(57)【要約】      （修正有）【課題】  制御部から離れた場所に設けられた光センサの電流信号を長距離伝送する場合、途中の伝送路で該光センサの電流信号はノイズの影響を受ける。この対策として光センサ近傍に電流増幅器を設置し、該光センサ信号電流を増幅し制御部まで伝送する小規模で広レンジで簡易な回路を提供する。【解決手段】  オペアンプに依る電圧フォロアを用いて、検出抵抗に発生した信号電圧を低抵抗上に複製する事による定数倍電流増幅回路とする。または電流比１：ｎのカレントミラーを用いて定数倍電流増幅器を実現する。【選択図】  図１
2007251234.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理回路までの伝達用電流増幅回路における微少検出電流の増幅装置において、検出用抵抗経由の被増幅電流に加え、
オペアンプに依る電圧フォロア回路からの抵抗を経由した増幅用電流を加算する事で構成したことを特徴とする定数倍電流増幅回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプリンタに設けられた受光センサ出力の初段増幅として、検出制御部までの伝送路でのノイズ影響を低減する為の定数倍電流増幅回路である。
【背景技術】
【０００２】
図4はセンサを持つ一般的プリンタの全体図で、不図示の機構で給紙される用紙36)に対して、キャリッジ・シャフト32上のキャリッジ34が矢印35に示すように往復駆動され、キャリッジ上のインク吐出部に依って、印刷を行う装置である。
【０００３】
印刷や制御は制御部31に依って制御され、フレキシブルな配線33に依ってインク吐出を制御している。
【０００４】
フレキシブルな配線33は、用紙幅が大きい場合に無視出来ない程に長く、駆動を妨げない為に柔らかい必要があり、この為に細い配線材料となって抵抗も大きく、ノイズ対策のシールドも柔軟性を損なう為に採用できない。
【０００５】
この様なプリンタに於いて、印字を行う可動キャリッジ34上に反射型の光学センサ系37を設ける事で、被印字媒体の表面を観測して紙端を測ったり、印字濃度を測定するように高機能化している。
【０００６】
この場合、センサの検出電流はmA以下、また主たる制御部31から離れている為に、制御線を追加して可変利得を行うよりも、伝送に耐える様に単機能な電流増幅回路(≒ヘッドアンプ)が望まれている。
【０００７】
定倍の電流増幅回路としては従来IC内部などでは、図2に示すようなマルチエミッタに依る増幅回路が多く見られる(特許文献1)。これは(IC内部の)トランジスタ対の面積比に依る方法で、隣接して構成する事で正確な定電流倍が実現できる方法である。
【０００８】
即ち、1の検出電流を2のトランジスタを通す事で、同電流に対するベース・エミッタ電圧を発生させ、同電圧に依る3に示す(n-1)個のエミッタを有するマルチ・エミッタ・トランジスタで(n-1)倍の電流を5のラインに流すように構成している。なお、3のトランジスタのコレクタは不図示の5Vなどの中間電圧に接続されている。
【０００９】
この増幅作用により、5のラインの距離を延長する事が可能になり、離れた制御回路上に4の検出負荷抵抗を接続して、場合によって抵抗値を可変して、端子電圧の測定から検出電流を知る事が可能に成っている。
【００１０】
他の方法としては駆動回路などに、図3の様なカレントミラーの回路が使われる例がある。通常は13のトランジスタのコレクタ電流を制御する用途として用いられる形の変形例で、コレクタは不図示の5Vなどの中間電圧に接続されている。
【００１１】
即ち、1の検出電流を12のトランジスタ経由で14の抵抗に通す事で、同電流に対してベース・5ライン間の電圧を発生させる。同電圧に依る13のトランジスタと15の抵抗でベース電位が同じになる電圧、即ち1/抵抗比分に相当する99倍の電流を5のラインに流すように構成している。
【００１２】
この増幅作用により、5のラインの距離を延長する事が可能になり、離れた制御回路上に4の検出負荷抵抗を接続して、場合によって抵抗値を可変して、端子電圧の測定から検出電流を知る事が可能に成っている。
【００１３】
また、この回路は、対のトランジスタなので入手が容易で、増幅率が14,15の抵抗値だけに依存する為、設計が容易に出来る利点がある。
【００１４】
即ち、ディスクリートのトランジスタが同一特性と見なせる領域でエミッタ抵抗での発生電圧によって、所定の定電流回路を実現したものであった。
【００１５】
ところが、低電流な領域に於いてはトランジスタ対が同じ動作をせず、増幅されない場合もあった。
【特許文献１】特開昭６１−２４０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
濃度測定を行うに当たっては、レンジとしては100倍以上の範囲を正しく増幅する必要があり、広レンジ対応の増幅器が望まれる。
【００１７】
また、伝送のノイズ低減や伝送抵抗による電位差を配慮すると、広レンジに対応する為に電流での伝送が望ましい。
【００１８】
測定が濃度に限定される計測器のような場合は、初段で対数増幅を行い信号圧縮と増幅を兼ねる事も出来るが、センサ信号が紙幅検知や光量差による測距を兼ねている場合は、リニアな出力も要求される為にリニアな増幅が望まれる。
【００１９】
従って、小規模の回路構成で、100倍を超えるような微弱・広範囲の検出電流を正確に定電流倍し、検知領域から離れた制御部まで伝達できるようにする必要がある。
【００２０】
マルチエミッタの方法はIC内部などの限られた場所で、限られた電流を増幅する事には適しているが、10倍以上の高利得・高レンジの増幅を行うにはエミッタ面積(チップ面積)を必要とする為に実用が難しい。
【００２１】
エミッタ抵抗を用いる方法でも、広レンジの増幅に関しては、制御基板上の検出抵抗の電圧によって電流増幅部の出力電圧が変化して、その為に増幅トランジスタ部分の電圧が大幅に変化して直線的動作が困難に成る場合が有った。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
トランジスタによる増幅では安定した増幅部分に電位差が確保できない為に、検出用抵抗経由の電流に加えオペアンプに依る電圧フォロア回路からの抵抗を経由した増幅用電流を加算する事で、定倍の定電流を構成した回路。
【発明の効果】
【００２３】
従来のトランジスタを用いた回路の比べ増幅部分の電位差が必要なく、検出部分の電位差のみに留まり、電圧降下が少なく、安定した電流増幅回路が安価に実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
次に、本発明の詳細を実施例の記述に従って説明する。
【００２５】
図1に示す本発明では、24の検出用抵抗電圧に発生した検出電圧を、23のオペアンプを用いた電圧フォロアを用いて、25の増幅用抵抗に発生する電位と等しくなるように制御する。
【００２６】
例えば、光電流1が1μAの場合、非増幅ならば検出抵抗4は1MΩで1Vの出力と成るが、5のラインのインピーダンスが1MΩと高く、非常にノイズに弱くなってしまう。
【００２７】
検出用抵抗24を1kΩとすると、電圧降下は1mVしかないが、オペアンプ23で電流増幅を行う事が出来る。
【００２８】
この為、検出用抵抗値の1/99倍(＝10.1Ω)の増幅用抵抗値25を用いれば、電圧フォロアからは1mV/10.1Ω=99μA、即ち99倍の電流が流入されて、結果100倍の電流増幅された信号が5のラインに流れ、10kΩと低い検出用抵抗を用いても電圧検出が容易に出来る。
【００２９】
この増幅作用により、5のラインのインピーダンスを下げ、距離を延長する事が可能になる。
【００３０】
また、オペアンプを使った事で、従来必要だったトランジスタの電圧降下無しに所定倍の電流増幅ができ、離れた制御基板内の端子電圧の測定から光電流を知る事が可能に成っている。
【００３１】
従って、検出レンジの切替として、制御基板上の検出抵抗を切り替えを行っても、トランジスタの飽和/非飽和の切り替わりなど無く、検出用抵抗24に電流が流れれば、それに応じた増幅を行う事が出来る。
【００３２】
使用するオペアンプとしては、低オフセット電圧・低入力バイアスの必要はあるが、さほど特殊な仕様でなく、調整も必要ない為にヘッドアンプとして使用が容易である。
【００３３】
以上述べたように、オペアンプを使った定電流増幅器をセンサ近傍に設ける事で、安定した検知を行うセンサ系が実装でき、紙位置情報や印字濃度調節などの検出制御が容易に実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本件の実施回路例。
【図２】従来のマルチエミッタの回路例。
【図３】従来のトランジスタ対の回路例。
【図４】プリンタ装置の全体図。
【符号の説明】
【００３５】
1  光検出素子
2,3,12,13  トランジスタ
34  プリンタのキャリッジ
【図１】
2007251234.tif 000003
【図２】
2007251234.tif 000004
【図３】
2007251234.tif 000005
【図４】
2007251234.tif 000006