(57)【要約】【課題】記録紙の有無を検出する紙検出器において、性能の個体ばらつきや固定位置のばらつきに起因する出力ばらつきの補正を簡易な構成で実現する。【解決手段】本発明に係る紙検出器３０は、発光素子３１と受光素子３３と調整機構５１とを有し、発光素子３１と受光素子３３とは、紙搬送路２３を挟んで概ね対向配置される。調整機構５１は、発光素子３１の発光部の中心と受光素子３３の受光部の中心とを結ぶ直線を仮想直線Ｌ０とした時、仮想直線Ｌ０に対して投光軸が成す角度、および仮想直線Ｌ０に対して受光軸が成す角度の少なくともいずれか一方を可変とできる。つまり、投光軸Ｌ１および受光軸Ｌ２の少なくともいずれか一方を、仮想直線Ｌ０からずらすことができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子と受光素子とを有し、前記発光素子と前記受光素子とが紙搬送路を挟んで対向配置される紙検出器であって、
前記発光素子の発光部の中心と前記受光素子の受光部の中心とを結ぶ直線を仮想直線とした時、
前記仮想直線に対して前記発光素子の投光軸が成す角度、および前記仮想直線に対して前記受光素子の受光軸が成す角度の少なくともいずれか一方を、可変とする調整機構を備えることを特徴とする紙検出器。
【請求項２】
前記調整機構は、前記投光軸または前記受光軸が平行移動となる方向に、前記発光素子の位置および前記受光素子の位置の少なくともいずれか一方を移動可能とする可動機構を備えることを特徴とする請求項１に記載の紙検出器。
【請求項３】
前記可動機構は、前記発光素子を支持する発光素子支持部材および前記受光素子を支持する受光素子支持部材の少なくともいずれか一方を備え、
前記発光素子支持部材および前記受光素子支持部材の少なくともいずれか一方が、前記紙検出器を構成する固定部材に支軸によって設置され、
前記支軸の方向が、前記仮想直線と略一致する方向であり、
前記発光素子支持部材および前記受光素子支持部材の少なくともいずれか一方が、前記支軸を中心にして、前記仮想直線に対する略垂直面上を回動可能に構成されることを特徴とする請求項２に記載の紙検出器。
【請求項４】
前記調整機構は、前記仮想直線に対して前記投光軸または前記受光軸が交差する方向に、前記受光素子および前記発光素子の少なくともいずれか一方を回動可能とする回動機構を備えることを特徴とする請求項１に記載の紙検出器。
【請求項５】
前記回動機構は、前記発光素子を支持する発光素子支持部材および前記受光素子を支持する受光素子支持部材の少なくともいずれか一方を備え、
前記発光素子支持部材および前記受光素子支持部材の少なくともいずれか一方が、前記紙検出器を構成する固定部材に支軸によって設置され、
前記支軸の方向が、前記仮想直線と略垂直方向であり、
前記発光素子支持部材および前記受光素子支持部材の少なくともいずれか一方が、前記支軸を中心にして、前記仮想直線に対して略平行な面上を回動可能に構成されることを特徴とする請求項４に記載の紙検出器。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の紙検出器を備えたプリンター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録紙の有無を検出するための紙検出器、およびこれを備えたプリンターに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、プリンターは、記録紙の有無を検出する紙検出器を備えており、紙検出器のセンサーとして、フォトセンサーが組み込まれることがある。フォトセンサーによる紙検出器は、被検出体である記録紙が搬送される搬送経路面を挟んで、発光素子と受光素子とが対向して配置され、発光素子から発した光が、受光素子によって検出される。そのため、搬送経路面に記録紙がある状態で検出される光の量（以下、光量という）と、記録紙がない状態で検出される光量との間には、差異が生じる。したがって、その差異を検出することによって、記録紙の有無が検出できる。
【０００３】
この種の紙検出器は、発光素子および受光素子の性能の個体ばらつきや固定位置のばらつきに起因して、受光素子の出力電流、すなわち受光光量が、プリンター個体間でばらついてしまうことがある。そのため、受光光量のばらつきを補正する手段が必要となる。
【０００４】
従来、フォトセンサーは、可変抵抗器を有する回路基板によって光量調整が行われていた。しかし、このような調整手段においては、可変抵抗器の劣化や変動による全体の信頼性の低下が指摘されている。そのため、光量調整手段として、光学式絞り装置によって、光強度を調整する装置が提案された（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−１７８５５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に示される光量調整手段は、紙検出器に追加して光学式絞り装置等を備えることによる構成の複雑化やコストの増加といった課題があった。また、特許文献１には、素子の光軸方向を調整することによって素子の個体ばらつきを吸収する光量調整の技術は、なんら開示されていない。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００８】
（適用例１）発光素子と受光素子とを有し、前記発光素子と前記受光素子とが紙搬送路を挟んで対向配置される紙検出器であって、前記発光素子の発光部の中心と前記受光素子の受光部の中心とを結ぶ直線を仮想直線とした時、前記仮想直線に対して前記発光素子の投光軸が成す角度、および前記仮想直線に対して前記受光素子の受光軸が成す角度の少なくともいずれか一方を、可変とする調整機構を備えることを特徴とする紙検出器。
【０００９】
この構成によれば、発光素子の発光部の中心と受光素子の受光部の中心とを結ぶ直線を仮想直線とした時、仮想直線に対して投光軸が成す角度、および仮想直線に対して受光軸が成す角度の少なくともいずれか一方を、可変とできる。つまり、投光軸および受光軸の少なくともいずれか一方を、仮想直線からずらすことができる。
ここで、発光素子の投光軸とは、発光素子が照射する光の拡がり（光芒）の中心軸であり、受光素子の受光軸とは、受光範囲の中心軸である。したがって、発光素子と受光素子とが正対して、投光軸および受光軸が仮想直線と一致する場合が、受光素子の出力が最大となる。また、投光軸または受光軸が仮想直線と一致した状態からずれると、ずれ量に応じて、受光素子の出力が最大出力よりも小さくなる。
そのため、そのずれ量を調整することによって、発光素子および受光素子の性能の個体ばらつきや固定位置のばらつきに起因する紙検出器の出力のばらつきを補正することができる。したがって、高精度の紙検出器を提供することができる。
【００１０】
（適用例２）上記適用例において、前記調整機構は、前記投光軸または前記受光軸が平行移動となる方向に、前記発光素子の位置および前記受光素子の位置の少なくともいずれか一方を移動可能とする可動機構を備えることを特徴とする紙検出器。
【００１１】
この構成によれば、受光素子の出力が最大となる場合、すなわち、投光軸および受光軸が仮想直線と一致する場合の発光素子および受光素子の位置より、投光軸または受光軸が平行移動となる方向に段階的に発光素子または受光素子を移動させることができる。
このとき、発光素子または受光素子の移動量の増加にともなって、仮想直線に対して投光軸が成す角度、または、仮想直線に対して受光軸が成す角度は増加する。すなわち、投光軸または受光軸が仮想直線と一致した状態からのずれ量は、移動量によって決まる。
したがって、ずれ量に応じて受光素子の出力は減少するため、受光素子の出力を移動量によって調整することができる。
【００１２】
（適用例３）上記適用例において、前記可動機構は、前記発光素子を支持する発光素子支持部材および前記受光素子を支持する受光素子支持部材の少なくともいずれか一方を備え、前記発光素子支持部材および前記受光素子支持部材の少なくともいずれか一方が、前記紙検出器を構成する固定部材に支軸によって設置され、前記支軸の方向が、前記仮想直線と略一致する方向であり、前記発光素子支持部材および前記受光素子支持部材の少なくともいずれか一方が、前記支軸を中心にして、前記仮想直線に対する略垂直面上を回動可能に構成されることを特徴とする紙検出器。
【００１３】
この構成によれば、発光素子支持部材および受光素子支持部材の少なくともいずれか一方が、仮想直線と略平行な支軸によって固定部材に設置される。そのため、発光素子支持部材および受光素子支持部材のいずれか一方を、固定部材に対して、支軸を中心に回動させることができる。つまり、回動中心となる支軸が仮想直線と略平行であるため、仮想直線に対して発光素子の投光軸または受光素子の受光軸が平行移動可能となる。そして、当該平行移動を可能とする可動機構を、発光素子支持部材および受光素子支持部材のいずれか一方と固定部材の組合せとで実現できる。
したがって、複雑な調整機構を必要とせず、簡易な構成で上記適用例の紙検出器を実現でき、安価に高精度の紙検出器を提供できる。
【００１４】
（適用例４）上記適用例において、前記調整機構は、前記仮想直線に対して前記投光軸または前記受光軸が交差する方向に、前記受光素子および前記発光素子の少なくともいずれか一方を回動可能とする回動機構を備えることを特徴とする紙検出器。
【００１５】
この構成によれば、受光素子の出力が最大となる場合、すなわち、投光軸と受光軸とが仮想直線と一致する場合の発光素子および受光素子の位置より、仮想直線に対して投光軸または受光軸が交差する方向に、発光素子および受光素子の少なくともいずれか一方を回動させることができる。
そのため、発光素子または受光素子の回転量の増加にともなって、仮想直線に対して投光軸が成す角度、または、仮想直線に対して受光軸が成す角度は増加する。すなわち、投光軸または受光軸が仮想直線と一致した状態からのずれ量は、回転量によって決まる。
したがって、ずれ量に応じて受光素子の出力は減少するため、受光素子の出力を回転量によって調整することができる。
【００１６】
（適用例５）上記適用例において、前記回動機構は、前記発光素子を支持する発光素子支持部材および前記受光素子を支持する受光素子支持部材の少なくともいずれか一方を備え、前記発光素子支持部材および前記受光素子支持部材の少なくともいずれか一方が、前記紙検出器を構成する固定部材に支軸によって設置され、前記支軸の方向が、前記仮想直線と略垂直方向であり、前記発光素子支持部材および前記受光素子支持部材の少なくともいずれか一方が、前記支軸を中心にして、前記仮想直線に対して略平行な面上を回動可能に構成されることを特徴とする紙検出器。
【００１７】
この構成によれば、発光素子支持部材および受光素子支持部材の少なくともいずれか一方が、仮想直線と交わる方向の支軸によって固定部材に設置される。そのため、発光素子支持部材および受光素子支持部材のいずれか一方を、固定部材に対して、支軸を中心に回動させることができる。つまり、回動中心となる支軸が仮想直線と交わるため、発光素子支持部材または受光素子支持部材が、仮想直線に対して平行な面上を回動可能となって、発光素子の投光軸または受光素子の受光軸が、仮想直線と交差する方向へ回動可能となる。そして、当該回動を可能とする回動機構を、発光素子支持部材および受光素子支持部材のいずれか一方と固定部材の組合せとで実現できる。
したがって、複雑な調整機構を必要とせず、簡易な構成で上記適用例の紙検出器を実現でき、安価に高精度の紙検出器を提供できる。
【００１８】
（適用例６）上記適用例のいずれかに記載の紙検出器を備えたプリンター。
【００１９】
この構成によれば、紙検出器は、プリンターの紙搬送路上の紙の有無の判定を高精度で行うことができる。したがって、信頼性の高いプリンターを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態に係るプリンターの断面図。
【図２】本発明の第１実施形態に係る発光素子と受光素子の位置関係。
【図３】本発明の第１実施形態に係る可動機構の構造。
【図４】本発明の実施形態に係る受光素子の相対出力。
【図５】本発明の第２実施形態に係る発光素子と受光素子の位置関係。
【図６】本発明の第２実施形態に係る回動機構の構造。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
（第１実施形態）
以下、第１実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明で参照する図面では、説明および図示の便宜上、部材ないし部分の縦横の縮尺を実際のものとは異なるように表す場合がある。
【００２２】
（プリンターの全体構成について）
まず、本発明の実施形態に係るプリンター１０の概略構成について、図１を参照して説明する。図１は、プリンター１０を紙搬送路２３に対して垂直に切断した断面図である。図１に示すように、プリンター１０は、内部にロール状に巻かれたロール紙２０を投入する空間を有し、投入されたロール紙２０は、ロール紙保持ローラー２１により保持される。また、プリンター１０内部には、ロール紙２０を排紙口２４まで、連続して搬送できる紙搬送路２３を有する。紙搬送路２３上には印刷ヘッド１１、紙送りローラー２２、紙検出器３０を備えている。
【００２３】
紙検出器３０は、紙搬送路２３においてロール紙２０の有無を検出する。ロール紙２０の有りが検出された時においてのみ、プリンター１０は、印刷ヘッド１１でロール紙２０への印刷を行う。印刷されたロール紙２０は、紙送りローラー２２により、紙搬送路２３上を排紙口２４に向かって搬送される。このとき、印刷前のロール状に巻かれたロール紙２０は、ロール紙保持ローラー２１によって保持されているため、自由に回転することができる。そのため、紙送りローラー２２によって、ロール紙２０は容易に引き出され、紙搬送路２３を介して印刷ヘッド１１へ常に供給される。これにより、プリンター１０は、ロール紙２０に連続印刷を行い、印刷物を使用者に対して提供することができる。
【００２４】
（紙検出器について）
次に、紙検出器３０の詳細構成について、図１を参照して説明する。図１に示すように、紙検出器３０は、発光素子３１と受光素子３３と調整機構５１（図３参照）とを有し、発光素子３１と受光素子３３とは、紙搬送路２３を挟んで概ね対向配置される。
紙検出を行うとき、発光素子３１が発光し、照射された光束は紙搬送路２３を通過し、概ね対向配置された受光素子３３に至る。したがって、発光素子３１と受光素子３３の間にある紙搬送路２３上にロール紙２０が存在する場合、光束が遮られる。その結果、ロール紙２０が存在する場合と存在しない場合とで受光素子３３の受光出力が変化する。そのため、ロール紙２０が存在する場合の受光出力とロール紙２０が存在しない場合の受光出力との間に閾値を設けて、受光出力と閾値を比較することにより、ロール紙２０の有無を検出することができる。
受光出力は、発光素子３１または受光素子３３の素子個体の性能ばらつきや固定位置のばらつきによって異なる。そこで、受光出力の調整機構５１により、所定の受光出力に調整することにより、誤検出のない高精度な紙検出器３０として機能させる。
【００２５】
（可動機構について）
次に、受光出力の調整を行う調整機構５１について説明する。第１実施形態における調整機構５１は、発光素子３１の可動機構５２で構成される。その構造について、図２、図３を参照して説明する。図２は、可動機構５２による発光素子３１と受光素子３３との位置関係の変化を示す図である。図３は、可動機構５２の構造を示す図である。なお、図３は、図２において、発光素子３１の投光軸Ｌ１と受光素子３３の受光軸Ｌ２とが、仮想直線Ｌ０に一致した状態である。ここで、仮想直線Ｌ０は、発光素子３１の発光部の中心と受光素子３３の受光部の中心とを結ぶ直線を示す仮想線であり、投光軸Ｌ１および受光軸Ｌ２が仮想直線Ｌ０と一致する時、受光素子３３の出力が最大となる。
【００２６】
図３に示すように、発光素子３１は発光素子支持部材３２に固定され、発光素子支持部材３２は、支軸３４によって紙検出器３０を構成する固定部材３８に設置される。支軸３４は、仮想直線Ｌ０と略平行な方向に延びる軸であり、支軸３４より径の大きい発光素子支持部材３２の支軸位置決め穴（不図示）を貫通して固定部材３８に達し、固定部材３８に固定される。そのため、設置時において、発光素子支持部材３２は、支軸３４を中心にして、仮想直線Ｌ０に対する略垂直面上を回動可能な構造であり、固定部材３８に備えられた突起受け部３９と発光素子支持部材３２の端部３７とが係合することにより位置決めされる。
【００２７】
可動機構５２において、発光素子支持部材３２を、図３の状態から支軸３４を中心に回動（方向Ａ）させて、突起受け部３９と端部３７との係合位置を変更すると、図２に示すように、投光軸Ｌ１と受光軸Ｌ２と仮想直線Ｌ０とが一致した状態から投光軸Ｌ１が平行移動となる方向Ａに、発光素子３１が移動する。このとき、発光素子３１の移動量が大きいほど、仮想直線Ｌ０に対して投光軸Ｌ１が成す角度θ１が大きくなる。
図４は、角度θ１と受光素子３３の出力の関係を示す。図４に示されるように、投光軸Ｌ１と受光軸Ｌ２と仮想直線Ｌ０とが一致した状態、すなわち、角度θ１が０度となるときに受光素子３３の出力は最大となり、角度θ１の絶対値が大きくなるにしたがい、受光素子３３の出力は減少する。したがって、角度θ１を可動機構５２によって調整することで、受光素子３３の出力を最大出力以下の範囲で任意の値に設定することが出来る。
【００２８】
（作用効果）
よって、プリンター１０の組立時において、発光素子３１または受光素子３３の素子個体の性能ばらつきや固定位置のばらつきによって異なる受光素子３３の出力を、可動機構５２を備えた調整機構５１により調整して、あらかじめ定めた基準値に補正できる。その結果、複雑な調整機構を必要とせず、簡易な構成で安価に高精度の紙検出器３０を提供でき、信頼性の高いプリンター１０を提供することができる。
【００２９】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について、図面を参照して説明する。なお、第１実施形態と同一の構成部位については、同一の符号を使用し、重複する説明は省略する。
【００３０】
（回動機構について）
本実施の形態における紙検出器３０の調整機構５４は、発光素子３１の回動機構５５で構成される。その構造について、図５、図６を参照して説明する。図５は、回動機構５５による発光素子３１と受光素子３３との位置関係の変化を示す図である。図６（ａ）は、回動機構５５の構造を示す図である。図６（ｂ）、（ｃ）は、回動機構５５を構成する部位を示す図である。
【００３１】
図６（ａ）に示すように、発光素子３１は素子基板３５に固定され、素子基板３５は発光素子支持部材３２に固定される。発光素子支持部材３２は、支軸３４によって紙検出器３０を構成する固定部材３８に設置される。支軸３４は、仮想直線Ｌ０と略垂直方向に延びる軸であり、支軸３４より径の大きい発光素子支持部材３２の支軸位置決め穴３６を貫通して固定部材３８に達し、固定部材３８に固定される。そのため、発光素子３１、素子基板３５および発光素子支持部材３２は、一体となって、支軸３４を中心にして、仮想直線Ｌ０に対して略平行な面上を回動可能な構成となる。
ここで、固定部材３８において発光素子支持部材３２と接触する面は、図６（ｂ）に示すように、位置決め突起４０を備えている。一方、図６（ｃ）に示すように、発光素子支持部材３２において固定部材３８と接触する面は、支軸位置決め穴３６および複数の位置決め溝４１を備えている。
したがって、固定部材３８の位置決め突起４０と発光素子支持部材３２の位置決め溝４１とが係合することにより、発光素子３１、素子基板３５および発光素子支持部材３２の位置が決まる。
【００３２】
回動機構５５において、発光素子支持部材３２を、投光軸Ｌ１と受光軸Ｌ２と仮想直線Ｌ０とが一致した状態から支軸３４を中心に回動（方向Ｂ）させて、位置決め突起４０と位置決め溝４１の係合位置を変更すると、発光素子３１は、図５に示すように、仮想直線Ｌ０に対して発光素子３１の投光軸Ｌ１が交差する方向Ｂへ、回動する。このとき、発光素子３１の回動量が大きいほど、仮想直線Ｌ０に対して投光軸Ｌ１が成す角度θ２が大きくなる。
ここで、角度θ２と受光素子３３の出力の関係は、第１実施形態における角度θ１と同様の特性を有し、図４で示される。したがって、投光軸Ｌ１と受光軸Ｌ２と仮想直線Ｌ０とが一致した状態、すなわち、角度θ２が０度となるときに受光素子３３の出力は最大となり、角度θ２の絶対値が大きくなるにしたがい、受光素子３３の出力は減少する。したがって、角度θ２を回動機構５５によって調整することで、受光素子３３の出力を最大出力以下の範囲で任意の値に設定することが出来る。
【００３３】
（作用効果）
よって、プリンター１０の組立時において、発光素子３１または受光素子３３の素子個体の性能ばらつきや固定位置のばらつきによって異なる受光素子３３の出力を、回動機構５５を備えた調整機構５４により調整して、所定の基準値に補正できる。その結果、複雑な調整機構を必要とせず、簡易な構成で安価に高精度の紙検出器３０を提供でき、信頼性の高いプリンター１０を提供することができる。
【００３４】
（変形例）
第１実施形態において、可動機構５２は、発光素子３１を支持する発光素子支持部材３２を移動させる構造とした。しかし、本願発明の可動機構５２はこれに限られず、受光素子３３を支持する受光素子支持部材（不図示）を移動させる構造としてもよい。
また、第２実施形態において、回動機構５５は、発光素子３１を支持する発光素子支持部材３２を回動させる構造とした。しかし、本願発明の回動機構５５はこれに限られず、受光素子３３を支持する受光素子支持部材（不図示）を回動させる構造としてもよい。
【符号の説明】
【００３５】
１０…プリンター、１１…印刷ヘッド、２０…ロール紙、２１…ロール紙保持ローラー、２２…紙送りローラー、２３…紙搬送路、２４…排紙口、３０…紙検出器、３１…発光素子、３２…発光素子支持部材、３３…受光素子、３４…支軸、３５…素子基板、３６…支軸位置決め穴、３７…端部、３８…固定部材、３９…突起受け部、４０…位置決め突起、４１…位置決め溝、５１、５４…調整機構、５２…可動機構、５５…回動機構、Ｌ０…発光素子の発光部の中心と受光素子の受光部の中心を結ぶ仮想直線、Ｌ１…発光素子の投光軸、Ｌ２…受光素子の受光軸、Ａ…投光軸の平行移動方向、Ｂ…発光素子支持部材の回動方向。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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