TWI667183B - 進紙狀態及紙張寬度的偵測方法 - Google Patents

Abstract

本發明公開一種進紙狀態及紙張寬度的偵測方法，包括：ａ）使用至少一紅外光發射器發射出紅外光訊號；ｂ）使用一聚光元件將紅外光發射器發射出的紅外光訊號聚集在一起；ｃ）使用一光接收器用以接收聚光元件聚集在一起的紅外光訊號，其中，當紙張向前饋入時，紙張處於紅外光發射器和聚光元件之間，紙張會遮蔽部分聚光元件，從而遮擋部分紅外光訊號，所述光接收器接收到紅外光訊號量的多少會發生變化，藉由光接收器接收到紅外光訊號量的多少以確定紙張進紙的狀態和紙張的寬度。

Description

進紙狀態及紙張寬度的偵測方法

本發明涉及一種偵測方法，尤其涉及一種進紙狀態及紙張寬度的偵測方法。

按，請參閱第一圖、第四圖和第五圖，習知的掃描儀等文件處理事務裝置之進紙通道的兩側對應裝設有複數紅外光發射器100’和紅外光接收器200’，各紅外光接收器200’分別接收一對應的紅外光發射器100’所發出的紅外光訊號。紙張300’向前饋入時，紙張300’會遮斷部分紅外光發射器100’所發出的紅外光訊號，使與該部分紅外光發射器100’相對應的紅外光接收器200’無法接收到紅外光訊號，藉由紅外光訊號被遮斷的紅外光發射器100’的數量和位置判斷所饋入紙張300’的寬度和紙張300’在饋入時是否發生歪斜。另，根據預設的紙張300’的饋送速度結合饋送預設饋送距離的時間內紅外光訊號被所饋紙張300’遮斷的紅外光發射器的數量可以得知所饋紙張300’是否卡住(在饋送預設饋送距離的時間內，如果紅外光訊號被所饋紙張300’遮斷的紅外光發射器100’的數量變化小於一預設值時，可以判定為所饋送之紙張300’被卡住)。

惟，請參閱第一圖和第二圖，習知的紅外光發射器100’的軸線與紅外光接收器200’的軸線對齊，當所饋入紙張300’的紙頭抵達軸線位置時，系統會判定所饋入紙張300’遮斷紅外光發射器100’所發射之紅外光訊號，從而進行後續動作。其判定所饋入的紙張300’是否遮斷紅外光發射器100’所發射之紅外光訊號係通過接收端電壓(將紅外光接收器200’接收到的紅外光訊號轉換為相應的電壓)的改變來判斷。其判定過程如下：先設定紅外光發射器100’和紅外光接收器200’之間沒有紙時的接收端所得的電壓為N，再設定紅外光發射器100’和紅外光接收器200’之間有紙時的電壓M，當紙張300’剛好抵達軸線時接收端的電壓為(N+M)/2，所以當所得的電壓為(N+M)/2時，判定所饋入紙張300’遮斷紅外光發射器100’所發射之紅外光訊號，即判定紙頭抵達紅外光發射器100’和紅外光接收器200’之軸線位置。

請參閱第三圖，但在設置紅外光發射器100’和紅外光接收器200’時，兩者的軸線不一定能對齊，當兩者的軸線偏差太多時，會發生紙張300’還沒到達紅外光發射器100’或紅外光接收器200’之軸線時，接收端所得的電壓已小於(N+M)/2，系統便會判定判定所饋入紙張300’遮斷紅外光發射器100’所發射之紅外光訊號，即紙張300’的紙頭已到達紅外光發射器100’或紅外光接收器200’之軸線處。更嚴重者，紅外光發射器100’或紅外光接收器200’之間無紙張300’時，接收端所得的電壓已低於(N+M)/2，系統會一直處於誤判動作的狀態。

因此，有必要提供一種進紙狀態及紙張寬度的偵測方法，使用該方法能減少紅外光發射器和紅外光接收器的數量，從而降低掃描儀等文件處理事務裝置的生產成本並提高偵測的效果。

本發明之目的係針對上述習知不足而提供一種進紙狀態及紙張寬度的偵測方法，使用該方法能減少紅外光發射器和紅外光接收器的數量，從而降低掃描儀等文件處理事務裝置的生產成本並提高偵測的效果。

為了實現上述目的，本發明提供一種進紙狀態及紙張寬度的偵測方法，包括：a)使用至少一紅外光發射器發射出紅外光訊號；b)使用一聚光元件將紅外光發射器發射出的紅外光訊號聚集在一起；c)使用一光接收器用以接收聚光元件聚集在一起的紅外光訊號，其中，當紙張向前饋入時，紙張處於紅外光發射器和聚光元件之間，紙張會遮蔽部分聚光元件，從而遮擋部分紅外光訊號，所述光接收器接收到紅外光訊號量的多少會發生變化，藉由光接收器接收到紅外光訊號量的多少以確定紙張進紙的狀態和紙張的寬度。

綜上所述，本發明進紙狀態及紙張寬度的偵測方法藉由所饋入的紙張在饋入時會遮蔽聚光元件大小不同的面積，從而使光接收器會接收不同大小的紅外光訊號量，藉由光接收器接收到紅外光訊號量的多少可以對所饋入紙張是否歪斜、是否卡住等進紙狀態進行偵測，也可以對所饋入紙張的寬度進行偵測，相對於習知技術而言，本發明進紙狀態及紙張寬度的偵測方法能減少紅外光發射器和光接收器的數量，從而降低掃描儀等文件處理事務裝置的生產成本並提高偵測的效果。

211‧‧‧基部

212‧‧‧導光部

221‧‧‧分光主體部

222‧‧‧分光分支部

311‧‧‧凹槽

321‧‧‧聚光主體部

322‧‧‧聚光分支部

10、10’‧‧‧紅外光發射器

21、22‧‧‧分光元件

30’、31、32‧‧‧聚光元件

40、40’‧‧‧光接收器

50、50’‧‧‧紙張

第一圖係習知技術的紅外光發射器和光接收器的示意圖。

第二圖係習知技術所饋入紙張之紙頭到達紅外光發射器的軸線處之示意圖。

第三圖係習知技術的紅外光發射器和光接收器之軸線沒有對齊之示意圖。

第四圖係習知技術偵測所饋入紙張的寬度之示意圖。

第五圖係習知技術偵測所饋入紙張是否卡住之示意圖。

第六圖係本發明進紙狀態及紙張寬度的偵測方法之第一種實施例之流程圖。

第七圖係本發明進紙狀態及紙張寬度的偵測方法之第一種實施例所使用之紅外光外發射器、光接收器、分光元件和聚光元件之立體圖。

第八圖係本發明進紙狀態及紙張寬度的偵測方法所使用之分光元件和聚光元件之第一種實施例之左視圖。

第九圖係第八圖所示本發明進紙狀態及紙張寬度的偵測方法在偵測過程之示意圖。

第十圖係本發明進紙狀態及紙張寬度的偵測方法偵測紙張是否歪斜時之示意圖。

第十一圖係本發明進紙狀態及紙張寬度的偵測方法偵測紙張寬度時之示意圖。

第十二圖係本發明進紙狀態及紙張寬度的偵測方法之使用分光元件和聚光元件之第二種實施例對所饋入紙張進行偵測之示意圖。

第十三圖係本發明進紙狀態及紙張寬度的偵測方法對表一和表二所示的測試數據進行線性回歸分析之示意圖。

第十四圖係本發明進紙狀態及紙張寬度的偵測方法之第二種實施例之流程圖。

第十五圖係本發明進紙狀態及紙張寬度的偵測方法之第二種實施例對紙張進行偵測時之示意圖。

為詳細說明本發明之技術內容、構造特徵、所達成目的及功效，以下茲舉例並配合圖式詳予說明。

請參閱第六圖和第七圖，本發明進紙狀態及紙張寬度的偵測方法包括：a)使用至少一紅外光發射器10發射出紅外光訊號；a1)使用一分光元件將紅外光發射器10發射出的紅外光訊號沿一特定方向均勻分布並繼續向前發射；b)使用一聚光元件將經由分光元件分散後的紅外光訊號聚集在一起；c)使用一光接收器40用以接收聚光元件聚集在一起的紅外光訊號，其中，當紙張50向前饋入時，紙張50處於分光元件和聚光元件之間，紙張50會遮蔽部分聚光元件，從而遮擋部分紅外光訊號，光接收器40接收到紅外光訊號量的多少會發生變化，藉由光接收器40接收到紅外光訊號量的多少以確定紙張50進紙的狀態和紙張50的寬度。

請參閱第七圖和第八圖，本發明進紙狀態及紙張寬度的偵測方法所使用之分光元件和聚光元件之第一種實施例，在該實施例中，所述分光元件21為透明材料製成，分光元件21具有一基部211，基部211之與紅外光發射器10相對的側面呈弧形狀，弧形狀側面的中間連接有一呈V型的開口朝向紅外光發射器10的導光部212。所述聚光元件31為透明材料製成，聚光元件31與紅外光發射器10相對的一端較大，聚光元件31靠近光接收器40的一端較小，聚光元件31之對應紅外光發射器10和光接收器40的 兩端皆為平面，聚光元件31之靠近光接收器40一端的表面對應光接收器40處開設有一弧形凹槽311。

請參閱第七圖至第十圖以及下列表一及表二，表一和表二皆為使用分光元件21和聚光元件31進行測試之測試數據圖。在本實施例中所使用的紅外光發射器10的發光角度為50度，電阻值為45．4KΩ，分光元件21與聚光元件31及光接收器40相對一面為長方形狀的平面，該平面之長邊的長度為10MM，短邊的長度為6．1MM，將分光元件21的長邊的延伸方向設置與進紙方向相同，即紙張50沿分光元件21的長邊的延伸方向向前饋入，所述分光元件21將紅外光發射器10發射出的紅外光訊號沿長邊的延伸方向均勻分布並繼續向前發射。所述聚光元件31與分光元件21及紅外光發射器10相對的一面亦設置為一長方形平面，該長方形平面的長邊和短邊的長度對應設置為10MM和6．1MM，所述聚光元件31之與兩長邊分別對應的兩側面亦設置為平面，聚光元件31之與兩短邊分別對應的兩側面設置為弧面。從表一和表二可得知，在本實施例中，聚光元件31所能偵測的有效範圍的長度為9MM(10MM至9．5MM和0MM至0．5MM的位置為無效偵測範圍)，當紙張50向前饋入至遮蔽聚光元件31一半時，將光接收器40所接收到的紅外光訊號量轉化為電壓，所得的電壓為1．6V。

請參閱第七圖至第十圖，本發明進紙狀態及紙張寬度的偵測方法偵測紙張50饋入是否發生歪斜時，需要在左右兩側皆設置一組紅外光發射器10和光接收器20，在兩組紅外光發射器10和光接收器40之間分別設有一分光元件21和一聚光元件31。預設左右兩紅外光發射器10中心點相距的距離為100MM，當紙張50為歪斜饋入時，左右兩光接收器40分別所接收的紅外光訊號量不同，從而所得的電壓會不相同。所述饋入紙張50歪斜的角度可以通過以下方法求出：將左右兩紅外光接收器40所接收到的紅外光訊號量分別轉換為相對應的電壓，然後根據電壓再分別換算出所饋入紙張50之紙頭所到達的位置(左側紙頭所到達的位置為X1，右側紙頭所到達的位置為X2)，從而可以求出紙張50之紙頭所覆蓋的距離差X(X=X1-X2)。在本實施例中，已知左右兩紅外光發射器10中心點相距的距離L為100MM，將其代入三角函數公式Arctan(X/L)=θ，θ即為饋入紙張50之歪斜角度，從而可以偵測所饋入紙張50是否歪斜，歪斜的角度是多少。通常，習知掃描儀等文件處理事務裝置的饋紙裝置判斷紙張歪斜通常以歪斜5度作為臨界值，即饋入紙張歪斜大於5度時，表示所饋入紙張50歪斜嚴重，需停止進紙，當饋入紙張小於5度時，表示所饋入紙張50為正常進紙。本實 施例相對於習知技術而言，可以大大減少紅外光發射器10和光接收器20的數量，從而降低掃描儀等文件處理事務裝置的生產成本並可提高偵測的效果。

請參閱第七圖、第九圖以及上述表一和表二，使用本發明進紙狀態及紙張寬度的偵測方法偵測紙張50進紙時是否卡住，只需一個紅外光發射器10和一個光接收器40，在紅外光發射器10和一個光接收器40之間亦分別對應設置有一分光元件和一聚光元件，當紙張50向前饋入時，由於紙張50設於分光元件和聚光元件之間，光接收器40所接收到的紅外光訊號量會逐漸發生變化，從而轉化後的電壓亦會逐漸發生變化，當饋入紙張50之紙頭向前饋入一定距離的時間內，如果電壓變化小於一預設值時，則判定所饋入之紙張50被卡住。在本實施例中，所使用的分光元件和聚光元件為第一種實施例所使用之聚光元件21和分光元件31，將分光元件21和聚光元件31的長邊的延伸方向設置為與進紙方向相同，預設饋入紙張50之紙頭向前饋入2MM的時間內，如果光接收器40所接收到的電壓值的變化小於0．15V(平均前進0．5MM的電壓變化值)時，則判定紙張50被卡住。

請參閱第九圖和第十一圖，使用本發明進紙狀態及紙張寬度的偵測方法偵測所饋入紙張50的寬度時，需要在左右間隔設置兩組紅外光發射器10和光接收器40，預設兩組紅外光發射器10之中心點相距的距離為D，在兩組紅外光發射器10和光接收器之間分別設有一分光元件和一聚光元件。在本實施例中，所使用的分光元件和聚光元件為第一種實施例所使用之分光元件21和聚光元件31，將分光元件21的長邊的延伸方向擺放為與紙張50饋入方向相互垂直，從而使左右兩分光元件21和聚光元件31能覆蓋較大寬度。

當紙張50向前饋入時，紙張50的兩側分別處於兩組分光元件21和聚光元件31之間，紙張50會分別遮斷兩組紅外光發射器10和光接收器40之間的部分紅外光訊號，從而左右兩光接收器40會接收到不同的紅外光線訊號量。將不同的紅外光線訊號量轉化分別轉換為相對應的電壓，然後根據所得的電壓求出紙張50兩側所分別遮斷聚光元件21的距離。對應左側所遮斷之聚光元件的距離為A1，對應右側所遮斷之聚光元件的距離為A2。預設兩組聚光元件31之相對兩側面的距離為數值D，所饋入紙張的寬度P=D+A1+A2。因此，根據光接收器40所接收到的紅外光訊號量轉化為電壓便可偵測所饋入之紙張50的寬度，使用本發明進紙狀態及紙張寬度的偵測方法其與習知技術相比，僅需設置兩紅外光發射器10和兩光接收器40便可實現偵測所饋入紙張50之寬度的功能，其偵測的效果較好。

請參閱第八圖和第十三圖，當所饋入紙張50的厚度分別為28g和350g遮蔽聚光元件31不同長度時，所得的電壓線性相關程度都比較密切，結合所得的電壓值能對所饋入的紙張50是否發生歪斜、是否卡住等進紙狀態進行有效的偵測，亦能對所饋入紙張50的寬度進行有效偵測。

請參閱第十二圖，其為本發明進紙狀態及紙張寬度的偵測方法所使用之分光元件和聚光元件之第二種實施例，在該實施例中，所述分光元件22為透明材料製成，分光元件22具有一呈V形的開口朝向聚光元件32的分光主體部221，分光主體部221的橫截面為圓形狀，分光主體部221上固設有複數間隔排列地呈圓柱形狀的分光分支部222，所述分光分支部22向光接收器40方向延伸。所述聚光元件32為透明材料製成，聚光元件32具有一呈V形的開口朝向紅外光發射器10的聚光主體部321，聚光主體部 321的橫截面為圓形狀，聚光主體部321上固設有複數間隔排列地呈圓柱形狀的聚光分支部322，各聚光分支部322分別與一分光分支部222相對應，所述聚光分支部322向紅外光發射器10方向延伸。本實施例中，紅外光發射器10打開後，分光元件22將紅外光訊號導向分光主體部221的兩端及各分光分支部222，從而使紅外光訊號均勻分布的繼續向前發射。然後，聚光主體部321之兩端與各聚光分支部322分別對應將分光主體部221的兩端及分光分支部222發射出的紅外光訊號聚集在一起。當紙張50向前饋入時會遮蔽聚光主體部321的一端和部分聚光分支部322從而使光接收器40接收的紅外光訊號量會發生變化，將光接收器40接收的紅外光訊號量轉換為對應的電壓值亦可對所饋入的紙張50是否發生歪斜、是否卡住等進紙狀態進行有效的偵測，也能對所饋入紙張50的寬度進行有效偵測。

請參閱第十四圖和第十五圖，其為本發明進紙狀態及紙張寬度的偵測方法之第二種實施例，其設置有複數紅外光發射器10’、一聚光元件30’和一光接收器40’，包括：a)使用至少一紅外光發射器10’發射出紅外光訊號；b)使用一聚光元件30’將紅外光發射器10’發射出的紅外光訊號聚集在一起；c)使用一光接收器40’用以接收聚光元件30’聚集在一起的紅外光訊號，其中，當紙張50’向前饋入時，紙張50’處於紅外光發射器10’和聚光元件30’之間，紙張50會遮蔽部分聚光元件30’，從而遮擋部分紅外光訊號，所述光接收器40’接收到紅外光訊號量的多少會發生 變化，藉由光接收器40’接收到紅外光訊號量的多少以確定紙張50’進紙的狀態和紙張50’的寬度。

請續參閱第十四圖和第十五圖，當紙張50’向前饋入時，紙張50’會遮斷部分紅外光發射器10’所發射的紅外光訊號，從而會造成光接收器40’會接收到不同的紅外光訊號量，將光接收器40’接收到不同的紅外光訊號量轉換為相對應的電壓，從而對所饋入紙張50’是否發生歪斜、是否卡住等進紙狀態進行偵測，或對所饋入紙張50’的寬度進行偵測。在該實施例中，相對習知技術，其只需設置一光接收器40’，從而亦可降低掃描儀等文件處理事務裝置的生產成本並提高偵測的效果。

綜上所述，本發明進紙狀態及紙張寬度的偵測方法藉由所饋入的紙張50在饋入時會遮蔽聚光元件大小不同的面積，從而使光接收器40會接收不同大小的紅外光訊號量，藉由光接收器40接收到紅外光訊號量的多少轉換為大小不同的電壓從而可以對所饋入紙張50是否歪斜、是否卡住等進紙狀態進行偵測，也可以對所饋入紙張50的寬度進行偵測，相對於習知技術而言，本發明進紙狀態及紙張寬度的偵測方法能減少紅外光發射器10和光接收器40的數量，從而降低掃描儀等文件處理事務裝置的生產成本並提高偵測的效果。

Claims (6)

1. 一種進紙狀態及紙張寬度的偵測方法，包括：a)使用至少一紅外光發射器發射出紅外光訊號；b)使用一聚光元件將紅外光發射器發射出的紅外光訊號聚集在一起；c)使用一光接收器用以接收聚光元件聚集在一起的紅外光訊號；其中，所述聚光元件為透明材料製成，聚光元件與紅外光發射器相對的一端較大，聚光元件靠近光接收器的一端較小，聚光元件之對應紅外光發射器和光接收器的兩端為平面，聚光元件之靠近光接收器一端的表面對應光接收器處開設有一弧形凹槽；當紙張向前饋入時，紙張處於紅外光發射器和聚光元件之間，紙張會遮蔽部分聚光元件，從而遮擋部分紅外光訊號，所述光接收器接收到紅外光訊號量的多少會發生變化，藉由光接收器接收到紅外光訊號量的多少以確定紙張進紙的狀態和紙張的寬度。
2. 如申請專利範圍第1項所述之進紙狀態及紙張寬度的偵測方法，其中該a)還包括以下：a1)使用一分光元件將紅外光發射器發射出的紅外光訊號沿一特定方向均勻分布並繼續向前發射，所述聚光元件係將經由分光元件分散後的紅外光訊號聚集在一起，所述紙張向前饋入時，紙張處於分光元件和聚光元件之間。
3. 如申請專利範圍第2項所述之進紙狀態及紙張寬度的偵測方法，其中所述分光元件為透明材料製成，分光元件具有一基部，基部 之與光發射器相對的側面呈弧形狀，弧形狀側面的中間連接有一呈V型的開口朝向紅外光發射器的導光部。
4. 一種進紙狀態及紙張寬度的偵測方法，包括：a)使用至少一紅外光發射器發射出紅外光訊號；b)使用一聚光元件將紅外光發射器發射出的紅外光訊號聚集在一起；c)使用一光接收器用以接收聚光元件聚集在一起的紅外光訊號；其中，所述聚光元件為透明材料製成，聚光元件具有一呈V形的開口朝向紅外光發射器的聚光主體部，聚光主體部的橫截面為圓形狀，聚光主體部上固設有複數間隔排列地呈圓柱形狀的聚光分支部，所述聚光分支部向紅外光發射器方向延伸。
5. 如申請專利範圍第4項所述之進紙狀態及紙張寬度的偵測方法，其中該a)還包括以下：a1)使用一分光元件將紅外光發射器發射出的紅外光訊號沿一特定方向均勻分布並繼續向前發射，所述聚光元件係將經由分光元件分散後的紅外光訊號聚集在一起，所述紙張向前饋入時，紙張處於分光元件和聚光元件之間。
6. 如申請專利範圍第5項所述之進紙狀態及紙張寬度的偵測方法，其中所述分光元件為透明材料製成，分光元件具有一呈V形的開口朝向聚光元件的分光主體部，分光主體部的橫截面為圓形狀，分光主體部之上固設有複數間隔排列地呈圓柱形狀的分光分支部，所述分光分支部向光接收器方向延伸。