JP2000227308A - エッジ検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被検出物の透過率等の影響を受けることのな
い安定した高精度のエッジ検出を行うことができるエッ
ジ検出装置を構成する。 【解決手段】 被検出物14の相対的な移動方向Ｘにずれ
た一部が互いに重なる受光センサ12ａ，12ｂ夫々による
２つの検出エリアを有する光センサ10を使用する。最大
時検出手段20を構成する差動アンプ21が、受光センサ12
ａ，12ｂにより検出された各検出信号Ａ，Ｂの差信号Ｃ
を生成する。微分回路23が差信号Ｃの微分信号Ｅを生成
し、コンパレータ24が微分信号Ｅの最大値と最小値の略
中心となる値と微分信号Ｅとを比較し微分ノイズを含ん
だ除去前エッジ信号Ｆを得る。ＡＮＤ回路26が、コンパ
レータ25により差信号Ｃと所定レベルC0とを比較して得
た出力Ｄと除去前エッジ信号Ｆとの論理積をとる。これ
により、除去前エッジ信号Ｆに含まれたノイズパルスを
除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エッジセンサ回路
に関し、より詳細には、プリンタや孔版印刷装置等に使
用される、印刷用紙や孔版原紙等の搬送方向のエッジを
検出するエッジ検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、主走査方向にＣＣＤが一列に
多数配列されたＣＣＤラインセンサ等により読み取られ
た原稿画像信号に基づいて、読み取った画像と同じ画像
を、印刷用紙等に出力する画像形成装置、例えばサーマ
ルプリンタ等の印刷装置や複写装置或いは孔版印刷装置
等が知られている。

【０００３】例えば、上記孔版印刷装置では、先ず製版
読取部において読み取られた原稿画像信号に基づいて、
サーマルヘッド並びにプラテンローラから成る製版書込
部において孔版原紙に穿孔して製版を行い、製版済の孔
版原紙を版胴に巻装し、この版胴に圧接されて回転する
プレスローラとの間に印刷用紙を挿入して、版胴内のイ
ンクを孔版原紙の孔部より印刷用紙に押し出させてイン
ク転写を行うことにより印刷がなされている。

【０００４】上記孔版印刷装置においては、例えばＣＣ
Ｄラインセンサと原稿を相対的に副走査方向に移動させ
ながら原稿画像を読み取るに際して、原稿の副走査方向
の先端部（エッジ）を検出して、このエッジ検出信号を
基準として各種処理を行うようになっている。また、印
刷用紙に印刷を行うに際しても、印刷用紙の搬送方向の
エッジを検出したり、版胴に巻装された製版済孔版原紙
の版胴回転方向のエッジを検出したりして、製版済孔版
原紙と印刷用紙との相対的な位置を合わせ、印刷用紙上
の適正位置に印刷されるようにしている。

【０００５】このように孔版印刷装置やその他印刷装置
等においては、用紙等の相対的な移動方向のエッジを検
出するために、エッジ検出装置が備えられている。

【０００６】図６（Ａ）は、従来のエッジ検出装置90の
概要を示す側面図である。この装置90は光センサ91によ
り直接光の有無によって被検出物の先端を検出するもの
である。光センサ91は、検出用の光L1を発光する発光部
91ａと、発光部91ａからの直接光を検出するように発光
部91ａと対向する位置に所定の距離を置いて配設された
受光センサを有する受光部91ｂとからなる。受光部91ｂ
からの検出信号V1に基づいて被検出物94の移動方向のエ
ッジを検出する検出回路93が備えられている。

【０００７】図６（Ｂ）に示すように、発光部91ａから
は発光エリアS1となるように検出光L1が発せられてお
り、受光部91ｂの検出エリアS2内に被検出物94が無いと
きには受光部91ｂに検出光L1が直接入射し、検出回路93
にＨ（ハイ）レベルの検出信号V1が入力する（図６
（Ｃ）中d1の左側部分）。ここで、検出エリアとは、被
検出物94の挿入位置（図６（Ａ）中Ｙで示すライン）に
おいて受光部91ｂが発光部91ａからの検出光L1を受光す
ることができる範囲をいい、一般的には、発光部91ａの
照射角および受光部91ｂの受光角により規定されるもの
である。

【０００８】被検出物94が図中Ｘ方向に移動して検出エ
リアS2内に入ってくると検出信号V1は漸次低下し（図６
（Ｃ）中d1〜d2の部分）、検出エリアS2を全部覆うよう
になると検出信号V1はＬ（ロー）レベルになる（図６
（Ｃ）中d2の右側部分）。検出回路93には検出信号V1と
所定の閾値V0とを比較する不図示のコンパレータが設け
られており、該検出回路93は検出信号V1が閾値V0より低
くなった時点の位置d0を被検出物94の先端エッジである
と判断するようになっている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、被検出物94
はその材質によって検出光L1の透過率が異なるので、検
出光L1が被検出物94によって完全に遮蔽されるとは限ら
ず、その透過率によっては減衰した検出光L1（透過光）
が受光部91ｂに入射するようになり、被検出物94が受光
部91ｂの検出エリアS2内に入ってきたときの検出信号V1
の低下の傾きが異なってくる。例えば、透過率が小さい
場合には傾きが大きくＬレベルも低いが（図６
（Ｄ））、透過率が大きい場合には傾きが小さくＬレベ
ルも高くなる（図６（Ｅ））。

【００１０】このため、一定の閾値V0と検出信号V1とを
比較して被検出物94のエッジ位置を検出すると、透過率
の違いによって、その検出されるエッジ位置がdL或いは
dHというようにバラツキを生じ、高精度な位置検出を行
うことができない。

【００１１】このような被検出物94の透過率の相違によ
る検出位置のバラツキを無くすために、被検出物94によ
る検出光L1の反射光を受光して先端位置を検出する方法
も考えられるが、被検出物94の反射率の相違によって反
射光の強度が異なるので、上記同様に反射率の相違によ
って検出位置にバラツキを生じる。

【００１２】また、たとえ被検出物94の透過率や反射率
にバラツキが無く一定のものであっても、発光部91ａや
受光部91ｂに紙粉や埃等が付着していると、検出光L1が
紙粉や埃等に遮蔽されたり散乱されたりして透過光や反
射光の強度が異なるので、透過率や反射率に相違がある
場合と同様に、紙粉や埃等の影響を受け、高精度な位置
検出を行うことができない。

【００１３】更に、例えば照射角の狭い特殊な発光ＬＥ
Ｄ等を使用して発光エリアS1を狭くしたりレンズにより
検出光L1の照射角を絞ったり受光角の狭い受光センサを
使用して検出エリアS2を狭くすることにより、上述のよ
うなバラツキ範囲を小さくすることも考えられるが、レ
ンズ等の特殊な部品を必要とするためコストアップにな
るという問題がある。

【００１４】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、特殊な部品を必要とすることなく、被検出物の透
過率や反射率さらには紙粉や埃の影響を受けることのな
い安定した高精度のエッジ検出を行うことができるエッ
ジ検出装置を提供することを目的とするものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明によるエッジ検出
装置は、被検出物のエッジを横切る方向に該被検出物に
対して相対的に移動可能とされた光センサによりエッジ
を検出するエッジ検出装置であって、光センサが、移動
方向にずれた、一部が互いに重なる２つの検出エリアを
有するものであり、この２つの検出エリアに基づいて検
出された２つの検出信号の差が最大となった時点を出力
する最大時検出手段を備えたことを特徴とするものであ
る。

【００１６】このエッジ検出装置の最大時検出手段は、
前記２つの検出信号の差の微分信号を得る微分手段と、
該微分信号の最大値と最小値の略中心となる時点を示す
信号をエッジ検出信号として出力する第１の比較手段と
を有するものであることが望ましい。

【００１７】さらに最大時検出手段は、前記２つの検出
信号の差と所定レベルとを比較する第２の比較手段と、
該第２の比較手段の出力信号を使用して第１の比較手段
から出力されたエッジ検出信号に含まれるノイズ成分を
除去するノイズ除去手段を有するものとすればより望ま
しい。

【００１８】ここで、「２つの検出エリア」は、上述の
ように、被検出物の相対的な移動方向にずれて一部が重
なったものであればよく、例えば検出光を発する発光Ｌ
ＥＤと受光センサの機構的な位置関係はどのようなもの
であってもよい。例えば１つの発光ＬＥＤと２つの受光
センサを使用する場合にあっては、２つの受光センサを
移動方向に並べて配設すればよく、２つの発光ＬＥＤと
それに対応する各１つの受光センサを使用する場合に
は、各受光センサの検出エリアの一部が重なり被検出物
の相対的な移動方向にずれたものであれば、発光ＬＥＤ
と受光センサとの配設位置がどのようなものであるかは
問わない。

【００１９】「２つの検出信号の差が最大となった時
点」とは、上記２つの検出エリア内に被検出物が移動し
て入ってきたとき、或いは該検出エリア内から移動して
出ていったときの差信号の値と検出エリア外の差信号の
値との差分が最大（差信号の取り方によって、正のピー
クとなったり、負のピークとなったりする）となる時点
を意味するもので、差の値そのものが最大となる時点を
意味するものではない。

【００２０】

【発明の効果】本発明によるエッジ検出装置によれば、
被検出物の相対的な移動方向にずれて一部が重なった２
つの検出エリアに基づいて検出された各検出信号の差の
最大となった時点を検出するようにしたので、被検出物
の透過率や反射率に相違があっても、或いは紙粉や埃等
が被検出物に付着していても、差の最大となった時点が
ばらつくことが無く、従来のように１つの検出エリアに
基づいてエッジを検出していたのと比べてエッジ検出位
置精度を高めることができる。

【００２１】また、差の微分を取るようにすれば、差の
最大となった時点を微分信号の最大値と最小値の略中心
となる時点として検出することができ、差の最大となっ
た時点を示す信号に相当するエッジ検出信号を簡単に得
ることができる。

【００２２】この場合、エッジ検出信号にノイズが含ま
れることがあるが、前記差と所定レベルとを比較したコ
ンパレータ出力を使用して、そのノイズ成分をマスクす
ることができ、簡単にノイズ除去することができ、安定
したエッジ検出を行うことができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について詳細に説明する。図１は本発明の実施
の形態によるエッジ検出装置の構成を示すものであり、
光センサの概略側面図並びに検出回路のブロック図を示
すものである。

【００２４】図１に示すように、このエッジ検出装置１
は、発光ＬＥＤ11および２つの受光センサ12ａ，12ｂか
ら構成された光センサ10を有している。

【００２５】受光センサ12ａ，12ｂは、不図示のフォト
トランジスタと検出アンプから成り、フォトトランジス
タは、その各検出エリアが、被検出物14の相対的な移動
方向にずれて、一部が互いに重なる（各検出エリアの約
半分が重なっている）ように２つ並べて配設されてお
り、その後段には最大時検出手段20が設けられている。

【００２６】最大時検出手段20は、受光センサ12ａ，12
ｂの各検出信号Ａ，Ｂの差信号Ｃを得る差動アンプ21
と、差信号Ｃが最大となった時点を示すエッジ検出信号
（ノイズが除去されたもの；以下「除去後エッジ信号」
という）Ｇを出力する検出回路22から成る。

【００２７】検出回路22は、差信号Ｃの微分信号Ｅを得
る微分手段（微分回路）23と、この微分信号Ｅの最大値
と最小値の略中心となる時点を示す信号をエッジ検出信
号（微分ノイズを含むもの；以下「除去前エッジ信号」
という）Ｆとして出力する第１の比較手段（コンパレー
タ）24と、差信号Ｃと所定レベルC0とを比較する第２の
比較手段（コンパレータ）25と、このコンパレータ25の
出力信号Ｄを使用してコンパレータ24から出力された除
去前エッジ信号Ｆに含まれるノイズ成分をマスクするノ
イズ除去手段（ＡＮＤ回路）26とを有している。

【００２８】図２は、２つの受光センサ12ａ，12ｂの各
検出エリアSa，Sbと、被検出物14が各検出エリアSa，Sb
内に移動して入ってきたときの各検出信号Ａ，Ｂの関係
を示す図である。以下、この図２を参照して、本発明に
よるエッジ検出装置１の作用について説明する。

【００２９】図１に示すように、発光ＬＥＤ11からは図
２（Ａ）に示すような発光エリアS1で検出光L1が発せら
れており、図２（Ａ）に示すような受光センサ12ａの検
出エリアSaおよび受光センサ12ｂの検出エリアSb内に被
検出物14が無いときには受光センサ12ａ，12ｂに検出光
L1が直接入射し、夫々Ｈレベルの検出信号Ａ，Ｂが出力
される（図２中d1の左側部分）。

【００３０】一方、被検出物14が図中Ｘ方向に移動して
受光センサ12ａの検出エリアSa内に入ってくると検出信
号Ａは漸次低下し（図２（Ｂ）中d1〜d2の部分）、検出
エリアSaを全部覆うようになると検出信号ＡはＬレベル
になる（図中d2の右側部分）。同様に被検出物14が受光
センサ12ｂの検出エリアSb内に入ってくると検出信号Ｂ
は漸次低下し（図２（Ｃ）中d3〜d4の部分）、検出エリ
アSbを全部覆うようになると検出信号ＢはＬレベルにな
る（図中d4の右側部分）。

【００３１】受光センサ12ａ，12ｂから出力された各検
出信号Ａ，Ｂは、差動アンプ21に入力され、該差動アン
プ21により差信号Ｃ（Ｃ＝Ｂ−Ａ）が生成される（図２
（Ｄ）参照）。差信号Ｃは微分回路23により微分され
（図２（Ｆ）参照）、コンパレータ24により微分信号Ｅ
の最大値と最小値の略中心の値で比較されることにより
除去前エッジ信号Ｆが得られる（図２（Ｇ）参照）。こ
こで、「最大値と最小値の略中心の値」としては、例え
ば、微分信号Ｅの交流分ゼロとなる値を使用することが
できる。なお、両受光センサ12ａ，12ｂの感度の違いと
重なりエリアとの関係で、差信号Ｃのピークが２つ生じ
る場合があり得るが、その場合には、その程度に応じ
た、「微分信号Ｅの最大値と最小値の略中心の値」に対
応する値を使用すればよい。

【００３２】図２（Ｇ）に示した除去前エッジ信号Ｆの
立ち上がりエッジ部F0が差信号Ｃの最大となる時点を示
す。この差信号Ｃの最大となる時点は、被検出物14のエ
ッジ先端が両検出エリアSa，Sbの中心d0に到達した時点
である。なお、除去前エッジ信号Ｆは、エッジ部F0の他
にノイズパルスF1を含んでいる。

【００３３】差信号Ｃはコンパレータ25にも入力されて
おり、該コンパレータ25により所定の基準値C0と比較さ
れて、コンパレータ25の出力信号Ｄ（図２（Ｅ）参照）
と除去前エッジ信号Ｆとの論理積すなわちノイズが除去
された除去後エッジ信号ＧがＡＮＤ回路26により得られ
る（図２（Ｈ）参照）。したがって、除去後エッジ信号
Ｇは、ノイズのない被検出物14の移動方向Ｘの先端エッ
ジを示す信号となる。

【００３４】なお、被検出物14が移動方向Ｘに更に移動
して後端エッジが検出エリアSa，Sbに到達したときに
は、上述とは異なり差信号Ｃの出力が反転する（負のピ
ークを有する）が、これに応じてコンパレータ25の比較
値C0を変更すれば、微分回路23，コンパレータ24を変更
することなく、上記同様にその後端エッジを検出するこ
とができるのはいうまでもない。

【００３５】また上記説明は、最大時検出手段20を構成
する検出回路22として、微分回路23、コンパレータ24，
25、ＡＮＤ回路26から成るものを使用した場合について
説明したが、本発明において使用される最大時検出手段
20は必ずしもこのような検出回路から構成されたものに
限るものではなく、上述のような２つの検出エリアに基
づいて検出された各検出信号の差信号が最大となった時
点を示すエッジ検出信号を出力することができるもので
あればどのようなものを使用してもよい。

【００３６】次に、被検出物14の透過率が異なるもので
ある場合について、図３を参照して説明する。図３は、
検出信号Ａ，Ｂ、差信号Ｃおよび除去後エッジ信号Ｇに
ついて、透過率の大きなもの（Ａ）および透過率の小さ
なもの（Ｂ）について示したものである。図３（Ａ）に
示すように、透過率が大きいと検出信号Ａ，Ｂの変動分
が小さく差信号Ｃも小さくなり、逆に図３（Ｂ）に示す
ように、透過率が小さいと検出信号Ａ，Ｂの変動分が大
きく差信号Ｃも大きくなるが、差信号Ｃの最大となる時
点は、何れの場合でも被検出物14がd0に到達した時点で
同じである。これは、発光ＬＥＤ11や光センサ10に紙粉
や埃が付着している場合にも同様である。

【００３７】このように、本発明によるエッジ検出装置
によれば、被検出物14の透過率が異なる場合であって
も、また発光側や受光側に紙粉や埃が付着している場合
であっても、これらに影響されることなく、常に位置d0
で被検出物14のエッジを検出することができる。

【００３８】次に検出エリアSa，Sbの重なりエリアの広
さの相違による影響について図４を参照して説明する。
図４（Ａ）は重なりのエリアが広い場合、図４（Ｂ）は
重なりのエリアが狭い場合を示している。図４（Ａ）に
示すように、重なりのエリアが広い場合には差信号の最
大値が小さくなるが、差信号Ｃが最大となる位置は両検
出エリアSa，Sbの中心位置d0である。また、図４（Ｂ）
に示すように、重なりのエリアが狭い場合には最大値近
傍が平坦になるが、差信号が最大となる位置は上記同様
両検出エリアSa，Sbの中心位置d0である。すなわち、本
発明によるエッジ検出装置によれば、検出エリアSa，Sb
の重なりエリアの広さが異なっても、位置d0或いはその
近傍で被検出物14のエッジを検出することができるの
で、検出エリアSa，Sbの重なり面積の影響を受けること
がない。

【００３９】次に受光センサ12ａ，12ｂの特性にバラツ
キが有る場合について、図５を参照して説明する。上述
の説明は、受光センサ12ａ，12ｂの特性が揃ったもので
あることを前提に説明したが、受光センサ12ａ，12ｂは
一般的にはフォトトランジスタの受光感度や検出アンプ
のゲインバラツキ等によって、出力信号Ａ，Ｂの値にバ
ラツキを生じる。この出力信号Ａ，Ｂの値のバラツキは
ゲイン補正やＤＣ（直流）分補正を行う回路を付加する
ことによって除去することも可能であるが、本発明によ
るエッジ検出装置では、このような補正を行わなくて
も、ほぼ位置d0で被検出物14のエッジを検出することが
できる。例えば図５（Ａ）に示すように出力信号Ａより
出力Ｂの方が検出ゲインが小さい場合であっても、差信
号Ｃが最大となる位置は検出エリアSa，Sbの中心位置d0
の近傍である。また、図５（Ｂ）に示すように検出ゲイ
ンは同じでも、出力信号のＤＣレベルが異なる（図では
Ａ＞Ｂ）場合でも、差信号Ｃが最大となる位置は検出エ
リアSa，Sbの中心位置d0である。すなわち、本発明によ
るエッジ検出装置によれば、受光センサ12ａ，12ｂの特
性にバラツキが有る場合でも、位置d0或いはその近傍で
被検出物14のエッジを検出することができるので、受光
センサ12ａ，12ｂの特性バラツキの影響を受けることが
ない。

【００４０】以上説明したように、本発明によるエッジ
検出装置によれば、被検出物14の透過率，紙粉，埃、或
いは検出エリアの重なり面積，さらには受光センサの特
性バラツキ等があっても、被検出物14のエッジを両検出
エリアの略中心となる位置d0近傍で確実に検出すること
ができ、エッジ位置検出を高精度に行うことができる。

【００４１】上記説明は光センサとして検出光L1（或い
は被検出物94を透過した透過光）を検出するものを使用
した場合について説明したが、本発明によるエッジ検出
装置はこれに限らず、検出光L1の被検出物94による反射
光を受光する光センサを使用するものであってもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるエッジ検出装置の構成を示す概略
図

【図２】上記エッジ検出装置の作用を説明する図（Ａ）
〜（Ｈ）

【図３】被検出物の透過率が異なる場合について説明す
る図（Ａ），（Ｂ）

【図４】検出エリアの重なる面積が異なる場合について
説明する図（Ａ），（Ｂ）

【図５】受光センサにバラツキがある場合について説明
する図（Ａ），（Ｂ）

【図６】従来のエッジ検出装置の構成を示す概略図
（Ａ）およびその作用を説明する図（Ｂ）〜（Ｅ）

【符号の説明】

10 光センサ 11 発光ＬＥＤ 12ａ,12ｂ 受光センサ 20 最大時検出手段 21 差動アンプ 22 検出回路 23 微分回路 24 コンパレータ（第１の比較手段） 25 コンパレータ（第２の比較手段） 26 ＡＮＤ回路（ノイズ除去手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C250 EB50 2F065 AA12 BB24 DD03 DD13 FF02 GG07 HH02 JJ01 JJ02 JJ15 JJ16 JJ25 QQ08 QQ13 QQ25 QQ29 3F048 AA05 AB01 AB02 BA05 BB09 CC03 DB07 DC12

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検出物のエッジを横切る方向に該被検
   出物に対して相対的に移動可能とされた光センサにより
   前記エッジを検出するエッジ検出装置において、 前記光センサが、前記移動方向にずれた、一部が互いに
   重なる２つの検出エリアを有するものであり、 前記２つの検出エリアに基づいて検出された２つの検出
   信号の差が最大となった時点を出力する最大時検出手段
   を備えたことを特徴とするエッジ検出装置。
2. 【請求項２】 前記最大時検出手段が、前記２つの検出
   信号の差の微分信号を得る微分手段と、該微分信号の最
   大値と最小値の略中心となる時点を示す信号をエッジ検
   出信号として出力する第１の比較手段とを有するもので
   あることを特徴とする請求項１記載のエッジ検出装置。
3. 【請求項３】 前記最大時検出手段が、前記２つの検出
   信号の差と所定レベルとを比較する第２の比較手段と、
   該第２の比較手段の出力信号を使用して前記第１の比較
   手段から出力されたエッジ検出信号に含まれるノイズ成
   分を除去するノイズ除去手段を有するものであることを
   特徴とする請求項２記載のエッジ検出装置。