JP7157673B2 - マーク検出装置、カッティング装置、及び光源の発光強度の自動調整プログラム - Google Patents

Description

本発明は、マーク検出装置、カッティング装置、及び光源（特に、マーク検出用光源）の発光光量の自動調整プログラム等に関する。

例えば、特許文献１には、印刷紙のマークを検知するマーク検知装置（発光部と受光部とを有するセンサ）が示されている。

この特許文献１の段落[０００３]では、「一般的には、印刷前にテスト紙や使用印刷紙を読み込んで、発光部や受光部の電流量を補正したり、あるいは、センサ出力側の処理回路で検知レベルを補正したりする方法がとられる」旨が記載されている。

なお、特許文献１では、このような事前の補正を不要とするために、出力電圧のレベルシフトを随時、行うこととしている。

また、カッティング装置において、クロップマークと称されるメディア（メディア）に印刷されたマークを用いてカッティングヘッドの位置決めを行う技術については、例えば、特許文献２に記載されている。

特許平１０－７６７１７号公報 特開２０１８－８３６６号公報

センサの受光部側では、光電変換によって得られた電気信号（電圧信号）と閾値とを比較して、マークの有無の判定を行うが、一例として、閾値としては、受光回路の電源電圧（Ｖｃｃ）の半分の電圧（Ｖｃｃ／２）が用いられる。正確な読み取りのためには、発光側と受光側との各センサの感度の整合をとることが必要となる。

言い換えれば、受光側における上記の閾値（Ｖｃｃ／２）と、発光側における、上記の閾値に対応する発光強度（基準発光強度）と、の間で整合がとれていることが重要である。基準発光強度で発光したときに、受光側で閾値電圧が得られず、誤差が生じる場合は、その誤差分だけ、判定の際のノイズマージンが縮小されることになり、誤判定が生じる可能性が高まる。

例えば、カッティング装置（印刷機能を有する複合機も同じ）が市場に流通される際、メーカーの工場内で、所定の標準的メディアを用いて、上記の発光側と受光側との各センサの感度合わせが十分に行われる。

しかし、その製品を実際に使用する現場で用いられるメディア（メディア）は、上記の標準メディアとは異なる場合があり、この場合、反射率や、用いられているインクの特性等も異なり、上記のセンサ間の整合性に若干のずれが生じる場合がある。

また、製品が、例えば、窓際に設置されると、窓から差し込む外光の影響をうけて外乱光による悪影響が無視できなくなる場合もあり得る。これらは、現場にて、上記の整合性に関する仕様（初期スペック）を適宜、補正することで対応可能である。

但し、従来、現場にて、発光側のセンサの感度の調整（上記の閾値に対応するように、上記の基準発光強度を調整すること）は、例えば、作業員により手動により行われていた。手動調整であることから、その精度には限界がある。例えば、受光側における電圧レベルで、誤差０．０２Ｖというような厳しい条件に対応するには、長時間の調整を要することになり、作業員の負担が増大することとなる。

また、近年、受光回路の低電圧化が進展しており、判定の際のマージンは縮小する傾向にある。また、近年、例えば、外光がある条件下でも正確な読み取りが可能であることが顧客から求められるようになってきている。

また、コスト削減のためには、高価で高級なセンサを使用せずに正確な調整を行うことを可能とすることが好ましい。

これらの要求を満たすためには、上記の補正を自動化し、高精度の補正を自動的に行わせることを可能とすることが好ましい。但し、高精度の調整を行うための自動化の手法については、従来、開示がない。

本発明の１つの目的は、受光側と発光側との感度の整合性の補正を、高精度に、かつ自動的に行うことができるようにすることである。本発明の他の目的は、以下に例示する態様及び最良の実施形態、並びに添付の図面を参照することによって、当業者に明らかになるであろう。

以下に、本発明の概要を容易に理解するために、本発明に従う態様を例示する。

本発明のマーク検出装置の一態様は、メディアに形成されたマークを検出するマーク検出装置であって、前記メディアに光を照射する光源を有する発光部と、前記メディアからの反射光の強度を検出する光センサ部と、前記光源の発光強度を制御する機能を有する制御部と、を有し、前記制御部は、前記マークが形成されていない前記メディアに光を照射した結果として、前記光センサ部にて検出される検出値が、所望の目標値に一致するように、前記光源の発光強度を制御するキャリブレーションを実行することが可能であり、かつ、前記光センサ部にて検出される検出値を前記目標値と比較し、前記検出値が、前記目標値を中心として±α（αは正の実数）の範囲（以下、許容範囲という）内にあるかを判定し、許容範囲外であり、かつ前記検出値が前記目標値より小さいときは、前記光源の現在の発光強度と前記光源の前回または過去の最大発光強度との中間点となるように、前記光源の次回の発光強度を増大させる第１の制御を実施し、また、許容範囲外であり、かつ前記検出値が前記目標値より大きいときは、前記光源の現在の発光強度と前記光源の前回または過去の最低発光強度との中間点となるように前記光源の次回の発光強度を減少させる第２の制御を実施し、前記検出値が前記許容範囲内になるまで、前記第１、又は第２の制御を繰り返し、前記許容範囲内となったときの検出値を第１の検出値とする、粗い探索用の二分探索部と、前記光源の発光強度を、前記第１の検出値が得られたときの発光強度から、最小の分解能にて増大させていき、前記第１の検出値に前記αを加算した上限値を越えない、前記検出値の最大値を検出し、前記最大値を第２の検出値とし、かつ、前記光源の発光強度を、前記第１の検出値が得られたときの発光強度から、最小の分解能にて減少させていき、前記第１の検出値から前記αを減算した下限値未満とならない、前記検出値の最小値を検出し、前記最小値を第３の検出値とし、得られた前記第２、第３の検出値に対応する、前記光源の各発光強度の中間値を、前記目標値に対応する前記光源の発光強度とする、詳細な探索用の微小増減探索部と、を有する。

本態様では、粗い探索としての二分探索により、許容範囲（目標値±αの範囲）の検出値が得られるような光源の発光強度を、高速に検出（探索）することができる。言い換えれば、光源の光量の、高速な絞り込みが可能である。

また、詳細な探索としての微小増減探索によって、上限値（目標値＋α）を越えない、検出値の最大値（第２の検出値）と、下限値（目標値－α）未満とならない、検出値の最小値（第３の検出値）を検出する。

第２、第３の検出値は、最小分解能で測定した場合の、「目標値＋α」、「目標値－α」に対応する。このことは、第２、第３の各検出値の中間値が、ちょうど目標値となる、ということを意味していると考えられる。よって、第２、第３の各検出値の中間値に対応する、光源の発光強度が、求める発光強度ということになる。言い換えれば、第２、第３の検出値に対応する、光源の各発光強度の中間値が、目標値に対応する光源の発光強度となる、ということである。従って、検出値が、所望の目標値となるような、光源の発光強度を、極めて正確に（高精度に）求めることができる。また、二分探索によって、目標値近傍の値に収束させておいて、その点から詳細探索を開始するため、上記の第２、第３の検出値の双方に、効率的に到達することができる。つまり、光源の駆動電流を段階的に増減するときに、そのステップ数を最小化できる。よって、高速で効率的な処理が実現される。

よって、本態様によれば、受光側と発光側との感度の整合性の補正（工場出荷時の仕様から現場に適した仕様への補正）を、高精度に、かつ自動的に行うことができるようになる。これにより、マーク検出時のノイズマージンが適切に確保されることになり、例えば、外光等に起因するノイズ成分が増大しても、適切なマークの検出ができる可能性が高まる。また、比較的安価なセンサを用いても、高精度な調整ができることから、コスト面でも有利となる。

当業者は、例示した本発明に従う態様が、本発明の精神を逸脱することなく、さらに変更され得ることを容易に理解できるであろう。

図１（Ａ）は、本発明のマーク検出装置を搭載する、カッティングヘッドを有する印刷装置（言い換えれば、印刷機能付きのカッティング装置）の一例の全体構成を示す図、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）の装置における、マーク検出装置付近の構成を拡大して示す図である。 図２（Ａ）は、カッティングヘッドの位置決めに用いられるクロップマークの使用例を示す図、図２（Ｂ）は、マーク検出装置の要部の構成例等を示す図である。 図３（Ａ）は、黒レベルが電源電圧（Ｖｃｃ）側であるマーク検出方法が採用される場合の、検出閾値と、白黒の各レベルとの関係を示す図、図３（Ｂ）は、白レベルが電源電圧（Ｖｃｃ）側であるマーク検出方法が採用される場合の、検出閾値と、白黒の各レベルとの関係を示す図である。 図４（Ａ）～図４（Ｄ）は、粗い探索用の二分探索部による第１回目、第２回目の検出（及び光源の調整）の概要を示す図である。 図５（Ａ）～図５（Ｄ）は、粗い探索用の二分探索部による第３回目の検出（及び光源の調整）の概要を示す図である。 図６（Ａ）～図６（Ｈ）は、詳細な探索用の微小増減探索部による、許容範囲内における検出値の最大値を求める処理の概要を示す図である。 図７（Ａ）～図７（Ｈ）は、詳細な探索用の微小増減探索部による、許容範囲内における検出値の最小値を求める処理の概要を示す図である。 図８は、マーク検出装置による、目標値に対応する光源の発光強度の検出処理（キャリブレーション処理）の手順例を示すフローチャートである。

以下に説明する最良の実施形態は、本発明を容易に理解するために用いられている。したがって、当業者は、本発明が、以下に説明される実施形態によって不当に限定されないことを留意すべきである。

図１（Ａ）は、本発明のマーク検出装置を搭載する、カッティングヘッドを有する印刷装置（言い換えれば、印刷機能付きのカッティング装置）の一例の全体構成を示す図、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）の装置における、マーク検出装置付近の構成を拡大して示す図である。なお、以下の説明では、インクジェットプリンタ（カッティングヘッドを備える）を例として説明するが、専用のカッティング装置にも適用可能である。

図１（Ａ）、図１（Ｂ）に示されるように、インクジェットプリンタ１０は、基台部材１２に支持され主走査方向に延長して配設されたベース部材１４と、ベース部材１４の左右両端でベース部材１４に直交して配設された側方部材１６Ｌ、１６Ｒと、左右２つの側方部材１６Ｌ、１６Ｒを連結する中央壁１８と、中央壁１８の壁面に主走査方向に延長して配設された第１のガイドレール２０と、ガイドレール２０と平行に配設された第２のガイドレール２２と、中央壁１８の壁面に沿って主走査方向に移動自在に配設された駆動ベルト２４（図１（Ｂ）参照）と、この駆動ベルト２４に固定されることで、ガイドレール２０に沿って摺動可能であるカッティングヘッド２６と、ベース部材１４上のメディア（記録紙）２００と対向するようにして、第１、第２のガイドレール２０、２２に摺動自在に配設されたインクヘッド２８とを有して構成されている。

カッティングヘッド２６は、カッター３２によりメディア２００を所定の形状にカッティング処理を行うヘッド装置であり、図１（Ｂ）に示されるように、左方側にホルダ３４を介してカッター３２が配設され、カッター３２の下端部においてカッター刃３６が取り付けられている。

また、カッティングヘッド２６の下方側において、クロップマークと称されるカッティングヘッド２６の位置決め用マーク（図３（Ａ）の符号Ｍ）を読み取るための発光／受光ユニット４２が設けられている。この発光／受光ユニット４２は、マーク検出装置の構成要素である。マーク検出装置の具体的な構成等については後述する。

また、インクヘッド２８は、複数のインクジェットノズル（不図示）を有し、インクの吐出によって、メディア２００上に所望の画像を印刷することができる。但し、「印刷」は、マークの形成方法の一例であり、これに限定されない。また、インクヘッド２８の近傍においても、発光／受光ユニット３８が設けられている。

なお、カッティングヘッド２６とインクヘッド２８とは、連結部材４０により連結されている。但し、不図示の機構を用いることで、カッティングヘッド２６とインクヘッド２８との連結状態を解除することも可能である。

次に、図２を参照する。図２（Ａ）は、カッティングヘッドの位置決めに用いられるクロップマークの使用例を示す図、図２（Ｂ）は、マーク検出装置の要部の構成例等を示す図である。図２において、図１と共通の部分には同じ符号を付してある。なお、この点は、以下の図面においても同様である。

図２（Ａ）の例では、カッティング領域ＣＵの四隅に対応して、カッティングヘッドの位置決め用のクロップマークＭが、メディア２００上に形成（印刷）されている。

発光／受光ユニット４２がクロップマークＭを検出し、その位置に基づいて、カッティング位置設定部７７（図２（Ｂ）参照）がカッティング位置を設定し、カッティング制御部７９（図２（Ｂ）参照）は、カッティング位置設定部７７による設定に基づいて、カッティングヘッド２８によるメディア２００のカッティング位置を制御する。

次に、マーク検出装置について説明する。図２（Ｂ）に示されるように、マーク検出装置は、発光／受光ユニット４２と、制御部５０とを含んで構成される。

発光／受光ユニット４２は、ケース７７と、ケース７７内に収納されて固定されている発光素子（ＬＥＤ等）７１を有する発光部ＰＥと、同じくケース７７に収納されて固定されている受光素子（フォトダイオード等）を有する光センセ部ＤＥと、光源駆動部７２（駆動電流（出力光強度）切替部７４を備える）と、光センサ部ＤＥの出力信号（光電変換された電流信号または電圧信号）を増幅する増幅回路７６（但し、レベルシフト機能やインピーダンス変換機能を有する回路をさらに有していてもよい）と、を有する。なお、符号７５は、ＩＣが搭載される回路基板を示す。

また、ケース７７は、主走査方向に移動することから、メディア２００の表面と、距離ｄの間隔を有して非接触に配置される。図中、「Ｌ１」は、発光部ＰＥ（光源７１）から出射される光（出射光あるいは出力光）を示す。また、「Ｒ１」は、メディア２００上で反射された反射光を示す。距離ｄの間隔があることから、この隙間を経由して、外光（外乱光）による反射光が正規の反射光Ｒ１に重畳される可能性は無視することはできない。これはやむを得ないものである。

ケース７７は、ｘ方向（主走査方向）に可動である。なお、ｙ方向は副走査方向であり、ｚ方向は高さ方向である。

また、制御部５０は、粗い探索部８０（二分探索部８２を有する）と、詳細探索部９０（微小増減探索部９２を有する）と、比較回路５１と、記憶部９３と、を備える。上記の探索部（８０，９０）が設けられることで、受光側と発光側との感度の整合性の補正（キャリブレーション：ここでは、発光側の発光強度を補正する）を、高精度に、かつ自動的に行うことが可能となる。

以下、キャリブレーションについて、具体的に説明する。図３を参照する。図３（Ａ）は、黒レベルが電源電圧（Ｖｃｃ）側であるマーク検出方法が採用される場合の、検出閾値と、白黒の各レベルとの関係を示す図、図３（Ｂ）は、白レベルが電源電圧（Ｖｃｃ）側であるマーク検出方法が採用される場合の、検出閾値と、白黒の各レベルとの関係を示す図である。なお、以下の説明では、インクの色を、便宜上、黒として説明する（但し、これに限定されるものではない）。

例えば、比較回路９１（広義には、この回路を構成するＩＣ）の電源電圧（Ｖｃｃ）を５Ｖとするとき、白黒の判定閾値Ｖｔｈは、理想として、２．５Ｖ（Ｖｃｃ／２）に設定されるのが一般的である。図３（Ａ）では、マーク有りの領域の検出レベルである黒レベルが、電源電圧（Ｖｃｃ）に対応付けられる。

黒は、理想的には光を反射しないものであり、この場合が５Ｖとなるが、実際は、黒インクであっても、表面で光が反射し、また、その反射光量は、インクの種類や濃さに応じて変動する。したがって、その反射光量に相当する誤差ＶＱが生じ、黒レベルは、電源電圧（Ｖｃｃ）５ＶからＶＱの分だけ低下する。

また、黒インクの周囲のメディア２００の表面からの反射光が、あたかも黒インク表面からの反射光として検出されることがあり、その反射光量は、メディアの種類、およびケース７７とメディア２００の表面との距離ｄに応じて変動する。したがって、その反射光量に相当する誤差ＶＰが生じ、黒レベルはさらに低下する。図３（Ａ）の例では、黒レベルは、４Ｖとなり、電源電圧（Ｖｃｃ＝５Ｖ）を有効に利用できていない。

特に、図１のインクジェットプリンタ等がオフィスの窓際に設置されたとき、日差しによる外乱光の強度が高まり、この場合、黒レベルは、さらに低下する傾向にある。従って、Ｖｔｈ（２．５Ｖ）より上側の電圧範囲におけるノイズマージンが低下するのは否めない。外乱光の影響の程度が大きい場合には、誤検出が生じ易くなることもあり得る。

また、従来は、閾値電圧Ｖｔｈは手動調整であったため、調整精度には限界があり、若干のばらつきが生じても、これはやむを得ないものである。

この点を考慮して、本発明では、図３（Ｂ）の例を採用するのが好ましい。図３（Ｂ）の例では、インクが形成されないメディア表面からの反射光による検出レベル（白レベル）が電源電圧（Ｖｃｃ）側となっている。図３（Ｂ）の例では、比較回路を含むＩＣにおける電源電圧の微小な損失等も考慮して、白レベルは、４．８４Ｖ（一例である）に設定されており、この場合、閾値電圧Ｖｔｈは、厳密に、２．４２Ｖに設定されるのが好ましい。図３（Ｂ）の例では、外光の影響があっても、白レベルが、電源電圧（Ｖｃｃ＝５Ｖ）まで上昇するだけであり、図３（Ａ）のような、Ｖｔｈ（２．５Ｖ）より上側の電圧範囲におけるノイズマージンの低下という問題は生じない。なお、黒レベルは、上述の誤差ＶＰ及び誤差ＶＱの分だけ上昇するが、ノイズマージンとしては、図３（Ａ）の場合とほぼ同様のレベルを確保することが可能であり、特に問題はないといえる。

よって、実際のマークの検出に際しては、図３（Ｂ）の方法が採用されるのが好ましいといえる（但し、これに限定されるものではない）。但し、図３（Ｂ）の例では、閾値電圧Ｖｔｈが、厳密に、２．４２Ｖに設定される、という前提で処理が行われる。従来の手動による調整では、「０．０１Ｖ」単位での調整はかなりむずかしく、調整には時間がかかることから、本発明では、自動調整を行うこととする。

すなわち、現場の状況を考慮して、２．４２Ｖに対応する、発光部ＰＥ（光源７１）の発光強度（言い換えれば、光源の駆動電流量）を、極めて高精度で検出する処理を、自動的に行う。これによって、発光強度と受光電圧レベル（検出電圧レベル）との整合がとれ、言い換えれば、発光側と受光側の各感度の整合がとれ、従って、極めて高精度のキャリブレーションを自動的に行えるようになり、作業者の負担が軽減される。また、本実施形態によれば、キャリブレーションの短時間化（高速化）も図ることができる。

以下、図４～図７を用いて、具体的に説明する。キャリブレーションは２段階に分けて行われる。まず、二分探索を用いた粗い探索が実施される。ここで、図４を参照する。図４（Ａ）～図４（Ｄ）は、粗い探索用の二分探索部による第１回目、第２回目の検出（及び光源の調整）の概要を示す図である。

図４（Ａ）に示されるように、光源７１の駆動電流の上限と下限は各々、１５．００ｍＡ、５．００ｍＡである。図４（Ａ）の例では、まず、光量（発光強度、駆動電流）を、１０．００ｍＡ（中点の駆動電流値）に設定して、検出（探索）を開始する（駆動電流の１回目調整）。なお、中点でなくても、他の値から開始することも可能である。

図４（Ｂ）に示されるように、受光側（検出側）の上限電圧はＶｃｃ（＝５Ｖ）であり、下限はグランド（０Ｖ）である。図４（Ａ）の１０．００ｍＡでの光源７１の駆動に対応して、２．００Ｖの検出値Ｖｓが得られる（１回目の検出）。目標電圧（目標値）Ｖｔは、２．４２Ｖであり、０．４２Ｖの差がある。

ここでは、許容誤差を、０．０２Ｖとしている。言い換えれば、目標値の２．４２Ｖ±０．０２Ｖが許容範囲である。図４（Ｂ）では、検出値Ｖｓは許容範囲外である。検出値Ｖｓは、目標値Ｖｔよりも低いことから、これを上昇させるために、光源側で、駆動電流を増大させる必要がある。

そこで、図４（Ｃ）に示されるように、最大光量（最大駆動電流１５．００ｍＡ）と、現在の光量（駆動電流値１０．００ｍＡ）との中間値（２分割した中点）である１２．５ｍＡに、光量（駆動電流）を増大させる（駆動電流の２回目調整）。

すると、図４（Ｄ）に示されるように、図４（Ｃ）の１２．２５ｍＡでの光源７１の駆動に対応して、２．５０Ｖの検出値Ｖｓが得られる（２回目の検出）。目標値Ｖｔとの差は、０．０８Ｖであり、未だ、許容範囲となっていない。また、今回は、検出値Ｖｓは、目標値Ｖｔを越えた値となっている。よって、次は、検出値（検出電圧）Ｖｔが許容範囲内となるように、光源７１の駆動電流を減少させる。

なお、仮に、今回も、検出値Ｖｓが目標値Ｖｔを下回る場合は、再び、最大光量（最大駆動電流）と現在の光量（駆動電流値）との中間値（２分割した中点）に、光源７１の駆動電流を増大させて測定を行う。

図５を参照する。図５（Ａ）～図５（Ｄ）は、粗い探索用の二分探索部による第３回目の検出（及び光源の調整）の概要を示す図である。なお、図５（Ａ）及び（Ｂ）は、理解の容易のために、図４（Ｃ）及び図４（Ｄ）を再掲したものである。

第２回目の検出結果としての検出値Ｖｓ（２．５０Ｖ）は、目標値２．４２Ｖを越えているため、今度は、図５（Ｃ）のように、光源７１の駆動電流を減少させる。ここでは、現在の光量（駆動電流１２．５０ｍＡ）と、前回の最低の光量（前回の最低発光強度：図４（Ａ）の１０．００ｍＡ）との中間値（２分割した中点）である１１．２５ｍＡに、光量を減少させる（駆動電流の３回目調整）。

これにより、図５（Ｄ）に示されるように、検出値Ｖｓは２．４４Ｖとなり、目標値である２．４２Ｖを中心とした誤差０．０２Ｖの範囲（許容範囲)内となる。よって、粗い探索（二分探索）は終了となる。

なお、仮に、今回も、検出値Ｖｓが目標値Ｖｔを上回る場合は、再び、現在の光量（発光強度）と、過去の最低の光量（発光強度）との中間値（２分割した中点）に、光源７１の駆動電流を減少させて、再度の測定を行う。

このようにして、図２（Ｂ）に示される粗い探索部８０（二分探索部８２）は、検出電圧が許容範囲内の値となるまで、調整の余地（範囲）を２分割して縮小していき、目標値の近傍へと誘導する。これによって、検出電圧Ｖｓを、目標値の許容範囲内（言い換えれば近傍範囲内）とする処理が、高速に実現される。なお、図５（Ｄ）における２．４４Ｖが第１の検出値であり、これに対応する発光強度（駆動電流値）が１１．２５ｍＡであり、これらの値が、対応付けされて、記憶部９３（図２参照）に記憶される。

次に、詳細な探索について説明する。まず、図６を参照する。図６（Ａ）～図６（Ｈ）は、詳細な探索用の微小増減探索部による、許容範囲内における検出値の最大値を求める処理の概要を示す図である。なお、図６（Ａ）～図６（Ｄ）は、それぞれ、図６（Ｅ）～図６（Ｈ）に対応する。

先に説明したように、図５（Ｄ）における許容範囲内の検出値２．４４Ｖ（第１の検出値）が得られたときの、光源側の駆動電流値（発光強度）は、１１．２５ｍＡである（これが図６（Ａ）の状態である）。この駆動電流値を、駆動電流（発光強度）の増減の最小の分解能（ここでは、０．０１ｍＡとする）の単位で、段階的に増大させる。図６（Ｂ）では、１１．２６ｍＡに増大され、その後、さらに段階的に増大がなされていき、図６（Ｃ）では、１１．３０ｍＡにまで増大されている。

ここで、図６（Ｅ）～図６（Ｇ）からわかるように、図６（Ａ）～図６（Ｃ）の駆動電流の変化に対応する検出値（検出電圧）は、２．４４Ｖと変化がない。目標値２．４２Ｖとの差は０．０２Ｖであり、許容範囲内の差分である。

そして、図６（Ｄ）において、駆動電流が１１．３１ｍＡに上昇する。すると、図６（Ｈ）において、検出値（検出電圧）２．４５Ｖに上昇し、目標値２．４２Ｖとの差は０．０３Ｖとなり、差分が許容範囲（誤差０．０２Ｖ）を超えてしまう。従って、許容範囲（２．４２Ｖ＋０．０２Ｖの範囲）内にとどまる、有効な駆動電流値の最大値は、「１１．３０ｍＡ」ということになる。従って、この１１．３０ｍＡに対応する、図６（Ｇ）における電圧（ここでは、２．４４Ｖ）が第２の検出値となる。この第２の検出値と、１１．３０ｍＡが対応付けされて、記憶部９３に記憶される。

次に、図７を参照する。図７（Ａ）～図７（Ｄ）は、詳細な探索用の微小増減探索部による、許容範囲内における検出値の最小値を求める処理の概要を示す図である。なお、図７（Ａ）～図７（Ｄ）は、それぞれ、図７（Ｅ）～図７（Ｈ）に対応する。

先に説明したように、図５（Ｄ）における許容範囲内の検出値２．４４Ｖが得られたときの、光源側の駆動電流値（発光強度）は、１１．２５ｍＡである（これが図７（Ａ）の状態である）。この駆動電流値を、駆動電流（発光強度）の増減の最小の分解能（０．０１ｍＡ）の単位で、段階的に減少させる。図７（Ｂ）では、１１．２４ｍＡに減少している。その後、さらに段階的に減少していき、図７（Ｃ）では、１０．９０ｍＡにまで減少している。

ここで、図７（Ｅ）～図７（Ｇ）からわかるように、図７（Ａ）～図７（Ｃ）の駆動電流の変化に対応する検出値（検出電圧）は、「２．４４Ｖ」、「２，４４Ｖ」、「２．４０Ｖ」と推移するが、いずれも、目標値２．４２Ｖとの差（ここでは絶対値）は、０．０２Ｖであり、許容範囲内の差分である。

そして、図７（Ｄ）において、駆動電流が１０．８９ｍＡに減少（低下）する。すると、図７（Ｈ）において、検出値（検出電圧）２．３９Ｖに低下し、目標値２．４２Ｖとの差は０．０３Ｖとなり、差分が許容範囲を超えてしまう。従って、許容範囲（２．４２Ｖ－０．０２Ｖの範囲）内にとどまる、有効な駆動電流値の最小値は、「１０．９０ｍＡ」ということになる。この１０．９０ｍＡに対応する、図７（Ｇ）における電圧（２．４０Ｖ）が第３の検出値となる。この第３の検出値と、１０．９０ｍＡが対応付けられて、記憶部９３に記憶される。

ここで、許容最大値である「２．４２Ｖ＋０．０２Ｖ」に対応する、有効な駆動電流値の最大値が「１１．３０」ｍＡであり、許容最小値である「２．４２Ｖ－０．０２Ｖ」に対応する、有効な駆動電流値の最小値が「１０．９０」ｍＡである。

目標値２．４２Ｖは、許容最大値と許容最小値の中点であり、従って、目標値２．４２Ｖに対応する駆動電流値（発光強度）は、（１１．３０ｍＡ＋１０．９０ｍＡ）／２により求められ、「１１．１ｍＡ」ということになる。このような算出は、例えば、詳細探索部９０に含まれる算出部（不図示）が実施する。このようにして、目標値２．４２Ｖに対応する駆動電流値（発光強度、発光量）が、高精度に検出（測定）される。

また、粗い検出（大まかな検出としての二分探索）にて、詳細な探索の初期値が、目標値を中心とする許容範囲内に収まっていることから、この値を基準として電流値を増減させることで、上記の許容最大値、許容最小値に対応する駆動電流値（発光強度、発光量）を、効率的に求めることができる。言い換えれば、二分探索によって、目標値近傍の値に収束させておいて、その点から詳細探索を開始するため、上記の第２、第３の検出値の双方に、効率的に到達することができる。つまり、光源の駆動電流を段階的に増減するときに、そのステップ数を最小化できる。よって、高速で効率的な処理が実現される。

以上説明した処理の内容は、以下のように、言い換えることができる。すなわち、図２（Ｂ）の制御部５０は、メディア２００に光を照射した結果として、光センサ部ＤＥにて検出される検出値が、所望の目標値に一致するように、光源７１の発光強度（発光量）を制御するキャリブレーションを実行することが可能であり、粗い探索用の二分探索部８２は、光センサ部ＤＥにて検出される検出値Ｖｓを目標値Ｖｔと比較し、検出値Ｖｓが、目標値Ｖｔを中心として±α（αは正の実数）の範囲（以下、許容範囲という）内にあるかを判定し、許容範囲外であり、かつ検出値Ｖｓが目標値Ｖｔより小さいときは、光源７１の現在の発光強度（光量、具体的には駆動電流）と光源７１の前回または過去の最大発光強度（最大光量、具体的には最大駆動電流）との中間点となるように、光源７１の次回の発光強度を増大させる第１の制御（上方二分探索と称することができる）を実施し、また、許容範囲外であり、かつ検出値Ｖｓが目標値Ｖｔより大きいときは、光源７１の現在の発光強度（光量、具体的には駆動電流）と光源７１の前回または過去の最低発光強度（最低光量、具体的には最低駆動電流）との中間点となるように、光源７１の次回の発光強度を減少させる第２の制御（下方二分探索と称することができる）を実施し、検出値Ｖｓが、上記の許容範囲内になるまで、第１、又は第２の制御を繰り返し、許容範囲内となったときの検出値Ｖｓを第１の検出値（図５（Ｄ）の「２．４４Ｖ」が相当する）とする。

また、詳細な探索用の微小増減探索部９２は、光源７１の発光強度（光量、具体的には駆動電流値）を、上記の第１の検出値が得られたときの発光強度から、最小の分解能にて増大させていき、第１の検出値に、上記のαを加算した上限値（許容上限値）を越えない、検出値Ｖｓの最大値を検出し、検出された最大値を第２の検出値（図６（Ｇ）の「２．４４Ｖ」が相当する）とし、かつ、光源７１の発光強度（光量、具体的には駆動電流値）を、上記の第１の検出値が得られたときの発光強度から、最小の分解能にて減少させていき、第１の検出値から、上記のαを減算した下限値（許容下限値）未満とならない、検出値Ｖｓの最小値を検出し、この最小値を第３の検出値（図７（Ｇ）の「２．４０Ｖ」が相当する）とし、得られた第２、第３の検出値に対応する、光源７１の各発光強度（ここでは、図６（Ｃ）の「１１．３０ｍＡ」、図７（Ｃ）の「１０．９０ｍＡ」）の中間値（（１１．３０ｍＡ＋１０．９０ｍＡ）／２＝１１．１ｍＡがこれに相当する）を、目標値Ｖｔに対応する光源７１の発光強度とする。

次に、図８を参照する。図８は、マーク検出装置による、目標値に対応する光源の発光強度の検出処理（キャリブレーション処理）の手順例を示すフローチャートである。

まず、光源の駆動電流の初期値（図４（Ａ）の例では「１０．００ｍＡ」）を設定して、発光／受光／受光レベルの検出の各処理（以下、受光レベル検出処理）を実施する（ステップＳ１００）。

検出値が、許容範囲内の所望のレベルであれば（ステップＳ１０１でＹ）、そのときの駆動電流値Ｉａを記憶して（ステップＳ１０５）、二分探索を終了する。

検出値が、許容範囲外のレベルであれば（ステップＳ１０１でＮ）、次に、受光レベル（検出値）が目標値より小さいか否かを判定する（ステップＳ１０２）。

ステップＳ１０２でＹのときは、現在の発光強度と光源の最大発光強度との中間（中央値）となる電流に切り替え、受光レベル検出処理（上方二分探索）を実施する（ステップＳ１０３）。

また、ステップＳ１０２でＮのときは、現在の発光強度と前回または過去の最低発光強度との中間（中央値）となる電流に切り替え、受光レベル検出処理（下方二分探索）を実施する（ステップＳ１０４）。以降、ステップＳ１０１にて、Ｙとなるまで、同様の処理を繰り返す。ステップＳ１０１にてＹとなることで、二分探索が終了する。

以降、詳細な探索に移行する。まず、最小単位（最小の分解能）で駆動電流をインクリメント(増量）する（ステップＳ１０６）。続いて、検出値が許容上限を超えるか否かを判定する（ステップＳ１０７）。

ステップＳ１０７でＮのときは、ステップＳ１０６に戻る。ステップＳ１０７でＹのときは、許容上限を超えない、有効な電流値（上限の駆動電流値）Ｉｍａｘを記憶する（ステップＳ１０８）。

続いて、最小単位（最小の分解能）で駆動電流をディクリメント(減量）する（ステップＳ１０９）。次に、検出値が、許容下限未満となるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。

ステップＳ１１０でＮのときは、ステップＳ１０９に戻る。ステップＳ１１０でＹのときは、許容下限未満とならない、有効な電流値（下限の駆動電流値）Ｉｍｉｎを記憶する（ステップＳ１１１）。

次に、上限電流と下限電流の中央値を算出する。言い換えれば、Ｉｃｅｎｔｅｒ＝（Ｉｍａｘ＋Ｉｍｉｎ）／２の算出処理を実施する（ステップＳ１１２）。続いて、得られた中央値（Ｉｃｅｎｔｅｒ）を記憶する（ステップＳ１１３）。

以上説明したように、本発明によれば、受光側と発光側との感度の整合性の補正を、高精度に、かつ自動的に行うことができる。よって、作業者の負担が軽減される。また、高速なキャリブレーションが可能である。また、白レベルを電源電圧側に対応づける読み取り方式を前提として、マークが形成されていないメディアからの反射光を検知して検出値（検出電圧）とするため、ノイズマージンを広くとることができ、外光（外乱光）の悪影響がある環境下であっても、誤検出が生じにくいマーク検出装置を実現することができる。また、本発明の自動キャリブレーションによって、安価なセンサの使用であっても、高精度の検出が可能となる。したがって、低コストでカッティング装置の高性能化を達成することができる。なお、本発明は、カッティング装置の他、種々の装置に適用が可能である。

本発明は、上述の例示的な実施形態に限定されず、また、当業者は、上述の例示的な実施形態を特許請求の範囲に含まれる範囲まで、容易に変更することができるであろう。

１０・・・カッティングヘッドを有する印刷装置（印刷機能付きのカッティング装置）、２６・・・カッティングヘッド、２８・・・印刷ヘッド、４２・・・発光／受光ユニット、７１・・・光源（ＬＥＤ等）、７２・・・受光素子（受光センサ、フォトダイオード等）、５０・・・制御部、７２・・・光源駆動部、７４・・・駆動電流（出力光強度）切替部、７６・・・増幅回路等、７７・・・カッティング位置設定部、７９・・・カッティング制御部、８０・・・粗い探索部、８２・・・二分探索部、９０・・・詳細探索部、９２・・・微小増減探索部、９１・・・比較回路、９３・・・記憶部、ＰＥ・・・発光部、
ＤＥ・・・光センサ部（受光部）、２００・・・メディア（記録紙等）、Ｍ・・・クロップマーク、ＣＵ・・・カッティング領域

Claims (4)

1. メディアに形成されたマークを検出するマーク検出装置であって、
   前記メディアに光を照射する光源を有する発光部と、
   前記メディアからの反射光の強度を検出する光センサ部と、
   前記光源の発光強度を制御する機能を有する制御部と、
   を有し、
   前記制御部は、前記メディアに光を照射した結果として、前記光センサ部にて検出される検出値が、所望の目標値に一致するように、前記光源の発光強度を制御するキャリブレーションを実行することが可能であり、かつ、
   前記光センサ部にて検出される検出値を前記目標値と比較し、前記検出値が、前記目標値を中心として±α（αは正の実数）の範囲（以下、許容範囲という）内にあるかを判定し、許容範囲外であり、かつ前記検出値が前記目標値より小さいときは、前記光源の現在の発光強度と前記光源の前回または過去の最大発光強度との中間点となるように、前記光源の次回の発光強度を増大させる第１の制御を実施し、また、許容範囲外であり、かつ前記検出値が前記目標値より大きいときは、前記光源の現在の発光強度と前記光源の前回または過去の最低発光強度との中間点となるように前記光源の次回の発光強度を減少させる第２の制御を実施し、前記検出値が前記許容範囲内になるまで、前記第１、又は第２の制御を繰り返し、前記許容範囲内となったときの検出値を第１の検出値とする、粗い探索用の二分探索部と、
   前記光源の発光強度を、前記第１の検出値が得られたときの発光強度から、最小の分解能にて増大させていき、前記第１の検出値に前記αを加算した上限値を越えない、前記検出値の最大値を検出し、前記最大値を第２の検出値とし、かつ、前記光源の発光強度を、前記第１の検出値が得られたときの発光強度から、最小の分解能にて減少させていき、前記第１の検出値から前記αを減算した下限値未満とならない、前記検出値の最小値を検出し、前記最小値を第３の検出値とし、得られた前記第２、第３の検出値に対応する、前記光源の各発光強度の中間値を、前記目標値に対応する前記光源の発光強度とする、詳細な探索用の微小増減探索部と、
   を有するマーク検出装置。
2. 前記検出値は、前記マークが形成されていない前記メディアに光を照射した結果として、前記光センサ部にて検出される検出値である、請求項１に記載のマーク検出装置。
3. 請求項１又は２に記載のマーク検出装置と、
   前記マーク検出手段が検出したマークの位置に基づいて、メディアのカッティング位置を設定するカッティング位置設定部と、
   前記カッティング位置設定部が設定したカッティング位置において、前記メディアに対してカッティング処理を施すカッティングヘッドと、
   前記カッティング位置設定部による設定に基づいて、前記カッティングヘッドによる前記メディアのカッティング位置を制御するカッティング制御部と、
   を有するカッティング装置。
4. コンピュータを、請求項１又は２に記載の、粗い探索用の二分探索部と、詳細な探索用の微小増減探索部と、を有する制御部として機能させる、光源の発光強度の自動調整プログラム。

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