JPH07221935A - シート検出装置 - Google Patents

シート検出装置

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JPH07221935A
JPH07221935A JP7000049A JP4995A JPH07221935A JP H07221935 A JPH07221935 A JP H07221935A JP 7000049 A JP7000049 A JP 7000049A JP 4995 A JP4995 A JP 4995A JP H07221935 A JPH07221935 A JP H07221935A
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platen
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sheet
edge
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JP7000049A
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Gilbert J Hatch
ジェイ ハッチ ギルバート
Michael A Parisi
エイ パリジー マイケル
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Original Assignee
Xerox Corp
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    • H04N1/00742—Detection methods
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 スキャナでシートとそのエッジを検出する装
置を提供する。 【構成】 走査背景部材すなわちプラテンは文書スキャ
ナで検出可能な２つ以上の重ね合わせた相互に無関係な
周波数をもつ直線群すなわち密度パターンを有する。複
数周波数エッジ検出装置は種々の画像の移動および修正
機能を制御し、ＣＣＤアレイセンサを使用して、最小の
処理ハードウェアでエッジを正確に検出することができ
る。走査背景上の異なる周波数密度パターンを検出し
て、スキャナは走査した文書のエッジとカットアウト領
域を正確に決定することができる。画像パターン、モア
レ効果、その他の固有の問題のある、または不規則なシ
ート／画像状態から生じる周波数に関係したエッジ検出
エラーを、たとえ除去できなくても、大幅に減らすこと
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、スキャナでシートとそ
のエッジを検出する装置、より詳細には２つ以上の重ね
合わせた、調波的に無関係な検出周波数の密度パターン
を有する背景部材を備え、シートのエッジとカットアウ
ト領域を検出する走査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】米国特許第５，０１７，９６３号は、選
定周波数の画像データを含み、画像周波数検出回路によ
って検出することができる独特な背景パターンを有する
文書背景部材を開示している。独特な背景パターンの検
出または非検出により、走査した文書のエッジを判別す
ることができる。エッジ検出装置にはエッジ検出のため
独特な背景パターンを与えることができる。その背景パ
ターンを背にして、画像を照明して、文書と背景との間
に電子的に検出可能な、かつ明瞭な輪郭を与えることが
できる。またエッジ検出装置は検出可能なパターンが画
像内に現れるのを防止するため、検出可能なパターンを
消去する種々の消去装置を制御することができる。セン
サは、選定した背景パターンを背に使用されたとき強い
検出可能なビーティング・パターンを発生するように作
ることができる。
【０００３】米国特許第４，７４９，８７２号は、文書
走査装置内にホーム位置の基準となる目標を与える。文
書照明用光源からミラーとレンズを介して光学式センサ
アレイに光を直接反射する基準位置マーカーが文書支持
台に設置されている。基準位置マーカーは、光学式セン
サアレイを飽和範囲内で動作させ、光学式センサアレイ
の予測最大信号レベルより大きな出力信号レベルを発生
させる。
【０００４】米国特許第４，７１３，５５０号は、文書
支持台の近くに設置された発光素子と光検出素子を有
し、文書支持台上に置かれた文書のサイズを検出する複
数のセンサ部を備えた文書サイズ検出装置を開示してい
る。検出装置は、反射光または送信された光、センサ部
の出力レベルと基準レベルを比較する比較器、比較器の
出力信号に従って文書のサイズを決定する決定手段を使
用する。検出装置は、さらに、比較器の基準レベルを変
更し、比較器の出力を検出して、基準レベルがセンサ部
の出力レベルに等しくなる状態を見つけ出す回路と、そ
の状態を表す値（文書支持台上に文書が置かれていない
調整モードにおいて使用される）を記憶する記憶回路
と、記憶回路に記憶された値に従って比較器へ入力する
基準レベル（文書支持台上に置かれた文書のサイズを決
定する文書サイズ決定モードにおいて使用される）を設
定する基準レベル設定回路を備えている。
【０００５】米国特許第４，６４１，３５７号は、可動
プラテンの側面に沿って単一基準ストリップが取り付け
られた文書画像走査装置を開示している。基準ストリッ
プはＣＣＤと可動プラテンに対し４５°の角度で傾斜し
た光学的に走査可能な基準直線のパターンを有する。走
査装置は直線の黒縞の右縁が検出位置にあるかどうかを
決定する分析回路を備えている。直線の黒縞の右縁が検
出位置にある場合は、対応する直線の画像データが画像
処理回路のバッファメモリへゲートされ、検出位置が次
の画素位置へシフトされる。その条件が満たされなけれ
ば、画像データは廃棄され（バッファメモリへ供給され
ない）、検出位置は変更されない。直線の縞パターンの
使用により、走査装置は文書移動の中止および（また
は）文書移動速度の変動に実質上反応を示さなくなる。
【０００６】米国特許第４，６０５，９７０号は、一方
の表面に対照的な明領域と暗領域の光学パターンで構成
されたストリップを備え、光学式文書ディジタイザを較
正する診断装置を開示している。上記ストリップは走査
中の文書の位置をおおざっぱに決定する方法を提供す
る。位置を決定するには、多数の走査線を読み取らなけ
ればならない。
【０００７】米国特許第４，４６４，６８１号は、ファ
クシミリ文書スキャナを調整する方法および装置を開示
している。この方法では、テストパターンを使用してフ
ァクシミリを調整している。詳しく述べると、ファクシ
ミリを較正するため、テストパターンが印刷された一枚
の紙がファクシミリの内側に接着されている。テストパ
ターンの画像がフォトダイオードアレイと同一サイズで
あるとき、およびテストパターンの画像がフォトダイオ
ードアレイの上に正確に焦点が合わされたとき、テスト
パターンの暗い画像縞と明るい画像縞がフォトダイオー
ドアレイの１つおきのフォトセルの上に正確に落ちる。
【０００８】米国特許第４，４１５，２１６号は、複写
機の光学走査用透明板の上に置かれた文書の上に横たわ
る改良型プラテンカバーを開示している。プラテンカバ
ーは透明板に向かい合った面にマークすなわちパターン
を含んでいる。マークすなわちパターンが複写機で作成
されたコピー上に再生されない、すなわちコピーの品質
を低下させないように、マークすなわちパターンは蛍光
塗料を使用してプラテンカバーの表面に付けられる。
【０００９】米国特許第４，３１４，１５９号は、背景
面を背にして置かれた文書を走査して文書の位置を決定
するスキャナを開示している。スキャナは、走査位置が
文書および背景面を横切って動くとき、複数の走査位置
で文書と背景面から反射された光に応じて電気的走査信
号を発生する光電トランスジューサを備えている。文書
背景面には、文書の位置を指示するため識別可能な背景
画像が描かれている。識別可能な背景パターンは文書背
景面上に走査位置の移動方向に対し平行に延びた複数の
縞を含んでいてもよい。代わりに、識別可能な背景パタ
ーンは走査位置の移動方向に対しほぼ直角に延びた複数
の縞を含んでいてもよい。１つおきの縞は黒色に、中間
の縞は白色にすることができる。走査信号の識別可能な
パターンを検出するため、回路手段を備えることができ
る。
【００１０】米国特許第４，１９４，２２１号は、識別
機能の応用面を開示している。独特な背景パターンの検
出または非検出により、走査した文書のエッジを判別す
ることができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、走査
している文書の正確なエッジおよびカットアウト領域を
検出できる走査装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】本発明は、第１の態様と
して、シートの位置を検出する装置を提供する。本装置
はシートを支持し、かつシート走査の背景となるプラテ
ンを備えている。プラテンは、第１所定周波数をもつ第
１光学的検出可能パターンと、前記第１所定周波数とは
調波的に無関係な第２所定周波数をもつ、第１光学的検
出可能パターンに重ね合わされた第２光学的検出可能パ
ターンを有する。装置は、さらに、プラテンに接続され
ていて、シート、第１光学的検出可能パターン、および
第２光学的検出可能パターンを表すデータを与えるセン
サと、シートとセンサ間に相対運動を発生する手段を備
えている。装置は、さらに、センサに接続されていて、
センサからのデータに従って、シートからプラテン背景
面上の第１光学的検出可能パターンと第２光学的検出可
能パターンを識別し、プラテン上のシートの位置を決定
するプロセッサを備えている。
【００１２】
【実施例】図１は、密度変調プラテン背景面１０２をも
つプラテン１００を示す。プラテン１００の走査背景面
に、２つの調波的に無関係な周波数直線群１０４，１０
６が重ね合わされている。他の方向に延びている直線群
あるいは他の無関係な変調周波数体系を使用することが
できるが、直線群１０４と１０６は、図示のように、高
速走査方向矢印に対し平行に延びている。図１には、さ
らにＣＣＤアレイ１１５の個々のＣＣＤ１２０と同様
に、重ね合わせた無関係な周波数直線群１０４，１０６
を拡大して示してある。ＣＣＤアレイ１１５は、一般に
１インチ当たり４００スポットの割合で、１０インチ幅
ＣＣＤアレイの視野内に４０００個のＣＣＤを含んでい
る。本発明の実施例のプラテン１００の背景面に示した
直線群１０４，１０６は、例えば近接した間隔で配置さ
れ、しかもスキャナの解像度と矛盾しないように、幅を
１／２〜１０画素にすることができる。米国特許第５，
０１７，９３６号、同第４，６４１，３５７号、および
同第４，４１５，２１６号（先に説明した）に記載され
ている背景は、本発明の検出装置の精度で、このレベル
のシートエッジ解像度に近づいている兆候を示していな
い。選定した直線群すなわち密度パターンの２つ以上の
無関係な周波数の使用は、文書内の画像を偶発的に検出
する可能性を事実上除去するが、同時に文書が反復する
マーキング（たとえば、文字、記号、パターン、その他
の図解）を含んでいるとき、特にマーキングがエッジの
近くにあるとき、そのようなマーキングを含む背景は、
他の装置が間違ったエッジや領域を読み取る可能性があ
ることを認めている。またそのようなマーキングが文書
のどこかに見えているとき、そのような背景を背に走査
された文書のカットアウト領域の検出が検出エラーにつ
ながる可能性がある。
【００１３】同時に、多数の空間的にぎっしり詰まった
一次元の無関係な検出周波数の使用により、エッジアド
レス処理時間ばかりでなく、プロセッサ能力要求および
ハードウェア要求を減らすことができる。ＣＣＤアレイ
１１５すなわち全幅アレイは、文書の領域（これらの領
域はプラテン背景に存在している２つの独特な密度すな
わち周波数を含んでいない）についてプラテン背景の視
野を走査するので、文書のエッジと領域が正確に識別さ
れる。いったん関係する各電子エッジアドレスが識別さ
れたら、背景領域を抑制し、そのパターンを無視するこ
とができる。エッジアドレスは、走査した文書を複製す
る場合は一時的に、または画像とシートエッジの位置を
保存する場合はより永久的なコンピュータメモリによっ
て、省略形で記憶することができる。いったん走査プロ
セッサがプラテン背景を識別すれば、背景領域外のビッ
トマッピングは必要ない、すなわち実行されない。従っ
て、本発明の高解像度／空間的にぎっしり詰まった無関
係な周波数の背景直線群すなわち密度パターンの処理
は、大きなパターンで描かれた／ぎっしり詰まっていな
いスキャナ背景パターンより迅速で、かつ信頼できる。
【００１４】本発明の文書／エッジ検出装置は、さら
に、種々の文書画像の移動や修正機能の制御を助けるこ
とができる。走査背景部材上の異なる周波数密度パター
ンの検出により、スキャナは、最小限度のハードウェア
およびソフトウェア処理要求を使用しながら、走査した
文書のエッジおよびカットアウト領域を正確に決定する
ことができる。高いエッジ検出エラー確率に悩むことが
ある反復パターンや、その他の走査背景体系と異なり、
画像中のパターン、モアレ効果、あるいは他の固有の問
題のある、または不規則なシート／画像状態から生じる
ことがある周波数に関係するエッジ検出エラーは、たと
え除去できなくとも、本発明に従って大幅に減らすこと
ができる。
【００１５】図１に示すように、シート１１０の前縁１
１２は、ＣＣＤアレイ１１５すなわちＣＣＤアレイの高
速走査方向に対し一直線に並んでいない。ＣＣＤアレイ
１１５で走査中、文書エッジ弁別器プロセッサはシート
で覆われていないプラテン背景の周波数の存在を識別す
る。本発明の高解像度／複数周波数エッジ検出能力は、
シート１１０のエッジまたはその近くのマーキングがシ
ートのエッジと間違われるのを防止する。より低いオー
ダーの反復する、すなわち一様な間隔で配置された記
号、または単一周波数または調波的に関係のある周波数
のパターンのみを含むプラテン背景体系と異なり、本発
明のプラテン背景はより高いオーダーでシートエッジの
識別をできるようにする。そのような低いオーダーの記
号またはパターンを使用するプラテン背景体系は、特に
画像自体内の形状の発生によって、ハーフトーン、グレ
ースケール、カラーおよび（または）画像濃度などの特
徴を像形成することによって、あるいは他の予測できな
い画像走査効果によって、走査する画像の一部がその低
いオーダーの記号またはパターンと偶然にそっくりまた
は近似しているとき、間違った不正確なエッジ検出が起
きることがある。
【００１６】偶発的な、すなわち予測できない画像走査
効果の発生に加えて、既知の走査背景体系には、前に複
製された文書（第２世代以降のコピー）が同じ低いオー
ダーのパターンを有するプラテン背景を背にして作ら
れ、シート自体に現に見えているそのパターンの或る部
分をスキャナがピックアップすることがある状況が存在
する。このように、スキャナは文書の一部をカットアウ
ト領域またはエッジと間違えることがある。本発明の背
景直線群および密度パターンにより、スキャナはより高
い精度で文書の位置を決めることができる。文書の画像
のみが記憶されるように、視野の自動高解像度トリミン
グすなわち「切取り」が行われる。走査した文書（およ
びプラテン背景）から作ることができる、文書の解像度
を上回るプラテン背景の少なくとも一組のマーキングを
使用することにより、間違ったエッジ情報が複製されて
第２世代の文書にシートエッジ検出エラーが持ち込まれ
る可能性をいっそう減らすことができる。さらに、本発
明のぎっしり詰まった直線群／パターン情報により、改
善された画像／ページセンタリング、画像の拡大、およ
び（または）ディジタル的に保存された文書画像に対す
るその他の必要な画像修正を実行することができる。ま
た、シートエッジの陰影、その他の「ページエッジの効
果」を大幅に減らす、または除去することができる。
【００１７】本発明の一実施例の場合、プラテン１００
の背景は異なる正弦波周波数の密度変調関数を有する２
つの直線群すなわち密度パターンによって変調されてい
る。ＣＣＤアレイの各セル１２０の出力はディジタルフ
ィルタ−検出器へ送られる。検出器の出力は、プラテン
背景密度変調周波数の存在または欠如を指示し、それに
よって文書の存在を指示する。図５は、低速走査方向に
平行に変調された直線群を有する 10.5 インチ幅のプラ
テン背景の１つの高速走査を横切る点ｘn に現れること
がある密度変調（ＰＤｘn ）の代表的なプロットを示
す。複数の無関係な密度変調、プラテン１００の走査背
景の上に重ね合わされた、プロセッサフィルタ装置で検
出可能なパターン（カラー、スポット、または他の空間
的にぎっしり詰まった形状）を含む別の体系も同様に、
望ましい文書カットアウト領域およびエッジ検出を与え
ることができる。そのような背景パターン体系は可能で
あり、本発明の範囲に含まれる。迅速な高速走査方向の
文書検出が必要な場合は、プラテン背景の一次元検出が
できるように、密度変調を図１の低速走査方向矢印に平
行に延びるように（図示のように高速走査方向と平行で
なく）整列させることができる、あるいは密度変調を高
速走査方向の１回パスすなわち走査のとき別のやり方で
識別することができる。
【００１８】図２は、本発明のエッジ検出回路網の検出
器のブロック図を示す。各ＣＣＤ１２０の出力はプラテ
ン背景または文書からの情報を含んでおり、それらは少
なくとも２個のフィルタへ出力される。例えば、図２に
示した実施例の場合、ＣＣＤアレイは検出出力を一対の
フィルタへ与える。一方のフィルタは 5.9 サイクル／
ｍｍの中心周波数を有し、他方のフィルタは 6.7 サイ
クル／ｍｍの中心周波数を有している。検出器Ａは 5.9
サイクル／ｍｍの周波数が検出されたとき、それを示
す応答を出力し、検出器Ｂは 6.7 サイクル／ｍｍの中
心周波数が検出されたとき、それを示す応答を出力す
る。２つの周波数が検出されたときは、文書エッジ弁別
器／フィルタによってプラテン背景の存在が想定され
る。２つの周波数が同時に存在してないときは、プラテ
ン背景が存在しないことを指示する出力信号が生じる。
従って、ＣＣＤアレイは、文書の内容に関係なく、走査
した文書の完全かつ正確なディジタル輪郭描写ができる
ように、その通路内でプラテン背景のエッジの位置を決
定することができる。単一フィルタ／検出器セットへデ
ータを送ってプラテン背景から文書を正確に識別するた
め、各ＣＣＤセル（モノクロームまたは３フィルタ／カ
ラー）を図２のように接続することができる。その結
果、文書のビットマップとエッジアドレス位置のみが保
持され、他方プラテン背景検出が抑制される。
【００１９】上に述べたように、本発明のプラテン背景
は調波的に無関係な周波数を有する複数密度変調パター
ンを用いている。変調周波数は、文書の位置を正確に決
定するのに適切な解像度を与える程度に高く、しかしＣ
ＣＤアレイがその変調周波数を光学的に分解できる程度
に低くなければならない。またＣＣＤサンプル出力が検
出する正しい変調周波数を確実に含むように、変調周波
数はＣＣＤアレイサンプリングレートのナイキスト周波
数レベルより下になる程度に低くなければならない。変
調周波数は、一組の周波数が走査している文書の画像に
同時に出現する可能性を低くするように選定される。使
用するＣＣＤまたは全幅アレイによっては、ＣＣＤアレ
イの光学解像度はプラテン背景の直線群および（また
は）密度パターンの周波数を読み取るのに必要な光学解
像度を上回っていなければならない。
【００２０】ＣＣＤアレイの光学解像度は記憶または印
字された文書の画像の解像度を上回っていなければなら
ない。ある実施例では、幅１／８００インチの直線群を
変調して生成されたプラテン背景パターンに、解像度４
００スポット／インチのスキャナが使用されている。そ
のような細い直線群を変調して、要求されたプラテン背
景周波数を得ることができる。例えば、ＣＣＤサンプリ
ングレートのナイキスト周波数が４００直線／インチの
低速走査速度に基いて２００サイクル／インチ（ 7.87
サイクル／ｍｍ）のとき、走査速度は直線群の周波数の
それよりかなり低いが、２つの選定した密度変調周波数
よりかなり高い。それだけで、図２について説明した選
定周波数はナイキスト要求とスキャナの画像走査の光学
的要求を満たしている。
【００２１】図３および図４は、本発明に使用すること
ができる別のプラテン１００の背景形態の拡大部分図を
示す。図３は、図１のような低速走査方向（Ｓy ）では
なく、高速走査方向（Ｓx ）に対し平行に整列された断
続直線群の配列を示す。高解像度ＣＣＤまたは全幅アレ
イのサンプリングを用いて、上に述べた種々のスクリー
ン周波数パラメータを生成することができる。図４に示
した形態も同様に２以上の調波的に無関係な周波数を用
いている。図４は、高速および低速走査方向（Ｓx およ
びＳy ）に対し斜めの断続直線群の配列を示し、同様
に、高解像度ＣＣＤまたは全幅アレイのサンプリングに
よって上に述べた変調周波数パラメータを生成すること
ができる。この形態も同様に２以上の調波的に無関係な
周波数を用いている。
【００２２】図６は、プラテン背景面１５０の上に置か
れた文書すなわちシート１６０を示す。シートはＣＣＤ
アレイ１５４（すなわちＣＣＤアレイの高速走査方向）
に対し一直線に並んでいない。ＣＣＤアレイ１５４によ
って走査しているとき、文書エッジ分別器プロセッサ
は、シート１６０で覆われていないプラテン背景面１５
０の密度周波数（領域１５２において多数回繰り返され
る）を識別する。本発明の高解像度複数周波数エッジ検
出能力は、シート１６０のエッジまたはその近くのマー
キングがシートのエッジと間違われるのを防止する。本
発明のプラテン背景は、より低いオーダーの反復するま
たは一様な間隔で配置された記号またはパターンのみを
有するプラテン背景と異なり、より高いオーダーでシー
トエッジの識別を可能にする。図１、図３、図４、およ
び図６のプラテン背景（ここに記載した他のプラテン背
景も同様）は、スキャナが改善された精度で文書の位置
を決めることを許す。従って、視野の自動高解像度トリ
ミングすなわち「切取り」を実行することができる。図
６に示すように、さらに、シート１６０上のマーキング
（画像１６２とテキスト１６４）をシートエッジに対し
高い精度で再整列し、かつサイズを再決定して、正確に
再位置付けされ、かつサイズが再決定された画像１６２
ａとテキスト１４ａが印刷されたコピー１６０ａを得る
ことができる。
【００２３】図７は、本発明のエッジ検出装置を使用し
て、種々の文書複製の修正を実行するのに使用すること
ができるプロセッサのブロック図である。ＣＣＤアレイ
はエッジ検出器プロセッサにエッジ情報およびカットア
ウト領域情報を与える（エッジ検出器プロセッサが使用
不能にされない限り）。スキャナに対する文書のスキュ
ー訂正が実施され、シートエッジ検出器によって与えら
れた省略エッジ情報に従って一組の画像ビットマップパ
ラメータとエッジ画像領域パラメータが生成される。そ
れに応じて、画像が文書の上に再位置付けされ、複製ま
たは記憶される。ユーザーは種々の画像修正（例えば、
図７に示すように、画像の併合、再位置付け／スキュー
操作、サイズ再決定、および（または）カラーまたはグ
レースケールの変更）を選定することができる。選定し
た（省略時）画像パラメータおよびエッジパラメータ
は、そのあと、印刷、記憶、あるいは後続の処理のため
転送される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の文書スキャナのプラテンの走査背景の
平面図である。
【図２】本発明の文書検出処理装置のブロック図であ
る。
【図３】本発明の走査背景の別の実施例の部分平面図で
ある。
【図４】本発明の走査背景のさらに別の実施例の部分平
面図である。
【図５】本発明に係るプラテン背景上の密度変調の典型
的なグラフである。
【図６】本発明のスキュー訂正、整列、および画像位置
付け機能を示す正面図である。
【図７】本発明の実施例のシートエッジ／画像修正プロ
セッサの機能を示すブロック図である。
【符号の説明】 １００ プラテン １０２ 密度変調されたプラテン表面 １０４，１０６ ２つの調波的に無関係な周波数の直線
群 １１０ シート １１２ シートの前縁 １１５ ＣＣＤアレイ １２０ 個々のＣＣＤ １５０ プラテン表面 １５２ 領域 １５４ ＣＣＤアレイ １６０ シート １６２ 画像 １６４ テキスト １６０ａ コピー １６２ａ 正確に再位置付けされ、サイズが再決定され
た画像 １６４ａ 正確に再位置付けされ、サイズが再決定され
たテキスト

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 シートの位置を検出する装置であって、 第１所定周波数をもつ第１光学的検出可能パターンと、
    前記第１所定周波数とは調波的に無関係な第２所定周波
    数をもつ第２光学的検出可能パターンを有しており、シ
    ートを支持しかつシート走査用の背景面を提供するプラ
    テンと、 前記プラテンに接続されていて、シート、第１光学的検
    出可能パターン及び第２光学的検出可能パターンを表す
    データを与えるセンサと、 前記シートと前記センサ間に相対運動を発生する手段
    と、 前記センサに接続されていて、前記センサからのデータ
    に従って、前記シートから前記プラテン背景面上の第１
    光学的検出可能パターンと第２光学的検出可能パターン
    を識別し、前記プラテン上のシートの位置を決定するプ
    ロセッサとを備えていることを特徴とするシート検出装
    置。
JP7000049A 1994-01-04 1995-01-04 シート検出装置 Pending JPH07221935A (ja)

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