JPH10186050A

JPH10186050A - 光電センサとこの光電センサを用いた紙送り装置

Info

Publication number: JPH10186050A
Application number: JP8343664A
Authority: JP
Inventors: Yoshimasa Osumi; 吉正大角; Hayami Hosokawa; 速美細川
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1996-12-24
Filing date: 1996-12-24
Publication date: 1998-07-14

Abstract

(57)【要約】【課題】検出物体を光学的に検出する光電センサにお
いて、紙上に貼られたメンディングテープを正確に検出
することができるようにする。【解決手段】ＬＥＤ２からの光のワーク３への入射角
より大きい出射角でワーク３から出射される光を受光す
る位置で、かつＬＥＤ２からの光のワーク３への入射方
向とワーク３面に対し垂直な方向とで規定される入射面
を含まない位置に第１の受光素子４を配置する。これに
より、ワーク３上のメンディングテープからの正反射光
の分布のピークを第１の受光素子４によりとらえ、メン
ディングテープの有無により第１の受光素子４の受光量
が大きく変化するので、メンディングテープの正確な検
出が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表面を粗面加工
し、紙や拡散反射系の物体上で視覚的にとらえにくくし
た透明粘着テープを検出する光電センサに関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来の物体の表面状態等を光学的に検出
する光電センサについて図面を参照して説明する。図１
９（ａ）（ｂ）は光電センサ１００の構成及びセンサの
受光量分布を示す。ＬＥＤ１０１からレンズ１０２を通
して出射されたコリメート光１０３は、検出物体１０４
（以下、ワークという）に照射され、その反射光がライ
ンセンサ１０５に受光される。このラインセンサ１０５
は、ワーク１０４への入射光の角度とほぼ等しい角度で
ワーク１０４から出射する反射光を受光する位置に配置
されている。この反射光の受光量分布の傾きの最大値
（以下、尖塔度という）を計測することにより、ワーク
の判別、表面状態の検出を行うことができる。

【０００３】また、図２０は従来の他の例による光電セ
ンサ１１０の構成を示し、ＬＥＤ等の光源１０１より照
射される光は偏光フィルタ１１１により偏光されワーク
１０４に照射され、このワーク１０４からの反射光は偏
光ビームスプリッタ１１２（以下、ＰＢＳという）によ
り２つの偏光方向（偏光フィルタ１１１により偏光され
た光と同じ偏光方向と直交する偏光方向）の光に分離さ
れ、この分離された光はそれぞれ第１及び第２の受光素
子１１３ａ，１１３ｂで受光される。ＰＢＳ１１２は、
ＬＥＤ１０１からワーク１０４へ入射する角度とほぼ等
しい角度でワーク１０４から出射する反射光を受光する
位置に配置されている。そして、２つの受光素子１１３
ａ，１１３ｂにより反射光に含まれる２つの偏光方向の
光をとらえ、両受光素子１１３ａ，１１３ｂの受光量を
比較することにより、ワーク１０４の判別、表面状態の
検出を行うことができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１９
（ａ）に示すような構成の光電センサ１００では、紙上
で視覚的にとらえにくくした透明粘着テープ（以下、メ
ンディングテープという）を検出するのは困難である。
以下、その理由を図２１、及び図２２を参照して説明す
る。図２１（ａ）に示すように、メンディングテープ１
２０は、１方向に筋を入れることにより粗面加工が施さ
れており、図２１（ａ）におけるＡ−Ａ´線断面は図２
１（ｂ）のごとくである。このようにメンディングテー
プ１２０の表面には凹凸があるため、図２１（ｃ）に示
すように、メンディングテープ１２０の表面に筋方向と
直交する方向からコリメート光１０３を照射すると、表
面の凹凸により反射方向が変化し、高角度で反射する光
ほど反射率が高いため、表面反射光の分布も変化する。
従って、ＬＥＤ１０１からワーク１０４に入射角５５゜
で光を入射させたときのメンディングテープ１２０表面
での反射特性は、図２１（ｄ）に示すように、入射角と
出射角とが等しくないところに正反射光のピークが生じ
る。

【０００５】また、図２２は入射角をθ゜として光を照
射したときの紙と紙上に貼られたメンディングテープの
反射光の分布を示す図であり、同図から分かるように、
紙とメンディングテープのいずれも尖塔度は正反射受光
量のピークの前にあり、それらの勾配は領域１３０にお
いてはほぼ同じである。従って、両ワークの尖塔度は同
じと判断される。そのため、尖塔度でワークを判別する
図１９に示した光学式センサ装置１００では、紙上に貼
られたメンディングテープを検出することは困難であ
る。

【０００６】また、上述の図２０に示したような光電セ
ンサ１１０においても、紙上に貼られたメンディングテ
ープを検出するのは困難である。その理由を図２３を参
照して説明する。図２３は図２０に示した構成の光学系
において、ＬＥＤ１０１から紙とメンディングテープに
入射角５５゜で光を入射させたときの、紙とメンディン
グテープの正反射光分布を示す図である。同図に示すよ
うに、入射角（５５゜）と等しい出射角の位置において
は、紙とメンディングテープの正反射光量はほぼ等し
く、偏光の成分もほぼ等しい。従って、メンディングテ
ープの有無によっても第１の受光素子１１３ａと第２の
受光素子１１３ｂの出力比に変化は現われず、紙上に貼
られたメンディングテープを検出するのは困難である本
発明は、上述した問題点を解決するためになされたもの
であり、紙や拡散反射系の物体上に貼られたメンディン
グテープを正確に検出することが可能な光電センサを提
供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、光源と少なくとも１つの受光素
子を備え、光源より照射された光の検出物体による反射
光の空間的な強度分布を受光素子で検出することによ
り、紙または拡散反射系の物体上に貼られたメンディン
グテープを検出する光電センサにおいて、光源からの光
の検出物体への入射角より大きい出射角で検出物体から
出射される光を受光する位置で、かつ光源からの光の検
出物体への入射方向と検出物体面に対し垂直な方向とで
規定される入射面を含まない位置に第１の受光素子が配
置されているものである。

【０００８】メンディングテープの表面には１方向に筋
を入れることにより粗面加工が施されており、この粗面
加工の規則性により、正反射光の反射方向には一定の方
向性がある。例えば、メンディングテープの表面に筋方
向と平行な方向から光を照射した場合には、表面の凹凸
の斜面において反射方向が変化するため、正反射光の分
布のピークは入射面とは異なる面上に生じる。また、メ
ンディングテープの表面に筋方向と垂直な方向から光を
照射した場合には、高角度で反射する光ほど反射率が高
いため、正反射光の分布のピークは入射角よりも大きな
出射角の位置に生じる。請求項１の構成においては、入
射角よりも大きくかつ入射面を含まない位置に第１の受
光素子を配置し、この第１の受光素子によりメンディン
グテープからの正反射光のピークをとらえるので、テー
プの表面に筋方向と平行な方向や垂直な方向から光を照
射した場合においても、メンディングテープの有無によ
りその受光量には変化が現われ、紙等に貼られたメンデ
ィングテープの検出が可能となる。

【０００９】また、請求項２の発明は、請求項１におい
て、上記光源から検出物体へ入射した光の紙または拡散
反射系の物体からの正反射光を受光する位置に第２の受
光素子がさらに配置されているものである。

【００１０】この構成においては、メンディングテープ
からの正反射光のピークを第１の受光素子により受光
し、紙等からの正反射光のピークを第２の受光素子によ
り受光する。メンディングテープが有る場合には第１の
受光素子の受光量が大きくなり、メンディングテープが
無い場合には第２の受光素子の受光量が大きくなるの
で、紙等に貼られたメンディングテープの検出が可能と
なる。また、正反射光の分布形状をとらえることができ
るので、紙の色柄による誤動作を少なくすることができ
る。

【００１１】また、請求項３の発明は、請求項１又は請
求項２において、上記光源からの光の検出物体への入射
角より大きい出射角で検出物体から出射される光を受光
する位置で、かつ光源からの光の検出物体への入射方向
と検出物体面に対し垂直な方向とで規定される入射面を
含む位置に第３の受光素子がさらに配置されているもの
である。

【００１２】この構成においては、メンディングテープ
の筋方向と平行な方向から光を照射した場合には、メン
ディングテープの正反射光のピークを第１の受光素子に
より受光し、紙等の正反射光のピークを第２の受光素子
により受光する。また、メンディングテープの筋方向と
垂直な方向から光を照射した場合には、メンディングテ
ープの正反射光のピークを第３の受光素子により受光す
る。これら第１又は第３の受光素子の受光量と第２の受
光素子の受光量とを比較することにより、メンディング
テープの有無による反射光量の大きな変化をとらえるこ
とができるので、紙等に貼られたメンディングテープの
検出が可能となる。また、正反射光の分布形状をとらえ
ることができるので、紙の色柄による誤動作を少なくす
ることができる。

【００１３】また、請求項４の発明は、上記光源からの
光の検出物体への入射方向と検出物体面に対し垂直な方
向とで規定される入射面を挟んで第１の受光素子と対峙
する位置に、第４の受光素子がさらに配置されているも
のである。

【００１４】この構成においては、紙等の正反射光のピ
ークを第２の受光素子により受光し、メンディングテー
プの正反射光のピークを第１、第３、第４のいずれかの
受光素子により受光する。これら３つの受光素子によ
り、メンディングテープの正反射光のピークをとらえる
ため、メンディングテープがいかなる方向に貼られてい
ても正確に検出を行うことができる。

【００１５】また、請求項５の発明は、上記請求項１乃
至請求項４のいずれかに記載の光電センサと、紙を給送
する紙送り機構と、前記光電センサの出力に基づいて前
記紙送り機構の動作を制御する制御部とを備えた紙送り
装置である。

【００１６】この構成においては、請求項１乃至請求項
４のいずれかに記載の光電センサにより紙上のメンディ
ングテープを検出し、メンディングテープが検出される
と制御部は紙送り機構を停止又は反転送りする。一般
に、メンディングテープが付着している紙をコピー機に
入れると、コピー機が発生する熱によりメンディングテ
ープが溶解し、紙詰まりが発生する場合がある。請求項
５の構成の紙送り装置をコピー機に備えれば、光電セン
サにより正確にメンディングテープを検出するので、メ
ンディングテープの溶解による紙詰まりの発生を抑える
ことができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した実施の
形態を図面を参照して説明する。（第１の実施形態）図１（ａ）（ｂ）は本実施形態によ
るメンディングテープの検出を行う光電センサの上面図
及び側面図である。この光電センサ１は、光源である発
光ダイオード２（以下、ＬＥＤという）から検出物体３
（以下、ワークという）に向けて光を照射し、このワー
ク３において反射された光を第１の受光素子４において
受光するものである。この第１の受光素子４は、図１
（ａ）に示すように、ＬＥＤ２からの光のワーク３への
入射方向とワーク３面に対し垂直な方向とで規定される
入射面を含まない位置（θ₃ ≠０）で、かつ図１（ｂ）
に示すように、ＬＥＤ２からの光のワーク３への入射角
（θ₁ ）より大きい出射角（θ₂ ）でワーク３から出射
される光を受光する位置に配置されている。この第１の
受光素子４による受光量変化に基づいて、紙上に貼られ
たメンディングテープを検出する。

【００１８】上述の図２１に示したように、メンディン
グテープの表面には１方向に筋を入れることにより粗面
加工が施されている。ここで、図２（ａ）に示すよう
に、光の照射方向とメンディングテープ６の筋方向が一
致する場合と、図２（ｂ）に示すように、光の照射方向
とメンディングテープ６の筋方向が直交する場合の光電
センサ１による検出方法について図３乃至図５を参照し
て説明する。図３（ａ）は紙上のメンディングテープ６
の様子を示す図であり、メンディングテープ６の筋方向
をＸ方向、この筋と直交する方向をＹ方向、メンディン
グテープ６の厚み方向をＺ方向とする。この図３（ａ）
におけるＸ方向と平行なＡ−Ａ´線における断面は図３
（ｂ）のごとくである。上述の図２１に示したように、
テープの筋方向に直交する方向より光を照射させた場合
には、テープからの正反射光のピークは入射面上の入射
角≦出射角の位置にくる。このため、図２（ｂ）に示す
ように、メンディングテープ６が９０゜方向に貼られて
いる場合には、入射面上の入射角≦出射角を満たす位置
に第１の受光素子４を配置すれば、テープ６からの正反
射光の分布のピークをとらえ、検出が可能である。

【００１９】一方、図４（ａ）（ｂ）に示すように、メ
ンディングテープ６の筋方向と平行方向より光を照射さ
せた場合には、メンディングテープ６からの正反射光の
ピークをとらえるには、第１の受光素子４を入射面以外
の位置、即ちθ₃ ≠０の位置に配置する必要がある。図
４（ｃ）は図４（ｂ）のメンディングテープ６の凹凸の
拡大図と反射の様子を示す図であり、凹凸の斜面部分に
照射された光はＹ方向に反射され、Ｙ方向に広がってい
る。これは、高角度で反射する光ほど反射率が高く、０
からＡ又はＢに近づくほど反射率が大きいからである。
従って、図５に示すように、紙とメンディングテープの
入射角と出射角が等しい位置（θ₁ ＝θ₂ の位置）での
Ｙ方向における反射光量の変化は、θ_y ≠０における位
置において紙とメンディングテープとの間に差が現わ
れ、このθ_y ≠０の位置、即ちθ₃≠０の面上に第１の
受光素子４を配置させれば、メンディングテープ６の検
出が可能となる。以上より、第１の受光素子４を入射角
≦出射角を満たす位置で、入射面を含まない位置に配置
することにより、メンディングテープ６からの正反射光
をとらえることができ、９０゜方向に貼られたテープ６
だけでなく、０゜方向に貼られたテープ６に対しても検
出を行うことができる。

【００２０】次に、第１の実施形態による光電センサ１
の処理回路を図６に示す。発振回路２０からの発振出力
を受けた投光パルス発生回路２１は投光パルス信号を発
生し、ＬＥＤ２を駆動する。これによりＬＥＤ２はパル
ス的に投光し、この投光のうち、ワークで反射した光
は、受光素子４により受光され、電気信号に変換され
る。これら電気信号はピークホールド回路２２（以下、
Ｐ／Ｈ回路という）又はサンプルホールド回路（以下、
Ｓ／Ｈ回路という）によってピーク値が検出され、弁別
回路２３に送られる。この弁別回路２３は、ピーク値を
しきい値２４と比較し比較結果を出力する。第１の受光
素子４がメンディングテープからの正反射光をとらえ、
第１の受光素子４の出力が所定のしきい値２４を越える
とメンディングテープ有りと判定する。

【００２１】（第２の実施形態）図７（ａ）（ｂ）は本
実施形態による光電センサの上面図及び側面図である。
この光電センサ３１においては、ＬＥＤ２と第１の受光
素子４は図１と同等の構成を有し、さらに、第２の受光
素子３２が、図７（ａ）に示すように、ＬＥＤ２からの
光のワーク３への入射方向とワーク３面に対し垂直な方
向とで規定される入射面を含む位置（θ₃ ＝０）で、か
つ図７（ｂ）に示すように、ＬＥＤ２からの光のワーク
３への入射角（θ₁ ）と等しい出射角（θ₄ ）でワーク
３から出射される光を受光する位置に配置されている。
即ち、第２の受光素子３２は、紙や拡散反射系のワーク
３からの正反射光を受光する位置に配置されている。

【００２２】上述の図１に示した光電センサ１において
は、メンディングテープの有無による受光量の変化を、
第１の受光素子４により直接とらえる構成となっていた
ため、メンディングテープの有無による受光量変化と、
紙の色柄による受光量変化の区別がつかず、誤検出を起
こすことがある。本実施の形態に係る光電センサ３１
は、メンディングテープからの正反射光を第１の受光素
子４において受光し、紙等からの正反射光を第２の受光
素子３２において受光する。この第１の受光素子４の受
光量と第２の受光素子３２の受光量を処置回路にて比較
することにより、メンディングテープの有無による反射
光量の大きな変化をとらえることができるので、ワーク
３の色柄の影響を受けずに、正確な検出を行うことがで
きる。より詳細に説明すると、上述の図２２に示したよ
うに、紙と紙上に貼られたメンディングテープでは、正
反射光量のピーク位置がずれる。そこで、紙と紙上に貼
られたメンディングテープの正反射光のセンサによる受
光光量差を最大にするには、メンディングテープ等の目
標とする検出対象の物体のピーク位置と、紙等の目標と
する検出対象の物体以外の物体のピーク位置に受光素子
を配置するのが最も効果的である。紙上に貼られたメン
ディングテープの正反射光のピークは、上述したよう
に、９０゜にテープが貼られている場合を除いて、入射
面以外のθ₁ ＜θ₂ の位置にあり、また、紙の正反射光
のピークは入射面上のθ₁ ＝θ₄ の位置にある。従っ
て、それぞれの位置に第１及び第２の受光素子を配置す
ると、正確なメンディングテープの検出ができる。

【００２３】次に、第２の実施形態による光電センサ３
１の処理回路を図８に示す。発振回路２０からの発振出
力を受けた投光パルス発振回路２１は投光パルス信号を
発生し、ＬＥＤ２を駆動する。これにより、ＬＥＤ２は
パルス的に投光し、この投光のうち、ワークで反射した
光は、２つの受光素子４，３２により受光され、受光信
号に変換される。これら受光信号はＰ／Ｈ回路２２ａ，
２２ｂによってピーク値が検出され、演算回路２５に送
られる。この演算回路２５は各ピーク値を演算（減算）
し、この演算値は弁別回路２３に送られ、しきい値２４
と比較され、検出信号が出力される。このように、入射
面以外のθ₁ ＜θ₂ の位置に配置された第１の受光素子
４により、メンディングテープにおける正反射光の光量
の変化をとらえ、入射面上のθ₁ ＝θ₄ の位置に配置さ
れた第２の受光素子３２により、紙等における正反射光
の光量変化をとらえる。この第１の受光素子４と第２の
受光素子３２との光量差を処理回路にて比較することに
より、ワークの色柄の影響を受けずに、メンディングテ
ープを検出することができる。

【００２４】（第３の実施形態）図９（ａ）（ｂ）は本
実施形態による光電センサの上面図及び側面図である。
本実施形態の光電センサ４１においては、ＬＥＤ２、第
１の受光素子４、第２の受光素子３２は図７と同等の構
成を有し、さらに第３の受光素子４２が、図９（ａ）に
示すように、ＬＥＤ２からの光のワーク３への入射方向
とワーク３面に対し垂直な方向とで規定される入射面を
含む位置（θ₃ ＝０）で、かつ図９（ｂ）に示すよう
に、ＬＥＤ２からの光のワーク３への入射角（θ₁ ）よ
り大きい出射角（θ₅ ）でワーク３から出射される光を
受光する位置に配置されている。

【００２５】９０゜に貼られたメンディングテープにお
いては、テープも紙もθ₃ ＝０に信号量のピークがあ
る。従って、上述の図７に示した光電センサ３１によ
り、９０゜に貼られたメンディングテープの検出を行う
には、第１の受光素子４を入射面に極めて近い位置に配
置する必要がある。しかし、これでは第１の受光素子４
と第２の受光素子３２の受光差が小さくなり、検出が困
難となるという問題を生じる。それに対し、光電センサ
４１においては、９０゜に貼られたメンディングテープ
での正反射光のピーク位置、即ち、入射面上のθ₁ ＜θ
₅ の位置に第３の受光素子を配置することにより、上記
問題を解決している。メンディングテープが９０゜に貼
られている場合には第３の受光素子４２によりテープの
正反射光のピークを、メンディングテープが９０゜以外
の角度に貼られている場合には第１の受光素子４により
テープの正反射光のピークをとらえ、これらの値と、紙
の正反射光のピークをとらえている第２の受光素子との
値との間で、上述の第２の実施形態に示したものと同等
の演算を行う。この演算により、メンディングテープの
有無による反射光量の大きな変化をとらえることができ
るので、メンディングテープが９０゜方向に貼られてい
る場合でも、正確に検出を行うことができる。

【００２６】図１０は第３の実施形態による光電センサ
４１の処理回路図である。この処理回路は、上述の図８
の処理回路に、第３の受光素子４２、第３のＰ／Ｈ回路
２２ｃ、第２の演算回路２５ｂ、第２の弁別回路２３
ｂ、第２のしきい値２４ｂ，ＯＲ回路２６を加えたもの
である。受光素子４，３２，４２からの受光信号はＰ／
Ｈ回路２２ａ，２２ｂ，２２ｃによってピーク値が検出
される。Ｐ／Ｈ回路２２ａ，２２ｂにより検出された値
は演算回路２５ａに、Ｐ／Ｈ回路２２ｂ，２２ｃにより
検出された値は演算回路２５ｂに、それぞれ送られる。
これら演算回路２５ａ，２５ｂは上記により検出された
各ピーク値を演算（減算）し、これらの値は弁別回路２
３ａ，２３ｂに送られ、しきい値２４ａ，２４ｂと比較
され、その結果はＯＲ回路２６を経て出力される。この
ように、入射面上に第３の受光素子４２を配置すること
により、メンディングテープが９０゜に貼られている場
合においても、安定した検出が可能となる。

【００２７】（第４の実施形態）図１１（ａ）（ｂ）は
本実施形態による光電センサの上面図及び側面図であ
る。この光電センサ５１においては、ＬＥＤ２、第１の
受光素子４、第２の受光素子３２、第３の受光素子４２
は上述の図７と同等の構成を有し、第４の受光素子５２
が、図１１（ａ）に示すように、ＬＥＤ２からの光のワ
ーク３への入射方向とワーク３面に対し垂直な方向とで
規定される入射面以外の位置（θ₃ ≠０）で、かつ図１
１（ｂ）に示すように、ＬＥＤ２からの光のワーク３へ
の入射角（θ₁ ）より大きい出射角（θ₂ ）でワーク３
から出射される光を受光する位置に配置されている。即
ち、入射面を挟んで第１の受光素子４と対峙する位置
に、第４の受光素子５２は配置されている。

【００２８】上述の第１乃至第３の実施形態に示した光
電センサ１、３１、４１は、０゜から９０゜の方向に貼
られているメンディングテープに対してのみ検出可能で
あったが、本実施の形態に係る光電センサ５１は全方位
に貼られたメンディングテープに対して検出可能な構成
となっている。以下、その理由を図１２を参照して説明
する。図１２はメンディングテープの方向と各々の方向
における正反射光の反射の様子を示す図であり、メンデ
ィングテープが貼られている紙面に対して垂直な方向を
Ｘ方向、紙面上における照射光方向に対して垂直な方向
をＹ方向とする。図１２（ａ）に示すように、メンディ
ングテープ６が０゜方向に貼られている場合には、テー
プ６における正反射光の分布は、±Ｙ方向に変化し、こ
の方向には第１の受光素子４が配置されているので、テ
ープ６からの正反射光のピークをとらえることができ、
検出が可能である。また、図１２（ｂ）に示すように、
メンディングテープ６が４５゜方向に貼られている場合
においては、正反射光の分布は＋Ｙ方向、Ｘ方向に変化
し、この方向には第１の受光素子４が配置されているの
で、検出可能である。また、図１２（ｃ）に示すよう
に、メンディングテープ６が９０゜方向に貼られている
場合においては、正反射光の分布はＸ方向に変化し、こ
の方向には第３の受光素子４２が配置されているので、
検出可能である。さらに、図１２（ｄ）に示すように、
メンディングテープ６が１３５゜方向に貼られている場
合においては、正反射光の分布は−Ｙ方向、Ｘ方向に変
化し、この方向に第４の受光素子５２が配置されている
ので、検出可能である。このように、入射面に対して両
側に受光素子を配置することにより、メンディングテー
プ６がどのような方向に貼られていても、メンディング
テープ６からの正反射光をとらえることができるように
なるので、より一層正確なテープ６の検出が可能とな
る。

【００２９】図１３は本実施形態による光電センサ５１
の処理回路図である。この処理回路は、上述の図１０の
処理回路に、第４の受光素子５２、第４のＰ／Ｈ回路２
２ｄ、第３の演算回路２５ｃ、第３の弁別回路２３ｃ、
第３のしきい値２４ｃを加えたものである。受光素子
４，３２，４２，５２からの受光信号はＰ／Ｈ回路２２
ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄによってピーク値が検出さ
れる。Ｐ／Ｈ回路２２ａ，２２ｂにより検出された値は
演算回路２５ａに、Ｐ／Ｈ回路２２ｂ，２２ｃにより検
出された値は演算回路２５ｂに、Ｐ／Ｈ回路２２ｂ，２
２ｄにより検出された値は演算回路２５ｃにそれぞれ送
られる。これら演算回路２５ａ，２５ｂ，２５ｃは上記
により検出された各ピーク値を演算（減算）し、これら
の値は弁別回路２３ａ，２３ｂ，２３ｃに送られ、しき
い値２４ａ，２４ｂ，２４ｃと比較され、その結果はＯ
Ｒ回路２６を経て出力される。このように、入射面を挟
んで第１の受光素子４と対峙する位置に第４の受光素子
５２を配置し、３方向でメンディングテープにおける正
反射光をとらえることにより、全方位に貼られたメンデ
ィングテープに対する検出が可能となる。

【００３０】（第５の実施形態）図１４（ａ）（ｂ）は
本実施形態による光電センサの上面図及び側面図であ
る。この光電センサ６１は、上述の図１１に示した構成
の光電センサ５１において、ＬＥＤ２、第１乃至第４の
受光素子４，３２，４２，５２のそれぞれに、同じ偏光
方向の偏光フィルタ６２を配置したものである。また、
処理回路図は上述の図１３に示したものと同じである。
一般に、ＬＥＤよりＳ偏光の光を照射した時のワーク表
面における拡散反射光は、ランバート分布をとり、偏光
状態もランダムとなる（どの方向で受光してもＳ偏光と
Ｐ偏光は１：１である）。一方、ＬＥＤよりＳ偏光の光
を照射した時のワーク表面における正反射光の偏光方向
は保存される。従って、本実施形態の光電センサ６１の
ように、ＬＥＤ２よりＳ偏光の光をワーク３に照射し、
偏光フィルタ６２を介して第１乃至第４の受光素子４，
３２，４２，５２によりワーク３からの反射光を受光す
ると、それぞれの受光素子４，３２，４２，５２におけ
る正反射成分量は変化せず、拡散反射成分量は半分にな
る。このように、拡散反射光量の影響が減り、メンディ
ングテープの有無による信号量差が大きくなるので、上
述の第１乃至第４の実施形態に示した光電センサよりも
正確にメンディングテープの検出を行うことができる。

【００３１】（第６の実施形態）図１５（ａ）（ｂ）は
本実施形態による光電センサの上面図及び側面図であ
る。この光電センサ７１は、上述の図１４に示した構成
の光電センサ６１において、さらに、第５の受光素子７
２を配置したものである。この第５の受光素子７２は、
ＬＥＤ２からの光のワーク３への入射方向とワーク３面
に対し垂直な方向とで規定される入射面を含む位置（θ
₃ ＝０）で、かつ、ＬＥＤ２からの光のワーク３への入
射角（θ₁ ）より小さい出射角でワーク３から出射され
る光を受光する位置に配置されている。また、この第５
の受光素子７２は、投光と直交する偏光方向の偏光フィ
ルタ７３を介してワーク３からの反射光を受光してい
る。

【００３２】上述の図１４に示した光電センサ６１で
は、偏光フィルタ６２により、ＳまたはＰ偏光成分のい
ずれかのみを抽出していたので、拡散反射光の影響は減
るが、拡散反射光中で投光と同じ偏光成分を持ったもの
の除去はできない。それに対し、光電センサ７１は、投
光と直交する偏光方向の偏光フィルタ７３を介した第５
の受光素子７２の受光量より、投光と直交する偏光成分
値を得ており、例えば、ＬＥＤ２よりＳ偏光の光を投光
すると、第１乃至第４の受光素子４，３２，４２，５２
はＳ偏光の光を受光し、第５の受光素子７２はＰ偏光の
光を受光している。このように、ＳとＰ両方の偏光成分
値を得て、これら両成分値の比較より、拡散反射光成分
を除去し、正反射光成分を抽出できるので、より正確な
メンディングテープの検出が可能となる。

【００３３】また、図１６は光電センサ７１の処理回路
図である。この処理回路は、上述の図１３の処理回路
に、第５の受光素子７２、第５のＰ／Ｈ回路２２ｅ、演
算回路２５ｄ，２５ｅ，２５ｆ，２５ｇを加えたもので
ある。受光素子４，３２，４２，５２，７２からの受光
信号はＰ／Ｈ回路２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２
２ｅによってピーク値が検出される。Ｐ／Ｈ回路２２
ｂ，２２ｅにより検出された値は演算回路２５ｄに、Ｐ
／Ｈ回路２２ａ，２２ｅにより検出された値は演算回路
２５ｅに、Ｐ／Ｈ回路２２ｃ，２２ｅにより検出された
値は演算回路２５ｆに、Ｐ／Ｈ回路２２ｄ，２２ｅによ
り検出された値は演算回路２５ｇにそれぞれ送られる。
これら演算回路２５ｄ，２５ｅ，２５ｆ，２５ｇは、Ｐ
／Ｈ回路２２ａ乃至２２ｄの値からＰ／Ｈ回路２２ｅの
値を減算し、正反射光成分を抽出する。演算回路２５
ｄ，２５ｅによる値は演算回路２５ａに、演算回路２５
ｄ，２５ｆによる値は演算回路２５ｂに、演算回路２５
ｄ，２５ｇによる値は演算回路２５ｃにそれぞれ送ら
れ、さらに演算される。この演算値は弁別回路２３ａ，
２３ｂ，２３ｃに送られ、しきい値２４ａ，２４ｂ，２
４ｃと比較され、その結果はＯＲ回路２６を経て出力さ
れる。このように、拡散反射成分を除去し、正反射成分
のみを抽出することができるので、より正確なメンディ
ングテープの検出が可能となる。

【００３４】（第７の実施形態）図１７は本実施形態に
よる光電センサを備えた紙送り装置を示す構成図であ
る。図１７（ａ）に示すように、この紙送り装置８０
は、コピー機内部に備えられるものであり、トレイ８１
内に配された紙８２の上に貼られたメンディングテープ
を光電センサ８３により検出し、メンディングテープが
検出されると紙送り機構８４を停止又は反転させるもの
である。また、図１７（ｂ）は紙送り装置８０の制御系
のブロック図であり、光電センサ８３の出力に基づいて
紙送り機構８４の動作を制御する制御部８５が備えられ
ている。一般に、メンディングテープが付着している紙
８２をコピー機に入れると、コピー機が発生する熱によ
りメンディングテープが溶解し、紙詰まりが発生する場
合がある。光電センサ８３は、上述の第１乃至第５の実
施形態に示したものであり、メンディングテープの正確
な検出を行うことができるので、メンディングテープの
溶解による紙詰まりの発生を抑えることができる。

【００３５】（第８の実施形態）図１８は本実施形態に
係る紙幣判別装置の構成を示す図である。紙幣判別装置
は、紙幣８６上に貼られたメンディングテープ８７の有
無を光電センサ８３により検出し、テープ８７が貼られ
たものは変造紙幣であると判定するものである。紙幣８
６は少し光沢があり、その反射特性はメンディングテー
プ８７と近似しているため、従来の光電センサでは、紙
幣８６上のメンディングテープ８７の検出は困難であっ
た。しかし、本発明の光電センサ８３においては、メン
ディングテープ８７からの正反射光をとらえることによ
り検出を行うため、紙幣８６上のメンディングテープ８
７の有無を検出することができ、より確実に変造紙幣で
あるか否かの判定を行うことができる。

【００３６】

【発明の効果】以上のように、請求項１に記載の光電セ
ンサによれば、光源からの光の検出物体への入射角より
大きい出射角で検出物体から出射される光を受光する位
置で、かつ光源からの光の検出物体への入射方向と検出
物体面に対し垂直な方向とで規定される入射面を含まな
い位置に第１の受光素子を配置することによって、メン
ディングテープからの正反射光の分布のピークをとらえ
ることができるので、メンディングテープの有無により
第１の受光素子の受光量が大きく変化し、テープの検出
が可能となる。

【００３７】また、請求項２に記載の光電センサによれ
ば、請求項１の構成に、光源から検出物体へ入射した光
の紙等からの正反射光を受光する位置に第２の受光素子
をさらに配置することによって、第２の受光素子により
紙等からの正反射光のピークを常にとらえることができ
るので、両受光素子からの受光量の比較により、紙の色
柄の影響を受けずに、メンディングテープの正確な検出
が可能となる。

【００３８】また、請求項３に記載の光電センサによれ
ば、請求項１又は請求項２の構成に、光源からの光の検
出物体への入射角より大きい出射角で検出物体から出射
される光を受光する位置で、かつ光源からの光の検出物
体への入射方向と検出物体面に対し垂直な方向とで規定
される入射面を含む位置に第３の受光素子をさらに配置
することによって、第３の受光素子により、入射面上の
メンディングテープからの正反射光のピークをとらえる
ことができるので、テープが９０゜に貼られている場合
においても、安定した検出が可能となる。

【００３９】また、請求項４に記載の光電センサによれ
ば、請求項１乃至請求項３のいずれかの構成に、光源か
らの光の検出物体への入射方向と検出物体面に対し垂直
な方向とで規定される入射面を挟んで第１の受光素子と
対峙する位置に、第４の受光素子をさらに配置すること
によって、第１、第３、第４の３つの受光素子によりメ
ンディングテープからの正反射光のピークをとらえるの
で、テープがいかなる方向に貼られていても正確な検出
ができる。

【００４０】また、請求項５に記載の紙送り装置によれ
ば、上記請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の光電
センサを備えることによって、正確なメンディングテー
プの検出が可能となるので、この紙送り装置をコピー機
等に用いれば、テープが貼られている紙を排除すること
ができるので、コピー機が発生する熱でテープが溶解し
て起こり得る紙詰まりを防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態による光電センサの光学系の構
成図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図を示して
いる。

【図２】メンディングテープの方向性と、メンディング
テープにおける正反射光の反射方向を説明するための図
であり、（ａ）は０゜方向、（ｂ）は９０゜方向に貼ら
れたメンディングテープの状態を示している。

【図３】（ａ）はメンディングテープの平面図、（ｂ）
は（ａ）におけるメンディングテープのＡ−Ａ´線にお
ける断面図である。

【図４】０゜方向に貼られたメンディングテープにおけ
る正反射光の反射方向を説明するための図であり、
（ａ）はメンディングテープの側面図、（ｂ）はメンデ
ィングテープの正面図、（ｃ）はメンディングテープの
凹凸を拡大した図である。

【図５】０゜方向に貼られたメンディングテープにおけ
るＹ方向での反射光量の分布変化を示す図である。

【図６】第１の実施形態による光電センサの処理回路図
である。

【図７】第２の実施形態による光電センサの光学系の構
成図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図を示して
いる。

【図８】第２の実施形態による光電センサの処理回路図
である。

【図９】第３の実施形態による光電センサの光学系の構
成図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図を示して
いる。

【図１０】第３の実施形態による光電センサの処理回路
図である。

【図１１】第４の実施形態による光電センサの光学系の
構成図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図を示し
ている。

【図１２】メンディングテープの方向性と、メンディン
グテープにおける正反射光の反射方向を説明するための
図であり、（ａ）は０゜方向、（ｂ）は４５゜方向、
（ｃ）は９０゜方向、（ｄ）は１３５゜方向に貼られた
メンディングテープの状態を示している。

【図１３】第４と第５の実施形態による光電センサの処
理回路図である。

【図１４】第５の実施形態による光電センサの光学系の
構成図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図を示し
ている。

【図１５】第６の実施形態による光電センサの光学系の
構成図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図を示し
ている。

【図１６】第６の実施形態による光電センサの処理回路
図である。

【図１７】（ａ）は第７の実施形態によるコピー機内部
に備えられる紙送り装置の構成を説明するための図、
（ｂ）は紙送り装置の制御系のブロック図である。

【図１８】第８の実施形態による紙幣判別装置の構成を
示す図である。

【図１９】（ａ）は従来のメンディングテープを光学的
に検出する光電センサの構成図であり、（ｂ）はライン
センサ上の受光量を示す図である。

【図２０】従来のメンディングテープを光学的に検出す
る光電センサの構成図である。

【図２１】（ａ）はメンディングテープの構成図、
（ｂ）は（ａ）におけるメンディングテープのＡ−Ａ´
線における断面拡大図、（ｃ）はメンディングテープに
コリメート光を照射したときの表面での反射状態を示す
図、（ｄ）は入射光の入射角を５５゜としたときのメン
ディングテープ表面における反射特性を示す図である。

【図２２】入射角をθ゜として光を照射したときの紙と
紙上に貼られたメンディングテープの反射光の分布を示
す図である。

【図２３】光源から紙とメンディングテープに向けて、
入射角５５゜で光を入射したときの、紙とメンディング
テープの正反射光分布を示す図である。

【符号の説明】

１、３１、４１、５１、６１、７１、光電センサ２ＬＥＤ（光源）３ワーク（検出物体）４第１の受光素子６メンディングテープ３２第２の受光素子４２第３の受光素子５２第４の受光素子８０紙送り装置８２紙８３光電センサ８４紙送り機構

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源と少なくとも１つの受光素子を備
え、前記光源より照射された光の検出物体による反射光
の空間的な強度分布を前記受光素子で検出することによ
り、紙または拡散反射系の物体上に貼られたメンディン
グテープを検出する光電センサにおいて、前記光源からの光の検出物体への入射角より大きい出射
角で検出物体から出射される光を受光する位置で、かつ
該光源からの光の検出物体への入射方向と検出物体面に
対し垂直な方向とで規定される入射面を含まない位置に
第１の受光素子が配置されていることを特徴とする光電
センサ。
【請求項２】前記光源から検出物体へ入射した光の紙
または拡散反射系の物体からの正反射光を受光する位置
に第２の受光素子がさらに配置されていることを特徴と
する請求項１に記載の光電センサ。
【請求項３】前記光源からの光の検出物体への入射角
より大きい出射角で検出物体から出射される光を受光す
る位置で、かつ該光源からの光の検出物体への入射方向
と検出物体面に対し垂直な方向とで規定される入射面を
含む位置に第３の受光素子がさらに配置されていること
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光電セン
サ。
【請求項４】前記光源からの光の検出物体への入射方
向と検出物体面に対し垂直な方向とで規定される入射面
を挟んで前記第１の受光素子と対峙する位置に、第４の
受光素子がさらに配置されていることを特徴とする請求
項１乃至請求項３のいずれかに記載の光電センサ。
【請求項５】請求項１乃至請求項４のいずれかに記載
の光電センサと、紙を給送する紙送り機構と、前記光電
センサの出力に基づいて前記紙送り機構の動作を制御す
る制御部とを備えたことを特徴とする紙送り装置。