JP2000233847A - シート先端検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シート先端検出装置において、精度および配
置自由度を向上させ、低コストで実現可能とする。 【解決手段】 発光素子２と受光素子３とを備え、シー
ト搬送面８上を搬送されるシート６の先端による発光素
子２から出た光の遮断もしくは反射を受光素子３で検知
して前記シート６の先端を検出するシート先端検出装置
１において、シート搬送面８と受光素子３との間に、発
光素子２から出た光を前記受光素子３に伝達するための
受光側光ファイバ５を複数本設け、その受光側光ファイ
バ５のシート搬送面側の端面を、シート搬送面８上を搬
送されるシート６の先端縁に沿って並べる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば孔版印刷装
置における印刷用紙やマスタ（孔版原紙）のように、所
定の搬送面上を搬送されるシートの先端を検出するシー
ト先端検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、孔版印刷装置等においては、
受光素子と発光素子とを備えた光センサを用いて、シー
ト搬送面に沿って搬送される印刷用紙やマスタ等のシー
トの先端を検出することが行われている。この先端検出
には２つの方法が知られている。１つは、発光素子から
出た光を受光素子で受けるように発光素子と受光素子と
をシート搬送面を挟んで配置する場合であり、これを透
過型という。もう１つは、発光素子から出た光がシート
の先端で反射したときその反射光を受けるように発光素
子と受光素子とをともにシート搬送面のいずれか一面側
に配置する場合であり、これを反射型という。

【０００３】透過型の場合、受光素子の受光量は、シー
トの移動によりシートの先端が発光素子から出て受光素
子の受光面に入射する光を遮り始めると減少し始め、シ
ートの前進に伴いさらに減少し、上記光を完全に遮ると
ほぼゼロになる。ここで、光センサの出力は、所定の閾
値を境にＯＮからＯＦＦへ変化する。一方、反射型の場
合、シートの移動によりシートの先端が発光素子から出
る光を受光素子の受光面に向けて反射させ始めると、そ
れまではゼロであった受光量が増加し始め、シートの前
進に伴いさらに増加し、上記光のシート搬送方向前方端
縁に到達するとほぼ最大値に達する。これにより、光セ
ンサの出力は所定の閾値を境にＯＦＦからＯＮへ変化す
る。したがって、かかる変化から、シートの先端が上記
シート搬送面上のシート検出位置を通過したことを検出
している。

【０００４】ところで、上記いずれの場合においても、
シートの先端が上記シート検出位置を通過することによ
る受光量の変化が緩やかであると、先端検出の精度が低
下する。すなわち、受光素子で受光されるべき光のシー
ト搬送方向の広がりが先端検出の精度に影響することに
なる。

【０００５】かかる精度を向上させるためには受光素子
で受光されるべき光のシート搬送方向の広がりを小さく
する必要があり、従来は、光センサの発光素子、受光素
子にスリットを付けて光を細工し、あるいは、光センサ
の発光素子、受光素子にレンズを付けて光を絞り込むこ
とで分解能を上げている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、光セン
サの発光素子、受光素子にスリットを付けて光を細工す
るのでは、光がスリットで遮られるため有効光量と光感
度が低下する。また、光センサの発光素子、受光素子に
レンズを付けて光ビームを絞り込むのでは、高精度を求
めるほどレンズの組み立て精度の要求度が高くなりコス
ト高になる。さらに、孔版印刷装置のように形状的に制
限がある装置内で構成する場合には、配設位置に種々の
制約がある。

【０００７】本発明は上述の事情に鑑み、精度および配
置自由度が高く、低コストで実現できるシート先端検出
装置を提供することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、発光素子と該
発光素子から出た光を受光する受光素子とを備えてな
り、シート搬送面上を搬送されるシートの先端を検出す
るシート先端検出装置において、シート搬送面と受光素
子との間に、発光素子から出た光を受光素子に伝達する
ための受光側光ファイバを複数本設け、その受光側光フ
ァイバのシート搬送面側の端面を、シート搬送面上を搬
送されるシートの先端縁に沿って並べたことを特徴とす
るものである。

【０００９】この場合、受光側光ファイバのシート搬送
面側の端部側面に遮眼シールを設けることが好ましい。
ここで、遮眼シールは光の回折によるノイズ光の入射を
防止し得る黒色のシールであればよい。

【００１０】また、受光側光ファイバの受光素子側の端
部を束ねてその束の端面を受光素子の受光面と略同一面
積かつ略同一形状に形成し、その束の端面を受光素子の
受光面に対向させて配置することが好ましい。

【００１１】特に、シート搬送面と発光素子との間に、
発光素子から出た光をシート搬送面に伝達するための発
光側光ファイバを複数本設け、その発光側光ファイバの
シート搬送面側の端面を、受光側光ファイバのシート搬
送面側の端面に対向させて並べることが好ましい。

【００１２】あるいは、シート搬送面と発光素子との間
に、発光素子から出た光をシート搬送面に伝達するため
の発光側光ファイバを複数本設け、その発光側光ファイ
バのシート搬送面側の端面を、受光側光ファイバのシー
ト搬送面側の端面と交互に配置して並べてもよい。

【００１３】

【発明の効果】本発明によれば、発光素子と該発光素子
から出た光を受光する受光素子とを備えてなり、シート
搬送面上を搬送されるシートの先端を検出するシート先
端検出装置において、シート搬送面と受光素子との間
に、発光素子から出た光を受光素子に伝達するための受
光側光ファイバを複数本設け、その受光側光ファイバの
シート搬送面側の端面をシート搬送面上を搬送されるシ
ートの先端縁に沿って並べたため、受光側光ファイバの
受光面をシートの先端縁に沿った細長い形状とすること
ができ、シート進行方向の広がりが小さくかつシート先
端縁方向の広がりが大きな受光特性が実現でき、これに
より先端検出の誤差を小さくして検出精度を著しく向上
させることができる。

【００１４】また、本発明では、光の伝達経路として光
ファイバを用いたため、形状に柔軟性があり、したがっ
て、孔版印刷装置等のように形状的に制限がある装置内
でも構成が容易である。また、レンズを組み立てたもの
に比べて低コストで高精度の先端検出装置が実現できる
利点もある。

【００１５】また、受・発光素子等への紙粉等の細かい
ゴミの付着や発光素子の性能劣化に対しても影響を受け
にくいので、いつでも正確な位置での検出が可能にな
る。

【００１６】また、受光側光ファイバのシート搬送面側
の端部側面に遮眼シールを設けた場合には、光ファイバ
の端部での光の回折を防止し、検出精度をより向上させ
ることができる。

【００１７】また、受光側光ファイバの受光素子側の端
部を束ねてその束の端面を受光素子の受光面と略同一面
積かつ略同一形状に形成し、その束の端面を受光素子の
受光面に対向させて配置した場合には、受光側光ファイ
バを伝達した光が効率よく受光素子で検知できるととも
に他の光は受光素子に入りにくいため、有効光量および
光感度が高まり、検出精度をより向上させることができ
る。

【００１８】特に、シート搬送面と発光素子との間に、
発光素子から出た光をシート搬送面に伝達するための発
光側光ファイバを複数本設け、その発光側光ファイバの
シート搬送面側の端面を、受光側光ファイバのシート搬
送面側の端面に対向させて並べた場合、あるいは、シー
ト搬送面と発光素子との間に、発光素子から出た光をシ
ート搬送面に伝達するための発光側光ファイバを複数本
設け、その発光側光ファイバのシート搬送面側の端面を
受光側光ファイバのシート搬送面側の端面と交互に配置
して並べた場合は、発光素子から発光側光ファイバを伝
達した光が効率よく受光素子で検知できるとともに他の
光は受光側光ファイバに入りにくいため、有効光量およ
び光感度が高まり、検出精度をより向上させることがで
きる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、図面に示す実施の形態に基
づいて本発明を詳細に説明する。

【００２０】図１に本発明によるシート先端検出装置の
第１の実施の形態の概要を示す。

【００２１】図１のシート先端検出装置１は、透過型の
装置であり、発光素子２と受光素子３を備えた光センサ
と、孔版印刷装置における印刷用紙あるいはマスタ等の
シート６が搬送されるシート搬送面８と発光素子２との
間に設けられた複数本の発光側光ファイバ４と、シート
搬送面８と受光素子３との間に設けられた複数本の受光
側光ファイバ５とから構成されている。

【００２２】複数本の受光側光ファイバ５の受光素子３
側の端部は束ねられ、その束の端面（受光素子３側の端
面）は受光素子３の受光面３ａと略同一面積かつ略同一
形状に形成されて受光面３ａに対向して配置されるとと
もに、シート搬送面側の端面はシート搬送面８上を搬送
されるシート６の先端縁に沿って１列に並べられてシー
ト搬送面８上のシート検出位置に配置される。また、複
数本の発光側光ファイバ４の発光素子２側の端部も同様
に束ねられ、その束の端面（発光素子２側の端面）は発
光素子２の発光面２ａと略同一面積かつ略同一形状に形
成されて発光面２ａに対向して配置されるとともに、シ
ート搬送面側の端面は上述の受光側光ファイバ５のシー
ト搬送面側の端面に対向して１列に並べられる。これに
より、発光素子２から出た光は発光側光ファイバ４を伝
達しシート６の先端縁に沿った細長い光となってシート
搬送面８上のシート検出位置に照射され、受光側光ファ
イバ５を伝達し受光素子３で検出される。受光素子３で
は光量は電圧に変換され（図４参照）、その後不図示の
コンパレータにより所定電圧でＯＮ、ＯＦＦか切り替え
られるよう構成されていてもよい。

【００２３】シート搬送面８上のシート検出位置にシー
ト６がない場合、受光素子３の受光量は所定値以上で光
センサはＯＮ状態である。そして、シート６がシート搬
送面８上を前進してその先端がシート検出位置に達する
と、光は遮断されて受光素子３の受光量が所定値以下と
なり、光センサはＯＦＦ状態となる。したがって、光セ
ンサがＯＮ状態からＯＦＦ状態に変化した時にシート６
の先端がシート検出位置を通過したと判断される。

【００２４】本実施の形態によれば、受光側光ファイバ
５のシート搬送面側の端面をシート６の先端縁に沿って
１列に並べたため、シート進行方向における光の広がり
が小さくかつ先端検出部分が大きくなり、これにより先
端検出の誤差を小さくして検出精度を向上させることが
できる。

【００２５】また、光の伝達経路として光ファイバを用
いたため形状に柔軟性があり、形状的に制限のある装置
内でも容易にかつ低コストで実現できる。

【００２６】さらに、受光側光ファイバ５の受光素子３
側の端部を束ねてその束の端面を受光素子３の受光面３
ａと略同一面積かつ略同一形状に形成して受光面３ａに
対向させるとともに、発光側光ファイバ４も設け、その
シート搬送面側の端面を受光側光ファイバ５の端面に対
向させて１列に並べ、発光素子２側の端部を束ねてその
束の端面を発光素子２の発光面２ａと略同一面積かつ略
同一形状に形成して発光面２ａに対向させたため、発光
素子２から出た光が効率よく受光素子３で検知できると
ともにノイズが小さく、有効光量および光感度が高まっ
て検出精度がより向上する。

【００２７】また、図２に示す第２の実施の形態のよう
に、発光側は光ファイバを通さない簡易な構成としても
よい。

【００２８】また、受光側光ファイバ５のシート搬送面
側の各端面はシートの先端縁に沿って所定の間隙を開け
て配置してもよい。そのときは、シートの先端縁をより
広い範囲で検出できるので、検出精度が上がる効果があ
る。なお、この場合例えば図１に示す実施の形態におい
ては、発光側光ファイバ４のシート搬送面側の各端面も
同様に互いに間隙を開けて配置することができる。

【００２９】図３に本発明によるシート先端検出装置の
第３の実施の形態の概要を示す。

【００３０】本実施の形態は、反射型の装置であり、発
光素子２と受光素子３はシート搬送面８の片面側にとも
に設けられ、発光側光ファイバ４のシート搬送面側の端
面と受光側光ファイバ５のシート搬送面側の端面とが、
シート搬送面８上を搬送されるシート６の先端縁に沿っ
て交互に１列に並べられてシート搬送面８上のシート検
出位置に配置される。これにより、発光側光ファイバ４
から出た光は、シート６があれば反射して受光側光ファ
イバ５に入ることになる。

【００３１】シート搬送面８上のシート検出位置にシー
ト６がない場合、受光素子３の受光量は所定値以下で光
センサはＯＦＦ状態である。そして、シート６がシート
搬送面８上を前進してその先端がシート検出位置に達す
ると、シート６で反射した光を検知し受光素子３の受光
量は所定値以上となり、光センサはＯＮ状態となる。し
たがって、光センサがＯＦＦ状態からＯＮ状態に変化し
た時にシート６の先端が検出位置を通過したと判断され
る。上記の他は第１の実施の形態と同様の構成である。

【００３２】なお、反射型のシート先端検出装置は、図
示の発光側および受光側の双方に光ファイバを設けたも
のに限らず、図２に示す透過型の場合と同様に、受光側
のみ光ファイバを設ける構成とすることもできる。

【００３３】図４に本発明によるシート先端検出装置の
発光素子および受光素子の回路を示す。ここで受光素子
側の電圧Ｖａは受光量に応じて変化する。

【００３４】また、以上の実施の形態において、図５に
示すように、受光側光ファイバ５のシート搬送面側の端
部側面に光を通さない材料で構成された遮眼シール７を
設けて光の回折を防ぐことが好ましい。ここで、図５
（ａ）は要部の側面図、図５（ｂ）は要部のシート搬送
面側から見た図である。

【００３５】また、受光側光ファイバ５のシート搬送面
側の端面の配置の基本はシート先端縁に沿って１列であ
るが、希望の受光面の形状が再現できればこの限りでな
い。例えば、図６に示すように、φ０．５ｍｍの光ファ
イバ２０本の端面をシート先端縁に沿うように１列に並
べ、縦０．５ｍｍ、横１０ｍｍの長方形状の受光面を作
製したものと同様の機能は、これをφ０．５ｍｍ以下の
もの、例えばφ０．１ｍｍの光ファイバを用いて縦に５
本、横に１００本並べたもので、受光素子に対する面積
を変えずに再現することができる。即ち、このように１
列でなくても、使用したい条件の長方形状の受光面が再
現できれば、複数列であっても良い。

【００３６】次に、図２に示す装置構成を基本としてそ
れに変更を加えた４種類の装置を用い、遮光状態から受
光状態へ変化したときのシート先端検出特性を測定した
ので、その結果を図７〜１０に示す。図７は図２におい
て受光側光ファイバ５を通さず直接受光素子で受光する
ようにした場合、図８は図２と同様に受光側光ファイバ
５を通して受光した場合、図９は図２において受光側光
ファイバ５のシート搬送面側の端部側面に遮眼シール７
を際まで（光ファイバ端面位置まで）設けた場合、図１
０は図２における受光側光ファイバ５のシート搬送面側
の端部側面に遮眼シール７を際から（光ファイバ端面位
置から）１ｍｍ前へ突き出たところまで設けた場合の受
光量の測定結果を示す。ここで、図７〜１０の遮光物は
シート６である。

【００３７】なお、受光量の測定は図４の受光素子にお
ける電圧Ｖａを測定することにより行った。また、各装
置における受光量の測定では、発光素子の発光量の減衰
による検出精度の影響を調べるため、発光素子側の出力
をＭａｘ４．０Ｖに設定した場合とＭａｘ２．０Ｖに設
定した場合の２つについて行った。以上の各測定を整理
すると次の通りである。

【００３８】１．受光側光ファイバ５を通さずに出力Ｍ
ａｘ４．０Ｖに設定した場合 ２．受光側光ファイバ５を通さずに出力Ｍａｘ２．０Ｖ
に設定した場合 ３．受光側光ファイバ５を通して出力Ｍａｘ４．０Ｖに
設定した場合 ４．受光側光ファイバ５を通して出力Ｍａｘ２．０Ｖに
設定した場合 ５．受光側光ファイバ５を通して出力Ｍａｘ４．０Ｖに
設定し、受光側光ファイバ５のシート搬送面側の端部側
面に遮眼シール７を際まで設けた場合 ６．受光側光ファイバ５を通して出力Ｍａｘ２．０Ｖに
設定し、受光側光ファイバ５のシート搬送面側の端部側
面に遮眼シール７を際まで設けた場合 ７．受光側光ファイバ５を通して出力Ｍａｘ４．０Ｖに
設定し、受光側光ファイバ５のシート搬送面側の端部側
面に遮眼シール７を際から１ｍｍ前へ突き出たところま
で設けた場合 ８．受光側光ファイバ５を通して出力Ｍａｘ２．０Ｖに
設定し、受光側光ファイバ５のシート搬送面側の端部側
面に遮眼シール７を際から１ｍｍ前へ突き出たところま
で設けた場合 ここで、発光素子２は日亜化学工業株式会社製ＮＳＰＷ
５００Ｓ、受光素子３はシャープ株式会社製ＰＴ−４８
０、受光側光ファイバ５は三菱レイヨン株式会社製ＳＫ
１０（φ０．２５ｍｍ）、シート６は反射防止布を用い
た。

【００３９】まず、分解能について考察する。Ｍａｘ
４．０Ｖのデータにおいて、光センサＯＮの閾値を４．
０Ｖ、光センサＯＦＦの閾値を１．０Ｖとし、１．０Ｖ
から４．０Ｖに上昇するのに必要なシート６の移動量を
求め、これを分解能（分別比）とした。

【００４０】測定結果は、条件７のとき最小値０．４ｍ
ｍで、条件１のとき最大値１．１ｍｍであった。したが
って、受光側光ファイバ５を通して、その光ファイバ５
のシート搬送面側の端部側面に遮眼シール７を際から１
ｍｍ前へ突き出たところまで設けた場合は、光ファイバ
を通さない場合と比較して精度が２．７５倍になること
がわかった。

【００４１】次に、出力（発光量）減衰時の閾値での応
答位置精度について考察する。閾値が１．５Ｖのときの
Ｍａｘ４．０Ｖと２．０Ｖのシート６の位置差を求め、
これを出力減衰時の閾値での応答位置精度とし、各条件
での値を比較した。

【００４２】測定結果は、条件５−６及び条件７−８の
ときともに最小値０．１２９ｍｍで、条件１−２のとき
最大値０．２７３ｍｍであった。したがって、受光側光
ファイバ５を通して、その光ファイバ５のシート搬送面
側の端部側面に遮眼シール７を設けた場合は、受光側光
ファイバ５を通さなかった場合と比較して精度が２．１
２倍になることがわかった。

【００４３】以上の結果より、光ファイバを上記のよう
に加工したものをシート搬送面と受光素子との間に挟ん
だ場合、分解能および出力減衰時の閾値での応答位置精
度が向上することが確認できた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるシート先端検出装置の第１の実施
の形態の概要図

【図２】本発明によるシート先端検出装置の第２の実施
の形態の概要図

【図３】本発明によるシート先端検出装置の第３の実施
の形態の概要図

【図４】本発明によるシート先端検出装置の発光素子お
よび受光素子の回路図

【図５】受光側光ファイバのシート搬送面側の端部側面
に遮眼シールを設けた場合の要部拡大図

【図６】受光側光ファイバのシート搬送面側の端面の配
置例を示す図

【図７〜１０】シート先端検出特性を測定した結果を示
すグラフ

【符号の説明】

１，１１，２１ シート先端検出装置 ２ 発光素子 ３ 受光素子 ４ 発光側光ファイバ ５ 受光側光ファイバ ６ シート ７ 遮眼シール ８ シート搬送面

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発光素子と該発光素子から出た光を受光
   する受光素子とを備えてなり、シート搬送面上を搬送さ
   れるシートの先端を検出するシート先端検出装置におい
   て、 前記シート搬送面と前記受光素子との間に、前記発光素
   子から出た光を前記受光素子に伝達するための受光側光
   ファイバを複数本設け、 該受光側光ファイバのシート搬送面側の端面を、前記シ
   ート搬送面上を搬送されるシートの先端縁に沿って並べ
   たことを特徴とするシート先端検出装置。
2. 【請求項２】 前記受光側光ファイバのシート搬送面側
   の端部側面に遮眼シールを設けたことを特徴とする請求
   項１記載のシート先端検出装置。
3. 【請求項３】 前記受光側光ファイバの受光素子側の端
   部を束ねてその束の端面を前記受光素子の受光面と略同
   一面積かつ略同一形状に形成し、前記束の端面を前記受
   光素子の受光面に対向させて配置したことを特徴とする
   請求項１または２記載のシート先端検出装置。
4. 【請求項４】 前記シート搬送面と前記発光素子との間
   に、該発光素子から出た光を前記シート搬送面に伝達す
   るための発光側光ファイバを複数本設け、 該発光側光ファイバのシート搬送面側の端面を、前記受
   光側光ファイバのシート搬送面側の端面に対向させて並
   べたことを特徴とする透過型の請求項１ないし３のいず
   れか１項記載のシート先端検出装置。
5. 【請求項５】 前記シート搬送面と前記発光素子との間
   に、該発光素子から出た光を前記シート搬送面に伝達す
   るための発光側光ファイバを複数本設け、 該発光側光ファイバのシート搬送面側の端面を、前記受
   光側光ファイバのシート搬送面側の端面と交互に配置し
   て並べたことを特徴とする反射型の請求項１ないし３の
   いずれか１項記載のシート先端検出装置。