JPH0470504A - 用紙等の大きさの判別装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 技術分野 この発明は、複写機で用いられる原稿サイズ判別装置で
代表される。用紙等の大きさの判別装置に関する。

従来技術とその問題点 複写機に設けられる従来の原稿サイズ判別装置には、第
１１図に示すような光電センサを用いてプレスキャンす
るタイプと、第１２図に示すように複写機の上蓋に近接
スイッチ等を内蔵するタイプとがある。

第１１図において、複写機５０の内部に可動アーム５３
が設けられ、このアーム５３に多数の反射形光型センサ
５４が取付けられている。複写動作の前に可動アーム５
３が移動して光電センサ５４によってガラス板５１上の
原稿が走査され（プレスキャン）、このときの光電セン
サ５４の８力信号に基づいて原稿のサイズが判別される
。このタイプのものは多種類の原稿サイズの判別が可能
であるという利点をもつが、可動部があるために装置全
体が大きくなりその機構も複雑となる。プレスキャンが
必要であるためにその時間がロスタイムとなり、迅速な
複写ができないという問題点がある。

第１２図において、複写［５０の上蓋５２に複数の近接
スイッチ（たとえばフォトマイクロ・センサ等）５５が
内蔵されている。ガラス板５１の上に原稿が置かれ上蓋
５２が閉じられると、各近接スイッチ５５がその近接ス
イッチの取付場所における原稿の有無を検出し、複数の
近接スイッチ５５の検出信号に基づいて原稿サイズが判
定される。このタイプのものは第１１図に示すプレスキ
ャン・タイプに比べて省スペース化を図ることかできる
という利点をもっている。しかしながら、センサが上蓋
に配置されているために上蓋なしては原稿サイズを判別
できない、自動給紙（Ａ　Ｄ　Ｆ　−Ａｕｔｏ　Ｄｒｉ
ｖｅＦｅｅｄ）機能をもった複写機には適用できない、
センサにわずかの凹凸でもあればそれによる抑圧跡が原
、稿に残る。原稿サイズよりもコピー用紙サイズの方が
大きい場合には原稿によって隠れないセンサの影かコピ
ー用紙に写ってしまう等の問題点がある。

さらに、複写機における原稿の配置には一般に２種類あ
る。それはセンタ合せと片合せである。

センタ合せは原稿の中心線（一般には幅方向の中心を通
る線であるが、長さ方向の中心を通る線をいう場合もあ
る）がガラス板１１の中心線（一般には光学的走査方向
にそう中心線）に一致しかつ原稿の一端がガラス板の一
端（上記中心線に直交する）にそうように原稿を配置す
るものである。これに対して片合せは、原稿の隣り合っ
て直交する２辺がガラス板の隣り合って直交する２辺に
そうように原稿を配置するものである。

このようなセンタ合せおよび片合せの両方の配置の原稿
サイズを判別しようとすると、かなり多くのセンサが必
要となる。

発明の概要 発明の目的 この発明は小型でかつ高速応答性をもち、上蓋なしでも
検出が可能で、さらに異なる２種類以上の用紙の配置に
共用することが可能な用紙等の大きさ判別装置を提供す
るものである。

発明の構成１作用および効果 この発明による用紙等の大きさの判別装置は。

用紙の大きさを判別するための第１のフォトセンサ、な
らびに用紙の配置位置を判別するための第２のフォトセ
ンサを備えている。上記第１のフォトセンサは、複数の
光ビームを判別すべき用紙の大きさおよび位置に応して
それぞれ異なる場所に投射するマルチビーム光源、上記
複数の光ビームに関する判別すべき用紙からの複数の反
射光ビームをそれぞれ受光するための複数の受光素子、
ならびに上記複数の反射光ビームを対応する上記受光素
子に導く結像光学系から構成されている。そして上記第
１のフォトセンサの受光素子からの出力信号および上記
第２のフォトセンサのａ力信号の組合せに基づいて、少
なくとも２つの配置位置のいずれかに配置された用紙の
大きさが判別される。

この発明か複写機の原稿サイズを判別するように適用さ
れた場合には、上記２つの配置位置は。

たとえばセンタ合せ位置と片合せ位置である。

上記２つの配置位置に重複する部分があれば。

この重複する部分においては、上記第１のセンサの複数
の光ビームの投射位置を判別すべき用紙の大きさと位置
を考慮して定めることにより、光ビームを両方の配置位
置の用紙の大きさ判別に共用することができ、その分、
光ビーム数を減らすことが可能である。この発明では第
１のフォトセンサの複数の受光素子の出力信号と第２の
フォトセンサの出力信号との組合せによって用紙の大き
さを判別しているから、２つの異なる配置位置の複数種
類の大きさをもつ用紙をそれぞれ検出することか可能で
、しかも光ビーム数はそれほど多くなくてすむ。

この発明によると、第１のフォトセンサのマルチビーム
光源、複数の受光素子および結像光学系を集積化するこ
とができ、しかも可動部を持たないから小型化を図るこ
とができる。また、プレスキャン動作が不要であるから
高速応答性をもつ。

さらに、この発明の判別装置を複写機に適用した場合に
は上蓋に設ける必要がないので２上蓋なしでも用紙の大
きさの判別が可能であり、自動給紙機能をもった複写機
にも適用可能であるとともに、押圧跡が残ったり、影が
写ったりする問題もない。

上記マルチビーム光源を１発光素子と、この発光素子の
出射光を複数に分割しかつそれぞれ異なる方向に偏向さ
せる複数のオフアキシス・フレネル・レンズを含むオフ
アキシス−フレネル・レンズ・アレイとから構成するこ
とができる。このような構成とすることにより、マルチ
ビーム光源を小型化することが可能となる。

実施例の説明 以下この発明を複写機で用いられる原稿サイズ判別装置
に適用した実施例について詳述する。

この実施例は、センタ合せの原稿と片合せの原稿のサイ
ズを判別するのに共用される原稿サイズ判別装置に関す
るものである。

第１図において、複写機１０の内部の適所に原稿サイズ
判別用フォトセンサ（第１のフォトセンサ）２０が配置
されている。複写機ｌＯはその上面がガラス板１１で覆
われ、このガラス板１１上の所定位置（センタ合せ位置
と片合せ位置とがある）に。

種々のサイズの複写すべき原稿１２が置かれる。

フォトセンサ２０はガラス板１１上の原稿１２が置かれ
る場所内の異なる位置ｐ　　、ｐ　　、ｐ　　、ｐ、お
ｂｃ よびＰ　に向って複数（この実施例では５個）の光ビー
ムを投射し、そのガラス板１１または原稿１２からの反
射光を受光することによって、原稿サイズを判別する。

または判別のための検知信号を出力する。

複写機１０の内部にはさらに、ガラス板１１上に置かれ
た原稿がセンタ合せのちのか１片合せのちのかを判別す
るための合せ位置判別用フォトセンサ（第２のフォトセ
ンサ）１５が配置されている。このフォトセンサ１５は
、原則的には片合せ位置の原稿を検出しかつセンタ合せ
位置の原稿を検出しない位置（大きいサイズの原稿につ
いてはこの実施例ではいずれの合せ位置でも検出する）
に光ビームを投射するように、複写機ｌＯ内の隅に配置
される。

原稿サイズ判別用フォトセンサ２０の構成例が第２図に
示されている。フォトセンサ２０はケース２９を有し、
このケース２９内にマルチビーム光源２１゜結像レンズ
２２および受光素子アレイ２３が配置、固定されている
。マルチビーム光源２１は１発光素子、たとえば赤外光
を含む光を発生する発光ダイオード２４と　その上方に
配置され１発光ダイオード２４の出射光を５つの光ビー
ムに分け、これらの光ビームをコリメートした上でそれ
ぞれ異なる位置に向けて投射するオフアキシス・マイク
ロ・フレネル・レンズ・アレイ２５とから構成される。

受光素子アレイ２３は多くの受光素子を備えている。

この実施例では５個の受光素子のみが用いられる。もち
ろん受光素子アレイ２３には使用する個数の受光素子の
みを配列してもよいのはいうまでもない。結像レンズ２
２は、後述するように、上記投射光ビームの主に原稿１
２からの拡散反射光（乱反射光）を対応する受光素子上
に結像させるためのものである。ケース２９の上面には
、マルチビーム光源２１および結像レンズ２２の上方の
位置にそれぞれ可視光カットフィルタ２６．２７が設け
られている。この実施例では原稿サイズ判別のために赤
、外光が用いられる。

オフアキシス・マイクロ・フレネル・レンズ・アレイ２
５の構成例が第３図に示されている。このレンズ・アレ
イ２５は複数個（この実施例では３個）のオフアキシス
・マイクロ・フレネル・レンズ（以下オフアキシスＭＦ
Ｌと略す）２５ａ。

２５ｂおよび２５ｅを所定配置に配列したものである。

オフアキシスＭＦＬは第６図に示すように。

そこに形成された不等間隔グレーティングの形状に応じ
て入射光ビームを所望の方向に偏向するとともに、拡散
光をコリメートする（コリメート光を集光することもで
きる）機能をもつものである。このようなオフアキシス
ＭＦＬ２５ａ、２５ｂ。

２５ｅは、マイク口中フレネル・レンズの一部を切取っ
たグレーティング・パターンをもつ。

第３図に示すオフアキシスＭＦＬアレイ２５を用いて１
発光素子２４の出射光ビームを５つに分割しかつコリメ
ートして、ビーム・スポットＰ　。

Ｐ、Ｐ、Ｐ、およびＢ８をガラス板１１上の第ｂ　　　
　　ｃ ４図に示すような位置につくることができる。すなわち
、オフアキシスＭＦＬ２５ａの±１次回折光によってビ
ーム・スポットＰ　とＰｄがつくられる。またオフアキ
シスＭＦＬ２５ｂの±１次回折光によってビーム・スポ
ットＰｂとＰ。が形成される。そして、オフアキシスＭ
ＦＬ２５ｅによってビーム・スポットＰ　が生成される
。

オフアキシスＭＦＬアレイは第３図に示すもの以外に　
形成すべきビーム・スポットｐ　　−ｐｅにそれぞれ対
応して５個のオフアキシスＭＦＬを有するものを採用す
ることもできる。

第４図、第５図および第７図から第１０図は上記のフォ
トセンサ２０および１５を用いてセンタ合せおよび片合
せの原稿のサイズを判別するための原理を示すものであ
る。

上述したように１発光素子２４から出射された広がる光
はオフアキシスＭＦＬアレイ２５によって５つの光ビー
ムに分割され、かつコリメートされて、適当な面積のビ
ーム・スポットＰ　　−Ｐ　　をａ　　　　　　ｅ もってガラス板１１または原稿１２に照射される。

原稿１２に照射された光は、第７図に示すように、原稿
Ｉ２によって拡散的に反射される。すなわち、原稿１２
上のスポットの輝度はどの方向からみてもほぼ一定であ
る。これに対して、ガラス板１１の表面および裏面にお
ける反射は鏡面反射に近く、第８図に示すように、入射
角αと等しい反射角αをもつ反射光（正反射光）の成分
が大きくなる。

受光素子アレイ２３は、第５図に示すように、ガラス面
１１からの正反射光を受光しない位置に配置される。こ
れにより、受光素子アレイ２３の５個の受光素子ＰＤ　
　−ＰＤ　　は原稿１２からの拡散光をａ　　　　　　
　　　ｅ 検出できることになる。

結像レンズ２２は、原稿１２からの微弱な拡散光を集光
し、各ビーム・スポットＰ、Ｐｂ、Ｐｏ。

ｐ、、ｐ　　からの拡散反射光を受光素子アレイ２３の
それぞれ対応する受光素子ＰＤ、ＰＤ５゜ＰＤ　　、Ｐ
Ｄ　　、ＰＤ　　上に結像させる働きをすｃ　　　　ｄ
　　　　ｅ る。

フォトセンサ１５も原稿の存在の有無を検出できる投光
素子および受光素子を含む光学系を備えている。このフ
ォトセンサ１５の光学系もガラス板１１からの正反射光
を受光しないように構成される。

通常の反射形光型センサを用いるようにしてもよい。フ
ォトセンサ１５の投射光ビーム・スポットが第９図では
Ｐ　として示されている。また、このフォトセンサー５
の受光素子をＰＤ　　とする。

第９図はガラス板１１上に配置される種々のサイズの原
稿を示している。実線で示されるものはセンタ合せのち
のである。センタ合せの原稿はその中心線（幅方向また
は長さ方向の中心を通る線）かガラス板１１の中心線Ｃ
Ｌに一致し、かつ原稿の一端がガラス板１１の一端にそ
うように配置される。センタ合せの判別される原稿サイ
ズには。

Ａ５．Ｂ５．Ａ４．Ｂ４．Ａ３．Ｂ５ＲおよびＡ４Ｒの
７種類がある。Ｂ５ＲとＡ４Ｒは他のＡ５〜八３とは縦
と横の配置が逆になっている。

鎖線で示されるものは片合せのちのである。片合せの原
稿がよく分るように５その一隅に三角形のハツチングが
施しである。片合せの原稿は、その隣り合う２辺が、ガ
ラス板１１の所定の隣り合う２辺に沿うように配置され
る。このような片合せの判別される原稿サイズにはＢ５
．Ａ４．Ｂ４゜Ａ３．Ｂ５ＲおよびＡ４Ｒの６種類があ
る。

この実施例では、フォトセンサ２０からの５つの光ビー
ム・スポットＰ　−Ｐ　およびフォトセンａ　　　　　
　ｅ す１５からの１個の光ビーム・スポットＰ　からの拡散
反射光を用いて、センタ合せの７種類の原稿サイズと片
合せの６種類の原稿サイズの判別が可能である。これら
の各サイズの原稿との関係で各ビーム・スポットＰ　　
−Ｐ　　およびＰ　が第９図ａ　　　　　　ｅ　　　　
　　　　　　　　Ｏに示すような位置に形成されるよう
にフォトセンサ２０のマルチビーム光源２１およびフォ
トセンサー５が調整される。

第１０図は置かれた合せ位置（センタ合せ１片合せ）お
よび原稿のサイズと、原稿からの拡散反射光を受光する
受光素子ＰＤ　　−ＰＤ　　およびａ　　　　　　　　
　ｅ ＦＤ　　の出力との関係を示すものである。受光素子Ｐ
Ｄ　　−ＰＤ　　およびＦＤ　　の受光信号はそれａ　
　　　　　　　ｅ　　　　　　　　　　　　　　Ｏぞれ
適当なしきい値でレベル弁別され、ＬレベルまたはＨレ
ベルの２値信号に変換される。Ｌレベルは原稿を検知し
ていない状態を、Ｈレベルは原稿を検知している状態を
それぞれ表わす。６個の受光素子ＰＤ　　−ＰＤ　　お
よびＰＤ　　の出力信号ａ　　　　　　　　　８　　　
　　　　　　　　　　０のレベルの組合せに応じてこれ
らの原稿サイズが判別されることが容易に理解できよう
。原稿の判別処理は論理回路またはＣＰＵによって行な
うことができる。

第１Ｏ図から分るように、受光素子ＰＤ　　〜ＰＤ　　
の出力信号はセンタ合せおよび片合せの両方に共用され
ている。また、受光素子ＰＤ　　の出力信号は片合せ原
稿の検出のみならず、センタ合せ原稿の判別のためにも
用いられている。

上記実施例では、第９図から分るように、Ａ３およびＡ
４Ｒのサイズの原稿の配置位置は、センタ合せと片合せ
とにおいてほぼ同じである。

しかしながら、この実施例はこれらの原稿Ａ３゜Ａ４Ｒ
がセンタ合せと片合せとで異なる位置にあっても適用可
能である。

このようにして、センタ合せと片合せの両位置について
、同一の光学系を用いてそれらの位置に置かれた原稿の
サイズを判定することができ、しかも光学系における発
光、受光素子の数は非常に少ない。

上述したオフアキシスＭＦＬアレイ２５は種々の方法に
よって作製することができる。たとえば。

電子ビーム描画法により電子ビーム・レジスト上にオフ
アキシスＭＦＬアレイ−のパターンを描画し、電子ビー
ム・レジストを現像する。このようにして得られた電子
ビーム・レジスト残膜によるオフアキシスＭＦＬアレイ
・パターンから電鋳法、転写法等によりスタンパを作成
する。このスタンバを用いて樹脂成形法等によりオフア
キシスＭＦＬアレイを安価に多数複製することが可能と
なる。

マルチビーム光源の投光用レンズとしてはオフアキシス
ＭＦＬアレイのみならず、平凸レンズ・アレイや非球面
レンズ・アレイを用いることもできる。これらのレンズ
・アレイは金型等を用いて成形可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は複写機内に原稿サイズ判別用フォトセンサおよ
び合せ位置判別用フォトセンサが内蔵されている様子を
示す一部切欠き斜視図である。 第２図は原稿サイズ判別用フォトセンサの構成を示す一
部切欠き拡大斜視図である。 第３図は原稿サイズ判別用フォトセンサにおけるオフア
キシス・マイクロ・フレネル・レンズ・アレイを示す平
面図である。 第４図および第５図は原稿サイズ判別用フォトセンサに
おける投光、受光光学系の構成を示すもので、第４図は
平面図、第５図は側面図である。 第６図はオフアキシス・マイクロ・フレネル・レンズの
作用を示す斜視図である。 第７図は原稿面からの拡散反射の様子を示す図、第８図
はガラス面からの正反射の様子を示す図である。 第９図はビーム・スポット位置とセンタ合せおよび片合
せの両位置の各種原稿サイズとの関係を示す図である。 第１Ｏ図は受光素子の出力信号に基づく原稿サイズ判別
論理を示すものである。 第１１図および第１２図は従来例を示す斜視図である。 １０・・・複写機。 ｌｌ・・・ガラス板。 １２・・・原稿。 １５・・・合せ位置判別用フォトセンサ。 ２０・・・原稿サイズ判別用フォトセンサ。 ２１・・・マルチビーム光源。 ２２・・・結像レンズ。 ２３・・・受光素子アレイ。 ２４・・・発光素子。 ２５・・・オフアキシスｅマイクロ会 フレネル◆レンズ・アレイ。 ２５ａ　、　２５ｂ　、　２５ｅ　−−−オフアキシス
・マイクロ・ フレネルφレンズ。 ＰＤ　　−ＰＤ　　、ＰＤ　　・・・受光素子。 ａ　　　　　　　　ｅ　　　　　　　　ＯＰ　〜Ｐ　、
Ｐ　・・・ ａ　　　　　　ｅ　　　　　　Ｏ 投射光ビーム・スポット。 以

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）用紙の大きさを判別するための第１のフォトセン
   サ、ならびに 用紙の配置位置を判別するための第２のフォトセンサを
   備え、 上記第１のフォトセンサは、 複数の光ビームを判別すべき用紙の大きさおよび位置に
   応じてそれぞれ異なる場所に投射するマルチビーム光源
   、 上記複数の光ビームに関する判別すべき用紙からの複数
   の反射光ビームをそれぞれ受光するための複数の受光素
   子、ならびに 上記複数の反射光ビームを対応する上記受光素子に導く
   結像光学系から構成され、 上記第１のフォトセンサの受光素子からの出力信号およ
   び上記第２のフォトセンサの出力信号の組合せに基づい
   て、少なくとも２つの配置位置のいずれかに配置された
   用紙の大きさを判別する、用紙等の大きさの判別装置。
2. （２）上記２つの配置位置がセンタ合せ位置と片合せ位
   置である、請求項（１）に記載の用紙等の大きさの判別
   装置。
3. （３）上記マルチビーム光源が、発光素子と、この発光
   素子の出射光を複数に分割しかつそれぞれ異なる方向に
   偏向させる複数のオフアキシス・フレネル・レンズを含
   むオフアキシス・フレネル・レンズ・アレイとから構成
   される請求項（１）または（２）に記載の用紙等の大き
   さの判別装置。