JP2021196222A - センサユニットおよび画像処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】検知感度の低下を抑制することができるセンサユニットおよび画像処理装置を提供することである。【解決手段】実施形態のセンサユニットは、感光センサと、カバーと、移動機構と、を持つ。感光センサは、感光素子に焦点を結ぶ第１レンズおよび第２レンズを有する。カバーは、第１レンズの光軸上に配置された第１スリットおよび第２レンズの光軸上に配置された第２スリットを有する。移動機構は、第１レンズの光軸上に第２スリットが配置されるように、感光センサとカバーとを相対移動させることが可能である。【選択図】図３

Description

本発明の実施形態は、センサユニットおよび画像処理装置に関する。

画像処理装置として、シートに画像を形成する画像形成装置が利用されている。画像形成装置は、人の存在を検知するセンサユニットを有する。センサユニットには、検知感度の低下を抑制することが求められる。センサユニットには、検知範囲の調整を可能にすることが求められる。

特開２０１９−１３３１５０号公報 特開２０１７−６３４１０号公報 特開２０１３−２５４００４号公報

本発明が解決しようとする課題は、検知感度の低下を抑制することができ、検知範囲を調整することができるセンサユニットおよび画像処理装置を提供することである。

実施形態のセンサユニットは、感光センサと、カバーと、移動機構と、を持つ。感光センサは、感光素子に焦点を結ぶ第１レンズおよび第２レンズを有する。カバーは、第１レンズの光軸上に配置された第１スリットおよび第２レンズの光軸上に配置された第２スリットを有する。移動機構は、第１レンズの光軸上に第２スリットが配置されるように、感光センサとカバーとを相対移動させることが可能である。

実施形態の画像処理装置の正面図。 画像処理装置のブロック図。 実施形態のセンサユニットの第１状態の側面断面図。 図３のＩＶ−ＩＶ線における断面図。 第１状態のセンサユニットの検知範囲の説明図。 第２状態のセンサユニットの側面断面図。 第２状態のセンサユニットの検知範囲の説明図。 第２状態のセンサユニットの側面断面図。 第３状態のセンサユニットの検知範囲の説明図。

以下、実施形態のセンサユニットおよび画像処理装置を、図面を参照して説明する。
図１は、実施形態の画像処理装置の正面図である。本願において、直交座標系のＺ方向、Ｘ方向およびＹ方向が以下のように定義される。Ｚ方向は鉛直方向であり、＋Ｚ方向は上方向である。Ｘ方向およびＹ方向は水平方向である。Ｘ方向は画像形成装置の幅方向である。＋Ｘ方向は、画像形成装置に向かって右方向である。Ｙ方向は画像形成装置の奥行方向である。＋Ｙ方向は、画像形成装置の手前から奥に向かう方向である。θ方向は、Ｘ方向の周方向である。＋θ方向は、Ｘ方向に進む右ネジの回転方向である。

実施形態の画像処理装置は、画像形成装置１である。画像形成装置１は、シートに画像を形成する処理を行う。シートは紙でもよい。画像形成装置１は、コントロールパネル１１と、スキャナ部１２と、画像処理ユニットと、シート供給部１５と、制御部１６と、を有する。

コントロールパネル１１は、操作部および表示部を備える。操作部は、各種キー及びタッチパネルなどを備え、ユーザの操作を受け付ける。表示部は、各種の情報を表示する。
スキャナ部１２は、複写対象物の画像情報を光の明暗として読み取り、画像信号を生成する。

実施形態の画像処理ユニットは、画像形成ユニット１３である。画像形成ユニット１３は、スキャナ部１２または外部からの画像信号に基づいて、トナー像を形成する。トナー像はトナーあるいは他の材料で形成された像である。画像形成ユニット１３は、トナー像をシートの表面上に転写する。画像形成ユニット１３は、定着装置１４を有する。定着装置１４は、シートに転写されたトナー像を加熱および加圧して、トナー像をシートに定着させる。
シート供給部１５は、画像形成ユニット１３がトナー像を形成するタイミングに合わせて、シートを１枚ずつ画像形成ユニット１３に供給する。

図２は、画像処理装置のブロック図である。
画像形成装置１は、バスで接続されたＣＰＵ（Central Processing Unit）９１、メモリ９２、補助記憶装置９３などを備え、プログラムを実行する。画像形成装置１は、プログラムの実行によってコントロールパネル１１、スキャナ部１２、画像形成ユニット１３、シート供給部１５などを備える装置として機能する。

ＣＰＵ９１は、メモリ９２および補助記憶装置９３に記憶されたプログラムを実行することによって制御部１６として機能する。制御部１６は、画像形成装置１の各機能部の動作を制御する。
補助記憶装置９３は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの記憶装置を用いて構成される。補助記憶装置９３は、情報を記憶する。

センサユニット１９について説明する。
画像形成装置１は、図１に示されるセンサユニット１９を有する。センサユニット１９は、床面から＋Ｚ方向に所定高さの位置にある。例えば、センサユニット１９は、画像形成装置の−Ｘ方向および−Ｙ方向の角部にある。センサユニット１９は、画像形成装置１の周辺に存在する人を検知する。
図３は、実施形態のセンサユニットの第１状態であり、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線における側面断面図である。センサユニット１９は、図３に示される感光センサ２０と、カバー１８と、図１に示される移動機構４８と、を有する。

感光センサ２０は、図３に示される感光ユニットＥと、レンズユニットＬと、を有する。
感光ユニットＥは、光を検知する。感光ユニットＥは、複数の感光素子２６，２７を有する。複数の感光素子２６，２７は、感光センサ２０の光軸３０に対して垂直な面内に並んで配置される。感光センサ２０は焦電センサでもよい。焦電センサは、感光素子２６，２７として焦電素子を有する。焦電素子は、焦電効果を利用して、人が発する赤外線を検知する。焦電効果は、赤外線による温度変化により強誘電体の電荷が増減する現象である。感光ユニットＥは、光を検知したとき、検知信号を出力する。

レンズユニットＬは、入射光の焦点を感光ユニットＥに結ぶ。レンズユニットＬは、入射光を感光ユニットＥに集光する。レンズユニットＬは、複数のレンズ２１，２２，２３を有する。複数のレンズ２１，２２，２３は、第１レンズ２１、第２レンズ２２および第３レンズ２３である。複数のレンズ２１，２２，２３は、水平軸Ｈの周方向に並んで配置される。水平軸Ｈは、Ｘ方向に平行であり、感光ユニットＥの表面を通る。第１レンズ２１、第２レンズ２２および第３レンズ２３は、＋Ｚ方向から−Ｚ方向にかけてこの順番に並んで配置される。

感光センサ２０の光軸３０は、Ｘ方向に直交し、水平軸Ｈと交差する。図３に示されるセンサユニット１９の第１状態において、感光センサ２０の光軸３０は、−Ｙ方向から＋θ方向に角度ａだけ傾斜している。複数のレンズ２１，２２，２３の光軸３１，３２，３３は、Ｘ方向に直交し、水平軸Ｈと交差する。第２レンズ２２の第２光軸３２は、感光センサ２０の光軸３０に一致する。第１レンズ２１の第１光軸３１は、第２光軸３２から−θ方向に角度ｂだけ傾斜している。第３レンズ２３の第３光軸３３は、第２光軸３２から＋θ方向に角度ｂだけ傾斜している。角度ａおよび角度ｂは同一である。図３に示されるセンサユニット１９の第１状態において、第１光軸３１はＹ方向に平行である。

図１に示される移動機構４８は、感光センサ２０を水平軸Ｈの周りに回動可能に支持する。移動機構４８は、レバー４９を有する。レバー４９は、画像形成装置１の外部に露出する。レバー４９は、感光センサ２０に接続される。レバー４９をθ方向に回動させると、感光センサ２０がθ方向に回動する。移動機構４８は、水平軸Ｈの周りに感光センサ２０を回動させることが可能である。

カバー１８は、画像形成装置１の外部と、図３に示される感光センサ２０との間にある。カバー１８は、感光センサ２０に外力が作用するのを抑制し、感光センサ２０を保護する。カバー１８は、画像形成装置１の筐体の一部である。カバー１８は、平板状であり、Ｘ方向と平行である。カバー１８の表面の法線３４は、−Ｙ方向から＋θ方向に角度ａだけ傾斜している。図３に示されるセンサユニット１９の第１状態において、感光センサ２０の光軸３０は、カバー１８の表面の法線３４に一致する。

カバー１８は、複数のスリット４１，４２，４３を有する。複数のスリット４１，４２，４３は、カバー１８を厚さ方向に貫通する。複数のスリット４１，４２，４３は、Ｘ方向に長く、Ｙ方向に短い。複数のスリット４１，４２，４３は、第１スリット４１、第２スリット４２および第３スリット４３である。図３に示されるセンサユニット１９の第１状態において、複数のスリット４１，４２，４３は、複数のレンズ２１，２２，２３の光軸３１，３２，３３上にそれぞれある。第１スリット４１は第１光軸３１上にある。第２スリット４２は第２光軸３２上にある。第３スリット４３は第３光軸３３上にある。言い換えれば、複数のレンズ２１，２２，２３の光軸３１，３２，３３は、複数のスリット４１，４２，４３をそれぞれ通る。第１光軸３１は第１スリット４１を通る。第２光軸３２は第２スリット４２を通る。第３光軸３３は第３スリット４３を通る。

図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線における断面図である。図３および図４に示されるように、複数のスリット４１，４２，４３の内面は、第１状態における複数のレンズ２１，２２，２３の画角の端部に沿って形成される。第１状態は、図３に示されるように、複数のスリット４１，４２，４３を光軸３１，３２，３３が通るように複数のレンズ２１，２２，２３が配置された状態である。複数のレンズ２１，２２，２３の画角の端部は、複数のレンズ２１，２２，２３を通って感光ユニットＥに入射する光の光路のうち、光軸３１，３２，３３から最も離れた光路である。

第１スリット４１の内面は、第１状態における第１レンズ２１の画角の端部に沿って形成される。第２スリット４２の内面は、第１状態における第２レンズ２２の画角の端部に沿って形成される。第３スリット４３の内面は、第１状態における第３レンズ２３の画角の端部に沿って形成される。複数のスリット４１，４２，４３の内面は、カバー１８の表面に対して垂直以外の角度で交差している。

複数のスリット４１，４２，４３は、複数のレンズ２１，２２，２３の画角を制限しない。感光センサ２０への入射光は、複数のスリット４１，４２，４３により制限されない。この構成が、感光センサ２０の検知感度の低下を抑制する。複数のレンズ２１，２２，２３を通って感光ユニットＥに入射する光の光路の集合が、複数のレンズ２１，２２，２３による検知範囲５１，５２，５３である。複数のスリット４１，４２，４３は、複数のレンズ２１，２２，２３による検知範囲５１，５２，５３を制限しない。

複数のスリット４１，４２，４３は細長いので、人の指が入りにくい。この構成が、感光センサ２０の汚れによる検知感度の低下を抑制する。複数のスリット４１，４２，４３は細長いので、感光センサ２０への外力の作用が抑制される。この構成が、感光センサ２０の信頼性を向上させる。

図５は、第１状態のセンサユニットの検知範囲の説明図である。センサユニット１９は、画像形成装置１の近くに存在する人を、画像形成装置１を使用する可能性のある人として検知する。センサユニット１９は、検知範囲５１，５２，５３に存在する人を検知する。第１状態において、第１光軸３１はＹ方向と平行である。第１レンズ２１による第１検知範囲５１は無限遠方に及ぶが、感光ユニットＥの検知感度により第１検知距離Ｄａが決まる。検知距離は、感光センサ２０による検知が可能な感光センサ２０からの距離である。人が第１検知距離Ｄａの範囲内に存在する場合に、感光センサ２０は検知信号を出力する。

第１状態において、第２光軸３２および第３光軸３３は、−Ｙ方向から＋θ方向に傾斜している。第２レンズ２２による第２検知範囲５２および第３レンズ２３による第３検知範囲５３は、有限の範囲である。第２検知範囲５２および第３検知範囲５３は、第１検知範囲５１より画像形成装置１に近い。人が第２検知範囲５２または第３検知範囲５３に存在する場合にも、感光センサ２０は検知信号を出力する。

図２に示されるように、感光センサ２０はバスに接続されている。制御部１６は、感光センサ２０の出力信号に基づいて、画像形成ユニット１３への電力供給を制御する。画像形成ユニット１３への電力供給モードとして、少なくとも通常モードおよび節電モードがある。通常モードでは、画像形成に必要なすべての電力が供給される。節電モードでは、定着装置１４を含む一部機器への電力供給が制限される。節電モードの場合でも、制御部１６および感光センサ２０には電力が供給されている。節電モードの状態で感光センサ２０の検知信号を受信したとき、制御部１６は、電力供給モードを上位の通常モードに切り替える。通常モードの状態で感光センサ２０の検知信号を受信したとき、制御部１６は、電力供給モードを下位の節電モードに切り替えるのを延期する。電力供給モードは、３段階以上に設定されてもよい。

図５に示される第１状態では、第１光軸３１がＹ方向と平行であるため、感光センサ２０の第１検知距離Ｄａが長い。第１状態において、感光センサ２０は、画像形成装置１から離れた人も検知する。センサユニット１９を第１状態から切り換えることにより、感光センサ２０の検知距離が変化する。

図６は、第２状態のセンサユニットの側面断面図である。図７は、第２状態のセンサユニットの検知範囲の説明図である。図１に示されるレバー４９を回動すると、感光センサ２０は図６に示される第２状態の位置に回動する。第２状態では、第１光軸３１上に第２スリット４２が配置され、第２光軸３２上に第３スリット４３が配置される。言い換えれば、第２状態では、第１光軸３１が第２スリット４２を通り、第２光軸３２が第３スリット４３を通る。第１光軸３１は、−Ｙ方向から＋θ方向に傾斜する。図７に示されるように、第２状態における第１検知範囲５１は有限の範囲である。第１検知範囲５１のうち画像形成装置１から−Ｙ方向に最も離れた位置までが、感光センサ２０の第２検知距離Ｄｂである。第２状態における第２検知距離Ｄｂは、第１検知距離Ｄａより短い。人が第２検知距離Ｄｂの範囲内に存在する場合に、感光センサ２０は検知信号を出力する。

第２状態において、第２光軸３２は、−Ｙ方向から＋θ方向に傾斜している。第２検知範囲５２は、第１検知範囲５１より画像形成装置１に近い。人が第２検知範囲５２に存在する場合にも、感光センサ２０は検知信号を出力する。

図８は、第３状態のセンサユニットの側面断面図である。図９は、第３状態のセンサユニットの検知範囲の説明図である。図１に示されるレバー４９を回動すると、感光センサ２０は図８に示される第３状態の位置に回動する。第３状態では、第１光軸３１上に第３スリット４３が配置される。言い換えれば、第３状態では、第１光軸３１が第３スリット４３を通る。第１光軸３１は、−Ｙ方向から＋θ方向に傾斜する。図７に示されるように、第１検知範囲５１のうち画像形成装置１から−Ｙ方向に最も離れた位置までが、感光センサ２０の第３検知距離Ｄｃである。第３状態における第３検知距離Ｄｃは、第１検知距離Ｄａおよび第２検知距離Ｄｂより短い。人が第３検知距離Ｄｃの範囲内に存在する場合に、感光センサ２０は検知信号を出力する。

以上に詳述されたように、実施形態のセンサユニット１９は、感光センサ２０と、カバー１８と、移動機構４８と、を持つ。感光センサ２０は、感光素子２６，２７に焦点を結ぶ第１レンズ２１および第２レンズ２２を有する。カバー１８は、第１レンズ２１の第１光軸３１上に配置された第１スリット４１および第２レンズ２２の第２光軸３２上に配置された第２スリット４２を有する。移動機構４８は、第１レンズ２１の第１光軸３１上に第２スリット４２が配置されるように、感光センサ２０を移動可能である。

スリット４１，４２は細長いので、感光センサ２０の汚れが抑制される。感光センサ２０への入射光はスリット４１，４２を通過するので、入射光の減衰が抑制される。これらの構成が、感光センサ２０の検知感度の低下を抑制する。移動機構４８は、第１光軸３１上に配置されるスリットを変化させる。第１光軸３１が第１スリット４１を通る場合と第２スリット４２を通る場合とで、感光センサ２０の検知範囲が異なる。この構成が、感光センサ２０による検知範囲の調整を可能にする。簡単な構成で検知範囲の調整が可能であり、センサユニットのコストが抑制される。

感光センサ２０は、第３レンズ２３をさらに有する。カバー１８は、第３レンズ２３の第３光軸３３上に配置された第３スリット４３をさらに有する。移動機構４８は、第１レンズ２１の第１光軸３１上に第２スリット４２が配置され、第２レンズ２２の第２光軸３２上に第３スリット４３が配置されるように、感光センサ２０を移動可能である。移動機構４８は、第１レンズ２１の第１光軸３１上に第３スリット４３が配置されるように、感光センサ２０を移動可能である。

移動機構４８は、第１光軸３１上に配置されるスリットを変化させる。第１光軸３１が第１スリット４１を通る場合と第２スリット４２を通る場合と第３スリット４３を通る場合とで、感光センサ２０の検知範囲が異なる。この構成が、感光センサ２０の検知範囲の調整を可能にする。

第１レンズ２１、第２レンズ２２および第３レンズ２３は、水平軸Ｈの周方向に並んで配置される。移動機構４８は、水平軸Ｈの周りに感光センサ２０を回動可能である。
感光センサ２０の回動により、検知範囲の調整が容易に実現される。第１光軸３１は、水平軸Ｈに対して垂直である。感光センサ２０の回動により、第１光軸３１は水平軸Ｈの周りを回動する。この構成が、感光センサ２０の水平軸Ｈに対して接近および離反する方向に、感光センサ２０の検知範囲を変化させる。

第１スリット４１の内面は、第１スリット４１を第１光軸３１が通るように配置された第１レンズ２１の画角に沿って形成される。第２スリット４２の内面は、第２スリット４２を第２光軸３２が通るように配置された第２レンズ２２の画角に沿って形成される。第３スリット４３の内面は、第３スリット４３を第３光軸３３が通るように配置された第３レンズ２３の画角に沿って形成される。

各スリット４１，４２，４３は、各レンズ２１，２２，２３の画角を制限しない。感光センサ２０への入射光は、複数のスリット４１，４２，４３により制限されない。この構成が、感光センサ２０の検知感度の低下を抑制する。

実施形態の画像形成装置１は、センサユニット１９と、画像形成ユニット１３と、制御部１６と、を有する。画像形成ユニット１３は、画像を形成する。制御部１６は、感光センサ２０の出力信号に基づいて画像形成ユニット１３への電力供給を制御する。
センサユニット１９は、人の存在を感度良く検知する。センサユニット１９は、検知範囲を調整可能である。制御部１６は、感光センサ２０による人の検出の有無に基づいて、画像形成ユニット１３への電力供給を制御する。画像形成装置１は、画像形成ユニット１３への電力供給を適切に制御することができる。

実施形態の感光センサ２０は３個のレンズ２１，２２，２３を有し、カバー１８は３個のスリット４１，４２，４３を有する。レンズおよびスリットの個数はこれらに限定されない。感光センサ２０は、２個のレンズを有してもよいし、４個以上のレンズを有してもよい。カバー１８は、２個のスリットを有してもよいし、４個以上のスリットを有してもよい。

実施形態の移動機構４８は、カバー１８が固定された状態で、感光センサ２０を回動させる。移動機構４８は、感光センサ２０が固定された状態で、カバー１８を回動させてもよい。移動機構４８は、感光センサ２０およびカバー１８を相互に逆方向に回動させてもよい。移動機構４８は、感光センサ２０とカバー１８とを相対移動させることが可能である。言い換えれば、移動機構４８は、感光センサ２０およびカバー１８の少なくとも一方を回動させることが可能である。

実施形態の画像処理装置は画像形成装置１であり、画像処理ユニットは定着装置１４を有する画像形成ユニット１３である。画像処理装置は消色装置であり、画像処理ユニットは消色部を有する画像消色ユニットであってもよい。画像消色ユニットは、消色トナーによりシートに形成された画像を消色する処理を行う。消色部は、ニップを通過するシートに形成された消色トナー像を加熱して消色する。

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、複数のレンズを有する感光センサ２０と、複数のスリットを有するカバー１８と、感光センサ２０とカバー１８とを相対移動させる移動機構４８と、を持つ。これにより、感光センサ２０の検知感度の低下を抑制することができ、検知範囲を調整することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

Ｈ…水平軸、１…画像形成装置（画像処理装置）、１３…画像形成ユニット（画像処理ユニット）、１６…制御部、１８…カバー、１９…センサユニット、２０…感光センサ、２１…第１レンズ、２２…第２レンズ、２３…第３レンズ、２６，２７…感光素子、３１…第１光軸（第１レンズの光軸）、３２…第２光軸（第２レンズの光軸）、３３…第３光軸（第３レンズの光軸）、４１…第１スリット、４２…第２スリット、４３…第３スリット、４８…移動機構。

Claims (5)

1. 感光素子に焦点を結ぶ第１レンズおよび第２レンズを有する感光センサと、
   前記第１レンズの光軸上に配置された第１スリットおよび前記第２レンズの光軸上に配置された第２スリットを有するカバーと、
   前記第１レンズの光軸上に前記第２スリットが配置されるように、前記感光センサと前記カバーとを相対移動させることが可能な移動機構と、を有する、
   センサユニット。
2. 前記感光センサは、第３レンズをさらに有し、
   前記カバーは、前記第３レンズの光軸上に配置された第３スリットをさらに有し、
   前記移動機構は、前記第１レンズの光軸上に前記第２スリットが配置され、前記第２レンズの光軸上に前記第３スリットが配置されるように、前記感光センサを移動可能であり、
   前記移動機構は、前記第１レンズの光軸上に前記第３スリットが配置されるように、前記感光センサを移動可能である、
   請求項１に記載のセンサユニット。
3. 前記第１レンズ、前記第２レンズおよび前記第３レンズは、水平軸の周方向に並んで配置され、
   前記移動機構は、前記水平軸の周りに前記感光センサを回動可能である、
   請求項２に記載のセンサユニット。
4. 前記第１スリットの内面は、前記第１スリットを光軸が通るように配置された前記第１レンズの画角に沿って形成され、
   前記第２スリットの内面は、前記第２スリットを光軸が通るように配置された前記第２レンズの画角に沿って形成され、
   前記第３スリットの内面は、前記第３スリットを光軸が通るように配置された前記第３レンズの画角に沿って形成される、
   請求項２または３に記載のセンサユニット。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載のセンサユニットと、
   画像を処理する画像処理ユニットと、
   前記感光センサの出力信号に基づいて前記画像処理ユニットへの電力供給を制御する制御部と、を有する、
   画像処理装置。

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