JP3027986B2 - 用紙等の大きさの判別装置およびマルチビームフォトセンサ - Google Patents
用紙等の大きさの判別装置およびマルチビームフォトセンサInfo
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- JP3027986B2 JP3027986B2 JP2417341A JP41734190A JP3027986B2 JP 3027986 B2 JP3027986 B2 JP 3027986B2 JP 2417341 A JP2417341 A JP 2417341A JP 41734190 A JP41734190 A JP 41734190A JP 3027986 B2 JP3027986 B2 JP 3027986B2
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- light beams
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】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，およびマルチビームフォトセンサに関する。
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，およびマルチビームフォトセンサに関する。
【０００２】
【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，光電センサを用いてプレスキャ
ンするタイプと，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。
稿サイズ判別装置には，光電センサを用いてプレスキャ
ンするタイプと，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。
【０００３】光電センサを用いてプレスキャンするタイ
プは，複写機の内部に可動アームが設けられ，このアー
ムに多数の反射形光電センサが取付けられている。複写
動作の前に可動アームが移動して光電センサによってガ
ラス板上の原稿が走査され（プレスキャン），このとき
の光電センサの出力信号に基づいて原稿のサイズが判別
される。
プは，複写機の内部に可動アームが設けられ，このアー
ムに多数の反射形光電センサが取付けられている。複写
動作の前に可動アームが移動して光電センサによってガ
ラス板上の原稿が走査され（プレスキャン），このとき
の光電センサの出力信号に基づいて原稿のサイズが判別
される。
【０００４】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。
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。
【０００５】複写機の上蓋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）が内蔵されているタイ
プのものは，ガラス板の上に原稿が置かれ上蓋が閉じら
れると，各近接スイッチ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の検
出信号に基づいて原稿サイズを判定する。
えばフォトマイクロ・センサ等）が内蔵されているタイ
プのものは，ガラス板の上に原稿が置かれ上蓋が閉じら
れると，各近接スイッチ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の検
出信号に基づいて原稿サイズを判定する。
【０００６】このタイプのものはプレスキャン・タイプ
に比べて省スペース化を図ることが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では原稿サイズを判別できない，自
動給紙（ＡＤＦ＝Auto DriveFeed ）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
それによる押圧跡が原稿に残る，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
いセンサの影がコピー用紙に写ってしまう等の問題点が
ある。
に比べて省スペース化を図ることが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では原稿サイズを判別できない，自
動給紙（ＡＤＦ＝Auto DriveFeed ）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
それによる押圧跡が原稿に残る，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
いセンサの影がコピー用紙に写ってしまう等の問題点が
ある。
【０００７】この問題を解決するために出願人はマルチ
ビーム光源を用いた用紙等の判別装置を提案した（特願
平１−313419号）。
ビーム光源を用いた用紙等の判別装置を提案した（特願
平１−313419号）。
【０００８】この判別装置の概略図が図６に示されてい
る。
る。
【０００９】図６を参照して，発光ダイオード11からの
出射光はコリメート・レンズ12によってコリメート光と
され，複合グレーティング１により複数のたとえば４つ
の光ビームに分割されて，適当な面積のビーム・スポッ
トＰ1 〜Ｐ4 をもってガラス板30または原稿31に照射さ
れる。
出射光はコリメート・レンズ12によってコリメート光と
され，複合グレーティング１により複数のたとえば４つ
の光ビームに分割されて，適当な面積のビーム・スポッ
トＰ1 〜Ｐ4 をもってガラス板30または原稿31に照射さ
れる。
【００１０】これにより判別すべき用紙の大きさに応じ
てそれぞれ異なる場所に光ビームが投射される。
てそれぞれ異なる場所に光ビームが投射される。
【００１１】複合グレーティング１は回折方向の異なる
等しい面積の複数のグレーティング素子が平面状に配列
して構成されている。
等しい面積の複数のグレーティング素子が平面状に配列
して構成されている。
【００１２】原稿31に照射された光は，図８に示すよう
に，原稿31によって拡散的に反射され，原稿31上のスポ
ットの輝度はどの方向からみてもほぼ一定となる。
に，原稿31によって拡散的に反射され，原稿31上のスポ
ットの輝度はどの方向からみてもほぼ一定となる。
【００１３】これに対して，ガラス板30の表面および裏
面における反射は鏡面反射に近く，図９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。
面における反射は鏡面反射に近く，図９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。
【００１４】フォトダイオードＰＤ1 〜ＰＤ4 は，結像
レンズ25を介してガラス面30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，４個のフォトダイオ
ードＰＤ1 〜ＰＤ4 は原稿31からの拡散光を検出でき
る。
レンズ25を介してガラス面30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，４個のフォトダイオ
ードＰＤ1 〜ＰＤ4 は原稿31からの拡散光を検出でき
る。
【００１５】フォトダイオードＰＤ1 〜ＰＤ4 からの受
光信号をレベル弁別して拡散光の有無を検出し，検出さ
れた拡散光の有無の組合せにより原稿31の大きさが判別
される。
光信号をレベル弁別して拡散光の有無を検出し，検出さ
れた拡散光の有無の組合せにより原稿31の大きさが判別
される。
【００１６】図10は結像レンズの光軸と結像レンズ25の
光軸に対する光の入射角（軸外角度）との関係を示して
いる。図11は軸外角度と結像レンズ25に入射する光の透
過光量との関係を示すグラフである。図11に示すグラフ
においては結像レンズ25に垂直に光が入射したとき（軸
外角度が０）の透過光量を基準としている。
光軸に対する光の入射角（軸外角度）との関係を示して
いる。図11は軸外角度と結像レンズ25に入射する光の透
過光量との関係を示すグラフである。図11に示すグラフ
においては結像レンズ25に垂直に光が入射したとき（軸
外角度が０）の透過光量を基準としている。
【００１７】図11から分かるように軸外角度が大きいほ
ど結像レンズ25の透過光量は少なくなる。
ど結像レンズ25の透過光量は少なくなる。
【００１８】したがって，上述の結像レンズ25への反射
光ビームの軸外角度も大きいほど結像レンズの透過光量
は少なくなり，軸外角度が大きい反射光ビームを受光す
るフォトダイオードＰＤ1 ほど入射光量が少なくなる。
光ビームの軸外角度も大きいほど結像レンズの透過光量
は少なくなり，軸外角度が大きい反射光ビームを受光す
るフォトダイオードＰＤ1 ほど入射光量が少なくなる。
【００１９】また，フォトダイオードＰＤ1 〜ＰＤ4 は
原稿によって散乱されて広がる拡散光を検出するので，
ビーム・スポットＰ1 〜Ｐ4 とフォトダイオードＰＤ1
〜ＰＤ4 との間の距離が長くなるほどフォトダイオード
ＰＤ1 〜ＰＤ4 への入射光量は少なくなる。
原稿によって散乱されて広がる拡散光を検出するので，
ビーム・スポットＰ1 〜Ｐ4 とフォトダイオードＰＤ1
〜ＰＤ4 との間の距離が長くなるほどフォトダイオード
ＰＤ1 〜ＰＤ4 への入射光量は少なくなる。
【００２０】この結果，図７に示すように，結像レンズ
25に対する入射角が大きな反射光を検出するフォトダイ
オードほど，そしてビーム・スポットまでの距離が長い
フォトダイオードほどそれへの入射光量は小さくなる。
25に対する入射角が大きな反射光を検出するフォトダイ
オードほど，そしてビーム・スポットまでの距離が長い
フォトダイオードほどそれへの入射光量は小さくなる。
【００２１】このようにそれぞれのフォトダイオードＰ
Ｄ1 〜ＰＤ4 間において拡散光の入射光量に格差が生じ
るため，レベル弁別を行なうためのしきい値レベルを各
受光素子ごとに変える必要がある。したがって同一のレ
ベル弁別処理回路を各受光素子において共通に用いるこ
とはできない。
Ｄ1 〜ＰＤ4 間において拡散光の入射光量に格差が生じ
るため，レベル弁別を行なうためのしきい値レベルを各
受光素子ごとに変える必要がある。したがって同一のレ
ベル弁別処理回路を各受光素子において共通に用いるこ
とはできない。
【００２２】
【発明の概要】この発明は上記の判別装置において，各
受光素子に入射する反射光ビームの量を実質的に等しく
することを目的とする。
受光素子に入射する反射光ビームの量を実質的に等しく
することを目的とする。
【００２３】この発明はまた，一つの光ビームを複数の
グレーティングによって異なる方向に偏向させて投射す
るマルチビームフォトセンサにおいて，物体から反射し
てくる複数の入射光をそれぞれ受光する受光素子に入射
する光量を実質的に等しくすることを目的とする。
グレーティングによって異なる方向に偏向させて投射す
るマルチビームフォトセンサにおいて，物体から反射し
てくる複数の入射光をそれぞれ受光する受光素子に入射
する光量を実質的に等しくすることを目的とする。
【００２４】この発明はさらに一般的に，マルチビーム
フォトセンサにおいて，複数の受光素子に入射する反射
光ビームの量を実質的に等しくすることを目的とする。
フォトセンサにおいて，複数の受光素子に入射する反射
光ビームの量を実質的に等しくすることを目的とする。
【００２５】第１の発明による用紙等の大きさ判別装置
は，コリメート光を出射する発光手段，上記発光手段か
らのコリメート光を異なる方向に回折し，判別すべき用
紙の大きさに応じてそれぞれ異なる場所に投射する複数
のグレーティング領域から構成された複合グレーティン
グ素子，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，および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を備え，光ビームの投射
場所とその反射光ビームを受光する上記受光素子との間
の距離が長いほど，または上記結像光学系の光軸に対す
る反射光ビームの入射角が大きいほど上記投射場所に投
射するための上記グレーティング領域の面積が大きくな
るように定められていることを特徴とする。
は，コリメート光を出射する発光手段，上記発光手段か
らのコリメート光を異なる方向に回折し，判別すべき用
紙の大きさに応じてそれぞれ異なる場所に投射する複数
のグレーティング領域から構成された複合グレーティン
グ素子，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，および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を備え，光ビームの投射
場所とその反射光ビームを受光する上記受光素子との間
の距離が長いほど，または上記結像光学系の光軸に対す
る反射光ビームの入射角が大きいほど上記投射場所に投
射するための上記グレーティング領域の面積が大きくな
るように定められていることを特徴とする。
【００２６】複数のグレーティング領域から構成される
グレーティング素子によって発光手段から射出される光
ビームが複数の光ビームに分割され，判別すべき用紙の
大きさに応じてそれぞれ異なる場所に照射される。
グレーティング素子によって発光手段から射出される光
ビームが複数の光ビームに分割され，判別すべき用紙の
大きさに応じてそれぞれ異なる場所に照射される。
【００２７】グレーティング素子は，光ビームの投射場
所と対応する反射光ビームを受光する受光素子との距離
が長いほど，または結像光学系の光軸に対する反射光ビ
ームの入射角が大きいほど，対応する投射場所に投射す
るためのグレーティング領域の面積が大きくなるように
定められているので，光ビームの投射場所と対応する反
射光ビームを受光する受光素子との距離が長いほど，ま
たは結像光学系の光軸に対する反射光ビームの入射角が
大きいほど光ビームの投射場所に生じるビーム・スポッ
トの大きさは大きくなり，その反射光量も多くなる。
所と対応する反射光ビームを受光する受光素子との距離
が長いほど，または結像光学系の光軸に対する反射光ビ
ームの入射角が大きいほど，対応する投射場所に投射す
るためのグレーティング領域の面積が大きくなるように
定められているので，光ビームの投射場所と対応する反
射光ビームを受光する受光素子との距離が長いほど，ま
たは結像光学系の光軸に対する反射光ビームの入射角が
大きいほど光ビームの投射場所に生じるビーム・スポッ
トの大きさは大きくなり，その反射光量も多くなる。
【００２８】反射光ビームの量は受光素子までの距離お
よび軸外角度の大きさに対応して減少するので，用紙か
らの反射光を受光する受光素子の受光量はそれぞれほぼ
等しくなる。
よび軸外角度の大きさに対応して減少するので，用紙か
らの反射光を受光する受光素子の受光量はそれぞれほぼ
等しくなる。
【００２９】投射光はそれぞれ異なる場所に投射される
ので，置かれた用紙の大きさに応じて反射光を受光する
受光素子と受光しない受光素子との組合せが変わる。し
たがって，受光素子の出力信号の組合せに応じて置かれ
た用紙の大きさを判別することができる。
ので，置かれた用紙の大きさに応じて反射光を受光する
受光素子と受光しない受光素子との組合せが変わる。し
たがって，受光素子の出力信号の組合せに応じて置かれ
た用紙の大きさを判別することができる。
【００３０】複合グレーティング素子におけるグレーテ
ィング領域の大きさを変えることにより上述のように複
数の受光素子の受光量をほぼ等しくすることができる
が，より厳密に受光量制御を行なうために，受光素子の
前方に入射光量を調整するための絞りが配置される。
ィング領域の大きさを変えることにより上述のように複
数の受光素子の受光量をほぼ等しくすることができる
が，より厳密に受光量制御を行なうために，受光素子の
前方に入射光量を調整するための絞りが配置される。
【００３１】さらにグレーティング素子におけるグレー
ティングの高さを領域ごとに変えることによりグレーテ
ィング素子の回折効率をグレーティング領域ごとに調整
するようにしてもよい。
ティングの高さを領域ごとに変えることによりグレーテ
ィング素子の回折効率をグレーティング領域ごとに調整
するようにしてもよい。
【００３２】第１の発明によるマルチビームフォトセン
サは，コリメート光を出射する発光手段，上記発光手段
からのコリメート光を異なる方向に回折し，検出領域内
のそれぞれ異なる場所に投射する複数のグレーティング
領域から構成された複合グレーティング素子，上記複数
の光ビームに関する検出領域内の物体からの複数の反射
光ビームをそれぞれ受光するための複数の受光素子，お
よび上記複数の反射光ビームを対応する上記受光素子に
導く結像光学系を備え，光ビームの投射場所とその反射
光ビームを受光する上記受光素子との間の距離が長いほ
ど，または上記結像光学系の光軸に対する反射光ビーム
の入射角が大きいほど上記投射場所に投射するための上
記グレーティング領域の面積が大きくなるように定めら
れていることを特徴とする。
サは，コリメート光を出射する発光手段，上記発光手段
からのコリメート光を異なる方向に回折し，検出領域内
のそれぞれ異なる場所に投射する複数のグレーティング
領域から構成された複合グレーティング素子，上記複数
の光ビームに関する検出領域内の物体からの複数の反射
光ビームをそれぞれ受光するための複数の受光素子，お
よび上記複数の反射光ビームを対応する上記受光素子に
導く結像光学系を備え，光ビームの投射場所とその反射
光ビームを受光する上記受光素子との間の距離が長いほ
ど，または上記結像光学系の光軸に対する反射光ビーム
の入射角が大きいほど上記投射場所に投射するための上
記グレーティング領域の面積が大きくなるように定めら
れていることを特徴とする。
【００３３】この発明によると，発光手段からの光ビー
ムをグレーティング素子を用いて複数の光ビームに分割
し，検出領域内のそれぞれ異なる場所に投射し，その反
射光を受光し，その受光の有無の組合せにより検出領域
内の物体の存在の有無，その大きさ等を判別または認識
する装置において，光ビームの投射場所とその反射光ビ
ームを受光する受光素子との距離が長いほど，または結
像光学系の光軸に対する反射光ビームの入射角が大きい
ほどその投射場所に投射するためのグレーティング領域
の面積を大きくしているので，光ビームの投射場所とそ
の反射光ビームを受光する受光素子との距離が長いほ
ど，または結像光学系の光軸に対する反射光ビームの入
射角が大きいほど反射光ビームの光量は多くなる。
ムをグレーティング素子を用いて複数の光ビームに分割
し，検出領域内のそれぞれ異なる場所に投射し，その反
射光を受光し，その受光の有無の組合せにより検出領域
内の物体の存在の有無，その大きさ等を判別または認識
する装置において，光ビームの投射場所とその反射光ビ
ームを受光する受光素子との距離が長いほど，または結
像光学系の光軸に対する反射光ビームの入射角が大きい
ほどその投射場所に投射するためのグレーティング領域
の面積を大きくしているので，光ビームの投射場所とそ
の反射光ビームを受光する受光素子との距離が長いほ
ど，または結像光学系の光軸に対する反射光ビームの入
射角が大きいほど反射光ビームの光量は多くなる。
【００３４】このため，光ビームの投射場所とその反射
光ビームを受光する受光素子との距離が異なっていて
も，または結像光学系の光軸に対する反射光ビームの入
射角が異なっていても複数の受光素子の入射光量を相互
にほぼ等しくすることができる。
光ビームを受光する受光素子との距離が異なっていて
も，または結像光学系の光軸に対する反射光ビームの入
射角が異なっていても複数の受光素子の入射光量を相互
にほぼ等しくすることができる。
【００３５】第２の発明による用紙等の大きさの判別装
置は，複数の光ビームを判定すべき用紙の大きさに応じ
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，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，および上記受光素子前方にそれぞれ配
置され，上記複数の受光素子の受光量をそれぞれ等しく
するため上記複数の受光素子への反射光ビームの入射光
量を制限する複数の絞りを備えていることを特徴とす
る。
置は，複数の光ビームを判定すべき用紙の大きさに応じ
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，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，および上記受光素子前方にそれぞれ配
置され，上記複数の受光素子の受光量をそれぞれ等しく
するため上記複数の受光素子への反射光ビームの入射光
量を制限する複数の絞りを備えていることを特徴とす
る。
【００３６】第２の発明によるマルチビームフォトセン
サは，複数の光ビームを検出領域内のそれぞれ異なる場
所に投射するマルチビーム光源，上記複数の光ビームに
関する検出領域内の物体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，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，お
よび上記受光素子前方にそれぞれ配置され，上記複数の
受光素子の受光量をそれぞれ等しくするため上記複数の
受光素子への反射光ビームの入射光量を制限する複数の
絞りを備えていることを特徴とする。
サは，複数の光ビームを検出領域内のそれぞれ異なる場
所に投射するマルチビーム光源，上記複数の光ビームに
関する検出領域内の物体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，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，お
よび上記受光素子前方にそれぞれ配置され，上記複数の
受光素子の受光量をそれぞれ等しくするため上記複数の
受光素子への反射光ビームの入射光量を制限する複数の
絞りを備えていることを特徴とする。
【００３７】受光素子の前方に絞りを配置し，その開口
の大きさを調整することにより，受光素子への反射光ビ
ームの入射光量をほぼ等しくすることが可能となる。
の大きさを調整することにより，受光素子への反射光ビ
ームの入射光量をほぼ等しくすることが可能となる。
【００３８】第３の発明による用紙等の大きさの判別装
置は，コリメート光を出射する発光手段，上記発光手段
からのコリメート光を異なる方向に回折し，判別すべき
用紙の大きさに応じてそれぞれ異なる場所に投射する複
数のグレーティング領域から構成された複合グレーティ
ング素子，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，および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を備え，回折効率を調
整するために上記グレーティング素子におけるグレーテ
ィングの高さがその領域ごとに異なっていることを特徴
とする。
置は，コリメート光を出射する発光手段，上記発光手段
からのコリメート光を異なる方向に回折し，判別すべき
用紙の大きさに応じてそれぞれ異なる場所に投射する複
数のグレーティング領域から構成された複合グレーティ
ング素子，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，および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を備え，回折効率を調
整するために上記グレーティング素子におけるグレーテ
ィングの高さがその領域ごとに異なっていることを特徴
とする。
【００３９】第３の発明によるマルチビームフォトセン
サは，コリメート光を出射する発光手段，上記発光手段
からのコリメート光を異なる方向に回折し，検出領域内
のそれぞれ異なる場所に投射する複数のグレーティング
領域から構成された複合グレーティング素子，上記複数
の光ビームに関する検出領域内の物体からの複数の反射
光ビームをそれぞれ受光するための複数の受光素子，お
よび上記複数の反射光ビームを対応する上記受光素子に
導く結像光学系を備え，回折効率を調整するために上記
グレーティング素子におけるグレーティングの高さがそ
の領域ごとに異なっていることを特徴とする。
サは，コリメート光を出射する発光手段，上記発光手段
からのコリメート光を異なる方向に回折し，検出領域内
のそれぞれ異なる場所に投射する複数のグレーティング
領域から構成された複合グレーティング素子，上記複数
の光ビームに関する検出領域内の物体からの複数の反射
光ビームをそれぞれ受光するための複数の受光素子，お
よび上記複数の反射光ビームを対応する上記受光素子に
導く結像光学系を備え，回折効率を調整するために上記
グレーティング素子におけるグレーティングの高さがそ
の領域ごとに異なっていることを特徴とする。
【００４０】グレーティング素子においてグレーティン
グ領域ごとにその高さを異ならせるとその回折効率も変
るので，このことにより受光素子への入射光量を調整す
ることができる。
グ領域ごとにその高さを異ならせるとその回折効率も変
るので，このことにより受光素子への入射光量を調整す
ることができる。
【００４１】
【実施例】この発明を原稿サイズ判別装置に適用した実
施例について説明する。
施例について説明する。
【００４２】図１は，原稿サイズ判別装置の構成例を示
す斜視図である。
す斜視図である。
【００４３】透明なガラス板30の下方に投光器10および
受光装置20が配置されている。ガラス板30上の所定位置
に，種々のサイズの原稿が置かれる。投光器10はガラス
板30上の原稿が置かれる場所内の異なる位置Ｐ1 ，Ｐ
2 ，Ｐ3 ，Ｐ4 に向って複数（この実施例では４個）の
光ビームを投射する。受光装置20は，そのガラス板また
は原稿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出信号を出力す
る。
受光装置20が配置されている。ガラス板30上の所定位置
に，種々のサイズの原稿が置かれる。投光器10はガラス
板30上の原稿が置かれる場所内の異なる位置Ｐ1 ，Ｐ
2 ，Ｐ3 ，Ｐ4 に向って複数（この実施例では４個）の
光ビームを投射する。受光装置20は，そのガラス板また
は原稿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出信号を出力す
る。
【００４４】投光器10は発光ダイオード11と，発光ダイ
オード11からの広がる光をコリメートするコリメート・
レンズ12と複合グレーティング素子13とから構成されて
いる。
オード11からの広がる光をコリメートするコリメート・
レンズ12と複合グレーティング素子13とから構成されて
いる。
【００４５】複合グレーティング素子13はコリメート光
を回折により４つの光に分割するためのものである。
を回折により４つの光に分割するためのものである。
【００４６】図３(A) に複合グレーティング素子13の平
面図が，図３(B) に複合グレーティング素子13の側面図
がそれぞれ示されている。
面図が，図３(B) に複合グレーティング素子13の側面図
がそれぞれ示されている。
【００４７】複合グレーティング素子13は４つのグレー
ティング領域13ａ〜13ｄから構成される。
ティング領域13ａ〜13ｄから構成される。
【００４８】これらのグレーティング領域13ａ〜13ｄ
は，異なる位置Ｐ1 〜Ｐ4 に回折光を投射できるよう
に，それぞれグレーティングの方向が各位置Ｐ1 〜Ｐ4
に応じて定められている。
は，異なる位置Ｐ1 〜Ｐ4 に回折光を投射できるよう
に，それぞれグレーティングの方向が各位置Ｐ1 〜Ｐ4
に応じて定められている。
【００４９】またグレーティング領域13ａ〜13ｄは，そ
れによって形成されるビーム・スポットＰ1 〜Ｐ4 とそ
の反射光ビームを対応して受光するフォトダイオード21
〜24との距離が長いほど，また結像レンズ25の光軸に対
するビーム・スポットＰ1 〜Ｐ4 からの反射光ビームの
入射角が大きいほどその面積が大きく形成されている。
れによって形成されるビーム・スポットＰ1 〜Ｐ4 とそ
の反射光ビームを対応して受光するフォトダイオード21
〜24との距離が長いほど，また結像レンズ25の光軸に対
するビーム・スポットＰ1 〜Ｐ4 からの反射光ビームの
入射角が大きいほどその面積が大きく形成されている。
【００５０】この実施例においては，フォトダイオード
とビーム・スポットとの間の距離が最も長く，反射光ビ
ームの軸外角度がもっとも大きくなるビーム・スポット
はＰ1 である。このためビーム・スポットＰ1 に投射す
るためのグレーティング領域13ｄの面積が最も大きくな
っている。そして他のビーム・スポットＰ2 〜Ｐ4 に対
応してグレーティング領域13ｄに隣接するグレーティン
グ領域13ｃ，13ｂ，13ａと順にその面積が小さくなって
いる。
とビーム・スポットとの間の距離が最も長く，反射光ビ
ームの軸外角度がもっとも大きくなるビーム・スポット
はＰ1 である。このためビーム・スポットＰ1 に投射す
るためのグレーティング領域13ｄの面積が最も大きくな
っている。そして他のビーム・スポットＰ2 〜Ｐ4 に対
応してグレーティング領域13ｄに隣接するグレーティン
グ領域13ｃ，13ｂ，13ａと順にその面積が小さくなって
いる。
【００５１】複合グレーティング素子13は，たとえば４
個のグレーティングを別個に作製したあと貼り合わせる
ことにより作製することができる。または，スタンパを
用いて４個のグレーティング領域を一挙に形成してもよ
い。
個のグレーティングを別個に作製したあと貼り合わせる
ことにより作製することができる。または，スタンパを
用いて４個のグレーティング領域を一挙に形成してもよ
い。
【００５２】受光装置20の拡大図が図４に示されてい
る。受光装置20は４つの受光器21〜24と結像レンズ25と
から構成されている。
る。受光装置20は４つの受光器21〜24と結像レンズ25と
から構成されている。
【００５３】受光器21〜24の内部にはフォトダイオード
ＰＤ1 〜ＰＤ4 が収められている。受光器21〜24の上面
には開口21ａ〜24ａがそれぞれ形成されている。これら
の開口21ａ〜24ａの大きさはフォトダイオードＰＤ1 〜
ＰＤ4 に入射する光量が等しくなるように，対応するビ
ーム・スポットＰ1 〜Ｐ4 からの反射光量に応じて設定
されている。
ＰＤ1 〜ＰＤ4 が収められている。受光器21〜24の上面
には開口21ａ〜24ａがそれぞれ形成されている。これら
の開口21ａ〜24ａの大きさはフォトダイオードＰＤ1 〜
ＰＤ4 に入射する光量が等しくなるように，対応するビ
ーム・スポットＰ1 〜Ｐ4 からの反射光量に応じて設定
されている。
【００５４】上述したように，発光ダイオード11から出
射された広がる光は複合グレーティング素子13によって
４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Ｐ1 〜Ｐ4 をもってガラス
板30または原稿31に照射される。
射された広がる光は複合グレーティング素子13によって
４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Ｐ1 〜Ｐ4 をもってガラス
板30または原稿31に照射される。
【００５５】複合グレーティング素子13のグレーティン
グ領域13ａ〜13ｄにより生じるビーム・スポットＰ1 〜
Ｐ4 は，グレーティング領域13ａ〜13ｄの大きさに対応
し，もっとも大きな面積をもつグレーティング領域13ｄ
により投射されるビーム・スポットＰ1 の大きさがもっ
とも大きくなっている。
グ領域13ａ〜13ｄにより生じるビーム・スポットＰ1 〜
Ｐ4 は，グレーティング領域13ａ〜13ｄの大きさに対応
し，もっとも大きな面積をもつグレーティング領域13ｄ
により投射されるビーム・スポットＰ1 の大きさがもっ
とも大きくなっている。
【００５６】ビーム・スポットＰ1 〜Ｐ4 の拡散発射光
がそれぞれ結像レンズ25によって結像され，受光装置20
のフォトダイオードＰＤ1 〜ＰＤ4 によってそれぞれ受
光される。
がそれぞれ結像レンズ25によって結像され，受光装置20
のフォトダイオードＰＤ1 〜ＰＤ4 によってそれぞれ受
光される。
【００５７】反射光ビームの光量が一定であれば，上述
のようにビーム・スポットＰ1 〜Ｐ4 とフォトダイオー
ドＰＤ1 〜ＰＤ4 との間の距離が長いほどフォトダイオ
ードＰＤ1 〜ＰＤ4 の受光量が少なくなり，結像レンズ
27の反射ビーム光の軸外角度が大きくなるほどフォトダ
イオードＰＤ1 〜ＰＤ4 の受光量が少なくなる。この発
明ではビーム・スポットＰ1 〜Ｐ4 とフォトダイオード
ＰＤ1 〜ＰＤ4 との間の距離および軸外角度の大きさに
対応して，グレーティング領域12ａ〜12ｄの大きさが定
められ，これによってビーム・スポットの大きさが定め
られているのでフォトダイオードＰＤ1 〜ＰＤ4 の受光
量はほぼ等しくなる。
のようにビーム・スポットＰ1 〜Ｐ4 とフォトダイオー
ドＰＤ1 〜ＰＤ4 との間の距離が長いほどフォトダイオ
ードＰＤ1 〜ＰＤ4 の受光量が少なくなり，結像レンズ
27の反射ビーム光の軸外角度が大きくなるほどフォトダ
イオードＰＤ1 〜ＰＤ4 の受光量が少なくなる。この発
明ではビーム・スポットＰ1 〜Ｐ4 とフォトダイオード
ＰＤ1 〜ＰＤ4 との間の距離および軸外角度の大きさに
対応して，グレーティング領域12ａ〜12ｄの大きさが定
められ，これによってビーム・スポットの大きさが定め
られているのでフォトダイオードＰＤ1 〜ＰＤ4 の受光
量はほぼ等しくなる。
【００５８】フォトダイオードＰＤ1 〜ＰＤ4 の受光量
は，グレーティング素子13のグレーティング領域12ａ〜
12ｄの大きさによって必ずしも充分には調整できない場
合がある。
は，グレーティング素子13のグレーティング領域12ａ〜
12ｄの大きさによって必ずしも充分には調整できない場
合がある。
【００５９】そこで，グレーティング領域12ａ〜12ｄの
面積による受光量の調整誤差を，受光器21〜24の開口21
ａ〜24ａの大きさを変えることにより修正している。こ
れにより，最終的にすべてのフォトダイオードＰＤ1 〜
ＰＤ4 の受光量を等しくすることが可能となる。
面積による受光量の調整誤差を，受光器21〜24の開口21
ａ〜24ａの大きさを変えることにより修正している。こ
れにより，最終的にすべてのフォトダイオードＰＤ1 〜
ＰＤ4 の受光量を等しくすることが可能となる。
【００６０】さらに複合グレーティング素子13において
グレーティングの高さをグレーティング領域13ａ〜13ｄ
ごとに異ならせてもよい。グレーティング素子の回折効
率はグレーティングの高さに依存するのでグレーティン
グ領域ごとに回折効率が変わり，グレーティングの高さ
を調整することによりフォトダイオードへの入射光量が
一定となるように調整することができる。
グレーティングの高さをグレーティング領域13ａ〜13ｄ
ごとに異ならせてもよい。グレーティング素子の回折効
率はグレーティングの高さに依存するのでグレーティン
グ領域ごとに回折効率が変わり，グレーティングの高さ
を調整することによりフォトダイオードへの入射光量が
一定となるように調整することができる。
【００６１】この実施例は４つの光ビーム・スポットＰ
1 〜Ｐ4 からの拡散反射ビーム光を用いて，Ｂ５，Ｂ５
Ｒ，Ａ４，Ａ４Ｒ，Ｆ４，Ｂ４およびＡ３の７種類の原
稿サイズを判別するものである。Ｆ４はＡ４と幅が同じ
で長さがＡ４よりも長いサイズである。Ｂ５ＲとＡ４Ｒ
は他のＡ５〜Ａ３とは縦と横の配置が逆のものである。
原稿台40上において，これらの各サイズの原稿を置く位
置はあらかじめ定められているので，原稿位置との関係
で各ビーム・スポットＰ1 〜Ｐ4 が図５に示すような位
置に形成されるように投光器10が調整される。
1 〜Ｐ4 からの拡散反射ビーム光を用いて，Ｂ５，Ｂ５
Ｒ，Ａ４，Ａ４Ｒ，Ｆ４，Ｂ４およびＡ３の７種類の原
稿サイズを判別するものである。Ｆ４はＡ４と幅が同じ
で長さがＡ４よりも長いサイズである。Ｂ５ＲとＡ４Ｒ
は他のＡ５〜Ａ３とは縦と横の配置が逆のものである。
原稿台40上において，これらの各サイズの原稿を置く位
置はあらかじめ定められているので，原稿位置との関係
で各ビーム・スポットＰ1 〜Ｐ4 が図５に示すような位
置に形成されるように投光器10が調整される。
【００６２】原稿サイズに応じて４つの光ビーム・スポ
ットＰ1 〜Ｐ4 からの拡散反射ビーム光のうちフォトダ
イオードＰＤ1 〜ＰＤ4 によって受光されるものと受光
されないものがあるのでこれにより複数種類の原稿サイ
ズを判別することができる。すなわち，フォトダイオー
ドＰＤ1 〜ＰＤ4 の受光信号を適当なしきい値でレベル
弁別することにより得られる２値信号の組合せに基づい
て原稿サイズの判別ができる。
ットＰ1 〜Ｐ4 からの拡散反射ビーム光のうちフォトダ
イオードＰＤ1 〜ＰＤ4 によって受光されるものと受光
されないものがあるのでこれにより複数種類の原稿サイ
ズを判別することができる。すなわち，フォトダイオー
ドＰＤ1 〜ＰＤ4 の受光信号を適当なしきい値でレベル
弁別することにより得られる２値信号の組合せに基づい
て原稿サイズの判別ができる。
【００６３】ビーム・スポットＰ1 〜Ｐ4 の位置の変更
またはビーム・スポットの数を増加させることにより多
くの種類の大きさの判別が可能となる。
またはビーム・スポットの数を増加させることにより多
くの種類の大きさの判別が可能となる。
【図１】この発明の実施例による用紙等の大きさ判別装
置の斜視図である。
置の斜視図である。
【図２】フォトダイオードの入射光レベルを表わすグラ
フである。
フである。
【図３】複合グレーティング素子の一例を示すもので，
(A) は平面図，(B) は側面図である。
(A) は平面図，(B) は側面図である。
【図４】図１に示す用紙等の大きさ判別装置の受光レン
ズと各受光器を示すもので拡大図である。
ズと各受光器を示すもので拡大図である。
【図５】ビーム・スポット位置と各種原稿サイズとの関
係を示す図である。
係を示す図である。
【図６】先願発明の用紙等の大きさ判別装置の光学系を
示すものである。
示すものである。
【図７】先願発明のフォトダイオードの入射光レベルを
表わすグラフである。
表わすグラフである。
【図８】原稿面からの拡散反射の様子を示す図である。
【図９】ガラス板からの正反射の様子を示す図である。
【図１０】レンズに入射する光の軸外角度と光軸との関
係を示している。
係を示している。
【図１１】レンズの軸外角度と透過光量との関係を示す
グラフである。
グラフである。
10 投光器 11 発光ダイオード 12 コリメート・レンズ 13 複合グレーティング素子 13ａ〜13ｄ グレーティング領域 20 受光装置 21〜24 受光器 25 結像レンズ ＰＤ1 〜ＰＤ4 フォトダイオード
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−39701（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−318905（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−70503（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−178601（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−320430（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−6105（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−51315（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01B 11/00 - 11/30 102 G02B 5/18 G02B 27/42 G03B 27/62 - 27/64 G03G 15/04 - 15/04 102
Claims (6)
- 【請求項１】 コリメート光を出射する発光手段， 上記発光手段からのコリメート光を異なる方向に回折
し，判別すべき用紙の大きさに応じてそれぞれ異なる場
所に投射する複数のグレーティング領域から構成された
複合グレーティング素子， 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，および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を備え， 光ビームの投射場所とその反射光ビームを受光する上記
受光素子との間の距離が長いほど，または上記結像光学
系の光軸に対する反射光ビームの入射角が大きいほど上
記投射場所に投射するための上記グレーティング領域の
面積が大きくなるように定められていることを特徴とす
る用紙等の大きさの判別装置。 - 【請求項２】 コリメート光を出射する発光手段， 上記発光手段からのコリメート光を異なる方向に回折
し，検出領域内のそれぞれ異なる場所に投射する複数の
グレーティング領域から構成された複合グレーティング
素子， 上記複数の光ビームに関する検出領域内の物体からの複
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，および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を備え， 光ビームの投射場所とその反射光ビームを受光する上記
受光素子との間の距離が長いほど，または上記結像光学
系の光軸に対する反射光ビームの入射角が大きいほど上
記投射場所に投射するための上記グレーティング領域の
面積が大きくなるように定められていることを特徴とす
るマルチビームフォトセンサ。 - 【請求項３】 複数の光ビームを判定すべき用紙の大き
さ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， 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，および上記受光素子前方にそれぞれ配置さ
れ，上記複数の受光素子の受光量をそれぞれ等しくする
ため上記複数の受光素子への反射光ビームの入射光量を
制限する複数の絞り， を備えた用紙等の大きさの判別装置。 - 【請求項４】 複数の光ビームを検出領域内のそれぞれ
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検出領域内の物体からの複
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，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，および上記受光素子前方にそれぞれ
配置され，上記複数の受光素子の受光量をそれぞれ等し
くするため上記複数の受光素子への反射光ビームの入射
光量を制限する複数の絞り， を備えたマルチビームフォトセンサ。 - 【請求項５】 コリメート光を出射する発光手段， 上記発光手段からのコリメート光を異なる方向に回折
し，判別すべき用紙の大きさに応じてそれぞれ異なる場
所に投射する複数のグレーティング領域から構成された
複合グレーティング素子， 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，および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を備え， 回折効率を調整するために上記グレーティング素子にお
けるグレーティングの高さがその領域ごとに異なってい
ることを特徴とする用紙等の大きさの判別装置。 - 【請求項６】 コリメート光を出射する発光手段， 上記発光手段からのコリメート光を異なる方向に回折
し，検出領域内のそれぞれ異なる場所に投射する複数の
グレーティング領域から構成された複合グレーティング
素子， 上記複数の光ビームに関する検出領域内の物体からの複
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，および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を備え， 回折効率を調整するために上記グレーティング素子にお
けるグレーティングの高さがその領域ごとに異なってい
ることを特徴とするマルチビームフォトセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2417341A JP3027986B2 (ja) | 1990-12-29 | 1990-12-29 | 用紙等の大きさの判別装置およびマルチビームフォトセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2417341A JP3027986B2 (ja) | 1990-12-29 | 1990-12-29 | 用紙等の大きさの判別装置およびマルチビームフォトセンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04242767A JPH04242767A (ja) | 1992-08-31 |
| JP3027986B2 true JP3027986B2 (ja) | 2000-04-04 |
Family
ID=18525461
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2417341A Expired - Lifetime JP3027986B2 (ja) | 1990-12-29 | 1990-12-29 | 用紙等の大きさの判別装置およびマルチビームフォトセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3027986B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2978371B2 (ja) * | 1993-07-09 | 1999-11-15 | シャープ株式会社 | 原稿検知装置及びその原稿検知装置を備えた複写装置 |
| JP6672239B2 (ja) * | 2017-11-14 | 2020-03-25 | シャープ株式会社 | センサ装置及び画像形成装置 |
-
1990
- 1990-12-29 JP JP2417341A patent/JP3027986B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04242767A (ja) | 1992-08-31 |
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