JPH08179442A - 原稿サイズセンサー - Google Patents

原稿サイズセンサー

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JPH08179442A
JPH08179442A JP33561894A JP33561894A JPH08179442A JP H08179442 A JPH08179442 A JP H08179442A JP 33561894 A JP33561894 A JP 33561894A JP 33561894 A JP33561894 A JP 33561894A JP H08179442 A JPH08179442 A JP H08179442A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 複写機等の原稿の有無、大きさ、位置等を検
出する原稿サイズセンサーを精度が良く、安価なものと
する。 【構成】 光源であるLED2から出射された光を整形
し、回転するホログラム1に入射させ、透過した光を走
査光3として原稿に照射し、原稿面で散乱した光のうち
出射光路を逆行してきた光を集光レンズ6で集光して検
知し、原稿の有無、大きさ、位置等を検出する原稿サイ
ズセンサーである。ホログラム1はその回転軸に対して
傾むける。LED2から入射する光はホログラム1の回
転軸付近を通す。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は複写機、ファックシミ
リ、画像読み取りスキャナ等において原稿の有無、大き
さ、位置等を検出する原稿サイズセンサーに関する。
【0002】
【従来の技術】複写機などでは多数種類の原稿を複写す
るので、任意の大きさの原稿のサイズや位置、傾きを読
み取る原稿サイズセンサーのニーズが高まっている。こ
の種のセンサーとしては、一般には光を出射して原稿に
照射し、原稿紙面での散乱光や反射光を読み取るセンサ
ーを何個か設けることで原稿の大きさを検知するものが
ある。
【0003】このセンサーは図10に示すように、回転
するホログラム1を光走査器として用い、LED(光源
は米国の安全規格上はLEDが望ましいが、安全装置を
設ければLDでもSLDでもよい。)2から出射される
光を適宜の手段で整形した後にホログラム1に入射さ
せ、原稿面上で円状の走査線3を描かせ、原稿面で反
射、散乱された光のうち、出射光路をそのまま戻ってき
た光4をハーフミラーや穴明きミラーあるいは一部分の
み蒸着したミラーなどの特殊ミラー5を用いて分離し、
かつ集光レンズ6でディテクター7上に集光して信号を
読み取る再帰光学系を用いたものである。なお図中8は
LED2から出射された光をホログラム1に入射させる
ためのミラー、9はホログラム1の回転ローター、10
は外乱光遮断用のアパーチャである。
【0004】このような原稿サイズセンサーに用い得る
技術としては、例えば特開平4−178601号公報に
開示されているグレーティング・アレイがある。このグ
レーティング・アレイでは図11に示すように、ベース
11上にホログラム1と集光レンズ6とを配置し、ホロ
グラム1により光源からの光を0、+1、−1次回折光
(図10では0、+1、−1として示す。以下同じ)の
3つに分け、それぞれによって原稿の相異なる部位を照
射できるようにしたものである。このセンサーを原稿サ
イズセンサーとして用いると、1個で3個分のセンサー
の働きを持たせ、従来1台の複写機に9個ほど用いてい
たセンサーを3分の1の個数の3個で済ませることがで
きる。
【0005】また原稿サイズセンサーとして用い得るセ
ンサーの他の技術としては、特開昭53−117333
号公報に開示されている情報読取装置もある。この装置
はバーコード情報15をホログラムスキャナを用いて読
み取る装置であって、図12に示すように回転するホロ
グラムディスク12上のホログラムにレーザダイオード
13から出射したレーザ光14を入射させ、ホログラム
の回折集光作用により、より絞られた走査光3でバーコ
ード情報15を直線状に走査し、バーコード情報15で
反射、散乱された光16を同じホログラムディスク12
上にある、回折走査に用いたホログラムと同じ位置に焦
点位置を有する別のホログラムで受けて集光し、ディテ
クター7上に情報光を導くようになっている。なお図1
2中の17はモーター、18は穴明きミラーである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述のよ
うな方式のセンサーは、光走査機としてミラーやプリズ
ムを用いる場合よりも小型化できるものの、光源からの
光をホログラムに垂直に入射させるとその正反射光や反
射の1次光、−1次光が、集光レンズ6で集光されてデ
ィテクター7へ入射したり、0次光や高次光の信号がデ
ィテクター7に入射したりする等の現象が発生する。
0、+1、−1次光の結像位置は本来の信号の結像位置
とは異なる位置ではあるものの、強度が強いため本来の
信号のバイアス成分になるというホログラム自体に起因
するノイズ光が発生する問題がある。また、ホログラム
の回転軸上を光が通るようにすると特殊で高価なモータ
が必要になるという問題もある。
【0007】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
なしたもので、上述のようなホログラム自体に起因する
光ノイズをなくし、コストダウンを図ることができる原
稿サイズセンサーを提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明に係る原稿サイズ
センサーは上記目的を達成するために、光源から出射さ
れた光を整形し、回転するホログラムに入射させ、該ホ
ログラムを透過した光を走査光として原稿に照射し、原
稿面で散乱した光のうち出射光路を逆行してきた光をレ
ンズで集光して検知し、原稿の有無、大きさ、位置等を
検出する原稿サイズセンサーであって、上記ホログラム
をその回転軸に対して傾むけかつ上記光源から入射する
光を上記ホログラムの回転軸上または回転軸付近を通す
ようにした構成を有する。
【0009】本発明に係る原稿サイズセンサーは、上記
ホログラムの上記走査光の出射側に、少なくとも上記ホ
ログラムを透過した0次光をカットして上記ホログラム
側への反射を防ぐアパーチャを配する構成とすることが
できる。
【0010】本発明に係る原稿サイズセンサーは、上記
アパーチャを、上記ホログラムあるいはその近傍に設け
た支柱により設置してなる構成とすることができる。
【0011】本発明に係る原稿サイズセンサーは、上記
ホログラムが、断面形状が深い正弦波状の格子を有する
表面レリーフ型の回折格子あるいは矩形断面部分を隔て
る等屈折率の格子を有する体積ホログラムであって、上
記格子面が鉛直面に対して所定角度で傾斜しているもの
である構成とすることができる。
【0012】本発明に係る原稿サイズセンサーは、上記
ホログラムが、断面形状が鋸波状のブレーズド回折格子
である構成とすることができる。
【0013】本発明に係る原稿サイズセンサーは、上記
ホログラムが、同一基盤上に二種類以上のホログラムを
形成してあり、入射光が回転軸上からずれた光路を通っ
て入射し、かつ相異なる方向に走査されるようにしてな
る構成とすることもできる。
【0014】
【実施例】以下本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。なお以下では従来と共通する部分には共通する符号
を付して説明する。
【0015】図1、図2は本発明に係る原稿サイズセン
サーの第1実施例を示す図である。本実施例の原稿サイ
ズセンサーの基本的構成は、図10に示すセンサーの構
成とほぼ同様であるが、ホログラム1はその回転軸に対
して傾けて設置してある。傾ける方向は図2に示すよう
にホログラム1に形成されている回折格子19と垂直な
方向に沿わせてある。
【0016】LED2から入射する光はホログラム1の
回転軸付近を通すようにし、かつディテクター7上には
小さな円形開口のアパーチャ10が設けてあり、外乱光
をカットするようになっているが、ホログラム1を傾け
てあるので、ホログラム面での反射光20は図1に示す
ように集光レンズ6を通らず、ディテクター7上に結像
しない。また、反射の回折光21のほとんどは反射光2
0と同様にディテクター7から外れるが、一部はディテ
クター7に入射する。但し、ホログラム1を傾けない場
合のように、反射の回折光や反射光全部が入射する場合
より強度がはるかに小さくなり、バイアス光量が減じ、
ノイズとしては支障のないごく低いレベルとなる。
【0017】なお、LED2では発光波長に幅があるの
でこの種のセンサーとしては不適当であると考えられる
が、ホログラム1から出射される光は各波長ごとに回折
角が異なり回折方向に細長い走査光3となり、一方、原
稿面で反射、散乱して光路をそのまま逆進して戻ってく
る光はホログラム1上でも逆進するので再び断面が円形
に近い光となる。従って、LED2を光源として用いる
ことが可能である。
【0018】図3は本発明の第2実施例を示す図であ
る。本実施例では、ホログラム1を回折格子19と平行
な方向に傾けてあり、反射の−1、−2、+1、+2次
光の全てがディテクター7に入射せず、バイアス成分が
信号光に載らないようになっている。
【0019】ところでホログラムを用いた場合、透過の
回折光として0次光(単なる透過光)及び+1、+2、
−1、−2次回折光が生じるが、+1、+2、−1、−
2次回折光に比べて0次光の原稿面上での散乱光はほと
んど正反射光としてディテクター7へ戻り、かつ強度も
大きく、しかも強度が信号光に比べて数倍以上に大きく
なることがある。そこで図4に示す本発明の第3実施例
では、原稿とセンサー間の光学パス長にくらべてごく短
くなるようにホログラム1上にかなり接近させて黒色の
アパーチャ22を設置し、0次光、さらには−1、−
2、2次光などをカットするようにしてある。
【0020】黒色のアパーチャ22によって実質的な反
射、散乱光はかなり小さくなり、また原稿上の散乱光が
ちょうどディテクター7上に結像するような光学的関係
である。このため、アパーチャ22での散乱光はディテ
クター7からかなり離れた位置に結像することになり、
そのためディテクター7に入射する光の強度はかなり小
さくなり、0、1、−1次光などに起因するバイアス光
を取り除くことができる。
【0021】なお図4の実施例では、アパーチャ22の
支柱23をホログラム1の枠24上に設けて常に0、−
1、−2次光をカットできるようにしているが、支柱2
3はホログラム1からの光の出射方向に少し離れた位置
でかつ回転するホログラム1の外部に設けるようにして
もよい。このようにすると図5に示すように、信号光分
布には原稿の信号Bに比べて出力が極端に低くなるアパ
ーチャ22にあたる部分Aができる。ホログラム1を回
転駆動するモーターは常に数%の回転ムラがあるが、こ
の信号が低くなる部分Aの時間幅を基準にして多少の回
転ムラに関係なく原稿の幅や位置をより正確に検知する
ことができるようになる。なお図5中の縦軸は信号光強
度Pを、横軸は時間tを示す。
【0022】また、0、−1次回折光が信号光に影響を
与えるのは回折効率が高いからであり、従って光の回折
効率の低いホログラムを作れば影響をなくせるので、上
記各実施例のホログラム1には、断面が深くて正弦波あ
るいは矩形でホログラム面の鉛直線に対して斜めに傾い
ている表面レリーフ型の回折格子を用いるとよい。この
ような回折格子は図6に示すように、写真乾板やフォト
レジスト等の基盤25の感剤面に対して参照光26や物
体光27を斜めに照射することで作成できる。図6中の
28が格子の立つ方向である。また図7に示すような、
高屈折率の部分29が斜めになった体積型の回折格子を
用いてもよい。体積型の回折格子はブラッグ角入射、回
折の光の回折効率を極端に小さくできるので、必要な回
折光以外は生じない。なお図7中の30は基盤、31は
体積型ホログラム材料である。
【0023】しかしながらこれらの回折格子では、正弦
波状あるいは矩形波状の断面形状の表面レリーフ型の格
子では0次光、−1次光は完全になくならず、また体積
型ホログラムでは波長選択性が強く、LEDのようなブ
ロードな波長幅をもつ光源に対してはその一部の波長の
光しか回折せず、実際の光利用効率が下がる。また、屈
折率の高い部分29がホログラム面の鉛直方向に対して
斜めの格子では、作成上の体積膨張等により斜めの角度
を正確に定めることが難しく、この角度を正確に定めな
いと回折効率自体が極端に低下する。
【0024】このような不安定性を解決するためにはホ
ログラムの断面が鋸波状のブレーズド回折格子を用いる
とよい。これによって、0次光、−1次光がなくかつ体
積型ホログラムのように作成上の不安定もなく、かつL
EDが光源として使えるセンサーを実現できる。
【0025】さらに上記実施例では、図8に示すような
中空の固定の筒体32内に回転部分33を収納したよう
な特殊なモータを必要とするが、この種のモータは高価
なものとなる。そこで図9に示す本発明の第4実施例で
は、通常の回転モータ34に、複数個のホログラム35
・・・があるホログラムディスク36を装着し、ホログ
ラム35への入射光がホログラムディスク36の回転軸
上ずれた光路を通って入射するようにしてある。ホログ
ラム35・・・は同一基盤上に二種類形成したものを用
い、相異なる方向に相異なる走査線37a、37b、3
7cを描くようにする。なお入射光をホログラム面に垂
直に入射させる必要はない。このように多数種類の走査
線で原稿38を走査することにより多数の詳しい情報が
得られ、誤りなく正確に原稿のサイズ、位置、傾きを読
み取ることができる。
【0026】
【発明の効果】請求項1に係る原稿サイズセンサーは以
上説明してきたように、ホログラム面を傾けることで同
面での反射光、反射の回折光をディテクターに入射させ
ないようにすることができ、バイアス成分の少ない信号
が得られ、精度の高い原稿の有無、大きさ、位置等の原
稿サイズ検知ができるようになるという効果がある。
【0027】請求項2に係る原稿サイズセンサーは、ア
パーチャでホログラムに近い位置で回折光の0次光、−
1次光、−2次光をカットし、その散乱光も光学系の結
像関係あるいは反射率の小さい黒色部材を使用すること
で小さくできるので、バイアス成分の少ない信号が得ら
れ、さらに精度の高い原稿検知ができるようになるとい
う効果がある。
【0028】請求項3に係る原稿サイズセンサーは、請
求項2と同様の効果に加え、信号の位置基準、幅基準の
信号が取り出せるので、任意サイズの原稿の位置、大き
さをより正確に検知できるようになるという効果があ
る。
【0029】請求項4に係る原稿サイズセンサーは、信
号検知に関係のない回折光強度を減少させることができ
るので、さらにバイアス成分の少ない信号が得られ、精
度の高い原稿検知ができるようになるという効果があ
る。
【0030】請求項5に係る原稿サイズセンサーは、請
求項4に係る原稿サイズセンサーの効果をさらに高めた
効果を得ることができるという効果がある。
【0031】請求項6に係る原稿サイズセンサーは、安
価なモータを使用でき、コストダウンが図れ、多数の走
査線により原稿のサイズ、位置、傾きをより正確に読み
取ることができるようになるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る原稿サイズセンサーの第1実施例
を示す側面図である。
【図2】図1の実施例のホログラムを拡大して示す側面
図である。
【図3】本発明に係る原稿サイズセンサーの第2実施例
を示す斜視図である。
【図4】本発明に係る原稿サイズセンサーの第3実施例
を示す側面図である。
【図5】図1の実施例の信号光強度分布を示す図であ
る。
【図6】正弦波や矩形断面の格子形状をホログラム面に
対して斜めに形成する表面レリーフ型の回折格子の作成
状態を示す概念図である。
【図7】高屈折率の部分が斜めになった体積型の回折格
子を概念的に示す断面図である。
【図8】図1〜図7の実施例で用いるモータの構造を示
す斜視図である。
【図9】本発明に係る原稿サイズセンサーの第4実施例
を示す斜視図である。
【図10】ホログラムを光走査器として用いた従来の原
稿サイズセンサーを示す側面図である。
【図11】ホログラムを用いた原稿サイズセンサーとし
得るグレーティング・アレイを示す斜視図である。
【図12】ホログラムを用いた原稿サイズセンサーとし
得るバーコード読取用の情報読取装置を示す側面図であ
る。
【符号の説明】
1 ホログラム 2 LED 3 走査光 4 出射光路を戻る光 5 特殊ミラー 6 集光レンズ 7 ディテクター 8 ミラー 9 ホログラムの回転ローター 10 アパーチャ 19 回折格子 20 ホログラム面での反射光 21 反射の回折光 22 アパーチャ 23 アパーチャの支柱 24 ホログラムの枠 25 基盤 26 参照光 27 物体光 28 格子の立つ方向 29 高屈折率の部分 30 基盤 31 体積型ホログラム材料 32 筒体 33 回転部分 34 回転モータ 35 ホログラム 36 ホログラムディスク 37a、37b、37c 走査線 38 原稿

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光源から出射された光を整形し、回転す
    るホログラムに入射させ、該ホログラムを透過した光を
    走査光として原稿に照射し、原稿面で散乱した光のうち
    出射光路を逆行してきた光をレンズで集光して検知し、
    原稿の有無、大きさ、位置等を検出する原稿サイズセン
    サーであって、上記ホログラムをその回転軸に対して傾
    むけかつ上記光源から入射する光を上記ホログラムの回
    転軸上または回転軸付近を通すようにしてなることを特
    徴とする原稿サイズセンサー。
  2. 【請求項2】 上記ホログラムの上記走査光の出射側
    に、少なくとも上記ホログラムを透過した0次光をカッ
    トして上記ホログラム側への反射を防ぐアパーチャを配
    してなることを特徴とする請求項1の原稿サイズセンサ
    ー。
  3. 【請求項3】 上記アパーチャを、上記ホログラムある
    いはその近傍に設けた支柱により設置してなることを特
    徴とする請求項2の原稿サイズセンサー。
  4. 【請求項4】 上記ホログラムが、断面形状が深い正弦
    波状の格子を有する表面レリーフ型の回折格子あるいは
    矩形断面部分を隔てる等屈折率の格子を有する体積ホロ
    グラムであって、上記格子面が鉛直面に対して所定角度
    で傾斜しているものであることを特徴とする請求項1な
    いし3のいずれかの原稿サイズセンサー。
  5. 【請求項5】 上記ホログラムが、断面形状が鋸波状の
    ブレーズド回折格子であることを特徴とする原稿サイズ
    センサー。
  6. 【請求項6】 上記ホログラムが、同一基盤上に二種類
    以上のホログラムを形成してあり、入射光が回転軸上か
    らずれた光路を通って入射し、かつ相異なる方向に走査
    されるようにしてなることを特徴とする請求項1ないし
    5のいずれかの原稿サイズセンサー。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0876048A2 (en) * 1997-05-01 1998-11-04 Ricoh Company, Ltd. Document size and position sensing device for an electrophotographic copier
CN116734945A (zh) * 2023-06-16 2023-09-12 广州市西克传感器有限公司 一种基于光栅的规则箱体体积测量系统

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