(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原稿台下部に配置され、前記原稿台の第１の原稿の載置予定領域内の第１の位置に向けて光を発する第１の発光素子と、第２の原稿の載置予定領域内であり前記第１の原稿の載置予定領域外の第２の位置に向けて光を発する第２の発光素子と、
前記第１の発光素子が発光したときに、前記原稿台に前記第１の原稿が載置されている場合には当該第１の原稿からの反射光、前記第１の原稿が載置されていない場合には前記原稿台上方に位置する原稿カバーからの反射光の特定方向における入射位置を検出し、および前記第２の発光素子が発光したときに、前記原稿台に前記第２の原稿が載置されている場合には当該第２の原稿からの反射光、前記第２の原稿が載置されていない場合には前記原稿カバーからの反射光の前記特定方向における入射位置を検出する位置検出素子とからなり、検出対象となる前記第１、第２の原稿または前記原稿カバーまでの距離を表す信号を出力する距離センサと、
前記距離センサの出力信号に基づいて前記第１、第２の原稿の内、前記原稿台上に載置されている方の原稿サイズを判別するサイズ判別手段及び該判別手段により判別された原稿サイズに対応する原稿サイズデータを出力する出力手段とからなるサイズ検出制御回路と、
を備え、
前記位置検出素子と各発光素子は、平面視したときに、これらが三角形のほぼ頂点に位置するように配置されていると共に、前記位置検出素子から前記第１、第２の発光素子までの距離がそれぞれ等しくなっており、
前記位置検出素子は、前記特定方向が、前記第１と第２の発光素子を結ぶ線分と直交する方向と一致するように配置されており、
前記サイズ判別手段は、前記第１および第２の発光素子が発光したときそれぞれについて前記距離センサから出力される信号の値と所定の閾値とを比較しその結果に基づいて前記第１および第２の位置における原稿有無を判別することを特徴とする原稿サイズ検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は複写機等に用いられる原稿サイズ検出装置に関する。更に詳しくは、複数の発光素子と、受光素子として位置検出素子とを有する原稿サイズ検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来複写機等に用いられる原稿読取装置においては、原稿台の下方に複数の反射型フォトセンサを設け、原稿を押圧する原稿カバーを開いた状態で各センサの検出位置における原稿の有無を検出し、その検出結果の組み合わせから原稿サイズを検知することが知られている。
【０００３】
例えば特開平４−６６９６８号公報に記載の複写機では、原稿台の下方に発光素子と受光素子とからなるセンサを複数組設け、各センサからその受光量に応じて発生される信号を、複写機本体の動作制御を行う本体制御ＣＰＵの入力ポートに入力している。そして、本体制御ＣＰＵは一連の動作制御の中で各ポートの状態を検出し、その検出結果から原稿サイズを判別して複写動作を制御している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来の原稿サイズ検出装置においては、一対の発光素子と受光素子の組合わせからなる反射型フォトセンサを複数備え、原稿サイズの判別等の処理が行われていた。
また、近年ＬＥＤ等の発光素子と位置検出素子（以下、ＰＳＤと記す）からなる距離センサが知られており、広く応用が期待されているが、原稿サイズ検出用センサとしては採用されていない。また、原稿サイズ検出用センサに距離センサ等の高精度のセンサを採用する場合、センサの有効活用のため１つのセンサで複数個所の検出が考えられるが、このような高精度のセンサでは各検出位置での検出値のバラツキが問題となる。
【０００５】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、原稿サイズ検出用センサに距離センサ等の高精度のセンサを採用する場合に、各検出位置での精度のバラツキを防止することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の原稿サイズ検出装置は、原稿台下部に配置され、前記原稿台の第１の原稿の載置予定領域内の第１の位置に向けて光を発する第１の発光素子と、第２の原稿の載置予定領域内であり前記第１の原稿の載置予定領域外の第２の位置に向けて光を発する第２の発光素子と、前記第１の発光素子が発光したときに、前記原稿台に前記第１の原稿が載置されている場合には当該第１の原稿からの反射光、前記第１の原稿が載置されていない場合には前記原稿台上方に位置する原稿カバーからの反射光の特定方向における入射位置を検出し、および前記第２の発光素子が発光したときに、前記原稿台に前記第２の原稿が載置されている場合には当該第２の原稿からの反射光、前記第２の原稿が載置されていない場合には前記原稿カバーからの反射光の前記特定方向における入射位置を検出する位置検出素子とからなり、検出対象となる前記第１、第２の原稿または前記原稿カバーまでの距離を表す信号を出力する距離センサと、前記距離センサの出力信号に基づいて前記第１、第２の原稿の内、前記原稿台上に載置されている方の原稿サイズを判別するサイズ判別手段及び該判別手段により判別された原稿サイズに対応する原稿サイズデータを出力する出力手段とからなるサイズ検出制御回路と、を備え、前記位置検出素子と各発光素子は、平面視したときに、これらが三角形のほぼ頂点に位置するように配置されていると共に、前記位置検出素子から前記第１、第２の発光素子までの距離がそれぞれ等しくなっており、前記位置検出素子は、前記特定方向が、前記第１と第２の発光素子を結ぶ線分と直交する方向と一致するように配置されており、前記サイズ判別手段は、前記第１および第２の発光素子が発光したときそれぞれについて前記距離センサから出力される信号の値と所定の閾値とを比較しその結果に基づいて前記第１および第２の位置における原稿有無を判別することを特徴とする。
【０００７】
【作用】
本発明の構成によれば、複数の発光素子と１つの受光素子との距離を等しく配置して、各検出位置での検出値の差を小さくする。そして各センサの出力信号に基づいてサイズ検出制御回路が原稿サイズを判別し、判別した原稿サイズを示す原稿サイズデータを出力する。このように、各検出位置での検出値の差を小さくして検出精度のバラツキをおさえる。
【０００８】
【実施例】
図１は、本発明を適用した複写機の上部（原稿読取部）を示す斜視図，断面図である。
複写機本体１の上面には、原稿を載置するための原稿ガラス７が填め込まれている。原稿ガラス７に載置された原稿は、露光ランプと反射ミラーとを保持した第１スライダ（図示せず）によってスキャンされ、読み取られる。原稿ガラス７の下方には、原稿ガラス７上に載置された原稿の、第１スライダの移動方向（以下、縦方向と称す）に沿った長さを検出するための距離センサユニットＦＤ１，ＦＤ２，ＦＤ３と、第１スライダの移動方向に垂直な方向（以下、横方向と称す）の長さを検出するための距離センサユニットＣＤ１，ＣＤ２とが設けられている。なお、これら距離センサユニットのうち、図において破線で示されたユニットＦＤ３，ＣＤ２はオプションである。
【０００９】
また、本体１の上部には、原稿カバー２がその奥端部を中心にして回動可能に取りつけられている。この原稿カバー２の下面には白色の原稿押さえ面６が設けられており、原稿カバー２を装置本体１に閉成させたとき原稿押さえ面６が原稿を原稿ガラス７へ押さえ付けることができる。原稿カバー２が装置本体１に閉成されたことは、原稿カバー２に設けられたマグネット３ａが装置本体１に設けられたリードスイッチ３ｂと当接することにより検出される。また、原稿カバー２が装置本体１に対して規定角度以下にあることが、検出機構５によって検出される。検出機構５には、原稿カバー２に設けられたアクチュエータと装置本体１側のフォトインタラプタとから構成されるもの等、種々の構成を採用できる。また、装置本体の上面前端部には、操作パネル４が設けられている。
【００１０】
図２は各距離センサユニットＦＤ１〜３，ＣＤ１〜２の構成を、図３は各センサユニットに内蔵の制御回路を示す。各センサユニットは２個のＬＥＤ１，２と１個のＰＳＤとを内蔵しており、ＬＥＤ１に照明される位置とＬＥＤ２に照明される位置との２ヵ所を１つのセンサユニットで検出することができる。ＬＥＤ１，２は、ＬＥＤ駆動回路に入力されるＬＥＤ信号の状態に応じていずれか一方が発光する。被測定物までの距離はＰＳＤ上での検知位置により検出される。ＰＳＤのアナログ検出信号は信号処理回路にてデジタル信号に変換された後、クロック信号ＣＬＫに同期して出力される。
【００１１】
また、各センサユニットは、ＬＥＤ１，２から発せられた光が原稿に対して斜めに照射されるよう設置されており、ＰＳＤは原稿の乱反射光を検出することになる。
さらに、図２（Ｃ）に示すように、センサユニットはＰＳＤとＬＥＤ１，２との距離（Ｈ）がそれぞれ等しくなるように構成され、ＰＳＤとＬＥＤ１，２とが略三角形となるように配置されている。
【００１２】
ＰＳＤとＬＥＤ１，２との距離を等しくしているのは、２つの検出位置での取り込みデータの差を小さくして検出精度のバラツキを防止するためである。
図４は、ＰＳＤとＬＥＤ２との距離を３０ｍｍ、ＬＥＤ１との距離をその２倍の６０ｍｍに設定したときのセンサ〜原稿間距離とセンサ出力値との関係を示すグラフである。実際の原稿載置位置までの距離５５ｍｍでの各センサ出力値は、それぞれ約６０ＤＥＣ，約２２０ＤＥＣとなり、検出値にかなり差が有ることが分かる。この検出値が後に述べるように原稿の有無を判別する閾値の基準となる値であり、判別精度のバラツキを無くすためにはこのセンサ検出値の差を小さくする必要がある。
【００１３】
また、前記したようにＰＳＤと２つのＬＥＤとの配置関係を略三角形としたことで、センサユニト全体を小さく構成でき、装置への搭載に当って自由度が大きくなる。
次に、各距離センサユニットの配置について説明する。図５（ａ）に国内仕向けの装置におけるセンサユニットの配置、図５（ｂ）に各センサの出力と原稿サイズとの対応関係を示す。図５（ｂ）において”○”は原稿が検出されたことを、”×”は原稿が検出されなかったことを示す。
【００１４】
国内仕向けの場合、センチ系の原稿サイズを検出できることが基本であるが、外資系の企業等よりインチ系の原稿サイズをも検知できること要求されている。よって図のように、標準装備のセンサＦＤ１，２及びＣＤ１によりセンチ系原稿を検出できると共に、オプションとしてセンサＦＤ３、ＣＤ２を追加装備することによりインチ系原稿をも検出できるようにし、これらの要望に応える。
【００１５】
このように原稿サイズ検出用に距離センサを使用した場合、距離センサは光量の影響を受けにくいため、機械寿命（例：５年間    ２４時間＊３６５日＊５年＝４３８００時間：約５００００時間）にわたって、原稿検出Ｏ．Ｄ（＝−ｌｏｇ１０（原稿の反射率））０．８以上、原稿の原稿ガラス７からの浮き５ｍｍ以上の必要性能を満足することが出来る。これは、従来の光量検出タイプのセンサが寿命１２０００時間にて、原稿検出Ｏ．Ｄ０．２５、原稿の浮き規定３ｍｍであったものに対し大幅にスペックアップするものである。しかも、光量検出タイプのセンサを使用する場合、メインスイッチに同期してセンサをＯＮ／ＯＦＦする回路が必要であった。
【００１６】
図６は、制御回路を示すブロック図である。図６において原稿サイズ検出部は、１チップＣＰＵ１とＥＥＰＲＯＭとを有する。ＣＰＵ１は各センサに対し、ＬＥＤ信号及びクロック信号ＣＬＫを出力する。各センサユニットは、クロック信号ＣＬＫに同期して、距離情報ＯＵＴＦ１，ＯＵＴＦ２，ＯＵＴＦ３，ＯＵＴＣ１，ＯＵＴＣ２を出力する（図７参照）。この時、ＬＥＤ信号はクロック信号ＣＬＫの数倍の周期でＯＮ／ＯＦＦ切り換えられ、それに伴って各センサユニットのＬＥＤ１，２が交互に点灯する。従って、距離情報ＯＵＴＦ１〜３，ＯＵＴＣ１〜２としては、ＬＥＤ信号のＯＮ／ＯＦＦの切り換わりに連動して、各センサユニットのＬＥＤ１の照射される位置の原稿までの距離を示す信号と、ＬＥＤ２の照射される位置の原稿までの距離を示す信号とが交互に出力されることになる。ＣＰＵ１は各センサユニットから入力される距離情報をＥＥＰＲＯＭ内に記憶された閾値と比較し、原稿の有無を判断する。このＥＥＰＲＯＭがＣＰＵ１に設けてあるのは、原稿サイズ判別に関する全ての処理をＣＰＵ１で行い、ＣＰＵ２（本体ＣＰＵ）ではサイズデータを取り込むだけの処理として本体制御の処理の負担を軽減するとともに、閾値データ（距離データ）のＣＰＵ間通信に伴う信頼性の低下を防止するためである。
【００１７】
ＣＰＵ１は図５（ｂ）のテーブルを予め格納しており、このテーブルと原稿有無情報とを対照して、原稿サイズを判別する。さらに、ＣＰＵ１は、判別した原稿サイズに応じて４ビットの原稿サイズコード（ＤＡＴＡ０〜３）を生成し（図８参照）、本体制御用ＣＰＵ２へ転送する。ＣＰＵ２は、検出機構５からの原稿カバー規定角度信号により原稿カバー２が規定角度になったことを検知したタイミングで、ＣＰＵ１からの原稿サイズコードＤＡＴＡ０〜３をラッチし、原稿サイズを認識する。
【００１８】
ＣＰＵ１からＣＰＵ２への原稿サイズコードＤＡＴＡ０〜３の転送は、図９に示すように、ＢＵＳＹ信号パルスに同期して行われる。
次に、イニシャル処理の趣旨を説明する。図１０は、初期及び５００００時間後の距離センサの出力値を示す。図においてＡ地点が原稿の正規の設置位置、Ｂ地点がデータをラッチする際の原稿カバー２の位置である。
【００１９】
基本的には、このＡとＢの間に閾値Ｓを設定することにより、データラッチ時に、原稿が存在する部分のセンサ出力値Ｅは閾値Ｓ以上となり、原稿が無い部分のセンサの出力値Ｘは閾値Ｓ以下となる。これにより、各距離センサの出力から原稿の有無を判断し、原稿サイズを判別することができる。また、５００００時間後の出力値は、初期より出力値が下がる方向にシフトする。従って、同じく正規の位置にある原稿を検出した場合でも、センサ出力値にはＥからＦへ低下する。また、原稿が原稿ガラス７から５ｍｍ浮いていた場合、初期の出力値はＣ、５００００時間後はＹとなる。すなわち、寿命５００００時間後の原稿の浮きを５ｍｍ許容する場合には、５００００時間に原稿が５ｍｍ浮いていた場合の出力値Ｙと、初期に原稿が無い場合の出力値Ｘとの間に閾値Ｓを設定すればよい。
【００２０】
以上により、機械寿命５００００時間にわたって原稿サイズ検出は良好に動作することとなる。但しこれは、閾値を初期設定した後一度も変更しない場合である。一方、原稿の浮きを１０ｍｍ許容したい場合でも、５００００時間の間に数回閾値Ｓの再設定を行なえば、閾値Ｓと出力値との間に充分マージンを持って達成できる。また、５００００時間に原稿が１０ｍｍ浮いていた場合の出力値Ｚと初期に原稿が無い場合の出力値Ｘの間に予め閾値Ｓを設定しておけば、閾値Ｓの再設定を行わなくても５００００時間後に浮き１０ｍｍを許容できるが、閾値Ｓと出力値Ｚ，Ｘとの間のマージンがほとんど無くなってしまう。このため、原稿カバー２の経時変形によりデータラッチのための規定角度検出に誤差が生じた場合などに、誤動作を起こす恐れがある。このような点に鑑み本実施例では、ある一定の期間毎に、操作者の入力等により閾値Ｓの再設定を行うようにし、この閾値Ｓの再設定をイニシャル処理と称している。
【００２１】
図１１は、ＣＰＵ１の制御を示すフローチャートである。ＣＰＵ１では、まずＣＰＵ２からのイニシャル信号がアクティブ（Ｌｏｗ）になっているかどうかの確認を行なう（ステップＳ１）。イニシャル信号のアクティブ（Ｌｏｗ）が規定時間Ｔより短かい場合はノイズとして無視し、イニシャル処理を行なわない（ステップＳ２）。この規定時間Ｔを０．５ｓｅｃ程度に設定すれば充分ノイズを除去でき、処理スピード的にも影響を与えない。イニシャル信号をアクティブと判断した場合、ＢＵＳＹ信号をＬｏｗレベルにし（図１２参照）、イニシャルフラグをＥＥＰＲＯＭに書き込む（ステップＳ３）。次に、各距離センサの各センサデータより、各センサの閾値を演算し、ＥＥＰＲＯＭに書き込む（ステップＳ５）。尚、この時点ではセンサデータそのものをＥＥＰＲＯＭに書き込んでおき、原稿の有無を判断する時に閾値を演算するようにしても良いが、より高速に原稿の有無を判断するためには、ＥＥＰＲＯＭに演算後の閾値を書き込んでおくのが望ましい。そして、イニシャルフラグをリセットし（ステップＳ６）、イニシャルモードを終了する。
【００２２】
一方、イニシャル信号がインアクティブ（Ｈｉ）の場合は、原稿サイズ検出モードとなる。まず、イニシャルフラグをチェックし（ステップＳ７）、イニシャルフラグがセットされている場合は、イニシャルエラーとする（ステップＳ１２）。イニシャルフラグがリセットされている場合はイニシャル処理が正常に終了しているもの判断されるので、各センサユニットからデータを読み込む（ステップＳ８）。ここで、イニシャルフラグのデフォルト値をセット状態とすれば、イニシャル処理されていない初期のＣＰＵ１はイニシャルエラーとすることができ、イニシャル処理済のものと区別することができる。
【００２３】
また、イニシャルモードの途中で電源が落ちた場合や、イニシャル信号がインアクティブになった場合、ＥＥＰＲＯＭ内の閾値を中途半端に書き換えてしまい、正常な閾値となっていない場合が考えられる。このため、イニシャルモードが正常に終了した場合のみイニシャルフラグをリセットすることにより、イニシャルモードが終了まで行なわれたか否かをチェックできるようにしている。
【００２４】
次に、各センサデータを閾値Ｓと比較し、原稿の有無を判断する（ステップＳ９）。この判定結果と原稿サイズテーブルとを照らし合わせて原稿サイズを決定し、原稿サイズをコード化し（ステップＳ１０）、ＣＰＵ２へ転送する（ステップＳ１１）。
図１３は、ＣＰＵ２の制御を示すフローチャートである。このフローチャートでは、まず種々の初期設定を行い、内部タイマをスタートさせた後、イニシャルモードが設定されたか否か判断する（ステップＳ１０１〜ステップＳ１０３）。続いて通常は、原稿サイズ読込サブルーチン（ステップＳ１０４）を行った後、複写処理（ステップＳ１０５）等を行う。イニシャルモードが選択された場合（ステップＳ１０３でＹＥＳ）はイニシャル信号をアクティブ（Ｌｏｗレベル）にし、イニシャルモードサブルーチン（ステップＳ１０８）を実行する。
【００２５】
図１４に原稿サイズ読取サブルーチンを示す。検出機構５からの原稿カバー規定角度信号により、原稿カバー２が規定角度になったことを検出すると（ステップＳ２０１）、ラッチフラグを確認する（ステップＳ２０２）。ラッチフラグがリセットされている場合はラッチフラグをセット（ステップＳ２０３）し、原稿サイズコードをラッチする（ステップＳ２０４）。原稿カバー２が規定角度以下まで閉成された後に再び原稿サイズデータをラッチすることがないように、ラッチフラグがセットされている場合は原稿サイズコードをラッチしない（ステップＳ２０２）。原稿カバー２が規定角度以上に開けられた場合ラッチフラグをリセットし（ステップＳ２０５）、原稿カバー２が規定角度になった時の原稿サイズデータのラッチに備える。
【００２６】
図１５はイニシャルモードサブルーチンを示している。このイニシャルモードサブルーチンでは、ＣＰＵ１においてイニシャル処理が行われている間のＣＰＵ２での処理を示している。
まず、イニシャル信号をアクティブ（Ｌｏｗ）とする（ステップＳ３０１）。このイニシャル信号を受けてＣＰＵ１ではイニシャル動作を開始する。次に、ＣＰＵ１からのＢＵＳＹパルスが入力されたか判断し（ステップＳ３０２）、入力があれば正常にイニシャル処理が行われたことを判断し、その旨表示を行う（ステップＳ３０３）。入力が無い場合は５ｓｅｃのタイマーをカウントし（ステップＳ３０５）、カウントアップした場合はイニシャル処理に時間がかかり過ぎているので、イニシャル不良として警告する（ステップＳ３０６）。ステップＳ３０４ではイニシャル処理の終了としてイニシャル信号をインアクティブ（Ｈｉ）とする。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の構成によれば、第１と第２の発光素子と一つの位置検出素子が、三角形のほぼ頂点に位置すると共に位置検出素子から第１と第２の発光素子までの距離が等しくなるように配置され、位置検出素子が検出対象としての原稿または原稿カバーからの反射光の、前記第１と第２の発光素子を結ぶ線分と直交する方向における入射位置を検出するように配置されているので、原稿が載置されている場合における第１の発光素子を発光させたときの検出値と、第２の発光素子を発光させたときの検出値の差を小さくでき、同様に原稿が載置されていない場合における第１の発光素子を発光させたときの検出値と、第２の発光素子を発光させたときの検出値の差を小さくできる。したがって、原稿有無の判別に用いるべき閾値を一の値に設定することが可能になり、これよりサイズ判別手段に当該一の値を閾値に設定した信号処理回路を一つ設けておけば、これを各発光素子に対し共用することが可能になり、回路構成を簡素化できるという効果を奏する。そして、この検出値に基づいて原稿サイズを判別しているので、判別精度のバラツキを防止でき、より正確な原稿サイズデータが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した複写機上部の斜視図である。
【図２】原稿サイズ検出用距離センサの構成を示す図である。
【図３】距離センサ内の制御回路を示すブロック図である。
【図４】距離センサの出力特性を示す図である。
【図５】日本仕向け用の距離センサの配置と原稿サイズとの関係を示す図である。
【図６】複写機の制御回路を示すブロック図である。
【図７】原稿サイズ検出用ＣＰＵが距離センサから出力信号を取り込むタイミングを示すタイムチャートである。
【図８】原稿サイズと原稿サイズコードとの対応関係を示す図である。
【図９】原稿サイズコードの転送タイミングを示すタイムチャートである。
【図１０】原稿有無判別のための基準値を説明する図である。
【図１１】原稿サイズ検出用ＣＰＵの制御のメインルーチンを示すフローチャートである。
【図１２】イニシャルモード時のデータ転送タイミングを示すタイムチャートである。
【図１３】本体制御用ＣＰＵの制御のメインルーチンを示すフローチャートである。
【図１４】本体制御用ＣＰＵの原稿サイズ読込サブルーチンを示すフローチャートである。
【図１５】本体制御用ＣＰＵのイニシャルモードサブルーチンの一部を示すフローチャートである。
【符号の説明】
７……原稿台
ＦＤ１〜３，ＣＤ１〜ＣＤ２……距離センサ
ＣＰＵ１……サイズ検出制御回路
ＣＰＵ２……本体制御回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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