(57)【要約】【課題】  簡素な構成で、用紙の表面または裏面に画像が形成されているか否かを用紙毎に検知する。【解決手段】  検出位置Ｐの用紙に向けて光を発する発光素子アレイ３１、検出位置Ｐから端面３２２に入射した光を導いて端面３２３から出射させるシート状導光部材３２、及び、端面３２２からの出射光を受光し、受光した光の強度を示す電気信号を出力するフォトセンサ３３を有する検出装置２７を提供する。発光素子アレイ３１からの光は、検出位置Ｐの用紙により反射され、シート状導光部材３２に導かれてフォトセンサ３３により受光される。【選択図】      図４
2006013807.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
線分状の領域を照らす光源と、
前記領域に沿って架け渡され、長手方向に略平行で前記領域を向いた光入射面と、前記光入射面と異なる方向に１つの光出射面とを有し、前記領域から前記光入射面に入射した光を導いて前記光出射面から出射させる導光部材と、
前記光出射面からの出射光を受光し、受光した光の強度に応じた電気信号を出力するフォトセンサと
を有する検出装置。
【請求項２】
前記光源は、複数の発光素子を前記領域に沿って並べた発光素子アレイであり、各発光素子を予め定められた順に排他的に点灯させることにより前記領域を照らす
ことを特徴とする請求項１に記載の検出装置。
【請求項３】
光を発する光源と、
線分状の領域に沿って架け渡され、前記領域と略平行でない面の光入射面と、前記領域長手方向に略平行で前記領域を向いた光出射面とを有し、前記光源から前記光入射面に入射した光を内部で散乱させて前記光出射面から光を出射させる導光部材と、
前記領域からの光を受光し、受光した光の強度に応じた電気信号を出力するフォトセンサと
を有する検出装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の検出装置と、
両面に画像を形成可能な記録媒体を収容するトレイと、
前記記録媒体の一方または両方の面に画像を形成する形成手段と、
前記記録媒体を前記トレイから前記形成手段へ所定の経路で搬送する搬送手段と、
前記フォトセンサから出力された電気信号と使用者の指示とが適合するか否かを判定する判定動作を行い、不適合と判定した場合には前記形成手段による画像の形成を中断する制御動作を行う制御手段とを有し、
前記検出装置は、前記領域が、前記経路に直交する１つの平面と前記経路上の前記記録媒体との交差領域を含むように配置されている
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
両面に画像を形成可能な記録媒体を収容するトレイと、
前記記録媒体の一方または両方の面に画像を形成する形成手段と、
前記記録媒体を前記トレイから前記形成手段へ所定の経路で搬送する搬送手段と、
前記経路に直交する１つの平面と前記経路上の前記記録媒体の一方または他方の面との交差線を含む線分状の領域を、前記記録媒体の一方の面側から照らす第１の光源と、
前記領域を前記記録媒体の他方の面側から照らす第２の光源と、
前記領域に沿って架け渡され、長手方向に略平行で前記領域を向いた光入射面と、前記光入射面と異なる方向に１つの光出射面とを有し、前記第１の光源および前記第２の光源から前記領域を介して前記光入射面に入射した光を導いて前記光出射面から出射させる導光部材と、
前記光出射面からの出射光を受光し、受光した光の強度に応じた電気信号を出力するフォトセンサと
前記フォトセンサから出力された電気信号と使用者の指示とが適合するか否かを判定する判定動作を行い、不適合と判定した場合には前記形成手段による画像の形成を中断する制御動作を行う制御手段と
を有する画像形成装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記フォトセンサから出力された電気信号と使用者の指示とが適合するか否かを判定する判定動作を行い、不適合と判定した場合には前記形成手段による画像の形成を中断して不適合の旨を通知する制御動作を行う
ことを特徴とする請求項４または５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記フォトセンサから出力された電気信号を用いて、前記形成手段により画像が形成される面の裏面画像の有無、及び裏面画像有りの場合はその状態を判定する判定動作を行い、この判定結果に応じて前記形成手段による画像の形成条件を制御する制御動作を行う形成制御手段
を更に有することを特徴とする請求項４または５に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記フォトセンサから出力された電気信号と使用者の指示とが適合するか否かを判定する判定動作を行い、不適合と判定した場合には前記形成手段による画像の形成を中断して不適合の用紙を自動的に排出する制御動作を行うことを特徴とする請求項４乃至７のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項９】
使用者の指示によって、前記判定動作および前記制御動作の少なくとも一方をキャンセルすることが可能な請求項４乃至８のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、用紙の表面または裏面に画像が形成されているか否かを検知する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタなどの、用紙に画像を形成して排出する画像形成装置において、給紙カセットや給紙トレイ等の、セットされた用紙を供給する給紙部に、裏面に画像が形成された裏紙をセットして画像形成に用いることが行われている。このような裏紙の使用により、ゴミの減量や資源の有効活用、合理化、コスト低減等の効果が期待される。
【０００３】
しかし、裏紙を用紙として用いる画像形成装置の給紙部にセットされる用紙は裏紙だけに限らない。なぜなら、通常、１つの画像形成装置には、画像が裏紙に形成されてもよい非正式文書と、表面および裏面のいずれにも画像が形成されていない未使用紙に画像が形成されねばならない正式文書との２種類の文書を取り扱うことが要求されるからである。よって、画像形成装置の給紙部にセットされている用紙が裏紙（または未使用紙）であるか否かを検知する技術が必要とされる。
【０００４】
例えば、特許文献１には、多数（例えば１０個）のフォトセンサで用紙からの反射光を受光し、その出力結果を用いて、その用紙が裏紙か否か（あるいは用紙の裏面が汚れているか否か）を検知するシステムが開示されている。フォトセンサは、ＬＥＤとフォトトランジスタとを有し、ＬＥＤからの光が用紙で反射してフォトトランジスタに入射するように構成されている。
また例えば、特許文献２には、用紙トレイに裏紙がセットされているか否かを、使用者に操作されるレバーの状態に基づいて判断する画像形成装置が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平６−２５５８４２号公報
【特許文献２】特開平９−１４６４２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１のシステムでは、用紙が裏紙であるか否かを用紙毎に検知することができるが、多数の光源および受光素子が必要となる。したがって、このシステムを画像形成装置に実装すると、許容し難い大型化やコスト高を招いてしまう。また、特許文献２の画像形成装置では、使用者がレバー操作を誤ると、誤った検知が行われてしまう。また使用者のミスによりトレイ内で表裏面が不揃いの場合、ミスプリントを救うことが出来ない。
【０００７】
本発明は上述した事情に鑑みて為されたものであり、簡素な構成で、用紙の表面または裏面に画像が形成されているか否かを用紙毎に検知することができる技術を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、線分状の領域を照らす光源と、前記領域に沿って架け渡され、長手方向に略平行で前記領域を向いた光入射面と前記光入射面と異なる方向に１つの光出射面とを有し、前記領域から前記光入射面に入射した光を導いて前記光出射面から出射させる導光部材と、前記光出射面からの出射光を受光し、受光した光の強度に応じた電気信号を出力するフォトセンサとを有する検出装置を提供する。
この検出装置では、光源により照らされた線状の領域からの光が導光部材により導かれてフォトセンサにより受光される。用紙等の記録媒体において、画像が形成されている部分と他の部分とでは光学的な特性（反射率および透過率）が相異するから、記録媒体の搬送路に当該領域を設定して記録媒体の表面および／または裏面の全域にわたって受光強度を検知するようにすれば、記録媒体の表面および／または裏面について画像が形成されているか否かを記録媒体毎に検知することができる。また、当該領域からの光は導光部材によって導かれるから、フォトセンサの数を少なくすること、すなわち構成を簡素とすることができる。
【０００９】
また、本発明は、光を発する光源と、線分状の領域に沿って架け渡され、前記領域と略平行でない面の光入射面と該領域長手方向に略平行で前記領域を向いた光出射面とを有し、前記光源から前記光入射面に入射した光を内部で散乱させて前記光出射面から光を出射させる導光部材と、前記領域からの光を受光し、受光した光の強度に応じた電気信号を出力するフォトセンサとを有する検出装置を提供する。
この検出装置では、光源からの光が導光部材により散乱されて線状の領域に到達し、この領域からの光がフォトセンサにより受光される。よって、記録媒体の搬送路に当該領域を設定して記録媒体の表面および／または裏面の全域にわたって受光強度を検知するようにすれば、記録媒体の表面および／または裏面について画像が形成されているか否かを記録媒体毎に検知することができる。また、光源からの光は散乱されるから、光源の数を少なくすること、すなわち構成を簡素とすることができる。
【００１０】
また、本発明は、上記のいずれかの検出装置と、両面に画像を形成可能な記録媒体を収容するトレイと、前記記録媒体の一方または両方の面に画像を形成する形成手段と、前記記録媒体を前記トレイから前記形成手段へ所定の経路で搬送する搬送手段と、前記フォトセンサから出力された電気信号と使用者の指示とが適合するか否かを判定する判定動作を行い、不適合と判定した場合には前記形成手段による画像の形成を中断する制御動作を行う制御手段とを有し、前記検出装置は、前記領域が前記経路に直交する１つの平面と前記経路上の前記記録媒体との交差領域を含むように配置されていることを特徴とする画像形成装置を提供する。
この画像形成装置によれば、記録媒体の表面および／または裏面について画像が形成されているか否かを記録媒体毎に検知し、この検知結果と使用者の指示とが適合しない場合に形成手段による画像の形成を中断することができる。つまり、指示に合わない文書の作成を中断することができる。また、フォトセンサまたは光源の数を少なくすること、すなわち構成を簡素とすることができる。
【００１１】
また、本発明は、両面に画像を形成可能な記録媒体を収容するトレイと、前記記録媒体の一方または両方の面に画像を形成する形成手段と、前記記録媒体を前記トレイから前記形成手段へ所定の経路で搬送する搬送手段と、前記経路に直交する１つの平面と前記経路上の前記記録媒体の一方または他方の面との交差線を含む線分状の領域を、前記記録媒体の一方の面側から照らす第１の光源と、前記領域を前記記録媒体の他方の面側から照らす第２の光源と、前記領域に沿って架け渡され、長手方向に略平行で前記領域を向いた光入射面と前記光入射面と異なる方向に１つの光出射面とを有し、前記第１の光源および前記第２の光源から前記領域を介して前記光入射面に入射した光を導いて前記光出射面から出射させる導光部材と、前記光出射面からの出射光を受光し、受光した光の強度に応じた電気信号を出力するフォトセンサと前記フォトセンサから出力された電気信号と使用者の指示とが適合するか否かを判定する判定動作を行い、不適合と判定した場合には前記形成手段による画像の形成を中断する制御動作を行う制御手段とを有する画像形成装置を提供する。
この画像形成装置によれば、記録媒体の表面および裏面について画像が形成されているか否かを記録媒体毎に検知し、この検知結果と使用者の指示とが適合しない場合に形成手段による画像の形成を中断することができる。つまり、指示に合わない文書の作成を中断することができる。また、フォトセンサの数を少なくすること、すなわち構成を簡素とすることができる。
【００１２】
また、上記の画像形成装置において、前記制御手段が、前記フォトセンサから出力された電気信号と使用者の指示とが適合するか否かを判定する判定動作を行い、不適合と判定した場合には前記形成手段による画像の形成を中断して不適合の用紙を自動的に排出する制御動作を行うようにしてもよい。
また、上記の画像形成装置において、使用者の指示によって、前記判定動作および前記制御動作の少なくとも一方をキャンセルすることができる、というようにしてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
［第１実施形態］
［構成］
図１は、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の構成を示す図である。
この画像形成装置は、プリンタであり、用紙（記録媒体）を自重により積層させて収容する用紙トレイ１１，１２、各用紙トレイから最上層の用紙を送り出す送出機構１３，１４、送出機構１３により送り出された用紙を搬送する搬送ローラ１５，１６、及び、送出機構１４により送り出された用紙および搬送ローラ１５，１６により搬送されてきた用紙を更に搬送する搬送ローラ１７，１８を有する。
【００１４】
また、搬送ローラ１７，１８により搬送されてきた用紙の表面に画像を形成する画像形成部１９、画像形成部１９により画像が形成された用紙を排出口２０から筐体外へ排出する排出ローラ２１，２２、及び排出口２０から排出された用紙を載せる排紙トレイ２３を有する。なお、この画像形成装置では、用紙トレイ１１，１２に収容された用紙の両面のうち、下を向いている面が表面、上を向いている面が裏面として取り扱われる。
【００１５】
また、この画像形成装置は、印刷指示ａを受信する受信部２４、図２の制御処理を行う制御部２５、制御部２５に制御されて画像を表示する表示部２６、及び、用紙の搬送路上の検出位置Ｐ近傍に当該用紙の裏面に対向して設けられた検出装置２７を有する。印刷指示ａは、画像を示す画像データと、当該画像が形成される用紙の供給元の用紙トレイ（用紙トレイ１１／用紙トレイ１２）を示す選択データと、得ようとする文書の種類（正式文書／非正式文書）を示す種類データとを含む。
【００１６】
図３は、第１実施形態における検出装置２７の構成を模式的に示す図である。
この図に示すように、当該検出装置２７は、発光素子アレイ３１、シート状導光部材３２及びフォトセンサ３３を有する。以降、各部について、図４および図５を参照して説明する。なお、図４は検出位置Ｐ付近の構成を示す斜視図であり、図５は発光素子アレイ３１及びシート状導光部材３２を図４の方向Ｄ１から眺めた図である。図４において、搬送方向Ｄ２は検出位置Ｐにおいて用紙が移動する向きであり、幅方向Ｄ３は当該用紙上にて搬送方向Ｄ２に直交する方向であり、走査方向Ｄ４は幅方向Ｄ３に平行な、図１における手前から奥への向きである。
【００１７】
発光素子アレイ３１は、検出位置Ｐの用紙の裏面を走査方向Ｄ４に走査する光を発するものであり、その形状は、長手方向（幅方向Ｄ３）の長さが用紙の全幅と略同一の略直方体である。長手方向における一方の端面３１１から他方の端面３１２にかけては、対向する検出位置Ｐに同一光路長で到達する光（例えば赤外光）を発するｎ個のＬＥＤ（Light Emitting Diode）チップＣ１〜Ｃｎが等間隔で並んでいる。検出位置Ｐは幅方向Ｄ３に沿って等間隔で並ぶｎ個の位置Ｐ１〜Ｐｎを含んでおり、ＬＥＤチップＣ１からの光は位置Ｐ１に、ＬＥＤチップＣ２からの光は位置Ｐ２に、…、ＬＥＤチップＣｎからの光は位置Ｐｎに到達する。また、発光素子アレイ３１は、搬送ローラ１７，１８からの用紙の先端が検出位置Ｐに達すると、当該用紙の後端が検出位置Ｐを通過するまで、走査処理を繰り返す。走査処理とは、ＬＥＤチップＣ１〜Ｃｎを排他的に発光させる処理であり、この処理において、発光するＬＥＤチップは予め定められた時間間隔で切り替えられる。この切り替えは、発光位置が走査方向Ｄ４に移動していくように行われる。つまり、発光するＬＥＤチップは、ＬＥＤチップＣ１、ＬＥＤチップＣ２、…、ＬＥＤチップＣｎの順に切り替わる。
【００１８】
シート状導光部材３２は、光を導くシート状の部材であり、透過率の高い透明部材から形成されており、斜辺が一本だけの台形に均一の厚みを持たせた形をなしている。斜辺の端面３２１は反射面が設けてあり、端面３２１に隣接しない端面３２２は、発光素子アレイ３１のＬＥＤチップＣ１〜Ｃｎから発せられて検出位置Ｐで反射された光の主光線に直交する。また、台形の底辺の厚みの端面３２３は、端面３２２からの入射光の出射面となっている。
フォトセンサ３３は、シート状導光部材３２の端面３２３から出射された光を受光し、受光光の強度（光量）に応じたレベルの信号（電気信号）を出力する。
【００１９】
また、図３に示すように、当該検出装置２７は判別部３４を有する。
判別部３４は、搬送ローラ１７，１８からの用紙の先端が検出位置Ｐに達してから当該用紙の後端が検出位置Ｐを通過するまでの間にフォトセンサ３３から出力された信号をデジタルデータに変換して走査処理毎に記憶し、記憶したデータを用いて、当該用紙の裏面に画像が形成されているか否かを判別し、判別結果を示す検出信号ｂを出力する。なお、以降の説明において、「画像」は「汚れ」を含む概念である。
【００２０】
［動作］
次に、上記構成の画像形成装置の動作について説明する。
ただし、裏紙を用紙トレイに補給する際には未使用の面を下に向けることが定められており、これに従って、用紙トレイに用紙が補給されるものとする。そして、このような補給により、図１の用紙トレイ１１には複数枚の未使用紙が収容され、用紙トレイ１２には複数枚の裏紙が収容されているものとする。
【００２１】
まず、制御部２５は、受信部２４が印刷指示ａを受信するのを待つ（図２のステップＳ１１：ＮＯ）。ここで、受信部２４が、ある画像を示す画像データと用紙トレイ１１を示す選択データと得ようとする文書が正式文書であることを示す種類データとを含む印刷指示ａを受信したとする（ステップＳ１１：ＹＥＳ）。すると、制御部２５は、この印刷指示ａ内の選択データで示される用紙トレイ１１に応じた送出機構１３および搬送ローラ１５〜１８を制御する（ステップＳ１２）。この結果、用紙トレイ１１内の最上層の用紙が、送出機構１３により送り出され、搬送ローラ１５〜１８により搬送される。
【００２２】
この用紙の先端が検出位置Ｐに達すると、図４の発光素子アレイ３１は前述の走査処理を行う。この結果、ＬＥＤチップＣ１〜Ｃｎが順に排他的に光を発する。これらの光の各々は当該用紙の裏面における位置Ｐ１〜Ｐｎの部分で反射される。各位置からの反射光の大部分は端面３２２からシート状導光部材３２に入射する。これらの入射光は、シート状導光部材３２内を導かれて端面３２３から出射してフォトセンサ３３により受光される。この結果、フォトセンサ３３から、これらの受光光の強度に応じたレベルの信号が順に出力され、これらの信号を変換したｎ個のデジタルデータが判別部３４に記憶される。
【００２３】
図６は、上記の走査処理によって判別部３４に記憶されたデジタルデータが示すレベルと当該デジタルデータが得られたときに発光していたＬＥＤチップとを対応付けたグラフである。図において、実データは実線で、画像が形成されていることを検出するための基準値は一点鎖線で示されている。図に示すように、実データは常に基準値を上回っているから、この走査処理では、画像が形成されていることは検出されない。なお、図において、実データおよび基準値のレベルが線形増加しているのは、フォトセンサ３３に近いところから入射した光ほど反射及び導光部透過中の光量損失が少なくて済むためである。
【００２４】
上記の走査処理は繰り返し行われる。搬送中の用紙は未使用紙であり、その裏面には画像が形成されていないから、走査処理の繰り返しによって得られるグラフはいずれも図６と同様となる。そして、当該用紙の後端が検出位置Ｐを通過すると、発光素子アレイ３１は走査処理の繰り返しを止め、判別部３４は検出信号ｂを出力する。各走査処理で得られたグラフはいずれも図６と同様であり、実データが基準値以下となることは一度もなかったから、この検出信号ｂは、当該用紙の裏面に画像が形成されていないことを示すものとなる。
【００２５】
制御部２５は、この検出信号ｂを受けて、この検出信号ｂの内容と当該印刷指示ａ内の種類データの内容とが適合しているか否かを判定する（ステップＳ１３）。ここでは、検出信号ｂが、当該用紙の裏面に画像が形成されていないことを示しており、かつ、印刷指示ａ内の種類データが正式文書を示しているから、この判定結果は「ＹＥＳ」となる。よって、制御部２５は、当該用紙が裏紙であるか否かを判定する（ステップＳ１４）。本実施形態では裏紙であるならば裏面に画像が形成されている筈であり、かつ、この時点では裏面に画像が形成されていないことを示す検出信号ｂが得られているから、この判定結果は「ＮＯ」となる。よって、制御部２５は、当該用紙に当該印刷指示ａ内の画像データを用いて画像を形成するように画像形成部１９を制御する（ステップＳ１５）。これにより、画像形成部１９は当該用紙の表面に印刷指示ａ内の画像データを用いて画像を形成する。次に、制御部２５は、当該用紙が排出口２０から排出されるように排出ローラ２１，２２を制御する（ステップＳ１６）。この結果、当該用紙は排出口２０から排出されて排紙トレイ２３上に載置される。こうして、正式文書が得られる。以降、処理はステップＳ１１に戻る。
【００２６】
次に、受信部２４が、ある画像を示す画像データと用紙トレイ１２を示す選択データと得ようとする文書が非正式文書であることを示す種類データとを含む印刷指示ａを受信したとする（ステップＳ１１：ＹＥＳ）。すると、制御部２５は、この印刷指示ａ内の選択データで示される用紙トレイ１２に応じた送出機構１４および搬送ローラ１７〜１８を制御する（ステップＳ１２）。この結果、用紙トレイ１２内の最上層の用紙が、送出機構１４により送り出され、搬送ローラ１７〜１８により搬送される。
【００２７】
この用紙の先端が検出位置Ｐに達すると、上述と同様の処理が行われる。ただし、この用紙は裏紙であり、その裏面には反射率の低い部分が存在する。よって、いずれかの走査処理において図７に示すようなグラフが得られる。このグラフでは、実データが基準値以下となっている部分が存在するから、判別部３４では画像が形成されていることが検出される。よって、当該用紙の後端が検出位置Ｐを通過したときに判別部３４から出力される検出信号ｂは、当該用紙の裏面に画像が形成されていることを示すものとなる。
【００２８】
制御部２５は、この検出信号ｂの内容と当該印刷指示ａ内の種類データの内容とが適合しているか否かを判定する（ステップＳ１３）。ここでは、検出信号ｂが、当該用紙の裏面に画像が形成されていることを示しており、かつ、印刷指示ａ内の種類データが非正式文書を示しているから、この判定結果は「ＹＥＳ」となる。よって、制御部２５は、当該用紙が裏紙であるか否かを判定する（ステップＳ１４）。ここでは、裏面に画像が形成されていることを示す検出信号ｂが得られているから、この判定結果は「ＹＥＳ」となる。よって、制御部２５は、形成される画像の濃度がより高くなるように印刷指示ａ内の画像データを補正する（ステップＳ１７）。次に、当該用紙に当該印刷指示ａ内の画像データを用いて画像を形成するように画像形成部１９を制御し、次に、当該用紙が排出口２０から排出されるように排出ローラ２１，２２を制御する（ステップＳ１５，Ｓ１６）。こうして、非正式文書が裏紙を用いて得られる。この非正式文書では表面の画像が高濃度で形成されているため、裏面の画像が透けても表面の画像の見え易さを確保することができる。以降、処理はステップＳ１１に戻る。
【００２９】
次に、受信部２４が、ある画像を示す画像データと用紙トレイ１２を示す選択データと得ようとする文書が正式文書であることを示す種類データとを含む印刷指示ａを受信したとする（ステップＳ１１：ＹＥＳ）。すると、制御部２５は、この印刷指示ａ内の選択データの内容に応じた制御を行う（ステップＳ１２）。この結果、用紙トレイ１２内の最上層の用紙が、送出機構１４により送り出され、搬送ローラ１７〜１８により搬送される。
【００３０】
この用紙の先端が検出位置Ｐに達すると、上述と同様の処理が行われ、いずれかの走査処理において図７に示すようなグラフが得られる。よって、当該用紙の後端が検出位置Ｐを通過したときに判別部３４から出力される検出信号ｂは、当該用紙の裏面に画像が形成されていることを示すものとなる。
【００３１】
制御部２５は、この検出信号ｂの内容と当該印刷指示ａ内の種類データの内容とが適合しているか否かを判定する（ステップＳ１３）。ここでは、検出信号ｂが、当該用紙の裏面に画像が形成されていることを示しており、かつ、印刷指示ａ内の種類データが正式文書を示しているから、この判定結果は「ＮＯ」となる。よって、制御部２５は、文書の種類と用紙の種類とが適合していないことを示す画像を表示部２６に表示させ（ステップＳ１８）、次に、当該用紙が排出口２０から排出されるように排出ローラ２１，２２を制御する（ステップＳ１６）。つまり、画像が形成されることなく裏紙が排出される。以降、処理はステップＳ１１に戻る。
【００３２】
次に、受信部２４が、ある画像を示す画像データと用紙トレイ１１を示す選択データと得ようとする文書が非正式文書であることを示す種類データとを含む印刷指示ａを受信したとする（ステップＳ１１：ＹＥＳ）。すると、制御部２５は、この印刷指示ａ内の選択データの内容に応じた制御を行う（ステップＳ１２）。この結果、用紙トレイ１１内の最上層の用紙が、送出機構１３により送り出され、搬送ローラ１５〜１８により搬送される。
【００３３】
この用紙の先端が検出位置Ｐに達すると、上述と同様の処理が行われ、全ての操作処理において図６に示すグラフが得られる。よって、当該用紙の後端が検出位置Ｐを通過したときに判別部３４から出力される検出信号ｂは、当該用紙の裏面に画像が形成されていないことを示すものとなる。
【００３４】
制御部２５は、この検出信号ｂの内容と当該印刷指示ａ内の種類データの内容とが適合しているか否かを判定する（ステップＳ１３）。ここでは、検出信号ｂが、当該用紙の裏面に画像が形成されていないことを示しており、かつ、印刷指示ａ内の種類データが非正式文書を示しているから、この判定結果は「ＮＯ」となる。よって、制御部２５は、文書の種類と用紙の種類とが適合していないことを示す画像を表示部２６に表示させ（ステップＳ１８）、次に、当該用紙が排出口２０から排出されるように排出ローラ２１，２２を制御する（ステップＳ１６）。つまり、画像が形成されることなく未使用紙が排出される。
【００３５】
以上説明したように、本実施形態に係る画像形成装置によれば、用紙の全幅にわたる反射光がシート状導光部材３２によりフォトセンサ３３に導かれるため、フォトセンサの数を１つとすることができる。また、画像形成のために搬送中の用紙の裏面に光をあてて当該裏面に画像が形成されているか否かを判別するようにしたため、搬送中の用紙が裏紙であるか否かを用紙毎に検知することができる。
【００３６】
また、得ようとする文書の種類（正式文書／非正式文書）と搬送中の用紙の種類（未使用紙／裏紙）とが適合しない場合には当該用紙が画像形成を経ずに排出されるから、無駄を排除することができる。また、この際、両者が適合していないことを示す画像が表示部２６に表示されるから、使用者は、用紙が画像形成を経ずに排出された理由を簡単に把握することができる。
【００３７】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る画像形成装置について説明する。
この画像形成装置の構成は図１に示す通りである。ただし、この画像形成装置における検出装置２７は、図８〜図１０に示すように構成されている。これらの図に示すように、この検出装置２７は、ＬＥＤや波長帯域が４００〜７００ｎｍ程度の可視光を発する電球等の光源３５と、シート状導光部材３２と同様のシート状導光部材３６及びシート状導光部材３７と、フォトセンサ３３と同様のフォトセンサ３８と、判別部３９とを有する。
【００３８】
シート状導光部材３６及びシート状導光部材３７は、検出位置Ｐ付近において用紙の全幅にわたって差し渡されている。また、シート状導光部材３６における台形の斜辺の厚みの端面３６１に隣接しない端面３６２、及びシート状導光部材３７における台形の斜辺の厚みの端面３７１に隣接しない端面３７２は検出位置Ｐを向いている。また、幅方向Ｄ３において、シート状導光部材３６における台形の上辺の厚みの端面３６３と底辺の厚みの端面３６４との位置関係とシート状導光部材３７における台形の上辺の厚みの端面３７３と底辺の厚みの端面３７４との位置関係とが逆になっている。
【００３９】
光源３５は、シート状導光部材３６の端面３６４の近傍に配置されており、搬送ローラ１７，１８からの用紙の先端が検出位置Ｐに達すると、当該用紙の後端が検出位置Ｐを通過するまで、発光する。光源３５から発せられた光は、端面３６４からシート状導光部材３６に入射し、シート状導光部材３６内で散乱され、端面３６２から板状の光として出射する。この板状光は検出位置Ｐの用紙の裏面により反射され、端面３７２からシート状導光部材３７に入射する。この入射光は、シート状導光部材３７に導かれ、端面３７４から出射する。
【００４０】
フォトセンサ３８はシート状導光部材３７の端面３７４の近傍に配置されており、端面３７４から出射された光を受光する。フォトセンサ３８から出力される信号のレベルは、検出位置Ｐの用紙の裏面に画像が形成されていない場合には最初から最後まで一定レベルであり、形成されている場合には途中または全期間で当該一定レベルよりも低くなる。
【００４１】
判別部３９は、搬送ローラ１７，１８からの用紙の先端が検出位置Ｐに達してから当該用紙の後端が検出位置Ｐを通過するまでの間にフォトセンサ３３から出力された信号をデジタルデータに変換して記憶し、記憶したデータを用いて、当該用紙の裏面に画像が形成されているか否かを判別し、判別結果を示す検出信号ｂを出力する。この判別は、当該用紙について記憶したデータに、予め定められた基準値（一定値）よりも低いレベルを示すデータが含まれているか否かを調べることにより行われる。
【００４２】
このように、第２実施形態における検出装置２７は、第１実施形態における検出装置２７と同様の機能を提供する。よって、第２実施形態に係る画像形成装置によれば、第１実施形態に係る画像形成装置と同様の効果を得ることができる。加えて、第２実施形態によれば、走査処理における制御が第１実施形態よりも簡素となる。よって、裏紙の検知に高速性が要求される場合にも対応し易い。また、第２実施形態によれば、シート状導光部材３６とシート状導光部材３７とを逆向きに配置したから、フォトセンサ３３に受光される光の光路長は反射位置に依存せずに一定となる。よって、用紙の裏面のいずれの位置に画像が形成されていても、偏りなく、これを検知することができる。
なお、第２実施形態に対する第１実施形態の顕著な効果としては、より小さな画像の存在を正確に検出することができる、ということが挙げられる。
【００４３】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態に係る画像形成装置について説明する。
この画像形成装置の構成は図１に示す通りである。ただし、この画像形成装置における検出装置２７は図１１及び図１２に示すように構成されている。これらの図に示すように、この検出装置２７は、図４の発光素子アレイ３１と同様の発光素子アレイ４０と、シート状導光部材４１，４２と、フォトセンサ３３と同様のフォトセンサ４３，４４と、判別部４５とを有する。
【００４４】
シート状導光部材４１及び４２は、図４のシート状導光部材３２に代わるものであり、検出位置Ｐ付近において用紙の全幅にわたって連ねて差し渡されている。シート状導光部材４１及び４２の形状は、それぞれ、シート状導光部材３２を端面３２３に平行な断面で分断したときの端面３２３を持たない部分と同一である。シート状導光部材４１は、搬送方向Ｄ２において、シート状導光部材４２よりも下流側に配置されており、その上流側の端面４１１の一部はシート状導光部材４２の下流側の端面４２１の一部に重なっている。つまり、シート状導光部材４１及び４２は互いにオーバーラップして配置されている。また、幅方向Ｄ３において、シート状導光部材４１における台形の上辺の厚みの端面４１２と底辺の厚みの端面４１３との位置関係とシート状導光部材４２における台形の上辺の厚みの端面４２２と底辺の厚みの端面４２３との位置関係は逆になっている。なお、両者における台形の斜辺の厚みの端面４１４，４２４に隣接しない端面４１５，４２５は、シート状導光部材３２の端面３２２と同様に検出位置Ｐを向いている。
【００４５】
このような構成であるから、発光素子アレイ４０から発せられて用紙により反射された光は、端面４１５からシート状導光部材４１に入射して端面４１３から出射するか、または、端面４２５からシート状導光部材４２に入射して端面４２３から出射することになる。また、フォトセンサ４３はシート状導光部材４１からの出射光を受光するように配置され、フォトセンサ４４はシート状導光部材４２からの出射光を受光するように配置されている。
【００４６】
判別部４５は、搬送ローラ１７，１８からの用紙の先端が検出位置Ｐに達してから当該用紙の後端が検出位置Ｐを通過するまでの間にフォトセンサ４３及び４４から出力された信号をデジタルデータに変換して走査処理毎に記憶し、記憶したデータを用いて、当該用紙の裏面に画像が形成されているか否かを判別し、判別結果を示す検出信号ｂを出力する。つまり、図３の判別部３４と同様の処理を行う。ただし、本実施形態では、走査処理において、前半に得られる信号のレベルは線形減少し、後半に得られる信号のレベルは線形増加するから、線形減少してから線形増加する基準値が採用されている。
【００４７】
このように、第３実施形態における検出装置２７は、第１実施形態における検出装置２７と同様の機能を提供する。よって、第３実施形態に係る画像形成装置によれば、第１実施形態に係る画像形成装置と同様の効果を得ることができる。加えて、第３実施形態によれば、各シート状導光部材の長さが用紙の幅よりも短いから、光の減衰を抑えて高精度の検知を行うことができる。また、第３実施形態によれば、検出位置Ｐの用紙に垂直な方向におけるシート状導光部材の長さが第１実施形態に比較して短くなるから、より省スペースとなる。また、第３実施形態によれば、シート状導光部材４１及びシート状導光部材４２が互いにオーバーラップしているから、光の取りこぼしを防止することができる。
【００４８】
［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態に係る画像形成装置について説明する。
この画像形成装置の構成は図１に示す通りである。ただし、この画像形成装置における検出装置２７は図１３〜１７に示すように構成されている。これらの図に示すように、この検出装置２７は、図４の発光素子アレイ３１と同様の発光素子アレイ４６と、円柱状導光部材４７と、フォトセンサ３３と同様のフォトセンサ４８と、判別部３４と同様の判別部４９とを有する。
【００４９】
円柱状導光部材４７は、シート状導光部材３２に代わるものであり、検出位置Ｐ付近において用紙の全幅にわたって差し渡されている。この円柱状導光部材４７は円柱状の外周が全て反射部材である円柱部４７１及び略直方体状の方形部４７２を有する。円柱部４７１及び方形部４７２は、透過率の高い透明部材から形成されており、両者の長手方向の長さ及び向きは一致している。また、方形部４７２の、円柱部４７１に接触していない端面４７２１は、シート状導光部材３２の端面３２２と同様に検出位置Ｐに向けられている。
【００５０】
図１５は、円柱状導光部材４７の軸を通って方形部４７２を２等分する面で切断したときの断面図であり、この図に示すように、円柱部４７１の、方形部４７２と接する部分には、プリズムＰＲが埋め込まれている。プリズムＰＲは、方形部４７２からの入射光を、円柱部４７１の、フォトセンサ４８に対向している端面４７１１の方向へ屈折させる。
【００５１】
図１６及び１７は、円柱状導光部材４７による導光の様子を示す図である。発光素子アレイ４６から発せられた光は検出位置Ｐの用紙の裏面で反射されて端面４７２１から方形部４７２に入射し、更に円柱部４７１に入射する。円柱部４７１において、この光は、端面４７１１に向かうようにプリズムＰＲで屈折し、円柱部４７１内を螺旋状に反射しながら進み、端面４７１１から出射する。この出射光はフォトセンサ４８により受光される。そして、判別部４９は、フォトセンサ４８から出力される信号を用いて前述の処理を行う。円柱状導光部材は、前述のシート状導光部材と比べ、入射光が入射面に当たる確率が低くなる分、光量損失は少なくなるという利点がある。また図は円柱状としているが、楕円や、複雑な不定形断面形状のバリエーションも考えられる。
【００５２】
このように、第４実施形態における検出装置２７は、第１実施形態における検出装置２７と同様の機能を提供する。よって、第４実施形態に係る画像形成装置によれば、第１実施形態に係る画像形成装置と同様の効果を得ることができる。
なお、図１８に示すように、方形部４７２を断面が台形となるように形成して、より多くの反射光がプリズムＰＲに入射するようにしてもよい。これは、特に、光源がＬＥＤアレイの場合に好適である。
また、図１９に示すように、プリズムＰＲを円柱部における入射位置と反対側に設け、プリズムＰＲでの反射を利用して入射光の向きを変えるようにしてもよい。
また、シート状導光部材について図１２に示す態様が有り得るように、用紙の全幅に満たない長さの２つの円柱状導光部材を用いて用紙の全幅をカバーするようにしてもよい。
【００５３】
［第５実施形態］
次に、本発明の第５実施形態に係る画像形成装置について説明する。
図２０は、この画像形成装置の構成を示す図であり、この画像形成装置が図１のものと異なる点は、検出装置２７及び制御部２５に代えて検出装置２８及び制御部２９を有する点のみである。
【００５４】
図２１および２２は検出装置２８の構成を示す図である。
これらの図に示すように、検出装置２８は、図８〜１０の光源３５、シート状導光部材３６，３７及びフォトセンサ３８を有し、更に、光源３５から発せられる光と波長帯域が異なる光を光源３５と同期して発する光源６１と、シート状導光部材３６と同様のシート状導光部材６２とを用紙の表面側に備え、更に、判別部６３を有する。
【００５５】
シート状導光部材６２は、検出位置Ｐを回転軸としてシート状導光部材３６を回転移動させ、用紙を挟んでシート状導光部材３７と正対したところで止めたように配置されている。また、光源６１とシート状導光部材６２との相対的な位置関係は、光源３５とシート状導光部材３６との相対的な位置関係と同様である。よって、光源６１から光が発せられると、この光はシート状導光部材６２に入射し、シート状導光部材６２から板状光として出射され、検出位置Ｐの用紙を透過して進み、フォトセンサ３８により、光源３５からの光とともに受光される。
【００５６】
判別部６３は、搬送ローラ１７，１８からの用紙の先端が検出位置Ｐに達してから当該用紙の後端が検出位置Ｐを通過するまでの間にフォトセンサ３３から出力された信号から、光源３５からの光の受光強度（レベル）を示すデジタルデータと光源６１からの光の受光強度（レベル）とを示すデジタルデータを生成して走査処理毎に記憶し、記憶したデータを用いて、当該用紙の使用状態を判別し、判別結果を示す検出信号ｄを出力する。ここで判別される使用状態には、用紙に画像が形成されていない状態、用紙の裏面のみに画像が形成されている状態、用紙の表面のみに画像が形成されている状態、用紙の表面および裏面に画像が形成されている状態の４種類がある。
【００５７】
制御部２９は、図１の制御部２５と同様の制御処理を行う。ただし、図２のステップＳ１３では、検出信号ｂではなく、検出装置２７からの検出信号ｄの内容と印刷指示ａ内の種類データの内容とが適合しているか否かを判定する。この判定結果が「ＹＥＳ」となるのは、検出信号ｄが、用紙に画像が形成されていない状態を示し、かつ、印刷指示ａ内の種類データが正式文書を示す場合と、検出信号ｄが、用紙の裏面のみに画像が形成されている状態を示し、かつ、印刷指示ａ内の種類データが非正式文書を示す場合のみである。また、ステップＳ１４の判定結果が「ＹＥＳ」となるのは、検出信号ｄが、用紙の裏面のみに画像が形成されている状態を示す場合のみである。
【００５８】
このように、第５実施形態に係る画像形成装置によれば、第１実施形態に係る画像形成装置と同様の効果を得ることができる。さらに、第５実施形態に係る画像形成装置によれば、用紙の表面に画像が形成されている場合には当該用紙に画像が形成されることはない。したがって、使用者は、用紙の向きを気にすることなく、裏紙を用紙トレイに補給することができる。なお、第１〜第４実施形態における検出装置２７を用紙の裏面側のみならず、表面側にも配置することにより、この効果を得ることができるが、第５実施形態では、この効果を得つつ、加えて、受光側の構成を簡素とすることができる。
【００５９】
本発明の実施形態は上述の通りであるが、複数の実施形態を組み合わせて検出装置や画像形成装置を構成してもよい。
また、各実施形態を任意に変形してもよい。例えば、搬送ローラ１７，１８の上流側に用紙トレイ毎に検出装置を設けてもよいし、各用紙トレイ内に検出装置を配してもよい。また例えば、適合しない場合に、画像形成を継続するか否かを使用者に確認するようにしてもよい。また、例えば、使用者が基準値を設定できるようにしてもよい。また例えば、未使用紙を用いて非正式文書を得ることを許容するようにしてもよい。また例えば、シート状導光部材を発光側のみに用いてもよい。また例えば、用紙の全幅の両端または片端に画像を形成することができない画像形成装置に適用する場合に、画像を形成可能な領域のみに光を当てるようにしてもよい。また例えば、基準値を用いることなく、実データの変化のみに着目して上記の判別を行うようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の第１〜第４実施形態に係る画像形成装置内の制御部２５が行う制御処理のフローチャートである。
【図３】本発明の第１実施形態に係る画像形成装置内の検出装置２７の構成を模式的に示す図である。
【図４】同検出装置２７を構成する各部の形状および配置を示す斜視図である。
【図５】図４中の発光素子アレイ３１及びシート状導光部材３２を方向Ｄ１から眺めた図である。
【図６】発光中のＬＥＤチップと受光強度のレベルとの関係の一例を示す図である。
【図７】発光中のＬＥＤチップと受光強度のレベルとの関係の一例を示す図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る画像形成装置内の検出装置２７の構成を模式的に示す図である。
【図９】同検出装置２７を構成する各部の形状および配置を示す斜視図である。
【図１０】図９中のシート状導光部材３６及び３７を方向Ｄ１から眺めた図である。
【図１１】本発明の第３実施形態に係る画像形成装置内の検出装置２７の構成を模式的に示す図である。
【図１２】同検出装置２７を構成する各部の形状および配置を示す斜視図である。
【図１３】本発明の第４実施形態に係る画像形成装置内の検出装置２７の構成を模式的に示す図である。
【図１４】同検出装置２７を構成する円柱状導光部材４７の形状および配置を示す斜視図である。
【図１５】同円柱状導光部材４７の断面図である。
【図１６】同円柱状導光部材４７による導光の様子を示す図である。
【図１７】同円柱状導光部材４７による導光の様子を示す図である。
【図１８】円柱状導光部材の別の例を示す図である。
【図１９】円柱状導光部材の更に別の例を示す図である。
【図２０】本発明の第５実施形態に係る画像形成装置の構成を示す図である。
【図２１】同画像形成装置内の検出装置２８の構成を模式的に示す図である。
【図２２】図２１中のシート状導光部材３６、３７及び６２の配置を示す図である。
【符号の説明】
【００６１】
１１，１２…用紙トレイ、１９…画像形成部、２４…受信部、２５，２９…制御部、２６…表示部、２７，２８…検出装置、３１，４０，４６…発光素子アレイ、３２，３６，３７，４１，４２，６２…シート状導光部材、３３，３８，４３，４４，４８…フォトセンサ、３４，３９，４５，４９，６３…判別部、３５，６１…光源、４７…円柱状導光部材。
【図１】
2006013807.tif 000003
【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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【図１６】
2006013807.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
2006013807.tif 000020
【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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