(57)【要約】【課題】記録用紙の搬送経路上に複数の光センサを配置して記録用紙を検出する構成において、隣接する光センサ同士の影響により受光素子が照射光を正確に検知できなくなることを防止し、搬送経路上の記録用紙の検出を確実に行う。【解決手段】搬送経路に沿って搬送されるシート材を検出する検出装置であって、前記搬送経路に光を照射してシート材の存在を検知する発光部と受光部の対からなる複数のセンサを有し、前記複数のセンサのうち、隣接するセンサの照射光の照射方向をシート材に対して互いに異なる方向とし、シート材の搬送方向に垂直な方向に対してセンサの光軸を傾けて配置した。【選択図】      図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送経路に沿って搬送されるシート材を検出する検出装置であって、
前記搬送経路に光を照射してシート材の存在を検知する発光部と受光部の対からなる複数のセンサを有し、
前記複数のセンサのうち、隣接するセンサの照射光の照射方向をシート材に対して互いに異なる方向とし、シート材の搬送方向に垂直な方向に対してセンサの光軸を傾けて配置したことを特徴とする検出装置。
【請求項２】
前記隣接するセンサの光軸を、前記シート材の搬送方向に垂直な方向に対して同方向に傾けたことを特徴とする請求項１に記載の検出装置。
【請求項３】
前記シート材の搬送方向に垂直な方向に対する傾斜角度が異なることを特徴とする請求項２に記載の検出装置。
【請求項４】
搬送経路に沿って搬送されるシート材を検出する検出装置であって、
前記搬送経路に光を照射してシート材の存在を検知する発光部と受光部の対からなる複数のセンサを有し、
前記複数のセンサのうち、隣接するセンサの照射光の照射方向をシート材に対して互いに同じ方向とし、シート材の搬送方向に垂直な方向に対してセンサの光軸を傾けて配置したことを特徴とする検出装置。
【請求項５】
前記隣接するセンサの光軸を、前記シート材の搬送方向に垂直な方向に対して同方向又は互いに反対方向に傾けたことを特徴とする請求項４に記載の検出装置。
【請求項６】
前記シート材の搬送方向に垂直な方向に対する傾斜角度が異なることを特徴とする請求項５に記載の検出装置。
【請求項７】
前記センサは前記シート材が前記発光部から前記受光部へ照射された光を遮ることによってシート材の存在を検出する光透過型センサであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の検出装置。
【請求項８】
前記シート材はプリンタ用の記録用紙であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機やプリンタ等において搬送経路に沿って搬送される記録用紙を検出する装置に関し、例えば、発光素子と受光素子の対からなる複数の光透過型センサを有し、発光素子から受光素子に光を照射し、受光素子が照射光を受光することにより搬送経路上の記録用紙の有無および位置を検出する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ等において搬送経路に沿って搬送される記録用紙を検出する技術として、発光素子と受光素子を対とする光センサを用いた方法がある。この方法は、記録用紙の搬送経路上に光センサを配置し、発光素子から照射される光を受光素子で検知し、受光素子が検知する受光レベルの変化によって記録用紙の有無を判別する方法である。そして、記録用紙の搬送経路上に複数の光センサを配置し、各光センサの受光レベルを監視することによって搬送経路上の記録用紙の位置を検出することが可能となり、また、搬送経路上に更に多くの光センサを配置することで搬送経路上の記録用紙の位置をより正確に検出することが可能となる。
【０００３】
図１は上記光センサによる記録用紙の検出方法（以下、従来例１という）を説明する図である。
【０００４】
図１において、記録用紙の搬送方向に沿って上流側から、発光素子１ａと受光素子１ｂにより構成される光センサ１、発光素子２ａと受光素子２ｂにより構成される光センサ２、発光素子３ａと受光素子３ｂにより構成される光センサ３がそれぞれ配置される。そして、図示のように記録用紙が搬送方向に搬送されると、光センサ１では発光素子１ａと受光素子１ｂとを結ぶ直線（以下、光軸という）上に記録用紙が介在して記録用紙が照射光を遮断するため、受光素子１ｂは発光素子１ａからの照射光を検知しない。同様に、光センサ２においても記録用紙が発光素子２ａの照射光を遮断するため受光素子２ｂは照射光を検知しない。一方、光センサ３においては記録用紙が発光素子３ａの照射光を遮断する位置まで到達していないため受光素子３ｂが照射光を検知する。このように、光センサの受光素子において照射光が検知されるかどうかが記録用紙の位置により変わるため、各光センサの受光素子での照射光の受光の有無を監視することにより記録用紙の有無や位置を検出することが可能となる。
【０００５】
しかしながら、上記従来例１のように搬送経路上に複数の光センサを配置した構成では、隣接する光センサ同士によって誤検出が発生する虞がある。
【０００６】
図２は隣接する光センサ同士により発生する誤検出を説明する図である。
【０００７】
図２において、記録用紙が照射光を遮断しているのは光センサ１であり、光センサ２及び３では照射光が遮断されていないため、通常は光センサ１のみが用紙有りを検出する。図３は、発光素子による照射光の指向特性を例示しており、（１）では指向特性が狭いため照射光の照射範囲は狭くなり、（２）では指向特性が広いため照射光の照射範囲は広くなる。しかし、（１）の場合であっても、ある角度の広がりを持った範囲に照射光が照射されるので、図２において、発光素子２ａや３ａからある角度の広がりを持った照射光が受光素子１ｂに照射される。光センサ１では、受光素子１ｂで検知した照射光が、発光素子１ａ、２ａ及び３ａのいずれから受光した照射光なのか判別することは不可能であるため、受光素子１ｂは発光素子２ａ或いは３ａからの照射光を受光することによって記録用紙の有無や位置を正確に検出されなくなってしまう。
【０００８】
この対策として、例えば、特許文献１（以下、従来例２という）に記載の方法がある。図４は従来例２を説明する図である。図４において、光センサ１の発光素子１ａ及び受光素子１ｂの配置に対して、光センサ２の発光素子２ａ及び受光素子２ｂを記録用紙に対して反対に配置し、発光素子から受光素子への照射光の照射方向を光センサ１と２とで反対の向きにしている。これにより、発光素子の照射光の照射範囲が広がりを持っている場合であっても、隣接する光センサの受光素子への不要な照射を防ぐことが可能となり、従来例１において発生する不具合を回避することが可能となる。
【特許文献１】特開平６−０５９０２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記のように記録用紙が搬送経路上の発光素子からの照射光を遮断している場合、照射光は記録用紙により反射し、反射光となって記録用紙から照射される。反射光には拡散反射光と鏡面反射光の２種類がある。拡散反射光は照射光が物質内で多重散乱した後、物質表面からあらゆる方向に同じ強さで反射する光である。また、鏡面反射光は記録用紙の表面において直接反射される光である。鏡面反射光を図５に例示する。鏡面反射光は照射光と法線のなす角度θが等しく、法線に対して照射光と対称な方向（以下、正反射方向という）へ最も強く反射し、また、正反射方向の近傍にも照射光は反射する。鏡面反射光の強さは鏡面反射率により変化し、鏡面反射率が大きい場合は鏡面反射光が強くなる。
【００１０】
従来例２において、記録用紙による鏡面反射光を考慮した状態を図６に示す。受光素子２ａに照射される、発光素子１ａからの照射光による鏡面反射光には、照射光に対する正反射方向の近傍への鏡面反射光（ａ）の他に、発光素子１ａの指向特性に従うある角度の広がりを持った照射光による正反射方向への鏡面反射光（ｂ）がある。これらの鏡面反射光が強い場合は、受光素子２ｂが反射光を検知する。受光素子２ｂでは発光素子１ａからの反射光と発光素子２ａからの照射光の判別が不可能であるため、記録用紙によって発光素子２ａの照射光は遮断されているにもかかわらず、記録用紙は検出されないことになる。
【００１１】
本発明は、上記課題に鑑みてなされ、その目的は、記録用紙の搬送経路上に複数の光センサを配置して記録用紙を検出する構成において、隣接する光センサ同士の影響により受光素子が照射光を正確に検知できなくなり光センサが誤検出することを防止し、搬送経路上の記録用紙の検出を確実に行うことが可能となる技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
従来例１において問題となるのは、隣接する光センサからある角度の広がりを持った範囲に照射される不要な照射光であり、従来例２において問題となるのは、光センサの発光素子からの照射光が記録用紙によって反射される反射光である。これらの不要な光を受光素子で検知しないようにするために、本発明は、光センサの光軸を搬送される記録用紙に対して傾けて配置している。このように光軸を傾けることで隣接する受光素子が不要な光を検知しなくなるので、それぞれの光センサの発光素子からの照射光を受光素子で正確に検知することが可能となる。
【００１３】
上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明の検出装置は、搬送経路に沿って搬送されるシート材を検出する検出装置であって、前記搬送経路に光を照射してシート材の存在を検知する発光部と受光部の対からなる複数のセンサを有し、前記複数のセンサのうち、隣接するセンサの照射光の照射方向をシート材に対して互いに異なる方向とし、シート材の搬送方向に垂直な方向に対してセンサの光軸を傾けて配置した。
【００１４】
また、本発明の検出装置は、搬送経路に沿って搬送されるシート材を検出する検出装置であって、前記搬送経路に光を照射してシート材の存在を検知する発光部と受光部の対からなる複数のセンサを有し、前記複数のセンサのうち、隣接するセンサの照射光の照射方向をシート材に対して互いに同じ方向とし、シート材の搬送方向に垂直な方向に対してセンサの光軸を傾けて配置した。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、搬送経路上に配置するセンサを記録用紙の搬送方向に対して傾けて配置することにより、受光素子は対となる発光素子からの照射光のみを検知することができ、他の発光素子からの照射光を検知しないようにできるので、隣接する光センサの影響をなくし記録用紙の誤検出を防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、添付図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。
【００１７】
以下に説明する実施の形態は、本発明の実現手段としての一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において本発明が適用される装置の構成や各種条件によって適宜修正又は変更されるべきものであり、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。
【００１８】
［第１の実施形態］
図７は、本発明に係る第１の実施形態の記録用紙搬送経路上における光センサの配置を示している。第１の実施形態では、各光センサ１，２の発光素子と受光素子は、照射光の照射方向がシート材としての記録用紙に対して互いに異なる（反対）方向になるように配置されている。更に、従来例１，２では光センサを光軸を記録用紙の搬送方向に対して垂直（記録用紙表面の法線方向と平行）となるように配置していたのに対して、図７（ａ）に示すように、光センサの光軸を記録用紙の搬送方向に対して垂直となる位置（法線方向）から角度θだけ傾けて配置している。
【００１９】
ここで、従来例２で問題となる記録用紙による鏡面反射光は次のようになる。
【００２０】
発光素子１ａからの照射光は記録用紙の表面で正反射方向へと反射されるため、隣接する受光素子２ｂとは反対方向に反射され、同様に正反射方向の近傍の反射光（図示せず）も反対方向へ反射される。また、発光素子１ａからの広がりを持った照射光（図示せず）の記録用紙による反射光についても、そのほとんどは受光素子２ｂとは反対方向へ反射される。これより、発光素子１ａの照射光が記録用紙により反射された場合においても、受光素子２ｂが発光素子１ａの反射光を検知することはない。同様に、発光素子２ａからの反射光についても、正反射方向への反射光、正反射方向の近傍への反射光（図示せず）及び発光素子２ａからの広がりを持った照射光（図示せず）による反射光のいずれも受光素子１ｂで検知することはない。
【００２１】
このように、センサ１，２を記録用紙の搬送方向に対して垂直となる位置から角度θだけ傾けて配置することにより、発光素子１ａに隣接する受光素子２ｂにおいて記録用紙による反射光を検知することがなくなり、それぞれの発光素子１ａ，２ａからの照射光のみを検知することが可能となるため、正確に搬送経路上の記録用紙を検出することになる。
【００２２】
更に、上述したように各光センサ１，２の照射光の照射方向を記録用紙に対して反対方向に配置する場合に、図７（ｂ）に示すように、記録用紙の搬送方向に垂直な方向に対して同じ方向へ光軸を傾けている（更に、記録用紙の搬送方向に垂直な方向に対して搬送方向側へそれぞれθ１及びθ２だけ傾けて配置すると共に、光センサ１，２の光軸を傾ける角度θ１及びθ２を異なる値にしている。）。なお、搬送経路上に配置するセンサの位置は任意に変更できる。
【００２３】
［第２の実施形態］
図８は、本発明に係る第２の実施形態の記録用紙の搬送経路上における光センサの配置を示している。第２の実施形態では、上記従来例１に対して光センサの光軸を搬送方向に対して傾けて配置している。図８（ａ）においては、光センサ１，２の光軸を記録用紙の搬送方向に対してそれぞれθ１及びθ２だけ反対方向に傾けている。すなわち、光センサ１の光軸を記録用紙の垂直方向に対して搬送方向に（紙面の右回りに）θ１だけ傾けると共に、光センサ２の光軸を記録用紙の垂直方向に対して搬送方向とは反対に（紙面の左回りに）θ２だけ傾けている。ここで、発光素子２ａの照射光の指向特性に対して、発光素子２ａから見た受光素子１ｂの方向は照射光の強度が弱くなる方向となるため、受光素子１ｂにおいて発光素子２ａからの照射光を検知することはない。同様に、受光素子２ｂにおいて発光素子１ａからの照射光を検知することもないため、不要な光を検知することによる誤検出を防止することが可能となる。
【００２４】
図８（ｂ）においては、光センサ１，２の光軸を記録用紙の搬送方向に対してそれぞれθ３及びθ４だけ反対方向に傾けている。センサ１，２の光軸を記録用紙の搬送方向に対してそれぞれθ１及びθ２だけ反対方向に傾けている。すなわち、光センサ１の光軸を記録用紙の垂直方向に対して搬送方向に（紙面の左回りに）θ３だけ傾けると共に、光センサ２の光軸を記録用紙の垂直方向に対して搬送方向とは反対に（紙面の右回りに）θ４だけ傾けている。ここで、受光素子１ｂの特性に対して、受光素子１ｂから見た発光素子２ａの方向は照射光の感度が弱くなる方向となるため、受光素子１ｂにおいて発光素子２ａからの照射光を検知することはない。同様に、受光素子２ｂにおいて発光素子１ａからの照射光を検知することもないため、不要な光を検知することによる誤検出を防止することが可能となる。
【００２５】
図８（ｃ）においては、センサ１，２の光軸を記録用紙の搬送方向に対してそれぞれθ５及びθ６だけ傾けている。また、図８（ａ）においてセンサ１，２のそれぞれの光軸が交差するように配置している。この場合も図８（ａ）及び図８（ｂ）と同様に、受光素子１において発光素子２の照射光は検知されず、また、受光素子２において発光素子１の照射光も検知されないため、不要な光を検知することによる誤検出を防止することが可能となる。
【００２６】
図８（ａ）〜（ｃ）に示すように各光センサの照射光の照射方向が記録用紙に対して同じ場合には、図８（ｄ）に示すように、記録用紙の搬送方向に垂直な方向に対して反対の方向へ光軸を傾けて配置する（ここでは、記録用紙の搬送方向に垂直な方向に対して搬送方向側へθ７、搬送方向と反対側へθ８だけ傾けて配置すると共に、光センサ１，２の光軸を傾ける角度θ７及びθ８を異なる値にしている。）。なお、搬送経路上に配置するセンサの位置は任意に変更できる。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明の検出装置はプリンタや複写機等の記録用紙の搬送経路に搭載されて、記録用紙の有無や位置を検出する。また、本発明はプリンタ等に利用される記録用紙以外の光反射特性を持つ表面を有するシート材の検出にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】従来例１の記録用紙の検出方法を説明する図である。
【図２】従来例１の問題点を説明する図である。
【図３】発光素子の指向特性を例示する図である。
【図４】従来例２の記録用紙の検出方法を説明する図である。
【図５】記録用紙による照射光の反射特性を説明する図である。
【図６】従来例２の問題点を説明する図である。
【図７】本発明に係る第１の実施形態の記録用紙の搬送経路上における光センサの配置を示す図である。
【図８】本発明に係る第２の実施形態の記録用紙の搬送経路上における光センサの配置を示す図である。
【符号の説明】
【００２９】
１，２，３  光センサ
１ａ，２ａ，３ａ  発光素子
１ｂ，２ｂ，３ｂ  受光素子
【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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