(57)【要約】【課題】  光学式センサでＯＨＴシートを含むシートを精度良く検知する。【解決手段】  本発明のＯＨＴシート検知ユニットは、ＯＨＴシートの表面に対して斜めの方向から光を照射する発光部と、前記発光部によって照射され、前記ＯＨＴシートを透過した光を受光する受光部と、前記受光部の受光結果に基づいて、前記ＯＨＴシートの有無を判断する制御部と、を有することを特徴とする。【選択図】  図２
2016169081.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＯＨＴシートの表面に対して斜めの方向から光を照射する発光部と、
前記発光部によって照射され、前記ＯＨＴシートを透過した光を受光する受光部と、
前記受光部の受光結果に基づいて、前記ＯＨＴシートの有無を判断する制御部と、を有することを特徴とするＯＨＴシート検知ユニット。
【請求項２】
前記制御部は、前記受光部によって受光された光量が所定の閾値よりも小さい場合に、前記ＯＨＴシートが有ると判断し、前記受光部によって受光された光量が前記所定の閾値よりも大きい場合に、前記ＯＨＴシートが無いと判断することを特徴とする請求項１に記載のＯＨＴシート検知ユニット。
【請求項３】
前記発光部と前記受光部は、前記ＯＨＴシートが搬送される搬送路に対して反対側に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のＯＨＴシート検知ユニット。
【請求項４】
前記発光部と前記受光部の間に偏光フィルムが配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のＯＨＴシート検知ユニット。
【請求項５】
前記発光部は、前記ＯＨＴシートの搬送方向と直交する方向に光を照射することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のＯＨＴシート検知ユニット。
【請求項６】
前記発光部は前記ＯＨＴシートの表面に対して４０度以上の角度をもって光を照射することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のＯＨＴシート検知ユニット。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載のＯＨＴシート検知ユニットと、
前記ＯＨＴシートを搬送する搬送部を有し、
前記制御部によって前記ＯＨＴシートが有ると判断したタイミングに基づいて、前記搬送部によって前記ＯＨＴシートの搬送速度が制御されることを特徴とするＯＨＴシート搬送装置。
【請求項８】
シートの表面に対して第１の角度をもって光を照射する発光部と、
前記発光部によって照射され、前記シートを透過した光を反射する反射部と、
前記反射部によって反射され、前記シートの表面に対して第２の角度をもって照射され、前記シートを透過した光を受光する受光部と、
前記受光部の受光結果に基づいて、前記シートの有無を判断する制御部と、を有することを特徴とするシート検知ユニット。
【請求項９】
前記制御部は、前記受光部によって受光された光量が所定の閾値よりも小さい場合に、前記シートが有ると判断し、前記受光部によって受光された光量が前記所定の閾値よりも大きい場合に、前記シートが無いと判断することを特徴とする請求項８に記載のシート検知ユニット。
【請求項１０】
前記発光部と前記反射部は、前記シートが搬送される搬送路に対して反対側に配置されており、前記発光部と前記受光部は、前記搬送路に対して同じ側に配置されていることを特徴とする請求項８又は９に記載のシート検知ユニット。
【請求項１１】
前記発光部によって照射され、前記シートで反射した光の方向とは反対の方向に前記受光部が配置されていることを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか１項に記載のシート検知ユニット。
【請求項１２】
前記発光部と前記反射部の間、又は前記反射部と前記受光部の間に偏光フィルムが配置されていることを特徴とする請求項８乃至１１のいずれか１項に記載のシート検知ユニット。
【請求項１３】
前記発光部は、前記シートの搬送方向と直交する方向に光を照射し、前記反射部は、前記シートの搬送方向と直交する方向に向けて光を反射することを特徴とする請求項８乃至１２のいずれか１項に記載のシート検知ユニット。
【請求項１４】
前記第１の角度と前記第２の角度はそれぞれ４０度以上の角度であることを特徴とする請求項８乃至１３のいずれか１項に記載のシート検知ユニット。
【請求項１５】
前記シートはＯＨＴシートを含むことを特徴とする請求項８乃至１４のいずれか１項に記載のシート検知ユニット。
【請求項１６】
請求項８乃至１５のいずれか１項に記載のシート検知ユニットと、
前記シートを搬送する搬送部を有し、
前記制御部によって前記シートが有ると判断したタイミングに基づいて、前記搬送部によって前記シートの搬送速度が制御されることを特徴とするシート搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はレーザビームプリンタ、複写機等で用いられるＯＨＴシート等のシートを検知するユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、レーザビームプリンタなどの画像形成装置やドキュメントスキャナなどの画像読取装置においては、対象となるシートを搬送することで画像の形成や、画像の読取りを行っている。シートを搬送するための搬送路上には、シートの到着や存在を検知するための多数のセンサが設けられる。これらのセンサとしては、フラグとフォトインタラプタを有するフラグ式センサや、発光部と受光部を要する光学式センサが知られている。センサによりシートの先端や後端が検知されたタイミングは、シートの搬送タイミング、画像形成の開始・終了タイミング及び転写のタイミングを制御するために使用される。
【０００３】
上述したフラグ式センサは、シートが当接することで可倒するフラグを備えている。シートが到着していないときはフラグが立ったままの状態となるので、センサ出力がＯＦＦとなる。一方、到着したシートによってフラグが倒されると、センサ出力がＯＮとなる。光学式センサは、到着したシートによって発光部から照射された光が遮られることで、受光部からの出力がＯＦＦとなる。もちろん、シートが到着していないときは、受光部からの出力はＯＮとなる。
【０００４】
フラグ式センサはフラグが倒れた状態から再び立ち上がるまで時間がかかるので、光学式センサの方が応答性は優れている。すなわち、光学式センサの方がより短い間隔（先行するシートの後端と後続するシートの先端の間隔）でシートを搬送することができる。しかし、光学式センサの検知精度は、検知するシートの種類に依存しやすい。例えば、ＯＨＴ（オーバーヘッド・トランスペアレンシー）シートは、普通紙に比べ透過光量が非常に高いため、光学式センサはＯＨＴシートの先端や後端の到着を精度良く検知できない。
【０００５】
上記の理由から、特許文献１に記載のシート搬送装置では、フラグ式センサと光学式センサを両方備え、シートの種類によってセンサを使い分けている。すなわち、ＯＨＴシートを搬送する場合はフラグ式センサを使用し、ＯＨＴシート以外の普通紙等のシートを搬送する場合は、スループットを鑑みて光学式センサを使用している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２２３７３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１のように２つのセンサを備える構成はコストの面で問題がある。また、フラグ式センサ１つの構成であっても、ＯＨＴシートを含む全てのシートを検知することができるが、上記の通りＯＨＴシート以外のシートを搬送する場合にスループットが低下する。
【０００８】
本発明の目的は、光学式センサでＯＨＴシートを含むシートを精度良く検知することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するための本発明のＯＨＴシート検知ユニットは、ＯＨＴシートの表面に対して斜めの方向から光を照射する発光部と、前記発光部によって照射され、前記ＯＨＴシートを透過した光を受光する受光部と、前記受光部の受光結果に基づいて、前記ＯＨＴシートの有無を判断する制御部と、を有することを特徴とする。
【００１０】
また、上記の目的を達成するための本発明のシート検知ユニットは、シートの表面に対して第１の角度をもって光を照射する発光部と、前記発光部によって照射され、前記シートを透過した光を反射する反射部と、前記反射部によって反射され、前記シートの表面に対して第２の角度をもって照射され、前記シートを透過した光を受光する受光部と、前記受光部の受光結果に基づいて、前記シートの有無を判断する制御部と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、光学式センサでＯＨＴシートを含むシートを精度良く検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施例における画像形成装置の断面図である。
【図２】本発明の実施例１におけるシート検知ユニットの制御ブロック図である。
【図３】本発明の実施例におけるシート検知センサと発光制御部と受光制御部の回路構成図である。
【図４】本発明の実施例におけるシート搬送制御部の構成図である。
【図５】本発明の実施例１におけるシート検知センサの断面図である。
【図６】本発明の実施例１におけるシート検知センサの斜視図である。
【図７】本発明の実施例におけるシート検知センサをシートが通過する際の電圧レベルの推移を示す図である。
【図８】本発明の実施例におけるＯＨＴシートにおける光透過率の入射角特性を示す図である。
【図９】本発明の実施例におけるＯＨＴシートを透過する光の様子を示す図である。
【図１０】本発明の実施例におけるＯＨＴシート内部への界面における透過光強度の入射角特性を示す図である。
【図１１】本発明の実施例におけるＯＨＴシートを透過した透過光強度の入射角特性を示す図である。
【図１２】本発明の実施例におけるシート検知センサをＯＨＴシートが通過する際の電圧レベルの推移を示す図である。
【図１３】本発明の実施例２におけるシート検知ユニットの制御ブロック図である。
【図１４】本発明の実施例２におけるシート検知センサの斜視図である。
【図１５】本発明の実施例３におけるシート検知ユニットの制御ブロック図である。
【図１６】本発明の実施例３におけるシート検知センサの斜視図である。
【図１７】本発明の実施例における比較対象のシート検知センサの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。すなわち、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。
【実施例１】
【００１４】
図１は実施例１に係るシート検知ユニットを備えた画像形成装置の断面図である。本実施例においては、画像形成装置としてレーザビームプリンタを用いて説明する。
【００１５】
カラー画像形成装置１はイエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色のトナーを重ねあわせることでフルカラー画像を出力できるように構成されている。そして各色の画像形成のために、レーザスキャナ（１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋ）とカートリッジ（１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋ）が備えられている。カートリッジ（１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋ）は、感光体（１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ）と、帯電ローラ（１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋ）と、及び現像ローラ（１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ）から構成されている。更に各色の感光体（１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ）には中間転写ベルト１７が接して設けられ、この中間転写ベルト１７を挟み、対向するように一次転写ローラ（１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋ）が設置されている。また中間転写ベルト１７にはベルト駆動ローラ２０により回転駆動されるようになっている。
【００１６】
一方、シートＳはカセット２に格納されている。ここで、シートＳとは画像形成装置１によって画像が形成される記録材であって、例えば、紙（普通紙、薄紙、厚紙）、ＯＨＰシート等が含まれる。シートＳの搬送路には供給ローラ４、分離ローラ５が設けられている。供給ローラ４の下流には搬送ローラ５００と対向コロ５０２が配置されておりシートＳを搬送する。更に下流には中間転写ベルト１７と接するように二次転写ローラ１９、そして二次転写ローラ１９の下流に定着器２１が設置されている。定着器２１の下流には排出ローラ２２が設けられており、排出ローラ２２によってシートＳは装置１の外部に排出される。また、シートＳの搬送路の途中にはシートＳの到着や存在を検知するためのシート検知センサが配置されている。これらのシート検知センサの例としては、分離ローラ５の下流に配置される供給センサ２３、二次転写ローラ１９の上流に配置されるトップセンサ２４、定着器２１の下流に配置される排出センサ２５などがある。また、画像形成装置１には、画像形成を制御するＣＰＵ１０１を実装した制御部３を有しており、画像形成や定着駆動、各アクチュエータ制御、状態検知センサを制御している。
【００１７】
次に電子写真プロセスについて説明する。カートリッジ（１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋ）内の暗所にて、感光体（１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ）表面を帯電ローラ（１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋ）で均一に帯電させる。次にレーザスキャナ（１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋ）により画像データに応じて変調したレーザ光を感光体（１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ）表面に照射する。レーザ光が照射された部分の帯電電荷が除去されることで、感光体（１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ）表面に静電潜像が形成される。現像ローラ（１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ）では帯電したトナーを静電潜像に付着させることで、各色のトナー画像を感光体（１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ）表面に形成する。そしてそれぞれ感光体（１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ）表面上に形成されたトナー画像を一次転写ローラ（１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋ）により中間転写ベルト１７に順次重ね合わせるように転写する。
【００１８】
一方、カセット２のシートＳは供給ローラ４により供給され、シートＳが複数枚重なっている場合は、分離ローラ５によってシートＳが一枚だけが供給されるように分離される。次にベルト１７上のトナー画像を搬送されたシートＳに二次転写ローラ１９にバイアスを印加することで転写する。次にシートＳ上のトナー画像は定着器２１の熱と圧力により定着された後、排出ローラ２２に搬送されて装置１の外部へ排出される。
【００１９】
シート検知センサである供給センサ２３、トップセンサ２４、排出センサ２５はそれぞれの位置においてシートＳを検知している。それぞれのシート検知センサは制御部３へ信号を出力する。これらの信号はシートＳのジャム検知、転写タイミング制御、シートＳの実長検知などに使用される。本実施例では特にトップセンサ２４について詳細に説明する。
【００２０】
図２に制御部３とトップセンサ２４のブロック図を示す。なお、制御部３とトップセンサ２４（シート検知センサ）をまとめてシート検知ユニットと呼ぶ。本実施例においては、ＯＨＴシート検知ユニットとも呼ぶ。制御部３はＣＰＵ１０１、発光制御部１０２、受光制御部１０３、シート搬送制御部１０６を有する。トップセンサ２４は発光基板２００と受光基板２０５を有し、発光基板２００上に発光素子１０８、受光基板２０５上に受光素子１０９がそれぞれ設けられている。制御部３とトップセンサ２４は接続されており、発光制御部１０２は発光素子１０８を制御し、受光制御部１０３は受光素子１０９を介して得られた信号をＣＰＵ１０１へ入力する。また、シート搬送制御部１０６はモータ等の駆動源１０７を制御する。シート搬送制御部１０６と駆動源１０７をまとめてシート搬送部と呼ぶ。本実施例においては、ＯＨＴシート搬送部とも呼ぶ。
【００２１】
ＣＰＵ１０１から発光を指示する発光信号が発光制御部１０２に送られると、発光素子１０８から光１０５が照射される。受光制御部１０３は、受光素子１０９が受光した光１０５の光量に応じてＣＰＵ１０１へ受光信号を入力する。本実施例において、受光信号はアナログ電圧とし、受光素子１０９で受光する光量が増すほど入力される電圧のレベルが高くなるものとして説明する。また、受光する光量と電圧のレベルは、略線形の関係にあるものとする。発光素子１０８は例えばＬＥＤであり、受光素子１０９は例えばフォトトランジスタである。
【００２２】
図３にトップセンサ１０４、発光制御部１０２及び受光制御部１０３の回路構成例を示す。発光素子１０８を実装した発光部の一例を発光基板２００、受光素子１０９を実装した受光部の一例を受光基板２０５とする。
【００２３】
発光制御部１０２に対し、ＣＰＵ１０１からＰＷＭ信号が出力される。ＣＰＵ１０１から出力されたＰＷＭ信号は、抵抗２０３とコンデンサ２０４で構成されるフィルタにより平滑化され、トランジスタ２０１のベースに電圧が印加される。トランジスタ２０１のエミッタとグラウンドの間には抵抗２０２が接続される。トランジスタ２０１のベースに印加される電圧からトランジスタ２０１のベースエミッタ電圧を減じた電圧が抵抗２０２に印加される。抵抗２０２に流れる電流からベース電流を減じた電流が発光素子１０８に流れ、発光素子１０８が発光する。ＣＰＵ１０１から出力されるＰＷＭ信号によりトランジスタ２０１のベース電圧を制御でき、その結果、発光素子１０８の発光光量を制御することができる。
【００２４】
受光制御部１０３は抵抗２０６を有し、受光素子１０９と接続されている。受光した光量（受光結果）に応じて受光素子１０９に電流が流れ、抵抗２０６で電圧に変換されＣＰＵ１０１に入力される。受光素子１０９は、受光した光量が増えるほど電流を多く流すので、光量が多い時はＣＰＵ１０１へ入力される電圧レベルが高くなる。よって、ＣＰＵ１０１は電圧レベルが高い場合にシートＳが検知位置にない、電圧レベルが低い場合にシートＳが検知位置にあると判別できる。
【００２５】
図４はシート搬送制御部１０６の構成図である。シート搬送制御部１０６はモータドライバ３０１を有し、ＣＰＵ１０１から駆動制御信号や電流制御信号を受信する。モータドライバ３０１はＣＰＵ１０１からの信号に従い駆動源１０７を制御する。駆動源１０７の例としてはステッピングモータやＤＣモータがある。駆動源１０７はギアなどでシート搬送路のローラに連結しており、駆動源１０７を回転させる事でシートＳを搬送する事が可能である。シート搬送部によってシートＳの搬送速度を制御することが出来る。
【００２６】
図５にトップセンサ２４と周辺の部材の断面図を示す。シートＳの搬送方向において、トップセンサ２４は搬送ローラ５００や対向コロ５０２よりも下流側に位置している。発光素子１０８を実装した発光基板２００と受光素子１０９を実装した受光基板２０５は、シートＳが搬送される搬送路を挟んで向かい合って配置されている。斜線部はシートＳの搬送路を形成する部材であり、発光側、受光側にそれぞれスリット５０３、スリット５０４が設けられている。
【００２７】
シートＳは駆動源１０７と連結した搬送ローラ５００と、搬送ローラ５００に対向して配置される対向コロ５０２によって搬送される。シートＳが発光部と受光部の間に差し掛かるとシートＳが光１０５を遮断し、受光素子１０９が受光する光量は減少する。その結果、受光制御部１０３の電圧レベルは低下し、ＣＰＵ１０１によってシートＳ有りと検知される。
【００２８】
図５において、シートＳの先端位置の検知精度はスリット５０３、スリット５０４の大きさに依存する。シートＳがスリット５０３、スリット５０４を完全に塞ぐまでの間に光１０５を徐々に遮断し、受光素子１０９の受光量を徐々に減少させる。すると、受光制御部１０３からの電圧レベルは徐々に低下し、シートＳの有無に対する閾値を超えると、ＣＰＵ１０１はシートＳが有ると判断する。シートＳがスリットに差し掛かってから、スリットを塞ぎ終わるまでの間にシートＳの有りを判断するので、スリットサイズを２ｍｍにした場合にはシートＳの先端位置の検知精度は２ｍｍ以内になる。
【００２９】
さらに詳細に本実施例におけるトップセンサ２４の構成を説明するため、図５とは異なる角度からトップセンサ２４を見た図を示す。図６は、シートＳの搬送方向において下流側から見たトップセンサ２４の斜視図である。本実施例においては、発光素子１０８から照射され受光素子１０９へ入射する光１０５の光路は、シートＳに対して斜めに傾いている。すなわち、発光素子１０８からの光１０５はシートＳの表面に対して所定の角度αで照射される。さらに、本実施例においては、発光素子１０８はシートＳの搬送方向と直交する方向に光を照射する。
【００３０】
上記の構成によって、実際にトップセンサ２４によってシートＳを検知する時の様子について詳細に説明する。図７はトップセンサ２４をシートＳが通過する際の電圧レベルの推移を示す。図７において縦軸を電圧レベル、横軸を時間とする。トップセンサ２４にシートＳの先端が到着するタイミングをＡとし、トップセンサ２４をシートＳの後端が抜けるタイミングをＢとする。トップセンサ２４にシートＳの先端が到着する前（Ａよりも前）のタイミングにおいては、受光素子１０９が光１０５を十分に受光しているので、電圧レベルはａになる。Ａの時点でシートＳが光１０５を遮る事で受光素子１０９による受光量が減少し、電圧レベルはｂに低下する。電圧レベルｂは透過光量によって変化し、シートＳが十分に光を遮る場合は電圧レベルｂ≒０Ｖになる。トップセンサ２４をシートＳが通過し終わった状態（Ｂよりも後）のタイミングでは、再び受光素子１０９は光１０５を十分に受光するので、電圧レベルが上昇しａになる。電圧レベルａとｂの間にシートＳの有無に対する閾値を設ける事で、シートＳの有無の検知が可能になる。
【００３１】
ここで、シートＳの光透過率は、シートＳが無い時の電圧レベルａに対するシートＳが有る時の電圧レベルｂの割合を計算することによって求められる。よってシートＳの光透過率は
【００３２】
【数１】
2016169081.tif 000003
となる。
【００３３】
受光素子１０９で受光する光量はシートＳの有無や種類、またはセンサの構成によっても異なる。ここで、例えば発光素子１０８からシートＳの表面に対して垂直な方向（図６においてα＝０度）から光を照射した場合について考える。この場合において、シートＳの種類が坪量３７ｇ／ｍ２の薄紙では、光透過率は約２０％程度である。すなわち、シートＳが無い時の電圧レベルａに比べてシートＳが有る時の電圧レベルｂは２０％程度の電圧レベルになり、ａとｂの差が大きいので明確に検知できる。しかし、シートＳの種類がＯＨＴシートでは、光透過率は約９０％程度である。ゆえに、シートＳの表面に対して垂直な方向から光を照射するセンサ構成の場合、ＯＨＴシートの有無によって電圧レベルの変化が小さくＯＨＴシートの有無の判別が難しくなる。
【００３４】
図８はＯＨＴシートに対する光透過率の入射角特性を示す。図７における、シートＳが無い時の電圧レベルａを１００％として、ＯＨＴシートが有る時の電圧レベルの入射角αの依存性を示したグラフが図８である。入射角０度付近での光透過率は上記の通り約９０％程度であるが、入射角を大きくするに従って光透過率は減少する。特に入射角４０度以上では光透過率が大幅に低下するので、ＯＨＴシートが有る時の透過光量が大幅に減少している事が分かる。よって図６の入射角αを、透過光量が垂直入射時よりも減少する角度にすることで、シートＳが無い時の電圧レベルとＯＨＴシートが有る時の電圧レベルの差が大きくなり、ＣＰＵ１０１はＯＨＴシートＳの有無に対する判別が可能になる。
【００３５】
ＯＨＴシートに対する光透過率の入射角特性に関して以下で説明する。図９はＯＨＴを透過する光の特性を示す。光１０５はＯＨＴシートに入射角αで入射すると、反射光６００と透過光６０１の２成分に分かれる。これらは屈折率の違う物質の界面で発生する現象であり、本実施例に当てはめるとＯＨＴシート内部への界面６０４と、ＯＨＴ外部への界面６０５でそれぞれ発生している。光１０５が反射光６００と透過光６０１に分割されるうち、透過光６０１の強度となる割合は、フレネルの公式で表す振幅透過係数から求める事が出来る。
【００３６】
・Ｓ偏光強度透過率
（電界が入射面に垂直に振動する状態）
【００３７】
【数２】
2016169081.tif 000004
【００３８】
・Ｐ偏光強度透過率
（電界が入射面に水平に振動する状態）
【００３９】
【数３】
2016169081.tif 000005
【００４０】
上記式のβに関しては、スネルの屈折の法則によって導く事ができる。
【００４１】
図９の屈折角βはスネルの屈折の法則より
【００４２】
【数４】
2016169081.tif 000006
【００４３】
Ｎａｉｒ：空気の屈折率≒１
Ｎｏｈｔ：ＯＨＴの屈折率
で求められる。一般的なＯＨＴの材料はＰＥＴであるので、ＮｏｈｔはＰＥＴの屈折率として使用する。（Ｎｏｈｔ≒１．５７６）通常の光はあらゆる方向に振動している光が混合しており、発光素子１０８から照射される光も同様である。よってＰ偏光成分とＳ偏光成分はほぼ等しいので、透過光強度はＰ偏光強度とＳ偏光強度の平均になる。
【００４４】
図１０はＯＨＴシート内部への界面６０４における透過光強度の特性を示したものであり、前述のＳ偏光とＰ偏光の式をグラフにした物である。本実施例に当てはめると透過光６０１の光強度を示している。入射角αが大きくなるほど、ＯＨＴシートが無い時に対して光強度が低下する。これは透過光６０１が減少する事を示している。図１０の現象はＯＨＴシート外部への界面６０５にも当てはまり、透過光６０１の光強度の減少と同様に、透過光６０３でも前述のフレネルの公式による光強度の減少が発生する。よってＯＨＴシートを透過する光は、フレネルの公式によって導かれる光強度の減少がＯＨＴシート内部への界面６０４とＯＨＴシート外部への界面６０５で合計２回発生している。
【００４５】
図１１に透過光６０３のＳ偏光及びＰ偏光の光強度の特性を示す。図１１は光１０５が界面６０４と界面６０５で光強度が減少した結果のグラフを示している。すなわち透過光６０３の光強度を示している。光１０５に対して透過光６０１のＳ、Ｐ各偏光は
Ｓ偏光強度透過率
【００４６】
【数５】
2016169081.tif 000007
【００４７】
Ｐ偏光強度透過率
【００４８】
【数６】
2016169081.tif 000008
【００４９】
の割合で透過する。
【００５０】
同様に透過光６０１に対して透過光６０３のＳ、Ｐ各偏光は
Ｓ偏光強度透過率
【００５１】
【数７】
2016169081.tif 000009
【００５２】
Ｐ偏光強度透過率
【００５３】
【数８】
2016169081.tif 000010
の割合で透過する。
【００５４】
よって、光１０５に対する透過光６０３の割合は以下の式で表現できる。
【００５５】
Ｓ偏光強度透過率
【００５６】
【数９】
2016169081.tif 000011
【００５７】
Ｐ偏光強度透過率
【００５８】
【数１０】
2016169081.tif 000012
【００５９】
受光制御部１０３からの電圧レベルとして反映される値は、Ｓ波とＰ波の両偏光成分を合わせた値になるので、両偏光成分の平均も併せて図１１には記載している。
【００６０】
図１１から入射角αが４０度を超えると透過光の減少量が大きくなる事がわかるので、４０度以上の角度を使用するとＯＨＴシートの検知が容易になる。たとえば入射角α＝７０度の場合、図１１からシートＳが無い時に対してＯＨＴシートが有る時の両偏光成分の平均を７０％程度まで低下させる事ができる。
【００６１】
図１２にトップセンサ２４におけるＯＨＴシートが通過する場合の電圧レベルの推移を示す。なお、図１２は図６に示すＯＨＴシートに対する光１０５の入射角α＝７０度の場合を示している。シートＳが無い時の電圧レベルをａ、ＯＨＴシートが有る時の電圧レベルをｄ、参考に入射角α＝０度の場合の電圧レベルをｃとする。電圧レベルｄは、電圧レベルｃに比べて電圧レベルａとの差が大きくなり、ＣＰＵ１０１によるＯＨＴシートの有無に対する判別が可能になる。例えば、シートＳが無い時の電圧レベルａを３．０Ｖと調整した場合の一例について説明する。入射角α＝０度におけるＯＨＴシートが有る時の電圧レベルｃは、２．７Ｖ程度になる。一方、α＝７０度に設定した場合は図１１に示したように、７０％程度まで光量を低下させる事ができるのでＯＨＴシートが有る時の電圧レベルｄを２．１Ｖまで低下させる事ができる。
【００６２】
以上より、本実施例によれば、光学式センサでＯＨＴシートを精度良く検知することが可能となる。
【実施例２】
【００６３】
次に本発明の実施例２について説明する。主な部分の説明は実施例１と同様であり、ここでは実施例１と異なる部分のみを説明する。同様の構成要素については、同一符号を付することで説明を省略する。
【００６４】
図１３は、本実施例における制御部３とトップセンサ２４のブロック図である。実施例１と異なるのは、発光素子１０８から照射された照射光１０５を反射する反射部１０００が配置されている点と、受光素子１０９がその反射部１０００から反射された反射光１００１を受光する点である。また、本実施例における回路構成は実施例１で述べた物と同じなので説明は省略する。
【００６５】
図１４はシートＳの搬送方向において下流側から見た本実施例のトップセンサ２４の斜視図である。反射部１０００に対してシートＳの搬送路を挟んで反対側に発光素子１０８を実装した発光基板２００と受光素子１０９を実装した受光基板２０５を配置する。反射部１０００は発光素子１０８から照射された照射光１０５を反射する。また、受光素子１０９は反射部１０００から反射された反射光１００１を受光する。反射部１０００は例えばミラーであり、光沢のある板金などでもよい。また反射部１０００は光路を変更する物で代用できる。例えばプリズムなどでもよい。
【００６６】
図１４において、シートＳが無い場合は、発光部と反射部または反射部と受光部の間に光を遮るものが何もないので、発光素子１０８から照射された照射光１０５は、反射部１０００で反射され、反射光１００１となって受光素子１０９に入射する。したがって、受光制御部１０３からの電圧レベルも高くなり、ＣＰＵ１０１はシートＳが無いと判断する。一方、普通紙などのシートＳが搬送路にある場合は、照射光１０５はほとんど普通紙の表面で反射し反射光１００２となる。すなわち、普通紙を透過する透過光はほぼ遮断され、反射光１００１もほぼ遮断される。そのため、受光素子１０９に入射する光量は大幅に減少し、受光制御部１０３からの電圧レベルも大幅に低下してＣＰＵ１０１はシートＳが有ると判断する。
【００６７】
一方、シートＳが非常に光透過率の高い種類のシート（例えばＯＨＴシート）について説明する。入射角αでＯＨＴシートの表面に照射された結果、照射光１０５はＯＨＴシートの表面で反射された反射光１００２とＯＨＴシートを透過した光に分かれる。そして、ＯＨＴシートを透過した光は反射部１０００によって反射され、反射光１００１となって入射角βでＯＨＴシートの表面に再度照射される。そして、再度ＯＨＴシートを透過した光は受光素子１０９によって受光される。ゆえに、普通紙の場合と比較して、シートＳがありの時に受光素子１０９による受光量は低下しにくくなる。
【００６８】
発光素子１０８から反射部１０００に到達する間に照射光１０５は入射角αでＯＨＴシートの表面に照射され、実施例１の図１１で示す割合で減少する。次に、反射部１０００によって鏡面反射した反射光１００１は、入射角βでＯＨＴシートの表面に照射され、図１１で示す割合で減少する。すなわち受光素子１０９に入射する反射光１００１は、入射角αと入射角βで２回のＯＨＴシートの透過によって、光強度が減少する。
【００６９】
本実施例においては、入射角αと入射角βのいずれもが４０度以上であれば、実施例１と比較して透過光の強度をさらに減らす事ができ、ＯＨＴシートの検知精度が向上する。例えば、α＝５０度、β＝６０度の場合、図１１を参考にするとα＝５０度によって約８５％、β＝６０度によって約８０％透過光の強度を減らす事が出来る。よって、照射光１０５に対して、８５％×８０％＝約７０％まで透過光の強度を低下させる事が出来るので、ＣＰＵ１０１によるシートＳの有無に対する判別が可能になる。また、図１１によると入射角が４０度未満であっても約９０％程度透過光の強度を減らすことができる。そのため、入射角αと入射角βのいずれもが４０度未満であった場合、照射光１０５に対して、９０％×９０％＝約８０％まで透過光の強度を低下させることが出来る。ゆえに、本実施例においては入射角αと入射角βのいずれもが４０度以上である構成に限定されない。
【００７０】
また、一般的な発光素子１０８と受光素子１０９から構成される光学センサにおいては、反射部１０００以外からの反射光が受光素子１０９に入射する事でシートＳの有無に対する誤判別が起きる場合がある。例えば、シートＳがある時に、シートＳの表面で反射した反射光１００２が受光素子１０９に入射すると、シートＳが無いと誤判別する場合がある。図１４の構成では反射光１００２が受光素子１０９とは逆の方向に反射される構成となっているので、受光素子１０９に反射光１００２が入射しにくい。よってシートＳの有無に対する誤判別を抑制できる。しかし、この構成には限定されない。
【００７１】
また、本実施例においては発光部と受光部がシートＳの搬送路を介して同じ側に配置されているので、発光基板２００と受光基板２０５を共通化することができる。これにより、それぞれの基板を別途配置する構成に対して、コストを削減することが可能である。
【００７２】
以上より、本実施例によれば、実施例１と比較してより精度良く、光学式センサでＯＨＴシートを検知することが可能となる。
【実施例３】
【００７３】
次に本発明の実施例３について説明する。主な部分の説明は実施例１と同様であり、ここでは実施例１と異なる部分のみを説明する。同様の構成要素については、同一符号を付することで説明を省略する。
【００７４】
図１５は、本実施例における制御部３とトップセンサ２４のブロック図である。実施例１と異なるのは、発光素子１０８と受光素子１０９の間に偏光フィルム１１００が配置されている点である。また、本実施例における回路構成は実施例１で述べた物と同じなので説明は省略する。
【００７５】
図１６はシートＳの搬送方向において下流側から見た本実施例のトップセンサ２４の斜視図である。偏光フィルム１１００はＳ偏光成分を透過する方向で、光１０５の光路上に配置する。図１１で解るようにＰ偏光成分に比べ、Ｓ偏光成分は入射角による透過率の低下が大きい。実施例１は光強度がＳ偏光成分とＰ偏光成分の平均で減少させる構成にしているが、実施例３においてはＳ偏光のみを抽出する。これによって、入射角αを実施例１と同じにした場合に実施例１よりも実施例３は光強度の減少量が大きくなり、ＣＰＵ１０１によるシートＳの有無に対する判断がより容易になる。
【００７６】
例えば実施例１では入射角αを約６０度にした場合、ＯＨＴシートの透過光は約８０％まで減少する。一方、偏光フィルム１１００を使用してＳ偏光成分のみを抽出した実施例３の場合は入射角αが６０度で約６５％まで減少する。従って、偏光フィルム１１００が無い時よりもシートＳが有る時と無い時の電圧レベルの差が大きくなり、ＣＰＵ１０１によるＯＨＴシートの有無に対する判断が容易になる。また、実施例２の構成に偏光フィルムを配置する構成であってもよい。
【００７７】
以上より、本実施例によれば、実施例１と比較してより精度良く、光学式センサでＯＨＴシートを検知することが可能となる。
【００７８】
上記の実施例において、例えば図６に示すように、シートＳの搬送方向に対して直交する方向に、発光素子１０８から受光素子１０９へ光１０５が照射されている。この理由は、シートＳの搬送位置のばらつきによる影響を抑えて、シートＳの先端位置の検知精度を安定させるためである。図１７に、シートＳの搬送方向において受光基板２０５が発光基板２００よりも上流側に配置され、発光素子１０８がシートＳの搬送方向に沿って光１０５を照射する構成を示す。図１７において、シートＳが搬送路の受光側を搬送された場合は、搬送路の発光側を搬送された場合に比べて、シート検知ユニットによってシートＳの先端が検知されるタイミングが早くなる。つまり、シートＳの搬送位置のばらつきによる影響を受けやすくなる。一方、図６のように、シートＳの搬送方向に対して直交する方向に光１０５を照射する構成とすると、シートＳの搬送位置のばらつきによる影響を受けにくくなる。しかし、本発明はこの構成に限定されない。
【００７９】
また、上記の実施例においては、シート検知センサとしてトップセンサ２４を用いて説明したが、その他のシート検知センサであっても本発明を適用することが出来る。具体的には供給センサ２３や排出センサ２５に上記の構成を適用してもよい。
【００８０】
また、上記の実施例においては、シート検知ユニット（制御部３とシート検知センサ）が画像形成装置１と一体となって構成されている例について説明した。一方で、シート検知ユニットが画像形成装置１に対して着脱可能な状態で設けられていてもよい。その場合は、画像形成装置１に設けられた制御部がシート検知ユニットを制御してもよい。また、シート検知ユニットに独立した制御部を設けて、画像形成装置１に設けられた制御部と通信して制御を行う構成でもよい。
【００８１】
また、上記の実施例においては、レーザビームプリンタの例を示したが、本発明を適用する画像形成装置はこれに限られるものではなく、インクジェットプリンタ等、他の印刷方式のプリンタ、又は複写機でもよい。さらに、本発明におけるシート検知ユニットが装着される装置は画像形成装置に限らず、画像形成装置に取り付けられるオプション装置、スキャナ等の画像読取装置であってもよい。
【符号の説明】
【００８２】
１０８  発光素子
１０９  受光素子
３  制御部
【図１】
2016169081.tif 000013
【図２】
2016169081.tif 000014
【図３】
2016169081.tif 000015
【図４】
2016169081.tif 000016
【図５】
2016169081.tif 000017
【図６】
2016169081.tif 000018
【図７】
2016169081.tif 000019
【図８】
2016169081.tif 000020
【図９】
2016169081.tif 000021
【図１０】
2016169081.tif 000022
【図１１】
2016169081.tif 000023
【図１２】
2016169081.tif 000024
【図１３】
2016169081.tif 000025
【図１４】
2016169081.tif 000026
【図１５】
2016169081.tif 000027
【図１６】
2016169081.tif 000028
【図１７】
2016169081.tif 000029