(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出光を照射する発光素子および検出光を受光する受光素子を有する発光受光ユニットと、
該発光素子から照射された検出光を反射して該受光素子へ入射させる反射部材と、有し、
上記発光受光ユニットと上記反射部材とをシート材搬送経路を挟んで配置し、シート材搬送経路を搬送されるシート材によって検出光が遮られることでシート材を検出するシート材検出装置において、
前記発光素子から照射された検出光を絞るスリットであって、シート材搬送方向に長手となるように設けられた発光スリットと、
前記受光素子に入射する検出光を絞るスリットであって、シート材搬送方向に交わる方向に長手となるように設けられた受光スリットと、を備え、
前記発光素子と前記受光素子は、シート材搬送方向に交わる方向に並んで配置され、
前記発光素子から前記受光素子に向かう方向に交わる方向の前記発光スリットの幅は、前記発光素子から前記受光素子に向かう方向の前記発光スリットの幅より長手であり、
前記発光素子から前記受光素子に向かう方向の前記受光スリットの幅は、前記発光素子から前記受光素子に向かう方向に交わる方向の前記受光スリットの幅より長手であることを特徴とするシート材検出装置。
【請求項２】
前記発光素子と前記受光素子は、互いの光路の中心軸が略平行になるように配置され、且つ、前記反射部材は、前記発光素子から略垂直に入射された検出光を略平行に反射して、前記受光素子に略垂直に入射させることを特徴とする請求項１に記載のシート材検出装置。
【請求項３】
前記反射部材は光学プリズムで構成されていることを特徴とする請求項２に記載のシート材検出装置。
【請求項４】
前記受光スリットの長手方向の幅は、前記発光スリットの短手方向の幅の略２倍以上に設けられていることを特徴とする請求項２に記載のシート材検出装置。
【請求項５】
前記発光スリットの面積は、前記受光スリットの面積よりも大きく設けられていることを特徴とする請求項１に記載のシート材検出装置。
【請求項６】
請求項１〜５のうちいずれか１項に記載のシート材検出装置と、該シート材検出装置を用いてシート材を制御して該シート材に画像を形成する画像形成手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シート材検出装置及び画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、複写機、ファクシミリ、プリンタ等のシート材を扱う画像形成装置においては、装置本体からの給送信号に同期してシート材を所定の位置に給送（搬送）するシート材搬送装置を備える構成が一般的である。
【０００３】
この種のシート材搬送装置では、トレイ上やカセット内に積載されたシート束からシート材を１枚づつ分離・給送し、画像形成と同期した所定のタイミングで所定の位置に高精度にシート材を搬送する必要がある。そのため、シート材搬送装置上にシート材検出装置を設け、シート材の先端や後端位置を検出している。
【０００４】
シート材検出装置を大きく分けると、接触式のセンサと非接触式のセンサとがある。
【０００５】
接触式のセンサは従来からよく用いられてきた検出装置である。たとえば、シート材搬送経路中に可倒式のレバーを突設し、搬送中のシート材がこのレバーの一端に当接したときに、他端に設けた光透過型センサでレバーの倒れを検出する方式のものが知られている。
【０００６】
しかし、近年のプリンタの高速化に伴いシート材の搬送速度が上がり、従来の接触式のセンサではシート材先端にダメージを与えるなどの問題が生じていた。そこで、高速機においては非接触で紙有無を光学的に直接読み取る光学式のセンサが用いられることが多くなってきている。
【０００７】
また、光学式のセンサは、シート材の種類を判別する目的にも用いられる。たとえば、複数色のトナーを多重転写し、カラー画像を形成するカラープリンタにおいては、ＯＨＰに供する光透過性用紙のプリントに際して、トナーが十分溶融して光透過性を増すように定着速度を低速に切り替える制御を行う必要があるので、シート材がＯＨＰ用紙などの光透過性シート材か否かを光学式センサにより検知するよう構成されている。
【０００８】
以下に、画像形成装置に用いられる従来の光学式のシート材検出装置について図８を用いて説明する。
【０００９】
同図のシート材搬送装置は、制御部（不図示）からの指示に従い所定速度で以下に述べる給紙負荷を駆動するステッピングモータ（不図示）と、ソレノイド（不図示）によりラッチを解除しメカニカルに１回転制御させることによりカセット２１４内のシート束から１枚のシート材を分離・給送する半月形ローラ２０１と、その下流に配設した搬送ローラ２０２と、電磁クラッチにより停止と回転を切替え可能なレジストローラ２０４と、レジストローラ２０４の直前に配置されたレジ前センサとしての接触式紙有無検知センサ２０３と、レジストローラの下流に配設した光学式紙有無検知手段である先端センサ２０５と、を備えて構成されている。
【００１０】
また、画像形成装置の画像形成手段たる本体部は、像担持体たる感光ドラム２１１と、感光ドラム２１１上に静電潜像を形成するスキャナ２１０と、この静電潜像をＣＭＹＫ各色のトナーで現像する現像器２０９と、上記シート材搬送装置により搬送されたシート材を巻きつけて回転し、感光ドラム２１１上の各色のトナー像をシート材に転写させる転写ドラム２０７と、トナー像を転写されたシート材を転写ドラム２０７から剥がす分離爪２１２と、シート材上の転写済みトナー像を熱定着する定着器２１３と、を備えて構成される。また、転写ドラム２０７上には、シート材先端を挟むグリッパ２０８が設けられ、転写ドラム２０７近傍には、グリッパ２０８が前記先端センサ２０５の給紙位置と等価な位置に到来したことを検知するグリッパ位置センサ２０６が設けられている。
【００１１】
このようなハード構成を制御する制御部の構成を説明する。プリント信号が発せられると制御部は半月形ローラ２０１を１回転させ、１枚のシート材を所定速度で給紙するとともに転写ドラム２０７を回転させる。
【００１２】
搬送ローラ２０２で搬送されるシート材は、停止状態にあるレジストローラ２０４のニップに突き当てられ一定量のループを形成し斜行取りが行われる。レジ前センサ２０３でシート材先端を検出して一定時間後にレジストローラ２０４を回転させて、斜行取りされたシート材を導入する。そして、先端センサ２０５でシート材先端を検知すると再びレジストローラ２０４を停止状態にして待機する。
【００１３】
グリッパセンサ２０６により転写ドラム２０７上のグリッパ到来を検知するとステッピングモータを再起動させ、転写ドラム２０７より相対的に速い給紙速度で一定時間搬送後、転写ドラム２０７と同じ速度に戻すようレジストローラ２０４を制御する。
【００１４】
これにより、転写ドラム２０７表面に対して約３０度に開放されたグリッパ２０８にシート材を所定量突き当てたままグリッパ２０８を閉じ、常に転写時の先端位置であるグリッパ位置に安定してシート材を給紙するように同期制御を行うことができる。
【００１５】
次に、前記給紙制御および光学式のシート材検出装置によりＯＨＰ用紙を給紙した場合の制御動作を説明する。
【００１６】
ＯＨＰ用紙を給紙し、前記給紙制御により先端センサ２０５まで給紙すると予め先端より下流に５ｍｍの幅で印刷された遮光部を先端センサ２０５で検出すると、ステッピングモータを停止し待機させる。グリッパセンサ２０６によりグリッパを検知し、ＯＨＰ用紙を再給紙した後に、先端センサ２０５でＯＨＰ用紙先端より下流に２０ｍｍ以降の透過部を検知（光の透過を検知）するとＯＨＰ用紙として判別し、トナー画像の転写後、シート材の分離排出時に於いて定着器２１３の駆動速度を通常の１／３に落とす制御を行う。
【００１７】
以下に先端センサ２０５の構成について図９を用いて説明する。
【００１８】
図９において先端センサ２０５は、シート材搬送経路１２１の一方に反射部材１２６を配置し、他方に発光素子１２２と受光素子１２３とを含む発光受光ユニット１２０を配置した透過型フォトセンサである。
【００１９】
図９（ａ）に示すようにシート材Ｓがない場合は、発光素子１２２から発せられた光Ｌは遮光カバーに設けられたスリット１２４を通って反射部材１２６により反射され、再び遮光カバーに設けられたスリット１２５を通って受光素子１２３に到達する。一方、図９（ｂ）に示すようにシート材Ｓがある場合は、発光素子１２２から発せられた光Ｌがシート材Ｓで遮光され受光素子１２３には戻ってこない構成である。
【００２０】
すなわち、紙などのシート材の場合は、受光素子１２３で光を感知したらシート材無し、光を感知しなければシート材有りと判断している。また、ＯＨＰ用紙のように透光性を有するシート材の場合は、上述のように、シート材上に印刷された遮光部で一旦光が遮られ、所定量搬送後に受光素子１２３で光を感知することにより、透光性シート材であるか否かを判断している。
【００２１】
このような非接触式の透過型フォトセンサにあっては、反射部材で反射される反射光（シグナル）とシート面で反射される反射光（ノイズ）との間のＳ／Ｎ比を高め、シート材の検出精度を向上させることが要求される。スリット１２４，１２５は、照射光および反射光の幅を絞り、シート面で反射された光が受光素子１２３に入射することを抑制し、ノイズの低減を図るために設けられたものである。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来技術の場合には、下記のような問題が生じていた。
【００２３】
シート材搬送経路１２１を挟んで反射部材１２６と発光受光ユニット１２０とを配置するという構成上、取り付け時などに両部材の間に相対的な位置ズレが発生しやすい。位置ズレが生じた場合、反射部材１２６からの反射光量は大きく影響を受ける。
【００２４】
たとえば、図１０（ａ）に示すように、反射部材１２６と発光受光ユニット１２０とが平行に位置ズレを起こしている場合には、発光素子１２２からの照射光と反射部材１２６からの反射光の光路間隔が広がり（同図と逆にズレた場合には狭くなる）、反射光の光路と受光素子１２３のスリット１２５の位置にズレが生じ、受光素子１２３で検知する反射光量が著しく低下してしまう。また、図１０（ｂ）に示すように、反射部材１２６と発光受光ユニット１２０とが回転方向にずれて取り付けられた場合にも光路間隔が変化するため、上記と同様の問題が生ずる。
【００２５】
その一方で、このような場合にもシート面からの反射光量はほとんど変化しないため、結果、Ｓ／Ｎ比が悪化し、シート材の誤検知を招くおそれが高くなってしまう。
【００２６】
かかる問題を解決すべく、多少の位置ズレを見越してスリット幅に余裕を持たせることも考えられる。しかしながら、図１１に示すようにスリット１２４′，１２５′の幅を大きく設けると、今度はシート面からの反射光量が増大してしまい、やはりＳ／Ｎ比が低下する結果となる。また、スリット幅を大きくすると、シート材Ｓがスリットを覆うまでに相当時間を要するため、シート材の存在を検知するタイミングにバラツキが生まれ、シート材Ｓの位置検出精度が甘くなってしまうという問題も生ずる。
【００２７】
本発明は上記従来技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、反射部材と発光受光ユニットとが相対的に位置ズレしても良好なＳ／Ｎ比を保ち安定した検出を行うこと、および、シート材の搬送方向の位置検出精度を向上させること、を可能とするシート材検出装置およびこのシート材検出装置を備えた画像形成装置を提供することにある。
【００２８】
【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シート材検出装置にあっては、検出光を照射する発光素子および検出光を受光する受光素子を有する発光受光ユニットと、該発光素子から照射された検出光を反射して該受光素子へ入射させる反射部材と、をシート材搬送経路を挟んで配置し、シート材搬送経路を搬送されるシート材によって検出光が遮られることでシート材を検出するシート材検出装置において、前記発光素子から照射された検出光を絞るスリットであって、シート材搬送方向に長手となるように設けられた発光スリットと、前記受光素子に入射する検出光を絞るスリットであって、シート材搬送方向に直交する方向に長手となるように設けられた受光スリットと、を備え、前記発光素子と前記受光素子は、シート材搬送方向に交わる方向に並んで配置され、前記発光素子から前記受光素子に向かう方向に交わる方向の前記発光スリットの幅は、前記発光素子から前記受光素子に向かう方向の前記発光スリットの幅より長手であり、前記発光素子から前記受光素子に向かう方向の前記受光スリットの幅は、前記発光素子から前記受光素子に向かう方向に交わる方向の前記受光スリットの幅より長手であることを特徴とする。
【００２９】
前記発光素子と前記受光素子は、互いの光路の中心軸が略平行になるように配置され、且つ、前記反射部材は、前記発光素子から略垂直に入射された検出光を略平行に反射して、前記受光素子に略垂直に入射させることが好適である。
【００３０】
このとき、前記反射部材は光学プリズムで構成されていることが好ましい。
【００３１】
また、前記受光スリットの長手方向の幅は、前記発光スリットの短手方向の幅の略２倍以上に設けられていることが好適である。
【００３２】
前記発光スリットの面積は、前記受光スリットの面積よりも大きく設けられていることが好適である。
【００３３】
また、本発明の画像形成装置は、上記シート材検出装置と、該シート材検出装置を用いてシート材を制御して該シート材に画像を形成する画像形成手段と、を備えたことを特徴とする。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。このシート材検出装置は、プリンタ・複写機・ファクシミリなどの画像形成装置において、シート材を搬送（給送）するシート材搬送装置に用いられて好適なものである。
【００３５】
なお、以下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、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００３６】
図１および図２は、本発明の実施の形態に係るシート材検出装置の構成を示す概略断面図である。図１は、シート材搬送方向からみた概略断面図であり、図２は、シート材搬送方向に直交する方向（図１の右側）からみた概略断面図である。
【００３７】
シート材搬送経路１は、紙ガイド２と紙ガイド３との間にシート材Ｓを搬送するために設けられた空間で、不図示の搬送ローラにてシート材Ｓが搬送される。搬送されてきた被検出物であるシート材Ｓは、シート材搬送経路１の途中に設けられたシート材検出装置によって検出される。この検出結果に基づき、シート材Ｓの搬送タイミングなどの搬送制御が行われる。
【００３８】
シート材検出装置は、概略、発光素子１１および受光素子２１を有する発光受光ユニット３０と、この発光素子１１から照射された検出光を反射して受光素子２１へ入射させる反射部材４０とを備えて構成される。発光受光ユニット３０と反射部材４０は、シート材搬送経路１を挟み対向する位置に配置されている。
【００３９】
発光受光ユニット３０は、検出光を照射する発光素子１１と、検出光を受光する受光素子２１と、発光素子１１および受光素子２１を実装するプリント基板３２と、これらの素子を覆うカバー３７と、を備えて構成される。
【００４０】
発光素子１１は、たとえば赤外発光ダイオードなどで構成することができる。その照射光は完全な平行光とはならず、ある程度の広がりをもつ。図３（ａ）は一般的な発光素子の指向特性を示したもので、扇型の実線部分が素子中心軸からの角度に対する相対発光強度を示している。この図からわかるように、発光素子１１からは約２０度〜３０度の広がりを持った検出光が照射される。
【００４１】
また、受光素子２１は、たとえば受光した光を光電流に光電変換するフォトトランジスターなどで構成することができる。受光素子２１も平行に入射する光のみに反応するわけではなく、ある程度横方向からの光にも反応する。図３（ｂ）は一般的な受光素子の指向感度特性を示したもので、水滴型の実線部分が素子中心軸からの角度に対する相対感度を示している。これから、受光素子２１は約２０度の幅で感度を有していることがわかる。
【００４２】
反射部材４０は、発光素子１１から略垂直に入射された入射光を略平行に反射して、受光素子２１に略垂直に入射させる部材であり、たとえば反射面が９０度の角度をなすガラス製またはアクリル製の光学プリズムなどで構成することができる。なお、反射部材４０はプリズムに限定されるものではなく、２枚のミラーを９０度に組み合わせた構成のものでも好適に用いることができる。
【００４３】
発光素子１１および受光素子２１は、互いの素子中心軸（光路の中心軸）が略平行になるようにプリント基板３２に取り付けられ、また、カバー３７には、各々の素子の素子中心軸を中心として形成された発光スリット１３と受光スリット２３が設けられている。
【００４４】
これにより、発光素子１１から照射された光は発光スリット１３によって絞られ、素子中心軸に沿った指向性を有する光となる。この検出光は、シート材搬送経路１を略垂直に横切り反射部材４０に達する。
【００４５】
反射部材４０に入射した光は、面４１を透過し、面４２および面４３では臨界角による内面反射を受け、再び面４１を透過することで、入射光と略平行かつ反対方向の光となって反射される。
【００４６】
この反射光は、再びシート材搬送経路１を略垂直に横切り、受光スリット２３を通過して受光素子２１へと入射される。このときも受光スリット２３によって入射光が絞られ、受光素子２１の素子中心軸に沿った反射光のみが入射されるので、受光素子２１の指向感度特性の高い光のみが選択的に検知されることになる。
【００４７】
この構成において、シート材Ｓが検出位置にない場合は、発光素子１１から発せられた光Ｌは発光スリット１３を通って反射部材４０により反射され受光スリット２３を通って受光素子２１に到達する。一方、シート材Ｓが検出位置にある場合は、発光素子１１から発せられた光Ｌがシート材Ｓで遮光され受光素子２１には到達しない。すなわち、受光素子２１で光を感知したらシート材無し、光を感知しなければシート材有りと判断する。
【００４８】
このように発光素子１１からの照射光と受光素子２１への入射光の光路の中心軸を略平行に構成すれば、発光受光ユニット３０と反射部材４０との間隔を自由に設定することができるとともに、発光素子１１と受光素子２１の間隔を狭く設けることができる。すなわち、シート材検出装置の構成の自由度の向上と小型化を図ることができるので、装置の汎用性が高まり、ひいては低コストで作製することが可能となる。
【００４９】
また、発光スリット１３と受光スリット２３により検出光を絞る一方で、それ以外の部分についてはカバー３７で素子を覆ったことで、検出に必要な光のみを確保するとともに、反射部材４０を介さずに直接発光素子１１から受光素子２１へ到達する光や外光などを遮光して、検出精度を高めることができる。
【００５０】
次に、本実施の形態のシート材検出装置が備えるスリットの構成について、さらに詳しく説明する。
【００５１】
なお、以下の説明では、シート材搬送方向をＹ方向、シート材搬送方向に直交する方向をＸ方向、搬送されるシート材Ｓのシート面と垂直な方向をＺ方向という。また、Ｚ軸を中心とするＸＹ平面での回転をα方向の回転、Ｙ軸を中心とするＺＸ平面での回転をβ方向の回転、Ｘ軸を中心とするＹＺ平面での回転方向をγ方向の回転という。
【００５２】
本実施の形態のシート材検出装置の発光素子１１と受光素子２１は、図１，図２に示すように、Ｘ方向（シート材搬送方向に直交する方向）に並べて配置されている。
【００５３】
発光スリット１３および受光スリット２３は、ともにカバー３７に形成された矩形状の貫通孔であり、図４に示すように、発光スリット１３はＹ方向に長手となるように設けられ、受光スリット２３はＸ方向に長手となるように設けられている。
【００５４】
すなわち、発光スリット１３は、Ｙ方向のスリット幅ＹｈよりＸ方向のスリット幅Ｘｈのほうが狭い矩形形状を呈しており、受光スリット２３は、Ｙ方向のスリット幅ＹｊよりＸ方向のスリット幅Ｘｊのほうが広い矩形形状を呈している。
【００５５】
これにより、発光スリット１３において照射光のＸ方向の幅が絞られ、且つ、受光スリット２３において反射光のＹ方向の幅が絞られるので、検出光は十分に小さなスポット光になる。さらに、受光スリット２３のＹ方向のスリット幅を狭くしたことにより、受光側におけるシート材検出位置のバラツキを抑えることができ、良好な位置検出精度を実現することが可能となる。
【００５６】
ここで、発光受光ユニット３０と反射部材４０の相対的な位置ズレが生じた場合の影響について考察する。両部材の相対的な位置ズレとしては、Ｘ方向，Ｙ方向，Ｚ方向それぞれの平行ズレと、α方向，β方向，γ方向の回転ズレの計６通りがある。
【００５７】
Ｘ方向へ相対的な位置ズレが生じた場合には、発光素子１１からの照射光と反射部材４０からの反射光の光路間隔が広がるか、または狭くなる。つまり、受光素子２１への入射光のＸ方向の位置がずれることになる。この点、本実施の形態では、受光スリット２３のＸ方向のスリット幅Ｘｊを広く設けているので、入射光のＸ方向位置がずれた場合であっても、入射光の光量を損失することなく受光素子２１に導くことができる。
【００５８】
ここで、図５を参照して、Ｘ方向へ相対的な位置ズレが生じた場合の光路の影響についてさらに詳しく考察する。反射部材４０のみが２点鎖線の位置から実線の位置へ、Ｘ方向へ距離ａずれると、Ｘ方向で同じ位置に入射された光は、反射部材４０で折り返され、光ＬからＸ方向へ距離２ａずれた光Ｌ′の光路をとる。つまり、発光受光ユニット３０と反射部材４０とのＸ方向の相対的な位置ずれ量に対して光路は２倍ずれることになる。したがって、受光スリット２３のＸ方向（長手方向）のスリット幅Ｘｊを、発光スリット１３のＸ方向（短手方向）のスリット幅Ｘｈの略２倍もしくは２倍以上に設けることが好ましい。
【００５９】
Ｙ方向へ相対的な位置ズレが生じた場合には、特に問題とならない。Ｙ方向のスリット幅に比べて、反射部材４０のＹ方向の幅が十分大きいからである。
【００６０】
Ｚ方向へ相対的な位置ズレが生じた場合にも、特に問題とならない。上述したように、発光素子１１からの照射光と受光素子２１への入射光の光路の中心軸を略平行に構成しているので、発光受光ユニット３０と反射部材４０の間隔は検出精度にほとんど影響を与えないからである。
【００６１】
α方向へ相対的な回転ズレが生じた場合には、反射部材４０からの反射光の光路と受光スリット２３の位置とが発光素子１１の光路を中心として相対的にα方向にずれる。つまり、反射部材４０からの反射光のＹ方向の位置がずれることになる。この点、本実施の形態では、発光スリット１３のＹ方向のスリット幅Ｙｈを広く設けているので、反射部材４０からの反射光もＹ方向に略Ｙｈの幅を有することになり、反射光のＹ方向位置がずれた場合であっても、光量を損失することなく受光素子２１に入射光を導くことができる。なお、入射光のＸ方向の位置も多少ずれるが、上述したように本実施の形態ではＸ方向の位置ズレは問題とならない。
【００６２】
β方向へ相対的な回転ズレが生じた場合には、Ｘ方向へ相対的な位置ズレが生じた場合と同様、入射光のＸ方向位置がずれることとなる。この点、上述したように本実施の形態ではＸ方向の位置ズレは問題とならない。
【００６３】
γ方向へ相対的な回転ズレが生じた場合には、発光素子１１からの照射光と反射部材４０からの反射光の光路間隔がＹ方向に連続的に変化することになる。つまり、受光素子２１への入射光のＸ方向の位置がずれることになる。この点、上述したように本実施の形態ではＸ方向の位置ズレは問題とならない。
【００６４】
このように、発光受光ユニット３０と反射部材４０の相対位置がいずれの方向にずれた場合であっても、本実施の形態のスリット構成によれば、入射光の光量を損失することなく受光素子２１に導くことができ、Ｓ／Ｎ比を低減させることなく、安定した検出を行うことが可能となる。
【００６５】
なお、本実施の形態では、発光スリット１３の面積を、受光スリット２３の面積よりも大きく設けている。これは、発光受光ユニット３０と反射部材４０の相対的な位置ズレが生じたときに、受光スリット２３の一部に光が届かない状況が発生することを防止すべく、発光面積を大きく確保したものである。ただし、いたずらにスリット面積を大きくするとシート面からの反射光量が増大しＳ／Ｎ比の低下を招いてしまうおそれがあるので、シート面からの反射光量が許容できる範囲内で発光スリット１３の面積を決定する必要がある。
【００６６】
次に、本実施の形態に係るスリット構成の優位性について、図６に示す比較例との対比により説明する。
【００６７】
図６（ａ）は、受光スリット５２をＹ方向に長手となるように設けたスリット構成を示す。この場合、受光素子２１への入射光がＹ方向に幅をもってしまうため、シート材のＹ方向の位置検出精度が低下してしまう。また、Ｘ方向，β方向，γ方向のいずれかの位置ズレが生じた場合には、反射部材４０からの反射光の光路が受光スリット５２から外れてしまい、受光素子２１の受光光量が減少するので、安定した検出を行うことが困難になる。
【００６８】
図６（ｂ）は、発光スリット５１をＸ方向に長手となるように設け、受光スリット５２をＹ方向に長手となるように設けたスリット構成を示す。この場合、２つのスリットを通過することにより、検出光はＸ方向・Ｙ方向に絞られスポット光となるものの、受光スリット５２がＹ方向に幅をもっているのでシート材検出位置にバラツキが生じ、位置検出精度が低下してしまう。また、発光スリット５１のＹ方向の幅Ｙｈを狭くしてしまうと、受光スリット５２のＹ方向の幅Ｙｊを広くしたとしても、発光スリット５１のＹ方向の幅Ｙｈが支配的であるため、Ｙ方向への位置ズレやγ方向へのずれが生じた場合に、光量が減少し易い傾向にある。
【００６９】
図６（ｃ）は、発光スリット５１をＸ方向に長手となるように設けたスリット構成を示す。この場合、発光スリット５１と受光スリット２３の間隔が狭くなってしまうので、シート材からの反射光が受光素子２１に入射しやすくなり、Ｓ／Ｎ比の低下を招いてしまう。なお、発光受光ユニット３０とシート材ＳのＺ方向の間隔が広いほどＳ／Ｎ比が低下する傾向は強くなる。また、α方向への回転ズレが生じた場合には、反射部材４０からの反射光の光路受光スリット５２から外れてしまい、受光素子２１の受光光量が減少するので、安定した検出を行うことが困難になる。
【００７０】
なお、発光素子１１の最適な光量については、次のような電気回路によって制御している。図７は、シート材検出装置の制御を司る電気回路の構成を示すブロック図である。
【００７１】
演算処理装置（以下ＣＰＵ）９１のアナログ入力部ＡＮ０には受光素子９２で受光し、電気信号に変換されたアナログ信号が入力される。入力されたアナログ信号はＣＰＵ９１内部でＡ／Ｄ変換され、２５６段階のディジタル値になる。
【００７２】
信号増幅部９３およびアナログ入力部はシート材搬送経路１内のシート材検出装置（センサ）各々に対してそれぞれ設けられている。
【００７３】
ＣＰＵ９１の出力部ｏｕｔ０〜ｏｕｔ２はＤ／Ａ変換器９４につながっている。このＤ／Ａ変換器９４は、クロック（ＣＬＫ），ロード信号（ＬＤ）およびシリアルコードのディジタルデータ（ＤＡＴＡ）が入力されると、数チャネルのアナログ出力（Ａ０，Ａ１，・・・）を順次出力する。
【００７４】
このアナログ信号に基づいた電流をシート材搬送経路１内に設けられたシート材検出装置の発光素子に流すことにより、発光素子の光量を変えることができる。
【００７５】
ＣＰＵ９１はアナログ入力部から入力される信号レベルがあるしきい値を越えていたら反射光が返ってきているものと判断する。従ってＣＰＵ９１はアナログ入力部から入力される信号レベルがあるしきい値を越えるまでＤ／Ａ変換器９４の出力を徐々に上げるよう制御し、しきい値を越えたら出力データを固定する。このような方法で受光素子９２が感知できる最小光量の発光光量を設定している。
【００７６】
以上述べたように、本実施の形態のシート材検出装置によれば、反射部材４０と発光受光ユニット３０とが相対的に位置ズレしても良好なＳ／Ｎ比を保ち安定した検出を行うことができる。また、シート材の搬送方向の位置検出精度を向上させることができる。
【００７７】
このようなシート材検出装置は、プリンタ・複写機・ファクシミリなどの種々の画像形成装置（または画像形成装置が具備するシート材搬送装置）に好適に適用することができる。これにより、搬送されるシート材の先端位置や後端位置を高い精度で検出することが可能となり、その検出タイミングに基づき正確なシート材搬送制御・画像形成制御を行うことができる。
【００７８】
なお、本実施の形態ではスリットを矩形形状に形成したが、その形状は矩形に限られることなく、例えば長円形や楕円形のような形状でもよい。すなわち、長手方向と短手方向を有するようなスリット形状とし、発光スリットをシート材搬送方向に長手となるように設け、受光スリットをシート材搬送方向に直交する方向に長手となるように設ければ、上記と同様の効果を得ることができる。
【００７９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、反射部材と発光受光ユニットとが相対的に位置ズレしても良好なＳ／Ｎ比を保ち安定した検出を行うことができるとともに、シート材の搬送方向の位置検出精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るシート材検出装置の構成を示す概略断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るシート材検出装置の構成を示す概略断面図である。
【図３】発光素子の指向特性と受光素子の指向感度特性を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るシート材検出装置のスリット構成を示す模式図である。
【図５】発光受光ユニットと反射部材の相対的な位置ずれの光路への影響を説明する図である。
【図６】スリット構成の比較例を示す模式図である。
【図７】本発明の実施の形態に係るシート材検出装置の制御用電気回路の構成を示すブロック図である。
【図８】画像形成装置の構成を示す概略断面図である。
【図９】従来のシート材検出装置の構成を示す概略断面図である。
【図１０】発光受光ユニットと反射部材の相対的な位置ずれの光路への影響を説明する図である。
【図１１】シート面からの反射光の影響を説明する図である。
【符号の説明】
１  シート材搬送経路
２，３  紙ガイド
１１  発光素子
１３  発光スリット
２１  受光素子
２３  受光スリット
３０  発光受光ユニット
３２  プリント基板
３７  カバー
４０  反射部材
Ｓ  シート材
【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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