JP4057293B2

JP4057293B2 - Document presence / absence detection sensor and document size detection sensor

Info

Publication number: JP4057293B2
Application number: JP2001396020A
Authority: JP
Inventors: 淳雄藤川
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2001-12-27
Filing date: 2001-12-27
Publication date: 2008-03-05
Anticipated expiration: 2021-12-27
Also published as: JP2003195428A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、一般に、画像読取装置に用いる原稿の有無検出センサに関するものであり、より特定的には、画像読取装置のセンサ部の薄型化を図ることができるように改良された原稿の有無検出センサに関する。この発明は、また、画像読取装置のセンサ部の薄型化を図ることができるように改良された原稿サイズ検出センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
原稿の有無検出センサシステムの方式には、三角測量方式のものと、反射光量比較方式のものとがある。
【０００３】
図８は、反射光量比較方式の複写機の概念図である。反射光量比較方式では、反射物からの反射光量の大小により原稿の有無を判断する。しかし、この方法は、原稿と上蓋との反射光量の差で原稿の有無を識別しており、それらの区別が不可能である。また、上蓋の位置によっては誤検知が生ずるおそれがある。また、原稿の反射率の影響を受けるという問題がある。これに対して、三角測量方式のものはこのような問題点がない。
【０００４】
図９は、三角測量方式の原稿の有無検出センサの概念図である。三角測量方式は、もともと距離を測定するものであるが、これを、原稿の有無検出センサに応用することができる。三角測量方式は、反射物までの距離に着目して、原稿の有無を判断する。
【０００５】
この方式によると、原稿と上蓋の距離の差により、両者の区別が可能となる。この方式を採用すると、反射光量に関係なく、スポットの当る位置により、原稿の有無を判断することができる。
【０００６】
図１０は、センサの配置例を示す例である。このようにビームを複数個設けることにより、原稿の有無の検知だけでなく、用紙のサイズを検知することができる。用紙サイズを検知した結果を、表１に示す。
【０００７】
【表１】

【０００８】
本発明は、反射光量比較方式のもに比べて、上記多くの利点を有する三角測量方式の原稿の有無検出センサおよび原稿サイズ検出センサに関する。
【０００９】
ここで、三角測量方式の原理について説明する。図１１を参照して、近距離と遠距離とでは反射されて返ってくる赤外光の、位置検出素子（ＰＳＤ）に入射する位置が異なる。それによって、比Ｉ₁、Ｉ₂の電流の値も変わる。
【００１０】
図１２は、ＰＳＤの概念図である。図１２を参照して、入射光が、たとえば、６：４に区分された位置Ａに照射されるとすれば、出力値Ｖ₀は、Ｉ₁／Ｉ₂の比（＝４／６）のみに依存し、測定対象物の反射の影響による因子が全く現われてこない。これが、反射光量比較方式のものに比べて特に優れている点である。
【００１１】
図１３は、出力と距離との関係を示す図である。出力を測定することによって、距離が測定される。
【００１２】
三角測量方式は、距離を測定するためのものであるが、これを、上述のように原稿の有無検出センサおよび原稿サイズ検出センサに応用することが可能であり、原稿の有無検出センサおよび原稿サイズ検出センサに応用すると、次のような利点が生じる。
【００１３】
すなわち、位置検出素子（ＰＳＤ）の採用により、原稿の色（反射率）による影響を受けず、高精度に原稿の有無検出または原稿サイズの検知が可能となる。また、原稿サイズ検出センサのシリーズ化（１ビーム／３ビーム）で、各原稿サイズ検出センサの組合せにより、ユーザにてセンサの使用数の削減が可能となる。
【００１４】
図１４は、三角測量方式の原稿サイズ検出センサを用いる複写機の概念図である。複写機は、上蓋１と本体部２とを備える。本体部２の上方には、光源ランプ３が設けられている。光源ランプ３は、水平方向に移動する。本体部２はレンズ１０を備える。原稿の有無検出センサまたは原稿サイズ検出センサ４は、光源ランプ３の通路の下側とレンズ１０の上にそれぞれ設けられる。
【００１５】
本体部２は、給紙トレイ５を備える。従来は、排紙トレイ６は、点線で示す部分に取付けられていたが、近年は、本体部２の上方部に設けられるようになった。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
さて、現在、複写機、複合ＦＡＸ等は小型化している。この小型化のために、複写機の高さを低くすることが求められている。複写機の高さを低くするために、光源ランプ３と原稿の有無検出センサまたは原稿サイズ検出センサ４が収容される部分を、薄くするという要望が出されている。そのために、原稿の有無検出センサおよび原稿サイズ検出センサの小型化が必要となってきている。
【００１７】
しかしながら、従来の三角測量方式原稿の有無検出センサおよび原稿サイズ検出センサを用いる場合には、この小型化が不可能であった。これについて、説明する。
【００１８】
図１５および図１６は、上記小型化が困難であることを説明するための図である。
【００１９】
図１５を参照して、プリント基板７の上に、発光素子８と受光素子９が設けられている。発光素子８の上方には、発光側レンズ１０が設けられている。受光素子９の上方には、受光側レンズ１１が設けられている。これらの部品は、ケース１２で固定されている。
【００２０】
発光素子８から出た光は、発光側レンズ１０を通って、ガラス板１５および原稿２４に向かう。三角測量方式は発光素子８からの光をガラス板１５および原稿２４に向けて投光し、ガラス板１５と原稿２４の界面から乱反射される反射光１３を受光素子９で受光することによって、原稿２４の有無を検出するものである。本明細書においては、上記原稿２４を対象物と呼び、上記ガラス板１５を非対象物と呼ぶ。
【００２１】
原稿の有無検出センサの小型化は、図１５に示すように発光光軸をガラス面に垂直に配置する、すなわち、プリント基板７の面とガラス板１５の面を平行にすることにより可能となる。
【００２２】
しかしながら、プリント基板７の水平面とガラス板１５の水平面が平行にされている場合には、ガラス板１５に投光され、正反射し、受光素子９に向かう正反射光１４が、受光素子９に入射されてしまう。正反射光１４と原稿２４からの乱反射光１３が重なって、受光素子９で検出されると、原稿２４の有無の判定は不可能となる。正反射光成分は誤検出の原因となる。
【００２３】
そこでこのような問題点を解決するために、図１６を参照して、プリント基板７を、ガラス１５の面に対して、角度を付けて固定している。このように配置すると、発光素子８から出た光の成分のうち、ガラス板１５に投光され、正反射する正反射光１４は、受光素子９に入射しなくなる。これによって、ガラス板１５と原稿２４の界面から乱反射される反射光のみを受光素子９で受光することができる。そこで、原稿２４の有無を正確に、判定することができる。
【００２４】
しかしながら、プリント基板７を傾けて配置するので、図示しているように本来Ｂの厚みであったセンサ部分が、Ｂよりも大きいＡを持つ厚みとなり、センサ部を薄くすることができないという問題点があった。
【００２５】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、三角測量方式の原稿の有無検出センサおよび原稿サイズ検出センサにおいて、プリント基板とガラス面を、平行にすることができるように改良された原稿の有無検出センサおよび原稿サイズ検出センサを提供することを目的とする。
【００２６】
この発明の他の目的は、画像読取装置の高さを低くすることができるように改良された原稿の有無検出センサおよび原稿サイズ検出センサを提供することにある。
【００２８】
【課題を解決するための手段】
この発明の第１の局面に従う原稿有無検出センサは、発光素子からの光をガラス板の上に載せられた対象物に投光し、該対象物から乱反射される反射光を受光素子で受光することにより、対象物の有無を検出する原稿有無検出センサに係る。当該原稿有無検出センサは、ガラス板と平行に配置されたプリント基板を備える。上記プリント基板の上に互いに離されて発光素子と受光素子が設けられている。上記発光素子と上記対象物の間に発光側レンズが設けられている。上記受光素子と前記対象物の間に受光側レンズが設けられている。上記発光素子と上記対象物の間に、前記発光素子から出る光成分の内、前記ガラス板に投光され、正反射し、正反射光となって前記受光素子に向かう光成分を遮断する遮光手段が設けられている。
【００２９】
この発明の第２の局面に従う原稿有無検出センサは、上記第１の局面に従う原稿の有無検出センサにおいて、上記遮光手段は、上記発光側レンズの上に設けられた、該発光側レンズから出てくる光の一部を遮断するスリット形状の遮光部材を含む。
【００３０】
この発明の第３の局面に従う原稿有無検出センサは、上記スリット形状の遮光部材の大きさは、上記正反射光になる光成分を完全に遮断することができるように選ばれている。
【００３１】
この発明の第４の局面に従う原稿有無検出センサは、上記第１の局面に従う原稿の有無ズ検出センサにおいて、上記遮光手段は、上記発光側レンズの上に設けられた、該発光側レンズから出てくる光の一部を遮断するピンホール形状の遮光部材を含む。
【００３２】
この発明の第５の局面に従う原稿の有無検出センサは、上記第４の局面に従う原稿の有無検出センサにおいて、上記ピンホール形状の遮光部材のピンホールの大きさは、上記正反射光になる光成分を完全に遮断することができるように選ばれている。
【００３３】
この発明の第６の局面に従う原稿の有無検出センサは、上記第１の局面に従う原稿の有無検出センサにおいて、上記遮光手段は、上記発光素子から出る実質的に垂直に上方向に向かう光のみを上記発光側レンズに入射させるように、上記発光素子を樹脂でモールドすることにより形成されている。
【００３７】
この発明の第７の局面に従う原稿サイズ検出センサは、発光素子からの光をガラス板の上に載せられた対象物に投光し、該対象物から乱反射される反射光を受光素子で受光することにより、対象物のサイズを検出する原稿サイズ検出センサにかかる。当該原稿サイズ検出センサはガラス板と平行に配置されたプリント基板を備える。上記プリント基板の上に互いに離されて発光素子と受光素子が設けられている。上記発光素子と上記対象物の間に発光側レンズが設けられている。上記受光素子と上記対象物の間に受光側レンズが設けられている。上記発光素子と上記対象物の間に、前記発光素子から出る光成分の内、前記ガラス板に投光され、正反射し、正反射光となって前記受光素子に向かう光成分を遮断する遮光手段が設けられている。上記発光素子は複数設けられており、前記遮光手段は、上記対象物とそれぞれの上記発光素子との間に設けられている。
【００３８】
この発明の第８の局面に従う原稿サイズ検出センサは、上記第７の局面に従う原稿サイズ検出センサにおいて、上記受光側レンズの上方にはトロイダルレンズが設けられている。
【００３９】
この発明の第９の局面に従う原稿サイズ検出センサは、上記第７または８の局面に従う原稿サイズ検出センサにおいて、一の発光素子と受光素子は１パッケージとされ、他の発光素子は上記プリント基板に取付けられている。
【００４４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図を用いて説明する。
【００４５】
実施の形態１
図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）は、実施の形態１に係る原稿の有無検出センサを説明するための概念図である。
【００４６】
図１（ａ）を参照して、従来の原稿の有無検出センサを、プリント基板７の面とガラス板１５の面が互いに平行になるように配置した場合、正反射光１４が受光素子９に入射する。したがって、プリント基板７の面とガラス板１５の面を平行にすることにより、装置の小型化を図ることができるが、正反射光１４が受光素子９に入射してしまう結果、正確に、原稿の有無を判定することができなくなる。
【００４７】
なお、図１（ｂ）は、図１（ａ）の中で図示されている原稿の有無検出センサの平面図である。
【００４８】
上記のような問題点を解決するために、本実施の形態がなされた。本実施の形態では、図１（ｃ）を参照して、発光側レンズ１０の上に、発光側レンズ１０から出てくる光の一部を遮断する、スリット形状の遮光部材１７が設けられている。遮光部材１７の大きさは、発光素子８から出てくる光成分のうち、正反射光１４になる光成分を完全に遮断することができるように選ばれている。図中、点線で示された光は遮光されて、実際には現れてこない光である。なお、図１（ｄ）は図１（ｃ）に示す原稿の有無検出センサの平面図である。遮光部材１７は、ケース１２の一部を発光素子側レンズ１０の上に延在するようにして、形成される。
【００４９】
このように構成することにより、プリント基板７の面とガラス板１５の面を平行にすることができ、ひいては、画像読取装置のセンサ部分の厚みを薄くすることができる。その結果、画像読取装置の小型化を図ることができる。
【００５０】
実施の形態２
図２は、実施の形態２に係る原稿の有無検出センサを説明するための概念図である。
【００５１】
図２（ａ）を参照して、発光側レンズ１０の上に、発光側レンズ１０から出てくる光の一部を遮断するピンホール１８ａを有する遮光部材１８が設けられる。遮光部材１８は、ケース１２と一体的に形成される。このように構成することにより、発光素子８から出てくる光成分のうち、正反射光１４になる光成分を完全に遮断することができ、それによって、正反射光１４が受光素子９に入射しないようすることができる。図中、点線で示された光１４は遮光されて、実際には現れてこない光である。これにより、プリント基板７の面とガラス板１５の面を平行にすることができ、それによって、画像読取装置のセンサ部分の厚みを薄くすることができる。その結果、画像読取装置の小型化を図ることができる。なお、図２（ｂ）は図２の中で示された原稿の有無検出センサの平面図である。
【００５２】
実施の形態３
図３は、実施の形態３に係る原稿の有無検出センサを説明するための概念図である。
【００５３】
図３（ａ）を参照して、従来の発光チップ１９は垂直上方向のみならず、斜め横方向にも光を投光する。したがって、正反射光１４が受光素子９に入射する。
【００５４】
そこで、図３（ｂ）に示すように、本実施の形態では、発光チップ１９から出る実質的に垂直上方向に向かう光のみを発光側レンズ１０に入射させるように、発光チップ１９を樹脂２０でモールドする。具体的には、図３（ｃ）（発光チップ１９の平面図）を参照して、窓２１を形成するように、発光チップ１９を樹脂２０で被覆する。
【００５５】
このようにすることによって、発光チップ１９から出てくる光成分のうち、正反射光１４になる光成分を完全に遮断することができ、それによって、正反射光が受光素子に入射しないようすることができる。ひいては、プリント基板の面とガラス板１５の面を平行にすることができ、それによって、画像読取装置のセンサ部分の厚みを薄くすることができる。その結果、画像読取装置の小型化を図ることができる。
【００５６】
実施の形態４
図４は、実施の形態４に係る原稿サイズ検出センサを説明するための概念図である。このように複数の発光部を設けることにより、原稿サイズの検出をすることができる。
【００５７】
図４を参照して、原稿サイズ検出センサは、複数個の発光素子８ａ，８ｂ，８ｃと受光部を備える。このように複数の発光素子８ａ，８ｂ，８ｃを隣接させて設けることにより、複数の隣接したポイントを検出することができる。発光素子８ａ，８ｂ，８ｃには、実施の形態１〜３に係る工夫がなされている。受光部にはトロイダルレンズ２１が設けられている。トロイダルレンズ２１を設けることにより、発光素子８ａ，８ｂ，８ｃから出た光を効率的に受光素子に集めることができる。
【００５８】
実施の形態５
図５は、実施の形態５に係る原稿サイズ検出センサを説明するための概念図である。
【００５９】
図５（ａ）に示すように、複数の隣接したポイントを検出したい場合、複数の原稿サイズ検出センサを隣接させれば、検出することが可能となるが、コストがかかってしまう。
【００６０】
そこで、図５（ｂ）を参照して、１受光部と複数発光部を一体化して、１つの原稿サイズ検出センサを作成することによりコストダウンを図ることができる。
【００６１】
実施の形態６
図６は、実施の形態６に係る原稿サイズ検出センサを説明するための平面図である。
【００６２】
実施の形態５では、３つの発光部と受光部を一体化する場合を例示したが、この発明はこれに限られるものではない。
【００６３】
すなわち、図５（ｂ）を参照して、複数発光部のビームピッチｌ₁、ｌ₂が異なる場合、ビームピッチごとにレンズ付きケース金型を製作しなければならない。例えば、３ビームタイプのビームピッチが３３ｍｍタイプ、２６ｍｍタイプ、２１ｍｍタイプ等の種類がある場合、各ビームピッチでのレンズ付きケース金型を必要とする。これは、コストがかかりすぎる。
【００６４】
そこで、図６に示す本実施の形態のように、１つの発光素子８ｂと受光素子９を一体化して形成する。発光素子８ａと８ｃは、それぞれ別々に製作し、これらを発光素子８ｂと受光素子９が一体化して形成されたプリント基板に、たとえばビス止めによって取付ける。このように構成することにより、ビームピッチｌ₁およびｌ₂を種々変えた原稿サイズ検出センサを安価に作ることができる。
【００６５】
実施の形態７
図７は、実施の形態７に係る原稿の有無検出センサを説明するための平面図である。
【００６６】
図７（ａ）を参照して、発光側レンズ１０の中心軸と発光素子８の中心軸が一致した場合、正反射光１４が受光素子に入射してしまう。なお、図７（ｂ）は図７（ａ）の中で示される原稿の有無検出センサの平面図である。
【００６７】
そこで、本実施の形態によれば、図７（ｃ）を参照して、発光素子８の中心軸８ａを、発光側レンズ１０の中心軸１０ａから受光素子９側にずらして形成する。このように構成することにより、正反射光１４のもとになる発光素子から出る光の成分はケース１２によって遮断される。それによって、正反射光が受光素子に入射しないようすることができる。ひいては、プリント基板７の面とガラス板１５の面を平行にすることができ、それによって、画像読取装置のセンサ部分の厚みを薄くすることができる。その結果、画像読取装置の小型化を図ることができる。なお、図７（ｄ）は、図７（ｃ）の中で示される原稿の有無検出センサの平面図である。
【００６８】
発光側レンズ１０の中心軸１０ａのずらせ方は、上記実施の形態に限られるものでなく、正反射光が受光素子に入射しないようすることができれば、いずれの方向にずらせてもよい。要するに、発光素子から発せられ発光側レンズを通過した光の光軸が、プリント基板平面に対して、垂直にならないように傾けられているように構成されていればよい。これは、原稿有無検出センサ、原稿サイズ検出センサのいずれの場合においても効果を奏する。
【００６９】
なお上記実施の形態では、本発明に係る原稿の有無検出センサおよび原稿サイズ検出センサを、複写機に用いる場合を例示したが、この発明はこれに限られるものでなく、マルチファンクション化した複写機、その他の画像読取装置にも適用することができる。
【００７０】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００７１】
【発明の効果】
以上説明したとおり、この発明に係る原稿の有無検出センサおよび原稿サイズ検出センサによれば、特性に影響を及ぼす正反射光成分を減少させることができ、特性改善を図ることができる。また、本発明に係る画像読取装置によれば、高さ方向の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１に係る原稿の有無検出センサを説明するための概念図である。
【図２】実施の形態２に係る原稿の有無検出センサを説明するための概念図である。
【図３】実施の形態３に係る原稿の有無検出センサを説明するための概念図である。
【図４】実施の形態４に係る原稿サイズ検出センサを説明するための概念図である。
【図５】実施の形態５に係る原稿サイズ検出センサを説明するための概念図である。
【図６】実施の形態６に係る原稿サイズ検出センサを説明するための概念図である。
【図７】実施の形態７に係る原稿の有無検出センサを説明するための概念図である。
【図８】従来の反射光量比較方式の原稿の有無検出センサを説明するための概念図である。
【図９】三角測量方式の原稿の有無検出センサを説明するための概念図である。
【図１０】センサの配置例を示す図である。
【図１１】三角測量方式の原理を詳しく説明するための概念図である。
【図１２】従来の三角測量方式の原理をさらに詳しく説明するための他の概念図である。
【図１３】従来の三角測量方式における、出力と距離との関係を示す図である。
【図１４】複写機の概念図である。
【図１５】三角測量方式の問題点を示す図である。
【図１６】三角測量方式の問題点を改良させた従来の装置の概念図である。
【符号の説明】
７プリント基板、８発光素子、９受光素子、１４正反射光、１５ガラス板、２４原稿。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention generally relates to a document presence / absence detection sensor used in an image reading apparatus, and more specifically, to detect the presence / absence of a document improved so that the sensor unit of the image reading apparatus can be thinned. It relates to sensors. The present invention also relates to a document size detection sensor improved so that the sensor unit of the image reading apparatus can be thinned .
[0002]
[Prior art]
There are two types of sensor systems for detecting the presence / absence of a document: a triangulation method and a reflected light amount comparison method.
[0003]
FIG. 8 is a conceptual diagram of a reflected light amount comparison type copying machine. In the reflected light amount comparison method, the presence / absence of a document is determined based on the amount of reflected light from a reflecting object. However, in this method, the presence or absence of the document is identified by the difference in the amount of reflected light between the document and the upper lid, and it is impossible to distinguish them. In addition, there is a risk of erroneous detection depending on the position of the upper lid. There is also a problem of being affected by the reflectance of the document. In contrast, the triangulation method does not have such a problem.
[0004]
FIG. 9 is a conceptual diagram of a triangulation type document presence / absence detection sensor. The triangulation method originally measures distance, but this can be applied to a document presence / absence detection sensor. In the triangulation method, the presence or absence of a document is determined by paying attention to the distance to the reflecting object.
[0005]
According to this method, the difference between the original and the upper lid can be distinguished from each other. When this method is employed, it is possible to determine the presence or absence of a document from the position where the spot hits regardless of the amount of reflected light.
[0006]
FIG. 10 shows an example of sensor arrangement. By providing a plurality of beams in this way, not only the presence / absence of a document but also the size of a sheet can be detected. Table 1 shows the result of detecting the paper size.
[0007]
[Table 1]

[0008]
The present invention relates to a triangulation type document presence / absence detection sensor and a document size detection sensor having the above-mentioned many advantages over a reflected light amount comparison type.
[0009]
Here, the principle of the triangulation method will be described. Referring to FIG. 11, the position of incident infrared light that is reflected and returned to the position detection element (PSD) differs between the short distance and the long distance. Thereby, the current values of the ratios I ₁ and I ₂ also change.
[0010]
FIG. 12 is a conceptual diagram of PSD. Referring to FIG. 12, if the incident light is irradiated to position A divided into 6: 4, for example, output value V ₀ is only the ratio of I ₁ / I ₂ (= 4/6). Dependent on the measurement, no factors appear due to the reflection of the measurement object. This is particularly superior to the reflected light amount comparison method.
[0011]
FIG. 13 is a diagram illustrating the relationship between output and distance. The distance is measured by measuring the output.
[0012]
The triangulation method is for measuring a distance, and can be applied to the document presence / absence detection sensor and the document size detection sensor as described above. When applied to a detection sensor, the following advantages arise.
[0013]
That is, by using the position detection element (PSD), it is possible to detect the presence or absence of the document or the document size with high accuracy without being affected by the color (reflectance) of the document. Further, with the series of document size detection sensors (1 beam / 3 beams), the number of sensors used can be reduced by the user by combining each document size detection sensor.
[0014]
FIG. 14 is a conceptual diagram of a copying machine using a triangulation document size detection sensor. The copying machine includes an upper lid 1 and a main body 2. A light source lamp 3 is provided above the main body 2. The light source lamp 3 moves in the horizontal direction. The main body 2 includes a lens 10. The document presence / absence detection sensor or the document size detection sensor 4 is provided below the path of the light source lamp 3 and on the lens 10, respectively.
[0015]
The main body 2 includes a paper feed tray 5. Conventionally, the paper discharge tray 6 is attached to a portion indicated by a dotted line, but in recent years, it has been provided at an upper portion of the main body 2.
[0016]
[Problems to be solved by the invention]
Now, copiers, complex FAX machines, etc. are downsized. For this miniaturization, it is required to reduce the height of the copying machine. In order to reduce the height of the copying machine, there is a demand for thinning a portion in which the light source lamp 3 and the document presence / absence detection sensor or the document size detection sensor 4 are accommodated. For this reason, it is necessary to reduce the size of the document presence / absence detection sensor and the document size detection sensor.
[0017]
However, in the case of using the conventional triangulation type document presence / absence detection sensor and document size detection sensor, it is impossible to reduce the size. This will be described.
[0018]
15 and 16 are diagrams for explaining that it is difficult to reduce the size.
[0019]
Referring to FIG. 15, light emitting element 8 and light receiving element 9 are provided on printed circuit board 7. A light emitting side lens 10 is provided above the light emitting element 8. A light receiving side lens 11 is provided above the light receiving element 9. These parts are fixed by a case 12.
[0020]
The light emitted from the light emitting element 8 passes through the light emitting side lens 10 and travels toward the glass plate 15 and the document 24. In the triangulation method, the light from the light emitting element 8 is projected toward the glass plate 15 and the original 24, and the reflected light 13 irregularly reflected from the interface between the glass plate 15 and the original 24 is received by the light receiving element 9, thereby The presence or absence of 24 is detected. In the present specification, the original 24 is referred to as an object, and the glass plate 15 is referred to as a non-object.
[0021]
The document presence / absence detection sensor can be downsized by arranging the light emitting optical axis perpendicular to the glass surface as shown in FIG. 15, that is, by making the surface of the printed circuit board 7 and the surface of the glass plate 15 parallel to each other. .
[0022]
However, when the horizontal plane of the printed circuit board 7 and the horizontal plane of the glass plate 15 are parallel, the regular reflection light 14 that is projected and specularly reflected on the glass plate 15 is directed to the light receiving element 9. It will be incident. When the regular reflection light 14 and the irregular reflection light 13 from the document 24 overlap and are detected by the light receiving element 9, it is impossible to determine whether or not the document 24 is present. The specularly reflected light component causes erroneous detection.
[0023]
Therefore, in order to solve such a problem, the printed circuit board 7 is fixed at an angle with respect to the surface of the glass 15 with reference to FIG. With such an arrangement, the regular reflection light 14 that is projected onto the glass plate 15 and specularly reflected among the components of the light emitted from the light emitting element 8 does not enter the light receiving element 9. As a result, only the reflected light that is diffusely reflected from the interface between the glass plate 15 and the document 24 can be received by the light receiving element 9. Therefore, the presence or absence of the document 24 can be accurately determined.
[0024]
However, since the printed circuit board 7 is disposed at an angle, the sensor portion originally having a thickness of B as shown in the drawing has a thickness having A larger than B, and the sensor portion cannot be thinned. was there.
[0025]
The present invention has been made to solve the above-described problems. In the triangulation type document presence / absence detection sensor and document size detection sensor, the printed circuit board and the glass surface can be made parallel to each other. It is an object of the present invention to provide an improved document presence / absence detection sensor and document size detection sensor.
[0026]
Another object of the present invention is to provide a document presence / absence detection sensor and a document size detection sensor which are improved so as to reduce the height of an image reading apparatus.
[0028]
[Means for Solving the Problems]
A document presence / absence detection sensor according to a first aspect of the present invention projects light from a light emitting element onto an object placed on a glass plate , and receives reflected light diffusely reflected from the object by a light receiving element. Thus, the present invention relates to a document presence / absence detection sensor for detecting the presence / absence of an object. The document presence / absence detection sensor includes a printed circuit board arranged in parallel with the glass plate . A light emitting element and a light receiving element are provided apart from each other on the printed board. A light emitting side lens is provided between the light emitting element and the object. A light receiving side lens is provided between the light receiving element and the object. Among the light components emitted from the light emitting element, the light is projected onto the glass plate between the light emitting element and the object, and is regularly reflected to block the light component directed to the light receiving element as regular reflected light. Means are provided.
[0029]
The document presence / absence detection sensor according to the second aspect of the present invention is the document presence / absence detection sensor according to the first aspect, wherein the light shielding means is provided on the light emitting side lens provided on the light emitting side lens. It includes a slit-shaped light blocking member that blocks part of the incoming light.
[0030]
In the document presence / absence detection sensor according to the third aspect of the present invention, the size of the slit-shaped light shielding member is selected so that the light component that becomes the regular reflection light can be completely blocked.
[0031]
A document presence / absence detection sensor according to a fourth aspect of the present invention is the document presence / absence detection sensor according to the first aspect, wherein the light shielding means is provided on the light emitting side lens provided on the light emitting side lens. It includes a pinhole-shaped light shielding member that blocks part of the incoming light.
[0032]
The document presence / absence detection sensor according to the fifth aspect of the present invention is the document presence / absence detection sensor according to the fourth aspect, wherein the pinhole size of the pinhole-shaped light blocking member is the light that becomes the regular reflection light. The ingredients are chosen so that they can be completely blocked.
[0033]
The document presence / absence detection sensor according to a sixth aspect of the present invention is the document presence / absence detection sensor according to the first aspect, wherein the light shielding means emits only light emitted from the light emitting element substantially vertically upward. The light emitting element is formed by molding with a resin so as to be incident on the light emitting side lens.
[0037]
A document size detection sensor according to a seventh aspect of the present invention projects light from a light emitting element onto an object placed on a glass plate , and receives reflected light irregularly reflected from the object by a light receiving element. Thus, the document size detection sensor for detecting the size of the object is applied. The document size detection sensor includes a printed circuit board arranged in parallel with the glass plate . A light emitting element and a light receiving element are provided apart from each other on the printed board. A light emitting side lens is provided between the light emitting element and the object. A light receiving side lens is provided between the light receiving element and the object. Among the light components emitted from the light emitting element, the light is projected onto the glass plate between the light emitting element and the object, and is regularly reflected to block the light component directed to the light receiving element as regular reflected light. Means are provided. A plurality of the light emitting elements are provided, and the light shielding means is provided between the object and each of the light emitting elements .
[0038]
An original document size detection sensor according to an eighth aspect of the present invention is the original document size detection sensor according to the seventh aspect, wherein a toroidal lens is provided above the light receiving side lens.
[0039]
An original size detection sensor according to a ninth aspect of the present invention is the original size detection sensor according to the seventh or eighth aspect, wherein one light emitting element and a light receiving element are provided in one package, and the other light emitting element is provided on the printed circuit board. Installed.
[0044]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0045]
Embodiment 1
FIGS. 1A, 1 </ b> B, 1 </ b> C, and 1 </ b> D are conceptual diagrams for explaining a document presence / absence detection sensor according to the first embodiment.
[0046]
Referring to FIG. 1A, when a conventional document presence / absence detection sensor is arranged so that the surface of the printed circuit board 7 and the surface of the glass plate 15 are parallel to each other, the regular reflection light 14 is applied to the light receiving element 9. Incident. Therefore, the apparatus can be reduced in size by making the surface of the printed circuit board 7 and the surface of the glass plate 15 parallel to each other, but the specularly reflected light 14 is incident on the light receiving element 9, so that the original can be accurately It becomes impossible to determine the presence or absence.
[0047]
FIG. 1B is a plan view of the document presence / absence detection sensor shown in FIG.
[0048]
The present embodiment has been made to solve the above problems. In the present embodiment, referring to FIG. 1C, a slit-shaped light shielding member 17 is provided on the light emitting side lens 10 to block a part of the light emitted from the light emitting side lens 10. Yes. The size of the light shielding member 17 is selected so that the light component that becomes the regular reflection light 14 among the light components emitted from the light emitting element 8 can be completely blocked. In the figure, light indicated by a dotted line is light that is shielded and does not actually appear. FIG. 1D is a plan view of the document presence / absence detection sensor shown in FIG. The light shielding member 17 is formed so that a part of the case 12 extends on the light emitting element side lens 10.
[0049]
By configuring in this way, the surface of the printed circuit board 7 and the surface of the glass plate 15 can be made parallel, and as a result, the thickness of the sensor portion of the image reading apparatus can be reduced. As a result, the image reading apparatus can be downsized.
[0050]
Embodiment 2
FIG. 2 is a conceptual diagram for explaining a document presence / absence detection sensor according to the second embodiment.
[0051]
Referring to FIG. 2A, a light shielding member 18 having a pinhole 18 a that blocks a part of light emitted from the light emitting side lens 10 is provided on the light emitting side lens 10. The light shielding member 18 is formed integrally with the case 12. With this configuration, the light component that becomes the specularly reflected light 14 among the light components emitted from the light emitting element 8 can be completely blocked, so that the specularly reflected light 14 is incident on the light receiving element 9. Can not be. In the figure, light 14 indicated by a dotted line is light that is shielded and does not actually appear. Thereby, the surface of the printed circuit board 7 and the surface of the glass plate 15 can be made parallel, and thereby the thickness of the sensor portion of the image reading apparatus can be reduced. As a result, the image reading apparatus can be downsized. FIG. 2B is a plan view of the document presence / absence detection sensor shown in FIG.
[0052]
Embodiment 3
FIG. 3 is a conceptual diagram for explaining a document presence / absence detection sensor according to the third embodiment.
[0053]
Referring to FIG. 3A, the conventional light emitting chip 19 projects light not only in the vertically upward direction but also in the oblique lateral direction. Accordingly, the regular reflection light 14 enters the light receiving element 9.
[0054]
Therefore, as shown in FIG. 3B, in the present embodiment, the light emitting chip 19 is made of the resin 20 so that only the light emitted from the light emitting chip 19 in the substantially vertically upward direction is incident on the light emitting side lens 10. Mold with. Specifically, referring to FIG. 3C (plan view of light emitting chip 19), light emitting chip 19 is covered with resin 20 so as to form window 21.
[0055]
By doing in this way, the light component which becomes the regular reflection light 14 among the light components emitted from the light emitting chip 19 can be completely blocked, and thereby the regular reflection light is prevented from entering the light receiving element. be able to. As a result, the surface of the printed circuit board and the surface of the glass plate 15 can be made parallel, whereby the thickness of the sensor portion of the image reading apparatus can be reduced. As a result, the image reading apparatus can be downsized.
[0056]
Embodiment 4
FIG. 4 is a conceptual diagram for explaining a document size detection sensor according to the fourth embodiment. Thus, by providing a plurality of light emitting units, it is possible to detect the document size.
[0057]
Referring to FIG. 4, the document size detection sensor includes a plurality of

light emitting elements

8a, 8b, 8c and a light receiving unit. Thus, by providing the

light emitting elements

8a, 8b, and 8c adjacent to each other, a plurality of adjacent points can be detected. The

light emitting elements

8a, 8b, and 8c are devised according to the first to third embodiments. A toroidal lens 21 is provided in the light receiving portion. By providing the toroidal lens 21, light emitted from the

light emitting elements

8a, 8b, and 8c can be efficiently collected in the light receiving element.
[0058]
Embodiment 5
FIG. 5 is a conceptual diagram for explaining a document size detection sensor according to the fifth embodiment.
[0059]
As shown in FIG. 5A, when it is desired to detect a plurality of adjacent points, if a plurality of document size detection sensors are adjacent to each other, they can be detected, but the cost is increased.
[0060]
Therefore, referring to FIG. 5B, it is possible to reduce the cost by integrating one light receiving portion and a plurality of light emitting portions to create one original size detection sensor.
[0061]
Embodiment 6
FIG. 6 is a plan view for explaining the document size detection sensor according to the sixth embodiment.
[0062]
In the fifth embodiment, the case where the three light emitting units and the light receiving unit are integrated is illustrated, but the present invention is not limited to this.
[0063]
That is, referring to FIG. 5B, when the beam pitches l ₁ and l _{2 of the} plurality of light emitting units are different, a case mold with a lens must be manufactured for each beam pitch. For example, when there are three beam types such as a 33 mm type, a 26 mm type, and a 21 mm type, the lens mold with lens at each beam pitch is required. This is too expensive.
[0064]
Therefore, as in the present embodiment shown in FIG. 6, one light emitting element 8b and light receiving element 9 are integrally formed. The light emitting elements 8a and 8c are separately manufactured, and these are attached to a printed circuit board formed by integrating the light emitting element 8b and the light receiving element 9 with, for example, screws. With this configuration, it is possible to inexpensively manufacture a document size detection sensor in which the beam pitches l ₁ and l ₂ are variously changed.
[0065]
Embodiment 7
FIG. 7 is a plan view for explaining the document presence / absence detection sensor according to the seventh embodiment.
[0066]
With reference to FIG. 7A, when the central axis of the light emitting side lens 10 and the central axis of the light emitting element 8 coincide with each other, the regular reflection light 14 enters the light receiving element. FIG. 7B is a plan view of the document presence / absence detection sensor shown in FIG.
[0067]
Therefore, according to the present embodiment, with reference to FIG. 7C, the central axis 8a of the light emitting element 8 is shifted from the central axis 10a of the light emitting side lens 10 toward the light receiving element 9 side. With this configuration, the light component emitted from the light emitting element that is the basis of the regular reflection light 14 is blocked by the case 12. Thereby, regular reflection light can be prevented from entering the light receiving element. As a result, the surface of the printed circuit board 7 and the surface of the glass plate 15 can be made parallel, thereby reducing the thickness of the sensor portion of the image reading apparatus. As a result, the image reading apparatus can be downsized. FIG. 7D is a plan view of the document presence / absence detection sensor shown in FIG.
[0068]
The method of shifting the central axis 10a of the light emitting side lens 10 is not limited to the above embodiment, and may be shifted in any direction as long as regular reflection light can be prevented from entering the light receiving element. In short, it is only necessary that the optical axis of the light emitted from the light emitting element and passed through the light emitting side lens is tilted so as not to be perpendicular to the plane of the printed circuit board. This is effective in both the document presence / absence detection sensor and the document size detection sensor.
[0069]
In the above embodiment, the case where the document presence / absence detection sensor and the document size detection sensor according to the present invention are used in a copying machine is exemplified. However, the present invention is not limited to this, and a multifunctional copying machine is used. The present invention can also be applied to other image reading apparatuses.
[0070]
The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
[0071]
【The invention's effect】
As described above, according to the document presence / absence detection sensor and document size detection sensor according to the present invention, it is possible to reduce the specularly reflected light component that affects the characteristics and to improve the characteristics. In addition, according to the image reading apparatus of the present invention, it is possible to reduce the size in the height direction.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a conceptual diagram for explaining a document presence / absence detection sensor according to a first embodiment.
FIG. 2 is a conceptual diagram for explaining a document presence / absence detection sensor according to a second embodiment.
FIG. 3 is a conceptual diagram for explaining a document presence / absence detection sensor according to a third embodiment.
FIG. 4 is a conceptual diagram for explaining a document size detection sensor according to a fourth embodiment.
FIG. 5 is a conceptual diagram for explaining a document size detection sensor according to a fifth embodiment.
FIG. 6 is a conceptual diagram for explaining a document size detection sensor according to a sixth embodiment.
FIG. 7 is a conceptual diagram for explaining a document presence / absence detection sensor according to a seventh embodiment.
FIG. 8 is a conceptual diagram for explaining a document presence / absence detection sensor of a conventional reflected light amount comparison method.
FIG. 9 is a conceptual diagram for explaining a document presence / absence detection sensor of a triangulation method.
FIG. 10 is a diagram illustrating an arrangement example of sensors.
FIG. 11 is a conceptual diagram for explaining in detail the principle of the triangulation method.
FIG. 12 is another conceptual diagram for explaining the principle of the conventional triangulation method in more detail.
FIG. 13 is a diagram showing the relationship between output and distance in a conventional triangulation method.
FIG. 14 is a conceptual diagram of a copying machine.
FIG. 15 is a diagram showing problems of the triangulation method.
FIG. 16 is a conceptual diagram of a conventional apparatus in which the problems of the triangulation method are improved.
[Explanation of symbols]
7 Printed circuit board, 8 Light emitting element, 9 Light receiving element, 14 Regular reflection light, 15 Glass plate, 24 Original.

Claims

A document presence / absence detection sensor that detects the presence / absence of an object by projecting light from a light emitting element onto an object placed on a glass plate and receiving reflected light diffusely reflected from the object by a light receiving element. Because
A printed circuit board arranged in parallel with the glass plate ;
A light-emitting element and a light-receiving element provided on the printed circuit board apart from each other;
A light emitting side lens provided between the light emitting element and the object;
A light receiving side lens provided between the light receiving element and the object;
Of the light components that are provided between the light emitting element and the object and are emitted from the light emitting element, the light component is projected onto the glass plate , is specularly reflected, and is converted into specularly reflected light to block the light component toward the light receiving element. A document presence / absence detection sensor.

2. The document presence / absence detection sensor according to claim 1, wherein the light shielding unit includes a slit-shaped light shielding member that is provided on the light emitting side lens and blocks a part of light emitted from the light emitting side lens.

The document presence / absence detection sensor according to claim 2, wherein a size of the slit-shaped light shielding member is selected so as to completely block the light component that becomes the regular reflection light.

2. The document presence / absence detection sensor according to claim 1, wherein the light shielding unit includes a pinhole-shaped light shielding member that is provided on the light emitting side lens and blocks a part of light emitted from the light emitting side lens. .

The document presence / absence detection sensor according to claim 4, wherein the pinhole size of the pinhole-shaped light shielding member is selected so that the light component that becomes the regular reflection light can be completely blocked.

The light-shielding means is formed by molding the light-emitting element with a resin so that only light that is emitted from the light-emitting element and directed upward in a substantially vertical direction is incident on the light-emitting side lens. Document presence detection sensor described in 1.

A document size detection sensor that detects the size of an object by projecting light from a light emitting element onto an object placed on a glass plate and receiving reflected light diffusely reflected from the object by a light receiving element. Because
A printed circuit board arranged in parallel with the glass plate ;
A light-emitting element and a light-receiving element provided on the printed circuit board apart from each other;
A light emitting side lens provided between the light emitting element and the object;
A light receiving side lens provided between the light receiving element and the object;
Of the light components that are provided between the light emitting element and the object and are emitted from the light emitting element, the light component is projected onto the glass plate , is specularly reflected, and is converted into specularly reflected light to block the light component toward the light receiving element. A light shielding means,
A plurality of the light emitting elements are provided, and the light shielding unit is a document size detection sensor provided between the object and each of the light emitting elements .

The document size detection sensor according to claim 7 , wherein a toroidal lens is provided above the light receiving side lens.

9. The document size detection sensor according to claim 7 , wherein one light emitting element and a light receiving element are provided as one package, and the other light emitting element is attached to the printed circuit board.