JP3631651B2 - 用紙サイズ検出装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、用紙サイズ検出装置に関し、特に、複数の用紙のサイズを正確に検出することができる用紙サイズ検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
複写機においては、通常、その複写機が複写できる最大のサイズ(大きさ)以下の各種のサイズの用紙(紙その他の媒体)が複写される。当該最大のサイズは、用紙を載置するプラテンガラスのサイズに略等しい。また、複写機において用いられる用紙としては、通常、JIS(日本工業規格)によるいわゆるA列の用紙とB列の用紙とがあリ、更に、各列毎に0番乃至10番のサイズがある。更に、A列又はB列の同一のサイズの用紙であっても、用紙が長方形であるため、複写機の原稿台上に用紙を載置した際の方向により、縦及び横の区別が生じる。
【0003】
ところで、複写機においては、通常、用紙のサイズを自動的に検出する(自動用紙サイズ検出)ことが行われる。自動用紙サイズ検出機能を実現するためには、通常、光センサを備える用紙サイズ検出装置が用いられる。しかし、光センサは高価であり、用紙サイズ検出装置ひいては複写機の製造コストを下げるためには、使用する光センサの個数を少なくする必要がある。そこで、できるだけ少ない個数の光センサで各種のサイズの用紙を正確に検出するために、光センサはある特定の位置に配置される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
従来、最大でA列2番の用紙を複写することができる複写機(以下、A2複写機)においては、図8に示すように、7個の光センサ(ビームセンサ)110乃至116を必要としていた。即ち、A2複写機においては、通常、A列のA2R(A列2番、Rは複写機の長さ方向に載置した場合を示す、以下同じ)、A3R、A4R、A5R、A3、A4、A5の用紙100と、B列のB3R、B4R、B5R、B4、B5の用紙100とを、識別しなければならない(これ以下のサイズの検出は、通常、必要とされない)。そこで、光センサ110乃至116を図8に示す位置に配置して、当該7個の光センサの図9に示すオン/オフの組み合わせにより、これらの12種類の用紙100を識別している。図9において、丸印は当該光センサのオンを示す。例えば、図9において光センサ110乃至116が全てオンの場合、これらから出力された光(ビーム)S0乃至S6が用紙100で反射して再度の光センサに入射したのであるから、図8から当該用紙100はA2Rであることが判る。
【0005】
しかし、このような光センサ110乃至116の配置によれば、12種類の用紙100を識別するために、7個の光センサ(1ビームセンサ)を使用する。このため、複写機のコストに、当該光センサの単価の7倍のコストが組み込まれてしまう。即ち、光センサの単価をa(円)とすると、7aがコストに加わる。
【0006】
ところで、光センサの種類として、1ビームセンサと3ビームセンサとがある。1ビームセンサは、図8に示すように、光センサとして1個に構成され、1個のビームを出力しその反射光を検出する。3ビームセンサは、図10に示すように、光センサとして外観は1個に構成されるが、実際には3個のビームを独立に出力しその反射光を独立に検出する。3ビームセンサのコストは、1ビームセンサのそれの3倍ではなく、約1.1倍程度に止まる。
【0007】
そこで、このコストの差に着目して、本発明者は、前述の12種類の用紙100を識別するA2複写機において、図10に示すように、光センサを配置した複写機について検討した。この複写機は、図10に示す2個の3ビームセンサ117及び119と2個の1ビームセンサ118及び120とを用い、図12に示すオン/オフの組み合わせにより、これらの12種類の用紙100を識別することができる。図11は、3ビームセンサ117及び119(のサイズ)を1ビームセンサ118及び120との対比において示す。なお、図8においては個々の光センサとビームとが対応しているが、図10においてはビームS0乃至S2が1個の3ビームセンサ117で出力及び検出され、ビームS4乃至S6が1個の3ビームセンサ119で出力及び検出される。
【0008】
この場合の複写機の用紙サイズ検出装置のコストには、光センサの分のコストとして、1ビームセンサの単価をaとすると、2a+2(a×1.1)=4.2aがコストに加わる。このような本発明者の検討によれば、3ビームセンサを用いることにより、前述した従来の光センサの分のコスト7aよりも、複写機の用紙サイズ検出装置における光センサの分のコストを低減することができる。従って、1ビームセンサを使用せずに3ビームセンサのみを用いることができれば、用紙サイズ検出装置ひいてはこれを備える複写機における光センサの分のコストを更に低減することができる。
【0010】
本発明は、複数の用紙のサイズを正確に検出することができる用紙サイズ検出装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
図1は、本発明の原理構成図であり、本発明による用紙サイズ検出装置を備える複写機における光センサの構成を示す。この用紙サイズ検出装置又は複写機は、A列の2番乃至5番の用紙20を第1の方向(複写機の長さ方向、Rを付加して表す)に載置した場合の当該用紙20と、A列の3番乃至5番の用紙20を第1の方向に直交する第2の方向(複写機の幅方向)に載置した場合の当該用紙20と、B列の3番乃至5番の用紙20を第1の方向に載置した場合の当該用紙20と、B列の4番及び5番の用紙20を第2の方向に載置した場合の当該用紙20とを、識別する。
【0012】
この用紙サイズ検出装置又は複写機は、前記識別のために、その各々が3個のビームを検出する第1乃至第3の3ビームセンサを備える。第1の3ビームセンサは、その3個のビームの位置が、第1の方向の一辺において隣接し、かつ、第1の方向に載置したA列の4番の用紙20の載置されるべき位置と第1の方向に載置したB列の5番の用紙20の載置されるべき位置との間、第1の方向に載置したB列の5番の用紙20の載置されるべき位置と第1の方向に載置したA列の5番の用紙20の載置されるべき位置との間、及び、第1の方向に載置したA列の5番の用紙20の載置されるべき位置と第2の方向に載置したB列の5番の用紙20の載置されるべき位置との間に、位置するように配置される。第2の3ビームセンサは、その3個のビームの位置が、第2の方向の一辺において隣接し、かつ、第2の方向に載置したA列の4番の用紙20の載置されるべき位置と第2の方向に載置したB列の5番の用紙20の載置されるべき位置との間、第2の方向に載置したB列の5番の用紙20の載置されるべき位置と第2の方向に載置したA列の5番の用紙20の載置されるべき位置との間、及び、第2の方向に載置したA列の5番の用紙20の載置されるべき位置と第1の方向に載置したB列の5番の用紙20の載置されるべき位置との間に、位置するように配置される。第3の3ビームセンサは、その3個のビームの位置が、第1及び第2の方向に共に斜めに交わる方向において隣接し、かつ、第1の方向に載置したA列の2番の用紙20の載置されるべき位置と第1の方向に載置したB列の3番の用紙20の載置されるべき位置との間、第1の方向に載置したB列の3番の用紙20の載置されるべき位置と第2の方向に載置したA列の3番の用紙20の載置されるべき位置との実質的な交点、及び、第1の方向に載置したB列の3番の用紙20の載置されるべき位置と第1の方向に載置したA列の3番の用紙20の載置されるべき位置との間に、位置するように配置される。
【0013】
本発明の用紙サイズ検出装置を備える複写機によれば、図1に示す3個の3ビームセンサのみを用い、図2に示すオン/オフの組み合わせにより、前述の12種類の用紙20を識別することができる。この場合の複写機のコストには、光センサの分のコストとして、1ビームセンサの単価をaとすると、3(a×1.1)=3.3aがコストに加わる。従って、従来の光センサの分のコスト7a、及び、本発明に先立って本発明者が検討したコスト4.2aよりも、用紙サイズ検出装置ひいては複写機における光センサの分のコストを低減することができる。これにより、価格競争の激しい複写機において、複写機全体のコストを有効に低減することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
図3は、複写機説明図であり、図1及び図2に示す本発明の光センサを有する用紙サイズ検出装置を備える複写機の構成の概略を示す。特に、図3(A)は平面図を示し、図3(B)断面図を示す。図3(A)は図1に対応する。
【0015】
この複写機において、図3(B)に示すように、用紙20は透明なプラテンガラス2上に載置される。プラテンガラス2は、当該複写機の筐体1の上部に嵌め込まれる。プラテンガラス2のサイズは、図3(A)に示すように、当該複写機において複写できる最大のサイズであるA列2番の用紙20と略等しい(やや大きい)。プラテンガラス2に沿う筐体1の上部の表面には、用紙20の載置すべき位置を示す目盛りが表示される。実際には、図1に示すように、目盛りと共に、当該位置に載置すべき用紙20のサイズも「A2R」のように表示される。更に、用紙20の一隅を位置付けるべき角部が、例えば図3(A)に示す筐体1の上部の表面に描かれた矢印(及び説明書き)により表示される。
【0016】
この複写機は、12種類の用紙(紙、透明フィルム、その他の媒体)20を識別する。即ち、A列の2番乃至5番(A2乃至A5)の用紙20を第1の方向に載置した場合の当該用紙20を識別する。A列の3番乃至5番(A3乃至A5)の用紙20を第1の方向に直交する第2の方向に載置した場合の当該用紙20を識別する。B列の3番乃至5番(B3乃至B5)の用紙20を第1の方向に載置した場合の当該用紙20を識別する。B列の4番及び5番(B4乃至B5)の用紙20を第2の方向に載置した場合の当該用紙20を識別する。
【0017】
A列及びB列は、いずれもJIS(日本工業規格)による紙加工仕上げ寸法の系列であり、広く普及している。図5に、JISにおいて規格として定められているA列及びB列の0番乃至10番の紙の寸法を示す。図5から判るように、用紙20はいずれも長方形であり、各々長辺及び短辺(縦方向及び横方向)を有する。
【0018】
第1の方向とは、図3(A)に示すように、当該複写機の長さ方向であり、プラテンガラス2の長辺方向である。第1の方向に用紙20を載置した場合は、例えばA2Rのように、当該用紙20のサイズA2にRを付加して表される。第2の方向とは、第1の方向に直交し、当該複写機の幅方向であり、プラテンガラス2の短辺方向である。第2の方向に用紙20を載置した場合は、例えばA3のように、当該用紙20のサイズA3をそのまま用いて表される。第1及び第2の方向に用紙20を載置するとは、当該方向に用紙20の長辺を合わせて(縦長になるように)載置することを言う。
【0019】
なお、図1等において、用紙20のサイズと共に表示されている値(複写機には表示されない)は、当該用紙20の実際の寸法(単位mm)である。また、光センサ3等の各ビームSと共に表示されている値(複写機には表示されない)は、当該各ビームSの光中心の位置(単位mm)を示す。いずれの原点も、図3(A)において矢印で示されるプラテンガラス2の左上隅である。
【0020】
また、用紙20のサイズと各ビームSとの関係を判り易くするために、図6及び図7に当該関係を示す。図6は、図1(及び図3)における第1の方向に載置されたA2R等の用紙20のみを抜き出して、各ビームSとの関係を示す。図7は、図1(及び図3)における第2の方向に載置されたA3等の用紙20のみを抜き出して、各ビームSとの関係を示す。
【0021】
12種類の用紙20の識別のために、この複写機は、第1乃至第3の(3個の)3ビームセンサ3乃至5を備える。3ビームセンサ3乃至5は、その各々が、3個のビームを検出する。3ビームセンサは、図4(B)に示すように、光センサとして外観は1個に構成されるが、実際には3個のビームを独立に出力し、その反射光を独立に検出する。このために、各々の3ビームセンサは、3対の発光素子(例えば、発光ダイオード)及び受光素子(フォトトランジスタ)を有する。即ち、3対の受発光素子を有する。1個のビーム又は1対の受発光素子の直径は13mmであり、隣接するビームとの中心間の距離は38mmである。この明細書では、1対の受発光素子又はこれが出力し又はこれに入射する1個のビームを記号Sを用いて表す。3ビームセンサ3乃至5において、図4(B)に示すように、3対の受発光素子は一列に設けられる。3ビームセンサ3乃至5は、3個分の1ビームセンサと同等の機能を果たすが、そのコストは、前述のように、1ビームセンサの約1.1倍である。3ビームセンサ3乃至5としては、例えばオムロン株式会社製の3ビームセンサを用いる。
【0022】
図3(B)に示すように、3ビームセンサ3乃至5は、筐体1の下部の内側表面に設けられる。3ビームセンサ3乃至5の発光素子から実質的にその垂直方向に出力された1個のビームが用紙20で反射されると、その反射光が受光素子に入射して、当該ビームセンサはオンとされる(ビームが検出される)。これは、その位置に用紙20があることを示す。当該ビームに対応する位置に用紙20がないと、当該ビームが用紙20で反射されないので、反射光が受光素子に入射せず、当該ビームセンサはオフとされる(ビームが検出されない)。なお、図3(B)において、図示の便宜上、ビームがプラテンガラス2で反射されるように描いているが、実際は用紙20で反射される。
【0023】
第1の3ビームセンサ3は、3個のビームS6、S5、S4の出力及びその反射光の検出を行う。3個のビームS6、S5、S4の位置は、第1の方向の一辺において隣接し、かつ、以下の位置となるように配置される(図1、図6、図7参照)。なお、図1等におけるビームS6等は、図8及び図10における同一の符号のビームと概略において対応する位置にあることを表すのみである。
【0024】
即ち、ビームS6は、第1の方向に載置したA列の4番(A4R)の用紙20の載置されるべき位置と第1の方向に載置したB列の5番(B5R)の用紙20の載置されるべき位置との間に位置させられる。具体的には、A4R用紙20の短辺が存在すべき位置とB5R用紙20の短辺が存在すべき位置との間に位置させられる。図1等から判るように、A4R用紙20の短辺が存在すべき位置は、A3用紙20の長辺が存在すべき位置と等しい。また、B5R用紙20の短辺が存在すべき位置は、B4用紙20の長辺が存在すべき位置と等しい。従って、ビームS6の位置を定めるために、これらの用語を入れ換えてもよい。この言い換えは以下の各ビームの位置についても同様である。
【0025】
ビームS5は、第1の方向に載置したB列の5番(B5R)の用紙20の載置されるべき位置と第1の方向に載置したA列の5番(A5R)の用紙20の載置されるべき位置との間に位置させられる。図1等から判るように、B5R用紙20の短辺が存在すべき位置は、B4用紙20の長辺が存在すべき位置と等しい。また、A5R用紙20の短辺が存在すべき位置は、A4用紙20の長辺が存在すべき位置と等しい。
【0026】
ビームS4は、第1の方向に載置したA列の5番(A5R)の用紙20の載置されるべき位置と第2の方向に載置したB列の5番(B5)の用紙20の載置されるべき位置との間に位置させられる。前術のように、A5R用紙20の短辺が存在すべき位置は、A4用紙20の長辺が存在すべき位置と等しい。
【0027】
第2の3ビームセンサ4は、その3個のビームS2、S1、S0の出力及びその反射光の検出を行う。3個のビームS2、S1、S0の位置は、第2の方向の一辺において隣接し、かつ、以下の位置となるように配置される(図1等参照)。
【0028】
即ち、ビームS2は、第2の方向に載置したA列の4番(A4)の用紙20の載置されるべき位置と第2の方向に載置したB列の5番(B5)の用紙20の載置されるべき位置との間に位置させられる。図1等から判るように、A4用紙20の短辺が存在すべき位置は、A3R用紙20の長辺が存在すべき位置と等しい。また、B5用紙20の短辺が存在すべき位置は、B4R用紙20の長辺が存在すべき位置と等しい。
【0029】
ビームS1は、第2の方向に載置したB列の5番(B5)の用紙20の載置されるべき位置と第2の方向に載置したA列の5番(A5)の用紙20の載置されるべき位置との間に位置させられる。図1等から判るように、B5用紙20の短辺が存在すべき位置は、B4R用紙20の長辺が存在すべき位置と等しい。また、A5用紙20の短辺が存在すべき位置は、A4R用紙20の長辺が存在すべき位置と等しい。
【0030】
ビームS0は、第2の方向に載置したA列の5番(A5)の用紙20の載置されるべき位置と第1の方向に載置したB列の5番(B5R)の用紙20の載置されるべき位置との間に位置させられる。図1等から判るように、A5用紙20の短辺が存在すべき位置は、A4R用紙20の長辺が存在すべき位置と等しい。
【0031】
第3の3ビームセンサは、その3個のビームS3、S(B)、S7の出力及びその反射光の検出を行う。3個のビームS3、S(B)、S7の位置は、第1及び第2の方向に共に斜めに交わる方向において隣接し、かつ、以下の位置となるように配置される(図1等参照)。なお、ビームS(B)は、後述するように、処理に用いられず、黒丸で示されるので、(B)と表記する。
【0032】
即ち、ビームS3は、第1の方向に載置したA列の2番(A2R)の用紙20の載置されるべき位置と第1の方向に載置したB列の3番(B3R)の用紙20の載置されるべき位置との間に位置させられる。図1等から判るように、A2R用紙20の長辺が存在すべき位置は、第2の方向に載置したA3用紙20の短辺が存在すべき位置と等しい。また、B3R用紙20の長辺が存在すべき位置は、B4用紙20の短辺が存在すべき位置と等しい。更に、ビームS3は、A3用紙20が載置されるべき位置(領域)に位置させられる。即ち、プラテンガラス2(A2Rの載置されるべき位置又は領域)を2等分した場合における原点側の領域に位置させられる。
【0033】
ビームS(B)は、第1の方向に載置したB列の3番(B3R)の用紙20の載置されるべき位置と第2の方向に載置したA列の3番(A3)の用紙20の載置されるべき位置との実質的な交点に位置させられる。図1等から判るように、B3R用紙20の長辺が存在すべき位置は、B4用紙20の短辺(の延長線)が存在すべき位置と等しい。また、A3用紙20の長辺が存在すべき位置は、A4R用紙20の短辺(延長線)が存在すべき位置と等しい。更に、ビームS(B)は、A3用紙20が載置されるべき位置(領域)の境界線上に位置させられる。即ち、プラテンガラス2(A2Rの載置されるべき位置又は領域)を2等分した場合における境界線上に位置させられる。
【0034】
ここで、実際に用紙20をプラテンガラス2を載置する際には、当該用紙20が載置されるべき位置と実際の位置との間に多少のずれが生じることは避けられない。従って、ビームS(B)による検出出力は、不安定なものになるので、後述するように、検出処理部6(図4(A)参照)により無視(廃棄)される。従って、また、ビームS(B)の位置は、実質的な交点に位置していればよく、厳密に当該交点に存在せずとも良い。
【0035】
ビームS7は、第1の方向に載置したB列の3番(B3R)の用紙20の載置されるべき位置と第1の方向に載置したA列の3番(A3R)の用紙20の載置されるべき位置との間に位置させられる。図1等から判るように、B3R用紙20の長辺が存在すべき位置は、B4用紙20の短辺(の延長線)が存在すべき位置と等しい。また、A3R用紙20の長辺が存在すべき位置は、A4用紙20の短辺(の延長線)が存在すべき位置と等しい。更に、ビームS7は、第2の方向に載置したA3用紙20が載置されるべき位置(領域)以外の位置に位置させられる。即ち、プラテンガラス2(A2Rの載置されるべき位置又は領域)を2等分した場合における原点側と反対側の領域に位置させられる。
【0036】
検出部8における3ビームセンサ3乃至5の9個のビームS0乃至S7及びS(B)の検出出力は、図4(A)に示すように、検出処理部6に入力される。検出処理部6は、これらの検出出力の組み合わせに基づいて、検出テーブル7を参照して、用紙20のサイズの判定を行い、結果を出力する。なお、前述したように、ビームS(B)は、検出処理部6による検出処理に使用されない。従って、実質的には8個のビームS0乃至S7のみが、検出結果の判定に用いられる。また、ビームS(B)の検出出力を検出処理部6に入力しないようにしても良い。
【0037】
検出処理部6は、当該複写機を制御するCPU(中央演算処理装置、図示せず)と主メモリ(図示せず)上に存在する検出処理プログラムとからなり、当該プログラムがCPU上で実行されることにより実現される。検出テーブル7は、不揮発性のメモリからなり、例えばEPROM(紫外線消去可能な読出専用メモリ)からなる。検出テーブル7は、図2に示される。図2において、図9と同様に、丸印は当該ビームの検出出力のオンを示す。
【0038】
例えば、図2において8個のビームが全てオンの場合、これらのビームが全て載置した用紙20により反射されたのであるから、図1等から当該用紙20はA2Rであることが判る。また、1個のビームS3のみがオフの場合、そのビームのみが載置した用紙20により反射されたのであるから、図1等から当該用紙20はB3Rであることが判る。以下、同様にして、前述の12種類の用紙20のサイズを検出することができる。
【0039】
以上、本発明をその実施態様により説明したが、本発明はその主旨の範囲において種々の変形が可能である。
【0040】
例えば、本発明は複写機に限らず、用紙のサイズを自動的に検出する用紙サイズ検出装置を備える電子機器に広く適用することができる。即ち、本発明による装置は、用紙サイズ検出装置として構成して、これを例えばスキャナ、ファクシミリ等の種々の電子機器に搭載することができる。
【0041】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、用紙サイズ検出装置において、その各々が3個のビームを検出する第1乃至第3の3ビームセンサを用い、これらを用紙の位置に対して所定の位置に配置することにより、3個の3ビームセンサのみで12種類の用紙を識別することができるので、用紙サイズ検出装置における光センサの分のコストとしては3個の3ビームセンサの分を付加するのみでよく、従って、用紙サイズ検出装置における従来の光センサの分のコストを大きく低減させ、結果として、用紙サイズ検出装置のコストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理構成図である。
【図2】複写機説明図である。
【図3】複写機説明図である。
【図4】複写機説明図である。
【図5】用紙説明図である。
【図6】複写機説明図である。
【図7】複写機説明図である。
【図8】従来技術説明図である。
【図9】従来技術説明図である。
【図10】関連技術説明図である。
【図11】関連技術説明図である。
【図12】関連技術説明図である。
【符号の説明】
1 筐体
2 プラテンガラス
3、4、5 3ビームセンサ
6 検出処理部
7 検出テーブル
20 用紙
Claims (1)
- A列の2番乃至5番の用紙を第1の方向に載置した場合の当該用紙と、A列の3番乃至5番の用紙を前記第1の方向に直交する第2の方向に載置した場合の当該用紙と、B列の3番乃至5番の用紙を前記第1の方向に載置した場合の当該用紙と、B列の4番及び5番の用紙を前記第2の方向に載置した場合の当該用紙とを、識別する用紙サイズ検出装置であって、
前記識別のために、その各々が3個のビームを検出する第1乃至第3の3ビームセンサを備え、
前記第1の3ビームセンサを、その3個のビームの位置が、前記第1の方向の一辺において隣接し、かつ、前記第1の方向に載置したA列の4番の用紙の載置されるべき位置と前記第1の方向に載置したB列の5番の用紙の載置されるべき位置との間、前記第1の方向に載置したB列の5番の用紙の載置されるべき位置と前記第1の方向に載置したA列の5番の用紙の載置されるべき位置との間、及び、前記第1の方向に載置したA列の5番の用紙の載置されるべき位置と前記第2の方向に載置したB列の5番の用紙の載置されるべき位置との間に、位置するように配置し、
前記第2の3ビームセンサを、その3個のビームの位置が、前記第2の方向の一辺において隣接し、かつ、前記第2の方向に載置したA列の4番の用紙の載置されるべき位置と前記第2の方向に載置したB列の5番の用紙の載置されるべき位置との間、前記第2の方向に載置したB列の5番の用紙の載置されるべき位置と前記第2の方向に載置したA列の5番の用紙の載置されるべき位置との間、及び、前記第2の方向に載置したA列の5番の用紙の載置されるべき位置と前記第1の方向に載置したB列の5番の用紙の載置されるべき位置との間に、位置するように配置し、
前記第3の3ビームセンサを、その3個のビームの位置が、前記第1及び第2の方向に共に斜めに交わる方向において隣接し、かつ、
前記第1の方向に載置したA列の2番の用紙の載置されるべき位置と前記第1の方向に載置したB列の3番の用紙の載置されるべき位置との間、前記第1の方向に載置したB列の3番の用紙の載置されるべき位置と前記第2の方向に載置したA列の3番の用紙の載置されるべき位置との実質的な交点、及び、前記第1の方向に載置したB列の3番の用紙の載置されるべき位置と前記第1の方向に載置したA列の3番の用紙の載置されるべき位置との間に、位置するように配置する
ことを特徴とする用紙サイズ検出装置。
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