CN1986362A - 纸张剩余量检测装置和图像形成装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种纸张剩余量检测装置，包括：变位构件，根据纸摞的厚度而位移；第一和第二光传感器，分别具有向变位构件射光的发光元件、和接收从发光元件发射且被变位构件反射的反射光的光敏元件；以及控制部，根据第一和第二光传感器的检测信号来判断纸张剩余量。此变位构件具有被照射来自发光元件的光并根据变位构件的位移量来进行移动的光照射区域。该光照射区域包括：第一和第二反射面，它们反射第一光传感器的发光元件照射的光，以分别使第一或第二光传感器的光敏元件接收该光；第三和第四反射面，它们反射第二光传感器的发光元件照射的光，以分别使第二或第一光传感器的光敏元件接收该光。由此，可判断纸张剩余量并有助于降低成本。

Description

纸张剩余量检测装置和图像形成装置

技术领域

本发明涉及检测纸摞的纸张的剩余量的纸张剩余量检测装置和使用此装置的图像形成装置。

背景技术

目前，在图像形成处理中使用的公知的纸张剩余量检测装置，例如有特开平4-358648号公报所公开的装置。此纸张剩余量检测装置使用纸放置板，该纸放置板的构成为：通过把纸从放置的纸摞上顺序送出去，伴随纸的减少而上升。此外，此检测装置包括：固定在纸放置板上的光反射体；多个发光元件，沿此光反射体的移动范围配置，向该光反射体照射光；和多个光敏元件，对应于各发光元件设置，接收来自光反射体的反射光。

根据从光敏元件输出的检测信号，判断从哪个发光元件发出的光经由光反射体被光敏元件接收，由此检测放置在纸放置板上的纸张的剩余量。采用这样的纸张剩余量检测装置，由于在没有纸之前，可以知道纸的补充时间，可以事前进行用于补充纸的订货等行动，防止断纸状态延续，使用上很方便。

可是，在所述专利文献的纸张剩余量检测装置中，必须设置多个价格昂贵的发光元件和光敏元件，存在有部件成本高的问题。

发明内容

本发明的目的是提供在有助于降低部件成本的基础上，可以有效地检测纸张的剩余量的纸张剩余量检测装置和使用此装置的图像形成装置。

为了达到此目的，本发明一方面提供的纸张剩余量检测装置包括：变位构件，根据所述纸摞的厚度而位移；第一和第二光传感器，分别具有向所述变位构件射光的发光元件、和接收从所述发光元件发射且被所述变位构件反射的反射光的光敏元件；以及控制部，根据所述第一和第二光传感器的检测信号来判断纸张剩余量，其中，所述变位构件具有光照射区域，所述光照射区域被照射来自所述发光元件的光，根据所述变位构件的位移量来进行移动，并且该光照射区域包括：第一反射面，反射所述第一光传感器的发光元件照射的光，以使所述第一光传感器的光敏元件接收该光；第二反射面，反射所述第一光传感器的发光元件照射的光，以使所述第二光传感器的光敏元件接收该光；第三反射面，反射所述第二光传感器的发光元件照射的光，以使所述第二光传感器的光敏元件接收该光；和第四反射面，反射所述第二光传感器的发光元件照射的光，以使所述第一光传感器的光敏元件接收该光。

此外，为了达到此目的，本发明另一方面提供的图像形成装置包括：纸存放部，存放纸摞；图像形成部，对从所述纸摞抽出的纸实施图像形成处理；以及如上所述的纸张剩余量检测装置。

按照所述构成，在预先建立形成于变位构件的光照射区域中的第一～第四反射面的配置顺序与存放的纸张的剩余量的关系的情况下，通过检测由哪个发光元件发光，哪个光敏元件接收到光，来可以判断存放在纸存放部的纸张剩余量。而且，没有必要像以往那样，在对应于变位构件的位移量的各位置上设置多个价格昂贵的光传感器，其结果，有助于降低纸张剩余量检测装置中以及图像形成装置中的部件成本。

附图说明

图1为表示使用本发明的纸张剩余量检测装置的打印机内部结构的一种实施方式的剖切立体图。

图2为表示在图1的打印机中使用的盒用框体的一种实施方式的立体图，表示纸盒从盒用框体拉出的状态。

图3为表示盒用框体的一种实施方式的立体图，表示纸盒装入盒用框体内的状态。

图4为从斜下方看盒用框体的立体图。

图5为图3的V-V线剖面图。

图6为表示纸张剩余量检测装置的一种实施方式的立体图。

图7为图6的纸张剩余量检测装置中具有的扇形体的放大图。

图8A～8G为根据表1所示的内容绘成的图，分别是：图8A为扇形体的第一区段面对光传感器的状态，图8B为扇形体的第二区段面对光传感器的状态，图8C为扇形体的第三区段面对光传感器的状态，图8D为扇形体的第四区段面对光传感器的状态，图8E为扇形体的第五区段面对光传感器的状态，图8F为扇形体的第六区段面对光传感器的状态，图8G为扇形体的第七区段面对光传感器的状态。

图9为表示纸张剩余量检测装置的电结构的一种实施方式的框图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。

图1为表示使用本发明的纸张剩余量检测装置40的打印机10的内部结构的一种实施方式的剖切立体图。此外，把在图1中的X-X方向称为左右方向(宽度方向)，把Y-Y方向称为前后方向，具体把-X方向称为左方，把+X方向称为右方，把-Y方向称为前方，把+Y方向称为后方。

如图1所示，打印机(图像形成装置)10包括装在装置主体11内的：纸存放部12，在下部形成，存放供印刷处理用的纸P；图像形成部13，对从存放在此纸存放部12的纸摞P1一张张抽出的纸P，实施图像的转印处理；以及定影部14，对在此图像形成部13实施了转印处理后的纸P，实施定影处理，并且在装置主体11的顶部设置有把在定影部14实施了定影处理的纸P排出的出纸部15。

在装置主体11的左侧壁上，在它的大约上半部分的位置上，设置可以打开关闭的维护用门111，通过打开此门111，可以把装置主体11的内部向外露出。在装置主体11的前面壁上，设置兼作开闭门的手动供纸盘112，通过使此手动供纸盘112向前方倾斜，以手送方式可把纸P走过纸盒112的上面而向图像形成部13内提供。

在装置主体11的前面的上边缘部，形成向前方前端向下倾斜的倾斜面，在此倾斜面上设置操作面板113和LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)114。从操作面板113输入各种操作信息，并且把对图像形成处理的各种注释向LCD(通知元件)114进行文字输出。

在纸存放部12中，设置有与装置主体11形成一体的用于安装纸盒的框体(在说明书中有时简称为“盒用框体”)20，以及装有纸摞P1的规定数量(本实施方式中为一个)的纸盒30，它可以自如地从前方一侧装入此盒用框体20或从中取出。纸P从纸盒30内的纸摞P1一张张抽出后，通过设置在供纸通道121和此供纸通道121下游端的对准辊对122，提供给图像形成部13。

图像形成部13根据从计算机等传送来的图像信息，在纸P上实施调色剂像的转印处理。图像形成部13设置成：沿着可以绕在宽度方向延伸的鼓中心转动的感光鼓131的圆周面，从该感光鼓131正上方位置向顺时针方向配置有带电器132、曝光装置133、显影装置134、转印辊135和清洁装置136。

感光鼓131用于在圆周面上形成静电潜影、以及对应此静电潜影的调色剂像。在感光鼓131的圆周面上形成有非晶态硅层。

带电器132用于在绕鼓中心顺时针方向转动的感光鼓131的圆周面上，形成均匀的电荷。在图1所示的例子中，带电器132采用通过电晕放电，把电荷赋予在感光鼓131圆周面上的方式。此外，替代带电器132，也可以采用带电辊作为把电荷赋予在感光鼓131圆周面上的构件，带电辊圆周面边抵接在感光鼓131的圆周面上，边被动旋转，同时赋予电荷。

曝光装置133根据从计算机等外部仪器传送来的图像数据，赋予强弱不同的激光，把激光照射到转动着的感光鼓131圆周面上。通过去除感光鼓131圆周面上被激光照射的部分的电荷，在该感光鼓131圆周面上形成静电潜影。

显影装置134通过向感光鼓131圆周面上提供调色剂颗粒，使调色剂颗粒附着在圆周面上形成静电潜影的部分上，在感光鼓131圆周面上形成调色剂像。

转印辊135对送到感光鼓131正下方位置的纸P，把在感光鼓131圆周面上形成的带正电的调色剂像，转印到纸P上。转印辊135给纸P赋予与调色剂像的电荷极性相反的负电荷。

因此，纸P到达感光鼓131正下方位置后，用转印辊135和感光鼓131按压夹持，并带负电。然后，把带正电的感光鼓131圆周面上的调色剂像向此纸P的表面剥离，这样对纸P实施转印处理。

清洁装置136去除转印处理后残留在感光鼓131圆周面上的调色剂，进行清洁。用此清洁装置136来清洁好的感光鼓131圆周面，为了下一次图像形成处理，重新朝向带电器132转动。

定影部14对用图像形成部13实施了转印处理后的纸P的调色剂像，通过加热实施定影处理。定影部14具有电热体装在壳体内部的热辊141，以及位于此热辊141下部并且其圆周面与热辊141的圆周面相面对配置的压辊142。对纸P实施转印处理后，纸P通过绕辊心向顺时针方向驱动转动的热辊141、和绕辊心向逆时针方向被动旋转的压辊142之间的夹缝部，从热辊141得到热量，这样实施定影处理。对纸P实施定影处理后，纸P通过出纸通道143，向出纸部15排出。

通过使装置主体11顶部下凹，形成出纸部15。在此下凹的凹陷部的底部，形成有接受排出的纸P的出纸盘151。

本发明实施方式的纸张剩余量检测装置40被设置在这样的打印机10的纸存放部12中的盒用框体20上。下面，因与纸盒30相关联，首先对盒用框体20进行说明。图2和图3是表示盒用框体20的一种实施方式的立体图，分别为：图2表示纸盒30从盒用框体20拉出的状态，图3表示纸盒30装入盒用框体20内的状态。此外，图4是从斜下方看盒用框体20的立体图。再有，图5是图3的V-V线剖面图。此外，图2～图5中的X和Y表示的方向与图1的情况相同(X为左右方向(-X：左方，+X：右方)，Y为前后方向(-Y：前方，+Y：后方))。

如这些图所示，盒用框体20具有宽度方向的一对侧板21、架在这一对侧板21的后边缘部之间的后板22、架在这一对侧板21和后板22的上边缘部之间的顶板23，该盒用框体20从正面看形成倒U字形。在这样的盒用框体20上，形成插入抽出开口24。插入抽出开口24是在把各侧板21和后板22的边缘部，用螺丝或焊接等固定在装置主体11的底板115上的状态下，可以把纸盒30从前面一侧插入盒用框体20，或从中抽出的开口。

利用由所述一对侧板21、后板22、顶板23和装置主体11的底板115包围的空间，形成用于安装纸盒30的安装空间V。此外，在本实施方式中，顶板23还具有作为从纸盒30抽出的纸P的运送通道的功能。

如图5所示，在盒用框体20的前方上部，设置有架在一对侧板21之间的搓纸辊25。在此搓纸辊25的前方位置的一对侧板21之间，设置有上下面对配置的输送辊对26。搓纸辊25在纸盒30装在安装空间V中的状态下，通过图中省略的驱动电动机，绕轴心驱动转动，把纸摞P1最上面的纸P向前方抽出。

输送辊对26把用搓纸辊25抽出的纸P，夹持在夹缝部中，折返到顶板23上。为了使纸P折返，在盒用框体20的前端上边缘部设置有圆弧导板261，沿输送辊对26内的上侧形成圆弧形。纸P用输送辊对26输送后，被引导到此圆弧导板261的里面，并朝向顶板23上面。

在这样的盒用框体20中，在搓纸辊25稍后方的位置上，设置有本实施方式的纸张剩余量检测装置40，在后面将对此进行详细叙述。

纸盒30具有：盒主体31，它是上面开口的扁平箱形；升降板32，使装在此盒主体31内的纸摞P1升高；以及压缩螺旋弹簧33，对此升降板32向上方施加作用力。

盒主体31包括：平面看呈矩形的底板311，它的尺寸被设定成可以装在所述盒用框体20的安装空间V内；宽度方向的一对侧板312，设置成垂直于此底板311宽度方向的各侧边缘部；装饰板313，固定成抵接在底板311和各侧板312的前边缘部；以及后板314，设置成垂直于底板311的后边缘部。在盒主体31的内部，形成有存放纸摞P1的存放空间V1。

把纸摞P1放置在升降板32上。在升降板32的左右边缘部设置有一对前后方向长的宽度限制导向件321，设置成向上方突出，限制纸摞P1在宽度方向上的移动。在升降板32的后端部设置有后端限制导向件322，用于限制纸摞P1的后端位置。通过把纸P放置在升降板32上的由这一对宽度限制导向件321和后端限制导向件322包围的范围内，对纸P进行在存放空间V1内的定位。

升降板32的后方位置支承在架在一对侧板312下方位置之间的支承轴34上，升降板32可以绕支承轴34自由转动。压缩螺旋弹簧33位于比支承轴34靠前方的位置上，以压缩的状态设置成被夹在底板311和升降板32之间。因此，在升降板32上始终作用有由压缩螺旋弹簧33的推压力产生的绕支承轴34向逆时针方向(也就是升降板32的前边缘部向上方)的作用力。

此外如图5所示，升降板32的前边缘部嵌入在装饰板313里面一侧形成的凹陷部313a中。通过前边缘部干扰凹陷部313a的上边缘部，升降板32就不再绕支承轴34向逆时针方向转动(也就是前边缘部不上升)。

在本实施方式中，设置有前后方向长的接触板(抵接板)35，它被设置成从升降板32的左边缘部向左方突出。此抵接板35用于通过干扰纸张剩余量检测装置40的后面叙述的撞击器52，借助该撞击器52使扇形体55绕转动轴51整体转动。

在这样构成的纸盒30中，在用一对宽度限制导向件321和后端限制导向件322定位的状态下，把纸摞P1放置在升降板32上，如果把此状态的纸盒30从插入抽出开口24，插入到盒用框体20的安装空间V内，则首先，纸摞P1的最上面与圆弧导板261滑动接触。在此状态下，如果继续进行把纸盒30推入到安装空间V内的操作，则用圆弧导板261相对地按压纸摞P1。通过此按压对抗压缩螺旋弹簧33的作用力，升降板32绕支承轴34向顺时针方向转动，纸摞P1在圆弧导板261上挤过去。这样把纸盒30安装在盒用框体20的安装空间V内。

然后，在纸盒30安装到盒用框体20的安装空间V中的状态下，依靠压缩螺旋弹簧33的作用力，纸摞P1最上面的纸P被按压成抵接在搓纸辊25上的状态。在此状态下，通过驱动搓纸辊25绕轴心向逆时针方向转动，用搓纸辊25抽出纸摞P1最上面的纸P。被抽出的纸P的前端直接被输送辊对26的夹缝部咬住，并被用力拉出，引导到圆弧导板261，向顶板23上排出。

本实施方式的纸张剩余量检测装置40就是安装在这样的盒用框体20上。图6是表示纸张剩余量检测装置40的一种实施方式的立体图。下面参照图6和根据需要参照图1～图5，对纸张剩余量检测装置40进行说明。此外，图6中的用X和Y表示的方向，与图2的情况相同(X为左右方向(-X：左方，+X：右方)，Y为前后方向(-Y：前方，+Y：后方))。

如图6所示，纸张剩余量检测装置40包括：变位构件50，它根据放置在升降板32上的纸摞P1的厚度而位移(改变位置)；一对光传感器60(第一光传感器61和第二光传感器62)，向此变位构件50照射光；以及控制部70，它根据来自一对光传感器60的检测信号，判断纸张的剩余量。

变位构件50包括转动轴51、撞击器52、突起片53、拉伸螺旋弹簧54和扇形体(相当于本发明所要保护的“扇形构件”)55。转动轴51配置成在比盒用框体20内的搓纸辊25稍靠后方的位置，向左右方向延伸，是可以绕其轴心转动的轴。撞击器52是向斜前方突出设置的构件，它可以从转动轴51的左方位置与抵接板35抵接。突起片53是从转动轴51的右端部向上方突出没置的构件。拉伸螺旋弹簧54以拉伸的状态，架设在突起片53上端和盒用框体20顶板23的前方一侧适当部位之间。扇形体55为扇形的板状构件，其圆弧边缘部的曲率中心附近固定在转动轴51的左端部。

转动轴51的左端部以滑动接触的状态，贯穿盒用框体20的左侧板21，另一方面，它在比突起片53稍靠左的位置，以滑动接触的状态，贯穿从盒用框体20顶板23垂下的轴承杆231(图4)的下端部。转动轴51以支承在这些侧板21和轴承杆231的状态，绕其轴心转动。

通过驱动搓纸辊25，从放置在升降板32上的纸摞P1一张张抽出纸P，升降板32依靠压缩螺旋弹簧33的作用力，一点点绕支承轴34向逆时针方向转动，与此相对应，与升降板32成为一体的抵接板35一点点上升。由于此上升，使撞击器52的前端朝向上方，转动轴51绕轴心向逆时针方向转动。通过此转动，固定在转动轴51的左端面的扇形体55绕曲率中心(也就是转动轴51的轴心)，向逆时针方向转动。

在本实施方式中，如表示扇形体55放大图的图7所示，在变位构件50的一个构成要素的扇形体55的左面(与光传感器60相对的面)，具有光照射区域R，光从光传感器60的发光元件向它照射。本实施方式的光照射区域R，包括反射来自光传感器60的光的多个反射面56、以及吸收来自光传感器60的光的多个吸收面57，成为沿扇形体55的圆弧曲线延伸的弯曲面。光照射区域R由于在扇形体55上形成一体，按照扇形体55的位移量(转动轴51的转动量)移动。控制部70根据用光传感器60对包括反射面56和吸收面57的光照射区域R的投射光以及接收光的结果，对放置在升降板32上的纸P的剩余量进行判断处理。

光照射区域R包括：第一照射范围R1，它与配置在光传感器60内上方的第一光传感器61相面对；和第二照射范围R2，它与配置在下方的第二光传感器62相面对。其中，设定在扇形体55的圆弧边缘部形成的最大圆弧曲线C1、由扇形体55的曲率半径大体一半的曲率半径形成的最小圆弧曲线C2、以及由这些最大圆弧曲线C1和最小圆弧曲线C2的中间曲率半径形成的中间圆弧曲线C3。第一照射范围R1是位于最小圆弧曲线C2和中间圆弧曲线C3之间范围的圆弧面。第二照射范围R2是位于最大圆弧曲线C1和中间圆弧曲线C3之间范围的圆弧面。

第一和第二照射范围R1、R2都向曲率半径方向分成七等份，各区段T(在图6和图7)中从前方向后方，称为第一～第七区段T1～T7)形成反射面56或吸收面57。反射面56包括：垂直反射面561，由大体垂直于从光传感器60水平照射的光的光路的面构成；以及倾斜反射面562，它相对于此垂直反射面561倾斜规定角度。在本实施方式中，倾斜反射面562形成从最大圆弧曲线C1一侧或从最小圆弧曲线C2一侧向中间圆弧曲线C3一侧，前端向下倾斜。这样的倾斜反射面562的倾斜角度设定为：使从第一光传感器61向倾斜反射面562照射的光朝向第二光传感器62，并使从第二光传感器62向倾斜反射面562照射的光朝向第一光传感器61。

相对于这些反射面56，吸收面57是基本不产生反射光的面。吸收面57以向右方降低一个台阶而形成，并且涂敷有黑色的涂料。黑色涂料吸收从光传感器60照射的光。

在本实施方式的第一照射范围R1中，把第一区段T1设定成垂直反射面561(第一反射面)，把第二区段T2设定成垂直反射面561(第一反射面)，把第三区段T3设定成吸收面57，把第四区段T4设定成吸收面57，把第五区段T5设定成倾斜反射面562(第二反射面)，把第六区段T6设定成吸收面57，并且把第七区段T7设定成倾斜反射面562(第二反射面)。

此外，在第二照射范围R2中，把第一区段T1设定成垂直反射面561(第三反射面)，把第二区段T2设定成吸收面57，把第三区段T3设定成垂直反射面561(第三反射面)，把第四区段T4设定成吸收面57，把第五区段T5设定成吸收面57，把第六区段T6设定成倾斜反射面562(第四反射面)，并且把第七区段T7设定成倾斜反射面562(第四反射面)。

在把由最大许用张数的纸P构成的纸摞P1放置在升降板32上的状态(也就是，抵接板35位于最下面水平的状态)下，撞击器52和扇形体55相对地定位成使扇形体55的第一区段T1从转动轴51垂下，面对光传感器60。

下面，作为用于表现扇形体55状态的基准位置，把从转动轴51垂下的位置(图6和图7中用点划线表示)定义为基准位置B(光传感器60的光的投射位置)。在把最大限度张数的纸P放置在升降板32上的状态下，第一区段T1处于面对基准位置B的状态。在升降板32上的纸P因一张张抽出而减少的情况下，抵接板35就一步步上升，由此，转动轴51通过撞击器52绕轴心向逆时针方向转动，扇形体55与转动轴51成为一体进行转动。这样，与扇形体55的基准位置B相面对的位置，从第一区段T1依次变化到第二区段T2、第三区段T3，最后，在升降板32上几乎没有纸P的状态下，第七区段T7就面对基准位置B。

另一方面，沿基准位置B上下并排的方式设置光传感器60，在上方配置的第一光传感器61的位置被设定成与扇形体55的第一照射范围R1面对，并且在下方配置的第二光传感器62的位置被设定成与扇形体55的第二照射范围R2面对。

在第一光传感器61中设置有向第一照射范围R1射光的第一发光元件611、以及接收来自扇形体55的光照射区域R的反射光的第一光敏元件612。在第二光传感器62中设置有向第二照射范围R2射光的第二发光元件621、以及接收来自光照射区域R的反射光的第二光敏元件622。

在来自第一发光元件611的光向第一照射范围R1的垂直反射面561(第一反射面)照射的情况下，第一光敏元件612接收它的反射光。与此相对，在来自第一发光元件611的光向第一照射范围R1的倾斜反射面562(第二反射面)照射的情况下，第二光敏元件622接收它的反射光。

同样，在来自第二发光元件621的光向第二照射范围R2的垂直反射面561(第三反射面)照射的情况下，第二光敏元件622接收它的反射光。与此相对，来自第二发光元件621的光向第二照射范围R2的倾斜反射面562(第四反射面)照射的情况下，第一光敏元件612接收它的反射光。

另一方面，来自第一发光元件611的光向第一照射范围R1的吸收面57照射的情况下，和来自第二发光元件621的光向第二照射范围R2的吸收面57照射的情况下，第一光敏元件612和第二光敏元件622都不接收反射光。

因此，根据把哪个光敏元件612、622接收到哪个发光元件611、621照射的光的组合，可以检测出扇形体55的哪个区段T正与基准位置B面对，也就是可以检测纸P的剩余量到什么程度。

在表1中表示了第一、第二发光元件611、621和第一、第二光敏元件612、622的发光及受光的状态、以及与面对基准位置B的扇形体55的区段T之间的关系。在表1的备注栏中表示在LCD114(图1)上文字输出的例句。

表1

发光元件和光敏元件的发光及受光状态与面对基准位置B的扇形体的区段T之间的关系

区段T	第一光传感器61		第二光传感器62		备注(向LCD114输出的文字)
						第一发光元件611	第一光敏元件612	第二发光元件621	第二光敏元件622
	第1区段T1	○	○	△						△	纸已装满。
第2区段T2					○	○	△		纸的剩余量大体为装满时的70％。
	第3区段T3	○		△						△	纸的剩余量大体为装满时的60％。
第4区段T4					○		△		纸的剩余量大体为装满时的40％。
	第5区段T5	○		△						○	纸的剩余量大体为装满时的30％。
第6区段T6					○	△	△		纸的剩余量大体为装满时的10％。
	第7区段T7	○	△	△						○	请补充纸。

此外在表1中，圆符号(○)表示第一发光元件611发射的光，三角符号(△)表示第二发光元件621发射的光。例如在扇形体55的第一区段T1与基准位置B面对的状态下，如表1的第一区段T1栏所示，第一光敏元件612接收第一发光元件611照射光的反射光，而第二光敏元件622接收第二发光元件621照射光的反射光。

与此相对，例如在扇形体55的第七区段T7与基准位置B面对的状态下，如表1的第七区段T7栏所示，第二光敏元件622接收第一发光元件611照射光的反射光，而第一光敏元件612接收第二发光元件621照射光的反射光。

在表1中，空栏的部分表示发光元件611、621照射的光被吸收面57吸收，因此任何光敏元件612、622实际上都不接收反射光。

图8是根据表1所示的内容绘成的图。分别是：图8A为扇形体55的第一区段T1面对光传感器60的状态，图8B为扇形体55的第二区段T2面对光传感器60的状态，图8C为扇形体55的第三区段T3面对光传感器60的状态，图8D为扇形体55的第四区段T4面对光传感器60的状态，图8E为扇形体55的第五区段T5面对光传感器60的状态，图8F为扇形体55的第六区段T6面对光传感器60的状态，图8G为扇形体55的第七区段T7面对光传感器60的状态。

这样，通过预先建立把哪个光敏元件612、622接收到哪个发光元件611、621照射的光的组合与纸张剩余量的关系，可以根据光传感器60的输出，判断纸P的剩余量。

图9是表示由控制部70控制的纸张剩余量检测装置40的一种实施方式的框图。如图9所示，控制部70使用所谓的微型计算机而构成，包括作为运算处理装置的CPU71、附设在此CPU71中的读取专用的存储装置ROM72、以及附设在此CPU71中的读写自如的RAM73。

在ROM72中存储用于使控制部70实施该控制的程序、和不变数据等。RAM73被用于作为临时存储在控制处理中临时生成的各种数据的区域。

在CPU71中具有判断在纸盒30中的纸P的剩余量的余量判断部711、以及根据此余量判断部711的判断结果，输出把纸P的剩余量通知LCD114的控制信号的控制信号输出部712。

为了余量判断部711判断纸P的剩余量，向余量判断部711输入来自光传感器60的发光信号和受光信号。在ROM72中存储发光元件611、621和光敏元件612、622的发光及受光状态和面对基准位置B的扇形体55的区段T的关系，以及包括应向LCD114显示输出的文本数据的图表(也就是与表1相同内容的表)。

余量判断部711根据来自光传感器60的发光信号和受光信号，根据哪个光敏元件612、622接收到哪个发光元件611、621照射的光的组合，或对哪个发光元件611、621的发光不产生反射光的组合，参照ROM72存储的所述表，判断扇形体55中的哪个区段T正与基准位置B面对。

第一发光元件611和第二发光元件621被控制为顺序发光。余量判断部711在输入表示第一发光元件611发光的信号后的规定的时间内，在输入了从第一光敏元件612受光的信号时，判断第一光敏元件612接收到第一发光元件611发光的反射光，另一方面，在输入从第二光敏元件622受光的信号时，判断第二光敏元件622接收到第一发光元件611发光的反射光。在从任何光敏元件612、622都不输出受光的信号时，余量判断部711判断出第一发光元件611发射的光被扇形体55的吸收面57吸收。

第一发光元件611发光后经过规定的时间，随后第二发光元件621发光。与第一发光元件611的情况相同，余量判断部711判断哪个光敏元件612、622接收到第二发光元件621发光的反射光，或都没有接收到光。

然后，把余量判断部711对纸P的剩余量的判断结果，逐一向控制信号输出部712输出。控制信号输出部712输入了此判断结果后，根据该判断结果(哪个区段T正与基准位置B面对？)，参照存储在ROM72中的表，输出控制信号，向LCD114输出规定的文字。

作为文字输出的例子，如表1所示，可以例举出：在扇形体55的第一区段T1位于基准位置B时，显示“纸已装满。”，第二区段T2位于基准位置B时，显示“纸的剩余量大体为装满时的70％。”，第三区段T3位于基准位置B时，显示“纸的剩余量大体为装满时的60％。”，第四区段T4位于基准位置B时，显示“纸的剩余量大体为装满时的40％。”，第五区段T5位于基准位置B时，显示“纸的剩余量大体为装满时的30％。”，第六区段T6位于基准位置B时，显示“纸的剩余量大体为装满时的10％。”，第七区段T7位于基准位置B时，显示“请补充纸。”。

如以上详细叙述的那样，本实施方式的纸张剩余量检测装置40是检测把纸P一张张抽出后，存放在纸存放部12的纸盒30中的纸摞P1的纸P剩余量的装置。纸张剩余量检测装置40包括：变位构件50，它根据纸摞P1的厚度而位移；光传感器60，由第一光传感器61和第二光传感器62构成，第一光传感器61和第二光传感器62分别具有向此变位构件50射光的第一、第二发光元件611、621和接收从这些发光元件611、621发射且被变位构件50反射的反射光的第一、第二光敏元件612、622；以及控制部70，根据来自这光传感器60的检测信号，判断纸P的剩余量。变位构件50具有多个反射面(具有垂直反射面561和倾斜反射面562的反射面56)，根据位移量，反射第一、第二发光元件611、621照射的光，以使置于和发射了光的发光元件相同(一方)的光传感器中的光敏元件612、622或置于不相同(另一方)的光传感器中的光敏元件612、622可接收光。

按照这样的构成，通过预先将在变位构件50上形成的多个反射面56的状态(也就是它的反射面是垂直反射面561或是倾斜反射面562)、与存放的纸P的剩余量建立对应关系，并通过检测在第一和第二发光元件611、621中的某一个发光的状态下，哪个光敏元件612、622接收到光，用控制部70可以判断出存放在纸盒30中的纸P的剩余量。

通过这样成对设置光传感器60，并且在变位构件50上设置多个反射面56，根据变位构件50的位移量，反射各光传感器60的发光元件611、621照射的光，使置于和发射了光的发光元件相同(一方)的光传感器中的光敏元件612、622或置于不相同(另一方)的光传感器中的光敏元件612、622可以接收到光，因此，没有必要像以往那样，在对应于变位构件50的位移量的各位置上，设置多个价格昂贵的光传感器，从而可以降低部件成本。

此外，变位构件50除了具有反射面56以外，还具有吸收第一或第二发光元件611、621射出的光的吸收面57。因此，作为检测变位构件50的位移的要素，再加上了来自第一或第二发光元件611、621的光照射到吸收面57上也好不能得到反射光，这一要素。这样可以更精密地区分可以检测的变位构件50的位移量，可以用更多的信息量，更正确地检测纸P的剩余量。

此外，控制部70具有：余量判断部711，根据发光的第一和第二发光元件611、621的光传感器60、与接收在此发光反射面56的反射光的第一和第二光敏元件612、622的对方的光传感器60的组合、以及发光的第一和第二发光元件611、621的光传感器60、和因该发光被吸收面57吸收而第一和第二光敏元件612、622没有接收到光的状态的组合，判断纸P的剩余量；以及控制信号输出部712，根据剩余量判断部711的判断结果，向LCD114输出控制信号，通知纸P的剩余量。

按照这样的构成，设置在控制部70的余量判断部711根据所述的组合，判断纸P的剩余量，并且根据从控制信号输出部712输出的控制信号，把此判断结果作为纸P的剩余量，由LCD114进行通知。因此，根据此通知内容，用户始终可以掌握纸P的剩余量。

本发明不限定于所述的实施方式，例如，也包括以下的(1)～(5)的内容。

(1)在所述实施方式中，例举了以打印机10作为使用纸张剩余量检测装置40的图像形成装置的例子进行了说明。本发明不限于使用纸张剩余量检测装置40的图像形成装置是打印机10，也可以是复印机，还可以是传真机。此外，可以用于图像形成装置以外的各种供纸机构。

(2)在所述实施方式中，表示了光传感器60采用成对的第一光传感器61和第二光传感器62的例子。本发明不限于光传感器60只具备两个光传感器，也可以采用三个以上。这样，由于光传感器60的发光和受光的组合多，因此，可以在使(读取位移的)分辨能力提高到所述实施方式以上的状态下，检测出纸盒30的纸P的剩余量。

(3)在所述实施方式中，表示了变位构件50采用了与升降板32另成一体的扇形体55的例子。也可以代之以采用升降板32本身作为变位构件，在此升降板32的侧面形成反射面56和吸收面57，通过向这些反射面56和吸收面57照射来自光传感器60的光，检测纸P的剩余量。这样，没有必要设置转动轴51和扇形体55等，有助于减少这部分的部件个数，进而降低制造成本。

(4)在所述实施方式中，撞击器52设置成从转动轴51向前方倾斜向下突出，也可以代之以使撞击器52设置成从转动轴51向后方倾斜向下突出。这样，把纸盒30插入盒用框体20时，可以使抵接板35更顺利地抵接在撞击器52上。但是在此情况下，随放置在升降板32上的纸P的减少，由于撞击器52绕转动轴51向顺时针方向转动，与所述的实施方式相反，在光传感器60检测到第一区段T1时，余量判断部711判断为没有纸了。

(5)在所述实施方式中，表示了一张张抽出纸P的例子，也可以抽出多张。此外，也可以用于把纸P一张张或每次多张加在纸摞P1上的检测纸摞P1厚度的装置中。

此外，所述的具体实施方式中，主要包括具有以下构成的発明。

本发明一方面提供一种纸张剩余量检测装置，用于检测纸摞的纸张剩余量，包括：变位构件，根据所述纸摞的厚度而位移；第一和第二光传感器，分别具有向所述变位构件射光的发光元件、和接收从所述发光元件发射且被所述变位构件反射的反射光的光敏元件；以及控制部，根据所述第一和第二光传感器的检测信号来判断纸张剩余量，其中，所述变位构件具有光照射区域，所述光照射区域被照射来自所述发光元件的光，根据所述变位构件的位移量来进行移动，并且该光照射区域包括：第一反射面，反射所述第一光传感器的发光元件照射的光，以使所述第一光传感器的光敏元件接收该光；第二反射面，反射所述第一光传感器的发光元件照射的光，以使所述第二光传感器的光敏元件接收该光；第三反射面，反射所述第二光传感器的发光元件照射的光，以使所述第二光传感器的光敏元件接收该光；和第四反射面，反射所述第二光传感器的发光元件照射的光，以使所述第一光传感器的光敏元件接收该光。

此外，本发明另一方面提供一种图像形成装置，包括：纸存放部，存放纸摞；图像形成部，对从所述纸摞抽出的纸实施图像形成处理；以及如上所述的纸张剩余量检测装置。

按照这样的构成，在预先建立形成于变位构件的光照射区域中的第一～第四反射面的配置顺序与存放的纸张的剩余量的关系的情况下，通过检测由哪个发光元件发光，哪个光敏元件接收到光，可以判断存放在纸存放部的纸张剩余量。而且，没有必要像以往那样，在对应于变位构件的位移量的各位置上设置多个价格昂贵的光传感器，据此，有助于降低部件的成本。

在所述构成中，优选的是，所述第一反射面和第三反射面是垂直反射面，它们大体垂直于所述发光元件发射光的光路，所述第二反射面和第四反射面是倾斜反射面，它们相对于所述垂直反射面倾斜规定角度。

按照这样的构成，由于反射面具有大体垂直于发光元件照射光的光路的垂直反射面、和相对于此垂直反射面倾斜规定角度的倾斜反射面的两种反射面，因此通过使用该两种反射面，可以简单地实现反射各光传感器中的发光元件发射的光，以便在发射了光的光传感器中的光敏元件或在其他光传感器中的光敏元件接收到反射光。

在所述构成中，另外优选的是，所述光照射区域还包括吸收所述发光元件发射的光的吸收面。

按照这样的构成，作为检测变位构件的位移的要素，还加上了发光元件的光即使照射到吸收面上也不能得到反射光这一项。这样，可以更精密地区分可以检测的变位构件的位移量，可以用更多的信息量，更正确地检测纸P的剩余量。

在所述构成中，另外优选的是，所述变位构件还具有：转动轴，根据所述纸摞的纸张剩余量而绕该轴转动；以及扇形构件，固定在所述转动轴上，其中，所述光照射区域形成在所述扇形构件上。如采用此构成，由于扇形构件放大对应于纸摞变动的转动轴的转动量，因此可以提高纸张剩余量检测的分辨能力。

在这情况下，优选的是，所述扇形构件包括：第一照射范围，沿所述扇形构件的圆弧曲线形成，具有规定曲率半径和宽度；以及第二照射范围，具有与所述第一照射范围不同的曲率半径和规定宽度，其中：所述第一照射范围与所述第一光传感器相面对，具有所述第一反射面和所述第二反射面；而所述第二照射范围与所述第二光传感器相面对，具有所述第三反射面和所述第四反射面。如采用此构成，通过灵活应用扇形构件的形状特征，可以有效地配置光照射区域。

在所述构成中，另外优选的是，所述光照射区域包括：第一照射范围和第二照射范围，分别具有各规定宽度，其中：所述第一照射范围与所述第一光传感器相面对，具有所述第一反射面、所述第二反射面和吸收光的吸收面；所述第二照射范围与所述第二光传感器相面对，具有所述第三反射面、所述第四反射面和吸收光的吸收面。如采用此构成，由于除反射面之外还具有吸收面，因此可以实现分辨能力进一步优良的光照射区域。

在所述构成中，另外优选的是，所述控制部包括：余量判断部，根据发光动作和受光动作的组合来判断纸张的剩余量；以及控制信号输出部，根据所述余量判断部的判断结果，向规定的通知元件输出用于通知纸张剩余量的控制信号，其中，所述发光动作是所述第一或第二光传感器中的发光元件进行发光的动作，所述受光动作是所述第一或第二光传感器中的光敏元件接收来自所述发光动作的光的动作。

或者，所述控制部包括：余量判断部，根据发光动作和受光动作的组合及发光动作和不受光状态的组合来判断纸张的剩余量；以及控制信号输出部，根据所述余量判断部的判断结果，向规定的通知元件输出用于通知纸张剩余量的控制信号，其中，所述发光动作是所述第一或第二光传感器中的发光元件进行发光的动作，所述受光动作是所述第一或第二光传感器中的光敏元件接收来自被所述发光动作射出且被所述第一至第四反射面中的至少一反射面反射的光的动作，所述不受光状态是因吸收面吸收来自所述发光动作的光而所述第一或第二光传感器中的光敏元件没有接收到该光的状态。

如采用这些构成，设在控制部中的余量判断部，根据所述的组合，判断纸张的剩余量。此判断结果，作为纸张剩余量以控制信号被控制信号输出部输出到通知元件，然后被通知元件进行通知。因此，根据此通知内容，用户始终可以掌握纸张的剩余量。

Claims (9)

1.一种用于检测纸摞的纸张剩余量的纸张剩余量检测装置，其特征在于包括：

变位构件，根据所述纸摞的厚度而位移；

第一和第二光传感器，分别具有向所述变位构件射光的发光元件、和接收从所述发光元件发射且被所述变位构件反射的反射光的光敏元件；以及

控制部，根据所述第一和第二光传感器的检测信号来判断纸张剩余量，其中，

所述变位构件具有光照射区域，

所述光照射区域被照射来自所述发光元件的光，根据所述变位构件的位移量来进行移动，并且该光照射区域包括：

第一反射面，反射所述第一光传感器的发光元件照射的光，以使所述第一光传感器的光敏元件接收该光；

第二反射面，反射所述第一光传感器的发光元件照射的光，以使所述第二光传感器的光敏元件接收该光；

第三反射面，反射所述第二光传感器的发光元件照射的光，以使所述第二光传感器的光敏元件接收该光；和

第四反射面，反射所述第二光传感器的发光元件照射的光，以使所述第一光传感器的光敏元件接收该光。

2.根据权利要求1所述的纸张剩余量检测装置，其特征在于，

所述第一反射面和第三反射面是大体垂直于所述发光元件发射光的光路的垂直反射面，而

所述第二反射面和第四反射面是相对于所述垂直反射面倾斜规定角度的倾斜反射面。

3.根据权利要求1所述的纸张剩余量检测装置，其特征在于，所述光照射区域还包括：

吸收面，吸收从所述发光元件发射的光。

4.根据权利要求1所述的纸张剩余量检测装置，其特征在于，所述变位构件还具有：

转动轴，根据所述纸摞的纸张剩余量而绕该轴转动；以及

扇形构件，固定在所述转动轴上，其中，

所述光照射区域形成在所述扇形构件上。

5.根据权利要求4所述的纸张剩余量检测装置，其特征在于，所述扇形构件包括：

第一照射范围，沿所述扇形构件的圆弧曲线形成，具有规定曲率半径和宽度；以及

第二照射范围，具有与所述第一照射范围不同的曲率半径和规定宽度，其中：

所述第一照射范围与所述第一光传感器相面对，具有所述第一反射面和所述第二反射面；而

所述第二照射范围与所述第二光传感器相面对，具有所述第三反射面和所述第四反射面。

6.根据权利要求1所述的纸张剩余量检测装置，其特征在于，所述光照射区域包括：

第一照射范围和第二照射范围，分别具有各规定宽度，其中：

所述第一照射范围与所述第一光传感器相面对，具有所述第一反射面、所述第二反射面和吸收光的吸收面；

所述第二照射范围与所述第二光传感器相面对，具有所述第三反射面、所述第四反射面和吸收光的吸收面。

7.根据权利要求1所述的纸张剩余量检测装置，其特征在于，所述控制部包括：

余量判断部，根据发光动作和受光动作的组合来判断纸张的剩余量；以及

控制信号输出部，根据所述余量判断部的判断结果，向规定的通知元件输出用于通知纸张剩余量的控制信号，其中，

所述发光动作是所述第一或第二光传感器中的发光元件进行发光的动作，

所述受光动作是所述第一或第二光传感器中的光敏元件接收来自所述发光动作的光的动作。

8.根据权利要求3所述的纸张剩余量检测装置，其特征在于，所述控制部包括：

余量判断部，根据发光动作和受光动作的组合及发光动作和不受光状态的组合来判断纸张的剩余量；以及

控制信号输出部，根据所述余量判断部的判断结果，向规定的通知元件输出用于通知纸张剩余量的控制信号，其中，

所述发光动作是所述第一或第二光传感器中的发光元件进行发光的动作，

所述受光动作是所述第一或第二光传感器中的光敏元件接收来自被所述发光动作射出且被所述第一至第四反射面中的至少一反射面反射的光的动作，

所述不受光状态是因吸收面吸收来自所述发光动作的光而所述第一或第二光传感器中的光敏元件没有接收到该光的状态。

9.一种图像形成装置，其特征在于包括：

纸存放部，存放纸摞；

图像形成部，对从所述纸摞抽出的纸实施图像形成处理；以及

权利要求1～8所述的纸张剩余量检测装置。

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