JP2001019229A - 自動給紙装置の用紙残量検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自動給紙装置内の用紙残量を最大積載状態か
ら無くなるまでの過程で複数レベルで検出し、そのデー
タをネットワークに接続されたコンピュ−タに送信して
そこで確認できるようにする。 【解決手段】 自動給紙装置（100）の給紙カセット
（１）は傾動式の記録用紙積載板（３）を有し、積載板
（３）はモータ（11）とリフトギヤ（５）によりリフト
プレート（６）を回動することにより傾動せられ、記録
用紙（104）を給紙位置へと上昇させる。リフトギヤ
（５に）は３つの遮光板（５−ａ ）が設けてあり、透
過型フォトインタラプタ（12）と協働してリフトプレー
ト（６）、ひいては、積載板（３）の角位置を検出す
る。フォトインタラプタ（12）の出力は演算部（106）
に送られて記録用紙残量が演算され、演算結果は出力部
（108）からコンピュ−タ等へ送信される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリンタ、複写
機、印刷装置等の記録装置に搭載される自動給紙装置の
用紙残量検出装置に関し、特に、用紙残量の表示及び報
知方法の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】プリンタ、複写機、印刷装置等に搭載さ
れる自動給紙装置においては、自動給紙装置内の記録用
紙が完全に無くなることにより連続印刷時に動作が途中
で停止するのを未然に防ぐために、自動給紙装置内の記
録用紙の残量を検出し予め使用者に報知するようになっ
ている。従来技術の代表的な用紙残量検出装置は、実開
平３−１１３３４２号公報および特開平７−１８７４４
５号公報に記載されている。

【０００３】実開平３−１１３３４２号に記載された装
置では、記録用紙を保持する用紙カセット内部に、一端
が記録用紙の積載板に当接し、他端に用紙残量表示部を
形成した回転可能な変位部材が配置してあると共に、そ
の用紙残量表示部を用紙カセット外部から目視によって
確認可能な表示窓が形成してあり、自動給紙装置内の用
紙残量を表示するようになっている。特開平７−１８７
４４５号には、自動給紙装置本体から着脱可能な用紙カ
セットに、積載板上の記録用紙が所定量以下となったと
きに記録用紙面と水平方向へ回転する検出レバーを設け
ると共に、その検出レバー回転を検知する検出手段を自
動給紙装置本体に設けることにより、積載板上の記録用
紙が所定量以下となったことを使用者に報知する方式が
記載されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】実開平３−１１３３４
２号公報に提案されているような、自動給紙装置本体の
一部に記録用紙の残量表示部を設ける方式の問題点は、
使用者は目視でなければ記録装置の用紙残量を確認でき
ないということである。これは次のような不便を伴う。
即ち、近年では、パーソナルコンピュータを始めとする
情報機器のネットワーク化が進み、記録装置を複数のコ
ンピュータ等が共有する使用状況が急増しているので、
記録装置とそれに接続されるコンピュータ等が必ずしも
近くにあるとは限らない。このため、記録装置が離れた
場所にある場合には、自動給紙装置内の用紙残量を確認
するには、使用者はわざわざ記録装置の設置場所まで赴
かなければならず、使い勝手が良くない。

【０００５】特開平７−１８７４４５号公報に記載され
たような、積載板上の記録用紙が所定量以下となった場
合に記録用紙面と水平方向へ回転する検出レバーを設け
る方法の問題点は、記録用紙の残量を異なる複数のレベ
ルについて検出するのが不可能であり、使い勝手が悪い
ということである。その理由は、検出レバーは記録用紙
残量が所定量以下となった場合にしか変位しないからで
ある。このやり方を応用し、複数のレベルでの残量検出
を可能にするためには、設定した複数の検出レベル毎に
検出レバーと検出手段を設けることが必要となり、構造
が複雑化すると共に、装置コストが高額となる。

【０００６】本発明の目的は、記録装置から離れた場所
にいる使用者に対して自動給紙装置内の記録用紙残量を
報知することが可能で、印刷前に使用者が直接に記録用
紙残量を目視により確認する必要のない、使い勝手の良
い記録用紙残量検出手段を提供することにある。本発明
の他の目的は、記録用紙の最大積載状態から記録用紙が
無くなるまでの過程における複数のレベルで記録用紙残
量を検出することの可能な簡単且つ低コストの記録用紙
残量検出手段を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は記録用紙を積載
する傾動可能な用紙積載板を備えた用紙カセットを有す
る自動給紙装置の用紙残量検出装置を提供するもので、
本発明の最も簡素な実施形態においては、この用紙残量
検出装置は、用紙積載板の傾動角位置を検出して角位置
を表す電気信号を出力する角位置検出手段と、角位置検
出手段の出力信号に基いて用紙カセット内の記録用紙残
量を演算する演算手段と、演算された記録用紙残量を表
す電気信号を出力する出力手段、とを備えている。

【０００８】記録用紙残量と用紙積載板の傾動角度とは
相関関係にあるので、用紙積載板の傾動角位置を検出す
ることにより用紙カセット内の記録用紙残量を演算する
ことができる。出力手段から出力された記録用紙残量デ
ータはネットワークを介してホストコンピータ等へ送ら
れ、その表示装置に表示される。こうして、記録装置か
ら離れた場所にいる使用者に対しても記録用紙残量を報
知することが可能となる。

【０００９】好ましい実施態様においては、角位置検出
手段は、用紙積載板の複数の角位置を段階的に検出する
ように構成されている。その結果、積載板上の記録用紙
の残量が、最大積載状態から記録用紙が無くなるまでの
過程において複数段階で検出されるので、使用者は記録
用紙残量をよりきめ細かく知ることができる。

【００１０】他の観点においては、本発明は、自動給紙
装置本体に着脱可能に装着された用紙カセットと、装置
本体に対する用紙カセットの着脱を検知して用紙カセッ
トの有無を表す電気信号を出力する用紙カセット検出手
段と、用紙カセット内に傾動可能に配置され記録用紙を
積載する積載板と、積載板を傾動させるべく積載板に係
合する揺動部材を備え積載板に積載された記録用紙の最
上位の用紙を給紙位置まで上昇させるべく積載板を傾動
させる駆動手段と、最上位の記録用紙が給紙位置に達し
たことを検出する用紙検出手段とを備えた自動給紙装置
において、用紙残量検出装置を提供するもので、この用
紙残量検出装置は、駆動手段の揺動部材の角位置を検出
して角位置を表す電気信号を出力する角位置検出手段
と、角位置検出手段の出力信号と用紙カセット検出手段
の出力信号に基いて用紙カセット内の記録用紙残量を演
算する演算手段と、演算された記録用紙残量を表す電気
信号を出力する出力手段とを備えている。

【００１１】この実施態様においては、用紙カセットが
自動給紙装置本体に装着されると、用紙カセット検出手
段がカセットの装着状態を検知する。これに伴い、駆動
手段の揺動部材が揺動を開始して、積載板を傾動させ、
積載板に積載された記録用紙の最上位の用紙を給紙位置
まで上昇させる。最上位の記録用紙が給紙位置に達した
ことを用紙検出手段が検出すると、以後は駆動手段は最
上位の記録用紙が常に給紙位置に保持されるように給紙
に伴い積載板を傾動・上昇させる。積載板の上昇に伴い
駆動手段の揺動部材が揺動するが、この揺動部材の角位
置は積載板の角位置に比例するので、揺動部材の角位置
を検出することにより積載板の角位置、ひいては、記録
用紙残量を検出することができる。演算手段は、用紙カ
セットが自動給紙装置本体に装着された時からの揺動部
材の角位置の変化に基いて用紙カセット内の記録用紙残
量を演算し、演算された記録用紙残量はホストコンピー
タ等へ送られその表示装置に表示される。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１を参照するに、自動給紙装置
１００の本体１０２はフレーム側板１３、１４とステイ
２５を備え、用紙カセット１は着脱可能に本体に装着さ
れる。記録用紙１０４は用紙カセット１の積載板３上に
積載されると共に、その側端部は３つの用紙ガイド板２
−１、２−２、２−３によって規制され、用紙カセット
１内の所定位置に位置決めされる。積載板３は２本の軸
１−ａ （そのうちの１本のみが図１に現れている）に
よって用紙カセット１に傾動可能に軸支されている。用
紙カセット１には、積載板３を傾動させるためのリフト
ユニット４が設けられている。

【００１３】リフトユニット４の詳細を示す図２を参照
するに、リフトユニット４は、リフトシャフト７、リフ
トプレート６、およびリフトギヤ５によって構成され
る。リフトシャフト７は、その両端部が円形断面、中央
部が正方形断面のシャフトであり、円形断面の両端部７
−ａ、７−ｂは用紙カセット１に形成された貫通孔１−
ｃに２つの軸受け３０を介して回転可能に支持されてい
る。リフトプレート６の一方の側端部はリフトシャフト
７の正方形断面部の所定位置にネジ２９によって固定さ
れ、他方の側端部６−ａは積載板３の底面に係合するよ
うに配置されている。

【００１４】リフトギヤ５は扇形形状であり、リフトシ
ャフト７の円形断面部７−ａに装着されている。リフト
ギヤ５は、リフトシャフト７の円形断面部７−ａに形成
された貫通穴７−ｄに打ち込んだ平行ピン２８と、リフ
トギヤ５の片側面に形成されたキー溝とによって、リフ
トシャフト７と一体的に回転可能に固定されている。従
って、リフトギヤ５の回転に応じてリフトシャフト７を
介してリフトプレート６が回転可能であり、リフトプレ
ート６の回転によりその側端部６−ａが積載板３の底面
に当接して積載板３を軸１−ａを中心に回転させる。

【００１５】図１を参照するに、記録用紙１０４を収納
する用紙カセット１は、図示しないガイドレールによっ
て図中の矢印Ａ−Ａ′方向の所定範囲を移動可能に構成
されている。用紙カセット１を矢印Ａ′方向側の限界位
置まで移動させることにより、用紙カセット１に形成さ
れたリブ１−ｂが、自動給紙装置本体のフレーム側板１
４に保持された透過型フォトインタラプタ２７の発光部
と受光部の間に入り込み、用紙カセット１の装着状態が
検知される。その際、前述したリフトユニット４のリフ
トギヤ５と、自動給紙装置本体１０２のフレーム側板１
４にスライドスプリング９とギヤスタッド１０を介して
回転可能に保持された減速ギヤ８が係合し、同じくフレ
ーム側板１４に固定されたステップモータ１１の駆動力
が減速ギヤ８を介して、リフトユニット４へ伝達可能な
状態となる。この状態においてステップモータ１１を駆
動することにより、積載板３が回転して、積載された記
録用紙先端部分が上昇し、最上位の記録用紙を給紙ロー
ラ１７へ接近させることが可能である。

【００１６】反対に、用紙カセット１を装着状態から矢
印Ａ方向へ移動させると、リブ１−ｂが透過型フォトイ
ンタラプタ２７の発光部と受光部の間から引き抜かれ、
自動給紙装置本体から用紙カセット１が引き出されたこ
とが検出される。また、その際、リフトギヤ５と減速ギ
ヤ８の係合が外れるので、記録用紙と積載板３の自重に
よって積載板３が記録用紙先端部を降下させる方向へ回
転し、用紙カセット１は自動給紙装置本体に装着する前
の初期位置に戻る。

【００１７】ステップモータ１１の駆動によって上昇す
る積載板３上の最上位の記録用紙先端部分の用紙面位置
を検知する検出手段として、ステイ２５には透過型フォ
トインタラプタ１６とアクチュエータ１５が装着してあ
る。ステップモータ１１が駆動を開始すると、積載板３
の傾動により記録用紙先端部分が上昇する。やがて記録
用紙の最上位の用紙がアクチュエータ１５のレバー１５
−ａと接触するが、アクチュエータ１５はその軸部１５
−ｃの両端をステイ２５によって回転可能に保持されて
いるので、アクチュエータ１５は最上位の記録用紙の接
触によって軸部１５−ｃを中心に回転する。

【００１８】アクチュエータ１５の回転に伴いフィーラ
ー部１５−ｂも回転を始め、やがて透過型フォトインタ
ラプタ１６の発光部と受光部の間にフィーラー部１５−
ｂが入り込み、フォトインタラプタの受光部への入射光
を遮断する。自動給紙装置の制御部はこの時の透過型フ
ォトインタラプタ１６の出力信号によって、最上位の記
録用紙の位置を認識することが可能である。また、アク
チュエータ１５は、最上位の記録用紙の位置が給紙ロー
ラ１７によって給紙が可能である下限位置に到達した時
点で透過型フォトインタラプタ１６を遮光するように構
成されており、透過型フォトインタラプタ１６からの検
出信号を受けた制御部は、その時点からのステップモー
タ１１の駆動ステップ数を制御することにより、最上位
の記録用紙を給紙可能上限位置まで上昇させる。こうし
て、自動給紙装置の制御部は、透過型フォトインタラプ
タ１６の検出結果に基づいてステップモータ１１の駆動
を制御することにより、最上位の記録用紙面位置を給紙
ローラ１７による給紙動作が可能な所定範囲内に保つ。

【００１９】図３は、前述した最上位の記録用紙の位置
制御と給紙ローラ１７との位置関係を説明する断面図で
ある。図３に示すように、最上位の記録用紙の給紙可能
位置範囲αは、予め実験等によって求めることができ
る。そして、前述したように、最上位の記録用紙が給紙
可能下限位置に到達した際に、フィーラー部１５−ｂに
よって透過型フォトインタラプタ１６の受光部への入射
光が遮断されるように透過型フォトインタラプタ１６と
アクチュエータ１５を配置する。自動給紙装置の制御部
は、透過型フォトインタラプタ１６からの検出信号受信
後、最上位の記録用紙が給紙可能上限位置に到達するま
での間に、所定ステップ数だけステップモータ１１を駆
動させた後にステップモータ１１を停止させるよう制御
を行なうことにより、用紙カセット１の装着時、および
連続給紙によって最上位の記録用紙が給紙可能下限位置
まで下がってしまった場合に、透過型フォトインタラプ
タ１６からの検出信号に基づいて常に積載板３上の最上
位の記録用紙位置を給紙可能範囲内に保持することがで
きる。

【００２０】用紙カセット１からの記録用紙の給紙は、
図１に示す給紙ローラ１７によって行われる。給紙ロー
ラ１７は、メインシャフト２６によって回転可能に支持
されるホルダー部材１８と給紙ローラシャフト１９を介
して回転可能に支持されている。給紙動作の際には、図
示しない駆動機構によりメインシャフト２６が回転し、
ドライブギヤ２４、アイドルギヤ２１、給紙ローラギヤ
２０を介して給紙ローラ１７が図中の矢印Ｂ方向へ回転
する。また、その際、ホルダー部材１８がメインシャフ
ト２６を中心に図中の矢印Ｃ方向へ回転することによ
り、給紙ローラ１７は記録用紙に向かって降下する。な
お、図１において、２２は分離ローラ 、２３は分離ロ
ーラ駆動ギヤである。積載板３上の最上位の記録用紙
は、前述した制御手段によって、常に給紙可能な所定位
置範囲内に保持されているので、矢印Ｂ方向へ回転する
給紙ローラ１７が最上位の記録用紙に接触して記録用紙
の搬送が行われる。

【００２１】以上が給紙機構部の構造とその動作であ
る。次に、積載板３上の記録用紙の残量を検出するため
の残量検出装置について説明する。前述したように、図
示した実施例では、積載板３上に積載された記録用紙が
最上位の用紙から順次給紙されても、積載板３の傾斜角
度を制御することによって、その最上位の記録用紙位置
は給紙ローラ１７に対して常に所定の距離範囲に保持さ
れる。また、積載板３の傾動はステップモータ１１によ
りリフトユニット４等を介して行われ、積載板３の傾斜
角度はリフトギヤ５の回転角度と常に比例する関係とな
っている。従って、積載板３の傾斜角度と記録用紙残量
の関係、及び、積載板３とリフトギヤ５の回転角度（角
位置）の関係を予め実験等にて求めておき、所望の用紙
残量に対応するリフトギヤ５の回転角度を検出すること
によって、記録用紙残量を演算によって求めることが可
能である。

【００２２】図示した実施例においては、リフトギヤ５
のこの回転角度検出を行なうのが、自動給紙装置本体の
フレーム側板１４に設けられた透過型フォトインタラプ
タ１２（図１）と、リフトギヤ５の片側面に設けられた
３つの遮光部５−ａ（図１および図２）である。図２か
ら良く分かるように、遮光部５−ａはリフトシャフト７
の軸心を中心とした所定の円周上に後述する所定間隔で
一体的に形成されている。３つの遮光部５−ａは用紙カ
セット１が自動給紙装置に装着された状態において、リ
フトギヤ５の回転に応じて透過型フォトインタラプタ１
２の発光部と受光部の間を順次通過するように構成され
ている。従って、透過型フォトインタラプタ１２の受光
部への入射光は、各遮光部５−ａが発光部と受光部の間
に入り込んだ位置では遮断され（遮光状態）、遮光部５
−ａがない位置では透過される（透過状態）ので、リフ
トギヤ５の回転角度に応じて透過型フォトインタラプタ
１２の出力信号が切り替わる。所望の用紙残量に対応す
るリフトギヤ５の回転角位置において透過型フォトイン
タラプタ１２が遮光状態となるように遮光部５−ａを配
置し、フォトインタラプタ１２の出力信号の変化をカウ
ントすることにより、後述するように積載板３上の記録
用紙の残量を演算することが可能である。

【００２３】図４はこの実施例における積載板３上の記
録用紙の残量とリフトギヤ５の回転角度と透過型フォト
インタラプタ１２の出力信号の状態を示し、図５はリフ
トギヤ５が図４のθ１〜θ３の回転角度となった際の自
動給紙装置の状態を示す。図示した実施例では、用紙カ
セット１に収納可能な記録用紙量を１００％とした場
合、用紙残量が７５％、５０％、２５％となる３つの段
階で残量を検出できるように構成してある。図４及び図
５に示すように、用紙残量７５％、５０％、２５％の各
状態に対応するリフトギヤ５の回転角度は、用紙カセッ
ト１を自動給紙装置本体に装着した時点を初期値（＝０
゜）とした場合、各々θ１、θ２、θ３である。リフト
ギヤ５の回転角位置がθ１、θ２、θ３へと順次変化し
ていく際には、３つの各遮光部５−ａが透過型フォトイ
ンタラプタ１２を遮光状態とするので、透過型フォトイ
ンタラプタ１２の出力信号が変化する。

【００２４】図６はこの実施例の用紙残量演算部と報知
部（出力手段）の回路構成を示す。図６に示すように、
用紙残量演算部１０６はカウンタ回路４０、不揮発性Ｒ
ＡＭ４１、演算回路４２、およびＲＯＭ４３によって構
成され、報知部１０８は出力インターフェイス４４によ
って構成される。カウンタ回路４０は、用紙カセット１
の着脱を判断する透過型フォトインタラプタ２７からの
出力信号をリセット信号として、リフトギヤ５の回転角
度を検出する透過型フォトインタラプタ１２からの出力
信号をカウントし、演算回路４２へ出力する。カウンタ
回路４０のカウント値に対応する記録用紙の残量の情報
は予めＲＯＭ４３へ書き込んであり、演算回路４２はカ
ウンタ回路４０のカウント値とＲＯＭ４３の情報に基づ
いて用紙残量を演算し、カウント値を不揮発性ＲＡＭ４
１へ書き込む。

【００２５】演算回路４２は、通常、カウンタ回路４０
のカウント値に基づいて記録用紙の残量を演算するが、
装置電源が投入された直後であると共に、透過型フォト
インタラプタ２７から用紙カセット１が装着されている
という検出結果が得られた場合には、前回装置電源が切
断される以前のカウント値を不揮発性ＲＡＭ４１から呼
び出し、用紙残量を演算する。

【００２６】演算回路４２での用紙残量の演算結果は出
力インターフェイス４４を介して、記録装置に接続され
たホストコンピュータ等へ送られる。即ち、自動給紙装
置の制御部は、透過型フォトインタラプタ２７から用紙
カセット１の着脱を示す出力信号を得た後、１回目の透
過型フォトインタラプタ２７の出力信号を得るまでの用
紙残量を１００〜７５％であると判断し、以後、２回目
の出力信号を得るまでの用紙残量を７５％〜５０％、３
回目の出力信号を得るまでの用紙残量を５０％〜２５
％、３回目の出力信号を得てからを２５％以下と判断し
て、その情報を記録装置に接続されたコンピュータ等へ
出力インターフェイス４４を介して報知する。

【００２７】

【発明の効果】本発明の主たる効果は、記録装置をネッ
トワーク環境等で使用し、記録装置が使用者から離れた
位置にある場合でも、使用者はネットワークに接続され
たコンピュータ等から記録用紙残量を確認することがで
きるので、従来のようにわざわざ記録装置の設置場所ま
で確認に行く必要がなく、使い勝手が向上することであ
る。その理由は、記録用紙の残量を電気的に検出し、演
算によって求めるので、得られた情報を様々なネットワ
ーク接続機器へ転送することが可能であるからである。
好ましい実施態様に従い、用紙積載板の複数の角位置を
段階的に検出するように角位置検出手段を構成した場合
には、記録用紙の最大積載状態から記録用紙が無くなる
までの過程において記録用紙の残量を複数段階で検出す
ることができるので、低コストで簡素な構造としながら
も記録用紙残量をきめ細かく検出することができ、用紙
補充時期の判断に寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の用紙残量検出装置を備えた自動給紙装
置の一部の一部切欠き斜視図である。

【図２】図１に示した自動給紙装置の用紙カセットのリ
フトユニットの一部切欠き分解斜視図である。

【図３】図１に示した自動給紙装置の用紙位置制御機構
の断面図である。

【図４】図１に示した自動給紙装置における用紙残量、
リフトギヤ回転角度、透過型フォトインタラプタ出力信
号の関係を示すグラフである。

【図５】図１に示した自動給紙装置における異なる用紙
残量段階における残量検出状態を示す説明図である。

【図６】図１に示した自動給紙装置の演算手段と報知手
段のブロックである。

【符号の説明】

１： 用紙カセット １−ｂ／２７： 用紙カセット検出手段 ３： 用紙積載板 ４： リフトユニット（駆動手段） ５−ａ／１２： 角位置検出手段 ６： リフトプレート １５／１６： 用紙検出手段 １００： 自動給紙装置 １０２： 給紙装置本体 １０４： 記録用紙 １０６： 演算手段 １０８： 出力手段

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録用紙を積載する傾動可能な用紙積載
   板を備えた用紙カセットを有する自動給紙装置におい
   て、前記用紙積載板の傾動角位置を検出して角位置を表
   す電気信号を出力する角位置検出手段と、前記角位置検
   出手段の出力信号に基いて前記用紙カセット内の記録用
   紙残量を演算する演算手段と、演算された記録用紙残量
   を表す電気信号を出力する出力手段、とを有することを
   特徴とする用紙残量検出装置。
2. 【請求項２】 前記角位置検出手段は、前記用紙積載板
   の複数の角位置を段階的に検出することを特徴とする請
   求項１に基づく用紙残量検出装置。
3. 【請求項３】 自動給紙装置本体に着脱可能に装着され
   た用紙カセットと、前記装置本体に対する用紙カセット
   の着脱を検知して用紙カセットの有無を表す電気信号を
   出力する用紙カセット検出手段と、前記用紙カセット内
   に傾動可能に配置され記録用紙を積載する積載板と、前
   記積載板を傾動させるべく積載板に係合する揺動部材を
   備え前記積載板に積載された記録用紙の最上位の用紙を
   給紙位置まで上昇させるべく前記積載板を傾動させる駆
   動手段と、前記最上位の記録用紙が給紙位置に達したこ
   とを検出する用紙検出手段とを有する自動給紙装置にお
   いて、 前記駆動手段の揺動部材の角位置を検出して角位置を表
   す電気信号を出力する角位置検出手段と、前記角位置検
   出手段の出力信号と前記用紙カセット検出手段の出力信
   号に基いて前記用紙カセット内の記録用紙残量を演算す
   る演算手段と、演算された記録用紙残量を表す電気信号
   を出力する出力手段、とを備えていることを特徴とする
   自動給紙装置の用紙残量検出装置。