JP2009107776A - シート供給装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】温度等の環境要因や主電源のON/OFFによらず、シート残量検出を簡易かつ安価な構成で高精度に行う。
【解決手段】シート供給装置又は、画像形成装置は、収容するシートSを送り出す供給ローラ22と、複数のシートSが積載され、積載されたシートSのうち、最上位のシートSを供給ローラ22に当接させるため、シート搬送方向での一方の側端部が支点Pとなり、他方の側端部が上下方向に移動して傾斜する駆動板21と、駆動板21又はシートSに向けて光を照射する発光部83と、受光量に応じて信号を出力し、発光部83を挟むようにして設けられる第1、第2受光部85を有し、第1受光部84と第2受光部85の受光量の比に基づき、駆動板21又は積載されるシートSの傾斜角度を検出してシート残量の検出を行うための傾斜検出体を備える。
【選択図】図6
【解決手段】シート供給装置又は、画像形成装置は、収容するシートSを送り出す供給ローラ22と、複数のシートSが積載され、積載されたシートSのうち、最上位のシートSを供給ローラ22に当接させるため、シート搬送方向での一方の側端部が支点Pとなり、他方の側端部が上下方向に移動して傾斜する駆動板21と、駆動板21又はシートSに向けて光を照射する発光部83と、受光量に応じて信号を出力し、発光部83を挟むようにして設けられる第1、第2受光部85を有し、第1受光部84と第2受光部85の受光量の比に基づき、駆動板21又は積載されるシートSの傾斜角度を検出してシート残量の検出を行うための傾斜検出体を備える。
【選択図】図6
Description
本発明は、画像形成装置等の各種機器にシートを供給するシート供給装置、及び、シート供給装置を備えた画像形成装置に関する。
従来、シートを複数収容し、シートを1枚ずつ外部に送り出してシートの供給を行うシート供給装置(用紙カセットやフィーダと呼ばれることがある)が、プリンタ、複合機、複写機、FAX装置等の画像形成装置等の各種機器に装着される。このシート供給装置では、シートの補給タイミングを使用者に知らせる等の観点から、収容するシートの残量を検知し、その検知結果を表示するものが存在する。
このような、シートの残量の検知を行う発明が特許文献1に記載されている。特許文献1には、用紙を収納するカセットの上部に配置された送りローラと、送りローラが一端に取付けられたアームと、このアームの他端に取付けられた大歯車と、この大歯車に連動するスリットを設けた小歯車と、アームが用紙残量により傾くことで、大歯車及び小歯車が回転した時のスリットをパルスカウントする受光素子と、パルスによって用紙の残量を表示する表示手段とで構成される用紙カセット装置が記載されている。この構成により、用紙残量を簡易で自動的に表示手段に表示し、ユーザに用紙残量を認識させようとする(特許文献1:請求項1、段落0016、図1等参照)。
特開平09−255185号
特許文献1記載の用紙カセット装置をみると、受光素子によるパルスカウントによって用紙残量の検出を行うが、主電源がOFFされるとパルスカウントはリセットされ、再度主電源のONがされた時点で、カウントしたパルスは0(ゼロ)の状態となる。従って、主電源のON/OFFがされた場合、用紙残量の検出を行うことができないという問題がある。現に、主電源のON、OFFがされた場合の用紙カセット装置の用紙残量検出に関しての記載はない。
又、受光素子は、スリットのパルスカウントを行うが、小歯車に設けられるスリットには限界があるところ、満状態から空状態までのアーム、大歯車、小歯車の回転角度を十分にとると、用紙カセット装置が大型化してしまうという問題もある。更に、そもそも用紙残量検出を行う構成として、アーム、大歯車、小歯車等を設ける必要があり、これらの部材のための大きな設置スペースを要し、又、部材数も多いので、製造コストも高くなっているという問題がある。
尚、アーム、歯車等を使用せず、省スペース化のため、発光素子と、反射光の光量に応じて信号を出力する受光素子を有する光センサを用いてシートの残量検知を行うことがある。しかし、温度によって発光量等が変動するなど、発光素子の特性から、同じ残量でも受光素子の出力が異なる場合があるため、検出された残量に誤差が生じることがあり、単に光センサを用いただけでは、的確な残量検知を行えないという問題がある。
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、温度等の環境要因や主電源のON/OFFによらず、シート供給装置のシート残量検出を簡易かつ安価な構成で高精度に行うことを課題とする。又、このシート供給装置を備えることで、画像形成装置のシート残量の検出を簡易かつ高精度に行うことを課題とする。
請求項1に係る発明は、装置が収容するシートを外部に送り出す供給ローラと、前記供給ローラよりも下方に設けられるとともに、複数のシートが積載され、積載されたシートのうち、最上位のシートを前記供給ローラに当接させるため、シート搬送方向での一方の側端部が支点となり、他方の側端部が上下方向に移動して傾斜する駆動板と、前記駆動板又はシートに向けて光を照射する発光部と、受光量に応じて信号を出力し、前記発光部を挟むようにして設けられる第1、第2受光部を有し、前記第1受光部と前記第2受光部の受光量の比に基づき、前記駆動板又は積載されるシートの傾斜角度を検出してシート残量の検出を行うための傾斜検出体と、を備えることとした。
この構成によれば、単に反射光の受光量に基づく受光部の信号出力の大きさから、駆動板やシートの傾斜を検出するのではなく、第1受光部と第2受光部の受光量(出力信号)の比により傾斜の検出を行うから、温度上昇等の温度変動により、発光部の発光量、波長等の特性が変化しても高精度に駆動板の傾斜の検出を行うことができる。従って、高精度に検出された傾斜角度に基づき、高精度にシートの残量を検出することができる。又、アームや歯車等の機構を設ける必要がなく、そのシート残量を検出するための構成は、簡易であり、設置スペースは極めて小さいから、シート供給装置の低コスト化、小型化を図ることができる。又、駆動板又は積載されたシートの傾斜によりシート残量を検出するので、前回の電源ON時の状態を、例えば、メモリへの記憶しておく必要もなく、主電源のON後、直ちにシート残量を検出することができる。
又、請求項2に係る発明は、請求項1記載の発明において、前記傾斜検出体は、前記駆動板の下方に設けられ、前記発光部は、前記駆動板の下面に向けて光を照射し、前記駆動板への前記発光部による光の照射部分には、前記駆動板の反射率よりも高い反射率を有する反射部材が設けられることとした。
この構成によれば、反射部材が設けられるので、受光部が受光する反射光の光量を全体的に増やすことができるから、傾斜角度、シート残量の検出をより高精度に行うことができる。
又、請求項3に係る発明は、請求項2記載の発明において、前記傾斜検出体は、前記他方の側端部よりも、前記一方の側端部側に配されることとした。
この構成によれば、傾斜検出体が支点に近い位置に配されるから、駆動板と傾斜検出体の距離を短くすることができる。従って、発光部の発光量が多く、受光部の感度の良い高コストの傾斜検出体を用いることなく駆動板の傾斜の高精度に検出を行うことができる。
又、請求項4に係る発明は、請求項1乃至3の発明において、前記傾斜検出体は、積載されるシートの上方に設けられ、前記発光部は、積載されるシートに向けて光を照射することとした。
この構成によれば、積載されたシートの上方に傾斜検出体を配しても、高精度にシートの傾斜角度、シート残量を検出することができる。
又、請求項5に係る発明は、請求項4記載の発明において、前記傾斜検出体は、前記一方の側端部よりも、前記他方の側端部側に配されることとした。
この構成によれば、シートの積載を妨げず、傾斜検出体がよりシートに近い位置に配されることになるから、シートと傾斜検出体の距離が短くなり、発光部の発光量が多く、受光部の感度の良い高コストの傾斜検出体を用いることなくシートの傾斜を高精度に検出することができる。
又、請求項6に係る発明は、請求項1乃至5の発明において、前記傾斜検出体の検出結果に基づき、シートの残量を表示する残量表示部を有することとした。
又、請求項7に係る発明は、画像形成装置は、請求項1乃至6記載のシート供給装置を備え、前記傾斜検出体の検出結果に基づいてシートの残量情報を表示する表示部を有することとした。
又、請求項8に係る発明は、画像形成装置は、請求項1乃至6記載のシート供給装置を備え、前記傾斜検出体の検出結果に基づいて、画像形成装置に接続されるユーザ端末にシートの残量情報を出力する出力部を有することとした。
これら請求項6乃至8の構成によれば、シート供給装置内のシートの残量を使用者に認識させることができる。又、高精度な検出結果に基づき表示を行うので、精度の高いシート残量情報を使用者に提供することができる。
上述したように、本発明によれば、検出されたシートの残量の検出精度が高く、又、シート残量の検出を行う構成が、簡易で低コストかつ省スペースなシート供給装置、画像形成装置を提供することができる。
以下、本発明の第1の実施形態について図1〜6を参照しつつ説明する。但し、各実施の形態に記載されている構成、配置等の各要素は、発明の範囲を限定するものではなく単なる説明例にすぎない。
まず、図1を用いて、本発明の第1の実施形態におけるプリンタ1(画像形成装置に相当)の概略を説明する。図1は、本発明の第1の実施形態に係るプリンタ1の概略構成を示す正面から見た模型的断面図である。尚、図1では、シートSの搬送方向を破線矢印で示す。
本実施形態のプリンタ1は、シート供給装置として、本体に備えられるカセット2A、2Bのほか、オプションとしてフィーダ2C(PF(Paper Feeder)と呼ばれることがある)が装着される。フィーダ2Cは、大容量のシート供給装置であり、例えば、500〜1000枚単位でシートSを収容し、本実施形態では、プリンタ1本体の下方に重ねて設けられる。尚、カセット2A、2B、及びフィーダ2Cにおいて同様の機能を有する部材には以下では、共通の符号を付す。
ここで、カセット2A、2Bは、プリンタ1本体に付属するが、フィーダ2Cは、使用できるシートサイズを増やし、又、シートSの収容量を増加させる等のために、オプション装置として追加的にプリンタ1に装着される。尚、図1では1段のみ重ねているが、フィーダ2Cを複数段(例えば2〜4段)重ねることが可能である。
まず、プリンタ1の構成を図1に基づき詳細に説明する。
図1に示すように、本実施形態のプリンタ1は、カセット2A、2B、フィーダ2C、シート搬送路3、画像形成部4、定着部5、操作パネル6(表示部に相当)等を主な構成として有する。
前記カセット2A、2B、及びフィーダ2Cは、基本的に同様の構成であり、本体部内下方に引き出し可能に配置され、その内部にプリンタ用紙等の各種、各サイズ(例えばA4、B4等)のシートSを収容する。そして、画像形成を行う旨がプリンタ1に入力されると、カセット2A、2B、フィーダ2Cのいずれかから、1枚ずつシートSがシート搬送路3に送り出される。そして、複数のシートSは、駆動板21に載置、積載される。
そして、カセット2A、2B、及びフィーダ2Cが収容するシートSを外部に送り出すためのローラが供給ローラ22であり、供給ローラ22は、駆動板21の上方であって、シート搬送方向下流側に設けられる。そして、供給ローラ22には、ギア(不図示)等によりカセットモータ23又はフィーダモータ27(図2参照)の駆動力が伝達され、供給ローラ22が所定の方向に回転することで、シートSが送り出される。
又、駆動板21は、供給ローラ22よりも下方に設けられ、駆動板21に積載されるシートSのうち、最上位のシートSを供給ローラ22に当接させるため、駆動板21のシート搬送方向上流側の側端部24(一方の側端部に相当)の高さ位置は固定され、支点Pとなり、一方、シート搬送方向下流側の側端部25(他方の側端部に相当)が上下方向に移動可能となっており、傾斜する(移動方向を破線で図示)。
この駆動板21の側端部25の上下方向の移動は、例えば、ギア(不図示)等によりカセットモータ23及びフィーダモータ27の駆動を利用して行うことができる。又、駆動板21の側端部25の下面に、シートSを供給ローラ22に押し付ける方向に力を駆動板21に加えるバネ部材等を設けることもできる。このような駆動板21の側端部25の上下方向の移動により、常時、積載された最上位のシートSが供給ローラ22に当接することになる。
駆動板21にシートSが満載された場合、駆動板21は水平状態となるが、カセット2A、2B及びフィーダ2C内のシート残量が少なくなるに従って、駆動板21の側端部25は、上方向に移動するから、駆動板21は、傾斜することになる。そして、この駆動板21の傾斜を検出するために、チルトセンサ8が、駆動板21の支点P(側端部24)の近傍に設けられる。尚、チルトセンサ8の構造、配置、機能等の詳細は、後述する。
前記シート搬送路3は、本体内でのシート搬送を行う。シート搬送路3は、モータ、ギア等からなる駆動機構(不図示)に接続され回転駆動する搬送ローラ対31や、感光体ドラム41と転写ローラ45のニップに、タイミングを合わせてシートSを進入させるレジストローラ対32、シートSの搬送を案内するガイド板(不図示)等が設けられる。
前記画像形成部4は、図1において、プリンタ1内の中央左方の位置に配され、ユーザ端末100からプリンタ1に送信される画像データ等に基づき、形成すべき画像のトナー像を形成し、シートSに転写を行う。そして、画像形成部4は、像担持体としての感光体ドラム41、帯電装置42、露光装置43、現像装置44、転写ローラ45、クリーニング装置46等で構成される。
前記感光体ドラム41は、画像形成部4の略中央に配され、モータ、ギア等で構成される駆動機構(不図示)によって所定の方向(図1では時計方向)に回転し、例えば、アルミ製のドラムの外周面上にOPCやアモルファスシリコン等の感光層を有する。前記帯電装置42は、図1において感光体ドラム41の右斜め上方に対向して配され、所定の電位で感光体ドラム41の周面を帯電させる。本実施形態では、帯電装置42にコロナ帯電器を用いるが、帯電できればよく、帯電ローラや帯電ブラシによるものでもよい。
前記露光装置43は、図1において、感光体ドラム41及び帯電装置42の右側方に配され、帯電後の感光体ドラム41の周面に、形成すべき画像の画像データに基づき光を感光体ドラム41に対し照射し、感光体ドラム41の周面を走査・露光する。これにより、感光体ドラム41の周面上に画像データに対応した静電潜像が形成される。前記現像装置44は、感光体ドラム41の下方に設けられ、収容するトナーを所定の電位に帯電させ、静電潜像に向けて供給する。具体的に、現像装置44には、周面にトナーを担持する現像ローラ44aが設けられ、現像ローラ44aからトナーが供給される。
前記転写ローラ45は、図1において、感光体ドラム41の左斜め下方に回転可能に支持され、感光体ドラム41上に形成されたトナー像をシートSに転写する。そのため、転写ローラ45は、感光体ドラム41に当接し、ニップを形成する。そして、このニップにシートSが進入した際に、転写ローラ45には所定のバイアスが印加され、トナー像がシートSに転写される。前記クリーニング装置46は、図1において、感光体ドラム41の上方に配され、感光体ドラム41の周面上の残トナーや塵芥等を除去、回収する。
前記定着部5は、本実施形態では、加熱ローラ51、加圧ローラ52等で構成され、シートSに転写されたトナー像を加圧・加熱し、シートSに固着させる。加熱ローラ51内には発熱体(不図示)が内蔵され、発熱体は、トナーを溶融できる温度にまで加熱ローラ51を暖める。加圧ローラ52は、加熱ローラ51に圧接してニップを形成し、このニップにトナー像が転写されたシートSを進入させ、トナーの定着が行われる。尚、定着完了後のシートSは、プリンタ1の上面に配される排出トレイ33が受け止める。
前記操作パネル6は、プリンタ1の正面上方に、プリンタ1の操作等のため設けられる(図1では破線で図示、図5参照)。そして、操作パネル6は、初期設定や使用者の操作入力を受け付け、又、プリンタ1の状態を表示するため、各種キー、液晶表示部61、複数の発光素子(例えば、LED)からなるインジケータ62等を有する。尚、操作パネル6は、チルトセンサ8の検出結果に基づいて、シートSの残量情報を表示する表示部として機能する。
次に、図2に基づき、本発明の第1の実施形態に係るプリンタ1のハードウェア構成を説明する。図2は、本発明の第1の実施形態に係るプリンタ1のブロック図である。
まず、図2に示すユーザ端末100(例えば、パーソナルコンピュータ)は、ネットワーク、各種インターフェイス等を介し、画像データ等を送信できるようにプリンタ1と接続される。そして、本実施形態におけるプリンタ1は、ユーザ端末100から送信される画像データに基づき画像形成を行うことができる。
そして、図2に示すように、本実施形態のプリンタ1本体には、プリンタ1全体の動作の制御のため、制御部7がプリンタ1内部の制御基板上に設けられ、CPU71、記憶部72、I/F部73等から構成される。前記CPU71は、中央演算処理装置として機能し、記憶部72に記憶されるプログラム、データに基づき、各種演算を行い、プリンタ1の各部を制御する。尚、CPU71は、フィーダ2Cに対する動作指示を行う。又、チルトセンサ8の出力を受けて駆動板21の傾きから、シート残量を認識する部分でもある。
記憶部72は、例えば、RAM、HDD、フラッシュROM等のメモリで構成される。RAMは、揮発性のメモリであり制御用プログラムや制御用データを一時的に展開する場合や、画像データを一時的に保存しておく場合などに用いられる。HDDは、大容量の不揮発性の記憶装置であって、制御用プログラムや、画像データの保存や、使用者によるプリンタ1の設定情報を保存する場合などに使用される。フラッシュROMは、プリンタ1本体及びオプション装置の制御用プログラムや制御用データ等を記憶し、CPU71は、プリンタ1の各部やフィーダ2Cの制御のためフラッシュROMからデータを読み出す。尚、これらのメモリから構成される記憶部72は、チルトセンサ8が検出した駆動板21の傾斜角度からシートSの残量を導き出すためのデータを記憶している。
そして、この制御部7は、プリンタ1を構成するカセット2A、2B、シート搬送路3、画像形成部4、定着部5、操作パネル6等と接続され、記憶部72に記憶されたプログラム等に基づき、各部の動作が的確に行われるように制御する。
特に、制御部7によるカセット2A、2Bの制御については、制御部7は、チルトセンサ8の駆動のON/OFFを制御し、又、駆動板21の傾斜角度を示すチルトセンサ8の出力信号を受ける。そして、制御部7のCPU71は、駆動板21の傾斜角度に対応するシート残量を記憶部72から読み出し、現在のシート残量の検出を行う。そして、検出された傾斜角度、シート残量に基づき、例えば、操作パネル6の液晶表示部61やインジケータ62、カセット2A、2B及びフィーダ2Cに設けられる残量表示部28に現在のシート残量の表示を行わせる。
又、制御部7は、プリンタ1に入力された画像形成指示に従って、カセット2A、2Bに備えられるカセットモータ23のON/OFFを行う。このカセットモータ23の駆動を受けて、供給ローラ22は、シートSの供給を行い、又、これに連動して、少しづつ、駆動板21の側端部25は持ち上げられる。即ち、制御部7は、カセット2A、2Bの動作全般を制御する。
そして、制御部7は、ユーザ端末100と通信を行うためのI/F部73(インチーフェイス)を有する。制御部7は、このI/F部73を介し画像データを受け取る。又、制御部7のI/F部73からユーザ端末100に向けて、駆動板21の傾斜に基づくシート残量データや、画像形成終了やエラー発生等のプリンタ1の状態情報を送信することができる。そして、ユーザ端末100は、このシート残量データを受けると、例えば、プリンタ1を利用する際に必要となるプリンタドライバソフトウェア等に基づく処理により、ユーザ端末100のディスプレイ101に、カセット2A、2Bやフィーダ2Cのシート残量情報等が表示されることになる。従って、I/F部73は、シートSの残量情報をユーザ端末100に出力する出力部としての機能も有する。
又、制御部7は、I/F部73等を介して、フィーダ2Cと電気的に接続される。例えば、コネクタ等のインターフェイスにより、プリンタ1からフィーダ2Cへの電力供給や、制御部7とフィーダ制御部26が通信を行うための信号線の接続がなされる。
フィーダ2Cには、CPU、RAM、ROM等で構成されるフィーダ制御部26が設けられる。フィーダ制御部26は、制御部7からの指示を受けて、フィーダ2Cの動作を制御し、例えば、シート供給や、フィーダ2Cの駆動板21の側端部25を持ち上げるために、フィーダモータ27のON/OFF等の制御を行う。
尚、フィーダ2Cに備えられるチルトセンサ8の出力は、カセット2A、2Bと同様に、制御部7に向けて出力され、検出した傾斜角度に対応したシートSの残量を、制御部7のCPU71が検出し、その検出結果をフィーダ制御部26が受けて、残量表示部28の表示制御を行うことができる。又、チルトセンサ8の出力を受けて、シート残量検出をフィーダ制御部26が直接行っても良い。
次に、図3に基づき、本発明の第1の実施形態に係るチルトセンサ8について説明する。図3は、本発明の第1の実施形態に係るチルトセンサ8の一例を示す説明図である。
図3に示すように、本実施形態の傾斜検出体としてのチルトセンサ8は、砲弾形状とされる。そして、チルトセンサ8の頭頂部81には、検知対象82(本実施形態では、駆動板21)に向けて所定の幅で光を照射する発光部83を有する。尚、発光部83には、例えば、LEDを用いることができるが発光素子であればよい。
そして、発光部83の両側に検知対象82からの反射光を受光し、受光量に応じた電流(電圧)を出力する第1受光部84と第2受光部85が設けられる、例えば、第1受光部84と第2受光部85には、フォトダイオードが用いられる。又、例えば、この第1受光部84と第2受光部85は、発光部83を中心とした円周上に対向するように配される。即ち、チルトセンサ8は、駆動板21に向けて光を照射する発光部83と、受光量に応じて信号を出力し、発光部83を挟むようにして設けられる第1受光部84、第2受光部85を有する。
又、一般に、フォトダイオードの出力電流は小さいので(例えば、数μA)、チルトセンサ8には、第1受光部84と第2受光部85の出力の増幅を行うとともに、所定の演算を行う増幅演算部86が設けられる。増幅演算部86は、例えば、オペアンプ等の素子を用いて構成される。
ここで、本実施形態のチルトセンサ8の傾斜検出を説明する。図3に示す、傾斜の角度が変化するシートSや駆動板21のような検知対象82において、傾斜角度が水平状態の検知対象82A(実線で図示)、即ち、第1受光部84と第2受光部85の並ぶ方向と検知対象82Aが平行であると、第1受光部84と第2受光部85の受光量は一致する。従って、第1受光部84の出力をA、第2受光部85の出力をBとすると、その関係は、
A = B
となる。
A = B
となる。
一方で、図3において、右上がりの傾斜状態の検知対象82B(2点鎖線で図示)の傾斜検出を行った場合、検知対象82Bの傾斜角度から、第2受光部85の受光量の方が、第1受光部84の受光量よりも大きくなる。従って、第1受光部84の出力と第2受光部85の出力の関係は、
A < B
となる。
A < B
となる。
反対に、図3において、右下がりの傾斜状態の検知対象82C(破線で図示)の傾斜検出を行った場合、検知対象82Cの傾斜角度から、第1受光部84の受光量の方が、第2受光部85の受光量よりも大きくなる。従って、第1受光部84の出力と第2受光部85の出力の関係は、
A > B
となる。
A > B
となる。
そして、増幅演算部86が、第1受光部84の出力Aと第2受光部85の出力Bの増幅後、例えば、所定の演算として、A/Bのような比をとる演算を行う。演算された比は、検知対象82の傾斜角度とリニアな対応関係を有するので、演算された比に基づき、検知対象82の傾きを検出することができる。即ち、第1受光部84と第2受光部85の受光量の比に基づき、駆動板21の傾斜角度を検出し、その結果、シート残量の検出がなされる。例えば、AとBの比の値と検知対象82の各傾斜角度との対応を、あらかじめ測定し、AとBの比の値と、検知対象82の傾斜角度との関係を示す関数を求め、AとBの比が求められれば、検知対象82の各傾斜角度が検出されるようにすることができる。
尚、所定の演算としては、(A−B)/(A+B)のように受光量の比の正規化を行って演算し、その演算値に応じて、検知対象82の傾斜角度を求めても良い。
ここで、本実施形態でのチルトセンサ8が高精度である点について説明しておく。本実施形態のチルトセンサ8は、光センサの一種と言えるが、光センサで傾斜、距離等を検知する場合、検知対象82に対し、光を照射し、その反射光の受光量に応じたフォトダイオード等の光電変換素子の電流(電圧)出力の大きさから傾斜等を求めることが一般的である。例えば、検知対象82の傾斜角度によって、検知対象82とフォトダイオードとの距離の遠近が変わることによって、フォトダイオードの受光量の変化に伴う出力信号の大小の変化から、傾斜角度が求められる。
しかし、LEDやレーザダイオードは、温度によって、特性が変化する。例えば、発光量や光の波長等が温度によって変動し、フォトダイオード等の光電変換素子の出力の大きさに着目して傾斜角度を求めると、発光特性の変動のため検出結果に誤差が含まれてしまう。即ち、光電変換素子の出力と傾斜角度の対応が温度により変化するので、傾斜角度を高精度に検出することができないという問題がある。
そこで、本実施形態のチルトセンサ8は、2つの受光部(第1受光部84、第2受光部85)を備え、この2つの受光部の出力の比から傾斜角度を検出する。即ち、発光部83の発光特性が温度により変化しても、検知対象82の傾斜角度に応じた第1受光部84と第2受光部85の受光量及びその出力の比は変わらない。従って、検知対象82の傾斜角度を高精度に検出することができる。例えば、チルトセンサ8は、0.5度単位で傾斜角度を高精度に検知できる。
次に、図4に基づき、本発明の第1の実施形態に係るシートSの残量検知の構成について説明する。図4は、本発明の第1の実施形態に係るカセット2Aの拡大模型的正面断面図であり、(a)は、シートSの残量が少なくなった状態、(b)は、シートSが満載されている状態を示す。尚、以下の説明は、カセット2Aについて行うが、上述したようにチルトセンサ8等の各部材の基本的な配置、構造等は共通するのでカセット2B、フィーダ2Cにも同様に適用できる。
本発明の実施形態では、チルトセンサ8は、駆動板21よりも下方に設けられ、又、駆動板21の側端部24の近傍にチルトセンサ8が設けられる。発光部83が駆動板21の下面のうち駆動板21の側端部25の部分に、光を照射して、駆動板21の傾斜角度を検出することは不可能ではないが、図4(a)のように、シートSの残量が少なくなると、チルトセンサ8と側端部25との距離が遠くなってしまう。チルトセンサ8と駆動板21の距離が遠いと、受光部の受光量が少なくなり、その結果、第1受光部84と第2受光部85の出力が低下する。低下した出力に基づき出力比を求めようとしても、演算できない場合や、精度が悪くなる場合がある。即ち、傾斜角度を高精度に求めるためには、チルトセンサ8と検知対象82との距離をチルトセンサ8の仕様範囲に収める必要がある。
チルトセンサ8と検知対象82の距離が遠い場合、的確に傾斜角度を検出するには、チルトセンサ8の発光部83の出力を上げたり、受光部の感度を向上させたり、レンズを別途設置する等の対策が必要になる。これらの対策はコスト上昇を招いてしまう。一方、チルトセンサ8を駆動板21の支点Pに近いほど、駆動板21の傾斜角度が大きくなっても駆動板21とチルトセンサ8が遠く離れない。そこで、チルトセンサ8は、駆動板21の側端部24(支点P)近傍に配される。即ち、傾斜検出体は、駆動板21のシート排出側の側端部よりも、支点Pのある側端部側に配される。
そして、本実施形態では、駆動板21の下面で、チルトセンサ8の発光部83の光の照射領域には、反射部材87が設けられる。この反射部材87は、発光部83からの出射光の反射光が拡散することなく、チルトセンサ8に向けて効率よく反射されるようにするためのものである。この反射部材87の存在により、駆動板21に光を反射させるよりも、受光部で受光される光量が増加し、駆動板21の傾斜角度を高精度に検出することができる。即ち、駆動板21への発光部83による光の照射部分には、少なくとも駆動板21の反射率よりも高い反射率を有する反射部材87が設けられる。
この反射部材87は、駆動板21の下面よりも高い反射率であれば、その効果を有するものであり、例えば、ミラーテープや、鏡面加工された金属、樹脂等を駆動板21の下面に貼り付けても良く、駆動板21自体に鏡面処理を施し反射部材87を構成しても良い。
そして、駆動板21は、積載されたシートSのうち、最上位のシートSを供給ローラ22に当接させるように、側端部25が持ち上げられるので、図4(a)の収容するシートSが少なくなった状態と、(b)の満載状態では、駆動板21の傾斜角度に相違が出る。
この駆動板21の傾斜角度とシートSの残量の対応関係をあらかじめ測定し、この対応関係を記憶部72に残量検知用データとして記憶しておく。そして、制御部7のCPU71が、チルトセンサ8からの傾斜角度の検出結果を受け取り、傾斜角度の検出結果から、記憶部72の残量検知用データを参照することで、シートSの残量を容易に検出することができる。しかも、上述したように、本実施形態のチルトセンサ8の傾斜角度の検出は高精度に行われるから、シートSの残量検知も従来よりも大きく高精度になされることになる。
次に、図5に基づき、本発明の第1の実施形態に係るプリンタ1のシート残量の表示について説明する。図5は、本発明の第1の実施形態に係るシート残量表示を説明するための説明図であり、(a)は、プリンタ1の正面図、(b)は、カセット2A、2B、フィーダ2Cに設けられる残量表示部28の一例を示す拡大図である。
図5(a)に示すように、プリンタ1の正面上方には、液晶表示部61やインジケータ62を備える操作パネル6が設けられている。従って、制御部7は、検出されたシート残量に基づいて、操作パネル6に、カセット2A、2Bやフィーダ2Cの残量情報を表示させて、使用者にシート残量を認識させても良い。
又、図5(a)に示すように、カセット2A、2Bやフィーダ2Cの正面視左側に、シートSの残量を表示するための残量表示部28を設けても良い。例えば、残量表示部28は、図5(b)示すように、複数の発光素子28a(例えば、チップLED)で構成することができる。そして、本実施形態のプリンタ1は、残量検知を高精度に行えるので、例えば、残量表示部28を20個の発光素子28aで構成することができる。即ち、1個当たりの発光素子が、シート満載時(100%)のシート枚数に対する5%の幅となる。
そして、各発光素子28aの点消灯制御については、カセット2A、2Bの残量表示部28を制御部7が、フィーダ2Cの残量表示部28をフィーダ制御部26が制御すればよい。例えば、シートSの残量検知結果に応じて、シートSの残量が少なくなるごとに、発光素子28aの点灯数を減らす等の制御を行うことができる。尚、図5(b)中の網掛けの発光素子28aは、消灯状態を示し、白抜きの発光素子28aが点灯状態を示し、具体的には、シート残量が50%であることを示している。
ここで、20個の発光素子は、あくまで例示に過ぎず、どのような残量表示部28を構成するかは適宜設定可能であるが、従来、せいぜい3〜4段階程度(例えば、満>半分>>少>空の4段階)の残量表示しか行われていないところ、例えば、10個の発光素子により残量表示部28を構成しても、飛躍的に高精度な残量表示を行うことができる。即ち、シート残量が高精度に検出されるので、より詳細な残量表示に対応することができる。
尚、シートSの残量情報を、I/F部73から各ユーザ端末100に向けて出力し、各ユーザ端末100のディスプレイ101上で、使用者がカセット2A、2Bやフィーダ2Cのシート残量を確認できるようにしても良い。即ち、I/F部73は、チルトセンサ8の検出結果に基づいて、プリンタ1と接続されるユーザ端末100にシートSの残量情報を出力する出力部として機能する。又、例えば、カセット2A、2Bについては、残量表示部28を設けず、フィーダ2Cにのみ残量表示部28を設け、操作パネル6では、シートSの残量表示を行わない等、シートSの残量を使用者に伝達する手段を適宜選択するようにしても良い。
次に、図6に基づき、本発明の第1の実施形態に係るカセット2A、2B、フィーダ2Cの残量検出に関する一連の動作の一例について説明する。図6は、本発明の第1の実施形態に係るプリンタ1の残量検知制御の一例を示すフローチャートである。尚、記載が複雑になることを避けるため、便宜上、ここでは、カセット2Aに関してのみ説明するが、カセット2B、フィーダ2Cについても同様の説明となる。
図1のスタートは、例えば、プリンタ1の主電源が投入され、画像形成動作を行う旨の入力がされた時点である。ユーザ端末100から画像データが送信される等により、画像形成を行う旨の入力がなされると、制御部7は、カセット2Aにシート供給開始を指示する(ステップ♯1)。これを受けて、カセット2Aは、供給ローラ22の回転により、シートSの供給を開始する(ステップ♯2)。そして、制御部7は、シートの供給中、最上位のシートSが供給ローラ22と当接するように、駆動板21を駆動させる(ステップ♯3)。そして、制御部7は、カセットモータ23の動作を制御して、駆動板21をシートSと供給ローラ22の当接が強くなりすぎない所望の位置で停止させる(ステップ♯4)。駆動板21の停止は、シートSの最上位面の高さをセンサ等で検知する等の種々の方法を採用することが可能であるが、詳細は省略する。
そして、駆動板21が停止した後、カセット2Aのチルトセンサ8により、駆動板21の傾斜角度検出がなされる(ステップ♯5)。この傾斜角度の検出は、駆動板21の停止ごとに行う必要はなく、例えば、傾斜角度の検出を、シートSの印刷枚数が所定枚数(例えば10〜50枚など)に達するごとに行ったり、一定時間ごとに行ったり、プリンタ1の主電源投入時に行うなど、傾斜角度の検出タイミングを任意に設定することができる。
そして、チルトセンサ8が傾斜角度の検出を行った場合、チルトセンサ8の出力は、制御部7に入力される(ステップ♯6)。その傾斜角度の検出信号を受けて、制御部7のCPU71は、演算や、記憶部72からのデータ読み出し等により、カセット2AのシートSの残量検出を行う(ステップ♯7)。その後、制御部7は、検出されたシート残量に基づき、操作パネル6での表示や残量表示部28の表示やユーザ端末100へのシート残量データの送信等のかたちで、使用者にシート残量を認識させるため、シートSの残量の情報出力を行う(ステップ♯8)。
このようにして、本実施形態の構成によれば、単に反射光の受光量に基づく受光部の信号出力の大きさから、駆動板21やシートSの傾斜を検出するのではなく、第1受光部84と第2受光部85の受光量(出力信号)の比により傾斜の検出を行うから、温度上昇等の温度変動により、発光部83の発光量、波長等の特性が変化しても高精度に傾斜の検出を行うことができる。従って、高精度に検出された傾斜角度に基づき、高精度にシートSの残量を検出することができる。又、アームや歯車等の機構を設ける必要がなく、そのシート残量を検出するための構成は、簡易であり、設置スペースは極めて小さいから、シート供給装置の低コスト化、小型化を図ることができる。又、駆動板21又は積載されたシートSの傾斜によりシート残量を検出するので、前回の電源ON時の状態に依存性を持たせることなく(例えば、メモリへの記憶)、主電源のON後、直ちにシート残量を検出することができる。
又、反射部材87が設けられ、受光部が受光する反射光の光量を増やすことができるから、傾斜角度、シート残量の検出をより高精度に行うことができる。又、傾斜検出体(チルトセンサ8)がより支点Pに近い位置に配されるから、駆動板21と傾斜検出体の距離を短くすることができる。従って、発光部83の発光量が多く、受光部の感度の良い高コストの傾斜検出体を用いることなく駆動板21の傾斜の高精度に検出を行うことができる。又、シート供給装置内のシートSの残量を使用者に認識させることができる。又、高精度な検出結果に基づき表示を行うので、精度の高いシート残量情報を使用者に提供することができる。
次に、図7に基づき、本発明の第2の実施形態に係るカセット2A、2B(フィーダ2C)について説明する。図7は、本発明の第2の実施形態に係るカセット2A、2Bの模型的断面図である。
ここで、本実施形態では、上記第1の実施形態と、チルトセンサ8の設置位置に差異があり、他の構成については第1の実施形態と同様のものを適用できるので、以下では、第1の実施形態と異なる部分についてのみ説明し、重複する部分の説明を省略する。
図7(a)、(b)に示すように、本実施形態では、例えば、チルトセンサ8の設置位置を供給ローラ22の左側方近傍とすることができる。この場合、チルトセンサ8の発光部83の光の照射方向は、下向きである。即ち、第1受光部84、第2受光部85は、シートSからの反射光を受光して、積載されたシートSの傾斜角度を検出する。
ここで、供給ローラ22の近傍にチルトセンサ8を設ける理由は、駆動板21によって、最上位のシートSは、常に供給ローラ22と当接され、かつ、駆動板21は、供給ローラ22よりも上方にシートSを持ち上げることはないので、供給ローラ22の近傍であれば、シートSとチルトセンサ8の距離を短くすることができるためである。又、チルトセンサ8が、シートSの積載上、邪魔になることもない。言い換えると、駆動板21の持ち上げられる側の側端部25側でシートSの傾斜角度を検出し、その傾斜角度の検出結果を用いて、シートSの残量検知を行う。即ち、チルトセンサ8は、積載されるシートSの上方に設けられ、発光部83は、積載されるシートSに向けて光を照射し、支点Pとなる側端部よりも、駆動板21のシートSが排出される側端部側に配される。
このように、第2の実施形態によれば、第1の実施形態と同様の効果に加え、積載されたシートSの上方に傾斜検出体(チルトセンサ8)を配しても、高精度にシートSの傾斜角度、シート残量を検出することができる。又、シートSの積載を妨げず、傾斜検出体がよりシートSに近い位置に配されることになるから、シートSと傾斜検出体の距離が短くなり、発光部83の発光量が多く、受光部の感度の良い高コストの傾斜検出体を用いることなくシートSの傾斜の高精度に検出を行うことができる。
以下、他の実施形態について説明する。上記実施形態では、画像形成装置を例に示したが、例えば、包装用紙等、供給ローラから何らかのシートを送り出すようなシート供給装置に適用可能である。
又、第1の実施形態では、支点P近傍にチルトセンサ8を設け、第2の実施形態では供給ローラ22の近傍にチルトセンサ8を設けたが、チルトセンサ8は、支点P近傍及び供給ローラ22の近傍の両方に設けても良い(図1参照)。これにより、2つのチルトセンサ8の検出した傾斜角度の平均をとるなどして、傾斜角度の検出及びシート残量検知の精度を高めることができる。
又、上記実施形態のチルトセンサ8を駆動板21の端部25の上方向の移動限界を検知するために用いることができる。これにより、カセットモータ23やフィーダモータ27に過負荷がかかることもなく、又、別途、駆動板21の移動の上限を検知するためのセンサを設置する必要が無くなり、コストダウンを図ることができる。
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。
本発明は、
1 プリンタ(画像形成装置)
2A、2B カセット(シート供給装置) 2C フィーダ(シート供給装置)
21 駆動板 22 供給ローラ
24 一方の側端部 25 他方の側端部
28 残量表示部 6 操作パネル(表示部)
7 制御部 71 CPU
72 記憶部 73 I/F部(出力部)
8 チルトセンサ(傾斜検出体) 83 発光部
84 第1受光部 85 第2受光部
87 反射部材 S シート
2A、2B カセット(シート供給装置) 2C フィーダ(シート供給装置)
21 駆動板 22 供給ローラ
24 一方の側端部 25 他方の側端部
28 残量表示部 6 操作パネル(表示部)
7 制御部 71 CPU
72 記憶部 73 I/F部(出力部)
8 チルトセンサ(傾斜検出体) 83 発光部
84 第1受光部 85 第2受光部
87 反射部材 S シート
Claims (8)
- 装置が収容するシートを外部に送り出す供給ローラと、
前記供給ローラよりも下方に設けられるとともに、複数のシートが積載され、積載されたシートのうち、最上位のシートを前記供給ローラに当接させるため、シート搬送方向での一方の側端部が支点となり、他方の側端部が上下方向に移動して傾斜する駆動板と、
前記駆動板又はシートに向けて光を照射する発光部と、受光量に応じて信号を出力し、前記発光部を挟むようにして設けられる第1、第2受光部を有し、前記第1受光部と前記第2受光部の受光量の比に基づき、前記駆動板又は積載されるシートの傾斜角度を検出してシート残量の検出を行うための傾斜検出体と、を備えることを特徴とするシート供給装置。 - 前記傾斜検出体は、前記駆動板の下方に設けられ、
前記発光部は、前記駆動板の下面に向けて光を照射し、
前記駆動板への前記発光部による光の照射部分には、前記駆動板の反射率よりも高い反射率を有する反射部材が設けられていることを特徴とする請求項1記載のシート供給装置。 - 前記傾斜検出体は、前記他方の側端部よりも、前記一方の側端部側に配されることを特徴とする請求項2記載のシート供給装置。
- 前記傾斜検出体は、積載されるシートの上方に設けられ、
前記発光部は、積載されるシートに向けて光を照射することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のシート供給装置。 - 前記傾斜検出体は、前記一方の側端部よりも、前記他方の側端部側に配されることを特徴とする請求項4記載のシート供給装置。
- 傾斜検出体の検出結果に基づき、シートの残量を表示する残量表示部を有することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載のシート供給装置。
- 請求項1乃至6のいずれか1項に記載のシート供給装置を備え、前記傾斜検出体の検出結果に基づいて、シートの残量情報を表示する表示部を有することを特徴とする画像形成装置。
- 前記請求項1乃至6記載のシート供給装置を備え、前記傾斜検出体の検出結果に基づいて、画像形成装置に接続されるユーザ端末にシートの残量情報を出力する出力部を有することを特徴とする画像形成装置。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2007281743A JP2009107776A (ja) | 2007-10-30 | 2007-10-30 | シート供給装置及び画像形成装置 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015008516A1 (ja) | 2013-07-19 | 2015-01-22 | 昭和シェル石油株式会社 | 太陽電池モジュールの固定装置及び固定方法及び固定構造 |
JP2015227558A (ja) * | 2014-05-30 | 2015-12-17 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 太陽光発電装置 |
JP2016137957A (ja) * | 2015-01-26 | 2016-08-04 | コニカミノルタ株式会社 | 給紙装置 |
JP2022169236A (ja) * | 2021-04-27 | 2022-11-09 | キヤノン株式会社 | 画像形成装置、光学センサ |
-
2007
- 2007-10-30 JP JP2007281743A patent/JP2009107776A/ja active Pending
Cited By (5)
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WO2015008516A1 (ja) | 2013-07-19 | 2015-01-22 | 昭和シェル石油株式会社 | 太陽電池モジュールの固定装置及び固定方法及び固定構造 |
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