JP2009107776A - シート供給装置及び画像形成装置 - Google Patents

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

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。

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。

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。

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、

第１実施形態に係るプリンタの概略構成を示す正面模型的断面図である。 第１実施形態に係るプリンタのブロック図である。 第１実施形態に係るチルトセンサの一例を示す説明図である。 第１の実施形態に係るカセットの拡大模型的正面断面図であり、（ａ）は、シートの残量が少なくなった状態、（ｂ）は、シートが満載されている状態を示す。 第１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、プリンタの正面図、（ｂ）は、各カセット、フィーダに設けられる残量表示部の一例を示す拡大図である。 第１実施形態に係るプリンタの制御の一例を示すフローチャートである。 第２実施形態に係るカセットの模型的断面図である。

符号の説明

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

Claims (8)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
6. 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。
7. 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。
8. 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。

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