JP3795858B2 - 自動調節式ガイドを有する紙トレイ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、包括的にはプリンタや複写機などのための紙トレイの分野に関する。特に、本発明は、一定範囲内の媒体サイズに適応するように自動的に調節されるトレイガイドを備えた紙トレイを開示している。
【０００２】
【従来の技術】
プリンタ、スキャナ、複写機、ファックス機などの多くの被給紙装置(sheet-fed devices)は、さまざまな異なった媒体サイズに適応しなければならない。従来方法は、これらの装置に、異なった媒体サイズに合わせてユーザが手動で調節することができる可動トレイガイドを有する紙トレイを装備していた。
【０００３】
この分野の従来技術として、異なった媒体サイズに適応するようにトレイガイドの位置を自動的に調節する紙トレイを開示する幾つかの特許もある。たとえば、米国特許第５，３６０，２０７号（ローエン(Rauen)その他）および米国特許第５，１１０，１０６号（マツムラその他）は、ガイドが媒体スタックの縁部と接触した時を感知するために圧力変換器を用いた自動調節式紙トレイを開示している。しかし、この方法には、２〜３枚だけの少ない紙スタックではトレイガイド上の圧力センサを作動させることができないという点で基本的な限界がある。むしろ、媒体が湾曲したりたわみやすく、それによって紙詰まりまたは送り不良の危険が生じる。したがって、広範囲の媒体サイズおよびいずれの厚さのスタックも扱うことができる自動調節式紙トレイが依然として必要とされている。
【０００４】
以上に記載したいずれの従来技術も、媒体の縁部を感知するために紙トレイの床に光検出器アレイを用いた自動調節式紙トレイを示していない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、さまざまな媒体サイズに適応するように自動的に調節される紙トレイを提供する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
トレイに媒体を入れることによって、トレイの支持面上の光検出器アレイが遮光される。コントローラが、どの光検出器が遮蔽されているかを監視することによって、媒体のサイズを決定する。コントローラは次に、媒体の寸法に対応した所定位置へ移動するように、トレイガイドに指示することができる。
【０００７】
本発明の上記および他の利点、特徴および目的は、以下の詳細な説明および図面を考慮すれば容易に理解されるであろう。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明は、添付の図面を考慮してより容易に理解されるであろう。
【０００９】
図１を参照すると、本発明の概略ブロック図が示されている。図２は、本発明を組み込んだ紙トレイ１０の上方斜視図であり、図３は、紙トレイ１０の対応の縦断面図である。紙トレイ１０は、紙、透明シート、封筒、ラベルまたは同様の処理すべき材料のシートのスタック１５を保持するための支持面を有する。媒体１５のサイズは、多種多様にすることができる。たとえば、従来型コンピュータプリンタは一般的に、一定範囲の封筒およびラベルサイズと共に、手紙、リーガルおよびＡ４紙サイズを扱うことができる。本発明が、プリンタ、複写機、ファックス機、スキャナなどを含めた広範囲の被給紙装置と組み合わせて使用できることも理解されたい。本特許出願の目的では、あらゆる形式の紙、封筒、透明シート、ラベル、およびそのような被給紙装置によって処理できる他の種類の材料を「媒体」と見なすものとする。
【００１０】
多くの光検出器アレイが、トレイ１０の支持面を横切って延在している。図１および図２は、２つの直交する光検出器アレイ２０および２５を用いた本発明の実施形態を示す。第１光検出器アレイ２０は、媒体１５の長手縁部に平行に延在して、媒体１５の長さを決定するために使用される。反対に、第２光検出器アレイ２５は、媒体１５の短手縁部に平行に延在して、媒体１５の幅を決定するために使用される。図１および図２に示された実施形態では、図３に示されているように、各光検出器アレイ２０、２５の一部分が媒体１５の下になって、遮光されている。各アレイ２０、２５の残りの光検出器は媒体の縁部より先へ延出しているので、露光されている。露光される光検出器は、紙トレイ内か、紙トレイの上方の装置に設けられた光源６０（たとえば、白熱または蛍光電球か、発光ダイオード）によって照明することができる。可視光スペクトルで間に合う。しかし、本発明の美観的な影響を軽減するために、赤外光源を使用することができる。あるいは、紙トレイ１０内の媒体１５によって遮蔽されていない光検出器の照明用に、光検出器アレイは周囲光を用いることもできる。
【００１１】
光検出器アレイ２０および２５を作製するために、さまざまな光検出器のいずれをも使用することができることを明確に理解されたい。たとえば、光検出器は、入射光の強度の関数である出力電圧を発生する光電セルにすることができる。あるいは、各光検出器は、入射光の強度の関数として抵抗が変化するフォトレジスタでもよい。
【００１２】
コントローラ３０（たとえば、マイクロプロセッサ）が、各光検出器を監視して、どの光検出器が紙トレイ１０内に積み重ねられた媒体１５によって遮蔽されているかを決定する。たとえば、光検出器アレイ２０、２５が１００個の光検出器からなる場合、コントローラは、たとえば、最初の８０個の光検出器が媒体１５によって遮蔽されているが、最後の２０個の光検出器がまだ照明されていることを見つけるであろう。媒体スタック１５がトレイ１０内に適正に配置されていなかった場合、最初の５個と最後の１５個の光検出器が照明される一方、中間の８０個の光検出器が遮蔽される。いずれの場合も、コントローラは、トレイ１０内の媒体１５によって遮蔽された光検出器素子の数に基づいて、光検出器アレイの軸に平行な媒体１５の寸法を容易に決定することができる。これは、アレイ２０または２５内の遮蔽光検出器の数と対応の媒体寸法との相互関係を示す単純なルックアップ表としてコントローラにプログラムすることができる。２つの直交する光検出器アレイ２０および２５を使用して媒体１５の長さおよび幅を測定する場合、二次元ルックアップ表を使用して、両アレイ２０および２５内の遮蔽光検出器の数と特定の媒体サイズ（たとえば、手紙、リーガルまたはＡ４紙）および媒体の向き（たとえば、縦置きまたは横置きモード）とを相関させることができる。一般的に使用される有効な寸法の組み合わせは比較的少数しかないので、ルックアップ表は不適当な読み取り値にフラグを立てることもできる。
【００１３】
たとえば、光検出器アレイの分解能が限定されていることや、媒体の積み重ねがずさんであったり、媒体スタックが傾斜することから、コントローラ３０は、遮蔽光検出器の数の狭い値範囲を各媒体サイズに対応させるようにプログラムすることができる。しかし、そのような許容差があっても、コントローラ３０は、一般的に使用される媒体サイズの特定および区別を行うことができなければならない。コントローラはまた、故障した光検出器や、誤って光検出器を遮蔽する漂遊障害物を補償するために、非連続的または孤立した遮蔽光検出器を無視するようにプログラムすることもできる。
【００１４】
本発明の好適な実施形態では、コントローラ３０が、被給紙装置の作動全体を制御する同じプロセッサである。あるいは、コントローラ３０を紙トレイ専用の個別のコントローラにすることもできる。いずれの場合も、コントローラ３０によって生じたページサイズ情報を、被給紙装置に関連した他のコントローラまたはコンピュータと共用することができる。多くの形式の被給紙装置、特にプリンタおよび複写機は、特定ジョブ用の適当なページセットアップの選択にそのようなページサイズ情報を利用することができる。
【００１５】
図２に示された本発明の実施形態は、紙トレイ１０に入れられた媒体スタック１５の４側縁部を支持するために４つのトレイガイド４０、４５、５０および５５を設けている。これらのうちの第１および第２トレイガイド４０および４５は、互いに直交しており、それぞれコントローラ３０によって制御されたモータ４２および４７によって直交軸に沿って移動可能である。第３および第４トレイガイド５０および５５は、互いに直交しているが、紙トレイに対して静止している。
【００１６】
図４は、可動トレイガイド４０用のモータ４２および駆動機構の詳細な側部断面図である。トレイガイド４０は、紙トレイ１０の床のスロットに沿って摺動するように拘束されている。トレイガイドの下部分に取り付けられてコントローラ３０によって制御される電気モータ４２が、紙トレイ１０のスロットの下側に延在するラックギヤ４９と噛み合ったピニオンギヤ４８を駆動する。ラックおよびピニオンギヤの代わりに、他の形式の駆動機構も容易に用いることができるであろう。
【００１７】
トレイガイド４０、４５、５０および５５は、媒体スタック１５を保持するための紙トレイの表面上に矩形領域を画定する。この矩形領域の寸法は、可動トレイガイド４０および４５の位置によって制御される。光検出器アレイ２０および２５が、トレイガイド４０、４５、５０および５５によって画定された矩形領域内に延在して、各光検出器アレイ２０、２５の各々の少なくとも一部分が、トレイ１０内に積み重ねられた媒体によって遮蔽されるようにしている。図１および図２に示された実施形態では、第１光検出器アレイ２０が、第１および第３トレイガイド４０および５０に垂直に、また第２および第４トレイガイド４５、５５に平行に並べられている。第２光検出器アレイ２５は、第１アレイ２０に直交し、したがって、第１および第３トレイガイド４０、５０に平行で、第２および第４トレイガイド４５、５５に垂直に並べられている。
【００１８】
静止および可動トレイガイドの他の構造を容易に代用できることを理解されたい。たとえば、１軸の調節だけが必要な場合、１つの可動トレイガイドだけを設けるように、紙トレイ１０のデザインを簡単にすることができる。同様に、第３および第４トレイガイドは必ずしも静止していなくてもよい。たとえば、それらを手動調節することができる。あるいは、第３および第４トレイガイドを単一のＬ字形部材として形成するか、紙トレイの内縁部の１つまたは複数を静止ガイドとして使用することによって、別体の部材としては完全になくすこともできる。
【００１９】
紙トレイは、必要ならば３つ以上の可動トレイガイドを備えることができる。たとえば、図６に示されているように、３つの可動トレイガイドを使用して、紙トレイ１０内での媒体１５のセンタリングと、被給紙装置に送り込むためのスタックの適切な位置合わせとを同時に行うことができる。本実施形態では、光検出器アレイ２０、２５がほぼＴ字形構造に配列されて、第２光検出器アレイ２５の両端部が媒体１５の側縁部より先へ延出している。コントローラ３０が、第２アレイ２５内の、媒体によって遮蔽された光検出器の数から媒体１５の幅を決定し、向き合った両方の可動ガイド４５を対応位置へ移動させることによって、媒体を紙トレイ１０内でセンタリングする。第１光検出器アレイ２０は、Ｔ字の軸部を形成しており、媒体１５の底縁部より先へ延出している。コントローラは、第１アレイ２０内の、媒体によって遮蔽された光検出器の数から媒体の長さを決定し、第３可動ガイド４０を対応位置へ移動させる。この構造は、媒体を紙トレイ１０の先頭縁部に沿ってセンタリングすることを期待する被給紙装置と組み合わせて使用するのに適している。
【００２０】
図５は、本発明の別の実施形態の上方斜視図(top view)であり、２つの直交する光検出器アレイ２０および２５の代わりに、１つの対角線状の光検出器アレイ２７を用いている。対角線状アレイ２７の中央部分が媒体１５の下になるが、対角線状アレイの端部は、スタックの直交する２側部で媒体１５の縁部より先に延出している。これによって、コントローラ３０は、対角線状光検出器アレイ２７の両端部でどの光検出器が露出しているかを監視することによって、媒体１５の長さおよび幅の両方を測定することができる。
【００２１】
作用を説明すると、最初に、ユーザが紙トレイを開く。これをコントローラ３０が感知すると、媒体保持領域の大きさを最大にするように、可動ガイドを後退させることができる。あるいは、所望ならば、ユーザが装置の操作パネル上のボタンを押すことによって、この機能を始動させることができる。次に、ユーザが媒体スタック１５を紙トレイ１０の、ガイド４０、４５、５０および５５によって画定された領域に挿入する。媒体１５は、各アレイ２０、２５の光検出器の一部の遮光を行い、その他は照明されている。コントローラ３０は、どの光検出器が遮光されて、どれが照明されているかを監視する。この情報に基づいて、コントローラ３０は、媒体の寸法を決定することができる。次に、コントローラ３０は、可動トレイガイド４０、４５を媒体１５の寸法に対応した所定位置へ摺動させるように、モータ４２、４７に指示する。
【００２２】
上記開示は本発明のある数の実施形態を説明している。正確には述べられていないが、他の構造または実施形態も、請求項に述べられている本発明の教示に基づいて実施することができる。
【００２３】
本発明は以下に要約される。
【００２４】
１． 媒体スタックを保持するトレイにおいて、
媒体スタック（１５）を保持するための支持面を有するトレイ（１０）と、
前記トレイ（１０）の前記支持面上の光検出器アレイ（２０、２５）と、
前記トレイ（１０）上での位置を制御するモータ（４２、４７）を有する少なくとも１つの可動トレイガイド（４０、４５）と、
前記光検出器アレイ（２０、２５）のうちのどの光検出器が、前記トレイ（１０）に載置された媒体（１５）によって遮蔽されているかを監視し、それによって前記媒体（１５）のサイズを決定するコントローラ（３０）と、を備え、
前記コントローラ（３０）は、前記トレイガイド（４０、４５）を前記媒体（１５）のサイズに対応した所定位置へ移動させるように前記トレイガイドモータ（４２、４７）に指示する、
ことを特徴とするトレイ。
【００２５】
２． 前記光検出器アレイは、２つの直交する光検出器アレイ（２０、２５）を有することを特徴とする第１項に記載のトレイ。
【００２６】
３． 前記光検出器アレイは、対角線状の光検出器（２７）を有することを特徴とする第１項に記載のトレイ。
【００２７】
４． 前記可動トレイガイドは、それぞれ前記媒体（１５）の長さおよび幅に対応するように配置された２つの直交するトレイガイド（２０、２５）を有することを特徴とする第１項に記載のトレイ。
【００２８】
５． さらに、前記可動トレイガイド（４０、４５）と向き合った２つの直交する静止トレイガイド（５０、５５）を備えたことを特徴とする第４項に記載のトレイ。
【００２９】
６． 前記静止トレイガイド（５０、５５）および前記可動トレイガイド（４０、４５）は、媒体スタック（１５）を保持するための前記トレイ（１０）の矩形領域を画定し、前記光検出器アレイ（２０、２５）は、前記静止トレイガイド（５０、５５）および前記可動トレイガイド（４０、４５）によって画定された前記領域内に延在していることを特徴とする第５項に記載のトレイ。
【００３０】
７． 前記媒体（１５）によって遮蔽されない光検出器（２０、２５）は、周囲光で照らされることを特徴とする第１項に記載のトレイ。
【００３１】
８． さらに、前記媒体（１５）によって遮蔽されない光検出器（２０、２５）を照明する光源（６０）を備えたことを特徴とする第１項に記載のトレイ。
【００３２】
９． 媒体スタックを保持するトレイであって、
ほぼ矩形の媒体スタック（１５）を保持するための支持面を有するトレイ（１０）と、
前記トレイ（１０）に入れられた前記媒体（１５）の長さ方向に平行に前記支持面上に延在する第１光検出器アレイ（２０）と、
前記トレイ（１０）に入れられた前記媒体（１５）の幅方向に平行に前記支持面上に延在し、前記第１光検出器アレイ（２０）にほぼ直交する第２光検出器アレイ（２５）と、
前記媒体（１５）の長さに適応するように、前記トレイ（１０）上での位置を制御するモータ（４２）を有する第１可動トレイガイド（４０）と、
前記媒体（１５）の幅に適応するように、前記トレイ（１０）上での位置を制御するモータ（４７）を有する第２可動トレイガイド（４５）と、
前記第１および第２光検出器アレイ（２０、２５）のうちのどの光検出器が、前記トレイ（１０）に載置された媒体（１５）によって遮蔽されているかを監視し、それによって前記媒体（１５）の長さおよび幅を決定するコントローラ（３０）と、を備え、
前記コントローラ（３０）はさらに、前記第１可動トレイガイド（４０）を前記媒体（１５）の長さに対応した所定位置へ移動させるように、前記第１可動トレイガイド（４０）の前記モータ（４２）に指示し、前記第２可動トレイガイド（４５）を前記媒体（１５）の幅に対応した所定位置へ移動させるように、前記第２可動トレイガイド（４５）の前記モータ（４７）に指示するようにした、
ことを特徴とするトレイ。
【００３３】
１０． さらに、第３トレイガイド（５０）、および前記第３トレイガイド（５０）に直交する第４トレイガイド（５５）を備えており、前記第３および第４トレイガイド（５０、５５）は、それぞれ前記第１および第２可動トレイガイド（４０、４５）と向き合っていることを特徴とする第９項に記載のトレイ。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を組み込んだ紙トレイ１０の概略ブロック図である。
【図２】本発明を組み込んだ紙トレイ１０の上方斜視図である。
【図３】図２に対応した紙トレイ１０の縦断面図である。
【図４】可動トレイガイド用のモータおよび駆動機構の詳細な側部断面図である。
【図５】対角線状光検出器アレイ２７を使用した紙トレイ１０の別の実施形態の上方斜視図(top view)である。
【図６】３つの可動トレイガイドを備えた紙トレイの別の実施形態の上方斜視図である
。
【符号の説明】
１０ トレイ
１５ 媒体スタック
２０、２５ 光検出器アレイ
３０ コントローラ
４２、４７ モータ
４０、４５ トレイガイド

Claims (6)

1. 媒体スタックを保持するトレイにおいて、
   媒体スタックを保持するための支持面を有するトレイと、
   前記トレイの前記支持面上に斜めに並んだ光検出器からなり、前記トレイに載置された媒体の直交する２つの側部と交差する、光検出器アレイと、
   少なくとも１つの可動トレイガイドであって、前記可動トレイガイドの前記トレイ上での位置を制御するモータを有する、少なくとも１つの可動トレイガイドと、
   前記光検出器アレイのうちのどの光検出器が前記トレイに載置された媒体によって遮蔽されているかを監視することによって、前記媒体の長さと幅をそれぞれ決定するコントローラと、
   を備え、前記コントローラが、前記トレイガイドを前記媒体の長さと幅に対応した所定位置へ移動させるように前記トレイガイドモータに指示することを特徴とするトレイ。
2. 前記可動トレイガイドが、それぞれ前記媒体の長さおよび幅に対応するように配置された２つの直交するトレイガイドであることを特徴とする請求項１に記載のトレイ。
3. 前記可動トレイガイドと向き合った２つの直交する静止トレイガイドをさらに備えたことを特徴とする請求項２に記載のトレイ。
4. 前記静止トレイガイドおよび前記可動トレイガイドが媒体スタックを保持するための前記トレイの矩形領域を画定し、前記光検出器アレイが、前記静止トレイガイドおよび前記可動トレイガイドによって画定された前記領域内に延在していることを特徴とする請求項３に記載のトレイ。
5. 前記媒体によって遮蔽されない光検出器が周囲光で照らされることを特徴とする請求項１に記載のトレイ。
6. 前記媒体によって遮蔽されない光検出器を照らす光源をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載のトレイ。

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