JP4015860B2 - 用紙残量検知装置及びこれを用いた記録装置並びに複合機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、給紙カセット内の用紙残量を検知する用紙残量検知装置及びこれを用いた記録装置並びに複合機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の装置では、用紙を積載する給紙カセットを備えている。そして、この給紙カセット内の用紙残量を検知する用紙残量検知手段と、前記給紙カセットが装置本体内に装着されているか否かを検知する給紙カセット装着検知手段と、を備えている。
【０００３】
具体的には、給紙カセット内に用紙を積載する底板が設けられている。この底板は給紙カセットを装置に装着していない状態では最下位まで降下し、また、給紙カセットを装置内部に装着した状態では積載された最上位置の用紙が装置内部の給紙ローラに当接する位置まで上昇する。
【０００４】
そして、給紙カセット内の用紙残量検知手段は、前記底板の回動軸にエンコーダを取付け、給紙カセットを装置内部に装着した際の前記底板の上昇量を把握することにより用紙の残量を検知していた。
【０００５】
また、給紙カセット装着検知手段は、用紙残量検知手段とは別に給紙カセット装着有無検知用のセンサを設け、別途給紙カセットの装着を検知していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の技術では、以下のような問題が生じていた。
【０００７】
即ち、用紙残量検知手段として、エンコーダを用いると、継続して監視しなければ移動量が分らないため、その専用電気回路が必要となる。また、エンコーダによって把握された結果を保持するメモリも必要となる。そのため、部品点数も増加し、コスト高を招くという問題があった。
【０００８】
また、給紙カセット装着検知手段は、用紙残量検知手段とは別個に専用のセンサを設けたものであるので、その分センサ数が増加し、コスト高を招くとして問題があった。
【０００９】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、部品点数を削減して、用紙の残量検知を簡易且つ正確に行うことができ、さらに、用紙残量検知及び給紙カセットの装着有無を同一機構により判断することができる給紙カセット内の用紙残量検知装置及びこれを用いた記録装置並びに複合機を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、給紙カセット内に設けられ用紙を積載する底板を昇降させる昇降手段の回動軸に連動する残量検知手段に複数のセンサの検知領域を通過する外周突出面と切り欠き部とを設け、この外周突出面と切り欠き部の位置の変化を複数のセンサで検知し、底板が停止した時点における複数のセンサ出力に基づいて用紙残量をソフト的に判断するものである。
【００１１】
これによれば、エンコーダを用いた場合のように底板の移動中、継続して監視する必要はなく、電気的な制御回路を不要とすることができるので、部品点数の削減を図り、低コストを図ることができると共に正確な残量検知を実現できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の態様に係る用紙残量検知装置は、昇降自在に給紙カセット内に設けられ用紙を積載する底板と、前記給紙カセットが装着された場合に前記底板を上昇させる一方、取り外された場合に前記底板を降下させるように回動する昇降手段と、この昇降手段の回動に連動し前記昇降手段の回動軸と直交する方向に扇形状に広がった面とこの面の外周辺から前記給紙カセットの挿入方向に突出する外周突出面とこの外周突出面に設けられた切り欠き部とを有する残量検知手段と、前記外周突出面と切り欠き部の位置を検知し前記残量検知手段の回動に応じてオン／オフを出力する所定の位置に設けられた複数のセンサと、前記残量検知手段の回動が停止した時点で前記複数のセンサから出力されたオン／オフの組合せに基づき用紙残量を判定する判定手段とを具備し、前記給紙カセットの装着時に前記複数のセンサの少なくとも１つが必ずオンするように配置したことを特徴とする。
【００１７】
この構成によれば、給紙カセットを装着すればセンサの１つが必ずオンすることにより、全てのセンサ出力がオフの場合は給紙カセット未装着と判断することができると共に、いずれかのセンサ出力がオンの場合は給紙カセット装着済みと判断することができる。したがって、全てのセンサ出力がオフの場合に給紙カセット無しと設定するだけで、それ以外の場合に用紙残量を検知しつつ、給紙カセットの装着有無を容易に識別することができる。これにより、用紙残量の誤判断を防止すると共に、用紙残量検知のための機構を給紙カセットの装着有無検知のための機構に共用でき、部品点数を大幅に削減して低コストを図ることができる。
【００１８】
本発明の第２の態様は、第１の態様に係る用紙残量検知装置において、前記残量検知手段の外周突出面及び切り欠き部と前記複数のセンサとの位置関係は、用紙残量の段階が１つ変化する毎に前記複数のセンサの出力が１つだけ変化するものである構成を採る。
【００１９】
この構成によれば、用紙残量の段階が１つ変化する毎に複数のセンサの出力を１つだけ変化させることにより、用紙残量の変化の順序に従って、例えば、１００％→７５％→５０％→２５％、という順序に従って出力を変化させることができる。このため、例えば、１００％→５０％→７５％のように、順序が前後しながら変化する事態を確実に防止することができるので、ユーザに装置が故障したとの印象を与える不都合を回避することができる。
【００２４】
本発明の第３の態様に係る記録装置は、昇降自在に給紙カセット内に設けられ用紙を積載する底板と、前記給紙カセットが装着された場合に前記底板を上昇させる一方、取り外された場合に前記底板を降下させるように回動する昇降手段と、この昇降手段の回動に連動し前記昇降手段の回動軸と直交する方向に扇形状に広がった面とこの面の外周辺から前記給紙カセットの挿入方向に突出する外周突出面とこの外周突出面に設けられた切り欠き部とを有する残量検知手段と、前記外周突出面と切り欠き部の位置を検知し前記残量検知手段の回動に応じてオン／オフを出力する所定の位置に設けられた複数のセンサと、前記残量検知手段の回動が停止した時点で前記複数のセンサから出力されたオン／オフの組合せに基づき用紙残量を判定する判定手段とを具備し、前記給紙カセットの装着時に前記複数のセンサの少なくとも１つが必ずオンするように配置したことを特徴とする。
【００２５】
この構成によれば、給紙カセットを装着すればセンサの１つが必ずオンすることにより、全てのセンサ出力がオフの場合は給紙カセット未装着と判断することができると共に、いずれかのセンサ出力がオンの場合は給紙カセット装着済みと判断することができる。したがって、全てのセンサ出力がオフの場合に給紙カセット無しと設定するだけで、それ以外の場合に用紙残量を検知しつつ、給紙カセットの装着有無を容易に識別することができる。これにより、用紙残量の誤判断を防止すると共に、用紙残量検知のための機構を給紙カセットの装着有無検知のための機構に共用でき、部品点数を大幅に削減して低コストを図ることができる。
【００２６】
本発明の第４の態様は、第３の態様に係る記録装置において、前記残量検知手段の外周突出面及び切り欠き部と前記複数のセンサとの位置関係は、用紙残量の段階が１つ変化する毎に前記複数のセンサの出力が１つだけ変化するものである構成を採る。
【００２７】
この構成によれば、用紙残量の段階が１つ変化する毎に複数のセンサの出力を１つだけ変化させることにより、用紙残量の変化の順序に従って、例えば、１００％→７５％→５０％→２５％、という順序に従って出力を変化させることができる。このため、例えば、１００％→５０％→７５％のように、順序が前後しながら変化する事態を確実に防止することができるので、ユーザに装置が故障したとの印象を与える不都合を回避することができる。
【００３２】
本発明の第５の態様に係る複合機は、昇降自在に給紙カセット内に設けられ用紙を積載する底板と、前記給紙カセットが装着された場合に前記底板を上昇させる一方、取り外された場合に前記底板を降下させるように回動する昇降手段と、この昇降手段の回動に連動し前記昇降手段の回動軸と直交する方向に扇形状に広がった面とこの面の外周辺から前記給紙カセットの挿入方向に突出する外周突出面とこの外周突出面に設けられた切り欠き部とを有する残量検知手段と、前記外周突出面と切り欠き部の位置を検知し前記残量検知手段の回動に応じてオン／オフを出力する所定の位置に設けられた複数のセンサと、前記残量検知手段の回動が停止した時点で前記複数のセンサから出力されたオン／オフの組合せに基づき用紙残量を判定する判定手段とを具備し、前記給紙カセットの装着時に前記複数のセンサの少なくとも１つが必ずオンするように配置したことを特徴とする。
【００３３】
この構成によれば、給紙カセットを装着すればセンサの１つが必ずオンすることにより、全てのセンサ出力がオフの場合は給紙カセット未装着と判断することができると共に、いずれかのセンサ出力がオンの場合は給紙カセット装着済みと判断することができる。したがって、全てのセンサ出力がオフの場合に給紙カセット無しと設定するだけで、それ以外の場合に用紙残量を検知しつつ、給紙カセットの装着有無を容易に識別することができる。これにより、用紙残量の誤判断を防止すると共に、用紙残量検知のための機構を給紙カセットの装着有無検知のための機構に共用でき、部品点数を大幅に削減して低コストを図ることができる。
【００３４】
本発明の第６の態様は、第５の態様に係る複合機において、前記残量検知手段の外周突出面及び切り欠き部と前記複数のセンサとの位置関係は、用紙残量の段階が１つ変化する毎に前記複数のセンサの出力が１つだけ変化するものである構成を採る。
【００３５】
この構成によれば、用紙残量の段階が１つ変化する毎に複数のセンサの出力を１つだけ変化させることにより、用紙残量の変化の順序に従って、例えば、１００％→７５％→５０％→２５％、という順序に従って出力を変化させることができる。このため、例えば、１００％→５０％→７５％のように、順序が前後しながら変化する事態を確実に防止することができるので、ユーザに装置が故障したとの印象を与える不都合を回避することができる。
【００３６】
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００３７】
図１は、本発明の一実施の形態に係る用紙残量検知装置が搭載される記録装置１００の概略構成図である。図１に示すように、本記録装置１００は、上部に原稿の読み取りを行う読取ユニット１０１を備え、その下方に給紙、転写、記録、定着の処理を実行する本体ユニット１０２を備える。本体ユニット１０２の所定位置には本記録装置１００内の用紙残量に応じた表示を利用者に示す残量表示部が設けられている。
【００３８】
本体ユニット１０２の底部周辺に本用紙残量検知装置が適用される給紙カセット１０３が設置されている。給紙カセット１０３は、図１に示す本記録装置１００の正面から抜き取ることができる。この給紙カセット１０３の構成については後述する。
【００３９】
給紙カセット１０３にセットされた用紙束から最上面の用紙がピックアップローラ１０４によって取り出される。なお、図１に示すように本記録装置１００は、給紙カセット１０３と同様の給紙カセットを３段備えている。
【００４０】
給紙カセット１０３から取り出された用紙は、給紙ローラ１０５によって本体ユニット１０２の底部から上方に向けて形成された紙パス１０６に送り込まれる。紙パス１０６には、複数の搬送ローラ１０７、１０８及び１０９が配置されている。
【００４１】
最も上方に配置された搬送ローラ１０９によって搬送された用紙は、搬送ローラ１１０によってレジストローラ１１１に渡される。レジストローラ１１１による用紙の搬送先には、図中矢印方向に回転する感光体ドラム１１２が配置されている。
【００４２】
感光体ドラム１１２の上方には、感光体ドラム１１２の表面に潜像画像を形成するＬＳＵ（Laser Scan Unit）１１３が配置されている。感光体ドラム１１２に形成された潜像画像に現像材（トナー）を付着させる現像装置１１４が感光体ドラム１１２に隣接して配置されている。現像装置１１４内部には現像材を攪拌・搬送する攪拌ローラと感光体ドラム１１２に現像材を付着させる現像ローラを備えている。
【００４３】
感光体ドラム１１２の下方には、感光体ドラム１１２に現像材が付着することで形成された画像を、搬送される用紙に転写する転写器１１５が設置されている。なお、感光体ドラム１１２上の画像と用紙の記録領域との位置調整はレジストローラ１１１によって制御される。
【００４４】
画像を転写し終わった感光体ドラム１１２の表面をクリーニングするクリーニングユニット１１６が感光体ドラム１１２に隣接して配置されている。画像が転写された用紙は搬送ベルト１１７によりさらに搬送される。搬送ベルト１１７の搬送先には定着ユニット１１８が配置されている。
【００４５】
定着ユニット１１８は、定着ローラ１１９及び定着ローラ１１９に対向配置された加圧ローラ１２０を備えている。定着ローラ１１９が用紙の記録面に熱を加え、加圧ローラ１２０が用紙を定着ローラ１１９との間で押圧することにより、用紙に画像が定着する。
【００４６】
定着ユニット１１８から排出された用紙は、排出ローラ１２１により本体ユニット１０２の外部に排出される。本体ユニット１０２から排出された用紙は、排紙トレイ１２２上に受け止められる。
【００４７】
定着ユニット１１８と排出ローラ１２１との間に、用紙を本体ユニット１０２の外部に排出するか、両面記録を行うための両面パス１２３に送り込むかを切り替える切替ガイド１２４が配置されている。両面パス１２３は、切替ガイド１２４の近傍から下方向に向かって形成された部分（１２３Ａ）と、その途中で略水平方向に向かって形成された部分（１２３Ｂ）とで構成されている。
【００４８】
両面パス１２３に送り込まれた用紙は、反転ローラ１２５により両面パス１２３のうち、下方向に形成された部分１２３Ａの延長上に形成された反転パス１２６に一旦引き込まれる。反転パス１２６に用紙が引き込まれると、反転ローラ１２５が反転し、用紙を両面パス１２３のうち、略水平方向に形成された部分１２３Ｂに送り込む。この時点で用紙の表裏が反転する。
【００４９】
略水平方向に形成された両面パス１２３Ｂに送り込まれた用紙は、両面パス１２３Ｂ上に形成された搬送ローラ１２７、１２８及び１２９により搬送される。両面パス１２３Ｂは、搬送ローラ１１０の下方で紙パス１０６に連結されている。搬送ローラ１２７、１２８及び１２９により両面パス１２３Ｂを搬送し、紙パス１０６に送り込まれた用紙は、再度、感光体ドラム１１２の下方に送り込まれ、今度はその裏面に画像が形成される。
【００５０】
なお、本記録装置１００は、上述した給紙カセット１０３のほか、大容量の用紙を給紙可能な大容量給紙カセット１３０も備えている。
【００５１】
図２は、本実施の形態に係る用紙残量検知装置が適用される給紙カセット１０３の上面図である。図３は、本実施の形態に係る用紙残量検知装置が適用される給紙カセット１０３の斜視図である。給紙カセット１０３は、本記録装置１００から図２に示す上方側から取り外される一方、図２に示す下方側から本記録装置１００に対して装着される。
【００５２】
図２及び図３に示すように、給紙カセット１０３は、その筐体２００の内部に用紙が積載される空間を有している。筐体２００の内部には、用紙束が積載される底板２０１が配置されている。底板２０１は、図２及び図３に示す右側の一辺で筐体２００の底面２０２に取り付けられている。後述する昇降手段によりその一辺を基準として、底板２０１の図２及び図３に示す左側部分が昇降可能な構成となっている。
【００５３】
底板２０１には、複数の開口部２０３が形成されている。図３に示すように、底板２０１が給紙カセット１０３に取り付けられた状態で開口部２０３から用紙ガイド２０４が露出するようになっている。用紙ガイド２０４は、給紙カセット１０３に収納される用紙の側端を揃える役割を果たす。
【００５４】
図２及び図３に示す筐体２００の下端の所定位置に底板２０１を上下に昇降する昇降手段の回動軸２０５の一端が取り付けられている。回動軸２０５は、その一端が筐体２００から僅かに突出した状態で筐体２００に回転自在に支持されている。この回動軸２０５の突出した部分に図示しない駆動機構が連結される。この駆動機構から与えられる回転力に応じて回動軸２０５が回転する。
【００５５】
この駆動機構は、図示しない底板２０１の上昇位置を検出するセンサからの出力に応じて回動軸２０５を回転させる。これに応じて、回動軸２０５に取り付けられた昇降手段が上下し、底板２０１の位置が決定される。
【００５６】
図３に示すように、筐体２００から突出した回動軸２０５の周面にギアが固定されている。このギアに噛合する複数のギアを介して回動軸２０５の回転が伝達される位置に用紙残量検知部材２０６が配置されている。用紙残量検知部材２０６は、筐体２００に回動自在に支持されている。したがって、給紙カセット１０３が本記録装置１００から取り外された場合には、給紙カセット１０３と一緒に本記録装置１００の外部に出る。
【００５７】
図４は、底板２０１及び用紙残量検知部材２０６周辺の拡大図である。同図に示すように、回動軸２０５の駆動機構が連結される側と反対側の端部に、昇降手段４０１が取り付けられている。回動軸２０５から外側に延びた昇降手段４０１の一端が底板２０１の裏面に当接する。以下、この底板２０１の裏面に当接する一端を当接端と呼ぶものとする。
【００５８】
上述のように、回動軸２０５の筐体２００から突出した部分には駆動機構が連結される。この駆動機構が回動軸２０５を図中に示す矢印Ａ方向に回転させることで、昇降手段４０１が回動軸２０５の回転に応じて起立した状態となる。これに応じて当接端の位置も上昇するため、これに応じて底板２０１の位置も上昇することとなる。逆に、駆動機構との連結が外れると、昇降手段４０１の当接端が自重により降下するため、回動軸２０５が図中に示す矢印Ｂ方向に回転し、これに応じて底板２０１の位置も降下する。
【００５９】
なお、昇降手段４０１は、給紙カセット１０３が本記録装置１００に装着されている場合には回動軸２０５を介して駆動機構と一体となり、底板２０１を所定位置まで上昇させる。一方、給紙カセット１０３が本記録装置１００から取り外された場合には、昇降手段４０１は、駆動機構と分離され、最下位まで降下する。これに応じて底板２０１の位置も降下することとなる。
【００６０】
図５は、用紙残量検知部材２０６及び昇降手段４０１周辺の拡大図である。同図に示すように、用紙残量検知部材２０６は、回動軸２０５に取り付けられたギアに複数のギアを介して連結されるギア部５０１を有する。また、用紙残量検知部材２０６は、そのギア部５０１の回動支点から外側に向けて扇形状に広がる面(以下、「扇形状面」という）５０２を有する。
【００６１】
扇形状面５０２の外周辺、すなわち円弧状の辺の淵部に、扇形状面５０２と直交する方向、すなわち図５に示す下方向に向けて延びる壁面が形成されている。この壁面は、扇形状面５０２の外周辺において給紙カセット１０３の挿入方向に向けて突出するため、以下において外周突出面５０３と呼ぶものとする。
【００６２】
外周突出面５０３には、扇形状面５０２の外周辺の略中央領域に切り欠き部５０４が形成されている。つまり、扇形状面５０２の外周辺の略中央領域には、外周突出面５０３が形成されていない状態となっている。
【００６３】
用紙残量検知部材２０６は、上述のように、ギア部５０１及び複数のギアを介して回動軸２０５に連結されている。したがって、回動軸２０５の回転に応じて用紙残量検知部材２０６も図中矢印ＡＢ方向に回動するようになっている。
【００６４】
用紙残量検知部材２０６が回動する状態の側面図を図６及び図７に示す。図６は給紙カセット１０３の用紙残量が１００％、すなわち略最大許容枚数の用紙が収納されている場合の状態を示し、図７は給紙カセット１０３の用紙残量が１０％、すなわち、もうすぐ用紙の補充が必要になる場合の状態を示している。
【００６５】
給紙カセット１０３の用紙残量が１００％の場合には、図６に示すように、昇降手段４０１が略水平な状態であり、当接端が最下方の位置、すなわち筐体２００の底面２０２付近まで降下している。これに応じて底板２０１も最下方の位置まで降下した状態となっている。
【００６６】
昇降手段４０１の当接端が最下方まで降下した状態の時、用紙残量検知部材２０６は、図６に示すように、扇形状面５０２の外周辺の下端が筐体２００の底面２０２よりも下側に沈み込み、切り欠き部５０４が図６に示す右側に向いた状態となっている。
【００６７】
一方、給紙カセット１０３の用紙残量が１０％の場合には、図７に示すように、昇降手段４０１がある程度起立した状態であり、当接端が最上方の位置、すなわち昇降手段４０１の最高到達点付近まで上昇している。これに応じて底板２０１も最上方の位置まで上昇した状態となっている。
【００６８】
昇降手段４０１の当接端が最上方の位置付近まで上昇した状態の時、用紙残量検知部材２０６は、図７に示すように、図６に示した状態から図中矢印方向に回転し、その全体が筐体２００の底面２０２よりも上方に浮かび上がり、切り欠き部５０４が上方に向いた状態となっている。
【００６９】
本実施の形態に係る用紙残量検知装置は、このように回動する用紙残量検知部材２０６の外周突出面５０３と切り欠き部５０４を挟むように複数のセンサを配置し、それぞれのセンサの出力に基づいて給紙カセット１０３の用紙残量を検知するものである。
【００７０】
図８は、用紙残量検知部材２０６周辺の拡大図である。本実施の形態では、図８に示すように、用紙残量検知部材２０６の外周突出面５０３の近傍に第１センサ８０１、第２センサ８０２及び第３センサ８０３の３つのセンサを配置している。
【００７１】
それぞれのセンサは、例えば、発光素子８０４及び受光素子８０５を有する透過型のセンサで構成される。発光素子８０４と受光素子８０５とは、外周突出面５０３の通過位置を挟んで配置され、発光素子８０４からの光が外周突出面５０３で遮断された場合にそのセンサからオン信号が出力される一方、外周突出面５０３がない部分や切り欠き部５０４で発光素子８０４からの光が受光素子８０５で受光された場合にそのセンサからオフ信号が出力される。
【００７２】
なお、これらのセンサ８０１〜８０３は、本記録装置１００の筐体であって、給紙カセット１０３の奥側、つまり、給紙カセット１０３が装着された状態における用紙残量検知部材２０６に対応する位置に支持されている。一方、上述のように、用紙残量検知部材２０６は、給紙カセット１０３に支持されている。したがって、給紙カセット１０３が取り外されると、各センサ８０３は、検知領域から検知対象を失うため、全てのセンサ８０１〜８０３からオフ信号が出力されることとなる。
【００７３】
以下、給紙カセット１０３の用紙残量と底板２０１の状態との関係について説明すると共に、各用紙残量の場合の用紙残量検知部材２０６とセンサ８０１〜８０３との位置関係について説明する。
【００７４】
図９は、給紙カセット１０３の用紙残量が１００％の場合の側面図である。上述の図８は、給紙カセット１０３の用紙残量が１００％の場合における用紙残量検知部材２０６とセンサ８０１〜８０３との位置関係を示している。なお、以下に示す給紙カセット１０３の側面図には、用紙残量検知部材２０６とセンサ８０１〜８０３との関係を示す図との整合を取るため、本記録装置１００の正面側から示したものを用いる。
【００７５】
図６で説明したように、給紙カセット１０３の用紙残量が１００％の場合には、昇降手段４０１の当接端が最下方の位置、すなわち筐体２００の底面２０２付近まで降下し、これに応じて底板２０１も最下方の位置にまで降下した状態となっている。
【００７６】
このとき、本実施の形態では用紙残量検知部材２０６を、図８に示す位置に配置するようにしている。具体的には、切り欠き部５０４が第２センサ８０２の検知領域に配置され、第３センサ８０３の検知領域に外周突出面５０３が配置され、第１センサ８０１の検知領域には外周突出面５０３が到達しないようになっている。
【００７７】
このため、第１センサ８０１及び第２センサ８０２の受光素子８０５は、発光素子８０４からの光を受光し、オフ信号を出力する。一方、第３センサ８０３の受光素子８０５は、発光素子８０４からの光を受光できず、オン信号を出力する。
【００７８】
図１０は、給紙カセット１０３の用紙残量が７５％の場合の側面図である。図１１は、給紙カセット１０３の用紙残量が７５％の場合における用紙残量検知部材２０６とセンサ８０１〜８０３との位置関係を示す図である。
【００７９】
給紙カセット１０３の用紙残量が７５％の場合には、昇降手段４０１の当接端が図９に示す状態からわずかに上昇した状態となっている。これに応じて底板２０１もわずかに上昇した状態となっている。
【００８０】
このとき、用紙残量検知部材２０６の状態は、図１１に示すように、切り欠き部５０４が第２センサ８０２の検知領域を通過し、第２センサ８０２及び第３センサ８０３の検知領域に外周突出面５０３が配置され、第１センサ８０１の検知領域には外周突出面５０３が到達しないようになっている。
【００８１】
このため、第１センサ８０１の受光素子８０５は、発光素子８０４からの光を受光し、オフ信号を出力する。一方、第２センサ８０２及び第３センサ８０３の受光素子８０５は、発光素子８０４からの光を受光できず、オン信号を出力する。
【００８２】
図１２は、給紙カセット１０３の用紙残量が５０％の場合の側面図である。図１３は、給紙カセット１０３の用紙残量が５０％の場合における用紙残量検知部材２０６とセンサ８０１〜８０３との位置関係を示す図である。
【００８３】
給紙カセット１０３の用紙残量が５０％の場合には、昇降手段４０１の当接端が図１０に示す状態からわずかに上昇し、給紙カセット１０３の筐体２００の高さのおよそ半分まで上昇した状態となっている。これに応じて底板２０１の端部も筐体２００の高さのおよそ半分まで上昇した状態となっている。
【００８４】
このとき、用紙残量検知部材２０６の状態は、図１３に示すように、切り欠き部５０４が図１１に示した状態からさらに移動し、全てのセンサ８０１〜８０３の検知領域に外周突出面５０３が配置されるようになっている。
【００８５】
このため、全てのセンサ８０１〜８０３の受光素子８０５が発光素子８０４からの光を受光できず、オン信号を出力する。
【００８６】
図１４は、給紙カセット１０３の用紙残量が２５％の場合の側面図である。図１５は、給紙カセット１０３の用紙残量が２５％の場合における用紙残量検知部材２０６とセンサ８０１〜８０３との位置関係を示す図である。
【００８７】
給紙カセット１０３の用紙残量が２５％の場合には、昇降手段４０１の当接端が図１２に示す状態からわずかに上昇した状態となっている。これに応じて底板２０１もわずかに上昇した状態となっている。
【００８８】
このとき、用紙残量検知部材２０６の状態は、図１５に示すように、切り欠き部５０４が図１３に示した状態からさらに移動し、第３センサ８０３の検知領域に配置され、第１センサ８０１及び第２センサ８０２の検知領域に外周突出面５０３が配置されるようになっている。
【００８９】
このため、第１センサ８０１及び第２センサ８０２の受光素子８０５は、発光素子８０４からの光を受光できず、オン信号を出力する。一方、第３センサ８０３の受光素子８０５は、発光素子８０４からの光を受光し、オフ信号を出力する。
【００９０】
図１６は、給紙カセット１０３の用紙残量が１０％の場合の側面図である。図１７は、給紙カセット１０３の用紙残量が１０％の場合における用紙残量検知部材２０６とセンサ８０１〜８０３との位置関係を示す図である。
【００９１】
給紙カセット１０３の用紙残量が１０％の場合には、昇降手段４０１の当接端が図１４に示す状態からわずかに上昇し、給紙カセット１０３の筐体２００の高さまで上昇した状態となっている。これに応じて底板２０１の端部も筐体２００の高さまで上昇した状態となっている。
【００９２】
このとき、用紙残量検知部材２０６の状態は、図１７に示すように、切り欠き部５０４が図１５に示した状態からさらに移動するが第３センサ８０３の検知領域を通過せず、第１センサ８０１の検知領域に外周突出面５０３が配置され、第２センサ８０２の検知領域から外周突出面５０３が通過するようになっている。
【００９３】
このため、第２センサ８０２及び第３センサ８０３の受光素子８０５は、発光素子８０４からの光を受光し、オフ信号を出力する。一方、第１センサ８０３の受光素子８０５は、発光素子８０４からの光を受光できず、オン信号を出力する。
【００９４】
本実施の形態に係る用紙残量検知装置は、このような給紙カセット１０３の用紙残量に応じて回動する用紙残量検知部材２０６の停止位置に応じて出力されるセンサ８０１〜８０３からのオン／オフ信号に基づいて用紙残量を判定する。
【００９５】
以下、このようなセンサ８０１〜８０３の出力に応じて用紙残量を判定する本用紙残量検知装置のハード構成について説明する。図１８は、本実施の形態に係る用紙残量検知装置の構成を示すハードブロック図である。
【００９６】
ＣＰＵ１８０１は、本用紙残量検知装置の判定手段としての役割を果たし、本用紙残量検知装置全体の制御を行う。このＣＰＵ１８０１にＲＯＭ１８０２及びＲＡＭ１８０３がバスを介して接続されている。
【００９７】
ＲＯＭ１８０２には、ＣＰＵ１８０１が実行する制御プログラムが格納され、この制御プログラムを実行することで本用紙残量検知装置の制御が行われる。ＲＡＭ１８０３は、ＣＰＵ１８０１の作業領域としての役割を果たす。
【００９８】
本実施の形態において、ＲＯＭ１８０２には、センサ８０１〜８０３からの出力と用紙残量とが対応づけられたセンサ出力テーブルが格納されている。図１９（ａ）は、ＲＯＭ１８０２に格納されたセンサ出力テーブルの構成を示す図である。なお、図１９（ｂ）は、本実施の形態と異なるセンサ出力テーブルの例を示すものである。この図１９（ｂ）に示すセンサ出力テーブルについては後述する。
【００９９】
図１９（ａ）に示すように、センサ出力テーブルには、０〜５までの６つの行番号が指定され、その行番号に応じてそれぞれのセンサの出力、給紙カセット１０３の有無及び給紙カセット１０３内の用紙残量が対応づけられている。なお、図１９においては、センサ８０１〜８０３から出力されるオフ信号に「０」を割り当てている一方、オン信号に「１」を割り当てている。
【０１００】
例えば、行番号２についてみると、センサ８０１、センサ８０２及びセンサ８０３から出力される信号がそれぞれオフ信号、オン信号及びオン信号と登録され、給紙カセット１０３の有無が「カセットあり」と登録され、用紙残量が「残量レベル４：用紙残量７５％」と登録されている。
【０１０１】
ＣＰＵ１８０１は、用紙残量検知部材２０６の停止位置に応じてセンサ８０１〜８０３から出力されるオン／オフ信号と、上述のセンサ出力テーブルに登録された内容とを比較し、給紙カセット１０３内の用紙残量を判定する。
【０１０２】
上述の例でいえば、用紙残量検知部材２０６のある停止位置に応じてセンサ８０１〜８０３から出力されるオン／オフ信号がそれぞれオフ信号、オン信号及びオン信号であった場合には、この信号に基づいて、センサ出力テーブルに登録された行番号２の内容を検索し、用紙残量が７５％であることを判定する。
【０１０３】
また、ＣＰＵ１８０１に残量表示部１８０４及び給紙カセット制御部１８０５が接続されている。残量表示部１８０４は、ＣＰＵ１８０１の制御の下、本記録装置１００の利用者に用紙残量を表示する。残量表示部１８０４は、例えば、液晶パネルに用紙残量に応じたマーク又はメッセージを表示する構成を採る。なお、ＬＥＤ等で用紙残量を表示するようにしても構わない。
【０１０４】
給紙カセット制御部１８０５は、ＣＰＵ１８０１の制御の下、給紙カセット１８０５周辺の構成の制御を行う。具体的には、上述の駆動機構としての底板２０１を上昇させるモータ（以下、「底板上昇モータ」という）１８０６、用紙残量検知部材２０６周辺に配置されたセンサ８０１〜８０３で構成される残量センサ１８０７、底板２０１の上昇位置を検出するためのセンサ(以下、「底板上昇位置検出センサ」という)１８０８との間において以下の制御を行う。
【０１０５】
底板上昇位置検出センサ１８０８は、底板２０１に積載された用紙束の最上層に配置された用紙の位置を検出することで、最上層の用紙がピックアップローラ１０４で取り出される位置まで底板２０１が上昇したか否かを検出し、検出結果を給紙カセット制御部１８０５に通知する。
【０１０６】
最上層の用紙がピックアップローラ１０４で取り出される位置まで到達していない場合には、その旨を示す信号が底板上昇位置検出センサ１８０８から給紙カセット制御部１８０５に出力される。この通知を受けて、給紙カセット制御部１８０５は、底板上昇モータ１８０６に対して底板２０１を上昇させるように指示する。この指示に応じて底板上昇モータ１８０６が、最上層の用紙がピックアップローラ１０４で取り出される位置まで底板２０１を上昇させる。
【０１０７】
この間、残量センサ１８０７は、用紙残量検知部材２０６との位置関係に応じてオン／オフ信号を給紙カセット１８０５に出力している。そして、底板２０１が停止したならば、給紙カセット制御部１８０５は、その時点で残量センサ１８０７から出力された信号をＣＰＵ１８０１に通知する。
【０１０８】
以下、このような構成を有する本用紙残量検知装置における給紙カセット１０３の有無及び用紙残量の検知動作について説明する。図２０は、本用紙残量検知装置における給紙カセット１０３の有無及び用紙残量の検知動作を説明するためのフロー図である。
【０１０９】
残量センサ１８０７を構成するセンサ８０１〜８０３は、常に用紙残量検知部材２０６との位置関係に応じたオン／オフ信号を給紙カセット制御部１８０５に出力している。給紙カセット制御部１８０５は、底板２０１の上昇が停止した時点でその出力信号をＣＰＵ１８０１に通知する。
【０１１０】
この出力信号を受けると、ＣＰＵ１８０１は、まず、センサ８０１の出力信号を変数ｓｎｓ１に保存する（ＳＴ２００１）。次に、センサ８０２の出力信号を変数ｓｎｓ２に保存する（ＳＴ２００２）。次に、センサ８０３の出力信号を変数ｓｎｓ３に保存する（ＳＴ２００３）。なお、このセンサ８０１〜８０３の出力信号は、ＲＡＭ１８０３の一定領域に保存される。
【０１１１】
センサ８０１〜８０３の出力信号をＲＡＭ１８０３に保存した後、センサ出力テーブル上の検索対象行番号ｉに、センサ出力テーブルの最小行である０（行）を入力する（ＳＴ２００４）。そして、入力した検索対象行番号ｉが、センサ出力テーブルの最大行である６（行）未満であるかを判定する（ＳＴ２００５）。
【０１１２】
検索対象行番号ｉが６（行）未満であるならば、ＣＰＵ１８０１は、まず、センサ出力テーブルにおけるｉ行のセンサ８０１の内容を変数ｍｔｘ１に保存する（ＳＴ２００６）。次に、センサ出力テーブルにおけるｉ行のセンサ８０２の内容を変数ｍｔｘ２に保存する（ＳＴ２００７）。次に、センサ出力テーブルにおけるｉ行のセンサ８０３の内容を変数ｍｔｘ３に保存する（ＳＴ２００８）。なお、このセンサ出力テーブルにおけるｉ行のセンサ８０１〜８０３の内容は、ＲＡＭ１８０３の一定領域に保存される。
【０１１３】
次に、ＣＰＵ１８０１は、ＳＴ２００１〜ＳＴ２００３で保存したセンサ８０１〜８０３のそれぞれの出力信号と、センサ出力テーブル上におけるｉ行のセンサ８０１〜８０３のそれぞれの内容が一致するか判定する（ＳＴ２００９）。具体的には、変数ｓｎｓ１と変数ｍｔｘ１とが、変数ｓｎｓ２と変数ｍｔｘ２とが、変数ｓｎｓ３と変数ｍｔｘ３とがそれぞれ一致するかを判定する。
【０１１４】
１つでも一致しないものがある場合には、ＣＰＵ１８０１は、ＳＴ２０１０において、検索対象行番号ｉを１つ繰り上げた後、ＳＴ２００５〜ＳＴ２００９の処理を行う。
【０１１５】
この処理を繰り返す内にＳＴ２００９で全てが一致すると判定した場合には、ＣＰＵ１８０１は、該当した行番号に対応してセンサ出力テーブル上に登録された給紙カセット１０３の有無及び用紙残量を、本記録装置１００における現在の状態と判断し（ＳＴ２０１１）、処理を終了する。
【０１１６】
このとき、残量表示部１８０４には、ＣＰＵ１８０１の制御の下、本記録装置１００における現在の状態と判断された用紙残量が表示される。
【０１１７】
一方、ＳＴ２００５〜ＳＴ２００９の処理を繰り返す内にＳＴ２００５で検索対象行番号ｉが６（行）以上になったならば、ＣＰＵ１８０１は、用紙残量検知における異常判定とみなす（ＳＴ２０１２）。なお、用紙残量検知における異常判定を残量表示部１８０４に表示することは実施の形態として好ましい。
【０１１８】
以下、具体例を示す。例えば、ＳＴ２００１〜ＳＴ２００３において、変数ｓｎｓ１、ｓｎｓ２、ｓｎｓ３にそれぞれオフ信号、オン信号、オン信号が保存されたものとする。すなわち、用紙残量検知部材２０６とセンサ８０１〜８０３との位置関係が図１１に示す状態の場合であるものとする。
【０１１９】
ＳＴ２００４においては、まず、検索対象行番号ｉに０が入力される。このため、ＳＴ２００６〜ＳＴ２００７においては、変数ｍｔｘ１、ｍｔｘ２、ｍｔｘ３にそれぞれオフ信号、オフ信号、オフ信号が保存される。ＳＴ２００９の判定においては、全ての変数の値が一致していないため、処理がＳＴ２０１０を経てＳＴ２００５に戻される。
【０１２０】
今度は、検索対象行番号ｉに１が入力されている。このため、ＳＴ２００６〜ＳＴ２００７においては、変数ｍｔｘ１、ｍｔｘ２、ｍｔｘ３にそれぞれオフ信号、オフ信号、オン信号が保存される。ＳＴ２００９の判定においては、全ての変数の値が一致していないため、処理がＳＴ２０１０を経てＳＴ２００５に戻される。
【０１２１】
今度は、検索対象行番号ｉに２が入力されている。このため、ＳＴ２００６〜ＳＴ２００７においては、変数ｍｔｘ１、ｍｔｘ２、ｍｔｘ３にそれぞれオフ信号、オン信号、オン信号が保存される。ＳＴ２００９の判定においては、全ての変数の値が一致しているため、この該当行に対応した状態、すなわち、センサ出力テーブル上の行番号２に対応した「カセットあり」及び「残量レベル４：７５％」が本記録装置１００における現在の状態と判断される。
【０１２２】
このように本実施の形態の用紙残量検知装置によれば、給紙カセット１０３内に設けられ用紙を積載する底板２０１を昇降させる昇降手段４０１の回動軸２０５に連動する残量検知部材２０６にセンサ８０１〜８０３の検知領域を通過する外周突出面５０３と切り欠き部５０４とを設け、この外周突出面５０３と切り欠き部５０４の位置の変化をセンサ８０１〜８０３で検知する。そして、底板２０１が停止した時点でセンサ８０１〜８０３から出力されるオン／オフ信号に基づいて用紙残量をソフト的に判断する。このため、エンコーダを用いた場合のように底板２０１の移動中、継続して監視する必要はなく、電気的な制御回路を不要とすることができる。したがって、部品点数の削減を図り、低コストを図ることができると共に正確な残量検知を実現することができる。
【０１２３】
なお、本実施の形態では、本記録装置１００に給紙カセット１０３が装着された場合には、センサ８０１〜８０３の少なくとも１つは必ずオン信号を出力するように配置している。一方、給紙カセット１０３が取り外された場合には用紙残量検知部材２０６も給紙カセット１０３と一緒に移動し、センサ８０１〜８０３の検知領域から退避し、全てのセンサ出力がオフ状態となる。
【０１２４】
このため、全てのセンサ８０１〜８０３からオフ信号が出力された場合は給紙カセット１０３が未装着と判断することができる一方、センサ８０１〜８０３のいずれかからオン信号が出力された場合は給紙カセット１０３が装着済みと判断することができる。したがって、全てのセンサ出力がオフ状態の場合に給紙カセット１０３なしと設定するだけで、それ以外の場合に用紙残量を検知しつつ、給紙カセット１０３の装着有無を容易に識別することができる。これにより、用紙残量の誤判断を防止すると共に、用紙残量検知のための機構を給紙カセット１０３の装着有無検知のための機構に共用でき、部品点数を大幅に削減して低コストを図ることができる。
【０１２５】
また、本実施の形態では、用紙残量検知部材２０６の外周突出面５０３及び切り欠き部５０４の位置を検知する３個のセンサ８０１〜８０３を配置している。３個のセンサ８０１〜８０３から出力されるオン／オフ信号の組合せは、数学的に８通り存在する。図１９（ｂ）は、３個のセンサにより判定される用紙残量の８通りの組合せを示している。
【０１２６】
このように８通り全ての組合せを利用した場合には、図１９（ｂ）に示すように、残量レベル７から残量レベル６に変化する場合や残量レベル４から残量レベル３に変化する場合のように、２つのセンサ出力が同時に変化すべきことが予定される。しかし、センサ８０１〜８０３の取付位置に余裕を持たせた場合、２つのセンサ出力が同時に変化すべきことが予定されているにも関わらず、それぞれのセンサ出力が時間的に前後して変化する事態が発生し得る。
【０１２７】
例えば、図１９（ｂ）に示す残量レベル７から残量レベル６へ変化する場合は、センサ８０３の出力が先行してオフ状態となることに起因して、残量レベル７からカセット抜けを経由して残量レベル６へ変化するか、あるいは、センサ８０２の出力が先行してオン状態となることに起因して、残量レベル７から残量レベル５を経由して残量レベル６へ変化するという事態が生じ得る。このように意図する残量レベルに直接、移行しない場合には、残量レベルを残量表示部１８０４に表示した場合に、ユーザに誤解を与えることとなる。
【０１２８】
本実施の形態の用紙残量検知装置では、このような事態を回避するため、図１９（ａ）に示すようにセンサ出力テーブルを設定し、底板２０１を上昇させて用紙残量レベルが変化したときに、センサ８０１〜８０３の出力を１つだけ変化させるように設定している。言い換えると、図１９（ｂ）に示す２つのセンサ出力が同時に変化する内容を除去したセンサ出力テーブルの内容としている。
【０１２９】
これにより、センサ８０１〜８０３の取付位置にある程度余裕を持たせた場合でも、用紙残量の変化の順序に従って、例えば、残量表示部１８０４の表示を１００％→７５％→５０％→２５％、という順序に従って変化させることができる。このため、例えば、残量表示部１８０４の表示が１００％→５０％→７５％のように、順序が前後しながら変化する事態を確実に防止することができるので、ユーザに装置が故障したとの印象を与える不都合を回避することができる。
【０１３０】
なお、本実施の形態では、用紙残量検知装置を備えた記録装置１００について説明しているが、これに限定されず、用紙の残量を検知する必要がある装置であれば、どのような装置にも適用することができる。例えば、プリンタ機能、コピー機能及びファックス機能のいずれか２つ以上の機能を有する、複合機などに適用することができる。
【０１３１】
また、本実施の形態では、用紙残量検知部材２０６の近傍に配置されるセンサの個数が３個である場合について説明している。しかし、これに限定されず、上述したように、ユーザの誤認識を回避できるようにセンサ出力テーブルを設定すれば、３個以上のセンサを用いても実現できることは言うまでもない。
【０１３２】
また、本実施の形態では、用紙残量検知部材２０６を扇形状面５０２、外周突出面５０３及び切り欠き部５０４で構成した場合について説明している。しかし、用紙残量検知部材２０６は、これに限定されず、センサ８０１〜８０３の検知領域を、本実施の形態のように通過又は退避できる構成あれば、どのようなものを用いてもよい。
【０１３３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、部品点数を削減して、用紙の残量検知を簡易且つ正確に行うことができ、さらに、用紙残量検知及び給紙カセットの装着有無を同一機構により判断することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る用紙残量検知装置が搭載される記録装置の概略構成図
【図２】上記実施の形態に係る用紙残量検知装置が適用される給紙カセットの上面図
【図３】上記実施の形態に係る用紙残量検知装置が適用される給紙カセットの斜視図
【図４】上記実施の形態に係る用紙残量検知装置の底板及び用紙残量検知部材周辺の拡大図
【図５】上記実施の形態に係る用紙残量検知装置の用紙残量検知部材及び昇降手段周辺の拡大図
【図６】上記実施の形態に係る用紙残量検知装置の用紙残量検知部材が回動する状態の側面図
【図７】上記実施の形態に係る用紙残量検知装置の用紙残量検知部材が回動する状態の側面図
【図８】上記実施の形態に係る用紙残量検知装置の用紙残量検知部材周辺の拡大図
【図９】上記実施の形態に係る用紙残量検知装置における給紙カセットの用紙残量が１００％の場合の側面図
【図１０】上記実施の形態に係る用紙残量検知装置における給紙カセットの用紙残量が７５％の場合の側面図
【図１１】上記実施の形態に係る用紙残量検知装置において、給紙カセットの用紙残量が７５％の場合における用紙残量検知部材とセンサとの位置関係を示す図
【図１２】上記実施の形態に係る用紙残量検知装置における給紙カセットの用紙残量が５０％の場合の側面図
【図１３】上記実施の形態に係る用紙残量検知装置において、給紙カセットの用紙残量が５０％の場合における用紙残量検知部材とセンサとの位置関係を示す図
【図１４】上記実施の形態に係る用紙残量検知装置における給紙カセットの用紙残量が２５％の場合の側面図
【図１５】上記実施の形態に係る用紙残量検知装置において、給紙カセットの用紙残量が２５％の場合における用紙残量検知部材とセンサとの位置関係を示す図
【図１６】上記実施の形態に係る用紙残量検知装置における給紙カセットの用紙残量が１０％の場合の側面図
【図１７】上記実施の形態に係る用紙残量検知装置において、給紙カセットの用紙残量が１０％の場合における用紙残量検知部材とセンサとの位置関係を示す図
【図１８】上記実施の形態に係る用紙残量検知装置の構成を示すハードブロック図
【図１９】（ａ）上記実施の形態に係る用紙残量検知装置のＲＯＭに格納されたセンサ出力テーブルの構成を示す図
（ｂ）上記実施の形態に係る用紙残量検知装置のＲＯＭに格納されたセンサ出力テーブルと異なるセンサ出力テーブルの構成の一例を示す図
【図２０】上記実施の形態に係る用紙残量検知装置における給紙カセットの有無及び用紙残量の検知動作を説明するためのフロー図
【符号の説明】
１００ 記録装置
１０３ 給紙カセット
２００ 筐体（給紙カセット）
２０１ 底板
２０２ 底面
２０３ 開口部
２０４ 用紙ガイド
２０５ 回動軸
２０６ 用紙残量検知部材
４０１ 昇降手段
５０１ ギア部
５０２ 扇形状面
５０３ 外周突出面
５０４ 切り欠き部
８０１〜８０３ センサ
８０４ 発光素子
８０５ 受光素子
１８０１ ＣＰＵ
１８０２ ＲＯＭ
１８０３ ＲＡＭ
１８０４ 残量表示部
１８０５ 給紙カセット制御部
１８０６ 底板上昇モータ
１８０７ 残量センサ
１８０８ 底板上昇位置検出センサ
【発明の属する技術分野】
本発明は、給紙カセット内の用紙残量を検知する用紙残量検知装置及びこれを用いた記録装置並びに複合機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の装置では、用紙を積載する給紙カセットを備えている。そして、この給紙カセット内の用紙残量を検知する用紙残量検知手段と、前記給紙カセットが装置本体内に装着されているか否かを検知する給紙カセット装着検知手段と、を備えている。
【０００３】
具体的には、給紙カセット内に用紙を積載する底板が設けられている。この底板は給紙カセットを装置に装着していない状態では最下位まで降下し、また、給紙カセットを装置内部に装着した状態では積載された最上位置の用紙が装置内部の給紙ローラに当接する位置まで上昇する。
【０００４】
そして、給紙カセット内の用紙残量検知手段は、前記底板の回動軸にエンコーダを取付け、給紙カセットを装置内部に装着した際の前記底板の上昇量を把握することにより用紙の残量を検知していた。
【０００５】
また、給紙カセット装着検知手段は、用紙残量検知手段とは別に給紙カセット装着有無検知用のセンサを設け、別途給紙カセットの装着を検知していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の技術では、以下のような問題が生じていた。
【０００７】
即ち、用紙残量検知手段として、エンコーダを用いると、継続して監視しなければ移動量が分らないため、その専用電気回路が必要となる。また、エンコーダによって把握された結果を保持するメモリも必要となる。そのため、部品点数も増加し、コスト高を招くという問題があった。
【０００８】
また、給紙カセット装着検知手段は、用紙残量検知手段とは別個に専用のセンサを設けたものであるので、その分センサ数が増加し、コスト高を招くとして問題があった。
【０００９】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、部品点数を削減して、用紙の残量検知を簡易且つ正確に行うことができ、さらに、用紙残量検知及び給紙カセットの装着有無を同一機構により判断することができる給紙カセット内の用紙残量検知装置及びこれを用いた記録装置並びに複合機を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、給紙カセット内に設けられ用紙を積載する底板を昇降させる昇降手段の回動軸に連動する残量検知手段に複数のセンサの検知領域を通過する外周突出面と切り欠き部とを設け、この外周突出面と切り欠き部の位置の変化を複数のセンサで検知し、底板が停止した時点における複数のセンサ出力に基づいて用紙残量をソフト的に判断するものである。
【００１１】
これによれば、エンコーダを用いた場合のように底板の移動中、継続して監視する必要はなく、電気的な制御回路を不要とすることができるので、部品点数の削減を図り、低コストを図ることができると共に正確な残量検知を実現できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の態様に係る用紙残量検知装置は、昇降自在に給紙カセット内に設けられ用紙を積載する底板と、前記給紙カセットが装着された場合に前記底板を上昇させる一方、取り外された場合に前記底板を降下させるように回動する昇降手段と、この昇降手段の回動に連動し前記昇降手段の回動軸と直交する方向に扇形状に広がった面とこの面の外周辺から前記給紙カセットの挿入方向に突出する外周突出面とこの外周突出面に設けられた切り欠き部とを有する残量検知手段と、前記外周突出面と切り欠き部の位置を検知し前記残量検知手段の回動に応じてオン／オフを出力する所定の位置に設けられた複数のセンサと、前記残量検知手段の回動が停止した時点で前記複数のセンサから出力されたオン／オフの組合せに基づき用紙残量を判定する判定手段とを具備し、前記給紙カセットの装着時に前記複数のセンサの少なくとも１つが必ずオンするように配置したことを特徴とする。
【００１７】
この構成によれば、給紙カセットを装着すればセンサの１つが必ずオンすることにより、全てのセンサ出力がオフの場合は給紙カセット未装着と判断することができると共に、いずれかのセンサ出力がオンの場合は給紙カセット装着済みと判断することができる。したがって、全てのセンサ出力がオフの場合に給紙カセット無しと設定するだけで、それ以外の場合に用紙残量を検知しつつ、給紙カセットの装着有無を容易に識別することができる。これにより、用紙残量の誤判断を防止すると共に、用紙残量検知のための機構を給紙カセットの装着有無検知のための機構に共用でき、部品点数を大幅に削減して低コストを図ることができる。
【００１８】
本発明の第２の態様は、第１の態様に係る用紙残量検知装置において、前記残量検知手段の外周突出面及び切り欠き部と前記複数のセンサとの位置関係は、用紙残量の段階が１つ変化する毎に前記複数のセンサの出力が１つだけ変化するものである構成を採る。
【００１９】
この構成によれば、用紙残量の段階が１つ変化する毎に複数のセンサの出力を１つだけ変化させることにより、用紙残量の変化の順序に従って、例えば、１００％→７５％→５０％→２５％、という順序に従って出力を変化させることができる。このため、例えば、１００％→５０％→７５％のように、順序が前後しながら変化する事態を確実に防止することができるので、ユーザに装置が故障したとの印象を与える不都合を回避することができる。
【００２４】
本発明の第３の態様に係る記録装置は、昇降自在に給紙カセット内に設けられ用紙を積載する底板と、前記給紙カセットが装着された場合に前記底板を上昇させる一方、取り外された場合に前記底板を降下させるように回動する昇降手段と、この昇降手段の回動に連動し前記昇降手段の回動軸と直交する方向に扇形状に広がった面とこの面の外周辺から前記給紙カセットの挿入方向に突出する外周突出面とこの外周突出面に設けられた切り欠き部とを有する残量検知手段と、前記外周突出面と切り欠き部の位置を検知し前記残量検知手段の回動に応じてオン／オフを出力する所定の位置に設けられた複数のセンサと、前記残量検知手段の回動が停止した時点で前記複数のセンサから出力されたオン／オフの組合せに基づき用紙残量を判定する判定手段とを具備し、前記給紙カセットの装着時に前記複数のセンサの少なくとも１つが必ずオンするように配置したことを特徴とする。
【００２５】
この構成によれば、給紙カセットを装着すればセンサの１つが必ずオンすることにより、全てのセンサ出力がオフの場合は給紙カセット未装着と判断することができると共に、いずれかのセンサ出力がオンの場合は給紙カセット装着済みと判断することができる。したがって、全てのセンサ出力がオフの場合に給紙カセット無しと設定するだけで、それ以外の場合に用紙残量を検知しつつ、給紙カセットの装着有無を容易に識別することができる。これにより、用紙残量の誤判断を防止すると共に、用紙残量検知のための機構を給紙カセットの装着有無検知のための機構に共用でき、部品点数を大幅に削減して低コストを図ることができる。
【００２６】
本発明の第４の態様は、第３の態様に係る記録装置において、前記残量検知手段の外周突出面及び切り欠き部と前記複数のセンサとの位置関係は、用紙残量の段階が１つ変化する毎に前記複数のセンサの出力が１つだけ変化するものである構成を採る。
【００２７】
この構成によれば、用紙残量の段階が１つ変化する毎に複数のセンサの出力を１つだけ変化させることにより、用紙残量の変化の順序に従って、例えば、１００％→７５％→５０％→２５％、という順序に従って出力を変化させることができる。このため、例えば、１００％→５０％→７５％のように、順序が前後しながら変化する事態を確実に防止することができるので、ユーザに装置が故障したとの印象を与える不都合を回避することができる。
【００３２】
本発明の第５の態様に係る複合機は、昇降自在に給紙カセット内に設けられ用紙を積載する底板と、前記給紙カセットが装着された場合に前記底板を上昇させる一方、取り外された場合に前記底板を降下させるように回動する昇降手段と、この昇降手段の回動に連動し前記昇降手段の回動軸と直交する方向に扇形状に広がった面とこの面の外周辺から前記給紙カセットの挿入方向に突出する外周突出面とこの外周突出面に設けられた切り欠き部とを有する残量検知手段と、前記外周突出面と切り欠き部の位置を検知し前記残量検知手段の回動に応じてオン／オフを出力する所定の位置に設けられた複数のセンサと、前記残量検知手段の回動が停止した時点で前記複数のセンサから出力されたオン／オフの組合せに基づき用紙残量を判定する判定手段とを具備し、前記給紙カセットの装着時に前記複数のセンサの少なくとも１つが必ずオンするように配置したことを特徴とする。
【００３３】
この構成によれば、給紙カセットを装着すればセンサの１つが必ずオンすることにより、全てのセンサ出力がオフの場合は給紙カセット未装着と判断することができると共に、いずれかのセンサ出力がオンの場合は給紙カセット装着済みと判断することができる。したがって、全てのセンサ出力がオフの場合に給紙カセット無しと設定するだけで、それ以外の場合に用紙残量を検知しつつ、給紙カセットの装着有無を容易に識別することができる。これにより、用紙残量の誤判断を防止すると共に、用紙残量検知のための機構を給紙カセットの装着有無検知のための機構に共用でき、部品点数を大幅に削減して低コストを図ることができる。
【００３４】
本発明の第６の態様は、第５の態様に係る複合機において、前記残量検知手段の外周突出面及び切り欠き部と前記複数のセンサとの位置関係は、用紙残量の段階が１つ変化する毎に前記複数のセンサの出力が１つだけ変化するものである構成を採る。
【００３５】
この構成によれば、用紙残量の段階が１つ変化する毎に複数のセンサの出力を１つだけ変化させることにより、用紙残量の変化の順序に従って、例えば、１００％→７５％→５０％→２５％、という順序に従って出力を変化させることができる。このため、例えば、１００％→５０％→７５％のように、順序が前後しながら変化する事態を確実に防止することができるので、ユーザに装置が故障したとの印象を与える不都合を回避することができる。
【００３６】
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００３７】
図１は、本発明の一実施の形態に係る用紙残量検知装置が搭載される記録装置１００の概略構成図である。図１に示すように、本記録装置１００は、上部に原稿の読み取りを行う読取ユニット１０１を備え、その下方に給紙、転写、記録、定着の処理を実行する本体ユニット１０２を備える。本体ユニット１０２の所定位置には本記録装置１００内の用紙残量に応じた表示を利用者に示す残量表示部が設けられている。
【００３８】
本体ユニット１０２の底部周辺に本用紙残量検知装置が適用される給紙カセット１０３が設置されている。給紙カセット１０３は、図１に示す本記録装置１００の正面から抜き取ることができる。この給紙カセット１０３の構成については後述する。
【００３９】
給紙カセット１０３にセットされた用紙束から最上面の用紙がピックアップローラ１０４によって取り出される。なお、図１に示すように本記録装置１００は、給紙カセット１０３と同様の給紙カセットを３段備えている。
【００４０】
給紙カセット１０３から取り出された用紙は、給紙ローラ１０５によって本体ユニット１０２の底部から上方に向けて形成された紙パス１０６に送り込まれる。紙パス１０６には、複数の搬送ローラ１０７、１０８及び１０９が配置されている。
【００４１】
最も上方に配置された搬送ローラ１０９によって搬送された用紙は、搬送ローラ１１０によってレジストローラ１１１に渡される。レジストローラ１１１による用紙の搬送先には、図中矢印方向に回転する感光体ドラム１１２が配置されている。
【００４２】
感光体ドラム１１２の上方には、感光体ドラム１１２の表面に潜像画像を形成するＬＳＵ（Laser Scan Unit）１１３が配置されている。感光体ドラム１１２に形成された潜像画像に現像材（トナー）を付着させる現像装置１１４が感光体ドラム１１２に隣接して配置されている。現像装置１１４内部には現像材を攪拌・搬送する攪拌ローラと感光体ドラム１１２に現像材を付着させる現像ローラを備えている。
【００４３】
感光体ドラム１１２の下方には、感光体ドラム１１２に現像材が付着することで形成された画像を、搬送される用紙に転写する転写器１１５が設置されている。なお、感光体ドラム１１２上の画像と用紙の記録領域との位置調整はレジストローラ１１１によって制御される。
【００４４】
画像を転写し終わった感光体ドラム１１２の表面をクリーニングするクリーニングユニット１１６が感光体ドラム１１２に隣接して配置されている。画像が転写された用紙は搬送ベルト１１７によりさらに搬送される。搬送ベルト１１７の搬送先には定着ユニット１１８が配置されている。
【００４５】
定着ユニット１１８は、定着ローラ１１９及び定着ローラ１１９に対向配置された加圧ローラ１２０を備えている。定着ローラ１１９が用紙の記録面に熱を加え、加圧ローラ１２０が用紙を定着ローラ１１９との間で押圧することにより、用紙に画像が定着する。
【００４６】
定着ユニット１１８から排出された用紙は、排出ローラ１２１により本体ユニット１０２の外部に排出される。本体ユニット１０２から排出された用紙は、排紙トレイ１２２上に受け止められる。
【００４７】
定着ユニット１１８と排出ローラ１２１との間に、用紙を本体ユニット１０２の外部に排出するか、両面記録を行うための両面パス１２３に送り込むかを切り替える切替ガイド１２４が配置されている。両面パス１２３は、切替ガイド１２４の近傍から下方向に向かって形成された部分（１２３Ａ）と、その途中で略水平方向に向かって形成された部分（１２３Ｂ）とで構成されている。
【００４８】
両面パス１２３に送り込まれた用紙は、反転ローラ１２５により両面パス１２３のうち、下方向に形成された部分１２３Ａの延長上に形成された反転パス１２６に一旦引き込まれる。反転パス１２６に用紙が引き込まれると、反転ローラ１２５が反転し、用紙を両面パス１２３のうち、略水平方向に形成された部分１２３Ｂに送り込む。この時点で用紙の表裏が反転する。
【００４９】
略水平方向に形成された両面パス１２３Ｂに送り込まれた用紙は、両面パス１２３Ｂ上に形成された搬送ローラ１２７、１２８及び１２９により搬送される。両面パス１２３Ｂは、搬送ローラ１１０の下方で紙パス１０６に連結されている。搬送ローラ１２７、１２８及び１２９により両面パス１２３Ｂを搬送し、紙パス１０６に送り込まれた用紙は、再度、感光体ドラム１１２の下方に送り込まれ、今度はその裏面に画像が形成される。
【００５０】
なお、本記録装置１００は、上述した給紙カセット１０３のほか、大容量の用紙を給紙可能な大容量給紙カセット１３０も備えている。
【００５１】
図２は、本実施の形態に係る用紙残量検知装置が適用される給紙カセット１０３の上面図である。図３は、本実施の形態に係る用紙残量検知装置が適用される給紙カセット１０３の斜視図である。給紙カセット１０３は、本記録装置１００から図２に示す上方側から取り外される一方、図２に示す下方側から本記録装置１００に対して装着される。
【００５２】
図２及び図３に示すように、給紙カセット１０３は、その筐体２００の内部に用紙が積載される空間を有している。筐体２００の内部には、用紙束が積載される底板２０１が配置されている。底板２０１は、図２及び図３に示す右側の一辺で筐体２００の底面２０２に取り付けられている。後述する昇降手段によりその一辺を基準として、底板２０１の図２及び図３に示す左側部分が昇降可能な構成となっている。
【００５３】
底板２０１には、複数の開口部２０３が形成されている。図３に示すように、底板２０１が給紙カセット１０３に取り付けられた状態で開口部２０３から用紙ガイド２０４が露出するようになっている。用紙ガイド２０４は、給紙カセット１０３に収納される用紙の側端を揃える役割を果たす。
【００５４】
図２及び図３に示す筐体２００の下端の所定位置に底板２０１を上下に昇降する昇降手段の回動軸２０５の一端が取り付けられている。回動軸２０５は、その一端が筐体２００から僅かに突出した状態で筐体２００に回転自在に支持されている。この回動軸２０５の突出した部分に図示しない駆動機構が連結される。この駆動機構から与えられる回転力に応じて回動軸２０５が回転する。
【００５５】
この駆動機構は、図示しない底板２０１の上昇位置を検出するセンサからの出力に応じて回動軸２０５を回転させる。これに応じて、回動軸２０５に取り付けられた昇降手段が上下し、底板２０１の位置が決定される。
【００５６】
図３に示すように、筐体２００から突出した回動軸２０５の周面にギアが固定されている。このギアに噛合する複数のギアを介して回動軸２０５の回転が伝達される位置に用紙残量検知部材２０６が配置されている。用紙残量検知部材２０６は、筐体２００に回動自在に支持されている。したがって、給紙カセット１０３が本記録装置１００から取り外された場合には、給紙カセット１０３と一緒に本記録装置１００の外部に出る。
【００５７】
図４は、底板２０１及び用紙残量検知部材２０６周辺の拡大図である。同図に示すように、回動軸２０５の駆動機構が連結される側と反対側の端部に、昇降手段４０１が取り付けられている。回動軸２０５から外側に延びた昇降手段４０１の一端が底板２０１の裏面に当接する。以下、この底板２０１の裏面に当接する一端を当接端と呼ぶものとする。
【００５８】
上述のように、回動軸２０５の筐体２００から突出した部分には駆動機構が連結される。この駆動機構が回動軸２０５を図中に示す矢印Ａ方向に回転させることで、昇降手段４０１が回動軸２０５の回転に応じて起立した状態となる。これに応じて当接端の位置も上昇するため、これに応じて底板２０１の位置も上昇することとなる。逆に、駆動機構との連結が外れると、昇降手段４０１の当接端が自重により降下するため、回動軸２０５が図中に示す矢印Ｂ方向に回転し、これに応じて底板２０１の位置も降下する。
【００５９】
なお、昇降手段４０１は、給紙カセット１０３が本記録装置１００に装着されている場合には回動軸２０５を介して駆動機構と一体となり、底板２０１を所定位置まで上昇させる。一方、給紙カセット１０３が本記録装置１００から取り外された場合には、昇降手段４０１は、駆動機構と分離され、最下位まで降下する。これに応じて底板２０１の位置も降下することとなる。
【００６０】
図５は、用紙残量検知部材２０６及び昇降手段４０１周辺の拡大図である。同図に示すように、用紙残量検知部材２０６は、回動軸２０５に取り付けられたギアに複数のギアを介して連結されるギア部５０１を有する。また、用紙残量検知部材２０６は、そのギア部５０１の回動支点から外側に向けて扇形状に広がる面(以下、「扇形状面」という）５０２を有する。
【００６１】
扇形状面５０２の外周辺、すなわち円弧状の辺の淵部に、扇形状面５０２と直交する方向、すなわち図５に示す下方向に向けて延びる壁面が形成されている。この壁面は、扇形状面５０２の外周辺において給紙カセット１０３の挿入方向に向けて突出するため、以下において外周突出面５０３と呼ぶものとする。
【００６２】
外周突出面５０３には、扇形状面５０２の外周辺の略中央領域に切り欠き部５０４が形成されている。つまり、扇形状面５０２の外周辺の略中央領域には、外周突出面５０３が形成されていない状態となっている。
【００６３】
用紙残量検知部材２０６は、上述のように、ギア部５０１及び複数のギアを介して回動軸２０５に連結されている。したがって、回動軸２０５の回転に応じて用紙残量検知部材２０６も図中矢印ＡＢ方向に回動するようになっている。
【００６４】
用紙残量検知部材２０６が回動する状態の側面図を図６及び図７に示す。図６は給紙カセット１０３の用紙残量が１００％、すなわち略最大許容枚数の用紙が収納されている場合の状態を示し、図７は給紙カセット１０３の用紙残量が１０％、すなわち、もうすぐ用紙の補充が必要になる場合の状態を示している。
【００６５】
給紙カセット１０３の用紙残量が１００％の場合には、図６に示すように、昇降手段４０１が略水平な状態であり、当接端が最下方の位置、すなわち筐体２００の底面２０２付近まで降下している。これに応じて底板２０１も最下方の位置まで降下した状態となっている。
【００６６】
昇降手段４０１の当接端が最下方まで降下した状態の時、用紙残量検知部材２０６は、図６に示すように、扇形状面５０２の外周辺の下端が筐体２００の底面２０２よりも下側に沈み込み、切り欠き部５０４が図６に示す右側に向いた状態となっている。
【００６７】
一方、給紙カセット１０３の用紙残量が１０％の場合には、図７に示すように、昇降手段４０１がある程度起立した状態であり、当接端が最上方の位置、すなわち昇降手段４０１の最高到達点付近まで上昇している。これに応じて底板２０１も最上方の位置まで上昇した状態となっている。
【００６８】
昇降手段４０１の当接端が最上方の位置付近まで上昇した状態の時、用紙残量検知部材２０６は、図７に示すように、図６に示した状態から図中矢印方向に回転し、その全体が筐体２００の底面２０２よりも上方に浮かび上がり、切り欠き部５０４が上方に向いた状態となっている。
【００６９】
本実施の形態に係る用紙残量検知装置は、このように回動する用紙残量検知部材２０６の外周突出面５０３と切り欠き部５０４を挟むように複数のセンサを配置し、それぞれのセンサの出力に基づいて給紙カセット１０３の用紙残量を検知するものである。
【００７０】
図８は、用紙残量検知部材２０６周辺の拡大図である。本実施の形態では、図８に示すように、用紙残量検知部材２０６の外周突出面５０３の近傍に第１センサ８０１、第２センサ８０２及び第３センサ８０３の３つのセンサを配置している。
【００７１】
それぞれのセンサは、例えば、発光素子８０４及び受光素子８０５を有する透過型のセンサで構成される。発光素子８０４と受光素子８０５とは、外周突出面５０３の通過位置を挟んで配置され、発光素子８０４からの光が外周突出面５０３で遮断された場合にそのセンサからオン信号が出力される一方、外周突出面５０３がない部分や切り欠き部５０４で発光素子８０４からの光が受光素子８０５で受光された場合にそのセンサからオフ信号が出力される。
【００７２】
なお、これらのセンサ８０１〜８０３は、本記録装置１００の筐体であって、給紙カセット１０３の奥側、つまり、給紙カセット１０３が装着された状態における用紙残量検知部材２０６に対応する位置に支持されている。一方、上述のように、用紙残量検知部材２０６は、給紙カセット１０３に支持されている。したがって、給紙カセット１０３が取り外されると、各センサ８０３は、検知領域から検知対象を失うため、全てのセンサ８０１〜８０３からオフ信号が出力されることとなる。
【００７３】
以下、給紙カセット１０３の用紙残量と底板２０１の状態との関係について説明すると共に、各用紙残量の場合の用紙残量検知部材２０６とセンサ８０１〜８０３との位置関係について説明する。
【００７４】
図９は、給紙カセット１０３の用紙残量が１００％の場合の側面図である。上述の図８は、給紙カセット１０３の用紙残量が１００％の場合における用紙残量検知部材２０６とセンサ８０１〜８０３との位置関係を示している。なお、以下に示す給紙カセット１０３の側面図には、用紙残量検知部材２０６とセンサ８０１〜８０３との関係を示す図との整合を取るため、本記録装置１００の正面側から示したものを用いる。
【００７５】
図６で説明したように、給紙カセット１０３の用紙残量が１００％の場合には、昇降手段４０１の当接端が最下方の位置、すなわち筐体２００の底面２０２付近まで降下し、これに応じて底板２０１も最下方の位置にまで降下した状態となっている。
【００７６】
このとき、本実施の形態では用紙残量検知部材２０６を、図８に示す位置に配置するようにしている。具体的には、切り欠き部５０４が第２センサ８０２の検知領域に配置され、第３センサ８０３の検知領域に外周突出面５０３が配置され、第１センサ８０１の検知領域には外周突出面５０３が到達しないようになっている。
【００７７】
このため、第１センサ８０１及び第２センサ８０２の受光素子８０５は、発光素子８０４からの光を受光し、オフ信号を出力する。一方、第３センサ８０３の受光素子８０５は、発光素子８０４からの光を受光できず、オン信号を出力する。
【００７８】
図１０は、給紙カセット１０３の用紙残量が７５％の場合の側面図である。図１１は、給紙カセット１０３の用紙残量が７５％の場合における用紙残量検知部材２０６とセンサ８０１〜８０３との位置関係を示す図である。
【００７９】
給紙カセット１０３の用紙残量が７５％の場合には、昇降手段４０１の当接端が図９に示す状態からわずかに上昇した状態となっている。これに応じて底板２０１もわずかに上昇した状態となっている。
【００８０】
このとき、用紙残量検知部材２０６の状態は、図１１に示すように、切り欠き部５０４が第２センサ８０２の検知領域を通過し、第２センサ８０２及び第３センサ８０３の検知領域に外周突出面５０３が配置され、第１センサ８０１の検知領域には外周突出面５０３が到達しないようになっている。
【００８１】
このため、第１センサ８０１の受光素子８０５は、発光素子８０４からの光を受光し、オフ信号を出力する。一方、第２センサ８０２及び第３センサ８０３の受光素子８０５は、発光素子８０４からの光を受光できず、オン信号を出力する。
【００８２】
図１２は、給紙カセット１０３の用紙残量が５０％の場合の側面図である。図１３は、給紙カセット１０３の用紙残量が５０％の場合における用紙残量検知部材２０６とセンサ８０１〜８０３との位置関係を示す図である。
【００８３】
給紙カセット１０３の用紙残量が５０％の場合には、昇降手段４０１の当接端が図１０に示す状態からわずかに上昇し、給紙カセット１０３の筐体２００の高さのおよそ半分まで上昇した状態となっている。これに応じて底板２０１の端部も筐体２００の高さのおよそ半分まで上昇した状態となっている。
【００８４】
このとき、用紙残量検知部材２０６の状態は、図１３に示すように、切り欠き部５０４が図１１に示した状態からさらに移動し、全てのセンサ８０１〜８０３の検知領域に外周突出面５０３が配置されるようになっている。
【００８５】
このため、全てのセンサ８０１〜８０３の受光素子８０５が発光素子８０４からの光を受光できず、オン信号を出力する。
【００８６】
図１４は、給紙カセット１０３の用紙残量が２５％の場合の側面図である。図１５は、給紙カセット１０３の用紙残量が２５％の場合における用紙残量検知部材２０６とセンサ８０１〜８０３との位置関係を示す図である。
【００８７】
給紙カセット１０３の用紙残量が２５％の場合には、昇降手段４０１の当接端が図１２に示す状態からわずかに上昇した状態となっている。これに応じて底板２０１もわずかに上昇した状態となっている。
【００８８】
このとき、用紙残量検知部材２０６の状態は、図１５に示すように、切り欠き部５０４が図１３に示した状態からさらに移動し、第３センサ８０３の検知領域に配置され、第１センサ８０１及び第２センサ８０２の検知領域に外周突出面５０３が配置されるようになっている。
【００８９】
このため、第１センサ８０１及び第２センサ８０２の受光素子８０５は、発光素子８０４からの光を受光できず、オン信号を出力する。一方、第３センサ８０３の受光素子８０５は、発光素子８０４からの光を受光し、オフ信号を出力する。
【００９０】
図１６は、給紙カセット１０３の用紙残量が１０％の場合の側面図である。図１７は、給紙カセット１０３の用紙残量が１０％の場合における用紙残量検知部材２０６とセンサ８０１〜８０３との位置関係を示す図である。
【００９１】
給紙カセット１０３の用紙残量が１０％の場合には、昇降手段４０１の当接端が図１４に示す状態からわずかに上昇し、給紙カセット１０３の筐体２００の高さまで上昇した状態となっている。これに応じて底板２０１の端部も筐体２００の高さまで上昇した状態となっている。
【００９２】
このとき、用紙残量検知部材２０６の状態は、図１７に示すように、切り欠き部５０４が図１５に示した状態からさらに移動するが第３センサ８０３の検知領域を通過せず、第１センサ８０１の検知領域に外周突出面５０３が配置され、第２センサ８０２の検知領域から外周突出面５０３が通過するようになっている。
【００９３】
このため、第２センサ８０２及び第３センサ８０３の受光素子８０５は、発光素子８０４からの光を受光し、オフ信号を出力する。一方、第１センサ８０３の受光素子８０５は、発光素子８０４からの光を受光できず、オン信号を出力する。
【００９４】
本実施の形態に係る用紙残量検知装置は、このような給紙カセット１０３の用紙残量に応じて回動する用紙残量検知部材２０６の停止位置に応じて出力されるセンサ８０１〜８０３からのオン／オフ信号に基づいて用紙残量を判定する。
【００９５】
以下、このようなセンサ８０１〜８０３の出力に応じて用紙残量を判定する本用紙残量検知装置のハード構成について説明する。図１８は、本実施の形態に係る用紙残量検知装置の構成を示すハードブロック図である。
【００９６】
ＣＰＵ１８０１は、本用紙残量検知装置の判定手段としての役割を果たし、本用紙残量検知装置全体の制御を行う。このＣＰＵ１８０１にＲＯＭ１８０２及びＲＡＭ１８０３がバスを介して接続されている。
【００９７】
ＲＯＭ１８０２には、ＣＰＵ１８０１が実行する制御プログラムが格納され、この制御プログラムを実行することで本用紙残量検知装置の制御が行われる。ＲＡＭ１８０３は、ＣＰＵ１８０１の作業領域としての役割を果たす。
【００９８】
本実施の形態において、ＲＯＭ１８０２には、センサ８０１〜８０３からの出力と用紙残量とが対応づけられたセンサ出力テーブルが格納されている。図１９（ａ）は、ＲＯＭ１８０２に格納されたセンサ出力テーブルの構成を示す図である。なお、図１９（ｂ）は、本実施の形態と異なるセンサ出力テーブルの例を示すものである。この図１９（ｂ）に示すセンサ出力テーブルについては後述する。
【００９９】
図１９（ａ）に示すように、センサ出力テーブルには、０〜５までの６つの行番号が指定され、その行番号に応じてそれぞれのセンサの出力、給紙カセット１０３の有無及び給紙カセット１０３内の用紙残量が対応づけられている。なお、図１９においては、センサ８０１〜８０３から出力されるオフ信号に「０」を割り当てている一方、オン信号に「１」を割り当てている。
【０１００】
例えば、行番号２についてみると、センサ８０１、センサ８０２及びセンサ８０３から出力される信号がそれぞれオフ信号、オン信号及びオン信号と登録され、給紙カセット１０３の有無が「カセットあり」と登録され、用紙残量が「残量レベル４：用紙残量７５％」と登録されている。
【０１０１】
ＣＰＵ１８０１は、用紙残量検知部材２０６の停止位置に応じてセンサ８０１〜８０３から出力されるオン／オフ信号と、上述のセンサ出力テーブルに登録された内容とを比較し、給紙カセット１０３内の用紙残量を判定する。
【０１０２】
上述の例でいえば、用紙残量検知部材２０６のある停止位置に応じてセンサ８０１〜８０３から出力されるオン／オフ信号がそれぞれオフ信号、オン信号及びオン信号であった場合には、この信号に基づいて、センサ出力テーブルに登録された行番号２の内容を検索し、用紙残量が７５％であることを判定する。
【０１０３】
また、ＣＰＵ１８０１に残量表示部１８０４及び給紙カセット制御部１８０５が接続されている。残量表示部１８０４は、ＣＰＵ１８０１の制御の下、本記録装置１００の利用者に用紙残量を表示する。残量表示部１８０４は、例えば、液晶パネルに用紙残量に応じたマーク又はメッセージを表示する構成を採る。なお、ＬＥＤ等で用紙残量を表示するようにしても構わない。
【０１０４】
給紙カセット制御部１８０５は、ＣＰＵ１８０１の制御の下、給紙カセット１８０５周辺の構成の制御を行う。具体的には、上述の駆動機構としての底板２０１を上昇させるモータ（以下、「底板上昇モータ」という）１８０６、用紙残量検知部材２０６周辺に配置されたセンサ８０１〜８０３で構成される残量センサ１８０７、底板２０１の上昇位置を検出するためのセンサ(以下、「底板上昇位置検出センサ」という)１８０８との間において以下の制御を行う。
【０１０５】
底板上昇位置検出センサ１８０８は、底板２０１に積載された用紙束の最上層に配置された用紙の位置を検出することで、最上層の用紙がピックアップローラ１０４で取り出される位置まで底板２０１が上昇したか否かを検出し、検出結果を給紙カセット制御部１８０５に通知する。
【０１０６】
最上層の用紙がピックアップローラ１０４で取り出される位置まで到達していない場合には、その旨を示す信号が底板上昇位置検出センサ１８０８から給紙カセット制御部１８０５に出力される。この通知を受けて、給紙カセット制御部１８０５は、底板上昇モータ１８０６に対して底板２０１を上昇させるように指示する。この指示に応じて底板上昇モータ１８０６が、最上層の用紙がピックアップローラ１０４で取り出される位置まで底板２０１を上昇させる。
【０１０７】
この間、残量センサ１８０７は、用紙残量検知部材２０６との位置関係に応じてオン／オフ信号を給紙カセット１８０５に出力している。そして、底板２０１が停止したならば、給紙カセット制御部１８０５は、その時点で残量センサ１８０７から出力された信号をＣＰＵ１８０１に通知する。
【０１０８】
以下、このような構成を有する本用紙残量検知装置における給紙カセット１０３の有無及び用紙残量の検知動作について説明する。図２０は、本用紙残量検知装置における給紙カセット１０３の有無及び用紙残量の検知動作を説明するためのフロー図である。
【０１０９】
残量センサ１８０７を構成するセンサ８０１〜８０３は、常に用紙残量検知部材２０６との位置関係に応じたオン／オフ信号を給紙カセット制御部１８０５に出力している。給紙カセット制御部１８０５は、底板２０１の上昇が停止した時点でその出力信号をＣＰＵ１８０１に通知する。
【０１１０】
この出力信号を受けると、ＣＰＵ１８０１は、まず、センサ８０１の出力信号を変数ｓｎｓ１に保存する（ＳＴ２００１）。次に、センサ８０２の出力信号を変数ｓｎｓ２に保存する（ＳＴ２００２）。次に、センサ８０３の出力信号を変数ｓｎｓ３に保存する（ＳＴ２００３）。なお、このセンサ８０１〜８０３の出力信号は、ＲＡＭ１８０３の一定領域に保存される。
【０１１１】
センサ８０１〜８０３の出力信号をＲＡＭ１８０３に保存した後、センサ出力テーブル上の検索対象行番号ｉに、センサ出力テーブルの最小行である０（行）を入力する（ＳＴ２００４）。そして、入力した検索対象行番号ｉが、センサ出力テーブルの最大行である６（行）未満であるかを判定する（ＳＴ２００５）。
【０１１２】
検索対象行番号ｉが６（行）未満であるならば、ＣＰＵ１８０１は、まず、センサ出力テーブルにおけるｉ行のセンサ８０１の内容を変数ｍｔｘ１に保存する（ＳＴ２００６）。次に、センサ出力テーブルにおけるｉ行のセンサ８０２の内容を変数ｍｔｘ２に保存する（ＳＴ２００７）。次に、センサ出力テーブルにおけるｉ行のセンサ８０３の内容を変数ｍｔｘ３に保存する（ＳＴ２００８）。なお、このセンサ出力テーブルにおけるｉ行のセンサ８０１〜８０３の内容は、ＲＡＭ１８０３の一定領域に保存される。
【０１１３】
次に、ＣＰＵ１８０１は、ＳＴ２００１〜ＳＴ２００３で保存したセンサ８０１〜８０３のそれぞれの出力信号と、センサ出力テーブル上におけるｉ行のセンサ８０１〜８０３のそれぞれの内容が一致するか判定する（ＳＴ２００９）。具体的には、変数ｓｎｓ１と変数ｍｔｘ１とが、変数ｓｎｓ２と変数ｍｔｘ２とが、変数ｓｎｓ３と変数ｍｔｘ３とがそれぞれ一致するかを判定する。
【０１１４】
１つでも一致しないものがある場合には、ＣＰＵ１８０１は、ＳＴ２０１０において、検索対象行番号ｉを１つ繰り上げた後、ＳＴ２００５〜ＳＴ２００９の処理を行う。
【０１１５】
この処理を繰り返す内にＳＴ２００９で全てが一致すると判定した場合には、ＣＰＵ１８０１は、該当した行番号に対応してセンサ出力テーブル上に登録された給紙カセット１０３の有無及び用紙残量を、本記録装置１００における現在の状態と判断し（ＳＴ２０１１）、処理を終了する。
【０１１６】
このとき、残量表示部１８０４には、ＣＰＵ１８０１の制御の下、本記録装置１００における現在の状態と判断された用紙残量が表示される。
【０１１７】
一方、ＳＴ２００５〜ＳＴ２００９の処理を繰り返す内にＳＴ２００５で検索対象行番号ｉが６（行）以上になったならば、ＣＰＵ１８０１は、用紙残量検知における異常判定とみなす（ＳＴ２０１２）。なお、用紙残量検知における異常判定を残量表示部１８０４に表示することは実施の形態として好ましい。
【０１１８】
以下、具体例を示す。例えば、ＳＴ２００１〜ＳＴ２００３において、変数ｓｎｓ１、ｓｎｓ２、ｓｎｓ３にそれぞれオフ信号、オン信号、オン信号が保存されたものとする。すなわち、用紙残量検知部材２０６とセンサ８０１〜８０３との位置関係が図１１に示す状態の場合であるものとする。
【０１１９】
ＳＴ２００４においては、まず、検索対象行番号ｉに０が入力される。このため、ＳＴ２００６〜ＳＴ２００７においては、変数ｍｔｘ１、ｍｔｘ２、ｍｔｘ３にそれぞれオフ信号、オフ信号、オフ信号が保存される。ＳＴ２００９の判定においては、全ての変数の値が一致していないため、処理がＳＴ２０１０を経てＳＴ２００５に戻される。
【０１２０】
今度は、検索対象行番号ｉに１が入力されている。このため、ＳＴ２００６〜ＳＴ２００７においては、変数ｍｔｘ１、ｍｔｘ２、ｍｔｘ３にそれぞれオフ信号、オフ信号、オン信号が保存される。ＳＴ２００９の判定においては、全ての変数の値が一致していないため、処理がＳＴ２０１０を経てＳＴ２００５に戻される。
【０１２１】
今度は、検索対象行番号ｉに２が入力されている。このため、ＳＴ２００６〜ＳＴ２００７においては、変数ｍｔｘ１、ｍｔｘ２、ｍｔｘ３にそれぞれオフ信号、オン信号、オン信号が保存される。ＳＴ２００９の判定においては、全ての変数の値が一致しているため、この該当行に対応した状態、すなわち、センサ出力テーブル上の行番号２に対応した「カセットあり」及び「残量レベル４：７５％」が本記録装置１００における現在の状態と判断される。
【０１２２】
このように本実施の形態の用紙残量検知装置によれば、給紙カセット１０３内に設けられ用紙を積載する底板２０１を昇降させる昇降手段４０１の回動軸２０５に連動する残量検知部材２０６にセンサ８０１〜８０３の検知領域を通過する外周突出面５０３と切り欠き部５０４とを設け、この外周突出面５０３と切り欠き部５０４の位置の変化をセンサ８０１〜８０３で検知する。そして、底板２０１が停止した時点でセンサ８０１〜８０３から出力されるオン／オフ信号に基づいて用紙残量をソフト的に判断する。このため、エンコーダを用いた場合のように底板２０１の移動中、継続して監視する必要はなく、電気的な制御回路を不要とすることができる。したがって、部品点数の削減を図り、低コストを図ることができると共に正確な残量検知を実現することができる。
【０１２３】
なお、本実施の形態では、本記録装置１００に給紙カセット１０３が装着された場合には、センサ８０１〜８０３の少なくとも１つは必ずオン信号を出力するように配置している。一方、給紙カセット１０３が取り外された場合には用紙残量検知部材２０６も給紙カセット１０３と一緒に移動し、センサ８０１〜８０３の検知領域から退避し、全てのセンサ出力がオフ状態となる。
【０１２４】
このため、全てのセンサ８０１〜８０３からオフ信号が出力された場合は給紙カセット１０３が未装着と判断することができる一方、センサ８０１〜８０３のいずれかからオン信号が出力された場合は給紙カセット１０３が装着済みと判断することができる。したがって、全てのセンサ出力がオフ状態の場合に給紙カセット１０３なしと設定するだけで、それ以外の場合に用紙残量を検知しつつ、給紙カセット１０３の装着有無を容易に識別することができる。これにより、用紙残量の誤判断を防止すると共に、用紙残量検知のための機構を給紙カセット１０３の装着有無検知のための機構に共用でき、部品点数を大幅に削減して低コストを図ることができる。
【０１２５】
また、本実施の形態では、用紙残量検知部材２０６の外周突出面５０３及び切り欠き部５０４の位置を検知する３個のセンサ８０１〜８０３を配置している。３個のセンサ８０１〜８０３から出力されるオン／オフ信号の組合せは、数学的に８通り存在する。図１９（ｂ）は、３個のセンサにより判定される用紙残量の８通りの組合せを示している。
【０１２６】
このように８通り全ての組合せを利用した場合には、図１９（ｂ）に示すように、残量レベル７から残量レベル６に変化する場合や残量レベル４から残量レベル３に変化する場合のように、２つのセンサ出力が同時に変化すべきことが予定される。しかし、センサ８０１〜８０３の取付位置に余裕を持たせた場合、２つのセンサ出力が同時に変化すべきことが予定されているにも関わらず、それぞれのセンサ出力が時間的に前後して変化する事態が発生し得る。
【０１２７】
例えば、図１９（ｂ）に示す残量レベル７から残量レベル６へ変化する場合は、センサ８０３の出力が先行してオフ状態となることに起因して、残量レベル７からカセット抜けを経由して残量レベル６へ変化するか、あるいは、センサ８０２の出力が先行してオン状態となることに起因して、残量レベル７から残量レベル５を経由して残量レベル６へ変化するという事態が生じ得る。このように意図する残量レベルに直接、移行しない場合には、残量レベルを残量表示部１８０４に表示した場合に、ユーザに誤解を与えることとなる。
【０１２８】
本実施の形態の用紙残量検知装置では、このような事態を回避するため、図１９（ａ）に示すようにセンサ出力テーブルを設定し、底板２０１を上昇させて用紙残量レベルが変化したときに、センサ８０１〜８０３の出力を１つだけ変化させるように設定している。言い換えると、図１９（ｂ）に示す２つのセンサ出力が同時に変化する内容を除去したセンサ出力テーブルの内容としている。
【０１２９】
これにより、センサ８０１〜８０３の取付位置にある程度余裕を持たせた場合でも、用紙残量の変化の順序に従って、例えば、残量表示部１８０４の表示を１００％→７５％→５０％→２５％、という順序に従って変化させることができる。このため、例えば、残量表示部１８０４の表示が１００％→５０％→７５％のように、順序が前後しながら変化する事態を確実に防止することができるので、ユーザに装置が故障したとの印象を与える不都合を回避することができる。
【０１３０】
なお、本実施の形態では、用紙残量検知装置を備えた記録装置１００について説明しているが、これに限定されず、用紙の残量を検知する必要がある装置であれば、どのような装置にも適用することができる。例えば、プリンタ機能、コピー機能及びファックス機能のいずれか２つ以上の機能を有する、複合機などに適用することができる。
【０１３１】
また、本実施の形態では、用紙残量検知部材２０６の近傍に配置されるセンサの個数が３個である場合について説明している。しかし、これに限定されず、上述したように、ユーザの誤認識を回避できるようにセンサ出力テーブルを設定すれば、３個以上のセンサを用いても実現できることは言うまでもない。
【０１３２】
また、本実施の形態では、用紙残量検知部材２０６を扇形状面５０２、外周突出面５０３及び切り欠き部５０４で構成した場合について説明している。しかし、用紙残量検知部材２０６は、これに限定されず、センサ８０１〜８０３の検知領域を、本実施の形態のように通過又は退避できる構成あれば、どのようなものを用いてもよい。
【０１３３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、部品点数を削減して、用紙の残量検知を簡易且つ正確に行うことができ、さらに、用紙残量検知及び給紙カセットの装着有無を同一機構により判断することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る用紙残量検知装置が搭載される記録装置の概略構成図
【図２】上記実施の形態に係る用紙残量検知装置が適用される給紙カセットの上面図
【図３】上記実施の形態に係る用紙残量検知装置が適用される給紙カセットの斜視図
【図４】上記実施の形態に係る用紙残量検知装置の底板及び用紙残量検知部材周辺の拡大図
【図５】上記実施の形態に係る用紙残量検知装置の用紙残量検知部材及び昇降手段周辺の拡大図
【図６】上記実施の形態に係る用紙残量検知装置の用紙残量検知部材が回動する状態の側面図
【図７】上記実施の形態に係る用紙残量検知装置の用紙残量検知部材が回動する状態の側面図
【図８】上記実施の形態に係る用紙残量検知装置の用紙残量検知部材周辺の拡大図
【図９】上記実施の形態に係る用紙残量検知装置における給紙カセットの用紙残量が１００％の場合の側面図
【図１０】上記実施の形態に係る用紙残量検知装置における給紙カセットの用紙残量が７５％の場合の側面図
【図１１】上記実施の形態に係る用紙残量検知装置において、給紙カセットの用紙残量が７５％の場合における用紙残量検知部材とセンサとの位置関係を示す図
【図１２】上記実施の形態に係る用紙残量検知装置における給紙カセットの用紙残量が５０％の場合の側面図
【図１３】上記実施の形態に係る用紙残量検知装置において、給紙カセットの用紙残量が５０％の場合における用紙残量検知部材とセンサとの位置関係を示す図
【図１４】上記実施の形態に係る用紙残量検知装置における給紙カセットの用紙残量が２５％の場合の側面図
【図１５】上記実施の形態に係る用紙残量検知装置において、給紙カセットの用紙残量が２５％の場合における用紙残量検知部材とセンサとの位置関係を示す図
【図１６】上記実施の形態に係る用紙残量検知装置における給紙カセットの用紙残量が１０％の場合の側面図
【図１７】上記実施の形態に係る用紙残量検知装置において、給紙カセットの用紙残量が１０％の場合における用紙残量検知部材とセンサとの位置関係を示す図
【図１８】上記実施の形態に係る用紙残量検知装置の構成を示すハードブロック図
【図１９】（ａ）上記実施の形態に係る用紙残量検知装置のＲＯＭに格納されたセンサ出力テーブルの構成を示す図
（ｂ）上記実施の形態に係る用紙残量検知装置のＲＯＭに格納されたセンサ出力テーブルと異なるセンサ出力テーブルの構成の一例を示す図
【図２０】上記実施の形態に係る用紙残量検知装置における給紙カセットの有無及び用紙残量の検知動作を説明するためのフロー図
【符号の説明】
１００ 記録装置
１０３ 給紙カセット
２００ 筐体（給紙カセット）
２０１ 底板
２０２ 底面
２０３ 開口部
２０４ 用紙ガイド
２０５ 回動軸
２０６ 用紙残量検知部材
４０１ 昇降手段
５０１ ギア部
５０２ 扇形状面
５０３ 外周突出面
５０４ 切り欠き部
８０１〜８０３ センサ
８０４ 発光素子
８０５ 受光素子
１８０１ ＣＰＵ
１８０２ ＲＯＭ
１８０３ ＲＡＭ
１８０４ 残量表示部
１８０５ 給紙カセット制御部
１８０６ 底板上昇モータ
１８０７ 残量センサ
１８０８ 底板上昇位置検出センサ
Claims (6)
- 昇降自在に給紙カセット内に設けられ用紙を積載する底板と、前記給紙カセットが装着された場合に前記底板を上昇させる一方、取り外された場合に前記底板を降下させるように回動する昇降手段と、この昇降手段の回動に連動し前記昇降手段の回動軸と直交する方向に扇形状に広がった面とこの面の外周辺から前記給紙カセットの挿入方向に突出する外周突出面とこの外周突出面に設けられた切り欠き部とを有する残量検知手段と、前記外周突出面と切り欠き部の位置を検知し前記残量検知手段の回動に応じてオン／オフを出力する所定の位置に設けられた複数のセンサと、前記残量検知手段の回動が停止した時点で前記複数のセンサから出力されたオン／オフの組合せに基づき用紙残量を判定する判定手段とを具備し、前記給紙カセットの装着時に前記複数のセンサの少なくとも１つが必ずオンするように配置したことを特徴とする用紙残量検知装置。
- 前記残量検知手段の外周突出面及び切り欠き部と前記複数のセンサとの位置関係は、用紙残量の段階が１つ変化する毎に前記複数のセンサの出力が１つだけ変化するものであることを特徴とする請求項１記載の用紙残量検知装置。
- 昇降自在に給紙カセット内に設けられ用紙を積載する底板と、前記給紙カセットが装着された場合に前記底板を上昇させる一方、取り外された場合に前記底板を降下させるように回動する昇降手段と、この昇降手段の回動に連動し前記昇降手段の回動軸と直交する方向に扇形状に広がった面とこの面の外周辺から前記給紙カセットの挿入方向に突出する外周突出面とこの外周突出面に設けられた切り欠き部とを有する残量検知手段と、前記外周突出面と切り欠き部の位置を検知し前記残量検知手段の回動に応じてオン／オフを出力する所定の位置に設けられた複数のセンサと、前記残量検知手段の回動が停止した時点で前記複数のセンサから出力されたオン／オフの組合せに基づき用紙残量を判定する判定手段とを具備し、前記給紙カセットの装着時に前記複数のセンサの少なくとも１つが必ずオンするように配置したことを特徴とする記録装置。
- 前記残量検知手段の外周突出面及び切り欠き部と前記複数のセンサとの位置関係は、用紙残量の段階が１つ変化する毎に前記複数のセンサの出力が１つだけ変化するものであることを特徴とする請求項３記載の記録装置。
- 昇降自在に給紙カセット内に設けられ用紙を積載する底板と、前記給紙カセットが装着された場合に前記底板を上昇させる一方、取り外された場合に前記底板を降下させるように回動する昇降手段と、この昇降手段の回動に連動し前記昇降手段の回動軸と直交する方向に扇形状に広がった面とこの面の外周辺から前記給紙カセットの挿入方向に突出する外周突出面とこの外周突出面に設けられた切り欠き部とを有する残量検知手段と、前記外周突出面と切り欠き部の位置を検知し前記残量検知手段の回動に応じてオン／オフを出力する所定の位置に設けられた複数のセンサと、前記残量検知手段の回動が停止した時点で前記複数のセンサから出力されたオン／オフの組合せに基づき用紙残量を判定する判定手段とを具備し、前記給紙カセットの装着時に前記複数のセンサの少なくとも１つが必ずオンするように配置したことを特徴とする複合機。
- 前記残量検知手段の外周突出面及び切り欠き部と前記複数のセンサとの位置関係は、用紙残量の段階が１つ変化する毎に前記複数のセンサの出力が１つだけ変化するものであることを特徴とする請求項５記載の複合機。
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