JP4189593B2 - トレイ用紙サイズ検知装置 - Google Patents

Description

この発明は、複写機、ファクシミリ、複合機などの画像形成装置に脱着可能に備えられた給紙トレイに収納されている用紙のサイズを検知するトレイ用紙サイズ検知装置に関するものである。

複写機、ファクシミリ、複合機などの画像形成装置では、印刷に供する転写紙を収納し、１枚ずつ装置に供給する給紙トレイを備えている。この給紙トレイは、通常、複数の用紙サイズに対応できるように、用紙幅方向、用紙長さ方向に調整可能な規制板を設けて複数サイズの用紙を収納可能としている。
画像形成装置では、原稿のサイズに合わせて転写紙のサイズが選択されるため、画像形成に際し給紙トレイに収納されている用紙サイズが認識されていることが必要があり、このサイズ認識を自動的に行う方法が従来から実行されている。

例えば、用紙の幅方向を規制する規制板に対し可変抵抗器を連動させ、用紙の幅方向は、長さ方向に間隔をおいて給紙トレイに複数の検出穴を設け、この検出穴での光の透過有無をフォトセンサで検出する。用紙の幅方向に移動量が可変抵抗器で検出されることで用紙幅が検出され、検出孔を用紙が覆っているか否かによって用紙長さが検出される。これらの可変抵抗器およびフォトセンサは給紙トレイ内に設置して、その検出結果をドラワコネクタなどによって給紙トレイ外に取り出している。
また、幅方向に規制板に連動したアクチュエータ動作を複数のスイッチで検知可能とし、長さ方向は上記と同様に検出穴をフォトセンサで検知する画像形成装置が提案されている（特許文献１参照）。
特開２０００−１１８７２９号公報

上記した検出方法によれば、複数の用紙サイズに対応して用紙の長さ方向、幅方向ともに検出することが可能になる。しかし、前者の検出方法では、装置本体に対し脱着を繰り返す給紙トレイ内に電気部品の搭載が必要であり、故障などを招きやすい、また、外部に検出結果を送出するためのドロワコネクタなどが必要で、該コネクタが比較的高価であることからコストアップを招く。また、コネクタを用いると接続信頼性などでも問題がある。従来技術のうち後者の画像形成装置では、規制板に連動するようにアクチュエータを動作させるための機械機構を給紙トレイに設けることが必要であり、コストアップになるという問題がある。

本発明は、上記事情を背景としてなされたものであり、給紙トレイ側への電気部品の搭載などの必要性をできるだけ排除して、コストアップを抑えて簡単な構成で給紙トレイ内の用紙サイズを検知することができるトレイ用紙サイズ検知装置を提供することを目的とする。

すなわち、本発明のトレイ用紙サイズ検知装置のうち、請求項１記載の発明は、装置本体に対し抜き差し可能な給紙トレイに設けられ該給紙トレイ内の紙幅の両端部を紙幅調整可能に規制する規制部材の一方に、紙幅方向に沿って位置するリニアエンコーダが固定され、他方の規制部材に、前記リニアエンコーダを遮蔽できるように紙幅方向に沿って位置するとともに前記規制部材の紙幅調整移動に伴って前記リニアエンコーダに対する紙幅方向遮蔽長さが変わる遮蔽部材が固定されており、前記装置本体側に、該装置本体への前記給紙トレイの装着に際し前記遮蔽部材による遮蔽がなされていない部分のリニアエンコーダの移動を検出する用紙幅センサが配置されていることを特徴とする。

請求項２記載のトレイ用紙サイズ検知装置の発明は、請求項１記載の発明において、前記用紙幅センサは、２以上からなり、それぞれが用紙幅方向に位置をずらして配置されていることを特徴とする。

請求項３記載のトレイ用紙サイズ検知装置の発明は、請求項２記載の発明において、２つの用紙幅センサは、前記リニアエンコーダでの検知周期において、互いに９０°の位相差を有するように配置されていることを特徴とする。

請求項４記載のトレイ用紙サイズ検知装置の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、規制部材は、少なくとも一方が紙幅方向に調整移動可能となっていることを特徴とする。

請求項５記載のトレイ用紙サイズ検知装置の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の発明において、前記給紙トレイに紙長方向に間隔を置いて複数の検出穴が形成され、前記装置本体側に前記検出穴を覆う紙の有無を検出する紙長センサが前記検出穴に対応して複数設けられていることを特徴とする。

請求項６記載のトレイ用紙サイズ検知装置の発明は、請求項５記載の発明において、前記紙長センサは、給紙トレイを装置本体に装着する際に、給紙トレイの装着方向移動に伴って検出出力に変化があるか否かにより紙の有無を判定することを特徴とする。

請求項７記載のトレイ用紙サイズ検知装置の発明は、請求項１〜６のいずれかに記載の発明において、用紙幅センサは、反射型フォトセンサまたはフォトインタラプタからなることを特徴とする。

請求項８記載のトレイ用紙サイズ検知装置の発明は、請求項１〜７のいずれかに記載の発明において、前記リニアエンコーダと遮蔽部材とは、用紙収納底を超えて下方に突出しており、前記用紙幅センサは、装置本体のトレイ脱着部の下方であって抜き方向手前側に配置されていることを特徴とする。

請求項９記載のトレイ用紙サイズ検知装置の発明は、請求項１〜８のいずれかに記載の発明において、給紙トレイ装着時に前記用紙幅センサによって得られるパルス数によって用紙幅を検出することを特徴とする。

請求項１０記載のトレイ用紙サイズ検知装置の発明は、請求項１〜９のいずれかに記載の発明において、複数の前記用紙幅センサによって得られる検出パルスから給紙トレイ移動方向を判別し、給紙トレイが装着方向に移動する際のパルス数のみによって用紙幅を判定することを特徴とする。

すなわち、本発明によれば、給紙トレイにおいて、紙幅調整に従って一方の規制部材に固定されたリニアエンコーダの一部は他方の規制部材に固定された遮蔽部材で遮蔽される。この給紙トレイを装置本体に装着するように移動させると、遮蔽部材で遮蔽されていないリニアエンコーダの移動が紙幅センサによって検知され、センサによって得られるパルス数をカウントすることで遮蔽部材で遮蔽されていないリニアエンコーダの長さが検出される。この長さに基づいて両側の規制部材で規制されている用紙の紙幅が検知される。

なお、紙幅センサを紙幅方向に位置をずらして２以上配置すれば、それぞれの紙幅センサで得られる出力に基づいて給紙トレイの移動方向を判定することができる。したがって、給紙トレイを装着する際に、給紙トレイの抜き戻し動作が含まれることによって誤検知がなされて紙幅を正確に検知できなくなるのを防止してより正確な検知を可能にする。
また、紙長方向は、検出穴に用紙が達して覆われているか否かが紙長センサによって検出される。複数の検出穴における検出結果に基づいて用紙長さが判定される。検出穴に対する紙長センサに検出は、給紙トレイを装着方向に移動しつつ検出結果に変化が生じるか否かによって行うことができる。したがって、給紙トレイを装置本体に装着しつつ紙幅と紙長の両方を正確かつ簡易に検知することができる。

給紙トレイでは、収納される用紙の紙幅を両端で規制する規制部材が設けられ、各紙幅端方向にはそれぞれ規制部材が設けられており、少なくともその一方は、規制する用紙幅を調整できるように紙幅方向に移動可能となっている。規制部材は、一つにはリニアエンコーダが固定され、他の一つには遮蔽部材が固定されている。調整移動な規制部材に固定されているリニアエンコーダと遮蔽部材とは規制部材に連れて移動する。規制部材の移動に伴って遮蔽部材で遮蔽されるリニアエンコーダの幅方向の長さが変わり、該長さが紙幅センサで検知される。

紙幅センサは、リニアエンコーダとの機械的接触や電気的接触を伴うことなくリニアエンコーダの移動を検出することができる。例えば、光の反射や透過を利用することができ、該センサにはフォトインタラプタや反射型フォトセンサを用いることができる。また、紙幅センサには、磁気を利用したセンサなどを用いることもできる。リニアエンコーダは、上記紙幅センサの構成に応じて、移動に伴ってセンサにパルスを発生させて長さを検知できる構成とする。例えば、光を利用する場合、光の透過や反射を可能とする部位を所定の間隔で設けることでセンサでのパルス発生を可能にする。遮蔽部材は、リニアエンコーダの移動を遮蔽部分において紙幅センサで検知しないようにするものであり、光を利用する紙幅センサを使用する場合には光の透過を阻止するなどの構成とし、磁気を利用するような紙幅センサでは磁気を遮断するような構成とする。

上記リニアエンコーダと遮蔽部材とは、それぞれ規制部材に固定されて、紙幅センサで検知できるように紙幅方向に沿うように配置されるが、構成を簡易とするために、それぞれ用紙収納底を超えて下方に突出した構成が好適である。

また、紙幅センサは、紙幅方向に位置をずらしてすくなくとも２つを配置するのが好ましい。また、そのずらす量は、前記リニアエンコーダで得られるパルス検知周期において、互いに９０°の位相差を有するように配置するのが好ましい。これにより各紙幅センサで得られるパルスの位相によって給紙トレイの脱着方向を判定することができ、装着方向に移動している場合のパルスのみをカウントして紙幅を正確に検出することができる。これらの紙幅センサは、給紙トレイの脱着部が設けられている装置本体の装着方向手前側に設けておくのが好ましい。

以上説明したように、本発明のトレイ用紙サイズ検知装置によれば、装置本体に対し抜き差し可能な給紙トレイに設けられ該給紙トレイ内の紙幅の両端部を紙幅調整可能に規制する規制部材の一方に、紙幅方向に沿って位置するリニアエンコーダが固定され、他方の規制部材に、前記リニアエンコーダを遮蔽できるように紙幅方向に沿って位置するとともに前記規制部材の紙幅調整移動に伴って前記リニアエンコーダに対する紙幅方向遮蔽長さが変わる遮蔽部材が固定されており、前記装置本体側に、該装置本体への前記給紙トレイの装着に際し前記遮蔽部材による遮蔽がなされていない部分のリニアエンコーダの移動を検出する用紙幅センサが配置されているので、少なくとも紙幅検知のために給紙トレイ内に電気部品を搭載する必要がなく、ドロワコネクタなどが不要となり、低コストで、かつ簡単な構成によって給紙トレイ内の用紙サイズを自動検知することが可能になる。

以下に、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。
画像形成装置本体１は、画像形成を行う用紙を収納する給紙トレイ１０、２０を装着するための給紙トレイ装着部２、３を有しており、図１に示す手前方向に給紙トレイ１０、２０を引き出すことで給紙トレイ１０、２０を個別に取り外すことができ、また、図１の奥行き方向に給紙トレイ１０、２０を押し込むことで個別に画像形成装置本体１に装着することができる。なお、本発明としては、給紙トレイは抜き差し可能であればよく、装置本体から必ずしも取り外しできることが必要とされるものではない。

図２は、給紙トレイ１０を給紙トレイ装着部２に装着した状態を示す平面図である。
給紙トレイ１０は、図２に示すように収納される用紙１００の紙幅を規制するための規制板（規制部材に相当）１１、１３を有しており、それぞれ紙幅方向に調整移動可能になっている。さらに、紙長を規制するための規制板１５を有しており、該規制板１５は、紙長方向に調整移動可能になっている。

上記規制板１１には、給紙トレイ１０の収納底１０ａを下方に突出するリニアエンコーダ１２が紙幅方向に沿って位置するように固定されており、収納底１０ａには、規制板１１の調整移動に伴ってリニアエンコーダ１２が連動できるように、スリット孔（図示しない）が形成されている。リニアエンコーダ１２は、後述する反射型フォトセンサである紙幅センサ５ａ、５ｂに適合するように光を反射する部位が所定ピッチ（所定周期）で設けられており、その移動が紙幅センサ５ａ、５ｂでパルス出力として得られるように構成されている。

一方、規制板１３には、給紙トレイ１０の収納底１０ａを下方に突出する遮蔽板（遮蔽部材に相当）１４が紙幅方向に沿って位置するように固定されており、収納底１０ａには、規制板１３の調整移動に伴って遮蔽板１３が連動できるように、スリット孔（図示しない）が形成されている。遮蔽板１３は、上記リニアエンコーダ１１に紙幅方向で重なり合って後述する紙幅センサ５ａ、５ｂとリニアエンコーダ１１間の光の透過を部分的に遮断することができる。そして遮蔽板１３は、規制板１１、１３の調整移動に伴って両規制板の間隔が変わることでリニアエンコーダ１１との重なり量が変化するようにされている。
また、給紙トレイ１０では、紙長方向に間隔をおいて、紙長検出のために用紙収納底１０ａに検出穴１６ａ、１６ｂが形成されており、検出穴１６ａ、１６ｂの上方の天板側には、検出穴１６ａ、１６ｂの下方から投射される光が反射するようにされている。

一方、画像形成装置本体１では、上記給紙トレイ装着部２の直下であって、取り出し方向手前側に、給紙トレイ１０の装着に伴ってリニアエンコーダ１２の移動を検知できる紙幅センサ５ａ、５ｂが紙幅方向で位置をずらして設置されている。紙幅センサ５ａ、５ｂは、給紙トレイ１０の装着に伴って移動するリニアエンコーダ１２に対し検出光を照射し、リニアエンコーダ１２の反射部位で反射される検出光を受光してパルス出力を行うものである。そして遮蔽板１３で遮蔽されていない長さに対応した数のパルス出力がなされる。また、紙幅センサ５ａと紙幅センサ５ｂとは、上記リニアエンコーダ１２でのパルス周期に対し、各パルス出力が９０°の位相差を有するように位置がずれている。

また、画像形成装置本体１では、上記給紙トレイ装着部２の直下であって、抜き方向手前側に、給紙トレイ１０の装着に伴って検出穴１６ａ、１６ｂをそれぞれ検知できる紙長センサ４ａ、４ｂが設置されている。紙長センサ４ａ、４ｂは、反射型フォトセンサで構成されており、給紙トレイ１０の装着に伴って移動する検出穴１６ａ、１６ｂに対し検出光を照射し、検出穴１６ａ、１６ｂが開放されていると給紙トレイ１０の天板側で反射する検出光を受光して出力を得るものである。
また、画像形成装置本体１では、装着された給紙トレイ１０が適正に給紙トレイ装着部２にセット完了されたことを検知するトレイセットセンサ８が設置されており、該センサ８は、フォトインタラプタで構成されている。

なお、給紙トレイ２０も詳細には図示しないが給紙トレイ１０と同様の構成を有しており、紙幅規制板２１や紙長規制板を有しており、それぞれにリニアエンコーダ、遮蔽板が固定されている、また、紙長検出用の検出穴が紙長方向に間隔をおいて複数形成されている。また、給紙トレイ２０が装着される給紙トレイ装着部３の直下においても、前記給紙トレイ装着部２の直下と同様に、紙幅センサ７ａ、７ｂが設置され、また、紙長センサ６ａ、６ｂが設置されている。これらセンサは、上記給紙トレイ１０側と同様に作用するように構成されている。

次に、上記サイズ検知装置によるサイズ検知を図４のタイミングチャートを参照して説明する。
給紙トレイの装着が開始されると、トレイセットセンサ８によってトレイセット状態の検知がなされ、セット完了によってトレイセットセンサ８で検出出力がＯＮとなる。装着移動の最中には、２つの紙幅センサ（給紙トレイ１０では紙幅センサ５ａ、５ｂ）でリニアエンコーダの移動が検出されており、遮蔽板で遮蔽されていないリニアエンコーダの長さに対応した数のパルスが出力される。このパルスが図４において紙幅検知１、２として示されている。

なお、２つのセンサでは互いに出力が９０°の位相差が生じるように設置されている。したがって、リニアエンコーダが装着方向に移動している場合には、装着方向奥側にあるセンサ（給紙トレイ装着部２では紙幅センサ５ｂ）で９０°位相が遅れたパルスが発生する。一方、リニアエンコーダが抜き方向に移動すると、手前側にあるセンサ（給紙トレイ装着部２では紙幅センサ５ａ）で９０°位相が遅れたパルスが発生する。給紙トレイを装着する際には、一気に装着方向にトレイを移動させる場合の他に、装着を円滑に行うために抜き方向の移動を加えて行う場合がある。しかし、この場合には、２つの紙幅センサで出力されるパルスの位相差が逆になるため、両パルスの位相によって給紙トレイの移動方向が判別される。そしてリニアエンコーダが装着方向に移動している場合に発生するパルスのみの数をカウントし、抜き方向に移動している際に発生するパルスを除外する。図４では、抜き方向に移動している際に発生するパルスが１カウント発生しており、装着方向に移動している際に発生するパルスが４カウントされている。このカウント数に応じて予め定められている紙幅が得られる。この関係は予め不揮発メモリなどにデータとして記憶しておき、トレイの装着検知に際し、このデータを画像形成装置全体を制御する制御部によって参照することで紙幅を自動的に検知することができる。該制御部は、ＣＰＵやこれを動作させるプログラムなどによって構成することができる。

また、給紙トレイの装着に伴って、各紙長センサにおいても検出穴の検出がなされている。紙長センサにおいて、給紙トレイの移動に伴って用紙で覆われることなく開放されている検出穴が通過すると反射光によって出力が発生する。一方、用紙で覆われている検出穴が通過すると、反射光は得られず紙長センサでの出力は発生しない。これらの結果は、図４において紙長さ検知１、２として示されており、紙長さ検知２において出力が発生せず、紙長検知１で出力が発生していることから、用紙長さが検知される。この検出結果に応じて予め定められている紙長さが求められる。この関係も予め不揮発メモリなどにデータとして記憶しておき、トレイの装着検知に際し、このデータを画像形成装置全体を制御する制御部によって参照することで紙長さを自動的に検知することができる。
以上、本発明を上記実施形態に基づいて説明したが、本発明が上記説明に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない範囲で当然に変更が可能である。

本発明の一実施形態のサイズ検知装置を備える画像形成装置本体を示す概略図である。 同じく、給紙トレイと画像検知装置を示す一部拡大平面図である。 同じく、一部側面断面図である。 同じく、給紙トレイのサイズ検知を説明するためのタイミングチャートである。

符号の説明

１ 画像形成装置本体
２ 給紙トレイ装着部
３ 給紙トレイ装着部
４ａ 紙長センサ
４ｂ 紙長センサ
５ａ 紙幅センサ
５ｂ 紙幅センサ
６ａ 紙長センサ
６ｂ 紙長センサ
７ａ 紙幅センサ
７ｂ 紙幅センサ
８ トレイセットセンサ
１０ 給紙トレイ
１０ａ 用紙収納底
１１ 規制板
１２ リニアエンコーダ
１３ 規制板
１４ 遮蔽板
１５ 規制板
１６ａ 検出穴
１６ｂ 検出穴
１００ 用紙

Claims (10)

1. 装置本体に対し抜き差し可能な給紙トレイに設けられ該給紙トレイ内の紙幅の両端部を紙幅調整可能に規制する規制部材の一方に、紙幅方向に沿って位置するリニアエンコーダが固定され、他方の規制部材に、前記リニアエンコーダを遮蔽できるように紙幅方向に沿って位置するとともに前記規制部材の紙幅調整移動に伴って前記リニアエンコーダに対する紙幅方向遮蔽長さが変わる遮蔽部材が固定されており、前記装置本体側に、該装置本体への前記給紙トレイの装着に際し前記遮蔽部材による遮蔽がなされていない部分のリニアエンコーダの移動を検出する用紙幅センサが配置されていることを特徴とするトレイ用紙サイズ検知装置。
2. 前記用紙幅センサは、２以上からなり、それぞれが用紙幅方向に位置をずらして配置されていることを特徴とする請求項１記載のトレイ用紙サイズ検知装置。
3. ２つの用紙幅センサは、前記リニアエンコーダでの検知周期において、互いに９０°の位相差を有するように配置されていることを特徴とする請求項２記載のトレイ用紙サイズ検知装置。
4. 規制部材は、少なくとも一方が紙幅方向に調整移動可能となっていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のトレイ用紙サイズ検知装置。
5. 前記給紙トレイに紙長方向に間隔を置いて複数の検出穴が形成され、前記装置本体側に前記検出穴を覆う紙の有無を検出する紙長センサが前記検出穴に対応して複数設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のトレイ用紙サイズ検知装置。
6. 前記紙長センサは、給紙トレイを装置本体に装着する際に、給紙トレイの装着方向移動に伴って検出出力に変化があるか否かにより紙の有無を判定することを特徴とする請求項５記載のトレイ用紙サイズ検知装置。
7. 用紙幅センサは、反射型フォトセンサまたはフォトインタラプタからなることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のトレイ用紙サイズ検知装置。
8. 前記リニアエンコーダと遮蔽部材とは、用紙収納底を超えて下方に突出しており、前記用紙幅センサは、装置本体のトレイ脱着部の下方であって抜き方向手前側に配置されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のトレイ用紙サイズ検知装置。
9. 給紙トレイ装着時に前記用紙幅センサによって得られるパルス数によって用紙幅を検出することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のトレイ用紙サイズ検知装置。
10. 複数の前記用紙幅センサによって得られる検出パルスから給紙トレイ移動方向を判別し、給紙トレイが装着方向に移動する際のパルス数のみによって用紙幅を判定することを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のトレイ用紙サイズ検知装置。

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