JP4418255B2 - シート集積装置並びにシート供給装置 - Google Patents

Description

本発明は印刷機、複写機その他の画像形成装置から搬出されたシートを順次積載して収納し、或いはスキャナー、ファクシミリその他の画像読取装置に供給した原稿などのシートを順次積載して収納するシート集積装置に係わり、特にトレイ上に集積されたシートの最大積載量を検出するシート積載量検出方法及びシート集積装置並びにこれを用いたシート供給装置に関する。

一般にプリンターなどの画像形成装置で画像形成されたシートを積載トレイ上に収納し、或いはスキャナーなどの画像読取装置で読み取り処理された原稿シートを収納するシート集積装置は、載置トレイにシートを搬送経路から順次搬出して積み上げ収納するものが広く使用されている。

この種の集積装置は、トレイ上に所定量以上のシートを収納すると後続のシートが装置内で紙詰まり（ジャム）を起こし、或いは既に集積されたシートがトレイ外部に押し出されて飛散することがあり、トレイ上に積載されたシートが最大許容量に達したか否かを検知手段で判別して上流側の装置を停止するなどの処置を行う必要がある。

従来、この最大積載量の検知手段としてはトレイの上流側で順次搬出されるシートをカウントし、このカウント値が所定枚数に達したとき満杯と判断して装置を停止するものが例えば特開平６−２４７６１７号公報などで知られている。また別の検知手段としてはトレイ上に積載されたシートの最上紙に接する検出レバーを設け、この検出レバーの位置を光電式センサーで検出して所定の紙面レベルに達した時、満杯として判別するものが例えば特開平７−１７２６８４号公報などで知られている。

前者のシート枚数をカウントする方法は、シートの搬送経路にシートの有無を検出するホトダイオードなどのセンサーを設け、このセンサーを過ぎるシートの枚数をカウンターで計測する方法と、前掲特許文献のようにシート給送のコマンド信号の回数をカウントする方法が知られている。

後者の紙面レベルを検出レバーとセンサーで検出する方法は、揺動自在に支持したレバー部材をトレイ上方からトレイ上に垂下して配置し、このレバー先端を最上シートと接触させて高さレベルを検出し、レバー基端部にホトダイオードなどのホトセンサーを配置する。そして検出レバーが所定の高さレベルを検出した時その位置をホトセンサーで検知しシートが最大許容量に達したことを判別するものが広く知られている。

一方装置の小型化が求められる例えば複写機、スキャナーなどの原稿供給装置に組込まれるシート集積装置にあってはシートの収容枚数は数１０枚程度であり、厚紙から薄紙まで種々のシートが収容される。このような装置で最大積載量の検出に大きな誤差が生ずるとある搬送条件では通常の搬送条件の半数しかトレイ上に収容できずに装置が途中で停止して使用者に不安感を与えることがあり、また大きくカールしたシートなどでは紙詰まりやシートの飛散を招く恐れがある。

従って特に装置の小型化のため収容トレイをコンパクトに構成した装置にあってはトレイ上に収容したシートは出来るだけ正確に許容最大積載量を検出する必要がある。同時にこの種の装置は通常、画像読み取りなどの処理条件によってシートの搬送速度やシート相互の間隔が異なる複数の動作モードを備えているがこの動作モードが異なる都度収納される最大積載量が変化することは使用上好ましくない。
特開平６−２４７６１７号公報（第３頁図３） 特開平７−１７２６８４号公報（第３頁図２）

ところが前述のシート枚数をカウントする方法は、使用するシートが厚紙であるか薄紙であるかによって最大積載量が異なり、通常は使用する最大の厚さのシートで、更にこれが最もカールした状態で収容された場合を基準に最大積載量を設定している。従って薄紙でカールの少ない状態で収納されたシートは更に積載可能であるにも拘わらず異常として装置を停止しなればならない。またスタックトレイ上に前のシートが残存していた場合にはスタックトレイ上のシートを検出する手段が無いためオーバーフローを招き、紙詰まりによって原稿などのシートを棄損するなど致命的なトラブルを引き起こす恐れがある。

一方、前述の紙面レベルを検出レバーで検出する方法は、シート搬出の都度シート先端が検出レバーを押し上げてスタックトレイ上に収納される為、検知センサーはシートとシートの僅かな間隔の間で検出レバーの位置を検出し所定の紙面レベルに達したか否かを判別しなければならない。従ってシートを高速或いは短い間隔で搬出する場合には検出誤差を招くことがあった。

特にこの検出誤差はスタックトレイ上のシートが少量の時は検出レバーの移動量が大きくこれを検出するセンサーも比較的正確に判別出来るが、トレイ上のシートが許容最大量に近づいた時には検出レバーの移動量が小さく検出誤差を起こし易い。

この検出レバー位置の検出誤差はシートの搬送速度が速い程またシート間隔が短い程大きく、これはシートが検出レバーを勢い良く押し退けレバー先端が落下して積載されている最上シートに当接する前に次のシート先端が検出レバーを上方に押し退けてこの位置を実際に積載されたシートの紙面レベルと判断してしまうことに原因する。

そこで本発明は順次スタックトレイ上に積載されるシートの最大積載量を正確に判別することをその課題とし、特に装置の使用開始時に既に先のシートがスタックトレイ上に残存していても、或いはシートが大きくカールなどで膨らんでいても許容される最大積載量を正確に判断することが出来、またスタックトレイ上にシートを搬出する搬送速度、或いはシート相互の間隔がシート搬送の態様（動作モード）によって種々異なっても最大積載量を正確に判別することが可能なシート積載量検出方法及びシート集積装置の提供をその主な課題としている。

本発明は上記課題を解決する為、シートを積載収容する積載トレイ上に最上シートに当接するレベル検出レバーと、このレベル検出レバーの位置を検出する検知センサーとを設け、同時に上記積載トレイに搬出されるシートの枚数をカウントする計数手段を設け、上記検知センサーからの紙面レベル検知信号と上記計数手段のカウント値とに基づいてシートの積載量を判別する判別手段を設けたものである。

これによって積載トレイ上に積載されたシートは、上記のレベル検出レバーの位置とシート枚数のカウント値によって最大積載量が判別されより正確な判別が可能となる。この最大積載量の判別は、積載トレイ上の所定の高さ位置にシートが積載されたのをシート検出レバーと検知センサーとで検出し、この検知センサーからの信号で上記計数手段を起動しその後のシート搬出枚数をカウントする。そしてこの計数手段でカウントしたシート枚数が予め定めた所定の枚数に達した時、上記判別手段で許容最大積載量と認識し必要な処置を実行する。

かかる構成によって積載トレイ上に収納されたシートは、まず検出レバーでその高さ位置が検出され、このシート検出レバーの誤作動を招き易い最大積載量に近づく近辺では上記計数手段でカウントしたカウント値が予め設定した所定のシート枚数と一致するか否かで許容最大積載量が判別されることとなる。

また、本発明は予め設定する所定のシート枚数をシート搬送速度、シート相互間の間隔、シートの搬送方向長さなどの条件に応じて複数の設定値からその１つを選択して設定するようにする。通常シート供給装置などのシートに画像を形成し或いはシート上の画像を読取った後積載トレイ上に搬出する装置は、複数の動作モードを有しそのシート搬送速度、シート相互間の間隔或いはシートサイズはそれぞれのモードによって異なる。そこで動作モードに応じて複数の設定値から最適のシート枚数を設定し、これと計数手段でカウントしたシート枚数を比較することによって動作モード毎に変動することなく常に適正な最大積載量の認識を行えるようにする。そしてこの複数の設定値は実験など実際の装置の経験則により最適値を設定する。

更に本発明は、前記判別手段をレベル検出レバーが予め設定された紙面レベルに位置することを検出する前記検知センサーからの信号と、前記計数手段がカウントしたシート枚数とから最大積載量を算出する演算手段を備えることによっても前述の課題を達成することができる。

この場合の演算手段は例えばトレイ上に載置した最初のシートから所定の紙面レベルに到達するまでの前記計数手段のカウント値から残る積載可能なシート枚数（最大積載枚数）を算出し、この算出したシート枚数と上記計数手段がカウントしたシート枚数を比較することによって最大積載量を判別するように構成する。尚上記いずれの最大積載量もシート集積装置の限界収容量よりマージンを考慮して若干少ない量に設定することが好ましい。

本発明は積載トレイに収容したシートの最大積載量を、紙面レベルを検出するレベル検出レバーと搬出シートの枚数をカウントする計数手段からの情報で判別する為、トレイ上に残存するシートの存在或いはカールによる過剰なシートの膨らみはレベル検出レバーで検知し、異なるシート搬出速度或いはシート間隔によってこの検出レバーに生ずる誤差は計数手段でこれを補正するので常に正確な最大積載量を検出することが可能となる。これと同時に、積載トレイ上に過剰なシートが積み上げられて搬出途上のシートが紙詰まりを起こすこともトレイ上のシートを外部に押し出すことも解消され、また過少な状態で満杯と判別して装置を停止することも解消される。

更にトレイ上に積載されるシートの所定量は検出レバーで検出し、その後積載されるシートは計数手段のカウント値が予め定められた設定枚数と一致するか否かで最大積載量を判別することによってこの設定枚数を種々のシート搬送条件に応じて複数設定することが可能となり、装置の動作モードによって許容最大積載量が変動することがなくなる等の効果を奏する。

以下、本発明を実施した好適な形態について図面に基づいて本発明を詳述する。
図１はシート集積装置を組み込んだシート供給装置及びこれをユニットとして備えた画像読取装置の全体を示す。図２はそのシート集積装置の要部を示す要部説明図、図３はシート積載トレイに設ける紙面レベル検出レバーの構造を示す斜視図である。

Aはスキャナーなどの画像読取装置であり、シート原稿を載置するプラテン２と、このプラテン２上の原稿を光電変換素子で読取る光学読取機構部と、この光電変換素子からの画像データを補正処理するデータ処理部４と、このデータ処理部からのデータを外部に転送するデータ転送部とがケーシング１内に内蔵されている。

この画像読取装置Aにはシート原稿をプラテン２に自動的に供給するシート供給装置Bがユニットとして取付けられ、給紙トレイ上の原稿を上記プラテン２を経由して排紙トレイ（載置トレイ）に順次給送するようになっている。このシート供給装置Bには排紙トレイとしてシート集積装置Cが組み込まれている。

前記画像読取装置Aにはケーシング１に原稿を載置セットする第１プラテン２ａとシート供給装置Ｂで送られた原稿を読取る第２プラテン２ｂが設けられ、この第１、第２のプラテン２に準備された原稿を光学読取機構部で電気的に読取る。この光学読取機構部はプラテン２に沿って所定速度で移動するキャリッジ６と、このキャリッジ６に搭載された光源７と反射ミラー８と集光レンズ９と光電変換素子１０とで構成されている。このキャリッジ６は装置フレームに取付けたガイドレール１１で図１左右方向に往復動自在に支持され、左右一対のプーリ１３に架け渡した駆動ワイヤー１４に連結してある。このプーリ１３にキャリッジ駆動モータ１２が連結され、キャリッジ６は所定速度で図１左右方向に往復動するようになっている。

上記光学読取機構部で読取った画像データはデータ処理部４に送られ、このデータ処理部４は光電変換素子１０からのデータ（アナログ信号）を２値（若しくは多値）化し、ライン間補正、シェーディング補正、ガンマ補正、ディザ補正などの補正を施し、データ転送部から外部のコンピュータ、プリンターなどの処理装置に電気信号として出力するようになっているがその詳細は後述する。

次に前記第２プラテン２ｂ上に取付けられたシート供給装置Ｂの構成について説明する。前記プラテン２上に給紙トレイ１５と排紙トレイ１６が上下に並設され、給紙トレイ１５から排紙トレイ１６に略Ｕ字状の搬送経路２５で原稿シートを順次搬送し、この搬送経路２５中に前記第２プラテン２ｂが配置されている。給紙トレイ１５はシート原稿を載置する平板状のトレイで形成され原稿の側縁を規制するサイドガイド１７が設けてある。また、給紙トレイ１５には原稿が存在するか否かを検出するエンプティセンサーＥＳと、原稿の長さサイズを検出するサイズ検出センサーＳＳとが配置されている。給紙トレイ１５の先端部には上下昇降するピックアップローラ１８と分離ローラ１９が設けてあり、分離ローラ１９には摩擦パッド部材２０が圧接してある。図示２１はトレイ上の原稿先端を捌く前捌き部材である。

上記分離ローラ１９は後述する駆動モータＭ１に連結され図１時計方向に回転する回転軸２２に取付けられ、この回転軸２２に揺動自在に取付けたブラケット２３にピックアップローラ１８が取付けてある。回転軸２２とブラケット２３との間には図示しないバネクラッチが設けてあり回転軸２２の時計方向の回転で分離ローラ１９は時計方向に回転しブラケット２３はバネクラッチが非結合状態となり図１の上方に退避した待機位置から給紙トレイ１５上の最上シートと当接する作動位置に自重で降下し、回転軸２２の回転を後述する伝動ベルトで図１時計方向に回転する。従って給紙トレイ１５上に載置されたシートはピックアップローラ１８で繰り出され、前捌き部材２１で捌かれて分離ローラ１９と摩擦パッド部材２０とで最上紙のみが分離され繰り出されることとなる。

分離ローラ１９から繰り出されたシートは上流側のレジストローラ対２４から成るレジスト手段で先端揃えされる。このレジストローラ対２４は通常の構成で互いに圧接した一対のローラで構成され停止（静止）状態でシート先端がニップ点に進入して湾曲する際に分離ローラ１９部位で生じたスキュー（用紙姿勢の曲がり）が修正される。

前記給紙トレイ１５と排紙トレイ１６との間にはＵ字状の搬送経路２５が搬送ガイド２６で形成してあり、この搬送経路２５内に上記レジストローラ対２４が配置されている。この搬送経路２５は前記給紙トレイ１５から排紙トレイ１６に原稿シートを案内するよう略Ｕ字状に形成され、前記レジストローラ対２４の下流側に給紙ローラ２７とバックアッププレート２８と搬出ローラ２９と排紙ローラ対３０、３１が配置されている。

そして給紙ローラ２７と搬出ローラ２９と排紙ローラ対３０、３１は後述する駆動モータＭ２に連結され、それぞれ同一の周速度で原稿シートをレジストローラ対２４から排紙トレイ１６に搬送する搬送手段を構成している。

上記各ローラのうち排紙ローラ対３０、３１は正逆転可能な駆動モータＭ２と同期して正逆方向に回転し、給紙ローラ２７と搬出ローラ２９は駆動モータＭ２との間にワンウェイクラッチを介在してモータの正逆転を常に一方向、図１反時計方向に回転するようになっている。

前記搬送経路２５には循環経路３２が排紙ローラ対３０、３１からレジストローラ対２４に原稿をガイドするように連結してある。そして排紙ローラ対３０、３１に到達した原稿シートは片面読取モードの時にはそのまま排紙トレイ１６に送られ、両面読取モードの時には原稿先端が排紙ローラ対３０、３１に到達した後、上記駆動モータＭ２を逆転させてこの搬出途上の原稿を循環経路３２に送り、レジストローラ対２４から処理プラテン２ｂに再送する。従って処理プラテン２ｂで表面側を読み取り処理された原稿は循環経路３２を経て再び処理プラテン２ｂに送られ裏面側を読み取り処理され排紙トレイ１６に搬出されることとなる。

次に前記給紙トレイ１５から排紙トレイ１６に原稿シートを搬送する駆動機構について図５（ａ）、５（ｂ）に基づいて説明する。搬送経路２５にはピックアップローラ１８、分離ローラ１９、レジストローラ対２４、給紙ローラ２７、搬出ローラ２９、排紙ローラ対３０、３１が配置されているが、これらは２つの正逆転可能な駆動モータＭ１、Ｍ２に連結してある。第１の駆動モータＭ１は図５（ａ）に示すように分離ローラ１９及びこれに連結したピックアップローラ１８とレジストローラ対２４に正転で分離ローラ１９及びピックアップローラ１８が逆転でレジストローラ対２４を回転駆動する。同時にこの駆動モータＭ１の正逆転はピックアップローラ１８を上下昇降制御する。

駆動モータＭ１は伝動ベルトＴ１、Ｔ２を介してレジストローラ対２４に連結され、レジストローラ対２４の回転軸３３にはワンウェイクラッチが一方向の回転のみをローラに伝達するよう内蔵してある。同時にこの駆動モータＭ１はバネクラッチ３４を介して分離ローラ１９の回転軸２２に駆動を伝達する。この回転軸２２にはバネクラッチ３４を介してブラケット２３が軸承してあり、このブラケット２３に取り付けたピックアップローラ１８には伝動ベルトＴ１で回転が伝達される。そこで駆動モータＭ１を正転（図５（ａ）時計方向）するとバネクラッチ３４はバネが緊縮して分離ローラ１９の回転軸２２に回転を伝達し分離ローラ１９およびピックアップローラ１８を回転起動する。これと同時に回転軸２２のバネクラッチ３４は弛んでブラケット２３はフリーとなりピックアップローラ１８は図１の退避した状態から給紙トレイ１５上に降下し最上シートに当接する。この時レジストローラ対２４にはワンウェイクラッチがモータの回転を伝達しないように設定してある。

従って駆動モータＭ１の正転でまずピックアップローラ１８がトレイ上方の退避位置から降下して最上シートと接してこれを繰り出す。次いで分離ローラ１９で最上シートを分離して静止状態のレジストローラ対２４に搬送することとなる。駆動モータＭ１を逆転すると緊縮状態に維持されたバネクラッチ３４は回転軸２２を図５（ａ）反時計方向に回転しブラケット２３は上方の退避位置に戻る。この時回転軸２２の回転は分離ローラ１９には内蔵されたワンウェイクラッチによって伝達されないようになっている。ブラケット２３の退避位置には図示しないストッパーがあってブラケット２３および回転軸２２のそれ以上の回転を阻止する。するとバネクラッチ３４が弛んでモータの回転は回転軸２２に伝達されない。一方レジストローラ対２４には駆動モータＭ１の回転が伝達されシートを繰り出す。

駆動モータＭ２は図５（ｂ）に示すように給紙ローラ２７、搬出ローラ２９、排紙ローラ対３０、３１に伝動ベルトＴ２を介して連結されている。給紙ローラ２７、搬出ローラ２９には図示しないワンウェイクラッチでモータの正転と逆転を常に一方向の回転として伝達するように構成され、排紙ローラ対３０、３１は駆動モータＭ２と同期して正転及び逆転する。

前記搬送経路２５にはシートの先端及び後端を検出するセンサーが設けられ、前記分離ローラ１９の直後には分離センサーＳ１が設けてあり、分離ローラ１９の回転起動信号（給紙指示信号）から所定時間経過してもシートを検出しないときは紙詰まりとして装置を停止する。前記レジストローラ対２４の手前にはレジストセンサーＳ２が配置され、シート先端が到達したのを検出し所定のレジストループが形成される見込み時間の後、駆動モータＭ１の制御部にモータ停止指示信号を発する。前記給紙ローラ２７の手前にはリードセンサーＳ３が配置されシート先端の到達を画像読取装置Ａに伝えて処理プラテン２ｂにおける読取開始位置を設定する。前記排紙ローラ対３０、３１の上流側には排紙センサーＳ４が配置され、シートの先端及び後端を検出して紙詰まりを検出する。これと同時にこの排紙センサーＳ４は排紙トレイ１６に搬出されるシート枚数をカウントするがその詳細は後述する。

上述の画像読取装置Ａとシート供給装置Bとの制御について説明する。画像読取装置Aは通常良く知られた構成としてプラテン２上に載置された原稿を光学読取機構部で読取り、データ処理部４で画像処理した後、データ転送部からコンピュータ、プリンターなどの外部装置４０にデータ転送する。この光学読取機構部の制御は制御部５０で行うが図６にその構成を示す。画像読取装置Aには制御基板が内蔵され、この制御基板にＣＰＵ５１と画像データ処理用ＩＣ５２とデータ転送用ＩＣ５３とが組み込まれている。

ＣＰＵ５１はＲＯＭ５４の制御プログラムを実行するプロセッサーで構成され、画像データ処理用ＩＣ５２にはＲＡＭ５５が設けられライン間補正とガンマ補正とシェーディング補正を行う。データ転送用ＩＣ５３にはコンピュータなどの外部装置４０にデータを送信するバッファーＳＤＲＡＭ５８とインターフェース５６が接続してある。

そしてＣＰＵ５１にはキャリッジ駆動モータ１２のドライバー５９と光源７、光電変換素子１０の制御回路６０が接続してある。このＣＰＵ５１とシート供給装置Ｂの制御回路６１とは相互に信号が伝達されるようにコネクター６３で連結される。シート供給装置Ｂの制御回路６１は駆動モータＭ１、Ｍ２のドライバー６２と前述の分離センサーＳ１、レジストセンサーＳ２、リードセンサーＳ３、排紙センサーＳ４及びエンプティセンサーＥＳとサイズセンサーＳＳとが接続され、各センサーの状態信号を前記ＣＰＵ５１に伝達するようになっている。

次に上述の画像読取装置Ａとシート供給装置Ｂの動作を図６に基づいて説明する。前記制御部５０のＣＰＵ５１にはコントロールパネル５７が設けられ、原稿を第１プラテン２ａにセットするマニュアルセットモードと原稿を第２プラテン２ｂにセットする自動給紙モードのいずれかがコントロールパネル５７のキィー入力で選択される。このコントロールパネル５７で画像読取をカラー、グレースケール、白黒２値のいずれかで読み取るか、或いは解像度、濃度などの読取条件が設定される。尚、図示の画像読取装置Ａは通常の装置と同様にコンピュータなどの外部装置の実行画面から読取条件、動作モードが設定できるようになっている。

そこで装置への電源投入に続いて動作モードが設定され、ＣＰＵ５１はＲＯＭ５４から供給されたプログラムを以下の手順で実行する。マニュアルセットモードが選択されると、ＣＰＵ５１は解像度などの読取条件に従ってキャリッジ６の走査速度を予め定められた複数の速度のなかからその１つを選択する。次いでキャリッジ６が図１右端のホームポジションに位置するかポジションセンサー（リミットスイッチ）で検出し、ドライバー５９にキャリッジ移動速度とスタート信号を発する。この信号を受けてドライバー５９はキャリッジ駆動モータ１２を設定された速度で図１右端から左端に移動する。このキャリッジ６の移動で第１プラテン２ａにセットされた原稿は順次光電変換素子１０によって電気的に読み取られデータ処理部４で処理されデータ転送部から外部装置４０に転送される。

次に自動給紙モードが選択された場合は原稿の片面を読取るか両面を読取るか、カラーか、白黒か、解像度などの読取条件がコントロールパネル５７或いは外部装置４０で設定される。これ等の条件の設定に応じて、ＣＰＵ５１はシート供給装置Ｂの制御回路６１に原稿の搬送条件と給紙指示などのコマンド信号を発する。自動給紙モードが選択されるとＣＰＵ５１はキャリッジ６をホームポジションから図１左端に移動させ、キャリッジ６は第２プラテン２ｂ位置に固定される。

一方シート供給装置ＢはＣＰＵ５１からの給紙指示信号を受けて、駆動モータＭ１を起動し給紙トレイ１５上の原稿（シート）をレジストローラ対２４に送り、レジストセンサーＳ２が原稿先端を検出した後、所定時間後に駆動モータＭ１を停止する。すると原稿はレジストローラ対２４に先端が突き当って湾曲した状態でこの位置に待機することとなる。

その後所定時間経過した時駆動モータＭ２は逆方向に回転させられ、レジストローラ対２４は原稿を下流側に搬送する。この原稿先端を搬送経路２５中のリードセンサーＳ３が検出すると、このリードセンサーＳ３の信号は制御回路６１を介してＣＰＵ５１に送られる。原稿先端が第２プラテン２ｂに至ると光源７からの反射光は集光レンズ９を介して光電変換素子１０に至り電気信号に変換される。光電変換素子１０からの信号はデータ処理部４のバッファーに貯えられリードセンサーＳ３の信号から割り出された読取開始行から有効信号としてライン補正などの補正処理が施されデータ転送部から外部装置４０に転送される。

かかる過程で給紙ローラ２７、搬出ローラ２９はＣＰＵ５１から指示された搬送速度で原稿を送り、原稿の片面を読取る片面読取りのときは第２プラテン２ｂから搬出ローラ２９を経て原稿を積載トレイ１６に搬出する。両面読取りのときは搬出ローラ２９から循環経路３２に原稿を前後逆転して搬送し、レジストローラ対２４に送る。図示のものは第２プラテン２ｂで表面を読取った原稿に続いて、次の原稿をレジストローラ対２４から給紙ローラ２７に繰り出し、先の原稿が循環経路３２に送られる過程で次の原稿の表面を読取り、この原稿が第２プラテン２ｂを通過した後、先の原稿の裏面を読取るようにしてある。つまり、第１の原稿の表面、第２の原稿の表面、第１の原稿の裏面、第２の原稿の裏面、第３の原稿の表面の順に第２プラテン２ｂで原稿を読取ることとなる。尚、搬送経路２５に配置された給紙ローラ２７、搬出ローラ２９は同一の周速度で原稿を搬送するが、図示のものは予め設定した３つの速度の一つを選択するようになっている。

次に上述のシート供給装置Ｂに組込むシート集積装置Ｃについて説明する。シート集積装置Ｃはシート（原稿）を積載収容する積載トレイ（前記排紙トレイ１６）と、この積載トレイにシートを搬出する搬送手段（前記給紙ローラ２７、搬出ローラ２９、排紙ローラ対３０、３１）と、積載トレイ上のシートの紙面レベルを検出するレベル検出レバー７０と、このレベル検出レバー７０の位置を検出する検知センサー７１と、上記搬送手段から積載トレイに搬出されるシートの枚数をカウントする計数手段７２と、シートの積載量を判別する判別手段７３とから構成される。

積載トレイ１６は、前記排紙ローラ対３０、３１の下方に段差を有するトレイで構成され、順次シートを積み上げ収容するようになっている。図示のものは給紙トレイ１５の下方に配置された固定トレイ１６ａとこの固定トレイ１６ａに伸縮自在に取り付けた延長トレイ１６ｂとで積載トレイ１６を構成している。

上記固定トレイ１６ａはシート搬出方向上流側が低く、下流側が高くなるように傾斜して配置され、排紙ローラ対３０、３１から排出されたシート後端が揃うようになっている。上記延長トレイ１６ｂは固定トレイ１６ａの一部に嵌合支持され引出状に伸縮し、シートサイズに応じてその位置を変えられるようになっている。

この積載トレイ１６上に載置されるシートは長さサイズ、紙厚、カールなどにより積載姿勢はその都度異なり、大サイズシートや薄いシートは湾曲して収容される。

前記レベル検出レバー７０は積載トレイ１６の上方から下方にその先端が最上シートと接するように垂下して設けられ、基端部は装置フレームに揺動自在に軸承されている。

前記検知センサー７１はこのレベル検出レバー７０の基端部７０ａと係合するホトカプラーで構成され、発光素子と受光素子との間にレベル検出レバー７０の基端部７０ａが位置するか否かを検知する。

図７は上記構成の積載トレイ１６に排紙ローラ対３０、３１でシートを積載し、上記構成のレベル検出レバー７０と検知センサー７１とで積載量を検出したデータである。このデータはシートのサイズと、排紙ローラ対３０、３１の速度が異なる条件でレベル検出レバー７０が所定の高さ位置に達した時のシート集積枚数をカウントしたものであり、図中ＬＴはレターサイズ、ＬＧはリーガルサイズを示し、縦は各サイズのシートを長手方向に搬送しトレイ上に搬出収納した場合を、横はシートを短手方向に搬送した場合を示す。また片面は前述のシート供給装置Ｂで原稿の片面のみを読取った場合を、両面は原稿の表裏両面を読取った場合を示し、両者は連続して搬送するシート相互間の間隔が異なる。

このデータは排紙ローラ対３０、３１の速度が速い程集積枚数が少なく、遅い程大きく、また搬送方向のシート長さが長い程集積枚数が少ないことを示している。従って同一構成のレベル検出レバー７０であってもシートをトレイに搬出する速度、シート相互間の間隔、シートの搬送方向長さによってレベル検出レバー７０によって検出したシート枚数は異なることとなり、A４サイズシートを縦方向に３８８ｍｍ／ｓで搬出した場合は３４．３枚（複数回実験の平均値）であり、B５サイズシートを縦方向に９７ｍｍ／ｓで搬出した場合は７０．２枚である。

尚、上記データはいずれの場合も積載トレイ１６上でシートがオーバーフローによってトレイ外部に飛散したり、後続シートが装置内（搬送経路中）に詰まる、ジャムなどの現象を生じない範囲で実験したものである。

そこで本発明は上述の構成において積載トレイ１６の最大積載量を次の手順で判別するようにしたものである。まず前記レベル検出レバー７０が所定の紙面レベルに到達した後、更に許容可能なシート枚数を図７に一例として示す実験値に基づいて設定する。

次いで前記レベル検出レバー７０が所定の紙面レベルに位置するか否かを検知センサー７１で検出し、この検知センサー７１で積載トレイ１６上の最上シートが所定の紙面レベルに到達した後積載トレイ１６に搬出されるシートの枚数をカウントする。このカウントしたシート枚数が上記の実験値に基づいて設定したシート枚数と一致するか否かを判別し、両者が一致したとき、最大積載量に達したことを判別手段で認識する。

上記レベル検出レバー７０は図３に示すように積載トレイ１６にシートを搬出する排紙ローラ対３０、３１の上方からシートの経路（軌跡）を過ぎるように下方のトレイ表面に配置され、その上方基端部７０ａは装置フレーム７４に軸７５で回動自在に軸支してある。そしてこのレベル検出レバー７０は排紙ローラ対３０、３１によって搬出されるシートで図３反時計方向に軸７５を中心に揺動するウェイト部材で構成されている。

上記軸７５には一体にフラグ７６が取付けてあり、このフラグ７６がホトセンサーから成る検知センサー７１の投光部と受光部の間に位置してセンサーをＯＮ，ＯＦＦする。従って積載トレイ１６上に積み上げられたシートはその最上紙に接して従動するレベル検出レバー７０が所定の紙面レベルに達するとフラグ７６が検知センサー７１をＯＦＦ状態からＯＮ状態にスイッチングすることとなる。またこの所定の紙面レベルは積載トレイ１６上のシートがオーバーフローしない範囲で適宜位置に設定されている。

検知センサー７１の信号は図６に示すように制御回路６１に伝達され図８のフローチャートで示す手順に従って紙面レベルを検出する。

図示の制御回路６１はＣＰＵで構成され前述の排紙センサーＳ４を監視する（図８参照）。シート後端が排紙センサーＳ４を通過（センサーの立下り信号）すると検出開始する、この検出開始でＣＰＵは検知センサー７１がＯＦＦ状態かＯＮ状態かを判別し、ＯＦＦ状態のときはその結果をＲＡＭに保存し、かかるＯＮ，ＯＦＦの判別を後続シートが排紙センサーＳ４を通過するまで繰返し実行し、一度でも検知センサー７１がＯＦＦしなかったとき（ＯＮしたとき）所定の紙面レベルに達していないと判断する。逆に一度でも検知センサー７１がＯＮしたときは所定の紙面レベルに達したと判断する。

一方ＣＰＵ５１には判別手段７３が組込まれ、計数手段７２が接続されている。この計数手段７２は排紙センサーＳ４をシート後端が通過した信号をカウントするように構成されている。つまり排紙センサーＳ４がＯＦＦ状態（紙無し）からＯＮ状態に変化したときフラッグを立て、この状態から排紙センサーＳ４がＯＦＦしたときカウントアップする。そこで前記レベル検出レバー７０が所定の紙面レベルに達したと判断したときＣＰＵ５１は計数手段７２をゼロにリセットし、その後排紙センサーＳ４の信号の都度歩進し、積載トレイ１６上に搬出されたシートの枚数をカウントする。

そしてＣＰＵ５１はＲＯＭ５４に記憶されているシート枚数とカウンターのシート枚数を比較し、両者が一致したとき最大積載量に達したと判断する。つまりＣＰＵ５１にはＲＯＭ５４に記憶されたシート枚数とカウンターに計数されたシート枚数が一致するか否かを比較し、両者の一致、不一致の結果に基づいて許容最大積載量に達したか否かを判別する判別手段７３がプログラムされている。

前記ＲＯＭ５４には前述の実験値に基づくシート枚数が記憶されている。このＲＯＭ５４に記憶されるシート枚数（以下補正枚数という）について説明する。

前記レベル検出レバー７０は積載トレイ１６に搬出されたシートが既に集積されているシート上に確実に（密着して）落下する前に前記検知センサー７１がレベル検出レバー７０の位置を検出してＯＮ状態を判別することがあり、図７の実験値から搬出されるシートの速度、シートのサイズ、シート相互の間隔（図７の実験では片面読取と両面読取時で間隔が異なる）によってレベル検出レバー７０が所定紙面レベルに達したときの実際の集積枚数が異なる。

そこでＲＯＭ５４には補正枚数として示すシート枚数が記憶してある。このＲＯＭ５４に記憶された補正枚数は制御回路６１のＣＰＵ５１でプログラム実行時にその１つが選択され、ＣＰＵ５１は前述の片面読取りと両面読取りのモード選択信号と読取条件の設定によって選択する補正枚数を決定する。

前述の画像読取装置Ａにはコントロールパネル５７からの入力操作若しくはこの画像読取装置Ａに連結したコンピュータなどの外部装置４０から読取条件が設定される。

代表的な読取条件の設定は原稿シートの片面を読取る片面読取モードと、両面読取モード、及びカラー、モノクロ、グレースケールなどの画像条件更に読取り解像度である。そしてこれらの読取条件が設定されると前述の制御回路６０はまず光電変換素子１０をモノクロ１ラインで読取るかＲＧＢ３ラインで読取るか設定し、同時に解像度条件でシート搬送速度、図示のものは高中低３つの速度の１つを選択して設定する。また片面読取りか両面読取りかによって前述のシート供給装置Ｂの搬送条件を設定する。

これらの読取条件の設定に応じて前記シート供給装置Ｂの制御回路６１はＲＯＭ５４の補正枚数の１つを選択する。図示のシート補正枚数はシートの搬送方向サイズによっても異なる数値の１つが選択される。

そこで搬送されるシートの長さサイズの検出は前記給紙トレイ１５上に複数のセンサーを配置して、このスタッカー上にセットされたシートの端面を検出して所定サイズの規定値から選択しても良いが図示のものは前記リードセンサーＳ３と前記給紙ローラ２７に連結した駆動モータＭ２でシートの搬送方向長さを測定している。

前記駆動モータＭ２はパルスモータで構成され、駆動パルス数と１パルス当たりの給紙ローラの外周回転量からシートの搬送方向長さを計測する。シートの先端が給紙ローラ２７上流側のリードセンサーＳ３をＯＮするとサイズカウントを開始し、駆動モータＭ２の駆動パルス数をカウントし、リードセンサーＳ３がＯＦＦするとカウンターを停止し、予め記憶素子に記憶されているシートの規定サイズ毎のデータとカウント値とを比較し一致した規定サイズを選択し、前述の補正枚数を決定する。

尚本発明にあって、前述の補正枚数を実験値として準備し、その１つをシートの処理条件に応じて選択する他以下のように補正枚数を決定することも可能である。

積載トレイ１６上にシートが存在しないことを検出するエンプティセンサーと、このエンプティセンサーからの信号でシート搬出を開始し、積載トレイ１６上に積載されたシートを前述の計数手段７２でカウントする。次に前記レベル検出レバー７０が所定の紙面レベルに到達した信号で計数手段７２のカウント値と予め設定された許容可能な最大紙面レベルとから前記ＣＰＵ５１で残る許容収容枚数を演算し、この演算によって設定したシート枚数を補正値として前述と同様に計数手段７２のカウント枚数と比較し、両者が一致したとき最大積載量として判別する。この場合はレベル検出レバー７０がシートの搬送速度、シート相互間の間隔によって誤作動しない領域で所定の紙面レベルを設定することが好ましい。つまりレベル検出レバー７０は積載トレイ１６上に積載されたシート数が少ない程検知センサー７１のＯＮ，ＯＦＦ接点の間隔が大きく、最適な紙面レベルの設定が可能となる。

本発明を採用した画像読取装置及びこれに組込んだシート供給装置とシート集積装置の全体説明図。 図１のシート供給装置の要部説明図。 図１のシート集積装置の要部を示す斜視図。 図３のシート集積装置におけるシートのスタック状態を示し、図４（ａ）は小サイズシートの集積状態を示す断面図、図４（ｂ）は大サイズシートの集積状態を示す断面図。 （ａ）は前記図２のシート供給装置の分離ローラとレジストローラの駆動機構の説明図、（ｂ）は前記図２のシート供給装置の給紙ローラと排紙ローラの駆動機構の説明図。 前記図１の画像読取装置及びシート供給装置の制御系を示す説明図。 本発明のシート集積の紙面レベル検出レバーの作動状態を示す実験データ。 本発明のレベル検出レバーの位置を検出するセンサーの信号の判別フローチャート。 本発明のシートの搬送方向長さを検出するセンサー信号の判別フローチャート。

符号の説明

１ ケーシング
２ プラテン
２ａ 第１プラテン
２ｂ 第２プラテン
４ データ処理部
６ キャリッジ
１０ 光電変換素子
１２ キャリッジ駆動モータ
１５ 給紙トレイ
１６ 排紙トレイ（積載トレイ）
１６ａ 固定トレイ
１６ｂ 延長トレイ
１８ ピックアップローラ
１９ 分離ローラ
２０ 摩擦パッド部材
２４ レジストローラ対
２５ 搬送経路
２７ 給紙ローラ
２９ 搬出ローラ
３０，３１ 排紙ローラ対
３２ 循環経路
５０ 制御部
５１ ＣＰＵ
５４ ＲＯＭ（記憶手段）
６０ 制御回路
６１ シート供給装置Ｂの制御回路
７０ レベル検出レバー
７１ 検知センサー
７２ 計数手段
７３ 判別手段
Ｍ１，Ｍ２ 駆動モータ
Ｓ１ 分離センサー
Ｓ２ レジストセンサー
Ｓ３ リードセンサー
Ｓ４ 排紙センサー
ＥＳ エンプティセンサー
ＳＳ サイズセンサー

Claims (3)

1. 排紙経路から搬送速度及び／又は搬送間隔が異なる複数の排紙モードで搬出されるシートを積載トレイ上に収容する装置であって、
   上記排紙経路に配置され、順次シートを搬出する搬送手段と、
   上記排紙経路の下流側に配置され、シートを積載収容する積載トレイと、
   上記積載トレイ上の最上シートに当接して積載量に応じて変位するレベル検出レバーと、
   このレベル検出レバーが所定の高さ位置に変位したことを検出する検知センサーと、
   上記搬送手段から上記積載トレイに搬出されるシートの枚数をカウントする計数手段と、
   上記積載トレイ上のシートの最大積載量を判別する判別手段と、
   を備え、
   上記判別手段には、
   上記複数の搬送モード毎に予め設定されたシート枚数を記憶する記憶手段と、
   上記記憶手段に記憶された複数のシート枚数から上記搬送モードに応じて対応する１つを選定する選択手段と、
   が設けられ、
   上記判別手段は、
   上記積載トレイ上に所定量のシートが積載されたことを上記検知センサーが検出した後に、上記計数手段によってカウントされたシート枚数が上記選択手段で選定されたシート枚数と一致したとき最大積載量に達したと判別することを特徴とするシート集積装置。
2. 前記計数手段は前記積載トレイに至るシートの搬送経路に配置されたシートの通過を検出するシートセンサと、このシートセンサの検出信号を計数するカウンタとから構成されていることを特徴とする請求項１に記載のシート集積装置。
3. 搬送速度及び／又は搬送間隔が異なる複数の搬送モードで給紙トレイ上のシートを処理プラテンに給送し、この処理プラテンからのシートを積載トレイ上に収納するシート供給装置であって、
   シートを積載収容する積載トレイと、
   この積載トレイにシートを搬出する搬送手段と、
   上記積載トレイ上の最上シートに当接して積載量に応じて変位するレベル検出レバーと、
   このレベル検出レバーが所定の高さ位置に変位したことを検出する検知センサーと、
   上記搬送手段から上記積載トレイに搬出されるシートの枚数をカウントする計数手段と、
   上記積載トレイ上のシートの最大積載量を判別する判別手段と、
   を備え、
   上記判別手段には、
   上記複数の搬送モード毎に予め設定されたシート枚数を記憶する記憶手段と、
   上記記憶手段に記憶された複数のシート枚数から上記搬送モードに応じて対応する１つを選定する選択手段と、
   が設けられ、
   上記判別手段は、
   上記積載トレイ上に所定量のシートが積載されたことを上記検知センサーが検出した後に、上記計数手段によってカウントされたシート枚数が上記選択手段で選定されたシート枚数と一致したとき最大積載量に達したと判別することを特徴とするシート供給装置。

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