JP4421379B2 - Remaining amount detection device - Google Patents

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Description

本発明は、画像形成装置の給紙トレイに収納された記録用紙の残量を検出する残量検出装置に関するものである。   The present invention relates to a remaining amount detection device that detects the remaining amount of recording paper stored in a paper feed tray of an image forming apparatus.

従来の画像形成装置において、給紙トレイに収納された記録紙の残量を検出する手法として、可変抵抗器、及びリードスイッチを用いる手法が知られている。給紙トレイは、記録紙が載置される載置板を供え、この載置板は、給紙トレイの底面に配設されたバネによって給紙トレイの上面側に付勢され、記録紙の堆積枚数に応じて給紙トレイの底面側に移動していくように配設されている。   In a conventional image forming apparatus, a technique using a variable resistor and a reed switch is known as a technique for detecting the remaining amount of recording paper stored in a paper feed tray. The paper feed tray is provided with a placement plate on which the recording paper is placed, and this placement plate is urged toward the upper surface side of the paper feed tray by a spring disposed on the bottom surface of the paper feed tray, It is arranged to move to the bottom side of the paper feed tray according to the number of stacked sheets.

可変抵抗器を用いる手法においては、載置板の移動に連動して可変抵抗器の接点が移動し、抵抗値の変化を電圧の変化として捉えることで記録紙の残量が検出されている。また、リードスイッチを用いる手法においては、載置板の移動箇所に複数の磁石を貼り付けると共に、各磁石に対応する位置に磁石からの磁界によってオンされる複数のリードスイッチを設け、載置板の移動にともなってどのリードスイッチがオンされたかによって、記録紙の残量が検出されている。また、リードスイッチを用いる手法と構成を同一としリードスイッチに代えてホール素子を用いる手法も知られている。   In the method using a variable resistor, the contact point of the variable resistor moves in conjunction with the movement of the mounting plate, and the remaining amount of recording paper is detected by capturing the change in resistance value as a change in voltage. In the method using the reed switch, a plurality of magnets are attached to the moving position of the mounting plate, and a plurality of reed switches that are turned on by a magnetic field from the magnet are provided at positions corresponding to the respective magnets. The remaining amount of recording paper is detected depending on which reed switch is turned on with the movement of. Also known is a method in which the configuration is the same as the method using a reed switch and a Hall element is used instead of the reed switch.

さらに、特許文献1では、ドライバから出力される駆動電流に従って磁界を発生する磁気出力部と、載置板(可動板)に載置されたセンサ基盤に形成された誘導コイルとを所定の間隔を有して配置し、用紙の残量に従って上下する載置板の移動により、磁気出力部の磁界の強さの変化を検出することにより、記録紙の残量を検出する発明が開示されている。
特開平7−61646号公報
Further, in Patent Document 1, a magnetic output unit that generates a magnetic field in accordance with a drive current output from a driver and an induction coil formed on a sensor base mounted on a mounting plate (movable plate) are spaced at a predetermined interval. An invention is disclosed in which the remaining amount of recording paper is detected by detecting a change in the strength of the magnetic field of the magnetic output unit by moving the placing plate that is disposed and moves up and down according to the remaining amount of paper. .
JP 7-61646 A

しかしながら、上記可変抵抗を用いる手法では、経年的使用により接点が磨り減り抵抗値が狂ってしまうとともに、トナーや紙粉等の粉塵により前記接点の接触不良が発生し、残量の検出精度が次第に低下していくという問題があった。また、リードスイッチあるいはホール素子を用いる手法では、設置スペースの問題から磁石と、ホール素子とを充分な間隔を設けて配設することができず、充分なダイナミックレンジ及び分解能が得られず、精度良く記録紙の残量を検出することができないという問題があった。   However, in the method using the variable resistor, the contact point is worn down over time and the resistance value is distorted, and contact failure of the contact point occurs due to dust such as toner and paper dust, and the remaining amount detection accuracy gradually increases. There was a problem of declining. Also, in the method using a reed switch or a hall element, the magnet and the hall element cannot be arranged with a sufficient space due to the problem of installation space, and a sufficient dynamic range and resolution cannot be obtained. There is a problem that the remaining amount of recording paper cannot be detected well.

さらに、特許文献1の手法では、装置本体部から誘導コイルに対して電源電力を供給するための電源供給ラインを設ける必要があり、部品点数が増大することに加え、電源供給ラインの切断等のトラブルが発生する、あるいは、電源供給ラインと給紙トレイとの接点がトナーや紙粉等の粉塵によって接触不良を起こす可能性があった。   Furthermore, in the method of Patent Document 1, it is necessary to provide a power supply line for supplying power from the apparatus main body to the induction coil. In addition to an increase in the number of components, the power supply line is cut off. There is a possibility that trouble occurs, or that contact between the power supply line and the paper feed tray may cause contact failure due to dust such as toner or paper dust.

本発明の目的は、装置本体部から給紙トレイに、電源からの電力を供給するための電源供給ラインを設けることなく、しかも、高分解能により記録用紙の残量を検出する残量検出装置を提供することである。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a remaining amount detecting device that detects the remaining amount of recording paper with high resolution without providing a power supply line for supplying power from a power source to the paper feed tray from the apparatus main body. Is to provide.

本発明にかかる残量検出装置は、画像形成装置の給紙トレイに収納された記録紙の残量を検出する残量検出装置であって、前記給紙トレイに配設され、記録紙が載置される載置板と、前記載置板と対向するように前記画像形成装置の本体部に配設された残量センサと、前記残量センサから出力される電気信号を基に、記録紙の残量を検出する検出手段とを備え、前記載置板は、導電板を備えるとともに、記録紙の堆積枚数に応じて、前記残量センサに対する距離が変動し、前記残量センサは、電磁誘導により前記導電板に渦電流を発生させ、当該渦電流により生じた磁界を基に、前記残量センサ及び前記導電板間の距離に応じたレベルを有する電気信号を生成し、前記検出手段に出力し、前記導電板は、前記載置板に対して回転可能に配設され、前記載置板に記録紙が載置されているときは、前記載置板の載置面とほぼ面一の状態であり、前記載置板に載置される記録紙が無くなったときは回転し、前記残量センサに近接することを特徴とする。
A remaining amount detecting device according to the present invention is a remaining amount detecting device that detects the remaining amount of recording paper stored in a paper feeding tray of an image forming apparatus, and is disposed in the paper feeding tray, and a recording paper is loaded thereon. A recording sheet on the basis of a mounting plate to be placed, a remaining amount sensor disposed in the main body of the image forming apparatus so as to face the mounting plate, and an electric signal output from the remaining amount sensor Detecting means for detecting the remaining amount of the recording paper, wherein the mounting plate includes a conductive plate, and the distance to the remaining amount sensor varies according to the number of recording sheets deposited, and the remaining amount sensor An eddy current is generated in the conductive plate by induction, and an electric signal having a level corresponding to the distance between the remaining amount sensor and the conductive plate is generated based on the magnetic field generated by the eddy current, and the detection means outputs rotatably is arranged with respect to the conductive plate, the mounting plate When the recording paper is placed on the mounting plate, it is almost flush with the mounting surface of the mounting plate, and when there is no recording paper placed on the mounting plate Rotate and close to the remaining amount sensor .

また、前記残量センサは、一次側の駆動コイルと、二次側の基準コイル及び検知コイルとから構成される差動トランスを備え、前記載置板側から順に、前記基準コイル、前記駆動コイル、及び前記検知コイルを配設し、前記基準コイルに生じた起電力と前記検知コイルに生じた起電力との差を前記電気信号として出力することが好ましい。   The remaining amount sensor includes a differential transformer including a primary side drive coil, a secondary side reference coil, and a detection coil. The reference coil and the drive coil are sequentially arranged from the mounting plate side. Preferably, the detection coil is disposed, and a difference between an electromotive force generated in the reference coil and an electromotive force generated in the detection coil is output as the electric signal.

また、前記載置板は、前記残量センサのセンサ面に対し平行な第1の平面と、前記第1の平面に対し所定角度下方に傾斜する第2の平面とを備え、前記残量センサは、前記第2の平面に対して対向するように前記第1の平面と前記第2の平面との境界線付近に配設され、前記導電板は、前記第1の平面と前記第2の平面の境界線を含むように前記載置板に形成された孔において、前記境界線を軸心として回転可能に嵌め込まれ、前記載置板に載置される記録紙が無くなったとき、前記第2の平面側の導電板が、前記残量センサに近接するように、前記第1の平面側のサイズが前記第2の平面側のサイズより大きくされていることが好ましい。   The mounting plate includes a first plane parallel to a sensor surface of the remaining amount sensor and a second plane inclined downward by a predetermined angle with respect to the first plane. Is disposed in the vicinity of a boundary line between the first plane and the second plane so as to face the second plane, and the conductive plate includes the first plane and the second plane. In the hole formed in the mounting plate so as to include a plane boundary line, when the recording sheet placed on the mounting plate is removed by being rotatably fitted around the boundary line as an axis, the first It is preferable that the size of the first plane side is larger than the size of the second plane side so that the conductive plate on the second plane side is close to the remaining amount sensor.

また、前記残量センサは、前記差動トランスより出力された電気信号の直流成分をカットし、交流成分を増幅する増幅手段と、増幅された電気信号を直流の電気信号に変換する直流変換手段とを備え、前記検出手段は、直流に変換された電気信号をアナログ信号からデジタル信号に変換するアナログデジタル変換手段と、前記デジタル信号の値に応じた記録紙の枚数を予め記憶する記憶手段と、前記デジタル信号を受信し、前記記憶手段を参照することにより、記録紙の残量を判定する中央演算処理装置とを備えることが好ましい。   The remaining amount sensor includes: an amplifying unit that cuts a DC component of the electric signal output from the differential transformer and amplifies the AC component; and a DC converting unit that converts the amplified electric signal into a DC electric signal. And the detection means includes an analog-digital conversion means for converting an electrical signal converted into a direct current from an analog signal into a digital signal, and a storage means for preliminarily storing the number of recording sheets according to the value of the digital signal. And a central processing unit which receives the digital signal and determines the remaining amount of recording paper by referring to the storage means.

また、前記検出手段は、前記直流変換手段から出力された電気信号の高周波成分を除去し、前記アナログデジタル変換手段に出力するローパスフィルタを更に備えることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the detection means further includes a low-pass filter that removes a high-frequency component of the electrical signal output from the DC conversion means and outputs the high-frequency component to the analog-digital conversion means.

また、前記導電板は、表面にアルミテープを貼り付けて構成されていることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the said electrically conductive plate is comprised by affixing the aluminum tape on the surface.

請求項1記載の発明によれば、堆積される記録紙の枚数に応じて、残量センサに対する距離が変動する載置板の導電板に、電磁誘導により渦電流が発生され、その渦電流によって生じる磁界を基に、導電板及び残量センサ間の距離に応じたレベルの電気信号が出力され、この電気信号を基に、記録紙の残量が検出されている。そのため、給紙トレイ側に本体部からの電力を供給するための給電ラインを設けなくとも、記録紙の残量を検出することができる。また、残量センサは本体部に配設され、導電板は給紙トレイ側に配設されているため、リードスイッチあるいはホール素子を用いる手法に比べて、設置スペースの問題が緩和され、残量センサ及び導電板間の距離が充分に確保され、高ダイナミックレンジ及び高分解能を実現することができる。
また、請求項1の発明によれば、記録紙の枚数が0枚となったとき、導電板は残量センサに近接するため、残量センサから出力される電気信号は、記録紙が1枚のときと、0枚のときとで顕著な差を有することとなり、記録紙の枚数が0枚であることをより正確に検出することができる。
According to the first aspect of the present invention, an eddy current is generated by electromagnetic induction on the conductive plate of the mounting plate whose distance to the remaining amount sensor varies according to the number of recording papers to be deposited. Based on the generated magnetic field, an electric signal of a level corresponding to the distance between the conductive plate and the remaining amount sensor is output, and the remaining amount of the recording paper is detected based on this electric signal. Therefore, the remaining amount of recording paper can be detected without providing a power supply line for supplying power from the main body on the paper feed tray side. Also, since the remaining amount sensor is arranged in the main body and the conductive plate is arranged on the paper feed tray side, the problem of installation space is alleviated compared to the method using a reed switch or a hall element, and the remaining amount is reduced. A sufficient distance between the sensor and the conductive plate is ensured, and a high dynamic range and high resolution can be realized.
According to the first aspect of the present invention, when the number of recording sheets becomes zero, the conductive plate is close to the remaining amount sensor, so that the electrical signal output from the remaining amount sensor is one recording sheet. Therefore, it can be detected more accurately that the number of recording sheets is zero.

請求項2記載の発明によれば、駆動コイルから発生した磁界の影響により導電板に渦電流が発生するとともに、検知コイル及び基準コイルに起電力が生じる。ここで、検知コイルは導電板側に配設されているため、渦電流によって生じた磁界により起電力は変動するが、基準コイルは、導電板から離れて配設されているため、渦電流によって生じた磁界による影響を受けず、起電力は一定となる。そして、検知コイル及び基準コイルに対する起電力の差が電気信号として出力され、この電気信号を基に、残量が検出されているため、記録紙の残量を精度よく検出することができる。   According to the second aspect of the present invention, an eddy current is generated in the conductive plate due to the influence of the magnetic field generated from the drive coil, and an electromotive force is generated in the detection coil and the reference coil. Here, since the detection coil is arranged on the conductive plate side, the electromotive force fluctuates due to the magnetic field generated by the eddy current, but the reference coil is arranged away from the conductive plate, so The electromotive force is constant without being affected by the generated magnetic field. Since the difference in electromotive force with respect to the detection coil and the reference coil is output as an electrical signal, and the remaining amount is detected based on this electrical signal, the remaining amount of recording paper can be accurately detected.

請求項4記載の発明によれば、載置板は第1及び第2の平面を備え、残量センサは、第2の平面に対向するように配設され、導体板は、第1及び第2の平面の境界線を含むように載置板に形成された孔に、前記境界線を軸心として回転可能に嵌め込まれ、かつ、記録紙の堆積枚数が0枚となったとき、第2の平面側が残量センサに近接するように、第1の平面側のサイズが第2の平面側のサイズよりも大きくされている。すなわち、導体板は、その自重によって回転され、残量センサに近接することとなる。そのため、簡略化された構成により導体板を回転させることができる。   According to the fourth aspect of the present invention, the mounting plate includes the first and second planes, the remaining amount sensor is disposed so as to face the second plane, and the conductor plate includes the first and second planes. When the number of sheets of recording paper deposited becomes zero in a hole formed in the mounting plate so as to include the boundary line of the two planes, and the boundary line serves as an axis, and the number of recording sheets deposited becomes zero The size of the first plane side is made larger than the size of the second plane side so that the plane side of the first side is close to the remaining amount sensor. That is, the conductor plate is rotated by its own weight and comes close to the remaining amount sensor. Therefore, the conductor plate can be rotated with a simplified configuration.

請求項5記載の発明によれば、導電板は、載置板に載置される記録紙が無くなったとき、その自重により第2の平面側が残量センサに近接するように回転される。   According to the fifth aspect of the present invention, when there is no recording paper placed on the placement plate, the conductive plate is rotated by its own weight so that the second plane side is close to the remaining amount sensor.

請求項6記載の発明によれば、残量センサより出力された電気信号は、直流成分がカットされ交流成分が増幅され、直流の電気信号に変換され、デジタル信号に変換され、中央演算処理装置により受信される。そして、中央演算処理装置により、デジタル信号の値に対する記録紙の枚数が予め記憶された記憶手段が参照され、受信したデジタル信号の値から記録紙の残量が検出される。そのため、記録紙の残量を高精度に検出することができる。   According to the sixth aspect of the present invention, the electrical signal output from the remaining amount sensor is cut in the direct current component, the alternating current component is amplified, converted into a direct current electrical signal, converted into a digital signal, and the central processing unit. Received by. Then, the central processing unit refers to a storage means in which the number of recording sheets corresponding to the value of the digital signal is stored in advance, and the remaining amount of recording sheet is detected from the value of the received digital signal. Therefore, the remaining amount of recording paper can be detected with high accuracy.

請求項7記載の発明によれば、直流変換手段から出力された電気信号は高周波成分が除去され、アナログデジタル変換手段に出力されるため、記録紙の残量の検出精度をより高めることができる。   According to the seventh aspect of the present invention, since the electric signal output from the direct current conversion means is removed from the high frequency component and output to the analog / digital conversion means, the detection accuracy of the remaining amount of the recording paper can be further improved. .

請求項7記載の発明によれば、アルミテープを貼り付けるという簡略化された構成により、導電板を構成することができる。   According to the seventh aspect of the present invention, the conductive plate can be configured with a simplified configuration in which the aluminum tape is attached.

以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。図1は、本発明に係る残量検出装置をデジタル複合機に適用したときの機械的構成を主に示す側面概略図である。デジタル複合機は、本体部200と、本体部200の左側に配設された用紙後処理部300と、ユーザが種々の操作指令等を入力するための操作部400と、本体部200の上部に配設された原稿読み取り部500と、原稿読み取り部500の上方に配設された原稿給送部600とから構成される。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic side view mainly showing a mechanical configuration when the remaining amount detection device according to the present invention is applied to a digital multi-function peripheral. The digital multi-function peripheral includes a main unit 200, a sheet post-processing unit 300 disposed on the left side of the main unit 200, an operation unit 400 for a user to input various operation commands and the like, and an upper part of the main unit 200. The document reading unit 500 is disposed, and the document feeding unit 600 is disposed above the document reading unit 500.

操作部400は、操作パネル401、スタートキー402及びテンキー403等を備える。操作パネル401は、種々の操作画面を表示するとともに、ユーザが種々の操作指令を入力するための種々の操作ボタン等を表示する。スタートキー402は、ユーザが印刷実行指令等を入力するために用いられ、テンキー403は、印刷部数等を入力するために用いられる。   The operation unit 400 includes an operation panel 401, a start key 402, a numeric keypad 403, and the like. The operation panel 401 displays various operation screens and various operation buttons for the user to input various operation commands. The start key 402 is used for the user to input a print execution command and the like, and the ten key 403 is used for inputting the number of copies to be printed.

原稿給送部600は、原稿載置部601、原稿排出部602、給紙ローラ603及び原稿搬送部604等を備え、原稿読み取り部500は、スキャナ501等を備える。給紙ローラ603は、原稿載置部601にセットされた原稿を繰り出し、原稿搬送部604は、繰り出される原稿を1枚ずつ順にスキャナ501上に搬送する。スキャナ501は搬送される原稿を順次読み取り、読み取られた原稿は原稿排出部602に排出される。   The document feeding unit 600 includes a document placement unit 601, a document discharge unit 602, a paper feed roller 603, a document transport unit 604, and the like, and the document reading unit 500 includes a scanner 501 and the like. The paper feed roller 603 feeds out the original set on the original placement unit 601, and the original transport unit 604 transports the fed originals one by one on the scanner 501. The scanner 501 sequentially reads the conveyed document, and the read document is discharged to the document discharge unit 602.

本体部200は、複数の給紙カセット201、複数の給紙ローラ202、転写ローラ203、中間転写体ローラ204、感光体ドラム205、露光装置206、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色用の現像装置207Y,207M,207C,207K、定着ローラ208、排出口209、及び排出トレイ210等を備える。   The main body 200 includes a plurality of paper feed cassettes 201, a plurality of paper feed rollers 202, a transfer roller 203, an intermediate transfer body roller 204, a photosensitive drum 205, an exposure device 206, and development for each color of yellow, magenta, cyan, and black. Devices 207Y, 207M, 207C, and 207K, a fixing roller 208, a discharge port 209, a discharge tray 210, and the like are provided.

感光体ドラム205は、矢印方向に回転しながら帯電装置(図示省略)によって一様に帯電される。露光装置206は、原稿読み取り部500において読み取られた原稿の画像データに基づいて生成された変調信号をレーザ光に変換して出力し、感光体ドラム205に各色別に静電潜像を形成する。現像装置207Y,207M,207C,207Kは、各色の現像剤を感光体ドラム205に供給して各色別のトナー像を形成する。   The photosensitive drum 205 is uniformly charged by a charging device (not shown) while rotating in the direction of the arrow. The exposure device 206 converts the modulation signal generated based on the image data of the original read by the original reading unit 500 into a laser beam and outputs it, and forms an electrostatic latent image on the photosensitive drum 205 for each color. The developing devices 207Y, 207M, 207C, and 207K supply each color developer to the photosensitive drum 205 to form a toner image for each color.

中間転写体ローラ204は、感光体ドラム205から各色のトナー像が転写され、中間転写体ローラ204上にカラーのトナー像が形成される。   The intermediate transfer roller 204 transfers the color toner images from the photosensitive drum 205, and forms a color toner image on the intermediate transfer roller 204.

一方、給紙ローラ202は、記録紙が収納された給紙カセット201から記録紙を引き出し、転写ローラ203まで給送する。本体部200側であって、給紙カセット201の中央部上方には、給紙カセット201に収納された記録紙の残量を検出するための残量センサ700が配設されている。転写ローラ203は、搬送された記録紙に中間転写体ローラ204上のトナー像を転写させ、定着ローラ208は、転写されたトナー像を加熱して記録紙に定着させる。その後、記録紙は、本体部200の排出口209から用紙後処理部300に搬入される。また、記録紙は、必要に応じて排出トレイ210へも排出される。   On the other hand, the paper feeding roller 202 pulls out the recording paper from the paper feeding cassette 201 in which the recording paper is stored, and feeds the recording paper to the transfer roller 203. A remaining amount sensor 700 for detecting the remaining amount of recording paper stored in the paper feed cassette 201 is disposed on the main body 200 side and above the center of the paper feed cassette 201. The transfer roller 203 transfers the toner image on the intermediate transfer body roller 204 onto the conveyed recording paper, and the fixing roller 208 heats and fixes the transferred toner image on the recording paper. Thereafter, the recording paper is carried into the paper post-processing unit 300 from the discharge port 209 of the main body unit 200. The recording paper is also discharged to the discharge tray 210 as necessary.

用紙後処理部300は、搬入口301、記録紙搬送部302、搬出口303及びスタックトレイ304等を備える。記録紙搬送部302は、排出口209から搬入口301に搬入された記録紙を順次搬送し、最終的に搬出口303からスタックトレイ304へ記録紙を排出する。スタックトレイ304は、搬出口303から搬出された記録紙の集積枚数に応じて矢印方向に上下動可能に構成されている。   The paper post-processing unit 300 includes a carry-in port 301, a recording paper transport unit 302, a carry-out port 303, a stack tray 304, and the like. The recording paper transport unit 302 sequentially transports the recording paper carried into the carry-in port 301 from the discharge port 209 and finally ejects the recording paper from the carry-out port 303 to the stack tray 304. The stack tray 304 is configured to move up and down in the direction of the arrow in accordance with the number of recording sheets stacked from the carry-out port 303.

図2は、給紙カセット201の外観を模式的に示した図面である。給紙カセット201は、筐体220、載置板230、弾性体240、及び導体板250を備えている。筐体220は、上面が開放された略直方体形状の部材であり、開放面から記録紙が給紙される。載置板230は、側面視が略への字状であり、上面視が矩形状の部材から構成され、左面230aが、地上に対して略水平となるように筐体220内に配設されている。載置板230の幅方向(Y方向)中央の左面230aと右面230bとの交線230cには、矩形状の孔230dが形成されている。   FIG. 2 is a diagram schematically showing the appearance of the paper feed cassette 201. The paper feed cassette 201 includes a housing 220, a placement plate 230, an elastic body 240, and a conductor plate 250. The housing 220 is a substantially rectangular parallelepiped member having an open top surface, and recording paper is fed from the open surface. The mounting plate 230 has a substantially square shape when viewed from the side, is composed of a rectangular member when viewed from the top, and is disposed in the housing 220 so that the left surface 230a is substantially horizontal with respect to the ground. ing. A rectangular hole 230d is formed in an intersection line 230c between the left surface 230a and the right surface 230b in the center in the width direction (Y direction) of the mounting plate 230.

左面230aの裏側と、筐体220の底面との間には弾性体240が設けられている。この弾性体240は、バネ等が用いられ、載置板230を上方向(+Z方向)に付勢している。また、筐体220の側壁であって、右面230bのX軸方向の先端側には、Z軸方向と平行に溝221,221が設けられている。さらに、右面230bの両側面には、Y軸方向に突出した凸部231が設けられ、この2個の凸部231が、対向する溝221に対して、Z方向にスライド可能に嵌め込まれている。よって、載置板230に堆積される記録紙の枚数が増大するにつれ、載置板230は下方向(−Z方向)に移動し、記録紙の枚数が減少するにつれて、載置板230は上方向(+Z方向)に移動する。   An elastic body 240 is provided between the back side of the left surface 230 a and the bottom surface of the housing 220. The elastic body 240 uses a spring or the like, and urges the mounting plate 230 upward (+ Z direction). In addition, grooves 221 and 221 are provided in parallel to the Z-axis direction on the distal end side in the X-axis direction of the right surface 230b on the side wall of the housing 220. Further, convex portions 231 protruding in the Y-axis direction are provided on both side surfaces of the right surface 230b, and the two convex portions 231 are fitted into the opposing grooves 221 so as to be slidable in the Z direction. . Accordingly, as the number of recording sheets deposited on the loading plate 230 increases, the loading plate 230 moves downward (−Z direction), and as the number of recording sheets decreases, the loading plate 230 moves upward. Move in the direction (+ Z direction).

孔230dには、側面視がへの字状であり、上面視が矩形状の部材からなる導体板250が、載置板230の記録紙載置面と連なるように配設されている。この導体板250は、表面にアルミニウムテープが貼り付けられ、導電体とされている。なお、導体板250の構成としては、前記構成に代えて、全体をアルミニウム、鉄等の導電体又は、フエライト等の磁性体により構成しても良い。導体板250において、左面250aのX方向の辺H1の長さは、右面250bのX方向の辺H2の長さよりも長い。また、導体板250は、左面250aと右面250bとの交線250cに沿って、シャフト250dが貫通され、載置板230に対して回転可能に接続されている。載置板250への記録紙の堆積枚数が1枚以上の場合、記録紙の重さにより、導体板250の左面250aは、載置板230の左面230aと連なった状態となり、載置板250への記録紙の堆積枚数が0枚となったとき、導体板250は、その自重によって、右面250b側が+Z方向に回転するように、辺H1と辺H2との長さが設定されている。残量センサ700は、導体板250の上方に配設されている。   In the hole 230d, a conductor plate 250 made of a member having a square shape in a side view and a rectangular shape in a top view is disposed so as to be continuous with the recording paper placement surface of the placement plate 230. The conductor plate 250 is made of a conductor by affixing an aluminum tape on the surface. In addition, as a structure of the conductor plate 250, it may replace with the said structure and may comprise the whole conductors, such as aluminum and iron, or magnetic bodies, such as a ferrite. In the conductor plate 250, the length of the side H1 in the X direction of the left surface 250a is longer than the length of the side H2 in the X direction of the right surface 250b. In addition, the conductor plate 250 is rotatably connected to the mounting plate 230 through the shaft 250d along an intersection line 250c between the left surface 250a and the right surface 250b. When the number of recording sheets deposited on the mounting plate 250 is one or more, the left surface 250a of the conductor plate 250 is connected to the left surface 230a of the mounting plate 230 due to the weight of the recording paper. When the number of sheets of recording paper deposited on the conductive plate 250 becomes zero, the length of the side H1 and the side H2 is set so that the right surface 250b side rotates in the + Z direction due to its own weight. The remaining amount sensor 700 is disposed above the conductor plate 250.

残量センサ700は、駆動コイルL1、検知コイルL2、及び基準コイルL3からなる差動トランスT1を備えている。図3は、駆動コイルL1、検知コイルL2、及び基準コイルL3の配置関係を示した図面である。また、図4は、残量センサ700の構成を示した図面である。図3に示すように、駆動コイルL1〜基準コイルL3は、導体板250側から検知コイルL2、駆動コイルL1、及び基準コイルL3の順で配置されている。具体的には、これら三つのコイルL1〜L3は、円筒状の1個のコアの周面にそれぞれ所定の巻き数で巻かれている。   The remaining amount sensor 700 includes a differential transformer T1 including a drive coil L1, a detection coil L2, and a reference coil L3. FIG. 3 is a diagram showing the arrangement relationship of the drive coil L1, the detection coil L2, and the reference coil L3. FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the remaining amount sensor 700. As shown in FIG. 3, the drive coil L1 to the reference coil L3 are arranged in the order of the detection coil L2, the drive coil L1, and the reference coil L3 from the conductor plate 250 side. Specifically, these three coils L1 to L3 are wound around the peripheral surface of one cylindrical core with a predetermined number of turns.

図4に示すように、駆動コイルL1は、発振器OSCからの駆動電圧V1によって駆動される。検知コイルL2及び基準コイルL3は、駆動コイルL1と磁気的に接続され、駆動コイルL1が駆動されると、磁束φ1が生じ、この磁束φ1が検知コイルL2及び基準コイルL3を貫くことによって、検知電圧V2、基準電圧V3が発生する。また、検知コイルL2及び基準コイルL3は、検知電圧V2及び基準電圧V3が逆相となるように巻かれ、両電圧V2及びV3の差の電圧を出力電圧VOとして出力する。   As shown in FIG. 4, the drive coil L1 is driven by the drive voltage V1 from the oscillator OSC. The detection coil L2 and the reference coil L3 are magnetically connected to the drive coil L1, and when the drive coil L1 is driven, a magnetic flux φ1 is generated, and this magnetic flux φ1 penetrates the detection coil L2 and the reference coil L3, thereby detecting A voltage V2 and a reference voltage V3 are generated. Further, the detection coil L2 and the reference coil L3 are wound so that the detection voltage V2 and the reference voltage V3 are in opposite phases, and output a voltage difference between the two voltages V2 and V3 as the output voltage VO.

発振器OSCにより駆動コイルL1に駆動電圧V1が印加されると、磁束φ1が生じ(図3)、この磁束φ1によって、導体板250に渦電流が生じ、この渦電流によって磁束φ2が生じる。したがって、検知コイルL2に対し導体板250が離れて位置する場合、渦電流は発生せず、検知電圧V2及び基準電圧V3の大きさは等しくなり、出力電圧VOは、基準電圧V3−検知電圧V2=0Vとなる。一方、検知コイルL2に対し導体板250が近づくと磁束φ2は増大し、その影響により検知電圧V2は増大する。この増大分をΔV2とすると、出力電圧VOは、VO=V3−(V2+ΔV2)と表される。ここで、基準コイルL3は、図3に示すように配置されているため、磁束φ2による影響を受けず、基準電圧V3は一定となる。したがって、出力電圧VOはVO=ΔV2となる。   When the drive voltage V1 is applied to the drive coil L1 by the oscillator OSC, a magnetic flux φ1 is generated (FIG. 3), and this magnetic flux φ1 generates an eddy current in the conductor plate 250, and this eddy current generates a magnetic flux φ2. Therefore, when the conductor plate 250 is positioned away from the detection coil L2, no eddy current is generated, the magnitudes of the detection voltage V2 and the reference voltage V3 are equal, and the output voltage VO is the reference voltage V3—the detection voltage V2. = 0V. On the other hand, when the conductor plate 250 approaches the detection coil L2, the magnetic flux φ2 increases, and the detection voltage V2 increases due to the influence. When this increase is ΔV2, the output voltage VO is expressed as VO = V3− (V2 + ΔV2). Here, since the reference coil L3 is arranged as shown in FIG. 3, it is not affected by the magnetic flux φ2, and the reference voltage V3 is constant. Therefore, the output voltage VO is VO = ΔV2.

図5は、図1に示す本デジタル複合機の電気的構成を示した図面である。図5に示すように、本デジタル複合機は、制御部10、操作部400、印刷部30、原稿読み取り部500、及び残量センサ700を備えている。残量センサ700は、図3及び図4で示した差動トランスT1と、差動トランスT1の駆動コイルL1に接続された発振器OSCと、検知コイルL2の一端に接続された交流増幅回路701と、交流増幅回路701の次段に接続された検波回路702とを備えている。   FIG. 5 is a diagram showing an electrical configuration of the digital multi-function peripheral shown in FIG. As shown in FIG. 5, the digital multi-function peripheral includes a control unit 10, an operation unit 400, a printing unit 30, a document reading unit 500, and a remaining amount sensor 700. The remaining amount sensor 700 includes a differential transformer T1 shown in FIGS. 3 and 4, an oscillator OSC connected to the drive coil L1 of the differential transformer T1, and an AC amplifier circuit 701 connected to one end of the detection coil L2. And a detection circuit 702 connected to the next stage of the AC amplification circuit 701.

発振器OSCは、npnバイポーラ型のトランジスタQ1を備えるコルピッツ発振回路から構成されている。トランジスタQ1のコレクタには、駆動コイルL1の一端が接続され、コレクタ・エミッタ間には、コンデンサC1が接続されている。トランジスタQ1のエミッタには、それぞれ一端が接地されたコンデンサC2及び抵抗R2が接続されている。トランジスタQ1のベースには、それぞれ一端が接地されたコンデンサC3及び抵抗R1が接続されるとともに、抵抗R3を介して駆動コイルL1の他端が接続されている。なお、コルピッツ発振回路に代えて、ハートレー発振回路、LC発振回路等の他の発振回路を採用してもよい。   The oscillator OSC is composed of a Colpitts oscillation circuit including an npn bipolar transistor Q1. One end of the drive coil L1 is connected to the collector of the transistor Q1, and a capacitor C1 is connected between the collector and emitter. The emitter of the transistor Q1 is connected to a capacitor C2 and a resistor R2 each having one end grounded. The base of the transistor Q1 is connected to a capacitor C3 and a resistor R1 each having one end grounded, and the other end of the drive coil L1 is connected via the resistor R3. Instead of the Colpitts oscillation circuit, another oscillation circuit such as a Hartley oscillation circuit or an LC oscillation circuit may be employed.

交流増幅回路701は、npnバイポーラ型のトランジスタQ2を備えている。トランジスタQ2のコレクタにはコレクタ抵抗R6を介して電源部Vccが接続され、エミッタには、それぞれ一端が接地されたエミッタ抵抗R7及びコンデンサC5が接続されている。また、トランジスタQ2のベース・コレクタ間には抵抗R4が接続される。さらに、トランジスタQ2のベースには、一端が接地された抵抗R5が接続されているとともに、コンデンサC4を介して検知コイルL2が接続されている。   The AC amplifier circuit 701 includes an npn bipolar transistor Q2. A power supply unit Vcc is connected to the collector of the transistor Q2 via a collector resistor R6, and an emitter resistor R7 and a capacitor C5 each having one end grounded are connected to the emitter. A resistor R4 is connected between the base and collector of the transistor Q2. Further, a resistor R5 having one end grounded is connected to the base of the transistor Q2, and a detection coil L2 is connected via a capacitor C4.

検波回路702は、2個のコンデンサC5,C6、2個のダイオードD1,D2、抵抗R8を備えている。コンデンサC5は、一端がトランジスタQ2のコレクタに接続され、他端がダイオードD1のアノードに接続されている。ダイオードD2は、アノードが接地され、カソードがダイオードD1のアノードに接続されている。コンデンサC6は一端が接地され、他端がダイオードD1のカソードに接続されている。抵抗R8は、一端がダイオードD1のカソードに接続され、他端が接地されている。   The detection circuit 702 includes two capacitors C5 and C6, two diodes D1 and D2, and a resistor R8. Capacitor C5 has one end connected to the collector of transistor Q2 and the other end connected to the anode of diode D1. The diode D2 has an anode grounded and a cathode connected to the anode of the diode D1. One end of the capacitor C6 is grounded, and the other end is connected to the cathode of the diode D1. The resistor R8 has one end connected to the cathode of the diode D1 and the other end grounded.

制御部10は、CPU11、記憶部12及びローパスフィルタ13を備えている。ローパスフィルタ13は、オペアンプOPを備える積分回路を備えている。オペアンプOPの反転入力端子(−)は、抵抗R9を介してダイオードD1のカソードが接続されると共に、抵抗R10を介して電源部Vccが接続されている。オペアンプOPの非反転入力端子(+)は、抵抗R11を介して接地されている。反転入力端子(−)とオペアンプOPの出力端との間には、抵抗R12と、抵抗R12に対して並列接続されたコンデンサC7が接続されている。オペアンプの出力端にはCPU11が接続されている。CPU11は、ローパスフィルタ13から出力されたアナログの電気信号をデジタルの電気信号に変換するA/D変換部を備えている。   The control unit 10 includes a CPU 11, a storage unit 12, and a low pass filter 13. The low-pass filter 13 includes an integration circuit including an operational amplifier OP. The inverting input terminal (−) of the operational amplifier OP is connected to the cathode of the diode D1 through the resistor R9 and to the power supply unit Vcc through the resistor R10. The non-inverting input terminal (+) of the operational amplifier OP is grounded through the resistor R11. A resistor R12 and a capacitor C7 connected in parallel to the resistor R12 are connected between the inverting input terminal (−) and the output terminal of the operational amplifier OP. A CPU 11 is connected to the output terminal of the operational amplifier. The CPU 11 includes an A / D conversion unit that converts an analog electrical signal output from the low-pass filter 13 into a digital electrical signal.

記憶部12はバスラインBLを介してCPU11と接続され、給紙カセット201に収納されている記録紙の枚数を特定するための枚数特定テーブルを記憶している。図6は、枚数特定テーブルの一例を示した図面である。枚数特定テーブルは、入力値及び番地の欄から構成されている。入力値の欄は、予め定められた閾値V0〜V10(但し、V0>V1>・・・>V10)によって規定される第1〜第11階級の計11個の階級から構成されている。番地の欄は、第1〜第11階級に対応する番地M1〜M11から構成されている。記憶部12の番地M1〜M11には、それぞれ、記録紙の残量枚数が0、10、20、・・・、100枚であることを示すデータが格納されている。   The storage unit 12 is connected to the CPU 11 via the bus line BL, and stores a sheet number specifying table for specifying the number of recording sheets stored in the sheet feeding cassette 201. FIG. 6 is a diagram showing an example of the number specifying table. The number specification table is composed of fields of input value and address. The column of input values is composed of a total of 11 classes of first to eleventh classes defined by predetermined threshold values V0 to V10 (however, V0> V1>...> V10). The address column is composed of addresses M1 to M11 corresponding to the first to eleventh classes. Data indicating that the remaining number of recording sheets is 0, 10, 20,..., 100 is stored in the addresses M1 to M11 of the storage unit 12, respectively.

また、CPU11にはバスラインBLを介して操作部400、印刷部30、及び原稿読み取り部500が接続されている。印刷部30は、図1に示す転写ローラ203、中間転写体ローラ204、感光体ドラム205、及び現像装置207Y〜207Kを備え、CPU11の制御の下、原稿読み取り部500によって読み取られた原稿の画像データを記録紙に印刷する。   The CPU 11 is connected to the operation unit 400, the printing unit 30, and the document reading unit 500 via the bus line BL. The printing unit 30 includes the transfer roller 203, the intermediate transfer member roller 204, the photosensitive drum 205, and the developing devices 207Y to 207K illustrated in FIG. 1, and an image of the document read by the document reading unit 500 under the control of the CPU 11. Print data on chart paper.

以上の構成により、差動トランスT1から出力された出力電圧VOは、交流増幅回路701のコンデンサC4により直流成分がカットされ、交流成分が増幅され、検波回路702により整流及び平滑化されて直流の電気信号とされ、ローパスフィルタ13により高周波ノイズが除去され、CPU11に出力される。   With the above configuration, the output voltage VO output from the differential transformer T1 is cut in the DC component by the capacitor C4 of the AC amplifier circuit 701, amplified in the AC component, rectified and smoothed by the detection circuit 702, and then the DC voltage This is an electrical signal, high-frequency noise is removed by the low-pass filter 13 and output to the CPU 11.

次に、図7に示すフローチャートに従って、CPU11の処理について説明する。CPU11は、オペアンプOPの出力端から出力された電気信号を受信すると(ステップS1)、記憶部12の枚数特定テーブルを参照し、電圧Vdが第1〜第11階級のどの階級に属するかを判定する(ステップS2)。具体的には、CPU11は、VdがV0以上の場合、第1階級に属すると判定し、V0>Vd≧V1の場合、第2階級に属すると判定し、V1>Vd≧V2の場合、第3階級に属すると判定し、V2>Vd≧V3の場合、第4階級に属すると判定し、V3>Vd≧V4の場合、第5階級に属すると判定し、V4>Vd≧V5の場合、第6階級に属すると判定し、V5>Vd≧V6の場合、第7階級に属すると判定し、V6>Vd≧V7の場合、第8階級に属すると判定し、V7>Vd≧V8の場合、第9階級に属すると判定し、V8>Vd≧V9の場合、第10階級に属すると判定し、V10>Vd≧V11の場合、第11階級に属すると判定する。   Next, the processing of the CPU 11 will be described according to the flowchart shown in FIG. When the CPU 11 receives the electrical signal output from the output terminal of the operational amplifier OP (step S1), the CPU 11 refers to the number specifying table in the storage unit 12 and determines which class of the first to eleventh classes the voltage Vd belongs to. (Step S2). Specifically, the CPU 11 determines that it belongs to the first class when Vd is equal to or higher than V0, and determines that it belongs to the second class when V0> Vd ≧ V1, and the second class when V1> Vd ≧ V2. When V2> Vd ≧ V3, it is determined that it belongs to the fourth class. When V3> Vd ≧ V4, it is determined that it belongs to the fifth class, and when V4> Vd ≧ V5, If V5> Vd ≧ V6, it is determined that it belongs to the seventh class. If V6> Vd ≧ V7, it is determined that it belongs to the eighth class, and V7> Vd ≧ V8. It is determined that it belongs to the ninth class. When V8> Vd ≧ V9, it is determined that it belongs to the tenth class, and when V10> Vd ≧ V11, it is determined that it belongs to the eleventh class.

そして、CPU11は、枚数特定テーブルを参照し、電圧Vdが属する階級に対応する番地に格納されたデータを読み出し、記録紙の残量枚数を判定する(ステップS3)。具体的には、CPU11は、電圧Vdが第1階級〜11階級に属する場合、記録紙の残量枚数をそれぞれ0,10,20,30,40,50,60,70,80,90,100枚と判定する。   Then, the CPU 11 refers to the number specification table, reads data stored at the address corresponding to the class to which the voltage Vd belongs, and determines the remaining number of recording sheets (step S3). Specifically, when the voltage Vd belongs to the first class to the eleventh class, the CPU 11 sets the remaining number of recording sheets to 0, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, respectively. Judge as a sheet.

なお、枚数特定テーブルは、一例にすぎず、給紙カセット201による記録紙の最大収納枚数等に応じて適宜変更してもよい。また、残量枚数の刻み幅についても、10枚単位に限定されず、1枚以上9枚以下、又は、11枚以上としてもよい。閾値V0〜V10については、残量センサ700及び導体板250間の距離と、残量センサ700から出力される電圧Vdとの関係から適当な値を設定される。   The number specifying table is merely an example, and may be changed as appropriate according to the maximum number of recording sheets stored in the sheet feeding cassette 201. Further, the increment of the remaining number is not limited to 10 units, and may be 1 or more and 9 or less, or 11 or more. The threshold values V0 to V10 are set to appropriate values based on the relationship between the distance between the remaining amount sensor 700 and the conductor plate 250 and the voltage Vd output from the remaining amount sensor 700.

ステップS4において、CPU11は、操作パネル401に、判定結果を表示する。これにより、ユーザは、残量を把握することができる。操作パネル401に対する表示態様については、例えば、ユーザにより操作パネル401に予め表示された残量枚数確認ボタンがタッチされたとき、操作パネル401に残量枚数を表示させるようにしてもよい。   In step S <b> 4, the CPU 11 displays the determination result on the operation panel 401. Thereby, the user can grasp the remaining amount. With respect to the display mode on the operation panel 401, for example, when the user touches the remaining number confirmation button displayed in advance on the operation panel 401, the remaining number may be displayed on the operation panel 401.

なお、図7に示すフローチャートは、一定の時間間隔毎に実行してもよいし、記録紙が一定枚数(例えば、1枚、5枚等)使用される毎に実行してもよい。   Note that the flowchart shown in FIG. 7 may be executed at regular time intervals, or may be executed every time a certain number of recording sheets (for example, 1 sheet, 5 sheets, etc.) are used.

次に、本発明にかかる残量検出装置に対して行なった実験について説明する。図8(a)は実験結果を示す表であり、図8(b)は(a)の表に対するグラフである。また、図9は、本実験を説明するための給紙カセット201の内部側面図である。図8(a)に示す表は、記録紙の残量枚数及びセンサ出力電圧の欄から構成されている。センサ出力電圧は、図5に示す検波回路702から出力される電圧、すなわち、抵抗R5に対する電圧である。図9において、(a)は給紙カセット201に対し記録紙が最大収納枚数である120枚収納されている場合を示し、(b)は最大収納枚数の約半数の記録紙が収納されている場合を示し、(c)は収納する記録紙が0枚の場合を示している。なお、本実験において、材質が鉄であり厚みが1mmの導体板250を用いた。また、給紙カセット201の上面と残量センサ700との距離D2は3.5mmとした。さらに、差動トランスT1を構成する駆動コイルL1、検知コイルL2の基準コイルL3の巻き数は、それぞれ100とした。   Next, an experiment performed on the remaining amount detection apparatus according to the present invention will be described. FIG. 8A is a table showing experimental results, and FIG. 8B is a graph with respect to the table of FIG. FIG. 9 is an internal side view of the paper feed cassette 201 for explaining this experiment. The table shown in FIG. 8A includes columns for the remaining number of recording sheets and the sensor output voltage. The sensor output voltage is a voltage output from the detection circuit 702 shown in FIG. 5, that is, a voltage with respect to the resistor R5. In FIG. 9, (a) shows a case where 120 sheets of the maximum number of recording sheets are stored in the paper feeding cassette 201, and (b) shows about half of the maximum number of recording sheets stored. (C) shows the case where the number of recording sheets to be stored is zero. In this experiment, a conductive plate 250 made of iron and having a thickness of 1 mm was used. The distance D2 between the upper surface of the paper feed cassette 201 and the remaining amount sensor 700 was 3.5 mm. Further, the number of turns of the drive coil L1 and the reference coil L3 of the detection coil L2 constituting the differential transformer T1 is 100, respectively.

図9(a)〜(c)に示すように、記録紙Pの枚数が減少するにつれて、弾性体240による+Z方向の付勢力を受け、載置板230が+Z方向に移動し、それに伴って、導体板250と残量センサ700との距離D1が小さくなっていることが分かる。   As shown in FIGS. 9A to 9C, as the number of recording papers P decreases, the loading plate 230 moves in the + Z direction due to the biasing force in the + Z direction by the elastic body 240, and accordingly. It can be seen that the distance D1 between the conductor plate 250 and the remaining amount sensor 700 is small.

図8(b)に示すように、残量センサ700から出力される電圧は、枚数の減少に伴って一定の傾きで増大していることが分かる。そして、記録紙の枚数が0枚になると、図9(c)に示すように、載置板230は、給紙カセット201の上面に位置するとともに、導体板250は、左面250aの自重によって、矢印で示すA方向に回転し、右面250bが残量センサ700のセンサ面にほぼ平行となって近接する。これにより、図8(a)に示すように、記録紙の残量が1枚のとき、残量センサ700から出力される電圧が2.648mVであったのが、0枚になったとき、3.392mVとなり、出力される電圧が急激に増大していることが分かる。そのため、記録紙が1枚の場合と2枚の場合とでは、残量センサ700から出力される電圧に顕著な差が生じることとなり、記録紙Pの枚数が0枚となったことを確実に検出することが可能となる。ここで、0枚となったとき、右面250bが残量センサ700のセンサ面とほぼ平行な状態で近接するため、0枚時に検出精度がより高められている。   As shown in FIG. 8B, it can be seen that the voltage output from the remaining amount sensor 700 increases with a certain slope as the number of sheets decreases. When the number of recording sheets becomes zero, as shown in FIG. 9C, the placement plate 230 is positioned on the upper surface of the paper feed cassette 201, and the conductor plate 250 is caused by the weight of the left surface 250a. It rotates in the A direction indicated by the arrow, and the right surface 250b comes close to the sensor surface of the remaining amount sensor 700 in parallel. As a result, as shown in FIG. 8A, when the remaining amount of recording paper is one, the voltage output from the remaining amount sensor 700 is 2.648 mV, but when it becomes zero, It becomes 3.392 mV, and it can be seen that the output voltage increases rapidly. Therefore, there is a significant difference in the voltage output from the remaining amount sensor 700 between the case where there is one recording sheet and the case where there are two recording sheets, and it is ensured that the number of recording sheets P has become zero. It becomes possible to detect. Here, when the number of sheets reaches zero, the right surface 250b comes close to the sensor surface of the remaining amount sensor 700 in a substantially parallel state, so that the detection accuracy is improved when the number of sheets is zero.

以上説明したように、本残量検出装置によれば、電磁誘導の影響により、導体板250に渦電流を発生させ、この渦電流により磁束φ2を発生させている。導体板250と残量センサ700との距離D1が近づくほど、磁束φ2のうち検知コイルL2を貫く磁束は増大し、検知コイルL2に誘起される検知電圧V2は増大し、差動トランスT1から出力される電圧VOは増大することとなり、この電圧VOを基に、記録紙の残量枚数を検出することが可能となる。そのため、給紙カセット201側に電力を供給する必要がある部品を用いなくとも、記録紙の残量枚数を検出することができ、給紙カセット201側に電力を供給するための配線等が設ける必要がなくなる。また、残量センサ700は本体部200に配設され、導体板250は給紙カセット201側に配設されているため、残量センサ700と導体板250との距離D1を充分に確保することが可能となり、高ダイナミックレンジ及び高分解能を実現することができる。   As described above, according to the remaining amount detection device, an eddy current is generated in the conductor plate 250 due to the influence of electromagnetic induction, and the magnetic flux φ2 is generated by the eddy current. As the distance D1 between the conductor plate 250 and the remaining amount sensor 700 becomes closer, the magnetic flux passing through the detection coil L2 in the magnetic flux φ2 increases, and the detection voltage V2 induced in the detection coil L2 increases and is output from the differential transformer T1. The voltage VO to be increased increases, and the remaining number of recording sheets can be detected based on this voltage VO. For this reason, it is possible to detect the remaining number of recording sheets without using a component that needs to supply power to the paper feed cassette 201, and wiring for supplying power to the paper feed cassette 201 is provided. There is no need. Further, since the remaining amount sensor 700 is disposed in the main body 200 and the conductor plate 250 is disposed on the sheet feeding cassette 201 side, a sufficient distance D1 between the remaining amount sensor 700 and the conductor plate 250 is ensured. And a high dynamic range and high resolution can be realized.

本発明に係る残量検出装置をデジタル複合機に適用したときの機械的構成を主に示す側面概略図である。FIG. 3 is a schematic side view mainly showing a mechanical configuration when the remaining amount detection device according to the present invention is applied to a digital multi-function peripheral. 給紙カセットの外観を模式的に示した図面である。3 is a diagram schematically showing the appearance of a paper feed cassette. 残量センサを構成するコイルの構成を示した図面である。It is drawing which showed the structure of the coil which comprises a remaining amount sensor. 駆動コイル、検知コイル、及び基準コイルの配置関係を示した図面である。It is drawing which showed the arrangement | positioning relationship of a drive coil, a detection coil, and a reference coil. 図1に示す本デジタル複合機の電気的構成を示した図面である。2 is a diagram showing an electrical configuration of the digital multi-function peripheral shown in FIG. 1. 枚数特定テーブルの一例を示した図面である。It is drawing which showed an example of the number specification table. CPUの処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process of CPU. 図8(a)は本残量検出装置に対して行なった実験結果を示す表であり、図8(b)は(a)の表に対するグラフである。FIG. 8A is a table showing the results of an experiment performed on the remaining amount detecting device, and FIG. 8B is a graph with respect to the table of FIG. 本実験を説明するための給紙カセットの内部側面図である。It is an internal side view of the paper feed cassette for demonstrating this experiment.

符号の説明Explanation of symbols

10 制御部
12 記憶部
13 ローパスフィルタ
30 印刷部
230 載置板
240 弾性体
250 導体板
700 残量センサ
701 交流増幅回路
702 検波回路
L1 駆動コイル
L2 基準コイル
L3 基準コイル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Control part 12 Memory | storage part 13 Low pass filter 30 Printing part 230 Mounting board 240 Elastic body 250 Conductor board 700 Residual quantity sensor 701 AC amplification circuit 702 Detection circuit L1 Drive coil L2 Reference coil L3 Reference coil

Claims (6)

画像形成装置の給紙トレイに収納された記録紙の残量を検出する残量検出装置であって、
前記給紙トレイに配設され、記録紙が載置される載置板と、
前記載置板と対向するように前記画像形成装置の本体部に配設された残量センサと、
前記残量センサから出力される電気信号を基に、記録紙の残量を検出する検出手段とを備え、
前記載置板は、導電板を備えるとともに、記録紙の堆積枚数に応じて、前記残量センサに対する距離が変動し、
前記残量センサは、電磁誘導により前記導電板に渦電流を発生させ、当該渦電流により生じた磁界を基に、前記残量センサ及び前記導電板間の距離に応じたレベルを有する電気信号を生成し、前記検出手段に出力し
前記導電板は、前記載置板に対して回転可能に配設され、前記載置板に記録紙が載置されているときは、前記載置板の載置面とほぼ面一の状態であり、前記載置板に載置される記録紙が無くなったときは回転し、前記残量センサに近接することを特徴とする残量検出装置。
A remaining amount detection device for detecting the remaining amount of recording paper stored in a paper feed tray of an image forming apparatus,
A placement plate disposed on the paper feed tray and on which recording paper is placed;
A remaining amount sensor disposed in the main body of the image forming apparatus so as to face the mounting plate;
Detecting means for detecting the remaining amount of recording paper based on the electrical signal output from the remaining amount sensor;
The mounting plate includes a conductive plate, and the distance to the remaining amount sensor fluctuates according to the number of recording sheets deposited,
The remaining amount sensor generates an eddy current in the conductive plate by electromagnetic induction, and an electric signal having a level corresponding to a distance between the remaining amount sensor and the conductive plate based on a magnetic field generated by the eddy current. Generate and output to the detection means ,
The conductive plate is disposed so as to be rotatable with respect to the mounting plate. When a recording paper is placed on the mounting plate, the conductive plate is substantially flush with the mounting surface of the mounting plate. A remaining amount detecting apparatus that rotates when the recording sheet placed on the placing plate runs out and approaches the remaining amount sensor .
前記残量センサは、一次側の駆動コイルと、二次側の基準コイル及び検知コイルとから構成される差動トランスを備え、前記載置板側から順に、前記基準コイル、前記駆動コイル、及び前記検知コイルを配設し、前記基準コイルに生じた起電力と前記検知コイルに生じた起電力との差を前記電気信号として出力することを特徴とする請求項1記載の残量検出装置。   The remaining amount sensor includes a differential transformer including a primary side drive coil, a secondary side reference coil, and a detection coil, and the reference coil, the drive coil, and 2. The remaining amount detecting device according to claim 1, wherein the detecting coil is provided, and a difference between an electromotive force generated in the reference coil and an electromotive force generated in the detecting coil is output as the electric signal. 前記載置板は、前記残量センサのセンサ面に対し平行な第1の平面と、前記第1の平面に対し所定角度下方に傾斜する第2の平面とを備え、
前記残量センサは、前記第2の平面に対して対向するように前記第1の平面と前記第2の平面との境界線付近に配設され、
前記導電板は、前記第1の平面と前記第2の平面の境界線を含むように前記載置板に形成された孔において、前記境界線を軸心として回転可能に嵌め込まれ、前記載置板に載置される記録紙が無くなったとき、前記第2の平面側の導電板が、前記残量センサに近接するように、前記第1の平面側のサイズが前記第2の平面側のサイズより大きくされていることを特徴とする請求項1又は2記載の残量検出装置。
The mounting plate includes a first plane parallel to a sensor surface of the remaining amount sensor, and a second plane inclined downward by a predetermined angle with respect to the first plane.
The remaining amount sensor is disposed in the vicinity of a boundary line between the first plane and the second plane so as to face the second plane.
The conductive plate is rotatably fitted around the boundary line as an axis in a hole formed in the mounting plate so as to include a boundary line between the first plane and the second plane. When there is no recording paper placed on the plate, the size of the first plane side is the second plane side size so that the second plane side conductive plate is close to the remaining amount sensor. 3. The remaining amount detection device according to claim 1 , wherein the remaining amount detection device is larger than the size.
前記残量センサは、前記差動トランスより出力された電気信号の直流成分をカットし、交流成分を増幅する増幅手段と、増幅された電気信号を直流の電気信号に変換する直流変換手段とを備え、
前記検出手段は、直流に変換された電気信号をアナログ信号からデジタル信号に変換するアナログデジタル変換手段と、前記デジタル信号の値に応じた記録紙の枚数を予め記憶する記憶手段と、前記デジタル信号を受信し、前記記憶手段を参照することにより、記録紙の残量を判定する中央演算処理装置とを備えることを特徴とする請求項1〜のいずれかに記載の残量検出装置。
The remaining amount sensor includes an amplifying unit that cuts a DC component of the electric signal output from the differential transformer and amplifies the AC component, and a DC converting unit that converts the amplified electric signal into a DC electric signal. Prepared,
The detection means includes an analog-digital conversion means for converting an electrical signal converted into a direct current from an analog signal into a digital signal, a storage means for storing in advance the number of recording sheets corresponding to the value of the digital signal, and the digital signal receives, by referring to the storage means, the remaining amount detecting apparatus according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it comprises a determining central processing unit the remaining amount of the recording paper.
前記検出手段は、前記直流変換手段から出力された電気信号の高周波成分を除去し、前記アナログデジタル変換手段に出力するローパスフィルタを更に備えることを特徴とする請求項記載の残量検出装置。 5. The remaining amount detecting apparatus according to claim 4 , wherein the detecting unit further includes a low-pass filter that removes a high-frequency component of the electrical signal output from the DC converting unit and outputs the electrical signal to the analog-to-digital converting unit. 前記導電板は、表面にアルミテープを貼り付けて構成されていることを特徴とする請求項1〜のいずれかに記載の残量検出装置。
The conductive plate is level detecting apparatus according to any one of claims 1 to 5, characterized in that it is constituted by pasting an aluminum tape to the surface.
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