JP4623732B2 - 積載枚数検知装置、積載枚数検知方法、シート供給装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、収納部に積載されたシート（例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置の給紙トレイに積載された記録用紙）の積載枚数検知装置に関し、より特定すると、積載されたシートの透過光量の変化を検出することにより積載枚数を検知する積載枚数検知装置、積載枚数検知方法、該積載枚数検知装置を備えたシート供給装置及び画像形成装置に関する。

シートを扱う装置では、収納部（トレイ）にシートを積載し、そこから次段の処理部にシートを搬出するといった方法によるシートの扱いが、様々な分野で広く行なわれている。
このような装置では、シート切れを知らせること、さらに使用中のシート切れをできれば避けたいので、トレイ内のシートの残量を管理することが求められる。特に、装置によっては、所定枚数のシートを連続して供給することが必要になり、所定枚数を供給しないうちに、トレイ内のシートが切れると、シートの供給を受ける処理部側に不具合が生じるケースもあって、トレイ内のシート残数を把握するために、積載状態のシート枚数を検知することが必要とされる。
このような装置の１例として、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置を挙げることができる。これらの画像形成装置では、記録用紙を設定されたページ数や部数のプリント出力を行う際に、連続して必要な枚数を画像形成部に搬送するために、給紙トレイで積載状態にあるシート枚数を検知することで、残数を管理している。
下記特許文献１は、複写・プリンタ・ＦＡＸ等の複合機能を備えた画像形成装置における給紙トレイの記録紙残量検知に係わる例を示すものである。例示した特許文献１には、透過光量検出方式による残量検知装置が示されている。この透過光量による残量検知装置は、積載された記録紙の厚さ方向で挟む位置に配置される発光手段と受光手段よりなる透過光量検出部と、給紙トレイからの記録紙が通過する搬送路上に記録紙の厚さ方向で挟む位置に配置される発光手段と受光手段よりなる１枚の記録紙の透過光量検出部とを備え、両方の透過光量検出部によって検出された透過光量を演算することで、積載された少数枚の記録紙（５枚とか６枚）の残量を検知することを可能にするものである。
特開２００４−２６９２３３号公報

しかし、上記特許文献１に示される残量検知装置には、次の(1)〜(3)に示す問題がある。 即ち、(1) ２組の発光手段と受光手段よりなる透過光量検出部が必要であり、搬送路上に配置された記録紙１枚の透過光量検出部が故障等の何らかの異常な状態になった場合、１組のみでは、積載された記録紙の残量検知を行うことができない。(2) また、透過光量検出部が２組必要なため、コストが割高になり経済的ではない。(3) さらに、少数枚の記録紙（５枚とか６枚）の残量を正しく検知することを目的としているが、それ以上の精度で、例えば、０〜４枚の各積載枚数を検知できる精度とすることについて、明示されていない。
本発明は、積載されたシートの透過光量の変化を検出することにより積載枚数を検知する積載枚数検知における上記した従来技術の問題に鑑みてなされたもので、その解決すべき第１の課題は、１組の発光手段と受光手段よりなる透過光量検出部のみで、例えば、０〜４枚の各積載枚数が検知できる高精度で安定した積載枚数検知を可能とする抵コストの検知手段を提供することにある。また、積載枚数検知を必要とするシート供給装置及び画像形成装置へ適用することにより、これらの装置のパフォーマンスを向上させることを解決すべき第２の課題とする。

請求項１の発明は、収納部で傾動可能に積載されたシートを照射する位置に設けた発光手段と、前記積載されたシートを透過してくる前記発光手段からの照射光を受光可能な位置に設けた受光手段と、傾動可能に積載された前記シートが前記発光手段に対して第１角度及び第２角度をなすときに、前記発光手段からシートを透過してくる照射光の前記受光手段による受光量をそれぞれ検出する光量検出手段と、前記光量検出手段で検出された第１角度及び第２角度の検出値に基づいて、シートの積載枚数ごとにその枚数に該当するか否かを判定するための指数を算出する演算手段と、前記演算手段によって算出された前記指数をもとに積載枚数を判定する枚数判定手段を有した積載枚数検知装置を構成し、この構成によって、上記第１の課題を解決するものである。
請求項２の発明は、請求項１に記載された積載枚数検知装置において、前記受光手段の後段にダイナミックレンジ保証用の増幅手段を備えたことを特徴とし、このようにすることによって上記第１の課題を解決するものである。
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載された積載枚数検知装置において、前記受光手段の後段に検出光量信号をデジタル補正する補正処理手段を備えたことを特徴とし、このようにすることによって上記第１の課題を解決するものである。
請求項４の発明は、請求項３に記載された積載枚数検知装置において、前記補正処理手段は、前記増幅手段の機差による検出光量信号の変動を補正する機能を持つ手段であることを特徴とし、このようにすることによって上記第１の課題を解決するものである。

請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載された積載枚数検知装置において、前記演算手段をシートの種類に応じて用意し、用意した演算手段の中から検知対象となる前記シートの種類に対応して適用する演算手段を選択する手段を備えたことを特徴とし、このようにすることによって上記第１の課題を解決するものである。
請求項６の発明は、請求項１乃至５のいずれかに記載された積載枚数検知装置において、前記演算手段を受光量の検出値に応じて用意し、用意した中から検出値に対応して適用する前記演算手段を選択する手段を備えたことを特徴とし、このようにすることによって上記第１の課題を解決するものである。
請求項７の発明は、請求項６に記載された積載枚数検知装置において、検出値と対応して適用する前記演算手段との関係を前記検出値の変更により調整する手段を備えたことを特徴とし、このようにすることによって上記第１の課題を解決するものである。

請求項８の発明は、請求項１乃至７のいずれかに記載された積載枚数検知装置において、外部から入射する光を受光する外乱光受光手段と、前記光量検出手段の検出値を前記外乱光受光手段の検出値により補正する手段を備えたことを特徴とし、このようにすることによって上記第１の課題を解決するものである。
請求項９の発明は、請求項１乃至８のいずれかに記載された積載枚数検知装置において、前記積載されたシート周囲の温度を測定する温度測定手段と、前記温度測定手段の測定値に基づいて、前記光量検出手段の検出値、検出値と対応して適用する前記演算手段との関係、の少なくとも一方を補正する手段を備えたことを特徴とし、このようにすることによって上記第１の課題を解決するものである。
請求項１０の発明は、請求項９に記載された積載枚数検知装置において、測定温度と対応して適用する前記演算手段との関係を温度の変更により調整する手段を備えたことを特徴とし、このようにすることによって上記第１の課題を解決するものである。

請求項１１の発明は、請求項１乃至１０のいずれかに記載された積載枚数検知装置において、前記積載されたシート周囲の湿度を測定する湿度測定手段と、前記湿度測定手段の測定値に基づいて、前記光量検出手段の検出値、検出値と対応して適用する前記演算手段との関係、の少なくとも一方を補正する手段を備えたことを特徴とし、このようにすることによって上記第１の課題を解決するものである。
請求項１２の発明は、請求項１１に記載された積載枚数検知装置において、測定湿度と対応して適用する前記演算手段との関係を湿度の変更により調整する手段を備えたことを特徴とし、このようにすることによって上記第１の課題を解決するものである。
請求項１３の発明は、請求項１１又は１２に記載された積載枚数検知装置において、前記湿度測定手段の測定値を履歴として記録する手段と、測定湿度の履歴に基づいて、実効湿度により前記補正を行う手段を備えたことを特徴とし、このようにすることによって上記第１の課題を解決するものである。

請求項１４の発明は、請求項１乃至１３のいずれかに記載された積載枚数検知装置において、検知したシートの積載枚数を報知する手段を備えたことを特徴とし、このようにすることによって上記第１の課題を解決するものである。
請求項１５の発明は、請求項５乃至１４のいずれかに記載された積載枚数検知装置において、前記演算手段の追加・変更を行う手段を備えたことを特徴とし、このようにすることによって上記第１の課題を解決するものである。
請求項１６の発明は、請求項１５に記載された積載枚数検知装置において、前記演算手段の追加・変更を行う手段として、内蔵の入力部、外付けの入力機器の少なくとも一方を備えたことを特徴とし、このようにすることによって上記第１の課題を解決するものである。
請求項１７の発明は、請求項１４乃至１６のいずれかに記載された積載枚数検知装置において、装備された前記演算手段の演算処理方法の内容を表示する手段を備えたことを特徴とし、このようにすることによって上記第１の課題を解決するものである。

請求項１８の発明は、シートを搬送する搬送手段と、前記搬送手段により搬出されるシートを積載するトレイと、前記トレイに積載された前記シートの積載枚数を検知する請求項１乃至１７のいずれかに記載された積載枚数検知装置を有したシート供給装置を構成し、この構成によって、上記第２の課題を解決するものである。
請求項１９の発明は、記録用紙に画像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段へ前記シートとしての記録用紙を給紙する請求項１８に記載されたシート供給装置を有した画像形成装置を構成し、この構成によって、上記第２の課題を解決するものである。
請求項２０の発明は、原稿を読取る原稿読取手段と、前記原稿読取手段へ前記シートとしての原稿を搬送する請求項１８に記載されたシート供給装置と、原稿読取信号をもとに記録用紙に画像を形成する画像形成手段を有した画像形成装置を構成し、この構成によって、上記第２の課題を解決するものである。
請求項２１の発明は、原稿を読取る原稿読取手段と、前記原稿読取手段へ前記シートとしての原稿を搬送する請求項１８に記載されたシート供給装置と、原稿読取信号をもとに記録用紙に画像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段へ前記シートとしての記録用紙を給紙する請求項１８に記載されたシート供給装置を有した画像形成装置を構成し、この構成によって、上記第２の課題を解決するものである。

請求項２２の発明は、請求項１９乃至２１のいずれかに画像形成装置において、前記積載枚数検知装置によって検知されたシートの積載枚数を報知する手段として、画像形成出力指示の入力を行う操作部の表示手段を用いることを特徴とし、このようにすることによって上記第２の課題を解決するものである。
請求項２３の発明は、請求項２２に記載された画像形成装置において、前記報知手段は、積載枚数検知装置によって検知された記録用紙の積載枚数が所定値を切った場合に、報知を行う手段であることを特徴とし、このようにすることによって上記第２の課題を解決するものである。
請求項２４の発明は、請求項２２又は２３に記載された画像形成装置において、前記報知手段は、前記積載枚数検知装置によって検知された原稿の積載枚数に対する記録用紙の積載枚数の比較値が所定値を切った場合に、報知を行う手段であることを特徴とし、このようにすることによって上記第２の課題を解決するものである。
請求項２５の発明は、請求項２３又は２４に記載された画像形成装置において、前記所定値の変更により報知を行う条件を調整する手段を備えたことを特徴とし、このようにすることによって上記第２の課題を解決するものである。

請求項２６の発明は、請求項２５に記載された画像形成装置において、前記所定値の追加・変更を行う手段として、内蔵の入力部、外付けの入力機器の少なくとも一方を備えたことを特徴とし、このようにすることによって上記第２の課題を解決するものである。
請求項２７の発明は、請求項２３乃至２６のいずれかに記載された画像形成装置において、前記所定値を表示する手段を備えたことを特徴とし、このようにすることによって上記第２の課題を解決するものである。
請求項２８の発明は、請求項２３乃至２７のいずれかに記載された画像形成装置において、前記積載枚数検知装置によって検知された記録用紙の積載枚数が前記所定値を切った場合に、前記画像形成手段の動作を中止させる制御手段を備えたことを特徴とし、このようにすることによって上記第２の課題を解決するものである。

請求項２９の発明は、発光手段からの光によって照射される積載されたシートが前記発光手段に対して第１角度をなすときに該シートを透過してくる光を受光手段により受け、その透過光量を検出する第１光量検出工程と、積載されたシートが前記発光手段に対して第２角度をなすときに該シートを透過してくる光を前記受光手段により受け、その透過光量を検出する第２光量検出工程と、前記第１光量検出工程及び第２光量検出工程で検出された第１角度及び第２角度の検出値に基づいて、シートの積載枚数ごとにその枚数に該当するか否かを判定するための指数を算出する演算工程と、前記演算工程によって算出された前記指数をもとに積載枚数を判定する枚数判定工程を行う積載枚数検知方法を構成し、この構成によって、上記第１の課題を解決するものである。

本発明によれば、１組の発光手段と受光手段のみを用いる透過光量検出方式で積載されたシートの積載枚数の検知を精度良く行うこと、特に検出光量信号に対し広いダイナミックレンジを確保し（請求項２）、機差等の誤差要因を補正すること（請求項３，４）、又検出対象シートの変化（シート種類やシートの経時変化、光量の検出レベル変化）に応じて検出信号を補正或いは使用する枚数判定指数演算手段を適応させること（請求項５〜７）、さらに検出対象シートの周囲環境（外乱光、温度、湿度等の変化）に応じて検出信号を補正或いは使用する枚数判定指数演算手段を適応させること（請求項８〜１３，１５〜１７）によって、さらに精度の向上を図ることが可能であり、故障が少なく安定して動作し、かつ抵コストな積載枚数検知装置が提供できる。
また、上記の効果を持つ積載枚数検知装置を、シート供給装置及び画像形成装置に備え、積載されたシート（記録用紙、原稿）の枚数検知を行うようにしたので、シート供給装置、画像形成装置それぞれのパフォーマンスを向上させることができる（請求項１８〜２１）。
また、積載枚数検知装置及び画像形成装置において、積載枚数検知装置によって検知された記録用紙の積載枚数を報知することにより、１つのジョブの途中で用紙切れとなること、或いは用紙切れにより画像形成動作に不具合が生じることが回避できる（請求項１４，２２〜２７）。また、積載枚数が上記の不具合を起こす所定の積載枚数を切った場合に画像形成動作を中止させることで、装置側の判断で不具合を回避できる（請求項２８）。

以下に、本発明の積載枚数検知装置、積載枚数検知方法、シート供給装置及び画像形成装置に係わる実施形態を説明する。
なお、以下に示す実施形態は、積載枚数検知装置とシート供給装置を装備した画像形成装置として、本願の各発明を画像形成装置に集約した形態で例示する。
ただ、積載枚数検知装置が組込まれる装置が、積載枚数の検知結果を報知（表示）し、検知条件を変更（補正，調整等）するための入力手段を持たない装置である場合の実施形態については、画像形成装置では説明がし切れない（つまり、ここで実施形態として示す画像形成装置は、装備した操作パネルで表示や入力ができることを前提としている）ので、その部分については、図１１のシステムを参照して、説明を補足する。
また、本実施形態の装置は、此の種の画像形成装置として典型的な、デジタルカラー複写機をベースにＦＡＸ（ファクシミリ）機能・プリンタ機能等を複合したＭＦＰ（複合機）とする。ただ、画像形成装置は、単能機であっても良いし、モノクロ機であっても、本例と同様に実施可能である。

「画像形成装置（ＭＦＰ）の概要」
図１は、本発明の実施形態に係わるデジタルカラー複写機をベースにしたＭＦＰの概略構成を示す。
図１に示すＭＦＰにおいて、装置の略中央に画像形成部１が配置され、画像形成部１の下方に給紙部２が配置されている。給紙部２は、各段に給紙トレイ２１を備えており、必要に応じて別の給紙装置２２を増設することができる。画像形成部１の上方には、原稿を読取る読取部３が配設されている。画像形成部１の左側には排紙収納部４が形成され、画像形成された記録紙が排紙収納される。
画像形成部１は、所謂タンデムタイプと呼ばれる画像作成方式の構成を有し、無端ベルト状の中間転写ベルト５の上に、各色成分（通常、イエロー：Ｙ、マゼンタ：Ｍ、シアン：Ｃ、ブラック：ＢＫ）の作像部６が並列配置され、各々、感光体ドラム６１と、その周囲に、帯電装置６２、レーザ光による走査露光装置７、トナーによる現像装置６３及びトナーのクリーニング装置６４とを備える。
この方式の作像プロセスでは、感光体ドラム６１に形成された各色成分のトナー画像が、感光体ドラム６１と同期回転する中間転写ベルト５に転写される過程で重ね合わされ、カラー画像として合成される。

また、中間転写ベルト５上に転写されたカラー画像を記録紙に転写する転写装置５１と、転写された記録紙上のトナーを定着処理する定着装置８が排紙収納部４への処理経路に配置され、ここで転写、定着の各処理が行われる。
給紙部２においては、給紙トレイ２１に未使用の記録紙が収納されており、回動可能に支持された底板２４が最上位の記録紙をピックアップローラ２５に当接可能な位置まで上昇させる。なお、後述する記録紙の積載枚数検知では、傾動する記録紙の角度を規定することを必要条件とするので、例えば、記録紙が載る底板２４を駆動するモータを制御するか、或いはモータの回転同期信号で角度を規定する、といった方法を用いることによって、この条件の設定を可能とする。
底板２４の上昇によりピックアップローラ２５に当接した記録紙は、給紙ローラ２６，２７の回転により、最上紙は給紙トレイ２１から送り出され、レジストローラ２３へと搬送される。
レジストローラ２３は、記録紙の搬送を一時止め、感光体６１表面のトナー像と記録紙の先端との位置関係が所定の位置になるタイミングで、再び回転を開始するように制御される。

読取部３では、ブック読取りとシートスルー読取りの両方の読取り動作を可能とする。ブック読取りは、原稿台（コンタクトガラス）上に載置される原稿（不図示）を読取光学系で走査し、結像面に置かれたＣＣＤ（ラインイメージセンサ）で原稿画像を変換する。シートスルー読取りは、読取部３の上部に搭載されたＡＤＦ（自動原稿搬送装置）３６によってシート原稿を搬送しながら、読取り位置にクランプされたＣＣＤ（ブック読取りと共用）で原稿画像を変換する。なお、ＡＤＦは、原稿トレイに束ねてセットされた原稿を１枚づつ自動搬送する。
ＣＣＤにより読込まれた画像信号は、デジタル化され、画像形成出力用データを得るため、補正・変換等の画像処理が施される。画像処理され、得られた画像形成出力用データに基づいて、走査露光装置７内のＬＤ：レーザダイオード（不図示）の発光を制御することにより、感光体ドラム６１に光書込みを行い、感光体表面に静電潜像が形成される。なお、光書込みは、主・副２次元走査方式で行われ、ＬＤからの光信号は、主走査に係わる回転ポリゴンミラーやレンズを介して、副走査方向に回転する感光体ドラム６１の感光体表面に至る。
また、本例の画像形成装置は、ＭＦＰとして上述した複写機能の他に、ＦＡＸ機能及びプリンタ機能を持つ。ＦＡＸ機能は、ＦＡＸ送信において、読取部３で原稿を読取った後、ＦＡＸ信号に変換し、通信回線への送信を行い、又ＦＡＸ受信において、通信回線から送られて来るＦＡＸ信号を受取った後、プリント出力用データへの処理を経て、画像形成部１で画像形成を行う。また、プリンタ機能は、ＰＣ等のホスト機からプリント出力を要求して送られて来る印刷データを受け取った後、プリント出力用データへの処理を経て、画像形成部１で画像形成を行う。なお、これらの機能それ自体は、既存の技術であるから、ここでは、詳細な説明を省略する。

「積載枚数検知の基本説明」
ところで、上記した本実施形態の画像形成装置と同種の装置において、近年、カラー化及び高速化に伴い、給紙トレイ２１に積載されている記録紙の残り枚数を正確に検知する必要性が生じている。これは、中間転写ベルト５の大型化に伴い、中間転写ベルト５上に形成できる画像数が増えたのに対して、給紙トレイ２１から転写装置５１（中間転写ベルト５上の画像を記録紙に転写する装置）までの間にストックできるシートの枚数が少なくなったためである（図２の（Ａ）、参照）。
例えば、本実施形態の画像形成装置でも、中間転写ベルト５上には５枚分の記録紙に転写できる画像を形成できるのに、給紙トレイ２１から転写装置５１までの間には３枚の記録紙しか保持することができない（図２の（Ａ）において、記録紙２０−１、２０−２、２０−１として示す）。このような画像形成装置では、中間転写ベルト５上に５枚分の記録紙に転写できる画像が形成された後、給紙トレイ２１からシートが給紙されない場合、５−３＝２枚分の記録紙に転写可能な画像が未転写のまま残されてしまう。その後、残った画像は、記録紙の補給をしなければ、中間転写クリーニング装置５２により消去されることになり、トナーが無駄に消費されてしまう、という不具合を起こす。

上記の不具合は、給紙トレイ２１に積載されている記録紙が残り少なくなってきたときに、その枚数を検知して、残った枚数以上の画像形成を行わないようにすれば、解消できる。
こうした動作を可能とするための記録紙残量の検知方法として、従来、上記［背景技術］の項に示したように、積載された少数枚の記録紙（５枚とか６枚）を検知する方法が提案された。ただ、このアプローチは、積載されている記録紙の透過光量を検出する発光手段、受光手段のペア以外に、１枚の記録紙の透過光量を検出するための発光手段、受光手段のペアをもう１つ搬送路に設ける必要があり、検知精度上も十分とは言えない（上記［発明が解決しようとする課題］の項、参照）。
そこで、本発明の積載枚数検知装置では、積載されたシート（記録紙）の少なくとも０〜３枚といった枚数について、各積載枚数を検知可能な精度で、かつ、１組の発光手段、受光手段ペアによる透過光量検出方式によって実現することを目的とする。
１組の発光手段、受光手段ペアで検出する方式によれば、例えば、トレイ２１に記録紙をセットした場合、給紙動作を行わなくても枚数を検知することができ（上記従来技術では、給紙動作を始めて搬送路で１枚の記録紙の透過光量を検出しないと検知ができない）、即ち、画像形成動作を始める前に積載枚数が検知できるので、操作パネルから出力要求を指示する際に、給紙トレイ２１に今ある記録紙積載枚数を超える枚数の要求が指示された場合、予期される上記不具合をユーザに知らせる等の制御処理を画像形成動作を始める前に行うことができ、未然にこの不具合を回避することが可能になる。

図２は、本発明の積載枚数検知装置を備えた給紙装置（シート供給装置）の実施形態に係わる構成を示す。図２において、（Ａ）は図１の画像形成装置における、給紙トレイ２１、搬送手段等よりなる給紙装置と、中間転写ベルト５、転写装置５１等よりなる転写部との関連構成の概要を示し、（Ｂ）は積載枚数検知装置を設けた給紙装置の要部をより詳細に示す。
本発明の積載枚数検知装置は、１組の発光手段、受光手段ペアで検出部を構成し、この検出部は、図２（Ｂ）の実施例に示すように、発光手段２５０より発した光が、積載された記録紙２０の束を透過した後、受光手段２５１に達するように、給紙トレイ２１の底板２４上に積載された記録紙２０の束を厚さ方向で挟む位置に配置される。また、本例では、後記で詳述するように、底板２４の上昇により記録紙２０の束が発光手段、受光手段ペアに対して傾けられるときに、異なる角度位置でそれぞれ透過光を検出する。従って、例えば、底板２４の一部に切り欠き２９を設け、各角度位置で発光手段２５０から発する光が切り欠き２９を通して記録紙２０を透過し、受光手段２５０で受けることができるようにする。
発光手段２５０としてはＬＥＤ素子、半導体レーザなどが考えられるが、白熱燈や蛍光灯等の他の発光手段でもかまわない。発光する光の波長は、可視光でも良いが、このほかに、赤外光や紫外光等が考えられ、雑音の影響を受け難い波長を選択することが望ましい。
また、受光手段２５１としては、フォトトランジスタ、フォトダイオード等が考えられるが、受光した光量と受光信号との間に一定の量的関係が得られる手段であれば、どのような受光手段であってもかまわない。
また、受光手段２５１で受光する透過光量は、記録紙の枚数に依存するので、受光手段２５１で受光した信号と記録紙の枚数との量的関係を予め定めておき、この量的関係に基づいて受光手段２５１の出力信号を演算することにより、給紙トレイ２１に積載された記録紙の枚数を求め、枚数検知結果として得ることができる。なお、枚数検知に用いる、受光信号と記録紙の枚数との量的関係については、後記の実施例で詳述する。
このように、１組の発光手段２５０と受光手段２５１のみで、０枚を含めて、給紙トレイ２１に載せたシート（記録紙）の枚数検知ができるので、給紙トレイ２１に載せられているシート（記録紙２０）が０枚であることを判定するために従来から設けられているペーパエンドセンサも必要がなくなり、又２組の発光手段、受光手段ペアを必要とした従来技術と比べると、コスト面で記録紙残量検知用の手段に加えてペーパエンドセンサを不要にする分のコストも削減できるので、大幅なコスト削減につながる。

次に、本方式による積載枚数検知における受光信号と記録紙の枚数の量的関係について、図３に示すモデルを参照して説明する。
図３に示すモデルは、給紙トレイ２１に備えられた発光手段２５０及び受光手段２５１の距離とシート（記録紙２０）に対する位置関係の概念図である。ここに、距離Ｃ１は、発光手段２５０と受光手段２５１の距離、角度Ｅ１は、発光手段２５０と受光手段２５１の光軸とシート（記録紙２０）の角度、距離Ｄ１は、シート（記録紙２０）と受光手段２５１の距離である。図３において，検知対象であるシート（記録紙２０）の束は、給紙によって積載枚数が減って行き、枚数が減ると透過光量が増すので、受光手段２５１の出力も増加する。
例えば、発光手段２５０と受光手段２５１の距離Ｃ１が３０ｍｍであり、発光手段２５０と受光手段２５１を結ぶ光軸と記録紙２０の角度Ｅ１が５５゜（記録紙がピックアップローラ２５に当接し、給紙ができる状態）、記録紙２０と受光手段２５１の距離Ｄ１が８．５ｍｍ等とする仕様が考えられる。また、受光手段２５１の検出出力を電圧で得るとする。このような仕様で、記録紙２０が４枚ある場合に、透過光量を検出する受光手段２５１の出力電圧が２．３４２８Ｖであるとする。次に、記録紙２０が１枚減り、３枚になると、受光手段２５１の出力電圧は２．６７３３Ｖとなる。このように、記録紙２０が１枚減ることで、受光手段２５１の出力電圧が変化する。

次に、図３の検出モデルに示した透過光検出方式による本案の積載枚数の検知原理について説明する。
本案では、発光手段、受光手段ペアに対して傾けられる記録紙２０が所定の異なる角度となる２位置で、それぞれ透過光量を検出し、得られる２検出値に基づいて積載枚数を検知する。
図４は、記録紙２０が所定の異なる角度となる２位置を示した概念図である。
図４では、給紙トレイ２１に記録紙２０を積載し、積載された記録紙２０が給紙可能な状態になるまでの過程を、図中の（Ａ）→（Ｂ）→（Ｃ）に示している。図４（Ａ）は記録紙２０を底板２４に積載した状態、図４（Ｂ）は底板２４が上昇し角度Ｒ１となった状態、図４（Ｃ）は底板２４が上昇し給紙可能な状態（記録紙がピックアップローラ２５に当接）である角度Ｒ２で停止した状態を示す。ここで、図４（Ｂ）（Ｃ）に示された角度Ｒ１、Ｒ２は、給紙トレイ２１の底と底板２４の角度である。
なお、図４では、Ｒ１＜Ｒ２の例を示したが、図５のようにＲ１＞Ｒ２の場合であってもかまわない。さらに、必ずしも角度Ｒ２で給紙可能な状態でなくてもかまわない。
上記のように、発光手段、受光手段ペアに対して記録紙２０が傾けられると、発光手段２５０と受光手段２５１を結ぶ光軸と記録紙２０の角度、記録紙２０と受光手段２５１の距離等が変化し、角度Ｒ１及び角度Ｒ２の位置で受光手段２５１にて検出した光量がそれぞれ異なる（例えば、図４の場合、角度Ｒ１時に３．５５４２Ｖ、角度Ｒ２時に２．８２６９Ｖとなる）。
この２角度位置の検出光量の関係は、積載枚数によって変化する。即ち、記録紙０枚、１枚、２枚、３枚、・・の各積載枚数における検出光量“角度Ｒ１：角度Ｒ２”は、積載枚数と一定の量的関係をもって変化する。

そこで、２角度位置の検出光量の関係が、０枚、１枚、２枚、３枚、・・の各積載枚数のどれに該当するかを判定するための指数を算出する演算式（各積載枚数の演算式により算出される指数は、後記するように、算出結果が＋（但し、ゼロを含む）であれば、その枚数を超える枚数、−であれば、その枚数以下と判定するための数値であり、本例では、検出光量の電圧値に基づく）を提案し、この各演算式によって指数を算出し、得られる指数をもとに積載枚数を一意に判定する。
以下に、本案で提示する指数演算式の１例を示す。
・ ０枚演算式 ： 検出電圧Ｖａ−３．８０
・ １枚演算式 ：角度Ｒ１時の出力電圧−｛０．８３３×（角度Ｒ１時の出力電圧−角度Ｒ２時の出力電圧）＋２．５｝
・ ２枚演算式 ：角度Ｒ１時の出力電圧−｛０．４１６７×（角度Ｒ１時の出力電圧−角度Ｒ２時の出力電圧）＋１．５｝
・ ３枚演算式 ：角度Ｒ１時の出力電圧−｛０．４１６７×（角度Ｒ１時の出力電圧−角度Ｒ２時の出力電圧）＋１．０｝
上に例示した演算式では、実際に受光手段２５１によって検出された角度Ｒ１時と角度Ｒ２時の電圧値を式に代入し、演算結果として得られた値（指数）を＋，−で得、これを判定条件とする判定方法で、得られた値（指数）が＋であれば、その枚数を超える枚数、−であれば、その枚数以下と判定する。例えば、３枚演算式、２枚演算式の演算結果が−であり、１枚演算式の演算結果が＋であれば、枚数は２枚と判定する。なお、判定の手順については、後記の処理フロー（図７）で述べる。上記した各枚数の演算式の例では、０から４枚までの枚数データを得ることができる。
なお、上の例では、３枚までを判定する方法を説明したが、判定する枚数は何枚であってもかまわない。また、判定処理は、積載枚数によって２角度位置の検出光量の関係に現れる変化が、積載枚数と一定の量的関係が得られれば、角度Ｒ１と角度Ｒ２の受光手段２５１の出力差から枚数判定をする方法や、角度Ｒ１と角度Ｒ２の受光手段２５１の出力比率から枚数判定をする方法等で行なってもかまわない。
さらに、上記の演算式は、類似した光学特性（光透過性）を持つ記録紙であれば、種類が違っても検出電圧値を正規化し、各積載枚数でとり得る検出電圧値を統計処理することにより、類似した光学特性を持つ群ごとに求めることができ、テストサンプル数を多くすればするほど、適正な積載枚数の判定が可能な式を導くことができ、検知精度を高めることができる。また、類似群の分類を粗くすること（エラーの生じる確率は高くなるが）により、一つの演算式で多くの種類の記録紙をカバーすることが可能になる。

「積載枚数検知処理フロー」
上記した２角度位置の透過光量検出方式による積載枚数検知の処理フローについて、その実施形態を示す。
図６は、本実施形態の積載枚数検知処理のフロー図を示す。
図６の検知処理は、画像形成装置の制御システムによって行なわれ、操作パネルから印刷（画像形成）出力を求める指示（コピー機能やプリンタ機能使用時）がユーザによって行われた時、或いは給紙トレイ２１に新たに記録紙２０が載せられた時等のタイミングで、この処理に関係する各種の変数を初期化した後に開始される。
処理フローが開始されると、先ず、給紙トレイ２１の底板２４を上昇させ、図４に示すように、記録紙２０をピックアップローラ２５に当接させ、給紙可能な角度Ｒ２の状態（同図中（Ｃ）、参照）にするが、この上昇過程において角度Ｒ１となる状態で（同図中（Ｂ）、参照）記録紙２０を停止させ（ステップＳ１０１）、その位置における記録紙２０の透過光量を受光手段２５１で検出し、検出値を制御システム内の記憶部に保存する（ステップＳ１０２）。この時に行われる記録紙２０の停止動作は、例えば、記録紙が載る底板２４を駆動するモータの回転同期信号で角度Ｒ１に対応する位置を規定して、モータの停止制御を行う、といった方法を用いる。
この後、給紙可能な角度Ｒ２の状態に底板２４を上昇させて、停止させ（ステップＳ１０３）、その位置における記録紙２０の透過光量を受光手段２５１で検出し、検出値を制御システム内の記憶部に保存する（ステップＳ１０４）。

次いで、保存された角度Ｒ１の位置における透過光量及び角度Ｒ２の位置における透過光量の各検出値に基づいて、各積載枚数に係わる指数の演算式（上記０〜３枚演算式、参照）による演算を行い、指数を算出する（ステップＳ１０５）。
この後、算出した指数に基づいて、枚数判定を行う（ステップＳ１０６）。ここで行う枚数判定は、図７に示すサブルーチンのフローに従い処理される。
図７のフローによると、０枚演算式を用いて算出された指数が−であるか（即ち、０枚演算式＜０）、否かを判定する（ステップＳ２０１）。ここで、−であれば（Ｓ２０１-YES）、記録紙０枚の条件を満たすので、積載枚数を０枚と判定する（ステップＳ２０２）。
０枚演算式を用いて算出された指数が−でなければ（ステップＳ２０１-NO）、記録紙が積載されている場合であるから、次に、積載枚数が４枚以上であることを一意に判定できる３枚演算式を用いて、その演算結果として得られた指数が０又は＋であるか（即ち、３枚演算式≧０）、否かを判定する（ステップＳ２０３）。ここで、０又は＋であれば（Ｓ２０３-YES）、記録紙４枚以上の条件を満たすので、積載枚数を４枚以上と判定する（ステップＳ２０４）。

３枚演算式を用いて算出された指数が０又は＋でなければ（ステップＳ２０３-NO）、積載記録紙が１〜３枚の場合であるから、順に一意に判定できる演算式を用いて算出した結果に適用していく。本例では、次に、積載枚数が３枚であることを判定できる２枚演算式を用いて、その演算結果として得られた指数が０又は＋であるか（即ち、２枚演算式≧０）、否かを判定する（ステップＳ２０５）。ここで、０又は＋であれば（Ｓ２０５-YES）、記録紙３枚の条件を満たすので、積載枚数を３枚と判定する（ステップＳ２０６）。
２枚演算式を用いて算出された指数が０又は＋でなければ（ステップＳ２０５-NO）、積載記録紙が１又は２枚の場合であるから、一意に判定できる演算式として、次に、積載枚数が２枚であることを判定できる１枚演算式を用い、算出した結果が０又は＋であるか（即ち、１枚演算式≧０）、否かを判定する（ステップＳ２０７）。ここで、０又は＋であれば（Ｓ２０７-YES）、記録紙２枚の条件を満たすので、積載枚数を２枚と判定する（ステップＳ２０８）。
１枚演算式を用い、算出した結果が０又は＋でなければ（ステップＳ２０７-NO）、残りの積載記録紙が１枚の条件を満たすことになるので、積載枚数を１枚と判定する（ステップＳ２０９）。
また、上記の判定ステップ（ステップＳ２０２，Ｓ２０４，Ｓ２０６，Ｓ２０８，Ｓ２０９）で積載枚数が判定された後、このサブルーチンの処理を終了する。
積載枚数の判定結果を得ることにより、積載枚数検知処理のフローを終えるが、画像形成装置の制御システムは、検知した積載枚数（残量）によって、記録紙２０の残量に応じた制御処理（後述する残量表示、停止制御等の処理）を行う。

「検出電圧の増幅」
透過光量の検出は、シート（記録紙２０）の透過光量を受光手段２５１で受け、検出電圧に変換する。このとき、検出電圧は、後段の処理回路（Ａ／Ｄ変換や枚数検知処理等）の適正動作に必要なレベルで出力する必要があり、レベルが低いと広いダイナミックレンジが得られない。本例では、このために増幅回路を設け、増幅回路に広いダイナミックレンジを確保するための機能を持たせる。
図８は、受光手段２５１に増幅回路を接続した本実施形態に係わる検出回路の構成を示す。図８に示す検出回路は、受光手段２５１の検出電圧を増幅する増幅回路Ａ１と増幅率制御部Ａ２とを備えており、増幅率制御部Ａ２で増幅回路Ａ１の増幅率を可変することができる。なお、必要な増幅率が分かっている場合には、増幅率制御部Ａ２を接続せずに、一定倍率で増幅する場合も考えられる。
図８の検出回路によると、増幅率制御部Ａ２によって、最適な出力レベルで出力するように増幅回路Ａ１の増幅率を可変調整し、受光手段２５１の出力を増幅することで、ダイナミックレンジを広くとることができ、精度良く積載枚数検知を行うことができる。
本例の場合、受光手段２５１は、受光した透過光量を電圧として出力しており、増幅回路Ａ１としてオペアンプを利用した非反転増幅回路等を用いて、実施することが可能である。ただ、この増幅回路Ａ１は、必ずしもオペアンプを使ったものでなければならないわけではなく、電圧を増幅できるものであれば、どのような増幅回路であってもかまわない。

「検出電圧のデジタル補正」
次に、透過光量の検出部における補正処理に係わる実施形態を説明する。
上記した図８の検出回路によって、検出電圧を増幅することでダイナミックレンジを広くすることができるが、例えば、シート（記録紙２０）の種類や機差（例えば、図８の検出回路における回路特性の違い）等によって生じる変動（例えば、検出電圧が小さい）が誤差要因として、検出電圧に依然含まれている。
そこで、本実施形態では、図８の検出回路の後段に設けられるＡ／Ｄコンバータ等のデジタル値への変換回路に上記した誤差要因を補正する機能を持たせる。
即ち、Ａ／Ｄコンバータによる変換の際に、デジタル検出電圧値にある一定倍率を乗じることやデジタル値に応じた値を加算することで、電圧値の補正を行い、この補正によって、精度良く積載枚数検知を行うことができるようにする。

上記した検出電圧のデジタル補正処理の実施例を以下に示す。この実施例は、図８に示した検出回路の機差補正への適用例である。
先ず、積載されたシート（記録紙２０）の透過光量を電圧に変換する受光手段２５１に増幅回路Ａ１を接続せずに、０．８Ｖに調整する。その後、受光手段２５１に得られた出力を５倍にする増幅回路Ａ１を接続し、得られた電圧をＶｄとする。ここで、増幅回路Ａ１に使われる抵抗等の素子等にばらつきや、増幅回路Ａ１にオペアンプを使用した際のオフセット入力電圧等の影響がなければ、正確に５倍された電圧４．０Ｖを得ることができる。
しかし、例えば、入力オフセット電圧のみが出力に影響し、入力オフセット電圧が０．１Ｖであった場合、増幅後の出力電圧は（０．８−０．１）×５＝３．５Ｖとなる。また、抵抗のみが出力に影響した場合、非反転増幅回路で−端子とアース間の抵抗を１ｋΩとし、負帰還抵抗を４ｋΩとすることで、倍率を５倍に設定し、１ｋΩの抵抗の誤差が＋１０％、４ｋΩの抵抗の誤差が−１０％であれば、それぞれ実際の抵抗の大きさが１．１ｋΩ、３．６ｋΩとなるので、非反転増幅回路の倍率が（３．６／１．１）＋１≒５．２７倍となり増幅回路Ａ１の出力が約４．２Ｖとなる。
上記の例に示すように、増幅回路Ａ１の抵抗等の素子やオペアンプの入力オフセット電圧等の影響等により倍率にばらつきがあった場合、４．０Ｖを得ることができない。
そこで、０．８−Ｖｄ／５＝Ｖｅより補正すべき電圧を計算する。そして、増幅回路Ａ１より電圧を得るごとに増幅回路Ａ１より得られた電圧に５×Ｖｅを加算することで、増幅回路Ａ１の素子のばらつき等により５倍に増幅できない場合でも、５倍になるよう補正した値を得ることができる。従って、この機差補正により、積載枚数検知をより高精度に行うことが可能になる。

「記録紙の変化へ対応する補正」
ここでは、枚数の検知対象としての記録紙の違いや変化に対応して、適正な枚数判定を可能とする補正処理に係わる実施形態を示す。
枚数判定に用いる指数を算出する演算方法は、上記したように、類似した光学特性を持つシート（記録紙）群で共通の演算式を用いることが可能であるが、光学特性が大きく違う場合には、受光手段２５１の出力が異なって、エラーが生じる。そこで、検知対象の記録紙それぞれに適した判定条件を与える演算方法を用意し、適用することにより枚数検知精度を上げることを可能にする。
“記録紙の種類への対応”
ここでは、異なるシート（記録紙）の種類に対応する演算方法を用意し、その中から判定対象のシート（記録紙）の種類に応じた方法を用いることにより、より適正な判定を行えるようにするものである。
例えば、ＯＨＰシートのみを給紙するのであれば、ＯＨＰシートのみの枚数判定のための指数を算出する演算式があればよい。しかし、ＯＨＰシートに加えて第２原図も給紙する場合には、ＯＨＰシートの枚数判定に用いる演算式に加えて、第２原図の枚数判定に用いる指数を算出する演算式を用意する必要がある。
そこで、本案では、例えば、給紙トレイ２１に積載された記録紙２０の種類として設定されたデータを参照する等をして、判定対象のシート（記録紙）の種類がＯＨＰシート或いは第２原図用記録紙であることを認識し、認識した種類に応じた演算式を、用意した各種演算式の中から選択し、適用することで、適正な枚数判定を行うことを可能にする。

“出力電圧の変化への対応”
経時変化（黄変など）等の記録紙２０に生じる変化は、受光手段２５１による光量検出の出力に現れる。そこで、例えば、受光手段２５１の出力電圧が０Ｖ以上１Ｖ未満、１Ｖ以上のように、出力電圧に応じて、枚数判定のための指数を算出する演算式を切替えることにより、より精度良く判定を行うことが可能になる。
また、この出力電圧には、記録紙２０に起因する僅かな変化が現れるので、演算式の切替えにおいて細かいレベルでの調整を可能とする。例えば、経時変化で記録紙２０が黄変した場合、透過光量も変化する。その際、上記のように演算式を切替える電圧を１Ｖとするよりも、例えば、その電圧を１．１Ｖにすることでより精度良く残量枚数検知ができる。
そこで、演算式を切替える電圧を１．１Ｖに変更し、受光手段２５１の出力電圧が０Ｖ以上１．１Ｖ未満、１．１Ｖ以上のように、演算式を切替える電圧を任意に調整できるようにすることで、より精度良く枚数検知を行うことが可能になる。
ここでは、記録紙２０の黄変を例にしたが、これに限らず、記録紙２０によって透過光量が変化し、想定している範囲を超えてしまう、などの出力電圧の僅かな変化へ対応する場合にも、この調整方法が適用できる。

「周囲環境に対応する補正」
検出対象である記録紙２０の周囲環境の変化による影響で誤った枚数判定結果を生じることを防ぐための補正について、その実施形態を示す。
“外乱光への対応”
図９は、外乱光に対する補正手段に関する構成概念の説明図を示す。同図（Ａ）に示すように、発光手段２５０より発せられる光以外に、外部からの光が受光手段２５１に入射すると、検出光量がその分だけ大きくなり、その雑音（外乱）光の影響により精度良く枚数検知を行うことができない。
そこで、図８（Ｂ）に示すように、外部から入射する光量を検出するフォトトランジスタ等の外部光検出手段３１と外部光除去手段３２を備える。外部光検出手段３１によって、外乱光分の光量を検出して、外部光除去手段３２では、例えば、受光手段２５１が検出したデジタル値に対し、外乱光検出値に応じた倍率を乗じる演算処理をする等の補正を行えば、外乱光の影響を取り除くことができる。
また、外部光による影響を除去するための他の方法としては、外乱光検出値に応じて、枚数判定のための指数を算出する演算方法（式）を変更する手段を設けることにより、実施することも可能である。
このように、外乱光の影響を除去することができれば、例えば、手差しトレイのように外乱光が入射する状況であっても、その影響を受けること無しに精度良く枚数検知を行うことが可能になる。

“温度への対応”
検出対象である記録紙２０の周囲温度の変化は、記録紙２０を伸び縮みさせるので、透過光量を受ける受光手段２５１の検出値にも変化が現れる。温度と透過光量の間には、温度が上昇すると、透過光量が増加する、といった一定の量的関係が存在し、この関係に従って、受光手段２５１の検出値が温度の上昇に応じて変化するので、その影響により、精度良く枚数検知を行うことができない。
そこで、例えば、記録紙２０の周囲温度を温度センサ等で測定し、デジタル値として得たこの測定温度が、一定の温度を超えた場合に、例えば、受光手段２５１が検出した光量検出値に対し、予めこの温度条件に対応する値として、実験的に求めておいた値の補正倍率を乗じる演算をする等の補正処理を行うことにより、温度による影響を取り除くことができる。
また、周囲温度による影響を除去するための他の方法としては、測定温度に応じて、枚数判定のための指数を算出する演算方法（式）を変更する手段を備えることにより、実施することも可能である。
このようにすることで、例えば、高温環境で記録紙２０が伸びる等の変化あっても、その影響を受けること無しに、精度良く枚数検知を行うことができる。
上記の実施例においては、高温の場合について説明したが、必ずしも高温である必要は無く、例えば、低温など、記録紙２０の特性が変化する場合において、この方法を適用すればよい。

ところで、上記した温度変化への対応は、測定温度が一定の温度以上になった場合に、光量検出値に対し、所定の補正倍率を掛けて補正を行うか、或いは枚数判定のための指数を算出する演算方法（式）を変更する例を示した。
しかしながら、補正や演算方法（式）の変更を必要とする温度範囲は、必ずしも一定ではなく、設置環境等によって、適応する温度範囲が異なる。
そこで、温度変化によって光量検出値に対する補正や演算方法（式）の変更が必要となる温度範囲の設定を任意に調整し得るようにして、それぞれの温度に適応できるようにする。
このように、温度範囲の設定を任意に調整し得るようにすることで、設置環境、装置の特性等に応じた設定によって、より精度良く枚数検知を行うことが可能になる。

“湿度への対応”
検出対象である記録紙２０の周囲における湿度の変化は、記録紙２０を伸び縮みさせるので、透過光量を受ける受光手段２５１の検出値にも変化が現れる。即ち、湿度と透過光量の間には、湿度が高くなると、記録紙２０が水分を吸い込んで、伸びるので、透過光量が増加する、といった一定の量的関係が存在する。この関係に従い、受光手段２５１の検出値が湿度に応じて変化するので、その影響により、精度良く枚数検知を行うことができない。
そこで、例えば、記録紙２０の周囲の湿度を湿度センサ等で測定し、デジタル値として得たこの測定湿度が、一定の湿度を超えた場合に、例えば、受光手段２５１が検出した光量検出値に対し、予めこの湿度条件に対応する値として、実験的に求めておいた補正倍率値を乗じる演算をする等の補正処理を行うことにより、湿度による影響を取り除くことができる。
また、周囲の湿度による影響を除去するための他の方法としては、測定湿度に応じて、枚数判定のための指数を算出する演算方法（式）を変更する手段を備えることにより、実施することも可能である。
このようにすることで、例えば、高湿の環境で記録紙２０が伸びる等の変化あっても、その影響を受けること無しに、精度良く枚数検知を行うことができる。
上記の実施例においては、高湿の場合について説明したが、必ずしも高湿である必要は無く、例えば、低湿など、記録紙２０の特性が変化する場合において、この方法を適用すればよい。

ところで、上記した湿度変化への対応は、測定湿度が一定の湿度以上になった場合に、光量検出値に対し、所定の補正倍率を掛けて補正を行うか、或いは枚数判定のための指数を算出する演算方法（式）を変更する例を示した。
しかしながら、補正や演算方法（式）の変更を必要とする湿度範囲は、必ずしも一定ではなく、設置環境等によって、適応する温度範囲が異なる。
そこで、湿度変化によって光量検出値に対する補正や演算方法（式）の変更が必要となる湿度範囲の設定を任意に調整し得るようにして、それぞれの湿度に適応できるようにする。
このように、湿度範囲の設定を任意に調整し得るようにすることで、設置環境、装置の特性等に応じた設定によって、より精度良く枚数検知を行うことが可能になる。

また、記録紙２０の湿度に対する性質は、履歴現象を伴うので、この点を考慮して、上記の補正を行うことにより、さらに精度を高めることができる。
上記の履歴現象は、例えば、紙は湿気を吸収する速度は速いが、湿気を出す速度は遅い。また、一度、吸湿や脱湿を行うと、元の水分量に戻るためには時間がかかる、という現象を指す。このため、例えば、湿度センサによる測定湿度と実効湿度に違いが生じ、透過光量の検出値等の補正に影響を与える。
そこで、湿度センサで測定した湿度を随時記録し、その湿度の変化に合った処理を施すことで、湿度の変化の影響を除去するための補正を適正に行うことを可能とし、より精度良く枚数判定を行うことができる。
なお、湿度の変化に合った処理を行うために、例えば、履歴が把握されている現在の測定湿度から実効湿度を得るという方法を用いることができる。即ち、測定湿度と実効湿度の関係は、予め実験により各種の履歴現象パターンにおける測定湿度と実効湿度を関係付けるデータとして求めておき、記録した湿度の変化によって把握される現在の現象を実験で求めておいたパターンに当てはめ、実効湿度を得る、といった方法による。実効湿度が得られば、この湿度値により適正な補正を行うことができる。

「読取原稿の枚数検知」
上記では、積載枚数検知装置を画像形成装置（ＭＦＰ）に適用し、例示した実施形態では、積載枚数検知装置を給紙トレイ２１に設け、本発明に係わるシート供給装置の実施装置を画像形成装置における画像形成部１へ記録紙を供給する給紙装置として示した。
ただ、本発明に係わるシート供給装置は、原稿（シート）を読取部３に供給するＡＤＦ３６も実施装置に含む。上記実施形態では、ＡＤＦ３６をシート供給装置の実施装置とする例を示していないが、基本的には、給紙トレイ２１を対象として構成した積載枚数検知装置を持った上記記録紙の給紙装置（シート供給装置）と同様に、トレイに積載したシートを供給する装置（つまり、ＡＤＦ３６では、原稿トレイに積載した原稿束を読取り部に供給する装置）であり、同様の構成で実施することが可能である。従って、上記した記録紙の給紙装置（シート供給装置）を参照することとし、ここでは、例示を省略する。

「枚数検知結果の報知」
次に、上記した積載枚数検知装置を有した画像形成装置（ＭＦＰ）に備えられた積載枚数検知結果の報知手段に係わる実施形態を示す。
上記実施形態に示したと同種の画像形成装置において、１つのジョブの途中で用紙切れが起きると、画像形成動作に不具合が生じることを、上記［００１８］、「００１９」項で述べた。
“給紙トレイの残数”
上記の不具合を回避する方法の１つは、給紙トレイ２１の記録紙２０の残枚数が少なくなってきた時に、それをユーザ等に報知し、未然に上記の用紙切れに対処できるようにすることが有効な方法となる。例えば、積載枚数検知装置によって検知された記録紙枚数が、３枚等の予め設定した少数枚になったときに、画像形成動作を開始せずに、残数とともに用紙切れへの注意を促す旨の警告メッセージ等の表示を行うことにより、ユーザ等に報知する。
図１０は、画像形成装置における枚数検知結果（残数）を報知するシステムの構成概念を示す。
図１０に示す構成において、画像形成装置１００は、給紙トレイ２１に積載枚数検知装置５０を設けた本案の画像形成装置（ＭＦＰ）であり、此の種の装置が通常持っている操作パネルには、表示部５５及び入力部５６を備える。また、画像形成装置１００にネットワーク等の通信手段を介して接続したホストコンピュータ、管理サーバ等の外部接続機器８１は、画像形成装置１００との間で構成する処理システムの動作に必要となる情報の表示部及び入力部を持つ。
残枚数とともに用紙切れへの注意を促す旨の警告メッセージ等の表示は、画像形成装置１００の操作パネルの表示部５５、或いは外部接続機器８１の表示部を通して、ユーザ等に報知される。
こうした報知をユーザ等に行うことにより、シート（記録紙２０）の枚数が、ユーザによって要求された画像形成枚数よりも少ない場合に、それを知らずに画像形成動作を開始させてしまい、上記のような余分な画像形成を行ってしまう、という不具合を未然に防ぐことができる。さらに、トナーを無駄に消費し、記録紙２０に転写できなかった余分な画像を中間転写クリーニング装置５２で消去するという非生産的な動作も防止することができる。

“原稿枚数に対応する残数報知”
また、上記した用紙切れによる不具合を回避するもう一つの方法は、上記「読取原稿の枚数検知」で記載したＡＤＦ３６に積載された原稿の枚数検知結果を利用する方法である。
ここでは、ＡＤＦ３６に積載された原稿の枚数と、給紙トレイ２１に積載されている記録紙２０の枚数をそれぞれ比較し、給紙トレイ２１に積載された記録紙２０の枚数がＡＤＦ３６に載せられた原稿の枚数よりも少ない場合に、残数とともに用紙切れへの注意を促す旨の警告メッセージ等の表示を行うことにより、ユーザ等に報知する。
残枚数とともに用紙切れへの注意を促す旨の警告メッセージ等の表示は、図１０に示すシステムにおいては、上記と同様に、画像形成装置１００の操作パネルの表示部５５、或いは外部接続機器８１の表示部を通して報知される。
こうした報知をユーザ等に行うことにより、記録紙２０の枚数が、ＡＤＦ３６の原稿トレイに載せられた原稿の枚数よりも少ない場合に、それを知らずに画像形成動作を開始させてしまい、上記のような余分な画像形成を行ってしまう、という不具合を未然に防ぐことができる。さらに、トナーを無駄に消費し、記録紙２０に転写できなかった余分な画像を中間転写クリーニング装置５２で消去するという非生産的な動作も防止することができる。

“報知する残数の設定”
例えば、図１０に示すように、操作パネルに表示部５５を備えた画像形成装置１００にホストコンピュータ等の外部接続機器８１を接続したシステムを例にすると、記録紙２０が３枚等の枚数になった場合、残数が少数になったことを報知する場合に、報知する残数を固定してしまうと、使用状況によっては、使い勝手が良くない。
そこで、残枚数とともに用紙切れへの注意を促す旨の警告メッセージ等の表示を行う記録紙２０の枚数を積載枚数が検知できる範囲で、任意に設定できるようにすることによって改良を図ることが可能になる。
例えば、記録紙２０の残数が、少数である通知を早めに受けとれるように枚数の設定を変更することで、画像形成装置の設置場所が遠くにあり、記録紙２０が０枚になったために画像形成動作が中断する、といった無駄な時間を短くすることができ、効率的に作業を行うことができる。
また、上記のように、残枚数とともに用紙切れへの注意を促す旨の警告メッセージ等の表示を行う記録紙２０の枚数を、積載枚数が検知できる範囲の任意の枚数に設定できるようにする場合、この設定の入力操作を画像形成装置１００に備えた操作パネルの入力部５６から行うこと、さらに、ホストコンピュータ等の外部接続機器８１からも行なえるようにすることで、即座に任意の枚数が設定できるようになり、画像形成装置及びシステムの利用効率を高めることが可能になる。

「画像形成動作の停止制御」
積載枚数検知結果によって画像形成動作を制御する手段を有した画像形成装置に係わる実施形態を示す。
積載枚数検知結果である残数とともに用紙切れへの注意を促す旨の警告メッセージ等の表示を行う上記実施形態では、ユーザへの表示であるから、不具合を回避するための行動をユーザが起こさないと、実際には不具合が回避できない。
そこで、本実施形態では、画像形成装置の制御機能に回避動作を実行する機能を組み込むことにより、自動的に装置側で対処し得るようにする。
即ち、上記給紙トレイ２１に積載されている少数枚の記録紙束の残数を各枚数の精度で検知し、一方、出力要求されたユーザの設定を参照することにより、画像形成枚数を得る。これらから、記録紙２０の残数以上の画像形成が行われるか、否かを判断し、途中で用紙切れが生じる場合には、画像形成動作を行わないようにすれば、余分な画像形成を行ってしまうことを未然に防ぎ、トナーを無駄に消費し、記録紙２０に転写できなかった余分な画像を中間転写クリーニング装置５２で消去するという非生産的な動作も防止することが可能になる。

「積載枚数検知システム」
上記で示した実施形態は、積載枚数検知装置とシート供給装置を組込んだ画像形成装置として、本願の各発明を画像形成装置に集約した形態で示した。ただ、積載枚数検知装置単体或いは積載枚数検知装置が組込まれる装置が、上記実施形態に示した画像形成装置１００の操作パネル（表示部５５や入力部５６）のように、積載枚数の検知結果を報知（表示）し、検知条件を変更（補正，調整等）するための入力手段を持たない装置である場合、これらを付加構成として備えることが必要になる。ここでは、これらの付加構成を有する積載枚数検知システムについて、その実施形態を示す。
図１１は、この実施形態の積載枚数検知システムの構成を示すブロック図である。
図１１に示す構成において、積載枚数検知装置５０は、検知対象である収納部に積載されたシートを扱う装置（不図示）に組込まれ、シートの供給により減っていくシートの積載枚数を、上記した画像形成装置におけると同様の方法で検知する。
また、積載枚数検知装置５０には、積載枚数検知システムの動作に必要となる情報の表示部及び入力部として、シートを扱う装置（不図示）内蔵の表示部５５及び入力部５６、ネットワーク等の通信手段を介して接続したコンピュータ等の外部接続機器８１、の少なくとも一方を有する。

表示部５５やコンピュータ等の外部接続機器８１の表示部は、ユーザへの報知手段として機能し、積載枚数検知装置５０によって検知されたシートの積載枚数（残数）を表示し、また、例えばシートが３枚等の予め設定した少数枚になると、収納したシートが無くなくことへの注意を促す旨の警告メッセージ等の表示を行う。このような報知を行うことにより、ユーザはシートが無くなることへ対処することが可能になる（上記「枚数検知結果の報知」参照）。
また、例えば、積載枚数（残数）検知可能なシートの種類を増やしたり、検知条件を変える場合、演算処理の方法をシートの種類や検知条件に適合した方法に変更（補正）しなければならない。このために、入力部５６やコンピュータ等の外部接続機器８１の入力部は、演算処理の方法を任意に追加・変更する手段として機能する。
また、上記のように演算処理の方法を追加・変更する際に、例えば、現在設定されている演算処理方法について確認したい場合がある。この場合に、表示部５５やコンピュータ等の外部接続機器８１の表示部は、設定された演算処理方法の内容を表示し、補正を加えているか否か等の確認をすることを可能とする。ここで、現在の演算処理方法を表示する場合について説明したが、現在の演算処理方法を表示するのみではなく、積載枚数検知装置５０に元々内蔵されている演算処理方法の表示等であってもかまわない。

本発明の実施形態に係わるデジタルカラー複写機（ＭＦＰ）の概略構成を示す。 本発明の積載枚数検知装置を備えた給紙装置（シート供給装置）の実施形態に係わる構成を示す。 透過光量による積載枚数検知方式における発光・受光手段ペアとシート（記録紙）の関係モデルを示す。 積載されたシート（記録紙）を２つの角度位置に傾動させる過程を示す。 積載されたシート（記録紙）を２つの角度位置に傾動させる過程の他の例を示す。 本発明の実施形態に係わる積載枚数検知処理のフローを示す。 積載枚数検知処理フロー（図６）における枚数判定サブルーチンのフローを示す。 本発明の積載枚数検知装置の実施形態に係わる受光手段に増幅回路を接続した検出回路の構成を示す。 外乱光に対する補正手段に関する構成概念の説明図を示す。 本発明の実施形態に係わる画像形成装置における枚数検知結果（残数）を報知するシステムの構成概念を示す。 本発明の実施形態に係わる積載枚数検知システムの構成を示すブロック図である。

符号の説明

１・・画像形成部、２・・給紙部、３・・読取部、４・・排紙収納部、５・・中間転写ベルト、６・・作像部、７・・走査露光装置、８・・定着装置、２０・・記録紙（シート）、２１・・給紙トレイ、２３・・レジストローラ、２４・・底板、２５・・ピックアップローラ、２６・・給紙ローラ、３６・・ＡＤＦ（自動原稿搬送装置）、５０・・積載枚数検知装置、５１・・転写装置、５２・・中間転写クリーニング装置、５５・・表示部、５６・・入力部、６１・・感光体ドラム、６２・・帯電装置、６３・・現像装置、６４・・クリーニング装置、８１・・外部接続機器、１００・・画像形成装置２５０・・発光手段、２５１・・受光手段、Ａ１・・増幅回路、Ａ２・・増幅率制御部。

Claims (29)

1. 収納部で傾動可能に積載されたシートを照射する位置に設けた発光手段と、
   前記積載されたシートを透過してくる前記発光手段からの照射光を受光可能な位置に設けた受光手段と、
   傾動可能に積載された前記シートが前記発光手段と前記受光手段に対して第１角度及び第２角度をなすときに、前記発光手段からシートを透過してくる照射光の前記受光手段による受光量をそれぞれ検出する光量検出手段と、
   前記光量検出手段で検出された第１角度及び第２角度の検出値に基づいて、シートの積載枚数ごとにその枚数に該当するか否かを判定するための指数を算出する演算手段と、
   前記演算手段によって算出された前記指数をもとに積載枚数を判定する枚数判定手段を有した積載枚数検知装置。
2. 請求項１に記載された積載枚数検知装置において、前記受光手段の後段にダイナミックレンジ保証用の増幅手段を備えたことを特徴とする積載枚数検知装置。
3. 請求項１又は２に記載された積載枚数検知装置において、前記受光手段の後段に検出光量信号をデジタル補正する補正処理手段を備えたことを特徴とする積載枚数検知装置。
4. 請求項３に記載された積載枚数検知装置において、前記補正処理手段は、前記増幅手段の機差による検出光量信号の変動を補正する機能を持つ手段であることを特徴とする積載枚数検知装置。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載された積載枚数検知装置において、前記演算手段をシートの種類に応じて用意し、用意した演算手段の中から検知対象となる前記シートの種類に対応して適用する演算手段を選択する手段を備えたことを特徴とする積載枚数検知装置。
6. 請求項１乃至５のいずれかに記載された積載枚数検知装置において、前記演算手段を受光量の検出値に応じて用意し、用意した中から検出値に対応して適用する前記演算手段を選択する手段を備えたことを特徴とする積載枚数検知装置。
7. 請求項６に記載された積載枚数検知装置において、検出値と対応して適用する前記演算手段との関係を前記検出値の変更により調整する手段を備えたことを特徴とする積載枚数検知装置。
8. 請求項１乃至７のいずれかに記載された積載枚数検知装置において、外部から入射する光を受光する外乱光受光手段と、前記光量検出手段の検出値を前記外乱光受光手段の検出値により補正する手段を備えたことを特徴とする積載枚数検知装置。
9. 請求項１乃至８のいずれかに記載された積載枚数検知装置において、前記積載されたシート周囲の温度を測定する温度測定手段と、前記温度測定手段の測定値に基づいて、前記光量検出手段の検出値、検出値と対応して適用する前記演算手段との関係、の少なくとも一方を補正する手段を備えたことを特徴とする積載枚数検知装置。
10. 請求項９に記載された積載枚数検知装置において、測定温度と対応して適用する前記演算手段との関係を温度の変更により調整する手段を備えたことを特徴とする積載枚数検知装置。
11. 請求項１乃至１０のいずれかに記載された積載枚数検知装置において、前記積載されたシート周囲の湿度を測定する湿度測定手段と、前記湿度測定手段の測定値に基づいて、前記光量検出手段の検出値、検出値と対応して適用する前記演算手段との関係、の少なくとも一方を補正する手段を備えたことを特徴とする積載枚数検知装置。
12. 請求項１１に記載された積載枚数検知装置において、測定湿度と対応して適用する前記演算手段との関係を湿度の変更により調整する手段を備えたことを特徴とする積載枚数検知装置。
13. 請求項１１又は１２に記載された積載枚数検知装置において、前記湿度測定手段の測定値を履歴として記録する手段と、測定湿度の履歴に基づいて、実効湿度により前記補正を行う手段を備えたことを特徴とする積載枚数検知装置。
14. 請求項１乃至１３のいずれかに記載された積載枚数検知装置において、検知したシートの積載枚数を報知する手段を備えたことを特徴とする積載枚数検知装置。
15. 請求項５乃至１４のいずれかに記載された積載枚数検知装置において、前記演算手段の追加・変更を行う手段を備えたことを特徴とする積載枚数検知装置。
16. 請求項１５に記載された積載枚数検知装置において、前記演算手段の追加・変更を行う手段として、内蔵の入力部、外付けの入力機器の少なくとも一方を備えたことを特徴とする積載枚数検知装置。
17. 請求項１４乃至１６のいずれかに記載された積載枚数検知装置において、装備された前記演算手段の演算処理方法の内容を表示する手段を備えたことを特徴とする積載枚数検知装置。
18. シートを搬送する搬送手段と、前記搬送手段により搬出されるシートを積載するトレイと、前記トレイに積載された前記シートの積載枚数を検知する請求項１乃至１７のいずれかに記載された積載枚数検知装置を有したシート供給装置。
19. 記録用紙に画像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段へ前記シートとしての記録用紙を給紙する請求項１８に記載されたシート供給装置を有した画像形成装置。
20. 原稿を読取る原稿読取手段と、前記原稿読取手段へ前記シートとしての原稿を搬送する請求項１８に記載されたシート供給装置と、原稿読取信号をもとに記録用紙に画像を形成する画像形成手段を有した画像形成装置。
21. 原稿を読取る原稿読取手段と、前記原稿読取手段へ前記シートとしての原稿を搬送する請求項１８に記載されたシート供給装置と、原稿読取信号をもとに記録用紙に画像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段へ前記シートとしての記録用紙を給紙する請求項１８に記載されたシート供給装置を有した画像形成装置。
22. 請求項１９乃至２１のいずれかに画像形成装置において、前記積載枚数検知装置によって検知されたシートの積載枚数を報知する手段として、画像形成出力指示の入力を行う操作部の表示手段を用いることを特徴とする画像形成装置。
23. 請求項２２に記載された画像形成装置において、前記報知手段は、積載枚数検知装置によって検知された記録用紙の積載枚数が所定値を切った場合に、報知を行う手段であることを特徴とする画像形成装置。
24. 請求項２２又は２３に記載された画像形成装置において、前記報知手段は、前記積載枚数検知装置によって検知された原稿の積載枚数に対する記録用紙の積載枚数の比較値が所定値を切った場合に、報知を行う手段であることを特徴とする画像形成装置。
25. 請求項２３又は２４に記載された画像形成装置において、前記所定値の変更により報知を行う条件を調整する手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
26. 請求項２５に記載された画像形成装置において、前記所定値の追加・変更を行う手段として、内蔵の入力部、外付けの入力機器の少なくとも一方を備えたことを特徴とする画像形成装置。
27. 請求項２３乃至２６のいずれかに記載された画像形成装置において、前記所定値を表示する手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
28. 請求項２３乃至２７のいずれかに記載された画像形成装置において、前記積載枚数検知装置によって検知された記録用紙の積載枚数が前記所定値を切った場合に、前記画像形成手段の動作を中止させる制御手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
29. 発光手段からの光によって照射される積載されたシートが前記発光手段に対して第１角度をなすときに該シートを透過してくる光を受光手段により受け、その透過光量を検出する第１光量検出工程と、
    積載されたシートが前記発光手段に対して第２角度をなすときに該シートを透過してくる光を前記受光手段により受け、その透過光量を検出する第２光量検出工程と、
    前記第１光量検出工程及び第２光量検出工程で検出された第１角度及び第２角度の検出値に基づいて、シートの積載枚数ごとにその枚数に該当するか否かを判定するための指数を算出する演算工程と、
    前記演算工程によって算出された前記指数をもとに積載枚数を判定する枚数判定工程を行う積載枚数検知方法。

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