JPH05254696A - 給紙トレイの残量検知方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複写機などの給紙トレイ内の紙残量をホトセ
ンサシステムで検知するに際し経時劣化などによるセン
サ出力の変動を自動的に修正して用紙の残量を正しく検
知することを可能とする手段を提供すること。 【構成】 昇降式の用紙台を備えた給紙トレイ内の用紙
残量を黒から白への連続的な色階調を有する反射板と反
射型ホトセンサシステムとを用いて検知するに際し、用
紙を補充する毎に該ホトセンサの出力レベルを記憶して
その都度自動的に用紙残量に対する敷居値水準の修正を
行なうことを特徴とする給紙トレイの残量検知方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は給紙トレイの残量検知方
法に係り、特に反射板とホトセンサシステムとを用いて
昇降式の用紙台を備えた複写機などの給紙トレイ内の用
紙残量を検知する方法の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】昇降式の用紙台を備えた給紙トレイ内の
用紙残量を検知するために黒から白への連続的な色階調
を有する反射板を反射型ホトセンサシステムと組み合わ
せて複写機、ファクシミリなどに使用することは従来か
ら随時行なわれており、公知の手段となっている。この
ような従来の給紙トレイを図６の斜視図に示す。同図に
見られるように、１は給紙トレイであって、昇降式の用
紙台２を備えており、かつ該用紙台２の側端に反射型ホ
トセンサシステム３が設けられ、上端側の黒から下端側
の白へと連続的な色階調のシリーズを有する反射板４と
相対している。なお同図では反射板４の色調が判り易い
ように、反射板４の部分のみは正面図で示されている。
同図の如く、ホトセンサシステム３は用紙台２とともに
上昇するので、反射板４の色調が連続的に変化している
ことで、ホトセンサシステムの出力はリニアに変化し、
用紙量の変化を色調の変化から検出することが可能とな
る。

【０００３】すなわち、図６において反射板の色調と用
紙台２内の用紙残量とは対応しており、用紙が容量一杯
充填されている場合には用紙台２は下限まで降下し、相
対する反射板の色調は白（ＷＨ）となる。一方、用紙を
使い果して用紙台２が空になった場合は上限まで上昇
し、相対する反射板の色調は黒（ＢＬ）となる。この中
間段階における用紙台２の位置と、夫々に相対する色調
を濃灰色（ＤＧ）、灰色（ＧＲ）、淡灰色（ＬＧ）の如
く選び、夫々のホトセンサシステム３における出力信号
として求めておけば、これらの出力に基いて、用紙台２
内の用紙残量を検知することができる。なお、前記の反
射板４と反射型ホトセンサシステム３との関係を示した
のが図７に示す回路図である。反射型ホトセンサシステ
ム３は公知の手段であって、発光ダイオードＤ₁ とホト
トランジスタＱ₁ を備え、発光ダイオードＤ₁ はアノー
ド側に電源Ｐが接続され、カソード側を接地し、一方、
ホトトランジスタＱ₁ のコレクタ側に電源Ｐが接続さ
れ、エミッタ側から出力信号Ｖ_out を通常の理論回路な
どに入力して処理するものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】以上のべた手段は一見
かなり精度よく簡易に用紙残量の検知が可能であるよう
に思われるが、実際には実用上の問題点があり、必ずし
も精度のよい検知手段とは言えない面がある。すなわ
ち、従来の反射型ホトセンサシステム３使用方式では、
センサの出力レベルは常に変動ないものと仮定し、セン
サ表面の汚れや経時変化は考慮に入れられていない。し
かしながら実際にはそのような事態は常に発生するの
で、これらを考慮に入れない場合には、検知結果に誤り
が生ずることになる。図８はかかる誤検知の発生の一例
について説明するグラフである。同図は縦軸にホトセン
サシステム３の出力電圧（Ｖ_out ）、横軸に時間経過
（ｔ）を夫々取ったもので、或る基準時点（ｔ＝０）に
おいて用紙残量と反射板４によるホトセンサシステム３
の出力電圧Ｖ_out との関係を残紙量を種々変えて求める
ものである。たとえば同図に示すようにｔ＝０の時点で
の黒（ＢＬ）、濃灰色（ＤＧ）、淡灰色（ＬＧ）、白
（ＷＨ）に対応するＶ_out を求め、次にＢＬとＢＧとの
中間、ＢＧとＬＧとの中間、およびＬＧとＷＨとの中間
のＶ_out の値を夫々Ｓ₁ ，Ｓ₂ ，Ｓ₃ とし、これらを敷
居値水準（スレッショルドレベル）として、夫々を超え
た場合に残紙量の水準がどの程度であるので紙を補給す
べきであるなどの指針とする。これは特に多数枚の複写
などを連続して実施する場合、管理情報として必要とな
る。

【０００５】しかるにホトセンサシステム３には一般に
経時変化による劣化があり、前記のＢＬなどの出力電圧
Ｖ_out は、ｔ＝０の時点から時間の経過とともに変化す
るのが普通である。図８のグラフはそのような経時変化
を示したものであり、これらの直線は時間（ｔ）軸とは
平行にならない。一方、敷居値水準に関しては、最初に
Ｓ₁ 〜Ｓ₃ の設定を行なえばその後は、この値を常に用
いることになるので、これらの線は時間（ｔ）軸に平行
となる。従って、図８に見られる如く、ｔがある時点を
過ぎると、出力電圧の線と敷居値水準の線とは交叉する
に至り、その時点以後は、たとえばこの図８の場合は、
実際にはＢＬレベルすなわち用紙台２が上限に達し、す
でに用紙が使い果されているにもかかわらず、依然とし
て敷居値水準に見る限り、若干ながら用紙が残っている
かの如き検知がなされるものであり、よって前記の時点
以後の検知は誤検知となる。また、これ以外の必ずしも
経時的とは限らない原因として、ホトセンサシステム３
の表面の汚れなどによっても出力電圧が変動することも
あり、これも誤検知につながるものである。従来はこの
ような場合は敷居値水準が固定されているので、これに
対処するためにボリュームなどによりセンサ出力を調整
するなどの処置がその都度必要となり、極めて煩雑であ
った。従って本発明の目的とするところは、昇降式の用
紙台２を備えた給紙トレイ１内の用紙残量を反射板４と
ホトセンサシステム３とを用いて検知するに際し、ホト
センサシステム３に経時変化による劣化あるいは表面汚
れなどが発生しても、これらによるセンサ出力の変動を
自動的に修正して用紙の残量を正しく検知することを可
能とする給紙トレイの残量検知方法を提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決するためになされたものであって、その要旨とすると
ころは、昇降式の用紙台を備えた給紙トレイ内の用紙残
量を黒から白への連続的な色階調を有する反射板と反射
型ホトセンサシステムとを用いて検知するに際し、用紙
を補充する毎に該ホトセンサの出力レベルを記憶してそ
の都度自動的に用紙残量に対する敷居値水準の修正を行
なう給紙トレイの残量検知方法である。

【０００７】

【作用】本発明においては、反射型ホトセンサシステム
３と連続的な色階調を有する反射板４とを組合せて給紙
トレイ１内の用紙の残量を検知するに際し、用紙が容量
一杯充填されている場合の用紙台２下限の位置、すなわ
ち反射板４でＷＨの位置に対応するホトセンサシステム
３の出力信号と、用紙台２が空になった状態における用
紙台２上限の位置、すなわち反射板４でＢＬの位置に対
応するホトセンサシステム３の出力信号とをセントラル
プロセシングユニット（ＣＰＵ）に入力し、記憶された
上下の出力レベル間をソフト的に幾つかに分割して敷居
値水準を自動的に設定するとともに、その後は用紙が補
充された際ＷＨの出力信号が経時的に変化しても、その
都度の出力信号に応じて敷居値水準を修正して設定する
ことが可能となるので、用紙残量の誤検知を避けること
ができる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
説明する。まず図１は本発明方法を具現化するための手
段の一例を示す回路図である。同図において、３は発光
ダイオードＤ₁ およびホトトランジスタＱ₁ を備えた公
知の反射型ホトセンサシステムであって、黒（ＢＬ）か
ら白（ＷＨ）への連続的な色階調のシリーズを有する反
射板４と相対している点は先に図７についてのべた従来
の回路図と同様であり、また給紙トレイ１の構成につい
ても先にのべた図６の従来例と同様であるが、本発明に
おいてはホトトランジスタＱ₁ のエミッタ側からの出力
信号Ｖ_out がコントロール操作用基板ユニット（コント
ロールＰＷＢ）５に設けられたセントラルプロセシング
ユニット（ＣＰＵ）６のアナログポート７に入力される
ものである。

【０００９】このような手段により用紙の残量を検知す
る方法としては、まず、用紙を用紙台２の容量一杯に充
填して用紙台２が下限位置、すなわち反射板４での白
（ＷＨ）の色調の位置にあるとき、その際のホトトラン
ジスタＱ₁ の出力信号Ｖ_out をＣＰＵ６のアナログポー
ト７に入力して記憶し、次いでデータ採取のため、用紙
台２内の用紙を人為的に取り除くかあるいは通常に複写
を行なって用紙を減らすかのいずれかを行なって、用紙
台２内の用紙を空となし、その上限位置、すなわち反射
板４での黒（ＢＬ）の色調に達したとき、その際のホト
トランジスタＱ₁の出力信号Ｖ_out をＣＰＵ６のアナロ
グポート７に入力して記憶する。これでこの用紙台２に
設けられた反射型ホトセンサシステム３と反射板４との
上限時（残紙量０）と下限時（用紙Ｆｕｌｌ）との夫々
のセンサ出力レベルがＣＰＵに記憶されるので、残紙量
０とＦｕｌｌとの水準間の用紙残量についてはソフト的
に適当な範囲に（たとえば従来例に示したＤＧ，ＧＲ，
ＬＧなどの段階に）分割して敷居値水準を定め、これを
ＣＰＵに記憶させておけば、その後は、用紙Ｆｕｌｌに
なり、新たに下限出力信号が入力される毎にそれに見合
うよう自動的に敷居値水準の値を修正するようプログラ
ムを組んでおくことにより、たとえホトセンサシステム
３の劣化あるいは汚れなどが発生しても、それに追随し
て水準値の修正が行なわれ、常に正確な残紙量検知が可
能になる。

【００１０】このようにして敷居値水準値の修正が行な
われた場合のセンサ出力電圧Ｖ_outと時間経化ｔ（経時
変化）との関係を図２のグラフに示す。この図２のグラ
フは先に従来例について示した図８の場合と対比するた
めに出力電圧Ｖ_out については、黒（ＢＬ）、濃灰色
（ＤＧ）、淡灰色（ＬＧ）、および白（ＷＨ）について
夫々同じデータを示してあるが、敷居値水準に関しては
修正が自動的に加えられる結果、Ｓ₁ 〜Ｓ₃ はいずれも
出力電圧の線と交叉することはない。このことは、本発
明方法を採用することにより、たとえ経時変化によりホ
トセンサシステム３の劣化が生じても、敷居値水準は常
に正しく修正されており、紙残量の検知は常に正確で、
誤検知は生じないことが判る。

【００１１】以上述べた本発明の実施例についてフロー
チャートに基いてさらに具体的にその手順を説明する。
まず図３は各出力水準を初期設定する場合の例について
説明したものであって、敷居値水準（スレッショルドレ
ベル）を設定するために用紙台２を実際の複写作業の場
合と同様に昇降させるシュミレーションを行なうもので
ある。すなわち、まずスタートにおいて、ステップ１
（Ｓ−１）でシュミレーション設定を行ない、ステップ
２（Ｓ−２）で用紙を充填した給紙トレイ１を複写機に
装着する。この時点で用紙台２はＦｕｌｌの筈であるか
ら、下限の白（ＷＨ）の位置にある（Ｙｅｓ）可きであ
るが（ステップ３（Ｓ−３））、若し下限に達していな
い（Ｎｏ）場合は再び給紙トレイ１を抜き取って用紙量
を確認する。下限の白（ＷＨ）の位置に達していれば、
これをステップ４（Ｓ−４）として、この場合のセンサ
出力を下限、つまり用紙Ｆｕｌｌの際の基準値としてＣ
ＰＵ６に入力して記憶せしめる。

【００１２】次いで先にのべたように人為的に用紙を取
り除くかまたは複写機を通常通り使用するなどしてステ
ップ５（Ｓ−５）において用紙台２の上昇を行なわしめ
る。ステップ６（Ｓ−６）ではこのようにして用紙台２
が上限の黒（ＢＬ）位置に達したか（Ｙｅｓ）どうかを
検知し、未達（Ｎｏ）であれば引き続き用紙台２の上昇
を行なわしめる。用紙台２が黒（ＢＬ）の位置に達して
いればこれをステップ７（Ｓ−７）としてこの場合のセ
ンサ出力を上限、つまり用紙０の際の基準値としてＣＰ
Ｕ６に入力して記憶せしめる。このようにして上、下限
の基準値が決ったのち、それらの間を適当な範囲の用紙
残量毎に数段階にわけて敷居値水準（スレッショルドレ
ベル）をステップ８（Ｓ−８）で設定する。設定が終了
すればステップ９（Ｓ−９）でシュミレーション解除を
行ない、全体の初期設定はここで終了する。

【００１３】次に以上の初期設定に基いて複写機を継続
的に使用中に随時敷居値水準（スレッショルドレベル）
を修正して行く手順を図４に示すフローチャートにより
説明する。まずスタート後、ステップ１１（Ｓ−１１）
において電源を入れ、ステップ１２（Ｓ−１２）におい
て複写を開始する。ただちに複写が終了する（Ｙｅｓ）
ようであればこの手順はここで終了するが、複写が継続
する（Ｎｏ）ようであればステップ１４（Ｓ−１４）に
おいて用紙残量の確認が行なわれる。用紙切れでなけれ
ば（Ｎｏ）引き続き複写を継続するが、用紙切れの場合
（Ｙｅｓ）は用紙台２が上限の黒（ＢＬ）の位置まで上
昇しているので、ステップ１５（Ｓ−１５）においてそ
の時のセンサ出力をＣＰＵ６に入力し記憶させる。次い
で用紙２に用紙の補充がステップ１６（Ｓ−１６）にお
いて行なわれるが、この場合、用紙台２は必ず下限の白
（ＷＨ）の位置まで降下するので、ステップ１７（Ｓ−
１７）においてその時のセンサ出力をＣＰＵ６に入力し
記憶させる。

【００１４】これら上限および下限のセンサ出力が次回
に用紙台２の用紙がなくなるまでの間のセンサの基準値
になり、敷居値水準については先に図３のフローチャー
トで説明した初期設定の際、新たに上・下限の基準値が
セットされる毎にそれに見合うように敷居値水準の値を
自動的に修正するようプログラムに組んでおくことによ
り、ホトセンサシステム３の劣化や汚れに追随して修正
が行なわれるので、この修正による敷居値水準（スレッ
ショルドレベル）の設定をステップ１８（Ｓ−１８）に
おいて行なう。その後、複写が進行するとともに用紙台
２は上昇（ステップ１９（Ｓ−１９））し、用紙が上
限、すなわち残量０の状態に達していなければ（Ｎｏ）
複写作業が継続し、残量０の状態に達している（Ｙｅ
ｓ）場合にはステップ２０（Ｓ−２０）から待ち（Ｒｅ
ａｄｙ）の状態（ステップ２１（Ｓ−２１））に入る。
そしてステップ２２（Ｓ−２２）において、複写を継続
する（Ｙｅｓ）ようであればステップ１１（Ｓ−１１）
の段階に戻り、もはや複写を継続しない（Ｎｏ）ようで
あればそれをもってこの手順は終了となる。

【００１５】最後に以上のようにして検知される用紙残
量の具体的な表示手段の一例について説明する。今、用
紙量がＦｕｌｌの状態から０の状態までの間に敷居値水
準として、用紙量の３／４、１／２、および１／４、の
ポイントを夫々採用し、夫々の位置における出力電圧Ｖ
_out を用紙量Ｆｕｌｌ（＝１）から０までＶ_max 、
Ｓ₁ ，Ｓ₂ ，Ｓ₃ およびＶ_min 、の５段階とする。この
場合、Ｓ₁ は用紙量３／４での、Ｓ₂は用紙量１／２で
の、またＳ₃ は用紙量１／４での夫々敷居値水準であ
り、これらの出力Ｖ_out は上限値Ｖ_max および下限値Ｖ
_min が前記図３の手順などで得られるので、計算によっ
て求められる。すなわち Ｓ₁ ＝（Ｖ_max −Ｖ_min ）×３／４ Ｓ₂ ＝（Ｖ_max −Ｖ_min ）×１／２ Ｓ₃ ＝（Ｖ_max −Ｖ_min ）×１／４

【００１６】そこで用紙残量の水準を一瞥して直ちに判
るための手段の一つとして、たとえば図１のコントロー
ル操作基板ユニット（ＰＷＢ）５の正面に、パイロット
ランプを備えた残量インディケータを設けることが有効
である。すなわち前記の５段階のセンサ出力電圧と用紙
残量との関係、ならびにこれと対応するパイロットラン
プＬ₁ 〜Ｌ₅ を有する残量インディケータのパネル面を
模式的に示したものが図５である。このような構成のも
とに、 センサ出力がＶ_max 〜Ｓ₁ の間のとき→Ｌ₁ 〜Ｌ₄ が点
灯。 センサ出力がＳ₁ 〜Ｓ₂ の間のとき→Ｌ₂ 〜Ｌ₄ が点
灯。 センサ出力がＳ₂ 〜Ｓ₃ の間のとき→Ｌ₃ 〜Ｌ₄ が点
灯。 センサ出力がＳ₃ 〜Ｖ_min の間のとき→Ｌ₄ のみ点灯。 センサ出力がＶ_min のとき→Ｌ₅ のみ点灯。 となるようパイロットランプの点灯方式を設定すること
によって、パイロットランプの点灯状況を一瞥するのみ
で、用紙残量の水準を直ちに把握することができる。

【００１７】

【発明の効果】本発明によれば、昇降式の用紙台を備え
た複写機などの給紙トレイ内の用紙残量をホトセンサシ
ステムで検知するに際して、ホトセンサシステムの経時
変化による劣化、あるいは表面汚れなどが発生してセン
サ出力に変動が生じても、これに応じて用紙残量の敷居
値水準のセンサ出力を自動的に修正して常に用紙残量の
正して検知が可能となり、従来のようにその都度ボリュ
ームなどによりセンサ出力の調整を行なう煩雑さを回避
することができるものであって、その効果は測り知れな
いものがある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法を具現化するための手段の一例を示
す回路図である。

【図２】本発明におけるセンサ出力電圧と時間経過との
関係を示すグラフである。

【図３】本発明方法において出力水準を初期設定する例
の手段を示すフローチャートである。

【図４】本発明方法において出力水準を複写機継続使用
中に修正する例の手順を示すフローチャートである。

【図５】本発明方法におけるセンサ出力電圧と用紙残量
との関係の一例、ならびにこれらに対応して設けられる
残量インディケータのパネル面の一例を模式的に示す図
である。

【図６】従来の給紙トレイの構成を示す斜視図である。

【図７】従来の反射板と反射型ホトセンサシステムとの
関係を示す回路図である。

【図８】従来におけるセンサ出力電圧と時間経過との関
係を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 給紙トレイ ２ 用紙台 ３ 反射型ホトセンサシステム ４ 反射板 ５ コントロールＰＷＢ ６ ＣＰＵ ７ アナログポート Ｐ 電源 Ｑ₁ ホトトランジスタ Ｄ₁ 発光ダイオード

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 昇降式の用紙台を備えた給紙トレイ内の
   用紙残量を黒から白への連続的な色階調を有する反射板
   と反射型ホトセンサシステムとを用いて検知するに際
   し、用紙を補充する毎に該ホトセンサの出力レベルを記
   憶してその都度自動的に用紙残量に対する敷居値水準の
   修正を行なうことを特徴とする給紙トレイの残量検知方
   法。