JPH0554456U - 用紙残量検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本考案は用紙Ｐに接触することがないために給
紙性能に影響が全くないばかりか、装置の構成が簡単な
機構で形成されるためにコスト的に有利となり、しかも
紙なし、給紙カセットのセットの有無、用紙残量の検出
を一つのセンサで行うように形成された用紙残量検出装
置を提供することを目的とする。 【構成】給紙カセット１４の下方の装置本体１６の底面
に形成された主に赤外発光ダイオード２８とフォトトラ
ンジスタ２９とで形成され給紙カセット１４内の最下位
用紙からの反射光量を検出する光量検出装置（反射型フ
ォトセンサ）３０と、給紙カセット１４内に残留する用
紙量に応じて最下位用紙と前記光量検出装置３０との間
の距離を変化させる底板１５の押し上げ機構と、光量検
出装置３０の出力から用紙底面位置を判断するＭＰＵ３
３とから成る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、用紙残量検出装置に係り、特に複写機、各種プリンタ等の画像形成 装置に内蔵されて、画像形成中の用紙残量の有無を検出する用紙残量検出装置に 関する。

【０００２】

【従来技術】

図９は、従来の給紙カセットの用紙残量検出装置の概略構成図である。 同図に示すように、給紙コロ１の矢印方向の回転により用紙Ｐが給紙カセット ２から搬出される構成の給紙カセット２内に載置された用紙Ｐは、底板３を介し てバネ４により上方へ付勢されている。そして、ポテンショメータ５の可動接触 子５ａを載積されている用紙Ｐの上面に当接させ、可動接触子５ａの移動と連動 して所定電圧＋Ｖが印加されている抵抗体５ｂに接触する接触端子５ａ’を移動 させ、この移動に応じて変化する電圧値を検出回路６で検出して用紙Ｐの残量を 検知するものである。

【０００３】 又、図１０に示す様な構成の用紙残量検出装置も使用されている。この装置は 、用紙Ｐが載積された可動板７を不図示のモータにより上方へ持ち上げて給紙コ ロ１’へ用紙Ｐを圧接させ、可動板７の位置を複数設けられた検知スイッチ８で 検知し、そのオン、オフ状態により検知回路９で用紙の残量を検知するものであ る。

【０００４】

【従来技術の問題点】

上述のような従来の用紙残量検出装置では、各々以下の様な問題点を有してい る。

【０００５】 イ）ポテンショメータ５を用いた用紙残量検出装置では、用紙Ｐに可動接触子 ５ａが当接するので給紙性能に悪影響を与える。また、給紙カセット２の着脱の 際可動接触子５ａを退避させるための特別な機構を設けなければならず装置が複 雑化し、さらにポテンショメータ５は精度の高いものが要求される為コストアッ プの原因となる。

【０００６】 ロ）複数の検知スイッチ８を設けた用紙残量検出装置では、可動板７を上下に 移動する為の複雑な機構を必要とし、さらに用紙の残量検出の為多くの検知スイ ッチ８が必要となり、装置のコストアップの原因となる。

【０００７】 ハ）さらに、両用紙残量検出装置に共通する欠点として、用紙残量のアラーム を出力する時点を任意に設定できないという問題を有している。

【０００８】

【考案の目的】

本考案は上記従来の問題点に鑑み、給紙性能に影響を与えず、簡単な構成でコ スト的にも有利な用紙残量検出装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【考案の要点】

上記目的は本考案によれば、用紙カセットの筐体が本体装置内の定位置に装着 されるのに応じて用紙載置板が上昇し該用紙載置板上に載置された用紙を給紙コ ロに接触させて給紙動作を行うカセット給紙装置の用紙残量検出装置において、 前記用紙カセットが前記定位置に装着された際、前記用紙載置板の切り欠き部に 対応する前記本体装置底板上に配置された反射型フォトセンサと、該反射型フォ トセンサの発光素子の発光量を設定変更する光量制御手段と、前記発光量の変更 に応じた前記反射型フォトセンサの受光量を予め設定された閾値と比較すること により前記載置板上に残留する用紙の残量及び前記カセットの前記定位置装着を 識別する識別手段とを備えたことを特徴とする。

【００１０】

【実 施 例】

以下、本考案の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。 図２は、本実施例の用紙残量検出装置により検出しようとする用紙が収納され た用紙給紙カセットの斜視図である。

【００１１】 同図において、伝動軸１１は一端に固着されたレバー１１ａを介してバネ１１ ｂにより矢印Ｄ方向への回動習性を付与され、他端には前記底板作動ピン１０ｄ に当接する伝動レバー１１ｃを固着する。底板押上レバー１２は前記伝動軸１１ に一端を固着され、他端に押上部１２ａを形成し、また伝動軸１１との固着位置 に近い辺りで後述する係合部材を枢支する枢支部１２ａ、１２ｂを形成する。ガ イド部材１３はその一部のみを示す。給紙カセット１４は前記底板押上レバー１ ２が作動し得る開口部１４ａ、前記カセットロックアーム１０ｃが係脱する係合 スロット１４ｂを形成してなり、矢印Ｅ方向に引き出し可能（矢印Ｅ方向と逆方 向に装着）となる。底板１５はヒンジ部１５ａで前記給紙カセット１４に回動自 由なように枢着され、底部が前記押上１２ａと係接でき、一部を破断した状態で 示される。

【００１２】 そして、底板１５の所定位置に切り欠いた後述する切り欠き部（１５ｂ）から 用紙Ｐが臨めるように形成される。 図３は、前記給紙カセット１４を着脱する画像形成装置全体の概略の構成を示 す斜視図である。同図において、画像形成装置１６（以下、装置本体１６という ）は前記図示した用紙給紙カセット１４の周辺装置に加えて、回動可能な感光体 ドラム１７と、この感光体ドラム１７の周面近傍に順次配設された帯電器１８、 印字ヘッド１９、現像器２０、転写器２１、クリーナ２２、用紙上に付着するト ナー像を用紙に定着させる為の定着器２３、画像を上に向けた状態で排紙積層す る所謂フェースアップトレイ２４、画像を下にむけた状態で排紙積層する所謂フ ェースダウントレイ２５、給紙カセット１４から給紙コロａの反時計方向への回 転によって搬送される用紙Ｐの進行方向を反転せしめるターンガイド２６、そし て、給紙カセット１４から順次搬送される用紙Ｐを捌く捌きレバー２７で構成さ れている。

【００１３】 図１は、本考案の用紙残量検出装置の概略を示す側面図である。同図において 、給紙カセット１４の周辺の装置は前記図２で示したものとほぼ同様であり、該 給紙カセット１４の下方の装置本体１６の底面に形成された本考案の用紙残量検 出装置は主に赤外発光ダイオード２８とフォトトランジスタ２９とで形成されて いる光量検出装置（反射型フォトセンサ）３０である。

【００１４】 この光量検出装置３０は、赤外発光ダイオード２８から出射された光を給紙カ セット１４に積載された最下端の用紙Ｐの裏側に当てて点線Ａに示すように反射 させ、この反射光をフォトトランジスタ２９で受けて用紙Ｐの有無若しくは残量 を検出する構成となる。尚後述するように、給紙カセット１４に積載された最下 位の用紙Ｐと赤外発光ダイオード２８との距離をＬとし、この距離Ｌは給紙カセ ット１４に収納される用紙Ｐの残量により変化する。

【００１５】 光量検出装置３０は前記給紙カセット１４の下方となる装置本体１６の底面で 給紙カセット１４の底部に設けられた切り欠き部分１４ｂ及び用紙Ｐを載置する 底板１５の切り欠き部１５ｂから用紙Ｐを臨むことのできる位置に構成されてい る。

【００１６】 上記本体装置１６において、用紙Ｐが積載される給紙カセット１４を用紙Ｐの 補給或いは用紙を変更する為などで交換する場合、手前側、すなわち矢印Ｆで示 される用紙搬送方向に対して水平で直角な矢印Ｅ方向に引き出すことにより取り 出される。具体的には、上記方向に給紙カセット１４を取り出す際、先ず図２に おいて示す給紙操作レバー１０の操作ハンドル１０ａにより矢印Ｄ方向に該給紙 操作レバー１０を回動させる。給紙操作レバー１０は自身では固有の回動習性を 有していないが、バネ１１ｂによって矢印Ｄの方向に回動する習性を付与される 伝動レバー１１ｃが底板作動ピン１０ｄに当接しているため、間接的に軸１０ｅ を支点として反時計方向への回動習性を付与され、図示してないストッパー部材 によりその回動を抑止されている。給紙操作レバー１０をその回動習性に抗して 時計方向に回動せしめることにより、カセットロックアーム１０ｃを係合スロッ ト１４ｂから抜け出して給紙カセット１４を矢印Ｅ方向に引き出し得るようにす る。

【００１７】 また、給紙操作レバー１０は時計方向に回動操作することにより、給紙カセッ ト１４の底板１５を下降させ、また捌きレバー２７を給紙コロａから引き離して その当接を解除する。

【００１８】 すなわち、図１、図２及び図４乃至図５において、給紙操作レバー１０を時計 方向に回動せしめることによって、伝動レバー１１ｃが反時計方向に回動せしめ られ、伝動軸１１も一体的に反時計方向に回動する、従って、伝動軸１１に固着 されている底板押上レバー１２が反時計方向に回動し押上部１２ａを下降させる 。底板１５はヒンジ部１５ａを支点として自重により押上部１２ａの下降に追随 して下降し、給紙カセット１４の底部に支えられて停止するが、押上部１２ａは 給紙カセット１４の開口部１４ａを通って給紙カセット下部に退避する。

【００１９】 底板押上レバー１２には枢支部１２ｂ、１２ｂによってコネクタ３１の一端を 回動自由なように枢支しているので、底板押上レバー１２が反時計方向に回動す ることによってコネクタ３１も共に下降する。コネクタ３１は曲げ部３１ａによ ってガイドアーム２７ｂと係合しているので、該下降によってさばきレバー２７ をさばきレバーバネ３２に抗して下降させ，捌きパっト２７ａを給紙コロａから 引き離す。この場合、捌きレバー２７の下降は給紙コロａの時計方向への回動よ りやや遅れて動作する。

【００２０】 なお、給紙操作レバー１０は図２に示す位置まで時計方向に回動されると不図 示のロック機構によりその状態を維持される。 給紙カセット１４を矢印Ｅ方向に引き抜いたあと、給紙カセット１４に用紙を 補充し、或いは用紙サイズの異なる用紙を積載した給紙カセット１４を再び画像 形成装置１６に装着する場合、矢印Ｅ方向に沿って、但し向きを矢印Ｅに対して 逆方向に押し込むと図示しないストッパ等によって抑止されるから、そこで操作 ハンドル１０ａを不図示のロック機構から開放する（この場合、上記ロック機構 の開放は給紙カセット１４の装着動作に連動させることもできる。）と再びバネ １１ｂに回動習性を付与された伝動レバー１１ｃが底板作動ピン１０ｄを押して 給紙操作レバー１０を反時計方向に回動させて復帰させる。

【００２１】 上記の給紙カセット１４内に積載された用紙Ｐの残量を検出する回路構成を図 ６に示す。ＭＰＵ３３は本実施例の用紙残量検出装置を含む画像形成装置全体の 駆動制御を行う中央処理装置であり、用紙残量の検出処理制御のみならず他の駆 動制御も行っているが、図６には用紙残量検出処理制御の為の回路のみを示す。 デジタル／アナログコンバータ（以下Ｄ／Ａコンバータ）３４はＭＰＵ３３から 出力されるデジタルデータをアナログデータに変換して赤外発光ダイオード２８ へ出力する。赤外発光ダイオード２８の発光は、給紙カセット１４に積載されて いる用紙Ｐに照射され、用紙Ｐからの反射光がフォトトランジスタ２９に受光さ れる。そして、このフォトトランジスタ２９で受光した光量によりコンパレータ ３５でスイッチ動作を行ってＭＰＵ３３に出力する。ＭＰＵ３３はコンパレータ ３５からの出力信号（例えばハイ信号）が供給される時、Ｄ／Ａコンバータ３４ を介して赤外発光ダイオード２８へ出力したこの時の電圧Ｅx に基づいて後述す る様に、３個のＬＥＤ３６、３７、３８の１個を選択し、対応するバッファＢ１ 〜Ｂ３を介して発光信号を出力する。発光信号が出力されたＬＥＤ３６、３７、 ３８の１個は供給された発光信号に従って発光する。

【００２２】 尚、図６に示す抵抗Ｒ１は赤外発光ダイオード２８に流す電流を制御する抵抗 であり、抵抗Ｒ２はフォトトランジスタ２９のエミッタ抵抗であり、抵抗Ｒ３及 びＲ４はコンパレータ３５の基準電圧を決定する為の所謂分圧抵抗である。また 、抵抗Ｒ３〜Ｒ５はバッファＤ１〜Ｄ３を介してＬＥＤ３６〜３８へ供給する電 流を制限する為の抵抗である。

【００２３】 一方、上述のＭＰＵ３３には不図示のＥＥＰＲＯＭが接続され、このＥＥＰＲ ＯＭには以下のデータが記憶されている。以下にＥＥＰＲＯＭに記憶されたデー タの内容を説明する。図７は赤外発光ダイオード２８へ出力されるＭＰＵ３３か らの電圧Ｅx （但しＭＰＵ３３から出力される電圧Ｅx はデジタルデータである ）とフォトトランジスタ２９がオンしてコンパレータ３５からＭＰＵ３３へハイ 信号が出力される際の上記赤外発光ダイオード２８から給紙カセット１４に収納 される最下位の用紙Ｐまでの距離Ｌとの関係を示すものである。すなわち、赤外 発光ダイオード２８から出射され、最下位用紙Ｐに反射してフォトトランジスタ ２９へ入射する光は用紙が消費されるにつれて距離Ｌが長くなればその分減少し 、フォトトランジスタ２９をオンさせるのに要する光量が上記距離Ｌに比例して 増大する。従って、赤外発光ダイオード２８に供給する電圧Ｅx を増せば赤外発 光ダイオード２８の発光光量が増し、電圧Ｅx とその時フォトトランジスタ２９ がオンできる最大距離Ｌ_n との関係が図７に示すものとなる。例えば、赤外発光 ダイオード２８に印加する電圧Ｅx がＥ１の時フォトトランジスタ２９がオンと なる時の距離Ｌ_n の最大限界値はＬ１であり、ちなみにこの時給紙カセット１４ 内に用紙Ｐが最大量（１００％）積載されている。また、赤外発光ダイオード２ ８に印加する電圧Ｅx がＥ２の時フォトトランジスタ２９がオンとなる距離Ｌ_n の最大限界値はＬ２であり、ちなみにこの時給紙カセット１４内に用紙Ｐが約６ ０％積載されている。以下同図に示す様に印加電圧Ｅx がＥ３の時距離Ｌ３が対 応し、この時給紙カセット１４内に用紙Ｐが約３０％積載されており、また印加 電圧Ｅx がＥ４の時距離Ｌ４が対応し、この時給紙カセット１４内に用紙Ｐが存 在しない状態である。したがって、ＥＥＰＲＯＭには図７に対応する電圧Ｅx に 対してフォトトランジスタ２９をオンさせるに要する距離Ｌの最大限界値のデー タＬ_n が記憶されており、ＭＰＵ３３はＥＥＰＲＯＭに記憶されたこのデータに 基づいて用紙残量の検出制御を実行する。尚、ＥＥＰＲＯＭに記憶する上述のデ ータは、例えば工場出荷時書き込まれる。

【００２４】 次に、給紙カセット１４に用紙Ｐを積載し、本体装置１６へセットした後の動 作について図８のフローチャートを用いて説明する。尚、同図に示す処理はＭＰ Ｕ３３からＤ／Ａコンバータ３４へ電圧Ｅx に対応するデジタルデータを出力し 、赤外発光ダイオード２８を発光し、さらに電圧Ｅx を変化させながら出力した 時にフォトトランジスタ２９がオンし、ＭＰＵ３３に前述のハイ信号が出力され た時実行される処理である。

【００２５】 先ず、ＭＰＵ３３は不図示のカセットサイズセンサによって給紙カセット１４ の有無を判断する（ステップ（以下ＳＴＰという）１）。ここで、給紙カセット １４が装着されていない時、ＭＰＵ３３は「カセットなし」を表示する（ＳＴＰ ２）。一方、給紙カセット１４が存在すれば以下の処理を実行する。

【００２６】 先ず、コンパレータ３５からＭＰＵ３３にハイ信号が出力された時の電圧Ｅx を読み取る（ＳＴＰ３）。次に、読み取った電圧Ｅx とＥＥＰＲＯＭに記憶され た電圧Ｅ１と比較する（ＳＴＰ４）。ここで、電圧Ｅx が電圧Ｅ１より低い時用 紙残量１００％時の電圧Ｅ１より低くてもフォトトランジスタ２９がオンしたと 判断して（ＳＴＰ４がＹ）、すなわち図５に示すように押上げ板１５が下にさが った状態の時であると判断して、カセット不良を表示する（ＳＴＰ５）。

【００２７】 一方、電圧Ｅx が電圧Ｅ１以上の時（ＳＴＰ４がＮ）、次の判断（ＳＴＰ６） を実行し、電圧Ｅx が電圧Ｅ１〜Ｅ２の間の電圧値であるか否かの判断する。こ こで、電圧Ｅx がこの間の電圧値であれば給紙カセット１４内の用紙Ｐの残量は ＥＥＰＲＯＭの前述のデータに基づいて距離ＬがＬ１〜Ｌ２であり、用紙残量が １００％〜６０％であると判断してＬＥＤ３６を発光する（ＳＴＰ７）。

【００２８】 次に、電圧Ｅx が電圧Ｅ２以上の時（ＳＴＰ６がＮ）、次の判断（ＳＴＰ８） を実行し、電圧Ｅx が電圧Ｅ２〜Ｅ３の間の電圧値であるか否かの判断する。こ こで、電圧Ｅx がこの間の電圧値であれば給紙カセット１４内の用紙Ｐの残量は ＥＥＰＲＯＭの前述のデータに基づいて距離ＬがＬ２〜Ｌ３であり、用紙残量が ６０％〜３０％であると判断しＬＥＤ３７を発光する（ＳＴＰ９）。

【００２９】 以下同様にして、電圧Ｅx が電圧Ｅ３以上の時（ＳＴＰ８がＮ）、電圧Ｅx が 電圧Ｅ３〜Ｅ４の間の電圧値であるか否かの判断し（ＳＴＰ１０）、電圧Ｅx が この間の電圧値であれば給紙カセット１４内の用紙Ｐの残量が３０％以下である と判断しＬＥＤ３８を発光する（ＳＴＰ１１）。さらに、電圧Ｅx が電圧Ｅ４よ り高い時（ＳＴＰ１２がＹ）、図４に示すように給紙カセット１４に用紙Ｐが１ 枚も無く反射する光が無い為であると判断し、用紙無し表示をする（ＳＴＰ１３ ）。

【００３０】 以上のように、本考案は給紙カセット１４内に積載される用紙Ｐの量によって 上述の距離Ｌが変化し、この距離Ｌを給紙カセット１４に収納された用紙Ｐの残 量に対応させて検出するものである。

【００３１】

【考案の効果】

以上、詳細に説明したように本考案によれば、従来の如く用紙残量の検出に接 触子等を接触させる必要がなく、給紙性能に悪影響を与えない。

【００３２】 また、装置の構成が簡単でありコスト的に有利となり、しかも紙なし及び用紙 残量の検出を一つのセンサで行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の用紙残量検出装置の概略を示す側面図
である。

【図２】画像形成装置に内蔵される用紙給紙カセットを
示す斜視図である。

【図３】前記給紙カセットを着脱する画像形成装置全体
の概略の構成を示す斜視図である。

【図４】本考案の用紙残量検出装置を含む給紙カセット
の要部を示す側面図である。

【図５】本考案の用紙残量検出装置を含む給紙カセット
の要部を示す側面図である。

【図６】本考案の用紙残量検出装置の回路構成を示す図
である。

【図７】光量検出装置から用紙Ｐ迄の距離Ｌと印可電圧
の関係を示す図である。

【図８】本考案の用紙残量検出装置の回路構成の動作を
示すフローチャートである。

【図９】従来の給紙カセットの用紙残量検出装置の概略
構成図である。

【図１０】従来の給紙カセットの用紙残量検出装置の概
略構成図である。

【符合の説明】

１１ 伝動軸 １２ａ 押上部 １２ｂ 枢支部 １３ ガイド部材 ２７ 捌きレバー ２７ａ 捌きパッド ２７ｂ ガイドアーム ２８ 赤外発光ダイオード ２９ フォトトランジスタ ３０ 光量検出装置 ３１ コネクタ ３１ａ 曲げ部 ３３ ＭＰＵ ３４ Ｄ／Ａコンバータ ３５ コンパレータ ３６〜３８ ＬＥＤ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】用紙カセットの筐体が本体装置内の定位置
   に装着されるのに応じて用紙載置板が上昇し該用紙載置
   板上に載置された用紙を給紙コロに接触させて給紙動作
   を行うカセット給紙装置の用紙残量検出装置において、 前記用紙カセットが前記定位置に装着された際、前記用
   紙載置板の切り欠き部に対応する前記本体装置底板上に
   配置された反射型フォトセンサと、 該反射型フォトセンサの発光素子の発光量を設定変更す
   る光量制御手段と、 前記発光量の変更に応じた前記反射型フォトセンサの受
   光量を予め設定された閾値と比較することにより前記載
   置板上に残留する用紙の残量及び前記カセットの前記定
   位置装着を識別する識別手段とを備えたことを特徴とす
   るカセット給紙装置の用紙残量検出装置。