JPH06336352A - 用紙残量検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 用紙の厚さに左右されず、用紙載置装置内に
収容された用紙の残量を正確に検出して表示するととも
に、ＣＰＵのポート数を大幅に削減して製造コストを低
減する。 【構成】 複数枚の用紙を積載して収容する筐体２内の
用紙Ｓの残量を非接触で検出する用紙残量検出装置にお
いて、筐体２の上方に、発光素子21と投光レンズ22から
成る発光部20と、距離計測用受光素子31と集光レンズ32
から成る受光部30とから構成した検出装置を配置し、発
光部20の発光素子21からの出射光を、前記投光レンズ22
によって投光し、筐体２内の積載用紙Ｓの最上面に照射
し、該用紙Ｓの最上面の反射光を受光部30の集光レンズ
32によって集光して前記距離計測用受光素子31にスポッ
ト光束として入射させ、該入射光を電気信号に変換し
て、用紙残量の変位に追従して電流値変化を演算するこ
とにより、筐体２内の用紙Ｓの残量枚数を検出する用紙
残量検出装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、複写機、プリンタ等
の画像形成装置の給紙カセットに積載収容された記録紙
や、自動原稿送り装置の原稿トレイ上に積載収容された
原稿等の用紙の残量検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、複写機、プリンタ等においては、
給紙カセット内に記録紙を収容しておき、一枚ずつ給送
し複写又は印刷を行う。複写又は印刷が進行し給紙カセ
ット内の記録紙が完全に無くなった時、検知器が作動
し、記録紙補給信号を発し、コピー又は印刷の動作を停
止したりするように構成されている。しかし大量にコピ
ーを行う場合には、予じめ給紙カセットを複写機又は印
刷機本体より取り外し残量をたしかめる必要が生じる。
コピーの途中でカセット内の記録紙が無くなってしまう
と、記録紙を補給してからコピー再スタートを行ったと
き、それ以前のコピー実枚数が無効になって、再び最初
から連続コピー動作がなされてしまうという不都合があ
る。従来カセット内に収容された記録紙の残量を検知表
示させる手段の一つとして特開昭56-118616号公報によ
る提案がある。これはカセット内の記録紙の枚数変化を
回転量に変換し、その回転量をポテンショメーターにて
電気信号に変換しメーターに表示するものであるが、こ
の提案はポテンショメーターへの回転の伝達機構が複雑
であり、ポテンショメーターの接触子の接触不良による
誤動作がある等のため実用上使用に困難があった。

【０００３】また他の方法として、実開昭56-130943号
公報による提案によれば、カセット内の記録紙の減少に
伴ない、一端を中心として上方へ揺動する記録紙を載置
した可動底板の裏面にミラーを設け、装置本体に前記ミ
ラーを照射する投光器と、前記可動底板の揺動に伴いミ
ラーの反射位置が変化することにより、受光量が変化す
る光電変換器を設け、その変換量を電流計に接続し、メ
ーター上に残量を表示するようにしたものである。しか
しこの提案に於ては、ミラーが塵埃の付着による検出誤
差を生じたり、ミラーの取付位置調整が面倒であった
り、検出装置が高価である等の欠点がある。

【０００４】さらにまた他の光学的非接触用紙残量検出
装置としては、カセット内の用紙面との垂線と平行に、
カセット内の用紙を挟むように片側に発光部を、他の側
に用紙積載量に応じて受光素子を多数併設した受光部を
配設して、積載用紙の最上面の高さを検出する。この方
法によると、受光部に多数の受光素子を設けねばなら
ず、受光部の配置ピッチ間隔の分解能しか得られず、細
かい残量枚数の検出が不可能である。また多数の受光素
子を必要とするので製造コスト高となる欠点がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、カセット
内に積載収容された用紙の最上面の高さを１枚ずつ検出
することにより、高精度な用紙残量の検出と表示を可能
にすることを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するこの
発明の用紙残量検出装置は、複数枚の用紙を積載して収
容する筐体内の用紙の残量を非接触で検出する用紙残量
検出装置において、前記筐体の上方に、発光素子と投光
レンズから成る発光部と、距離計測用受光素子と集光レ
ンズから成る受光部とから構成した検出装置を配置し、
前記発光部の発光素子からの出射光を、前記投光レンズ
によって投光し、前記筐体内の積載用紙の最上面に照射
し、該用紙の最上面の反射光を受光部の集光レンズによ
って集光して前記距離計測用受光素子にスポット光束と
して入射させ、該入射光を電気信号に変換して、用紙残
量の変位に追従して電流値変化を演算することにより、
前記筐体内の用紙の残量枚数を検出することを特徴とす
るものである。

【０００７】またこの発明の用紙残量検出装置は、前記
発光素子が赤外線発光ダイオードであることを特徴とす
る。

【０００８】さらにこの発明の用紙残量検出装置は、前
記距離計測用受光素子が一次元半導体検出素子であるこ
とを特徴とする。

【０００９】

【実施例】以下、この発明の用紙残量検出装置を添付図
面に示す一実施例によって説明する。

【００１０】図１は給紙カセットを複写機等の画像形成
装置の給紙部に装着した状態を示す正面断面図、図２は
上記給紙カセットと用紙残量検出装置の側断面図であ
る。

【００１１】給紙カセット１の筐体２内の用紙載置板３
の上面には、多数枚の用紙Ｓが積層して載置される。こ
の給紙カセット１を画像形成装置本体の給紙部10に装着
すると、給紙カセット１の筐体２の側壁の一部が、給紙
部10の給紙カセット収納部内の図示しない被動手段を介
して、給紙部10の押上げレバー11を作動させる。すなわ
ち、前記被動手段が回転軸12を回転させることにより、
回転軸12に固定された押上げレバー11は、回転軸12を中
心にして図示の反時計方向に揺動され、押上げレバー11
の先端に取付けられた先端部材13が給紙カセット１内の
前記用紙載置板３の底面側を押圧して押上げ、用紙載置
板３は筐体２の底部に設けた支点軸部２Ａを中心にして
図示の時計方向に揺動して上昇する。

【００１２】そして用紙載置板３上に積載された用紙Ｓ
の最上層面が給紙部10の送り出しローラ14の周面に所定
の圧力で圧接すると用紙載置板３の上昇駆動が停止さ
れ、圧接が維持される。

【００１３】次いで、画像形成装置本体側の給紙信号に
より、給紙部10の送り出しローラ14が回転し、上層の用
紙Ｓが送り出されて、捌きローラ15と重送防止ローラ16
との捌き作用によって、最上位の１枚の用紙Ｓのみが画
像形成部に給送される。

【００１４】引き続き給紙信号入力によって、用紙Ｓの
給送が行なわれて、シート載置板３および筐体２内の用
紙枚数が減少すると、駆動手段が駆動して押上げレバー
11が上昇回動して、用紙束を送り出しローラ14に常時所
定圧力で押圧する。

【００１５】前記給紙カセット１の用紙載置板３を除く
筐体２の底面２Ｂに載置された用紙束の最上層面は、用
紙給送に追従して次第に下降してゆく。

【００１６】上記筐体２の底面２Ｂの上方には、赤外線
発光ダイオード等の発光素子21と投光レンズ22とから成
る発光部20と、距離計測用受光素子31と集光レンズ32と
から成る受光部30とから構成された検出装置がユニット
化されて、給紙部10の図示しない保持部に固定されてい
る。

【００１７】前記発光部20の発光素子21からの出射光
は、投光レンズ22により集光されて収斂光となって、給
紙カセット１内の積載用紙Ｓの最上面に照射する。該用
紙の最上面の反射光は、集光レンズ32によって集光され
て、距離計測用受光素子31にスポット光束として入射す
る。該距離計測用受光素子31は入射したスポット光束を
電気信号に変換するもので、入射するスポット光束の一
次元位置を検出する光センサである。

【００１８】図２に、前記発光部20と受光部30とから成
る検出装置による積載用紙残量検出の原理を示す。用紙
残量の変化Ｌ₁〜Ｌ₂は、三角測距の原理を用いて距離計
測する。

【００１９】測ろうとする距離の範囲をＬ₁mmからＬ₂mm
とし、投光レンズ22と集光レンズ32との光軸間距離（基
線長）をＢmm、集光レンズ32とから受光素子31の受光面
までの焦点距離をｆ、とすると、受光素子31の受光面上
でのスポット光の距離変化ｘ₁，ｘ₂は、 ｘ₁＝Ｂ・ｆ／Ｌ₁ ｘ₂＝Ｂ・ｆ／Ｌ₂ になる。このようにｘ₁とｘ₂の位置にスポットが得ら
れ、それぞれ光電流Ｉ₁，Ｉ₂を得る。

【００２０】図３は用紙残量検出装置の演算・制御回路
のブロック図、図４は該検出装置による出力電流値Ｉと
距離ｘの特性図である。

【００２１】上記の各光電流Ｉ₁，Ｉ₂はそれぞれ電圧に
変換出力されたのち、増幅器Ａｍｐにより増幅され、Ｃ
ＰＵにより演算処理される。

【００２２】ＣＰＵ内では、受光素子31の受光面上のス
ポット光の距離ｘを、次式により演算処理する。

【００２３】ｘ＝Ｋ・｜Ｉ₁＋Ｉ₂｜／｜Ｉ₁−Ｉ₂｜ ここで、Ｋは光学系によって決まる定数である。

【００２４】図４において、受光面上の位置における
残量データをｘ₁、この状態から用紙１枚を排出したと
きのデータをｘ′、位置の残量データ（用紙０枚のデ
ータ）をｘ₂とすると、カセット１の筐体２内の用紙残
量枚数Ｚは次式の Ｚ＝｜ｘ₂＋ｘ′｜／｜ｘ₁−ｘ′｜ で表される。ここで｜ｘ₁−ｘ′｜は１枚の紙厚を示
す。

【００２５】ＣＰＵで演算処理されて算出された用紙残
量枚数Ｚは、表示装置33のＬＥＤ等により枚数表示され
る。

【００２６】なお、信号源光源の前記発光素子21として
は赤外ＬＥＤを、受光素子31としては、可視光カット型
の窓材を使用した一次元の半導体位置検出素子（ＰＳ
Ｄ）を使用した。また、信号源光源の発光素子21をパル
ス点灯させて定常周囲光成分を除去してもよい。さら
に、投光レンズ22および集光レンズ32は、ともに球面収
差の補正された非球面レンズを用い、レンズのＦ値（焦
点距離／口径）の少ない明るいレンズがよい。なお、前
記図２、図３に示す発光部20は、用紙Ｓの垂直上方に配
置してあるが、本発明はこれに限定されるものではな
く、用紙面の斜上方から投光して、その反射光を受光す
るようにしてもよい。

【００２７】図５は、本発明の用紙残量検出装置を、自
動原稿送り装置40に適用した実施例を示す構成図であ
る。

【００２８】原稿載置部41上に積載された原稿Ｄは、原
稿載置部41の底部に配置された送り出しローラ42Ａ，42
Ｂによって底送りされて、最下層の原稿Ｄから順次給送
され、分離手段43を経てプラテンガラス44と搬送ベルト
45が圧接する搬送部へ送られる。

【００２９】このような原稿底送り形式の用紙給送装置
においても、原稿Ｄの送り出しに追従して下降する原稿
束最上面を前述と同様の構成となす用紙残量検出装置を
用いて、余白部を検出することにより、原稿残量枚数を
容易にかつ正確に検出表示することができる。

【００３０】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の用紙残量検
出装置によると、ＣＰＵのポート数を大幅に削減できる
から、製造コスト低減が可能になった。また、用紙の厚
さに左右されず、同質の用紙であれば、用紙積載装置内
に収容された用紙の残量を正確に検出して表示すること
ができるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】複写機等の画像形成装置の給紙部に装着した給
紙カセットの正面断面図。

【図２】上記給紙カセットと用紙残量検出装置の側断面
図。

【図３】用紙残量検出装置の演算・制御回路のブロック
図。

【図４】用紙残量検出装置による出力電流値と距離の特
性図。

【図５】本発明の用紙残量検出装置を自動原稿送り装置
に適用した実施例の構成図。

【符号の説明】

１ 給紙カセット ２ 筐体 ３ 用紙載置板 10 給紙部 11 押上げレバー 20 発光部 21 発光素子（赤外ＬＥＤ） 22 投光レンズ 30 受光部 31 距離計測用受光素子（ＰＳＤ） 32 集光レンズ 33 表示装置 40 自動原稿送り装置 41 原稿載置部 Ｄ 原稿 Ｓ 用紙 Ｚ 用紙残量枚数

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数枚の用紙を積載して収容する筐体内
   の用紙の残量を非接触で検出する用紙残量検出装置にお
   いて、前記筐体の上方に、発光素子と投光レンズから成
   る発光部と、距離計測用受光素子と集光レンズから成る
   受光部とから構成した検出装置を配置し、前記発光部の
   発光素子からの出射光を、前記投光レンズによって投光
   し、前記筐体内の積載用紙の最上面に照射し、該用紙の
   最上面の反射光を受光部の集光レンズによって集光して
   前記距離計測用受光素子にスポット光束として入射さ
   せ、該入射光を電気信号に変換して、用紙残量の変位に
   追従して電流値変化を演算することにより、前記筐体内
   の用紙の残量枚数を検出することを特徴とする用紙残量
   検出装置。
2. 【請求項２】 前記発光素子は赤外線発光ダイオードで
   あることを特徴とする請求項１に記載の用紙残量検出装
   置。
3. 【請求項３】 前記距離計測用受光素子は一次元半導体
   位置検出素子であることを特徴とする請求項１に記載の
   用紙残量検出装置。