(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
紙を積載する積載手段と、
前記積載手段に積載された紙を給紙するための半月状給紙ローラと、
前記半月状給紙ローラを駆動する駆動手段と、
前記半月状給紙ローラによって給紙された紙が搬送路上の所定位置に到達したことを検知する検知手段と、を有する画像形成装置で用いられる紙残量検知装置において、
前記駆動手段が前記半月状給紙ローラを駆動してから前記検知手段が紙を検知するまでの時間に基づいて、前記積載手段に積載された紙の残量を検知する紙残量検知手段を有することを特徴とする紙残量検知装置。
【請求項２】
紙を積載する積載手段と、
前記積載手段に積載された紙を給紙するための半月状給紙ローラと、
前記半月状給紙ローラを駆動する駆動手段と、
前記駆動手段の負荷変動を検知する検知手段と、を有する画像形成装置で用いられる紙残量検知装置において、
前記駆動手段が前記半月状給紙ローラを駆動してから前記検知手段によって前記駆動手段の負荷変動が検知されるまでの時間に基づいて、紙の残量を検知する紙残量検知手段を有することを特徴とする紙残量検知装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の紙残量検知装置において、
前記紙残量検知手段により検知された紙残量を表す信号を外部機器に出力する出力手段を有することを特徴とする紙残量検知装置。
【請求項４】
請求項３記載の紙残量検知装置において、
前記出力手段は、前記紙残量が所定の枚数より少ない場合に、前記外部機器に前記紙残量を表す信号を出力することを特徴とする紙残量検知装置。
【請求項５】
請求項１または２記載の紙残量検知装置において、
前記紙残量検知手段は、前記積載手段に積載された複数の紙の給紙に係る前記時間を平均した時間に基づいて、前記紙残量を検知することを特徴とする紙残量検知装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、紙残量検知装置に関し、特に、プリンタや複写機等のカットシートを給紙し、搬送し、画像を形成する画像形成装置に用いられる紙残量検知装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像形成装置で用いられる紙残量検知装置が実公平４−２０８４６号公報に提案されている。この公報に記載の紙残量検知装置では、紙を積載した中板の位置をその中板の一部を画像形成装置の給紙カセットの外部に表示することで、紙の残量が外部から分かるようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例では、紙の残量を機械的に外部に表示するだけであったために、オペレータが画像形成装置、特に、その給紙カセットを見ない限り、給紙カセット内の紙の残量が分からないものであった。また、残量を表示する位置が給紙カセットの近傍であるという場所の制約があった。このため、例えば、プリンタから離れた位置がプリンタを制御するコンピュータが設置されている場合などでは、オペレータが紙の残量表示が見えにくいか、全く見えないために、プリンタの紙が残り少ないのもかかわらず、大量の紙を印刷する命令を出力することがあり、このため、印刷途中で紙無しとなり、せっかく紙残量表示を設けても、そのような場合には、機能を果していなかった。
【０００４】
したがって、本発明の目的は、プリンタから離れて置かれたコンピュータを操作しているオペレータにプリンタに、印刷に使用する紙の残量を認識させることができる紙残量検知装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前述の目的を達成するために、本発明は、紙を積載する積載手段と、前記積載手段に積載された紙を給紙するための半月状給紙ローラと、前記半月状給紙ローラを駆動する駆動手段と、前記半月状給紙ローラによって給紙された紙が搬送路上の所定位置に到達したことを検知する検知手段と、を有する画像形成装置で用いられる紙残量検知装置において、
前記駆動手段が前記半月状給紙ローラを駆動してから前記検知手段が紙を検知するまでの時間に基づいて、前記積載手段に積載された紙の残量を検知する紙残量検知手段を有することを特徴とする紙残量検知装置を採用するものである。
【０００６】
また、本発明は、紙を積載する積載手段と、前記積載手段に積載された紙を給紙するための半月状給紙ローラと、前記半月状給紙ローラを駆動する駆動手段と、前記駆動手段の負荷変動を検知する検知手段と、を有する画像形成装置で用いられる紙残量検知装置において、前記駆動手段が前記半月状給紙ローラを駆動してから前記検知手段によって前記駆動手段の負荷変動が検知されるまでの時間に基づいて、紙の残量を検知する紙残量検知手段を有することを特徴とする紙残量検知装置を採用するものである。
【０００７】
【実施例】
次に、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【０００８】
（実施例１）
図１は、本発明の紙残量検知装置を適用できる画像形成装置の断面図である。図１において、Ｐは紙であり、１は紙Ｐを給紙する給紙ローラであり、２は給紙ローラ軸であり、３は紙Ｐの先端の両側に位置し紙Ｐを１枚ずつ分離するための分離爪であり、４は紙Ｐを積載する中板であり、５は中板４上の紙Ｐと給紙ローラ１を押圧接触させるための圧縮バネであり、６は紙Ｐを収納するカセットであり、７は搬送ローラであり、８は搬送ローラと共動して紙Ｐを搬送する搬送コロであり、９はフォトセンサであり、１０は搬送された紙Ｐによって回動されるセンサアームである。
【０００９】
図２は、給紙ローラの駆動部を示す拡大斜視図である。図２において、１１はバネクラッチであり、１２は給紙ローラギアであり、１３は給紙ローラギアを駆動する駆動ギアであり、１４はソレノイドである。このソレノイド１４がそのアクチュエータを引くと、バネクラッチ１１が連結されて給紙ローラギア１２を介して駆動ギア１３から給紙ローラ軸２に駆動が伝達され、給紙ローラ１が回転を開始する。
【００１０】
次に、この構成における動作を説明する。ホストコンピュータ（図示せず）より、プリンタデータが送られてくると、プリンタ側は、そのデータに基づきプリンタのコントローラによって画像を展開し、メインモータがスタートし、出力の準備をする。プリンタ内部の画像形成部、例えば、レーザビームプリンタであれば、スキャナの回転中、感光体の状態、定着部の温度、またインクジェットプリンタであれば、インクジェットのヘッド部等の状態に基づいて、プリンタでプリント可能であると判断すると、プリンタの制御部より、給紙信号が出力され、ソレノイド１４が動作する。ソレノイドのアクチュエータが引かれ、給紙ローラ１が回転を始め、カセット６内に載置されている紙Ｐを分離爪３によって最上位の紙Ｐ０  のみを分離し、プリンタ内部へ送り込まれる。紙Ｐ０  は搬送ローラ対７、８によって搬送され、センサアーム１０を倒す。センサアーム１０はフォトセンサ９の受光部を遮り、紙Ｐ０  が到達したことを検知し、この信号を基に紙Ｐ０  と画像出力を同期させる。
【００１１】
次に、図３を参照して、給紙信号とセンサアーム１０が紙を検知するまでの時間について説明する。給紙信号によりソレノイド１４のアクチュエータが引かれると、給紙ローラ１が回転を開始し、最上位の紙Ｐ０  と接触するまで、即ち、Ｌだけ回転すると、紙Ｐ０  が動き出す。紙Ｐ０  が動き出した後、図３に示すＬ０  の距離を搬送されてセンサアーム１０に到達し、紙の先端が検知される。
【００１２】
給紙ローラの搬送速度および搬送ローラの搬送速度は等しいとすれば（速度をＶとする）、給紙信号が出力されてから紙の先端が検知されるまでの時間ｔは、ｔ＝（Ｌ＋Ｌ０  ）／Ｖである。
【００１３】
紙の先端は分離爪３によって揃えられているため、Ｌ０  は紙の積載量（紙残量）に関係なく一定であるが、図３、図４を比較すれば分かるように、給紙ローラ１とカセット内の最上位の紙Ｐ０  の距離Ｌは、カセット内の紙の積載量によって変化する。即ち、図３に示すように、積載量が多いときは、Ｌは短く、少なくなるにつれてＬは増加する。図４は、積載量が例えば１０枚以下のように極めて少なくなったときを示している。
【００１４】
次に、前述の場合の積載枚数と検知時間との関係を示す図５を参照すると（横軸に積載枚数を表示し、縦軸に所要検知時間を表示する）、検知時間ｔとカセット内の紙の積載量の関係は、満載時は短く、残りが少なくなるにつれて長くなる。図５に示すように、ある画像形成装置における実験例では、満載時２５０枚のとき、検知時間は２．７秒であり、少載時の１０枚以下で、検知時間は３．２秒であった。
【００１５】
（実施例２）
前述の実施例１では、積載量を検知時間で検知しているが、実施例２では、他の方法として、モータの負荷変動による積載量の検知について説明する。給紙ローラ１が紙Ｐ０  と接触すると、給紙ローラギア１２を駆動する駆動力が増大する。したがって、図６に示すように、ソレノイド１４が動作してから駆動負荷が増大するまでの時間を検知すれば、紙の積載量を検知できる。即ち、積載量は、検知時間が短いと、満載時であると判断でき、また検知時間が長いと少載時であると判断できる。
【００１６】
実施例１、２に基づいて検知された積載量は、プリンタからコンピュータに信号で知らされ、コンピュータの表示装置上で積載量が表示されることによって、オペレータはプリンタにおける紙残量を知ることができる。
【００１７】
実施例１では、紙が給紙して斜行したりすると、Ｌ０  の距離が変化してしまうため、測定誤差が発生する可能性があるが、実施例２の負荷変動を検知する場合には、紙の搬送状態による影響を無視できるので、精度は向上する。
【００１８】
また、検知時間は、満載時では、紙が膨らんでＬの距離にバラツキがでやすく、したがって、検知時間にも誤差が生じ易いが、少載時には、紙の姿勢が安定するので、精度が向上する。このため、精度が高い残量が少ない場合だけを表示するようにしてもよい。又、精度が向上するように、１０枚程度を測定してから平均した検知時間を基に判断し表示してもよい。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、給紙信号から紙の先端を検知するまでの時間を測定すれば、カセット内の紙積載量を電気的に推定できるので、紙積載量を測定するための別の機構が不用であり、電気的に検知できるので、離れているホストコンピュータへ知らせることができる。
【００２０】
また、第２の実施例ではソレノイド動作時から駆動負荷変動までの時間を測定してカセット内の積載量を電気的に推定できるので、紙の先端を検知するセンサが不用とすることができ、装置が簡略化、コストダウンができると共に、紙搬送のバラツキを無くすことができるので、精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の紙残量検知装置を適用できる画像形成装置の断面図である。
【図２】図２は、給紙ローラの駆動部を示す拡大斜視図である。
【図３】図３は、積載した紙の上面と給紙ローラの関係（満載時）を説明するための断面図である。
【図４】図４は、積載した紙の上面と給紙ローラの関係（少載時）を説明するための断面図である。
【図５】図５は、紙の積載量と検知時間の関係を示すグラフである。
【図６】図６は、給紙時の負荷変動を示すグラフである。
【符号の説明】
１    給紙ローラ
３    分離爪
７、８  搬送ローラ
９    フォトセンサ
１０  センサアーム
１４  ソレノイド
Ｐ    紙
Ｐ０    最上位紙
【図１】
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【図２】
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【図５】
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【図６】
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【図３】
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【図４】
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