(57)【要約】【課題】  収納庫内の積載トレイの位置を正確に把握することによって、給紙状況やトラブルの発生を迅速に把握することのできる位置検出機構及び給紙装置を提供することである。【解決手段】  被検出部材（積載トレイ）１１の移動に連動して移動する誘導形近接センサ６２と、誘導形近接センサ６２の移動方向に延設された導電性の検出プレート６３と、を備え、前記検出プレート６３は、誘導形近接センサ６２の移動方向と交差する幅Ｗ又は厚さＴが異なる第１及び第２の検出部Ａ，Ｂを有し、前記誘導形近接センサ６２は、検出プレート６３に沿って移動し、第１または第２の検出部Ａ，Ｂを検出する位置に移動した際の出力値によって、積載トレイ１１の位置を特定する。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動する被検出部材の位置を検出する位置検出機構であって、
前記被検出部材の移動に連動して移動する誘導形近接センサと、前記誘導形近接センサの移動方向に延設された導電性の検出プレートと、を備え、
前記検出プレートは、前記誘導形近接センサの移動方向と交差する幅又は厚さが異なる第１及び第２の検出部を有し、
前記誘導形近接センサは、前記検出プレートに沿って移動し、前記第１または第２の検出部を検出する位置に移動した際の出力値によって、前記被検出部材の位置を特定する位置検出機構。
【請求項２】
前記検出プレートは、前記誘導形近接センサの移動方向に沿って変化する面積比を有した形状パターンによって形成され、
前記誘導形近接センサは、前記検出プレートの所定領域の面積比に応じた出力値を出力する請求項１に記載の位置検出機構。
【請求項３】
前記誘導形近接センサは、前記被検出部材に設けられる請求項１に記載の位置検出機構。
【請求項４】
前記検出プレートは、前記誘導形近接センサが移動する方向のいずれか一方を頂点、他方を底辺とする三角形状のパターンによって形成される請求項１乃至３のいずれかに記載の位置検出機構。
【請求項５】
シートを積載する積載トレイと、この積載トレイを昇降する昇降手段と、前記積載トレイの上昇、下降に連動して移動する誘導形近接センサと、前記誘導形近接センサの移動方向に延設された導電性の検出プレートと、を備え、
前記検出プレートは、前記誘導形近接センサの移動方向と交差する幅又は厚さが異なる第１及び第２の検出部を有し、
前記誘導形近接センサは、前記検出プレートに沿って移動し、前記第１または第２の検出部を検出する位置に移動した際の出力値によって、前記積載トレイの位置を特定する給紙装置。
【請求項６】
前記検出プレートは、前記積載トレイが移動する方向に沿って面積比がリニアに変化する形状に形成されている請求項５に記載の給紙装置。
【請求項７】
前記検出プレートは、前記積載トレイが昇降可能に収容される収納庫の側板の一部に設けた非検出開口部を遮蔽するようにして装着される請求項５に記載の給紙装置。
【請求項８】
前記検出プレートは、前記積載トレイが昇降可能に収容される収納庫の側板の一部を所定形状に開口した形状パターンによって形成される請求項５に記載の給紙装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動する被検出部材の位置を特定する位置検出機構及び給紙装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機やプリンタ等の画像形成装置に対して、各種サイズの用紙（シート）を大量に積載して給紙することのできる収納庫を備えた給紙装置が用いられている。このような給紙装置は、収納庫内で複数のシートを積載して昇降可能な積載トレイを備え、この積載トレイを昇降させることで、最上位のシートを画像形成装置に向けた繰り出し位置まで移動させている。
【０００３】
通常、紙給紙装置に備わる収納庫は、閉じた状態で使用されるため、積載トレイの位置を正確に知ることができない。そのため、セットしたシートの残量を正確に把握することができず、連続してシート送りする際にシート補給のタイミングをリアルタイムで知ることができない。また、積載トレイの位置を正確に把握することができないので、例えば、積載トレイを昇降させるワイヤが逆巻になったりするなどのトラブルが発生した場合の対策がとれないといた問題があった。
【０００４】
特許文献１には、積載トレイの移動方向に沿ってセンサを複数配置し、どのセンサが感知するかによって積載トレイの位置を検出する方法が開示されている。また、特許文献２，３には、積載トレイの位置に応じて可動するレバーとセンサを用いた検出装置が開示されている。その他、特許文献４には、異物等による下限検知ができない場合に発生する逆巻を検出する方法として、逆巻時にワイヤの軌道が変わることを検出する装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−３５１４８４号公報
【特許文献２】特開２００２−１７９２８６号公報
【特許文献３】特開２００１−３３５１８６号公報
【特許文献４】特開平１０−１７１５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
積載トレイの位置検出に際して、特許文献１では昇降位置を正確に把握するにはセンサ数を増やす必要があり、センサ数の増加に伴いそれを設置するためのスペース確保が必要となる。更にはそれらセンサに対する検出回路の規模およびハーネス数も増加し、コスト増加も避けられない。
【０００７】
特許文献２，３に開示されているように、積載トレイの位置に応じて可動するレバーとセンサを用いて位置を検出する方法にあっては、センサ１つでは位置を正確に把握するのは難しく、位置を正確に把握するにはセンサ数を増やす必要があり、増えたセンサおよび可動するレバーを配置するためにはスペースが必要となる。さらに、それらセンサに対する検出回路の規模およびハーネス数も増加し、センサ数が増えれば可動レバーの機構も複雑化すると共に、コスト増加も避けられない。
【０００８】
特許文献４にあっては、ワイヤの軌道が切り替わるまでに時間が掛かり、リアルタイムな検出を可能にしていないため、検出までに時間がかかるのと同時に逆巻を直す際にも時間が掛かり、装置破損のリスクが上がるのと同時にユーザの利便性低下が避けられない。
【０００９】
このように、従来の給紙装置にあっては、収納庫内の積載トレイの位置を正確に把握するには、複数のセンサ類を配置しなければならないため、給紙装置の小型化及び低コスト化の実現が困難であった。また、積載トレイの昇降手段等に障害が発生した場合、積載トレイの正確な位置が把握できないため、障害箇所の確認が遅れ、必要な処置がとれないといった問題があった。
【００１０】
そこで本発明は、収納庫内の積載トレイの位置を正確に把握することによって、給紙状況やトラブルの発生を迅速に把握することのできる位置検出機構及び給紙装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の位置検出機構は、被検出部材の移動に連動して移動する誘導形近接センサと、前記誘導形近接センサの移動方向に延設された導電性の検出プレートと、を備え、前記検出プレートは、前記誘導形近接センサの移動方向と交差する幅又は厚さが異なる第１及び第２の検出部を有し、前記誘導形近接センサは、前記検出プレートに沿って移動し、前記第１または第２の検出部を検出する位置に移動した際の出力値によって、前記被検出部材の位置を特定する。
【００１２】
本発明の給紙装置は、シートを積載する積載トレイと、この積載トレイを昇降する昇降手段と、前記積載トレイの上昇、下降に連動して移動する誘導形近接センサと、前記誘導形近接センサの移動方向に延設された導電性の検出プレートと、を備え、前記検出プレートは、前記誘導形近接センサの移動方向と交差する幅又は厚さが異なる第１及び第２の検出部を有し、前記誘導形近接センサは、前記検出プレートに沿って移動し、前記第１または第２の検出部を検出する位置に移動した際の出力値によって、前記積載トレイの位置を特定する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の位置検出機構によれば、移動する被検出部材に設けられた誘導形近接センサによって、被検出部材に沿って配設される検出プレートの形状変化を検出することで、被検出部材に接触することなく、移動した位置を精度よく特定することができる。
【００１４】
本発明の給紙装置によれば、被検出部材となる積載トレイに誘導形近接センサを設けると共に、積載トレイが移動する方向に沿って検出プレートを設けているので、積載トレイに接触することなく、収納庫内での移動位置を正確に特定することができる。これによって、積載トレイの移動状態をリアルタイムに把握することができると共に、シートの残量の確認や積載トレイの昇降不良等の検出も容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】給紙装置を備えた画像形成装置システムの全体構成を示す断面図である。
【図２】給紙装置のシステム構成を示すブロック図である。
【図３】給紙装置の内部構造を示す概略断面図である。
【図４】給紙装置の内部構造を示す斜視図である。
【図５】第１実施形態における誘導形近接センサと検出プレートとの位置関係を示す平面図である。
【図６】（ａ）第１実施形態の検出プレートを配置した給紙装置の側面図、（ｂ）検出プレートの平面図、（ｃ）検出プレートの断面図である。
【図７】第２実施形態の検出プレートを配置した給紙装置の側面図である。
【図８】第２実施形態における誘導形近接センサと検出プレートとの位置関係を示す平面図である。
【図９】第３実施形態の検出プレートを配置した給紙装置の側面図である。
【図１０】第３実施形態の検出プレートの使用例を示す側面図である。
【図１１】第４実施形態の検出プレートを備えた給紙装置の側面図である。
【図１２】第４実施形態における誘導形近接センサと検出プレートとの位置関係を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は、本発明の給紙装置を備えた画像形成装置システムの全体構成を示したものである。画像形成装置システム１は、シートに画像を印刷する画像形成装置２、原稿を読み取る原稿読取装置３、シートを原稿読取装置２の読取部に搬送する原稿送り装置４、画像形成装置２にシートを供給する給紙装置５、画像形成装置２の排紙口に連結されて、画像形成装置２から排出されるシートを集積する集積装置６から構成されている。
【００１７】
画像形成装置２は、１００枚程度のシートを収納可能な２つの給紙カセット７ａ、７ｂを備えている。そして、２つの給紙カセット７ａ、７ｂと給紙装置５のいずれか１つからシート取り出し、取り出したシートに原稿読取装置３から転送される画像データを印刷し、排紙ローラ対８によって集積装置６に排出する。
【００１８】
給紙装置５は、給紙カセット７ａ、７ｂよりも多い大量のシートＳが収納可能な収納庫９と、この収納庫９内で複数のシートＳを積載する積載トレイ１１と、画像形成装置２からの給紙指令に従って１枚毎にシートＳを画像形成装置２に供給する給紙部２１とを備えている。また、給紙装置５には、図２に示すように、収納庫９内での積載トレイ１１の移動位置をリアルタイムに検出することで、シートの給紙状態やシートの残量等を容易かつ正確に特定可能な位置検出機構３１を備えている。
【００１９】
図３及び図４に示すように、給紙部２１は、積載トレイ１１に積載されたシートＳの最上面に接触してシートＳを送り出す送出ローラ２２と、送り出されたシートＳを１枚に分離して給紙する分離ローラ２３及び給紙ローラ２４からなる分離機構と、この分離機構によって１枚に分離されたシートＳを画像形成装置２に搬送する搬送ローラ対２５と、積載トレイ１１を収納庫９内で昇降させるための昇降手段１０とを備えている。
【００２０】
収納庫９には、引き出し方向の前方側と後方側の両側、すなわちシートの送り出し方向に対して直交するシート幅方向の両側に対向するよう一対の規制板５２が設けられている。一対の規制板５２はシートの一端側を規制する第１規制板５２ａと他端側を規制する第２規制板５２ｂとからなり、第１規制板５２ａは収納庫９の側板５１の一方の上面にネジなどの固定部材で取り付けられ、第２規制板５２ｂは側板５１の他方の上面に固定部材で取り付けられている。また、シートの送り出し方向の後方には、積載されたシートの後端位置を規制する後端規制板５３が設けられている。
【００２１】
積載トレイ１１は、図５に示すように、各種のシートサイズに対応した積載台１２と、この積載台１２の対向する二方向の側面１３から突出し、昇降用のワイヤが接続される４本のスライドバー１４とを備えている。また、収納庫９には、積載トレイ１１の４本のスライドバー１４に対応したスライド開口部１５が垂直方向に開設されている。
【００２２】
昇降手段１０は、図３及び図４に示したように、積載トレイ１１の各スライドバー１４に固定されるワイヤ５６と、このワイヤ５６がそれぞれ架けられる複数のプーリ５７と、共通のシャフトに取り付けられ、それぞれのワイヤ５６を巻き取る巻取プーリ５８と、この巻取プーリ５８を駆動する駆動ギア５９と、この駆動ギア５９を介して巻取プーリ５８を駆動する昇降モータ６０とを備えている。
【００２３】
昇降モータ６０が正転駆動すると、巻取プーリ５８が回転し、それぞれワイヤ５６を巻き上げる。これによって、積載トレイ１１のスライドバー１４が同時に引き上げられ、積載台１２が略水平状態を維持したままで上昇する。一方、昇降モータ６０を逆転駆動すると巻取プーリ５８が反対方向に回転駆動され、積載トレイ１１はその自重によって水平状態を維持した状態で降下する。
【００２４】
上記昇降手段１０には、収納庫９内における積載トレイ１１の昇降位置を検出するための位置検出機構３１を有する昇降手段１０を備えている。位置検出機構３１は、図５及び図６に示すように、移動する被検出部材（積載トレイ）１１に設けられ、積載トレイ１１の移動に連動して移動する誘導形近接センサ（近接センサ）６２と、近接センサ６２と対向する収納庫９の側板５１に設けられ、近接センサ６２の移動方向に延設された導電性の検出プレート６３とによって構成されている。
【００２５】
近接センサ６２は、積載トレイ１１と共に移動する方向に沿って形状が変化する検出プレート６３の表面に発生する過電流による磁気損失を検出する。本実施形態では、検出プレート６３の所定領域における面積比の変化に伴う磁気損失を近接センサ６２がリニアに検出することによって積載トレイ１１の昇降位置が特定され、これによってシートＳの残量等を判別することができる。
【００２６】
図６に示したように、検出プレート６３は、近接センサ６２の移動方向と交差する幅Ｗ（図６（ｂ））又は厚さＴ（図６（ｃ））が異なる第１及び第２の検出部Ａ，Ｂを有する各種の形状パターンによって形成される。この形状パターンは、図６（ａ）に示すように、収納庫９の側板５１に貼り付け可能な金属板によって形成することができる。検出プレート６３は、スライド開口部１５の下端側と上端側との間で第１及び第２の検出部Ａ，Ｂ間がリニアに変化するような面積比を有して形成されている。
【００２７】
積載トレイ１１に設けられている近接センサ６２は、検出プレート６３に沿って移動し、検出プレート６３の第１及び第２の検出部Ａ，Ｂを検出する位置に移動した際の出力値によって積載トレイ１１の位置を特定することができる。
【００２８】
そして、位置検出機構３１によって検出された積載トレイ１１の位置に基づき積載トレイ１１上のシートＳの残量を判別して報知する。また、近接センサ６２の出力値の変化から積載トレイ１１の上昇、下降を検知し、昇降モータ６０の回転方向と積載トレイ１１の上昇、下降の状態が一致していなければ、昇降不良として昇降モータ６０を停止して積載トレイ１１の上昇及び下降を停止する。なお、使用者が操作パネル等の設定手段でシートＳの坪量を入力するようにすれば、シートＳの坪量や積載トレイ１１の位置から残りシートの枚数を検知することも可能である。
【００２９】
検出プレート６３の形状例としては、図６に示したような、側板の下方から上方に向けて幅Ｗ又は厚さＴがすぼまるようなテーパ面を有する直角三角形状や、図７に示すような、側板５１の上方から下方に向けてすぼまるようなテーパ面を有する逆向きの直角三角形状とすることができる。また、直角三角形状の他に、二等辺三角形状としても同様である。このように、形状パターンの面積比が上下方向で逆転する場合は、近接センサ６２の出力レベルを反転させることで対応可能である。また、このような三角形状に限らず、連続した段差形状又は曲面形状とすることで、積載トレイ１１の昇降範囲や昇降速度に応じた最適な位置検出機構を構成することができる。
【００３０】
検出プレート６３は、側板５１の外側及び内側のいずれにも設置可能である。図５に示したように、側板５１の外側に検出プレート６３を配設する場合は、検出プレート６３に隣接するスライド開口部１５から突出するスライドバー１４に近接センサ６２が取り付けられる。一方、図８に示すように、側板５１の内側に検出プレート６３を配設する場合は、検出プレート６３と対向する積載台１２の側面１３に近接センサ６２が取り付けられる。近接センサ６２は、積載トレイ１１の昇降、下降に伴って移動する際に、検出プレート６３と接触しないような一定の距離を置いて配置することで、積載トレイ１１の昇降動作を妨げることなく、検出精度を安定化することができる。
【００３１】
図９に示した実施形態の検出プレート６３は、スライド開口部１５に沿って設けられる非検出開口部１６と、この非検出開口部１６の一部を遮蔽するようにして装着される所定形状の検出プレート６３とによって構成されている。このような非検出開口部１６を側板５１に設けることで、検出プレート６３の輪郭が明確となるので、近接センサ６２による検出を確実かつ精度よく行うことができる。また、図１０に示すように、非検出開口部１６を各種の形状パターンの検出プレート６３ａ，６４ｂを選択して使用することで、積載トレイ１１の移動速度や近接センサ６２の検出精度等に合わせた最適な検出プレート６３を構成することができる。
【００３２】
図１１及び図１２に示した実施形態の検出プレート６３は、側板５１の一部を検出プレート６３として使用するために、検出プレート６３の形状に合わせて非検出開口部１６を形成したものである。これによって、検出プレート６３と非検出開口部１６との境界が明確となるので、近接センサ６２が誤反応することなく、より確実な位置検出精度を得ることができる。非検出開口部１６についても上記実施形態の検出プレート６３と同様な形状とすることができる。この実施形態では、図１２に示したように、側板５１の外側及び内側のいずれの方向にも近接センサ６２を配置することができる。
【符号の説明】
【００３３】
Ａ  第１検出部
Ｂ  第２検出部
Ｓ  シート
１  画像形成装置システム
２  画像形成装置
３  原稿読取装置
４  原稿送り装置
５  給紙装置
６  集積装置
７ａ，７ｂ  給紙カセット
８  排紙ローラ対
９  収納庫
１０  昇降手段
１１  積載トレイ（被検出部材）
１２  積載台
１３  側面
１４  スライドバー
１５  スライド開口部
１６  スリット部
２１  給紙部
２２  送出ローラ
２３  分離ローラ
２４  給紙ローラ
２５  搬送ローラ対
３１  位置検出機構
５１  側板
５２  規制板
５２ａ  第１規制板
５２ｂ  第２規制板
５３  後端規制板
５６  ワイヤ
５７  プーリ
５８  巻取プーリ
５９  駆動ギア
６０  昇降モータ
６２  近接センサ(誘導形近接センサ)
６３  検出プレート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2019119535.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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