(57)【要約】【課題】センサが近接して配置された場合に、センサの結線が反対になっても、問題なく複数の検出位置を判定することができ、対象の検出を精度良く行うことが可能な積載状態判定装置を提供する。【解決手段】対象物の積載状態に応じて位置が変化する被検出部材と、被検出部材の位置を複数の検出部により検出する検出手段と、複数の検出部に所定の共通した入力信号を入力する入力手段と、所定の共通した入力信号を入力した時の複数の検出部の検出結果に応じた複数の出力信号を１つの出力信号として検出手段が出力し、その出力信号に応じて対象物の積載状態を判定する判定手段と、を有すること。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物の積載状態に応じて位置が変化する被検出部材と、
前記被検出部材の位置を複数の検出部により検出する検出手段と、
前記複数の検出部に所定の共通した入力信号を入力する入力手段と、
前記所定の共通した入力信号を入力した時の前記複数の検出部の検出結果に応じた複数の出力信号を１つの出力信号として前記検出手段が出力し、その出力信号に応じて対象物の積載状態を判定する判定手段と、
を有することを特徴とする積載状態判定装置。
【請求項２】
前記所定の共通した入力信号は、前記複数の検出部が全て前記被検出部材を検出している状態のときに飽和せずに流せる上限値以下、かつ、前記複数の検出部の少なくとも１つが前記被検出部材を検出していない状態のときに飽和する電流値以上の所定電流であって、前記所定電流を入力した時の前記出力信号の電圧に基づいて、対象物の積載状態を判定することを特徴とする請求項１に記載の積載状態判定装置。
【請求項３】
前記検出手段が出力した出力信号が、所定の閾値以下の場合に、前記対象物が積載されていない状態であると判定することを特徴とする請求項１又は２に記載の積載状態判定装置。
【請求項４】
前記検出手段が出力した出力信号が、前記所定の閾値より大きく、かつ、前記所定の閾値よりも大きい第２の閾値未満の場合に、前記対象物が所定の積載状態であると判定することを特徴とする請求項３に記載の積載状態判定装置。
【請求項５】
前記検出手段が出力した出力信号が、前記第２の閾値より大きい場合に、前記対象物が前記所定の積載状態とは異なる第２の積載状態であると判定することを特徴とする請求項４に記載の積載状態判定装置。
【請求項６】
前記検出手段が、前記被検出部材を光学的に検出する光センサであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の積載状態判定装置。
【請求項７】
前記被検出部材は、前記対象物の積載状態に連動し、前記複数の検出部への入遮光を切り替えるフラグ部材であることを特徴とする請求項６に記載の積載状態判定装置。
【請求項８】
シートを積載する積載手段と、
請求項１〜７に記載の積載状態判定装置と、
を搭載した積載装置。
【請求項９】
請求項８に記載の積載装置と、
前記積載装置に積載されたシートを給送する給送手段と、
を有することを特徴とする給送装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の給送装置と、
前記給送装置によって給送されたシートに記録を行う記録手段と、
を有することを特徴とする記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積載状態判定装置及びそれを備えた積載装置、給送装置、記録装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の技術として、特許文献１には、用紙残量検出装置において、印刷前または印刷後の用紙の積載量や用紙切れの検出を行うものがあり、印刷前の用紙をトレイに積載して紙の状態判定を行い、給紙の調整を行うものがある。
【０００３】
例えば、印刷前の用紙の積載量を検出するためにフォトインタラプタを使用するものがある。用紙残量の検出においては、用紙の補給がもうすぐ必要になるニアエンプティ検出と、用紙が無くなった状態のエンプティ検出を行う必要がある。このような検出に対しては、複数の光センサを配置して両方の検出するセンサを組み合わせでニアエンプティとエンプティを検出するように構成している。特に、検出精度を高めるために、２つ以上のセンサを用いて、共通のフラグ部材により検出することで、検出精度を高めているものがある。また、同様に、複数のセンサを物理的に近くに配置して、センサがフラグ部材を通過する位置を多少変えることで精度良く検出を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−９７２７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１には、共通のフラグ部材を用いて２つのセンサのフラグ状態を検出する構成においては、複数のセンサを物理的に近くに配置することが必要となる。このように近接して同じセンサを２つ配置すると、配線に用いるコネクタが同じなので、２つ存在するセンサ用のコネクタがどちらにも差し込めてしまう。そして、配線を逆に接続した場合には、想定している順番と検出順番が変わってしまうため、先にフラグ部材により遮光される側のセンサの変化を見落としてしまう恐れがある。そのために、コネクタの色を変更したり、配線経路を変更するなどして、物理的に差し込めない構成にしたり、逆に接続すると束線が余るように構成させることがある。これにより組立およびメンテナンスを行う上で作業者が注意して組立を行う必要があるという問題が生じている。
【０００６】
本発明は、このような従来の技術に存在する課題を鑑みてなされたものであり、簡易な構成で、複数の積載状態を判定することができる積載状態判定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】
【０００７】
対象物の積載状態に応じて位置が変化する被検出部材と、被検出部材の位置を複数の検出部により検出する検出手段と、複数の検出部に所定の共通した入力信号を入力する入力手段と、所定の共通した入力信号を入力した時の複数の検出部の検出結果に応じた複数の出力信号を１つの出力信号として検出手段が出力し、その出力信号に応じて対象物の積載状態を判定する判定手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば簡易な構成で、複数の積載状態を判定することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態にかかる積載状態判定装置を搭載した印刷装置の外観斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかる積載状態判定装置を搭載した印刷装置の模式的断面図である。
【図３】本発明の一実施形態にかかる積載状態判定装置を搭載した印刷装置のブロック図である。
【図４】本発明の一実施形態にかかる積載状態判定装置の用紙分離における積載状態判定を示す模式的断面図である。
【図５】本発明の一実施形態にかかる積載状態判定装置の積載状態判定のセンサ状態を表す図である。
【図６】本発明の一実施形態にかかる積載状態判定装置の回路図である。
【図７】本発明の一実施形態にかかる積載状態判定装置のセンサの電流と電圧の状態を示した状態図である。
【図８】本発明の一実施形態にかかる積載状態判定装置の調整方法を示すフローチャートである。
【図９】本発明の一実施形態にかかる積載状態判定装置の２つのセンサの電流と電圧の状態を示した状態図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。
【００１１】
図１は本発明の積載状態判定装置を搭載した液体吐出記録装置の外観斜視図である。
【００１２】
液体吐出記録装置１０（以下、記録装置ともいう）は、インクジェット方式を用いてインクをプリントヘッドより吐出させて記録媒体である用紙に着弾させることで記録を行う。この記録装置１０は、カードなどに印刷を行うことを目的としており、名刺あるいは葉書、プラスチックカードなどを印刷対象としている。記録装置１０は、ＰＣ１２にＵＳＢケーブル１４で接続されており、ＰＣ１２からの記録データおよび記録指令に基づいて記録する。記録装置１０にはオペレーションパネル１６が搭載されており、ユーザによるキー操作により電源のＯＮ／ＯＦＦ、給紙トレイ１８の昇降、また、記録の中断を行うことが出来る。なお、オペレーションパネル１６には、各種エラーの報知のためのLEDも取り付けられており、インクタンクの残量に関するエラーや、インク回収タンクのフル報知を行う。また、オペレーションパネル１６には、ブザーが内蔵されており、エラー発生時にはブザーによりユーザに報知することも出来る。
【００１３】
図２は、図１で説明した記録装置の模式的断面図である。給紙トレイ１８は、給紙トレイ駆動モータ２９の駆動により昇降し、印刷前の用紙を積載しておく。給紙トレイ１８の昇降可能な範囲の下方には、給紙トレイ下限センサ２８が備えられている。また、給紙トレイ１８内の用紙が無くなった場合やユーザによるオペレーションパネル１６のキー操作があった場合、給紙トレイ１８を給紙トレイ下限センサ２８の位置まで給紙トレイ駆動モータ２９を駆動させ下降させてユーザが用紙をセット出来るようにする。給紙トレイ１８の昇降可能な範囲の上方には、給紙トレイ上限センサＡ２１および給紙トレイ上限センサＢ２２が備えられており、用紙および給紙トレイ１８の上限を検出する。これらの詳細は後述する。
【００１４】
給紙トレイ１８に積載された用紙は、ＰＣ１２より記録命令の信号が入ると給紙モータ２６により駆動される給紙ローラ２４により１枚ずつ搬送される。用紙は、搬送モータ３２およびベルトで駆動される搬送ローラ３０と、印刷開始センサ３４を通過すると、エンコーダ３６で検出する用紙の進み量に同期して記録ヘッド２０から液体を用紙に吐出する。
【００１５】
記録ヘッド２０による記録が終了すると、排紙ローラ３８により排紙トレイ４６上に排出される。排紙センサ４０は用紙の滞留をチェックし、用紙詰まりが発生すると、オペレーションパネル１６でユーザに報知する。排紙トレイ４６の昇降可能な範囲は、排紙トレイ上限センサ４４と排紙トレイ下限センサ４８により制御されて、用紙の過積載を防止する。
【００１６】
次に、図３の記録装置のブロック図を説明する。
記録装置１０は、ＣＰＵ６０を中心に制御される。ＣＰＵ６０には、ＵＳＢ端子６４、ＬＡＮ端子６６が備えられており、ＰＣ１２と通信を行う。また、オペレーションパネル１６では、ユーザによる操作およびエラー報知をする。
【００１７】
ＣＰＵ６０には、プログラムメモリ７０とワークメモリ６８が接続されており、起動時からプログラムメモリ７０に書き込まれたプログラムに基づいて動作する。ワークメモリ６８は、ＣＰＵ６０動作中の各種演算や、ＵＳＢ端子６４などからの通信のバッファに用いられる。
【００１８】
ＣＰＵ６０には、ＡＳＩＣ６２が接続されており、ＣＰＵ６０を経由されて送られてくる印刷データを、画像メモリ７２を用いて展開する。また、画像処理のための演算も画像メモリ７２を用いて行う。印刷時には、搬送モータ３２などの駆動と共に、印刷開始センサ３４が用紙を検出すると、エンコーダ３６で検出された用紙の進み量に合わせて、画像メモリ７２から印刷データを読み出し、記録ヘッド２０へ転送する。また、記録ヘッド２０の駆動信号もＡＳＩＣ６２より送信し、記録ヘッド２０の吐出を制御する。排出された用紙を検出する排紙センサ４０や排紙トレイ駆動モータ４２もまた、ＡＳＩＣ６２に接続されている。なお、用紙をセットする給紙トレイ１８を駆動する給紙トレイ駆動モータ２９と、給紙トレイの上限センサＡ２１および給紙トレイ上限センサＢ２２、給紙トレイ下限センサ２８はＣＰＵ６０に接続されて、ＣＰＵ６０より制御されている。そして、給紙トレイ上限センサＡ２１と給紙トレイ上限センサＢ２２は、基板上で共通の信号線に接続されており、その共通の信号線がＣＰＵ６０のアナログポートに入力されている。詳細な回路については別途説明する。
【００１９】
ここで、給紙トレイ上限センサＡ２１と給紙トレイ上限センサＢ２２を用いた給紙トレイ１８の給紙高さ調整について図４を用いて説明する。
【００２０】
用紙の種類によって分離する分離壁８２の位置を変更する構成になっており、各上限センサの遮光および入光をフラグ８０の位置によって分離ポジションＡ、分離ポジションＢ、および用紙エンプティを検出する。フラグ８０には、給紙トレイ１８に積載されている用紙Ｓの束の最上位の用紙Ｓの上面に接触する部分と、各上限センサを遮光する遮光板８０Ａ、８０Ｂを備える部分とがある。
【００２１】
図４（ａ）に示す分離ポジションＡを使用する場合、給紙トレイ１８を給紙トレイ下限センサ２８の位置から上昇させ、積載された用紙Ｓの最上位の上面がフラグ８０に接触し、フラグ８０を時計周りに回動させる。このとき、給紙トレイ上限センサＡ２１と給紙トレイ上限センサＢ２２が、フラグ８０の遮光板８０Ａ、８０Ｂにより両方のセンサを遮光することで上限を検知し、給紙トレイ１８の昇降を停止させる。これにより、最上位の用紙Ｓの上面の位置は、給紙ローラ２４によって給紙される所定の高さに維持させる。、その後、最上位の用紙Ｓが給紙されたときは、最上位の用紙Ｓが常に所定の高さに維持され、その最上位の用紙Ｓが給紙ローラ２４によって安定的に給紙されることになる。
【００２２】
次に、図４（ｂ）に示す分離壁８２の分離ポジションＢを使用する場合、図４（ａ）に示した分離ポジションＡの位置よりも給紙トレイ１８を下方に位置させる。まず、給紙トレイ１８を給紙トレイ下限センサ２８の位置から給紙トレイ駆動モータ２９により上昇させ、給紙トレイ１８に積載されている用紙Ｓの束の最上位の上面がフラグ８０に接触し、フラグ８０を時計回りに回動させる。このとき、フラグ８０に備えられている遮光板８０Ｂによって給紙トレイ上限センサＢ２２を遮光し、分離ポジションＢの位置を検知することで給紙トレイ１８の上昇を停止させる。これにより、分離ポジションＡと同様に、最上位の用紙Ｓの上面の位置は、給紙ローラ２４によって給紙される所定の高さに維持される。その後、最上位の用紙Ｓが給紙されたときは、最上位の用紙Ｓが常に所定の高さに維持され、その最上位の用紙Ｓが給紙ローラ２４によって安定的に給紙されることになる。また、分離ポジションＢの位置には、給紙トレイ下限センサ２８の位置から上昇させるだけでなく、分離ポジションＡの位置から給紙トレイ１８を給紙トレイ駆動モータ２９により下降させてもよい。  そして、図４（ｃ）に示すように、用紙Ｓが無くなった場合について説明する。給紙トレイ１８には、積載された用紙Ｓが無くなるとフラグ８０が通過するように図示しないスリットを備えられている。分離ポジションＡおよび分離ポジションＢにおいて、載積された用紙Ｓの束をすべて給紙すると、フラグ８０が反時計回りに回動し、給紙トレイ１８のスリットを通過する。このとき、給紙トレイ上限センサＡ２１および給紙トレイ上限センサＢ２２を遮光しない位置になり、各上限センサは共に入光状態、すなわち用紙Ｓが無くなった用紙エンプティとなる。
【００２３】
図４（ｄ）は、図４（ａ）の積載状態判定装置のｄ矢視図である。本実施形態では、給紙トレイ上限センサＡ２１および給紙トレイ上限センサＢ２２は、同一種類のフォトインタラプタを用いている。給紙トレイ上限センサ２２の凹部にフラグ８０の遮光板８０Ｂで遮光することで位置を検出する。
【００２４】
図４に示した状態をまとめたものを図５に示す。記録装置の用紙積載状態判定は、分離ポジションＡ、分離ポジションＢ、および用紙エンプティの３つの状態を、給紙トレイ上限センサＡ２１および給紙トレイ上限センサＢ２２の２つのセンサを用いて、検出している。一方、特許文献１では、２つのセンサを用いて、２つのセンサが入光の状態、どちらのセンサの片方を入光および遮光の状態、またはその逆のセンサの片方を入光および遮光の状態の３つの状態を検知している。しかしながら、センサの片方を入光および遮光の状態では、センサに配されている配線を逆に取り付けた場合に誤検知することがある。そのため、本発明では、検知方法として、２つのセンサを遮光の状態、どちらか１つのセンサを入光および遮光の状態、２つのセンサを入光の状態、となるように検知している。また、上記の各上限センサ２１、２２に配されている配線を入れ替えて接続しても同様に検知をすることが可能である。
【００２５】
次に、本実施形態の記録装置に使用している用紙積載状態判定の回路を、図６を用いて説明する。
【００２６】
給紙トレイ上限センサＡ２１および給紙トレイ上限センサＢ２２は、別々に配されている配線であるが、メイン基板上において共通の信号線に接続されている。共通の信号線には、共通のデジタルトランジスタ８６およびプルアップ抵抗８８が接続されている。デジタルトランジスタ８６のベース端子は、ＣＰＵ６０のＤ／Ａコンバータ出力に接続されており、Ｄ／Ａコンバータの出力値に応じて、共通の信号線に流す電流値を変化させる。また、共通の信号線は、ＣＰＵ６０のＡ／Ｄコンバータに入力されており、給紙トレイ上限センサＡ２１と給紙トレイ上限センサＢ２２の出力をアナログ電圧値で検出することが出来る。
【００２７】
図７は、給紙トレイ上限センサＡ２１と給紙トレイ上限センサＢ２２の共通線の出力電圧と電流の関係を示した図である。図８は、各上限センサ２１、２２の出力調整についてのフローチャートである。
【００２８】
メイン基板において、デジタルトランジスタ８６の制御により、共通の信号線に流す電流を変化させることが可能である。フラグ８０が各上限センサ２１、２２を遮光していない状態からスタートする。ステップＳ１０１で共通の信号線の電圧が０．７Ｖ以下であるかどうか判定する。肯定判定であれば、ステップＳ１０２に進み、Ｄ／Ａコンバータの出力の設定値を小さくし、プルアップ抵抗（図６参照）の値を変化させ、共通の信号線に流れる電流値が増加させてステップＳ１０１に戻る。これを繰り返すことで、各上限センサ２１、２２において、共通の信号線に流しきれない電流値になると、共通の信号線の電圧値が上昇し、この電圧値が変化する上限値（飽和点）を探すことが可能である。一方、否定判定であれば、ステップＳ１０３に進み、ＣＰＵ６０は、Ｄ／Ａコンバータの設定値を直前の値に戻す。そして、調整を終了する。
【００２９】
この電圧値が変化する飽和点を探すようにＣＰＵ６０は、共通の信号線の電圧を監視しながら、デジタルトランジスタ８６を制御する。
【００３０】
すなわち、図９に示すように、飽和点を２つのセンサにおいて流せる上限の電流値に設定しておくと、１つのセンサだけがＯＮ状態のときに、１つのセンサに流れる電流が２つのセンサがＯＮ状態の時の飽和点よりも低い電流値で飽和して電圧が中間電圧になる。これにより、２つの上限センサ２１、２２の入光状態を、飽和点における中間電圧値で判定することができる。本実施形態においては、このどちらか１つのセンサがＯＮの場合の中間電圧を検出することで共通の信号線を用いて複数の状態を検出する。
【００３１】
上記の調整により、２つの上限センサ２１、２２が入光状態、すなわち紙無しの場合には０．７Ｖ以下になる。また、分離ポジションＢでは、給紙トレイ上限センサＢ２２のみ入光状態のため、電圧は中間値となり、２．０Ｖ未満を分離ポジションＢと判定する。更に、分離ポジションＡでは２つのセンサ２１、２２が遮光状態になるので、共通線の電圧値は上昇する。２．０Ｖ以上を分離ポジションＡであると認識する。
【００３２】
なお、センサは経年劣化するので、用紙切れが検出される度に調整を実施しても良い。記載した電圧値は限定されるものではなく、センサ１つと２つのＯＮが区別出来る閾値に設定すれば対応可能である。言い換えれば、１つのセンサの場合に、中間電圧を取れる領域であれば構わない。すなわち、１つのセンサの状態を作り出すことが可能な構成であれば、１つのセンサを入光状態にした上で、中間電圧になるように流す電流値を調整する構成にすることが可能である。
【００３３】
また、３つ以上のセンサを使用する場合でも、飽和電圧のステップがセンサのＯＮの状態にしている個数に合わせて変化することが出来れば、３つ以上でも状態の認識は可能である。
【００３４】
本実施形態では、受光側の電流のみを変化させる構成であるが、発光側の電流を制御することで共通の信号線に流れる電流を調整してもよい。また、発光側の電流制御と共通の信号線の電流制御を組み合わせて調整してもよい。
【００３５】
さらに本実施形態では、センサの片方を遮光し、検出することを目的としているので、各上限センサ２１および２２に接続される信号線が入れ替わっても、最終的に共通の信号線に接続されているため、同じ調整結果および検出結果が得られる。
【００３６】
以上、説明したように、本実施形態における用紙積載状態判定装置によれば、１つの共通の信号線で複数のセンサの状態を検出可能になる効果がある。
【００３７】
（その他）
なお、本発明は、上述した実施形態に限られることなく、適宜の変形、修正および代替などが可能である。
【００３８】
例えば、上述した実施形態では、フラグを光学的に検出するセンサを用いたが、接点などを用いて電気的に検出するセンサを用いても良い。
【符号の説明】
【００３９】
１０  液体吐出記録装置
１２  ＰＣ
１４  ＵＳＢケーブル
１６  オペレーションパネル
１８  給紙トレイ
２０  記録ヘッド
２１  給紙トレイ上限センサＡ
２２  給紙トレイ上限センサＢ
２４  給紙ローラ
２６  給紙モータ
２８  給紙トレイ下限センサ
２９  給紙トレイ駆動モータ
３０  搬送ローラ
３２  搬送モータ
３４  印刷開始センサ
３６  エンコーダ
８０  フラグ
８０Ａ、８０Ｂ  遮光板
【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】
2019018986.tif 000009
【図８】
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【図９】
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