(57)【要約】【課題】積載されているシートの種類に適合した演算式を用いて、シート束の残り枚数を正確に検知することができる残量検知装置を提供すること。【解決手段】積載されているシート１枚の透過率ｘの、４０≦ｘ＜９７の範囲はＯＨＰシートの領域であり、演算部で１枚と２枚を識別する演算式はｙ＝ａｘ＋ｂとなる。また、０．１≦ｘ＜４０の範囲は普通紙の領域であり、演算部で１枚と２枚を識別する演算式はｙ＝２０となる。ここで、例えば、ｘ＝２０のとき、ｚ＝１０だったとすると、０．１≦ｘ＜４０の範囲となり、演算部の演算式として普通紙の演算式ｙ＝２０が用いられる。そして、ｙが２０より大きければシート束の残り枚数は１枚、ｙが２０より小さければ２枚以上と識別される。このように、１枚時のシートの透過率よりシートの種類を識別し、このシートの種類に適した演算式を使用することで、シート束の正確な残り枚数を検知できるようになる。【選択図】　図５
2004099257.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
積載されたシートを１枚づつ給紙する給紙装置に積載されている残りシート枚数を検知するための残量検知装置であって、
上記給紙装置に積載されているシート束の物性値を検出するための物性値検出手段と、
該物性値検出手段により検出したシート束の物性値と、該シート束の１枚のシートの物性値とを比較して、該シート束の残りシート枚数を演算する演算手段とを有する残量検知装置において、
上記演算手段で用いる演算式を、
互いに物性値が異なる複数のシート毎の、シート１枚当たりの物性値と、所定枚数のシート束の物性値との比率に基づいて導き出した複数の演算式のなかから、上記給紙装置に積載されているシート束の１枚のシートの物性値に基づいて選択することを特徴とする残量検知装置。
【請求項２】
積載されたシートを１枚づつ給紙する給紙装置に積載されている残りシート枚数を検知するための残量検知装置であって、
上記給紙装置に積載されているシート束の物性値を検出するための第１の物性値検出手段と、
上記シート束の１枚のシートの物性値を検出するための第２の物性値検出手段と、
上記第１の物性値検出手段により検出したシート束の物性値と、上記第２の物性値検出手段により検出した１枚のシートの物性値とを比較して、該シート束のシート枚数を演算する演算手段とを有し、
該演算手段は、
互いに物性値が異なる複数のシート毎の、シート１枚当たりの物性値と、所定枚数のシート束の物性値との比率に基づいて導き出した複数の演算式のなかから、該演算式における所定枚数のシート束の物性値とシート１枚当たりの物性値との比率と、上記第１の物性値検出手段により検出したシート束の物性値と上記第２の物性値検出手段により検出した１枚のシートの物性値との比率とが適合している演算式を用いて演算を行うことを特徴とする残量検知装置。
【請求項３】
請求項２の残量検知装置において、
上記第２の物性値検出手段は、上記給紙装置から給紙されて搬送されるシートの搬送経路に配設されていることを特徴とする残量検知装置。
【請求項４】
積載されたシートを１枚づつ給紙する給紙装置に積載されている残りシート枚数を検知するための残量検知装置であって、
上記給紙装置に積載されているシート束の物性値を検出するための物性値検出手段と、
該物性値検出手段の、上記シート束の１枚のシートの給紙前の検出値と給紙後の検出値との差から算出した１枚のシートの物性値と、上記物性値検出手段により検出したシート束の物性値とを比較して、該シート束のシート枚数を演算する演算手段とを有し、
該演算手段は、
互いに物性値が異なる複数のシート毎の、シート１枚当たりの物性値と、所定枚数のシート束の物性値との比率に基づいて導き出した複数の演算式のなかから、該演算式における所定枚数のシート束の物性値とシート１枚当たりの物性値との比率と、上記シート束の１枚のシートの給紙前の検出値と給紙後の検出値との差から算出した１枚のシートの物性値と上記物性値検出手段により検出したシート束の物性値との比率とが適合している演算式を用いて演算を行うことを特徴とする残量検知装置。
【請求項５】
請求項１、２、３又は４の残量検知装置において、
上記シートの物性値は、該シートの厚さ方向における光の透過率であることを特徴とする残量検知装置。
【請求項６】
請求項１、２、３、４又は５の残量検知装置において、
上記複数の演算式のなかの１つは、第２原図１枚当たりの物性値と、所定枚数の第２原図束の物性値との比率に基づいて導き出した演算式であることを特徴とする残量検知装置。
【請求項７】
請求項１、２、３、４、５又は６の残量検知装置において、
上記給紙装置に積載されているシートの種類を識別するための識別手段を有し、上記演算手段は、上記識別手段により識別したシートの種類に対応する演算式を用いて演算を行うように構成されていることを特徴とする残量検知装置。
【請求項８】
請求項１、２、３、４、５、６又は７の残量検知装置において、
上記複数の演算式のうちの少なくとも１つの演算式におけるパラメータの少なくとも１つを、任意に変更可能なパラメータとしたことを特徴とする残量検知装置。
【請求項９】
請求項１、２、３、４、５、６、７又は８の残量検知装置において、
同一種の１枚のシートの物性値の検出値の誤差により、上記演算手段で用いる演算式が複数存在してしまう場合に、これら複数の演算式のうちの何れの演算式を用いて演算しても、上記演算手段による演算値が同じ値になるように構成されていることを特徴とする残量検知装置。
【請求項１０】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８又は９の残量検知装置において、
上記演算手段は、
複数の給紙装置のそれぞれに積載されるシートの種類の組み合わせに応じて、各種類毎のシート１枚当たりの物性値と所定枚数のシート束の物性値との比率に基づいて導き出した複数種類の演算式を組み合わせた複数種類の演算式パターンのなかから、
上記複数の給紙装置のそれぞれに積載されているシートの種類の組み合わせに対応した演算式パターンを用いて演算を行うように構成されていることを特徴とする残量検知装置。
【請求項１１】
請求項１０の残量検知装置において、
上記複数種類の演算式パターンのうちの少なくとも１つの演算式パターンにおけるパラメータの少なくとも１つを、任意に変更可能なパラメータとしたことを特徴とする残量検知装置。
【請求項１２】
シート束を積載するためのシート載置台と、該シート載置台に積載されたシート束からシートを１枚ずつ給紙する給紙手段と、該シート載置台に積載されているシート束の残りシート枚数を検知するための残量検知手段とを有する給紙装置において、
上記残量検知手段として、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０又は１１の残量検知装置を用いることを特徴とする給紙装置。
【請求項１３】
シート束を積載するためのシート載置台と、該シート載置台に積載されたシート束からシートを１枚ずつ給紙する給紙手段と、該シート載置台に積載されているシート束の残りシート枚数を検知するための残量検知手段とを有する給紙装置において、
上記残量検知手段として、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０又は１１の残量検知装置を使用し、
該残量検知装置の演算手段で用いる演算式を入力するための演算式入力手段を有していることを特徴とする給紙装置。
【請求項１４】
シート束を積載するためのシート載置台と、該シート載置台に積載されたシート束からシートを１枚ずつ給紙する給紙手段と、該シート載置台に積載されているシート束の残りシート枚数を検知するための残量検知手段とを有する給紙装置において、
上記残量検知手段として、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０又は１１の残量検知装置を使用し、
該残量検知装置の演算手段で用いる演算式を表示するための演算式表示手段を有していることを特徴とする給紙装置。
【請求項１５】
シート束を積載するためのシート載置台と、該シート載置台に積載されたシート束からシートを１枚ずつ給紙する給紙手段と、該シート載置台に積載されているシート束の残りシート枚数を検知するための残量検知手段とを有する給紙装置において、
上記残量検知手段として、請求項１０又は１１の残量検知装置を使用し、
該残量検知装置の演算手段で用いる演算式パターンを入力するための演算式パターン入力手段を有していることを特徴とする給紙装置。
【請求項１６】
シート束を積載するためのシート載置台と、該シート載置台に積載されたシート束からシートを１枚ずつ給紙する給紙手段と、該シート載置台に積載されているシート束の残りシート枚数を検知するための残量検知手段とを有する給紙装置において、
上記残量検知手段として、請求項１０又は１１の残量検知装置を使用し、
該残量検知装置の演算手段で用いる演算式パターンを表示するための演算式パターン表示手段を有していることを特徴とする給紙装置。
【請求項１７】
像担持体と、該像担持体上に画像を形成する画像形成手段と、積載されたシート束からシートを１枚ずつ給紙する給紙手段と、該給紙手段に積載されているシート束の残りシート枚数を検知するための残量検知手段と、該給紙手段により給紙されたシートに上記像担持体上の画像を転写する転写手段と、該像担持体の表面をクリーニングするクリーニング手段とを有する画像形成装置において、
上記給紙手段として、請求項１２、１３、１４、１５又は１６の給紙装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１８】
請求項１７の画像形成装置において、
上記像担持体は、複数の画像を並列に担持する周長を有していることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１９】
請求項１８の画像形成装置において、
上記複数の画像は、イエロートナーにより形成される黄色画像、シアントナーにより形成される青色画像、マゼンタトナーにより形成される赤色画像、ブラックトナーにより形成される黒色画像のうちの、少なくとも２つ以上の画像であることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、積載されたシートを１枚づつ給紙する給紙装置に積載されている残りシート枚数を検知するための残量検知装置に関するものである。詳しくは、例えば複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置の給紙装置に積載されているシート束の残り枚数を検知するための残量検知装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
本出願人は、上記画像形成装置の給紙装置として、特許願０１０９８４１号の「給紙装置」を提案している。この給紙装置は、積載されたシートを１枚づつ給紙するように構成されており、積載されているシート束の残りシート枚数を検知するための残量検知装置を有している。この残量検知装置は、積載されているシート束の透過光量を第１の透過光量検出手段で検出し、給紙された１枚のシートの透過光量を第２の透過光量検出手段で検出するように構成されている。そして、第１の透過光量検出手段の検出値と、第２の透過光量検出手段の検出値とを比較し、積載されているシート束の残りシート枚数を、演算手段により演算して算出するように構成されている。
この残量検知装置を用いることにより、例えば、像担持体としての感光体上にトナー像を形成する前に、このトナー像を転写するために必要な枚数のシートが給紙装置に積載されているか否かを予め検知できるようになる。これにより、給紙装置に積載されているシート束の残りシート枚数が、トナー像の転写に必要なシート枚数より少ないことが検知された場合に、感光体上にトナー像を形成しないようにすることができる。このように、給紙装置に積載されているシート束の残り枚数を検知することにより、感光体上に無駄なトナー像を形成することがなくなり、トナーの無駄な消費を無くすことが可能になる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ある１枚のシートの光透過率（以下、単に「透過率」という）をｘとすると、理論的な透過枚数と透過率との関係は、２枚時の透過率がｘ２、３枚時の透過率がｘ３、４枚時の透過率がｘ４、５枚時の透過率がｘ５となる。例えば、１枚の透過率が０．９であるＯＨＰシート、及び１枚の透過率が０．５であるクリアホルダの、各透過枚数（１〜５枚）の理論的な透過率は、表１に示すような値となる。
【表１】
2004099257.tif 000003
このＯＨＰシートとクリアホルダの理論的な透過率と透過枚数との関係をグラフで示すと図１２のようになる。
また、１枚のシートの透過率ｘと透過枚数（シート束の残り枚数）ｚとの比を透過率比（ｚ／ｘ）とすると、１枚のシートの各透過率ｘ（０．９〜０．１）の理論的な透過率比（ｚ／ｘ）は、表２に示すような値となる。
【表２】
2004099257.tif 000004
この理論的な１枚時の透過率ｘと透過率比（ｚ／ｘ）との関係をグラフで示すと図１３のようになる。
従って、前記残量検知装置では、上記１枚時の透過率ｘと透過率比（ｚ／ｘ）との関係に基づく１つの理論的な演算式を用いて、紙種に関係なく給紙装置に積載されているシート束の残り枚数を演算手段により算出できるはずであった。
【０００４】
ところが、各種のシートの、実際の１枚時の透過率と、２，３，４枚時の透過率比との関係について調べた結果、図１４に示すように、第２原図のグラフは、ＯＨＰシートのグラフとは逆に右肩下がりとなることが判った。また、普通紙のグラフも、図１５に示すように、上記第２原図やＯＨＰシートのグラフとは異なったグラフとなった。
この図１４及び図１５のグラフの実測データを表３に示す。
【表３】
2004099257.tif 000005
【０００５】
このため、前記残量検知装置では、その演算手段により、１つの理論的な演算式を用いてシート束の残り枚数を検知するようにした場合、この演算式の理論が成立しないシート束の残り枚数を正確に検知できなくなることが判った。
【０００６】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものである。その目的とするところは、積載されているシートの種類に適合した演算式を用いて、シート束の残り枚数を正確に検知することができる残量検知装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、積載されたシートを１枚づつ給紙する給紙装置に積載されている残りシート枚数を検知するための残量検知装置であって、上記給紙装置に積載されているシート束の物性値を検出するための物性値検出手段と、該物性値検出手段により検出したシート束の物性値と、該シート束の１枚のシートの物性値とを比較して、該シート束の残りシート枚数を演算する演算手段とを有する残量検知装置において、上記演算手段で用いる演算式を、互いに物性値が異なる複数のシート毎の、シート１枚当たりの物性値と、所定枚数のシート束の物性値との比率に基づいて導き出した複数の演算式のなかから、上記給紙装置に積載されているシート束の１枚のシートの物性値に基づいて選択することを特徴とするものである。
この残量検知装置においては、上記第１の物性値検出手段により給紙装置に積載されているシート束の物性値が検出される。また、上記第２の物性値検出手段により、給紙装置に載置されている１枚のシートの物性値が検出される。そして、上記演算手段は、このシート束の物性値と１枚のシートの物性値との比率が適合する演算式を用いて、シート束の残り枚数を演算する。これにより、上記シート束の残り枚数が、給紙装置に積載されているシートに対応した演算式に基づいて正確に演算されるようになる。
請求項２の発明は、積載されたシートを１枚づつ給紙する給紙装置に積載されている残りシート枚数を検知するための残量検知装置であって、上記給紙装置に積載されているシート束の物性値を検出するための第１の物性値検出手段と、上記シート束の１枚のシートの物性値を検出するための第２の物性値検出手段と、上記第１の物性値検出手段により検出したシート束の物性値と、上記第２の物性値検出手段により検出した１枚のシートの物性値とを比較して、該シート束のシート枚数を演算する演算手段とを有し、該演算手段は、互いに物性値が異なる複数のシート毎の、シート１枚当たりの物性値と、所定枚数のシート束の物性値との比率に基づいて導き出した複数の演算式のなかから、該演算式における所定枚数のシート束の物性値とシート１枚当たりの物性値との比率と、上記第１の物性値検出手段により検出したシート束の物性値と上記第２の物性値検出手段により検出した１枚のシートの物性値との比率とが適合している演算式を用いて演算を行うことを特徴とするものである。
請求項３の発明は、請求項２の残量検知装置において、上記第２の物性値検出手段は、上記給紙装置から給紙されて搬送されるシートの搬送経路に配設されていることを特徴とするものである。
請求項４の発明は、積載されたシートを１枚づつ給紙する給紙装置に積載されている残りシート枚数を検知するための残量検知装置であって、上記給紙装置に積載されているシート束の物性値を検出するための物性値検出手段と、該物性値検出手段の、上記シート束の１枚のシートの給紙前の検出値と給紙後の検出値との差から算出した１枚のシートの物性値と、上記物性値検出手段により検出したシート束の物性値とを比較して、該シート束のシート枚数を演算する演算手段とを有し、該演算手段は、互いに物性値が異なる複数のシート毎の、シート１枚当たりの物性値と、所定枚数のシート束の物性値との比率に基づいて導き出した複数の演算式のなかから、該演算式における所定枚数のシート束の物性値とシート１枚当たりの物性値との比率と、上記シート束の１枚のシートの給紙前の検出値と給紙後の検出値との差から算出した１枚のシートの物性値と上記物性値検出手段により検出したシート束の物性値との比率とが適合している演算式を用いて演算を行うことを特徴とするものである。
請求項５の発明は、請求項１、２、３又は４の残量検知装置において、上記シートの物性値は、該シートの厚さ方向における光の透過率であることを特徴とするものである。
請求項６の発明は、請求項１、２、３、４又は５の残量検知装置において、上記複数の演算式のなかの１つは、第２原図１枚当たりの物性値と、所定枚数の第２原図束の物性値との比率に基づいて導き出した演算式であることを特徴とするものである。
請求項７の発明は、請求項１、２、３、４、５又は６の残量検知装置において、上記給紙装置に積載されているシートの種類を識別するための識別手段を有し、上記演算手段は、上記識別手段により識別したシートの種類に対応する演算式を用いて演算を行うように構成されていることを特徴とするものである。
請求項８の発明は、請求項１、２、３、４、５、６又は７の残量検知装置において、上記複数の演算式のうちの少なくとも１つの演算式におけるパラメータの少なくとも１つを、任意に変更可能なパラメータとしたことを特徴とするものである。
請求項９の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７又は８の残量検知装置において、同一種の１枚のシートの物性値の検出値の誤差により、上記演算手段で用いる演算式が複数存在してしまう場合に、これら複数の演算式のうちの何れの演算式を用いて演算しても、上記演算手段による演算値が同じ値になるように構成されていることを特徴とするものである。
請求項１０の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８又は９の残量検知装置において、上記演算手段は、複数の給紙装置のそれぞれに積載されるシートの種類の組み合わせに応じて、各種類毎のシート１枚当たりの物性値と所定枚数のシート束の物性値との比率に基づいて導き出した複数種類の演算式を組み合わせた複数種類の演算式パターンのなかから、上記複数の給紙装置のそれぞれに積載されているシートの種類の組み合わせに対応した演算式パターンを用いて演算を行うように構成されていることを特徴とするものである。
請求項１１の発明は、請求項１０の残量検知装置において、上記複数種類の演算式パターンのうちの少なくとも１つの演算式パターンにおけるパラメータの少なくとも１つを、任意に変更可能なパラメータとしたことを特徴とするものである。
請求項１２の発明は、シート束を積載するためのシート載置台と、該シート載置台に積載されたシート束からシートを１枚ずつ給紙する給紙手段と、該シート載置台に積載されているシート束の残りシート枚数を検知するための残量検知手段とを有する給紙装置において、上記残量検知手段として、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０又は１１の残量検知装置を用いることを特徴とするものである。
請求項１３の発明は、シート束を積載するためのシート載置台と、該シート載置台に積載されたシート束からシートを１枚ずつ給紙する給紙手段と、該シート載置台に積載されているシート束の残りシート枚数を検知するための残量検知手段とを有する給紙装置において、上記残量検知手段として、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０又は１１の残量検知装置を使用し、該残量検知装置の演算手段で用いる演算式を入力するための演算式入力手段を有していることを特徴とするものである。
請求項１４の発明は、シート束を積載するためのシート載置台と、該シート載置台に積載されたシート束からシートを１枚ずつ給紙する給紙手段と、該シート載置台に積載されているシート束の残りシート枚数を検知するための残量検知手段とを有する給紙装置において、上記残量検知手段として、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０又は１１の残量検知装置を使用し、該残量検知装置の演算手段で用いる演算式を表示するための演算式表示手段を有していることを特徴とするものである。
請求項１５の発明は、シート束を積載するためのシート載置台と、該シート載置台に積載されたシート束からシートを１枚ずつ給紙する給紙手段と、該シート載置台に積載されているシート束の残りシート枚数を検知するための残量検知手段とを有する給紙装置において、上記残量検知手段として、請求項１０又は１１の残量検知装置を使用し、該残量検知装置の演算手段で用いる演算式パターンを入力するための演算式パターン入力手段を有していることを特徴とするものである。
請求項１６の発明は、シート束を積載するためのシート載置台と、該シート載置台に積載されたシート束からシートを１枚ずつ給紙する給紙手段と、該シート載置台に積載されているシート束の残りシート枚数を検知するための残量検知手段とを有する給紙装置において、上記残量検知手段として、請求項１０又は１１の残量検知装置を使用し、該残量検知装置の演算手段で用いる演算式パターンを表示するための演算式パターン表示手段を有していることを特徴とするものである。
請求項１７の発明は、像担持体と、該像担持体上に画像を形成する画像形成手段と、積載されたシート束からシートを１枚ずつ給紙する給紙手段と、該給紙手段に積載されているシート束の残り枚数を検知するための残量検知手段と、該給紙手段により給紙されたシートに上記像担持体上の画像を転写する転写手段と、該像担持体の表面をクリーニングするクリーニング手段とを有する画像形成装置において、上記給紙手段として、請求項１２、１３、１４、１５又は１６の給紙装置を用いることを特徴とするものである。
請求項１８の発明は、請求項１７の画像形成装置において、上記像担持体は、複数の画像を並列に担持する周長を有していることを特徴とするものである。
請求項１９の発明は、請求項１８の画像形成装置において、上記複数の画像は、イエロートナーにより形成される黄色画像、シアントナーにより形成される青色画像、マゼンタトナーにより形成される赤色画像、ブラックトナーにより形成される黒色画像のうちの、少なくとも２つ以上の画像であることを特徴とするものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明が適用される残量検知装置の実施形態について説明する。図１に、この残量検知装置を搭載した画像形成装置の一例を示す。この画像形成装置は、原稿を走査して読み取り、デジタル化して用紙に複写する、いわゆるデジタルカラー複写機としての機能を有している。また、この画像形成装置は、原稿の画像情報を遠隔地と授受するファクシミリの機能や、コンピュータが扱う画像情報を用紙上に印刷するいわゆるプリンタの機能も有している。
【０００９】
図１において、カラー画像形成装置の略中央に画像形成部１が設けられている。この画像形成部１の下方には、多段状の給紙部２が配置されている。この給紙部２の各段には、記録媒体である普通紙や、ＯＨＰシート、第２原図などのシート束を積載した給紙装置としての給紙トレイ２１が配設されている。この給紙部２は、必要に応じて別の給紙装置２２を増設することができるように構成されている。上記画像形成部１の上方には、原稿を読取る読取部３が配設されている。また、画像形成部１の左側には、画像が形成されたシートを排紙収納するための排紙収納部４が配設されている。
【００１０】
上記画像形成部１には、４色のトナー像を個別に形成するための各色の作像部６が、無端状の中間転写ベルト５の外周面に対向するように並列に配置されている。各作像部６は、ドラム状の感光体６１を備えている。各感光体６１の周囲には、感光体６１の表面に帯電処理を行う帯電装置６２、画像情報を感光体表面にレーザ光で照射する露光装置７が配置されている。また、感光体６１の表面に露光されて形成された静電潜像を可視化するための現像装置６３、及び、感光体６上の残留トナーを除去回収するクリーニング装置６４が配置されている。
【００１１】
上記読み取り部３には、コンタクトガラス３１上に載置された原稿（不図示）の読み取り走査を行うための、原稿照明用光源とミラーよりなる読み取り走行体３２、３３が往復移動自在に配設されている。この読み取り走行体３２、３３により走査された画像情報は、レンズ３４の後方に設置されているＣＣＤ３５に画像信号として読み込まれる。この読み込まれた画像信号は、デジタル化され画像処理される。画像処理された信号に基づいて、上記露光装置７内のレーザダイオードＬＤ（不図示）の発光により、感光体６１の表面に静電潜像が形成される。ＬＤからの光信号は、公知のポリゴンミラーやレンズを介して感光体６１に至る。読み取り部３の上方には、原稿を自動的にコンタクトガラス３１上に搬送するための自動原稿搬送装置３６が取り付けられている。
【００１２】
上記中間転写ベルト５の周囲には、中間転写ベルト５上に形成されたフルカラートナー像を上記シートに転写するための転写装置５１が配置されている。また、この転写装置５１によりフルカラートナー像がシートに転写された後の、中間転写ベルト５表面に残留しているトナーを除去回収するための中間転写クリーニング装置５２が配置されている。
【００１３】
次に、この画像形成装置の作像プロセスについて説明する。図１において、上記各作像部６では、周知の電子写真プロセスにより、中間転写ベルト５の回転に合せて、各感光体６１上に所定のタイミングで４色のトナー像が形成される。まず、イエロー作像部（Ｙ）では、左端の感光体上に形成されたイエロートナー像が中間転写ベルト５に転写される。マゼンタ作像部（Ｍ）では、次の感光体上に形成されたマゼンタトナー像がイエロートナー像の上に重ね合わされて中間転写ベルト５に転写される。シアン（Ｃ）の作像部では、更に次の感光体上に形成されたシアントナー像がマゼンタトナー像の上に重ね合わされて中間転写ベルト５に転写される。ブラック（Ｋ）の作像部では、右端の感光体上に形成されたブラックトナー像がシアントナー像の上に重ね合わされて中間転写ベルト５に転写される。このように、各感光体上に形成された４色のトナー像が順次重ね合わされて転写されることにより、中間転写ベルト５にフルカラートナー像が形成される。
【００１４】
一方、上記中間転写ベルト５上へのフルカラートナー像の画像形成動作に平行して、上記給紙部２の選択された給紙トレイ２１からシートが順次１枚ずつ分離給紙される。すなわち、図示の給紙部２においては、給紙トレイ２１に回動可能に支持された底板２４上にシート束が積載されている。この底板２４の回動によりシート束の最上位のシートがピックアップローラ２５に当接可能な位置まで上昇する。この最上位のシートは、ピックアップローラ２５の回転により給紙されて、リバースローラ２７により１枚に分離される。そして、１枚に分離された最上位のシートは、給紙ローラ２６の回転により、給紙トレイ２１から送り出されて、その搬送経路下流側に配置されているレジストローラ２３へと搬送される。
【００１５】
上述のようにして分離搬送されたシートは、上記レジストローラ２３のニップに突き当たることにより搬送が一時止められて待機される。レジストローラ２３は、上記中間転写ベルト５上に形成されたフルカラートナー像と、上記シートの先端との位置関係が所定の位置になるよう、タイミングをとって回転を開始するように制御される。このレジストローラ２３の回転により、待機されているシートが再び給紙される。これにより、このシートの所定位置に、上記転写装置５１により、中間転写ベルト５上に形成されたフルカラートナー像が転写される。
【００１６】
このようにしてフルカラートナー像が転写されたシートは、その搬送経路の下流側の定着部８に送り込まれる。この定着部８は、上記転写装置５１により転写されたフルカラートナー像をシート上に定着する。フルカラートナー像が定着されたシートは、排紙ローラ４１により上記排紙収納部４に排紙収納される。
ここで、上記シートの両面に画像形成を行う際は、分岐部９１にてシートを分岐し、両面装置９を経由させることにより、シートの表裏を反転させる。この表裏が反転されたシートは、上記レジストローラ２３のニップに突き当たることで、そのスキューが補正された後、上述の片面への画像形成時と同様にして裏面への画像形成が行われる。
【００１７】
ところで、近年、複写機やプリンタのカラー化及び高速化に伴い、上記給紙トレイ２１に積載されているシートの、５枚とか６枚といった少数枚の残り枚数を正確に検知する要求が出てきた。これは、上記中間転写ベルト５の大型化に伴い、この中間転写ベルト５上に形成できる画像数が増えたのに対して、上記給紙トレイ２１から転写装置５１までの間にストックできるシートの枚数が少なくなったためである。例えば、図２に示す画像形成装置では、その中間転写ベルト５上には５枚分のシートに転写できる画像を形成できるのに、給紙トレイ２１から転写装置５１までの間には３枚のシートしかストックすることができない。この画像形成装置では、中間転写ベルト５上に５枚分のシートに転写できる画像が形成された後、シートエンドが検知されて給紙トレイ２１からシートが給紙されない場合、（５−３＝２）枚分のシートに転写可能な画像が余ってしまう。そして、この余った画像は、上記中間転写クリーニング装置５２により消去されることになる。このため、このような構成の画像形成装置では、給紙トレイ２１から転写装置５１までの間にストックできるシート枚数の不足により、無駄な画像形成が行われて、トナーが無駄に消費されてしまうことがあった。
【００１８】
このような無駄を解消するためには、上記給紙トレイ２１に積載されている少数枚（５枚とか６枚）のシート束の残り枚数を正確に検知して、その残量以上の画像形成を行わないようにすればよい。しかし、この給紙トレイ２１に積載されている少数枚（５枚とか６枚）のシート束の残り枚数を正確に検知できる残量検知装置は従来なかった。
【００１９】
そこで、本発明者は、上記シート束の残り枚数を正確に検知することができる残量検知装置を提案した。この残量検知装置は、図３に示すように、給紙トレイ２１の底板２４に積載されたシート束２０１の透過光量を検出するための第１の物性値検出手段としての発光手段２５０と受光手段２５１とを備えている。この発光手段２５０と受光手段２５１とは、上記シート束２１０を挟んで対向するように配置されている。図３において、発光手段２５０から発せられた光は、シート束２０１を透過することで減衰される。そして、このシート束２０１を透過して減衰した透過光量が受光手段２５１により検出される。
また、この残量検知装置は、上記シート束２０１の１枚のシート２０の透過光量を検出するための第２の物性値検出手段としての発光手段２５０’と受光手段２５１’とを備えている。この発光手段２５０’と受光手段２５１’とは、上記ピックアップローラ２５、給紙ローラ２６、及びリバースローラ２７により１枚に分離搬送されたシート２０を挟んで対向するように配置されている。図３において、発光手段２５０’から発せられた光は、１枚のシート２０を透過することで減衰される。そして、この１枚のシート２０を透過して減衰した透過光量が受光手段２５１’により検出される。
【００２０】
ここで、上記１枚のシート２０の透過光量の０枚時に対する透過率をｘ（％）とし、給紙トレイ２１内に積載された記録紙の０枚時に対する透過率をｚ（％）とすれば、ｘとｚの演算により残量を算出できる。なお、発光手段２５０としてはＬＥＤ素子、半導体レーザー、などが考えられるが、白熱燈や蛍光灯等その他の発光手段でもかまわない。波長も可視光はもちろん、赤外光や紫外光等が考えられる。
【００２１】
受光手段２５１の出力から枚数を演算する演算手段としての演算部は、図４に示す画像形成装置のエンジン制御部１０１、給紙部２、又はコントローラ制御部１０２のどこにあっても良い。図４において、エンジン制御部１０１は、画像形成部１、給紙部２、及び定着部８を制御している。コントローラ制御部１０２は、エンジン制御部１０１をコントロールしており、外部のホストコンピューター１０３と接続されている。また、このコントローラ制御部１０２には、表示部１０４、及び入力部１０５が接続されている。
【００２２】
ところで、上記給紙トレイ２１に積載されるシートには、普通紙、第２原図、ＯＨＰシート等の様々な種類があり、その透過率も違えば厚さも異なる。
このため、上記演算部で１つの演算式を用いて上記シート束の残り枚数を検知するようにした場合、前述したように、この演算式の理論が成立しないシート束の残り枚数を正確に検知できなくなるという問題がある。
【００２３】
上記問題は、以下に説明する各実施形態に係る残量検知装置を用いることにより解決することができる。なお、以下の実施形態に係る残量検知装置の各構成要素のうち、図３に示した残量検知装置の各構成要素と同等の構成及び機能を有するものには、この残量検知装置の各構成要素に付した符号と同符号を付してその説明を省略する。
【００２４】
（実施形態１）
実施形態１に係る残量検知装置は、上記残量検知装置の構成に加えて、以下の特徴を有する。本実施形態１に係る残量検知装置は、１枚時のシートの透過率よりシートの種類を識別し、このシートの種類に適した演算式を使用して、給紙トレイ２１に積載されているシート束の正確な枚数を検知するものである。
本実施形態１に係る残量検知装置の構成を、図５を参照して説明する。図５は、上記演算部で用いる演算式の一例を模式的に示すグラフである。図５に示すグラフの横軸ｘは、積載されているシート１枚の透過率（％）であり、縦軸ｙは、透過率比（ｚ／ｘ）×１００（％）である。図５において、４０≦ｘ＜９７の範囲はＯＨＰシートの領域であり、上記演算部で１枚と２枚を識別する演算式はｙ＝ａｘ＋ｂである。また、図５において、０．１≦ｘ＜４０の範囲は普通紙の領域であり、上記演算部で１枚と２枚を識別する演算式はｙ＝２０である。ここで、例えば、ｘ＝２０のとき、ｚ＝１０だったとすると、０．１≦ｘ＜４０の範囲なので、上記演算部の演算式として普通紙の演算式ｙ＝２０が用いられる。そして、ｙが２０より大きければ上記シート束の残り枚数は１枚、ｙが２０より小さければ２枚以上と識別される。図示のように、ｙ＝（１０／２０）×１００＝５０の場合には、上記シート束の残り枚数は１枚と判断される。ここで、上記シート束の残り枚数が２枚以上となった場合は、２枚と３枚、３枚と４枚、４枚と５枚等を識別する他の演算式を用いて、これらを順次演算していくことで、上記シート束の残り枚数を確定できる。なお、上記シート１枚の透過率ｘの値がｘ＜０．１のときは測定範囲外、９７≦ｘの時はシートなしと判断される。
【００２５】
（実施形態２）
実施形態２に係る残量検知装置は、実施形態１に係る残量検知装置の構成に加えて、以下の特徴を有する。実施形態１に係る残量検知装置では、１枚時のシートの透過率よりシートの種類を識別しているが、１枚時のシートの透過率が同じで、しかもシートの種類が異なっている場合もある。例えば、ＯＨＰシートにも様々な種類があり、それぞれの透過率も違えば厚さも異なる。従って、上記残量検知装置では、実際に給紙されるシートの種類に合わせて、使用する演算式を変えるようにすることが望ましい。
そこで、例えば、図６に示すように、シート束の１枚と２枚を識別するＯＨＰシートの演算式がｙ＝ａｘ＋ｂであるとすると、ＯＨＰシートの種類に応じてｙ＝ｃｘ＋ｄや、ｙ＝ｅｘ＋ｆに演算式を交換できるようにする。
【００２６】
（実施形態３）
実施形態３に係る残量検知装置は、実施形態１又は２に係る残量検知装置の構成に加えて、以下の特徴を有する。上記演算式を多数格納すればするほど、この演算式を記憶しておくためのメモリーの使用領域が大きくなりコストアップとなる。また演算式の数が多すぎると、上記演算部でどの演算式を用いればよいのか迷うことになる。また、演算部で用いる演算式に微小な補正を加えたい場合もある。本実施形態３に係る残量検知装置は、演算式の少なくとも一部を変更可能なパラメータとし、前記パラメータを任意に設定可能とすることで、上述のような不具合を解消しようとするものである。例えば、図６に示した演算式ｙ＝ａｘ＋ｂのａや、ｂの値をパラメータとし、自由に設定できるようにしたものである。
【００２７】
（実施形態４）
実施形態４に係る残量検知装置は、実施形態１、２又は３に係る残量検知装置の構成に加えて、以下の特徴を有する。第２の物性値検出手段としての受光手段２５１’が検出した透過光量の値は、一般的に誤差を含んでおり、一定のバラツキがある。しかし、上記演算部の演算結果としては、受光手段２５１’が検出した透過光量の値にバラツキがあっても近似したものであることが望まれる。本実施形態４に係る残量検知装置は、２つの演算式が近接する値にて２つの演算結果が大きく異なるのを防止するようにしたものである。
すなわち、図６で示したように、例えばシート束の１枚と２枚を識別するＯＨＰシートの演算式が、ｙ＝ａｘ＋ｂであるとし、ｙ＝ａｘ＋ｂのｂの値をｂより小さいｇにしたとする。このような場合には、図７に示すように、ｙ＝ａｘ＋ｂの演算式と、ｙ＝２０の演算式とが連続してつながらなくなる。
そこで、このような場合には、図８に示すように、ＯＨＰシートの範囲である４０≦ｘ＜９７を、５０≦ｘ＜９７にしたり、図９に示すように、４０≦ｘ＜５８の範囲に、別の演算式を付け加えたりする。
【００２８】
（実施形態５）
実施形態５に係る残量検知装置は、実施形態１、２、３又は４に係る残量検知装置の構成に加えて、以下の特徴を有する。上述のように、実施形態１、２、３又は４に係る残量検知装置では、その受光手段２５１’が検出した透過光量の値の範囲毎に、それぞれ異なった演算式が用いられる。しかし、積載されたシートの種類により広い範囲に１つの演算式を使用できる場合もあれば、複数の狭い範囲にそれぞれ演算式が必要な場合もある。これは、一般オフィスや、印刷専門業者など職種により異なる。例えば、普通紙と、ＯＨＰシートだけを給紙するのであれば、図６に示したように、２種類の演算式があればよい。しかし、それらに加えて第２原図も給紙する場合には、第２原図の演算式も含め３種類の演算式が必要になる。そこで、本実施形態５に係る残量検知装置は、複数の給紙トレイのそれぞれに積載されるシートの種類の組み合わせに応じて、複数種類の演算式を組み合わせた複数種類の演算式パターンを複数備えておく。そして、複数種類の演算式パターンのなかから、ユーザーの目的に合った演算式パターンを用いて演算するようにする。これにより、給紙トレイの設置時に、迅速かつ適切に最適な設定が可能となる。図１０に、普通紙の演算式ｙ＝ｊｘ＋ｋ、ｙ＝２０と、第２原図の演算式ｙ＝ｈｘ＋ｉと、ＯＨＰシートの演算式ｙ＝ａｘ＋ｂとを組み合わせた演算式パターンの模式図を示す。このように、ユーザーの目的に応じて、複数種の演算式が含まれる演算式パターンを用意することで、演算式の切り換えが楽になる。
【００２９】
（実施形態６）
実施形態６に係る残量検知装置は、実施形態１、２、３、４又は５に係る残量検知装置の構成に加えて、以下の特徴を有する。本実施形態６に係る残量検知装置は、実施形態５で述べた演算式パターンにおいて、演算式を変更するパターンの少なくとも一部を変更可能なパラメータとしたもである。このように、演算式パターンの一部のパラメータを任意に設定可能とすることで、給紙するシートの種類に最適な設定が可能となる。図１１に、本実施形態６に係る残量検知装置で用いる演算式の模式図の一例を示す。図１１に示すように、例えば、第２原図の範囲が２８≦ｘ＜３５だとした場合、これを２０≦ｘ＜３５に広くしたいときには、その演算式パターンの範囲を２８から２０に変更するようにする。
【００３０】
（実施形態７）
実施形態７に係る残量検知装置は、実施形態１、２、３、４、５又は６に係る残量検知装置の構成に加えて、以下の特徴を有する。本実施形態７に係る残量検知装置は、それに用いる演算式又は演算式パターンを設定するための入力手段を具備している。この残量検知装置の演算部は、例えば、図４に示したコントローラ制御部１０２内にあり、上記入力手段としての入力部１０５により、それに用いる演算式又は演算式パターンを設定することができる。これにより、残量検知装置に用いる演算式又は演算式パターンを、市場において簡単に設定することが可能となる。また、この残量検知装置では、入力部１０５により設定された演算式又は演算式パターンを、表示手段として表示部１０４に表示することができるようになっている。
【００３１】
なお、上記各実施形態における残量検知載置の検知対象は、シート状物体であれば樹脂、ガラス等、紙以外のものにも使用できる。
また、上記実施形態における残量検知装置では、シート束２０１の１枚のシート２０の透過光量を、発光手段２５０’と受光手段２５１’とで検出しているが、この１枚のシート２０の透過光量は、予めデータとして記憶したもでもよい。また、この１枚のシート２０の透過光量は、一枚のシートが給紙される前後の、第１の物性値検出手段としての受光手段２５１の出力差から算出するようにしてもよい。
さらに、上記各実施形態における残量検知装置においては、シートの物性値として透過光量を検知するようにしているが、例えば、シートの静電容量や温度、あるいは超音波によりシートの物性値を検知するようにしてもよい。ここで、シートの静電容量を検知する方法としては、特開２００１−３０２０２０号公報の技術を用いることができる。また、シートの温度を検知する方法としては、特許願０２０１３５０号の技術を用いることができる。さらに、超音波によりシートの物性値を検知する方法としては、特許願０１０８８４２号の技術を用いることができる。
【００３２】
上述のように、実施形態１に係る残量検知装置においては、１枚時のシートの透過率よりシートの種類を識別し、このシートの種類に適した演算式を使用して、シート束の正確な残り枚数を検知できるようになる。これにより、給紙トレイ２１内のシート束の残り枚数以上の画像を中間転写ベルト５上に形成することを防止でき、トナーの無駄な消費や、大量のトナーを除去するために発生するクリーニング装置５２の負荷を低減できるようになる。
また、実施形態２に係る残量検知装置においては、実際に給紙されるシートの種類に合った演算式が用いられるようになる。
また、実施形態３に係る残量検知装置においては、演算式の少なくとも一部が変更可能なパラメータであるので、このパラメータを任意に設定することで、演算式を多数格納する必要がなくなる。
また、実施形態４に係る残量検知装置においては、２つの演算式が近接する値にて２つの演算結果が大きく異なるのを防止することができるようになる。
また、実施形態５に係る残量検知装置においては、演算式パターンを複数備えているので、給紙トレイ２１の設置時に、ユーザーの要求に応じて迅速かつ適切に最適な設定ができるようになる。
また、実施形態６に係る残量検知装置においては、上記演算式パターンの少なくとも一部が変更可能なパラメータであるので、このパラメータを任意に設定することで給紙するシートの種類に最適な設定ができるようになる。
また、実施形態７に係る残量検知装置においては、演算式又は演算式パターンを設定するための入力手段を具備しているので、その演算部で使用する演算式又は演算式パターンを市場において簡単に設定可能となる。また、演算式又は演算式パターンを表示するための表示手段を具備しているので、演算式又は演算式パターンの現在の設定を確認できるようになる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、シートの種類に適した演算式を使用して、積載されているシート束の残り枚数を正確に検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の残量検知装置が搭載される画像形成装置の一例を示す概略構成図。
【図２】上記画像形成装置の画像形成プロセスを説明するための概略図。
【図３】上記残量検知装置の一例を示す概略構成図。
【図４】上記画像形成装置の概略構成を示すブロック図。
【図５】実施形態１に係る残量検知装置の演算部で用いる演算式の一例を模式的に示すグラフ。
【図６】実施形態２または３に係る残量検知装置の演算部で用いる演算式の一例を模式的に示すグラフ。
【図７】２つの演算式が近接する値にて２つの演算結果が大きく異なる場合の演算式の一例を模式的に示すグラフ。
【図８】実施形態４に係る残量検知装置の演算部で用いる演算式の一例を模式的に示すグラフ。
【図９】実施形態４に係る残量検知装置の演算部で用いる演算式の他の一例を模式的に示すグラフ。
【図１０】実施形態５に係る残量検知装置の演算部で用いる演算式の一例を模式的に示すグラフ。
【図１１】実施形態６に係る残量検知装置の演算部で用いる演算式の一例を模式的に示すグラフ。
【図１２】ＯＨＰシートとクリアホルダの理論的な透過率と透過枚数との関係を示すグラフ。
【図１３】理論的な１枚時の透過率ｘと透過率比（ｚ／ｘ）との関係を示すグラフ。
【図１４】第２原図とＯＨＰシートとの、実際の１枚時の透過率と、２，３，４枚時の透過率比との関係を示すグラフ。
【図１５】普通紙の、実際の１枚時の透過率と、２，３，４枚時の透過率比との関係を示すグラフ。
【符号の説明】
１　　　画像形成部
２　　　給紙部
３　　　読取部
４　　　排紙収納部
５　　　中間転写ベルト
６　　　作像部
７　　　露光装置
８　　　定着部
２０　　　シート
２１　　　給紙トレイ
２２　　　給紙装置
２３　　　レジストローラ
２５　　　ピックアップローラ
２６　　　給紙ローラ
２７　　　リバースローラ
５１　　　転写装置
５２　　　中間転写クリーニング装置
６１　　　感光体
６２　　　帯電装置
６３　　　現像装置
６４　　　クリーニング装置
１０１　　　エンジン制御部
１０２　　　コントローラ制御部
１０４　　　表示部
１０５　　　入力部
２０１　　　シート束
２５０，２５０’　　　発光手段
２５１，２５１’　　　受光手段
ｘ　　　１枚のシートの透過率
ｙ　　　透過率比
ｚ　　　透過枚数（シート束の残り枚数）
【図１】
2004099257.tif 000006
【図２】
2004099257.tif 000007
【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】
2004099257.tif 000013
【図９】
2004099257.tif 000014
【図１０】
2004099257.tif 000015
【図１１】
2004099257.tif 000016
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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