(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のシート状媒体の厚さ方向で挟む位置に対向配置された発光手段および受光手段と、
前記複数のシート状媒体を透過した前記発光手段の発光光を、前記受光手段が受光して得られた第１の光量を記憶する第１の記憶手段と、
前記複数のシート状媒体が前記第１の光量の取得時よりも一枚減少したときに前記受光手段により得られた第２の光量と、前記第１の光量との差分である光量の増加量を記憶する第２の記憶手段と、
予め、前記第２の光量のときの枚数毎に、前記光量の増加量と前記第２の光量との関係が取り得る範囲を記憶した第３の記憶手段と、
前記第３の記憶手段に記憶された範囲と、前記光量の増加量、及び前記第２の光量に基づいて、前記複数のシート状媒体の残量を演算する演算手段と、
を備えることを特徴とするシート残量検知装置。
【請求項２】
前記受光手段は、受光して得られた光量を増幅する増幅回路を備え、増幅した光量に基づいて前記演算手段による演算を行うことを特徴とする請求項１に記載のシート残量検知装置。
【請求項３】
前記演算手段は、前記受光手段が受光して得られた光量に一定倍率を乗じる演算処理を施して、前記受光手段の出力を補正することを特徴とする請求項１に記載のシート残量検知装置。
【請求項４】
前記演算手段は、前記増幅回路のばらつきに対する補正値を予め演算し、該補正値を用いて前記増幅回路より得られた出力を演算処理することを特徴とする請求項２に記載のシート残量検知装置。 
【請求項５】
前記演算手段は、前記光量の増加量と前記第２の光量との関係が取り得る範囲をシート状媒体の種類毎に記憶した前記第３の記憶手段を用いて、使用するシート状媒体に応じて境界線の式を切り換えて演算処理することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のシート残量検知装置。 
【請求項６】
前記演算手段は、前記受光手段から得られた前記第２の光量に応じて演算処理の方法を変えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載のシート残量検知装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一つに記載のシート残量検知装置を用いた給紙装置であって、シート状媒体の前記第１の光量と、給紙後に枚数の減少したシート状媒体の前記第２の光量とを得て、演算処理を行うことによりシート状媒体の枚数を検知することを特徴とする給紙装置。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか一つに記載のシート残量検知装置を、画像形成を行う記録紙の残量検知手段として備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項７に記載の給紙装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート状媒体の残枚数を検知するシート残量検知装置、それを用いた給紙装置、およびそれらを用いた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、複写機やプリンタのカラー化および高速化に伴って、給紙トレイに残されたシート状媒体の枚数を正確に検知する必要が出てきている。これは、中間転写ベルトの大型化に伴って、中間転写ベルト上に形成できる画像数が増えたのに対し、給紙トレイから転写装置までの間にストックできるシート枚数が少なくなったためである。
【０００３】
例えば、中間転写ベルト上には５枚分のシートに転写できる画像が形成可能であるが、給紙トレイから転写装置までの間には３枚のシートしかストックできない画像形成装置を例にあげて説明する。この画像形成装置において、中間転写ベルト上に５枚分のシートに転写できる画像が形成された後、給紙トレイからシートが給紙されなかった場合（シート枚数不足）、中間転写ベルト上に５−３＝２枚分のシートに転写可能な画像が余り、その余った画像は中間転写クリーニング装置により消去される。このように、上記のような画像形成装置では、給紙トレイから転写装置までの間にストックできるシート枚数が不足すると、無駄な画像形成が行われ、トナーが無駄に消費されてしまうことがある。
【０００４】
そこで、このような無駄を解消するには、給紙トレイの残りシート枚数を正確に検知し、残枚数以上の画像形成を行わないようにすれば良い。例えば、特許文献１では、積載されたシート状媒体の厚さ方向で挟む位置に第１の発光手段と受光手段を備え、そのシート状媒体が通過する搬送路と、その搬送路上に媒体の厚さ方向で挟む位置に第２の発光手段と受光手段を備えている。そして、第２の発光手段より発光され媒体を透過して受光手段で得た透過光量と、第１の発光手段より発光され積載されたシート状媒体を透過して受光手段で得た透過光量とを演算することにより、積載されたシート状媒体の枚数を検知する透過光量検出装置が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２６９２３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１では、シート残量を検知する際に、２組の発光手段と受光手段が必要であって、１組の発光手段と受光手段だけでは残量検知を行うことができないため、その分コストが割高となって、経済的でないという課題があった。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、発光手段と受光手段を用いて低コストかつ高精度にシート状媒体の残量が検知可能なシート残量検知装置、給紙装置、および画像形成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】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１にかかる発明は、複数のシート状媒体の厚さ方向で挟む位置に対向配置された発光手段および受光手段と、前記複数のシート状媒体を透過した前記発光手段の発光光を、前記受光手段が受光して得られた第１の光量を記憶する第１の記憶手段と、前記複数のシート状媒体が前記第１の光量の取得時よりも一枚減少したときに前記受光手段により得られた第２の光量と、前記第１の光量との差分である光量の増加量を記憶する第２の記憶手段と、予め、前記第２の光量のときの枚数毎に、前記光量の増加量と前記第２の光量との関係が取り得る範囲を記憶した第３の記憶手段と、前記第３の記憶手段に記憶された範囲と、前記光量の増加量、及び前記第２の光量に基づいて、前記複数のシート状媒体の残量を演算する演算手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２にかかる発明は、請求項１に記載のシート残量検知装置において、前記受光手段は、受光して得られた光量を増幅する増幅回路を備え、増幅した光量に基づいて前記演算手段による演算を行うことを特徴とする。
【００１０】
また、請求項３にかかる発明は、請求項１に記載のシート残量検知装置において、前記演算手段は、前記受光手段が受光して得られた光量に一定倍率を乗じる演算処理を施して、前記受光手段の出力を補正することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項４にかかる発明は、請求項２に記載のシート残量検知装置において、前記演算手段は、前記増幅回路のばらつきに対する補正値を予め演算し、該補正値を用いて前記増幅回路より得られた出力を演算処理することを特徴とする。
【００１２】
また、請求項５にかかる発明は、請求項１〜４のいずれか一つに記載のシート残量検知装置において、前記演算手段は、前記光量の増加量と前記第２の光量との関係が取り得る範囲をシート状媒体の種類毎に記憶した前記第３の記憶手段を用いて、使用するシート状媒体に応じて境界線の式を切り換えて演算処理することを特徴とする。
【００１３】
また、請求項６にかかる発明は、請求項１〜５のいずれか一つに記載のシート残量検知装置において、前記演算手段は、前記受光手段から得られた前記第２の光量に応じて演算処理の方法を変えることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項７にかかる発明は、請求項１〜６のいずれか一つに記載のシート残量検知装置を用いた給紙装置であって、シート状媒体の前記第１の光量と、給紙後に枚数の減少したシート状媒体の前記第２の光量とを得て、演算処理を行うことによりシート状媒体の枚数を検知することを特徴とする。
【００１５】
また、請求項８にかかる発明は、請求項１〜６のいずれか一つに記載のシート残量検知装置を、画像形成を行う記録紙の残量検知手段として備えていることを特徴とする画像形成装置である。
【００１６】
また、請求項９にかかる発明は、請求項７に記載の給紙装置を備えていることを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明にかかるシート残量検知装置は、複数のシート状媒体の厚さ方向で挟む位置に発光手段および受光手段が対向配置され、複数のシート状媒体を透過した発光手段の発光光を、受光手段が受光して得られた第１の光量を第１の記憶手段に記憶し、複数のシート状媒体が第１の光量取得時よりも一枚減少したときに得られる第２の光量と第１の光量との差分である光量の増加量を第２の記憶手段に記憶し、第２の光量のときの枚数毎の光量の増加量と第２の光量との関係が取り得る範囲を第３の記憶手段に記憶し、第３の記憶手段に記憶された範囲と、光量の増加量と、第２の光量とに基づいて、複数のシート状媒体の残量を演算手段により演算する。このため、発光手段および受光手段を用いて、紙の厚さに関係なくシート状媒体の残量を低コストかつ高精度に演算することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、本発明にかかるシート残量検知装置、給紙装置、および画像形成装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１９】
図１は、本発明のシート残量検知装置を備えた画像形成装置の概略構成を説明する断面図である。図１に示す画像形成装置１は、装置中央に画像形成部２が配置され、この画像形成部２の下方に給紙部３が配置されている。給紙部３は、各段にシート状媒体（転写紙）を収容する給紙トレイ３１を備えていて、必要に応じて給紙装置３２を増設することができる。画像形成部２の上方には、原稿を読み取る読取部４が配置され、画像形成部２の左側には、排紙収納部５が形成され、画像形成された記録紙を排紙収納される。
【００２０】
画像形成部２では、ベルト状をした中間転写ベルト６の上に、複数の作像部７が並列配置され、各々の作像部７ではドラム状をした感光体７１の周囲に、感光体７１の表面に帯電処理を行う帯電装置７２、画像情報を感光体７１の表面にレーザ光で照射する露光装置８、感光体７１の表面に露光されて形成された静電潜像を可視化する現像装置７３、および感光体７１の残留するトナーを除去回収するクリーニング装置７４が配置されている。
【００２１】
作像プロセスとしては、中間転写ベルト６が回転して１つのカラー画像を形成している。すなわち、最初にイエロー（Ｙ）の作像部で、イエロー（Ｙ）のトナーを現像し、中間転写ベルト６に転写する。次に、マゼンタ（Ｍ）の作像部で、マゼンタ（Ｍ）のトナーを現像し、中間転写ベルト６に転写する。次に、シアン（Ｃ）の作像部で、シアン（Ｃ）のトナーを現像し、中間転写ベルト６に転写し、最後に、ブラック（Ｋ）のトナーを現像し、中間転写ベルト６に転写する。
【００２２】
中間転写ベルト６上で現像された４色のトナー像を用紙に転写する転写装置６１、転写後に中間転写ベルト６の表面に残留するトナーを除去回収する中間転写クリーニング装置６２がそれぞれ配置されている。
【００２３】
トナー像を得た用紙上のトナーを定着処理する定着装置９が画像形成装置１の下流（用紙搬送路での下流）に配置されている。この定着装置９を通過した用紙は、排紙ローラにより排紙収納部５に排紙収納される。
【００２４】
給紙部３においては、給紙トレイ３１に未使用の記録紙が収容されており、回転可能に支持された底板が最上位のピックアップローラに当接可能な位置まで上昇させる。そして、給紙ローラ３６，３７の回転により、最上紙は給紙トレイ３１から送り出され、レジストローラ３３へと搬送される。
【００２５】
レジストローラ３３は、記録紙の搬送を一時止め、感光体７１表面のトナー像と記録紙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が開始するように制御される。
【００２６】
読取部４では、コンタクトガラス上に載置される原稿を走査することによって読み取られる。走査された画像情報は、レンズを介してＣＣＤ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。そして、画像処理された信号に基づいて、露光装置８内の不図示のレーザダイオードＬＤの発光により、感光体７１の表面に静電潜像が形成される。レーザダイオード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７１に至る。読取部４の上方には、原稿を自動的にコンタクトガラス上に搬送する自動原稿搬送装置（ＡＤＦ）４１が取り付けられている。
【００２７】
本実施の形態の画像形成装置は、上述したように原稿を走査して画像を読み取り、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の他、不図示の制御装置により原稿の画像情報を遠隔地との間で授受するファクシミリ機能や、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機能も有している。
【００２８】
図２は、図１の給紙トレイと転写装置周辺を拡大した図である。図２に示すように、本発明の特徴は、カラー化および高速化によって各色（ＹＭＣＫ）の感光体７１Ｙ、７１Ｍ、７１Ｃ、７１Ｋが配置され、これらの各色画像を中間転写ベルト６上に重ねて転写することにより、ここでは５枚分の画像が形成できるよう大型化されている。このように、中間転写ベルト６上に形成できる画像数（５枚）に対して、給紙トレイ３１から転写装置６１までの間にストックできるシート２０ａ、２０ｂ、２０ｃの枚数（３枚）が少なくなっている。
【００２９】
このため、中間転写ベルト６上に５枚分の画像が形成された後、給紙トレイ３１のシートが無くなってシートが給紙されないと、５−３＝２枚分のシートに転写可能な画像が中間転写ベルト６上に余るので、中間転写クリーニング装置６２で消去されて無駄となる。
【００３０】
そこで、本発明では、給紙トレイ３１にストックされているシートの残り枚数を正確に検知することにより、残量以上の画像形成を行わないようにして無駄を省くようにする。本発明を画像形成装置で使用する場合、給紙トレイ３１に残っているシート状媒体２０の残量検知が正確に行えるので、残枚数を超える枚数が印刷指定されるとあらかじめユーザに知らせる等、シート状媒体２０の残量に応じた制御処理を行うことができる。
【００３１】
図３は、本発明に係る給紙装置の一実施形態を示す概念図であり、給紙トレイ３１の底板３４上にシート状媒体２０の束を厚さ方向で挟む位置に発光部１００と受光部１０１を備えている。この発光部１００より発した光をシート状媒体２０の束を透過させ、その透過光量を受光部１０１にて検出している。発光部１００としては、ＬＥＤ素子、半導体レーザ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あってもかまわない。波長も可視光はもちろん、赤外光や紫外光等も考えられる。
【００３２】
また、受光部１０１としては、フォトトランジスタ、フォトダイオード等が考えられるが、受光した光量に応じた何らかの値が得られるものであれば、どのような受光手段であってもかまわない。
【００３３】
ここでは、発光部１００より発光し、シート状媒体２０の束を透過した第１の光量を受光部１０１で得ると共に、シート状媒体２０をピックアップローラ３８で繰り出して給紙ローラ３６，３７で給紙することにより、枚数の減少したシート状媒体２０の束を透過した第２の光量を受光部１０１得て、それらを演算処理することにより、給紙トレイ３１に残されたシート状媒体の残枚数を検知している。
【００３４】
このように、本実施の形態では、１組の発光部１００と受光部１０１のみでシート状媒体２０の残枚数を正確に検知することが可能となり、０枚の判定もできることから、これまで給紙トレイ３１のシート状媒体２０が０枚であることを判定するペーパエンドセンサが必要なくなる。さらに、２組の発光部１００と受光部１０１が必要な従来の残量検知装置と比べると、発光部１００と受光部１０１のコストに加えて、ペーパエンドセンサのコストも削減できることから、大幅にコストを削減することができる。
【００３５】
図４は、本発明のシート残量検知装置の構成を示すブロック図である。図４に示すように、シート残量検知装置は、発光部１００と受光部１０１を制御する制御部１１０があって、受光部１０１より得られた透過光量を電圧値に変換し、演算部１１１で演算処理が行われる。また、制御部１１０は、給紙トレイ（給紙部）３１の給紙を制御することにより、シート状媒体２０の枚数を減少させた状態で受光部１０１より得られる透過光量を電圧値に変換することができる。メモリ１１２は、演算処理に必要な各種パラメータや検出された透過光量などを記憶するものである。
【００３６】
図５は、図３の給紙トレイに設けられた発光部と受光部の距離と位置関係を示す概念図である。図５において、距離Ｃ１は発光部１００と受光部１０１との間の距離、角度Ｅ１は発光部１００と受光部１０１とを結ぶ光軸（破線）と媒体（シート状媒体）とがなす角度、距離Ｄ１は媒体と受光部１０１までの距離である。ここで、シート状媒体２０の束がある場合、この枚数が減ると受光部１０１からの出力が増加する。
【００３７】
例えば、発光部１００と受光部１０１の距離Ｃ１が３０ｍｍで、発光部１００と受光部１０１とを結ぶ光軸と媒体とがなす角度Ｅ１を５５゜とし、媒体と受光手段の距離Ｄ１は８．５ｍｍとする。受光部１０１の出力は電圧値であり、ここではシート状媒体２０が４枚あるとする。この時の受光部１０１の出力電圧は、０．１８５５Ｖであり、次にシート状媒体２０が１枚減って３枚になると、受光部１０１の出力電圧は、０．２５６３Ｖになる。このように、シート状媒体２０が１枚減ると透過光量が増えることから、受光部１０１の出力電圧が増加する。
【００３８】
（第１の実施の形態）
次に、本実施の形態にかかるシート残量検知装置において、受光部１０１より得られた透過光量を電圧に変換し透過光量を得る場合について説明する。まず、シート状媒体２０を厚さ方向で挟む位置に発光部１００と受光部１０１が配置され、発光部１００より発光されシート状媒体２０を透過した光量が受光部１０１で受光されると、電圧Ｖａを得る。そして、給紙動作等によりシート状媒体２０の枚数が減少した後、発光部１００より発光され媒体を透過した光量が受光部１０１で受光されると、電圧Ｖｂを得る。この電圧ＶａとＶｂとの関係は、シート状媒体２０の透過枚数が減ったことにより、受光部１０１の出力電圧が大きくなることから、Ｖｂ＞Ｖａとなる。そこで、電圧の増加量Ｖｂ−Ｖa＝Ｖｃを求める。このようにして求めたＶｃとＶｂの関係式によって、残量判定が行われる。
【００３９】
図６は、５枚の普通紙が４枚→３枚→２枚→１枚になったときの受光部１０１の出力電圧を測定して受光部１０１の出力電圧とその増加量との関係をグラフ化した図である。図７は、図６におけるそれぞれの枚数の点に対してそれぞれの枚数の境界線を引いた図である。
【００４０】
図７に示す１枚と２枚の境界線の式は、
−0.0287×受光手段の出力電圧×受光手段の出力電圧＋0.4592×受光手段の出力電圧＋0.06088
である。２枚と３枚の境界線の式は、
−0.0433×受光手段の出力電圧×受光手段の出力電圧＋0.3529×受光手段の出力電圧＋0.0396
である。３枚と４枚以上の境界線の式は、
−0.0677×受光手段の出力電圧×受光手段の出力電圧＋0.3075×受光手段の出力電圧＋0.0271
である。また、上述したように、Ｖｂは受光部１０１の出力電圧であって、この境界線とセンサ出力電圧の増加量、すなわち、Ｖｃと比較することにより、媒体の残枚数を判定することができる。
【００４１】
図８は、演算部における演算処理手順を説明するフローチャートである。この演算処理では０枚、１枚、２枚、３枚、４枚以上の枚数を判定することができる。図中において、枚数データは０から４枚までの枚数、センサ出力電圧は現在のセンサ出力電圧、前センサ出力電圧は一つ前のセンサ出力電圧、センサ出力電圧の増加量はセンサ出力電圧と前センサ出力電圧の差分が入るものとする。また、判定式は「センサ出力電圧の増加量−境界線の式」である。
【００４２】
図８に示すように、給紙前にセンサ測定を行い、前センサ出力電圧に保存する（ステップＳ１００）。続いて、給紙トレイ（給紙部）３１により給紙動作を行って（ステップＳ１０１）、給紙直後にセンサ測定を行い、センサ出力電圧に保存して（ステップＳ１０２）、ステップＳ１０３へ移行する。
【００４３】
ステップＳ１０３では、センサ出力電圧が0.02Ｖ以上か否かが判断され、0.02Ｖ以上であればセンサ出力電圧と前センサ出力電圧の差分をセンサ出力電圧の増加量に保存し（ステップＳ１０４）、センサ出力電圧を前センサ出力電圧に保存して（ステップＳ１０５）、ステップＳ１０６に移行する。
【００４４】
ステップＳ１０６では、センサ出力電圧の増加量が０より小さければ、異常終了となる。また、センサ出力電圧の増加量が０より大きい場合は、ステップＳ１０７において、０枚判定式が０より大きいか否かが判定される。ステップＳ１０７でＮＯであれば、３枚判定式が０より小さいか否かが判定される（ステップＳ１０８）。ステップＳ１０８でＮＯであれば、２枚判定式が０より小さいか否かが判定される（ステップＳ１０９）。ステップＳ１０９でＮＯであれば、１枚判定式が０より小さいか否かが判定される（ステップＳ１１０）。ステップＳ１１０でＮＯであれば、残り枚数が１枚と判定される（ステップＳ１１１）。
【００４５】
また、上記したステップＳ１０７において、ＹＥＳであれば残り枚数が０枚と判定される（ステップＳ１１２）。また、上記したステップＳ１０８において、ＹＥＳであれば残り枚数が４枚と判定される（ステップＳ１１３）。また、上記したステップＳ１０９において、ＹＥＳであれば残り枚数が３枚と判定される（ステップＳ１１４）。また、上記したステップＳ１１０において、ＹＥＳであれば残り枚数が２枚と判定される（ステップＳ１１５）。さらに、上記ステップＳ１０３において、センサ出力電圧が0.02Ｖよりも小さければ、残り枚数が４枚以上と判定される（ステップＳ１１７）。
【００４６】
このように、上記したステップＳ１１１、Ｓ１１２、Ｓ１１３、Ｓ１１４、Ｓ１１５、Ｓ１１７において、残り枚数が判定された後、枚数データが更新されて（ステップＳ１１６）、ステップＳ１０２に戻り、上記処理が繰り返される。
【００４７】
すなわち、上記判定式は、値を代入した結果が正であればその枚数以上、負であればその枚数以下である。例えば、３枚判定式、２枚判定式の演算結果が正であり、１枚判定式の演算結果が負であれば、その枚数は２枚と判定される。なお、この判定式は普通紙のものであるが、センサ出力電圧の増加量と境界線の式により枚数判定を行っているので、紙厚に関係なく適用できるのを特徴としている。
【００４８】
このように、第１の実施の形態によれば、１組の発光部１００と受光部１０１のみでシート状媒体２０の残枚数を正確に検知できるので、無駄に画像形成することがなくなり、低コスト化することができる。
【００４９】
なお、第１の実施の形態では、３枚までを正確に判定する方法を説明してきたが、判定する枚数は何枚であってもかまわない。
【００５０】
（第２の実施の形態）
図９は、受光部に増幅回路が接続された構成を説明する概念図である。図９に示す回路には、受光部５１、増幅回路５２、増幅率制御部５３、および電源５４により構成されている。増幅率制御部５３は、増幅回路５２の増幅率を変えることができる。また、増幅率制御部５３を接続せずに、一定倍率で増幅するように構成しても良い。そして、増幅回路５２によって受光部５１の出力を増幅することにより、そのダイナミックレンジを広くすることができるため、精度良く残量検知を行うことができる。
【００５１】
このように、第２の実施の形態によれば、受光部５１が受光した透過光量を増幅する増幅回路５２を備え、その増幅した出力に基づいて演算部１１１で演算処理が行われるので、高精度にシート状媒体の残量を検知することができる。
【００５２】
なお、図９における受光部５１は、得られた光量を電圧として出力している。このため、増幅回路５２としてオペアンプを利用した非反転増幅回路等が考えられる。しかし、この増幅回路は必ずしもオペアンプを使ったものでなければならないわけではなく、電圧が増幅できるものであればどのような増幅回路であってもかまわない。
【００５３】
（第３の実施の形態）
次に、給紙トレイ３１に発光部１００段と受光部１０１とを備えた画像形成装置１において、給紙トレイ３１のシート状媒体の枚数を検知する際に、受光部１０１により得られた透過光量を電圧に変換し、その電圧をＡ／Ｄコンバータ等でデジタル値に変換する。しかし、残量判定を行う際に電圧値が小さいと、精度良く残量検知を行うことができない。そこで、変換したデジタル値に一定倍率を乗じることにより、電圧値を補正するものである。このデジタル値に一定倍率を乗じる処理は、図４に示す演算部１１１で行うことができる。これにより、精度の良い残量検知を行うことが可能となる。
【００５４】
このように、第３の実施の形態によれば、受光部１０１によって得られた透過光量を演算部１１１が一定倍率を乗じる演算処理を施すことによって受光部１０１の出力が補正可能となり、高精度にシート状媒体の残量を検知することができる。
【００５５】
（第４の実施の形態）
第４の実施の形態では、受光部より得られた透過光量を電圧値に変換する場合について説明する。まず、図９に示す受光部５１の出力を増幅回路５２に接続せずに０．８Ｖに調整する。その後、シート状媒体２０に配置された受光部５１で得られた出力を５倍にする増幅回路５２を接続して、得られた電圧をＶｄとする。ここで、増幅回路５２に使われる抵抗等の素子等にばらつきや、増幅回路５２にオペアンプを使用した際のオフセット入力電圧等の影響がなければ、正確に５倍された電圧４．０Ｖを得ることができる。
【００５６】
しかし、例えば、入力オフセット電圧のみの影響があって、入力オフセット電圧が０．１Ｖであった場合、増幅後の出力電圧は（０．８−０．１）×５＝３．５Ｖになる。
【００５７】
また、抵抗のみの影響があった場合は、非反転増幅回路で１ｋΩと４ｋΩの抵抗で倍率を５倍に設定し、１ｋΩの抵抗の誤差が＋１０％、４ｋΩの抵抗の誤差が−１０％であれば、それぞれ実際の抵抗の大きさが１．１ｋΩ、３．６ｋΩとなるので、非反転増幅回路の倍率が（３．６／１．１）＋１≒５．２７倍となり増幅回路の出力が約４．２Ｖとなる。そのため、上記例のように増幅回路の抵抗等の素子やオペアンプのオフセット入力電圧等の影響等により倍率にばらつきがあった場合、４．０Ｖを得ることができなくなる。
【００５８】
そこで、０．８−Ｖｄ／５＝Ｖｅにより補正すべき電圧を演算部１１１で計算する。そして、増幅回路５２より電圧を得るたびに、増幅回路５２より得られた電圧に５×Ｖｅを加算することによって、増幅回路５２の素子のばらつき等により５倍に増幅できない場合でも、５倍になるように補正した値を得ることができるため、より精度良く残量検知を行うことができる。
【００５９】
このように、第４の実施の形態によれば、演算部１１１によって増幅回路５２等のばらつきに対する補正値を予め演算しておき、その補正値を用いて増幅回路５２より得られた出力を演算処理するので、増幅回路５２のばらつきが補正され、高精度にシート状媒体の残量を検知することができる。
【００６０】
（第５の実施の形態）
第５の実施の形態では、受光部より得られた透過光量を電圧に変換し透過光量を得る場合について説明する。シート状媒体の種類によっては、受光部１０１の出力電圧とその増加量との関係が異なる。そのため、例えば、普通紙と第二原図のみを給紙するのであれば、２種類の枚数判定のための境界線の式があればよい。
【００６１】
しかし、普通紙と第二原図に加えてＯＨＰシートも給紙するような場合は、ＯＨＰシートも含めて３種類の枚数判定のための境界線の式が必要となる。そこで、第５の実施の形態にかかるシート残量検知装置は、複数種類の枚数判定のための境界線の式を具備し、その中から、シート状媒体２０の種類に応じて枚数判定を行うための境界線の式を切り替えて演算処理を行うようにする。これにより、精度良く残量検知を行うことができる。
【００６２】
例えば、図１０は、第二原図のＴＡ紙において受光部の出力電圧を測定して受光部の出力電圧とその増加量との関係をグラフ化しそれぞれの枚数の点に対してそれぞれの枚数の境界線を引いた図である。図１０に示すように、シート状媒体２０の種類が異なる場合は、そのシート状媒体に対応するグラフを作って、境界線の式を導くことにより、シート状媒体の種類に対応した演算処理を行うことができ、これにより、精度良く残量検知を行うことができる。
【００６３】
このように、第５の実施の形態によれば、演算部１１１がシート状媒体の枚数を判定するための境界線の式をシート状媒体の種類毎に備え、使用するシート状媒体に応じて境界線の式を切り換えて演算処理を行うので、高精度にシート状媒体の残量を検知することができる。
【００６４】
（第６の実施の形態）
第６の実施の形態では、受光部より得られた透過光量を電圧に変換し透過光量を得る場合について説明する。ここでは、同じシート状媒体２０であっても１つの境界線の式で枚数判定を行うと、判定が厳しくなる場合がある。そこで、例えば、２枚と３枚の境界線の式を受光部１０１の出力電圧が０Ｖ以上１Ｖ未満、１Ｖ以上の場合に応じて、以下のように境界線の式を切り替えるようにする。これらの複数の境界線の式は、例えば、図４のメモリ１１２に予め記憶しておき、制御部１１０が受光部１０１からの出力電圧に応じて、メモリ１１２から対応する境界線の式を読み出して、演算部１１１で演算処理が行われる。
【００６５】
〔０Ｖ以上１Ｖ未満の場合〕
−0.1279×受光手段の出力電圧×受光手段の出力電圧＋0.4379×受光手段の出力電圧＋0.022
〔１Ｖ以上の場合〕
−0.0433×受光手段の出力電圧×受光手段の出力電圧＋0.3529×受光手段の出力電圧＋0.0396
【００６６】
このように、第６の実施の形態によれば、同じシート状媒体２０でも受光部の出力電圧に応じて枚数判定に使用する境界線の式を切り替えるようにしたので、より高精度にシート状媒体の残量を検知することができる。
【００６７】
なお、上記例はあくまでも一例を示したものにすぎず、出力電圧の分け方、あるいは、使用する境界線の式については、上記例に限定されるものではない。
【００６８】
上記実施の形態で説明したシート残量検知装置は、図２および図３に示すような給紙トレイ３１内に搭載することにより、低コストかつ高精度にシート状媒体の残量が検知可能な給紙装置として実施することが可能となる。
【００６９】
また、上記実施の形態で説明したシート残量検知装置は、図１に示すような給紙トレイ３１内に搭載し、これを画像形成装置１に組み込むことにより、低コストかつ高精度にシート状媒体の残量が検知可能な画像形成装置として実施することが可能となる。
【００７０】
また、上記実施の形態で説明した給紙装置は、図１に示すような給紙トレイ３１として画像形成装置１に組み込むことにより、低コストかつ高精度にシート状媒体の残量が検知可能な画像形成装置として実施することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
以上のように、本発明にかかるシート残量検知装置、給紙装置、および画像形成装置は、発光手段と受光手段とを用いてシート状媒体の残量を検知するシート残量検知装置、それを用いた給紙装置、およびそれらを用いたカラーデジタル複写機などの画像形成装置に適している。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明のシート残量検知装置を備えた画像形成装置の概略構成を説明する断面図である。
【図２】図１の給紙トレイと転写装置周辺を拡大した図である。
【図３】本発明に係る給紙装置の一実施形態を示す概念図である。
【図４】本発明のシート残量検知装置の構成を示すブロック図である。
【図５】図３の給紙トレイに設けられた発光部と受光部の距離と位置関係を示す概念図である。
【図６】５枚の普通紙が４枚→３枚→２枚→１枚になったときの受光部の出力電圧を測定して受光部の出力電圧とその増加量との関係をグラフ化した図である。
【図７】図６におけるそれぞれの枚数の点に対してそれぞれの枚数の境界線を引いた図である。
【図８】演算部における演算処理手順を説明するフローチャートである。
【図９】受光部に増幅回路が接続された構成を説明する概念図である。
【図１０】第二原図のＴＡ紙において受光部の出力電圧を測定して受光部の出力電圧とその増加量との関係をグラフ化しそれぞれの枚数の点に対してそれぞれの枚数の境界線を引いた図である。
【符号の説明】
【００７３】
１  画像形成装置
２  画像形成部
２０  シート状媒体
３  給紙部
３１  給紙トレイ（給紙部）
３２  給紙装置
３３  レジストローラ
３４  底板
３６  給紙ローラ
３７  給紙ローラ
３８  ピックアップローラ
４  読取部
４１  自動原稿搬送装置（ＡＤＦ）
５  排紙収納部
５１  受光部
５２  増幅回路
５３  増幅率回路
５４  電源
６  中間転写ベルト
６１  転写装置
６２  中間転写クリーニング装置
７  作像部
７１  感光体
７２  帯電装置
７３  現像装置
７４  クリーニング装置
８  露光装置
９  定着装置
１００  発光部
１０１  受光部
１１０  制御部
１１１  演算部
１１２  メモリ
【図１】
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【図２】
0004801403.tif 000003
【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】
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