(57)【要約】【課題】  給紙不良を低減することのでき、より精度良くシート残量を検出できるシート積載装置を提供する。【解決手段】  シートの残量が所定量以下になったときに、トレイに積載されたシートの残量の検出結果に代えて、もしくはそれに加えてシートの残量が所定量以下になったことを表示することを特徴とするシート積載装置。【選択図】        図２
2005015235.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シートを積載するトレイと、
前記トレイを給紙位置と補充位置との間で移動させる駆動手段と、
トレイに積載されたシートの残量を検出する第１の検出手段と、
前記シートの残量が所定量以下になったことを検出する第２の検出手段と、
シートの残量が所定量以下になったときに、前記第１の検出手段の検出結果に代えて、もしくはそれに加えて前記第２の検出手段の結果を表示する表示手段と、を有することを特徴とするシート積載装置。
【請求項２】
前記所定量とは、前記トレイに積載される最大シート量の５〜２０％であることを特徴とする請求項１に記載のシート積載装置。
【請求項３】
前記シートの斤量を入力する入力手段とを有し、
前記第１の検出手段は、前記補充位置において前記シートが補充された後、前記トレイが前記給紙位置へと移動されたとき、その移動量を測定する測定手段と、測定された前記トレイの移動量と、入力された前記シートの斤量とに基づいて、前記トレイ上に積載されたシート量を計算する計算手段とを有することを特徴とする請求項１又は２に記載のシート積載装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば複写機やプリンタなどの給紙機構に用いられる用紙積載技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタなどにおいては、給紙機構が設けられており、かかる給紙機構によれば、画像を形成するための用紙が載置された給紙トレイから、用紙を一枚ずつ給紙して、装置内部の感光ドラムへと給送できるようになっている。
【０００３】
ところで、比較的多量に用紙をストックできる複写機やプリンタなどにおいては、複数本のワイヤで吊った給紙トレイを、かかるワイヤを巻き取る又は巻き戻すことによって上下に移動可能とした昇降装置を設けているものがある。かかる昇降装置は、例えば給紙扉が開放されたことをセンサが検出すると、給紙トレイを下降して、用紙を補充しやすい補充位置へと移動させると共に、用紙の補充が終了して、給紙扉が閉止されたことをセンサが検出すると、給紙トレイを給紙位置へと上昇させて給紙可能な状態にしている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、従来技術による給紙機構において、給紙トレイからの給紙が適切に行われない場合がある。このような給紙不良を招く原因の一つとしては、部品の公差や組立公差などに起因して、給紙位置にある給紙トレイが水平にならないことが考えられる。
【０００５】
これに対し、給紙位置にある給紙トレイを水平状態に維持するために、給紙トレイを吊っているワイヤの個々の長さを微調整したりすることも考えられるが、その作業には手間がかかるという問題がある。又、長年の使用による各部の摩耗などによっても、給紙トレイが水平状態を維持できなくことがあるため、製造時のみならず、複写機やプリンタなどが設置された場所においても容易に調整作業を行えるようにする必要がある。
【０００６】
更に、給紙トレイを補充位置から給紙位置へと移動させる際に、ワイヤを巻き取る駆動モータの回転数（又は時間）を検出し、それによって給紙トレイに積載された用紙の残量を求める装置が開発されている。より具体的には、給紙位置から補充位置へと給紙トレイを下降させたときに、その際の駆動モータの逆回転数に基づいて、給紙トレイの移動（下降）量を検出しかつ記憶する。更に、用紙補充後に上昇する給紙トレイの移動（上昇）量を検出し、記憶された下降量から上昇量を差し引いた値に基づいて、補充された用紙の枚数が判るため、補充前の用紙枚数に補充枚数を加えれば、現在給紙トレイに積載されている用紙の枚数を求めることができる。
【０００７】
ところが、例えばワイヤ吊り下げタイプの給紙トレイは、駆動モータの動力によらずとも自重で落下して補充位置へと移動できるため、例えば電源をオフした状態で用紙を補充しようとすると、駆動モータの逆回転数を検出できないまま、給紙トレイが補充位置へと移動することもあり得る。かかる場合、給紙トレイの下降量がゼロのまま、用紙補充後における給紙トレイの上昇量と差分をとると、エラーが生じ、用紙の残量が不明となる恐れがある。
【０００８】
また、上述した用紙の残量を求める装置においては、給紙トレイの移動量を例えば駆動モータの回転数に基づいて検出することにより、補充された用紙の枚数を求めることができるようになっている。しかしながら、給紙トレイの移動量が一定でも、用紙の斤量（単位枚数当たりの厚さ）が変われば、補充された枚数も変化するという問題が生じる。
【０００９】
更に、ユーザにとってみれば、用紙の残量が比較的多い状態では、残量を精度良く知る必要性はあまりなく、用紙の残量が少なくなってきた時点で、正確な残量を知ることができれば好ましい。
【００１０】
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑み、給紙不良を低減することのでき、より精度良くシート残量を検出できるシート積載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】
上述の目的を達成すべく、
（１）本発明のシート積載装置は、
シートを積載するトレイと、
前記トレイを給紙位置と補充位置との間で移動させる駆動手段と、
トレイに積載されたシートの残量を検出する第１の検出手段と、
前記シートの残量が所定量以下になったことを検出する第２の検出手段と、
シートの残量が所定量以下になったときに、前記第１の検出手段の検出結果に代えて、もしくはそれに加えて前記第２の検出手段の結果を表示する表示手段と、を有することを特徴とする。更に、
（２）前記（１）に記載のシート積載装置において、
前記所定量とは、前記トレイに積載される最大シート量の５〜２０％である。更に、
（３）前記（１）又は（２）に記載のシート積載装置において、前記シートの斤量を入力する入力手段とを有し、前記第１の検出手段は、前記補充位置において前記シートが補充された後、前記トレイが前記給紙位置へと移動されたとき、その移動量を測定する測定手段と、測定された前記トレイの移動量と、入力された前記シートの斤量とに基づいて、前記トレイ上に積載されたシート量を計算する計算手段とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のシート積載装置によれば、シートを積載するトレイと、前記トレイを給紙位置と補充位置との間で移動させる駆動手段と、トレイに積載されたシートの残量を検出する第１の検出手段と、前記シートの残量が所定量以下になったことを検出する第２の検出手段と、シートの残量が所定量以下になったときに、前記第１の検出手段の検出結果に代えて、もしくはそれに加えて前記第２の検出手段の結果を表示する表示手段と、を有するので、トレイに積載されたシートの残量が比較的多い場合には、表示手段に、第１の検出手段の検出結果に基づき、シート残量が２／３である等の大まかな表示を行わせ、一方シートの残量が少なくなって所定量（例えば５０枚）以下となったときは、第２の検出手段の検出結果に基づき、ＬＥＤなどの警告表示を行わせることができる。すなわち、第１の検出手段が大まかなシート残量を表示する場合、第２の検出手段により、シート残量が残り少なくなったことを検出して表示し、それにより第１の検出手段の検出結果に基づく表示を補足すれば、より使い勝手の良い構成を供することができる。
【００１３】
本発明のシート積載装置は、シートの斤量を入力する入力手段を有し、前記第１の検出手段は、前記補充位置において前記シートが補充された後、前記トレイが前記給紙位置へと移動されたとき、その移動量を測定する測定手段と、測定された前記トレイの移動量と、入力された前記シートの斤量とに基づいて、前記トレイ上に積載されたシート量を計算する計算手段とを有するので、トレイに薄いシートや厚いシートを補充した場合には、補充した枚数に対するトレイの移動量が変化することに鑑み、シートの斤量を用いてシート量を補正することによって、より精度良くシート量を計算することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明による実施の形態を、図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態にかかるシート積載装置の斜視図である。かかるシート積載装置は、複写機やプリンタの内部に設けられ、給紙機構の一部を構成する。図１において、矩形浅皿状のトレイ１は、積み重ねられたシートである用紙Ｐを積載している。トレイ１は、第１の紐状体である第１ワイヤ２，第２ワイヤ３と、第２の紐状体である第３ワイヤ４，第４ワイヤ５とによって、その両側で吊られている。
【００１５】
トレイ１の上方には、４つのプーリ６〜９が回転自在に配置されており、一端をそれぞれトレイ１に取り付けた各ワイヤ２〜５のうち、第１ワイヤ２はプーリ６，７に巻廻され、第２ワイヤ３はプーリ７に巻廻され、第３ワイヤ４はプーリ８，９に巻廻され、第４ワイヤ５はプーリ９に巻廻されている。
【００１６】
プーリ７に巻廻された時点で一体となった第１ワイヤ２と第２ワイヤ３の端部は、第１巻き上げプーリ１０の外周に取り付けられており、第１巻き上げプーリ１０の回転により、第１ワイヤ２と第２ワイヤ３とは一体的に巻き上げられるようになっている。又、プーリ９に巻廻された時点で一体となった第３ワイヤ４と第４ワイヤ５の端部は、第２巻き上げプーリ１１の外周に取り付けられており、第２巻き上げプーリ１１の回転により、第３ワイヤ４と第４ワイヤ５とは一体的に巻き上げられるようになっている。
【００１７】
互いに同径である第１巻き上げプーリ１０と第２巻き上げプーリ１１とは、駆動軸１２に固定され、駆動軸１２と共に一体的に回転するようになっている。駆動軸１２は、支持台１６上に取り付けられた軸受部１３，１４により回転自在に支持されている。駆動軸１２は、手前側の一端において、ギヤ列１７を介してモータＭに動力伝達可能に取り付けられている。モータＭの回転数又は動作時間は、ＣＰＵ３０に入力され、それらの値及び入力手段３２から入力された紙質係数ｃなどに基づき後述した態様で、ＣＰＵ３０は、トレイ１に積載されたシート残量を求めることができる。かかる残量は、メモリ３１に記憶される。
【００１８】
支持台１６は、第１巻き上げプーリ１０の下方に設けられた枢軸１８を中心として、水平面に沿って枢動自在な構成となっている。支持台１６の枢軸１８から遠方側の端部には、駆動軸１２に直交する方向に延在するようにしてねじ孔１６ａが形成されており、かかるねじ孔１６ａには、ボルト１９が螺合している。ボルト１９は、固定部（不図示）に対して取り付けられたホルダ２０に対して回転自在となっている。
【００１９】
トレイ１に隣接して、複写機又はプリンタ（不図示）における用紙補充用の扉Ｄが開閉自在に配置されている。扉Ｄが閉止すると、これに隣接して配置された検出スイッチ２１がオンされ、トレイ１を係止する不図示の係止機構が連結されるようになっている。更に、トレイ１が上方の給紙位置に到達したことを検出する上方位置センサ２２と、トレイ１が下方の補充位置に到達したことを検出する下方位置センサ２３とが扉Ｄに隣接して設けられている。尚、トレイ１から支持台１６までを給紙カセットとして、一体的に引き出せるようにしても良い。
【００２０】
本実施の形態によるシート積載装置の動作について説明する。まず、ユーザが用紙Ｐを補充する際には、扉Ｄを開けることによって、検出スイッチ２１がオフとなり、不図示の係止機構が解除されるので、トレイ１は自重によって下降する。それによりトレイ１は、図１に示す補充位置に到達する。かかる状態は、下方位置センサ２３により検出される。
【００２１】
一方、ユーザが用紙Ｐを補充した後に、扉Ｄを閉めると、検出スイッチ２１がオンとなり、モータＭに電力が供給される。モータＭが駆動軸１２を回転させると、第１巻き上げプーリ１０と第２巻き上げプーリ１１が一体的に回転し、それによりワイヤ２〜５を同時に巻き上げる。ワイヤ２〜５の巻き上げによりトレイ１が上昇し、一番上の用紙Ｐが給紙機構（不図示）に到達した時点（給紙位置）で、上方位置センサ２２がオンとなって、モータＭの駆動を停止させ、それにより第１巻き上げプーリ１０と第２巻き上げプーリ１１の巻き上げが停止する。
【００２２】
かかる給紙位置においては、不図示の係止機構により、トレイ１の下降が阻止されるが、給紙に従い、モータＭが駆動されて徐々にトレイ１を上昇させるようになっている。
【００２３】
ここで、用紙残量検知方法について説明する。用紙残量は、トレイ１の上昇時間（モータ回転時間）と、給紙機構によるトレイ１からの給紙枚数ｎから算出できる。この算出式について説明する。
【００２４】
１０００枚の用紙を受け入れ可能なトレイ１内の用紙残量をＳ１としたときに、かかる残量Ｓ１は、以下の式で表せる。
【００２５】
Ｓ１＝１０００−（ｔ−ａ１）／ｂ１−（ｎ＊ｃ）              （１）
ここで、
ａ１：定格枚数をトレイにセットした時の給紙ポイントまでの上昇時間（１０００枚の場合は２．７秒）
ｂ１：昇降モータを連続駆動（５００ｍｓ以上）した時の紙１枚分のモータ駆動時間（１０００枚の場合は０．００６４秒）
ｎ：トレイ１からの給紙枚数
ｔ：トレイ１の上昇時間（モータＭの回転時間）
ｃ：紙質係数
である。尚、給紙枚数ｎについては、給紙機構の動作回数に基づき公知の態様で求めることができる。
【００２６】
更に、紙質係数ｃについて説明する。紙質係数ｃは、普通紙（通常の厚さ）の場合には１であるが、薄紙、厚紙の場合にもかかる係数を適用すると、トレイ１の上昇時間に対する用紙枚数の計算値と、実際の枚数との間でズレが生じる。そこで、薄紙、厚紙の場合には１未満もしくは１を超える値として、トレイ１の上昇時間に対応する用紙枚数を補正し、より精度の良い検出を可能としている。具体的な係数値は、以下の通りである。
普通紙（通常）：ｃ＝１
厚紙１（〜１６０ｇ／ｍ2）：ｃ＝１．５
厚紙２（１６０〜２００ｇ／ｍ2）：ｃ＝２
薄紙（〜６０ｇ／ｍ2）：＝０．８５
尚、本実施の形態においては、紙質係数ｃは、ユーザがトレイ１に積載された用紙を確認した上で、入力手段３２に設けられた選択ボタン（不図示）を押すことによって設定されるが、例えば用紙のコシを利用して厚紙か薄紙かを判断できる公知の測定装置を用いて、紙質係数ｃを自動的に設定するようにしても良い。
【００２７】
一方、５００枚の用紙を受け入れ可能なトレイ１内の用紙残量をＳ２としたときに、かかる残量Ｓ２は、以下の式で表せる。
【００２８】
Ｓ２＝５００−（ｔ−ａ２）／ｂ２−（ｎ＊ｃ）                （２）
ここで、
ａ２：定格枚数をトレイにセットした時の給紙ポイントまでの上昇時間（５００枚の場合は１．９秒）
ｂ２：昇降モータを連続駆動（５００ｍｓ以上）した時の紙１枚分のモータ駆動時間（５００枚の場合は０．００６１秒）
ｎ：トレイ１からの給紙枚数
ｔ：トレイ１の上昇時間（モータＭの回転時間）
ｃ：紙質係数
である。
【００２９】
かかる値Ｓ１，Ｓ２は、検出スイッチ２１により扉Ｄが開閉されたと判断されたときにモータＭが５００ｍｓ以上動作したことにより、用紙が新たに補充されたものとして上述の如く計算され、メモリ３１に記憶される。かかる値Ｓ１，Ｓ２は、電源オフ状態でもメモリ３１に記憶され続けるが、検出手段、キャンセル手段及び計算手段としてのＣＰＵ３０により、扉Ｄが閉じた状態で電源スイッチがオンとなったときにモータＭが５００ｍｓ以上動作した時点でかかる値はキャンセルされ、新たに計算が行われる。それにより、常に最新の値を記憶できることとなり、例えば累積値を記憶していった場合に生じる誤差の発生などを防止できる。尚、ＣＰＵ３０とメモリ３１とが残量検出手段を構成する。
【００３０】
ところで、給紙位置に到達したトレイ１が水平になっていないと、給紙機構が正常に動作しない恐れがある。そこで、トレイ１を水平に調整する態様について説明する。尚、駆動手段としてのギヤ列１７及びモータＭの近くに枢軸１８を配置しているので、比較的重量があるギヤ列１７及びモータＭを大きく移動させることがなく、支持台１６の枢動を容易に行える。
【００３１】
ここで、第３ワイヤ４と第４ワイヤ５とが若干長いため、トレイ１は奥側が下がっているものとする。かかる場合、ボルト１９を時計回りに回転させる。それにより、枢軸１８を中心として支持台１６が上方から見て時計回りに枢動する。かかる枢動により、第１巻き上げプーリ１０は殆ど移動しないが、第２巻き上げプーリ１１は、第４プーリ９から離隔する方向へと移動するため、第３ワイヤ４と第４ワイヤ５のみが引っ張られ、それによりトレイ１が水平に調整されることとなる。
【００３２】
一方、第３ワイヤ４と第４ワイヤ５とが若干短いため、トレイ１は奥側が上がっている場合には、上述と逆の調整を行えばよい。すなわち、ボルト１９を反時計回りに回転させると、枢軸１８を中心として支持台１６が上方から見て反時計回りに枢動する。かかる枢動により、第１巻き上げプーリ１０は殆ど移動しないが、第２巻き上げプーリ１１は、第４プーリ９から近接する方向へと移動するため、第３ワイヤ４と第４ワイヤ５のみが戻され、それによりトレイ１が水平に調整されることとなる。尚、本実施の形態においては、枢軸１８回りに支持台１６を回転させるようにしているが、枢軸１８を設けることなく固定した支持台１６に長孔を設け、かかる長孔に対してボルトを用いて軸受１３，１４を取り付けるようにすれば、長孔の範囲でボルトを移動させることにより、駆動軸１２が枢動するため、同様な効果を得ることができる。
【００３３】
ところで、前述した実施の形態のシート載装置によれば、モータの駆動量に基づいてシート残量を算出する場合、モータの個体差、トレイ積載重量の差、モータ付加の差、紙種など様々な要因により、算出値と、実際の用紙残量との間に誤差が生じうる。かかる誤差は、用紙残量が多い場合には問題となることは少ないが、用紙残量が少なくなってきた場合、表示は用紙が残っていることを示しているが、実際には残量がないということも起こりうる。これに対し、以下の実施の形態においては、このような問題を解決できる。
【００３４】
図２は、本発明の実施の形態にかかるシート積載装置を示すブロック図であり、図３は、かかるシート積載装置の一部を構成する表示手段の表示例である。
【００３５】
図２において、ＣＰＵ１００は、ＬＣＤなどの表示手段１０１を制御可能となっており、又、第１検出手段１０２及び第２検出手段１０３から検出信号を受け取り可能となっている。第１検出手段１０２は、図１に示すシート積載装置と同様にモータの駆動量から用紙残量を求めるものである。第２検出手段１０３は、例えばトレイに対して所定の位置に配置された光学センサからなり、残りの用紙の高さが、例えば５０枚に相当する高さになったときに、これを光学的に検出するものである。光学的センサに関しては、良く知られているので、以下に詳細は記載しない。
【００３６】
本実施の形態の動作について説明すると、用紙の残量が多い場合（例えば最大積載可能量の２０％以上）には、ＣＰＵ１００は、第１検出手段１０２からの信号に基づいて用紙の残量表示Ａを、図３（ａ）に示す態様で表示する。かかる表示は、バー状のＬＥＤで大まかに表示するのが好ましいが、この表示に限られない。一方、用紙の残量が５０枚となったとき（例えば最大積載可能量の２０％以下）には、ＣＰＵ１００は、第２検出手段１０３からの信号に応動して、図３（ｂ）に示すように、ＬＥＤ表示Ａの右方で、警告表示Ｂを点滅させる。図３（ｂ）の表示を見たユーザは、例えば５０枚以上のコピーもしくはプリントを行おうとするときは、用紙を補充してから行うべきことがわかり、よりユーザフレンドリーな構成が供される。
【００３７】
尚、用紙の残量が５０枚を下回ったときに、第１検出手段１０２の検出結果を表示するＬＥＤ表示Ａを消灯して、警告表示Ｂのみを点滅させるようにしても良い。警告表示Ｂは、ＬＥＤの点滅など視覚的な警告に限らず、音声やブザーなど聴覚的な警告でも良い。尚、表示の切換は、最大積載可能量の５〜２０％の範囲内で行うことが好ましいが、これに限られない。
【００３８】
以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施の形態に係るシート積載装置の斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るシート積載装置を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るシート積載装置の一部を構成する表示手段の表示例である。
【符号の説明】
【００４０】
１  トレイ
１０  第１巻き上げプーリ
１１  第２巻き上げプーリ
１２  駆動軸
１００  ＣＰＵ
１０１  表示手段
１０２  第１の検出手段
１０３  第２の検出手段
Ｄ  扉
Ｐ  用紙
【図１】
2005015235.tif 000003
【図２】
2005015235.tif 000004
【図３】
2005015235.tif 000005