(57)【要約】【課題】用紙残量を細かい区分で検知出来るとともに、コストダウンを図ることが可能な用紙残量検知部３０８を提供する。【解決手段】リフト板の位置に対応して長さが伸縮し、金属芯が挿入されるコイルバネの両端に交流電流を流す交流手段４０２と、前記金属芯が更に挿入された検知用コイルに発生する起電力を検知する検知手段４０３と、前記検知された起電力と、前記リフト板に用紙残量が満杯である場合の起電力と、用紙残量がゼロである場合までの起電力とに基づいて、現在の用紙残量を算出する算出手段４０４とを備えることを特徴とする用紙残量検知部３０８。【選択図】図４
2016088661.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リフト板に載置される用紙残量に対応して当該リフト板の位置が変更される給紙カセットの用紙残量検知装置であって、
前記リフト板の位置に対応して長さが伸縮し、金属芯が挿入されるコイルバネの両端に交流電流を流す交流手段と、
前記金属芯が更に挿入された検知用コイルに発生する起電力を検知する検知手段と、
前記検知された起電力と、前記リフト板に用紙残量が満杯である場合の起電力と、用紙残量がゼロである場合までの起電力とに基づいて、現在の用紙残量を算出する算出手段と
を備えることを特徴とする用紙残量検知装置。
【請求項２】
用紙残量がゼロの場合のリフト板の位置で前記金属芯が接地される構成とし、
前記検知用コイルに発生する起電力がゼロになるか否かを判定し、当該起電力がゼロである場合に、前記用紙残量がゼロであると判定する判定手段を更に備える
請求項１に記載の用紙残量検知装置。
【請求項３】
リフト板に載置される用紙残量に対応して当該リフト板の位置が変更される給紙カセットの用紙残量検知方法であって、
前記リフト板の位置に対応して長さが伸縮し、金属芯が挿入されるコイルバネの両端に交流電流を流すステップと、
前記金属芯が更に挿入された検知用コイルに発生する起電力を検知するステップと、
前記検知された起電力と、前記リフト板に用紙残量が満杯である場合の起電力と、用紙残量がゼロである場合までの起電力とに基づいて、現在の用紙残量を算出するステップと
を備えることを特徴とする用紙残量検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、用紙残量検知装置及び用紙残量検知方法に関し、詳しくは、用紙残量を細かい区分で検知出来るとともに、コストダウンを図ることが可能な用紙残量検知装置及び用紙残量検知方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、コイルを用いた技術は多数存在する。例えば、特開２００８−１５０１号公報（特許文献１）には、昇降するトレイに積載された用紙を画像形成装置に送り出す給紙装置が開示されている。この装置では、前記トレイ、又は前記トレイと共に移動する部材に取り付けられた、コイルとコンデンサを備える指示手段と、導電体パターンで形成される複数のコイルを形成した基板を前記指示手段が移動する移動路に沿って設けて、前記複数のコイルに信号を送り、受信される信号の変化から前記指示手段が最も近接するコイルの位置を検知する位置検知手段と、前記位置検知手段の位置情報を基に、トレイ上に積載されている用紙の残量を検知する用紙残量検知手段とを有することを特徴とする。これにより、用紙の残量を精度良く検知でき、また、電源の遮断が発生してもその影響を受けない用紙残量検知手段が実現されるため、従って、ユーザは、用紙不足による作業中断が発生しないように、予め必要な枚数を給紙装置に載置することができるとしている。
【０００３】
又、特開２００７−３０２４４３号公報（特許文献２）には、用紙を給紙するための給紙トレイが開示されている。この給紙トレイでは、用紙を積載可能な給紙台と、前記用紙の枚数に応じて前記給紙台を移動させる可動部と、前記給紙台または前記可動部に配置された磁石とを有する給紙トレイである。又、この給紙トレイでは、前記磁石による磁束密度を検知する磁束検知手段と、前記磁束検知手段による検知結果に対応して前記用紙の残枚数を検出する用紙残枚数検出手段とを備えたことを特徴とする。これにより、給紙トレイを使用する機器は、従来よりも簡易な機構で埃や汚れが発生する過酷な環境下でも部品点数が少なく半永久的に正確に用紙残枚数検出を行うことが可能となるとしている。
【０００４】
又、特開２００５−３４３５８３号公報（特許文献３）には、画像形成装置の給紙トレイに収納された記録紙の残量を検出する残量検出装置が開示されている。この装置は、前記給紙トレイに配設され、記録紙が載置される載置板と、前記載置板と対向するように前記画像形成装置の本体部に配設された残量センサと前記残量センサから出力される電気信号を基に、記録紙の残量を検出する検出手段とを備える。又、前記載置板は、導電板を備えるとともに、記録紙の堆積枚数に応じて、前記残量センサに対する距離が変動し、前記残量センサは、電磁誘導により前記導電板に渦電流を発生させ、当該渦電流により生じた磁界を基に、前記残量センサ及び前記導電板間の距離に応じたレベルを有する電気信号を生成し、前記検出手段に出力することを特徴とする。これにより、堆積される記録紙の枚数に応じて、残量センサに対する距離が変動する載置板の導電板に、電磁誘導により渦電流が発生され、その渦電流によって生じる磁界を基に、導電板及び残量センサ間の距離に応じたレベルの電気信号が出力され、この電気信号を基に、記録紙の残量が検出されている。そのため、給紙トレイ側に本体部からの電力を供給するための給電ラインを設けなくとも、記録紙の残量を検出することができるとしている。又、残量センサは本体部に配設され、導電板は給紙トレイ側に配設されているため、リードスイッチあるいはホール素子を用いる手法に比べて、設置スペースの問題が緩和され、残量センサ及び導電板間の距離が充分に確保され、高ダイナミックレンジ及び高分解能を実現することができるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１５０１号公報
【特許文献２】特開２００７−３０２４４３号公報
【特許文献３】特開２００５−３４３５８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、複数のコイルを使用するため、コイルの数だけコストがかかるという問題がある。又、検知精度の向上には、コイルの数を増加させるとともに、所定のスペースにコイルを出来るだけ密集させて配置させる必要があり、これもコストアップになるという問題がある。
【０００７】
又、特許文献２に記載の技術では、磁束検知手段のホールセンサで磁石の磁束を検知するため、磁石とホールセンサの最大距離を半径とした磁石を中心とした円形の範囲内に金属を設置するが、この金属の設置には、ホールセンサへの磁束が乱れる原因になる場合があり、全体の設計上、大きな制約が生じるという問題がある。
【０００８】
又、特許文献３に記載の技術では、駆動コイルと基準コイルは対面上に設置させ、検知コイルと金属プレートは対面上に設置させる。この設置において、基準コイルと検知コイルとは、他の磁束の影響を受ける配置、例えば、相互に対面する配置や相互に影響を受ける配置をすることが出来ない。一方、構成上、用紙の残量が少なくなる程、両者のコイルは近づくため、各設置には細心の注意が必要であり、装置全体が大きくなるという二次的な問題が生じる場合がある。
【０００９】
そこで、本発明は、前記問題を解決するためになされたものであり、用紙残量を細かい区分で検知出来るとともに、コストダウンを図ることが可能な用紙残量検知装置及び用紙残量検知方法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】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る用紙残量検知装置は、リフト板に載置される用紙残量に対応して当該リフト板の位置が変更される給紙カセットの用紙残量検知装置であって、下記の構成を採用する。
【００１１】
即ち、本発明は、前記リフト板の位置に対応して長さが伸縮し、金属芯が挿入されるコイルバネの両端に交流電流を流す交流手段と、前記金属芯が更に挿入された検知用コイルに発生する起電力を検知する検知手段と、前記検知された起電力と、前記リフト板に用紙残量が満杯である場合の起電力と、用紙残量がゼロである場合までの起電力とに基づいて、現在の用紙残量を算出する算出手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】
又、用紙残量がゼロの場合のリフト板の位置で前記金属芯が接地される構成とし、前記検知用コイルに発生する起電力がゼロになるか否かを判定し、当該起電力がゼロである場合に、前記用紙残量がゼロであると判定する判定手段を更に備える。
【００１３】
又、前記用紙残量検知装置は、画像形成装置に適用することが出来る。
【００１４】
尚、本発明は、リフト板に載置される用紙残量に対応して当該リフト板の位置が変更される給紙カセットの用紙残量検知方法として提供することが出来る。
【００１５】
即ち、本発明は、前記リフト板の位置に対応して長さが伸縮し、金属芯が挿入されるコイルバネの両端に交流電流を流すステップと、前記金属芯が更に挿入された検知用コイルに発生する起電力を検知するステップと、前記検知された起電力と、前記リフト板に用紙残量が満杯である場合の起電力と、用紙残量がゼロである場合までの起電力とに基づいて、現在の用紙残量を算出するステップとを備えることを特徴とする。このような構成であっても、上述と同様の効果を得ることが可能となる。
【００１６】
又、本発明は、電気通信回線などを介して個別に流通する、コンピュータに実行させるためのプログラムとして提供することができる。この場合、中央演算処理装置（ＣＰＵ）が、本発明のプログラムに従ってＣＰＵ以外の各回路と協働して制御動作を実現する。又、前記プログラム及びＣＰＵを用いて実現される各手段は、専用のハードウェアを用いて構成することもできる。又、当該プログラムは、ＣＤ−ＲＯＭなどのコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録された状態で流通させることも可能である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の用紙残量検知装置及び用紙残量検知方法によれば、用紙残量を細かい区分で検知出来るとともに、コストダウンを図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る用紙残量検知部を備えた複合機の内部の全体構成を示す概念図である。
【図２】本発明に係る操作部の全体構成を示す概念図である。
【図３】本発明に係る複合機及び用紙残量検知部の制御系ハードウェアの構成を示す図である。
【図４】本発明の実施形態における複合機及び用紙残量検知部の機能ブロック図である。
【図５】本発明の実施形態の実行手順を示すためのフローチャートである。
【図６】用紙残量が満杯の場合の用紙残量検知部の正面から見た図（図６（Ａ））と、用紙残量が満杯の場合の用紙残量検知部の平面から見た図（図６（Ｂ））とである。
【図７】用紙残量がゼロの場合の用紙残量検知部の正面から見た図（図７（Ａ））と、用紙残量が一枚とゼロの場合の金属芯の接地形態を示す図（図７（Ｂ））とである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、添付図面を参照して、本発明に係る用紙残量検知装置（用紙残量検知部）を備えた画像形成装置の実施形態について説明し、本発明の理解に供する。尚、以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。又、フローチャートにおける数字の前に付されたアルファベット「Ｓ」はステップを意味する。
【００２０】
＜画像形成装置＞
以下に、本発明に係る用紙残量検知装置を備えた画像形成装置について説明する。図１は、画像形成装置の概略模式図である。ただし、本発明に直接には関係しない各部の詳細は省略している。
【００２１】
尚、本発明の用紙残量検知装置が適用される画像形成装置は、例えばプリンタやスキャナ単体、あるいはプリンタ、コピー、スキャナ、ファックス等を備えた複合機等が該当し、コピーサービス、スキャナサービス、ファクシミリサービス、プリンタサービス等を備えた画像形成装置として機能する。以下に、例えばコピーサービスを利用する場合の複合機１００（ＭＦＰ：Ｍｕｌｔｉ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ  Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ）の動作を簡単に説明する。
【００２２】
ユーザが、複合機１００を使用してコピー機能を実行する場合、原稿を複合機１００の上面に備えられている原稿台に載置する。続いて、ユーザがコピー機能に関連する設定条件を操作部１０１（タッチパネルを含む）から入力し、当該操作部１０１に設けられたスタートキーを押下して、複合機１００が印刷処理を開始する。
【００２３】
複合機１００が印刷処理を開始すると、画像読取部１０２において、光源１０３から照射された光が、原稿台に置かれた原稿に反射される。反射された光は、ミラー１０４、１０５、１０６によって撮像素子１０７に導かれる。導かれた光は撮像素子１０７により光電変換されて、原稿に対応する画像データが生成される。
【００２４】
さて、画像データをトナー像として転写する駆動部が画像形成部１０８である。画像形成部１０８には感光体ドラム１０９が備えられている。感光体ドラム１０９は、一定速度で所定の方向に回転し、その周囲には、回転方向の上流側から順に、帯電器１１０、露光ユニット１１１、現像器１１２、転写器１１３、クリーニングユニット１１４などが配置されている。
【００２５】
帯電器１１０は、感光体ドラム１０９の表面を一様に帯電させる。露光ユニット１１１は、帯電された感光体ドラム１０９の表面に、画像データに基づいてレーザーを照射し、静電潜像を形成する。現像器１１２は、搬送された静電潜像に、トナーを付着させてトナー像を形成する。形成されたトナー像は、転写器１１３により、記録媒体（例えば、シート）に転写される。クリーニングユニット１１４は、感光体ドラム１０９の表面に残された余分なトナーを取り除く。これらの一連のプロセスは、感光体ドラム１０９が回転することにより実行される。
【００２６】
さて、シートは、複合機１００に備えられた複数の給紙カセット１１５から搬送される。搬送される時は、シートはピックアップローラ１１６により何れか１つの給紙カセット１１５から搬送路へ引き出される。各給紙カセット１１５には、それぞれ異なる紙種のシートが収容されており、画像形成に関する設定に基づいてシートが給紙される。
【００２７】
尚、給紙カセット１１５には、シート（用紙）の残量を検知可能な用紙残量検知部（図示せず）が内蔵されている（後述する）。
【００２８】
搬送路に引き出されたシートは、搬送ローラ１１７やレジストローラ１１８により感光体ドラム１０９と転写器１１３の間に送り込まれる。送り込まれると、シートは転写器１１３によりトナー像が転写され、定着装置１２０に搬送される。又、搬送ローラ１１７に搬送されるシートは、複合機１００の側面に備えられた手差しトレイ１１９から搬送される場合もある。
【００２９】
トナー像が転写されたシートが、定着装置１２０に備えられた加熱ローラ１２１と加圧ローラ１２２の間を通過すると、トナー像に熱と圧力が印加されて、可視像がシートに定着される。
【００３０】
可視像がシートに定着されて画像形成が終了し、当該シートは印刷物として複合機１００の側壁に設けられた排紙トレイ１２３に積載され、収容される。
【００３１】
手順により、複合機１００はコピー機能をユーザに提供する。又、複合機１００が他の機能を提供する場合は、画像読取部１０２と画像形成部１０８とが駆動して提供する。
【００３２】
図２は、複合機１００に備えられた操作部１０１の外観の一例を示す図である。ユーザは、操作部１０１を用いて、上述のような機能提供についての設定条件等を入力する。設定条件の入力等が行なわれる際に、操作部１０１に備えられたタッチパネル２０１、タッチペン２０２、操作キー２０３が用いられる。
【００３３】
タッチパネル２０１には、上述した設定条件を入力する機能と、入力された設定条件等を表示する機能とが兼ね備えられている。即ち、タッチパネル２０１上に表示された画面内の設定項目キー等を押下することによって、当該設定項目キー等に関連付けられた設定条件の入力が行われる。又、設定条件が入力された設定項目キー等は、その背景色を白色からグレー色へ変更してタッチパネル２０１上に表示されるため、ユーザによって随時視認される。
【００３４】
タッチパネル２０１の近傍には、タッチペン２０２が備えられており、ユーザがそのタッチペン２０２の先をタッチパネル２０１に接触させると、タッチパネル２０１下方に設けられた接触センサが接触先を検知する。そのため、タッチペン２０２の接触により、画面のキーの押下や所定の手書き情報の入力が可能である。
【００３５】
更に、タッチパネル２０１近傍には、所定数の操作キー２０３が設けられ、例えば、テンキー２０４、スタートキー２０５、クリアキー２０６、ストップキー２０７、リセットキー２０８、電源キー２０９が備えられている。
【００３６】
次に、図３を用いて、複合機１００の制御系ハードウェアの構成を説明する。図３は、複合機における制御系ハードウェアの概略構成図である。ただし、本発明に直接には関係しない各部の詳細は省略している。
【００３７】
複合機１００の制御回路は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）３０１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）３０２、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）３０３、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）３０４、各駆動部に対応するドライバ３０５を内部バス３０６によって接続している。ＣＰＵ３０１は、例えば、ＲＡＭ３０３を作業領域として利用し、ＲＯＭ３０２、ＨＤＤ３０４等に記憶されているプログラムを実行し、当該実行結果に基づいて前記ドライバ３０５と図示しない操作部１０１からのデータや指示を授受し、図１に示した各駆動部の動作を制御する。又、駆動部以外の後述する各手段（図４に示す）についても、ＣＰＵ３０１がプログラムを実行することで当該各手段を実現する。
【００３８】
又、制御回路の内部バス３０６には、内部インターフェイス３０７も接続されており、当該内部インターフェイス３０７は、用紙残量検知部３０８と複合機１００の制御回路とを接続する。
【００３９】
用紙残量検知部３０８の制御回路には、内部インターフェイス３０９、ＣＰＵ３１０、ＲＯＭ３１１、ＲＡＭ３１２、交流電源３１３、検知回路３１４を内部バス３１５を介して備えている。
【００４０】
交流電源３１３には、コイルバネ３１６が接続され、検知回路３１４には、検知用コイル３１７が接続されている。ＣＰＵ３１０は、複合機１００の制御回路から命令信号を受けると、交流電源３１３や検知回路３１４を利用する。尚、ＣＰＵ３１０、ＲＯＭ３１１、ＲＡＭ３１２の機能も上記と同様である。
【００４１】
＜本発明の実施形態＞
次に、図４、図５を参照しながら、本発明の実施形態に係る構成及び実行手順について説明する。図４は、本発明の複合機及び操作部の機能ブロック図である。図５は、本発明の実行手順を示すためのフローチャートである。
【００４２】
先ず、ユーザーが、複合機１００の電源を投入すると、当該複合機１００の制御手段４０１が起動し（図６：Ｓ１０１）、その旨を用紙残量検知部３０８の交流手段４０２に通知する。当該通知を受けた交流手段４０２（交流電源３１３）は、給紙カセット１１５のリフト板の位置に対応して長さｌ（ｍ）が伸縮し、金属芯が挿入されるコイルバネ３１６の両端に交流電流を流す（図６：Ｓ１０２）。
【００４３】
この給紙カセット１１５は、図６（Ａ）、図６（Ｂ）に示すように、用紙が載置されるリフト板６００を備え、当該リフト板６００は、ピックアップローラ１１６側の一端を自由端とし、他端を固定端としており、図示しないリフト板モーターの回転により、リフト板６００の一端が上方へ上昇し、リフト板６００の用紙の最上面がピックアップローラ１１６に接触するよう構成されている。ピックアップローラ１１６の近傍には、検知センサー６０１が設けられ、当該ピックアップローラ１１６に用紙の最上面が押圧されることを検知し、その検知により、リフト板６００の上昇が停止される。この状態でピックアップローラ１１６を回転させれば、用紙を搬送することが出来る。
【００４４】
このように、リフト板６００の上昇は、当該リフト板６００に載置された用紙の厚み、つまり、用紙の残量に対応して検知センサー６０１により制御されるため、リフト板６００の位置は、用紙の残量に対応して変更されることになる。
【００４５】
ここで、コイルバネ３１６の構成は、特に限定は無いが、例えば、以下のようになされる。即ち、図６（Ａ）、図６（Ｂ）に示すように、リフト板６００の一側端６００ａには、当該一側端６００ａの下面から当接して、当該リフト板６００の位置に対応して上下位置を変更する当接部６０２が設けられ、当該当接部６０２の直下にコイルバネ３１６の一端３１６ａが配置され、コイルバネ３１６の他端３１６ｂが下方へ配置され固定される。これにより、リフト板６００（一側端６００ａ）の位置が変更すると、当接部６０２の上下位置が変更して、コイルバネ３１６の一端３１６ａの上下位置が変更し、コイルバネ３１６の他端３１６ｂが固定されているから、コイルバネ３１６の長さｌ（ｍ）が伸縮されることになる。
【００４６】
又、金属芯６０３と当接部６０２との構成は、特に限定は無いが、例えば、コイルバネ３１６に挿入される金属芯６０３が、長手方向を上下方向に沿ってリフト板６００の一側端６００ａの近傍に設けられ、当該金属芯６０３に前記当接部６０２が挿通されて、当該当接部６０２が金属芯６０３の長手方向に沿って上下方向に移動可能に構成されている。これにより、当接部６０２が金属芯６０３に邪魔されること無くリフト板６００の位置に対応して上下方向に移動される。
【００４７】
さて、交流手段４０２がコイルバネ３１６に交流電流を流すと、その旨を検知手段４０３（検知回路３１４）に通知し、当該通知を受けた検知手段４０３が、前記金属芯６０３が更に挿入された検知用コイルに発生する起電力を検知する（図６：Ｓ１０３）。
【００４８】
ここで、検知用コイルの構成は、特に限定は無いが、例えば、図６（Ａ）、図６（Ｂ）に示すように、コイルバネ３１６が挿通された金属芯６０３の下方部分に、検知用コイル３１７が装着されて、コイルバネ３１６と検知用コイル３１７とが、長尺の金属芯６０３に対して直列に配置された構成とされる。この際、検知用コイル３１７の両端３１７ａ、３１７ｂは、コイルバネ３１６の長さの伸縮に影響されないように所定の距離を保ったままそれぞれ固定される。
【００４９】
これにより、金属芯６０３を介して、コイルバネ３１６の長さｌ（ｍ）に対応した磁束から検知用コイル３１７が起電力を生じさせるから、検知手段４０３は、コイルバネ３１６の長さｌ（ｍ）に対応した起電力を検知することが可能となる。
【００５０】
ここで、コイルバネ３１６のインダクタンスＬ（Ｈ）は、次式（１）で表現される。
【００５１】
Ｌ＝（Ｋ×μ０×π×ａ２×Ｎ２）／ｌ・・・（１）
ここで、Ｋは長岡係数（−）、μ０は真空時の透磁率（Ｈ／ｍ）、ａはコイルバネ３１６の半径（ｍ）、Ｎはコイルバネ３１６の巻き数（−）、ｌはコイルバネ３１６の両端の長さ（ｍ）である。
【００５２】
この式（１）に基づけば、コイルバネ３１６の長さｌ（ｍ）が２分の１になった場合、当該コイルバネ３１６のインダクタンスＬ（Ｈ）は２倍となる。
【００５３】
一方、コイルバネ３１６に交流電流を流すことで、当該コイルバネ３１６に生じる磁束φ（Ｗｂ）は、次式（２）で表現される。
【００５４】
φ＝Ｌ×（ｄｉ／ｄｔ）・・・（２）
ここで、Ｌはコイルバネ３１６のインダクタンス（Ｈ）、ｄｉ／ｄｔは単位時間当たりの電流変化（Ａ／ｓ）である。
【００５５】
この式（２）に基づけば、コイルバネ３１６のインダクタンスＬ（Ｈ）が２倍になるのであれば、コイルバネ３１６に生じる磁束φ（Ｗｂ）も２倍になる。そして、検知用コイル３１７には、コイルバネ３１６に挿入された金属芯６０３と同じ金属芯６０３が挿入されているため、この検知用コイル３１７は、コイルバネ３１６の磁束φ（Ｗｂ）を受けて、起電力ε（Ｖ）を発生させる。
【００５６】
磁束φ（Ｗｂ）に対する起電力ε（Ｖ）は、次式（３）で表現される。
【００５７】
ε＝−Ｎｄ×（ｄφ／ｄｔ）・・・（３）
ここで、Ｎｄは検知用コイル３１７の巻き数（−）である。
【００５８】
この式（３）に基づけば、磁束φ（Ｗｂ）が２倍になれば、発生する起電力ε（Ｖ）は２倍になる。
【００５９】
例えば、図７（Ａ）に示すように、給紙カセット１１５のリフト板６００に用紙が載置されていない（用紙残量がゼロ）場合のコイルバネ３１６の長さをｌ０（ｍ）とし、この長さｌ０（ｍ）のコイルバネ３１６に交流電流を流した場合のコイルバネ３１６からの磁束を受けて、検知用コイル３１７が出力する起電圧（起電力）Ｖ０（Ｖ）とする。一方、図６（Ａ）に示すように、リフト板６００に用紙を満杯に載置させた場合のコイルバネ３１６の長さをｌ０／２（ｍ）（初期の長さの２分の１）とすると、式（１）−（３）に基づいて、検知用コイル３１７の起電圧（起電力）は２Ｖ０（Ｖ）（初期の電圧の２倍）になることが分かる。
【００６０】
このように、コイルバネ３１６の長さｌ（ｍ）に対して検知用コイル３１７の起電圧（起電力）は変動するから、当該検知用コイル３１７の起電圧をチェックすることで、リフト板６００の位置、つまり、用紙残量を検知することが可能となる。
【００６１】
さて、検知手段４０３が、起電力Ｖ（Ｖ）を検知すると、その旨を算出手段４０４に通知し、当該通知を受けた算出手段４０４は、前記検知された起電力Ｖ（Ｖ）と、前記リフト板６００に用紙残量が満杯である場合の起電力ＶＦ（Ｖ）と、用紙残量がゼロである場合までの起電力Ｖ０（Ｖ）とに基づいて、現在の用紙残量を算出する（図６：Ｓ１０４）。
【００６２】
ここで、算出手段４０４が現在の用紙残量を算出する方法は、どのような方法でも構わないが、例えば、以下のようになされる。即ち、検知された起電力Ｖ（Ｖ）に対する現在の用紙残量Ｍ（枚）は、次式（４）で表現される。
【００６３】
Ｍ＝（Ｖ−Ｖ０）×ＭＦ／（ＶＦ−Ｖ０）・・・（４）
ここで、ＭＦは満杯である場合の用紙残量（用紙枚数）であり、例えば、５００枚とされる。
【００６４】
この式（４）を所定のメモリーに予め記憶させておき、算出手段４０４が、前記検出された起電力Ｖ（Ｖ）をこの式（４）に代入すれば、現在の用紙残量Ｍ（枚）を容易に算出することが出来る。
【００６５】
これにより、少なくとも２つのコイル（コイルバネ３１６、検知用コイル３１７）と金属芯６０３のみで、用紙残量Ｍ（枚）を検出することが可能となるため、多量のコイル等余計な部品を増加させることなく、安価に用紙残量検知部を構成することが可能となる。又、金属芯６０３を介して、コイルバネ３１６と検知用コイル３１７との関係から、誘電起電力を利用した構成であり、両者のコイルを直近に設置することが可能となるため、装置の設計上の制約が非常に軽微なものとなり、装置設計の幅を広げることが可能となる。
【００６６】
更に、コイルバネ３１６と検知用コイル３１７とを金属芯６０３を介して直列（連続）に配置しているから、設置場所についても制限を受けることが無く、用紙残量検知部を容易に構成することが可能となる。
【００６７】
又、本発明では、用紙残量Ｍ（枚）をリフト板６０３の位置を介して略比例的に検知することが可能となるため、きめ細かく用紙残量Ｍ（枚）を算出することが可能となる。例えば、起電力の検知精度は、通常、０．１Ｖ程度であり、起電力のフルレンジを３Ｖとすると、用紙残量の精度は１／３０程度となり、用紙残量を細かい区分で検知出来ることになるのである。
【００６８】
さて、算出手段４０４が、現在の用紙残量Ｍ（枚）を算出すると、例えば、その旨を制御手段４０１に通知し、当該通知を受けた制御手段４０１が、例えば、タッチパネル２０１上の画面に、前記算出された現在の用紙残量Ｍ（枚）を表示する。これにより、ユーザーは、現在の用紙残量Ｍ（枚）を操作中にチェックすることが可能となる。
【００６９】
又、本発明では、更に、図７（Ｂ）に示すように、用紙残量がゼロの場合のリフト板６００の位置で前記金属芯６０３が接地される構成とする。具体的には、用紙残量がゼロとなり、リフト板６０３が上がりきった位置（最上位置）になった場合に、前記金属芯６０３の上方から延出された接触端子６０３ａが、対向する位置に設けられ、アースに電気的に接続された金属フレーム６０３ｂに電気的に接触するように構成する。このように構成すると、用紙残量がゼロになった時点で、金属芯６０３が接地され、前記検知用コイル３１６の起電力がゼロになる。
【００７０】
そこで、算出手段４０４が用紙残量Ｍ（枚）を算出する際に、判定手段４０５が、前記検知用コイル３１６に発生する起電力がゼロになるか否かを判定する（図６：Ｓ１０５）。
【００７１】
前記判定の結果、前記検知用コイル３１６に発生する起電力がゼロでない場合（図６：Ｓ１０５ＮＯ）、判定手段４０５は、用紙残量がゼロでないと判定し、その旨を検知手段４０３に通知する。当該通知を受けた検知手段４０３は、Ｓ１０３に移行して、前記検知用コイル３１６に発生する起電力を検知し（図６：Ｓ１０３）、算出手段４０４は、当該起電力に基づいて現在の用紙残量を算出することになる（図６：Ｓ１０４）。
【００７２】
一方、Ｓ１０５において、前記判定の結果、前記検知用コイル３１６に発生する起電力がゼロである場合（図６：Ｓ１０５ＹＥＳ）、判定手段４０５は、用紙残量がゼロであると判定し、その旨を制御手段４０１に通知する。当該通知を受けた制御手段４０１は、例えば、図２に示すように、タッチパネル２０１上の画面に、用紙残量がゼロである旨を表示し（図６：Ｓ１０６）、給紙カセット１１５に用紙を補充するようにユーザーに促す。これにより、ユーザーは、用紙残量がゼロであることを確認することが可能となる。特に、このような構成を採用すると、用紙残量がゼロになった時点で、それまで検出されていた起電力が一気にゼロまで落ちるから、その急激な起電力の変化に基づいて用紙残量のゼロを確実に検知（判定）することが可能となる。
【００７３】
又、従来であれば、用紙残量がゼロであることを検知するセンサーも備えていたが、本発明では、このセンサーを設ける必要が無くなり、更に、２つのコイル（コイルバネ３１６、検知用コイル３１７）と金属芯６０３のみで、兼用で用紙残量がゼロであることも検出することが可能となる。従って、本発明では、顕著にコストダウンを実現することが可能となる。
【００７４】
尚、判定手段４０５の判定期間は、例えば、検知手段４０３が起電力を検知している期間、例えば、複合機１００がコピー機能を提供している期間等を挙げることが出来、その期間中に判定手段４０５が起電力のゼロを監視するよう構成すればよい。
【００７５】
このように、本発明では、前記リフト板の位置に対応して長さが伸縮し、金属芯が挿入されるコイルバネの両端に交流電流を流す交流手段４０２と、前記金属芯が更に挿入された検知用コイルに発生する起電力を検知する検知手段４０３と、前記検知された起電力と、前記リフト板に用紙残量が満杯である場合の起電力と、用紙残量がゼロである場合までの起電力とに基づいて、現在の用紙残量を算出する算出手段４０４とを備えることを特徴とする。これにより、用紙残量を細かい区分で検知出来るとともに、コストダウンを図ることが可能となる。
【００７６】
尚、本発明の実施形態では、交流電源３１３を利用したが、コイルバネ３１６に交流電流を流せる構成であれば良いので、例えば、交流電流を発振する発振回路を利用しても構わない。
【００７７】
又、本発明の実施形態では、長手方向の金属芯６０３に、コイルバネ３１６と検知用コイル３１７とを並べて装着するよう構成したが、誘導起電力が検知用コイル３１７に発生すればよいため、例えば、金属芯６０３をＬ字状の形状とし、一方の棒部にコイルバネ３１６を装着し、他方の棒部に検知用コイル３１７を装着するよう構成しても良い。このように構成することで、更に用紙残量検知部の小型化を図ることが可能となる。
【００７８】
又、本発明の実施形態では、用紙残量検知部３０８が、ＣＰＵ３１０、ＲＯＭ３１１、ＲＡＭ３１２、交流電源３１３、検知回路３１４を備えるよう構成したが、複合機１００から各部を代替するか、複合機１００が、用紙残量検知部３０８の各手段を制御するよう構成しても構わない。
【００７９】
又、本発明の実施形態に係る用紙残量検知部３０８では、複合機１００のコピー機能の処理に関して採用したが、例えば、ファクシミリ受信機能、プリント機能等に対しても採用できる。更に、本発明の実施形態では、用紙残量検知部３０８を複合機１００に適用した場合について説明したが、用紙残量検知部３０８を備えた各種画像形成装置、各種画像処理装置、後処理装置、用紙搬送装置等に適用しても、同一の作用効果を奏する。
【００８０】
又、本発明の実施形態では、複合機１００及び用紙残量検知部３０８が各手段を備えるよう構成したが、当該各手段を実現するプログラムを記憶媒体に記憶させ、当該記憶媒体を提供するよう構成しても構わない。当該構成では、前記プログラムを複合機１００又は／及び用紙残量検知部３０８に読み出させ、当該複合機１００又は／及び用紙残量検知部３０８が前記各手段を実現する。その場合、前記記録媒体から読み出されたプログラム自体が本発明の作用効果を奏する。さらに、各手段が実行するステップをハードディスクに記憶させる方法として提供することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
以上のように、本発明に係る用紙残量検知装置及び用紙残量検知方法は、複合機はもちろん、複写機、プリンタ等に有用であり、用紙残量を細かい区分で検知出来るとともに、コストダウンを図ることが可能な用紙残量検知装置及び用紙残量検知方法として有効である。
【符号の説明】
【００８２】
１００  複合機
３０８  用紙残量検知部
４０１  制御手段
４０２  交流手段
４０３  検知手段
４０４  算出手段
４０５  判定手段
【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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