JP2015134657A - シート積載量の検知装置、記録装置、およびシート積載量の検知方法 - Google Patents

Abstract

【課題】シートの種類に拘らず、そのシートの積載量を簡易に検知可能なシート積載量の検知装置、記録装置、およびシート積載量の検知方法を提供すること。
【解決手段】発光部１３ａからの光を積載トレイ１内の所定の反射位置に向かって照射し、その反射位置に用紙Ｐの上面が存在するときに、その用紙Ｐ上面から反射される反射光を受光部１３ｂによって検知する。その反射位置は、焦点距離が異なるレンズ２２，２３，２４によって積載方向の複数位置にずらす。それらの複数位置に反射位置をずらしたときの受光部１３ｂの検知結果を比較することによって、用紙Ｐの積載量を検知する。
【選択図】図６

Description

本発明は、積載されたシートの量の検知するためのシート積載量の検知装置、それを備えた記録装置、および積載されたシートの量の検知するためのシート積載量の検知方法に関するものである。

積載トレイに積載された用紙（シート）を記録位置に給送して、その用紙に画像を記録する記録装置としては、積載トレイにおける用紙の積載量を検知するために各種の検知装置を備えたものがある。例えば、特許文献１に記載されているインクジェット記録装置は、記録ヘッドが搭載されるキャリッジに光位置センサを備えており、その光位置センサが用紙の積載トレイ上の用紙からの反射光を受光し、その受光位置に基づいて用紙の積載量を検知する。

特開２０１０−２３５２１７号公報

しかしながら、特許文献１に記載の記録装置は、積載トレイに積載された用紙の積載量を用紙上面からの反射光の受光位置に基づいて演算しているため、高精度かつ高価な光位置センサが必要となり、装置本体の高価格化を招くおそれがある。

本発明の目的は、シートの種類に拘らず、そのシートの積載量を簡易に検知可能なシート積載量の検知装置、記録装置、およびシート積載量の検知方法を提供することにある。

本発明のシート積載量の検知装置は、複数のシートを所定の積載方向に重ねて積載領域内に積載可能な積載手段と、光を発するための発光手段と、光を検知するための検知手段と、前記発光手段からの前記光を前記積載領域内の所定の反射位置に向かって照射し、かつ前記シートの上面が前記反射位置に存在するときに、前記シートの前記上面から反射される反射光を前記検知手段に導く光路と、前記反射位置を前記積載方向の複数位置にずらすように前記光路を変更する変更手段と、を備え、前記反射位置を前記複数位置にずらしたときの前記検知手段の検知結果に基づいて、前記積載手段における前記シートの積載量を検知することを特徴とする。

本発明によれば、シートの積載方向にずれた複数の反射位置を設定して、それら複数の反射位置から反射光の検知結果を比較することにより、シートの種類に拘らず、そのシートの積載量を簡易に検知することができる。

本発明の第１の実施形態における記録装置の横断面図である。 図１の記録装置の要部の拡大正面図である。 図１の記録装置における用紙積載量の検知原理を説明するための要部の拡大正面図である。 図１の記録装置における用紙積載量の検知原理を説明するための要部の拡大正面図である。 図１の記録装置における用紙積載量の検知原理を説明するための要部の拡大正面図である。 図１の記録装置における用紙積載量の検知動作を説明するための要部の拡大正面図である。 図６の検知動作における受光量の検知結果の説明図である。 本発明の第２の実施形態における用紙積載量の検知動作を説明するための要部の拡大正面図である。 本発明の第３の実施形態における記録装置の横断面図である。

以下に、本発明の実施の形態について詳細に説明する。以下の実施形態においては、インクジェット記録方式を用いた記録装置としてのプリンタを例に挙げて説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明を第１の実施形態におけるインクジェット記録装置の要部の横断面図であり、記録本体の下方には、用紙（シート）Ｐを積載可能な積載トレイ１が着脱可能に配置されている。積載トレイ１は、用紙Ｐを積載して収容可能な容器形状である。積載トレイ１の上側に位置する給送ローラ２は、基端が軸３を中心に回動可能なアーム４の先端に取り付けられている。アーム４は、付勢ばね５によって矢印Ａ方向に付勢されており、これによって給送ローラ２は、積載トレイ１にセットされた用紙Ｐのうちの最上位の用紙Ｐａの上面に所定圧で当接する。給送ローラ２が図１において反時計方向へ回転すると、積載トレイ１に積載された用紙Ｐの数枚が給送され、これが積載トレイ１の先端に形成された斜面分離部１ａを通過する際に、摩擦力によって最上位の用紙Ｐａのみが分離搬送される。

分離された用紙Ｐａは、搬送経路６に沿って矢印Ｂ方向に給送され、さらに図１において反時計方向へ回転する反転ローラ７と、これに付勢されたピンチローラ８と、からなる反転ローラ対によって、矢印Ｃ方向にＵターン搬送される。さらに、用紙Ｐａは、搬送ローラ９と、これに付勢されたピンチローラ１０と、からなる搬送ローラ対に搬送される。このとき、用紙Ｐａの先端がＰＥセンサ１１の位置を通過してから、用紙Ｐａを所定量搬送することにより、停止している搬送ローラ対９，１０のニップ部に用紙Ｐａの先端を突き当てる。これにより、用紙Ｐａにループを形成して、その斜行を矯正する（レジ取り動作）。

斜行が矯正された用紙Ｐａは、搬送ローラ対９，１０によって、記録位置を通るように矢印Ｄ方向に搬送され、その記録位置に置いて、後述する記録部１２によって画像が記録される。画像が記録された用紙Ｐａは、排出ローラ１４と、これに用紙Ｐａを押圧して従動回転する拍車１５と、からなる排出ローラ対によって、排紙トレイ１６上に排出される。搬送ローラ９と排出ローラ１４との間には、プラテン１７が設けられている。プラテン１７は、記録対象の種々のサイズの用紙の幅よりも幅が広い平板形状の部材である。搬送経路６に沿って矢印Ｄ方向に搬送される用紙Ｐａは、その下面がプラテン上に支持される。

プラテン１７の上方に配置される記録部１２は用紙に画像を記録するものであり、インクを吐出可能な記録ヘッド１２ａと、それを搭載可能なキャリッジ（移動体）１２ｂと、が備えられている。また、キャリッジ１２ｂには光量検知センサ１３が搭載されている。光量検知センサ１３は、発光部１３ａと受光部１３ｂとから構成されており、発光部１３ａは光を照射し、受光部１３ｂにはフォトトランジスタが用いられている。

本例の記録装置は、記録ヘッド１２ａからインクを吐出して画像を記録するシリアル型のインクジェット記録方式である。すなわち、キャリッジ１２ｂは、レール１８に沿って用紙の幅方向（主走査方向；図２中の矢印Ｘ方向）に往復移動可能に構成されており、このキャリッジ１２ｂの移動と同期して記録ヘッド１２ｂからインクを吐出することによって、用紙に画像を記録する。また、厚みや種類が異なる種々の用紙において良好な画像を記録するために、キャリッジ１２ｂは、不図示のカム機構によって用紙の記録面と直交する方向に移動可能であり、記録ヘッド１２ｂと、プラテン１７上の用紙の記録面と、の間の距離が変更できる。光量検知センサ１３は、後述するように、プラテン１７上に用紙が支持されている状態において、キャリッジ１２ｂがレール１８に沿って主走査方向に移動したときに、プラテン１７の上面或いは用紙の上面からの反射光を受光する。これにより、プラテン１７上の用紙Ｐａの有無やサイズも検知可能である。

記録ヘッド１２ｂは、主走査方向と交差（本例の場合は、直交）する方向に沿って複数の吐出口が形成されており、電気熱変換素子（ヒータ）やピエゾ素子などの吐出エネルギー発生素子を用いることにより、吐出口からインクを吐出する。電気熱変換素子を用いた場合には、その発熱によりインクを発泡させ、その発泡エネルギーを利用して吐出口からインクを吐出することができる。

キャリッジ１２ｂには、コンタクトフレキシブルケーブル（以下、「コンタクトＦＰＣ」と称す）が配備されている。このコンタクトＦＰＣ上のコンタクト部と、記録ヘッド１２ｂに設けられたコンタクト部（外部信号入力子）と、の電気的な接続により、画像の記録に関する各種情報の授受、および記録ヘッド１２ｂへの電力の供給などが行われる。コンタクトＦＰＣは、キャリッジ１２ｂの両側面部に引き出されてから、キャリッジ１２ｂの背面に搭載されたキャリッジ基盤（不図示）に接続される。そのキャリッジ基盤は、キャリッジフレキシブルフラットケーブル（キャリッジＦＦＣ）によって、記録装置本体側のメイン基盤（不図示）と電気的に接続されている。キャリッジ基盤にはエンコーダセンサ（不図示）が設けられており、そのエンコーダセンサが、レール１８と平行に張架されたエンコーダスケール（不図示）上の情報を検出することにより、キャリッジ１２ｂの位置や走査速度等を検出することができる。

本実施形態において、エンコーダセンサ（不図示）は光学式の透過型センサであり、また、エンコーダスケール（不図示）は透明な樹脂からなる帯状のものであって、遮光部と透光部とが等ピッチで交互に並んだパターンが形成されている。レール１８に沿って移動するキャリッジ１２ｂの位置の検出は、まず、キャリッジ１２ｂの走査軌道上の端部に設けられたシャーシ（不図示）の一方の側板に、キャリッジ１２ｂを突き当て、その突き当て位置を基準とする。その後、キャリッジ１２ｂの主走査方向の移動に伴って、エンコーダスケールに形成されたパターンをエンコーダセンサにより検出し、そのパターンの数を計数することによってキャリッジ１２ｂの移動位置を検出する。

次に、積載トレイ１上の用紙の積載量の検知原理について、図３，図４，図５を用いて説明する。図３および図４は、積載トレイ１上における用紙Ｐの積載量が異なるときにおける光量検知センサ１３の周辺部分の断面図、図５は、後述する絞り機構２０の周辺部分の拡大図である。

光量検知センサ１３の発光部１３ａと受光部１３ｂの近傍には、絞り機構１９，２０が備えられている。絞り機構１９は、発光部１３ａと一体的に構成されており、絞り機構２０は、受光部１３ｂと一体的に構成されている。絞り機構１９、２０の開口径（不図示）はほぼ同径に設定されており、発光部１３ａから発せられた光は、径Ｍの光のみが絞り機構１９を通過することができ、受光部１３ｂは、絞り機構２０を通過した径Ｍの光のみが受光される。プラテン１７には厚み方向に貫通する孔１７ａが形成されている。孔１７ａには、レンズ２１が孔１７ａに対して隙間なく嵌め込まれている。レンズ２１としては、例えば凸レンズが用いられる。レンズ２１の形態は特に限定されないが、光量検知センサ１３からレンズ２１を通して、積載トレイ１上に積載された用紙Ｐの最上面へ照射された光の反射光が、再び同じレンズ２１を通過するために必要な形状および大きさである。

ここで、光量検知センサ１３からレンズ２１の主点までの距離［ｍｍ］をａとし、光量検知センサ１３から発せられた光がレンズ２１を通過して積載トレイ１側で結像する位置と、レンズ２１の主点と、の間の距離［ｍｍ］をｂとする。また、プラテン１７に嵌め込まれたレンズ２１の積載トレイ側の焦点距離［ｍｍ］をｆとする。レンズの公式により、下式（１）が成り立つ。
１／ａ＋１／ｂ＝１／ｆ ・・・ （１）

また、レンズ２１の主点から距離ｂだけ離れた結像位置は、図３のように、積載トレイ１上の積載容量の半分より明らかに少ない枚数の用紙Ｐが積載トレイ１上に積載されているときの用紙Ｐの最上面の位置とほぼ等しくなる。すなわち、図３のように少ない枚数の用紙Ｐが積載されているときに、積載トレイ１側の結像位置（レンズ２１の主点から距離ｂ離れた位置）が積載トレイ１上の用紙Ｐの最上面の位置とほぼ等しくなるように、レンズ２１の焦点距離ｆが設定されている。

図３のように、積載トレイ１上に、その積載容量の半分より明らかに少ない枚数の用紙Ｐが積載されているときには、光量検知センサ１３の発光部１３ａからの光は、光Ｌ１，Ｌ２、Ｌ３−１，Ｌ４−１のように、一連の光路を通って受光部１３ｂに受光される。すなわち、発光部１３ａから発せられてから絞り機構１９を通過した光Ｌ１は、光Ｌ２のようにレンズ２１を通過する。レンズ２１を通過した光Ｌ２は、光Ｌ３−１のように、積載トレイ１に積載された用紙Ｐの最上面で反射する。その反射光Ｌ３−１は光Ｌ４−１のようにレンズ２１を通過し、その光Ｌ４−１は、絞り機構２０を通過してから受光部１３ｂで受光される。絞り機構２０の中心線Ｏは、図５のように光Ｌ４−１の中心線Ｃ１とほぼ一致する。そのため、光Ｌ４−１のほぼ全てが受光部１３ｂで受光される。

一方、図４のように、積載トレイ１上に用紙Ｐが満載近傍の量まで積載されているときに、光量検知センサ１３の発光部１３ａからの光は、光Ｌ１，Ｌ２、Ｌ３−２，Ｌ４−２のように一連の光路を通って受光部１３ｂに受光される。すなわち、発光部１３ａから発せられてから絞り機構１９を通過した光Ｌ１は、光Ｌ２のようにレンズ２１を通過する。レンズ２１を通過した光Ｌ２は、光Ｌ３−２のように、積載トレイ１に積載された用紙Ｐの最上面で反射する。その反射光Ｌ３−２は光Ｌ４−２のようにレンズ２１を通過し、その光Ｌ４−２は、絞り機構２０を通過してから受光部１３ｂで受光される。

光Ｌ４−１と光Ｌ４−２は、それぞれ異なる光路をたどって受光部１３ｂで受光されるため、光Ｌ４−２の中心線Ｃ２と絞り機構２０の中心線Ｏは一致しない。そのため、光Ｌ４−２が絞り機構２０を通過した後の光量は、光Ｌ４−１が絞り機構２０を通過した後の光量よりも少なくなる。そのため図４の場合には、受光部１３ｂが図３の場合よりも少ない光量を受光する。すなわち、積載トレイ１側の結像位置に対して、積載トレイ１に積載された用紙Ｐの最上面の位置が近いほど受光部１３ｂの受光量が多くなり、それが離れるほど受光部１３ｂの受光量が少なくなる。

用紙Ｐからの反射光を結像位置が異なる複数のレンズ２１を通して受光し、それらの受光量を比較することにより、積載トレイ１上における用紙Ｐの積載量を検知することができる。結像位置に対して、積載トレイ１に積載された用紙Ｐの最上面の位置が最も近いときに、受光量が最も多くなり、最も受光量が多いときの結像位置が積載トレイ１に積載された用紙Ｐの最上面の位置とほぼ等しくなるからである。結像位置が異なる場合における受光量を比較するため、用紙Ｐの個別の反射量の影響を受けずに、その積載量を検知することができる。

図６（ａ），（ｂ），（ｃ）は、以上のような用紙Ｐの積載量の検知原理を用いた具体的な構成の説明図である。これらの図においては、便宜上、絞り機構１９、２０は省略して説明する。また、一連の光路中の光は中心線によって表し、積載トレイ１上の用紙Ｐで反射した光の光路を実線で示し、レンズの結像位置での反射光を点線で示す。

プラテン１７には、その厚み方向に貫通する孔１７ｂ，１７ｃ，１７ｄが形成されている。孔１７ｂ，１７ｃ，１７ｄは、キャリッジ１２ｂに備わる光量検知センサ１３の主走査方向（矢印Ｘ方向）の移動領域内に位置しており、積載トレイ１に積載された用紙Ｐと対向するようにプラテン１７の幅方向（矢印Ｘ方向）に一列に並んで配設されている。それぞれの孔１７ｂ，１７ｃ，１７ｄには、焦点距離の異なるレンズ２２，２３，２４が孔１７ｂ，１７ｃ，１７ｄに対して隙間なく嵌め込まれている。レンズ２２，２３，２４としては、例えば凸レンズが用いられる。レンズ２２，２３，２４の形態は特に限定されないが、光量検知センサ１３からレンズ２２，２３，２４を通して、積載トレイ１上に積載された用紙Ｐの最上面へ照射された光の反射光が、再び同じレンズを通過するために必要な形状および大きさである。本例１ではプラテン１７に孔が３つ形成され、それぞれの孔に焦点距離の異なるレンズが嵌め込まれているが、プラテン１７に形成される孔と、その孔に嵌め込まれるレンズの数は、２つ以上であればよく、その数は限定されない。

ここで、光量検知センサ１３からレンズ２２，２３，２４の主点までの距離［ｍｍ］をａとする。また、光量検知センサ１３から発せられた光がレンズ２２，２３，２４を通過して積載トレイ１側で結像する位置と、レンズ２２，２３，２４の主点と、の間の距離［ｍｍ］をｂとする。また、プラテン１７に嵌め込まれたレンズ２２，２３，２４の積載トレイ側の焦点距離［ｍｍ］をｆとする。レンズの公式により、前述した式（１）が成り立つ。本例において、光量検知センサ１３からレンズ２２，２３，２４までの距離ａ［ｍｍ］は、それぞれ等しい。

レンズ２２の積載トレイ１側での結像位置は、図６（ａ）中の点線のように、積載トレイ１上の積載容量の半分より明らかに少ない枚数の用紙Ｐが積載トレイ１上に積載されているときの用紙Ｐの最上面の位置とほぼ等しくなる。すなわち、少ない枚数の用紙Ｐが積載されているときに、積載トレイ１側の結像位置（レンズ２１の主点から、図６（ａ）中の距離ｂ１離れた位置）が積載トレイ１上の用紙Ｐの最上面の位置とほぼ等しくなるように、レンズ２２の焦点距離ｆが設定されている。その結像位置に向かって発光部１３ａから光が照射され、その結像位置に存在する用紙Ｐの上面からの反射光が受光部１３ｂに導かれる。換言すれば、その結像位置は、用紙積載量（シート積載量）が少ないことを検知するために設定した光の反射位置である。

レンズ２３の積載トレイ１側での結像位置は、図６（ｂ）中の実線のように、積載トレイ１上の積載容量の満載近傍にまで用紙Ｐが積載されているときの用紙Ｐの最上面の位置とほぼ等しくなる。すなわち、満載近傍にまで用紙Ｐが積載されているときに、積載トレイ１側の結像位置（レンズ２１の主点から、図６（ｂ）中の距離ｂ２離れた位置）が積載トレイ１上の用紙Ｐの最上面の位置とほぼ等しくなるように、レンズ２３の焦点距離ｆが設定されている。その結像位置に向かって発光部１３ａから光が照射され、その結像位置に存在する用紙Ｐの上面からの反射光が受光部１３ｂに導かれる。換言すれば、その結像位置は、用紙Ｐが満載近傍にまで積載されていることを検知するために設定した光の反射位置である。

レンズ２４の積載トレイ１側での結像位置は、図６（ｃ）中の点線のように、積載トレイ１上の積載容量の半分近傍にまで用紙Ｐが積載されているときの用紙Ｐの最上面の位置とほぼ等しくなる。すなわち、半分近傍にまで用紙Ｐが積載されているときに、積載トレイ１側の結像位置（レンズ２１の主点から、図６（ｃ）中の距離ｂ３離れた位置）が積載トレイ１上の用紙Ｐの最上面の位置とほぼ等しくなるように、レンズ２４の焦点距離ｆが設定されている。その結像位置に向かって発光部１３ａから光が照射され、その結像位置に存在する用紙Ｐの上面からの反射光が受光部１３ｂに導かれる。換言すれば、その結像位置は、用紙Ｐが半分近傍まで積載されていることを検知するために設定した光の反射位置である。

図６（ａ），（ｂ），（ｃ）における結像位置（反射位置）は、積載トレイ１における積載領域内において、図中の上下方向の積載方向にずれる。また、図６（ａ），（ｂ），（ｃ）における積載トレイ１には、用紙Ｐが積載容量の満載近傍にまで積載されている。

用紙Ｐの積載量を検知する際には、まず、プラテン１７上に用紙Ｐが支持されていない状態において、図６（ａ）のように、キャリッジ１２ｂをレール１８に沿ってレンズ２２の上方に移動させる。このときのキャリッジ１２ｂの位置をＰＡとする。この状態において、光量検知センサ１３を駆動し、その発光部１３ａから発せられた光は、光路内に介在するレンズ２２を通過してから、積載トレイ１に積載された用紙Ｐの最上面で反射し、再びレンズ２２を通過して受光部１３ｂで受光される。レンズ２３，２４に対しても同様の動作を行う。キャリッジ１２ｂがレンズ２３の上方に移動したときの位置をＰＢ（図６（ｂ））、キャリッジ１２ｂがレンズ２４の上方に移動したときの位置をＰＣ（図６（ｃ））とする。

図７（ａ）は、積載トレイ１に用紙Ｐが積載容量の満載近傍にまで積載されている状態において、キャリッジ１２ｂが位置ＰＡ，ＰＢ，ＰＣに移動したときに、受光部１３ｂが受光した受光量を示す。この図７（ａ）から、キャリッジ１２ｂが位置ＰＢに移動したときの受光量が最も多く、位置ＰＣでの受光量、位置ＰＡでの受光量の順に少なくなることが分かる。これらのキャリッジ１２ｂの移動位置ＰＡ、ＰＢ、ＰＣでの受光量を比較することにより、積載トレイ１上に用紙Ｐが満載近傍にまで積載されていることが検知できる。これは、積載トレイ１上に積載容量の満載近傍まで用紙Ｐが積載されているときには、その用紙Ｐの最上面の位置と、レンズ２３の結像位置と、がほぼ等しくて、そのレンズ２３に対応する位置ＰＢにおける受光量が最も多いからである。

図７（ｂ）は、積載トレイ１に用紙Ｐが積載容量の半分近傍まで積載されている状態において、キャリッジ１２ｂが位置ＰＡ，ＰＢ，ＰＣに移動したときに、受光部１３ｂが受光した受光量を示す。この図７（ｂ）から、キャリッジ１２ｂが位置ＰＣに移動したときの受光量が最も多いことが分かる。これらのキャリッジ１２ｂの移動位置ＰＡ、ＰＢ、ＰＣでの受光量を比較することにより、積載トレイ１上に用紙Ｐが積載容量の半分近傍まで積載されていることが検知できる。これは、積載トレイ１上に積載容量の半分近傍まで用紙Ｐが積載されているときには、その用紙Ｐの最上面の位置と、レンズ２４の結像位置と、がほぼ等しくて、そのレンズ２４に対応する位置ＰＢにおける受光量が最も多いからである。

図７（ｃ）は、積載トレイ１に用紙Ｐが積載容量の半分よりも明らかに少ない枚数だけ積載されている状態において、キャリッジ１２ｂが位置ＰＡ，ＰＢ，ＰＣに移動したときに、受光部１３ｂが受光した受光量を示す。この図７（ｃ）から、キャリッジ１２ｂが位置ＰＡに移動したときの受光量が最も多いことが分かる。これらのキャリッジ１２ｂの移動位置ＰＡ、ＰＢ、ＰＣでの受光量を比較することにより、積載トレイ１上に用紙Ｐが積載容量の半分よりも明らかに少ない枚数だけ積載されていることが検知できる。これは、積載トレイ１上に積載容量の半分よりも明らかに少ない枚数だけ用紙Ｐが積載されているときには、その用紙Ｐの最上面の位置と、レンズ２２の結像位置と、がほぼ等しくて、そのレンズ２２に対応する位置ＰＡにおける受光量が最も多いからである。

光量検知センサとしては、例えば、プラテン１７上の用紙Ｐの有無や用紙Ｐのサイズを検知するためにキャリッジ１２ｂに搭載される一般的なセンサを用いることができる。また、光量検知センサの検知結果（反射光量）を相対比較することにより、用紙Ｐの種別に拘らず、積載トレイ１上に積載された用紙Ｐの積載量を検知することができる。

（第２の実施形態）
前述した第１の実施形態においては、プラテン１７に、異なる焦点距離を有する少なくとも２つのレンズを用いた。本実施形態においては、プラテン１７に、任意の焦点距離を有する１つのレンズを用いる。また、キャリッジ１２ｂおよびレール１８は、矢印Ｙ方向（主走査方向と直交する方向）の位置調整が可能となっている。その他の構成は、前述した実施形態と同様である。

図８（ａ），（ｂ）に示すように、プラテン１７には、その厚み方向に貫通する１つの孔１７ｅが形成されている。孔１７ｅは、キャリッジ１２ｂに備わる光量検知センサ１３の主走査方向（矢印Ｘ方向）の移動領域内に位置しており、積載トレイ１に積載された用紙Ｐと対向する。孔１７ｅには、任意の焦点距離を有するレンズ２５が孔１７ｅに対して隙間なく嵌め込まれている。レンズ２５としては、例えば凸レンズが用いられる。レンズ２５の形態は特に限定されないが、光量検知センサ１３からレンズ２５を通して、積載トレイ１上に積載された用紙Ｐの最上面へ照射された光の反射光が、再び同じレンズ２５を通過するために必要な形状および大きさである。

プラテン１７上に用紙Ｐが支持されていない状態において、図８（ａ）のように、キャリッジ１２ｂをレール１８に沿って移動させて、光量検知センサ１３をレンズ２５の上方に位置させる。このときの光量検知センサ１３とレンズ２５との間の距離をａ１とする。また、このときのレンズ２５に対するキャリッジ１２ｂの矢印Ｙ方向（主走査方向と直交する方向）の位置をＰＤとする。このような図８（ａ）の状態において、光量検知センサ１３を駆動して、その発光部１３ａから光を照射させる。その光は、図８（ａ）中の実線のように、レンズ２５を通過してから、積載トレイ１に積載された用紙Ｐの最上面で反射し、再びレンズ２５を通過して受光部１３ｂで受光される。

次に、図８（ａ）のように、キャリッジ１２ｂおよびレール１８を矢印Ｙ方向に移動させて、光量検知センサ１３からレンズ２５までの距離を図８（ａ）における距離ａ１とは異なる距離ａ２とする。本例の場合は、ａ１＜ａ２とする。また、このときのレンズ２５に対するキャリッジ１２ｂの矢印Ｙ方向の位置をＰＥとする。このような図８（ｂ）の状態において、光量検知センサ１３を駆動して、その発光部１３ａから光を照射させる。その光は、図８（ａ）の場合と同様に、レンズ２５を通過してから、積載トレイ１に積載された用紙Ｐの最上面で反射し、再びレンズ２５を通過して受光部１３ｂで受光される。

本例では、キャリッジ１２ｂの矢印Ｙ方向（積載トレイ１上の用紙Ｐに対して近接および離間する方向）の位置を２つの位置ＰＤ，ＰＥとしているが、その位置の数は２つ以上であればよく、その数は限定されない。また、キャリッジ１２ｂの矢印Ａ方向の位置を複数設定するために、必ずしもキャリッジ１２ｂとレール１８の両方を矢印Ｙ方向に移動させる必要はなく、それらの一方のみを矢印Ｙ方向に移動させるようにしてもよい。また、前述したレンズの公式（１）の１／ａ＋１／ｂ＝１／ｆにおいて、距離ａが変化すると、光量検知センサ１３から照射された光がレンズ２５を通過した後に結像する位置と、レンズ２５と、の間の距離ｂが変化する。すなわち、図８（ａ），（ｂ）中の距離ａ１，ａ２のように距離ａが変化すると、距離ｂは、図６（ａ），（ｂ）中の距離ｂ４，ｂ５のように変化する。前述したように、積載トレイ１に積載された用紙Ｐの最上面の位置と、レンズ２５から距離ｂ離れた結像位置と、が近いほど、受光部１３ｂで受光される光の受光量は多くなる。また、積載トレイ１に積載された用紙Ｐの最上面の位置と、レンズ２５から距離ｂ離れた結像位置と、が離れるほど、受光部１３ｂで受光される受光量は少なくなる。

キャリッジ１２ｂが位置ＰＤおよび位置ＰＥにあるときの受光部１３ｂの受光量を比較することにより、積載トレイ１上の用紙の積載量を検知することができる。受光量が最も多いときのキャリッジ１２ｂの矢印Ｙ方向の位置における結像位置は、積載トレイ１に積載された用紙Ｐの最上面の位置とほぼ等しいからである。また、キャリッジ１２ｂの矢印Ｙ方向の複数位置における受光量を相対比較して、用紙Ｐの積載量を検知するため、用紙Ｐの個別の反射光量に左右されずに、その積載量を検知することができる。

レンズ２５の積載トレイ側の焦点距離ｆ［ｍｍ］が既知であるため、距離ａ１は、積載トレイ１側での結像位置が、積載トレイ１上に積載容量の満載近傍まで積載された用紙Ｐの最上面の位置とほぼ等しくなるように設定することが好ましい。また、距離ａ２は、積載トレイ１側での結像位置が、積載トレイ１上に積載容量の半分より明らかに少ない枚数だけ積載された用紙Ｐの最上面の位置とほぼ等しくなるように設定することが好ましい。

光量検知センサとしては、例えば、プラテン１７上の用紙Ｐの有無や用紙Ｐのサイズを検知するためにキャリッジ１２ｂに搭載される一般的なセンサを用いることができる。また、光量検知センサの検知結果（反射光量）を相対比較することにより、用紙Ｐの種別に拘らず、積載トレイ１上に積載された用紙Ｐの積載量を検知することができる。

（第３の実施形態）
前述した第１および第２の実施形態においては、積載トレイ１が記録部１２の下方に位置し、Ｕターン形状の搬送経路６によって用紙Ｐが搬送される構成となっている。しかし、積載トレイの位置は記録部１２の下方に限定されず、また搬送経路６の形状もＵターン形状に特定されない。本実施形態においては、積載トレイが記録装置の後方に位置し、前述した第２の実施形態と同様に、その積載トレイに積載された用紙Ｐの積載量を検知する。

図９は、本実施形態における要部の横断面図であり、用紙Ｐを積載する積載トレイ２６が、記録装置の後方のトレイベース２７上に構成されている。積載トレイ２６と対向する給送ローラ２は、軸３を中心に回動可能なアーム４の先端に取り付けられている。アーム４は付勢ばね５によって矢印Ａ方向に付勢されており、これによって、給送ローラ２は、積載トレイ２６に積載された最上位の用紙Ｐａの上面に所定圧で当接している。給送ローラ２が図９において時計周りに回転すると、積載トレイ２６に積載された用紙Ｐの数枚が給送され、積載トレイ２６よりも用紙の搬送方向の下流側に位置する不図示の分離手段によって、最上位の用紙Ｐａのみが分離搬送される。分離された用紙Ｐａは、搬送ローラ９と、これに付勢されたピンチローラ１０と、からなる搬送ローラ対によって、搬送経路２８に沿って搬送される。その後における用紙Ｐａの搬送動作は、第１の実施形態と同様である。

第２の実施形態と同様に、プラテン１７には、その厚み方向に貫通する１つの孔１７ｅが形成されている。孔１７ｅは、キャリッジ１２ｂに備わる光量検知センサ１３の主走査方向の移動領域内に位置しており、積載トレイ１に積載された用紙Ｐと対向する。孔１７ｅには、任意の焦点距離を有するレンズ２５が孔１７ｅに対して隙間なく嵌め込まれている。レンズ２５としては、例えば凸レンズが用いられる。レンズ２５の形態は特に限定されないが、光量検知センサ１３からレンズ２５を通して、積載トレイ１上に積載された用紙Ｐの最上面へ照射された光の反射光が、再び同じレンズ２５を通過するために必要な形状および大きさである。

また、プラテン１７の下方には、キャリッジ１２ｂの主走査方向の移動領域内に位置するミラー２９が配備されている。このミラー２９は、光量検知センサ１３の発光部１３ａから照射されてレンズ２５を通過した光を、積載トレイ２６に積載された用紙Ｐの最上面に向けて屈折させる。さらに、このミラー２９は、用紙Ｐの最上面によって反射された反射光を、レンズ２２を通過させるように再び屈折させて、光量検知センサ１３の受光部１３ｂで受光させる。本例では、ミラー２９を１つ用いているが、複数のミラー２９を用いてもよい。搬送経路２８には、ミラー２９により反射された光が、積載トレイ２６に積載された用紙Ｐに向かうための光路、および用紙Ｐの最上面から反射した光が、ミラー２９に向かうための光路を遮断しないように、孔２８ａが形成されている。

本実施形態においても、光量検知センサとして、例えば、プラテン１７上の用紙Ｐの有無や用紙Ｐのサイズを検知するためにキャリッジ１２ｂに搭載される一般的なセンサを用いることができる。また、光量検知センサの検知結果（反射光量）を相対比較することにより、用紙Ｐの種別に拘らず、積載トレイ１上に積載された用紙Ｐの積載量を検知することができる。また、ミラー２９を用いることにより、積載トレイの設置位置の如何に拘らず、用紙Ｐの積載量を検知することができる。

（他の実施形態）
上述した実施形態においては、焦点距離が異なる複数のレンズ、および光量検知センサを搭載したキャリッジの移動によって、１つの光量検知センサにおける発光部と受光部との間の光路を変更した。しかし、光路が異なる光量検知センサを複数用いてもよい。

また、本発明のシート積載量の検知装置は、記録装置に対してのみならず、積載された種々のシートを用いる装置に組み込むことができ、また、検知装置単体としても構成することができる。

１ 積載トレイ
１２ａ 記録ヘッド
１２ｂ キャリッジ（移動体）
１３ 光量検知センサ
１３ａ 発光部
１３ｂ 受光部
１７ プラテン
１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ，１７ｅ 孔
１９，２０ 絞り機構
２１，２２，２３，２４，２５ レンズ
２６ 積載トレイ
２９ ミラー
Ｐ 用紙（シート）

Claims (10)

1. 複数のシートを所定の積載方向に重ねて積載領域内に積載可能な積載手段と、
   光を発するための発光手段と、
   光を検知するための検知手段と、
   前記発光手段からの前記光を前記積載領域内の所定の反射位置に向かって照射し、かつ前記シートの上面が前記反射位置に存在するときに、前記シートの前記上面から反射される反射光を前記検知手段に導く光路と、
   前記反射位置を前記積載方向の複数位置にずらすように前記光路を変更する変更手段と、
   を備え、
   前記反射位置を前記複数位置にずらしたときの前記検知手段の検知結果に基づいて、前記積載手段における前記シートの積載量を検知することを特徴とするシート積載量の検知装置。
2. 前記変更手段は、焦点距離が異なるレンズを用いて、前記反射位置を前記複数位置にずらすことを特徴とする請求項１に記載のシート積載量の検知装置。
3. 前記発光手段および前記検知手段は、移動可能な移動体に備えられ、
   前記変更手段は、前記移動体の移動位置に応じて、前記光路内に前記焦点距離が異なるレンズを介在させることを特徴とする請求項２に記載のシート積載量の検知装置。
4. 前記移動体は、前記積載手段に積載された前記シートの上面と対向しかつ前記シートの前記上面に対して平行な方向に移動可能であることを特徴とする請求項３に記載のシート積載量の検知装置。
5. 前記発光手段および前記検知手段は、前記積載手段に積載された前記シートの上面と近接および離間する方向に移動可能な移動体に備えられ、
   前記変更手段は、前記移動体の移動位置に応じて、前記反射位置を前記複数位置にずらすことを特徴とする請求項１に記載のシート積載量の検知装置。
6. 積載手段に積載されたシートを記録位置に給送して、前記シートに画像を記録する記録装置であって、
   請求項１から５のいずれか１項に記載のシート積載量の検知装置を備えることを特徴とする記録装置。
7. 前記発光手段および前記検知手段は、記録ヘッドを搭載して移動可能なキャリッジに備えられることを特徴とする請求項６に記載の記録装置。
8. 前記記録ヘッドは、プラテン上に支持されたシートに対して画像を記録し、
   前記シート積載量の検知装置は、前記プラテン上に支持された前記シートに関する情報も検知可能であることを特徴とする請求項７に記載の記録装置。
9. 前記情報は、前記プラテン上における前記シートの有無および前記シートのサイズの少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項８に記載の記録装置。
10. 積載領域内に所定の積載方向に重ねて積載されるシートの積載量を検知するためのシート積載量の検知方法であって、
    前記積載領域内の所定の反射位置に向かって光を照射する工程と、
    前記シートの上面が前記反射位置に存在するときに、前記シートの前記上面から反射される反射光を検知する工程と、
    前記反射位置を前記積載方向の複数位置にずらす工程と、
    前記反射位置を前記複数位置にずらしたときの前記反射光の検知結果に基づいて、前記シートの積載量を検知する工程と、
    を含むことを特徴とするシート積載量の検知方法。

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