纸张剩余量检测装置及图像形成装置

摘要

本发明提供纸张剩余量检测装置及图像形成装置。供纸装置包括：放置纸的盘；连接盘的绳索；具有轴并且在所述轴向排列并卷绕绳索的轮；以及电机，所述电机为了使盘上放置的纸中最上面位置的纸处于纸张取出位置，通过使轮以轴为中心在卷绕绳索的方向上旋转而使盘向上方移动。适用于所述供纸装置的所述纸张剩余量检测装置具有：位置检测部，在轮上绳索的当前的卷绕位置上，检测作为所述卷绕位置的轴向位置的当前位置；以及剩余量检测部，基于位置检测部所检测的当前位置，检测盘上放置的纸的剩余量。由此，不浪费电力而能够检测纸张剩余量。

说明书

技术领域

本发明涉及供纸机构上使用的纸张剩余量检测装置以及具备纸张剩 余量检测装置的图像形成装置，所述供纸机构通过用卷轮卷绕绳索(例如 钢丝绳)使放置纸的纸盘上升。

背景技术

近年，能够储备数量较多的纸并进行供纸的供纸机构得到普及。作 为上述的供纸机构现有技术中具有以下的构成。

当利用供纸盘上放置的纸进行供纸时，将所述供纸盘上升到使处于 所述纸中最上面位置的纸到达预设的供纸位置。所述供纸盘上固定有金 属丝，通过利用电机的驱动力卷绕所述金属丝，使供纸盘上升。

使供纸盘从预设的最下部位置开始，上升到所述供纸盘上处于最上 面位置的纸到达供纸位置为止，对所述供纸盘上升的过程中电机的转数 进行计数。基于所述计数值，检测供纸盘上的纸张剩余量。

但是，上述现有的供纸机构中，电机转数的计数值存储在DRAM等 存储器中，因此供纸机构的电源只要被切断，存储器中存储的计数值就 会被清除。

所以，当供纸机构再启动时，供纸盘的当前位置不明，只能再次将 供纸盘下降到最下部位置，然后使供纸盘上升到所述供纸盘上处于最上 面位置的纸到达供纸位置，通过对此时电机的转数进行计数来确定供纸 盘的当前位置。这样，使供纸盘再次升降，就产生了电力的浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种不浪费电力而可以检测纸张剩余量的纸 张剩余量检测装置，以及具有上述纸张剩余量检测装置的图像形成装置。

本发明方式(1)的纸张剩余量检测装置包括：纸张存放部，用于存放 纸，并且预设有用于取出所述纸的纸张取出位置；盘，用于放置所述纸， 该盘设置在所述纸张存放部的内部，并能够在所述纸张取出位置与比所 述纸张取出位置低的最下部位置之间沿上下方向移动；绳索，与所述盘 相连；轮，具有轴，并且在所述轴的轴向上排列并卷绕所述绳索；电机， 通过以所述轴为中心使所述轮沿所述绳索的卷绕方向旋转，向上方移动 所述盘，使所述盘上放置的纸中最上面位置的纸处于所述纸张取出位置； 位置检测部，针对所述轮上的所述绳索当前的卷绕位置，检测作为所述 卷绕位置在所述轴向上位置的当前位置；以及剩余量检测部，基于由所 述位置检测部检测的所述当前位置，检测所述盘上放置的纸张剩余量。

根据所述构成，在使轮旋转并使盘在纸张存放部的上方移动时，将 绳索排列卷绕在轮的轴向上。

并且，基于当前位置检测盘上的纸张剩余量，所述当前位置为轮上 绳索的当前的卷绕位置，即轮上绳索卷绕位置的距离卷绕起始位置最远 的轴向的卷绕位置。

当前位置为轮上绳索的当前的卷绕位置中，其卷绕位置的轴向的位 置。因此，当前位置在电源被切断后并再次接通时，也不会变化。所以， 电源再接通后，可以不必重新确认盘的当前位置，而继续检测纸张剩余 量，能够不浪费电力而检测纸张剩余量。

上述本发明方式(1)的纸张剩余量检测装置还可以表述如下。纸张剩 余量检测装置包括：纸张存放部，用于存放纸，并预设用于取出所述纸 的纸张取出位置；盘，用于放置所述纸，该盘可以在所述纸张存放部的 内部沿上下方向移动；电机，通过使所述盘在上下方向上移动，使所述 盘上放置的纸中最上面位置的纸处于所述纸张取出位置；绳索，其一端 固定在所述盘上；轮，通过所述电机旋转，使所述绳索从另一端朝向所 述一端依次排列卷绕在所述轮自身的轴向上，使所述盘移动；位置检测 部，检测当前位置，所述当前位置为所述轮上所述绳索的、当前的卷绕 位置在所述轴向上的位置；以及剩余量检测部，基于由所述位置检测部 检测的所述当前位置，检测所述盘上放置的纸的剩余量。

本发明方式(2)在上述方式(1)的基础之上，从所述盘的所述最下部位 置到所述纸张取出位置的距离设定为：当通过所述轮卷绕所述绳索时， 从所述轴的一方朝另一方单向卷绕的长度。

根据所述构成(单向卷绕构成)，例如图4A及图4B所示，通过从轮 的轴的一方朝另一方的单向卷绕，盘完成从最下部位置到纸张取出位置 的移动，可以使卷绕位置的轴向位置即当前位置与纸张剩余量一对一地 对应。当由轮卷绕绳索时，从轴的一方朝另一方以及从另一方朝一方进 行往复卷绕的构成(往复卷绕构成)中，当前位置与纸张剩余量不能一对一 地对应。所以，单向卷绕构成与往复卷绕构成相比，可以用简单构成实 现纸张剩余量的检测。

在组装于图像形成装置上的供纸装置中，最下部位置与纸张取出位 置之间的距离为数十厘米，其距离较短。所以，单向卷绕构成可以适用 于图像形成装置的供纸装置。

本发明方式(3)在上述方式(1)的基础上，所述位置检测部包括：滑动 构件，对应所述轮上的所述绳索的所述当前位置，在所述轴向上滑动； 以及电平值输出部，将对应所述滑动构件的滑动位置的电平值的信号， 作为表示所述当前位置的信号，向所述剩余量检测部输出。

根据所述构成，对应轮上绳索的当前位置，即轮上绳索的靠盘一侧 卷绕位置的轴向的位置，滑动构件在轮的轴向上滑动。并且，将对应滑 动构件的滑动位置的电平值的信号，作为表示绳索的当前位置的信号向 剩余量检测部输出。

据此，可以将对应绳索被卷绕在轮上而变化的、所述轮上绳索的当 前位置，线性地通知剩余量检测部。

本发明方式(4)在上述方式(3)的基础上，所述电平值输出部具有：滑 动变阻器，与所述滑动构件联动而滑动；以及输出部，输出对应所述滑 动变阻器的电阻值的信号。

根据所述构成，电平值输出部具有滑动变阻器和输出对应所述滑动 变阻器电阻值的信号的输出部，所以可以构成简单、廉价的电平值输出 部。

本发明方式(5)在上述方式(3)的基础上，所述滑动构件沿所述轮的轴 向方向平行滑动，所述滑动构件上形成有使所述绳索以可滑动的方式穿 过的通孔，当所述绳索卷绕在所述轮上时，所述绳索一边在所述通孔中 滑动一边使所述滑动构件沿所述轴向方向移动。

根据所述构成，穿过在滑动构件上形成的通孔的绳索，在卷绕到轮 上时，一边在通孔中滑动一边使滑动构件沿轮的轴向方向移动。

据此，可以容易地使滑动构件沿轮的轴向方向滑动。

本发明方式(6)在上述方式(3)的基础上，还包括连结构件，其一端部 上形成有使所述绳索以可滑动的方式穿过的通孔，其另一端部上固定有 所述滑动构件；其中，所述连结构件以支点位置为中心转动，所述支点 位置在所述连结构件的所述一端部和所述另一端部之间的直线上，并且 所述支点与所述一端部的距离为预设的第1距离，所述支点与所述另一 端部的距离为大于所述第1距离的第2距离；当所述绳索卷绕到所述轮 上时，所述绳索一边在所述一端部上滑动，一边使所述一端部以所述支 点位置为中心转动。

根据所述构成，绳索在卷绕到轮上时，一边在形成于连结构件的一 端部的通孔中滑动一边使连结构件的一端部沿轮的轴向方向移动。

这样，连结构件以支点位置为中心转动，所述支点位置位于所述连 结构件的一端部与固定有滑动构件的另一端部之间的直线上，与所述连 结构件的一端部的距离为预设的第1距离，且与所述连结构件的另一端 部的距离为大于第1距离的第2距离。

其结果是，连结构件成为杠杆，滑动构件移动比绳索的当前位置的 移动距离增大了第1距离和第2距离之间的比率部分的移动距离。

这样，即使绳索的当前位置的移动距离较小时，也可以将滑动构件 的移动距离增大并传递给剩余量检测部。其结果是，纸张剩余量的检测 精度得到提高。

本发明方式(7)在上述方式(3)的基础上，所述轮上形成有螺旋状的 槽，伴随所述轮的旋转所述绳索依次卷绕到所述螺旋状的槽中。

根据所述构成，因为在轮上形成了螺旋状的槽，轮每旋转1圈的绳 索的基准位置的移动距离都要大于未形成螺旋状槽时的情况。

这样，从上次的剩余量检测到本次的剩余量检测之间，即使轮上的 绳索的卷绕数量较小，也可以加大绳索的当前位置的移动距离。因此， 可以加大滑动构件的移动距离，可以提高剩余量检测的精度。

本发明方式(8)在上述方式(1)的基础上，所述轮相对所述轮的轴向为 具有预设角度的锥状，所述轮的直径距离所述绳索的卷绕开始位置越远 则越大。

根据所述构成，轮相对轮的轴向形成为具有预设角度的锥状，使所 述轮上距离所述绳索的卷绕开始位置越远轮的直径越大。

这样，绳索一边朝向轮上绳索的卷绕开始位置滑动一边依次卷绕。 其结果是，可以沿轮的轴向以无间隙状态排列并卷绕绳索，所以，基于 绳索的当前位置的纸张剩余量的检测精度得到提高。

本发明方式(9)在上述方式(1)的基础上，所述轮的轴倾斜设置，在所 述绳索的卷绕开始位置一侧上，所述轮上作用于绳索上的拉力的方向与 所述轮的轴向之间呈锐角。

根据所述构成，绳索卷绕在轮上时，作用在所述绳索上的拉力的方 向可以分解为轮的轴向上朝向绳索的卷绕开始位置方向的向量，以及与 所述向量垂直方向的向量。

这样，绳索一边朝向轮上绳索的卷绕开始位置滑动一边依次卷绕。 其结果是，可以沿轮的轴向以无间隙状态排列并卷绕绳索，所以基于绳 索的当前位置的纸张剩余量的检测精度得到提高。

本发明方式(10)在上述方式(1)的基础上，所述剩余量检测部预先设 定有对应信息，所述对应信息用于检测纸张剩余量，其表示所述电平值 和与所述电平值对应的纸张剩余量之间的对应关系，所述对应信息中， 所述电平值与作为所述纸张剩余量的剩余张数之间的对应关系被预设 为：所述剩余张数从预先规定的最多张数每减少单位张数时所述电平值 会依次变化，所述控制部取得当从所述盘上取出所述单位张数的纸时所 述电平值的变化量，并利用取得的变化量，校正所述对应信息。

根据所述构成，取得从盘上取出预设的单位张数的纸时电平值的变 化量，并利用取得的变化量，校正表示电平值和纸的剩余张数之间的对 应关系的对应信息。

这样，可以对应盘上纸摞的厚度的不同取得适当的对应信息。其结 果是，对应盘上纸摞的厚度的不同，可以适当地检测纸张剩余量。

本发明方式(11)在上述方式(10)的基础上，所述控制部包括：取得部， 取得当从所述盘上取出所述单位张数的纸时的所述电平值的变化量；计 算部，利用数式：所述最多张数＝(所述单位张数/所述变化量)×(所述盘 位于所述最下部位置时的所述电平值-所述盘位于所述纸张取出位置时 的所述电平值)来计算所述盘位于所述最下部位置时所述盘上能够放置 的纸的最多张数；以及校正部，利用所述最多张数和所述变化量校正所 述对应信息。

所述构成具有下述效果。由于位置检测部的误差等原因，对于每个 纸张剩余量检测装置来说每单位张数的电平值的变化量不同。因此，在 多个纸张剩余量检测装置中，如果统一设定每单位张数的电平值的变化 量，可能会出现纸张剩余量的检测精度差的纸张剩余量检测装置。根据 所述构成，对每个纸张剩余量检测装置取得其每单位张数的电平值的变 化量，并校正对应信息。所以，对于多个纸张剩余量检测装置的任意一 个，都可以使纸张剩余量的检测精度良好。

本发明方式(12)为一种图像形成装置，包括：方式(1)～(11)中任意一 种方式所述的纸张剩余量检测装置；输送所述纸张存放部存放的纸中最 上面位置的纸的输送部；以及在由所述输送部输送的纸上形成图像的图 像形成部。

根据所述构成，由于具有方式(1)～(11)的纸张剩余量检测装置，因 此可以提供具有所述纸张剩余量检测装置的上述效果的图像形成装置。

附图说明

图1是表示本发明一种实施方式的图像形成装置断面示意图。

图2是储存器外观的一例示意图。

图3是表示在储存器内部升降第1盘及第2盘的升降机构的一例示 意图。

图4A及图4B是位置检测部的一例结构示意图。

图5是表示滑动变阻器外观的一个例子的侧视图。

图6是表示本发明一种实施方式的纸张剩余量检测装置的功能模块 的一例的框图。

图7是说明使用本发明一种实施方式的纸张剩余量检测装置的纸张 剩余量的检测动作的流程图。

图8A及图8B是表示第1轮结构的一个例子的侧视图。

图9A及图9B是表示第1轮结构的另一个例子的侧视图。

图10A及图10B是表示上述第1轮结构的其他变形例的侧视图。

图11是表示作为移动量增加机构一例的连结构件的结构的图。

图12A及图12B是表示作为移动量增加机构一例的螺旋状槽的结构 的图。

具体实施方式

以下，基于附图说明本发明一种实施方式的纸张剩余量检测装置及 图像形成装置。图1是本发明一种实施方式的图像形成装置一例的断面 示意图。并且，图1所示的图像形成装置中包含本发明一种实施方式的 纸张剩余量检测装置。

如图1所示，图像形成装置A包括：箱体2，形成大致长方体；储 存部3，设置在箱体2的内部空间下部并储存纸SH；输送部4，从储存 部3取出纸SH并输送；图像形成部5，在输送途中的纸SH的表面上形 成调色剂图像；定影部6，将纸上形成的调色剂图像定影在纸SH的表面 上；以及排出部7，将调色剂图像被定影后的纸SH排出到箱体2外部。 箱体2的上部设置有用于读取原稿图像的原稿读取部8。原稿读取部8 读取原稿图像并将其转变为电子数据。

储存部3包括存放少量成摞的纸SH的第1盒31及第2盒32。第2 盒32设置在第1盒31的上方。储存部3还包括用于存放超过第1盒31 及第2盒32可存放张数的纸SH的储存器(纸张存放部)33。储存器33 设置在第2盒32的上方。

储存器33包括大致呈矩形板状的底部331和从底部331的周边向上 方延伸的外壁部332。外壁部332的上缘形成储存器33的开口部。被存 放在由底部331和外壁部332限定的储存器33内部空间中的纸SH，通 过在储存器33的上部上形成的开口部被输送部4取出，并向图像形成部 5输送。第1盒31、第2盒32及储存器33被设置为可以从箱体2内部 拉出。

储存器33具有横断所述储存器33的内部空间而设置的隔板333。 隔板333从底部331向上方延伸，并在图1中，将储存器33的内部空间 分割成左右相互邻接的小空间。左边形成的小空间成为第1存放部33A， 右边形成的小空间成为第2存放部33B。

第1存放部33A中设置有第1盘334，第2存放部33B中设置有第 2盘335。第1盘334具有用于放置成摞的纸SH的上表面。另外第2盘 335也具有用于放置成摞的纸SH的上表面。

第1盘334及第2盘335在储存器33的内部可以在预设的最下部位 置PL和纸张取出位置PH之间沿上下方向移动。

输送部4包括在储存部3的右侧上沿上下方向延伸的输送通道43。 由取纸辊413A及414A从储存器33取出的纸SH，通过带装置412输送 至输送通道43，并通过输送通道43向图像形成部5前进。

取纸辊413A设置在第1辊装置413上，取纸辊414A设置在第2辊 装置414上。第1辊装置413及第2辊装置414被安装为能够相对箱体2 转动，随着被储存器33中放置的纸SH推向上方，所述第1辊装置413 及第2辊装置414与水平面之间的角度会产生变动。

并且，当第1辊装置413及第2辊装置414与水平面之间的角度达 到预设角度时，产生将第1辊装置413及第2辊装置414推向上方的推 力的电机停止驱动。

输送部4还包括设置在第1盒31及第2盒32的右上角部附近的搓 纸辊44，以及设置在搓纸辊44的附近下游的分离供纸辊45。搓纸辊44 及分离供纸辊45从第1盒31及第2盒32将纸SH一张一张取出，并输 送至输送通道43。输送部4还包括沿输送通道43设置的多个输送辊46。 输送辊46将从储存器33、第1盒31或第2盒32送出的纸SH通过输送 通道43向图像形成部5输送。

图像形成部5包括可旋转地支承于箱体2的大致呈圆筒形状的感光 鼓51，以及设置在感光鼓51上方的带电器52。图1中，感光鼓51顺时 针旋转。带电器52将电荷赋予感光鼓51，使感光鼓51的圆周面均匀带 电。图像形成部5还具有曝光装置53。曝光装置53基于图像数据对感光 鼓51的带电的圆周面照射激光，所述图像数据通过原稿读取部8读取原 稿图像而取得。其结果是，激光使感光鼓51上的电荷消失，感光鼓51 上形成与图像数据一致的静电潜影。图像形成部5还具有显影装置54。 显影装置54具有存放调色剂的调色剂容器55，从调色剂容器55向形成 有静电潜影的感光鼓51的圆周面供给调色剂。其结果是，在感光鼓51 的圆周面上，形成与静电潜影一致的调色剂像。

图像形成部5还包括设置在感光鼓51下方的转印带56。纸SH经过 输送通道43，被送入感光鼓51和转印带56之间。在纸SH通过感光鼓 51和转印带56之间时，通过施加与调色剂的带电极性相反的反偏压，形 成在感光鼓51圆周面上的调色剂像被转印到纸SH上。

图像形成部5进一步包括清洁装置57和除电装置58，所述清洁装 置57将调色剂像转印到纸SH上之后感光鼓51圆周面上残留的调色剂 除去，所述除电装置58从已除去残留调色剂的感光鼓51的圆周面除去 残留电荷。

通过图像形成部5将转印有调色剂像的纸SH输送至定影部6。定影 部6包括定影辊61，以及在向定影辊61施加压力的状态下与其接触的加 压辊62。定影辊61的内部设置有热源63，通过定影辊61和加压辊62 之间的纸SH上的调色剂被熔融的同时，利用来自加压辊62的压力，调 色剂被定影在纸SH上。这样，调色剂像即被定影在纸SH上。

排出机构7包括排出辊71和排出盘72，所述排出辊71被设置在定 影部6的下游并安装在箱体2的内壁面附近，所述排出盘72接收从排出 辊71向箱体2外部排出的纸SH。

图1所示的图像形成装置A具有在储存器33以及图像形成部5/定 影部6之间的双面印刷用的输送通道47。排出辊71可以通过转回方式向 输送通道47送出纸SH。输送通道47在设置于输送通道43中途的校准 辊48的正前部汇合。通过输送通道47的纸SH，由校准辊48输送至图 像形成部5，在图像形成部5内对未定影有调色剂像的面转印调色剂像。 而后，由定影单元6将新转印的调色剂像定影在纸SH上。最后，纸SH 通过排出辊71排出到排纸盘72上。

图2是储存器33外观的一例示意图。另外，对于与图1相同的构成 要素标注了相同的附图标记，并省略了说明。

在储存器33中，当所述第1盘334及第2盘335的上表面放置有预 设的最多张数的纸SH时，第1盘334及第2盘335与储存器33的底部 331抵接。此时的第1盘334及第2盘335的上表面位置被设定为前述的 最下部位置PL。即，最下部位置PL是第1盘334、第2盘335下降到 最下部、在所述盘上放置了最多张数的纸SH时，第1盘334、第2盘 335的上表面的位置。图2表示第1盘334、第2盘335的上表面位于最 下部位置PL的状态。

当放置有最多张数的纸SH时，第1盘334及第2盘335的上表面 位于最下部位置PL，第1盘334及第2盘335的上表面上放置的纸SH 中最上面位置的纸SH位于纸张取出位置PH。当最上面位置的纸SH位 于纸张取出位置PH时，所述最上面位置的纸SH与取纸辊413A及414A 抵接。

依次取出第1盘334及第2盘335上的最上面位置的纸SH时，第1 盘334及第2盘335上的纸SH的张数减少。随之第1盘334及第2盘 335上的纸SH中最上面位置的纸SH不再与取纸辊413A及414A抵接。

随着第1盘334及第2盘335上的纸SH的张数减少，第1盘334 及第2盘335受到后述电机的驱动力向上方移动。这样，第1盘334及 第2盘335上的纸SH中最上面位置的纸SH与取纸辊413A及414A抵 接。由此，即使第1盘334及第2盘335的纸SH的张数减少，也可以 依次取出位于最上面位置的纸SH。

以下的说明中，将第1盘334及第2盘335上的最上面位置的纸SH 位于纸张取出位置PH时，即，最上面位置的纸SH与取纸辊413A及414A 抵接时的第1盘334及第2盘335的上表面的位置作为位置P。

图3是在储存器33内部升降第1盘334及第2盘335的升降机构的 一例示意图。

首先，对升降机构34中升降第1盘334的结构进行说明。第1金属 丝(绳索)W1为两根。各第1金属丝W1分别张挂在对应的定滑轮343上。 一方的第1金属丝W1的一端固定在第1盘334的一端上。另一方的第1 金属丝W1的一端固定在第1盘334的另一端上。一方的第1金属丝W1 的另一端固定在第1轮341上。另一方的第1金属丝W1的另一端固定 在与第1轮341具有相同构造、并隐藏在第1轮341背后的第1轮341a 上。借助未图示的齿轮等，第1电机M1的动力传递到第1轮341a与第 1轮341上，使第1轮341a和第1轮341与第1电机M1的旋转轴同向 旋转。

当第1电机M1的轴顺时针旋转时，第1轮341及第1轮341a顺时 针方向旋转，依次卷绕各第1金属丝W1。这样，各第1金属丝W1所固 定的第1盘334上升。

当第1电机M1逆时针方向旋转时，第1金属丝W1向下方输送则使 第1盘334下降。

下面对升降机构34中的、升降第2盘335的结构进行说明。所述结 构与升降第1盘334的结构相同。第2金属丝(绳索)W2为两根。各第2 金属丝W2分别张挂在对应的定滑轮343上。一方的第2金属丝W2的 一端固定在第2盘335的一端上。另一方的第2金属丝W2的一端固定 在第2盘335的另一端上。一方的第2金属丝W2的另一端固定在第2 轮342上。另一方的第2金属丝W2的另一端固定于具有与第2轮342 相同的构造、并隐藏在第2轮342背后的第2轮342a上。借助未图示的 齿轮等，第2电机M2的动力被传递到第2轮342a和第2轮342上，使 第2轮342a和第2轮342与第2电机M2的旋转轴同向旋转。

当第2电机M2的旋转轴逆时针旋转时，第2轮342及第2轮342a 逆时针方向旋转并依次卷绕各第2金属丝W2。这样，各第2金属丝W2 所固定的第2盘335上升。

当第2电机M2顺时针方向旋转时，第2金属丝W2向下方输送使第 2盘335下降。

本实施方式的纸张剩余量检测装置1基于第1轮341上第1金属丝 W1的卷绕位置来检测第1盘334上的纸张剩余量。并且，纸张剩余量检 测装置1基于第2轮342上第2金属丝W2的卷绕位置检测第2盘335 上的纸张剩余量。

以下，针对基于第1轮341上第1金属丝W1的卷绕位置，来检测 第1盘334上的纸张剩余量的构成进行说明。

另外，基于第2轮342上第2金属丝W2的卷绕位置检测第2盘335 上的纸张剩余量的构成，与基于第1轮341上第1金属丝W1的卷绕位 置检测第1盘334上的纸张剩余量的构成相同，因此省略说明及图示。

纸张剩余量检测装置1包括用于检测第1轮341上第1金属丝W1 的当前位置(后述)D的位置检测部。图4A及图4B是位置检测部的一 例示意图。图5是表示滑动变阻器20外观的一个例子的侧视图。

当第1金属丝W1的当前位置(后述)D及滑动构件20B位于位置 A时，第1盘334上表面位于最下部位置PL，当前位置D及滑动构件 20B位于位置C时，第1盘334上表面位于纸张取出位置PH。处于位置 A时滑动变阻器20的分压比最大，而在位置C上滑动变阻器20的分压 比最小。

位置检测部35具有滑动变阻器20，支承所述滑动变阻器20的支承 构件350被第1轮341的轴341D轴支承，并且所述滑动变阻器20具有 平行于第1轮341的轴341D方向(以下称轴向)的滑动槽20A。

滑动变阻器20具有沿滑动槽20A在所述滑动槽20A的内部滑动的 滑动构件20B，滑动构件20B上设置有允许第1金属丝W1可滑动通过 的通孔20C。

第1轮341上卷绕有第1金属丝W1，并且第1金属丝W1排列在所 述第1轮341的轴向上。伴随第1金属丝W1卷绕到第1轮341上，当 前位置D从第1轮341轴向的一方向另一方移动。当前位置D是指第1 轮341上当前到达的第1金属丝W1部分在轴341D上的位置。

滑动构件20B始终处于直线X上。直线X是将下述两点连接起来所 得的直线，其中一点是第1金属丝W1的当前位置D，另一点是与定滑 轮343和第1金属丝W1在最接近第1轮341的位置上接触的点。即， 滑动构件20B被配置为：使第1金属丝W1在通过第1金属丝W1的当 前位置D的直线X上滑动并穿过通孔20C。这样，伴随第1金属丝W1 的当前位置D在第1轮341的轴向上的移动，滑动构件20B在所述移动 方向上移动。

例如，从第1盘334上表面位于最下部位置PL的状态，即，第1 金属丝W1的当前位置D如图4A所示位于作为第1轮341的左端侧的 位置A的状态，变化到如图4B所示的、距位置A在第1轮341的轴向 上仅偏离ΔL的位置B。

此时，因为滑动构件20B对应第1金属丝W1的卷绕位置D的移动， 仅在第1轮341的轴向上移动ΔL，所以滑动构件20B的位置从位置A 变化到位置B。

如上所述，滑动构件20B的位置沿第1轮341的轴向移动时，滑动 变阻器20与滑动构件20B联动而滑动，所述滑动变阻器20的电阻值线 性变化。位置检测部35利用所述变化的电阻值，检测第1金属丝W1的 当前位置D。对此说明如下。

图6是表示本发明一种实施方式的纸张剩余量检测装置的功能模块 一例的框图。

纸张剩余量检测装置1具有图4所示的位置检测部35。位置检测部 35具有由滑动变阻器20和输出端子(输出部)22组成的电压值输出部 (电平值输出部)。

滑动变阻器20连接在输出预设电源电压Vs(例如5V)的直流电信 号的电源21和GND(电路接地)之间。另外，与滑动构件20B联动，在电 阻体上滑动的中间抽头TP与输出端子22连接。以下，将滑动变阻器20 的电阻体的电源21侧的端部作为位置A、GND侧的端部作为位置C、中 间抽头TP所接触的位置作为位置B进行说明。

如上所述，滑动变阻器20与滑动构件20B联动而滑动，通过中间抽 头TP与电阻体的两端之间的电阻值的变化，使来自电源21的电源电压 Vs的分压比发生变化。将根据所述分压比把电源电压Vs分压得到的分 压电压作为电压信号Vout，通过滑动变阻器20的输出端子(输出部)22 向A/D转换电路50输出。具体而言，位置A和位置B之间的电阻值为 R1，位置B与位置C之间的电阻值为R2，可以得到Vout＝{R2/(R1+R2)} ×Vs。即，输出对应滑动变阻器20的电阻值R1、R2的电压信号Vout。

也就是说，所述电压值输出部将对应滑动构件20B的滑动位置的电 压值(电平值)的信号，作为表示第1轮341中第1金属丝W1的当前 位置D的信号，输出至A/D转换电路50。随后，通过A/D转换电路50， 表示第1金属丝W1当前位置D的信号被转换为数字信号，所述数字信 号被输出至剩余量检测部11。

例如，当滑动构件20B位于位置C时，滑动变阻器20的分压比 {R2/(R1+R2)}为零，A/D转换电路50中被输入0V的电压信号Vout。 随后，所述0V的电压信号Vout通过A/D转换电路50转换为数字信号 的形式并被输出至剩余量检测部11。

当滑动构件20B位于位置A时，分压比{R2/(R1+R2)}为1，A/D转 换电路50中被输入5V的电压信号Vout。随后，所述5V的电压信号Vout 通过A/D转换电路50转换为数字信号的形式并被输出至剩余量检测部 11。

当滑动构件20B处于位置A与位置C之间的中间位置B时，分压 比为中间值，A/D转换电路50中例如被输入2.5V的电压信号。随后， 所述2.5V的电压信号通过A/D转换电路50转换为数字信号并被输出至 剩余量检测部11。

以下，将第1盘334上表面位于纸张取出位置PH时的滑动构件20B 的位置作为位置C、将第1盘334上表面位于最下部位置PL时的滑动构 件20B的位置作为位置A来进行说明。

存储部40中预先存储有对应信息40A，所述对应信息40A利用第1 盘334上表面分别处于纸张取出位置PH及最下部位置PL时的各电压值 而取得。上述对应信息40A是表示由A/D转换电路50得到的电压值和 纸张剩余量之间的对应关系的信息。

如上所述，通过A/D转换电路50得到的电压值，随着第1盘334 的上表面从最下部位置PL向纸张取出位置PH的上升而线性变化。所以， 存储在存储部40中的对应信息40A，例如可以是表示通过下述两点的回 归直线的信息：其中一点是由预设电压值VH(例如0V)以及与所述电压 值VH对应而预设的纸张剩余量(例如0张)所确定的点，另一点是由预先 设定的大于电压值VH的电压值VL(例如5V)以及与所述电压值VL对应 而预设的纸张剩余量(例如1000张)所确定的点。

此处，所述电压值VH为假设第1盘334上表面位于纸张取出位置 PH时由A/D转换电路50得到的电压值，所述电压值VL为假设第1盘 334上表面位于最下部位置PL时由A/D转换电路50得到的电压值。

另外在上述的例子中，上述的电压值VH、电压值VL及对应信息 40A是固定存储在存储部40中的，但本发明也可以不限于此，纸张剩余 量检测装置1还可以通过控制部10进行以下的处理，来取得各电压值及 对应信息40A。

例如，控制部10使第1盘334通过后述的第1电机M1从最下部位 置PL向纸张取出位置PH上升，并将在所述上升过程中控制部10得到 来自最下部位置检测传感器s2的检测信号时的电压值作为上述电压值 VL，将控制部10得到来自纸张位置检测传感器s1的检测信号时的电压 值作为上述电压值VH。随后，控制部10使用取得的电压值VH及VL 形成对应信息40A并将其存储在存储部40中。

另外，对应信息40A也可以是下述预设的信息，例如：电压值以及 与所述电压值对应的纸张剩余量即剩余张数，随着所述剩余张数从预设 的最多张数开始每减少单位张数(例如1张)，则电压值就依次变化。

对于上述情况说明如下。控制部10包括取得部12、计算部13及校 正部14。控制部10分别取得纸张位置检测传感器s1及最下部位置检测 传感器s2检测时的电压值VH(例如0V)及VL(例如5V)。

取得部12取得当从第1盘334上取出单位张数的纸SH时的电平值 的变化量。即，在从第1盘334实际取出单位张数的纸SH的同时，取 得部12实际测量此时的电压值的变化量ΔV。例如，取出10张纸时，实 际测量ΔV为0.1V。

计算部13使用下述数式，作为与电压值VL对应的剩余张数算出最 多张数。如上所述，VL为第1盘334位于最下部位置PL时的电压值， VH为第1盘334位于纸张取出位置PH时的电压值。

最多张数＝(单位张数/ΔV)×(VL-VH)

单位张数为10张、ΔV为0.1V、VL为5V、VH为0V，所以最多 张数为500张。

随后，校正部14利用最多张数和变化量ΔV校正对应信息。具体而 言，校正部14设定电压值及与该电压值对应的剩余张数，使得电压值从 VL向VH每变化变化量ΔV，剩余张数即变化单位张数。此处，如果是 5V即为500张，4.9V为490张，4.8V为480张，…，0.2V为20张， 0.1V为10张，0V为0张。

如此，对应第1盘334上的纸SH的厚度的不同，可以取得恰当的 对应信息40A。

此外，纸张剩余量检测装置1具有用于使第1盘334上升的第1电 机M1。

控制部10控制第1电机M1将第1盘334向上方移动，使第1盘334 上放置的纸SH中最上面位置的纸SH位于纸张取出位置PH。这样，可 以通过取纸辊413A取出第1盘334上放置的纸。

控制部10具有用于检测第1盘334上放置的纸张剩余量的剩余量检 测部11。剩余量检测部11接收通过A/D转换电路50得到的电压值，使 用例如用回归直线表示的对应信息40A对与所述电压值对应的纸张剩余 量进行检测，并将检测出的纸张剩余量通过未图示的显示电路等进行显 示。

下面对使用本实施方式的纸张剩余量检测装置1的纸张剩余量的检 测动作进行说明。图7为说明所述动作的流程图。将图1中表示的图像 形成装置A作为打印机使用。使用者利用微机等进行操作，将需要打印 的图像数据传送到图像形成装置A。这样，图像数据从微机等被传送到 图像形成装置A，图像形成部5进行图像形成作业(步骤S1)。

控制部10判断图像形成作业是否结束(步骤S2)。当控制部10判断 图像形成作业未结束时(步骤S2为“否”)，则控制部10判断第1盘334 上的最上面位置的纸SH是否处于纸张取出位置PH(步骤S3)。

当控制部10判断第1盘334上的最上面位置的纸SH处于纸张取出 位置PH时(步骤S3为“是”)，则返回步骤S1。而当控制部10判断第1 盘334上的最上面位置的纸SH未处于纸张取出位置PH时(步骤S3为 “否”)，则控制第1电机M1以使第1盘334上升(步骤S4)，并返回步 骤S1。这样，第1盘334上的最上面位置的纸SH处于纸张取出位置PH。

当控制部10判断图像形成作业结束时(步骤S2为“是”)，则控制 部10取得来自位置检测部35的电压值(步骤S5)。所述电压值为通过与 第1金属丝W1的当前位置D对应的滑动变阻器20的电阻值而产生的值。

剩余量检测部11利用上述电压值，检测第1盘334上放置的纸的剩 余量(步骤S6)，并将纸的剩余量显示在图像形成装置A上设置的显示部 (未图示)上。

如上所述，利用本实施方式的纸张剩余量检测装置1，可以如图4A 及图4B所示从当前位置D检测第1盘334上的纸张剩余量。当前位置D 是指第1金属丝W1卷绕在第1轮341上的部分中、距离开始卷绕处最 远的部分d的轴向位置。换而言之，当前位置D为第1轮341的轴向卷 绕终止位置，部分d为第1金属丝W1的卷绕终止部分。这样，可以根 据即使再接通电源后也不会变化的所述部分d的轴向位置而检测纸张剩 余量。因此，可以不浪费电力而检测纸张剩余量。

并且，本实施方式中是以第1盘334上表面位于最下部位置PL时滑 动变阻器20的分压比最大，第1盘334上表面位于纸张取出位置PH时 滑动变阻器20的分压比最小为例进行说明的。

但是，本发明不限于此，也可以是第1盘334上表面位于纸张取出 位置PH时滑动变阻器20的分压比最大，第1盘334上表面位于最下部 位置PL时滑动变阻器20的分压比最小。

以下，说明第1轮341结构的一例。并且，由于第2轮342与第1 轮341结构相同，故省略说明及图示。

如上所述，在第1轮341上，第1金属丝W1在轴向上依次排列卷 绕。在图8A及图8B、图9A及图9B、图10A及图10B中，表示的是为 了将第1金属丝W1在轴向上依次排列卷绕而具有适当形状的第1轮 341。

图8A及图8B为表示第1轮341结构的侧视图。第1轮341的表面 341A从所述第1轮341的右端朝向左端形成锥面，所述锥面相对所述第 1轮341的轴向形成锥角θ1。

此外，第1轮341包括一对凸缘部341B。一对凸缘部341B可以防 止已经卷绕在第1轮341上的第1金属丝W1从所述第1轮341脱落。

按照所述结构，例如图8A所示，当第一圈第1金属丝W1卷绕在第 1轮341的左端和右端之间的中间位置时，一旦开始卷绕第1金属丝W1， 由于针对所述第1金属丝W1在定滑轮343(参照图3)方向上作用的拉 力P，在第1轮341的表面341A上产生负荷。

所述负荷随第1金属丝W1的卷绕直径的增大而增大，为了减小第1 轮341的表面341A上的负荷，第1轮341朝向其小直径一侧、即左端方 向滑动。

据此，例如当在第1金属丝W1的第一圈处于第1轮341的左端侧 位置的状态下开始所述第1金属丝W1的卷绕时，可以一边使已经被卷 绕好的第1金属丝W1向左侧滑动，一边依次卷绕第1金属丝W1。

其结果是，第1金属丝W1被依次卷绕，并与已经被卷绕好的第1 金属丝W1邻接。这样，如图8B所示，所述第1金属丝W1以沿轴向无 间隙排列的状态卷绕，所以基于第1金属W1的当前位置D的纸张剩 余量的检测精度得到提高。

图9A及图9B是表示第1轮341的结构的另一例的侧视图。图9A 及图9B所示结构与图8A、8B所示结构有下述两个不同点：即，第1轮 341的表面341A呈圆筒型，以及在左端侧的凸缘部341B上设置有从所 述凸缘部341B的外周侧向内周侧倾斜的倾斜面341C。

按照上述结构，例如图9A所示，第1轮341与定滑轮343被配置 为：在第1金属丝W1的卷绕开始位置一侧即第1轮341的左端侧上， 针对第1金属丝W1的作用在定滑轮343(参照图3)方向上的拉力P的 方向，与第1轮341的轴向之间呈锐角θ2。具体而言，在图3中，第1 轮341与定滑轮343被设置为在纸面进深方向上前后偏离的位置关系。 随后，一旦开始卷绕第1金属丝W1，则作用在所述第1金属丝W1上的 拉力P的方向，可以被分解成在轮341的轴向上的、朝向所述轮341的 左端方向的向量P2，以及与所述方向垂直的向量P1。

这样，当第1金属丝W1卷绕在第1轮341上时，第1金属丝W1 上作用有轴向上的朝向第1轮341左端方向的向量P2，所以第1金属丝 W1向左侧的凸缘部341B的方向滑动。由此，当从图9A所示的状态下 开始卷绕第1金属W1时，所述第1金属丝W1以与已经被卷绕好的 第1金属丝W1邻接的方式依次卷绕。其结果是，如图9B所示，所述第 1金属丝W1在沿轴向无间隙排列的状态下进行卷绕，所以基于第1金属 丝W1的当前位置D的纸张剩余量的检测精度得到提高。

并且，在图9A及图9B所示结构中，倾斜面341C被设计为，当卷 绕第1金属丝W1时，可以防止由于第1金属丝W1与凸缘部341B发生 的摩擦而使第1金属丝W1及凸缘部341B受到磨损。

此处，第1金属丝W1通过定滑轮343支承在第1轮341和第1盘 334之间。并且，所述定滑轮343上嵌入第1金属丝W1的槽的宽度，通 常与所述第1金属丝W1的宽度大致相同。

这样，当第1轮341旋转时，如图9A及图9B所示，针对第1金属 丝W1在定滑轮343的方向上作用的拉力P，即使作用在相对第1轮341 的轴向呈锐角θ2的方向，即，相对所述轴向非垂直的方向上，通过定滑 轮343，拉力P也能被转换为上下方向，并传递至第1盘334。

其结果是，当第1轮341旋转时，第1金属W1上作用的拉力P 即使作用在与第1轮341的轴向非垂直的方向上，也可以使第1盘334 在上下方向上平滑移动。

并且，图9A及图9B所示结构也可以如图10A及图10B所示来卷 取第1金属丝W1。图10A及图10B是表示图9A及图9B所示的第1轮 的其它使用例的图。

在第1金属丝W1的卷绕开始位置侧(即第1轮341的左端侧)上，倾 斜配置第1轮341的轴，以使拉力P的方向与第1轮341的轴向之间呈 角度为θ2的锐角。此时，第1轮341和定滑轮343被设置为相对图3的 纸面进深方向大致位于相同的位置。如图10A所示，拉力P为针对第1 金属丝W1在定滑轮343(参照图3)方向上作用的力。

上述例子中，第1金属丝W1上作用的拉力P的方向也可以分解为， 在轮341的轴向上朝向所述轮341的左端方向的向量P2，以及与向量P2 垂直方向的向量P1。

据此，当第1金属丝W1卷绕在第1轮341上时，第1金属丝W1 上作用有在轴向上朝向第1轮341的左端方向的向量P2，所以第1金属 丝W1向左侧的凸缘部341B的方向滑动。这样，当从图10A所示状态 下开始卷绕第1金属丝W1时，所述第1金属丝W1被依次卷绕，并且 与已经被卷绕好的第1金属丝W1邻接。其结果是，如图10B所示，所 述第1金属丝W1以沿轴向无间隙排列的状态卷绕，所以基于第1金属 丝W1的当前位置D的纸张剩余量的检测精度得到提高。

如上所述，本实施方式的纸张剩余量检测装置1，通过将第1金属 丝W1的第1轮341上当前位置D的移动量(即第1金属丝W1在第1轮 314上的卷绕位置中、距卷绕开始最远的轴向位置的移动量)，作为由A/D 转换电路50得到的电压值的变化量来进行处理，检测纸张剩余量。

所以，优选能将第1金属丝W1的当前位置D的移动量加大并传递 到滑动构件20B。

图11、图12A及图12B中表示了可以增大第1金属丝W1的当前位 置D的移动量并传递到滑动构件20B上的移动量增加机构的结构例。

图11表示作为移动量增加机构一例的连结构件的结构示意图。第1 金属丝W1可滑动地通过连结构件60的一端60A，滑动构件20B固定在 连结构件60的另一端60B上。

连结构件60安装在支承构件350的延长部350A上，并能以支点位 置60C为中心转动。支点位置60C位于连结构件60的一端60A和另一 端60B之间的直线上，并且与一端60A的距离为预设的第1距离Lx、与 另一端60B的距离为第2距离Ly(且Lx＜Ly)。

按照上述结构，对应第1金属丝W1的当前位置D在第1轮341的 轴向上的移动，穿过连结构件60的一端60A的第1金属丝W1一边滑动 一边与当前位置D同向移动。

这样，连结构件60的一端60A接受第1金属丝W1的移动力，与当 前位置D的移动方向同方向移动。于是，连结构件60的另一端60B以 支点位置60C为中心转动。此时连结构件60的另一端60B在与所述连 结构件60的一端60A相反的方向上，移动了距离ΔL1，该移动的距离 ΔL1比所述一端60A的移动距离ΔL增大了第1距离Lx和第2距离L y之间的比率部分。

例如，当第1距离Lx与第2距离Ly之间的比率为1.5时，连结构 件60的另一端60B在与一端60A相反的方向，例如一端60A的移动方 向为右向时则为左向，移动为一端60A移动距离ΔL的1.5倍的移动距 离1.5×ΔL。

这样，连结构件60的另一端60B的移动距离大于一端60A的移动 距离。

滑动构件20B的移动距离较短时，滑动变阻器20的电阻值的变化量 小，因此剩余量检测的精度降低。图11所示的结构中，可以使滑动构件 20B的移动距离大于第1金属丝W1的当前位置D的移动距离。所以， 从上次的剩余量检测到本次的剩余量检测之间，即使第1轮341的第1 金属丝W1的卷绕数量较小时(换而言之，第1金属丝W1的当前位置D 的移动距离较小时)，因为可以增大滑动构件20B的移动距离，所以可以 提高剩余量检测的精度。

图12A及图12B是表示移动量增加机构的螺旋状槽的结构的图。在 第1轮341上，形成有螺旋状槽341B，所述螺旋状槽341B用于伴随所 述第1轮341的旋转而依次卷绕第1金属丝W1。

按照所述结构，若第1轮341旋转1圈，则第1金属丝W1沿槽341B 卷绕，所以第1轮341上的第1金属丝W1的卷数每增加1圈，当前位 置D的轴向移动量ΔL2都会大于在第1轮341上未形成槽341B时的移 动量。

据此，可以增加当前位置D在第1轮341上的轴向移动量，并传递 到滑动构件20B上。

此处，如上所述，第1金属丝W1通过定滑轮343被支承在第1轮 341和第1盘334之间。并且，在所述定滑轮343上嵌入第1金属丝W1 的槽的宽度，通常与所述第1金属丝W1的宽度大致相同。

这样，如图12A及图12B所示，当第1轮341旋转时，针对第1金 属丝W1在定滑轮343的方向上作用的拉力P，即使作用在与第1轮341 的旋转轴方向非垂直的方向上，也可以通过定滑轮343将拉力P转换为 上下方向，并传递到第1盘334。

其结果是，当第1轮341旋转时，作用于第1金属丝W1上的拉力P 即使作用在与第1轮341的旋转轴方向非垂直的方向上，也可以使第1 盘334在上下方向平滑地移动。

当滑动构件20B的移动距离较短时，滑动变阻器20的电阻值的变化 量小，所以剩余量检测的精度降低。而在图12A及图12B所示的结构中， 在第1轮341一圈的旋转中，可以加大第1金属丝W1的当前位置D的 移动距离。所以，在从上次的剩余量检测到本次的剩余量检测的过程中， 即使第1轮341的第1金属丝W1的卷绕数量较少，也可以加大第1金 属丝W1的当前位置D的移动距离。这样，可以加大滑动构件20B的移 动距离，因此可以提高剩余量检测的精度。