シートトレイおよび画像形成装置
【課題】 コネクタやハーネスを用いることなく用紙の残量を検出することができるシートトレイ及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】 用紙トレイ３１ａ（３１ｂ、３１ｃ）の側面部３１４に圧力センサ２００を設け、発信部１１１から圧力センサ２００に電波を発信する。発信部１１１から送信される電波は、圧力センサ２００において電気信号に代えて受信され、弾性表面波に変換される。この弾性表面波は圧力センサ２００に加わった圧力の変化によって、振幅、位相差、周波数等が変化する。この弾性表面波の変化を電気信号として受信部１１２で受信し、制御部７０は電気信号の変化を解析する。そして解析した情報を元に制御部７０は用紙トレイ３１ａ内の用紙残量を検出する。
【解決手段】 用紙トレイ３１ａ（３１ｂ、３１ｃ）の側面部３１４に圧力センサ２００を設け、発信部１１１から圧力センサ２００に電波を発信する。発信部１１１から送信される電波は、圧力センサ２００において電気信号に代えて受信され、弾性表面波に変換される。この弾性表面波は圧力センサ２００に加わった圧力の変化によって、振幅、位相差、周波数等が変化する。この弾性表面波の変化を電気信号として受信部１１２で受信し、制御部７０は電気信号の変化を解析する。そして解析した情報を元に制御部７０は用紙トレイ３１ａ内の用紙残量を検出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ等に用いるシートトレイおよび画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ等の画像形成装置においては通常、給紙トレイが備えられている。画像形成装置は給紙トレイに載置された用紙を搬送路上に搬送し、各機器において画像形成を行う。その際、給紙トレイに載置されている用紙がなくなってしまうとユーザは作業を中断しなくてはならず、作業の効率を低下させるという問題があった。そこで、特許文献１には給紙トレイの底部に感圧センサを設け、給紙トレイに載置された用紙の給紙トレイ底部にかかる圧力を検知することにより、給紙トレイ内の用紙の残量を把握するという技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００２−３２３８３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の技術では感圧センサは着脱可能なコネクタを介して画像形成装置本体と電気的接続されているため、画像形成装置の使用を重ねる程、コネクタ部の腐食や摩耗による接触不良が起こり、給紙トレイ内の用紙の残量を検知することが難しくなるという虞があった。また、センサ部までハーネスを引き回す必要があり、センサを設置することはコストアップの原因となっていた。また、複数のセンサを設けようとした場合、ハーネスも複数になるため、ハーネスを収納するスペースを必要とし、設計の自由度が制限されるという問題があった。特に、給紙トレイは本体から引き出された状態で用紙の補給が行われるため、コネクタやハーネスが本体とつながっている場合は、断線等の問題も発生した。
【０００４】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、コネクタやハーネスを用いることなく用紙の残量を検出することができるシートトレイ及び画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を達成するために、本発明は、シートを積層して収容するとともに、積層される前記シート端部の位置を規制する側壁を有するシート収容部と、前記側壁に前記シートの積層方向に沿って所定位置に設けられ、所定の電波信号が供給されると、それをエネルギー源として近傍の物理量を反映した属性を持つ電波を生成して出力する１または複数のワイヤレス測定手段とを具備するシートトレイを提供する。
【０００６】
このシートトレイによれば、ワイヤレス測定手段が近傍の物理量を反映した属性を持つ電波を生成し出力するため、シートトレイを目視することなく、ユーザはシートトレイ内の情報を把握することができる。
【０００７】
本発明の好ましい態様においては、前記ワイヤレス測定手段は、電波信号が供給されると、それをエネルギー源として前記シートトレイにおける紙の状態を反映した情報と識別情報とを持った電波信号を生成して出力するものが好ましい。このような構成の検出手段としては、例えば、公知のＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）等を備えたパッシブ型ワイヤレスセンサなどがある。また、電波を受信して機械振動を発生させる励振部と、前記励振部が発生した機械振動が伝達されて弾性表面波を発生するとともに、前記弾性表面波の属性が変化する振動媒体部と、前記弾性表面波を電気信号に変換して電波信号として出力する送信部とを備えるようにすることが、さらに好ましい。このようにすれば、ワイヤレス測定手段は、外部からの電波信号を元に機械振動を発生させるため、バッテリは不要である。従って、ワイヤレス測定手段にケーブルやハーネスを引き回す必要がない。また、振動媒体部によって発生された弾性表面波は物理量によって属性が変化するため、その弾性表面波が変換された電波信号を検知することで、シートトレイ内の物理量の変化を検出することができる。
【０００８】
また、前記ワイヤレス測定手段は、前記物理量として前記シート端部から受ける圧力を検出する。このようにすれば、前記ワイヤレス測定手段がシート端部から圧力を受けるか否かによってシートトレイ内のシート残量を検出することができる。
【０００９】
また、本発明は、シートを積層して収容するとともに、積層される前記シート端部の位置を規制する側壁を有するシート収容部と、所定の電波信号が供給されると、それをエネルギー源として音波を生成して近傍に出力する電波／音波変換手段、および前記電波／音波変換手段が出力した音波の反射波を受信し、これをエネルギー源として電波信号を生成して出力する音波／電波変換手段を有し、前記側壁に前記シートの積層方向に沿って所定位置に設けられる１または複数の送受信部とを具備するするシートトレイを提供する。このシートトレイによれば、電波／音波変換手段が出力した音波が音波／電波変換手段に到達したか否かによって電波／音波変換手段、音波／電波変換手段の間にシートが有るか否かを検出することができる。
【００１０】
また、本発明は、シートを積層して収容するとともに、積層される前記シート端部の位置を規制する側壁を有するシート収容部と、前記側壁の所定位置に設けられ、所定の電波信号が供給されるとそれをエネルギー源として音波を生成して近傍に出力するとともに、前記音波の反射音波を受信するとそれをエネルギー源として電波信号を生成して出力する変換手段を有し、前記側壁に前記シートの積層方向に沿って所定位置に設けられる１または複数の送受信部とを具備するシートトレイを提供する。このシートトレイによれば、生成した音波を近傍に出力するとともに、シートまたは側壁によって反射した音波をエネルギー源として電波信号を生成して出力する。
【００１１】
また、本発明の好ましい態様においては、請求項１から４いずれかに記載のシートトレイから搬送されたシートに画像形成を行う画像形成装置であって、前記ワイヤレス測定手段から出力される無線信号を受信し、この受信した無線信号に基づいてシートトレイ内のシートの量を検出するシート量検出手段を具備する画像形成装置を提供する。この画像形成装置によれば、受信した電波信号に基づいて、シート量検出手段がシートトレイ内のシート量を検出するため、その検出結果を元にユーザにシート残量を報知することができる。
【００１２】
また、本発明の好ましい態様においては、請求項５に記載のシートトレイから搬送されたシートに画像形成を行う画像形成装置であって、前記電波／音波変換手段に前記所定の電波信号を出力するとともに、前記音波／電波変換手段から出力される電波信号を受信し、この受信した電波信号に基づいてシートトレイ内のシートの量を検出するシート検出手段を具備する画像形成装置を提供する。
【００１３】
また、本発明の好ましい態様においては、請求項６に記載のシートトレイから搬送されたシートに画像形成を行う画像形成装置であって、前記変換手段に前記所定の電波信号を出力した後の所定のタイミングにおいて前記変換手段から電波信号を受信し、この受信した電波信号に基づいてシートトレイ内のシートの量を検出するシート検出手段を具備する画像形成装置を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
[第１実施形態]
以下、本発明の第１実施形態について説明する。
（１：装置構成）
図１は、実施形態に係る画像形成装置１の全体構成を示した図である。この画像形成装置１は、例えばカラープリンタやカラー複写機、或いはこれらの複数の機能を兼ね備えた複合機等である。図１に示すように、画像形成装置１の構成は、画像形成ユニット１０と、画像読取ユニット２０と、用紙供給ユニット３０とに大別される。さらに、画像形成装置１は、ユーザが各種の操作を行うためのユーザインタフェース装置５０を備えている。このユーザインタフェース装置５０は、タッチパネルとして機能する液晶ディスプレイを備えており、ユーザはこの液晶ディスプレイに触れることで各種操作を行うことができる。また、画像形成装置１は各部を制御する制御部７０を備えている。
【００１５】
用紙供給ユニット３０は、用紙トレイ３１ａ，３１ｂ，３１ｃといった用紙供給源と、この用紙供給源から図中の点線Ｓによって示される搬送路を経由して画像形成ユニット１０へ用紙を搬送するための搬送ロール３４ａ〜３４ｃやレジストロール３４ｄとを備えている。より具体的には、用紙トレイ３１ａ，３１ｂ，３１ｃにそれぞれ収容された用紙Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３は、各用紙トレイ３１ａ，３１ｂ，３１ｃに設けられた給紙ロール３１１ａ，３１１ｂ，３１１ｃによって１枚ずつ搬送路Ｓに送り出され、さらに、搬送ロール３４ａ〜３４ｃやレジストロール３４ｄによって画像形成ユニット１０へと搬送される。
【００１６】
用紙トレイ３１ａの斜視図を図２に示す。
図２（ａ）に示すように、用紙トレイ３１ａは用紙ガイド３１２と、用紙ガイド３１３と、側面部（側壁）３１４と、側面部３１５とで構成されている。また、用紙ガイド３１２、用紙ガイド３１３そして側面部３１４によって囲まれた用紙配置部３１６に用紙を配置するようになっている。用紙配置部３１６に用紙を配置した様子を図２（ｂ）に示す。この図に示すように、用紙Ｐ１の端部は側面部３１４と用紙ガイド３１２、３１３によってその位置が規定されている。また、側面部３１４には、ワイヤレスの圧力センサ２００が設けられている。圧力センサ２００は図１に示した発信部１１１から電波の供給を受けると、用紙Ｐ１から受ける圧力に対応する電波信号を受信部１１２に出力する。なお、用紙トレイ３１ｂ、３１ｃは用紙トレイ３１ａと同様の構成を呈しているため、以下の説明においては用紙トレイ３１ａについてのみ行う。
【００１７】
画像読取ユニット２０は、原稿送り装置２１と、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）等により構成される光学系部材２２とを備えている。画像読取ユニット２０は、原稿送り装置２１によって図示せぬプラテンガラスに順番に載置される原稿の画像を光学系部材２２によって読み取り、読み取った画像を表す画像データを生成する。また、画像形成装置１は図示しない通信インタフェースを介してＬＡＮ（Local Area Network）等のネットワークに接続されており、パーソナルコンピュータやサーバマシンなどのホスト装置からＬＡＮを経由して送信されてくる画像データを受信する。画像形成ユニット１０は、画像読取ユニット２０によって生成された画像データや、通信インタフェースを介して受信した画像データに基づいて画像形成処理を行う。
【００１８】
次に、画像形成ユニット１０は、感光体ドラム１１と、帯電装置１２と、露光装置１３とを備えている。感光体ドラム１１の外周面（ドラム表面）には感光層が形成されており、この感光体ドラム１１は図示せぬ駆動機構によって図中矢印ａ方向に回転させられる。帯電装置１２は、例えばロール型帯電装置やコロトロン型帯電装置であり、感光体ドラム１１の表面を所定の電位に一様に帯電させる。露光装置１３は、一様に帯電した感光体ドラム１１に対し、画像データに応じて変調されたレーザ光を照射し、感光体ドラム１１の表面に静電潜像を形成する。
【００１９】
また、画像形成ユニット１０はロータリー現像装置１４と、クリーニング装置１５と、中間転写ベルト１６とを備えている。ロータリー現像装置１４は、それぞれＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各色のトナー（現像剤）をそれぞれ収容する現像器１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋを備えている。このロータリー現像装置１４が図示せぬ駆動機構によって図中矢印ｂ方向に回転させられることにより、これら４つの現像器１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋは順番に感光体ドラム１１と近接した位置に移動させられる。そして、各現像器１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋに収容された各トナーが、それぞれの色に対応する静電潜像に電気的に転移させられることによって、感光体ドラム１１の表面にトナー像が形成される。感光体ドラム１１近傍に設けられたクリーニングブレード１５は、一次転写後の感光体ドラム１１表面に残ったトナーを除去する。
【００２０】
中間転写ベルト１６は、無端のベルト部材であり、その内周面を複数の支持ロール１７（図１では２つ）と一次転写ロール１８と二次転写ロール１９とによって張架された状態で、矢印ｃ方向に循環走行させられる。一次転写ロール１８は、感光体ドラム１１との間で中間転写ベルト１６を挟持しつつ、感光体ドラム１１表面に形成されたトナー像を中間転写ベルト１６の外周面に転写（一次転写）する。二次転写ロール１９は、対向ロール４０との間に形成されるニップ領域において、中間転写ベルト１６の外周面に転写されているトナー像を用紙へ転写（二次転写）する。また、画像形成ユニット１０はベルトクリーナ２３を保持しており、二次転写後の中間転写ベルト１６の表面に残留しているトナーを除去する。
【００２１】
定着装置５３は、搬送路Ｓを挟んで互いに対向する定着ロール５１及び加圧ロール５２を備えている。定着ロール５１の内部には例えばハロゲンランプ等の熱源が設けられており、定着ロール５１の表面温度が所定の温度となるようにロールの内部から加熱する。加圧ロール５２は、図示せぬ加圧バネ等によって定着ロール５１の方向に付勢されている。定着装置５３は、トナー像が二次転写された用紙に対し、定着ロール５１及び加圧ロール５２によって圧力を加えながら急速に加熱することによってトナー像を用紙に定着させる。この定着処理がなされた後に、用紙はガイド４４に搬送され、排紙ロール４３ａ，４３ｂによって排紙トレイ４６に排出される。
【００２２】
図３は制御部７０の構成を示すブロック図である。制御部７０は通信インタフェース７４を介して発信部１１１、受信部１１２と接続されている。発信部１１１は制御部７０の制御の下に電波を送信する。受信部１１２は圧力センサ２００から電波が送信されると、通信インタフェース７４に電波受信信号を出力する。ここで、制御部７０は受信した信号をデジタル信号化する信号変換部と、信号変換部から出力されるデジタル信号に基づき、解析・演算を行う機能を備えている。また、制御部７０はＣＰＵ（Central Processing Unit）７１、ＲＯＭ（Read Only Memory）７２、ＲＡＭ（Random Access Memory）７３等を具備して構成される。ＲＯＭ７２には、画像形成ユニット１０、画像読取ユニット２０および用紙供給ユニット３０を制御する制御プログラムと、圧力センサ２００が検出した結果に基づいて圧力を算出する演算機能等を実行するためのプログラムが格納されている。ＲＡＭ７３はＣＰＵ７１が前記プログラムを実行する際のワークエリアとして利用される。また、記憶部７５には受信した電波信号の周波数の変化分から用紙トレイ３１ａの圧力センサ２００部分に用紙が有るか否かを算出するためのテーブル（または換算式）が記憶されている。
【００２３】
（２：圧力センサ）
次に圧力センサ２００について説明する。
（２−１：圧力センサの構造）
図４は圧力センサ２００の構成を示している。圧力センサ２００は、基台となるＳｉ基板２０１と、該Ｓｉ基板２０１上に酸化膜２１Ａを介して形成され、弾性表面波（ＳＡＷ：Surface Acoustic Wave）が伝播する誘電体薄膜２０２と、一対の櫛型電極（ＩＤＴ：Inter-digital Transducer）２３Ａ，２３Ｂと、この一対の櫛型電極２３Ａ，２３Ｂの一方にインピーダンスマッチング部２５Ａ，２５Ｂを介して接続され、発信部１１１、受信部１１２との間で電波の授受を行う送受信部としてのアンテナ２４Ａ，２４Ｂと、一対の櫛型電極２３Ａ，２３Ｂの他方に接続されたグランド２６Ａ，２６Ｂと、Ｓｉ基板２０１の裏面に形成され、グランド２６Ａ，２６Ｂにスルーホール（図示しない）を介して接続されたグランド電極７とを具備して構成されている。また、圧力センサ２００は誘電体薄膜上に重圧部２７を有している。
【００２４】
また、Ｓｉ基板２０１の裏面側には異方性エッチングにより５４．７５度のテーパ面をなして凹部が形成されており、この底の部分が脆弱部となって重圧部２７を介して加えられる外部からの圧力に反応するダイヤフラム２１Ｂとなる。図面では、酸化膜２１Ａは便宜上厚く描写しているが、実際にはＳｉ基板２０１と誘電体薄膜２０２との間での絶縁を確保できる厚さであればよい。
【００２５】
ここで、圧力センサ２００では、図４に示した誘電体薄膜２０２の材料にＬｉＴａＯ3を使用する。このＬｉＴａＯ3の結晶は、弾性表面波の伝搬速度が温度変化に対して変化が少ない材質で、その温度係数は約１８．０×１０-6／℃となる。ＬｉＮｂＯ3の結晶に対して温度係数は約１／４と小さく１０℃の温度変化に対してＳＡＷの変化率は０．００５％程度となる。
【００２６】
ダイヤフラム２１Ｂ上には酸化膜２１Ａを介して誘電体薄膜２０２が配置されるため、このダイヤフラム２１Ｂに外部から重圧部２７を介して例えば２ｂａｒの圧力が加わると、ダイヤフラム２１Ｂが変形し、櫛型電極２３Ａ，２３Ｂの電極間の幅を変えると共に、ＳＡＷの速度が変化して中心周波数ｆ０に対して周波数を０．２％程度変化させる。また、測定対象物の温度変化が著しい場合、温度センサとの併用で補正することも可能となる。
以上のように、この圧力センサ２００は、中心周波数ｆ０に対して約０．２％程度周波数が変化することが検知されている。
【００２７】
また、櫛型電極２３Ａ，２３Ｂの形状及び大きさは、外部の発信部１１１から送信される電波の中心周波数ｆ０に合わしたＢＰＦ（バンドパスフィルタ）として機能させるため、受信部１１２により受信した電波の強度は、周波数の変化によりシフトされることになる。このワイヤレスセンサでは、圧力変化に応じて受信部１１２における受信信号の強度が線形的に変化する圧力センサを実現する。
なお、この圧力センサ２００では、基板に凹部を形成して底部をダイヤフラムとしているが、酸化膜２１Ａのみでダイヤフラム２１Ｂとしてもよく。外部から加わる圧力が誘電体薄膜２０２に直接的或いは間接的に作用する形状であればよい。
【００２８】
（２−２：圧力センサの測定動作）
次に、基本的な測定動作について説明する。なお、図４（ａ）に示す圧力センサ２００の平面図において、便宜上、信号が図面向かって左側から右側に移動するものとするが、実際には信号の流れには方向性がある訳ではない。
【００２９】
この圧力センサ２００は、発信部１１１との間、受信部１１２との間で電波信号の授受を行う。発信部１１１から送信される電波信号はアンテナ２４Ａで受信され、この信号により櫛型電極２３Ａが誘電体薄膜２０２を励振して機械振動を発生させる。この機械振動は、誘電体薄膜２０２表面に弾性表面波を発生させる。この弾性表面波は、櫛型電極２３Ａから櫛型電極２３Ｂに向けて移動し、櫛型電極２３Ｂに到達した弾性表面波は、櫛型電極２３Ｂで電気信号に変換されてアンテナ２４Ｂを経由して送信される。受信部１１２は、圧力センサ２００からの電波信号を受信する。
【００３０】
誘電体薄膜２０２の表面に発生する弾性表面波は、この誘電体薄膜２０２に加わった圧力の変化によって、振幅、位相差、周波数等（属性）が変化する。この弾性表面波を受信した受信部１１２は、この電波信号を電気信号に変換して制御部７０に伝送する。制御部７０では、この電気信号を解析することにより、圧力センサ２００が受ける圧力を計測することが可能となる。なお、本実施形態においては、周波数の変化分から圧力センサ２００が受ける圧力を計測する場合を示す。
【００３１】
なお、用紙配置部３１６は本発明のシート収容部に相当し、圧力センサ２００はワイヤレス測定手段に相当し、用紙トレイ３１ａ〜３１ｃはシートトレイに相当する。アンテナ２４Ａ及び櫛型電極２３Ａは本発明の励振部に相当し、誘電体薄膜２０２は振動媒体部に相当し、櫛型電極２３Ｂ及びアンテナ２４Ｂは送信部に相当する。また、制御部７０は本発明のシート量検出手段に相当する。
【００３２】
（３：第１実施形態の動作）
次に第１実施形態の動作について図５，図６を用いて説明する。ここで図５は圧力センサ２００と用紙トレイ３１ａの側面部３１４との位置関係を示す側面図である。また、図６は制御部７０が行う動作を示したフローチャートである。
図６に示すようにまず、制御部７０は発信部１１１から電波を送信する（ステップＳＡ２）。圧力センサ２００は電波を受信すると、用紙Ｐ１から受ける圧力に対応した周波数を有する電波を生成して出力する。そして圧力センサ２００から送信された電波を受信部１１２が受信すると（ステップＳＡ４；ＹＥＳ）、制御部７０は記憶部７５に記憶されたテーブルから圧力センサ２００によって計測された圧力を求める（ステップＳＡ６）。さらに、この結果をＲＡＭ７３に記憶する（ステップＳＡ８）。ここで、図５（ａ）に示したように、用紙Ｐ１が圧力センサ２００を覆う状態にあれば、用紙Ｐ１から受ける圧力により、圧力センサ２００の出力信号値は高くなる。一方、図５（ｂ）に示したように、用紙Ｐ１が圧力センサ２００を覆う状態になければ圧力センサ２００の出力信号値はほとんど０になる。制御部７０は圧力値に基づき、圧力センサ２００が設けられている部分に用紙Ｐ１が有るか否かを判断し、その結果をユーザインタフェース装置５０に表示する（ステップＳＡ１０）。
【００３３】
以上説明したように、本実施形態においては、圧力センサ２００が用紙Ｐ１から受ける圧力を検知することにより、用紙トレイ３１ａ内の用紙残量を検知することができる。従って、ユーザは画像形成を行う前に、用紙の残量を把握することができるので、作業途中で、用紙補充のために作業を中断しなくてはならない等の作業効率の低下を防ぐことができる。また、圧力センサ２００はワイヤレスであるため、従来のようにケーブルを配設する必要がない。そのため、圧力センサ２００を配置する場所を特定の場所にとどめることなく、自由に配置することができる。また、ケーブルの収納場所を設ける必要がないため、設計の自由度が上がる。
【００３４】
なお、前述の実施形態においては、側面部３１４に圧力センサ２００を設ける場合を示したが、図７に示すように、用紙ガイド３１２に設けてもよい。また、圧力センサ２００を設ける高さ（用紙積載方向の高さ）は、用紙補充をすべきと考えられる任意の位置に設定することができる。
【００３５】
また、圧力センサ２００によって用紙の有無を検知するだけでなく、用紙の大きさを検知するようにしてもよい。つまり、Ａ４の用紙と、Ｂ５の用紙を縦方向に揃え、端部を揃えて重ねた場合、Ａ４の用紙とＢ５の用紙の幅には違いがある。その違いが生じる部分に前述の圧力センサ２００を設けることにより、圧力センサが圧力を検知するか否かで用紙の大きさを判断するようにしてもよい。
【００３６】
また、前述の実施形態においては、受信部１１２において受信した電波信号の周波数の変化分から、制御部７０は、圧力センサ２００が設置してある高さ以上に用紙Ｐ１があるか否かを判断する場合を示したが、電波信号の位相差または振幅から判断するようにしてもよい。
【００３７】
[第２実施形態]
第１実施形態においては、用紙トレイ３１ａの側面部３１４に１つの圧力センサ２００（１つの周波数に対応した圧力センサ）を配置した場合を示したが、複数の圧力センサを設けるようにしてもよい。なお第１実施形態と同様の構成についてはその説明を省略する。
（１：複数の圧力センサ）
複数の圧力センサについて図８を用いて説明する。
図８に示すように、圧力センサ２００’は、形状の異なる櫛型電極２３Ａ−１，２３Ｂ−１…２３Ａ−４，２３Ｂ−４が形成されている。この圧力センサ２００’においては、外部から送信される電波信号の周波数により複数の周波数に対応した弾性表面波が誘電体薄膜２０２上に発生する。
【００３８】
例えば、櫛型電極２３Ａ−１，２３Ｂ−１およびインピーダンスマッチング部２５Ａ，２５Ｂで設定される弾性表面波の周波数をｆ１、櫛型電極２３Ａ−２，２３Ｂ−２およびインピーダンスマッチング部２５Ａ，２５Ｂで設定される弾性表面波の周波数をｆ２、櫛型電極２３Ａ−３，２３Ｂ−３およびインピーダンスマッチング部２５Ａ，２５Ｂで設定される弾性表面波の周波数をｆ３、櫛型電極２３Ａ−４，２３Ｂ−４およびインピーダンスマッチング部２５Ａ，２５Ｂで設定される弾性表面波の周波数をｆ４とする。
なお、この図８では、グランドおよびグランド電極の図示は省略して描いている。
【００３９】
ここで、外部の発信部１１１から周波数ｆ１の電波信号が送信されると、櫛型電極２３Ａでは、この周波数ｆ１に対応した電極２３Ａ−１が機械振動を発生し、この機械振動によって誘電体薄膜２０２上に弾性表面波が発生する。この弾性表面波が電極２３Ｂ−１に伝達される。電極２３Ｂ−１に伝達される弾性表面波は、圧力の影響を受けてその属性が変化する。一方、他の櫛型電極２３Ａ−２，２３Ｂ−２〜２３Ａ−４，２３Ｂ−４においては、周波数ｆ１に同調していないので、弾性表面波の発生やこれに基づく電波信号の送信は行われない。即ち、これらの櫛型電極２３Ａ−２，２３Ｂ−２〜２３Ａ−４，２３Ｂ−４は、各々周波数ｆ２，ｆ３，ｆ４に同調するように設定されており、このため、周波数ｆ２の電波を圧力センサ２００’に送信した場合には、櫛型電極２３Ａ−２→２３Ｂ−２という経路で弾性表面波が伝達され、この弾性表面波に対応した電波信号がアンテナ２４Ｂを経由して出力される。
【００４０】
同様に、周波数ｆ３の電波信号を圧力センサ２００’に送信した場合には、櫛型電極２３Ａ−３→２３Ｂ−３という経路で弾性表面波が伝達されてアンテナ２４Ｂを経由して出力され、周波数ｆ４の電波信号を圧力センサ２００’に送信した場合には、櫛型電極２３Ａ−４→２３Ｂ−４という経路で弾性表面波が伝達されてアンテナ２４Ｂを経由して出力される。
従って、周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４の順で圧力センサ２００’に電波を送信すれば、これらに対応する応答信号を得ることができる。またこの場合、櫛型電極２３Ｂ−１，２３Ｂ−２，２３Ｂ−３，２３Ｂ−４（出力側）から出力される信号の変化帯域（圧力による変化の幅）を重複しないように設定しておけば、周波数ｆ１〜ｆ４を同時に圧力センサ２００’に出力しても、その応答信号として出力される４つの信号を分離して解析することができる。
【００４１】
ここで、４カ所の測定対象ａ〜ｄに個々に配置された圧力センサ２００−１，２００−２，２００−３，２００−４とする。具体的には、圧力センサ２００は、弾性表面波の周波数が、櫛型電極２３Ａ，２３Ｂの形状で設定されるため、圧力センサ２００−１には、図８に示した圧力センサ２００’の櫛型電極２３Ａ−１，２３Ｂ−１が形成され、圧力センサ２００−２には圧力センサ２００’の櫛型電極２３Ａ−２，２３Ｂ−２が形成され、圧力センサ２００−３には圧力センサ２００’の櫛型電極２３Ａ−３，２３Ｂ−３が形成され、圧力センサ２００−４には圧力センサ２００’の櫛型電極２３Ａ−４，２３Ｂ−４が形成されるものとする。これにより、圧力センサ２００の誘電体薄膜に発生する弾性表面波の周波数が、圧力センサ２００−１がｆ１、圧力センサ２００−２がｆ２、圧力センサ２００−３がｆ３、圧力センサ２００−４がｆ４となる。即ち、受信する電波信号の周波数ｆ１〜ｆ４によって圧力センサ２００−１〜２００−４が特定されることになる。
【００４２】
そして、周波数ｆ１の電波信号では測定位置ａに配置された圧力センサ２００−１による測定が、周波数ｆ２の電波信号では測定位置ｂに配置された圧力センサ２００−２による測定が、周波数ｆ３の電波信号では測定位置ｃに配置された圧力センサ２００−３による測定が、周波数ｆ４の電波信号では測定位置ｄに配置された圧力センサ２００−４による測定が可能となる。
このような圧力センサ２００−１〜２００−４を用紙トレイ３１ａの側面部３１４に設けることで、用紙トレイ３１ａ内にある用紙の残量を段階的に検知することができる。
【００４３】
（２：第２実施形態の動作）
次に図９〜図１１を用いて、第２実施形態の動作について説明する。
図９は圧力センサ２００−１〜２００−４、発信部１１１、受信部１１２の位置関係を示す側面図である。
ここで制御部７０内には、前述した機能に加え、複数の圧力センサ２００−１〜２００−４を認識するために、設定周波数ｆ１〜ｆ４近傍を抽出するＢＰＦ（バンドパスフィルタ）機能７２ａが格納されている。
【００４４】
制御部７０の動作を図１０に示す。図１０に示すように、制御部７０は発信部１１１から電波を送信する（ステップＳＢ２）。このとき発信部１１１は前述のように、圧力センサ２００−１〜２００−４に周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３およびｆ４の矩形状波を混合した電波を発信する。そして圧力センサ２００−１〜２００−４から送信された電波を受信部１１２が受信すると（ステップＳＢ４；ＹＥＳ）、制御部７０は圧力測定処理を行う（ステップＳＢ６）。この圧力測定処理により、制御部７０は側面部３１４の４箇所の圧力を検知する。そしてそれぞれの圧力センサが受ける圧力の値により、用紙の残量を検出する。図９においては、圧力センサ２００―１、２００−２は用紙Ｐ１から圧力を受けており、圧力センサ２００−３、２００−４は圧力を受けていない状態を示している。従って、制御部７０は用紙Ｐ１の残量は圧力センサ２００−２と圧力センサ２００−３の中間地点までであると判断し、その旨をユーザインタフェース装置５０に表示する（ステップＳＢ８）。
【００４５】
ここで、図１１を用いて圧力測定処理の動作を詳細に説明する。
図１０に示したステップＳＢ４において、制御部７０が受信部１１２から受信する信号は、圧力センサ２００−１〜２００−４から送信された異なる周波数が混合した電波信号である。まず、制御部７０は図１１において図示しないカウンタを「ｎ＝０」に設定する（ステップＳＣ２）。そして制御部７０は、周波数ｆ１近傍を抽出するＢＰＦ処理を行い（ステップＳＣ４）、予め記憶部７５に記憶されたテーブルから圧力センサ２００−１によって計測された圧力を算出する（ステップＳＣ６）。さらに、この結果をＲＡＭ７３に記憶する（ステップＳＣ８）。
【００４６】
制御部７０はカウンタを歩進して「ｎ＝ｎ＋１」とする（ステップＳＣ１０）。このｎが４以上になったか否かを判定する（ステップＳＣ１２）。この判定で、カウンタ値「４」未満の場合には各センサからの測定が終了していないために、ステップＳＣ４以降の処理を続行する。
以上のような操作を行い、カウンタ値が「４」に達した場合には、４個のセンサに対しての測定結果が算出されたものとして、図１０のルーチンにリターンする（ステップＳＣ１４）。
【００４７】
以上説明したように、本実施形態によれば、圧力センサを１つ設けた場合に比べ、ユーザはより詳細な用紙残量を把握することができる。また、本実施形態で用いる圧力センサはワイヤレスであるため、ケーブルを一切用いることなく圧力センサを増やすことができる。
【００４８】
なお、本実施形態においては、４つの圧力センサを用いる場合を示したが、４つに限らず、図１２（ａ）に示すように、さらに多数の圧力センサを設けるようにしてもよい。図１２（ａ）の領域ａを拡大した図を図１２（ｂ）に示す。図１２（ｂ）は、用紙Ｐ１の残量が圧力センサ２００ｆの高さまでである状態を示している。従って、圧力センサ２００ａ〜２００ｆにおいては、圧力を検知し、圧力センサ２００ｇ〜２００ｉにおいては、圧力を検知しない。制御部７０はこれらの圧力センサの検知結果を元に、用紙Ｐ１の残量は圧力センサ２００ｆと圧力センサ２００ｇの中間地点までであることを検出する。このように多数の圧力センサを設けることにより、用紙Ｐ１の残量を検知する分解能を高めることができる。そしてユーザはその情報を元にさらに細かく用紙を供給するタイミングを図ることができる。
また、圧力センサの数をさらに増やすことにより、分解能を用紙一枚単位まで高めることができる。
【００４９】
また、用紙トレイ３１ａに収納されている用紙は、湿度変化、温度変化の影響を受け、波状になることもある。そこで、図１２（ｃ）に示すように、基準位置に対し、上下オフセットを持たせて複数の圧力センサを配置してもよい。そして、これらの圧力センサの出力信号を判定することで用紙Ｐ１の残量検知を行う。例えば、所定数が用紙圧を検知しなくなったときに、用紙残量が基準値を下回ったと判定したり、各圧力センサの出力信号の平均値や合計値から、残量検知を行うようにしてもよい。このようにすることで、用紙Ｐ１の残量をより正確に把握することができる。
【００５０】
また、前述した圧力センサの各部の材質は、以下の材質であっても良い。
Ｓｉ基板２０１の材料としては、Ｓｉ，Ｇｅ，ダイヤモンド等の単体半導体、ガラス、ＡｌＡｓ，ＡｌＳｂ，ＡＩＰ，ＧａＡｓ，ＧａＳｂ，ＩｎＰ，ＩｎＡｓ，ＩｎＳｂ，ＡｌＧａＰ，ＡｌＬｎＰ，ＡｌＧａＡｓ，ＡｌＩｎＡｓ，ＡｌＡｓＳｂ，ＧａＩｎＡｓ，ＧａＩｎＳｂ，ＧａＡｓＳｂ，ＩｎＡｓＳｂ等のIII-V系の化合物半導体、ＺｎＳ，ＺｎＳｅ，ＺｎＴｅ，ＣａＳｅ，ＣｄＴｅ，ＨｇＳｅ，ＨｇＴｅ，ＣｄＳ等のII−VI系の化合物半導体、導電性或いは半導電性の単結晶基板としてはＮｂ，Ｌａ等をドープしたＳｒＴｉＯ3，ＡｌをドープしたＺｎＯ，Ｉｎ2Ｏ3，ＲｕＯ2，ＢａＰｂＯ3，ＳｒＲｕＯ3，ＹＢａ2Ｃｕ2Ｏ7-X，ＳｒＶＯ3，ＬａＮｉＯ3，Ｌａ0.5Ｓｒ0.5ＣｏＯ3，ＺｎＧａ2Ｏ4，ＣｄＧａ2Ｏ4，ＭｇＴｉＯ4．ＭｇＴｉ2Ｏ4等の酸化物、またはＰｂ，Ｐｔ，Ａｌ，Ａｕ，Ａｇ等の金属等が挙げられるが、既存の半導体プロセスとの適合性やコスト面から、Ｓｉ，ＧａＡｓ、ガラス等の材料を用いることが好ましい。
【００５１】
誘電体薄膜２０２の材料としては、ＳｉＯ2，ＳｒＴｉＯ3，ＢａＴｉＯ3，ＢａＺｒＯ2，ＬａＡｌＯ3，ＺｒＯ2，Ｙ2Ｏ3８％−ＺｒＯ2，ＭＧＯ，ＭｇＡｌ2Ｏ4，ＬｉＮｂＯ3，ＬｉＴａＯ3，ＡｌＶＯ3，ＺｎＯ等の酸化物、ＡＢＯ3型のペロブスカイト型としてＢａＴｉＯ3，ＰｂＴｉＯ3，Ｐｂ1-XＬａX（ＺｒyＴｉ1-y）1-X/4Ｏ3（ｘ，ｙの値によりＰＺＴ，ＰＬＴ，ＰＬＺＴ），Ｐｂ（Ｍｇ0-3Ｎｂ2/3）Ｏ3，ＫＮｂＯ3等の正方系、斜方系或いは疑立方晶系材料、疑イルメナイト構造体としてＬｉＮｂｏ3，ＬｉＴａＯ3等に代表される強誘電体等、またはタングステンブロンズ型として、ＳｒXＢａ1-XＮｂ2Ｏ6，ＰｂXＢａXＮｂ2Ｏ6等が挙げられる。この他に、Ｂｉ4Ｔｉ3Ｏ12，Ｐｂ2ＫＮｂ5Ｏ15，Ｋ3Ｌｉ2Ｎｂ5Ｏ15、さらに以上列挙した強誘電体の置換誘電体等から選択される。さらに、鉛を含むＡＢＯ3型のペロブスカイト型酸化物が好適に用いられる。特に、これらの材料のうちＬｉＮｂＯ3，ＬｉＴａＯ3，ＺｎＯ等の材料は、弾性表面波の表面速度、圧電定数等の変化が顕著でより好ましい。誘電体薄膜２０２の膜厚は、目的に応じて適宜選択されるが、通常は０．１μｍから１０μｍの間に設定される。
【００５２】
また、この誘電体薄膜２０２は、櫛型電極２３における電気機械結合係数／圧電係数、或いはアンテナ２４の誘電損失等の観点から、エピタキシャルまたは単一配向性を有することが好ましい。また、誘電体薄膜２０２上にＧａＡＳ等のIII−V族半導体或いはダイヤモンド等の炭素を含有する薄膜を形成してもよい。これにより、弾性表面波の表面速度、結合係数、圧電定数等が向上できる。
【００５３】
また、前述の実施形態において、複数の圧力センサを用いた場合、各圧力センサを識別する手段として、櫛型電極２３Ａ，２３Ｂの形状及び大きさ異ならせて、誘電体薄膜２０２に発生する表面弾性波の周波数を個々に設定し、この周波数で識別させるようにしている。センサを識別する手段はこれに限らず、櫛型電極の形状及び大きさを同形状にして櫛型電極間の離間距離ｄ（図４参照）を異ならせることによっても実現することができる。
具体的には、櫛型電極間の離間距離を異ならせることで、誘電体薄膜２０２上に発生する表面弾性波の時間が異なる。この点に着目して発信部の信号発信から受信部での信号受信までの時間を計測することによりセンサの識別化をはかっても良い。
【００５４】
[その他の実施形態]
前述の実施形態においては、圧力センサ２００を用いて用紙の残量を検知したが、圧力センサに代えて超音波センサを用いてもよい。
この場合には、図１３（ａ）に示す超音波送信センサ２１０と超音波受信センサ２２０を用いる。
【００５５】
超音波送信センサ２１０は、受信部ＲＸと電気／音波変換部ＥＰＣとを有している。受信部ＲＸは、フェライト磁石の上に、所望の周波数範囲において同調するようにコイルを複数巻き付けた構成となっている。電気／音波変換部ＥＰＣは、特定の共振周波数を有する圧電素子によって構成され、受信部ＲＸから供給される電気信号を音波に変換する。
【００５６】
次に、超音波受信センサ２２０は、音波／電気変換部ＰＥＣと送信部ＴＸを有している。音波／電気変換部ＰＥＣは、超音波送信センサ２１０が送信した音波を受信し、これを電気信号に変換するものであり、特定の共振周波数を有する圧電素子によって構成され、共振周波数に対応する音波を受信すると、それを電気信号に変換する。送信部ＴＸは、フェライト磁石の上に、所望の周波数範囲において同調するようにコイルを複数巻き付けた構成となっており、音波／電気変換部ＰＥＣから供給された電気信号を電波に変換して出力する。
図１３（ｂ）、（ｃ）は超音波送信センサ２１０を側面部３１４に、超音波受信センサ２２０を用紙ガイド３１２にそれぞれ設けた状態を示す。
【００５７】
以上のような構成において、制御部７０は発信部１１１から超音波送信センサ２１０に電波を発信する。超音波送信センサ２１０は発信部１１１から送信される電波を受けて超音波受信センサ２２０に音波を発信する。超音波受信センサ２２０においては、音波を受信すると、それを電波に代えて出力する。受信部１１２は受信した電気信号を制御部７０に出力する。そして制御部７０は受信した電波の状況により、用紙Ｐ１の残量を検出する。
すなわち、音波の伝搬に対しては、障害物となる用紙Ｐ１によって音波の伝搬が完全に遮断されている状態では、超音波受信センサ２２０は音波／電気変換部ＰＥＣが励振されないから電波を出力することができない。そこで、電波の受信がなかった場合には、超音波受信センサ２２０の高さ以上に用紙Ｐ１があり、電波の受信があった場合には、用紙Ｐ１は超音波受信センサ２２０の高さに満たない残量であることが判る。
【００５８】
具体的には、図１３（ｂ）においては、用紙Ｐ１の残量は超音波受信センサ２２０を覆う高さまであるので、受信部１１２は電波を受信することができない。一方、図１３（ｃ）においては、用紙Ｐ１の残量は超音波受信センサ２２０の下方までであるので、受信部１１２は電波を受信する。その結果、制御部７０は用紙Ｐ１の残量が図１３（ｂ）においては、超音波受信センサ２２０の上方まであり、図１３（ｃ）においては、超音波受信センサ２２０の下方までであることを検出する。
【００５９】
また、前述の超音波受信センサ２２０を複数箇所に設置し用紙Ｐ１の残量をより詳細に検知するようにしてもよい。図１４に超音波受信センサ２２０−１〜２２０−４を用紙ガイド３１２に設けた状態を示す。ここで、図１３（ａ）に示した受信部ＲＸと電気／音波変換部ＥＰＣにおいて、周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３およびｆ４に同調した４組の受信部ＲＸと電気／音波変換部ＥＰＣを設ける。また、超音波受信センサ２２０−１〜２２０−４は各々周波数ｆ１〜ｆ４に同調するように構成されている。これらの周波数ｆ１〜ｆ４は、数１０〜数１００ＫＨｚ程度の長波が設定される。また、制御部７０のＲＯＭ７２には、複数の超音波受信センサ２２０−１〜２２０−４を認識するために、設定周波数ｆ１〜ｆ４近傍を抽出するＢＰＦ機能７２ｂが格納されている。
【００６０】
以上のような構成において、制御部７０は、周波数ｆ１〜ｆ４の矩形状波を混合した電波を発信する。超音波送信センサ２１０では、発信部１１１から送信される電波を受けて周波数ｆ１〜ｆ４の音波を用紙ガイド３１２に向けて放出する。
超音波受信センサ２２０−１〜２２０−４では、それぞれ対応する周波数の音波を受信し、それを電波に変えて出力する。そして受信部１１２は受信した電波信号を制御部７０に出力する。
【００６１】
制御部７０はそれぞれの周波数近傍を抽出するＢＰＦ処理を行い、対応するセンサ毎に信号の変化を得る。そしてその変化から前述のように用紙Ｐ１の残量を検出する。
すなわち、図１４においては、用紙Ｐ１は超音波受信センサ２２０−２、２２０−３の中間地点まであるので、超音波受信センサ２２０−１、２２０―２においては、超音波送信センサ２１０から放出された音波が用紙Ｐ１で完全に遮断される。そのため、音波／電気変換部ＰＥＣが励振されず、超音波受信センサ２２０−１、２２０―２は電波を出力することができない。従って、受信部１１２は超音波受信センサ２２０−３，２２０−４からの電波のみを受信することにより、制御部７０は用紙Ｐ１の残量が２２０−２、２２０−３の中間地点までであることを検出する。
【００６２】
なお、前述の実施形態においては、用紙ガイド３１２に設けたセンサからの電波を受信することにより、用紙の残量を検知したが、用紙ガイド３１２または用紙Ｐ１からの反射波を元に用紙の残量を検知するようにしてもよい。
この場合には図１５（ａ）に示す構成を有した超音波センサ２１０’を用いる。なお、前述の超音波センサ２１０と同一の構成に関してはその説明を省略する。
ここで、記憶部７５には、反射波が用紙ガイド３１２において反射したものであるか、用紙Ｐ１で反射したものであるかを発信部１１１、受信部１１２による電波の送受信の時間差から算出するプログラムが格納されている。
【００６３】
制御部７０は発信部１１１から超音波センサ２１０’に電波を発信する。このとき制御部７０は、発信部１１１から一旦電波を送信すると、受信部１１２が電波を受信するまで、電波送信を停止する。超音波センサ２１０’は発信部１１１から送信される電波を送受信部ＲＴＸで受信すると、変換部Ｃによって電波を音波に変換する。そして、変換した音波を放出する。次に、用紙ガイド３１２または用紙Ｐ１によって反射された音波を受信すると、変換部Ｃにおいて、受信した音波から電波信号を生成する。そして送受信部ＲＴＸによって電波信号を受信部１１２に送信する。受信部１１２は受信した電波信号を制御部７０に出力する。制御部７０は前述のプログラムにより、用紙Ｐ１の残量を検出する。
【００６４】
なお、超音波センサは側面部３１４に複数設けるようにしてもよい。この場合制御部７０は、前述のように、発信部１１１から設置した超音波センサ２１０’と同数の異なった周波数の矩形状波を混合した電波を発信する。そしてＢＰＦ機能により、対応するセンサ毎に信号の変化を得る。
【００６５】
また、超音波センサ２１０’に代えて図１５（ｂ）に示すような超音波センサ２１０’’を用いてもよい。具体的には、超音波センサ２１０’’は受信部２１０’’ａによって発信部１１１から電波を受信すると、駆動回路２１０’’ｂによって超音波振動子２１０’’ｃを振動させ、超音波を発信する。そして、用紙ガイド３１２または用紙Ｐ１から反射した音波を超音波振動子２１０’’ｃが受信すると、受信した音波に対応する電気信号が生成される。この電気信号が増幅部２１０’’ｄによって増幅され送信部２１０’’ｅから電波として送信される。このような超音波センサ２１０’’を前述のように側面部３１４に複数設けてもよい。
【００６６】
また、前述のワイヤレスセンサ（圧力センサ、超音波センサ）を用紙トレイ３１ａの側面全体に設けるようにしてもよい。その際のワイヤレスセンサの設置例を図１６に示す。なお、図１６に示した用紙トレイ３１ａは便宜上、簡略化して図示している。このようにワイヤレスセンサを設置することにより、用紙Ｐ１の残量検知の精度を上げることができる。
【００６７】
また、前述の実施形態においては、圧力センサ、超音波センサを用い、用紙Ｐ１の残量を検知する例を示したが、これらのワイヤレスセンサに限らず、例えば湿度センサ、温度センサ等を用い、用紙トレイ３１ａに収納されている用紙Ｐ１の状態を検知するようにしてもよい。その際、誘電体薄膜２０２（図４参照）に用いる材料は、湿度検知、温度検知のそれぞれに最適な材質のものを使用する。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の第１実施形態における画像形成装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】同実施形態における用紙トレイの斜視図である。
【図３】同実施形態における制御部の構成を示すブロック図である。
【図４】同実施形態における圧力センサの構成図である。
【図５】同実施形態における制御部、圧力センサの構成を示すブロック図である。
【図６】同実施形態における制御部が行う手順を示したフローチャートである。
【図７】同実施形態における圧力センサの設置例である。
【図８】本発明の第２実施形態における圧力センサの構成図である。
【図９】同実施形態における制御部、圧力センサの構成を示すブロック図である。
【図１０】同実施形態における制御部が行う手順を示したフローチャートである。
【図１１】同実施形態における制御部が圧力測定処理を行う手順を示したフローチャートである。
【図１２】同実施形態における圧力センサの設置例を示した図である。
【図１３】本発明の他の実施形態における制御部、超音波センサの構成を示すブロック図および設置例である。
【図１４】同実施形態における超音波センサの設置例である。
【図１５】同実施形態における超音波センサの構成を示すブロック図である。
【図１６】本発明におけるワイヤレスセンサの設置例である。
【符号の説明】
【００６９】
２３Ａ，２３Ｂ・・・櫛形電極、２４Ａ，２４Ｂ・・・アンテナ、２５Ａ，２５Ｂ・・・インピーダンスマッチング部、２６Ａ，２６Ｂ・・・グランド、３１ａ〜３１ｃ・・・用紙トレイ、７０・・・制御部、１１１・・・発信部、１１２・・・受信部、２００・・・圧力センサ、２１０・・・超音波送信センサ、２２０・・・超音波受信センサ、３１６・・・用紙配置部、Ｐ１・・・用紙
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ等に用いるシートトレイおよび画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ等の画像形成装置においては通常、給紙トレイが備えられている。画像形成装置は給紙トレイに載置された用紙を搬送路上に搬送し、各機器において画像形成を行う。その際、給紙トレイに載置されている用紙がなくなってしまうとユーザは作業を中断しなくてはならず、作業の効率を低下させるという問題があった。そこで、特許文献１には給紙トレイの底部に感圧センサを設け、給紙トレイに載置された用紙の給紙トレイ底部にかかる圧力を検知することにより、給紙トレイ内の用紙の残量を把握するという技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００２−３２３８３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の技術では感圧センサは着脱可能なコネクタを介して画像形成装置本体と電気的接続されているため、画像形成装置の使用を重ねる程、コネクタ部の腐食や摩耗による接触不良が起こり、給紙トレイ内の用紙の残量を検知することが難しくなるという虞があった。また、センサ部までハーネスを引き回す必要があり、センサを設置することはコストアップの原因となっていた。また、複数のセンサを設けようとした場合、ハーネスも複数になるため、ハーネスを収納するスペースを必要とし、設計の自由度が制限されるという問題があった。特に、給紙トレイは本体から引き出された状態で用紙の補給が行われるため、コネクタやハーネスが本体とつながっている場合は、断線等の問題も発生した。
【０００４】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、コネクタやハーネスを用いることなく用紙の残量を検出することができるシートトレイ及び画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を達成するために、本発明は、シートを積層して収容するとともに、積層される前記シート端部の位置を規制する側壁を有するシート収容部と、前記側壁に前記シートの積層方向に沿って所定位置に設けられ、所定の電波信号が供給されると、それをエネルギー源として近傍の物理量を反映した属性を持つ電波を生成して出力する１または複数のワイヤレス測定手段とを具備するシートトレイを提供する。
【０００６】
このシートトレイによれば、ワイヤレス測定手段が近傍の物理量を反映した属性を持つ電波を生成し出力するため、シートトレイを目視することなく、ユーザはシートトレイ内の情報を把握することができる。
【０００７】
本発明の好ましい態様においては、前記ワイヤレス測定手段は、電波信号が供給されると、それをエネルギー源として前記シートトレイにおける紙の状態を反映した情報と識別情報とを持った電波信号を生成して出力するものが好ましい。このような構成の検出手段としては、例えば、公知のＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）等を備えたパッシブ型ワイヤレスセンサなどがある。また、電波を受信して機械振動を発生させる励振部と、前記励振部が発生した機械振動が伝達されて弾性表面波を発生するとともに、前記弾性表面波の属性が変化する振動媒体部と、前記弾性表面波を電気信号に変換して電波信号として出力する送信部とを備えるようにすることが、さらに好ましい。このようにすれば、ワイヤレス測定手段は、外部からの電波信号を元に機械振動を発生させるため、バッテリは不要である。従って、ワイヤレス測定手段にケーブルやハーネスを引き回す必要がない。また、振動媒体部によって発生された弾性表面波は物理量によって属性が変化するため、その弾性表面波が変換された電波信号を検知することで、シートトレイ内の物理量の変化を検出することができる。
【０００８】
また、前記ワイヤレス測定手段は、前記物理量として前記シート端部から受ける圧力を検出する。このようにすれば、前記ワイヤレス測定手段がシート端部から圧力を受けるか否かによってシートトレイ内のシート残量を検出することができる。
【０００９】
また、本発明は、シートを積層して収容するとともに、積層される前記シート端部の位置を規制する側壁を有するシート収容部と、所定の電波信号が供給されると、それをエネルギー源として音波を生成して近傍に出力する電波／音波変換手段、および前記電波／音波変換手段が出力した音波の反射波を受信し、これをエネルギー源として電波信号を生成して出力する音波／電波変換手段を有し、前記側壁に前記シートの積層方向に沿って所定位置に設けられる１または複数の送受信部とを具備するするシートトレイを提供する。このシートトレイによれば、電波／音波変換手段が出力した音波が音波／電波変換手段に到達したか否かによって電波／音波変換手段、音波／電波変換手段の間にシートが有るか否かを検出することができる。
【００１０】
また、本発明は、シートを積層して収容するとともに、積層される前記シート端部の位置を規制する側壁を有するシート収容部と、前記側壁の所定位置に設けられ、所定の電波信号が供給されるとそれをエネルギー源として音波を生成して近傍に出力するとともに、前記音波の反射音波を受信するとそれをエネルギー源として電波信号を生成して出力する変換手段を有し、前記側壁に前記シートの積層方向に沿って所定位置に設けられる１または複数の送受信部とを具備するシートトレイを提供する。このシートトレイによれば、生成した音波を近傍に出力するとともに、シートまたは側壁によって反射した音波をエネルギー源として電波信号を生成して出力する。
【００１１】
また、本発明の好ましい態様においては、請求項１から４いずれかに記載のシートトレイから搬送されたシートに画像形成を行う画像形成装置であって、前記ワイヤレス測定手段から出力される無線信号を受信し、この受信した無線信号に基づいてシートトレイ内のシートの量を検出するシート量検出手段を具備する画像形成装置を提供する。この画像形成装置によれば、受信した電波信号に基づいて、シート量検出手段がシートトレイ内のシート量を検出するため、その検出結果を元にユーザにシート残量を報知することができる。
【００１２】
また、本発明の好ましい態様においては、請求項５に記載のシートトレイから搬送されたシートに画像形成を行う画像形成装置であって、前記電波／音波変換手段に前記所定の電波信号を出力するとともに、前記音波／電波変換手段から出力される電波信号を受信し、この受信した電波信号に基づいてシートトレイ内のシートの量を検出するシート検出手段を具備する画像形成装置を提供する。
【００１３】
また、本発明の好ましい態様においては、請求項６に記載のシートトレイから搬送されたシートに画像形成を行う画像形成装置であって、前記変換手段に前記所定の電波信号を出力した後の所定のタイミングにおいて前記変換手段から電波信号を受信し、この受信した電波信号に基づいてシートトレイ内のシートの量を検出するシート検出手段を具備する画像形成装置を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
[第１実施形態]
以下、本発明の第１実施形態について説明する。
（１：装置構成）
図１は、実施形態に係る画像形成装置１の全体構成を示した図である。この画像形成装置１は、例えばカラープリンタやカラー複写機、或いはこれらの複数の機能を兼ね備えた複合機等である。図１に示すように、画像形成装置１の構成は、画像形成ユニット１０と、画像読取ユニット２０と、用紙供給ユニット３０とに大別される。さらに、画像形成装置１は、ユーザが各種の操作を行うためのユーザインタフェース装置５０を備えている。このユーザインタフェース装置５０は、タッチパネルとして機能する液晶ディスプレイを備えており、ユーザはこの液晶ディスプレイに触れることで各種操作を行うことができる。また、画像形成装置１は各部を制御する制御部７０を備えている。
【００１５】
用紙供給ユニット３０は、用紙トレイ３１ａ，３１ｂ，３１ｃといった用紙供給源と、この用紙供給源から図中の点線Ｓによって示される搬送路を経由して画像形成ユニット１０へ用紙を搬送するための搬送ロール３４ａ〜３４ｃやレジストロール３４ｄとを備えている。より具体的には、用紙トレイ３１ａ，３１ｂ，３１ｃにそれぞれ収容された用紙Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３は、各用紙トレイ３１ａ，３１ｂ，３１ｃに設けられた給紙ロール３１１ａ，３１１ｂ，３１１ｃによって１枚ずつ搬送路Ｓに送り出され、さらに、搬送ロール３４ａ〜３４ｃやレジストロール３４ｄによって画像形成ユニット１０へと搬送される。
【００１６】
用紙トレイ３１ａの斜視図を図２に示す。
図２（ａ）に示すように、用紙トレイ３１ａは用紙ガイド３１２と、用紙ガイド３１３と、側面部（側壁）３１４と、側面部３１５とで構成されている。また、用紙ガイド３１２、用紙ガイド３１３そして側面部３１４によって囲まれた用紙配置部３１６に用紙を配置するようになっている。用紙配置部３１６に用紙を配置した様子を図２（ｂ）に示す。この図に示すように、用紙Ｐ１の端部は側面部３１４と用紙ガイド３１２、３１３によってその位置が規定されている。また、側面部３１４には、ワイヤレスの圧力センサ２００が設けられている。圧力センサ２００は図１に示した発信部１１１から電波の供給を受けると、用紙Ｐ１から受ける圧力に対応する電波信号を受信部１１２に出力する。なお、用紙トレイ３１ｂ、３１ｃは用紙トレイ３１ａと同様の構成を呈しているため、以下の説明においては用紙トレイ３１ａについてのみ行う。
【００１７】
画像読取ユニット２０は、原稿送り装置２１と、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）等により構成される光学系部材２２とを備えている。画像読取ユニット２０は、原稿送り装置２１によって図示せぬプラテンガラスに順番に載置される原稿の画像を光学系部材２２によって読み取り、読み取った画像を表す画像データを生成する。また、画像形成装置１は図示しない通信インタフェースを介してＬＡＮ（Local Area Network）等のネットワークに接続されており、パーソナルコンピュータやサーバマシンなどのホスト装置からＬＡＮを経由して送信されてくる画像データを受信する。画像形成ユニット１０は、画像読取ユニット２０によって生成された画像データや、通信インタフェースを介して受信した画像データに基づいて画像形成処理を行う。
【００１８】
次に、画像形成ユニット１０は、感光体ドラム１１と、帯電装置１２と、露光装置１３とを備えている。感光体ドラム１１の外周面（ドラム表面）には感光層が形成されており、この感光体ドラム１１は図示せぬ駆動機構によって図中矢印ａ方向に回転させられる。帯電装置１２は、例えばロール型帯電装置やコロトロン型帯電装置であり、感光体ドラム１１の表面を所定の電位に一様に帯電させる。露光装置１３は、一様に帯電した感光体ドラム１１に対し、画像データに応じて変調されたレーザ光を照射し、感光体ドラム１１の表面に静電潜像を形成する。
【００１９】
また、画像形成ユニット１０はロータリー現像装置１４と、クリーニング装置１５と、中間転写ベルト１６とを備えている。ロータリー現像装置１４は、それぞれＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各色のトナー（現像剤）をそれぞれ収容する現像器１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋを備えている。このロータリー現像装置１４が図示せぬ駆動機構によって図中矢印ｂ方向に回転させられることにより、これら４つの現像器１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋは順番に感光体ドラム１１と近接した位置に移動させられる。そして、各現像器１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋに収容された各トナーが、それぞれの色に対応する静電潜像に電気的に転移させられることによって、感光体ドラム１１の表面にトナー像が形成される。感光体ドラム１１近傍に設けられたクリーニングブレード１５は、一次転写後の感光体ドラム１１表面に残ったトナーを除去する。
【００２０】
中間転写ベルト１６は、無端のベルト部材であり、その内周面を複数の支持ロール１７（図１では２つ）と一次転写ロール１８と二次転写ロール１９とによって張架された状態で、矢印ｃ方向に循環走行させられる。一次転写ロール１８は、感光体ドラム１１との間で中間転写ベルト１６を挟持しつつ、感光体ドラム１１表面に形成されたトナー像を中間転写ベルト１６の外周面に転写（一次転写）する。二次転写ロール１９は、対向ロール４０との間に形成されるニップ領域において、中間転写ベルト１６の外周面に転写されているトナー像を用紙へ転写（二次転写）する。また、画像形成ユニット１０はベルトクリーナ２３を保持しており、二次転写後の中間転写ベルト１６の表面に残留しているトナーを除去する。
【００２１】
定着装置５３は、搬送路Ｓを挟んで互いに対向する定着ロール５１及び加圧ロール５２を備えている。定着ロール５１の内部には例えばハロゲンランプ等の熱源が設けられており、定着ロール５１の表面温度が所定の温度となるようにロールの内部から加熱する。加圧ロール５２は、図示せぬ加圧バネ等によって定着ロール５１の方向に付勢されている。定着装置５３は、トナー像が二次転写された用紙に対し、定着ロール５１及び加圧ロール５２によって圧力を加えながら急速に加熱することによってトナー像を用紙に定着させる。この定着処理がなされた後に、用紙はガイド４４に搬送され、排紙ロール４３ａ，４３ｂによって排紙トレイ４６に排出される。
【００２２】
図３は制御部７０の構成を示すブロック図である。制御部７０は通信インタフェース７４を介して発信部１１１、受信部１１２と接続されている。発信部１１１は制御部７０の制御の下に電波を送信する。受信部１１２は圧力センサ２００から電波が送信されると、通信インタフェース７４に電波受信信号を出力する。ここで、制御部７０は受信した信号をデジタル信号化する信号変換部と、信号変換部から出力されるデジタル信号に基づき、解析・演算を行う機能を備えている。また、制御部７０はＣＰＵ（Central Processing Unit）７１、ＲＯＭ（Read Only Memory）７２、ＲＡＭ（Random Access Memory）７３等を具備して構成される。ＲＯＭ７２には、画像形成ユニット１０、画像読取ユニット２０および用紙供給ユニット３０を制御する制御プログラムと、圧力センサ２００が検出した結果に基づいて圧力を算出する演算機能等を実行するためのプログラムが格納されている。ＲＡＭ７３はＣＰＵ７１が前記プログラムを実行する際のワークエリアとして利用される。また、記憶部７５には受信した電波信号の周波数の変化分から用紙トレイ３１ａの圧力センサ２００部分に用紙が有るか否かを算出するためのテーブル（または換算式）が記憶されている。
【００２３】
（２：圧力センサ）
次に圧力センサ２００について説明する。
（２−１：圧力センサの構造）
図４は圧力センサ２００の構成を示している。圧力センサ２００は、基台となるＳｉ基板２０１と、該Ｓｉ基板２０１上に酸化膜２１Ａを介して形成され、弾性表面波（ＳＡＷ：Surface Acoustic Wave）が伝播する誘電体薄膜２０２と、一対の櫛型電極（ＩＤＴ：Inter-digital Transducer）２３Ａ，２３Ｂと、この一対の櫛型電極２３Ａ，２３Ｂの一方にインピーダンスマッチング部２５Ａ，２５Ｂを介して接続され、発信部１１１、受信部１１２との間で電波の授受を行う送受信部としてのアンテナ２４Ａ，２４Ｂと、一対の櫛型電極２３Ａ，２３Ｂの他方に接続されたグランド２６Ａ，２６Ｂと、Ｓｉ基板２０１の裏面に形成され、グランド２６Ａ，２６Ｂにスルーホール（図示しない）を介して接続されたグランド電極７とを具備して構成されている。また、圧力センサ２００は誘電体薄膜上に重圧部２７を有している。
【００２４】
また、Ｓｉ基板２０１の裏面側には異方性エッチングにより５４．７５度のテーパ面をなして凹部が形成されており、この底の部分が脆弱部となって重圧部２７を介して加えられる外部からの圧力に反応するダイヤフラム２１Ｂとなる。図面では、酸化膜２１Ａは便宜上厚く描写しているが、実際にはＳｉ基板２０１と誘電体薄膜２０２との間での絶縁を確保できる厚さであればよい。
【００２５】
ここで、圧力センサ２００では、図４に示した誘電体薄膜２０２の材料にＬｉＴａＯ3を使用する。このＬｉＴａＯ3の結晶は、弾性表面波の伝搬速度が温度変化に対して変化が少ない材質で、その温度係数は約１８．０×１０-6／℃となる。ＬｉＮｂＯ3の結晶に対して温度係数は約１／４と小さく１０℃の温度変化に対してＳＡＷの変化率は０．００５％程度となる。
【００２６】
ダイヤフラム２１Ｂ上には酸化膜２１Ａを介して誘電体薄膜２０２が配置されるため、このダイヤフラム２１Ｂに外部から重圧部２７を介して例えば２ｂａｒの圧力が加わると、ダイヤフラム２１Ｂが変形し、櫛型電極２３Ａ，２３Ｂの電極間の幅を変えると共に、ＳＡＷの速度が変化して中心周波数ｆ０に対して周波数を０．２％程度変化させる。また、測定対象物の温度変化が著しい場合、温度センサとの併用で補正することも可能となる。
以上のように、この圧力センサ２００は、中心周波数ｆ０に対して約０．２％程度周波数が変化することが検知されている。
【００２７】
また、櫛型電極２３Ａ，２３Ｂの形状及び大きさは、外部の発信部１１１から送信される電波の中心周波数ｆ０に合わしたＢＰＦ（バンドパスフィルタ）として機能させるため、受信部１１２により受信した電波の強度は、周波数の変化によりシフトされることになる。このワイヤレスセンサでは、圧力変化に応じて受信部１１２における受信信号の強度が線形的に変化する圧力センサを実現する。
なお、この圧力センサ２００では、基板に凹部を形成して底部をダイヤフラムとしているが、酸化膜２１Ａのみでダイヤフラム２１Ｂとしてもよく。外部から加わる圧力が誘電体薄膜２０２に直接的或いは間接的に作用する形状であればよい。
【００２８】
（２−２：圧力センサの測定動作）
次に、基本的な測定動作について説明する。なお、図４（ａ）に示す圧力センサ２００の平面図において、便宜上、信号が図面向かって左側から右側に移動するものとするが、実際には信号の流れには方向性がある訳ではない。
【００２９】
この圧力センサ２００は、発信部１１１との間、受信部１１２との間で電波信号の授受を行う。発信部１１１から送信される電波信号はアンテナ２４Ａで受信され、この信号により櫛型電極２３Ａが誘電体薄膜２０２を励振して機械振動を発生させる。この機械振動は、誘電体薄膜２０２表面に弾性表面波を発生させる。この弾性表面波は、櫛型電極２３Ａから櫛型電極２３Ｂに向けて移動し、櫛型電極２３Ｂに到達した弾性表面波は、櫛型電極２３Ｂで電気信号に変換されてアンテナ２４Ｂを経由して送信される。受信部１１２は、圧力センサ２００からの電波信号を受信する。
【００３０】
誘電体薄膜２０２の表面に発生する弾性表面波は、この誘電体薄膜２０２に加わった圧力の変化によって、振幅、位相差、周波数等（属性）が変化する。この弾性表面波を受信した受信部１１２は、この電波信号を電気信号に変換して制御部７０に伝送する。制御部７０では、この電気信号を解析することにより、圧力センサ２００が受ける圧力を計測することが可能となる。なお、本実施形態においては、周波数の変化分から圧力センサ２００が受ける圧力を計測する場合を示す。
【００３１】
なお、用紙配置部３１６は本発明のシート収容部に相当し、圧力センサ２００はワイヤレス測定手段に相当し、用紙トレイ３１ａ〜３１ｃはシートトレイに相当する。アンテナ２４Ａ及び櫛型電極２３Ａは本発明の励振部に相当し、誘電体薄膜２０２は振動媒体部に相当し、櫛型電極２３Ｂ及びアンテナ２４Ｂは送信部に相当する。また、制御部７０は本発明のシート量検出手段に相当する。
【００３２】
（３：第１実施形態の動作）
次に第１実施形態の動作について図５，図６を用いて説明する。ここで図５は圧力センサ２００と用紙トレイ３１ａの側面部３１４との位置関係を示す側面図である。また、図６は制御部７０が行う動作を示したフローチャートである。
図６に示すようにまず、制御部７０は発信部１１１から電波を送信する（ステップＳＡ２）。圧力センサ２００は電波を受信すると、用紙Ｐ１から受ける圧力に対応した周波数を有する電波を生成して出力する。そして圧力センサ２００から送信された電波を受信部１１２が受信すると（ステップＳＡ４；ＹＥＳ）、制御部７０は記憶部７５に記憶されたテーブルから圧力センサ２００によって計測された圧力を求める（ステップＳＡ６）。さらに、この結果をＲＡＭ７３に記憶する（ステップＳＡ８）。ここで、図５（ａ）に示したように、用紙Ｐ１が圧力センサ２００を覆う状態にあれば、用紙Ｐ１から受ける圧力により、圧力センサ２００の出力信号値は高くなる。一方、図５（ｂ）に示したように、用紙Ｐ１が圧力センサ２００を覆う状態になければ圧力センサ２００の出力信号値はほとんど０になる。制御部７０は圧力値に基づき、圧力センサ２００が設けられている部分に用紙Ｐ１が有るか否かを判断し、その結果をユーザインタフェース装置５０に表示する（ステップＳＡ１０）。
【００３３】
以上説明したように、本実施形態においては、圧力センサ２００が用紙Ｐ１から受ける圧力を検知することにより、用紙トレイ３１ａ内の用紙残量を検知することができる。従って、ユーザは画像形成を行う前に、用紙の残量を把握することができるので、作業途中で、用紙補充のために作業を中断しなくてはならない等の作業効率の低下を防ぐことができる。また、圧力センサ２００はワイヤレスであるため、従来のようにケーブルを配設する必要がない。そのため、圧力センサ２００を配置する場所を特定の場所にとどめることなく、自由に配置することができる。また、ケーブルの収納場所を設ける必要がないため、設計の自由度が上がる。
【００３４】
なお、前述の実施形態においては、側面部３１４に圧力センサ２００を設ける場合を示したが、図７に示すように、用紙ガイド３１２に設けてもよい。また、圧力センサ２００を設ける高さ（用紙積載方向の高さ）は、用紙補充をすべきと考えられる任意の位置に設定することができる。
【００３５】
また、圧力センサ２００によって用紙の有無を検知するだけでなく、用紙の大きさを検知するようにしてもよい。つまり、Ａ４の用紙と、Ｂ５の用紙を縦方向に揃え、端部を揃えて重ねた場合、Ａ４の用紙とＢ５の用紙の幅には違いがある。その違いが生じる部分に前述の圧力センサ２００を設けることにより、圧力センサが圧力を検知するか否かで用紙の大きさを判断するようにしてもよい。
【００３６】
また、前述の実施形態においては、受信部１１２において受信した電波信号の周波数の変化分から、制御部７０は、圧力センサ２００が設置してある高さ以上に用紙Ｐ１があるか否かを判断する場合を示したが、電波信号の位相差または振幅から判断するようにしてもよい。
【００３７】
[第２実施形態]
第１実施形態においては、用紙トレイ３１ａの側面部３１４に１つの圧力センサ２００（１つの周波数に対応した圧力センサ）を配置した場合を示したが、複数の圧力センサを設けるようにしてもよい。なお第１実施形態と同様の構成についてはその説明を省略する。
（１：複数の圧力センサ）
複数の圧力センサについて図８を用いて説明する。
図８に示すように、圧力センサ２００’は、形状の異なる櫛型電極２３Ａ−１，２３Ｂ−１…２３Ａ−４，２３Ｂ−４が形成されている。この圧力センサ２００’においては、外部から送信される電波信号の周波数により複数の周波数に対応した弾性表面波が誘電体薄膜２０２上に発生する。
【００３８】
例えば、櫛型電極２３Ａ−１，２３Ｂ−１およびインピーダンスマッチング部２５Ａ，２５Ｂで設定される弾性表面波の周波数をｆ１、櫛型電極２３Ａ−２，２３Ｂ−２およびインピーダンスマッチング部２５Ａ，２５Ｂで設定される弾性表面波の周波数をｆ２、櫛型電極２３Ａ−３，２３Ｂ−３およびインピーダンスマッチング部２５Ａ，２５Ｂで設定される弾性表面波の周波数をｆ３、櫛型電極２３Ａ−４，２３Ｂ−４およびインピーダンスマッチング部２５Ａ，２５Ｂで設定される弾性表面波の周波数をｆ４とする。
なお、この図８では、グランドおよびグランド電極の図示は省略して描いている。
【００３９】
ここで、外部の発信部１１１から周波数ｆ１の電波信号が送信されると、櫛型電極２３Ａでは、この周波数ｆ１に対応した電極２３Ａ−１が機械振動を発生し、この機械振動によって誘電体薄膜２０２上に弾性表面波が発生する。この弾性表面波が電極２３Ｂ−１に伝達される。電極２３Ｂ−１に伝達される弾性表面波は、圧力の影響を受けてその属性が変化する。一方、他の櫛型電極２３Ａ−２，２３Ｂ−２〜２３Ａ−４，２３Ｂ−４においては、周波数ｆ１に同調していないので、弾性表面波の発生やこれに基づく電波信号の送信は行われない。即ち、これらの櫛型電極２３Ａ−２，２３Ｂ−２〜２３Ａ−４，２３Ｂ−４は、各々周波数ｆ２，ｆ３，ｆ４に同調するように設定されており、このため、周波数ｆ２の電波を圧力センサ２００’に送信した場合には、櫛型電極２３Ａ−２→２３Ｂ−２という経路で弾性表面波が伝達され、この弾性表面波に対応した電波信号がアンテナ２４Ｂを経由して出力される。
【００４０】
同様に、周波数ｆ３の電波信号を圧力センサ２００’に送信した場合には、櫛型電極２３Ａ−３→２３Ｂ−３という経路で弾性表面波が伝達されてアンテナ２４Ｂを経由して出力され、周波数ｆ４の電波信号を圧力センサ２００’に送信した場合には、櫛型電極２３Ａ−４→２３Ｂ−４という経路で弾性表面波が伝達されてアンテナ２４Ｂを経由して出力される。
従って、周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４の順で圧力センサ２００’に電波を送信すれば、これらに対応する応答信号を得ることができる。またこの場合、櫛型電極２３Ｂ−１，２３Ｂ−２，２３Ｂ−３，２３Ｂ−４（出力側）から出力される信号の変化帯域（圧力による変化の幅）を重複しないように設定しておけば、周波数ｆ１〜ｆ４を同時に圧力センサ２００’に出力しても、その応答信号として出力される４つの信号を分離して解析することができる。
【００４１】
ここで、４カ所の測定対象ａ〜ｄに個々に配置された圧力センサ２００−１，２００−２，２００−３，２００−４とする。具体的には、圧力センサ２００は、弾性表面波の周波数が、櫛型電極２３Ａ，２３Ｂの形状で設定されるため、圧力センサ２００−１には、図８に示した圧力センサ２００’の櫛型電極２３Ａ−１，２３Ｂ−１が形成され、圧力センサ２００−２には圧力センサ２００’の櫛型電極２３Ａ−２，２３Ｂ−２が形成され、圧力センサ２００−３には圧力センサ２００’の櫛型電極２３Ａ−３，２３Ｂ−３が形成され、圧力センサ２００−４には圧力センサ２００’の櫛型電極２３Ａ−４，２３Ｂ−４が形成されるものとする。これにより、圧力センサ２００の誘電体薄膜に発生する弾性表面波の周波数が、圧力センサ２００−１がｆ１、圧力センサ２００−２がｆ２、圧力センサ２００−３がｆ３、圧力センサ２００−４がｆ４となる。即ち、受信する電波信号の周波数ｆ１〜ｆ４によって圧力センサ２００−１〜２００−４が特定されることになる。
【００４２】
そして、周波数ｆ１の電波信号では測定位置ａに配置された圧力センサ２００−１による測定が、周波数ｆ２の電波信号では測定位置ｂに配置された圧力センサ２００−２による測定が、周波数ｆ３の電波信号では測定位置ｃに配置された圧力センサ２００−３による測定が、周波数ｆ４の電波信号では測定位置ｄに配置された圧力センサ２００−４による測定が可能となる。
このような圧力センサ２００−１〜２００−４を用紙トレイ３１ａの側面部３１４に設けることで、用紙トレイ３１ａ内にある用紙の残量を段階的に検知することができる。
【００４３】
（２：第２実施形態の動作）
次に図９〜図１１を用いて、第２実施形態の動作について説明する。
図９は圧力センサ２００−１〜２００−４、発信部１１１、受信部１１２の位置関係を示す側面図である。
ここで制御部７０内には、前述した機能に加え、複数の圧力センサ２００−１〜２００−４を認識するために、設定周波数ｆ１〜ｆ４近傍を抽出するＢＰＦ（バンドパスフィルタ）機能７２ａが格納されている。
【００４４】
制御部７０の動作を図１０に示す。図１０に示すように、制御部７０は発信部１１１から電波を送信する（ステップＳＢ２）。このとき発信部１１１は前述のように、圧力センサ２００−１〜２００−４に周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３およびｆ４の矩形状波を混合した電波を発信する。そして圧力センサ２００−１〜２００−４から送信された電波を受信部１１２が受信すると（ステップＳＢ４；ＹＥＳ）、制御部７０は圧力測定処理を行う（ステップＳＢ６）。この圧力測定処理により、制御部７０は側面部３１４の４箇所の圧力を検知する。そしてそれぞれの圧力センサが受ける圧力の値により、用紙の残量を検出する。図９においては、圧力センサ２００―１、２００−２は用紙Ｐ１から圧力を受けており、圧力センサ２００−３、２００−４は圧力を受けていない状態を示している。従って、制御部７０は用紙Ｐ１の残量は圧力センサ２００−２と圧力センサ２００−３の中間地点までであると判断し、その旨をユーザインタフェース装置５０に表示する（ステップＳＢ８）。
【００４５】
ここで、図１１を用いて圧力測定処理の動作を詳細に説明する。
図１０に示したステップＳＢ４において、制御部７０が受信部１１２から受信する信号は、圧力センサ２００−１〜２００−４から送信された異なる周波数が混合した電波信号である。まず、制御部７０は図１１において図示しないカウンタを「ｎ＝０」に設定する（ステップＳＣ２）。そして制御部７０は、周波数ｆ１近傍を抽出するＢＰＦ処理を行い（ステップＳＣ４）、予め記憶部７５に記憶されたテーブルから圧力センサ２００−１によって計測された圧力を算出する（ステップＳＣ６）。さらに、この結果をＲＡＭ７３に記憶する（ステップＳＣ８）。
【００４６】
制御部７０はカウンタを歩進して「ｎ＝ｎ＋１」とする（ステップＳＣ１０）。このｎが４以上になったか否かを判定する（ステップＳＣ１２）。この判定で、カウンタ値「４」未満の場合には各センサからの測定が終了していないために、ステップＳＣ４以降の処理を続行する。
以上のような操作を行い、カウンタ値が「４」に達した場合には、４個のセンサに対しての測定結果が算出されたものとして、図１０のルーチンにリターンする（ステップＳＣ１４）。
【００４７】
以上説明したように、本実施形態によれば、圧力センサを１つ設けた場合に比べ、ユーザはより詳細な用紙残量を把握することができる。また、本実施形態で用いる圧力センサはワイヤレスであるため、ケーブルを一切用いることなく圧力センサを増やすことができる。
【００４８】
なお、本実施形態においては、４つの圧力センサを用いる場合を示したが、４つに限らず、図１２（ａ）に示すように、さらに多数の圧力センサを設けるようにしてもよい。図１２（ａ）の領域ａを拡大した図を図１２（ｂ）に示す。図１２（ｂ）は、用紙Ｐ１の残量が圧力センサ２００ｆの高さまでである状態を示している。従って、圧力センサ２００ａ〜２００ｆにおいては、圧力を検知し、圧力センサ２００ｇ〜２００ｉにおいては、圧力を検知しない。制御部７０はこれらの圧力センサの検知結果を元に、用紙Ｐ１の残量は圧力センサ２００ｆと圧力センサ２００ｇの中間地点までであることを検出する。このように多数の圧力センサを設けることにより、用紙Ｐ１の残量を検知する分解能を高めることができる。そしてユーザはその情報を元にさらに細かく用紙を供給するタイミングを図ることができる。
また、圧力センサの数をさらに増やすことにより、分解能を用紙一枚単位まで高めることができる。
【００４９】
また、用紙トレイ３１ａに収納されている用紙は、湿度変化、温度変化の影響を受け、波状になることもある。そこで、図１２（ｃ）に示すように、基準位置に対し、上下オフセットを持たせて複数の圧力センサを配置してもよい。そして、これらの圧力センサの出力信号を判定することで用紙Ｐ１の残量検知を行う。例えば、所定数が用紙圧を検知しなくなったときに、用紙残量が基準値を下回ったと判定したり、各圧力センサの出力信号の平均値や合計値から、残量検知を行うようにしてもよい。このようにすることで、用紙Ｐ１の残量をより正確に把握することができる。
【００５０】
また、前述した圧力センサの各部の材質は、以下の材質であっても良い。
Ｓｉ基板２０１の材料としては、Ｓｉ，Ｇｅ，ダイヤモンド等の単体半導体、ガラス、ＡｌＡｓ，ＡｌＳｂ，ＡＩＰ，ＧａＡｓ，ＧａＳｂ，ＩｎＰ，ＩｎＡｓ，ＩｎＳｂ，ＡｌＧａＰ，ＡｌＬｎＰ，ＡｌＧａＡｓ，ＡｌＩｎＡｓ，ＡｌＡｓＳｂ，ＧａＩｎＡｓ，ＧａＩｎＳｂ，ＧａＡｓＳｂ，ＩｎＡｓＳｂ等のIII-V系の化合物半導体、ＺｎＳ，ＺｎＳｅ，ＺｎＴｅ，ＣａＳｅ，ＣｄＴｅ，ＨｇＳｅ，ＨｇＴｅ，ＣｄＳ等のII−VI系の化合物半導体、導電性或いは半導電性の単結晶基板としてはＮｂ，Ｌａ等をドープしたＳｒＴｉＯ3，ＡｌをドープしたＺｎＯ，Ｉｎ2Ｏ3，ＲｕＯ2，ＢａＰｂＯ3，ＳｒＲｕＯ3，ＹＢａ2Ｃｕ2Ｏ7-X，ＳｒＶＯ3，ＬａＮｉＯ3，Ｌａ0.5Ｓｒ0.5ＣｏＯ3，ＺｎＧａ2Ｏ4，ＣｄＧａ2Ｏ4，ＭｇＴｉＯ4．ＭｇＴｉ2Ｏ4等の酸化物、またはＰｂ，Ｐｔ，Ａｌ，Ａｕ，Ａｇ等の金属等が挙げられるが、既存の半導体プロセスとの適合性やコスト面から、Ｓｉ，ＧａＡｓ、ガラス等の材料を用いることが好ましい。
【００５１】
誘電体薄膜２０２の材料としては、ＳｉＯ2，ＳｒＴｉＯ3，ＢａＴｉＯ3，ＢａＺｒＯ2，ＬａＡｌＯ3，ＺｒＯ2，Ｙ2Ｏ3８％−ＺｒＯ2，ＭＧＯ，ＭｇＡｌ2Ｏ4，ＬｉＮｂＯ3，ＬｉＴａＯ3，ＡｌＶＯ3，ＺｎＯ等の酸化物、ＡＢＯ3型のペロブスカイト型としてＢａＴｉＯ3，ＰｂＴｉＯ3，Ｐｂ1-XＬａX（ＺｒyＴｉ1-y）1-X/4Ｏ3（ｘ，ｙの値によりＰＺＴ，ＰＬＴ，ＰＬＺＴ），Ｐｂ（Ｍｇ0-3Ｎｂ2/3）Ｏ3，ＫＮｂＯ3等の正方系、斜方系或いは疑立方晶系材料、疑イルメナイト構造体としてＬｉＮｂｏ3，ＬｉＴａＯ3等に代表される強誘電体等、またはタングステンブロンズ型として、ＳｒXＢａ1-XＮｂ2Ｏ6，ＰｂXＢａXＮｂ2Ｏ6等が挙げられる。この他に、Ｂｉ4Ｔｉ3Ｏ12，Ｐｂ2ＫＮｂ5Ｏ15，Ｋ3Ｌｉ2Ｎｂ5Ｏ15、さらに以上列挙した強誘電体の置換誘電体等から選択される。さらに、鉛を含むＡＢＯ3型のペロブスカイト型酸化物が好適に用いられる。特に、これらの材料のうちＬｉＮｂＯ3，ＬｉＴａＯ3，ＺｎＯ等の材料は、弾性表面波の表面速度、圧電定数等の変化が顕著でより好ましい。誘電体薄膜２０２の膜厚は、目的に応じて適宜選択されるが、通常は０．１μｍから１０μｍの間に設定される。
【００５２】
また、この誘電体薄膜２０２は、櫛型電極２３における電気機械結合係数／圧電係数、或いはアンテナ２４の誘電損失等の観点から、エピタキシャルまたは単一配向性を有することが好ましい。また、誘電体薄膜２０２上にＧａＡＳ等のIII−V族半導体或いはダイヤモンド等の炭素を含有する薄膜を形成してもよい。これにより、弾性表面波の表面速度、結合係数、圧電定数等が向上できる。
【００５３】
また、前述の実施形態において、複数の圧力センサを用いた場合、各圧力センサを識別する手段として、櫛型電極２３Ａ，２３Ｂの形状及び大きさ異ならせて、誘電体薄膜２０２に発生する表面弾性波の周波数を個々に設定し、この周波数で識別させるようにしている。センサを識別する手段はこれに限らず、櫛型電極の形状及び大きさを同形状にして櫛型電極間の離間距離ｄ（図４参照）を異ならせることによっても実現することができる。
具体的には、櫛型電極間の離間距離を異ならせることで、誘電体薄膜２０２上に発生する表面弾性波の時間が異なる。この点に着目して発信部の信号発信から受信部での信号受信までの時間を計測することによりセンサの識別化をはかっても良い。
【００５４】
[その他の実施形態]
前述の実施形態においては、圧力センサ２００を用いて用紙の残量を検知したが、圧力センサに代えて超音波センサを用いてもよい。
この場合には、図１３（ａ）に示す超音波送信センサ２１０と超音波受信センサ２２０を用いる。
【００５５】
超音波送信センサ２１０は、受信部ＲＸと電気／音波変換部ＥＰＣとを有している。受信部ＲＸは、フェライト磁石の上に、所望の周波数範囲において同調するようにコイルを複数巻き付けた構成となっている。電気／音波変換部ＥＰＣは、特定の共振周波数を有する圧電素子によって構成され、受信部ＲＸから供給される電気信号を音波に変換する。
【００５６】
次に、超音波受信センサ２２０は、音波／電気変換部ＰＥＣと送信部ＴＸを有している。音波／電気変換部ＰＥＣは、超音波送信センサ２１０が送信した音波を受信し、これを電気信号に変換するものであり、特定の共振周波数を有する圧電素子によって構成され、共振周波数に対応する音波を受信すると、それを電気信号に変換する。送信部ＴＸは、フェライト磁石の上に、所望の周波数範囲において同調するようにコイルを複数巻き付けた構成となっており、音波／電気変換部ＰＥＣから供給された電気信号を電波に変換して出力する。
図１３（ｂ）、（ｃ）は超音波送信センサ２１０を側面部３１４に、超音波受信センサ２２０を用紙ガイド３１２にそれぞれ設けた状態を示す。
【００５７】
以上のような構成において、制御部７０は発信部１１１から超音波送信センサ２１０に電波を発信する。超音波送信センサ２１０は発信部１１１から送信される電波を受けて超音波受信センサ２２０に音波を発信する。超音波受信センサ２２０においては、音波を受信すると、それを電波に代えて出力する。受信部１１２は受信した電気信号を制御部７０に出力する。そして制御部７０は受信した電波の状況により、用紙Ｐ１の残量を検出する。
すなわち、音波の伝搬に対しては、障害物となる用紙Ｐ１によって音波の伝搬が完全に遮断されている状態では、超音波受信センサ２２０は音波／電気変換部ＰＥＣが励振されないから電波を出力することができない。そこで、電波の受信がなかった場合には、超音波受信センサ２２０の高さ以上に用紙Ｐ１があり、電波の受信があった場合には、用紙Ｐ１は超音波受信センサ２２０の高さに満たない残量であることが判る。
【００５８】
具体的には、図１３（ｂ）においては、用紙Ｐ１の残量は超音波受信センサ２２０を覆う高さまであるので、受信部１１２は電波を受信することができない。一方、図１３（ｃ）においては、用紙Ｐ１の残量は超音波受信センサ２２０の下方までであるので、受信部１１２は電波を受信する。その結果、制御部７０は用紙Ｐ１の残量が図１３（ｂ）においては、超音波受信センサ２２０の上方まであり、図１３（ｃ）においては、超音波受信センサ２２０の下方までであることを検出する。
【００５９】
また、前述の超音波受信センサ２２０を複数箇所に設置し用紙Ｐ１の残量をより詳細に検知するようにしてもよい。図１４に超音波受信センサ２２０−１〜２２０−４を用紙ガイド３１２に設けた状態を示す。ここで、図１３（ａ）に示した受信部ＲＸと電気／音波変換部ＥＰＣにおいて、周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３およびｆ４に同調した４組の受信部ＲＸと電気／音波変換部ＥＰＣを設ける。また、超音波受信センサ２２０−１〜２２０−４は各々周波数ｆ１〜ｆ４に同調するように構成されている。これらの周波数ｆ１〜ｆ４は、数１０〜数１００ＫＨｚ程度の長波が設定される。また、制御部７０のＲＯＭ７２には、複数の超音波受信センサ２２０−１〜２２０−４を認識するために、設定周波数ｆ１〜ｆ４近傍を抽出するＢＰＦ機能７２ｂが格納されている。
【００６０】
以上のような構成において、制御部７０は、周波数ｆ１〜ｆ４の矩形状波を混合した電波を発信する。超音波送信センサ２１０では、発信部１１１から送信される電波を受けて周波数ｆ１〜ｆ４の音波を用紙ガイド３１２に向けて放出する。
超音波受信センサ２２０−１〜２２０−４では、それぞれ対応する周波数の音波を受信し、それを電波に変えて出力する。そして受信部１１２は受信した電波信号を制御部７０に出力する。
【００６１】
制御部７０はそれぞれの周波数近傍を抽出するＢＰＦ処理を行い、対応するセンサ毎に信号の変化を得る。そしてその変化から前述のように用紙Ｐ１の残量を検出する。
すなわち、図１４においては、用紙Ｐ１は超音波受信センサ２２０−２、２２０−３の中間地点まであるので、超音波受信センサ２２０−１、２２０―２においては、超音波送信センサ２１０から放出された音波が用紙Ｐ１で完全に遮断される。そのため、音波／電気変換部ＰＥＣが励振されず、超音波受信センサ２２０−１、２２０―２は電波を出力することができない。従って、受信部１１２は超音波受信センサ２２０−３，２２０−４からの電波のみを受信することにより、制御部７０は用紙Ｐ１の残量が２２０−２、２２０−３の中間地点までであることを検出する。
【００６２】
なお、前述の実施形態においては、用紙ガイド３１２に設けたセンサからの電波を受信することにより、用紙の残量を検知したが、用紙ガイド３１２または用紙Ｐ１からの反射波を元に用紙の残量を検知するようにしてもよい。
この場合には図１５（ａ）に示す構成を有した超音波センサ２１０’を用いる。なお、前述の超音波センサ２１０と同一の構成に関してはその説明を省略する。
ここで、記憶部７５には、反射波が用紙ガイド３１２において反射したものであるか、用紙Ｐ１で反射したものであるかを発信部１１１、受信部１１２による電波の送受信の時間差から算出するプログラムが格納されている。
【００６３】
制御部７０は発信部１１１から超音波センサ２１０’に電波を発信する。このとき制御部７０は、発信部１１１から一旦電波を送信すると、受信部１１２が電波を受信するまで、電波送信を停止する。超音波センサ２１０’は発信部１１１から送信される電波を送受信部ＲＴＸで受信すると、変換部Ｃによって電波を音波に変換する。そして、変換した音波を放出する。次に、用紙ガイド３１２または用紙Ｐ１によって反射された音波を受信すると、変換部Ｃにおいて、受信した音波から電波信号を生成する。そして送受信部ＲＴＸによって電波信号を受信部１１２に送信する。受信部１１２は受信した電波信号を制御部７０に出力する。制御部７０は前述のプログラムにより、用紙Ｐ１の残量を検出する。
【００６４】
なお、超音波センサは側面部３１４に複数設けるようにしてもよい。この場合制御部７０は、前述のように、発信部１１１から設置した超音波センサ２１０’と同数の異なった周波数の矩形状波を混合した電波を発信する。そしてＢＰＦ機能により、対応するセンサ毎に信号の変化を得る。
【００６５】
また、超音波センサ２１０’に代えて図１５（ｂ）に示すような超音波センサ２１０’’を用いてもよい。具体的には、超音波センサ２１０’’は受信部２１０’’ａによって発信部１１１から電波を受信すると、駆動回路２１０’’ｂによって超音波振動子２１０’’ｃを振動させ、超音波を発信する。そして、用紙ガイド３１２または用紙Ｐ１から反射した音波を超音波振動子２１０’’ｃが受信すると、受信した音波に対応する電気信号が生成される。この電気信号が増幅部２１０’’ｄによって増幅され送信部２１０’’ｅから電波として送信される。このような超音波センサ２１０’’を前述のように側面部３１４に複数設けてもよい。
【００６６】
また、前述のワイヤレスセンサ（圧力センサ、超音波センサ）を用紙トレイ３１ａの側面全体に設けるようにしてもよい。その際のワイヤレスセンサの設置例を図１６に示す。なお、図１６に示した用紙トレイ３１ａは便宜上、簡略化して図示している。このようにワイヤレスセンサを設置することにより、用紙Ｐ１の残量検知の精度を上げることができる。
【００６７】
また、前述の実施形態においては、圧力センサ、超音波センサを用い、用紙Ｐ１の残量を検知する例を示したが、これらのワイヤレスセンサに限らず、例えば湿度センサ、温度センサ等を用い、用紙トレイ３１ａに収納されている用紙Ｐ１の状態を検知するようにしてもよい。その際、誘電体薄膜２０２（図４参照）に用いる材料は、湿度検知、温度検知のそれぞれに最適な材質のものを使用する。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の第１実施形態における画像形成装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】同実施形態における用紙トレイの斜視図である。
【図３】同実施形態における制御部の構成を示すブロック図である。
【図４】同実施形態における圧力センサの構成図である。
【図５】同実施形態における制御部、圧力センサの構成を示すブロック図である。
【図６】同実施形態における制御部が行う手順を示したフローチャートである。
【図７】同実施形態における圧力センサの設置例である。
【図８】本発明の第２実施形態における圧力センサの構成図である。
【図９】同実施形態における制御部、圧力センサの構成を示すブロック図である。
【図１０】同実施形態における制御部が行う手順を示したフローチャートである。
【図１１】同実施形態における制御部が圧力測定処理を行う手順を示したフローチャートである。
【図１２】同実施形態における圧力センサの設置例を示した図である。
【図１３】本発明の他の実施形態における制御部、超音波センサの構成を示すブロック図および設置例である。
【図１４】同実施形態における超音波センサの設置例である。
【図１５】同実施形態における超音波センサの構成を示すブロック図である。
【図１６】本発明におけるワイヤレスセンサの設置例である。
【符号の説明】
【００６９】
２３Ａ，２３Ｂ・・・櫛形電極、２４Ａ，２４Ｂ・・・アンテナ、２５Ａ，２５Ｂ・・・インピーダンスマッチング部、２６Ａ，２６Ｂ・・・グランド、３１ａ〜３１ｃ・・・用紙トレイ、７０・・・制御部、１１１・・・発信部、１１２・・・受信部、２００・・・圧力センサ、２１０・・・超音波送信センサ、２２０・・・超音波受信センサ、３１６・・・用紙配置部、Ｐ１・・・用紙
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シートを積層して収容するとともに、積層される前記シート端部の位置を規制する側壁を有するシート収容部と、
前記側壁に前記シートの積層方向に沿って所定位置に設けられ、所定の電波信号が供給されると、それをエネルギー源として近傍の物理量を反映した属性を持つ電波を生成して出力する１または複数のワイヤレス測定手段と
を具備することを特徴とするシートトレイ。
【請求項２】
請求項１記載のシートトレイにおいて、
前記ワイヤレス測定手段は、電波信号が供給されると、それをエネルギー源として前記物理量を反映した情報と識別情報とをもった電波信号を生成して出力することを特徴とするシートトレイ。
【請求項３】
請求項１または２記載のシートトレイにおいて、
前記各ワイヤレス測定手段は、電波信号を受信して機械振動を発生させる励振部と、
前記励振部が発生した機械振動が伝達されて弾性表面波を発生するとともに、前記弾性表面波の属性が物理量によって変化する振動媒体部と、
前記弾性表面波を電気信号に変換して電波信号として出力する送信部と
を具備することを特徴とするシートトレイ。
【請求項４】
前記ワイヤレス測定手段は、前記物理量として前記シート端部から受ける圧力を検出することを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載のシートトレイ。
【請求項５】
シートを積層して収容するとともに、積層される前記シート端部の位置を規制する側壁を有するシート収容部と、
所定の電波信号が供給されると、それをエネルギー源として音波を生成して近傍に出力する電波／音波変換手段、および前記電波／音波変換手段が出力した音波の反射波を受信し、これをエネルギー源として電波信号を生成して出力する音波／電波変換手段を有し、前記側壁に前記シートの積層方向に沿って所定位置に設けられる１または複数の送受信部と
を具備することを特徴とするシートトレイ。
【請求項６】
シートを積層して収容するとともに、積層される前記シート端部の位置を規制する側壁を有するシート収容部と、
前記側壁の所定位置に設けられ、所定の電波信号が供給されるとそれをエネルギー源として音波を生成して近傍に出力するとともに、前記音波の反射音波を受信するとそれをエネルギー源として電波信号を生成して出力する変換手段を有し、前記側壁に前記シートの積層方向に沿って所定位置に設けられる１または複数の送受信部と
を具備することを特徴とするシートトレイ。
【請求項７】
請求項１から４いずれかに記載のシートトレイから搬送されたシートに画像形成を行う画像形成装置であって、
前記ワイヤレス測定手段から出力される電波信号を受信し、この受信した電波信号に基づいてシートトレイ内のシートの量を検出するシート量検出手段を具備することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項５に記載のシートトレイから搬送されたシートに画像形成を行う画像形成装置であって、
前記電波／音波変換手段に前記所定の電波信号を出力するとともに、前記音波／電波変換手段から出力される電波信号を受信し、この受信した電波信号に基づいてシートトレイ内のシートの量を検出するシート検出手段を具備することを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項６に記載のシートトレイから搬送されたシートに画像形成を行う画像形成装置であって、
前記変換手段に前記所定の電波信号を出力した後の所定のタイミングにおいて前記変換手段から電波信号を受信し、この受信した電波信号に基づいてシートトレイ内のシートの量を検出するシート検出手段を具備することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
シートを積層して収容するとともに、積層される前記シート端部の位置を規制する側壁を有するシート収容部と、
前記側壁に前記シートの積層方向に沿って所定位置に設けられ、所定の電波信号が供給されると、それをエネルギー源として近傍の物理量を反映した属性を持つ電波を生成して出力する１または複数のワイヤレス測定手段と
を具備することを特徴とするシートトレイ。
【請求項２】
請求項１記載のシートトレイにおいて、
前記ワイヤレス測定手段は、電波信号が供給されると、それをエネルギー源として前記物理量を反映した情報と識別情報とをもった電波信号を生成して出力することを特徴とするシートトレイ。
【請求項３】
請求項１または２記載のシートトレイにおいて、
前記各ワイヤレス測定手段は、電波信号を受信して機械振動を発生させる励振部と、
前記励振部が発生した機械振動が伝達されて弾性表面波を発生するとともに、前記弾性表面波の属性が物理量によって変化する振動媒体部と、
前記弾性表面波を電気信号に変換して電波信号として出力する送信部と
を具備することを特徴とするシートトレイ。
【請求項４】
前記ワイヤレス測定手段は、前記物理量として前記シート端部から受ける圧力を検出することを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載のシートトレイ。
【請求項５】
シートを積層して収容するとともに、積層される前記シート端部の位置を規制する側壁を有するシート収容部と、
所定の電波信号が供給されると、それをエネルギー源として音波を生成して近傍に出力する電波／音波変換手段、および前記電波／音波変換手段が出力した音波の反射波を受信し、これをエネルギー源として電波信号を生成して出力する音波／電波変換手段を有し、前記側壁に前記シートの積層方向に沿って所定位置に設けられる１または複数の送受信部と
を具備することを特徴とするシートトレイ。
【請求項６】
シートを積層して収容するとともに、積層される前記シート端部の位置を規制する側壁を有するシート収容部と、
前記側壁の所定位置に設けられ、所定の電波信号が供給されるとそれをエネルギー源として音波を生成して近傍に出力するとともに、前記音波の反射音波を受信するとそれをエネルギー源として電波信号を生成して出力する変換手段を有し、前記側壁に前記シートの積層方向に沿って所定位置に設けられる１または複数の送受信部と
を具備することを特徴とするシートトレイ。
【請求項７】
請求項１から４いずれかに記載のシートトレイから搬送されたシートに画像形成を行う画像形成装置であって、
前記ワイヤレス測定手段から出力される電波信号を受信し、この受信した電波信号に基づいてシートトレイ内のシートの量を検出するシート量検出手段を具備することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項５に記載のシートトレイから搬送されたシートに画像形成を行う画像形成装置であって、
前記電波／音波変換手段に前記所定の電波信号を出力するとともに、前記音波／電波変換手段から出力される電波信号を受信し、この受信した電波信号に基づいてシートトレイ内のシートの量を検出するシート検出手段を具備することを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項６に記載のシートトレイから搬送されたシートに画像形成を行う画像形成装置であって、
前記変換手段に前記所定の電波信号を出力した後の所定のタイミングにおいて前記変換手段から電波信号を受信し、この受信した電波信号に基づいてシートトレイ内のシートの量を検出するシート検出手段を具備することを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２００６−２６４８０８（Ｐ２００６−２６４８０８Ａ）
【公開日】平成１８年１０月５日（２００６．１０．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−８２０４６（Ｐ２００５−８２０４６）
【出願日】平成１７年３月２２日（２００５．３．２２）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月５日（２００６．１０．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月２２日（２００５．３．２２）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
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