JP2005231887A - 給紙装置，画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 少ないセンサでシートの各種状態を複合的に検出することによってシンプルに構成でき，さらにシート搬送のより上流側でシート搬送状態を検出して高い操作性を実現できること。
【解決手段】 反射型光センサ９が，シート給送方向Ｒ及びシート幅方向各々に複数配列されたＸ軸及びＹ軸ラインセンサ８ｘ，８ｙを給紙装置Ｘ内に設け，リフト機構４〜６によりシート残量に応じてシート載置高さが変位する場合に反射型光センサ９の受光量によりシート残量を，物体有り／無しの境界位置によりシートサイズを，シート送出中のＹ軸ラインセンサ８ｙの検出値変化により斜め送り発生を，収容シートよりシート給送方向Ｒ下流側の反射型光センサ９により，給送開始指令後の既定時間内にシート有りが検出されるかによりピックアップ不良を，予め検出したシート長に対応する設定時間以上継続してシート有りが検出された場合にシートの重ね送り発生を検出する。
【選択図】図１

Description

本発明は，本体装置に給送されるシートを収容する給紙装置及びそれを具備する画像形成装置に関するものである。

画像形成装置では，画像形成部に給送される用紙（シート）を収容する給紙カセット等の給紙装置を備え，該給紙装置からピックアップローラ等の用紙の給送手段によって用紙を本体装置へ給送するものがある。従来，このような給紙装置には，用紙の有無（用紙切れ）や用紙サイズを検出するセンサが設けられることが通常である。このセンサとしては，例えば，装置本体側と給紙装置側との一方に発光部，他方に受光部が１対に設けられた透過型センサが用いられ，その受光部の受光レベル（受光量）が既定レベル以上であるか否かによって発光部と受光部との間を遮る用紙（物体）が存在するか否かを検出し，これによって用紙切れや用紙サイズを検出するものがある。
それ以外にも，例えば，特許文献１には，用紙載置部上を移動して用紙束の端部をそろえるための端部規制板と，環状コイル及び前記端部規制板と連動して前記環状コイル内を移動する可動鉄芯とを含む非接触型サイズセンサ（用紙サイズセンサ）が提案されている。
また，特許文献２には，給紙装置における用紙束の横ずれを規制する縦壁部の開口から，突端が突状湾曲面に形成されたフィラーを用紙束側へ突き出すように配置し，そのフィラーの変位により用紙の有無を検知する紙検知センサが示されている。
さらに，画像形成装置では，給紙装置から送出後，シート給送開始の指令に対して給紙装置内からシートの給送が正常にピックアップされなかったこと（シート給送開始の異常（ピックアップ不良））や，複数枚のシートが重なった状態で搬送される重ね送り（いわゆるＷフィード）の発生状況，搬送中のシートの斜め送りの発生状況等の検出が各種センサを用いて各々個別に行われている。
特開平０８−１７５７４５号公報 特開２００２−１６０８５０号公報

しかしながら，シートの様々な状態を個別のセンサ（検出手段）を用いて検出することは，各々異なる位置に配設される複数のセンサやそのセンサから装置の制御部に集める信号線等の配設スペースを余分に確保しなければならず，さらにその配設の手間が煩雑であるという問題点があった。
また，用紙の搬送状況（斜め送りや重ね送りの有無等）の検出位置が各々異なると，利用者は，発生した異常ごとに異なる箇所のカバーを開ける等して異常状態の除去作業を行う必要があり，操作性が悪いという問題点があった。
さらに，従来，用紙の搬送状況の検出は，シートが給紙装置から送出された後のシート搬送経路上の位置において行われていたが，その検出位置がシート搬送の下流側となるほど，装置をより内部まで解放して異常状態の除去作業を行う必要が生じる上，場合によっては現像動作が開始されてしまって無駄なトナーが消費される等，さらなる操作性の悪化や無駄な動作を招くという問題点があった。
従って，本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり，その目的とするところは，少ないセンサ（検出手段）でシートサイズ，シート有無や残量，シート搬送状態（ピックアップ不良や斜め送り，重ね送り等）を複合的に検出することによってシンプルに構成でき，さらにシート搬送のより上流側でシート搬送状態を検出して高い操作性を実現できる給紙装置及びそれを具備する画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明は，本体装置に給送されるシートを収容する給紙装置において，近接する物体有無を検出する検出素子がシート給送方向に直交するシート幅方向に複数配列された第１のラインセンサ及び／又は前記検出素子がシート給送方向に複数配列された第２のラインセンサを具備してなることを特徴とする給紙装置として構成されるものである。
このように，複数の検出素子が配列されたラインセンサは一体としてユニット化できるためシンプルな構成となる。そして，このようなラインセンサを給紙装置に設けることにより，そのラインセンサの検出結果によってシートの各種状態を複合的に検出できることになる。
ここで，前記検出素子が，例えば発光部とその光の反射光の受光部とを備え，該受光部の受光量に基づいて近接する物体有無を検出する反射型光センサであれば，本体装置側に発光部又は受光部を設ける必要がなく，よりシンプルな構成にできる。

前記ラインセンサを備えた給紙装置を具備する画像形成装置としては，以下のようなものが考えられる。
即ち，画像形成部に給送されるシートを収容する前記給紙装置（前記第１のラインセンサを備えた給紙装置）を具備する画像形成装置であって，前記第１のラインセンサの検出結果に基づいて前記給紙装置内のシートの有無若しくは残量，前記給紙装置内に収容されたシートの前記シート幅方向のサイズ及び前記給紙装置から送出中のシートの斜め送り発生のうちの複数を検出する第１のシート状態検出手段と，を具備してなることを特徴とする画像形成装置として構成されるものである。
これにより，シートサイズ（幅方向），シート有無や残量，シート搬送状態（斜め送り）を複合的に検出することによってシンプルに構成できる。さらに，シート搬送の最も上流側である給紙装置においてシート搬送状態を検出できるので異常発生時に装置のより内部まで解放する必要がなく，高い操作性を実現できる。
より具体的には，前記第１のシート状態検出手段が，前記第１のラインセンサにおける既定位置に配置された前記検出素子の物体検出有無に基づいて前記給紙装置内に収容されたシートの有無を検出する第１シート有無検出手段を具備するものが考えられる。ここで，前記既定位置は，収容されるシートサイズにかかわらず，シートが収容されていれば必ずそのシートが検出される位置とすればよい。例えば，シート幅方向（シート給送方向に直交する方向）の中央部をシートの載置基準とするいわゆる中央基準の給紙装置であれば，シート幅方向の中央部又はその付近の位置の前記検出素子の検出状態によりシート有無を検出すればよい。また，シート幅方向の一方のサイド（側端部）をシートの載置基準とするサイド基準の給紙装置であれば，その基準とするサイドの端部付近の位置の前記検出素子の検出状態によりシート有無を検出すればよい。

また，前記給紙装置が，シート載置部を上方へ付勢しシート残量に応じてシート載置部の高さを変位させるリフト機構を備え，前記第１のシート状態検出手段が，前記給紙装置内の底面側に設けられた前記第１のラインセンサにおける既定位置に配置された前記反射型光センサの前記受光部による受光量に基づいてシートの残量を検出する第１シート残量検出手段を具備するものが考えられる。
給紙装置には，安定したシートのピックアップを実現するため，収容されたシートの最上面を既定高さに維持すべく，バネ等の弾性付勢手段や電動の駆動機構等によってシート載置部（載置面）を上方へ付勢するリフト機構を備えるものがある。このリフト機構を備える給紙装置では，収容されたシートの底面（シートの最下面）の高さがシート残量に応じて変位する。この場合，シート残量が少なくなるほどシートの底面がより高い位置に変位する（底面から遠ざかる）ため，底面側に設けられた前記第１のラインセンサを構成する前記反射型光センサの前記受光部による受光量は，シート残量が少なくなるほど下がる。よって，その受光量に基づいてシート残量を検出することが可能となる。
また，前記第１のシート状態検出手段が，前記第１のラインセンサにおける近接物体有りを検出する前記検出素子と近接物体無しを検出する前記検出素子との境界位置に基づいて前記給紙装置内に収容されたシートの前記シート幅方向のサイズを検出するシート幅検出手段を具備するものも考えられる。
さらに，前記第１のラインセンサが前記給紙装置に収容されたシートの前記シート給送方向先頭側端部付近に設けられ，前記第１のシート状態検出手段が，前記給紙装置からのシート送出中における前記第１のラインセンサの検出結果の変化に基づいてシートの斜め送り発生を検出する斜め送り検出手段を具備するものが考えられる。
給紙装置内のシートは，シートの給送が開始（ピックアップ）されてからシート全体が給紙装置外に出て行くまでの間，給紙装置のシート給送方向先頭側端部付近をほぼ全長（シート給送方向の全長）にわたって通過する。その間，シートが給送方向にまっすぐ搬送されていれば，シート幅方向に伸びる前記第１のラインセンサの検出状態は変化しない。しかし，斜め送りが発生すると，シート給送中に，前記第１のラインセンサにおける検出状態（近接物体有りを検出する前記検出素子と近接物体無しを検出する前記検出素子との境界位置）が変化するため，これをもって斜め送りの発生を検出することができる。

一方，画像形成部に給送されるシートを収容する前記給紙装置（前記第１のラインセンサを備えた給紙装置）を具備する画像形成装置であって，前記第２のラインセンサの検出結果に基づいて前記給紙装置内のシートの有無若しくは残量，前記給紙装置内に収容されたシートの前記シート給送方向のサイズ，シート給送開始指令に対する前記給紙装置内からのシート給送開始の異常及び前記給紙装置内からのシートの重ね送り発生のうちの複数を検出する第２のシート状態検出手段と，を具備してなることを特徴とする画像形成装置として構成されるものも考えられる。
このような構成によっても，シートサイズ（長さ方向），シート有無や残量，シート搬送状態（シート給送開始異常（ピックアップ不良）や重ね送り）を複合的に検出することによってシンプルに構成できる。さらに，シート搬送の最も上流側である給紙装置においてシート搬送状態を検出できるので異常発生時に装置のより内部まで解放する必要がなく，高い操作性を実現できる。
より具体的には，前記第１シート有無検出手段と同様に，前記第２のシート状態検出手段が，前記第２のラインセンサにおける既定位置に配置された前記検出素子の物体検出有無に基づいて前記給紙装置内に収容されたシートの有無を検出する第２シート有無検出手段を具備ｒするものが考えられる。

また，前記第１シート残量検出手段と同様に，前記給紙装置が，シート載置部を上方へ付勢しシート残量に応じてシート載置部の高さを変位させるリフト機構を備え，前記第２のシート状態検出手段が，前記給紙装置内の底面側に設けられた前記第２のラインセンサにおける既定位置に配置された前記反射型光センサの前記受光部による受光量に基づいてシートの残量を検出する第２シート残量検出手段を具備するものも考えられる。
さらに，前記シート幅検出手段と同様に，前記第２のシート状態検出手段が，
前記第２のラインセンサにおける近接物体有りを検出する前記検出素子と近接物体無しを検出する前記検出素子との境界位置に基づいて前記給紙装置内に収容されたシートのシート給送方向におけるサイズを検出するシート長検出手段を具備するものも考えられる。

また，前記第２のラインセンサが，前記給紙装置に収容されたシートよりもシート給送方向下流側に位置するシート給送側の前記検出素子を有し，前記第２のシート状態検出手段が，前記シート給送開始指令があった後の既定時間内に前記シート給送側の検出素子により物体有りが検出されなかった場合に前記シート給送開始の異常を検出するシート給送開始異常検出手段を具備するものが考えられる。
前記給紙装置に収容されたシートよりもシート給送方向下流側に位置するシート給送側の前記検出素子は，シート給送開始（ピックアップ）の後に物体（シート）有りを検出することになる。このため，前記シート給送開始指令があった後の規定時間内に前記シート給送側の検出素子により物体（シート）有りが検出されなければ，ピックアップ不良（異常）が発生したことがわかる。
また，同様に，前記第２のラインセンサが，前記給紙装置に収容されたシートよりもシート給送方向下流側に位置するシート給送側の前記検出素子を有する場合，前記第２のシート状態検出手段が，前記シート給送側の検出素子により物体有りが検出れてから物体無しが検出されるまでの時間と予め設定或いは検出されたシート給送方向のシートサイズに対応する設定時間との比較に基づいて前記シートの重ね送り発生を検出する重ね送り検出手段を具備するものも考えられる。
前記給紙装置に収容されたシートよりもシート給送方向下流側に位置するシート給送側の前記検出素子は，シート給送開始（ピックアップ）の後に物体（シート）有りを検出し，その後，シートの最後尾の端部が通過すると物体（シート）無しを検出することになる。ここで，シート搬送速度は給紙ローラ等の回転速度から既知であるので，前記給送側の検出素子が物体（シート）有りを検出中の時間は，通過したシート長に比例する。
一方，給紙装置からのシート給送手段は，ピックアップローラ及び給紙ローラに加え，さばきパッドやさばきローラ等，シートを１枚ずつ分離して給送するシート分離機構（さばき機構）を有するのが通常である。このシート分離機構が，シートの分離（さばき）機能を十分に果たせずにシートの重ね送り（Ｗフィード）が発生した場合，複数枚のシートが，その重なりがシート給送方向にずれた状態で給送されることが通常である。この場合，前記給送側の検出素子による物体（シート）有りの検出時間は，実際の１枚分のシート長に対応する時間よりも長くなるという現象が生じる。従って，上記構成により，その現象を検出することができる結果，重ね送り（Ｗフィード）を検出することができる。

また，前記第１のシート状態検出手段及び／又は前記第２のシート状態検出手段による検出結果に関する情報を通知する検出結果通知手段を具備すれば，利用者がシートの状態（サイズ，残量・有無，搬送状態）を認識できる。
さらに，前記第１のシート状態検出手段及び／又は前記第２のシート状態検出手段により前記シートの斜め送り発生，前記シート給送開始の異常又は前記シートの重ね送り発生が検出された場合にシートの給送動作を停止させる給送停止制御手段を具備すれば，異常搬送が生じたシートを給紙装置内或いはその付近に留めることができ，異常発生後の無駄な動作を防止できるとともに，異常状態の除去作業が容易となって高い操作性を実現できる。

本発明によれば，給紙装置内に，近接する物体有無を検出する検出素子がシート給送方向に直交するシート幅方向に複数配列された第１のラインセンサ及び／又は前記検出素子がシート給送方向に複数配列された第２のラインセンサが設けられることにより，それを用いてシートサイズ，シート有無や残量，シート搬送状態（斜め送り，ピックアップ不良，重ね送り等）を複合的に検出することができ，シンプルな構成で各種シート状態の検出手段を実現できる。さらに，シート搬送の最も上流側である給紙装置においてシート搬送状態を検出できるので，異常発生時に装置のより内部まで解放する必要がなく，高い操作性を実現できる。

以下添付図面を参照しながら，本発明の実施の形態について説明し，本発明の理解に供する。尚，以下の実施の形態は，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。
ここに，図１は本発明の実施の形態に係る給紙装置Ｘの平面図及び断面図，図２は給紙装置Ｘに収容されたシートのサイズ検出機能を説明する図，図３は給紙装置Ｘから送出されるシートの斜め送り検出機能を説明する図，図４は給紙装置Ｘから送出されるシートのピックアップ不良及び重ね送りの検出機能を説明する図，図５は給紙装置Ｘに収容されたシートの残量検出を説明する図，図６は給紙装置Ｘが搭載される画像形成装置Ｚの全体構成を表す断面図，図７は画像形成装置Ｚの制御部周辺の構成を表すブロック図である。

まず，図６の断面図を用いて，本発明の実施の形態に係る給紙装置Ｘが搭載される画像形成装置Ｚの構成について説明する。
画像形成装置Ｚは，印刷モードとしてコピアモード（複写モード），プリンタモード，ＦＡＸモードを有する複合機であり，不図示の操作部からの操作入力や，パーソナルコンピュータ等の外部ホスト装置からの印刷ジョブの受信に応じた印刷モードが，所定の制御部によって選択される。
図６に示すように，前記画像形成装置Ｚは，原稿読取り部１０，画像形成部３０，給紙装置Ｘ及び排紙部４０に大別され，上方に配置された原稿読取り部１０と下方に配置された給紙装置Ｘとの間に，前記画像形成部３０及び前記排紙部４０が配設されている。
以下に，上記各処理モードの中からコピアモードについて説明する。
ユーザが，原稿読取り部１０（スキャナ部）のプラテンガラス１１上に原稿を載置した後，給紙装置Ｘ或いは装置側面に設けられた手差しトレイ２３に用紙（シート）を装着し，さらに装置の外装前面部に配置される操作パネル（不図示）上の条件入力キー（印刷枚数／印刷倍率等々）を入力した後に，操作パネルのスタートキーを操作するとコピー動作が開始される。
スタートキーが操作されると，メイン駆動モータ（不図示）が始動し，各駆動ギヤが回転する。その後，前記給紙装置Ｘから給紙する場合はピックアップローラ２０，給紙ローラ２１及び搬送ローラ２２が，また，前記手差しトレイ２３から給紙する場合は給紙ローラ２２ａが回転して用紙が本体装置内へ送出（給紙）され，給紙された用紙はレジストローラ３１（ローラ対）に到達して捕捉される。このレジストローラ３１により，用紙は，感光体ドラム３２上に形成される画像の先端部（画像形成開始部）と同期をとるために一時停止され，用紙の先端部が均一にレジストローラ３１に押しつけられて用紙の先端位置の補正が行なわれる。

一方，原稿読取り部１０においては，コピーランプユニット１２に設けられたコピーランプ１２ａ（光源）が点灯し，コピーランプユニット１２が水平方向へ移動することで露光が開始される。コピーランプ１２ａにより原稿に照射された照射光は，原稿の画像情報を含む反射光（原稿からの反射光）となり，該反射光は，コピーランプユニット１２に設けられたミラーから不図示の固定ミラー及び光学レンズを通じて不図示のＣＣＤへ入力されることによって読み取られる。
このようにして読み取られた画像情報は，不図示のＣＣＤ回路で，光の画像情報が電気的信号に変換され，その画像情報信号は，設定された条件で画像処理が行われ，レーザスキャナユニット３３へプリントデータとして送信される。

他方，感光体ドラム３２は，帯電ユニット３４により，全体が所定帯電電位に帯電される。
また，レーザスキャナユニット３３では，回転方向に複数の反射面を有したポリゴンミラー（回転多面鏡）が高速に回転駆動され，半導体レーザから出射されたレーザ光がポリゴンミラーや各種レンズによって偏向されながら感光体ドラム３２へ照射される。これにより，レーザ光が感光体ドラム３２上を走査されて，感光体ドラム３２上に静電潜像が形成される。その後，現像槽３５中のマグネットローラ３５ａ上のトナーが，感光体ドラム３２表面上に引き寄せられ，静電潜像はトナーによって感光体ドラム３２上の電位ギャップに応じて顕像化される。
また，作像される用紙（シート）は，タイミングを合わせてレジストローラ３１により，感光体ドラム３２方向へ搬送され，転写ユニット３６（コロナチャージャ）により感光体ドラム３２上のトナーが用紙に転写される。感光体ドラム３２上の残留したトナーはドラムユニットのクリーニングブレードによってかきとられ，クリーナーユニット３７により回収される。

他方，トナーの転写が終了した用紙は，定着装置を構成する加熱ローラ７１と加圧ローラ７２との間を通過して，熱と圧力が加えられ，用紙上の未定着トナーが用紙に溶融・固着され，排紙ローラ４１により排紙トレイ４２に排出される。前記加熱ローラ７１は，内包された加熱ヒータによって加熱される。
また，原稿読取り部１０が備える原稿トレイ１９に原稿が載置されていることが，所定のセンサにより検出されている場合には，所定のスタートキー操作がなされたときに給紙ローラ５１が回転し，原稿トレイ１９上に載置された原稿が原稿読取り部１０内へ送出されて所定の搬送経路中を搬送される。この搬送経路には，レジストローラ５３が設けられており，このレジストローラ５３によって原稿が捕捉され，原稿先端の位置決めが行われた後，所定のタイミングで原稿読み取り位置へ搬送される。
これに対し，前記コピーランプユニット１２が所定の停止位置（原稿読み取り位置）で停止したまま搬送中の原稿を露光する。この露光により得られた原稿からの反射光により原稿画像を読み取る処理は前述した通りである。
このようにして画像が読み取られた原稿は，原稿排出部１８へ排出される。

次に，図７のブロック図を用いて，前記画像形成装置Ｚの制御部周辺の構成について説明する。
前記画像形成装置Ｚ全体は，ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等からなる制御部３００によって制御される。
より具体的には，前記制御部３００は，液晶タッチパネル等からなる表示及び入力の手段である表示操作部３０１，前記原稿読取り部１０，前記画像形成部３０，パーソナルコンピュータ等の外部ホスト装置との通信制御を行う通信部３０２，外部ホスト装置から受信した印刷ジョブや前記原稿読取り部１０により読み取られた原稿画像についての画像処理を行う画像処理部３０３，該画像処理部３０３による画像処理対象となる画像データを記憶する画像メモリ３０４，給紙装置Ｘ及び各種設定情報を記憶するＳＲＡＭやハードディスク等の不揮発性メモリである設定情報メモリ３０５等を制御する。
また，前記制御部３００は，所定のプログラムを実行することにより，後述するＸ軸ラインセンサ８ｘ（前記第２のラインセンサの一例）の検出結果に基づいて，前記給紙装置Ｘ内のシートの残量（シート有無を含む），前記給紙装置Ｘ内に収容されたシートのシート給送方向のサイズ（シート長），シート給送開始指令に対するシートのピックアップ不良（給紙装置内からのシート給送開始の異常）及び前記給紙装置Ｘ内からのシートの重ね送り発生を検出する（前記第２のシート状態検出手段の一例）。
さらに，前記制御部３００は，後述するＹ軸ラインセンサ８ｙ（前記第１のラインセンサの一例）の検出結果に基づいて，前記給紙装置内に収容されたシートの前記シート幅方向のサイズ及び前記給紙装置から送出中のシートの斜め送り発生を検出する（前記第１のシート状態検出手段の一例）。

図１は本発明の実施の形態に係る給紙装置Ｘの平面図（ａ）及び断面図（ｂ）を表す。
給紙装置Ｘは，本体装置である画像形成装置Ｚの前記画像形成部３０に給送されるシートを収容するものであり，本体フレーム１，後端規制部２，側端規制部３（３ａ，３ｂ），先端押さえ爪４（４ａ，４ｂ），回転板５（５ａ，５ｂ），弾性付勢部材６，Ｘ列ラインセンサ８ｘ及びＹ列ラインセンサ８ｙを具備する。
前記後端規制部２は，本体フレーム１内に収容されたシートのシート給送方向Ｒにスライドして移動可能に構成され，シートの後端（シート給送方向後端）の位置を規制するものである。
前記側端規制部３は，シート幅方向（シート給送方向Ｒに直交する方向）の両側各々に設けられた側端規制板３ａ，３ｂを有し，これらがシート幅方向にスライドして移動可能に構成され，シートの側端（シート幅方向の両端）の位置を規制するものである。前記側端規制板３ａ，３ｂ各々は，不図示のピニオンギアを介して連動し，それらの中心線が常にシート幅方向の既定の基準線Ｌ０（本給紙装置Ｘでは，シート幅方向中央の線：図中，矢印Ｒの線）上となるように構成されている。
前記先端押さえ爪４，前記回転板５及び前記弾性部材６は，シートの安定したピックアップを実現するため，収容されたシートの最上面を既定高さに維持するためのリフト機構を構成するものである。即ち，シート給送方向Ｒ下流側のシート載置部を構成する前記回転板５は，支持軸５ｃにおいて回動自在に支持されており，これが前記弾性部材６によって上方へ付勢される。このとき，前記回転板５上に載置されたシートの最上面の先端角部が前記先端押さえ爪４によって係止されることにより，シート最上面はシート残量にかかわらず一定高さが維持される。これに対し，前記回転板５（シート載置部）の高さはシート残量に応じて変位する。ここで，前記弾性部材６は，バネやゴム等の弾性部材からなる。もちろん，モータ等の電動機構によって前記リフト機構を構成したもの等も考えられる。
また，前記回転板５は，シート幅方向において中央部回転板５ｃ及びその両側のサイド部回転板５ａ，５ｂの３つに分割されている。そして，前記サイド部回転板５ａ，５ｂは，前記中央部回転板５ｃに対してシート幅方向にスライド移動可能に構成されており，該サイド部回転板５ａ，５ｂ各々に前記側端規制板３ａ，３ｂ各々が設けられることにより，前記側端規制板３ａ，３ｂが，シートサイズに応じてシート幅方向にスライド移動可能となっている。

さらに，本給紙装置Ｘは，近接する物体の有無を検出する検出素子９がシート幅方向（シート給送方向Ｒに直交する方向）に複数配列されたラインセンサ（以下，Ｘ軸ラインセンサ８ｘという。前記第２のラインセンサに相当）と，同じく前記検出素子９がシート給送方向Ｒに複数配列されたラインセンサ（以下，Ｙ軸ラインセンサ８ｙという。前記第１のラインセンサに相当）を具備している。
前記Ｘ軸ラインセンサ８ｘ及び前記Ｙ軸ラインセンサ８ｙが備える前記検出素子９は，発光部とその光の反射光の受光部とを備え，該受光部の受光量に基づいて近接する物体の有無を検出する反射型光センサである。前記受光部は，光電変換素子からなり，その受光量は，該光電変換素子により変換された電気信号として検出する。前記検出素子９各々の受光レベル（受光量）信号（電気信号）は，前記制御部３００に入力される。
このように前記検出素子９として，反射型光センサを用いることにより，透過型センサのように本体装置側に発光部又は受光部を設ける必要がなく，よりシンプルな構成にできる。
前記Ｘ軸ラインセンサ８ｘ（第２のラインセンサ）は，前記基準線Ｌ０に沿って当該給紙装置Ｘ内の底面１ａ（本体フレーム１底板の上面）に設けられている。本給紙装置Ｘは，中央基準を採用するものであるため，前記基準線Ｌ０はシート幅方向中央となっているが，いずれか一方の側端を基準とする端部基準の給紙装置である場合は，その端部の位置を前記基準線Ｌ０としてシート搬送方向に伸びるように前記Ｘ軸ラインセンサ８ｘを配置する。
一方，前記Ｙ軸ラインセンサ８ｙ（第１のラインセンサ）は，当該給紙装置Ｘに収容されたシートのシート給送方向先頭側端部付近において，当該給紙装置Ｘ内の底面１ａ（本体フレーム１底板の上面）に設けられている。

＜シートサイズ検出機能＞
図２は給紙装置Ｘに収容されたシートのサイズ検出機能を説明する図である。以下，図２を用いて，前記Ｘ軸及びＹ軸ラインセンサ８ｘ，８ｙの検出信号に基づくシートサイズ検出機能について説明する。図２（ａ），（ｂ）は，各々異なるサイズのシートＳが収容された場合の給紙装置Ｘの平面図を表す。
前記制御部３００は，予めＲＯＭに記憶されたサイズ検出プログラムをＣＰＵによって実行することにより，シートサイズ検出処理を行う。
具体的には，前記制御部３００は，前記Ｘ軸ラインセンサ８ｘ（第２のラインセンサ）における近接物体（近接するシートＳ）有りを検出する前記検出素子９と，近接物体無しを検出する前記検出素子９（図４中，破線枠Ａ１で囲まれた素子）との境界位置を検出し，その境界位置を，予め前記設定情報メモリ３０５に記憶された変換テーブルに適用することにより，前記給紙装置Ｘ内に収容されたシートＳのシート給送方向Ｒにおけるサイズを検出する（前記シート長検出手段の一例）。
本実施の形態では，前記後端規制部２が，前記Ｘ軸ラインセンサ８ｘの検出エリアに干渉する位置に配置されているので，検出される前記境界位置は，前記後端規制部２の位置に対応するものとなる。
同様に，前記制御部３００は，前記Ｙ軸ラインセンサ８ｙ（第１のラインセンサ）における近接物体有りを検出する前記検出素子９と，近接物体無しを検出する前記検出素子９（図４中，実線枠Ａ２で囲まれた素子）の境界位置に基づいて前記給紙装置内に収容されたシートＳのシート幅方向のサイズを検出する（前記シート幅検出手段の一例）。

＜斜め送り検出機能＞
図３は給紙装置Ｘから送出されるシートの斜め送り検出機能を説明する図である。以下，図３を用いて，前記Ｘ軸及びＹ軸ラインセンサ８ｘ，８ｙの検出信号に基づくシートの斜め送り検出機能について説明する。ここで，図３（ａ），（ｂ），（ｃ）は，各々，シート給送開始前（ピックアップ前）における給紙装置Ｘの平面図，シート給送開始直後（給送中シートＳの先端部付近）のシート側端部の拡大図，シート給送開始後しばらくの後（給送中シートＳの後端部付近）のシート側端部拡大図を表す。
前記制御部３００は，予めＲＯＭに記憶された斜め送り検出プログラムをＣＰＵによって実行することにより，斜め送り検出処理を行う。
具体的には，前記制御部３００は，給紙装置Ｘからのシート送出中における前記Ｙ軸ラインセンサ８ｙ（第１のラインセンサ）の検出結果の変化に基づいてシートＳの斜め送り発生を検出する（前記斜め送り検出手段の一例）。
給紙装置Ｘ内のシートＳは，シートの給送が開始（ピックアップ）されてからシートＳ全体が給紙装置Ｘの外に出て行くまでの間，シート給送方向先頭側端部付近に設けられた前記Ｙ軸ラインセンサ８ｙ上を，ほぼ全長（シート給送方向Ｒの全長）にわたって通過する。その間，シートＳが給送方向Ｒにまっすぐ搬送されていれば，シート幅方向に伸びる前記Ｙ軸ラインセンサ８ｙの検出状態は変化しない。
しかし，斜め送りが発生すると，シート給送中に，前記Ｙ軸ラインセンサ８ｙにおける検出状態（近接物体有りを検出する前記検出素子９と近接物体無しを検出する前記検出素子９との境界位置）が変化する（例えば，図３（ｂ）の状態から図３（ｃ）の状態へ変化する）。そこで，前記制御部３００は，シート給送開始後の前記Ｙ軸ラインセンサ８ｙの検出状態を監視し，その検出状態の変化（前記境界位置の変化）が予め設定された許容範囲を超えた場合に，斜め送りが発ししたと判別する。もちろん，全ての前記検出素子９がＯＦＦ（近接物体無し）となる変化は，単にシートＳの通過が完了したことを表すだけであるので，斜め送り発生の基準からは除外する。
これにより，シートＳが，未だシート搬送の最も上流側である給紙装置Ｘの出口付近にある時点で斜め送りの発生を検出することができる。

＜ピックアップ不良及び重ね送りの検出機能＞
図４は給紙装置Ｘから送出されるシートのピックアップ不良及び重ね送りの検出機能を説明する図である。以下，図４を用いて，前記Ｘ軸ラインセンサ８ｘの検出信号に基づくシートの斜め送り検出機能について説明する。ここで，図４（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は，各々，シート給送開始前（ピックアップ前）における給紙装置Ｘの平面図，収容されたシートＳの先端部の拡大図，１枚の搬送中シートＳの断面模式図，２枚の重送中シートＳの断面模式図を表す。
図４（ａ）に示すように，前記Ｘ軸ラインセンサ８ｘ（第２のラインセンサ）は，前記給紙装置Ｘに収容されたシートＳよりもシート給送方向Ｒ下流側に位置するシート給送側の前記検出素子９（以下，先頭部検出素子９ａという。図４（ａ），（ｂ）参照）を有している。この先頭部検出素子９ａは，シート給送開始前は，物体（シートＳ）無しを検出し，シート給送開始（ピックアップ）の後に物体（シートＳ）有りを検出することになる。
前記制御部３００は，予めＲＯＭに記憶されたピックアップ不良検出プログラム及び重ね送り検出プログラムをＣＰＵによって実行することにより，ピックアップ不良及び重ね送りの検出を行う。
具体的には，前記制御部３００は，前記表示操作部３０１から所定のコピースタート操作がなされたことを検出，或いは外部のホスト装置からの印刷ジョブの受信の後，前記画像形成部３０における画像形成可能なタイミングに合わせて前記給紙装置Ｘにシート給送開始指令を出力する。
さらに，前記制御部３００は，前記シート給送開始指令を出力した後，既定時間内に前記先頭部検出素子９ａ（シート給送側の検出素子）により「物体有り」が検出されなかった場合に，ピックアップ不良（前記シート給送開始の異常）であると判別（検出）する（前記シート給送開始異常検出手段の一例）。

一方，前記制御部３００は，ピックアップ不良が発生しなかった場合には，前記先頭部検出素子９ａ（シート給送側の検出素子）により「物体有り（シート有り）」が検出れてから物体無しが検出されるまでの時間Ｔｘを計時する。さらに，前記制御部３００は，その計時時間Ｔｘと予め前記Ｘ軸ラインセンサ８ｘの検出結果により検出したシート長（シート給送方向のシートサイズ）に対応する設定時間Ｔｓとを比較し，前記計時時間Ｔｘが前記設定時間Ｔｓよりも予め設定された許容範囲以上に長ければ，シートＳの重ね送りが発生したと判別（検出）する（前記重ね送り検出手段の一例）。ここで前記設定時間Ｔｓは，例えば，予め前記表示操作部３０１から利用者によって設定されたシート長（シートサイズ）や，従来のシートサイズセンサが設けられている場合はそのセンサで検出されたシート長を用いて，これに対応する時間を前記設定時間Ｔｓとすることも考えられる。
前記先頭部検出素子９ａは，シート給送開始（ピックアップ）の後に物体（シート）有りを検出し，その後，シートＳの最後尾の端部が通過すると物体（シート）無しを検出することになる。ここで，シート搬送速度は前記給紙ローラ２１等の回転速度から既知であるので，前記先頭部検出素子９ａが物体（シート）有りを検出中の時間は，通過したシート長に比例する。
これに対し，シートＳの重ね送り（Ｗフィード）が発生した場合，図４（ｄ）に示すように，複数枚のシートＳがシート給送方向にずれた状態で給送されるため，前記先頭部検出素子９ａが「物体有り」の検出時間（前記計時時間Ｔｘ）は，実際の１枚分のシート長Ｌに対応する前記設定時間Ｔｓよりも長くなる（Ｔｘ＝Ｔｓ＋α）という現象が生じる。従って，前記計時時間Ｔｘと前記設定時間Ｔｓとの比較により，シートＳの重ね送り（Ｗフィード）を検出することができる。

＜シート残量検出機能＞
図５は給紙装置Ｘ内に収容されるシートの残量検出機能を説明する図である。以下，図５を用いて，前記Ｘラインセンサ８ｘの検出信号に基づくシート残量検出機能について説明する。ここで，図５（ａ），（ｂ），（ｃ）は，各々，給紙装置Ｘの平面図，シート残量が多い場合の給紙装置Ｘの断面図，シート残量が少ない場合の給紙装置Ｘの断面図を表す。
前記制御部３００は，予めＲＯＭに記憶されたシート残量検出プログラムをＣＰＵによって実行することにより，シート残量検出処理を行う。
具体的には，前記制御部３００は，前記給紙装置Ｘ内の底面１ａ側に設けられた前記Ｘ軸ラインセンサ８ｘ（第１のラインセンサ）における既定の位置に配置された前記検出素子９ｂ（反射型光センサ）の前記受光部による受光量に基づいてシートＳの残量を検出する（前記第２シート残量検出手段の一例）。
前述したように，シートＳを載置する前記回転板５は，前記先端押さえ爪４及び前記弾性部材６とともに，前記回転板５（シート載置部）の高さを変位させるリフト機構を構成しており，収容されたシートＳの底面の高さがシート残量に応じて変位する。このため，高さが変位するシートＳの底面に対応する位置（既定位置）に配置された前記検出素子９ｂ（反射型光センサ）では，シート残量が多い場合は，図５（ｂ）に示すようにシートＳの底面或いは前記回転板５（シート載置部）までの距離が近いため受光部による受光量が大きいが，シート残量が少なくなるほど，図５（ｃ）に示すようにシートＳの底面或いは前記回転板５までの距離が遠くなるため受光部による受光量が下がる。よって，その受光量とシート残量（シート無しを含む）との対応関係を予め前記設定情報メモリ３０５に記憶しておき，これに実際の受光量（を変換した電気信号のレベル検出値）を適用することによってシート残量を検出する。例えば，受光量に応じて，「シート無し」，「極少」，「少」，「有り」等の多段階でシート残量（シート有無を含む）を検出すること等が考えられる。
同様のシート残量検出機能の実現は，前記制御部３００により，前記Ｙ軸ラインセンサ８ｙ（第１のラインセンサ）における既定位置に配置された前記検出素子９ｃ（反射型光センサ）の前記受光部による受光量に基づいてシートの残量を検出する構成によっても可能である（前記第１シート残量検出手段の一例）。

＜シート有無検出機能＞
前述のシート残量検出の他，単にシート有無のみを検出するものも考えられる。
例えば，前記制御部３００により，図５（ａ）に示す前記Ｘ軸ラインセンサ（第２のラインセンサ）における既定位置に配置された検出素子９ｄ，或いは前記Ｙ軸ラインセンサ（第１のラインセンサ）における既定位置に配置された検出素子９ｃの物体（即ち，シート）検出有無（前記受光部による受光量が既定の基準レベル以上か否か）に基づいて，前記給紙装置Ｘ内に収容されたシートＳの有無を検出する構成が考えられる（前記第２シート有無検出手段，前記第１シート有無検出手段の一例）。
ここで，このシート検出有無の検出に用いる前記検出素子９ｄ，９ｃの位置（既定位置）は，収容されるシートサイズにかかわらず，シートＳが収容されていれば必ずそのシートＳが検出される位置とすればよい。例えば，シート幅方向の中央部をシートの載置基準とする中央基準の給紙装置であれば，前記Ｙ軸ラインセンサ８ｙにおけるシート幅方向の中央部又はその付近の位置の前記検出素子９の検出状態によりシート有無を検出すればよい。
また，前記Ｘ軸ラインセンサ８ｘを用いる場合は，想定される最もシート長（シート給送方向の長さ）の短いシートを検出できる位置の前記検出素子９の検出状態によりシート有無を検出すればよい。

＜検出結果通知機能・給送停止制御機能＞
また，前記制御部３００は，前記Ｘ軸ラインセンサ８ｘ及び前記Ｙ軸ラインセンサ８ｙを用いて検出したシートサイズ（シート長及びシート幅），シート残量（或いはシート有無），シート搬送状態（斜め送り，ピックアップ不良，重ね送り等）に関する情報を，前記表示操作部３０１に表示させることにより，検出内容を利用者に通知する機能を備えている（前記検出結果通知手段の一例）。ここで，前記制御部３００は，前記第１のシート状態検出手段及び前記第２のシート状態検出手段の一例でもある。
さらに，前記制御部３００は，シートの斜め送り発生，ピックアップ不良（シート給送開始の異常），シートの重ね送り（Ｗフィード）発生が検出された場合，前記給紙ローラ２１及び前記搬送ローラ２２等を停止させることにより，シートの給送動作を停止させる（前記給送停止制御手段の一例）。
検出結果の通知内容としては，例えば，検出したシート長及びシート幅に対応する定型のシートサイズの情報（Ａ４縦，Ｂ５横，ハガキ横等）を表示したり，シート残量が少ないこと（或いはシート無し）が検出された場合にシート補給を要求する旨の情報を表示したり，斜め送りやピックアップ不良，重ね送りが発生した場合に，その旨及びシートを除去するよう要求する旨の情報を表示したりすることが考えられる。さらに，検出したシートサイズと異なるシートサイズを用いることが指定された場合に警告メッセージを表示すること等も考えられる。
これにより，利用者がシートの状態（サイズ，残量・有無，搬送状態）を認識でき好適である。
また，異常搬送が生じた場合に，シート給送動作を停止させるので，そのシートを前記給紙装置Ｘ内或いはその付近に留めることができる。
以上示したように，前記画像形成装置Ｚは，前記Ｘ軸ラインセンサ８ｘ及び前記Ｙ軸ラインセンサ８ｙを備えた前記給紙装置Ｘを具備することにより，それを用いてシートサイズ，シート有無や残量，シート搬送状態（斜め送り，ピックアップ不良，重ね送り等）を複合的に検出することができ，シンプルな構成で各種シート状態の検出を行うことができる。さらに，シート搬送の最も上流側である前記給紙装置Ｘにおいてシート搬送状態を検出できるので，異常発生時にその解除のために装置のより内部まで解放する必要がなく，高い操作性を実現できる。
また，以上示した実施の形態では，前記Ｘ軸ラインセンサ８ｘ及び前記Ｙ軸ラインセンサ８ｙの両方を備える給紙装置Ｘについて示したが，いずれか一方のラインセンサのみを備えた給紙装置とした場合でも，前述した機能の一部については実現できなくなるが，一定の効果を奏する。

本発明は，給紙装置及びそれを具備する画像形成装置に利用可能である。

本発明の実施の形態に係る給紙装置Ｘの平面図及び断面図。 給紙装置Ｘに収容されたシートのサイズ検出機能を説明する図。 給紙装置Ｘから送出されるシートの斜め送り検出機能を説明する図。 給紙装置Ｘから送出されるシートのピックアップ不良及び重ね送りの検出機能を説明する図。 給紙装置Ｘに収容されたシートの残量検出を説明する図。 給紙装置Ｘが搭載される画像形成装置Ｚの全体構成を表す断面図。 画像形成装置Ｚの制御部周辺の構成を表すブロック図。

符号の説明

１…給紙装置の本体フレーム
２…後端規制部
３…側端規制部
４…先端押さえ爪
５…回転板（シート載置部）
６…弾性部材
８ｘ…Ｘ軸ラインセンサ（第２のラインセンサ）
８ｙ…Ｙ軸ラインセンサ（第１のラインセンサ）
９，９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ…検出素子（反射型光センサ）
１０…原稿読取り部
２０…ピックアップローラ
２１，２２ａ…給紙ローラ
２２…搬送ローラ
３０…画像形成部
３１，５３…レジストローラ
３２…感光体ドラム
３３…レーザスキャンユニット
４０…排紙部
３００…制御部
３０１…表示操作部
３０２…通信部
３０３…画像処理部
３０４…画像メモリ
３０５…設定情報メモリ
Ｓ…シート

Claims (15)

1. 本体装置に給送されるシートを収容する給紙装置において，
   近接する物体有無を検出する検出素子がシート給送方向に直交するシート幅方向に複数配列された第１のラインセンサ及び／又は前記検出素子がシート給送方向に複数配列された第２のラインセンサを具備してなることを特徴とする給紙装置。
2. 前記検出素子が，発光部とその光の反射光の受光部とを備え，該受光部の受光量に基づいて近接する物体有無を検出する反射型光センサである請求項１に記載の給紙装置。
3. 画像形成部に給送されるシートを収容する請求項１又は２に記載の給紙装置を具備する画像形成装置であって，
   前記第１のラインセンサの検出結果に基づいて前記給紙装置内のシートの有無若しくは残量，前記給紙装置内に収容されたシートの前記シート幅方向のサイズ及び前記給紙装置から送出中のシートの斜め送り発生のうちの複数を検出する第１のシート状態検出手段と，
   を具備してなることを特徴とする画像形成装置。
4. 前記第１のシート状態検出手段が，
   前記第１のラインセンサにおける既定位置に配置された前記検出素子の物体検出有無に基づいて前記給紙装置内に収容されたシートの有無を検出する第１シート有無検出手段を具備してなる請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記給紙装置が，シート載置部を上方へ付勢しシート残量に応じてシート載置部の高さを変位させるリフト機構を備え，
   前記第１のシート状態検出手段が，
   前記給紙装置内の底面側に設けられた前記第１のラインセンサにおける既定位置に配置された前記反射型光センサの前記受光部による受光量に基づいてシートの残量を検出する第１シート残量検出手段を具備してなる請求項３又は４に記載の画像形成装置。
6. 前記第１のシート状態検出手段が，
   前記第１のラインセンサにおける近接物体有りを検出する前記検出素子と近接物体無しを検出する前記検出素子との境界位置に基づいて前記給紙装置内に収容されたシートの前記シート幅方向のサイズを検出するシート幅検出手段を具備してなる請求項３〜５のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 前記第１のラインセンサが前記給紙装置に収容されたシートの前記シート給送方向先頭側端部付近に設けられ，
   前記第１のシート状態検出手段が，
   前記給紙装置からのシート送出中における前記第１のラインセンサの検出結果の変化に基づいてシートの斜め送り発生を検出する斜め送り検出手段を具備してなる請求項３〜６のいずれかに記載の画像形成装置。
8. 画像形成部に給送されるシートを収容する請求項１又は２に記載の給紙装置を具備する画像形成装置であって，
   前記第２のラインセンサの検出結果に基づいて前記給紙装置内のシートの有無若しくは残量，前記給紙装置内に収容されたシートの前記シート給送方向のサイズ，シート給送開始指令に対する前記給紙装置内からのシート給送開始の異常及び前記給紙装置内からのシートの重ね送り発生のうちの複数を検出する第２のシート状態検出手段と，
   を具備してなることを特徴とする画像形成装置。
9. 前記第２のシート状態検出手段が，
   前記第２のラインセンサにおける既定位置に配置された前記検出素子の物体検出有無に基づいて前記給紙装置内に収容されたシートの有無を検出する第２シート有無検出手段を具備してなる請求項８に記載の画像形成装置。
10. 前記給紙装置が，シート載置部を上方へ付勢しシート残量に応じてシート載置部の高さを変位させるリフト機構を備え，
    前記第２のシート状態検出手段が，
    前記給紙装置内の底面側に設けられた前記第２のラインセンサにおける既定位置に配置された前記反射型光センサの前記受光部による受光量に基づいてシートの残量を検出する第２シート残量検出手段を具備してなる請求項８又は９に記載の画像形成装置。
11. 前記第２のシート状態検出手段が，
    前記第２のラインセンサにおける近接物体有りを検出する前記検出素子と近接物体無しを検出する前記検出素子との境界位置に基づいて前記給紙装置内に収容されたシートのシート給送方向におけるサイズを検出するシート長検出手段を具備してなる請求項８〜１０のいずれかに記載の画像形成装置。
12. 前記第２のラインセンサが，前記給紙装置に収容されたシートよりもシート給送方向下流側に位置するシート給送側の前記検出素子を有し，
    前記第２のシート状態検出手段が，
    前記シート給送開始指令があった後の既定時間内に前記シート給送側の検出素子により物体有りが検出されなかった場合に前記シート給送開始の異常を検出するシート給送開始異常検出手段を具備してなる請求項８〜１１のいずれかに記載の画像形成装置。
13. 前記第２のラインセンサが，前記給紙装置に収容されたシートよりもシート給送方向下流側に位置するシート給送側の前記検出素子を有し，
    前記第２のシート状態検出手段が，
    前記シート給送側の検出素子により物体有りが検出れてから物体無しが検出されるまでの時間と予め設定或いは検出されたシート給送方向のシートサイズに対応する設定時間との比較に基づいて前記シートの重ね送り発生を検出する重ね送り検出手段を具備してなる請求項８〜１２のいずれかに記載の画像形成装置。
14. 前記第１のシート状態検出手段及び／又は前記第２のシート状態検出手段による検出結果に関する情報を通知する検出結果通知手段を具備してなる請求項３〜１３のいずれかに記載の画像形成装置。
15. 前記第１のシート状態検出手段及び／又は前記第２のシート状態検出手段により前記シートの斜め送り発生，前記シート給送開始の異常又は前記シートの重ね送り発生が検出された場合にシートの給送動作を停止させる給送停止制御手段を具備してなる請求項３〜１４のいずれかに記載の画像形成装置。

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