JP2006044806A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 装置を大型化することなく、不定形の用紙サイズを検出すること。
【解決手段】 カセット内に収納された用紙端を固定する各可動ガイド１２０、１２１と、前記カセット内に固定され、歯が刻設されたレール１２２と、前記カセット内に用紙がセットされた際の前記可動ガイドの設定位置から前記セットされた不定形の用紙サイズを認識する制御部とを有し、前記各可動ガイドは、ガイド本体１２０Ａ（１２１Ａ）と、該ガイド本体に取り付けられた回転軸１２３に固定され前記レールの歯に噛合する歯車１２４と、前記回転軸に固定されたウォーム１２５と、前記ウォームに噛合するウォームホイール１２６の側面に取り付けられた傾斜センサ１２７とを含んで構成される。
【選択図】 図４

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ、あるいは、これらの２以上の機器の複合機等の画像形成装置及び、画像形成装置に使用する用紙のサイズを検出する用紙サイズ検出プログラムに関する。

従来のこの種の画像形成装置にあっては、カセットに収納された用紙のサイズを検知する方法としては、用紙端を固定するガイドの位置を検出するために、用紙がセットされる縦方向及び横方向の定形サイズ位置にいくつかの位置センサを設けて、それらの位置センサの出力に基づいて用紙サイズを確定するようになっている。
しかしながら、この方法で検知できる用紙サイズは、定形サイズに限られ、不定形サイズの用紙については、検知できない。

また、不定形サイズの用紙を検知する方法としては、用紙端を固定する可動ガイドの位置を検出するために可変抵抗器を設け、可変抵抗器の可動接点と連動する検知素子を可動ガイドに固定することにより、可動ガイドの移動量を可変抵抗器の抵抗値の変化として検出し、該抵抗値から用紙サイズを算出することにより用紙を検出する用紙サイズ検出装置が提案されている（特許文献１参照）。
特開平５−２４７１０号公報

しかしながら、特許文献１に示す用紙サイズ検出装置にあっては、ガイドが稼動する範囲全域に可変抵抗器の検知素子を設けるため、装置としてスペースを大きくしてしまう、という問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、装置を大型化することなく、不定形の用紙サイズを検出することができる画像形成装置及び用紙サイズ検出プログラムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、入力された印刷データ、あるいは画像データに基づいて出力する画像を形成する画像形成装置において、用紙が収納されるカセット内に設けられ、該カセット内の縦方向及び横方向にそれぞれ、スライド可能に設けられ前記カセット内に収納された用紙端を固定する各可動ガイドと、前記カセット内に固定され、前記各可動ガイドをスライドさせる歯が刻設されたレールと、前記カセット内に用紙がセットされた際の前記可動ガイドの設定位置から前記セットされた不定形の用紙サイズを認識する制御手段とを有し、前記各可動ガイドは、ガイド本体と、該ガイド本体に取り付けられた回転軸に固定され前記レールの歯に噛合する歯車と、前記回転軸に固定されたウォームと、前記ウォームに噛合するウォームホイールの側面に取り付けられた傾斜センサとを含んで構成され、前記制御手段は、前記傾斜センサの出力に基づいて前記各ガイド本体の基準位置からの移動量を求め、該移動量から前記カセットにセットされた用紙のサイズを決定することを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、画像形成装置に使用される用の紙サイズを検出するための用紙サイズ検出プログラムにおいて、用紙が収納されるカセット内に設けられ、該カセット内の縦方向及び横方向にそれぞれ、スライド可能に設けられ前記カセット内に収納された用紙端を固定する各可動ガイドを基準位置にリセットする第１のステップと、前記カセット内に用紙がセットされた際に、ガイド本体に取り付けられた回転軸に固定され前記レールの歯に噛合する歯車と連動し前記回転軸に固定されたウォームに噛合するウォームホイールの側面に取り付けられ前記各可動ガイドの移動量及び移動方向と相関する傾斜角を検知する傾斜センサの出力を取得する第２のステップと、前記傾斜センサの出力と前記各可動ガイドの移動量との関係を示すテーブルを参照し、前記取得した傾斜センサの出力から前記各可動ガイドの基準位置からの移動量を求める第３のステップと、前記求めた前記各可動ガイドの基準位置からの移動量から前記カセットに収納された用紙のサイズを求める第４のステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする。

以上説明したように、請求項１に記載の発明によれば、入力された印刷データ、あるいは画像データに基づいて出力する画像を形成する画像形成装置において、用紙が収納されるカセット内に設けられ、該カセット内の縦方向及び横方向にそれぞれ、スライド可能に設けられ前記カセット内に収納された用紙端を固定する各可動ガイドの移動量及び移動方向に相関する傾斜センサの出力に基づいて前記各可動ガイドを構成するガイド本体の基準位置からの移動量を求め、該移動量から前記カセットにセットされた用紙のサイズを決定するようにしたので、画像形成装置を大型化することなく、不定形の用紙サイズを検出することができる。

また、請求項２に記載の発明によれば、画像形成装置に使用される用の紙サイズを検出するための用紙サイズ検出プログラムにおいて、用紙が収納されるカセット内に設けられ、該カセット内の縦方向及び横方向にそれぞれ、スライド可能に設けられ前記カセット内に収納された用紙端を固定する各可動ガイドを基準位置にリセットする第１のステップと、前記カセット内に用紙がセットされた際に、ガイド本体に取り付けられた回転軸に固定され前記レールの歯に噛合する歯車と連動し前記回転軸に固定されたウォームに噛合するウォームホイールの側面に取り付けられ前記各可動ガイドの移動量及び移動方向と相関する傾斜角を検知する傾斜センサの出力を取得する第２のステップと、前記傾斜センサの出力と前記各可動ガイドの移動量との関係を示すテーブルを参照し、前記取得した傾斜センサの出力から前記各可動ガイドの基準位置からの移動量を求める第３のステップと、前記求めた前記各可動ガイドの基準位置からの移動量から前記カセットに収納された用紙のサイズを求める第４のステップとをコンピュータに実行させるようにしたので、画像形成装置を大型化することなく、不定形の用紙サイズを検出することができる。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を図１に示す。同図において、本実施形態に係る画像形成装置は、各部を制御する制御部１と、入力部２と、表示部３と、スキャナ４と、画像メモリ５と、画像処理部６と、印刷処理部７と、用紙サイズ記憶部８と、倍率算出部９と、原稿判別部１０と、カバー開閉センサ１１と、用紙サイズ検出部１２と、用紙検知センサ１２８とを有している。カバー開閉センサ１１は、画像形成装置の筐体におけるカバーの開閉状態を検知するセンサである。

入力部２は、ＦＡＸ、複写機、プリンタの各機能を選択するための機能キー、各種印刷のモード設定等の機能を指定するカーソルキー、印刷部数、コピー枚数等を指定するための数値データを入力するためのテンキー、電源のオン、オフを行うための電源キー等を有している。
表示部３には、入力部２のキー操作により各種画面や、ガイダンスや各種指示などのメッセージが表示されるようになっている。

スキャナ４は、図示してない原稿台に置かれた原稿を読み取り、その画像情報をディジタルデータに変換して出力する。
画像メモリ５は、スキャナ４から出力されるディジタルデータまたは、外部から入力される印刷データが記憶されるようになっている。
画像メモリ５に一旦、記憶されたデータは、制御部１の制御下に、読み出され、データ圧縮等の所定の画像処理が画像処理部６により行われた後、再度、画像メモリ５に記憶される。

用紙サイズ検出部１２は、後述するように、用紙が収納されるカセット内に設けられ、用紙端を固定する可動ガイド内に設けられた傾斜センサ１２７を含んで構成され、カセット内に収納された不定形用紙のサイズを検出する機能を有している。
制御部１内のメモリには、傾斜センサ１２７の傾斜角（後述するウォームホイール１２６の回転角度）θと傾斜センサ１２７の出力との関係を示すテーブルが格納されている。また、制御部１内のメモリにはウォーム１２５とウォームホイール１２６との歯数比及び歯車１２４の直径を示すデータが格納されている。

制御部１は、用紙サイズ検出部１２の出力を取り込み、該用紙サイズ検出部１２の傾斜センサ１２７の出力に基づき、上記テーブルを参照してカセットに収納された用紙サイズ決定し、該決定した用紙サイズを示すデータを用紙サイズ記憶部８に格納する。
原稿判別部１０には、スキャナ４より、該スキャナ４から読み込まれた原稿のサイズを示すデータが入力される。

倍率算出部９では、用紙サイズ記憶部８から読み出したカセットに収納されている用紙サイズと、原稿判別部１０より出力される原稿サイズとからカセットに収納されている不定形の用紙に印刷する倍率を算出し、制御部１に出力する。
制御部１は、画像メモリ５に画像データの印刷処理部７への出力を指示するとともに、印刷処理部７に対し倍率算出部９より出力される印刷倍率を指示する。
この結果、印刷処理部７は、画像メモリ５より出力される画像データを取り込み、制御部１より指定された印刷倍率で印刷処理を行う。

次に、用紙サイズ検出部１２の具体的構成を図２に示す。同図において、用紙サイズ検出部１２は、用紙が収納されるカセット２０内に設けられ、カセット２０内の縦方向及び横方向に、それぞれ、スライド可能に設けられカセット２０内に収納された用紙３０端を固定する、縦方向の一対の可動ガイド１２０、１２０、横方向の一対の可動ガイド１２１、１２１と、カセット２０内に固定され、各一対の可動ガイド１２０、１２０、１２１、１２１をスライドさせる歯が刻設されたレール１２２を有している。図２では、レールは、一対の縦方向の可動ガイド１２０、１２０についてのみ示しているが、横方向にもレールが設けられている。
また、図示してないが、カセット２０内に用紙が収納されているか否かを検知する用紙検知センサが設けられている。

制御部１は、カセット２０内に用紙がセットされた際の可動ガイド１２０、１２０、１２１、１２１の設定位置から前記セットされた不定形の用紙サイズを認識する。また、用紙検知センサ１２８の出力に基づいてカセット２０内に用紙が有るか否かを判定する。

可動ガイド１２０は、ガイド本体１２０Ａと、該ガイド本体１２０Ａに取り付けられた回転軸１２３に固定されレール１２２の歯に噛合する歯車１２４と、回転軸１２３に固定されたウォーム１２５と、ウォーム１２５に噛合するウォームホイール１２６の側面に取り付けられた傾斜センサ１２７（図４参照）とを含んで構成されている。この構成は可動ガイド１２１についても同様であり、ここでは、可動ガイド１２０についてのみ説明する。
制御部１は、傾斜センサ１２７の出力に基づいて各ガイド本体１２０Ａ，１２１Ａの基準位置からの移動量を求め、該移動量からカセット２０内にセットされた用紙のサイズを決定する。

図４を参照して傾斜センサ１２７の出力から可動ガイドの移動量を検出する原理について説明する。可動ガイド１２０、１２１とも構成は同じであるので、可動ガイド１２０についてのみ説明する。図４は、可動ガイド１２０の内部を横方向から見た図である。
図４（Ａ）は、傾斜センサ１２７が水平位置に有るときの状態を示している。このとき、可動ガイドは、カセット２０内において、基準位置に位置するように設定されているものとする。この基準位置は、可動ガイド１２０のガイド本体１２０Ａの位置決めをするための起点となる位置であり、ガイド本体１２０Ａの可動範囲の端点でも中間でもよく、任意に決めることができる。本実施形態では、ガイド本体１２０Ａの可動範囲の中央を基準位置とするものとする。

図４（Ａ）の状態から、すなわち、可動ガイド１２０のガイド本体１２０Ａをレール1２２上で基準位置からカセット２０における縦方向、すなわち、図３において矢印Ｘ方向に移動させると、歯車１２４が回転し、その回転に伴い、ウォーム１２５も歯車１２４と同数だけ回転する。このとき、ウォーム１２５に噛合するウォームホイール１２６は、ウォーム１２５とウォームホイール１２６との歯数比に応じた回転角度θだけ回転する。

この傾斜センサ１２７の水平位置からの回転角度θは、ガイド本体１２０Ａの移動方向、すなわち、＋Ｘ方向であるか、−Ｘ方向であるかにより反時計方向、または時計方向に変化する。本実施形態では、ガイド本体１２０Ａがレール１２２上を＋Ｘ方向に移動したときに傾斜センサ１２７は反時計方向に回転し、この方向の角度の符号を＋とする。傾斜センサ１２７により検知されるウォームホイール１２６の回転角度θは、ガイド本体１２０Ａの移動量に比例し、かつ回転角度θの符号により移動方向も知ることができるので、容易に、ガイド本体１２０Ａの移動距離を算出することができる。

傾斜センサ１２７は、例えば、内蔵する複数の容量素子を含む回路素子によりブリッジが構成され、計測対象に取り付けられた状態で水平位置からの傾斜状態に応じてブリッジのバランスがくずれ、すなわち複数の容量素子の何れかに容量変化が生じ、その変化状態に応じたレベルの直流電圧が出力されるようになっている。図５は、本発明の実施形態に係る傾斜センサ１２７の入出力関係及び出力特性を示している。図５（Ａ）に示すように、傾斜センサ１２７の電源端子１３０とグランド（ＧＮＤ）端子１３１との間には一定の入力電圧Ｖinが印加され、出力端子（ＯＵＴ）１３２とグランド（ＧＮＤ）端子１３１とから出力電圧Ｖoutが出力されるようになっている。

傾斜センサ１２７の出力特性を、図５（Ｂ）に示す。図５（Ｂ）に示すように、本実施形態では、傾斜センサ１２７の検知可能な傾斜角である有効傾斜角は例えば、１２０°であり、傾斜センサ１２７の水平位置を基準にして±６０°の範囲でウォームホイール１２６の回転角度θに応じた直流電圧として出力される。図５（Ｂ）では、縦軸は、入力電圧に対する出力電圧の比率、出力電圧比（％）となっているが、直流電圧の出力そのものでも同じである。図５（Ｂ）に示す傾斜センサ１２７の出力特性は、制御部１内のメモリにテーブルとして記憶されている。

このように、傾斜センサ１２７を水平に設置した場合を基準にして±の傾斜角、すなわちウォームホイール１２６の回転角度を±方向に同じ量だけ検知するために、既述したように用紙をセットする可動ガイド１２０のガイド本体１２０Ａの可動範囲における中央位置において、傾斜センサ１２７が水平となるように設置される必要がある。

本実施形態に係る画像形成装置が、例えば、Ａ３サイズサポート機である場合において可動ガイドの可動範囲として約３００ｍｍの範囲が必要となる。本実施形態に係る画像形成装置に使用される傾斜センサ１２７の感度が０．４°、有効傾斜角が１２０°であるとすると、１２０／０．４＝３００となり、可動範囲の３００ｍｍに対して、傾斜センサ１２７の傾斜角（回転角度）が±６０°の全範囲にわたって活用できるようにウォーム１２５とウォームホイール１２６との歯数比を設計することにより、１ｍｍ刻みでの用紙サイズ検知が可能となっており、実用上、十分な精度を確保することができる。

次に、制御部１により印刷動作に先立ち、用紙サイズを検出する動作を図６のフローチャートを参照して説明する。同図において、カセット２０内に用紙が収納されていない状態にあるか否かを用紙検知センサ１２８の出力に基づいて判定する（ステップ２００）。用紙が有る場合には、用紙を取り除く旨,指示するメッセージが表示部３に表示される（ステップ２０８）。
また、カセット２０内に用紙が無い場合、または用紙が取り除かれた場合には、縦方向及び横方向のそれぞれ一対の可動ガイド１２０、１２０、１２１、１２１が基準位置にリセットされる（ステップ２０１）。

次いで、不定形用紙がセットされたか否か、すなわち、ユーザがカセット２０に不定形用紙を収納し、可動ガイド１２０、１２１により用紙端を固定したか否かを判定する（ステップ２０２）。カセット２０内に不定形用紙がセットされると、傾斜センサ１２７の出力を取り込み（ステップ２０３）、制御部１内のメモリに格納されている傾斜センサ１２７の傾斜角（ウォームホイール１２６の回転角度）θと傾斜センサ１２７の出力との関係を示すテーブルを参照し、傾斜センサ１２７の傾斜角、すなわちウォームホイール１２６の回転角度θを求める（ステップ２０４）。

ウォームホイール１２６の回転角度θと、制御部１内のメモリに格納されているウォーム１２５とウォームホイール１２６との歯数比からレール１２２に噛合する歯車１２４の回転量を求め、さらに、歯車１２４の径から、可動ガイド１２０の移動量、すなわちガイド本体１２０Ａの基準位置からの移動量を算出する（ステップ２０５）。
また、ステップ２０５では、可動ガイド１２１の基準位置からの移動量についても同様に求める。
次いで、可動ガイド１２０、１２１の移動量から用紙サイズを算出し、算出された用紙サイズを示すデータを用紙サイズ記憶部８に格納する（ステップ２０６、２０７）。

なお、図１における制御部１における用紙サイズ検出機能を実現するための用紙サイズ検出プログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより画像形成装置の用紙サイズの検出処理を行ってもよい。
なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）を備えたＷＷＷシステムも含むものとする。

また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。

また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示すブロック図。 図１に示した本発明の実施形態に係る画像形成装置における用紙サイズ検出部の構成を示す説明図。 図２における用紙サイズ検出部の可動ガイドの内部構成を示す平面図。 図２における用紙サイズ検出部の可動ガイドの内部構成を示す正面図。 本発明の実施形態に係る画像形成装置に使用する傾斜センサの入出力関係及び出力特性を示す説明図。 図１に示した画像形成装置における制御部の用紙サイズ検出動作を示すフローチャート。

符号の説明

１…制御部、２…入力部、３…表示部、４…スキャナ、５…画像メモリ、６…画像処理部、７…印刷処理部、８…用紙サイズ記憶部、９…倍率算出部、１０…原稿判別部、１１…カバー開閉センサ、１２…用紙サイズ検出部、２０…カセット、１２０、１２１…可動ガイド、１２０Ａ…ガイド本体、１２２…レール、１２３…回転軸、１２４…歯車、１２５…ウォーム、１２６…ウォームホイール、１２７…傾斜センサ、１２８…用紙検知センサ

Claims (2)

1. 入力された印刷データ、あるいは画像データに基づいて出力する画像を形成する画像形成装置において、
   用紙が収納されるカセット内に設けられ、該カセット内の縦方向及び横方向にそれぞれ、スライド可能に設けられ前記カセット内に収納された用紙端を固定する各可動ガイドと、
   前記カセット内に固定され、前記各可動ガイドをスライドさせる歯が刻設されたレールと、
   前記カセット内に用紙がセットされた際の前記可動ガイドの設定位置から前記セットされた不定形の用紙サイズを認識する制御手段と、
   を有し、
   前記各可動ガイドは、
   ガイド本体と、
   該ガイド本体に取り付けられた回転軸に固定され前記レールの歯に噛合する歯車と、
   前記回転軸に固定されたウォームと、
   前記ウォームに噛合するウォームホイールの側面に取り付けられた傾斜センサとを含んで構成され、
   前記制御手段は、前記傾斜センサの出力に基づいて前記各ガイド本体の基準位置からの移動量を求め、該移動量から前記カセットにセットされた用紙のサイズを決定することを特徴とする画像形成装置。
2. 画像形成装置に使用される用の紙サイズを検出するための用紙サイズ検出プログラムにおいて、
   用紙が収納されるカセット内に設けられ、該カセット内の縦方向及び横方向にそれぞれ、スライド可能に設けられ前記カセット内に収納された用紙端を固定する各可動ガイドを基準位置にリセットする第１のステップと、
   前記カセット内に用紙がセットされた際に、ガイド本体に取り付けられた回転軸に固定され前記レールの歯に噛合する歯車と連動し前記回転軸に固定されたウォームに噛合するウォームホイールの側面に取り付けられ前記各可動ガイドの移動量及び移動方向と相関する傾斜角を検知する傾斜センサの出力を取得する第２のステップと、
   前記傾斜センサの出力と前記各可動ガイドの移動量との関係を示すテーブルを参照し、前記取得した傾斜センサの出力から前記各可動ガイドの基準位置からの移動量を求める第３のステップと、
   前記求めた前記各可動ガイドの基準位置からの移動量から前記カセットに収納された用紙のサイズを求める第４のステップと、
   をコンピュータに実行させるための用紙サイズ検出プログラム。
   
   

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