JP2011026124A - 給紙装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】正確に装置内の用紙残量を検出すること。
【解決手段】事前に残量検知センサ５１が用紙残量１枚のときの距離Ｈを測定する。給紙ユニット１９に用紙が収納されると、モータは給紙位置まで昇降板６１を変位させる。そして、残量検知センサ５１が用紙束Ｓの下面までの距離ｙ１を測定する。その後、用紙束Ｓから用紙が搬送されると、制御部は所定の給紙枚数ｎ毎に残量検知センサ５１に距離ｙ２を測定させる。用紙残量算出部は、用紙束Ｓの下面までの距離の変位量ｙ１−ｙ２＝Δｙを算出し、この変位量Δｙと給紙枚数ｎより用紙１枚の厚さ（ｔ＝Δｙ／ｎ）を算出する。そして用紙束Ｓの厚さ（Ｈ−ｙ２）を用紙の厚さｔで割り、用紙残量ｍを算出する（ｍ＝（（Ｈ−ｙ２）／ｔ）＋１）。
【選択図】図５

Description

本発明は、用紙束を収納して給紙する給紙装置、及びこの給紙装置を備えた画像形成装置に関する。

複写機やファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に用いられる給紙装置は、給紙装置内に貯留された用紙束から用紙を１枚ずつ繰り出すように構成されており、繰り出された用紙は、画像形成装置内の画像形成部へ給紙され、画像形成処理が施された画像が転写されるようになっている。このような給紙装置では、用紙がなくなったときにユーザに用紙切れを報知するために、給紙装置内に用紙残量を検出するためのセンサを配置している。

例えば、特許文献１には、手差し給紙部を通して給紙装置内に用紙を補給し、その時の補給枚数をカウントすることで正確な用紙残量を把握する画像形成装置について記載されている。また特許文献２には、貯留された用紙の上方に設けた測距センサによって用紙束の最上面の用紙までの距離を測定し、印刷枚数と用紙位置の変位量より１枚当たりの用紙の厚みを算出し、残量を予測する給紙装置について記載されている。

特開２０００−２８１２４３号公報 特開２００１−１１４４５２号公報

しかし、特許文献１の方法では、用紙を手差し給紙部から補給する必要があり、手間がかかるという問題があった。また特許文献２の方法の場合、複数の用紙サイズに対応した給紙装置においては最小サイズの用紙にあわせて測距センサを設ける必要があり、その場合、用紙残量の検出精度が低下するという問題があった。

図１１は、貯留された用紙束Ｓの上方に設けた測距センサ９０４で用紙残量を検出する給紙装置９００の断面図であり、図１１（ａ）は、用紙束Ｓが給紙装置９００に最大枚数収納されている状態を示す。用紙束Ｓは昇降板９０１上に載置され、ピックアップローラ９０３は用紙束Ｓの最上面の用紙を外部へ搬送する。後端カーソル９０２は用紙束Ｓの後端を揃える。測距センサ９０４は、用紙束Ｓの上方に配置され、最も小さい用紙サイズの後端の位置に合わせて配置される。そして、図１１（ｂ）に示すように、昇降板９０１は用紙が搬送されて用紙束Ｓの枚数が減少したら上昇する機構となっており、用紙束Ｓの最上面の用紙が常にピックアップローラ９０３に当接するように駆動制御がなされる。図１１（ｃ）は、給紙装置９００内に１枚の用紙Ｐがある状態を示す。

図１１（ｃ）を用いて、測距センサ９０４の検出距離の最大変位量ｙを求める。最大変位量とは、給紙装置９００に用紙束Ｓが最大枚数収納されている状態（図１１（ａ））と、給紙装置９００内に１枚の用紙Ｐがある状態（図１１（ｃ））との測距センサ９０４の測定結果の差をいう。昇降板９０１における用紙Ｐの搬送方向上流端を原点（０）とし、原点から用紙Ｐの搬送方向におけるピックアップローラ９０３の位置をＡとする。そして、原点における用紙束Ｓの上面の最大変位量をＢとする。つまり、給紙装置９００に最大枚数収納されているときの用紙束Ｓの厚さに相当する。また、原点から用紙Ｐの搬送方向における測距センサ９０４の位置をｘとし、この位置ｘにおける測距センサ９０４の測定結果の最大変位量をｙとする。

次に、三角形の相似条件を用いて、測距センサ９０４の最大変位量ｙを求めると、
Ａ：Ｂ＝（Ａ−ｘ）：ｙ
Ａｙ＝（Ａ−ｘ）×Ｂ
ｙ＝｛（Ａ−ｘ）×Ｂ｝／Ａ ・・・（１）
となり、測距センサ９０４が原点から用紙Ｐの搬送方向上流側に位置するに従って（測距センサ９０４の位置が原点から離れるのに従って）、測距センサ９０４の最大変位量ｙが小さくなる。つまり、用紙Ｐ１枚当たりの変位量も減ることになり、用紙束Ｓの残量を正確に把握できなかった。

また、図１１（ａ）のように昇降板９０１の一端側のみを持ち上げる構成ではなく、大容量給紙装置と呼ばれる昇降板全体をリフトアップし、用紙束全体を持ち上げる装置の場合、一度用紙束をリフトアップすると用紙束の上方にある測距センサと用紙束の最上面の間の距離が変わらないため、測距センサの測定結果より用紙残量を測定できないという問題がある。

本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、正確に装置内の用紙残量を検出できる給紙装置及び画像形成装置を提供することを目的とするものである。

本発明の請求項１に記載の発明は、給紙対象とされる記録媒体を収納する記録媒体収納部と、
前記記録媒体を前記記録媒体収納部から１枚ずつ繰り出して搬送する搬送部と、
前記記録媒体収納部に収納された記録媒体を載置し、当該記録媒体を前記搬送部に当接させるために、一端側を昇降させ、当該載置された記録媒体の最下面を露出させる開口部を有する昇降部と、
前記昇降部の下方に配設され、前記昇降部に載置された前記記録媒体の最下面までの第１距離と、前記搬送部によって前記記録媒体が搬送された後、前記昇降部に載置された前記記録媒体の最下面までの第２距離とを、当該昇降部の下方から前記開口部を介して測定する測定部と、
前記測定された第１距離及び第２距離を用いて、前記昇降部に載置されている前記記録媒体の枚数を算出する算出部と、
を備えた給紙装置である。

従来は、測定部は昇降部の上方であって、収納可能な用紙サイズのうち、一番小さいサイズの用紙の搬送方向上流側の一端に合わせた位置に配置されていた。そして、記録媒体の残量検出を行っていた。しかし、本発明では、記録媒体を搬送部に当接させるために、少なくとも記録媒体の一端側を持ち上げる昇降部における記録媒体の一端側に相当する位置（つまり、記録媒体の搬送方向下流端）に記録媒体の最下面を確認するための開口部を配置し、その開口部を介して測定部が昇降部の下方から記録媒体の最下面までの距離を測定する。昇降部の高さ位置は、載置されている記憶媒体の枚数に応じて変動するため、例えば、記録媒体が最大枚数収納されているときと、最大枚数より少ない枚数収納されているときの測定部の検出距離の差（変位量）を従来の検出方法に比べて大きくすることができる。検出距離の差（変位量）が大きいほど記録媒体が１枚搬送されたときの変位量も大きくなるため、記録媒体の残量算出の精度を上げることができる。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の給紙装置であって、前記昇降部に１枚の前記記録媒体が載置された状態で、当該昇降部の一端側が持ち上げられて前記搬送部に当該１枚の記録媒体を介して当接した状態のときの当該１枚の記録媒体の最下面までの距離を記憶する記憶部を更に備え、
前記第２距離とは、前記搬送部によって前記記録媒体が予め定められた枚数搬送された後に測定された距離であり、
前記算出部は、前記第１距離と前記第２距離の差を前記予め定められた枚数で割った商を前記記録媒体の１枚当たりの厚さとし、更に前記記憶部に記憶された距離と前記第２距離の差を前記記録媒体の１枚当たりの厚さで割った商に１を加えた値を前記昇降部に載置されている前記記録媒体の枚数として算出するものである。

この構成によれば、昇降部に１枚の前記記録媒体が載置された状態で、１枚の記録媒体の最下面までの位置を予め測定して記憶部に記憶させておくことにより、簡単な処理で算出部に記録媒体の残量を算出させることができる。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の給紙装置と、
前記給紙装置によって給紙された記録媒体に画像を形成する画像形成部と、
を備えた画像形成装置である。

この構成によれば、請求項１又は２と同様の効果を奏する。

また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の画像形成装置であって、前記昇降部に載置された前記記録媒体の有無を判断する判断部を更に備え、
前記画像形成装置の本体部は、前記昇降部に前記記録媒体がないときに前記開口部を通過した前記光が照射する位置に溝孔を有するものであり、前記算出部が演算した距離が前記溝孔までの距離である場合、前記判断部は前記昇降部に前記記録媒体がないと判断するものである。

この構成によれば、昇降部に記録媒体がないとき、測定部は開口部を通過して溝孔までの距離を測定することになる。つまり、演算部による演算結果が溝孔までの距離であった場合、判断部は記録媒体がないということを確実に判断することができる。

本発明によれば、記録媒体を搬送部に当接させるために、少なくとも記録媒体の一端側を持ち上げる昇降部における記録媒体の一端側に相当する位置（つまり、記録媒体の搬送方向下流端）に記録媒体の最下面を確認するための開口部を配置し、その開口部を介して測定部が昇降部の下方から記録媒体の最下面までの距離を測定する。昇降部の高さ位置は、載置されている記憶媒体の枚数に応じて変動するため、例えば、記録媒体が最大枚数収納されているときと、最大枚数より少ない枚数収納されているときの測定部の検出距離の差（変位量）を従来の検出方法に比べて大きくすることができる。検出距離の差（変位量）が大きいほど記録媒体が１枚搬送されたときの変位量も大きくなるため、記録媒体の残量算出の精度を上げることができる。

画像形成装置の内部構成を概略的に示す側面図である。 給紙ユニットの断面図である。 給紙ユニットの斜視図である。 画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。 第１の実施の形態における給紙ユニットの概略断面図である。 第１の実施の形態における用紙残量検出処理の流れを示したフローチャートである。 大容量給紙装置の斜視図である。 第１の実施の形態における大容量給紙装置の概略断面図である。 第２の実施の形態における給紙ユニットと大容量給紙装置の概略断面図である。 第２の実施の形態における用紙残量検出処理の流れを示したフローチャートである。 従来の給紙装置の概略断面図である。

〔第１の実施の形態〕
以下、本発明の給紙装置を備えた画像形成装置の第１の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係る給紙装置である給紙ユニット１９を備えた画像形成装置１の内部構成を概略的に示す側面図である。画像形成装置１は、コピー機能、プリンタ機能、スキャナ機能及びファクシミリ機能等の機能を兼ね備えた複合機であり、本体部２と、本体部２の左方に配設されたスタックトレイ３と、本体部２の上部に配設された原稿読取部４と、原稿読取部４の上方に配設された原稿給送部５とを有している。

また、画像形成装置１のフロント部には、入力操作部６が設けられている。この入力操作部６には、ユーザが印刷実行等の指示を入力するためのスタートキー７と、印刷部数等を入力するためのテンキー８と、各種複写動作等の操作ガイド情報等を表示し、これら各種設定入力用にタッチパネル機能を有する液晶ディスプレイ等からなる表示部９と、表示部９で設定された設定内容等をリセットするためのリセットキー１０と、実行中の印刷（画像形成）動作を停止させるためのストップキー１１と、コピー機能、プリンタ機能、スキャナ機能及びファクシミリ機能を切り換えるための機能切換キー１２とが備えられている。

原稿読取部４は、ＣＣＤ(Charge Coupled Device)センサやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサ等の固定配置されたイメージセンサ（不図示）及び露光ランプ（不図示）やレンズ（不図示）等からなる移動光学部を有するスキャナ部１３０と、ガラス等の透明部材により構成された原稿台１４及び原稿読取スリット１５とを備える。スキャナ部１３０の移動光学部は、図略の駆動部によって移動可能に構成され、原稿台１４に載置された原稿を読み取るときは、移動光学部は原稿台１４に対向する位置で原稿面に沿って移動され、原稿を走査しつつ画像データを取得する。また、原稿給送部５により給送された原稿を読み取るときは、移動光学部１４は原稿読取スリット１５と対向する位置に移動されて停止した状態で、原稿読取スリット１５を介して原稿給送部５による原稿の搬送動作と同期して原稿の画像を走査して、画像データを取得する。

原稿給送部５は、原稿を載置するための原稿載置部１６と、画像読み取り済みの原稿を排出するための原稿排出部１７と、原稿載置部１６に載置された原稿を１枚ずつ繰り出して原稿読取スリット１５に対向する位置へ搬送し、原稿排出部１７へ排出するための給紙ローラや搬送ローラ（図示せず）等からなる原稿搬送機構１８を備える。

また、原稿給送部５は、その前面側が上方に移動可能となるように本体部２に対して回動自在に設けられている。原稿給送部５の前面側を上方に移動させて原稿台１４上面を開放することにより、原稿台１４の上面に読み取り原稿、例えば見開き状態にされた書籍等をユーザが載置し原稿の画像を読取らせることができるようになっている。

本体部２は、複数の給紙ユニット１９と、給紙ユニット１９から用紙を１枚ずつ繰り出して画像形成部２１へ搬送するピックアップローラ２０（搬送部）と、給紙ユニット１９から搬送されてきた用紙に画像を形成する画像形成部２１とを備える。

画像形成部２１は、スキャナ部１３０で取得された画像データに基づきレーザ光等を出力して感光体ドラム２２を露光し、感光体ドラム２２の表面に静電潜像を形成する光学ユニット２３と、感光体ドラム２２の表面に形成された静電潜像をトナーによって現像することによりトナー像を形成する現像部２４と、感光体ドラム２２上に形成されたトナー像を用紙に転写する転写部２５等を有する。さらに、本体部２は、トナー像が転写された用紙を加熱してトナー像を用紙に定着させる熱ローラ２６及び加圧ローラ２７を備えた定着装置２８と、画像形成部２１内の用紙搬送路中に設けられ、用紙をスタックトレイ３又は排出トレイ２９まで搬送する搬送ローラ対３０及び３１等を備える。

また、用紙の両面に画像を形成する場合は、画像形成部２１で用紙の一方の面に画像を形成した後、この用紙を排出トレイ２９側の搬送ローラ対３０にニップされた状態とする。この状態で搬送ローラ対３０を反転させて用紙をスイッチバックさせ、用紙を用紙搬送路３２に送って画像形成部２１の上流域に再度搬送し、画像形成部２１により用紙の他方の面に画像を形成した後、用紙をスタックトレイ３又は排出トレイ２９に排出する。

次に、給紙ユニット１９について詳しく説明する。図２は、給紙ユニット１９の構成を示す断面図である。図３は、給紙ユニット１９の斜視図である。

図２及び図３に示すように、給紙ユニット１９の給紙カセット１３０Ａは、用紙収納部３５の内底面に、複数枚の用紙Ｐからなる用紙束Ｓを積載する昇降板６１（昇降部）を備えている。この昇降板６１は、その給紙方向上流端（図２中の左側端部）が、支持部３８により回動可能に支持されている。即ち、昇降板６１は、用紙収納部３５の内部において、下流端を自由端として支持部３８により垂直面内で回動可能となっている。支持部３８は、用紙Ｐの幅方向（給紙方向と直交する方向）に対向配置されてなる用紙収納部３５の両側壁部に設けられている。

給紙カセット１３０Ａ（記録媒体収納部）は、用紙収納部３５に収納される用紙Ｐの幅方向の位置決めを行う幅合わせカーソル対３４ａ及び３４ｂと、用紙Ｐの後端を揃える後端カーソル３３を備えている。幅合わせカーソル対３４ａ及び３４ｂは、図示しない案内レールに沿ってそれぞれシート幅方向（図３の矢印Ａ方向）に往復移動可能に設けられている。また、後端カーソル３３は案内レール３３ａ及び３３ｂに沿ってシート搬送方向と平行（図３の矢印Ｂ方向）に往復移動可能に設けられている。幅合わせカーソル対３４ａ及び３４ｂと後端カーソル３３を積載される用紙サイズに合わせて移動させることにより、用紙束Ｓを給紙ユニット１９内の所定位置に収納することができる。更に、給紙カセット１３０Ａは、カセットカバー４３を備え、その表面側（図３の矢印Ｃ方向から見た側）が外部に露出して画像形成装置１の外装面の一部を構成する。

昇降板６１の給紙方向下流部下方には、昇降板６１を昇降させる昇降機構として、駆動シャフト３６、押し上げ部材６２、駆動連結部材（不図示）が設けられている。また、給紙ユニット本体１３０Ｂ側には、駆動連結部材に対応する受け部材（不図示）と、この受け部材に連結する正逆転可能なモータ９５（図４参照）が設けられている。給紙カセット１３０Ａを給紙ユニット本体１３０Ｂに収納した状態では、給紙カセット１３０Ａ側の用紙収納部３５の駆動連結部材が、給紙ユニット本体１３０Ｂ側の受け部材と係合して連結する。これにより、モータの動力を、駆動シャフト３６に伝達することができる。駆動シャフト３６、押し上げ部材６２、駆動連結部材、受け部材及びモータにより、昇降板６１を給紙位置と退避位置との間で変位させる昇降機構が構成されている。

ここで、給紙位置とは、昇降板６１が上昇し、昇降板６１に載置された用紙束Ｓの上面がピックアップローラ２０に当接して給紙可能な状態となる位置である。また、退避位置とは、昇降板６１が一番下まで下降した位置である。尚、昇降板６１を昇降させる昇降機構を構成するモータとしては、例えば、ステッピングモータや、ＤＣモータ等を用いることができる。

また、給紙ユニット１９は、図２に示すように、ピックアップローラ２０の搬送方向下流側に設けられた給紙ローラ４１１と、給紙ローラ４１１の下方に設けられた捌きローラ４２１とを備えている。更に、ピックアップローラ２０及び給紙ローラ４１１の搬送方向下流側には、搬送ローラ３７が設けられている。

給紙ローラ４１１はピックアップローラ２０により取り出された用紙Ｐを搬送ローラ３７へと給紙するものである。給紙ローラ４１１は用紙Ｐを下流へ搬送できる方向に回転するのに対して、捌きローラ４２１は、それとは逆に、用紙Ｐを上流へと送り返す方向に回転する。この捌きローラ４２１により、たとえピックアップローラ２０により取り出された用紙Ｐが何枚か重なっていた場合でも、最上層の用紙Ｐ以外が搬送ローラ３７方向に給紙されるのを防止でき、最上層の用紙Ｐのみが給紙ローラ４１１により搬送ローラ３７へと搬送される。

また、昇降板６１の下方であって給紙カセット１３０Ａの底部には、用紙束Ｓの最下面までの距離を測定するための残量検知センサ５１（測定部）が配置されている。昇降板６１の残量検知センサ５１の測定箇所にあたる位置には開口部５２があり、残量検知センサ５１はこの開口部５２を介して、昇降板６１に載置された用紙束Ｓの一番下の用紙Ｐの裏面までの距離を直接測定し、測定結果を後述する制御部へ出力する。制御部はこの測定結果から用紙束Ｓの枚数を算出する。この算出方法については、後ほど詳しく説明する。

残量検知センサ５１は、開口部５２に対して予め定められた角度をもって光を照射する発光素子と、発光素子が発光した光の反射光を受光する受光素子と、受光素子が受光した反射光の到着点に基づいて発光素子が発光した光の反射位置までの距離を三角測量方式で演算する演算部を少なくとも有するものであり、所謂、三角測量方法を用いた測距センサである。

また、残量検知センサ５１は、図３に示すように、残量検知センサ５１から出射した光が押し上げ部材６２によって遮断されないように、押し上げ部材６２の矢印Ａ方向の側面より外側の何れか一方の位置に配置される。更に、昇降板６１に用紙がなくなったときに、開口部５２を通過した残量検知センサ５１の出射光がピックアップローラ２０で反射しないように、残量検知センサ５１の測定範囲にピックアップローラ２０（及びピックアップローラ２０を回転させる軸（不図示））が位置しないよう残量検知センサ５１及び開口部５２を配置する。また用紙枚数の検出精度を上げるために、開口部５２は、上記の条件を踏まえて、昇降板６１における可能な限りピックアップローラ２０に近い位置（用紙Ｐの搬送方向下流端）に配置する。残量検知センサ５１は、開口部５２の直下に配置される。

図４は、画像形成装置１の電気的構成を示すブロック図である。画像形成装置１は、制御部９１、記憶部９２、原稿読取部４、画像メモリ９３、画像処理部９４、画像形成部２１、給紙ユニット１９、入力操作部６及びネットワークＩ／Ｆ部９６を備えて構成されている。尚、図１〜４を用いて説明した構成要素と同じものには同符号を付して、説明を省略する。

記憶部９２は、画像形成装置１の備える種々の機能を実現するためのプログラムやデータ等を記憶するものであり、更に距離記憶部９２１として機能する。距離記憶部９２１は、昇降板６１の用紙残量が１枚であって、昇降板６１が最も上昇しているときの当該用紙の最下面までの距離を記憶する。画像メモリ９３は、原稿読取部４が取得した画像データやネットワークＩ／Ｆ部９６を介して外部装置から送信された画像データを一時的に記憶する。画像処理部９４は、画像メモリ９３に記憶されている画像データに対して画像補正や拡大・縮小等の画像処理を施す。

給紙ユニット１９のモータ９５は、押し上げ部材６２を変位させる（昇降板６１を昇降させる）駆動源である。ネットワークＩ／Ｆ部９６は、ＬＡＮボード等の通信モジュールから構成され、ネットワークＩ／Ｆ部９６と接続されたネットワーク（不図示）を介して外部装置と種々のデータの送受信を行う。

制御部９１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央処理装置）等によって構成され、記憶部９２に記憶されたプログラムを読み出して処理を実行し、各機能部への指示信号の出力、データ転送等を行って画像形成装置１を統括的に制御するものであり、用紙残量算出部９１１（算出部）を有する。

用紙残量算出部９１１は、残量検知センサ５１から出力された用紙束Ｓの最下面までの距離を用いて昇降板６１に載置されている用紙残量を算出する。用紙残量の算出方法の一例を、図５を用いて説明する。図５は、給紙ユニット１９の概略断面図である。まず、画像形成装置１の工場出荷前等に制御部９１が残量検知センサ５１に用紙残量１枚のときの距離Ｈを測定させる（図５（ａ））。このときの検出距離は、距離記憶部９２１に記憶される。また、この測定においては、一般的に用いられる普通紙で測定する。

そして、給紙ユニット１９から用紙が給紙できるように、モータ９５が、用紙束Ｓの上面がピックアップローラ２０に当接する位置まで昇降板６１を変位させる（図５（ｂ））。そして、制御部９１が残量検知センサ５１に用紙束Ｓの下面までの距離ｙ１を測定させる。

その後、ピックアップローラ２０が画像形成部２１への給紙を始めると、用紙束Ｓの上面が常に給紙位置にあるように、モータ９５は昇降板６１を、用紙が一枚給紙ユニット１９から給紙されるたびに、上昇させる（図５（ｃ））。

そして、制御部９１は所定の給紙枚数ｎ毎に、残量検知センサ５１に距離を測定させる。仮にｎ枚給紙された後の検出距離をｙ２とする。用紙残量算出部９１１は、用紙束Ｓの下面までの距離の変位量ｙ１−ｙ２＝Δｙを算出し、この変位量Δｙと給紙枚数ｎより用紙１枚の厚さ（ｔ＝Δｙ／ｎ）を算出する。そして用紙残量算出部９１１は、残量検知センサ５１の測定方向における用紙束Ｓの厚さ（Ｈ−ｙ２）を用紙の厚さｔで割り１を加えることで用紙残量ｍを算出する（ｍ＝（（Ｈ−ｙ２）／ｔ）＋１）。

従来は、図１１を用いて説明したように、用紙束の上部に測距センサ９０４（本実施の形態における残量検知センサ５１に相当）を配置していたため、測距センサ９０４を最も小さいサイズの用紙の搬送方向上流部に対応する位置に設置する必要があった。このため、測距センサ９０４の測定距離の最大変位量ｙが小さくなる。つまり、用紙Ｐ１枚当たりの変位量も減ることになり、用紙束Ｓの残量を正確に把握できなかった。

しかし、本実施の形態では、残量検知センサ５１を昇降板６１の下方に配置し、更に、昇降板６１における可能な限りピックアップローラ２０に近い位置（用紙Ｐの搬送方向下流端）に配置される開口部５２の位置に合わせて、残量検知センサ５１をその直下に配置することにより、用紙サイズに関係なく、変位量Δｙが大きくなる条件で用紙残量の算出が可能となり、用紙残量の検出精度を上げることができる。

尚、用紙Ｐが普通紙の厚さと異なる厚紙である場合、この厚紙が残り１枚のときの距離Ｈと普通紙が残り１枚のときの距離Ｈとでは、距離が若干異なる可能性がある。つまり、厚紙の用紙残量を求める際に普通紙で測定された距離Ｈを用いると、算出される用紙残量ｍに誤差が生じる。そこで、給紙ユニット１９に厚紙を収納する際は、印刷前に厚紙１枚を給紙ユニット１９にセットし、昇降板６１が厚紙を給紙位置まで上昇させた後、制御部９１がこのときの距離Ｈを残量検知センサ５１に測定させ、制御部９１内のワークメモリ（不図示）等に記憶する。この後、ユーザによって厚紙が複数枚セットされて印刷が開始されたら、ワークメモリに記憶された距離Ｈを用いて厚紙の用紙残量を算出する。こうすることにより、普通紙とは厚さの異なる用紙であっても用紙残量ｍを正確に求めることができる。

図６は、本実施の形態における用紙残量検出処理の流れを示したフローチャートである。給紙カセット１３０Ａに用紙が収納されて本体部２に装着されると（ステップＳ１１；ＹＥＳ）、制御部９１は、用紙束Ｓが給紙位置に来るまで昇降板６１を上昇させるようモータ９５を制御する（ステップＳ１２）。そして、用紙束Ｓが給紙位置に到達したら、制御部９１は残量検知センサ５１に用紙束Ｓの下面までの距離ｙ１を測定させる（ステップＳ１３）。

次に、給紙が開始されたら（ステップＳ１４；ＹＥＳ）、用紙残量算出部９１１は給紙枚数ｎをカウントする（ステップＳ１５）。給紙中、用紙束Ｓが常に給紙位置にあるように、制御部９１は用紙が減少した分だけ昇降板６１を上昇させる制御をモータ９５に対して行う。

給紙枚数ｎがＮ枚（Ｎは１以上の整数。例えばＮ＝１０）になると（ステップＳ１６；ＹＥＳ）、制御部９１は残量検知センサ５１に用紙束Ｓの下面までの距離ｙ２を測定させ（ステップＳ１７）、測定された距離ｙ２が距離記憶部９２１に記憶された距離Ｈより大きいか否か又は測定不能であったか否かを判別する（ステップＳ１８）。距離ｙ２が距離Ｈより大きい又は測定不能であった場合、昇降板６１には用紙Ｐがないことを示している。つまり、昇降板６１に用紙Ｐがある場合は、残量検知センサ５１を出射した光は開口部５２を通過して用紙Ｐの裏面で反射し、再び残量検知センサ５１に入射する。しかし、昇降板６１に用紙Ｐがない場合、残量検知センサ５１を出射した光は、開口部５２を通過して昇降板６１の上部付近等で反射して再び残量検知センサ５１に入射するか、又は光が別の方向に反射し、残量検知センサ５１に入射しない可能性がある。

従って、測定された距離ｙ２が距離記憶部９２１に記憶された距離Ｈより大きい、又は測定不能であった場合（ステップＳ１８；ＹＥＳ）、制御部９１は、用紙切れであると判断し（ステップＳ２４）、表示部９に用紙切れであることをユーザに知らせる旨の警告メッセージを表示させ（ステップＳ２１）、処理を終了する。

一方、距離ｙ２が距離Ｈ以下である場合（ステップＳ１８；ＮＯ）、用紙残量算出部９１１は、測定した距離ｙ１及びｙ２から距離の変位量Δｙを算出し、変位量Δｙを給紙枚数ｎ（Ｎ）で割ることによって用紙Ｐの厚さｔを算出する。更に、用紙残量算出部９１１は、予め記憶されていた用紙残量１枚のときの距離Ｈと距離ｙ２の差を厚さｔで割って１を加えることで用紙残量ｍを算出する（ステップＳ１９）。

そして、用紙残量ｍが所定枚数以下（例えば、５枚以下）である場合（ステップＳ２０；ＹＥＳ）、制御部９１は表示部９に用紙切れが間近であることをユーザに知らせる旨の警告メッセージを表示させ（ステップＳ２１）、処理を終了する。

一方、用紙残量が所定枚数より多く（ステップＳ２０；ＮＯ）、給紙が終了していない（印刷中である）場合（ステップＳ２２；ＮＯ）、制御部９１は表示部９に用紙残量を表示させる。用紙残量を表示部９に表示することによって、大量印刷をする際に、ユーザが印刷途中で用紙切れになるか否かを判断することができる。そして、制御部９１は距離ｙ２を距離ｙ１に代入し、給紙枚数ｎをリセットして（ステップＳ２３）、ステップＳ１５へ処理を移行する。給紙が終了したら（ステップＳ２２；ＹＥＳ）、制御部９１は処理を終了する。

以上、説明したように、残量検知センサ５１を昇降板６１の下方であって、更に、昇降板６１における可能な限りピックアップローラ２０に近い位置（用紙Ｐの搬送方向下流端）に配置される開口部５２の直下に配置することにより、用紙サイズに関係なく、残量検知センサ５１の測定距離の変位量Δｙが大きくなる条件で用紙残量の算出が可能となり、用紙残量の検出精度を上げることができる。

尚、本実施の形態は、本発明の目的を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、本実施の形態では、図２にて示した給紙ユニット１９を用いて説明したが、図７に示す大容量給紙装置７０にも適用可能である。

図７は、大容量給紙装置７０の一例を示す斜視図である。この大容量給紙装置７０は、上面が開口した有底の箱体７１と、この箱体７１内に装着された用紙束Ｓが載置される昇降板７２と、この昇降板７２を昇降させる昇降機構７３と、昇降板７２に載置される用紙のサイズに応じて操作される上下方向に長尺の幅合わせガイド板（奥側当止板）７４とを備えている。

昇降機構７３は、昇降板７２を昇降させるものであり、背面板７５の後面側に装着されたモータ７６と、図略の駆動力伝達部を介してモータ７６の駆動力が伝達されることにより軸心回りに回転される一対のスパイラルロッド７７とを備えて構成されている。このスパイラルロッド７７にナット部材７８が螺着された状態において、スパイラルロッド７７が軸心回りに正逆回転されることにより、各ナット部材７８及び被ガイド突片７９を介して昇降板７２が昇降される。ピックアップローラ８０は、大容量給紙装置７０が貯留する用紙束Ｓの上面に位置した用紙Ｐを繰り出し、給紙ローラ対８１が用紙Ｐを用紙搬送路へ搬送する。

図８は、大容量給紙装置７０の概略断面図であり、図８（ａ）は用紙残量が１枚のとき、図８（ｂ）は用紙束Ｓが収納されているときを示している。箱体７１の底部には残量検知センサ８２が設置される。この残量検知センサ８２は、昇降板７２に設けられた開口部８３を介して用紙Ｐ又は用紙束Ｓの下面までの距離を測定する。用紙残量の算出方法は上述した方法と同様であるため、説明を省略する。

このような大容量給紙装置７０の場合は、従来のように用紙束Ｓの上方に残量検知センサが配置されていると、用紙Ｐが大容量給紙装置７０から搬送されても残量検知センサと用紙束の上面との距離は変化しないため、残量検出ができない。そこで、箱体７１の底部に残量検知センサ８２を配置することにより、用紙残量を正確に算出することができる。更に、残量検知センサの配置位置を昇降板の一方のみを昇降させるタイプである給紙ユニット１９と同様に装置底部にすることにより、大容量給紙装置７０と給紙ユニット１９の構成部材を一部共有化することができ、コストを削減することができる。

〔第２の実施の形態〕
第１の実施の形態では、残量検知センサ５１の測定結果が距離Ｈより大きい又は測定不能であった場合は用紙切れであると判断する場合について説明した。本実施の形態では、装置本体側に溝孔を設け、用紙切れの際に、残量検知センサ５１から出射した光が開口部５２を通過してこの溝孔に照射される構成とした場合について説明する。尚、本実施の形態の画像形成装置の機械的構成及び電気的構成は、第１の実施の形態で説明した画像形成装置１と同様の構成であり、同じ構成要素には同じ符号を付して、説明を省略し、異なる部分のみ説明する。

図９（ａ）は給紙ユニット１９の概略断面図であり、図９（ｂ）は大容量給紙装置７０の概略断面図である。図９（ａ）に示すように、用紙切れの際、開口部５２を通過した残量検知センサ５１の出射光の照射位置に当たる本体部２に、残量検知センサ５１から照射される光を反射可能な溝孔８８を設ける。用紙が１枚昇降板６１に積載されている場合の距離と残量検知センサ５１と溝孔８８との間の距離の差をａとすると、溝孔８８を設けることにより、用紙Ｐがなくなったときの残量検知センサ５１の検出距離はｙ＝Ｈ＋ａとなる。つまり、用紙残量が１枚の時の残量検知センサ５１の検出距離はｙ＝Ｈであるが、用紙切れになると検出距離はｙ＝Ｈ＋ａとなり、検出距離ｙが距離ａだけ急激に増加する。従って、制御部９１は用紙切れを確実に検出することができ、用紙切れの検出精度を高めることができる。

図９（ｂ）に示す大容量給紙装置７０の場合も同様に、開口部８３を通過した残量検知センサ８２の出射光の照射位置に当たる本体部２に、残量検知センサ８２から照射される光を反射可能な溝孔８９を設けることにより、制御部９１が用紙切れを確実に検出することができる。

図１０は、本実施の形態における用紙残量検出処理の流れを示したフローチャートである。尚、本実施の形態における用紙残量検出処理のフローチャートは、図６を用いて示した第１の実施の形態における用紙残量検出処理のフローチャートのうち、ステップＳ１８を変更したものであるため、このステップについてのみ説明する。

給紙枚数ｎがＮ枚になると（ステップＳ１６；ＹＥＳ）、制御部９１は残量検知センサ５１に用紙束Ｓの下面までの距離ｙ２を測定させ（ステップＳ１７）、測定された距離ｙ２が距離Ｈと距離ａの和に等しいか否かを判別する（ステップＳ３１）。ここで、昇降板６１の上面から溝孔８８までの距離を示す距離ａは予め測定されており、距離記憶部９２１が記憶する。

測定された距離ｙ２が距離Ｈと距離ａの和に等しい場合（ステップＳ３１；ＹＥＳ）、制御部９１は、用紙切れであると判断し（ステップＳ２４）、表示部９に用紙切れであることをユーザに知らせる旨の警告メッセージを表示させ（ステップＳ２１）、処理を終了する。一方、距離ｙ２が距離Ｈと距離ａの和に等しくない場合（ステップＳ３１；ＮＯ）、用紙残量算出部９１１は、用紙残量ｍを算出する（ステップＳ１９）。

１ 画像形成装置
１９ 給紙ユニット（給紙装置）
２０，８０ ピックアップローラ（搬送部）
５１，８２ 残量検知センサ（測定部、演算部）
５２，８３ 開口部
６１，７２ 昇降板（昇降部）
６ 入力操作部
７０ 大容量給紙装置
８８，８９ 溝孔
９ 表示部
９１ 制御部（判断部）
９１１ 用紙残量算出部（算出部）
９２ 記憶部
９２１ 距離記憶部（記憶部）
９３ 画像メモリ
９４ 画像処理部
９５ モータ
９６ ネットワークＩ／Ｆ部

Claims (4)

1. 給紙対象とされる記録媒体を収納する記録媒体収納部と、
   前記記録媒体を前記記録媒体収納部から１枚ずつ繰り出して搬送する搬送部と、
   前記記録媒体収納部に収納された記録媒体を載置し、当該記録媒体を前記搬送部に当接させるために、一端側を昇降させ、当該載置された記録媒体の最下面を露出させる開口部を有する昇降部と、
   前記昇降部の下方に配設され、前記昇降部に載置された前記記録媒体の最下面までの第１距離と、前記搬送部によって前記記録媒体が搬送された後、前記昇降部に載置された前記記録媒体の最下面までの第２距離とを、当該昇降部の下方から前記開口部を介して測定する測定部と、
   前記測定された第１距離及び第２距離を用いて、前記昇降部に載置されている前記記録媒体の枚数を算出する算出部と、
   を備えた給紙装置。
2. 前記昇降部に１枚の前記記録媒体が載置された状態で、当該昇降部の一端側が持ち上げられて前記搬送部に当該１枚の記録媒体を介して当接した状態のときの当該１枚の記録媒体の最下面までの距離を記憶する記憶部を更に備え、
   前記第２距離とは、前記搬送部によって前記記録媒体が予め定められた枚数搬送された後に測定された距離であり、
   前記算出部は、前記第１距離と前記第２距離の差を前記予め定められた枚数で割った商を前記記録媒体の１枚当たりの厚さとし、更に前記記憶部に記憶された距離と前記第２距離の差を前記記録媒体の１枚当たりの厚さで割った商に１を加えた値を前記昇降部に載置されている前記記録媒体の枚数として算出するものである請求項１に記載の給紙装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の給紙装置と、
   前記給紙装置によって給紙された記録媒体に画像を形成する画像形成部と、
   を備えた画像形成装置。
4. 前記昇降部に載置された前記記録媒体の有無を判断する判断部を更に備え、
   前記画像形成装置の本体部は、前記昇降部に前記記録媒体がないときに前記開口部を通過した前記光が照射する位置に溝孔を有するものであり、前記算出部が演算した距離が前記溝孔までの距離である場合、前記判断部は前記昇降部に前記記録媒体がないと判断する
   請求項３に記載の画像形成装置。

Images