JP2013193826A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】より少ないセンサの数で、昇降板上の記録媒体の残量を正確に検出可能な画像形成装置を提供すること。
【解決手段】画像形成装置において、駆動シャフト８４に同期回転するスリット板１０２に、互いに幅の異なる複数のスリットＳ₁ 〜Ｓ_n が形成される。各スリットＳ₁ 〜Ｓ_n は、昇降板の上下方向位置Ｐ₁ 〜Ｐ_n に対応する。制御手段１０６は、センサ手段１０４を今回通過したスリットの幅を導出して、現在の昇降板の上下方向位置、つまり現在の用紙残量を特定する。この現在の用紙残量が表示手段１０８に表示される。
【選択図】図６

Description

本発明は、トナー画像が記録媒体に転写される転写領域に向けて、昇降可能なトレイ上に載置された記録媒体を送り出す供給装置を備えた画像形成装置に関する。

従来、上記の供給装置を備えた画像形成装置としては、例えば特開２００３−１６５６５０に記載のものがある。この供給装置では、記録媒体（例えば用紙）を上下方向に変位させて給紙位置に供給するためのリフト板（昇降板）に、遮光板が取り付けられている。照射光が遮断されるか否かにより検知を行う３つの検知センサは、リフト板が変位することにより遮光板が照射光を遮断できる位置に、上下方向に並べて配置される。各検知センサの検知結果の組み合わせに基づいて、リフト板の位置に対応する記録媒体の残量が検出される。

特開２００３−１６５６５０号公報

しかしながら、上記供給装置では、記録媒体の残量を正確に検出しようとすると、多くの検知センサを狭い間隔で上下方向に並べて配置する必要があった。

それゆえに、本発明の目的は、より少ないセンサの数で、昇降板上の記録媒体の残量を正確に検出可能な画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の一形態は、画像形成装置であって、カセット内に設けられ、下端位置から上端位置までの範囲内で上昇可能に構成され、記録媒体が載置される昇降板と、ピックアップローラを少なくとも有しており、印刷処理時に前記昇降板に載置された複数の記録媒体のうち最上位の記録媒体を取り出して送り出すローラ群と、
印刷処理時、帯電した像担持体に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成するプロセスユニットと、印刷処理時に、前記像担持体に形成されたトナー像を、前記ローラ群から送り出された記録媒体に転写する転写手段と、トルクによらず回転速度が一定のモータを少なくとも有しており、該モータの駆動力により前記昇降板に載置された記録媒体のうち最上位の記録媒体が前記ピックアップローラに接触するまで該昇降板を上昇させる駆動機構と、互いに異なる幅の複数のスリットが形成され、前記昇降板が下端位置から上端位置まで上昇する間に、前記昇降板の移動量に比例した移動量で可動するスリット板と、
発光素子および受光素子の間を前記スリットが通過するよう配置され、該発光素子の出射光が透光状態か遮光状態かを示す検出信号を出力するセンサ手段と、前記複数のスリットの幅のそれぞれに対応する前記昇降板の位置を記憶しており、前記モータを一定の回転速度で駆動させた際の前記センサ手段の出力検出信号から導出したスリット幅に対応する昇降板の位置を特定することにより、前記昇降板に載置されている用紙残量を導出する制御手段と、を備える。

また、本発明の他の形態は、画像形成装置であって、カセット内に設けられ、下端位置から上端位置までの範囲内で上昇可能に構成され、記録媒体が載置される昇降板と、ピックアップローラを少なくとも有しており、印刷処理時に前記昇降板に載置された複数の記録媒体のうち最上位の記録媒体を取り出して送り出すローラ群と、印刷処理時、帯電した像担持体に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成するプロセスユニットと、印刷処理時に、前記像担持体に形成されたトナー像を、前記ローラ群から送り出された記録媒体に転写する転写手段と、モータを少なくとも有しており、該モータの駆動力により前記昇降板に載置された記録媒体のうちで最上位の記録媒体が前記ピックアップローラに接触するまで前記昇降板を上昇させる駆動機構と、複数のスリットが形成され、前記昇降板が下端位置から上端位置まで上昇する間に、前記昇降板の移動量に比例した移動量で可動するスリット板と、を備えている。ここで、前記スリット板は、前記複数のスリットのうち、隣接する二つのスリット（以下、隣接スリットという）の幅の比が互いに異なるように構成される。

本発明の他の形態は、発光素子および受光素子の間を前記スリットが通過するよう配置され、該発光素子の出射光が透光状態か遮光状態かを示す検出信号を出力するセンサ手段と、前記隣接スリットの幅の比に対応する前記昇降板の位置を記憶しており、前記モータを一定の回転速度で駆動させた際の前記センサ手段の出力検出信号から導出した隣接スリットの幅から得られた隣接スリットの幅の比に対応する昇降板の位置を特定することにより、前記昇降板に載置されている用紙残量を導出する制御手段と、をさらに備える。

各形態の画像形成装置によれば、より少ないセンサの数で、昇降板上の記録媒体の残量を正確に検出可能な画像形成装置を提供することである。

一般的な画像形成装置の内部構成を示す模式図である。 （Ａ）はカセット収納時の供給装置を示す図であり、（Ｂ）はカセット引出時の供給装置を示す図である。 昇降板が下方にある場合のカセットの内部構成を示す図である。 昇降板が上方にある場合のカセットの内部構成を示す図である。 駆動シャフトの他方端およびその周辺の拡大図である。 第１実施形態に係る画像形成装置に備わる用紙残量検出手段の構成を示す模式図である。 図６に示す複数のスリットと昇降板の上下方向との対応関係を示す図である。 図６に示す用紙残量検出手段の処理手順を示すフローチャートである。 第２実施形態に係る画像形成装置に備わる用紙残量検出手段の構成を示す模式図である。 図９に示す複数のスリットと昇降板の上下方向との対応関係を示す図である。 図９に示す用紙残量検出手段の処理手順を示すフローチャートである。

（第１実施形態）
以下、図面を参照して、第１実施形態に係る画像形成装置について説明する。まず、いくつかの図面には矢印Ｘ，Ｙ，Ｚが示されている。矢印Ｘは、画像形成装置に向かって右方向を、矢印Ｙは画像形成装置の奥方向を、矢印Ｚは画像形成装置の上方向を示す。また、参照符号の後に記載されたアルファベット小文字のａ、ｂ、ｃ、ｄは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）を表す添え字である。例えば、感光体ドラム２２ａは、イエロー用の感光体ドラム２２を意味する。

（画像形成装置の概略構成）
まず、図１を参照して画像形成装置について説明する。図１において、画像形成装置は、例えば、電子写真方式を採用したＭＦＰ（Multifunction Peripheral）である。また、この画像形成装置は、例えばタンデム方式によりフルカラー画像を形成して、用紙等の記録媒体に印刷する。そのために、画像形成装置は、大略的に、プロセスユニット２０ａ〜２０ｄと、レーザ走査光学系４２と、中間転写ベルト３０と、定着手段４８と、を本体１０に備えている。

プロセスユニット２０ａ〜２０ｄは、画像形成装置に向かって左方から右方に横並びに配置されており、像担持体の典型例としての感光体ドラム２２ａ〜２２ｄを有する。感光体ドラム２２ａ〜２２ｄは、奥行き方向に延在しており、図示しないモータからの駆動力により回転する。また、この感光体ドラム２２ａ〜２２ｄの周囲には、その回転方向の上流から下流に向けて、帯電手段２４ａ〜２４ｄ、現像手段２６ａ〜２６ｄ、清掃手段２８ａ〜２８ｄなどが配置されている。

レーザ走査光学系４２は、プロセスユニット２０ａ〜２０ｄの下方に設けられ、Ｙ，Ｍ，Ｃ、Ｋ色の画像データを例えばパーソナルコンピュータから受け取る。レーザ走査光学系４２は、受信画像データで変調した光ビームＢａ〜Ｂｄを、感光体ドラム２２ａ〜２２ｄに向けて出射する。

中間転写ベルト３０は、ローラ３２およびテンションローラ３４等に掛け渡され、画像形成装置の正面から見て、矢印αで示す反時計回りに無端状に回転駆動される。また、中間転写ベルト３０を挟んで、感光体ドラム２２ａ〜２２ｄと対向する位置に、一次転写ローラ３６ａ〜３６ｄが設けられる。さらに、中間転写ベルト３０を挟んでローラ３２と対向する位置に二次転写ローラ３８が圧接される。二次転写ローラ３８と中間転写ベルト３０とは、転写手段の典型例であり、二次転写領域４０を形成する。

上記本体１０の下方には、少なくとも１段の供給装置４４が設けられる。供給装置４４は、カセット６０内に積載された用紙を１枚ずつ、該装置４４内に設けられたピックアップローラ６２、供給ローラ６４ｐおよび捌きローラ６４ｑにより取り出して、一点鎖線の矢印βで示す搬送経路（以下、搬送経路βという）に送り出す。なお、供給装置４４の詳細な構成や動作は後述されるので、ここでは簡単な説明にとどめる。

搬送経路β上には、その上流側から下流側に向かって、タイミングローラ対４６、二次転写領域４０、定着手段４８、排出／反転ローラ５０および排出トレイ５２が設けられる。

また、本体１０に向かって右側面には両面プリント用の両面搬送ユニット５４が設置されている。

（画像形成装置の概略的な動作）
次に、画像形成装置の概略的な動作を説明する。画像形成装置において、帯電手段２４ａ〜２４ｄは、回転する感光体ドラム２２ａ〜２２ｄの周面を帯電する。帯電した感光体ドラム２２ａ〜２２ｄの周面に、レーザ走査光学系４２は光ビームＢａ〜Ｂｄを照射し（露光）、これによって、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ色の静電潜像を形成する。現像手段２６ａ〜２６ｄは、静電潜像を担持する感光体ドラム２２ａ〜２２ｄにトナーを供給し（現像）、これによって、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ色のトナー画像を形成する。感光体ドラム２２ａ〜２２ｄ上のトナー画像は、一次転写ローラ３６ａ〜３６ｄへの印加電圧によって中間転写ベルト３０の同一エリアに静電的に順次転写される（一次転写）。その結果、フルカラーの合成トナー画像が中間転写ベルト３０上に形成される。この合成トナー画像は、中間転写ベルト３０に担持されつつ二次転写領域４０に向けて搬送される。

感光体ドラム２２ａ〜２２ｄの周面には、一次転写できなかったトナー（転写残トナー）が残る。この転写残トナーは、清掃手段２８ａ〜２８ｄによって掻き取られ、図示しない廃トナーボックスに回収される（クリーニング）。

また、感光体ドラム２２ａ〜２２ｄの周面に残存する静電潜像は、各色用の除電手段（図示せず）によって全面露光され消去される。

また、供給装置４４から送り出された用紙は、搬送経路β上を搬送され、回転せずに停止中のタイミングローラ対４６に突き当てられる。その後、タイミングローラ対４６は、二次転写領域４０での転写タイミングに同期するように回転を開始して、一旦停止していた用紙を二次転写領域４０に送り出す。

二次転写領域４０では、タイミングローラ対４６によって送り出された用紙に、中間転写ベルト３０上の合成トナー画像が転写される（二次転写）。二次転写済みの用紙は、二次転写ローラ３８および中間転写ベルト３０により搬送経路βの下流に送り出される。

定着手段４８は定着ローラおよび加圧ローラを備えている。これらローラで形成されるニップに、二次転写領域４０から送り出された用紙が導入される。定着ローラは、ニップを通過する用紙上のトナーを加熱すると同時に、加圧ローラは該用紙を加圧する（定着処理）。その後、定着ローラおよび加圧ローラは、定着済みの用紙を搬送経路βの下流に送り出す。

定着済みの用紙は、第二面への印刷が不要な場合、排出／反転ローラ５０を通過して、排出トレイ５２に排出される。それに対し、第二面への印刷が必要な場合、定着済みの用紙は、排出／反転ローラ５０によるスイッチバック動作により、両面搬送ユニット５４に送出される。両面搬送ユニット５４は、送られてきた用紙を搬送して、第二面への二次転写のために、タイミングローラ対４６に送り出す。以降の処理については、第一面への印刷時と同様であるため、その説明を省略する。

（供給装置について）
次に、供給装置４４について説明する。供給装置４４において、カセット６０は、該供給装置４４の左右両側に設けられたガイドレール（図示せず）上を、奥行き方向およびその逆方向にスライド可能に構成される。印刷処理時等、カセット６０は、図２（Ａ）のように供給装置４４内に収納される。用紙補充時、カセット６０は、図２（Ｂ）のようにユーザにより供給装置４４から引き出され、ユーザは用紙束γを補充する。その後、カセット６０は供給装置４４に収納される（図２（Ａ）を参照）。

図３，図４はカセット６０の内部構成を詳細に示し、図３は特に昇降板が下方にある場合を、図４は特に昇降板が上方にある場合を示している。供給装置４４は、上記カセット６０、ローラ群を構成するピックアップローラ６２、供給ローラ６４ｐおよび捌きローラ６４ｑに加え、図３，図４に示す昇降板６８および駆動機構７０を備えている。

昇降板６８は、用紙束γを積載可能で、例えば自身の右端部分がピックアップローラ６２の真下にくるよう配置される。昇降板６８は、駆動機構７０からの駆動力により、下端位置Ｐ１（図３参照）および上端位置Ｐｎ（図４参照）の間を昇降可能に構成される。

また、駆動機構７０の構成のうち、２個の前面側プーリ７２ｐ，７２ｑと、２本の前面側巻き取りプーリ７４と、２本の前面側ワイヤ７６ｐ，７６ｑと、２個の背面側プーリ７８ｐ，７８ｑと、背面側巻き取りプーリ８０と、２本の背面側ワイヤ８２ｐ，８２ｑと、駆動シャフト８４と、アイドルギア８６と、ダンパ８８と、シャフト側ジョイント９０とは、カセット６０側に取り付けられる。

プーリ７２ｐ，７２ｑはカセット６０内の前面側上端に設けられ、特に、プーリ７２ｐはカセット６０の左側に、プーリ７２ｑはカセット６０の右側に設けられる。ワイヤ７６ｐの一方端は昇降板６８の前面左側に、その他方端は巻き取りプーリ７４に固定される。ワイヤ７６ｐの途中部分はプーリ７２ｐ，７２ｑに架け渡される。ワイヤ７６ｑの他方端は昇降板６８の前面右側に、その他方端は巻き取りプーリ７４に固定される。ワイヤ７６ｑの途中部分はプーリ７２ｑに架け渡されている。巻き取りプーリ７４は、カセット６０内において右手前側に設けられる。

ここで説明の便宜上、昇降板６８は、図４に示すように、ＺＸ平面に平行な面Ｆ（以下、横中心面Ｆという）を基準として、前後方向に対称な形状を有するとする。この横中心面Ｆを基準として、プーリ７８ｐ，７８ｑはプーリ７２ｐ，７２ｑと、巻き取りプーリ８０は巻き取りプーリ７４と、ワイヤ８２ｐ，８２ｑはワイヤ７６ｐ，７６ｑと実質的に対称に配置される。

また、駆動シャフト８４の一方端（前面側の端）には巻き取りプーリ７４が固定され、その他方端近傍には巻き取りプーリ８０が固定される。駆動シャフト８４は両巻き取りプーリ７４，８０の回転中心と軸合わせされる。

図３の左側および図５には、駆動シャフト８４の他方端およびその周辺が拡大して示されている。図３，図５において、駆動シャフト８４の他方端にはシャフト側ジョイント９０が固定される。また、駆動シャフト８４において、昇降板６８の背面側の端真下にはアイドルギア８６が設けられ、該アイドルギア８６にはダンパ８８が連結される。

また、駆動機構７０の構成のうち、モータ９２は供給装置４４側に固定される。本実施形態では、モータ９２は、トルクに関わらず一定の回転速度で回転するタイプである。モータ９２の回転軸の先端には、モータ側ジョイント９４が取り付けられる。ジョイント９０には、直線的に配置された２個の凸部が設けられ、ジョイント９４には上記２個の凸部に噛み合う２個の凹部が形成されている。ジョイント９０，９４が連結されている場合、モータ９２の駆動力は駆動シャフト８４を介して巻き取りプーリ７４，８０に伝達される。

（残量検出手段について）
画像形成装置はさらに、図６に示すような残量検出手段１００を備えている。残量検出手段１００は、スリット板１０２と、センサ手段１０４と、制御手段１０６と、を含んでいる。スリット板１０２およびセンサ手段１０４は供給装置４４に備わり、制御手段１０６および表示手段１０８は一般的に本体１０に備わる。

スリット板１０２は、図６の例では円板形状を有しており、ギア１１０を介して駆動シャフト８４に連結される。スリット板１０２は、駆動シャフト８４がｍ回転（ｍは１以上の自然数）すると１回転し、昇降板６８の移動量に比例した移動量で可動する。また、昇降板６８が下端位置から上端位置（後述する「位置Ｐ₁ からＰ_n 」）まで移動する間に、最大１回転するように構成される。

上記スリット板１０２には、放射状に複数のスリットＳ₁ 〜Ｓ_n が形成される。ここで、ｎは、２以上の自然数であり、昇降板６８の位置検出精度に応じて選ばれる。高精度に検出する場合、ｎは大きく設定される。図６にはｎ＝１２の場合が示されている。

上記複数のスリットＳ₁ 〜Ｓ_n の回転方向δに沿う幅Ｗ₁ 〜Ｗ_n は互いに異なり、一意な値を有する。以下の表１には、ｎ＝１２の場合の各スリットの幅Ｗの一例が示されている。

各スリットＳ₁ 〜Ｓ_n の位置は、図７のように、互いに異なる昇降板６８の上下方向位置Ｐ₁ 〜Ｐ_n を示す。検知される昇降板位置Ｐ₁ 〜Ｐ_n が略等間隔になるように、各スリットＳはスリット板１０２に形成される。また、不図示のリミットセンサの検知によりピックアップローラ６２の下端に、昇降板６８に載置されている用紙束γの最上位の用紙が接触するようにしているので、ピックアップローラ６２の下端から上下方向位置Ｐ₁ 〜Ｐ_n までの距離は、昇降板６８上の用紙束γの厚さに相当し、上下方向位置Ｐ₁ 〜Ｐ_n は用紙残量を示すことになる。特に、上下方向位置Ｐ_n は用紙残量が殆どないことを示す。上記表１にはさらに、スリット幅Ｗ₁ 〜Ｗ_n と、上下方向位置Ｐ₁ 〜Ｐ_n との対応関係も示されている。制御手段１０６の不揮発性メモリ（図示せず）には、表１に示すような、スリット幅Ｗ₁ 〜Ｗ_n と、上下方向位置Ｐ₁ 〜Ｐ_n との対応関係を示すテーブルが少なくとも格納される。

センサ手段１０４は、発光素子および受光素子を有しており、スリット板１０２の近傍に設けられる。具体的には、発光素子は、例えば発光ダイオードやレーザダイオードであり、スリット板１０２の前面側（または奥行き側）から回転方向δに対し垂直に光を出射するように配置される。受光素子は、例えばフォトダイオードやフォトトランジスタであり、スリット板１０２を挟んで発光素子と対向するよう配置される。この受光素子は、発光素子の出射光が透光状態か遮光状態かを示す検出信号を制御手段１０６に出力する。

制御手段１０６は、例えばＣＰＵやメインメモリを含んでおり、構成各部を制御し、各種処理を行う。この動作の典型例としては、昇降板６８のリフトアップ動作、供給装置４４から本体１０への用紙供給動作、印刷動作がある。これらに加え、制御手段１０６は、センサ手段１０４の検出結果に基づき用紙残量を検出する。

また、上記用紙残量をユーザに知らせるための好ましい構成として、残量検出手段１００はさらに、表示手段１０８を含んでいる。表示手段１０８は、本体１０の上部に設けられ、用紙残量を含む各種情報を表示する。

以下、図８を参照して、用紙残量の検出処理について説明する。用紙補充のためにユーザがカセット６０を引き出すと（図２（Ｂ）参照）、ジョイント９０，９４の連結が解除されるため、昇降板６８は、下端位置Ｐ１にない場合、自重および積載された用紙束γの重さで下降し、ワイヤ７６ｐ，７６ｑ，８２ｐ，８２ｑは解放されていく。この時、ダンパ８８は、昇降板６８が急激に落下することを防止する。

用紙補充後、ユーザがカセット６０を供給装置４４に収納すると（図２（Ａ）参照）、ジョイント９０，９４は再連結される。これに応じて、制御手段１０６は、昇降板６８のリフトアップ動作を開始する。リフトアップ動作においては、モータ９２は、制御手段１０６からの駆動信号により回転を開始する。この駆動力は、駆動シャフト８４を介して、巻き取りプーリ７４，８０に伝達される。巻き取りプーリ７４はワイヤ７６ｐ，７６ｑを巻き取り、巻き取りプーリ８０はワイヤ８２ｐ，８２ｑを巻き取る。その結果、用紙束γを積載した昇降板６８は、リフトアップ動作つまり上昇を開始する（Ｓ８０１）。

スリット板１０２もまた、モータ９２の駆動力により回転を開始する。ここで、上記の通り、モータ９２はトルクに関わらず略一定の回転速度で回転するため、昇降板６８上の用紙束γの重さに関わらず、スリット板１０２の回転速度は略一定である。センサ手段１０４において、受光素子は、発光素子の出射光をスリット板１０２が透光（遮光）していることを示す検出信号を制御手段１０６に継続的に送信する。制御手段１０６は、受信検出信号が示す透光状態（または遮光時間）である時間と、スリット板１０２の回転数とを乗算して、センサ手段１０４を今回通過したスリットの幅を算出し保持する。制御手段１０６は、このスリット幅に対応する昇降板６８の上下方向位置を、上記テーブル（表１を参照）から取得し、これによって、昇降板６８の現在の上下方向位置（つまり、現在位置）を特定する（Ｓ８０２）。

リフトアップ動作中、用紙束γの一番上の用紙がピックアップローラ６２と接触すると、図示しないリミットセンサは、その接触を検出して、リフトアップ動作の停止信号（以下、第１停止信号という）を制御手段１０６に送信する。

制御手段１０６は、Ｓ８０２の次に、第１停止信号を受信したか否かを判断する（Ｓ８０３）。ＮＯと判断すると、制御手段１０６は再度Ｓ８０２を行う。それに対し、ＹＥＳと判断すると、制御手段１０６は、モータ９２に対し停止信号（以下、第２停止信号という）を与えるとともに、Ｓ８０２で特定した現在位置を、現在の用紙残量として記憶するとともに、表示手段１０８に表示させる（Ｓ８０４）。これにより、ユーザはカセット６０内の残っている用紙の量を把握することが可能となる。

制御手段１０６は印刷処理の開始を待機する。印刷処理が始まると（Ｓ８０５）、制御手段１０６は、本体１０の各構成を制御し、さらに、ピックアップローラ６２等を駆動させる。供給装置４４は、昇降板６８上の用紙束γの一番上から順番に用紙を取り出し、本体１０に供給する（Ｓ８０６）。この用紙に対しては、（画像形成装置の概略的な動作）の欄で説明したようにして、フルカラーのトナー画像が印刷される。

印刷処理の間、昇降板６８上の用紙は減っていくため、制御手段１０６は、Ｓ８０１と同様のリフトアップ動作を制御する（Ｓ８０７）。その間、上記８０２と同じ処理により、制御手段１０６は、センサ手段１０４からの検出信号より、透光状態（または遮光状態）になってから次の遮光状態（透光状態）に遷移するまでの区間を一つ検出するたびに、昇降板６８の現在位置を更新する（Ｓ８０８）。なお、１回のリフトアップ動作における昇降板６８の移動量は、１つのスリット幅を検知する移動量に満たない場合であればスリット幅を検知できないので、どのスリットＳであるかを特定することはできないが、Ｓ８０２で特定したスリットＳを基準として、それよりもＮ番目のスリットであるかは認識できるので、昇降板６８の位置を導出することができる。なお、１回のリフトアップ動作でスリット幅を検出できるようにスリット幅の刻みが細かく設定されているのであれば、Ｓ８０８の処理に限らず、Ｓ８０８ではＳ８０２と同様にして昇降板６８の現在位置を特定し更新しても構わない。

その後、制御手段１０６は、Ｓ８０３，Ｓ８０４と同様の処理を行って、現在の用紙残量を更新する（Ｓ８０９，Ｓ８１０）。以上のＳ８０７〜Ｓ８１０の処理は、Ｓ８１１で印刷処理終了と判断されるまで繰り返し実行される。

（第１実施形態の効果）
以上説明した通り、本実施形態によれば、駆動シャフト８４に同期回転するスリット板１０２に、互いに幅の異なる複数のスリットＳ₁ 〜Ｓ_n が形成される。各スリットＳ₁ 〜Ｓ_n は、昇降板６８の上下方向位置Ｐ₁ 〜Ｐ_n に対応する。制御手段１０６は、センサ手段１０４を今回通過したスリットの幅を導出して、現在の昇降板６８の上下方向位置を特定する。換言すると、制御手段１０６は、現在の用紙残量を特定する。この現在の用紙残量が表示手段１０８に表示される。このように、本実施形態では、単一のセンサ手段１０４により、スリット数に相当する段階数で用紙（記録媒体）の残量を正確に検出することができる。

また、仮に全てのスリット幅が均一の幅で形成されていた場合には、スリットの移動量を算出することにより、昇降板の相対的な位置は算出できるが、その絶対的な位置は特定できない。そのため、昇降板が基準位置に位置することを検知するセンサが別途必要となったり、十分な時間モータを駆動させて下限位置まで一度下げ、位置情報をリセットしてから、上昇させることにより位置を特定する必要があったりする。

それに対し、本実施形態に係る残量検出手段１００では、スリットＳの幅が互いに異なる値となるように構成されたスリット板１０２を用いているので、１つのスリットＳを検出することにより、直ちに、昇降板６８の絶対的な位置が特定できるという効果がある。

（付記１）
なお、第１実施形態のスリット板は、円板形状を有しており、駆動シャフト８４の回転に伴い回転する。しかし、これに限らず、矩形形状のスリット板がラック・アンド・ピニオンにより回転する駆動シャフト８４により往復運動させるようにしても構わない。この場合、複数のスリットは、往復方向に配列され、互いに異なる幅を有する。

（付記２）
また、第２実施形態では、最初のリフトアップ動作中に、スリットＳ₁ 〜Ｓ_p のうち少なくとも一つがセンサ手段１０４を通過する必要がある。また、リフトアップ時間が一番短いのは、ユーザが昇降板６８に用紙を限度いっぱいの量を積載した場合（所謂フル積載時）か、ユーザがカセット６０を抜き差しした場合である。よって、上記二つの状況で、スリットＳ₁ 〜Ｓ_p のうち少なくとも一つがセンサ手段１０４を通過するよう、スリット板１０２が形成されることが好ましい。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る画像形成装置について説明する。第２実施形態は、第１実施形態と比較すると、残量検出手段１００が残量検出手段２００に代わる点で相違する。それゆえ、第２実施形態では図１〜図５を援用する。また、第２実施形態において、第１実施形態の構成に相当するものには同一の参照符号を付け、それぞれの説明を省略する。

（残量検出手段について）
図９において、残量検出手段２００は、残量検出手段１００（図６参照）と比較すると、スリット板１０２および制御手段１０６がスリット板２０２および制御手段２０６に代わる点で相違する。それゆえ、図９において、図６の構成に相当するものには同一の参照符号を付け、それぞれの説明を省略する。

スリット板２０２には放射状に複数のスリットＬ₁ 〜Ｌ_p が形成されている点で、上記スリット板１０２と相違する。ここで、ｐは、少なくとも２以上の自然数であり、昇降板６８の位置検出精度に応じて適切に選ばれる。図９にはｐ＝１２の場合が示されている。

上記複数のスリットＬ₁ 〜Ｌ_p の回転方向δに沿う幅をＷ₁ 〜Ｗ_p とする。図９には都合上、スリットＬ₁ ，Ｌ₂ の幅としてＷ₁ ，Ｗ₂ が例示されている。本実施形態では、回転方向δに沿って隣り合う二つのスリット（隣接スリット）の幅の比（以下、隣接スリット比という）Ｗ_q ／Ｗ_(q-1) は互いに異なる。ここで、ｑは、２からｐまでの自然数である。以下の表２には、ｐ＝１２の場合の各スリットの幅Ｗ₁ 〜Ｗ_p と、隣接スリット比Ｗ_q ／Ｗ_(q-1) との具体的な数値が例示されている。

各スリットＬ₁ 〜Ｌ_p は、さらには、隣接スリット比Ｗ_q ／Ｗ_(q-1) は、図１０のように、昇降板６８の上下方向位置Ｐ₁ 〜Ｐ_n を示す。また、上下方向位置Ｐ₁ 〜Ｐ_n は、上記同様、用紙残量を示す。上記表２には、さらに、各スリットＬ₁ 〜Ｌ_p または隣接スリット比Ｗ_q ／Ｗ_(q-1) と、上下方向位置Ｐ₁ 〜Ｐ_n との対応関係も示されている。制御手段２０６の不揮発性メモリ（図示せず）には、隣接スリット比Ｗ_q ／Ｗ_(q-1) と、上下方向位置Ｐ₁ 〜Ｐ_n とを対応させたテーブルが少なくとも格納される。

制御手段２０６は、制御手段１０６と比較すると、異なる用紙残量の検出処理を実行する点で相違する。以下、図１１を参照して、制御手段２０６の用紙残量の検出処理について説明する。図１１は、図８と比較すると、ステップＳ８０２がステップＳ１１０１に代わる点で相違する。それゆえ、図１１において、図８に示すステップに相当するものには同一のステップ番号を付け、それぞれの説明を省略する。

昇降板６８のリフトアップ中、もしモータ９２がトルクに関わらず略一定の回転速度で回転する場合、スリット板２０２の回転速度は略一定となる。センサ手段１０４は、第１実施形態と同様の検出信号を制御手段１０６に継続的に送信する。制御手段１０６は、受信検出信号が示す透光状態（または遮光状態）の時間と、スリット板１０２の回転数とを乗算して、センサ手段１０４を今回通過したスリット幅Ｗ_q を算出し保持する。また、センサ手段１０４を前回通過したスリット幅Ｗ_(q-1) を保持している。これらスリット幅より、制御手段１０６は、隣接スリット比Ｗ_q ／Ｗ_(q-1) を算出し、この比に対応する昇降板６８の上下方向位置を、上記テーブル（表２を参照）から取得し、これによって、昇降板６８の現在の上下方向位置（つまり、現在位置）を特定する（Ｓ１１０１）。

このＳ１１０１の次にＳ８０３の判断が行われ、ここでＹＥＳであれば、Ｓ１１０１で特定した上下方向位置Ｐ_q が現在の用紙残量として記憶されるとともに、表示手段１０８に表示される（Ｓ８０４）。

また、印刷処理の開始後については、第１実施形態と同様にＳ８０５〜Ｓ８１１の処理が行わる。

（第２実施形態の効果）
以上説明した通り、本実施形態によれば、スリット板２０２には、回転方向δに隣り合う２スリットの幅の比が一意な値をとるように、複数のスリットＬ₁ 〜Ｌ_p が形成される。各スリットＬ₁ 〜Ｌ_p は昇降板６８の上下方向位置Ｐ₁ 〜Ｐ_n （つまり、用紙残量）を示す。制御手段２０６は、発光素子および受光素子からセンサ手段１０４からの検出信号に基づき隣接スリット比Ｗ_q ／Ｗ_(q-1) から用紙残量を特定し、表示手段１０８に表示させる。このように、本実施形態では、単一のセンサ手段２０４により、スリット数に相当する段階数で用紙（記録媒体）の残量を正確に検出することができる。

また、上述したように、仮に全てのスリット幅が均一の幅で形成されていた場合には、スリットの移動量を算出することにより、昇降板の相対的な位置は算出できるが、その絶対的な位置は特定できない。それに対し、本実施形態に係る残量検出手段２００では、隣接スリット比Ｗ_q ／Ｗ_(q-1) からが互いに異なる値となるように構成されたスリット板２０２を用いているので、１つのスリット比ＳＷ_q ／Ｗ_(q-1) を検出することにより、直ちに、昇降板６８の絶対的な位置が特定できるという効果がある。

（付記１）
上記第１実施形態では、モータ９２は、トルクに関わらず略一定の回転速度で回転するものに実質限定される。なぜなら、最初のリフトアップ動作中に昇降板６８に載置される用紙束γの量は変わるため、用紙束γの量に関わらずスリット板１０２を等速回転させる必要があるからである。

それに対し、第２実施形態では、モータ９２は、トルクに関わらず略一定の回転速度で回転するものでも良いし、制御手段１０６により一定の回転速度で回転するように制御したにもかかわらず、トルクにより回転速度が変化するものでも構わない。なぜなら、トルクによりモータ９２の回転速度が変わる場合、最初のリフトアップ動作中、用紙束γの量により昇降板６８の上昇速度も変わる。しかし、用紙束γの載置後、リフトアップ開始からピックアップローラ６２に用紙束γの上端が接触するまでの間では、昇降板６８の上昇速度は変わらない。よって、その間に、スリット幅の比を検出すれば、用紙残量を正確に検出することができる。さらには、最初のリフトアップ時に用紙残量を特定してしまえば、用紙供給に伴うリフトアップ中には、用紙束γの量が減少していったとしても、簡単に用紙の残量を検出することが可能となる。

（付記２）
また、第２実施形態では、最初のリフトアップ動作中に、スリットＬ₁ 〜Ｌ_p のうち少なくとも隣接する二つがセンサ手段２０４を通過する必要がある。また、リフトアップ時間が一番短いのは、所謂フル積載時か、カセット６０を抜き差し時である。よって、これら二つの状況で、スリットＬ₁ 〜Ｌ_p のうち少なくとも二つがセンサ手段２０４を通過するよう、スリット板２０２が形成されることが好ましい。

具体的には、フル積載時、用紙束γの上端位置からピックアップローラ６２への接触までの間に、スリットＬ₁ 〜Ｌ_p のうち少なくとも二つがセンサ手段２０４を通過するようにすればよい。

また、カセット６０の瞬間的な抜き差しの場合には、ジョイント９０，９４の連結が外れた後、再連結するまでの間に、スリットＬ₁ 〜Ｌ_p のうち少なくとも二つがセンサ手段２０４を通過するようにすればよい。より具体的には、第２実施形態におけるジョイント９０には直線状に二つの凸部が形成され、ジョイント部９４には、該二つの凸部に噛み合う二つの凹部が形成されている。この場合、ジョイント９０，９４の連結解除から再連結までの間にはジョイント９０が１８０°回転しうる。この間に、スリットＬ₁ 〜Ｌ_p のうち少なくとも二つがセンサ手段２０４を通過するようにすればよい。

（付記３）
上記第１および第２実施形態では、制御手段１０６，２０６は、センサ手段１０４からの検出信号より、透光状態（または遮光状態）になってから次の遮光状態（透光状態）まで区間を一つ検出するたびに、昇降板６８の現在位置を更新し（Ｓ８０８）、昇降板６８の現在位置を用紙残量として表示していた（Ｓ８１０）。しかし、制御手段１０６，２０６は、透光状態（または遮光状態）になってから次の遮光状態（透光状態）まで区間に供給された用紙枚数をカウントした後、（用紙枚数／昇降板６８の移動量）を用紙密度として算出することで、枚数レベルまで正確な用紙残量を特定することも可能である。

本発明に係る画像形成装置は、昇降板６８上の用紙残量を単一センサ手段で正確に特定可能であり、ＭＦＰ以外にも、カラープリンタ、コピー機または複写機等として有用である。

１０ 本体
２０ａ〜２０ｄ プロセスユニット
３０ 中間転写ベルト
３８ 二次転写ローラ
４０ 二次転写領域
４４ 供給装置
４６ タイミングローラ対
４８ 定着手段
１００，２００ 残量検出手段
１０２，２０２ スリット板
１０４ センサ手段
１０６，２０６ 制御手段
１０８ 表示手段

Claims (8)

1. カセット内に設けられ、下端位置から上端位置までの範囲内で上昇可能に構成され、記録媒体が載置される昇降板と、
   ピックアップローラを少なくとも有しており、印刷処理時に前記昇降板に載置された複数の記録媒体のうち最上位の記録媒体を取り出して送り出すローラ群と、
   印刷処理時、帯電した像担持体に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成するプロセスユニットと、
   印刷処理時に、前記像担持体に形成されたトナー像を、前記ローラ群から送り出された記録媒体に転写する転写手段と、
   トルクによらず回転速度が一定のモータを少なくとも有しており、該モータの駆動力により前記昇降板に載置された記録媒体のうち最上位の記録媒体が前記ピックアップローラに接触するまで該昇降板を上昇させる駆動機構と、
   互いに異なる幅の複数のスリットが形成され、前記昇降板が下端位置から上端位置まで上昇する間に、前記昇降板の移動量に比例した移動量で可動するスリット板と、
   発光素子および受光素子の間を前記スリットが通過するよう配置され、該発光素子の出射光が透光状態か遮光状態かを示す検出信号を出力するセンサ手段と、
   前記複数のスリットの幅のそれぞれに対応する前記昇降板の位置を記憶しており、前記モータを一定の回転速度で駆動させた際の前記センサ手段の出力検出信号から導出したスリット幅に対応する昇降板の位置を特定することにより、前記昇降板に載置されている用紙残量を導出する制御手段と、
   を備える画像形成装置。
2. 前記駆動機構は、前記モータの駆動力を伝達するために、前記モータと連結および連結の解除が可能な駆動シャフトをさらに有し、
   前記給紙カセットを前記画像形成装置本体から抜き差しすることによる前記昇降板上への記録媒体の補充時に前記モータと前記駆動シャフトとの連結が解除されて前記昇降板が自重により下降し、該補充完了後に前記モータと前記駆動シャフトとが再連結されるまで前記昇降板が上昇する間に、前記複数のスリットのうち、いずれかのスリットが前記センサ手段を通過するよう、スリット板は形成される、
   請求項１に記載の画像形成装置。
3. カセット内に設けられ、下端位置から上端位置までの範囲内で上昇可能に構成され、記録媒体が載置される昇降板と、
   ピックアップローラを少なくとも有しており、印刷処理時に前記昇降板に載置された複数の記録媒体のうち最上位の記録媒体を取り出して送り出すローラ群と、
   印刷処理時、帯電した像担持体に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成するプロセスユニットと、
   印刷処理時に、前記像担持体に形成されたトナー像を、前記ローラ群から送り出された記録媒体に転写する転写手段と、
   モータを少なくとも有しており、該モータの駆動力により前記昇降板に載置された記録媒体のうちで最上位の記録媒体が前記ピックアップローラに接触するまで前記昇降板を上昇させる駆動機構と、
   複数のスリットが形成され、前記昇降板が下端位置から上端位置まで上昇する間に、前記昇降板の移動量に比例した移動量で可動するスリット板と、
   を備え、
   前記スリット板は、前記複数のスリットのうち、隣接する二つのスリット（以下、隣接スリットという）の幅の比が互いに異なるように構成され、
   発光素子および受光素子の間を前記スリットが通過するよう配置され、該発光素子の出射光が透光状態か遮光状態かを示す検出信号を出力するセンサ手段と、
   前記隣接スリットの幅の比に対応する前記昇降板の位置を記憶しており、前記モータを一定の回転速度で駆動させた際の前記センサ手段の出力検出信号から導出した隣接スリットの幅から得られた隣接スリットの幅の比に対応する昇降板の位置を特定することにより、前記昇降板に載置されている用紙残量を導出する制御手段と、
   をさらに備える画像形成装置。
4. 前記駆動機構は、前記モータの駆動力を伝達するために、前記モータと連結および連結の解除が可能な駆動シャフトをさらに有し、
   前記給紙カセットを前記画像形成装置本体から抜き差しすることによる前記昇降板上への記録媒体の補充時に前記モータと前記駆動シャフトとの連結が解除されて前記昇降板が自重により下降し、該補充完了後に前記モータと前記駆動シャフトとが再連結されるまで前記昇降板が上昇する間に、前記複数のスリットのうち、いずれかの隣接スリットが前記センサ手段を通過するよう、スリット板は形成される、
   請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記給紙カセットを前記画像形成装置本体から抜き差しすることによる前記昇降板上への前記記録媒体の補充時に前記昇降板に記録媒体をフル積載した場合に、前記駆動手段により前記昇降板に載置された記録媒体のうちで最上位の記録媒体が前記ピックアップローラに接触するまで前記昇降板を上昇させた際に、前記複数のスリットのうち、いずれかの隣接スリットが前記センサ手段を通過するよう、スリット板は形成される、請求項３に記載の画像形成装置。
6. 前記スリット板は複数のスリットが形成された円板であり、前記昇降板が下端位置から上端位置まで上昇する間に１回転以内の回転量となるように構成されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 前記制御手段は、印刷処理時に、前記センサ手段の出力検出信号により、透光状態および遮光状態のいずれか一方からいずれか他方に遷移するたびに前記昇降板の位置を更新する、請求項１〜６のいずれかに記載の画像形成装置。
8. 前記制御手段は、印刷処理時に、前記センサ手段の出力検出信号により導出した昇降板の位置の変化量に対する、前記ローラ群により送り出された記録媒体の枚数をカウントすることにより記録媒体の密度（枚数／位置変化量）を算出し、算出した記録媒体の密度と前記特定した昇降板の位置とにより用紙残量を導出する、請求項１〜７のいずれかに記載の画像形成装置。