JP2015110475A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】精度良くシート積載量の検知を行うことのできる画像形成装置を提供する。【解決手段】第１上昇速度と第１上昇速度よりも遅い第２上昇速度とに変更可能な駆動部を備え、制御部は、シート積載部に積載されたシートが駆動部により第１上昇速度で減速位置まで上昇された後に（ステップＳ２０〜Ｓ２１）、前記第２上昇速度で前記給送可能位置まで上昇される際に、前記計時部により計測された前記シート積載部の上昇開始からシートが前記減速位置に達するまでの上昇時間と、前記第１上昇速度とを用いて、前記シート積載部のシート積載量を演算する（ステップＳ２３）。【選択図】図１１

Description

本発明は、画像形成装置に関し、特にシート収納手段に収納されたシートの積載量を演算可能な画像形成装置に関する。

従来のプリンタ、複写機、ＦＡＸ等の画像形成装置においては、画像形成装置本体に着脱自在に設けられたシート収納部に収納されたシートを、ピックアップローラ等のシート給送部により送り出し、画像形成部に給送するシート給送装置を備えている。シート給送装置としては、シート収納部にシート積載部を昇降可能に設け、シートを給送する際、シート積載部を上昇させてシートをシート給送部に押し付け、この状態でシート給送部を回転させてシートを給送するものがある。

このシート給送装置では、シート積載部に積載された最上位シートの高さを、シート給送部によるシートの給送が可能な所定の高さに維持する必要がある。このため、シート収納部にはシート積載部を昇降させる昇降部が設けられ、画像形成装置本体には駆動部と、駆動部の駆動を昇降部に伝達して昇降部を駆動する駆動伝達機構が設けられている。そして、最上位シートの高さが低くなると、駆動部を駆動し、駆動部の駆動を駆動伝達機構により昇降部に伝達してシート積載部を上昇させ、最上位シートの高さをシートの給送が可能な所定の高さに維持する。

この構成のシート給送装置は、最上位シートの高さを検知するための紙面位置検知センサを備えている。そして、シート収納部が画像形成装置本体にセットされると、まず紙面位置検知センサの状態を調べ、紙面位置検知センサがＯＦＦ（非検知）であれば、シート積載部を、紙面位置検知センサがＯＮするまで上昇させるようにしている。

ところで、シート積載部の上昇開始から紙面位置検知センサがＯＮするまでの時間をカウントし、カウント値とシート積載部の上昇速度に基づいてシート積載部のシート積載量、すなわち残量を演算するようにしたものがある（特許文献１参照）。このように紙面位置検知センサがＯＮするまでの時間であるリフトアップ時間と上昇速度とからシート積載量を演算する場合、制御部は予め設定されたシート積載量を演算する演算式にしたがって積載量の演算を行う。この演算式はリフトアップ時間をｔ、積載量をＨとすると、一般的にＨ＝−ａｔ＋ｂのような一次関数によって示される。

特開２０００−２８９８６１号公報

ところで、このような一次関数によって示される演算式を用いてシートの積載量を演算する従来の画像形成装置において、リフトアップ上昇速度が一定速度の場合は、シートの積載量を精度良く演算することができる。しかしながら、リフトアップ上昇速度の関係が上昇途中で変わるような場合、積載量を一次関数で演算すると、演算のシート積載量と実際の積載量に差が生じてしまい、精度良く積載量検知を行うことができない。

そこで、本発明は、このような現状に鑑みてなされたものであり、精度良くシート積載量の検知を行うことのできる画像形成装置を提供することを目的とするものである。

本発明は、画像形成装置において、装置本体に装着可能に設けられ、シートを積載する昇降可能なシート積載部を有するシート収納部と、前記シート収納部の上方に設けられ、シートを給送するシート給送部と、前記シート積載部の上のシートが前記シート給送部により給送可能になる給送可能位置に達するまで前記シート積載部を上昇可能に構成されると共に、前記シート積載部を前記給送可能位置に向かって上昇させる際の上昇速度を、第１上昇速度と前記第１上昇速度よりも遅い第２上昇速度とに変更可能に構成された駆動部と、前記シート積載部の上昇開始から前記シート積載部に積載されたシートが前記給送可能位置に達するまでの間で、前記シート積載部の上昇速度を前記第１上昇速度から前記第２上昇速度に切り換えるための減速位置にシートが達したことを検知可能な高さ検知部と、前記シート積載部の上昇時間を測定する計時部と、前記シート積載部に積載されたシートが前記駆動部により前記第１上昇速度で前記減速位置まで上昇された後に前記第２上昇速度で前記給送可能位置まで上昇される際に、前記計時部により計測された前記シート積載部の上昇開始からシートが前記減速位置に達するまでの上昇時間と、前記第１上昇速度とを用いて、前記シート積載部のシート積載量を演算する制御部と、を備えることを特徴とする。

本発明のように、シート積載部のシート積載量を、上昇時間と第１上昇速度とを用いて演算することにより、精度良くシート積載量の検知を行うことができる。

本実施の形態に係る画像形成装置の一例であるフルカラーレーザビームプリンタの概略構成を示す図。 本実施の形態に係るフルカラーレーザビームプリンタに設けられたシート給紙装置の構成を説明する図。 本実施の形態に係るフルカラーレーザビームプリンタの給紙カセットの積載トレイを昇降させる昇降機構を説明する図。 本実施の形態に係るシート給紙装置を駆動する機構を説明する図。 本実施の形態に係るフルカラーレーザビームプリンタの制御ブロック図。 本実施の形態に係るシート給紙装置であり、（ａ）は積載トレイを上昇させていない状態、（ｂ）は積載トレイを上昇させることで減速位置検知センサがＯＮした状態、（ｃ）は積載トレイを更に上昇させることで紙面検知センサがＯＮした状態である。 本実施の形態に係るシート給紙装置に多数のシートを積載した図であり、（ａ）は積載トレイを上昇させていない状態、（ｂ）は積載トレイを上昇させることで紙面検知センサがＯＮした状態である。 従来のシート給送装置に関する図であり、（ａ）はシートの上昇時間と紙面高さとの関係、（ｂ）はリフトアップ時間とシート積載量との関係である。 本実施の形態に係るシート給紙装置におけるシートの上昇時間と紙面高さとの関係を示す図であり、（ａ）は理想的な関係、（ｂ）は実際の関係である。 本実施の形態に係るシート給紙装置に関する図であり、（ａ）はシートの上昇時間と紙面高さとの実際の関係、並びに異なるシート積載量でリフトアップ時間が同じになる例、（ｂ）はシートの上昇時間とシート積載量との関係である。 本実施の形態に係るシート給紙装置のシート積載量の演算を説明するフローチャート。

以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の一例であるフルカラーレーザビームプリンタの概略構成を示す図である。図１において、２０１はフルカラーレーザビームプリンタ（以下、プリンタという）、２０１Ａは画像形成装置本体であるプリンタ本体（装置本体）、２０１Ｂはシートに画像を形成する画像形成部である。２０２はプリンタ本体２０１Ａの上方に略水平に設置された画像読取装置であり、この画像読取装置２０２とプリンタ本体２０１Ａとの間に、シート排出用の排出空間Ｓが形成されている。

２３０は、プリンタ本体２０１Ａに装着可能に設けられ、シートＰを収納するシート収納部である給紙カセット１と、給紙カセット１からシートＰを給送するシート給送装置である。シート給送装置２３０は、シート給送部であるピックアップローラ８と、ピックアップローラ８から送り出されたシートＰを分離するためのフィードローラ９とリタードローラ１０とからなる分離部と、を備えている。

画像形成部である画像形成部２０１Ｂは、４ドラムフルカラー方式のものであり、レーザスキャナ２１０と、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の４色のトナー画像を形成する４個のプロセスカートリッジ２１１を備えている。ここで、各プロセスカートリッジ２１１は、感光体ドラム２１２、帯電部である帯電器２１３、現像部である現像器２１４を備えている。また、画像形成部２０１Ｂは、プロセスカートリッジ２１１の上方に配された中間転写ユニット２０１Ｃと、定着部２２０を備えている。なお、２１５は現像器２１４にトナーを供給するためのトナーカートリッジである。

中間転写ユニット２０１Ｃは、駆動ローラ２１６ａ及びテンションローラ２１６ｂに巻き掛けられた中間転写ベルト２１６を備えている。なお、中間転写ベルト２１６の内側には感光体ドラム２１２に対向した位置で中間転写ベルト２１６に当接する１次転写ローラ２１９が設けられている。ここで、中間転写ベルト２１６は、不図示の駆動部により駆動される駆動ローラ２１６ａにより矢印方向に回転する。

そして、１次転写ローラ２１９によって感光体ドラム上の負極性を持つ各色トナー像が順次中間転写ベルト２１６に多重転写される。中間転写ユニット２０１Ｃの駆動ローラ２１６ａと対向する位置には、中間転写ベルト上に形成されたカラー画像をシートＰに転写する２次転写ローラ２１７が設けられている。さらに、この２次転写ローラ２１７の上部に定着部２２０が配置され、この定着部２２０の左上部には第１排出ローラ対２２５ａ、第２排出ローラ対２２５ｂ及び両面反転部２０１Ｄが配置されている。この両面反転部２０１Ｄは、正逆転可能な反転ローラ対２２２及び一面に画像が形成されたシートを再度、画像形成部２０１Ｂに搬送する再搬送通路Ｒ等が設けられている。なお、図１において、２６０は、画像形成動作及びシート給送動作等を制御する制御部（演算部）である。

次に、プリンタ２０１の画像形成動作について説明する。まず、原稿の画像情報を画像読取装置２０２によって読み取ると、この画像情報は画像処理された後、電気信号に変換されて画像形成部２０１Ｂのレーザスキャナ２１０に伝送される。画像形成部２０１Ｂでは、レーザ光により、帯電器２１３によって表面が所定の極性・電位に一様に帯電されている感光体ドラム２１２の表面が順次露光される。これにより、各プロセスカートリッジ２１１の感光体ドラム上に、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの静電潜像が順次形成される。

この後、この静電潜像を各色トナーにより現像して可視化すると共に、１次転写ローラ２１９に印加した１次転写バイアスにより、各感光体ドラム上の各色トナー像を中間転写ベルト２１６に順次重ね合わせて転写する。これにより、中間転写ベルト２１６上にトナー画像が形成される。また、このトナー画像形成動作に並行してシート給送装置２３０に設けられたピックアップローラ８からシートＰが送り出される。送り出されたシートＰは、フィードローラ９とリタードローラ１０とからなる分離部により、１枚ずつ分離されてレジストレーションローラ対２４０に搬送され、レジストレーションローラ対２４０により斜行が補正される。

斜行が補正された後、シートＰは、レジストレーションローラ対２４０により２次転写部まで搬送され、２次転写部において、２次転写ローラ２１７に印加した２次転写バイアスにより、トナー像がシートＰ上に一括して転写される。次に、トナー像が転写されたシートＰは、定着部２２０に搬送され、定着部２２０において熱及び圧力を受けて各色のトナーが溶融混色し、シートＰにカラーの画像として定着される。

この後、画像が定着されたシートＰは、定着部２２０の下流に設けられた第１排出ローラ対２２５ａ及び第２排出ローラ対２２５ｂによって排出空間Ｓに排出され、排出空間Ｓの底面に突出された積載部２２３に積載される。なお、シートＰの両面に画像を形成する際は、画像が定着された後、シートＰは反転ローラ対２２２により再搬送通路Ｒに搬送され、再度、画像形成部２０１Ｂに搬送される。

図２は、本実施の形態に係るシート給送装置２３０の構成を説明する図である。図２において、１ａはプリンタ本体２０１Ａに着脱自在に設けられた給紙カセット１のカセット本体であり、２はカセット本体１ａに設けられた支持軸３を中心に上下方向に回動自在に支持されたシート積載部である積載トレイ（中板）である。４は昇降可能な積載トレイ２の下方に配置され、積載トレイ２を昇降させる回動可能なアーム板であり、アーム板４は、回動軸５がカセット本体１ａに設けられた不図示の軸受けに支持されて上下方向に回動する。

このアーム板４は、図３に示すように給紙カセット１の奥側に配置された扇ギア１３と、回動軸５を介して連結されている。ここで、給紙カセット１を、シート給送方向と直交する方向に押し込んでプリンタ本体２０１Ａに装着すると、扇ギア１３は、プリンタ本体２０１Ａに配置されたリフタギア１４と噛合する。なお、リフタギア１４は、不図示のギア列を介して伝達される駆動部である後述する図５に示す、駆動速度が可変のリフタモータＭ１の駆動により回転する。

このリフタギア１４の回転は、扇ギア１３、回動軸５を介してアーム板４に伝達されてアーム板４が上方回動し、これにより積載トレイ２が上昇する。なお、本実施の形態において、リフタモータＭ１、リフタギア１４、アーム板４、昇降ギアである扇ギア１３等により、リフタモータＭ１の駆動により積載トレイ２を上昇可能に昇降させる駆動部である昇降機構２３１が構成される。

このように積載トレイ２が上昇することにより、シートＰはピックアップローラ８に当接し、この後、後述する図５に示す給紙モータＭ２からの駆動力により、ピックアップローラ８及びフィードローラ９が回転する。これにより、シートＰはピックアップローラ８によってフィードローラ９とリタードローラ１０との圧接により形成される分離ニップ部まで給送され、この後、分離ニップ部により１枚ずつ分離され、画像形成部２０１Ｂへ搬送される。

ここで、フィードローラ９は、図４に示すように、後述する図５に示す駆動部である給紙モータＭ２により回転する回転軸であるフィードローラ軸９１に取り付けられている。また、リタードローラ１０は、リタードローラ軸１０１に不図示のトルクリミッタを介して回転自在に取り付けられている。なお、図４において、８１はピックアップローラ８を回転自在に保持すると共に、フィードローラ軸９１を支点として上下方向に回動自在に設けられた保持部であるピックアップアームである。このピックアップアーム８１は、ピックアップローラ８がシート最上面に当接した状態で回転するよう不図示の付勢部材により下方に付勢されている。

フィードローラ軸９１には、駆動ギア９２が取り付けられている。そして、給紙モータＭ２によりフィードローラ軸９１が回転すると、駆動ギア９２及びアイドラギア９３を介してピックアップローラ８に取り付けられたローラギア９４が回転し、ピックアップローラ８が回転する。リタードローラ軸１０１には不図示の駆動伝達機構によりフィードローラ軸９１の回転が伝達されるようになっている。これにより、フィードローラ軸９１が回転すると、リタードローラ軸１０１はシート搬送方向と逆方向（以下、逆送方向という）に回転する。このようにリタードローラ軸１０１が回転すると、トルクリミッタを介してリタードローラ軸１０１の回転がリタードローラ１０に伝達され、リタードローラ１０が逆送方向に回転する。

このように構成することにより、分離ニップ部１０ａに２枚以上のシートが進入したときには、トルクリミッタを介してリタードローラ軸１０１の回転がリタードローラ１０に伝達されてリタードローラ１０が逆送方向に回転する。これにより、シートの重送を防止することができる。なお、分離ニップ部１０ａに入り込むシートが１枚の場合、又はシートが入り込んでいない場合、フィードローラ９とリタードローラ１０の間の摩擦力によるトルクが、トルクリミッタのリタードローラ１０を逆送方向に回転させるトルクを上回るようになる。この場合は、トルクリミッタが空転し、これによりリタードローラ１０はシート搬送方向へフィードローラ９に連れ回って回転し、シートが搬送される。

ところで、プリンタ本体２０１Ａには、図２に示すように紙面検知センサ（シート検知センサ）７、シート有無検知センサ１１及び図５に示すカセット検知センサ（装着検知部）１８が設けられている。また、給紙カセット１には減速位置検知センサ６が設けられている。この紙面検知センサ７、シート有無検知センサ１１、減速位置検知センサ６及びカセット検知センサ１８は図５に示すように制御部２６０に接続されている。尚、紙面検知センサ７及び減速位置検知センサ６により、高さ検知部１６が構成されている。

また、制御部２６０には、計時部であるタイマ１９が接続されている。そして、制御部２６０は、紙面検知センサ７、シート有無検知センサ１１、減速位置検知センサ６、カセット検知センサ１８のＯＮ・ＯＦＦ信号、及びタイマ１９による計時情報に基づいてリフタモータＭ１、給紙モータＭ２等の駆動を制御する。なお、計時部としては、リフタモータＭ１としてパルスモータを用い、このパルスモータのパルスから時間を計時する方式であってもよい。

紙面検知センサ７は、積載トレイ２が上昇し、積載トレイ２上に積載されている最上位シートがピックアップローラ８によるシートの給送が可能な給送可能位置に到達したことを検知可能になっている。なお、紙面検知センサ７は、図４に示すようにピックアップアーム８１の一部により構成される紙面検知センサフラグ７ａと、紙面検知センサフラグ７ａによりＯＮ・ＯＦＦするフォトセンサ１５とを備えている。制御部２６０は、本実施の形態におけるシート検知センサを構成する紙面検知センサ７の検知信号（ＯＮ・ＯＦＦ信号）に基づいてシートの紙面を検知する。

そして、給紙カセット１内のシートが積載トレイ２により上昇し、最上位シートがピックアップローラ８に当接してピックアップローラ８を押し上げると、紙面検知センサフラグ７ａも押し上げられる。これにより、フォトセンサ１５の光軸が遮られる（以下、この状態をＯＦＦとする）。制御部２６０は、このフォトセンサ１５のＯＦＦによるＯＦＦ信号に基づいてリフタモータＭ１の駆動を停止して積載トレイ２の上昇量を制御し、シートの紙面高さが最適になるようにしている。このような積載トレイ２のリフトアップ動作により、最上位シートはピックアップローラ８に当接した状態で待機している。

シート有無検知センサ１１は、給紙カセット１内に積載されたシートの有無に応じた検知信号（ＯＮ・ＯＦＦ信号）を出力するものである。なお、給紙カセット１には、図２に示すように積載トレイ２が上昇すると積載トレイ２に積載されたシートの最上位シートにより押し上げられ、シート有無検知センサ１１をＯＮするシート有無検知センサフラグ１２が設けられている。

そして、積載トレイ２上にシートが積載されている場合、積載トレイ２が上昇し、最上位シートがシート有無検知センサフラグ１２を押し上げてシート有無検知センサ１１をＯＮにすると、制御部２６０は、このＯＮ信号によりシート有りを検知する。また、積載トレイ２上にシートが積載されていない場合、積載トレイ２には不図示の開口部がシート有無検知センサフラグ１２の直下に開けられているため、シート有無検知センサフラグ１２は押し上げられず、シート有無検知センサ１１はＯＦＦのままになる。そして、紙面検知センサ７が積載トレイ２を検知してＯＮ信号が出力されて積載トレイ２の上昇が停止したときに、制御部２６０は、シート有無検知センサ１１のＯＦＦ信号により積載トレイ２上にシートが無いこと、すなわち紙無しを検知する。

ところで、制御部２６０は、給紙動作に備え、紙面検知センサ７からの信号に基づいてリフタモータＭ１を制御して積載トレイ２を上昇させ、シートの紙面高さが最適な高さとなる位置（高さ方向の一定の範囲）で積載トレイ２を待機させる必要がある。しかし、積載トレイ２を停止させる際、積載トレイ２が瞬時に停止しないため、積載トレイ２にオーバーランが生じ、積載トレイ２が給紙動作に備えるための最適な高さを超えた位置で停止する場合がある。このオーバーラン量は、積載トレイ２の上昇速度（リフトアップ速度）が速くなるほど大きくなる。なお、このオーバーラン量は、積載トレイ２の上昇速度を遅くすることで低減することができるが、上昇速度を遅くすると、積載トレイ２のリフトアップに要する時間が増加する。これにより、シート給送装置２３０によるシートを送り出すまでの時間が長くなったり、プリンタ２０１がシートに画像形成するトータル時間が長くなったりする。

そこで、本実施の形態では、積載トレイ２の上昇速度をリフトアップ途中で減速する制御が採用されている。即ち、リフトアップ開始時、積載トレイ２を第１上昇速度（通常速度）であるＶ_１で上昇させる。そして、最上位シートが紙面検知センサ７に近づき、停止位置が近づいてきたタイミングで減速を行い、Ｖ_１＞Ｖ_２の関係を満たす第２上昇速度（減速速度）であるＶ_２で積載トレイ２を上昇させる。そして、このように停止位置が近づくと上昇速度を減速させることにより、積載トレイ２を素早く、かつ停止位置をオーバーランすることなく停止させることができ、シートの紙面高さを適切な高さにコントロールすることができる。

減速位置検知センサ６は、積載トレイ２の上昇速度の減速開始の位置を検知するための信号（ＯＮ・ＯＦＦ信号）を出力するものである。この積載トレイ２の上昇速度を第１上昇速度Ｖ_１から第２上昇速度Ｖ_２に減速する減速位置を検知する減速位置検知センサ６は積載トレイ２の自由端近傍の上方に配置され、不図示の光源と受光部とを備えている。光源と受光部は互いに水平方向に向き合うよう給紙カセット１の相対する側板にそれぞれ配置されている。制御部２６０は、減速位置検知センサ６からの検知信号に基づいて減速位置を検知する。即ち、減速位置検知センサ６は、積載トレイ２の上昇動作の開始位置と給送可能位置との間に設定された所定の高さに設けられ、積載トレイ２の上の最上位シートの到達に応じて検知信号を出力する。

この光源と受光部の位置は、積載トレイ２上に配置されたシートの紙面が低い場合は光源からの光が遮られることなく、光を受光部で受光できる位置となっている。そして、このように光を受光部が受光できる状態のとき、減速位置検知センサ６からはＯＦＦ信号が制御部２６０に出力される。また、積載トレイ２上に配置されたシートの紙面が高い場合、シートにより光源からの光を遮られ受光部によって受光することができない。そして、このように光を受光部が受光できない状態のとき、減速位置検知センサ６からはＯＮ信号が制御部２６０に出力される。

そして、制御部２６０は、減速位置検知センサ６からＯＦＦ信号が出力された場合には、リフタモータＭ１を制御して積載トレイ２を第１上昇速度Ｖ_１で上昇させる。そして、積載トレイ２の上昇途中で減速位置検知センサ６がＯＮになると、積載トレイ２を減速し、第２上昇速度Ｖ_２（Ｖ_１＞Ｖ_２）の速度で上昇させる。なお、本実施の形態においては、リフタモータＭ１の駆動制御方式であるＰＷＭ制御のＯＮとＯＦＦを切り替えることで、積載トレイ２を上昇させる上昇速度の加減速制御を行う。即ち、リフタモータＭ１は、制御部２６０からの制御信号に基づいて積載トレイ２の上昇速度を、後述する第１上昇速度Ｖ_１と第２上昇速度Ｖ_２との間で変更可能になっている。

図６（ａ）は、給紙カセット１内に少数枚のシートが積載された状態を表している。少数枚のシートが給紙カセット１内に積載されている場合、リフトアップ開始時点では減速位置検知センサ６はＯＦＦであるため、積載トレイ２は第１上昇速度Ｖ_１でリフトアップを開始する。この後、図６（ｂ）に示すように積載トレイ２の上昇途中で減速位置検知センサ６がＯＮすると、制御部２６０はリフタモータＭ１を減速し、積載トレイ２の上昇速度を減速し、第２上昇速度Ｖ_２でリフトアップを行う。そして、図６（ｃ）に示すように最上位シートＰ１がピックアップローラ８に当接してピックアップローラ８を押し上げ、紙面検知センサ７がＯＮした段階で、積載トレイ２のリフトアップが停止されて、給紙動作開始に備える。

図７（ａ）は、給紙カセット１内にほぼ満載のシートが積載された状態を表している。この状態の場合、給紙カセット１をプリンタ本体２１０Ａ内に挿入し、リフトアップの開始前の時点ですでに減速位置検知センサ６はＯＮになっている。このため、リフトアップを開始時から減速された第２上昇速度Ｖ_２でリフトアップを開始する。そして、図７（ｂ）に示すように最上位シートＰ１がピックアップローラ８に当接してピックアップローラ８を押し上げ、紙面検知センサ７がＯＮした段階で、リフトアップが終了し給紙動作開始に備える。即ち、制御部２６０は、カセット検知センサ１８の検知信号により給紙カセット１がプリンタ本体２１０Ａ内に装着されたことを検知したときに、減速位置検知センサ６が検知信号（ＯＮ）を出力している場合には、リフタモータＭ１を制御する。このリフタモータＭ１を制御することにより、積載トレイ２を第２上昇速度Ｖ_２で上昇させる。

ところで、本実施の形態において、制御部２６０は、計時部がカウントした積載トレイ２の上昇時のカウント値（リフトアップ時間）と、積載トレイ２の上昇速度とからシート積載量を演算するようにしている。ここで、図８（ａ）に示す従来技術のように、積載トレイ２の上昇速度が一定速度の場合、リフトアップ時間（ｔ）とシート積載量（Ｈ）との関係は、図８（ｂ）に示すようにＨ＝−ａｔ＋ｂで示されるｔを変数とする一次関数を用いて演算することができる。なお、ａ、ｂはそれぞれ一次関数における定数を示しており、ａはリフトアップ速度から、ｂは紙面検知センサ７のＯＮの高さから算出される定数である。このように、一次関数によって示される演算式を用いてシートの積載量を演算する画像形成装置において、積載トレイ２のリフトアップ速度が一定速度の場合は、シート積載量を精度良く演算することができる。

しかしながら、本実施の形態では、既述したように積載トレイ２が上昇している途中で積載トレイ２の上昇速度の減速を行うようにしている。このように、積載トレイ２のリフトアップ速度を上昇途中で変更させる場合、シート積載量を単なる一次関数で演算すると、演算で得られたシート積載量と実際のシート積載量とに差が生じてしまい、精度良くシート積載量の検知を行うことができない。ここで、積載トレイ２の上昇速度の減速を行う場合、図９（ａ）で示すように、減速位置検知センサ６がＯＮになると同時に上昇速度が第１上昇速度Ｖ_１から第２上昇速度Ｖ_２に減速されるのが理想である。しかし、実際には図９（ｂ）で示されるように、減速位置検知センサがＯＮの後、一定時間の減速を経て第１上昇速度Ｖ_１から第２上昇速度Ｖ_２に速度が変化する。

一方、図７に示すようにシートが満載状態で、積載トレイ２のリフトアップを開始する時点ですでに減速位置検知センサ６がＯＮになっている場合、上昇途中での上昇速度の減速は行わない。つまり、積載トレイ２の上昇を開始する時点で減速位置検知センサ６がＯＮになっている場合、図９（ｂ）の破線で示す第２上昇速度Ｖ_２の速度により、積載トレイ２を上昇させる。

ところで、例えば図１０（ａ）に示すように、リフトアップ開始時の紙面高さが減速位置検知センサ６よりも少し高い高さＨ_２の場合に第２上昇速度Ｖ_２の速度で積載トレイ２を上昇させた場合、リフトアップ開始から終了までに要する時間はＴ_１となる。一方、リフトアップ開始時の紙面高さが減速位置検知センサ６よりも少し低い高さＨ_１の場合も、リフトアップ開始から終了までに要する時間がＴ_１となる。つまり、リフトアップ開始時の紙面高さである積載高さＨ_１，Ｈ_２、すなわちシート積載量が減速位置検知センサ６の近傍となる高さの場合、リフトアップ開始からシートが給送可能位置に達するまでのリフトアップ時間Ｔ_１が同じになる。言い換えれば、リフトアップ時間Ｔ_１が同じでも、シート積載量が異なる場合があり、このためリフトアップ時間Ｔ_１に基づいてシート積載量を演算することはできない。

図１０（ａ）で示される関係を、縦軸にシート積載量（Ｈ）、横軸にリフトアップ時間（ｔ）をとって図示する。この場合、図１０（ｂ）の実線のようになり、シート積載量が減速位置検知センサ６のＯＮ位置よりも多いか少ないかで給送可能位置までのリフトアップ時間（ｔ）とシート積載量（Ｈ）との関係が異なる。つまり、図１０（ｂ）の実線により、積載トレイ２の上昇途中に減速するか否か、すなわち給紙カセット１の挿入時に減速位置検知センサ６がＯＮかＯＦＦかによって、リフトアップ時間（ｔ）とシート積載量（Ｈ）との関係が異なることがわかる。したがって、リフトアップ時間（ｔ）とシート積載量（Ｈ）との関係を、図８（ｂ）で示すＨ＝−ａｔ＋ｂで示されるような単純な一次関数で演算してしまうと、実際のシート積載量と演算して得られたシート積載量との差が大きくなってしまう。このため、精度良いシート積載量の演算ができない。

そこで、本実施の形態においては、制御部２６０は、２つの（複数の）シート積載量の演算式を備え、給紙カセット１の挿入時における減速位置検知センサ６のＯＮ・ＯＦＦによって２つのシート積載量の演算式のうちの一方を用いるようにしている。例えば、給紙カセット１の挿入時に減速位置検知センサ６がＯＮの場合、シート積載量（Ｈ）を、リフトアップ開始から紙面検知センサ７がＯＮするまでの時間（ｔ）を用いて、図１０（ｂ）に示すＨ＝−Ｃｔ＋Ｄで表される第１演算式により演算する。また、図１０（ｂ）の一点鎖線に示すように、給紙カセット１の挿入時に減速位置検知センサ６がＯＦＦである場合は、リフトアップ開始から紙面検知センサ７がＯＮするまでのリフトアップ時間を測定しない。この場合、リフトアップ開始から減速位置検知センサ６がＯＮするまでの時間（ｔ）を測定し、その時間（ｔ）を用いてシート積載量（Ｈ）を演算するようにしている。即ち、給紙カセット１の挿入時に減速位置検知センサ６がＯＦＦの場合、シート積載量（Ｈ）を、リフトアップ開始から減速位置検知センサ６がＯＮするまでの時間（ｔ）を用いて、図１０（ｂ）に示すＨ＝−Ａｔ＋Ｂで表される第２演算式により演算する。これにより、給紙カセット１の挿入時に減速位置検知センサ６がＯＦＦである場合に、リフトアップ速度として第１上昇速度Ｖ_１のみを一次関数により近似してシート積載量を演算できる。このため、リフトアップ速度として複数の速度を一次関数により近似してシート積載量を演算する場合に比べて、シート積載量の演算精度を向上することができる。

なお、第２演算式であるＨ＝−Ａｔ＋Ｂと第１演算式であるＨ＝−Ｃｔ＋Ｄとにおいて、Ａは減速前のリフトアップ速度である第１上昇速度Ｖ_１、Ｃは減速後のリフトアップ速度である第２上昇速度Ｖ_２である。Ｂは減速位置検知センサ６の高さ位置に基づく定数、本実施の形態においては、減速位置検知センサ６がＯＮとなる高さで決まる定数である。Ｄは紙面検知センサ７の高さ位置に基づく定数、本実施の形態においては、紙面検知センサ７がＯＮとなる高さで決まる定数である。このように、減速位置検知センサ６のＯＮ・ＯＦＦによって、第１演算式又は第２演算式によりシート積載量（Ｈ）を演算することにより、シート積載量の演算を精度良く行うことができる。

次に、このシート積載量の演算制御について、図１１に示すフローチャートを用いて説明する。まず、制御部２６０は、プリンタ２０１の電源がＯＮされると、カセット検知センサ１８のＯＮ・ＯＦＦによってプリンタ本体２０１Ａに給紙カセット１が装着されているか否かを検知する（Ｓ１０）。そして、カセット検知センサ１８がＯＮとなっている場合には（Ｓ１０のＹ）、制御部２６０はプリンタ本体２０１Ａに給紙カセット１が装着されていることを検知する。制御部２６０は、給紙カセット１が装着されていることを検知すると、積載トレイ２のリフトアップ動作（上昇動作）を開始する前に、給紙カセット１内の最上位シートが給送可能位置にあるかどうかを紙面検知センサ７により判断する（Ｓ１２）。なお、カセット検知センサ１８がＯＮしていない場合には（Ｓ１０のＮ）、制御部２６０は、給紙カセット１が無いと判断する（Ｓ１１）。そして、制御部２６０は、給紙カセット１が装着されていないことを操作部やモニター等でユーザに報知し、プリンタ本体２０１Ａに給紙カセット１が装着されるまで待つ（Ｓ１０）。

ここで、紙面検知センサ７がＯＮの場合は（Ｓ１２のＹ）、制御部２６０は、紙面が適正な高さにあると判断し、次にシート有無検知センサ１１により、給紙カセット１内のシートの有無を検知する（Ｓ１３）。シート有無検知センサ１１がＯＮの場合は（Ｓ１３のＹ）、制御部２６０は給紙カセット１内のシートは満載であると判断する（Ｓ１４）。一方、シート有無検知センサ１１がＯＦＦの場合は（Ｓ１３のＮ）、給紙カセット１内にシートが無い（紙無し）と判断する（Ｓ１５）。

紙面検知センサ７がＯＮしていない場合は（Ｓ１２のＮ）、制御部２６０は次に減速位置検知センサ６がＯＮしているかを判断する（Ｓ１６）。そして、減速位置検知センサ６がＯＮしている場合には（Ｓ１６のＹ）、制御部２６０はシート積載量を第１演算式により演算するように決定する。一方、減速位置検知センサ６がＯＦＦしている場合には（Ｓ１６のＮ）、制御部２６０はシート積載量を第２演算式により演算するように決定する。

このようにシート積載量を演算する演算式を決定した後、減速位置検知センサ６がＯＮしている場合（Ｓ１６のＹ）、制御部２６０はリフタモータＭ１を駆動して積載トレイ２を第２上昇速度Ｖ_２でリフトアップさせる（Ｓ１７）。そして、紙面検知センサ７がＯＮするのを待つ（Ｓ１８）。更に、紙面検知センサ７がＯＮすると（Ｓ１８のＹ）、言い換えれば、シートが給送可能位置に達すると、制御部２６０は、紙面検知センサ７からの検知信号に基づきシート積載量Ｈの算出処理を行う（Ｓ１９）。即ち、制御部２６０は、リフトアップ開始から、紙面検知センサ７がＯＮし、積載トレイ２の上昇が終了するまでの時間（上昇時間）ｔをタイマ１９でカウント（計時）、即ち計測する。そして、制御部２６０は、その計時時間であるカウント値（リフトアップ時間ｔ）と、第１演算式（Ｈ＝−Ｃｔ＋Ｄ）とによりシート積載量（シート残量）Ｈを演算する。

また、減速位置検知センサ６がＯＦＦしている場合には（Ｓ１６のＮ）、制御部２６０はリフタモータＭ１を駆動して第１上昇速度Ｖ_１で積載トレイ２をリフトアップさせる（Ｓ２０）。これにより、積載トレイ２が上昇し、やがて減速位置検知センサ６がシートを検知してＯＮとなる（Ｓ２１のＹ）。この後、制御部２６０は、リフタモータＭ１に第２上昇速度Ｖ_２で積載トレイ２を上昇させるように駆動させて、紙面検知センサ７がＯＮするのを待つ（Ｓ２２）。そして、紙面検知センサ７がＯＮすると（Ｓ２２のＹ）、制御部２６０はシート積載量Ｈの算出処理を行う（Ｓ２３）。ここでは、制御部２６０は、リフトアップ開始から、減速位置検知センサ６がＯＮするまでの時間ｔをカウントし、そのカウント値（計時時間）ｔと、第２演算式（Ｈ＝−Ａｔ＋Ｂ）とによりシート積載量（シート残量）Ｈを演算する。

このように、本実施の形態においては、制御部２６０は、減速位置検知センサ６がシートを検知しているときには第１演算式を用いてシート積載量を演算する。一方、制御部２６０は、減速位置検知センサ６がシートを検知していないときは第２演算式を用いてシート積載量を演算するようにしている。つまり、積載トレイ２のシート積載量を、減速位置検知センサ６又は紙面検知センサ７がシートを検知するまでの時間に基づいて演算するようにしており、これにより他にセンサを追加することなく、精度良くシート積載量の検知を行うことができる。

なお、これまでの説明においては、積載トレイ２を、シートが給送可能位置の手前まで第１上昇速度Ｖ_１で上昇させた後、減速位置検知センサ６の検知信号に基づいて第２上昇速度Ｖ_２に減速する場合について説明したが、本発明は、これに限らない。例えば、積載トレイ２を、シートが給送可能位置の手前まで複数の上昇速度で上昇させると共に、複数の減速位置検知センサを設けるようにしても良い。この場合には、３つ以上の演算式を用いてリフトアップ時間と上昇速度とからシート積載量を演算することにより、シート積載量の演算の精度を上げることが可能となる。

さらに、これまでの説明において、積載トレイ上のシートの有無をシート有無検知センサ１１からの検知信号により制御部２６０が検知する場合について説明したが、本発明は、これには限られない。例えば、シート有無検知センサ１１を有していなくても、高さ検知部１６によりシートの有無を検出するようにしてもよい。例えば、シートの積載されていない積載トレイ２が上昇した場合、積載トレイ２がピックアップローラ８を移動させて紙面検知センサ７をＯＮにしてしまう。この時、積載トレイ２は減速位置検知センサ６よりも上側に位置しているので、制御部２６０は減速位置検知センサ６がＯＦＦであることを検知する。このように、積載トレイ２の上昇動作が開始されて紙面検知センサ７がＯＮになっても減速位置検知センサ６がシートを検知しない場合には、積載トレイ２上にシートが無いことを検知できる。即ち、減速位置検知センサ６及び紙面検知センサ７によりシートの有無の検知を行うことができる。また、シート有無検知センサ１１が減速位置検知センサ６の機能を兼用してもよい。すなわち、シート有無検知センサ１１が積載トレイ２上のシートによりＯＮ信号を出力したときに、シートの最上位が減速位置に達したとして、制御部２６０がリフタモータＭ１を制御する。このリフタモータＭ１を制御することにより、第１上昇速度から第２上昇速度に積載トレイ２の上昇速度を切り換えるようにしてもよい。これらの場合には、センサの数を減らすことができてコストの低減が図れる。

さらに、これまでの説明において、制御部２６０は積載トレイ２の上昇開始時に減速位置検知センサ６のＯＮ・ＯＦＦによらず必ずシート積載量を演算する場合について説明したが、本発明は、これに限られない。例えば、制御部２６０は、積載トレイ２の上昇開始時に減速位置検知センサ６がＯＦＦである場合にのみシート積載量を演算するようにしてもよい。

１…給紙カセット（シート収納部）、２…積載トレイ（シート積載部）、６…減速位置検知センサ、７…紙面検知センサ（シート検知センサ）、８…ピックアップローラ（シート給送部）、１１…シート有無検知センサ、１６…高さ検知部、１８…カセット検知センサ（装着検知部）、１９…タイマ（計時部）、２０１…プリンタ（画像形成装置）、２０１Ａ…プリンタ本体（装置本体）、２３１…昇降機構（駆動部）、２６０…制御部、Ｍ１…リフタモータ（駆動部）、Ｐ…シート、Ｐ１…最上位シート

Claims (12)

1. 装置本体に装着可能に設けられ、シートを積載する昇降可能なシート積載部を有するシート収納部と、
   前記シート収納部の上方に設けられ、シートを給送するシート給送部と、
   前記シート積載部の上のシートが前記シート給送部により給送可能になる給送可能位置に達するまで前記シート積載部を上昇可能に構成されると共に、前記シート積載部を前記給送可能位置に向かって上昇させる際の上昇速度を、第１上昇速度と前記第１上昇速度よりも遅い第２上昇速度とに変更可能に構成された駆動部と、
   前記シート積載部の上昇開始から前記シート積載部に積載されたシートが前記給送可能位置に達するまでの間で、前記シート積載部の上昇速度を前記第１上昇速度から前記第２上昇速度に切り換えるための減速位置にシートが達したことを検知可能な高さ検知部と、
   前記シート積載部の上昇時間を測定する計時部と、
   前記シート積載部に積載されたシートが前記駆動部により前記第１上昇速度で前記減速位置まで上昇された後に前記第２上昇速度で前記給送可能位置まで上昇される際に、前記計時部により計測された前記シート積載部の上昇開始からシートが前記減速位置に達するまでの上昇時間と、前記第１上昇速度とを用いて、前記シート積載部のシート積載量を演算する制御部と、を備える、
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記高さ検知部は、前記シート積載部の上のシートが前記減速位置に達したこと及び前記給送可能位置に達したことを検知可能に構成され、
   前記制御部は、前記駆動部による前記シート積載部の上昇開始の前に、前記高さ検知部により前記シート積載部の上のシートが前記減速位置に達していることが検知され、前記第２上昇速度で前記給送可能位置まで上昇させられる場合、前記計時部により計測された前記シート積載部の上昇開始からシートが前記給送可能位置に達するまでの上昇時間と、前記第２上昇速度とを用いて、前記シート積載部のシート積載量を演算する、
   ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記制御部は、前記駆動部による前記シート積載部の上昇開始の前に、前記高さ検知部によりシートが前記減速位置に達していることが検知されない場合は、前記第１上昇速度をＡ、前記減速位置の高さ位置に基づく定数をＢ、前記シート積載部が上昇を開始してからシートが前記減速位置に達するまでの前記計時部により計測された上昇時間をｔとしたとき、−Ａｔ＋Ｂで表される演算式で前記シート積載量を演算し、
   前記駆動部による前記シート積載部の上昇開始の前に、前記高さ検知部によりシートが前記減速位置に達していることが検知された場合は、前記第２上昇速度をＣ、前記給送可能位置の高さ位置に基づく定数をＤ、前記シート積載部が上昇を開始してからシートが前記給送可能位置に達するまでの前記計時部により計測された上昇時間をｔとしたとき、−Ｃｔ＋Ｄで表される演算式で前記シート積載量を演算する、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記高さ検知部は、前記シート積載部の上のシートが前記給送可能位置に達したときに検知信号を出力するシート検知センサと、前記シート積載部に積載されたシートが前記減速位置に達したときに検知信号を出力する減速位置検知センサとを有する、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記制御部は、前記シート検知センサからの検知信号に基づいてシートが前記給送可能位置に達したことが検知された状態になったときに、前記減速位置検知センサからの検知信号に基づいてシートが前記減速位置で検知されない場合には、前記シート積載部にシートが無いと判断する、
   ことを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
6. 前記高さ検知部は、前記シート積載部に積載されたシートの有り無しに応じてＯＮ信号又はＯＦＦ信号を出力するシート有無検知センサを有し、
   前記制御部は、前記シート検知センサが前記シート積載部の上のシートが前記給送可能位置に達したときに出力するＯＮ信号と前記シート有無検知センサから出力されたＯＦＦ信号に基づいてシートが無いと判断し、前記シート有無検知センサから出力されたＯＮ信号に基づいて、シートが前記減速位置に達したことを検知する、
   ことを特徴とする請求項４又は５に記載の画像形成装置。
7. 前記駆動部は、前記制御部からの制御信号に基づいて前記シート積載部の上昇速度を前記第１上昇速度と前記第２上昇速度との間で変更する、
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記シート収納部が前記装置本体の装着されたことを検知する装着検知部を備え、
   前記装着検知部が前記シート収納部の装着を検知したときに、前記高さ検知部により前記シート積載部の上のシートが前記減速位置に達しているか否かが検知される、
   ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. シートを積載する昇降可能なシート積載部を有するシート収納部と、
   前記シート収納部の上方に設けられ、シートを給送するシート給送部と、
   前記シート積載部の上昇により、前記シート積載部の上の最上位シートの給送可能位置への到達に応じて検知信号を出力するシート検知センサと、
   前記シート積載部の上昇動作の開始位置と前記給送可能位置との間に設定された所定の高さに、前記シート積載部の上の最上位シートの到達に応じて検知信号を出力する減速位置検知センサと、
   前記シート積載部を第１上昇速度と、前記第１上昇速度よりも遅い第２上昇速度で上昇可能な駆動部と、
   前記シート積載部の上昇動作が開始されてからの時間を計時する計時部と、
   前記シート積載部の上のシートを前記減速位置検知センサが検知信号を出力するまでは前記第１上昇速度で前記シート積載部を上昇させ、前記減速位置検知センサからの検知信号の出力の後は、前記シート検知センサが検知信号を出力するまで、前記第１上昇速度よりも遅い第２上昇速度で前記シート積載部を上昇させるように前記駆動部を制御し、かつ、前記シート積載部のシート積載量を、前記シート積載部の上昇開始から前記減速位置検知センサの検知信号が出力されるまでの時間と、前記第１上昇速度とを用いて演算する制御部と、を備える、
   ことを特徴とする画像形成装置。
10. 前記制御部は、前記駆動部による前記シート積載部の上昇開始の前に前記減速位置検知センサが検知信号を出力したときには、前記シート積載部を前記第２上昇速度で上昇させ、さらに、前記シート積載部のシート積載量を、前記シート積載部の上昇開始から前記シート検知センサの検知信号が出力されるまでの時間に基づいて演算する、
    ことを特徴とする請求項９記載の画像形成装置。
11. 前記制御部は、前記シート積載量を、前記シート積載部の上昇動作が開始される前に、前記減速位置検知センサが検知信号を出力していないときは、前記第１上昇速度をＡ、前記減速位置検知センサの高さ位置に基づく定数をＢ、前記計時部による計時時間をｔとしたとき、−Ａｔ＋Ｂで表される演算式で演算し、
    前記シート積載部の上昇動作の開始前に、前記減速位置検知センサが検知信号を出力しているときは、前記第２上昇速度をＣ、前記シート検知センサの高さ位置に基づく定数をＤ、前記計時部による計時時間をｔとしたとき、−Ｃｔ＋Ｄで表される演算式で演算する、
    ことを特徴とする請求項９又は１０に記載の画像形成装置。
12. 前記制御部は、前記シート積載部の上昇動作の開始前に、前記減速位置検知センサが検知信号を出力しているときには前記シート積載部を前記第２上昇速度で上昇させ、
    前記減速位置検知センサが検知信号を出力していないときには前記シート積載部を前記第１上昇速度で上昇を開始させ、前記減速位置検知センサが検知信号を出力すると上昇速度を前記第２上昇速度に減速するよう前記駆動部を制御する、
    ことを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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