JP2016210544A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】積載部の記録材の補給時のユーザビリティを向上させること。【解決手段】記録材が積載される給紙トレイ１１１と、給紙トレイ１１１に積載された記録材を搬送路に給紙する給紙ピックアップローラ１１３と、給紙ピックアップローラ１１３が給紙トレイ１１１に積載された記録材に当接した第一の状態と、給紙ピックアップローラ１１３が給紙トレイ１１１に積載された記録材から離間した第二の状態を変更する昇降モータ１６３と、昇降モータ１６３を制御するＣＰＵ３０１と、給紙ピックアップローラ１１３により給紙トレイ１１１に積載された最終の記録材が給送中であることを検知する最終紙センサ１７２と、を備え、ＣＰＵ３０１は、最終紙センサ１７２が最終の記録材が給送中であることを検知すると（Ｓ１００６ Ｙ）、昇降モータ１６３を制御して第一の状態から第二の状態に変更する（Ｓ１００８）。【選択図】図８

Description

本発明は、画像形成装置に関し、特に、電子写真方式を利用して記録材に画像形成を行う複写機、プリンタ等の手差し給紙トレイの操作性向上のための制御に関する。

電子写真方式の画像形成装置は、給紙カセットや給紙トレイ上に載置された用紙を給紙して、画像形成を行う構成を備えている。昨今では様々な種類の用紙が流通している。そのような状況下で、給紙トレイは、給紙カセットでは対応できない坪量の用紙や、滑りやすい表面性を持つコート紙や、一般的に流通している用紙よりも長いサイズの用紙（以下、長尺紙）等に画像形成を行う場合に広く使用されている。

例えば特許文献１の画像形成装置は、画像形成終了毎に給紙トレイの底板を給紙不能な位置に下降させるモードと、画像形成終了後も給紙トレイの底板を上昇させた給紙可能な位置に保持させるモードとを有している。特許文献１の画像形成装置では、これらのモードのいずれか一方のモードを選択可能にする構成となっている。そして、画像形成中に手差し給紙装置の用紙がなくなったことを検知した場合に、底板を下降させて用紙の補給が可能となる手差し給紙装置を提案して、ユーザの操作性向上を図っている。

特開平１１−１８９３４４号公報

従来技術では、手差し給紙装置上の用紙がなくなったことを検知した時点で底板を下降させている。ところが、用紙無しが確定するまでは、底板が下降されないので、用紙の補給を行うことができない。例えば、用紙有無センサが手差し給紙装置の用紙搬送方向の最下流位置に配置されている場合には、用紙が積載された最終紙であったとしても、用紙の後端が用紙有無センサを通過するまで、用紙無しは確定されない。その結果、手差し給紙装置上の用紙無しの確定が遅れ、それに伴い、手差し給紙装置への用紙補給も遅れてしまう。更に、積載された用紙の長さが長いほど、用紙無しが確定するのに時間がかかり、より一層影響が大きくなる。用紙無しが確定すると、画像形成動作自体が停止する場合もあり、再度手差し給紙装置からの給紙を開始するように、画像形成動作を再開させるまでには時間がかかり、更なるダウンタイムが発生してしまう可能性がある。

本発明は、このような状況のもとでなされたもので、積載部の記録材の補給時のユーザビリティを向上させることを目的とする。

前述の課題を解決するために、本発明は、以下の構成を備える。

（１）記録材が積載される積載部と、前記積載部に積載された記録材を搬送路に給紙する給紙手段と、前記給紙手段が前記積載部に積載された記録材に当接した第一の状態と、前記給紙手段が前記積載部に積載された記録材から離間した第二の状態を変更する変更手段と、前記変更手段を制御する制御手段と、前記給紙手段により前記積載部に積載された最終の記録材が給送中であることを検知する第一の検知手段と、を備え、前記制御手段は、前記第一の検知手段が前記最終の記録材が給送中であることを検知すると、前記変更手段を制御して前記第一の状態から前記第二の状態に変更することを特徴とする画像形成装置。

本発明によれば、積載部の記録材の補給時のユーザビリティを向上させることができる。

実施の形態の画像形成装置本体の断面図 実施の形態の画像形成装置のブロック図 実施の形態の給紙トレイ近傍の断面図及び上面図 実施の形態の操作部の模式図 実施の形態の給紙ピックアップローラの昇降動作を説明する図 実施の形態の給紙トレイの用紙有無検知を説明する図 実施の形態の給紙トレイの最終紙検知を説明する図 実施の形態の給紙ピックアップローラの昇降制御処理を示すフローチャート 実施の形態の給紙ピックアップローラの上昇・下降処理を示すフローチャート 実施の形態の最終紙検知の効果を説明するタイミングチャート

以下、本発明を実施するための形態を、図面を参照しながら詳しく説明する。

［実施の形態］
＜画像形成システムの概略構成＞
図１は、本実施の形態の画像形成装置の断面図、図２は、本実施の形態の画像形成装置のブロック図である。図１、図２を用いて、基本的な構成を説明する。

［画像形成装置の概略構成］
図２の制御部３００は、図１の画像形成装置のシステム制御を行っており、ＣＰＵ３０１、ＲＯＭ３０２、ＲＡＭ３０３とタイマ２９１を有している。制御手段であるＣＰＵ３０１は画像形成装置のシステム制御を行うＣＰＵである。ＣＰＵ３０１には、制御プログラムが書き込まれたＲＯＭ３０２と、制御に用いる変数や図１のイメージセンサ２３３によって読み取られた画像データを保存するＲＡＭ３０３が、アドレスバスとデータバスにより接続されている。また、時間を計測することが可能なタイマ２９１がＣＰＵ３０１に接続されており、ＣＰＵ３０１はタイマ２９１のタイムカウント値の設定やタイマ計測値の取得を行う。ＣＰＵ３０１は、原稿給送装置制御部４８０を介して、原稿搬送ローラ１１２の駆動や、原稿有無センサ１５１による原稿有無検知などを行う。また、ＣＰＵ３０１は、イメージリーダ制御部２８０を介して、原稿圧板の開閉動作の検知や原稿圧板ガラス板５５上の原稿画像、原稿給送装置制御部４８０によって給送された原稿画像をイメージセンサ２３３により読み取る。イメージセンサ２３３は、読み取った原稿画像の情報を、アナログ画像信号としてＣＰＵ３０１に出力する。ＣＰＵ３０１は、イメージセンサ２３３から入力されたアナログ画像信号を、画像信号制御部２８１に転送する。

画像信号制御部２８１は、コピー動作時は、イメージセンサ２３３からのアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換した後に各種処理を施し、各種処理を施したデジタル画像信号をビデオ信号に変換してプリンタ制御部２８５に出力する。ここで、コピー動作は、原稿をイメージセンサ２３３により読み取って、読み取ったデータに基づきプリント動作を行う動作である。また、画像信号制御部２８１は、外部からの指示によるプリント動作時は、まず、コンピュータ２８３から外部Ｉ／Ｆ（インタフェース）２８２を介して入力されたデジタル画像信号に各種処理を施す。そして、画像信号制御部２８１は、各種処理を施したデジタル画像信号をビデオ信号に変換してプリンタ制御部２８５に出力する。

プリンタ制御部２８５は、ＣＰＵ３０１からの指示に基づいて、画像形成部２７１へ画像形成を指示する。画像形成部２７１は、入力されたビデオ信号に基づき画像形成ユニット１２０を駆動する。また、プリンタ制御部２８５は、ＣＰＵ３０１からの指示に基づいて、紙搬送部２７０へ記録材である用紙の給紙、搬送制御を行う。具体的には、プリンタ制御部２８５は、第一の検知手段である用紙有無センサ１１５によって、図１の積載部である給紙トレイ１１１上の用紙の有無を検知する。プリンタ制御部２８５は、用紙有無センサ１１５によって給紙トレイ１１１上に用紙があることを検知したら、昇降モータ１６３を駆動源として、給紙ピックアップローラ１１３の下降動作を行う。その後、搬送モータ１６４を駆動源として、給紙ピックアップローラ１１３や給紙ローラ１１４の回転駆動を行い、用紙を搬送路に給紙する。第二の検知手段である最終紙センサ１７２の詳細については後述する。

操作部３３０は、画像形成を行うカラーモードの選択や、画像形成装置の状態表示、コピースタート等の指示を行うために用いられる。また、ＣＰＵ３０１が給紙トレイ１１１に用紙が載置されたことを検知すると、操作部３３０には、用紙サイズ選択画面が表示される。操作部３３０の用紙サイズ選択画面を用いて選択されたモードの設定値は、ＣＰＵ３０１に送信され、ＣＰＵ３０１は受信したモードの設定値をＲＡＭ３０３に格納する。

［画像形成装置の基本画像形成動作］
次に図１及び図２を用いて、基本的な画像形成動作について説明する。ＣＰＵ３０１は、用紙有無センサ１１５によって給紙トレイ１１１へ用紙が載置されたことを検知すると、操作部３３０に用紙サイズ選択画面を表示させる。ユーザによって用紙サイズが選択、確定されると、ＣＰＵ３０１は、給紙ピックアップローラ１１３の下降動作によって、給紙ピックアップローラ１１３の位置を、「給紙ピックアップローラ当接位置」に移動させる。ここで、「給紙ピックアップローラ当接位置」とは、給紙ピックアップローラ１１３が、給紙トレイ１１１上に載置された用紙に当接して用紙を給紙できる位置をいう。給紙ピックアップローラ１１３は、給紙トレイ１１１に積載された用紙に当接した第一の状態となる。

一方で、ＣＰＵ３０１は、操作部３３０等から入力されたカラーモードや置数等のプリント設定指示や、原稿給送装置制御部４８０やイメージリーダ制御部２８０を介して原稿圧板の開閉や原稿載置を検知すると、プリント準備動作を行う。ＣＰＵ３０１は、プリント準備動作では、定着器１７０の温度制御を開始する。また、ＣＰＵ３０１は、給紙トレイ１１１上の用紙サイズが確定しており、かつ、給紙ピックアップローラ１１３の位置が「給紙ピックアップローラ当接位置」にない場合は、給紙ピックアップローラ１１３を「給紙ピックアップローラ当接位置」へ移動させる。給紙ピックアップローラ１１３の昇降動作、及びプリント準備動作の詳細に関しては後述する。

次に、ＣＰＵ３０１は、操作部３３０等からプリント動作開始の指示を受信すると、原稿給送装置制御部４８０を介して原稿の画像の読み取り動作を開始する。ＣＰＵ３０１は、原稿搬送ローラ１１２を駆動し、原稿台１５２から原稿用紙をプラテンガラス上に搬送すると共に、プラテンガラスへ不図示のランプの光で照射を行う。原稿からの反射光は、ミラーを介してイメージセンサ２３３に導かれるように構成されており、イメージセンサ２３３により読み取られた原稿の画像データは、画像信号制御部２８１へ出力される。原稿読取は、原稿圧板ガラス板５５上の原稿読取が完了するまで、又は原稿有無センサ１５１によって検知された最終原稿の画像の読み取りが完了するまで継続される。

一方で、ＣＰＵ３０１は、画像形成部２７１を介して画像形成ユニット１２０を制御し、ＲＡＭ３０３へ保存された画像データの画像形成動作を開始する。画像形成ユニット１２０は、詳細には、イエロー用の画像形成ユニット１２０ｙ、マゼンタ用の画像形成ユニット１２０ｍ、シアン用の画像形成ユニット１２０ｃ、ブラック用の画像形成ユニットｋである。以降、色を表す添え字ｙ、ｍ、ｃ、ｋは、必要な場合を除き省略する。画像形成ユニット１２０は、感光ドラム１０１、現像器１０４、帯電ローラ１０２、感光ドラムクリーナー１０７などによって構成されている。画像形成ユニット１２０では、図中矢印方向（時計回り方向）に回転する感光ドラム１０１表面が帯電ローラ１０２によって帯電された後、レーザースキャナユニット１０３から照射されたレーザ光により、感光ドラム１０１上に潜像が形成される。そして、感光ドラム１０１上に形成された潜像は、現像器１０４内のトナーにより感光ドラム１０１上で現像される。その後、感光ドラム１０１上に現像されたトナー像は、一次転写電圧が印加された一次転写ローラ１０５によって、図中矢印方向（反時計回り方向）に回転する中間転写ベルト１３０へ順次重畳して転写され、フルカラーのトナー像が形成される。中間転写ベルト１３０へ転写されたフルカラーのトナー像は、中間転写ベルト１３０の回転によって二次転写部１１８へ移動される。

また、ＣＰＵ３０１は、二次転写部１１８にトナー像が到着するタイミングに間に合うように、紙搬送部２７０を介して搬送モータ１６４を駆動させる。給紙ピックアップローラ１１３や給紙ローラ１１４、レジストレーションローラ１１６、排紙ローラ１３９は、駆動源である搬送モータ１６４によって駆動される。これにより、給紙ピックアップローラ１１３が回転駆動し、給紙トレイ１１１から用紙が１枚ずつ給紙搬送される。以上のようにして、二次転写部１１８において二次転写電圧が印加されることで、搬送されてきた用紙にトナー像が転写される。

二次転写部１１８においてトナー像が転写された用紙は、定着器１７０へ搬送される。定着器１７０では、用紙上の未定着のトナー像が加熱、加圧されることにより用紙に定着される。その後、ＣＰＵ３０１は、紙搬送部２７０によって制御された排紙ローラ１３９により、用紙を排紙トレイ１３２に排紙する。ＣＰＵ３０１は、プリント動作が完了した後、次の動作を行う。即ち、ＣＰＵ３０１は、給紙ピックアップローラ１１３を、給紙トレイ１１１上の用紙と接している「給紙ピックアップローラ当接位置」から、用紙の上方へ退避する「給紙ピックアップローラ離間位置」へ移動させる。給紙ピックアップローラ１１３は、給紙トレイ１１１に積載された用紙から離間した第二の状態となる。以降、「給紙ピックアップローラ当接位置」を単に当接位置、「給紙ピックアップローラ離間位置」を単に離間位置とする。なお、上述した画像形成動作は一例であり、本発明は上述した構成に限定されるものではない。

＜給紙ピックアップローラ１１３昇降動作の説明＞
次に、本実施の形態の給紙ピックアップローラ１１３の昇降機構について説明する。

［給紙トレイ１１１の説明］
まず、図３を用いて本実施の形態の給紙トレイ１１１上の用紙検知構成について説明する。図３（ａ）は、給紙トレイ１１１近傍の断面図である。給紙トレイ１１１の給紙ローラ１１４が設置されている側の端部には、用紙有無フラグ４１１が配置されている。用紙有無フラグ４１１は、例えば、本実施の形態では、用紙Ｐの搬送方向に直交する方向の中央部に配置されている。用紙有無センサ１１５は、例えば、光学式のセンサである。図３（ａ）に示すように、給紙トレイ１１１上に用紙Ｐが載置されると、用紙有無フラグ４１１は、用紙Ｐの搬送方向における先端部によって押され、用紙有無フラグ４１１が用紙有無センサ１１５を遮光する。このとき、例えば、用紙有無センサ１１５は、ＯＮ信号を出力する。

一方、給紙トレイ１１１上に用紙Ｐがない場合には、用紙有無フラグ４１１は、用紙有無センサ１１５を遮光しない。このとき、例えば、用紙有無センサ１１５は、ＯＦＦ信号を出力する。このような構成により、ＣＰＵ３０１が給紙トレイ１１１上の用紙の有無を検知することが可能なように構成されている。ＣＰＵ３０１は、給紙トレイ１１１に用紙Ｐが載置されると、操作部３３０へ用紙サイズ選択画面を表示する。操作部３３０の表示に関しては後述する。また、給紙ピックアップローラ１１３が用紙Ｐに当接した状態で、搬送モータ１６４を駆動させることで、給紙ピックアップローラ１１３及び給紙ローラ１１４がそれぞれ図の矢印方向に回転し、用紙Ｐは図３（ａ）に示す白抜き矢印方向へ給紙搬送される。コロ部材１８０及び最終紙センサ１７２については、後述する。

図３（ｂ）は、給紙トレイ１１１を上方からみた投影図である。図３（ｂ）に示す通り、給紙トレイ１１１上には、矢印方向に給紙トレイ１１１と平行移動可能に構成された、サイド規制板４２１が配置されている。サイド規制板４２１は、用紙Ｐを奥（図３（ｂ）の上側）と手前（図３（ｂ）の下側）から挟み込む。これにより、サイド規制板４２１は、給紙トレイ１１１上に載置された用紙Ｐの傾きを搬送方向と合わせ、かつ用紙Ｐの奥行き方向中央位置を、図１の画像形成ユニット１２０の奥行き中央位置に合わせる構成になっている。ここで、奥行き方向とは、用紙Ｐの搬送方向に直交する方向であり、奥行き中央位置とは、用紙Ｐの搬送方向に直交する方向における中央位置である。以上のような構成によって、給紙トレイ１１１から給紙された用紙Ｐに対して、正しい画像位置で画像形成が行われる。また、サイド規制板４２１の位置は不図示の位置センサによって検知することが可能に構成されている。ＣＰＵ３０１は、サイド規制板４２１の位置から用紙Ｐのサイズを検知し、検知したサイズに基づいて、操作部３３０に表示される用紙サイズ選択画面の表示内容が変更される。なお、ＣＰＵ３０１は、サイド規制板４２１の位置に基づいて、用紙Ｐの搬送方向に直交する方向の長さ（用紙Ｐの幅でもある）を検知する。操作部３３０の表示に関しては後述する。

［操作部３３０の説明］
図４（ａ）は、本実施の形態の操作部３３０の正面図である。操作部３３０には、コピー動作を開始するためのスタートキー３０６、コピー動作を中断するためのストップキー３０７、置数設定等を行うテンキー３１３等が配置されている。また、操作部３３０の左側にはタッチパネルが形成された表示部３１１が配置されており、画面上には、ソフトウェア的なキーであるソフトキーを作成することが可能となっている。また、ＣＰＵ３０１は、置数設定等を行うテンキー３１３等への操作に応じて、プリント準備動作の制御を実施する。

図４（ｂ）、図４（ｃ）は、給紙トレイ１１１に用紙Ｐが載置されたときに、表示部３１１に表示される用紙サイズ選択画面である。上述したように、ＣＰＵ３０１は、サイド規制板４２１の位置から検知した用紙Ｐのサイズ（用紙Ｐの幅の情報）に基づいて、表示部３１１の表示内容を決定している。表示部３１１には、Ａ４ボタン３２１、Ａ４Ｒボタン３２２、Ａ３ボタン３２３、ＯＫボタン３２５が表示されている。３２１〜３２３のいずれかのボタンが選択された状態で、ＯＫボタン３２５が押下されることで、用紙サイズが確定されて、選択された用紙サイズがＲＡＭ３０３に格納される。

図４（ｂ）は、ＣＰＵ３０１が、前述したサイド規制板４２１の位置に基づいて、給紙トレイ１１１上に載置された用紙サイズがＡ４又はＡ３であると検知した場合に、表示部３１１に表示される画面である。この場合、図４（ｂ）に示すように、Ａ４ボタン３２１とＡ３ボタン３２３を選択することが可能な状態となっており、Ａ４Ｒボタン３２２は操作の対象から除外されてグレーアウト表示され、選択することが不可能な状態となっている。一方、図４（ｃ）は、ＣＰＵ３０１が、前述したサイド規制板４２１の位置に基づいて、給紙トレイ１１１上に載置された用紙サイズがＡ４Ｒであると検知した場合に、表示部３１１に表示される画面である。この場合、図４（ｃ）に示すように、Ａ４Ｒボタン３２２を選択することが可能な状態となっており、Ａ４ボタン３２１、Ａ３ボタン３２３は操作の対象から除外されてグレーアウト表示され、選択することが不可能な状態となっている。

表示部３１１の用紙サイズ選択画面を用いて用紙サイズが確定された後、ＣＰＵ３０１が用紙有無センサ１１５の検知結果に基づき用紙Ｐがないと判断された場合には、用紙サイズは不確定となる。そして、ＲＡＭ３０３には、用紙サイズが不確定である旨の情報が格納される。このような状況は、例えば、用紙サイズが確定した後に、給紙トレイ１１１から用紙Ｐが抜き取られた場合等に該当する。その後、用紙Ｐが給紙トレイ１１１に載置されたときには、再度、用紙サイズ選択画面が表示部３１１に表示される。本実施の形態の画像形成装置では、用紙サイズが確定するまでは、プリント動作を開始することはできない。

［給紙ピックアップローラ１１３昇降の説明］
図５は、本実施の形態の給紙ピックアップローラ１１３の昇降動作を説明する図である。図５（ａ）は、手差し給紙部の給紙ピックアップローラ１１３と、給紙ピックアップローラ１１３を支える給紙アーム１６０を上方からみた投影図である。給紙ピックアップローラ１１３は、給紙ピックアップローラ軸１６１を介して給紙アーム１６０によって支持されている。給紙アーム軸１６２は、給紙アーム１６０に固定されており、昇降モータ１６３の駆動が、不図示のカムを介して伝達されるように構成されている。

次に、図５（ｂ）を用いて、給紙ピックアップローラ１１３の昇降動作について説明する。図５（ｂ）は、手差し給紙部の断面図である。昇降モータ１６３を駆動すると、昇降モータ１６３は所定方向に回転し、昇降モータ１６３の駆動が不図示のカムを介して給紙アーム軸１６２に伝達される。これにより、給紙アーム１６０及び給紙ピックアップローラ１１３は、一定角度範囲で当接位置と離間位置の間を往復する。ＣＰＵ３０１は、給紙ピックアップローラ１１３が用紙に当接した第一の状態と、給紙ピックアップローラ１１３が用紙から離間した第二の状態を変更する変更手段として機能する。詳細には、給紙アーム軸１６２は、給紙アーム１６０に固定されており、給紙アーム軸１６２を支点にした回転動作により、給紙アーム１６０は昇降動作を行う。給紙アーム１６０の昇降動作に連動して、給紙ピックアップローラ１１３が矢印Ｄ１のように昇降する。給紙ピックアップローラ１１３のホームポジションセンサ（以下、ＨＰセンサとする）１６７は、例えば、光学式のセンサである。ＨＰセンサ１６７は、給紙ピックアップローラ１１３が給紙トレイ１１１に対して予め決められた可動範囲の内、最も離れている上述した離間位置にある場合に、給紙アーム１６０によって遮光されるように構成されている。

図５（ｃ）は給紙ピックアップローラ１１３の昇降に関するタイミングチャートである。詳細には、図５（ｃ）の（ｉ）は、昇降モータ１６３の駆動状態を示しており、昇降モータ１６３が駆動されているときをハイレベル（ＯＮ）で示し、駆動されていないときをローレベル（ＯＦＦ）で示している。図５（ｃ）の（ｉｉ）は、給紙ピックアップローラ１１３の位置を示し、上述した離間位置と当接位置を示している。図５（ｃ）の（ｉｉｉ）は、ＨＰセンサ１６７の状態を示しており、ＨＰセンサ１６７が遮光されているとき（ＯＮ）をハイレベルで示し、遮光されていないとき（ＯＦＦ）をローレベルで示している。いずれも横軸は時間ｔである。

例えば、用紙サイズが確定し、且つ、給紙ピックアップローラ１１３が離間位置にある場合（ＨＰセンサ１６７がオン）、ＣＰＵ３０１は、タイミングＴ１で昇降モータ１６３の駆動を開始する。昇降モータ１６３の駆動が開始されると、給紙ピックアップローラ１１３は離間位置から下降を開始し、ＨＰセンサ１６７は遮光された状態から遮光されていない状態に遷移する。タイミングＴ１から所定時間Ｔａが経過したタイミングＴ２で、ＣＰＵ３０１は、給紙ピックアップローラ１１３が給紙トレイ１１１に対して最も近づく当接位置まで下降したと判断する。ＣＰＵ３０１は、昇降モータ１６３の駆動を停止し、給紙ピックアップローラ１１３の位置を当接位置に保持する。なお、給紙ピックアップローラ１１３が当接位置まで下降したと判断した場合、ＣＰＵ３０１は、ＲＡＭ３０３にその情報を記憶しておく。ここで、本実施の形態では、ＣＰＵ３０１は、昇降モータ１６３の駆動を開始してから所定時間Ｔａが経過したことで、給紙ピックアップローラ１１３が当接位置に移動したと判断している。しかし、例えば、給紙ピックアップローラ１１３が当接位置に移動したことを検知するセンサを備える構成としてもよい。

ＣＰＵ３０１は、プリント動作開始指示を受信する前に、給紙ピックアップローラ１１３を当接位置に移動させて当接位置に保持した状態で、プリント動作開始指示を受信する。これにより、プリント動作開始指示を受信してから給紙ピックアップローラ１１３を離間位置から当接位置に移動させる場合に比べて、所定時間Ｔａ（＝５００ｍｓ）分だけ、ファーストコピーアウトタイム（以下、ＦＣＯＴ）が短縮される。ここで、ＦＣＯＴとは、コピー動作の開始のためのスタートキー３０６が押下されてから、１枚目の用紙Ｐが排紙されるまでの時間である。所定時間Ｔａは、給紙ピックアップローラ１１３を離間位置から当接位置に移動させるために要する時間であり、予め測定等によって決定された値がＲＯＭ３０２に記憶されている。なお、所定時間Ｔａは、ＣＰＵ３０１が昇降モータ１６３の駆動を開始又は停止する信号を出力してから、実際に給紙ピックアップローラ１１３の昇降動作が開始又は停止されるまでのばらつき等を考慮して決定されている。

次に、ＣＰＵ３０１は、プリント動作が完了したタイミングＴ３で、再度、昇降モータ１６３の駆動を開始することで、給紙ピックアップローラ１１３は、当接位置から上昇を開始する。ＣＰＵ３０１は、ＨＰセンサ１６７が遮光されたことを検知したタイミングＴ４で、給紙ピックアップローラ１１３が離間位置まで上昇したと判断する。そして、ＣＰＵ３０１は、昇降モータ１６３の駆動を停止し、給紙ピックアップローラ１１３の位置を離間位置に保持する。ただし、上述した昇降モータ１６３と給紙ピックアップローラ１１３及びＨＰセンサ１６７の構成や昇降制御の条件は一例であり、本発明は上述した構成に限定されるものではない。なお、本実施の形態では、給紙ピックアップローラ１１３と用紙Ｐを当接、離間させるために、給紙ピックアップローラ１１３を昇降する構成としたが、給紙ピックアップローラ１１３の位置を固定させて、給紙トレイ１１１側を昇降させる構成としてもよい。この場合、給紙トレイ１１１側を昇降させるモータ等が変更手段として機能する。

［給紙トレイ１１１の用紙有無検知の説明］
次に、本実施の形態の給紙トレイ１１１の用紙有無検知方法について、図６を用いて説明を行う。図６（ａ）は、給紙を行っているときの給紙トレイ１１１の状態を示す断面図であり、図中の用紙Ｐは、給紙トレイ１１１に積載された最終紙である。図６（ａ）では、給紙ピックアップローラ１１３が図中矢印方向（時計回り方向）に回転することにより、用紙Ｐが給紙ローラ１１４へと搬送される。前述したように、用紙有無センサ１１５は、例えば光学式のセンサである。搬送される用紙Ｐが用紙有無フラグ４１１の一方の端部を倒すことにより、用紙有無フラグ４１１の他端が用紙有無センサ１１５を遮光し、これにより、用紙有無センサ１１５は、給紙トレイ１１１上に用紙が有ることを検知する。このとき、例えば用紙有無センサ１１５は、ＯＮ信号を出力する。

図６（ｂ）は、図６（ａ）から時間が経過し、最終紙である用紙Ｐが更に搬送方向の下流に搬送され、給紙トレイ１１１に積載された用紙がない状況を示す断面図である。図６（ｂ）では、搬送されている用紙Ｐの後端は、用紙有無フラグ４１１を通過しており、用紙有無フラグ４１１は用紙Ｐを検知していない状態（用紙有無フラグ４１１の先端が給紙トレイ１１１の用紙積載面よりも上方向に立ち上がった状態）となっている。そのため、用紙有無フラグ４１１の他端は用紙有無センサ１１５を遮光しないため、用紙有無センサ１１５は、給紙トレイ１１１上に用紙が無いことを検知する。このとき、例えば用紙有無センサ１１５は、ＯＦＦ信号を出力する。

以上説明した構成により、用紙有無センサ１１５は、給紙トレイ１１１上の用紙の有無検知を行っている。用紙有無フラグ４１１及び用紙有無センサ１１５は、多くの用紙長に対応できるように、給紙トレイ１１１上の用紙搬送方向の最下流位置に設置されることが一般的である。しかし、上述した用紙有無検知におけるメカ構成や制御は一例であり、本発明は上述した構成に限定されるものではない。

［給紙トレイ１１１の最終紙検知の説明］
次に、本実施の形態の給紙トレイ１１１の最終紙検知方法について、図７を用いて説明を行う。図７（ａ）は、前述した図６（ａ）と同様の、最終紙の給紙を行っているときの給紙トレイ１１１の状態を示す断面図であり、図中の用紙Ｐは、給紙トレイ１１１に積載された最終紙である。図７（ａ）でも、図６（ａ）と同様に、給紙ピックアップローラ１１３が図中矢印方向（時計回り方向）に回転することにより、用紙Ｐが給紙ローラ１１４へと搬送される。搬送される用紙Ｐが用紙有無フラグ４１１を倒すことにより、用紙有無センサ１１５は、給紙トレイ１１１上に用紙が有ることを検知している。

また、図７（ａ）に示すように、回転部材であるコロ部材１８０は、給紙ピックアップローラ１１３が当接する記録材Ｐの面の反対側の面に当接している。最終紙である搬送されている用紙Ｐとの摩擦により、コロ部材１８０は図中矢印Ｄ２方向（反時計回り方向）に回転する。最終紙センサ１７２は、光学式のセンサであり、用紙有無センサ１１５よりも用紙Ｐの搬送方向の上流側に配置され、コロ部材１８０の回転状況に基づいて、給送中の用紙Ｐが給紙トレイ１１１に積載された最終紙かどうかを検知する。

図７（ｂ）は、図７（ａ）に示した最終紙センサ１７２とコロ部材１８０の周辺を拡大した断面図である。コロ部材１８０の回転軸を中心に回転する面には、複数のスリット１７１が設けられている。最終紙センサ１７２は、例えば光学式のセンサであり、光源を有している。コロ部材１８０が回転すると、最終紙センサ１７２は、光源から出射されるビーム光がスリット１７１を透過することにより、又はスリット１７１がない個所ではコロ部材１８０によりビーム光が遮光されることにより、透過又は遮光を検知する。図７（ｂ）は、用紙Ｐが搬送開始されてから、図中矢印Ｄ２方向（反時計回り方向）に回転するコロ部材１８０により、黒く塗りつぶされた４つのスリット１７１が最終紙センサ１７２を通過している状態を示している。

図７（ｃ）は、最終紙センサ１７２の検知結果と、検知結果に基づいた給紙トレイ１１１の最終紙判断を示す模式図であり、横軸は時間を示す。なお、給紙トレイ１１１の最終紙判断は、ＣＰＵ３０１により行われる。本実施の形態では、最終紙が搬送されると、これに伴い、コロ部材１８０も回転するので、最終紙が所定の距離を搬送されると、コロ部材１８０も所定の距離に相当する角度だけ回転することになる。そこで、本実施の形態では、最終紙センサ１７２が、遮光状態から透過状態への変化を所定のスリット分（ここでは４つのスリット分）検知したときに、ＣＰＵ３０１は、給紙トレイ１１１上にある用紙Ｐが最終紙であると判断するものとする。このとき、図７（ｂ）に示すように、用紙Ｐの後端は用紙有無フラグ４１１をまだ通過していないため、用紙有無センサ１１５は、給紙トレイ１１１に用紙が有ることを検知している。即ち、コロ部材１８０と最終紙センサ１７２による最終紙検知は、用紙有無フラグ４１１と用紙有無センサ１１５による給紙トレイ１１１の用紙無し検知よりも早いタイミングで検知されることになる。なお、搬送中の用紙が給紙トレイ１１１に積載された最終紙ではない場合には、搬送中の用紙Ｐとコロ部材１８０との間に、まだ搬送されていない用紙Ｐが存在する。そのため、コロ部材１８０は回転しないので、最終紙センサ１７２が遮光状態から透過状態への変化を検出することはない。

本実施例では、遮光状態と透過状態との間の状態変化を４回検知したことにより最終紙と判断しているが、この回数は一例であり４回に限定されるものではない。なお、上述した最終紙検知におけるメカ構成や制御は一例であり、本発明は上述した構成に限定されるものではない。

［給紙トレイ１１１の給紙ピックアップローラ１１３の制御フロー］
次に、図８、図９と用いて、給紙トレイ１１１の給紙ピックアップローラ１１３の制御シーケンスについて説明する。図８は、プリントジョブの実行に伴う給紙ピックアップローラ１１３に関連したＣＰＵ３０１の制御処理を説明するフローチャートであり、ＣＰＵ３０１は、図８に示す処理を常に行っているものとする。

図８において、ステップ（以下、Ｓとする）１０００では、ＣＰＵ３０１は、プリントジョブの開始が指示されたか、又は既にプリントジョブを実行中か否かを判断する。ＣＰＵ３０１は、プリントジョブの開始を指示された、又はプリントジョブを実行中であると判断した場合にはＳ１００１の処理に進む。一方、ＣＰＵ３０１は、プリントジョブの開始を指示されておらず、かつプリントジョブを実行中でもない場合にはＳ１０００の処理を繰り返す。Ｓ１００１では、ＣＰＵ３０１は、開始を指示されたプリントジョブ、又は実行中のプリントジョブで、給紙される用紙Ｐは手差しの給紙トレイ１１１から給紙されるのか否かを判断する。ＣＰＵ３０１は、用紙Ｐは手差しの給紙トレイ１１１から給紙されると判断した場合にはＳ１００２の処理に進み、給紙トレイ１１１以外から給紙されると判断した場合にはＳ１０００の処理に戻る。

Ｓ１００２では、ＣＰＵ３０１は、用紙有無センサ１１５の検知結果に基づいて、給紙トレイ１１１上に用紙があるか否かを判断する。ＣＰＵ３０１は、用紙有無センサ１１５がＯＮ信号を出力していることにより、給紙トレイ１１１上に用紙があると判断した場合にはＳ１００４の処理に進み、ＯＦＦ信号を出力していることにより、用紙がないと判断した場合にはＳ１００３の処理に進む。Ｓ１００３では、ＣＰＵ３０１は、給紙トレイ１１１上に用紙Ｐがないので、実行中のプリントジョブを停止し、Ｓ１０００の処理に戻る。

Ｓ１００４では、ＣＰＵ３０１は、給紙ピックアップローラ１１３の位置が当接位置であるかどうかを判断する。ＣＰＵ３０１は、給紙ピックアップローラ１１３の位置が当接位置であると判断した場合にはＳ１００６の処理に進み、当接位置ではないと判断した場合にはＳ１００５の処理に進む。Ｓ１００５では、ＣＰＵ３０１は、給紙ピックアップローラ１１３を当接位置へ移動させるため、給紙ピックアップローラ１１３の下降制御を実行する。なお、給紙ピックアップローラ１１３の下降制御処理については後述する。

Ｓ１００６では、ＣＰＵ３０１は、最終紙センサ１７２の検知結果に基づいて、給紙トレイ１１１上の搬送中の用紙Ｐが最終紙であるか否かを判断する。ＣＰＵ３０１は、搬送中の用紙Ｐが最終紙であると判断した場合にはＳ１００７の処理に進み、最終紙ではないと判断した場合にはＳ１００６の処理を繰り返す。Ｓ１００７では、ＣＰＵ３０１は、最終紙が所定の位置に搬送されたかどうか、即ち最終紙が搬送経路上の下流側に配置されている給紙ローラ１１４に挟持されたかどうかを判断する。最終紙が給紙ローラ１１４に挟持されるかどうかの判断は、最終紙センサ１７２の検知結果に基づいて、搬送中の用紙Ｐが最終紙であると判断してから所定の時間が経過したことにより判断してもよい。また、例えば、搬送経路上に搬送センサを設けておき、搬送センサが用紙Ｐの先端を検知してから所定の時間が経過したことに基づいて、又は用紙Ｐの後端を検知したことに基づいて、最終紙が給紙ローラ１１４に挟持されたと判断してもよい。ＣＰＵ３０１は、最終紙が給紙ローラ１１４に挟持されたと判断した場合には、Ｓ１００８の処理に進み、挟持されていないと判断した場合にはＳ１００７の処理を繰り返す。Ｓ１００８では、ＣＰＵ３０１は、給紙ピックアップローラ１１３を離間位置へ移動させるため、給紙ピックアップローラ１１３の上昇制御を実行する。なお、給紙ピックアップローラ１１３の上昇制御処理については後述する。

以上説明した制御を行うことにより、最終紙が搬送され、最終紙の先端が給紙ローラ１１４に挟持されると、給紙ピックアップローラ１１３が離間位置に遷移するため、ユーザによる給紙トレイ１１１の用紙補給ができるようになる。そして、ユーザによる用紙補給が行われた場合（Ｓ１００２ Ｙ）には、再度、給紙ピックアップローラ１１３の下降制御が行われ（Ｓ１００４、Ｓ１００５）、プリントジョブは継続される。一方、ユーザによる給紙トレイ１１１の用紙補給が行われなかった場合（Ｓ１００２ Ｎ）には、給紙トレイ１１１に用紙がないため、プリントジョブは停止される（Ｓ１００３）。プリントジョブが停止されると、次回のプリントジョブが開始されるまで待機する（Ｓ１０００）。

（給紙ピックアップローラ１１３の昇降制御）
図９は、給紙ピックアップローラ１１３の昇降制御についてのＣＰＵ３０１の制御シーケンスを示すフローチャートである。図９（ａ）は、図８のＳ１００５の「給紙ピックアップローラ下降制御実行」を説明するフローチャートであり、図９（ｂ）は、図８のＳ１００８の「給紙ピックアップローラ上昇制御実行」を説明するフローチャートである。

まず、図９（ａ）を用いて、給紙ピックアップローラ１１３の下降制御処理について説明する。Ｓ２０００では、ＣＰＵ３０１は、給紙ピックアップローラ１１３が当接位置に下降するまでの時間Ｔａ（図５（ｃ）参照）をタイマ２９１に設定する。Ｓ２００１では、ＣＰＵ３０１は、給紙ピックアップローラ１１３を下降させるために、昇降モータ１６３の駆動を開始する（図５（ｃ）のタイミングＴ１）。Ｓ２００２では、ＣＰＵ３０１は、タイマ２９１をスタートさせる。なお、タイマ２９１は、設定されたタイマ値を減算する方式のタイマである。Ｓ２００３では、ＣＰＵ３０１は、タイマ２９１を参照することにより、時間Ｔａが経過したか（タイムアップしたか）否かを判断する。ＣＰＵ３０１は、時間Ｔａが経過していないと判断した場合、Ｓ２００３の処理に戻る。ＣＰＵ３０１は、タイマ２９１のタイマ値が０となり、時間Ｔａが経過したと判断した場合、Ｓ２００４では、給紙ピックアップローラ１１３が当接位置に移動したと判断し、昇降モータ１６３の駆動を停止する（図５（ｃ）タイミングＴ２）。以上により、給紙ピックアップローラ１１３の下降制御が完了する。なお、図９（ａ）の処理では、タイマ２９１は減算方式のタイマであるが、加算方式のタイマでもよい。即ち、Ｓ２０００ではタイマ２９１をリセットしてスタートさせ、Ｓ２００３で、タイマ値がＴａになったか否かで時間経過を判断する処理としてもよい。

続いて、図９（ｂ）を用いて、給紙ピックアップローラ１１３の上昇制御処理について説明する。Ｓ２１００では、ＣＰＵ３０１は、給紙ピックアップローラ１１３を上昇させるために、昇降モータ１６３の駆動を開始する（図５のタイミングＴ３）。Ｓ２１０１では、ＣＰＵ３０１は、ＨＰセンサ１６７から出力される信号がＯＮしたか否かを判断する。ＣＰＵ３０１は、ＨＰセンサ１６７から出力される信号がＯＮしていないと判断した場合、Ｓ２１０１の処理に戻る。ＣＰＵ３０１は、ＨＰセンサ１６７から出力された信号がＯＮしたと判断した場合、給紙ピックアップローラ１１３が離間位置に移動したと判断して、Ｓ２１０２の処理に進む。Ｓ２１０２では、ＣＰＵ３０１は、昇降モータ１６３の駆動を停止する（図５のタイミングＴ４）。以上により、ＣＰＵ３０１は、給紙ピックアップローラ１１３の上昇制御を終了する。

［最終紙検知による給紙ピックアップローラ制御の効果］
図１０は、給紙トレイ１１１の給紙ピックアップローラ１１３の制御について、本実施の形態と従来技術との時間について効果を比較したタイミングチャートである。図１０において、（ｉ）は、用紙有無センサ１１５の検知状態を示しており、ＯＮは給紙トレイ上に用紙Ｐが積載されていること（用紙有り）を、ＯＦＦは給紙トレイ上に用紙Ｐが積載されていないこと（用紙無し）を示している。（ｉｉ）、（ｉｉｉ）は、それぞれ最終紙センサ１７２のコロ部材１８０のスリットの検知状態、最終紙センサ１７２の検知結果に基づく最終紙判断を示している。（ｉｉ）、（ｉｉｉ）の見方については、図７（ｃ）と同様であり、ここでの説明は省略する。（ｉｖ）は、昇降モータ１６３の駆動状態を示しており、ＯＮは昇降モータ１６３が駆動中を示し、ＯＦＦは昇降モータ１６３が停止中を示す。（ｖ）は、給紙ピックアップローラ１１３の位置（離間位置、当接位置）を示している。

上述したように、最終紙センサ１７２において遮光から透過への変化を所定回数（ここでは４回）検知すると、搬送中の用紙Ｐは最終紙であると判断される。そして、搬送中の記録紙Ｐが給紙ローラ１１４に挟持されたタイミングで昇降モータ１６３が駆動され（図中、ｔｂ）、給紙ピックアップローラ１１３を離間位置に移動させている。一方、従来技術の場合には、用紙有無センサ１１５が用紙無し（図中、ＯＦＦ）を検知すると、昇降モータ１６３を駆動し（図中、ｔｃ）、給紙ピックアップローラ１１３を離間位置に移動させる。本実施の形態と従来技術の場合で、給紙ピックアップローラ１１３を離間位置に移動させるために昇降モータ１６３が起動されるタイミングの時間差は、図１０に示すように時間Ｔ分になる。即ち、本実施の形態では、給紙トレイ１１１に積載された用紙がなくなったことを用紙有無センサ１１５が検知する前に、ユーザは、従来技術に比べて時間Ｔ分先行して給紙トレイ１１１に用紙補給を行うことができる。用紙有無センサ１１５が用紙なしを検知する前に用紙補給を行うことができるので、実行中のプリントジョブを停止させることなく、画像形成動作を継続することができ、ダウンタイムを軽減することができる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、積載部の記録材の補給時のユーザビリティを向上させることができる。

１１１ 給紙トレイ
１１３ 給紙ピックアップローラ
１６３ 昇降モータ
１７２ 最終紙センサ
３０１ ＣＰＵ

Claims (12)

1. 記録材が積載される積載部と、
   前記積載部に積載された記録材を搬送路に給紙する給紙手段と、
   前記給紙手段が前記積載部に積載された記録材に当接した第一の状態と、前記給紙手段が前記積載部に積載された記録材から離間した第二の状態を変更する変更手段と、
   前記変更手段を制御する制御手段と、
   前記給紙手段により前記積載部に積載された最終の記録材が給送中であることを検知する第一の検知手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、前記第一の検知手段が前記最終の記録材が給送中であることを検知すると、前記変更手段を制御して前記第一の状態から前記第二の状態に変更することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記変更手段は、前記第一の状態と前記第二の状態の間で、前記給紙手段を昇降させる駆動手段であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記変更手段は、前記給紙手段が前記第一の状態又は前記第二の状態となるように、前記積載部を昇降させる駆動手段であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記積載部に記録材が積載されていることを検知する第二の検知手段を備え、
   前記第二の検知手段は、前記積載部の記録材の搬送方向で前記第一の検知手段よりも下流側に配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に画像形成装置。
5. 前記第二の検知手段は、前記最終の記録材の後端が通過すると前記積載部に記録材がないことを検知することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記第一の検知手段は、前記第二の検知手段が記録材を検知していても前記最終の記録材が搬送中であることを検知することを特徴とする請求項４又は５に画像形成装置。
7. 前記給紙手段は、前記積載部の記録材を搬送するために記録材を挟持する給紙ローラを有し、
   前記給紙ローラは、前記第二の検知手段の記録材の搬送方向の下流側に配置され、
   前記制御手段は、前記最終の記録材が前記給紙ローラに挟持されると、前記変更手段を制御して前記第一の状態から前記第二の状態に変更することを特徴とする請求項４乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記最終の記録材は、前記最終の記録材の後端が前記第二の検知手段を通過する前に、前記給紙ローラに挟持されることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記第一の検知手段は、前記最終の記録材に当接し前記最終の記録材が前記給紙手段により搬送されるのに伴い回転する回転部材を有し、
   前記第一の検知手段は、前記回転部材が所定の角度を回転すると、前記最終の記録材が給送中であることを検知することを特徴とする請求項４乃至８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
10. 前記回転部材は、光を透過する複数のスリットを有し、
    前記第一の検知手段は、前記スリットを通過した光を所定のスリット分、検知すると、前記回転部材が所定の角度を回転したと検知することを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
11. 前記回転部材は、前記給紙手段が当接する前記最終の記録材の面とは反対側の面に当接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. 前記制御手段は、前記第二の検知手段が前記積載部に記録材が積載されたことを検知すると、前記変更手段を制御して、前記第二の状態から前記第一の状態に変更することを特徴とする請求項４乃至１１のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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