JP2017218305A - 給紙装置 - Google Patents

Abstract

【課題】用紙の長さを簡易な構造で検出する。【解決手段】給紙装置１１は、給紙カセット３７と、後端ガイド４３と、複数の反射型光センサ７１ａ〜７１ｅと、給紙制御部７５とを備えている。給紙カセット３７は、本体部３の装着部４に装着され、用紙載置面３９を有している。後端ガイド４３は、給紙カセット３７内に設けられ、用紙Ｐの一端を規制し、給紙方向の複数の位置に装着可能である。複数の反射型光センサ７１ａ〜７１ｅは、給紙カセット３７の用紙載置面３９の上方において、下向き姿勢で給紙方向に沿って並べられている。給紙制御部７５は、反射型光センサ７１ａ〜７１ｅの出力が入力され、いずれの反射型光センサで後端ガイド４３が検出されたかに基づいて用紙Ｐのサイズを決定する。【選択図】図３

Description

本発明は、給紙装置、特に、画像形成装置に用いられる給紙装置に関する。

ＭＦＰ等の画像形成装置には、給紙カセットが装着されている。給紙カセットは、画像形成装置本体の内部に装着される。給紙カセットは、例えば、本体部と、本体部の用紙載置面に設けられ用紙の位置決めを行う一対のサイドガイド及びエンドガイドとを有しており、さらに用紙のサイズを自動で検出する装置を有している（例えば、特許文献１及び特許文献２を参照）。

特許文献１の用紙サイズ自動検出装置は、紙ガイドの動きを伝達して動く可動部材をトレイ本体に設け、この可動部材の凹凸を複数のセンサで検出し、センサの出力の組み合わせで用紙のサイズを決定する。
特許文献２の用紙サイズ自動検出装置は、給紙カセットの後端板に突起を設け、本体側に設けられる複数のスイッチのいずれが突起を検出するかによって、用紙のサイズを決定する。

特開平１１−１６５８８１号公報 実開平０２−１１５３３０号公報

特許文献１では、伝達手段及び可動部材をトレイ本体に設ける必要があり、そのためトレイの構造が複雑化する。
特許文献２の給紙カセットでは、後端板に突起を設ける必要があるので、給紙カセットより突出する長さが後端板に必要であり、後端板を動かす際に突起が折損してしまう。

本発明の目的は、用紙の長さを簡易な構造で検出することにある。

以下に、課題を解決するための手段として複数の態様を説明する。これら態様は、必要に応じて任意に組み合せることができる。

本発明の一見地に係る給紙装置は、給紙カセットと、ガイドと、複数の反射型光センサと、給紙制御部とを備えている。
給紙カセットは、本体の装着部に装着され、用紙載置面を有している。
ガイドは、給紙カセット内に設けられ、用紙の一端を規制し、規制方向の複数の位置に装着可能である。
複数の反射型光センサは、給紙カセットの用紙載置面の上方において、下向き姿勢で規制方向に沿って並べられている。
給紙制御部は、反射型光センサの出力が入力され、いずれの反射型光センサでガイドが検出されたかに基づいて用紙のサイズを決定する。
この給紙装置では、給紙カセットの上方に設けた反射型光センサにより、ガイドの位置を検出する。したがって、ガイドに大きな変更を加えることなく、用紙のサイズを決定できる。

ガイドが一つの反射型光センサで検出される場合、給紙制御部が、当該反射型光センサより規制方向用紙側にある他の反射型光センサの出力信号により、給紙カセット内の用紙の残量を判定してもよい。
この給紙装置では、ガイドを検出した反射型光センサより規制方向用紙側にある反射型光センサがある場合には、当該反射型光センサの出力信号により用紙の残量も検出できる。

前記ガイドは、他の部分より表面粗さが高い被検出部を有していてもよい。
この給紙装置では、拡散反射によって、ガイドの傾きによる誤検知が減少し、ガイドの検出がより確実になる。

本発明に係る給紙カセットでは、用紙の長さが簡易な構造で検出される。

画像形成装置の外観を示す斜視図。 画像形成装置の内部構造を示す模式断面図。 給紙カセットの斜視図。 給紙カセットの断面図。 後端ガイドの斜視図。 画像形成装置の給紙カセットの状態を検出する制御構成のブロック図。 給紙カセット内の用紙サイズを判定する制御を示すフローチャート。 Ａ３用紙が収容された給紙カセットの断面図。 Ｂ４用紙が収容された給紙カセットの断面図。 センサの判定結果の組み合わせと用紙サイズとの関係を示す表。 第２実施形態の後端ガイドの斜視図。

１．第１実施形態
（１）画像形成装置の構成
図１及び図２を用いて、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置１を説明する。図１は、画像形成装置の外観を示す斜視図である。図２は、画像形成装置の内部構造を示す模式断面図である。
画像形成装置１は、コピー機能とファクシミリ機能となどを備えたＭＦＰ（Ｍｕｌｔｉ Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ）である。
画像形成装置１は、本体部３を有する。本体部３は、内部に画像形成部５（図２）を有している。

本体部３の上面の一部には、排出トレイＴが形成されている。排出トレイＴには、画像形成部５から画像形成済み用紙が排出される。
画像形成装置１は、画像読取部７を有する。画像読取部７は、本体部３の上部に設けられる。画像読取部７は、所望の画像を紙面から読み取る。

画像形成装置１は、操作パネル９を備える。操作パネル９は、画像読取部７の下方に設けられている。操作パネル９は、ユーザによる入力操作を受け付ける。ユーザは、操作パネル９を操作することにより、画像形成装置１の各種設定を行える。

画像形成装置１は、給紙装置１１を有する。給紙装置１１は、本体部３の下部（画像形成部５の下方）に配置されている。給紙装置１１は、本体部３の収容空間としての装着部４に収容される。この実施形態では、給紙装置１１は、画像形成装置１の前後方向に着脱される。

給紙装置１１は、給紙ローラ１５（図２）を有する。給紙ローラ１５は、装着部４において、用紙Ｐの表面と接触可能に配置されている。これにより、給紙ローラ１５は、用紙Ｐを上方に送出できる。

（２）画像形成部の構成
画像形成部５の構成を説明する。画像形成部５は、電子写真方式を採用しており、感光体ドラム２１と、感光体ドラム２１の周囲に配設された帯電デバイス２３と、露光デバイス２５と、現像デバイス２７と、転写ローラ２９と、クリーニングデバイス３１と、加圧ローラ３３と、加熱ローラ３５とを有している。
画像形成部５は、帯電工程と、露光工程と、現像工程と、転写工程と、定着工程とを実行することで、用紙Ｐの表面に画像を形成する。以下、画像形成工程を詳細に説明する。
最初に、帯電デバイス２３により帯電された感光体ドラム２１に、印刷したい画像の電子データに基づいて光量が調整された光を、露光デバイス２５により照射する。これにより、感光体ドラム２１の表面に静電潜像が形成される。

次に、感光体ドラム２１の表面に、現像デバイス２７からトナーを供給して、感光体ドラム２１の表面上に、静電潜像に対応するようにトナーを付着させる。
その後、搬送されてきた用紙Ｐが、トナーが付着した感光体ドラム２１と転写ローラ２９との間を通過する。このとき、用紙Ｐの表面に、トナーが付着される。

用紙Ｐは、さらに、加圧ローラ３３と加熱ローラ３５との間を通過する。このとき、トナーが用紙Ｐの表面に固定される。

（３）給紙カセットの構成
図３及び図４を用いて、給紙装置１１を説明する。図３は、給紙カセットの斜視図である。図４は、給紙カセットの断面図である。なお、以下の説明において、給紙方向（用紙搬送方向）は図のＸ方向であり、用紙幅方向が図のＹ方向である。Ｘ方向とＹ方向は直交している。
給紙装置１１は、本体部３に対して用紙幅方向に抜差し（挿入及び排出）可能である。給紙装置１１は、多数枚の用紙Ｐを堆積した状態で収容する給紙カセット３７を有している。給紙カセット３７は、平面視で矩形形状である。

給紙カセット３７の底部である用紙載置面３９には、一対のサイドガイド４１Ａ、４１Ｂが設けられている。一対のサイドガイド４１Ａ、４１Ｂは、用紙Ｐの側端をガイドする部材である。一対のサイドガイド４１Ａ、４１Ｂは、給紙カセット３７の用紙載置面３９の給紙方向下流側部分において用紙幅方向に移動可能である。一対の第１サイドガイド４１Ａ、４１Ｂは、互いに連動して移動する。

給紙カセット３７の用紙載置面３９には、後端ガイド４３が設けられている。後端ガイド４３は、用紙Ｐの後端をガイドする。
後端ガイド４３は、給紙カセット３７において給紙方向の異なる複数の位置に装着可能である。なお、用紙Ｐの後端とは、給紙方向の上流側の側端を意味する。この実施形態では、給紙カセット３７の用紙載置面３９には、給紙方向に延びる溝６１が設けられている。溝６１には、後端ガイド４３が着脱自在に取付け可能である。溝６１は、給紙カセット３７の用紙載置面３９の給紙方向上流側部分に配置されている。

（４）後端ガイド
図５を用いて、後端ガイド４３を説明する。図５は、後端ガイドの斜視図である。
後端ガイド４３は、給紙カセット３７内に設けられ、用紙Ｐの給紙方向上流側端の給紙方向位置を規制する。後端ガイド４３は、給紙方向の複数の位置に装着可能である。後端ガイド４３は、主に、座面部４５と、そこから立ち上がる壁部４７とを有している。座面部４５は平面視で矩形状である。壁部４７は座面部４５の後側縁に形成されている。座面部４５の側面部において壁部４７に対応する位置には一対の突起部４９がそれぞれ形成されている。また、壁部４７の上部に水平面部５１が設けられている。この実施形態では、水平面部５１は被検出部である。水平面部５１は、例えば、他の部分と同じ材料及び同じ色のプラスチックである。水平面部５１の色は例えば白が好ましい。
溝６１の両側には、複数のスリット６３が形成されている。後端ガイド４３は、溝６１のスリット６３に突起部４９，４９が挿入されることで、溝６１に対して給紙方向の位置が決められる。また、このとき、座面部４５は溝６１内に収容され、座面部４５の上面が用紙載置面３９と一致する高さになる。

（５）反射型光センサ
複数の反射型光センサ７１ａ〜７１ｅ（以下、センサ７１ａ〜７１ｅという）を説明する。センサ７１ａ〜７１ｅは、後端ガイド４３の給紙方向位置を検出するための装置である。センサ７１ａ〜７１ｅは、各々、ＬＥＤ等の発光素子と、フォトトランジスタ等の受光素子とを有している。センサ７１ａ〜７１ｅは、給紙カセット３７の用紙載置面３９の上方において、下向き姿勢で後端ガイド４３の移動方向に沿って並べられている。具体的には、センサ７１ａ〜７１ｅは、本体部３に設けられた給紙方向に延びる細いセンサ基盤７３の下面に装着されている。したがって、センサ７１ａ〜７１ｅの用紙幅方向位置は同じである。
以下、給紙方向下流側から説明する。第１センサ７１ａは、Ｂ５Ｌ（Ｂ５横置き）対応位置にある後端ガイド４３を検出可能な位置にある。第２センサ７１ｂは、Ａ４Ｌ（Ａ４横置き）対応位置にある後端ガイド４３を検出可能な位置にある。第３センサ７１ｃは、Ａ４（Ａ４縦置き）対応位置にある後端ガイド４３を検出可能な位置にある。第４センサ７１ｄは、Ｂ４（Ｂ４縦置き）対応位置にある後端ガイド４３を検出可能な位置にある。第５センサ７１ｅは、Ａ３（Ａ３縦置き）対応位置にある後端ガイド４３を検出可能な位置にある。

（６）給紙制御部
図６を用いて、給紙制御構成を説明する。図６は、画像形成装置の給紙カセットの状態を検出する制御構成のブロック図である。画像形成装置１は、給紙制御部７５を有している。
給紙制御部７５は、プロセッサ（例えば、ＣＰＵ）と、記憶装置（例えば、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ、ＳＳＤなど）と、各種インターフェース（例えば、Ａ／Ｄコンバータ、Ｄ／Ａコンバータ、通信インターフェースなど）を有するコンピュータシステムである。給紙制御部７５は、記憶部（記憶装置の記憶領域の一部又は全部に対応）に保存されたプログラムを実行することで、給紙カセット３７内の用紙Ｐのサイズを判定する。

給紙制御部７５は、単一のプロセッサで構成されていてもよいが、各制御のために独立した複数のプロセッサから構成されていてもよい。
給紙制御部７５の各要素の機能は、一部又は全てが、給紙制御部を構成するコンピュータシステムにて実行可能なプログラムとして実現されてもよい。その他、給紙制御部の各要素の機能の一部は、カスタムＩＣにより構成されていてもよい。

給紙制御部７５は、センサ７１ａ〜７１ｅに接続されており、それらからの出力が入力される。給紙制御部７５は、いずれのセンサ７１ａ〜７１ｅで後端ガイド４３が検出されたかに基づいて、用紙Ｐのサイズを決定する。

（７）用紙のサイズ判定制御
図７を用いて、給紙制御部７５による用紙Ｐのサイズ判定制御を説明する。図７は、給紙カセット内の用紙サイズを判定する制御を示すフローチャートである。なお、以下に述べる制御は、例えば、画像形成装置１の起動時（リセット時を含む）、又は、給紙カセット３７の装着時に実行される。それ以外の時にはセンサ７１ａ〜７１ｅへの電源供給をオフにして省電力化を図る。また、以下に説明する制御フローチャートは例示であって、各ステップは必要に応じて省略及び入れ替え可能である。また、複数のステップが同時に実行されたり、一部又は全てが重なって実行されたりしてもよい。
下記の制御においては、給紙制御部７５は、給紙方向の最も上流側でＯＮ信号が発生したセンサに基づいて用紙サイズを判定する。これは、複数の反射型光センサ７１ａ〜７１ｅへの入力信号は用紙Ｐからも入力されるが、後端ガイド４３を検出しているセンサは給紙方向の最も上流側でＯＮ信号を発生したセンサだからである。

ステップＳ１では、第５センサ７１ｅがＯＮであるか否かが判断される。具体的には、給紙制御部７５が第５センサ７１ｅからの出力信号に基づいて、後端ガイド４３が検出された否かを判断する。第５センサ７１ｅがＯＮであればプロセスはステップＳ２に移行し、ＯＮでなければプロセスはステップＳ４に移行する。
ステップＳ２では、用紙Ｐは「Ａ３」であると判断される。具体的には、給紙制御部７５がそのように判断する。判断結果は、記憶装置に保存される、及び／又は、他の装置に送信される。

ステップＳ３では、上記判断に用いられたセンサより給紙方向下流側の他のセンサの検出結果によって、紙量が測定される。具体的には、給紙制御部７５が、例えば第４センサ７１ｄの検出信号に基づいて紙量を判断する。判断結果は、記憶装置に保存される、及び／又は、他の装置に送信される。以上に述べたように、後端ガイド４３が一つの反射型光センサで検出される場合、給紙制御部７５が、当該反射型光センサより給紙方向下流側にある他の反射型光センサの出力信号により、給紙カセット３７内の用紙Ｐの残量を判定する。
図８を用いて、用紙ＰがＡ３の場合の状態を示す。図８は、Ａ３用紙が収容された給紙カセットの断面図である。このとき第５センサ７１ｅと後端ガイド４３の水平面部５１との間の距離は、５〜１０ｍｍ程度である。
なお、用紙Ｐの残量検出判定は必ずしも行わなくてもよい。以下、同様である。

ステップＳ４では、第４センサ７１ｄがＯＮであるか否かが判断される。具体的には、給紙制御部７５が第４センサ７１ｄからの出力信号に基づいて、後端ガイド４３が検出された否かを判断する。第４センサ７１ｄがＯＮであればプロセスはステップＳ５に移行し、ＯＮでなければプロセスはステップＳ６に移行する。
ステップＳ５では、用紙Ｐは「Ｂ４」であると判断される。具体的には、給紙制御部７５がそのように判断する。判断結果は、記憶装置に保存される、及び／又は、他の装置に送信される。
ステップＳ３では、前述と同様の処理が実行される。
なお、図９を用いて、用紙ＰがＢ４の場合の状態を示す。図９は、Ａ３用紙が収容された給紙カセットの断面図である。このとき第４センサ７１ｄと後端ガイド４３の水平面部５１との間の距離は、５〜１０ｍｍ程度である。

ステップＳ６では、第３センサ７１ｃがＯＮであるか否かが判断される。具体的には、給紙制御部７５が第３センサ７１ｃからの出力信号に基づいて、後端ガイド４３が検出された否かを判断する。第３センサ７１ｃがＯＮであればプロセスはステップＳ７に移行し、ＯＮでなければプロセスはステップＳ８に移行する。
ステップＳ７では、用紙Ｐは「Ａ４」であると判断される。具体的には、給紙制御部７５がそのように判断する。判断結果は、記憶装置に保存される、及び／又は、他の装置に送信される。
ステップＳ３では、前述と同様の処理が実行される。

ステップＳ８では、第２センサ７１ｂがＯＮであるか否かが判断される。具体的には、給紙制御部７５が第２センサ７１ｂからの出力信号に基づいて、後端ガイド４３が検出された否かを判断する。第２センサ７１ｂがＯＮであればプロセスはステップＳ９に移行し、ＯＮでなければプロセスはステップＳ１０に移行する。
ステップＳ９では、用紙Ｐは「Ａ４Ｌ」であると判断される。具体的には、給紙制御部７５がそのように判断する。判断結果は、記憶装置に保存される、及び／又は、他の装置に送信される。
ステップＳ３では、前述と同様の処理が実行される。

ステップＳ１０では、第１センサ７１ａがＯＮであるか否かが判断される。具体的には、給紙制御部７５が第１センサ７１ａからの出力信号に基づいて、後端ガイド４３が検出された否かを判断する。第１センサ７１ａがＯＮであればプロセスはステップＳ１１に移行し、ＯＮでなければプロセスはステップＳ１２に移行する。
ステップＳ１１では、用紙ＰはＢ５Ｌであると判断される。具体的には、給紙制御部７５がそのように判断する。判断結果は、記憶装置に保存される、及び／又は、他の装置に送信される。
ステップＳ１２では、用紙Ｐは「Ａ５Ｌ」であると判断される。具体的には、給紙制御部７５がそのように判断する。判断結果は、記憶装置に保存される、及び／又は、他の装置に送信される。
ステップＳ１１及びＳ１２が終了すれば、プロセスは、ステップＳ３を経由せずに、終了する。

図１０を用いて、以上の制御動作におけるセンサの検出結果と用紙Ｐの判定結果との関係を説明する。図１０は、センサの判定結果の組み合わせと用紙サイズとの関係を示す表である。なお、表の中の「△」は、ＯＮ又はＯＦＦを意味する。

例１では、第５センサ７１ｅがＯＮになり、用紙判定結果はＡ３である。
例２では、第４センサ７１ｄがＯＮになり、用紙判定結果はＢ４である。
例３では、第３センサ７１ｃがＯＮになり、用紙判定結果はＡ４である。

例４では、第２センサ７１ｂがＯＮになり、用紙判定結果はＡ４Ｌである。
例５では、第１センサ７１ａがＯＮになり、用紙判定結果はＢ５Ｌである。
例６では、全てのセンサ７１ａ〜７１ｅがＯＦＦになり、用紙判定結果はＡ５Ｌである。
なお、他の実施形態として、用紙Ａ５Ｌを検出するためのセンサをさらに有していてもよい。その実施形態では、全てのセンサがＯＦＦの場合は、後端ガイド４３が検出されない誤動作であると判断される。

２．第２実施形態
後端ガイド４３の被検出部は、前記実施形態に限定されない。例えば、被検出部としての水平面部に、反射型光センサの被検出部として好ましい材料、表面加工が採用されていてもよい。
図１１を用いて、そのような実施形態を説明する。図１１は、第２実施形態の後端ガイドの斜視図である。
後端ガイド４３の水平面部５１Ａは、他の部分に比べて細かい凹凸があり、それにより表面粗さが高い面になっている。これにより、拡散反射によって後端ガイド４３の傾きによる誤検知が減少し、後端ガイド４３の検出がより確実になる。

３．本実施形態の特徴
給紙装置１１は、給紙カセット３７（給紙カセットの一例）と、後端ガイド４３（ガイドの一例）と、複数の反射型光センサ７１ａ〜７１ｅ（複数の反射型光センサの一例）と、給紙制御部７５（給紙制御部の一例）とを備えている。
給紙カセット３７は、本体部３の装着部４に装着され、用紙載置面３９を有している。
後端ガイド４３は、給紙カセット３７内に設けられ、用紙Ｐの一端を規制し、給紙方向（規制方向の一例）の複数の位置に装着可能である。
複数の反射型光センサ７１ａ〜７１ｅは、給紙カセット３７の用紙載置面３９の上方において、下向き姿勢で給紙方向に沿って並べられている。
給紙制御部７５は、反射型光センサ７１ａ〜７１ｅの出力が入力され、いずれの反射型光センサで後端ガイド４３が検出されたかに基づいて用紙Ｐのサイズを決定する。
この給紙装置では、給紙カセット３７の上方に設けた反射型光センサ７１ａ〜７１ｅにより、後端ガイド４３の位置を検出する。したがって、後端ガイド４３に大きな変更を加えることなく、用紙Ｐのサイズを決定できる。

４．他の実施形態
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の実施形態及び変形例は必要に応じて任意に組み合せ可能である。
後端ガイドの被検出面の位置、構造、材料、個数は前記実施形態に限定されない。
後端ガイドの構成、後端ガイドの載置面への装着構造は前記実施形態に限定されない。
サイドガイドに本発明が適用されてもよい。

前述の後端ガイドの検出にさらにサイドガイドの検出を組み合わせてもよい。その場合は、さらに多種類の記録紙サイズを検知できる。なお、サイドガイドの検出方法は特に限定されない。
各実施形態の構成（装置、機構、部品、部分、それらの材料）は、他の実施形態に適宜適用可能である。

本発明は、給紙カセットに広く適用できる。

１ ：画像形成装置
３ ：本体部
４ ：収容空間
５ ：画像形成部
７ ：画像読取部
９ ：操作パネル
１１ ：給紙装置
１５ ：給紙ローラ
２１ ：感光体ドラム
２３ ：帯電デバイス
２５ ：露光デバイス
２７ ：現像デバイス
２９ ：転写ローラ
３１ ：クリーニングデバイス
３３ ：加圧ローラ
３５ ：加熱ローラ
３７ ：給紙カセット
３９ ：用紙載置面
４１Ａ ：サイドガイド
４１Ｂ ：サイドガイド
４３ ：後端ガイド
４５ ：座面部
４７ ：壁部
４９ ：突起部
５１ ：水平面部
６１ ：溝
６３ ：スリット
７１ａ ：第１センサ
７１ｂ ：第２センサ
７１ｃ ：第３センサ
７１ｄ ：第４センサ
７１ｅ ：第５センサ
７３ ：センサ基盤
７５ ：給紙制御部

Claims (3)

1. 本体の装着部に装着され、用紙載置面を有する給紙カセットと、
   前記給紙カセット内に設けられ、用紙の一端を規制し、規制方向の複数の位置に装着可能なガイドと、
   前記給紙カセットの用紙載置面の上方において、下向き姿勢で前記規制方向に沿って並べられた複数の反射型光センサと、
   前記反射型光センサの出力が入力され、いずれの反射型光センサで前記ガイドが検出されたかに基づいて用紙のサイズを決定する給紙制御部と、
   を備えた給紙装置。
2. 前記ガイドが一つの反射型光センサで検出される場合、前記給紙制御部が、当該反射型光センサより前記規制方向用紙側にある他の反射型光センサの出力信号により、前記給紙カセット内の用紙の残量を判定する、請求項１に記載の給紙装置。
3. 前記ガイドは、他の部分より表面粗さが高い被検出部を有する、請求項１又は２に記載の給紙装置。

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