JP2020083592A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】単一のセンサを用いて、給紙カセットの装着の有無及び用紙の残量を精度よく検出できる、画像形成装置を提供する。【解決手段】電極３３とハーネス３５を介して接続された静電容量検出器３４の出力信号から検出される静電容量値Ｃから、筐体１１の装着位置Ｐにおける給紙カセット１２の有無及び給紙カセット１２に支持される用紙Ｓの残量が判定される。すなわち、静電容量値Ｃが第１判定値未満である場合、給紙カセット１２が装着位置Ｐに装着されていないと判定され、静電容量値Ｃが第１判定値以上かつ第２判定値未満である場合、給紙カセット１２が装着位置Ｐに正しく装着されていると判定され、静電容量値Ｃが第２判定値以上かつ第３判定値未満である場合、給紙カセット１２に用紙Ｓがあると判定される。【選択図】図１

Description

本発明は、プリンタなどの画像形成装置に関する。

給紙カセットで用紙を供給する方式のプリンタにおいては、確実な用紙供給を図るため、給紙カセットの装着の有無と用紙の残量（有無）とを検出している。給紙カセットの装着の有無の検出及び用紙の残量の検出には、たとえば、それらの検出のそれぞれに対応したアクチュエータ及び光学センサが用いられる。

特許文献１に記載の先行技術では、複数の光学センサに対してアクチュエータを共通化し、給紙カセットの装着の有無及び用紙の有無に応じて複数の光学センサの出力信号の状態の組合せが異なるように、アクチュエータ及び複数の光学センサを設けることにより、それらの検出のための構成の簡素化が図られている。

また、他の先行技術には、特許文献２に記載の先行技術のように、１組のアクチュエータ及び光学センサを設けて、光学センサの出力信号の変化のタイミングから給紙カセットの装着の有無及び用紙の有無を検出することにより、それらの検出のための構成の簡素化を図っているものもある。

ところが、これらの先行技術では、用紙の有無を検出できるが、用紙の残量を細かに検出することはできない。また、特許文献２に記載の先行技術では、光学センサの出力信号の変化のタイミングがずれると、そのずれによる誤検出を生じるおそれがある。

用紙の残量を精度よく検出する先行技術としては、特許文献３に記載のように、用紙の積層方向の一方側及び他方側にそれぞれ電極を配置して、その両側の電極間の距離の変化による静電容量の変化を利用するものがある。

特開２０１６−１２４６５４号公報 特開２０１７−３０９１２号公報 特開２００４−１４９２４５号公報

特許文献１，２に記載の先行技術と特許文献３に記載の先行技術とを組み合わせることにより、給紙カセットの装着の有無及び用紙の残量の精度のよい検出が可能となる。しかしながら、給紙カセットの装着の有無の検出及び用紙の残量の検出のそれぞれにセンサが必要となる。

本発明の目的は、単一のセンサを用いて、給紙カセットの装着の有無及び用紙の残量を精度よく検出できる、画像形成装置を提供することである。

前記の目的を達成するため、本発明の一の局面に係る画像形成装置は、本体と、本体に着脱可能に設けられ、本体に供給される用紙を支持する給紙カセットと、制御部と、を含む画像形成装置であって、本体は、本体に移動可能に設けられた電極と、電極に蓄えられる電気量に応じた信号を出力する静電容量検出器と、電極と静電容量検出器とを接続する配線と、を備え、給紙カセットは、金属部材と、給紙カセットに対して上下動可能に設けられ、用紙を下側から支持する圧板と、を備え、電極は、少なくとも給紙カセットが本体に設定された装着位置に正しく装着された状態において、圧板と上下方向に対向し、給紙カセットが装着位置に正しく装着された状態において、金属部材との距離が所定値以下になるように配置されており、制御部は、静電容量検出器の出力信号の値が第１判定値未満である場合、給紙カセットが装着位置に装着されていないと判定し、静電容量検出器の出力信号の値が第１判定値以上かつ第２判定値未満である場合、給紙カセットが装着位置に装着されていると判定し、静電容量検出器の出力信号の値が第２判定値以上かつ第３判定値未満である場合、装着位置に装着された給紙カセットに用紙が支持されていると判定し、静電容量検出器の出力信号の値が第３判定値以上である場合、装着位置に装着された給紙カセットに用紙が支持されていないと判定する。

この構成によれば、電極と配線を介して接続された静電容量検出器の出力信号の値のレベルから、本体の装着位置における給紙カセットの有無及び給紙カセットに支持される用紙の残量（有無）が判定される。そのため、給紙カセットの有無及び用紙の残量の検出に用いるセンサが電極、静電容量検出器及びこれらを接続する配線を含むセンサの単一でよい。また、静電容量検出器の出力信号の値のレベルに応じて給紙カセットの有無及び用紙の残量が判定されるので、センサ出力信号の変化のタイミングから給紙カセットの有無及び用紙の残量を検出する構成と比較して、それらを精度よく検出することができる。

よって、単一のセンサを用いて、給紙カセットの装着の有無及び用紙の残量を精度よく検出することができる。

本発明の他の局面に係る画像形成装置は、本体と、本体に着脱可能に設けられ、本体に供給される用紙を支持する給紙カセットと、制御部と、を含む画像形成装置であって、本体は、本体に移動可能に設けられた電極と、電極に蓄えられる電気量に応じた信号を出力する静電容量検出器と、電極と静電容量検出器とを接続する配線と、を備え、給紙カセットは、金属部材と、給紙カセットに対して上下動可能に設けられ、用紙を下側から支持する圧板と、を備え、電極は、少なくとも給紙カセットが本体に設定された装着位置に正しく装着された状態において、圧板と上下方向に対向するように配置され、配線の一部は、給紙カセットが装着位置に正しく装着された状態において、金属部材との距離が所定値以下になるように配置されており、制御部は、静電容量検出器の出力信号の値が第１判定値未満である場合、給紙カセットが装着位置に装着されていないと判定し、静電容量検出器の出力信号の値が第１判定値以上かつ第２判定値未満である場合、給紙カセットが装着位置に装着されていると判定し、静電容量検出器の出力信号の値が第２判定値以上かつ第３判定値未満である場合、装着位置に装着された給紙カセットに用紙が支持されていると判定し、静電容量検出器の出力信号の値が第３判定値以上である場合、装着位置に装着された給紙カセットに用紙が支持されていないと判定する。

この構成によっても、本発明の一の局面に係る画像形成装置の構成と同様の作用効果を奏することができる。

なお、「電極に蓄えられる電気量」は、電極とその電極から離れて配置される導体（電極と擬似コンデンサを形成する導体）との間の静電容量に依存するので、「電極に蓄えられる電気量に応じた信号」は、静電容量値を表す信号であってもよい。

本発明によれば、単一のセンサを用いて、給紙カセットの装着の有無及び用紙の残量を精度よく検出することができる。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の構成を図解的に示す断面図であり、給紙カセットが装着位置に装着され、圧板が上昇位置に位置する状態を示す。 図１に示される画像形成装置の図解的な断面図であり、給紙カセットが筐体から離脱された状態を示す。 図１に示される画像形成装置の図解的な断面図であり、給紙カセットが装着位置に装着される途中の状態を示す。 図１に示される画像形成装置の図解的な断面図であり、給紙カセットが装着位置に装着され、圧板が下降位置に位置する状態を示す。 給紙カセット状態判定処理の流れを示すフローチャートである。 給紙カセットの装着時における静電容量値の時間変化を示すグラフである。 本発明の他の実施形態に係る画像形成装置の構成を図解的に示す断面図であり、給紙カセットが装着位置に装着される途中の状態を示す。 図７に示される画像形成装置の図解的な断面図であり、給紙カセットが装着位置に装着され、圧板が下降位置に位置する状態を示す。 本発明のさらに他の実施形態に係る画像形成装置の構成を図解的に示す断面図であり、給紙カセットが装着位置に装着される途中の状態を示す。 図９に示される画像形成装置の図解的な断面図であり、給紙カセットが装着位置に装着され、圧板が下降位置に位置する状態を示す。

以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

＜全体構成＞
図１、図２、図３及び図４に示されるように、画像形成装置１は、筐体１１（本体の一例）を備えている。筐体１１により、画像形成装置１の外殻が形成されている。

筐体１１の底部には、給紙カセット１２が装着される。具体的には、筐体１１の底部には、給紙カセット１２の装着位置Ｐが設定されている。給紙カセット１２は、筐体１１内にその一方側から装着位置Ｐに向けて差し込まれて、装着位置Ｐに装着される。そして、給紙カセット１２は、装着位置Ｐに装着された状態から筐体１１の一方側に引き出すことにより、筐体１１外に離脱させることができる。

なお、以下の説明で使用するため、筐体１１の一方側、つまり給紙カセット１２を装着位置Ｐから引き出す側（図１における左側）を「前側」とし、その反対側を「後側」と規定する。そして、画像形成装置１を「前側」から見た状態を基準に左右を規定する。前後方向及び左右方向の両方向と直交する方向が「上下方向」であり、「上側」及び「下側」については、画像形成装置１が水平面に設置された状態を基準とする。

給紙カセット１２は、複数枚の用紙Ｓを積み重ねた状態で収容可能に構成されている。給紙カセット１２内には、用紙Ｓを下側から支持する圧板１３が設けられている。圧板１３は、左右方向に延びる圧板軸１４を有している。圧板軸１４は、給紙カセット１２に回動可能に支持されている。これにより、圧板１３は、圧板軸１４を支点として、図１に示されるように、前端が給紙カセット１２の底面から持ち上がった上昇位置と、図４に示されるように、給紙カセット１２の底面に沿って延びる下降位置とに揺動可能に設けられている。圧板１３の揺動に伴い、圧板１３に支持される用紙Ｓの前端が昇降する。

筐体１１内には、給紙ローラ１５が設けられている。給紙ローラ１５は、筐体１１の前端部において、装着位置Ｐよりも高い位置に配置されている。給紙カセット１２が装着位置Ｐに装着されて、圧板１３が下降位置に位置する状態では、圧板１３に支持される用紙Ｓが給紙ローラ１５に接触せず、圧板１３が下降位置から上昇位置に上昇すると、最上の用紙Ｓの前端部が給紙ローラ１５に下側から接触する。

この状態において、給紙ローラ１５が回転されることにより、最上の用紙Ｓが給紙カセット１２から筐体１１内に設けられている搬送路１６に送り出される。筐体１１の上面には、後側ほど下方に沈む底面を有する凹部が排紙トレイ１７として形成されている。搬送路１６は、給紙ローラ１５の位置から前側に膨出しつつ上側に湾曲し、後方に直線状に延びた後、後側に膨出しつつ上側に湾曲して、排紙トレイ１７の後端上で開放されている。また、筐体１１内には、用紙Ｓに画像を形成する画像形成部１８が設けられており、搬送路１６は、画像形成部１８を経由している。給紙カセット１２から搬送路１６に送り出された用紙Ｓは、搬送路１６を排紙トレイ１７に向けて搬送され、その搬送の途中で画像形成部１８を通過する。用紙Ｓが画像形成部１８を通過する際に、その用紙Ｓに画像が形成される。画像が形成された用紙Ｓは、搬送路１６から排紙トレイ１７に排出され、排紙トレイ１７上で積み重なる。

なお、画像形成部１８による画像形成の方式は、電子写真方式であってもよいし、インクジェット方式であってもよい。

＜圧板昇降機構＞
給紙カセット１２には、圧板１３を上昇位置と下降位置との間で昇降させる圧板昇降機構２１が設けられている。圧板昇降機構２１は、被駆動ギヤ２２、伝達ギヤ２３、扇形ギヤ２４及びプッシュ部材２５を含む。

被駆動ギヤ２２、伝達ギヤ２３及び扇形ギヤ２４は、たとえば、給紙カセット１２の左側面の外側に設けられている。被駆動ギヤ２２及び伝達ギヤ２３は、給紙カセット１２に、それぞれ左右方向に延びる軸線を中心に回転可能に支持されている。伝達ギヤ２３は、被駆動ギヤ２２の前側に位置し、被駆動ギヤ２２と噛合している。扇形ギヤ２４は、扇形の板状をなし、その扇形の中心付近には、左右方向に延びる回動軸２６が相対回転不能に挿通されている。扇形ギヤ２４は、伝達ギヤ２３の前側に位置し、回動軸２６が給紙カセット１２に回転可能に支持されて、伝達ギヤ２３と噛合している。プッシュ部材２５は、圧板１３の下側に設けられている。プッシュ部材２５の一端部は、回動軸２６に相対回転不能に支持されている。プッシュ部材２５は、回動軸２６から前側に延び、その先端部となる前端部は、圧板１３に下側から当接している。

被駆動ギヤ２２に対応して、筐体１１内には、駆動ギヤ２７が幅方向に延びる軸線を中心に回転可能に設けられている。駆動ギヤ２７には、モータＭ（駆動源の一例）の動力が伝達される。

圧板１３の下降位置から上昇位置への上昇は、給紙カセット１２が装着位置Ｐに装着された状態で行われる。給紙カセット１２が装着位置Ｐに装着されると、給紙カセット１２の被駆動ギヤ２２が筐体１１内の駆動ギヤ２７と噛合する。給紙カセット１２が装着位置Ｐに装着された直後は、図４に示されるように、圧板１３が下降位置に位置している。モータＭの駆動力が駆動ギヤ２７に伝達されて、駆動ギヤ２７が図４における反時計回りに回動すると、被駆動ギヤ２２が図４における時計回りに回動する。被駆動ギヤ２２の回動に伴って、伝達ギヤ２３が図４における反時計回りに回動し、扇形ギヤ２４が図４における時計回りに回動する。扇形ギヤ２４の回動に伴って、プッシュ部材２５の先端部が上昇し、プッシュ部材２５の先端部により、圧板１３が下側から突き上げられる。これにより、図１に示されるように、圧板１３が圧板軸１４を支点に下降位置から上昇位置に上昇する。

圧板１３の上昇位置から下降位置への下降は、駆動ギヤ２７が上昇時と逆方向に回動されることにより達成されてもよい。また、給紙カセット１２が装着位置Ｐから前側に移動されて、被駆動ギヤ２２と駆動ギヤ２７との噛合が解除されたときに、圧板１３が自重により上昇位置から下降位置に下降する構成が採用されてもよい。

＜要部構成＞
筐体１１内には、静電容量センサ３１及び制御基板３２が設けられている。静電容量センサ３１は、電極３３、静電容量検出器３４及びハーネス３５（配線の一例）を含む。

電極３３は、板状をなし、電極ホルダ３６の一端部に取り付けられている。筐体１１内には、給紙ローラ１５に対して後側に離間した位置に、アーム軸３７が設けられている。アーム軸３７は、たとえば、筐体１１の左側壁から装着位置Ｐの上方の位置まで左右方向に延びている。電極ホルダ３６の他端部は、アーム軸３７における装着位置Ｐと上下方向に対向する部分に相対回転可能に支持されている。

静電容量検出器３４は、制御基板３２に実装されている。静電容量検出器３４には、ハーネス３５を介して、電極３３が電気的に接続されている。静電容量検出器３４は、電極３３に蓄えられる電気量に応じた信号、具体的には、電極３３に蓄えられる電気量に応じた静電容量値Ｃを表す信号を出力する。

制御基板３２には、ＣＰＵ３８（制御部の一例）が実装されており、ＣＰＵ３８により、静電容量検出器３４の出力信号から静電容量値Ｃが検出される。制御基板３２には、静電容量検出器３４及びＣＰＵ３８以外に、不揮発性メモリ及び揮発性メモリなど、画像形成装置１の各部の制御に必要な電子部品が実装されている。また、ＣＰＵ３８が不揮発性メモリ及び揮発性メモリとともにＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）に内蔵されて、ＡＳＩＣが制御基板３２に実装されていてもよい。

給紙カセット１２の前端部の左側面には、金属部材３９が設けられている。金属部材３９は、たとえば、圧板１３に支持される用紙Ｓと接触しない適度な厚みを左右方向に有している。

電極ホルダ３６の長さ及びアーム軸３７の位置が適切に設計されることにより、給紙カセット１２の圧板１３が下降位置に位置する状態では、図２、図３及び図４に示されるように、給紙カセット１２が装着位置Ｐに装着されているか否かにかかわらず、電極ホルダ３６がアーム軸３７から鉛直下方に延び、電極３３が用紙Ｓと接触しない位置に配置される。また、電極ホルダ３６が鉛直方向に延びる状態において、電極３３は、電極ホルダ３６の一端部から左側に金属部材３９と前後方向に対向する位置まで延びている。そして、給紙カセット１２が装着位置Ｐに正しく装着された状態において、図４に示されるように、電極３３は、圧板１３と上下方向に対向し、金属部材３９と接触せずに、金属部材３９と前後方向に所定値以下の距離を空けて対向する。また、給紙カセット１２が装着位置Ｐに正しく装着された状態において、図１に示されるように、圧板１３が下降位置から上昇位置に上昇すると、圧板１３に支持された用紙Ｓが電極３３に接触し、用紙Ｓが電極３３を持ち上げて、電極ホルダ３６がアーム軸３７を支点に回動する。電極ホルダ３６の回動により、電極３３が圧板１３と平行に近づき、規定の最大枚数の用紙Ｓが圧板１３に支持されているときには、電極３３が圧板１３と平行をなす。

なお、電極３３が電極ホルダ３６に対して固定された構成に限らず、電極３３が電極ホルダ３６に対して左右方向に延びる軸線を中心として回動可能に取り付けられていてもよい。この構成では、圧板１３に支持されている用紙Ｓの量にかかわらず、電極３３が用紙Ｓに接触したときに圧板１３と平行をなす。

＜給紙カセット状態判定処理＞
画像形成装置１の電源がオンされている間、ＣＰＵ３８により、図５に示される給紙カセット状態判定処理が所定の周期で実行される。

給紙カセット状態判定処理では、ＣＰＵ３８は、まず、静電容量検出器３４の出力信号から静電容量値Ｃを検出する（Ｓ１１）。

次に、ＣＰＵ３８は、その検出した静電容量値Ｃが予め定められた第１判定値未満であるか否かを判断する（Ｓ１２）。図２に示されるように、給紙カセット１２が筐体１１の外部に離脱されている状態では、筐体１１内の電極３３と擬似コンデンサを形成する導体が電極３３の周囲に存在しない。そのため、図６に示されるように、給紙カセット１２の圧板１３に支持されている用紙Ｓの量（枚数）にかかわらず、静電容量検出器３４の出力信号から検出される静電容量値Ｃが第１判定値よりも小さい。そこで、ＣＰＵ３８は、静電容量値Ｃが第１判定値未満である場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、給紙カセット１２が筐体１１から離脱され、少なくとも給紙カセット１２が装着位置Ｐに装着されていないと判定する（Ｓ１３：給紙カセット未装着）。

給紙カセット１２が筐体１１内に差し込まれて装着位置Ｐに近づけられると、図３に示されるように、給紙カセット１２の圧板１３が筐体１１内の電極３３と上下方向に対向する。これにより、圧板１３と電極３３とが擬似コンデンサを形成し、その擬似コンデンサに電荷が蓄えられる。また、給紙カセット１２の金属部材３９が電極３３と前後方向に対向して、電極３３と金属部材３９とが擬似コンデンサを形成し、その擬似コンデンサに電荷が蓄えられる。この擬似コンデンサの静電容量値は、金属部材３９が電極３３に近いほど大きい。圧板１３及び電極３３により形成される擬似コンデンサと電極３３及び金属部材３９により形成される擬似コンデンサとは、互いに並列に接続される。そのため、給紙カセット１２が装着位置Ｐに近づくにつれて、電極３３に蓄えられる電気量が多くなり、静電容量検出器３４の出力信号から検出される静電容量値Ｃが大きくなる。そして、給紙カセット１２が装着位置Ｐに正しく装着された状態では、図６に示されるように、静電容量値Ｃが第１判定値を超える。

ＣＰＵ３８は、静電容量値Ｃが第１判定値以上である場合（Ｓ１１：ＮＯ）、給紙カセット１２が装着位置Ｐに正しく装着されていると判定し（Ｓ１４）、その静電容量値Ｃが第１判定値よりも大きい第２判定値未満であるか否かを判断する（Ｓ１５）。第２判定値は、規定の最大枚数の用紙Ｓを支持する圧板１３が上昇位置に位置する状態で静電容量検出器３４の出力信号から検出される静電容量値Ｃよりも大きい値に設定されている。

その後、ＣＰＵ３８は、静電容量検出器３４の出力信号から検出される静電容量値Ｃが第４判定値未満であるか否かを判断する（Ｓ１６）。第４判定値は、図６に示されるように、第１判定値よりも大きく第２判定値よりも小さい範囲内の値に設定される。この値は、圧板１３が下降位置から上昇位置まで上昇する過程で、圧板１３が電極３３に近づくことにより増大する静電容量値Ｃが超える値に設定されている。ＣＰＵ３８は、静電容量値Ｃが第４判定値未満である場合（Ｓ１６：ＹＥＳ）、圧板１３が下降位置に位置していると判定する（Ｓ１７）。一方、静電容量値Ｃが第４判定値以上である場合（Ｓ１６：ＮＯ）、ＣＰＵ３８は、圧板１３が上昇位置に位置していると判定する（Ｓ１８）。

ＣＰＵ３８は、圧板１３が下降位置に位置していると判定した場合、圧板１３の下降位置から上昇位置への上昇を許可する（Ｓ１９）。ＣＰＵ３８による圧板１３の上昇の許可とは、たとえば、図示しない揮発性メモリに設けられている圧板上昇許可フラグに「１」をセットすることを意味する。圧板１３を上昇させる制御では、たとえば、圧板上昇許可フラグに「１」がセットされたことに応じて、モータＭの駆動力が駆動ギヤ２７に伝達され、圧板１３が下降位置から上昇位置に上昇する。

圧板１３が上昇位置に位置している状態では、図６に示されるように、圧板１３に規定の最大枚数の用紙Ｓが支持されていても、静電容量検出器３４の出力信号から検出される静電容量値Ｃが第２判定値を超える。ただし、圧板１３に１枚でも用紙Ｓが支持されていれば、電極３３が圧板１３と直に接触しないので、静電容量検出器３４の出力信号から検出される静電容量値Ｃは第３判定値を超えない。一方、圧板１３に用紙Ｓが１枚も支持されていない状態、つまり給紙カセット１２に用紙Ｓがない空の状態のときには、圧板１３が電極３３に直に接触するため、静電容量検出器３４の出力信号から検出される静電容量値Ｃが第３判定値を超えて振り切れる。そこで、ＣＰＵ３８は、静電容量検出器３４の出力信号から検出される静電容量値Ｃが第２判定値以上である場合、その静電容量値Ｃが第３判定値未満であるか否かを判断する（Ｓ２０）。そして、ＣＰＵ３８は、静電容量値Ｃが第３判定値未満である場合には（Ｓ２０：ＹＥＳ）、給紙カセット１２に用紙Ｓがあると判定し（Ｓ２１）、静電容量値Ｃが第３判定値以上である場合には（Ｓ２０：ＮＯ）、給紙カセット１２に用紙Ｓがないと判定する（Ｓ２２）。

また、静電容量検出器３４の出力信号から検出される静電容量値Ｃが第２判定値以上かつ第３判定値未満である場合、つまり用紙Ｓを支持している圧板１３が上昇位置に位置する場合、図６に示されるように、圧板１３が支持している用紙Ｓの枚数が多いほど静電容量値Ｃが小さく、用紙Ｓの枚数が少ないほど静電容量値Ｃが大きい。そのため、ＣＰＵ３８は、静電容量値Ｃから給紙カセット１２に収容されている用紙Ｓの残量（残り枚数）を判定する。

＜作用効果＞
以上のように、電極３３とハーネス３５を介して接続された静電容量検出器３４の出力信号から検出される静電容量値Ｃから、筐体１１の装着位置Ｐにおける給紙カセット１２の有無及び給紙カセット１２に支持される用紙Ｓの残量が判定される。すなわち、静電容量値Ｃが第１判定値未満である場合、給紙カセット１２が装着位置Ｐに装着されていないと判定され、静電容量値Ｃが第１判定値以上かつ第２判定値未満である場合、給紙カセット１２が装着位置Ｐに正しく装着されていると判定され、静電容量値Ｃが第２判定値以上かつ第３判定値未満である場合、給紙カセット１２に用紙Ｓがあると判定される。そのため、給紙カセット１２の有無及び用紙Ｓの残量の検出に用いるセンサが電極３３、静電容量検出器３４及びこれらを接続するハーネス３５を含む静電容量センサ３１の単一でよい。また、静電容量検出器３４の出力信号の値のレベルに応じて給紙カセット１２の有無及び用紙Ｓの残量が判定されるので、従来の構成と比較して、それらを精度よく検出することができる。

よって、単一の静電容量センサ３１を用いて、給紙カセット１２の装着の有無及び用紙Ｓの残量を精度よく検出することができる。

また、第２判定値は、規定の最大枚数の用紙Ｓを支持する圧板１３が上昇位置に位置する状態で静電容量検出器３４の出力信号から検出される静電容量値Ｃよりも大きい値に設定される。一方、電極３３は、規定の最大枚数の用紙Ｓが圧板１３に支持されているときに用紙Ｓと接触して圧板１３と平行をなすように設けられている。これにより、規定の最大枚数の用紙Ｓが圧板１３に支持されているときに電極３３が圧板１３と平行にならない構成を比較して、第２判定値を大きな値に設定することできる。その結果、第１判定値と第２判定値との差を大きくでき、第１判定値よりも大きく第２判定値よりも小さい範囲内の値である第４判定値の設定が容易になる。

しかも、静電容量値Ｃから給紙カセット１２の圧板１３が上昇位置に位置しているか、または、下降位置に位置しているかまでも判定される。したがって、単一の静電容量センサ３１を用いて、給紙カセット１２の装着の有無及び用紙Ｓの残量を精度よく検出できるだけでなく、圧板１３の位置まで判定することができる。

また、給紙カセット１２が装着位置Ｐに正しく装着されて、静電容量値Ｃが第１判定値を超える場合に、圧板１３の下降位置からの上昇が許可される。これにより、給紙カセット１２が装着位置Ｐに装着されていない状態でモータＭの駆動力が駆動ギヤ２７に伝達される無駄をなくすことができる。

なお、モータＭから駆動ギヤ２７に伝達される駆動力により圧板１３を上昇位置から下降させる構成では、モータＭの駆動力が駆動ギヤ２７に無駄に伝達されることを抑制すべく、静電容量値Ｃが第４判定値を超える場合に、圧板１３の下降が許可されてもよい。

電極３３は、給紙カセット１２の圧板１３が下降位置に位置する状態で用紙Ｓと接触しない位置に配置されている。したがって、電極３３は、装着位置Ｐに対する着脱途中の給紙カセット１２の圧板１３に支持されている用紙Ｓの上面と接触しない。これにより、給紙カセット１２の装着途中で用紙Ｓが電極３３に接触することによる静電容量値Ｃの変化を抑制でき、その変化により第１判定値を超える静電容量値Ｃが検出されることを抑制できる。その結果、給紙カセット１２が装着位置Ｐに装着されているか否かの誤判定を抑制でき、給紙カセット１２の装着の有無を精度よく判定することができる。

＜第２実施形態＞
前述の実施形態では、給紙カセット１２が装着位置Ｐに近づけられると、給紙カセット１２に設けられている金属部材３９が電極３３と前後方向に対向して近づく構成を取り上げた。この構成に限らず、図７及び図８に示される構成が画像形成装置１に採用されてもよい。

図７及び図８に示される構成では、筐体１１内の後端部であって、装着位置Ｐに装着される給紙カセット１２の金属部材３９と前後方向に対向する位置において、たとえば、ハーネス３５の途中部分４１が上下方向に複数回折り返されることにより波状に屈曲している。金属部材３９は、給紙カセット１２の前端部に配置されている。また、この構成では、ハーネス３５の電極３３と途中部分４１との間の部分は、給紙カセット１２の上面から上下方向に所定距離以上、たとえば、４０ｍｍ以上離れて配置されている。

給紙カセット１２が筐体１１内に差し込まれて装着位置Ｐに近づけられると、図７に示されるように、給紙カセット１２の圧板１３が筐体１１内の電極３３と上下方向に対向する。これにより、圧板１３と電極３３とが擬似コンデンサを形成し、その擬似コンデンサに電荷が蓄えられる。また、給紙カセット１２の金属部材３９がハーネス３５の途中部分４１と前後方向に対向して、ハーネス３５の途中部分４１と金属部材３９とが擬似コンデンサを形成し、その擬似コンデンサに電荷が蓄えられる。この擬似コンデンサの静電容量値は、金属部材３９がハーネス３５の途中部分４１に近いほど大きい。金属部材３９の大きさ、ハーネス３５の太さ（投影面積）にもよるが、金属部材３９とハーネス３５の途中部分４１との距離は５ｍｍ以下に設定することが望ましい。圧板１３及び電極３３により形成される擬似コンデンサとハーネス３５の途中部分４１及び金属部材３９により形成される擬似コンデンサとは、互いに並列に接続される。そのため、給紙カセット１２が装着位置Ｐに近づくにつれて、静電容量検出器３４の出力信号から検出される静電容量値Ｃが大きくなる。そして、図８に示されるように、給紙カセット１２が装着位置Ｐに正しく装着された状態では、図６に示されるように、静電容量値Ｃが第１判定値を超える。

よって、図７及び図８に示される構成によっても、前述の実施形態の構成、つまり図１に示される構成と同様の作用効果を奏することができる。

また、ハーネス３５の電極３３と途中部分４１との間の部分が給紙カセット１２の上面から所定距離以上離れて配置されているので、たとえハーネス３５の電極３３と途中部分４１との間の部分と圧板１３とが擬似コンデンサを形成しても、給紙カセット１２が装着位置Ｐに正しく装着される前に静電容量値Ｃが第１判定値を超えることを抑制できる。

なお、ハーネス３５の途中部分４１が図７及び図８に示される位置よりも後側の位置に配置されて、金属部材３９が給紙カセット１２の後端面に配置されていてもよい。

＜第３実施形態＞
また、図９及び図１０に示される構成が画像形成装置１に採用されてもよい。

図９及び図１０に示される構成において、金属部材３９は、給紙カセット１２の側壁上面４２に配置されて、前後方向に延びている。金属部材３９は、給紙カセット１２の前後方向の後端から１／３程度の長さを有する。また、ハーネス３５の途中部分４３は、給紙カセット１２の側壁の上面４２と上下方向に対向する位置に配置され、給紙カセット１２が装着位置Ｐに装着完了した場合に金属部材３９が存在する範囲で金属部材３９に５ｍｍ以下に近接する位置に、それ以外は給紙カセット１２上面から４０ｍｍ以上離れた位置に配置されている。

給紙カセット１２の装着が進むと、給紙カセット１２の金属部材３９がハーネス３５の途中部分４３と上下方向に対向して、ハーネス３５の途中部分４３と金属部材３９とが擬似コンデンサを形成し、その擬似コンデンサに電荷が蓄えられる。この擬似コンデンサの静電容量値は、ハーネス３５の途中部分４３と金属部材３９との対向面積が増えるほど大きくなる。また、給紙カセット１２が筐体１１内に差し込まれて装着位置Ｐに近づけられると、図９に示されるように、給紙カセット１２の圧板１３が筐体１１内の電極３３と上下方向に対向する。これにより、圧板１３と電極３３とが擬似コンデンサを形成し、その擬似コンデンサに電荷が蓄えられる。圧板１３及び電極３３により形成される擬似コンデンサとハーネス３５の途中部分４３及び金属部材３９により形成される擬似コンデンサとは、互いに並列に接続される。そのため、給紙カセット１２が装着位置Ｐに近づくにつれて、静電容量検出器３４の出力信号から検出される静電容量値Ｃが大きくなる。そして、図８に示されるように、給紙カセット１２が装着位置Ｐに正しく装着された状態では、図６に示されるように、静電容量値Ｃが第１判定値を超える。

よって、図９及び図１０に示される構成によっても、前述の実施形態の構成、つまり図１に示される構成と同様の作用効果を奏することができる。

＜変形例＞
以上、本発明のいくつかの実施形態について説明したが、本発明は、さらに他の形態で実施することもでき、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

１：画像形成装置
１１：筐体
１２：給紙カセット
１３：圧板
３１：静電容量センサ
３３：電極
３４：静電容量検出器
３５：ハーネス
３８：ＣＰＵ
３９：金属部材
４１：途中部分
４２：上面
４３：途中部分
Ｍ：モータ
Ｐ：装着位置
Ｓ：用紙

Claims (10)

1. 本体と、
   前記本体に着脱可能に設けられ、前記本体に供給される用紙を支持する給紙カセットと、
   制御部と、を含む画像形成装置であって、
   前記本体は、
   前記本体に移動可能に設けられた電極と、
   前記電極に蓄えられる電気量に応じた信号を出力する静電容量検出器と、
   前記電極と前記静電容量検出器とを接続する配線と、を備え、
   前記給紙カセットは、
   金属部材と、
   前記給紙カセットに対して上下動可能に設けられ、用紙を下側から支持する圧板と、を備え、
   前記電極は、少なくとも前記給紙カセットが前記本体に設定された装着位置に正しく装着された状態において、前記圧板と上下方向に対向し、前記給紙カセットが前記装着位置に正しく装着された状態において、前記金属部材との距離が所定値以下になるように配置されており、
   前記制御部は、
   前記静電容量検出器の出力信号の値が第１判定値未満である場合、前記給紙カセットが前記装着位置に装着されていないと判定し、
   前記静電容量検出器の出力信号の値が前記第１判定値以上かつ第２判定値未満である場合、前記給紙カセットが前記装着位置に装着されていると判定し、
   前記静電容量検出器の出力信号の値が前記第２判定値以上かつ第３判定値未満である場合、前記装着位置に装着された前記給紙カセットに用紙が支持されていると判定し、
   前記静電容量検出器の出力信号の値が前記第３判定値以上である場合、前記装着位置に装着された前記給紙カセットに用紙が支持されていないと判定する、画像形成装置。
2. 本体と、
   前記本体に着脱可能に設けられ、前記本体に供給される用紙を支持する給紙カセットと、
   制御部と、を含む画像形成装置であって、
   前記本体は、
   前記本体に移動可能に設けられた電極と、
   前記電極に蓄えられる電気量に応じた信号を出力する静電容量検出器と、
   前記電極と前記静電容量検出器とを接続する配線と、を備え、
   前記給紙カセットは、
   金属部材と、
   前記給紙カセットに対して上下動可能に設けられ、用紙を下側から支持する圧板と、を備え、
   前記電極は、少なくとも前記給紙カセットが前記本体に設定された装着位置に正しく装着された状態において、前記圧板と上下方向に対向するように配置され、
   前記配線の一部は、前記給紙カセットが前記装着位置に正しく装着された状態において、前記金属部材との距離が所定値以下になるように配置されており、
   前記制御部は、
   前記静電容量検出器の出力信号の値が第１判定値未満である場合、前記給紙カセットが前記装着位置に装着されていないと判定し、
   前記静電容量検出器の出力信号の値が前記第１判定値以上かつ第２判定値未満である場合、前記給紙カセットが前記装着位置に装着されていると判定し、
   前記静電容量検出器の出力信号の値が前記第２判定値以上かつ第３判定値未満である場合、前記装着位置に装着された前記給紙カセットに用紙が支持されていると判定し、
   前記静電容量検出器の出力信号の値が前記第３判定値以上である場合、前記装着位置に装着された前記給紙カセットに用紙が支持されていないと判定する、画像形成装置。
3. 請求項２に記載の画像形成装置であって、
   前記配線の前記一部は、前記装着位置に対して前記給紙カセットの装着方向の下流側の位置に配置され、
   前記金属部材は、前記給紙カセットにおける前記装着方向の下流側の端部に配置されている、画像形成装置。
4. 請求項３に記載の画像形成装置であって、
   前記配線の前記一部は、屈曲している、画像形成装置。
5. 請求項２に記載の画像形成装置であって、
   前記金属部材は、前記給紙カセットの上面に配置され、
   前記配線の前記一部は、前記給紙カセットの前記上面に対して上下方向に対向可能な位置に配置されている、画像形成装置。
6. 請求項３〜５のいずれか一項に記載の画像形成装置であって、
   前記配線における前記一部以外の他部分は、前記給紙カセットが前記装着位置に正しく装着された状態で前記静電容量検出器の出力信号の値が前記第１判定値以下となるように配置されている、画像形成装置。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の画像形成装置であって、
   前記圧板を上昇させる駆動力を発生する駆動源をさらに備える、画像形成装置。
8. 請求項７に記載の画像形成装置であって、
   前記制御部は、前記静電容量検出器の出力信号の値が第１判定値以上である場合に、前記駆動源からの駆動力による前記圧板の上昇を許可する、画像形成装置。
9. 請求項７または８に記載の画像形成装置であって、
   前記制御部は、
   前記静電容量検出器の出力信号の値が前記第１判定値よりも大きく第２判定値未満である範囲内の第４判定値未満である場合、前記圧板が下降位置に位置していると判定し、
   前記静電容量検出器の出力信号の値が前記第４判定値以上である場合、前記圧板が前記下降位置よりも上側の上昇位置に位置していると判定する、画像形成装置。
10. 請求項１〜９のいずれか一項に記載の画像形成装置であって、
    前記電極は、前記装着位置に対する着脱途中の前記給紙カセットに支持されている用紙の上面と接触しない位置に配置されている、画像形成装置。

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