JP2021017342A - 給紙装置 - Google Patents

Abstract

【課題】１つのセンサーで複数項目を検知し、センサーの設置数を減らす。【解決手段】給紙装置のリフト板の上面には用紙がセットされる。昇降機構はリフト板を昇降する。給紙ローラーと距離センサーはリフト板の上方に設けられる。距離センサーは下方向にある測定対象までの距離である測定距離を測る。距離センサーの出力に基づき、制御部は測定距離を認識する。リフト板の上昇前の測定距離に基づき、制御部は用紙残量を示す残量値を求める。リフト板の上昇開始後、認識した測定距離が予め定められた上限距離以下になったとき、制御部は、リフト板の上昇を昇降機構に停止させる。【選択図】図１１

Description

本発明は、用紙を収容し、印刷のときに用紙を送り出す給紙装置に関する。

複合機、プリンターのような画像形成装置がある。画像形成装置には、用紙カセットを含むものがある。用紙カセットには、用紙束が収容される。印刷のとき、用紙カセットから用紙が送り出される。適切に用紙を送り出すため、用紙カセットには複数のセンサーが設けられる。複数のセンサーを含む給紙装置の一例が特許文献１に記載されている。

具体的に、特許文献１には、シートを収納・積載するシート収納部を昇降し、シート収納部の所定の給紙位置からシートを送り出す給紙装置であり、シート収納部の昇降経路の上部近傍に配設され、シート収納部が上限位置に到達したことを検知する上限位置検知手段と、昇降経路の下部近傍に配設され、シート収納部が下限位置に到達したことを検知する下限位置検知手段と、昇降経路の中間部近傍に配設され、シートの残量を検出する残量検出手段と、を含み、残量検出手段は、シート収納部の昇降動作の異常を検出する異常検出手段としての機能を兼ね備えている給紙装置が記載されている。この構成により、シート収納部を昇降するモーターの異常を早いタイミングで検知する（特許文献１：請求項１、段落［０００５］等参照）。
特開２００８−０１３３５７号公報

用紙カセットには用紙がセットされる。用紙が無くなったとき、使用者は用紙カセットを引き出し、新たな用紙を補充し、その後、用紙カセットを元に戻す。また、セットされた用紙束の上方に給紙コロが設けられることがある。この場合、用紙束がセットされる用紙セット板は昇降可能とされる。用紙セット板はリフトされ、最も上の用紙が給紙コロと接する。例えば、用紙カセットの開閉後、用紙セット板のリフトが行われる。用紙カセットの開閉を検知する開閉検知用のセンサーが設けられる。また、用紙セット板が十分に（上限まで）持ち上がったことを検知する上限検知センサーが設けられる。

また、現在の用紙の残量レベルを表示パネルに表示する画像形成装置がある。用紙の残量レベルの検知する用紙残量センサーが設けられる。また、用紙カセットにセットされた用紙のサイズを検知するサイズ検知センサーが用紙カセットに設けられることがある。

このように、用紙カセットには、複数のセンサーが設けられる。センサーの数が多いほど、製造コストが高くなり、製造（組み立て）が複雑になるという問題がある。

特許文献１記載の装置では、上限検知用のセンサーと、下限検知用のセンサーと、残量検知用のセンサーが必要である。１つの用紙カセットに３つのセンサーが設けられる。製造コストが高くつき、製造工程が複雑になる場合があり得る。

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、製造コストを抑え、製造工程を簡素化できるように、１つのセンサーで複数項目を検知し、センサーの設置数を減らす。

本発明に係る給紙装置は、用紙カセット、リフト板、昇降機構、給紙ローラー、距離センサー、及び、制御部を含む。前記リフト板は前記用紙カセット内に設けられる。前記リフト板は上面に用紙がセットされる。前記昇降機構は前記リフト板を昇降する。前記給紙ローラーは、前記リフト板の上方に設けられる。前記給紙ローラーは前記昇降機構によって持ち上げられた用紙と接する。前記給紙ローラーは回転して用紙を送り出す。前記距離センサーは、前記リフト板の上方に設けられる。前記距離センサーは下方向にある測定対象までの距離である測定距離を測る。前記距離センサーの出力に基づき、前記制御部は前記測定距離を認識する。前記用紙カセットの開閉後、前記リフト板の上昇前に認識した前記測定距離に基づき、前記制御部は用紙残量を示す残量値を求める。前記リフト板の上昇開始後、認識した前記測定距離が、前記リフト板が上限位置にあるときの前記測定距離として予め定められた上限距離以下になったとき、前記制御部は、前記リフト板の上昇を前記昇降機構に停止させる。

本発明によれば、１つのセンサーで複数項目を検知することができる。センサーの設置数を減らすことができる。製造コストを抑え、製造工程を簡素化することができる。

実施形態に係るプリンターの一例を示す図である。 実施形態に係る給紙部の一例を示す図である。 実施形態に係る給紙部の一例を示す図である。 実施形態に係る給紙部の一例を示す図である。 実施形態に係る給紙部の一例を示す図である。 実施形態に係る距離センサーが測定する距離の一例を示す図である。 実施形態に係る距離センサーが測定する距離の一例を示す図である。 実施形態に係る距離センサーが測定する距離の一例を示す図である。 実施形態に係るプリンターの印刷ジョブ中の検知の一例を示す図である。 実施形態に係るプリンターが印刷ジョブを実行していない間の検知の一例を示す図である。 実施形態に係るプリンターが印刷ジョブを実行していない間の検知の一例を示す図である。

以下、図１〜図１１を用い、本発明を説明する。以下では、給紙装置として、プリンター１００を例に挙げ説明する。給紙装置は画像形成装置でもある。給紙装置はプリンター１００に限られない。給紙装置は複合機のような他種の画像形成装置でもよい。なお、本実施の形態に記載されている構成、配置等の各要素は、発明の範囲を限定せず、単なる説明例にすぎない。

（プリンター１００）
図１を用いて実施形態に係るプリンター１００の一例を説明する。図１は、実施形態に係るプリンター１００の一例を示す図である。

プリンター１００は制御部１、記憶部２、操作パネル３、印刷部４、通信部５を含む。

制御部１はプリンター１００の動作を制御する。制御部１は、制御回路１１、画像処理回路１２を含む。制御回路１１は、例えば、ＣＰＵである。画像処理回路１２は、画像処理用の集積回路である（例えば、ＡＳＩＣ）。制御回路１１は、記憶部２に記憶されたプログラム、データに基づき各部（操作パネル３、印刷部４、通信部５）を制御する。画像処理回路１２は各種画像処理を行う。

記憶部２は、ＲＯＭ、ストレージ、ＲＡＭを含む。ＲＯＭは、例えば、フラッシュＲＯＭである。ストレージは、ＨＤＤやＳＳＤのような大容量の不揮発性記憶装置である。記憶部２は、各種データ、制御用プログラムを記憶する。例えば、記憶部２は制御用データ、設定データ、画像データを記憶する。

操作パネル３は、表示パネル３１、タッチパネル３２、ハードキー３３を含む。表示パネル３１は、画面、画像を表示する。制御部１（制御回路１１）は表示パネル３１の表示を制御する。制御部１は、ジョブの設定に用いる操作画像を表示パネル３１に表示させる。操作画像は、例えば、ボタン、キー、タブである。タッチパネル３２は、使用者の操作を受け付ける。タッチパネル３２は、表示パネル３１の上面に設けられる。タッチパネル３２はタッチ位置を認識する。タッチパネル３２の出力に基づき、制御部１は、操作された操作画像を認識する。操作された操作画像に基づき、制御部１は、使用者の操作内容を認識する。ハードキー３３も使用者の操作を受け付ける。

プリンター１００は印刷部４を含む。印刷部４は、給紙部６、用紙搬送部４１、画像形成部４２、定着部４３を含む。給紙部６の詳細は後述する。用紙搬送部４１は、例えば、モーター、搬送ローラー対を含む。制御部１は、給紙部６から送り出された用紙を用紙搬送部４１に搬送させる。画像形成部４２は、例えば、感光体ドラム、帯電装置、露光装置、現像装置、転写ローラーを含む。制御部１は、感光体ドラムを帯電させ、画像データに基づき感光体ドラムを露光させる。また、制御部１は、感光体ドラムの静電潜像をトナーで原稿させる。また、制御部１は、トナー像を用紙に転写させる。定着部４３は、例えば、ヒーター、定着用ローラーを含む。制御部１は、トナー像が転写された用紙を定着部４３に加熱・加圧させる。制御部１は、トナー像の定着を定着部４３に行わせる。

制御部１は通信部５を含む。通信部５は、通信用回路、通信用メモリーを含む。通信用メモリーは通信用のソフトウェアを記憶する。ネットワークを介し、通信部５（通信用回路）は、コンピューター２００と通信できる。コンピューター２００は、例えば、ＰＣやサーバーである。通信部５は、コンピューター２００から印刷用データを受信する。

印刷用データは、例えば、ページ記述言語で記述されたデータを含む。制御部１（画像処理回路１２）は、ページ記述言語で記述されたデータを解析し、ページ記述言語の記述に基づいて画像データを生成する（ラスタライズ処理）。そして、制御部１（画像処理回路１２）は、生成した画像データに更なる画像処理を行い、出力用画像データを生成する。出力用画像データに基づき、制御部１は印刷部４に印刷させる。例えば、画像形成部４２の露光装置が出力用画像データに基づき感光体ドラムの露光を行う。

（給紙部６）
次に図２〜図５を用いて、実施形態に係る給紙部６を説明する。図２〜図５は、実施形態に係る給紙部６の一例を示す図である。

給紙部６は、用紙を収容し、一枚ずつ送り出す。なお、給紙部６を複数積み重ねることができる。給紙部６は用紙カセット７を含む。用紙カセット７は用紙を収容する。用紙カセット７はプリンター１００から引き出して、取り外すことができる。用紙を補給するとき、用紙カセット７が引き出される。また、用紙のサイズを変更するときも、用紙カセット７が引き出される。用紙カセット７を引き出す方向は、プリンター１００の正面方向である（図２参照）。用紙カセット７を取り付けるとき、使用者は、用紙カセット７をプリンター１００の背面方向に押し込む（図２参照）。このように、用紙カセット７を開閉することができる。

用紙カセット７は、リフト板７１、２つの幅規制カーソル７２、後端規制カーソル７３を含む。リフト板７１は用紙カセット７内に設けられる。リフト板７１の上面に用紙（用紙束）がセットされる。リフト板７１の用紙搬送方向の上流側端部（図２での右端部）は、支持部７４により回動可能に支持される。

リフト板７１は、用紙搬送方向の下流側端部（図２の左側端部）が自由端である。リフト板７１は上下方向に回動可能である。リフト板７１の下流側端部が持ち上げられる。昇降機構７５はリフト板７１を昇降する。昇降機構７５はリフト板７１の下方に設けられる。昇降機構７５は、リフトモーター７６、シャフト７７、押し上げ板７８、継手部７９を含む。

リフトモーター７６は用紙カセット７の外側（本体側）に設けられる。シャフト７７の長手方向は用紙搬送方向と垂直な方向である。シャフト７７は、継手部７９を介して、リフトモーター７６と連結される（図５参照）。押し上げ板７８はシャフト７７に取り付けられる。継手部７９はリフトモーター７６の駆動をシャフト７７に伝達する。シャフト７７はリフトモーター７６の駆動を受け回転する。制御部１は、リフトモーター７６を動作させてシャフト７７を回転させる。これにより、押し上げ板７８が回動する。押し上げ板７８の回動により、リフト板７１（下流側端部）が上昇する（持ち上げられる）。印刷時、制御部１は、用紙が給紙ローラー６１に接するまで、リフト板７１を上昇させる。

用紙カセット７を引き出したとき、継手部７９とシャフト７７の連結が外れる。用紙カセット７の取り外し（連結解除）により、リフト板７１は重力の作用（自重）により自動的に下降する。昇降機構７５は、重力を利用してリフト板７１を下降させる。最終的に、リフト板７１と押し上げ板７８は、下限位置まで下降する。リフト板７１及び押し上げ板７８は倒れ伏す。

なお、継手部７９は、リフト板７１を上昇させる方向にのみシャフト７７を回転させる。継手部７９とシャフト７７が連結している状態では、自重でリフト板７１が下がらないように構成されている。例えば、継手部７９はラチェット機構を含む。用紙カセット７が引き出されない（開けられない）限り、昇降機構７５はリフト板７１の高さを維持する。

用紙カセット７を取り付けたとき、継手部７９にシャフト７７が差し込まれる。言い換えると、継手部７９とシャフト７７が連結する。用紙カセット７の取り外しと取り付けがなされたとき、給紙開始までに、制御部１は、リフトモーター７６を駆動させる。制御部１は、リフト板７１を上限まで上昇させる。また、制御部１は、１又は複数枚、給紙を行うごとに一時的にリフトモーター７６を回転させる。制御部１は、最上位の用紙が常に給紙ローラー６１と接するように、リフト板７１を持ち上げる。

給紙部６は給紙機構を含む。給紙機構は、給紙ローラー６１と捌きローラー対６２（フィードローラーとリタードローラー）、給紙モーター６０を含む。給紙ローラー６１は、リフト板７１の下流側端部の上方に設けられる。給紙ローラー６１は昇降機構７５によって持ち上げられた用紙と接する。給紙ローラー６１は回転して接する用紙を送り出す。捌きローラー対６２は、給紙ローラー６１よりも搬送方向下流側に設けられる。捌きローラー対６２は、用紙の重送を防ぐ。捌きローラー対６２のうち、上側のフィードローラーは、用紙搬送部４１（搬送路）に用紙を送る方向（順方向）に回転する。下側のリタードローラーは、用紙カセット７に用紙を送る方向（逆方向）に回転する。なお、リタードローラーは一定の力が加わらないと順方向に回転しないように構成されている。例えば、トルクリミッターが用いられる。用紙の重送が生じているとき、リタードローラーは、下側の用紙を逆方向に送る。用紙の重送が生じていないとき、リタードローラーは、順方向に回転する。

給紙モーター６０は、給紙ローラー６１と捌きローラー対６２を回転させる。印刷ジョブのとき、制御部１は、給紙モーター６０を回転させ、給紙部６に用紙を供給させる。給紙部６から供給された用紙は、用紙搬送部４１に送り込まれる。制御部１は、給紙部６から供給された用紙を用紙搬送部４１に搬送させる。

給紙ローラー６１の回転軸は支軸部材６３に支持される。支軸部材６３は捌きローラー対６２（フィードローラー）の回転軸に架けられる。支軸部材６３は上下方向で揺動する。支軸部材６３により、給紙ローラー６１は上下方向で揺動できる。

リフトモーター７６を回転させ、リフト板７１を上昇させると、やがて、給紙ローラー６１と最上位の用紙が接する。さらにリフト板７１を上昇させると、給紙ローラー６１も持ち上げられる。つまり、リフト板７１は用紙束と給紙ローラー６１を持ち上げる。リフト板７１の上限は、給紙ローラー６１の上限でもある。上限時のリフト板７１の位置（高さ）は、セットされている用紙束の厚みで変わる。リフト板７１の上限到達を認識したとき、制御部１はリフトモーター７６を停止させる。

図３、図４に示すように、給紙部６は距離センサー８を含む。距離センサー８はリフト板７１の上方に設けられる。給紙ローラー６１は給紙ローラー６１の近傍に設けられる。距離センサー８は、給紙ローラー６１よりも用紙搬送方向（給紙方向）上流側に設けられる。距離センサー８は、下方向にある測定対象までの距離を測るためのセンサーである。

距離センサー８は、発光回路８１、受光回路８２、演算回路８３を含む。発光回路８１は、レーザービームを発する（照射する）。距離センサー８は、リフト板７１及び用紙のある方向にレーザービームを発する。例えば、距離センサー８（発光回路８１）は垂直下向きにレーザービームを発する。受光回路８２は、反射されたレーザービームを受光する。距離センサー８の演算回路８３は、発光回路８１がレーザービームの照射を開始してから測定対象で反射されたレーザービームを受光回路８２が受光するまでの時間差を測る。そして、演算回路８３は時間差を距離に換算する。尚、距離センサー８は、赤外線を用いて距離を測るセンサーでもよい。また、距離センサー８は、超音波を用いて距離を測るセンサーでもよい。

距離センサー８と制御部１は、通信可能に接続される。距離センサー８の演算回路８３は、測定した距離を制御部１（制御回路１１）に通知する。距離センサー８の出力に基づき、制御部１は、距離センサー８が測った距離（測定距離）を認識する。距離センサー８が測る距離は、用紙の有無、用紙残量、リフト板７１の高さに基づき変わる。距離センサー８が測る距離に基づき、制御部１は、複数の項目について検知を行う。制御部１は、１つの距離センサー８の出力だけで、用紙残量、リフト板７１の上限到達、用紙切れ、及び、用紙カセット７の開閉を認識する。

（距離センサー８が測る距離）
次に、図６〜図８を用いて、実施形態に係る距離センサー８が測る距離の一例を説明する。図６〜図８は実施形態に係る距離センサー８が測る距離の一例を示す図である。

図６は、用紙がセットされたリフト板７１が上限まで持ち上げられている状態の一例を示す図である。図６では、リフト板７１に用紙がセットされている。用紙切れではなく、リフト板７１が上限まで持ち上げられているとき、距離センサー８は、距離センサー８から最上位の用紙までの距離を測定する。

リフト板７１が上限まで持ち上げられたときの最上位の用紙の位置（高さ）は、用紙束の厚さによらず決まっている。リフト板７１が上限のとき、測定対象（用紙）が距離センサー８に最も近づいている。リフト板７１が上限まで持ち上げられたときの距離センサー８から最上位の用紙までの距離（上限距離Ａ）は、距離センサー８が測る距離として最短である。

この上限距離Ａは予め定められる。例えば、リフト板７１が上限に到達し（給紙ローラー６１が上限に到達し）、リフト板７１が動かなくなってから（リフトモーター７６がロックしてから）、リフトモーター７６を停止させる。リフトモーター７６の停止後、実際に測定した距離センサー８から最上位の用紙までの距離を上限距離Ａとすることができる。記憶部２は上限距離Ａを不揮発的に記憶する（図１参照）。

リフト板７１の上昇開始後、距離センサー８の出力に基づき、制御部１は測定距離を認識する。測定距離が上限距離Ａ以下になったとき、制御部１は、リフト板７１が上限に到達したと認識する。制御部１は、リフト板７１の上昇を昇降機構７５に停止させる。距離センサー８と上限距離Ａに基づき、最上位の用紙が給紙ローラー６１に十分な圧力で押しつけられている状態で、リフト板７１を停止させることができる。

図７は、リフト板７１が下限位置にある状態の一例を示す図である。用紙カセット７の開閉があったとき、リフト板７１は下限位置となる。また、図７は、用紙切れの状態の一例を示す。リフト板７１の上面に用紙がない。

ここで、リフト板７１のうち、距離センサー８の検知範囲（レーザービームの照射範囲）には穴７１０が設けられる（図２参照）。用紙切れのとき、レーザービームは穴７１０を通過する。リフト板７１はレーザービームを反射しない。用紙切れ、かつ、用紙カセット７が取り付けられているとき、リフト板７１の高さによらず、レーザービームは、用紙カセット７の底面で反射する。

基準距離Ｂが予め定められる。記憶部２は基準距離Ｂを不揮発的に記憶する（図１参照）。基準距離Ｂは距離センサー８から下限位置のリフト板７１までの距離に基づいて予め定められる。用紙切れのとき、測定距離は基準距離Ｂよりも長くなる。基準距離Ｂは、距離センサー８から下限位置（倒れ付した）のリフト板７１の上面までの距離である。穴７１０があるため、厳密には距離センサー８の検知範囲にリフト板７１の上面がない。基準距離Ｂは、穴７１０がないと仮定したときの、距離センサー８から下限位置のリフト板７１の上面までの距離である。

用紙切れのときの距離センサー８から用紙カセット７の底面までの距離は、カセットが取り付けられている間に距離センサー８が測る距離として最長となる。用紙切れのとき、測定距離は確実に基準距離Ｂを超える。そこで、制御部１は、測定距離が基準距離Ｂを超えているとき、用紙切れと認識する。

図８は用紙カセット７の開閉後、リフト板７１の上昇前の状態の一例を示す図である。図８は、リフト板７１及び押し上げ板７８が下限位置となった状態の一例を示す。また、図８は、用紙がセットされた状態を示す。言い換えると、図８は、用紙カセット７の取り外し後、用紙が補給された用紙カセット７が取り付けられた状態の一例を示す。

制御部１は、基準距離Ｂとリフト板７１の上昇前に認識した距離（残量判定用距離Ｃ）に基づき、残量値Ｄ１を求める。残量値Ｄ１は用紙残量を示す値である。用紙がセットされた場合、リフト板７１を上昇させる前では、距離センサー８が測る距離は、上限距離Ａ以上、基準距離Ｂ未満となる。測定した距離が上限距離Ａに近いほど、セットされた用紙は多い。測定した距離が基準距離Ｂに近いほど、セットされた用紙は少ない。そこで、以下の（式１）に基づき、制御部１は残量値Ｄ１を求める。

（式１）残量値Ｄ１＝基準距離Ｂ−測定距離
式１の測定距離はリフト板７１が下限位置にあるときの測定距離である。式１に示すように、残量値Ｄ１はセットされた用紙束の厚さを示す。制御部１は求めた残量値Ｄ１を記憶部２に不揮発的に記憶させる。また、制御部１は残量比率を求めることができる。残量比率は、満杯時の用紙束の厚さに対する現在の用紙束の厚さの割合を示す。残量比率は、満杯時を１００％とする比率である。残量比率は、以下の（式２）により求められる。
（式２）残量比率＝（（基準距離Ｂ−上限距離Ａ）−（測定距離−上限距離Ａ））／（基準距離Ｂ−上限距離Ａ）
整理すれば、式２は、基準距離Ｂ−測定距離／（基準距離Ｂ−上限距離Ａ）となる。
（基準距離Ｂ−上限距離Ａ）は定数である。この定数をＣ１とおくと、残量値Ｄ１／Ｃ１の演算で残量比率を求めることができる。制御部１は残量比率を求める演算を行う。例えば、残量値Ｄ１が更新されると、制御部１は新たに残量比率を求める。残量比率を新たに求めるごとに、制御部１は新たに求めた残量比率を表示パネル３１に表示させる。

（印刷ジョブ中の検知）
次に、図９を用いて、実施形態に係るプリンター１００の印刷ジョブ中の検知の一例を説明する。図９は、実施形態に係るプリンター１００の印刷ジョブ中の検知の一例を示す図である。

図９のスタートは印刷ジョブを開始する時点である。言い換えると、印刷ジョブのために、給紙を開始する時点である。なお、印刷ジョブの開始前、制御部１は、距離センサー８を動作させる。距離センサー８の出力に基づいて認識した測定距離が、基準距離Ｂを超えていないとき（用紙があると認められるとき）、制御部１は、印刷ジョブを開始する。

制御部１は、印刷ジョブが終了した否かを確認する（ステップ♯１１）。例えば、印刷ジョブの最後の用紙が排出されたとき、制御部１は印刷ジョブが終了したと認識する。なお、用紙排出を検知する排出センサーが搬送経路に設けられる。印刷ジョブが終了したとき（ステップ♯１１のＹｅｓ）、制御部１は、本フローチャートを終了する（エンド）。

まだ印刷ジョブ中のとき（印刷ジョブが終了していないとき、ステップ♯１１のＮｏ）、制御部１は、距離センサー８を動作させ、距離センサー８の出力に基づき、測定距離を認識する（ステップ♯１２）。そして、制御部１は、測定距離が基準距離Ｂ以下か否かを確認する（ステップ♯１３）。印刷ジョブ中に用紙切れが生ずる場合があるためである。

測定距離が基準距離Ｂを超えているとき（ステップ♯１３のＮｏ）、制御部１は、用紙切れと認識する（ステップ♯１４）。制御部１は、用紙切れ状態であることを記憶部２に記憶させる（ステップ♯１５）。制御部１は用紙切れであることを示すデータ（用紙切れフラグＤ２）を記憶部２に記憶させる（図１参照）。

用紙切れと認識したとき、制御部１は、用紙切れ検知時の処理を行う（ステップ♯１６→エンド）。例えば、制御部１は、印刷部４に印刷ジョブを停止させる。この場合、制御部１は、給紙ローラー６１の回転を停止させ、用紙搬送部４１の動作を停止させ、画像形成部４２にトナー像形成を停止させ、定着部４３の回転体を停止させる。また、制御部１は、残量比率の代わりに、用紙切れのメッセージを表示パネル３１に表示させる。

測定距離が基準距離Ｂ以下のとき（ステップ♯１３のＹｅｓ）、制御部１は、測定距離が上限距離Ａ以下か否かを確認する（ステップ♯１７）。測定距離が上限距離Ａ以下のとき（ステップ♯１７のＹｅｓ）、給紙ローラー６１と最上位の用紙は接している。リフト板７１を上昇させる必要はない。この場合、制御部１は、ステップ♯１１を次に実行する（ステップ♯１１に戻る）。

測定距離が上限距離Ａを超えているとき（ステップ♯１７のＮｏ）、給紙ローラー６１と用紙が圧接していない状態となっている可能性がある。リフト板７１を上昇させる必要がある。そこで、制御部１はリフト板７１を昇降機構７５に上昇させる（ステップ♯１８）。具体的に、制御部１はリフトモーター７６を回転させる。印刷ジョブ中、測定距離が上限距離Ａを超えたとき、制御部１はリフト板７１を昇降機構７５に上昇させる。

そして、制御部１は、距離センサー８を動作させ、測定距離を認識する（ステップ♯１９）。制御部１は、新たに認識した測定距離が上限距離Ａ以下か否かを確認する（ステップ♯１１０）。まだ上限距離Ａを超えているとき（ステップ♯１１０のＮｏ）、制御部１は、ステップ♯１８を実行する（ステップ♯１８に戻る）。つまり、印刷ジョブ中、昇降機構７５がリフト板７１を上昇させる動作をしている間、制御部１は、距離センサー８の出力に基づく距離の認識を繰り返す。

測定距離が上限距離Ａ以下になったとき（ステップ♯１１０のＹｅｓ）、制御部１は、リフト板７１の上昇を昇降機構７５に停止させる（ステップ♯１１１）。このように、印刷ジョブ中、制御部１は、リフト板７１を小刻みに上昇させる。そして、制御部１は、残量値Ｄ１を更新する（ステップ♯１１２）。残量値Ｄ１の更新後、制御部１はステップ♯１１を実行する（ステップ♯１１に戻る）。

ここで、残量値Ｄ１の更新について説明する。制御部１は、リフト板７１の上昇距離を求める。具体的に、制御部１は、リフト板７１の上昇前の測定距離から、リフト板７１を停止したときの測定距離を減じて、リフト板７１の上昇距離を求める。上昇距離は、上限距離Ａを超えたときの測定距離（ステップ♯１２で認識した測定距離）から上限距離Ａを減じて求めてもよい。制御部１は、記憶している残量値Ｄ１から上昇距離を減じて新たな残量値Ｄ１を求める。制御部１は、以前の残量値Ｄ１に代えて、新たに求めた残量値Ｄ１を記憶部２に記憶させることにより、残量値Ｄ１を更新する。

（印刷ジョブを実行していない間の検知）
次に、図１０、１１を用いて、実施形態に係るプリンター１００が印刷ジョブを実行していない間の検知の一例を説明する。図１０、図１１は、実施形態に係るプリンター１００が印刷ジョブを実行していない間の検知の一例を示す図である。図１０は、一連のフローチャートの前半部分を記載した図であり、図１１は、一連のフローチャートの後半部分を記載した図である。

印刷ジョブを実行していない間（給紙していないとき）、制御部１は、繰り返し距離センサー８を動作させる（レーザービームを照射させる）。距離センサー８の出力に基づき測定距離を繰り返し認識する。言い換えると、制御部１は測定距離の変化を監視する。認識した測定距離に基づき、検知を行う。

図１０のスタートは、例えば、主電源投入によりプリンター１００が起動した時点である。また、図１０のスタートは、印刷ジョブの完了時点（図９のフローチャートが終了した時点）である。なお、印刷ジョブを開始する時点で、制御部１は、図１０、図１１のフローチャートを終了する。

まず、制御部１は、距離センサー８を動作させ（レーザービームを照射させ）、距離センサー８の出力に基づき測定距離を認識する（ステップ♯２１）。

次に、制御部１は、用紙切れ状態か否かを確認する（ステップ♯２２）。制御部１は、用紙切れフラグＤ２の有無を確認して、用紙切れ状態か否かを確認してもよい。また、ステップ♯２１で認識した測定距離が基準距離Ｂを超えているとき、制御部１は、用紙切れ状態と認識してもよい。

用紙切れ状態ではないとき（ステップ♯２２のＮｏ）、制御部１は、測定距離が上限距離Ａ以下か否かを確認する（ステップ♯２３）。測定距離が上限距離Ａ以下のとき、制御部１は、用紙残量に変化なしと認識する（ステップ♯２４）。リフト板７１を上昇させる必要もない。ステップ♯２４の後、制御部１は、ステップ♯２１を実行する（ステップ♯２１に戻る）。

用紙切れ状態のとき（ステップ♯２３のＹｅｓ）、制御部１は、距離センサー８を動作させ（レーザービームを照射させ）、距離センサー８の出力に基づき新たな測定距離を認識する（ステップ♯２５）。そして、制御部１は、用紙カセット７の開閉（用紙の補充）があったか否かを確認する（ステップ♯２６）。

用紙カセット７が取り外されると、距離センサー８のレーザービームの照射距離は、用紙カセット７の底板を超える。制御部１が認識する測定距離は、基準距離Ｂよりも長くなる。用紙が補充された用紙カセット７が取り付けられた場合、レーザービームは用紙で反射される。その結果、制御部１が認識する測定距離は短くなる。このように、用紙カセット７の取り外しと取り付けと用紙の補充がなされる間、測定距離は大きく変化する。

制御部１は、測定距離の変化量に基づき、用紙カセット７の取り外しと取り付け（用紙カセット７の開閉）がなされたか否かを認識してもよい。例えば、制御部１は、新たに認識した測定距離（ステップ♯２５で認識した測定距離）と、それよりも１つ前に認識した測定距離を比較する。

制御部１は、１つ前に認識した測定距離から新たに認識した測定距離を減じて、変化量を求める。用紙補充（用紙カセット７の取り外しと取り付け）がなされると、変化量が大きくなる。そこで、制御部１は、求めた変化量が第１閾値Ｔｈ１よりも大きいとき、用紙カセット７の開閉があったと認識してもよい。なお、制御部１は、求めた変化量が第１閾値Ｔｈ１以下のとき、用紙カセット７の開閉はなかったと認識してもよい。第１閾値Ｔｈ１は予め定められる。記憶部２は、第１閾値Ｔｈ１を不揮発的に記憶する（図１参照）。

また、用紙が補充された場合、測定距離は、上限距離Ａよりも長く、基準距離Ｂよりも短くなる。そこで、用紙切れフラグＤ２データを記憶している状態で、測定距離が上限距離Ａよりも長く、基準距離Ｂよりも短くなったとき、制御部１は、用紙カセット７の開閉（取り外しと取り付け）がなされたと認識してもよい。

用紙カセット７が開閉されていないと認識したとき（ステップ♯２６のＮｏ）、制御部１は、ステップ♯２５を実行する（ステップ♯２５に戻る）。制御部１は開閉の監視を続ける。用紙カセット７が開閉されたと認識したとき（ステップ♯２６のＮｏ）、制御部１は、距離センサー８を動作させて測定距離（残量判定用距離Ｃ）を認識した後、リフト板７１を昇降機構７５に上昇させる（ステップ♯２７）。具体的に、制御部１はリフトモーター７６を回転させる。

なお、用紙切れでなく、印刷ジョブを行っておらず、測定距離が上限距離Ａよりも長い場合（ステップ♯２４のＮｏの場合）、何らかの理由でリフト板７１が下降したことを意味する。例えば、用紙カセット７の一時的な開閉があった可能性がある。そこで、ステップ♯２４のＮｏの場合も、制御部１はリフト板７１を昇降機構７５に上昇させる（ステップ♯２７）。

制御部１は、リフト板７１の上昇開始後、待ち時間Ｔ１の経過を待つ。待ち時間Ｔ１は予め定められる。記憶部２は、待ち時間Ｔ１を不揮発的に記憶する（図１参照）。待ち時間Ｔ１は適宜定められる。例えば、待ち時間Ｔ１は、数百ミリ秒以上、１秒以下の時間とできる。リフト板７１の上昇開始後、待ち時間Ｔ１が経過したとき、制御部１は、距離センサー８を動作させ（レーザービームを照射させ）、測定距離を認識する（ステップ♯２９）。

そして、制御部１は、リフト板７１にセットされた用紙があるか否かを確認する（ステップ♯２１０）。リフト板７１には穴７１０があいている。リフト板７１に用紙がなければ、リフト板７１を上昇させても測定距離は短くならない（減らない）。ステップ♯２９により、用紙が急遽抜かれたことを検知することができる。

具体的に、制御部１は、ステップ♯２７で認識した測定距離（リフト板７１上昇の直前の測定距離、残量判定用距離Ｃ）から、ステップ♯２９で認識した測定距離（リフト板７１上昇後の測定距離）を減じる。減算で得られた差分が第２閾値Ｔｈ２よりも大きいとき、制御部１はリフト板７１に用紙があると認識する。差分が第２閾値Ｔｈ２以下のとき、制御部１は、リフト板７１に用紙がないと認識する。記憶部２は、第２閾値Ｔｈ２を不揮発的に記憶する（図１参照）。第２閾値Ｔｈ２は、待ち時間Ｔ１中のリフト板７１の上昇量を基準に予め定められる。

用紙がないと認識したとき（ステップ♯２１０のＮｏ）、制御部１は、用紙切れ状態であることを記憶部２に記憶させる（ステップ♯２１１）。制御部１は用紙切れであることを示すデータ（用紙切れフラグＤ２）を記憶部２に記憶させる（図１参照）。そして、制御部１は、ステップ♯２１を実行する（ステップ♯２１に戻る）。

一方、用紙があると認識したとき（ステップ♯２１０のＹｅｓ）、制御部１は、リフト板７１の上昇前の測定距離（ステップ♯２７で得られた測定距離）に基づき、残量値Ｄ１を記憶部２に記憶させる（ステップ♯２１２）。リフト板７１の上昇前の測定距離は、リフト板７１が下限位置にあるときの最上位の用紙の高さを示す。上述の（式１）とリフト板７１上昇前の測定距離（残量判定用距離Ｃ）に基づき、制御部１は、残量値Ｄ１を新たに求める。制御部１は、新たに求めた残量値Ｄ１を記憶させる。言い換えると、制御部１は残量値Ｄ１を更新する。

残量値Ｄ１を更新したとき、制御部１は新たな残量値Ｄ１に基づく残量比率を求めてもよい。制御部１求めた残量比率を表示パネル３１に表示させてもよい。リフト板７１が上限に上昇する前に、残量比率を表示パネル３１に表示することができる。

そして、制御部１は、距離センサー８を動作させ、測定距離を認識する（ステップ♯２１３）。制御部１は、新たに認識した測定距離が上限距離Ａ以下か否かを確認する（ステップ♯２１４）。まだ上限距離Ａを超えているとき（ステップ♯２１４のＮｏ）、制御部１は、ステップ♯２１３を実行する（ステップ♯２１３に戻る）。つまり、用紙カセット７の開閉後、昇降機構７５がリフト板７１を上昇させる動作をしている間、制御部１は、距離センサー８の出力に基づく距離の認識を繰り返す。

測定距離が上限距離Ａ以下になったとき（ステップ♯２１４のＹｅｓ）、制御部１は、リフト板７１の上昇を昇降機構７５に停止させる（ステップ♯２１５）。リフト板７１の停止後、制御部１はステップ♯２１を実行する（ステップ♯２１に戻る）。

このようにして、実施形態に係る給紙装置（プリンター１００）は、用紙カセット７、リフト板７１、昇降機構７５、給紙ローラー６１、距離センサー８、及び、制御部１を含む。リフト板７１は用紙カセット７内に設けられる。リフト板７１は上面に用紙がセットされる。昇降機構７５はリフト板７１を昇降する。給紙ローラー６１は、リフト板７１の上方に設けられる。給紙ローラー６１は昇降機構７５によって持ち上げられた用紙と接する。給紙ローラー６１は回転して用紙を送り出す。距離センサー８は、リフト板７１の上方に設けられる。距離センサー８は下方向にある測定対象までの距離である測定距離を測る。距離センサー８の出力に基づき、制御部１は測定距離を認識する。用紙カセット７の開閉後、リフト板７１の上昇前に認識した測定距離に基づき、制御部１は用紙残量を示す残量値Ｄ１を求める。リフト板７１の上昇開始後、認識した測定距離が、リフト板７１が上限位置にあるときの測定距離として予め定められた上限距離Ａ以下になったとき、制御部１は、リフト板７１の上昇を昇降機構７５に停止させる。

距離センサー８の出力に基づき、用紙残量を検知するとともに、リフト板７１の上限到達を検知することができる。距離センサー８を用紙残量センサーとして用いるとともに、上限検知センサーとしても用いることができる。１つのセンサーで複数項目について、検知することができる。センサーの設置数を減らすことができる。給紙装置の製造コストを減らすことができる。給紙装置の製造工程を簡素化することができる。

リフト板７１のうち、距離センサー８の検知範囲には穴７１０が設けられる。認識した測定距離が距離センサー８から下限位置のリフト板７１までの距離に基づいて予め定められた基準距離Ｂを超えているとき、制御部１は、用紙切れと認識する。距離センサー８を用いて、用紙カセット７内の用紙無し（用紙切れ）を正しく検知することができる。残量検知専用のセンサーでは、残量が少ない場合、用紙のありなしを正しく検知することが難しかった。そのため、用紙切れを検知する専用のセンサーを設けることがあった。本給紙装置によれば、１つのセンサーで、残量、上限到達、用紙切れを正確に検知することができる。センサーの設置数を減らすことができる。給紙装置の製造コストを減らすことができる。給紙装置の製造工程を簡素化することができる。

昇降機構７５は、用紙カセット７が開けられるまで、リフト板７１の高さを維持する。制御部１は、距離センサー８の出力に基づく測定距離の認識を周期的に行う。リフト板７１の上昇後、認識した測定距離が上限距離Ａ以下のとき、制御部１は、用紙残量に変化なしと認識する。距離センサー８の出力に基づき、用紙残量に変化がないことを検知することができる。

用紙切れのとき、制御部１は測定距離の変化量を求める。求めた変化量が第１閾値Ｔｈ１よりも大きいとき、制御部１は用紙カセット７の開閉があったと認識する。距離センサー８を用いて、用紙カセット７の開閉（用紙の補充）があったことを検知することができる。従来、カセット開閉検知専用のセンサーが設けられていた。本給紙装置によれば、１つのセンサーで、用紙カセット７の開閉、残量、上限到達、用紙切れを正確に検知することができる。センサーの設置数を減らすことができる。給紙装置の製造コストを減らすことができる。給紙装置の製造工程を簡素化することができる。

用紙カセット７の開閉があったと認識したとき、制御部１は、昇降機構７５にリフト板７１の上昇を開始させる。用紙カセット７が開けられると、リフト板７１の上昇を開始することができる。用紙カセット７が閉じられた後、直ちに用紙と給紙ローラー６１が接触する。給紙の準備を速やかに完了することができる。

制御部１は、リフト板７１の上昇開始前の測定距離から、リフト板７１の上昇開始後、予め定められた待ち時間Ｔ１経過後に認識した測定距離を減じて差分を求める。求めた差分が予め定められた第２閾値Ｔｈ２以上のとき、制御部１は、リフト板７１の上昇開始前の測定距離に基づく残量値Ｄ１を記憶部２に記憶させる。求めた差分により、用紙がリフト板７１にセットされているか否かを認識することができる。リフト板７１の上昇完了前に残量値Ｄ１を定め、残量を確定することができる。

印刷ジョブ中、測定距離が上限距離Ａを超えたとき、制御部１はリフト板７１を昇降機構７５に上昇させる。昇降機構７５がリフト板７１を上昇させる動作をしている間、制御部１は、距離センサー８の出力に基づく測定距離の認識を繰り返す。認識した測定距離が上限距離Ａ以下になったとき、制御部１は、リフト板７１の上昇を昇降機構７５に停止させる。制御部１は、リフト板７１の上昇前の測定距離からリフト板７１を停止したときの測定距離を減じて上昇距離を求める。残量値Ｄ１から上昇距離を減じて、新たな残量値Ｄ１を求める。制御部１は、求めた新たな残量値Ｄ１を記憶部２に記憶させる。印刷ジョブで用紙が消費されても、給紙ローラー６１と用紙を接触させ続けることができる。消費された用紙の厚さに相当する距離に基づき、残量値Ｄ１を更新することができる。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されない。発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。

本発明は、リフト板とリフト板を昇降させる昇降機構を含む給紙装置（画像形成装置）に利用可能である。

１００ プリンター（給紙装置） １ 制御部
６１ 給紙ローラー ７ 用紙カセット
７１ リフト板 ７５ 昇降機構
７１０ 穴 ８ 距離センサー
Ｄ１ 残量値 Ａ 上限距離
Ｂ 基準距離 Ｔｈ１ 第１閾値
Ｔｈ２ 第２閾値

Claims (7)

1. 用紙カセットと、
   前記用紙カセット内に設けられ、上面に用紙がセットされるリフト板と、
   前記リフト板を昇降する昇降機構と、
   前記リフト板の上方に設けられ、前記昇降機構によって持ち上げられた用紙と接し、回転して用紙を送り出す給紙ローラーと、
   前記リフト板の上方に設けられ、下方向にある測定対象までの距離である測定距離を測る距離センサーと、
   制御部と、を含み、
   前記制御部は、
   前記距離センサーの出力に基づき前記測定距離を認識し、
   前記用紙カセットの開閉後、前記リフト板の上昇前に認識した前記測定距離に基づき用紙残量を示す残量値を求め、
   前記リフト板の上昇開始後、認識した前記測定距離が、前記リフト板が上限位置にあるときの前記測定距離として予め定められた上限距離以下になったとき、前記リフト板の上昇を前記昇降機構に停止させることを特徴とする給紙装置。
2. 前記リフト板のうち、前記距離センサーの検知範囲には穴が設けられ、
   前記制御部は、認識した前記測定距離が前記距離センサーから下限位置の前記リフト板までの距離に基づき予め定められた基準距離を超えているとき、用紙切れと認識することを特徴とする請求項１に記載の給紙装置。
3. 前記昇降機構は、前記用紙カセットが開けられるまで、前記リフト板の高さを維持し、
   前記制御部は、
   前記距離センサーの出力に基づく前記測定距離の認識を周期的に行い、
   前記リフト板の上昇後、認識した前記測定距離が前記上限距離以下のとき、用紙残量に変化なしと認識することを特徴とする制御部１又は２に記載の給紙装置。
4. 前記制御部は、
   用紙切れのとき、前記測定距離の変化量を求め、
   求めた前記変化量が第１閾値よりも大きいとき、前記用紙カセットの開閉があったと認識することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の給紙装置。
5. 前記用紙カセットの開閉があったと認識したとき、
   前記制御部は、前記昇降機構に前記リフト板の上昇を開始させることを特徴とする請求項４に記載の給紙装置。
6. 前記制御部は、
   前記リフト板の上昇開始前の前記測定距離から、前記リフト板の上昇開始後、予め定められた待ち時間経過後に認識した前記測定距離を減じて差分を求め、
   求めた前記差分が予め定められた第２閾値以上のとき、前記リフト板の上昇開始前の前記測定距離に基づく前記残量値を前記記憶部に記憶させることを特徴とする請求項４又は５に記載の給紙装置。
7. 印刷ジョブ中、
   前記制御部は、
   前記測定距離が前記上限距離を超えたとき前記リフト板を前記昇降機構に上昇させ、
   前記昇降機構が前記リフト板を上昇させる動作をしている間、前記距離センサーの出力に基づく前記測定距離の認識を繰り返し、
   認識した前記測定距離が前記上限距離以下になったとき、前記リフト板の上昇を前記昇降機構に停止させ、
   前記リフト板の上昇前の前記測定距離から前記リフト板を停止したときの前記測定距離を減じて上昇距離を求め、
   前記残量値から前記上昇距離を減じて、新たな前記残量値を求め、
   求めた新たな前記残量値を前記記憶部に記憶させることを特徴とする請求項４乃至６の何れか１項に記載の給紙装置。

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