JP2022147459A - 用紙長検知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 用紙長の検知を行うことが可能な用紙長検知装置を提供すること。
【解決手段】 実施形態によれば、用紙長検知装置は、底板と、第１の規制部と、第２の規制部と、磁石と、移動機構と、角度センサとを有する。底板は、第１の端辺及び第１の端辺とは反対側の第２の端辺を有する紙葉類を載置する。第１の規制部は、底板に対して移動し、第１の端辺に接する。第２の規制部は、第２の端辺に接する。磁石は、底板に対してＳ極部及びＮ極部が平行な状態で回転する。移動機構は、磁石を支持し、第１の規制部を底板に対して第２の規制部に対して近接又は離隔させることに応じて磁石を回転させる。角度センサは、磁石に対向し、磁石との絶対角度に応じた信号を出力する。
【選択図】 図１

Description

本発明の実施形態は、用紙長検知装置に関する。

画像形成装置の用紙幅などの用紙長の検知には、様々な手段が使われてきている。不定形サイズの用紙長の検知を行う手段としてエンコーダを用いる手段が知られている。

特開２００５－３３００６８号公報

本発明が解決しようとする課題は、用紙長の検知を行うことが可能な用紙長検知装置を提供することである。

実施形態によれば、用紙長検知装置は、底板と、第１の規制部と、第２の規制部と、磁石と、移動機構と、角度センサとを有する。底板は、第１の端辺及び第１の端辺とは反対側の第２の端辺を有する紙葉類を載置する。第１の規制部は、底板に対して移動し、第１の端辺に接する。第２の規制部は、第２の端辺に接する。磁石は、底板に対してＳ極部及びＮ極部が平行な状態で回転する。移動機構は、磁石を支持し、第１の規制部を底板に対して第２の規制部に対して近接又は離隔させることに応じて磁石を回転させる。角度センサは、磁石に対向し、磁石との絶対角度に応じた信号を出力する。

実施形態に係る画像形成装置を示す概略的な斜視図。 実施形態に係る画像形成装置の概要を示す模式図。 第１実施形態に係る画像形成装置の概略的なブロック図。 第１実施形態に係る画像形成装置の給紙カセットの概略的な上面図。 第１実施形態に係る画像形成装置の給紙カセットの用紙長検知装置の一部を示す概略的な斜視図。 図４及び図５に示す用紙長検知装置の第１の回転体、第１の磁石、及び、第１の角度センサの位置関係を示す概略的な斜視図。 図６に示す第１の角度センサの概要を示す模式図。 図６に示す第１の角度センサの出力信号に基づく第１の角度と、第１の規制部及び第２の規制部間の距離との関係を示すグラフ。 第１実施形態に係る画像形成装置で用紙サイズを検知する処理のフローチャート。 第１実施形態の変形例に係る画像形成装置の概略的なブロック図。 第２実施形態に係る画像形成装置の給紙カセットの用紙長検知装置の一部を示す概略的な斜視図。 第３実施形態に係る画像形成装置の給紙カセットの概略的な上面図。 第３実施形態の変形例に係る画像形成装置の概略的なブロック図。 第４実施形態に係る画像形成装置の給紙カセットの用紙長検知装置の一部を示す概略的な斜視図。

以下、図面を用いて画像形成装置１０の用紙長検知装置３０の実施形態について説明する。

（第１実施形態）
図１から図９を用いて第１実施形態に係る画像形成装置１０について説明する。

図１及び図２に示す画像形成装置１０は、例えば複合機（ＭＦＰ：Multi Function Printer）である。画像形成装置１０は、本体１２と、搬送部１４と、プリンタ１６と、ディスプレイ１８１を有する操作パネル１８と、スキャナ２０と、給紙カセット収容部２２と、手差しトレイ２４とを備える。

図３に示すように、画像形成装置１０は、さらに、主制御部２６を備える。搬送部１４、プリンタ１６、操作パネル１８、スキャナ２０、給紙カセット収容部２２、手差しトレイ２４、及び、主制御部２６は、本体１２に設けられる。主制御部２６は、搬送部１４、プリンタ１６、操作パネル１８、スキャナ２０、給紙カセット収容部２２、及び、手差しトレイ２４を制御する。

図１及び図２に示すように、給紙カセット収容部２２には、例えば上下方向に並ぶ複数段の給紙カセット２２１，２２２，２２３，２２４が配置される。各給紙カセット２２１，２２２，２２３，２２４は、紙葉類（被画像形成媒体）として、例えば複数枚の用紙を積層して収容する。用紙は、例えば紙またはラベル用紙である。紙葉類は、その表面に画像が形成できるものであればどのようなものであってもよい。ここでは、説明の簡略化のため、紙葉類としての用紙Ｐ（図４中の破線参照）は、４つの端辺Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄを有する正方形又は長方形の矩形状であるものとする。

なお、給紙カセット収容部２２に対してユーザが各給紙カセット２２１，２２２，２２３，２２４を収納する側、及び、引き出す側を、画像形成装置１０の正面側とする。画像形成装置１０は、各給紙カセット２２１，２２２，２２３，２２４が、給紙カセット収容部２２に収納された状態で使用される。

各給紙カセット２２１，２２２，２２３，２２４は、それぞれ給紙ローラ２３１，２３２，２３３，２３４を有する。各給紙ローラ２３１，２３２，２３３，２３４は、各給紙カセット２２１，２２２，２２３，２２４から用紙を一枚ずつ取り出す。給紙カセット２２１，２２２，２２３，２２４から取り出した用紙は、搬送部１４によってプリンタ１６に搬送される。

手差しトレイ２４は、画像形成装置１０の正面側から見て、本体１２の例えば右側面に設けられる。手差しトレイ２４は、給紙ローラ２４１を有する。給紙ローラ２４１は、手差しトレイ２４から用紙を一枚ずつ取り出す。手差しトレイ２４から取り出した用紙は、搬送部１４によってプリンタ１６に搬送される。

搬送部１４は、プリンタ１６に用紙を搬送する。プリンタ１６は、例えばトナー等の現像剤を用いて用紙に画像を形成する。搬送部１４は、プリンタ１６で用紙に画像を形成した後、用紙を本体１２の排紙部１２１に搬送する。

スキャナ２０は、例えば本体１２の排紙部１２１の上側に設けられる。スキャナ２０は、自動原稿送り装置２０１と、原稿台ガラス２０２とを有する。自動原稿送り装置２０１は、本体１２に対して回動可能に支持される。ＡＤＦ２０１を閉じた状態において、ＡＤＦ２０１は、原稿台ガラス２０２における原稿読取領域全体を覆う。

図４に示すように、給紙カセット収容部２２及び給紙カセット２２１は、用紙長検知装置３０を有する。用紙長検知装置３０は、上方を開放する例えば箱型の用紙収容部３２を有する。用紙収容部３２は、略矩形状の底板３４と、側板３６１，３６２，３６３，３６４とを有する。側板３６１，３６２，３６３，３６４は、底板３４の４つの端辺３４１，３４２，３４３，３４４にそれぞれ設けられる。側板３６１，３６２は、本体１２の所定の位置から給紙カセット２２１の用紙収容部３２を引き出し、及び、収納するときに、レールとして用いる。側板３６３は、ユーザが本体１２の所定の位置から給紙カセット２２１の用紙収容部３２を引き出し、又は、所定の位置に給紙カセット２２１の用紙収容部３２を収納するときに、取っ手として用いる。側板３６４は、本体１２の所定の位置に給紙カセット２２１の用紙収容部３２を収納するときに、奥側に配置される。

本実施形態では、対向する１対の端辺３４１，３４２が、残りの１対の端辺３４３，３４４よりも長い場合を例にする。端辺３４１，３４２間の対向方向を給紙カセット２２１及び用紙Ｐの第１の長さ方向とする。端辺３４３，３４４間の対向方向を給紙カセット２２１及び用紙Ｐの第２の長さ方向とする。底板３４における第１の長さ方向及び第２の長さ方向の大小関係は同じであっても、異なっていてもよく、適宜に設定可能である。本実施形態に係る用紙長検知装置３０で検知可能な用紙長は、第１の長さ方向に沿う方向の長さである。

本実施形態の画像形成装置１０で用いることができる用紙Ｐは、例えば矩形状であり、端辺Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄを有する。本実施形態の画像形成装置１０で用いることができる用紙Ｐの大きさは、画像形成装置１０の例えば本体１２、搬送部１４、プリンタ１６、及び、給紙カセット２２１の仕様に依存する。本実施形態の画像形成装置１０で用いることができる用紙Ｐの大きさの上限は、画像形成装置１０の仕様によっては、例えばＡ０サイズを超える大きさに形成され、又は、下限は、例えばはがきサイズを下回る大きさに形成されていてもよい。なお、用紙Ｐが定形サイズとは、例えばＩＳＯ ２１６、又は、ＪＩＳ Ｐ ０１３８で画定するＡ判、Ｂ判など、規格化されたものをいう。用紙Ｐが不定形サイズとは、ＩＳＯ ２１６、又は、ＪＩＳ Ｐ ０１３８で画定しない定形外のサイズものものをいう。

用紙収容部３２は、底板３４の４つの端辺３４１，３４２，３４３，３４４のうち、残りの１つの端辺３４４側に、用紙Ｐの位置決め部３２１を有する。位置決め部３２１は、底板３４に対して、例えば側板３６３とは反対側に形成される。位置決め部３２１は、用紙Ｐの１つの端辺Ｐｄが位置決め部３２１に突き当てられたときに底板３４に対して用紙Ｐの底板３４の第２の長さ方向の位置を位置決めする。

用紙収容部３２の底板３４の大きさは、画像形成装置１０の搬送部１４によって用紙Ｐを搬送可能で、かつ、プリンタ１６で画像を印刷可能な用紙サイズによる。底板３４の大きさは、本実施形態では、例えばＡ３サイズの用紙Ｐを収容可能な大きさに形成される。

図４及び図５に示すように、用紙長検知装置３０は、第１の規制部（用紙規制部）４２と、第２の規制部（用紙規制部）４４とを有する。第１の規制部４２は、用紙Ｐの第１の端辺Ｐａを規制する規制面４２１を有する。第２の規制部４４は、用紙Ｐの第１の端辺Ｐａとは反対側の第２の端辺Ｐｂを規制する規制面４４１を有する。第１の規制部４２の規制面４２１及び第２の規制部４４の規制面４４１は対向し、互いに対して第１の長さ方向に沿って近接し又は離隔する。第１の規制部４２と第２の規制部４４の互いに対向する規制面４２１，４４１同士の距離を、第１の規制部４２と第２の規制部４４との間の距離とする。

用紙長検知装置３０は、底板３４に対してＳ極部からＮ極部に向かう磁化方向が平行な状態で回転可能な第１の磁石５２を有する。第１の磁石５２は、永久磁石を用いることが好ましい。本実施形態では、第１の磁石５２は、例えば円盤状に形成される。第１の磁石５２はリング状、バー状を含む直方体状などに形成されていてもよい。

用紙長検知装置３０は、第１の磁石５２を支持し、第１の規制部４２及び第２の規制部４４を底板３４に対して移動させることに応じて第１の磁石５２を回転させる第１の移動機構６０１を有する。第１の移動機構６０１は、第１の規制部４２及び第２の規制部４４の直線的な移動を第１の磁石５２を回転させる回転機構に変換する。

第１の移動機構６０１は、第１の磁石５２を支持する円盤状の第１の回転体６２を有する。第１の回転体６２は、底板３４に形成される略円形状の凹部６３に収納される。第１の回転体６２の仮想的な中心軸（回転軸）Ｏａは、用紙収容部３２に収納される用紙Ｐの紙面に直交する方向に延びる。本実施形態では、第１の回転体６２は、外周面に、複数の第１の噛み合い歯（第１のギア）６２１を有する。第１の回転体６２は、例えば第１の噛み合い歯６２１をピニオンギアとするピニオンとして形成される。

第１の回転体６２の中心軸Ｏａは、第１の磁石５２の中心軸と一致することが好適である。第１の磁石５２及び第１の回転体６２の中心軸Ｏａは、給紙カセット２２１の第１の長さ方向の中央の位置にあることが好適である。

第１の移動機構６０１は、第１の規制部４２に固定され、第１の規制部４２から第２の規制部４４に向かって第１の長さ方向に沿って延出する第１の延出部材７２を有する。第１の延出部材７２は例えば細長い矩形板状である。第１の延出部材７２は、底板３４に形成される凹部７３に収納される。凹部７３は側板３６１，３６２間に位置決め部３２１と平行に形成される。凹部７３は、凹部６３に連続する。第１の延出部材７２は、位置決め部３２１と平行な状態を維持しながら凹部７３の所定の範囲内を移動する。本実施形態では、第１の延出部材７２は、位置決め部３２１側の端部に、第１の回転体６２の第１の噛み合い歯６２１と噛み合う複数の第１の歯部（第２のギア）７２１を有する。第１の延出部材７２は、例えば第１の歯部７２１をラックギアとするラックとして形成される。このため、第１の延出部材７２と第１の回転体６２とは、ラックアンドピニオンの関係にある。

本実施形態では、第１の移動機構６０１は、第２の規制部４４に固定され、第２の規制部４４から第１の規制部４２に向かって第１の長さ方向に沿って延出する第２の延出部材７４を有する。第２の延出部材７４は例えば細長い矩形板状である。第２の延出部材７４は、底板３４に形成される凹部７５に収納される。凹部７５は側板３６１，３６２間に位置決め部３２１と平行に形成される。第２の延出部材７４及び凹部７５は、第１の延出部材７２及び凹部７３よりも位置決め部３２１側にある。凹部７５は凹部６３に連続する。第２の延出部材７４は、位置決め部３２１と平行な状態を維持しながら所定の範囲内を移動する。本実施形態では、第２の延出部材７４は、位置決め部３２１とは反対側の端部に、第１の回転体６２の第１の噛み合い歯６２１と噛み合う第２の歯部（第２のギア）７４１を有する。第２の延出部材７４は、例えば第２の歯部７４１をラックギアとするラックとして形成される。このため、第２の延出部材７４と第１の回転体６２とは、ラックアンドピニオンの関係にある。

図４から図６に示すように、用紙長検知装置３０は、第１の磁石５２に対向する位置に、第１の角度センサ８２を有する。第１の角度センサ８２は、底板３４の下側の給紙カセット収容部２２に設けられることが好適である。第１の角度センサ８２は、基板８２１と、基板８２１に固定され第１の磁石５２との絶対角度に応じた信号を出力する角度センサ素子８２２とを有する。基板８２１及び角度センサ素子８２２は、第１の磁石５２の直下で、第１の磁石５２に離間する。基板８２１は、給紙カセット収容部２２に固定される。

図３に示すように、第１の角度センサ８２は、本実施形態では、主制御部２６に接続され、主制御部２６で制御される。

図７に示すように、角度センサ素子８２２は、４つの磁気検出素子８４１，８４２，８４３，８４４を有する。これら磁気検出素子８４１，８４２，８４３，８４４は、それぞれ図７中に矢印で示す方向に磁化された磁気抵抗素子８５をそれぞれ有する。磁気抵抗素子８５の磁化方向は、各磁気抵抗素子８５間で直交する。磁気検出素子８４１，８４２，８４３，８４４は、例えば、巨大磁気抵抗型（ＧＭＲ型）、トンネル磁気抵抗型（ＴＭＲ型）等、第１の磁石５２の回転に伴って周期的に変化する磁界を例えば出力電圧変化として出力可能であるものを用いる。

第１の角度センサ８２の角度センサ素子８２２が矩形状であるとすると、第１の磁石５２及び第１の回転体６２の中心軸Ｏａは、角度センサ素子８２２の重心を通ることが好ましい。第１の磁石５２が回転するか否かにかかわらず、４つの磁気検出素子８４１，８４２，８４３、８４４は、位相が１／４周期ずつずれたｓｉｎθ、ｃｏｓθ、－ｓｉｎθ、－ｃｏｓθの各信号（２相信号）を出力する。これら２相信号は、基板８２１を通して主制御部２６に入力される。

図３に示す主制御部２６は、第１の角度センサ８２から出力されるｓｉｎθ、ｃｏｓθ、－ｓｉｎθ、－ｃｏｓθの各信号を必要に応じて増幅して、Ａ／Ｄ変換し、ａｒｃｔａｎ（ｓｉｎ／ｃｏｓ）を求める演算を行って、第１の磁石５２の絶対角度を出力する。本実施形態では、第１の角度センサ８２が２相信号を主制御部２６に出力する。このため、主制御部２６は、第１の角度センサ８２の出力信号に基づいて、第１の磁石５２の１回転未満（０°以上～３６０°未満）の絶対角度を出力する。

図４から図６に示す本実施形態の用紙長検知装置３０の第１の移動機構６０１では、第１及び第２の規制部４２，４４の距離が最小となる位置から、最大となる位置までの間に、第１の磁石５２を１回転させない構成であることが好ましい。例えば、第１及び第２の規制部４２，４４の距離が最小となる位置のとき、第１の磁石５２の磁化方向、すなわち、Ｎ極が向く方向を、第１の磁石５２及び第１の回転体６２の中心軸Ｏａに対して０°の方向とする。例えば、第１及び第２の規制部４２，４４の距離が最大となる位置のとき、第１の磁石５２の磁化方向は、第１の磁石５２及び第１の回転体６２の中心軸Ｏａに対して３６０°よりも小さい、例えば３５０°（＜３６０°）の角度とする。以下、第１及び第２の規制部４２，４４の距離が最大となる位置のとき、第１の磁石５２の絶対角度が、３５０°である、として説明する。

用紙長検知装置３０では、第１の規制部４２と第２の規制部４４との距離が最小となるとき、第１の角度センサ８２からの出力により、主制御部２６において第１の磁石５２の絶対角度が０°と出力されるように、底板３４に第１の磁石５２を設置する。同様に、用紙長検知装置３０では、第１の規制部４２と第２の規制部４４との距離が最大となるとき、第１の角度センサ８２からの出力により、主制御部２６において第１の磁石５２の絶対角度が３５０°と出力されるように、底板３４に第１の磁石５２を設置する。

図３に示すように、画像形成装置１０は、角度／長さテーブル９０を有する。角度／長さテーブル９０は、主制御部２６により制御される。角度／長さテーブル９０は、第１の磁石５２の絶対角度に対応する、第１の規制部４２と第２の規制部４４との間の距離の情報を記憶する記憶部として形成される。なお、角度／長さテーブル９０は、第１の磁石５２の絶対角度が０°から３５０°（＜３６０°）の間の範囲において、例えば０．５°又は１°ごとに第１の規制部４２と第２の規制部４４との距離の情報を記憶する。

図８は、本実施形態における、第１の角度センサ８２で出力される信号に基づいて主制御部２６で出力される第１の磁石５２の絶対角度と、第１の規制部４２及び第２の規制部４４の距離との関係の一例を示す。図８に示す例では、第１の磁石５２の絶対角度が０°である場合、第１の規制部４２と第２の規制部４４との間の距離は、約３０ｍｍである。第１の磁石５２の絶対角度が３５０°である場合、第１の規制部４２と第２の規制部４４との間の距離は、約３００ｍｍである。

第１の磁石５２の絶対角度と、第１の規制部４２及び第２の規制部４４の距離との関係は、計測を要する検知対象の用紙サイズにより変更される。例えば第１の規制部４２と第２の規制部４４との間の距離が８４１ｍｍ（Ａ０サイズ）であるとすると、第１の磁石５２の絶対角度が例えば３５０°である場合、第１の規制部４２と第２の規制部４４との間の距離は、約８４１ｍｍである。このため、第１の回転体６２の直径及び第１の噛み合い歯６２１の歯数は、検知対象とする用紙のサイズにより変更できる。また、第１の延出部材７２と第２の延出部材７４との間の距離が検知対象とする用紙のサイズにより変更できる。第１の延出部材７２の第１の歯部７２１及び第２の延出部材７４の第２の歯部７４１の歯数は、検知対象とする用紙のサイズにより変更できる。

次に、画像形成装置１０の用紙長検知装置３０の動作について説明する。

画像形成装置１０のユーザは、例えば給紙カセット２２１を給紙カセット収容部２２から引き出した状態で、第１の規制部４２及び第２の規制部４４を移動させる。ラックギアである第１の歯部７２１が凹部７３に沿って給紙カセット２２１の第１の長さ方向に移動し、ラックギアである第２の歯部７４１が凹部７５に沿って給紙カセット２２１の第１の長さ方向に移動する。このとき、第１の回転体６２のピニオンギアである第１の噛み合い歯６２１が、第１の歯部７２１及び第２の歯部７４１に連動して回転する。

ユーザが第１の規制部４２及び第２の規制部４４を第１の長さ方向に沿って互いに近接させる近接方向に移動させることに応じて、第１の延出部材７２及び第２の延出部材７４が凹部７３，７５に沿って移動する。第１の延出部材７２及び第２の延出部材７４が凹部７３，７５に沿う移動によって、第１の回転体６２が中心軸Ｏａに対して第１の方向αに回転する。このため、第１の回転体６２で支持する第１の磁石５２が、第１の回転体６２の第１の方向αへの回転に伴って第１の方向αに回転する。

ユーザが第１の規制部４２及び第２の規制部４４を第１の長さ方向に沿って互いに離隔させる離隔方向に移動させることに応じて、第１の回転体６２が中心軸Ｏａに対して第２の方向βに回転する。このため、第１の回転体６２で支持する第１の磁石５２が、第１の回転体６２の第２の方向βへの回転に伴って第２の方向βに回転する。したがって、第１の延出部材７２及び第２の延出部材７４が凹部７３，７５に沿って移動することに伴って、第１の回転体６２及び第１の磁石５２が回転する。

なお、ユーザが第１の規制部４２又は第２の規制部４４を第１の長さ方向に動かすことにより、第１の移動機構６０１によって、第１の延出部材７２及び第２の延出部材７４が連動して動く。第１の延出部材７２は、底板３４に対して、第１の規制部４２を移動させるときに、第１の規制部４２の移動距離に応じた回転角度に第１の回転体６２及び第１の磁石５２を回転させる。第２の延出部材７４は、底板３４に対して、第２の規制部４２を移動させるときに、第２の規制部４４の移動距離に応じた回転角度に第１の回転体６２及び第１の磁石５２を回転させる。

画像形成装置１０の用紙長検知装置３０を用いて、ある用紙Ｐの第１の長さ方向に沿う長さ（用紙幅又は用紙長）を出力する用紙長検知方法について図９を用いて説明する。ここでは、給紙カセット２２１が給紙カセット収容部２２に収納されているものとする。

例えばユーザが画像形成装置１０の電源をＯＮに切り替えると、主制御部２６は、第１の角度センサ８２から出力する信号を取得する（ＡＣＴ１）。

主制御部２６は、第１の角度センサ８２から取得する信号に基づいて、第１の角度センサ８２に対する第１の磁石５２の絶対角度を演算する（ＡＣＴ２）。

主制御部２６は、角度／長さテーブル９０を参照し、第１の磁石５２の絶対角度に対応する距離の情報を取得する（ＡＣＴ３）。

そして、主制御部２６は、角度／長さテーブル９０に記憶した情報に基づいて、第１の磁石５２の絶対角度に対する第１の規制部４２と第２の規制部４４との距離の情報を出力する（ＡＣＴ４）。主制御部２６は、例えばディスプレイ１８１に第１の規制部４２の規制面４２１と第２の規制部４４の規制面４４１との間の距離の情報を表示する。

ここで、ある用紙Ｐの１つの端辺Ｐａが第１の規制部４２の規制面４２１に接し、他の１つの端辺Ｐｂが第２の規制部４４の規制面４４１に接するとき、第１の規制部４２と第２の規制部４４との間の距離は、ある用紙Ｐの第１の長さ方向の長さと一致する。このため、第１の規制部４２と第２の規制部４４との距離の情報は、ある用紙Ｐの１つの端辺Ｐａが第１の規制部４２の規制面４２１に接し、他の１つの端辺Ｐｂが第２の規制部４４の規制面４４１に接するときの用紙幅又は用紙長とすることができる。

主制御部２６は、第１の規制部４２と第２の規制部４４との間の距離としてディスプレイ１８１に情報を表示してもよく、用紙幅としてディスプレイ１８１に情報を表示してもよい。画像データをある用紙Ｐに印刷するとき、主制御部２６は、用紙幅又は用紙長の情報に応じて画像データの倍率を調整する。主制御部２６は、画像データを例えば用紙Ｐの範囲内に印刷する制御を行うときにある用紙Ｐの用紙幅又は用紙長の情報を用いることができる。

例えばユーザは本体１２から給紙カセット２２１を引き出し、手動で第１の規制部４２と第２の規制部４４との間の距離を変動させる。そして、ユーザが本体１２に給紙カセット２２１を収納する。ユーザが給紙カセット収容部２２に給紙カセット２２１を収納した後、主制御部２６は、第１の角度センサ８２に対する第１の磁石５２の絶対角度の出力信号が変更されたか否かを判断する（ＡＣＴ５）。第１の角度センサ８２に対する第１の磁石５２の絶対角度の出力信号が変更された場合、主制御部２６は、再びＡＣＴ２に戻り、ＡＣＴ３を経て、ＡＣＴ４で新たな距離を出力する。

第１の角度センサ８２に対する第１の磁石５２の絶対角度の出力信号が変更されていない場合、画像形成装置１０の電源がＯＦＦにされた否か、出力する（ＡＣＴ６）。電源がＯＦＦにされた場合、処理を終了する。電源がＯＦＦにされておらず、ＯＮの状態である場合、主制御部２６は、再びＡＣＴ４の処理を行う。

このように、用紙長検知装置３０は、第１の規制部４２と第２の規制部４４との間の距離を、角度に関する信号として出力する。そして、用紙長検知装置３０を有する画像形成装置１０は、第１の規制部４２と第２の規制部４４との間の距離を出力する。このため、画像形成装置１０は、第１の規制部４２と第２の規制部４４との間の距離を、第１の長さ方向の長さとして出力する。

本実施形態によれば、用紙長検知装置３０は、第１の角度センサ８２から第１の磁石５２の絶対角度に関する信号を出力することができる。例えば画像形成装置１０の電源ＯＦＦ中に第１の第１の規制部４２及び第２の規制部４４を手動で動作させた後、画像形成装置１０の電源をＯＮに切り替えた後、用紙長検知装置３０の第１の角度センサ８２は、第１の磁石５２の絶対角度に関する信号を主制御部２６に出力する。このため、画像形成装置１０は、一旦電源ＯＦＦの状態に変更されても、第１の規制部４２と第２の規制部４４との間の距離を、電源ＯＮのときに出力することができる。

用紙長検知装置３０による角度に関する信号の出力は、第１の角度センサ８２に対する第１の磁石５２の絶対角度に依存する。このため、第１の規制部４２と第２の規制部４４との間の第１の長さ方向に沿う距離は、用紙Ｐが定形サイズであるか、不定形サイズであるかに依存しない。

第１の磁石５２と第１の角度センサ８２とは離間し、非接触である。このため、第１の角度センサ８２の寿命は、第１の規制部４２及び第２の規制部４４の移動に伴う、第１の延出部材７２と凹部７３との間の摺動、第２の延出部材７４と凹部７５との間の摺動に影響しない。

本実施形態では、第１の規制部４２又は第２の規制部４４の直線的な移動は、第１の回転体６２の回転運動に変換できる。第１の回転体６２が例えば第１の噛み合い歯６２１を備え、第１の延出部材７２が端部に例えば第１の歯部７２１を備え、第２の延出部材７４が端部に例えば第２の歯部７４１を備える。第１の延出部材７２の端面と第１の回転体６２の外周面との間、第２の延出部材７４の端面と第１の回転体６２の外周面との間は、滑らずに移動する。このため、第１の規制部４２と第２の規制部４４との間の移動に伴う距離に対し、第１の磁石５２の絶対角度が図８に示す状態を維持する。したがって、第１の角度センサ８２が第１の磁石５２の絶対角度に関する信号を出力することによって、主制御部２６は、第１の規制部４２と第２の規制部４４との間の距離を出力できる。そして、第１の延出部材７２の端面と第１の回転体６２の外周面との間が滑らずに移動するのであれば、第１の噛み合い歯６２１及び第１の歯部７２１はなくてもよい。第２の延出部材７４の端面と第１の回転体６２の外周面との間が滑らずに移動するのであれば、第１の噛み合い歯６２１及び第２の歯部７４１はなくてもよい。このため、第１の移動機構６０１は、第１の規制部４２と第２の規制部４４との距離に応じて第１の回転体６２及び第１の磁石５２を回転させる構成であれば良い。

本実施形態では、主制御部２６が第１の角度センサ８２からの第１の磁石５２の絶対角度の出力に基づいて、角度／長さテーブル９０から第１の規制部４２と第２の規制部４４との間の距離を出力する例について説明した。図８に示すグラフを式にし、角度／長さテーブル９０とした記憶部にその式を記憶させておけば、主制御部２６は、第１の角度センサ８２からの第１の磁石５２の絶対角度の出力を式に代入して、第１の規制部４２と第２の規制部４４との間の距離を出力することができる。

本実施形態では、第１の角度センサ８２により、０°以上３６０°未満の絶対角度に関する２相信号を出力する例について説明した。例えば、第１の角度センサ８２は、２つの磁気検出素子８４１，８４２を有し、０°以上１８０°未満、すなわち半回転未満の絶対角度に関する１相信号を出力するように構成されていてもよい。この場合、角度／長さテーブル９０は、０°以上１８０°未満の角度に対応する距離を記憶する。そして、主制御部２６は、第１の角度センサ８２での０°以上１８０°未満の絶対角度の出力信号に応じた距離を出力可能である。

本実施形態では、給紙カセット収容部２２及び給紙カセット２２１が用紙長検知装置３０を有するものとして説明した。給紙カセット収容部２２と他の給紙カセット２２２，２２３，２２４とがそれぞれ用紙長検知装置３０を有することも好適である。手差しトレイ２４が用紙長検知装置３０を有することも好適である。また、本実施形態では、第１の角度センサ８２が給紙カセット収容部２２に設けられる例について説明した。第１の角度センサ８２は、給紙カセット２２１の底板３４に固定されていてもよい。この場合、第１の角度センサ８２は、給紙カセット２２１が給紙カセット収容部２２に収容されているときに、主制御部２６に接続され、給紙カセット２２１が給紙カセット収容部２２から取り出されているときに、主制御部２６との接続が解除される。

用紙長検知装置３０の第１の移動機構６０１は、第１の規制部４２と第２の規制部４４とを近接又は離隔させることに応じて第１の磁石５２を回転させることができる構成であれば、種々の変形が可能である。

本実施形態に係る用紙長検知装置３０では、第１の規制部４２及び第２の規制部４４の両方が連動して動く例として説明した。用紙長検知装置３０では、第１の規制部４２及び第２の規制部４４の一方が動くように構成されていてもよい。例えば、第２の規制部４４の規制面４４１を、位置決め部３２１と同様に、位置決め部として形成してもよい。この場合、第１の回転体６２及び第１の磁石５２は、給紙カセット２２１の第１の長さ方向の中央よりも、底板３４の端辺３４２側に配置されていてもよい。このため、用紙長検知装置３０は、第１の規制部４２と第２の規制部４４の少なくとも一方を備えていればよい。また、第１の移動機構６０１は、例えば第１の規制部４２を底板３４に対して移動させることに応じて第１の磁石５２を回転させるように構成されていればよい。

したがって、本実施形態によれば、用紙のサイズ検知を行うことが可能な用紙長検知装置３０を提供することができる。

（第１実施形態の変形例）
第１実施形態では、第１の角度センサ８２からの信号を主制御部２６で演算し、第１の磁石５２の絶対角度を出力する例を説明した。図１０に示すように、用紙長検知装置３０の第１の角度センサ８２は、基板８２１及び角度センサ素子８２２に加えて、角度／長さテーブル９０と、角度センサ素子８２２からの信号に基づいて角度／長さテーブル９０で記憶する用紙長を出力する制御部１００と、を備えることも好ましい。角度／長さテーブル９０及び制御部１００は、例えば基板８２１に設けられる。この場合、第１の角度センサ８２は、角度／長さテーブル９０及び制御部１００を備えるＩＣチップとして形成される。制御部１００は、角度センサ素子８２２からの出力信号に基づいて、第１の磁石５２の絶対角度、及び、第１の磁石５２の絶対角度に対応する第１の規制部４２と第２の規制部４４との間の距離を出力する。

したがって、用紙長検知装置３０は、主制御部２６を用いずに、第１の規制部４２と第２の規制部４４との間の距離を出力することができる。用紙長検知装置３０は、制御部１００に接続する主制御部２６を用いて、例えばディスプレイ１８１に第１の規制部４２と第２の規制部４４との間の距離を表示することができる。

本変形例によれば、用紙のサイズ検知を行うことが可能な用紙長検知装置３０を提供することができる。

（第２実施形態）
図１１を用いて画像形成装置１０の第２実施形態について説明する。第２実施形態では、第１実施形態（変形例を含む）で説明した事項と共通の事項について、適宜に説明を省略する。

図１１は、用紙長検知装置３０の一部を示す概略図である。図１１に示す第１の規制部４２、第２の規制部４４、第１の延出部材７２及び第２の延出部材７４の位置関係は、第１実施形態の図５に示す例と同じである。

用紙長検知装置３０の第１の移動機構６０１は、第１の回転体６２と、第２の回転体６４と、第１の延出部材７２と、第２の延出部材７４とを有する。図１１に示すように、用紙長検知装置３０の第１の回転体６２、第２の回転体６４、第１の延出部材７２、第２の延出部材７４は、底板３４上に載置されている。第１の回転体６２、第１の延出部材７２、第２の延出部材７４は、第１実施形態で説明した凹部６３，７３，７５と同様に、底板３４に形成される凹部に配設されていることが好適である。第２の回転体６４も、底板３４に形成される凹部に配設されていることが好適である。

本実施形態では、第１の磁石５２を支持する第１の回転体６２は、第１の延出部材７２と第２の延出部材７４との間の位置ではなく、第２の延出部材７４に対して位置決め部３２１に近い側に配置される。

第２の延出部材７４は、第１実施形態で説明した第２の歯部７４１に加え、第２の歯部７４１と反対側に複数の第３の歯部７４２を有する。第２の延出部材７４の第３の歯部７４２は、底板３４に対して第２の規制部４４を移動させるときに第１の回転体６２の第１の噛み合い歯６２１と噛み合う。第２の延出部材７４は、例えば第３の歯部７４１をラックギアとするラックとして形成される。第１の回転体６２は、例えば第１の噛み合い歯６２１をピニオンギアとするピニオンとして形成される。このため、本実施形態では、第２の延出部材７４と第１の回転体６２とは、ラックアンドピニオンの関係にある。

第２の回転体６４は、第１の回転体６２よりも小径の円盤状に形成される。第２の回転体６４の仮想的な中心軸（回転軸）Ｏｂは、用紙収容部３２に収納される用紙に直交する方向に延びる。第２の回転体６４は、第２の回転体６４の外周面に第２の噛み合い歯６４１を有する。第２の噛み合い歯６４１は、第１の延出部材７２の第１の歯部７２１と第２の延出部材７４の第２の歯部７４１との両方に噛み合う。第２の回転体６４は、第２の噛み合い歯６４１をピニオンギアとするピニオンとして形成される。

第１の規制部４２及び第２の規制部４４の可動範囲において、第２の回転体６４は、１回転（３６０°）を越えて回転する。第１の規制部４２及び第２の規制部４４の可動範囲において、第１の磁石５２及び第１の回転体６２の回転角度は、１回転を越えない。したがって、第１の磁石５２及び第１の回転体６２の直下の第１の角度センサ８２は、第１の磁石５２の絶対角度に関する信号を主制御部２６に出力する。

第２の回転体６４は、第１の回転体６２よりも小径である。第１の回転体６２の第１の噛み合い歯６２１と第２の回転体６４の第２の噛み合い歯６４１とが同じ歯数であれば、第１の延出部材７２と第２の延出部材７４との間に第２の回転体６４を用いる方が、第１の回転体６２を用いる場合に比べて、第１の規制部４２及び第２の規制部４４を滑らかに移動させる。

なお、用紙長検知装置３０を含む画像形成装置１０の動作は第１実施形態で説明したため、ここでの説明を省略する。

本実施形態によれば、用紙長の検知を行うことができる用紙長検知装置３０を提供することができる。

（第３実施形態）
図１２及び図１３を用いて画像形成装置１０の第３実施形態について説明する。第３実施形態では、第１実施形態（変形例を含む）及び第２実施形態で説明した事項と共通の事項について、説明を省略する。

図１２に示すように、用紙長検知装置３０は、用紙の第３の端辺を規制する第３の規制部（用紙規制部）４６を有する。用紙長検知装置３０は、第２の磁石５４を支持し、第３の規制部４６を底板３４に対して移動させることに応じて第２の磁石５４を回転させる第２の移動機構６０２を有する。第３の規制部４６は、第２の移動機構６０２によって、第２の長さ方向に沿って、位置決め部３２１に対して近接する近接方向、及び、離隔する離隔方向に移動可能である。

第２の移動機構６０２は、第２の磁石５４を支持する円盤状の第３の回転体６６を有する。第３の回転体６６は、底板３４に形成される略円形状の凹部６７に収納される。第３の回転体６６の仮想的な中心軸（回転軸）Ｏｃは、用紙収容部３２に収納される用紙に直交する方向に延びる。第３の回転体６６は、外周面に、複数の第３の噛み合い歯６６１を有する。第３の回転体６６は、第３の噛み合い歯６６１をピニオンギアとするピニオンとして形成される。

第２の移動機構６０２は、第３の規制部４６に固定され、第３の規制部４６から位置決め部３２１に向かって第２の長さ方向に沿って延出する第３の延出部材７６を有する。第３の延出部材７６は例えば細長い矩形板状である。第３の延出部材７６は、底板３４に形成される凹部７７に収納される。凹部７７は側板３６３と位置決め部３２１との間に形成される。第３の延出部材７６及び凹部７７は、第１の規制部４２及び第２の規制部４４の移動方向に直交する方向に延出する。凹部７７は凹部６７に連通する。第３の延出部材７６は、側板３６１，３６２と平行な状態を維持しながら所定の範囲内を移動する。第３の延出部材７６は、例えば、側板３６１側の端部に、第３の回転体６６の第３の噛み合い歯６６１と噛み合う第４の歯部７６１を有する。第３の延出部材７６は、第４の歯部７６１をラックギアとするラックとして形成される。

第３の回転体６６の第３の噛み合い歯６６１と、第３の延出部材７６の第４の歯部７６１との間は接触状態を維持する。第２の移動機構６０２は、第３の規制部４６を位置決め部３２１に近接させる近接方向に移動させることに応じて第３の延出部材７６を凹部７７に沿って移動させる。第３の延出部材７６と第３の回転体６６とは、ラックアンドピニオンの関係にある。

なお、図１２に示す第３の延出部材７６は、例えば第１の延出部材７２の下側を通るように構成される。

第２の移動機構６０２は、第３の規制部４６を第２の長さ方向に沿って位置決め部３２１に近接させる近接方向に移動させることに応じて第３の回転体６６を中心軸Ｏｃに対して第１の方向αに回転させる。このため、第３の回転体６６で支持する第２の磁石５４が、第３の回転体６６の第１の方向αへの回転に伴って第１の方向αに回転する。第２の移動機構６０２は、第３の規制部４６を第２の長さ方向に沿って位置決め部３２１に離隔させる離隔方向に移動させることに応じて第３の回転体６６を中心軸Ｏｃに対して第２の方向βに回転させる。このため、第３の回転体６６で支持する第２の磁石５２が、第３の回転体６６の第２の方向βへの回転に伴って第２の方向βに回転する。したがって、第３の延出部材７６が凹部７７に沿って移動することに伴って、第３の回転体６６及び第２の磁石５４が回転する。第２の磁石５４及び第３の回転体６６の中心軸Ｏｃは、移動しない。第２の磁石５４及び第３の回転体６６の中心軸Ｏｃは、例えば、給紙カセット２２１の第１の長さ方向の中央の位置にある。

用紙長検知装置３０は、第２の磁石５４に対向する位置に、第２の磁石５４との絶対角度に応じた信号を出力する第２の角度センサ８６を有する。第２の角度センサ８６は、底板３４の下側の給紙カセット収容部２２に設けられることが好適である。

図１３に示すように、第２の角度センサ８６は、例えば主制御部２６に接続され、主制御部２６で制御される。第２の角度センサ８６は、第１の角度センサ８２と同様に構成されている。すなわち、第２の角度センサ８６は、第２の磁石５４が回転するか否かにかかわらず、位相が１／４周期ずつずれたｓｉｎθ、ｃｏｓθ、－ｓｉｎθ、－ｃｏｓθの各信号（２相信号）を出力する。

本実施形態では、第３の規制部４６と位置決め部３２１との幅が最小のとき、第２の磁石５４のＮ極が向く方向を、第２の磁石５４及び第３の回転体６６の中心軸Ｏｃに対して０°の方向とする。このため、主制御部２６は、第２の角度センサ８６から出力される信号に基づいて、第２の磁石５４を支持する第３の回転体６６の１回転未満（０°以上～３６０°未満）の絶対角度を出力する。

第２の角度センサ８６による第２の磁石５４の絶対角度の出力に応じて、図８に示すグラフと同様に、第２の磁石５４の絶対角度に応じた長さが規定される。この情報は、角度／長さテーブル９０に記憶される。このため、主制御部２６は、角度／長さテーブル９０に記憶された情報に基づいて、用紙の長さを出力する。

以上説明した、本実施形態に係る用紙長検知装置３０は、底板３４と、第３の規制部４６と、規制部としての位置決め部３２１と、第２の磁石５４と、第２の移動機構６０２と、第２の角度センサ８６とを有する。第２の移動機構６０２は、第２の磁石５４を支持し、第３の規制部４６を底板３４に対して移動させることに応じて第２の磁石５４を回転させる。第２の角度センサ８６は、第２の磁石５４に対向し、第２の磁石５４との絶対角度に応じた信号を出力する。このような用紙長検知装置３０は、第３の規制部４６の規制面４６１と、位置決め部３２１との間の第２の長さ方向の用紙長を、角度に関する信号として出力する。そして、用紙長検知装置３０を有する画像形成装置１０は、第３の規制部４６と位置決め部３２１との間の距離を出力する。

本実施形態に係る用紙長検知装置３０は、用紙Ｐにおいて、第１の長さ方向に沿う長さ及び第２の長さ方向に沿う長さの両方を検知することができる。したがって、本実施形態によれば、用紙長の検知を行うことができる用紙長検知装置３０を提供することができる。

なお、第２の磁石５４及び第３の回転体６６の中心軸Ｏｃは、例えば、給紙カセット２２１の第１の長さ方向の中央でなく、底板３４の端辺３４１側、又は、端辺３４２側の位置にあってもよい。

（第４実施形態）
図１４を用いて画像形成装置１０の第４実施形態について説明する。第４実施形態では、第１実施形態（変形例を含む）から第３実施形態で説明した事項と共通の事項について、説明を省略する。

図１４に示す用紙長検知装置３０は、図１１に示す第１の規制部４２、第２の規制部４４、第１の移動機構６０１の第２の回転体６４、第１の延出部材７２及び第２の延出部材７４と同じ構成である。また、図１４に示す用紙長検知装置３０は、図１２に示す第３の規制部４６、第２の移動機構６０２の第３の回転体６６、第３の延出部材７６と同じ構成である。

図１４に示す用紙長検知装置３０は、第１の規制部４２及び第２の規制部４４で用紙の端面を規制し、第３の規制部４６を位置決め部３２１に対して近接又は離隔させて、用紙長を計測する。図１４に示す例は、第１の磁石５２、第１の回転体６２、第１の角度センサ８２を用いない例である。

本実施形態に係る用紙長検知装置３０は、用紙長を検知することができる。したがって、本実施形態によれば、用紙長の検知を行うことができる用紙長検知装置３０を提供することができる。

以上述べた少なくともひとつの実施形態によれば、用紙長の検知を行うことができる用紙長検知装置３０を提供することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０…画像形成装置、２２…給紙カセット収容部、２２１，２２２，２２３，２２４…給紙カセット、２３１，２３２，２３３，２３４…給紙ローラ、２４…手差しトレイ、２４１…給紙ローラ、２６…主制御部、３０…用紙長検知装置、３２…用紙収容部、３２１…位置決め部、３４…底板、３４１，３４２，３４３，３４４…端辺、３６１，３６２，３６３…側板、４２…第１の規制部、４２１…規制面、４４…第２の規制部、４４１…規制面、５２…第１の磁石、６０１…第１の移動機構、６２…第１の回転体、６２１…第１の噛み合い歯、６３…凹部、７２…第１の延出部材、７２１…第１の歯部、７３…凹部、７４…第２の延出部材、７４１…第２の歯部、７５…凹部、８２…第１の角度センサ、８２１…基板、８２２…角度センサ素子、８４１，８４２，８４３，８４４…磁気検出素子、８５…磁気抵抗素子、９０…角度／長さテーブル

Claims (5)

1. 第１の端辺及び前記第１の端辺とは反対側の第２の端辺を有する紙葉類を載置する底板と、
   前記底板に対して移動し、前記第１の端辺に接する第１の規制部と、
   前記第２の端辺に接する第２の規制部と、
   前記底板に対してＳ極部及びＮ極部が平行な状態で回転する磁石と、
   前記磁石を支持し、前記第１の規制部を前記底板に対して前記第２の規制部に対して近接又は離隔させることに応じて前記磁石を回転させる移動機構と、
   前記磁石に対向し、前記磁石との絶対角度に応じた信号を出力する角度センサと
   を有する、用紙長検知装置。
2. 前記信号に基づいて前記絶対角度を出力する制御部と、
   前記絶対角度が０°以上、３６０°未満、又は、０°以上、１８０°未満の角度に応じた、前記第１の規制部と前記第２の規制部との間の距離を記憶する記憶部と
   を備え、
   前記制御部は、前記絶対角度に応じて前記記憶部から前記距離を出力する、請求項１に記載の用紙長検知装置。
3. 前記移動機構は、
   前記磁石を支持する円盤状の第１の回転体と、
   前記第１の規制部に固定され、前記第１の規制部から前記第１の回転体の外周面に延出し、前記底板に対して前記第１の規制部を移動させるときに、前記第１の規制部の移動距離に応じた回転角度に前記第１の回転体を回転させる第１の延出部材と
   を有する、請求項１又は請求項２に記載の用紙長検知装置。
4. 前記第１の回転体の前記外周面は、第１のギアを備え、
   前記第１の延出部材は、前記第１のギアと噛み合う第２のギアを備える、請求項３に記載の用紙長検知装置。
5. 前記第２の規制部は、前記底板に対して移動可能であり、
   前記移動機構は、
   前記第１の回転体よりも小径の円盤状で、前記第１の回転体とは前記第１の延出部材の反対側の端部に接触する外周面を有する第２の回転体と、
   前記第２の規制部に固定され、前記第２の規制部と前記第２の回転体の前記外周面との間に延出し、前記底板に対して前記第２の規制部を移動させるときに、前記第２の回転体を回転させるとともに、前記第２の規制部の移動距離に応じた回転角度に前記第１の回転体を回転させる第２の延出部材と
   を有する、請求項３又は請求項４に記載の用紙長検知装置。
   
   

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