JP4556987B2 - 画像形成装置およびその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置およびその制御方法に関し、特に、画像を形成された用紙が排出される排紙トレイにおける用紙の積載状態を適切に検出できる画像形成装置およびその制御方法に関する。

画像形成装置において、排紙トレイ上に排出されている用紙が、新たに排出される用紙によって不揃いにされたり、排紙トレイから押し出されたりする事態が生じていた。なお、従来から、このような事態を回避するために、排紙トレイ上の用紙の積載状態を検出し、満載状態であると判断すると排紙トレイ上への用紙の排出を停止する等の措置をとる技術が適用されていた。このように、新たに排出される用紙によるすでに載置されている用紙の押し出しを回避するために排紙トレイ上の用紙の積載状態を検出する技術に関しては、種々の開示がなされている。

たとえば、特許文献１および特許文献２には、排出口近傍に測距センサを固定し、当該測距センサが測定する、排紙トレイの最も上に位置する用紙上の１点と当該測距センサとの距離に基づいて、排紙トレイ上にどの程度の量の用紙が積載されているかを判定する技術が開示されている。

また、特許文献３には、排紙トレイ上に積載された用紙に当接するレバーと、当該レバーの動作に連動して回動する遮光部材と、フォトセンサを設ける技術が開示されている。この文献では、上記レバーおよび遮光部材は、排紙トレイ上に積載された用紙の量が変化に伴ってその回転角度が変化するように構成されており、そして、遮光部材の回転角度が変化することにより、フォトセンサに対する遮光の度合いが変化する。そして、この文献に記載された技術によれば、フォトセンサに入る光が所定の度合い以上遮られる位置まで遮光部材が回動されるように用紙が積載されたことにより、排紙トレイが用紙で満載状態にされているという判断がなされる。
特開平１０−２０３７２４号公報 特開２００２−１２３６５号公報 特開２００４−１１５２３６号公報

上記したいずれの技術においても、排紙トレイ上に排出された用紙に対し、当該用紙の主面（画像を形成される面またはその裏面）に対向する方向についての、当該主面上の一点の、特定の位置（たとえば測距センサ）からの距離を検出することでしか、用紙の量の検出が行なわれていなかった。具体的には、図１４中の点Ｘまたは図１５中の点Ｙにおいてしか、用紙の量の検出が行なわれていなかった。

図１４および図１５には、排紙トレイ９９０近傍を横から見た状態が、模式的に示されている。また、図１４および図１５では、用紙Ｐが、ローラ９９１を介して排紙トレイ９９０上に排出される状態が示されている。また、図１４および図１５では、それぞれ排紙トレイ９９０から距離ＨＡの高さにある点Ｘおよび点Ｙにおいて、用紙Ｐの有無が検出される状態が示されている。

図１４では、排紙トレイ９９０上の用紙Ｐが、当該用紙Ｐの排出方向ＲＰに沿って見た場合に、その中央部分が膨らむようにカールしている状態が示されている。また、図１５では、排紙トレイ９９０上の用紙Ｐが、排出方向ＲＰに沿って見た場合に、その先端部分と後端部分が膨らむように（中央部分がへこむように）カールしている状態が示されている。

そして、上記のような従来技術における用紙の検出態様では、図１４および図１５に示すように、排紙トレイ９９０上で積載されている用紙Ｐの一部分（図１４における用紙Ｐの中央部分、または、図１５における用紙Ｐの先端部分と後端部分）が他の部分より高くなっている場合には、当該高くなっている部分以外の点（図１４中の点Ｘまたは図１５中の点Ｙ）に基づいて用紙の量が検出されると、新たに排出される用紙が排紙トレイ９９０上にすでに積載された用紙Ｐにおける、上記した「高くなっている部分」に当接して、当該用紙Ｐを押し出すことを許容してしまうという事態が生じていた。つまり、新たに排出される用紙が、排紙トレイ９９０上の用紙Ｐに対する検出に採用された点（点Ｘまたは点Ｙ）よりも高い位置にある部分に衝突するからである。また、このような事態が生じることは、図１４および図１５において、排出方向ＲＰを表す矢印が、排紙トレイ９９０上の用紙Ｐを表す線が交わっていることによって示されていると言える。

本発明は、かかる実情に鑑み考え出されたものであり、その目的は、排紙トレイ上にすでに積載された用紙が新たに排紙トレイに排出される用紙と衝突することを確実に回避できる画像形成装置およびその制御方法を提供することである。

本発明に従った画像形成装置は、用紙を載置する排紙トレイと、前記排紙トレイ上に用紙を排出する排出手段と、投光素子と検出素子を含み、前記排紙トレイの底面から用紙の積載方向について所定の距離だけ離れた位置において、前記排紙トレイの底面と平行な方向でありかつ前記排出手段による用紙の排出方向に対する直交方向に交わる方向において、前記排紙トレイ上の一方側から他方側に向けて前記投光素子から光を発し、物体により反射された光を検出する前記検出素子上での検出位置により当該物体との距離を測定する測距手段と、前記排紙トレイ上に排出される用紙のサイズを取得するサイズ取得手段と、前記サイズ取得手段が取得する用紙のサイズに応じて、前記投光素子の発する光の経路を変更する光路変更手段と、前記測距手段が測定する距離が、判断基準となる特定の距離を下回った場合に、前記排出手段による用紙の排出を停止する制御手段とを備えることを特徴とする。

また、本発明の画像形成装置は、前記排紙トレイを複数備え、前記排出手段は、複数の前記排紙トレイの中の１の排紙トレイ上に用紙を排出し、前記制御手段は、前記測距手段が測定した距離が前記特定の距離を下回った場合に、前記排出手段による用紙の排出先を、それまで前記排出手段により用紙を排出されていた前記排紙トレイから、他の前記排紙トレイに変更することが好ましい。

また、本発明の画像形成装置では、前記測距手段が距離を測定する領域には、前記排紙トレイ上の用紙の前記排出手段による排出方向についての中央部が含まれることが好ましい。

また、本発明の画像形成装置では、前記排出手段による用紙の排出方向に対する直交方向に交わる方向に発せられる光は、前記排紙トレイ上の一方側から対角上における用紙の角を通り、前記投光素子は、さらに、前記排出方向に直交する方向の光を発することが好ましい。

本発明に従った画像形成装置の制御方法は、投光素子と検出素子を備え、排紙トレイに用紙を排出する画像形成装置の制御方法であって、前記排紙トレイの底面から用紙の積載方向について所定の距離だけ離れた位置において、前記排紙トレイの底面と平行な方向でありかつ前記排出手段による用紙の排出方向に対する直交方向に交わる方向において、前記排紙トレイ上の一方側から他方側に向けて前記投光素子から光を発し、物体により反射された光を検出する前記検出素子上での検出位置により当該物体との距離を測定するステップと、前記排紙トレイ上に排出される用紙のサイズを取得するステップと、前記取得した用紙のサイズに応じて、前記投光素子の発する光の経路を変更するステップと、前記距離を測定するステップで測定した距離が、判断基準となる特定の距離を下回ったか否かを判断するステップと、前記特定の距離を下回ったと判断した場合に、前記排紙トレイへの用紙の排出を停止させるステップとを備えることを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置の制御方法では、前記画像形成装置は、前記排紙トレイを複数備え、前記距離を測定するステップで測定した距離が前記特定の距離を下回った場合に、用紙の排出先を、それまで用紙を排出していた前記排紙トレイから、他の前記排紙トレイに変更するステップをさらに備えることが好ましい。
また、本発明の画像形成装置の制御方法では、前記距離を測定するステップにおいて距離を測定する領域には、前記排紙トレイ上の用紙の排出方向についての中央部が含まれることが好ましい。
また、本発明の画像形成装置の制御方法では、前記用紙の排出方向に対する直交方向に交わる方向に発せられる光は、前記排紙トレイ上の一方側から対角上における用紙の角を通り、前記投光素子は、さらに、前記排出方向に直交する方向の光を発することが好ましい。

本発明によれば、画像形成装置では、排紙トレイの底面から所定の距離（高さ）にある位置であって、当該排紙トレイの底面と平行な方向でありかつその排出方向に直行する方向に交わる方向において、排紙トレイ上の一方側から他方側に向けて物体との距離が測定される。

このような本発明では、距離が測定される高さが、排紙トレイ上の用紙が新たに排出され満載になった際に用紙に衝突されてしまう高さとされる。排紙トレイ上のそのような高さに用紙が存在していない場合には測距手段の測定距離は特定の距離を上回り、また、排紙トレイ上にそのような高さに用紙の少なくとも一部が存在していれば測距手段の測定距離が特定の距離以下となる。測距手段の測定距離に基づいて特定の距離を下回った場合には、排紙手段により用紙を排出されていた排紙トレイへの用紙の排出が停止される。

つまり、画像形成装置では、当該排紙トレイの底面と平行な方向でありかつその排出方向に直行する方向に交わる方向においての用紙の有無が検出されるため、排紙トレイ上の用紙に関し、排紙トレイの底面から所定の高さにおいて、点ではなく線上での、用紙の有無を検出できる。

これにより、カールなどにより、排紙トレイ上の用紙の状態が、当該用紙の排出方向の一部においてのみ高くなるような状態であっても、画像形成装置では、そのことを検出できる。

したがって、本発明によれば、排紙トレイ上の用紙の積載状態を正確に検出できる。そして、当該検出結果に基づいて、それまで用紙を排出していた排紙トレイへの用紙の排出を停止できるため、新たに排出される用紙による排紙トレイ上の用紙の押し出しを確実に回避できる。

［画像形成装置（複合機）の全体構成］
図１は、本発明の画像形成装置の一実施の形態である複合機１を示す概略正面断面図である。図１に示すように、複合機１は、画像読取部１０、画像形成部２０、排紙ユニット９０、および、制御部１００を含む。複合機１には、イメージングユニット１５０Ｋ，１５０Ｙ，１５０Ｍ，１５０Ｃが着脱自在に装着される。イメージングユニット１５０Ｋ，１５０Ｙ，１５０Ｍ，１５０Ｃは、複合機１に装着された際に図示しないカバー（前カバー）によって覆われるものであって、複合機１内に内包される構成となっている。

画像読取部１０は、スキャナを含み、当該スキャナを移動させることにより不図示の原稿ガラス板上に載置された原稿の画像を読み取る公知の装置である。画像読取部１０では、画像読取装置に設けられた露光ランプの照射により得られた原稿画像が、集光レンズにより結像され、さらに分光器によりレッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）、ブルー（Ｂ）の三種類の波長の光に分光されて、それぞれレッド用ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサ、グリーン用ＣＣＤイメージセンサ、ブルー用ＣＣＤイメージセンサに入射される。各ＣＣＤイメージセンサ（以下、単に「ＣＣＤセンサ」という。）からの出力信号は、制御部１００でＡＤ（アナログ−デジタル）変換されて、原稿のＲ、Ｇ、Ｂの各画像データとされる。

得られた色成分ごとの画像データは、制御部１００において、各種のデータ処理を施され、更にブラック（Ｋ），イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）の各再現色（以下、各再現色に関連する構成部分の番号に、このＫ、Ｙ、Ｍ、Ｃを添字として付加する。）の画像データに変換される。変換された画像データは、制御部１００内のＲＡＭ（後述するＲＡＭ１０２）に再現色ごとに格納され、レジスト補正などの各種の補正処理を施される。その後、画像データは、印刷用紙（以下、単に「用紙」と呼ぶ）の供給と同期して１走査ラインごとに読み出され、感光体ドラム５１Ｋ，５１Ｙ，５１Ｍ，５１Ｃを露光するレーザダイオードの駆動信号となる。

画像形成部２０は、画像形成部２０内に張架されて駆動される転写ベルト４１と、転写ベルト４１に対向して所定間隔で配置された各色のイメージングユニット（画像形成ユニット）１５０Ｋ，１５０Ｙ，１５０Ｍ，１５０Ｃと、イメージングユニットごとに設けられた露光走査部６０Ｋ〜６０Ｃと、転写ベルト４１へ用紙を給送する給紙部７０と、用紙搬送部４０の下流側に配置された定着部８０と、両面ユニット８２とからなる。

露光走査部６０Ｋ〜６０Ｃは、それぞれ、制御部１００から出力された駆動信号を受けてレーザ光を発するレーザダイオードや、このレーザ光を偏向して感光体ドラム５１Ｋ〜５１Ｃ上を主走査方向に露光走査させるための不図示のポリゴンミラー等を備えている。

画像形成部２０は、さらに、画像形成後の用紙に対して、ステイプル（ホチキス止め）するステープラ８７、２つ折り等の折り畳み処理を施す折りユニット８８、および、パンチ穴を開けるパンチユニット８９を含む。

給紙部７０は、用紙を収納する給紙カセット７１〜７５と、各給紙カセットに収納される用紙を繰り出すためのピックアップローラ７６と、繰り出された用紙を転写ベルト４１に送り出すタイミングを調整するためのレジストローラ７９を含む。給紙カセット７１〜７５には、サイズまたは向きの異なる用紙が収納される。具体的には、たとえば、給紙カセット７１にはＡ５サイズ（横送り）の用紙（以下、「Ａ５用紙」と呼ぶ）、給紙カセット７２にはＡ４サイズ（横送り）の用紙（以下、「Ａ４用紙」と呼ぶ）、給紙カセット７３にはＡ４サイズ（縦送り）の用紙（以下、「Ａ４Ｒ用紙」と呼ぶ）、給紙カセット７４にはＢ４サイズ（横送り）の用紙（以下、「Ｂ４用紙」と呼ぶ）、そして、給紙カセット７５にはＡ３サイズ（横送り）の用紙（以下、「Ａ３用紙」と呼ぶ）が収納されている。なお、図１では省略しているが、ピックアップローラ７６は、給紙カセット７１〜７５のそれぞれに対して設けられている。

各色のトナー像が多重転写された用紙は、転写ベルト４１により、定着部８０まで搬送される。定着部８０の定着ローラ８０１は内部にヒータを備え、制御部１００は、定着ローラ８０１の表面温度を温度検出センサで検出しながらヒータへの通電を制御する。用紙は、定着ローラ８０１により高温で加圧され、その表面のトナー粒子が用紙表面に融着して定着された後、排紙ユニット９０に送られた後、排紙トレイ９１〜９３上のいずれかに排出される。排紙ユニット９０には、排紙トレイ９１〜９３のそれぞれに対応する排紙ローラ９０１〜９０３が設けられている。

なお、用紙の表面および裏面に対して画像形成が行なわれる場合には、複合機１は、用紙の表面に形成された画像を定着部８０で定着させた後、当該用紙を両面ユニット８２へ送る。その後、複合機１では、当該用紙の裏面に画像が形成され、当該裏面に形成された画像が定着部８０で定着された後、当該用紙が排紙トレイ上に排出される。

複合機１では、排紙トレイ９１〜９３のそれぞれに対して、後述する積載量検出ユニットが設けられている。制御部１００は、当該積載量検出ユニットによって排紙トレイ９１〜９３のそれぞれの用紙の積載状態を検出する。そして、制御部１００は、当該排紙トレイにそれ以上用紙が排出されると新たに排出される用紙がすでに排出されている用紙を押し出す状態であると判断すると、当該排紙トレイへの用紙の排紙を停止させる。このような排紙の停止がどのように実現されるかについては、後述する。

［排紙トレイ近傍の構成］
図２は、排紙トレイ９１およびその周辺の構成を模式的に示す図である。

図２を参照して、排紙トレイ９１上には、用紙Ｐが、排紙ユニット９０から、排紙ローラ９０１を介して、排出方向Ｒ１０に送り込まれ、載置されている。排紙トレイ９１上の用紙Ｐの排出方向Ｒ１０についての右側には筐体９１８が設置されている。

筐体９１８には、矢印Ｒ１の方向に存在する物体との距離を測定する測距センサ９１１が設けられている。測距センサ９１１は、たとえば測距反射形光電センサ等の公知のセンサによって構成される。測距反射形光電センサは、測距反射形光電形近接スイッチを含み、測距反射形光電形近接スイッチは、投光素子と位置検出素子を含む。このようなセンサが用いられて測定が行なわれた場合、投光素子から物体で反射された光のスポットが位置検出素子上のどの位置で検出されるかに基づいて、センサから当該物体までの距離が測定される。

図３は、排紙トレイ９１を上から見た状態を模式的に示す図である。
図３をさらに参照して、測距センサ９１１から発せられた光の中で、矢印Ｒ１で示される光は、排紙トレイ９１上の用紙Ｐの、排出方向Ｒ１０についての後端上に位置している。そして、図２において矢印Ｒ２で示されていた光は、排紙トレイ９１上の用紙Ｐの、排出方向Ｒ１０についての先端上であって角を通るように位置している。矢印Ｒ１と矢印Ｒ２を通る光は、それぞれ、排紙トレイ９１の底面と平行に当該底面から後述する距離ＨＡだけ離れた線上を経路としている。

図３に示されるように、測距センサ９１１から発せられる光の中で図２において矢印Ｒ２で示された方の経路は、排紙トレイ９１上に排出される用紙のサイズによって、用紙の先端の角を通るように変更される。光の経路がどのように変更されるかについては、図４（Ａ）〜図４（Ｃ）を参照して詳細に説明する。

図４（Ａ）を参照して、排紙トレイ９１上に排出される用紙が枠Ｐ２（図３参照）で示されたＡ４用紙であれば、図３中で矢印Ｒ２で示されていた方の光の経路は、矢印Ｒ２Ａで示されるものにされる。

図４（Ｂ）を参照して、排紙トレイ９１上に排出される用紙が枠Ｐ１（図３参照）で示されたＡ５用紙であれば、図３中で矢印Ｒ２で示されていた方の光の経路は、矢印Ｒ２Ｂで示されるものにされる。

図４（Ｃ）を参照して、排紙トレイ９１上に排出される用紙が枠Ｐ４（図３参照）で示されたＡ３用紙であれば、図３中で矢印Ｒ２で示されていた方の光の経路は、矢印Ｒ２Ｃで示されるものにされる。

なお、測距センサ９１１は、排紙トレイ９２および排紙トレイ９３のそれぞれにも、上記したように排紙トレイ９１に設けられているものと同様に動作するように設けられている。

また、さらに図３を参照して、枠Ｐ３は、Ａ４Ｒ用紙の外形に対応している。本実施の形態では特に説明を行なっていないが、複合機１では、排紙トレイ９１〜９３に排出される用紙のサイズとしてＡ４Ｒが選択された場合であっても、図４（Ａ）〜図４（Ｃ）を参照して説明したのと同様に、光の経路が、用紙のサイズに合わせて調整される。つまり、排出方向Ｒ１０について、後端上に１本の測距センサ９１１の光の経路（Ｒ１）が設定され、そして、先端の一角を通るようにもう一本の測距センサ９１１の光の経路（Ｒ２Ａ〜Ｒ２Ｃ）が設定される。

本実施の形態では、排紙トレイ９１の底面から高さＨＡにある位置の用紙の有無が、測距センサ９１１が発する光の経路上で、つまり、排出方向Ｒ１０についての連続的な範囲で、検出することができる。これにより、本実施の形態では、測距センサ９１１の経路を図２等を参照して説明したように設定することにより、排紙トレイ９１上の用紙の複数の点それぞれに対応する数の測距センサを設けるようなことをすることなく、排紙トレイ９１の底面から高さＨＡの用紙の有無を、排出方向Ｒ１０についてのほぼ全範囲で検出することができる。

なお、本実施の形態では、後述するような排紙トレイが「トレイ満載」状態にあるか否かは、矢印Ｒ１で示される経路について測距センサ９１１から点Ｒ２Ｋまでの距離よりも短い距離に物体が存在するか否か、および、測距センサ９１１から点Ｒ２Ｌ、点Ｒ２Ｍ、または点Ｒ２Ｎまでの距離よりも短い距離に物体が存在するか否かにより判断される。

点Ｒ２Ｋは、矢印Ｒ１で示される経路上の測距センサ９１１から枠Ｐ４の外縁よりも所定の余裕の距離（たとえば数ミリ程度）離れた位置に設定されている。測距センサ９１１から点Ｒ２Ｋまでの距離をたとえば距離Ｋとする。また、点Ｒ２Ｌ，点Ｒ２Ｍ，点Ｒ２Ｎは、矢印Ｒ２Ａ，矢印Ｒ２Ｂ，矢印Ｒ２Ｃの各経路上の測距センサ９１１から枠Ｐ４の外縁よりも所定の余裕の距離（たとえば数ミリ程度）離れた位置に設定されている。測距センサ９１１から点Ｒ２Ｌ，点Ｒ２Ｍ，点Ｒ２Ｎまでの距離をそれぞれ距離Ｌ，Ｍ，Ｎとする。各センサでは、距離Ｌ，Ｍ，Ｎより短い距離が検出された場合、用紙が存在すると判断できる。

そして、たとえば測距センサ９１１の経路が矢印Ｒ２Ａとされた場合、矢印Ｒ１について測距センサ９１１から距離Ｋ以内に物体が存在することが検出された場合、または、矢印Ｒ２Ａについて測距センサ９１１から距離Ｌ以内に物体が存在することが検出された場合、「トレイ満載」状態にあると判断される。「トレイ満載」状態は、排紙トレイにこれから排出されてくる用紙に対する障害物（用紙）が存在する状態である。また、測距センサ９１１の経路が矢印Ｒ２Ａとされた場合、矢印Ｒ１について測距センサ９１１から距離Ｋ以内に物体が存在しないことが検出され、かつ、矢印Ｒ２Ａについて測距センサ９１１から距離Ｌ以内に物体が存在しないことが検出された場合、すなわち、距離Ｋ，Ｌより長い距離が検出された場合、「トレイ満載」状態ではないと判断される。なお、測距センサ９１１の経路が矢印Ｒ２Ｂ，Ｒ２Ｃとされた場合には、距離Ｌとされているところがそれぞれ距離Ｍ，Ｎに置き換えられて検出が行なわれる。

［複合機のハードウェア構成］
図５は、複合機１のハードウェア構成を模式的に示す図である。

図５を参照して、複合機１は、当該複合機１全体の制御を行なうＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１と、データを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）１０２と、ＣＰＵ１０１が実行するプログラムや定数などを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）１０３と、画像データなどを記憶するための記憶部１０４と、排紙ユニット９０における用紙の排出についての制御を行なう出力制御部１０５と、ネットワークを介してパーソナルコンピュータなどの他の機器と通信を行なうための通信Ｉ／Ｏ１０６と、複合機１の状態や操作を補助する情報などを表示する表示部１１１と、ユーザが複合機１に対して情報を入力するときに操作する操作部１１２と、画像読取部１０と、画像形成部２０とを含む。

本実施の形態の複合機１では、出力制御部１０５は、排紙ユニット９０に設けられている。また、ＣＰＵ１０１、ＲＡＭ１０２、ＲＯＭ１０３、記憶部１０４、および、通信Ｉ／Ｏ１０６は、制御部１００内に設けられている。なお、これらの配置場所は変更されても良い。

出力制御部１０５の詳細な構成を、図６を参照して説明する。
図６を参照して、出力制御部１０５は、制御部１００に設けられたＣＰＵ１０１との間で情報の通信を行なうためのインターフェイス（Ｉ／Ｏ）５０１を含む。また、出力制御部１０５には、上記した測距センサ９１１、図４（Ａ）〜図４（Ｃ）等を参照して説明したように、排紙トレイ９１上に排出される用紙のサイズに応じて測距センサ９１１の光の方向を変更する経路変更部９１５を含む。これらの動作の制御は、積載検出制御部５０２によってなされる。積載検出制御部５０２は、インターフェイス５０１を介して、ＣＰＵ１０１と通信を行なう。

［画像形成時に実行される処理］
次に、複合機１において用紙上における画像形成が行なわれる際に実行される処理について説明する。図７は、画像形成の際にＣＰＵ１０１が実行する画像形成処理のフローチャートであり、図８は、画像形成の際に積載検出制御部５０２が実行する積載状態検出処理のフローチャートである。

まず、図７を参照して、ＣＰＵ１０１は、ステップＳＡ１０で、画像形成を行なうための指示が入力されたか否かを判断する。なお、画像形成を行なうための指示は、操作部１１２を操作されることによって入力される場合もあれば、通信Ｉ／Ｏ１０６を介して他の装置から入力される場合もある。

そして、ＣＰＵ１０１は、そのような指示が入力されたと判断するとステップＳＡ２０へ処理を進める。

ステップＳＡ２０では、ＣＰＵ１０１は、ステップＳＡ１０の指示において入力された情報に基づいて、画像形成を行なう条件を取得して、ステップＳＡ３０へ処理を進める。なお、ここで取得される画像形成の条件とは、たとえば、画像形成の対象となる画像データ、画像を形成する用紙のサイズ（出力用紙サイズ）、画像形成を行なう部数（出力部数）、形成する画像の大きさの倍率（出力倍率）、および、出力態様（両面印刷、Ｎｉｎ１等）、用紙の出力先（排紙トレイ９１〜９３）などが挙げられる。

ステップＳＡ３０では、ＣＰＵ１０１は、ステップＳＡ２０で取得した画像形成条件に基づき、画像形成部２０に画像形成動作を開始させて、ステップＳＡ４０へ処理を進める。

ステップＳＡ４０では、ＣＰＵ１０１は、ステップＳＡ２０で取得した画像形成条件において出力先とされた排紙トレイにおいて用紙が満載状態にあるか否かを判断し、満載状態であると判断するとステップＳＡ６０へ処理を進め、そうではないと判断するとステップＳＡ５０へ処理を進める。

なお、出力先の排紙トレイが満載状態であるか否かは、積載検出制御部５０２が後述する積載状態検出処理を実行している期間中に「トレイ満載」に対応する信号（後述する「トレイ満載信号」を送信してきたか否かによって判断される。

ステップＳＡ５０では、ＣＰＵ１０１は、ステップＳＡ２０で取得された画像形成条件に基づく画像形成動作が終了したか否かを判断する。そして、終了したと判断すると、画像形成処理を終了させ、まだ終了していないと判断すると、ステップＳＡ４０へ処理を戻す。

ステップＳＡ６０では、ＣＰＵ１０１は、ステップＳＡ３０で開始させた画像形成動作を停止させて、ステップＳＡ７０へ処理を進める。

ステップＳＡ７０では、ＣＰＵ１０１は、表示部１１１にエラーメッセージを表示させて、画像形成処理を終了させる。

なお、ここで表示されるエラーメッセージとは、たとえば、出力先として指定された排紙トレイ上に載置された用紙を当該排紙トレイから取り去ることをユーザに対して促すものが考えられる。複合機１では、このように画像形成動作が停止され表示部１１１にエラーメッセージが表示された状態で画像形成処理が終了した場合、ユーザによって排紙トレイからの用紙の除去および再度の画像形成指示がなされることにより、ＣＰＵ１０１がサイドステップＳＡ１０で当該画像形成指示に基づいてステップＳＡ２０へ処理を進め、これにより、画像形成動作が再開される。

次に、積載検出制御部５０２が実行する積載状態検出処理の内容を説明する。
図８を参照して、積載検出制御部５０２は、まずステップＳＢ１０で、上記したようにＣＰＵ１０１が画像形成処理を実行することにより、排紙トレイ９１〜９３のいずれかに対する用紙の出力が開始されるか否かを判断し、開始されると判断すると、ステップＳＢ２０へ処理を進める。

ステップＳＢ２０では、積載検出制御部５０２は、ステップＳＢ１０で開始を検出した用紙の出力について、出力される用紙のサイズと向きを特定する情報を取得し、ステップＳＢ３０へ処理を進める。なお、ここでの情報の取得は、たとえば、上記したステップＳＡ２０で画像形成条件を取得したＣＰＵ１０１に対して積載検出制御部５０２が問合せを行なうことにより実現される。

ステップＳＢ３０では、積載検出制御部５０２は、ステップＳＢ２０で取得した出力用紙のサイズと向きに基づいて、測距センサ９１１が発する光の中の図２において矢印Ｒ２で示した方の光の方向を、図４（Ａ）〜図４（Ｃ）を参照して説明したように調整して、ステップＳＢ４０へ処理を進める。なお、光の方向は、経路変更部９１５によって制御される。また、ステップＳＢ３０で経路を制御される測距センサ９１１は、排紙トレイ９１〜９３の中のステップＳＢ２０で取得された情報において出力先に指定された排紙トレイに設置された測距センサ９１１のものである。

ステップＳＢ４０では、積載検出制御部５０２は、出力先に指定されている排紙トレイにおいて、底面から高さＨＡの位置であって上記したように「トレイ満載」状態と判断されるような位置に用紙（障害物）が存在しているか否かを判断し、存在していると判断するとステップＳＢ６０へ処理を進め、そうではないと判断するとステップＳＢ５０へ処理を進める。

ステップＳＢ５０では、出力先として指定されている排紙トレイへの用紙の出力が終了するか否かを判断し、まだ終了しないと判断するとステップＳＢ４０へ処理を戻し、終了すると判断すると積載状態検出処理を終了させる。なお、ステップＳＢ５０での判断は、たとえば、積載検出制御部５０２に、ＣＰＵ１０１がステップＳＡ５０の判断により画像形成動作が終了すると判断するか否かを監視させることにより実現される。

ステップＳＢ６０では、積載検出制御部５０２は、ステップＳＢ４０において用紙が存在すると判断した状態が一定時間継続したか否かを判断し、継続していないと判断するとステップＳＢ４０へ処理を戻し、継続していると判断するとステップＳＢ７０へ処理を進める。ここで、一定時間とは、たとえば、排紙ローラ（排紙ローラ９０１〜９０３）を介して出力される用紙が、排紙トレイ（排紙トレイ９１〜９３）上に到達する前に、測距センサ９１１から発せられる光（矢印Ｒ１および矢印Ｒ２）の経路上を横切るのに要する時間またはそれに適切な余裕が加えられた時間とされる。

ステップＳＢ７０では、積載検出制御部５０２は、ＣＰＵ１０１に対して「トレイ満載」を通知して、積載状態検出処理を終了させる。なお、具体的には、積載検出制御部５０２は、たとえば上記した「トレイ満載」に対応する信号（トレイ満載信号）をＣＰＵ１０１に対して送信することにより、「トレイ満載」の通知を行なう。

以上説明した本実施の形態では、測距センサ９１１により測距手段が構成され、経路変更部９１５により領域設定手段が構成されている。

図１０および図１１は、図３などに示した排紙トレイ９１近傍を横から見た状態を模式的に示す図である。図１０および図１１では、測距センサ９１１から延びる破線ＬＲは、測距センサ９１１から発せられる光の経路（矢印Ｒ１および矢印Ｒ２）を表わしている。当該経路は、排紙トレイ９１の底面から所定の距離（図１０中の距離ＨＡ）にあり、かつ、当該底面とほぼ平行とされている。

図１０および図１１を参照して、複合機１では、破線ＬＲで示されるように、排紙トレイ９１上の用紙の排出方向（矢印Ｒ１０）についての後端から先端の範囲において、排紙トレイ９１の底面から距離ＨＡのところに、用紙Ｐの少なくとも一部が存在しているか否かが検出される。これにより、たとえば、図１０に示されるように排紙トレイ９１上の用紙が排出方向の中央部分で膨らむようにカールしている場合や、図１１に示されるように排出方向（矢印Ｒ１０）の先端および後端が跳ね上がるようにカールしている場合、つまり、用紙が部分的にその高さが異なる（排紙トレイ９１の底面から距離ＨＡ以上離れる）状態で載置されている場合であっても、排紙トレイ９１の底面から距離ＨＡ以上の高さに用紙の一部が位置していることを検出することができる。

つまり、本実施の形態では、図１２および図１３のいずれに示される場合でも、排出方向Ｒ１０についての排紙トレイ９１上の用紙の後端から先端までの全範囲において、排紙トレイ９１上に新たに排出されてくる用紙の経路ＮＰよりも低い位置で、用紙の有無が検出される。これにより、確実に、排紙トレイ９１上において、新たに排出されてくる用紙が、既に載置されている用紙を押し出すような事態を回避できる。なお、図１２は、排紙トレイ９１上の用紙Ｐの中央部分が膨らんでいる状態を示し、図１３は、排紙トレイ９１上の用紙Ｐの後端および先端部分が膨らんでいる状態を示している。

上記した積載状態検出処理において、ステップＳＢ６０で一定時間以上測距センサ９１１の発する光の経路上に用紙が位置する状態が継続しなければ「トレイ満載信号」を出力しないように構成されているのは、破線ＬＲで示された光の経路を、新たに排出されてきた用紙が一時的に通過した状態が、排紙トレイ９１の満載状態であると認識されないようにするためである。これにより、「トレイ満載」についての誤検知を防止できる。

本実施の形態では、測距センサ９１１から発せられる光の経路（つまり、測距センサ９１１の距離を測定する経路）が、図３において、矢印Ｒ１と矢印Ｒ２Ａ、矢印Ｒ１と矢印Ｒ２Ｂ、または矢印Ｒ１と矢印Ｒ２Ｃとして示されたように、排出方向Ｒ１０の垂直方向（矢印Ｒ１）に交わる方向の成分を含むように構成されている。これにより、排紙トレイ９１上の用紙Ｐに対して、排出方向Ｒ１０についての全域（後端から先端）の高さＨＡにおける用紙の有無が、測距センサ９１１によって検出できる。

以上説明した本実施の形態では、主に図３および図４（Ａ）〜図４（Ｃ）を参照して、測距センサ９１１から発せられる光の経路として、３種類の用紙サイズのそれぞれに対応するように、３種類の経路について説明をしてきた。なお、複合機１が対応する用紙サイズの種類の数はこれに限定されない。

［変形例］
図９は、以上説明した複合機１における、画像形成処理（図７）の変形例のフローチャートである。

図９を参照して、この変形例では、ステップＳＡ１０からステップＳＡ３０については、ＣＰＵ１０１は、図７を参照して説明した処理と同様の処理を実行する。

つまり、ＣＰＵ１０１は、まず、ステップＳＡ１０で、画像形成を行なうための指示が入力されたか否かを判断し、入力されたと判断するとステップＳＡ２０へ処理を進める。ステップＳＡ２０では、ＣＰＵ１０１は、画像形成を行なう条件を取得し、ステップＳ３０へ処理を進める。ステップＳＡ３０では、ＣＰＵ１０１は、ステップＳＡ２０で取得した画像形成条件に基づき、画像形成部２０に画像形成動作を開始させて、ステップＳＡ４０へ処理を進める。

図７を参照して説明した処理では、ＣＰＵ１０１は、ステップＳＡ３０の処理の後、ステップＳＡ４０で、出力先として指定された排紙トレイが満載状態であると判断すると、ステップＳＡ６０で画像形成動作を停止させていた。

一方、本変形例の複合機１では、排紙トレイ９１〜９３のいずれかが満載状態であると判断された場合であっても、可能な限り出力先として指定する排紙トレイを変更して、画像形成動作が継続される。

図９を参照して、この変形例では、ＣＰＵ１０１は、ステップＳＡ４１で、出力先として指定されている排紙トレイが満載状態であると判断した場合、ステップＳＡ５１で、出力先として指定する他の排紙トレイがあるか否かを判断する。具体的には、ＣＰＵ１０１は、排紙トレイ９１〜９３の中で、ステップＳＡ４１で満載状態と判断されていない（つまり、満載状態でない）ものがあるか否かを判断し、そのような排紙トレイがあれば変更可としてステップＳＡ５２へ処理を進め、そのような排紙トレイはないと判断すると変更不可としてステップＳＡ６０へ処理を進める。

ステップＳＡ５２では、ＣＰＵ１０１は、出力先として指定する排紙トレイを変更して、ステップＳＡ４０へ処理を戻す。ここでは、たとえば、ステップＳＡ４０で排紙トレイ９１が満載状態であると判断された場合に、排紙トレイ９２が満載状態であるか否かが判断され、そうではないと判断されると出力先が排紙トレイ９２に変更される。また、排紙トレイ９２も満載状態であると判断されると、排紙トレイ９３が満載状態であるか否かが判断される。そして、排紙トレイ９３は満載状態ではないと判断されると出力先が排紙トレイ９３に変更される。そして、変更された排紙トレイ９２，もしくは排紙トレイ９３に用紙が排出される。一方、排紙トレイ９３も満載状態であると判断されれば、処理はステップＳＡ６０へ進められる。

ステップＳＡ６０およびステップＳＡ７０では、図７を参照して説明したのと同様の処理が実行される。

つまり、ステップＳＡ６０では、ＣＰＵ１０１は、ステップＳＡ３０で開始させた画像形成動作を停止させて、ステップＳＡ７０へ処理を進める。そして、ステップＳＡ７０では、ＣＰＵ１０１は、表示部１１１にエラーメッセージを表示させて、画像形成処理を終了させる。

本変形例では、図９を参照して説明したような制御がなされることにより、１つの排紙トレイ９１〜９３のいずれかが満載状態となった場合、そのことによって複合機１において開始された画像形成動作が途中で停止される事態を極力抑えることができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の画像形成装置の一実施の形態の構成を模式的に示す図である。 図１の排紙トレイ近傍の構成を模式的に示す図である。 図１の排紙トレイ近傍を上から見た状態を模式的に示す図である。 図１の複合機における、排紙トレイに出力される用紙のサイズと向きに応じた発光部から受光部への経路の変更を説明するための図である。 図１の複合機のハードウェア構成を模式的に示す図である。 図５の出力制御部のハードウェア構成を模式的に示す図である。 図５のＣＰＵが実行する画像形成処理のフローチャートである。 図６の積載検出制御部が実行する積載状態検出処理のフローチャートである。 図１の複合機の変形例において実行される画像形成処理のフローチャートである。 図１の複合機の排紙トレイ上の用紙の積載状態を検出する際の、測距センサによる距離の測定範囲を模式的に示す図である。 図１の複合機の排紙トレイ上の用紙の積載状態を検出する際の、測距センサによる距離の測定範囲を模式的に示す図である。 図１の複合機における排紙トレイ上の用紙の積載状態の検出態様の効果を説明するための図である。 図１の複合機における排紙トレイ上の用紙の積載状態の検出態様の効果を説明するための図である。 従来の画像形成装置における、排紙トレイ上の用紙の積載状態の検出における問題点を説明するための図である。 従来の画像形成装置における、排紙トレイ上の用紙の積載状態の検出における問題点を説明するための図である。

符号の説明

１ 複合機、１０ 画像読取部、２０ 画像形成部、７０ 給紙部、７１〜７５ 給紙カセット、９０ 排紙ユニット、９１〜９３ 排紙トレイ、１００ 制御部、１０１ ＣＰＵ、１０２ ＲＡＭ、１０３ ＲＯＭ、１０４ 記憶部、１０５ 出力制御部、１１１ 表示部、１１２ 操作部、５０２ 積載検出制御部、９１１ 測距センサ、９１５ 経路変更部、９１８ 筐体、９０１〜９０３ 排紙ローラ。

Claims (8)

1. 用紙を載置する排紙トレイと、
   前記排紙トレイ上に用紙を排出する排出手段と、
   投光素子と検出素子を含み、前記排紙トレイの底面から用紙の積載方向について所定の距離だけ離れた位置において、前記排紙トレイの底面と平行な方向でありかつ前記排出手段による用紙の排出方向に対する直交方向に交わる方向において、前記排紙トレイ上の一方側から他方側に向けて前記投光素子から光を発し、物体により反射された光を検出する前記検出素子上での検出位置により当該物体との距離を測定する測距手段と、
   前記排紙トレイ上に排出される用紙のサイズを取得するサイズ取得手段と、
   前記サイズ取得手段が取得する用紙のサイズに応じて、前記投光素子の発する光の経路を変更する光路変更手段と、
   前記測距手段が測定する距離が、判断基準となる特定の距離を下回った場合に、前記排出手段による用紙の排出を停止する制御手段とを備える、画像形成装置。
2. 前記排紙トレイを複数備え、
   前記排出手段は、複数の前記排紙トレイの中の１の排紙トレイ上に用紙を排出し、
   前記制御手段は、前記測距手段が測定した距離が前記特定の距離を下回った場合に、前記排出手段による用紙の排出先を、それまで前記排出手段により用紙を排出されていた前記排紙トレイから、他の前記排紙トレイに変更する、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記測距手段が距離を測定する領域には、前記排紙トレイ上の用紙の前記排出手段による排出方向についての中央部が含まれる、請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記排出手段による用紙の排出方向に対する直交方向に交わる方向に発せられる光は、前記排紙トレイ上の一方側から対角上における用紙の角を通り、
   前記投光素子は、さらに、前記排出方向に直交する方向の光を発する、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 投光素子と検出素子を備え、排紙トレイに用紙を排出する画像形成装置の制御方法であって、
   前記排紙トレイの底面から用紙の積載方向について所定の距離だけ離れた位置において、前記排紙トレイの底面と平行な方向でありかつ前記排出手段による用紙の排出方向に対する直交方向に交わる方向において、前記排紙トレイ上の一方側から他方側に向けて前記投光素子から光を発し、物体により反射された光を検出する前記検出素子上での検出位置により当該物体との距離を測定するステップと、
   前記排紙トレイ上に排出される用紙のサイズを取得するステップと、
   前記取得した用紙のサイズに応じて、前記投光素子の発する光の経路を変更するステップと、
   前記距離を測定するステップで測定した距離が、判断基準となる特定の距離を下回ったか否かを判断するステップと、
   前記特定の距離を下回ったと判断した場合に、前記排紙トレイへの用紙の排出を停止させるステップとを備える、画像形成装置の制御方法。
6. 前記画像形成装置は、前記排紙トレイを複数備え、
   前記距離を測定するステップで測定した距離が前記特定の距離を下回った場合に、用紙の排出先を、それまで用紙を排出していた前記排紙トレイから、他の前記排紙トレイに変更するステップをさらに備える、請求項５に記載の画像形成装置の制御方法。
7. 前記距離を測定するステップにおいて距離を測定する領域には、前記排紙トレイ上の用紙の排出方向についての中央部が含まれる、請求項５または請求項６に記載の画像形成装置の制御方法。
8. 前記用紙の排出方向に対する直交方向に交わる方向に発せられる光は、前記排紙トレイ上の一方側から対角上における用紙の角を通り、前記投光素子は、さらに、前記排出方向に直交する方向の光を発する、請求項５〜請求項７のいずれかに記載の画像形成装置の制御方法。

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