JP5298475B2

JP5298475B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP5298475B2
Application number: JP2007196168A
Authority: JP
Inventors: 裕一郎上田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2007-07-27
Filing date: 2007-07-27
Publication date: 2013-09-25
Anticipated expiration: 2027-07-27
Also published as: JP2009031579A

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

プリンタ、ファクス、コピー機、又は複合機等の画像形成装置において、印刷中に用紙が足りなくなった（給紙トレイに用紙が無くなった）場合、その時点で印刷処理が中断してしまうのは、ユーザにとって不便である。そこで、従来、用紙の不足が予測される場合に、１枚に２ページ分の印刷が可能な用紙を代用して出力形式を変更することで、用紙不足を回避することが検討されている（例えば、特許文献１）。また、ユーザに用紙の補給枚数や残量数を入力させることで、用紙不足を事前に判定することが検討されている（例えば、特許文献２又は特許文献３）。
特許第３２４８８１号公報特開平１０−１８１１６３号公報特開２００５−１９３３９４号公報

しかしながら、自動的に出力形式を変更してしまうのは、印刷結果がユーザの意図した形式と異なるものとなってしまい好ましくない。また、用紙の補給量や残量をユーザに入力されるのは、ユーザにとって面倒であるという問題がある。

なお、特許文献１には、用紙の残り枚数の算出方法について、用紙の厚さから求めるとのみ記載されており、具体的にどのように用紙の残り枚数を求めるのか明らかにされていない。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであって、用紙不足による印刷処理の中断を適切に防止することのできる画像形成装置の提供を目的とする。

そこで上記課題を解決するため、本発明は、用紙の消費に応じて、トレイに載置される用紙の量に応じて前記トレイの傾斜角度を変化させるモータの駆動時間を計測する計測手段と、用紙の消費に応じて、用紙の消費量と前記計測手段による計測値とを記録する記録手段と、記録された用紙の消費量と前記計測値との履歴に基づいて、前記用紙の消費量と前記計測値との関係を導出する関係導出手段と、印刷指示に応じて用紙の必要量を算出する必要量算出手段と、印刷指示がされたときの前記計測値と、前記消費量と前記計測値との関係とに基づいて用紙の残量を推定する残量推定手段と、前記必要量と推定された残量とを比較することにより用紙の不足を判定する判定手段と、前記判定手段の判定結果に応じて、前記用紙の不足を通知させる通知手段とを有することを特徴とする。

本発明によれば、用紙不足による印刷処理の中断を適切に防止することのできる画像形成装置を提供することができる。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の実施の形態における複合機の一例の外観図である。図１において、複合機１は、画像形成装置の一例であり、本体部１００と、撮像部１２１と、自動原稿送り部１２２と、給紙部１２３ａ、１２３ｂ、及び１２３ｃ（以下、総称する場合「給紙部１２３」という。）と、排紙部１２４ａ及び１２４ｂ（以下、総称する場合「排紙部１２４」という。）と、後処理部１２５と等を有する。

本体部１００は、複合機１の制御部等が格納される。撮像部１２１は、スキャナ等によって構成され、原稿より画像を読み取る。自動原稿送り部１２２は、原稿を自動的に連続して撮像部１２１に読み取らせるための機構を有する。給紙部１２３は、給紙トレイ等によって構成され、印刷用紙が格納される。排紙部１２４は、排紙トレイ等により構成され、印刷された用紙を排出する。後処理部１２５は、ステープル処理、パンチ処理、折り処理、ソート処理等の後処理を実行する。

図２は、本発明の実施の形態における複合機の制御部の構成例を示す図である。図２中、図１と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。

図２において、制御部１１０は、それぞれバスＢで相互に接続されている、ＣＰＵ１１１、補助記憶装置１１２、メモリ装置１１３、ネットワークインタフェース１１４、通信装置１１５、及び後処理入出力部１１６等より構成される。

補助記憶装置１１２には、インストールされたプログラムや、撮像部１２１によって読み取られた画像データ等が記録される。メモリ装置１１３は、プログラムの起動指示があった場合に、補助記憶装置１１２からプログラムを読み出して格納する。ＣＰＵ１１１は、メモリ装置１１３に格納されたプログラムに従って複合機１に係る機能を実行する。ネットワークインタフェース１１４は、ＬＡＮ（Local Area Network）等のネットワークを介した通信を制御する。通信装置１１５は、ＦＡＸ通信の制御を行う。後処理入出力部１１６は、後処理部１２５との通信を制御する。

なお、図２では、図１において図示されていなかった、印刷部１２６及び操作部１２７が図示されている。印刷部１２６は、感光体ドラム及び転写ベルト等によって構成され、印刷用紙に画像を転写する。操作部１２７は、いわゆる操作パネルであり、操作指示の入力を受け付けるための各種のボタン（キー）や、情報の表示及び操作指示の入力を受け付けるためのＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等によって構成される。

また、図２に示されるように、給紙部１２３は、計測部３００を有する。計測部３００は、給紙トレイにおける用紙（印刷用紙）の消費（減少）に応じて変化する、給紙トレイに関する物理量（給紙トレイの状態）を計測するために用いられる。

図３は、本発明の実施の形態における複合機の機能構成例を説明するための図である。図３において、複合機１は、印刷処理制御部１１、必要量算出部１２、残量判定部１３、不足判定部１４、不足通知部１５、履歴更新部１６、計測値記録部１８、関係導出部１９、及び履歴テーブル２１等より構成される。これら各部は、プログラムがＣＰＵ１１１によって処理されることにより実現されるソフトウェアである。

印刷処理制御部１１は、印刷指示やコピー指示等（以下、「印刷指示等」という。）に応じて実行される印刷処理全般の制御を行う。必要量算出部１２は、印刷指示等の内容に基づいて、当該印刷指示に応じて必要とされる（消費される）用紙の枚数（以下、「用紙必要量」という。）を算出する。計測値記録部１８は、用紙の消費に応じて、用紙の消費量と、計測部３００による計測値とを履歴テーブル２１に記録する。関係導出部１９は、履歴テーブル２１に記録されている、用紙の消費量と計測値との履歴に基づいて、用紙の消費量と計測値の変化との関係を導出する。残量判定部１３は、関係導出部１９によって導出される用紙の消費量と計測値との関係と、印刷指示時における給紙トレイに関する物理量の計測値とに基づいて、給紙トレイにおける用紙の残り枚数（以下、「用紙残量」という。）を判定（推測）する。不足判定部１４は、用紙必要量と用紙残量とを比較することにより、用紙が不足する可能性の有無を印刷実行前に判定する。不足通知部１５は、不足判定部１４によって、用紙の不足の可能性が有ると判定されたときに、その旨をユーザに通知するための処理を制御する。履歴更新部１６は、用紙の消費に応じて履歴テーブル２１を更新する。

履歴テーブル２１は、印刷が行われるたび（例えば、印刷ジョブが完了するたび）に、ステープルの消費量と計測部３００による計測値とが記録されるテーブルである。

図４は、履歴テーブルの構成例を示す図である。履歴テーブル２１における各行（各レコード）は、用紙の消費量と、用紙消費後（印刷完了後）の給紙トレイに関する物理量の計測値とを項目として含み、印刷が行われるたび、又は用紙が消費されるたびに追加（記録）される。なお、計測値の変化量が毎回記録されるようにしてもよい。

以下、複合機１の処理手順について説明する。図５は、複合機による印刷時における処理手順を説明するためのフローチャートである。図５の処理は、撮像部１２１によって読み取られた画像データ、補助記憶装置１１２に保存されている画像データ、又はネットワークを介して受信される画像データの印刷指示に応じて実行される。

ステップＳ１０１において、残量判定部１３は、用紙の残量を判定する。当該処理の詳細については後述する。続いて、必要量算出部１２は、印刷指示の内容に基づいて、用紙必要量を算出する（Ｓ１０２）。例えば、印刷指示の対象とされているデータのページ数、集約の指定の有無、両面印刷指定の有無、及び印刷部数等のパラメータに基づいて用紙の必要量が算出される。

続いて、不足判定部１４は、用紙必要量と用紙残量とを比較することにより、今回の印刷指示に対する印刷処理において用紙が不足するか否かを判定する（Ｓ１０３）。用紙必要量が用紙残量を超える場合、用紙不足と判定され（Ｓ１０３でＹｅｓ）、不足通知部１５は、用紙が不足する可能性があることを通知する（Ｓ１０４）。当該通知（不足通知）は、例えば、操作部１２７を介して印刷指示が入力された場合は、操作部１２７に用紙の不足を通知する画面（以下、「不足通知画面」という。）を表示させることにより行われる。また、ネットワークを介して接続されているＰＣ（Personal Computer）等より印刷指示が入力された場合は、当該ＰＣに不足通知画面を表示させることにより行われる。不足通知により、ユーザは、印刷処理が開始される前に、用紙の不足を予め認識することができる。

不足通知に応じて、ユーザが、用紙を給紙トレイ（給紙部１２３）に補給した場合（Ｓ１０５でＹｅｓ）、印刷処理制御部１１は、印字（印刷用紙への画像の転写）を印刷部１２６に実行させる（Ｓ１０７）。

一方、不足通知に応じて、ユーザが用紙を補給しない場合、例えば、不足通知画面において、用紙の補給を行わないことがボタン等を介して入力された場合（Ｓ１０５でＮｏ）、印処理制御部１１は、対応指示を入力させる（Ｓ１０６）。対応指示の入力とは、例えば、印刷条件の変更（印刷部数の変更、印刷するページの変更、又は使用する給紙トレイ（用紙）の変更等）や、印刷の中止の指示等が相当する。対応指示が入力されると、印刷の中止が指示された場合を除き、印刷処理制御部１１は、印字を印刷部１２６に実行させる（Ｓ１０７）。なお、対応指示の入力において、印刷条件が変更された場合、再度、ステップＳ１０２以降を繰り返すことにより、用紙の不足を判定してもよい。

ステップＳ１０７に続いて、履歴更新部１６は、履歴テーブル２１を更新する（Ｓ１０８）。当該処理の詳細については後述する。続いて、印刷処理制御部１１は、印刷された用紙の排紙を排紙部１２４に実行させる（Ｓ１０９）。

続いて、図５のステップＳ１０１における処理について説明する。図６は、用紙残量の判定処理を説明するためのフローチャートである。

まず、関係導出部１９は、履歴テーブル２１に記録されている用紙消費量と計測値の全ての記録（履歴）を読み出す（Ｓ２０１、Ｓ２０２）。続いて、関係導出部１９は、読み出された履歴に基づいて、用紙消費量と計測値の変化との関係を導出する（Ｓ２０３）。当該関係は、例えば、用紙一枚当たりの計測値の変化量であってもよいし、計測値の所定の変化量当たりの用紙消費量であってもよい。いずれの場合であっても、履歴テーブル２１より取得された過去の履歴における所定期間（例えば、全期間）において消費された用紙枚数と、当該所定期間の計測値の変化量とに基づいて算出すればよい。

続いて、残量判定部１３は、給紙部１２３の計測部３００より、現在の物理量の計測値を取得する（Ｓ２０４）。但し、履歴テーブル２１において、計測値の変化量ではなく、計測値がそのまま記録されている場合は、履歴テーブル２１の最後（最新）のレコードの計測値を取得し、現在の計測値として扱ってもよい。

続いて、残量判定部１３は、現在の計測値と、ステップＳ２０３において導出された用紙消費量と計測値の変化との関係に基づいて、用紙残量を算出する（Ｓ２０５）。なお、計測値には多少の誤差が含まれる可能性があるため、ここで算出される用紙残量は推定値となる。

続いて、図５のステップＳ１０８における処理について説明する。図７は、履歴テーブルの更新処理を説明するためのフローチャートである。

ステップＳ２５１において、履歴更新部１６は、履歴テーブル２１に新たなレコードを作成し、当該レコードに今回の印刷処理による用紙の消費量を記録する。続いて、履歴更新部１６は、給紙部１２３の計測部３００より現在の物理量の計測値を取得し、取得された値を新たに生成されたレコードに記録する（Ｓ２５２）。なお、計測値の変化量を記録する場合は、現在の計測値と、図６のステップＳ２０４において取得された値との差分を算出し、その算出結果を記録すればよい。

以下、給紙トレイの具体的構成に基づいて、計測部３００について具体的に説明する。て、
図８は、第一の実施の形態における給紙トレイの構造を説明するための図である。図８の説明において、左右方向は、図中における方向に従う。

図８において、給紙トレイ２１０は、４つの側面と一つの底面により、上面が開放された直方体を形成し、上昇トレイ２１１、上昇モータ２１２、及び上昇トレイ支持部材２１３等が配設されている。

上昇トレイ２１１は、矩形の板状の部材であり、その上に用紙５０が載置される。上昇トレイ２１１において左端側の両側面には回転軸２１１ａが上昇トレイ２１１より突き出す形で固定されている。なお、回転軸２１１ａは、給紙トレイ２１１を貫通していてもよい。上昇トレイ２１１の両側面より突き出た回転軸２１１ａは、それぞれ給紙トレイ２１０の対向する側面において回転自在に支持される。

一方、上昇トレイ２１１の右端側は、図中奥行き方向の中央付付近において上昇トレイ支持部材２１３の上端によって摺動可能に支持される。上昇トレイ支持部材２１３は、棒状の部材であり、上昇モータ２１２の駆動によって上下動する。

上昇トレイ２１１の右端側が上昇トレイ支持部材２１３によって上下動する一方で、左端側は回転軸２１１ａによって回転するため、上昇トレイ２１１は、右側が高く、左側が低くなるような傾斜を形成する。傾斜の角度は、上昇トレイ支持部材２１３の上下動によって変化する。

給紙トレイ２１０に用紙５０が補給される際、上昇モータ２１２は、上昇トレイ支持部材２１３を下降させる。その結果、上昇トレイ２１１の傾斜は小さくなり、平らに近い状態となる。この状態、すなわち、上昇トレイ２１１の傾斜が最も小さくなった状態を、以下、「基準状態」という。

給紙が行われる際、上昇モータ２１２は、用紙５０の右端側の最上部が、給紙トレイ２１０の側面の最上部の給紙位置に到達するまで上昇トレイ支持部２１３を介して上昇トレイ２１１を上昇させる。その上昇量は用紙５０の枚数の減少に応じて大きくなり、最後の一枚が給紙されるときは、上昇トレイ２１１が給紙位置まで上昇する。

以下、上記のような構造による給紙トレイ２１０における計測部３００の具体例について説明する。以下の各図において、図８と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。

図９は、第一の実施の形態の給紙トレイにおける計測部の第１の例を示す図である。図９では、計測部３００としてロータリエンコーダ３０１を用いた例が示されている。ロータリエンコーダ３０１は、回転軸２１１ａの回転量（上昇トレイ２１１の傾き）を計測可能なように配設される。

斯かる構成において、用紙５０の消費に応じて上昇トレイ２１１が上昇し、回転軸２１１ａが回転すると、ロータリエンコーダ３０１によってその回転量（上昇トレイ２１１の傾斜角度の変化量）が計測される。

この場合、計測値記録部１８は、計測された回転量を計測値として履歴テーブル２１に記録する。関係導出部１９は、例えば、用紙１枚当たりの回転量を算出する（この算出結果をＶとする。）。残量判定部１３は、基準状態から用紙残量が０となるまでの総回転量と、現在までの回転量との差分をＶで除すことにより、用紙残量の推定値を算出する。総回転量は、予め、複合機１の補助記憶装置１１２等に記録しておけばよい。

なお、ロータリエンコーダの代わりにロータリスイッチを用いてもよい。

次に、図１０は、第一の実施の形態の給紙トレイにおける計測部の第２の例を示す図である。図１０では、計測部３００としてロータリエンコーダ３０２を用いた例が示されている。ロータリエンコーダ３０２は、上昇モータ２１２の回転量を計測可能なように配設される。

斯かる構成において、用紙５０の消費に応じて上昇トレイ２１１を上昇させるため上昇モータ２１２が回転すると、ロータリエンコーダ３０２によってその回転量（回転角度）が計測される。

次に、図１１は、第一の実施の形態の給紙トレイにおける計測部の第３の例を示す図である。図１１では、計測部３００としてタイマー３０３を用いた例が示されている。タイマー３０３は、上昇モータ２１２の駆動時間（上昇モータ２１２への電流の供給時間）を計測可能なように配設される。

斯かる構成において、用紙５０の消費に応じて、上昇トレイ２１１を上昇させるために上昇モータ２１２が駆動すると、タイマー３０３によってその駆動時間が計測される。

この場合、計測値記録部１８は、計測された駆動時間を計測値として履歴テーブル２１に記録する。関係導出部１９は、例えば、用紙１枚当たりの駆動時間を算出する（この算出結果をＶとする。）。残量判定部１３は、基準状態から用紙残量が０となるまでの総駆動時間と、現在までの駆動時間との差分をＶで除すことにより、用紙残量の推定値を算出する。総駆動時間は、予め、複合機１の補助記憶装置１１２等に記録しておけばよい。

次に、図１２は、第一の実施の形態の給紙トレイにおける計測部の第４の例を示す図である。図１２では、計測部３００として傾斜センサ３０４を用いた例が示されている。傾斜センサ３０４は、上昇トレイ２１１において、例えば、用紙５０が載置される面と反対側の面に配設される。

斯かる構成において、用紙５０の消費に応じて上昇トレイ２１１の傾斜が変化すると、傾斜センサ３０４によって傾斜角度が計測される。

この場合、計測値記録部１８は、計測された傾斜角度を計測値として履歴テーブル２１に記録する。関係導出部１９は、例えば、用紙１枚当たりの傾斜角度を算出する（この算出結果をＶとする。）。残量判定部１３は、用紙残量が０となったときの傾斜角度と、現在の傾斜角度との差分をＶで除すことにより、用紙残量の推定値を算出する。用紙残量が０となったときの傾斜角度は、予め、複合機１の補助記憶装置１１２等に記録しておけばよい。

次に、図１３は、第一の実施の形態の給紙トレイにおける計測部の第５の例を示す図である。図１３では、計測部３００として加速度センサ３０５を用いた例が示されている。加速度センサ３０５は、上昇トレイ２１１において、例えば、用紙５０が載置される面と反対側の面に配設される。

斯かる構成において、用紙５０の消費に応じて上昇トレイ２１１が上昇すると、加速度センサ３０５によってその加速度が計測される。

この場合、計測値記録部１８は、計測された加速度に基づいて算出される運動量（移動量）を計測値として履歴テーブル２１に記録する。関係導出部１９は、例えば、用紙１枚当たりの運動量を算出する（この算出結果をＶとする。）。残量判定部１３は、基準状態から用紙残量が０となるまでの総運動量と、現在までの運動量との差分をＶで除すことにより、用紙残量の推定値を算出する。総運動量は、予め、複合機１の補助記憶装置１１２等に記録しておけばよい。

次に、図１４は、第一の実施の形態の給紙トレイにおける計測部の第６の例を示す図である。図１４では、計測部３００として測距センサ３０６を用いた例が示されている。測距センサ３０６は、例えば、給紙トレイ２１０の底面の右端側に配設される。

斯かる構成において、用紙５０の消費に応じて上昇トレイ２１１が上昇すると、測距センサ３０６によって、測距センサ３０６が配設された位置における給紙トレイ２１０の底面から上昇トレイ２１１までの距離が計測される。

この場合、計測値記録部１８は、計測された距離を計測値として履歴テーブル２１に記録する。関係導出部１９は、例えば、用紙１枚当たりの距離を算出する（この算出結果をＶとする。）。残量判定部１３は、用紙残量が０となったときの距離と、現在の距離との差分をＶで除すことにより、用紙残量の推定値を算出する。用紙残量が０となったときの距離は、予め、複合機１の補助記憶装置１１２等に記録しておけばよい。

なお、測距センサを上昇トレイ２１１に配設し、上昇トレイ２１１から給紙トレイ２１０の底面までの距離を計測するようにしてもよい。

次に、図１５は、第一の実施の形態の給紙トレイにおける計測部の第７の例を示す図である。図１５では、計測部３００として反射型フォトセンサ３０７を用いた例が示されている。反射型フォトセンサ３０７は、給紙トレイ２１０の側面に、用紙５０による光の反射が検出可能なように、用紙５０の消費に応じて用紙５０の高さ（厚さ）が変化する方向（用紙５０が積載される方向）に並べて配設される。図中では、給紙トレイ２１０の奥の側面の右端側において、給紙トレイ２１０の底面付近から最上部付近まで複数の反射型フォトセンサ３０７が垂直に一列に並べて配設された例が示されている。

斯かる構成において、用紙５０又は上昇トレイ２１１に対向しない反射型フォトセンサ３０７は、光の反射を検出せず、用紙５０又は上昇トレイ２１１に対向する反射型フォトセンサ３０７は、用紙５０又は上昇トレイ２１１による光の反射を検出する。用紙５０の消費に応じて上昇トレイ２１１が上昇すると、光の反射を検出しないセンサの数は増加し、光の反射を検出するセンサの数は減少する。したがって、当該センサの数の増加又は減少によって、用紙５０の厚さ又は上昇トレイ２１１の高さの変化が検出されうる。

この場合、計測値記録部１８は、反射が検出された反射型フォトセンサ３０７の数、又は反射が検出されなかった反射型フォトセンサ３０７の数（以下「検出数」という。）を計測値として履歴テーブル２１に記録する。関係導出部１９は、例えば、用紙１枚当たりの検出数の変化量を算出する（この算出結果をＶとする。）。残量判定部１３は、現在の検出数と、用紙の残量が０となったときの検出数との差分をＶで除すことにより、用紙残量の推定値を算出する。用紙残量が０となったときの検出数は、予め、複合機１の補助記憶装置１１２等に記録しておけばよい。

なお、光を検知する手段ではなく、超音波方式等の他の手段の物と置き換えても良い。

次に、図１６は、第一の実施の形態の給紙トレイにおける計測部の第８の例を示す図である。図１６では、計測部３００として発光素子３０８及び受光素子３０９を用いた例が示されている。発光素子３０８は給紙トレイ２１０の側面に、受光素子３０９は、上昇トレイ２１１（用紙５０）を挟んで発光素子３０８と対向する側面に、それぞれ、用紙５０の消費に応じて用紙５０の高さ（厚さ）が変化する方向（用紙５０が積載される方向）に並べて配設される。図中では、給紙トレイ２１０の奥の側面の右端側に複数の受光素子３０９が、手前の側面の右端側に複数の発光素子３０８が、それぞれ給紙トレイ２１０の底面付近から最上部付近まで垂直に一列に並べて配設された例が示されている。

斯かる構成において、用紙５０又は上昇トレイ２１１に対向しない受光素子３０９は、発光素子３０８からの光を検出し、用紙５０又は上昇トレイ２１１に対向する受光素子３０９は、発光素子３０８からの光を検出しない。用紙５０の消費に応じて上昇トレイ２１１が上昇すると、光を検出する受光素子３０９の数は増加し、光を検出しない受光素子３０９の数は減少する。したがって、当該センサの数の増加又は減少によって、用紙５０の厚さ又は上昇トレイ２１１の高さの変化が検出されうる。

この場合、計測値記録部１８は、光が検出された受光素子３０９の数、又は光が検出されなかった受光素子３０９の数（以下「検出数」という。）を計測値として履歴テーブル２１に記録する。関係導出部１９は、例えば、用紙１枚当たりの検出数の変化量を算出する（この算出結果をＶとする。）。残量判定部１３は、現在の検出数と、用紙の残量が０となったときの検出数との差分をＶで除すことにより、用紙残量の推定値を算出する。用紙残量が０となったときの検出数は、予め、複合機１の補助記憶装置１１２等に記録しておけばよい。

次に、図１７は、第一の実施の形態の給紙トレイにおける計測部の第９の例を示す図である。図１７では、計測部３００として可変抵抗器３１０を用いた例が示されている。可変抵抗器３１０は、上昇トレイ２１１の傾斜角度又は回転軸２１１ａの回転角度によって抵抗値が変化するように配設される。

斯かる構成において、用紙５０の消費に応じて上昇トレイ２１１の傾斜が大きくなると、可変抵抗器３１０によって計測される抵抗値が変化する。

この場合、計測値記録部１８は、計測された抵抗値を計測値として履歴テーブル２１に記録する。関係導出部１９は、例えば、用紙１枚当たりの抵抗値を算出する（この算出結果をＶとする。）。残量判定部１３は、用紙残量が０となったときの抵抗値と、現在の抵抗値との差分をＶで除すことにより、用紙残量の推定値を算出する。用紙残量が０となったときの抵抗値は、予め、複合機１の補助記憶装置１１２等に記録しておけばよい。

次に、図１８は、第一の実施の形態の給紙トレイにおける計測部の第１０の例を示す図である。図１８では、計測部３００として識別バー３１１及び少なくとも一つの反射型フォトセンサ３１２を用いた例が示されている。識別バー３１１は、細長い板状の部材であり、給紙トレイ２１０の側面に、給紙トレイ２１０の底面付近から最上部付近までにかけてその長手方向が反射型フォトセンサ３１２の移動方向と一致するように（例えば、略垂直方向に）配設される。図中では、給紙トレイ２１０の奥の側面に配設された例が示されている。識別バー３１１の表面は、用紙５０の消費に応じて用紙５０の高さ（厚さ）が変化する方向（上昇トレイ２１１が上昇する方向）において反射率が一方向（増加方向又は減少方向）に徐々に一定の割合で変化するように形成されている。反射型フォトセンサ３１２は、識別バー３１１の表面の反射率を検出（計測）可能なように、上昇トレイ２１１に固定されて配設される。

斯かる構成において、用紙５０の消費に応じて上昇トレイ２１１が上昇すると、反射型フォトセンサ３１２によって計測される識別バー３１１の反射率が変化する。

この場合、計測値記録部１８は、計測された反射率を計測値として履歴テーブル２１に記録する。関係導出部１９は、例えば、用紙１枚当たりの反射率の変化量を算出する（この算出結果をＶとする。）。残量判定部１３は、用紙残量が０となったときの反射率と、現在の反射率との差分をＶで除すことにより、用紙残量の推定値を算出する。用紙残量が０となったときの反射率は、予め、複合機１の補助記憶装置１１２等に記録しておけばよい。

なお、反射型フォトセンサの代わりに透過型フォトセンサを用いてもよい。この場合、識別バー３１１を、長手方向において、透過率が一方向に一定の割合で変化するように形成し、透過型フォトセンサによって検出される透過率を計測値として用いればよい。

次に、図１９は、第一の実施の形態の給紙トレイにおける計測部の第１１の例を示す図である。図１９では、計測部３００として識別バー３１３及び複数の反射型フォトセンサ３１４を用いた例が示されている。識別バー３１３は、細長い板状の部材であり、給紙トレイ２１０の側面に、給紙トレイ２１０の底面付近から最上部付近までにかけてその長手方向が反射型フォトセンサ３１４の移動方向と一致するように（例えば、略垂直方向に）配設される。図中では、給紙トレイ２１０の奥の側面に配設された例が示されている。識別バー３１３の表面には、所定のパターン（例えばグレイコードカウンタのパターン）が形成（印刷）されている。複数の反射型フォトセンサ３１４は、識別バー３１３の長手方向と交差（直交）する方向に一列に並ぶように上昇トレイ２１１に配設され、それぞれ識別バー３１３の異なる位置の表面からの光の反射の有無を検出する。すなわち、識別バー３１３の表面に形成されるパターンは、光を反射する部分（反射率が所定の閾値以上の部分）と、光を反射しない部分（反射率が所定の閾値未満の部分）とより構成され、光を反射する部分としない部分との配列（順列）は、各反射型フォトセンサ３１４に対応させて識別バー３１３の長手方向において変化する。

斯かる構成において、用紙５０の消費に応じて上昇トレイ２１１が上昇すると、各反射型フォトセンサ３１４によって検出される光の反射の有無の順列が変化する。

この場合、計測値記録部１８は、複数の反射型フォトセンサ３１４によって検出された反射の有無（ＯＮ／ＯＦＦ）の順列を計測値として履歴テーブル２１に記録する。関係導出部１９は、予め複合機１の補助記憶装置１１２等に記録されている、反射の有無の順列ごとに用紙残量が登録された情報を取得する。残量判定部１３は、当該情報に現在の反射の有無を当てはめることにより用紙残量の推定値を求める。

次に、図２０は、第一の実施の形態の給紙トレイにおける計測部の第１２の例を示す図である。図２０では、計測部３００として識別バー３１５及び少なくとも一つの反射型フォトセンサ３１６を用いた例が示されている。識別バー３１５は、細長い板状の部材であり、給紙トレイ２１０の側面に、給紙トレイ２１０の底面付近から最上部付近までにかけてその長手方向が反射型フォトセンサ３１６の移動方向と一致するように（例えば、略垂直方向に）配設される。図中では、給紙トレイ２１０の奥の側面に配設された例が示されている。識別バー３１５の表面は、用紙５０の消費に応じて用紙５０の高さ（厚さ）が変化する方向（上昇トレイ２１１が上昇する方向）において、一定間隔の縞模様が形成されている。反射型フォトセンサ３１６は、識別バー３１５の表面の反射率を検出（計測）可能なように、上昇トレイ２１１に固定されて配設される。なお、図中では、二つの反射型フォトセンサ３１６が配設された例が示されているが、一つでもよい。

斯かる構成において、用紙５０の消費に応じて上昇トレイ２１１が上昇すると、反射型フォトセンサ３１６によって識別バー３１５の縞模様より検出される反射率（反射の有無）が変化し、その変化の様子に基づいて反射型フォトセンサ３１６が通過した縞模様の数が増加する。すなわち、当該構成では、ロータリエンコーダと同様の要領で上昇トレイ２１１の上昇量を計測することができる。

この場合、計測値記録部１８は、反射型フォトセンサ３１６が通過した縞模様の数（例えば、縞の境界の数）を計測値として履歴テーブル２１に記録する。関係導出部１９は、例えば、用紙１枚当たりの計測値の変化量を算出する（この算出結果をＶとする。）。残量判定部１３は、用紙残量が０となったときの計測値と、現在の計測値との差分をＶで除すことにより、用紙残量の推定値を算出する。用紙残量が０となったときの計測値は、予め、複合機１の補助記憶装置１１２等に記録しておけばよい。

次に、図２１は、第一の実施の形態の給紙トレイにおける計測部の第１３の例を示す図である。図２１では、計測部３００として上昇トレイ支持部材２１３及び反射型フォトセンサ３１７を用いた例が示されている。図２１において、上昇トレイ支持部材２１３の表面は、図１８の識別バー３１１の表面と同様に形成されている。すなわち、上昇トレイ支持部材２１３の表面は、用紙５０の消費に応じて用紙５０の高さ（厚さ）が変化する方向（上昇トレイ２１１が上昇する方向）において反射率が一方向（増加方向又は減少方向）に徐々に一定の割合で変化するように形成されている。反射型フォトセンサ３１７は、上昇トレイ支持部材２１３の表面の反射率を検出（計測）可能なように、上昇トレイ支持部材２１３の移動に対して固定されて、例えば、給紙トレイ２１０の底面部に配設される。

斯かる構成において、用紙５０の消費に応じて上昇トレイ２１１が上昇すると、反射型フォトセンサ３１７によって計測される上昇トレイ支持部材２１３の反射率が変化する。

なお、反射型フォトセンサの代わりに透過型フォトセンサを用いてもよい。この場合、上昇トレイ支持部材２１３を、長手方向において、透過率が一方向に一定の割合で変化するように形成し、透過型フォトセンサによって検出される透過率を計測値として用いればよい。

また、上昇トレイ支持部材２１４の表面を図１９又は図２０の識別バー３１３又は３１５のように形成し、反射型フォトセンサ３１４又は３１６を、反射型フォトセンサ３１７の位置に配置してもよい。

次に、図２２は、第一の実施の形態の給紙トレイにおける計測部の第１４の例を示す図である。図２２中、図１８と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。図２２は、計測部３００として識別バー３１１、導光線３１８、及び光センサ３１９等を用いた例が示されている。導光線３１８は、例えば、光ファイバによって構成され、その一端は、例えば、図１８において反射型フォトセンサ３１２が配設された位置に固定され、識別バー３１１からの光の検出位置３２０とされる。導光線３１８の他端は、光センサ３１９に接続される。したがって、検出位置３２０において検出される光は、導光線３２０によって光センサ３１９に伝達される。光センサ３１９は、導光線３１８によって伝達される光を検出し、電気信号を出力する。

斯かる構成において、用紙５０の消費に応じて上昇トレイ２１１が上昇すると、検出位置２０も上昇し、光センサ３１９による計測値が変化する。

この場合、計測値記録部１８は、光センサ３１９による計測値を履歴テーブル２１に記録する。関係導出部１９は、例えば、用紙１枚当たりの計測値の変化量を算出する（この算出結果をＶとする。）。残量判定部１３は、用紙残量が０となったときの計測値と、現在の計測値との差分をＶで除すことにより、用紙残量の推定値を算出する。用紙残量が０となったときの計測値は、予め、複合機１の補助記憶装置１１２等に記録しておけばよい。

第１４の例のような構成によれば、センサ類の配置位置の自由度を高めることができ、また、検出位置３２０の構成を簡素化することができる。

なお、図２２は、第１０の例の変形例に相当するが、識別バー３１１の代わりに、第１１の例における識別バー３１３を用いてもよい。この場合、複数の光センサによって、複数の導光線より伝達される複数の検出位置における光を検出するようにすればよい。

次に、第二の実施の形態について説明する。図２３は、第二の実施の形態における給紙トレイの構造及び計測部の例を説明するための図である。図２３中、図８と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。

第二の実施の形態では、上昇モータ２１２及び上昇トレイ支持部材２１３の代わりに、弾力によって上昇トレイ２１１を上昇又は下降させるための弾性体が用いられている。図中では、弾性体の一例としてのばね２１５が、上昇トレイ２１１の右端側の底面側と、給紙トレイ２１０の底面との間に配設された例が示されている。この場合、用紙５０の消費に応じて、ばね２１５の弾力により上昇トレイ２１１が上昇する。

図中では、また、計測部３００の一例として圧力センサ３２１が示されている。圧力センサ３２１は、ばね２１５の伸縮方向において、ばね２１５の一端側に配設される。図中では、給紙トレイ２１０の底面側の一端に配設された例が示されている。

斯かる構成において、用紙５０の消費に応じて上昇トレイ２１１が上昇すると、ばね２０５は伸張し、圧力センサ３２１によって検出される荷重は減少する。

この場合、計測値記録部１８は、圧力センサ３２１によって検出される荷重を計測値として履歴テーブル２１に記録する。関係導出部１９は、例えば、用紙１枚当たりの荷重の変化量を算出する（この算出結果をＶとする。）。残量判定部１３は、現在の荷重と、用紙残量が０となったときの荷重との差分をＶで除すことにより、用紙残量の推定値を算出する。用紙残量が０となったときの荷重は、予め複合機１の補助記憶装置１１２等に記録しておけばよい。

なお、上昇トレイ２１１側に圧力センサ３２１を配設してもよい。

次に、第三の実施の形態について説明する。図２４は、第三の実施の形態における給紙トレイの構造を説明するための図である。図２４において、給紙トレイ２２０は、４つの側面と一つの底面より構成され、その上側にはアームモータ２２１、給紙アーム２２２、及び給紙ローラ２２３等が配設されている。給紙トレイ２２０の側面のうち、給紙方向の側面は、用紙５０が給紙され易いように給紙方向に対して傾斜を有している。

アームモータ２２１は、アームモータ２２１を軸として給紙アーム２２２を回転移動させる。給紙ローラ２２３の軸は、給紙アーム２２２によって支持され、アームモータ２２１とは別の駆動によって回転する。

給紙トレイ２２０に用紙５０が補給される際、アームモータ２２１の駆動により、給紙ローラ２２３は最上部まで（例えば、給紙アーム２２２が水平となる状態まで）上昇する（この状態を、以下「基準状態」という）。用紙５０の補給後、給紙トレイ２２０が閉じられると（セットされると）、アームモータ２２１の駆動により給紙ローラ２２３は用紙５０に接するまで（用紙５０を押し付けるまで）下降する。

給紙時において、給紙ローラ２２３は、用紙５０に押し付けられた状態（圧力をかけた状態）で給紙方向（矢印ａ２）の方向に回転し、給紙ローラ２２３の表面と用紙５０の表面との摩擦によって用紙５０が一枚ずつ給紙トレイ２２０より給紙される。用紙５０が給紙されることにより減少すると（消費されると）、アームモータ２２１は、給紙ローラ２２３が用紙５０に押し付けられるまで、給紙アーム２２２を矢印ａ１の方向に移動させる。

以下、上記のような構造による給紙トレイ２２０における計測部３００の具体例について説明する。以下の各図において、図２４と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。

図２５は、第三の実施の形態の給紙トレイにおける計測部の第１の例を示す図である。図２５では、計測部３００としてロータリエンコーダ３３１を用いた例が示されている。ロータリエンコーダ３３１は、アームモータ２２１の回転量を計測可能なように配設される。

斯かる構成において、用紙５０の消費に応じて給紙ローラ２２３を用紙５０に押し付けるため、アームモータ２２１が回転すると、ロータリエンコーダ３３１によってその回転量（回転角度）が計測される。

次に、図２６は、第三の実施の形態の給紙トレイにおける計測部の第２の例を示す図である。図２６では、計測部３００として可変抵抗器３３２を用いた例が示されている。可変抵抗器３３２は、給紙アーム２２２の傾斜角度又はアームモータ２２１の回転量によって抵抗値が変化するように配設される。

斯かる構成において、用紙５０の消費に応じて給紙アーム２２２の傾斜が変化すると、又はアームモータ２２１が駆動すると可変抵抗器３３２によって計測される抵抗値が変化する。

次に、図２７は、第三の実施の形態の給紙トレイにおける計測部の第３の例を示す図である。図２７では、計測部３００として傾斜センサ３３３を用いた例が示されている。傾斜センサ３３３は、給紙アーム２２２に配設される。

斯かる構成において、用紙５０の消費に応じて給紙アーム２２２の傾斜が変化すると、傾斜センサ３３３によって傾斜角度が計測される。

次に、図２８は、第三の実施の形態の給紙トレイにおける計測部の第４の例を示す図である。図２８では、計測部３００としてタイマー３３４を用いた例が示されている。タイマー３３４は、アームモータ２２１の駆動時間（アームモータ２２１への電流の供給時間）を計測可能なように配設される。

斯かる構成において、用紙５０の消費に応じてアームモータ２２１が駆動すると、タイマー３３４によってその駆動時間が計測される。

上述したように、本発明の実施の形態における複合機１によれば、印刷指示に応じて、用紙の不足を予測することができる。用紙の不足が予測される場合、それを事前にユーザに通知することができ、用紙の補給や他の代替手の選択を事前に行わせることができる。したがって、用紙不足によって印刷処理が中断されるといった事態の発生を適切に防止することができる。また、ユーザが期待する形式で、又は予め納得して選択された代替の手段による形式で最終的な出力を行うことができる。

また、用紙残量を自動的に算出（推測）するため、用紙を補給した際等に補給量や残量をユーザにわざわざ入力させる必要はない。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は斯かる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

本発明の実施の形態における複合機の一例の外観図である。本発明の実施の形態における複合機の制御部の構成例を示す図である。本発明の実施の形態における複合機の機能構成例を説明するための図である。履歴テーブルの構成例を示す図である。複合機による印刷時における処理手順を説明するためのフローチャートである。用紙残量の判定処理を説明するためのフローチャートである。履歴テーブルの更新処理を説明するためのフローチャートである。第一の実施の形態における給紙トレイの構造を説明するための図である。第一の実施の形態の給紙トレイにおける計測部の第１の例を示す図である。第一の実施の形態の給紙トレイにおける計測部の第２の例を示す図である。第一の実施の形態の給紙トレイにおける計測部の第３の例を示す図である。第一の実施の形態の給紙トレイにおける計測部の第４の例を示す図である。第一の実施の形態の給紙トレイにおける計測部の第５の例を示す図である。第一の実施の形態の給紙トレイにおける計測部の第６の例を示す図である。第一の実施の形態の給紙トレイにおける計測部の第７の例を示す図である。第一の実施の形態の給紙トレイにおける計測部の第８の例を示す図である。第一の実施の形態の給紙トレイにおける計測部の第９の例を示す図である。第一の実施の形態の給紙トレイにおける計測部の第１０の例を示す図である。第一の実施の形態の給紙トレイにおける計測部の第１１の例を示す図である。第一の実施の形態の給紙トレイにおける計測部の第１２の例を示す図である。第一の実施の形態の給紙トレイにおける計測部の第１３の例を示す図である。第一の実施の形態の給紙トレイにおける計測部の第１４の例を示す図である。第二の実施の形態における給紙トレイの構造及び計測部の例を説明するための図である。第三の実施の形態における給紙トレイの構造を説明するための図である。第三の実施の形態の給紙トレイにおける計測部の第１の例を示す図である。第三の実施の形態の給紙トレイにおける計測部の第２の例を示す図である。第三の実施の形態の給紙トレイにおける計測部の第３の例を示す図である。第三の実施の形態の給紙トレイにおける計測部の第４の例を示す図である。

符号の説明

１複合機
１１印刷処理制御部
１２必要量算出部
１３残量判定部
１４不足判定部
１５不足通知部
１６履歴更新部
１８計測値記録部
１９関係導出部
２１履歴テーブル
５０用紙
１００本体部
１１０制御部
１１１ＣＰＵ
１１２補助記憶装置
１１３メモリ装置
１１４ネットワークインタフェース
１１５通信装置
１１６後処理入出力部
１２１撮像部
１２２自動原稿送り部
１２３ａ、１２３ｂ給紙部
１２４ａ、１２４ｂ排紙部
１２５後処理部
１２６印刷部
１２７操作部
２１０、２２０給紙トレイ
２１１上昇トレイ
２１２上昇モータ
２１３上昇トレイ支持部材
２１４ばね
２２１アームモータ
２２２給紙アーム
２２３給紙ローラ
３００計測部
３０１、３０２、３３１ロータリエンコーダ
３０３、３３４タイマー
３０４、３３３傾斜センサ
３０５加速度センサ
３０６測距センサ
３０７、３１２、３１４、３１６、３１７反射型フォトセンサ
３０８発光素子
３０９受光素子
３１０、３３２可変抵抗器
３１１、３１３、３１５識別バー
３１８導光線
３１９光センサ
３２１圧力センサ

Claims

用紙の消費に応じて、トレイに載置される用紙の量に応じて前記トレイの傾斜角度を変化させるモータの駆動時間を計測する計測手段と、
用紙の消費に応じて、用紙の消費量と前記計測手段による計測値とを記録する記録手段と、
記録された用紙の消費量と前記計測値との履歴に基づいて、前記用紙の消費量と前記計測値との関係を導出する関係導出手段と、
印刷指示に応じて用紙の必要量を算出する必要量算出手段と、
印刷指示がされたときの前記計測値と、前記消費量と前記計測値との関係とに基づいて用紙の残量を推定する残量推定手段と、
前記必要量と推定された残量とを比較することにより用紙の不足を判定する判定手段と、
前記判定手段の判定結果に応じて、前記用紙の不足を通知させる通知手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
前記関係導出手段は、前記記録された用紙の消費量と前記計測値との履歴に基づいて、用紙１枚当たりの前記駆動時間を算出し、
前記残量推定手段は、印刷が指示されたときまでの前記モータの駆動時間と、用紙残量が０となるまでの前記駆動時間の総計との差分を、前記用紙１枚当たりの駆動時間によって除することにより用紙の残量を推定する請求項１記載の画像形成装置。