(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数枚の用紙からなる用紙束を収容する用紙収容部と、
前記用紙収容部に配置され、前記用紙束を載置するための載置台と、
前記載置台上の前記用紙束の最も上に位置する用紙である被取出用紙を取り出す取出ローラーと、
前記被取出用紙が前記取出ローラーに当接するように、前記載置台を、予め定められた基準位置から前記取出ローラーに向けて上方向に移動させる駆動部と、
所定の基準方向の先頭から、第１の極性に帯磁された第１の帯磁領域、帯磁されていない第１の非帯磁領域、及び、前記第１の極性とは逆極性の第２の極性に帯磁された第２の帯磁領域が、この順に設けられた変位部材と、
前記変位部材を、前記用紙の残量の増大に応じて前記基準方向に沿って変位させるアクチュエーターと、
前記変位部材の一部と対向して配置された磁力検出部であって、前記変位部材における対向位置の磁力の有無及び極性を検出する磁力検出部と、
前記磁力検出部の検出結果に基づき、前記用紙残量を判断する残量判断部と、
を備え、
前記変位部材には、前記第１の帯磁領域の前記基準方向先頭側に、帯磁されていない第２の非帯磁領域が隣接して配置され、
前記アクチュエーターは、前記載置台が前記基準位置に位置しており、且つ前記載置台に前記用紙が載置されていない場合には、前記第２の非帯磁領域を、前記磁力検出部よりも前記基準方向後方側に位置させ、
前記残量判断部は、前記駆動部によって、前記載置台を前記基準位置から上方向に移動させ、前記移動を開始させてから予め定められた設定時間内に、前記磁力検出部によって前記第１の極性が検出されないときには、前記用紙の残量が無と判断することを特徴とする用紙残量検出装置。
【請求項２】
前記載置台が前記基準位置に位置することを検出する基準位置検出部と、
前記被取出用紙が前記取出ローラーに当接したことを検出する当接検出部と、をさらに備え、
前記アクチュエーターは、
前記載置台が前記基準位置に位置しており、且つ前記用紙収容部に収容されている用紙の残量が予め設定された第１レベルであるときには、前記第２の非帯磁領域を前記磁力検出部に対向させ、
前記載置台が前記基準位置に位置しており、且つ前記用紙の残量が前記第１レベルよりも多い第２レベルであるときには、前記第１の帯磁領域を前記磁力検出部に対向させ、
前記載置台が前記基準位置に位置しており、且つ前記用紙の残量が前記第２レベルよりも多い第３レベルであるときには、前記第１の非帯磁領域を前記磁力検出部に対向させ、
前記載置台が前記基準位置に位置しており、且つ前記用紙の残量が前記第３レベルよりも多い第４レベルであるときには、前記第２の帯磁領域を前記磁力検出部に対向させ、
前記残量判断部は、
前記基準位置検出部によって前記載置台が前記基準位置に位置していると検出され、且つ前記磁力検出部によって前記第１の極性が検出されたときには、前記用紙の残量が前記第２レベルと判断し、
前記基準位置検出部によって前記載置台が前記基準位置に位置していると検出され、且
つ前記磁力検出部によって前記第２の極性が検出されたときには、前記用紙残量が前記第４レベルと判断し、
前記基準位置検出部により前記載置台が前記基準位置に位置していることが検出され、且つ前記磁力検出部により磁力が検出されない場合、前記駆動部によって前記載置台を前記基準位置から前記取出ローラーに向けて上方向に移動させ、前記載置台の上方向への移動を開始させてから、前記当接検出部によって前記被取出用紙が前記取出ローラーに当接していると検出されるまでの移動期間の間に、前記磁力検出部によって前記第１の極性が検出された後に前記第２の極性が検出されたときには、前記用紙の残量が前記第１レベルと判断し、前記移動期間の間に、前記磁力検出部によって前記第１の極性が検出されず前記第２の極性が検出されたときには、前記用紙の残量が前記第３レベルと判断する
ことを特徴とする請求項１に記載の用紙残量検出装置。
【請求項３】
前記アクチュエーターは、一端が前記用紙束の上面と当接し、前記上面の位置に応じた前記一端の変位運動を、前記変位部材に伝達することにより前記変位部材を変位させる
ことを特徴とする請求項１または２に記載の用紙残量検出装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の用紙残量検出装置と、
原稿の画像データを取得する画像取得部と、
前記画像取得部によって取得された前記画像データを用紙に形成する画像形成部と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、用紙残量検出装置及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置は、特許文献１及び２のように、変位部材の変位を用いて、画像形成装置に残っている用紙残量を検出することがある。
【０００３】
特許文献１記載の給紙制御装置は、磁気出力部が配置された可動板が用紙残量に応じて上下方向に移動すると、誘導コイルにより検出される、磁気出力部の磁力の強さが変化する。そして、前記給紙制御装置が、この磁力の強さの変化に基づき、用紙残量を検出する。
【０００４】
特許文献２記載のアクチュエーターセンサーでは、ロール紙の残量に応じてアクチュエーターが揺動すると、磁石とホール素子との距離が変化するから、ホール素子は、アクチュエーターの角度位置に対応する信号を出力する。そして、前記アクチュエーターセンサーは、アクチュエーターの角度位置に対応する信号に基づき、ロール紙の残量を検出する。
【０００５】
そして、特許文献３には、磁気センサーから、変位検出対象の変位を表す信号を出力させ、この信号に基づき、変位検出対象の変位を検出する変位検出装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７−６１６４６号公報
【特許文献２】特開平３−１０１０３号公報
【特許文献３】国際公開ＷＯ００／０５５４８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、検出される磁力の強さは、例えば磁石の温度特性を原因として、周囲温度に応じて変動する。そして、検出される磁力の強さを表す電圧値は、電源電圧の変動に応じて変動する。
【０００８】
そのため、特許文献１〜３のように、用紙残量を、磁力の強さのようなアナログ量の変化によって検出する構成では、周囲温度や電源電圧の影響を受けて、用紙残量を誤検出するおそれがある。
【０００９】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、用紙残量の検出の確実性を向上させることが可能な用紙残量検出装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一局面に係る用紙残量検出装置は、複数枚の用紙からなる用紙束を収容する用紙収容部と、前記用紙収容部に配置され、前記用紙束を載置するための載置台と、前記載置台上の前記用紙束の最も上に位置する用紙である被取出用紙を取り出す取出ローラーと、  前記被取出用紙が前記取出ローラーに当接するように、前記載置台を、予め定められた基準位置から前記取出ローラーに向けて上方向に移動させる駆動部と、所定の基準方向の先頭から、第１の極性に帯磁された第１の帯磁領域、帯磁されていない第１の非帯磁領
域、及び、前記第１の極性とは逆極性の第２の極性に帯磁された第２の帯磁領域が、この順に設けられた変位部材と、前記変位部材を、前記用紙の残量の増大に応じて前記基準方向に沿って変位させるアクチュエーターと、前記変位部材の一部と対向して配置された磁力検出部であって、前記変位部材における対向位置の磁力の有無及び極性を検出する磁力検出部と、前記磁力検出部の検出結果に基づき、前記用紙残量を判断する残量判断部と、を備え、前記変位部材には、前記第１の帯磁領域の前記基準方向先頭側に、帯磁されていない第２の非帯磁領域が隣接して配置され、前記アクチュエーターは、前記載置台が前記基準位置に位置しており、且つ前記載置台に前記用紙が載置されていない場合には、前記第２の非帯磁領域を、前記磁力検出部よりも前記基準方向後方側に位置させ、前記残量判断部は、前記駆動部によって、前記載置台を前記基準位置から上方向に移動させ、前記移動を開始させてから予め定められた設定時間内に、前記磁力検出部によって前記第１の極性が検出されないときには、前記用紙の残量が無と判断することを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、アクチュエーターは、用紙残量の変化に応じて、磁力検出部に対向する変位部材を変位させるので、第１の帯磁領域、第１の被帯磁領域、及び第２の帯磁領域のいずれが磁力検出部に対向するかが変化する。これにより、磁力検出部により検出される磁力の有無及び極性が、用紙残量の変化に応じて変化する。
【００１２】
残量判断部は、磁力検出部により検出される磁力の有無及び極性に基づき用紙の残量を判断するから、変位部材の変位を磁力の強さの変化で表し、磁力の強さをさらに電圧値の変化によって表す構成と比べて、用紙残量の変化を精度良く検出することが可能となる。また、この構成によれば、用紙の残量が無であることを判断することが可能となる。
【００１３】
上記構成において、前記アクチュエーターは、一端が前記用紙束の上面と当接し、前記上面の位置に応じた前記一端の変位運動を、前記変位部材に伝達することにより前記変位部材を変位させることが好ましい。
【００１４】
この構成によれば、アクチュエーターは、その一端が用紙束の上面の位置に応じて変位運動し、その変位運動を変位部材に伝達する。これにより、アクチュエーターは、変位部材を、用紙の残量に応じて変位させることができる。
【００１７】
上記構成において、前記載置台が前記基準位置に位置することを検出する基準位置検出部と、前記被取出用紙が前記取出ローラーに当接したことを検出する当接検出部と、をさらに備え、前記アクチュエーターは、前記載置台が前記基準位置に位置しており、且つ前記用紙収容部に収容されている用紙の残量が予め設定された第１レベルであるときには、前記第２の非帯磁領域を前記磁力検出部に対向させ、前記載置台が前記基準位置に位置しており、且つ前記用紙の残量が前記第１レベルよりも多い第２レベルであるときには、前記第１の帯磁領域を前記磁力検出部に対向させ、前記載置台が前記基準位置に位置しており、且つ前記用紙の残量が前記第２レベルよりも多い第３レベルであるときには、前記第１の非帯磁領域を前記磁力検出部に対向させ、前記載置台が前記基準位置に位置しており、且つ前記用紙の残量が前記第３レベルよりも多い第４レベルであるときには、前記第２の帯磁領域を前記磁力検出部に対向させ、前記残量判断部は、前記基準位置検出部によって前記載置台が前記基準位置に位置していると検出され、且つ前記磁力検出部によって前記第１の極性が検出されたときには、前記用紙の残量が前記第２レベルと判断し、前記基準位置検出部によって前記載置台が前記基準位置に位置していると検出され、且つ前記磁力検出部によって前記第２の極性が検出されたときには、前記用紙残量が前記第４レベルと判断し、前記基準位置検出部により前記載置台が前記基準位置に位置していることが検出され、且つ前記磁力検出部により磁力が検出されない場合、前記駆動部によって前記載置台を前記基準位置から前記取出ローラーに向けて上方向に移動させ、前記載置台の上方向への移動を開始させてから、前記当接検出部によって前記被取出用紙が前記取出ローラーに当接していると検出されるまでの移動期間の間に、前記磁力検出部によって前記第１の極性が検出された後に前記第２の極性が検出されたときには、前記用紙の残量が前記第１レベルと判断し、前記移動期間の間に、前記磁力検出部によって前記第１の極性が検出されず前記第２の極性が検出されたときには、前記用紙の残量が前記第３レベルと判断することが好ましい。
【００１８】
この構成によれば、残量判断部は、基準位置検出部、当接検出部、及び磁力検出部それぞれの検出結果を用いて、用紙残量を４段階で判断することができる。
【００１９】
また、本発明の他の局面に係る画像形成装置は、先述の用紙残量検出装置と、原稿の画像データを取得する画像取得部と、前記画像取得部によって取得された前記画像データを用紙に形成する画像形成部と、を備えることを特徴とする。
【００２０】
この構成によれば、先述の用紙残量検出装置を備えるから、用紙残量を精度良く検出することが可能となる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、用紙残量を精度良く検出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の全体構成の一例を示した断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る用紙残量検出装置の要部構成の一例を示した図である。
【図３】アクチュエーターの要部構成の一例を示した図である。
【図４】載置台が基準位置に位置しているときにおける、磁力検出部と変位部材との位置関係の変化について説明するための図である。
【図５】残量判断部による残量判断処理の概要の一例について説明したフローチャートである。
【図６】残量判断部による残量判断処理の概要の一例について説明したフローチャートである。
【図７】最上位置の用紙がピックアップローラーに当接したときにおける、磁力検出部と変位部材との位置関係について示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置Ａの全体構成の一例を示した断面図である。尚、この画像形成装置Ａは、本発明の一実施形態に係る用紙残量検出装置１を備える。
【００２４】
画像形成装置Ａは、略直方体形状の筐体構造を有し胴内空間を備えた装置本体２を備える。装置本体２は、シートに対して画像形成処理を行う。装置本体２は、略直方体形状の下部筐体２１と、下部筐体２１の上方に配設される略直方体形状の上部筐体２２と、下部筐体２１と上部筐体２２とを連結する連結筐体２３とを含む。下部筐体２１には画像形成のための各種機器が収容され、上部筐体２２には原稿画像を光学的に読み取るための各種機器が収容されている。下部筐体２１、上部筐体２２及び連結筐体２３で囲まれる胴内空間が、画像形成後のシートを収容可能な胴内排紙部２４とされている。連結筐体２３は、装置本体２の右側面の側に配置され、胴内排紙部２４へシートを排出するための排出口９６１が設けられている。
【００２５】
胴内排紙部２４として利用される前記胴内空間は、装置本体２の前面及び左側面において外部に開放されている。ユーザは、これらの開放部分から手を差し入れ、胴内排紙部２４から画像形成後のシートを取り出すことが可能である。前記胴内空間の底面２４１は、下部筐体２１の上面で区画され、排出口９６１から排出されたシートが積載される。
【００２６】
上部筐体２２の上には、画像が読み取られる原稿を押さえる押さえカバー（不図示）が配設されている。当該押さえカバーは、その後端縁において上部筐体２２に対して回動可能に取り付けられている。
【００２７】
下部筐体２１には、画像形成処理が施されるシートを収容する給紙カセット２１１（用紙収容部）が装着されている。給紙カセット２１１は、下部筐体２１（装置本体２）の前面から手前方向に引出可能である。この給紙カセット２１１は、自動給紙用に設けられたカセットである。
【００２８】
装置本体２の右側面には、ユーザに手差し給紙を行わせるためのマルチトレイユニットＭが装着されている。マルチトレイユニットＭは、手差しシートが載置される給紙トレイ３０と、前記手差しシートを下部筐体２１内の画像形成部へ搬入する給紙ユニット４０とを含む。給紙トレイ３０は、その下端部において下部筐体２１に対して開閉自在に取り付けられており、不使用時は閉状態とされる。ユーザは、手差し給紙を行う場合、給紙トレイ３０を開き、その上にシートを載置する。
【００２９】
下部筐体２１の内部には、上方から順に、トナーコンテナ９９Ｙ、９９Ｍ、９９Ｃ、９９Ｋ、中間転写ユニット９２、画像形成部９３、露光ユニット９４、及び上述の給紙カセット２１１が収容されている。
【００３０】
画像形成部９３は、フルカラーのトナー像を形成するために、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の各トナー像を形成する４つの画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋを備える。各画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは、感光体ドラム１１と、この感光体ドラム１１の周囲に配置された、帯電器１２、現像装置１３、一次転写ローラー１４及びクリーニング装置１５とを含む。
【００３１】
感光体ドラム１１は、その軸回りに回転し、その周面に静電潜像及びトナー像が形成される。感光体ドラム１１としては、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）系材料を用いた感光体ドラムを用いることができる。帯電器１２は、感光体ドラム１１の表面を均一に帯電する。帯電後の感光体ドラム１１の周面は、露光ユニット９４によって露光され、静電潜像が形成される。
【００３２】
現像装置１３は、感光体ドラム１１上に形成された静電潜像を現像するために、感光体ドラム１１の周面にトナーを供給する。現像装置１３は、２成分現像剤用のものであり、攪拌ローラー１６、１７、磁気ローラー１８、及び現像ローラー１９を含む。攪拌ローラー１６、１７は、２成分現像剤を攪拌しながら循環搬送することで、トナーを帯電させる。磁気ローラー１８の周面には２成分現像剤層が担持され、現像ローラー１９の周面には、磁気ローラー１８と現像ローラー１９との間の電位差によってトナーが受け渡されることにより形成されたトナー層が担持される。現像ローラー１９上のトナーは、感光体ドラム１１の周面に供給され、前記静電潜像が現像される。
【００３３】
一次転写ローラー１４は、中間転写ユニット９２に備えられている中間転写ベルト９２１を挟んで感光体ドラム１１とニップ部を形成し、感光体ドラム１１上のトナー像を中間転写ベルト９２１上に一次転写する。クリーニング装置１５は、トナー像転写後の感光体ドラム１１の周面を清掃する。
【００３４】
イエロー用トナーコンテナ９９Ｙ、マゼンタ用トナーコンテナ９９Ｍ、シアン用トナーコンテナ９９Ｃ、及びブラック用トナーコンテナ９９Ｋは、それぞれ各色のトナーを貯留するものであり、ＹＭＣＫ各色に対応する画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋの現像装置１３に、図略の供給経路を通して各色のトナーを供給する。
【００３５】
露光ユニット９４は、画像形成部９３の一部を構成している。露光ユニット９４は、光源やポリゴンミラー、反射ミラー、偏向ミラーなどの各種の光学系機器を有し、画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋの各々に設けられた感光体ドラム１１の周面に、原稿画像の画像データに基づく光を照射して、静電潜像を形成する。
【００３６】
中間転写ユニット９２は、中間転写ベルト９２１、駆動ローラー９２２及び従動ローラー９２３を備える。中間転写ベルト９２１上には、複数の感光体ドラム１１からトナー像が重ね塗りされる（一次転写）。重ね塗りされたトナー像は、給紙カセット２１１又は給紙トレイ３０から供給されるシートに、二次転写部９８において二次転写される。中間転写ベルト９２１を周回駆動させる駆動ローラー９２２及び従動ローラー９２３は、下部筐体２１によって回転自在に支持される。
【００３７】
給紙カセット２１１は、複数のシートが積層されてなる用紙束を収容する。給紙カセット２１１の右端側の上部には、ピックアップローラー２１２（取出ローラー）が配置されている。ピックアップローラー２１２の駆動により、給紙カセット２１１内の用紙束の最上層のシートが１枚ずつ繰り出され、搬入搬送路２６へ搬入される。一方、給紙トレイ３０に載置されたシートは、給紙ユニット４０の給紙ローラー４１の駆動によって、搬入搬送路２６へ搬入される。
【００３８】
搬入搬送路２６の下流側には、二次転写部９８、定着ユニット９７及び排紙ユニット９６を経由して排出口９６１まで延びるシート搬送路２８が設けられている。シート搬送路２８の上流部分は、下部筐体２１に形成された内壁と、反転搬送ユニット２９の内側面を形成する内壁との間に形成されている。なお、反転搬送ユニット２９の外側面は、両面印刷の際にシートを反転搬送する反転搬送路２９１の片面を構成している。シート搬送路２８の、二次転写部９８よりも上流側にはレジストローラー対２７が配置されている。シートは、レジストローラー対２７にて一旦停止され、スキュー矯正が行われた後、画像転写のための所定のタイミングで、二次転写部９８に送り出される。
【００３９】
連結筐体２３の内部には、定着ユニット９７と排紙ユニット９６とが収容されている。定着ユニット９７は、定着ローラーと加圧ローラーとを含み、二次転写部９８においてトナー像が二次転写されたシートを加熱及び加圧することで、定着処理を施す。定着処理されたカラー画像付のシートは、定着ユニット９７の下流に配置されている排紙ユニット９６により、排出口９６１から胴内排紙部２４に向けて排出される。
【００４０】
上部筐体２２の上面には、第１コンタクトガラス２２２と第２コンタクトガラス２２３とが嵌め込まれている。第１コンタクトガラス２２２は、自動原稿給送装置（ＡＤＦ；図示せず）が上部筐体２２上に配置される場合に、ＡＤＦから自動給送される原稿シートの読取用に設けられている。第２コンタクトガラス２２３は、手置きされる原稿シートの読取用に設けられている。
【００４１】
上部筐体２２の内部には、原稿情報を光学的に読み取るための走査機構２２４と撮像素子２２５（画像取得部）とが収容されている。走査機構２２４は、光源、移動キャリッジ、反射ミラー等を含み、原稿からの反射光を撮像素子２２５に導く。撮像素子２２５は、前記反射光を基にして画像データを生成する。
【００４２】
図２は、本発明の一実施形態に係る用紙残量検出装置１の要部構成の一例を示した図である。図３は、アクチュエーター１０４の要部構成の一例を示した図である。
【００４３】
給紙カセット２１１内には、用紙束Ｓを載置する載置台２１１Ａが配置されている。載置台２１１Ａは、一端が支点部Ｏ１において支持されている。載置台２１１Ａはまた、他端が支持部２１１Ｂにより支持されている。支持部２１１Ｂは、モーター１０２（駆動部）による駆動力を所定のギア機構を介して受け付けて、支点部Ｏ２を中心にして回動する。
【００４４】
かくして、載置台２１１Ａは、モーター１０２の駆動力によって、支点部Ｏ１を中心にして上下方向に回動する。
【００４５】
そして、給紙カセット２１１の底面に基準位置Ｐ１が予め設定されている。また、載置台２１１Ａが基準位置Ｐ１に位置することを検出する基準位置検出部１１１が配置されている。かくして、載置台２１１Ａが下方向に回動して基準位置Ｐ１に到達したときには、載置台２１１Ａが基準位置Ｐ１に位置していることが、基準位置検出部１１１によって検出される。
【００４６】
給紙カセット２１１内には、ピックアップローラー２１２及びアクチュエーター１０４を支持する支持板１００が配置されている。支持板１００の一端にはアクチュエーター１０４が取り付けられている。また、支持板１００の他端は、給紙カセット２１１のハウジングに取り付けられて支点部Ｏ３を形成している。支持板１００は、支点部Ｏ３を中心にして回動する。
【００４７】
また、給紙カセット２１１のハウジングには、付勢バネ１０１の一端が取り付けられている。付勢バネ１０１の他端は、支持板１００に取り付けられている。付勢バネ１０１は、その弾性復元力により、支持板１００を、給紙カセット２１１内の下方向に押す。
【００４８】
ピックアップローラー２１２は、支持板１００に取り付けられている。載置台２１１Ａが上方向に回動して、用紙束Ｓの最上位置の用紙ＳＴ（被取出用紙）がピックアップローラー２１２に当接すると、ピックアップローラー２１２は、付勢バネ１０１の弾性復元力に逆らって、支持板１００ごと上方向に押し上げられる。尚、最上位置の用紙ＳＴは、用紙束Ｓの最も上に位置する用紙である。
【００４９】
当接検出部１０３は、例えば、光センサーやマイクロスイッチにより構成されている。この当接検出部１０３は、例えば、ピックアップローラー２１２と対向配置されるとオンするようになっている。
【００５０】
当接検出部１０３は、用紙ＳＴがピックアップローラー２１２に当接していないときには、ピックアップローラー２１２に対向しない位置に配置されている。当接検出部１０３は、ピックアップローラー２１２が上方向に押し上げられたとき、ピックアップローラー２１２が当接検出部１０３の対向位置に位置付けられてオンし、用紙ＳＴがピックアップローラー２１２に当接したことを検出する。
【００５１】
アクチュエーター１０４は、アーム１０５Ａを備える。アーム１０５Ａの先端１０５Ｂ（一端）は、用紙束Ｓの上面と当接する。アーム１０５Ｂの後端１０５Ｃは、支点部Ｏ４として支持板１００に取り付けられている。また、後端１０５Ｃには、扇状の変位部材１０６が設けられている。
【００５２】
アクチュエーター１０４は、アーム１０５Ａの先端１０５Ｂが用紙ＳＴと当接した状態で載置台２１１Ａが上方向に回動すると、支点部Ｏ４を中心として基準方向Ｘ（反時計回り方向）に回動する。また、載置台２１１Ａ上の用紙の残量が増大すると、用紙ＳＴと当接している先端１０５Ｂが基準方向Ｘに回動するので、アクチュエーター１０４が支点部Ｏ４を中心として基準方向Ｘに回動する。このとき、アーム１０５Ａの後端１０５Ｃが、先端１０５Ｂの回動方向とは同方向（基準方向Ｘ）に回転する。これにより、変位部材１０６が、アーム１０５Ａの回動方向と同方向に回動する。尚、アーム１０５Ａの長さは、載置台２１１Ａに用紙がないときには、載置台２１１Ａの底面と接触しない長さとされている。
【００５３】
変位部材１０６には、基準方向Ｘの先頭側（矢印の先）から、帯磁されていない非帯磁領域１０６Ｄ（第２の非帯磁領域）、Ｎ極（第１の極性）に帯磁された帯磁領域１０６Ｃ（第１の帯磁領域）、帯磁されていない非帯磁領域１０６Ｂ（第１の非帯磁領域）、Ｓ極（第２の極性）に帯磁された帯磁領域１０６Ａ（第２の帯磁領域）が、この順に設けられている。
【００５４】
給紙カセット２１１内では、磁力の有無及び極性を検出する磁力検出部１０７が、変位部材１０６の対向位置に配置されている。尚、磁力検出部１０７としては、例えば、Ｓ極及びＮ極の両方を検出可能な両極検出ホールＩＣを用いることができる。
【００５５】
アクチュエーター１０４は、載置台２１１Ａが基準位置Ｐ１に位置しているときに、磁力検出部１０７と変位部材１０６との位置関係が、載置台２１１Ａの用紙残量に応じて、以下のように変化するよう構成されている。これについて、図４を用いて説明する。
【００５６】
図４は、載置台２１１Ａが基準位置Ｐ１に位置しているときにおける、磁力検出部１０７と変位部材１０６との位置関係の変化について説明するための図である。尚、図４において、載置台２１１Ａが上方向に回動すると、アーム１０５Ａの先端１０５Ｂが用紙最上面により押し上げられて、アーム１０５Ａが基準方向Ｘに回動する。
【００５７】
アクチュエーター１０４は、載置台２１１Ａが基準位置Ｐ１に位置しており、且つ用紙残量が「多」（第４レベル）のときには、図４（ａ）のように、アーム１０５Ａが基準方向Ｘに目一杯回転して、磁力検出部１０７の対向位置に、Ｓ極の帯磁領域１０６Ａが位置するよう構成されている。
【００５８】
また、アクチュエーター１０４は、載置台２１１Ａが基準位置Ｐ１に位置しており、且つ用紙残量が「中の多」（第３レベル）のときには、図４（ｂ）のように、アーム１０５Ａの破線位置（図４において破線で示される位置；先端１０５Ｂが用紙最上面により押し上げられていないときのアーム１０５Ａの位置）からの基準方向Ｘの回転量が、用紙残量が「多」のときよりも小さくなり、磁力検出部１０７の対向位置に、非帯磁領域１０６Ｂが位置するよう構成されている。
【００５９】
さらに、アクチュエーター１０４は、載置台２１１Ａが基準位置Ｐ１に位置しており、且つ用紙残量が「中の少」（第２レベル）のときには、図４（ｃ）のように、アーム１０５Ａの破線位置からの基準方向Ｘの回転量が、用紙残量が「中の多」のときよりも小さく、磁力検出部１０７の対向位置に、Ｎ極の帯磁領域１０６Ｃが位置するよう構成されている。
【００６０】
さらに、アクチュエーター１０４は、載置台２１１Ａが基準位置Ｐ１に位置しており、且つ用紙残量が「少」（第１レベル）のときには、図４（ｄ）のように、アーム１０５Ａの破線位置からの基準方向Ｘの回転量が、用紙残量が「中の少」のときよりも小さく、磁力検出部１０７の対向位置に、非帯磁領域１０６Ｄが位置するよう構成されている。
【００６１】
さらに、アクチュエーター１０４は、載置台２１１Ａが基準位置Ｐ１に位置しており、且つ用紙残量が「無」のときには、図４（ｅ）のように、アーム１０５Ａが破線位置から基準方向Ｘに全く回転せず、非帯磁領域１０６Ｄが、磁力検出部１０７よりも基準方向Ｘの後方側（矢印の根元側）の位置であって、変位部材１０６に対向しない位置に位置するよう構成されている。
【００６２】
用紙残量検出装置１は、残量判断部１０９を備える。残量判断部１０９は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）などで構成されており、ＣＰＵが所定の制御プログラムを実行することにより実現される。残量判断部１０９は、当接検出部１０３、基準位置検出部１１１、及び磁力検出部１０７それぞれの検出結果を用いて、載置台２１１Ａ上の用紙の残量を検出する。
【００６３】
以下、用紙残量検出装置１における用紙残量の検出処理について、図５〜図７を用いて説明する。
【００６４】
図５及び図６は、残量判断部１０９による残量判断処理の概要の一例について説明したフローチャートである。
【００６５】
残量判断部１０９は、給紙カセット２１１が下部筐体２１にセットされたとき、或いは、電源スイッチが投入されたときには（ステップＳ１のＹＥＳ）、モーター１０２を回転させて、載置台２１１Ａを基準位置Ｐ１に位置させる（ステップＳ２）。尚、載置台２１１Ａが基準位置Ｐ１に位置したことは、基準位置検出部１１１による検出結果により判る。
【００６６】
このとき、磁力検出部１０７によりＳ極が検出されていれば（ステップＳ３のＹＥＳ）、図４（ａ）に示すように、用紙残量が「多」であるから、残量判断部１０９は、用紙残量が「多」と判断し（ステップＳ４）、用紙残量を図示しない表示パネルにより表示させる（ステップＳ７）。
【００６７】
一方で、磁力検出部１０７によりＮ極が検出されていれば（ステップＳ３のＮＯ、ステップＳ５のＹＥＳ）、図４（ｃ）に示すように、用紙残量は「中の少」であるから、残量判断部１０９は、用紙残量が「中の少」と判断し（ステップＳ６）、用紙残量を表示パネルにより表示させる（ステップＳ７）。
【００６８】
そして、残量判断部１０９は、載置台２１１Ａを上方向に回動させ、用紙ＳＴをピックアップローラー２１２に当接させて、ピックアップローラー２１２による用紙取出に対して備える（ステップＳ８）。
【００６９】
一方で、磁力検出部１０７により検出される極性が「Ｓ」でも「Ｎ」でもないときには（ステップＳ３のＮＯ、ステップＳ５のＮＯ）、図４（ｂ）、図４（ｄ）、及び図４（ｅ）のように、磁力検出部１０７は磁性を検出できないから、用紙残量が、「中の多」であるのか、「少」であるのか、「無」であるのかが判らない。
【００７０】
また、用紙ＳＴがピックアップローラー２１２に当接したときには、図７（ａ）及び図７（ｂ）のように、用紙残量が「中の多」であるか「少」であるかに関わらず、磁力検出部１０７には、Ｓ極の帯磁領域１０６Ａが対向する。したがって、用紙ＳＴがピックアップローラー２１２に当接したときには、用紙残量が「中の多」であるのか「少」であるのかが判らない。尚、図７は、用紙ＳＴがピックアップローラー２１２に当接したときにおける、磁力検出部１０７と変位部材１０６との位置関係について示した図である。
【００７１】
そこで、残量判断部１０９は、図６に示す処理を行って、用紙残量が、「中の多」であるのか、「少」であるのか、「無」であるのかを判断する。
【００７２】
残量判断部１０９は、モーター１０２を回転させて、載置台２１１Ａを基準位置Ｐ１から上方向に回動させる（ステップＳ１０）。
【００７３】
載置台２１１Ａが基準位置Ｐ１に位置するときには、図４（ｄ）及び図４（ｅ）から判るように、磁力検出部１０７とＮ極の帯磁領域１０６Ｃとの距離は、用紙残量が「少」のときよりも用紙残量が「無」のときのほうが大きい。
【００７４】
載置台２１１Ａが基準位置Ｐ１から上方向に回動したときには、アクチュエーター１０４は、変位部材１０６を基準方向Ｘに回動させることになるが、前記回動を開始させてから、Ｎ極の帯磁領域１０６Ｃが磁力検出部１０７の対向位置に位置するまでの時間は、用紙残量が「少」のときよりも用紙残量が「無」のときのほうが長いことが判る。
【００７５】
したがって、残量判断部１０９は、載置台２１１Ａの上方向の回動を開始させて、変位部材１０６を回動させる（ステップＳ１０）。そして、残量判断部１０９は、予め設定された設定時間の計測を開始する（ステップＳ１１）。その後、磁力検出部１０７によりＮ極もＳ極も検出されずに設定時間が経過したときには（ステップＳ１２のＮＯ、ステップＳ１３のＮＯ、ステップＳ１４のＹＥＳ）、残量判断部１０９は、用紙残量が「無」と判断する（ステップＳ１５）。そして、残量判断部１０９は、用紙残量を表示パネルにより表示する（ステップＳ２１）。
【００７６】
また、残量判断部１０９は、磁力検出部１０７によりＮ極が検出されずＳ極が検出され（ステップＳ１２のＮＯ、ステップＳ１３のＹＥＳ）、その後、当接検出部１０３により、用紙ＳＴがピックアップローラー２１２に当接したことが検出されたときには（ステップＳ１６のＹＥＳ）、用紙残量が「中の多」と判断する（ステップＳ１７）。そして、残量判断部１０９は、用紙残量を表示パネルにより表示させる（ステップＳ２１）。
【００７７】
さらに、残量判断部１０９は、磁力検出部１０７によりＮ極及びＳ極が検出され（ステップＳ１２のＹＥＳ、ステップＳ１８のＹＥＳ）、その後、当接検出部１０３により、用紙ＳＴがピックアップローラー２１２に当接したことが検出されたときには（ステップＳ１９のＹＥＳ）、用紙残量が「少」と判断する（ステップＳ１７）。そして、残量判断部１０９は、用紙残量を表示パネルにより表示させる（ステップＳ２１）。
【００７８】
尚、磁力検出部１０７によりＮ極が検出されたにも関わらず、その後、Ｓ極が検出されないとき（ステップＳ１８のＮＯ）には、アクチュエーター１０４の回動不良などのエラーが考えられるので、所定のエラー報知を行う。
【００７９】
また、磁力検出部１０７によりＮ極及びＳ極が検出されたにも関わらず、その後、当接検出部１０３により、用紙ＳＴがピックアップローラー２１２に当接したことが検出されないときには（ステップＳ１９のＮＯ）、当接検出部１０３の検出不良などのエラーが考えられるので、所定のエラー報知を行う。
【００８０】
以上説明したように、本実施形態に係る用紙残量検出装置１によれば、残量判断部１０９は、磁力検出部１０７により検出される磁力の有無及び極性に基づき用紙の残量を判断するから、変位部材の変位を磁力の強さの変化で表し、磁力の強さをさらに電圧値の変化によって表す構成と比べて、用紙残量の変化を精度良く検出することが可能となる。
【００８１】
また、回転体の回転に応じて、発光ダイオードから放射され回転体の穴を透過する光を光センサーが検知する回数に基づき、用紙残量を検出する構成のように、磁石と比べて寿命の短い光センサーを用いないから、長寿命化を図ることも可能となる。
【００８２】
さらにまた、回転体の表面に沿うようにＮ極及びＳ極を交互に配置し、回転体が回転している間は用紙残量が一定値以上であることを認識し、回転体が回転していないときに用紙残量が一定値未満であることを認識する構成のように、多数の磁石を必要としないから、コストを削減することが可能となる。
【００８３】
尚、本実施形態において、変位部材１０６において、Ｓ極の帯磁領域１０６ＡとＮ極の帯磁領域１０６Ｃとが入れ替わっていてもよい。この場合、残量判断部１０９は、載置台２１１Ａが基準位置Ｐ１に位置している際に、磁力検出部１０７により検出された磁力が「Ｎ」なら用紙残量が「多」と判断し、「Ｓ」なら用紙残量が「中の少」と判断する。
【００８４】
また、残量判断部１０９は、載置台２２１が基準位置からの回動を開始してから、用紙ＳＴがピックアップローラー２１２に当接するまでの間に、磁力検出部１０７により検出される磁力が、「無」から「Ｎ」に変化する場合には用紙残量が「中の多」と判断し、「無」、「Ｓ」、「無」、「Ｎ」の順に変化する場合には用紙残量が「少」と判断する。
【００８５】
さらに、本実施形態において、アクチュエーター１０４が用紙残量に応じて直線的に上下移動してもよい。この場合、帯磁領域１０６Ａ、非帯磁領域１０６Ｂ、帯磁領域１０６Ｃ、及び非帯磁領域１０６Ｄは、変位部材１０６において上下方向に沿って区分される。
【符号の説明】
【００８６】
Ｐ１  基準位置
Ｓ  用紙束
ＳＴ  最上位置の用紙
Ａ  画像形成装置
Ｘ  基準方向
１  用紙残量検出装置
９３  画像形成部
１０２  モーター
１０３  当接検出部
１０４  アクチュエーター
１０５Ａ  アーム
１０６  変位部材
１０６Ａ  帯磁領域（Ｓ極）
１０６Ｂ、１０６Ｄ  非帯磁領域
１０６Ｃ  帯磁領域（Ｎ極）
１０７  磁力検出部
１０９  残量判断部
１１１  基準位置検出部
２１１  給紙カセット
２１１Ａ  載置台
２１２  ピックアップローラー
２２５  撮像素子
【図１】
0005575059.tif 000002
【図２】
0005575059.tif 000003
【図３】
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【図４】
0005575059.tif 000005
【図５】
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【図６】
0005575059.tif 000007
【図７】
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