(57)【要約】【課題】用紙残量検出の精度の低下を防ぐ画像形成装置を提供する。【解決手段】給紙部は、印刷用紙を積載する用紙積載板と、印刷用紙の積載量に応じて、用紙積載板を弾性線材を介して上昇方向に移動させる駆動部と、用紙積載板に対して、当該上昇方向と反対方向に用紙積載板の位置に応じた力を加える弾性体と、を備える。弾性体は、印刷用紙の積載重量と弾性体による反対方向に加わる力との合計が、用紙積載板の位置に関わらず、略均一となるような弾性係数を有する。【選択図】図３
2015214382.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷用紙を収納する給紙部から給紙された印刷用紙に印刷する画像形成装置であって、
前記給紙部は、
印刷用紙を積載する用紙積載板と、
印刷用紙の積載量に応じて、前記用紙積載板を弾性線材を介して上昇方向に移動させる駆動部と、
前記用紙積載板に対して、当該上昇方向と反対方向に前記用紙積載板の位置に応じた力を加える弾性体と、を備え、
前記弾性体は、印刷用紙の積載重量と前記弾性体による当該反対方向に加わる力との合計が、前記用紙積載板の位置に関わらず、略均一となるような弾性係数を有する、ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記駆動部は、印刷用紙の積載量が減少すると、前記用紙積載板を前記弾性線材を介して上昇方向に移動させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記弾性体は、前記用紙積載板について、前記弾性線材の接続されている面と反対側の面に接続されており、
前記弾性体は、前記用紙積載板に対して、前記上昇方向と反対方向に前記用紙積載板の位置に応じた引張力を加える、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記用紙積載板の移動量に基づいて、印刷用紙の残量を取得する取得手段、をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
画像形成装置に印刷用紙を給紙する給紙装置であって、
印刷用紙を積載する用紙積載板と、
印刷用紙の積載量に応じて、前記用紙積載板を弾性線材を介して上昇方向に移動させる駆動部と、
前記用紙積載板に対して、当該上昇方向と反対方向に前記用紙積載板の位置に応じた力を加える弾性体と、を備え、
前記弾性体は、印刷用紙の積載重量と前記弾性体による当該反対方向に加わる力との合計が、前記用紙積載板の位置に関わらず、略均一となるような弾性係数を有する、ことを特徴とする給紙装置。
【請求項６】
前記駆動部は、印刷用紙の積載量が減少すると、前記用紙積載板を前記弾性線材を介して上昇方向に移動させることを特徴とする請求項５に記載の給紙装置。
【請求項７】
前記弾性体は、前記用紙積載板について、前記弾性線材の接続されている面と反対側の面に接続されており、
前記弾性体は、前記用紙積載板に対して、前記上昇方向と反対方向に前記用紙積載板の位置に応じた引張力を加える、ことを特徴とする請求項５又は６に記載の給紙装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印刷用紙を収容する画像形成装置および給紙装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、弾性部材により用紙積載板を可動させ、用紙積載板の移動量により用紙残量を検出する給紙装置が知られている。特許文献１には、用紙搬送前と用紙搬送後の用紙積載板の移動量と搬送枚数により、用紙残量検出の誤差を補正することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−８６９６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、弾性部材を用いて用紙積載板を可動させ、用紙積載板の移動量により用紙残量を検出する構成においては、用紙積載板にかかる負荷により弾性部材が伸縮し、その変化により若干量の用紙残量検出誤差が発生している。特許文献１に記載の構成では、少数枚の正確な補正計算は困難である。また、特許文献１では、用紙搬送前と用紙搬送後における用紙積載板の移動量を記憶し、補正計算処理を行わなくてはならない。
【０００５】
本発明の目的は、このような従来の問題点を解決することにある。本発明は、上記の点に鑑み、用紙残量検出の精度の低下を防ぐ画像形成装置および給紙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】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明に係る画像形成装置は、印刷用紙を収納する給紙部から給紙された印刷用紙に印刷する画像形成装置であって、前記給紙部は、印刷用紙を積載する用紙積載板と、印刷用紙の積載量に応じて、前記用紙積載板を弾性線材を介して上昇方向に移動させる駆動部と、前記用紙積載板に対して、当該上昇方向と反対方向に前記用紙積載板の位置に応じた力を加える弾性体と、を備え、前記弾性体は、印刷用紙の積載重量と前記弾性体による当該反対方向に加わる力との合計が、前記用紙積載板の位置に関わらず、略均一となるような弾性係数を有する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、用紙残量検出の精度の低下を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】画像形成装置と外付け給紙装置の概略構成を示す図である。
【図２】画像形成装置のハードウェアブロック構成を示す図である。
【図３】外付け給紙装置の構成を示す図である。
【図４】用紙残量検知処理の手順を示すフローチャートである。
【図５】画像形成装置の概略構成を示す他の図である。
【図６】用紙残量検知処理の手順を示す他のフローチャートである。
【図７】用紙重量と用紙積載板の移動距離との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る本発明を限定するものでなく、また本実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の解決手段に必須のものとは限らない。なお、同一の構成要素には同一の参照番号を付して、説明を省略する。
【００１０】
［第１の実施形態］
図１は、本実施形態における画像形成装置と外付け給紙装置（給紙部）の概略構成を示す図である。図１に示すように、画像形成装置１００は、外付け給紙装置１０８と接続されている。外付け給紙装置１０８は、画像形成装置１００からの給紙要求に基づいて、給紙ローラ１１１により画像形成装置１００に給紙する。画像形成装置１００は、例えば、スキャン機能や印刷機能等の複数の機能を実行可能ないわゆるＭＦＰ（Multifunctional Peripheral）である。
【００１１】
画像形成装置１００は、給紙カセット部１０１、画像形成部１０２、定着部１０５、原稿走査部１０４、自動原稿給送装置１０７を含む。給紙カセット部１０１は、印刷用紙を収納する複数のトレイである。画像形成部１０２は、例えば電子写真記録方式の場合、原稿からの反射光に基づいてレーザ光を変調して感光体（ドラム）上にトナー像（静電潜像）を形成し、形成されたトナー像を給紙カセット部１０１から供給された印刷用紙上に転写する。定着部１０５は、印刷用紙に転写されたトナー像を定着する。原稿走査部１０４は、プラテンガラス１０３上に設置された原稿の画像を、副走査方向（図中の左右方向）に走査して光学的に読み取る。原稿走査部１０４は、例えば、副走査方向に直交する主走査方向に複数の光源及びイメージセンサが構成されたライン型イメージセンサである。自動原稿給送装置（ＡＤＦ）１０７は、原稿台にセットされた印刷用紙を原稿走査部１０４上の読取位置に、１枚ずつ連続的に給紙する。操作部１０６は、例えばタッチパネルであって、画像形成装置１００の各機能（印刷やコピー等）の実行指示をユーザから受け付けたり、各機能の設定を行う設定画面や各ジョブのステータス等を表示することができる。外付け給紙装置１０８の構成については、図３（ａ）及び（ｂ）を参照しながら説明する。
【００１２】
図２は、画像形成装置１００のハードウェアブロック構成を示す図である。画像形成装置１００は、キーやタッチパネルなどの操作部２０１（操作部１０６に対応）、カードインタフェース２０２、ＲＯＭ２０３、ＲＡＭ２０４、不揮発性メモリ２０５、無線ネットワーク部２０６、読取部２０７、記録部２０８を含む。また、画像形成装置１００は、画像処理部２０９、圧縮／解凍部２１０、駆動部２１１、センサ部２１２、有線ネットワーク部２１３を含む。
【００１３】
ＣＰＵ２００は、画像形成装置１全体を制御し、例えば操作部２０１を介して受け付けたユーザ操作に従ってＲＯＭ２０３に記憶されているプログラムをＲＡＭ２０４に読み出して実行する。例えば、ＣＰＵ２００は、センサ部２１２に含まれる原稿給送センサや原稿端センサからの検知信号を、例えば読取処理のタイミング制御に使用する。カードインタフェース２０２は、カードメモリに対する読出し／書込みのアクセスを制御する。カードインタフェース２０２〜不揮発性メモリ２０５は、画像形成装置１の各機能を実行するための設定情報やルックアップテーブル等の各データを記憶することができる。
【００１４】
読取部２０７は、原稿台（プラテンガラス１０３）上に設置された原稿を光学的に読み取るためのスキャナエンジンを含み、原稿走査部１０４を有する。記録部２０８は、印刷対象の画像データに基づいて、印刷用紙等の記録媒体に印刷するためのプリンタエンジンを含み、画像形成部１０２や定着部１０５を有する。また、記録部２０８に採用される記録方式として、例えば、インクジェット記録方式や電子写真記録方式がある。印刷対象の画像データとして、例えば、外部の端末装置からネットワークを介して取得した画像データや、スキャン機能により光学的に画像を読み取って取得した画像データが用いられる。
【００１５】
画像処理部２０９は、色空間変換、ハーフトーニング等の記録部２０８で印刷を行うための画像処理や、拡大／縮小や回転等のユーザ指示による画像処理を行う。圧縮／解凍部２１０は、画像データに対してＪＰＥＧ等の圧縮や、圧縮されたデータの解凍処理を行う。駆動部２１１は、搬送路上で印刷用紙を搬送させるための搬送モータなどの各種モータを駆動する。無線ネットワーク部２０６は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ等の規格に対応した無線ＬＡＮアクセスポイントと無線によって通信可能である。有線ネットワーク部２１３は、１００Ｂａｓｅ−ＴＸ等の有線ケーブルを接続可能なＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）コネクタを有している。画像形成装置１００は、無線ネットワーク部２０６または有線ネットワーク部２１３を用いて、ＴＣＰ／ＩＰプロトコルによりインターネットに接続された他の機器と通信可能である。
【００１６】
図３は、外付け給紙装置１０８の構成を示す図である。図３（ａ）に示すように、外付け給紙装置１０８は、用紙積載板１１２、モータ３０１、ワイヤ部材（弾性線材）３００、移動量検知センサ３０３、弾性部材３０２を用紙積載機構として有する。ワイヤ部材３００は、用紙積載板１１２とモータ３０１とを連結しており、モータ３０１は、ワイヤ部材３００を介して用紙積載板１１２を上下移動させることができる。モータ３０１は、給紙の結果、印刷用紙の残量が減少すると、ワイヤ部材３００を介して用紙積載板１１２を上昇方向に移動させる。移動量検知センサ３０３は、用紙積載板１１２の移動量を検知するためのセンサである。弾性部材３０２は、ワイヤ部材３００と反対側で用紙積載板１１２に接続されており、用紙積載板１１２を移動方向と反対方向（図中下方向）に引くバネ等の弾性部材（弾性体）である。
【００１７】
図１に示す紙面検知センサ１０９は、用紙積載板１１２に積載された印刷用紙の紙面が予め定められた高さより高い位置にあるか否かを検知するためのセンサである。また、用紙有無検知センサ１１０は、用紙積載板１１２上の印刷用紙の有無を検知するためのセンサである。
【００１８】
図３（ａ）は、用紙積載板１１２上の用紙積載量が多い場合を示す図である。用紙積載板１１２上の用紙積載量が多く用紙積載重量（以下、用紙重量）によりワイヤ部材３００にかかる下方向への負荷が大きいほど、弾性部材３０２が用紙積載板１１２を下方向に引く力は弱くなる。図３（ｂ）は、用紙積載板１１２上の用紙積載量が少ない場合を示す図である。用紙積載板１１２上の用紙積載量が少なく用紙重量によりワイヤ部材３００にかかる下方向への負荷が小さいほど、弾性部材３０２が用紙積載板１１２を下方向に引く力は強くなる。本実施形態では、そのような構成により、用紙積載板１１２上の用紙積載量に関わらず、ワイヤ部材３００にかかる下方向への合計負荷を略均一にし、用紙積載量の変化によるワイヤ部材３００の伸縮を抑制することができる。
【００１９】
図４は、本実施形態における用紙残量検知処理の手順を示すフローチャートである。図４に示す各処理は、例えば、画像形成装置１００のＣＰＵ２００がＲＯＭ２０３からＲＡＭ２０４に制御プログラムを読み出して実行することにより実現される。
【００２０】
ＣＰＵ２００は、画像形成装置１００の操作部１０６に表示される設定画面上で、印刷対象となる画像データの指定と、給紙箇所として外付け給紙装置１０８の選択をユーザから受け付ける。そして、ＣＰＵ２００は、ユーザから印刷開始ボタンの押下を受け付けると、画像データの印刷処理を開始する（Ｓ４０１）。印刷処理が開始されると、ＣＰＵ２００は、外付け給紙装置１０８から画像形成装置１００に印刷用紙を給紙するように、外付け給紙装置１０８を制御する（Ｓ４０２）。画像形成装置１００に印刷用紙が給紙されると、ＣＰＵ２００は、画像形成部１０２を制御し、画像データに基づき、給紙された印刷用紙に画像を印刷する（Ｓ４０３）。
【００２１】
画像印刷中に随時、ＣＰＵ２００は、用紙積載板１１２上に積載されている印刷用紙の紙面位置が予め定められた位置より高い位置にあるか否かを、紙面検知センサ１０９から出力される検知信号に基づいて判定する（Ｓ４０４）。ここで、印刷用紙の紙面位置が予め定められた位置より高い位置にあると判定された場合はＳ４１０に進み、予め定められた位置より高い位置にないと判定された場合はＳ４０５に進む。
【００２２】
Ｓ４１０において、ＣＰＵ２００は、印刷ジョブの印刷処理が終了したか否かを判定する。ここで、印刷ジョブの印刷処理が終了したと判定された場合は図４の処理を終了し、印刷ジョブの印刷処理が終了していないと判定された場合はＳ４０２からの処理を繰り返す。一方、Ｓ４０５において、ＣＰＵ２００は、印刷用紙の紙面位置が予め定められた位置となるまで、モータ３０１が用紙積載板１１２を上昇させるよう外付け給紙装置１０８を制御する。そして、ＣＰＵ２００は、用紙積載板１１２を上昇させるためのモータ３０１の回転量に基づき、印刷用紙残量を取得する（Ｓ４０６）。
【００２３】
本実施形態では、図３に示す構成により、ワイヤ部材３００の下方にかかる合計負荷が印刷用紙残量に関わらず一定となる。従って、ワイヤ部材３００の伸縮変化がＳ４０６での印刷用紙残量の取得に影響し、印刷用紙残量に誤差が生じてしまうことを防ぐことができる。
【００２４】
印刷用紙残量の取得後、ＣＰＵ２００は、用紙有無検知センサ１１０から出力される検知信号に基づいて、用紙積載板１１２上の印刷用紙の有無を判定する（Ｓ４０７）。ここで、用紙積載板１１２上に印刷用紙があると判定された場合はＳ４１０に進み、用紙積載板１１２上に印刷用紙がないと判定された場合はＳ４０８に進む。
【００２５】
Ｓ４０８において、ＣＰＵ２００は、操作部１０６に紙切れの警告画面を表示する。そして、ＣＰＵ２００は、ユーザにより外付け給紙装置１０８に印刷用紙が補給されたか否かを判定する（Ｓ４０９）。ここで、印刷用紙が補給されたと判定された場合はＳ４１０に進み、印刷用紙が補給されていないと判定された場合はＳ４０８からの処理を繰り返す。
【００２６】
［第２の実施形態］
図５は、本実施形態における画像形成装置の概略構成を示す図である。本実施形態では、画像形成装置５００の給紙カセット部１０１（給紙部）は、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように構成されている。その他については、画像形成装置５００は、画像形成装置１００における説明と同じである。
【００２７】
図６は、本実施形態における用紙残量検知処理の手順を示すフローチャートである。図３に示す各処理は、例えば、画像形成装置５００のＣＰＵ２００がＲＯＭ２０３からＲＡＭ２０４に制御プログラムを読み出して実行することにより実現される。
【００２８】
ＣＰＵ２００は、画像形成装置５００の操作部１０６に表示される設定画面上で、印刷対象となる画像データの指定と、給紙箇所として給紙カセット部１０１の選択をユーザから受け付ける。そして、ＣＰＵ２００は、ユーザから印刷開始ボタンの押下を受け付けると、画像データの印刷処理を開始する（Ｓ６０１）。
【００２９】
印刷処理が開始されると、ＣＰＵ２００は、給紙カセット部１０１から画像形成部１０２に印刷用紙を給紙するように、給紙カセット部１０１を制御する（Ｓ６０２）。画像形成部１０２に印刷用紙が給紙されると、ＣＰＵ２００は、画像形成部１０２を制御し、画像データに基づき、給紙された印刷用紙に画像を印刷する（Ｓ６０３）。
【００３０】
画像印刷中に随時、ＣＰＵ２００は、用紙積載板１１２上に積載されている印刷用紙の紙面位置が予め定められた位置より高い位置にあるか否かを、紙面検知センサ１０９から出力される検知信号に基づいて判定する（Ｓ６０４）。ここで、印刷用紙の紙面位置が予め定められた位置より高い位置にあると判定された場合はＳ６１０に進み、予め定められた位置より高い位置にないと判定された場合はＳ６０５に進む。
【００３１】
Ｓ６１０において、ＣＰＵ２００は、印刷ジョブの印刷処理が終了したか否かを判定する。ここで、印刷ジョブの印刷処理が終了したと判定された場合は図６の処理を終了し、印刷ジョブの印刷処理が終了していないと判定された場合はＳ６０２からの処理を繰り返す。一方、Ｓ６０５において、ＣＰＵ２００は、印刷用紙の紙面位置が予め定められた位置となるまで、モータ３０１が用紙積載板１１２を上昇させるよう給紙カセット部１０１を制御する。そして、ＣＰＵ２００は、用紙積載板１１２を上昇させるためのモータ３０１の回転量に基づき、印刷用紙残量を取得する（Ｓ６０６）。
【００３２】
本実施形態では、図３に示す構成により、ワイヤ部材３００の下方にかかる合計負荷が印刷用紙残量に関わらず一定となる。従って、ワイヤ部材３００の伸縮変化がＳ６０６での印刷用紙残量の取得に影響し、印刷用紙残量に誤差が生じてしまうことを防ぐことができる。
【００３３】
印刷用紙残量の取得後、ＣＰＵ２００は、用紙有無検知センサ１１０から出力される検知信号に基づいて、用紙積載板１１２上の印刷用紙の有無を判定する（Ｓ６０７）。ここで、用紙積載板１１２上に印刷用紙があると判定された場合はＳ６１０に進み、用紙積載板１１２上に印刷用紙がないと判定された場合はＳ６０８に進む。
【００３４】
Ｓ６０８において、ＣＰＵ２００は、操作部１０６に紙切れの警告画面を表示する。そして、ＣＰＵ２００は、ユーザにより給紙カセット部１０１に印刷用紙が補給されたか否かを判定する（Ｓ６０９）。ここで、印刷用紙が補給されたと判定された場合はＳ６１０に進み、印刷用紙が補給されていないと判定された場合はＳ６０８からの処理を繰り返す。
【００３５】
図７は、用紙枚数（用紙重量）と、用紙積載板１１２の移動距離との関係を示す図であり、弾性部材３０２の弾性係数であるバネ定数が０．０９０３７５５の場合を示している。図７に示すように、用紙重量と、用紙積載板１１２の移動距離とは比例関係にある。また、用紙積載板１１２と、弾性部材３０２の下方向に引っ張る力とは比例関係にある。
【００３６】
図７に示す関係は図４及び図６の処理前に予め求められるものであり、図７に示すバネ定数を有する弾性部材３０２を用紙積載機構に用い、図４及び図６の処理を実行する。その結果、各実施形態で述べたような効果を奏することができる。ここで、バネ定数は、以下の式（１）により算出される。
【００３７】
バネ定数＝（用紙積載板１１２の重量＋用紙積載板１１２に積載された用紙重量）÷用紙積載板１１２の最大移動量  ・・・（１）
つまり、用紙積載板１１２に印刷用紙が積載されていない場合にワイヤ部材３００の下方にかかる負荷と、用紙積載板１１２に印刷用紙が最大量積載されている場合にワイヤ部材３００にかかる負荷とが等しいことに基づき、バネ定数が算出される。
【符号の説明】
【００３８】
１００  画像形成装置、１０８  外付け給紙装置、１１２  用紙積載板、２００  ＣＰＵ、３０２  弾性部材
【図１】
2015214382.tif 000003
【図２】
2015214382.tif 000004
【図３】
2015214382.tif 000005
【図４】
2015214382.tif 000006
【図５】
2015214382.tif 000007
【図６】
2015214382.tif 000008
【図７】
2015214382.tif 000009