(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
用紙の有無に応じた信号を出力する用紙センサーと、
給紙カセットにセットされた用紙の４辺のうち１つの頂点を共有する２辺と交差する直線状の軌跡を描くように前記用紙センサーを移動させる用紙センサー移動手段と、
前記用紙センサーの位置に応じた信号を出力する位置センサーと、
前記用紙センサー及び前記位置センサーの出力信号に基づいて前記用紙のサイズを判定する用紙サイズ判定手段と、
を備え、
前記用紙センサー移動手段は、前記給紙カセットのスライド動作に連動して、前記用紙センサーを前記給紙カセットのスライド方向と直交する方向に移動させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記用紙サイズ判定手段は、前記用紙センサーの出力信号が用紙無しから用紙有りを示す状態に変化した時の前記位置センサーの出力信号と、前記用紙センサーの出力信号が用紙有りから用紙無しを示す状態に変化した時の前記位置センサーの出力信号とに基づいて前記用紙のサイズを判定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、プリンターやコピー機、複合機等の画像形成装置において、給紙カセットにセットされた用紙のサイズを、各種の用紙サイズ検知機構を利用して自動的に検知する技術が知られている（下記特許文献１〜３参照）。
また、一般的な用紙サイズ検知機構は、用紙の位置規制に用いられる規制板とスイッチとの組み合わせによって構成されることが多い。このスイッチタイプの用紙サイズ検知機構を用いると、規制板を動かして用紙位置を規制した時に、どのスイッチがオンとなるかを確認することで用紙サイズを判定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１９０８８９号公報
【特許文献２】特開平３−１６６１２９号公報
【特許文献３】特開平８−３４５２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
スイッチタイプの用紙サイズ検知機構は、サイズ判定可能な用紙が定型用紙に限られており、サイズ判定不可能な用紙（不定型用紙）が給紙カセットにセットされた場合、用紙サイズの自動判定を行うことができず、用紙に印刷すべき画像の倍率設定を手動操作で行う必要があった。また、不定型用紙のサイズを自動判定するためには、スイッチの数を大幅に増やす必要があり、部品コストの大幅な増加を招く。
【０００５】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、定型用紙、不定型用紙に関係なく用紙サイズの自動判定が可能であり、且つ用紙サイズの自動判定を実現する上での部品コストの増加を抑制し得る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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明では、画像形成装置に係る第１の解決手段として、用紙の有無に応じた信号を出力する用紙センサーと、給紙カセットにセットされた用紙の４辺のうち１つの頂点を共有する２辺と交差する直線状の軌跡を描くように前記用紙センサーを移動させる用紙センサー移動手段と、前記用紙センサーの位置に応じた信号を出力する位置センサーと、前記用紙センサー及び前記位置センサーの出力信号に基づいて前記用紙のサイズを判定する用紙サイズ判定手段とを備える、という手段を採用する。
【０００７】
また、本発明では、画像形成装置に係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、前記用紙センサー移動手段は、前記給紙カセットのスライド動作に連動して、前記用紙センサーを前記給紙カセットのスライド方向と直交する方向に移動させる、という手段を採用する。
【０００８】
また、本発明では、画像形成装置に係る第３の解決手段として、上記第１または第２の解決手段において、前記用紙サイズ判定手段は、前記用紙センサーの出力信号が用紙無しから用紙有りを示す状態に変化した時の前記位置センサーの出力信号と、前記用紙センサーの出力信号が用紙有りから用紙無しを示す状態に変化した時の前記位置センサーの出力信号とに基づいて前記用紙のサイズを判定する、という手段を採用する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、定型用紙、不定型用紙に関係なく用紙サイズの自動判定が可能であり、且つ用紙サイズの自動判定を実現する上での部品コストの増加を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態に係る複合機Ａの概略構成を示すブロック図である。
【図２】複合機Ａの正面図及び左側面図である。
【図３】給紙カセット１０のスライド動作に連動して用紙センサー７が移動する様子を図示したものである。
【図４】給紙カセット１０から視た用紙センサー７の移動軌跡Ｒを示したものである。
【図５】制御部６が実行する用紙サイズ判定処理を表すフローチャートである。
【図６】用紙サイズ判定処理に用いられる用紙サイズ判定テーブルの一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態について説明する。なお、以下では、本発明に係る画像形成装置として、コピー機、プリンター、スキャナー及びファクシミリ等の機能を併せ持つ複合機を例示して説明する。
図１は、本実施形態に係る複合機Ａの概略構成を示すブロック図である。この図１に示すように、本複合機Ａは、操作表示部１、画像読取部２、画像データ記憶部３、通信部４、画像形成部５、制御部６、用紙センサー７、用紙センサー移動機構８及び位置センサー９を備えている。
【００１２】
操作表示部１は、操作キー１ａ及びタッチパネル１ｂを備え、ユーザーと複合機Ａとを関係付けるマンマシンインターフェイスとして機能するものである。この操作表示部１は、ユーザーによって押下された操作キー１ａまたはタッチパネル１ｂに表示された操作ボタンの操作信号を制御部６に出力するとともに、制御部６の制御信号に基づいてタッチパネル１ｂに種々の画像を表示する。
【００１３】
画像読取部２は、制御部６から入力される制御信号に基づいてＡＤＦ（Automatic document feeder：自動原稿送り装置）により自動搬送される原稿またはプラテンガラス上に載置された原稿の表面画像（原稿画像）をラインセンサーで読み取って原稿画像データに変換し、この原稿画像データを画像データ記憶部３に出力する。
【００１４】
画像データ記憶部３は、半導体メモリーまたはハードディスク装置等であり、制御部６から入力される制御信号に基づいて原稿画像データや、通信部４が外部のクライアントコンピューター（図示略）から受信するプリント画像データや、通信部４がファクシミリ装置から受信するファクシミリ画像データを記憶すると共に、これら画像データを制御部６から入力される制御信号に基づいて読み出して画像形成部５に出力する。
【００１５】
通信部４は、制御部６から入力される制御信号に基づいて電話回線を介して外部の複合機あるいはファクシミリ装置、またＬＡＮ（Local Area Network）を介してクライアントコンピューター等と通信を行うものである。すなわち、この通信部４は、イーサーネット（登録商標）等のＬＡＮ規格に準拠した通信機能と、Ｇ３等のファクシミリ規格に準拠した通信機能とを兼ね備えたものである。
【００１６】
画像形成部５は、プリントエンジン（感光ドラム、帯電器、現像装置及び定着ローラー等）などを備え、制御部６から入力される制御信号に基づいて、給紙カセットにセットされている用紙を１枚ずつ給紙搬送し、画像データ記憶部３から入力された画像データに基づいて用紙上にトナー画像を形成し、さらにトナー画像の定着処理後に用紙を外部に排紙するものである。
【００１７】
制御部６は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）及び上述した各部と各種信号の送受信を行うインターフェイス回路等から構成されており、上記ＲＯＭに記憶された制御プログラムに基づいて複合機Ａの全体動作を制御する。
【００１８】
本複合機Ａは、上述した構成要素の他、給紙カセットにセットされた用紙のサイズを検知するための特徴的な構成要素として、用紙センサー７、用紙センサー移動機構８及び位置センサー９を備えている。以下、図２〜図４を参照しながら、これら用紙センサー７、用紙センサー移動機構８及び位置センサー９について説明する。
【００１９】
図２（ａ）は複合機Ａを正面から視た図であり、図２（ｂ）は複合機Ａを左側面から視た図である。なお、図２において、符号１０は給紙カセットを示し、符号Ｐは給紙カセット１０にセットされた用紙を示している。また、以下では、複合機Ａの高さ方向をＺ軸、幅方向をＸ軸、奥行き方向をＹ軸とするＸＹＺ直交座標系を参照しながら、各部材の位置関係について説明する。
【００２０】
図２に示すように、給紙カセット１０は、Ｙ軸方向に沿って複合機Ａの内側と外側の間をスライド自在（抜き差し自在）に設置されている。給紙カセット１０の下面左側端部には、ラックギア８ａが歯を下側に向けた状態でＹ軸方向に延設されている。複合機Ａにおける給紙カセット１０の下方には、上記ラックギア８ａと噛合するピニオンギア８ｂが回転自在に設置されている。
【００２１】
ピニオンギア８ｂの回転中心には、Ｘ軸方向に延設されたボールネジ８ｃが接続されている。ボールネジ８ｃには、ボールネジ８ｃの回転によってボールネジ８ｃの軸方向、つまりＸ軸方向に移動自在なスライダー８ｄが取り付けられている。これらラックギア８ａ、ピニオンギア８ｂ、ボールネジ８ｃ及びスライダー８ｄによって、用紙センサー移動機構８が構成されている。
【００２２】
スライダー８ｄの上面には、用紙Ｐの有無に応じた信号を制御部６に出力する用紙センサー７が取り付けられている。つまり、用紙センサー７は、給紙カセット１０の下方において、スライダー８ｄと共にＸ軸方向に移動自在となっている。用紙センサー７は、例えば光学反射センサー或いは超音波センサー等であり、Ｚ軸方向上向きに参照信号（光信号或いは超音波）を送信することで用紙Ｐの有無を検出し、用紙無しの場合にはハイレベル信号を出力する一方、用紙有りの場合にはローレベル信号を出力する。
なお、用紙センサー７として光学反射センサーを用いる場合、給紙カセット１０の下部面（少なくとも用紙センサー７の移動経路に対応する面）を透明板などの光透過性部材で形成することにより、用紙Ｐの検知が可能である（或いは、給紙カセット１０の下部面に切欠きを設けても良い）。
【００２３】
ボールネジ８ｃの一端（ピニオンギア８ｂの反対側の端部）には、用紙センサー７の位置に応じた信号を制御部６に出力する位置センサー９が取り付けられている。この位置センサー９は、ボールネジ８ｃの回転によって出力信号が変化するものであれば良く、例えば可変抵抗器やロータリーエンコーダー等を用いることができる。
【００２４】
上記のようなラックギア８ａ、ピニオンギア８ｂ、ボールネジ８ｃ及びスライダー８ｄによって構成された用紙センサー移動機構８を用いることにより、給紙カセット１０のスライド動作（抜き差し動作）に連動して、用紙センサー７を給紙カセット１０のスライド方向と直交する方向（つまりＸ軸方向）に移動させることができる。
【００２５】
図３は、給紙カセット１０のスライド動作に連動して用紙センサー７が移動する様子を図示したものである。この図３に示すように、用紙センサー７は、給紙カセット１０の差し込み動作（給紙カセット１０を複合機Ａの外側から内側へスライドさせる動作）に連動して、スライダー８ｄと共にＸ軸方向の右側から左側へ向けて一定の長さＬだけ移動する。
【００２６】
逆に、用紙センサー７は、給紙カセット１０の抜き出し動作（給紙カセット１０を複合機Ａの内側から外側へスライドさせる動作）に連動して、スライダー８ｄと共にＸ軸の左側から右側へ向けて同じ長さＬだけ移動する（図示省略）。このように、用紙センサー７は、給紙カセット１０のスライド動作に連動して、Ｘ軸上における一定の長さＬの範囲内で左右に往復移動する。
【００２７】
図４は、給紙カセット１０から視た用紙センサー７の移動軌跡を示したものである。この図４に示すように、給紙カセット１０から視ると、用紙センサー７は、給紙カセット１０のスライド動作に連動して、給紙カセット１０にセットされた用紙Ｐの４辺のうち１つの頂点を共有する２辺と交差する直線状の軌跡Ｒを描くように移動する。
【００２８】
図４（ａ）は最大サイズの用紙Ｐ（例えばLedger用紙）を給紙カセット１０にセットした場合、図４（ｂ）は最小サイズの用紙Ｐ（例えばStatement用紙）を給紙カセット１０にセットした場合を図示している。これらの図に示すように、用紙センサー７は、用紙Ｐが給紙カセット１０内の所定位置（例えば中央右詰め位置）にセットされれば、用紙Ｐのサイズに関係なく、給紙カセット１０から視て常に用紙Ｐの４辺のうち１つの頂点を共有する２辺と交差する直線状の軌跡Ｒを描いて移動する。
【００２９】
従って、位置センサー９を用いて、用紙センサー７の移動軌跡Ｒと用紙Ｐとが交差する２つの点（交差点Ｒ１、Ｒ２）のそれぞれにおける用紙センサー７のＸ軸上の位置を知ることができれば、用紙センサー７の移動軌跡ＲとＸ軸との幾何学的な関係（Ｘ軸に対する移動軌跡Ｒの傾斜角θ）から用紙Ｐのサイズを判定することが可能となる。
以上が本複合機Ａの構成に関する説明であるが、以下では上記のように構成された本複合機Ａの動作、特に、制御部６が用紙センサー７及び位置センサー９の出力信号に基づいて、給紙カセット１０にセットされた用紙Ｐのサイズを判定する動作について説明する。
【００３０】
図３に示したように、給紙カセット１０が完全に複合機Ａの外側に位置している時、用紙センサー７はＸ軸上の原点位置（最も右側の位置）に位置しており、給紙カセット１０の差し込み動作（給紙カセット１０を複合機Ａの外側から内側へスライドさせる動作）に連動して、用紙センサー７はＸ軸上の原点位置から左側へ向けて一定の長さＬだけ移動する。これにより、給紙カセット１０から視ると、用紙センサー７は用紙Ｐの４辺のうち１つの頂点を共有する２辺と交差する直線状の軌跡Ｒを描いて移動する（図４参照）。
【００３１】
制御部６は、位置センサー９の出力信号を基に給紙カセット１０の差し込み動作が開始されたこと（つまり用紙センサー７が移動を開始したこと）を検知すると、図５に示すフローチャートに従って用紙サイズ判定処理を実行する。
【００３２】
図５に示すように、制御部６は、用紙サイズ判定処理を開始すると、まず、用紙センサー７の出力信号を監視し（ステップＳ１）、用紙センサー７の出力信号が用紙無しから用紙有りを示す状態に変化したか、つまりハイレベルからローレベルに変化したか否かを判定する（ステップＳ２）。
【００３３】
制御部６は、上記ステップＳ２にて「Ｎｏ」の場合、後述のステップＳ４の処理に移行する一方、上記ステップＳ２にて「Ｙｅｓ」の場合、位置センサー７の出力信号を基に用紙センサー７の出力信号がハイレベルからローレベルに変化した時の、用紙センサー７のＸ軸上の位置Ｘ１を取得する（ステップＳ３）。
【００３４】
ここで得られる用紙センサー７の位置Ｘ１は、用紙センサー７の移動軌跡Ｒと用紙Ｐとの１つ目の交差点Ｒ１における用紙センサー７のＸ軸上の位置を示している。なお、位置センサー７が、例えば可変抵抗器のように用紙センサー７の位置に応じたアナログ電圧を出力するタイプのものである場合、位置センサー７の出力信号（アナログ電圧）をＡ／Ｄ変換して得られるデジタル電圧値を用紙センサー７の位置Ｘ１として取得しても良い。
【００３５】
制御部６は、上記ステップＳ２にて「Ｎｏ」の場合、或いは上記ステップＳ３の処理終了後、用紙センサー７の出力信号が用紙有りから用紙無しを示す状態に変化したか、つまりローレベルからハイレベルに変化したか否かを判定する（ステップＳ４）。
【００３６】
制御部６は、上記ステップＳ４にて「Ｎｏ」の場合、上記ステップＳ１の処理に戻る一方、上記ステップＳ４にて「Ｙｅｓ」の場合、位置センサー７の出力信号を基に用紙センサー７の出力信号がローレベルからハイレベルに変化した時の、用紙センサー７のＸ軸上の位置Ｘ２を取得する（ステップＳ５）。
【００３７】
ここで得られる用紙センサー７の位置Ｘ２は、用紙センサー７の移動軌跡Ｒと用紙Ｐとの２つ目の交差点Ｒ２における用紙センサー７のＸ軸上の位置を示している。なお、位置センサー７が、例えば可変抵抗器のように用紙センサー７の位置に応じたアナログ電圧を出力するタイプのものである場合、位置センサー７の出力信号（アナログ電圧）をＡ／Ｄ変換して得られるデジタル電圧値を用紙センサー７の位置Ｘ２として取得しても良い。
【００３８】
最後に、制御部６は、上記ステップＳ３及びＳ５で取得した用紙センサー７の位置Ｘ１、Ｘ２に基づいて、給紙カセット１０にセットされた用紙Ｐのサイズを判定する（ステップＳ６）。具体的には、制御部６は、予め内部メモリーに保存されている用紙サイズ判定テーブルを参照しながら、用紙センサー７の位置Ｘ１から用紙Ｐの縦サイズ（Ｙ軸方向のサイズ）を判定し、用紙センサー７の位置Ｘ２から用紙Ｐの横サイズ（Ｘ軸方向のサイズ）を判定する。
【００３９】
図６に用紙サイズ判定テーブルの一例（例えばθ＝３４°の場合）を示す。このように用紙サイズ判定テーブルは、用紙センサー７のＸ軸上の位置（例えば、可変抵抗器の出力電圧値）と、用紙縦サイズ及び用紙横サイズとの対応関係を示すテーブルデータである。制御部６は、例えば用紙センサー７の位置Ｘ１（用紙センサー７の出力がハイレベルからローレベルに変化した時の用紙センサー７の位置）に相当する可変抵抗器の出力電圧値が０．５Ｖの場合、用紙Ｐの縦サイズは２８８．２ｍｍであると判定する。また、制御部６は、例えば用紙センサー７の位置Ｘ２（用紙センサー７の出力がローレベルからハイレベルに変化した時の用紙センサー７の位置）に相当する可変抵抗器の出力電圧値が３．４１Ｖの場合、用紙Ｐの横サイズは３１９．４ｍｍであると判定する。
【００４０】
以上説明したように、本実施形態によれば、給紙カセットＰにセットされた用紙Ｐの縦横サイズをそれぞれｍｍ単位で判定することができるので、定型用紙、不定型用紙に関係なく用紙サイズの自動判定が可能となり、用紙に印刷すべき画像の倍率設定を自動で行うことができるようになる。また、本実施形態によれば、上記のような用紙サイズの自動判定を実現する上で、用紙センサー７、用紙センサー移動機構８及び位置センサー９が必要となるだけであるので、部品コストの増加を抑制することができる。
【００４１】
なお、本発明は上記実施形態に限定されず、以下のような変形例が挙げられる。
（１）上記実施形態では、用紙センサー移動機構８が、給紙カセット１０のスライド動作に連動して、用紙センサー７を給紙カセット１０のスライド方向（Ｙ軸方向）と直交する方向（Ｘ軸方向）に移動させる構成を採用することにより、給紙カセット１０にセットされた用紙Ｐの４辺のうち１つの頂点を共有する２辺と交差する直線状の軌跡Ｒを描くように用紙センサー７を移動させていた。
このような構成に替えて、給紙カセット１０が完全に複合機Ａの内部に収納された後に、給紙カセット１０にセットされた用紙Ｐの４辺のうち１つの頂点を共有する２辺と交差する直線状の軌跡Ｒを描くように用紙センサー７をＹ軸方向に対して斜めに移動させる構成を採用しても良い。
また、構造上可能であれば、用紙センサー７が給紙カセット１０の上方に配置される構成を採用しても良い。
【００４２】
（２）上記実施形態では、本発明に係る画像形成装置として複合機Ａを参照しながら説明したが、本発明はこれに限定されず、コピー機、プリンター、スキャナー及びファクシミリ等の他の画像形成装置に適用することができる。
【符号の説明】
【００４３】
Ａ…複合機、１…操作表示部、２…画像読取部、３…画像データ記憶部、４…通信部、５…画像形成部、６…制御部、７…用紙センサー、８…用紙センサー移動機構、９…位置センサー、Ｐ…用紙
【図１】
0005667965.tif 000002
【図２】
0005667965.tif 000003
【図３】
0005667965.tif 000004
【図４】
0005667965.tif 000005
【図５】
0005667965.tif 000006
【図６】
0005667965.tif 000007