(57)【要約】【課題】給紙装置において用紙の残量を精度良く検出することを可能にし、生産性の低下などを回避可能にするとともにニアエンプティ処理を的確に行うことを可能にする。【解決手段】給紙を行う用紙を積載する用紙積載台と、複数の測距センサを備え、該測距センサの一つは、用紙積載台の用紙非積載上面との距離を測定し、測距センサの他の一つは用紙積載台に積載された用紙上面との距離を測定するように配置され、一つの測距センサで測定された距離と、他の一つの測距センサで測定された距離との差分によって用紙積載台に積載されている用紙量を算出する制御手段を備える。前記で算出された用紙量と、予め定められている残量閾値とを比較し、用紙量が残量閾値以下の場合に、ニアエンプティ処理を行う。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
給紙を行う用紙を積載する用紙積載台と、複数の測距センサとを備え、該測距センサの一つは、前記用紙積載台の用紙非積載上面との距離を測定し、前記測距センサの他の一つは前記用紙積載台に積載された用紙上面との距離を測定するように配置され、前記一つの測距センサで測定された距離と、前記他の一つの測距センサで測定された距離との差分によって前記用紙積載台に積載されている用紙量を算出する制御手段を備えることを特徴とする給紙装置
【請求項２】
前記制御手段は、前記用紙積載台に前記用紙が積載されていない状態で前記一つの測距センサで測定された距離と前記他の一つの測距センサで測定された距離とから得られる未積載差分を補正量として、前記用紙積載台に前記用紙が積載されている状態で得られる前記差分を補正して前記用紙量を算出することを特徴とする請求項１記載の給紙装置。
【請求項３】
前記制御手段は、予め取得された前記補正量を用いることを特徴とする請求項２記載の給紙装置。
【請求項４】
前記算出された用紙量が用紙高さであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の給紙装置。
【請求項５】
前記制御手段は、用紙情報に基づいて前記差分から前記用紙の枚数を算出することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の給紙装置。
【請求項６】
前記制御手段は、所定枚数の給紙による前記用紙高さ変化から用紙厚みを算出し、該用紙厚みと、前記差分から算出される前記用紙高さとから前記用紙積載台に積載されている用紙の枚数を算出することを特徴とする請求項４記載の給紙装置。
【請求項７】
前記用紙積載台に積載された用紙上面との距離を測定する測距センサの近傍に、該用紙の浮きを抑えるための用紙押さえ部材が設けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の給紙装置。
【請求項８】
前記用紙積載台は、積載されている用紙の積載量に従って、上下位置が調整制御されるものであることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の給紙装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の給紙装置と、画像データに基づいて、前記給紙装置から給紙される用紙に画像形成を行う画像形成部と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
前記用紙積載台に積載されている用紙の情報が登録されていることを特徴とする請求項９記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記制御手段によって得られる用紙量と、予め定められている残量閾値とを比較して、前記用紙量が該残量閾値以下の場合に、ニアエンプティ処理を行うことを特徴とする請求項９または１０に画像形成装置。
【請求項１２】
前記ニアエンプティ処理は、給紙装置におけるトレイの変更、画像形成装置停止、用紙充填指示のいずれであることを特徴とする請求項１１記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記残量閾値を、利用者が設定または変更可能な入力手段を備えることを特徴とする請求項１１または１２に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記残量閾値が、用紙高さまたは用紙枚数であることを特徴とする請求項１１〜１３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１５】
前記残量閾値として用紙高さと用紙枚数とが設定されており、前記用紙積載台に積載された用紙枚数の算出がなされていない状態では、前記残量閾値として用紙高さを用い、用紙枚数の算出がなされる状態で前記残量閾値として用紙枚数を用いることを特徴とする請求項１１〜１４のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、用紙を給紙する給紙装置、および該給紙装置を備え、画像データに基づいて給紙装置から給紙される用紙に画像形成を行う画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機、ファクシミリ、プリンタおよびこれらの複合機などの画像形成装置では、画像データに基づいて用紙に画像形成を行っており、該用紙は、画像形成装置に一体化された給紙装置や画像形成装置に外付けされた給紙装置の給紙トレイから給紙を受けている。給紙トレイでは用紙積層台（底板ともいう）に用紙を積層し、用紙の取り出しに連れて用紙積層台の高さを調整することで、用紙をトレイから次々と送り出して給紙することを可能にしている。
該給紙装置には、各トレイの用紙の有無を検知する用紙有無検知センサを設けておき、用紙無しが検知された際には、この検知結果を受けて画像形成装置では動作を停止して用紙の補給を指示するメッセージを表示するなどしている。
【０００３】
しかし、この方法では、画像形成の途中で動作が突然停止してしまうため、生産性を低下させる原因になる。また、カラー機などでは、画像形成に時間が掛かるので、用紙なしを検知した時点では、既に感光体や転写ベルトなどに画像書込みが行われてしまい、無駄にトナーを消費してまう。このため、予め用紙の残量を知ることによって事前に用紙補給などを可能にしたり、無駄なトナー消費を回避することができる画像形成装置の開発が望まれていた。これに対し、用紙の残量厚さを検知するとともに、給紙された枚数と前記残量厚さの変化とから用紙１枚当たりの厚さを算出し、この一枚当たりの用紙厚さに基づいて前記残量厚さから用紙の残量枚数を算出する画像形成装置が提案されている（特許文献１参照）。この画像形成装置では、用紙の残量厚さの検知は、具体的には用紙を満載しているときの積載台の高さに対する積載台の変位量（上昇量）を検出することで、満載時の用紙厚さから変位量分を減じた用紙残量厚さを求めている。この画像形成装置によって予め用紙残量を検出することで、用紙残量が少なくなってくると、動作を停止したり、用紙の補給を指示するニアエンプティ処理を行うことが可能になる。
【特許文献１】特開平９−２０８９０８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記で提案された画像形成装置の構成では、用紙積層台の位置が用紙の状態によらず精度良く停止して、用紙の上面が設定位置に正確に位置することが必要である。しかし、一般的に用紙積層台の位置は、用紙上面をセンサで検知することにより用紙積層台の上下調整を行う駆動モータを停止させるように制御されている。この駆動モータの停止は、用紙の残量（質量）により停止までの時間が異なる（負荷のイナーシャの状態により停止までの時間が異なる）。この差により用紙積層台の停止位置がばらつき、用紙上面の高さは用紙の通紙に影響ない範囲（１〜２ｍｍ）で変化する。給紙には影響ないばらつきであるが、用紙の厚み（０．０４〜０．６ｍｍ程度）に対しては大きな差となり、したがって高精度の用紙残量検知はできないという問題がある。誤差を見越して安全度を高めて残量枚数を算出すると、ニアエンプティ処理が早まって、数十枚の残量があるにもかかわらず、機械が停止するなどして動作が遅くなったり、用紙残りがあるのに別トレイへの移動（ＡＴＳ）等が発生して、生産性が低下するという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記事情を背景としてなされたものであり、給紙可能な用紙の残量を正確に検知して、生産性を損なうことなく、ニアエンプティ処理を的確に実行し、また、無駄なトナー消費などを確実に回避することができる、給紙装置およ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】
【０００６】
すなわち、本発明の給紙装置のうち第１の発明は、給紙を行う用紙を積載する用紙積載台と、複数の測距センサとを備え、該測距センサの一つは、前記用紙積載台の用紙非積載上面との距離を測定し、前記測距センサの他の一つは前記用紙積載台に積載された用紙上面との距離を測定するように配置され、前記一つの測距センサで測定された距離と、前記他の一つの測距センサで測定された距離との差分によって前記用紙積載台に積載されている用紙量を算出する制御手段を備えることを特徴とする。
【０００７】
第１の本発明給紙装置によれば、用紙積載台に積載された用紙の量が、二つの測距センサで測定された距離の差分として得られ、用紙積載台の位置に拘わらず、積載用紙の量を正確に知ることができる。該用紙量の正確な情報を元に種々の制御を行うことができる。
【０００８】
第２の本発明の給紙装置は、前記第１の本発明給紙装置において、前記制御手段は、前記用紙積載台に前記用紙が積載されていない状態で前記一つの測距センサで測定された距離と前記他の一つの測距センサで測定された距離とから得られる未積載差分を補正量として、前記用紙積載台に前記用紙が積載されている状態で得られる前記差分を補正して前記用紙量を算出することを特徴とする。
【０００９】
第２の本発明給紙装置によれば、前記用紙積載台に用紙が積載されていない状態で、前記測距センサ間の測定距離の差分が得られるので、二つの測距センサの上下方向位置が正確に一致していない場合にも、これを補正量として補正することで、用紙積載台に用紙が積載されている際に、前記距離の差分を正確なものとして取得することができ、よって、用紙の残量を正確に測定することができる。測距センサは、取付位置の精度や用紙積層台の傾斜などによって、用紙未積載時の測定結果を０に合わせることが難しいので、上記構成により測距センサの取付精度に対する要求が緩和される。
【００１０】
第３の本発明の給紙装置は、前記第２の本発明給紙装置において、前記制御手段は、予め取得された前記補正量を用いることを特徴とする。
【００１１】
第４の本発明の給紙装置は、前記第１〜第３のいずれかの本発明給紙装置において、前記算出された用紙量が用紙高さであることを特徴とする。
【００１２】
第５の本発明の給紙装置は、前記第１〜第３のいずれかの本発明給紙装置において、前記制御手段は、用紙情報に基づいて前記差分から前記用紙の枚数を算出することを特徴とする。
【００１３】
第６の本発明の給紙装置は、前記第４の本発明給紙装置において、前記制御手段は、所定枚数の給紙による前記用紙高さ変化から用紙厚みを算出し、該用紙厚みと、前記差分から算出される前記用紙高さとから前記用紙積載台に積載されている用紙の枚数を算出することを特徴とする。
【００１４】
第７の本発明の給紙装置は、前記第１〜第６のいずれかの本発明給紙装置において、前記用紙積載台に積載された用紙上面との距離を測定する測距センサの近傍に、該用紙の浮きを抑えるための用紙押さえ部材が設けられていることを特徴とする。
【００１５】
第８の本発明の給紙装置は、前記第１〜第７のいずれかの本発明給紙装置において、前記用紙積載台は、積載されている用紙の積載量に従って、上下位置が調整制御されるものであることを特徴とする。
【００１６】
第９の本発明の画像形成装置は、前記第１〜第８のいずれかの本発明給紙装置と、画像データに基づいて、前記給紙装置から給紙される用紙に画像形成を行う画像形成部と、を備えることを特徴とする。
【００１７】
第１０の本発明の画像形成装置は、前記第１０の本発明画像形成装置において、前記用紙積載台に積載されている用紙の情報が登録されていることを特徴とする。
【００１８】
第１１の本発明の画像形成装置は、前記第９または第１０の本発明画像形成装置において、前記制御手段によって得られる用紙量と、予め定められている残量閾値とを比較して、前記用紙量が該残量閾値以下の場合に、ニアエンプティ処理を行うことを特徴とする。
【００１９】
第１１の本発明画像形成装置によれば、給紙装置における用紙残量が正確に得られ、この用紙残量に基づいてニアエンプティ処理を行うことができる。この結果、生産性を維持したままでニアエンプティ処理を行うことができ、トナーの無駄な処理なども回避することができる。
【００２０】
第１２の本発明の画像形成装置は、前記第１１の本発明において、前記ニアエンプティ処理は、給紙装置におけるトレイの変更、画像形成装置停止、用紙充填指示のいずれであることを特徴とする。
【００２１】
第１３の本発明の画像形成装置は、前記第１１または第１２の本発明画像形成装置において、前記残量閾値を、利用者が設定または変更可能な入力手段を備えることを特徴とする。
【００２２】
第１４の本発明の画像形成装置は、前記第１１〜第１３のいずれかの本発明画像形成装置において、前記残量閾値が、用紙高さまたは用紙枚数であることを特徴とする。
【００２３】
第１５の本発明の画像形成装置は、前記第１１〜第１４のいずれかの本発明画像形成装置において、前記残量閾値として用紙高さと用紙枚数とが設定されており、前記用紙積載台に積載された用紙枚数の算出がなされていない状態では、前記残量閾値として用紙高さを用い、用紙枚数の算出がなされる状態で前記残量閾値として用紙枚数を用いることを特徴とする。
【００２４】
第１５の本発明画像形成装置によれば、用紙枚数が残量として得られない場合には、用紙高さによってニアエンプティ処理のための判定を行うことができ、用紙枚数の算出が難しい電源ＯＮ時やジョブの印刷開始前などにも用紙残量に基づいてニアエンプティ処理を行うことを可能にする。
【発明の効果】
【００２５】
以上説明したように、本発明の給紙装置によれば、給紙を行う用紙を積載する用紙積載台と、複数の測距センサとを備え、該測距センサの一つは、前記用紙積載台の用紙非積載上面との距離を測定し、前記測距センサの他の一つは前記用紙積載台に積載された用紙上面との距離を測定するように配置され、前記一つの測距センサで測定された距離と、前記他の一つの測距センサで測定された距離との差分によって前記用紙積載台に積載されている用紙量を算出する制御手段を備えるので、二つの測距センサを用いて用紙積載台上の用紙量を正確に検出することができる。
【００２６】
また、本発明の画像形成装置によれば、上記本発明の給紙装置と、画像データに基づいて、前記給紙装置から給紙される用紙に画像形成を行う画像形成部と、を備えるので、給紙装置における正確な用紙残量の情報に基づいて的確な装置動作を行うことが可能になり、ニアエンプティ処理なども生産性を低下させることなく行うことが可能になり、生産性を高く維持しながら用紙なしを直前で検出できるため、無駄なトナーを消費することを抑制することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下に、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態の画像形成装置１における機械的構造の概略を示す図である。なお、図１では示していないが、画像形成装置１は、その上部側に、スキャナや自動原稿給送装置（ＡＤＦ）などを備える画像読取手段３を有しており、その近傍に、画像形成装置の各種設定入力や情報の表示が可能となった操作部４が設けられている。該操作部４は、例えば、タッチパネル式のＬＣＤなどにより構成することができる。
【００２８】
また、画像形成装置１の下部側には、用紙を収納して給紙する３段の給紙トレイ２０、３０、４０が配置され、さらに画像形成装置１の側部に手差しの給紙トレイ５０が配置されている。これら給紙トレイ２０〜５０は、用紙Ｐ１〜Ｐ４をそれぞれ積載する用紙積載台２１、３１、４１、５１を有しており、これらの用紙積載台２１〜５１は、用紙トレイ上昇・停止モータ２２、３２、４２、５２によって上下位置の調整が可能になっている。また、各給紙トレイ２０〜５０では、積層された用紙を送り出すための給紙ローラ２３、３３、４３、５３を備えている。これら給紙トレイ、用紙積層台、用紙トレイ上昇・停止モータ、給紙ローラは、給紙装置となる給紙部２の一部を構成している。給紙部２には、搬送ローラ、搬送経路を含む搬送手段８が接続されており、搬送手段８の搬送経路は、給紙部２から送られる用紙に画像形成を行う画像形成部７にまで搬送するように配置されている。なお、上記給紙部と搬送手段８とで給紙装置が構成されるものであってもよい。
【００２９】
画像形成部７は、各色（シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックなど）用にそれぞれ用意された感光体１０、１１、１２、１３、図示しない帯電器、ＬＤ部、現像器、中間転写転写ベルト１４、二次転写ベルト１５、クリーニング器１６、定着器１７などを備えており、その下流側に用紙が排紙されるように構成されている。
【００３０】
さらに給紙トレイにおける機械的構成の詳細を図２に基づいて説明する。図２は、上記給紙トレイの内、給紙トレイ２０の構成を示すものであり、その他の給紙トレイは同様の構成を有しているのでその詳細な説明は省略する。
【００３１】
給紙トレイ２０内には、前記のように用紙積載台（底板）２１が配置されており、該用紙積載台２１は、下方側に配置した用紙トレイ上昇・停止モータ２２によって、昇降可能で高さ位置の調整が可能になっている。用紙積載台２１の上方には、用紙Ｐ１が積載されない非積載上面との距離（底板高さ検知）を測定する測距センサ２４ａが配置され、また、測距センサ２４ａと同程度の高さ位置には、用紙積載台２１に積載された用紙Ｐ１の上面との距離（用紙部高さ検知）を測定可能な測距センサ２４ｂが配置されている。該測距センサ２４ｂの近傍には、給紙ローラ２３および用紙上限検知センサ２５が配置されている。給紙ローラ２３は、用紙積層台２１の上面に接触して押圧した状態で用紙を送り出すものであり、本発明の用紙押さえ部材としての機能を有している。
【００３２】
次ぎに、図３は上記画像形成装置の動作ブロックを示す図である。以下に説明する。
すなわち画像形成装置１は、画像形成装置全体を制御する制御手段５と前記画像読取手段３、操作部４、給紙部２、搬送手段６、画像形成部７を主構成として備えている。
【００３３】
制御手段５は、ＣＰＵ５ａとこれを動作させるプログラムを記憶したＲＯＭ、データの一次保存などを行うＲＡＭ、画像データを記憶する画像メモリ、画像形成装置１の設定データ、プロセス制御パラメータ、用紙情報、ニアエンプティ値データなどが格納さる不揮発メモリなどからなる記憶部５ｂを備える。制御手段５は、画像形成装置１の全体を制御するものであり、不揮発メモリに登録した設定データなどを呼び出して、画像形成装置１を動作させることができる。
【００３４】
さらに、制御手段５には、上記のように操作部４が制御可能に接続されている。操作部４は、制御手段５によって制御され、利用者が画像形成装置１に対し所定の操作を行うことができる。操作部４では、表示と操作とは独立してなされるものであってもよく、また、ＬＣＤタッチパネルのように表示画面上で操作を行えるようにしたものであっても良い。操作部４では、画像形成装置に対する各種の設定を入力することができ、本発明の入力手段として機能する。
【００３５】
さらに制御手段５には、上記のように原稿から画像データを取得するための画像読取手段３が接続されている。該画像読取手段３は、スキャナ部や自動原稿給送装置などを備えており、原稿の読み取りなどによって画像データを生成し、該画像データを制御手段５に送出する。なお、画像データは、画像形成装置１の外部で取得されて画像形成装置１にネットワークや記録媒体などを介して提供されるものであってもよい。
【００３６】
制御手段５には、さらに画像形成部７が制御可能に接続されている。該画像形成部７は、前記感光体１０〜１３を図示しない帯電器によって帯電させ、図示しないＬＤなどによって画像データに基づいて前記感光体１０〜１３上に潜像を生成し、該潜像を現像器によって現像し、これを中間転写ベルト１４、二次転写ベルト１５を介して用紙に転写して画像を形成するものである。転写後には中間転写ベルト１４に残ったトナー粒子をクリーニング部材１６によって除去するなどし、次の画像形成に備える。転写紙に転写した画像は、定着器１７において加熱定着されて排紙部０に画像形成出力（プリント）がなされる。
【００３７】
また、制御手段５には、上記のように、給紙部２が制御可能に接続されている。給紙部２は、制御手段５によって制御され、使用される給紙トレイ２０〜５０の選択、給紙タイミング、給紙ローラ２３〜５３の動作、用紙トレイ上昇・停止モータ２２〜５２の動作などが制御手段５によって管理される。また、測距センサ２４ａ、２４ｂ、用紙上限検知センサ２５の検知結果が制御手段５に入力されており、測距センサで測定された距離との差分によって前記用紙積載台に積載されている用紙量を算出する手段やニアエンプティ処理を行う手段として機能する。
【００３８】
以下に、本発明の画像形成装置の基本的な動作について説明する。
前記した画像読取手段３などによって取得した画像データは、制御手段５へと送られ、所定のデータ処理がなされた後、記憶手段５ａに格納される。画像形成に際し、制御手段５は、画像形成部７に画像データを送り、ＬＤ部によって画像データに応じたレーザ光を前記感光体１０〜１３上に照射し、静電潜像を形成する。感光体１０〜１３は、これに先だって帯電器によって帯電させておく。この静電潜像を現像器で現像することで、感光体１０〜１３上にトナー像を形成する。トナー像は中間転写ベルト１４、二次転写ベルト１５を介して用紙に転写した後、定着器１７により定着される。
【００３９】
一方、制御手段５では、指定された給紙トレイ、またはＪＯＢに関する用紙サイズなどの情報に基づいて自動的に選択される給紙トレイに対し給紙指令を発行する。給紙トレイから給紙される用紙は、制御手段５によって制御される搬送手段８を通して搬送され、上記した画像形成部７に供給される。また、給紙部２では、給紙トレイ２０を例にすれば、用紙トレイ上限検知センサ２５によって、用紙Ｐ１の上限を検知しつつ、用紙トレイ上昇・停止モータ２２で用紙積載台２１を上昇、停止させて、積載されている用紙Ｐ１の上面が上限位置にあるように制御する。上限位置にある用紙Ｐ１は、給紙ローラ２３によって一枚ずつ給紙される。また、用紙積載台２１の非積載上面および用紙部上面は、測距センサ２４ａ、２４ｂによって距離が測定され、その結果が制御手段５に送出される。制御手段５では、その差分を算出する。また、用紙積載台に用紙が積載されていない状態で測距センサ２４ａ、２４ｂの測定結果が制御手段５に送出される。
【００４０】
制御手段５では、用紙非積載時の上記測定結果の差分を求め、これを補正量として前記記憶部５ｂに記憶する。また、用紙積載時の前記測定結果の差分を求め、この差分に対し、前記補正量により補正を行って、用紙積載台２１上の用紙残量高さを算出する。また、用紙厚の情報を有する場合には、上記用紙残量高さから用紙残量枚数を算出することができる。さらに、制御手段５では、前記記憶部５ｂにニアエンプティ閾値を記憶させておくことができる。該閾値は、用紙枚数や用紙高さで規定することができる。制御手段５では、用紙残量と前記閾値とを比較して、用紙残量が閾値以下になると、ニアエンプティ処理を実行することができる。該閾値は、初期値として予め前記記憶部５ｂに記憶されているものであってもよく、また、前記操作部４を介して利用者が入力、変更できるようにしてもよい。
【００４１】
次に、上記画像形成装置１における、用紙の残量を検知する制御についてフローチャートに基づいてさらに詳細に説明する。
図４は、前記した補正量を得る手順を説明するものである。
先ず、トレイ用紙なし時高さ記憶モードを開始する（ステップＡ１）。該モードの開始は、画像形成装置１の出荷前に行っても良く、出荷後に、設置時の設定として、また利用者が適宜、操作部４を介して開始指示を行うものであってもよい。該モードの開始においては、最初に調整するトレイを選択する（ステップＡ２）。したがって、複数の給紙トレイを備える場合、トレイ毎に補正量を得る手順を実行するのが望ましい。
【００４２】
調整トレイの選択後、調整トレイに用紙があるか否かが判定される（ステップＡ３）。用紙の有無は、既知の用紙有無検知センサなどにより行うことができる。調整トレイに用紙がある場合、補正量を求めることができないので、操作部４に用紙があること、および用紙を取り除くことを求める警告表示を行う（ステップＡ４）。警告表示後、タイマーを動作させ（ステップＡ５）、タイマーカウント終了まで（ステップＡ６）、トレイの抜き差しが行われた否かを検知する（ステップＡ７）。この判断は、トレイの有無検知センサなどにより行うことができる。トレイの抜き差しが行われた場合、ステップＡ３に戻り、用紙の有無が引き続き検知される。前記タイマーカウントの終了までトレイの抜き差しが行われない場合（ステップＡ６、ＹＥＳ）、用紙が残ったままであるので、補正量を求める高さ記憶モードを終了する（ステップＡ８）。
【００４３】
一方、ステップＡ３で用紙なしが検知されると（ステップＡ３、ＮＯ）、対象トレイの用紙積載台が上限位置にあるか否かの検知がなされる（ステップＡ９）。該検知は、図示しない積載台上限検知センサなどにより行うことができる。用紙積載台が上限位置にない場合（ステップＡ９、ＮＯ）、用紙積載台が上限位置になるまで、用紙トレイ上昇・停止モータにより用紙積層台を上昇させる（ステップＡ１０）。
用紙積載台が上限位置にあると（ステップＡ９、ＹＥＳ）、用紙トレイ上昇・停止モータが作動している場合、該モータを停止させる（ステップＡ１１）。その後、底板高さ検知用の測距センサと、用紙部高さ検知用の測距センサでそれぞれ用紙積層台（底板）との距離を検知する。この検知結果は制御手段５に送出され、制御手段５においてその差分（用紙部高さ−底板高さ）が算出される（ステップＡ１２）。このデータを補正量として記憶部５ｂに記憶し（ステップＡ１３）、高さ記憶モードを終了する（ステップＡ８）。
【００４４】
次に、用紙積載台に用紙が積載されている際に、用紙残量を算出する手順について図５に基づいて説明する。
先ず、底板高さ検知用の測距センサによって用紙積層台（底板）との距離を検出し、制御手段５に送出する（ステップＢ１）。次に、用紙部高検知用の測距センサによって用紙上面との距離を検出し、制御手段５に送出する（ステップＢ２）。制御手段５では、これらの測定結果から、差分Ｈａ（用紙部高さ−底板高さ）を算出する（ステップＢ３）。さらに、制御手段５では、記憶部５ｂの前記補正量Ｈｂを読み出し（ステップＢ４）、上記で算出した差分Ｈａから補正量Ｈｂを差し引いて補正後データＨ＝Ｈａ−Ｈｂを得る（ステップＢ５）。ここで、例えば、補正量が＋で有れば、補正後データＨは、実測差分よりも小さくなり、補正量が−で有れば、補正後データＨは、実測差分よりも大きくなる。上記算出値Ｈを残量用紙高さとし（ステップＢ６）、処理を終了する。
【００４５】
なお、用紙の厚さが用紙情報や、用紙の給紙時の算出によって得られている場合、用紙の残量を枚数によって算出することができる。その手順を図６に基づいて説明する。
まず、記憶部５ｂに記憶されている用紙情報などにより用紙厚さｄを取得する（ステップＣ１）。次いで、上記手順と同様に底板高さ検知用の測距センサによって用紙積層台（底板）との距離を検出し、制御手段５に送出する（ステップＣ２）。次に、用紙部高検知用の測距センサによって用紙上面との距離を検出し、制御手段５に送出する（ステップＣ３）。これらの測定結果から、差分Ｈａを算出する（ステップＣ４）。さらに、制御手段５では、記憶部５ｂの前記補正量Ｈｂを読み出し（ステップＣ５）、上記で算出した差分Ｈａから補正量Ｈｂを差し引いてＨを得る（ステップＣ６）。上記算出値Ｈを前記用紙厚さｄで除してＳ＝Ｈ／ｄを算出する（ステップＣ７）。前記Ｓを残量用紙枚数とし（ステップＣ８）、処理を終了する。
【００４６】
また、画像形成装置１では、用紙残量が少なくなると、生産性の低下防止やトナーの無駄な消費の回避などのためにニアエンプティ処理が可能になっている。このニアエンプティ処理の一例を図７の手順に基づいて説明する。用紙残量がニアエンプティ閾値に達すると、ニアエンプティ処理を開始する。先ず、即時トレイ変更の指示があるか否かの判定がなされる（ステップＤ１）。該指示は、予め初期設定などにより設定しておく。該設定は、画像形成装置の出荷時に設定がなされているものでもよく、また、前記操作部４を介して利用者が入力、変更をできるものであってもよい。即時トレイ変更の指示がある場合、トレイの変更に備えて、プリントを停止する（ステップＤ５）。
【００４７】
即時トレイの変更指示がない場合、用紙間隔を変更してプリントスピードをダウンした状態でプリント動作を行う（ステップＤ２）。これは、用紙なしになった状態が検知された場合、間に合わずに感光体の現像などによって無駄なトナーが消費されてしまうのを回避するためである。このダウンしたスピードでプリントを継続し、トレイに用紙が残っているか否かの検知をし（ステップＤ３）、用紙なしの場合、プリントを停止する（ステップＤ５）。用紙有りが検知される場合には、用紙有無を検知しつつ印字が終了するまでプリントを継続し（ステップＤ４）、印字終了によってプリントを停止する（ステップＤ５）。なお、上記ニアエンプティ処理の内容は一例であり、本発明としてはこれに限定されるものではない。また、ニアエンプティの処理内容を利用者が入力、変更できるようにしてもよく、また、複数の処理内容のうちから任意に選択できるようにしてもよい。
【００４８】
次に、本発明の用紙残量検知を利用したニアエンプティ処理に至る手順を図８のフローチャートに基づいて説明する。なお、画像形成装置１では、ニアエンプティ処理のための用紙枚数と用紙高さに関する閾値がそれぞれ設定されており、通常時には用紙枚数の閾値が使用されるものとする。
【００４９】
プリント動作に際し、ユーザーによる用紙設定や印字指示がなされる（ステップＥ１）。これを受けた制御手段５では、用紙厚さの設定がなされているか否かの判定を行う（ステップＥ２）。用紙厚さは、例えば、上記用紙設定において設定された用紙の用紙情報として予め記憶部５ｂに記憶されているものが挙げられる。また、用紙設定において用紙厚さが設定入力されるものであってもよい。また、後述する用紙厚さの算出方法により取得されているものであってもよい。用紙厚さの設定がある場合（ステップＥ２、ＹＥＳ）、設定厚さによって前記用紙枚数のニアエンプティ閾値よりニアエンプティ位置（用紙高さ）を設定する（ステップＥ３）。該設定後、図５に示す手順によって用紙残量高さを算出する（ステップＥ４）。この用紙残量高さとニアエンプティ位置とを比較して、ニアエンプティ位置に達したか否かの判定を行う（ステップＥ３４）。
【００５０】
一方、ステップＥ２で用紙厚さの設定がないと判定される場合（ステップＥ２、ＮＯ）、初期値として与えられているニアエンプティ位置に設定する（ステップＥ５）。該設定後、図５に示す手順によって用紙残量高さを算出する（ステップＥ６）。この用紙残量高さとニアエンプティ位置とを比較して、ニアエンプティ位置に達したか否かの判定を行う（ステップＥ７）。ニアエンプティ位置にある場合（ステップＥ７、ＹＥＳ）、図７に示すニアエンプティ処理を実行する（ステップＥ８）。該処理後、ＡＴＳ（自動トレイ選択）の設定があるか否かの判定を行う（ステップＥ９）。この際に、ニアエンプティ処理における即時トレイ変更の指示があるか否かの判定結果によりフラグをたててこれを利用することができる。ＡＴＳの設定がある場合（ステップＥ９、ＹＥＳ）、用紙設定と同じ用紙が別トレイにあるか否かの判定がなされ（ステップＥ１０）、別トレイに同サイズの用紙がある場合には、使用トレイを変更する動作を行い（ステップＥ１１）、ステップＥ２に戻る。また、同じ用紙が別トレイにない場合（ステップＥ１０、ＮＯ）、画像形成装置を機械停止し（ステップＥ１２）、操作部４に用紙なし表示を行って利用者に用紙の補給を促す（ステップＥ１３）。この一連の手順（ステップＥ２、Ｅ５〜Ｅ１３）は、装置稼働初期に、用紙枚数が少なくて用紙情報も得られていない場合に好適である。
【００５１】
一方、ステップＥ７で、用紙残量がニアエンプティ位置に達していない場合（ステップＥ７、ＮＯ）、用紙厚さを算出するために、プリント動作を開始し（ステップＥ１５）、測距センサが検知可能な位置であるか否かの判定を行う（ステップＥ１６）。これは例えば、用紙残量が満杯に近いような用紙積載台が低い位置にある状態では、測距センサの検知可能域外であるとして位置検知を行わない場合があるためである。検知可能位置でない場合には、印字終了まで、該判定を繰り返し（ステップＥ１７）、検知不能のまま印字を終了をするとプリント終了の処理を行う（ステップＥ１８）。用紙積載台が測距センサの検知可能位置範囲内にあると（ステップＥ１６、ＹＥＳ）、プリントされている用紙の枚数カウントを開始するとともに、カウント目標値を設定する（ステップＥ１９）。次いで、直ちに底板用測距センサによる位置検知を実施し、測定結果を制御手段５に送出し（ステップＥ２０）、この検知結果を記憶部５ｂに記憶する（ステップＥ２１）。上記測定後、プリント毎にカウントアップしてカウントエンドに達したか否かを判定し（ステップＥ２２）、カウントエンドに達しない場合、図５に示す手順によって用紙残量高さを算出し（ステップＥ２３）、ニアエンプティ位置に達したか否かの判定を行う（ステップＥ２４）。ニアエンプティ位置に達していると判定される場合（ステップＥ２４、ＹＥＳ）、用紙厚さの算出を行うことなく、図７に示すニアエンプティ処理を行い（ステップＥ３８）、前記ステップＥ９に移行する。
また、ニアエンプティ位置に達していない場合（ステップＥ２４、ＮＯ）、印字終了になるまで（ステップＥ２５）、カウントエンドの判定を行い（ステップＥ２２）、カウントエンドに達する前に印字終了になると（ステップＥ２５、ＹＥＳ）、プリントを終了する（ステップＥ２６）。
【００５２】
一方、プリントによって印字終了前にカウントエンドに達すると（ステップＥ２２、ＹＥＳ）、直ちに、底板用測距センサによる位置検知を実施し、測定結果を制御手段５に送出する（ステップＥ３０）。制御手段５では、記憶されているカウント開始時の底板測定位置を読み出し、カウントエンド後の底板測定位置との差分を算出し、これをカウントした用紙枚数で除することで、一枚当たりの用紙の厚みを算出する（ステップＥ３１）。この用紙厚みを用いて、ニアエンプティ閾値の用紙枚数からニアエンプティ位置を算出し、初期設定のニアエンプティ位置と置き換える（ステップＥ３２）。次いで、図５に示す手順によって用紙残量高さを算出し（ステップＥ３３）、ニアエンプティ位置に達したか否かの判定を行う（ステップＥ３４）。ニアエンプティ位置に達していると判定される場合（ステップＥ３４、ＹＥＳ）、用紙厚さの算出を行うことなく、図７に示すニアエンプティ処理を行い（ステップＥ３８）、前記ステップＥ９に移行する。一方、ニアエンプティ位置に達していないと判定される場合、プリント動作を継続し（ステップＥ３５）、印字終了まで（ステップＥ３６）、ニアエンプティ判定を繰り返し、印字終了により（ステップＥ３６、ＹＥＳ）、プリントを終了する（ステップＥ３７）。
【００５３】
従来は、ニアエンプティ精度の精度が悪い場合には数十枚の残量があるにもかかわらず、機械が停止、動作が遅くなる、用紙残りがあるのに別トレイに移動（ＡＴＳ）等が発生して、生産性に問題が発生する等の問題があるが、本発明では、上記実施形態に説明するように、ニアエンプティ判定を精度良く行うことができ、生産性の低下を極力小さくして、トナーの無駄な使用などを回避することができる。
【００５４】
以上、本発明について上記実施形態に基づいて説明を行ったが、本発明は上記実施形態の説明に限定をされるものではなく、本発明の範囲内において当然に変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の一実施形態の画像形成装置の機械的構成を示す概略図である。
【図２】同じく、給紙部の一部を示す拡大平面図および側面図である。
【図３】同じく、動作ブロック図である。
【図４】同じく、用紙高さ検出における補正量を求める手順を示すフローチャートである。
【図５】同じく、用紙残量高さを算出する手順を示すフローチャートである。
【図６】同じく、用紙残量枚数を算出する手順を示すフローチャートである。
【図７】同じく、ニアエンプティ処理の手順を示すフローチャートである。
【図８】同じく、用紙残量高さの算出手順を利用したニアエンプティ判定の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５６】
１    画像形成装置
２    給紙部
４    操作部
５    制御手段
５ａ  ＣＰＵ
５ｂ  記憶部
７    画像形成部
８    搬送手段
２０、３０、４０、５０  給紙トレイ
２１、３１、４１、５１  用紙積載台
２２、３２、４２、５２  用紙トレイ上昇・停止モータ
２３    給紙ローラ
２４ａ  測距センサ
２４ｂ  測距センサ
２５    用紙上限検知センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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