(57)【要約】【課題】シートを給送することなく、積載されているシート種類の判定やシート枚数の算出等のためのシートの検知が可能になるシート検知装置、シート積載装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】積載されているシート束２０’のシート間に隙間を生じさせるようシートを操作するシート操作手段と、そのシート操作手段により分離されたシート２０を検知する検知手段とを設ける。この検知手段は、例えばシート２０の種類に関連した光学的特性を検知する。ここで、シート束２０’の最上位の１枚のシート２０について光の透過光量を検知するのが好ましい。また、上記シート操作手段は、分離したシートを１枚ずつ上記検知手段が検知する検知領域を通過させるように構成してもよい。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
積載されているシート束のシート間に隙間を生じさせるようシートを操作するシート操作手段と、
該シート操作手段により分離されたシートを検知する検知手段とを備えたことを特徴とするシート検知装置。
【請求項２】
請求項１のシート検知装置において、
上記検知手段は、シートの種類に関連した光学的特性を検知する光学的検知手段であることを特徴とするシート検知装置。
【請求項３】
請求項１又は２のシート検知装置において、
上記検知手段は、上記シート束の最上位の１枚のシートについて検知を行うことを特徴とするシート検知装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかのシート検知装置において、
上記検知手段は、上記シート束から分離したシートの光の透過光量を検知するように構成したことを特徴とするシート検知装置。
【請求項５】
請求項１のシート検知装置において、
上記シート操作手段は、上記分離したシートを１枚ずつ上記検知手段が検知している検知領域を通過させるように構成したことを特徴とするシート検知装置。
【請求項６】
請求項５のシート検知装置において、
上記シート操作手段は、上記積載されているシート束の端部を持ち上げ、その持ち上げたシート束からシートを１枚ずつ落下させるように構成したことを特徴とするシート検知装置。
【請求項７】
請求項５又は６のシート検知装置において、
上記検知手段を、上記隙間に対して光を発する発光手段と、該隙間からの透過光又は反射光を受ける受光手段とを用いて構成したことを特徴とするシート検知装置。
【請求項８】
請求項７のシート検知装置において、
上記発光手段及び上記受光手段を、上記隙間の上下動に連動させるように構成したことを特徴とするシート検知装置。
【請求項９】
請求項５又は６のシート検知装置において、
上記検知手段は、上記シート操作手段で持ち上げられたシート束から落下するシートの動きに応じてオン・オフを繰り返すスイッチを用いて構成したことを特徴とするシート検知装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のシート検知装置において、
上記積載されているシート束全体の厚さ方向における光の透過光量を検知する全体透過光量検知手段を設けたことを特徴とするシート検知装置。
【請求項１１】
シートが積載されて収容されるシート収容部と、該シート収容部に積載されたシート束からシートを１枚ずつ給送するシート給送手段とを備えたシート積載装置であって、
請求項１乃至１０のいずれかのシート検知装置を備えたことを特徴とするシート積載装置。
【請求項１２】
シートが積載されて収容されるシート収容部と、該シート収容部に積載されたシート束からシートを１枚ずつ給送するシート給送手段とを備えたシート積載装置であって、
請求項１乃至４のいずれかのシート検知装置と、
上記検知手段の検知結果に基づいて上記シートの種類を判定する判定手段を備えたことを特徴とするシート積載装置。
【請求項１３】
シートを積載するためのシート収容部と、該シート収容部に積載されたシート束からシートを１枚ずつ給送するシート給送手段とを備えたシート積載装置であって、
請求項５乃至１０のいずれかのシート検知装置と、
上記検知手段の検知結果に基づいて上記シート収容部に載置されているシートの枚数を算出するシート枚数算出手段とを備えたことを特徴とするシート積載装置。
【請求項１４】
シートを積載するためのシート収容部と、該シート収容部に積載されたシート束からシートを１枚ずつ給送するシート給送手段とを備えたシート積載装置であって、
請求項１０のシート検知装置と、
上記１枚のシートに対する上記検知手段の検知結果と上記全体透過光量検知手段の検知結果とを比較演算し該シート収容部上に積載されているシートの枚数を算出するシート枚数算出手段とを備えたことを特徴とするシート積載装置。
【請求項１５】
請求項１４のシート積載装置において、
上記シート枚数算出手段が、上記比較演算に用いる演算式を複数備え、上記シートの種類に応じて該複数の演算式からいずれか一つの演算式を選択して上記シートの枚数の演算に用いるものであることを特徴とするシート積載装置。
【請求項１６】
請求項１０乃至１２のいずれかのシート積載装置において、
上記検知領域を通過するシートを検知する上記検知手段の検知結果から算出したシート枚数の算出値があらかじめ設定した所定枚数以下になったときに、該シート枚数の算出値から画像形成に用いたシートの使用枚数を減算して求めた上記シート収容部上の残シート枚数と、上記全体透過光量検知手段の検知結果から算出した該シート収容部上の残シート枚数とを比較し、両残シート枚数が異なる場合に、該全体透過光量検知手段の検知結果から算出した残シート枚数を優先的に用いることを特徴とするシート積載装置。
【請求項１７】
請求項１３乃至１６のいずれかのシート積載装置において、
上記算出した上記シートの枚数を表示する表示手段を備えたことを特徴とするシート積載装置。
【請求項１８】
像担持体と、該像担持体上に画像を形成する画像形成手段と、積載されたシート束からシートを１枚ずつ給送するシート積載手段と、該シート積載手段から給送されたシートに該像担持体上の画像を転写する転写手段と、該シート上の画像を定着する定着手段とを備えた画像形成装置であって、
該シート積載手段として、請求項１２のシート積載装置を用い、
上記判定手段による判定結果に基づいて画像形成条件を設定するように制御する制御手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１９】
請求項１８の画像形成装置において、
上記画像形成条件が上記定着手段における定着温度であり、
画像形成動作を行う前の待機状態にあるときに、上記判定手段による判定結果に基づく該定着温度の設定制御を実行することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２０】
請求項１８の画像形成装置において、
上記画像形成条件が上記シート１枚当たりの画像形成速度であり、
画像形成動作を行う前の待機状態にあるときに、上記判定手段による判定結果に基づく該画像形成速度の設定制御を実行することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２１】
請求項１８の画像形成装置において、
上記画像形成条件が上記像担持体上に画像を形成するときの条件であり、
画像形成動作を行う前の待機状態にあるときに、上記判定手段による判定結果に基づく該像担持体上に画像を形成するときの条件の設定制御を実行することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２２】
請求項１８乃至２１のいずれかの画像形成装置において、
上記シート積載装置が、上記シート枚数算出手段を有するシート積載装置であり、
ユーザに対するメッセージを表示する表示手段と、
連続して画像形成するシートの枚数をユーザが入力するための枚数入力手段と、
該シート枚数算出手段で算出された該シート積載装置上のシート枚数が該枚数入力手段で入力された画像形成対象のシート枚数よりも少ない場合に、画像形成動作を開始しないように制御する制御手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２３】
請求項２２の画像形成装置において、
ユーザに対するメッセージを表示する表示手段を設け、
上記シート枚数算出手段で算出された上記シート積載装置上のシート枚数が上記枚数入力手段で入力された画像形成対象のシート枚数よりも少ない場合に、ユーザに注意を促すメッセージを該表示手段に表示するように制御することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンター、ＦＡＸなどの画像形成装置並びに該画像形成装置に用いることができるシート検知装置及びシート積載装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の画像形成装置では、シート（用紙）の厚さや紙種などの種類に応じて画像形成条件を最適化して画像形成を行うことにより、高画質化を図っていた。例えば、シートの種類に応じて、画像（トナー）を用紙に転写させる転写装置の転写電流や、画像を用紙に定着させる定着装置の定着温度や、作像速度（シートの搬送速度とほぼ同じ）を最適化していた。この画像形成条件の最適化は、当初オペレータ（ユーザ）が手入力で設定することによって行っていたが、近年では自動でシートの種類を判別しその判別結果に基づいて行われるようになってきている。このシートの種類を自動判別する画像形成装置としては、例えば、画像形成指令を受けた後に、給紙トレイから通常の搬送経路に沿って所定距離引き出した１枚のシート（用紙）について透過光量を測定するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この画像形成装置では、測定した透過光量に対応した電圧と所定のしきい電圧とを比較し、この比較結果に基づいてシートの種類を判別している。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−１９６２０７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記特許文献１のようなシートの種類の自動判別を行う画像形成装置では、印刷指令を受けた後にシートの種類を判別するため、そのシートに対応した画像形成条件の最適化を行うために画像形成動作を中断して待機しなければならない場合があった。例えば、定着温度が給紙されたシートには高すぎ、かつ給紙したシートに画像形成したい場合には、給紙したシートを一時停止させ適切な定着温度に降下するまで待機しなければならない。時間と電力を消費して上昇させた定着温度を時間をかけて低下させるのはまったく無駄な行為である。中間転写ベルトを用いたカラー画像形成装置では、１色目の感光体から、中間転写ベルト上の画像をシートに転写する紙転写装置までの距離が長く、感光体上に作像された画像が紙転写装置に到着するまでに時間がかかるため、給紙命令と同時に作像を開始し画像形成時間の短縮を図っている。そのため、給紙命令後にシートの種類がわかったのでは既に作像が始まっており、給紙したシートに最適な画像形成条件ではない場合、作像した画像をも作り直さなければならず無駄になる。また、上記特許文献１のようにシートを通常の搬送経路に沿って所定距離給送する構成では、シートの追加・交換等のためにカセットを引き出すときにシートが内部に引っかかったりする等の不具合が発生するおそれがある。
【０００５】
また、画像形成装置のカラー化及び高速化に伴い、上記給紙トレイに積載されているシートの、５枚とか６枚といった少数枚の残り枚数を正確に検知する要求も出てきた。これは、上記中間転写ベルトの大型化に伴い、この中間転写ベルト上に形成できる画像数が増えたのに対して、上記給紙トレイから転写装置までの間にストックできるシートの枚数が少なくなったためである。このような構成の画像形成装置では、給紙トレイから転写装置までの間にストックできるシート枚数の不足により、無駄な画像形成が行われて、トナーが無駄に消費されてしまうことがあった。
【０００６】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、シートを給送することなく、積載されているシート種類の判定やシート枚数の算出等のためのシートの検知が可能になるシート検知装置、シート積載装置及び画像形成装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、積載されているシート束のシート間に隙間を生じさせるようシートを操作するシート操作手段と、該シート操作手段により分離されたシートを検知する検知手段とを備えたことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１のシート検知装置において、上記検知手段は、シートの種類に関連した光学的特性を検知する光学的検知手段であることを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１又は２のシート検知装置において、上記検知手段は、上記シート束の最上位の１枚のシートについて検知を行うことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれかのシート検知装置において、上記検知手段は、上記シート束から分離したシートの光の透過光量を検知するように構成したことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１のシート検知装置において、上記シート操作手段は、上記分離したシートを１枚ずつ上記検知手段が検知している検知領域を通過させるように構成したことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項５のシート検知装置において、上記シート操作手段は、上記積載されているシート束の端部を持ち上げ、その持ち上げたシート束からシートを１枚ずつ落下させるように構成したことを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項５又は６のシート検知装置において、上記検知手段を、上記隙間に対して光を発する発光手段と、該隙間からの透過光又は反射光を受ける受光手段とを用いて構成したことを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項７のシート検知装置において、上記発光手段及び上記受光手段を、上記隙間の上下動に連動させるように構成したことを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項５又は６のシート検知装置において、上記検知手段は、上記シート操作手段で持ち上げられたシート束から落下するシートの動きに応じてオン・オフを繰り返すスイッチを用いて構成したことを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、請求項１乃至９のシート検知装置において、上記積載されているシート束全体の厚さ方向における光の透過光量を検知する全体透過光量検知手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項１１の発明は、シートが積載されて収容されるシート収容部と、該シート収容部に積載されたシート束からシートを１枚ずつ給送するシート給送手段とを備えたシート積載装置であって、請求項１乃至１０のいずれかのシート検知装置を備えたことを特徴とするものである。
また、請求項１２の発明は、シートが積載されて収容されるシート収容部と、該シート収容部に積載されたシート束からシートを１枚ずつ給送するシート給送手段とを備えたシート積載装置であって、請求項１乃至４のいずれかのシート検知装置と、上記検知手段の検知結果に基づいて上記シートの種類を判定する判定手段を備えたことを特徴とするものである。
また、請求項１３の発明は、シートを積載するためのシート収容部と、該シート収容部に積載されたシート束からシートを１枚ずつ給送するシート給送手段とを備えたシート積載装置であって、請求項５乃至１０のいずれかのシート検知装置と、上記検知手段の検知結果に基づいて上記シート収容部に載置されているシートの枚数を算出するシート枚数算出手段とを備えたことを特徴とするものである。
また、請求項１４の発明は、シートを積載するためのシート収容部と、該シート収容部に積載されたシート束からシートを１枚ずつ給送するシート給送手段とを備えたシート積載装置であって、請求項１０のシート検知装置と、上記１枚のシートに対する上記検知手段の検知結果と上記全体透過光量検知手段の検知結果とを比較演算し該シート収容部上に積載されているシートの枚数を算出するシート枚数算出手段とを備えたことを特徴とするものである。
また、請求項１５の発明は、請求項１４のシート積載装置において、上記シート枚数算出手段が、上記比較演算に用いる演算式を複数備え、上記シートの種類に応じて該複数の演算式からいずれか一つの演算式を選択して上記シートの枚数の演算に用いるものであることを特徴とするものである。
また、請求項１６の発明は、請求項１０乃至１２のいずれかのシート積載装置において、上記検知領域を通過するシートを検知する上記検知手段の検知結果から算出したシート枚数の算出値があらかじめ設定した所定枚数以下になったときに、該シート枚数の算出値から画像形成に用いたシートの使用枚数を減算して求めた上記シート収容部上の残シート枚数と、上記全体透過光量検知手段の検知結果から算出した該シート収容部上の残シート枚数とを比較し、両残シート枚数が異なる場合に、該全体透過光量検知手段の検知結果から算出した残シート枚数を優先的に用いることを特徴とするものである。
また、請求項１７の発明は、請求項１３乃至１６のいずれかのシート積載装置において、上記算出した上記シートの枚数を表示する表示手段を備えたことを特徴とするものである。
また、請求項１８の発明は、像担持体と、該像担持体上に画像を形成する画像形成手段と、積載されたシート束からシートを１枚ずつ給送するシート積載手段と、該シート積載手段から給送されたシートに該像担持体上の画像を転写する転写手段と、該シート上の画像を定着する定着手段とを備えた画像形成装置であって、該シート積載手段として、請求項１２のシート積載装置を用い、上記判定手段による判定結果に基づいて画像形成条件を設定するように制御する制御手段とを備えたことを特徴とするものである。
また、請求項１９の発明は、請求項１８の画像形成装置において、上記画像形成条件が上記定着手段における定着温度であり、画像形成動作を行う前の待機状態にあるときに、上記判定手段による判定結果に基づく該定着温度の設定制御を実行することを特徴とするものである。
また、請求項２０の発明は、請求項１８の画像形成装置において、上記画像形成条件が上記シート１枚当たりの画像形成速度であり、画像形成動作を行う前の待機状態にあるときに、上記判定手段による判定結果に基づく該画像形成速度の設定制御を実行することを特徴とするものである。
また、請求項２１の発明は、請求項１８の画像形成装置において、上記画像形成条件が上記像担持体上に画像を形成するときの条件であり、画像形成動作を行う前の待機状態にあるときに、上記判定手段による判定結果に基づく該像担持体上に画像を形成するときの条件の設定制御を実行することを特徴とするものである。
また、請求項２２の発明は、請求項１８乃至２１のいずれかの画像形成装置において、上記シート積載装置が、上記シート枚数算出手段を有するシート積載装置であり、ユーザに対するメッセージを表示する表示手段と、連続して画像形成するシートの枚数をユーザが入力するための枚数入力手段と、該シート枚数算出手段で算出された該シート積載装置上のシート枚数が該枚数入力手段で入力された画像形成対象のシート枚数よりも少ない場合に、画像形成動作を開始しないように制御する制御手段とを備えたことを特徴とするものである。
また、請求項２３の発明は、請求項２２の画像形成装置において、ユーザに対するメッセージを表示する表示手段を設け、上記シート枚数算出手段で算出された上記シート積載装置上のシート枚数が上記枚数入力手段で入力された画像形成対象のシート枚数よりも少ない場合に、ユーザに注意を促すメッセージを該表示手段に表示するように制御することを特徴とするものである。
【０００８】
請求項１乃至１０のシート検知装置、請求項１１乃至１７のシート積載装置及び請求項１８乃至２３の画像形成装置では、積載されているシート束のシート間に隙間を生じさせ、分離されたシートを検知する。この検知結果に基づいて、積載されているシート種類の判別やシート枚数の算出が可能になる。上記シートの検知が終わった後は、上記分離したシートを元の積載位置に戻すことができる。このようにシートを給送させることなくシートを検知し、積載されているシート種類の判定やシート枚数の算出が可能になる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をカラー画像形成装置に適用した実施形態について説明する。
図２は本実施形態に係るカラー画像形成装置の概略構成図である。この画像形成装置は、原稿を走査して読み取り、デジタル化してシートに複写する、いわゆるデジタルカラー複写機としての機能を有している。また、この画像形成装置は、原稿の画像情報を遠隔地と授受するファクシミリの機能や、コンピュータが扱う画像情報を用紙上に印刷するいわゆるプリンタの機能も有している。
【００１０】
図２において、カラー画像形成装置の略中央に画像形成部１が設けられている。この画像形成部１の下方には、シート積載装置としての多段状の給紙部２が配置されている。この給紙部２の各段には、記録媒体である普通紙や、ＯＨＰシート、第２原図などのシート束を積載したシート収容部としての給紙トレイ２１が配設されている。この給紙部２は、必要に応じて別の給紙装置２２を増設することができるように構成される。上記画像形成部１の上方には、原稿を読み取る画像読み取り部３が配設されている。また、画像形成部１の左側には、画像が形成されたシートを排紙収納するための排紙収納部４が配設されている。
【００１１】
上記画像形成部１には、４色のトナー像を個別に形成するための各色の作像部６が、中間転写体としての無端状の中間転写ベルト５の外周面に対向するように並列に配置されている。各作像部６は、像担持体としてのドラム状の感光体６１を備えている。各感光体６１の周囲には、帯電装置６２、現像装置６３及びクリーニング装置６４が配置されている。帯電装置６２は感光体６１の表面を一様に帯電する帯電処理を行う。現像装置６３は、感光体６１の表面に露光されて形成された静電潜像を可視化する。クリーニング装置６４は感光体６１に残留するトナーを除去回収する。また、各作像部６の上方には、画像情報に基づいて各色の感光体６１の表面にレーザ光で照射する露光装置７が設けられている。
【００１２】
上記画像読み取り部３には、コンタクトガラス３１上に載置された原稿（不図示）の読み取り走査を行うための、原稿照明用光源とミラーよりなる読み取り走行体３２、３３が往復移動自在に配設されている。この読み取り走行体３２、３３により走査された画像情報は、レンズ３４の後方に設置されているＣＣＤ３５に画像信号として読み込まれる。この読み込まれた画像信号は、デジタル化され画像処理される。画像処理された信号に基づいて、上記露光装置７内のレーザダイオードＬＤ（不図示）の発光により、感光体６１の表面に静電潜像が形成される。ＬＤからの光信号は、公知のポリゴンミラーやレンズを介して感光体６１に至る。画像読み取り部３の上方には、原稿を自動的にコンタクトガラス３１上に搬送するための自動原稿搬送装置３６が取り付けられている。
【００１３】
上記中間転写ベルト５の周囲には、中間転写ベルト５上に形成されたフルカラートナー像を上記シートに転写するための転写装置５１が配置されている。また、この転写装置５１によりフルカラートナー像がシートに転写された後の、中間転写ベルト５表面に残留しているトナーを除去回収するための中間転写クリーニング装置５２が配置されている。
【００１４】
次に、上記構成のカラー画像形成装置の作像プロセスについて説明する。図２において、上記各作像部６では、周知の電子写真プロセスにより、中間転写ベルト５の回転に合せて、各感光体６１上に所定のタイミングで４色のトナー像が形成される。まず、イエロー作像部（Ｙ）では、左端の感光体上に形成されたイエロートナー像が中間転写ベルト５に転写される。マゼンタ作像部（Ｍ）では、次の感光体上に形成されたマゼンタトナー像がイエロートナー像の上に重ね合わされて中間転写ベルト５に転写される。シアン（Ｃ）の作像部では、更に次の感光体６１上に形成されたシアントナー像がマゼンタトナー像の上に重ね合わされて中間転写ベルト５に転写される。ブラック（Ｋ）の作像部では、右端の感光体上に形成されたブラックトナー像がシアントナー像の上に重ね合わされて中間転写ベルト５に転写される。このように、各感光体上に形成された４色のトナー像が順次重ね合わされて転写されることにより、中間転写ベルト５にフルカラートナー像が形成される。
【００１５】
一方、上記中間転写ベルト５上へのフルカラートナー像の画像形成動作に平行して、上記給紙部２の選択された給紙トレイ２１からシートが順次１枚ずつ分離給紙される。すなわち、図示の給紙部２においては、給紙トレイ２１に揺動可能に支持された載置台としての底板２４上にシート束が積載されている。この底板２４の揺動によりシート束の最上位のシートがシート給送手段としてのピックアップローラ２５に当接可能な位置まで上昇する。この最上位のシートは、ピックアップローラ２５の回転により給送されて、リバースローラ２７により１枚に分離される。そして、１枚に分離された最上位のシートは、シート搬送手段としての給紙ローラ２６の回転により給送され、その搬送経路下流側に配置されているレジストローラ２３へと搬送される。
【００１６】
上述のようにして分離搬送されたシートは、上記レジストローラ２３のニップに突き当たることにより搬送が一時止められて待機される。レジストローラ２３は、上記中間転写ベルト５上に形成されたフルカラートナー像と、上記シートの先端との位置関係が所定の位置になるよう、タイミングをとって回転を開始するように制御される。このレジストローラ２３の回転により、待機されているシートが再び給紙される。これにより、このシートの所定位置に、上記転写装置５１により、中間転写ベルト５上に形成されたフルカラートナー像が転写される。
【００１７】
このようにしてフルカラートナー像が転写されたシートは、その搬送経路の下流側の定着部８に送り込まれる。この定着部８は、上記転写装置５１により転写されたフルカラートナー像をシート上に定着する。フルカラートナー像が定着されたシートは、排紙ローラ４１により上記排紙収納部４に排紙収納される。
ここで、上記シートの両面に画像形成を行う際は、分岐部９１にてシートを分岐し、両面装置９を経由させることにより、シートの表裏を反転させる。この表裏が反転されたシートは、上記レジストローラ２３のニップに突き当たることで、そのスキューが補正された後、上述の片面への画像形成時と同様にして裏面への画像形成が行われる。
【００１８】
次に、本発明の特徴部に係るシート積載装置及びシート検知装置を適用した給紙部２について詳述する。
前述のように、給紙カセット２１からシートを給送することなく給紙カセット２１に積載されているシートの種類を判別するという要求があった。かかる判別が可能になれば、画像形成指令を受ける前に給紙カセット２１に積載されているシートの種類に最適な定着温度や転写電流等の画像形成条件に設定できるようにするとともに、給紙カセット２１の引き出し時にシートが引っかかるという不具合も発生しない。
また、画像形成装置のカラー化及び高速化に伴い、上記給紙トレイ２１に積載されているシートの、５枚とか６枚といった少数枚の残り枚数を正確に検知する要求も出てきた。これは、上記中間転写ベルト５の大型化に伴い、この中間転写ベルト５上に形成できる画像数が増えたのに対して、上記給紙トレイ２１から転写装置５１までの間にストックできるシートの枚数が少なくなったためである。例えば、図３に示す画像形成装置では、その中間転写ベルト５上には５枚分のシートに転写できる画像を形成できるのに、給紙トレイ２１から転写装置５１までの間には３枚のシートしかストックすることができない。この画像形成装置では、中間転写ベルト５上に５枚分のシートに転写できる画像が形成された後、シートエンドが検知されて給紙トレイ２１からシートが給紙されない場合、（５−３＝２）枚分のシートに転写可能な画像が余ってしまう。そして、この余った画像は、上記中間転写クリーニング装置５２により消去されることになる。このため、このような構成の画像形成装置では、給紙トレイ２１から転写装置５１までの間にストックできるシート枚数の不足により、無駄な画像形成が行われて、トナーが無駄に消費されてしまうことがあった。
そこで、本実施形態のカラー画像形成装置では、給紙トレイ２１からシート搬送経路に沿ってシートを給送することなく、給紙トレイ２１に積載されているシートの種類と枚数とを正確に検出できるように構成している。
【００１９】
図１は、本実施形態のカラー画像形成装置の給紙部２に設けたシート検知装置の概略構成図である。このシート検知装置は、シート操作手段と、シートを検知する検知手段としてのシート透過光量検知手段（光学的検知手段）とを備えている。
上記シート操作手段は、給紙カセット２１に積載されている複数のシート２０からなるシート束２０’の少なくとも端部を持ち上げ、その持ち上げたシート束２０’からシート２０を１枚ずつ落下させるようにシートを操作する。この操作により、給紙カセット２１に積載されているシート束からその一部のシートの端部を上方にめくって分離し、そのめくったシートを元の位置に落下させることができる。このシート操作手段は、図１に示すように、シート束２０’の端部を持ち上げるシート持ち上げ部材２０１と、シート持ち上げ部材２０１を図中矢印Ａで示す上下方向に駆動する駆動機構とにより構成されている。このシート持ち上げ部材２０１は、シートを持ち上げる前の状態において、給紙カセット２１の底板部２１ｂの一部に形成された切り欠き部２１ａに収容されている。
【００２０】
上記シート持ち上げ部材２０１のシート側の先端部はくさび状に形成されており、シート持ち上げ部材２０１の上方への移動の際にシート２０をスムーズに１枚ずつ落下させることができるようにしている。また、シート持ち上げ部材２０１の図１の紙面に垂直な方向における側端部は、本体側の図示しないガイド部によって上下方向にガイドされる。
【００２１】
図４（ａ）及び（ｂ）は、上記シート持ち上げ部材２０１のガイド経路を例示する説明図である。図４（ａ）の例では、シート持ち上げ部材２０１を上方に移動させるときは、上方移動開始位置Ｓから矢印Ａ１で示すようにシート持ち上げ部材２０１が次第に給紙カセット２１から離れる向きにガイドされる。このようにガイドすることにより、シート２０をよりスムーズに１枚ずつ落下させることができる。なお、給紙カセット２１内のシート２０’も最下端から最上端にいくにしたがってシートの端部が次第にシート持ち上げ部材２０１側に近づくようにシート束２０’の端面を傾けてセットするのが好ましい。このようにシート束２０’の端面を傾けてセットすることにより、シート２０を更にスムーズに１枚ずつ落下させることができる。また、シート持ち上げ部材２０１を上方移動終了位置Ｅから元の上方移動開始位置Ｓに戻すときは、矢印Ａ２で示すようにまず上方移動終了位置Ｅから鉛直方向下側に移動させ、次第に元の上方移動開始位置Ｓに近づけるようにガイドする。このようにガイドすることにより、シート持ち上げ部材２０１の先端部がシート束２０’の端部に接触させることなく、シート持ち上げ部材２０１を元の上方移動開始位置Ｓに戻すことができる。
また、シート持ち上げ部材２０１を上方移動終了位置Ｅから元の上方移動開始位置Ｓに戻すときは、図４（ｂ）の矢印Ａ２で示すように、まず上方移動終了位置Ｅから鉛直方向にそって最下端の位置まで移動させ、その後、元の上方移動開始位置Ｓに近づけるように水平方向に沿ってガイドしてもよい。
【００２２】
また、シート持ち上げ部材２０１の駆動機構は、複数のプーリー２０２ａ，２０２ｂに掛け渡され一方の端部がシート持ち上げ部材２０１固設されたワイヤー２０３と、ワイヤー２０３のもう一方の端部が回転軸に巻き付けられた駆動モーター２０４とにより構成されている。この駆動モーター２０４を所定の回転方向に回転させると、ワイヤー２０３を巻き取って上記シート持ち上げ部材２０１を上方に移動させることができる。一方、ワイヤー２０３を巻き取った後、駆動モーター２０４を逆回転させるとワイヤー２０３が伸びて上記シート持ち上げ部材２０１を下方に移動させることができる。
【００２３】
図５（ａ）〜（ｃ）は、上記シート持ち上げ部材２０１でシート束２０’を操作している様子を示す説明図である。図６は、シート持ち上げ部材２０１でシート束２０’の最上位のシート２０を持ち上げている様子を示す斜視図である。
例えば電源ＯＮ時及び給紙トレイセット時に駆動モータ２０４の回転駆動を開始すると、ワイヤー２０３が巻き取られてシート持ち上げ部材２０１が上昇し始める（図５（ａ）参照）。このシート持ち上げ部材２０１が上方へ移動するときに、給紙カセット２１に積載されているシート束２０’の端部が持ち上げられ、その持ち上げられたシート束２０’からシート２０が１枚ずつ隙間を形成しながら落下する（図５（ｂ）参照）。更にシート持ち上げ部材２０１が上昇し、シート持ち上げ部材２０１によって保持されたシートが最上位の１枚のシートとなったときに（図５（ｃ）及び図６参照）、発光手段２１０から発する光の光軸と受光手段２１１で受ける光の光軸とが一致する。このとき、発光手段２１０から発せられた光がシートを通過し、受光手段２１１の受光面に到達することにより、シート１枚の厚さ方向の透過光量が検出される。この透過光量の検出結果に基づいて光の透過率が算出され、シートの種類が判定される。
【００２４】
上記シート透過光量検知手段は、上記シート操作手段によるシート束の操作で分離したシートの光学特性としての透過光量を検出する。このシート透過光量検知手段は、発光手段２１０、受光手段２１１、これらの発光手段及び受光手段を動作させるための回路を有する基板などで構成されている。発光手段２１０はシート持ち上げ部材２０１の下面に取り付けられ、受光素子２１１は画像形成装置本体側に取り付けられている。なお、発光手段２１０を画像形成装置本体側に取り付け、受光手段２１１をシート持ち上げ部材２０１側に取り付けてもよい。
また、上記シート持ち上げ部材２０１の先端部には、シート束２０’の最上位のシートについて透過光量を検出するときに発光手段２１０と受光手段２１１との間の光軸が妨げられないように、光通過用の切り欠き部２０１ａが形成されている。
【００２５】
また、本実施形態のカラー画像形成装置では、給紙トレイ２１上に積載されているシート全体の厚さ方向における光の透過光量を検出する全体透過光量検知手段も備えている。この全体透過光量検知手段は、発光手段２２０、受光手段２２１、これらの発光手段及び受光手段を動作させるための回路を有する基板などで構成されている。発光手段２２０は給紙カセット２１の底板部２１ｂに埋め込まれるように取り付けられ、受光手段２２１は、上記受光手段２１１と同様に画像形成装置本体側に取り付けられている。なお、発光手段２２０を画像形成装置本体側に取り付け、受光手段２２１を給紙カセットの底板部２１ｂ側に取り付けてもよい。
この全体透過光量検知手段は、給紙トレイ２１上のシートが残り数枚程度になってきたときに、シート１枚当たりの透過光量の検出データと比較演算することにより、給紙トレイ２１上のシートの枚数を正確に測定するときに用いられる。
【００２６】
上記発光手段２１０、２２０はＬＥＤ（発光ダイオード）やＬＤ（半導体レーザ）等で構成することができる。この発光手段２１０としては白熱燈や蛍光灯等を用いて構成することもできる。また、上記受光手段２１１、２２１は、フォトトランジスタや光を受けると抵抗値が変化する光導電素子などで構成することができる。この発光手段２１０、２２０から発して受光手段２１１、２２１で受ける光は、可視光のほか赤外光や紫外光等であってもよい。
【００２７】
表１は、本実施形態のカラー画像形成装置で画像を形成する記録媒体として使用可能ないろいろな種類のシートについて測定した実験結果を示している。なお、この実験のＯＨＰについての測定は、光の透過率が高いため、発光手段の発光量を下げて行った。
【表１】
2004315210.tif 000003
【００２８】
表１からわかるように、シートの種類ごとに光の透過率が異なるため、シート透過光量検知手段で検出した透過光量に基づいて算出した透過率（％）から、シートの種類を判定することができる。また、給紙カセット２１上のシートの残り枚数が数枚以下程度まで少なくなってきた場合、同じ種類のシートであってもシートの枚数に応じて透過率が大きく変わることがわかる。したがって、１枚のシートの透過光量を検出する上記シート透過光量検知手段の検出結果と、給紙カセット２１上に残っているシート束の透過光量を検出する全体透過光量検知手段の検出結果とを用いて、給紙カセット２１上のシートの残り枚数を判定することができる。すなわち、上記２つの透過光量検知手段の検出結果に基づいて、シート１枚に対する光の透過率のデータを基準にして、給紙カセット２１上に残っているシートに対する光の透過率の比率（透過率比）を算出することにより、給紙カセット２１上のシートの残り枚数を判定することができる。
【００２９】
図７は、複数種類の普通紙の２枚（◇）、３枚（□）及び４枚（△）について上記透過率比（％）を測定した実験結果のグラフである。また、図８は、複数種類の第２原図、マイラーシート及びＯＨＰシートの２枚（◇）、３枚（□）及び４枚（△）について上記透過率比（％）を測定した実験結果のグラフである。各図中の境界線Ｃ１、Ｃ２及びＣ３はそれぞれ、１枚と２枚との境界、２枚と３枚との境界及び３枚と４枚との境界を示している。これらの境界線に対応する式をあらかじめ決定しておき、その式と、透過光量の検知データから算出した透過率比とに基づいて給紙カセット２１上の残シート枚数を判定できる。
【００３０】
また、最上位の１枚のシート２０の透過光量の０枚時の透過光量に対する光の透過率をｘ（％）とし、給紙トレイ２１内に積載されているシート束の透過光量の０枚時の透過光量に対する光の透過率をｚ（％）とすれば、ｘとｚとを用いた演算により、給紙カセット２１上に残っているシート枚数を算出できる。このシート枚数算出手段は、図９に示す画像形成装置のエンジン制御部１０１、給紙部２及びコントローラ制御部１０２のどこにあっても良い。図９において、エンジン制御部１０１は、画像形成部１、給紙部２及び定着部８を制御している。コントローラ制御部１０２は、エンジン制御部１０１をコントロールしており、外部のホストコンピューター１０３と接続されている。また、このコントローラ制御部１０２には、表示部１０４及び入力部１０５が接続されている。入力部１０５は、連続して画像形成するシートの枚数をユーザが入力するための枚数入力手段としても用いられる。
【００３１】
図１０は、上記シート枚数算出手段で用いる演算式の一例を模式的に示すグラフである。図１０に示すグラフの横軸ｘは、積載されているシート１枚の透過率（％）であり、縦軸ｙは、透過率比（ｚ／ｘ）×１００（％）である。図１０において、４０≦ｘ＜９７の範囲はＯＨＰシートの領域であり、上記シート枚数算出手段で１枚と２枚を識別する演算式はｙ＝ａｘ＋ｂである。また、図１０において、０．１≦ｘ＜４０の範囲は普通紙の領域であり、上記シート枚数算出手段で１枚と２枚を識別する演算式はｙ＝２０である。ここで、例えば、ｘ＝２０のとき、ｚ＝１０だったとすると、０．１≦ｘ＜４０の範囲なので、上記シート枚数算出手段の演算式として普通紙の演算式ｙ＝２０が用いられる。そして、ｙが２０より大きければ上記シート束の残り枚数は１枚、ｙが２０より小さければ２枚以上と識別される。図示のように、ｙ＝（１０／２０）×１００＝５０の場合には、上記シート束の残り枚数は１枚と判断される。ここで、上記シート束の残り枚数が２枚以上となった場合は、２枚と３枚、３枚と４枚、４枚と５枚等を識別する他の演算式を用いて、これらを順次演算していくことで、上記シート束の残り枚数を確定できる。なお、上記シート１枚の透過率ｘの値がｘ＜０．１のときは測定範囲外、９７≦ｘの時はシートなしと判断される。
【００３２】
上記図１０の例では、１枚時のシートの透過率よりシートの種類を識別しているが、１枚時のシートの透過率が同じで、しかもシートの種類が異なっている場合もある。例えば、ＯＨＰシートにも様々な種類があり、それぞれの透過率も違えば厚さも異なる。従って、実際に給紙されるシートの種類に合わせて、使用する演算式を変えるようにすることが望ましい。
そこで、例えば、図１１に示すように、シート束の１枚と２枚を識別するＯＨＰシートの演算式がｙ＝ａｘ＋ｂであるとすると、ＯＨＰシートの種類に応じてｙ＝ｃｘ＋ｄや、ｙ＝ｅｘ＋ｆに切り換えて用いるようにする。また、演算式中のａ，ｂ，ｃ，ｄの値をパラメータとして切り換えて用いるようにしてもよい。
【００３３】
図１２は、本実施形態のカラー画像形成装置における制御例を示すフローチャートである。この制御例では、電源ＯＮ時や給紙トレイセット時に、上記シート検知装置により画像形成に用いるシートの種類に関する情報（以下「シート情報」という。）を取得する（ステップ１）。次に、取得したシート情報に基づいてデータテーブルまたは計算等の任意の方法により定着条件である定着温度範囲を設定する（ステップ２）。次に、シートの給送予定があるか否かを判断し、給送予定がない場合はそのまま待機する（ステップ３）。一方、給送予定がある場合は、定着温度を上記定着温度範囲になるよう制御する（ステップ４）。定着温度が定着温度範囲内になり、その他の準備もすべて整ったら給紙部２へ給送命令を出し、シートの給送を開始する（ステップ５〜７）。
【００３４】
図１３は、他の制御例を示すフローチャートである。この制御例では、電源ＯＮ時や給紙トレイセット時にシート情報を取得し、データテーブルまたは計算等の任意の方法により作像速度（シートの搬送速度）を設定する（ステップ１，２）。給送予定がない場合はそのまま待機し、給送予定がある場合は、その他の準備もすべて整った事を確認し、上記設定した作像速度にて画像形成を開始し、給紙部２へ給送命令を出し、シートの給送を開始する（ステップ３〜６）。なお、画像形成の開始タイミングと給紙部２へ給送命令を出すタイミングの順序は逆でもよい。
【００３５】
図１４は、更に他の制御例を示すフローチャートである。この制御例では、電源ＯＮ時や給紙トレイセット時にシート情報を取得し、データテーブルまたは計算等の任意の方法によりシート上に画像を形成するときの画像形成条件を設定する（ステップ１，２）。給送予定がない場合はそのまま待機し、給送予定がある場合は、シート上に画像を形成するときの画像形成条件が上記設定した画像形成条件になるように制御する（ステップ３〜５）。その他の準備もすべて整ったら給紙部２へ給送命令を出し、シートの給送を開始する（ステップ６、７）。ここで、上記画像形成条件としては、感光体６１、帯電装置６２、現像装置６３、転写装置５１等に印加されるバイアスの電圧、電流及び周波数が挙げられる。また、画像形成装置がインクジェットプリンタの場合は、インクの量やインクジェットヘッドの位置制御の条件等が上記画像形成条件となる。
【００３６】
なお、上記実施形態において、上記シート束からの１枚ずつのシートの落下を利用して給紙カセット２１上に積載されている全シートの枚数を検知するようにしてもよい。この場合は、上記シート持ち上げ部材２０１により、給紙カセット２１に積載されている全シートからなるシート束の端部を持ち上げ、その持ち上げたシート束からシートを１枚ずつ落下させる。そして、この落下しているシートを検知するシート落下検知手段を設け、その検知結果に基づいて、給紙カセット２１に積載されている全シートの枚数を算出する。
【００３７】
図１５（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、上記シート落下検知手段を設けた一構成例に係る給紙部２を上方からみた部分断面図及び同給紙部２を側方からみた部分断面図である。この構成例におけるシート落下検知手段は、給紙カセット２１のシート規制部材（サイドフェンス）２１ｃ内に配設された発光手段２３０と受光手段２３１とを用いて構成されている。発光手段２３０は、上記シート持ち上げ部材２０１で持ち上げられたシート束の端部の下方に形成されている隙間に対して光を発する。また、受光手段２３１は、発光手段２３０から発した光が上記隙間を通過してくる透過光を受ける。各発光手段２３０及び受光手段２３１は、給紙カセット２１上の最大積載時のシート束の高さより十分高い位置まで検知できるようになっている。
【００３８】
上記発光手段２３０及び受光手段２３１はそれぞれ、例えば図１５（ｂ）に示すように複数の発光素子（例えばＬＥＤ、ＬＤ）及び受光素子が高さ方向に配列したアレイ素子と、そのアレイ素子を駆動する駆動回路とを用いて構成することができる。この場合は、上記シート持ち上げ部材２０１で持ち上げられたシート束２０’の端部の下方に形成されている隙間Ｇ（図１７参照）を光が通過してシートの落下を検知できるように、上記隙間に対向する発光素子及び受光素子で透過光の検知を行うようにアレイ素子の駆動を制御する。
【００３９】
また、図１６に示すように、各シート規制部材（サイドフェンス）２１ｃ内に形成したガイド溝２１ｄ内を上下方向に移動可能に配設した単一の発光素子２３０’及び受光素子２３１’と、各素子２３０’、２３１’を駆動する図示しない駆動手段とを用いて構成してもよい。この場合は、図１８に示すように上記隙間Ｇを光が通過してシート２０の落下を検知できるように、上記隙間Ｇの上下動に連動させるように駆動する。この駆動手段としては、例えば図１に示すシート持ち上げ部材２０１を駆動する駆動機構と同様な駆動手段を用いることができる。このように単一の発光素子２３０’及び受光素子２３１’を上下動させる場合は、上記アレイ素子を用いる場合に比して部品コストを下げることができる。
【００４０】
図１９は、上記図１５及び１６のシート落下検知手段で検知した透過光量の時間変化を模式的に示したグラフである。図中の「Ｔ」は発光手段２３０からの光束をシートの側面が通過する時間にほぼ相当している。このシート落下検知手段で検知した信号を０、１でカウントし、そのカウント結果に基づいてシートの枚数を算出することができる。
【００４１】
また、上記シート落下検知手段は、上記シート持ち上げ部材２０１で持ち上げられたシート束から落下するシート２０の端部の動きに応じてオン・オフを繰り返すマイクロスイッチを用いて構成してもよい。
図２０（ａ）〜（ｃ）は、マイクロスイッチ２４０を用いたシート落下検知手段でシートの落下を検知している様子を示す説明図である。図２０（ａ）に示すようにシート２０が落下する前は、マイクロスイッチ２４０内に設けられている図示しない付勢手段により、可動部材であるアクチュエータ２４０ａがオフ位置に付勢されている。図２０（ｂ）に示すようにシート２０が落下し始めてシートの端部がアクチュエータ２４０ａに当接すると、アクチュエータ２４０ａがオン位置まで押圧されて移動し、これによりマイクロスイッチ２４０がオン状態になる。その後、図２０（ｃ）に示すようにシート２０が更に落下してアクチュエータ２４０ａから離れると、上記付勢手段によってアクチュエータ２４０ａが付勢されて元のオフ位置に戻り、マイクロスイッチ２４０がオフ状態になる。このように１枚のシートの落下によってマイクロスイッチ２４０がオフ状態→オン状態→オフ状態と変化するので、このマイクロスイッチ２４０のオン・オフの検知結果に基づいて、シートの枚数を算出することができる。
【００４２】
図２１は、シート枚数検知の制御例を示すフローチャートである。まず、電源ＯＮ時や給紙トレイセット時に、上記シート落下検知手段を用いて給紙カセット２１上に積載されているシート枚数情報Ｎを取得する（ステップ１）。このシート枚数情報Ｎが、エンジン制御部１０１、コントローラ制御部１０２又は給紙部２のメモリ（記憶部）に記憶され、画像形成の制御に用いられる。そして、電源ＯＮ時や給紙トレイセット時以外の場合は、画像形成の制御に用いるシート枚数情報Ｎを、シート給送毎にその給送したシートの枚数を減算することによって更新する（ステップ８）。
次に、給送予定がない場合はそのまま待機し、給送予定がある場合は、前述の全体透過光量検知手段及びシート枚数算出手段により、給紙カセット２１上のシート束全体の透過光量に基づいてシート枚数情報Ｎ’を取得する（ステップ２，３）。このように給送予定がある度に、シート束全体の透過光量に基づいてシート枚数情報Ｎ’を取得する。なお、この透過光量に基づくシート枚数情報Ｎ’は大量枚数を識別しないため、１枚、２枚、３枚、４枚、５枚以上というような検知となる。
次に、上記画像形成の制御に用いるシート枚数情報Ｎが１０枚以下の場合は、このシート枚数情報Ｎが、上記全体透過光量検知手段等で取得したシート枚数情報Ｎ’と一致するか否かを判断する（ステップ４、５）。ここで、ＮとＮ’が一致しない場合は、画像形成の制御に用いるシート枚数情報Ｎを、枚数精度が高い上記全体透過光量検知手段等で取得したシート枚数情報Ｎ’で更新する（ステップ６）。ＮとＮ’が一致する場合は、前述のように画像形成の制御に用いるシート枚数情報Ｎを、シート給送毎にその給送したシートの枚数を減算することによって更新する（ステップ８）。
また、上記ステップ４の判断で、画像形成の制御に用いるシート枚数情報Ｎが１０枚よりも多い場合は、前述のように画像形成の制御に用いるシート枚数情報Ｎを、シート給送毎にその給送したシートの枚数を減算することによって更新する（ステップ８）。
【００４３】
なお、上記シート落下検知手段等を用いて取得した給紙カセット２１のシート枚数情報Ｎは、図９の表示部１０４に表示したり、ホストコンピュータ１０３等の外部接続機器に表示したりするように構成してもよい。この表示により、給紙カセット２１の残シート枚数をユーザに知らせて注意を促すことができる。
また、図７の入力部１０５によってユーザが入力したプリント枚数が、給紙カセット２１に積載されているシートの枚数よりも多い場合、画像形成動作を開始せずにシート不足であるという旨のメッセージを、表示部１０４やホストコンピュータ１０３等の外部接続機器に表示し、ユーザに注意を促すようにしてもよい。
【００４４】
以上、本実施形態によれば、上記シート積載装置としての給紙部２の給紙カセット２１上のシート束２０’からめくって分離したシート２０の端部を光学的に検知することにより、シート２０を給送させることなくシート２０の種類の判定が可能になる。
また、本実施形態によれば、上記光学的特性の検知を、上記シート束２０’の最上位の１枚のシート２０について行うことにより、シートの種類判定に用いる光学的特性の検知の検知対象が常に１枚となるので、シート２０の種類の判定精度が高まる。また、検知対象のシートの上方に他のシートが存在しないので、シート束の中央部のシートについて検知する場合に比して、発光手段及び受光手段の配置の自由度が高まる。
また、本実施形態によれば、上記給紙カセット２１に積載されているシート束２０’の端部を持ち上げ、その持ち上げたシート束２０’からシート２０を１枚ずつ落下させるように構成し、そのシートの落下を検知することにより、給紙カセット２１に積載されているシート束２０’のシート枚数を取得することができる。特に、給紙カセット２１に積載されているシート束２０’の全体について厚さ方向の光の透過光量を検知する場合とは異なり、シート束２０’のシート枚数が多い場合でもシート枚数を取得することができる。
特に、図１５〜１８に示すように発光手段２３０及び受光手段２３１を用いてシートの落下を光学的に検知する場合は、シートの落下を非接触に且つ高速に検知することができる。ここで、上記発光手段２３０及び受光手段２３１を上記隙間Ｇの上下動に連動させることにより、隙間Ｇが形成されている検知領域を横切るように落下するシート２０の落下をより確実に検知できる。また、発光手段２３０及び受光手段２３１に指向性が悪い光源や安価な受光素子を用いてもシートの落下を精度よく検知できる。
また特に、図２０に示すようにシート持ち上げ部材２０１に取り付けたマイクロスイッチ２４０を用いてシートの落下を検知する場合は、上記光学的に検知する場合のような発光及び受光の光軸を考慮する必要がない。また、上記間隙Ｇの移動に連動して発光手段及び受光手段を移動させたり、発光及び受光のアレイ素子の駆動を制御したりする必要もない。したがって、給紙部２及びその周辺の構成が簡易になり、低コスト化を図ることもできる。
また、本実施形態によれば、シート持ち上げ部材２０１で持ち上げたシート束２０’から分離したシート２０の厚さ方向における光の透過光量を検知することにより、シートの反射光を検知する場合に比してシート表面粗さの影響を受けにくく、より正確なシートの種類の判定が可能になる。
また、本実施形態によれば、上記全体透過光量検知手段により、給紙カセット２１に積載されているシート束全体の厚さ方向における光の透過光量を検知している。このシート束全体の透過光量を検知結果と、シート束から分離した１枚のシートの透過光量の検知結果とを比較演算することにより、給紙カセット２１上に積載されているシートの枚数を算出することができる。例えば、シート１枚当たりの光の透過率に対するシート束全体の光の透過率の比率に基づいて給紙カセット２１上に残っているシート枚数を算出することができる。この場合は、少量積載時のシート枚数を高精度に算出して取得することができる。
特に、上記比較演算に用いる演算式を複数備え、シート２０の種類に応じて複数の演算式からいずれか一つの演算式を選択して上記シートの枚数の演算に用いる場合は、種類が異なるシートのいずれにおいてもシート枚数を精度良く算出することができる。
また、本実施形態によれば、電源ＯＮ時に又は給紙カセットセット時に上記シート落下検知手段の検知結果からシート枚数を算出する。そして、その後の通常の画像形成時に、そのシート枚数から画像形成に用いたシートの使用枚数を減算して求めたシート枚数Ｎを、給紙カセット２１上の残シート枚数として制御に用いるが可能となる。更に、上記通常の画像形成時に求めた残シート枚数Ｎがあらかじめ設定した所定枚数（上記例では５枚）以下になってときに、その残シート枚数Ｎと、全体透過光量検知手段の検知結果から算出した残シート枚数Ｎ’とを比較し、両残シート枚数が異なる場合に、全体透過光量検知手段の検知結果から算出した残シート枚数Ｎ’を優先的に用いることにより、少量積載時のシート枚数情報の信頼性が高まる。
また、本実施形態によれば、上記シート落下検知手段の検知結果や上記全体透過光量検知手段の検知結果から算出した給紙カセット２１のシートの枚数を表示することにより、給紙カセット２１上のシートの残量をユーザに提示して注意を促すことができる。
また、本実施形態によれば、上記シート透過光量検知手段（光学的検知手段）の検知結果に基づいてシート２０の種類を判定し、その判定結果に基づいて画像形成条件を設定することにより、シート２０に最適な画像形成条件でシート２０上に画像を形成することができる。
特に、画像形成動作を行う前の待機状態にあるときに、上記シート２０の種類の判定結果に基づいて定着温度の設定制御を実行することにより、給紙指令を出して画像形成動作を開始した後に定着温度の設定制御を実行した場合の不具合を回避することができる。すなわち、定着手段における定着温度がシートに最適な温度ではない場合に、ユーザが画像形成動作開始を指示した後、定着温度がシートに最適な温度になるまでシートの給紙を待機させるための無駄な待ち時間が発生することがない。また、一度作成した画像を最適な定着温度で作成しなおす必要がなく、トナーの無駄使いや、大量のトナーを消費することによるクリーニング装置の負荷の増加を回避できる。
また特に、画像形成動作を行う前の待機状態にあるときに、上記シート２０の種類の判定結果に基づいてシート１枚当たりの作像速度（シート搬送速度）の設定制御を実行することにより、次のような不具合を回避できる。すなわち、一度作成した画像を最適な作像速度で作成しなおす必要がなく、トナーの無駄使いや、大量のトナーを消費することによるクリーニング装置の負荷の増加を回避できる。
また特に、画像形成動作を行う前の待機状態にあるときに、上記シート２０の種類の判定結果に基づいて感光体６１上に画像を形成するときの条件の設定制御を実行することにより、次のような不具合を回避できる。すなわち、一度作成した画像を、感光体への最適な画像形成条件で作成しなおす必要がなく、トナーの無駄使いや、大量のトナーを消費することによるクリーニング装置の負荷の増加を回避できる。
また、本実施形態において、上記シート枚数算出手段で算出された給紙カセット２１上のシート枚数が、入力部１０５で入力された画像形成対象のシート枚数よりも少ない場合に、画像形成動作を開始しないようにコントローラ制御部１０２で制御してもよい。この場合は、シート不足によって画像形成動作が途中で停止してしまうことを未然に防止することができる。また、無駄なトナー消費を防止するとともに、シートに転写できなかった感光体や中間転写ベルト上のトナー画像をクリーニング装置で除去する非生産的な動作を防止するとともに、クリーニング装置の負荷の増加を回避できる。
また、上記シート枚数算出手段で算出された給紙カセット２１上のシート枚数が、入力部１０５で入力された画像形成対象のシート枚数よりも少ない場合に、ユーザに注意を促すメッセージを表示部１０４に表示するように、コントローラ制御部１０２で制御してもよい。この表示により、無駄なトナー消費等を伴う画像形成動作をユーザが開始するのを未然に防止できる。
【００４５】
なお、上記実施形態ではシートが電子写真方式の画像形成装置に用いる転写紙（用紙）の場合について説明したが、本発明は、シート状物体であれば樹脂、ガラス等、紙以外のシートにも適用できる。
【００４６】
【発明の効果】
請求項１乃至２３の発明によれば、シート束のシート間に隙間を生じさせて分離されたシートを検知することにより、シートを給送することなく、積載されているシート種類の判定やシート枚数の算出等のためのシートの検知が可能になるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るカラー画像形成装置の給紙部に設けたシート検知装置の概略構成図。
【図２】同カラー画像形成装置の概略構成図。
【図３】同カラー画像形成装置の画像形成プロセスを説明するための説明図。
【図４】（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ上記シート検知装置のシート持ち上げ部材のガイド経路を例示する説明図。
【図５】（ａ）〜（ｃ）はシート持ち上げ部材でシート束を操作している様子を示す説明図。
【図６】シート持ち上げ部材でシート束の最上位のシートを持ち上げている様子を示す斜視図。
【図７】複数種類の普通紙の２枚（◇）、３枚（□）及び４枚（△）について透過率比（％）を測定した実験結果のグラフ。
（ｂ）は、
【図８】複数種類の第２原図、マイラーシート及びＯＨＰシートの２枚（◇）、３枚（□）及び４枚（△）について透過率比（％）を測定した実験結果のグラフ。
【図９】本実施形態に係るカラー画像形成装置の制御系のブロック図。
【図１０】シート枚数算出手段で用いる演算式の一例を模式的に示すグラフ。
【図１１】ＯＨＰシートの場合のシート枚数算出手段で用いる演算式の一例を模式的に示すグラフ。
【図１２】本実施形態のカラー画像形成装置における制御例を示すフローチャート。
【図１３】他の制御例を示すフローチャート。
【図１４】更に他の制御例を示すフローチャート。
【図１５】（ａ）は、シート落下検知手段を設けた一構成例に係る給紙部を上方からみた部分断面図。
（ｂ）は、同給紙部を側方からみた部分断面図。
【図１６】他の構成例に係る給紙部を側方からみた部分断面図。
【図１７】シート束の端部を持ち上げているときの隙間Ｇの発生の様子を示す説明図。
【図１８】上記隙間Ｇを光が通過してシートの落下を検知している様子を示す説明図。
【図１９】シート落下検知手段で検知した透過光量の時間変化を模式的に示したグラフ。
【図２０】（ａ）〜（ｂ）は他の構成例に係るシート落下検知手段でシートの落下を検知している様子を示す説明図。
【図２１】シート枚数検知の制御例を示すフローチャート。
【符号の説明】
１      画像形成部
２      給紙部
５      中間転写ベルト
６      作像部
７      露光装置
８      定着部
２０      シート
２０’      シート束
２１      給紙カセット
２１ａ      切り欠き部
２１ｂ      底板部
２３      レジストローラ
２５      ピックアップローラ
２６      給紙ローラ
２７      リバースローラ
５１      転写装置
５２      中間転写クリーニング装置
６１      感光体
６２      帯電装置
６３      現像装置
６４      クリーニング装置
１０１      エンジン制御部
１０２      コントローラ制御部
１０４      表示部
１０５      入力部
２０１      シート持ち上げ部材
２０１ａ      切り欠き部
２０２ａ，２０２ｂ      プーリー
２０３      ワイヤー
２０４      駆動モーター
２１０，２２０，２３０      発光手段
２１１，２２１，２３１      受光手段
２４０      マイクロスイッチ
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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