(57)【要約】【課題】  より多くの電力を節約すると共に部品の寿命が来る時期を遅くすることのできる画像形成装置を提供する。【解決手段】  用紙サイズを検知して給紙を行なう給紙装置に備えられる用紙サイズ検知装置に、用紙の一方端部に当接可能な可動部を有し、用紙をガイドするガイド手段２１，２２と、指向性を有する光を発光する発光部２５２を有し、発光部２５２を回動可能に支持する発光手段２５と、ガイド手段２１，２２の可動部に設けられる受光手段２６，２７と、受光手段２６，２７が発光部２５２からの光を受光したときの発光部２５２の角度を受光角度として検出する受光角度検出手段４２，４３と、受光角度から対応する用紙サイズを決定する用紙サイズ決定手段４４，４５，４６とを備える。【選択図】    図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
用紙サイズを検知して給紙を行なう給紙装置に備えられる用紙サイズ検知装置であって、
用紙の一方端部に当接可能な可動部を有し、用紙をガイドするガイド手段と、
指向性を有する光を発光する発光部を有し、前記発光部を回動可能に支持する発光手段と、
前記ガイド手段の可動部に設けられる受光手段と、
前記受光手段が前記発光部からの光を受光したときの前記発光部の角度を受光角度として検出する受光角度検出手段と、
前記受光角度から対応する用紙サイズを決定する用紙サイズ決定手段とを備えることを特徴とする用紙サイズ検知装置。
【請求項２】
前記ガイド手段は用紙を幅方向にガイドする幅ガイド手段と、長さ方向にガイドする長さガイド手段とからなり、
前記受光手段は前記幅ガイド手段の幅方向への可動部に備えられる第１の受光手段と、前記長さガイド手段の長さ方向への可動部に備えられる第２の受光手段とからなり、
前記受光角度取得手段は前記第１の受光手段が受光したときの第１の受光角度を取得する第１の受光角度検出手段と、前記第２の受光手段が受光したときの第２の受光角度を取得する第２の受光角度検出手段とからなり、
前記用紙サイズ決定手段は前記第１の受光角度から対応する用紙の幅を決定する幅決定手段と、前記第２の受光角度から対応する用紙の長さを決定する長さ決定手段とからなることを特徴とする請求項１に記載の用紙サイズ検知装置。
【請求項３】
前記用紙サイズ決定手段は前記受光角度に対応する用紙サイズと定型の用紙サイズとの差が所定のサイズ以内である場合には用紙サイズを当該定型サイズと決定することを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の用紙サイズ検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、用紙サイズ検知を行なう給紙装置に備えられる用紙サイズ検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の複写機等の画像形成装置において定型の用紙を給紙する場合に関しては給紙カセットを用いて給紙を行なっていた。これにおいては給紙カセット内の用紙ガイド板をカセット面に記載（刻印等）されているポジションに移動し、そのポジションによってカセットに設定されている用紙サイズを検知していた。また、不定形の用紙に関しては手差しトレイから供給しユーザによる操作パネルからの手入力により用紙サイズを入力するものが一般的であった。
【０００３】
また、例えば下記特許文献１には、給紙カセットの用紙サイズ変更に従って給紙カセットに表示する用紙サイズを自動的に変更し、かつ、用紙検知手段を最適面積に確保しつつ、小型化を可能とした給紙装置を提供する方法が記載されている。これにおいては 給紙カセットの前カバーに複数のセンサーを備えた検知基板と、センサーと対向可能でかつその対向可能な側面に複数の信号発生部を有する正多面柱体により構成された用紙サイズ検知ブロックと、検知ブロックを姿勢変位可能に保持するとともにセット位置で固定可能なホルダー部と、検知ブロックの信号発生部に表示された用紙サイズ表示標識を外部から視認可能とする表示窓とを設け、検知ブロックの方向や位置を給紙カセット内に収納された用紙のサイズに合わせて変更するようにしている。
【特許文献１】特開平８−２３９１２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の背景技術に記載した一般的な方式や上記特許文献１に記載の装置では給紙カセットにおいて不定型用紙サイズの検出を行なうことは出来ず、不定形用紙サイズの用紙を使用する場合には手差しトレイから給紙すると共にユーザが操作パネルから用紙サイズを入力する必要があった。しかしながらこの方法においてはユーザが用紙サイズを入力する手間がかかると共に手差しトレイからの給紙ではでは多量の用紙を一度にセットすることが出来ないことや複数種類の異なるサイズの用紙を予めセットしておくことが出来ないこと等不便であった。
【０００５】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、給紙カセット等においても不定形用紙サイズを検知することのできる用紙サイズ検知装置を提供することが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係る用紙サイズ検知装置は、用紙サイズを検知して給紙を行なう給紙装置に備えられる用紙サイズ検知装置であって、用紙の一方端部に当接可能な可動部を有し、用紙をガイドするガイド手段と、指向性を有する光を発光する発光部を有し、前記発光部を回動可能に支持する発光手段と、前記ガイド手段の可動部に設けられる受光手段と、前記受光手段が前記発光部からの光を受光したときの前記発光部の角度を受光角度として検出する受光角度検出手段と、前記受光角度から対応する用紙サイズを決定する用紙サイズ決定手段とを備えることを特徴とする。
【０００７】
請求項２に係る用紙サイズ検知装置は、請求項１に記載の用紙サイズ検知装置であって、前記ガイド手段は更に用紙を幅方向にガイドする幅ガイド手段と、長さ方向にガイドする長さガイド手段とからなり、前記受光手段は更に前記幅ガイド手段の幅方向への可動部に備えられる第１の受光手段と、前記長さガイド手段の長さ方向への可動部に備えられる第２の受光手段とからなり、前記受光角度取得手段は更に前記第１の受光手段が受光したときの第１の受光角度を取得する第１の受光角度検出手段と、前記第２の受光手段が受光したときの第２の受光角度を取得する第２の受光角度検出手段とからなり、前記用紙サイズ決定手段は更に前記第１の受光角度から対応する用紙の幅を決定する幅決定手段と、前記第２の受光角度から対応する用紙の長さを決定する長さ決定手段とからなることを特徴とする。
【０００８】
請求項３に係る用紙サイズ検知装置は、請求項１又は２に記載の用紙サイズ検知装置であって、前記用紙サイズ決定手段は前記受光角度に対応する用紙サイズと定型の用紙サイズとの差が所定のサイズ以内である場合には用紙サイズを当該定型サイズと決定することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、ガイド手段により用紙の一方端部をガイドすることにより可動部が用紙のサイズに合わせて移動し、これにより可動部に設けられた受光手段も同時に移動し、回動可能な発光手段により前記受光手段に対して光が当てられた場合に、受光角度検出手段により発光部の回動角度が検出され、用紙サイズ決定手段により前記受光角度から対応する用紙サイズが決定されるので、不定形用紙サイズが容易に検出可能となり、従来不定形用紙サイズの検出が行なえなかった給紙カセット等においても不定形用紙を使用し用紙サイズの検出を行なうことが可能となる。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、用紙の２方向をそれぞれガイドする幅ガイド手段と長さガイド手段が備えられ各ガイド手段の可動部に受光手段が備えられ、第１の受光角度検出手段と第２の受光角度検出手段により幅を検知するための第１の受光角度と長さを検知するための第２の受光角度を検出し、幅決定手段は第１の受光角度から用紙の幅を決定し、長さ決定手段は第２の受光角度から用紙の長さを決定するので、幅及び長さが載置時に決定されている不定形用紙サイズが容易に検出可能となり、従来不定形用紙サイズの検出が行なえなかった給紙カセット等においても不定形用紙を使用し用紙サイズの検出を行なうことが可能となる。
【００１１】
請求項３に記載の発明によれば、検出された用紙サイズと定型の用紙サイズとの差が比較的小さければ検出された用紙サイズが定型の用紙サイズと完全に一致しなくとも当該用紙サイズを定型の用紙サイズと判断するので、検出された用紙サイズに誤差がある場合にでも正しく定型の用紙として判断される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態として複写機１の給紙カセット２（給紙装置）に備えられた用紙サイズ検知装置を例にとり図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態による用紙サイズ検知装置が備えられた給紙カセット２を有する複写機１の概観を示す斜視図である。
【００１３】
複写機１はコピーの転写紙としての用紙を自動供給するために所定数、例えばここでは３つの給紙カセット２ａ，２ｂ，２ｃ（３つを特に区別しない場合には給紙カセット２という。）を備え、予めこの給紙カセット２に用紙をセットしておくことによりユーザによりコピーが指示された場合に適当な用紙を給紙カセット２から取り込みコピーを行なう。３つの給紙カセット２にはサイズの異なる用紙や同じサイズで方向の異なる用紙をセットすることにより、３つの給紙カセット２からより適当な用紙が複写機１により選択される。図１において複写機１の３つの給紙カセット２は上段（１ａ）、中段（２ｂ）、下段（２ｃ）の３段に備えられ、給紙カセット２ａ及び２ｃは閉状態、給紙カセット２ｂは開状態である。複写機１が運転される時には給紙カセット２は閉状態とされ、用紙を補給等するときに開状態にされる。閉状態の給紙カセット２を開状態にするには給紙カセット２を方向Ａにスライドさせる。
【００１４】
図２はこの給紙カセット２を上面から見た図である。エリア２４が用紙をセットするエリアで通常複数枚、例えば１００枚の用紙をセットする。用紙のガイド手段として給紙カセット２は左右のガイド板２１ａ及び２１ｂからなる幅ガイド板２１並びに長さガイド板２２を有する。幅ガイド板２１ａ及び２１ｂはトレイ２４の裏面側でラックピニオン機構で連結されており、一対のガイド板２１ａ及び２１ｂのいずれか一方を摺動操作することにより連動して移動し、両ガイド板が用紙に当接されるように位置移動することにより転写紙を搬送方向の中央部に幅合わせする。長さガイド板２２は摺動操作することにより矢印Ｂの方向に転写紙を移動し給紙カセットの側端２３に転写紙が当接するようにする。ここで、用紙の長さとは転写紙の搬送方向のサイズをいい、幅とはこれに垂直な方向のサイズをいう。また、給紙カセット２は発光装置２５を備え、幅ガイド板２１ｂ及び長さガイド板２２はそれぞれ受光装置２６及び２７を備える。
【００１５】
図３は発光装置２５の外観を示す図で、発光装置２５は単一指向性を有する単焦点の光を発光部２５２から発する。発光支持台２５１は矢印２５３の方向に約９０度回転することにより光を給紙カセット２内の水平方向ほぼ全域に照射することができるようになっている。発光支持台２５１の回転はステッピングモーター３１（図６参照）等を使用して行なわれる。矢印２５４は光の発光方向を示している。
【００１６】
図４は受光装置２６，２７の外観を示す図で、フォトデテクター等の光を検出するための受光素子等がガイド板２１ｂ，２２に設置され、それらはセンサー３３，３４（図６参照）に接続されている。受光した光の強度（受光強度）はセンサーにて検出されＲＡＭ３２５（図６参照）に記憶される。発光装置２５が９０度回転し終わるとＲＡＭ３２５に記憶された全角度（０〜９０度）の受光強度から角度に対する受光強度のピークを求めそのピーク時の角度を受光角度とする。
【００１７】
図５は受光強度のピークが３０度である場合の全角度（０〜９０度）に対する受光強度分布の例を示す図である。
【００１８】
図６は本発明に係る用紙サイズ検知装置のハードウェア構成を示すブロック図である。ステッピングモーター３１は制御回路３２から受信するパルスに従い発光装置２５の発光支持台２５１を回転させる。発光装置２５は上述のもので制御回路３２から受信する発光のオン／オフ信号に従い光の発光をオン／オフする。幅受光装置２６及び長さ受光装置２７は前述のもので受光素子により発光装置２５からの光を受光する。センサー３３，３４は幅受光装置２６及び長さ受光装置２７で受光した光の強度を測定し制御回路３２に伝える。
【００１９】
制御回路３２はステッピングモーター３１と発光装置２５へのＩ／Ｏインターフェース３２１、センサー３３，３４へのＩ／Ｏインターフェース３２３、Ｉ／Ｏインターフェース３２１及び３１３への入出力の制御及び入力データから用紙サイズを検出する制御を行なうプログラム並びに受光支持台２５１の角度と用紙サイズを関連付けた情報が格納されるＲＯＭ３２４、受光ピークを求めるためにセンサー２３，２４から受信した受光強度の情報及びステッピングモーター３１へ出力したパルス数の情報を関連付けて一時的に格納するＲＡＭ３２５、及びＲＯＭ３２４に格納された上記プログラムをフェッチして実行するＣＰＵ３２２を有する。
【００２０】
図７は本発明に係る制御回路３２の機能構成を示すブロック図である。発光装置制御部４１はステッピングモーター３１へのパルスの出力及び光の発光のオン／オフを制御する信号の発光装置２５への出力を行なう。幅受光角度検出部４２及び長さ受光角度検出部４３はそれぞれセンサー３３及びセンサー３４から幅受光装置２６及び長さ受光装置２７が受光した光の強度を受信すると共に発光装置制御部４１からステッピングモーター３１に送信したパルスのカウント値（ステップパルスカウント値）を受信し、受光強度とステップパルスカウント値を関連付けてＲＡＭ３２５に記憶する。幅受光角度検出部４２及び長さ受光角度検出部４３は全方位に対する発光装置２５による光の発光が終了したらＲＡＭ３２５に格納した全方位に対する受光強度のデータにより受光強度のピークに対応する角度（又は角度に対応する情報であるステップパルスカウント値）を求めこれを幅受光角度及び長さ受光角度としてそれぞれ幅決定部４５及び長さ決定部４６に送信する。
【００２１】
幅決定部４５及び長さ決定部４６はＲＯＭ３２４に格納されている角度幅関係情報４７及び角度長さ関係情報４８により受信した幅受光角度及び長さ受光角度に対応する幅及び長さを個々に求め、最終的にサイズ決定部４４が用紙のサイズを決定する。求めた幅及び長さと定型の用紙サイズ、例えばＪＩＳ規格によるＡ４，Ｂ４等、が所定のサイズ以下、例えば±３ｍｍ以下で異なる場合にはこの用紙のサイズを上記の定型用紙サイズと決定する。
【００２２】
図８は角度幅関係情報４７及び角度長さ関係情報４８としてのグラフで、横軸は発光角度情報としてのステップパルスカウント値を単位「ステップ」で示す。ステップパルスカウント値の５００ステップは角度の９０度に対応する。縦軸は用紙のサイズを単位「ｍｍ」で示す。グラフ線５１は用紙の幅を表すもので、グラフ線５２は用紙の長さを表すものである。例えば幅受光角度が１８０ステップ（３２．４度）の場合、用紙の幅は２１０ｍｍで長さ受光角度が２８０ステップ（５０．４度）の場合、用紙の長さは２９７ｍｍでこの用紙はＡ４サイズである。この情報は開発時に例えば実験によりデータを取得することにより作成しＲＯＭ３２４に格納しておく。
【００２３】
次に図９のフローチャートを使用して用紙サイズ検知装置の制御の流れを説明する。Ｓ１では、発光装置制御部４１はステップパルスカウンタＳを初期化するためにＳに０を代入する。Ｓ３では、発光装置制御部４１はステッピングプモーター３１を制御して発光装置の発光方向を初期化し０度方向に向ける。Ｓ５では、発光装置制御部４１は発光装置２５に対して発光オンを指示する信号を送信し、発光を開始させる。
【００２４】
Ｓ７では、幅受光角度検出部４２はセンサー３３から受信した受光強度と発光装置制御部４１から受信したステップパルスカウンタＳの値を関連付けてＲＡＭ３２５に記憶する。Ｓ９では、長さ受光角度検出部４３はセンサー３４から受信した受光強度と発光装置制御部４１から受信したステップパルスカウンタＳの値を関連付けてＲＡＭ３２５に記憶する。Ｓ１１では、発光装置制御部４１はステップパルスカウンタＳに１を加える。Ｓ１３では、ステップパルスカウンタＳの値がＳの所定の最大値であるＳｍａｘ、ここでは例えば９０度を表す５００ステップでない場合には（Ｓ１３でＮＯ）、Ｓ１５へ進む。Ｓ１５では、発光装置制御部４１はステッピングモーター３１にパルスを送信し、ステッピングモーター３１を１ステップ回転させる。Ｓ１５の処理を終了したらＳ７へ戻り次の角度に対する受光強度を測定する。
【００２５】
Ｓ１３の分岐でステップパルスカウンタＳがＳｍａｘの場合には（Ｓ１３でＹＥＳ）、全方向に対しての受光強度の測定が終了したということであるのでＳ１７へ進む。Ｓ１７では、幅受光角度検出部４２及び長さ受光角度検出部４３はそれぞれＲＡＭ３２５に格納した幅受光強度と角度の関係情報及び長さ受光強度と角度の関係情報を元に受光強度がピークとなる角度を取得し、これらを幅受光角度及び長さ受光角度とし、幅受光角度を幅決定部４５に、長さ受光角度を長さ決定部４６に送信する。Ｓ１９では、幅決定部４５はＲＯＭ３２４に格納される角度幅関係情報４７により受信した幅受光角度に対応する用紙の幅を取得する。また、長さ決定部４６はＲＯＭ３２４に格納される角度長さ関係情報４８により受信した長さ受光角度に対応する用紙の長さを取得する。
【００２６】
Ｓ２１では、幅決定部４５は取得した幅が定型用紙の（縦横いずれかの）サイズの±３ｍｍ以内であるか否かをチェックする。また、長さ決定部４６は取得した長さが定型用紙の（縦横いずれかの）サイズの±３ｍｍ以内であるか否かをチェックする。幅及び長さの両方において定型サイズとの差が±３ｍｍ以内であれば（Ｓ２１でＹＥＳ）、Ｓ２３へ進む。Ｓ２３では、サイズ決定部４４は当該用紙サイズを定型サイズとする。Ｓ２１の分岐において幅及び長さの少なくとも一方において定型サイズとの差が±３ｍｍより大きい場合、又はＳ２３の処理が終了した場合にはＳ２５でサイズ決定部４４は用紙サイズを確定する。
【００２７】
このように本実施形態によれば、用紙の幅方向をガイドする幅ガイド装置及び長さ方向をガイドする長さガイド装置の可動部にそれぞれ受光装置を備え、幅受光角度検出部４２と長さ受光角度検出部４３により幅受光角度と長さ受光角度を検出し、これらの受光角度から用紙の幅及び長さを決定するので、不定形用紙サイズが容易に検出可能となり、従来不定形用紙サイズの検出が行なえなかった給紙カセット等においても不定形用紙を使用し、用紙サイズを検出することが可能となる。また、検出された用紙サイズと定型の用紙サイズとの差が幅、長さ共に±３ｍｍ以内であれば検出された用紙サイズが定型の用紙サイズと完全に一致しなくとも当該用紙サイズを定型の用紙サイズである判断するので、検出された用紙サイズに誤差がある場合にでも正しく定型の用紙として判断される。
【００２８】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、以下に述べる態様を採用することができる。例えば本実施形態においては、受光素子としてフォトデテクター（フォトダイオード）を使用したがフォトデテクターの代わりにＣＣＤ（Charge Coupled Device：電荷結合素子）等を使用してもよい。また、本実施形態においては、発光装置の回動にステッピングモーターを使用したが、代わりにロータリーエンコーダー等を使用してもよい。
【００２９】
本実施形態においては、幅受光装置と長さ受光装置にそれぞれセンサーを取り付ることにより光の受光が幅受光装置においてのものか長さ受光装置においてのものかを判別したが、幅受光角度と長さ受光角度が重なり合わないような装置の場合には幅受光装置及び長さ受光装置で共通のセンサーを１つ備えその受光角度により光の受光が幅受光装置においてのものか長さ受光装置においてのものかを判別してもよい。
【００３０】
給紙カセットにおいて発光装置が備えられる位置及びガイド板において受光装置が備えられる位置は必ずしも本実施形態において使用した位置である必要はなく、例えば発光装置は給紙カセットの辺の中ほどに備えてもよい。また、例えば受光装置はガイド板の可動部であればどの位置に備えられてもよい。ただし、発光装置から発光された光が受光装置において適切に受光され、受光装置が２つ以上ある場合には互いの光の受光が適切に検出されるような位置に備えられることが望ましい。
【００３１】
本実施形態においては、幅及び長さの用紙の２方向についてサイズを検知することにより用紙のサイズを検知したが、必ずしも２方向について検知する必要はなく１方向であってもよい。例えばファクシミリ装置等に使用されるロール紙等の場合には幅のみの検出が有用となる。
【００３２】
本実施形態においては、単焦点の光を発光部から出力する光に使用したが、これは必ずしも単焦点である必要はない。本実施形態のように受光強度のピークを求める方法を使用すれば単焦点の光でなくとも適切に受光角度を求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態による用紙サイズ検知装置を備える給紙装置を有する複写機の外観を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態による用紙サイズ検知装置を備える給紙装置の機械的構成を主に示す上面図である。
【図３】本発明の一実施形態による発光装置の外観を示す斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態による受光装置の外観を示す斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態による受光角度と受光強度の関係を示すグラフ図である。
【図６】本発明に係る用紙サイズ検知装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図７】本発明に係る用紙サイズ検知装置の機能構成を示すブロック図である。
【図８】本発明に係る用紙サイズと受光角度の関係を示すグラフ図である。
【図９】本発明に係る用紙サイズ検知装置における制御の流れを示すフローチャート図である。
【符号の説明】
【００３４】
１    複写機
２    給紙カセット（給紙装置）
２１  幅ガイド板（ガイド手段、幅ガイド手段）
２２  長さガイド板（ガイド手段、長さガイド手段）
２５  発光装置（発光手段）
２６  幅受光装置（受光手段、第１の受光手段）
２７  長さ受光装置（受光手段、第２の受光手段）
４１  発光装置制御部
４２  幅受光角度検出部（受光角度検出手段、第１の受光角度検出手段）
４３  長さ受光角度検出部（受光角度検出手段、第２の受光角度検出手段）
４４  サイズ決定部（用紙サイズ決定手段）
４５  幅決定部（用紙サイズ決定手段、幅決定手段）
４６  長さ決定部（用紙サイズ決定手段、長さ決定手段）
【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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