(57)【要約】【課題】幅広い位置検出幅を有し、かつフラグ、フォトインタラプタに製造上のバラツキがある場合でも正確な位置検出が可能な位置検出技術を提供する。【解決手段】光を発光する発光部７１と、発光部７１に対向して設置された発光部７１の光を受光する受光部７２とを有し、受光部７２の受光量に応じて出力電圧が変動するフォトインタラプタ６８と、発光部７１と受光部７２の間を往復移動し、光透過性を有するフラグ６９と、を有するループ量検出装置６４を具備し、記録紙Ｓに画像形成を行う画像形成装置３０であって、フラグ６９は、発光部７１から受光部７２に光を発光する方向において、厚みが漸次変化する形状を有し、フラグ６９の往復移動によって、フォトインタラプタ６８の出力電圧の変化に応じて、記録紙Ｓの状態を検出することを特徴とする画像形成装置。【選択図】図２
2012058317.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を発光する発光手段と、前記発光手段に対向して設置された前記発光手段からの光を受光する受光手段とを有し、前記受光手段の受光量に応じて出力電圧が変動するフォトインタラプタと、
前記発光手段と前記受光手段の間を往復移動し、光透過性を有するフラグと、
を有する位置検出手段を具備し、記録紙に画像形成を行う画像形成装置であって、
前記フラグは、前記発光手段から前記受光手段に光を発光する方向において、厚みが漸次変化する形状を有し、
前記フラグの往復移動によって、前記フォトインタラプタの出力電圧の変化に応じて、記録紙の状態を検出することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
トナー画像を記録紙に転写する転写手段と、
記録紙に転写されたトナー画像を定着する定着手段と、
記録紙が前記転写手段と前記定着手段によって搬送される際に前記転写手段と前記定着手段の間に生じる記録紙のループ量を、前記転写手段と前記定着手段の間に配置された前記位置検出手段によって検出し、前記位置検出手段により検出したループ量に基づき、予め記憶されたループ量になるように前記定着手段による記録紙搬送量を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
積載された複数の記録紙を上昇させるリフト手段と、
前記リフト手段によって上昇された複数の記録紙の最上面に接し、接した最上面の記録紙を搬送するためのローラと、
前記リフト手段を駆動させるための駆動力伝達手段と、
記録紙が前記ローラによって搬送される際に生じる接触圧を、前記位置検出手段が前記駆動力伝達手段の端部に配置された前記フラグの位置を検出することにより検出し、前記位置検出手段により検出した前記接触圧に基づき、予め記憶された接触圧になるように前記リフト手段による記録紙の上昇量を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記発光手段と前記受光手段の間を移動する際の前記フラグの厚みが第１の厚みであるときに前記フォトインタラプタが出力する出力電圧と、前記フラグの厚みが前記第１の厚みに比べて厚い第２の厚みであるときに前記フォトインタラプタが出力する出力電圧とに基づき、所定のループ量に対応してあらかじめ記憶された閾値電圧を補正することを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記発光手段と前記受光手段の間を移動する際の前記フラグの厚みが第１の厚みであるときに前記フォトインタラプタが出力する出力電圧と、前記フラグの厚みが前記第１の厚みに比べて厚い第２の厚みであるときに前記フォトインタラプタが出力する出力電圧とに基づき、所定の接触圧に対応してあらかじめ記憶された閾値電圧を補正することを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記フラグの厚みが前記第１の厚みであるときの前記フォトインタラプタの出力電圧と予め定められた第１の出力電圧との差分である第１の差分値と、前記フラグの厚みが前記第２の厚みであるときの前記フォトインタラプタの出力電圧と予め定められた第２の出力電圧との差分である第２の差分値とを用いて、前記閾値電圧を補正することを特徴とする請求項４又は５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記フラグの前記第１の厚みは前記フラグの最小厚みであり、前記フラグの前記第２の厚みは前記フラグの最大厚みであることを特徴とする請求項４乃至６のいずれか１項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、電子写真プリンタ、デジタル複合機等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、透過型のフォトインタラプタを用いて多段階の検出を行う装置として、その移動量に応じてフォトインタラプタのスリットを覆う面積が比例して増加するような形状の遮光板を有する位置検出装置が、例えば特許文献１に提案されている。この位置検出装置の構成について、図９（ａ），（ｂ）を参照しつつ説明する。図９（ａ），（ｂ）において、発光体１２から受光体１３へ向けて投光される光を遮蔽する遮光板２０Ａは、フォトインタラプタ１０の隙間を通って方向Ａに往復動可能であって、方向Ａと直交する方向の幅Ｗｐ２が変化している。この遮光板２０Ａの幅Ｗｐ２は、先端から所定の方向Ａに沿って徐々に広くなっている。例えば、遮光板２０Ａは楔形の形状を有する。換言すれば、遮光板２０Ａは、遮光板２０Ａの移動量に応じてフォトインタラプタ１０のスリット１４を覆う遮光面積が比例して増加するような形状を有する。この位置検出装置によれば、遮光板２０Ａの移動距離に応じた出力結果が得られ、遮光板２０Ａの位置情報の多値出力を得ることができる。
【０００３】
また、透過型のフォトインタラプタを用いて多段階の検出を行う検知装置として、濃度を段階的に変化させたフラグを用い、その透過光量を変化させることで検出結果を得るものが、例えば特許文献２に提案されている。この検知装置は、図９（ｃ）に示すようにフラグ５０３に段階的な濃度のパターン（Ｄ（０）〜Ｄ（７））を刻み、フォトインタラプタ７０１により多段階に検出を行う装置である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１４７９５５号公報
【特許文献２】特開２００４−１９６４８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した検出装置を画像形成装置に用いた場合、以下に述べるような課題があった。すなわち、斜め遮光板２０Ａを用いた方法でフォトインタラプタ１０の遮光量を段階的に制御するためには、スリット１４に対しての遮光板２０Ａの位置精度を高める必要がある。そのため、製造上の位置バラツキの許容幅が小さく、大量生産する画像形成装置に適用することは困難である。特に、近年の画像形成装置は小型化が進んでおり、搭載されるフォトインタラプタ１０も小型でなければならない。しかし、従来の位置検出装置を小型化するには、受光部のスリット幅を小さくする必要がある。スリット幅を小さくすると、斜め遮光板２０Ａの移動量に対する出力の応答が敏感になり、遮光板２０Ａの位置を検出できる幅が非常に小さくなってしまうという課題があった。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、幅広い位置検出幅を有し、かつ小型化した際にも精度良く位置検出が可能な位置検出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】
【０００７】
上記課題を解決するため本発明は、以下の構成を有する。
【０００８】
光を発光する発光手段と、前記発光手段に対向して設置された前記発光手段からの光を受光する受光手段とを有し、前記受光手段の受光量に応じて出力電圧が変動するフォトインタラプタと、前記発光手段と前記受光手段の間を往復移動し、光透過性を有するフラグと、を有する位置検出手段を具備し、記録紙に画像形成を行う画像形成装置であって、前記フラグは、前記発光手段から前記受光手段に光を発光する方向において、厚みが漸次変化する形状を有し、前記フラグの往復移動によって、前記フォトインタラプタの出力電圧の変化に応じて、記録紙の状態を検出することを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、位置検出装置は幅広い位置検出幅を有し、かつ小型化した際にも精度良く位置検出が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例１の画像形成装置の正面断面図
【図２】実施例１のループ量検出装置の拡大図
【図３】実施例１の定着ローラと二次転写ローラ間のループ量検出状態を示す図
【図４】実施例１のフラグの厚み、フォトインタラプタ出力及びフラグの角度の関係を示すグラフ
【図５】実施例１のフォトインタラプタの出力電圧を示すグラフ
【図６】実施例２のカセットと加圧駆動系の配置図
【図７】実施例２の検知部の厚みとフォトインタラプタ出力及びラック移動距離の関係を示すグラフ
【図８】実施例２の各モードにおけるラックの位置を示す図
【図９】従来の位置検出装置を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下本発明を実施するための形態を、実施例により詳しく説明する。
【実施例１】
【００１２】
［画像形成装置の構成と動作］
本実施例が適用される紙のループ検出装置を有する画像形成装置について説明する。図１は画像形成装置３０の正面断面図である。画像形成装置３０は、複数の紙（記録紙）Ｓを収納したカセット３１を有している。また、このカセット３１は前方から画像形成装置３０本体に出し入れ自在に装着されている。カセット３１の右端部には、ピックアップローラ３２が内蔵されていて、プリント信号にあわせてカセット３１から紙Ｓを搬送させる。その下流側には、レジストローラ３３が配置されている。画像を書き出すタイミングに合わせてレジストローラ３３を回転させることにより、紙Ｓは画像形成部へと搬送される。
【００１３】
画像形成部は、中間転写ベルト３４、中間転写ベルト３４を駆動するための駆動ローラ３５と従動ローラ３６、感光ドラム４１〜４４、現像ローラ５１〜５４を有する。画像形成部は、イエローとマゼンタの感光ドラム４１，４２を照射する１、２ステーション（以下ｓｔとする）のレーザースキャナユニット６０、シアンとブラックの感光ドラム４３，４４を照射する３、４ｓｔのレーザースキャナユニット６１を有する。更に、画像形成部は、二次転写ローラ６３も有している。そして、二次転写ローラ６３と定着ローラ６５の間に紙Ｓのループ量（撓み量）を検出するループ量検出装置６４が配置されている。ここで、ループとは二次転写ローラ６３のニップ部と定着ローラ６５のニップ部を結んだ仮想の直線に対する紙Ｓの撓みを意味する。なお、ループ量検出装置６４は奥行き方向で紙Ｓの中央部に設置されている。画像形成装置は、他に紙Ｓ上のトナーを定着させるための定着ローラ６５、紙Ｓを排紙部へ搬送するための排紙ローラ６６、排紙された紙を保持する排紙トレイ６７を有している。また、制御部９５（例えば、ＣＰＵやＡＳＩＣ等）が以下のループ量制御を含む画像形成工程の制御を司る。この制御部９５は、制御に必要な各種データを記憶するための記憶部（例えば、ＲＡＭ，ＲＯＭ）を有するものとする。
【００１４】
次に、画像形成工程について説明する。制御部９５は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順に、レーザースキャナユニット６０、６１からレーザー光を発生させ、感光ドラム４１〜４４上に静電潜像を順次作成し、現像ローラ５１〜５４によりそれぞれの静電潜像にトナーを付着させて現像する。そして、順次中間転写ベルト３４上に４色の画像を載せる。この中間転写ベルト３４上に作成されたトナー画像を二次転写ローラ６３と中間転写ベルト３４のニップ部において、紙Ｓ上に転写していく。その後、紙Ｓは二次転写ローラ６３から定着ローラ６５のニップ部へと搬送される。その場合、制御部９５は紙Ｓを適正なループ量に制御する。薄くて強度の弱い紙Ｓはループ量を大きくして、定着ローラ６５の搬送力が二次転写部へ伝わらないようにしなければならない。また、厚くて強度の強い紙Ｓはループ量を小さくして、定着ローラ６５の保持力が二次転写部へ伝わらないようにしなければならない。このループ量は紙Ｓの強度に大きく依存する。このループ量制御の方法については後ほど詳しく説明する。そして、定着ローラ６５のニップ部で、熱と圧力が加えられ紙Ｓにトナー像が定着される。その後、定着された紙は排紙ローラ６６によって印字面を下側にして排紙トレイ６７上に排出される。以上が画像形成工程である。
【００１５】
［ループ量検出装置］
次に、ループ量を検出するループ量検出装置６４について説明する。図２（ａ）は紙Ｓのループ量を測定するループ量検出装置６４の拡大図であり、図２（ｂ）はループ量検出装置６４の斜視図である。ループ量検出装置６４は、フォトインタラプタ６８とフラグ６９、定着入口ガイド７０によって構成されている。なお、フラグ６９は透過性を有するものであればよく、ここでは一例としてフラグ６９はＡＢＳ樹脂の自然色を用いた。フォトインタラプタ６８は、レーザーを発光する発光部７１と、その発光部に対向して設けられた受光部７２を備えている。また、フラグ６９は図２（ｂ）に示すように発光部７１と受光部７２の間で定着入口ガイド７０によって保持され、図２（ａ）中のＡを中心に回転し、発光部７１と受光部７２の間を往復移動する。また、定着入口ガイド７０は装置本体に固定されており、紙Ｓの先端を定着ローラ６５へガイドする機能を有する。そして、フラグ６９はフォトインタラプタ透過部６９ａの厚みが漸次変化するテーパー形状であり、フラグ６９の角度に応じて光透過性を有する樹脂の厚みが変化し、透過率とフォトインタラプタの出力電圧が、幅広く連続的に変動するように構成されている。
【００１６】
図３は、二次転写ローラ６３と定着ローラ６５の間で紙Ｓがループを形成している状態を示す図である。紙Ｓが二次転写ローラ６３から定着ローラ６５へ搬送されている間、紙Ｓがフラグ６９を倒し、そのループ量が検出される。図３（ａ）は厚紙Ｓ１の通紙時の適正な所定のループ量を示し、図３（ｂ）は薄紙Ｓ２の通紙時の適正な所定のループ量を示す。ここで、適正なループ量とは、定着ローラ６５の紙Ｓの保持力の影響が二次転写ローラ６３に伝わらないループ量を指す。図３（ａ）において、フラグ６９の倒れ量は初期位置から１８°倒れた状態であり、図３（ｂ）は３７°倒れた状態である。なお、適正なループ量は前もって測定し、画像形成装置本体の記憶部に記憶させておく。また、適正なループ量は紙種によっても異なり、本実施例では説明は省くが、ＯＨＴ紙、グロス紙、はがき等にも適正なループ量が存在する。
【００１７】
次にループ量検出装置６４による出力電圧について説明する。図４（ａ）のグラフは発光部７１と受光部７２の間に存在するフォトインタラプタ透過部６９ａの厚みと角度の関係を示している。フラグ６９の角度が０°である初期位置から４０°に達するまで、フォトインタラプタ透過部６９ａの厚みが０．８ｍｍから４ｍｍまで線形に増えている。その後、フラグ６９の最大傾斜角度である５３°までフォトインタラプタ透過部６９ａの厚みは４ｍｍで一定である。フラグ６９の角度が０°である初期位置でのフォトインタラプタ透過部６９ａの厚み０．８ｍｍを第１の厚み、フラグ６９の角度が４０°〜５３°でのフォトインタラプタ透過部６９ａの厚み４ｍｍを第２の厚みとする。図４（ｂ）はフォトインタラプタ６８の出力電圧とフラグ６９の角度のグラフを示す。図２（ｂ）に示すように発光部７１から照射された光は、フォトインタラプタ透過部６９ａによって減衰させられ、その減衰量はフラグ角度、すなわち厚みの増加とともに増えていく。その結果、受光部７２の受光量も減少する。そして、初期位置時のフォトインタラプタ透過部６９ａの厚み０．８ｍｍから４ｍｍに厚くなるに従い、出力電圧も０．４Ｖから３Ｖまで上昇する。なお、フォトインタラプタ透過部６９ａの光の透過量は最大厚み部（本実施例では４ｍｍ）において、フォトインタラプタ６８の最大出力電圧以下（本実施例では３．３Ｖ以下）に設定する必要がある。この理由については後述する。先に説明したように、本実施例では、厚紙Ｓ１の適正なループ量はフラグ６９の角度が１８°のときであるので、図４（ｂ）から読み取れるように、フォトインタラプタ出力電圧が１．３Ｖのときである。同様に、薄紙Ｓ２の適正なループ量はフラグの角度が３７°のときであるので、２．９Ｖが適正なフォトインタラプタ出力電圧であることが分かる。この適正なループ量に対応するフォトインタラプタ出力電圧は、あらかじめ測定し制御部９５の記憶部に保存しておく。保存したフォトインタラプタ出力電圧は、画像形成時において紙のループ量が適正に保たれるように、保存した出力電圧を閾値として、その出力電圧が一定に保たれるように定着ローラ６５の速度、すなわち記録紙搬送量を調整する為に使用する。
【００１８】
［フォトインタラプタ出力電圧の閾値の補正方法］
次にフォトインタラプタ出力電圧の閾値の補正方法について説明する。図４（ｃ）の破線の曲線は、フラグ６９等にバラツキがあり、フォトインタラプタ透過部６９ａの厚さが０．８ｍｍで出力電圧が０．８Ｖ（第１の出力電圧）に、厚さが４ｍｍの状態で出力電圧が２．６Ｖ（第２の出力電圧）に変化していることを示す。このグラフから、厚紙の適正角度１８°ときの電圧は１．３４Ｖに、薄紙の適正角度３７°のときは出力電圧２．５６Ｖに変化していることが分かる。すなわち、画像形成中に適正なループ角度を保つためには、出力バラツキに対して出力電圧の閾値を補正する必要がある。
【００１９】
この出力バラツキに対しては、制御部９５は、図４（ｃ）に示す初期位置であるフラグ６９の最小厚み位置と最大厚み位置の出力電圧結果から線形補正により補正する。具体的な計算式について以下に示す。図４（ｃ）に示す角度と理想的なフォトインタラプタ出力電圧（図中の実線）とバラツキのある出力電圧（図中の破線）の電圧ズレ量を表す式は、
Ｙ＝ａＸ＋ｂ・・・（１）
で表される。ここで、Ｙは電圧ズレ量、Ｘはフラグ角度、ａ及びｂは補正係数である。
【００２０】
初期位置において、理想とする電圧値は０．４Ｖ（図中実線）に対して、０．８Ｖ（図中破線）を示すので、初期位置の電圧ズレ量は、差分値として求めることができ、
０．８−０．４＝０．４［Ｖ］（第１の差分値）である。
また、最大フラグ厚み位置において、理想とする電圧値は３Ｖ（図中実線）に対して、２．６Ｖ（図中破線）であるので、最大フラグ厚み位置におけるズレ量は、
２．６−３＝−０．４［Ｖ］（第２の差分値）
となる。各値を式（１）に代入すると、
０．４＝ａ×０＋ｂ・・・・・（２）
−０．４＝ａ×４０＋ｂ・・・（３）
となり、式（２）、（３）を解くと
ａ＝−０．０２、ｂ＝０．４
と求めることが出来る。すなわち（１）式は、
Ｙ＝−０．０２Ｘ＋０．４・・・（４）
と表される。
上記、（４）式から、厚紙Ｓ１のフラグ角度である１８°における電圧ズレ量は、
−０．０２×１８＋０．４＝０．０４［Ｖ］
よって、バラツキのある時の、厚紙Ｓ１の閾値電圧は電圧１．３Ｖに電圧ズレ量０．０４Ｖを加えた、
１．３＋０．０４＝１．３４［Ｖ］
と求めることが出来る。同様に、薄紙の閾値電圧は、
−０．０２×３７＋０．４＝−０．３４［Ｖ］
よって、薄紙Ｓ２の閾値電圧は電圧２．９Ｖに電圧ズレ量０．３４Ｖを減じた
２．９−０．３４＝２．５６［Ｖ］
と求めることが出来る。このように、制御部９５は、フラグ６９の初期位置のフォトインタラプタ出力電圧と最大フラグ厚み位置でのフォトインタラプタ出力電圧のみを測定することによって、より正確にループ量を決める閾値電圧を補正することができる。
【００２１】
［画像形成工程時の閾値電圧の補正方法］
次に、画像形成工程時に上記した閾値電圧の補正を行う方法について説明する。図５（ａ）のグラフは、画像形成時における薄紙Ｓ２の紙の先端が二次転写ローラ６３を抜けフラグ６９を倒し始めてから、薄紙Ｓ２の後端がフラグ６９を抜けるまでの時間とフォトインタラプタ出力電圧を示すグラフである。Ａ１領域では、薄紙Ｓ２の先端がフラグ６９まで到達しておらず、フラグ６９は初期位置にある。Ｂ１領域では、薄紙Ｓ２の先端がフラグ６９を最大傾斜角度まで倒している。そのためフォトインタラプタ透過部６９ａの厚みは４ｍｍとなり、フォトインタラプタ出力電圧は３Ｖとなる。その後、薄紙Ｓ２の先端が定着ローラ６５のニップ部に到達する。薄紙Ｓ２は二次転写ローラ６３のニップ部と定着ローラ６５のニップ部の両方に挟持される。この状態で制御部９５は、定着ローラ６５の速度を調整し薄紙Ｓ２のループ量を適正に保つループ量制御を行う。制御部９５は、Ｃ１領域では適正なループ量である２．９Ｖを閾値としての電圧で安定するように、定着ローラ６５の速度を調整する。その後、制御部９５は薄紙Ｓ２の後端が二次転写ローラ６３のニップ部を抜けるまで、定着ローラ６５の速度制御を行う。以上が、フラグ６９及びフォトインタラプタ６８に製造上のバラツキの無い理想的なループ量制御である。
【００２２】
図５（ｂ）のグラフは、フラグ６９、フォトインタラプタ６８に、例えば図４（ｃ）の破線に示すような製造上のバラツキがあり閾値電圧の補正が必要な画像形成装置における、画像形成中の薄紙Ｓ２のフォトインタラプタ出力電圧である。図５（ｂ）で示すように、Ａ２領域では、フラグ６９は初期位置にあるが、出力電圧は０．８Ｖを示している。Ｂ２領域では薄紙Ｓ２の先端がフラグ６９を最大傾斜角度まで倒しており、フォトインタラプタ透過部６９ａの厚みは最大（略４ｍｍ）となるが、フォトインタラプタ出力電圧は２．６Ｖになっている。
【００２３】
その場合、制御部９５は初期位置（Ａ２領域）での電圧値と最大傾斜角度時（Ｂ２領域）での電圧値を用いて、先に説明した薄紙Ｓ２の適正電圧を線形補正する。そして、制御部９５は二次転写ローラ６３のニップ部と定着ローラ６５のニップ部の間での薄紙Ｓ２の適正ループ量を保つ閾値電圧を２．５６Ｖに補正する。上記結果に基づき、薄紙Ｓ２のループ量制御を行っているＣ２領域ではフォトインタラプタ出力電圧が２．５６Ｖとなるように、制御部９５が定着ローラ６５の速度を調整している。厚紙Ｓ１については、適正ループ量を保つ電圧値が変化するのみであり、補正方法は同様であるため説明を省略する。
【００２４】
以上のようにフラグ６９の初期位置すなわちフラグ６９の最小厚み部および最大厚み部における電圧値によってループ量制御の閾値電圧値を補正するようにすれば、受光部７２（スリット）の幅や大きさに関係なく幅広い多値の出力結果を得ることが可能となる。
【００２５】
また、このフォトインタラプタ６８は最大３．３Ｖの出力を得ることが可能であり、本構成のフラグ６９の最大厚み部、すなわち厚さ４ｍｍの部分で遮光した場合でも、３．３Ｖ以下の３Ｖである。そうすることで、フラグ６９の最大厚み部での電圧を測定することが可能となり、上述のような適正なループ量を保つフォトインタラプタ出力電圧の閾値補正を行うことが出来る。なお、本実施例の説明においては、フォトインタラプタ透過部６９ａの厚みと角度の関係が比例であったが、最大厚み部におけるフォトインタラプタ出力電圧が最大出力値以下であれば、比例でなくともよい。また、本実施例の説明中の具体的な数字は、画像形成装置本体の構成毎に異なるものであり、その値に制約するものではない。本実施例の補正に関する計算式についても、その式を使用することに限定するものではなく、より簡略化された補正式であっても本発明の効果を得ることは可能である。更に、本実施例では、二次転写ローラ６３と定着ローラ６５の間での紙のループ量検出について述べたが、例えばレジストローラ３３での紙のループ量検出等にも適用することができる。
【００２６】
本実施例の画像形成装置によれば、幅広い位置検出幅を有し、かつフラグ６９、フォトインタラプタ６８に製造上のバラツキがある場合でも正確な位置検出が可能となる。
【実施例２】
【００２７】
実施例２について説明する。実施例１の画像形成装置３０と同一の部分については同一の符号を付し、その部分の説明は省略する。実施例２では、本発明をピックアップローラ３２と紙Ｓとの間の接触圧の制御に使用する閾値の補正に対して適用する。図６（ａ）は、画像形成装置３０の内部における、カセット３１と加圧駆動系８０の配置図である。加圧駆動ユニット（不図示）から与えられる駆動力により、カセット中板７３がリフトアップし、カセット中板７３に積載された複数の紙Ｓの最上面がピックアップローラ３２と接触することで、紙Ｓはピックアップローラ３２により搬送される。以下ではリフトアップの機構について詳細に説明する。
【００２８】
図６（ａ）に示すように、カセット３１には、紙Ｓが積載されるカセット中板７３が回動自在に設けられている。カセット中板７３の下側には、給紙時にカセット中板７３を上昇させるリフト機構としての押圧レバー７５が配設されている。押圧レバー７５の先端は、装置中央部でカセット中板７３に接触している。また、図６（ａ）、（ｂ）に示したように、カセット３１の背面部かつ押圧レバー７５の端部に押圧アーム７６が設けられている。押圧アーム７６とラック７８は、中板スプリング７７によって連結されている。中板スプリング７７は引っ張りコイルスプリングであり、カセット中板７３に積載された紙Ｓの最上面をピックアップローラ３２に押し付ける力を与えている。この押し付ける力を、以降では給紙圧と呼ぶ。またラック７８は、カセットギア７９に噛み合っている。カセットギア７９はラック７８に対するピニオンである。カセットギア７９は、カセット３１の後背面に回動自在に設置されている。
【００２９】
また、加圧駆動系８０は画像形成装置３０本体の不図示のユニットによって固定され、カセット３１を本体に装着することにより、図６（ｂ）に示すように、カセットギア７９は、加圧駆動系８０の駆動伝達ギア８５と噛み合う。駆動伝達ギア８５は、アイドラギア８６，８７を介して、加圧モータ８９に固定されたウォームギア８８に駆動連結されている。プリント開始時に、画像形成装置３０本体の制御部９５から、加圧モータ８９に駆動開始信号が与えられると、加圧モータ８９の駆動力は、ウォームギア８８、アイドラギア８６、８７および駆動伝達ギア８５を介してカセットギア７９に伝達される。カセットギア７９の回転運動は、ラック７８の直線運動に変換され駆動力伝達がなされる。そして、ラック７８は矢印Ｃの方向に移動される。するとラック７８の検知部７８ｃが装置本体に固定されたフォトインタラプタ９０の発光部と受光部の間を通過する。この検知部７８ｃがフラグに相当する。また、検知部７８ｃの厚みは矢印方向Ｃに沿って変化している。その結果、透過率及びフォトインタラプタ９０の出力電圧が、幅広く連続的に変化する。図８（ａ）のラックギア初期位置を０とし矢印方向Ｃのラック７８の移動距離をＸｒとした場合、移動距離Ｘｒと検知部７８ｃの板厚の関係を図７（ａ）に示す。すなわち、ラック７８の初期位置からＸｒ＝２４ｍｍまで、検知部７８ｃの板厚は０．８ｍｍから４．０ｍｍまで変化する。また、その後最大移動許容距離であるＸｒ＝３３ｍｍまで、検知部７８ｃの板厚は４．０ｍｍで一定となる。ラック７８が矢印Ｃの方向に移動し、フォトインタラプタ９０の発光部と受光部の間を検知部７８ｃが通過すると、ラック７８の移動距離Ｘｒに応じて検知部７８ｃの板厚が０．８ｍｍから４．０ｍｍに変化する。その結果、図７（ｂ）の実線に示すようにフォトインタラプタ９０の出力電圧も０．４Ｖから３Ｖまで上昇していく。なお、実施例１と同様に、検知部７８ｃの最大厚み（４ｍｍ）における出力電圧は、フォトインタラプタ９０の最大出力電圧以下である３．０Ｖに設定されている。
【００３０】
プリント開始時に、図８（ａ）の初期位置からラック７８が矢印Ｃの方向に移動すると、中板スプリング７７、押圧アーム７６、押圧レバー７５に連結したカセット中板７３が回動し、カセット中板７３上の紙Ｓの最上面がピックアップローラ３２に接触する。ラック７８の初期位置から、紙Ｓの最上面がピックアップローラ３２に接触するまでの、ラック７８の移動距離をＸｒ０と定義する。移動距離Ｘｒ０よりも、さらにラック７８を移動させると、フォトインタラプタ９０により得られる出力電圧が後述する閾値に達する。このとき、画像形成装置本体の制御部９５は、加圧モータ８９の駆動を停止させる（図８（ｂ）または図８（ｃ））。この場合のＸｒ０からの移動量をＸｒＴとする。このとき発生する、紙Ｓの最上面とピックアップローラ３２との接触圧すなわち給紙圧は、中板スプリング７７のバネ定数Ｋとすると、中板スプリング７７の変形量と移動量ＸｒＴがほぼ一致することから、ＫＸｒＴで近似できる。ところで、給紙圧は、紙の密度・幅（搬送方向と直交する寸法）によって適正な値が異なる。例えば、幅が小さい紙（以下、幅小紙）は重送を防ぐため給紙圧を低く設定する必要がある。しかし、幅が大きい紙（以下、幅大紙）の給紙圧が低いと紙を搬送するだけの十分な搬送力が与えられず、紙が送られなくなってしまう。よって、幅大紙の給紙圧（幅大紙の上昇量）は幅小紙の適正な給紙圧（幅小紙の上昇量）よりも高く設定する必要がある。
【００３１】
図８（ｂ）に示したように、幅小紙の適正な給紙圧を発生するための、ラック７８の適正な移動距離は、Ｘｒ＝１０ｍｍである。また図８（ｃ）に示したように、幅大紙の適正な給紙圧を発生する為のラック７８の適正な移動距離はＸｒ＝２０ｍｍである。ここで、図７（ｂ）に示したラック７８の移動距離Ｘｒとフォトインタラプタ９０の出力電圧の関係をみると、幅小紙用のラック７８の適正な移動距離はＸｒ＝１０ｍｍであるので、フォトインタラプタ９０の適正な出力電圧は１．１Ｖである。また、同様に幅大紙用のラック７８の適正な移動距離はＸｒ＝２０ｍｍであるので、フォトインタラプタ９０の適正な出力電圧は２．８Ｖである。なお、適正な給紙圧におけるフォトインタラプタ９０の適正な出力電圧は、あらかじめ測定し制御部９５の記憶部に保存しておく。給紙時に給紙圧が適正に設定できるように、保存したフォトインタラプタ９０の出力電圧を、前述のように、画像形成装置本体の制御部９５が加圧モータ８９の駆動を停止する為の閾値として使用する。フォトインタラプタ９０の閾値の補正方法に関しては、実施例１中の式（１）において、フラグ６９の傾斜角度Ｘをラック７８の移動距離Ｘｒに置き換えた式（５）を用いれば、実施例１と同様の補正演算が可能となる。
【００３２】
Ｙ＝ａＸｒ＋ｂ・・・（５）
ここで、Ｙは電圧ズレ量、Ｘｒはラック７８の移動距離、ａ及びｂは補正係数である。
【００３３】
次に、検知部７８ｃ、フォトインタラプタ９０に製造上のバラツキによる、閾値補正について説明する。なお、この閾値補正は画像形成装置が給紙をしていない間に実施する。まず、画像形成装置本体の制御部９５が加圧モータ８９を駆動させ、ラック７８を初期位置（図８（ａ））から矢印Ｃの方向に移動距離２４ｍｍ＜Ｘｒ＜３３ｍｍの範囲で移動させ停止させる（図８（ｄ）検知モード位置）。２４ｍｍ＜Ｘｒ＜３３ｍｍの範囲であれば、ラック７８の移動は任意であり、正確に加圧モータ８９の回転量を管理する必要はない。図７（ａ）に示したが、２４ｍｍ＜Ｘｒ＜３３ｍｍの範囲は、ラック７８の検知部７８ｃの最大板厚である４．０ｍｍになる範囲である。このラック７８の移動により、図７（ｂ）の破線で示したようなフォトインタラプタ９０の出力電圧が得られる。初期位置での電圧値０．６Ｖと、２４ｍｍ＜Ｘｒ＜３３ｍｍの範囲の電圧値３．１Ｖを用いて、式（５）に代入すると
０．６−０．４＝ａ×０＋ｂ・・・・（６）
３．１−３．０＝ａ×２４＋ｂ・・・（７）
となり、式（６）、（７）を解くとａ＝−０．００４２、ｂ＝０．２と求めることが出来る。すなわち（５）式は、
Ｙ＝−０．００４２Ｘｒ＋０．２・・・（８）
と表される。
【００３４】
これをもとに幅小紙の閾値を補正すると、１．１Ｖから１．２６Ｖになる。同様に、幅大紙の閾値を補正すると２．８Ｖから２．９２Ｖとなる。この補正に基づき、給紙圧を設定することによって、各紙幅によって適正な給紙圧を設定することが可能となる。また、上記の補正を一定の頻度で実施することで、フォトインタラプタ９０が経時劣化し、板厚に対するフォトインタラプタ９０の出力電圧特性が変化した場合でも、高精度に給紙圧を制御することが可能となる。
【００３５】
本実施例の画像形成装置によれば、幅広い位置検出幅を有し、かつフラグ６９、フォトインタラプタ６８に製造上のバラツキがある場合でも正確な位置検出が可能となる。
【符号の説明】
【００３６】
６３    二次転写ローラ
６５    定着ローラ
６８    フォトインタラプタ
６９ａ  フォトインタラプタ透過部
６９    フラグ
【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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