(57)【要約】【課題】  給紙カセットに設けられた押上板の上に記録用紙を積載させ、この押上板を押し上げて、給紙カセットに収容された記録用紙を給紙させて画像形成を行うにあたり、給紙カセットに収容された記録用紙のサイズを、低コストで簡単に特定できるようにする。【解決手段】  記録用紙Sを押上板26の上に積載させて収容させる給紙カセット20と、記録用紙が積載された押上板を押し上げる押上手段30とを備えた画像形成装置において、押上板の上に積載された記録用紙のサイズを特定する用紙サイズ特定手段40として、押上手段によって押し上げられる押上板の上に積載された記録用紙の重量を検知する重量検知手段41と、押上板の上に積載された記録用紙の高さを検知する高さ検知手段42とを設けた。【選択図】  図４
2012121676.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録用紙を押上板の上に積載させて収容させる給紙カセットと、記録用紙が積載された上記の押上板を押し上げる押上手段とを備えた画像形成装置において、押上板の上に積載された記録用紙のサイズを特定する用紙サイズ特定手段として、上記の押上手段によって押し上げられる押上板の上に積載された記録用紙の重量を検知する重量検知手段と、押上板の上に積載された記録用紙の高さを検知する高さ検知手段とを設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において、上記の押上手段を回転装置によって回動される回動部材で構成し、この回動部材に伴って記録用紙が積載された上記の押上板を回動させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置において、上記の重量検知手段は、上記の押上手段によって押上板を押し上げる際の負荷を検知して、押上板の上に積載された記録用紙の重量を検知することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の画像形成装置において、上記の高さ検知手段は、上記の押上手段によって押上板の上に積載された記録用紙が所定位置にまで押し上げられる高さを検知して、押上板の上に積載された記録用紙の高さを検知することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の画像形成装置において、上記の用紙サイズ特定手段として、さらに押上板の上に積載された記録用紙の縦・横の何れか一方向の長さを検知する長さ検知手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機，プリンタ，ファクシミリ及びこれらの複合機などの画像形成装置に関するものである。特に、給紙カセットに設けられた押上板の上に記録用紙を積載させ、この押上板を押し上げて、給紙カセットに収容された記録用紙を給紙させて画像形成を行うようになった画像形成装置において、給紙カセットに収容された記録用紙のサイズを特定するにあたり、センサの数を少なくし、給紙カセットに収容された記録用紙のサイズを、低コストで簡単に特定できるようにした点に特徴を有するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複写機，プリンタ，ファクシミリ及びこれらの複合機などの画像形成装置においては、記録用紙を給紙カセットに設けられた押上板の上に積載し、この押上板を押上手段により押し上げて、押上板の上に積載された記録用紙をピックアップローラと接触する位置まで持ち上げ、このピックアップローラにより記録用紙を給紙ローラと捌きローラとの間に導いて最上面の記録用紙を給紙するようにしている。
【０００３】
ここで、上記の給紙カセットには、Ｂ５サイズ、Ａ４サイズ、Ｂ４サイズ等の様々なサイズの記録用紙を収容させるようにしており、給紙カセットから適当なサイズの記録用紙を適切に給紙させるために、給紙カセットにどのサイズの記録用紙が収容されているかを検知するようにしている。
【０００４】
そして、このように給紙カセットにどのサイズの記録用紙が収容されているかを検知するにあたり、従来においては、特許文献１に示されるように、画像形成装置本体に用紙サイズ検知回路を設ける一方、給紙カセットの底面に、上記の押上板を設けると共に、上記の用紙サイズ検知回路と接続される複数の接続端子部と、所定の接続端子部間を接続する複数の信号路と、記録用紙の側端部を規制する規制部材を固定させた際に所定の接続端子部間が接続または非接続状態になる接点部を設けるようにしたものが提案されている。
【０００５】
しかし、この場合、給紙カセットの構成が複雑になる等の問題があった。
【０００６】
また、特許文献２においては、給紙カセットの底部に記録用紙の重量を電波に代えて送信する複数のワイヤレスセンサを設け、それぞれのワイヤレスセンサによって検知された圧力に基づいて、記録用紙のサイズや残量を検知するようにしたものが提案されている。
【０００７】
しかし、このように複数のワイヤレスセンサを設けるようにした場合、コストが非常に高くつくという問題があった。
【０００８】
さらに、特許文献３においては、給紙カセットの上方の画像形成装置本体内に、用紙サイズを検知するラインセンサを記録用紙の引き出し方向と直交するように設けると共に、給紙カセットの側面に記録用紙の移動距離を測定する距離検出手段を設け、ラインセンサと距離検出手段とにより用紙サイズを検知するようにしたものが提案されている。
【０００９】
しかし、この場合においても、ラインセンサや距離検出手段等のコストが高くつく等の問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】実開平１−９９８２３号公報
【特許文献２】特開２００６−２６４８８３号公報
【特許文献３】特開２００８−１９０６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、給紙カセットに設けられた押上板の上に記録用紙を積載させ、この押上板を押し上げて、給紙カセットに収容された記録用紙を給紙させて画像形成を行うようになった画像形成装置において、給紙カセットに収容された記録用紙のサイズを特定する場合における上記のような問題を解決することを課題とするものである。
【００１２】
すなわち、本発明においては、高価なセンサの数を少なくして、給紙カセットに収容された記録用紙のサイズを、低コストで簡単に特定できるようにすることを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明においては、上記のような課題を解決するため、記録用紙を押上板の上に積載させて収容させる給紙カセットと、記録用紙が積載された上記の押上板を押し上げる押上手段とを備えた画像形成装置において、押上板の上に積載された記録用紙のサイズを特定する用紙サイズ特定手段として、上記の押上手段によって押し上げられる押上板の上に積載された記録用紙の重量を検知する重量検知手段と、押上板の上に積載された記録用紙の高さを検知する高さ検知手段とを設けた。
【００１４】
そして、本発明において、押上板の上に積載された記録用紙のサイズを特定するにあたり、記録用紙の密度やサイズ等がある程度特定された範囲にある場合には、上記の重量検知手段によって押上板の上に積載された記録用紙の重量を検知すると共に、高さ検知手段によって押上板の上に積載された記録用紙の高さを検知し、これらの検知結果に基づいて、押上板の上に積載された記録用紙のサイズを特定するようにしている。
【００１５】
ここで、この画像形成装置において、上記の押上手段によって記録用紙が積載された押上板を押し上げるにあたっては、モータ等の回転装置によって回動部材を回動させるようにし、この回動部材に伴って記録用紙が積載された上記の押上板を回動させるようにすることができる。
【００１６】
また、この画像形成装置において、重量検知手段により、押上手段によって押し上げられる押上板の上に積載された記録用紙の重量を検知するにあたっては、上記の押上手段によって押上板を押し上げる際の負荷を検知して、押上板の上に積載された記録用紙の重量を検知することができる。
【００１７】
また、この画像形成装置において、高さ検知手段によって押上板の上に積載された記録用紙の高さを検知するにあたっては、上記の押上手段によって押上板の上に積載された記録用紙が所定位置にまで押し上げられる高さを検知して、押上板の上に積載された記録用紙の高さを検知することができる。
【００１８】
また、この画像形成装置において、記録用紙のサイズをより一層正確に検知するにあたっては、上記の用紙サイズ特定手段として、さらに押上板の上に積載された記録用紙の縦・横の何れか一方向の長さを検知する長さ検知手段を設けることが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の画像形成装置において、押上板の上に積載された記録用紙のサイズを用紙サイズ特定手段により特定するにあたり、上記のように重量検知手段によって押上板の上に積載された記録用紙の重量を検知すると共に、高さ検知手段によって押上板の上に積載された記録用紙の高さを検知すると、押上板の上に積載された記録用紙の密度やサイズ等がある程度特定された範囲にある場合には、これらの検知結果に基づいて、押上板の上に積載された記録用紙のサイズを適切に特定できるようになる。
【００２０】
この結果、本発明の画像形成装置においては、従来のように、複数のワイヤレスセンサを設け、それぞれのワイヤレスセンサによって検知された圧力に基づいて、記録用紙のサイズや残量を検知するようにしたものや、ラインセンサと距離検出手段とにより用紙サイズを検知する場合に比べて、高価なセンサの数を少なくして、記録用紙のサイズを簡単に特定できるようになる。
【００２１】
また、本発明の画像形成装置において、用紙サイズ特定手段として、さらに押上板の上に積載された記録用紙の縦・横の何れか一方向の長さを検知する長さ検知手段を設け、この長さ検知手段によって押上板の上に積載された記録用紙の縦・横の何れか一方向の長さを検知させるようにすると、様々な用紙サイズの記録用紙や、厚紙や普通紙のように用紙の厚みや密度が異なる記録用紙であっても、これらの記録用紙のサイズをより一層正確に特定できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置を示した概略断面説明図である。
【図２】上記の実施形態における画像形成装置において、給紙カセット内に設けられた幅方向規制板と長さ方向規制板とによって記録用紙を規制するようにして、記録用紙を給紙カセット内に収容させた状態を示した概略平面図である。
【図３】上記の実施形態における画像形成装置において、給紙カセットの底部に設けられた押上板の上に適当枚数の記録用紙を積載させた状態を示した概略断面説明図である。
【図４】上記の実施形態における画像形成装置において、給紙カセットの底部に設けられた押上板を押上手段によって押し上げ、この押上板の上に積載された記録用紙をピックアップローラに接触させた状態を示した概略断面説明図である。
【図５】上記の実施形態における画像形成装置において、Ａ５サイズ、Ａ４サイズ、Ａ３サイズの３種類のサイズの記録用紙を、それぞれ押上板の上に高さが４０ｍｍになるように積載させた場合に、重量検知手段によって検知されたこれらの記録用紙の重量範囲の分布を示した図である。
【図６】上記の実施形態における画像形成装置において、Ｂ５サイズ、Ｂ４サイズ、Ａ４サイズ、Ａ３サイズの４種類のサイズの記録用紙を、それぞれ押上板の上に高さが４０ｍｍになるように積載させた場合に、重量検知手段によって検知されたこれらの記録用紙の重量範囲の分布を、普通紙と厚紙との場合に分けて示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
次に、本発明の実施形態に係る画像形成装置を添付図面に基づいて具体的に説明する。なお、本発明に係る画像形成装置は、下記の実施形態に示したものに限定されず、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施できるものである。
【００２４】
この実施形態に係る画像形成装置においては、図１に示すように、装置本体１内に回転する４つの感光体ドラム１０を設けると共に、各感光体ドラム１０に対応させて４つの現像装置１１を設け、各現像装置１１には、黒色，黄色，マゼンダ色，シアン色の異なった色彩のトナーを収容させている。
【００２５】
また、装置本体１の下部において、大きさ等が異なる複数の記録用紙Ｓを別々に収容させた複数の給紙カセット２０を、それぞれ装置本体１０に対して記録用紙Ｓの給紙方向Ａと直交する方向、すなわち紙面の手前側に引き出すことができるようにして、装置本体１に装着させるようにしている。
【００２６】
そして、この画像形成装置によりフルカラーの画像形成を行うにあたっては、上記の各感光体ドラム１０を回転させて、各感光体ドラム１０の表面をそれぞれ帯電装置１２によって帯電させ、このように帯電された各感光体ドラム１０に対して、それぞれ潜像形成装置１３により画像形成情報に従った露光を行い、各感光体ドラム１０の表面にそれぞれ静電潜像を形成するようにしている。
【００２７】
次いで、このように静電潜像が形成された各感光体ドラム１０に対して、それぞれ対応する現像装置１１からそれぞれの色彩のトナーを供給して、各感光体ドラム１０の静電潜像を現像し、各感光体ドラム１０の表面にそれぞれの色彩のトナー像を形成するようにしている。
【００２８】
そして、このように各感光体ドラム１０に形成された各色彩のトナー像を、ローラ１４ａに架け渡されて駆動される無端ベルト状になった中間転写体１４に、それぞれ一次転写ローラ１４ｂにより順々に一次転写させて、この中間転写体１４の上にフルカラーのトナー像を形成するようにしている。一方、上記の中間転写体１４に転写されずに各感光体ドラム１０の表面に残留しているトナー等の残留物を、それぞれ第１クリーニング装置１５によって除去するようにしている。
【００２９】
次いで、上記のように中間転写体１４の上に形成されたフルカラーのトナー像を、この中間転写体１４により二次転写ローラ１６と対向する位置に導くようにしている。
【００３０】
一方、装置本体１の下部に装着された複数の給紙カセット２０において、適切な記録用紙Ｓが収容された給紙カセット２０から、ピックアップローラ２１により記録用紙Ｓを給紙ローラ２２と捌きローラ２３との間に導き、給紙ローラ２２と捌きローラ２３とによって最上面の記録用紙Ｓを給紙し、この記録用紙Ｓを送りローラ１７によって中間転写体１４により二次転写ローラ１６との間に導き、二次転写ローラ１６により中間転写体１４の上に形成されたフルカラーのトナー像をこの記録用紙Ｓに二次転写させるようにしている。
【００３１】
その後、フルカラーのトナー像が転写された記録用紙Ｓを定着装置１８に導いて、転写されたフルカラーのトナー像を記録用紙Ｓに定着させた後、このようにフルカラーのトナー像が定着された記録用紙Ｓを排紙させるようにしている。一方、記録用紙Ｓに転写されずに上記の中間転写体１４に残ったトナー等の残留物を、第２クリーニング装置１９によって中間転写体１４から除去させるようにしている。
【００３２】
ここで、上記の給紙カセット２０においては、図２に示すように、給紙カセット２０内に、記録用紙Ｓの送り方向と直交する方向に所要間隔を介するようにして設けられた一対の幅方向規制板２４によって記録用紙Ｓの幅方向を規制すると共に、記録用紙Ｓの送り方向の後端側に設けられた長さ方向規制板２５によって記録用紙Ｓの長さ方向後端を規制するようにしている。
【００３３】
また、上記の給紙カセット２０においては、図３に示すように、給紙カセット２０の底部に記録用紙Ｓを積載させる押上板２６を設けると共に、この押上板２６を押し上げる押上手段３０として、この押上板２６の下に回転装置３１によって回動される回動部材３２を設けている。
【００３４】
そして、この実施形態においては、上記のように給紙カセット２０内に設けられた幅方向規制板２４と長さ方向規制板２５とによって記録用紙Ｓを規制するようにして、記録用紙Ｓを上記の押上板２６の上に積載させて、この給紙カセット２０を装置本体１内にセットするようにしている。
【００３５】
ここで、このように給紙カセット２０が装置本体１内にセットされると、図４に示すように、上記の回転装置３１が駆動されて、この回転装置３１により回動部材３２がその支点３２ａを中心にして上方に回動されると共に、この回動部材３２に伴って上記の押上板２６がその支点２６ａを中心にして上方に回動され、この押上板２６の上に積載された記録用紙Ｓが、上記のピックアップローラ２１と接触する位置に導かれるようになる。
【００３６】
そして、このように回転装置３１により回動部材３２を上方に回動させて、押上板２６の上に積載された記録用紙Ｓをピックアップローラ２１と接触する位置に導く場合において、押上板２６の上に積載された記録用紙Ｓのサイズを特定するにあたり、この実施形態においては、上記の回動部材３２を回動させるのに回転装置３１に加わる負荷や、押上板２６の上に積載された記録用紙Ｓがピックアップローラ２１と接触する位置に導かれるまでの時間や回転装置３１の回転数等を用紙サイズ特定手段４０によって検知するようにしている。
【００３７】
そして、用紙サイズ特定手段４０によって検知された回転装置３１に加わる負荷に基づいて、用紙サイズ特定手段４０に設けられた重量検知手段４１により、押上板２６の上に積載された記録用紙Ｓの重量を検知すると共に、押上板２６の上に積載された記録用紙Ｓがピックアップローラ２１と接触する位置に導かれるまでの時間や回転装置３１の回転数等に基づいて、用紙サイズ特定手段４０に設けられた高さ検知手段４２により、押上板２６の上に積載された記録用紙Ｓの高さを検知し、これらの検知結果に基づいて、この給紙カセット２０に収容された記録用紙Ｓのサイズを特定するようにしている。
【００３８】
ここで、記録用紙Ｓとしては普通紙と厚紙とが使用され、普通紙としては、一般に厚みが０．０７〜０．１１ｍｍ，坪量が５２．０〜８０．０ｇ／ｍ２のものが用いられ、厚紙としては、一般に厚みが０．１５〜０．５１ｍｍ，坪量が１５７．０〜４６０．０ｇ／ｍ２のものが用いられる。
【００３９】
そして、給紙カセット２０に収容される記録用紙Ｓのサイズが、例えば、Ａ５サイズ、Ａ４サイズ、Ａ３サイズの３種類であって、押上板２６の上に積載された記録用紙Ｓの高さが４０ｍｍの場合において、上記の重量検知手段４１によって検知される重量は、記録用紙Ｓの種類が上記のような普通紙と厚紙の何れであっても、図５に示すように、Ａ５サイズの記録用紙Ｓにおいて検知された重量範囲と、Ａ４サイズの記録用紙Ｓにおいて検知された重量範囲と、Ａ３サイズの記録用紙Ｓにおいて検知された重量範囲とにおいて重なる部分がない。
【００４０】
このため、給紙カセット２０に収容させる記録用紙ＳのサイズがＡ５サイズ、Ａ４サイズ、Ａ３サイズの３種類のサイズの場合には、上記のように重量検知手段４１によって検知された押上板２６の上に積載された記録用紙Ｓの重量と、高さ検知手段４２によって検知された押上板２６の上に積載された記録用紙Ｓの高さとに基づいて、給紙カセット２０に収容された記録用紙ＳがＡ５サイズ、Ａ４サイズ、Ａ３サイズの何れのサイズであるかを適切に検知できるようになる。
【００４１】
また、このようにして押上板２６の上に積載された記録用紙Ｓのサイズを特定した場合には、この記録用紙Ｓのサイズと、積載された記録用紙Ｓの高さと、積載された記録用紙Ｓの重量とから、この記録用紙Ｓにおける用紙密度を求め、この記録用紙Ｓが、普通紙であるか厚紙であるかを特定することもできるようになる。
【００４２】
また、上記の給紙カセット２０に収容させる記録用紙Ｓのサイズが、例えば、Ｂ５サイズ、Ｂ４サイズ、Ａ４サイズ、Ａ３サイズの４種類のサイズであって、押上板２６の上に積載された記録用紙Ｓの高さが４０ｍｍの場合において、上記の重量検知手段４１によって検知された重量範囲を、上記の４種類のサイズの記録用紙Ｓが普通紙と厚紙とのそれぞれの場合について求め、その結果を図６に示した。
【００４３】
この結果、記録用紙Ｓのサイズが、Ｂ５サイズとＢ４サイズの場合や、Ａ４サイズとＡ３サイズの場合のように、記録用紙Ｓのサイズが大きく異なる場合には、記録用紙Ｓが普通紙と厚紙の何れであっても、重量検知手段４１によって検知される押上板２６の上に積載された記録用紙Ｓの重量範囲において重なる部分が存在せず、これらのサイズの記録用紙Ｓの間では、重量検知手段４１によって検知された押上板２６の上に積載された記録用紙Ｓの重量と、高さ検知手段４２によって検知された押上板２６の上に積載された記録用紙Ｓの高さとに基づいて、記録用紙Ｓのサイズを特定することができる。
【００４４】
一方、記録用紙Ｓのサイズが、Ｂ５サイズとＡ４サイズの場合や、Ｂ４サイズとＡ４サイズの場合や、Ｂ４サイズとＡ３サイズの場合においては、重量検知手段４１によって検知される押上板２６の上に積載された記録用紙Ｓの重量範囲において重なる部分が存在し、重量検知手段４１によって検知された押上板２６の上に積載された記録用紙Ｓの重量と、高さ検知手段４２によって検知された押上板２６の上に積載された記録用紙Ｓの高さとの結果からだけでは、これらのサイズの記録用紙Ｓを特定することができなくなる。
【００４５】
このような場合には、上記の幅方向規制板２４によって記録用紙Ｓの幅方向を規制する際に、この幅方向規制板２４に記録用紙Ｓの幅方向の長さ（ＣＤ長）を検知する長さ検知手段（図示せず）を設け、この結果に基づいて、記録用紙Ｓのサイズを特定させるようにすることができる。
【００４６】
例えば、Ｂ５サイズとＢ４サイズの記録用紙Ｓの場合、Ｂ５サイズの長辺とＢ４サイズの短辺とは何れも２５７ｍｍになり、またＡ４サイズとＡ３サイズの記録用紙Ｓの場合、Ａ４サイズの長辺とＡ３サイズの短辺とは何れも２９７ｍｍになる。このため、上記の幅方向規制板２４に設けた長さ検知手段によって検知された記録用紙Ｓの幅方向の長さ（ＣＤ長）が２５７ｍｍの場合と、２９７ｍｍの場合とを区別することにより、Ｂ５サイズとＢ４サイズの記録用紙Ｓと、Ａ４サイズとＡ３サイズの記録用紙Ｓとを区別できるようになる。
【００４７】
このため、Ｂ５サイズ、Ｂ４サイズ、Ａ４サイズ、Ａ３サイズの４種類の記録用紙Ｓを用いた場合においても、重量検知手段４１によって検知された押上板２６の上に積載された記録用紙Ｓの重量と、高さ検知手段４２によって検知された押上板２６の上に積載された記録用紙Ｓの高さと、上記の長さ検知手段によって検知された記録用紙Ｓの幅方向の長さ（ＣＤ長）とを組み合わせることにより、給紙カセット２０に収容された記録用紙ＳがＢ５サイズ、Ｂ４サイズ、Ａ４サイズ、Ａ３サイズの何れのサイズであるかを適切に検知できるようになる。
【符号の説明】
【００４８】
１  装置本体
１０  感光体ドラム
１１  現像装置
１２  帯電装置
１３  潜像形成装置
１４  中間転写体
１４ａ  ローラ
１４ｂ  一次転写ローラ
１５  第１クリーニング装置
１６  二次転写ローラ
１７  送りローラ
１８  定着装置
１９  第２クリーニング装置
２０  給紙カセット
２１  ピックアップローラ
２２  給紙ローラ
２３  捌きローラ
２４  幅方向規制板
２５  長さ方向規制板
２６  押上板
２６ａ  支点
３０  押上手段
３１  回転装置
３２  回動部材
３２ａ  支点
４０  用紙サイズ特定手段
４１  重量検知手段
４２  高さ検知手段
Ｓ  記録シート
【図１】
2012121676.tif 000003
【図２】
2012121676.tif 000004
【図３】
2012121676.tif 000005
【図４】
2012121676.tif 000006
【図５】
2012121676.tif 000007
【図６】
2012121676.tif 000008