(57)【要約】【課題】コストをかけずに給紙開始後においても用紙の残量を検知する。【解決手段】用紙を積載するトレイと、トレイに積載された用紙を送出する送出ローラと、駆動電流が流れることで駆動力を発生するトレイ上昇用モータ４２と、トレイ上昇用モータ４２によって駆動され、トレイを押し上げて、当該トレイの最上部の用紙を前記給紙部材に接させる押上げレバーと、トレイ上昇用モータ４２に流れる駆動電流を検出し、検出した駆動電流の電流値を出力するモータ電流検出回路４３と、トレイ上昇用モータ４２に流れる駆動電流の電流値とトレイに積載されている用紙の積載量との対応関係を定めた第１対応データを記憶する記憶部４５と、第１対応データを参照して、モータ電流検出回路４３により出力された電流値からトレイに積載されている用紙の残量を検知する制御部４６と、を備える。【選択図】図４
2013028460.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
用紙を積載するトレイと、
前記トレイに積載された用紙を送出する給紙部材と、
駆動電流が流れることで駆動力を発生する駆動手段と、
前記駆動手段によって駆動され、前記トレイを押し上げて、当該トレイの最上部の用紙を前記給紙部材に接させる押上部材と、
前記駆動手段に流れる駆動電流を検出し、検出した前記駆動電流の電流値を出力する検出手段と、
前記駆動手段に流れる駆動電流の電流値と前記トレイに積載されている用紙の積載量との対応関係を定めた第１対応データを記憶する記憶手段と、
前記第１対応データを参照して、前記検出手段により出力された前記電流値から前記トレイに積載されている用紙の残量を検知する制御手段と、
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、前記第１対応データを参照して、前記給紙部材が自身に接している用紙の給紙を開始した以降に前記検出手段により出力された前記電流値から、前記トレイに積載されている用紙の給紙開始後の残量を検知することを特徴とする請求項１に記載の給紙装置。
【請求項３】
前記トレイが初期位置において上昇を開始してから前記トレイに積載されている最上部の用紙が前記給紙部材に接して上昇を停止するまでの初期上昇時間を計測する計測手段を更に備え、
前記記憶手段は、初期上昇時間と前記トレイに積載されている用紙の積載量との対応関係を定めた第２対応データを更に記憶し、
前記制御手段は、前記第２対応データを参照して、前記計測手段により計測された前記初期上昇時間から、前記トレイに積載されている用紙の給紙開始前の残量を検知することを特徴とする請求項２に記載の給紙装置。
【請求項４】
前記制御手段は、検知した用紙の残量を報知手段に報知させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の給紙装置。
【請求項５】
用紙を積載するトレイと、
前記トレイに積載された用紙を送出する給紙部材と、
前記給紙部材から送出された用紙に画像を形成する画像形成手段と、
駆動電流が流れることで駆動力を発生する駆動手段と、
前記駆動手段によって駆動され、前記トレイを押し上げて、当該トレイの最上部の用紙を前記給紙部材に接させる押上部材と、
前記駆動手段に流れる駆動電流を検出し、検出した前記駆動電流の電流値を出力する検出手段と、
前記駆動手段に流れる駆動電流の電流値と前記トレイに積載されている用紙の積載量との対応関係を定めた第１対応データを記憶する記憶手段と、
前記第１対応データを参照して、前記検出手段により出力された前記電流値から前記トレイに積載されている用紙の残量を検知する制御手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
給紙装置と画像形成装置とを備える画像形成システムであって、
前記給紙装置は、
用紙を積載するトレイと、
前記トレイに積載された用紙を送出する給紙部材と、
駆動電流が流れることで駆動力を発生する駆動手段と、
前記駆動手段によって駆動され、前記トレイを押し上げて、当該トレイの最上部の用紙を前記給紙部材に接させる押上部材と、
前記駆動手段に流れる駆動電流を検出し、検出した前記駆動電流の電流値を出力する検出手段と、
前記駆動手段に流れる駆動電流の電流値と前記トレイに積載されている用紙の積載量との対応関係を定めた第１対応データを記憶する記憶手段と、
前記第１対応データを参照して、前記検出手段により出力された前記電流値から前記トレイに積載されている用紙の残量を検知する制御手段と、を備え、
前記画像形成装置は、
前記給紙装置から送出された用紙に画像を形成する画像形成手段を備えることを特徴とする画像形成システム。
【請求項７】
給紙装置で実行される用紙残量検知方法であって、
前記給紙装置は、
駆動電流が流されることにより、用紙が積載されているトレイを押上部材に押し上げさせ、前記トレイに積載されている最上部の用紙を給紙部材に接しさせる駆動手段と、
前記駆動手段に流れる駆動電流の電流値と前記トレイに積載されている用紙の積載量との対応関係を定めた第１対応データを記憶する記憶手段と、を備え、
検出手段が、前記駆動手段に流れる駆動電流を検出し、検出した前記駆動電流の電流値を出力する検出ステップと、
制御手段が、前記第１対応データを参照して、前記検出ステップにより出力された前記電流値から前記トレイに積載されている用紙の残量を検知する検知ステップと、
を含むことを特徴とする用紙残量検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給紙装置、画像形成装置、画像形成システム及び用紙残量検知方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、多数段の給紙カセットを使用して用紙を給紙し、給紙された用紙に画像を形成する印刷装置や複写機などの画像形成装置が知られている。このような画像形成装置の中には、ユーザの利便性を向上させるため、給紙カセットに収容されている用紙の残量を検知して、ユーザに報知するものもある。
【０００３】
例えば特許文献１には、給紙カセットに設けられたトレイ（底板）を押し上げてからトレイ上に積載されている用紙が送り出しローラに当接するまでの時間から、給紙開始前の用紙の残量を算出する技術が開示されている。また、トレイの回転角度をエンコーダやセンサなどのデバイスで検出することで用紙の残量を検知する技術もある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した前者の技術では、給紙開始前の用紙の残量しか検知できず、給紙開始後の用紙の残量を検知できない。また、上述した後者の技術では、トレイにデバイスを設置する必要があるため、コストがかかってしまう。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、コストをかけずに給紙開始後においても用紙の残量を検知することができる給紙装置、画像形成装置、画像形成システム及び用紙残量検知方法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】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様にかかる給紙装置は、用紙を積載するトレイと、前記トレイに積載された用紙を送出する給紙部材と、駆動電流が流れることで駆動力を発生する駆動手段と、前記駆動手段によって駆動され、前記トレイを押し上げて、当該トレイの最上部の用紙を前記給紙部材に接させる押上部材と、前記駆動手段に流れる駆動電流を検出し、検出した前記駆動電流の電流値を出力する検出手段と、前記駆動手段に流れる駆動電流の電流値と前記トレイに積載されている用紙の積載量との対応関係を定めた第１対応データを記憶する記憶手段と、前記第１対応データを参照して、前記検出手段により出力された前記電流値から前記トレイに積載されている用紙の残量を検知する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の別の態様にかかる画像形成装置は、用紙を積載するトレイと、前記トレイに積載された用紙を送出する給紙部材と、前記給紙部材から送出された用紙に画像を形成する画像形成手段と、駆動電流が流れることで駆動力を発生する駆動手段と、前記駆動手段によって駆動され、前記トレイを押し上げて、当該トレイの最上部の用紙を前記給紙部材に接させる押上部材と、前記駆動手段に流れる駆動電流を検出し、検出した前記駆動電流の電流値を出力する検出手段と、前記駆動手段に流れる駆動電流の電流値と前記トレイに積載されている用紙の積載量との対応関係を定めた第１対応データを記憶する記憶手段と、前記第１対応データを参照して、前記検出手段により出力された前記電流値から前記トレイに積載されている用紙の残量を検知する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の別の態様にかかる画像形成システムは、給紙装置と画像形成装置とを備える画像形成システムであって、前記給紙装置は、用紙を積載するトレイと、前記トレイに積載された用紙を送出する給紙部材と、駆動電流が流れることで駆動力を発生する駆動手段と、前記駆動手段によって駆動され、前記トレイを押し上げて、当該トレイの最上部の用紙を前記給紙部材に接させる押上部材と、前記駆動手段に流れる駆動電流を検出し、検出した前記駆動電流の電流値を出力する検出手段と、前記駆動手段に流れる駆動電流の電流値と前記トレイに積載されている用紙の積載量との対応関係を定めた第１対応データを記憶する記憶手段と、前記第１対応データを参照して、前記検出手段により出力された前記電流値から前記トレイに積載されている用紙の残量を検知する制御手段と、を備え、前記画像形成装置は、前記給紙装置から送出された用紙に画像を形成する画像形成手段を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の別の態様にかかる用紙残量検知方法は、給紙装置で実行される用紙残量検知方法であって、前記給紙装置は、駆動電流が流されることにより、用紙が積載されているトレイを押上部材に押し上げさせ、前記トレイに積載されている最上部の用紙を給紙部材に接しさせる駆動手段と、前記駆動手段に流れる駆動電流の電流値と前記トレイに積載されている用紙の積載量との対応関係を定めた第１対応データを記憶する記憶手段と、を備え、検出手段が、前記駆動手段に流れる駆動電流を検出し、検出した前記駆動電流の電流値を出力する検出ステップと、制御手段が、前記第１対応データを参照して、前記検出ステップにより出力された前記電流値から前記トレイに積載されている用紙の残量を検知する検知ステップと、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、コストをかけずに給紙開始後においても用紙の残量を検知することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本実施形態の複写機の一例を示す外観図である。
【図２】図２は、本実施形態の複写機の給紙機構の一例を示す断面図である。
【図３】図３は、本実施形態の複写機の給紙機構の一例を示す断面図である。
【図４】図４は、本実施形態の複写機の電気的構成の一例を示すブロック図である。
【図５】図５は、本実施形態のモータ電流検出回路により検出される電流波形の一例を示す図である。
【図６】図６は、本実施形態のモータ電流検出回路により検出される電流波形の一例を示す図である。
【図７】図７は、本実施形態の複写機における初期トレイ上昇時間と用紙積載量との関係及び電流値と用紙積載量との関係の一例を示すグラフである。
【図８】図８は、本実施形態の複写機で実行される用紙残量検知処理の一例を示すフローチャートである。
【図９】図９は、変形例の対応テーブルの一例を示す図である。
【図１０】図１０は、変形例の対応テーブルの一例を示す図である。
【図１１】図１１は、変形例の画像形成システムの一例を示す外観図である。
【図１２】図１２は、実施形態及び変形例の複写機のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照しながら、本発明にかかる給紙装置、画像形成装置、画像形成システム及び用紙残量検知方法の実施形態を詳細に説明する。なお本実施形態では、画像形成装置として、複写機を例に取り説明するが、これに限定されるものではない。画像形成装置は、用紙を給紙し、給紙した用紙に画像を形成する装置であればよく、例えば、印刷装置や複合機などであってもよい。なお、複合機とは、印刷機能、複写機能、スキャナ機能、及びファクシミリ機能のうち少なくとも２つの機能を有する装置である。
【００１３】
まず、本実施形態の複写機の構成について説明する。
【００１４】
図１は、本実施形態の複写機１の一例を示す外観図である。図１に示すように、複写機１は、本体２と、原稿台カバー３と、給紙カセットＣ１、Ｃ２と、操作部５と、表示部６と、排紙トレイ９とを、備える。原稿台カバー３は、本体２の上面２ａに開閉可能に支持されている。給紙カセットＣ１、Ｃ２は、用紙を収容する。給紙カセットＣ１、Ｃ２は、本体２の正面２ｂに挿脱可能に装着されており、本体２の案内によって水平方向にスライドして本体２に装着される。操作部５は、複写開始、複写枚数、及び複写濃度などの設定操作を行うためのものである。表示部６は、給紙カセットＣ１、Ｃ２に収容されている用紙の用紙サイズや用紙残量などを表示する。操作部５及び表示部６は、本体２の上面２ａにおける原稿台カバー３の手前側に設けられている。排紙トレイ９には、複写された用紙（印刷物）が排紙される。排紙トレイ９は、本体２の側面２ｃに設けられている。
【００１５】
図２及び図３は、本実施形態の複写機１の給紙機構の一例を示す断面図である。図２及び図３に示すように、複写機１は、駆動軸１１と、従動軸１２と、送出ローラ１３と、搬送ローラ１４と、さばきローラ１５と、トレイ上限検知アーム１６と、トレイ上限センサ１７と、用紙無しセンサ１８と、支持枠１９と、バネ２０と、給紙カセットＣ１と、トレイ２１と、回動軸２２と、押上げレバー２３とを、備える。なお、図２は、給紙カセットＣ１内に設けられているトレイ２１が初期位置（ホームポジション）に位置する状態を示し、図３は、給紙カセットＣ１に収容されている用紙を給紙可能な状態を示し、トレイ２１が押し上げられてトレイ２１に積載されている最上部の用紙が送出ローラ１３に当接している。図４は、本実施形態の複写機１の電気的構成の一例を示すブロック図である。図４に示すように、複写機１は、モータ駆動回路４１と、トレイ上昇用モータ４２と、モータ電流検出回路４３と、トレイ上限センサ１７と、用紙無しセンサ１８と、時間計測部４４と、記憶部４５と、制御部４６と、表示部６と、操作部５とを、備える。
【００１６】
なお、複写機１の給紙機構は、給紙カセットＣ１、Ｃ２ともに共通の構成となっているため、以下では、給紙カセットＣ１について説明し、給紙カセットＣ２については説明を省略する。
【００１７】
駆動軸１１は、支持枠１９に回動自在に支持され、搬送ローラ１４を同軸一体とする。従動軸１２は、支持枠１９に回動自在に支持され、送出ローラ１３を同軸一体とする。駆動軸１１と従動軸１２それぞれに一体となったギヤの中間には連結用のギヤ（図示せず）が設置されている。従って、送出ローラ１３及び搬送ローラ１４は、本体２の動力系に接続する駆動軸１１によって同方向に回転する。送出ローラ１３は、給紙カセットＣ１から上方に離間して位置する。搬送ローラ１４は、送出ローラ１３の用紙搬送方向下流に位置する。さばきローラ１５は、搬送ローラ１４に圧接して位置する。搬送ローラ１４及びさばきローラ１５は、用紙搬送のためのしごきローラ対を構成する。
【００１８】
トレイ上限検知アーム１６は、支持枠１９に設置され、駆動軸１１に対して回動自在に保持されている。トレイ上限センサ１７は、トレイ上限検知アーム１６（例えば、フォトインタラプタ）の先端下に近接して位置する。用紙無しセンサ１８（例えば、反射型フォトセンサ）は、トレイ上限センサ１７の下側に設置されている。トレイ上限センサ１７及び用紙無しセンサ１８は、制御部４６に接続されている。
【００１９】
支持枠１９は、駆動軸１１に対して回動自在に保持され、バネ２０によって上方に付勢されている。このため、送出ローラ１３及びトレイ上限検知アーム１６は、駆動軸１１を回転中心として、反時計方向に回転する。
【００２０】
以上の各部材は用紙の搬送系を構成し、主として給紙カセットＣ１の収納スペースの上部に配設されている。
【００２１】
トレイ２１は、給紙カセットＣ１内に設けられており、用紙Ｐが積載される。回動軸２２は、図示しない支持金具に軸受け支持される。また回動軸２２の端部には、スプリングピンが圧入固定され、このスプリングピンがトレイ上昇用モータ４２の出力軸と係合して回転駆動力を伝える構成となっている。トレイ上昇用モータ４２は、ＤＣモータとギヤ列の組合せで構成され、回動軸２２の後方（反操作者側）に設置され、溝を持ったプーリでスプリングピンと係合している。押上げレバー２３（押上部材の一例）は、回動軸２２と一体となっており、トレイ２１の一端を下から押し上げて上昇させることにより、トレイ２１を傾斜させる。
【００２２】
モータ駆動回路４１は、制御部４６の出力ポートに接続されており、給紙カセットＣ１のトレイ２１の一端を上昇させるための駆動モータであるトレイ上昇用モータ４２に駆動電流を流し、トレイ上昇用モータ４２を回転駆動させる。モータ駆動回路４１は、例えば、電源が投入された場合、及び給紙カセットＣ１が本体２にセットされた場合などに、制御部４６からの指示を受け、トレイ上昇用モータ４２に駆動電流を流し、トレイ上昇用モータ４２を回転駆動させる。
【００２３】
トレイ上昇用モータ４２が回転駆動すると、駆動力が発生する。ここでは、駆動力とは、モータの回転力、即ち、トルクが該当するが、これに限定されるものではない。押し上げレバー２３は、この駆動力によって動かされる。この結果、図３に示すように、押上げレバー２３が給紙カセットＣ１のトレイ２１の一端を初期位置から上昇させ、トレイ２１に積載されている用紙Ｐが傾斜した状態となる。モータ電流検出回路４３（検出手段の一例）は、トレイ上昇用モータ４２に流れる駆動電流を検出し、検出した駆動電流の電流値を制御部４６に出力する。なおモータ電流検出回路４３は、電流値をアナログ値で検出し、デジタル値に変換してから制御部４６に出力する。トレイ２１に積載されている最上部の用紙が送出ローラ１３（給紙部材の一例）に当接し、トレイ上限検知アーム１６がトレイ上限センサ１７を遮断すると、トレイ上限センサ１７は、トレイ２１が上限に達したことを検知し、その旨を制御部４６に通知する。制御部４６は、トレイ２１が上限に達すると、モータ駆動回路４１にトレイ上昇用モータ４２の駆動停止を指示する。モータ駆動回路４１は、制御部４６からの指示を受け、トレイ上昇用モータ４２に駆動電流を流すことを停止し、トレイ上昇用モータ４２の回転駆動を停止する。これにより、トレイ２１は上昇を停止し、送出ローラ１３は、当接している用紙の給紙が可能となる。送出ローラ１３により給紙された用紙には、画像形成機構（画像形成手段の一例、図２〜図４では、図示省略）により画像が形成される。
【００２４】
また、複写などのために送出ローラ１３による用紙の給紙が開始されると、トレイ２１に積載されている用紙Ｐの積載量が徐々に減少し、トレイ２１の最上部の用紙が送出ローラ１３に当接しなくなってしまう。このため、モータ駆動回路４１は、トレイ２１の最上部の用紙が送出ローラ１３に常に当接するように、一定のタイミングで制御部４６から指示を受け、トレイ上昇用モータ４２の回転駆動を再開させ、トレイ２１を再上昇させる。モータ電流検出回路４３は、この場合も、トレイ上昇用モータ４２に流れる駆動電流を検出する。
【００２５】
なお、モータ駆動回路、トレイ上昇用モータ、及びモータ電流検出回路は、給紙カセット毎に用意されており、図４に示す例では、給紙カセットＣ１用のモータ駆動回路４１、トレイ上昇用モータ４２、及びモータ電流検出回路４３を図示し、給紙カセットＣ２用のモータ駆動回路、トレイ上昇用モータ、及びモータ電流検出回路の図示を省略している。
【００２６】
時間計測部４４は、制御部４６に接続されており、トレイ２１が初期位置において上昇を開始してからトレイ２１に積載されている最上部の用紙が送出ローラ１３に接して上昇を停止するまでの時間である初期トレイ上昇時間（初期上昇時間の一例）を計測する。但し、時間計測部４４は、用紙の給紙中におけるトレイ２１の上昇については、トレイの上昇時間を計測しない。なお、初期トレイ上昇時間の計測手法の詳細については後述する。
【００２７】
記憶部４５は、制御部４６に接続されており、例えば、ＨＤＤ（Hard  Disk  Drive）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、及びＲＯＭ（Read  Only  Memory）などにより実現できる。記憶部４５は、トレイ上昇用モータ４２に流れる駆動電流の電流値とトレイ２１に積載されている用紙の積載量との対応関係を定めた第１対応データを記憶する。具体的には、記憶部４５は、第１対応データとして、モータ電流検出回路４３により出力された電流値からトレイ２１に積載されている用紙の給紙開始後の積載量を算出するための給紙開始後積載量算出式を記憶する。また記憶部４５は、時間計測部４４により計測される初期トレイ上昇時間とトレイ２１に積載されている用紙の積載量との対応関係を定めた第２対応データを記憶する。具体的には、記憶部４５は、第２対応データとして、時間計測部４４により計測された初期トレイ上昇時間からトレイ２１に積載されている用紙の給紙開始前の積載量を算出するための初期用紙積載量算出式を記憶する。なお、記憶部４５に記憶されている各データの詳細については後述する。
【００２８】
制御部４６は、複写機１の各部を制御するものであり、例えば、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）などにより実現できる。表示部６及び操作部５も制御部４６に接続されている。制御部４６は、第１対応データを参照して、モータ電流検出回路４３により出力された電流値からトレイ２１に積載されている用紙の残量を検知する。具体的には、制御部４６は、送出ローラ１３による用紙の給紙が開始された以降にモータ電流検出回路４３により出力された電流値を給紙開始後積載量算出式に適用して、トレイ２１に積載されている用紙の積載量を算出し、用紙の給紙開始後の残量を検知する。そして制御部４６は、検知した用紙の残量を表示部６（報知手段の一例）に報知させる。
【００２９】
また制御部４６は、第２対応データを参照して、時間計測部４４により計測された初期トレイ上昇時間からトレイ２１に積載されている用紙の給紙開始前の残量を検知する。具体的には、制御部４６は、時間計測部４４により計測された初期トレイ上昇時間を初期用紙積載量算出式に適用してトレイ２１に積載されている用紙の積載量を算出し、用紙の給紙開始前の残量を検知する。そして制御部４６は、検知した用紙の残量を表示部６に報知させる。なお、用紙の残量の検知手法の詳細については後述する。
【００３０】
次に、本実施形態の複写機による用紙残量検知方法の原理について説明する。
【００３１】
図５及び図６は、本実施形態のモータ電流検出回路４３により検出される電流波形の一例を示す図である。図５は、トレイ２１にＡ４用紙が１枚積載されている給紙カセットＣ１を本体２にセットしてからトレイ２１が上昇を停止するまでの電流波形を示す。図６は、トレイ２１にＡ４用紙が５００枚積載されている給紙カセットＣ１を本体２にセットしてからトレイ２１が上昇を停止するまでの電流波形を示す。
【００３２】
図５及び図６に示す例において、「Ａ」は、給紙カセットＣ１が本体２にセットされた時点を示す。給紙カセットＣ１が本体２にセットされると、モータ駆動回路４１がトレイ上昇用モータ４２の回転駆動を開始させ、モータ駆動回路４１に起動電流が瞬間的に流れる。
【００３３】
「Ｂ」は、給紙カセットＣ１が本体２にセットされてから押上げレバー２３が回動を開始するまでの期間を示す。トレイ上昇用モータ４２が回転駆動を開始しても、各種機械的ガタやソフトウェアの待ち時間などが原因で、トレイ上昇用モータ４２の回転駆動力が押上げレバー２３に伝達するまでに時間を要する。このため、トレイ上昇用モータ４２が回転駆動を開始してから押上げレバー２３が回動を開始するまでにタイムラグが生じる。そして、トレイ上昇用モータ４２の回転駆動力が押上げレバー２３に伝達されると、回動軸２２を支点に押上げレバー２３が回動を開始し、押上げレバー２３の先端がトレイ２１の底面に当接し、トレイ２１が上昇を開始する。
【００３４】
「Ｃ」は、トレイ２１が上昇を開始してから上昇を停止するまでの期間を示す。トレイ２１が上昇し、トレイ上限センサ１７によりトレイ２１の上昇の上限が検知されると、モータ駆動回路４１がトレイ上昇用モータ４２の回転駆動を停止させ、トレイ２１の上昇が停止する。
【００３５】
本実施形態では、時間計測部４４が「Ｃ」期間の時間である初期トレイ上昇時間Ｔｏを計測する。時間計測部４４は、「Ｂ」期間と「Ｃ」期間との電流値の差を利用して初期トレイ上昇時間Ｔｏを計測してもよい。また時間計測部４４は、用紙の積載量によらず「Ｂ」期間の時間が一定（図５及び図６に示す例では、２．２秒）であることを利用し、「Ｂ」期間及び「Ｃ」期間の時間を計測し、計測した時間から「Ｂ」期間の時間を差し引くことで初期トレイ上昇時間Ｔｏを計測してもよい。また、モータ電流検出回路４３は、「Ｃ」期間、即ちトレイ２１の上昇時にトレイ上昇用モータ４２に流れる駆動電流を検出し、電流値Ｉｏを出力する。なお、図５に示す例では、初期トレイ上昇時間Ｔｏは、３．０秒、電流値Ｉｏは、８０ｍＡとなっており、図６に示す例では、初期トレイ上昇時間Ｔｏは、１．４秒、電流値Ｉｏは、２４０ｍＡとなっている。
【００３６】
以上のように、図５及び図６に示す例では、給紙カセットＣ１を本体２にセットしてからトレイ２１が上昇を停止するまでの電流波形について説明したが、電源投入時やトレイ２１を再上昇させる場合においても、初期化時間を除けば、電源投入からトレイ２１が上昇を停止するまでの電流波形は、図５及び図６に示す電流波形と同様となる。
【００３７】
図７は、本実施形態の複写機１における初期トレイ上昇時間Ｔｏと用紙積載量との関係及び電流値Ｉｏと用紙積載量との関係の一例を示すグラフである。
【００３８】
本実施形態のトレイ上昇用モータ４２は、一定速度で回転するため、初期トレイ上昇時間Ｔｏは、トレイ２１の用紙積載量（積載されている用紙の高さ）の増加に比例して減少する。このため、初期トレイ上昇時間Ｔｏから用紙積載量を算出するための初期用紙積載量算出式は、図７に示すように、一次関数で記述できる。図７に示す例では、用紙積載量が０％（０枚）の場合の初期トレイ上昇時間Ｔｏ（０）と、用紙積載量が１００％（６００枚）の場合の初期トレイ上昇時間Ｔｏ（１００）とから、初期用紙積載量算出式が予め算出されている。なお、初期トレイ上昇時間Ｔｏ（０）及び初期トレイ上昇時間Ｔｏ（１００）も、図５及び図６で説明した方法と同様の方法で予め算出されている。また、初期トレイ上昇時間Ｔｏ（０）は、用紙に依存せず、初期トレイ上昇時間Ｔｏ（１００）は、用紙に依存せず、積載されている用紙の高さによって定まるため、いずれも複写機１に固有の値となる。
【００３９】
本実施形態では、制御部４６は、電源投入又は給紙カセットＣ１が本体２にセットされると、初期用紙積載量算出式を用いて、トレイ２１に積載されている用紙の給紙開始前の用紙残量を検知する。例えば、図６に示す例の場合、初期トレイ上昇時間Ｔｏが１．４秒となるため、制御部４６は、初期トレイ上昇時間Ｔｏ＝１．４を初期用紙積載量算出式に代入することで、用紙積載量＝８３％（５００枚）を算出し、用紙残量を検知する。そして制御部４６は、検知した用紙残量を表示部６に表示させる。なお、給紙開始前の用紙残量が１００％（６００枚）を超えている場合、トレイ上限センサ１７は、トレイ２１が上昇する前から上限を検知しているため、時間計測部４４により初期トレイ上昇時間Ｔｏは計測されない。この場合、制御部４６は、用紙積載量＝１００％（６００枚）として用紙残量を検知し、検知した用紙残量を表示部６に表示させる。
【００４０】
また本実施形態のトレイ上昇用モータ４２の電流値Ｉｏは、トレイ上昇用モータ４２の負荷の増加、即ち、トレイ２１の用紙積載量の増加に比例して増加する。このため、電流値Ｉｏから給紙開始後の用紙積載量を算出するための給紙開始後積載量算出式も、図７に示すように、一次関数で記述できる。図７に示す例では、用紙積載量が０％（０枚）の場合の電流値Ｉｏ（０）から、給紙開始後積載量算出式が予め算出されている。なお、電流値Ｉｏ（０）も、トレイ上昇用モータ４２の無負荷電流に駆動部の負荷を加えた値で予め算出されている。また、給紙開始後積載量算出式の傾きは、トレイ上昇用モータ４２のトルク定数の逆数に等価であり、トレイ上昇用モータ４２によって固有に定まるため、複写機１に固有の値となる。
【００４１】
本実施形態では、制御部４６は、用紙の給紙開始後に、給紙開始後積載量算出式を用いて、トレイ２１に積載されている用紙の給紙開始後の用紙残量を検知する。例えば、用紙の給紙開始後にトレイ２１を再上昇させた場合の電流値Ｉｏが２４０ｍＡである場合、制御部４６は、電流値Ｉｏ＝２４０ｍＡを給紙開始後積載量算出式に代入することで、用紙積載量＝８３％（５００枚）を算出し、用紙残量を検知する。そして制御部４６は、検知した用紙残量を表示部６に表示させる。
【００４２】
次に、本実施形態の複写機の動作について説明する。
【００４３】
図８は、本実施形態の複写機１で実行される用紙残量検知処理の一例を示すフローチャートである。
【００４４】
電源が投入されるか給紙カセットＣ１が本体２にセットされ、用紙無しセンサ１８により給紙カセットＣ１に用紙が無いことが検知されると（ステップＳ１００でＹｅｓ）、制御部４６は、用紙が無いことを表示部６に表示させ（ステップＳ１３６）、処理を終了する。
【００４５】
一方、用紙無しセンサ１８により給紙カセットＣ１に用紙が無いことが検知されないと（ステップＳ１００でＮｏ）、図示せぬ用紙サイズセンサにより用紙のサイズ（大きさ）が検知され（ステップＳ１０２）、制御部４６は、トレイ上限センサ１７の出力信号からトレイ２１が上限に位置するか否か確認する（ステップＳ１０４）。
【００４６】
トレイ２１が上限に位置する場合（ステップＳ１０４でＹｅｓ）、ステップＳ１１４へ進む。一方、トレイ２１が上限に位置しない場合（ステップＳ１０４でＮｏ）、モータ駆動回路４１は、制御部４６からの指示を受け、トレイ上昇用モータ４２に駆動電流を流し、トレイ上昇用モータ４２を回転駆動させ、押上げレバー２３が給紙カセットＣ１のトレイ２１の初期位置からの上昇を開始させる（ステップＳ１０６）。
【００４７】
続いて、トレイ２１に積載されている最上部の用紙が送出ローラ１３に当接し、トレイ上限センサ１７によりトレイ２１が上限に達したことが検知されるまで、時間計測部４４は、初期トレイ上昇時間Ｔｏを計測する（ステップＳ１０８、ステップＳ１１０でＮｏ）。
【００４８】
続いて、トレイ上限センサ１７によりトレイ２１が上限に達したことが検知されると（ステップＳ１１０でＹｅｓ）、制御部４６は、モータ駆動回路４１にトレイ上昇用モータ４２の駆動停止を指示し、モータ駆動回路４１は、トレイ上昇用モータ４２の回転駆動を停止し、トレイ２１は上昇を停止する（ステップＳ１１２）。
【００４９】
続いて、制御部４６は、時間計測部４４により計測された初期トレイ上昇時間Ｔｏを初期用紙積載量算出式に適用してトレイ２１に積載されている用紙の積載量を算出し、用紙の給紙開始前の残量を検知する（ステップＳ１１４）。但し、ステップＳ１０４でトレイ２１が上限に位置する場合には、制御部４６は、用紙積載量＝１００％として用紙残量を検知する。そして制御部４６は、検知した用紙の給紙開始前の残量を表示部６に表示させる（ステップＳ１１６）。
【００５０】
続いて、ユーザが操作部５を用いて複写操作を行うと、制御部４６は、送出ローラ１３に当接している用紙の給紙を開始させ、複写動作を行わせる（ステップＳ１１８）。
【００５１】
続いて、制御部４６は、トレイ上限センサ１７の出力信号からトレイ２１が上限に位置するか否か確認する（ステップＳ１２０）。これは、用紙の給紙により用紙の積載量が減少するため、トレイ２１の高さが適正であるかを判断するために行われる。
【００５２】
トレイ２１が上限に位置する場合（ステップＳ１２０でＹｅｓ）、ステップＳ１３０へ進む。一方、トレイ２１が上限に位置しない場合（ステップＳ１２０でＮｏ）、モータ駆動回路４１は、制御部４６からの指示を受け、トレイ上昇用モータ４２に駆動電流を流し、トレイ上昇用モータ４２を回転駆動させ、押上げレバー２３が給紙カセットＣ１のトレイ２１の初期位置からの上昇を開始させる（ステップＳ１２２）。
【００５３】
続いて、トレイ２１に積載されている最上部の用紙が送出ローラ１３に当接し、トレイ上限センサ１７によりトレイ２１が上限に達したことが検知されるまで、モータ電流検出回路４３は、トレイ上昇用モータ４２に流れる駆動電流を検出し、検出した駆動電流の電流値Ｉｏを制御部４６に出力する（ステップＳ１２４、ステップＳ１２６でＮｏ）。
【００５４】
続いて、トレイ上限センサ１７によりトレイ２１が上限に達したことが検知されると（ステップＳ１２６でＹｅｓ）、制御部４６は、モータ駆動回路４１にトレイ上昇用モータ４２の駆動停止を指示し、モータ駆動回路４１は、トレイ上昇用モータ４２の回転駆動を停止し、トレイ２１は上昇を停止する（ステップＳ１２８）。
【００５５】
続いて、用紙無しセンサ１８により給紙カセットＣ１に用紙が無いことが検知されると（ステップＳ１３０でＹｅｓ）、制御部４６は、用紙が無いことを表示部６に表示させ（ステップＳ１３６）、処理を終了する。一方、用紙無しセンサ１８により給紙カセットＣ１に用紙が無いことが検知されないと（ステップＳ１３０でＮｏ）、制御部４６は、モータ電流検出回路４３により出力された電流値Ｉｏを給紙開始後積載量算出式に適用して、トレイ２１に積載されている用紙の積載量を算出し、用紙の給紙開始後の残量を検知する（ステップＳ１３２）。そして制御部４６は、検知した用紙の給紙開始後の残量を表示部６に表示させ（ステップＳ１３４）、ステップＳ１１８へ戻る。
【００５６】
なお、図８に示す用紙残量検知処理中に給紙カセットＣ１が本体２から引き出され、用紙の補給などが行われて本体２に再セットされた場合には、用紙残量検知処理は、最初から行われる。
【００５７】
以上のように本実施形態では、トレイ上昇用モータ４２に流れる駆動電流の電流値から用紙残量を検知するので、用紙残量を検知するためにエンコーダやセンサを設けずに、給紙開始後においても用紙の残量を検知することができる。つまり本実施形態によれば、コストをかけずに給紙開始後においても用紙の残量を検知することができる。また本実施形態によれば、通紙時の時々刻々の用紙残量を報知することにより、まもなく用紙がなくなることをユーザに報知することもできる。
【００５８】
また本実施形態では、給紙開始前においては、初期トレイ上昇時間から用紙の残量を検知し、給紙開始後においては、駆動電流の電流値から用紙残量を検知するので、用紙残量を精度よく検知することができる。
【００５９】
（変形例）
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
【００６０】
（変形例１）
上記実施形態では、記憶部４５に給紙開始後積載量算出式及び初期用紙積載量算出式を記憶したが、初期トレイ上昇時間と電流値と用紙積載量との対応関係を定めた対応テーブル（第１対応データ及び第２対応データの一例）を記憶するようにしてもよい。
【００６１】
図９は、変形例の対応テーブルの一例を示す図である。図９に示すように、対応テーブルは、初期トレイ上昇時間Ｔｏと用紙積載量と電流値Ｉｏとシンボルとを対応付けている。なお、初期トレイ上昇時間Ｔｏと用紙積載量との対応関係は、初期用紙積載量算出式の算出手法と同様の手法で特定でき、用紙積載量と電流値Ｉｏとの対応関係は、給紙開始後積載量算出式の算出手法と同様の手法で特定できる（図７参照）。
【００６２】
図９に示す対応テーブルを用いる場合、制御部４６は、対応テーブルを参照して、時間計測部４４により計測された初期トレイ上昇時間Ｔｏに対応付けられた用紙の積載量を特定し、用紙の給紙開始前の残量を検知する。更に制御部４６は、対応テーブルを参照して、特定した用紙の積載量に対応付けられたシンボルを表示部６に表示させる。また、制御部４６は、対応テーブルを参照して、送出ローラ１３による用紙の給紙が開始された以降にモータ電流検出回路４３により出力された電流値Ｉｏに対応付けられた用紙の積載量を特定し、用紙の給紙開始後の残量を検知する。更に制御部４６は、対応テーブルを参照して、特定した用紙の積載量に対応付けられたシンボルを表示部６に表示させる。
【００６３】
なお、対応テーブルは、図９に示すような３段階の区分けに限定されるものではなく、例えば、図１０に示すような４段階などどのような段階に区分けしてもよい。また、シンボルは、図９及び図１０に示すようなアイコンであってもよいし、棒グラフなどであってもよく、ユーザに用紙残量を報知できるものであれば、どのようなものでもよい。
【００６４】
（変形例２）
上記実施形態では、給紙開始前においては、初期トレイ上昇時間のみから用紙の残量を検知したが、初期トレイ上昇時間と駆動電流の電流値とを併用して用紙の残量を検知するようにしてもよい。これにより、検知した用紙残量の信頼性を向上させることができる。また、給紙開始前においても、駆動電流の電流値のみから用紙の残量を検知するようにしてもよい。
【００６５】
（変形例３）
また上記実施形態において、初期トレイ上昇時間や駆動電流の電流値が、予測される値の範囲外である場合には、機械に異常の可能性があるので、異常検出処理を開始するようにしてもよい。これにより、機械の不具合を検出することもできる。
【００６６】
（変形例４）
また上記実施形態では、検知した用紙残量をそのまま表示したが、用紙残量（用紙積載量）に応じたシンボルを表示するようにしてもよい。この場合、記憶部４５が、用紙積載量とシンボルとを対応付けたシンボルテーブルを記憶し、制御部４６が算出した用紙積載量に対応するシンボルを表示部６に表示するようにすればよい。
【００６７】
（変形例５）
上記実施形態では、給紙カセットを例に取り説明したが、トレイを上昇させてトレイに積載されている最上部の用紙を送出ローラに当接させることにより給紙を行うタイプのものであれば、例えば、大容量給紙トレイ（ＬＣＴ）などであっても、適用できる。
【００６８】
（変形例６）
上記実施形態では、給紙機構と画像形成機構とを備える複写機１を例に取り説明したが、給紙機構及び画像形成機構を別々の装置が備えるようにしてもよい。例えば、図１１に示すように、給紙装置１０２と画像形成装置１０３とを備える画像形成システム１０１の場合、給紙装置１０２が給紙機構を備え、画像形成装置１０３が画像形成機構を備えるようにすればよい。
【００６９】
（ハードウェア構成）
上記実施形態及び変形例の複写機１のハードウェア構成の一例について説明する。
【００７０】
図１２は、上記実施形態及び変形例の複写機１のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。図１２に示すように、上記実施形態及び変形例の複写機１は、コントローラ９１０とエンジン部（Engine）９６０（画像形成手段の一例）とをＰＣＩ（Peripheral  Component  Interconnect）バスで接続した構成となる。コントローラ９１０は、複写機全体の制御、描画、通信、及び操作表示部９２０からの入力を制御するコントローラである。エンジン部９６０は、ＰＣＩバスに接続可能なプリンタエンジンなどであり、たとえば白黒プロッタ、１ドラムカラープロッタ、４ドラムカラープロッタ、スキャナまたはファックスユニットなどである。なお、このエンジン部９６０には、プロッタなどのいわゆるエンジン部分に加えて、誤差拡散やガンマ変換などの画像処理部分が含まれる。
【００７１】
コントローラ９１０は、ＣＰＵ９１１と、ノースブリッジ（ＮＢ）９１３と、システムメモリ（ＭＥＭ−Ｐ）９１２と、サウスブリッジ（ＳＢ）９１４と、ローカルメモリ（ＭＥＭ−Ｃ）９１７と、ＡＳＩＣ（Application  Specific  Integrated  Circuit）９１６と、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）９１８とを有し、ノースブリッジ（ＮＢ）９１３とＡＳＩＣ９１６との間をＡＧＰ（Accelerated  Graphics  Port）バス９１５で接続した構成となる。また、ＭＥＭ−Ｐ９１２は、ＲＯＭ９１２ａと、ＲＡＭ９１２ｂとをさらに有する。
【００７２】
ＣＰＵ９１１は、複写機の全体制御をおこなうものであり、ＮＢ９１３、ＭＥＭ−Ｐ９１２およびＳＢ９１４からなるチップセットを有し、このチップセットを介して他の機器と接続される。
【００７３】
ＮＢ９１３は、ＣＰＵ９１１とＭＥＭ−Ｐ９１２、ＳＢ９１４、ＡＧＰバス９１５とを接続するためのブリッジであり、ＭＥＭ−Ｐ９１２に対する読み書きなどを制御するメモリコントローラと、ＰＣＩマスタおよびＡＧＰターゲットとを有する。
【００７４】
ＭＥＭ−Ｐ９１２は、プログラムやデータの格納用メモリ、プログラムやデータの展開用メモリ、プリンタの描画用メモリなどとして用いるシステムメモリであり、ＲＯＭ９１２ａとＲＡＭ９１２ｂとからなる。ＲＯＭ９１２ａは、プログラムやデータの格納用メモリとして用いる読み出し専用のメモリであり、ＲＡＭ９１２ｂは、プログラムやデータの展開用メモリ、プリンタの描画用メモリなどとして用いる書き込みおよび読み出し可能なメモリである。
【００７５】
ＳＢ９１４は、ＮＢ９１３とＰＣＩデバイス、周辺デバイスとを接続するためのブリッジである。このＳＢ９１４は、ＰＣＩバスを介してＮＢ９１３と接続されており、このＰＣＩバスには、ネットワークインタフェース（Ｉ／Ｆ）部なども接続される。
【００７６】
ＡＳＩＣ９１６は、画像処理用のハードウェア要素を有する画像処理用途向けのＩＣ（Integrated  Circuit）であり、ＡＧＰバス９１５、ＰＣＩバス、ＨＤＤ９１８およびＭＥＭ−Ｃ９１７をそれぞれ接続するブリッジの役割を有する。このＡＳＩＣ９１６は、ＰＣＩターゲットおよびＡＧＰマスタと、ＡＳＩＣ９１６の中核をなすアービタ（ＡＲＢ）と、ＭＥＭ−Ｃ９１７を制御するメモリコントローラと、ハードウェアロジックなどにより画像データの回転などをおこなう複数のＤＭＡＣ（Direct  Memory  Access  Controller）と、エンジン部９６０との間でＰＣＩバスを介したデータ転送をおこなうＰＣＩユニットとからなる。このＡＳＩＣ９１６には、ＵＳＢ（Universal  Serial  Bus）９４０、ＩＥＥＥ１３９４（the  Institute  of  Electrical  and  Electronics  Engineers  1394）インタフェース９５０が接続される。操作表示部９２０はＡＳＩＣ９１６に直接接続されている。
【００７７】
ＭＥＭ−Ｃ９１７は、コピー用画像バッファ、符号バッファとして用いるローカルメモリであり、ＨＤＤ９１８は、画像データの蓄積、プログラムの蓄積、フォントデータの蓄積、フォームの蓄積を行うためのストレージである。
【００７８】
ＡＧＰバス９１５は、グラフィック処理を高速化するために提案されたグラフィックスアクセラレーターカード用のバスインターフェースであり、ＭＥＭ−Ｐ９１２に高スループットで直接アクセスすることにより、グラフィックスアクセラレーターカードを高速にするものである。
【符号の説明】
【００７９】
１  複写機
２  本体
３  原稿台カバー
Ｃ１、Ｃ２  給紙カセット
５  操作部
６  表示部
９  排紙トレイ
１１  駆動軸
１２  従動軸
１３  送出ローラ
１４  搬送ローラ
１５  さばきローラ
１６  トレイ上限検知アーム
１７  トレイ上限センサ
１８  用紙無しセンサ
１９  支持枠
２０  バネ
２１  トレイ
２２  回動軸
２３  押上げレバー
４１  モータ駆動回路
４２  トレイ上昇用モータ
４３  モータ電流検出回路
４４  時間計測部
４５  記憶部
４６  制御部
１０１  画像形成システム
１０２  給紙装置
１０３  画像形成装置
９１０  コントローラ
９１１  ＣＰＵ
９１２  システムメモリ
９１２ａ  ＲＯＭ
９１２ｂ  ＲＡＭ
９１３  ノースブリッジ
９１４  サウスブリッジ
９１５  ＡＧＰバス
９１６  ＡＳＩＣ
９１７  ローカルメモリ
９１８  ハードディスクドライブ
９２０  操作表示部
９４０  ＵＳＢ
９５０  ＩＥＥＥ１３９４インタフェース
９６０  エンジン部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８０】
【特許文献１】特開２００１−４８３８０号公報
【図１】
2013028460.tif 000003
【図２】
2013028460.tif 000004
【図３】
2013028460.tif 000005
【図４】
2013028460.tif 000006
【図５】
2013028460.tif 000007
【図６】
2013028460.tif 000008
【図７】
2013028460.tif 000009
【図８】
2013028460.tif 000010
【図９】
2013028460.tif 000011
【図１０】
2013028460.tif 000012
【図１１】
2013028460.tif 000013
【図１２】
2013028460.tif 000014