(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シートを収納するシート収納部と、
前記シート収納部を移動させるシート収納部移動手段と、
前記シート収納部の位置の変化に同期して出力が変化するシート収納部位置信号出力手段と、
前記位置信号出力手段の出力値に基づいて前記シート収納部移動手段を制御するシート収納部移動制御手段と、
前記シート収納部移動制御手段により前記シート収納部を移動し、得られた前記位置信号出力手段の出力値の変化から、前記位置信号出力手段の分解能より多い分解能でシートの残量を検知し、シート残量検出手段から出力するシート残量検知手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像形成装置において、前記シートの残量を表示するシート残量表示手段を有し、前記シート残量検知手段の出力結果に基づいて前記シート残量表示手段に表示を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１記載の画像形成装置において、前記シート収納部の移動領域の限界位置に限界検知手段を有し、前記シート収納部位置信号出力手段の出力の変化より先に前記限界検知手段が検知した場合、移動を停止することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１記載の画像形成装置において、前記シート収納部を移動する時間を一定時間内としたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１記載の画像形成装置において、初期状態の前記シート収納部位置信号出力手段の出力値によって、前記シート収納部の移動する方向を決定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１記載の画像形成装置において、初期状態の前記シート収納部位置信号出力手段の出力値が、ある特定値の場合は、前記シート収納部の移動を行わない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、用紙（シート）に画像を形成する画像形成装置に、また特に、その用紙残量検知手段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においては、従来より、用紙収納部の移動位置を検知することにより、用紙の残量の検知を行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、以上のような従来の用紙残量検知方法では、残量の検知精度を向上しようとすると、必要とする精度に応じた分解能を必要とし、それだけセンサ類の数を増加するか、アナログ式のセンサに変更する必要があった。
【０００４】
本発明は、以上のような従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、安価で、かつ比較的簡単な構成で、多段階の正確な用紙残量検知手段を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明では、画像形成装置を次の（１）のとおりに構成する。
（１）シートを収納するシート収納部と、前記シート収納部を移動させるシート収納部移動手段と、前記シート収納部の位置の変化に同期して出力が変化するシート収納部位置信号出力手段と、前記位置信号出力手段の出力値に基づいて前記シート収納部移動手段を制御するシート収納部移動制御手段と、前記シート収納部移動制御手段により前記シート収納部を移動し、得られた前記位置信号出力手段の出力値の変化から、前記位置信号出力手段の分解能より多い分解能でシートの残量を検知し、シート残量検出手段から出力するシート残量検知手段と、を有する画像形成装置。
【０００６】
【作用】
以上のような本発明構成により、安価でかつ比較的簡単な構成で、画像形成装置のシート残量検知を行うことができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を、一実施例に基づいて詳細に説明する。
【０００８】
【実施例】
以下に図面を参照して本発明の一実施例を説明する。図２は、本実施例の複写機としての画像形成装置本体の概要構成図である。
【０００９】
図２において、１００は複写装置本体、２００は、原稿の自動給送を行う循環式原稿送り装置、即ちフィーダ（以下、“ＲＤＦ”と記す）、２５０は排出される用紙の仕分け装置、即ちソータであり、これらＲＤＦ２００とソータ２５０とは、本体１００に対して自在に組合わせ使用できるよう構成されている。
【００１０】
１０１は、原稿載置台としての原稿台ガラス、また、１０２は、画像読取り手段としての光学系であり、原稿照明ランプ（露光ランプ）１０３と、各走査ミラーと、レンズ１４３と、モータ１０４等から構成されており、モータ１０４により走査しつつ露光ランプ１０３で原稿を照明し、原稿からの反射光を走査ミラーとレンズとにより感光体ドラム１０５に照射する。
【００１１】
前記感光体ドラム１０５の回りには、１次帯電器１０６と、ブランク露光ユニット１０７と、電位センサ１０８と、現像器１０９と転写帯電器１１０と、分離帯電器１１１と、クリーニング装置１１２とが装備されていて、これら感光体ドラム１０５等により画像記録手段が構成されている。
【００１２】
感光体ドラム１０５は、メインモータ１１３により、図２に示す矢印の時計方向に回転するもので、１次帯電器１０６によりコロナ帯電されており、光学系１０２から原稿の反射光が照射されると、静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像器１０９により現像されてトナー像として可視化される。
【００１３】
一方、上段カセット１１４あるいは下段カセット１１５から、各ピックアップローラ１１６，１１７を介し、各給紙ローラ１１８，１１９により本体１００内に送られた用紙（転写紙）が、レジストローラ１２０により、トナー像の先端と用紙の先端とが一致するようにタイミングがとられた後、感光体ドラム１０５に給送され、転写帯電器１１０によりトナー像が転写される。
【００１４】
この転写後、用紙は、分離帯電器１１１により感光体ドラム１０５から分離され、搬送ベルト１２１により定着器１２２に導かれて、定着ローラ１４４、加圧ローラ１４５により定着され、この後排出ローラ１２３により本体１００の外に排出される。また、感光体ドラム１０５は、クリーニング装置１１２により、その表面が清掃される。
【００１５】
また、本体１００には、例えば４０００枚の用紙を収納し得るペーパデッキ１２４が装備されている。ペーパデッキ１２４のリフタ１２５は、給紙ローラ１２６に用紙が常に当接するように用紙の量に応じて上昇する。
【００１６】
また、図２において、１２７は排紙フラッパであり、両面記録側ないし多重記録側と排出側（ソータ２５０）の経路を切り替える。排出ローラ１２３から送り出された用紙は、この排紙フラッパ１２７により両面記録側ないし多重記録側に切り替えられる。また、１５０はマルチ手差し部である。
【００１７】
また、１２８は下搬送パスであり、排出ローラ１２３から送り出された用紙を反転パス１２９を介し用紙を裏返して再給紙トレイ１３０に導く。また、１３１は、両面記録と多重記録の経路を切り替える多重フラッパであり、これを左方向に倒すことにより、用紙を反転パス１２９に介さず、直接下搬送パス１２８に導く。
【００１８】
１３２は、経路１３３を通じて用紙を感光体ドラム１０５側に給紙する給紙ローラである。１３４は、排紙フラパ１２７の近傍に配置されて、この排紙フラッパ１２７により排出側に切り替えられた用紙を機外に排出する排出ローラである。
【００１９】
両面記録（両面複写）や多重記録（多重複写）時には、排紙フラッパ１２７を上方に上げて、複写済みの用紙を搬送パス１２８，１２９を介して裏返した状態で再給紙トレイ１３０に格納する。このとき、両面記録時には多重フラッパ１３１を右方向へ倒し、また多重記録時には、この多重フラッパ１３１を左方向へ倒しておく。
【００２０】
次に行う裏面記録時や多重記録時には、再給紙トレイ１３０に格納されている用紙が、下から１枚づつ給紙ローラ１３２により経路１３３を介して本体１００のレジストローラ１２０に導かれる。
【００２１】
本体１００から用紙を反転して排出するときには、排紙フラッパ１２７を上方へ上げ、フラッパ１３１を右方向へ倒し、複写済みの用紙を搬送パス１２９側へ搬送し、用紙の後端が第１の送りローラ１４０を通過した後に反転ローラ１４２によって第２の送りローラ側１４１へ搬送し、排出ローラ１３４によって、用紙を裏返して機外へ排出される。
【００２２】
図３は、上述の複写機本体１００に設けた操作部６００（後述、図４参照）の配置構成例を示す。
【００２３】
図３において、６０１はアスタリスク（＊）キーであり、オペレータ（使用者）が、綴じ代量の設定とか、原稿枠消しのサイズ設定等の設定モードのときに用いる。６２７はカーソルキーであり、設定モード時の設定項目を選択するときに用いる。６２８はＯＫキーであり、設定モード時の設定内容を確定するときに用いる。
【００２４】
６０６はオールリセットキーであり、標準モードに戻すときに押す。また、オートシャットオフ状態から標準モードに復帰させるときにもこのキー６０６を押す。６０５は複写開始キー（コピースタートキー）であり、複写を開始するときに押す。
【００２５】
６０４はクリア／ストップキーであり、待機（スタンバイ）中はクリアキー、複写記録中はストップキーの機能を有する。このクリアキーは、設定した複写枚数を解除するときにも使用する。また、ストップキーは連続複写を中断するときに押す。この押した時点での複写が終了した後に、複写動作が停止する。
【００２６】
６０３はテンキーであり、複写枚数を設定するときに押す。また＊（アスタリスク）モードを設定するときにも使う。６１９はメモリキーであり、使用者が頻繁に使うモードを登録しておくことができる。ここでは、Ｍ１〜Ｍ４の４通りのモードの登録ができる。
【００２７】
６１１及び６１２は複写濃度キーであり、複写濃度を手動で調節するときに押す。６１３はＡＥ（自動濃度調節）キーであり、原稿の濃度に応じて、複写濃度を自動的に調節するとき、またはＡＥを解除して濃度調節をマニュアル（手動）に切り替えるときに押す。
【００２８】
６０７はコピー用紙選択キーであり、図２の上段カセット１１４，下段カセット１１５，ペーパデッキ１２４，マルチ手差し１５０を選択するときに押す。また、ＲＤＦ（フィーダ）２００に原稿が載っているときには、このキー６０７によりＡＰＳ（自動紙カセット選択）が選択できる。ＡＰＳが選択されたときには、原稿と同じ大きさのカセットが自動選択される。
【００２９】
６１０は等倍キーであり、等倍（原寸）の複写を行うときに押す。６１６はオート変倍キーであり、指定した用紙のサイズに合わせて原稿の画像を自動的に縮小・拡大を指定するときに押す。６２６は両面キーであり、片面原稿から両面複写、両面原稿から両面複写、または両面原稿から片面複写をとるときに押す。
【００３０】
６２５は綴じ代キーであり、用紙の左側へ指定された長さの綴じ代を作成することができる。６２４は写真キーであり、写真原稿を複写するときに押す。６２３は多重キーであり、２つの原稿から用紙の同じ面に画像を作成（合成）するときに押す。
【００３１】
６２０は原稿枠消しキーであり、使用者が定形サイズ原稿の枠消しを行うときに押し、その際に原稿のサイズは前記アスタリスクキー６０１で設定する。６２１はシート枠消しキーであり、コピー用紙サイズに合わせて原稿の枠消しをするときに押す。６２９は表紙モード設定キーであり、表紙、裏表紙の作成、及び合紙を挿入するときに用いる。６３０はページ連写キーであり、見開きの本の左右を続けて複写するときに用いる。
【００３２】
６１４は、ステイプルソート，ソート，グループの排紙方法を選択する排紙方法選択キーであり、記録後の用紙をステイプルソータが接続されている場合は、ステイプルソートモード，ソートモード，グループモードの選択またはその選択モードの解除ができる。
【００３３】
６３１は予約キーであり、予約トレイ２１０に載置された予約原稿に対する複写モードの設定を開始するとき、及び予約設定を解除するときに用いる。６３２は予約設定キーであり、予約モード設定時の確定キーとして用いる。６３３はガイドキーであり、各種キーに対応する機能の説明を、メッセージディスプレイに表示するときに用いる。
【００３４】
７０１は複写に関する情報を表示するＬＣＤ（液晶）タイプのメッセージディスプレイであり、９６×１９２ドットで文字や図形を表示する。例えば、テンキー６０３で設定した複写枚数、定形変倍キー６０８，６０９、等倍キー６１０、ズームキー６１７，６１８で設定した複写倍率、用紙選択キー６０７で選択した用紙サイズ、図２の複写装置本体１００の状態を示すメッセージ、操作手順を示すガイドメッセージ、その他各種モードの設定内容を表示する。
【００３５】
７０４はＡＥ表示器であり、ＡＥキー６１３によりＡＥ（自動濃度調節）を選択したときに点灯する。７０９は予熱表示器であり、予熱状態のときに点灯する。
【００３６】
なお、標準モードで図２のＲＤＦ２００を使用しているときでは複写枚数１枚、濃度ＡＥモード、オート用紙選択、等倍、片面原稿から片面複写の設定になる。ＲＤＦ２００を未使用時の標準モードでは複写枚数１枚、濃度マニュアルモード、等倍、片面原稿から片面複写の設定となっている。ＲＤＦ２００の使用時と未使用時との差は、ＲＤＦ２００に原稿がセットされているか否かで決定される。
【００３７】
図４は、本発明に係る画像形成装置の制御系の一例を示すブロック図である。
図４において、１００４は制御回路（コントローラ）で、ＣＰＵ１００４ａ，ＲＯＭ１００４ｂ，ＲＡＭ１００４ｃ等から構成され、ＲＯＭ１００４ｂに格納されたプログラムに基づいて複写シーケンスを総轄制御する。
【００３８】
操作部６００は、図３において前述したように、コピーモード（片面・両面・多重モード、複写倍率、カセット選択等）設定キー、複写枚数等を設定するテンキー６０３、複写動作開始を指示するスタートキー６０５、複写動作停止を指示するストップキー６０４、動作モードを標準状態に復帰するリセットキー６０６等のキー入力部及び、動作モードの設定状態等を表示するＬＥＤ７０４，７０９・ＬＣＤ７０１等の表示部が配置されている。
【００３９】
図４におけるサーミスタ３０２は、図２における定着器１２２の定着ローラ１４４の表面温度を検出し、Ａ／Ｄ変換器３０１でＡ／Ｄ変換された値がコントローラ１００４に入力される。コントローラ１００４は、サーミスタ３０２の検出値により、定着ローラ１４４の表面温度が所定値になるように制御している。
【００４０】
高圧制御部３０３は、図２における１次帯電器１０６、転写帯電器１１０等の帯電系及び、現像器１０９等に所定の電位を印加する高圧ユニット３０４の制御を行う。
【００４１】
モータ制御部３０５は、各種ステッピングモータやメイン駆動モータ等のモータ３０６の駆動を制御する。ＤＣ負荷制御部３０７は、図２におけるピックアップローラ１１６用等のソレノイド、レジストローラ１２０用等のクラッチ及びファン等の駆動を制御する。３０８は、用紙の紙づまり（ジャム）検知用等のセンサ類で、コントローラ１００４に入力される。
【００４２】
ＡＣドライバ１０００は、原稿照明ランプ１０３（図２参照）等のＡＣ負荷３０９及び定着ヒータ３１０へのＡＣ電源供給を制御する。また、原稿照明ランプ１０３、定着ヒータ３１０等の異常を検出し、シャットオフ機能付きのメインスイッチ１００１をオフ状態にする。さらに、コントローラ１００４の制御により、メインスイッチ１００１前後のＡＣ入力が切り替えられて電源１１００に入力される。
【００４３】
電源１１００は、コントローラ１００４等にＤＣ電源を供給し、ＡＣドライバ１０００からのＡＣ電源が入力されると共に、入力電源プラグ３１１から、メインスイッチ１００１、ドアスイッチ１００７を介したＡＣ電源が電源１１００に入力される。
【００４４】
図２におけるペーパデッキ１２４は、用紙の積載枚数を増やすための給紙装置、フィーダ（ＲＤＦ）２００は、複数枚の原稿を自動的にセットするための自動原稿送り装置、ソータ２５０は、排出される用紙を仕分けするための仕分け装置である。
【００４５】
また、図５に示す上段カセット１１４（図２参照）説明図において、用紙は、ピックアップローラ１１６によって給紙するため、給紙動作の開始に当って、カセット１１４内に収納された用紙の最上面がピックアップローラ１１６の高さに達している必要がある。
【００４６】
そこで、必要な高さに達しているか否かを、用紙の最上面を紙面高さセンサ１２０４によって検知し、必要な高さに達していない場合は、センサ１２０４によって検知されるまで用紙収納部駆動用リフタモータ１２０３を駆動し、カセットの用紙収納部１２０５を上昇させている。残っている用紙の量が減少すると、それに応じて用紙収納部１２０５を上昇させる必要があるため、用紙収納部の位置によって用紙の残量を検知することができる。
【００４７】
また下方向には用紙収納部下限センサ１２０７があり、用紙補給時等、用紙収納部が下降する必要がある場合には、下限センサが検知するまで用紙収納部１２０５が下降する。この構成は下段カセット１１５（図２）においても全く同様である。
【００４８】
図１は、本発明の特徴を表わす本実施例の構成ブロック図である。用紙収納部１２０５（図５）の位置を、用紙収納部位置信号出力手段１３によって検知し、この出力値に応じて、用紙収納部移動制御手段１１によって、用紙収納部移動手段１２（駆動モータ１２０３）を制御し、用紙収納部１２０５を移動する。このときの用紙収納部位置信号出力手段１３の出力の変化によって、用紙の残量がどの程度のレベルにあるかを判断し、用紙残量検知手段１４を通じて、検知信号を出力する。
【００４９】
前記図５において、図示のような中途に凸部を含む形状を有するフラグ１２０８は、用紙収納部１２０５に連動しており、これを用紙収納部位置センサ１２０６によって検出する。この用紙収納部位置センサ１２０６の出力は、収納部１２０５の上昇に合わせて、図６に示す用紙収納部高さ（用紙残量）と用紙収納部位置センサとの出力値との関係線図の一例に示すように変化する。
【００５０】
ここで、図７のフローチャートに沿って、用紙の残量を「多」，「中」，「少」の３段階に検知する場合の検知動作シーケンスを説明する；
ステップ７−１において、用紙の残量検知の開始に当り、まず、用紙の最上部が、図５におけるピックアップローラ１１６の高さまで達しているか否かを、紙面高さセンサ１２０４の出力によって判断し（ステップ７−２）、達していない場合は、駆動モータ１２０３を正転方向に駆動させることにより、紙面高さセンサ１２０４が検知するまで用紙収納部１２０５を上昇させる（ステップ７−３）。
【００５１】
ここで用紙収納部位置センサ１２０６の出力が「０」であれば、用紙の残量が「中」であることが確定する。そこで用紙残量が「中」であることを図３における表示装置ＬＣＤ７０１に表示する（ステップ７−１４）。
【００５２】
一方、センサ出力が「１」の場合、駆動モータ１２０３を逆回転することにより用紙収納部１２０５を下降させる（ステップ７−５）。下降させる途中で用紙収納部位置センサ１２０６の出力が「１」から「０」に反転した場合（ステップ７−６）、用紙残量は「少」であると判断し、紙面センサ１２０４の検知する高さまで上昇させ（ステップ７−１１）、前記表示装置７０１に用紙残量が「少」であることを表示し（ステップ７−１２）、終了する（ステップ７−１３）。
【００５３】
また、前記センサ１２０６の出力が「０」に変化する前に下限検知センサ１２０７で検知された場合（ステップ７−７）、用紙の残量は「多」であり、その時点で駆動モータ１２０３の回転を正転に戻し、用紙収納部１２０５を紙面センサ１２０４の検知する高さまで再び上昇させ（ステップ７−８）、前記表示装置７０１に用紙残量が「多」であることを表示する（ステップ７−９）。
【００５４】
このようにして、一個の用紙収納部位置センサ１２０６を追加することにより、「多」，「中」，「少」の３段階の用紙残量検知を行うことができると共に、基準位置に必ずしも戻る必要がないため、短時間で効率的に用紙残量検知を行うことができる。
【００５５】
〔他の実施例〕
前記図５，図６の装置を用いて、他の実施例を説明する。その制御シーケンスを表わす前記実施例図７相当フローチャートを図８に示す。ステップ８−１において、用紙の残量検知の開始に当り、まず、用紙の最上部が、図５におけるピックアップローラ１１６の高さまで達しているか否かを紙面センサ１２０４の出力によって判断し（ステップ８−２）、達していない場合は、駆動モータ１２０３を正転方向に駆動させることにより、紙面センサ１２０４が検知するまで用紙収納部１２０５を上昇させる（ステップ８−３）。
【００５６】
ここで収納部高さを検知する用紙収納部位置センサ１２０６の出力が「０」であれば、用紙の残量が「中」であることが確定する。そこで用紙残量が「中」であることを図３における表示装置ＬＣＤ７０１に表示する（ステップ８−１６）して終了する（ステップ８−１７）。
【００５７】
一方、前記センサ１２０６の出力が「１」の場合、下降時間カウンタｔ（図５には不図示）を初期化（ステップ８−５）した後、駆動モータ１２０３を逆回転することにより用紙収納部１２０５を下降させる（ステップ８−６）。下降させる途中で収納部高さ検知用の用紙収納部位置センサ１２０６の出力が「１」から「０」に反転した場合（ステップ８−７）、用紙残量は「少」であり、紙面センサ１２０４の検知する高さまで上昇させ（ステップ８−１３）、前記表示装置７０１に用紙残量が「少」であることを表示（ステップ８−１４）し、終了する（ステップ８−１５）。
【００５８】
また前記センサ１２０６の出力「０」が検出されず下降を続けた場合、その下降時間ｔが予め定められた時間Ｔよりも長いか否かを監視し、超えた場合は（ステップ８−９）、用紙の残量は「多」であると判断し、その時点で駆動モータ１２０３の回転を正転に戻し、用紙収納部１２０５を紙面センサ１２０４の検知する高さまで再び上昇させ（ステップ８−１０）、前記表示装置７０１に、用紙残量が「多」であることを表示（ステップ８−１１）し、終了する（ステップ８−１２）。
【００５９】
ここでは、用紙収納部１２０５が下降する際、用紙収納部位置センサ１２０６がフラグ１２０８の各領域を通過するのに要する時間は、図９に示すようになっており、用紙の残量の「少」，「中」，「多」に応じて、それぞれＴ１，Ｔ２，Ｔ３とすると、用紙の残量が少ないときの検知を重要視するため、Ｔ１＜Ｔ３となっている。そこでＴ＞Ｔ１となるようにＴを定める。
【００６０】
このようにして、一つのセンサ１２０６によって３段階の用紙残量検知が行えると共に、用紙収納部１２０５を下降させ検知に要する時間は最大Ｔとなり、短時間で効率的に用紙残量検知を行うことができる。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、画像形成装置において、安価でかつ比較的簡単な構成の用紙残量検知を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の特徴を表わす実施例の構成ブロック図
【図２】  実施例複写機本体の概要構成図
【図３】  複写機本体の操作部の配置構成例図
【図４】  画像形成装置の制御系の一例のブロック図
【図５】  実施例の上段カセット説明図
【図６】  用紙収納部高さと用紙収納部位置センサとの出力値との関係線図
【図７】  実施例の用紙残量の３段階検知動作シーケンスフローチャート
【図８】  他の実施例の図７相当フローチャート
【図９】  他の実施例におけるフラグを通過するセンサの所要時間を表わす図
【符号の説明】
１１  用紙収納部移動制御手段
１２  用紙収納部移動手段
１３  用紙収納部位置信号出力手段
１４  用紙残量検知出力手段
１００  複写装置本体
１０３  露光ランプ
１０５  感光体ドラム
１１４／１１５  上段／下段カセット
１１６，１１７  ピックアップローラ
１２１  搬送ベルト
１２２  定着器
１２４  ペーパデッキ
１２６  給紙ローラ
１３４  排紙センサ
１４４  定着ローラ
１４５  加圧ローラ
２００  フィーダ（ＲＤＦ）
２５０  ソータ
６００  操作部
７０１  メッセージディスプレイ（ＬＣＤ）
１０００  ＡＣドライバ
１００４  制御回路
１１００  電源
１２０３  駆動モータ
１２０４  紙面高さセンサ
１２０５  用紙収納部
１２０６  用紙収納部位置センサ
１２０７  用紙収納部下限センサ
１２０８  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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