(57)【要約】【課題】本発明は、ロール紙の残量を検出結果のみに基づいて正確に算出する。【解決手段】用紙残量算出装置１は、長尺の用紙が紙管に巻きつけられているロール紙を、スプール軸とストッパーで、ロール紙の軸方向両端部を保持して、該スプール軸を介して軸受けで、ロール紙を回転可能に支持し、ストッパーにロール紙の径方向に配設されているセンサ部２の用紙残量検出センサで、少なくとも紙管の外径位置と紙管に巻かれている用紙の側端面を検出して、支持側通信部３を介してＣＰＵ８に検出信号を出力する。ＣＰＵ８は、該検出信号に基づいて、紙管の外径、紙管の外径位置から紙管に巻かれている用紙の外径位置までの用紙外径及び用紙１枚の用紙厚さを求めて、紙管に巻かれている用紙の残量を算出する。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺の用紙が紙管に巻きつけられているロール紙を、少なくとも該ロール紙の軸方向両端部で保持する用紙保持部材と、
前記用紙保持部材を介して前記ロール紙を回転可能に支持する支持部材と、
少なくとも１つの前記用紙保持部材に対して前記ロール紙の径方向に配設され、少なくとも前記紙管の外径位置と該紙管に巻かれている前記用紙の該用紙保持部材側の側端面を検出して検出信号を出力する用紙情報検出手段と、
前記用紙情報検出手段の出力する前記検出信号に基づいて、前記紙管の外径、該紙管の外径位置から該紙管に巻かれている前記用紙の外径位置までの用紙外径及び前記用紙１枚の用紙厚さを求め、該紙管に巻かれている該用紙の残量を算出する用紙残量算出手段と、
を備えていることを特徴とする用紙残量算出装置。
【請求項２】
前記用紙情報検出手段は、
光源内蔵型のリニアイメージセンサであることを特徴とする請求項１記載の用紙残量算出装置。
【請求項３】
前記用紙情報検出手段は、
前記紙管に前記用紙が最大長さに巻かれている状態の前記ロール紙において、該紙管の外径位置、該紙管に巻かれている該用紙の外径位置及び該紙管に巻かれている該用紙から引き出されている該用紙１枚の用紙厚さを検出可能な長さに前記径方向に延在して配設されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の用紙残量算出装置。
【請求項４】
前記用紙情報検出手段は、
前記紙管に巻かれている前記用紙が所定残量の状態の前記ロール紙において、該紙管の外径位置、該紙管に巻かれている該用紙の外径位置及び該紙管に巻かれている該用紙から引き出されている該用紙１枚の用紙厚さを検出可能な長さに前記径方向に延在して配設されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の用紙残量算出装置。
【請求項５】
前記用紙保持手段は、
前記用紙情報検出手段と接続されていて少なくとも該用紙情報検出手段からの前記検出信号を出力する検出側導電手段を有し、
前記支持部材は、
前記用紙保持手段を支持している状態で前記検出側導電手段に接続して、該検出側導電手段から前記検出信号を受信して前記用紙残量算出手段に出力する支持側導電手段を有していることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の用紙残量算出装置。
【請求項６】
前記用紙保持手段は、
前記用紙情報検出手段と接続されていて少なくとも該用紙情報検出手段からの前記検出信号を非接触で送出する検出側通信手段を有し、
前記支持部材は、
該検出側導電手段から非接触で前記検出信号を受信して前記用紙残量算出手段に出力する支持側通信手段を有していることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の用紙残量算出装置。
【請求項７】
前記用紙残量算出手段は、
前記紙管に巻かれている前記用紙が所定長さ引き出されるときに前記用紙情報検出手段が出力する前記紙管の外径位置を示す前記検出信号を平均して該紙管の外径を決定することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の用紙残量算出装置。
【請求項８】
前記用紙残量算出装置は、
前記用紙残量算出手段の算出した前記用紙残量の情報を報知出力する報知手段を備えていることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の用紙残量算出装置。
【請求項９】
長尺の用紙が紙管に巻きつけられているロール紙から送り出されてくる前記用紙に画像形成するとともに、該ロール紙の該用紙の残量を算出する用紙残量算出部を備えた画像形成装置において、前記用紙残量算出部として、請求項１から請求項８のいずれかに記載の用紙残量算出装置を搭載していることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
長尺の用紙が紙管に巻きつけられているロール紙を、用紙保持部材に少なくとも該ロール紙の軸方向両端部で保持させる用紙保持処理ステップと、
前記用紙保持部材を介して支持部材に前記ロール紙を回転可能に支持させる支持処理ステップと、
少なくとも１つの前記用紙保持部材に前記ロール紙の径方向に配設されている用紙情報検出手段に、少なくとも前記紙管の外径位置と該紙管に巻かれている前記用紙の該用紙保持部材側の側端面を検出させて検出信号を出力させる用紙情報検出処理ステップと、
前記用紙情報検出手段の出力する前記検出信号に基づいて、前記紙管の外径、該紙管の外径位置から該紙管に巻かれている前記用紙の外径位置までの用紙外径及び前記用紙１枚の用紙厚さを求め、該紙管に巻かれている該用紙の残量を算出する用紙残量算出処理ステップと、
を有していることを特徴とする用紙残量算出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、用紙残量算出装置、画像形成装置及び用紙残量算出方法に関し、詳細には、ロール紙の残量を容易にかつ正確に算出する用紙残量算出装置、画像形成装置及び用紙残量算出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ａ０幅等の広幅の用紙に画像を形成する画像形成装置においては、長尺の画像を形成できるように、画像形成する用紙として、一般的に、ロール紙が用いられており、ロール紙は、紙管に長尺の用紙が巻き付けられている。
【０００３】
また、画像形成装置においては、用紙の残量を正確に検出して、ユーザに用紙残量情報を提供することが、利用性を向上させる上で重要である。
【０００４】
そして、従来から、センサを用いてロール紙の回転速度を検出し、この検出した回転速度を予めユーザによって入力されたロール紙の情報（用紙の厚さ、用紙の長さ、紙管径等）に基づいて用紙残量を算出する技術が提案されている（特許文献１参照）。
【０００５】
すなわち、図３４に示すように、ロール紙１００が紙管１０１に用紙１０２が巻きつけられていて図３４で矢印で示す方向に引き出される場合、用紙１０２の回転速度（ロール紙回転速度）ω、ロール紙１００自体の径であるロール紙径ｒ及び用紙搬送速度ｖとの間には、次式（１０）で示す関係がある。
【０００６】
ｖ＝ｒ×ω・・・（１０）
この用紙搬送速度ｖは、画像形成装置においては、予め設定されており、この用紙搬送速度ｖを確保するために、用紙搬送用の搬送モータの回転速度が制御されている。
【０００７】
そして、上記式（１０）は、次式（１１）のように変形することができ、ロール紙回転速度ωを検出することで、式（１１）からロール紙径ｒを算出することができる。
【０００８】
ｒ＝ｖ／ω・・・（１１）
そして、ロール紙径ｒと用紙厚さ及び用紙残量をテーブル化して、メモリに保存しておくことで、ロール紙径ｒと用紙厚さから用紙残量を求めることができる。
【０００９】
また、従来、投光部から用紙の表面に向けて光を投光して、該用紙の表面からの反射光を受光部で受光し、受光部の受光した反射光の入射角に基づいて用紙との距離を測距センサで測定して、この測距データに基づいて用紙残量を算出する技術が提案されている（特許文献２参照）。
【００１０】
すなわち、この従来技術は、図３５に示すように、ロール紙１００の用紙１０２の表面に向けて投光部１１１から光を投光して、用紙１００の表面で反射された反射光をラインセンサ等の受光部１１２で受光し、受光部１１２の受光位置の変化（図３５に実線で示す位置から波線で示す位置への変化）によって受光部１１２と用紙１０２の表面との距離を測定して、この距離データに基づいてロール紙半径ｒを算出する。そして、ロール紙径ｒと用紙厚さ及び用紙残量をテーブル化して、メモリに保存しておくことで、ロール紙径ｒ及び用紙厚さから用紙残量を求めることができる。
【００１１】
また、上記各従来技術にあっては、実際には、用紙残量を求めるには、用紙厚さだけでなく、紙管の径もユーザによって入力される必要があり、計測結果から求めたロール紙径ｒ及び用紙厚さと紙管の径に基づいて用紙残量を求めることとなる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上記公報記載の従来技術にあっては、いずれの従来技術にあっても、測定結果のロール紙径の他に、ユーザが用紙厚さや紙管の径を入力する必要があり、測定したデータからのみでは、正確な用紙残量を求めることができず、利用性を向上させる上で、改良の必要があった。
【００１３】
すなわち、特許公報１記載の用紙の回転角速度を検出して用紙残量を求める従来技術にあっては、ロール紙の質量による慣性モーメントの働きから、常に回転速度とロール紙速度が一定の関係にあるとは限らず、用紙残量が不正確なものとなるとともに、ロール紙径を測定しただけでは、用紙残量を求めることができず、用紙の紙厚及び紙管の径をユーザが予め入力必要があり、利用性が悪いという問題があった。
【００１４】
また、特許公報２記載の用紙と受光部との距離データから用紙残量を検出する従来技術にあっては、ロール紙の用紙残量が少なくなってくると、受光部上での受光位置の位置変化量に対して、受光部と用紙との距離データが大きくなり、正確な距離データ、すなわち、用紙残量を検出することができないという問題があった。
【００１５】
そこで、本発明は、ロール紙の測定結果のみに基づいて該ロール紙の用紙残量を正確にかつ容易に算出することのできる用紙残量算出装置、画像形成装置及び用紙残量算出方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、上記目的を達成するために、長尺の用紙が紙管に巻きつけられているロール紙を、用紙保持部材によって、少なくとも該ロール紙の軸方向両端部で保持して、該用紙保持部材を介して支持部材で前記ロール紙を回転可能に支持し、少なくとも１つの前記用紙保持部材に前記ロール紙の径方向に配設されている用紙情報検出手段で、少なくとも前記紙管の外径位置と該紙管に巻かれている前記用紙の該用紙保持部材側の側端面を検出して、該用紙情報検出手段の出力する検出信号に基づいて、前記紙管の外径、該紙管の外径位置から該紙管に巻かれている前記用紙の外径位置までの用紙外径及び該用紙１枚の用紙厚さを求めて、該紙管に巻かれている該用紙の残量を算出することを特徴としている。
【００１７】
また、本発明は、前記用紙情報検出手段が、前記紙管に前記用紙が最大長さに巻かれている状態の前記ロール紙、または、該用紙が所定残量の状態のロール紙において、該紙管の外径位置、該紙管に巻かれている該用紙の外径位置及び該紙管に巻かれている該用紙から引き出されている該用紙１枚の用紙厚さを検出可能な長さにロール紙の径方向に延在して配設されていることを特徴としてもよい。
【００１８】
さらに、本発明は、前記用紙情報検出手段の設けられている前記用紙保持手段と前記支持部材とに、接触する導電手段または非接触の通信手段を設けて、少なくとも該用紙情報検出手段の出力する検出信号を該支持部材側に出力することを特徴としてもよい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ロール紙の測定結果のみに基づいて該ロール紙の用紙残量を正確にかつ容易に算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１実施例を適用した用紙残量算出装置のブロック構成図。
【図２】ロール紙の側面図。
【図３】スプール方式のロール紙給紙部の正面図と側面図。
【図４】スプール方式のロール紙給紙部の部分拡大図。
【図５】用紙残量検出センサによるロール紙検出情報の説明図。
【図６】スプール軸のスプール側導電部部分の拡大正面図。
【図７】軸受けの導電部部分の拡大断面図。
【図８】スプール方式のロール紙給紙部の他の例を示す正面部分拡大図。
【図９】フランジ方式のロール紙給紙部を示す図。
【図１０】フランジ方式のロール紙給紙部の部分拡大図。
【図１１】フランジのフランジ側導電部部分の正面図。
【図１２】ロール紙台のロール紙台側導電部部分の拡大断面図。
【図１３】一次元リニアイメージセンサの用紙残量検出センサの配置図。
【図１４】二次元イメージセンサの用紙残量検出センサの配置図。
【図１５】用紙残量検出センサによるロール紙情報検出の説明図。
【図１６】ロール紙と用紙残量検出センサの検出信号の対応図。
【図１７】用紙残量算出に用いる用紙残量検出センサの検出信号の説明図。
【図１８】様子残量検出センサのセンサ素子と用紙境界の位置に応じた検出状態を示す図。
【図１９】用紙残量検出センサによる検出精度の説明図。
【図２０】偏芯を考慮した紙管外径の検出方法の説明図。
【図２１】初期データ検出処理を示すフローチャート。
【図２２】ユーザ操作時の用紙残量検出通知処理を示すフローチャート。
【図２３】用紙残量算出に用いるロール紙の各情報の説明図。
【図２４】印刷時の用紙残量検出印刷制御処理を示すフローチャート。
【図２５】表示器への用紙残量情報の表示例を示す図。
【図２６】スプール方式のＲＦＩＤを用いたセンサ側通信部と支持側通信部を示す図。
【図２７】フランジ方式のＲＦＩＤを用いたセンサ側通信部とロール紙台側通信部を示す図。
【図２８】第２実施例のロール紙及び用紙残量検出センサを示す図。
【図２９】第２実施例の用紙残量が充分多いときのロール紙と用紙残量検出センサの検出信号を示す図。
【図３０】第２実施例の用紙残量が少ないときのロール紙と用紙残量検出センサの検出信号を示す図。
【図３１】第２実施例の初期データ検出処理を示すフローチャート。
【図３２】第２実施例のユーザ操作時の用紙残量検出処理を示すフローチャート。
【図３３】第２実施例の印刷時の用紙残量検出印刷制御処理を示すフローチャート。
【図３４】従来のロール紙回転角度を測定して用紙残量を求める場合の説明図。
【図３５】従来の用紙との距離を測定して用紙残量を求める場合の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述べる実施例は、本発明の好適な実施例であるので、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明によって不当に限定されるものではなく、また、本実施の形態で説明される構成の全てが本発明の必須の構成要件ではない。
【実施例１】
【００２２】
図１〜図２７は、本発明の用紙残量算出装置、画像形成装置及び用紙残量算出方法の第１実施例を示す図であり、図１は、本発明の用紙残量算出装置、画像形成装置及び用紙残量算出方法の第１実施例を適用した用紙残量算出装置１のブロック構成図である。
【００２３】
図１において、用紙残量算出装置１は、センサ部２、支持側通信部３、制御基板４及び表示器５ａの設けられている操作表示部５等を備えており、制御基板４は、ＡＤ（Analog／Digital）変換部６、Ｉ／Ｏ  ＡＳＩＣ（Input／Output Application Specific Integrated Circuit）７及びＣＰＵ（Central Processing Unit）８等を搭載している。
【００２４】
用紙残量算出装置１は、長尺用紙を紙管に巻き付けたロール紙を適宜の長さに裁断して画像形成するロール紙給紙部を備えた複写装置、プリンタ装置、複合装置等の画像形成装置に適用される。
【００２５】
給紙部２及び支持側通信部３は、画像形成装置のロール紙給紙部に設けられており、ロール紙給紙部に、図２に示すようなロール紙１０が配設される。ロール紙１０は、図２に示すように、用紙幅以上長さを有する円筒状の紙管１１に、所定の用紙幅を有する長尺の用紙１２が巻き付けられており、ロール紙１０の用紙１２は、その先端部が、一対の搬送ローラ９に挟まれて、搬送ローラ９が図示しない搬送モータによって一定速度で回転駆動されることで、画像形成装置の画像形成部に給紙される。
【００２６】
そして、ロール紙給紙部としては、図３に示すようなスプール方式のロール紙給紙部２０と、図９に示すようなフランジ方式のロール紙給紙部３０がある。
【００２７】
まず、図３に示すスプール方式のロール紙給紙部２０について説明する。スプール方式のロール紙給紙部２０は、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、ロール紙１０の紙管１１を貫通する金属製のスプール軸２１によってロール紙１０を支持するとともに、一対のストッパー２２がロール紙１０の両端部に位置する状態で、スプール軸２１に装着されており、ストッパー２２は、ロール紙１０の両端を固定して軸方向への移動を規制する。これらスプール軸２１とストッパー２２は、全体として、用紙保持部材として機能している。
【００２８】
スプール方式のロール紙給紙部２０は、一対の軸受け（支持部材）２３を備えており、軸受け２３は、スプール軸２１の貫通する軸穴２４（図８参照）が形成されている。軸受け２３は、ロール紙１０の紙管１１を貫通するスプール軸２１が軸穴２４に挿入されることで、ロール紙１０を回転可能に支持する。
【００２９】
そして、一対のストッパー２２のうち、一方のストッパー２２（図３では、右側のストッパー２２）には、図４に拡大してその正面図と側面図を示すように、ロール紙１０の側端面に対向する位置に、ロール紙１０の半径方向に延在する状態で、用紙残量検出センサ（用紙情報検出手段）４０が配設されており、用紙残量検出センサ４０は、図５に示すように、紙管１１の外径（以下、適宜、紙管外径という。）Ｒ、ロール紙１０の外径（以下、適宜、ロール紙外径という。）ｒ及び用紙１２の厚さ（以下、適宜、用紙厚さという。）ｐを測定可能な長さを測定する。
【００３０】
スプール方式のロール紙給紙部２０は、図６に示すように、そのスプール軸２１の一方側端部であって、軸受け２３の軸穴２４に挿入される部分に、スプール側導電部（検出側導電手段）２５が形成されており、スプール側導電部２５は、ＧＮＤ（接地）用導電部２５ｇ、電源用導電部２５ｐ及び信号用導電部２５ｓを備えている。スプール側導電部２５の各導電部２５ｇ、２５ｐ、２５ｓは、図示しないが、スプール軸２１内を通して、用紙残量検出センサ４０のＧＮＤ端子、電源端子及び検出信号出力端子に接続されている。
【００３１】
また、ロール紙給紙部２０は、図７に示すように、その軸受け２３の軸穴２４には、その内周面に、支持側通信部３としての軸受け側導電部（支持側導電手段）２６が形成されており、軸受け側導電部２６は、ＧＮＤ用導電部２６ｇ、電源用導電部２６ｐ及び信号用導電部２６ｓを備えている。軸受け側導電部２６のＧＮＤ用導電部２６ｇ、電源用導電部２６ｐ及び信号用導電部２６ｓは、制御基板４に接続されており、また、軸受け２３の軸穴２４に、スプール側導電部２５の形成されているスプール軸２１の端部が挿入されると、該スプール側導電部２５のＧＮＤ用導電部２５ｇ、電源用導電部２５ｐ及び信号用導電部２５ｓとそれぞれ接触して導通状態となる。
【００３２】
制御基板４は、軸受け側導電部２６のＧＮＤ用導電部２６ｇ、電源用導電部２６ｐ及び信号用導電部２６ｓとスプール側導電部２５のＧＮＤ用導電部２５ｇ、電源用導電部２５ｐ及び信号用導電部２５ｓがそれぞれ接触することで、用紙残量検出センサ４０を駆動させるための電源電力を、電源用導電部２６ｐ及び電源用導電部２５ｐを通して用紙残量検出センサ４０に供給するとともに、ＧＮＤ用導電部２６ｇとＧＮＤ用導電部２５ｇを通して、アースを提供し、信号用導電部２６ｓと信号用導電部２５ｓを通して、用紙残量検出センサ４０の検出した検出信号Ｓを受信する。
【００３３】
なお、スプール方式のロール紙給紙部２０の場合、用紙残量検出センサ４０の配設方法としては、ストッパー２２に固定する方法に限るものではなく、例えば、図８に示すように、用紙残量検出センサ４０を取り付け台４１に取り付け、ストッパー２２に、ロール紙１０の用紙残量の検出に必要な領域を検出可能な位置に用紙残量検出センサ４０を位置させることのできる切り欠き４２を形成する。そして、取り付け台４１に取り付けた用紙残量検出センサ４０を、ストッパー２２の切り欠き４２に侵入させた状態で配設してもよい。このように、用紙残量検出センサ４０を、取り付け台４１に取り付けた場合、用紙残量検出センサ４０の電源線、ＧＮＤ線及び信号線を、取り付け台４１を通して制御基板４に配線することができ、スプール側導電部２５及び軸受け側導電部２６を省くことができる。
【００３４】
次に、図９に示すフランジ方式のロール紙給紙部３０について説明する。フランジ方式のロール紙給紙部３０は、図９（ａ）、図９（ｂ）に示すように、ロール紙１０の紙管１１の両端部にそれぞれ取り付けられる一対のフランジ（用紙保持部材）３１とそれぞれのフランジ３１を回転可能に支持するロール紙台（支持部材）３２を備えており、ロール紙１０の紙管１１の両端部にフランジ３１を取り付けて、ロール紙台３２上に設置される。フランジ方式のロール紙給紙部３０は、搬送ローラ９によって用紙１２の先端部が引き出されると、紙管１１の両端部に取り付けられたフランジ３１がロール紙台３２上に設置された状態で回転して用紙１２を送り出す。
【００３５】
フランジ方式のロール紙給紙部３０は、図１０（ａ）、図１０（ｂ）に示すように、フランジ３１のロール紙１０の側端面に対向する位置に、ロール紙１０の半径方向に延在してフランジ３１に形成されている溝内に、用紙残量検出センサ４０が収納された状態で配設されており、用紙残量検出センサ４０は、図５に示したように、紙管１１の外径Ｒ、ロール紙１０の外径ｒ及び用紙１２の厚さｐを測定可能な長さを有している。
【００３６】
フランジ方式のロール紙給紙部３０は、図１１に示すように、フランジ３１の外周面に、フランジ側導電部（検出側導電手段）３３が周方向に形成されており、フランジ側導電部３３は、ＧＮＤ用導電部３３ｇ、電源用導電部３３ｐ及び信号用導電部３３ｓを備えている。フランジ側導電部３３の各導電部３３ｇ、３３ｐ、３３ｓは、図示しないが、フランジ３１内を通して、用紙残量検出センサ４０のＧＮＤ端子、電源端子及び検出信号出力端子に接続されている。
【００３７】
また、フランジ方式のロール紙給紙部３０は、図１２に示すように、支持側通信部３としてのロール紙台側導電部（支持側導電手段）３４が形成されており、ロール紙台側導電部３４は、ＧＮＤ用導電部３４ｇ、電源用導電部３４ｐ及び信号用導電部３４ｓを備えている。ロール紙台側導電部３４のＧＮＤ用導電部３４ｇ、電源用導電部３４ｐ及び信号用導電部３４ｓは、制御基板４に接続されており、また、ロール紙台３２上に、フランジ側導電部３３の形成されているフランジ３１に設置されると、該フランジ側導電部３３のＧＮＤ用導電部３３ｇ、電源用導電部３３ｐ及び信号用導電部３３ｓとそれぞれ接触して導通状態となる。
【００３８】
制御基板４は、ロール紙台側導電部３４のＧＮＤ用導電部３４ｇ、電源用導電部３４ｐ及び信号用導電部３４ｓとフランジ側導電部３３のＧＮＤ用導電部３３ｇ、電源用導電部３３ｐ及び信号用導電部３３ｓがそれぞれ接触することで、用紙残量検出センサ４０を駆動するための電源電力を、電源用導電部３４ｐ及び電源用導電部３３ｐを通して用紙残量検出センサ４０に供給するとともに、ＧＮＤ用導電部３４ｇとＧＮＤ用導電部３３ｇを通して、アースを提供し、信号用導電部３４ｓと信号用導電部３３ｓを通して、用紙残量検出センサ４０の検出した検出信号を受信する。
【００３９】
そして、フランジ方式及びスプール方式のいずれにおいても、上記用紙残量検出センサ４０は、用紙１２の厚さｐよりも読み取り解像度が十分に小さい光センサが用いられており、例えば、光源内蔵型のＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor ）、ＣＣＤ（Charge Coupled Device ）等を用いた一次元リニアイメージセンサまたは二次元イメージセンサ等が用いられている。
【００４０】
用紙残量検出センサ４０は、一次元リニアイメージセンサの場合、図１３に示すように、ロール紙１０の紙管１１の外径Ｒ、ロール紙１０の外径ｒ及び厚さｐを全て検出可能な状態で配置され、二次元イメージセンサの場合、図１４に示すように、センサを複数個用いて、紙管１１の外径Ｒを測定する部分、ロール紙１０の外径ｒを測定する部分及び用紙１２の厚さｐを測定する部分に分けて配置される。
【００４１】
そして、図１５に示すように、用紙残量検出センサ４０を用いて用紙残量を検出する場合、用紙１２の厚さｐとロール紙１１自体の径（ロール紙１１の内径である紙管１１の外径Ｒからロール紙１１の外径ｒまでのロール紙径）Ｄが必要となる。
【００４２】
そこで、本実施例の用紙残量算出装置１は、上述のように、用紙残量検出センサ４０によりロール紙１０の紙管１１の外径Ｒ、ロール紙１０の外径ｒ及び用紙厚さｐの全てを検出し、ロール紙１０の外径ｒから紙管１１の外径Ｒを減算してロール紙径Ｄを算出し、ロール紙径Ｄと用紙厚さｐに基づいて用紙残量Ｌを算出する。なお、図１５において、実線で示す四角は、用紙残量検出センサ４０の検出範囲４０ａを示している。
【００４３】
この用紙残量検出センサ４０による検出信号Ｓは、図１６に示すように、ロール紙１０の内側からロール紙１０の外側に向かって、検知なし→紙管１１→紙管１１に巻き付けられている用紙１２→検知なし→搬送ローラ９によって引き出されている用紙１２→検知なしという信号状態となる。なお、図１６の検出信号Ｓの波形は、用紙残量検出センサ４０の読み取った検出信号を、センサ素子単位でサンプリングして、白（用紙１２を検出している状態）：「0x3FF」、黒または検知無し：「0x000」及び茶（紙管１１を検出している状態）：「0x1FF」として、ＡＤ変換した波形である。
【００４４】
すなわち、制御基板４は、支持側通信部３から入力されるアナログの検出信号Ｓを、ＡＤ変換部６によってデジタルの検出信号Ｓに変換して、Ｉ／Ｏ  ＡＳＩＣ７に出力し、Ｉ／Ｏ  ＡＳＩＣ７は、ＡＤ変換部６でデジタル変換された検出信号ＳをＣＰＵ８に出力する。
【００４５】
ＣＰＵ８は、Ｉ／Ｏ  ＡＳＩＣ７から入力される検出信号Ｓに基づいてロール紙１０の用紙残量Ｌを算出し、必要な用紙残量情報を操作表示部５の表示器５ａに表示出力させる。
【００４６】
表示器（報知手段）５ａは、例えば、用紙残量算出装置１の適用される画像形成装置の操作表示部５に設けられており、ＣＰＵ８の制御下で種々の情報を表示出力する。表示器５ａは、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等が用いられている。
【００４７】
そして、ＣＰＵ８は、Ｉ／Ｏ  ＡＳＩＣ７から入力されるデジタルの検出信号Ｓに基づいて、ロール紙１０の用紙残量Ｌを算出するために、図１７に示すように、用紙厚さｐを算出するための信号として、検出信号Ｓ１と検出信号Ｓ２を、ロール紙１０自体の径であるロール紙径Ｄを算出するための信号として、ロール紙外径ｒを示す検出信号Ｓ３と紙管外径Ｒを示す検出信号Ｓ４を、それぞれ読み取る。すなわち、ＣＰＵ８は、まず、検出信号Ｓ１と検出信号Ｓ２の差を算出することで、用紙厚さｐ（Ｓ１−Ｓ２＝ｐ）を求め、ロール紙１０の外径ｒを示す検出信号Ｓ３から紙管１１の外径Ｒを示す検出信号Ｓ４の差を算出することで、紙管１１に巻かれている用紙１２の厚さであるロール紙径Ｄを求める。そして、ＣＰＵ８は、これらの用紙厚さｐとロール紙径Ｄからロール紙１０の用紙残量Ｌを算出する。
【００４８】
また、ＣＰＵ８は、上記検出信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４に基づいて、引き出された用紙１２の表裏面の境界位置及び紙管１１の外径Ｒの境界位置と紙管１１に巻かれている用紙１２の外径ｒの境界位置を検出する場合に、用紙残量検出センサ４０のセンサ素子との関係から、図１８に示すように、該境界位置が、用紙残量検出センサ４０のセンサ素子（図１８に丸で示す）の境界位置に合致するか、センサ素子上に位置するかを判断して、検出信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４に基づいて、用紙１２の表裏面の境界位置及び紙管１１の外径Ｒの境界位置と紙管１１に巻かれている用紙１２の外径ｒの境界位置を検出する。
【００４９】
すなわち、図１８に示すように、用紙残量検出センサ４０の丸で示す１つ１つがセンサ素子Ｇ１〜Ｇ５等であって、ハッチングの施されていない白部分が用紙１２を検出しているセンサ素子部分であり、ハッチングの施されている黒部分が用紙１２を検出していないセンサ素子部分であるとき、ＣＰＵ８は、例えば、用紙残量検出センサ４０が、用紙１２の断面の表面側端部を読み取った場合、図１８（ａ）は、白部分と黒部分の境界位置が、センサ素子Ｇ２とセンサ素子Ｇ３の境界に位置するときの用紙残量検出センサ４０の状態と検出信号Ｓの状態を示していて、検出信号Ｓがセンサ素子Ｇ２とセンサ素子Ｇ３の境界位置で、白部分の「3FF」から「000」に変化している。図１８（ｂ）は、白部分と黒部分の境界位置が、センサ素子Ｇ３上に位置するときの用紙残量検出センサ４０の状態と検出信号Ｓの状態を示しており、検出信号Ｓが、センサ素子Ｇ２の「3FF」からセンサ素子Ｇ４の「000」に変化する間に、センサ素子Ｇ３で「3FF」と「000」の間の値に変化している。すなわち、センサ素子Ｇ１からセンサ素子Ｇ５において、それぞれのセンサ素子Ｇ１〜Ｇ５の出力する検出信号Ｓは、図１８（ａ）の場合、Ｇ１＝Ｇ２、Ｇ２≠Ｇ３、Ｇ３＝Ｇ４と変化し、図１８（ｂ）の場合、Ｇ１＝Ｇ２、Ｇ２≠Ｇ３、Ｇ３≠Ｇ４、Ｇ４＝Ｇ５と変化する。そこで、ＣＰＵ８は、用紙残量検出センサ４０からの検出信号Ｓの変化を判定することで、用紙１２の表裏面の境界位置及び紙管１１の外径Ｒの境界位置と紙管１１に巻かれている用紙１２の外径ｒの境界位置を、検出する。
【００５０】
なお、用紙１２の表裏面の境界位置及び紙管１１の外径Ｒの境界位置と紙管１１に巻かれている用紙１２の外径ｒの境界位置に対する判定は、上記方法に限るものではなく、例えば、図１８（ｃ）に示すように、白判定用閾値Ｒｅｆ１と黒判定用閾値Ｒｅｆ２を設定し、用紙残量検出センサ４０からの検出信号Ｓをこれらの白判定用閾値Ｒｅｆ１と黒判定用閾値Ｒｅｆ２と比較することで、用紙１２等の境界位置を判定してもよい。
【００５１】
そして、用紙残量検出センサ４０による用紙１２の表裏面の境界位置及び紙管１１の外径Ｒの境界位置と紙管１１に巻かれている用紙１２の外径ｒの境界位置に対する検出精度は、用紙残量検出センサ４０の解像度に依存し、図１９に丸で示すセンサ素子の径がａである用紙残量検出センサ４０で幅Ａの領域を読み取って、Ａ／ａの小数以下を切り捨て場合、幅Ａの境界位置が、図１９（ａ）に示すように、センサ素子の境界位置に位置するときには、Ａ／ａの数のセンサ素子が領域Ａに並ぶこととなり、図１９（ｂ）に示すように、センサ素子上に位置するときには、境界線上に存在するセンサ素子を無視するので、（Ａ／ａ−１)個が幅Ａの領域内に存在することになる。
【００５２】
したがって、用紙残量検出センサ４０の読み取り精度は、最小値で、｛Ａ／ａ（整数部)−１}×ａ／Ａ×１００［％]となる。
【００５３】
例えば、幅Ａが、Ａ＝１００［ｍｍ]、センサ素子の径ａが、ａ＝３［ｍｍ]の場合、Ａ／ａ（整数部)＝１００／３＝３３であり、用紙残量検出センサ４０の読み取り精度は、（３３−１)×３／１００×１００＝９６［％]となる。
【００５４】
したがって、例えば、１００ｕｍの用紙厚さｐを検知するのに、６００ｄｐｉ（解像度４７ｕｍ）と１２００ｄｐｉ（２３．５ｕｍ）のイメージセンサを用紙残量検出センサ４０として用いた場合、用紙残量検出センサ４０の読み取り精度は、以下のようになる。
【００５５】
６００ｄｐｉのイメージセンサを用紙残量検出センサ４０として用いた場合、
Ａ／ａ（整数部）＝１００／４７＝２
（２−１)×４７／１００×１００＝４７［％]
１２００ｄｐｉのイメージセンサを用紙残量検出センサ４０として用いた場合、
Ａ／ａ（整数部)＝１００／２３．５＝４
（４−１）×２３．５／１００×１００＝７９．５［７９．５］
となり、６００ｄｐｉであっても、１２００ｄｐｉであっても読み取り精度が低くなる。
【００５６】
一方、４．７ｕｍの解像度を有するＣＣＤ等の拡大光学系を備えたイメージセンサを用紙残量検出センサ４０として用いると、
Ａ／ａ（整数部)＝１００／４．７＝２１
（２１−１）×４．７／１００×１００＝９４［％］
となり、用紙残量検出センサ４０の読み取り精度を向上させることができる。
【００５７】
そこで、本実施例の用紙残量検出装置１は、イメージセンサ等の用紙残量検出センサ４０を用いる場合、用紙残量検出センサ４０と測定対象のロール紙１０との間、特に、用紙厚さｐを検出する位置に、拡大光学系を挟んで、用紙厚さｐを１０倍程度に拡大して検出すると、用紙残量検出センサ４０の読み取り精度、特に、用紙残量検出センサ４０による用紙厚さｐの読み取りを向上させる。
【００５８】
また、用紙残量検出センサ４０による用紙残量検出精度を向上させるためには、ロール紙１０自体の径であるロール紙径Ｄを高精度に検知する必要がある。
【００５９】
ところが、ロール紙１０に偏芯があると、ロール紙径Ｄの検出精度が低下する。特に、紙管１１は、偏芯が発生する可能性が高く、ロール紙径Ｄを高精度に検出するためには、この紙管１１の偏芯によるロール紙径Ｄの検出精度への影響を小さくする必要がある。
【００６０】
そこで、ＣＰＵ８は、ロール紙１０が一周したときの紙管１１の外径Ｒの平均値を算出して、該平均値を紙管１１の外径Ｒとして用いる。
【００６１】
すなわち、ＣＰＵ８は、図２０に示すように、用紙１２の外径ｒを示す用紙残量検出センサ４０の検出信号Ｓ３（図２０（ａ））が、図２０（ｂ）に示すように、用紙厚さｐだけ変化してＳ３−ｐとなる瞬間から、図２０（ｃ）に示すように、Ｓ３−２×ｐとなるまでの間を、ロール紙一周として、このロール紙１０が一周するときの紙管１１の外径Ｒの平均値を算出し、該平均値を紙管１１の外径Ｒとして決定する。
【００６２】
なお、用紙残量算出装置１は、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory ）、ＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory ）、ＣＤ−ＲＷ（Compact Disc Rewritable ）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、ＳＤ（Secure Digital）カード、ＭＯ（Magneto-Optical Disc）等のコンピュータが読み取り可能な記録媒体に記録されている本発明の要素残量算出方法を実行する用紙残量算出プログラムを読み込んで図示しないＲＯＭ等に導入することで、後述する用紙残量検出センサ４０の検出データのみに基づいてロール紙１０の用紙残量を正確に算出する用紙残量算出方法を実行する用紙残量算出装置として構築されている。この用紙残量算出プログラムは、アセンブラ、Ｃ、Ｃ＋＋、Ｃ＃、Ｊａｖａ（登録商標）等のレガシープログラミング言語やオブジェクト指向ブログラミング言語等で記述されたコンピュータ実行可能なプログラムであり、上記記録媒体に格納して頒布することができる。
【００６３】
次に、本実施例の作用について説明する。本実施例の用紙残量算出装置１は、用紙残量検出センサ４０の検出結果のみに基づいてロール紙１０の用紙残量を正確に検出する。
【００６４】
まず、用紙残量算出装置１は、ロール紙１０がセットされると、図２１に示す初期データ検出処理を実行する。すなわち、用紙残量算出装置１は、スプール方式のロール紙給紙部２０またはフランジ方式のロール紙給紙部３０に、ロール紙１０がセットされると、ロール紙１０の用紙１２の先端部が搬送ローラ９に挟まれているかチェックし（ステップＳ１０１）、挟まれていると、ＣＰＵ８が用紙残量検出センサ４０からの検出信号Ｓに基づいて、用紙厚さｐの測定を行う（ステップＳ１０２）。ＣＰＵ８は、この用紙厚さｐを、上述のように、検出信号Ｓ１から検出信号Ｓ２を減算することで算出する。
【００６５】
ＣＰＵ８は、用紙残量検出センサ４０の検出信号Ｓのうち、検出信号Ｓ３からロール紙１１の外径ｒを測定し（ステップＳ１０３）、搬送ローラ９を回転させて、測定したロール紙外径ｒの円周の２倍（２π×ｒ×２）の用紙長さだけ用紙１２をロール紙１０から引き出す（ステップＳ１０４）。ＣＰＵ８は、用紙１２を引き出すと、紙管１１の外径Ｒを算出して決定する（ステップＳ１０５）。ＣＰＵ８は、この紙管外径Ｒの算出において、上述のように、ロール紙１０の先端の用紙１２を引き出して、ロール紙１０が一周したときの紙管１１の外径Ｒの平均値を算出して、該平均値を紙管１１の外径Ｒとして決定する。
【００６６】
ＣＰＵ８は、上記各値の測定及び決定を完了すると、引き出した用紙１２を巻き戻して処理を終了するとともに、上記検出信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ４の値、すなわち、用紙厚さｐ及び紙管外径Ｒの値をメモリに保存する（ステップＳ１０６）。
【００６７】
次に、ユーザが用紙残量算出装置１の適用されている画像形成装置の操作表示部５で手動操作によって用紙残量情報の通知要求を行った場合の用紙残量検出通知処理について、図２２に基づいて説明する。
【００６８】
用紙残量算出装置１は、画像形成装置の操作表示部５で手動操作によって用紙残量情報の通知要求があると、ＣＰＵ８が、搬送ローラ９に用紙１２が挟まれているのを確認し（ステップＳ２０１）、用紙残量検出センサ４０からの検出信号Ｓ３によって、ロール紙外径ｒの測定を行う（ステップＳ２０２）。すなわち、ユーザ操作に応じた用紙残量検出通知処理を行うときには、図２１に示した初期データ検出処理を完了しているため、検出信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ４が検出済みであって、用紙厚さｐ及び紙管外径Ｒの値がメモリに保存されている。
【００６９】
次に、ＣＰＵ８は、測定したロール紙外径ｒとメモリに保存されている用紙厚さｐ及び紙管外径Ｒからロール紙１０の用紙残量Ｌを算出し（ステップＳ２０３）、算出したロール紙１０の用紙残量Ｌの情報を画像形成装置の操作表示部５の表示器５ａに表示する等の方法で、通知する（ステップＳ２０４）。この表示器５ａへの用紙残量情報の表示は、例えば、図２５（ａ）に示すように、「用紙残量は×××［ｍ］です」等である。
【００７０】
そして、ロール紙１０の用紙残量Ｌを算出するには、図２３に示すように、ロール紙１０の用紙１２の厚さである用紙厚さｐ、紙管１１の外径である紙管外径Ｒ及びロール紙１１の外径であるロール紙外径ｒが必要であるが、用紙厚さｐ及び紙管外径Ｒは、初期データ検出処理で検出してメモリに保存されており、ロール紙外径ｒは、ステップＳ２０３で算出されている。
【００７１】
そこで、ＣＰＵ８は、測定したロール紙外径ｒとメモリに保存されている用紙厚さｐ及び紙管外径Ｒを用いて、ロール紙１０の用紙残量Ｌを、次式（１）により算出する。
【００７２】
【数１】
2012188180.tif 000003
例えば、ロール紙外径ｒが、５０［ｍｍ］、用紙厚さｐが、０．１［ｍｍ］、紙管外径Ｒが、４５［ｍｍ］であると、式（１）を用いてロール紙１０の用紙残量Ｌは、次式によって算出される。
【００７３】
【数２】
2012188180.tif 000004
すなわち、この場合、用紙残量Ｌは、１４９２２［ｍｍ］となる。
【００７４】
また、用紙残量算出装置１は、用紙残量算出装置１の適用されている画像形成装置において印刷動作が行われると、図２４に示すように印刷時の用紙残量検出印刷制御処理を行う。
【００７５】
すなわち、ＣＰＵ８は、まず、搬送ローラ９に用紙１２が挟まれているのを確認し（ステップＳ３０１）、ロール紙外径ｒを測定する（ステップＳ３０２）。ＣＰＵ８は、測定したロール紙外径ｒ及びメモリに保存されている用紙厚さｐ及び紙管外径Ｒからロール紙１０の用紙残量Ｌを算出し（ステップＳ３０３）、算出した用紙残量Ｌに基づいて、要求されている画像データの長さの印刷が可能であるか判断する（ステップＳ３０４）。
【００７６】
ステップＳ３０４で、印刷が可能であると、ＣＰＵ８は、画像形成装置に印刷可能を通知して、画像形成装置が、要求されている印刷を実行して処理を終了する（ステップＳ３０５）。
【００７７】
ＣＰＵ８は、ステップＳ３０４で、要求されている画像データを印刷するのには用紙残量Ｌが短く印刷が不可能であると、画像形成装置に印刷実行を停止させた状態で、表示器５ａにロール紙１０の交換または複数のロール紙１０を搭載しているときには、他のロール紙１０への変更等を要求する旨のメッセージを、例えば、図２５（ｂ）または図２５（ｃ）に示すように表示し（ステップＳ３０６）、メッセージの表示に応じてロール紙１０の交換が行われると、図２１に示した初期データ検出処理及び交換したロール紙１０の用紙残量Ｌの算出を実行して（ステップＳ３０７）、交換したロール紙１０の用紙残量Ｌで印刷が可能であるか否か判定する（ステップＳ３０８）。なお、図２５（ｂ）では、「印刷可能な最大サイズは、×××です」、図２５（ｃ）では、「指定された用紙サイズに対して用紙が不足しています」のメッセージを表示している。
【００７８】
ＣＰＵ８は、ステップＳ３０８で、印刷が不可能であると、画像形成装置に印刷実行を停止させた状態で、ステップＳ３０６に戻ってロール紙交換等のメッセージの表示器５ａへの表示から上記同様に処理し（ステップＳ３０６〜Ｓ３０８）、ステップＳ３０８で、印刷が可能であると、画像形成装置に印刷可能を通知して、画像形成装置が、要求されている印刷を実行して処理を終了する（ステップＳ３０５）。
【００７９】
また、ＣＰＵ８は、上記ロール紙１０の残量算出を行って、用紙１２の残量が無くなると、例えば、図２５（ｄ）に示すように、用紙無しを示すランプ５ｂを点灯または点滅させて、用紙１２が無くなったことを通知してもよいし、表示器５にその旨のメッセージを表示してもよく、さらに、ランプ５ｂの点灯または点滅とその旨のメッセージの表示器５への表示の両方を行ってもよい。
【００８０】
なお、上記説明においては、センサ部２と支持側通信部３とを、スプール方式では、スプール側導電部２５と軸受け側導電部２６を直接接触させることで通信し、また、フランジ方式では、フランジ側導電部３３とロール紙台側導電部３４とを直接接触させることで通信している。このセンサ部２と支持側通信部３との通信は、直接接触方式に限るものではなく、非接触方式、例えば、電源、ＧＮＤを磁束結合を利用してワイヤレス給電する微小電力通信を利用したＲＦＩＤ（Radio Frequency-Identification：電波方式認識）で行ってもよい。
【００８１】
例えば、スプール方式の場合には、図２６（ａ）に示すように、スプール軸２１に取り付けられるストッパー２２に、スプール側通信部として、ＲＦＩＤタグ（検出側通信手段）２７が円を描くように埋め込まれており、軸受け２３には、図２６（ｂ）に示すように、支持側通信部３としてリーダ（支持側通信手段）２８が設けられている。このＲＦＩＤタグ２７とリーダ２８は、スプール軸２１が軸受け２３の軸穴２４に挿入された際に、図２６（ｃ）に示すように、ＲＦＩＤタグ２７とリーダ２８が対向する位置に、設けられている。このようにすると、ＲＦＩＤを利用して、ＲＦＩＤタグ２７とリーダ２８との間で、電源電力、ＧＮＤ及び信号の授受を行うことができる。
【００８２】
また、フランジ方式の場合には、図２７（ａ）に示すように、フランジ３１の外周面に、ＲＦＩＤタグ（検出側通信手段）３５が取り付けられ、図２７（ｂ）に示すように、ロール紙台３２には、フランジ３１が設置されるフランジ３１が載置される部分の近くに、リーダ（支持側通信手段）３６が設けられている。このようにすると、ＲＦＩＤを利用して、ＲＦＩＤタグ３５とリーダ３６との間で、電源電力、ＧＮＤ及び信号の授受を行うことができる。
【００８３】
このように、本実施例の用紙残量算出装置１は、長尺の用紙１２が紙管１１に巻きつけられているロール紙１０を、用紙保持部材としてのスプール軸２１とストッパー２２、または、フランジ３１で、少なくともロール紙１０の軸方向両端部で保持して、該スプール軸２１を介して軸受け（支持部材）２３で、または、ロール紙台（支持部材）３２で、該ロール紙１０を回転可能に支持し、少なくとも１つのストッパー２２またはフランジ３１にロール紙１０の径方向に配設されている用紙残量検出センサ（用紙情報検出手段）４０で、少なくとも紙管１１の外径位置と該紙管１１に巻かれている用紙１２の側端面を検出して、ＣＰＵ８が、用紙残量検出センサ４０の出力する検出信号Ｓに基づいて、紙管１１の外径（紙管外径）Ｒ、紙管１１の外径位置から紙管１１に巻かれている用紙１２の外径位置までの用紙外径ｒ及び用紙１２の１枚の用紙厚さｐを求めて、紙管１１に巻かれている用紙１２の残量（用紙残量）Ｌを算出している。
【００８４】
したがって、ロール紙１０の側面に配置した用紙残量検出センサ４０を用いてロール紙１０の情報のみに基づいて、ユーザが用紙厚さ等を入力することなく、用紙１２の種類や紙管１１の種類に関わらず、安価にかつ容易にロール紙１０の用紙残量Ｌを正確に求めることができる。
【００８５】
また、本実施例の用紙残量算出装置１は、用紙残量検出センサ４０として、光源内蔵型のリニアイメージセンサを用いている。
【００８６】
したがって、既存の技術を用いて正確にロール紙１０の情報を検出することができ、より一層安価にかつ正確にロール紙１０の用紙残量Ｌを求めることができる。また、このとき、イメージセンサに拡大光学系を配設すると、より一層ロール紙１０の情報を高精度に検出することができる。
【００８７】
さらに、本実施例の用紙残量検出装置１は、用紙残量検出センサ４０が、紙管１１に用紙１２が最大長さに巻かれている状態のロール紙１０において、該紙管１１の外径位置、該紙管１１に巻かれている用紙１２の外径位置及び紙管１１に巻かれている用紙１２から引き出されている用紙１２の１枚の用紙厚さｐを検出可能な長さにわたって、ロール紙１０の径方向に延在して配設されている。
【００８８】
したがって、ロール紙１０の用紙残量Ｌの算出に必要なロール紙情報を、ロール紙１０の使用開始当初から取得して、用紙残量Ｌを常に正確に求めることができる。
【００８９】
また、本実施例の用紙残量検出装置１は、用紙残量検出センサ４０と接続されていて少なくとも用紙残量検出センサ４０からの検出信号Ｓを出力するスプール側導電部（検出側導電手段）２５をストッパー２２がまたはフランジ側導電部３３をフランジ３１が有し、支持部材である軸受け２３またはロール紙台３２が、スプール側導電部２５またはフランジ側導電部３３から検出信号Ｓを受信して、制御基板４のＣＰＵ（用紙残量算出手段）８に出力する支持側導電手段としての軸受け側導電部２６またはロール紙台側導電部３４を有している。
【００９０】
したがって、ロール紙１０の用紙残量Ｌの算出に必要なロール紙情報を、用紙残量検出センサ４０からＣＰＵ８に出力して、正確にかつ安価に用紙残量Ｌを算出することができる。
【００９１】
さらに、本実施例の用紙残量検出装置１は、用紙残量検出センサ４０と接続されていて少なくとも用紙残量検出センサ４０からの検出信号Ｓを非接触で送出するスプール側通信部としてのＲＦＩＤタグ２７またはＲＦＩＤタグ３５を有し、支持部材である軸受け２３またはロール紙台３２が、ＲＦＩＤタグ２７またはＲＦＩＤタグ３５から検出信号Ｓを受信して、制御基板４のＣＰＵ（用紙残量算出手段）８に出力するリーダ２８またはリーダ３６を有している。
【００９２】
したがって、ロール紙１０の用紙残量Ｌの算出に必要なロール紙情報を、用紙残量検出センサ４０から安価にかつ小型の構成で、ＣＰＵ８に出力して、正確にかつ安価に用紙残量Ｌを算出することができる。
【００９３】
また、本実施例の用紙残量検出装置１は、ＣＰＵ８が、紙管１１に巻かれている用紙１２が所定長さ引き出されるときに用紙残量検出センサ４０が出力する紙管１１の外径位置を示す検出信号Ｓ４を平均して該紙管１１の外径Ｒを決定している。
【００９４】
したがって、紙管１１の偏芯によるロール紙情報への影響を抑制することができ、より一層高精度に用紙残量Ｌを算出することができる。
【００９５】
さらに、本実施例の用紙残量検出装置１は、ＣＰＵ８が、算出した用紙残量Ｌの情報を操作表示部５の表示器５ａに表示したり、ランプ５ｂを点灯または点滅させて通知している。
【００９６】
したがって、ユーザは、用紙残量Ｌの情報を適切に知ることができ、利用性を向上させることができる。
【実施例２】
【００９７】
図２８〜図３３は、本発明の用紙残量算出装置、画像形成装置及び用紙残量算出方法の第２実施例を示す図であり、図２８は、本発明の用紙残量算出装置、画像形成装置及び用紙残量算出方法の第２実施例を適用した用紙残量算出装置のロール紙の側面と用紙残量検出センサ５０を示す図である。
【００９８】
なお、本実施例は、上記第１実施例の用紙残量算出装置１と同様の用紙残量算出装置に適用したものであり、本実施例の説明においては、第１実施例の用紙残量算出装置１と同様の構成部分には、同一の符号を付してその説明を簡略化するとともに、図示しない部分についても、必要に応じて第１実施例の説明で用いた符号をそのまま用いて説明する。
【００９９】
本発明の用紙残量算出装置１は、そのロール紙１０の紙管１１及び用紙１２の紙管１１に近い所定径長さ部分と引き出されている用紙１２の用紙厚さｐを検出可能な短い用紙残量検出センサ５０が配設されており、用紙残量検出センサ５０は、第１実施例の用紙残量算出装置１の用紙残量検出センサ４０と同様に、リニアイメージセンサやイメージセンサを用いることができる。この用紙残量検出センサ５０は、スプール方式及びフランジ方式のいずれの方式においても適用することができ、その設置方法は、第１実施例の場合と同様である。また、用紙残量検出センサ５０は、第１実施例の用紙残量検出センサ４０と同様に、拡大光学系が配設されていてもよい。
【０１００】
そして、用紙残量検出センサ５０は、図２９に示すように、ロール紙１０が用紙残量検出センサ５０の長さを超えて十分に多いときには、紙管１１の外径位置から白信号「3FF」が最後のセンサ素子まで連続する検出信号Ｓを出力し、図３０に示すように、ロール紙１０が用紙残量検出センサ５０の長さ以下となる少ないときには、紙管１１の外径位置から用紙１２の外径ロール紙外径ｒの位置まで白信号「3FF」が連続して、その後、黒「000」となって、続いて、外径位置から引き出されている用紙１２の厚さｐ分だけ白信号「3FF」となる検出信号Ｓを出力する。
【０１０１】
次に、本実施例の作用について説明する。本実施例の用紙残量算出装置１は、安価で小型の用紙残量検出センサ５０の検出結果のみに基づいてロール紙１０の残量を正確に検出して通知する。
【０１０２】
まず、用紙残量算出装置１は、ロール紙１０がセットされると、図３１に示す初期データ検出処理を実行する。すなわち、用紙残量算出装置１は、スプール方式のロール紙給紙部２０またはフランジ方式のロール紙給紙部３０に、ロール紙１０がセットされると、ロール紙１０の用紙１２の先端部が搬送ローラ９に挟まれているかチェックし（ステップＳ４０１）、挟まれていると、ＣＰＵ８が、搬送ローラ９を駆動させて用紙１２を所定長さだけ引き出させる（ステップＳ４０３）。ＣＰＵ８は、この用紙１２を引き出している間に、検出信号Ｓ４に基づいて、紙管１１の外径（紙管外径）Ｒの平均値を算出して、該平均値を紙管外径Ｒとして決定し（ステップＳ４０３）、引き出した用紙１２を巻き戻して処理を終了するとともに、上記検出信号Ｓ４の値、すなわち、紙管外径Ｒの値をメモリに保存する（ステップＳ４０４）。
【０１０３】
次に、ユーザが用紙残量算出装置１の適用されている画像形成装置の操作表示部５で手動操作によって用紙残量情報の通知要求を行った場合の用紙残量検出通知処理について、図３２に基づいて説明する。
【０１０４】
用紙残量算出装置１は、画像形成装置の操作表示部５で手動操作によって用紙残量情報の通知要求があると、ＣＰＵ８が、搬送ローラ９に用紙１２が挟まれているのを確認し（ステップＳ５０１）、用紙残量検出センサ５０がロール紙１０の外側の１枚、すなわち、搬送ローラ９によって引き出されている用紙１２を検出したかチェックする（ステップＳ５０２）。
【０１０５】
ＣＰＵ８は、ステップＳ５０２で、ロール紙１０の外側の１枚を用紙残量検出センサ５０が検出していないとき、すなわち、用紙残量検出センサ５０の検出信号Ｓが図２９の状態のときには、ロール紙１０の用紙残量は十分に多いと判断して、操作表示部５の表示器５ａにロール紙１０の用紙１２は十分にある旨を表示出力して処理を終了する（ステップＳ５０３）。
【０１０６】
ＣＰＵ８は、ステップＳ５０２で、ロール紙１０の用紙１２の外側１枚を用紙残量検出センサ５０が検出しているとき、すなわち、用紙残量検出センサ５０の検出信号Ｓが図３０の状態のときには、用紙残量検出センサ５０からの検出信号Ｓ１と検出信号Ｓ２を用いて、用紙１２の厚さである用紙厚さｐを算出し（ステップＳ５０４）、また、検出信号Ｓ３によってロール紙外径ｒの測定を行う（ステップＳ５０５）。
【０１０７】
次に、ＣＰＵ８は、測定したロール紙外径ｒと用紙厚さｐ及び初期データ検出処理で求めてメモリに保存されている紙管外径Ｒからロール紙１０の用紙残量Ｌを算出し（ステップＳ５０６）、算出したロール紙１０の用紙残量Ｌの情報を画像形成装置の操作表示部５の表示器５ａに表示する等の方法で、通知して処理を終了する（ステップＳ５０７）。
【０１０８】
また、用紙残量算出装置１は、用紙残量算出装置１の適用されている画像形成装置において印刷動作が行われると、図３３に示すように印刷時の用紙残量検出印刷制御処理を行う。
【０１０９】
すなわち、ＣＰＵ８は、まず、搬送ローラ９に用紙１２が挟まれているのを確認し（ステップＳ６０１）、用紙残量検出センサ５０がロール紙１０の用紙１２の外側１枚を検出したかチェックする（ステップＳ６０２）。
【０１１０】
ＣＰＵ８は、ステップＳ６０２で、ロール紙１０の用紙１２の外側１枚を用紙残量検出センサ５０が検出していないときには、ロール紙１０の用紙残量は十分に多いと判断して、用紙残量算出装置１の適用されている画像形成装置に印刷可能を通知して、画像形成装置が、要求されている印刷を実行して処理を終了する（ステップＳ６０３）。
【０１１１】
ＣＰＵ８は、ステップＳ６０２で、ロール紙１０の外側の１枚を用紙残量検出センサ５０が検出しているときには、用紙残量検出センサ５０からの検出信号Ｓ１と検出信号Ｓ２を用いて、用紙１２の厚さである用紙厚さｐを算出し（ステップＳ６０４）、また、検出信号Ｓ３によってロール紙外径ｒの測定を行う（ステップＳ６０５）。
【０１１２】
次に、ＣＰＵ８は、測定したロール紙外径ｒと用紙厚さｐ及び初期データ検出処理で求めてメモリに保存されている紙管外径Ｒからロール紙１０の用紙残量Ｌを算出し（ステップＳ６０６）、算出した用紙残量Ｌに基づいて、要求されている画像データの長さの印刷が可能であるか判断する（ステップＳ６０７）。
【０１１３】
ステップＳ６０７で、印刷が可能であると、ＣＰＵ８は、画像形成装置に印刷可能を通知して、画像形成装置が、要求されている印刷を実行して処理を終了する（ステップＳ６０３）。
【０１１４】
ＣＰＵ８は、ステップＳ６０７で、要求されている画像データを印刷するのには用紙残量Ｌが短く印刷が不可能であると、画像形成装置に印刷実行を停止させた状態で、ロール紙１０の交換または複数のロール紙１０を搭載しているときには他のロール紙１０への変更等を要求する旨のメッセージを表示器５ａに表示して、用紙交換または選択用紙の変更が行われたかチェックする（ステップＳ６０８）。
【０１１５】
ステップＳ６０８で、ロール紙１０の交換が行われると、図３１に示した初期データ検出処理を実行して（ステップＳ６０９）、ステップＳ６０４に戻って、上記同様に処理する（ステップＳ６０２〜Ｓ６０９）。
【０１１６】
ステップＳ６０８で、用紙交換及び選択用紙の変更のいずれもが行われないときには、ＣＰＵ８は、画像形成装置に印刷実行を停止させた状態で、ロール紙が不足していて印刷が不可能である旨のメッセージを操作表示部５の表示器５ａへ表示して、処理を終了する（ステップＳ６１０）。
【０１１７】
このように、本実施例の用紙残量算出装置１は、用紙残量検出センサ５０が、紙管１１に巻かれている用紙１２が所定残量の状態のロール紙１０において、該紙管１１の外径位置、紙管１１に巻かれている用紙１２の外径位置及び紙管１１に巻かれている用紙１２から引き出されている用紙１２の１枚の用紙厚さｐを検出可能な長さにロール紙１０の径方向に延在して配設されている。
【０１１８】
したがって、安価で小型の用紙残量検出センサ５０によって用紙残量Ｌを算出するのに必要なロール紙情報を正確に検出することができ、用紙１２の種類や紙管１１の種類に関わらず、安価にかつ正確にロール紙１０の用紙残量Ｌを算出することができる。
【０１１９】
以上、本発明者によってなされた発明を好適な実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例で説明したものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【０１２０】
本発明は、画像形成に用いるロール紙の用紙残量をセンサの検出結果のみに基づいて正確に算出する用紙残量算出装置、用紙残量算出装置を搭載する複合装置、プリンタ装置等の画像形成装置、用紙残量算出方法、用紙残量算出プログラム及び記録媒体に利用することができる。
【符号の説明】
【０１２１】
１  用紙残量算出装置
２  センサ部
３  支持側通信部
４  制御基板
５  操作表示部
５ａ  表示器
６  ＡＤ変換部
７  Ｉ／Ｏ  ＡＳＩＣ
８  ＣＰＵ
９  搬送ローラ
１０  ロール紙
１１  紙管
１２  用紙
２０  ロール紙給紙部
２１  スプール軸
２２  ストッパー
２３  軸受け
２４  軸穴
２５  スプール側導電部
２５ｇ  ＧＮＤ用導電部
２５ｐ  電源用導電部
２５ｓ  信号用導電部
２６  軸受け側導電部
２６ｇ  ＧＮＤ用導電部
２６ｐ  電源用導電部
２６ｓ  信号用導電部
３１  フランジ
３２  ロール紙台
３３  フランジ側導電部
３３ｇ  ＧＮＤ用導電部
３３ｐ  電源用導電部
３３ｓ  信号用導電部
３４  ロール紙台側導電部
３４ｇ  ＧＮＤ用導電部
３４ｐ  電源用導電部
３４ｓ  信号用導電部
４０  用紙残量検出センサ
４１  取り付け台
４２  切り欠き
５０  用紙残量検出センサ
ｐ  用紙厚さ
Ｒ  紙管外径
ｒ  ロール紙外径
Ｌ  用紙残量
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１２２】
【特許文献１】特開平７−３０４５６１号公報
【特許文献２】特開平７−１７２６２２号公報
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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