(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＲＦＩＤタグが貼られたロール状の用紙と，前記用紙の残量を測定する用紙残量測定装置とから少なくとも構成され，
前記用紙には，前記用紙が巻かれている紙管の内側と前記用紙の外周面それぞれに前記ＲＦＩＤタグが貼られており，
前記用紙残量測定装置は，前記紙管の内側に挿入する円筒状ヘッド部と，前記円筒状ヘッド部と接続しているコントローラ部を備え，前記円筒状ヘッド部は，前記ＲＦＩＤタグが送信した信号を受信する受信アンテナを少なくとも内蔵し，前記コントローラ部は，前記円筒状ヘッド部の前記受信アンテナが前記ＲＦＩＤタグから受信した信号を解析し，前記円筒状ヘッド部の前記受信アンテナから前記ＲＦＩＤタグまでの距離と相関のある距離相関データを取得する無線通信手段と，前記無線通信手段が，前記距離相関データを前記ＲＦＩＤ毎に取得すると，前記距離相関データを距離に変換することで，前記円筒状ヘッド部の前記受信アンテナから前記ＲＦＩＤタグまでの距離を前記ＲＦＩＤタグ毎に算出した後，２つの前記ＲＦＩＤタグ間の距離から前記用紙の肉厚を算出して，前記用紙の残量を算出する用紙残量測定手段を備える，
ことを特徴とする用紙残量計測システム。
【請求項２】
用紙が巻かれている紙管の内側に挿入する円筒状ヘッド部と，前記円筒状ヘッド部と接続しているコントローラ部を備え，前記円筒状ヘッド部は，前記用紙に貼られているＲＦＩＤタグが送信した信号を受信する受信アンテナを少なくとも内蔵し，前記コントローラ部は，前記円筒状ヘッド部の前記受信アンテナが前記ＲＦＩＤタグから受信した信号を解析し，前記円筒状ヘッド部の前記受信アンテナから前記ＲＦＩＤタグまでの距離と相関のある距離相関データを取得する無線通信手段と，前記無線通信手段が，前記無線通信手段が，前記紙管の内側と前記用紙の外周面それぞれに貼られた前記ＲＦＩＤ毎に前記距離相関データを取得すると，前記距離相関データを距離に変換することで，前記円筒状ヘッド部の前記受信アンテナから前記ＲＦＩＤタグまでの距離を前記ＲＦＩＤタグ毎に算出した後，２つの前記ＲＦＩＤタグ間の距離から前記用紙の肉厚を算出して，前記用紙の残量を算出する用紙残量測定手段を備えている，
ことを特徴とする用紙残量測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，紙管に巻かれているロール状の用紙の残量を測定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
大型のプリンタを用いる印刷では、ロール状の用紙を使用するのがほとんどで、大型のプリンタを有する印刷工場で扱う用紙の種類は多種にわたる。一つの用紙を一つのロットで使い切れるとよいが，一つの用紙を一つのロットで使い切れないと，使用途中の用紙が発生する。
【０００３】
製造コストがアップしてしまうため，他のロットや他の品目で使用途中の用紙を用いることになるが，使用途中の用紙の残量を正確に管理せずに，使用途中の用紙を印刷に用いると，印刷途中で用紙切れが発生して，印刷の再開に要する印刷材料（インキや用紙）が無駄になるばかりか，用紙交換に要する時間によりプリンタの稼働率も低下してしまう。
【０００４】
ロール状の用紙の残量管理として，工場の作業者が，用紙の投入量と用紙の使用量から用紙の残量を求め，この残量を所定の用紙等に記録することが古くから行われているが，この手法は，用紙の残量そのものを測定しないため，精度よくロール用紙の残量を管理できない。
【０００５】
用紙の残量そのものを測定する手法として，用紙の半径と用紙の厚みから算出した用紙の層数から用紙の残量を算出する手法（特許文献１）や，給紙から供給された用紙の移動に応じて回転する車輪の回転量から用紙の残量を算出する手法（特許文献２）が開示されている。
【０００６】
しかし，これらの手法は，プリンタ上で用紙の残量を計量する発明で，用紙を保管管理する倉庫側で用紙の残量を測定するのには適していない。近年，用紙を保管管理する倉庫側では，ＲＦＩＤタグ（RFID: Radio Frequency IDentifier）を用紙に貼り付けて，倉庫に保管している用紙を管理するケースが増えているため，用紙の管理に用いるＲＦＩＤタグを利用して，倉庫に保管している用紙の残量を計測できることが望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平６−１５０８号公報
【特許文献２】特開２００２−３４７３１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで，本発明は，用紙に貼り付けるＲＦＩＤタグを利用して，用紙の残量を測定できるシステムおよびこのシステムに必要な装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決する第１の発明は，ＲＦＩＤタグが貼られたロール状の用紙と，前記用紙の残量を測定する用紙残量測定装置とから少なくとも構成した用紙残量計測システムである。
前記用紙には，前記用紙が巻かれている紙管の内側と前記用紙の外周面それぞれに前記ＲＦＩＤタグが貼られており，
前記用紙残量測定装置は，前記紙管の内側に挿入する円筒状ヘッド部と，前記円筒状ヘッド部と接続しているコントローラ部を備え，前記円筒状ヘッド部は，前記ＲＦＩＤタグが送信した信号を受信する受信アンテナを少なくとも内蔵し，前記コントローラ部は，前記円筒状ヘッド部の前記受信アンテナが前記ＲＦＩＤタグから受信した信号を解析し，前記円筒状ヘッド部の前記受信アンテナから前記ＲＦＩＤタグまでの距離と相関のある距離相関データを取得する無線通信手段と，前記無線通信手段が，前記距離相関データを前記ＲＦＩＤ毎に取得すると，前記距離相関データを距離に変換することで，前記円筒状ヘッド部の前記受信アンテナから前記ＲＦＩＤタグまでの距離を前記ＲＦＩＤタグ毎に算出した後，２つの前記ＲＦＩＤタグ間の距離から前記用紙の肉厚を算出して，前記用紙の残量を算出する用紙残量測定手段を備える。
【００１０】
更に，第２の発明は，用紙が巻かれている紙管の内側に挿入する円筒状ヘッド部と，前記円筒状ヘッド部と接続しているコントローラ部を備え，前記円筒状ヘッド部は，前記用紙に貼られているＲＦＩＤタグが送信した信号を受信する受信アンテナを少なくとも内蔵し，前記コントローラ部は，前記円筒状ヘッド部の前記受信アンテナが前記ＲＦＩＤタグから受信した信号を解析し，前記円筒状ヘッド部の前記受信アンテナから前記ＲＦＩＤタグまでの距離と相関のある距離相関データを取得する無線通信手段と，前記無線通信手段が，前記無線通信手段が，前記紙管の内側と前記用紙の外周面それぞれに貼られた前記ＲＦＩＤ毎に前記距離相関データを取得すると，前記距離相関データを距離に変換することで，前記円筒状ヘッド部の前記受信アンテナから前記ＲＦＩＤタグまでの距離を前記ＲＦＩＤタグ毎に算出した後，２つの前記ＲＦＩＤタグ間の距離から前記用紙の肉厚を算出して，前記用紙の残量を算出する用紙残量測定手段を備えたことを特徴とする用紙残量測定装置である。
【発明の効果】
【００１１】
上述した発明によれば，用紙を巻いている紙管の内側に貼られたＲＦＩＤタグと，用紙の外周面に貼られたＲＦＩＤタグ間の距離から紙管の肉厚を減算した値は，紙管に巻かれている用紙の肉厚になるため，用紙残量測定装置が，用紙を巻いている紙管の内側に貼られたＲＦＩＤタグまでの距離と，用紙の外周面に貼られたＲＦＩＤタグまでの距離をそれぞれ測定することで，紙管に巻かれている用紙の残量を測定できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態に係る用紙残量計測システムの構成を説明する図。
【図２】本実施形態に係る用紙残量計測システムのブロック図。
【図３】本実施形態に係る用紙残量測定装置の動作を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
ここから，本発明の好適な実施形態を記載する。なお，以下の記載は本発明の技術的範囲を束縛するものでなく，理解を助けるために記述するものである。
【００１４】
図１は，本実施形態に係る用紙残量計測システム１の構成を説明する図，図２は，本実施形態に係る用紙残量計測システム１のブロック図，そして，図３は，本実施形態に係る用紙残量測定装置２の動作を説明する図である。
【００１５】
図１に図示した本実施形態に係る用紙残量計測システム１は，ＵＨＦ帯の電波を利用するＲＦＩＤタグ３を利用して，紙管４ａに巻かれたロール状の用紙４の残量を計測するシステムで，用紙４に貼る２つのＲＦＩＤタグ３と，ＲＦＩＤタグ３を利用して，紙管４ａに巻かれたロール状の用紙４の残量を測定する用紙残量測定装置２とから少なくとも構成される。
【００１６】
まず，本実施形態に係る用紙残量計測システム１を構成するＲＦＩＤタグ３について説明する。本実施形態のＲＦＩＤタグ３が用いる周波数帯域はＵＨＦ帯（２．４５ＧＨｚ）で，ＲＦＩＤタグ３そのものには特別な工夫はなく，ＲＦＩＤタグ３は，外部装置（ここでは，用紙残量測定装置２）から，タグＩＤを要求するリクエストコマンドを受信すると，ＲＦＩＤタグ３が記憶しているタグＩＤを送信する処理を行う。
【００１７】
本実施形態に係る用紙残量計測システム１で用いる２つのＲＦＩＤタグ３の１つは，糊やテープなどを用いて，用紙４が巻かれている紙管４ａの内側に貼られ，もう１つは，糊やテープなどを用いて，紙管４ａに巻かれている用紙４の外周面に貼られている。このように，２つのＲＦＩＤタグ３を貼ることで，２つのＲＦＩＤタグ３の間隔は，紙管４ａに巻かれたロール状の用紙４の肉厚と見なすことができる。
【００１８】
なお，本実施形態では，用紙４が巻かれている紙管４ａの内側に貼られているＲＦＩＤタグ３ａを，用紙４の保管管理に用いている。
【００１９】
次に，本実施形態に係る用紙残量計測システム１を構成する用紙残量測定装置２について説明する。本実施形態に係る用紙残量測定装置２は，図1等で図示したようにＲＦＩＤタグ３が貼られた用紙４の残量を算出する装置で，用紙４が巻かれている紙管４ａに挿入する円筒状ヘッド部２ａとコントローラ部２ｂとから構成されている。
【００２０】
紙残量測定装置の円筒状ヘッド部２ａは用紙４の紙管４ａに挿入されるため，用紙残量測定装置２の円筒状ヘッド部２ａと紙管４ａの間に所定の隙間が生じするように，用紙残量測定装置２の円筒状ヘッド部２ａの外径は設計されている。また，図１では，円筒状ヘッド部２ａとコントローラ部２ｂを別々に記載しているが，用紙残量測定装置２の円筒状ヘッド部２ａと用紙残量測定装置２のコントローラ部２ｂを一体化して円筒状にした形態にすることも可能である。
【００２１】
図２に図示したように，本実施形態に係る用紙残量測定装置２の円筒状ヘッド部２ａは，送信アンテナ２０および受信アンテナ２１を内蔵し，また，本実施形態に係る用紙残量測定装置２のコントローラ部２ｂは，具体的にはコンピュータの回路で，ソフトウェアとハードウェアが協働する手段として，無線通信手段２２，ネットワーク通信手段２４および用紙残量測定手段２３を備える。
【００２２】
本実施形態に係る用紙残量測定装置２の円筒状ヘッド部２ａが備える送信アンテナ２０は，ＲＦＩＤタグ３に対して信号を送るためのアンテナで，本実施形態に係る用紙残量測定装置２の円筒状ヘッド部２ａが備える受信アンテナ２１は，ＲＦＩＤタグ３が送信した信号を受信するためのアンテナである。なお，これらのアンテナは指向性を有するため，図１に図示したように，円筒状ヘッド部２ａに組み込まれたアンテナの指向性の向きを示すマーク２ｃを円筒状ヘッド部２ａの側面に設けることが望ましい。
【００２３】
用紙残量測定装置２の無線通信手段２２は，市販のＲＦタグリーダが有する通信回路と同様に，ＲＦＩＤタグ３に対して送信するデータを信号に変調する機能，ＲＦＩＤタグ３から受信した信号をデータに復調する機能を有し，本実施形態では，更に，ＲＦＩＤタグ３から受信した信号を解析し，円筒状ヘッド部２ａの受信アンテナ２１からＲＦＩＤタグ３までの距離と相関のある距離相関データを取得する機能を有し，用紙残量測定装置２の無線通信手段２２は，ＲＦＩＤタグ３から受信した信号から，タグＩＤと距離相関データを取得すると，タグＩＤと距離相関データを用紙残量測定手段２３へ出力する。
【００２４】
なお，本実施形態の用紙残量計測システム１では，２つのＲＦＩＤタグ３を用いるため，用紙残量測定装置２は２つのＲＦＩＤタグ３それぞれと個別に交信しなければならず，本実施形態に係る無線通信手段２２とＲＦＩＤタグ３それぞれは，衝突防止機能（アンチコリジョン）に対応していることが必要になる。衝突防止機能の方式としては，ビット衝突検出方式やタイムスロット方式などが有名である。
【００２５】
本実施形態に係る用紙残量測定装置２のネットワーク通信手段２４は，用紙残量測定装置２のネットワーク通信するための機能で，ネットワーク通信手段２４としては，Ｗｉｆｉを用いることが好適である。
【００２６】
実施形態に係る用紙残量測定装置２の用紙残量測定手段２３は，無線通信手段２２から出力された距離相関データを距離に変換することで，円筒状ヘッド部２ａの受信アンテナ２１からＲＦＩＤタグ３までの距離をＲＦＩＤタグ３毎に算出した後，２つのＲＦＩＤタグ３間の距離，用紙４の厚みおよび紙管４ａの肉厚から，紙管４ａに巻かれている用紙４の層数を算出し，用紙４の層数，用紙４の厚みおよび紙管４ａの外径から用紙４の残量を算出する機能を備える。
【００２７】
ＲＦＩＤタグ３を利用して距離を計測する技術は公知で，例えば，特開２００７−６４７６５号公報では，ＲＦＩＤタグ３から受信した信号の大きさに基づいて，ＲＦＩＤタグ３までの距離を計測する発明が開示されている。また，特開２０１２−１１７９０５号公報では，ＲＦＩＤタグ３からの信号を受信する４つの受信アンテナ２１が出力する信号の時間差に基づいて、ＲＦＩＤタグ３までの距離を計測する発明が開示されている。
【００２８】
例えば，上述の特開２００７−６４７６５号公報の内容に基づいて，ＲＦＩＤタグ３までの距離を算出する場合，用紙残量測定装置２の無線通信手段２２は，ＲＦＩＤタグ３から受信した信号の大きさを示すデータを距離相関データとして出力し，用紙残量測定装置２の用紙残量測定手段２３は，用紙残量測定装置２のＲＦＩＤタグ３から受信した信号の大きさと距離を対応付けた数式などを参照して，ＲＦＩＤタグ３までの距離を算出する。また，上述の特開２０１２−１１７９０５号公報の内容に基づいて，ＲＦＩＤタグ３までの距離を算出する場合，用紙残量測定装置２の無線通信手段２２は，４つの受信アンテナ２１が出力する信号の時間差を距離相関データとして出力し，用紙残量測定装置２の用紙残量測定手段２３は，特開２０１２−１１７９０５号公報に記載の式に基づき，４つの受信アンテナ２１が出力する信号の時間差から，ＲＦＩＤタグ３までの距離を算出する。
【００２９】
本実施形態に係る用紙残量計測システム１では，２つのＲＦＩＤタグ３の１つを紙管４ａの内側に貼り，もう１つを用紙４の外周面に貼るため，２つのＲＦＩＤタグ３の距離から紙管４ａの肉厚（外径と内径の差になる）を減算した値が，ロール状の用紙４の肉厚になる。一枚の用紙４の厚みは予め計測することが可能であるため，用紙４の肉厚を一枚の用紙４の厚みで除算した値から，紙管４ａに巻かれている用紙４の層数を算出できる。一枚の用紙４の厚みと紙管４ａの外径から，紙管４ａに巻かれている用紙４の層ごとの半径を算出でき，用紙４の層の半径を算出すれば，用紙４の層ごとの用紙長を算出でき，用紙４の層ごとの用紙長の総和が用紙４の残量になる。
【００３０】
ここから，図３を参照しながら，用紙残量測定装置２の動作について説明する。用紙４を保管する倉庫の作業者が，用紙残量測定装置２が備える円筒状ヘッド部２ａを用紙４の紙管４ａに差し込んだ後，用紙４の残量を測定する操作を行うと，用紙残量測定装置２の用紙残量測定手段２３は，無線通信手段２２を作動させ，無線通信手段２２は，ＵＨＦ帯の搬送波を送信アンテナ２０から出力した後，タグＩＤを要求するリクエストコマンドを変調した信号を送信アンテナ２０から出力し，用紙残量測定装置２と交信可能なＲＦＩＤタグ３を検出する処理を行う（Ｓ１）。
【００３１】
本実施形態に係る用紙残量計測システム１では，一つＲＦＩＤタグ３を紙管４ａの内側に貼り，もう一つのＲＦＩＤタグ３を用紙４の外周面に貼るため，用紙残量測定装置２の無線通信手段２２は，衝突防止機能を用いて２つのＲＦＩＤタグ３それぞれと交信し，１つのＲＦＩＤタグ３と交信する毎に，ＲＦＩＤタグ３から受信した信号から，タグＩＤと距離相関データを取得し，タグＩＤと距離算出データを用紙残量測定手段２３に出力する（Ｓ２）。
【００３２】
用紙残量測定装置２の用紙残量測定手段２３は，タグＩＤと距離相関データが無線通信手段２２から出力されると，ＲＦＩＤタグ３が貼られた用紙４の残量を算出する処理を行う（Ｓ３）。
【００３３】
用紙４の残量を算出する処理において，まず，用紙残量測定装置２の用紙残量測定手段２３は，距離相関データを距離に変換することで，円筒状ヘッド部２ａの受信アンテナ２１からＲＦＩＤタグ３までの距離を前記ＲＦＩＤタグ３毎に算出する（Ｓ３０）。次に，用紙残量測定装置２の用紙残量測定手段２３は，ＲＦＩＤタグ３までの距離を比較し，長い方の距離から短い方の距離の差を求めることで，ＲＦＩＤタグ３間の距離を算出する（Ｓ３１）。次に，用紙残量測定装置２の用紙残量測定手段２３は，ＲＦＩＤタグ３間の距離から紙管４ａの肉厚を減算することで，ロール状に紙管４ａに巻かれている用紙４の肉厚を算出する（Ｓ３２）。次に，用紙残量測定装置２の用紙残量測定手段２３は，用紙４の肉厚を一枚当たりの用紙４の厚みで除算することで，紙管４ａに巻かれているロール状の用紙４の層数を算出する（Ｓ３３）。次に，紙残量測定装置の用紙残量測定手段２３は，一枚の用紙４の厚みと紙管４ａの外径から，紙管４ａに巻かれている用紙４の層ごとの半径を算出して，用紙４の層毎の用紙長を算出する（Ｓ３４）。次に，用紙４の層毎の用紙長の総和を算出することで，紙管４ａにロール状に巻かれている用紙４の残量を求める（Ｓ３５）。なお，なお，用紙４の各層の用紙長は，数式１で算出できる。
【数１】
0006398702.tif 000002
【００３４】
このように，本実施形態に係る用紙残量測定装置２が用紙の残量を算出するためには，紙管４ａの肉厚，外径および一枚の用紙４の厚みが必要になる。用紙残量測定装置２に入力デバイス（例えば，タッチパネル）を備えさせ，作業者がこれらの数値を用紙残量測定装置２に入力するように構成することもできるが，倉庫で保管している用紙４に係るデータを記憶している装置５からこれらの数値を用紙残量測定装置２が取得するように構成することもできる。
【００３５】
上述しているように，本実施形態では，紙管４ａの内側に貼られているＲＦＩＤタグ３を用紙４の保管管理に用いるため，用紙残量測定装置２の用紙残量測定手段２３は，用紙４の残量を求めると，ネットワーク通信手段２４を利用して，紙管４ａの内側に貼られているＲＦＩＤタグ３（ＲＦＩＤタグ３までの距離が短い方になる）のタグＩＤと用紙４の残量を，倉庫で保管している用紙４に係るデータを記憶している装置５へ送信して（Ｓ４），この手順は終了する。
【符号の説明】
【００３６】
１    用紙残量計測システム
２    用紙残量測定装置
２ａ  円筒状ヘッド部
２ｂ  コントローラ部
２０  送信アンテナ
２１  受信アンテナ
２２  無線通信手段
２３  用紙残量測定手段
２４  ネットワーク通信手段
３    ＲＦＩＤタグ
４    用紙
４ａ  紙管
【図１】
0006398702.tif 000003
【図２】
0006398702.tif 000004
【図３】
0006398702.tif 000005