JP6742229B2 - ロールペーパー残量検知装置とシステム - Google Patents

Description

本発明は、ロールペーパー残量検知装置と、それを用いたシステムに関する。

ロールペーパーの残量を知るための技術が開発されている。たとえば、特許文献１には、トイレットペーパーの芯に挿入して用いる残量検知装置が開示されている。残量検知装置は、内部に空洞を有しており、空洞の内壁には複数の圧電素子が設置され、空洞内には１つの鋼球が収納されている。トイレットペーパーの回転に伴って鋼球が飛び跳ね、複数の圧電素子にランダムに衝突する。衝突によって変形した圧電素子は電力を発生する。その電力により残量検知装置は無線で制御信号を外部に送信し、ペーパー残量が表示器に表示される。

特開２００９−２８２８７９号公報

しかし、従来の残量検知装置は、鋼球が複数の圧電素子にランダムに当たることで発電するため、ペーパーの回転数が不明確であり、正確なペーパー残量が分からないという問題があった。

本発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、ペーパー残量を正確に把握することができるロールペーパー残量検知装置と、それを用いたシステムを提供することを目的とする。

以下に、課題を解決するための手段として複数の態様を説明する。これら態様は必要に応じて任意に組み合わせることができる。

本発明のロールペーパー残量検知装置は、ロールペーパーの芯に挿入して用いるロールペーパー残量検知装置であって、
ロールペーパー残量検知装置は、
ペーパーホルダに固定される固定ユニットと、固定ユニットの一端に回転可能に組み合わされた回転ユニットとからなり、
固定ユニットは、
心棒と、
心棒に対して偏心して固定された圧電素子と、
心棒に固定され、圧電素子と電気的に接続され圧電素子から電力が供給された際に動作し、制御信号を外部に無線送信する無線モジュールとからなり、
回転ユニットは、
板状の２つのストッパと、
板状の２つのストッパの対向する一端を連結する弾性体と、
板状の２つのストッパのいずれかの他端に形成された突起とからなり、
板状の２つのストッパは、それぞれの他端が圧電素子に向かって延びており、
突起は、板状の２つのストッパが圧電素子の固定された面に対して直交する位置にあるとき、圧電素子に当たるように形成されている
ことを特徴とするものである。

好ましくは、心棒にリセット機構がさらに固定され、リセット機構は、
少なくとも一方のストッパの連結部に近い一端によって押下されるように配置されたスイッチと、
スイッチが押下されてロールペーパーの回転数をリセットするリセット信号を生成し送信する制御回路と、
リセット信号を制御回路から受信し無線モジュールに出力する出力回路とからなるものである。

さらに好ましくは、無線モジュールは、圧電素子が発電した電力を蓄えるためのキャパシタと、圧電素子に電気的に接続され所定の電力量が蓄積されたことを判定する判定回路とをさらに備えているものである。

また、本発明のロールペーパー残量検知システムは、
ロールペーパーの回転により動作して外部に制御信号を無線送信するロールペーパー残量検知装置と、制御信号を受信して制御信号をネットワークに送信する受信装置と、受信装置から制御信号を受信し制御信号に基づいてロールペーパーの残量を演算し表示する表示装置とを備え、
ロールペーパー残量検知装置は、
ペーパーホルダに固定される固定ユニットと、固定ユニットの一端に回転可能に組み合わされた回転ユニットとからなり、
固定ユニットは、
心棒と、
心棒に対して偏心して固定された圧電素子と、
心棒に固定され、圧電素子と電気的に接続され圧電素子から電力が供給された際に動作し、制御信号を外部に無線送信する無線モジュールとからなり、
回転ユニットは、
板状の２つのストッパと、
板状の２つのストッパの対向する一端を連結する弾性体と、
板状の２つのストッパのいずれかの他端に形成された突起とからなり、
板状の２つのストッパは、それぞれの他端が圧電素子に向かって延びており、
突起は、板状の２つのストッパが圧電素子の固定された面に対して直交する位置にあるとき、圧電素子に当たるように形成されている
ことを特徴とするものである。

好ましくは、ロールペーパー残量検知装置は、ロールペーパーの回転数をリセットするリセット信号を生成し無線モジュールへ送信するリセット機構をさらに備え、
リセット機構は、
少なくとも一方のストッパの連結部に近い一端によって押下されるように配置されたスイッチと、
スイッチが押下されてリセット信号を生成し送信する制御回路と、
リセット信号を制御回路から受信し無線モジュールに出力する出力回路とからなり、
無線モジュールは、出力回路からリセット信号を受信して受信装置に送信し、
受信装置は、無線モジュールからリセット信号を受信してネットワークを介してリセット信号を表示装置に送信し、
表示装置は、リセット信号に基づいて回転数をリセットして表示するものである。

さらに好ましくは、無線モジュールは、圧電素子が発電した電力を蓄え、所定量の電力が蓄積された際に動作して制御信号を外部に無線送信し、
受信装置は、無線モジュールから制御信号を受信してネットワークを介して制御信号を表示装置に送信し、
表示装置は、制御信号に基づいて回転数を演算し表示するものであり、
無線モジュールは、
圧電素子が発電した電力を蓄えるためのキャパシタと、圧電素子に電気的に接続され所定量の電力が蓄積されたことを判定する判定回路とをさらに備えているものである。

本発明のロールペーパー残量検知装置は、ロールペーパーの芯に挿入して用いるロールペーパー残量検知装置であって、ロールペーパー残量検知装置は、ペーパーホルダに固定される固定ユニットと、固定ユニットの一端に回転可能に組み合わされた回転ユニットとからなり、固定ユニットは、心棒と、心棒に対して偏心して固定された圧電素子と、心棒に固定され、圧電素子と電気的に接続され圧電素子から電力が供給された際に動作し、制御信号を外部に無線送信する無線モジュールとからなり、回転ユニットは、板状の２つのストッパと、板状の２つのストッパの対向する一端を連結する弾性体と、板状の２つのストッパのいずれかの他端に形成された突起とからなり、板状の２つのストッパは、それぞれの他端が圧電素子に向かって延びており、突起は、板状の２つのストッパが圧電素子の固定された面に対して直交する位置にあるとき、圧電素子に当たるように形成されているように構成した。

したがって、本発明のロールペーパー残量検知装置は、ペーパー残量を正確に把握することができる。

また、本発明のロールペーパー残量検知システムは、ロールペーパーの回転により動作して外部に制御信号を無線送信するロールペーパー残量検知装置と、制御信号を受信して制御信号をネットワークに送信する受信装置と、受信装置から制御信号を受信し制御信号に基づいてロールペーパーの残量を演算し表示する表示装置とを備え、ロールペーパー残量検知装置は、ペーパーホルダに固定される固定ユニットと、固定ユニットの一端に回転可能に組み合わされた回転ユニットとからなり、固定ユニットは、心棒と、心棒に対して偏心して固定された圧電素子と、心棒に固定され、圧電素子と電気的に接続され圧電素子から電力が供給された際に動作し、制御信号を外部に無線送信する無線モジュールとからなり、回転ユニットは、板状の２つのストッパと、板状の２つのストッパの対向する一端を連結する弾性体と、板状の２つのストッパのいずれかの他端に形成された突起とからなり、板状の２つのストッパは、それぞれの他端が圧電素子に向かって延びており、突起は、板状の２つのストッパが圧電素子の固定された面に対して直交する位置にあるとき、圧電素子に当たるように形成されているように構成した。

したがって、本発明のロールペーパー残量検知システムによれば、ペーパー残量を正確に把握することができる。

ロールペーパー残量検知装置の一実施形態を示す平面図と正面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 圧電素子、ストッパ、ストッパに形成された突起の位置関係が正しくない場合を説明するための断面図である。 ロールペーパー残量検知装置のペーパーホルダへの固定形態を示す透視図である。 心棒の一実施形態を示す断面図である。 ロールペーパー残量検知装置のペーパーホルダへの別の固定形態を示す透視図である。 ロールペーパー残量検知装置の別の実施形態を示す平面図である。 ロールペーパー残量検知装置の別の実施形態を示す平面図である。 ロールペーパー残量検知装置の別の実施形態を示す平面図である。 ロールペーパー残量検知装置の別の実施形態を示す平面図である。 ロールペーパー残量検知システムの一例を示すブロック図である。 リセット機構を備えたロールペーパー残量検知装置を示す平面図と正面図である。 ロールペーパー残量検知システムの別の実施形態を示すブロック図である。 ロールペーパー残量検知システムの別の実施形態を示すブロック図である。 ロールペーパー残量検知システムの別の実施形態を示すブロック図である。

以下、本発明のロールペーパー残量検知装置と、それを用いたロールペーパー残量検知システムについて、図面を参照しながら実施形態の一例を説明する。

＜第一実施形態＞
（ロールペーパー残量検知装置）
本発明のロールペーパー残量検知装置１は、ロールペーパーの芯に挿入して用いる。ロールペーパー残量検知装置１は、ペーパーホルダに固定される固定ユニット１１と、固定ユニット１１の一端に回転可能に組み合わされた回転ユニット１２とからなり、固定ユニット１１は、心棒１１０と、心棒１１０に対して偏心して固定された圧電素子１１１と、心棒１１０に固定され、圧電素子１１１と電気的に接続され圧電素子１１１から電力が供給された際に動作し、制御信号を外部に無線送信する無線モジュール１１２とからなり、回転ユニット１２は、板状の２つのストッパ１２１と、板状の２つのストッパ１２１の対向する一端を連結する弾性体１２２と、板状の２つのストッパ１２１のいずれかの他端に形成された突起１２３とからなり、板状の２つのストッパ１２１は、それぞれの他端が圧電素子１１１に向かって延びており、突起１２３は、板状の２つのストッパ１２１が圧電素子１１１の固定された面に対して直交する位置にあるとき、圧電素子１１１に当たるように形成されていることを特徴とするものである（図１参照）。

固定ユニット１１は、心棒１１０と、心棒１１０に対して偏心して固定された圧電素子１１１と、心棒１１０に固定され、圧電素子１１１と電気的に接続され圧電素子１１１から電力が供給された際に動作し、制御信号を外部に無線送信する無線モジュール１１２とからなる。

心棒１１０は、両端をペーパーホルダに固定するものである。心棒１１０の材質は特に限定されず、樹脂、金属、木などを用いることができる。心棒１１０の軸に直交する断面の形状は特に限定されず、三角形、四角形などの多角形や、円形、楕円形などとすることができる。

圧電素子１１１は、外力によって変形することで圧電効果により電力を発生する素子である。圧電素子１１１の変形１回あたりの発電量は、５０μＷ〜１００μＷとすることができる。圧電素子１１１は、心棒１１０に対して偏心しているため、ロールペーパーの回転に伴って回転ユニット１２が１回転したとき、突起１２３は圧電素子１１１に必ず１回だけ当たることになる。すなわち、ロールペーパー１回転につき必ず１回の発電が起こる。

無線モジュール１１２の内部には、制御回路と発信回路とが含まれる（図１１参照）。制御回路は、圧電素子１１１と電気的に接続する。ロールペーパーの回転に伴って圧電素子１１１に突起１２３が当たり、発生した電力が制御回路へ供給され、制御回路が制御信号を生成し、発信回路を介して外部に制御信号を無線送信する。制御信号は、突起１２３が圧電素子１１１に当たるたびに生成され送信される。

回転ユニット１２は、板状の２つのストッパ１２１と、板状の２つのストッパ１２１の対向する一端を連結する弾性体１２２と、板状の２つのストッパ１２１のいずれかの他端に形成された突起１２３とからなる。

板状の２つのストッパ１２１は、弾性体１２２で連結していない方の端が圧電素子１１１に向かって延びている。ストッパ１２１の材質は特に限定されず、樹脂、金属、木などを用いることができる。ストッパ１２１は、ロールペーパー残量検知装置１をロールペーパーの芯に挿入した際に、弾性体１２２で連結していない方の端が芯の内壁に接触する。接触することで、回転ユニット１２が図の左右方向に動くことを防ぐことができる。また、接触していることで、ストッパ１２１を含む回転ユニット１２がロールペーパーとともに回転することができる。

弾性体１２２は、ストッパ１２１の対向する一端を連結する。本実施形態では、弾性体１２２としてばねを用いているが、これに限定されず、ゴム、スポンジなども用いることができる。弾性体１２２は、心棒１１０を挟むようにして２つ用いるとよい（図１（ｂ）参照）。このようにすると、２つの弾性体１２２が心棒１１０を挟んでいるため、回転ユニット１２がロールペーパーの回転に伴い回転したとしても、回転ユニット１２が図の上下方向に位置ずれすることを防止できる。また、２つの弾性体１２２で心棒１１０を挟んでいるだけであるので、回転ユニット１２を固定ユニット１１から容易に分離できる。

突起１２３は、２つのストッパ１２１のいずれかであって、ストッパ１２１の弾性体１２２で連結していない方の端に形成する。突起１２３はストッパ１２１と同材質で一体的に形成してもよいし、同材質あるいは異材質を用いてストッパ１２１とは別に形成しストッパ１２１に固定してもよい。突起１２３は、板状の２つのストッパ１２１が圧電素子１１１の固定された面に対して直交する位置にあるとき、圧電素子１１１に当たるように形成する（図２参照）。図２は、圧電素子１１１、ストッパ１２１、ストッパに形成された突起１２３の位置関係を模式的に説明するための図１のＡ−Ａ断面図である。図２に示すように、突起１２３は、圧電素子１１１の固定された面に対してストッパ１２１が直交する位置にあるとき、圧電素子１１１に当たるように形成する。もし、突起１２３が、圧電素子１１１の固定された面に対してストッパ１２１が直交しない位置にあるとき、圧電素子１１１に当たるように形成していると（図３（ａ）参照）、回転ユニットが回転したときに突起１２３とストッパ１２１が圧電素子１１１に当たり（図３（ｂ）参照）、ペーパー残量を正確に把握することが困難になったり、回転ユニット１２がスムースに回転できなくなったりする可能性がある。

上記の通り、本発明のロールペーパー残量検知装置１では、ロールペーパー１回転につき必ず１回の発電が起こり、その電力によって制御信号が生成・送信されるため、制御信号の送信回数はロールペーパーの回転数に等しくなる。したがって、ロールペーパーの回転数を正確に把握することができる。

次に、本発明のロールペーパー残量検知装置１のペーパーホルダ４への固定形態の一例を説明する（図４〜６参照）。

図４に示すペーパーホルダ４は、背板４１と、背板４１に対して直角になるよう固定された２つの側板４２と、２つの側板４２の間で回転できるように設置されたカバー４０と、２つの側板４２に設置され回転可能なフック４３とからなるものである。フック４３は、それぞれ図の矢印方向に回転させて収納部４４に収納することができる。

ロールペーパー残量検知装置１は、ロールペーパーの芯に挿入した後、ペーパーホルダ４に取り付ける。図中の破線は、ロールペーパーの芯を示している。２つのフック４３でロールペーパーの芯を支持する。ロールペーパー残量検知装置１は、フック４３の下側に取り付けることができ（図４（ａ）参照）、両側のフック４３の先端部に心棒１１０の両端を固定して取り付けることもできる（図４（ｂ）参照）。図４（ａ）においては、心棒１１０をフック４３の下側に固定するため、ロールペーパーはフック４３で支持される。つまり、ロールペーパーの重量はフック４３にかかることになる。一方、図４（ｂ）においては、心棒１１０を両側のフック４３の先端部に固定するため、ロールペーパーはロールペーパー残量検知装置１で支持される。つまり、ロールペーパーの重量はロールペーパー残量検知装置１にかかることになる。そのため、図４（ｂ）のように固定する際は、弾性体１２２は伸びにくいものを用いる。このようにすると、ロールペーパーの重量がストッパ１２１にかかることで弾性体１２２に引張力が加わっても、弾性体１２２が伸びにくいため、ストッパ１２１が下がりにくい。ストッパ１２１に形成された突起１２３と圧電素子１１１との距離が近づきすぎないため、回転ユニット１２はスムースに回転することができる。

ロールペーパー残量検知装置１の心棒１１０の両端を側板４２またはフック４３の先端部に固定する際は、たとえば、両側の側板４２またはフック４３の先端部に浅い凹部を形成し、その凹部へ心棒１１０の両端をはめ込むことでロールペーパー残量検知装置１を固定することができる。このとき、凹部の底に摩擦抵抗を上げる処理を施すと、固定ユニット１１をよりしっかりと固定することができる。

ロールペーパー残量検知装置１を、側板４２に軸受穴４５が形成されたペーパーホルダ４に取り付ける場合は、心棒１１０は軸受穴４５にはまる太さにする（図６参照）。このとき、図４（ｂ）と同様に、弾性体１２２は伸びにくいものを用いる。このようにすると、ロールペーパーの重量がストッパ１２１にかかることで弾性体１２２に引張力が加わっても、弾性体１２２が伸びにくいため、２つのストッパ１２１が閉じることがない。ストッパ１２１に形成された突起１２３と圧電素子１１１との距離が近づきすぎないため、回転ユニット１２はスムースに回転することができる。なお、心棒１１０は既存のものを用いることもできる。

また、ロールペーパー残量検知装置１は、弾性体１１０ａを内蔵した伸縮可能な心棒１１０を用いて固定することもできる（図５参照）。弾性体１１０ａが圧縮されて元の形状に戻るときの復元力によって、両側の側板４２またはフック４３の先端部に心棒の両端が押し付けられることで、ロールペーパー残量検知装置１を固定することができる。このような心棒１１０を用いると、心棒１１０を縮めることでロールペーパー残量検知装置１を容易に固定し、取り外すことができる。

上記実施形態では、回転ユニット１２の弾性体１２２が２つの場合を説明したが、弾性体１２２は１つでもよい（図７参照）。弾性体１２２は、心棒１１０の回転部１２４を貫通して２つのストッパ１２１の一端を連結する。回転部１２４は、回転ユニット１２とともに回転できるように形成する。回転部１２４内にある弾性体１２２の少なくとも一部は、回転部１２４に固定する。このようにすると、ロールペーパー残量検知装置１をロールペーパーに挿入してペーパーホルダ４に取り付けたときにロールペーパーの重量がストッパ１２１に加わっても、または、ロールペーパーの回転に伴い回転ユニット１２が回転しても、回転ユニット１２の位置がずれにくい。

なお、ロールペーパー残量検知装置１の取り付ける向きは、上記実施形態を説明した図４や図６と向きが左右反対になってもよい。また、圧電素子１１１と無線モジュール１１２の配置は、図１〜図７と異なってもよい（図８参照）。その場合、ストッパ１２１の突起１２３の形成された方の端は、圧電素子１１１に突起１２３が当たるよう、圧電素子１１１まで延びる長さにする。

なお、圧電素子１１１は複数設置してもよい（図９参照）。このとき、それぞれの圧電素子は心棒１１０に対して同じように偏心させて固定する。また、突起１２３は、いずれかのストッパ１２１の他端に圧電素子１１１と同じ数だけ形成する。図９のような形態では、１回転あたりの発電量を大きくすることができる。

なお、２つのストッパの両方の他端に突起１２３を形成してもよい（図１０）。圧電素子１１１は偏心して固定されているため、一方の突起が圧電素子に当たっているときは、他方の突起が圧電素子に当たることがない。この形態では、半回転に１回発電が起こるため、１回転当たりの発電量を大きくすることができる。

上記実施形態では、ストッパの数を２としたが、３以上とすることもできる。好ましくは２〜４である。ストッパの数が増えると、ロールペーパーの芯の内壁に接触するストッパの数が増え、摩擦力が上がるため、回転ユニット１２の位置ズレをより効果的に防ぐことができる。ストッパの数が３以上の場合も、それぞれのストッパの他端に突起を形成することができる。ストッパの数が２〜４であれば、１回転当たりのロールペーパーの正確な使用量を把握することができ、また、１回転当たりの発電量を大きくすることができる。

次に、ロールペーパー残量検知装置１を用いたロールペーパー残量検知システムについて、図面を参照しながら実施形態の一例を説明する。

（ロールペーパー残量検知システム）
本発明のロールペーパー残量検知システムは、ロールペーパーの回転により動作して外部に制御信号を無線送信するロールペーパー残量検知装置１と、制御信号を受信して制御信号をネットワークに送信する受信装置２と、受信装置２からの制御信号を受信し制御信号に基づいてロールペーパーの残量を演算し表示する表示装置３とを備え、ロールペーパー残量検知装置１は、ペーパーホルダに固定される固定ユニット１１と、固定ユニット１１の一端に回転可能に組み合わされた回転ユニット１２とからなり、固定ユニット１１は、心棒１１０と、心棒１１０に対して偏心して固定された圧電素子１１１と、心棒１１０に固定され、圧電素子１１１と電気的に接続され圧電素子１１１から電力が供給された際に動作し、制御信号を外部に無線送信する無線モジュール１１２とからなり、回転ユニット１２は、板状の２つのストッパ１２１と、板状の２つのストッパ１２１の対向する一端を連結する弾性体１２２と、板状の２つのストッパ１２１のいずれかの他端に形成された突起１２３とからなり、板状の２つのストッパ１２１は、それぞれの他端が圧電素子１１１に向かって延びており、突起１２３は、板状の２つのストッパ１２１が圧電素子１１１の固定された面に対して直交する位置にあるとき、圧電素子１１１に当たるように形成されていることを特徴とするものである（図１１、図１参照）。

ロールペーパー残量検知装置１の構成は、たとえば図１に示す通りである。圧電素子１１１と無線モジュール１１２とは電気的に接続されている。ロールペーパーの回転に伴ってストッパ１２１が回転し、ストッパ１２１に形成された突起１２３が圧電素子１１１に当たり、圧電素子１１１が変形することで電力が発生する。その電力が無線モジュール１１２の制御回路へ供給されて、無線モジュール１１２が動作する（図１１参照）。制御回路としては、ＣＰＵなどを用いることができる。ここで、突起１２３が圧電素子１１１に１回当たることは、ロールペーパーが１回転したことを意味する。したがって、圧電素子１１１による１回の発電によってロールペーパーが１回転したという制御信号を、無線モジュール１１２の制御回路が生成する。生成された制御信号は、無線モジュール１１２の発信回路に出力される。発信回路は、制御信号をあらかじめ割り当てられた周波数により変調し、アンテナ１１４によって受信装置２へ無線送信する。送信周波数は、たとえば４ＭＨｚ〜５ＧＨｚを利用することができる。なお、ロールペーパー残量検知装置１を、たとえば公衆トイレや福祉施設内のトイレなどにおいて、複数のペーパーホルダに設置した場合は、制御信号はロールペーパー残量検知装置１の識別ＩＤを含むようにするとよい。このようにすると、どのロールペーパー残量検知装置１でどのくらいロールペーパーが使用されたかを把握することができる。

受信装置２は、ロールペーパー残量検知装置１からの制御信号を受信して、ネットワークに送信するものである。受信装置２は、受信回路、制御回路、ネットワーク送信回路、およびこれらの回路に電力を供給する電源回路を含んでいる。電源回路は、直流または交流のプラグにより電圧供給を受けて各回路に電力を供給する。なお、電源回路として、電池電源を使用してもよい。受信回路は、アンテナ２１によってロールペーパー残量検知装置１からの制御信号を受信して復調し、復調した制御信号を受信装置２の制御回路に出力する。
制御回路は、ロールペーパー残量検知装置１からの制御信号の受信に基づいた所定の表示動作や制御動作を行う。制御回路としてはＣＰＵなどを用いることができる。ネットワーク送信回路は、ネットワークを介して制御信号を表示装置３に送信する。

表示装置３は、制御信号に含まれるロールペーパーの回転数情報に基づいてロールペーパーの使用量を演算し、残量を表示するものである。表示装置３は、受信回路、制御回路、出力回路、表示部を含んでいる。表示装置３としては、パーソナルコンピュータなどの固定端末、スマートフォンやタブレットなどの携帯端末を用いることができる。受信回路は、ネットワークを介して制御信号を受信して復調し、復調した制御信号を制御回路に出力する。制御回路内には、記憶部が配置される。記憶部は、未使用のロールペーパーの全長と直径があらかじめ入力され、直近にロールペーパーを使用した後の残量が記憶される。ロールペーパー残量検知装置１を未使用のロールペーパーに挿入して使用する場合、表示装置３の制御回路は、記憶部からロールペーパーの全長と直径を読み出して、それらと、制御信号に含まれるロールペーパーの回転数情報とに基づいて、ロールペーパーの使用量を演算し、残量を出力する。ロールペーパー残量検知装置１を、ある程度の量が使用されたロールペーパーに挿入して使用する場合、表示装置３の制御回路は、記憶部から未使用のロールペーパーの直径を読み出す。また、記憶部から直近にロールペーパーを使用した後の残量を読み出して直径に換算する。その２つの直径の値の差を現在のロールペーパーの残りの長さに換算する。その残りの長さと、制御信号に含まれるロールペーパーの回転数情報とに基づいて、ロールペーパーの使用量を演算し、残量を出力する。制御回路としてはＣＰＵなどを用いることができる。演算結果は記憶部に記憶され、また、出力回路を介して表示部に表示される。表示内容としては、メートル表示やパーセント表示などとすることができる。

なお、ネットワークにはサーバが接続されていてもよい。この場合、ロールペーパーの回転数情報を含む制御信号は、サーバに送信される。したがって、本発明のシステムを利用する者は、必要なときに表示装置３からサーバにアクセスすることで、表示装置３の表示部にロールペーパーの残量を表示させることができる。

ロールペーパー残量検知装置１は、ロールペーパーが１回転するごとに必ず圧電素子１１１に突起１２３が１回当たるため、１回転あたりのロールペーパーの使用量を正確に把握することができる。したがって、ロールペーパー残量検知システムは、ロールペーパー残量検知装置１を異なる全長のロールペーパーの芯に挿入して使用しても、ロールペーパーの残量を正確に把握することができる。

また、制御信号がロールペーパー残量検知装置１から受信装置２へ無線送信された時間から、ロールペーパーの時間ごとの使用頻度を知ることができる。たとえば、ロールペーパー残量検知装置１をトイレットペーパーのホルダに設置した場合、トイレの混む時間帯などを把握することができる。

＜第二実施形態＞
（ロールペーパー残量検知装置）
第二実施形態のロールペーパー残量検知装置１は、心棒１１０にリセット機構１３がさらに固定され、リセット機構１３は、少なくとも一方のストッパ１２１の連結部に近い一端によって押下されるように配置されたスイッチ１３１と、スイッチ１３１が押下されてロールペーパーの回転数をリセットするリセット信号を生成し送信する制御回路１３ａと、リセット信号を制御回路１３ａから受信し無線モジュール１１２に出力する出力回路１３ｂとからなるものである（図１２、図１３参照）。

リセット機構１３は、スイッチ、制御回路、出力回路に接続された電源回路を備えている（図１３参照）。電源回路としては、一次電池や二次電池を用いることができる。リセット機構１３のスイッチ１３１は、少なくとも一方のストッパ１２１の連結部に近い一端によって押下されるように配置する（図１２（ａ）参照）。ロールペーパー残量検知装置１をロールペーパーの芯に挿入する際には、芯の直径よりも小さくなるように２つのストッパ１２１の他端どうしを近づけた状態で挿入する。このとき弾性体１２２は、２つのストッパ１２１によって伸びる。それと同時に、弾性体１２２には元の形状に戻ろうとする復元力がはたらく。ロールペーパー残量検知装置１を芯から外すと、弾性体１２２の復元力によって２つのストッパ１２１の連結部に近い一端どうしが近づく方向に引っ張られる。これにより、少なくとも一方のストッパ１２１の連結部に近い一端によってスイッチ１３１が押下される。

スイッチ１３１が押下されると、制御回路１３ａはロールペーパーの回転数をリセットするリセット信号を生成し送信する。制御回路１３ａとしてはＣＰＵなどを用いることができる。出力回路１３ｂは、リセット信号を制御回路１３ａから受信し無線モジュール１１２に出力する。したがって、出力回路１３ｂと無線モジュール１１２の制御回路は電気的に接続する。

なお、スイッチ１３１は上記実施形態に記載したもの以外に、たとえば、圧電素子や電磁誘導によって発電するスイッチを用いることができる。このようなスイッチは電池を用いる必要がないため、リセット機構１３を小型化することができる。圧電素子で発電するスイッチの場合は、図１２を参照して、心棒１１０上に設置してもよいし、心棒１１０の内部に設置してもよい。電磁誘導で発電するスイッチは、リセット信号を無線モジュール１１２へ無線送信できるものを用いるのが好ましい。この形態の場合は、リセット機構１３と無線モジュール１１２とをつなぐ配線を不要とすることができる。

なお、スイッチ１３１は、少なくとも一方のストッパ１２１の連結部に近い一端によって押下されるよう、心棒１１０の周囲に複数設置してもよい。このようにすると、回転ユニット１２がどの位置で停止しても、ロールペーパー残量検知装置１を芯から外した際に、スイッチ１３１を押下することができる。つまり、少なくとも一方のストッパ１２１の連結部に近い一端をスイッチ１３１の位置に合わせてからロールペーパー残量検知装置１を芯から外す必要がない。

（ロールペーパー残量検知システム）
第二実施形態のロールペーパー残量検知システムにおけるロールペーパー残量検知装置１は、ロールペーパーの回転数をリセットするリセット信号を生成し無線モジュール１１２へ送信するリセット機構１３をさらに備え、リセット機構１３は、少なくとも一方のストッパ１２１の連結部に近い一端によって押下されるように配置されたスイッチ１３１と、スイッチ１３１が押下されてリセット信号を生成し送信する制御回路１３ａと、リセット信号を制御回路１３ａから受信し無線モジュール１１２に出力する出力回路１３ｂとからなり、無線モジュール１１２は、出力回路１３ｂからリセット信号を受信して受信装置２に送信し、受信装置２は、無線モジュール１１２からリセット信号を受信してネットワークを介してリセット信号を表示装置３に送信し、表示装置３は、リセット信号に基づいて回転数をリセットして表示するものである（図１３参照）。

以下、第一実施形態と異なる点を中心に説明する。

無線モジュール１１２は、リセット機構１３の制御回路１３ａが生成したリセット信号を出力回路１３ｂから受信する。無線モジュール１１２は、制御回路と発信回路に接続された電源回路を備えている。電源回路としては、一次電池や二次電池を用いることができる。圧電素子１１１による発電が起こっているときは、電源回路からの電力供給を遮断し、圧電素子１１１による発電が起こっていないときは、電源回路からの電力供給を受けるように構成する。無線モジュール１１２の制御回路にリセット信号が入力されると、制御回路は圧電素子１１１による発電が起こっていないと判定し、リセット信号を発信回路へ出力し、発信回路はアンテナ１１４からリセット信号を受信装置２へ無線送信する。

表示装置３は、ネットワークを介してリセット信号を受信装置２から受信する。受信回路で受信し復調されたリセット信号は、制御回路へ出力される。制御回路はリセット信号に基づいて、記憶部に記憶されたロールペーパーの累積回転数を読み出し、それをゼロにする演算を行う。演算結果は記憶部に記憶され、また、出力回路を介して表示部に表示される。

第二実施形態では、少なくとも一方のストッパ１２１によってスイッチ１３１が押下されロールペーパーの累積回転数がゼロになるため、ロールペーパー残量検知装置１がロールペーパーの芯から取り外され、ロールペーパーの交換があったことを把握することができる。このとき、リセット信号にロールペーパー残量検知装置１の識別ＩＤが含まれていれば、どのペーパーホルダに設置されたロールペーパーが交換されたのかを把握することができる。

＜第三実施形態＞
第三実施形態のロールペーパー残量検知システムにおいては、無線モジュール１１２は、圧電素子１１１が発電した電力を蓄え、所定量の電力が蓄積された際に動作して制御信号を外部に無線送信し、受信装置２は、無線モジュール１１２から制御信号を受信してネットワークを介して制御信号を表示装置３に送信し、表示装置３は、制御信号に基づいて回転数を演算し表示するものであり、無線モジュール１１２は、圧電素子１１１が発電した電力を蓄えるためのキャパシタ１１２ａと、圧電素子１１１に電気的に接続され所定量の電力が蓄積されたことを判定する判定回路１１２ｂとをさらに備えているものである（図１４参照）。

以下、第二実施形態と異なる点を中心に説明する。

キャパシタ１１２ａは、圧電素子１１１と電気的に接続しており、圧電素子１１１に突起１２３が当たって発電した電力を蓄えるものである。判定回路１１２ｂは、圧電素子１１１が発電した電力の供給を受け動作する。また、判定回路１１２ｂは、キャパシタ１１２ａにも接続しており、キャパシタ１１２ａに所定量の電力が蓄積されたかどうかを判定する。所定量の電力が蓄積されたと判定すると、判定回路１１２ｂは、蓄積された電力を使用してよい旨を指示する指示信号を無線モジュール１１２の制御回路へ出力する。所定量の電力が蓄積されていないと判定すると、判定回路１１２ｂは、キャパシタ１１２ａに蓄積される電力量の判定を継続する。

所定の電力量は任意に設定でき、たとえば、圧電素子１１１に突起が１０回当たったときを考える。このとき圧電素子１１１は、たとえば１回あたり１００μＷの電力を発生するものを用いる。この例の場合、１０回の発電が起こるため、生じる電力量は１０００μＷである。１０００μＷを所定の電力量として設定すると、キャパシタ１１２ａに１０００μＷの電力が蓄積されれば、判定回路１１２ｂは、キャパシタ１１２ａの電力を使用してよい旨を指示する指示信号を無線モジュール１１２の制御回路へ出力する。

制御回路は、圧電素子１１１の変形１回あたりの発電量と、所定の電力量との関係からロールペーパーの回転数を演算し出力する。上記の例の場合、１回あたりの発電量が１００μＷの圧電素子を用いて、所定の電力量１０００μＷが蓄積され、それに応じた電圧がキャパシタ１１２ａに生じるため、制御回路はキャパシタ１１２ａの電圧を検出することでロールペーパーが１０回転したという制御信号を生成する。制御信号は発信回路を介してアンテナ１１４から無線送信される。

表示装置３は、ネットワークを介して制御信号を受信装置２から受信する。受信回路で受信し復調された制御信号は、制御回路へ出力される。制御回路内には記憶部が配置される。記憶部は、直近にロールペーパーを使用した後の残量を記憶する。制御回路は、記憶部から未使用のロールペーパーの直径を読み出す。また、記憶部から直近にロールペーパーを使用した後の残量を読み出して直径に換算する。その２つの直径の値の差を現在のロールペーパーの残りの長さに換算する。その残りの長さと、制御信号に含まれるロールペーパーの回転数情報とに基づいて、ロールペーパーの使用量を演算し、残量を出力する。演算結果は記憶部に記憶され、また、出力回路を介して表示部に表示される。

第三実施形態では、所定量の電力が蓄積された場合に、ロールペーパーの回転数情報を含む信号を無線送信する。換言すれば、無線送信できるだけの電力量が蓄積された場合に、信号を無線送信するものである。したがって、変形１回あたりの発電量が少ない圧電素子であっても用いることができる。

なお、ロールペーパー残量検知装置１とそれを用いたシステムは、上記したリセット機構１３、キャパシタ１１２ａ、判定回路１１２ｂをすべて備えていてもよい（図１５参照）。

１ ：ロールペーパー残量検知装置
１１ ：固定ユニット
１１０ ：心棒
１１０ａ：弾性体
１１１ ：圧電素子
１１２ ：無線モジュール
１１３ ：おもり
１１４ ：アンテナ
１１２ａ：キャパシタ
１１２ｂ：判定回路
１２ ：回転ユニット
１２１ ：ストッパ
１２２ ：弾性体
１２３ ：突起
１２４ ：回転部
１３ ：リセット機構
１３１ ：スイッチ
１３ａ ：制御回路
１３ｂ ：出力回路
２ ：受信装置
２１ ：アンテナ
３ ：表示装置
４ ：ペーパーホルダ
４０ ：カバー
４１ ：背板
４２ ：側板
４３ ：フック
４４ ：収納部
４５ ：軸受穴

Claims (6)

1. ロールペーパーの芯に挿入して用いるロールペーパー残量検知装置であって、
   前記ロールペーパー残量検知装置は、
   ペーパーホルダに固定される固定ユニットと、前記固定ユニットの一端に回転可能に組み合わされた回転ユニットとからなり、
   前記固定ユニットは、
   心棒と、
   前記心棒に対して偏心して固定された圧電素子と、
   前記心棒に固定され、前記圧電素子と電気的に接続され前記圧電素子から電力が供給された際に動作し、制御信号を外部に無線送信する無線モジュールとからなり、
   前記回転ユニットは、
   板状の２つのストッパと、
   板状の２つの前記ストッパの対向する一端を連結する弾性体と、
   板状の２つの前記ストッパのいずれかの他端に形成された突起とからなり、
   板状の２つの前記ストッパは、前記ロールペーパー残量検知装置が前記ロールペーパーの前記芯に挿入されたときに、前記弾性体で連結されていない方の端が前記芯の内壁に接触するように延びており、
   前記突起は、板状の２つの前記ストッパが前記圧電素子の固定された面に対して直交する位置にあるとき、前記圧電素子に当たるように形成されている、ロールペーパー残量検知装置。
2. 前記心棒にリセット機構がさらに固定され、前記リセット機構は、
   少なくとも一方の前記ストッパの連結部に近い一端によって押下されるように配置されたスイッチと、
   前記スイッチが押下されてロールペーパーの回転数をリセットするリセット信号を生成し送信する制御回路と、
   前記リセット信号を前記制御回路から受信し前記無線モジュールに出力する出力回路とからなる、請求項１に記載のロールペーパー残量検知装置。
3. 前記無線モジュールは、前記圧電素子が発電した電力を蓄えるためのキャパシタと、前記圧電素子に電気的に接続され所定の電力量が蓄積されたことを判定する判定回路とをさらに備えた、請求項１または２に記載のロールペーパー残量検知装置。
4. ロールペーパーの芯に挿入して用い、前記ロールペーパーの回転により動作して外部に制御信号を無線送信するロールペーパー残量検知装置と、前記制御信号を受信して前記制御信号をネットワークに送信する受信装置と、前記受信装置から前記制御信号を受信し前記制御信号に基づいてロールペーパーの残量を演算し表示する表示装置とを備え、
   前記ロールペーパー残量検知装置は、
   ペーパーホルダに固定される固定ユニットと、前記固定ユニットの一端に回転可能に組み合わされた回転ユニットとからなり、
   前記固定ユニットは、
   心棒と、
   前記心棒に対して偏心して固定された圧電素子と、
   前記心棒に固定され、前記圧電素子と電気的に接続され前記圧電素子から電力が供給された際に動作し、制御信号を外部に無線送信する無線モジュールとからなり、
   前記回転ユニットは、
   板状の２つのストッパと、
   板状の２つの前記ストッパの対向する一端を連結する弾性体と、
   板状の２つの前記ストッパのいずれかの他端に形成された突起とからなり、
   板状の２つの前記ストッパは、前記ロールペーパー残量検知装置が前記ロールペーパーの前記芯に挿入されたときに、前記弾性体で連結されていない方の端が前記芯の内壁に接触するように延びており、
   前記突起は、板状の２つの前記ストッパが前記圧電素子の固定された面に対して直交する位置にあるとき、前記圧電素子に当たるように形成されている、ロールペーパー残量検知システム。
5. 前記ロールペーパー残量検知装置は、ロールペーパーの回転数をリセットするリセット信号を生成し前記無線モジュールへ送信するリセット機構をさらに備え、
   前記リセット機構は、
   少なくとも一方の前記ストッパの連結部に近い一端によって押下されるように配置されたスイッチと、
   前記スイッチが押下されて前記リセット信号を生成し送信する制御回路と、
   前記リセット信号を前記制御回路から受信し前記無線モジュールに出力する出力回路とからなり、
   前記無線モジュールは、前記出力回路から前記リセット信号を受信して前記受信装置に送信し、
   前記受信装置は、前記無線モジュールから前記リセット信号を受信して前記ネットワークを介して前記リセット信号を前記表示装置に送信し、
   前記表示装置は、前記リセット信号に基づいて前記回転数をリセットして表示する、請求項４に記載のロールペーパー残量検知システム。
6. 前記無線モジュールは、前記圧電素子が発電した電力を蓄え、所定量の電力が蓄積された際に動作して前記制御信号を外部に無線送信し、
   前記受信装置は、前記無線モジュールから前記制御信号を受信して前記ネットワークを介して前記制御信号を前記表示装置に送信し、
   前記表示装置は、前記制御信号に基づいて前記回転数を演算し表示するものであり、
   前記無線モジュールは、
   前記圧電素子が発電した電力を蓄えるためのキャパシタと、前記圧電素子に電気的に接続され所定量の電力が蓄積されたことを判定する判定回路とをさらに備えた、請求項４または５に記載のロールペーパー残量検知システム。

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