(57)【要約】【課題】簡単かつ小型な構成であっても小型化されたアンテナを持つＲＦＩＤ記録媒体と良好な通信を行えるＲＦＩＤ通信装置、通信方法を提供する。【解決手段】ＲＦＩＤラベルプリンタ１００は、ＲＦＩＤインレイ４が移送される移送路１２と、移送路１２の一方側に面して設けられたリーダーライタアンテナ１５を有するリーダライタ１４と、移送路１２を挟んでリーダーライタアンテナ１５が設けられた位置とは反対側である移送路１２の他方側に面した位置に設けられＲＦＩＤインレイ４と電磁結合するダイポールアンテナ１６とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＲＦＩＤ記録媒体が移送される移送路と、
前記移送路の一方側に面して設けられたアンテナを有するリーダライタと、
前記移送路を挟んで前記アンテナが設けられた位置とは反対側である前記移送路の他方側に面した位置に設けられ前記ＲＦＩＤ記録媒体と電磁結合する導体部と、
を備えるＲＦＩＤ通信装置。
【請求項２】
請求項１に記載のＲＦＩＤ通信装置において、
前記導体部は、前記移送路の移送方向と交差する方向に延在するダイポールアンテナであること、
を特徴とするＲＦＩＤ通信装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のＲＦＩＤ通信装置において、
前記移送路は、前記ＲＦＩＤ記録媒体を搬送可能に構成されており、前記リーダライタが前記ＲＦＩＤ記録媒体と通信を行うときには、前記導体部の近傍に前記ＲＦＩＤ記録媒体を停止させること、
を特徴とするＲＦＩＤ通信装置。
【請求項４】
ＲＦＩＤ記録媒体が移送される移送路と、
前記移送路の一方側に面して設けられたアンテナを有するリーダライタと、
前記移送路を挟んで前記アンテナが設けられた位置とは反対側である前記移送路の他方側に面した位置に設けられ前記ＲＦＩＤ記録媒体と電磁結合する導体部と、
を備えるＲＦＩＤ通信装置における通信方法であって、
前記導体部が前記ＲＦＩＤ記録媒体と電磁結合をした状態で前記リーダライタが前記ＲＦＩＤ記録媒体と通信を行う通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＲＦＩＤラベルプリンタ等に用いられるＲＦＩＤ通信装置、通信方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）技術が実用化されて久しいが、ＩＣチップ及びアンテナを備えるＲＦＩＤインレイ（インレット）の小型化への要求は、依然として高い。
しかし、アンテナが小型化すると、通信特性が悪化してしまい、通信に時間がかかってしまったり、通信エラーとなってしまったりする場合がある。特に、ＲＦＩＤインレットの製造現場や、ＲＦＩＤラベルに印刷を行うような場合には、高速、かつ、確実な通信が必要であるため、アンテナの小型化に伴う通信特性の悪化は、大きな問題であった。
【０００３】
特許文献１には、複数の通信補助体の間に複数の商品に付けられたＲＦＩＤタグが挟まれるように配置することで、ＲＦＩＤタグが重なり合った状態であっても、その個体識別情報の安定した読み取りが可能な技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−６０２８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１の手法では、ＲＦＩＤ記録媒体を両側から挟むように複数の通信補助体を配置する必要があり、構成が複雑になり、かつ、大型化するという問題があった。また、通信補助体としては、キャパシタ及びインダクタンスを形成する必要があり、通信補助体自体の構成も複雑であった。
【０００６】
本発明の課題は、簡単かつ小型な構成であっても小型化されたアンテナを持つＲＦＩＤ記録媒体と良好な通信を行えるＲＦＩＤ通信装置、通信方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。
【０００８】
請求項１の発明は、ＲＦＩＤ記録媒体が移送される移送路と、前記移送路の一方側に面して設けられたアンテナを有するリーダライタと、前記移送路を挟んで前記アンテナが設けられた位置とは反対側である前記移送路の他方側に面した位置に設けられ前記ＲＦＩＤ記録媒体と電磁結合する導体部と、を備えるＲＦＩＤ通信装置である。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１に記載のＲＦＩＤ通信装置において、前記導体部は、前記移送路の移送方向と交差する方向に延在するダイポールアンテナであること、を特徴とするＲＦＩＤ通信装置である。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載のＲＦＩＤ通信装置において、前記移送路は、前記ＲＦＩＤ記録媒体を搬送可能に構成されており、前記リーダライタが前記ＲＦＩＤ記録媒体と通信を行うときには、前記導体部の近傍に前記ＲＦＩＤ記録媒体を停止させること、を特徴とするＲＦＩＤ通信装置である。
【００１１】
請求項４の発明は、ＲＦＩＤ記録媒体が移送される移送路と、前記移送路の一方側に面して設けられたアンテナを有するリーダライタと、前記移送路を挟んで前記アンテナが設けられた位置とは反対側である前記移送路の他方側に面した位置に設けられ前記ＲＦＩＤ記録媒体と電磁結合する導体部と、を備えるＲＦＩＤ通信装置における通信方法であって、前記導体部が前記ＲＦＩＤ記録媒体と電磁結合をした状態で前記リーダライタが前記ＲＦＩＤ記録媒体と通信を行う通信方法である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のＲＦＩＤ通信装置、通信方法によれば、ＲＦＩＤ通信装置は、簡単かつ小型な構成であっても小型化されたアンテナを持つＲＦＩＤ記録媒体と良好な通信を行える。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明によるＲＦＩＤ通信装置及び通信方法を用いたＲＦＩＤラベルプリンタ１００の実施形態を示す図である。
【図２】ＲＦＩＤラベルプリンタ１００内を搬送されるＲＦＩＤラベル連続体１をリーダライタ１４側から見た図である。
【図３】ＲＦＩＤラベルプリンタ１００の動作を示すフローチャートである。
【図４】ＲＦＩＤインレイ４に含まれているＩＣチップ５、及び、ＲＦＩＤアンテナ６を示す図である。
【図５】図４に示すＲＦＩＤアンテナ６の周波数毎のゲインシミュレーション結果を示す図である。
【図６】図４に示すＲＦＩＤアンテナ６の周波数９２０ＭＨｚにおける指向性のシミュレーション結果を示す図である。
【図７】ＲＦＩＤインレイ４が通信位置にあるときの、ＩＣチップ５、及び、ＲＦＩＤアンテナ６と、ダイポールアンテナ１６とを示す図である。
【図８】図７に示すＲＦＩＤアンテナ６とダイポールアンテナ１６とが電磁結合した状態の周波数毎のゲインシミュレーション結果を示す図である。
【図９】図７に示すＲＦＩＤアンテナ６とダイポールアンテナ１６とが電磁結合した状態の周波数９２０ＭＨｚにおける指向性のシミュレーション結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面等を参照して説明する。
【００１５】
（実施形態）
図１は、本発明によるＲＦＩＤ通信装置及び通信方法を用いたＲＦＩＤラベルプリンタ１００の実施形態を示す図である。
図２は、ＲＦＩＤラベルプリンタ１００内を搬送されるＲＦＩＤラベル連続体１をリーダライタ１４側から見た図である。
なお、図１及び図２を含め、以下に示す各図は、模式的に示した図であり、各部の大きさ、形状は、理解を容易にするために、適宜誇張して示している。
また、以下の説明では、具体的な数値、形状、材料等を示して説明を行うが、これらは、適宜変更することができる。
また、本明細書中においては、当業者の通常の用法として、ＲＦＩＤラベルプリンタ１００による各種情報の出力を「印字」と記載している。しかし、「印字」との記載は、上述したように、サーマルプリンタによる情報の出力を指すものであり、文字の出力に限らず、バーコード等の図形や画像等の出力も含む広義の意味であるものとする。
【００１６】
ＲＦＩＤラベル連続体１は、台紙２と、ラベル片３と、ＲＦＩＤインレイ４とを有している。
【００１７】
台紙２は、帯状に形成されており、一方の面（以下、表面）にラベル片３多数連続して並べられて仮着されている。
【００１８】
ラベル片３は、表面側が印字可能な面であり、他方の面（以下、裏面）には、不図示の粘着剤層が設けられている。ラベル片３は、移送方向先端部３Ａ及び移送方向後端部３Ｂを有し、台紙２の他方の面（以下、裏面）側には、ラベル片３の移送方向後端部３Ｂに相当する部位にアイマーク（位置検出用マーク）７があらかじめ印刷されている。ラベル片３は、ＲＦＩＤインレイ４をラベル片３の粘着剤層と台紙２との間に挟み込むようにして台紙２に仮着している。よって、ラベル片３は、台紙２からＲＦＩＤインレイ４とともにはがして貼り付け対象物（不図示）に貼り付け可能である。
【００１９】
ＲＦＩＤインレイ４は、ＩＣチップ５及びＲＦＩＤアンテナ６を有しており、無線によるデータ通信が可能なＲＦＩＤ記録媒体である。本実施形態のＲＦＩＤインレイ４は、９２０ＭＨｚから９３０ＭＨｚの周波数帯によりリーダライタ１４と通信を行う。ＲＦＩＤインレイ４は、上記周波数帯での通信に適したＩＣチップ５の具体的構成、及び、ＲＦＩＤアンテナ６の形状となっている。
【００２０】
ＲＦＩＤラベルプリンタ１００は、供給部１１と、移送路１２と、位置検出部１３と、リーダライタ１４と、ダイポールアンテナ１６と、印字部２０と、制御部３０と、を有している。ＲＦＩＤラベルプリンタ１００は、ＲＦＩＤラベル連続体１を装填して移送路１２に移送し、ＲＦＩＤインレイ４との間のデータ通信及びラベル片３への印字を行うＲＦＩＤ通信装置である。
【００２１】
供給部１１は、帯状のＲＦＩＤラベル連続体１をロール状に巻いたロール体１Ａを保持し、移送路１２内にＲＦＩＤラベル連続体１を帯状に繰り出す。
【００２２】
移送路１２は、不図示のガイド部材やガイドローラ等により規定された領域（空間）であり、ＲＦＩＤラベル連続体１が移送（搬送）される経路である。
【００２３】
位置検出部１３は、移送路１２内におけるＲＦＩＤラベル連続体１の位置を検出する。位置検出部１３は、移送路１２においてリーダライタ１４よりも上流側に配置されている。位置検出部１３は、任意のタイプのセンサを用いることができるが、本実施形態では、反射型の位置検出センサを有している。位置検出部１３は、ＲＦＩＤラベル連続体１における台紙２の裏面側のアイマーク７を検出して、アイマーク７と対応した位置に仮着されているラベル片３の移送路１２内での位置を検出する。
【００２４】
リーダライタ１４は、ＲＦＩＤインレイ４との間のデータ通信を行うものであり、移送路１２の一方側（図１における上側）にリーダーライタアンテナ１５を有している。リーダライタ１４は、ラベル片３のＲＦＩＤインレイ４（ＩＣチップ５、ＲＦＩＤアンテナ６）との間でのデータ通信、具体的には、ＩＣチップ５内にあらかじめ書き込んであるデータの読み取り、及び、ＩＣチップ５への必要なデータの書き込みを行う。また、先に述べたように、本実施形態のリーダライタ１４は、９２０ＭＨｚから９３０ＭＨｚの周波数帯によりＲＦＩＤインレイ４と通信を行う。
【００２５】
ダイポールアンテナ１６は、移送路１２を挟んでリーダーライタアンテナ１５が設けられた位置とは反対側である移送路１２の他方側（図１における下側）に面した位置に設けられている。ダイポールアンテナ１６は、例えば銅等の導体を樹脂基板上にプリントして形成されており、ＲＦＩＤインレイ４と電磁結合する導体部である。また、ダイポールアンテナ１６は、移送路１２の移送方向と直交する方向に延在するように配置されている。
【００２６】
印字部２０は、移送路１２においてリーダライタ１４の下流側に配置されており、ラベル片３に必要な内容の印字を順次行う。印字部２０は、サーマルヘッド２４と、プラテンローラ２５と、熱転写インクリボン２１の供給軸２２及び巻取り軸２３と、を有している。
印字を行うときには、ＲＦＩＤラベル連続体１をＲＦＩＤラベルプリンタ１００内に装填して、サーマルヘッド２４とプラテンローラ２５との間にこれを挟持させる。そして、印字部２０は、プラテンローラ２５の回転駆動により移送路１２を搬送されてくるＲＦＩＤラベル連続体１（ラベル片３の表面）にサーマルヘッド２４の発熱素子２４Ａの部分で印字を行う。
【００２７】
制御部３０は、上述した各部（供給部１１、位置検出部１３、リーダライタ１４、印字部２０等）を制御する。
【００２８】
なお、ＲＦＩＤラベルプリンタ１００には、必要に応じて、印字部２０の下流側に、台紙２からラベル片３を剥離するための剥離部を設けたり、ラベル片３を台紙２とともに切断するための切断部（ともに図示せず）を設けたりしてもよい。
【００２９】
図３は、ＲＦＩＤラベルプリンタ１００の動作を示すフローチャートである。
ステップ（以下、Ｓ）１１では、制御部３０は、プラテンローラ２５を回転させてＲＦＩＤラベル連続体１の搬送を開始する。
【００３０】
Ｓ１２では、制御部３０は、位置検出部１３によりアイマーク７が検出されたか否かを判断する。アイマークが検出されない場合には、このステップを繰り返してアイマークが検出されるまで、ＲＦＩＤラベル連続体１の搬送を継続する。アイマークが検出されたら、Ｓ１３へ進む。
【００３１】
Ｓ１３では、Ｓ１２において検出されたアイマーク７によりＲＦＩＤラベル連続体１の位置が特定できたので、制御部３０は、ＲＦＩＤラベル連続体１の搬送を継続してＲＦＩＤインレイ４が通信位置に来たときに搬送を停止させる。ここで、通信位置とは、ＲＦＩＤインレイ４がリーダライタ１４と通信を行う位置である。
【００３２】
Ｓ１４では、制御部３０は、リーダライタ１４によりＲＦＩＤインレイ４と通信を行う。このとき、ダイポールアンテナ１６は、ＲＦＩＤインレイ４と電磁結合して通信に利用する周波数で共振することができ、アンテナゲインを高めることができる。
【００３３】
Ｓ１５では、制御部３０は、通信を終えたＲＦＩＤインレイ４を含むラベル片３を印字部２０へ搬送して、印字を行う。
【００３４】
ここで、ダイポールアンテナ１６を設けたことによる通信特性の改善について説明する。
図４は、ＲＦＩＤインレイ４に含まれているＩＣチップ５、及び、ＲＦＩＤアンテナ６を示す図である。
図５は、図４に示すＲＦＩＤアンテナ６の周波数毎のゲインシミュレーション結果を示す図である。
図６は、図４に示すＲＦＩＤアンテナ６の周波数９２０ＭＨｚにおける指向性のシミュレーション結果を示す図である。
【００３５】
本実施形態のＲＦＩＤアンテナ６は、１３．６ｍｍ×１０．９ｍｍという小型のアンテナである。小型化したことにより、ＲＦＩＤアンテナ６の利得が高くなる周波数は、本実施形態のリーダライタ１４が通信に用いる９２０ＭＨｚから９３０ＭＨｚの周波数帯からずれてしまっている。そして、周波数９２０ＭＨｚにおける０度方向のアンテナゲインは、ＲＦＩＤアンテナ６単体で−１７．６ｄＢである。
【００３６】
図７は、ＲＦＩＤインレイ４が通信位置にあるときの、ＩＣチップ５、及び、ＲＦＩＤアンテナ６と、ダイポールアンテナ１６とを示す図である。
図８は、図７に示すＲＦＩＤアンテナ６とダイポールアンテナ１６とが電磁結合した状態の周波数毎のゲインシミュレーション結果を示す図である。
図９は、図７に示すＲＦＩＤアンテナ６とダイポールアンテナ１６とが電磁結合した状態の周波数９２０ＭＨｚにおける指向性のシミュレーション結果を示す図である。
本実施形態のダイポールアンテナ１６は、幅３．９ｍｍ、長さ１５３ｍｍに形成されている。
本実施形態では、ＲＦＩＤインレイ４が通信位置にあるときに、ＲＦＩＤアンテナ６とダイポールアンテナ１６とが電磁結合した状態となり、９２０ＭＨｚから９３０ＭＨｚの周波数帯で共振して利得が高くなっている。そして、周波数９２０ＭＨｚにおける０度方向のアンテナゲインは、ＲＦＩＤアンテナ６とダイポールアンテナ１６とが電磁結合したことにより１．３ｄＢとなっており、ＲＦＩＤアンテナ６単体の場合の−１７．６ｄＢと比べて非常に高くなっている。
【００３７】
以上説明したように、本実施形態によれば、ダイポールアンテナ１６は、ＲＦＩＤアンテナ６と電磁結合することにより、ＲＦＩＤアンテナ６単体では低かったアンテナゲインを高めることができる。よって、リーダライタ１４は、小型化されたＲＦＩＤアンテナ６を持つＲＦＩＤインレイ４と良好な通信を行える。また、ダイポールアンテナ１６は、簡単な構成であるから、ＲＦＩＤラベルプリンタ１００を簡単かつ小型な構成とすることができる。
【００３８】
（変形形態）
以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の範囲内である。
【００３９】
本実施形態において、ＲＦＩＤインレイ４とリーダライタ１４とは、９２０ＭＨｚから９３０ＭＨｚの周波数帯により通信を行う例を挙げて説明を行った。これに限らず、例えば、ＲＦＩＤインレイ４とリーダライタ１４とは、ＵＨＦ帯（３００ＭＨｚから３ＧＨｚ（好ましくは８６０ＭＨｚから９６０ＭＨｚ、さらに具体的には、４３３ＭＨｚ、９００ＭＨｚ、９２０ＭＨｚから９２５ＭＨｚ、９５０ＭＨｚから９５６ＭＨｚ））やマイクロ波（１ＧＨｚから３０ＧＨｚ、具体的には２．４５ＧＨｚ）、ＨＦ帯（３ＭＨｚから３０ＭＨｚ（好ましくは１３．５６ＭＨｚ））又は１３５ｋＨｚ以下等、その他、所定の周波数帯により通信を行うようにしてもよい。
【００４０】
本実施形態において、ダイポールアンテナ１６を設けた例を挙げて説明した。これに限らず、例えば、他の形態の導体を用いてＲＦＩＤアンテナ６と電磁結合を行うようにしてもよい。
【００４１】
本実施形態において、制御部３０は、ＲＦＩＤインレイ４が通信位置に来たときに搬送を停止させ、リーダライタ１４がＲＦＩＤインレイ４と通信を行う例を挙げて説明した。これに限らず、例えば、ＲＦＩＤラベル連続体１を搬送しながら通信を行ってもよい。
【００４２】
本実施形態において、ＲＦＩＤ通信装置としてＲＦＩＤラベルプリンタ１００を例に挙げて説明した。これに限らず、例えば、本発明のＲＦＩＤ通信装置としては、ＲＦＩＤタグに印刷を行うＲＦＩＤタグプリンタであってもよいし、ＲＦＩＤインレイ自体を生産する工程においてＲＦＩＤインレイと通信を行うための装置であってもよく、その具体的な形態は、どのようなものであってもよい。
【００４３】
なお、実施形態及び変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。また、本発明は、以上説明した各実施形態によって限定されることはない。
【符号の説明】
【００４４】
１      ＲＦＩＤラベル連続体
１Ａ    ロール体
２      台紙
３      ラベル片
３Ａ    移送方向先端部
３Ｂ    移送方向後端部
４      ＲＦＩＤインレイ
５      ＩＣチップ
６      ＲＦＩＤアンテナ
７      アイマーク
１１    供給部
１２    移送路
１３    位置検出部
１４    リーダライタ
１５    リーダーライタアンテナ
１６    ダイポールアンテナ
２０    印字部
２１    熱転写インクリボン
２２    供給軸
２３    巻取り軸
２４    サーマルヘッド
２４Ａ  発熱素子
２５    プラテンローラ
３０    制御部
１００  ＲＦＩＤラベルプリンタ
【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】
2014236408.tif 000008
【図７】
2014236408.tif 000009
【図８】
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【図９】
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