JP2008140217A - Ｉｃタグ通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数個のアンテナを備え、用紙に付されたＩＣタグと通信を行う通信装置において、電力を抑制する。
【解決手段】用紙１４の位置を位置センサ６０で検出し、これに基づき用紙上のＩＤタグ４８の位置を求める。このＩＣタグ４８の位置に対応したアンテナ５８を４個のアンテナの中から選択部６６により選択し、リーダライタ６４に接続する。用紙１４の搬送に伴い選択するアンテナを変え、通信可能範囲を確保する。
【選択図】図２

Description

本発明は、ＩＣタグ付き用紙のＩＣタグと通信を行うＩＣタグ通信装置に関する。

微小な無線チップを対象物に取り付け、このチップと無線通信を行って対象物の認証を行うＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）と呼ばれる認証システムが実用に供されている。対象物に取り付けられる無線チップは、非接触ＩＣタグ、ＲＦＩＤタグなどと呼ばれている。以下、この非接触ＩＣタグを、ＩＣタグと記す。

このＩＣタグを用紙に取り付け、所定の情報をこのタグに記録し、後にこの情報を読み出して利用する技術が開発されている。また、一旦記録した内容を書き換えることも可能であり、バーコード、二次元コードなどによる識別に比べて、より広い用途への適用が期待されている。下記特許文献１には、連続紙に印刷する装置に関し、所定の間隔で非接触ＩＣタグを取り付けた連続紙の取り扱う技術が記載されている。

ＲＦＩＤ認証システムに用いられる電波は数種類あり、その一つに、２．４５ＧＨｚのマイクロ波を利用するシステムが知られている。

特開２００３−１４０５４８号公報

マイクロ波を用いるＲＦＩＤ認証システムの場合、ＩＣタグと通信を行うためのアンテナの大きさが波長により限定される。例えば、２．４５ＧＨｚの場合であれば波長は約１２ｃｍであり、パッチアンテナであれば一辺約６ｃｍの方形、ダイポールアンテナであれば３ｃｍ程度の素子を２本並べた約６ｃｍの長さの直線、円偏波アンテナであれば、直径が約４．５ｃｍの円や、この円に外接する六角形、八角形などの多角形となる。

このように、大きさがほぼ決まっているアンテナを使用する場合に、通信可能な範囲を広げるには、アンテナの数を増やすことで対応できる。例えば、用紙の搬送速度を速くすると、上記のように大きさが限定されたアンテナの通信可能範囲をＩＣタグが通過する時間は短くなり、ＩＣタグとの通信の時間が不足する。通信可能範囲を広げるため、用紙の搬送方向に複数のアンテナを配列することが考えられる。また、用紙上のＩＣタグの位置がまちまちであることが想定される場合、搬送方向を横切る方向に通信範囲を広げるために、この方向に複数のアンテナを配列することが考えられる。

複数のアンテナを設け、これらに対等に電力を供給すると、電力消費が大きくなる。電力消費を抑えるために、個々のアンテナに供給する電力を減少させると、個々のアンテナの電波の強度がＩＣタグとの通信に必要なものとならない場合がある。

本発明は、複数のアンテナを用いる場合に、個々のアンテナの電界強度を通信が可能な程度に確保することを目的とする。

（１）本発明に係るＩＣタグ通信装置は、搬送されるＩＣタグ付き用紙のＩＣタグとの間で、非接触で通信を行うＩＣタグ通信装置であって、ＩＣタグ付き用紙が搬送される搬送路に対向して配置された複数のアンテナと、アンテナを介してＩＣタグとの通信を行うリーダライタと、用紙に付けられたＩＣタグの位置を取得する位置取得部と、取得された位置に対応したアンテナを選択してリーダライタに接続する選択部と、を有する。

（２）前記（１）に記載のＩＣタグ通信装置において、複数のアンテナは、用紙の搬送方向に沿って配列することができ、位置取得部は、搬送方向における用紙の位置を検出する位置センサとすることができる。

（３）前記（２）に記載のＩＣタグ通信装置において、選択部によるアンテナの選択は、通信の状況に応じて行うようにできる。

（４）前記（３）に記載のＩＣタグ通信装置において、選択部によるアンテナの選択は、通信状況がＩＣタグへの情報の書き込み状態であるときにアンテナの選択を行うようにできる。

（５）前記（３）に記載のＩＣタグ通信装置において、選択部によるアンテナの選択は、通信状況がＩＣタグとの通信に失敗した状態であるときアンテナの選択を行うようにできる。

（６）前記（５）に記載のＩＣタグ通信装置において、さらに、ＩＣタグとの通信に失敗したとき、用紙の搬送速度を低減する指令を行う減速指令部を有するようにできる。

（７）前記（１）に記載のＩＣタグ通信装置において、複数のアンテナを用紙の搬送方向に交差する方向に配列することができ、位置取得部を用紙の種類が入力される用紙種類入力部とすることができる。

上記（１）に記載の構成によれば、ＩＣタグの位置に対応してアンテナをリーダライタに接続するので、電力が供給されるアンテナの数を制限することができる。

上記（２）に記載の構成によれば、用紙の搬送方向に広い通信可能範囲を確保することができる。

上記（３）に記載の構成によれば、アンテナの選択を通信の状況に応じて行うようにすることができ、効率よく電力の抑制を行うことができる。

上記（４）に記載の構成によれば、必要な電波強度が大きい書き込み時に電波強度を高めることができる。

上記（５）に記載の構成によれば、通信に失敗したときに、電波強度を高めて、再度通信を試みることができる。

上記（６）に記載の構成によれば、通信に失敗したときには、用紙の搬送速度を遅くして、通信時間を確保するようにできる。

上記（７）に記載の構成によれば、用紙の搬送方向に交差する方向に広い通信範囲を確保することができる。

以下、本発明の実施形態を、図面に従って説明する。図１は、本発明の実施形態の画像処理装置としてのプリンタ１０の概略構成図である。以下で説明するプリンタ１０は、比較的大型の高速プリンタであり、比較的長さの短い用紙、すなわちシート状の用紙を順次処理する装置を想定している。しかし、本発明に係るＩＣタグ通信装置は、大型、高速機に限らず、複写機や小型プリンタ、スキャナなどにも適用することができる。「用紙」は、いわゆるコピー紙などの薄い紙の他、樹脂製のフィルム、厚紙などを含む用語として用いる。

給紙部１２には、印刷待ちの用紙１４が積載されて収容された給紙トレイ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄが備えられている。この実施形態のプリンタ１０においては、給紙部は４個であるが、その数はこれに限定されない。給紙部１２の用紙は、搬送路１６に沿って印刷部１８に送られる。印刷部１８においては、原稿画像データに基づきトナー画像が形成され、これが転写部２０において、搬送路１６上を送られてくる用紙１４に転写される。トナー画像が転写された用紙１４は、更に搬送路１６を送られ、定着部２１に達する。定着部２１には、定着ローラが設けられており、これにより用紙上のトナーに対して加熱、加圧が行われ、トナーが用紙に定着される。

トナー画像の転写および定着によって画像の印刷が終了した用紙１４は、さらに、下流へと搬送されて、排紙部２２または両面印刷用搬送路２４に送られる。排紙部２２には、排紙トレイ２２ａ，２２ｂ，２２ｃが備えられており、用紙１４ごとに所定の排紙トレイに送られる。この実施形態のプリンタ１０は、前述のように３つの排紙部を有するが、この数はこれに限定されない。また、複数の排紙トレイの内、一つを印刷不良の用紙を排紙する不良印刷用排紙トレイとすることができる。このプリンタ１０の場合、排紙部２２ｃがこれにあたる。両面印刷用搬送路２４に送られた用紙１４は、表裏を反転されて、再び搬送路１６に戻されて印刷部１８に送られ、裏面への印刷が行われる。

プリンタ１０は、ＩＣタグが取り付けられた用紙１４を取り扱う際に、このタグと通信を行うための通信部２６を有している。通信部２６は、搬送路１６上の印刷部１８と排紙部２２の間、特に印刷部１８と両面印刷用搬送路２４の間に設けることができる。しかし、搬送路１６上のどの位置に設けることも可能である。通信部２６においては、搬送されてきた用紙１４の非接触ＩＣタグに対し、所定の情報を書き込むこと、また記憶されている情報を読み出すことができる。

図２は、通信部２６の構成を示す図である。用紙１４には、その所定の位置にＩＣタグ４８が付加されている。ＩＣタグ４８は、用紙に埋め込まれるように付加されてもよく、その表面に貼られるようにして付加されてもよい。用紙１４は、図中左方向から送られ、搬送ベルト５０上に乗った状態で、これにより右方向に送られる。搬送ベルト５０の下には、支持板５２が配置され、用紙１４上に乗って、これが浮かないようにしている押さえボール（不図示）等の重さによって搬送ベルト５０や用紙１４がたわまないようにしている。支持板５２は、開口を有する金属製の本体部５４と、開口にはめ込むように設けられた樹脂製の窓部５６を含む。窓部５６の下方には、ＩＣタグ４８と通信を行うためのアンテナ５８が配置されている。支持板５２は、押さえボール等の重さを支えられればよく、本体部５４が金属以外の材料で形成されてもよく、例えば窓部５６のみならず全体が樹脂製であってもよい。また、窓部５６は、電波が透過できればどのような形状、材料であってもよい。

アンテナ５８は、本実施形態においては、円偏波アンテナであり、４個が搬送方向に等間隔で配置されている。アンテナの種類においては、前述のパッチアンテナ等を用いることも可能である。搬送ベルト５０の上方には、用紙の先端位置が通過したことを検出する位置センサ６０が、アンテナ５８の位置に対応して、搬送方向に４個配列されている。つまり、用紙１４に付けられているＩＣタグ４８が、一つのアンテナ５８の位置に来たときに、用紙１４の先端の位置に対応して位置センサ６０が設けられている。したがって、ある位置センサ６０が、このセンサの配置された位置に、用紙１４の先端が到達したことを検知したら、そのときには、この位置センサ６０に対応するアンテナ５８の位置に、その用紙１４に付されたＩＣタグ４８が来たと判断できる。制御部６２は、位置センサ６０の出力に基づき、用紙１４およびその用紙１４の所定位置に付けられたＩＣタグ４８の位置を取得する。位置センサ６０は、個々のアンテナ５８に１対１に対応して設けることができるが、用紙の搬送速度が把握できる場合には、用紙の搬送路上の１カ所に位置センサ６０を配置し、そこからの時間により、あるアンテナ５８の位置にＩＣタグ４８が達する時点を推定することができる。

制御部６２は、取得された用紙１４の位置に基づき、４個の内の一部のアンテナ５８をリーダライタ６４に接続するよう選択部６６に指示を行う。選択部６６は、その指示に従って所定のアンテナ５８とリーダライタ６４とを接続する。選択されてリーダライタ６４に接続されるアンテナ５８は、そのとき、ＩＣタグ４８がそのアンテナ５８に対向する位置にあるアンテナである。

図３，４は、アンテナ５８の選択方法の一例を示す図である。配列された４個のアンテナ５８について、搬送方向上流側から５８ａ，５８ｂ，５８ｃ，５８ｄと符号を付してこれらの区別をする。図３は、用紙１４上のＩＣタグ４８が最も上流のアンテナ５８ａの位置にあるときの状態が示されている。位置センサ６０により用紙１４がこの位置に達したことが検知されると、選択部６６は、アンテナ５８ａのみをリーダライタ６４に接続する。接続されたアンテナ５８ａに斜線を付す。以下の説明においても、図面において、選択されてリーダライタ６４に接続されたアンテナに斜線を付して示す。用紙１４が送られ、図４に示すように、ＩＣタグ４８が次のアンテナ５８ｂの位置に達したことが位置センサ６０により検出されると、選択部６６は、このアンテナ５８ｂをリーダライタ６４に接続する。以下、これを繰り返す。これにより、ＩＣタグ４８に対向したアンテナにのみ、電力が供給される。

図５，６は、アンテナ５８の選択方法の他の例を示す図である。ＩＣタグ４８との通信には、ＩＣタグ４８から記憶された情報を読み取る動作と、ＩＣタグ４８に情報を書き込む動作が含まれる。この二つの動作においては、書き込み時の方が高い電波強度を要求されることが多い。また、一般的には、まずＩＣタグ４８に記憶された情報を読み取った後、必要に応じて書き込みが行われる。その後、書き込んだ情報を読み取って、書き込みが正常になされたかの確認動作が行われる。図５，６に示す例においては、比較的低い電波強度で通信可能な読み取り時には、４個のアンテナ５８ａ〜５８ｄの全てをリーダライタ６４に接続する。４個のアンテナに接続されるため、１個当たりの電波強度は低くなるが、情報の読み取りには十分なものとなっている。書き込みが必要と判断された場合、制御部６２は選択部６６に対し、アンテナを選択する指示を行う。選択されるアンテナは、その時点で、ＩＣタグ４８に対向するアンテナが、位置センサ６０により取得された用紙の位置に基づき選択される。図６においては、３番目のアンテナ５８ｃが選択されている。また、現在、ＩＣタグ４８に対向していなくても、遅れて対向するアンテナを選択するようにもできる。

図７，８は、アンテナ５８の選択方法のさらに他の例を示す図である。この例では、最初は、図５に示すように４個のアンテナ５８ａ〜５８ｄをリーダライタ６４に接続し、通信にエラーが発生すると、リーダライタ６４はこれを制御部６２に報知し、制御部６２はこれに応じたアンテナの選択を指示する。エラーが確認されたときＩＣタグ４８に対向する位置にあるアンテナおよびそれより下流にあるアンテナが選択される。例えば、図７に示すように、ＩＣタグ４８に対向するアンテナ５８ｃと、これより下流に配置されたアンテナ５８ｄの２個が選択される。これでも、通信エラーが生じたら、さらに選択されるアンテナ数の低減が行われる。この場合、図８に示すように、より下流のアンテナ５８ｄが選択される。選択されるアンテナ数の低減にあわせて、用紙の搬送速度を低下させるようにもできる。搬送速度の低減は、制御部６２の指令に基づき、搬送ベルト５０を駆動する駆動ローラの速度を低下させるようにして実現できる。本実施形態では、選択されるアンテナ数は４，２，１と減少し、搬送速度もこれにあわせて、通常、低速、より低速と、３段階の速度を採用している。しかし、アンテナ数、搬送速度の設定は、３段階だけでなく、他の段階の数、例えば２段階などとしてもよい。また、アンテナ数、搬送速度の段階の数が同じでなくてもよい。

図９，１０は、用紙搬送方向に交差する方向にアンテナを配列した例を示す図である。この例の装置は、取り扱う用紙が複数種類あり、それぞれにＩＣタグ４８の位置が異なる場合に対応する装置である。ＩＣタグ４８の位置が、搬送方向に交差する方向で異なる場合、アンテナをこの方向に配列し、ＩＣタグ４８が通過するアンテナを選択してリーダライタ６４に接続する必要がある。この例の装置においては、４個のアンテナ５８ａ〜５８ｄは、用紙搬送方向に交差する方向に配列され、ＩＣタグ４８の位置が異なる用紙が搬送されても、タグは、いずれかのアンテナの通信可能範囲を通過するようになる。

ＩＣタグ４８の位置は、入力部６８より入力され、これに従って選択部６６により対応するアンテナの選択が行われる。用紙をセットした作業者が、セットした用紙に対応したアンテナを選択するようにできる。また、用紙の種類とＩＣタグの位置を対応づけたテーブルを装置内に記憶しておき、作業者が用紙の種類を入力したら、その種類に対応したＩＣタグの位置をテーブルより読み出し、これに応じて選択部６６にてアンテナの選択を行うようにできる。この例の場合、アンテナ選択のための用紙位置の入力手段としての位置センサは不要である。

図９と図１０に示す用紙１４ａ，１４ｂのＩＣタグ４８の付加された位置は異なっており、用紙１４ａの場合は、アンテナ５８ｂを通過する位置となっている。用紙１４ａを使用する場合には、アンテナ５８ｂが選択され、これがリーダライタ６４に接続される。用紙１４ｂの場合は、ＩＣタグ４８は、アンテナ５８ｃの位置を通過する位置に有り、このアンテナがリーダライタ６４に接続される。

以上の実施形態では、ＩＣタグ通信装置をプリンタに適用した例を示した。しかし、プリンタ等の画像形成装置以外の用紙を取り扱う装置、例えばＩＣタグが付された用紙を、ＩＣタグの情報に基づき仕分けする装置等に適用することも可能である。

本実施形態のＩＣタグ通信装置が適用されたプリンタの概略構成を示す図である。 通信部の詳細構成を示す図である。 図４と共にアンテナの選択の一例を示す図である。 図３と共にアンテナの選択の一例を示す図である。 図６と共にアンテナの選択の一例を示す図である。 図５と共にアンテナの選択の一例を示す図である。 図８と共にアンテナの選択の一例を示す図である。 図７と共にアンテナの選択の一例を示す図である。 図５および図１０と共にアンテナの選択の一例を示す図である。 図５および図９と共にアンテナの選択の一例を示す図である。

符号の説明

１０ プリンタ、２６ 通信部、４８ ＩＣタグ、５０ 搬送ベルト、５８，５８ａ、５８ｂ，５８ｃ，５８ｄ アンテナ、６０ 位置センサ、６４ リーダライタ、６６ 選択部、６８ 入力部（用紙種類入力部）。

Claims (7)

1. ＩＣタグ付き用紙が搬送される搬送路に対向して配置された複数のアンテナと、
   アンテナを介して非接触でＩＣタグとの通信を行うリーダライタと、
   用紙に付けられたＩＣタグの位置を取得する位置取得部と、
   取得された位置に対応したアンテナを選択してリーダライタに接続する選択部と、
   を有する、ＩＣタグ通信装置。
2. 請求項１に記載のＩＣタグ通信装置であって、
   複数のアンテナは、用紙の搬送方向に沿って配列され、
   位置取得部は、搬送方向における用紙の位置を検出する位置センサである、
   ＩＣタグ通信装置。
3. 請求項２に記載のＩＣタグ通信装置であって、選択部は、アンテナの選択を通信の状況に応じて行う、ＩＣタグ通信装置。
4. 請求項３に記載のＩＣタグ通信装置であって、選択部は、ＩＣタグへの情報の書き込み時にアンテナの選択を行う、ＩＣタグ通信装置。
5. 請求項３に記載のＩＣタグ通信装置であって、選択部は、ＩＣタグとの通信に失敗したときアンテナの選択を行う、ＩＣタグ通信装置。
6. 請求項５に記載のＩＣタグ通信装置であって、さらに、ＩＣタグとの通信に失敗したとき、用紙の搬送速度を低減する指令を行う減速指令部を有する、ＩＣタグ通信装置。
7. 請求項１に記載のＩＣタグ通信装置であって、
   複数のアンテナは、用紙の搬送方向に交差する方向に配列され、
   位置取得部は、用紙の種類が入力される用紙種類入力部である、
   ＩＣタグ通信装置。

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