JP2009213166A - 識別情報リーダおよびこれを備えたプリンタ - Google Patents

Abstract

【課題】受信部の飽和を回避してＲＦＩＤタグから安定に識別情報を取得する。
【解決手段】ＲＦＩＤリーダはＲＦＩＤタグへの無線波の送信および少なくとも識別情報で変調されＲＦＩＤタグから送信された無線波の受信に共用されるアンテナ１４、アンテナ１４から送信すべき無線波を出力する送信部ＴＸ、少なくとも識別情報を得るためにアンテナ１４で受信された無線波を復調する受信部ＲＸ、送信部ＴＸおよび受信部ＲＸ間に接続され、送信部ＴＸから出力された無線波をアンテナ１４へ導きアンテナ１４で受信された無線波を受信部ＲＸへ導く方向性結合器５２、およびアンテナ１４および方向性結合器５２間に接続されアンテナ１４に対する定在波比の増大に伴う受信部ＲＸの飽和を低減するように受信部ＲＸへ導かれる無線波を減衰させる減衰器１６を含む。
【選択図】図５

Description

本発明は、無線識別(ＲＦＩＤ)タグに対して近距離無線通信を行う識別情報リーダ（無線タグリーダ）およびこれを備えたプリンタに関する。

ＲＦＩＤは、物体を自動的に識別するために無線波すなわち電磁波を利用する技術のための一般用語である。様々な識別の方法があるが、物体に取り付けられるＲＦＩＤタグに少なくとも識別情報（シリアル番号等）を保持させ、この識別情報をＲＦＩＤタグから読み取ることが最も普通である。ＲＦＩＤタグは、例えばＲＦＩＤリーダからの呼掛けに対して識別情報を返信するようにマイクロチップとこのマイクロチップに接続されるアンテナとを組み合わせたＩＣタグである。このＲＦＩＤタグが電源を持たないパッシブ型である場合には、ＲＦＩＤタグがＲＦＩＤリーダから送信された例えば無変調の搬送波である無線波を電力として動作し、この無線波に識別情報を重畳させるバックスキャッタ変調を行ってＲＦＩＤリーダに送信する。ＲＦＩＤリーダは、ＲＦＩＤリーダに近づいた物体が金属等の物質でなければ、この物体内に隠れたＲＦＩＤタグとほぼ確実に無線通信を行うことができる。このため、ＲＦＩＤタグは、配送ルートに沿って配送される物品を追跡しさらにこの物品の販売状況に応じて生産や在庫を調整する流通管理、物品の流通過程で施された加工内容等の履歴を管理する履歴管理、図書館の書棚に配置された図書のように貸出しや返却により移動する物品の所在を確認する物品管理のような様々な分野において利用されつつある。

従来、一列のラベルシートが一列のＲＦＩＤタグをそれぞれ覆って台紙に貼り付けられ各ラベルシートが対応ＲＦＩＤタグと一緒に台紙から剥離可能な１巻きのラベルテープを用いるラベルプリンタが知られている（例えば、特許文献１参照）。このラベルプリンタはラベルテープを一方向に搬送し、この間にこれらラベルシートに対する文字や図形のプリントを行うと共にこれらＲＦＩＤタグに対する識別情報の書き込みおよび読み出しを行う。

特許文献１に記載のラベルプリンタは、各ＲＦＩＤタグに対して識別情報を書き込むと共に書込結果を読み出すＲＦＩＤリーダライタ、およびこのＲＦＩＤタグに対応するラベルシートに文字や図形をプリントするプリント機構を備える。ＲＦＩＤリーダライタは、ＲＦＩＤタグへの無線波の送信および少なくとも識別情報で変調され無線識別タグから送信された無線波の受信に共用されるアンテナ、このアンテナから送信すべき無線波を出力する送信部、識別情報を得るためにアンテナで受信された無線波を復調する受信部を有する。送信部は識別情報の書き込みを行うためにアンテナから送信される無線波を識別情報で変調して出力することが可能である。バックスキャッタ変調がＲＦＩＤタグで行われる場合には、単一のアンテナが上述のように同一周波数の無線波の送信および受信に共用され、方向性結合器が送信部から出力された無線波をこのアンテナへ導き、このアンテナで受信された無線波を受信部へ導くために設けられる。送信部からアンテナへ導かれる無線波とアンテナから受信部へ導かれる無線波とは、方向性結合器によりアイソレートされる。例えばサーキュレータが方向性結合器として用いられる場合には、アイソレーションが１５〜２５ｄＢ程度に設定され、これにより送信部から受信部への送信電力の漏洩を防いでいる。

ところで、アンテナはラベルシートとは反対である台紙側に配置され、数ミリメートル程度の距離でプリント機構のプリントヘッドやＲＦＩＤタグに隣接する。このため、アンテナの電圧定在波比（ＶＳＷＲ）がこれらプリントヘッドやＲＦＩＤタグの影響により増加し、方向性結合器でのアイソレーションを低下させてしまう。ＶＳＷＲの増加、すなわちリターンロスの減少により、送信部からアンテナに導かれる無線波の送信電力がアンテナで大きく反射するようになると、この送信電力の一部が受信部に高いレベルで入力される結果となる。この送信電力により受信部で飽和が生じると、受信部で行われる復調において識別情報を得ることが困難になる。

この問題は、例えば、ＲＦＩＤタグに対するＲＦＩＤリーダライタのアンテナインピーダンスを高周波伝送路の特性インピーダンスに等しく合わせてＶＳＷＲを減少させるアンテナ整合により解消できると考えられる。しかしながら、ＲＦＩＤタグのアンテナ形状や台紙の誘電率は統一されていないため、これらに適合するようにアンテナ整合を調整することは現実的でない。

本発明の目的は、定在波比の増大に伴う受信部の飽和を回避して無線識別タグから安定に識別情報を取得することができる識別情報リーダおよび識別情報リーダを備えたプリンタを提供することにある。

本発明の第１観点によれば、無線識別タグへの無線波の送信および少なくとも識別情報で変調され無線識別タグから送信された無線波の受信に共用されるアンテナと、アンテナから送信すべき無線波を出力する送信部と、少なくとも識別情報を得るためにアンテナで受信された無線波を復調する受信部と、送信部および受信部間に接続され、送信部から出力された無線波をアンテナへ導きアンテナで受信された無線波を受信部へ導く方向性結合器と、アンテナおよび方向性結合器間に接続されアンテナの定在波比の増大に伴う受信部の飽和を低減するように受信部へ導かれる無線波を減衰させる減衰手段とを備える識別情報リーダが提供される。

本発明の第２観点によれば、無線識別タグを添付したプリント媒体にプリントを行うプリント機構と、無線識別タグに対して無線通信を行う識別情報リーダと、プリント機構および識別情報リーダを制御する制御回路とを備え、識別情報リーダは無線識別タグへの無線波の送信および少なくとも識別情報で変調され無線識別タグから送信された無線波の受信に共用されるアンテナ、アンテナから送信すべき無線波を出力する送信部、少なくとも識別情報を得るためにアンテナで受信された無線波を復調する受信部、送信部および受信部間に接続され、送信部から出力された無線波をアンテナへ導きアンテナで受信された無線波を受信部へ導く方向性結合器、およびアンテナおよび方向性結合器間に接続されアンテナに対する定在波比の増大に伴う受信部の飽和を低減するように受信部へ導かれる無線波を減衰させる減衰手段を含むプリンタが提供される。

この識別情報リーダおよびプリンタでは、減衰手段がアンテナおよび方向性結合器間に接続され、アンテナに対する定在波比の増大に伴う受信部の飽和を低減するように受信部へ導かれる無線波を減衰させる。これにより、定在波比の増大に伴う受信部の飽和を回避して無線識別タグから安定に識別情報を取得することができる。

本発明の一実施形態に係るラベルプリンタの内部構造を概略的に示す図である。 図１に示すラベルプリンタで用いられるラベルテープの外観を示す斜視図である。 図２に示すラベルテープの断面を搬送方向Ａに沿って示す図である。 図１に示すラベルプリンタの回路構成を示すブロック図である。 図４に示すＲＦＩＤリーダライタの構成を詳細に示すブロック図である。 図５に示すＲＦＩＤリーダライタの変形例を示すブロック図である。

以下、本発明の一実施形態に係るラベルプリンタについて添付図面を参照して説明する。
図１はこのラベルプリンタの内部構造を概略的に示し、図２はこのラベルプリンタで用いられるラベルテープ２の外観を示し、図３はこのラベルテープ２の断面構造を示す。このラベルプリンタでは、ラベルテープ２が引出可能な１巻きのロール３として筐体１内の後部上方に配置され、ラベルテープ２の先端がプーリ４，５を経由してラベル発行口６まで引き出された状態に予め設定される。

ラベルテープ２は、一列のラベルシート２２が連続紙である台紙２１上に並べた一列のＲＦＩＤタグ２３をそれぞれ覆い、台紙２１およびＲＦＩＤタグ２３に接着剤で貼り付けられた構造である。これらラベルシート２２は台紙２１に沿って一定間隔で並ぶ所定サイズのプリント媒体であり、各々対応ＲＦＩＤタグ２３と一緒に台紙２１から剥離可能である。

ラベル発行口６の近くには、サーマルプリントヘッド７およびプラテンローラ８がラベルテープ２を挟むように対向して配置される。サーマルプリントヘッド７の後方には、インクリボン９が引出可能な１巻きのロール１０として配置され、インクリボン９の先端がプーリ１１、サーマルプリントヘッド７、およびプーリ１２を経由して巻取リール１３に連結される。サーマルプリントヘッド７はラベル発行時に例えばソレノイドやばねを用いてプラテンローラ８に向って付勢され、これによりインクリボン９をラベルテープ９に密着させてこれらをプラテンローラ８に押し当てる。ステッピングモータ３４はプラテンローラ８および巻取リール１３を駆動するために設けられる。プラテンローラ８はラベルテープ２を矢印Ａで示す搬送方向にフィードするために半時計回りに回転し、巻取リール１３はラベルテープ２のフィードに伴なってインクリボン９を巻き取るために時計周りに回転する。サーマルプリントヘッド７はプラテンローラ８の軸に平行に配列された１ラインの抵抗発熱体からなるラインヘッドであり、これら発熱体の選択的な発熱によりインクリボン９のインクを溶融または昇華させてプリントを行う。すなわち、上述のサーマルプリントヘッド７、ステッピングモータ３４、プラテンローラ８、インクリボン９、巻取リール１３等によりプリント機構ＰＬが構成される。

プラテンローラ８に対して、ラベル発行口６とは反対側のロール３側には、少なくとも識別情報の書き込みおよび読み出しのためにＲＦＩＤタグ２３に対して無線通信を行うＲＦＩＤリーダライタＲＷが設けられる。このＲＦＩＤリーダライタＲＷはアンテナ１４、リーダライタ回路１５、および減衰器１６という３つのユニットとして配置される。アンテナ１４はサーマルプリントヘッド７の後端に部分的に対向する程度の距離だけプラテンローラ８から離され、輻射面がラベルテープ２に近接するように配置される。また、アンテナ１４はＲＦＩＤタグ２３への無線波の送信およびこの送信結果として少なくとも識別情報で変調されＲＦＩＤタグ２３から送信される無線波の受信に共用される。減衰器１６はアンテナ１４およびリーダライタ回路１５間に接続され、具体的には、アンテナ１４およびリーダライタ回路１５を接続する高周波伝送路ＳＬに挿入されている。ＲＦＩＤタグ２３は、ＲＦＩＤリーダライタＲＷからの呼掛けに対して少なくとも識別情報を返信するようにマイクロチップとこのマイクロチップに接続される送受信用のアンテナとを組み合わせたＩＣタグである。このマイクロチップは従来から知られるような構造であり、識別情報やその他の情報を記憶するメモリ、および無線波の変調および復調を行う回路等を含む。このＲＦＩＤタグ２３は例えば電源を持たないパッシブ型であり、ＲＦＩＤリーダライタＲＷから送信される例えば無変調の搬送波である無線波を電力として動作し、この無線波に識別情報を重畳させるバックスキャッタ変調を行ってＲＦＩＤリーダライタＲＷに送信する。尚、ＲＦＩＤタグ２３およびＲＦＩＤリーダライタＲＷ間の無線通信は、例えば電磁結合方式、電磁誘導方式、マイクロ波方式のような様々な方式で行うことが可能である。

このラベルプリンタでは、ラベルテープ２がラベル発行口６に向ってフィードされる間において、ＲＦＩＤリーダライタＲＷがＲＦＩＤタグ２３に対して少なくとも識別情報の書き込みおよび読み出しを行い、プリント機構ＰＬが文字や図形をラベルシート２２にプリントする。ラベルテープ２は１ラベルシート２２単位にフィードされてラベル発行口６から外部へ排出される。この後、各ラベルシート２２は対応ＲＦＩＤタグ２３と一緒に台紙２１から剥離され、このＲＦＩＤタグ２３を覆った状態で商品、その他の物体に貼り付けられる。

図３に示すように、複数のラベルシート２２はＲＦＩＤタグ２３の上面および側面がラベルシート２２で覆われ、これらの下面が台紙２１に接し、各ラベルシート２２に一つのＲＦＩＤタグ２３が割当てられるようにして台紙２１上に配置されている。

図４はラベルプリンタの制御回路ＣＮＴ、ＲＦＩＤリーダライタＲＷ、およびプリント機構ＰＬを含むラベルプリンタの回路構成を示す。プリント機構ＰＬおよびＲＦＩＤリーダライタＲＷはこの制御回路ＣＮＴによって制御される。制御回路ＣＮＴは中央処理装置（ＣＰＵ）３１、リード・オンリー・メモリ（ＲＯＭ）３２、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）３３、通信インターフェース（Ｉ／Ｆ）３５、およびこれらを相互接続するバスライン３６を含む。ＣＰＵ３１は様々な制御処理を行う。ＲＯＭ３２はＣＰＵ３１の制御プログラムデータおよび設定データ等を予め保持する。ＲＡＭ３３はＣＰＵ３１の入出力データを一時的に格納する。通信インターフェース３５はラベルシート２２へそれぞれプリントすべきプリントデータやＲＦＩＤタグ２３へそれぞれ書き込むべき識別情報およびその他の情報を取得するためにホストコンピュータ等の上位機器と有線あるいは無線で通信を行う。ＲＡＭ３３には、これらプリントデータ、識別情報、およびその他の情報を記憶する領域が設けられている。（尚、その他の情報は、識別情報に付加されて識別情報と一緒に処理されるため、以下の説明において省略する。）ＣＰＵ３１はラベル発行時にステッピングモータ３４を駆動してラベルテープ２を搬送する制御を行い、各ラベルシート２２で覆われたＲＦＩＤタグ２３がアンテナ１４の輻射面に対向した状態でＲＦＩＤタグ２３に対して識別情報を書き込み、この書込結果を確認用に読み出すようにＲＦＩＤリーダライタＲＷを制御し、さらにラベルシート２２がサーマルプリントヘッド７の発熱体位置に到達してからプリントデータをラベルシート２２にプリントするようにサーマルプリントヘッド７を制御する。ここで、ステッピングモータ３４およびプラテンローラ８はサーマルプリントヘッド７において１ラインの抵抗発熱体が並ぶ主走査方向に直角な副走査方向（矢印Ａで示す搬送方向）にラベルテープ２をフィードするラベルテープ搬送部を構成し、ラベルテープ２がプラテンローラ８の回転量に対応してロール３から引き出される。他方、巻取リール１３はこのプラテンローラ８と一緒に回転し、これによりインクリボン９がラベルテープ２のフィード量に対応してロール１０から引出される。

実際のラベル発行では、ＣＰＵ３１がＲＦＩＤタグ２３へ書き込むべき識別情報およびラベルシート２２にプリントすべきプリントデータを予め上位機器から取得して、ＲＡＭ３３に一時的に格納する。この後、ＣＰＵ３１はラベルテープ２の搬送を開始させる。ＣＰＵ３１は、ラベルシート２２で覆われたＲＦＩＤタグ２３がアンテナ１４の上方を通過する前にＲＡＭ３３から識別情報を読み出してＲＦＩＤリーダライタＲＷのリーダライタ回路１５に出力する。リーダライタ回路１５は、ＲＦＩＤタグ２３へ識別情報を書き込むために、先ず無変調の搬送波（高周波信号）である無線波をアンテナ１４からＲＦＩＤタグ２３に送信し、これに続いて識別情報で変調した搬送波である無線波をアンテナ１４からＲＦＩＤタグ２３に送信する。さらに、リーダライタ回路１５は、ＲＦＩＤタグ２３から識別情報を読み込むために、無変調の搬送波（高周波信号）である無線波をアンテナ１４からＲＦＩＤタグ２３に送信する。

ＲＦＩＤタグ２３は、ＲＦＩＤリーダライタＲＷのアンテナ１４から送信された無変調の搬送波である無線波を受信し、この無線波による”呼掛け”に応答して起動する。正確には、受信した無線波が変調の有無を問わずＲＦＩＤタグ２３を動作させる電力として用いられる。この起動後、ＲＦＩＤタグ２３は無線波を復調し、識別情報が復調結果として得られたときにこの識別情報をメモリに保存する。ＲＦＩＤタグ２３はこの後再び無線波、すなわち無変調の搬送波を受信する。これに伴い、ＲＦＩＤタグ２３はこの無変調の搬送波にメモリからの識別情報を重畳させるバックスキャッタ変調を行ってＲＦＩＤリーダライタＲＷに送信する。

バックスキャッタ変調された無線波はＲＦＩＤリーダライタＲＷのアンテナ１４で受信され、リーダライタ回路１５に入力される。リーダライタ回路１５は書込結果の識別情報を確認するためにこの無線波を復調する。この書込結果に誤りがある場合には、リーダライタ回路１５が上述の動作を再度実行する。ラベルシート２２の先端は、識別情報が正しくＲＦＩＤタグ２３に書き込まれた後にサーマルプリントヘッド７の抵抗発熱体とプラテンローラ８とが対向するプリント位置に到達する。

ＣＰＵ３１は、ラベルシート２２の先端がプリント位置に到達した後、プリントデータに対応して駆動されるようにサーマルプリントヘッド７を制御する。このサーマルプリントヘッド７では、１ラインの抵抗発熱体が選択的に通電加熱され、これによりインクリボンを用いたプリントが行われる。この選択的な通電加熱は、ラベルシート２２が抵抗発熱体のラインピッチで副走査方向において移動する毎に行われる。ここで、ＣＰＵ３１はプラテンローラ８を回転させるステッピングモータ３４に対する駆動パルスの数をカウントすることにより副走査方向のラベル位置を確認する。プリントデータのプリントは、ラベルシート２２の後端がプリント位置を通過するまでに完了する。

図５はＲＦＩＤリーダライタＲＷの構成を詳細に示す。このＲＦＩＤリーダライタＲＷでは、リーダライタ回路１５がアンテナ１４から送信すべき無線波を出力する送信部ＴＸ、少なくとも識別情報を得るためにアンテナ１４で受信された無線波を復調する受信部ＲＸ、送信部ＴＸおよび受信部ＲＸ間に接続され送信部ＴＸから出力された無線波をアンテナ１４へ導きアンテナ１４で受信された無線波を受信部ＲＸへ導く方向性結合器５２、並びに送信部ＴＸおよび受信部ＲＸを制御するベースバンド回路５０を含む。減衰器１６は図５に示すようにアンテナ１４および方向性結合器５２間に接続され、アンテナ１４に対する定在波比の増大に伴う受信部ＲＸの飽和を低減するように受信部ＲＸへ導かれる無線波を減衰させるように機能する。方向性結合器５２は、例えばサーキュレータ、ハイブリッド・カプラ、パワー・ディバイダからなる。送信部ＴＸは変調器４１、パワーアンプ４２、およびローカル発振器５１を含む。受信部ＲＸはローノイズアンプ４３、第１および第２ミキサ（周波数変換器）４４，４５、第１および第２ローパスフィルタ４６，４７、および第１および第２低周波アンプ４８，４９を含む。

ローカル発振器５１はアンテナ１４で送受信される無線波の搬送波として用いられる高周波信号を発生する。ローカル発振器５１の発振周波数はアンテナ１４で送受信される無線波の搬送波周波数としてベースバンド回路５０の制御により調整可能である。ローカル発振器５１は高周波信号を供給するために変調器４１並びに第１および第２ミキサ４４，４５に接続される。但し、π／２移相器５３がローカル発振器５１および第２ミキサ４５間に挿入される。これにより、第２ミキサ４５に入力される高周波信号は第１ミキサ４４に入力される高周波信号に対して９０°の位相差を持つ。変調器４１はローカル発振器５１から発生される高周波信号である搬送波を変調してパワーアンプ４２に供給するために設けられている。ＲＦＩＤタグ２３への識別情報の書込時には、搬送波がベースバンド回路５０から変調器４１にベースバンド信号の形式で供給される識別情報により変調され、ＲＦＩＤタグ２３に送信すべき無線波として出力される。識別情報がベースバンド回路５０から供給されないときは、搬送波がＲＦＩＤタグ２３に送信すべき無線波として無変調のまま出力される。この無線波はパワーアンプ４２で電力増幅され方向性結合器５２に供給される。方向性結合器５２はこの無線波を減衰器１６を介してアンテナ１４に導く。アンテナ１４はこの無線波をＲＦＩＤタグ２３に送信するために空間に放射する。

アンテナ１４はさらにＲＦＩＤタグ２３でバックスキャッタ変調された無線波を受信する。方向性結合器５２はアンテナ１４で受信された無線波を減衰器１６を介してローノイズアンプ４３に導く。ローノイズアンプ４３はこの無線波を増幅して第１および第２ミキサ４４，４５に供給する。第１ミキサ４４は、ローノイズアンプ４３から出力された無線波とローカル発振器５１から無線波の搬送波成分として出力された高周波信号を混合し、この結果として得られる同相ベースバンド信号を出力する。同相ベースバンド信号は、第１ローパスフィルタ４６で不要周波数帯域のノイズ成分について除去され、さらに第１低周波アンプ４８で増幅され、ベースバンド回路５０に供給される。他方、第２ミキサ４５は、ローノイズアンプ４３から出力された無線波とローカル発振器５１から無線波の搬送波成分として出力され移相器５３によって９０°の位相差を与えられた高周波信号とを混合し、この結果として得られる直交相ベースバンド信号を出力する。直交相ベースバンド信号は、第２ローパスフィルタ４７で不要周波数帯域のノイズ成分について除去され、さらに第２低周波アンプ４９で増幅され、ベースバンド回路５０に供給される。ベースバンド回路５０は、同相ベースバンド信号および直交相ベースバンド信号から識別情報を得る復調処理を行う。

上述の減衰器１６は、アンテナ１４のＶＳＷＲが増加するのを防ぐために設けられたもので、１〜３ｄＢ程度に予め設定された減衰量を持つことが望ましい。しかしながら、リーダライタ回路１５の消費電力あるいは発熱量が許容されるのであれば、より大きな減衰量であってもよい。

ここで、方向性結合器５２が例えばサーキュレータで構成される場合に得られるアンテナ１４のＶＳＷＲについて述べる。アンテナ１４の反射係数をγとすると、電圧定在波比ＶＳＷＲは、下記(1)式で表される。
ＶＳＷＲ＝（１＋γ）／（１−γ） …(1)
このとき、リターンロスＲＬは、下記(2)式で表される。
ＲＬ(dB)＝−２０・ｌｏｇγ＝−１０（Ｐr／Ｐf） …(2)
但し、Ｐrは反射波電力、Ｐfは進行波電力である。

例えば、ＶＳＷＲが、１．０に調整されたアンテナ１４をリーダライタ回路１５に接続したとき、方向性結合器（サーキュレータ）５２のアイソレーションを２５ｄＢ、パワーアンプ４２の出力を５００ｍＷ（２７ｄＢｍ）とすると、ローノイズアンプ４３には２ｄＢｍが入力されることになる。一般的なローノイズアンプであればこの程度の入力では歪まずに増幅することができる。

ところが、ラベルプリンタのユーザは材質や形状が異なり用途によって選択可能な様々なタイプのラベルテープ２を採用するため、ラベルテープ２がアンテナ１４に近接した状態で得られる電圧定在波比ＶＳＷＲが、例えば、「３」になることもある。このとき、(2)式により、リターンロスＲＬは約６ｄＢとなる。すなわち、方向性結合器（サーキュレータ）５２の挿入損失を０．５ｄＢとすると、パワーアンプ４２で増幅された電力はアンテナ１４で反射され、ローノイズアンプ４３に２０ｄＢｍが入力される。

一般的なローノイズアンプ４３に２０ｄＢｍという大電力を入力すると、飽和して受信感度が低下する。ＲＦＩＤリーダライタＲＷの構成によっては、ローノイズアンプが無く、直接ミキサに入力されるものもあるが、一般的なミキサも２０ｄＢｍが入力されると飽和する。ラベルテープ２の種類によっては、アンテナ１４の電圧定在波比ＶＳＷＲは、「３」以上にもなり、最悪の場合、ローノイズアンプ４３が破損する虞もある。

そこで、アンテナ１４と方向性結合器（サーキュレータ）５２との間に３ｄＢの減衰器１６を挿入すると、リターンロスＲＬは６ｄＢ改善される。従って、ローノイズアンプ４３には１４ｄＢｍが入力されるようになり、飽和が低減される。このとき、アンテナ１４から空間に放射される電力も３ｄＢ減衰することになるが、ＲＦＩＤタグ２３とアンテナ１４との距離が近いため、無線通信に与える影響はほとんど無い。

このように、アンテナ１４と方向性結合器（サーキュレータ）５２との間に減衰器１６を介在させることで、アンテナ１４の定在波比が増加してもアンテナ１４のリターンロスＲＬを改善できる。従って、ＲＦＩＤリーダライタＲＷはローノイズアンプ４３の飽和を回避してＲＦＩＤタグ２３から常に安定に識別情報を読み取ることができる。尚、減衰器１６を電力損失が大きい同軸ケーブル等で構成しても良い。

減衰器１６の減衰量ＡＴＴ(dB)は、(3)式を満たすように設定すると良い。
ＡＴＴ≧（ＩＳ−ＩＬ１−ＩＬ２−ＲＬ）／２ …(3)
但し、ＩＳ(dB)は、方向性結合器５２の送信部端および受信部端間のアイソレーション、ＩＬ１(dB)は、送信部ＴＸからアンテナ１４に導かれる無線波について方向性結合器５２で生じる挿入損失、ＩＬ２(dB)は、方向性結合器５２のアンテナ１４から受信部ＲＸに導かれる無線波について方向性結合器で生じる挿入損失、ＲＬ(dB)は、アンテナ１４のリターンロスである。

上記(3)式を満たすとき、パワーアンプ４２から出力されアンテナ１４で反射されてローノイズアンプ４３に到達する電力Ｐ２は、パワーアンプ４２から出力され方向性結合器５２を通過してローノイズアンプ４３に到達する電力Ｐ１よりも小さくなるため、アンテナ１４の定在波比が増加してもローノイズアンプ４３は飽和することなく、受信部ＲＸは良好な受信動作を行うことができるようになる。

図６は、図５に示すＲＦＩＤリーダライタＲＷの変形例を示す。図５と同様な部分は図６において同一の参照符号を付して詳細な説明を省略する。ラベルプリンタでは、例えばラベルテープ２の種類が通信環境を変化させる要因である。このため、ラベルテープ２のロール交換のような通信環境の変化を検出するセンサを設け、このセンサから得られた通信環境の変化をＣＰＵ３１によりＲＦＩＤリーダライタＲＷに通知することでより適切な無線通信を行わせることが可能になる。この変形例では、可変減衰器１６１が図５に示す減衰器１６の代りにアンテナ１４と方向性結合器５２との間の高周波伝送路ＳＬに挿入され、ベースバンド回路５０が減衰量制御信号を供給するために制御線５４を介して減衰器１６１に接続される。可変減衰器１６１の減衰量はこの減衰量制御信号により例えば０〜１０ｄＢまでの範囲で１ｄＢ単位に調整される。ベースバンド回路５０は、図５を参照して説明した動作の他に、通信環境の変化が検出されたときに減衰器１６１の減衰量を調整する調整動作を行うように構成される。

実際の調整動作では、減衰器１６１の減衰量が最初に０ｄＢに設定され、この状態でＲＦＩＤタグ２３に対する識別情報の書き込みおよび読み出しが行われる。識別情報の読み出しに失敗すれば、無線通信に異常があると推定される。従って、ベースバンド回路５０１は可変減衰器１６１の減衰量を０ｄＢから１０ｄＢまで順次増大させながら、識別情報の書き込みおよび読み出しを繰り返えさせ、この結果として識別情報の読み出しが安定に成功する特定の減衰量を最終的に可変減衰器１６１に設定する。
尚、この減衰量制御信号はベースバンド回路５０から独立した回路から可変減衰器１６１に供給されてもよい。さらに、可変減衰器１６１の減衰量範囲や調整単位は任意に変更してよい。

この変形例の構成においては、ラベルテープ２の材質等が異なっても減衰器１６１の減衰量が適切に設定される。従って、使用するラベルテープ２の種類に拘わらず、図５を参照して説明した構成と同様に、アンテナ１４の定在波比が増加してもアンテナ１４のリターンロスＲＬを改善でき、これにより、ローノイズアンプ４３が飽和するのを防止でき、ＲＦＩＤリーダライタＲＷは常に安定にＲＦＩＤタグ２３の識別情報を取得することができる。

上述の実施形態のように方向性結合器（サーキュレータ）５２とアンテナ１４の間に減衰器１６または１６１を配置すると、小さな減衰器でもアンテナ１４のインピーダンスミスマッチによる送信電力の反射を回避できるため、受信感度を低下させずに受信部ＲＸへの送信電力の漏洩を低減できる利点がある。

尚、本発明は上述の実施形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で様々に変形可能である。

上述の実施形態はラベルプリンタであるため、ＲＦＩＤリーダライタＲＷがＲＦＩＤタグ２３と近距離無線通信を行って少なくとも識別情報の書き込みおよび読出しを行うように構成された。しかしながら、本発明はＲＦＩＤタグ２３と近距離無線通信を行って少なくとも識別情報を読み出すＲＦＩＤリーダに適用することもできる。すなわち、ＲＦＩＤリーダでも、無変調の搬送波である無線波をＲＦＩＤタグ２３に送信し、少なくとも識別情報でこの無線波をバックスキャッタ変調しＲＦＩＤタグ２３から送信される無線波を受信する必要がある。このため、ＲＦＩＤリーダがＲＦＩＤタグ２３への無線波の送信および少なくとも識別情報で変調されＲＦＩＤタグ２３から送信された無線波の受信に共用されるアンテナ１４と、アンテナ１４から送信すべき無線波を出力する送信部ＴＸと、少なくとも識別情報を得るためアンテナ１４で受信された無線波を復調する受信部ＲＸと、送信部ＴＸおよび受信部ＲＸとの間に接続され、送信部ＴＸから出力された無線波をアンテナ１４へ導き、アンテナ１４で受信された無線波を受信部ＲＸへ導く方向性結合器５２を備える場合、アンテナ１４と方向性結合器５２間に接続され、アンテナ１４の定在波比の増大に伴う受信部ＲＸの飽和を低減するように受信部ＲＸへ導かれる無線波を減衰させる減衰手段を設けることが有効である。この減衰手段は上述の実施形態において減衰器１６あるいは可変減衰器１６１として説明されている。

２…ラベルテープ、２２…ラベルシート、２３…ＲＦＩＤタグ（無線タグ）、７…サーマルプリントヘッド、８…プラテンローラ、９…インクリボン、１４…アンテナ、１５…リーダライタ回路、１６…減衰器，１６１…可変減衰器、４１…変調器、４２…パワーアンプ、４３…ローノイズアンプ、４４，４５…ミキサ、５０…ベースバンド回路、５２…方向性結合器（共用器）、ＲＷ…ＲＦＩＤリーダライタ、ＰＬ…プリント機構、ＴＸ…送信部、ＲＸ…受信部、ＣＮＴ…制御回路。

特開２００５−３３２３１８号公報

Claims (8)

1. 搬送波又は変調波を、アンテナを介して近距離に存在する無線タグに送信する送信部と、
   この送信部が送信した搬送波が前記無線タグによってバックスキャッタ変調された高周波信号を、前記アンテナを介して受信する受信部と、
   前記送信部と前記受信部を制御する制御部と、
   前記送信部と前記受信部が前記アンテナを共用するために設けられた共用器と、
   前記アンテナと共用器との間に接続された減衰器を具備し、
   前記減衰器は、前記アンテナの定在波比の増加に伴う前記受信部の飽和を低減するように減衰量を可変される減衰量可変手段を有することを特徴とする識別情報リーダ。
2. 無線タグを設けた用紙を搬送する用紙搬送部と、
   この用紙搬送部の近傍に配置され、搬送される用紙に印字するプリンタヘッドと、
   前記無線タグに対して搬送波又は変調波を、前記用紙搬送部の近傍に配置されたアンテナを介して送信する送信部、この送信部からの搬送波が前記無線タグによってバックスキャッタ変調された高周波信号を、前記アンテナを介して受信する受信部、前記送信部と前記受信部を制御する制御部、前記送信部と前記受信部が前記アンテナを共用するために設けられた共用器及び前記アンテナと共用器との間に接続された減衰器を備えた識別情報リーダを具備し、
   前記識別情報リーダの減衰器は、前記アンテナの定在波比の増加に伴う前記受信部の飽和を低減するように減衰量を可変される減衰量可変手段を有することを特徴とする識別情報リーダを備えたプリンタ。
3. 識別情報リーダにおいて、前記制御部は前記減衰量可変手段を可変制御することを特徴とする請求項２記載のプリンタ。
4. 無線識別タグへの無線波の送信および少なくとも識別情報で変調され前記無線識別タグから送信された無線波の受信に共用されるアンテナと、
   前記アンテナから送信すべき無線波を出力する送信部と、
   少なくとも前記識別情報を得るためにアンテナで受信された無線波を復調する受信部と、
   前記送信部および前記受信部間に接続され、前記送信部から出力された無線波を前記アンテナへ導き前記アンテナで受信された無線波を前記受信部へ導く方向性結合器と、
   前記アンテナと前記方向性結合器との間に挿入され前記アンテナの定在波比の増大に伴う前記受信部の飽和を低減するように減衰量を可変されて前記受信部へ導かれる無線波を減衰させる減衰量可変手段とを備えることを特徴とする識別情報リーダ。
5. 前記減衰量可変手段は減衰量が通信環境の変化に適合するように調整されることを特徴とする請求項４に記載の識別情報リーダ。
6. 無線識別タグを添付したプリント媒体にプリントを行うプリント機構と、
   前記無線識別タグに対して無線通信を行う識別情報リーダと、
   前記プリント機構および前記識別情報リーダを制御する制御回路とを備え、
   前記識別情報リーダは無線識別タグへの無線波の送信および少なくとも識別情報で変調され前記無線識別タグから送信された無線波の受信に共用されるアンテナ、前記アンテナから送信すべき無線波を出力する送信部、少なくとも前記識別情報を得るために前記アンテナで受信された無線波を復調する受信部、前記送信部および前記受信部間に接続され、前記送信部から出力された無線波を前記アンテナへ導き前記アンテナで受信された無線波を前記受信部へ導く方向性結合器、および前記アンテナおよび前記方向性結合器間に接続され前記アンテナに対する定在波比の増大に伴う前記受信部の飽和を低減するように減衰量を可変されて前記受信部へ導かれる無線波を減衰させる減衰量可変手段を含むことを特徴とするプリンタ。
7. 前記アンテナは前記プリント機構の近傍に配置されることを特徴とする請求項６に記載のプリンタ。
8. 前記減衰量可変手段は、減衰量が通信環境の変化に適合するように調整されることを特徴とする請求項７に記載のプリンタ。

Images