JP2014236408A - Rfid communication device and communication method - Google Patents
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Abstract
Description
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。 The present invention relates to an RFID communication apparatus and a communication method used for an RFID label printer or the like.
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。
Although RFID (Radio Frequency IDentification) technology has been put into practical use, there is still a high demand for downsizing of an RFID inlay (inlet) including an IC chip and an antenna.
However, when the antenna is downsized, the communication characteristics may deteriorate, and communication may take a long time or a communication error may occur. In particular, when RFID tag manufacturing sites and RFID labels are printed, since high-speed and reliable communication is required, deterioration of communication characteristics due to antenna miniaturization is a serious problem. It was.
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。
In
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。
However, in the method of
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。 An object of the present invention is to provide an RFID communication apparatus and a communication method capable of performing good communication with an RFID recording medium having a miniaturized antenna even with a simple and small configuration.
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。 The present invention solves the above problems by the following means.
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。 According to the first aspect of the present invention, there is provided a transfer path through which the RFID recording medium is transferred, a reader / writer having an antenna provided facing one side of the transfer path, and the antenna provided across the transfer path. An RFID communication device comprising: a conductor portion that is provided at a position facing the other side of the transfer path, which is opposite to the position, and is electromagnetically coupled to the RFID recording medium.
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。 According to a second aspect of the present invention, in the RFID communication apparatus according to the first aspect, the conductor portion is a dipole antenna extending in a direction intersecting a transfer direction of the transfer path. It is.
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。 According to a third aspect of the present invention, in the RFID communication apparatus according to the first or second aspect, the transfer path is configured to be able to transport the RFID recording medium, and the reader / writer communicates with the RFID recording medium. In the RFID communication device, the RFID recording medium is stopped in the vicinity of the conductor when performing the operation.
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。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a transfer path through which the RFID recording medium is transferred, a reader / writer having an antenna provided facing one side of the transfer path, and the antenna with the transfer path interposed therebetween. A communication unit provided in a position facing the other side of the transfer path that is opposite to the position, and a conductor unit that electromagnetically couples to the RFID recording medium, wherein the conductor unit is the RFID In the communication method, the reader / writer communicates with the RFID recording medium in an electromagnetically coupled state with the recording medium.
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。 According to the RFID communication apparatus and communication method of the present invention, the RFID communication apparatus can perform good communication with an RFID recording medium having a miniaturized antenna even with a simple and small configuration.
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。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
(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。
(Embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of an
FIG. 2 is a view of the RFID label
Note that each of the following drawings including FIG. 1 and FIG. 2 is a diagram schematically shown, and the size and shape of each part are appropriately exaggerated for easy understanding.
In the following description, specific numerical values, shapes, materials, and the like are shown and described, but these can be changed as appropriate.
Further, in the present specification, the output of various information by the
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。
The
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。 The mount 2 is formed in a strip shape, and a large number of label pieces 3 are continuously arranged and temporarily attached to one surface (hereinafter referred to as a surface).
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。 The label piece 3 is a surface on which the front side can be printed, and a pressure-sensitive adhesive layer (not shown) is provided on the other side (hereinafter referred to as the back side). The label piece 3 has a transfer direction front end portion 3A and a transfer direction rear end portion 3B, and a portion corresponding to the transfer direction rear end portion 3B of the label piece 3 on the other surface (hereinafter referred to as the back surface) side of the mount 2. An eye mark (position detection mark) 7 is printed in advance. The label piece 3 is temporarily attached to the mount 2 so that the RFID inlay 4 is sandwiched between the adhesive layer of the label piece 3 and the mount 2. Thus, the label piece 3 can be peeled off from the mount 2 together with the RFID inlay 4 and attached to an object to be attached (not shown).
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。
The RFID inlay 4 has an
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。
The
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。
The supply unit 11 holds a
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。
The
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。
The
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。
The reader /
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。
The
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。
The
When printing is performed, the RFID label
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。
The
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。
The
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。
FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the
In step (hereinafter referred to as S) 11, the
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。
In S <b> 12, the
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。
In S13, since the position of the
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。
In S <b> 14, the
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。
In S15, the
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。
Here, the improvement of the communication characteristics by providing the
FIG. 4 is a diagram showing the
FIG. 5 is a diagram showing a gain simulation result for each frequency of the
FIG. 6 is a diagram showing a directivity simulation result of the
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。
The
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。
FIG. 7 is a diagram showing the
FIG. 8 is a diagram illustrating a gain simulation result for each frequency in a state where the
FIG. 9 is a diagram showing a directivity simulation result at a frequency of 920 MHz in a state where the
The
In the present embodiment, when the RFID inlay 4 is at the communication position, the
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。
As described above, according to the present embodiment, the
(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。
(Deformation)
The present invention is not limited to the embodiment described above, and various modifications and changes are possible, and these are also within the scope of the present invention.
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。
In the present embodiment, the RFID inlay 4 and the reader /
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。
In the present embodiment, an example in which the
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。
In the present embodiment, the
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。
In the present embodiment, the
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。 In addition, although embodiment and a deformation | transformation form can also be used in combination as appropriate, detailed description is abbreviate | omitted. Further, the present invention is not limited by the embodiments described above.
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
DESCRIPTION OF
Claims (4)
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。 A transfer path through which the RFID recording medium is transferred;
A reader / writer having an antenna provided facing one side of the transfer path;
A conductor portion electromagnetically coupled to the RFID recording medium provided at a position facing the other side of the transfer path opposite to the position where the antenna is provided across the transfer path;
An RFID communication device comprising:
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。 The RFID communication device according to claim 1, wherein
The conductor portion is a dipole antenna extending in a direction intersecting the transfer direction of the transfer path;
RFID communication device characterized by the above.
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。 In the RFID communication device according to claim 1 or 2,
The transfer path is configured to be capable of transporting the RFID recording medium, and when the reader / writer communicates with the RFID recording medium, the RFID recording medium is stopped in the vicinity of the conductor portion;
RFID communication device characterized by the above.
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。 A transfer path through which the RFID recording medium is transferred;
A reader / writer having an antenna provided facing one side of the transfer path;
A conductor portion electromagnetically coupled to the RFID recording medium provided at a position facing the other side of the transfer path opposite to the position where the antenna is provided across the transfer path;
A communication method in an RFID communication device comprising:
A communication method in which the reader / writer communicates with the RFID recording medium in a state where the conductor portion is electromagnetically coupled to the RFID recording medium.
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Cited By (1)
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EP3320579A4 (en) * | 2015-07-07 | 2019-02-20 | APK Identification | Inlay designs for uhf rfid tags |
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2013
- 2013-06-04 JP JP2013117650A patent/JP2014236408A/en active Pending
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