JP4300869B2 - 無線タグリーダー／ライター - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アンテナを有する応答器がシート状部材に支持された無線タグに対して情報の読み出し又は書き込みを行う無線タグリーダー／ライターに関する。
【０００２】
【従来の技術】
所定の情報を記憶している小型の無線タグ（応答器）からリーダーにより非接触で情報の読み取りを行うＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）システムが知られている。ＲＦＩＤシステムは無線タグが汚れている場合や見えない位置に配置されている場合であってもリーダーとの無線通信により無線タグの情報を読み取ることが可能であり、商品管理や検査工程等様々な分野において注目されている。
【０００３】
このような無線タグに対する情報の書き込み工程においては、無線タグに情報を記憶させるために無線タグとの通信を行う必要がある。そこで、ＲＦＩＤシステムに使用されるリーダーに書き込み機能を備え、リーダーと無線タグとの通信により情報の書き込みを行う方法が考えられる。しかしながら、例えばＵＨＦ帯を使用する無線タグに情報を書き込む場合にはＵＨＦ帯の高周波の周波数を発振させる発振器が必要になるため装置が高額になるうえに書き込み時の消費電力も高くなる。そこで従来から無線タグのアンテナと電極とを静電結合させて無線タグとの通信を行う方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。この方法によれば電極を介してアンテナに直接電流を流すことができるため、低い周波数帯域においても無線タグと通信することができる。
【０００４】
静電結合により無線タグに情報を送信する送信機の外観図を図１０に示す。送信機１００は平面部を有する電極１０１ａ，１０１ｂと、発振器１０２と、変調器１０３と、差動増幅器１０４とを備えている。無線タグ１１０はシート１１４に支持されたアンテナ１１１と、通信チップ１１２とを備えている。アンテナ１１１は、ダイポールアンテナであり、平面部を有するエレメント１１３ａ，１１３ｂを備えている。通信チップ１１２は、復調器やメモリを備えている通信専用のＩＣチップである。図１０に示すように、送信機１００と無線タグ１１０との通信は、エレメント１１３ａの平面部と電極１０１ａの平面部とをシート１１４を介して密着させるとともに、エレメント１１３ｂの平面部と電極１０１ｂの平面部とをシート１１４を介して密着させ、夫々を静電結合することにより行われる。送信機１００は、発振器１０２により搬送波を発振し、発振した搬送波を変調器１０３により所定の情報（Ｄａｔａ）に基づいて変調し、変調した搬送波を差動増幅器１０４により増幅して正出力を電極１０１ａに、反転出力を電極１０１ｂに出力させる。電極１０１ａ，１０１ｂに静電結合されたエレメント１１３ａ，１１３ｂには、電極１０１ａ，１０１ｂに印加された電位の逆電位が発生し、エレメント１１３ｂ，１１３ａ間に電位差が生じる。これによりアンテナ１１１に電流が流れて信号が形成される。そしてアンテナ１１１に形成された信号は、復調器により復調され、復調された情報がメモリに記憶される。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−３０８４３７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述した静電結合の方法では、電極１０１ａ，１０１ｂとエレメント１１３ａ，１１３ｂとの距離を、両者が接触しないようにしつつ、シート１１４の厚みと同等以下の距離に保つ必要がある。さらに、電極１０１ａ，１０１ｂとエレメント１１３ａ，１１３ｂとの距離を近づけ、安定に保持するための機械機構も必要となるため、部品点数が多くなり、装置の小型を図ることが困難となるという問題がある。
【０００７】
そこで本発明は、簡単な機構で電極とアンテナとを効率よく静電結合させるとともに、部品点数を減らして装置の小型化を図ることができる装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の無線タグリーダー／ライターは、アンテナを有する応答器及びこれと接続されて情報を記憶する情報記憶部がシート状部材に支持された無線タグの前記情報記憶部に対して情報の読み出し又は書き込みを行う無線タグリーダー／ライターであって、前記無線タグに接触してこれを案内しつつ搬送する複数のローラを有する搬送機構を備え、前記複数のローラのうちの少なくともいずれかが、前記無線タグの搬送過程において前記アンテナと非接触で静電結合するローラ電極であることを特徴とする。
この構成によると、ローラ電極が、シート状部材を介してアンテナと強く接触することにより、ローラ電極とアンテナとの距離を、両者が接触しないようにしつつ、シート状部材の厚みと同等以下の距離に保つことができるため、簡単な機構で電極とアンテナとを効率よく静電結合させることができ、省電力化を図ることができる。
また、搬送機構に含まれるローラを電極として機能させるようにしているので、アンテナとの静電結合のためだけに用いられる電極を付加する必要がないため、部品点数を減らして装置の小型化を図ることができる。
さらに、搬送機構により、複数の無線タグと順次静電結合により通信できるようにすることができる。そのため、複数の無線タグに対する情報の書き込み、及び読み出しを効率的に行うことができるとともに、近傍に多数の無線タグがあっても目的の無線タグのみに対して読み出し、書き込みができる。また、無線タグをさらに傷つけることなく搬送することができる。
本発明において無線タグリーダー／ライターとは、無線タグの応答器と通信を行うことにより、無線タグに対する情報の書き込みを行う装置（ライター）、無線タグに対する情報の読み込みを行う装置（リーダー）、及び無線タグに対する情報の書き込み及び情報の読み込みの両方を行う装置（リーダーライター）の三者を包含した概念である。
【０００９】
請求項２に記載の無線タグリーダー／ライターは、前記搬送機構によって搬送される前記無線タグが前記ローラ電極に巻き付けられることを特徴とする。
この構成によると、無線タグをローラ電極に巻き付けることにより静電結合面積を大きくすることができる。
【００１０】
請求項３に記載の無線タグリーダー／ライターは、前記搬送機構によって搬送される前記無線タグと前記ローラ電極との接触面が曲面であることを特徴とする。
この構成によると、無線タグを傷つけることなく搬送したり、搬送方向をガイドしたりすることができる。
【００１１】
【００１２】
請求項４に記載の無線タグリーダー／ライターは、前記ローラ電極が給電ブラシまたは回転電極により給電されることを特徴とする。
この構成によると、ローラ電極に対して効率よく給電することができる。
【００１３】
請求項５に記載の無線タグリーダー／ライターは、前記ローラ電極を少なくとも２つ含んでいることを特徴とする。
この構成によると、電極の数を多くすることでアンテナとの静電結合面積を大きくすることができる。また、電極を自在に配置することにより様々な形状のアンテナと静電結合することができる。
【００１４】
請求項６に記載の無線タグリーダー／ライターは、複数の前記ローラ電極が前記無線タグの搬送方向に沿って配置されていることを特徴とする。
この構成によると、無線タグの搬送方向に沿って配置されたアンテナに対して静電結合することができる。また、シート状部材上のアンテナの配置がずれても確実に読み書きできる。
【００１５】
請求項７に記載の無線タグリーダー／ライターは、複数の前記ローラ電極が前記無線タグの搬送方向に対して垂直方向に沿って絶縁体を介して配置されていることを特徴とする。
この構成によると、無線タグの搬送方向に対して垂直方向に沿って配置されたアンテナに対して静電結合することができる。また、搬送ローラの数を減らすことができるため、さらに部品点数を減らして装置の小型化を図ることができる。
【００１６】
請求項８に記載の無線タグリーダー／ライターは、前記アンテナが２本のエレメントを有するダイポールアンテナであって、各エレメントの近傍に前記ローラ電極が配置され、前記ダイポールアンテナの一方のエレメントの近傍に配置された電極と、他方のエレメントの近傍に配置された電極とに逆相の信号を印加することを特徴とする。
この構成によると、ダイポールアンテナに対応するように電極を配置することができ、確実に読み書きができる。
【００１７】
また、ダイポールアンテナの一方のエレメントと他方のエレメントとの電位差を大きくすることができる。また、差動信号で読み書きができるため、精度の良い、確実な読み書きができる。
【００１８】
請求項９に記載の無線タグリーダー／ライターは、前記無線タグが前記搬送機構により前記アンテナと前記ローラ電極とが静電結合可能な位置に搬送されたことを検知するための検知手段をさらに備えており、前記アンテナと前記ローラ電極とが静電結合可能な位置に搬送されていることを前記検知手段が検知しているときに、前記アンテナと前記ローラ電極とが静電結合により通信を行うことを特徴とする。
この構成によると、効率よく静電結合を行うことができる場合にのみ静電結合するため、高い信頼性で、無線タグに対する情報の読み出し又は書き込みを行うことができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
＜第１の実施の形態＞
以下、本発明に係る第１の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。図１は、第１の実施の形態のＲＦＩＤタグライター１の構成を示すブロック図である。
【００２０】
ＲＦＩＤタグライター１は、ＲＦＩＤシステムにおける情報キャリアである後述するＲＦＩＤタグ５０を搬送しつつ、ＲＦＩＤタグ５０に対して印刷を施し、さらに情報の書き込みを行うものである。ユーザは希望するＲＦＩＤタグ５０に施される印刷内容と、ＲＦＩＤタグ５０に記憶される情報とを入力することにより、その場で且つ容易に必要なＲＦＩＤタグ５０を得ることができる。尚、印刷内容及び書き込み情報の内容はユーザにより入力されるものに限定されるものではなく、ネットワークを介して参照可能なデータベースから得てもよいし、他の記憶媒体を介して得てもよい。
【００２１】
図１に示すように、ＲＦＩＤタグライター１は印刷搬送部２と通信部１０とを備えている。印刷搬送部２は、ＲＦＩＤタグ５０を搬送しつつ、ユーザにより入力された印刷内容をＲＦＩＤタグ５０に対して印刷するためのものである。通信部１０はＲＦＩＤタグ５０と通信を行うことによりＲＦＩＤタグ５０に情報を書き込むためのものである。
【００２２】
次に、ＲＦＩＤタグライター１により印刷が施されるとともに、情報の書き込み、または情報の読み込みが行われるＲＦＩＤタグ５０の構造について図２を参照しつつ説明する。図２はＲＦＩＤタグ５０の構成を示す図であり、図２（ａ）はＲＦＩＤタグ５０の上面からの透過図である。図２（ｂ）は、ＲＦＩＤタグ５０の図２（ａ）におけるＡ−Ａ面の断面図である。
【００２３】
図２（ａ），図２（ｂ）に示すように、ＲＦＩＤタグ５０は、応答器５１とタグ６０とを有している。応答器５１はアンテナ５２と通信チップ５３とを備え、図示しないＲＦＩＤシステムのリーダーから送信される搬送波の反射波を所定の情報に基づいて変調して返信するものである。尚、リーダーとの通信にはＵＨＦ帯域あるいはマイクロ波帯域が使用される。アンテナ５２はリーダーから送信されるＵＨＦ帯あるいはマイクロ波帯の所定の周波数に共振するものであり、ＲＦＩＤタグライター１におけるＲＦＩＤタグ５０の搬送方向に沿って配置された略矩形状のエレメント５８ａ，５８ｂから構成されるダイポールアンテナである。エレメント５８ａ，５８ｂの各一端部は通信チップ５３に接続されている。
【００２４】
タグ６０は応答器５１を内包するためのものであり、ベースフィルム６１、応答器支持フィルム６３、剥離紙６５、及びカバーフィルム６６で構成される。ベースフィルム６１はタグ６０のベースとなるものであり、タグ６０のベース色を決定している。また、ベースフィルム６１は上面側に粘着層６２を有している。応答器支持フィルム６３は応答器５１を支持するためのフィルムである。応答器支持フィルム６３は、その上面側がベースフィルム６１の背面側に固定されており、その背面側に応答器５１が支持されている。また、応答器支持フィルム６３は、その背面側に支持する応答器５１を覆うように粘着層６４を有している。剥離紙６５は応答器支持フィルム６３の粘着層６４をカバーするためのものである。ユーザはＲＦＩＤタグ５０を目的物に固定する場合に、ＲＦＩＤタグ５０から剥離紙６５を剥離し、応答器支持フィルム６３の粘着層６４を露出させた後にＲＦＩＤタグ５０を目的物に貼り付けて固定する。カバーフィルム６６は透明部材であり、タグ６０をカバーするとともに、印刷搬送部２により施された印刷内容６７を表示するものである。カバーフィルム６６は印刷搬送部２によりその背面側から印刷が施された後に、ベースフィルム６１の上面側にある粘着層６２に粘着される。
【００２５】
次に、ＲＦＩＤタグ５０に対して印刷、及び情報の書き込みを行うためのＲＦＩＤタグ５０の搬送方法について図３を参照して説明する。図３はＲＦＩＤタグライター１におけるＲＦＩＤタグ５０の搬送経路を示す透過図である。図３に示すように、ＲＦＩＤタグライター１はＲＦＩＤタグ５０の搬送経路においてカセット装着部８０、印刷ヘッド８１、搬出口８２、位置センサ８３、及び通信部１０を備えている。カセット装着部８０は、ＲＦＩＤタグ５０が収納されているカセット７０を着脱自在に装着するものである。印刷ヘッド８１は、後述するインクリボン６８のインクを熱転写することにより、カバーフィルム６６に対して印刷を施すためのものである。搬出口８２は、ＲＦＩＤタグ５０を外部に搬出するための開口部である。位置センサ８３は、通信部１０の下流側近傍に配置された金属探知型のセンサであり、ＲＦＩＤタグ５０のアンテナ５２の位置を検出するためのものである。位置センサ８３を用いることによって、通信部１０によりＲＦＩＤタグ５０に情報を書き込むタイミングを検出することができる。カセット７０にはＲＦＩＤタグ５０がテープ状になるように連続配置された状態で収納されている。カセット７０においては収納されているＲＦＩＤタグ５０の種類によりその種類が決定されている。ＲＦＩＤタグライター１はカセット７０を交換することにより様々な形状のＲＦＩＤタグ５０に対して印刷、及び情報の書き込みを行うことができる。そして搬出口８２近傍には通信部１０が備えられており、ＲＦＩＤタグ５０をカセット７０から搬出口８２に案内するためのガイドを兼ねる通信部１０のローラ電極１１ａ，１１ｂが配置されている。ＲＦＩＤタグ５０はカセット７０と搬出口８２との間でローラ電極１１ａ，１１ｂとの静電結合により通信部１０と通信を行い必要な情報の書き込み、または情報の読み込みが行われる。尚、位置センサ８３は光学センサでもよく、例えば、剥離紙６５に予め印刷されているマークを読み取って位置を検出してもよい。
【００２６】
次に、カセット７０の構造について説明する。カセット７０は第１スプール７１、第２スプール７２、第３スプール７３、第４スプール７４、搬送ローラ７５、圧接ローラ７６、及びガイドローラ７７ａ〜７７ｅを備えている。また、カセット７０は、カセット７０がカセット装着部８０に装着されるときに、カセット装着部８０に備えられているカバーフィルムに印刷を施すための印刷ヘッド８１をカセット７０内に配置するための中空部７８をさらに備えている。
【００２７】
第１スプール７１は、カバーフィルム６６が貼り合わされる前のＲＦＩＤタグ６９（図２（ｂ）参照）が巻回されているものである。第２スプール７２はカバーフィルム６６が巻回されているものである。第３スプール７３はインクリボン６８が巻回されているものである。第４スプール７４は第３スプールに巻回されているインクリボン６８が第３スプールに接続されているインクリボン６８の反対側の端部から巻回されているものである。
搬送ローラ７５はＲＦＩＤタグ５０を搬出口８２に搬送するためのものである。搬送ローラ７５はカセット装着部８０にカセット７０が装着されたときに、カセット装着部８０に備えられた図示しない搬送モータの出力軸との間で回転駆動力伝達経路が形成されるように配置されている。圧接ローラ７６は搬送ローラ７５との間で、カバーフィルム６６が貼り合わされる前のＲＦＩＤタグ６９とカバーフィルム６６とを圧接して貼り合わせるとともに搬送するものであり、搬送ローラ７５の極近傍に配置されている。ガイドローラ７７ａは、第１スプールに巻回されているカバーフィルム６６が貼り合わされる前のＲＦＩＤタグ６９を搬送ローラ７５及び圧接ローラ７６の間に案内するものである。ガイドローラ７７ｂ，７７ｃは第２スプーラに巻回されているカバーフィルム６６を印刷ヘッド８１にまで案内するものである。ガイドローラ７７ｄは第３スプーラに巻回されているインクリボン６８を印刷ヘッド８１にまで案内するものである。ガイドローラ７７ｅは印刷ヘッド８１に案内されたカバーフィルム６６を搬送ローラ７５及び圧接ローラ７６の間に案内するとともに、印刷ヘッド８１に案内されたインクリボン６８を第４スプール７４に案内するものである。
【００２８】
次に、カセット７０におけるＲＦＩＤタグ５０が形成されるときの動作について説明する。ＲＦＩＤタグ５０は搬送モータを駆動させることにより回転駆動力伝達経路を介して駆動する搬送ローラ７５と圧接ローラ７６とに圧接された状態で搬出口８２に向かって搬送される。これにより第１スプール７１に巻回されているカバーフィルム６６が貼り合わされる前のＲＦＩＤタグ６９が第１スプール７１から巻き解かれ、ガイドローラ７７ａに案内されて搬送ローラ７５及び圧接ローラ７６の間に到達する。
【００２９】
同時に、第２スプール７２に巻回されているカバーフィルム６６が第２スプール７２から巻き解かれ、ガイドローラ７７ｂ，７７ｃに案内されて印刷ヘッド８１に到達する。また、第３スプール７３に巻回されているインクリボン６８が第３スプール７３から巻き解かれ、ガイドローラ７７ｄに案内されて印刷ヘッド８１に到達する。印刷ヘッド８１にカバーフィルム６６とインクリボン６８とが到達すると、印刷ヘッド８１からの熱によりインクリボン６８のインク６７がカバーフィルム６６に転写され、カバーフィルム６６上に所望の画像の印刷が施される。その後、印刷を施されたカバーフィルム６６はさらにガイドローラ７７ｅに案内されて搬送ローラ７５及び圧接ローラ７６の間に到達する。インクリボン６８はさらにガイドローラ７７ｅに案内されて第４スプール７４に巻回されていく。
【００３０】
搬送ローラ７５及び圧接ローラ７６の間に到達した、カバーフィルム６６が貼り合わされる前のＲＦＩＤタグ６９と印刷ヘッド８１により印刷を施されたカバーフィルム６６とが、搬送ローラ７５と圧接ローラ７６とに圧接されることにより張り合わされる。カバーフィルム６６が張り合わされたＲＦＩＤタグ５０はローラ電極１１ａ，１１ｂに案内されて搬出口８２に搬送される。ＲＦＩＤタグ５０はカセット７０から搬出口８２に搬送される間に、アンテナ５２のエレメント５８ａ，５８ｂとローラ電極１１ａ，１１ｂとが静電結合される。そしてＲＦＩＤタグ５０は通信部１０との通信により情報を書き込まれ、さらに書き込まれた情報を読み出されて書き込まれた情報が一致しているか否かが確認される。書き込まれた情報と読み出された情報とが一致していれば、ＲＦＩＤタグ５０が搬出口８２からＲＦＩＤライター１の外部に搬出される。書き込まれた情報と読み出された情報とが一致していなければ、再びＲＦＩＤタグ５０に情報の書き込みが行われる。外部に搬出されたＲＦＩＤタグ５０はＲＦＩＤタグ５０毎に適当な長さに切断されて使用される。
【００３１】
次に通信部１０とＲＦＩＤタグ５０が備える応答器５１との通信について図４〜図６を参照しつつ説明する。図４は通信部１０の回路構成を示すブロック図である。図５は応答器５１の回路構成を示すブロック図である。図６は通信部１０と応答器５１との通信状態を示した外観図である。
【００３２】
まず、通信部１０の回路構成について説明する。図４に示すように、通信部１０は、ローラ電極１１ａ，１１ｂとコントローラ１２とを備えている。ローラ電極１１ａ，１１ｂは応答器５１のアンテナ５２のエレメント５８ａ，５８ｂと静電結合するとともに、ＲＦＩＤタグ５０の搬送をガイドするためのものであり、ＲＦＩＤタグ５０の搬送方向に沿って配置されている。尚、ローラ電極１１ａ，１１ｂへの給電は給電ブラシ５９ａ，５９ｂにより行われる。ローラ電極１１ａ，１１ｂは給電ブラシ５９ａ，５９ｂを介して後述するコントローラ１２の結合回路１８ａ，１８ｂに接続される。通信部１０と応答器５１との通信は、アンテナ５２のエレメント５８ａ，５８ｂとローラ電極１１ａ，１１ｂとが静電結合可能することにより行われる。ＲＦＩＤタグ５０とローラ電極１１ａ，１１ｂとを密接させるとエレメント５８ａ，５８ｂはタグ６０を介してローラ電極１１ａ，１１ｂの極近傍に配置されるため、エレメント５８ａ，５８ｂとローラ電極１１ａ，１１ｂとが静電結合可能な状態となる。
【００３３】
コントローラ１２は、応答器５１との通信を制御するものであり、搬送波発生部１５、搬送波変調部１６、搬送波差動増幅部１７、結合回路１８ａ，１８ｂ、ＬＮＡ（Low Noise Amp）１９、帯域通過フィルタ２０、及び復調部２１を備えている。搬送波発生部１５は、位置センサ８３に基づいて入力されるトリガ信号により搬送波を発生し、発生した搬送波を搬送波変調部１６に出力するものである。尚、搬送波の周波数は任意に設定可能であり、例えば２００ｋＨｚに設定される。搬送波変調部１６は、搬送波発生部１５により発生された搬送波を、入力データに基づいて振幅変調（Amplitude Shift Keying：ＡＳＫ）し、変調した搬送波を搬送波差動増幅部１７に出力するものである。搬送波差動増幅部１７は、搬送波変調部１６により変調された搬送波を増幅して結合回路１８ａ，１８ｂに出力するものである。結合回路１８ａ，１８ｂは、搬送波差動増幅部１７により増幅された各搬送波をローラ電極１１ａ，１１ｂに出力し、またはローラ電極１１ａ，１１ｂから入力された各搬送波をＬＮＡ１９に出力するものである。
【００３４】
ＬＮＡ１９は、結合回路１８ａ，１８ｂから入力された搬送波を、ノイズを低減しつつ増幅し、増幅した搬送波を帯域通過フィルタ２０に出力するものである。帯域通過フィルタ２０は、よく知られたＬＣフィルタであり、その出力信号を復調部２１に出力するものである。復調部２１は、帯域フィルタ２０により入力された信号を復調して元の情報信号を生成し出力データとして出力するものである。
【００３５】
次に応答器５１の回路構成について説明する。図５に示すように、応答器５１はアンテナ５２と通信チップ５３とを備えている。アンテナ５２はエレメント５８ａ，５８ｂを有するダイポールアンテナであり、エレメント５８ａ，５８ｂの各一端部が通信チップ５２に接続されている（図２（ａ）参照）。通信チップ５３は通信用ＩＣチップであり、変復調部５４、情報取得部５５、記憶部５６、及び情報生成部５７を備え、アンテナ５２と接続されている。
【００３６】
変復調部５４は、アンテナ５２が受信した搬送波を復調し、復調した信号を情報取得部５５に出力するものであり、また、アンテナ５２が受信した搬送波の反射波を、情報生成部５７から入力される返信すべき情報に基づいて変調するものである。情報取得部５５は、変復調部５４で復調された信号から情報を取得し、取得した情報に基づいて記憶部５６に情報を記憶させるものである。具体的には情報取得部５５に取得された情報が、応答器５１に情報を書き込む旨のコマンドと書き込み対象となる情報とから構成されている場合には、書き込み対象となる情報を記憶部５６に記憶させる。尚、情報取得部５５に取得された情報に、応答器５１から情報を読み込む旨のコマンド等、他のコマンドが含まれている場合には記憶部５６になにも記憶させない。記憶部５６は、応答器５１が返信すべき情報を記憶するためのものであり、情報取得部５５の指令により情報を記憶し、情報生成部５７により記憶した情報を読み出される。情報生成部５７は、記憶部５６に記憶されている情報を読み出して返信すべき情報を生成し、生成した返信すべき情報を変復調器５４に出力するものである。
【００３７】
次に、通信部１０と応答器５１との通信における動作を説明する。図６に示すように、通信部１０と応答器５１との通信は、アンテナ５２のエレメント５８ａ，５８ｂとローラ電極１１ａ，１１ｂとの静電結合により行う。ＲＦＩＤタグ５０とローラ電極１１ａ，１１ｂとを密接させるとエレメント５８ａ，５８ｂはタグ６０を介してローラ電極１１ａ，１１ｂの極近傍に配置されるため、エレメント５８ａ，５８ｂとローラ電極１１ａ，１１ｂとが静電結合可能な状態となる。
エレメント５８ａ，５８ｂとローラ電極１１ａ，１１ｂとが静電結合可能な状態になるようにＲＦＩＤタグ５０が搬送されたかは位置センサ８３により検知される。
【００３８】
まず位置センサ８３により、エレメント５８ａ，５８ｂとローラ電極１１ａ，１１ｂとが静電結合可能な状態になるようにＲＦＩＤタグ５０が搬送されたと検知されれば、搬送波発生部１５に対してトリガ信号を入力する。搬送波発生部１５は、トリガ信号が入力されることにより搬送波を発生する。搬送波発生部１５が発生した搬送波は、搬送波変調部１６に出力される。搬送波発生部１５が発生した搬送波は、搬送波変調部１６により入力データに基づいて変調される。ここで入力データは、応答器５１に対するコマンド及び付加情報から構成されている。例えば、応答器５１に対する情報の書き込みを行う場合には、情報を書き込む旨のコマンドと書き込み対象となる情報とが入力データとなる。搬送波変調部１６により変調された搬送波は、搬送波差動増幅部１７に出力される。搬送波変調部１６により変調された搬送波は、搬送波差動増幅部１７により搬送波の信号を増幅されるとともに、搬送波の逆相信号が生成される。搬送波差動増幅部１７により増幅された搬送波の正相信号は、結合回路１８ａを介してローラ電極１１ａに出力される。搬送波差動増幅部１７により増幅された搬送波の逆相信号は、結合回路１８ｂを介してローラ電極１１bに出力される。ローラ電極１１ａ，１１ｂは、入力された搬送波の各信号に基づいて静電結合されたエレメント５８ａ，５８ｂに電位を発生させる。
【００３９】
ローラ電極１１ａ，１１ｂ間で逆相の電位が印加されると、静電結合されているエレメント５８ａ，５８ｂ間に電位差が生じ、アンテナ５２に信号が形成されて搬送波として受信される。アンテナ５２に受信された搬送波は、変復調部５４に出力されて復調される。変復調部５４に復調された搬送波の信号は、情報取得部５５に出力される。情報取得部５５は、変復調部５４から入力された信号に含まれる情報を取得する。情報取得部５５により、応答器５１に情報を書き込む旨のコマンドと、書き込み対象となる情報とが取得された場合には、書き込み対象となる情報を記憶部５６に記憶させる。また、アンテナ５２が搬送波を受信すると、受信した搬送波の反射波がアンテナ５２に発生する。情報生成部５７は、記憶部５６に記憶された情報を読み出し、読み出した情報に基づいて返信すべき情報を生成する。情報生成部５７により生成された返信すべき情報は、変復調部５４に出力される。変復調部５４は、情報生成部５７により生成された返信すべき情報に基づいて反射波を変調し、アンテナ５２から変調された反射波を返信する。
【００４０】
アンテナ５２には変調された反射波の信号に基づいてエレメント５８ａ，５８ｂ間に電位差が生じる。これにより静電結合されているローラ電極１１ａ，１１ｂ間にも電位差が生じ、信号が形成されて反射波として受信される。ローラ電極１１ａ，１１ｂに生じた電位差から形成される反射波は、結合回路１８ａ，１８ｂを介してＬＮＡ１９に出力される。ローラ電極１１ａ，１１ｂに受信された反射波は、ＬＮＡ１９によりノイズを低減しつつ増幅される。ＬＮＡ１９により増幅された反射波は、帯域通過フィルタ２０に出力される。ＬＮＡ１９により増幅された反射波は、帯域通過フィルタ２０であるよく知られたＬＣフィルタを通過し、復調部２１に出力される。帯域フィルタ２０を通過した反射波は、復調部２１により元の情報信号に復調され、出力データとして出力される。
【００４１】
尚、アンテナ５２のエレメント５８ａ，５８ｂの形状は略矩形状に限定されるものではなく、図７（ａ）に示すようにエレメント５８ｃ，５８ｄが屈曲していてもよい。また、図７（ｂ）に示すようにエレメント５８ｅ，５８ｆの端部を広くする等、各部の形状を自由に変形させてもよい。また、図７（ｃ）に示すように、エレメント５８ｇ，５８ｈの形状を非対称にしてもよい。また、図７（ｄ）に示すようにエレメント５８ｉ，５８ｊをＶ字状に配置する等、各エレメントを直線以外の方向に配置してもよい。また、図７（ｅ）に示すようにエレメント５８ｋ，５８ｌの端部を折り曲げてもよい。これらの形状により、先述した効果に加え、より小さなアンテナ５２を形成できる。
【００４２】
また、ローラ電極１１ａ，１１ｂは夫々１つのローラとして構成されているが、図８に示すように２つのローラとして構成してもよいし、３つ以上のローラで構成してもよい。このようにローラの数を増やすことで容易に静電結合面積を増やすことができる。
【００４３】
以上、説明した第１の実施の形態では、ガイドを兼ねたローラ電極１１ａ，１１ｂが、タグ６０を介してエレメント５８ａ，５８ｂと強く接触することにより、ローラ電極１１ａ，１１ｂとエレメント５８ａ，５８ｂとの距離を、両者が接触しないようにしつつ、タグ６０の厚みと同等以下の距離に保つことができるため、簡単な機構でローラ電極１１ａ，１１ｂとエレメント５８ａ，５８ｂとを効率よく静電結合させることができ、省電力化を図ることができる。
また、搬送機構に含まれるガイドをローラ電極１１ａ，１１ｂとして機能させるようにしているので、エレメント５８ａ，５８ｂとの静電結合のためだけに用いられる電極を付加する必要がないため、部品点数を減らしてＲＦＩＤタグライターの小型化を図ることができる。また、ＲＦＩＤタグ５０を傷つけることなく搬送したり、搬送方向をガイドしたりすることができる。
さらに、搬送機構により、複数のＲＦＩＤタグ５０のエレメント５８ａ，５８ｂと順次静電結合により通信できるようにすることができる。そのため、複数のＲＦＩＤタグ５０に対する情報の書き込み、及び読み出しを効率的に行うことができるとともに、カセット７０に多数のＲＦＩＤタグ５０が収納されていても、印刷を行ったＲＦＩＤタグ５０に対して確実に読み書きできる。
【００４４】
また、ローラ電極１１ａ，１１ｂにエレメント５８ａ，５８ｂを巻き付けるだけで静電結合面積を大きくすることができる。
【００４５】
ＲＦＩＤタグ５０の搬送方向に沿ってローラ電極１１ａ，１１ｂが配置されているため、ＲＦＩＤタグ５０の搬送方向に沿ってエレメントが配置されているダイポールアンテナに対して効率よく静電結合することができる。
【００４６】
また、搬送波差動増幅部１７により正相信号と逆相信号との搬送波を生成するため、ローラ電極１１ａ，１１ｂに静電結合されたエレメント５８ａ，５８ｂ間の電位差を大きくすることができる。また、差動信号で読み書きができるため、精度の良い、確実な読み書きができる。
【００４７】
また、位置センサによりローラ電極１１ａ，１１ｂとエレメント５８ａ，５８ｂとが静電結合可能な状態でのみ通信を行うため、確実に応答器５１との通信を行うことができる。
【００４８】
＜第２の実施の形態＞
以下、本発明に係る第２の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。本発明に係る第２の実施の形態は、応答器５１Ａのアンテナ５２Ａの構成及び通信部１０Ａが備えるローラ電極１１Ａａ，１１Ａｂの構成以外は、本発明に係る第１の実施の形態の応答器５１のアンテナ５２の構成及び通信部１０が備えるローラ電極１１ａ，１１ｂの構成以外と実質的に同等であり、第１の実施の形態の応答器５１のアンテナ５２の構成及び通信部１０が備えるローラ電極１１ａ，１１ｂの構成以外の説明が適用できるため詳細は省略する。
【００４９】
応答器５１Ａ（第１の実施の形態の応答器５１に相当）のアンテナ５２Ａの構成及び通信部１０Ａのローラ電極１１Ａａ，１１Ａｂ（第１の実施の形態の通信部１０のローラ電極１１ａ，１１ｂに相当）の構成について図９を参照しつつ説明する。図９は通信部１０Ａと応答器５１Ａとの通信状態を示した外観図である。
【００５０】
まず、応答器５１Ａのアンテナ５２Ａの構成について説明する。図９に示すように、応答器５１Ａは、アンテナ５２Ａと通信チップ５３とを備え、図示しないＲＦＩＤシステムのリーダーから送信される搬送波の反射波を所定の情報に基づいて変調して返信するものである。尚、リーダーとの通信はＵＨＦ帯域が使用される。アンテナ５２Ａはリーダーから送信されるＵＨＦ帯の所定の周波数に共振するものであり、ＲＦＩＤタグライター１におけるＲＦＩＤタグ５０Ａの搬送方向に対して垂直方向に沿って配置された略三角状のエレメント５８Ａａ，５８Ａｂから構成されるダイポールアンテナである。エレメント５８Ａａ，５８Ａｂの各一端部は通信チップ５３に接続されている。
【００５１】
次に、通信部１０Ａのローラ電極１１Ａａ，１１Ａｂの構成について説明する。通信部１０Ａは、ローラ電極１１Ａａ，１１Ａｂとコントローラ１２とを備えている。ローラ電極１１Ａａ，１１Ａｂは、応答器５１Ａのアンテナ５２Ａのエレメント５８Ａａ，５８Ａｂと静電結合するためのものである。ローラ電極１１Ａａ，１１Ａｂは、絶縁体２２を介してＲＦＩＤタグ５０の搬送方向に対して垂直方向に沿って、且つ同軸上に配置されており、ローラ電極１１Ａａ，１１Ａｂと絶縁体２２とで１つのローラ状のガイドとして機能する。尚、ローラ電極１１Ａａ，１１Ａｂへの給電は、給電ブラシ５９ａ，５９ｂにより行われる。ローラ電極１１Ａａ，１１Ａｂは、給電ブラシ５９ａ，５９ｂを介してコントローラ１２の結合回路１８ａ，１８ｂに接続される。通信部１０Ａと応答器５１Ａとの通信は、アンテナ５２Ａのエレメント５８Ａａ，５８Ａｂとローラ電極１１Ａａ，１１Ａｂとの静電結合により行われる。ＲＦＩＤタグ５０Ａとローラ電極１１Ａａ，１１Ａｂとを密接させるとエレメント５８Ａａ，５８Ａｂはタグ６０を介してローラ電極１１Ａａ，１１Ａｂの極近傍に配置されるため、エレメント５８Ａａ，５８Ａｂとローラ電極１１Ａａ，１１Ａｂとが、静電結合可能な状態となる。
【００５２】
以上、説明した第２の実施の形態では、ガイドを兼ねたローラ電極１１Ａａ，１１Ａｂが、タグ６０を介してエレメント５８Ａａ，５８Ａｂと強く接触することにより、ローラ電極１１Ａａ，１１Ａｂとエレメント５８Ａａ，５８Ａｂとの距離を、両者が接触しないようにしつつ、タグ６０の厚みと同等以下の距離に保つことができるため、簡単な機構でローラ電極１１Ａａ，１１Ａｂとエレメント５８Ａａ，５８Ａｂとを効率よく静電結合させることができ、省電力化を図ることができる。
また、搬送機構に含まれるガイドをローラ電極１１Ａａ，１１Ａｂとして機能させるようにしているので、エレメント５８Ａａ，５８Ａｂとの静電結合のためだけに用いられる電極を付加する必要がないため、部品点数を減らしてＲＦＩＤタグライターの小型化を図ることができる。
さらに、搬送機構により、複数のＲＦＩＤタグ５０Ａのエレメント５８Ａａ，５８Ａｂと順次静電結合により通信できるようにすることができる。そのため、複数のＲＦＩＤタグ５０Ａに対する情報の書き込み、及び読み出しを効率的に行うことができる。
【００５３】
また、ローラ電極１１Ａａ，１１Ａｂが１つのローラに配置されているため、部品点数をさらに減らしてＲＦＩＤタグライターの小型化を図ることができる。
また、ＲＦＩＤタグ５０の搬送方向に対して垂直方向に沿ってローラ電極１１Ａａ，１１Ａｂが配置されているため、ＲＦＩＤタグ５０の搬送方向に対して垂直方向に沿って各エレメントが配置されているダイポールアンテナに対しても静電結合が可能となる。
【００５４】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて、様々な設計変更が可能なものである。例えば、第１の実施の形態ではローラ電極１１ａ，１１ｂがローラ状のガイドとして機能する構成であるが、ローラに限定されるものではなく、ローラのような回転機構をもたないガイドでもよいし、曲面部分を持たないガイドでもよい。
【００５５】
また、第１の実施の形態では、ローラ電極１１ａ，１１ｂは、ＲＦＩＤタグ５０が巻き付くように配置されているが、静電結合面積が確保できればよく、ＲＦＩＤタグ５０が巻き付くように配置されていなくてもよい。
【００５６】
また、第１の実施の形態では、ローラ電極１１ａ，１１ｂが給電ブラシ５９ａ，５９ｂにより給電される構成であるが、ローラ電極１１ａ，１１ｂに給電可能であればよく、ローラ電極１１ａ，１１ｂが回転電極により給電されるような構成でもよい。
【００５７】
また、第１の実施の形態では、アンテナ５２がダイポールアンテナであるが、アンテナはダイポールアンテナに限定されるものではなく、静電結合可能であれば３つ以上のエレメントを持つアンテナでもよいし、モノポールアンテナでもよい。
【００５８】
また、第１の実施の形態では、ローラ電極１１ａ，１１ｂの２つの電極を備える構成であるが、電極は１つでもよい。この場合、アンテナがダイポールアンテナのように複数のエレメントを有するアンテナであれば、いずれか１つのエレメントと静電結合するように構成すればよい。
【００５９】
また、第１の実施の形態では、通信部１０が印刷部２とともに機能する構成であるが、このような構成に限定されるものではなく、印刷を行わず通信部１０のみで機能する構成でもよいし、他の装置とともに機能する構成でもよい。
【００６０】
【発明の効果】
本発明によると、ガイドを兼ねた電極が、シート状部材を介してアンテナと強く接触することにより、電極とアンテナとの距離を、両者が接触しないようにしつつ、シート状部材の厚みと同等以下の距離に保つことができるため、簡単な機構で電極とアンテナとを効率よく静電結合させることができ、省電力化を図ることができる。
また、搬送機構に含まれるガイドを電極として機能させるようにしているので、アンテナとの静電結合のためだけに用いられる電極を付加する必要がないため、部品点数を減らして装置の小型化を図ることができる。
さらに、搬送機構により、複数の無線タグと順次静電結合により通信できるようにすることができる。そのため、複数の無線タグに対する情報の書き込み、及び読み出しを効率的に行うことができるとともに、近傍に多数の無線タグが存在しても、目的の無線タグに確実に書き込み、読み出しができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施の形態によるＲＦＩＤタグライターの構成を示すブロック図である。
【図２】 図１に示すＲＦＩＤタグライターにより情報の読み込みまたは書き込みをされるＲＦＩＤタグの構成を示す図である。
【図３】 図２に示すＲＦＩＤタグの搬送経路を示す透視図である。
【図４】 図１に示す通信部の回路構成を示すブロック図である。
【図５】 図２に示す応答器の回路構成を示すブロック図である。
【図６】 図１に示す通信部と図２に示す応答器との通信状態を示した外観図である。
【図７】 図２に示すＲＦＩＤタグのアンテナの変形例を示す図である。
【図８】 図１に示す通信部のローラ電極の変形例を示す図である。
【図９】 本発明の第２の実施の形態によるＲＦＩＤタグリーダー／ライターに含まれる通信部と応答器との通信状態を示した外観図である。
【図１０】 従来技術による送信機と無線タグとの静電結合状態を示す外観図である。
【符号の説明】
１ ＲＦＩＤタグリーダー／ライター
２ 印刷部
１０ 通信部
１１ａ，１１ｂ ローラ電極
１２ コントローラ
２８ａ，２８ｂ エレメント
５０ ＲＦＩＤタグ
５１ 応答器
５２ アンテナ
５３ 通信チップ
５９ａ，５９ｂ 給電ブラシ
６０ タグ
【発明の属する技術分野】
本発明は、アンテナを有する応答器がシート状部材に支持された無線タグに対して情報の読み出し又は書き込みを行う無線タグリーダー／ライターに関する。
【０００２】
【従来の技術】
所定の情報を記憶している小型の無線タグ（応答器）からリーダーにより非接触で情報の読み取りを行うＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）システムが知られている。ＲＦＩＤシステムは無線タグが汚れている場合や見えない位置に配置されている場合であってもリーダーとの無線通信により無線タグの情報を読み取ることが可能であり、商品管理や検査工程等様々な分野において注目されている。
【０００３】
このような無線タグに対する情報の書き込み工程においては、無線タグに情報を記憶させるために無線タグとの通信を行う必要がある。そこで、ＲＦＩＤシステムに使用されるリーダーに書き込み機能を備え、リーダーと無線タグとの通信により情報の書き込みを行う方法が考えられる。しかしながら、例えばＵＨＦ帯を使用する無線タグに情報を書き込む場合にはＵＨＦ帯の高周波の周波数を発振させる発振器が必要になるため装置が高額になるうえに書き込み時の消費電力も高くなる。そこで従来から無線タグのアンテナと電極とを静電結合させて無線タグとの通信を行う方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。この方法によれば電極を介してアンテナに直接電流を流すことができるため、低い周波数帯域においても無線タグと通信することができる。
【０００４】
静電結合により無線タグに情報を送信する送信機の外観図を図１０に示す。送信機１００は平面部を有する電極１０１ａ，１０１ｂと、発振器１０２と、変調器１０３と、差動増幅器１０４とを備えている。無線タグ１１０はシート１１４に支持されたアンテナ１１１と、通信チップ１１２とを備えている。アンテナ１１１は、ダイポールアンテナであり、平面部を有するエレメント１１３ａ，１１３ｂを備えている。通信チップ１１２は、復調器やメモリを備えている通信専用のＩＣチップである。図１０に示すように、送信機１００と無線タグ１１０との通信は、エレメント１１３ａの平面部と電極１０１ａの平面部とをシート１１４を介して密着させるとともに、エレメント１１３ｂの平面部と電極１０１ｂの平面部とをシート１１４を介して密着させ、夫々を静電結合することにより行われる。送信機１００は、発振器１０２により搬送波を発振し、発振した搬送波を変調器１０３により所定の情報（Ｄａｔａ）に基づいて変調し、変調した搬送波を差動増幅器１０４により増幅して正出力を電極１０１ａに、反転出力を電極１０１ｂに出力させる。電極１０１ａ，１０１ｂに静電結合されたエレメント１１３ａ，１１３ｂには、電極１０１ａ，１０１ｂに印加された電位の逆電位が発生し、エレメント１１３ｂ，１１３ａ間に電位差が生じる。これによりアンテナ１１１に電流が流れて信号が形成される。そしてアンテナ１１１に形成された信号は、復調器により復調され、復調された情報がメモリに記憶される。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−３０８４３７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述した静電結合の方法では、電極１０１ａ，１０１ｂとエレメント１１３ａ，１１３ｂとの距離を、両者が接触しないようにしつつ、シート１１４の厚みと同等以下の距離に保つ必要がある。さらに、電極１０１ａ，１０１ｂとエレメント１１３ａ，１１３ｂとの距離を近づけ、安定に保持するための機械機構も必要となるため、部品点数が多くなり、装置の小型を図ることが困難となるという問題がある。
【０００７】
そこで本発明は、簡単な機構で電極とアンテナとを効率よく静電結合させるとともに、部品点数を減らして装置の小型化を図ることができる装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の無線タグリーダー／ライターは、アンテナを有する応答器及びこれと接続されて情報を記憶する情報記憶部がシート状部材に支持された無線タグの前記情報記憶部に対して情報の読み出し又は書き込みを行う無線タグリーダー／ライターであって、前記無線タグに接触してこれを案内しつつ搬送する複数のローラを有する搬送機構を備え、前記複数のローラのうちの少なくともいずれかが、前記無線タグの搬送過程において前記アンテナと非接触で静電結合するローラ電極であることを特徴とする。
この構成によると、ローラ電極が、シート状部材を介してアンテナと強く接触することにより、ローラ電極とアンテナとの距離を、両者が接触しないようにしつつ、シート状部材の厚みと同等以下の距離に保つことができるため、簡単な機構で電極とアンテナとを効率よく静電結合させることができ、省電力化を図ることができる。
また、搬送機構に含まれるローラを電極として機能させるようにしているので、アンテナとの静電結合のためだけに用いられる電極を付加する必要がないため、部品点数を減らして装置の小型化を図ることができる。
さらに、搬送機構により、複数の無線タグと順次静電結合により通信できるようにすることができる。そのため、複数の無線タグに対する情報の書き込み、及び読み出しを効率的に行うことができるとともに、近傍に多数の無線タグがあっても目的の無線タグのみに対して読み出し、書き込みができる。また、無線タグをさらに傷つけることなく搬送することができる。
本発明において無線タグリーダー／ライターとは、無線タグの応答器と通信を行うことにより、無線タグに対する情報の書き込みを行う装置（ライター）、無線タグに対する情報の読み込みを行う装置（リーダー）、及び無線タグに対する情報の書き込み及び情報の読み込みの両方を行う装置（リーダーライター）の三者を包含した概念である。
【０００９】
請求項２に記載の無線タグリーダー／ライターは、前記搬送機構によって搬送される前記無線タグが前記ローラ電極に巻き付けられることを特徴とする。
この構成によると、無線タグをローラ電極に巻き付けることにより静電結合面積を大きくすることができる。
【００１０】
請求項３に記載の無線タグリーダー／ライターは、前記搬送機構によって搬送される前記無線タグと前記ローラ電極との接触面が曲面であることを特徴とする。
この構成によると、無線タグを傷つけることなく搬送したり、搬送方向をガイドしたりすることができる。
【００１１】
【００１２】
請求項４に記載の無線タグリーダー／ライターは、前記ローラ電極が給電ブラシまたは回転電極により給電されることを特徴とする。
この構成によると、ローラ電極に対して効率よく給電することができる。
【００１３】
請求項５に記載の無線タグリーダー／ライターは、前記ローラ電極を少なくとも２つ含んでいることを特徴とする。
この構成によると、電極の数を多くすることでアンテナとの静電結合面積を大きくすることができる。また、電極を自在に配置することにより様々な形状のアンテナと静電結合することができる。
【００１４】
請求項６に記載の無線タグリーダー／ライターは、複数の前記ローラ電極が前記無線タグの搬送方向に沿って配置されていることを特徴とする。
この構成によると、無線タグの搬送方向に沿って配置されたアンテナに対して静電結合することができる。また、シート状部材上のアンテナの配置がずれても確実に読み書きできる。
【００１５】
請求項７に記載の無線タグリーダー／ライターは、複数の前記ローラ電極が前記無線タグの搬送方向に対して垂直方向に沿って絶縁体を介して配置されていることを特徴とする。
この構成によると、無線タグの搬送方向に対して垂直方向に沿って配置されたアンテナに対して静電結合することができる。また、搬送ローラの数を減らすことができるため、さらに部品点数を減らして装置の小型化を図ることができる。
【００１６】
請求項８に記載の無線タグリーダー／ライターは、前記アンテナが２本のエレメントを有するダイポールアンテナであって、各エレメントの近傍に前記ローラ電極が配置され、前記ダイポールアンテナの一方のエレメントの近傍に配置された電極と、他方のエレメントの近傍に配置された電極とに逆相の信号を印加することを特徴とする。
この構成によると、ダイポールアンテナに対応するように電極を配置することができ、確実に読み書きができる。
【００１７】
また、ダイポールアンテナの一方のエレメントと他方のエレメントとの電位差を大きくすることができる。また、差動信号で読み書きができるため、精度の良い、確実な読み書きができる。
【００１８】
請求項９に記載の無線タグリーダー／ライターは、前記無線タグが前記搬送機構により前記アンテナと前記ローラ電極とが静電結合可能な位置に搬送されたことを検知するための検知手段をさらに備えており、前記アンテナと前記ローラ電極とが静電結合可能な位置に搬送されていることを前記検知手段が検知しているときに、前記アンテナと前記ローラ電極とが静電結合により通信を行うことを特徴とする。
この構成によると、効率よく静電結合を行うことができる場合にのみ静電結合するため、高い信頼性で、無線タグに対する情報の読み出し又は書き込みを行うことができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
＜第１の実施の形態＞
以下、本発明に係る第１の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。図１は、第１の実施の形態のＲＦＩＤタグライター１の構成を示すブロック図である。
【００２０】
ＲＦＩＤタグライター１は、ＲＦＩＤシステムにおける情報キャリアである後述するＲＦＩＤタグ５０を搬送しつつ、ＲＦＩＤタグ５０に対して印刷を施し、さらに情報の書き込みを行うものである。ユーザは希望するＲＦＩＤタグ５０に施される印刷内容と、ＲＦＩＤタグ５０に記憶される情報とを入力することにより、その場で且つ容易に必要なＲＦＩＤタグ５０を得ることができる。尚、印刷内容及び書き込み情報の内容はユーザにより入力されるものに限定されるものではなく、ネットワークを介して参照可能なデータベースから得てもよいし、他の記憶媒体を介して得てもよい。
【００２１】
図１に示すように、ＲＦＩＤタグライター１は印刷搬送部２と通信部１０とを備えている。印刷搬送部２は、ＲＦＩＤタグ５０を搬送しつつ、ユーザにより入力された印刷内容をＲＦＩＤタグ５０に対して印刷するためのものである。通信部１０はＲＦＩＤタグ５０と通信を行うことによりＲＦＩＤタグ５０に情報を書き込むためのものである。
【００２２】
次に、ＲＦＩＤタグライター１により印刷が施されるとともに、情報の書き込み、または情報の読み込みが行われるＲＦＩＤタグ５０の構造について図２を参照しつつ説明する。図２はＲＦＩＤタグ５０の構成を示す図であり、図２（ａ）はＲＦＩＤタグ５０の上面からの透過図である。図２（ｂ）は、ＲＦＩＤタグ５０の図２（ａ）におけるＡ−Ａ面の断面図である。
【００２３】
図２（ａ），図２（ｂ）に示すように、ＲＦＩＤタグ５０は、応答器５１とタグ６０とを有している。応答器５１はアンテナ５２と通信チップ５３とを備え、図示しないＲＦＩＤシステムのリーダーから送信される搬送波の反射波を所定の情報に基づいて変調して返信するものである。尚、リーダーとの通信にはＵＨＦ帯域あるいはマイクロ波帯域が使用される。アンテナ５２はリーダーから送信されるＵＨＦ帯あるいはマイクロ波帯の所定の周波数に共振するものであり、ＲＦＩＤタグライター１におけるＲＦＩＤタグ５０の搬送方向に沿って配置された略矩形状のエレメント５８ａ，５８ｂから構成されるダイポールアンテナである。エレメント５８ａ，５８ｂの各一端部は通信チップ５３に接続されている。
【００２４】
タグ６０は応答器５１を内包するためのものであり、ベースフィルム６１、応答器支持フィルム６３、剥離紙６５、及びカバーフィルム６６で構成される。ベースフィルム６１はタグ６０のベースとなるものであり、タグ６０のベース色を決定している。また、ベースフィルム６１は上面側に粘着層６２を有している。応答器支持フィルム６３は応答器５１を支持するためのフィルムである。応答器支持フィルム６３は、その上面側がベースフィルム６１の背面側に固定されており、その背面側に応答器５１が支持されている。また、応答器支持フィルム６３は、その背面側に支持する応答器５１を覆うように粘着層６４を有している。剥離紙６５は応答器支持フィルム６３の粘着層６４をカバーするためのものである。ユーザはＲＦＩＤタグ５０を目的物に固定する場合に、ＲＦＩＤタグ５０から剥離紙６５を剥離し、応答器支持フィルム６３の粘着層６４を露出させた後にＲＦＩＤタグ５０を目的物に貼り付けて固定する。カバーフィルム６６は透明部材であり、タグ６０をカバーするとともに、印刷搬送部２により施された印刷内容６７を表示するものである。カバーフィルム６６は印刷搬送部２によりその背面側から印刷が施された後に、ベースフィルム６１の上面側にある粘着層６２に粘着される。
【００２５】
次に、ＲＦＩＤタグ５０に対して印刷、及び情報の書き込みを行うためのＲＦＩＤタグ５０の搬送方法について図３を参照して説明する。図３はＲＦＩＤタグライター１におけるＲＦＩＤタグ５０の搬送経路を示す透過図である。図３に示すように、ＲＦＩＤタグライター１はＲＦＩＤタグ５０の搬送経路においてカセット装着部８０、印刷ヘッド８１、搬出口８２、位置センサ８３、及び通信部１０を備えている。カセット装着部８０は、ＲＦＩＤタグ５０が収納されているカセット７０を着脱自在に装着するものである。印刷ヘッド８１は、後述するインクリボン６８のインクを熱転写することにより、カバーフィルム６６に対して印刷を施すためのものである。搬出口８２は、ＲＦＩＤタグ５０を外部に搬出するための開口部である。位置センサ８３は、通信部１０の下流側近傍に配置された金属探知型のセンサであり、ＲＦＩＤタグ５０のアンテナ５２の位置を検出するためのものである。位置センサ８３を用いることによって、通信部１０によりＲＦＩＤタグ５０に情報を書き込むタイミングを検出することができる。カセット７０にはＲＦＩＤタグ５０がテープ状になるように連続配置された状態で収納されている。カセット７０においては収納されているＲＦＩＤタグ５０の種類によりその種類が決定されている。ＲＦＩＤタグライター１はカセット７０を交換することにより様々な形状のＲＦＩＤタグ５０に対して印刷、及び情報の書き込みを行うことができる。そして搬出口８２近傍には通信部１０が備えられており、ＲＦＩＤタグ５０をカセット７０から搬出口８２に案内するためのガイドを兼ねる通信部１０のローラ電極１１ａ，１１ｂが配置されている。ＲＦＩＤタグ５０はカセット７０と搬出口８２との間でローラ電極１１ａ，１１ｂとの静電結合により通信部１０と通信を行い必要な情報の書き込み、または情報の読み込みが行われる。尚、位置センサ８３は光学センサでもよく、例えば、剥離紙６５に予め印刷されているマークを読み取って位置を検出してもよい。
【００２６】
次に、カセット７０の構造について説明する。カセット７０は第１スプール７１、第２スプール７２、第３スプール７３、第４スプール７４、搬送ローラ７５、圧接ローラ７６、及びガイドローラ７７ａ〜７７ｅを備えている。また、カセット７０は、カセット７０がカセット装着部８０に装着されるときに、カセット装着部８０に備えられているカバーフィルムに印刷を施すための印刷ヘッド８１をカセット７０内に配置するための中空部７８をさらに備えている。
【００２７】
第１スプール７１は、カバーフィルム６６が貼り合わされる前のＲＦＩＤタグ６９（図２（ｂ）参照）が巻回されているものである。第２スプール７２はカバーフィルム６６が巻回されているものである。第３スプール７３はインクリボン６８が巻回されているものである。第４スプール７４は第３スプールに巻回されているインクリボン６８が第３スプールに接続されているインクリボン６８の反対側の端部から巻回されているものである。
搬送ローラ７５はＲＦＩＤタグ５０を搬出口８２に搬送するためのものである。搬送ローラ７５はカセット装着部８０にカセット７０が装着されたときに、カセット装着部８０に備えられた図示しない搬送モータの出力軸との間で回転駆動力伝達経路が形成されるように配置されている。圧接ローラ７６は搬送ローラ７５との間で、カバーフィルム６６が貼り合わされる前のＲＦＩＤタグ６９とカバーフィルム６６とを圧接して貼り合わせるとともに搬送するものであり、搬送ローラ７５の極近傍に配置されている。ガイドローラ７７ａは、第１スプールに巻回されているカバーフィルム６６が貼り合わされる前のＲＦＩＤタグ６９を搬送ローラ７５及び圧接ローラ７６の間に案内するものである。ガイドローラ７７ｂ，７７ｃは第２スプーラに巻回されているカバーフィルム６６を印刷ヘッド８１にまで案内するものである。ガイドローラ７７ｄは第３スプーラに巻回されているインクリボン６８を印刷ヘッド８１にまで案内するものである。ガイドローラ７７ｅは印刷ヘッド８１に案内されたカバーフィルム６６を搬送ローラ７５及び圧接ローラ７６の間に案内するとともに、印刷ヘッド８１に案内されたインクリボン６８を第４スプール７４に案内するものである。
【００２８】
次に、カセット７０におけるＲＦＩＤタグ５０が形成されるときの動作について説明する。ＲＦＩＤタグ５０は搬送モータを駆動させることにより回転駆動力伝達経路を介して駆動する搬送ローラ７５と圧接ローラ７６とに圧接された状態で搬出口８２に向かって搬送される。これにより第１スプール７１に巻回されているカバーフィルム６６が貼り合わされる前のＲＦＩＤタグ６９が第１スプール７１から巻き解かれ、ガイドローラ７７ａに案内されて搬送ローラ７５及び圧接ローラ７６の間に到達する。
【００２９】
同時に、第２スプール７２に巻回されているカバーフィルム６６が第２スプール７２から巻き解かれ、ガイドローラ７７ｂ，７７ｃに案内されて印刷ヘッド８１に到達する。また、第３スプール７３に巻回されているインクリボン６８が第３スプール７３から巻き解かれ、ガイドローラ７７ｄに案内されて印刷ヘッド８１に到達する。印刷ヘッド８１にカバーフィルム６６とインクリボン６８とが到達すると、印刷ヘッド８１からの熱によりインクリボン６８のインク６７がカバーフィルム６６に転写され、カバーフィルム６６上に所望の画像の印刷が施される。その後、印刷を施されたカバーフィルム６６はさらにガイドローラ７７ｅに案内されて搬送ローラ７５及び圧接ローラ７６の間に到達する。インクリボン６８はさらにガイドローラ７７ｅに案内されて第４スプール７４に巻回されていく。
【００３０】
搬送ローラ７５及び圧接ローラ７６の間に到達した、カバーフィルム６６が貼り合わされる前のＲＦＩＤタグ６９と印刷ヘッド８１により印刷を施されたカバーフィルム６６とが、搬送ローラ７５と圧接ローラ７６とに圧接されることにより張り合わされる。カバーフィルム６６が張り合わされたＲＦＩＤタグ５０はローラ電極１１ａ，１１ｂに案内されて搬出口８２に搬送される。ＲＦＩＤタグ５０はカセット７０から搬出口８２に搬送される間に、アンテナ５２のエレメント５８ａ，５８ｂとローラ電極１１ａ，１１ｂとが静電結合される。そしてＲＦＩＤタグ５０は通信部１０との通信により情報を書き込まれ、さらに書き込まれた情報を読み出されて書き込まれた情報が一致しているか否かが確認される。書き込まれた情報と読み出された情報とが一致していれば、ＲＦＩＤタグ５０が搬出口８２からＲＦＩＤライター１の外部に搬出される。書き込まれた情報と読み出された情報とが一致していなければ、再びＲＦＩＤタグ５０に情報の書き込みが行われる。外部に搬出されたＲＦＩＤタグ５０はＲＦＩＤタグ５０毎に適当な長さに切断されて使用される。
【００３１】
次に通信部１０とＲＦＩＤタグ５０が備える応答器５１との通信について図４〜図６を参照しつつ説明する。図４は通信部１０の回路構成を示すブロック図である。図５は応答器５１の回路構成を示すブロック図である。図６は通信部１０と応答器５１との通信状態を示した外観図である。
【００３２】
まず、通信部１０の回路構成について説明する。図４に示すように、通信部１０は、ローラ電極１１ａ，１１ｂとコントローラ１２とを備えている。ローラ電極１１ａ，１１ｂは応答器５１のアンテナ５２のエレメント５８ａ，５８ｂと静電結合するとともに、ＲＦＩＤタグ５０の搬送をガイドするためのものであり、ＲＦＩＤタグ５０の搬送方向に沿って配置されている。尚、ローラ電極１１ａ，１１ｂへの給電は給電ブラシ５９ａ，５９ｂにより行われる。ローラ電極１１ａ，１１ｂは給電ブラシ５９ａ，５９ｂを介して後述するコントローラ１２の結合回路１８ａ，１８ｂに接続される。通信部１０と応答器５１との通信は、アンテナ５２のエレメント５８ａ，５８ｂとローラ電極１１ａ，１１ｂとが静電結合可能することにより行われる。ＲＦＩＤタグ５０とローラ電極１１ａ，１１ｂとを密接させるとエレメント５８ａ，５８ｂはタグ６０を介してローラ電極１１ａ，１１ｂの極近傍に配置されるため、エレメント５８ａ，５８ｂとローラ電極１１ａ，１１ｂとが静電結合可能な状態となる。
【００３３】
コントローラ１２は、応答器５１との通信を制御するものであり、搬送波発生部１５、搬送波変調部１６、搬送波差動増幅部１７、結合回路１８ａ，１８ｂ、ＬＮＡ（Low Noise Amp）１９、帯域通過フィルタ２０、及び復調部２１を備えている。搬送波発生部１５は、位置センサ８３に基づいて入力されるトリガ信号により搬送波を発生し、発生した搬送波を搬送波変調部１６に出力するものである。尚、搬送波の周波数は任意に設定可能であり、例えば２００ｋＨｚに設定される。搬送波変調部１６は、搬送波発生部１５により発生された搬送波を、入力データに基づいて振幅変調（Amplitude Shift Keying：ＡＳＫ）し、変調した搬送波を搬送波差動増幅部１７に出力するものである。搬送波差動増幅部１７は、搬送波変調部１６により変調された搬送波を増幅して結合回路１８ａ，１８ｂに出力するものである。結合回路１８ａ，１８ｂは、搬送波差動増幅部１７により増幅された各搬送波をローラ電極１１ａ，１１ｂに出力し、またはローラ電極１１ａ，１１ｂから入力された各搬送波をＬＮＡ１９に出力するものである。
【００３４】
ＬＮＡ１９は、結合回路１８ａ，１８ｂから入力された搬送波を、ノイズを低減しつつ増幅し、増幅した搬送波を帯域通過フィルタ２０に出力するものである。帯域通過フィルタ２０は、よく知られたＬＣフィルタであり、その出力信号を復調部２１に出力するものである。復調部２１は、帯域フィルタ２０により入力された信号を復調して元の情報信号を生成し出力データとして出力するものである。
【００３５】
次に応答器５１の回路構成について説明する。図５に示すように、応答器５１はアンテナ５２と通信チップ５３とを備えている。アンテナ５２はエレメント５８ａ，５８ｂを有するダイポールアンテナであり、エレメント５８ａ，５８ｂの各一端部が通信チップ５２に接続されている（図２（ａ）参照）。通信チップ５３は通信用ＩＣチップであり、変復調部５４、情報取得部５５、記憶部５６、及び情報生成部５７を備え、アンテナ５２と接続されている。
【００３６】
変復調部５４は、アンテナ５２が受信した搬送波を復調し、復調した信号を情報取得部５５に出力するものであり、また、アンテナ５２が受信した搬送波の反射波を、情報生成部５７から入力される返信すべき情報に基づいて変調するものである。情報取得部５５は、変復調部５４で復調された信号から情報を取得し、取得した情報に基づいて記憶部５６に情報を記憶させるものである。具体的には情報取得部５５に取得された情報が、応答器５１に情報を書き込む旨のコマンドと書き込み対象となる情報とから構成されている場合には、書き込み対象となる情報を記憶部５６に記憶させる。尚、情報取得部５５に取得された情報に、応答器５１から情報を読み込む旨のコマンド等、他のコマンドが含まれている場合には記憶部５６になにも記憶させない。記憶部５６は、応答器５１が返信すべき情報を記憶するためのものであり、情報取得部５５の指令により情報を記憶し、情報生成部５７により記憶した情報を読み出される。情報生成部５７は、記憶部５６に記憶されている情報を読み出して返信すべき情報を生成し、生成した返信すべき情報を変復調器５４に出力するものである。
【００３７】
次に、通信部１０と応答器５１との通信における動作を説明する。図６に示すように、通信部１０と応答器５１との通信は、アンテナ５２のエレメント５８ａ，５８ｂとローラ電極１１ａ，１１ｂとの静電結合により行う。ＲＦＩＤタグ５０とローラ電極１１ａ，１１ｂとを密接させるとエレメント５８ａ，５８ｂはタグ６０を介してローラ電極１１ａ，１１ｂの極近傍に配置されるため、エレメント５８ａ，５８ｂとローラ電極１１ａ，１１ｂとが静電結合可能な状態となる。
エレメント５８ａ，５８ｂとローラ電極１１ａ，１１ｂとが静電結合可能な状態になるようにＲＦＩＤタグ５０が搬送されたかは位置センサ８３により検知される。
【００３８】
まず位置センサ８３により、エレメント５８ａ，５８ｂとローラ電極１１ａ，１１ｂとが静電結合可能な状態になるようにＲＦＩＤタグ５０が搬送されたと検知されれば、搬送波発生部１５に対してトリガ信号を入力する。搬送波発生部１５は、トリガ信号が入力されることにより搬送波を発生する。搬送波発生部１５が発生した搬送波は、搬送波変調部１６に出力される。搬送波発生部１５が発生した搬送波は、搬送波変調部１６により入力データに基づいて変調される。ここで入力データは、応答器５１に対するコマンド及び付加情報から構成されている。例えば、応答器５１に対する情報の書き込みを行う場合には、情報を書き込む旨のコマンドと書き込み対象となる情報とが入力データとなる。搬送波変調部１６により変調された搬送波は、搬送波差動増幅部１７に出力される。搬送波変調部１６により変調された搬送波は、搬送波差動増幅部１７により搬送波の信号を増幅されるとともに、搬送波の逆相信号が生成される。搬送波差動増幅部１７により増幅された搬送波の正相信号は、結合回路１８ａを介してローラ電極１１ａに出力される。搬送波差動増幅部１７により増幅された搬送波の逆相信号は、結合回路１８ｂを介してローラ電極１１bに出力される。ローラ電極１１ａ，１１ｂは、入力された搬送波の各信号に基づいて静電結合されたエレメント５８ａ，５８ｂに電位を発生させる。
【００３９】
ローラ電極１１ａ，１１ｂ間で逆相の電位が印加されると、静電結合されているエレメント５８ａ，５８ｂ間に電位差が生じ、アンテナ５２に信号が形成されて搬送波として受信される。アンテナ５２に受信された搬送波は、変復調部５４に出力されて復調される。変復調部５４に復調された搬送波の信号は、情報取得部５５に出力される。情報取得部５５は、変復調部５４から入力された信号に含まれる情報を取得する。情報取得部５５により、応答器５１に情報を書き込む旨のコマンドと、書き込み対象となる情報とが取得された場合には、書き込み対象となる情報を記憶部５６に記憶させる。また、アンテナ５２が搬送波を受信すると、受信した搬送波の反射波がアンテナ５２に発生する。情報生成部５７は、記憶部５６に記憶された情報を読み出し、読み出した情報に基づいて返信すべき情報を生成する。情報生成部５７により生成された返信すべき情報は、変復調部５４に出力される。変復調部５４は、情報生成部５７により生成された返信すべき情報に基づいて反射波を変調し、アンテナ５２から変調された反射波を返信する。
【００４０】
アンテナ５２には変調された反射波の信号に基づいてエレメント５８ａ，５８ｂ間に電位差が生じる。これにより静電結合されているローラ電極１１ａ，１１ｂ間にも電位差が生じ、信号が形成されて反射波として受信される。ローラ電極１１ａ，１１ｂに生じた電位差から形成される反射波は、結合回路１８ａ，１８ｂを介してＬＮＡ１９に出力される。ローラ電極１１ａ，１１ｂに受信された反射波は、ＬＮＡ１９によりノイズを低減しつつ増幅される。ＬＮＡ１９により増幅された反射波は、帯域通過フィルタ２０に出力される。ＬＮＡ１９により増幅された反射波は、帯域通過フィルタ２０であるよく知られたＬＣフィルタを通過し、復調部２１に出力される。帯域フィルタ２０を通過した反射波は、復調部２１により元の情報信号に復調され、出力データとして出力される。
【００４１】
尚、アンテナ５２のエレメント５８ａ，５８ｂの形状は略矩形状に限定されるものではなく、図７（ａ）に示すようにエレメント５８ｃ，５８ｄが屈曲していてもよい。また、図７（ｂ）に示すようにエレメント５８ｅ，５８ｆの端部を広くする等、各部の形状を自由に変形させてもよい。また、図７（ｃ）に示すように、エレメント５８ｇ，５８ｈの形状を非対称にしてもよい。また、図７（ｄ）に示すようにエレメント５８ｉ，５８ｊをＶ字状に配置する等、各エレメントを直線以外の方向に配置してもよい。また、図７（ｅ）に示すようにエレメント５８ｋ，５８ｌの端部を折り曲げてもよい。これらの形状により、先述した効果に加え、より小さなアンテナ５２を形成できる。
【００４２】
また、ローラ電極１１ａ，１１ｂは夫々１つのローラとして構成されているが、図８に示すように２つのローラとして構成してもよいし、３つ以上のローラで構成してもよい。このようにローラの数を増やすことで容易に静電結合面積を増やすことができる。
【００４３】
以上、説明した第１の実施の形態では、ガイドを兼ねたローラ電極１１ａ，１１ｂが、タグ６０を介してエレメント５８ａ，５８ｂと強く接触することにより、ローラ電極１１ａ，１１ｂとエレメント５８ａ，５８ｂとの距離を、両者が接触しないようにしつつ、タグ６０の厚みと同等以下の距離に保つことができるため、簡単な機構でローラ電極１１ａ，１１ｂとエレメント５８ａ，５８ｂとを効率よく静電結合させることができ、省電力化を図ることができる。
また、搬送機構に含まれるガイドをローラ電極１１ａ，１１ｂとして機能させるようにしているので、エレメント５８ａ，５８ｂとの静電結合のためだけに用いられる電極を付加する必要がないため、部品点数を減らしてＲＦＩＤタグライターの小型化を図ることができる。また、ＲＦＩＤタグ５０を傷つけることなく搬送したり、搬送方向をガイドしたりすることができる。
さらに、搬送機構により、複数のＲＦＩＤタグ５０のエレメント５８ａ，５８ｂと順次静電結合により通信できるようにすることができる。そのため、複数のＲＦＩＤタグ５０に対する情報の書き込み、及び読み出しを効率的に行うことができるとともに、カセット７０に多数のＲＦＩＤタグ５０が収納されていても、印刷を行ったＲＦＩＤタグ５０に対して確実に読み書きできる。
【００４４】
また、ローラ電極１１ａ，１１ｂにエレメント５８ａ，５８ｂを巻き付けるだけで静電結合面積を大きくすることができる。
【００４５】
ＲＦＩＤタグ５０の搬送方向に沿ってローラ電極１１ａ，１１ｂが配置されているため、ＲＦＩＤタグ５０の搬送方向に沿ってエレメントが配置されているダイポールアンテナに対して効率よく静電結合することができる。
【００４６】
また、搬送波差動増幅部１７により正相信号と逆相信号との搬送波を生成するため、ローラ電極１１ａ，１１ｂに静電結合されたエレメント５８ａ，５８ｂ間の電位差を大きくすることができる。また、差動信号で読み書きができるため、精度の良い、確実な読み書きができる。
【００４７】
また、位置センサによりローラ電極１１ａ，１１ｂとエレメント５８ａ，５８ｂとが静電結合可能な状態でのみ通信を行うため、確実に応答器５１との通信を行うことができる。
【００４８】
＜第２の実施の形態＞
以下、本発明に係る第２の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。本発明に係る第２の実施の形態は、応答器５１Ａのアンテナ５２Ａの構成及び通信部１０Ａが備えるローラ電極１１Ａａ，１１Ａｂの構成以外は、本発明に係る第１の実施の形態の応答器５１のアンテナ５２の構成及び通信部１０が備えるローラ電極１１ａ，１１ｂの構成以外と実質的に同等であり、第１の実施の形態の応答器５１のアンテナ５２の構成及び通信部１０が備えるローラ電極１１ａ，１１ｂの構成以外の説明が適用できるため詳細は省略する。
【００４９】
応答器５１Ａ（第１の実施の形態の応答器５１に相当）のアンテナ５２Ａの構成及び通信部１０Ａのローラ電極１１Ａａ，１１Ａｂ（第１の実施の形態の通信部１０のローラ電極１１ａ，１１ｂに相当）の構成について図９を参照しつつ説明する。図９は通信部１０Ａと応答器５１Ａとの通信状態を示した外観図である。
【００５０】
まず、応答器５１Ａのアンテナ５２Ａの構成について説明する。図９に示すように、応答器５１Ａは、アンテナ５２Ａと通信チップ５３とを備え、図示しないＲＦＩＤシステムのリーダーから送信される搬送波の反射波を所定の情報に基づいて変調して返信するものである。尚、リーダーとの通信はＵＨＦ帯域が使用される。アンテナ５２Ａはリーダーから送信されるＵＨＦ帯の所定の周波数に共振するものであり、ＲＦＩＤタグライター１におけるＲＦＩＤタグ５０Ａの搬送方向に対して垂直方向に沿って配置された略三角状のエレメント５８Ａａ，５８Ａｂから構成されるダイポールアンテナである。エレメント５８Ａａ，５８Ａｂの各一端部は通信チップ５３に接続されている。
【００５１】
次に、通信部１０Ａのローラ電極１１Ａａ，１１Ａｂの構成について説明する。通信部１０Ａは、ローラ電極１１Ａａ，１１Ａｂとコントローラ１２とを備えている。ローラ電極１１Ａａ，１１Ａｂは、応答器５１Ａのアンテナ５２Ａのエレメント５８Ａａ，５８Ａｂと静電結合するためのものである。ローラ電極１１Ａａ，１１Ａｂは、絶縁体２２を介してＲＦＩＤタグ５０の搬送方向に対して垂直方向に沿って、且つ同軸上に配置されており、ローラ電極１１Ａａ，１１Ａｂと絶縁体２２とで１つのローラ状のガイドとして機能する。尚、ローラ電極１１Ａａ，１１Ａｂへの給電は、給電ブラシ５９ａ，５９ｂにより行われる。ローラ電極１１Ａａ，１１Ａｂは、給電ブラシ５９ａ，５９ｂを介してコントローラ１２の結合回路１８ａ，１８ｂに接続される。通信部１０Ａと応答器５１Ａとの通信は、アンテナ５２Ａのエレメント５８Ａａ，５８Ａｂとローラ電極１１Ａａ，１１Ａｂとの静電結合により行われる。ＲＦＩＤタグ５０Ａとローラ電極１１Ａａ，１１Ａｂとを密接させるとエレメント５８Ａａ，５８Ａｂはタグ６０を介してローラ電極１１Ａａ，１１Ａｂの極近傍に配置されるため、エレメント５８Ａａ，５８Ａｂとローラ電極１１Ａａ，１１Ａｂとが、静電結合可能な状態となる。
【００５２】
以上、説明した第２の実施の形態では、ガイドを兼ねたローラ電極１１Ａａ，１１Ａｂが、タグ６０を介してエレメント５８Ａａ，５８Ａｂと強く接触することにより、ローラ電極１１Ａａ，１１Ａｂとエレメント５８Ａａ，５８Ａｂとの距離を、両者が接触しないようにしつつ、タグ６０の厚みと同等以下の距離に保つことができるため、簡単な機構でローラ電極１１Ａａ，１１Ａｂとエレメント５８Ａａ，５８Ａｂとを効率よく静電結合させることができ、省電力化を図ることができる。
また、搬送機構に含まれるガイドをローラ電極１１Ａａ，１１Ａｂとして機能させるようにしているので、エレメント５８Ａａ，５８Ａｂとの静電結合のためだけに用いられる電極を付加する必要がないため、部品点数を減らしてＲＦＩＤタグライターの小型化を図ることができる。
さらに、搬送機構により、複数のＲＦＩＤタグ５０Ａのエレメント５８Ａａ，５８Ａｂと順次静電結合により通信できるようにすることができる。そのため、複数のＲＦＩＤタグ５０Ａに対する情報の書き込み、及び読み出しを効率的に行うことができる。
【００５３】
また、ローラ電極１１Ａａ，１１Ａｂが１つのローラに配置されているため、部品点数をさらに減らしてＲＦＩＤタグライターの小型化を図ることができる。
また、ＲＦＩＤタグ５０の搬送方向に対して垂直方向に沿ってローラ電極１１Ａａ，１１Ａｂが配置されているため、ＲＦＩＤタグ５０の搬送方向に対して垂直方向に沿って各エレメントが配置されているダイポールアンテナに対しても静電結合が可能となる。
【００５４】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて、様々な設計変更が可能なものである。例えば、第１の実施の形態ではローラ電極１１ａ，１１ｂがローラ状のガイドとして機能する構成であるが、ローラに限定されるものではなく、ローラのような回転機構をもたないガイドでもよいし、曲面部分を持たないガイドでもよい。
【００５５】
また、第１の実施の形態では、ローラ電極１１ａ，１１ｂは、ＲＦＩＤタグ５０が巻き付くように配置されているが、静電結合面積が確保できればよく、ＲＦＩＤタグ５０が巻き付くように配置されていなくてもよい。
【００５６】
また、第１の実施の形態では、ローラ電極１１ａ，１１ｂが給電ブラシ５９ａ，５９ｂにより給電される構成であるが、ローラ電極１１ａ，１１ｂに給電可能であればよく、ローラ電極１１ａ，１１ｂが回転電極により給電されるような構成でもよい。
【００５７】
また、第１の実施の形態では、アンテナ５２がダイポールアンテナであるが、アンテナはダイポールアンテナに限定されるものではなく、静電結合可能であれば３つ以上のエレメントを持つアンテナでもよいし、モノポールアンテナでもよい。
【００５８】
また、第１の実施の形態では、ローラ電極１１ａ，１１ｂの２つの電極を備える構成であるが、電極は１つでもよい。この場合、アンテナがダイポールアンテナのように複数のエレメントを有するアンテナであれば、いずれか１つのエレメントと静電結合するように構成すればよい。
【００５９】
また、第１の実施の形態では、通信部１０が印刷部２とともに機能する構成であるが、このような構成に限定されるものではなく、印刷を行わず通信部１０のみで機能する構成でもよいし、他の装置とともに機能する構成でもよい。
【００６０】
【発明の効果】
本発明によると、ガイドを兼ねた電極が、シート状部材を介してアンテナと強く接触することにより、電極とアンテナとの距離を、両者が接触しないようにしつつ、シート状部材の厚みと同等以下の距離に保つことができるため、簡単な機構で電極とアンテナとを効率よく静電結合させることができ、省電力化を図ることができる。
また、搬送機構に含まれるガイドを電極として機能させるようにしているので、アンテナとの静電結合のためだけに用いられる電極を付加する必要がないため、部品点数を減らして装置の小型化を図ることができる。
さらに、搬送機構により、複数の無線タグと順次静電結合により通信できるようにすることができる。そのため、複数の無線タグに対する情報の書き込み、及び読み出しを効率的に行うことができるとともに、近傍に多数の無線タグが存在しても、目的の無線タグに確実に書き込み、読み出しができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施の形態によるＲＦＩＤタグライターの構成を示すブロック図である。
【図２】 図１に示すＲＦＩＤタグライターにより情報の読み込みまたは書き込みをされるＲＦＩＤタグの構成を示す図である。
【図３】 図２に示すＲＦＩＤタグの搬送経路を示す透視図である。
【図４】 図１に示す通信部の回路構成を示すブロック図である。
【図５】 図２に示す応答器の回路構成を示すブロック図である。
【図６】 図１に示す通信部と図２に示す応答器との通信状態を示した外観図である。
【図７】 図２に示すＲＦＩＤタグのアンテナの変形例を示す図である。
【図８】 図１に示す通信部のローラ電極の変形例を示す図である。
【図９】 本発明の第２の実施の形態によるＲＦＩＤタグリーダー／ライターに含まれる通信部と応答器との通信状態を示した外観図である。
【図１０】 従来技術による送信機と無線タグとの静電結合状態を示す外観図である。
【符号の説明】
１ ＲＦＩＤタグリーダー／ライター
２ 印刷部
１０ 通信部
１１ａ，１１ｂ ローラ電極
１２ コントローラ
２８ａ，２８ｂ エレメント
５０ ＲＦＩＤタグ
５１ 応答器
５２ アンテナ
５３ 通信チップ
５９ａ，５９ｂ 給電ブラシ
６０ タグ
Claims (9)
- アンテナを有する応答器及びこれと接続されて情報を記憶する情報記憶部がシート状部材に支持された無線タグの前記情報記憶部に対して情報の読み出し又は書き込みを行う無線タグリーダー／ライターであって、
前記無線タグに接触してこれを案内しつつ搬送する複数のローラを有する搬送機構を備え、
前記複数のローラのうちの少なくともいずれかが、前記無線タグの搬送過程において前記アンテナと非接触で静電結合するローラ電極であることを特徴とする無線タグリーダー／ライター。 - 前記搬送機構によって搬送される前記無線タグが前記ローラ電極に巻き付けられることを特徴とする請求項１に記載の無線タグリーダー／ライター。
- 前記搬送機構によって搬送される前記無線タグと前記ローラ電極との接触面が曲面であることを特徴とする請求項１または２に記載の無線タグリーダー／ライター。
- 前記ローラ電極が給電ブラシまたは回転電極により給電されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の無線タグリーダー／ライター。
- 前記ローラ電極を少なくとも２つ含んでいることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の無線タグリーダー／ライター。
- 複数の前記ローラ電極が前記無線タグの搬送方向に沿って配置されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の無線タグリーダー／ライター。
- 複数の前記ローラ電極が、前記無線タグの搬送方向に対して垂直方向に沿って絶縁体を介して配置されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の無線タグリーダー／ライター。
- 前記アンテナが２本のエレメントを有するダイポールアンテナであって、各エレメントの近傍に前記ローラ電極が配置されるよう搬送され、
前記ダイポールアンテナの一方のエレメントの近傍に配置された電極と、他方のエレメントの近傍に配置された電極とに逆相の信号を印加することを特徴とする請求項５から７のいずれか１項に記載の無線タグリーダー／ライター。 - 前記無線タグが前記搬送機構により前記アンテナと前記ローラ電極とが静電結合可能な位置に搬送されたことを検知するための検知手段をさらに備えており、
前記アンテナと前記ローラ電極とが静電結合可能な位置に搬送されていることを前記検知手段が検知しているときに、前記アンテナと前記ローラ電極とが静電結合により通信を行うことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の無線タグリーダー／ライター。
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