JP5691332B2 - Ｒｆｉｄシステム - Google Patents

Description

本発明は、製造現場や物流現場などにおいて、管理対象の物品や物品を支持する物体（コンテナ、パレットなど）に取り付けられて使用されるＲＦＩＤタグ（以下、単に「タグ」という場合もある。）に関する。

電磁誘導の原理を利用したＲＦＩＤシステムに使用されるＲＦＩＤタグには、アンテナコイルや、不揮発性メモリおよび制御回路を含むＩＣチップが組み込まれる。

一般的なタグでは、アンテナコイルやＩＣチップは１つずつ設けられるが、目的に応じて、この一般的な構成を変更したものもある。
たとえば、特許文献１には、短距離用のアンテナを有するタグに長距離用のアンテナを有するタグを着脱可能に装着し、後者のタグを装着するか否かによってタグの交信距離を変更することが記載されている。

また、特許文献２には、ループアンテナが形成されたＩＣカードの裏面に設けられたスライド用穴にＩＣチップが装着された板状部材を装着し、板状部材をスライド移動させてＩＣチップとループアンテナとの接続・非接続を切り替えることによって、読み取りの可否を利用者が容易に切り替えできるようにすることが記載されている。

特開２００９−３０１１５８号公報 特開２００７−２３３９７９号公報

パッシブ方式のＲＦＩＤシステムが普及したことに伴い、タグのＩＣチップには、ＥＥＰＲＯＭやＦｅＲＡＭなど、電源によるバックアップが不要で安価なメモリ素子が組み込まれるようになった。しかしながら、これらのメモリ素子には、データの書き換えを繰り返すにつれてデータを保持する機能が劣化する、という欠点があるため、メモリを提供するメーカでは、書き換えが可能な回数に上限を設け、上限値以内の書き換えに限定してメモリの性能を保証するようにしている。

このような事情に鑑み、ＲＦＩＤシステムを導入している現場でも、タグの書き換え回数または使用時間が一定の基準値に達したときに、ＲＦＩＤタグを新しいものに交換するようにしている。しかし、タグの本体は堅固に形成されており、メモリの寿命が近づいても、十分に使用することが可能であるので、タグを丸ごと廃棄するのは資源を無駄にすることになる。また、タグを丸ごと交換すると、ユーザの費用負担も嵩む。

特に、ＦＡ（ファクトリーオートメーション）用の製造ラインなど、メモリの信頼性が強く求められる現場では、書き換え回数を交換の指標とし、交換の時期を判定するための基準値をメーカが設定する上限値より低い値に設定するため、書き換えの頻度が高いタグではすぐに交換の時期が到来してしまう。このため、現場では、交換に備えて多数のタグをストックする必要があり、費用負担は多大なものとなる。また、タグを交換する必要が生じたときに交換用のタグの在庫が不足していると、システムを動かすことができなくなり、処理に支障が生じるおそれがある。

本発明は上記の問題に着目し、個々のＲＦＩＤタグを使用することができる期間を従来よりも長くすることによって、ＲＦＩＤタグに要する費用を削減すると共に、ＲＦＩＤタグの保守管理を容易にすることを課題とする。

本発明は、メモリおよび制御回路を含むＩＣチップとアンテナコイルとが本体の内部に組み込まれ、制御回路に、アンテナコイルを介して外部のリーダライタと交信する機能と、この交信によりリーダライタから受信したコマンドに基づきメモリに対する情報の読み書き処理を実行する機能とが設けられた構成のＲＦＩＤタグに適用される。
本発明によるＲＦＩＤタグの本体の内部には、磁性を有するプレートを挟んでＩＣチップおよびアンテナコイルが搭載された一対の基板が対向配備される。これらの基板は、それぞれのアンテナコイルを含む面を前記プレートに対向する方向とは反対に向け、かつ互いに電気的に遮断された状態で配備される。

上記構成のＲＦＩＤタグでは、本体の各面のうち、一方の基板のアンテナコイルに対向する面をリーダライタからの電磁波を受ける前面として機能させ、他方の基板のアンテナコイルに対向する面を物品の方を向く背面として機能させることができる。このようにすれば、前面側の基板のアンテナコイルがリーダライタからの電磁波を受信したときに、このアンテナコイルに磁束が生じ、この磁束により生じた起電力により前面側の基板のＩＣチップが起動する。起動したＩＣチップは、アンテナコイルを介してリーダライタと交信し、リーダライタからのコマンドに応じてメモリに対する情報の読み書き処理を実行する。

一方、前面側の基板と背面側の基板との間には、磁性を有するプレートが設けられるため、前面側の基板のアンテナコイルに生じた磁束が背面側の基板に作用するのが防止される。したがって、背面側の基板のＩＣチップはリーダライタからの電磁波には反応せず、前面側の基板のＩＣチップのメモリのみを対象として、読み書き処理を行うことができる。

このように、リーダライタとの交信の都度、前面側の基板のメモリのみを対象にした読み書き処理が実施された結果、このメモリの寿命が近づいて取り換えが必要な時期になると、ユーザはタグを一度取り外し、前面と背面との関係を逆転させてタグを付け直す。この処理により、これまで動いていなかった基板のアンテナコイルに起電力が生じ、当該基板のＩＣチップを動作させることが可能になる。よって、読み書き処理の対象のメモリを切り替えることができる。

上記のように、本発明によれば、１個分のタグに相当する回路が搭載された基板を２枚本体内に組み込み、一方の基板を所定期間使用した後に他方の基板に使用を切り替えることができる。よって、従来の約２倍の期間、１つのタグを使用することが可能になる。

上記のタグの好ましい実施形態では、本体の外周部のプレートの厚み部分に対応する箇所に開口部が設けられ、磁性を有するプレートは、この開口部を介して本体への挿脱が可能に配備される。この構成によれば、タグ内で基板を切り替える時期が来たときにプレートを本体から抜き出すと、双方の基板のアンテナコイルがリーダライタからの電磁波を受信できる状態となる。これにより、これまで動いていなかった裏側の基板のＩＣチップもリーダライタと交信して、読み書き処理を実行できる状態となる。

よって、リーダライタは、これまで読み書き処理を行っていたＩＣチップから当該チップ内のメモリに書き込まれている全情報を読み出し、読み出した情報を、これから動作させるＩＣチップに送信してその内部のメモリに書き込ませることにより、各ＩＣチップ間での情報を整合させることができる。

タグ全体を交換する従来の方法でも、リーダライタを介して古いタグの情報を新しいタグに移し換えることが可能であるが、新・旧のタグがリーダライタの交信領域に含まれるように注意する必要がある。また、新・旧のタグの対応関係を取り違えないように注意する必要もあるなど、作業者に負担がかかる。
これに対し、上記の実施形態によれば、タグの本体からプレートを引き抜くだけで、各ＩＣチップをリーダライタと交信させることが可能になるので、情報を転送する作業を容易に行うことができる。また、各ＩＣチップは同じ本体に組み込まれているので、対応関係の取り違えが生じるおそれもない。

また上記の実施形態によれば、情報の転送が終了した後にプレートを開口部から本体に挿入すれば、以後は再び、表側の基板のＩＣチップのみを動かすことができる。したがって、使用する必要がなくなって裏側に配置されたＩＣチップがリーダライタからのコマンドに応答するのを防ぐことができ、交信対象の前面側のＩＣチップと安定した交信を行うことが可能になる。

本発明によれば、メモリの寿命が近づいても、ＲＦＩＤタグを丸ごと取り換える必要がないので、タグの交換に要するコストを削減することができる。また、交換用のタグの在庫管理の負担が軽減されるので、ＲＦＩＤタグの保守を容易に行うことが可能になる。

ＲＦＩＤシステムの構成を示すブロック図である。 ＲＦＩＤタグの第１の構成例および使用方法を示す図である。 ＲＦＩＤタグの第２の構成例および使用方法を示す図である。 ＲＦＩＤタグの第３の構成例および使用方法を示す図である。 ＲＦＩＤタグの第４の構成例を示す図である。 第４のＲＦＩＤタグの使用による変化を示す図である。 ＲＦＩＤタグの第５の構成例を示す図である。 第５のＲＦＩＤタグの使用による変化を示す図である。 ＲＦＩＤタグの第６の構成例を示す図である。

図１は、本発明が適用されるＲＦＩＤシステムの構成例を示す。
このＲＦＩＤシステムは、電磁誘導の原理を利用してパッシブ方式の交信を行うもので、物品に取り付けられるＲＦＩＤタグ１と、このＲＦＩＤタグ１に対する読み書き処理を行うためのリーダライタ２と、上位機器３（パーソナルコンピュータ、ＰＬＣなど。）とにより構成される。

リーダライタ２には、アンテナ部２０と制御部２１とが含まれる。制御部２１は、上位機器３からのコマンドを受けて、このコマンドをアンテナ部２０からＲＦＩＤタグ１に転送する。また、アンテナ部２０がコマンドを実行したＲＦＩＤタグ１から受信した応答情報は、アンテナ部２０から制御部２１へと出力され、さらに制御部２１から上位機器３へと出力される。

上記のＲＦＩＤタグ１は、たとえば工場の生産ラインで搬送されるパレットに取り付けられる。この場合には、パレットが搬送される間に、上位機器３の管理下でリーダライタ２とＲＦＩＤタグ１との間で交信が行われ、部品の管理に関する情報の読み出しや書き込みが行われる。

図２は、上記のＲＦＩＤタグ１の第１の構成例を、その使用方法とともに示す。
この実施例のＲＦＩＤタグ１は、２枚の基板１０Ａ，１０Ｂおよびフェライトを原料とする磁性体プレート１３を樹脂により封止した構成のもので、薄型の円盤状または直方体状に成形された封止樹脂がタグ１の本体１００となる。なお、図２中の２００は、タグ１が取り付けられる物品（たとえば前述したパレット）である。

基板１０Ａの一方の面には、ＩＣチップ１１Ａおよびアンテナコイル１２Ａが配備される。基板１０Ｂでも同様に、一方の面にＩＣチップ１１Ｂおよびアンテナコイル１２Ｂが配備される。以下では、基板１０Ａ，１０ＢのＩＣチップ１１Ａ，１１Ｂやアンテナコイル１２Ａ，１２Ｂが搭載される面を当該基板の表面と言い、その反対にある面を当該基板の裏面と言う。

図２では、アンテナコイル１２Ａ，１２Ｂを大きく表しているが、実際のアンテナコイル１２Ａ，１２Ｂは、基板１０Ａ，１０Ｂの表面への印刷パターンとして形成される。基板１０Ａ，１０Ｂの表面には、アンテナコイル１２Ａ，１２ＢをＩＣチップ１１Ａ，１１Ｂに接続するための回路パターンも形成される。

各ＩＣチップ１１Ａ，１１Ｂには、ＣＰＵを含む制御回路、ＥＥＰＲＯＭ，ＦｅＲＡＭなどの不揮発性メモリ、通信用の回路などが組み込まれる。

各基板１０Ａ，１０Ｂは、磁性体プレート１３を挟んで本体１０の厚み方向に沿って対向配備される。磁性体プレート１３および基板１０Ａ，１０Ｂの形状や大きさは、ほぼ同じに設定されている。また、基板１０Ａ，１０Ｂは、いずれも表面を磁性体プレート１３に対向する方向とは反対に向けて配備される。さらに、基板１０Ａ，１０Ｂは、互いに電気的に遮断されている。

なお、この実施例では、磁性体プレート１３を各基板１０Ａ，１０Ｂの裏面に接触させた状態にしているが、これに限らず、各基板１０Ａ，１０Ｂと磁性体プレート１３との間にある程度の間隙を設けてもよい。

この実施例のＲＦＩＤタグ１では、図２（１）に示すように、一方の基板１０Ｂに対向する面を物品２００に接触させて当該物品２００に取り付けられる。これにより、基板１０Ａに対向する面がリーダライタ２からの電磁波を受ける前面として機能する。よって、リーダライタ２のアンテナ部２１の交信領域にＲＦＩＤタグ１が入ると、基板１０Ａのアンテナコイル１２Ａに磁束Ｇが生じ、その磁束Ｇによる起電力によりＩＣチップ１１Ａが起動する。起動したＩＣチップ１１Ａは、アンテナコイル１２Ａを介してリーダライタ２からのコマンドを受け付け、そのコマンドを実行すると共にリーダライタ２に応答情報を返送する。この一連の処理が繰り返されることにより、適宜、ＩＣチップ１１Ａ内のメモリの情報が書き換えられる。

図２（１）中に破線で示すように、基板１０Ａのアンテナコイル１１Ａに生じた磁束Ｇは、基板１０Ａの前方の空間と磁性体プレート１３との間でループを描く状態となり、基板１０Ｂには磁束Ｇの作用は及ばない。また基板１０Ｂの裏面全体が磁性体プレート１３により覆われるので、リーダライタ２からの電磁波が基板１０Ｂのアンテナコイル１１Ｂに直接作用するおそれもない。よって、基板１０Ｂの表面が物品２００の方を向いている間にＩＣチップ１１Ｂが動作することはなく、このＩＣチップ１１Ｂのメモリは初期状態のまま維持される。

この実施例では、上記の取り付け状態によるタグ１の使用を続けた結果、ＩＣチップ１１Ａのメモリの書き換え回数が予め定められた基準値に達すると、一旦、タグ１を物品２００から取り外し、図２（２）に示すように、前面、背面の関係を逆転させて、再度、タグ１を物品２００に取り付ける。これにより、これまではリーダライタ２からの電磁波に反応しなかった基板１０Ｂのアンテナコイル１２Ｂに磁束Ｇが生じ、この磁束Ｇによる起電力によりＩＣチップ１１Ｂが起動してリーダライタ２と交信する。一方、基板１０Ａのアンテナコイル１２Ａには、もはや磁束Ｇは作用しないので、ＩＣチップ１１Ａがリーダライタ２からのコマンドに応答することはなくなる。よって、リーダライタ２は、基板１０ＢのＩＣチップ１１Ｂのみを対象にして安定した交信を行うことができ、読み書き処理の精度を確保することができる。

なお、ＩＣチップ１０Ａのメモリの書き換え回数が基準値に達したかどうかを判別するには、たとえば、ＩＣチップ１０Ａのメモリに通算の書き換え回数を書き込むようにし、ＩＣチップ１０Ａがリーダライタ２からのコマンドに応じて情報を書き換える際に、書き換え回数を更新すると共に、保守点検の際に、上位機器３よりリーダライタ２を介して書き換え回数の読み出しを命じるコマンドをタグ１に送信すればよい。タグ１からの応答情報は、リーダライタ２から上位機器３に送信されるので、上位機器３において、書き換え回数が基準値に達したかどうかを判断し、基準値に達している場合に警報を出力することができる。ユーザは、この警報により、使用するＩＣチップを切り替える必要のあるタグ１を認識することができる。

リーダライタ２の交信の対象がＩＣチップ１０Ｂに切り替えられた後も、そのメモリの書き換え回数が基準値に達したか否かを、上記と同様の方法で判断することができる。ＩＣチップ１０Ｂのメモリの書き換え回数が基準値に達した場合には、ユーザは、タグ１を新しいものに交換する必要がある。

図２の構成のＲＦＩＤタグ１によれば、２枚の基板１０Ａ，１０Ｂの基板１０Ａのみを先に使用し、その後に他方の基板１０Ｂを使用することができるので、１つのタグ１を従来の約２倍の期間使用することができる。１個分のタグの製作に要するコストを比較すると、上記実施例のタグ１の製作コストは、基板を１枚のみ含む従来型のタグを製作する場合よりも高くなるが、従来型のタグを２個製作する場合よりも製作の効率を向上することができる。また本体１０を形成する樹脂の量も減るので、トータルの費用を削減することができる。また、１つのＲＦＩＤタグを長い期間使用することができるので、取替用のタグを多数ストックする必要がなくなり、現場での保守管理が容易になる。

図３は、ＲＦＩＤタグの第２の構成例を、その使用方法と共に示す。
この実施例のＲＦＩＤタグ１Ｓにも、図２の例と同じ構成の基板１０Ａ，１０Ｂおよび磁性体プレート１３が組み込まれる。ただし、磁性体プレート１３は、樹脂で固定されずに、本体１００の中央部に形成されたスリット孔１４に挿脱可能に配備される。このスリット孔１４の両端は本体１００の外周面で開口されると共に、各開口部がそれぞれ扉１５，１６により塞がれる。

各基板１０Ａ，１０Ｂは、スリット孔１４を挟んで本体１００の厚み方向に沿って対向し、かつそれぞれの裏面をスリット孔１４に対向させた状態で、本体１００の内部に封止される。

この実施例のタグ１Ｓでも、図３（１）に示すように、基板１０Ｂに対向する面を物品２００に接触させて、当該物品２００に取り付けることにより、基板１０Ａに対向する面をリーダライタ２からの電磁波を受ける前面として機能させる。これにより、基板１０ＡのＩＣチップ１１Ａのみがリーダライタ２と交信し、ＩＣチップ１１Ａのメモリに対する読み書き処理が実施される。

また、この実施例でも、ＩＣチップ１１Ａのメモリの書き換え回数が基準値に達すると、図３（３）に示すように、タグ１Ｓを一度取り外し、前面、背面の関係を逆転させて付け直すが、その前に、これまで使用していたＩＣチップ１１Ａ内のメモリに書き込まれている情報を他方のＩＣチップ１１Ｂのメモリに転送するようにしている。

情報を転送する際には、図３（２）に示すように、磁性体プレート１３を本体１００から抜き取ることによって、基板１０Ａのアンテナコイル１２Ａに生じた磁束が基板１０Ｂのアンテナコイル１２Ｂにも及ぶようにする。これにより双方の基板１０Ａ，１０ＢのＩＣチップ１１Ａ，１１Ｂがリーダライタ２からのコマンドに応答できる状態となる。
この状態下で、作業者が上位機器３に対して情報の転送を指示する操作を行うと、上位機器３からリーダライタ２に転送処理の指令が出力され、これを受けたリーダライタ２がＩＣチップ１１Ａ，１１Ｂと順に交信することにより、ＩＣチップ１１Ａから情報を読み出し、これをＩＣチップ１１Ｂに書き込ませる。なお、ＩＣチップ１１Ａ，１１Ｂに対する交信処理は１回に限らず、情報量が多い場合には、複数サイクルにわたる交信処理を行うこともできる。

ＲＦＩＤタグ１Ｓの本体１０から磁性体シート１３を取り出す方法として、この実施例では、各扉１５，１６を開いて一方の開口部に治具を挿入し、この治具により磁性体プレート１３を他方の開口部へと押し出すようにしている。ただしこの方法に限らず、たとえば磁性体プレート１３の端縁に小さな穴を形成し、この穴に係合可能な治具を溝部１４に挿入し、上記端縁の穴に治具を引っ掛けて磁性体プレート１３を引き出すこともできる。

２個のＩＣチップを切り替えて使用できるように構成されたＲＦＩＤタグに関して、さらに４つの実施例を説明する。

図４に示す第３のＲＦＩＤタグ１Ｘでは、本体が厚み部分で二分され、一方の半体１０１がタグ１Ｘの回路を支持する支持部となり、他方の図示しない半体が回路を被覆するための蓋部として機能する。

支持部１０１の内部には、アンテナコイル１２のパターンが形成された基板１１０（以下、「コイル基板１１０」という。）が、その表面を支持部１０１の開口部に露出させた状態で固定される。コイル基板１１０のアンテナコイル１２の形成範囲の内側には、矩形状の凹部（図示せず。）が形成され、その凹部にＩＣチップ１１Ａが搭載された小基板１７Ａ（以下、「ＩＣ搭載基板１７Ａ」という。）が着脱可能に装着される。このＩＣ搭載基板１７Ａの両端縁には、それぞれ接続用の端子（図示せず。）が設けられ、コイル基板１１０の凹部の壁部にも、ＩＣ搭載基板１７ａの各端子に対応する一対の端子が設けられる。また、コイル基板１１０のアンテナコイル１２の両端部と凹部内の各端子との間には接続用のパターン１１１，１１２が形成され、ＩＣ搭載基板１７Ａの両端縁の端子とＩＣチップ１１Ａとの間にも、接続用のパターン１７１，１７２が形成される。

上記構成によれば、コイル基板１１０の凹部にＩＣ搭載基板１７ａを装着することによって、各端子や接続用のパターン１１１，１１２，１７１，１７２を介してＩＣ搭載基板１７Ａ上のＩＣチップ１１Ａとコイル基板１１０上のアンテナコイル１１０とを電気接続することができる。また、ＩＣ搭載基板１７Ａを取り外し、図４（２）に示すように、同じ構成の他のＩＣ搭載基板１７Ｂを装着することもできる。

上記構成のタグ１Ｘは、蓋部を閉じた状態で、支持部１０１の背面を物品に取り付けた状態で使用される。このタグ１Ｘがリーダライタ２の交信領域に入り、リーダライタ２からの電磁波がアンテナコイル１２に作用して起電力が発生すると、ＩＣチップ１１Ａが起動する。起動したＩＣチップ１１Ａはリーダライタ２と交信して、リーダライタ２からのコマンドに応じた読み書き処理を実行する。

この状態で毎回の交信処理が繰り返された結果、ＩＣチップ１１Ａ内のメモリの書き換え回数が基準値に達すると、作業者は、タグ１Ｘの蓋部を開けてＩＣ搭載基板１７Ａを取り外し、新しいＩＣ搭載基板１７Ｂを装着する。この後は、蓋部を閉めて、新しいＩＣ搭載基板１７ＢのＩＣチップ１１Ｂをリーダライタ２と交信させることができる。

上記の構成によれば、タグ１Ｘの本体やアンテナコイル１２を変更することなく、ＩＣ搭載基板１７Ａを取り替えるだけで良いので、本体やコイル基板１１０を、損傷が生じない限り使用することが可能になる。

図５は、第４のＲＦＩＤタグ１Ｙの構成を示す。図５（１）では、タグ１Ｙの本体１０２を厚み方向に沿って切断した面を正面として、図５（２）は、図５（１）中のコイル基板１２０の表面に沿う面を正面として、それぞれＲＦＩＤタグ１Ｙの内部構成を示す。

この実施例のタグ１Ｙの本体１０２の中央部には、直方体状の空洞部１０３が形成される。本体１０２の前面の中央部には、空洞部１０３に連なるように開口部が形成されるが、この開口部は軟質製樹脂１０５により塞がれる。

本体１０２の厚み部分の中央位置には、円盤状のコイル基板１２０が本体１０２の前面および背面に平行な姿勢で固定される。このコイル基板１２０の表面には、外周縁に沿ってアンテナコイル１２のパターンが形成される。また、コイル基板１２０の中央部には、空洞部１０３に応じた矩形状の穴１２３が形成され、この穴１２３の対向関係にある２辺にそれぞれ穴１２３の内部へと延びる接続片１２１，１２２が連続形成されている。

本体１０２の空洞部１０３には、一対のＩＣ搭載基板１８Ａ，１８Ｂを含む可動部１０４が配備される。この可動部１０４には、ＩＣ搭載基板１８Ａ，１８Ｂをそれぞれの裏面側で連結する連結部材１０６、ＩＣ搭載基板１８Ａ，１８Ｂの表面を覆う被覆樹脂１０７Ａ，１０７Ｂ、および各被覆部材１０７Ａ，１０７Ｂから突出する突き当て部材１０８Ａ，１０８Ｂが含まれる。

コイル基板１２０の接続片１２１，１２２の両面には、アンテナコイル１２に対する接続用の端子が設けられる。ＩＣ搭載基板１８Ａ，１８Ｂの接続片１２１，１２２に対応する箇所にも、上記の端子に対応する端子が設けられる。
ＩＣ搭載基板１８Ａ，１８Ｂは連結部材１０６を介して連結されているが、基板１８Ａ，１８Ｂの間は電気的に遮断されている。

なお、図５では、各ＩＣ搭載基板１８Ａ，１８Ｂに搭載されているＩＣチップを符号１１Ａ，１１Ｂにより示しているが、これらのＩＣチップ１１Ａ，１１Ｂは実際には被覆樹脂１０７Ａ，１０７Ｂにより隠された状態にある（図６〜図８も同じ。）。

各被覆樹脂１０７Ａ，１０７Ｂは、それぞれ複数のコイルバネ１０９を介して、空洞部１０３に支持される。
各ＩＣ搭載基板１８Ａ，１８Ｂを繋ぐ連結部材１０６は、コイル基板１２０の接続片１２１，１２２の間に位置づけられる。また、図５（２）に示すように、この例の連結部材１０６は、接続片１２１，１２２の並び方向に直交する方向の幅がＩＣ搭載基板１８Ａ，１８Ｂよりも長く設定されている。この連結部材１０６の短辺側の各側面は、それぞれ板バネ１３１，１３２により空洞部１０３の壁面に支持される。

図６では、図５（１）と同じ方向からタグの内部構成を示した図（上段）と、連結部材１０６の長辺側の側面を正面としてタグの内部構成を示した図（下段）とを用いて、タグ１Ｙの使用方法を示す。

まず、図６（３）を参照して、タグ１Ｙの構成に関する説明を補足する。この実施例の本体１０２の空洞部１０３の下面（裏面側の面）とＩＣ搭載基板１８Ｂを被覆する被覆樹脂１０７Ｂとの間には保持用のピン１３３が設けられる。
初期状態のタグ１Ｙでは、可動部１０４は、このピン１３３により上方（前面側）へと持ち上げられる。また、各板バネ１３１，１３２は、空洞部１０３の壁面の連結部材１０６より高い位置に一端が固定され、他端が連結部材１０６の短辺側の側面に接触した状態となる。可動部１０４は、ピン１３３および板バネ１３１，１３２、ならびに各被覆樹脂１０７Ａ，１０７Ｂを支持するコイルバネ１０９によって、突き当て部材１０８Ａを軟質性樹脂１０５に突き当てた状態で固定される。

この固定状態にあるとき、図６（１）に示すように、ＩＣ搭載基板１８Ｂの裏面とコイル基板１２０の接続片１２１，１２２とが接触し、ＩＣ搭載基板１８Ａはコイル基板１２０から離れた状態となる。これにより、アンテナコイル１２はＩＣ搭載基板１８Ｂのみに接続され、アンテナコイル１２とＩＣチップ１１Ｂとが導通した状態となる。

上記のタグ１Ｙは、軟質性樹脂１０５を含む面をリーダライタ２に対向させる前面として物品に取り付けられる。よって、このタグ１Ｙがリーダライタ２の交信領域に入り、リーダライタ２からの電磁波によりアンテナコイル１２に起電力が生じると、ＩＣ搭載基板１８ＢのＩＣチップ１１Ｂが起動する。一方、ＩＣ搭載基板１８Ａはアンテナコイル１２に接続されていない状態にあるので、ＩＣチップ１１Ａは起動しない。
よって、リーダライタ２からのコマンドには、ＩＣチップ１１Ｂのみが応答して、その内部のメモリに対する読み書き処理が実施される。

ＩＣチップ１１Ｂのメモリへの情報書き込み回数が予め定められた基準値に達すると、現場の作業者は、本体１０２の前面の開口部を塞ぐ軟質性樹脂１０５を押し込む操作を行う。この操作による押圧力は、樹脂１０５およびその下の突き当て部材１０８Ａを介して可動部１０４全体に及ぶ。

可動部１０４は、保持用のピン１３３により背面側への移動が規制されているが、このピン１３３は、比較的脆い材質の材料（セラミックなど）により構成されているため、上記の押圧力を強めることによりピン１３３が破壊される。ピン１３３が破壊されると、可動部１０４は本体１０２の背面側に変位し、これに伴って、連結部材１０６の側面に接触していた板バネ１３１，１３２の自由端が表側（図中の上方）に変位し、最終的に、図６（４）に示すように、連結部材１０６の上面の両端部に板バネ１３１，１３２の自由端が接触する状態になる。この結果、可動部１０４は、裏面側の突き当て部材１０８Ｂが空洞部１０３の面に当接する状態で固定される。

このとき、図６（２）に示すように、ＩＣ搭載基板１８Ｂはコイル基板１２０から離れ、替わって、ＩＣ搭載基板１８Ａがコイル基板１２０の各接続片１２１，１２２に接触した状態となる。よって、以後は、ＩＣ搭載基板１８ＡのＩＣチップ１１Ａがリーダライタ２からのコマンドに応答し、このＩＣチップ１１Ａ内のメモリの情報に対する読み書き処理が実施される。

上記のとおり、ＲＦＩＤタグ１Ｙでは、本体１０２の前面の開口部を塞ぐ軟質製樹脂１０５を、動作させるＩＣチップを切り替えるためのスイッチとして機能させることができる。よって、ＲＦＩＤタグ１Ｙを物品２００に取り付けたまま、容易に交信対象のＩＣチップを切り替えることができる。

次に、図７に示す第５のタグ１Ｙ´は、上記のタグ１Ｙの変形例である。よって、タグ１Ｙと共通の構成を同じ符号により示し、タグ１Ｙとは異なる構成に絞って説明する。

タグ１Ｙでは、各ＩＣ搭載基板１８Ａ，１８ＢのＩＣチップ１１Ａ，１１Ｂが搭載されていない裏面を連結部材１０６に連結したが、この実施例では、ＩＣチップ１１Ａ，１１Ｂが搭載された面を覆う被覆樹脂１０７Ａ，１０７Ｂを連結部材１０６に連結する。この連結により本体１０２の前面にＩＣ搭載基板１８Ａの裏面が対向し、裏面にＩＣ搭載基板１８Ｂの裏面が対向する状態となる。
ＩＣ搭載基板１８Ａの裏面には突き当て部材１０８が設けられる。一方、ＩＣ搭載基板１８Ｂの裏面と空洞部１０３の下面との間にはコイルバネ１０９が配備される。

可動部１０４の連結部材１０６は、ＩＣ搭載基板１８Ａ，１８Ｂよりも小さく形成される。また、可動部１０４を両側位置で支持する手段として、この実施例では、板バネ１３１，１３２に代えて、ラッチ機構１５１，１５２が設けられる。

この実施例では、コイル基板１２０に接続片１２１，１２２を設けずに、代わりに、アンテナコイル１２の端縁に接続された一対の接続部材１４１，１４２が配備される。接続部材１４１，１４２は、コ字状の導電部材であって、それぞれの短片をＩＣ搭載基板１８Ａ，１８Ｂの裏面に対向させた状態で、可変部１０４の両側位置に固定される。ＩＣ搭載基板１８Ａ，１８Ｂの接続部材１４１，１４２に対向する箇所には、それぞれ接続用の端子（図示せず。）が設けられる。

以下、図８を参照して、タグ１Ｙ´の構成を補足しつつ、その使用方法を説明する。
この実施例のタグ１Ｙ´のラッチ機構１５１，１５２は、一端部にＶ字状の切り込みが形成された可動片１５３とこれを支持するバネ１５４とにより構成される。可動片１５３の切り込みのない方の端部は空洞部１０３の壁面に固定される。切り込みが形成された方の端部も、バネ１５４を介して空洞部１０３の壁面の上記の固定位置より下方に取り付けられる。

初期状態のタグ１Ｙ´では、図８（３）に示すように、ＩＣ搭載基板１８Ｂ側の被覆樹脂１０７Ｂの側面がラッチ機構１５１，１５２により支持され、これにより可動部１０４は、ＩＣ搭載基板１８Ａ側の突き当て部材１０８Ａを軟質性樹脂１０５に当接させた状態で支持される。このとき、図８（１）に示すように、各接続部材１４１，１４２の表面側の短片ｐ１，ｐ２とＩＣ搭載基板１８Ａとが接触した状態となり、これにより、アンテナコイル１２とＩＣ搭載基板１８Ａとが導通した状態となる。よって、リーダライタ２からの電磁波によりアンテナコイル１２が作動して起電力が生じると、ＩＣ搭載基板１８ＡのＩＣチップ１１Ａが起動し、リーダライタ２からのコマンドに応答する。

上記の交信が繰り返し実施された結果、ＩＣチップ１１Ａのメモリの書き換え回数が規定値に達すると、作業者は軟質性樹脂１０５を押し込む操作を行う。この操作による押圧力は軟質性樹脂１０５およびその下の突き当て部材１０８Ａを介して可動部１０４全体に伝わり、可動部１０４は裏面側へと変位する。この変位に伴ってラッチ機構１５１，１５２の各可動片１５３，１５４が回転し、図８（４）に示すように、被覆樹脂１０７Ｂの表側の上部の端縁部に可動片１５３，１５４の切り込み部が係合して、可動部１０４の変位した状態が固定される。このとき、図８（２）に示すように、ＩＣ搭載基板１８Ａは接続部材１４１，１４２から離れ、代わりに、ＩＣ搭載基板１８Ｂが接続部材１４１，１４２の短片ｑ１，ｑ２に接触する状態になる。これによりアンテナコイル１２への接続が、ＩＣ搭載基板１８ＡからＩＣ搭載基板１８Ｂに切り替えられ、リーダライタ２からのコマンドにはＩＣチップ１１Ｂが応答するようになる。

図９は、ＲＦＩＤタグの第６の構成例を示す。これまでの実施例のＲＦＩＤタグが機械的にアンテナコイルとＩＣチップとの接続を切り替えるものであったのに対し、この実施例のＲＦＩＤタグ１Ｚは、ソフトウェアにより接続を切り替える。

具体的に、この実施例のＲＦＩＤタグ１Ｚの本体１６０には、１枚の基板１６２が導入される。この基板１６２には、一対のＩＣチップ１１Ａ，１１Ｂ、アンテナコイル１２、および各ＩＣチップ１１Ａ，１１Ｂとアンテナコイル１２との接続を切り替えるための制御用のＩＣチップ１６１（以下、「切替制御用ＩＣ１６１」という。）が配備される。なお、これらの構成は、基板１６２の片面に集中させてもよいが、電気的な接続関係が確保できるのであれば、基板１６２の両面に分けて配置してもよい。

初期状態の切り替え制御用ＩＣ１６１は、ＩＣチップ１１Ａとアンテナコイル１２との接続経路を導通させる一方、ＩＣチップ１１Ｂとアンテナコイル１２との接続経路を遮断する。リーダライタ２からの電磁波によりアンテナコイル１２に起電力が生じると、まず切替制御用ＩＣ１６１が起動し、ついでＩＣチップ１１Ａが起動する。これにより、ＩＣチップ１１Ａは、リーダライタ２と交信し、リーダライタ２からのコマンドに応じてメモリに対する読み書き処理を実行する。

切替制御用ＩＣ１６１も、リーダライタ２と交信する機能を備えるが、通常のコマンドには反応せず、アンテナコイル１２に対する接続の切替を指示する特別のコマンドにのみ反応する。このコマンドがリーダライタ２から送信されると、切替制御用ＩＣ１６１は、ＩＣチップ１１Ａとアンテナコイル２との接続経路を遮断し、代わりにＩＣチップ１１Ｂとアンテナコイル１２との接続経路を導通させる。これにより、以後は、ＩＣチップ１２Ｂがリーダライタ２と交信するようになる。

なお、リーダライタ２からＲＦＩＤタグ１にアンテナコイル１２に対する接続の切替を指示するコマンドを送信するには、たとえば、上位機器３に対して、作業者が接続の切替を指示する操作を行い、この操作を受けた上位機器３からリーダライタ２に切替を指示するコマンドを送り、これをリーダライタ２がＲＦＩＤタグに転送する。または、ＩＣチップ１１Ａにメモリの書き換えを指示する交信を行う都度、ＩＣチップ１１Ａから書き換え回数を含む応答情報を送信し、上位機器３において、その応答情報に含まれる書き換え回数と基準値とを照合し、書き換え回数が基準値に達したと判断したときに切替を指示するコマンドを送信してもよい。

上記構成のＲＦＩＤタグ１Ｚによれば、本体の取り付け状態を変更することなく、アンテナコイル１２に対する各ＩＣチップ１１Ａ，１１Ｂの接続状態を切り替えることができる。なお、ＲＦＩＤタグ１Ｚの本体１６０に切替用のスイッチを設けることが可能であれば、このスイッチを切り替えることにより、リーダライタ２と交信を行うＩＣチップを切り替えてもよい。

図９に示した構成のＲＦＩＤタグ１Ｚによれば、アンテナコイル１２に対する接続を容易に切り替えることができる。したがって、このＲＦＩＤタグ１Ｚに関しては、各ＩＣチップにそれぞれ異なる種類のメモリを組み込み、タグ１Ｚが使用される環境に応じて、アンテナコイルに接続するＩＣチップを切り替えるようにしてもよい。

たとえば、ＦｅＲＡＭとＥＥＰＲＯＭとでは、ＦｅＲＡＭの方が書き換えが可能な回数が多いが、高温に対してはＥＥＰＲＯＭの方が耐久性が高いので、通常の環境では、ＦｅＲＡＭを含むＩＣチップの方をアンテナコイルに接続し、高温の環境下で使用する場合にはＥＥＰＲＯＭを含むＩＣチップの方をアンテナコイルに接続することができる。

なお、ＩＣチップが１つしか設けられないＲＦＩＤタグでも、図９の構成を適用してアンテナコイルとＩＣチップとの接続状態を切り替えるようにすれば、たとえば、ＲＦＩＤタグがＩＣチップの情報を読み取られたくないエリアを通過する場合などに、一時的にＩＣチップとアンテナコイルとの接続を遮断することができる。

加えて、図２および図３に示した実施例のＲＦＩＤタグ１，１Ｓでも、表と裏との関係を逆転させるだけで交信対象のＩＣチップを変更することができるので、同様に、各ＩＣチップ１１Ａ，１１Ｂにそれぞれ異なる種類のメモリを組み込み、タグ１，１Ｓが使用される環境に応じて、交信対象のＩＣチップを切り替えるようにしてもよい。

１，１Ｓ ＲＦＩＤタグ
２ リーダライタ
１０Ａ，１０Ｂ 基板
１１Ａ，１１Ｂ ＩＣチップ
１２Ａ，１２Ｂ アンテナコイル
１３ 磁性体プレート
１４ スリット孔
１００ 本体

Claims (10)

1. ＲＦＩＤタグと、
   前記ＲＦＩＤタグと交信するリーダライタと、
   前記リーダライタと交信するコンピュータと、を備えるＲＦＩＤシステムであって、
   前記ＲＦＩＤタグは、
   メモリおよび制御回路を含む１対のＩＣチップとアンテナコイルとが本体の内部に組み込まれ、
   前記制御回路は、
   前記アンテナコイルを介して前記リーダライタと交信する機能と、
   前記リーダライタから受信したコマンドに基づき前記メモリに対する情報の読み書き処理を実行する機能と、
   情報書き換え回数を前記メモリに書き込み、且つ前記コマンドに基づき情報の書き換えをするときに当該情報書き換え回数を更新する機能と、
   前記情報書き換え回数を、前記リーダライタを介して前記コンピュータに送信するための機能と、を含み、
   前記コンピュータは、
   受信した前記情報書き換え回数と予め定めた値とを比較し、比較結果に基づく情報を出力する機能を含み、
   前記情報を出力する機能による出力情報は、前記ＲＦＩＤタグと交信するＩＣチップを、前記１対のＩＣチップのうち、前記情報書き換え回数の送信元であるＩＣチップとは異なる方への切替えを指示する切替コマンドを含む、ＲＦＩＤシステム。
2. 前記情報を出力する機能による出力情報は、さらに、前記情報書き換え回数が前記予め定めた値に達していることを示す警報を含む、請求項１に記載のＲＦＩＤシステム。
3. 前記１対のＩＣチップそれぞれは、前記アンテナコイルと電気的に接続され、
   前記ＲＦＩＤタグの前記本体の内部には、さらに、前記アンテナコイルに対する前記１対のＩＣチップそれぞれの接続状態を切替える切替制御ＩＣが組み込まれる、請求項１または２に記載のＲＦＩＤシステム。
4. 前記切替制御ＩＣは、前記リーダライタから前記切替コマンドを受信すると、前記リーダライタと交信するＩＣチップを切替えるように、前記アンテナコイルに対する前記１対のＩＣチップそれぞれの接続状態を切替える、請求項３に記載のＲＦＩＤシステム。
5. 前記本体は、さらに切替用スイッチを有し、
   前記切替制御ＩＣは、前記切替用ステッチの切替えに従い、前記リーダライタと交信するＩＣチップを切替えるように、前記アンテナコイルに対する前記１対のＩＣチップそれぞれの接続状態を切替える、請求項３または４に記載のＲＦＩＤシステム。
6. 前記本体の内部には、磁性を有するプレートを挟んで一対の基板が対向配備され、
   各基板はＩＣチップおよびアンテナコイルが搭載され、且つ各基板のアンテナコイルを含む面を前記プレートに対向する方向とは反対に向け、かつ互いに電気的に遮断された状態で配備される、請求項１または２に記載のＲＦＩＤシステム。
7. 前記プレートは、前記本体への挿脱が可能に配備され、
   前記プレートが前記本体から抜き出されたとき、
   前記リーダライタは、前記１対のＩＣチップのうち、前記情報書き換え回数の送信元のである一方のＩＣチップに当該ＩＣチップのメモリの情報を読出させ、読出された情報を他方のＩＣチップに送信し、そのメモリに書き込ませる、請求項６に記載のＲＦＩＤシステム。
8. 前記本体の内部において、前記１対のＩＣチップそれぞれと、前記アンテナコイルとは、分離可能に接続される、請求項１または２に記載のＲＦＩＤシステム。
9. 前記本体は、ユーザが外部から押圧操作する操作部を有し、
   前記１対のＩＣチップは可動部材に連接されて、且つ前記可動部材は、前記操作部の押圧操作に連動して、前記１対のＩＣチップの一方を前記アンテナコイルから分離するように移動させる、請求項８に記載のＲＦＩＤシステム。
10. 前記１対のＩＣチップそれぞれのメモリの種類は異なる、請求項１から９のいずれか１項に記載のＲＦＩＤシステム。

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