JP5909574B1 - 印字用器具、印字検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成で実際の印字対象物に対して印字ができ、かつどの印字対象物への印字動作であるかを特定することができる印字用器具、印字検出方法を提供する。【解決手段】 印字用対象物１００に対して印字を行う印字部２０、外部のリーダ装置２００からの電磁波に基づいて高周波電流を生じさせる通信路５０、通信路５０に対して導体間の接続または電磁結合によって接続されていると共に、ＩＣタグ１１０を高周波電流に基づく電磁誘導に基づいて検出するコイル状のタグ検出部３０、タグ検出部３０に対して電気的に接続されると共に通信路５０に対して電気的に非接触であり、高周波電流に基づいて外部に電磁波を放射するアンテナ部４０を備え、印字部２０は、筒状体の内部に配置されていて、この筒状体から出没自在に設けられていて、タグ検出部３０は、筒状体のうち印字部２０が出没する端面側に設ける。【選択図】図１

Description

本発明は、ＩＣタグを組み込んだ各種の部材の個体識別を行い易くするための印字用器具、印字検出方法に関する。

ＩＣタグの小型化に伴って、近年、種々のものにＩＣタグを組み込んだものが考案されつつある。そのようなものとしては、たとえば、特許文献１および特許文献２に開示の技術内容がある。特許文献１には、実際の押印と同様の操作性で電子署名を行うことが可能であり、秘密鍵の不正使用を防止することが可能であるＩＣ印鑑システムが開示されている。このＩＣ印鑑システムは、ネットワークに接続され、電子署名を行う電子書類を選択させる通信用端末と、公開鍵暗号化技術に基づいた秘密鍵を格納すると共に、秘密鍵を用いて電子書類に応じた電子署名を生成するＩＣ印鑑と、ＩＣ印鑑の押印を検出することによって通信用端末とＩＣ印鑑とを無線通信可能に接続するリーダライタ装置とを備え、通信用端末は、ＩＣ印鑑によって生成された電子署名をリーダライタ装置経由で受信し、受信した電子署名と対応する電子書類とをネットワークを介して外部の装置に送信するものとしている。

また、特許文献２には、特定の発行者以外の者が不正に捺印を行うことを防止した電子印鑑装置について開示されている。この電子印鑑装置は、読み書き自在なＩＣチップが取付けられたＩＣチップ付きシールを印章として発行する電子印鑑装置であって、ＩＣチップ付きシールを支持しかつつづら折状に折りたたまれた支持体を保持するシール保持手段と、ＩＣチップ付きシールの印字面に当該シールの発行者の名前若しくは名称に関する情報を印字する印字手段と、ＩＣチップに書き込まれる捺印情報を取得する捺印情報取得手段と、捺印情報をＩＣチップに対して書き込む捺印情報書き込み手段と、シール保持手段を送出しかつ捺印対象物にＩＣチップ付きシールを貼り付ける貼付け手段と、を有している。

特開２００４−９０８１３号公報（図１、図３参照） 特開２００９−２５５２９５号公報（図１、図３、図４参照）

上述したような技術内容では、次のような問題がある。すなわち、特許文献１に開示のＩＣ印鑑システムでは、ＩＣ印鑑の刻印面をリーダライタ装置に接触させることで実際の押印操作と同様の操作性を保つことができるが、この操作により選択された電子書類に対して電子署名を関連づけるというものであり、実際の紙に押印するものではない。また、このＩＣ印鑑システムでの認証には秘密鍵暗号方式を採用する必要があり、簡易な構成ではない。

また、特許文献２に開示の電子印鑑装置では、ＩＣチップ付きのシールを生成して実際の捺印対象物に対して貼付することができるが、捺印毎にＩＣチップ付きシールを生成する必要があるため、内蔵されている空のＩＣチップがなくなると、装置に空のＩＣチップを補充しなければならず、何回も押印する場合には作業効率が低下する恐れがある。また、この電子印鑑装置にはＩＣチップに情報を書き込むと共にシールとして貼付できるようにする機構を備えさせる必要があり、簡易な構成ではない。

本発明は上記のいずれかの事情にもとづきなされたもので、その目的とするところは、簡易な構成で実際の印字対象物に対して印字ができ、かつどの印字対象物への印字動作であるかを特定することができる印字用器具および印字検出方法を提供しよう、とするものである。

上記課題を解決するために、本発明の第１の観点によると、印字用対象物に設けられているＩＣタグを検出するための印字用器具であって、印字用対象物に対して印字を行う印字部と、外部のリーダ装置からの電磁波に基づいて高周波電流を生じさせる通信路と、通信路に対して導体間の接続または電磁結合によって接続されていると共に、ＩＣタグを高周波電流に基づく電磁誘導に基づいて検出するコイル状のタグ検出部と、タグ検出部に対して電気的に接続されると共に通信路に対して電気的に非接触であり、高周波電流に基づいて外部に電磁波を放射するアンテナ部と、を備え、印字部は、筒状体の内部に配置されていて、この筒状体から出没自在に設けられていて、タグ検出部は、筒状体のうち印字部が出没する端面側に設けられている印字用器具が提供される。

また、本発明の他の側面は、上述の発明において、アンテナ部は、複数回折り返された九十九折形状に設けられていると共に、通信路は、複数回折り返された九十九折形状に設けられている、ことが好ましい。

また、本発明の他の側面は、上述の発明において、アンテナ部は、筒状体の外壁面に設けられ、通信路は、アンテナ部に直接接触しない状態で、筒状体の外壁面に設けられている、ことが好ましい。

また、本発明の他の側面は、上述の発明において、印字部の外壁面には、通信路が設けられていて、アンテナ部は、筒状体の外壁面に設けられ、さらに筒状体の外壁面には、タグ検出部に連続しつつも中途部でアンテナ部と電気的に接触しない状態で延長導体部が設けられ、印字部で印字用対象物に押印する際には、延長導体部は、通信路に対して非接触の状態で対向し、高周波電流が流れる場合には、電磁結合を生じさせると共に、印字部で印字用対象物へ押印しない場合には、延長導体部は、通信路に対して離間することで、電磁結合が解消される、ことが好ましい。

また、上記課題を解決するために、本発明の第２の観点によると、通信路と、アンテナ部と、印字部と、タグ検出部とを有する印字用器具が、印字用対象物に設けられているＩＣタグを検出するための印字検出方法であって、通信路が、外部のリーダ装置からの電磁波に基づいて高周波電流を生じさせる通信ステップと、印字部が、印字用対象物に対して印字動作を行う印字ステップと、タグ検出部が、通信路に対して導体間の接続または電磁結合によって接続されていると共に、ＩＣタグを高周波電流に基づく電磁誘導に基づいて検出するステップと、アンテナ部が、タグ検出部に対して電気的に接続されると共に通信路に対して電気的に非接触であり、高周波電流に基づいて外部に電磁波を放射する放射ステップと、を有する印字検出方法が提供される。

本発明によると、簡易な構成で実際の印字対象物に対して印字ができ、かつどの印字対象物への印字動作であるかを特定することが可能となる。

本発明の一実施の形態に係る印字用器具の基本構成を示すブロック図である。 図１における印字用器具のアンテナ部と検出部と通信路を抽出した具体的構成の外観を示す図である。 図１における信号中継部のアンテナ部がストレート形状に設けられ、かつ通信路に対してアンテナ部が平行するように設けられている構成例を示す図である。 図１における信号中継部のアンテナ部がストレート形状に設けられ、かつ通信路に対して九十九折り形状のアンテナ部が直行に設けられている構成例を示す図である。 図１における信号中継部のアンテナ部が九十九折（つづら折）形状にすることでコンパクトに出来ることを示す図である。 図１の信号中継部におけるアンテナ部の九十九折形状を保護するカバーの構成例を示す図であり、（ａ）は側面図で、（ｂ）は正面断面図である。 図１の信号中継部においてタグ検出部と通信路を物理的に切り離されているが、電磁的に結合されていることを示す図である。 図８に示す構成における感度パターンの一例を示す図である。 図４に示すような信号中継部において、ストレート形状のアンテナ部の角度配置を示す図である。 図１０に示すストレート形状のアンテナ部と通信路を有する信号中継部の最小構成例を示す図である。 図１０に示すストレート形状のアンテナ部を有する信号中継部において、通信路が、タグ検出部およびアンテナ部とは電気的な導通が取れる状態で直接接続されていない構成を示す図である。 図１１に示すストレート形状のアンテナ部の感度パターンの一例を示す図である。 図１３は、図１における印字用器具１０の具体的な構成例である印字用器具１０Ａを示す斜視図である。 図１４は、図１３のＸ１側から印字用器具１０Ａの底面を示した見た図で、（ａ）はタグ検出部が印面全体を取り囲んでいる図で、（ｂ）はタグ検出部を小型タグの寸法に合わせて小さくした場合の図である。 図１５は、筒状部１３３のみの外観を示す図であり、（ａ）は、図１３のＺ２方向から筒状部１３３のみを示した図であり、（ｂ）は、図１３のＺ１方向から筒状部１３３を示した図であり、（ｃ）は、（ｂ）に示す筒状部１３３の変形例を示す図である。 図１６は、図１３とは異なる印字用器具１０の他の実施形態を示す図である。 図１７は、図１６に示す筒状部１６１と胴部１３３Ｂについて示した図であり、（ａ）は筒状部１６１の正面図（Ｚ２方向から示した図）、（ｂ）は胴部１３３Ｂの正面図（Ｚ２方向から示した図）、（ｃ）は、胴部１３３Ｂの背面図（Ｚ１方向から示した図）である。 図１８は、図１６のＸ１側から胴部１３３Ｂの底面を示した図で（a）はタグ検出部が印面全体を取り囲んでいる図で、（b）はタグ検出部を小型タグの寸法に合わせ小さくした場合の図である。 図１９は、印字用器具１０の押印動作時の通信路５０Ｂと導体延長部７０Ｂとの配置関係と電磁結合の状態を説明するための図である。

以下、本発明の一実施の形態に係る、印字用器具１０について説明する。最初に、印字用器具１０の基本構成について説明するものとし、その後に、印字用器具１０の基本構成を適用した印字用器具１０Ａについて説明する。

なお、以下の構成においては、通信路５０の長手方向をＸ方向とし、図３における右側をＸ１側、それとは逆側をＸ２側とする。また、図３において、Ｘ方向に直交する方向をＹ方向とし、図３において奥側をＹ１側とし、それとは逆の手前側をＹ２側とする。ただし、これらを用いずに説明する場合もある。

＜１−１．印字用器具の基本構成について＞
図１は、本実施の形態の印字用器具１０の基本構成を示すブロック図である。この印字用器具１０は、たとえば、検査用のスタンプなどであり、信号中継部１１と、印字部２０とを有していて、信号中継部１１は、タグ検出部３０と、アンテナ部４０と、通信路５０とを備えている。

印字部２０は、検査印スペース１００に対して印字をする部分である。たとえば、後述する図１３等に示す印字用器具１０Ａでは、印字用対象物１００に押印する部分が印字部２０に対応する。なお、検査印スペース１００としては、ＩＣタグ１１０が取り付けられているシートまたはプレートあるいは、検査される側の例えば装置表面の牽引を押す場所が該当する。

タグ検出部３０は、巻数の少ないコイル状部分（ループアンテナ）であり、１ターンから２〜３ターン程度の巻数に設けられている。なお、図８他では１ターンの場合を示しているが、1ターンに限定されるものではなく、巻数は、ループアンテナの感度にあわせた巻き数が望ましく、幾つであっても良いが良好な感度を得る場合、コイル径が小さいほどターン数は多くなる。このタグ検出部３０は、検査印スペース１００に取り付けられているＩＣタグ１１０と近接して通信を行う部分であり、いわば磁界アンテナに相当する。

また、アンテナ部４０は、電界アンテナである放射アンテナに対応する部分であり、タグ検出部３０の部分に多くの高周波電流を誘起させて送り込む役割がある。この役割がリーダ装置２００から放射される電磁波によって、アンテナ部４０を含めた導体部分により多くの高周波電流が流れ、その高周波電流によってより大きな定在波が発生し、その定在波に基づいて、リーダ装置２００との間で通信が可能となる。

ここで、リーダ装置２００から放射される電磁波の波長をλとすると、アンテナ部４０は、λ／４程度の長さを有しているアンテナ部分であり、その一端側でタグ検出部３０に電気的に接続されている。なお、通常は、タグ検出部３０とアンテナ部４０とは、同一の線材を用いて構成されている。しかしながら、タグ検出部３０とアンテナ部４０とは、別体的な線材であっても良く、それら別体的な線材を電気的に接続して構成されても良い。なお、λ／４程度とは、正確にλ／４の長さを有しているものも該当するが、概ねλ／４程度の長さであっても良い。すなわち、λ／４から長さがずれると、高周波電流の誘起が減少し最終的にタグ検出部３０の感度を低下させる方向に影響を与える。この感度低下が実用限度内であれば多少のずれた長さであっても良い。

また、通信路５０は、リーダ装置２００から放射される電磁波によって高周波電流が流れる部分である。かかる通信路５０を流れる高周波電流により、上記のタグ検出部３０およびアンテナ部４０を含めた導体部分に、定在波を形成する。そして、所定の位置、例えば半波長の位置ごとに、定在波のヌル点（節目となる点；高周波電流の大きさが０または最小となる点）を形成する。

リーダ装置２００は、たとえば９２０ＭＨｚといった所定の周波数の電磁波を送受信する装置である。検査印スペース１００に移動を伴って検査印を押して回るような場合など、このリーダ装置２００は、ハンディタイプであることが好ましい。また、リーダ装置２００は、インターネットのようなコンピュータネットワークに接続可能なものが望ましい。そして、リーダ装置２００で読み取った情報を、リーダ装置２００とは異なる外部のデータベースに保存可能としていることが好ましい。いわば、リーダ装置２００は、モノのインターネット（Internet of Things；IoT）の構成要素であることが好ましい。

ところで、上述した図１に示す印字用器具１０の信号中継部１１を、より具体的に示すと、図２から図５に示すようなイメージとなる。図２は、信号中継部１１のアンテナ部４０がストレート形状に設けられ、かつ通信路５０に対してアンテナ部４０が直交するように設けられている構成例を示す図である。図３は、信号中継部１１のアンテナ部４０がストレート形状に設けられ、かつ通信路５０に対してアンテナ部４０が平行に設けられている構成例を示す図である。また、図４は、信号中継部１１のアンテナ部４０が九十九折（つづら折）形状に設けられている構成例を示す図である。

図２に示す構成においては、アンテナ部４０は、ストレート形状に設けられていて、その線長は、λ／４となるように設けられている。かかる図２に示す構成では、アンテナ部４０は、モノポールアンテナに相当するものであり、アンテナ部４０は、通信路５０の長手方向（Ｘ方向）に対して直交するＹ方向に延伸する配置となっている。

また、図３に示す構成も、図２に示す構成と同様に、アンテナ部４０は、ストレート形状に設けられていて、その線長は、λ／４となるように設けられている。また、アンテナ部４０は、通信路５０に対しては電気的に直接接触しない構成とすることが必要である。ただし、図３に示す構成では、アンテナ部４０は、通信路５０に対して平行に設けられていて、しかも互いに近接対向するように設けられている。このようにすることで、図３に示す構成では、図２に示す構成と比較して、幅方向に突出する部位が存在しない構成とすることが可能となっている。

かかる図３に示す構成においては、アンテナ部４０と通信路５０とが対向している部分では、その電流が必ず平行で逆向きとなる。しかも、図３に示す構成では、ヌル点Ｔ（０）とヌル点Ｔ（１）とは、近接した位置に位置していて、アンテナ部４０および通信路５０の長手方向では、概ね同じ位置に位置している。そのため、アンテナ部４０に流れる電流は、このアンテナ部４０と近接対向する通信路５０を流れる逆方向の電流で打ち消され、アンテナ部４０の放射アンテナとしての機能（より遠くまで感度を維持する機能）がなくなる、という問題がある。

図４に示す構成においては、アンテナ部４０が九十九折形状に曲げられている。この場合も、アンテナ部４０の線長は、λ／４となるように設けられている。この図４に示す構成のように、アンテナ部４０が九十九折形状に曲げられていることにより、全体的にコンパクトな構成とすることが可能となっている。しかも、九十九折形状のように、アンテナ部４０の折り曲げ部位を多くすると、ヌル点Ｔ（０）とヌル点Ｔ（１）とは離れる。そのため、アンテナ部４０側に流れる高周波電流と、通信路５０に流れる高周波電流の位相が、図３に示す場合から変化し、上記したような電流の打ち消し効果が減じられる。

また、図５に示す構成では、アンテナ部４０を九十九折形状とすることで多少アンテナ感度が損なわれるもの、一層のコンパクト化が可能であることを示している。さらに、図６は、高周波電流が流れる方向が、通信路５０に対して直交する部分を長くすることができる。ここで、電磁気学においては、直交関係の電流では、相互干渉がなくなるので、アンテナ部４０のアンテナ機能がさほど弱くならずにタグ検出部３０周辺の構造を出っ張りの少ないコンパクト構造にまとめることができる。

ここで、アンテナ部４０は、通信路５０に対しては電気的に直接接触しない構成とすることが必要である。そのような構成とするために、アンテナ部４０と通信路５０の間に、樹脂等のような絶縁部材を配置する構成としても良い。また、アンテナ部４０と通信路５０を構成する線材のうち少なくとも一方を、エナメル線のような絶縁被膜で覆われた線材によって構成しても良い。

＜１−２．基本構成に関する効果＞
以上のような構成の信号中継部１１を備えた印字用器具１０およびこの印字用器具１０の印字検出動作によると、信号中継部１１は、通信路５０と、タグ検出部３０と、アンテナ部４０とを備えているが、通信路５０では、外部のリーダ装置２００からの電磁波に基づいて高周波電流を生じさせる。この高周波電流の効果的な発生の方法は、リーダ装置２００を通信路５０に近接させ、さらにリーダ装置２００からの放射電磁波方向が通信路５０の長手方向（Ｘ方向）に向くように配置する。また、タグ検出部３０は、通信路５０に対して電気的に接続されていると共に、ＩＣタグ１１０を高周波電流に基づく電磁誘導に基づいて検出するコイル状の部分である。また、アンテナ部４０は、タグ検出部３０に対して電気的に接続されると共に通信路５０に対して電気的に非接触であり、外部空間に向けて、高周波電流に基づいて電磁波を放射している。また、印字用器具１０は、印字部２０を備えていて、その印字部２０は、ＩＣタグ１１０を備える検査印スペース１００に対して印字をする部分である。また、アンテナ部４０は、複数回折り返された九十九折形状に設けられていると共に、通信路５０は、複数回折り返された九十九折形状に設けられている。これにより、通信路５０が、印字用器具１０の寸法よりも大きな１/４波長サイズとなる場合には通信路５０を九十九折形状とすることで手の平に収まるような印字用器具１０となり、小型化させることができる。

このような構成および印字検出動作を採用することにより、通信路５０は、外部のリーダ装置２００から放射される電磁波に基づいて、高周波電流を導通させることができ、この状態で印字部２０が印字動作を行うと、検査印スペース１００のＩＣタグ１１０が検出され、その検知された情報を外部に送信することが可能となる。これにより、ＩＣタグ１１０から読み取った情報からどの検査印スペース１００に対して印字したのかを特定することができる。

なお、図４に示すように、アンテナ部４０は、複数回折り返された九十九折形状に設けることも可能である。この場合には、九十九折の分だけアンテナ部４０を全体的にコンパクトな構成とすることが可能となる。しかも、九十九折形状のように、アンテナ部４０がコンパクトになると、アンテナ部４０側のヌル点Ｔ（０）と通信路５０側のヌル点Ｔ（１）とは離れるので、それらの間での電流の打ち消し効果が減じられる。また、アンテナ部４０を九十九折形状とすると、アンテナ部４０には通信路５０に対して直交する成分が多くなるので、アンテナ部４０のアンテナ機能がさほど弱くならずに済む。しかしながらアンテナ部４０は、コンパクトになるほどアンテナ感度が低い方向に向かうので、印字部２０の邪魔にならない程度とするのが好ましい。

また、図３に示すように、アンテナ部４０は、ストレート形状に設けられていて、かつ通信路５０に対向するように設けることも可能である。この場合には、図２に示すような構成と比較して、幅方向に突出する部位が存在しない構成とすることが可能となる。そのため、狭い場所でもＩＣタグ１１０を検出することが可能となる。なお、この場合は、アンテナ部４０のまわりの外部空間に対するアンテナ機能が無くなるので、ＩＣタグ１１０を検出する領域が減少する。

＜２−１．九十九折形状のアンテナ部の応用例について＞
続いて、図５で説明した信号中継部１１における九十九折形状のアンテナ部４０の応用例を以下に説明する。図６は、信号中継部１１におけるアンテナ部４０の九十九折形状の別の構成例を示す図である。なお、図６に示す構成では、アンテナ部４０を９０度倒すことによって、図５に示す構成となる。ただし、九十九折部分のアンテナ部４０が、図５に示す構成よりも、Ｙ方向に突出する長さが短い場合には、図６に示すような九十九折部分のアンテナ部４０を採用するのが有利な場合がある。

また、図６は、信号中継部１１の保護カバー６０で保護する構成例を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面断面図を示している。この図６に示す構成では、通信路５０は、λ／４の長さかそれ以上の長さを有している。また、少なくともアンテナ部４０は、樹脂等のような電気的な絶縁性を有する材質で形成された保護カバー６０で覆われていて、通信路５０の一部も、その保護カバー６０で覆われている。

通信路５０の長さが、λ／４といった短い長さであっても、アンテナ部４０と通信路５０とで共振を生じ、タグ検出部３０におけるＩＣタグ１１０の検出と、アンテナ部４０における放射アンテナとしての機能を発揮させることができる。

また、図７は、信号中継部１１において、通信路５０が、タグ検出部３０およびアンテナ部４０とは電気的な導通が取れる状態で直接接続されていない構成を示す図である。この構成では、タグ検出部３０から更にＸ１側に向かい、延長導体部７０が延伸している。延長導体部７０は、通信路５０に対して、互いに近接対向するように設けられている。そのため、延長導体部７０と通信路５０は、電磁結合によって、電気的に接続された状態となっている。このとき、コンデンサと同様に、延長導体部７０と通信路５０の間が狭いほど、電磁結合が強くなる。このように、延長導体部７０と通信路が物理的に別体とすることで、タグ検出部３０とこれに続くアンテナ部４０を１つの部品化ができ、故障時などの部品交換をし易くすることができる。

かかる図７に示すような構成を採用する場合には、タグ検出部３０と通信路５０との接続を、たとえばはんだ接合や、接点を設けた接合とする場合と比べて、電気的な接続のための手間を省略することが可能となる。

なお、上述した九十九折形状のアンテナ部４０と同様に、延長導体部７０と通信路５０とは、電気的に直接接触しない構成とすることが必要である。そのような構成とするために、延長導体部７０と通信路５０の間に、樹脂等のような絶縁部材を配置する構成としても良く、延長導体部７０と通信路５０を構成する線材のうち少なくとも一方を、エナメル線のような絶縁被膜で覆われた線材によって構成しても良い。

ここで、図７に示すような構成の感度パターンの一例を図８に示す。図８に示すように、タグ検出部３０の感度領域Ｓ１は、この部分が磁界アンテナであるため、非常に狭い領域となっている。一方、遠くまで感度を維持した通信が可能な放射電磁波で動作するアンテナ部４０と通信路５０と延長導体部７０のそれぞれの感度領域は重ね合わされて、感度領域Ｓ１と比較して非常に広い領域を有する感度領域Ｓ２が形成される。

なお、上述した各構成のうち、図８に示す構成では、タグ検出部３０に連続するように延長導体部７０が設けられていると共に、この延長導体部７０は、通信路５０に対して非接触の状態で対向して対向部位を形成し、高周波電流が流れる場合には、この対向部位で電磁結合を生じさせている。このため、タグ検出部３０と通信路５０との接続を、たとえばはんだ接合や、接点を設けた接合とする場合と比べて、電気的な接続のための手間を省略することが可能となる。また、延長導体部７０と通信路５０の間が機械的に接続されていないので、たとえば伸縮可能な印字用器具１０への適用が容易となる。

＜２−２．ストレート形状のアンテナ部の応用例について＞
続いて、図３で説明したストレート形状のアンテナ部４０の応用例を以下に説明する。図９は、図３に示すような信号中継部１１において、ストレート形状のアンテナ部４０の角度配置を示す図である。図９のようなストレート形状のアンテナ部４０を有する印字用器具１０においては、通信路５０をグランドアースと見た場合に、Ｘ方向に対して９０度をなすようにアンテナ部４０が配置されている場合に、モノポールアンテナとして最大の能力を発揮する。この９０度の角度配置の場合が、図９において破線で示されている。

これに対して、図１０において実線で示すように、Ｘ方向に対してなす角度が０度となる位置までアンテナ部４０を倒すと、アンテナ部４０はＹ方向に突出しなくなるので、印字用器具１０は、突出部分の存在しない、スマートな構成とすることが可能となる。

しかしながら、この場合には、上述したように、アンテナ部４０と通信路５０とが対向している部分では、同じ大きさの電流が平行で逆向きとなっている。そのため、この対向部分では、電磁波を放射する能力が大きく減じられ、モノポールアンテナとしての機能を発揮できなくなってしまう。そのため、Ｙ方向においてアンテナ部４０から離れると、ほとんど通信不能となる。すなわち、アンテナ部４０付近での通信は困難になる。しかしながら、通信路５０は、電磁波の波長よりも長く設けることができ、その電磁波によって通信路５０の軸方向（Ｘ方向）で表面を伝達する高周波電流が生じ、その高周波電流により定在波が形成され、通信路５０の一端に接続点Ｐで接続されるタグ検出部３０と、λ／４の長さのアンテナ部４０が配置されることで、電磁気学で知れるように、その根元にあたる検出部３０で最大の高周波電流となる。そのためタグ検出部３０の直近のＩＣタグ１１０と最良の通信を確保することが可能になる。

アンテナ部４０と通信路５０が平行に対向している部分では、アンテナ機能を失っているのでもはやアンテナという呼び方よりも平行二線式の伝送線と呼ぶほうがふさわしく、この平行部分は、損失の少ない状態で電磁波の伝送を行うことができる。また、この平行二線式のＸ２側の終端には、タグ検出部３０が設けられているので、タグ検出部３０がＩＣタグ１１０の情報を検出することで、平行二線式の伝送線となる部分（対向している部分）を介して通信路５０を伝わって、リーダ装置２００側へと読み取った情報を伝えることができる。

なお、図１１は、図１０に示すストレート形状のアンテナ部４０と通信路５０を有する信号中継部１１の最小構成例を示す図である。図１１に示す構成では、アンテナ部４０は、λ／４の長さを有していると共に、通信路５０は、アンテナ部４０と対向している部分の長さがλ／４であり、さらにその対向部分からＸ１側に向かってλ／４の長さを有している。

また、図１２は、図１０に示すストレート形状のアンテナ部４０を有する信号中継部１１において、通信路５０が、タグ検出部３０およびアンテナ部４０とは電気的な導通が取れる状態で直接接続されていない構成を示す図である。この構成でも、図７に示す構成と同様に、タグ検出部３０から更にＸ１側に向かい、延長導体部７０が延伸していて、この延長導体部７０は、通信路５０に対して近接対向するように設けられ、これらの間で電磁結合を生じさせ、それによって、電気的に接続された状態となっている。

なお、この図１２に示す構成においても、アンテナ部４０と延長導体部７０と通信路５０とは、電気的には、互いに直接接触しない構成とすることが必要である。そのために、アンテナ部４０と延長導体部７０の間、および延長導体部７０と通信路５０の間に、樹脂等のような絶縁部材を配置する構成としても良く、アンテナ部４０と延長導体部７０のうち少なくとも一方、および延長導体部７０と通信路５０を構成する線材のうち少なくとも一方を、エナメル線のような絶縁被膜で覆われた線材によって構成しても良い。

かかる図１２に示す構成においても、タグ検出部３０と通信路５０との接続を、たとえばはんだ接合や、接続点Ｐを設けた接合とする場合と比べて、電気的な接続のための手間を省略することが可能となる。

なお、図１０から図１２に示す構成では、アンテナ部４０に代わり、通信路５０によって種々の方向に位置可能なリーダ装置２００との間の通信が可能であるが、上述したように感度領域Ｓ４の幅が狭く、Ｘ２方向とＸ１方向に長く分布している。

＜３．印字用器具の具体例について＞
次に、上述したような各構成を適用した印字用器具１０の具体例について、図面に基づいて説明する。なお、以下の図１３から図１５に示す構成においては、印字用器具１０Ａの押印方向をＸ方向とし、図１３における下側をＸ１側、それとは逆側（上側）をＸ２側とする。また、図１３において、Ｘ軸に直交し、かつ検査印スペース１００Ａの長手方向と平行となる方向をＹ方向とし、図１３において奥側をＹ１側とし、それとは逆の手前側をＹ２側とする。また、図１３においてＸ−Ｙ軸の平面と９０度直交する方向をＺ方向とし、奥側をＺ１側とし、それとは逆の手前側をＺ２側とする。ただし、これらを用いずに説明する場合もある。

図１３は、図１における印字用器具１０の具体的な構成例である印字用器具１０Ａを示す斜視図である。図１４は、図１３のＸ１側から印字用器具１０Ａの底面を示した図で、（a）は検出部３０Ａが印字面を取り囲んでいる図であり、（b）はタグ検出部３０Ａが小型のＩＣタグ１１０の寸法にあわせて小さく対応させた図である。図１５は、筒状部１３３のみの外観を示す図であり、（Ａ）は、図１３のＺ２方向から筒状部１３３のみを示した図であり、（Ｂ）は、図１３のＺ１方向から筒状部１３３のみを示した図であり、（Ｃ）は、（Ｂ）に示す筒状部１３３の変形例を示す図である。

図１３に示すように、印字用器具１０Ａは、胴部１３２と、胴部１３２より直径が小さい筒状部１３３とから構成されている。また、この印字用器具１０Ａは、図１４に示すようにこの筒状部１３３の内側に設けられた印字部１３４から構成されている。また、図１３、図１４、および図１５に示すように、この印字用器具１０Ａには、タグ検出部３０Ａと、アンテナ部４０Ａと、通信路５０Ａとを有している。

タグ検出部３０Ａは、図１４（a）に示すように、筒状部１３３の底面の縁の形状に沿うようにリング状に配置されている。（ｂ）はタグ検出部３０Ｂが小型のＩＣタグ１１０の寸法にあわせて小さく対応させた図である。なお、タグ検出部３０Ａは、筒状部１３３に露出していても良いが、筒状部１３３の底面の近傍に埋め込まれている構成を採用しても良く、また別途のカバー部材で覆われた構成を採用しても良い。また、アンテナ部４０Ａは、図１５の（ｂ）に示すように、筒状部１３３の外壁面に設けられており、接続点１４２を介してタグ検出部３０Ａと接続されている。なお、接続点１４２を形成する場合、切欠部を設ける構成を採用しても良い。その場合には、接続点１４２が下方に突出してしまうのを抑えられるからである。また、図１５の（ａ）に示すように、通信路５０Ａは、このアンテナ部４０Ａに直接接触しない状態で、筒状部１３３の外壁面に設けられている。なお、アンテナ部４０Ａは、図１５の（ｃ）に示すアンテナ部４０Ｂのように、Ｘ軸方向に蛇行した九十九折形状としてもよい。

図１６は、図１３とは異なる印字用器具１０の他の実施形態を示す図である。図１７は、図１６に示す筒状部１６１と胴部１３３Ｂについて示した図であり、（ａ）は筒状部１６１の正面図（Ｚ２方向から示した図）、（ｂ）は胴部１３３Ｂの正面図（Ｚ２方向から示した図）、（ｃ）は、胴部１３３Ｂの背面図（Ｚ１方向から示した図）である。図１８は、図１６のＸ１側から胴部１３３Ｂの底面を示した図で、（a）は検出部３０Ｂが印字面を取り囲んでいる図であり、（b）はタグ検出部３０Ｂが小型のＩＣタグ１１０の寸法にあわせて小さく対応させた図である図１９は、押印動作時の通信路５０Ｂと導体延長部７０Ｂとの配置関係と電磁結合の状態を説明するための図である。

図１７の（ａ）に示すように通信路５０Ｂが押印部１６１の外周壁に設けられている。また、図１７の（ｂ）に示すように、筒状部１３３Ｂの外周壁には延長導体部７０Ｂが設けられている。また、図１７の（ｃ）に示すように、アンテナ部４０Ｂには、筒状部１３３Ｂの外壁面に延長導体部７０Ｂと直接接触しない位置に設けられている。さらに筒状部１３３の外壁面には、タグ検出部３０Ｂに連続しつつも中途でアンテナ部４０Ｂと電気的に接触しない状態で延長導体部７０Ｂが設けられている。そして、高周波電流が流れる場合には、図１９の（ａ）に示すように、印字部２０で検査印スペース１００へ押印する動作の前は、延長導体部７０Ｂと通信路５０Ｂとが離間していることで、電磁結合が解消されている状態である。一方、印字部２０が印字用対象物１００に押印する際には、図１９の（ｂ）に示すように、延長導体部７０Ｂは、通信路５０Ｂに対して非接触の状態で対向する。これにより、印字動作に応じて、延長導体部７０Ｂと通信路５０Ｂとで電磁結合領域１９１が生じるため、ＩＣタグ１１０が検出されるようになる。

＜４．変形例＞
以上、本発明の一実施の形態について説明したが、本発明はこれ以外にも種々変形可能となっている。以下、それについて述べる。

上述の実施の形態では、図８に示すように、延長導体部７０は、通信路５０に対して、互いに近接対向することで、コンデンサと同様な電磁結合を生じさせている。しかしながら、電磁結合は、たとえばコンデンサ方式ではなくトランス方式で実現するようにしても良い。なお、トランス方式やコンデンサ方式においては、必要に応じて、位相を調整する位相調整用の回路を用いるようにしても良い。

また、上述の実施の形態においては、ＲＦＩＤ通信にて用いられるＵＨＦ帯の周波数として９２０ＭＨｚが挙げられている。しかしながら、ＲＦＩＤ通信にて用いられるＵＨＦ帯の周波数としては、たとえば８６０ＭＨｚから９６０ＭＨｚの帯域であれば、どのような周波数であっても良い。また、ＲＦＩＤ通信にて用いられる周波数としては、ＵＨＦ帯の周波数には限られず、２．４５ＧＨｚを中心とする周波数であっても良く、４３３ＭＨｚを中心とする周波数であっても良く、その他の周波数であっても良い。

また、図１９に示す構成においては、導体延長部７０Ｂは、導線がストレート形状に設けられているものを示している。しかしながら、通信路５０Ｂとの間で、電磁結合を生じ難い場合には、この導体延長部７０Ｂを九十九折に形成しても良い。また、導体延長部７０Ｂは、面積の広い箔状に設けても良い。

１０,１０Ａ…印字用器具、１１…信号中継部、２０…印字部、３０,３０Ａ…タグ検出部、４０…アンテナ部、５０,５０Ａ…通信路、７０,７０Ｂ…延長導体部、１００,１００Ａ…検査印スペース（印字用対象物の一例）、１１０…ＩＣタグ、２００…リーダ装置

Claims (5)

1. 印字用対象物に設けられているＩＣタグを検出するための印字用器具であって、
   前記印字用対象物に対して印字を行う印字部と、
   外部のリーダ装置からの電磁波に基づいて高周波電流を生じさせる通信路と、
   前記通信路に対して導体間の接続または電磁結合によって接続されていると共に、前記ＩＣタグを前記高周波電流に基づく電磁誘導に基づいて検出するコイル状のタグ検出部と、
   前記タグ検出部に対して電気的に接続されると共に前記通信路に対して電気的に非接触であり、前記高周波電流に基づいて外部に電磁波を放射するアンテナ部と、
   を備え、
   前記印字部は、筒状体の内部に配置されていて、この筒状体から出没自在に設けられていて、
   前記タグ検出部は、前記筒状体のうち前記印字部が出没する端面側に設けられている、
   ことを特徴とする印字用器具。
2. 請求項１記載の印字用器具であって、
   前記アンテナ部は、複数回折り返された九十九折形状に設けられていると共に、
   前記通信路は、複数回折り返された九十九折形状に設けられている、
   ことを特徴とする印字用器具。
3. 請求項１または２記載の印字用器具であって、
   前記アンテナ部は、前記筒状体の外壁面に設けられ、
   前記通信路は、前記アンテナ部に直接接触しない状態で、前記筒状体の外壁面に設けられている、
   ことを特徴とする印字用器具。
4. 請求項１または２記載の印字用器具であって、
   前記印字部の外壁面には、前記通信路が設けられていて、
   前記アンテナ部は、前記筒状体の外壁面に設けられ、
   さらに前記筒状体の外壁面には、前記タグ検出部に連続しつつも中途部で前記アンテナ部と電気的に接触しない状態で延長導体部が設けられ、
   前記印字部で前記印字用対象物に押印する際には、前記延長導体部は、前記通信路に対して非接触の状態で対向し、前記高周波電流が流れる場合には、電磁結合を生じさせると共に、
   前記印字部で前記印字用対象物へ押印しない場合には、前記延長導体部は、前記通信路に対して離間することで、前記電磁結合が解消される、
   ことを特徴とする印字用器具。
5. 通信路と、アンテナ部と、印字部と、タグ検出部とを有する印字用器具が、印字用対象物に設けられているＩＣタグを検出するための印字検出方法であって、
   前記通信路が、外部のリーダ装置からの電磁波に基づいて高周波電流を生じさせる通信ステップと、
   前記印字部が、前記印字用対象物に対して印字動作を行う印字ステップと、
   前記タグ検出部が、前記通信路に対して導体間の接続または電磁結合によって接続されていると共に、前記ＩＣタグを前記高周波電流に基づく電磁誘導に基づいて検出するステップと、
   前記アンテナ部が、前記タグ検出部に対して電気的に接続されると共に前記通信路に対して電気的に非接触であり、前記高周波電流に基づいて外部に電磁波を放射する放射ステップと、
   を有することを特徴とする印字検出方法。
   

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