JP7391578B2

JP7391578B2 - アンテナ及びｒｆｉｄタグ発行装置

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Publication number: JP7391578B2
Application number: JP2019163200A
Authority: JP
Inventors: 直槌田
Original assignee: Toshiba TEC Corp
Current assignee: Toshiba TEC Corp
Priority date: 2019-09-06
Filing date: 2019-09-06
Publication date: 2023-12-05
Anticipated expiration: 2039-09-06
Also published as: CN112467358A; CN112467358B; US11394110B2; US20210075097A1; EP3790108A1; JP2021044618A

Description

本発明の実施形態は、アンテナ及びＲＦＩＤタグ発行装置に関する。

商品の管理等のために、ＲＦＩＤ（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙＩｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）タグを用いる技術が知られている。このようなＲＦＩＤタグは、例えば、ラベルに設けられ、ラベルを介して商品に取り付けられる。このようなＲＦＩＤタグは、例えばラベルを搬送する搬送路の途中に、タグリーダ・ライタのアンテナが配置されたＲＦＩＤタグ発行装置により発行される。昨今、ＲＦＩＤタグ発行装置の小型化が求められている。このため、ＲＦＩＤタグ発行装置を小型化するためにアンテナの小型化が求められているが、アンテナを小型とすると電波の放射が弱くなる。

特開２０１３－２０５０１号公報

本発明が解決しようとする課題は、小型としても好適に電波を放射できるアンテナ及びＲＦＩＤタグ発行装置を提供することにある。

実施形態のアンテナは、誘電体基板と、線路と、グランド層と、給電点と、終端抵抗と、を備える。線路は、前記誘電体基板の第１面に形成され、前記第１面の第１方向の最大幅が前記第１方向と直交する第２方向の最大幅よりも大きい。グランド層は、前記誘電体基板の第２面に形成され、前記第２方向の幅が前記線路の第２方向の最大幅と同じである。給電点は、前記線路の第１端部に設けられる。終端抵抗は、前記線路の第２端部に設けられる、前記線路の特性インピーダンスに対応する。前記線路の第１端部は、前記第１方向における前記第１面の一端側に配置され、前記線路の第２端部は、前記第１方向における前記第１面の前記一端側又は他端側に配置される。

実施形態に係るＲＦＩＤタグ発行装置に用いられるラベル用紙の構成を示す説明図。同ＲＦＩＤタグ発行装置の構成を示すブロック図。同ＲＦＩＤタグ発行装置の要部構成を示す説明図。同ＲＦＩＤタグ発行装置のアンテナの構成を示す平面図。同アンテナの構成を示す平面図。同アンテナの構成を示す断面図。同アンテナの誘電体基板、線路及びグランド層の関係を示す説明図。同アンテナの線路及びグランド層の関係を示す説明図。同アンテナの構成と電界強度との関係の一例を示す説明図。第１の変形例に係るアンテナの構成を示す説明図。第２の変形例に係るアンテナの構成を示す説明図。第３の変形例に係るアンテナの構成を示す説明図。同アンテナの構成と電界強度との関係の一例を示す説明図。他の実施形態に係るアンテナの構成を示す平面図。

以下、実施形態について、図１乃至図９を用いて説明する。図１は、実施形態に係るＲＦＩＤタグ発行装置１に用いられるラベル用紙１００の構成を示す説明図である。図２は、ＲＦＩＤタグ発行装置１の構成を示すブロック図、図３は、ＲＦＩＤタグ発行装置１の要部構成を示す説明図である。図４は、ＲＦＩＤタグ発行装置１のアンテナ１７の構成を第１面３１ａ側から示す平面図、図５はアンテナ１７の構成を第２面３１ｂ側から示す平面図である。図６は、アンテナ１７の構成を図４中ＶＩ－ＶＩ線断面で示す断面図である。図７は、アンテナ１７の誘電体基板３１、線路３２及びグランド層３３の関係を示す説明図である。図８はアンテナ１７の線路３２及びグランド層３３の関係を示す説明図であり、図９はアンテナ１７の構成と電界強度との関係の一例を示す説明図である。

本実施形態は、アンテナ１７を、ラベル１１０に付されたＲＦＩＤタグ１１１を発行するＲＦＩＤタグ発行装置１に適用した例である。

先ず、実施形態で使用するラベル用紙１００について、図１を用いて説明する。
ラベル用紙１００は、ＲＦＩＤタグ１１１を含む複数のラベル１１０と、複数のラベル１１０が貼付される帯状の台紙１２０と、を備える。

ラベル１１０は、矩形のシート状である。複数のラベル１１０は、台紙１２０の一方の主面に貼付される。複数のラベル１１０は、長手方向にそれぞれ一定の間隔ｄを開けて配置される。ラベル１１０は、台紙１２０と対向する面に接着面を有する。

ＲＦＩＤタグ１１１は、ラベル１１０の接着面に設けられる。ＲＦＩＤタグ１１１は、フィルム１１１ａと、タグアンテナ１１１ｂと、ＩＣチップ１１１ｃと、を備える。タグアンテナ１１１ｂは、例えば、整合回路（ループ部）を含む。タグアンテナ１１１ｂ及びＩＣチップ１１１ｃは、フィルム１１１ａ上に配置される。ＲＦＩＤタグ１１１は、バッテリを有さないパッシブタグである。

ＲＦＩＤタグ１１１のラベル１１０への取付位置はラベル用紙１００の種類によって適宜設定される。図１に示す例では、ラベル用紙１００は、ラベル１１０の搬送方向Ｃと同方向の全長Ｌ０に対し、搬送方向Ｃにおいてラベル１１０の先端、換言すると搬送方向Ｃの二次側の端部から全長よりも短い距離Ｌ１（Ｌ１＜Ｌ０）の範囲にＲＦＩＤタグ１１１が配置される。また、ＲＦＩＤタグ１１１のタグアンテナ１１１ｂの長手方向が搬送方向Ｃに対して直交するように、ＲＦＩＤタグ１１１がラベル１１０に配置される。

台紙１２０は、例えば、ラベル１１０が貼付される主面であって、且つ、搬送方向Ｃで隣り合うラベル１１０の間隙のうち、ラベル１１０の搬送方向Ｃで先端に隣接する領域に、ラベル１１０の搬送方向Ｃで先頭を示すマーク１２０ａを複数有する。マーク１２０ａは、例えば、搬送方向Ｃの長さが、隣り合うラベル１１０、１１０間の間隙よりも短い。

このようなラベル用紙１００は、複数のラベル１１０が貼付された台紙１２０が捲回されたロール状である。

次に、本実施形態のＲＦＩＤタグ発行装置１について説明する。図２及び図３に示すように、ＲＦＩＤタグ発行装置１は、搬送ローラ１１と、プラテンローラ１２と、モータ１３と、モータ駆動部１４と、マークセンサ１５と、センサ信号入力部１６と、アンテナ１７と、リーダ・ライタ１８と、印字ヘッド１９と、ヘッド駆動部２０と、移動機構駆動部２１と、表示部２２と、入力部２３と、通信インターフェース（Ｉ／Ｆ）２４と、記憶部２５と、プロセッサ２６と、を備えている。

搬送ローラ１１は、例えば、一対のローラ１１ａ、１１ｂを有する。搬送ローラ１１は、ロール状のラベル用紙１００を、ラベル用紙１００の搬送経路上を搬送方向Ｃに沿って搬送する。なお、図３中においては、搬送ローラ１１を一つのみ記載するが、搬送経路上に複数有していてもよい。一対のローラ１１ａ、１１ｂは、例えば、一方がモータ１３により回転駆動される駆動ローラであり、他方が従動ローラである。

プラテンローラ１２は、回転することで、搬送経路に沿ってラベル用紙１００を搬送方向Ｃに搬送する。プラテンローラ１２は、搬送経路において、搬送ローラ１１及びマークセンサ１５の二次側に配置される。例えば、プラテンローラ１２は、モータ１３によって回転駆動される。

モータ１３は、搬送ローラ１１及びプラテンローラ１２と機械的に接続される。モータ１３は、搬送ローラ１１及びプラテンローラ１２を回転する。具体例として、モータ１３は、搬送ローラ１１の一方のローラ１１ａ及びプラテンローラ１２を図３中の矢印に示す方向に回転させることで、ラベル用紙１００を搬送経路に沿って搬送する。

モータ駆動部１４は、モータ１３の回転を制御する。また、モータ駆動部１４は、モータ１３の正転及び逆転を制御する。モータ駆動部１４は、モータ１３を正転で制御することで、搬送ローラ１１及びプラテンローラ１２を図３の矢印に示す方向に回転し、搬送方向Ｃにラベル用紙１００を搬送する。

マークセンサ１５は、搬送経路に対向して設けられる。マークセンサ１５は、搬送経路で、搬送ローラ１１の二次側、且つ、プラテンローラ１２の一次側に配置される。マークセンサ１５は、例えば、台紙１２０のマーク１２０ａを光学的に検出する。マークセンサ１５は、搬送方向Ｃ上を搬送されるラベル用紙１００の表面を走査し、マーク１２０ａを検知する。マークセンサ１５は、検知した情報を信号としてセンサ信号入力部１６に出力する。

センサ信号入力部１６は、マークセンサ１５を含む各種センサに接続される。センサ信号入力部１６は、各種センサからの信号を受信し、プロセッサ２６に出力する。ここで、各種センサには、ラベル用紙１００を交換するためにＲＦＩＤタグ発行装置１の開閉される部材、例えばカバー、扉、蓋などの開閉を検出するための開閉センサが含まれる。開閉センサは、例えば部材の閉塞または開放によってオンする光学式センサが適用される。なお、開閉センサは、部材の閉塞と開放とによってオン、オフが切り替わる機械式スイッチでもよい。即ち、開閉センサは、搬送されるＲＦＩＤタグ１１１を交換するために開閉される部材の閉塞または開放を検出する検出手段を構成する。

図４乃至図６に示すように、アンテナ１７は、誘電体基板３１と、線路３２と、グランド層３３と、給電点３４と、終端抵抗３５と、を備える。

誘電体基板３１は、誘電体により形成される。誘電体基板３１は、矩形板状である。具体例として、誘電体基板３１は、例えば、第１方向の幅Ｗ１が、第１方向と直交する誘電体基板３１の主面方向に沿った第２方向の幅Ｗ２よりも大きい、一方向に長い矩形板状である。また、誘電体基板３１は、一方の主面である第１面３１ａ及び他方の主面である第２面３１ｂを貫通するビアホール３１ｃを有する。ビアホール３１ｃは、線路３２の両端側に配置される。

線路３２は、誘電体基板３１の一方の主面である第１面３１ａに形成される。線路３２は、一端が誘電体基板３１の第１方向の一方の端部側に、他端が誘電体基板３１の第１方向の一方の端部側又は他方の端部側に配置される。ここで、第１方向は、誘電体基板３１の主面に沿った方向であって、且つ、誘電体基板３１のいずれか一の辺に沿った方向である。本実施形態においては、第１方向は、誘電体基板３１の長手方向である。図７に示すように、線路３２は、第１方向の最大幅ＷＬ１が、第１方向と直交する誘電体基板３１の主面方向に沿った第２方向の最大幅ＷＬ２よりも大きく設定される。例えば、線路３２の第１方向の最大幅ＷＬ１は、誘電体基板３１の第１方向の幅Ｗ１以下に設定される、また、例えば、線路３２の第２方向の最大幅ＷＬ２は、誘電体基板３１の第２方向の幅Ｗ２よりも小さく設定される。

具体例として、線路３２は、図４、図５及び図７に示すように、４箇所で９０°曲折し、２回折り返すことで、第１方向に沿って３箇所で延びる形状である。よって、線路３２は、一端が誘電体基板３１の第１方向の一方の端部側に、他端が誘電体基板３１の第１方向の他方の端部側に配置される。

より具体的に説明すると、線路３２は、誘電体基板３１の第１方向の一方の端部側であって、且つ、第２方向の一方の端部側から、第１方向の他方の端部側に沿って直線状に延びる。また、線路３２は、誘電体基板３１の第１方向の他方の端部側において、第２方向の他方の端部側に向かって９０°曲折して第２方向に沿って延びる。また、線路３２は、誘電体基板３１の第２方向の中央側において、誘電体基板３１の第１方向で一方の端部側に向かって９０°曲折して第１方向に沿って延びる。さらに、線路３２は、誘電体基板３１の第１方向の一方の端部側において、第２方向で他方の端部側に向かって９０°曲折して第２方向に沿って延びる。さらに、線路３２は、誘電体基板３１の第２方向の他方の端部側において、誘電体基板３１の第１方向で他方の端部に向かって９０°曲折して第１方向に沿って延び、他端が第１方向の他方の端部側であって、且つ、第２方向の他方の短部側に位置する。

グランド層３３は、誘電体基板３１の他方の主面である第２面３１ｂに設けられる。グランド層３３は、例えば、誘電体基板３１の第１面３１ａに設けられた線路３２と対応する第２面３１ｂの領域に設けられる。グランド層３３は、矩形状である。

なお、給電点３４及び終端抵抗３５が誘電体基板３１の第２面３１ｂに設けられる場合には、例えば、グランド層３３は、これら給電点３４、終端抵抗３５及びビアホール３１ｃの周囲の領域は避けて設けられる。また、給電点３４及び終端抵抗３５が誘電体基板３１の第１面３１ａに設けられる場合には、例えば、グランド層３３は、ビアホール３１ｃ及び誘電体基板３１の第１面３１ａのビアホール３１ｃの周囲の領域にも設けられる。

グランド層３３は、第１方向の幅ＷＧ１が線路３２の第１方向の最大幅ＷＬ１以上であって、且つ、誘電体基板３１の第１方向の幅Ｗ１以下に設定される。本実施形態においては、図７に示すように、グランド層３３は、第１方向の幅ＷＧ１が誘電体基板３１の第１方向の幅Ｗ１と同じ幅である。また、グランド層３３は、第２方向の幅ＷＧ２が線路３２の第２方向の最大幅ＷＬ２と同じ幅であって、且つ、誘電体基板３１の第２方向の幅Ｗ２よりも小さく設定される。

グランド層３３の第２方向の幅ＷＧ２が線路３２の第２方向の最大幅ＷＬ２と「同じ幅」とは、図４、図５及び図７に示す完全に同じ幅であるが、グランド層３３の第２方向の幅ＷＧ２が線路３２の第２方向の最大幅ＷＬ２と略同じ幅、即ち同等の幅であることを許容する。

ここで、グランド層３３の第２方向の幅ＷＧ２が線路３２の第２方向の最大幅ＷＬ２と略同じ幅とは、グランド層３３の第２方向の幅ＷＧ２が線路３２の第２方向の最大幅ＷＬ２よりも若干大きい幅である。このグランド層３３の第２方向の幅ＷＧ２が線路３２の第２方向の最大幅ＷＬ２よりも若干大きい幅とは、例えば、電界強度の増加分が７０％以上となる線路３２の第２方向の最大幅ＷＬ２に対するグランド層３３の第２方向の幅ＷＧ２である。

また、「電界強度の増加分が７０％」とは、グランド層３３の幅ＷＧ２が線路３２の最大幅ＷＬ２と同じ幅のときの電界強度と、線路３２の最大幅ＷＬ２よりも大きいグランド層３３の幅ＷＧ２としたときの最も小さいアンテナ１７の電界強度との差を１００％としたときに、この差の７０％を意味する。

以下、「電界強度の増加分」について、図８及び図９に示すアンテナ１７の構成と電界強度の関係の例を用いて具体的に説明する。図８は、線路３２の第２方向の最大幅ＷＬ２とグランド層３３の第２方向の幅ＷＧ２との関係を模式的に示す説明図であり、図９はアンテナ１７の構成、即ち、線路３２の第２方向の最大幅ＷＬ２及びグランド層３３の第２方向の幅ＷＧ２の構成と、電磁界シミュレータで算出した電界強度との関係を示す説明図である。

なお、本例において電磁界シミュレータで電界強度を算出した条件は、以下の通りである。誘電体基板３１の第１方向の幅Ｗ１を５０ｍｍ、誘電体基板３１の第２方向の幅Ｗ２を３０ｍｍ、線路３２の第２方向の最大幅ＷＬ２を１６ｍｍとした。また、グランド層３３の第２方向の幅をＷＧ２＝ＷＬ２＋２ｄとし、ｄをｄ＝０からｄ＝７ｍｍまで０．５ｍｍ毎に増加させて、アンテナ１７の中央から１５ｍｍ離れた位置における電界強度を算出した。

図９に示すように、本例におけるアンテナ１７の電界強度は、ｄ＝０ｍｍ、即ち、ＷＧ２＝ＷＬ２としたときに最も電界強度が高くなり、ｄを増加するにつれて電界強度が低下していき、ｄ＝４ｍｍ以降は、電界強度が略一様となった。また、ｄ＝６．５ｍｍにおいて電界強度が最も小さい値となった。

よって、「電界強度の増加分」は、本例において、ｄ＝０ｍｍにおける電界強度とｄ＝６．５における電界強度の差である。また、「電界強度の増加分が７０％」とは、本例においてｄ＝０ｍｍにおける電界強度とｄ＝６．５における電界強度の差の７０％である。計算値から求められたｄ＝０ｍｍにおける電界強度とｄ＝６．５ｍｍにおける電界強度の差の７０％となる電界強度の場合のｄは、０．８ｍｍ程度であった。

よって、本例における「電界強度の増加分が７０％以上となる」線路３２の第２方向の最大幅ＷＬ２に対するグランド層３３の第２方向の幅ＷＧ２は、１６ｍｍ≦ＷＧ２≦１７．６ｍｍとなる。これは、グランド層３３の第２方向の幅ＷＧ２が線路３２の第２方向の最大幅ＷＬ２に対して１００％乃至１１０％程度の寸法である。

このように、グランド層３３の第２方向の幅ＷＧ２が線路３２の第２方向の最大幅ＷＬ２と同じ幅は、電界強度の増加分が７０％以上となる幅であれば、線路３２の第２方向の最大幅ＷＬ２と略同じ幅であることが許容される。

給電点３４は、例えば、誘電体基板３１の第２面３１ｂの一方のビアホール３１ｃと第１方向で隣接する位置に設けられ、ビアホール３１ｃを介して線路３２の一端と接続される。また、給電点３４は、誘電体基板３１の第２面３１ｂにおいて、一部がグランド層３３と接続される。

終端抵抗３５は、例えば、誘電体基板３１の第２面３１ｂの他方のビアホール３１ｃと第１方向で隣接する位置に設けられ、ビアホール３１ｃを介して線路３２の他端と接続される。終端抵抗３５は、例えば、誘電体基板３１の第２面３１ｂにおいて、一部がグランド層３３と接続される。終端抵抗３５は、線路３２の特性インピーダンスに対応する抵抗値に設定される。

このようなアンテナ１７は、例えば、搬送経路から搬送方向Ｃ及び台紙１２０の幅方向の双方に直交する方向で離間して配置される。なお、アンテナ１７の搬送経路から離間する距離は、アンテナ１７の電界強度によって適宜設定され、例えば、アンテナ１７は、搬送経路から１５ｍｍ離間して配置される。アンテナ１７は、第１方向が搬送経路に対して直交する姿勢で配置される。また、アンテナ１７は、図１に示すように、アンテナ１７の第１方向の中央が搬送経路の幅方向の中央となる位置に配置される。即ち、ＲＦＩＤタグ１１１は、搬送経路に沿って搬送されることで、アンテナ１７の第１方向の中央側を通過する。

リーダ・ライタ１８は、アンテナ１７を制御し、ＲＦＩＤタグ１１１とデータの無線通信を行う。具体例として、リーダ・ライタ１８は、アンテナ１７から電波を放射させるとともに、アンテナ１７から電波を受信する。このようにリーダ・ライタ１８は、ＲＦＩＤタグ１１１と通信を行い、ＲＦＩＤタグ１１１の書き込み及び読み込みを行う。具体例として、リーダ・ライタ１８は、ＲＦＩＤタグ１１１と無線通信を行うために、電波として無変調波をアンテナ１７から放射する。この無変調波を受信したＲＦＩＤタグ１１１が起動して応答波をアンテナ１７に送信することから、リーダ・ライタ１８は、例えば、この応答波をアンテナ１７で受信し、ＲＦＩＤタグ１１１と通信する。また、例えば、リーダ・ライタ１８は、ＲＦＩＤタグ１１１にデータを書き込む場合、書込みデータを符号化したアンテナ１７から放射する電波である搬送波を振幅変調する。

印字ヘッド１９は、搬送方向Ｃを挟んでプラテンローラ１２と対向して配置される。印字ヘッド１９は、ヘッド駆動部２０に接続される。印字ヘッド１９は、搬送されたラベル１１０の印刷面、即ち、ＲＦＩＤタグ１１１が設けられる面とは反対側の面に印字する。

ヘッド駆動部２０は、印字データ等に基づき、印字ヘッド１９を駆動して、ラベル１１０の印刷面に印字する。移動機構駆動部２１は、搬送経路を搬送されるラベル用紙１００に離接する一方向に沿って印字ヘッド１５Ａを往復移動させる。

表示部２２、ディスプレイである。なお、表示部２２は、ＬＥＤ等をさらに有していてもよく、また、音で情報を報知可能なスピーカー等を有していてもよい。

入力部２３は、例えば、表示部２２に設けられたタッチパネルである。なお、入力部２３は、ＲＦＩＤタグ発行装置１の筐体に設けられたキーボード、ポインティングデバイス、タッチパネル等であってもよい。

通信インターフェース２４は、上位機器とのインターフェースである。通信インターフェース２４は、上位機器からＲＦＩＤタグ１１１に書き込むデータやラベル１１０に印字する印字データを受信する。また、通信インターフェース２４は、上位機器に、発行実績データ等のデータを送信する。

記憶部２５は、ＲＦＩＤタグ発行装置１を制御するために要するプログラムや、印字データ、発行実績データ等の各種データが記憶される。記憶部２５は、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＳＳＤ（Solid State Drive）等である。プロセッサ２６は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）である。

プロセッサ２６は、モータ駆動部１４、センサ信号入力部１６、リーダ・ライタ１８、ヘッド駆動部２０、移動機構駆動部２１、表示部２２、入力部２３、通信インターフェース２４、記憶部２５と接続される。プロセッサ２６は、センサ信号入力部１６から入力された信号及び記憶部２５に記憶されたプログラム等に従って各構成を制御することにより、ＲＦＩＤタグ発行装置１としての機能を実現させる。例えば、プロセッサ２６は、リーダ・ライタ１８を制御することで、アンテナ１７を介してＲＦＩＤタグ１１１の読み込み及び書き込みを制御する。

このように構成されたＲＦＩＤタグ発行装置１によれば、アンテナ１７のグランド層３３の第２方向の幅ＷＧ２を、線路３２の第２方向の最大幅ＷＬ２と同じ幅とすることで、図９に示すように、アンテナ１７の電界強度を増加させることが可能となる。

これにより、アンテナ１７を小型化としても、小型化する前のアンテナ１７と同程度の電界強度とすることができる。このため、アンテナ１７は、好適に電波を放射することができる。よって、ＲＦＩＤタグ発行装置１を小型化としても、アンテナ１７は、ＲＦＩＤタグ１１１と所望の通信を行うことが可能となる。即ち、アンテナ１７及びＲＦＩＤタグ発行装置１の小型化が可能となる。

上述したように、本実施形態に係るアンテナ１７及びＲＦＩＤタグ発行装置１によれば、小型としても好適に電波を放射できる。

なお、アンテナ１７及びＲＦＩＤタグ発行装置１は、上記実施形態に限定されない。即ち、アンテナ１７は、線路３２の第１方向の最大幅ＷＬ１を第２方向の最大幅ＷＬ２よりも大きく設定するとともに、グランド層３３の第２方向の幅ＷＧ２と線路３２の第２方向の最大幅ＷＬ２とを同じ幅とすれば、線路３２は、上述の実施形態の形状に限定されない。以下、線路３２の各変形例について、図１０乃至図１２を用いて説明する。なお、図１０乃至図１２において示す各アンテナは、ビアホール３１ｃ、給電点３４及び終端抵抗３５は省略して示す。

先ず、第１の変形例に係るアンテナ１７Ａを図１０を用いて説明する。図１０に示すように、第１の変形例に係るアンテナ１７Ａは、直線状に形成された線路３２と、線路３２と同一形状の矩形状に形成されたグランド層３３と、を備える。線路３２は、一端が誘電体基板３１の第１方向の一方の端部側に、他端が誘電体基板３１の第１方向の他方の端部側に配置される。即ち、線路３２は、誘電体基板３１の第１方向の一方の端部側から他方の端部側まで、第１方向に沿って直線状に延びる。

このように構成されたアンテナ１７Ａは、上述した実施形態に係るアンテナ１７と同様に、線路３２の第２方向の幅（最大幅）とグランド層３３の第２方向の幅とが同じ幅である。よって、アンテナ１７Ａは、電界強度を増加させることが可能となり、小型としても好適に電波を放射できる。

次に、第２の変形例に係るアンテナ１７Ｂを図１１を用いて説明する。図１１に示すように、第２の変形例に係るアンテナ１７Ｂの線路３２は、例えば、図１１に示すように、誘電体基板３１の第１方向の一方の端部側から第１方向に沿って中央側まで延びるとともに、第２方向に９０°曲折して第２方向に沿って延びる。また、線路３２は、第２方向の一方の端部側から第１方向で他方の端部側に向かって９０°曲折して、第１方向に沿って他方の端部側まで延びる。また、アンテナ１７Ｂのグランド層３３は、第２方向の幅が線路３２の第２方向の最大幅と同じ幅に設定される。

よって、このように構成されたアンテナ１７Ｂは、上述した実施形態に係るアンテナ１７と同様に、電界強度を増加させることが可能となり、小型としても好適に電波を放射できる。

次に、第３の変形例に係るアンテナ１７Ｃを図１２を用いて説明する。図１２に示すように、第３の変形例に係るアンテナ１７Ｃは、２箇所で９０°曲折し、１回折り返すことで、第１方向に沿って２箇所で延び、両端が誘電体基板３１の第１方向の一方の端部側に配置される線路３２と、第２方向の幅が線路３２の第２方向の最大幅と同じ幅に設定されたグランド層３３と、を備える。

具体的に説明すると、第３の変形例に係るアンテナ１７Ｃの線路３２は、図１２に示すように、誘電体基板３１の第１方向の一方の端部側であって、且つ、第２方向の一方の端部側から第１方向の他方の端部側に向かって、第１方向に沿って直線状に延びる。また、線路３２は、誘電体基板３１の第１方向の他方の端部側において、第２方向に９０°曲折して第２方向に沿って延びる。そして、線路３２は、第２方向の他方の端部側において第１方向に９０°曲折して、第１方向の一方の端部側に向かって延び、他端が第１方向の一方の端部側に配置される。

このように構成されたアンテナ１７Ｃは、上述した実施形態に係るアンテナ１７と同様に、電界強度を増加させることが可能となり、小型としても好適に電波を放射できる。

次に、第３の変形例に係るアンテナ１７Ｃを用いて、図１３に示すアンテナ１７Ｃの構成と電界強度の関係の例を説明する。図１３は、アンテナ１７Ｃの構成、即ち、線路３２の第２方向の最大幅ＷＬ２及びグランド層３３の第２方向の幅ＷＧ２の構成と、電磁界シミュレータで算出した電界強度との関係を示す説明図である。

図１３に示すように、第３の変形例の線路３２を用いたアンテナ１７においても、実施形態の線路３２を用いたアンテナ１７と同様の効果を得た。即ち、第３の変形例の線路３２を用いたアンテナ１７においては、ｄ＝０ｍｍ、即ち、ＷＧ２＝ＷＬ２としたときに最も電界強度が高くなり、ｄを増加するにつれて電界強度が低下していき、ｄ＝３ｍｍ以降は、電界強度が一様となった。また、ｄ＝４．５ｍｍにおいて電界強度が最も小さい値となった。このため、ｄ＝０ｍｍにおける電界強度とｄ＝４．５ｍｍにおける電界強度の差が、電界強度の増加分となる。また、電界強度の増加分が７０％以上となる幅は、ｄ＝０．７ｍｍ程度となった。

よって、本例における「電界強度の増加分が７０％以上となる」線路３２の第２方向の最大幅ＷＬ２に対するグランド層３３の第２方向の幅ＷＧ２は、１６ｍｍ≦ＷＧ２≦１７．４ｍｍとなる。また、このような計算結果からも明らかなように、線路３２の形状に関わらず、線路３２の第２方向の最大幅とグランド層３３の第２方向の幅とを同じ幅とすることで、電界強度を向上できることが明らかとなった。

また、上述した例では、誘電体基板３１は一方向に長い矩形板状の例を示したがこれに限定されず、図１４に示す他の実施形態に係るアンテナ１７Ｄのように、誘電体基板３１は、正方形の板状としてもよい。また、上述した例では、アンテナ１７は、給電点３４及び終端抵抗３５を誘電体基板３１の第２面３１ｂに設ける構成を説明したがこれに限定されず、図１４に示すアンテナ１７Ｄのように、誘電体基板３１の第１面３１ａに給電点３４及び終端抵抗３５を設ける構成であってもよい。

この場合には、ビアホール３１ｃを介して第１面３１ａのビアホール３１ｃの周囲にグランド層３３を設け、これらグランド層３３に給電点３４及び終端抵抗３５を接続する構成とすればよい。

また、アンテナの他の例としては、誘電体基板３１の第１面３１ａに給電点３４及び終端抵抗３５の一方を設け、誘電体基板３１の第２面３１ｂに給電点３４及び終端抵抗３５の他方を設けるアンテナ１７としてもよい。

また、上述した例では、アンテナ１７は、誘電体基板３１の第１方向の幅Ｗ１とグランド層３３の第１方向の幅ＷＧ１とを同じ幅に設定した例を説明したがこれに限定されない。図１４に示すように、例えば、グランド層３３に給電点３４及び終端抵抗３５が接続可能であれば、グランド層３３の第１方向の幅ＷＧ１は、線路３２の第１方向の最大幅ＷＬ１以上であって、誘電体基板３１の第１方向の幅Ｗ１より小さくてもよい。

また、上述した例では、アンテナ１７は、ＲＦＩＤタグ発行装置１に用いられる構成を説明下がこれに限定されない。例えば、ＲＦＩＤタグ発行装置１は、ラベル１１０に印字を行わない装置であってもよい。

以上述べた少なくともひとつの実施形態のアンテナ及びＲＦＩＤタグ発行装置によれば、小型としても好適に電波を放射できる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明と同等の記載を付記する。
［１］誘電体基板と、
前記誘電体基板の第１面に形成され、前記第１面の第１方向の最大幅が前記第１方向と直交する第２方向の最大幅よりも大きい線路と、
前記誘電体基板の第２面に形成され、前記第２方向の幅が前記線路の前記第２方向の最大幅と同じグランド層と、
を備えるアンテナ。
［２］前記線路の第１端部は、前記第１方向における前記第１面の一端側に配置され、前記線路の第２端部は、前記第１方向における前記第１面の前記一端側又は他端側に配置される、［１］に記載のアンテナ。
［３］前記第１端部に設けられる給電点と、
前記第２端部に設けられる、前記線路の特性インピーダンスに対応する終端抵抗と、を備える、［２］に記載のアンテナ。
［４］前記給電点及び前記終端抵抗は、前記誘電体基板の前記第２面に設けられる、［３］に記載のアンテナ。
［５］誘電体基板、前記誘電体基板の第１面に形成され、前記第１面の第１方向の最大幅が前記第１方向と直交する第２方向の最大幅よりも大きい線路、及び、前記誘電体基板の第２面に形成され、前記第２方向の幅が前記線路の前記第２方向の最大幅と同じグランド層を含むアンテナと、
前記アンテナによりＲＦＩＤタグと通信するリーダ・ライタ本体と、
を備えるＲＦＩＤタグ発行装置。

１…ＲＦＩＤタグ発行装置、１１…搬送ローラ、１１ａ…ローラ、１１ｂ…ローラ、１２…プラテンローラ、１３…モータ、１４…モータ駆動部、１５…マークセンサ、１５Ａ…印字ヘッド、１６…センサ信号入力部、１７、１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃ、１７Ｄ…アンテナ、１８…リーダ・ライタ、１９…印字ヘッド、２０…ヘッド駆動部、２１…移動機構駆動部、２２…表示部、２３…入力部、２４…通信インターフェース（Ｉ／Ｆ）、２５…記憶部、２６…プロセッサ、３１…誘電体基板、３１ａ…第１面、３１ｂ…第２面、３１ｃ…ビアホール、３２…線路、３３…グランド層、３４…給電点、３５…終端抵抗、１００…ラベル用紙、１１０…ラベル、１１１…ＲＦＩＤタグ、１１１ａ…フィルム、１１１ｂ…タグアンテナ、１１１ｃ…ＩＣチップ、１２０…台紙、１２０ａ…マーク、Ｃ…搬送方向。

Claims

誘電体基板と、
前記誘電体基板の第１面に形成され、前記第１面の第１方向の最大幅が前記第１方向と直交する第２方向の最大幅よりも大きい線路と、
前記誘電体基板の第２面に形成され、前記第２方向の幅が前記線路の前記第２方向の最大幅と同じグランド層と、
前記線路の第１端部に設けられる給電点と、
前記線路の第２端部に設けられる、前記線路の特性インピーダンスに対応する終端抵抗と、
を備え、
前記第１端部は、前記第１方向における前記第１面の一端側に配置され、前記第２端部は、前記第１方向における前記第１面の前記一端側又は他端側に配置される、アンテナ。
前記給電点及び前記終端抵抗は、前記誘電体基板の前記第２面に設けられる、請求項１に記載のアンテナ。
誘電体基板、前記誘電体基板の第１面に形成され、前記第１面の第１方向の最大幅が前記第１方向と直交する第２方向の最大幅よりも大きい線路、前記誘電体基板の第２面に形成され、前記第２方向の幅が前記線路の前記第２方向の最大幅と同じグランド層、前記線路の第１端部に設けられる給電点、及び、前記線路の第２端部に設けられる、前記線路の特性インピーダンスに対応する終端抵抗を含むアンテナと、
前記アンテナによりＲＦＩＤタグと通信するリーダ・ライタ本体と、
を備え、
前記第１端部は、前記第１方向における前記第１面の一端側に配置され、前記第２端部は、前記第１方向における前記第１面の前記一端側又は他端側に配置される、ＲＦＩＤタグ発行装置。
前記給電点及び前記終端抵抗は、前記誘電体基板の前記第２面に設けられる、請求項３に記載のＲＦＩＤタグ発行装置。