JP3867085B2 - 無線通信装置、ｒｆタグリーダ／ライタおよびプリンタ - Google Patents

Description

本発明は、ＲＦタグの読み込み／書き込みを行う無線通信装置、ＲＦタグリーダ／ライタおよびプリンタに関する。

近年、ＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）と称される技術において用いられるものであり、ＩＣタグとも呼ばれているＲＦタグが広く普及しつつある。このようなＲＦタグは、電波を利用することにより非接触でデータを読み書きすることができるとともに、そのタグ自体が隠れていても読み書きすることができることから、各種分野において使用されている。

このようなＲＦタグとしては、印字可能なラベルに内蔵されたラベルタイプのものが知られている。特許文献１には、このようなラベルタイプのＲＦタグ内に無線通信により情報を読み込み／書き込みする機能と、ＲＦタグを内蔵したラベル表面に印字を行う機能を備えているＲＦタグラベルプリンタが記載されている。

特開２００１−９６８１４公報

ところで、ＲＦタグを内蔵したラベルは、台紙に連続して貼り付けられており、各ラベルに内蔵されているＲＦタグの間隔は狭くなっている。そのため、ＲＦタグリーダ／ライタのアンテナから放射する電波の電力を強くすると、所望のＲＦタグに隣接するＲＦタグと通信してしまうという問題がある。また、このような事態を回避すべくＲＦタグリーダ／ライタのアンテナから放射する電波の電力を弱くしてしまうと、所望のＲＦタグと通信できないという問題もある。

本発明は、台紙に連続して貼り付けられているラベルに内蔵されているＲＦタグと通信を行うような場合に、所望のＲＦタグとだけ確実に通信を行うことができる無線通信装置、ＲＦタグリーダ／ライタおよびプリンタを提供することを目的とする。

本発明は、用紙に備えられたＲＦタグの読み込み／書き込みを行う無線通信装置において、前記用紙が搬送される搬送面を形成する搬送板と、電波を放射する放射面を形成する放射素子を有し、前記用紙に備えられた前記ＲＦタグが通過する領域に対向する位置に前記放射素子を配置して電波の送受信を行うアンテナと、このアンテナを介して前記ＲＦタグとの通信を行う送受信部と、前記搬送板の前記放射素子に対向する位置に設けられ、前記送受信部の動作に従い前記放射素子から放射される電波を通過させるスリットと、前記ＲＦタグが通過する領域を挟んで前記アンテナと対向する位置に設けられ、前記送受信部の動作に従い前記アンテナの前記放射素子から放射された電波を、前記ＲＦタグが通過する領域に向けて反射する反射手段と、を備え、前記アンテナの放射面は、前記放射素子から放射される電波の波長の１／２の整数倍の距離だけ前記反射手段の反射面から離れた位置に配置され、前記ＲＦタグが通過する領域は、前記放射素子から放射される電波の波長の１／４の奇数倍の距離だけ前記反射手段の反射面から離れた位置とした。

したがって、放射素子から放射される電波の波長の１／２の整数倍の距離だけ反射手段の反射面から離れた位置にアンテナを配置すると、アンテナから放射された電波が反射手段で極性を反転して反射され、極性が反転した電波を再度アンテナで反射することにより、放射素子から放射される電波の波長の１／４の奇数倍の距離だけ反射手段から離れた位置の電界強度を強くすることが可能になる。このような放射素子から放射される電波の波長の１／４の奇数倍の距離だけ反射手段の反射面から離れた位置をＲＦタグが通過する領域とすることで、通過するＲＦタグに電界強度の強い電波を浴びせることが可能になることにより、台紙に連続して貼り付けられているラベルに内蔵されているＲＦタグと通信を行うような場合に、所望のＲＦタグとだけ確実に通信を行うことが可能になる。

本発明は、用紙に備えられたＲＦタグの読み込み／書き込みを行う無線通信装置において、前記用紙が搬送される搬送面を形成する搬送板と、電波を放射する放射面を形成する放射素子を有し、前記用紙に備えられた前記ＲＦタグが通過する領域に対向する位置に前記放射素子を配置して電波の送受信を行うアンテナと、このアンテナを介して前記ＲＦタグとの通信を行う送受信部と、前記搬送板の前記放射素子に対向する位置に設けられ、前記送受信部の動作に従い前記放射素子から放射される電波を通過させるスリットと、前記ＲＦタグが通過する領域を挟んで前記アンテナと対向する位置に設けられ、前記送受信部の動作に従い前記アンテナの前記放射素子から放射された電波を、前記ＲＦタグが通過する領域に向けて反射する反射手段と、を備え、前記アンテナの放射面は、前記放射素子から放射される電波の波長の１／２の整数倍の距離だけ前記反射手段の反射面から離れた位置に配置され、前記ＲＦタグが通過する領域は、前記放射素子から放射される電波の波長の１／１２〜５／１２の距離だけ前記反射手段の反射面から離れた位置とした。

したがって、放射素子から放射される電波の波長の１／２の整数倍の距離だけ反射手段の反射面から離れた位置にアンテナを配置すると、アンテナから放射された電波が反射手段で極性を反転して反射され、極性が反転した電波を再度アンテナで反射することにより、放射素子から放射される電波の波長の１／１２〜５／１２の距離だけ反射手段から離れた位置の電界強度を、反射手段を設けない場合に比べて強くすることが可能になる。このような放射素子から放射される電波の波長の１／１２〜５／１２の距離だけ反射手段の反射面から離れた位置をＲＦタグが通過する領域とすることで、通過するＲＦタグに電界強度の強い電波を浴びせることが可能になることにより、台紙に連続して貼り付けられているラベルに内蔵されているＲＦタグと通信を行うような場合に、所望のＲＦタグとだけ確実に通信を行うことが可能になる。

本発明は、用紙に備えられたＲＦタグの読み込み／書き込みを行う無線通信装置において、前記用紙が搬送される搬送面を形成する搬送板と、電波を放射する放射面を形成する放射素子を有し、前記用紙に備えられた前記ＲＦタグが通過する領域に対向する位置に前記放射素子を配置して電波の送受信を行うアンテナと、このアンテナを介して前記ＲＦタグとの通信を行う送受信部と、前記搬送板の前記放射素子に対向する位置に設けられ、前記送受信部の動作に従い前記放射素子から放射される電波を通過させるスリットと、前記ＲＦタグが通過する領域を挟んで前記アンテナと対向する位置に設けられ、前記送受信部の動作に従い前記アンテナの前記放射素子から放射された電波を、前記ＲＦタグが通過する領域に向けて反射する反射手段と、を備え、前記アンテナの放射面は、前記放射素子から放射される電波の波長の１／２の整数倍の距離だけ前記反射手段の反射面から離れた位置に配置され、前記ＲＦタグが通過する領域は、前記放射素子から放射される電波の波長の１／１２〜５／１２の値に半波長の整数倍を加えた距離だけ前記反射手段の反射面から離れた位置とした。

したがって、放射素子から放射される電波の波長の１／２の整数倍の距離だけ反射手段の反射面から離れた位置にアンテナを配置すると、アンテナから放射された電波が反射手段で極性を反転して反射され、極性が反転した電波を再度アンテナで反射することにより、放射素子から放射される電波の波長の１／１２〜５／１２の値に半波長の整数倍を加えた距離だけ反射手段から離れた位置の電界強度を、反射手段を設けない場合に比べて強くすることが可能になる。このような放射素子から放射される電波の波長の１／１２〜５／１２の値に半波長の整数倍を加えた距離だけ反射手段の反射面から離れた位置をＲＦタグが通過する領域とすることで、通過するＲＦタグに電界強度の強い電波を浴びせることが可能になることにより、台紙に連続して貼り付けられているラベルに内蔵されているＲＦタグと通信を行うような場合に、所望のＲＦタグとだけ確実に通信を行うことが可能になる。

本発明は、用紙に備えられたＲＦタグの読み込み／書き込みを行う無線通信装置において、前記用紙が搬送される搬送面を形成する搬送板と、電波を放射する放射面を形成する放射素子を両面に配置して電波の送受信を行うアンテナと、このアンテナを介して前記ＲＦタグとの通信を行う送受信部と、前記搬送板の前記放射素子に対向する位置に設けられ、前記送受信部の動作に従い前記放射素子から放射される電波を通過させるスリットと、前記アンテナを挟んで前記ＲＦタグが通過する領域と対向する位置に設けられ、前記送受信部の動作に従い前記アンテナの前記放射素子から放射された電波を、当該アンテナに向けて反射する反射手段と、を備え、前記アンテナの放射面は、前記放射素子から放射される電波の波長の１／４の整数倍の距離だけ前記反射手段の反射面から離れた位置に配置され、前記ＲＦタグが通過する領域は、前記放射素子から放射される電波の波長の１／２の奇数倍の距離だけ前記反射手段の反射面から離れた位置とした。

したがって、放射素子から放射される電波の波長の１／４の整数倍の距離だけアンテナの一方の放射面から離れた位置に反射手段の反射面を配置すると、アンテナの一方の放射面から放射された電波が反射手段で極性を反転して反射され、極性が反転した電波をアンテナの他方の放射面から放射された電波と合成することにより、アンテナの放射素子から放射される電波の波長の１／２の奇数倍の距離だけ反射手段の反射面から離れた位置の電界強度を強くすることが可能になる。このような放射素子から放射される電波の波長の１／２の奇数倍の距離だけ反射手段の反射面から離れた位置をＲＦタグが通過する領域とすることで、通過するＲＦタグに電界強度の強い電波を浴びせることが可能になることにより、台紙に連続して貼り付けられているラベルに内蔵されているＲＦタグと通信を行うような場合に、所望のＲＦタグとだけ確実に通信を行うことが可能になる。

本発明は、用紙に備えられたＲＦタグの読み込み／書き込みを行う無線通信装置において、前記用紙が搬送される搬送面を形成する搬送板と、電波を放射する放射面を形成する放射素子を両面に配置して電波の送受信を行うアンテナと、このアンテナを介して前記ＲＦタグとの通信を行う送受信部と、前記搬送板の前記放射素子に対向する位置に設けられ、前記送受信部の動作に従い前記放射素子から放射される電波を通過させるスリットと、前記アンテナを挟んで前記ＲＦタグが通過する領域と対向する位置に設けられ、前記送受信部の動作に従い前記アンテナの前記放射素子から放射された電波を、当該アンテナに向けて反射する反射手段と、を備え、前記アンテナの放射面は、前記放射素子から放射される電波の波長の１／４の整数倍の距離だけ前記反射手段の反射面から離れた位置に配置され、前記ＲＦタグが通過する領域は、前記放射素子から放射される電波の波長の１／３〜２／３の距離だけ前記反射手段の反射面から離れた位置とした。

したがって、放射素子から放射される電波の波長の１／４の整数倍の距離だけアンテナの一方の放射面から離れた位置に反射手段の反射面を配置すると、アンテナの一方の放射面から放射された電波が反射手段で極性を反転して反射され、極性が反転した電波をアンテナの他方の放射面から放射された電波と合成することにより、アンテナの放射素子から放射される電波の波長の１／３〜２／３の距離だけ離れた位置の電界強度を、反射手段を設けない場合に比べて強くすることが可能になる。このような放射素子から放射される電波の波長の１／３〜２／３の距離だけ反射手段の反射面から離れた位置をＲＦタグが通過する領域とすることで、通過するＲＦタグに電界強度の強い電波を浴びせることが可能になることにより、台紙に連続して貼り付けられているラベルに内蔵されているＲＦタグと通信を行うような場合に、所望のＲＦタグとだけ確実に通信を行うことが可能になる。

本発明は、用紙に備えられたＲＦタグの読み込み／書き込みを行う無線通信装置において、前記用紙が搬送される搬送面を形成する搬送板と、電波を放射する放射面を形成する放射素子を両面に配置して電波の送受信を行うアンテナと、このアンテナを介して前記ＲＦタグとの通信を行う送受信部と、前記搬送板の前記放射素子に対向する位置に設けられ、前記送受信部の動作に従い前記放射素子から放射される電波を通過させるスリットと、前記アンテナを挟んで前記ＲＦタグが通過する領域と対向する位置に設けられ、前記送受信部の動作に従い前記アンテナの前記放射素子から放射された電波を、当該アンテナに向けて反射する反射手段と、を備え、前記アンテナの放射面は、前記放射素子から放射される電波の波長の１／４の整数倍の距離だけ前記反射手段の反射面から離れた位置に配置され、前記ＲＦタグが通過する領域は、前記放射素子から放射される電波の波長の１／３〜２／３の値に半波長の整数倍を加えた距離だけ前記反射手段の反射面から離れた位置とした。

したがって、放射素子から放射される電波の波長の１／４の整数倍の距離だけアンテナの一方の放射面から離れた位置に反射手段の反射面を配置すると、アンテナの一方の放射面から放射された電波が反射手段で極性を反転して反射され、極性が反転した電波をアンテナの他方の放射面から放射された電波と合成することにより、アンテナの放射素子から放射される電波の波長の１／３〜２／３の値に半波長の整数倍を加えた距離だけ離れた位置の電界強度を、反射手段を設けない場合に比べて強くすることが可能になる。このような放射素子から放射される電波の波長の１／３〜２／３の値に半波長の整数倍を加えた距離だけ反射手段の反射面から離れた位置をＲＦタグが通過する領域とすることで、通過するＲＦタグに電界強度の強い電波を浴びせることが可能になることにより、台紙に連続して貼り付けられているラベルに内蔵されているＲＦタグと通信を行うような場合に、所望のＲＦタグとだけ確実に通信を行うことが可能になる。

本発明によれば、台紙に連続して貼り付けられているラベルに内蔵されているＲＦタグと通信を行うような場合に、所望のＲＦタグとだけ確実に通信を行うことができる。

[第一の実施の形態]
本発明の第一の実施の形態を図１ないし図９に基づいて説明する。本実施の形態のプリンタは、ラベルプリンタに適用されている。

ここで、図１は第一の実施の形態のラベルプリンタ１の構造を概略的に示す縦断側面図、図２はラベルプリンタ１の各部の電気的接続を示すブロック図である。図１に示すように、ラベルプリンタ１には、ロール状に巻回されたラベル用紙２をロール状態から搬送方向Ａに向けて引き出して搬送するプラテンローラ３、インクリボン４、プラテンローラ３に対向して配設されてロール状態から引き出されたラベル用紙２に対してインクリボン４を介して所定事項を印字する印字ヘッドでありライン状に配列された多数の抵抗発熱体（図示せず）を有するサーマルヘッド５などが配置されている。インクリボン４はサーマルヘッド５に圧接するように配設されていて、ラベル用紙２を間にしてプラテンローラ３に圧接する。

このようなラベルプリンタ１には、図２に示すように、各部を集中的に制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）１１が備えられており、このＣＰＵ１１からのシステムバス１２には、フラッシュメモリで構成されたＲＯＭ（Read Only Memory）１３が接続されている。このＲＯＭ１３には、ラベルプリンタ１を動作させるための各種のプログラムが記憶されている。すなわち、ＲＯＭ１３はプログラムを記憶する記憶媒体である。加えて、ＣＰＵ１１からのシステムバス１２には、ＲＯＭ１３に記憶されているプログラムを展開する等の各種作業エリアとして機能する記憶部であるＲＡＭ（Random Access Memory）１４も接続されている。すなわち、ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１３に格納されたプログラムに従い、ＲＡＭ１４をワークエリアとして利用しつつ各種の処理を実行する。また、ＣＰＵ１１からのシステムバス１２には、サーマルヘッド５、無線通信装置である無線通信部７、プラテンローラ３を回転させてラベル用紙２を搬送するとともにインクリボン４を搬送するためのステッピングモータ１５、外部機器から出力された印字データやＲＦタグＴに記憶する記憶データを入力するための通信インタフェース（Ｉ／Ｆ）１６も接続されている。

次に、ラベルプリンタ１に使用されるラベル用紙２について説明する。ここで、図３はラベル用紙２を示す斜視図、図４はその断面図である。図３に示すように、ラベル用紙２は、台紙２ａ上に多数の印字ラベル２ｂを有しており、このような台紙２ａはコア２ｃに巻装されておりロール状に形成されている。また、図４に示すように、ラベル用紙２に保持される印字ラベル２ｂには、ＲＦタグＴが埋め込まれている。ＲＦタグＴと印字ラベル２ｂは一体になっており、印字後に台紙２ａから剥がすことが可能であり、剥がした後に他の物に貼り付けることができるようになっている。このようなＲＦタグＴは、ＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）と称される技術において用いられるものであり、ＩＣタグとも呼ばれているものである。ＲＦタグＴは、特に図示しないが、ＩＤやその他のデータを記憶する記憶部を含むＩＣチップと、データを無線で送信できるアンテナとを主体に構成されている。なお、無線通信部７との間の無線通信方式としては、静電結合方式、電磁結合方式、電磁誘導方式、マイクロ波方式等、いずれの方式であってもよい。

このようなラベルプリンタ１のＣＰＵ１１による基本的な処理動作について簡単に説明する。ＣＰＵ１１は、通信Ｉ／Ｆ１６を介して入力された印字データに従いサーマルヘッド５のライン状に配列された抵抗発熱体を選択的に通電加熱してインクリボン４のインクを溶融又は昇華することでラベル用紙２の印字ラベル２ｂに対する主走査方向の印字を行い、ステッピングモータ１５の駆動によるプラテンローラ３の回転に伴うラベル用紙２の搬送方向Ａに向けた搬送によって生ずるサーマルヘッド５に対するラベル用紙２の移動によって副走査方向の印字を行う。また、ＣＰＵ１１は、インクリボン４をステッピングモータ１５からの駆動力により回転駆動させ、使用済のインクリボン４を巻取軸４ａで巻き取るようにしている。すなわち、プラテンローラ３とインクリボン４とサーマルヘッド５とにより、印字部が構成されている。また、プラテンローラ３とステッピングモータ１５とにより、用紙搬送手段が構成されている。

また、このようにしてステッピングモータ１５の駆動に従って搬送方向Ａに向けて送り出されて印字処理されるラベル用紙２は、その搬送途中で無線通信部７を通過する。この際、ＣＰＵ１１は、通信Ｉ／Ｆ１６を介して入力されたＲＦタグＴに記憶する記憶データを、無線通信部７により印字ラベル２ｂに埋め込まれているＲＦタグＴに書き込む。

次に、無線通信部７について詳述する。無線通信部７は、一般的には、アンテナ７ａと送受信部７ｂ（図２参照）で構成されており、送受信部７ｂはＣＰＵ１１付近にあってもよいし、アンテナ７ａ付近にあってもよい。ここで、図５は無線通信部７のアンテナ７ａ付近の構成を示す分解斜視図、図６は無線通信部７のアンテナ７ａとラベル用紙２上のＲＦタグＴとの関係を示す平面図、図７は無線通信部７のアンテナ７ａ付近を構成するアンテナ７ａと搬送板８と反射板９との位置関係を示す断面図である。図５に示すように、無線通信部７のアンテナ７ａ付近は、アンテナ７ａと、搬送板８と、反射手段である反射板９とで構成されている。図６に示すように、ラベル用紙２の台紙２ａは、搬送板８上を搬送される。この搬送板８の略中央部には、アンテナ７ａの外形と略同形状のスリットＳが形成されている。そして、このスリットＳの下方には、アンテナ７ａが配置されている。このアンテナ７ａは、搬送面を搬送されるラベル用紙２に備えられたＲＦタグＴが通過する領域に対向する位置に配置されて電波の送受信を行うものである。すなわち、アンテナ７ａは、出力される電波が強くなる方向を、搬送板８上を搬送されるラベル用紙２に備えられたＲＦタグＴに向けて備えられている。

無線通信部７のアンテナ７ａは、平面パッチアンテナであって、アンテナの下面は全面グランドになっている。アンテナ７ａは、放射面である上面の放射素子２１から電波を放射し、上方に電波を強く出力する特性がある。このアンテナ７ａ上面の放射素子２１の端部の給電点Ｘには、同軸ケーブル２０の芯線が接続されており、下面のグランドには同軸ケーブル２０の外部導体が接続されている。この同軸ケーブル２０のもう一方の端は、通信制御等を行う送受信部７ｂに接続されている。なお、アンテナ７ａのグランド部分を頑強にして、ラベルプリンタ１の機械的な強度を保つための支柱と兼用してもよい。

搬送板８は金属により形成されており、この搬送板８の略中央部にはスリットＳが形成されている。このスリットＳは、アンテナ７ａに対向する位置に形成されている。すなわち、アンテナ７ａに対して送受信される電波は、搬送板８のスリットＳを通過する。

反射板９は、金属により形成されている。この反射板９は、アンテナ７ａに対向する面は鏡面状の平面になっている。この反射板９は、搬送板８の上方に設けられており、アンテナ７ａに対して平行に配置されている。このようにアンテナ７ａに対して平行に配置するのは、アンテナ７ａが放射面に垂直に最も強く電波を放射するためである。なお、反射板９は、アンテナ７ａに向いた平行な面があれば、ラベルプリンタ１の機械的な強度を保つための支柱と兼用してもよい。

このような構成においては、アンテナ７ａから上方に放射される電波はＲＦタグＴに供給されることになるが、ＲＦタグＴで消費されなかった電波は、さらに上方にある反射板９に到達し、反射板９で下方に反射される。すなわち、反射板９も無線通信部７の構成要素の１つである。

図７に示すように、アンテナ７ａの放射面である上面の放射素子２１とＲＦタグＴとの間隔は、使用する電波の１／４波長の距離であり、反射板９の下面（反射面）とＲＦタグＴとの間隔も使用する電波の１／４波長の距離である。以下において、その理由を説明する。

図８は電波の進行波と反射板９で反射された反射波とその合成波を示すグラフである。図８においては横軸の右端に反射板９があり、反射板９からλ距離だけ離れた所で、位相が４５°のときを示している。ここで、λは１波長としている。縦軸は電波の振幅を示しており、進行波の最大振幅を１としている。進行波は、図８の左から右に進んでいく。そのときの位相の変化を点線で示している。進行波が反射板９に達すると極性が反転し、反射波として図８の右から左に進む。反射波の位相を一点鎖線で示している。進行波と反射波は合成され、実線で示した合成波となる。

図９は合成波の時間的な変化を示すグラフである。グラフの軸は図８と同じであり、図８では反射板９からλすなわち１波長の距離が離れたところで位相が４５°のときを示したが、図９では位相が０°、４５°、９０°、１３５°、１８０°のときの合成波をそれぞれ示す。電波は０°から４５°、９０°となるように、時間と共に位相が変化しており、位相が０°から３６０°に変化するまでの時間は電波の周波数によって決まっている。合成波の振幅が最大となる位置は、反射板９からλ／４と３λ／４の位置であり、進行波の２倍の振幅になる。電波の振幅が大きいことは、電界強度が強いことと同等である。そのため、反射板９からλ／４の位置にＲＦタグＴを配置すれば、ＲＦタグＴに電界強度の強い電波を浴びせることができる。

なお、図９においては、反射板９からの距離を１波長分だけ示したが、それ以上離れた場合もこの１波長分を繰り返し、λ／４、３λ／４、５λ／４、７λ／４と振幅が大きくなるところが現れる。すなわち、λ／４の奇数倍の位置で電界強度が強くなる。また、図８と図９では、反射板９を反射による損失の無い完全反射体として説明したが、反射による損失がある場合でも、λ／４の奇数倍の位置に振幅が大きくなる極大点が現れる。このときの極大点の振幅は、完全反射のときの振幅より小さくなる。

また、反射板９からλ／２の位置に無線通信部７のアンテナ７ａを配置すると、アンテナ７ａから放射された電波が反射板９で極性を反転して反射され、極性が反転した電波を再度アンテナ７ａで反射することにより、反射板９からλ／４離れた位置の電界強度を強くすることができる。図９に示したように、完全反射体の壁面では振幅が０になる。振幅が０になる位置に無線通信部７のアンテナ７ａを配置し、再反射を行わせればよい。振幅が０になる位置は、反射板からλ／２、λ、３λ／２、２λ離れた位置になる。すなわち、無線通信部７のアンテナ７ａを反射板９からλ／２の整数倍の位置に配置し、ＲＦタグＴを反射板９からλ／４の奇数倍の位置に配置すれば、ＲＦタグＴに浴びせる電波の電界強度を強くすることができる。

このように本実施の形態によれば、アンテナ７ａから放射される電波の波長の１／２の整数倍の距離だけ反射板９の反射面から離れた位置にアンテナ７ａを配置すると、アンテナ７ａから放射された電波が反射板９で極性を反転して反射され、極性が反転した電波を再度アンテナ７ａで反射することにより、放射素子２１から放射される電波の波長の１／４の奇数倍の距離だけ反射板９から離れた位置の電界強度を強くすることが可能になる。このような放射素子２１から放射される電波の波長の１／４の奇数倍の距離だけ反射板９の反射面から離れた位置をＲＦタグＴが通過する領域とすることで、通過するＲＦタグＴに電界強度の強い電波を浴びせることが可能になることにより、台紙２ａに連続して貼り付けられている印字ラベル２ｂに内蔵されているＲＦタグＴと通信を行うような場合に、所望のＲＦタグＴとだけ確実に通信を行うことが可能になる。

なお、ＲＦタグＴと反射板９の距離はλ／４とすることが好ましいが、その位置にラベルプリンタ１のインクリボン４が配置されている等の要因がある場合は、ＲＦタグＴと反射板９の距離を３λ／４以上にしてもよい。

また、ＲＦタグＴの位置を反射板９からλ／４離れた位置としたが、図９に示すλ／４の付近の値からわかるように、sinカーブの極大点付近は、少しずれても振幅が大きく変化しないため、λ／４の近傍であれば同様の効果が得られることがわかる。

さらに、図９に示すように、反射板９を使用する場合、反射板９からの距離がλ／１２から５λ／１２の間で電波の最大振幅値が１以上になる。反射板９を使用しない場合の電波の最大振幅値は１である。したがって、反射板９を使用する場合、反射板９とＲＦタグＴの距離をλ／１２から５λ／１２までの間にすると、反射板９を設けたことにより、反射板９を設けない場合に比べてＲＦタグＴに浴びせる電波の電界強度を強くすることができる。また、図９に示すように、反射板９とＲＦタグＴの距離を７λ／１２から１１λ／１２までの間にした場合にも、同様の効果が得られる。図９に示すように、反射板９の距離と電波の振幅は、λ／２すなわち半波長ごとに周期的になるため、ＲＦタグＴは、反射板９からλ／１２から５λ／１２の値に半波長の整数倍を加えた距離に配置すれば、反射板９を設けたことによる効果を得ることができる。

なお、本実施の形態においては、無線通信部７のアンテナ７ａが放射面に垂直に最も強く電波を放射するため、無線通信部７のアンテナ７ａと反射板９を平行に配置したが、これに限るものではない。無線通信部７のアンテナ７ａから放射する電波が、放射面に垂直ではない方向で強くなる場合は、電波の放射が強くなる方向に無線通信部７のアンテナ７ａを向けてもよい。

また、本実施の形態においては、無線通信部７のアンテナ７ａを搬送されるＲＦタグＴの下方に配置して電波を上方に放射し、反射板９をＲＦタグＴの上方に配置して電波を下方に反射するようにしたが、無線通信部７のアンテナ７ａを搬送されるＲＦタグＴの上方に配置して電波を下方に放射し、反射板９をＲＦタグＴの下方に配置して電波を上方に反射するようにしてもよい。

［第二の実施の形態]
次に、本発明の第二の実施の形態を図１０に基づいて説明する。なお、前述した第一の実施の形態と同一部分は同一符号で示し説明も省略する。本実施の形態は、前述した第一の実施の形態とは、無線通信部７のアンテナ７ａ付近の構成が異なるものである。

図１０は本発明の第二の実施の形態の無線通信部７のアンテナ７ａ付近の構成を示す断面図である。図１０に示すように、本実施の形態は、アンテナ７ａと搬送されるＲＦタグＴとの間に誘電体３１を設け、反射板９と搬送されるＲＦタグＴとの間にも誘電体３２を設けている。アンテナ７ａ上に設けられる誘電体３１は、搬送板８のスリットＳに挿入されており、誘電体３１の上面が搬送板８の上面と同一平面になるようになっている。すなわち、誘電体３１の上面も搬送板８の上面と同様、ラベル用紙２の台紙２ａの搬送面を形成することになる。このようにすることにより、ラベル用紙２の台紙２ａの搬送面に凹凸を無くすことができ、ラベル用紙２の台紙２ａが引っかかったり、曲がったりすることを防止することができる。

電波は、自由空間における波長より、誘電体３１，３２内における波長のほうが短くなる特性を持っている。一般的に、誘電体３１，３２内の波長λは次の式（１）によって表されている。

ここで、λ₀は自由空間の波長であり、μ_Rは比透磁率であり、ε_Rは比誘電率である。例えば、電波の周波数を２４５０ＭＨｚとする場合、自由空間の波長λ₀は１２２．５ｍｍである。無線通信部７のアンテナ７ａとＲＦタグＴの間が空気の場合は、無線通信部７のアンテナ７ａとＲＦタグＴの距離を、λ₀／４である３０ｍｍ程度離さなければならない。比透磁率μ_R＝１、比誘電率ε_R＝４の誘電体を誘電体３１として使用すると、波長λは６１．２ｍｍとなり、無線通信部７のアンテナ７ａとＲＦタグＴの距離を１５ｍｍ程度にすることができる。

また、誘電体３２を設けることにより、反射板９とＲＦタグＴとの間も空気のみのときより距離を短くできる。ただし、ＲＦタグＴが移動するため、ＲＦタグＴと誘電体３２の間に隙間を設けておく必要があるため、１５ｍｍよりは離れることになる。そのため、図１０中においては、ＲＦタグＴと反射板９の距離を、λ´／４で示してある。さらに、ＲＦタグＴと反射板９に接する誘電体３２の間にインクリボン４がある場合は、さらに距離が離れるが、空気のみのときよりは近くなっている。

このように本実施の形態によれば、無線通信部７のアンテナ７ａとＲＦタグＴの距離及び反射板９とＲＦタグＴの距離を縮めることができ、ＲＦタグＴへの書き込みと読み取りを行う部分を小型化することができる。

[第三の実施の形態]
次に、本発明の第三の実施の形態を図１１ないし図１３に基づいて説明する。なお、前述した第一の実施の形態と同一部分は同一符号で示し説明も省略する。本実施の形態は、前述した第一の実施の形態とは、無線通信部７のアンテナ７ａ付近の構成が異なるものである。

図１１は、本発明の第三の実施の形態の無線通信部７のアンテナ７ａ付近の構成を示す分解斜視図である。図１１に示すように、本実施の形態の無線通信部７のアンテナ７ａ付近は、アンテナ７ａと、搬送板８と、反射板９とで構成されている。第一の実施の形態と異なる点は、アンテナ７ａを搬送板８と反射板９との間に配置した点である。すなわち、アンテナ７ａから見て反射板９側とは反対側にＲＦタグＴの書き込み／読み取り位置がある。また、本実施の形態のアンテナ７ａは、プリントダイポールアンテナであり、放射素子２１は実線で記載した上面の銅箔パターンと、点線で記載した下面の銅箔パターンにより構成される。放射素子２１の銅箔パターンの端部は同軸ケーブル２０に接続されており、上面の銅箔パターンの端部には同軸ケーブル２０の芯線が接続されており、下面の銅箔パターンの端部には同軸ケーブル２０の外部導体が接続されている。このアンテナ７ａは、電波を上方向にも下方向にも放射する。

このような構成においては、アンテナ７ａの上方向に放射された電波は搬送板８に形成されたスリットＳを通過して、ＲＦタグＴの書き込み／読み取り位置に達する。一方、アンテナ７ａの下方向に放射された電波は、反射板９によって反射され、上方向に進む電波となり、搬送板８に形成されたスリットＳを通過してＲＦタグＴの書き込み／読み取り位置に達する。

また、図１１に示すように、ＲＦタグＴの書き込み／読み取り位置はアンテナ７ａからλ／４の距離にあり、反射板９の位置はアンテナ７ａから逆方向にλ／４の距離にある。以下において、その理由を説明する。

図１２は電波の進行波と反射板９で反射された反射波とその合成波を示すグラフである。図１２においては横軸の右端に反射板９があり、反射板９からλ／４の位置にアンテナ７ａがある。アンテナ７ａから放射された電波は、反射板９の方向とそれと反対側の方向への進行波となる。反射板９に向かった電波は、反射板９に到達すると極性が反転し、反射波として図１２の右から左に進む。位相が４５°のときの進行波を実線で示し、反射波を一点鎖線で示し、そのときの合成波を点線で示している。反射板からλ／４までは合成波の振幅は無いが、λ／４より遠ざかると振幅が現れ、λ／２のときに最大値となる。

図１３は合成波の時間的な変化を示すグラフである。グラフの軸は図１２と同じであり、図１２では位相が４５°のときを示したが、図１３では位相が０°、４５°、９０°、１３５°、１８０°のときの合成波をそれぞれ示す。合成波の振幅が最大となる位置は、反射板９からλ／２とλの距離であり、アンテナ７ａからはλ／４と３λ／４の距離になる。電波の振幅が大きいことは、電界強度が強いことと同等である。そのため、反射板９からλ／２の位置をＲＦタグＴの書き込み／読み取り位置とすれば、ＲＦタグＴに電界強度の強い電波を浴びせることができる。

このように本実施の形態によれば、放射素子２１から放射される電波の波長の１／４の整数倍の距離だけアンテナ７ａの一方の放射面から離れた位置に反射板９の反射面を配置すると、アンテナ７ａの一方の放射面から放射された電波が反射板９で極性を反転して反射され、極性が反転した電波をアンテナ７ａの他方の放射面から放射された電波と合成することにより、アンテナ７ａの放射素子２１から放射される電波の波長の１／２の奇数倍の距離だけ反射板９の反射面から離れた位置の電界強度を強くすることが可能になる。このような放射素子２１から放射される電波の波長の１／２の奇数倍の距離だけ反射板９の反射面から離れた位置をＲＦタグＴが通過する領域とすることで、通過するＲＦタグＴに電界強度の強い電波を浴びせることが可能になることにより、台紙２ａに連続して貼り付けられている印字ラベル２ｂに内蔵されているＲＦタグＴと通信を行うような場合に、所望のＲＦタグＴとだけ確実に通信を行うことが可能になる。

また、図１３に示すように、反射板９を使用する場合、反射板９からの距離がλ／３から２λ／３の間で電波の最大振幅値が１以上になる。反射板９を使用しない場合の電波の最大振幅値は１である。したがって、反射板９を使用する場合、反射板９からの距離をλ／３から２λ／３の間にすると、反射板９を設けたことにより、反射板９を設けない場合に比べてＲＦタグＴに浴びせる電波の電界強度を強くすることができる。また、図９に示すように、反射板９とＲＦタグＴの距離を５λ／６から７λ／６までの間にした場合にも、同様の効果が得られる。図１３に示すように、反射板９の距離と電波の振幅は、λ／２すなわち半波長ごとに周期的になるため、ＲＦタグＴは、反射板９からλ／３から２λ／３の値に半波長の整数倍を加えた距離に配置すれば、反射板９を設けたことによる効果を得ることができる。

また、第二の実施の形態に示したように、アンテナ７ａと反射板９の間に誘電体をおき、アンテナ７ａと搬送板８の間に誘電体を置くことにより、アンテナ７ａと反射板９の距離及びアンテナ７ａとＲＦタグＴの距離を縮めることができ、ＲＦタグＴへの書き込みと読み取りを行う部分を小型化することができる。

[第四の実施の形態]
次に、本発明の第四の実施の形態を図１４に基づいて説明する。なお、前述した第一の実施の形態と同一部分は同一符号で示し説明も省略する。本実施の形態は、前述した第一の実施の形態とは、無線通信部７のアンテナ７ａ付近の構成が異なるものである。

図１４は、本発明の第四の実施の形態の無線通信部７のアンテナ７ａ付近の構成を示す断面図である。図１４に示すように、本実施の形態の無線通信部７は、アンテナ７ａと、搬送板８と、反射板９とで構成されている。第一の実施の形態と異なる点は、反射板９の断面形状が円弧状に形成されている点である。そして、反射板９の反射面は、ＲＦタグＴの中心から等距離に形成されている。すなわち、反射板９のアンテナ７ａの偏波方向と直交する方向の形状は、反射板９の反射面の中心上に印字ラベル２ｂに備えられたＲＦタグＴの中心が位置した状態で当該ＲＦタグＴの中心位置から略等距離に形成されている。

このような構成の無線通信部７においては、アンテナ７ａから上方に放射される電波はＲＦタグＴに供給されることになるが、ＲＦタグＴで消費されなかった電波は、さらに上方にある反射板９に到達し、反射板９で下方に反射される。反射板９によって反射された電波は、反射板９の反射面がＲＦタグＴの中心から等距離に形成されていることから、アンテナ７ａの放射素子２１面の中心上にＲＦタグＴの中心が位置した状態ではＲＦタグＴの中心に向かう。そのため、ＲＦタグＴの付近に電波が集まることになる。これにより、所望のＲＦタグＴ付近の電界強度を強くすることができるので、効率良く所望のＲＦタグＴに対する確実な書き込みと読み取りを行うことができる。

なお、各実施の形態においては、搬送板８のスリットＳ上にＲＦタグＴを配置したときに、無線通信部７がＲＦタグＴの読み取りと書き込みを行う形態を説明したが、これに限るものではない。無線通信部７のアンテナ７ａと所望のＲＦタグＴの位置関係が本実施の形態のようであれば、搬送板８の無い部分でＲＦタグＴの読み取りと書き込みを行うようにしてもよい。

また、各実施の形態においては、無線通信部７を備えるラベルプリンタ１について説明したが、これに限るものではない。印字部を備えずに、ＲＦタグＴを備えている用紙を搬送する用紙搬送手段と無線通信部７とを備えるＲＦタグリーダ／ライタであっても良い。

本発明の第一の実施の形態のラベルプリンタの構造を概略的に示す縦断側面図である。 ラベルプリンタの各部の電気的接続を示すブロック図である。 ラベル用紙を示す斜視図である。 その断面図である。 無線通信部のアンテナ付近の構成を示す分解斜視図である。 無線通信部のアンテナとラベル用紙上のＲＦタグとの関係を示す平面図である。 アンテナと搬送板と反射板との位置関係を示す断面図である。 電波の進行波と反射板で反射された反射波とその合成波を示すグラフである。 合成波の時間的な変化を示すグラフである。 本発明の第二の実施の形態の無線通信部のアンテナ付近の構成を示す断面図である。 本発明の第三の実施の形態の無線通信部のアンテナ付近の構成を示す分解斜視図である。 電波の進行波と反射板で反射された反射波とその合成波を示すグラフである。 合成波の時間的な変化を示すグラフである。 本発明の第四の実施の形態の無線通信部のアンテナ付近の構成を示す断面図である。

符号の説明

１…プリンタ、２…用紙、３，４，５…印字部、３，１５…用紙搬送手段、７…無線通信装置、７ａ…アンテナ、９…反射手段、７ｂ…送受信部、３１，３２…誘電体、２１…放射素子、Ｔ…ＲＦタグ

Claims (12)

1. 用紙に備えられたＲＦタグの読み込み／書き込みを行う無線通信装置において、
   前記用紙が搬送される搬送面を形成する搬送板と、
   電波を放射する放射面を形成する放射素子を有し、前記用紙に備えられた前記ＲＦタグが通過する領域に対向する位置に前記放射素子を配置して電波の送受信を行うアンテナと、
   このアンテナを介して前記ＲＦタグとの通信を行う送受信部と、
   前記搬送板の前記放射素子に対向する位置に設けられ、前記送受信部の動作に従い前記放射素子から放射される電波を通過させるスリットと、
   前記ＲＦタグが通過する領域を挟んで前記アンテナと対向する位置に設けられ、前記送受信部の動作に従い前記アンテナの前記放射素子から放射された電波を、前記ＲＦタグが通過する領域に向けて反射する反射手段と、
   を備え、
   前記アンテナの放射面は、前記放射素子から放射される電波の波長の１／２の整数倍の距離だけ前記反射手段の反射面から離れた位置に配置され、前記ＲＦタグが通過する領域は、前記放射素子から放射される電波の波長の１／４の奇数倍の距離だけ前記反射手段の反射面から離れた位置とした、
   ことを特徴とする無線通信装置。
2. 用紙に備えられたＲＦタグの読み込み／書き込みを行う無線通信装置において、
   前記用紙が搬送される搬送面を形成する搬送板と、
   電波を放射する放射面を形成する放射素子を有し、前記用紙に備えられた前記ＲＦタグが通過する領域に対向する位置に前記放射素子を配置して電波の送受信を行うアンテナと、
   このアンテナを介して前記ＲＦタグとの通信を行う送受信部と、
   前記搬送板の前記放射素子に対向する位置に設けられ、前記送受信部の動作に従い前記放射素子から放射される電波を通過させるスリットと、
   前記ＲＦタグが通過する領域を挟んで前記アンテナと対向する位置に設けられ、前記送受信部の動作に従い前記アンテナの前記放射素子から放射された電波を、前記ＲＦタグが通過する領域に向けて反射する反射手段と、
   を備え、
   前記アンテナの放射面は、前記放射素子から放射される電波の波長の１／２の整数倍の距離だけ前記反射手段の反射面から離れた位置に配置され、前記ＲＦタグが通過する領域は、前記放射素子から放射される電波の波長の１／１２〜５／１２の距離だけ前記反射手段の反射面から離れた位置とした、
   ことを特徴とする無線通信装置。
3. 用紙に備えられたＲＦタグの読み込み／書き込みを行う無線通信装置において、
   前記用紙が搬送される搬送面を形成する搬送板と、
   電波を放射する放射面を形成する放射素子を有し、前記用紙に備えられた前記ＲＦタグが通過する領域に対向する位置に前記放射素子を配置して電波の送受信を行うアンテナと、
   このアンテナを介して前記ＲＦタグとの通信を行う送受信部と、
   前記搬送板の前記放射素子に対向する位置に設けられ、前記送受信部の動作に従い前記放射素子から放射される電波を通過させるスリットと、
   前記ＲＦタグが通過する領域を挟んで前記アンテナと対向する位置に設けられ、前記送受信部の動作に従い前記アンテナの前記放射素子から放射された電波を、前記ＲＦタグが通過する領域に向けて反射する反射手段と、
   を備え、
   前記アンテナの放射面は、前記放射素子から放射される電波の波長の１／２の整数倍の距離だけ前記反射手段の反射面から離れた位置に配置され、前記ＲＦタグが通過する領域は、前記放射素子から放射される電波の波長の１／１２〜５／１２の値に半波長の整数倍を加えた距離だけ前記反射手段の反射面から離れた位置とした、
   ことを特徴とする無線通信装置。
4. 前記反射手段の反射面と前記ＲＦタグが通過する領域との間に誘電体を設けた、
   ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一記載の無線通信装置。
5. 用紙に備えられたＲＦタグの読み込み／書き込みを行う無線通信装置において、
   前記用紙が搬送される搬送面を形成する搬送板と、
   電波を放射する放射面を形成する放射素子を両面に配置して電波の送受信を行うアンテナと、
   このアンテナを介して前記ＲＦタグとの通信を行う送受信部と、
   前記搬送板の前記放射素子に対向する位置に設けられ、前記送受信部の動作に従い前記放射素子から放射される電波を通過させるスリットと、
   前記アンテナを挟んで前記ＲＦタグが通過する領域と対向する位置に設けられ、前記送受信部の動作に従い前記アンテナの前記放射素子から放射された電波を、当該アンテナに向けて反射する反射手段と、
   を備え、
   前記アンテナの放射面は、前記放射素子から放射される電波の波長の１／４の整数倍の距離だけ前記反射手段の反射面から離れた位置に配置され、前記ＲＦタグが通過する領域は、前記放射素子から放射される電波の波長の１／２の奇数倍の距離だけ前記反射手段の反射面から離れた位置とした、
   ことを特徴とする無線通信装置。
6. 用紙に備えられたＲＦタグの読み込み／書き込みを行う無線通信装置において、
   前記用紙が搬送される搬送面を形成する搬送板と、
   電波を放射する放射面を形成する放射素子を両面に配置して電波の送受信を行うアンテナと、
   このアンテナを介して前記ＲＦタグとの通信を行う送受信部と、
   前記搬送板の前記放射素子に対向する位置に設けられ、前記送受信部の動作に従い前記放射素子から放射される電波を通過させるスリットと、
   前記アンテナを挟んで前記ＲＦタグが通過する領域と対向する位置に設けられ、前記送受信部の動作に従い前記アンテナの前記放射素子から放射された電波を、当該アンテナに向けて反射する反射手段と、
   を備え、
   前記アンテナの放射面は、前記放射素子から放射される電波の波長の１／４の整数倍の距離だけ前記反射手段の反射面から離れた位置に配置され、前記ＲＦタグが通過する領域は、前記放射素子から放射される電波の波長の１／３〜２／３の距離だけ前記反射手段の反射面から離れた位置とした、
   ことを特徴とする無線通信装置。
7. 用紙に備えられたＲＦタグの読み込み／書き込みを行う無線通信装置において、
   前記用紙が搬送される搬送面を形成する搬送板と、
   電波を放射する放射面を形成する放射素子を両面に配置して電波の送受信を行うアンテナと、
   このアンテナを介して前記ＲＦタグとの通信を行う送受信部と、
   前記搬送板の前記放射素子に対向する位置に設けられ、前記送受信部の動作に従い前記放射素子から放射される電波を通過させるスリットと、
   前記アンテナを挟んで前記ＲＦタグが通過する領域と対向する位置に設けられ、前記送受信部の動作に従い前記アンテナの前記放射素子から放射された電波を、当該アンテナに向けて反射する反射手段と、
   を備え、
   前記アンテナの放射面は、前記放射素子から放射される電波の波長の１／４の整数倍の距離だけ前記反射手段の反射面から離れた位置に配置され、前記ＲＦタグが通過する領域は、前記放射素子から放射される電波の波長の１／３〜２／３の値に半波長の整数倍を加えた距離だけ前記反射手段の反射面から離れた位置とした、
   ことを特徴とする無線通信装置。
8. 前記アンテナの放射面と前記反射手段の反射面との間に誘電体を設けた、
   ことを特徴とする請求項５ないし７のいずれか一記載の無線通信装置。
9. 前記アンテナの放射面と前記ＲＦタグが通過する領域との間に誘電体を設けた、
   ことを特徴とする請求項１ないし８のいずれか一記載の無線通信装置。
10. 前記反射手段の前記アンテナの偏波方向と直交する方向の形状は、前記反射手段の反射面の中心上に前記用紙に備えられた前記ＲＦタグの中心が位置した状態で当該ＲＦタグの中心位置から略等距離に形成されている、
    ことを特徴とする請求項１ないし９のいずれか一記載の無線通信装置。
11. ＲＦタグを備えている用紙を搬送する用紙搬送手段と、
    この用紙搬送手段により搬送される前記用紙に備えられた前記ＲＦタグの読み込み／書き込みを行う請求項１ないし１０のいずれか一記載の無線通信装置と、
    を備えることを特徴とするＲＦタグリーダ／ライタ。
12. ＲＦタグを備えている用紙を搬送する用紙搬送手段と、
    前記用紙に対して印字を行う印字部と、
    前記用紙搬送手段により搬送される前記用紙に備えられた前記ＲＦタグの読み込み／書き込みを行う請求項１ないし１０のいずれか一記載の無線通信装置と、
    を備えることを特徴とするプリンタ。

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