ＲＦＩＤ用アンテナ装置およびＲＦＩＤタグ発行装置
【課題】ＲＦＩＤ用アンテナ装置およびＲＦＩＤタグ発行装置に関し、リーダライタからの信号を供給する同軸ケーブルの配線レイアウトの都合により、同軸ケーブルの外部導体と金属とが接触した場合であっても、アンテナ利得の低下を抑えることを目的とする。
【解決手段】ＲＦＩＤ用アンテナ装置７は、長方形状の基板１４の一方面に放射導体となるアンテナ素子１５、他方面に接地導体となるグランド部１７を形成し、基板１４の長手方向の端部に給電部１６を設けたものであって、グランド部１７の長手方向の寸法Ｌの１／２の位置に、この長手方向と直交する方向にスリット１８を形成した。このような構造により、グランド部１７に設けたスリット１８によりグランド部１７に接続される同軸ケーブル１９の外部導体１９ｃに発生する漏れ電流をキャンセルする電流を生成して漏れ電流を抑えることができる。
【解決手段】ＲＦＩＤ用アンテナ装置７は、長方形状の基板１４の一方面に放射導体となるアンテナ素子１５、他方面に接地導体となるグランド部１７を形成し、基板１４の長手方向の端部に給電部１６を設けたものであって、グランド部１７の長手方向の寸法Ｌの１／２の位置に、この長手方向と直交する方向にスリット１８を形成した。このような構造により、グランド部１７に設けたスリット１８によりグランド部１７に接続される同軸ケーブル１９の外部導体１９ｃに発生する漏れ電流をキャンセルする電流を生成して漏れ電流を抑えることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＲＦＩＤ用アンテナ装置およびＲＦＩＤタグ発行装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、物流、物品などの管理を効率化するために、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）タグが利用されている。例えば、ＲＦＩＤタグ付きラベルを商品に貼付し、このＲＦＩＤタグ付きラベルのタグ情報を使って商品を管理し、配送先別に仕分けするなどしていた。このような中で、ＲＦＩＤタグ付きラベルを量産するためのＲＦＩＤタグ発行装置が提案されている。
【０００３】
従来のＲＦＩＤタグ発行装置では、搬送帯に複数のＲＦＩＤタグが所定間隔で配置されているものをロール状に巻き取って用意しておき、この搬送帯上のＲＦＩＤタグを搬送部により所定の位置にあるＲＦＩＤ用アンテナ装置まで搬送していた。そして、リーダライタによりＲＦＩＤ用アンテナ装置を介してＲＦＩＤタグの読み出しまたは書き込みの動作を行っていた（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００６−３３８１７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＲＦＩＤタグ発行装置では、小型化の要望が強いため装置内のスペースも限られていた。そこで、ＲＦＩＤ用アンテナ装置として、小型で厚みを薄くすることができるマイクロストリップアンテナを使用することが考えられる。このマイクロストリップアンテナは、放射導体であるアンテナ素子と接地導体であるグランド部とを基板を介して対向配置し、アンテナ素子を同軸ケーブルを介してリーダライタに電気的に接続している。
【０００５】
しかしながら、十分に大きいグランド部を設けることができない場合、同軸ケーブルの外部導体にグランド部を接続すると外部導体に漏れ電流が流れる。この漏れ電流により、外部導体と金属との間で電磁界が発生し、外部導体と金属とが接触した場合には、アンテナ利得が劣化するという課題があった。
【０００６】
そこで本発明は、リーダライタからの信号を供給する同軸ケーブルの配線レイアウトの都合により、同軸ケーブルの外部導体と金属とが接触した場合であっても、アンテナ利得の劣化を抑えることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的を達成するために本発明のＲＦＩＤ用アンテナ装置は、長方形状の基板の一方面に放射導体となるアンテナ素子、他方面に接地導体となるグランド部を形成し、基板の長手方向の端部に給電部を設けたものであって、グランド部の長手方向の寸法の１／２の位置に、この長手方向と直交する方向にスリットを形成したことを特徴とする。このような構成により、所期の目的を達成するものである。
【０００８】
また、本発明のＲＦＩＤタグ発行装置は、上記したＲＦＩＤ用アンテナ装置と、複数のＲＦＩＤタグを所定の間隔ごとに配置した搬送帯と、搬送帯の搬送によりＲＦＩＤタグを所定の位置まで搬送する搬送部と、搬送帯からＲＦＩＤタグを分離する分離部と、ＲＦＩＤ用アンテナ装置を介して所定の位置に移動されたＲＦＩＤタグの読み取り動作または書き込み動作を行うリーダライタとを備えたことを特徴とする。このような構成により、所期の目的を達成するものである。
【発明の効果】
【０００９】
以上のように本発明のＲＦＩＤ用アンテナ装置は、長方形状の基板の一方面に放射導体となるアンテナ素子、他方面に接地導体となるグランド部を形成し、基板の長手方向の端部に給電部を設けたものであって、グランド部の長手方向の寸法の１／２の位置に、この長手方向と直交する方向にスリットを形成したので、グランド部に設けたスリットによりグランド部に接続される同軸ケーブルの外部導体に発生する漏れ電流をキャンセルする電流を生成して漏れ電流を抑え、外部導体と金属の間で発生する電磁界も低減させることができる。これにより、例えば、リーダライタなどからＲＦＩＤ用アンテナ装置に信号を供給する同軸ケーブルが接続されたときに、同軸ケーブルの配線レイアウトの都合により、同軸ケーブルの外部導体と金属とが接触した場合であってもアンテナ利得の劣化を抑えることができる。
【００１０】
また、本発明のＲＦＩＤタグ発行装置は、上記したＲＦＩＤ用アンテナ装置と、複数のＲＦＩＤタグを所定の間隔ごとに配置した搬送帯と、搬送帯の搬送によりＲＦＩＤタグを所定の位置まで搬送する搬送部と、搬送帯からＲＦＩＤタグを分離する分離部と、ＲＦＩＤ用アンテナ装置を介して所定の位置に移動されたＲＦＩＤタグの読み取り動作または書き込み動作を行うリーダライタとを備えたので、リーダライタからＲＦＩＤ用アンテナ装置に信号を供給する同軸ケーブルの配線レイアウトの都合により、同軸ケーブルの外部導体と金属とが接触した場合であってもアンテナ利得の劣化を抑えることができる。これにより、リーダライタは、同軸ケーブルの引き回しに影響されることなく、ＲＦＩＤ用アンテナ装置を介してＲＦＩＤタグの読み書きを安定して行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１２】
（実施の形態）
まず、図１〜図４を参照しながら、本発明の実施の形態におけるＲＦＩＤタグ発行装置について説明する。
【００１３】
図１は本発明の実施の形態におけるＲＦＩＤタグ発行装置１の正面断面図、図２は同ＲＦＩＤタグ発行装置１で使用される搬送帯３の正面図、図３は本発明の実施の形態におけるＲＦＩＤ用アンテナ装置７の構造を示すものであり、図３（ａ）はＲＦＩＤ用アンテナ装置７の上面図、図３（ｂ）は同ＲＦＩＤ用アンテナ装置７の下面図、図３（ｃ）は同ＲＦＩＤ用アンテナ装置７の正面図、図４は同ＲＦＩＤ用アンテナ装置７における漏れ電流を説明するための図である。
【００１４】
図１に示すように、ＲＦＩＤタグ発行装置１は、本体ケース２内にリール１３が回転自在に設けられている。このリール１３には搬送帯３が巻きつけられており、この搬送帯３の先端はテンションローラ部９を介し、搬送部としてのプラテンローラ８により本体ケース２の側面側に設けた発行口１２へと搬送される構造となっている。
【００１５】
搬送帯３は、その上面側に所定間隔３ａをおいて複数のＲＦＩＤタグ４が配置されているので、搬送帯３を介してプラテンローラ８とは反対側近傍（上方近傍）には、このプラテンローラ８に対向するように、例えば印字ヘッドよりなる印刷部１０が配設されている。
【００１６】
プラテンローラ８と印刷部１０は対向位置で、しかも近傍に配置されている。例えば、印刷部１０の搬送帯３に接触する部分は、プラテンローラ８が搬送帯３に接触する部分よりも、発行口１２側になっている。発行口１２の手前に設けた分離部１１は、金属製の切断刃により構成されており、この切断刃により搬送帯３の所定間隔３ａの部分を切断する。これにより、分離部１１は搬送帯３からＲＦＩＤタグ４を分離する。
【００１７】
また、リーダライタ６は、搬送帯３の送りによりＲＦＩＤタグ４が所定の位置、すなわち、ＲＦＩＤ用アンテナ装置７が設置されている位置まで搬送されると、ＲＦＩＤ用アンテナ装置７を介してＲＦＩＤタグ４の読み取り動作または書き込み動作を行う。
【００１８】
搬送帯３には、図２に示すように、帯状のシート３ｃの上に複数のＲＦＩＤタグ４が所定間隔３ａの隙間をあけて配置されている。そして、リール１３に搬送帯３が巻きつけられている。ＲＦＩＤタグ４にデータの読み書きおよび印刷がなされた後、分離部１１は所定間隔３ａの隙間の部分を切断する。
【００１９】
ＲＦＩＤタグ４としては、ラベル印刷可能なものを使用することができ、印刷部１０により印刷面に視覚ＩＤ情報３ｂにバーコード、商品情報などが印刷される。
【００２０】
以上のような構成により、ＲＦＩＤタグ発行装置１は、管理する商品の形態に合わせたＲＦＩＤタグ４を発行することができる。
【００２１】
ところで、ＲＦＩＤタグ発行装置１は、小型化の要望が強いため装置内のスペースも限られる。そこで、ＲＦＩＤ用アンテナ装置７として、図３（ａ）〜図３（ｃ）に示すように、小型で厚みを薄くすることができるマイクロストリップ型のアンテナを使用した。
【００２２】
すなわち、ＲＦＩＤ用アンテナ装置７では、長方形状の基板１４の一方面に放射導体となる同じく長形状のアンテナ素子１５、他方面に接地導体となる長方形状のグランド部１７を形成し、基板１４の長手方向の端部に給電部１６を設けている。
【００２３】
そして、給電部１６で、同軸ケーブル１９の銅などでできた芯線よりなる内部導体１９ａをアンテナ素子１５に半田１６ｂなどにより電気的に接続している。同軸ケーブル１９の内部導体１９ａは、アンテナ素子１５、基板１４およびグランド部１７を貫通させた孔部１６ａを通してアンテナ素子１５と半田１６ｂなどにより電気的に接続されている。また、同様に、給電部１６で、同軸ケーブル１９の細い導線を編んだ網状の編組線と呼ばれるシールド層よりなる外部導体１９ｃをグランド部１７に半田１６ｂなどにより電気的に接続している。
【００２４】
同軸ケーブル１９は、内部導体１９ａをポリエチレンなどの絶縁体１９ｂで包み、さらにその外側を外部導体１９ｃで包み、最後に外側をビニールなどの保護被覆１９ｄで覆った構造になっている。リーダライタ６からの信号は内部導体１９ａを流れる。これにより、外部導体１９ｃの編組線が外界からの電磁波を遮断するため、減衰やノイズを低く抑えることができる。また、同軸ケーブル１９の内部からの電磁波の漏洩も少ない。ＲＦＩＤ用アンテナ装置７は、この同軸ケーブル１９を介してリーダライタ６に電気的に接続されている。
【００２５】
このように、ＲＦＩＤタグ発行装置１ではマイクロストリップ型のアンテナを使用して小型化しているが、さらにスペースの制約などから、グランド部１７の寸法を十分に大きくできない場合もある。
【００２６】
すなわち、電波長λの１／２よりもグランド部１７の寸法Ｌを小さくせざるを得ない場合もある。このような場合、グランド部１７に同軸ケーブル１９の外部導体１９ｃを電気的に接続すると、この外部導体１９ｃに漏れ電流が発生して流れる。この漏れ電流により、本体ケース２の金属と外部導体１９ｃとの間で電磁界が発生し、この状態で外部導体１９ｃと金属とが接触すると、アンテナ利得が劣化する。本体ケース２の金属部分を避けて同軸ケーブル１９を配線することも考えられるが、本体ケース２の内部は金属部分が多く、引き回しが制限され困難となる。
【００２７】
そこで、本実施の形態のＲＦＩＤ用アンテナ装置７では、図３（ｂ）に示すように、グランド部１７の長手方向の寸法Ｌの１／２の位置に、この長手方向と直交する方向にスリット１８を形成した。漏れ電流を抑える効果が高くなるようにスリット１８の幅を狭く形成する。例えば、スリット１８の幅を３ｍｍ以下にするのが好ましく、例えば、０．５ｍｍにする。
【００２８】
このような構造により、グランド部１７の長手方向の寸法Ｌが電波長λの１／２より小さくしても、漏れ電流を抑えることができる。すなわち、図４に示すように、グランド部１７のスリット１８の両側を流れる電流は互いに逆方向に流れるため、グランド部１７の周辺部を流れる漏れ電流に対して逆らうキャンセル電流が発生する。スリット１８により発生するキャンセル電流により同軸ケーブル１９の外部導体１９ｃを流れる漏れ電流を抑え、金属と外部導体１９ｃとの間で発生する電磁界を低減させる。
【００２９】
しかも、グランド部１７の長手方向の寸法Ｌの１／２の位置では漏れ電流の分布も最大となるため、この位置にスリット１８を設けることで漏れ電流をキャンセルする効果が大きい。また、スリット１８をグランド部１７の長辺から内方に向けて設けた。これは、表皮効果により漏れ電流がグランド部１７の周辺部に沿って流れるためである。これによっても、漏れ電流を効果的に抑えることができる。また、グランド部１７の周辺部を流れる漏れ電流はスリット１８により迂回するため、電気的な電路長も長くすることができる。
【００３０】
これにより、ＲＦＩＤ用アンテナ装置７では、同軸ケーブル１９の外部導体１９ｃが金属と接触した場合であっても、アンテナ利得の劣化を抑えることができる。
【００３１】
次に、図５を参照しながら、ＲＦＩＤタグ発行装置１の動作について説明する。図５は本発明の実施の形態におけるＲＦＩＤタグ発行装置１のブロック図である。
【００３２】
図５に示すように、ＲＦＩＤタグ発行装置１は、ＲＦＩＤ用アンテナ装置７とＲＦＩＤ用アンテナ装置７と電気的に接続されたリーダライタ６とを備えている。
【００３３】
リーダライタ６は、インピーダンスを整合させる整合部２０、サーキュレータ２１、パワーアンプ２２、ＲＦフロントエンド部２３、信号処理部２４、無線制御部２５を備えている。リーダライタ６は、ＲＦＩＤ用アンテナ装置７を介してＲＦＩＤタグ４を読み書きする。また、リーダライタ６は制御部２６に接続されている。
【００３４】
ＲＦＩＤタグ４はタグアンテナ部４ａとタグＩＣチップ４ｂとを備え、タグＩＣチップ４ｂ内には、タグ情報である識別情報を記憶するＩＤメモリ４ｃが設けられている。
【００３５】
ＲＦフロントエンド部２３は、コマンドやデータを搬送する搬送波として、ＵＨＦ帯（例えば、９５２ＭＨｚ〜９５５ＭＨｚ）、マイクロ波帯（例えば、２．４５ＧＨｚ）、ＨＦ帯（例えば、１３．５６ＭＨｚ）の周波数などを利用する。
【００３６】
制御部２６は、中央処理装置（ＣＰＵ）、各種プログラムや制御プログラムを記憶するリードオンリメモリ（ＲＯＭ）、データなどを一時記憶するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）を備え、各部の回路を制御する。そして、制御部２６には、入力部２７、表示部２８、電源部２９、パーソナルコンピュータなどと接続するためのＩ／Ｆ３０、既述の印刷部１０、分離部１１、プラテンローラ８を駆動する駆動モータ３１が接続されている。
【００３７】
このような構成により、ＲＦＩＤタグ発行装置１は、図２に示す搬送帯３上のＲＦＩＤタグ４を密封したシート３ｃの表面に視覚ＩＤ情報３ｂの印刷と、タグＩＣチップ４ｂへの電子ＩＤ情報の記録を行う。すなわち、プラテンローラ８により搬送帯３の先端を発行口１２の方向へと搬送し、図１に示すＲＦＩＤ用アンテナ装置７の上側（所定の位置）にＲＦＩＤタグ４が搬送された状態で、リーダライタ６がＲＦＩＤ用アンテナ装置７を介してＲＦＩＤタグ４と無線通信（問い合わせ信号の送信および応答信号の受信）し、これによりタグＩＣチップ４ｂのＩＤメモリ４ｃ内に電子ＩＤ情報を記録する。
【００３８】
そして、図１の状態からプラテンローラ８を正転させながら、そこよりもわずかに下流にある印刷部１０により視覚ＩＤ情報３ｂを図２のようにＲＦＩＤタグ４が配置されているシート３ｃの表面に印刷する。その後、これら電子ＩＤ情報の記録と、視覚ＩＤ情報３ｂの印刷が終了した状態で、ＲＦＩＤタグ４の切断部分（例えば、図１、図２の所定間隔３ａ）が分離部１１の真上に来るまでプラテンローラ８で搬送帯３を搬送し、次に分離部１１を上昇させて電子ＩＤ情報の記録と、視覚ＩＤ情報３ｂの印刷が終了したＲＦＩＤタグ４を切断して分離する。
【００３９】
搬送帯３に設けた複数のＲＦＩＤタグ４に、連続的に電子ＩＤ情報の記録と、視覚ＩＤ情報３ｂの印刷を行う場合には、上記動作を連続的に行う。
【００４０】
以上のように本実施の形態によれば、ＲＦＩＤ用アンテナ装置７は、長方形状の基板１４の一方面に放射導体となるアンテナ素子１５、他方面に接地導体となるグランド部１７を形成し、基板１４の長手方向の端部に給電部１６を設けている。そして、グランド部１７の長手方向の寸法Ｌの１／２の位置に、この長手方向と直交する方向にスリット１８を形成している。
【００４１】
このような構造により、グランド部１７に設けたスリット１８によりグランド部１７に接続される同軸ケーブル１９の外部導体１９ｃに発生する漏れ電流をキャンセルする電流を生成して漏れ電流を抑え、本体ケース２の金属と外部導体１９ｃとの間で発生する電磁界も低減させることができる。これにより、ＲＦＩＤ用アンテナ装置７にリーダライタ６からの信号を供給する同軸ケーブル１９の配線レイアウトの都合により、外部導体１９ｃと本体ケース２の金属とが接触した場合であっても、アンテナ利得の劣化を抑えることができる。
【００４２】
また、ＲＦＩＤタグ発行装置１は、ＲＦＩＤ用アンテナ装置７と、複数のＲＦＩＤタグ４を所定の間隔ごとに配置した搬送帯３と、搬送帯３の搬送によりＲＦＩＤタグ４を所定の位置まで搬送する搬送部としてのプラテンローラ８およびテンションローラ部９と、搬送帯３からＲＦＩＤタグ４を分離する分離部１１と、ＲＦＩＤ用アンテナ装置７を介して所定の位置に移動されたＲＦＩＤタグ４の読み取り動作または書き込み動作を行うリーダライタ６とを備えているので、信号を供給する同軸ケーブル１９の配線レイアウトの都合により、外部導体１９ｃと金属とが接触した場合であっても、アンテナ利得の劣化を抑えることができる。これにより、リーダライタ６は、本体ケース２内での同軸ケーブル１９の引き回しに影響されることなく、ＲＦＩＤ用アンテナ装置７を介してＲＦＩＤタグ４の読み書きを安定して行うことができる。
【００４３】
なお、ＲＦＩＤ用アンテナ装置７の取り付け位置近傍に設置スペースを確保できる場合には、給電部１６の近傍に同軸ケーブル１９をループ状に巻いた巻部（図示せず）を設けてもよい。すなわち、同軸ケーブル１９の外部導体１９ｃに流れる漏れ電流を巻部で互いにキャンセルさせる向きに流す構造にしていることで、外部導体１９ｃに流れる漏れ電流をさらに抑制することができる。
【００４４】
また、ＲＦＩＤ用アンテナ装置７の取り付け位置において、基板１４の厚み方向にスペースを確保できる場合には、基板１４を高誘電率材料で形成するのが好ましい。例えば、基板１４をセラミックで形成する。これにより、グランド部１７の電気的な電路長が長くなるので、グランド部１７の寸法が電波長λの１／２よりも小さくなった場合であっても、外部導体１９ｃに流れる漏れ電流をさらに抑えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
以上のように本発明は、長方形状の基板の一方面に放射導体となるアンテナ素子、他方面に接地導体となるグランド部を形成し、基板の長手方向の端部に給電部を設けたものであって、グランド部の長手方向の寸法の１／２の位置に、この長手方向と直交する方向にスリットを形成したので、グランド部に設けたスリットによりグランド部に接続される同軸ケーブルの外部導体に発生する漏れ電流を抑え、外部導体と金属との間で発生する電磁界を抑制することができる。これにより、信号を供給する同軸ケーブルの配線レイアウトの都合により、同軸ケーブルの外部導体と金属とが接触した場合であっても、アンテナ利得の劣化を抑えることを可能とするＲＦＩＤ用アンテナ装置、ＲＦＩＤタグ発行装置に有用なものである。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施の形態におけるＲＦＩＤタグ発行装置の正面断面図
【図２】同ＲＦＩＤタグ発行装置で使用される搬送帯の正面図
【図３】（ａ）は本発明の実施の形態におけるＲＦＩＤ用アンテナ装置の上面図、（ｂ）は同ＲＦＩＤ用アンテナ装置の下面図、（ｃ）は同ＲＦＩＤ用アンテナ装置の正面図
【図４】同ＲＦＩＤ用アンテナ装置における漏れ電流を説明するための図
【図５】本発明の実施の形態におけるＲＦＩＤタグ発行装置のブロック図
【符号の説明】
【００４７】
１ ＲＦＩＤタグ発行装置
２ 本体ケース
３ 搬送帯
３ａ 所定間隔
３ｂ 視覚ＩＤ情報
３ｃ シート
４ ＲＦＩＤタグ
４ａ タグアンテナ部
４ｂ タグＩＣチップ
４ｃ ＩＤメモリ
６ リーダライタ
７ ＲＦＩＤ用アンテナ装置
８ プラテンローラ
９ テンションローラ部
１０ 印刷部
１１ 分離部
１２ 発行口
１３ リール
１４ 基板
１５ アンテナ素子
１６ 給電部
１６ａ 孔部
１６ｂ 半田
１７ グランド部
１８ スリット
１９ 同軸ケーブル
１９ａ 内部導体
１９ｂ 絶縁体
１９ｃ 外部導体
１９ｄ 保護被覆
２０ 整合部
２１ サーキュレータ
２２ パワーアンプ
２３ ＲＦフロントエンド部
２４ 信号処理部
２５ 無線制御部
２６ 制御部
２７ 入力部
２８ 表示部
２９ 電源部
３０ Ｉ／Ｆ
３１ 駆動モータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＲＦＩＤ用アンテナ装置およびＲＦＩＤタグ発行装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、物流、物品などの管理を効率化するために、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）タグが利用されている。例えば、ＲＦＩＤタグ付きラベルを商品に貼付し、このＲＦＩＤタグ付きラベルのタグ情報を使って商品を管理し、配送先別に仕分けするなどしていた。このような中で、ＲＦＩＤタグ付きラベルを量産するためのＲＦＩＤタグ発行装置が提案されている。
【０００３】
従来のＲＦＩＤタグ発行装置では、搬送帯に複数のＲＦＩＤタグが所定間隔で配置されているものをロール状に巻き取って用意しておき、この搬送帯上のＲＦＩＤタグを搬送部により所定の位置にあるＲＦＩＤ用アンテナ装置まで搬送していた。そして、リーダライタによりＲＦＩＤ用アンテナ装置を介してＲＦＩＤタグの読み出しまたは書き込みの動作を行っていた（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００６−３３８１７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＲＦＩＤタグ発行装置では、小型化の要望が強いため装置内のスペースも限られていた。そこで、ＲＦＩＤ用アンテナ装置として、小型で厚みを薄くすることができるマイクロストリップアンテナを使用することが考えられる。このマイクロストリップアンテナは、放射導体であるアンテナ素子と接地導体であるグランド部とを基板を介して対向配置し、アンテナ素子を同軸ケーブルを介してリーダライタに電気的に接続している。
【０００５】
しかしながら、十分に大きいグランド部を設けることができない場合、同軸ケーブルの外部導体にグランド部を接続すると外部導体に漏れ電流が流れる。この漏れ電流により、外部導体と金属との間で電磁界が発生し、外部導体と金属とが接触した場合には、アンテナ利得が劣化するという課題があった。
【０００６】
そこで本発明は、リーダライタからの信号を供給する同軸ケーブルの配線レイアウトの都合により、同軸ケーブルの外部導体と金属とが接触した場合であっても、アンテナ利得の劣化を抑えることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的を達成するために本発明のＲＦＩＤ用アンテナ装置は、長方形状の基板の一方面に放射導体となるアンテナ素子、他方面に接地導体となるグランド部を形成し、基板の長手方向の端部に給電部を設けたものであって、グランド部の長手方向の寸法の１／２の位置に、この長手方向と直交する方向にスリットを形成したことを特徴とする。このような構成により、所期の目的を達成するものである。
【０００８】
また、本発明のＲＦＩＤタグ発行装置は、上記したＲＦＩＤ用アンテナ装置と、複数のＲＦＩＤタグを所定の間隔ごとに配置した搬送帯と、搬送帯の搬送によりＲＦＩＤタグを所定の位置まで搬送する搬送部と、搬送帯からＲＦＩＤタグを分離する分離部と、ＲＦＩＤ用アンテナ装置を介して所定の位置に移動されたＲＦＩＤタグの読み取り動作または書き込み動作を行うリーダライタとを備えたことを特徴とする。このような構成により、所期の目的を達成するものである。
【発明の効果】
【０００９】
以上のように本発明のＲＦＩＤ用アンテナ装置は、長方形状の基板の一方面に放射導体となるアンテナ素子、他方面に接地導体となるグランド部を形成し、基板の長手方向の端部に給電部を設けたものであって、グランド部の長手方向の寸法の１／２の位置に、この長手方向と直交する方向にスリットを形成したので、グランド部に設けたスリットによりグランド部に接続される同軸ケーブルの外部導体に発生する漏れ電流をキャンセルする電流を生成して漏れ電流を抑え、外部導体と金属の間で発生する電磁界も低減させることができる。これにより、例えば、リーダライタなどからＲＦＩＤ用アンテナ装置に信号を供給する同軸ケーブルが接続されたときに、同軸ケーブルの配線レイアウトの都合により、同軸ケーブルの外部導体と金属とが接触した場合であってもアンテナ利得の劣化を抑えることができる。
【００１０】
また、本発明のＲＦＩＤタグ発行装置は、上記したＲＦＩＤ用アンテナ装置と、複数のＲＦＩＤタグを所定の間隔ごとに配置した搬送帯と、搬送帯の搬送によりＲＦＩＤタグを所定の位置まで搬送する搬送部と、搬送帯からＲＦＩＤタグを分離する分離部と、ＲＦＩＤ用アンテナ装置を介して所定の位置に移動されたＲＦＩＤタグの読み取り動作または書き込み動作を行うリーダライタとを備えたので、リーダライタからＲＦＩＤ用アンテナ装置に信号を供給する同軸ケーブルの配線レイアウトの都合により、同軸ケーブルの外部導体と金属とが接触した場合であってもアンテナ利得の劣化を抑えることができる。これにより、リーダライタは、同軸ケーブルの引き回しに影響されることなく、ＲＦＩＤ用アンテナ装置を介してＲＦＩＤタグの読み書きを安定して行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１２】
（実施の形態）
まず、図１〜図４を参照しながら、本発明の実施の形態におけるＲＦＩＤタグ発行装置について説明する。
【００１３】
図１は本発明の実施の形態におけるＲＦＩＤタグ発行装置１の正面断面図、図２は同ＲＦＩＤタグ発行装置１で使用される搬送帯３の正面図、図３は本発明の実施の形態におけるＲＦＩＤ用アンテナ装置７の構造を示すものであり、図３（ａ）はＲＦＩＤ用アンテナ装置７の上面図、図３（ｂ）は同ＲＦＩＤ用アンテナ装置７の下面図、図３（ｃ）は同ＲＦＩＤ用アンテナ装置７の正面図、図４は同ＲＦＩＤ用アンテナ装置７における漏れ電流を説明するための図である。
【００１４】
図１に示すように、ＲＦＩＤタグ発行装置１は、本体ケース２内にリール１３が回転自在に設けられている。このリール１３には搬送帯３が巻きつけられており、この搬送帯３の先端はテンションローラ部９を介し、搬送部としてのプラテンローラ８により本体ケース２の側面側に設けた発行口１２へと搬送される構造となっている。
【００１５】
搬送帯３は、その上面側に所定間隔３ａをおいて複数のＲＦＩＤタグ４が配置されているので、搬送帯３を介してプラテンローラ８とは反対側近傍（上方近傍）には、このプラテンローラ８に対向するように、例えば印字ヘッドよりなる印刷部１０が配設されている。
【００１６】
プラテンローラ８と印刷部１０は対向位置で、しかも近傍に配置されている。例えば、印刷部１０の搬送帯３に接触する部分は、プラテンローラ８が搬送帯３に接触する部分よりも、発行口１２側になっている。発行口１２の手前に設けた分離部１１は、金属製の切断刃により構成されており、この切断刃により搬送帯３の所定間隔３ａの部分を切断する。これにより、分離部１１は搬送帯３からＲＦＩＤタグ４を分離する。
【００１７】
また、リーダライタ６は、搬送帯３の送りによりＲＦＩＤタグ４が所定の位置、すなわち、ＲＦＩＤ用アンテナ装置７が設置されている位置まで搬送されると、ＲＦＩＤ用アンテナ装置７を介してＲＦＩＤタグ４の読み取り動作または書き込み動作を行う。
【００１８】
搬送帯３には、図２に示すように、帯状のシート３ｃの上に複数のＲＦＩＤタグ４が所定間隔３ａの隙間をあけて配置されている。そして、リール１３に搬送帯３が巻きつけられている。ＲＦＩＤタグ４にデータの読み書きおよび印刷がなされた後、分離部１１は所定間隔３ａの隙間の部分を切断する。
【００１９】
ＲＦＩＤタグ４としては、ラベル印刷可能なものを使用することができ、印刷部１０により印刷面に視覚ＩＤ情報３ｂにバーコード、商品情報などが印刷される。
【００２０】
以上のような構成により、ＲＦＩＤタグ発行装置１は、管理する商品の形態に合わせたＲＦＩＤタグ４を発行することができる。
【００２１】
ところで、ＲＦＩＤタグ発行装置１は、小型化の要望が強いため装置内のスペースも限られる。そこで、ＲＦＩＤ用アンテナ装置７として、図３（ａ）〜図３（ｃ）に示すように、小型で厚みを薄くすることができるマイクロストリップ型のアンテナを使用した。
【００２２】
すなわち、ＲＦＩＤ用アンテナ装置７では、長方形状の基板１４の一方面に放射導体となる同じく長形状のアンテナ素子１５、他方面に接地導体となる長方形状のグランド部１７を形成し、基板１４の長手方向の端部に給電部１６を設けている。
【００２３】
そして、給電部１６で、同軸ケーブル１９の銅などでできた芯線よりなる内部導体１９ａをアンテナ素子１５に半田１６ｂなどにより電気的に接続している。同軸ケーブル１９の内部導体１９ａは、アンテナ素子１５、基板１４およびグランド部１７を貫通させた孔部１６ａを通してアンテナ素子１５と半田１６ｂなどにより電気的に接続されている。また、同様に、給電部１６で、同軸ケーブル１９の細い導線を編んだ網状の編組線と呼ばれるシールド層よりなる外部導体１９ｃをグランド部１７に半田１６ｂなどにより電気的に接続している。
【００２４】
同軸ケーブル１９は、内部導体１９ａをポリエチレンなどの絶縁体１９ｂで包み、さらにその外側を外部導体１９ｃで包み、最後に外側をビニールなどの保護被覆１９ｄで覆った構造になっている。リーダライタ６からの信号は内部導体１９ａを流れる。これにより、外部導体１９ｃの編組線が外界からの電磁波を遮断するため、減衰やノイズを低く抑えることができる。また、同軸ケーブル１９の内部からの電磁波の漏洩も少ない。ＲＦＩＤ用アンテナ装置７は、この同軸ケーブル１９を介してリーダライタ６に電気的に接続されている。
【００２５】
このように、ＲＦＩＤタグ発行装置１ではマイクロストリップ型のアンテナを使用して小型化しているが、さらにスペースの制約などから、グランド部１７の寸法を十分に大きくできない場合もある。
【００２６】
すなわち、電波長λの１／２よりもグランド部１７の寸法Ｌを小さくせざるを得ない場合もある。このような場合、グランド部１７に同軸ケーブル１９の外部導体１９ｃを電気的に接続すると、この外部導体１９ｃに漏れ電流が発生して流れる。この漏れ電流により、本体ケース２の金属と外部導体１９ｃとの間で電磁界が発生し、この状態で外部導体１９ｃと金属とが接触すると、アンテナ利得が劣化する。本体ケース２の金属部分を避けて同軸ケーブル１９を配線することも考えられるが、本体ケース２の内部は金属部分が多く、引き回しが制限され困難となる。
【００２７】
そこで、本実施の形態のＲＦＩＤ用アンテナ装置７では、図３（ｂ）に示すように、グランド部１７の長手方向の寸法Ｌの１／２の位置に、この長手方向と直交する方向にスリット１８を形成した。漏れ電流を抑える効果が高くなるようにスリット１８の幅を狭く形成する。例えば、スリット１８の幅を３ｍｍ以下にするのが好ましく、例えば、０．５ｍｍにする。
【００２８】
このような構造により、グランド部１７の長手方向の寸法Ｌが電波長λの１／２より小さくしても、漏れ電流を抑えることができる。すなわち、図４に示すように、グランド部１７のスリット１８の両側を流れる電流は互いに逆方向に流れるため、グランド部１７の周辺部を流れる漏れ電流に対して逆らうキャンセル電流が発生する。スリット１８により発生するキャンセル電流により同軸ケーブル１９の外部導体１９ｃを流れる漏れ電流を抑え、金属と外部導体１９ｃとの間で発生する電磁界を低減させる。
【００２９】
しかも、グランド部１７の長手方向の寸法Ｌの１／２の位置では漏れ電流の分布も最大となるため、この位置にスリット１８を設けることで漏れ電流をキャンセルする効果が大きい。また、スリット１８をグランド部１７の長辺から内方に向けて設けた。これは、表皮効果により漏れ電流がグランド部１７の周辺部に沿って流れるためである。これによっても、漏れ電流を効果的に抑えることができる。また、グランド部１７の周辺部を流れる漏れ電流はスリット１８により迂回するため、電気的な電路長も長くすることができる。
【００３０】
これにより、ＲＦＩＤ用アンテナ装置７では、同軸ケーブル１９の外部導体１９ｃが金属と接触した場合であっても、アンテナ利得の劣化を抑えることができる。
【００３１】
次に、図５を参照しながら、ＲＦＩＤタグ発行装置１の動作について説明する。図５は本発明の実施の形態におけるＲＦＩＤタグ発行装置１のブロック図である。
【００３２】
図５に示すように、ＲＦＩＤタグ発行装置１は、ＲＦＩＤ用アンテナ装置７とＲＦＩＤ用アンテナ装置７と電気的に接続されたリーダライタ６とを備えている。
【００３３】
リーダライタ６は、インピーダンスを整合させる整合部２０、サーキュレータ２１、パワーアンプ２２、ＲＦフロントエンド部２３、信号処理部２４、無線制御部２５を備えている。リーダライタ６は、ＲＦＩＤ用アンテナ装置７を介してＲＦＩＤタグ４を読み書きする。また、リーダライタ６は制御部２６に接続されている。
【００３４】
ＲＦＩＤタグ４はタグアンテナ部４ａとタグＩＣチップ４ｂとを備え、タグＩＣチップ４ｂ内には、タグ情報である識別情報を記憶するＩＤメモリ４ｃが設けられている。
【００３５】
ＲＦフロントエンド部２３は、コマンドやデータを搬送する搬送波として、ＵＨＦ帯（例えば、９５２ＭＨｚ〜９５５ＭＨｚ）、マイクロ波帯（例えば、２．４５ＧＨｚ）、ＨＦ帯（例えば、１３．５６ＭＨｚ）の周波数などを利用する。
【００３６】
制御部２６は、中央処理装置（ＣＰＵ）、各種プログラムや制御プログラムを記憶するリードオンリメモリ（ＲＯＭ）、データなどを一時記憶するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）を備え、各部の回路を制御する。そして、制御部２６には、入力部２７、表示部２８、電源部２９、パーソナルコンピュータなどと接続するためのＩ／Ｆ３０、既述の印刷部１０、分離部１１、プラテンローラ８を駆動する駆動モータ３１が接続されている。
【００３７】
このような構成により、ＲＦＩＤタグ発行装置１は、図２に示す搬送帯３上のＲＦＩＤタグ４を密封したシート３ｃの表面に視覚ＩＤ情報３ｂの印刷と、タグＩＣチップ４ｂへの電子ＩＤ情報の記録を行う。すなわち、プラテンローラ８により搬送帯３の先端を発行口１２の方向へと搬送し、図１に示すＲＦＩＤ用アンテナ装置７の上側（所定の位置）にＲＦＩＤタグ４が搬送された状態で、リーダライタ６がＲＦＩＤ用アンテナ装置７を介してＲＦＩＤタグ４と無線通信（問い合わせ信号の送信および応答信号の受信）し、これによりタグＩＣチップ４ｂのＩＤメモリ４ｃ内に電子ＩＤ情報を記録する。
【００３８】
そして、図１の状態からプラテンローラ８を正転させながら、そこよりもわずかに下流にある印刷部１０により視覚ＩＤ情報３ｂを図２のようにＲＦＩＤタグ４が配置されているシート３ｃの表面に印刷する。その後、これら電子ＩＤ情報の記録と、視覚ＩＤ情報３ｂの印刷が終了した状態で、ＲＦＩＤタグ４の切断部分（例えば、図１、図２の所定間隔３ａ）が分離部１１の真上に来るまでプラテンローラ８で搬送帯３を搬送し、次に分離部１１を上昇させて電子ＩＤ情報の記録と、視覚ＩＤ情報３ｂの印刷が終了したＲＦＩＤタグ４を切断して分離する。
【００３９】
搬送帯３に設けた複数のＲＦＩＤタグ４に、連続的に電子ＩＤ情報の記録と、視覚ＩＤ情報３ｂの印刷を行う場合には、上記動作を連続的に行う。
【００４０】
以上のように本実施の形態によれば、ＲＦＩＤ用アンテナ装置７は、長方形状の基板１４の一方面に放射導体となるアンテナ素子１５、他方面に接地導体となるグランド部１７を形成し、基板１４の長手方向の端部に給電部１６を設けている。そして、グランド部１７の長手方向の寸法Ｌの１／２の位置に、この長手方向と直交する方向にスリット１８を形成している。
【００４１】
このような構造により、グランド部１７に設けたスリット１８によりグランド部１７に接続される同軸ケーブル１９の外部導体１９ｃに発生する漏れ電流をキャンセルする電流を生成して漏れ電流を抑え、本体ケース２の金属と外部導体１９ｃとの間で発生する電磁界も低減させることができる。これにより、ＲＦＩＤ用アンテナ装置７にリーダライタ６からの信号を供給する同軸ケーブル１９の配線レイアウトの都合により、外部導体１９ｃと本体ケース２の金属とが接触した場合であっても、アンテナ利得の劣化を抑えることができる。
【００４２】
また、ＲＦＩＤタグ発行装置１は、ＲＦＩＤ用アンテナ装置７と、複数のＲＦＩＤタグ４を所定の間隔ごとに配置した搬送帯３と、搬送帯３の搬送によりＲＦＩＤタグ４を所定の位置まで搬送する搬送部としてのプラテンローラ８およびテンションローラ部９と、搬送帯３からＲＦＩＤタグ４を分離する分離部１１と、ＲＦＩＤ用アンテナ装置７を介して所定の位置に移動されたＲＦＩＤタグ４の読み取り動作または書き込み動作を行うリーダライタ６とを備えているので、信号を供給する同軸ケーブル１９の配線レイアウトの都合により、外部導体１９ｃと金属とが接触した場合であっても、アンテナ利得の劣化を抑えることができる。これにより、リーダライタ６は、本体ケース２内での同軸ケーブル１９の引き回しに影響されることなく、ＲＦＩＤ用アンテナ装置７を介してＲＦＩＤタグ４の読み書きを安定して行うことができる。
【００４３】
なお、ＲＦＩＤ用アンテナ装置７の取り付け位置近傍に設置スペースを確保できる場合には、給電部１６の近傍に同軸ケーブル１９をループ状に巻いた巻部（図示せず）を設けてもよい。すなわち、同軸ケーブル１９の外部導体１９ｃに流れる漏れ電流を巻部で互いにキャンセルさせる向きに流す構造にしていることで、外部導体１９ｃに流れる漏れ電流をさらに抑制することができる。
【００４４】
また、ＲＦＩＤ用アンテナ装置７の取り付け位置において、基板１４の厚み方向にスペースを確保できる場合には、基板１４を高誘電率材料で形成するのが好ましい。例えば、基板１４をセラミックで形成する。これにより、グランド部１７の電気的な電路長が長くなるので、グランド部１７の寸法が電波長λの１／２よりも小さくなった場合であっても、外部導体１９ｃに流れる漏れ電流をさらに抑えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
以上のように本発明は、長方形状の基板の一方面に放射導体となるアンテナ素子、他方面に接地導体となるグランド部を形成し、基板の長手方向の端部に給電部を設けたものであって、グランド部の長手方向の寸法の１／２の位置に、この長手方向と直交する方向にスリットを形成したので、グランド部に設けたスリットによりグランド部に接続される同軸ケーブルの外部導体に発生する漏れ電流を抑え、外部導体と金属との間で発生する電磁界を抑制することができる。これにより、信号を供給する同軸ケーブルの配線レイアウトの都合により、同軸ケーブルの外部導体と金属とが接触した場合であっても、アンテナ利得の劣化を抑えることを可能とするＲＦＩＤ用アンテナ装置、ＲＦＩＤタグ発行装置に有用なものである。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施の形態におけるＲＦＩＤタグ発行装置の正面断面図
【図２】同ＲＦＩＤタグ発行装置で使用される搬送帯の正面図
【図３】（ａ）は本発明の実施の形態におけるＲＦＩＤ用アンテナ装置の上面図、（ｂ）は同ＲＦＩＤ用アンテナ装置の下面図、（ｃ）は同ＲＦＩＤ用アンテナ装置の正面図
【図４】同ＲＦＩＤ用アンテナ装置における漏れ電流を説明するための図
【図５】本発明の実施の形態におけるＲＦＩＤタグ発行装置のブロック図
【符号の説明】
【００４７】
１ ＲＦＩＤタグ発行装置
２ 本体ケース
３ 搬送帯
３ａ 所定間隔
３ｂ 視覚ＩＤ情報
３ｃ シート
４ ＲＦＩＤタグ
４ａ タグアンテナ部
４ｂ タグＩＣチップ
４ｃ ＩＤメモリ
６ リーダライタ
７ ＲＦＩＤ用アンテナ装置
８ プラテンローラ
９ テンションローラ部
１０ 印刷部
１１ 分離部
１２ 発行口
１３ リール
１４ 基板
１５ アンテナ素子
１６ 給電部
１６ａ 孔部
１６ｂ 半田
１７ グランド部
１８ スリット
１９ 同軸ケーブル
１９ａ 内部導体
１９ｂ 絶縁体
１９ｃ 外部導体
１９ｄ 保護被覆
２０ 整合部
２１ サーキュレータ
２２ パワーアンプ
２３ ＲＦフロントエンド部
２４ 信号処理部
２５ 無線制御部
２６ 制御部
２７ 入力部
２８ 表示部
２９ 電源部
３０ Ｉ／Ｆ
３１ 駆動モータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長方形状の基板の一方面に放射導体となるアンテナ素子、他方面に接地導体となるグランド部を形成し、前記基板の長手方向の端部に給電部を設けたＲＦＩＤ用アンテナ装置であって、
前記グランド部の長手方向の寸法の１／２の位置に、この長手方向と直交する方向にスリットを形成したことを特徴とするＲＦＩＤ用アンテナ装置。
【請求項２】
前記スリットを前記グランド部の長辺から内方に向けて設けたことを特徴とする請求項１に記載のＲＦＩＤ用アンテナ装置。
【請求項３】
前記グランド部の長手方向の寸法は、電波長λの１／２より短く形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＲＦＩＤ用アンテナ装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のＲＦＩＤ用アンテナ装置と、
複数のＲＦＩＤタグを所定の間隔ごとに配置した搬送帯と、
前記搬送帯の搬送により前記ＲＦＩＤタグを所定の位置まで搬送する搬送部と、
前記搬送帯から前記ＲＦＩＤタグを分離する分離部と、
前記ＲＦＩＤ用アンテナ装置を介して所定の位置に移動された前記ＲＦＩＤタグの読み取り動作または書き込み動作を行うリーダライタとを備えたことを特徴とするＲＦＩＤタグ発行装置。
【請求項１】
長方形状の基板の一方面に放射導体となるアンテナ素子、他方面に接地導体となるグランド部を形成し、前記基板の長手方向の端部に給電部を設けたＲＦＩＤ用アンテナ装置であって、
前記グランド部の長手方向の寸法の１／２の位置に、この長手方向と直交する方向にスリットを形成したことを特徴とするＲＦＩＤ用アンテナ装置。
【請求項２】
前記スリットを前記グランド部の長辺から内方に向けて設けたことを特徴とする請求項１に記載のＲＦＩＤ用アンテナ装置。
【請求項３】
前記グランド部の長手方向の寸法は、電波長λの１／２より短く形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＲＦＩＤ用アンテナ装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のＲＦＩＤ用アンテナ装置と、
複数のＲＦＩＤタグを所定の間隔ごとに配置した搬送帯と、
前記搬送帯の搬送により前記ＲＦＩＤタグを所定の位置まで搬送する搬送部と、
前記搬送帯から前記ＲＦＩＤタグを分離する分離部と、
前記ＲＦＩＤ用アンテナ装置を介して所定の位置に移動された前記ＲＦＩＤタグの読み取り動作または書き込み動作を行うリーダライタとを備えたことを特徴とするＲＦＩＤタグ発行装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−１１４７００（Ｐ２０１０−１１４７００Ａ）
【公開日】平成２２年５月２０日（２０１０．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２８６０８７（Ｐ２００８−２８６０８７）
【出願日】平成２０年１１月７日（２００８．１１．７）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月２０日（２０１０．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月７日（２００８．１１．７）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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