特許 7436309 プリンタおよび無線タグ書込装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-02-13

(45)【発行日】2024-02-21

(54)【発明の名称】プリンタおよび無線タグ書込装置

(51)【国際特許分類】

   G06K 17/00 20060101AFI20240214BHJP

   B41J 3/36 20060101ALI20240214BHJP

   B41J 15/04 20060101ALI20240214BHJP

   G06K 7/016 20060101ALI20240214BHJP

   G06K 7/10 20060101ALI20240214BHJP

【ＦＩ】

G06K17/00 025

B41J3/36 Z

B41J15/04

G06K7/016 030

G06K7/10 280

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020116670

(22)【出願日】2020-07-06

(65)【公開番号】P2022014375

(43)【公開日】2022-01-19

【審査請求日】2023-04-21

(73)【特許権者】

【識別番号】000003562

【氏名又は名称】東芝テック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】國屋 美敬

【審査官】後藤 彰

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－１８５６７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－３３１７６８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０６Ｋ １７／００

Ｂ４１Ｊ ３／３６

Ｂ４１Ｊ １５／０４

Ｇ０６Ｋ ７／０１６

Ｇ０６Ｋ ７／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

帯状のシートに印字する印字ヘッドと、
前記印字ヘッドとの間に挟み持った前記シートを、当該シートの長手方向に沿って移動させるプラテンローラと、
前記印字ヘッドよりも前記シートの搬送方向の上流側に配置された基板に設けられて、前記シートの位置を検知するシート位置センサと、
前記基板に設けられ、前記シートに設けられた無線タグへの情報の書込みを行うアンテナと、
前記基板を前記シートの幅方向に沿って移動させる可動部と、
を備えるプリンタ。

【請求項2】

前記シート位置センサと、前記アンテナとは、前記シートの搬送方向に沿って並べて設けられている
請求項１に記載のプリンタ。

【請求項3】

前記シート位置センサは、前記アンテナよりも、前記印字ヘッドに近い側に配置されている
請求項２に記載のプリンタ。

【請求項4】

前記基板は、前記アンテナの周囲を囲むグランドパターンを有し、
前記シート位置センサは、前記グランドパターン上に設けられている
請求項１～３のいずれか１つに記載のプリンタ。

【請求項5】

無線タグが設けられた帯状のシートを、当該シートの長手方向に沿って移動させる搬送部と、
前記搬送部よりも前記シートの搬送方向の上流側に配置された基板に設けられて、前記シートの位置を検知するシート位置センサと、
前記基板に設けられ、前記シートに設けられた無線タグへの情報の書込みを行うアンテナと、
前記基板を前記シートの幅方向に沿って移動させる可動部と、
を備える無線タグ書込装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、プリンタおよび無線タグ書込装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ＲＦＩＤタグ等の無線タグへの情報書込みと、ラベル等の用紙への印字と、の両方を行うプリンタがある（例えば特許文献１）。そのようなプリンタにおいては、印字ヘッドとラベルとの位置合わせに加え、情報書込みを行うアンテナと無線タグとの位置合わせも行う必要がある。位置合わせのためには、例えば、用紙に設けられた黒マークを検知する用紙位置センサを用いる。この用紙位置センサと印字ヘッドとの距離は、使用可能なラベルの寸法や位置合わせの精度に関わるので、近い方が好ましい。

【0003】

また、従来、無線タグへの情報書込みに用いるアンテナは、専用の基板に設けられることが多く、したがって、用紙位置センサとは別々の基板に設けられる。このようなアンテナや用紙位置センサは、用紙の設計（すなわち台紙上におけるラベルと無線タグとの配置）に応じてある程度柔軟に対応可能にするために、印字ヘッドに対して移動可能に構成されていることが望ましい。しかしながら、用紙位置センサとアンテナとを其々に移動可能に構成すると、コストや設置スペースの観点から、好ましくない結果になりがちである。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明が解決しようとする課題は、対応する用紙の設計にある程度の幅を持たせることが可能な構成のプリンタや無線タグ書込装置を、低コストで、またスループットやセンシングの犠牲を少なく、提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

実施形態のプリンタは、印字ヘッドと、プラテンローラと、シート位置センサと、アンテナと、を備える。印字ヘッドは、帯状のシートに印字する。プラテンローラは、前記印字ヘッドとの間に挟み持った前記シートを、当該シートの長手方向に沿って移動させる。シート位置センサは、前記印字ヘッドよりも前記シートの搬送方向の上流側に配置された基板に設けられて、前記シートの位置を検知する。アンテナは、前記基板に設けられ、前記シートに設けられた無線タグへの情報の書込みを行う。可動部は、前記基板を前記シートの幅方向に沿って移動させる。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】図１は、第１の実施形態におけるプリンタ１の構成の一例を概略的に示した図である。

【図2】図２は、マークセンサ１４とアンテナ１５とが設けられた基板１６を示す図である。

【図3】図３は、基板１６を移動させる可動部４０の構造を示す図である。

【図4-1】図４－１は、基板１６と印字ヘッド１１と用紙３との位置関係を示す図である。

【図4-2】図４－２は、基板１６と印字ヘッド１１と用紙３との位置関係を示す図である。

【図5】図５は、第２の実施形態におけるマークセンサ１４とアンテナ１５とが設けられた基板５６を示す図である。

【図6】図６は、第３の実施形態におけるマークセンサ１４とアンテナ１５とが設けられた基板６６を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

（第１の実施形態）
第１の実施形態について図面を用いて説明する。図１は、プリンタ１の構成の一例を概略的に示した図である。プリンタ１は、無線タグ書込装置の一例である。

【0008】

プリンタ１は、ロール状に巻かれた用紙３に情報を書込んで出力するものであって、印字ヘッド１１、プラテンローラ１２、搬送ローラ対１３、マークセンサ１４、アンテナ１５、コントローラ２０、印字ヘッドドライバ２１、モータ２２、センサ信号入力部２４、リーダ・ライタ２５、操作パネル２６、通信インタフェース２７等を備えている。

【0009】

印字ヘッド１１は、ばね等の付勢力によりプラテンローラ１２に圧接し、プラテンローラ１２との間に挟み持った用紙３に印字する。印字ヘッド１１は例えばサーマルヘッドであって、印字は、熱で溶解させたインクリボンのインクを用紙３に転写させる等により行う。印字ヘッド１１は、印字ヘッドドライバ２１に接続されている。印字ヘッドドライバ２１は、印字ヘッド１１を駆動する。

【0010】

モータ２２は、プラテンローラ１２や搬送ローラ対１３を回転させるための駆動力を発する。プラテンローラ１２は、搬送部の一例であって、回転することにより、印字ヘッド１１との間に挟み持った用紙３を、搬送する。ここで、矢印Ｃで示す方向は、搬送方向の順方向（すなわち用紙３が排出される方向）である。プラテンローラ１２は、モータ２２が反転した場合には、矢印Ｃで示す向きの逆方向（逆搬送方向）に用紙３を移動させる。

【0011】

搬送ローラ対１３は、用紙３を、プラテンローラ１２よりも搬送方向の上流側で挟持し、回転することにより、用紙３をロールから引き出して、搬送する。ここで、「搬送方向の上流側」は、搬送方向の順方向における上流側、つまり、プリンタ１が用紙３を排出する位置からより離れた側を意味する。

【0012】

ここで、用紙３は、帯状のシートの一例であって、図４－１等に示すように、帯状の台紙３０にラベル３１およびＲＦＩＤタグ３２が貼付されたものである。ラベル３１は、所定の寸法のシートであって、表面が可視情報の印字面とされ、裏面に糊層が設けられたものである。ＲＦＩＤタグ３２は、アンテナ３３およびＩＣチップ３４が封入されたラベルである。ＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）タグは、無線タグの一例である。台紙３０には、ラベル３１およびＲＦＩＤタグ３２の位置を示すための黒マーク３５が印刷されている。黒マーク３５の位置と、ラベル３１およびＲＦＩＤタグ３２の位置とは、予め決められた関係を有する。

【0013】

図１に戻り、マークセンサ１４は、シート位置センサの一例であって、台紙３０に設けられている基準位置を示す黒マーク３５を、例えば光学的に検知することにより、用紙３の位置を検知する。マークセンサ１４は、搬送路上を搬送される台紙３０を矢印Ｃの方向に沿って走査し、黒マーク３５の、矢印Ｃの下流側の縁を検知するとオン信号を出力し、矢印Ｃの上流側の縁を検知するとオフ信号を出力する。なお、マークセンサ１４は、反射型および透過型のどちらでも構わない。

【0014】

センサ信号入力部２４には、マークセンサ１４を含む各種センサからの信号が入力される。各種センサには、台紙３０を交換するために開閉される部材、例えばカバー、扉、蓋等の開閉を検出するための、非図示の開閉センサ等も含まれる。

【0015】

リーダ・ライタ２５は、アンテナ１５に無変調波（電磁波）を放射させて、ＲＦＩＤタグ３２のアンテナ３３と無線通信を行わせる。ＲＦＩＤタグ３２は、この無変調波をアンテナ３３で受信して起動し、応答信号を返す。そして、アンテナ１５は、この応答信号を受信する。このようにして、リーダ・ライタ２５は、ＲＦＩＤタグ３２と交信する。

【0016】

ＲＦＩＤタグ３２のＩＣチップ３４に情報を書込む場合、リーダ・ライタ２５は、書込みデータを符号化した信号によって、アンテナ１５から放射される電磁波を振幅変調する。ＲＦＩＤタグ３２は、アンテナ３３のインピーダンスを変化させることにより、受信電波の反射と吸収を行う。また、リーダ・ライタ２５は、ＲＦＩＤタグ３２からの反射波をアンテナ１５で受信して復調し、ＲＦＩＤタグ３２からの受信データを得る。

【0017】

ＲＦＩＤタグ３２のＩＣチップ３４には、電源生成部、復調部、変調部、メモリ部及び制御部等が設けられている。電源生成部は、アンテナ３３で受信した電波に相当する信号の整流と安定化とを行うことによりＩＣチップ３４の各部に電源を供給する。復調部は、アンテナ３３で受信した電波に相当する信号を復調して制御部へ送出する。変調部は、制御部から送出されたデータを変調してアンテナ３３から発信させる。制御部は、復調部で復調されたデータのメモリ部への書込みや、メモリ部からデータを読み出して変調部へ送出する。

【0018】

メモリ部は、データを書き換え不能に記憶保持する設定エリアと、任意のデータを書込み可能なユーザエリアとか構成されている。そして、設定エリアには、予めＩＤコードが書込まれている。ＩＤコードは、各ＲＦＩＤタグ３２を個々に識別するために設定された無線タグ固有のコードである。

【0019】

操作パネル２６は、ユーザとのインタフェース機能を有する。通信インタフェース２７は、上位機器とのインタフェース機能を有する。プリンタ１は、通信インタフェース２７を介して上位機器からＲＦＩＤタグ３２に書込むデータやラベル３１に印刷するデータ等を受信する。

【0020】

印字ヘッドドライバ２１、モータ２２、センサ信号入力部２４、リーダ・ライタ２５、操作パネル２６および通信インタフェース２７は、それぞれコントローラ２０に接続されている。コントローラ２０は、プリンタ１の上記各部（印字ヘッドドライバ２１、モータ２２、センサ信号入力部２４、リーダ・ライタ２５、操作パネル２６および通信インタフェース２７）と、これらを統括的に制御する制御部とを、接続する。

【0021】

図２は、マークセンサ１４とアンテナ１５とが設けられた基板１６を示す図である。マークセンサ１４とアンテナ１５とは、一つの基板１６上に設けられている。マークセンサ１４は、センサ素子１４１と、センサ信号入力部２４に接続されるセンサ用コネクタ１４２と、これらをつなぐ配線１４３と、を有する。アンテナ１５は、アンテナパターン１５１と、リーダ・ライタ２５に接続されるコネクタ１５２と、を有する。

【0022】

基板１６は、用紙３および印字ヘッド１１の幅方向に移動可能に設けられている。図３は、基板１６を移動させる可動部４０の構造を示す図である。可動部４０は、レール４１と、ノブ４２と、スライダ４３とを有している。スライダ４３は、突起４３１と、長孔４３２と、マーカー４３３とを有している。

【0023】

スライダ４３は、基板１６が固定され、レール４１に対して移動自在である。ノブ４２は、スライダ４３をレール４１に沿って移動させる際にユーザが摘む部分である。

【0024】

レール４１には、窪み４４が複数連続して設けられている。突起４３１は、窪み４４のいずれかに嵌り込んで、レール４１に対するスライダ４３の位置を固定する。長孔４３２は、突起４３１が窪み４４に出入する方向に移動可能な弾性を、突起４３１の周囲に付与する。マーカー４３３は、センサ素子１４１の位置を示す。

【0025】

このような構成により、当該プリンタ１においては、基板１６が、用紙３および印字ヘッド１１の幅方向に移動可能である。ユーザは、用紙３をセットすると、マーカー４３３が用紙３の黒マーク３５の延長線上に位置するよう、ノブ４２を操作する。これにより、基板１６が位置合わせされ、センサ素子１４１が用紙３の黒マーク３５を検知可能な状態となる。

【0026】

図４－１および図４－２は、基板１６と印字ヘッド１１と用紙３との位置関係を示す図である。この図においては、図中の上から下へ向かう方向が、順搬送方向である。基板１６は、印字ヘッド１１およびプラテンローラ１２の上流側近傍に配置される。

【0027】

本実施形態の用紙３において、ラベル３１とＲＦＩＤタグ３２とは、台紙３０の幅方向に配置されている。また、黒マーク３５は、台紙３０の長さ方向に並ぶＲＦＩＤタグ３２の間に、設けられている。用紙３のセット時、図４－１の状態であったなら、ユーザは、基板１６を矢印方向に移動させて、図４－２の状態にする。これにより、マークセンサ１４による黒マーク３５の検知が可能となり、併せて、アンテナ１５によるＲＦＩＤタグ３２への情報書込みが可能となる。

【0028】

図４－２に示す状態が、プリンタ１の出力可能状態である。当該状態において、プリンタ１は、印字ヘッド１１によるラベル３１およびＲＦＩＤタグ３２表面への印字と、ＲＦＩＤタグ３２への情報書込みとを、行う。

【0029】

プリンタ１による出力の手順について、より詳細に述べる。プリンタ１は、通信インタフェース２７を介して上位機器からＲＦＩＤタグ３２に書込むデータやラベル３１に印刷するデータ等を受信すると、モータ２２を稼働させて用紙３を搬送する。続いてプリンタ１は、アンテナ１５がＲＦＩＤタグ３２のアンテナ３３の直下に来るよう、マークセンサ１４が黒マーク３５を検知した位置から第１の長さだけ移動させたところでモータ２２を停止させる。なお、上記第１の長さは、用紙３の仕様により予め定められている。そしてプリンタ１は、アンテナ１５を介してＲＦＩＤタグ３２のＩＣチップ３４への情報書込みを行う。

【0030】

次にプリンタ１は、モータ２２を反転させて用紙３を逆搬送方向に移動させ、マークセンサ１４に先ほどの黒マーク３５を再度検知させる。続いてプリンタ１は、印字ヘッド１１がラベル３１への印字開始位置に位置するよう、現在位置から第２の長さだけ移動させたところでモータ２２を停止させる。なお、上記第２の長さは、用紙３の仕様により予め定められている。そしてプリンタ１は、印字ヘッド１１により、ラベル３１に印字を行う。このとき、必要に応じて、ＲＦＩＤタグ３２の表面への印字も行う。

【0031】

このように、第１の実施形態によれば、用紙３の仕様、つまりラベル３１とＲＦＩＤタグ３２との配置に応じて、基板１６を移動させることができる。つまり、本実施形態のプリンタ１は、対応する用紙３の設計に、ある程度の幅を持たせることが可能である（例えば、ラベル３１の幅方向位置とＲＦＩＤタグ３２の幅方向位置とが逆であっても対応可能）。また、当該構成を、本実施形態によれば、低コストで、またスループットやセンシングの犠牲を少なく、提供することができる。

【0032】

ここで、上述した、低コストおよびスループットやセンシングの犠牲が少ないことについて、説明する。まず、比較として、従来の構成による不都合について述べる。なお、従来の構成は本実施形態のものとは異なるが、分かりやすさのために、本実施形態のものと対応する部分については、同じ符号を付して説明する。

【0033】

従来、マークセンサ１４を容易に移動可能とするための構成を備えるプリンタはあるが、そのようなプリンタにおいて、ＲＦＩＤタグ３２への書込み用のアンテナ１５は、移動可能であっても、ネジを外して別の場所に付け替える等の手間を要するものである。また、従来のプリンタにおいて、マークセンサ１４とアンテナ１５とは別々の基板に設けられている。このため、それらの二つの基板を設置するためのスペースが、印字ヘッド１１の上流側に必要となってしまっている。さらに、アンテナ１５を移動可能にするには、マークセンサ１４用の可動部と別の可動部を、追加する必要がある。

【0034】

このような基板や可動部の増加により、コストが高くなる。また、印字ヘッド１１の周囲の空き空間は広く取れないことが多いので、基板や可動部が増加するのは好ましくない。さらに、基板の可動域を広くとるべく基板を搬送方向に並べて設置するのであると、印字ヘッド１１からいずれかの基板が離れて設置されるので、用紙３を逆搬送させる距離が長くなってしまい、スループットが低下する。

【0035】

また、プリンタ１で印字可能なラベル３１の搬送方向の最短寸法は、印字ヘッド１１とマークセンサ１４との距離（ヘッドセンサ間距離）に関係する（例えば、ヘッドセンサ間距離が１０ｍｍであれば、搬送方向の寸法が１０ｍｍ以下のラベル３１は使用できない）。したがって、印字ヘッド１１から離れて設置されるのがマークセンサ１４の基板の方であるならば、使用可能なラベル３１の搬送方向の最短寸法が長くなってしまう（例えば、ヘッドセンサ間距離が１０ｍｍであったところ、印字ヘッド１１とマークセンサ１４との間に２０ｍｍのアンテナ１５用基板が入ると、３０ｍｍを超えるラベル３１でなければ使用不可能となる）。このように、従来の構成に単にアンテナ１５の基板を移動可能にする可動部を追加するのであると、様々な不都合が生じる。

【0036】

上記従来の構成に対し、本実施形態のプリンタ１においては、まず、マークセンサ１４とアンテナ１５とが、同じ基板１６に設けられている。これにより、マークセンサ１４およびアンテナ１５が別々の基板に設けられる場合に比べて、設置スペースを小さくすることが可能となる。

【0037】

また、本実施形態のプリンタ１においては、マークセンサ１４およびアンテナ１５が同じ基板１６上に設けられていることで、一つの可動部４０でマークセンサ１４およびアンテナ１５を移動させることが可能となる。したがって、可動部を追加するためのコストを不要にすることができる。

【0038】

さらに、マークセンサ１４およびアンテナ１５が同じ基板１６上に設けられていることにより、マークセンサ１４と印字ヘッド１１との距離が近くなるので、使用可能なラベル３１の搬送方向の最短寸法を短くすることができる。同じく、アンテナ１５と印字ヘッド１１との距離が近くなるので、用紙３を逆搬送させる距離を短くすることができるため、スループットを良好にすることができる。

【0039】

なお、上記実施形態においては、マークセンサ１４をアンテナ１５よりも印字ヘッド１１に近い側に配置したが、実施にあたって、アンテナ１５がマークセンサ１４よりも印字ヘッド１１に近い側に配置されてもよい。このようにしても、マークセンサ１４およびアンテナ１５が同じ基板１６に設けられることによる効果が得られる。当該効果は、例えば、設置スペースを節約できることや可動部４０が一つでよいのでコストを抑えられること等である。

【0040】

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について図面を用いて説明する。本実施形態は、上記第１の実施形態の変形例であるので、上記第１の実施形態と共通する部分については詳細な説明を省略し且つ同じ符号を用い、上記第１の実施形態と異なる部分について詳細に説明する。

【0041】

図５は、マークセンサ１４とアンテナ１５とが設けられた基板５６を示す図である。本実施形態では、基板５６に設けられたマークセンサ１４とアンテナ１５とは、用紙３の幅方向に並んでいる。このような基板５６であると、幅方向への可動域は上記第１の実施形態に比べると狭くなるものの、マークセンサ１４とアンテナ１５との両者ともを、印字ヘッド１１の近傍に配置可能となる利点がある。

【0042】

以上の第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様に、マークセンサ１４とアンテナ１５とが、同じ基板１６に設けられているので、マークセンサ１４およびアンテナ１５が別々の基板に設けられる場合に比べて、設置スペースを小さくすることが可能である。

【0043】

また、本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、マークセンサ１４およびアンテナ１５が同じ基板１６上に設けられていることで、一つの可動部４０でマークセンサ１４およびアンテナ１５を移動させることが可能であるので、可動部を追加するためのコストを不要にすることが可能である。

【0044】

さらに、マークセンサ１４およびアンテナ１５が同じ基板１６上に設けられていることで、従来は印字ヘッド１１から離れて配置されていたマークセンサ１４またはアンテナ１５と印字ヘッド１１との距離が従来よりも近くなるので、スループットを良好にすることができる。

【0045】

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について図面を用いて説明する。本実施形態は、上記第１の実施形態の変形例であるので、上記第１の実施形態と共通する部分については詳細な説明を省略し且つ同じ符号を用い、上記第１の実施形態と異なる部分について詳細に説明する。

【0046】

図６は、マークセンサ１４とアンテナ１５とが設けられた基板６６を示す図である。従来、アンテナ１５が搭載される基板は、性能を安定させる観点から、他の要素を搭載しないとされることが多い。そこで、もし、アンテナ１５の性能（利得等）が懸念される場合には、図６に示すように、基板６６のアンテナ１５の周囲を、グランドパターン６６１で埋め、マークセンサ１４は、グランドパターン６６１内に設けた空き地スペース６６２に設ける。これにより、マークセンサ１４がアンテナ１５に影響しにくい状態にすることができる。

【0047】

以上の第３の実施形態においても、第１の実施形態と同様の効果を奏することができる。

【0048】

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。

【符号の説明】

【0049】

１ …プリンタ（無線タグ書込装置の一例）
１１…印字ヘッド
１２…プラテンローラ（搬送部の一例）
１３…搬送ローラ対
１４…マークセンサ（シート位置センサの一例）
１４１…センサ素子、１４２…センサ用コネクタ、１４３…配線
１５…アンテナ、１５１…アンテナパターン、１５２…コネクタ
１６…基板
２０…コントローラ
２１…印字ヘッドドライバ
２２…モータ
２４…センサ信号入力部
２５…リーダ・ライタ
２６…操作パネル
２７…通信インタフェース
３ …用紙（帯状のシートの一例）、３０…台紙、３１…ラベル、３２…ＲＦＩＤタグ
３３…アンテナ、３４…ＩＣチップ、３５…黒マーク
４０…可動部、４１…レール、４２…ノブ、４３…スライダ
４３１…突起、４３２…長孔、４３３…マーカー
５６…基板
６６…基板、６６１…グランドパターン、６６２…空き地スペース

【先行技術文献】

【特許文献】

【0050】

【文献】特開２００８－１７１３２０号公報

【図1】

【図2】

【図3】

【図4-1】

【図4-2】

【図5】

【図6】