JP4871579B2 - 無線タグ調整システム - Google Patents

Description

本発明は、無線タグ調整システムに関する。

従来、アンテナ及びこのアンテナに接続した無線ＩＣチップからなる無線タグにおいて、無線ＩＣチップの入力インピーダンスとアンテナ・インピーダンスとの整合が不完全であると、両者の接合点において高周波電流が反射し、無線ＩＣチップが動作するためのエネルギーをこの無線ＩＣチップに十分供給することができなくなり、その結果、通信距離が短くなってしまうことが指摘されていた。

これに対し、無線タグのアンテナにインピーダンス整合用回路を形成するものが知られている。すなわち、最適化された幅や長さを有するスリットをアンテナに設け、このスリットの端子部分に無線ＩＣチップを接続することにより、無線ＩＣチップの入力インピーダンスとアンテナ・インピーダンスを整合させることが開示されている(例えば、特許文献１参照)。

また、無線タグにおいてアンテナに無線ＩＣチップを接続する際に、接続方法や接続材料等で無線ＩＣチップの入力インピーダンスのばらつきが発生する。このため形状が固定されたスリットを無線ＩＣチップに接続する方法では、接続部分での無線ＩＣチップの入力インピーダンス変化に対応できず、アンテナ・インピーダンスと整合させることが困難である。これに対しては、アンテナと無線ＩＣチップを接続し実装した状態でレーザー加工機によりスリット端部のアンテナの導電体部分を除去し、スリットの長さを長くしてアンテナ・インピーダンスを調整する技術が知られている。(例えば、特許文献２参照)。

また、無線タグを一定誘電率の誘電体カバーで挟んで構成するものが知られている。すなわち、誘電体カバーによる波長短縮効果によって、アンテナ近傍の波長が短縮するので、この短縮した波長の半波長に整合した長さのアンテナをあらかじめ形成しておくことにより、共振状態が得られ、最大電力を有効に利用でき、また、無線タグ周囲に外部の各種の誘電体が近接しても、無線タグは一定誘電率の誘電体カバーで挟まれているので、外部の誘電体の影響は少なく、波長短縮効果のほとんどは誘電体カバーによるものであり、共振状態が維持できるというものである(例えば、特許文献３参照)。
また、無線タグの周囲の誘電体や磁性体の影響により、無線タグのアンテナ近傍の電磁波の伝播速度が変化し、波長短縮効果があることも知られている(例えば、特許文献４)。
特開２００５−１６７８１３号公報 特開２００４−１２７２３０号公報 特開２００５−１６５４６２号公報 特開２００２−２２２３９８号公報

しかし、特許文献１のように、無線ＩＣチップの実装後においてレーザー加工機でスリット長さを調整して無線ＩＣチップの入力インピーダンスとアンテナ・インピーダンスとの整合を取るものでは、レーザー加工機という高価なものを使用しなければならず、また、加工作業が面倒であった。また、レーザー加工機のように除去加工では、スリット部の導電体を除去するので、一旦除去すると元に戻せないという問題があった。

また、無線タグ周囲の誘電体や磁性体は、波長短縮によるアンテナ長への影響だけではなく、アンテナ・インピーダンスや無線ＩＣチップの入力インピーダンスにも影響をおよぼす。このような無線タグ周囲の誘電体や磁性体の影響を小さくするには、特許文献３に示すように誘電体カバーが有効であるが、実際には厚い誘電体カバーか、高誘電率の材料を必要とする。

しかしながら、誘電体カバーの厚さを厚くすることは、貼り付ける対象物の使用上の制限や貼り付けた無線タグの剥離の問題があり、誘電体カバーの厚さをあまり大きくできない問題がある。また、高誘電率の材料では、誘電損失により電磁波のエネルギーが損失してしまう恐れがある。特に電波が来る方向の高誘電率の誘電体カバーは誘電損失の影響が大きくなるので配置できないという問題がある。

無線タグを貼り付ける対象物は、規格の決まった大量生産物であっても、誘電率や透磁率のばらつきを管理することは、電子部品等の工業製品以外では困難である。特に、日用品、食料品、衣料品等は誘電率や透磁率の生産時での管理は、特殊な場合を除いて極めて困難である。生鮮食料品に至っては貼り付ける対象物の誘電率や透磁率は対象物ごとに全て異なる。また、郵便や小口配送物も内容物やパッケージの違いにより、誘電率や透磁率は貼り付ける対象物ごとに全て異なる。このように、どのような誘電率や透磁率の対象物が来るかは、あらかじめ予測することができないので、対象物に整合するアンテナ長やアンテナ・インピーダンスを持つ無線タグを、あらかじめ製造しておくことは困難である。

さらに、無線タグ周囲の誘電率や透磁率のばらつきは、無線タグを貼り付ける対象物の物性値そのもの以外に、貼り付ける対象物の形状、さらには貼り付ける時の無線タグの撓み、ゆがみ等にも影響される。

本発明は、このような問題に鑑みて為されたもので、無線タグを付ける認識対象物がどのようなものであっても、パッケージやアタッチメント等を使用せずにアンテナ・インピーダンスやアンテナの長さを変更して無線ＩＣチップとの整合や波長短縮効果への対応を容易に取ることができる無線タグ調整システムを提供する。

本発明は、アンテナ及びこのアンテナに接続した無線ＩＣチップからなる無線タグが、基板を介してあるいは直接付された認識対象物を保持する保持手段と、無線タグと無線通信を行って所定の通信特性を測定する通信特性測定手段と、この通信特性測定手段で測定した通信特性に基づいてアンテナ調整パターンを算出する調整パターン算出手段と、この調整パターン算出手段が算出したアンテナ調整パターンに従って、無線タグのアンテナ上及びアンテナの周囲の一方又は両方に、誘電体物質の吐出、磁性体物質の吐出、導電体物質の吐出の１又は複数を組み合わせて調整パターンを印刷形成するインクジェット印刷装置とを備え、通信特性測定手段のアンテナとインクジェット印刷装置を無線タグに対して選択的に対向させる無線タグ調整システムにある。

前記調整パターン算出手段は、前記アンテナのインピーダンスを減少させる方向に調整するインピーダンス減少方向調整と、前記アンテナのインピーダンスを増加させる方向に調整するインピーダンス増加方向調整のどちらを選択するかを、調整方向フラグを基に判定する調整方向判定手段と、この調整方向判定手段によりインピーダンス減少方向調整が選択されると、前記通信特性測定手段で測定した今回の通信特性と前回の通信特性とを比較して、インピーダンスの整合性が前回より向上したか否かを判定する減少方向整合性向上判定手段と、この減少方向整合性向上判定手段により、インピーダンスの整合性が前回より向上したと判定されると、前記通信特性測定手段で測定した今回の通信特性に基づいてインピーダンス減少方向のアンテナ調整パターンを算出する減少方向調整パターン算出手段と、前記減少方向整合性向上判定手段により、インピーダンスの整合性が前回より低下したと判定されると、前記調整方向フラグをインピーダンス減少方向調整の状態からインピーダンス増加方向調整の状態に切り替える第１のフラグ切替手段と、前記調整方向判定手段によりインピーダンス増加方向調整が選択されると、前記通信特性測定手段で測定した今回の通信特性と前回の通信特性とを比較して、インピーダンスの整合性が前回より向上したか否かを判定する増加方向整合性向上判定手段と、この増加方向整合性向上判定手段により、インピーダンスの整合性が前回より向上したと判定されると、前記通信特性測定手段で測定した今回の通信特性に基づいてインピーダンス増加方向のアンテナ調整パターンを算出する増加方向調整パターン算出手段とを具備する。

本発明によれば、無線タグを付ける認識対象物がどのようなものであっても、パッケージやアタッチメント等を使用せずにアンテナ・インピーダンスやアンテナの長さを変更して無線ＩＣチップとの整合や波長短縮効果への対応を容易に取ることができる無線タグ調整システムを提供できる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
（第１の実施の形態）
図１の(a)、(b)は無線タグ１の基本的な構成を示す図で、基板１１上の中央部に無線ＩＣチップ１２を配置し、その無線ＩＣチップ１２の周囲及び左右に延出して導電体パターンからなるアンテナ１３を配置している。

前記アンテナ１３は、前記無線ＩＣチップ１２の近傍にインピーダンス整合用回路としてスリット１４を形成している。前記無線ＩＣチップ１２は、認識対象物の認識、情報の書き込み、読み込み等を無線で行うための各種回路を有する集積回路で、前記アンテナ１３とは接続部１３ａ，１３ｂを介して左右の２ヶ所で接続している。

前記基板１１は、ポリエチレン、ポリエチレンテフタレート(PET)、ポリプロピレン、ポリイミド等の可撓性フィルムによって構成されている。なお、可撓性フィルムの代わりに、ポリプロピレン、ポリカーボネイト、ＰＯＭ、ＰＭＭＡ等の高分子材料、ガラスエポキシ、紙フェノール、ガラス、セラミックス等のリジッド基板を使用することも可能である。また、誘電率の高いバリウム、チタン、ケイ素等を元素として含む化合物もしくはその化合物が微粒子として複合された材料や、透磁率の高いフェライト等の磁性体が微粒子として複合された材料も使用できる。

また、前記無線タグ１として、無線ＩＣチップ１２、アンテナ１３、接続部１３ａ，１３ｂの接触による剥離、破壊を防ぐため、図２に示すように、基板１１の上に、この基板１１と同一もしくは同様な材料からなる保護層１５を設けてもよい。前記保護層１５は、コーティングにより形成しても、あるいはフィルムにより形成しても、あるいはリジット材料により挟みこみにより形成してもよい。さらには、前記保護層１５を、例えばインクジェット装置等で高分子材料等を吐出することで形成してもよい。

前記アンテナ１３は、例えば、アルミ、ステンレス等の金属打ち抜き加工、もしくはエッチング加工により形成することが可能であるが、多用なアンテナパターンに対応するためには、インクジェット印刷装置による導電体パターン形成を使用する。この方法としては、金属微粒子を含んだ溶液をインクジェット印刷装置にて基板１１上に吐出して回路パターンを形成する方法や、無電解メッキ用の触媒を含有する溶液をインクジェット印刷装置にて基板１１上に吐出して回路パターンを形成する方法等がある。

金属微粒子を含んだ溶液を用いる方法では、白金、金、銀、銅等を成分とする微粒子を含有する溶液を、インクジェット印刷装置から基板１１上にアンテナパターン状に吐出し、これを１００〜２５０℃の加熱により導電化することによりアンテナ１３の導電体パターンを形成する。

無電解メッキ用の触媒を含有する溶液を用いる方法では、パラジウム、銀等を含む触媒溶液をインクジェット印刷装置から基板１１上にアンテナパターン状に吐出し、これを１００〜２５０℃の加熱により溶剤を蒸散させ、さらに、アンテナパターンが形成された基板１１を銅、ニッケル等の無電解メッキ液に浸漬させてアンテナ１３の導電体パターンを無電解メッキで形成する。
さらには、インクジェット印刷装置にて、導電性ポリマー(ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリイソチアナフテン、ポリエチレンジオキシチオフェン等)を吐出してアンテナ１３を形成することも可能である。

前記接続部１３ａ，１３ｂは、ワイヤーボンディング等が使用される。この接続部１３ａ，１３ｂに関してもインクジェット印刷装置による導電体パターン形成方法により形成することができる。
前記無線ＩＣチップ１２は、シリコンウエハに半導電体プロセスで形成される集積回路であるが、インクジェット印刷装置により基板１１上に半導電体や配線パターン等を形成して構成することも可能である。

このようにして形成された無線タグ１は、図５示すように、基板１の底面を商品等の物品である認識対象物２１の表面に貼り付けるなどして使用される。また、認識対象物２１の表面を基板の表面とみなし、この認識対象物２１上に直接、無線ＩＣチップ１２、アンテナ１３、接続部１３ａ，１３ｂを形成することも可能である。この場合、アンテナ１３の形成において、加熱工程もしくはメッキ液への浸漬工程が必要になるので、認識対象物２１の表面材料は、例えば、基板１１の材料と同じ材料等に限定される。また、認識対象物２１の表面に、無線タグ１が形成しやすいように、高分子材料等による平滑化層を、例えばインクジェット印刷装置で高分子材料を吐出することで形成し、その上に無線ＩＣチップ１２、アンテナ１３等を形成して無線タグ１を作成することも可能である。

次に、無線タグ１におけるインピーダンス不整合について説明する。
無線タグＩＣ１のアンテナ１３にこの無線ＩＣタグの利用周波数の電磁波を照射すると、アンテナ１３に高周波電流が流れる。このとき、無線ＩＣチップ１２の入力インピーダンスとアンテナ１３のインピーダンスとの整合が不完全であると、接続部１３ａ，１３ｂにおいて高周波電流が反射し、無線ＩＣチップ１２が動作するためのエネルギーが十分に供給されなくなる。このため、無線ＩＣチップ１２に入力される信号の強度が弱くなり、結果として無線ＩＣタグ通信距離が短くなってしまう。

このようなインピーダンスの不整合は以下のような原因で発生する。先ず、半導電体プロセス条件等による無線ＩＣチップ１２それ自身の持つ入力インピーダンスのばらつきがある。このばらつきは無線タグ用アンテナ１３に無線ＩＣチップ１２を実装する前に測定することが可能である。従って、無線ＩＣチップ１２の入力インピーダンスとアンテナ１３のインピーダンスを整合させるために、アンテナ１３のパターンを形成するときにスリット１４の形状をそれに合わせて形成することが可能になる。

また、無線タグ用アンテナ１３に無線ＩＣチップ１２を接続する際に、接続方法や接続材料等で無線ＩＣチップ１２の入力インピーダンスのばらつきが発生する。固定形状のスリット１４を有するアンテナ１３を無線ＩＣチップ１２に接続する方法では、接続部分での無線ＩＣチップ１２の入力インピーダンスの変化に対応できず、そのままではアンテナ１３のインピーダンスと整合させることは困難となる。

また、図５に示すように、無線タグ１を認識対象物２１の表面に貼り付けた場合において、無線タグ１の周囲にある認識対象物２に誘電体や磁性体が含まれていると、無線タグ１の利用周波数に対して波長短縮効果を及ぼす。その結果、無線タグ１が認識対象物２１に貼り付けられる前に、アンテナ１３のインピーダンスと無線ＩＣチップ１２の入力インピーダンスが整合していても、無線タグ１を認識対象物２１に貼り付けることでインピーダンスが整合しなくなる場合がある。

従って、アンテナ１３のインピーダンスと無線ＩＣチップ１２の入力インピーダンスを整合させるためには、無線タグ１が認識対象物２１の表面に貼り付けられた状態や無線タグ１が認識対象物２１の表面に直接形成された状態の実使用状態においてインピーダンスの整合を行う必要がある。実使用状態でのアンテナ１３のインピーダンスと無線ＩＣチップ１２の入力インピーダンスの平均的な値は、シミュレーションや統計的なデータから得ることが可能であり、アンテナ１３の初期的なパターンはこれらの平均的な値から決定され、それに基づいて導電体パターンが形成される。

このようなことから、平均的な値に基づくアンテナ１３の初期的なパターンでは、実使用状態での個々の無線タグ１において、アンテナ１３のインピーダンスと無線ＩＣチップ１２の入力インピーダンスが不整合になってしまう。従って、平均的な値にもとづくアンテナ１３の初期的なパターンから出発し、無線タグ１が認識対象物２１に付いている実使用状態での個々の無線タグ１のアンテナ１３のインピーダンスを微調整していく方法を取れば正確なインピーダンスの整合を取ることが可能になる。

以下、無線タグ１が認識対象物２１に付いている実使用状態でインピーダンスを整合する方法について述べる。
実使用状態での、アンテナ１３のインピーダンスと無線ＩＣチップ１２の入力インピーダンスの平均的な値に基づいて、インピーダンス整合用回路である、長さがａで、幅がｂのスリット１４をアンテナ１３に設ける。そして、このスリット１４及びその周囲の状態を調整することにより、無線ＩＣチップ１２の入力インピーダンスとアンテナ１３のインピーダンスと整合させる。これにより、アンテナ１３に流れる高周波電流を無駄なく無線ＩＣチップ１２に供給することができる。

スリット１４は、その周囲のアンテナ１３の導電体や基板１１と分布定数回路を構成し、例えば、スリット長に沿うアンテナ部分及びその周囲にインダクタンスＬが存在し、スリット幅にあたる基板１１の部分及びその周囲にキャパシタンスＣが存在する。この分布定数回路の特性インピーダンスは、インダクタンスＬの平方根に略比例する関係にあり、かつ、キャパシタンスＣの平方根に略反比例する関係にある。
無線ＩＣチップ１２の入力インピーダンスとアンテナ１３のインピーダンスとの整合は、以下の方法により、アンテナ１３のインピーダンスを調整することで実施される。

スリット長に沿うアンテナ部分及びその周囲に、図１の(a)に示すように磁性体吐出予定部位１６を想定し、この磁性体吐出予定部位１６にインクジェット印刷装置を使用して所要の比透磁率、例えば比透磁率１.１〜１００の磁性体材料を含む溶液を吐出し、図３の(a)、(b)に示すように磁性体パターン１７を形成する。これにより、スリット１４におけるインダクタンスＬが増加し、アンテナ１３のインピーダンスが増加する。なお、磁性体吐出予定部位１６の想定は後述する制御用コンピュータ上で行われるものであり、基板１１上に形成されているものではない。

スリット幅にあたる基板１１の部分及びその周囲に、図１の(a)に示すように誘電体吐出予定部位１８を想定し、この誘電体吐出予定部位１８にインクジェット印刷装置を使用して所要の比誘電率、例えば比誘電率１.１〜１００の誘電体材料を含む溶液を吐出し、図３の(a)、(b)に示すように誘電体パターン１９を形成する。なお、図３の(b)は、図３の(a)のＡ−Ａ断面図である。これにより、スリット１４におけるキャパシタンスＣが増加し、アンテナ１３のインピーダンスが減少する。なお、誘電体吐出予定部位１８の想定は後述する制御用コンピュータ上で行われるものであり、基板１１上に形成されているものではない。

磁性体パターン１７及び誘電体パターン１９の形成は、一層塗布に限らず多層塗布が可能であり、厚さの調整が可能である。また、磁性体吐出予定部位１６及び誘電体吐出予定部位１８の領域の一部に、それぞれ磁性体材料及び誘電体材料を吐出することが可能であり、磁性体パターン１７及び誘電体パターン１９の面積が調整可能である。

インクジェット印刷装置を使用しているので、例えば、最小で１〜５ｐｌの単位で磁性体材料および誘電体材料を吐出することが可能である。従って、磁性体パターン１７及び誘電体パターン１９の厚さ、面積は、微細な単位で制御可能であり、アンテナ１３のインピーダンスを精度よく調整することが可能である。これにより、無線タグ１の通信特性を実測しながら、少しずつ磁性体パターン１７及び誘電体パターン１９を形成していく方法が採用できる。

さらに、磁性体パターン１７はアンテナ１３のインピーダンスを増加させ、誘電体パターン１９はアンテナ１３のインピーダンスを減少させる。従って、アンテナ１３のインピーダンスに対して正逆に複数回調整することが可能である。これにより無線ＩＣチップ１２の入力インピーダンスとアンテナ１３のインピーダンスが大きく異なっている場合には、増加もしくは減少の片方で大きく修正し、修正値がオーバーしたら、逆方向で細かく修正していく、両方向調整アプローチが実施できる。

インクジェット印刷装置から吐出される磁性材料としては、磁性体、鉄、ニッケル、コバルト等の金属、もしくはフェライトに代表されるこれらの元素の化合物や複合材料が使用でき、これらは直径１〜１００ｎｍ微粒子として溶媒中に分散して使用する。インクジェット印刷装置から吐出される誘電体材料としては、ポリエチレン、ポリエチレンテフタレート(PET)、ポリプロピレン、ポリイミド、エポキシ、ポリプロピレン、ポリカーボネイト、ポリオキシメチレン、ポリメチルメタクリレート等の高分子材料を溶媒中に分散して使用する。高分子材料については、ポリマー、モノマーとして溶媒無しで使用できるものもある。さらに、誘電体材料としては、バリウム、チタン、ケイ素等を元素として含むガラス、セラミックス等も使用でき、これらは直径１〜１００ｎｍ微粒子として溶媒中に分散して使用する。

溶媒としては、脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素、石油ナフサ及びこれらのハロゲン置換体等から選ばれた溶媒が使用できる。例えばヘキサン、オクタン、イソオクタン、デカン、イソデカン、デカリン、ノナン、ドデカン、イソドデカン等がある。また、高級脂肪酸エステルや、シリコーンオイルも使用できる。

さらに溶媒としては、例えばメチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、ブチルアルコール、フッ化アルコール等のアルコール類、例えばアセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、例えば酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル等のカルボン酸エステル類、例えばジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類及び例えばメチレンジクロリド、クロロホルム、四塩化炭素、ジクロロエタン、メチルクロロホルム等のハロゲン化炭化水素類等が単独もしくは混合して使用できる。

インクジェット印刷装置から吐出される溶液には、通常の印刷用インクと同様に安定した吐出を保証するために各種添加剤を添加することもできる。インクジェット印刷装置から吐出される磁性体材料および誘電体材料は、通常の印刷用インクと同様に２５℃付近において短時間で乾燥する。このためレーザー加工や加熱工程、メッキ液への浸漬工程を含まないため、無線タグ１が付いた認識対象物２１に対してダメージを与えない。従って、無線タグ１が認識対象物２１に付いた実使用状態で、アンテナ１３のインピーダンスの微調整ができ、正確なインピーダンスの整合ができる。基板１１上に吐出された磁性体材料及び誘電体材料に対しては、認識対象物２１に対してダメージを与えない程度の、５０℃以下での乾燥工程、紫外線照射硬化工程等を含む場合もある。

図２に示すように、無線ＩＣチップ１２及びアンテナ１３の上に保護層１５が形成されている場合、磁性体吐出予定部位１６、誘電体吐出予定部位１８は保護層１５上に想定されることになる。例えば、保護層１５が高分子材料等の薄層で形成されている場合、インクジェット印刷装置から磁性体吐出予定部位１６及び誘電体吐出予定部位１８に対して磁性体材料及び誘電体材料を吐出し、図４に示すように、保護層１５上に磁性体パターン１７及び誘電体パターン１９を形成する。この場合においても、無線タグ１が認識対象物２１に付いた実使用状態で、アンテナ１３のインピーダンスの微調整ができ、正確なインピーダンスの整合ができる。

また、保護層１５が形成されていない場合や保護層１５が形成されている場合に関わらず、磁性体パターン１７及び誘電体パターン１９を形成した後、必要な部分にインクジェット印刷装置で高分子材料等を吐出することで保護層１５を形成することもできる。このとき、アンテナ１３のインピーダンスが保護層１５の影響でずれるおそれがあるので、磁性体パターン１７及び誘電体パターン１９を形成していく場合と同様に、無線タグ１の通信特性を測定しながら、徐々に保護層１５の厚さやパターンを変更して方法が採用できる。また、保護層１５の材料としては、アンテナ１３のインピーダンスに対して影響が小さくなるように比誘電率や比透磁率が１に近い材料を採用する。

無線タグ１においては、共振状態による最大電力を有効に利用した送信、受信を行うために、利用周波数の波長を基準した特定の長さ、例えば半波長や１／４波長等に一致したアンテナを使用する。例えば、ここでは半波長に一致したアンテナ１３を使用する。このような利用周波数の半波長に一致した長さを有するアンテナ１３を使用している場合にアンテナ１３近傍の電磁波の波長がずれてくると、アンテナ長とアンテナ内を流れる高周波電流の周波数の半波長が一致しなくなる。従って、共振状態が得られず、最大電力を有効に利用した送信、受信ができなくなり、結果として通信距離が短くなってしまう。

アンテナ１３近傍の電磁波の波長のずれは、無線タグ１の周囲の誘電体や磁性体の影響により、アンテナ１３近傍の電磁波の伝播速度が変化し波長短縮効果が生じたことによる。無線タグ周囲の誘電体や磁性体の影響が無視できない場合、無線タグ１が貼り付けられる認識対象物２１の誘電体や磁性体の影響が最も大きい。

認識対象物２１は、規格の決まった大量生産物であっても、誘電率や透磁率のばらつきを管理することは困難である。特に、日用品、食料品、衣料品等に対しては誘電率や透磁率の生産時での管理は、特殊な場合を除いて極めて困難である。また、郵便や小口配送物も内容物やパッケージの違いにより、誘電率や透磁率は貼り付け対象物毎に全て異なる。

このように、どのような誘電率や透磁率を持つ認識対象物２１に貼るか予測することができない場合においては、どのような認識対象物２１に対してもアンテナ長がアンテナ内を流れる高周波電流の周波数の半波長と一致するように無線タグ１を予め製造しておくことは困難である。また、無線タグ１の周囲の誘電率や透磁率のばらつきは、認識対象物２１の物性値そのもの以外に、認識対象物の形状ばらつき、さらには貼り付け時の無線タグ１の撓み、ゆがみ、基板１１の材料のばらつき等にも影響される。

そこで、この実施の形態では、無線タグ１が認識対象物２１に付いている実使用状態でここの無線タグ１に対してアンテナ内を流れる高周波電流の周波数の半波長とアンテナ長を一致させる方法を採用して確実な共振状態を得る。
以下、無線タグ１が認識対象物２１に貼り付けられた実使用状態で、アンテナ１３内を流れる高周波電流の周波数の半波長とアンテナ長を一致させる方法について述べる。

図１の(a)に示すように、アンテナ１３上及びその周囲に波長短縮材料吐出予定部位２２を想定し、この波長短縮材料吐出予定部位２２に所要の比誘電率を持つ誘電体材料、あるいは所要の比透磁率を持つ磁性体材料からなる波長短縮材料を、インクジェット印刷装置を使用して吐出し、図３の(a)、(b)に示すように、波長短縮層パターン２３をアンテナ１３上及びその周囲に形成する。なお、波長短縮材料吐出予定部位２２の想定は後述する制御用コンピュータ上で行われるものであり、基板１１上に形成されているものではない。

無線タグ１のアンテナ近傍の電磁波の伝播速度は、比誘電率と比透磁率に略反比例する。従って、所要の比誘電率を持つ誘電体材料、あるいは所要の比透磁率を持つ磁性体材料からなる長短縮層パターン２３をアンテナ１３上及びその周囲に形成すると、無線タグ１のアンテナ近傍の電磁波の伝播速度が減少する。このため、無線タグ１が使用する所定の利用周波数の波長に対して、アンテナ１３内を流れる高周波電流の波長が短縮する。
アンテナ１３内を流れる高周波電流の周波数の半波長とアンテナ長との一致は、波長短縮層パターン２３の比誘電率、あるいは比透磁率を調整し、アンテナ１３内を流れる高周波電流の波長を短縮することで実現できる。

想定される認識対象物２１の最大誘電率や最大透磁率の値を基準にしてアンテナ１３内を流れる高周波電流の周波数の半波長をアンテナ長の初期値とする。この初期値に基づく無線タグ１を作成し認識対象物２１に貼り付けるか、認識対象物２１の表面に無線タグ１を直接形成する。すなわち、想定される最小長さのアンテナ１３が初期的に形成される。

アンテナ部分及びその周囲に配置される波長短縮材料吐出予定部位２２に、インクジェット印刷装置から所要の比誘電率、例えば、比誘電率１.１〜１００の誘電体材料を含む溶液、あるいは比透磁率、例えば、比透磁率１.１〜１００の磁性体材料を含む溶液を吐出し、図３に示すような波長短縮層パターン２３を形成する。これにより、アンテナ１３内を流れる高周波電流の波長を短縮する。吐出される波長短縮材料としては、誘電体材料あるいは磁性体材料単体だけでなく、これらの混合物であってもよい。

波長短縮層パターン２３は、剥離し易さ、無線タグ１が認識対象物２１に付いている実使用状態では認識対象物２１自体の取扱い利便性からしても、厚さには限界があり、例えば、０.１〜１ｍｍ程度が好ましい。従って、この方法は、認識対象物２１の誘電率や透磁率のばらつきが比較的小さい場合に好適である。

スリット１４の調整での磁性体パターン１７及び誘電体パターン１９の形成と同様に、波長短縮層パターン２３の形成においても、一層塗布に限らず多層塗布が可能で、厚さの調整が可能である。また、波長短縮層パターン２３の面積が調整可能である。従って、波長短縮層パターン２３の比誘電率あるいは比透磁率を微調整し、アンテナ１３内を流れる高周波電流の波長を精度よく短縮し調整することが可能である。これにより、無線タグ１の通信特性を実測しながら、少しずつ波長短縮層パターン２３を形成していく方法が採用できる。

このとき、波長短縮層パターン２３の誘電体材料、あるいは磁性体材料は、アンテナ１３内を流れる高周波電流の波長を短縮するだけなので、短縮のし過ぎによるオーバーシュートに注意する必要がある。すなわち、通信特性が、アンテナ内を流れる高周波電流の周波数の半波長とアンテナ長との一致を示す共振状態に近づいてきた場合には、細かい調整量が必要になる。

波長短縮材料は、スリット１４の調整での磁性体パターン１７及び誘電体パターン１９の形成の場合と同様の、誘電体材料、あるいは磁性体材料が使用可能である。インクジェット印刷装置から吐出される溶液も同様に、安定した吐出を保証するために各種添加剤が添加され、印刷用インクと同様な使用が可能である。

波長短縮材料は、スリット１４の調整での磁性体パターン１７及び誘電体パターン１９の形成の場合と同様であるから、インクジェット印刷装置から吐出される磁性体材料及び誘電体材料は、インクジェット印刷装置から吐出される印刷用インクと同様に、２５℃付近において短時間で乾燥する。このため無線タグ１が付いた認識対象物２１に対してダメージを与えない。従って、無線タグ１が認識対象物２１に付いた実使用状態で、アンテナ１３内を流れる高周波電流の波長の微調整ができ、アンテナ長さとの正確な一致を図ることができ、良好な共振状態を得ることができる。また、基板１１上に吐出された磁性体材料および誘電体材料に対しては、認識対象物２１に対してダメージを与えない程度の、５０℃以下での乾燥工程、紫外線照射硬化工程等を含む場合もある。

電波が到来する方向に高誘電率や高透磁率の波長短縮層パターン２３があると、誘電損失や磁気損失が大きくなり、照射される電磁波のエネルギーが大きく損失する。従って、波長短縮層パターン２３が厚くなる場合は、図６に示すように、アンテナ１３の周囲に波長短縮材料吐出予定部位２４を想定し、この波長短縮材料吐出予定部位２４に対して図７の(a)、(b)に示すように、波長短縮層パターン２５を形成すればよい。なお、図７の(b)は、図７の(a)のＢ−Ｂ断面図である。このとき、波長短縮層パターン２５を基板１１の外側である認識対象物２１の表面に形成することも認識対象物２１に対してダメージを与えない限り可能である。なお、波長短縮材料吐出予定部位２４の想定は後述する制御用コンピュータ上で行われるものであり、基板１１上に形成されているものではない。

次に、無線タグ１が認識対象物２１に付いている実使用状態で、アンテナ１３のインピーダンスと無線ＩＣチップ１２の入力インピーダンスを整合し、かつアンテナ１３内を流れる高周波電流の周波数の半波長とアンテナ１３の長を一致させる無線タグ調整システムについて説明する。

図８に示すように、可動テーブル３１の一端には、無線タグ１が付いている認識対象物２１を保持する保持テーブル３２が設置されている。無線タグ用のリーダ・アンテナ３３は、同軸ケーブル３４を介して質問器３５と接続している。前記リーダ・アンテナ３３は可動テーブル３１に搭載されていて、上下、左右、前後の移動は勿論、３軸回転等も可能になっている。前記リーダ・アンテナ３３にはアンテナ位置決めカメラ３６が設置されており、リーダ・アンテナ３３と無線タグ１の相対的な位置関係を正確に測定できるようになっている。

前記保持テーブル３２とリーダ・アンテナ３３の中間には、インクジェット印刷装置３７が配置されている。このインクジェット印刷装置３７は、インクジェット用可動テーブル３８に搭載されており、上下、左右、前後移動が可能になっている。前記インクジェット印刷装置３７にはヘッド位置決めカメラ３９が設置されており、インクジェット印刷装置３７に含まれるインクジェットヘッドと無線タグ１の相対的な位置関係を測定できるようになっている。これによって、無線タグ１の所定の吐出予定部位に、必要とされる吐出物を吐出できる。前記インクジェット用可動テーブル３８は可動テーブル３１に搭載されている。

前記インクジェット印刷装置３７は、インクジェット用可動テーブル３８によって図中矢印Ｃで示すように左右に移動可能になっており、前記リーダ・アンテナ３３によって無線タグ１の通信特性を測定する際には、電磁波の伝播に影響を与えないように装置退避位置４０まで退避する。前記インクジェット印刷装置３７は、インクジェットヘッド、インク供給装置、吐出駆動回路等から構成されている。インクジェットヘッドは、導電体吐出ヘッド、誘電体吐出ヘッド、磁性体吐出ヘッドからなり、それぞれ導電体材料を含有した溶液インク、誘電性材料を含有した溶液インク、磁性材料を含有した溶液インクの吐出を行う。

前記質問器３５に通信ケーブル４１を介して制御用コンピュータ４２を接続している。前記制御用コンピュータ４２は、無線タグ１の通信特性の収集と、通信特性を用いたアンテナ調整パターン算出と、算出されたアンテナ調整パターンを実際にインクジェット印刷装置３７において形成するために、システム各部とインターフェースを介して接続している。また、前記制御用コンピュータ４２は、その他無線タグ調整システム全体の制御を行うようになっている。

図９は無線タグ調整システムの制御構成を示すブロック図で、質問器３５、リーダ・アンテナ３３、無線タグ１はＲＦＩＤシステムを構成している。前記質問器３５はリーダ・アンテナ３３を介して電波信号を前記無線タグ１に送信する。無線タグ１は、リーダ・アンテナ３３からの送信電波を受信し、内部のメモリに記憶された情報に基づいて入力信号に反射変調を与えてリーダ・アンテナ３３へ送信する。前記質問器３５は、無線タグ１から返送された信号をリーダ・アンテナ３３が受信すると、それを変調してタグ情報を取り出す。このようなＲＦＩＤシステムにおいては、例えば１３.５６ＭＨｚ帯、９００ＭＨｚ帯、２.４５ＧＨｚ帯等の周波数帯域が使用される。

前記制御用コンピュータ４２は、質問器３５とインターフェースを介して接続されていて、無線タグ１から返送されてきた電波の受信特性としての利得や周波数等の情報を収集する。また質問器３５からの電波信号の送出を制御する。また、前記制御用コンピュータ４２は、無線タグ１と電気的に接続可能な無線タグ検査回路４３を介して、無線タグ１での受信特性としての利得や周波数等の情報を直接収集することができる。さらに、前記制御用コンピュータ４２は、前記可動テーブル３１の駆動回路４４及びアンテナ位置決めカメラ３６からなるリーダ・アンテナ移動系と接続し、例えば、最大通信可能距離のような空間的な通信特性の測定を制御する。

前記制御用コンピュータ４２は、質問器３５からの電波の受信特性、無線タグ１での受信特性等の情報から、アンテナ１３の調整パターンを算出する。例えば、アンテナ１３のインピーダンスと無線ＩＣチップ１２の入力インピーダンスを、整合用の、磁性体パターン１７及び誘電体パターン１９の形状情報である面積、厚さのデータを算出する。同様に、アンテナ１３内を流れる高周波電流の周波数の半波長とアンテナ１３の長さを一致させる、磁性体もしくは誘電体からなる波長短縮層パターン２３（又は２５）の形状情報である面積、厚さのデータを算出する。

この調整パターンの算出には、インクジェット印刷装置３７からの吐出物、初期形成されているアンテナ１３、無線タグ１の基板１１、無線タグ１が貼りついている認識対象物２１を含む全空間での電磁界シミュレーションを利用することができる。シミュレーションの手法としては、例えば、「宇野亨著：ＦＤＴＤ法による電磁界およびアンテナ解析（コロナ社、１９９８年発行）」に開示されている方法が使用できる。

これらの形成情報は、インクジェット用可動テーブル３８の駆動回路４５、インクジェット印刷装置３７の吐出駆動回路４６に、導電体、磁性体、誘電体の吐出位置情報及び吐出量として伝達される。インクジェット印刷装置３７の吐出駆動回路４６は、導電体吐出ヘッド４７、誘電体吐出ヘッド４８、磁性体吐出ヘッド４９の駆動を制御する。

前記制御用コンピュータ４２は、インクジェット用可動テーブル３８の駆動回路４５、ヘッド位置決めカメラ３９からなるインクジェットヘッド移動系、及びインクジェット印刷装置３７の吐出駆動回路４６に接続され、アンテナ調整パターンの形成を３次元的に制御するようになっている。

次に、図８及び図９に示した無線タグ調整システムを使用し、無線タグ１が認識対象物２１に付いている実使用状態で、アンテナ１３のインピーダンスと無線ＩＣチップ１２の入力インピーダンスを整合し、かつアンテナ１３内を流れる高周波電流の周波数の半波長とアンテナ１３の長さを一致させる、無線タグ１のアンテナ調整基本アルゴリズムについて説明する。このアンテナ調整基本アルゴリズムは前記制御用コンピュータ４２が実行するようになっている。

このアンテナ調整基本アルゴリズムは、図１０に示すように、通信特性測定ステップＳ１、測定結果判定ステップＳ２、測定結果判定ステップＳ３、調整パターン形成ステップＳ４から形成されている。
先ず、調整開始後、初期のアンテナパターン１３に対して通信特性測定ステップＳ１にて無線タグ１の通信特性を測定する。通信特性は、例えば、無線タグ１から返送されてきた電波の受信特性としての利得や周波数、あるいは通信可能距離等を測定結果として出力する。

次に、測定結果判定ステップＳ２にて測定結果の判定を行う。そして、初期のアンテナパターン１３が十分な通信特性を保証しているなら調整は終了となる。例えば、測定の電波の受信特性としての利得、周波数及び通信可能距離が、予想される電波の受信特性の最大利得、予定周波数あるいは、最大通信可能距離に近い値なっている場合に調整終了となる。

また、アンテナ・インピーダンスやアンテナ長さの状態が後戻りできない調整方法において、例えば通信可能距離が最大通信可能距離から離れてしまうオーバーシュート状態などでも調整終了となる。また、これ以上のアンテナ調整の余地がなく、かつ測定の電波の受信特性としての利得、周波数及び通信可能距離が、前回の測定結果判定と同じ場合にも、調整終了となる。アンテナ調整の余地がない状態とは、例えば、要求される調整用の吐出溶液の量が、インクジェット印刷装置３７で形成できる最小液滴体積以下の場合などである。

通信特性が不十分な場合には、続いて、調整パターン計算ステップＳ３にて、調整パターン計算処理を行う。すなわち、制御用コンピュータ４２での電波の通信特性等に基づく導電体パターン、磁性体パターン１７、誘電体パターン１９及び波長短縮層パターン２３（又は２５）の形状情報からなる無線タグアンテナ調整パターンの計算を処理する。無線タグアンテナ調整パターンは吐出材料毎に算出する。この計算には誤差が含まれるため、無線タグアンテナ調整パターンは、例えば調整量を５〜１０回に分割して少しずつ調整する微調整パターンに変換する。従って、以降、１回の調整の都度、通信特性を測定し、調整パターンを再計算していく誤差修正アプローチを実施する。

続いて、調整パターン形成ステップＳ４にて、算出された吐出材料毎の微調整パターンの吐出材料情報に基づいて導電体吐出、誘電体吐出、磁性体吐出を行う。１回の調整パターン形成ステップでは、１つの吐出材料の吐出を行う、あるいは、複数の吐出材料の吐出を実施する。

この制御方法は、インクジェット印刷装置３７で、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックに対応した４個のインクジェットヘッドを用いて、フルカラー印刷を行う場合の制御と全く同じで、インクジェット用可動テーブル３８の動作によって、導電体、誘電体、磁性体の任意の組み合わせからなる３次元パターンの形成ができる。例えば、波長一致とインピーダンス整合を同時に調整する場合には、磁性体パターン１７と誘電体パターン１９を同時に形成する。また、波長短縮層パターン２３（又は２５）を作成する場合、磁性体材料と誘電体材料を１回の調整パターン形成ステップにて吐出して、無線タグ１上で磁性体材料と誘電体材料の複合物を形成することもできる。

続いて、Ｓ１の通信特性測定ステップに戻り、少しずつアンテナを調整する誤差修正アプローチを繰り返すことになる。
なお、アンテナ調整アルゴリズムはこれに限るものではなく、無線タグや対象物によって異なる方法を採用してもよい。

次に、誤差修正アプローチのいくつかの例について説明する。
インピーダンス整合は、アンテナ１３のインピーダンスと無線ＩＣチップ１２の入力インピーダンスを整合する。アンテナ共振調整は、アンテナ１３内を流れる高周波電流の周波数の半波長とアンテナ１３の長さを一致させる。これらの２つの調整アイテムを、最終的に同時に満たしている必要がある。

この２つの調整アイテムを満たしていくアプローチ方法の例として、アイテム別調整アプローチについて説明する。この方法は、「アンテナ共振調整」、「インピーダンス整合調整」のどちらから一方をまず最大限に繰返し調整し、その後他方を最大限に繰返し調整し、その後交互に再調整していく方法である。

図１１は、図１０における調整パターン計算ステップＳ３の内部処理を示す流れ図で、先ず、「アンテナ共振調整」を行い、次に「インピーダンス整合調整」を行うアイテム別調整アプローチのアルゴリズムによって構成されている。

測定結果判定ステップＳ２から調整パターン算出ステップＳ３に移行すると、先ず、Ｓ１１にて、調整モード選択処理を実行する。ここでは、「アンテナ共振調整モード」と「インピーダンス整合調整モード」のどちらの調整モードを選択するかを、調整モードフラグＦlg1で判別する。Ｆlg1＝Ａの場合は、「アンテナ共振調整モード」を選択する。Ｆlg1＝Ｚの場合は、「インピーダンス整合調整モード」を選択する。但し、初期条件を、Ｆlg1＝Ａとして、「アンテナ共振調整モード」から先行処理するようになっている。

「アンテナ共振調整モード」が選択されると、続いて、Ｓ１２にて、アンテナ共振調整飽和判定処理を実行する。例えば、測定の電波の受信特性としての利得、周波数及び通信可能距離が、予想される電波の受信特性の最大利得、予定周波数、あるいは、最大通信可能距離に近い値なっている場合、あるいは、これ以上のアンテナ調整余地がなく、かつ、測定結果であるの電波の受信特性としての利得、周波数および通信可能距離が、前回のアンテナ共振調整飽和判定と同じ場合には調整が飽和したと判定する。

調整が飽和したと判定した場合は、Ｓ１３にて、調整モードフラグ切り替え処理を実行する。また、調整が未飽和であると判定した場合は、Ｓ１４にて、アンテナ共振調整パターン算出処理を実行する。調整モードフラグ切り替え処理（Ｓ１３）では、調整モードフラグＦlg1を、「アンテナ共振調整モード」＝Ａから「インピーダンス整合調整モード」＝Ｚに変更する。すなわち、Ｆlg1＝Ｚ、とする。そして、Ｓ１５にて、インピーダンス整合調整パターン算出処理を実行する。ここで、インピーダンス整合調整もすでに飽和している場合は、図１０のアンテナ調整基本アルゴリズムの測定結果判定ステップＳ２において終了判定されているので、このステップに至ることはない。

アンテナ共振調整パターン算出処理（Ｓ１４）では、通信特性等に基づいて導電体パターン及び波長短縮層パターン２３（又は２５）等の形状情報からなる、アンテナ共振調整パターンの計算を実行する。調整パターンは吐出材料毎に算出する。そして、図１０のアンテナ調整基本アルゴリズムの調整パターン形成ステップＳ４へ移行する。

「インピーダンス整合調整モード」が選択された場合は、続いて、Ｓ１６にて、インピーダンス整合調整飽和判定処理を実行する。例えば、測定の電波の受信特性としての利得、周波数及び通信可能距離が、予想される電波の受信特性の最大利得、予定周波数、あるいは、最大通信可能距離に近い値なっている場合、あるいは、これ以上のアンテナ調整余地が無く、かつ、測定結果であるの電波の受信特性としての利得、周波数及び通信可能距離が、前回のインピーダンス整合調整飽和判定と同じ場合には調整が飽和したと判定される。

調整が飽和したと判定した場合は、Ｓ１７にて、調整モードフラグ切り替え処理を実行する。また、調整が未飽和であると判定した場合は、Ｓ１５にて、インピーダンス整合調整パターン算出処理を実行する。調整モードフラグ切り替え処理（Ｓ１７）では、調整モードフラグＦlg1を、「インピーダンス整合調整モード」＝Ｚから「アンテナ共振調整モード」＝Ａに変更する。すなわち、Ｆlg1＝Ａ、とする。そして、Ｓ１４にて、アンテナ共振調整パターン算出処理を実行する。ここで、アンテナ共振調整もすでに飽和している場合は、図１０のアンテナ調整基本アルゴリズムの測定結果判定ステップＳ２において終了判定されているので、このステップに至ることはない。

インピーダンス整合調整パターン算出処理（Ｓ１５）では、通信特性等に基づいて導電体パターン、磁性体パターン１７、誘電体パターン１９等の形状情報からなるインピーダンス整合調整パターンの計算を実行する。調整パターンは吐出材料毎に算出する。そして、図１０のアンテナ調整基本アルゴリズムの調整パターン形成ステップＳ４へ移行する。
なお、調整アプローチのアルゴリズムはこれに限るものではなく、無線タグや対象物によって異なる方法を採用してもよい。

微調整パターンが小さいと、調整精度は向上するが調整時間がかかってしまう。そこで、インピーダンス整合調整においては、磁性体パターン１７がアンテナ１３のインピーダンスを増加させ、誘電体パターン１９がアンテナ１３のインピーダンスを減少させることを利用して、調整時間が短縮できる両方向調整アプローチを実施することが可能である。

以下、この両方向調整アプローチをインピーダンス整合調整に適用した場合について説明する。
図１２は、図１１におけるインピーダンス整合調整パターン算出処理（Ｓ１５）の内部処理を示す流れ図で、両方向調整アプローチのアルゴリズムによって構成されている。

インピーダンス整合調整パターン算出処理（Ｓ１５）に移行すると、先ず、Ｓ２１にて、インピーダンス調整方向選択処理を実行する。ここでは、「インピーダンス減少方向調整」と「インピーダンス増加方向調整」のどちらの調整方向を選択するかを、調整方向フラグＦlg2で判別する。

Ｆlg2＝Ｎの場合は、「インピーダンス減少方向調整」を選択する。例えば、誘電体パターン１９の算出、形成を処理として選択する。Ｆlg2＝Ｐの場合は、「インピーダンス増加方向調整」を選択する。例えば、磁性体パターン１７の算出、形成を処理として選択する。但し、初期条件を、Ｆlg2＝Ｎとして、「インピーダンス減少方向調整」から先行処理するようになっている。

初期条件は、例えば、初期のスリット１４のパターンは、アンテナ１３のインピーダンスが無線ＩＣチップ１２の入力インピーダンスに対して十分大きい条件とし、「インピーダンス減少方向調整」、すなわち誘電体パターン１９の算出、形成を初期設定とする。
Ｆlg2＝Ｎにより「インピーダンス減少方向調整」が選択された場合には、Ｓ２２にて、インピーダンス整合性向上判定処理を実行する。

インピーダンス整合性向上判定は、例えば、図１０の通信特性測定ステップＳ１での測定結果である、電波の受信特性としての利得、周波数及び通信可能距離等を、前回のインピーダンス整合性向上判定で使用した値と比較し、例えば、利得が大きくなった、通信可能距離が長くなった等、インピーダンスの整合性が前回より向上したと判定した場合には、Ｓ２３にて、インピーダンス減少方向調整パターン算出処理を実行する。また、例えば、利得が小さくなった、通信可能距離が短くなった等、インピーダンスの整合性が前回より低下したと判定した場合には、Ｓ２４にて、調整方向フラグ切り替え処理を実行する。

なお、インピーダンスの整合性が前回と同じ場合は、図１１におけるインピーダンス整合調整飽和判定処理（Ｓ１６）にて調整モードフラグが切り替えられるので、この処理が実行されることは無い。また、初期値のインピーダンスの整合性は最低レベルとする。

調整方向フラグ切り替え処理（Ｓ２４）では、インピーダンスの整合性の最良点(ピーク)を通過してしまったと判断し、調整モードフラグＦlg2を、「インピーダンス減少方向調整」（Ｎ）から、「インピーダンス増加方向調整」（Ｐ）に変更する。すなわち、Ｆlg2＝Ｐとする。また、例えば、導電体、誘電体、磁性体の１回の吐出量、すなわち、１回の調整量Ａdjを減少させる。例えば、今回の調整で使用する調整量Ａdj(n)を前回の調整量Ａdj(n-1)の１／２にする。すなわち、Ａdj（n)＝Ａdj(n-1)/２とする。そして、Ｓ２５のインピーダンス増加方向調整パターン算出処理へ移行する。

Ｓ２３のインピーダンス減少方向調整パターン算出処理では、通信特性等に基づいて導電体パターン、磁性体パターン１７、誘電体パターン１９等の形状情報からなるインピーダンス減少方向調整パターンの算出を行う。調整パターンは吐出材料毎に算出する。
例えば、誘電体吐出予定部位１８に、誘電体パターン１９を規定の調整量Ａdj(n)だけ形成するように調整パターンを算出する。この調整パターンはアンテナ１３のインピーダンスを減少させる。
調整パターンの算出後、図１１のインピーダンス整合調整パターン算出処理（Ｓ１５）は終了となり、図１０の調整パターン形成ステップＳ４へ移行する。

また、Ｆlg2＝Ｐにより「インピーダンス増加方向調整」が選択された場合には、Ｓ２６にて、インピーダンス整合性向上判定処理を実行する。

例えば、図１０の通信特性測定ステップＳ１での測定結果である、電波の受信特性としての利得、周波数および通信可能距離等を、前回のインピーダンス整合性向上判定で使用した値と比較し、例えば、利得が大きくなった、通信可能距離が長くなった等、インピーダンスの整合性が前回より向上したと判定した場合には、Ｓ２５にて、インピーダンス増加方向調整パターン算出処理を実行する。また、例えば、利得が小さくなった、通信可能距離が短くなった等、インピーダンスの整合性が前回より低下したと判定した場合には、Ｓ２７にて、調整方向フラグ切り替え処理を実行する。

なお、インピーダンスの整合性が前回と同じ場合は、図１１におけるインピーダンス整合調整飽和判定処理（Ｓ１６）にて調整モードフラグが切り替えられるので、この処理が実行されることは無い。

Ｓ２７における調整方向フラグ切り替え処理では、インピーダンスの整合性の最良点(ピーク)を通過してしまったと判断し、調整モードフラグＦlg2を、「インピーダンス増加方向調整」（Ｐ）から、「インピーダンス方向減少調整」（Ｎ）に変更する。すなわち、Ｆlg2＝Ｎとする。また、例えば、導電体、誘電体、磁性体の１回の吐出量、すなわち、１回の調整量Ａdjを減少させる。例えば、今回の調整で使用する調整量Ａdj(n)を前回の調整量Ａdj(n-1)の１／２にする。すなわち、Ａdj(n)＝Ａdj(n-1)／２となる。そして、Ｓ２３のインピーダンス減少方向調整パターン算出処理へ移行する。

Ｓ２５のインピーダンス増加方向調整パターン算出処理では、通信特性等に基づいて導電体パターン、磁性体パターン１７、誘電体パターン１９等の形状情報からなるインピーダンス増加方向調整パターンの算出を行う。調整パターンは吐出材料毎に算出する。
例えば、磁性体吐出予定部位１６に、磁性体パターン１７を規定の調整量Ａdj(n)だけ形成するように調整パターンを算出する。この調整パターンはアンテナ１３のインピーダンスを増加させる。
調整パターンの算出後、図１１のインピーダンス整合調整パターン算出処理（Ｓ１５）は終了となり、図１０の調整パターン形成ステップＳ４へ移行する。

この図１２の方式を用いると、初期的には大きな調整量から出発できるので、最初から微量の調整量で処理する場合と比較して短時間にアンテナ調整を終了することができる。
なお、ここでは両方向調整アプローチをインピーダンス整合調整に適用した場合について述べたが、正逆両方向の調節機能を有する調節方法であれば他の調整アイテムに対しても両方向調整アプローチは適用可能である。

次に、アンテナ共振調整を、アンテナ内を流れる高周波電流の波長を短縮する方法のみで行う場合について説明する。この場合、調整方向は短縮方向の一方向だけなので、短縮し過ぎによるオーバーシュートに注意する必要がある。これは、一旦オーバーシュートしたら元に戻せなくなるからである。
このアンテナ共振調整においては、通信特性がアンテナ内を流れる高周波電流の周波数の半波長とアンテナ長の一致を示す共振状態に近づいてきた場合には、調整量を減少させることが必要になる。

図１３は、図１１におけるアンテナ共振調整パターン算出処理（Ｓ１４）の内部処理を示す流れ図で、一方向調整アプローチのアルゴリズムによって構成されている。なお、通信特性は説明のために通信可能距離を採用するが、他の値との複合値であってもよい。また、初期設定としては、認識対象物２１に対して想定される最小長さのアンテナ１３が初期的に形成される。

アンテナ共振調整パターン算出処理Ｓ１４に移行すると、先ず、Ｓ３１にて、共振状態通過可能性判定処理を実行する。ここでは、今回の調整量で共振状態のピークを通過してしまう可能性を判定する。例えば、前回の調整量での通信可能距離の増加量をΔＬng、最大通信可能距離をＬngMax、現在状態での通信可能距離をＬngとし、今回の調整量で共振状態のピークを通過してしまう可能性Ｋpを、Ｋp＝（ＬngMax−Ｌng）／ΔＬng、と設定する。

Ｋp＜１の場合は、今回の調整量では共振状態のピークを通過してしまう可能性が高いと判定し、Ｓ３２の調整量微小減少処理へ移行する。
また、Ｋp≧１の場合は、今回の調整量では共振状態のピークを通過してしまう可能性が低いと判定し、Ｓ３３のアンテナ共振状態向上判定処理へ移行する。

Ｓ３２における調整量微小減少処理では、通信可能距離から判断して現在のアンテナの長さが共振状態のピークを得る状態に近いと判断する。ここでは、例えば、導電体、誘電体、磁性体の１回の吐出量である１回の調整量Ａdjを前回の値より減少させる。
例えば、今回の調整で使用する調整量Ａdj(n)を前回の調整量Ａdj(n-1)のＫp／２倍にする。すなわち、Ａdj(n)＝Ｋp×Ａdj(n-1)／２、となる。このとき、調整量Ａdj(n-1)には、１未満の値Ｋpが掛けてあるので、単に１／２倍するよりも調整量はさらに少なくなり、共振状態を越えしまう危険性を回避できる。

Ｓ３３におけるアンテナ共振状態向上判定処理では、通信可能距離から判断して、現在のアンテナの長さが共振状態のピーク得る状態から遠いと判断する。ここでは、前回と現在の測定結果を比べて、アンテナ共振状態が向上したか否かを判定する。

例えば、図１０の通信特性測定ステップＳ１での測定結果である通信可能距離等を前回の値と比較し、例えば、通信可能距離の増加量が前回に比べて低下した場合には、アンテナ共振状態の向上度合が前回よりも低下したと判定し、Ｓ３４の調整量減少処理へ移行する。また、例えば、通信可能距離の増加量が前回に比べて向上したか同一の場合には、アンテナ共振状態の向上度合が前回よりも向上、あるいは同一と判定し、Ｓ３５の波長短縮方向調整パターン算出処理へ移行する。但し、１回目のアンテナ共振状態向上判定では、アンテナ共振状態の向上度合が前回と同一であると初期設定する。

Ｓ３４における調整量減少処理では、通信可能距離から判断して、現在のアンテナの長さが共振状態のピークを得る状態から遠いが、アンテナ共振状態の向上度合が前回より低下したので、アンテナの長さが共振状態のピークを得る状態に近づいていると判断する。そして、導電体、誘電体、磁性体の１回の吐出量である１回の調整量Ａdjを前回の値より減少させる。例えば、今回の調整で使用する調整量Ａdj(n)を前回の調整量Ａdj(n-1)の１／２倍にする。すなわち、Ａdj(n)＝Ａdj(n-1)／２、となる。

Ｓ３５における波長短縮方向調整パターン算出処理では、通信特性等に基づいて導電体パターン、磁性体パターン１７、誘電体パターン１９等の形状情報からなる波長短縮方向調整パターンの算出を行う。調整パターンは吐出材料毎に算出する。例えば、波長短縮材料吐出予定部位２２（又は２４）に、所要の比誘電率を持つ誘電体材料、もしくは所要の比透磁率を持つ磁性体材料からなる波長短縮材料を、インクジェット印刷装置３７から吐出し、波長短縮層パターン２３（又は２５）を、規定の調整量Ａdj(n)だけ形成するように調整パターンを算出する。

調整パターンの算出後、図１１のアンテナ共振調整パターン算出処理（Ｓ１４）は終了となり、図１０の調整パターン形成ステップＳ４へ移行する。
この図１３の方式を用いると、一方向の調整機能しか持たない場合でも、精度よくアンテナ調整を行なうことができる。
なお、ここでは減少方向の一方向調整アプローチをアンテナ共振調整に適用した場合について述べたが、一方向の調節機能を有する調節方法であれば他の調整アイテムに対しても一方向調整アプローチは適用可能である。

以上のように、無線タグ１が認識対象物２１に付いている実使用状態で、無線タグ１及びその周囲に、インクジェット印刷装置３７を使用して磁性体材料、誘電体材料及び導電体材料を吐出して無線タグ調整パターンを形成するので、無線タグ１が付いた認識対象物２に対してダメージを与えることなく、アンテナ１３のインピーダンスと無線ＩＣチップ１２の入力インピーダンスを整合し、かつ、アンテナ１３内を流れる高周波電流の周波数の半波長とアンテナ１３の長を一致させることができる。

また、認識対象物２１に無線タグ１が付いた実使用状態での正確な通信特性を測定できる。また、個々の無線タグ１の通信特性に基づいてそれぞれの無線タグに対する個別のアンテナ調整ができる。また、インクジェット印刷装置３７を使用して調整パターンを形成するため、調整量が微量で略無段階な微調整ができる。

さらに、無線タグに対して測定と調整を短時間に繰返し複数回施すことができ、これにより、少しずつ修正しながら最適な調整パターンにアプローチしていくことができ、高精度の調整を短時間で行うことができる。また、無線タグ１を一体的に形成した認識対象物２１や剥離困難な認識対象物にも対応できる。

（第２の実施の形態）
この実施の形態は無線タグ１のアンテナ１３の長さを、インクジェット印刷装置を使用して延長し共振状態を確保するものについて述べる。なお、前述した実施の形態と同一の部分には同一の符号を付し詳細な説明は省略する。また、この実施の形態で使用する無線タグ調整システムの構成は基本的には前述した第１の実施の形態と同様であり、図８及び図９の構成のものを使用する。

アンテナ長の変更において、総変更長さが例えば０.１〜１ｍｍ程度である場合には、インクジェット印刷装置３７から導電体材料を吐出し、アンテナ１３の端部を延長するようにパターンを形成することでアンテナ長の変更が可能である。これ以上の長さの延長ではアンテナの抵抗損失が大きくなる。
これは、導電体吐出で使用される導電体材料が、白金、金、銀、銅等を成分とする金属微粒子の場合には、加熱工程無しではアンテナパターン全体の導電率が低くなるためである。また、導電性ポリマー(ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリイソチアナフテン、ポリエチレンジオキシチオフェン等)が使用される場合には、導電性ポリマー自体の導電率が低いためである。

上述した導電体材料は、安定した吐出を保証するために各種添加剤が添加されており、印刷用インクと同様な使用が可能な溶液インクとして生成される。
認識対象物が加熱工程や浸漬工程に耐えられる場合には、十分に導電率が大きい導電体の形成が可能であり、アンテナの導電体部分を任意の長さに延長可能である。

この場合、金属微粒子を含んだ導電性ペーストをインクジェット印刷装置３７にて基板１１上に吐出し、２００℃程度の温度で金属微粒子を焼結することによりアンテナの長さを延長する導電体パターンを形成する。あるいは、無電解メッキ用の触媒を含有する溶液をインクジェット印刷装置３７にて基板１１上に吐出し、無電界メッキ用薬液に浸漬して無電解メッキを施すことによりアンテナの長さを延長する導電体パターンを形成する。

従って、この実施の形態で使用する無線タグ調整システムは、図８及び図９の構成に、さらに、加熱工程を施す加熱炉や浸漬工程を施す無電界メッキ槽、あるいは導電体吐出予定部位のみを局部的に無電界メッキ用薬液に浸漬させる装置等が付加されることになる。
このような、無線タグ調整システムで、認識対象物が加熱工程や浸漬工程に耐えられない場合には、無線タグ単体を基板上に形成し、認識対象物に貼り付けることで無線タグ付き認識対象物を形成する。

次に、アンテナの長さを延長する導電体形成について説明する。
図１４は、初期状態の上からみた平面図である。図１５、図１６、図１７は、図１４の丸枠Ｄの部分の拡大図で、各段階でのアンテナ延長時のアンテナ左翼部でのアンテナ延長用導電体パターン形成を示す図で、(a)は平面図、(b)は(a)のＥ1−Ｅ1、Ｅ2−Ｅ2、Ｅ3−Ｅ3断面図である。

図１４に示すように、アンテナ１３の両翼部先端から延出した部位に、アンテナ延長用導電体吐出予定部位２７を想定する。なお、アンテナ延長用導電体吐出予定部位２７の想定は制御用コンピュータ４２上で行われるものであり、基板１１上に形成されているものではない。前記アンテナ延長用導電体吐出予定部位２７は、アンテナ１３を構成する導電体に連続して１個あるいは複数個想定する。ここでは、両翼にそれぞれ３個想定する。

このアンテナ延長用導電体吐出予定部位２７に、インクジェット印刷装置３７から導電体材料を含む溶液を吐出して図１５、図１６、図１７に示すように、アンテナ延長用導電体パターン２８、２９、３０を段階的に形成することによって、必要な長さの導電体をアンテナ１３に電気的に接続しアンテナの長さを延長する。

図１４に示すように、アンテナ１３は左右対称であるから、初期状態のアンテナ１３の長さＬa0は、アンテナ１３の片翼の各部の長さを加算したものを基準とし、それを２倍することで求めることが可能である。すなわち、片翼の各部の長さを図に示すように、それぞれＬ0、Ｈ0、Ｌ01とすると、Ｌa0＝２×（Ｌ0＋Ｈ0＋Ｌ01）、となる。

そして、図１５に示すように、第１段階としてアンテナ延長用導電体パターン２８まで形成すると、第１段階でのアンテナ１３の長さＬa1は、略２×（Ｌ0＋Ｈ0＋２×Ｌ01）、となり、初期状態のアンテナの長さＬa0より延長される。
また、図１６に示すように、第２段階としてアンテナ延長用導電体パターン２９まで形成すると、第２段階でのアンテナ１３の長さＬa2は、略２×（Ｌ0＋Ｈ0＋３×Ｌ01）、となり、第１段階時のアンテナ１３の長さＬa1より延長される。
また、図１７に示すように、第３段階としてアンテナ延長用導電体パターン３０まで形成すると、第３段階でのアンテナ１３の長さＬa3は、略２×（Ｌ0＋Ｈ0＋４×Ｌ01）、となり、第２段階時のアンテナ１３の長さＬa2より延長される。

このように、段階的にアンテナ１３の長さを延長することができる。そして、アンテナ延長用導電体吐出予定部位２７に対して、アンテナ延長用導電体パターン２８、２９、３０を、例えば０.０１〜０.１ｍｍのように微小長さ単位で形成することが可能である。従って、段階的延長であるが無段階延長に略等しい内容でアンテナを延長できる。このためアンテナの長さを精度良く、アンテナ内を流れる高周波電流の周波数の半波長に一致させることができる。

また、この導電体材料吐出方法、及び加熱工程や浸漬工程を付加した低抵抗率導電体形成方法を用いて、無線ＩＣチップ１２の入力インピーダンスとアンテナ１３のインピーダンスとの整合を図ることもできる。
例えば、スリット長を短縮することでスリット１４に対するインダクタンスＬが減少し、アンテナ１３のインピーダンスが減少する。また、スリット幅を短縮することでスリット１４に対するキャパシタンスＣが増加し、アンテナ１３のインピーダンスが減少する。
この方法を使用すればスリット長およびスリット幅の短縮幅は、例えば０.０１〜０.１ｍｍ範囲で任意に選択可能なので、精度良くアンテナ１３のインピーダンスを調整することができる。

（第３の実施の形態）
この実施の形態は無線タグ１のアンテナ１３の長さを、インクジェット印刷装置を使用して延長し共振状態を確保するものについて述べる。なお、前述した実施の形態と同一の部分には同一の符号を付し詳細な説明は省略する。また、この実施の形態で使用する無線タグ調整システムの構成は基本的には前述した第１の実施の形態と同様であり、図８及び図９の構成のものを使用する。

図１８は、初期状態の上からみた平面図である。図１９、図２０、図２１は、図１８の丸枠Ｆの部分の拡大図で、各段階でのアンテナ延長時のアンテナ左翼部でのアンテナ延長用導電体パッチ５１を示す図で、(a)は平面図、(b)は(a)のＧ1−Ｇ1、Ｇ2−Ｇ2、Ｇ3−Ｇ3断面図である。

前記アンテナ延長用導電体パッチ５１は、アンテナ１３の先端部に１個あるいは複数個所定の間隔を開けて配置されている。例えば、アンテナ１３及び互いに、例えば０.０１〜０.１ｍｍ程度の一定の狭い間隔を開けて配置している。前記アンテナ延長用導電体パッチ５１は、アンテナ１３を構成する導電体と同じものであり、アンテナ１３と同時に形成される。

この一定の狭い間隔を覆う部位をアンテナ延長用導電体吐出予定部位５２とし、この導電体吐出予定部位５２に、インクジェット印刷装置３７から導電体材料を含む溶液を吐出して、アンテナ延長用導電体パターン５３を形成し、必要なアンテナ延長用導電体パッチ５１を電気的に接続してアンテナ長を延長する。

図１８に示すように、初期状態のアンテナ１３の長さＬa0は、アンテナ１３の片翼の各部の長さを加算したものを基準とし、それを２倍することで求めることができる。すなわち、片翼の各部の長さを図に示すように、それぞれＬ0、Ｈ0、Ｌ01とすると、Ｌa0＝２×（Ｌ0＋Ｈ0＋Ｌ01）、となる。

そして、図１９に示すように、第１段階としてアンテナ延長用導電体パターン５３ａを形成し１つ目のアンテナ延長用導電体パッチ５１まで延長すると、第１段階でのアンテナ１３の長さＬa1は、略２×（Ｌ0＋Ｈ0＋２×Ｌ01）、となり、初期状態のアンテナの長さＬa0より延長される。
また、図２０に示すように、第２段階としてアンテナ延長用導電体パターン５３ｂを形成し２つ目のアンテナ延長用導電体パッチ５１まで延長すると、第２段階でのアンテナ１３の長さＬa2は、略２×（Ｌ0＋Ｈ0＋３×Ｌ01）、となり、第１段階時のアンテナ１３の長さＬa1より延長される。
また、図２１に示すように、第３段階としてアンテナ延長用導電体パターン５３ｃを形成し３つ目のアンテナ延長用導電体パッチ５１まで延長すると、第３段階でのアンテナ１３の長さＬa3は、略２×（Ｌ0＋Ｈ0＋４×Ｌ01）、となり、第２段階時のアンテナ１３の長さＬa2より延長される。

このようにして段階的にアンテナ１３の長さを延長できる。なお、アンテナ１３の長さを延長するアンテナ延長用導電体パッチ５１の形状はこの実施の形態に限定されるものではない。

導電体吐出で使用される導電体材料は、白金、金、銀、銅等を成分とする金属微粒子、導電性ポリマー(ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリイソチアナフテン、ポリエチレンジオキシチオフェン等)等が使用され、安定した吐出を保証するために各種添加剤が添加され、印刷用インクと同様な使用が可能な溶液インクとして生成される。

金属微粒子は１００〜２５０℃の加熱工程を経ないので導電率が低い。また、導電性ポリマーも導電率が低い。導電率が低いとアンテナの抵抗損失が大ききなり、無線ＩＣチップ１２が動作するためのエネルギーを十分供給することできなくなる恐れがある。そこで、図１８に示すように、０.０１〜０.１ｍｍ程度に設定された一定の狭い間隔を、間隔の総延長距離が長くなるように蛇行形成し、この一定の狭い間隔を埋める導電体材料の導電率が、例えば、１〜５００Ｓ／ｃｍと、多少低くても、アンテナ１３全体の抵抗値が大きくならないようにしている。
なお、条件によっては、認識対象物２１に対してダメージを与えない程度、例えば、５０℃以下での乾燥工程が可能な場合もある。

この用に、アンテナ延長用導電体パッチ５１を使用することで無線タグ１が付いた認識対象物２１に対してダメージを与えないで、アンテナ１３の長さを延長することができる。そして、アンテナ１３内を流れる高周波電流の周波数の半波長とアンテナ長を一致させることができる。

アンテナ延長用導電体パッチ５１は、抵抗損失の増加を防ぐために、例えば０.５〜５ｍｍ程度の長さを必要とする。従って、アンテナ１３内を流れる高周波電流の周波数の半波長に対してアンテナ長を一致させるときに、アンテナ延長用導電体パッチ５１の長さ以下の微調整ができなくなってしまう。これを解消するには波長短縮層パターン２５を併用すればよい。

アンテナ１３内を流れる高周波電流の周波数の半波長とアンテナ長を一致させるには以下の方法を実施する。
先ず、想定される認識対象物２１の最大誘電率や最大透磁率の値を基準にして、アンテナ１３内を流れる高周波電流の周波数の半波長をアンテナ長の初期値とする。この初期値に基づく無線タグ１を作成し認識対象物２１に貼り付けるか、認識対象物２１の表面に無線タグ１を直接形成する。すなわち、想定される最小長さのアンテナ１３が初期的に形成される。

想定される認識対象物２１の最小誘電率や最小透磁率の値を基準にして、アンテナ１３内を流れる高周波電流の周波数の半波長を、アンテナ延長用導電体パッチ５１とアンテナ長の初期値を合わせた総アンテナ長とする。この総アンテナ長に基づくアンテナ延長用導電体パッチ５１を形成した無線タグを作成し、認識対象物２１に貼り付けるか、認識対象物２１の表面にアンテナ延長用導電体パッチ付き無線タグ１を直接形成する。すなわち、想定される最大長さのアンテナに対応する延長用導電体パッチが形成される。

現在調整中の認識対象物の最大誘電率や最大透磁率の値を基準にして、アンテナ１３内を流れる高周波電流の周波数の半波長を基準にアンテナ長を算出する。アンテナ長を越えない長さで、延長用導電体パッチ５１の接続枚数を決定し、その接続枚数を接続するアンテナ延長用導電体吐出予定部位５２に、インクジェット印刷装置３７から導電体材料を含む溶液を吐出して、アンテナ延長用導電体パターン５３を形成する。すなわち、現在調整中の認識対象物２１に対して、最も近い最小長さのアンテナに対応する延長用導電体パッチが形成される。

アンテナ部分及びその周囲に配置される波長短縮材料吐出予定部位２４に、インクジェット印刷装置３７から所要の比誘電率(例えば１.１〜１００)の誘電体材料を含む溶液、もしくは比透磁率(例えば１.１〜１００)の磁性体材料を含む溶液を吐出し、波長短縮層パターン２５を形成する。これにより、アンテナ１３内を流れる高周波電流の波長を短縮する。そして、最終的にアンテナ１３内を流れる高周波電流の周波数の半波長とアンテナ長を、高精度に一致させる。

このように、アンテナ延長用導電体パッチ５１と波長短縮材料吐出予定部位２４に対して形成される波長短縮層パターン２５を併用することによって、認識対象物２１の誘電率や透磁率のばらつきが大きい場合でも、波長短縮層パターン２５を、例えば０.１〜１ｍｍ程度の厚さに保った状態で、アンテナ１３内を流れる高周波電流の周波数の半波長とアンテナ長を無線タグ１が付いた認識対象物２１に対してダメージを与えないで状態で高精度に一致させることができる。従って、初期的に製作される無線タグの種類が少なくできる。また、波長短縮層パターン２５が厚くならないので、トータルのインクジェット印刷装置３７からの各種材料の吐出量を少なくでき、アンテナ調整時間が短縮できる。

（第４の実施の形態）
この実施の形態は無線タグ１のアンテナ１３の長さを、インクジェット印刷装置を使用して短縮するものについて述べる。なお、前述した実施の形態と同一の部分には同一の符号を付し詳細な説明は省略する。また、この実施の形態で使用する無線タグ調整システムの構成は基本的には前述した第１の実施の形態と同様であり、図８及び図９の構成のものを使用する。

図２２の(a)、(b)及び図２３の(a)、(b)は、無線タグ１の部分の拡大図で、アンテナ短縮時の各段階でのアンテナ左翼部でのアンテナ短縮用導電体パッチ６１を示す図である。
図２２の(a)に示すように、アンテナ短縮用導電体パッチ６１は、アンテナ１３の左翼部がコの字形に折れ曲がっている曲がり部の中に、アンテナ１３を構成する導電体及び互いに、例えば０.０１〜０.１ｍｍ程度の一定の狭い間隔を開けて縦横に複数配置している。前記アンテナ短縮用導電体パッチ６１は、アンテナ１３を構成する導電体と同じものであり、アンテナ１３と同時に形成される。

この一定の狭い間隔を覆う部位をアンテナ短縮用導電体吐出予定部位６２とし、このアンテナ短縮用導電体吐出予定部位６２に、インクジェット印刷装置３７から導電体材料を含む溶液を吐出して、アンテナ短縮用導電体パターン６３を形成し、必要なアンテナ短縮用導電体パッチ６１を電気的に接続し、アンテナ長の短縮を行なうものである。

図２２の(a)に示すように、初期状態のアンテナ１３の長さＬb0は、略アンテナの片翼の各部の長さを加算したものを基準とし、それを２倍することで求めることができる。すなわち、片翼の各部の長さを図に示すように、それぞれＬ0、Ｈ0、Ｌ00とすると、Ｌb0＝２×（Ｌ0＋Ｈ0＋Ｌ00）、となる。

また、図２２の(b)に示すように、第１段階として第１列のアンテナ短縮用導電体パターン６３を形成し、１列目のアンテナ短縮用導電体パッチ６１をアンテナ１３に電気的に接続することでアンテナ長の短縮を行う。すなわち、１列目のアンテナ短縮用導電体パッチ６１をアンテナ１３に接続すると、アンテナ１３の長さＬb1は、略２×（Ｌ1＋Ｈ1＋２×Ｌ11）、となり、Ｌ1＜Ｌ0、Ｌ11＜Ｌ00により、初期状態のアンテナ１３の長さＬb0より短縮される。

また、図２３の(a)に示すように、第２段階として第２列のアンテナ短縮用導電体パターン６３を形成し、２列目のアンテナ短縮用導電体パッチ６１を１列目のアンテナ短縮用導電体パッチ６１に電気的に接続することでアンテナ長のさらなる短縮を行う。すなわち、２列目のアンテナ短縮用導電体パッチ６１を１列目のアンテナ短縮用導電体パッチ６１に接続すると、アンテナ１３の長さＬb2は、略２×（Ｌ2＋Ｈ2＋２×Ｌ22）、となり、Ｌ2＜Ｌ1、Ｌ22＜Ｌ11により、第１段階のアンテナ１３の長さＬb1より短縮される。

さらに、図２３の(b)に示すように、第３段階として第３列のアンテナ短縮用導電体パターン６３を形成し、３列目のアンテナ短縮用導電体パッチ６１を２列目のアンテナ短縮用導電体パッチ６１に電気的に接続することでアンテナ長のさらなる短縮を行う。すなわち、３列目のアンテナ短縮用導電体パッチ６１を２列目のアンテナ短縮用導電体パッチ６１に接続すると、アンテナ１３の長さＬb3は、略２×（Ｌ3＋Ｈ3）、となり、Ｌ3＜Ｌ2、Ｌ00＝０により、第２段階のアンテナ１３の長さＬb2より短縮される。

このようにして段階的にアンテナ１３の長さを短縮できる。なお、アンテナ１３の長さを短縮するアンテナ短縮用導電体パッチ６１の形状はこの実施の形態に限定されるものではない。
また、アンテナ短縮用導電体パッチ６１は、波長短縮層パターン２５を併用すると、アンテナ１３内を流れる高周波電流の周波数の半波長とアンテナ長の一致させるときの微調整が可能になる。さらに、アンテナ短縮と波長短縮は、互いに相反する方向なので両方向調整アプローチが可能になる。

アンテナ１３内を流れる高周波電流の周波数の半波長とアンテナ長との一致は以下の方法により実施される。
想定される認識対象物２１の平均誘電率や平均透磁率の値を基準にして、アンテナ１３内を流れる高周波電流の周波数の半波長をアンテナ長の初期値とする。この初期値に基づいて無線タグ１を作成し認識対象物２１に貼り付けるか、認識対象物２１の表面に無線タグ１を直接形成する。すなわち、想定される平均的長さのアンテナ１３が初期的に形成される。

想定される認識対象物２１の最大誘電率や最大透磁率の値を基準にして、アンテナ１３内を流れる高周波電流の周波数の半波長を、アンテナ短縮用導電体パッチ６１とアンテナ長の初期値を合わせた総アンテナ長とする。この総アンテナ長に基づくアンテナ短縮用導電体パッチ６１を形成した無線タグ１を作成し、認識対象物２１に貼り付けるか、認識対象物２１の表面にアンテナ延長用導電体パッチ付き無線タグ１を直接形成する。すなわち、想定される最小長さのアンテナに対応するアンテナ短縮用導電体パッチのパターンが形成される。

現在調整中の認識対象物２１の最大誘電率や最大透磁率の値を基準にして、アンテナ１３内を流れる高周波電流の周波数の半波長とアンテナ長を算出する。アンテナ長を越えない長さで、アンテナ短縮用導電体パッチ６１の接続枚数を決定し、その接続枚数を接続するアンテナ短縮用導電体吐出予定部位６２に、インクジェット印刷装置３７から導電体材料を含む溶液を吐出してアンテナ短縮用導電体パターン６３を形成する。こうして、現在調整中の認識対象物２１に対して、最も近い最小長さのアンテナに対応するアンテナ短縮用導電体パッチ６１のパターンが形成される。

アンテナ部分及びその周囲に想定される波長短縮材料吐出予定部位２４に、インクジェット印刷装置３７から所要の比誘電率(例えば１.１〜１００)の誘電体材料を含む溶液、あるいは比透磁率(例えば１.１〜１００)の磁性体材料を含む溶液を吐出し、波長短縮層パターン２５を形成する。こうして、アンテナ１３内を流れる高周波電流の波長を短縮する。これにより、アンテナ内を流れる高周波電流の周波数の半波長とアンテナ長を高精度に一致させることができる。

調整ミス等により、アンテナ短縮用導電体パッチ６１の接続においてアンテナ１３の長さを短くし過ぎた場合には、波長短縮層パターン２５を厚くすればよい。逆に、波長短縮層パターン２５を厚くし過ぎた場合には、アンテナ短縮用導電体パッチ６１の接続によりアンテナ１３の長さをさらに短くすればよい。
このように、両方向調整アプローチが可能になり、アンテナ調整の速度とフレキシビリティが増加する。

アンテナ短縮用導電体パッチ６１と波長短縮材料吐出予定部位２４に対して形成される波長短縮層パターン２５を併用することによって、認識対象物２１の誘電率や透磁率のばらつきが大きい場合でも、波長短縮層パターン２５を、例えば０.１〜１ｍｍ程度に薄くでき、アンテナ内を流れる高周波電流の周波数の半波長とアンテナ長を、無線タグ１が付いた認識対象物２１に対してダメージを与えないで状態で、高精度に一致させることができる。従って、初期的に製作される無線タグの種類が少なくできる。また、波長短縮層パターン２５が厚くならないので、トータルのインクジェット印刷装置３７からの各種材料の吐出量を少なくでき、アンテナ調整時間が短縮できる。また、両方向調整アプローチが可能になり、アンテナ調整の速度とフレキシビリティが増加する。

（第５の実施の形態）
この実施の形態は無線タグ１のアンテナ１３の長さを、インクジェット印刷装置を使用して延長及び短縮の両方に自在に変更できるものについて述べる。なお、前述した実施の形態と同一の部分には同一の符号を付し詳細な説明は省略する。また、この実施の形態で使用する無線タグ調整システムの構成は基本的には前述した第１の実施の形態と同様であり、図８及び図９の構成のものを使用する。

図２４は、無線タグ１の部分の拡大図で、(a)は、アンテナ長変更用導電体パッチ７１の接続前の初期状態を示し、(b)は、アンテナ長変更用導電体パッチ７１を電気的に接続し、アンテナの長さを延長した状態を示し、(c)は、一旦延長したアンテナの長さを、アンテナ長変更用導電体パッチ７１をさらに電気的に接続し、アンテナの長さを短縮した状態を示している。

図２４の(a)に示すように、アンテナ長変更用導電体パッチ７１は、アンテナ１３の直線部から、導電体パッチを格子状に２次元配列したもので、アンテナ１３を構成する導電体及びアンテナ長変更用導電体パッチ７１同士と、例えば０.０１〜０.１ｍｍ程度の一定の狭い間隔をおいて複数個配置している。前記アンテナ長変更用導電体パッチ７１はアンテナ１３を構成する導電体と同じものである。

この一定の狭い間隔を覆う部位をアンテナ長変更用導電体吐出予定部位７２とし、このアンテナ長変更用導電体吐出予定部位７２に、インクジェット印刷装置３７から導電体材料を含む溶液を吐出してアンテナ長変更用導電体パターン７３を形成し、アンテナ長の変更を行うものである。

図２４の(a)に示すように、初期状態のアンテナ１３の長さＬc0は、アンテナ１３の片翼の長さを加算したものを基準とし、それを２倍することで求めることができる。すなわち、片翼の長さを図に示すようにＬ4とすると、Ｌc0＝２×Ｌ4、となる。
また、図２４の(b)に示すように、第１段階としてアンテナ長変更用導電体パターン７３を図のように形成してアンテナ１３の両翼の先端をアンテナ長変更用導電体パッチ７１によって渦を巻くように延長すると、第１段階でのアンテナ１３の長さLc1は、略２×（Ｌ0＋Ｈ0＋Ｌ00＋Ｈ4）、となり、初期状態のアンテナ１３の長さLc0より充分に延長される。

また、図２４の(c)に示すように、第２段階として第１段階で接続したアンテナ長変更用導電体パッチ７１で囲まれた部分のアンテナ長変更用導電体パッチ７１を、アンテナ長変更用導電体パターン７３を形成して接続すると、第２段階でのアンテナ１３の長さＬc2は、略２×（Ｌ1＋Ｈ5＋Ｌ11）、となり、Ｌ11＜Ｌ00、Ｈ4＝０により第１段階でのアンテナ１３の長さLc1より短縮される。
このように、段階的にアンテナ１３の長さを増減変更できる。なお、アンテナの長さを変更する接続パターンは図２４の(b)、(c)に示すパターンに限定するものではない。

また、アンテナ長変更用導電体パッチ７１は、図２４に示す波長短縮材料吐出予定部位２４に対して形成される波長短縮層パターン２５を併用すると、アンテナ内を流れる高周波電流の周波数の半波長とアンテナ長の一致に対して微調整が可能になる。さらに、アンテナ１３の短縮と波長の短縮は、互いに相反する方向なので両方向調整アプローチが可能になる。また、アンテナ１３の延長も可能である。従って、アンテナ長変更用導電体パッチ７１からなるパターンは、アンテナ延長用導電体パッチ５１からなるパターンとアンテナ短縮用導電体パッチ６１からなるパターンの機能と効果を合わせ持つことになり、アンテナ調整の速度とフレキシビリティを一層向上させることができる。

（第６の実施の形態）
この実施の形態は無線タグ１のスリット１４の形状を変形してアンテナ１３のインピーダンスと無線ＩＣチップ１２の入力インピーダンスの整合を図るものについて述べる。なお、前述した実施の形態と同一の部分には同一の符号を付し詳細な説明は省略する。また、この実施の形態で使用する無線タグ調整システムの構成は基本的には前述した第１の実施の形態と同様であり、図８及び図９の構成のものを使用する。

図２５は、無線タグ１のスリット１４を形成した部分の拡大図で、(a)は、スリット変形用導電体パッチ８１の接続前の初期状態を示し、(b)は、スリット変形用導電体パッチ８１を電気的に接続し、スリットの長さを短縮した第１段階を示し、(c)は、スリット変形用導電体パッチ８１をさらに電気的に接続し、スリットの幅を短縮した第２段階を示している。

図２５の(a)に示すように、スリット変形用導電体パッチ８１は、スリット１４に導電体パッチを格子状に２次元配列したもので、アンテナ１３を構成する導電体及びスリット変形用導電体パッチ８１同士と、例えば０.０１〜０.１ｍｍ程度の一定の狭い間隔をおいて、複数個配置している。前記スリット変形用導電体パッチ８１はアンテナ１３を構成する導電体と同じものである。

この一定の狭い間隔を覆う部位をスリット変形用導電体吐出予定部位８２とし、このスリット変形用導電体吐出予定部位８２にインクジェット印刷装置３７から導電体材料を含む溶液を吐出してスリット変形用導電体パターン８３を形成し、スリットの変形を行うものである。

図２５の(a)に示すように、初期状態では、スリット長Ｌs0＝Ｌ6、スリット幅Ｈs0＝Ｈ6になっている。そして、第１段階としてスリット変形用導電体パターン８２を形成して１列目のスリット変形用導電体パッチ８１をアンテナ１３に接続すると、図２５の(b)に示すように、スリット長だけが短縮される。この第１段階のときのスリット長Ｌs1は、Ｌ7（＜Ｌ6）となり、スリット幅Ｈs1は、Ｈ6のままとなる。

また、第２段階としてスリット変形用導電体パターン８２を形成して２列目の上下のスリット変形用導電体パッチ８１をアンテナ１３及び１列目のスリット変形用導電体パッチ８１に接続すると、スリット幅だけが短縮される。この第２段階のときのスリット長Ｌs2は、Ｌ7のままであるが、スリット幅Ｈs2は、Ｈ7（＜Ｈ6）に短縮される。このように、段階的にスリットの形状を変更できる。なお、スリットの形状を変更する接続パターンは図２５の(b)、(c)に示すパターンに限定するものではない。

スリット１４は、その周囲のアンテナ１３の導電体や基板１１と分布定数回路を構成しており、例えば、スリット長に沿うアンテナ部分及びその周囲にインダクタンスＬが存在し、スリット幅にあたる基板１１の部分及びその周囲にキャパシタンスＣが存在している。そこで、無線ＩＣチップ１２の入力インピーダンスとアンテナ１３のインピーダンスとの整合は、以下の方法により、アンテナ１３のインピーダンスを調整することで実施される。

図２５の(b)に示すように、スリット長が短縮すると、スリット１４におけるインダクタンスＬが減少し、アンテナ１３のインピーダンスが減少する。また、図２５の(c)に示すように、スリット幅が短縮するとスリット１４におけるキャパシタンスＣが増加し、アンテナ１３のインピーダンスが減少する。

スリット変形用導電体パッチ８１は、段階的にスリット１４の形状を変更できるので、大きな調整量を必要とする場合には、調整時間が短縮される。しかしながら、スリット変形用導電体パッチ８１のインピーダンス調整の方向は、アンテナ１３のインピーダンスを減少させる一方向だけであり、しかも、段階的なインピーダンスの減少となる。このため、アンテナ１３のインピーダンスを増加させ、あるいは減少させる双方向が可能で、かつ微小調整量が実現できる磁性体パターン１７及び誘電体パターン１９の形成と、スリット変形用導電体パッチ８１によるスリット１４形状の変更を併用することが望ましい。これによりインピーダンス整合の速度とフレキシビリティが増加する。

なお、認識対象物２１が加熱工程や浸漬工程に耐えられる場合には、無線タグ調整システムを用いてアンテナ１３の導電体部分を初期状態から形成することは可能である。この場合、無線タグ調整システムは、加熱工程を施す加熱炉や浸漬工程を施す無電界メッキ槽、あるいは導電体吐出予定部位のみを局部的に無電界メッキ用薬液に浸漬させる装置等を付加することになる。

このような、無線タグ調整システムで、認識対象物２１が加熱工程や浸漬工程に耐えられない場合には、無線タグ単体を基板１１上に形成し、認識対象物２１に貼り付けることで無線タグ付き認識対象物を形成する。

無線タグ調整システムは、認識対象物２１に貼りついていない無線タグ単体の調整システムとして利用することもできる。この場合は、予め実使用状態として想定した認識対象物に無線タグを貼り付けた状態で調整データを収集し、その調整データに基づいて導電体材料を含有した溶液インク、誘電性材料を含有した溶液インク、磁性材料を含有した溶液インクの吐出を行い、アンテナの初期形成および調整を実施する。従って、無線タグ単体に対しても高速で正確な調整ができる。

インクジェット印刷装置３７で導電体材料を吐出して、集積回路である無線ＩＣチップ１２とアンテナ１３を電気的に接続することにより、無線タグ１への集積回路である無線ＩＣチップ１２の実装が可能になる。また、インクジェット印刷装置３７で半導電体材料を吐出して必要な加熱工程等を実施すれば、無線ＩＣチップ１２を基板１１上、もしくは認識対象物２１上に直接形成することができる。
この場合、実装もしくは形成された無線ＩＣチップ１２にはデータが書き込まれていないので、データを書き込むときには無線タグの調整システムに無線タグへのデータ書込み装置を付加することになる。

また、無線タグの調整システムは、インクジェット印刷装置３７の駆動回路を有しているので、イメージ書込み用のインクジェットヘッドも搭載である。この場合、無線タグ１および認識対象物２１上に、イメージやメッセージを書き込むことができる。例えば、物流の末端や中間点等、様々な現場での無線タグ調整システムの使用に対応するため、認識対象物２１を認識するためのバーコードや調整データ、調整年月日、無線タグ内の情報の印刷等が可能である。

本発明の第１の実施の形態に係る無線タグの基本的な構成を示す図で、(a)は平面図、(b)は側面図。 同実施の形態における無線タグに保護層を形成した変形例を示す一部断面した側面図。 同実施の形態において無線タグに磁性体パターン、誘電体パターン及び波長短縮層パターンを形成した状態を示す図で、(a)は平面図、(b)は(a)のＡ−Ａ断面図。 図３において無線タグに保護層を形成した変形例を示す断面図。 同実施の形態において認識対象物に無線タグを付けた状態を示す斜視図。 同実施の形態において無線タグに想定する波長短縮材料吐出予定部位の変形例を示す平面図。 図６の変形例において磁性体パターン、誘電体パターン及び波長短縮層パターンを形成した状態を示す図で、(a)は平面図、(b)は(a)のＢ−Ｂ断面図。 同実施の形態で使用する無線タグ調整システムの構成を示す斜視図。 同無線タグ調整システムの制御構成を示すブロック図。 同無線タグ調整システムの制御用コンピュータが実行するアンテナ調整基本アルゴリズムを示す流れ図。 図１０のアンテナ調整基本アルゴリズムにおける調整パターン計算ステップの内部処理を示す流れ図。 図１１の調整パターン計算ステップにおけるインピーダンス整合調整パターン算出処理の内部処理を示す流れ図。 図１１の調整パターン計算ステップにおけるアンテナ共振調整パターン算出処理の内部処理を示す流れ図。 本発明の第２の実施の形態に係る無線タグの基本的な構成を示す平面図。 同実施の形態においてアンテナ延長用導電体パターンによりアンテナ延長するときの第１段階を示す図で、(a)は部分拡大平面図、(b)は(a)のＥ1−Ｅ1断面図。 同実施の形態においてアンテナ延長用導電体パターンによりアンテナ延長するときの第２段階を示す図で、(a)は部分拡大平面図、(b)は(a)のＥ2−Ｅ2断面図。 同実施の形態においてアンテナ延長用導電体パターンによりアンテナ延長するときの第３段階を示す図で、(a)は部分拡大平面図、(b)は(a)のＥ3−Ｅ3断面図。 本発明の第３の実施の形態に係る無線タグの基本的な構成を示す平面図。 同実施の形態においてアンテナ延長用導電体パッチによりアンテナ延長するときの第１段階を示す図で、(a)は部分拡大平面図、(b)は(a)のＧ1−Ｇ1断面図。 同実施の形態においてアンテナ延長用導電体パッチによりアンテナ延長するときの第２段階を示す図で、(a)は部分拡大平面図、(b)は(a)のＧ2−Ｇ2断面図。 同実施の形態においてアンテナ延長用導電体パッチによりアンテナ延長するときの第３段階を示す図で、(a)は部分拡大平面図、(b)は(a)のＧ3−Ｇ3断面図。 本発明の第４の実施の形態に係るアンテナ短縮用導電体パッチによりアンテナ短縮するときの部分拡大平面図で、(a)は初期状態を示す図、(b)は第１段階を示す図。 図２２と同じくアンテナ短縮用導電体パッチによりアンテナ短縮するときの部分拡大平面図で、(a)は第２段階を示す図、(b)は第３段階を示す図。 本発明の第５の実施の形態に係るアンテナ長変更用導電体パッチによりアンテナ長変更するときの部分拡大平面図で、(a)は初期状態を示す図、(b)は第１段階を示す図、(c)は第２段階を示す図。 本発明の第６の実施の形態に係る無線タグのスリットをスリット変形用導電体パッチにより変形するときの部分拡大平面図で、(a)は初期状態を示す図、(b)は第１段階を示す図、(c)は第２段階を示す図。

符号の説明

１…無線タグ、１１…基板、１２…無線ＩＣチップ、１３…アンテナ、１４…スリット、１７…磁性体パターン、１９…誘電体パターン、２１…認識対象物、２３…波長短縮層パターン、３３…リーダ・アンテナ、３５…質問器、３７…インクジェット印刷装置、４２…制御用コンピュータ。

Claims (3)

1. アンテナ及びこのアンテナに接続した無線ＩＣチップからなる無線タグが、基板を介してあるいは直接付された認識対象物を保持する保持手段と、
   前記無線タグと無線通信を行って所定の通信特性を測定する通信特性測定手段と、
   この通信特性測定手段で測定した通信特性に基づいてアンテナ調整パターンを算出する調整パターン算出手段と、
   この調整パターン算出手段が算出したアンテナ調整パターンに従って、前記無線タグのアンテナ上及びアンテナの周囲の一方又は両方に、誘電体物質の吐出、磁性体物質の吐出、導電体物質の吐出の１又は複数を組み合わせて調整パターンを印刷形成するインクジェット印刷装置と、
   を備え、前記通信特性測定手段のアンテナとインクジェット印刷装置を前記無線タグに対して選択的に対向させ、
   前記調整パターン算出手段は、
   前記アンテナのインピーダンスを減少させる方向に調整するインピーダンス減少方向調整と、前記アンテナのインピーダンスを増加させる方向に調整するインピーダンス増加方向調整のどちらを選択するかを、調整方向フラグを基に判定する調整方向判定手段と、
   この調整方向判定手段によりインピーダンス減少方向調整が選択されると、前記通信特性測定手段で測定した今回の通信特性と前回の通信特性とを比較して、インピーダンスの整合性が前回より向上したか否かを判定する減少方向整合性向上判定手段と、
   この減少方向整合性向上判定手段により、インピーダンスの整合性が前回より向上したと判定されると、前記通信特性測定手段で測定した今回の通信特性に基づいてインピーダンス減少方向のアンテナ調整パターンを算出する減少方向調整パターン算出手段と、
   前記減少方向整合性向上判定手段により、インピーダンスの整合性が前回より低下したと判定されると、前記調整方向フラグをインピーダンス減少方向調整の状態からインピーダンス増加方向調整の状態に切り替える第１のフラグ切替手段と、
   前記調整方向判定手段によりインピーダンス増加方向調整が選択されると、前記通信特性測定手段で測定した今回の通信特性と前回の通信特性とを比較して、インピーダンスの整合性が前回より向上したか否かを判定する増加方向整合性向上判定手段と、
   この増加方向整合性向上判定手段により、インピーダンスの整合性が前回より向上したと判定されると、前記通信特性測定手段で測定した今回の通信特性に基づいてインピーダンス増加方向のアンテナ調整パターンを算出する増加方向調整パターン算出手段と、を具備したことを特徴とする無線タグ調整システム。
2. 前記調整方向フラグは、初期状態をインピーダンス減少方向調整の状態とすることを特徴とする請求項１記載の無線タグ調整システム。
3. 前記調整パターン算出手段は、前記増加方向整合性向上判定手段により、インピーダンスの整合性が前回より低下したと判定されると、前記調整方向フラグをインピーダンス増加方向調整の状態からインピーダンス減少方向調整の状態に切り替える第２のフラグ切替手段、をさらに具備したことを特徴とする請求項１記載の無線タグ調整システム。

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