DE60110234T2

DE60110234T2 - Integriertes hybrides warenüberwachungsetikett

Info

Publication number: DE60110234T2
Application number: DE60110234T
Authority: DE
Inventors: An Qui; Ryusuke Hasegawa
Original assignee: Metglas Inc
Current assignee: Metglas Inc
Priority date: 2000-08-08
Filing date: 2001-08-07
Publication date: 2006-03-09
Anticipated expiration: 2021-08-08
Also published as: CA2418728C; TW519602B; ATE293819T1; DE60110234D1; US20020021218A1; CA2418728A1; WO2002013156A1; US6373387B1; KR100832919B1; US6696953B2; AU2001284737A1; ES2240504T3; EP1307865B1; KR20030024843A; JP2004506277A; EP1307865A1

Description

HINTERGRUND
1. Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung bezieht sich auf elektronische Artikelüberwachungssysteme (EAS = Electronic Article Surveyance Systems) und Marken zur Verwendung darin. Insbesondere liefert die Erfindung ein integriertes Hybrid-Etikett, das durch sowohl ein magnetisches Oberwellen-Artikelüberwachungssystem als auch ein Funkfrequenz-Artikelüberwachungssystem erfasst werden kann.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Das Problem des Schützens von Waren in Läden gegen Ladendiebstahl war der Gegenstand von zahlreichen technischen Lösungen. Unter diesen Lösungen ist das Befestigen eines Etiketts oder einer Marke an einem zu schützenden Artikel. Die Marke antwortet auf ein Abfragesignal von einer an einer Ausgangstür des Ladens gelegenen Übertragungsvorrichtung. Eine Empfangsspule auf der gegenüberliegenden Seite der Ausgangstür empfängt ein Signal, das von der Marke als Antwort auf das Abfragesignal erzeugt wird. Die Anwesenheit des Antwortsignals gibt an, dass die Marke durch den Kassierer nicht entfernt oder deaktiviert und dass der sie tragende Artikel noch nicht bezahlt oder ordnungsgemäß ausgecheckt wurde.
Eine Anzahl unterschiedlichen Typen von Marken wurde vielfach verwendet. Bei einem Typ besteht der Funktionsabschnitt der Marke aus einer elektrischen Resonanzschaltung. Wenn sie in ein durch die Abfragevorrichtung übertragenes elektrisches Feld platziert wird, verursacht die Resonanzschaltungsmarke einen Anstieg in der Absorption des übertragenen Signals, um das Signal in der Empfangsspule zu verringern. Die Erfassung der Signalpegeländerung gibt die Anwesenheit der Marke an. Eine handelsüblich verwendete Marke dieses Typs wird bei einer Funkfrequenzregion (RF-Region), beispielsweise 8,2 MHz, betrieben und als ein RF-Etikett bezeichnet.
Ein zweiter Typ einer Marke besteht aus einem länglichen Element eines ferromagnetischen Materials mit einer hohen magnetischen Permeabilität, das benachbart einem zweiten Element eines ferromagnetischen Materials mit einer höheren Koerzitivität als das erste Element platziert wird. Wenn sie einer elektromagnetischen Strahlung bei einer Abfragefrequenz unterworfen wird, veranlasst die Marke, dass hohe Oberwellen der Abfragefrequenz in der Empfangsspule erzeugt werden. Die Erfassung derartiger Oberwellen gibt die Anwesenheit der Marke an. Die Deaktivierung der Marke wird durch Ändern des Magnetisierungszustands des zweiten Elements erreicht. Wenn die Marke somit einem Gleichstrom-Magnetfeld ausgesetzt ist, ändert sich der Magnetisierungszustand in dem zweiten Element, und die Amplitude der für die Erfassung gewählten Oberwelle wird bedeutend geändert. Diese Änderung kann ohne weiteres in der Empfangsspule erfasst werden. Dies ist ein typisches magnetisches Oberwellen-EAS-Etikett. Eine üblicherweise verwendete Abfragefrequenz für das harmonische Etikett liegt in dem Bereich von einigen tausend Hertz.
Die wirtschaftlichste Art und Weise, die Antidiebstahlmarke auf Waren zu befestigen, ist während des Herstellungsprozesses an der Fertigungsstraße. Sowohl das Funkfrequenzetikett als auch das oben beschriebene magnetische Oberwellenetikett werden jedoch vielfach in verschiedenen Einzelhandelsläden verwendet. Bei der Warenherstellungsstufe gibt es keine Kenntnis, an welchen Laden die Ware gehen und welcher Typ von Erfassungssystem verwendet werden wird. Als Ergebnis würde der Hersteller beide Typen von Etiketten an der Ware anbringen müssen. An der Kasse eines Einzelhandelsladens würde der Kassierer ebenfalls beide Etikette deaktivieren müssen, um einen falschen Alarm zu eliminieren, obwohl der Laden nur eine Art eines Erfassungssystems verwendet. Das Installieren von zwei getrennten Marken bei der Warenherstellung würde Betriebskomplikationen und einen Gesamtkostenanstieg verursachen.
Die Aufgabe dieser Erfindung besteht darin, eine deaktivierbare Hybrid-Marke herzustellen, die sowohl durch RF-Erfassungs- als auch Oberwellenerfassungssysteme erfasst werden kann. Eine Art einer Hybrid-Marke wurde in dem in 1994 erteilten französischen Patent Nr. 2 701 146 offenbart. In diesem Patent besteht jedoch die Hybrid-Marke lediglich aus zwei Typen von Marken, d.h. einer RF-Marke und einer Oberwellenmarke, die auf einem Substrat angeordnet sind. Der RF-Teil der Marke und der Oberwellenteil der Marke sind bei der vorgeschlagenen Ausgestaltung voneinander getrennt. Es gibt ebenfalls keine ausgestaltete Deaktivierungsfunktion.
Die vorliegende Erfindung liefert eine integrierte Hybrid-Marke. Der Oberwellenteil der Marke ist ein aktiver Teil der RF-Resonanzschaltung. Die vorliegende Hybrid-Marke kann ebenfalls in einem einzigen Prozess deaktiviert werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung liefert eine integrierte Hybrid-Marke mit einem aus einem Streifen eines Materials mit hoher magnetischer Permeabilität hergestellten Oberwellenelement, das in eine RF-Schaltung als ein aktiver Teil der Resonanzschaltung eingefügt wird. Der elektrische Kontakt zwischen dem Element und dem Rest der Schaltung wird durch Verwenden eines leitenden Pastenmaterials erreicht. Die Deaktivierung der Marke wird durch Benutzen eines weiteren Elements eines magnetischen Materials mit einer hohen Koerzitivität erzielt.
Die vorliegende Erfindung liefert ebenfalls eine deaktivierbare Marke, die mindestens eine Verbindungsstelle mit einem leitenden Pastenmaterial umfasst.
Wenn sie in ein RF-Abfragefeld platziert wird, verursacht die Hybrid-Marke einen Anstieg in der Absorption des übertragenen Signals, wobei das Signal in der Empfangsspule des RF-Überwachungssystems verringert wird. Wenn sie in eine Abfragzone eines magnetischen Oberwellen-Artikelüberwachungssystems platziert wird, erzeugt die Marke hohe Oberwellen der Abfragefrequenz, die durch den Empfänger des Überwachungssystems erfasst werden können. Die Hybrid- Marke kann sowohl bei RF- als auch bei Oberwellenfunktionen durch einen einzigen Prozess deaktiviert werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung wird vollständiger verstanden und weitere Vorteile werden offensichtlich werden, wenn Bezug auf die folgende ausführliche Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung und den begleitenden Zeichnungen genommen wird, in denen zeigen:
1 eine schematische Zeichnung, die eine mit Oberwellenelementen integrierte RF-Schaltung zeigt;
2 eine schematische Zeichnung, die eine weitere Art und Weise zeigt, eine vollständige Hybrid-Marke durch Verwenden der RF-Schaltung von 1 aufzubauen;
3 eine schematische Zeichnung, die eine mit leitender Paste hergestellte RF-Schaltung zeigt;
4 eine schematische Zeichnung, die eine weitere Art und Weise zeigt, eine Hybrid-Marke aufzubauen, die die mit leitender Paste gedruckte RF-Schaltung verwendet;
5 eine schematische Zeichnung, die eine Art und Weise zeigt, Hybrid-Marken in einem Massenfertigungsprozess herzustellen.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
In Bezug auf 1 und 2 der Zeichnungen wurde eine integrierte Hybrid-Marke wie folgt angefertigt:

(1) die RF-Schaltung, hergestellt aus leitenden Materialien, vorzugsweise einer Kupfer- oder Aluminiumfolie, wird auf einem geeigneten Substrat, vorzugsweise einem haftendes Papiersubstrat 100, abgelegt;
(2) die deaktivierenden Elemente 10, die aus einem Magnetmaterial mit hoher Koerzitivität hergestellt sind, wurden ebenfalls auf das haftende Papiersubstrat 100 platziert;
(3) die harmonischen Elemente 20, die aus einem Material mit einer hohen magnetischen Permeabilität hergestellt sind, wurden dann auf den deaktivierenden Elementen 10 platziert, um die Schaltung mit der leitenden Folie 40 fertig zu stellen. Zwei Streifen eines amorphen Metallmaterial, beispielsweise METGLAS^®2714A, hergestellt von Honeywell International Inc., mit einer Breite von etwa 1 mm und einer Gesamtlänge von etwa 76 mm wurden verwendet; und
(4) der elektrische Kontakt zwischen der leitenden Schaltung 40 und dem Oberwellenmaterial 20 sowie auch zwischen den Oberwellenmaterialien wurde durch Verwenden einer leitenden Paste 30, wie beispielsweise in diesem Fall Silberfarbe, hergestellt.

Obwohl hinsichtlich der Materialien des Aufbaus für die leitenden Materialien der RF-Schaltung metallische Folien, wie beispielsweise Kupfer- und Aluminiumfolien, bevorzugte Artikel sind, ist es nichtsdestotrotz ersichtlich, dass jedes leitende Material, das die nachstehend beschriebene Funktion erfüllt, verwendet werden kann. Andere Metalle, wie beispielsweise Metall-Legierungen in der Form von Drähten, Folien, Streifen oder anderen geometrischen Formen, werden als nützlich in Erwägung gezogen, wobei es nur erforderlich ist, das sie wie hier nachstehend beschrieben arbeiten. Leitende Filme oder Pasten, die im Allgemeinen als leitendes Material beschrieben werden können, das in einer nicht leitenden Matrix, typischerweise einem Polymer, einer Farbe oder anderen Zusammensetzung, eingebettet ist, kann ebenfalls verwendet werden. Auf ähnliche Weise können hinsichtlich des Materials des Aufbaus für die deaktivierenden Elemente 10 alle die in der Technik bekannten verwendet werden. Hinsichtlich des geeigneten Substrats 100 wird zweckmäßigerweise Papier aufgrund seiner kostengünstigen nicht leitenden Natur, und weil es ohne weiteres in der nachstehend beschriebenen Art und Weise geformt werden kann, verwendet. Nichtsdestotrotz können ebenfalls andere Materialien, einschließlich gewebte und nicht gewebte papierähnliche Materialien, Filme, Folien ebenfalls verwendet werden. Ein derartiges Material ist als TYVEK (ex. DuPont) bekannt, das physikalisch stark und nicht leitend ist und in einer Art und Weise ähnlich wie Papier gehandhabt wird. Hinsichtlich des Materialsaufbaus für die leitende Paste 30 kann jede geeignete leitende Paste, die die hier nachstehend beschriebene Funktion durchführt, verwendet werden. Beispielsweise wird in Erwägung gezogen, dass ein leitendes oder mehrere leitende Materialien, das/die in einer beliebigen nicht leitenden oder schlecht leitenden Matrix, wie beispielsweise einem Polymer, eine Farbe oder anderen Zusammensetzung eingebettet oder suspendiert ist/sind, verwendet wird/werden. Hinsichtlich des amorphen Metallmaterials kann jedes vorherige oder jede Sorte von amorphem Metall verwendet werden, und dieses kann natürlich von dem oben beschriebenen METGLAS^®2714A unterschiedlich sein.
Wie in 2 gezeigt ist, wurde die Schaltung der vorliegenden Erfindung dann mit einer anderen Kupferfolienschaltung gefaltet. Diese beiden Schaltungen wurden gegenüberliegend ausgerichtet, und ein Kunststoff-Film 110 wurde zwischen den beiden Schaltungen platziert. Der Kunststoff-Film ist ein dielektrisches Material zwischen den beiden Schaltungen und arbeitet als ein Kondensator der RF-Resonanzschaltung. Um die stabile Struktur der Marke sicherzustellen, wurden doppelseitig haftende Kunststoff-Filme verwendet. Eine Leitung der Schaltung 120 wurde von dem Kunststoff-Film unbedeckt gehalten. Und zwei derartige unbedeckte Leitungen 120 in den gegenüberliegenden Schaltungen wurden mittels leitender Paste geklebt, um die RF-Resonanzschaltung fertig zu stellen.
Das Hybrid-Etikett oder die Marke wurde bei sowohl Funkfrequenz (RF)- als auch Magnetoberwellen-Erfassungssystemen geprüft. Bei dem RF-Erfassungssystem wurde eine Standardfrequenz von 8,2 MHz benutzt. Wenn die Marke einem RF-Feld in der Abfragezone ausgesetzt wurde, fiel das Signal in der Empfängerspule um mehr als 30 % ab. Unter der gleichen Prüfbedingung zeigte ein handelsübliches RF-Etikett eine 55%ige Verringerung des Signals in der Empfängerspule.
Bei dem Oberwellenerfassungssystem wurde eine Grundfrequenz von 2500 Hz benutzt, und die 25igste Oberwelle wurde für die Erfassung ausgewählt. Die Hybrid-Marke erzeugte ein Signal von 130 mV in dem Prüfsystem. Zum Vergleich wurde ein handelsübliches Oberwellenetikett ebenfalls durch das gleiche Erfassungssystem geprüft. Das handelsübliche Oberwellenetikett wies eine Länge von etwa 90 mm auf. Das 25igste Oberwellensignal des handelsüblichen Etiketts war etwa 250 mV unter der gleichen Prüfbedingung.
Wenn sie durch ein Gleichstrom-Magnetfeld deaktiviert wurde, dessen Stärke hoch genug war, um die Oberwellenmarke zu sättigen, zeigte die Hybrid-Marke kein erfassbares Oberwellensignal. Außerdem antwortete die deaktivierte Marke nicht auf das RF-Abfragefeld. Das Signal in der Empfängerspule des RF-Überwachungssystems änderte sich nicht durch die Anwesenheit einer deaktivierten Marke. Daher wurde durch Anlegen eines Gleichstrom-Magnetfeldes die Hybrid-Marke bei sowohl Oberwellen- als auch RF-Funktionen deaktiviert. Der Deaktivierungsmechanismus der RF-Funktion ist derart, dass der elektrische Kontakt von amorphem Metallmaterial und der Kupferschaltung während der magnetischen Deaktivierung gestört wird. Die Kontakte werden durch leitende Farbe hergestellt, sodass die mechanischen und elektrischen Verknüpfungen zwischen den beiden Teilen stark genug ausgeführt werden, um die RF-Funktion vor der Deaktivierung intakt zu halten. Bei der Deaktivierung erhöht ein loser Kontakt den elektrischen Widerstand der RF-Schaltung und treibt die Schaltung aus dem Resonanzzustand bei der Abfragefrequenz.
Die oben beschriebene Markenausgestaltung reduziert somit eine echte integrierte Hybrid-Marke mit einem ausreichend hohen Signal bei sowohl Oberwellen- als auch RF-Erfassungssystemen. Die Hybrid-Marken können ebenfalls durch einen einzigen Prozess vollständig deaktiviert werden.
Eine andere Art und Weise, die Hybrid-Marke herzustellen, wird in 3 und 4 der Zeichnungen gezeigt. Zuerst werden die Deaktivierungselemente 10 und das Oberwellenelement 20 auf einem haftenden Papiersubstrat platziert, wie oben beschrieben ist. Dann werden die RF-Schaltung 50 sowie auch die elektrischen Kontakte mit dem amorphen Metallteil auf dem Papier mit einer leitenden Paste gedruckt. Die beiden Schaltungen des gleichen Typs werden dann zusammen gegenüberliegend mit einer Kunststofffolie dazwischen gefaltet. Ein Arm der Schaltung 120 wird nicht von der Kunststofffolie abgedeckt und an der gegenüberliegenden Seite mit leitendem Klebstoff geklebt. Auf diese Art und Weise kann das Hybrid-Etikett in der Größenordnung einer Massenherstellung erzeugt werden.
Eine wirtschaftliche Art und Weise, eine große Menge der Hybrid-Marke gemäß der vorliegenden Erfindung herzustellen, wird in 5 beschrieben. Zuerst werden die langen Streifen eines Deaktivierungsmaterials hoher Koerzitivität 10 auf dem haftenden Papier 100 platziert. Auf dem Deaktivierungsstreifen ist ein Streifen aus Oberwellenmaterial 20, d.h. ein amorphes Metallmaterial. Dann werden die RF-Schaltungen 50 mit leitender Paste gedruckt. Der Rest der Schritte umfasst ein Falten derselben mit einer Kunststofffolie dazwischen, ein Schneiden derselben in einzelne Stücke und ein Sicherstellen des elektrischen Kontakts zwischen den gegenüberliegenden Seiten, um die RF-Resonanzschaltung fertig zu stellen. Der gesamte Prozess kann auf einer automatisierten Fertigungsstraße durchgeführt werden.
Nachdem die Erfindung ziemlich im Detail beschrieben wurde, ist ersichtlich, dass man sich an derartiges Detail nicht streng halten muss, sondern dass einem Fachmann verschiedene Änderungen und Modifikationen in den Sinn kommen können, die alle innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung fallen, wie er durch die beigefügten Ansprüche definiert ist.

Claims

Hybride elektronische Artikelüberwachungsmarke mit: (i) mindestens einem Magnetelement (20) zum Erzeugen von Oberwellen einer Grundanregungsfrequenz, (ii) einer Radiofrequenz-Resonanzschaltung (40), bei der das Oberwellenerzeugungselement ein aktiver Teil der Resonanzschaltung ist, und (iii) Deaktivierungselementen (10) mit einer hohen Koerzitivität, wodurch die Marke bei sowohl Radiofrequenz- als auch bei Oberwellenfunktionen durch einen einzigen Prozess deaktiviert werden kann.
Marke gemäß Anspruch 1, bei der das Oberwellenerzeugungselement mindestens 50 Prozent amorph ist.
Marke gemäß Anspruch 1, bei der sowohl die Oberwellen- als auch die Radiofrequenzfunktionen durch einen einzigen Prozess deaktiviert werden, indem die Marke einem Gleichstrom-Magnetfeld ausgesetzt wird.
Marke gemäß Anspruch 1, bei der die Marke ein Papiersubstrat (100) umfasst und das Radiofrequenz-Schaltungsmaterial eine leitende Paste (30) ist, die auf dem Papiersubstrat (100) gedruckt ist, um die Radiofrequenzschaltung (40) zu bilden.
Marke gemäß Anspruch 1, bei der eine vielfache Anzahl von Paaren der Radiofrequenzschaltung (40) und des Oberwellenerzeugungselements (20) mit den daran befestigten Deaktivierungselementen (10) auf einem haftenden Papiersubstrat (100) angebracht sind, wobei jedes des Paare ausgeschnitten, gegenüber mit einem dazwischenliegenden Film (110) gefaltet und elektrisch verbunden wird, um die Radiofrequenzschaltung (40) fertig zu stellen.
Marke gemäß Anspruch 1, bei der der Hauptteil der Radiofrequenzschaltung (40) aus der Gruppe von Metallen ausgewählt wird, die aus Kupfer und Aluminiumfolie bestehen, und der elektrische Kontakt zwischen den Oberwellenerzeugungselementen (20) und der Radiofrequenzschaltung (40) durch Verwenden einer leitenden Paste (30) hergestellt wird.
Marke gemäß Anspruch 4, bei der die leitende Paste (30) als ein elektrischer Kontakt zwischen den Oberwellenerzeugungselementen (20) und der Radiofrequenzschaltung (40) dient.
Integriertes hybrides elektronisches Artikelüberwachungssystem mit: (i) der Marke gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7; (ii) einem magnetischen Oberwellen-Artikelüberwachungssystem zum Erzeugen einer Grundanregungsfrequenz, wobei die Marke Oberwellen der Grundanregungsfrequenz als Reaktion darauf erzeugt; (iii) einem Radiofrequenz-Artikelüberwachungssystem zum Erzeugen einer Radiofrequenz-Anregungsfrequenz bei der Resonanzfrequenz der Radiofrequenz-Resonanzschaltung.