JP2006142492A

JP2006142492A - Ｉｃシートの挿入装置

Info

Publication number: JP2006142492A
Application number: JP2004331470A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Ishiwatari; 政弘石渡; Susumu Saito; 進齋藤
Original assignee: National Printing Bureau
Current assignee: National Printing Bureau
Priority date: 2004-11-16
Filing date: 2004-11-16
Publication date: 2006-06-08
Anticipated expiration: 2024-11-16
Also published as: JP4247492B2

Abstract

【課題】ＩＣ内蔵型冊子をより低コストでかつ効率的に製造するための冊子へのＩＣ内蔵方法及びその冊子製造装置を開発することが課題であり、その解決のためにＩＣチップを内蔵した旅券の形態及び製造装置を提供するものである。
【解決手段】熱融着性の基材が丁合いされた冊子を１冊ずつ供給し、めくり機構によって熱融着性のある基材をめくり、Ｖ字型に保持したところへＩＣシート供給機構から繰り出されたＩＣシートを挿入し、加熱圧着機構で加熱圧着することでＩＣシートを冊子に固定する。
【選択図】図３

Description

本発明は、非接触で外部と情報の授受が可能なＩＣチップとアンテナを有するＩＣシートが内蔵されたパスポート、預金通帳、社員証及び学生証等の身分証明用に用いられる冊子の製造方法及び装置に関するものである。

パスポート、預金通帳、社員証、学生証等の身分を証明する冊子に、外部との情報の授受が可能なＩＣチップ、アンテナを有するＩＣカード等を内蔵したＩＣ冊子については、冊子とＩＣカードそれぞれ独立した品質保証ができ、冊子に貼り付けたＩＣカードを貼り替えたことが確認でき偽造や変造を防止することが可能なＩＣ内蔵型冊子が提案されている。

これらＩＣ内蔵型冊子の形態としては、例えば特許文献１のように、ＩＣチップとアンテナを樹脂又は厚紙で挟み込んで構成されたＩＣカードを冊子の表表紙とフロントページの間又は裏表紙とバックページの間に貼り付ける形態が知られている。また、ＩＣチップとアンテナを樹脂又は厚紙で挟み込んで構成されたＩＣカードに綴じしろを設けておき、丁合いされた用紙と合わせてミシン綴じする形態が知られている。

しかしながら、これらＩＣ内蔵型冊子を製造するには多くの課題がある。まず、ＩＣシートを冊子中央部に挟んで固定するためには、ミシン綴じされた冊子をめくり、Ｖ字型に保持し、冊子の上方から垂直方向からＩＣシートを挿入しなければならない。次にＩＣシートを冊子ページに固定する方法として熱融着を用いる場合は、素材の融点まで加熱し、素材同士を溶かして結合する。この時、熱によってＰＥＴなどの材料からなるＩＣシートが軟化点を超えるためＩＣシートが変形してしまう。ＩＣシートの変形は冊子を閉じたときの形状に影響を及ぼし、甚だしくは冊子が半ば開いたままになったり、冊子の携帯時にポケットの中で違和感を感じさせたり、製品としても不完全なものになる。これを防ぐ方法としては、例えば特許文献２のように薄い金属板で挟み、加熱加圧を行った後、薄い金属板で挟んだまま加圧し、基材を金属板に密着させ搬送中の基材の変形を押さえながら冷却することを特徴とした方法がある。

しかしながら、この方法では金属板に熱融着素材が密着することから、素材と剥離させるときに素材表面を損傷したり、金属板に密着した素材が冷却後も剥離できずに、そのまま搬送されてしまい製造装置を一時停止して、金属板から素材を剥離したりしなければならない。また、剥離不良によって、製造した冊子が不良品となることもあり、歩留まりが悪く生産性が上がらないという問題があった。

特開平１１−３４８４６９号公報特開平２０００−９４５１５号公報

本発明は、係る点にかんがみ成されたもので、用紙を丁合いし、丁合いされた用紙の中央を糸綴じした冊子に表紙を貼った後に、ＩＣシートを冊子の中央ページに挟んで素材同士を溶かして結合し固定する際、熱によるＩＣシートの変形、また金属板に密着した素材が冷却後も剥離しずらく、連続的な製造に支障を来たしたり、不良品になるという問題を解決し、また金属板は温度調整が困難であるという問題点をも解決しようとするものである。
挿入時にＶ字型に開いたページの外側にページ保持板を挿入し、ページ間にＩＣシートを挟んで加圧と同時に加熱し素材を溶融させて融着し、加熱状態を保持したまま冷却プレスするので、例え搬送中に変形したとしても冷却プレスで圧力をかけ、成型しながらＩＣシートの軟化点以下まで冷却することで、使用者にとって、冊子本来の持つ機能を損なわないＩＣチップを備えた冊子を提供することが可能である。

前記の課題を解消し、かつ目的を達成するために、冊子の定位置にＩＣシートを供給する機構と、ＩＣシートを挟む冊子ページ部の外側に非金属のページ保持板を挿入する機構と、ＩＣシートとページを接着する加熱接着部と、ＩＣシートとページをページ保持板で挟んだ状態で冷却する冷却部と、冷却した冊子から前記ページ保持板を回収する機構を備えたことを特徴とするＩＣシート挿入装置を提供する。

本発明の効果として用紙を丁合いし、丁合いされた用紙の中央を糸綴じした冊子に表紙を貼った後に、ＩＣシートを冊子の中央ページに挟んで溶着によって固定する際、挿入時にＶ字型に開いたページの外側に剥離性の良い非金属のページ保持板を挿入し、ページ間にＩＣシートを挟んで加圧と同時に加熱し基材を溶融させて接着し、軟化点の温度に下がる前に加圧状態を保持したまま冷却し、なおかつ、剥離性の良いページ保持板があることから、圧力を開放するときにＩＣシートが変形せず使用者にとって、冊子本来の持つ機能を損なわないＩＣチップを備えた冊子を提供することが可能となる。

また、低い製造コストで効率的にＩＣ内蔵型冊子を製造できる装置をＩＣ内蔵型冊子製造者に提供することが可能となる。

さらに、ＩＣ内蔵型冊子を使用する使用者にとって、ＩＣチップとアンテナを樹脂又は厚紙で挟み込んで構成されたＩＣカードを冊子の表表紙とフロントページの間又は裏表紙とバックページの間に貼り付けることで形態を成すＩＣ内蔵型冊子やＩＣチップとアンテナを樹脂又は厚紙で挟み込んで構成されたＩＣカードに綴じしろを設けておき、丁合いされた用紙と合わせてミシン綴じすることで形態を成すＩＣ内蔵型冊子となんら機能的に変わらないＩＣ内蔵型冊子を提供することが可能となる。

以下、本発明のＩＣ内蔵型冊子及びその製造装置を図面に基づき詳細に説明する。図２はＩＣシートを示す図である。ＩＣシートは、広く一般に用いられている非接触ＩＣカードと構造は同じであり、ＩＣチップ（８）とアンテナ（７）がポリカーボネート又はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の樹脂（６）で被覆されている。前述したように、ＩＣシートとＩＣカードは機能的にも構造的にも同じであるが、ＩＣカードは標準規格によってサイズが５４ｍｍ×８６ｍｍに決められているのに対し、本発明で説明するＩＣシートは、製造しようとする冊子の大きさによって更に大きなサイズを使用することから、ＩＣカードと区分けする意味でＩＣシートと呼ぶことにする。

次に、ＩＣ内蔵型冊子について説明する。図１に示すように、冊子は、表表紙部（１）、裏表紙部（２）、中身用紙（３）、及び８０℃以上で溶融する基材（４）で挟み込まれたＩＣシート（５）から構成されている。

溶融する基材とは、熱可塑性プラスチックを原材料とした素材であり、加熱すると徐々に軟化し、軟化の程度が進んだ上で溶融するものであり、例えばＩＣシートに用いられているＰＥＴでは、軟化点を超えるため、加熱圧着した後のＩＣシートは開放状態では軽い外部圧力で変形してしまう。

次に、ＩＣ内蔵型冊子の製造装置について説明する。図３は、丁合いから表紙貼りまでを行う図示しない製造装置によって製造された冊子の供給を受け、冊子の中央ページをめくるめくり部（９）と、ＩＣシート供給部から供給されたＩＣシートをＶ字型にめくられた冊子に挿入するＩＣシート挿入部（１０）と、Ｖ字型にめくられたページの外側にページ保持板を挿入するページ保持板挿入部（１１）と、熱圧着部（１２）と、冷却部（１３）と、ページ保持板回収部（１４）と、ＩＣシートの検査部（１５）と、冊子の集積部（１６）からなるＩＣ内蔵型冊子の製造装置である。

図４は、本発明に関わる冊子製造装置によるＩＣシート挿入及び熱圧着工程を示した図である。給冊装置エアサッカー（１７）によって１冊ずつ搬送装置（１８）に供給され、ページめくり機構に運ばれる。運ばれた冊子の上部に丁合いされた基材（４）は、めくり用エアサッカー（１９）及びガイドバー（２０）によって構成するページめくり機構によってＶ字型にめくられる。基材がＶ字型にめくられた冊子は、間欠に搬送する搬送装置（１８）によってＩＣシート挿入部に搬送され、ＩＣシートが挿入される。次に基材の外側にページ保持板（２１）を挿入する。ページ保持板（２１）は搬送される過程でガイド板（２２）により徐々に狭められ、ＩＣシート（５）、基材（４）、ページ保持板（２１）が密着した状態となる。

熱圧着部は、圧着用油圧シリンダー（２３）とヒーターを組み込んだプレス板（２４）で構成され、搬送された冊子はここで熱圧着される。例えばプレス圧力は２〜３ＭＰａ、温度は１２０〜１３０℃としている。圧着終了後、圧着用油圧シリンダー（２３）は開放するが、熱圧着された冊子はページ保持板で軟化点の温度以上に保持されたまま、かつＩＣシート（５）、基材（４）、ページ保持板（２１）が密着した状態で冷却部に入り、冷却水が循環している冷却プレス板（２６）と成型用油圧シリンダー（２５）で成型しながら冷却される。例えば、搬送途中で大きく変形したとしても、軟化点以上に温度を保っていることから、十分に冷却プレスで成型が可能である。冷却後、ページ保持板回収部でページ保持板（２１）を回収する。なお、図３において熱圧着部の圧着用油圧シリンダー（２３）、プレス板（２４）、冷却部の成形用油圧シリンダー（２５）、冷却プレス板（２６）は各２基設けているが、図４のように各１基でも差し支えない。

図５は、ＩＣシート供給装置を示した図である。ＩＣシート供給装置に積載されたＩＣシート（５）は、押出用エアシリンダー（２７）によってＩＣシート１枚分ずつ前方へ押出される。押出されたＩＣシート（５）は押上用エアシリンダー（２８）によって上方へ上げられ、挿入用エアシリンダー（２９）先端のグリッパー（３０）によって把持される。挿入用エアシリンダー（２９）は往復台（３１）に固定されており、往復用送りネジ（３２）をモータ（３３）で正逆に回転させることにより往復運動をする。ＩＣシート（５）を把持した後、挿入用エアシリンダー（２９）は挿入位置（図中点線部分）まで移動し、あらかじめ、めくられてガイド（２０）によってＶ字型に保持されている基材（４）の間に挿入される。ＩＣシート（５）が挿入された冊子は、間欠に搬送する搬送装置によってページ保持板挿入部に搬送される。

図６は、ページ保持板挿入装置をフィーダ側から見た図である。ＩＣシート（５）が挿入され、ガイド（２０）によりＶ字型に保持された基材とガイド板（２２）の間に、挿入用エアシリンダー（３４）先端のグリッパー（３５）に把持されたページ保持板（２１）を挿入する。挿入装置は左右一対となっており、同じタイミングで動作する。

図７は、ページ保持板挿入装置の側面図である。図示しないページ保持板回収部より搬送装置（５０）で送られてきたページ保持板（２１）は、搬送しながらガイド（４９）で挿入角度（Ｖ字型に保持されたガイド板（２２）の略設置角度）まで倒され、図示しないセンサで先端を検出し、取り出し位置で停止する。その後、架台（３６）に固定された送りモータ（３７）と送りネジ（３８）で往復運動を行う往復台（３９）上に固定された、挿入用エアシリンダー（３４）先端のグリッパー（３５）により把持され、挿入位置（図中点線部分）まで移動し、ガイド（２０）とガイド板（２２）の間に挿入され、搬送装置により加熱圧着部へ搬送される。

図８は、加熱圧着機構を示した図である。加熱圧着プレート（２４）は電熱バー（４０）が複数内蔵されており、加熱圧着プレート全面が均一な温度になるように設計されている。さらに、電熱バー（４０）はサーモスタットによって温度制御可能となっている。加熱圧着プレート（２４）は、間欠的に搬送する搬送装置上に設置したセンサによってＩＣシート（５）が挿入された冊子がセットされたことを検出し、圧着用油圧シリンダー（２３）によってＩＣシート（５）と基材（４）を加熱圧着する。ページ保持板（２１）は剥離性の良い非金属の基材であり、かつ熱伝導率が低いテフロン（登録商標）などの耐熱性樹脂を使用する。鋼などの金属は一般的に熱伝導率が高く、効率良く加熱、冷却するためには熱伝導率の高い金属材料を使用し、ライン速度を上げて効率的な製造工程を実現する。テフロンの熱伝導率は０．２Ｗ／ｍｋであり、鉄の５３Ｗ／ｍｋに比べて著しく熱伝導性に劣るが、我々の実験結果では、テフロンであれば、厚さ０．８ｍｍ〜１．０ｍｍ加熱圧着プレート（２４）の温度１３０℃、加圧力２ＭＰａ以上、時間５秒程度で十分に融着が可能であった。テフロンは鋼のような金属板に比べて、剥離性が良く、加熱、冷却時間よりも剥離性を重視するため、テフロンを採用した。融着後冊子はＩＣシート（５）と基材（４）がページ保持板（２１）によって挟まれたまま冷却プレス部に送られ成型されるが、冷却プレス部の構造は、加圧圧着部における加熱圧着プレートが冷却水が循環している冷却プレートに置き換わるだけでその他の機構は同様なため、説明を省略する。

図９はページ保持板回収装置の剥離部を示した図である。熱圧着された冊子は中央のＩＣシート（５）と両側の基材（４）が融着された状態であり、その外側にページ保持板（２１）が密着している。その状態から、剥離用エアシリンダー（４１）の先端に取付けられている吸引サッカー（４２）により基材（４）からページ保持板（２１）が剥離される。この時ページ保持板（２１）は剥離性の良い素材であるため、基材（４）が引っ張られ変形することはない。

図１０は、ページ保持板回収装置の回収部を示した図である。架台（４３）上に固定されたモータ（４４）と送りネジ（４５）によって往復運動を行う往復台（４６）上に固定された回収用エアシリンダー（４７）の先端に取付けられたグリッパー（４８）により、剥離用エアシリンダー（４１）によって剥離されたページ保持板（２１）をつかみ、上部に持ち上げる。往復台（４６）はモータ（４４）と送りネジ（４５）によって、図示しないセンサが取付けてある停止位置（図中点線部分）まで移動し、ページ保持板（２１）を一対のガイド（４９）の間に開放する。開放されたページ保持板（２１）はベルトと駆動機構で構成される搬送機構（５０）によりページ保持板挿入部へ搬送される。

加熱圧着機構によって溶着されたＩＣシート（５）と、基材（４）は、間欠に搬送する搬送装置によってＩＣシート検査部（１５）を経て、集積部（１６）に集積される。

なお、本発明で説明した基材としては、熱可塑性プラスチックを原料とした素材が適しているが、これに限定されるものでなく、紙であっても構わない。さらに、ＩＣシートの基材としてＰＥＴ材を使用する場合は、溶融する温度を１３０℃ぐらいに設定したが、より高い温度で溶融する基材を使用することも可能である。

ＩＣ内蔵型冊子の構成を示す側面図である。ＩＣシートの構成を示す平面図である。ＩＣシート挿入装置の外観図である。ＩＣシート挿入装置で製造する冊子の工程を示す斜視図である。ＩＣシート挿入機構を示す図である。ページ保持板挿入装置をフィーダ側から見た図である。ページ保持板挿入装置の側面図である。加熱圧着機構を示す図である。ページ保持板回収装置の剥離部を示した図である。ページ保持板回収装置の回収部を示した図である。

符号の説明

１表表紙
２裏表紙
３本文用紙
４溶融する基材
５ＩＣシート
６樹脂
７アンテナ
８ＩＣチップ
９ページめくり部
１０ＩＣシート挿入部
１１ページ保持板挿入部
１２熱圧着部
１３冷却部
１４ページ保持板回収部
１５ＩＣシート検査部
１６集積部
１７給冊用エアサッカー
１８搬送装置
１９めくり用エアサッカー
２０ガイドバー
２１ページ保持板
２２ガイド板
２３圧着用油圧シリンダー
２４プレス板
２５成型用油圧シリンダー
２６冷却プレス板
２７押出用エアシリンダー
２８押上用油圧シリンダー
２９挿入用エアシリンダー
３０、３５、４８グリッパー
３１、３９、４６往復台
３２、３８、４５送りネジ
３３、３７、４４モータ
３４挿入用エアシリンダー
３６、４３架台
４０電熱バー
４１剥離用エアシリンダー
４２吸引サッカー
４７回収用エアシリンダー
４９ガイド
５０搬送機構

Claims

冊子の定位置にＩＣシートを供給する機構と、ＩＣシートを挟む冊子ページ部の外側に非金属のページ保持板を挿入する機構と、ＩＣシートとページを接着する加熱接着部と、ＩＣシートとページをページ保持板で挟んだ状態で冷却する冷却部と、冷却した冊子から前記ページ保持板を回収する機構を備えたことを特徴とするＩＣシート挿入装置。