JP2007522570A - Ｒｆｉｄラベルの製造方法 - Google Patents

Abstract

印刷手法を用いてRFIDラベルを製造する方法が示されている。本発明の課題は、必要な部品を簡単な方法でラベルに付加すること、及びこのラベルを簡単な方法で装着することである。これは、本発明により、機能のために必要なアンテナ及び発振回路の少なくとも一つの部品を、枚葉紙オフセット印刷により、又は凸版印刷版を使って直接的に又は間接的に、被印刷物に装着することにより実施可能である。これらの発振回路又はチップは、前記ラベルが枚葉紙上の複数のパネルで製造され、枚葉紙から個々に切り離された後に、常に同じ方向で個別に装着されるか、又は包装材を製造若しくは充填する際に包装材に装着される。

Description

本発明は、RFIDラベルの製造方法に関するものである。

本発明では、スマートラベルとも呼ばれるRFID（Radio Frequency Identification）ラベルの製造方法を説明している。インテリジェントラベル（RFID、スマートラベル）の基本は、いわゆるトランスポンダ技術である。その大きな長所は、ラベルとリーダーとの間の無線通信にある。これは、リーダーからラベルへの光学的接続を必要としないため、機械的なデータ取得プロセスを非常に高速化できる。そのため、たとえば箱又はパレット全体の内容をノーエラーで取得できる。また、インテリジェントラベルはセキュリティ・コードを備えることもでき、それにより、偽包装材（たとえば製薬業）又は盗難を明確に認識することができる。

無線認識システムは、商品につけられるRFIDラベル（スマートラベル）、及び、ラベルのデータを読み取るライター／リーダーという２つのコンポーネントで構成されている。トランスポンダには、構成に応じて、単純な認識番号から複雑なデータ（たとえば品質保証期限、製造場所及び製造日、販売価格など）までが記録されている。また、測定データも記録できる。多くの場合、トランスポンダは、一つの集積回路、一つのアンテナ、その他のパッシブコンポーネントから構成されている。アクティブトランスポンダとパッシブトランスポンダでは、エネルギー供給の方法が異なる。たとえば電池の形でラベルがエネルギー源を備えている場合、これはアクティブシステムと呼ぶ。エネルギーが、外部の磁気的又は電気的な場を介して供給される場合はパッシブトランスポンダと呼ぶ。

移動データ記憶媒体のアンテナに接続されたトランスポンダＩＣは、データの送受信を行う。パッシブRFIDトランスポンダの場合は、通常、すべての情報及び機能がこの回路に統合されている。いくつかのタイプはそれに加えて発振回路用のオンチップ共振コンデンサを一つ備えているため、一つのアンテナコイル以外の外部コンポーネントが不要になる。必要な一つ又は複数のコンデンサは、印刷技術的方法で製造することもできる。従来の及び周知のRFIDラベル製造方法は、コーティングしたフィルムをラベル上にラミネートしたり、スクリーン印刷でアンテナを印刷したり、又はインクジェットで製造する方法である。

たとえばRFIDラベルなどの商品管理ラベルをつける際には、従来は、個々の商品管理エレメントを、たとえば面積の小さな自動接着性ラベルなど一つの部分エレメントの上に製造し、商品の上、又はこの商品の包装材の上、又は輸送包装材の上に前記部分エレメントにつけている。しかし、商品管理エレメントの製造は、上述のように、包装材上に直接印刷して行うこともできる。商品管理エレメントの装着を簡単に行うために、商品管理エレメントは、個々の包装材、包装材エレメント又は包装材の部分に直接付ける。包装材を印刷する際には、一つの枚葉紙上に複数のいわゆるパネルができあがる。各パネルには、一つの包装材又は包装材の一部分、一つの包装材エレメントが含まれる。一つの枚葉紙上にこのように複数のパネルを製造するため、後にこれらのパネルを互いに切り離す必要がある。このパネルの切り離しを利用して、商品管理ラベルを付けることができる。一枚の枚葉紙全体が印刷されると、この枚葉紙には、あらかじめ印刷された、商品管理エレメントのセンサ感知可能な要素、たとえば一つのRFIDラベルの部品が含まれている。たとえばチップなど、個々の商品管理エレメントの外部のセンサに対応する要素は後からつけられる。この取り付けは、枚葉紙上にスペースを節約してパネルを取り付けるため、さまざまな場所及びに複数の列で取り付けねばならないので、困難とされる。

本発明の課題は、必要な部品を、技術的に単純な方法で、且つ、低コストで包装材に装着することである。

この課題は、請求項１又は請求項１２に記載の特徴により解決できる。本発明の発展形態は、それぞれの従属請求項から理解できる。

本発明においては、少なくとも、機能のために必要なアンテナ及び／あるいは発振回路の複数の部品が、オフセット印刷において被印刷物の上につけられるか、又は、機能のために必要なアンテナ及び発振回路の少なくとも一つの部分が、直接的に又は間接的に凸版印刷版により付加される。印刷後は、接着又は半田付けによりチップを取り付ける必要があるが、このチップは多くの場合ケースに入っていない。

アンテナ設計の際には、誘導性、コイル面積、オーム抵抗及びコイル間の静電結合という数値が関係する。固有値から逸脱すると、リーダー／ライターとトランスポンダとの間の接触が行われなくなる可能性がある。最高の印刷品質を得るために、共振周波数は高精度で達成する必要がある。

本発明においては、金属インキ又は導電性ペーストが、水なしオフセット版又は湿式オフセット版を介して、ゴムブランケットを通じて、枚葉紙印刷機又はウェブオフセット輪転機内で被印刷物に付加される。印刷された線は、アンテナ及び場合によっては全体の発振回路を構成し、後ほど必要であればチップが半田付け又は接着される。発振回路の構成部品が印刷される被印刷物としては、繊維材（紙、不織布など）、天然繊維又は合成繊維の織物又はプラスチックシートを使うことができる。本発明により製造されたラベルの上面図が図１に図示されている。

インキを浸透させる被印刷物が、たとえば紙又はその他の繊維材である場合は、予備処理を行って導電性印刷インキ又はペーストの浸透を防ぐことができる。予備処理としては、フレキソ印刷装置又はオフセット印刷装置を使ってコーティング剤を塗布するか、又はプリプリント・インキを着けることができる。また、ラベル裏面にフィルムをコーティングするか、又は製造者がすでにラベルの裏面に予備処理を施しておくことも可能である。印刷インキが被印刷物に非常に強く浸透する場合、第３のレベルにより導電性が変化する可能性がある。水なし印刷用の印刷版を用いてインキを着けることは、湿式オフセットより望ましいが、それは、湿式オフセットで必要な湿し水がインキの腐食を起こす可能性があることと、印刷精度がより高いためである。また、水なしオフセットにおいては、より高精細な、又はより精密な線の太さが印刷できる。

発振回路の製造に必要なコンデンサは、２本の線を狭い間隔で並べて印刷し、短い方の線の両端において、これらを互いに接続することにより形成できる。代替的に、まず基本線を印刷し、次にその上に絶縁材を印刷し、さらに第３の印刷装置において対向する線を印刷することもできる。コンデンサは、チップに組み込むこともできる。たとえば線の太さを細くすることで抵抗など、その他の回路要素も印刷できる。

理論的には、コンデンサの線は、被印刷物の両面に向かい合わせに印刷することも可能である。そのためには、インキをつけたときに、向かい合わせの２本の線の間に接続が成立するように、あらかじめ被印刷物を穿孔しておく必要がある。

最後に、印刷したものを化学的な損傷又は酸化による損傷から防ぐために、アンテナ及び発振回路に保護コートをコーティングすることができる。また、これに代わるものとして、保護フィルムをかけることもできる。

第２の方法では、印刷装置により接着剤が予備印刷され、接着剤が印刷されたこの枚葉紙が、金属又は導電性の物質でコーティングされたトランスファーフィルムに接触させられる。この導電性物質は、接着剤がつけられた場所でキャリアフィルムからはがれて被印刷物に伝達される。そしてこれが発振回路、アンテナ又はその構成部品を形成する。

第３の方法では、フレキソ印刷方法によりアンテナ／発振回路の線をつける。しかし、フレキソ印刷版の位置の調整が精確でないと、ハローが起こる可能性があるという短所がある。このようなハローがあると、容量が変化して発振回路の特性が変化する可能性がある。

次に半田付け又は接着により発振回路又はチップを後から装着してRFIDラベルが完成する。

これは、本発明の方法では、枚葉紙を個々のパネル又はパネルブロックに分割して、互いに均一に割りつけられたエレメントを形成させるという優れた方法で行われる。チップ装着の際は、パネル部分又はパネルブロックが装着装置に通され、このとき商品管理エレメントは常に同じ位置で処理される。これにより、すでに印刷された商品管理エレメントの部品にチップを装着することが大幅に容易になる。完成した部品は、簡単に包装材につけることができる。

また、印刷された基本要素を包装材に直接付加することも可能である。その場合、RFIDラベルは折りたたみボックス接着機又は充填ステーションで装着することも可能である。

RFIDラベルはこのように包装材又は包装材部分に直接装着するか、又は、包装材の上に付加するか、又は包装材を補足する個々の要素で、RFIDラベルを一つのみ備えている個々の要素に直接装着することができる。

本発明の実施形態を明確化するために、図２及び３を参照されたい。これらの図を基に、以下の方法を提案している。
１．RFIDチップのアンテナは枚葉紙上の複数のパネルに印刷される。
２．個々のパネルはパンチング又は切断されて個別に分けられる。
３．個々のパネルは同じ方向でまとめられている。
４．個々のパネル又はパネルブロックの上に発振回路又はチップが半田付け又は接着される。

発振回路又はチップは別の装置で装着して、個々のパネルに関連付けることができる。理想的には、この装着は、たとえば折りたたみボックス接着機の仕上げライン内又は充填ステーション内で行われる。

これにより、追加のマーキングステーションにおいて、包装が完了した商品に商品管理エレメントを取り付ける必要がなくなる。この方法のもう一つの長所は、アンテナ又は発振回路のその他の構成部品を複数のパネルで印刷できることである。一つのパネルには前記チップのみを装着すればよい。これにより、コストを明らかに低減することが可能である。

本発明により製造されたラベルの上面図である。 本発明におけるラベルの実施形態を示す。 本発明における他のラベルの実施形態を示す。

Claims (34)

1. 印刷手法を用いたRFIDラベルの製造方法であって、
   機能のために必要なアンテナ及び発振回路の少なくとも一つの部分が、枚葉紙オフセット印刷により被印刷物につけられることを特徴とする製造方法。
2. 導線の印刷のために導電性ペースト又は印刷インキが用いられることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 導電性印刷インキが、金属粉を含むインキであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の方法。
4. 導電性インキにカーボンブラック又は炭素繊維が含まれていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の方法。
5. インキ着けが、グリッパ輸送装置を備える枚葉紙オフセット機内で行われることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の方法。
6. インキ着けが、ウェブオフセット機内で行われることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の方法。
7. アンテナ／発振回路の構成部品が枚葉紙裏面に装着され、その後、該枚葉紙が方向転換装置内で裏返されることを特徴とする請求項５に記載の方法。
8. アンテナ／発振回路の構成部品の印刷後、保護コート又は保護インキが塗布されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
9. 保護コート又は保護インキが、枚葉紙オフセット印刷装置を介して伝達されることを特徴とする請求項８に記載の方法。
10. 保護コートが、チャンバドクターブレード及びアニロックスローラを備えるフレキソ印刷装置を介して伝達されることを特徴とする請求項８に記載の方法。
11. 保護コートが、２ロールのフレキソ印刷装置を介して塗布されることを特徴とする請求項８に記載の方法。
12. 印刷手法を用いたRFIDラベル製造方法であって、
    機能のために必要なアンテナ及び発振回路の少なくとも一つの部品が、直接的に又は間接的に凸版印刷版によりつけられることを特徴とする方法。
13. 凸版印刷版が、枚葉紙印刷機又はウェブ印刷機の版胴に張られており、被印刷物へのインキ伝達がゴム胴を介して間接的に行われることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
14. 凸版印刷版が、枚葉紙印刷機又はウェブ印刷機内で被印刷物に直接接触することを特徴とする請求項１２に記載の方法。
15. 凸版印刷版が印刷機内に備えられており、この印刷機内にオフセット印刷装置も含まれていることを特徴とする請求項１３又は請求項１４に記載の方法。
16. 被印刷物が繊維材であることを特徴とする請求項１又は請求項１２に記載の方法。
17. 被印刷物がフィルムであることを特徴とする請求項１又は請求項１２に記載の方法。
18. 被印刷物が、天然繊維及び／又は合成繊維で織られた織物であることを特徴とする請求項１又は請求項１２に記載の方法。
19. インキを染み込ませる被印刷物に、染み込み特性を低下させるプリコート、下塗り、又はニス又はプリプリント・インキによる予備印刷が行われることを特徴とする請求項１又は請求項１２に記載の方法。
20. プリコート、下塗り又は予備印刷が、直接的な凸版印刷装置により行われることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
21. プリコート、下塗り又はプリプリント・インキが凸版印刷版によりゴム胴を介して間接的に塗布されることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
22. プリコート、下塗り又はプリプリント・インキが、オフセット印刷装置を介して塗布されることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
23. 容量性エレメント（コンデンサ）を製造するために、２本の線がある区間で隣接して印刷され、短い方の線の両端で２本が互いに接続されることを特徴とする請求項１又は請求項１２に記載の方法。
24. 最初に容量性エレメント（コンデンサ）を製造するために、基本線が印刷され、次に、請求項１又は請求項１２に記載の方法で部分的に絶縁体が印刷され、次に第３の作業工程において、対向する線が請求項１又は請求項１２に記載の方法で印刷されることを特徴とする請求項１又は請求項１２に記載の方法。
25. RFIDラベルのためのアンテナ又は発振回路部品の製造が、枚葉紙上に配分された複数のパネルで行われることを特徴とする請求項１〜２４のいずれか一項に記載の方法。
26. RFIDラベルのためのアンテナ又は発振回路部品の製造が、枚葉紙上に配分された、包装材又は包装材部分のための複数のパネル内においてそれぞれ行われることを特徴とする請求項２５に記載の方法。
27. RFIDラベルのためのアンテナ又は発振回路部品の製造が、枚葉紙上に配分された、個々のRFIDラベル用の複数のパネル内においてそれぞれ行われることを特徴とする請求項２５に記載の方法。
28. 枚葉紙のパネルが互いに切り離されることを特徴とする請求項２５〜２７のいずれか一項に記載の方法。
29. 枚葉紙のパネルがブロックごとに切り離されることを特徴とする請求項２８に記載の方法。
30. 枚葉紙のパネルが一つ一つ互いに切り離されることを特徴とする請求項２８に記載の方法。
31. RFIDラベル用の発振回路又はチップが、個々に分離されたパネル又はパネルブロックに、パネルの方向を同一にして装着されることを特徴とする請求項２５〜請求項３０のいずれか一項に記載の方法。
32. RFIDラベル用の発振回路又はチップが、包装材につけられたパネルに装着されることを特徴とする請求項２５〜請求項３０のいずれか一項に記載の方法。
33. RFIDラベル用の発振回路又はチップの装着が、包装材製造時、たとえば折りたたみボックス接着機内で行われることを特徴とする請求項３２に記載の方法。
34. RFIDラベル用の発振回路又はチップの装着が、包装材充填時、たとえば充填ステーション内で行われることを特徴とする請求項３２に記載の方法。
    

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