JP2008134867A - 非接触ｉｃタグ - Google Patents

Abstract

【課題】 元サイズの非接触ＩＣタグと、切断した小サイズの非接触ＩＣタグの双方が、ＵＨＦ帯またはマイクロ波帯の所定周波数に共振し、ＩＣチップのインピーダンスに整合するようにされている非接触ＩＣタグを提供する。
【解決手段】 本発明の非接触ＩＣタグ１は、ベースフィルム１１面に、ＵＨＦ帯またはマイクロ波帯の所定周波数の電波に共振しＩＣチップ３のインピーダンスに整合する平面アンテナ素子４が形成され、当該平面アンテナ素子４にＩＣチップ３が装着されている非接触ＩＣタグ１において、前記平面アンテナ素子をベースフィルムと共に一定位置の切断予定線５から切断した際に、ＩＣチップ３が残存する側の平面アンテナ素子４２が、前記ＵＨＦ帯またはマイクロ波帯の所定周波数の電波に共振し、ＩＣチップのインピーダンスに整合するようにされていることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、非接触ＩＣタグに関する。詳しくは、ベースフィルムに形成された平面アンテナ素子をベースフィルムと共に所定箇所で切断するか否かによって、切断前はサイズが大きく通信距離の長いＩＣタグとして、切断後は同一周波数でサイズが小さく通信距離の短いＩＣタグとして機能する、２とおりの使用方法ができる非接触ＩＣタグに関する。

非接触ＩＣタグは、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification) とも称され、個体の識別が可能な情報を保持するＩＣチップを備え、この情報を無線通信によって非接触で読み取りできるようにされているタグに関する。このようなＩＣタグは、例えば、運送や流通、倉庫、工場工程管理、荷物の取り扱い等の分野で利用されている。

近年、従来からの１３．５６ＭＨｚ帯もしくはマイクロ波帯（２．４５ＧＨｚ）の非接触ＩＣタグに加えて、わが国でも法改正によりＵＨＦ帯（９５２Ｍ〜９５５ＭＨｚ）を使用することが可能になり、当該ＵＨＦ帯非接触ＩＣタグの実用化が図られている。
ＵＨＦ帯ＩＣタグは、電磁誘導方式の１３．５６ＭＨｚ帯の非接触ＩＣタグに比べて遠距離（３〜５メートル）からの一括読み取りが可能である。また、マイクロ波帯ＩＣタグも１〜１．５メートルの距離の通信が可能であり、今後、それらの特徴を活かした用途での普及が見込まれている。
なお、電波の分類ではＵＨＦ帯は３００Ｍ〜３ＧＨｚを指すが、非接触ＩＣタグの場合は８６０Ｍ〜９６０ＭＨｚを使うタグを指すことが多い。上記範囲に含まれる２．４５ＧＨｚ帯を使うＩＣタグはマイクロ波帯用といい、通常ＵＨＦ帯ＩＣタグとはいわない。

ＵＨＦ帯ＩＣタグが使えるわが国の周波数帯は、２００５年４月の電波法改正により高出力型が９５２Ｍ〜９５４ＭＨｚの２ＭＨｚ、低出力型が９５２Ｍ〜９５５ＭＨｚの３ＭＨｚが使用可能とされている。ＵＨＦ帯ＩＣタグは、ＩＣタグの微弱な返信波が、他のリーダライタの送信波により干渉を受ける等の問題があり、読み取りの困難性が指摘されていたが、２００６年１月の法令改正によりこの干渉が防げるようになった。
すなわち、新法令ではキャリアセンス方式が採用され、リーダーが電波を発信する前に他のリーダーが電波を出しているか否かを確認するＬＢＴ（リッスン・ビフォー・トーク）が義務付けられるようになった。このような新法に対応したリーダライタ機器も販売されはじめ、ＵＨＦ帯ＩＣタグ普及の促進が図られると考えられる。

ところで、非接触ＩＣタグラベルの使用方法として、本来サイズを２つに切断して使用する場合がある。この場合、切断前後において同等の機能が求められる場合がある。
図６を参照してその例を説明する。例えば、紳士靴や婦人靴の場合、納入品の検品等の作業の後、良品については、品番やサイズ、色柄、価格等を本来サイズの商品ラベル２２に記載し、靴入りの靴箱２１に当該記載した商品ラベル２２を添付する（図６（Ａ））。 商品ラベルは横長等の形状であって、靴箱に貼付して残す部分２２ａと、ミシン目線５等から切り取りして靴に吊るす部分２２ｂとからなっている。当該両部分に、ほぼ同様の内容をプリンタで印字して靴箱２１に添付する。靴を店頭に陳列する際は吊るし部分２２ｂを切り取って靴２０に付け（図６（Ｃ））、靴箱の方は在庫の確認等のために残った部分２２ａを貼り付けた状態で、所定場所に集積して保存する（図６（Ｂ））。店頭では、吊るし部分２２により内容を確認することができる。

上記は、従来の商品ラベルの使用例であるが、商品ラベルが非接触ＩＣタグ付き（通常、ラベル紙基材の内側にフィルム状の非接触ＩＣタグを挿入することが多い。）であれば、箱入り状態の靴を探すためにも便利である。ＵＨＦ帯ＩＣタグであれば靴の納品の際、バーコードとは異なり一括読み取り検品が可能である。また、２つに切断した後の吊るし部分２２ｂ側もＩＣタグ機能を有していれば、陳列棚上の靴の内容調査に便利であり、靴２０と靴箱２１の対応関係を明確にするためにも役立つ。箱入り状態の靴箱等の探索のためには通信距離の長いタグとして機能し、店頭の靴の吊るし部分の探索時は、サイズが小さく同一周波数で通信距離の短いタグとして機能することが求められる。これには、特に遠隔リードライトも可能なＵＨＦ帯やマイクロ波帯のＩＣタグが有利である。

一般に、商品納入等の際、ゲート等を用いて複数のＩＣタグを一括読み取りする場合は、タグの通信距離がある程度長い（数メートル）ことが好ましい。そのため、アンテナの利得はできる限り大きいのが良く、アンテナが占有できる面積も大きいのが望ましい。
しかし、小売店店頭などにおいて商品一つにつき一つのＩＣタグを取り付けるような場合は、さほどの通信距離は求められない。例えば、ＩＣタグを値札に貼り付けて用いるような使い方が想定され、タグアンテナはなるべく小型であることが望ましい。その場合、ハンディー型リーダを用いて数ｃｍ程度の距離から読み取れればよいが、ハンディー型リーダはその寸法及び電池容量の制約により電波の出力が据え置き型リーダに比べて非常に小さく、通信距離が短いのが一般的である。そのため、タグアンテナの利得は小型にしたときもなるべく低下しないことが望ましい。もちろん、ハンディ型でなく出力の大きい据え置き型リーダを用いる場合は、ハンディ型を用いる場合に比べてタグアンテナ利得値が低くても読み取りが可能であることは自明のことである。

すなわち、ＩＣタグを使用するシーンによって利得とサイズを任意に変化させ、かつ接続された記憶回路の内容はそのまま保持できれば使い勝手のよい非接触ＩＣタグになる。 具体的な例として、切り取る前は、主として１波長ループアンテナとして動作し、ゲートでの一括読み取りに適し、切り取り後は小型半波長ダイポールアンテナとして動作し、値札の裏または内部に組み込みして、ハンディー型リーダで読み取りするのに適したＩＣタグの実現が望まれる。本発明はこのような要請に応えようとするものである。

かかる用途に関する先行技術として、特許文献１や特許文献２がある。特許文献１は、９００ＭＨｚ帯等の無線タグに関し、ラベルの切断に際しアンテナを切断することが記載されている。しかし、同文献の無線タグでは、ダイポールアンテナの両端を切断するので、当初の無線タグと切断後の無線タグでは共振周波数が変化してしまう問題がある。共振周波数が変化すれば、２種類のリーダライタを使わなければならない問題が生じる。
特許文献２は、切り離し線を有するＩＣタグであって、切り離しによりＩＣタグの機能が変化することを記載しているが、本願とは直接には関係しない内容である。

特開２００６−２０３６３７号公報 特開２００６−１１９８９９号公報

上記のように、ＵＨＦ帯またはマイクロ波帯非接触ＩＣタグにおいて、ＩＣタグを切断して使用する場合にも、切断前後において同一周波数の電波でリードライトできる非接触ＩＣタグの実現を目的とするものである。また、切断前においては、主として１波長ループアンテナとして広いアンテナ面積で動作し、ゲートでの一括読み取りに適し、切断後は小型半波長ダイポールアンテナとして動作し、値札等の用途としてハンディ型リーダで読み取るのに適したＩＣタグの実現を図るものである。

上記課題を解決する本発明の要旨は、ベースフィルム面に、ＵＨＦ帯またはマイクロ波帯の所定周波数の電波に共振しＩＣチップのインピーダンスに整合する平面アンテナ素子が形成され、当該平面アンテナ素子にＩＣチップが装着されている非接触ＩＣタグにおいて、前記平面アンテナ素子をベースフィルムと共に一定位置の切断予定線から切断した際に、ＩＣチップが残存する側の平面アンテナ素子が、前記ＵＨＦ帯またはマイクロ波帯の所定周波数の電波に共振し、ＩＣチップのインピーダンスに整合するようにされていることを特徴とする非接触ＩＣタグ、にある。

上記において、切断前の平面アンテナ素子が、主として１波長ループアンテナとして動作し、切断後の平面アンテナ素子が半波長ダイポールアンテナとして動作する、ようにする場合には、アンテナ利得を適切に確保でき、切断前後において通信距離が適当な特性の優れた非接触ＩＣタグにできる。さらに、切断前の平面アンテナ素子が、切断後の半波長ダイポールアンテナの一部を利用するように、ＩＣチップの両側に短絡部が設けられており、前記切断予定線から切断した際は、当該両側の短絡部が有効に利用される形状にされている場合は、切断前後の利得の向上を図ることができる。

また、ベースフィルムの外面にプリンタ印字可能なように紙基材が積層され、当該紙基材とベースフィルムを貫通するように前記切断予定線が形成されている、ようにすれば、印字記録用ラベルとした場合も切断が容易になる。またさらに、前記切断予定線の両側の前記紙基材の印字可能面には、ＩＣチップのメモリに記録されている内容と少なくとも一部が共通な商品管理事項が印字されているようにでき、その場合は、それぞれの記録内容に間違いが生じることがない。

本発明の非接触ＩＣタグ（請求項１）は、一定位置の切断予定線から切断した前後において、ＵＨＦ帯またはマイクロ波帯の同一周波数の電波に共振し、リードライトできるようにされているので、非接触ＩＣタグを切断した後にも、ＩＣチップが残存する一方側はＩＣタグとして使用できる上に、同一性能のリーダライタで使用できる利点がある。
本発明の非接触ＩＣタグ（請求項１）は、切断前においては大サイズアンテナで遠距離からも通信できるが、切断後は小サイズアンテナであるため、近距離からの通信のみが可能となり、通常の商品流通過程に適し、プライバシー保護上も有利となる場合がある。

本発明の非接触ＩＣタグ（請求項２）は、切断前の平面アンテナ素子が、主として１波長ループアンテナとして動作し、切断後の平面アンテナ素子が半波長ダイポールアンテナとして動作するので、切断前後において適切な通信距離を確保できる。
本発明の非接触ＩＣタグ（請求項３）は、切断前の平面アンテナ素子が、切断後の半波長ダイポールアンテナの一部を利用するように、ＩＣチップの両側に短絡部が設けられており、前記切断予定線から切断した際は、当該両側の短絡部が有効に利用される形状にされているので、切断前の状態において、ループアンテナとしての動作とダイポールアンテナとしての動作が競合して、総合的に利得の低下することを避けることができる。

本発明の非接触ＩＣタグがベースフィルムの外面に印字可能なように紙基材が積層されている場合（請求項４）には、紙基材とベースフィルムを一緒に貫通するように切断予定線を形成することができ、切断予定線の両側の紙基材に、ＩＣチップ記録内容と共通の商品管理事項を記録することができ、非接触ＩＣタグを切断した後においても、双方の対応関係の検索等を容易に行うことができる（請求項５）。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を、さらに詳しく説明する。
図１は、非接触ＩＣタグの平面アンテナ素子の例を示す図、図２は、切断前のＩＣタグのアンテナ利得とリターンロスを示す図、図３は、切断後のＩＣタグのアンテナ利得とリターンロスを示す図、図４は、非接触ＩＣタグの平面アンテナ素子の他の例を示す図、図５は、本発明の非接触ＩＣタグの平面外観図、図６は、従来の商品ラベルの使用方法を説明する図、である。

図１は、非接触ＩＣタグの平面アンテナ素子の例を示す図であって、図１（Ａ）は切断前、図１（Ｂ）は、一定位置の切断予定線５から切断した後の状態を示す。
本発明の非接触ＩＣタグ１の平面アンテナ素子４は、全体が略ループアンテナ形状にされている。平面アンテナ素子４は、プラスチック基材であるベースフィルム１１面に形成され、アンテナ素子４とＩＣチップ３面は、表面保護シートで全体が被覆されている。
ＩＣチップ３の装着部から短絡部４３，４４を経て左側に屈折してループを形成する線路（太い実線）は、１波長ループアンテナ４１として機能する部分であり、一定位置の切断予定線５の右側のＩＣチップ３に通じる線路を含めたループ線路の全体の合計長が、約１波長になるようにされている。切断前においては、短絡部４３，４４によりＩＣチップ３に短絡するので、線路４５，４６の部分はアンテナとして機能しないことになる。

一定位置の切断予定線５と表現するのは、任意位置で切断したのでは、切断後にＩＣタグのアンテナとして十分に機能しなくなる場合があり、設計された所定位置から切断する必要があるからである。従って、切断予定線５は切り取りし易いように、予めミシン目線等により形成されている。切断予定線５の右側であって、ＩＣチップ３の上下に屈曲する２本の導線（細い実線）４２ａ，４２ｂは、半波長ダイポールアンテナ４２であって、ＩＣタグを切断した後に平面アンテナ素子として機能する部分である。切断予定線５から切断後は、短絡部４３，４４が無くなるので、線路４５，４６部分も有効なアンテナ素子として機能するようになる。線路４２ａ，４２ｂの合計長は、電波の略半波長になるように設計されている。図１の場合、ＩＣチップ３は、平面アンテナ素子４の中心位置からややずれた位置に装着されている。ラベル表面に印字される可能性がある部分を避けたもので、電気的な理由は特にない。

上記、短絡部４３，４４を有することは、必須ではないが、本発明の非接触ＩＣタグの実施形態の特徴の１つである。すなわち、切断前の大サイズ状態のＩＣタグ１において、１波長ループアンテナとして動作させようとするとき、小サイズ状態のＩＣタグにおいて、素子として動作する部分が希望の周波数に共振した状態であると、ループアンテナとしての動作とダイポールアンテナとしての動作が競合し、総合的に利得の低下を招くことになる。そのため、大サイズ状態のＩＣタグ１においては、小サイズ状態のＩＣタグ２において素子として動作する部分を一部短絡し、共振周波数をずらしている。この短絡部４３，４４部分はＩＣタグを切断予定線５により切断すると同時に失効し、線路４２ａ，４２ｂが有効化され、小サイズ状態のＩＣタグ２は本来のダイポールアンテナとしての動作を行う。

折り畳みダイポールの場合、原則として線路の合計長が波長に適合する長さになるが、折り畳みが接近し過ぎると空間で結合するので、設計上の工夫が必要になる。非接触ＩＣタグ１の切断前の大サイズ状態では、アンテナ４１とアンテナ４２が一体として機能するが、その場合は主として１波長ループアンテナとしてはたらく。切断予定線５から切断後の小サイズの状態では、勿論、半波長ダイポールアンテナ４２部分のみが機能する。いずれも、ＵＨＦ帯の同一の所定周波数の電波に共振するようにされている。

半波長ダイポールアンテナでは、照射される電波の半波長の電流分布が生じる形状に設定されている。例えば、ＵＨＦ帯を９５４ＭＨｚとした場合、１波長は３１．４ｃｍ、半波長では１５．７ｃｍとなり、その条件を満たすとき効率よく電波との共振が生じる。
通常、ベースフィルム１１の誘電率やアンテナの抵抗値も考慮して１６０ｍｍ程度になるように設計する。ラベルとした場合の基材サイズがあまり大きくならないように、アンテナを折り畳み形状等にして、ＩＣタグラベルの１単位の長さが１０ｃｍ、幅３〜５ｃｍ程度の大きさ（基材サイズ）に製造される。マイクロ波帯の場合（２．４５ＧＨｚ）では、より短縮された形状のアンテナになる。

ＩＣチップ３を含む矩形状の回路は、ヘアピンマッチ回路４７であり、ＩＣチップ３とアンテナ４のインピーダンスをマッチングさせるために設けられている。すなわち、ＩＣチップ３の複素数部のインピーダンス値に整合させるための回路である。
請求項１、または請求項１乃至請求項２の要件を満たす平面アンテナ素子形状は、図１の形状には限られないが、図１の平面アンテナ素子は、いずれか１のアンテナ線路を抽出した場合に、他のアンテナ線路が当該線路と平行であるか、当該線路と直交する方向の線路からなる特徴がある。すなわち、前記１の線路に対して斜行する線路や曲線路を含んでいない特徴がある。ただし、特に斜行線路や曲線路を含んではならない理由はない。

図１（Ｂ）のように、本発明の非接触ＩＣタグ１を一定位置の切断予定線５から切断した際の平面アンテナ素子４２は、小サイズの非接触ＩＣタグ２として機能する。すなわち、切断予定線５で切断する前の大サイズの状態では、アンテナ４１とアンテナ４２の２つのアンテナが１つの負荷に接続して動作し、切断後の小サイズの状態では、アンテナ４２のみが動作することになる。サイズが大きい状態では、通信距離も長く、サイズが小さい状態では、通信距離は短縮される。切断した後の図１（Ａ）において、左側の部分はＩＣチップ３が残らないので、非接触ＩＣタグとしては機能しない。

アンテナ４の導線は、通常の非接触ＩＣタグのように、プリントパターンであるか金属箔のエッチングパターンである。一般に、プラスチックフィルムに金属箔（１０μｍから２０μｍ程度の厚みのアルミニウム箔や銅箔）をラミネートした基材に印刷レジストを用いパターン印刷するか、感光性レジストを塗布した面にフォトマスクを介して露光し、その後、レジスト膜を介して金属箔をエッチングして作られる場合が多い。上記厚み範囲の金属箔であれば、アンテナ線路の抵抗値が適切である。印刷パターンや金属蒸着層の場合は、抵抗値が高過ぎることになる場合が多い。

本発明の非接触ＩＣタグ１（切断前）と切断後の小サイズ非接触ＩＣタグ２は、ＩＣチップ３のインピーダンスとマッチングが取れるように調製されている。アンテナのインピーダンスのマッチングは、アンテナパターンの形状や、基材である誘電体や磁性体の組み合わせでなされるが、本発明ではアンテナパターンの形状によりマッチングがなされている。具体的には、ヘアピンマッチ回路（インピーダンスを複素数にするための回路）４７等により整合するようにされている。インピーダンスが整合しない場合は、給電部で電波が反射する問題が生じる。

図２は、切断前のＩＣタグのアンテナ利得（Ａ）とリターンロス（Ｂ）を示す図であり、図３は、同様に切断後のアンテナ利得（Ａ）とリターンロス（Ｂ）を示す図である。
図１のアンテナについての実測値である。いずれの場合も、９５０ＭＨｚ付近でアンテナ利得が最大となり、リターンロスが最小となるようにされている。上記は、わが国のＵＨＦ帯に特性を合わせるものであるが、マイクロ波帯や他国の周波数帯に特性を合わせて調製できることは明らかである。

なお、アンテナ利得は、アンテナが希望の方向から来る電波を受信する能力を表しており、特殊な用途を除き値が大きいほど良好な特性であるといえる。希望の周波数において最高となるように設計するのが一般的である。基準アンテナとして等方性アンテナを用いた場合を絶対利得（ｄＢｉ）、ダイポールアンテナを用いた場合を相対利得（ｄＢｄ）とすると、（絶対利得）＝（相対利得）＋２．１５ｄＢ、の関係がある。
リターンロスとは、アンテナとＩＣタグ用チップとの電気的整合の指標であり、値が低いほど良好な特性である。アンテナへの入射電力と接点での反射電力の比で表され、全反射してすべての電力が戻ってきた場合は０ｄＢ、電力が戻ってこなかった場合は−∞ｄＢを示す。従って、希望の周波数において最低になるように設計するのが一般的である。
リターンロスはアンテナ利得にも影響を与えるパラメータであり、アンテナ利得のピークとリターンロスのピークは通常ほぼ一致する。図２、図３の場合、大サイズ状態のＩＣタグ１と小サイズ状態のＩＣタグ２では、アンテナ利得ピーク、リターンロスピーク共にほぼ一致しており、サイズが変わっても同じ周波数に共振していることがわかる。

図４は、非接触ＩＣタグの平面アンテナ素子の他の例を示す図である。図４の例では、短絡回路は設けられていないが、切断予定線５から切断して小サイズのＩＣタグ２として使用することができる。図４（Ａ）の切断前の大サイズの状態では、アンテナ４１とアンテナ４２の２つの平面アンテナ素子により全体として１波長ループアンテナとして動作し、図４（Ｂ）の切断後の小サイズの状態では、平面アンテナ素子４２が半波長ダイポールアンテナとして動作する。ＩＣチップ３は接続部４ａ，４ｂ間に装着され、インピーダンスマッチング回路４７が形成されている。平面アンテナ素子４の全体長（直線距離）Ｌ１も１００ｍｍ以内にすることができ、幅Ｌ２は、２５〜３５ｍｍ程度にできる。その他の構成は、図１の非接触ＩＣタグ１と同様になる。

実際の非接触ＩＣタグ１は印字適性を備えさせるため、ラベル用紙等によりアンテナ面を被覆するので、通常はアンテナ線は見えないようにされている。一般的には、ブランドタグと称して、商品名や製造メーカー、商品価格等を印字した紙ラベルを、まず製造する。次に、このブランドタグの半分側の片に対して、商品タグ発行機を用いて、データ記録済みの非接触ＩＣタグラベルをラベル貼り機を用いて貼り込みする。その後、ブランドタグをＩＣタグを内側にして二つ折りにする。二つ折りにしないで、ＩＣタグが片面に見えるようにする場合もある。このような状態にされた非接触ＩＣタグ１は商品タグとも呼ばれ、印字やバーコードの記録とＩＣチップ３に対する電子的記録との双方が可能な利点がある。これらの詳細については、出願人の先の出願（特願２００５−１９５７８５号等）にも記載されており、当該製造方法により最終の製品に仕上げることもできる。

図５は、本発明の非接触ＩＣタグの外観図である。図５（Ａ）は全体サイズの平面図である。非接触ＩＣタグ１は、紙ラベルで覆われた形態なので、ＩＣタグのアンテナ４は外面からは実際には見えない。一定位置の切断予定線５は、ＩＣタグのベースフィルム１１と表面保護シート、紙ラベルを一緒に貫通するようにミシン目線等により形成されている。切断予定線５は、通常、非接触ＩＣタグ１の全体を分断するように形成され、その一方側は比較的に大きな面積を有し、他方側はやや小さな面積に形成されることが多い。切断予定線５を介する非接触ＩＣタグ１の両側の紙ラベル面には、ＩＣチップ３のメモリに記録されている内容と少なくとも一部が共通な商品管理事項８が印字されている。商品管理事項８とは、商品名や製造メーカー名、サイズや形状、価格等の事項である。

非接触ＩＣタグ１のアンテナ４の全長（直線距離）Ｌ１は、１００ｍｍ程度にされる。全長が大きければ、アンテナ設計が容易になるが、４インチ以内に納めることが、ＥＰＣグローバルにより規定されている。アンテナ２の幅Ｌ２は設計上、３０ｍｍ〜４０ｍｍ程度となるが、ラベル自体の全長Ｌと幅Ｈは、使用目的や使用する基材や積層する紙ラベル次第であり自由に決定できることになる。
図５（Ｂ）は、切断後の非接触ＩＣタグ２の図である。ベースフィルム１１面にアンテナ２に装着したＩＣチップ３を有し、その片面または両面に紙ラベル基材が積層されている。ひも通し孔９に通した紐等により商品等に付することもできる。

非接触ＩＣタグ１の使用開始時に連続してデータを書き込みする場合は、ＩＣタグに比較的に近接した位置で、ＩＣタグ連接体を間欠的に送りながら、低出力のリーダライタで近接位置（１〜３ｃｍの距離）に置き、対象のＩＣタグ１にのみ電波が届くようにして書き込みする。書き込み対象のＩＣタグ１以外をシールドして書き込みするものであってもよい。ラベル貼り機でブランドタグに貼り込みする場合は、貼り込み直前にデータを書き込みする、ブランドタグに印字するデータとのマッチングが図られ、異なるデータが書き込まれないようにされている。なお、書き込みとは、主として書き込みに使用するデータをリーダライタから受信し、ＩＣチップ３のメモリに書き込みする意味で、ＩＣチップ３のデータ（例えば、ユニークＩＤ）を読み取り可能なことは当然のことである。

ＵＨＦ帯ＩＣタグが使えるわが国の周波数帯は、前記のように高出力型が、９５２Ｍ〜９５４ＭＨｚの２ＭＨｚ、低出力型が９５２Ｍ〜９５５ＭＨｚの３ＭＨｚとされている。 高出力型のＨＦ帯ＩＣタグリーダライタには、設置型として、シンボル・テクノロジズ社の「ＸＲ４８０−ＪＰ」がある。このもののアンテナはかなり大型となる。
低出力ハンディ型リーダライタには、株式会社デンソーウェーブから「ＢＨＴ−２３０ＱＷＩＤ」（９５２Ｍ〜９５５ＭＨｚ；出力１０ｍＷ）が近く発売予定である。読み取り距離は、〜１０ｃｍ程度と見られる。他の低出力型のＵＨＦ帯ＩＣタグとしては、富士通株式会社のリーダライタを使用できる。例えば、Ｍｕｌｔｉｐａｄ本体「ＦＨＴ４０１ＳＳ１」にＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグにアクセスするための、ＣＦタイプリーダライタ「ＴＦＵ−ＲＷ５２６」を本体に差し込みして使用するできる。この場合の通信距離は、約３ｃｍ〜１０ｃｍとなる。

非接触ＩＣタグ１の製造は、従来の非接触ＩＣタグの製造と同一の工程により製造できる。ベースフィルム１１としては、ベースフィルム面に金属箔（例えば、アルミニウムや銅箔）をラミネートした材料を使用する。この、ベースフィルム１１の金属箔面に感光性フォトレジストを塗工した後、フォトマスクを用いて露光感光させてレジスト層を形成する。フォトマスクは、前記した構成のアンテナパターンを有するものとする。フォトマスクを使用しないで、レジストパターンを印刷する方法でもよい。

次いで、金属層をエッチングして所定のパターンに形成する。エッチング後、ベースフィルム１１のダイポールアンテナ２にＩＣチップ３を異方導電性接着フィルム等により装着した後、表面保護シートをラミネートし、ベースフィルム裏面は粘着剤加工を行う。
ＩＣチップ３には、ＵＨＦ帯やマイクロ波帯対応ＩＣチップを使用する。例えば、米インピンジ社「Ｍｏｎｚａ」、米テキサス・インスツルメンツ社「ＵＨＦ−ＩＣ−０１」、フィリップス・エレクトロニクス社「ＵＣＯＤＥ ＥＰＣＧ２」、等がある。
切断予定線５は、紙製のブランドタグを表面または表裏面に貼り付けした後、アンテナ線を切断しないように、アンテナ線を検知しながらをミシン目線等により数値制御して形成することが必要になる。

図１のアンテナパターンに基づき、設計周波数９５３ＭＨｚの非接触ＩＣタグを試作した。厚み３８μｍの透明２軸延伸ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムに、厚み１２μｍのアルミニウム箔をラミネートし、ベースフィルム１１として使用した。
その後、図１のようなアンテナパターンをレジスト印刷しエッチングした。なお、平面アンテナ素子４の全長（直線距離）Ｌ１を８５．５ｍｍとし、幅（直線距離）Ｌ２を２６．０ｍｍとし、半波長ダイポールアンテナ４２の長さ（直線距離）Ｌ３を２９．５ｍｍとなるようにした。アンテナ４１部分の太線の線路幅を１．０ｍｍ、アンテナ４２部分の細線の線路幅を０．５ｍｍとした。
なお、アンテナ４１部分の太線を通り、ＩＣチップ３に通じる線路の短絡部を通らない積算距離長は、約３３０ｍｍ程度となり、ほぼ１波長に近いものである。

図１のチップ装着部に、非接触タグ用ＩＣチップ［米インピンジ社「Ｍｏｎｚａ」］３を装着した。このＩＣチップ３のインピーダンスは、３３±ｊ１１２（Ω）のものである。その後、ＩＣチップ３と平面アンテナ素子４面に、厚み２０μｍの透明２軸延伸ＰＥＴフィルムを表面保護シートとしてラミネートし、ベースフィルム１１のアンテナ４とは反対側面に粘着剤（剥離紙付き）加工を行った。その後、１つのＩＣタグ付きアンテナシートのサイズを３５ｍｍ×９０ｍｍとなるように、剥離紙面にラベル型抜きを行った。
次いで、リーダライタ付きラベル貼り機を用いＩＣチップ３に商品管理事項のデータを書き込みすると共に、ブランドタグ（厚み５５０μｍのロール紙）に、同一の商品管理事項８を切断予定線５の両側に印字記録した。

この商品管理事項８を印字済みの、ブランドタグを前記のアンテナシートの両面に、二つ折りしてラベル貼りした。その際、剥離紙は除去した。これにより、本発明の非接触ＩＣタグ１が完成した。完成後の１つの非接触ＩＣタグ１は、全長Ｌが１００ｍｍ、幅Ｈが４０ｍｍとなった。なお、ラベル貼りの後、アンテナ線路を損傷しないように注意してミシン目線による切断予定線５と紐通し孔９を形成した。

この非接触ＩＣタグ１の、切断前の状態の共振周波数は、９５３ＭＨｚ±２ＭＨｚであり、切断予定線５から切断した後の小サイズＩＣタグの共振周波数も、実質的に同一の周波数と認められた。また、大きい状態の非接触ＩＣタグ１は、アンテナ利得が９５３ＭＨｚで２ｄＢｉ、リターンロスが９５３ＭＨｚで−１７ｄＢであり、切断予定線５から切断した後の小さい状態の非接触ＩＣタグ２は、アンテナ利得が９５３ＭＨｚで−０．５ｄＢｉ、リターンロスが９５３ＭＨｚで−８．８ｄＢであった。以上の数値は、有限要素法によるシュミレーション計算結果によるものである。

完成した非接触ＩＣタグ１は、３メートルの距離からの遠隔リード（シンボル・テクノロジズ社製「ＸＲ４８０−ＪＰ」使用）が可能であり、切断予定線５から切断した後の非接触ＩＣタグ２は、１ｃｍ〜１０ｃｍの距離からの近接リード（富士通株式会社製「ＦＨＴ４０１ＳＳ１」使用）が可能であった。いずれの場合も、商品タグに印字記録したと同一の共通の商品管理事項を読み取りすることができた。

上記の実施例等では、わが国におけるＵＨＦ帯（９５２〜９５５ＭＨｚ）について記載しているが、米国におけるＵＨＦ帯（９１５±１４ＭＨｚ）、その他のＵＨＦ帯やマイクロ波帯にもにも適用可能なことは当業者には自明のことである。

非非接触ＩＣタグの平面アンテナ素子の例を示す図である。 切断前のＩＣタグのアンテナ利得とリターンロスを示す図である。 切断後のＩＣタグのアンテナ利得とリターンロスを示す図である。 非接触ＩＣタグの平面アンテナ素子の他の例を示す図、 本発明の非接触ＩＣタグの平面外観図である。 従来の商品ラベルの使用方法を説明する図である。

符号の説明

１ 非接触ＩＣタグ
２ 小サイズ非接触ＩＣタグ
３ ＩＣチップ
４ 平面アンテナ素子、アンテナ
５ 切断予定線
８ 商品管理事項
１１ ベースフィルム
４１ １波長ループアンテナ
４２ 半波長ダイポールアンテナ
４３，４４ 短絡部
４７ ヘアピンマッチ回路

Claims (5)

1. ベースフィルム面に、ＵＨＦ帯またはマイクロ波帯の所定周波数の電波に共振しＩＣチップのインピーダンスに整合する平面アンテナ素子が形成され、当該平面アンテナ素子にＩＣチップが装着されている非接触ＩＣタグにおいて、前記平面アンテナ素子をベースフィルムと共に一定位置の切断予定線から切断した際に、ＩＣチップが残存する側の平面アンテナ素子が、前記ＵＨＦ帯またはマイクロ波帯の所定周波数の電波に共振し、ＩＣチップのインピーダンスに整合するようにされていることを特徴とする非接触ＩＣタグ。
2. 切断前の平面アンテナ素子が、主として１波長ループアンテナとして動作し、切断後の平面アンテナ素子が半波長ダイポールアンテナとして動作することを特徴とする請求項１記載の非接触ＩＣタグ。
3. 切断前の平面アンテナ素子が、切断後の半波長ダイポールアンテナの一部を利用するように、ＩＣチップの両側に短絡部が設けられており、前記切断予定線から切断した際は、当該両側の短絡されていた部分が有効に利用される形状にされていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の非接触ＩＣタグ。
4. ベースフィルムの外面にプリンタ印字可能なように紙基材が積層され、当該紙基材とベースフィルムを貫通するように前記切断予定線が形成されていることを特徴とする請求項１記載の非接触ＩＣタグ。
5. 前記切断予定線の両側の前記紙基材の印字可能面には、ＩＣチップのメモリに記録されている内容と少なくとも一部が共通な商品管理事項が印字されていることを特徴とする請求項４記載の非接触ＩＣタグ。

Images