JP2011025378A

JP2011025378A - Ｉｃチップ内蔵紙の断裁方法

Info

Publication number: JP2011025378A
Application number: JP2009175106A
Authority: JP
Inventors: Koki Shinomiya; 航紀四宮; Tomoyuki Terao; 知之寺尾; Keitaro Tomita; 敬太郎富田; Masayuki Ushio; 将之牛尾
Original assignee: Oji Specialty Paper Co Ltd; Oji Paper Co Ltd
Current assignee: New Oji Paper Co Ltd; Oji Specialty Paper Co Ltd
Priority date: 2009-07-28
Filing date: 2009-07-28
Publication date: 2011-02-10

Abstract

【課題】ＩＣチップ内蔵紙の連続シートの断裁において、断裁後の平判シートの所定位置にＩＣチップを配置するための断裁方法を提供する。
【解決手段】ＩＣチップ内蔵紙の連続シートを、平判シートへ断裁する際に、断裁機に取り付けた透過型センサーでインレットやダミーマーク等を検出して、ＩＣチップ内蔵部を特定し、ＩＣチップが平判シートの所定の位置になるように、断裁タイミングを制御しながら断裁し、前記透過型センサーが投光部と受光部を有する半導体レーザーセンサーであり、かつ検出対象が投光部と受光部の間を通過する際のレーザー光透過量減少率が１０％以上であることが好ましい。
【選択図】図1

Description

本発明は、ＩＣチップが内蔵されたＩＣチップ内蔵紙の連続シートを平判シートへ断裁する方法に関する。さらに詳しくは、断裁後の平判シートの所定の位置にＩＣチップを配置することができる断裁方法に関する。

近年、電波を用いてデータの読み出しや書き込みを行い、非接触で対象物を認識する技術（ＲＦＩＤ：ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙＩｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）が実用化され、ＩＣチップを紙中に内蔵したＩＣチップ内蔵紙が提案されている（例えば特許文献１）。ＩＣチップ内蔵紙は、その高度な偽造防止性、認識性から、重要書類用紙への応用が期待されている。重要書類の管理は近年益々重要視されているが、ＩＣチップ内蔵紙を使用することで書類の偽造防止性・真贋判定性が高まるとともに、所在管理を簡便に行なうことが可能になる。

紙にＩＣチップを内蔵する方法としては、紙やフィルムなどのシート状基材にインレット（半導体チップとアンテナ）を搭載したＩＣタグ、このＩＣタグをテープ状基材に貼り付けたＩＣタグ付きテープ、インレットをテープ状基材に直接配したインレット付きテープ等を２枚の紙で挟んで貼合する方法、または湿紙間に挿入して抄き込む方法等が開示されている（例えば特許文献２、３、４）。

ＩＣチップ内蔵紙を重要書類用紙として提供する場合、ＩＣチップ内蔵紙の連続シートを所定サイズ（例えばＡ４サイズ等）に断裁する必要がある。連続シートの断裁方法としては、巻取り状の連続シートを繰り出しながら所定の幅にスリットし、さらに走行方向に一定間隔で切断して平判シートを得るのが一般的である。Ａ４サイズのような小さい場合は一旦大判に断裁し、さらにギロチン等で最終的なサイズに小判断裁される。

平判シートに確実にＩＣチップを内蔵し、かつ所定の位置に配置するためには従来の方法では、断裁時における連続シート中のインレット間隔を極めて高度に制御する必要があった。
連続シート中のインレット間隔を一定にする方法としては、例えばインレットを一定間隔で配したスレッドを貼合または抄き込む際に、スレッドにタイミングマークを付与し、この位置を検出しながら挿入するスレッドの張力を制御することでインレットの位置を制御する方法が提案されている（特許文献４）。しかしながら、例えば１００００個のインレットを抄き込む場合、インレット間ピッチ（隣り合うインレットの中心間の間隔）の平均値が０．１ｍｍずれただけでも最終的には１ｍのずれとなり、実質的に制御することは困難である。また、１００００個挿入時点の連続シート長さからインレット間ピッチを逆算し、断裁周期を決めることも考えられるが、連続シート長さの計測値が１０ｃｍずれていても断裁時には不具合が生じること、ミクロン単位の逆算値に断裁周期をあわせる必要があることから、これも実質的には困難である。また、仮にこれらが制御できたとしても、連続シートの吸脱湿による寸法変化や応力緩和、断裁機での張力による伸び等、抄紙時と断裁時ではインレット間ピッチは完全には一致せず、これを予測して断裁周期を決定することは事実上不可能である。

これを解決する方法として、断裁時にインレットを検出しながら断裁タイミングをコントロールすることが考えられる。例えば、絵柄印刷した連続シートを断裁する際に、印刷機で絵柄と同時に断裁位置の見当制御を行うためのレジスターマーク、あるいはレジスターマークの代わりとなるマークを印刷あるいは印字し、このマークを反射型センサーや色差センサーなどで検出しながら絵柄に合わせて断裁することが一般的に行われている。また、通信によりインレットを検出することも考えられる。

しかしながら、ＩＣチップ内蔵紙のインレットを反射型センサーや色差センサーなどで検出しようとしても、インレットが紙に内蔵されているために検出ができず、通信で検出しようとしても、個々のインレットの通信性能にはばらつきがあるため、正確に位置関係を検出することは困難であり、いずれの方法も実用化には課題が多いのが現状である。

特開２００２−２９８１１８号公報特開２００６−２０９６９３号公報特開２００４−１３９４０５号公報特開２００２−３１９００６号公報

本発明は、ＩＣチップ内蔵紙の連続シートの断裁において、断裁後の平判シートの所定の位置にＩＣチップを配置するための断裁方法を提供することを目的とする。

本発明者らは鋭意検討した結果、透過型センサーによりＩＣチップ内蔵部分を特定することで、前記課題が解決できることを見出した。
本発明は以下の発明を包含する。

（１）ＩＣチップ内蔵紙の連続シートを、断裁後の平判シートにおけるＩＣチップの位置が所定の位置となるように透過センサーにより断裁タイミングを制御することを特徴とするＩＣチップ内蔵紙の断裁方法。

（２）前記透過型センサーが投光部と受光部を有する半導体レーザーセンサーであり、かつ検出対象が投光部と受光部の間を通過する際のレーザー光透過量減少率が１０％以上であることを特徴とする（１）に記載のＩＣチップ内蔵紙の断裁方法。

（３）前記ＩＣチップ内蔵紙がＩＣチップと外部アンテナからなるインレットを内蔵したものであって、透過型センサーで該外部アンテナを検出することを特徴とする、（１）又は（２）のいずれか１項に記載のＩＣチップ内蔵紙の断裁方法。

（４）前記ＩＣチップ内蔵紙がＩＣチップと一定間隔でダミーマークを有するものであって、透過型センサーで該ダミーマークを検出することで位置を特定することを特徴とする、（１）又は（２）のいずれか１項に記載のＩＣチップ内蔵紙の断裁方法。

本発明のＩＣチップ内蔵紙の断裁方法によれば、ＩＣチップ内蔵紙の連続シートを平判シートへ断裁するとき、ＩＣチップが平判シートの所定の位置になるように断裁することができる。さらに、連続シート中のＩＣチップ間ピッチが変動していても、ＩＣチップが平判シートの所定の位置になるように断裁することが可能である。

本発明のＩＣチップ内蔵紙の断裁方法で使用される断裁機の一例を模式図に示す。図１の上面図である。複数のインレットが含まれるＩＣチップ内蔵紙の断裁後平判シートの一例を示す。図３のА―Ａ’に沿う断面図である。２．４５ＧＨｚ帯のインレットの一例を示す。ＵＨＦ帯のインレットの一例を示す。１３．５６ＭＨｚ帯のインレットの一例を示す。

本発明におけるＩＣチップ内蔵紙とは、複数ビットのメモリを有するＩＣチップを内蔵するシートを指す。該ＩＣチップはオンチップアンテナおよび／または外部アンテナを備えたインレットの形で内蔵され、バッテリレス非接触認識方式により、メモリ内に記憶させた情報を、アンテナ配線を介して、リーダと呼ばれる通信機器で無線交信することができるものである。また、キャリア周波数帯は、ＩＣタグに通信許可のあるすべての周波数帯のものが適用可能である。

このＩＣチップ内蔵紙は、インレットをシート状基材に配したＩＣタグ、このＩＣタグをテープ状基材に配したＩＣタグ付きテープ、インレットをテープ状基材に直接配したインレット付きテープ等を紙で挟んで貼合する、あるいは湿紙の間に挿入して抄き込む等の公知の方法により製造され、連続シートの巻取りの状態で本発明の断裁工程に供給される。

本発明では前記連続シートの巻取りを平判シートに断裁する際に、透過型センサーでシート中の内蔵物の位置を特定しながら断裁タイミングを決定することを特徴とする。断裁機としては、シートに設けられたマークを検出しながら定位置断裁できるマーク切りシートカッターを流用できる。前述のように、通常のマーク切りシートカッターに備えられたマークセンサーは、シート表面に印刷等で設けられたマークを検出対象としており、紙に内蔵されたインレット等を検出することは不可能であるが、本発明では通常使用されていない透過型センサーを採用することで、紙に内蔵されたインレットでも精度よく検出することが可能である。なお、その他のセンサーとして、例えば、金属探知センサー、ＩＣリーダ、ＣＣＤカメラによる画像処理装置などが挙げられるが、金属探知センサーは断裁機に通紙しているシートのばたつきにより、検出対象物とセンサーの信号検出部の距離に変動を生じると検出誤動作を起こす恐れがあり、ＩＣリーダはＩＣチップの通信性能の個体差により検出位置がずれる恐れがあり、ＣＣＤカメラによる画像処理装置は高価であり、いずれも安易に採用できない。検出精度や設置コストを考慮すると、透過型センサーが最適である。

透過型センサーとしては、非検出対象部の紙基材を透過することができる赤外線や紫外線などの半導体レーザーセンサーが好ましい。該半導体レーザーセンサーは投光部と受光部を有し、投光部と受光部の間を検出対象が通過する際にレーザー光の一部または全部が遮られることでレーザー光透過量が変動することを利用して、ＩＣチップ内蔵物の位置を特定するものである。

なお、ＩＣチップ内蔵紙の厚みのばらつきや表面の光沢むら等により、非検出対象部でもレーザー光透過量は数％程度変動するため、誤検知を防止するには非検出対象部の変動幅の２倍以上、より好ましくは３倍以上減少した場合を検出閾値とすることが好ましい。このため、検出対象が投光部と受光部の間を通過する際のレーザー光透過量減少率が１０％以上であることが好ましく、２０％以上であるとさらに好ましい。ここで前記レーザー光透過量減少率とは、非検出対象部のレーザー光透過量の平均値をａ、検出対象が通過する際のレーザー光透過量の最小値の平均値をｂとした時に、（ａ−ｂ）÷ａ×１００（％）で求められる値である。

レーザー光透過量減少率をコントロールする方法としては、検出対象の形状に応じて透過型センサー（以下、単にセンサーとも記す）の有効面積を変更すればよい。ただし、センサーがスポット形状では、紙中の異物を検出してしまう恐れがある。また、センサーの有効幅が狭すぎると、紙の蛇行等により検出対象がセンサーの有効範囲から外れる恐れがある。このため、センサーは幅広の長方形が好ましく、その有効幅は検出対象の幅よりも広いほうが好ましい。紙中の異物による誤検知を考慮するのであれば、検出対象間でマスクを掛けることも可能である。例えば、インレット間ピッチが４００±５ｍｍの巻取りを断裁する場合、検出後３９０ｍｍ間は無視するようにプログラムすれば、その間に異物があったとしても誤検知することはない。

検出対象としての内蔵物はインレットを構成するＩＣチップまたは外部アンテナが挙げられるが、通常ＩＣチップよりも外部アンテナの方が、はるかにサイズが大きいため、外部アンテナが検出対象となる。外部アンテナの種類は特に限定せず、コイル状に巻いた電磁誘導方式によるもの、ポール状にした電波方式によるものなどを例示できる。アンテナの形成方法も特に限定せず、スクリーン印刷方式やエッチング方式、巻き線方式等を用いて形成することができる。アンテナの材質としては、銅、銀、金、アルミニウム、チタンなどの金属箔、該金属の蒸着膜、該金属のワイヤー、該金属のペースト等を例示できる。

なお、オンチップアンテナのみで外部アンテナを伴わない場合や、外部アンテナの形状が細線状の場合等で、レーザー光透過量減少率が不十分な場合には、ＩＣタグ、ＩＣタグ付きテープ、インレット付きテープ等にＩＣチップと等間隔でダミーマークを設けておき、このダミーマークを検出対象としてもよい。ダミーマークはレーザー光を遮断もしくはレーザー光透過量を著しく減少させるものであれば特に限定せず、例えば金属箔、金属蒸着膜、黒色印刷等で形成することができる。またＩＣタグの基材として金属箔貼合フィルム、金属蒸着フィルム、黒色フィルム等を使用し、ＩＣタグそのものを検出対象としてもよい。

断裁機に設置する透過型センサーの位置は断裁刃の前であれば特に限定されるものではないが、出来る限り断裁刃の直前に設置する方が精度よく断裁できるため好ましい。

断裁方式としても特に限定せず、ロータリーカッター方式やギロチンカッター方式など、通常の紙を断裁するあらゆる方法を採用できる。なお、幅方向のＩＣチップの位置はスリット加工で制御するが、スリット加工は断裁機で行ってもよく、あらかじめスリット加工を行った巻取りを平判に断裁してもよい。紙の蛇行等によりＩＣチップ内蔵部分の幅方向位置が変動する場合を考慮するならば、スリット加工時にも透過型センサーによりＩＣチップ内蔵部分を特定し、幅方向位置を制御しながらスリット加工を行うとさらに好ましい。

本発明の断裁方法では、連続シート中のインレット等を検出し、該検出対象から所定の距離で断裁されるように断裁タイミングが制御されるため、仮に連続シート中のＩＣチップ間ピッチが変動していても、片側の断裁面とＩＣチップの距離を一定にすることができる。例えば、ＩＣチップ間のピッチが３０ｃｍで、このＩＣチップを中心に長さ１０ｃｍのアンテナが接続されたインレットを内蔵したＩＣチップ内蔵紙の断裁において、アンテナ端部から５ｃｍの距離で断裁した場合、平判シートの走行方向両端部とＩＣチップの距離は１０ｃｍと２０ｃｍになる。ここでＩＣチップ間のピッチが２９〜３１ｃｍで変動していた場合、平判シートの片側端部とＩＣチップの距離は１９〜２１ｃｍで変動するが、もう片側の断裁面とＩＣチップの距離は１０ｃｍで一定である。したがって、平判シートの寸法がばらつくことになるが、ＩＣチップとの距離が一定である側の断裁面を基準とし、ギロチン等で断裁して最終寸法に仕上れば、最終製品の所定の位置にＩＣチップを配置することができる。

さらに、本発明の断裁方法では、平判シートの流れ方向に複数のインレットを含ませることも可能である。例えば、流れ方向に３個のインレットを含ませたい場合、検出対象を３回検出するたびに断裁するようにプログラムすればよい。

＜実施例＞
以下、実施例を用いて本発明を詳細に説明するが、本発明は、これらに限定されることはない。

＜断裁機＞
実施例および比較例で使用した断裁機を図１に示す。エッジポジションコントローラと透過型センサーを組み込んだ断裁機であり、ＩＣチップ内蔵紙の連続シートの巻き取り２０がアンリール１０に設置され、アンリール１０から繰り出された連続シート２１のエッジ位置を制御するエッジポジションコントローラ３０と、前記連続シート内にある検出対象を検出する透過型センサー４０（キーエンス社製：型式ＬＶ−Ｈ１１０／有効幅１０ｍｍ×有効長１ｍｍ）と、断裁の基点となるインレット２４を検出した後に断裁周期を制御する装置５０と、それに伴い断裁する断裁刃６０と、断裁後平判シートを積み重ねるストッカー７０を具備しているロータリーカッターである。なお、図１〜７においては、説明の便宜上、寸法比は実際のものと異なったものである。

図１に示すように透過型センサー４０は、アンリール１０より繰り出された連続シート２１の走行方向下流側で、かつ断裁刃６０の上流側に配置されている。また、連続シート２１に内蔵した断裁の基点となるインレット２４の走行方向の上部と下部に投光側４０ａと受光側４０ｂのセンサーが配置されており、これによりインレットを検出する。投光側４０ａと受光側４０ｂが上下逆であってもよい。

＜ＩＣタグ＞
（１）ＩＣチップのサイズが０．４ｍｍ角、外部アンテナの外形寸法が幅３ｍｍ、長さ７０ｍｍであるインレットＡをフィルム基材に配した、データキャリア周波数が２．４５ＧＨｚのＩＣタグＡ（ルネサステクノロジ社製）を使用した。インレットＡの模式図を図５に示す。
（２）ＩＣチップのサイズが０．５ｍｍ角、外部アンテナの外形寸法が幅３ｍｍ、長さ１０８ｍｍ、アンテナ線幅２６ａが０．９ｍｍであるインレットＢをフィルム基材に配した、データキャリア周波数がＵＨＦ帯のＩＣタグＢ（ＵＰＭラフラタック社製）を使用した。インレットＢの模式図を図６に示す。
（３）ＩＣチップのサイズが２．８ｍｍ角、アンテナ外形寸法が１５ｍｍ角、アンテナ線幅２６ａ、線間２６ｂともに０．１ｍｍであるインレットＣをフィルム基材に配した、データキャリア周波数が１３．５６ＭＨｚのＩＣタグＣ（ＵＰＭラフラタック社製）を使用した。インレットＣの模式図を図７に示す。
＜ダミーマーク＞
（４）外形寸法が１．５ｍｍ角のアルミ箔をフィルム基材にエッチングしたダミーマークを使用した。

＜ＩＣタグ付きスレッドの作製＞
（１）５ｍｍ幅の紙テープの片面にＩＣタグＡのアンテナの短辺方向が紙テープの流れ方向エッジと垂直になるように４００ｍｍピッチで貼り付けて、ＩＣタグ付きスレッドＡ（以下、スレッドＡと記す）を作製した。
（２）ＩＣタグＡの代わりにＩＣタグＢを使用した以外は、スレッドＡと同様にしてＩＣタグ付きスレッドＢ（以下、スレッドＢと記す）を作製した。
（３）２０ｍｍ幅の紙テープの片面にＩＣタグＣの一辺が紙テープの流れ方向エッジと垂直になるように４００ｍｍピッチで貼り付けて、ＩＣタグ付きスレッドＣ（以下、スレッドＣと記す）を作製した。
＜ダミーマーク付きスレッドの作成＞
（４）５ｍｍ幅の紙テープの片面にダミーマークの一辺が紙テープの流れ方向エッジと垂直になるように４００ｍｍピッチで貼り付けて、ダミーマーク付きスレッドＤ（以下、スレッドＤと記す）を作製した。

＜ＩＣチップ内蔵紙の連続シートの作製＞
ＬＢＫＰとＮＢＫＰを質量比で８０：２０となるように水に投入し、離解後に叩解して、フリーネス４００ｍｌＣ．Ｓ．Ｆ．のパルプスラリーを調成した。このパルプスラリーを２層の円網シリンダーを備えた円網抄紙機で抄紙し、２層の湿紙間に前記スレッドＡ〜Ｄを抄き込むことによって、連続シートＡ〜Ｄ（以下、連続シートＡ〜Ｄと記す）を作製した。なお、連続シートＡは調湿後の米坪が１２０ｇ／ｍ^２、連続シートＢ、Ｃは調湿後の米坪が２２０ｇ／ｍ^２となるように抄造し、２層の米坪は均等になるように調整した。

＜ＩＣチップ内蔵紙のスリット加工＞
前記連続シートＡ〜Ｄをスリット加工して、スレッドＡ〜Ｄのいずれか１本が挿入された、幅４００ｍｍのＩＣチップ内蔵紙の巻き取りＡ〜Ｃとダミーマーク内蔵紙の巻き取りＤ（以下、巻取りＡ〜Ｄと記す）を得た。巻取りＡの上巻にて１０個のインレット間ピッチを測定した結果、平均値は４２０．２ｍｍであった。

＜実施例１＞
図１に示す断裁機を使用し、エッジポジションコントローラで幅方向位置を制御しながら透過型センサーで外部アンテナを検出し、外部アンテナ端部（走行方向下流側）から断裁面までの距離が１０ｍｍとなるように巻取りＡを断裁した。レーザー光透過量減少率は３２％であった。検出閾値を１５％としたが、問題なく断裁できた。

＜実施例２＞
巻取りＡの代わりに巻取りＢを使用した以外は、実施例１と同じ方法で断裁した。レーザー光透過量減少率は２５％であった。検出閾値を１２％としたが、問題なく断裁できた。

＜実施例３＞
巻取りＡの代わりに巻取りＣを使用した以外は、実施例１と同じ方法で断裁した。レーザー光透過量減少率は９０％であった。検出閾値を４５％としたが、問題なく断裁できた。

＜実施例４＞
巻取りＡの代わりに巻取りＤを使用した以外は、実施例１と同じ方法で断裁した。レーザー光透過量減少率は１５％であった。検出閾値を７％としたが、問題なく断裁できた。

＜比較例１＞
図１に示す断裁機を使用し、エッジポジションコントローラで幅方向位置を制御しながら、断裁ピッチを４２０．２ｍｍに固定して巻取りＡを断裁した。断裁開始時のアンテナ端部と断裁面の距離は１０ｍｍであった。

＜比較例２＞
色差センサー（ＳＩＣＫ社製：型式ＫＴ５Ｇ−２Ｎ１１５１／有効幅１．２ｍｍ×有効長４．２ｍｍ）を使用して外部アンテナを検出しようとしたが、検出できなかった。

＜評価方法＞
実施例および比較例で断裁した平判シートから、断裁開始１シート目から１００シートおきに５０シートを抜き出し、平判シート端部と外部アンテナ端部の距離を測定した。測定器は金尺とし、細かくは０．１ｍｍ目盛り付きルーペとした。

実施例および比較例の結果を表１に示す。表１から明らかなように、透過型センサーで外部アンテナおよびダミーマークを検出して断裁タイミングを決定することで、外部アンテナ端部と平判シートの走行方向端部の距離をほぼ設定値通りにすることができた。すなわち、本発明の断裁方法により、インレットを所定の位置に配したＩＣチップ内蔵紙を効率よく生産することが可能となる。

１０：アンリール（スタンド）
２０：ＩＣチップ内蔵紙の連続シートの巻取り
２１：ＩＣチップ内蔵紙の連続シート
２２：ＩＣチップ内蔵紙の断裁後平判シート
２３：ＩＣタグ付きスレッド
２４：インレット
２５：チップ
２６：アンテナ２６ａ：アンテナ線幅２６ｂ：アンテナ線間
３０：エッジポジションコントローラ
４０：透過型センサー４０ａ：投光部４０ｂ：受光部
５０：信号検出＆断裁周期制御装置
６０：断裁刃
７０：断裁後個片シートのストッカー

Claims

ＩＣチップ内蔵紙の連続シートを、断裁後の平判シートにおけるＩＣチップの位置が所定の位置となるように透過センサーにより断裁タイミングを制御することを特徴とするＩＣチップ内蔵紙の断裁方法。
前記透過型センサーが投光部と受光部を有する半導体レーザーセンサーであり、かつ検出対象が投光部と受光部の間を通過する際のレーザー光透過量減少率が１０％以上であることを特徴とする請求項１に記載のＩＣチップ内蔵紙の断裁方法。
前記ＩＣチップ内蔵紙がＩＣチップと外部アンテナからなるインレットを内蔵したものであって、透過型センサーで該外部アンテナを検出することを特徴とする、請求項１または２に記載のＩＣチップ内蔵紙の断裁方法。
前記ＩＣチップ内蔵紙がＩＣチップと一定間隔でダミーマークを有するものであって、透過型センサーで該ダミーマークを検出することで位置を特定することを特徴とする、請求項１または２に記載のＩＣチップ内蔵紙の断裁方法。