JP2020003864A - Ｒｆタグラベルおよびｒｆタグラベルの取り付け方法 - Google Patents

Abstract

【課題】完全な状態，または，一部を切り取った状態のいずれの状態でも利用可能で，一部を切り取った状態の通信距離が完全な状態の通信距離よりも短くなるＲＦタグラベルを提供する。【解決手段】ＲＦタグラベル１は，ＩＣチップ２４を接続させたループ状のマッチング素子２１，メアンダ状の線状素子２０および面状の面状素子２２を有し，メアンダ状の線状素子２０の片端がマッチング素子２１と接続し，導波線路２３を利用してマッチング素子２１が面状の面状素子２２と接続した構造のアンテナ２が実装されたインレイ１０を備え，線状素子２０，マッチング素子２１および導波線路２３の一部を含む箇所をティアオフタグ１ａとして，ＲＦタグラベル１から切り離すためのミシン目状の破断線１５が加工される。【選択図】図１

Description

本発明は，無線による個体識別で用いられるＲＦタグ（RF: Radio Frequency）をラベル化したＲＦタグラベルに関する発明である。

無線による個体識別で用いられるＲＦタグをシールラベル化したＲＦタグラベルを，店舗で販売されている商品管理に用いることが以前より検討されている。ＲＦタグラベルを商品管理に用いる際，ＲＦタグラベルを管理対象になる商品に貼付し，ＲＦタグラベルを管理対象になる商品に取り付けることが必要になる。

商品に取り付けられたＲＦタグラベルは，完全な状態で利用されることもあるが，商品の精算を行うときや精算した商品の売上げの集計を行うときなど，一部を切り離した状態で利用したいこともある。このため，商品管理に用いるＲＦタグラベルには，完全な状態ばかりではなく，一部を切り離した状態でも利用可能であることが求められる。なお，ＲＦタグラベルが利用可能とは，無線によりＲＦタグラベルから所定のデータを読み出すことができることを意味する。

完全な状態，または，一部を切り離した状態のいずれの状態でも利用可能なＲＦタグラベルとして，本出願人は，ＲＦタグの部分を容易に分離できるＲＦタグラベルを特許文献１で開示している。特許文献１で開示しているＲＦタグラベルには，ＲＦタグの部分の切り離しに用いる切り取りミシン目が加工されており，ＲＦタグの部分が商品から突出する状態でＲＦタグラベルを商品に取り付けることで，ＲＦタグの部分は，ＲＦタグラベルから切り離される前の状態，または，切り取りミシン目に沿ってＲＦタグラベルから切り離された状態のいずれの状態でも動作する。

特開２００５−１９６３７７号公報

特許文献１で開示している発明では，ＲＦタグラベルから切り離される前の状態，または，ＲＦタグラベルから切り離された後の状態でも，ＲＦタグの構造は変化せず，ＲＦタグの通信距離は変化しない。ＲＦタグラベルを商品管理に用いる場合，完全な状態におけるＲＦタグラベルの通信距離には数ｍ程度の距離が必要になるが，一部を切り離した状態におけるＲＦタグラベルの通信距離が数ｍ程度のままだと，例えば，商品の精算時におけるＲＦタグラベルの誤認識が発生し易くなるため，一部を切り離した状態におけるＲＦタグラベルの通信距離は短くなることが望ましい。

そこで，本発明は，完全な状態，または，一部を切り取った状態のいずれの状態でも利用可能で，一部を切り取った状態の通信距離が完全な状態の通信距離よりも短くなるＲＦタグラベルを提供することを目的とする。

上述した課題を解決する第１発明は，ＩＣチップを接続させたループ状のマッチング素子，メアンダ状の線状素子および板状の面状素子を有し，前記線状素子の片端が前記マッチング素子と接続し，導波線路を利用して前記マッチング素子が前記面状素子と接続している構造のアンテナを実装したインレイと，前記アンテナを実装した前記インレイの面に積層した第１粘着層と，前記第１粘着層を覆う剥離紙を備え，前記線状素子，前記マッチング素子および前記導波線路の一部を含む箇所をティアオフタグとして切り離すための破断線が，前記マッチング素子と前記面状素子の間に加工されていることを特徴とするＲＦタグラベルである。第１発明に係るＲＦタグラベルは，前記線状素子，前記マッチング素子および前記導波線路の一部を含む箇所を前記ティアオフタグとして切離すことができるように構成されている。前記ティアオフタグには，前記アンテナの放射素子の一つとなる前記面状素子が含まれないため，前記ティアオフタグの通信距離は，前記面状素子が含まれる前記ＲＦタグラベルの通信距離よりも短くなる。

更に，第２発明は，第１発明に記載したＲＦタグラベルにおいて，共振周波数が表１を満たすように前記アンテナを設計したことを特徴とする。本発明に係るＲＦタグラベルを金属面に取り付けることを考慮すると，本発明に係るＲＦタグラベルの共振周波数が表１を満たすことが必要になる。

更に，第３発明は，第２発明に記載したＲＦタグラベルにおいて，共振周波数が表１に加えて表２を満たすように前記アンテナを設計したことを特徴とする。本発明に係るＲＦタグラベルを金属面に取り付けるケースに加えて，本発明に係るＲＦタグラベルを誘電体の性質を有する面に取り付けることを考慮すると，本発明に係るＲＦタグラベルの共振周波数が表１に加え表２を満たすことが必要になる。

更に，第４発明は，第１発明から第３発明のいずれか一つに記載したＲＦタグラベルにおいて，縦方向のサイズが表３を満たすように前記アンテナを設計したことを特徴とする。本発明に係るＲＦタグラベルを商品に取り付けることを考慮すると，本発明に係るＲＦタグラベルにおける縦方向のサイズは表３を満たすことが好適である。

更に，第５発明は，ＩＣチップを接続させたループ状のマッチング素子，メアンダ状の線状素子および板状の面状素子を有し，前記線状素子の片端が前記マッチング素子と接続し，導波線路を利用して前記マッチング素子が前記面状素子と接続している構造のアンテナが実装されたインレイと，前記アンテナを実装した前記インレイの面に積層した第１粘着層と，前記第１粘着層を覆う剥離紙を備え，前記線状素子，前記マッチング素子および前記導波線路の一部を含む箇所をティアオフタグとして切り離すためのミシン目状の破断線が，前記マッチング素子と前記面状素子の間に加工されているＲＦタグラベルの取り付け方法であって、前記アンテナが有する前記面状素子が対象物の面と重なるように，前記ＲＦタグラベルを対象物に取り付けることを特徴とするＲＦタグラベルの取り付け方法である。対象物に取り付けた前記ＲＦタグラベルから前記ティアオフタグを切り取ることができるようにするためには，前記ＲＦタグラベルを上述のように対象物に取り付けることが必要になる。また，金属面など，無線通信を阻害させる特性を有する面に取り付ける場合，前記ＲＦタグラベルに加工した前記破断線が対象物との境界になるように，前記ＲＦタグラベルを対象物に取り付けることが必要である。

上述した発明によれば，完全な状態，または，一部を切り取った状態のいずれの状態でも利用可能で，一部を切り取った状態の通信距離が完全な状態の通信距離よりも短くなるＲＦタグラベルを提供できる。

本実施形態に係るＲＦタグラベルを説明する。 ＲＦタグラベルが備えるインレイを説明する図。 ＲＦタグラベルから切り取り可能なティアオフタグを説明する図。 ＲＦタグラベルの取り付け方法を説明する図。 ＲＦタグラベルから切り取ったティアオフタグの使用例を説明する図。

ここから，本発明の好適な実施形態を記載する。なお，以下の記載は，本発明の技術的範囲を束縛するものでなく，本発明の理解を助けるために記述するものである。

図１は，本実施形態に係るＲＦタグラベル１を説明する図で，図１（ａ）は，ＲＦタグラベル１の外観を説明する図，図１（ｂ）は，ＲＦタグラベル１の層構成を説明する図である。

本実施形態に係るＲＦタグラベル１は，図１（ａ）で図示したように，剥離紙１２で覆われた第１粘着層１１を有する略矩形のシールラベルの形態をなし，ＲＦタグとして機能するために，ＩＣチップ２４が接続しているアンテナ２が内部に実装されている。

ＲＦタグラベル１が使用する周波数帯はＵＨＦ帯（８６０〜９６０Ｍｈｚ）で，ＲＦタグラベル１の内部に実装するアンテナ２は，ＩＣチップ２４を接続させたループ状のマッチング素子２１，メアンダ状の線状素子２０および面状の面状素子２２を有し，メアンダ状の線状素子２０の片端がマッチング素子２１と接続し，導波線路２３を利用してマッチング素子２１が面状の面状素子２２と接続した構造になっている。

また，ＲＦタグラベル１には，線状素子２０，マッチング素子２１および導波線路２３の一部を含む箇所をティアオフタグ１ａとして，ＲＦタグラベル１から切り離す（引きちぎる）ためのミシン目状の破断線１５が加工される。図１（ａ）では，横方向に延びる破断線１５が，マッチング素子２１と面状素子２２の間に加工されている。なお，ティアオフ（Tear-Off ）とは引きちぎる動作を意味し，ティアオフタグ１ａとは，ＲＦタグラベル１から切り離した状態のＲＦタグを意味する。

図１（ｂ）で図示したように，本実施形態に係るＲＦタグラベル１は，上述したアンテナ２を実装したインレイ１０と，アンテナ２を実装したインレイ１０のアンテナ実装面に積層した第１粘着層１１と，第１粘着層１１を保護する剥離紙１２と，インレイ１０のアンテナ実装面の裏面に積層した第２粘着層１３と，第２粘着層１３を利用してインレイ１０と接着している表面シート１４とから構成され，破断線１５は，ＲＦタグラベル１が備える各層に加工されている。なお，ＲＦタグラベル１は，第２粘着層１３と表面シート１４を省いた構成にすることもできる。

ＲＦタグラベル１の材料について説明する。インレイ１０のベースとなるベースフィルムと表面シート１４には，ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ），ポリプロピレン（ＰＰ）等の合成樹脂製フィルムに加え，アート紙などを用いることができ，インレイ１０に形成するアンテナ２にはアルミ箔などの金属箔を利用できる。また，第１粘着層１１および第２粘着層１３にはアクリル系やゴム系の粘着剤を利用できる。更に，剥離紙１２には，シリコーン系などの剥離剤を塗布した合成樹脂製フィルムや剥離剤を塗布した紙を利用できる。

図２は，ＲＦタグラベル１が備えるインレイ１０を説明する図である。図２を参照しながら，ＲＦタグラベル１のインレイ１０に実装するアンテナ２の構造について説明する。

インレイ１０に実装するアンテナ２は，ダイポールアンテナで，既に上述したように，ＩＣチップ２４を接続させたマッチング素子２１，メアンダ状の線状素子２０および面状の面状素子２２を有し，メアンダ状の線状素子２０の片端がマッチング素子２１と接続し，導波線路２３を利用してマッチング素子２１が面状の面状素子２２と接続している構造になっている。

アンテナ２を構成するマッチング素子２１は，インレイ１０に実装するＩＣチップ２４とのインピーダンス整合をとるためのアンテナ素子である。ＩＣチップ２４の入力端子間には容量性リアクタンス（キャパシタンス）が存在するので，ＩＣチップ２４と接続するマッチング素子２１の形状をループ形状にし，ＩＣチップ２４の入力端子間に存在する容量性リアクタンスに対応した誘導性リアクタンス（インダクタンス）をマッチング素子２１に持たせている。

ＲＦタグラベル１に実装するアンテナ２が有する線状素子２０は，線状の導体をジグザグ状に折り曲げた形状の放射素子で，面状素子２２は，プレート電極のような板状の放射素子である。完全な状態，または，一部を切り取った状態のいずれの状態でも利用可能で，一部を切り取った状態の通信距離が完全な状態の通信距離よりも短くなるように，本実施形態に係るＲＦタグラベル１には，一つの放射素子をアンテナ２から切り取ることができるように破断線１５が加工されており，アンテナ２から切り取る放射素子は面状素子２２になる。

ＲＦタグラベル１を商品管理に用いる場合，商品に貼り付けた状態で商品管理に必要な通信距離（例えば，〜数ｍ）が得られることが必要になる。商品に貼り付けた状態で商品管理に必要な通信距離が得られるように，完全な状態では，板状の面状素子２２によりアンテナ２の広帯域化が図られ，かつ，メアンダ状の線状素子２０によりアンテナ２のアンテナ長がＵＨＦ帯の波長に対応した長さに調整されている。

メアンダ状の線状素子２０は，アンテナ２のアンテナ長の調整に利用されるばかりでなく，ＲＦタグラベル１の共振周波数の調整にも利用されている。ＲＦタグラベル１に実装させたアンテナ２が有するメアンダ状の線状素子２０にはコの字状の部分が存在し，コの字状の部分は誘導性リアクタンスを有する。コの字状の部分が有する誘導性リアクタンスを利用すれば，ティアオフタグ１ａを切り取る前のＲＦタグラベル１の共振周波数を所定の周波数に合わせることができる。

板状の面状素子２２は，アンテナ２の広帯域化を図るためばかりではなく，ＲＦタグラベル１の万能化にも利用されている。小売店で販売されている商品の中には，金属缶やペットボトルを容器に用いた飲料水（例えば，缶コーヒー）や，蒸着フィルムを用いた袋を容器に用いた食品（例えば，ポテトチップス）など，無線通信を阻害させる特性を有する商品が多種・多数ある。小売店で販売されている商品すべてにＲＦタグラベル１を取り付けることを想定すると，小売店で販売されている全ての商品に対応できる万能性がＲＦタグラベル１に求められる。ＲＦタグラベル１に実装するアンテナ２が備える面状素子２２は板状の形態をなしているため，面状素子２２のみが商品と重なるようにＲＦタグラベル１を商品に貼り付けることで，ＲＦタグラベル１を万能化できる。例えば，面状素子２２を金属面に貼付すると，面状素子２２は金属面と静電結合し，アンテナ２と金属面によりダイポールアンテナが形成されるため，ＲＦタグラベル１の通信距離は著しく悪化しない。

図３は，ＲＦタグラベル１から切り取り可能なティアオフタグ１ａを説明する図で，図３では，ティアオフタグ１ａの外観を図示している。図３で図示したように，ティアオフタグ１ａには，ＩＣチップ２４を接続させたループ状のマッチング素子２１，および，メアンダ状の線状素子２０が含まれ，面状の面状素子２２はティアオフタグ１ａに含まれない。なお，本実施形態のティアオフタグ１ａには，マッチング素子２１および線状素子２０に加えて，マッチング素子２１と面状素子２２を接続する導波線路２３の一部が含まれている。

図３で図示したティアオフタグ１ａには面状素子２２が含まれないので，ティアオフタグ１ａでは電界によるデータの読み取りは困難になるが，近傍の磁界によるデータの読み取りは行えるので，ＲＦタグラベル１より通信距離は短くなるが，ティアオフタグ１ａからデータを無線により読み取ることは可能である。

ここから，ＲＦタグラベル１の設計指針について説明する。ＲＦタグラベル１を店舗で販売されている商品に取り付けることを考えると，ＲＦタグラベル１のサイズを表４のようにすることが望ましい。なお，表３ではＲＦタグラベル１の縦方向のサイズしか規定していないのは，ＲＦタグラベル１の縦方向のサイズは，ＲＦタグラベル１が商品から突出する長さに直接関連するからである。ＲＦタグラベル１の横方向のサイズは，ＲＦタグラベル１の共振周波数の調整に利用され，所定の共振周波数になるように，ＲＦタグラベル１の横方向のサイズは決定される。

また，完全な状態，または，一部を切り取った状態のいずれの状態でもＲＦタグラベル１が利用可能で，更に，ＲＦタグラベル１を金属面に取り付けることを考慮すると，ＲＦタグラベル１の共振周波数が表４を満たすようにアンテナ２を設計することが必要になる。更に，ＲＦタグラベル１を誘電体の性質を有する面に取り付けることを考慮すると，ＲＦタグラベル１の共振周波数が表５および表６を満たすようにアンテナ２を設計することが必要になる。なお，このように共振周波数を調整したＲＦタグラベル１から切り取ったティアオフタグ１ａの共振周波数は１．３ＧＨｚ程度になり，ティアオフタグ１ａの通信距離をＲＦタグラベル１の通信距離の約半分（数十ｃｍ）にできる。

ここから，これまで説明したＲＦタグラベル１の取り付け方法について説明する。図４は，ＲＦタグラベル１の取り付け方法を説明する図で，図４（ａ）は，ＲＦタグラベル１の取り付け方を説明する図で，図４（ｂ）は，ＲＦタグラベル１を取り付ける対象物３（ここでは，金属缶を容器とする商品）とＲＦタグラベル１の断面図である。

図４（ａ）では，アンテナ２が備える面状素子２２が少なくとも対象物３と重なるように，ＲＦタグラベル１を対象物３に取り付けている。また，図４（ａ）では，金属缶を容器とする商品を対象物３としているため，ティアオフタグ１ａの箇所を金属面から離間させるため，ＲＦタグラベル１に加工した破断線１５が対象物３との境界になるように，ＲＦタグラベル１を対象物３に取り付けている。図４（ａ）で図示したように，ＲＦタグラベル１を対象物３に取り付けることで，対象物３から突出する部分はティアオフタグ１ａになる部分よりも小さくなり，対象物３から突出する部分をコンパクトできる。なお，図４（ａ）で図示したように，ＲＦタグラベル１を対象物３に取り付ける際，図４（ｂ）で図示したように，破断線１５を利用して面状素子２２に対応した部分の剥離紙１２が剥がされ，剥離紙１２が剥がされることで露出した第１粘着層１１の部分がＲＦタグラベル１の取り付けに用いられる。

図５は，ＲＦタグラベル１から切り取ったティアオフタグ１ａの使用例を説明する図である。図５（ａ）は，ティアオフタグ１ａの切り取り方を説明する図で，図５（ｂ）は，ＲＦタグラベル１から切り取ったティアオフタグ１ａの使用例を説明する図である。

図５（ａ）で図示したように，ミシン目状の破断線１５を破断させることで，面状素子２２が実装されているＲＦタグラベル１の部分１ｂは対象物３に取り付けられたままの状態で，ＲＦタグラベル１からティアオフタグ１ａを切り取ることができる。面状素子２２に加えて，ティアオフタグ１ａの一部分が対象物３と重なるように，ＲＦタグラベル１を対象物３に取り付けた場合，ティアオフタグ１ａの部分になる剥離紙１２を剥がした状態で，ＲＦタグラベル１からティアオフタグ１ａを切り取ることができる。また，面状素子２２が対象物３と重なり，破断線１５が対象物３との境界になるように，ＲＦタグラベル１を対象物３に取り付けた場合，ティアオフタグ１ａの部分になる剥離紙１２を残した状態で，ＲＦタグラベル１からティアオフタグ１ａを切り取ることができる。

上述したように，本実施形態に係るＲＦタグラベル１は，ＲＦタグラベル１から切り取ったティアオフタグ１ａが動作するように構成されているので，対象物３に取り付けたＲＦタグラベル１から切り取ったティアオフタグ１ａを対象物３となる商品の精算等に利用できる。商品の精算などでティアオフタグ１ａを利用する際，ティアオフタグ１ａの裏面にある第１粘着層１１を利用して，図５（ｂ）で図示したように，ティアオフタグ１ａをマトリクス状に台紙に貼付することで，複数のティアオフタグ１ａから一括してデータの読み取りが可能になる。

１ ＲＦタグラベル
１ａ ティアオフタグ
１０ インレイ
１１ 第１粘着層１１
１２ 剥離紙
１５ 破断線
２ アンテナ
２０ 線状素子
２１ マッチング素子
２２ 面状素子
２３ 導波線路
２４ ＩＣチップ

Claims (6)

1. ＩＣチップを接続させたループ状のマッチング素子，線状素子および面状素子を有し，前記線状素子の片端が前記マッチング素子と接続し，導波線路を利用して前記マッチング素子が前記面状素子と接続している構造のアンテナを実装したインレイと，前記アンテナを実装した前記インレイの面に積層した第１粘着層と，前記第１粘着層を覆う剥離紙を備え，
   前記線状素子，前記マッチング素子および前記導波線路の一部を含む箇所をティアオフタグとして切り離すための破断線が，前記マッチング素子と前記面状素子の間に加工されている，
   ことを特徴とするＲＦタグラベル。
2. 共振周波数が表１を満たすように前記アンテナを設計したことを特徴とする，請求項１に記載したＲＦタグラベル。
   
3. 共振周波数が表１に加えて表２を満たすように前記アンテナを設計したことを特徴とする，請求項２に記載したＲＦタグラベル。
   
4. 縦方向のサイズが表３を満たすように前記アンテナを設計したことを特徴とする，請求項１から３のいずれか一項に記載したＲＦタグラベル。
   
5. ＩＣチップを接続させたループ状のマッチング素子，メアンダ状の線状素子および板状の面状素子を有し，前記線状素子の片端が前記マッチング素子と接続し，導波線路を利用して前記マッチング素子が前記面状素子と接続している構造のアンテナが実装されたインレイと，前記アンテナを実装した前記インレイの面に積層した第１粘着層と，前記第１粘着層を覆う剥離紙を備え，前記線状素子，前記マッチング素子および前記導波線路の一部を含む箇所をティアオフタグとして切り離すための破断線が，前記マッチング素子と前記面状素子の間に加工されているＲＦタグラベルの取り付け方法であって、
   前記アンテナが有する前記面状素子が少なくとも対象物の面と重なるように，前記ＲＦタグラベルを対象物に取り付ける，
   ことを特徴とするＲＦタグラベルの取り付け方法。
6. 前記ＲＦタグラベルに加工した前記破断線が対象物との境界になるように，前記ＲＦタグラベルを対象物に取り付けることを特徴とする，請求項５に記載したＲＦタグラベルの取り付け方法。