JP2021196853A - Ｒｆタグ付き物品およびｒｆタグ付き物品の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】アンテナサイズが小さいＲＦタグの実質的なアンテナサイズを大きくでき，かつ，アンテナサイズを大きくするための実質的なコストを抑えられるＲＦタグ付き物品を提供する。【解決手段】ＲＦタグ付き物品１は，導電性材料を用いて表面の一部に導電性装飾層２０を加工した物品２と，ＩＣチップ３０１を接続させたループ状のインピーダンス整合回路３００ｂの少なくとも片側に面状放射素子３００ａを設けた構造のアンテナ３００を有するＲＦタグ３を備える。ＲＦタグ付き物品１において，ＲＦタグ３は，面状放射素子３００ａが導電性装飾層２０の一部と重なるように物品２に貼り付けられ，物品２の導電性装飾層２０が，面状放射素子３００ａと電気的に接合してアンテナ３００の放射素子として作用する。【選択図】図１
Description
本発明は，近距離無線通信を用いた自動認識技術に係るデバイスであるＲＦタグを貼付した物品に関する。
近距離無線通信を用いた自動認識技術に係るデバイスであるＲＦタグは，無線タグまたはＩＣタグなどと称されることもあるが，ＪＩＳ規格では，近距離無線通信を用いた自動認識技術で目的物に取り付けるデバイスをＲＦタグと呼んでいるので，本発明でもＲＦタグという語句を用いている。
ＲＦタグは，自動認識対象となる目的物に取り付けられ，目的物に取り付けるＲＦタグは，アンテナとこれに接続するＩＣチップを少なくとも有する。ＲＦタグのアンテナはアルミ箔などの金属材料を用いて形成されるため，ＲＦタグのコストからすると，ＲＦタグのアンテナサイズは小さいことが望ましいが，アンテナサイズを小さくすると，ＲＦタグの通信距離が短くなってしまう。
アンテナサイズを小さくしても ＲＦタグの通信距離が短くならない工夫として，ＲＦタグとは別に設けた導体パターンとＲＦタグのアンテナの一部を電気的に結合させることがすでに考えられている。
例えば，本出願人が既に出願した特許文献１，２では，ＲＦタグを取り付ける物品（特許文献１，２では包装体）にＲＦタグとは別に導体板を設け，結合素子を有するアンテナを実装したＲＦタグを，物品の基材を介して結合素子と導電板が重なるように取り付けることで，ＲＦタグの実質的なアンテナサイズを大きくしている。
本出願人が既に出願した特許文献１，２のように，ＲＦタグとは別になる導体板を物品に設け，ＲＦタグのアンテナと導電板を電気的に結合させることで，ＲＦタグの実質的なアンテナサイズを大きくできるが，ＲＦタグとは別に導体板が必要になるため，この手法だと，ＲＦタグのアンテナサイズが小さくても，ＲＦタグのコストは実質的に安価にならない。
そこで，本発明は，アンテナサイズが小さいＲＦタグの実質的なアンテナサイズを大きくでき，かつ，アンテナサイズを大きくするための実質的なコストを抑えられるＲＦタグ付き物品とこのＲＦタグ付き物品の製造方法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，導電性材料を用いて表面の一部に導電性装飾層を加工した物品と，ＩＣチップを接続させたインピーダンス整合回路の少なくとも片側に面状放射素子を設けた構造のアンテナを有するＲＦタグを備え，前記ＲＦタグは，前記面状放射素子が前記導電性装飾層の一部と重なるように前記物品に貼り付けられ，前記物品の前記導電性装飾層が，一つの前記面状放射素子と電気的に接合して前記アンテナの放射素子として作用することを特徴とするＲＦタグ付き物品である。
更に，第２発明は，導電性材料を用いて表面の一部に導電性装飾層を加工した物品を製造する工程と，ＩＣチップを接続させたインピーダンス整合回路の少なくとも片側に面状放射素子を設けた構造のアンテナを有するＲＦタグを，前記面状放射素子が前記導電性装飾層の一部と重なるように前記物品に貼り付ける工程を含むことを特徴とするＲＦタグ付き物品の製造方法である。
本発明に係るＲＦタグ付き物品は，本発明に係る目的を達成できるように，導電性装飾層と重なる面状放射素子が導電性装飾層と電気的に結合し，物品に加工された導電性装飾層がＲＦタグのアンテナ素子として作用するように構成されている。
ここから，本発明を実施するための形態について詳細に説明する。なお，この説明は，本発明の理解を容易にするためのものであり，本発明は，この説明の内容に限定されない。また，特に断りのない限り，図面は，本発明の理解を容易にするために描かれた模式的な図である。
図１は，本実施形態に係るＲＦタグ付き物品１を説明するための図である。本実施形態のＲＦタグ付き物品１は，導電性材料を用いて表面の一部に導電性装飾層２０を加工した物品２と，ＩＣチップ３０１を接続させたループ状のインピーダンス整合回路３００ｂの少なくとも片側に面状放射素子３００ａを設けた構造のアンテナ３００を有するＲＦタグ３を備える。ＲＦタグ付き物品１において，ＲＦタグ３は，面状放射素子３００ａが導電性装飾層２０の一部と重なるように物品２に貼り付けられ，物品２の導電性装飾層２０が，面状放射素子３００ａと電気的に接合してアンテナ３００の放射素子として作用する。
ＲＦタグ付き物品１が備える物品２の態様は任意である。物品２の態様は，図１で図示したような箱状の包装体に限らず，袋状の包装体でもよく，更には，券（チケット）や包装紙のようなシート状であってもよい。また，物品２の基材には，ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）などの各種プラスチックフィルムや紙を利用でき，更に，複数の材料を貼り合わせた積層フィルムも利用できる。
ＲＦタグ付き物品１が備える物品２の表面の一部に加工した導電性装飾層２０は，装飾性を持たせるために物品２に加工される層になる。例えば，導電性装飾層２０で表示する文字などの図柄は，物品２に係るデザイン（例えば，ロゴ）として加工される金属光沢のある図柄になるが，導電性装飾層２０で表示する図柄に，ＲＦタグ３を示す文字や記号を組み合わせることができる。なお，面状放射素子３００ａが導電性装飾層２０の一部と重なるようにＲＦタグ３を貼り付けているのは，面状放射素子３００ａと導電性装飾層２０のすべてが重なると，導電性装飾層２０のデザイン性が失われるからである。
導電性装飾層２０の加工に用いる導電性材料は，具体的には，金属を含有する材料になる。例えば，導電性材料として，導電性インキや金属箔を用いることができる。導電性装飾層２０の加工に導電性材料を用いることで，導電性装飾層２０は導電性を有する。導電性装飾層２０が，ＲＦタグ３の面状放射素子３００ａと電気的に接合してアンテナ３００の放射素子として作用することを考慮すると，導電性装飾層２０の抵抗値は１００Ω／ｓｑ以下であることが望ましい。
図２は，本実施形態に係るＲＦタグ付き物品１の断面図である。導電性装飾層２０は，物品２の基材の表面に加工され，ＲＦタグ３は，インピーダンス整合回路３００ｂの片側に少なくとも設けられた面状放射素子３００ａが導電性装飾層２０の一部と重なるように,物品２の表面に貼り付けられている。
図２において，物品２の表面に貼り付けるＲＦタグ３は，シールラベルの形態をなし，ＲＦタグ３の表面になる表面シート３１と，粘着剤などを用いて形成した第１粘着剤層３２と，アンテナ３００とこれに接続するＩＣチップ３０１を基材に実装したインレイ３０と，粘着剤などを用いて形成した第２粘着剤層３３を積層した構造になっている。図２で図示したＲＦタグ３の構造は一例に過ぎず，物品２に貼り付けるＲＦタグ３の構造は任意である。
ＲＦタグ３の表面になる表面シート３１には，装飾性をＲＦタグ３に持たせるための絵柄を印刷できる。表面シート３１の材料には，ポリエチレンテレフタラートなどの各種プラスチックシートや紙などを用いることができる。ＲＦタグ３を表面から観察したときに，ＲＦタグ３のアンテナ３００などが透けて見えないように，不透明な材料を表面シート３１に用いるか，または，隠蔽絵柄を表面シート３１の裏面に印刷するなどして，隠蔽性を表面シート３１に持たせることが好適である。
第１粘着剤層３２は，アンテナ３００などを実装したインレイ３０の面と表面シート３１を貼り合わせる層になる。第１粘着剤層３２には，例えば，ゴム系，ＥＶＡ系，オレフィン系，ポリエステル系，ポリアミド系，ウレタン系等の既知の接着剤や粘着剤を利用できる。
第２粘着剤層３３は，アンテナ３００などを実装していないインレイ３０の面と物品２を貼り合わせる層になる。第２粘着剤層３３には，第１粘着剤層３２と同様に，例えば，ゴム系，ＥＶＡ系，オレフィン系，ポリエステル系，ポリアミド系，ウレタン系等の既知の粘着剤を利用できる。
図３は，インレイ３０を説明する図である。物品２の表面に貼り付けるＲＦタグ３の通信周波数はＵＨＦ帯（８６０〜９６０Ｍｈｚ）で，インレイ３０には，ＵＨＦ帯用のアンテナ３００が基材シート３０２に実装される。なお，アンテナ３００などを実装するインレイ３０の基材シート３０２には，ポリエチレンテレフタラートなどの各種プラスチック材料を利用できる。
上述したように，本実施形態において，インレイ３０に実装するアンテナ３００は，ＩＣチップ３０１を接続させたループ状のインピーダンス整合回路３００ｂの少なくとも片側に面状放射素子３００ａを設けた構造になっている。インピーダンス整合回路３００ｂの両側には２つの放射素子が設けられ，そのうちの少なくとも一つが面状放射素子３００ａになる。面状放射素子３００ａの反対側に設けられる放射素子の形状は任意で，面状放射素子３００ａの反対側に設けられる放射素子をメアンダ状にすることもできるが，ここでは，２つの面状放射素子３００ａがインピーダンス整合回路３００ｂの両側に設けられている。
インレイ３０に実装するアンテナ３００のインピーダンス整合回路３００ｂは，ＩＣチップ３０１とのインピーダンス整合をとるための素子になる。ＩＣチップ３０１の入力端子間に存在する容量性リアクタンスに対応するため，ＩＣチップ３０１と接続するインピーダンス整合回路３００ｂの形状はループ状になっている。
アンテナ３００が有する面状放射素子３００ａは，リーダライタとの通信に用いられる放射素子になり，インピーダンス整合回路３００ｂを挟んで対抗するように配置される。図１および図２で図示したように，右側の面状放射素子３００ａは，インレイ３０の基材および第２粘着剤層３３を介して，物品２に加工されている導電性装飾層２０と重なりあっている。図２で図示したように，ＲＦタグ３を物品２の表面に貼り付けた状態で，アンテナ３００が有する右側の面状放射素子３００ａと導電性装飾層２０の間にはインレイ３０の基材および第２粘着剤層３３が介在するので，右側の面状放射素子３００ａは導電性装飾層２０と電気的に結合（静電結合）できる。
本実施形態に係るＲＦタグ付き物品１の製造方法について説明する。図４は，ＲＦタグ付き物品１の製造方法を説明する図である。ＲＦタグ付き物品１の製造方法は，導電性材料を用いて表面の一部に導電性装飾層２０を加工した物品２を製造する工程（Ｓ１）と，ＩＣチップ３０１を接続させたループ状のインピーダンス整合回路３００ｂの少なくとも片側に面状放射素子３００ａを設けた構造のアンテナ３００を有するＲＦタグ３を，面状放射素子３００ａが導電性装飾層２０の一部と重なるように物品２に貼り付ける工程（Ｓ２）を含む。
図４の工程における導電性装飾層２０の加工方法は，導電性装飾層２０の態様に依存する。図５は，導電性装飾層２０の例を説明する図である。図５（ａ）では，金属粉顔料を含有した印刷インキが用いられたストライプ状の印刷絵柄２０ａを導電性装飾層２０にしている。この場合，導電性装飾層２０の加工方法は箔押し加工になる。図５（ｂ）では，金属箔が用いられた箔押し絵柄２０ｂを導電性装飾層２０にしている。この場合，導電性装飾層２０の加工方法は箔押し加工になる。図５（ｃ）では，金属箔が用いられたステッカー２０ｃを導電性装飾層２０にしている。この場合，導電性装飾層２０の加工方法はステッカー２０ｃを貼り付ける加工になる。
これまで説明したように，本発明では，ＲＦタグ３が有する面状放射素子３００ａと導電性装飾層２０と電気的に結合させ，物品２に加工された導電性装飾層２０をＲＦタグ３が有するアンテナ３００の放射素子（リーダライタとの通信に用いられるアンテナ素子になる）として作用させることで，ＲＦタグ３のアンテナサイズが小さくとも，ＲＦタグ３が有するアンテナ３００の実質的なアンテナサイズを大きくしている。例えば，導電性装飾層２０のサイズがアンテナ３００のサイズの１．５倍以上あれば，ＲＦタグ３の通信距離を１．５倍以上にすることが可能である。なお，本発明では，物品２のデザインとして加工される導電性装飾層２０を利用するので，ＲＦタグ３の実質的なコストが高価にならない。
１ ＲＦタグ付き物品
２ 物品
２０ 導電性装飾層
３ ＲＦタグ
３０ インレイ
３００ アンテナ
３００ａ 面状放射素子
３００ｂ インピーダンス整合回路
２ 物品
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Claims (2)
- 導電性材料を用いて表面の一部に導電性装飾層を加工した物品と，ＩＣチップを接続させたインピーダンス整合回路の少なくとも片側に面状放射素子を設けた構造のアンテナを有するＲＦタグを備え，前記ＲＦタグは，前記面状放射素子が前記導電性装飾層の一部と重なるように前記物品に貼り付けられ，前記物品の前記導電性装飾層が，一つの前記面状放射素子と電気的に接合して前記アンテナの放射素子として作用することを特徴とするＲＦタグ付き物品。
- 導電性材料を用いて表面の一部に導電性装飾層を加工した物品を製造する工程と，ＩＣチップを接続させたインピーダンス整合回路の少なくとも片側に面状放射素子を設けた構造のアンテナを有するＲＦタグを，前記面状放射素子が前記導電性装飾層の一部と重なるように前記物品に貼り付ける工程を含むことを特徴とするＲＦタグ付き物品の製造方法。
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