JP3767654B2

JP3767654B2 - 電波応答シートおよびその製造方法

Info

Publication number: JP3767654B2
Application number: JP25574497A
Authority: JP
Inventors: 栄治名取; 武富上川; 節也岩下
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1997-09-19
Filing date: 1997-09-19
Publication date: 2006-04-19
Anticipated expiration: 2017-09-19
Also published as: JPH1196326A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、商品、荷物などの物品に取り付けて当該物品に識別、管理などを行うためのタグおよびその製造方法に関し、とくに、照射される電波に応答して共振するコイルおよびコンデンサから成るタグと、このタグを印刷法による形成する製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、物品の識別、管理などのために用いられるタグの代表的なものとしてバーコードが多用されている。
【０００３】
このバーコードの場合、バーコードを取り付けた（張り付けた）物品のバーコード部分をバーコード読取り器で光学的に読み取らせているが、その読み取り作業は、作業者が物品をバーコード読取り器のセンサ部に接触状態まで近付けるか、読取り器のセンサ部分を物品のバーコードに接触状態まで近付けるかで行われている。いずれの場合も読取りは接触的状態で行われ、遠距離からの読取りは実際上、不可能である。このため、航空会社の手荷物、運送会社の輸送品などの場合、その形状は不定であるため、バーコードは扱い難く、手間やコストが掛かるという現状にある。
【０００４】
このような現状の中、物品に設けたタグに持たせた情報を非接触で読み取る提案も徐々になされてきている。その一例として、特開平８−４４７９４号公開公報には、電波を用いて遠距離からタグの情報を読み取り可能なＲＦタグが提案されている。このタグは、同公報では共振タグと呼ばれており、コイルとコンデンサから成る。この共振タグは、その一例としては、円形のシート状にて硬貨程度の大きさの絶縁体を設け、この絶縁体の両側面部に外周部から中心部に向かってコイル状に銅箔を貼り付けることでコイルおよびコンデンサから成る電気的な共振回路を形成している。この共振タグは、コイルの形状とコンデンサの静電容量を変えることにより、その共振周波数を変えることができ、別々のＩＤ情報を持たせることができる。この共振タグは例えば、食器の底部に張り付けられ、または、埋設される。同公開公報提案の技術は、かかるタグを食堂の食器分類、料金精算、仕分けなどの作業に利用し、省力化を計るものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の公開公報記載の共振タグの場合、コイルは銅箔をフォトリソなどによりエッチングして形成し、それを絶縁体に張り付けていること、また、コンデンサも同様にコンデンサ単体を貼り付けて形成していることから、所望形状のコイルを製造し難く、また、コンデンサの製造精度が低く、さらに、多種類のタグを形成しようとする際、高価なフォトマスクを多数作らなければならないという問題があった。また、フォトリソ工程をユーザーが持つのは困難であるため、刻々と変化する、例えば、生鮮野菜、鮮魚類等の価格、生産地、種類等の最新の情報を瞬時にタグに持たせること、つまり、製造されたタグに情報の追加、修正を現場で迅速に与えることが困難である。
【０００６】
まさた、コイルやコンデンサーを基板に貼り付ける作業工程を必須としているために貼り付け状態、プラスチック、セラミック、紙等下地材料の相違による誘電率や導電率の変化や、下地の差による周部の誘電率や導電率のばらつきにより共振周波数のシフト等共振条件が変化し易い。そのため、正確な周波数を設定できないだけでなく近傍の周波数が使えないため情報の高密度化を妨げている。
【０００７】
さらに、共振タグに電波が入射するとき、その入射方向が異なると共振条件も変わってしまう場合がある。前述した従来の共振タグは食器の底部に取り付けられ、この食器がトレイに載せられ、さらに、このトレイが料金精算装置の所定のトレイ置場に載せられる。トレイ置場の下方には電波の送受信アンテナがアレイ状に配置される。このように言わば、共振タグが常に所定位置または所定位置に近い位置に配置される構成の場合、電波の入射方向によって共振条件が変わることの影響は少ない。
【０００８】
しかし、この共振タグを、例えば、籠に無差別な位置、方向のまま入れる不定形状の手荷物に取り付ける場合や、ベルトコンベヤ上を無差別な方向を向いたまま運搬されてくる不定形状の商品に取り付ける場合、共振タグに入射する電波の方向が違い過ぎて、共振条件の変化が大きく、共振タグのＩＤ情報の読み出し誤差が大きくなってしまい、とても実用に供し得ないという問題があった。
【０００９】
本発明の１つの目的は、このような従来技術が直面している状況に鑑みてなされたもので、精度良く、容易に、かつ即応性良く製造できるとともに、製造コストを従来よりも低く抑え、使い捨ての用途にも確実に対処できる、遠距離から非接触で情報読取り可能な電波応答シートを提供することである。
【００１０】
また本発明の別の目的は、誘電率や導電率のばらつきや、電波の入射方向に依存等の共振条件の変化に依る影響を回避できる、電波応答シートを提供することにある。さらに、本発明の目的は、かかる電波応答シートを製造する方法を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成させるため、本発明は、送信した電波（ＲＦ波）に応答して応答信号を発生するＲＦタグを複数個配列して成るアレイ化タグを備えた電波応答シートの製造方法において、基板上に、前記電波に対する所望の共振周波数を有するエレメントからなるＲＦタグを印刷法を用いて複数形成する工程を含み、前記複数のＲＦタグのうち、最も低周波側或いは最も高周波側の共振周波数を有する少なくとも１つのＲＦタグを、共振周波数のシフトの補正用の基準タグとして設定し、前記ＲＦタグを複数形成した後に、前記基準タグの設定値を予め記憶した検出器を利用して前記基準タグによる共振周波数の実測値を検出し、この実測値と前記設定値との差分から共振周波数のシフト値を求める工程と、求めたシフト値に基づいて、前記基準タグを除く他のＲＦタグの共振周波数を補正する工程とをさらに含むことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の別の側面は、送信した電波（ＲＦ波）に応答する応答信号を発生するＲＦタグを複数個配列して成るアレイ化タグを備えた電波応答シートにおいて、前記複数のＲＦタグのうち、最も低周波側或いは最も高周波側の共振周波数を有する少なくとも１つのＲＦタグが、共振周波数のシフトの補正用の基準タグとして設定されていることを特徴とする。
【００１３】
本発明において、電波応答シートが実現される基板とは、例えば、製品そのもの、製品の包装、或いは所定の形状を有するシート状体等共振タグを印刷等によって形成できる対象であれば良い。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１５】
１．タグの一般説明
最初に、電波（ＲＦ波）に応答するタグ（以下、ＲＦタグという）の一般的概念を説明する。このＲＦタグは、シートや基板上に印刷法によって形成された電波応答シートに相当するものである。
【００１６】
図１に示すように、単体としてのＲＦタグ２０は、コイル２１とコンデンサ２２とから成る。このＲＦタグ２０にＲＦ波を照射し、その周波数をスキャンすると、その周波数が、ＲＦタグ２０に設定した所定の共振周波数のときに共振し、ＲＦタグ２０はエコー波を発生する。このエコー波を検出することで、ＲＦタグに予め設定しているＩＤ番号などの情報（以下、「タグ情報」という。）を読み取ることができる。
【００１７】
タグ情報の量を多くするには、ＲＦタグ２０を複数個、例えば図２に示すように２次元的に配列し、アレイ化タグを形成する。そして、個々のＲＦタグのコイルのインダクタンス（形状、厚さ、導体抵抗など）、コンデンサの静電容量などを調整し、共振周波数を変える。これにより、横軸を周波数、縦軸をエコー波の強度にとると、例えば図３に示すように、２次元アレイ状ＲＦタグの数分の共振周波数点を持ったピーク波形が得られる。例えば、このピーク波形それぞれの有無に論理値０、１が割り当てられる。このため、アレイ化するＲＦタグ数を増加させることで、２のべき乗の単位で情報を設定できる。
【００１８】
２．本発明の電波応答シートおよびその製造方法
２−１．タグ単体
図４および図５に電波応答シートの一例を示す。この電波応答シート２９は、本発明の製造方法によって製造したＲＦタグが単体の場合を示す。電波応答シート２９はＲＦタグ３０と基板３１を備える。ＲＦタグ３０は、タグ形成物としての基板３１の上に、略渦巻き状のコイル３２と、このコイル３２の渦巻き中心部に一体に形成した略矩形状のコンデンサ３３とを備える。コンデンサ３３は、コイル３２の渦巻き中心部位に積層した３３ａおよび３３ｂとから成る。このＲＦタグ３０は、後述するインクジェット法により製造される。
【００１９】
２−２．アレイ化タグ
図６に電波応答シートの別の例を示す。この電波応答シート２９は、上記ＲＦタグ３０の単体を基板３１上に２次元的に配列して形成したアレイ化タグ３４を有する。個々のＲＦタグの共振周波数は、コイルのインダクタンス（コイルの長さや形状等の変更）やコンデンサの静電容量を変えて製造することで、共振周波数を相互に違えている。これにより、アレイ化タグ３４に割り当てる情報量の豊富化を図っている。図７には、エコーピークが５個（ＲＦタグが５個）のときのエコー波の強度分布を例示する。このアレイ化タグも、後述するインクジェット法により製造される。
【００２０】
上記アレイ化タグ３０には、既述したところの共振周波数のシフト等共振条件の変動を補正或いは補償するための基準タグ３４ｒｅｆが設けられている。図１９は、この基準タグを含めたアレイ化タグの共振パターンを示すものである。（１）は基準タグが一つの場合、（２）は基準タグが複数の場合である。（１）の動作は次のとおりである。基準タグによる共振ピークを、基準タグ以外の共振ピークから離れたところに設定しておく。すなわち、予想されるシフト量を考慮しＲＦ周波数と重ならない、最も低周波側或いは最も高周波側に基準タグの共振ピークを設定しておく。
【００２１】
基準タグの設計値をＲＦ検出器本体のマイクロコンピュータに記憶させておく。マイクロコンピュータは、基準タグのピークの実測値と設定値との差から共振周波数のシフト値を求め、このシフト値に基づいて、その他のアレイ状タグの共振周波数を補正する。基準タグの共振周波数は、図１９の（１）に示されるように、その他のアレイ状タグ群の複数のピークから離れたところに設定されているので、検出器のマイクロコンピュータは、基準タグのピークを特定することができる。
【００２２】
図１９の（２）の動作は次のとおりである。（２）の場合は、所定の周波数の部分に複数の基準タグのピーク群が来るように、電波応答シートを製造する。すなわち、共振波がシフトしても、パターンで認識するようにしている。検出器のマイクロコンピュータは、ほぼ一定間隔で連続した３つのピークが基準タグのピーク群であることを認識できる。そして、（１）の場合と同様の方法により、共振ピークのシフト量（ずれ）を計算することが可能である。この（２）の場合、複数のピークのパターンから基準ピークを検出するために、基準ピーク群とＲＦピーク群が重ならない限り、（１）のように、基準ピークとＲＦピークとの間に周波数間隔を設けることは必ずしも要求されない。
【００２３】
なお、基準タグ３４ｒｅｆとＲＦタグの製造方法に特に差は存在しない。基準タグの場合には、既述のように、コイルやコンデンサを調整して望む共振ピークが得られるようにしている。
【００２４】
共振ピークのシフト量が検出された後、図２０に示すように、後述の印刷法によってコイル３２のコンデンサ３３とは反対側にさらにコイルを印刷して、コイルの長さを、シフト量を補償する分追加する。反対に、所定の長さ分コイルを次に説明するように消去しても良い。なお、コンデンサ３３の容量を変えるようにしても良い。
【００２５】
信号の補正について、共振ピークのシフトが下地層の相違や下地の形状相違等による共振ピークの相違である場合には、設定した周波数と検出した周波数のシフト量から下地の影響、例えば、誘電率を推定し全信号に対してその影響分を補正する。一方、基準値ピークが得られたタグの下地と今回測定されたタグとの下地の種類や、厚さ等の形状が同じである場合には、共振ピークのずれは、ＲＦタグの姿勢差によるものであるから、予め用意してある姿勢による影響データから全ピークの補正を行う。
【００２６】
２−３．タグの消去図８に、ＲＦタグの消去の様子を示す。これは、上述の図６の如く書き込んだアレイ化タグ３４の所望の１個または複数個のＲＦタグに、消去材３５を上面から、例えば印刷または塗布して、消去したものである。この消去材３５には電波を透過させない材料が選択される。
【００２７】
これにより、一度、アレイ化形成、または単体形成したＲＦタグであっても、製造途中でまたは使用途中で変更したいときは、自在に消去して、その上から新しいＲＦタグを例えばインクジェット法により印刷できる。
【００２８】
２−４．タグの再書き込み
図９は、図８中のＢ−Ｂ線に沿った断面を示すもので、上述の如く消去したＲＦタグの上からＲＦタグを再書き込みした例を示す。消去材３５の上に、例えばインクジェット法に拠り、コイル３２およびコンデンサ３３からなる新たな共振周波数のＲＦタグ３６が形成される。これにより、製造途中や使用途中の仕様変更にも容易に対処できる。
【００２９】
２−５．下地層付きＲＦタグ
上述したＲＦタグおよびアレイ化タグは基板３１の上に直接、コイルおよびコンデンサを形成していたが、このＲＦタグは図１０に示すように、基板３１の上に下地層３７を積層し、この下地層３７の上に前述と同様にコイル３２およびコンデンサ３３から成るＲＦタグ３８を形成したものである。この下地層３７は例えば、インクジェット法でＲＦタグ３８を形成する過程で作られる。
【００３０】
３．電波応答シートの製造方法
本発明の電波応答シートは印刷法により製造することを特徴とする。この印刷法として、本実施形態ではインクジェット法を採用するが、本発明は必ずしもインクジェット法に限定されるものではない。例えば、インク温度を上昇させて生じた気泡に因る圧力増加で、インク液を吐出させる噴射法など、ほかの印刷方法であってもよい。
【００３１】
インクジェット法はインクジェットプリンタにより実施できる。
【００３２】
３−１．全体構成
図１１に示すように、インクジェットプリンタは、インクジェットプリンタヘッド１、本体２、トレイ３、排出口４、ローラ６（６０１、６０２）、ヒータ７、コネクタ９、制御回路１０および操作ボタン１１を備えている。
【００３３】
インクジェットプリンタヘッド１は、同図の楕円の中に拡大して示すように、ヘッド１ｓ、１ｃ、１ｍおよび１ｙを備え、それぞれが同一の構造を備えている。ただし、各ヘッドから吐出される吐出インクの種類が異なる。インクジェットプリンタヘッド１は、図１３に示すモータ１０１により、基板又はシート５を横切る方向に移動可能に構成されている。
【００３４】
ヘッド１ｓ〜１ｙは印字用プリンタヘッドであり、制御回路１０から供給された印字信号に対応して、各種インクをそれぞれ吐出するよう構成されている。
【００３５】
各ヘッド１（ｓ，ｃ，ｍ，ｙ）は、図１２に示すように、ノズル板１０１、加圧室基板１０２、振動板膜１０３および筐体１０５を備えている。
【００３６】
ノズル板１０１は、ノズル１００ｘ（ｘは、ｓ、ｃ、ｍまたはｙのいずれか。以下同様）が設けられている。加圧室基板１０２は、キャビティ１０２ａ、側壁１０２ｂおよび共通流路１０２ｃが設けられており、図示しないインクタンクから供給される各種インクのいずれかの吐出物がこれらに充填可能に構成されている。
【００３７】
振動板膜１０３は、図示しない薄膜素子が設けられており、制御回路１０からの印字信号に対応して当該振動板膜が変形可能に構成されている。筐体１０５は、ノズル板１０１および振動板膜１０３が取り付けられた加圧室基板１０２が填め合わせ可能に構成されている。
【００３８】
したがって、各ヘッドは、制御回路１０からの信号に対応して振動板膜１０３が変形すると、キャビティ１０２ａ内の圧力が高まるため、上述した吐出物がノズル１００ｘから吐出可能に構成されている。
【００３９】
図１１に戻って、本体２は、インクジェットプリンタ１の筐体であって、ローラ６（６０１、６０２）が基板５をトレイ３から供給可能な位置に、インクジェットプリンタヘッド１がローラ６により供給された基板５の上を横切って通過可能なように、ヒータ７がこのヘッド１により印字された基板５上の文字等を加熱可能な位置にそれぞれ配置されている。
【００４０】
トレイ３は、印字前の基板５をローラ６に供給可能に構成されている。排出口４は、印刷が終了した基板５を排出するような構成を備えている。基板５は記録媒体であり、普通紙や樹脂シートを適用することができる。
【００４１】
ローラ６（６０１、６０２および図３に示すモータ６００）は給紙機構であり、制御回路１０から駆動信号が出力されることにより、基板５を排出口４の方に供給し、あるいはその逆の方向に搬送可能に構成されている。
【００４２】
ヒータ７は乾燥機構であり、制御回路１０から加熱信号が出力されると発熱可能に構成されている。この発熱による基板５の温度上昇は、乾燥に十分な程度に設定されている。
【００４３】
コネクタ９は、コンピュータ装置（図示せず）が出力した印字情報を供給するプリンタケーブル（図示せず）が接続可能に構成されている。例えば、セントロニクス準拠のプロトコルにより汎用コンピュータ装置と接続が可能なようにその配ピンが規定されている。
【００４４】
制御回路１０は、図１３に示すようにＣＰＵ１０００、ＲＯＭ１００１、ＲＡＭ１００２、入力回路１００３、出力回路１００４、入力回路１００５およびバス１００６を備えている。
【００４５】
ＣＰＵ１０００は、ＲＯＭ１００１に格納されている制御プログラムに従い、駆動信号をモータ６００に出力することでローラ６０１、６０２を基板送り機構として作用させ、加熱信号を出力することでヒータ７を乾燥機構として作用させ、駆動信号をモータ１０１に出力することでヘッド１ｓ〜１ｙを印字用プリンタヘッドとして作用させ、印字信号を出力することでヘッド１ｃ、１ｍおよび１ｙを印字用プリンタヘッドとして作用させるよう構成されている。なお、本形態では、「印字情報」というときにはコンピュータから転送される印字のための情報を総称し、「印字信号」というときには制御装置１０からヘッド１ｃ、１ｍおよび１ｙに出力される信号を称するものとする。
【００４６】
ＲＯＭ１００１は、ＣＰＵ１０００の動作プログラムを格納可能に構成されている。ＲＡＭ１００２は、ＣＰＵ１０００の動作に必要とされる一時的記憶領域である他、コネクタ９を経由して供給された印字情報を格納可能に構成されている。入力回路１００３は、操作ボタン１１からの操作信号をＣＰＵ１０００に供給可能に構成され、出力回路１００４は、ＣＰＵ１０００からの駆動信号、加熱信号、駆動信号、表面改質信号および印字信号を、それぞれモータ６００、ヒータ７、モータ１０１、ヘッド１ｓ並びにヘッド１ｃ、１ｍおよび１ｙに供給可能に構成されている。入力回路１００５は、コネクタ９から供給された印字情報をバス１００６に出力可能に構成されている。バス１００６は、ＣＰＵ１０００、ＲＯＭ１００１、ＲＡＭ１００２、入力回路１００３、出力回路１００４および入力回路１００５を相互接続可能に構成されている。
【００４７】
図１１に戻って、操作ボタン１１は、操作者の操作により、装置の動作内容を指定する操作信号を入力回路１００３に出力可能に構成されている。
【００４８】
３−２．使用材料
このインクジェット法では、各種の材料粉末に溶媒、または必要に応じてバインダーを添加する。この材料をインクジェット法で印刷してパターン化する。その後、固化させてコイルとコンデンサを形成する。
【００４９】
このインクジェット法で使用するＲＦタグ製造のための材料は以下のようである。
【００５０】
（ａ）導電性粉末（コイル材料）
金属：Ｐｔ，Ｐｄ，Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ、およびそれらの合金
酸化物：ＲｕＯ₂，ＩｒＯ₂，ＯｓＯ₂，ＭｏＯ₂，ＷＯ₂，ＳｎＯ₂
炭化物：ＴａＣ，ＷＣ，ＴｉＣ，ＺｒＣ，ＨｆＣ，ＮｂＣ
窒化物：ＴｉＮ，ＮｂＮ，ＶＮ，ＴａＮ，ＨｆＮ，ＺｒＮ
ほう化物：ＴｉＢ，ＴｉＢ₂，ＮｂＢ，ＮｂＢ₂，ＶＢ，ＶＢ₂，ＬａＢ₆
けい化物：Ｖｓｉ，Ｎｂ₅Ｓｉ₂，ＴａＳｉ₂
（上記材料の抵抗率は数〜数千μΩ・ｃｍである。）
高分子化合物：ポリアセチレン、ポリピロール、フタロシアニン、テトラメチルテトラセレナフルバレン（ＴＭＴＳＦ）、テトラシアノキノギメタン（ＴＣＮ）
（ｂ）誘電体粉末（コンデンサ材料）：（）内は比誘電率、２５℃のとき。
【００５１】

なお、誘電体率の低い材料は一般的な絶縁材料として使える。ここで、誘電体を固化後に分極処理を行う場合もある。誘電体粉末に異方性がない場合は、分極処理を行うとより広範囲に容量の調整が可能となる。誘電体にベロブスカイト様の層状化合物を用い印刷後圧延し粉体の結晶を揃えて配向させる場合もある。誘電体の結晶軸を揃えることにより更に容量の調整が図れる。
【００５２】
（ｃ）バインダ−（粉体だけでは印刷後形状を留めない材料の場合、結合材としてのための添加）

（ｄ）分散材（粉体の分散状態により印刷状態、しいてはエレメントの特定が異なる。分散材は、粉体を均一に分散させるために添加）
グリセリン、オレイン酸エチル、モノオレイン酸グリセリンなど。
【００５３】
（ｅ）溶剤（射出し易い液状にするために添加）
ＰＧＭＥＡ（沸点：１４５〜１４６℃）
シクロヘキサノン（沸点：１５５℃）
ＥＣＡ（沸点：１５５℃）
ＥＥＰ（エトキシエチルプロピオネート）（沸点：１６５℃）
カルビトールアセテート（沸点：２１７℃）
ブチルカルビトールアセテート（沸点：２４７℃）
ＢＭＡ（メトキシブチルアセテート）（沸点：１００℃以上）
その他、アセトン（沸点：５６．５℃）、エチルアルコール（沸点：摂氏７８度）でも良い。インクジェット法では、好ましくは、ＰＧＭＥＡ乃至ＢＭＡ等の沸点が高いものが好ましい。
【００５４】
以上の材料等を適宜選択して使用するが、コイルのインダクタンスおよびコンデンサの静電容量は、その形状、厚さのほか、粉末の抵抗率、誘電率の選定、粉末の充填量により調整できる。複数の材料を混合すると、必要な特性にさらに正確に合わせることができる。この場合、酸化物と窒化物粉末、金属粉末と高分子、のように異種材料同士を混合してもよい。とくに、導電性高分子をバインダーとして用いると、バインディング効果は大きい。
【００５５】
上述のバインダー方式のほかに、低融点材料を直接飛ばしてもよい。この低融点材料としては、Ｐｂ−Ｓｎ合金、Ｉｎ−Ｇａ合金などである（組成比によっては融点は数十℃である）。
【００５６】
３−３．印刷プロセス
図１４に、このインクジェットプリンタを使用して電波応答タグを製造する場合の、ＲＦタグまたはアレイ化タグの印刷プロセスの一例を示す。
【００５７】
まず、コイル、コンデンサ、下地層などを印刷するためのインクを作製する（ステップＳ１）。インクは、各種粉体とバインダー、溶媒、分散剤などを印刷目的に合わせて適宜に混合して作製される。
【００５８】
次いで、シートまたは基板の上に予め下地層用のインクを連続的に吐出させ、下地層の印刷が行われ（ステップＳ２）、この下地層の乾燥による固化処理が行われる（ステップＳ３）。乾燥処理としては、インクジェットプリンタ内での赤外線による強制乾燥のほかに、自然乾燥処理も可能である。この下地層の作製は省略し、シートまたは基板上に直接、エレメント（コイル、コンデンサ）を後述するように積層して印刷してもよい。乾燥処理は、アニール処理と兼用することもできる。
【００５９】
次いで、下地層上にインクをエレメント（コイル、コンデンサ）のパターンに沿って吐出させる（ステップＳ４）。エレメントや層が重なる部分はインクが積層されて状態で印刷される。この後、再度、乾燥処理またはアニール兼用の乾燥処理が実施される（ステップＳ５）。
【００６０】
上記印刷処理では下地層を印刷しているので、シートや基板とのエレメントの密着性を向上させることができる。また、シートや基板の固体差など（例えば、誘電率が異なる）に因って共振条件が変わるが、下地層を印刷しているので、シートや基板のばらつきの影響を抑えて、常に安定した特性の電波応答シートを提供できる。
【００６１】
なお、ステップＳ３，Ｓ５での乾燥による固化処理に代えて、電磁波照射による固化・アニール処理を実施してもよい。例えば、エキシマレーザなど、材料が吸収し易い電磁波を照射し、固化およびアニールを行うものである。このように、印刷材料に対して吸収性の良い電磁波を用いると、紙、樹脂シートに大きなダメージを与えることなく、アニールによる材料の改質を行うことができる。
【００６２】
図１５には、インクジェットプリンタにより実施される印刷プロセスの別の例を示す。このプロセスは、下地層印刷とその乾燥処理の間、および、エレメント印刷とその乾燥処理の間に、圧延処理を実施するようにしたものである（ステップＳ２Ａ，Ｓ４Ａ）。この圧延処理により、紙、樹脂シートなどの基板へのインクの定着を強化でき、導体などの印刷後の密度を上げて、その特性を向上させることができ、また、コイルとコンデンサ部分との密着性を上げて、その特性を向上させることができる。特に、加熱圧延を行うと、固化時間を短縮できるとともに、かかる特性をさらに向上させることができる。
【００６３】
なお、ステップＳ４のエレメントの印刷処理においても、各エレメントのインク吐出後に上記圧延処理を行い、その後に、次のエレメントのインク吐出を行うようにすることもできる。これにより、上下に重なるエレメントや層間の相互拡散を防止し、個々のエレメントに与えられた物理的、電気的特性を一層向上させることができる。これにより、短時間での繰り返し積層も容易になる。
【００６４】
なお、上述のように印刷される電波応答シートの表面にはさらに保護層を印刷してもよい。とくに、吸湿などに因り劣化を招く材料を用いる場合、絶縁性の高分子や前述した下地層を保護するため、また電磁波の影響を抑えるため、保護層を印刷することが好ましい。
【００６５】
またなお、電波応答シートを製造するプロセスとして、上述したインクジェット法と他の作製方法との複合プロセスを採用することもできる。例えば、インクジェット法に拠りパターニングした導体部にメッキ処理を施すと、導電性をより高めることができる。このようにすると、パターニングにおいてフォトリソ工程が不要であるため、製造コスト低減に寄与できる。
【００６６】
３−４．読取りシステム図１６に、この実施形態に係るタグに割り当てたＩＤ番号などの情報（以下、タグ情報という）を読取る読取りシステムの概略を示す。
【００６７】
この読取りシステムは、その主要素として、物品としての商品４１と、読取り装置（検出器）４２とを備える。商品４１の形状はとくに決まっておらず、種々の形状のものがベクトルコンベアに載せられて搬送してくる。商品の外装面には上述したように印刷法により作製された電波応答シート２９が張り付けられている。この電波応答シート２９の張り付け位置は不定である。
【００６８】
読取り装置４２は、ベルトコンベア側に設けた送受信アンテナ４２と、このアンテナ４２ａを介して所望周波数範囲で電波をスキャンさせる送信部と、アンテナ４２ａを介して電波応答シート２９からのエコー波を受信し、信号処理する受信・処理部と、エコー波の信号処理結果を記憶、出力する出力部とを備える。送信部、受信・処理部、および出力部は読取り装置４２内に設けられている。
【００６９】
商品４１が読取り装置４２に対して所定位置まで到達すると、この到達位置が図示しないセンサにより検出される。この検出信号は送信部に送出されるから、送信部は、アンテナ４２ａを駆動させ、電波を飛ばさせるとともに、その周波数を所定範囲で短時間（例えば１秒）にスキャンさせる。この周波数範囲は、例えば、ＦＭ波〜ミリ波の間、とくに、マイクロ波の領域の波長を好適である。
【００７０】
商品４１は電波の照射領域に入るため、電波応答シート２９のＲＦタグは自分に設定されている周波数のときに電波に共振してエコー波を発生させる。周波数スキャンが進むにつれて、シート２９内のＲＦタグが順次、異なる周波数の電波に共振し、エコー波を発生させる。
【００７１】
このエコー波はアンテナ４２ａを介して受信・処理部に送られ、タグ情報がエコー波の有無に基づき解析される。タグ情報の解析結果に応じて、出力部は例えば仕分け伝票を発行するなどの必要な処理を実行する。この時、必要に応じて、既述の共振ピークのずれに対する補正処理を実行する。
【００７２】
また、受信エコー波から高調波を分離するため、基準タグの高調波から別のＲＦタグの高調波を選択して除去する処理を行ってもよい。すなわち、発信部と受信部間の距離、その中間の妨げる物体により信号強度は異なるので、強度だけでは高調波の分離はできない。そこで、既述のように基準タグを設けて基準タグの信号強度と高調波の信号強度の比率を測定し、その比率近傍にあてはまる電波を分離する。そうすると、必要な共振波（ＲＦ波）を除くことなく高調波のみを選択的に除去することが可能となる。
【００７３】
さらに、あるＲＦタグの共振周波数の整数倍の周波数をほかのＲＦタグの共振周波数として設定しないようにもなっている。以上により、高調波によって、タグ情報の解析にエラーが生じることがなく、高精度な解析ができる。
【００７４】
電波のスキャンは短時間であるから、商品４１はベルトコンベアに載ったまま電波照射領域を通過するだけで、電波応答シート２９のＲＦタグのタグ情報が読み取られる。商品４１が電波照射領域を通過するだけでよいから、商品の形状は不定形であってよいし、商品の向きやシート２９の貼る位置には制限されないので、確実かつ安定に、タグ情報を所定距離内の遠方から非接触で読み取ることができる。また、個々の商品を読取り装置に近付けるなどの手間も不要であるから、その分、省力化でき、管理コストの低減に寄与できる。
【００７５】
さらに、印刷法によりＲＦタグを現場にて迅速に作製することができるので、即応性があるとともに、タグ情報を変更する必要が生じたときも、容易に且つ迅速に対応できる。
【００７６】
このため、空港の手荷物管理、管理郵送用荷物の管理、商品の流通管理、倉庫の在庫管理、スーパーやデパートの食料品、雑貨品の管理などに好適となる。また、印刷法を用いるため、簡単に且つ比較的、低コストで電波応答シートが作製できるため、使い捨ての用途にも好適である。
【００７７】
なお、本発明の電波応答シートとしては、図１７に示すように、金属製の反射シート４４に電波吸収フィルタ４５を２次元状に配列したものでもよく、これにより、例えば図１８に示したような反射強度特性を得て、上述した実施形態のＲＦタグに拠るシートと同等の機能を得ることができる。
【００７８】
さらに、既述の印刷法を、ＲＦタグの製造以外に各種電気回路パターンを形成することに利用することも可能である。すなわち、基板に導電パターンを形成後、この部分に選択的に金属めっきを施せば良い。
【００７９】
また、周波数をスキャン又は検出するアンテナに指向性アンテナ、好ましくはアンテナ材料に超伝導材料を用いた超指向性アンテナを使用する。遠距離からの情報を得る場合の指向性を強くして、目的とするＲＦタグに隣接するＲＦタグかあの情報を呼び込まないようにして、必要なＲＦタグからのみの情報を得ることが可能となる。
【００８０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明にかかる電波応答シートおよびその製造方法によれば、ＲＦタグを用いた電波応答シートを印刷法により精度良く、容易に、かつ即応性良く製造できるとともに、製造コストを従来より低く抑え、使い捨ての用途にも確実に対処できる、遠距離から非接触で情報読取り可能な電波応答シートを提供することができる。
【００８１】
また、共振周波数シフト等の共振条件の変動による影響を回避でき、これにより、不定形状の物品の情報読取りも確実に行えるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＲＦタグを概念的に示す図である。
【図２】アレイ化タグを概念的に示す図である。
【図３】アレイ化タグの周波数応答を概念的に示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係るタグ単体の一例を示す平面図である。
【図５】図４中のＡ−Ａ線に沿った概略断面図である。
【図６】本発明の実施形態に係るアレイ化タグの一例を示す平面図である。
【図７】アレイ化タグの周波数応答を概念的に示す図である。
【図８】一部消去したＲＦタグを含むアレイ化タグの一例を示す平面図である。
【図９】再書き込みしたＲＦタグを例示する断面図である。
【図１０】下地層付きのＲＦタグを例示する断面図である。
【図１１】インクジェットプリンタの構成を説明する図である。
【図１２】インクジェットプリンタの構成を説明する図である。
【図１３】インクジェットプリンタの構成を説明する図である。
【図１４】電波応答シートの作製プロセスの一例を説明する部分工程図である。
【図１５】電波応答シートの作製プロセスのほかの例を説明する部分工程図である。
【図１６】読取りシステムを説明するための概略図である。
【図１７】その他の構成の電波応答シートを説明する図である。
【図１８】図１７の構成のシートの反射波強度分布を説明する図である。
【図１９】基準タグを含むアレイ状タグの共振ピークを含む特性図である。
【図２０】印刷法によって共振タグのコイルの長さを追加する状態を示す説明図である。
【符号の説明】
２９電波応答タグ
３０ＲＦタグ
３１基板（タグ形成物）
３２コイル
３３コンデンサ
３４アレイ化タグ
３５消去材
３６ＲＦタグ
３７下地層
３８ＲＦタグ

Claims

送信した電波（ＲＦ波）に応答して応答信号を発生するＲＦタグを複数個配列して成るアレイ化タグを備えた電波応答シートの製造方法において、
基板上に、前記電波に対する所望の共振周波数を有するエレメントからなるＲＦタグを印刷法を用いて複数形成する工程を含み、
前記複数のＲＦタグのうち、最も低周波側或いは最も高周波側の共振周波数を有する少なくとも１つのＲＦタグを、共振周波数のシフトの補正用の基準タグとして設定し、
前記ＲＦタグを複数形成した後に、前記基準タグの設定値を予め記憶した検出器を利用して前記基準タグによる共振周波数の実測値を検出し、この実測値と前記設定値との差分から共振周波数のシフト値を求める工程と、
求めたシフト値に基づいて、前記基準タグを除く他のＲＦタグの共振周波数を補正する工程と
をさらに含むことを特徴とする電波応答シートの製造方法。
請求項１に記載の電波応答シートの製造方法において、
前記共振周波数の補正は、補正対象となるＲＦタグのエレメントを再調整することによって行われ、前記エレメントの再調整が、当該エレメントを構成するコイルのインダクタンスの増減、または当該エレメントを構成するコンデンサ容量の増減の少なくともいずれかであることを特徴とする電波応答シートの製造方法。
請求項２に記載の電波応答シートの製造方法において、前記印刷法はインクジェットプリンタを用いるインクジェット法であることを特徴とする電波応答シートの製造方法。
請求項３に記載の電波応答シートの製造方法において、前記インクジェット法は、前記コイルおよびコンデンサの材料粉末に少なくとも溶剤を添加して溶液を準備する工程と、この溶液を当該コイルおよびコンデンサのパターン化情報に沿ってノズルから前記基板上に吐出させて当該コイルおよびコンデンサを印刷する工程とを含むことを特徴とする電波応答シートの製造方法。
請求項４に記載の電波応答シートの製造方法において、前記溶液を、前記コイルおよびコンデンサの材料粉末について複数種類準備し、前記ノズルを複数個準備し、前記複数種類の溶液それぞれを前記複数個のノズルそれぞれから吐出させて前記印刷を行うことを特徴とする電波応答シートの製造方法。
請求項４に記載の電波応答シートの製造方法において、前記溶液は、前記コイルを印刷するための導電性粉末に基づく溶液、および、前記コンデンサを印刷するための誘電体粉末に基づく溶液であり、これらの溶液には前記溶剤のほか、バインダーおよび分散剤の内の少なくとも一方が添加されることを特徴とする電波応答シートの製造方法。
請求項４に記載の電波応答シートの製造方法において、前記インクジェット法による前記溶液の印刷工程は、前記溶液を前記基板上に吐出させて積層する工程と、この吐出溶液を乾燥させる工程とを含むことを特徴とする電波応答シートの製造方法。
請求項７に記載の電波応答シートの製造方法において、前記インクジェット法による前記溶液の印刷工程は、前記積層工程の後に、この積層溶液を圧延する工程を含むことを特徴とする電波応答シートの製造方法。