JP5076913B2

JP5076913B2 - 書類管理システム

Info

Publication number: JP5076913B2
Application number: JP2008002972A
Authority: JP
Inventors: 国雄大村
Original assignee: Toppan Inc
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2008-01-10
Filing date: 2008-01-10
Publication date: 2012-11-21
Anticipated expiration: 2028-01-10
Also published as: JP2009165061A

Description

本発明は、ＲＦＩＤタグを使った書類、郵便書留などの管理に関するものであり、ＲＦＩＤタグが貼られた書類、郵便書留などを孤立状態または複数積層状態のいずれの状態においても確実に非接触でデータの読み書きをする書類管理システムに関する。

現在、特許文献１のように、個人情報が記載された各種申込書、企業内の稟議書、保管期限を有する書類、医療カルテなどの書類に、直接または間接的にＲＦＩＤタグを貼り付けてコンピューター管理することが一般的になりつつある。従来、これらの書類の管理では紛失、混入などの問題を抱えており、その改善策の一つがＲＦＩＤタグによる管理であり、ＲＦＩＤタグが持つトレーサビリティの能力を利用して対象書類の追跡が可能となった。

以下に公知文献を記す。
特開２００１−１１４４０５号公報

しかし、現状では、１３．５６ＭＨｚの周波数を使ったＩＳＯ１５６９３規格の一般的なＲＦＩＤタグを書類に貼り付けた場合、ＲＦＩＤタグに対するデータの読み取りは一枚一枚行っており、複数積層した状態での一括読み取りは後述の問題から行っていないのが現状である。すなわち、前記ＲＦＩＤタグは、例えば１〜５ｍｍの間隔で５０枚、１００枚といった複数積層状態でのデータの読み取りができない。その要因としてはＲＦＩＤタグ同士の重なりにある。ＲＦＩＤタグ同士が接近した状態で置かれるとそのアンテナ同士が電磁結合することで共振周波数がずれてしまい、共振作用によって電力を供給されて稼動しているＲＦＩＤタグのＩＣチップにおいて、その影響を強く受けたＲＦＩＤタグのＩＣチップでは電力供給が得られなく稼動できない状態になってしまう。よって、外部の読み取り装置からの問い合わせに対して答えられない状況となっている。

このため、アンテナコイルのアンテナデザインを一枚一枚異なる形状にすることで、アンテナ同士の電磁結合を抑え共振周波数のずれを最小にして前述の問題を解決した商品もあるが、画一的なアンテナ形状ではないため生産性に問題がありコストを下げることできず、またアンテナデザインの自由度が下がってしまう小型化には向かないという欠点もある。

本発明は、かかる従来技術の問題点を解決するものであり、その課題とするところは、ＲＦＩＤタグの貼られた書類などを１〜５ｍｍの間隔で５０枚、１００枚といった複数積層した状態でも安定してデータの読み書きができ、また画一的なアンテナ形状のＲＦＩＤタグが利用でき、かつアンテナコイルの小型化も可能な技術を提供することにある。

本発明は、この課題を解決するために、ＩＣチップとアンテナコイル部を備えるＲＦＩＤタグが書類包に貼られており、前記ＲＦＩＤタグが装置アンテナと非接触で電磁誘導で結合することで読み取り装置とデータ通信を行う書類管理システムであって、前記書類包の一辺を書類設置面に突き当てて設置し、前記書類設置面に軸が平行なコイル形状の前記装置アンテナを前記書類設置面の下に設置し、前記書類包の前記一辺付近に、前記アンテナコイル部を設置し、前記アンテナコイル部を、前記一辺から遠い側から前記一辺側まで３０％以上９０％以下の範囲で、磁性材料層の間に金属薄膜層が設置された層構成の相互干渉抑制部で覆い、前記書類包を前記書類設置面上に複数密着して配置し、前記書類包に貼り付けた前記ＲＦＩＤタグの間隔を１ｍｍ以下にし、隣接する前記書類包のＲＦＩＤタグのアンテナコイルの開口面に垂直な軸同士が重なり合うようにしたことを特徴とする書類管理システムである。

本発明は以上の構成により、ＲＦＩＤタグの貼られた書類などを１〜５ｍｍの間隔で５０枚、１００枚といった複数積層した状態でも安定してデータの読み書きができる効果があり、また画一的なアンテナ形状のＲＦＩＤタグが利用でき、かつアンテナコイルの小型化も実現できる効果がある。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１に本発明の一実施例である書類管理システムの外観斜視図を示し、図２は、本発明の機能を説明するために図１の一部分を抜き出して描いた透視図である。図１に示すように、書類または書類が入ったフォルダから成る書類包１が積層され、書類包１には、アンテナコイル５を有するＲＦＩＤタグ４が貼られている。この書類包１は、図１および図２に示すように、書類設置面３ａに書類包み１の一辺を突き当てて、書類包１を書類設置面３ａに垂直に立てて置く。その書類１又は書類１が入ったホルダに貼られたＲＦＩＤタグ４のアンテナコイル５の開口面に垂直な方向の軸を左右方向を向かせ、そのアンテナコイル５の軸と平行に左右方向を向く軸、すなわちコイルの軸が書類設置面３ａに平行な装置アンテナ３を、書類設置面３ａの下に多巻き型長方形コイル形状に設置する。この装置アンテナ３は書類設置面３ａを有する書類設置台の中に設置して隠しても良い。その装置アンテナ３にリーダーライター装置２を電気接続し、リーダーライター装置２が、装置アンテナ３とそれに非接触なＲＦＩＤタグ４のアンテナコイル５との電磁誘導による電磁結合７を利用して、積層状態にある書類包１のＲＦＩＤタグ情報を読み込むようにしたシステムである。

図２に示すように、書類包１の下部に書類包１の下辺の長さ程度の長さの長方形のアンテナコイル５を有するＲＦＩＤタグ４が貼り付けられ、ＲＦＩＤタグ４のアンテナコイル５の上部には後述する相互干渉抑制部６が貼り付けられている。リーダーライター装置２には装置アンテナ３が接続されており、装置アンテナ３は、図２に示す様に、図２の、書類設置面３ａの下に設置され、軸が書類設置面３ａ方向を向いた多巻き型コイルから成る。この多巻き型コイルは、図２のように、書類設置面３ａの奥行き方向に平行な長辺と、書類設置面３ａに垂直方向の短辺を持つ長方形のコイルである。図２に示すように、書類包１に設置するＲＦＩＤタグ４のアンテナコイル５は、書類設置面３ａの下の装置アンテナ３に近づけて強く電磁結合７させるために書類包１の下部に設置する。すなわち、書類設置面３ａに突き当てる書類包１の一辺側のアンテナコイル５を装置アンテナ３のコイルの長辺に平行に近接させて設置し、そのアンテナコイル５と装置アンテナ３の電磁誘導の電磁結合７により、そのＲＦＩＤタグ４とリーダーライター装置２とデータ通信をおこなう。

装置アンテナ３の上の書類設置面３ａに書類包１を置く構造にすることで、書類包１の自重（重力）を利用し、ＲＦＩＤタグ４のアンテナコイル５が装置アンテナ３に近接する位置に自然の配置されるようにする。また、ＲＦＩＤタグ４のアンテナコイル５は、書類設置面３ａの下の長方形の多巻き型コイル状の装置アンテナ３の上辺と平行する長さを長くするために、書類包み１の下辺の長さ程度の長さを有して図２の奥行き方向に長く、上下方向には短い長方形状に形成する。なお、図には示さないが、書類包１と書類設置面３ａと装置アンテナ３との相対的位置関係を同じにして全体を回転させて配向させた構造にしても良い。例えば、装置アンテナ３及び書類設置面３ａを書類包１の後方に立てて置き
、ただし、書類設置面３ａの下側を手前に引き出し、書類設置面３ａの上側を奥に引っ込めて書類設置面３ａを垂直方向から傾けて書類包１の一辺を突き当てて置き、その書類包１の下側の他の辺を、書類設置面３ａに垂直な支え板で、手前が持ち上がり奥が下がった滑り台状の支え板に当てて下から支える構成にしても良い。

図３は、ＲＦＩＤタグ４の平面図であり、図４は、図３のＡ部分の断面図である。また図５は、ＲＦＩＤタグ４を貼った書類包１の群を、図３のＡ部の軸方向から観察した断面図である。図３から図５のように、ＲＦＩＤタグ４は、基材９と、その上面にアルミニウム、銅などの金属薄膜をエッチング処理して形成したアンテナコイル５を有し、そのアンテナコイル５にはＩＣチップ８が異方性導電接着剤で加熱加圧して実装されている。基材９の裏面には、そのＲＦＩＤタグ４を書類包１に接着するための接着層１４が設けられている。そして、アンテナコイル５の、書類設置面３ａに突き当てた書類包１の一辺から遠い側、すなわち書類包１の上方側の部分から書類設置面３ａ側までのコイルの開口面の面積の半分を覆うように相互干渉抑制部６を貼り付ける。

相互干渉抑制部６は、基材９とアンテナコイル５の上面に接着層１３により、基材９側から順に、磁性材料層１２、金属薄膜層１１、磁性材料層１０の順に貼り付けられた、磁性材料層１２と１０の間に金属薄膜層１１が接着層１３で接着されて設置された多層構成の構造体である。

従来、ＲＦＩＤタグ４が貼り付けられた書類包１が重ねられると、隣接する書類包１のアンテナコイル５の開口面に垂直な軸同士が重なり合って、アンテナコイル５同士が強く電磁結合２１することでＲＦＩＤタグ４のアンテナコイル５の共振周波数がずれてしまう。そのため、ＲＦＩＤタグ４を装置アンテナ３の発生する電磁界に共振させることで装置アンテナ３から電力を供給されて稼動しているＲＦＩＤタグ４に電力が供給されず、そのようにアンテナコイル５の共振周波数がずれたＲＦＩＤタグ４ではＩＣチップ８が稼動できない状態になってしまう。

次に、本発明の課題の解決手段である相互干渉抑制部６の作用について説明する。金属薄膜層１１は、隣接するアンテナコイル５同士の電磁結合２１を発生する磁界を遮断する層であり、この層によってＲＦＩＤタグ４のアンテナコイル５の共振周波数がずれることが抑えられる。

ＲＦＩＤタグ４のアンテナコイル５に、そのアンテナコイル５を跨ぐようにして金属板等が密着して置かれると、コイル電流が流れた場合、金属板に渦電流が発生し、この渦電流により生じる反磁界によってアンテナコイル５内に流れる磁界電流は著しく減衰される。一方、装置アンテナ３から、装置アンテナ３の磁界変動が装置アンテナ３とアンテナコイル５との電磁結合７によりアンテナコイル５に電流を誘導する。金属薄膜層１１よりも内側の磁性材料層１２は、装置アンテナ３からの誘導電流が隣接する金属薄膜層１１に渦電流を発生させて誘導電流が減衰されることを防ぐ効果がある。金属薄膜層１１に接着層１３を介して設置した最外層の磁性材料層１０は、ＲＦＩＤタグ４が積層されて置かれた時、隣のＲＦＩＤタグ４のアンテナコイル５と隣接する位置関係にあり、隣のＲＦＩＤタグ４のアンテナコイル５の電流が、このＲＦＩＤタグの金属薄膜層１１により渦電流を発生して減衰することを防ぎ、隣のＲＦＩＤタグ４のアンテナコイル５の電流の減衰を軽減することを防ぐ効果がある。

相互干渉抑制部６の内部の金属薄膜層１１によって磁界が遮断されているため、図３に示すように装置アンテナ３が発生する磁界はＲＦＩＤタグ４のアンテナコイル５と、金属薄膜層１１の無い領域２０の範囲でのみ電磁結合する。図２に示すように、装置アンテナ３とアンテナコイル５の電磁結合７はこの領域２０で行われるが、その両アンテナの電磁
結合７に必要な領域の多くが領域２０に含まれるので、両アンテナの電磁結合７はさほど抑制されない。一方、書類包１を隔てて隣接するＲＦＩＤタグ４のアンテナコイル５同士の電磁結合２１は、アンテナコイル５の、金属薄膜層１１の無い領域２０の範囲でしか電磁結合されないので、隣接するアンテナコイル５同士の電磁結合２１が弱まる。そのため、隣接するアンテナコイル５同士の電磁結合２１による共振周波数のずれが抑えられる。ここで、図１の相互干渉抑制部６の長さＬを変え、
電磁結合７の強さ＞電磁結合２１の強さの関係になるよう調整することで、隣接する書類包１のＲＦＩＤタグ４のアンテナコイル５の開口面に垂直な軸同士が重なり合うように書類包１が重なっても、装置アンテナ３とアンテナコイル５の電磁結合７を強くでき安定してデータの読み取りができる効果が得られる。

本発明の実験では、ＲＦＩＤタグ４のアンテナコイル５を６０ｍｍ×２０ｍｍの寸法にし、ＩＳＯ１５６９３規格のＩＣチップ８が実装されているＩＣインレットに、多層構造のシート状にした相互干渉抑制部６を、アンテナコイル５の短辺の半分を超える長さＬ＝１５ｍｍの位置まで貼り付けた。このＲＦＩＤタグ４を、書類包１とした１００μｍのＰＥＴシートをに貼り、この書類包１に貼り付けたＲＦＩＤタグ４の間隔を１ｍｍ以下にして、しかも、隣接する書類包１のＲＦＩＤタグ４のアンテナコイル５の開口面に垂直な軸同士が重なり合うようにして、ＲＦＩＤタグ４のデータのリーダーライター装置２による読み取り実験を行った。その結果、安定したデータの読み取りが確認できた。

前述の実験は本発明の一例であり、ＲＦＩＤタグ４のアンテナコイル５の形状、装置アンテナ３の形状および磁力出力、書類包１に貼り付けたＲＦＩＤタグ４の間隔など条件は様々であるが、相互干渉抑制部６がＲＦＩＤタグ４のアンテナコイル５の幅方向で、すなわち、コイルの短辺の方向で、書類設置面３ａに突き当てた書類包１の一辺から遠い側の書類包１の上方側の部分から書類設置面３ａ側までの、アンテナコイル５の開口面の面積の３０％以上９０％以下の範囲の開口面を覆っていればその効果が得られる。

書類包１に貼り付けたＲＦＩＤタグ４の間隔を例えば３ｍｍと固定した場合、ＲＦＩＤタグ４のアンテナコイル５を小型化すると、アンテナコイル５の縦横の寸法に対して相対的に、書類包１のＲＦＩＤタグ４の間隔が広くなる。この場合は、通常サイズのアンテナコイル５の場合と比較すると、隣接する書類包１のＲＦＩＤタグ４のアンテナコイル５同士の電磁結合２１が弱くなる。そのため、アンテナコイル５を小型化することで、隣接するアンテナコイル５同士の電磁結合２１による共振周波数のずれを更に抑えることができる効果がある。このため、アンテナコイル５を小型化できる効果がある。

本発明の一実施例の書類管理システムの外観を示す斜視図である。図１の書類包みとＲＦＩＤタグと、書類設置面の下部の装置アンテナの透視図である。本発明のＲＦＩＤタグの外観を透視した平面図である。図３の仮想線Ａ部分のＲＦＩＤタグの断面図である。書類包に貼り付けたＲＦＩＤタグを重ねた状態を側面から（図３の仮想線Ａの方向から）観察した断面図である。

符号の説明

１・・・書類包
２・・・リーダーライター装置
３・・・装置アンテナ
３ａ・・・書類設置面
４・・・ＲＦＩＤタグ
５・・・アンテナコイル
６・・・相互干渉抑制部
７・・・電磁結合
８・・・ＩＣチップ
９・・・基材
１０・・・磁性材料層
１１・・・金属薄膜層
１２・・・磁性材料層
１３・・・接着層
１４・・・接着層
２０・・・領域
２１・・・電磁結合
Ｌ・・・相互干渉抑制部のアンテナコイルの短辺に重なる長さ

Claims

ＩＣチップとアンテナコイル部を備えるＲＦＩＤタグが書類包に貼られており、前記ＲＦＩＤタグが装置アンテナと非接触で電磁誘導で結合することで読み取り装置とデータ通信を行う書類管理システムであって、前記書類包の一辺を書類設置面に突き当てて設置し、前記書類設置面に軸が平行なコイル形状の前記装置アンテナを前記書類設置面の下に設置し、前記書類包の前記一辺付近に、前記アンテナコイル部を設置し、前記アンテナコイル部を、前記一辺から遠い側から前記一辺側まで３０％以上９０％以下の範囲で、磁性材料層の間に金属薄膜層が設置された層構成の相互干渉抑制部で覆い、前記書類包を前記書類設置面上に複数密着して配置し、前記書類包に貼り付けた前記ＲＦＩＤタグの間隔を１ｍｍ以下にし、隣接する前記書類包のＲＦＩＤタグのアンテナコイルの開口面に垂直な軸同士が重なり合うようにしたことを特徴とする書類管理システム。