JP5418221B2 - Ｉｃタグ発行装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＩＣチップとアンテナとを備えたインレットに対してＩＤ等のデータを書き込んでＩＣタグとして発行するＩＣタグ発行装置に関するものである。

近年、非接触でデータの読み書きが可能な記録媒体としてＩＣチップを搭載したＲＦＩＤ(Radio Frequency Identification)等のＩＣタグが注目されており、既に様々なシーンで実用化されている。ここで、ＩＣタグ自体は単独で又はその他の製品に付帯されて市場等に出回る製品そのものであり、長尺フィルムに形成されたアンテナにＩＣチップが搭載されただけで未だ製品として扱うことができない（利用できない）状態のものはインレット或いはインレイと呼ばれている（以下では、「インレット」と称す）。すなわちインレットは、長尺なフィルム上にＩＣタグを構成する基本的な部分であるＩＣチップ及びアンテナを少なくとも備えたものである。そして、ＩＣタグ発行装置は、長尺のロールインレット上に所定ピッチで形成された各インレットに対してＩＤ等のデータを書き込むことによって、各インレットをＩＣタグとして発行するものである。

ＩＣタグ発行装置は、所定方向に搬送されるロールインレット上の各インレットに対して書き込み動作を行うライタを適宜箇所に配置している（特許文献１、２参照）。

特開２００９−２０５２３５号公報 特開２００６−２０９３７５号公報

ところが、従来のＩＣタグ発行装置では、ロールインレットが搬送される空間において、インレットに対してデータの書込動作を行う領域（書込実行領域）が広く開放されているため、ライタ側の電磁波発生部（アンテナ）から出力される電磁波が、本来データを書き込むべき対象のインレット以外のインレットに受信されるおそれがあり、同時に複数のインレットにデータを書き込んだり、同一のインレットに対して異なる複数のタイミングでデータを書き込むという不具合が生じ得る。

本発明は、このような問題に着目してなされたものであって、主たる目的は、書込対象外のインレットと誤って通信してデータを書き込んでしまう事態を回避して、書込対象のインレットのみと通信することによって正確な書込動作を行い、適切なＩＣタグ発行処理を行うことが可能なＩＣタグ発行装置を提供することにある。

すなわち本発明のＩＣタグ発行装置は、ＩＣチップ及びアンテナを有するインレットが所定間隔で複数形成され所定方向に搬送されながら書込実行領域を通過する長尺のロールインレットに対して、各インレットにデータを書き込むことによって各インレットをＩＣタグとして発行する装置である。

そして、本発明に係るＩＣタグ発行装置は、少なくともインレットにデータの書き込みを行うことが可能なライタを一端に接続したマイクロストリップラインと、マイクロストリップラインの通信エリア内を通過するロールインレットのうち、書込実行領域から外れた領域に存在するインレットに接触乃至近接させてインレットの通信特性を変化させる金属体とを備え、マイクロストリップラインを介したライタと書込実行領域に存在する１つのインレットとの交信により、当該１つのインレットにデータを書き込むことを特徴としている。

そして、本発明に係るＩＣタグ発行装置は、少なくともインレットにデータの書き込みを行うことが可能なライタを一端に接続したマイクロストリップラインと、マイクロストリップラインの上面に配置されて前記インレットの搬送路として機能し且つ前記マイクロストリップラインと共に共通の支持体上に取り付けられる搬送路形成体と、マイクロストリップラインの通信エリア内を通過するロールインレットのうち、書込実行領域から外れた領域に存在するインレットに接触乃至近接させてインレットの通信特性を変化させる金属体とを備え、書込実行領域は、金属体に形成したスリットによって規定される領域であり、搬送路形成体の上面、支持体の上方及び側方を共通の金属体によって被覆し、マイクロストリップラインを介したライタと書込実行領域に存在する１つのインレットとの交信により、当該１つのインレットにデータを書き込むことを特徴としている。

このように、本発明のＩＣタグ発行装置は、マイクロストリップラインをライタのアンテナとして利用し、マイクロストリップラインの通信エリア内において書込実行領域から外れた領域に存在する書込対象外インレットに接触乃至近接させる金属体を備えているため、マイクロストリップラインの通信エリア内に複数のインレットが存在する場合であっても、書込対象外インレットに金属体が接触又は近接することによって、書込対象外インレットを構成するアンテナのインピーダンスが大きく変化し、書込対象外インレットをマイクロストリップラインと通信不能な状態にすることができる。したがって、金属体に接触乃至近接させた書込対象外インレットは、マイクロストリップラインからの電磁波に応答することはなく、金属体に接触又は近接させていない書込対象インレット、つまり書込実行領域に存在する１つのインレットのみがマイクロストリップラインからの電磁波に応答可能なものとなり、この書込対象インレットにデータを書き込むことによって当該インレットをＩＣタグとして発行することができる。

さらに、本発明のＩＣタグ発行装置は、通信機器のアンテナとしてマイクロストリップラインを用いているため、インピーダンスの整合が取りやすく、またマイクロストリップラインであれば電磁誘導に起因する通信と電波による通信とを使用することができ、例えばアンテナパターンが異なるインレットに対しても同じ検査装置を適用することが可能になる。

本発明によれば、マイクロストリップラインの通信エリア内に複数のインレットが存在する状態、つまり、長尺のロールインレットに等ピッチ又は不等ピッチで形成した複数のインレットがマイクロストリップラインの通信エリア内に存在する場合であっても、書込対象外インレットと誤って交信してしまう事態を回避して、書込実行領域に存在する１つの書込対象インレットのみと交信可能な状況を確保することができ、複数のインレットが同時に応答する事態や同一のインレットが異なるタイミング（書込実行領域を通過するタイミング、書込実行領域を通過する前後のタイミング）を変えて複数回応答する事態を防止・抑制可能なＩＣタグ発行装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係るＩＣタグ発行装置の断面模式図。 図１の要部拡大図。 同実施形態に係るＩＣタグ発行装置の平面模式図。 同実施形態に係るＩＣタグ発行装置に用いるマイクロストリップラインの全体模式図。 インレット（アンテナパターンａ）の通信範囲を模式的に示す図。 インレット（アンテナパターンｂ）の通信範囲を模式的に示す図。 インレット（アンテナパターンｃ）の通信範囲を模式的に示す図。

以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。

本実施形態に係るＩＣタグ発行装置１は、インレットＸに対してＩＤ等のデータを書き込んで当該インレットＸをＩＣタグとして発行する装置であり、例えば図示しないＩＣタグ製造装置の一部を構成するものである。なお、本実施形態のＩＣタグ発行装置１は、ＩＣタグ製造装置から独立した装置として活用することも可能である。

そして、本実施形態に係るＩＣタグ発行装置１は、図１〜図３に示すように、所定方向に搬送されながら書込実行領域１Ａを通過するロールインレットＲ上に形成された各インレットＸに対して交信を試み、データを書き込むものである。なお、本実施形態では、インレットＸとＩＣタグ発行装置１との交信媒体（電磁波）として、例えばＵＨＦ帯の電波を用いている。

ここで、本実施形態で適用するロールインレットＲについて簡単に説明する。ロールインレットＲは、長尺のベースフィルム上に電磁波を送受信するためのアンテナ回路（本発明の「アンテナ」に相当：図示省略）を予め印刷やエッチングによって所定間隔（図示例では等間隔であるが、不等間隔であってもよい）で形成したアンテナシートＲ１（フィルム基板とも称される）と、各アンテナ回路の所定位置に接続されるように搭載されるＩＣチップＲ２とを備えたものである。なお、ＩＣチップＲ２は、裏面にアンテナ回路に接続するための例えば銅や金等の金属で形成されたバンプが設けられており、例えば絶縁ペーストや異方導電性ペースト等からなる接着剤や金属融着等によりアンテナ回路に接続される。そして、ロールインレットＲ上において形成される１つのアンテナ回路と１つのＩＣチップＲ２との組によってインレットＸを構成している。つまり、本実施形態のインレットＸは、製品（ＩＣタグ）として切り出される前のものを指している。また、図１〜図３において書込実行領域１Ａを通過した後であっても図示しないカッター部によって切り出される前の状態のものは説明の便宜上インレットとして取り扱う。

このようなインレットＸに対してＩＤ等のデータを書き込んで当該インレットＸをＩＣタグとして発行するＩＣタグ発行装置１は、図１等に示すように、一端にリーダライタ２（本発明の「ライタ」としての機能を有している）を接続したマイクロストリップライン３と、マイクロストリップライン３の上面側に配置されてロールインレットＲの搬送路として機能する搬送路形成体４と、少なくとも搬送路形成体４の上面を被覆し得る金属体５とを備えたものである。

マイクロストリップライン３は、一端にリーダライタ２を接続し、他端を図示しないターミナルに接続して終端としたものである。本実施形態では、マイクロストリップライン３として、図４に示すように、例えば平板状をなす誘電体基板３１の上面に伝送線路として機能する直線状の導体３２を形成し、誘電体基板３１の下面全体にグラウンドとして機能する導体３３を形成した周知のものを適用している。各導体３２、３３は、それぞれ導体箔（例えば銅箔）によって形成することができる。伝送線路として機能する導体３２は、長尺な矩形状をなす誘電体基板３１の長手方向に沿って直線に延びるものである。このようなマイクロストリップライン３は、誘電体基板３１の比誘電率や厚み寸法、各導体３２、３３の厚み寸法、或いは伝送線路として機能する導体３２の幅寸法（長手方向に直交する方向の寸法）等によって、伝送線路の特性インピーダンスを決定することができる。本実施形態では、マイクロストリップライン３の長手方向をロールインレットＲの幅方向（ロールインレットＲの長手方向（搬送方向）に直交する方向の寸法）と直交ないし略直交する姿勢でマイクロストリップライン３を配置している。また、マイクロストリップライン３の長手寸法はロールインレットＲのアンテナパターンの幅寸法よりも大きければよく、例えばロールインレットＲの幅寸法と同程度に設定することができる。なお、各導体３２、３３は極めて薄い膜で形成されたものであり、図１等では模式的に誇張して示し、図４では導体３２にのみパターンを付している。

搬送路形成体４は、例えばアクリル樹脂製のパネルを用いて構成したものであり、その平面形状をマイクロストリップライン３の長手寸法及び幅寸法（長手寸法に直交する方向の寸法）よりも大きく設定している。そして、このような搬送路形成体４の下面における中央ないし略中央部分にマイクロストリップライン３を配置した状態において、搬送路形成体４の平面形状がマイクロストリップライン３の平面視における通信エリアよりも大きくなるように設定し、搬送路形成体４の上面側を搬送するロールインレットＲの各インレットＸに対してマイクロストリップライン３が下方から通信できるようにしている。本実施形態では、搬送路形成体４及びマイクロストリップライン３を共通の支持体６（架台）上に取り付けている（図１参照）。

金属体５は、例えばアルミニウム等の金属箔によって形成されたものであり、搬送路形成体４の上面を被覆した状態においてマイクロストリップライン３の直上に相当する領域に金属体５を存在させない開口部としてスリット５Ｓを形成している。これにより、金属体５の下面側から上面側へのマイクロストリップライン３の通信経路がスリット５Ｓを通過する経路のみに限定することができる。つまり、このスリット５Ｓが形成された領域が本発明の書込実行領域１Ａに相当する。ここで、ロールインレットＲの搬送方向に沿ったスリット５Ｓの開口寸法（以下では、「スリット５Ｓの開口幅」と称す）は、マイクロストリップライン３の導体３２の幅寸法と同一寸法ないし導体３２の幅寸法よりも僅かに大きければよく、適宜の手段によってスリット５Ｓの開口幅を調整できるようにしてもよい。また、本実施形態では、搬送路形成体４の上面全体（書込実行領域１Ａを除く）を金属体５で被覆するとともに、支持体６の上方及び側方にも金属体５を配置して電磁波が遮蔽され得る空間を形成し、支持体６付近のインレットＸと誤って交信してしまう事態を回避している。

次に、このような各部から構成したＩＣタグ発行装置１の処理手順及び作用について説明する。

適宜の工程を経て長手方向にインレットＸを所定ピッチで形成したロールインレットＲがＩＣタグ発行装置１まで搬送されると、ＩＣタグ発行装置１は、ロール７を回転させてロールインレットＲを金属体５に接触又は近接させながら搬送方向に沿って搬送する。そして、本実施形態に係るＩＣタグ発行装置１は、インレットＸが書込実行領域１Ａ（スリット５Ｓ）を通過する際にマイクロストリップライン３から電磁波を出力し、この電磁波をインレットＸのアンテナが受信して応答した場合に、スリット５Ｓを臨む位置にある書込対象のインレットＸ、つまり書込実行領域１Ａに存在する書込対象インレットＸ（Ａ）のＩＣチップＲ２にインレットＸのＩＤ等のデータを書き込む。

特に本実施形態では、リーダライタ２のアンテナとしてマイクロストリップライン３を適用しているため、狭い範囲で強度をもった電磁波を出力することが可能になり、スリット５Ｓを臨む書込対象インレットＸ（Ａ）に対する交信を適切に行うことができる。さらに、本実施形態に係るＩＣタグ発行装置１は、マイクロストリップライン３を用いることによって、電磁誘導に起因する通信と電波による通信とを使用することができ、アンテナパターンが異なるインレットＸに対しても通信検査を行うことができる。

一方で、インレットＸのアンテナパターンが変化すれば、図５〜図７に示すように各インレットＸの通信エリアも当然異なり、マイクロストリップライン３が、書込実行領域１Ａから外れた領域に存在するインレットＸ、つまり書込対象外インレットＸ（Ｂ）と通信してしまうおそれがあるが、本実施形態に係るＩＣタグ発行装置１は、書込対象外インレットＸ（Ｂ）を金属体５に接触ないし近接させることにより、これら書込対象外インレットＸ（Ｂ）における各アンテナのインピーダンスを変化させて、マイクロストリップライン３と通信できないようにしている。なお、図５〜図７はそれぞれ異なるアンテナパターンａ、ｂ、ｃを備えた各インレットＸの通信エリア及び強度を点線及びグラデーション（グラデーションの濃い方がマイクロストリップラインの電磁波強度が強いエリアを示している）で模式的に示すものである。

このように、本実施形態に係るＩＣタグ発行装置１は、リーダライタ２のアンテナとしてマイクロストリップライン３を適用することによって、インピーダンスの整合が取りやすく、また電磁誘導に起因する通信と電波による通信とを活用することができ、アンテナパターンが異なるインレットＸに対しても同じ条件でリーダライタ２による書込動作を行うことが可能になる。しかも、本実施形態のＩＣタグ発行装置１は、マイクロストリップライン３からの電磁波が届く範囲（通信エリア）内に存在する書込対象外インレットＸ（Ｂ）を金属体５に接触または近接させることによって、書込対象外インレットＸ（Ｂ）を構成する各アンテナのインピーダンスを大きく変化させて、これら書込対象外インレットＸ（Ｂ）をマイクロストリップライン３との通信整合状態から一時的に外れてマイクロストリップライン３と通信不能なものにしている。したがって、マイクロストリップライン３の通信エリア内に複数のインレットＸが存在する場合であっても、マイクロストリップライン３は書込実行領域１Ａに存在する書込対象インレットＸ（Ａ）のみと交信することができ、この書込対象インレットＸ（Ａ）のＩＣチップＲ２にＩＤ等のデータを適切に書き込むことができる。また、スリット５Ｓを臨む位置にある書込対象インレットＸ（Ａ）はロールインレットＲの搬送に伴ってスリット５Ｓの開口縁を越えて書込実行領域１Ａから外れると同時ないし略同時に金属体５に接触（密着）または近接することにより、マイクロストリップライン３からの通信に対して応答できないものとなるため、同一のインレットＸが場所を変えて（異なるタイミングで）複数回応答するという不具合も解消することができる。

そして、スリット５Ｓの開口幅をロールインレットＲ上において隣り合うインレットＸのアンテナ同士の離間寸法よりも小さく設定することにより、複数のインレットＸが同時に応答してくるという事態も確実に防止することができる。

さらに、本実施形態に係るＩＣタグ発行装置１は、スリット５Ｓを除く上面全体及び側面全体を金属体５で被覆しているため、ＩＣタグ発行装置１の周辺に存在するインレットＸと誤って通信してしまうという事態を防止することができる。また、スリット５Ｓを除く上面全体及び側面全体を金属体５で被覆することによって、スリット５Ｓを経由して金属体５の内側から外側へ漏れた電磁波がＩＣタグ発行装置１の周辺に存在する金属部品等の電磁波反射性の物体により反射して返ってきた場合でもあってもこの電磁波を金属体５で遮蔽することができる。そして、このような構成を採用することによりＩＣタグ発行装置１の配置自由度が向上する。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。

例えば、箱状をなすシールドケース（一例としてアクリルケースの外表面をアルミ箔で被覆したもの）内にマイクロストリップラインを設け、シールドケースの上面にマイクロストリップラインの書込実行領域として機能するスリットを形成したＩＣタグ発行装置であってもよい。この場合、シールドケースの上面が搬送路として機能し、書込実行領域から外れる領域に存在するインレットをシールドケースの上面に形成された金属体（例えばアルミ箔）に接触乃至近接させることにより通信特性が変化し、上述した実施形態と同様に、書込実行領域内に存在する１つのインレットのみと交信することができ、このインレットにデータを書き込んでＩＣタグとして発行することができる。また、このような態様であれば、マイクロストリップラインの一端にコードを介して接続したライタをシールドケース外に配置することも可能である。

また、搬送路形成体や金属体の材質や形状（厚み等）も適宜変更することができる。また、上述した実施形態ではインレットで説明したが、本発明はタグ化したものに対するデータの書き込みにも適用できる。

その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

１…ＩＣタグ発行装置
１Ａ…書込実行領域
２…通信機器（リーダライタ）
３…マイクロストリップライン
５…金属体
Ｒ…ロールインレット
Ｒ２…ＩＣチップ
Ｘ…インレット
Ｘ（Ａ）…書込対象インレット
Ｘ（Ｂ）…書込対象外インレット

Claims (1)

1. 所定方向に搬送されながら書込実行領域を通過する長尺のロールインレット上に複数形成された各インレットにデータの書き込みを行い、当該インレットをＩＣタグとして発行するＩＣタグ発行装置であって、
   前記インレットにデータの書き込みを行うことが可能なライタを一端に接続したマイクロストリップラインと、
   前記マイクロストリップラインの上面に配置されて前記インレットの搬送路として機能し且つ前記マイクロストリップラインと共に共通の支持体上に取り付けられる搬送路形成体と、
   前記マイクロストリップラインの通信エリア内を通過する前記ロールインレットのうち、前記書込実行領域から外れる領域に存在する前記インレットに接触乃至接触させてインレットの通信特性を変化させる金属体とを備え、
   前記書込実行領域は、前記金属体に形成したスリットによって規定される領域であり、
   前記搬送路形成体の上面、前記支持体の上方及び側方を共通の前記金属体によって被覆し、
   前記書込実行領域に存在する１つのインレットに、前記マイクロストリップラインを介して前記ライタによりデータを書き込むことを特徴とするＩＣタグ発行装置。

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