JP7091920B2 - Ｒｆタグ付き包装体 - Google Patents

Description

本発明は，無線による個体識別で用いられる媒体であるＲＦタグ（RF: Radio Frequency）に関する。

地方における深刻な人手不足の解消や精算業務の効率化などを目的とし，コンビニエンスストアやスーパーマーケットなどの小売店は，ＲＦタグを利用した自動精算システムの導入を検討している。

ＲＦタグを利用した自動精算システムでは，小売店で販売されている商品それぞれにＲＦタグを付し，顧客が購入する商品（例えば，買い物かごの中にある商品）の代金を精算する際，ＲＦタグに対応したリーダライタにより，顧客が購入する商品に付されているＲＦタグそれぞれから，商品を識別する商品識別データを一括して読み取ることが行われる。

小売店で販売されている商品には，無線通信を阻害する金属材料を用いた包装体に内容物を収めた商品が多数ある。何ら工夫を施さなければ，包装体に用いられている金属材料の影響で，該商品に付されたＲＦタグの通信性能は悪化するため，自動精算システムの導入には，該商品であっても，ＲＦタグの通信性能が悪化しない工夫が必要になる。

この工夫に係る発明として，金属材料としてアルミ蒸着フィルムを用いた包装体の端部にアルミ箔膜を蒸着していない切欠部を形成しておき，無線ＩＣデバイスと接続するループ状電極をこの切欠部の端に沿って配置し，ループ状電極をアルミ箔膜と電磁界結合させることで，アルミ蒸着フィルムのアルミ蒸着膜を無線ＩＣデバイスの放射体として機能させるように構成した発明が，特許文献１，２で開示されている。

また，特許文献３では，アルミ箔を用いたＰＴＰ（Press Through Pack）包装体にＲＦタグを付したＲＦＩＤタグ付き包装体が開示されている。特許文献３では，アルミ箔を積層した金属シートに，ＵＦＨ帯の電波の波長に応じたスリットを形成し，錠剤の収容に用いる錠剤収容部を複数形成した樹脂シートに，アルミ箔との間でＵＨＦ帯の周波数の交流電流が通過できるように面積が設定され，スリットを挟んで対向する一対の導電性部材とそれぞれの導電性部材と接続しているＩＣチップを設けている。

特開２０１４－２２０８３１号公報 特開２０１５－２３３３４６号公報 特開２０１４－２２２４２３号公報

特許文献１，２で開示されている発明では，金属材料を用いた包装体の端部に金属材料がない切欠部を形成しておき，無線ＩＣデバイスと接続するループ状電極をこの切欠部の端に沿って配置する必要があるが，金属材料を用いた包装体の中には，金属材料がない切欠部を形成できないものもある。

アルミ蒸着フィルムを用いた包装体（例えば，ポテトチップの袋などのピロー包装体）には，特許文献１，２で開示されている発明を適用し易いが，切欠部となる孔を形成した金属箔（アルミ箔）はラミネート時に金属箔の破断が生じ易いため，金属箔を用いた包装体（例えば，レトルト食品の袋などのパウチ包装体）や，ループ状電極を切欠部に配置できない金属容器（例えば，飲料水の金属缶）には適していないと考えられる。

また，特許文献３で開示されている発明は，ＵＨＦ帯の電波の波長に応じたエ字状のスリットを包装体に形成しなければ，エ字状のスリットスリットを形成できるＰＴＰ包装体には適しているが，エ字状のスリットを形成できない包装体，すなわち，内容物が収容されていない余白部分の小さい包装体には特許文献３で開示されている発明を適用できない。

そこで，本発明は，金属材料を用いた様々な包装体に適用可能で，かつ，自動精算システムに必要な通信性能が得られるＲＦタグ付き包装体を提供することを目的とする。

上述した課題を解決する本発明は，ＩＣチップを実装しているループ状の整合回路，線状素子および面状結合素子を有し，前記線状素子と前記面状結合素子が前記整合回路を挟んで対向するように，前記線状素子および前記面状結合素子それぞれを前記整合回路と接続させた構造のアンテナを実装したＲＦタグラベルと，金属材料を少なくとも用いて成形された包装体を備え，内容物が入っていない前記包装体の余白部分に開口穴を加工し，前記線状素子および前記整合回路が前記開口穴と重なり，前記面状結合素子が前記包装体の金属材料と重なり合うように，前記ＲＦタグラベルを前記包装体に貼設したことを特徴とするＲＦタグ付き包装体である。
本発明は，シール加工により成形された様々なラミネート袋に適用可能で，ラミネート袋を前記包装体とするとき，内容物が入っていない前記包装体の余白部分は，ラミネート袋のシール部になる。
また，本発明は，金属缶にも適用可能で，金属缶を前記包装体とするとき，内容物が入っていない前記包装体の余白部分は，金属缶の縁になる。

本発明は，本発明の課題を解決するために，アンテナの結合素子と包装体の金属材料が静電結合し，包装体の金属材料をアンテナの放射板として利用できるように構成されている。

本実施形態に係るＲＦタグ付き包装体を説明する図。 包装体の成形に用いられるラミネートフィルムの層構成を説明する図。 ＲＦタグ付き包装体の内部構造を説明する図。 包装体に貼設するＲＦタグラベルを説明する図。 ＲＦタグラベルを貼設した箇所を詳細に説明する図。 変形例１に係るＲＦタグ付き包装体を説明する図。 変形例２に係るＲＦタグ付き包装体を説明する図。 変形例３に係るＲＦタグ付き包装体を説明する図。 変形例４に係るＲＦタグ付き包装体を説明する図。

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，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タグ付き包装体１を説明する図で，図２は，包装体１０の成形に用いられる基材１００の層構成を説明する図，図３は，ＲＦタグ付き包装体１の内部構造を説明する図である。

図１で図示したように，本実施形態に係るＲＦタグ付き包装体１は，金属材料を用いて成形された包装体１０と，包装体１０に貼設されＵＨＦ帯（860MHz～960MHz）の周波数帯を無線通信に利用するＲＦタグラベル２とから少なくとも構成される。ＲＦタグ付き包装体１を構成する包装体１０の形態は，本発明が実施できる限り任意でよいが，本実施形態では，包装体１０をラミネート袋の一つであるラミネート吊り下げ袋としている。

本実施形態に係る包装体１０は，金属材料となるアルミ箔が積層されたラミネートフィルムを基材１００として成形されている。図２で図示したように，基材１００の層構成は，ＰＥＴ１００ａ（ポリエチレンテレフタレート）／ＳＰＥ１００ｂ（ポリエチレンによるラミネート加工）／ＡＬ１００ｃ（アルミ箔）／ＳＰＥ１００ｄ／ＬＬＤ１００ｅ（静電気防止ポリエチレン）の５層になっている。図３で図示したように，本実施形態に係る包装体１０は，５層構成の基材１００を二つに折り曲げて三辺をシール加工することで成形され，シール加工していない部分の内部が内容物１０１を収容する空間になる。

ＲＦタグ付き包装体１において，ＲＦタグラベル２は，内容物が収容されていない包装体１０の余白部分に貼設される。図１で図示した包装体１０において，内容物１０１が収容されていない包装体１０の余白部分は，シール加工されたシール部１１になり，図１で図示した包装体１０は，陳列用の孔１３を中央部に加工したトップシール部１１ａと両サイドシール部１１ｂをシール部１１として有し，本実施形態では，包装体１０が有するトップシール部１１ａの右側にＲＦタグラベル２を貼設している。

図４は，包装体１０に貼設するＲＦタグラベル２を説明する図である。図４（ａ）で図示したように，ＲＦタグラベル２は，ＩＣチップ２０３と接続しているアンテナ２０を形成したインレイ２１を含み，本実施形態では，アンテナ２０を実装しているインレイ２１の面に粘着層２２を積層している。インレイ２１のベースとなるフィルムには，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，粘着層２２にはアクリル系やゴム系の粘着剤を利用できる。

図４（ｂ）で図示したように，インレイ２１に実装するアンテナ２０は，ＩＣチップ２０３を実装しているループ状の整合回路２００，線状素子２０１および面状結合素子２０２を具備し，線状素子２０１と面状結合素子２０２が整合回路２００を挟んで対向するように，線状素子２０１および面状結合素子２０２それぞれを整合回路２００と接続させた構造になっている。本実施形態において，導波線路２０１ａを介して線状素子２０１は整合回路２００と接続し，導波線路２０２ａを介して面状結合素子２０２は整合回路２００と接続している。

インレイ２１に実装するアンテナ２０を構成する整合回路２００は，インレイ２１に実装するＩＣチップ２０３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２０３の入力端子間にはキャパシタンスが存在するので，ＩＣチップ２０３の入力端子間に存在するキャパシタンスに対応したインダクタンスを整合回路２００に持たせている。

インレイ２１に実装するアンテナ２０はＵＦＨ帯用のダイポールアンテナになるため，アンテナ２０を構成する線状素子２０１は，インレイ２１に実装するアンテナ２０のアンテナ長の調整に少なくとも用いられる素子になる。なお，線状素子２０１にはインダクタンスをもたせることができるので，このインダクタンスを利用して，ＲＦタグラベル２の共振周波数が所定の周波数になるように設計できる。

インレイ２１に実装するアンテナ２０を構成する面状結合素子２０２は，ＲＦタグラベル２を貼設する包装体１０の金属材料と静電結合するアンテナ素子になり，包装体１０の金属材料と静電結合し易いように，面状結合素子２０２は，プレート電極のような板状の導体の形状をなしている。

図５は，ＲＦタグラベル２を貼設した箇所を詳細に説明する図である。ＲＦタグラベル２を貼設する包装体１０の箇所には，包装体１０が有する金属材料を除去するための開口穴１２が加工されている。本実施形態では，包装体１０の基材１００を貫通している開口穴１２のサイズは，ＩＣチップ２０３を接続した整合回路２００と線状素子２０１が丁度収まるサイズ２０ａの天地左右それぞれに，面状結合素子２０２が含まれない程度の所定サイズの余白を設けたサイズなっている。

図５で図示したように，ＲＦタグラベル２は，線状素子２０１および整合回路２００が開口穴１２と重なり，面状結合素子２０２が包装体１０の金属材料と重なり合うように貼設されている。なお，開口穴１２に架かる状態でＲＦタグラベル２を貼設できるためには，線状素子２０１の側に糊代部分が必要になるため，本実施形態に係るＲＦタグラベル２では，線状素子２０１の側に所定サイズの糊代部分２０ｂを設けている。

このようにＲＦタグラベル２を包装体１０に貼設することで，ＲＦタグラベル２を包装体１０に貼設した状態において，線状素子２０１および整合回路２００の下側には包装体１０の金属材料が存在しないため，整合回路２００が有するインダクタンスなどは大幅に変化しない。これに対し，ＲＦタグラベル２を包装体１０に貼設した状態において，面状結合素子２０２は包装体１０の金属材料と重なり，かつ，面状結合素子２０２と包装体１０の金属材料の間には，ＲＦタグラベル２の裏面に積層した粘着層および金属材料より表側になる基材１００の層（ここでは，ＰＥＴ１００ａとＳＰＥ１００ｂ）が存在するため，面状結合素子２０２は包装体１０の金属材料と静電結合する状態になる。

面状結合素子２０２が包装体１０の金属材料と静電結合する状態になることで，包装体１０の金属材料に流れる電波（電流）は面状結合素子２０２を介してアンテナ２０に伝達され，アンテナ２０に流す電波（電流）は面状結合素子２０２を介して包装体１０の金属材料に伝達されため，ＲＦタグラベル２に実装したアンテナ２０の放射板として包装体１０の金属材料は機能する。ＲＦタグラベル２に実装したアンテナ２０の放射板として包装体１０の金属材料を機能させることができれば，ＲＦタグラベル２のサイズをコンパクトにしても，ＲＦタグラベル２を包装体１０に貼設した状態では，自動精算システムに必要な通信性能を得ることができる。

なお，本発明では，開口穴１２を包装体１０に加工するだけですむので，本発明は，ラミネート吊り下げ袋以外の様々なラミネート袋に適用可能である。

図６は，変形例１に係るＲＦタグ付き包装体３を説明する図，図７は，変形例２に係るＲＦタグ付き包装体４を説明する図，図８は，変形例３に係るＲＦタグ付き包装体５を説明する図である。

変形例１に係るＲＦタグ付き包装体３は，ポテトチップの袋に代表されるピロー袋を包装体３０とした変形例で，包装体３０は，シール加工されているシール部３１として，トップシール部３１ａ，ボトムシール部３１ｂおよび背シール部３１ｃを有している。変形例１に係るＲＦタグ付き包装体３において，包装体３０の基材は，ＯＰＰ（２軸延伸ポリプロピレンフィルム）／ＰＥ（ポリエチレン）/ＶＭＰＥＴ（アルミ蒸着ポリエチレンテレフタレート）／ＰＥ（ポリエチレン）／ＣＰＰ（無延伸ポリプロピレンフィルム）を層構成とするラミネートフィルムで，シール加工されているトップシール部３１ａに開口穴３２を加工し，上述した要領でＲＦタグラベル２を貼設している。

変形例２に係るＲＦタグ付き包装体４は，自立可能なスタンディングパウチ袋を包装体４０とした形態である。変形例２に係る包装体４０の基材は，実施形態のＲＦタグ付き包装体１と同じで，包装体４０は，四辺をシール加工したシール部４１を余白部分として有している。変形例２に係るＲＦタグ付き包装体４においては，シール加工されているシール部４１のボトム側に斜めの開口穴４２を加工し，上述した要領でＲＦタグラベル２を貼設している。

変形例３に係るＲＦタグ付き包装体５は，複数の錠剤（タブレット）を収納するＰＴＰ包装体を包装体５０として形態で，包装体５０の台紙にはアルミ箔が積層されている。変形例３に係る包装体５０においては，錠剤を収める空間が成形されていない箇所がシール部５１となり，シール部５１のトップ側に開口穴５２を加工し，上述した要領でＲＦタグラベル２を貼設している。

また，本発明は，シール加工により成形されたラミネート袋ばかりではなく，金属缶にも適用可能である。図９は，変形例４に係るＲＦタグ付き包装体６を説明する図である。

変形例４に係るＲＦタグ付き包装体６は，金属缶を包装体６０として形態である。変形例４に係るＲＦタグ付き包装体６においては，金属缶である包装体６０の縁６１の部分に開口穴６２を加工し，上述した要領でＲＦタグラベル２を貼設している。なお，変形例４の場合でも，ＲＦタグラベル２のアンテナ２０の下には粘着層が存在するので，ＲＦタグラベル２のアンテナ２０が有する面状結合素子２０２と包装体６０の金属材料は静電結合する。

１ ＲＦタグ付き包装体
１０ 包装体
１１ シール部
１２ 開口穴
２ ＲＦタグラベル
２０ アンテナ
２００ 整合回路
２０１ 線状素子
２０２ 面状結合素子
３ 変形例１に係るＲＦタグ付き包装体
４ 変形例２に係るＲＦタグ付き包装体
５ 変形例３に係るＲＦタグ付き包装体
６ 変形例４に係るＲＦタグ付き包装体

Claims (3)

1. ＩＣチップを実装しているループ状の整合回路，線状素子および面状結合素子を有し，前記線状素子と前記面状結合素子が前記整合回路を挟んで対向するように，前記線状素子および前記面状結合素子それぞれを前記整合回路と接続させた構造のアンテナを実装したＲＦタグラベルと，金属材料を少なくとも用いて成形された包装体を備え，内容物が入っていない前記包装体の余白部分に開口穴を加工し，前記線状素子および前記整合回路が前記開口穴と重なり，前記面状結合素子が前記包装体の金属材料と重なり合うように，前記ＲＦタグラベルを前記包装体に貼設したことを特徴とするＲＦタグ付き包装体。
2. シール加工により成形されたラミネート袋を前記包装体とし，内容物が入っていない前記包装体の余白部分を，ラミネート袋のシール部にしたことを特徴する，請求項１に記載したＲＦタグ付き包装体。
3. 金属缶を前記包装体とし，内容物が入っていない前記包装体の余白部分を，金属缶の縁としたことを特徴とする，請求項1に記載したＲＦタグ付き包装体。
   

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