JPWO2015020042A1 - 無線ｉｃタグ付き包装体および無線ｉｃタグ付き包装体の製造方法 - Google Patents

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Abstract

所定のスロットパターンが形成された金属シート、および樹脂シートを有する包装部と、ＩＣチップ、および該ＩＣチップに電力を供給する電極部材を備えたＩＣチップ部と、を有する無線ＩＣタグ付き包装体を提供する。前記スロットパターンの端部が前記包装部のコーナー領域に配置される。

Description

本発明は、無線ＩＣタグ付き包装体および無線ＩＣタグ付き包装体の製造方法に関する。
非接触で情報を伝送するシステムとして、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）やＮＦＣ（Ｎｅａｒ Ｆｉｅｌｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）等の無線通信可能なＩＣタグを用いた無線通信システムが知られている。
例えば、ＲＦＩＤシステムは、一般に、ＲＦＩＤタグ（「無線タグ」とも呼ばれる）と、リーダライタ（ＲＷ）装置とを備えている。そして、ＲＷ装置からＲＦＩＤタグに対して無線通信により情報の読み書きが行なわれる。
ＲＦＩＤタグには、バッテリーを搭載してその電力で駆動するいわゆるアクティブ型タグと、ＲＷ装置からの電力を受けてこれを電源として駆動するいわゆるパッシブ型タグとが知られている。アクティブ型タグは、パッシブ型タグに比べてバッテリーを搭載しているため、通信距離や通信の安定度等の点でメリットがある。一方、アクティブ型タグは、構造が複雑で、サイズの大型化や高コスト化等のデメリットもある。
近年の半導体技術の向上により、パッシブ型タグ用のＩＣチップの小型化、高性能化が進んでいる。パッシブ型タグ用のＩＣチップの通信距離の拡張や通信の安定度の向上により、幅広い分野へのパッシブ型タグの使用が期待されている。
例えば、製造、流通、販売等における管理のため、錠剤やカプセルなどの薬剤へのＲＦＩＤタグの利用が望まれている。このような錠剤やカプセルなどの薬剤は、ヒートシール包装の一種であるＰＴＰ（Ｐｒｅｓｓ Ｔｈｒｏｕｇｈ Ｐａｃｋａｇｅ）と呼ばれる包装体に封入されている。
このＰＴＰシートでは、一方の面は樹脂シートで覆われ、他方の面は、アルミニウムなどの金属シートで覆われているため、一般的なＲＦＩＤタグをそのまま取り付けても通信することができない。よって、大型で高価な金属対応のＲＦＩＤタグを使用する必要があった。
特許文献１では、予めインピーダンスマッチング回路（スペースパターン）が形成された小型アンテナにＩＣチップを搭載したインレットを用意し、ＰＴＰシートを構成するアルミシート上に形成した島状領域又はスロットによって実現されたアンテナにこのインレットを実装して無線ＩＣタグを実現している。
特許文献１：特開２００７−６０４０７号公報
特許文献１の技術では、無線ＩＣタグは、２．４５ＧＨｚ帯のマイクロ波を利用することが想定されている。無線ＩＣタグのスロットの長さがλ／２（約５０ｍｍ）あるいはλ／４（約２５ｍｍ）前後となっている。したがって、インピーダンスマッチングを施したインレットおよびスペースパターンのサイズは比較的小さくて済む。
しかしながら、ＵＨＦ帯（３００ＭＨｚ〜３ＧＨｚ、波長１０ｃｍ〜１ｍ）のタグで現在主に使われている９００ＭＨｚ帯（例えば、９２０ＭＨｚ帯（９１５〜９３０ＭＨｚ）、９５０ＭＨｚ帯（９５０〜９５８ＭＨｚ）など）などに無線ＩＣタグを適用した場合は、無線ＩＣタグの波長λが３０ｃｍ以上となる。よって、無線ＩＣタグのスロットの長さをλ／２とすると、一般的な錠剤用ＰＴＰシートのサイズ（長手方向が９０〜１００ｍｍ以内）に収めることが難しくなるという問題が生じる。また、スロットの長さをλ／４とすると、通信距離が著しく低下し、実用上十分な通信距離が得られないという問題が生じてしまう。
そこで、本発明の一実施例は、錠剤等の包装用のＰＴＰシート上の金属箔を一部加工し、無線ＩＣタグのアンテナとして利用する技術において、波長の長いＵＨＦ帯の無線ＩＣタグとして利用した場合にも、安定して十分な通信距離を確保することができる無線ＩＣタグ付き包装体を提供することを目的とする。更に、本発明の一実施例は、複数のＰＴＰシートをまとめて収容した場合であっても通信可能とすることができる無線ＩＣタグ付き包装体を提供することを目的とする。
本発明の一実施例によるところ、所定のスロットパターンが形成された金属シート、および樹脂シートを有する包装部と、
ＩＣチップ、および該ＩＣチップに電力を供給する電極部材を備えたＩＣチップ部と、を有する無線ＩＣタグ付き包装体であって、
前記スロットパターンの端部が前記包装部のコーナー領域に配置されることを特徴とする無線ＩＣタグ付き包装体が提供されている。
本発明の実施例によれば、例えば、波長の長いＵＨＦ帯の無線ＩＣタグとして利用した場合にも、安定して十分な通信距離を確保する。また、本発明の実施例によれば、例えば、複数のＰＴＰシートをまとめて収容した場合であっても通信可能とすることができる。
本実施形態に係る無線ＩＣタグ付き包装体の上面図である。 本実施形態に係る無線ＩＣタグ付き包装体の側面断面図である。 本実施形態に係る無線ＩＣタグ付き包装体の下面図である。 （ａ）〜（ｇ）ＰＴＰシートに形成されるスロットパターンの例を示す図である。 図４（ｇ）のスロットパターンのスロット幅を変化させた場合における周波数特性の変化を示すグラフである。 ＩＣチップ部の拡大構成図である。 ＩＣチップ部の断面構成図である。 保護シートの有無による周波数の変化を示すグラフである。 剥離部を有する保護シートを設けた無線ＩＣタグ付き包装体の（Ａ）斜視図、（Ｂ）断面図である。 切り欠き部を設けた無線ＩＣタグ付き包装体の上面図である。 無線ＩＣタグ付き包装体が梱包箱に収容された様子を示す図である。 複数の無線ＩＣタグ付き包装体の単独の場合および包装体間の距離を変化させた場合における周波数と通信距離との関係を示すグラフである。 図１２における包装体単独の場合および包装体間の各距離での周波数のピーク値を示すグラフである。 無線ＩＣタグ付き包装体の製造工程の説明図である。 実施例１での評価方法の説明図である。 実施例２での評価方法の説明図である。 実施例２での評価結果を示すグラフである。
以下、本発明に係る構成を図１から図１７に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。
本実施形態に係る無線ＩＣタグ付き包装体１００は、後述するように、所定のスロットパターン１４が形成された金属シート１３、および樹脂シート１１を有する包装部（例えば、ＰＴＰシート）１０と、ＩＣチップ２１、および該ＩＣチップに電力を供給する電極部材２２，２３を備えたＩＣチップ部２０と、を有する。無線ＩＣタグ付き包装体１００において、スロットパターン１４の端部が包装部１０のコーナー領域に配置される。
なお、本明細書では、ＸＹＺ３次元直交座標系において、ＰＴＰシート１０のシート面に直交する方向をＺ軸方向とし、該シート面は略長方形状であり、その長手方向をＸ軸方向、短手方向をＹ軸方向とする。
本実施形態に係る無線ＩＣタグ付き包装体１００は、極超短波（ＵＨＦ）（３００ＭＨｚ〜３ＧＨｚ）の周波数帯の電波での通信が可能なものであり、好ましくは、いわゆる８００ＭＨｚ帯（７７０ＭＨｚ〜９６０ＭＨｚ）、最も好ましくは、９００ＭＨｚ帯（例えば、９２０ＭＨｚ帯、９５０ＭＨｚ帯などである）などの比較的波長の長い電波での通信が可能な無線ＩＣタグを備えるものである。
（無線ＩＣタグ付き包装体の構成）
図１は本実施形態に係る無線ＩＣタグ付き包装体の上面図、図２は無線ＩＣタグ付き包装体の側面断面図と点線Ａ部の拡大図、図３は無線ＩＣタグ付き包装体の下面図を示している。
図１〜図３に示すように、本実施形態に係る無線ＩＣタグ付き包装体１００は、金属シート（金属箔）１３にスロットパターン１４が形成された略矩形のＰＴＰシート１０と、ＩＣチップおよび電力供給用の２つの電極部材を備えたＩＣチップ部２０と、ＩＣチップ部２０およびスロットパターン１４を保護する保護シート３０により構成されている。
［包装部］
包装部としてのＰＴＰシート１０は、樹脂シート１１に金属シート１３が貼り合わされた構造を有している。樹脂シート１１と金属シート１３との間で錠剤２００等を包装している。
樹脂シート１１は、錠剤２００等を収容するための収容部１２を有している。この収容部１２は、溝形状、くぼみ形状、空洞形状等の凹形状部となっている。なお、１つの収容部１２に複数個の錠剤２００を収容するものであってもよい。本実施形態では、樹脂シート１１の材料としては、ポリ塩化ビニール（ＰＶＣ）を用いているが、これに限られるものではなく、ポリエチレンテフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等を用いてもよい。
金属シート１３は、樹脂シート１１の各収容部１２内に錠剤２００を密封するための部材である。本実施形態では、金属シート１３として、アルミニウムシート（アルミ箔）が用いられているが、これに限られるものではない。
このように構成されたＰＴＰシート１０では、錠剤２００が収容されている収容部１２を指でつぶすと、金属シート１３の収容部１２に対向する部分が錠剤２００によって破られ、錠剤２００を取り出すことができる。
ところで、上記特許文献１の技術では、プレス押し切り型を利用して、ＰＶＣ基材を切断することなくアルミシール等の金属箔にスペースパターンを形成することが開示されている（特許文献１の図２参照）。しかしながら、この工法では、金属箔に形成するスペースパターンの溝幅を大きくすることが難しく、十分なアンテナ性能が引き出せないため、必要な通信距離が得られにくいという問題点があった。また、この工法では溝幅の精度を出すことが難しく、アンテナ性能のばらつきが大きくなるおそれがあった。
そこで、本実施形態では、ＰＴＰシート１０に形成されるスロットパターン１４は、金属シート１３を打ち抜き、あるいはエッチング等の加工で除去したものである。また、必要に応じて２次加工により整形される。打ち抜き加工によってスロットパターン１４を形成することにより任意の形状のスロットパターン１４を精度よく形成することが可能であり、スロットパターン１４を所望のＵＨＦ帯の電波の波長に応じた形状、幅で形成することができる。
ＰＴＰシート１０におけるスロットパターン１４の形成例を図４（ａ）〜（ｇ）に示す。サイズの小さいＰＴＰシート１０を波長の長いＵＨＦ帯の無線ＩＣタグとして使用するためには、スロットパターン１４のスロットの幅（溝幅）は、０．５ｍｍ〜３ｍｍ程度であることが好ましい。より好ましくは、無線通信に用いられる電波の周波数が９００ＭＨｚ帯の場合は、２〜３ｍｍ程度とするのがよい。スロットの幅が狭いと、周波数帯域幅が狭くなり、十分な通信距離が得られにくく、幅があまりに狭いと、所望の幅を所定の精度で得るのが困難となる。また、スロットの幅が広いと帯域幅は広がるが、インピーダンスも大きくなり、通信距離の最大値は小さくなるためである。
具体例として、１４０×４０ｍｍのＰＴＰシート１０に図４（ｇ）に示すような直線状のスロットパターン１４を形成し、そのスロットの幅を変えた場合における特性の変化を図５に示す。図５からは、スロットの幅が３ｍｍの場合が、全体的に通信可能距離［ｍ］が大きく、特に９００ＭＨｚ帯では好適であることがわかる。
ところで、無線ＩＣタグ付き包装体１００に適用するスロットパターン１４は、図４（ｇ）のようにスロットパターン１４の両端部がＰＴＰシート１０の対角の位置にあり、これを直線で繋いだ形状の場合、スロットパターン１４が収容部１２に架かり錠剤２００の密封や取り出しの妨げとなってしまう。このため、図４（ａ）〜（ｅ）のように収容部１２の位置を避けるように屈曲部を有する形状となっていることが好適である。
また、本実施形態に係る無線ＩＣタグ付き包装体１００は、スロットパターン１４の両端部がＰＴＰシート１０のコーナー領域に配置されるようにしている。ここで、コーナー領域とは、ＰＴＰシート１０の四隅の角近傍の領域をいい、例えば、ＰＴＰシート１０を形成する四辺の長さに対して各角から１／４程度の範囲で形成される領域をいうものである。
図４（ａ）に示すスロットパターン１４の形状は、４つの屈曲部をもった階段状のスロットパターンである。このスロットパターン１４は、比較的ＰＴＰシート１０のサイズが大きく、通信距離を大きくしたい場合に好適である。
また、図４（ｂ）に示すスロットパターン１４の形状は、２つの屈曲部をもった階段状のスロットパターンである。このスロットパターンは、図４（ａ）よりもＰＴＰシート１０のサイズが小さい場合にも９００ＭＨｚ帯での通信を可能としたものである。
また、図４（ｃ）に示すスロットパターン１４の形状は、図４（ｂ）の２つの屈曲部において、シート長手方向のスロットを少し延長したスロットパターンである。なお、延長部分の端部はコーナー領域に有る必要はない。このスロットパターンは、図４（ｂ）よりもさらにＰＴＰシート１０のサイズが小さい場合にも９００ＭＨｚ帯での通信を可能としたものである。したがって、シートサイズは図４に示されるように、（ａ）＞（ｂ）＞（ｃ）の順となっている。
また、図４（ｄ）に示すスロットパターン１４の形状は、コの字型のスロットパターンの例である。また、図４（ｅ）に示すスロットパターン１４の形状は、門型のスロットパターンの例である。これらの形状では、スロットの長さを調整することで動作周波数を調整することができる。
図４（ａ）〜（ｅ）に示すスロットパターン１４は、いずれも両端部をＰＴＰシート１０のコーナー領域に設けている。これに対し、図４（ｆ）に示すスロットパターン１４の形状は図４（ｄ）と同様にコの字型となっているが、スロットパターン１４の両端部が、ＰＴＰシート１０のコーナー領域にはないものとなっている。各スロットパターン形状、端部位置の相違による通信可能距離については実施例１において述べる。
［ＩＣチップ部］
図６にＩＣチップ部２０の拡大構成図を示す。また、図７にＩＣチップ部２０の断面構成図を示す。
ＩＣチップ部２０は、例えば、パッシブ型のＲＦＩＤタグであり、ＩＣチップ２１及び２つの電極部材（端子部材）２２，２３を有している。ＩＣチップ２１は、９００ＭＨｚ帯の周波数で無線通信する機能を有しており、ＩＣチップ２１に電力を供給する２つの電極部材２２，２３は、図１〜図３の点線で示すようにスロットパターン１４をまたぐ位置に配置される。なお、図１〜図３では、ＩＣチップ部２０は、スロットパターン１４の中央に配置した例を示しているが、ＩＣチップ部２０のインピーダンス等に合わせて、配置位置は適宜調整してもよい（図４（ｅ）など）。
ＩＣチップ２１には、例えば、ユニークなＩＤ番号が格納されており、ＩＤ番号は、ＲＷ装置を用いて読み出すことができる。
なお、９００ＭＨｚ帯の場合、ＩＣチップ部２０の電極部材２２，２３とＰＴＰシート１０の金属シート１３との接続は、直接接触による導通は必ずしも必須ではなく、間に樹脂フィルム等が入っていても容量性結合で動作が可能である。
各電極部材２２，２３は、例えば、図７に示されるように、金属箔２４と、金属箔２４の両面をラミネートする絶縁体フィルム（絶縁部材）である樹脂フィルム２５と、を有している。金属箔２４としては、アルミ箔が用いることができる。
また、各電極部材２２，２３の金属箔２４は、例えば、無線ＩＣタグ付き包装体１００とＲＷ装置が所定距離離れていても、金属シート１３との間で９００ＭＨｚ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、ＩＣチップ２１の電極２１ａ，２１ｂに接続されている。
すなわち、ＲＷ装置と無線ＩＣタグとの通信可能な距離は、上述のスロットパターン１４の形状の他、電極部材２２，２３における金属箔２４の大きさ（面積）、および金属箔２４と金属シート１３との間に介在する樹脂フィルム２５及び接着剤層などの絶縁体の厚さに関係している。したがって、該絶縁体の厚さに応じて金属箔２４の大きさ（面積）を調整することにより、静電結合におけるインピーダンスを低下させ、交信可能な距離を伸ばすことができる。
そして、図２、図６に示されるように、電極部材２２，２３は、金属シート１３におけるスロットパターン１４の±Ｘ側に貼り付けられている。
各電極部材２２，２３の金属箔２４は、樹脂フィルム２５を介して金属シート１３に取り付けられている。樹脂フィルム２５と金属シート１３は、接着剤あるいは粘着材（例えば、両面テープ）で接着されている。樹脂フィルム２５は、金属シート１３と金属箔２４との間の絶縁体としての役目と、金属箔２４を汚染や破損などから保護する役目とを有している。
このようなＩＣチップ部２０の構成により、交信距離の低下及び大型化を招くことなく、９００Ｍｈｚ帯での無線通信が可能となる。例えば、ＲＷ装置から直線偏波もしくは、円偏波の電波を、スロットパターン１４に向けて放射すると、スロットパターン１４の周りに電界が発生する。その電界は、金属シート１３におけるスロットパターン１４の＋Ｙ側と−Ｙ側とに互いに逆の電圧（交流）を発生させる。そこで、スロットパターン１４を跨ぐようにＩＣチップ部２０が取り付けられていると、電流が流れＩＣチップ部２０のＩＣチップ２１が起動する。
［保護シート］
本実施形態に係る無線ＩＣタグ付き包装体１００は、ＩＣチップ部２０およびスロットパターン１４を保護する保護シート３０を有していることが好ましい。保護シート３０は、少なくとも金属シート１３に設けられたＩＣチップ部２０およびスロットパターン１４を覆う範囲で設けられるものであればよいが、図１〜図３に示すように、金属シート１３の略全域を覆う範囲で設けられることが好ましい。
保護シート３０は、ポリ塩化ビニール（ＰＶＣ）、ポリエチレンテフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等の樹脂シート、あるいは紙、合成紙などからなり、これらの比誘電率（比誘電率２以上である）に応じて波長短縮効果が得られる。
図８に保護シート３０を有しない場合と、保護シート３０（シート厚が１００μｍ、２００μｍ）を有する場合の周波数ピーク値の変化を示すグラフの一例を示す。図８に示すように、保護シート３０を有しない場合は、周波数のピーク値が８９０ＭＨｚであるのに対し、１００μｍ，２００μｍのシート厚の保護シート３０を設けた場合は、周波数のピーク値がそれぞれ８７０ＭＨｚ，８６０ＭＨｚとなっている。ここで、電磁波の伝播速度を２．９９×１０８ｍ／ｓとした場合、保護シート３０がない場合の波長は３３７ｍｍ、１００μｍ，２００μｍのシート厚の保護シート３０を設けた場合の波長は、それぞれ３４５ｍｍ，波長３４９ｍｍとなる。
すなわち、スロットパターン１４を保護シート３０で覆うことにより、スロットパターン１４の導体の両面に誘電体を配置した形となり、強い電界を生じるスロット周辺に誘電体が配置され、スロットパターン周辺において大きな波長短縮効果が生じ、通信する周波数帯が低周波数側にシフトし、同じアンテナでもより長い波長の電波で共振状態になる。
したがって、保護シート３０を用いない状態で通信する周波数帯を、より高周波数にシフトさせて設定しておくことにより、アンテナのスロット長を短くして、アンテナを小型化することが可能になる。また、予め高周波数側にシフトされた無線ＩＣタグ付き包装体１００に誘電体である保護シート３０を用いることで、実際に使用する周波数の電波で通信可能なアンテナとなる。
したがって、波長の長いＵＨＦ帯のタグとして使用した場合にも、スロットパターンの長さをλ／２より小さくして、錠剤等の小型のＰＴＰシート１０に収め、安定して十分な通信距離を確保することができる。例えば、小型のＰＴＰシート１０であっても波長の長い９００ＭＨｚ帯のＲＦＩＤタグとして利用することが可能となる。
保護シート３０を設けることにより、スロットパターン１４およびＩＣチップ部２０を磨耗や変形から保護することが可能となる。保護シート３０を設けない場合、スロットパターン１４やＩＣチップ部２０への外力による剥がれや変形、異物等の浸入などのおそれがあるが、保護シート３０を設けることにより外部からの物理的な作用因子に対して強くなり、長期的に安定した通信特性を得ることが可能となる。
また、スロットパターン１４を打ち抜き工法で形成し、金属シート１３だけでなく樹脂シート１１も打ち抜いた場合、ＰＴＰシート１０自体の強度が低下してしまうが、保護シート３０を全面に貼り付けることでＰＴＰシート１０全体の強度を確保することができる。
ここで、無線ＩＣタグ付き包装体１００のＩＣチップ２１に記録された製造ロット番号、使用期限、服用上の注意などの情報は、ＲＷ装置等で読み込むものであるが、薬剤の服用者は、ＲＷ装置を有しないため、購入者には別途、これらの情報を印刷した印刷媒体を配布することが通常である。また、このような情報を従来のＰＴＰシートに直接印刷することは、一方の面がアルミ等の金属シート、他方の面は樹脂シートとなっているため、その印刷方法にも制約が大きく困難であった。
そこで、保護シート３０には、可視情報を印刷することも好ましい。この場合、例えば、錠剤２００の服用上の注意、服用回数や使用期限などの薬剤についての情報をあらかじめ保護シート３０に印刷しておくことができる。
また、同様に、保護シート３０を記入が可能な媒体とすることも好ましい。この場合、例えば、錠剤２００の服用上の注意、服用回数や日時などの薬剤についての情報を、販売者等が記入可能とすることができる。
また、保護シート３０に、上記の薬剤についての情報が関連付けられたバーコード、２次元コードなどを印刷することも好ましい。
このように保護シート３０に可視情報やバーコード等を印刷、または書き込み可能とする場合、保護シート３０として、紙や合成紙などを用いることが好ましい。また、保護シート３０として、樹脂シートの表面に、インク受容層などをコーティングした印刷用樹脂シートを用いても良い。
また、保護シート３０を、ＩＣチップ部２０の担持体とすることも好ましい。すなわち、ＩＣチップ部２０（ＩＣチップ２１および電極部材２２，２３）と保護シート３０とをあらかじめ接着しておき、これをＰＴＰシート１０に貼り付けるようにするものである。また、ＩＣチップ部２０を保護シート３０と一体で形成することも好ましい。これにより、製造工程を簡略化することが可能とある。
保護シート３０を、ＩＣチップ部２０の担持体として利用した場合、保護シート３０とＰＴＰシート１０間の接着は、粘着剤等を用いて再剥離可能な方式とすることが好ましい。この保護シート３０とＰＴＰシート１０とを剥離する手段を剥離機構と呼ぶ。
剥離機構としては、例えば、図３に示すように、保護シート３０が、ＰＴＰシート１０の略全域を覆うように設けられ、さらに、ＰＴＰシート１０の外形形状の枠外に相当する位置に掴み部として剥離用タブ３１を設けておくことが好ましい。この構成によれば、剥離用タブ３１を掴んで保護シート３０の剥離を容易に行うことができる。
また、剥離機構として、例えば、図９（Ａ）に示すように、保護シート３０が、ＰＴＰシート１０の全域を覆うように設けられ、さらに、コーナー領域の一部において、保護シート３０とＰＴＰシート１０の金属シート１３とが剥離した剥離部３２を設けておくことも好ましい。この構成によれば、剥離部３２を掴んで保護シート３０の剥離を容易に行うことができる。図９（Ｂ）は、剥離部３２の形成位置での断面図である。
なお、図９の例では、保護シート３０の端部側をＰＴＰシート１０から離間する方向に変形させて剥離部３２を設けた例を示しているが、ＰＴＰシート１０の端部側を保護シート３０から離間するようにして、ＰＴＰシート１０側に剥離部を設けてもよい。
また、剥離機構として、例えば、図１０に示すように、ＰＴＰシート１０の外周部分に保護シート剥離用の切り欠き部１５を設けておき、切り欠き部１５から保護シート３０の一部が露出するようにしても良い。この場合、切り欠き部１５から露出した部分の保護シート３０を掴んで容易に剥がすことができる。
この無線ＩＣタグ付き包装体１００において、錠剤２００等を服用する使用時には、剥離用タブ３１（図３）、剥離部３２（図９）や切り欠き部１５（図１０）から保護シート３０を掴んで剥がし、次にＰＴＰシート１０の金属シート１３を破って開封することができる。したがって、ＰＴＰシート１０に保護シート３０を貼り付けた場合にも、開封作業を容易に行うことができる。なお、保護シート３０とＩＣチップ部２０が一体で形成されているか、あるいは接着されている場合は、保護シート３０を剥がしてＰＴＰシート１０と分離することで、無線通信しなくなる。
なお、保護シート３０がスロットパターン１４およびＩＣチップ部２０のみを覆い、収容部１２は覆わない構成では、錠剤２００が収容されている収容部１２を指でつぶすと、金属シート１３の収容部１２に対向する部分が錠剤２００によって破られ、錠剤２００を取り出すことができるが、収容部１２を保護シート３０が覆う構成においても、予め保護シート３０の収容部１２に対向する部分を囲むようにミシン加工等を施しておき、錠剤２００が収容されている収容部１２を指でつぶすと、金属シート１３の収容部１２に対向する部分、および保護シート３０のミシン目部分が錠剤２００によって破られ、錠剤２００を取り出すことができる構成とすることも好ましい。
ここで、無線ＩＣタグ付き包装体１００を、図１１に示すように、複数枚重ねて梱包箱３００に収容する場合、互いに近接した金属として影響を及ぼしあうため、単独状態に比べて無線タグとして通信可能な周波数帯域が狭くなり、通信可能距離（通信距離）が低い側へシフトする現象が発生する。
図１２に無線ＩＣタグ付き包装体１００の単独（単体）の場合、および複数の無線ＩＣタグ付き包装体１００間の距離を１ｃｍ，１．５ｃｍ，２ｃｍとしたそれぞれの場合における周波数と通信距離との関係を示す。また、図１３に図１２における単独の場合と、各包装体間の距離の場合での周波数のピーク値との関係を示す。
図１２および図１３に示されるように、無線ＩＣタグ付き包装体１００間の距離が短くなるほど周波数が低い側へシフトすることがわかる。例えば、梱包箱３００に無線ＩＣタグ付き包装体１００間が１ｃｍで並べられる場合の無線ＩＣタグ付き包装体１００の通信周波数が９２０ＭＨｚ帯であった場合、単独での周波数は９７０ＭＨｚとなるように設計すればよいことがわかる。
そこで、本実施形態に係る無線ＩＣタグ付き包装体１００は、単独状態で使用した場合に通信距離が最大となる周波数を、実際に使用する通信周波数よりも予め高い側に設定することが好ましい。このように設定しておくことにより、無線ＩＣタグ付き包装体１００が梱包箱３００等に梱包され互いに近接した状態であっても、通信距離を保ち、通信を可能としている。なお、図１２に示すように単独状態で使用する場合の方が、通信周波数での通信距離の絶対値は高いため、単独の場合であっても問題なく読み取りを行うことができる。
（無線ＩＣタグ付き包装体の製造方法）
次に、本実施形態に係る無線ＩＣタグ付き包装体１００の製造方法について説明する。無線ＩＣタグ付き包装体１００の製造方法は、ＰＴＰシート１０にスロットパターン１４を形成する工程（加工工程）と、２つの電極部材２２，２３が接続されたＩＣチップ部２０を保護シート３０に取り付ける工程（第１取付工程）と、保護シート３０をＰＴＰシート１０に取り付ける工程（第２取付工程）と、を少なくとも含むものである。これにより、無線ＩＣタグ付き包装体１００を簡易、かつ低コストで製造することができる。
また、無線ＩＣタグ付き包装体１００の製造方法の具体例を、図１４を用いて簡単に説明する。
（１）樹脂シートの長尺ロール（樹脂シートロール１１０）から樹脂シート１１を引き出し、加熱装置１２０で加熱して軟化させた後、樹脂シート成形装置１３０で収容部１２を形成する。
（２）タブレット挿入装置１４０を用いて、樹脂シート１１の収容部１２に錠剤２００を挿入する。
（３）タブレット検査装置１５０を用いて、樹脂シート１１の収容部１２に錠剤２００が正しく挿入されていることを確認する。
（４）金属シート１３の長尺ロール（金属シートロール１６０）から金属シート１３を引き出し、金属シート貼付装置１７０を用いて、金属シート１３を樹脂シート１１に貼り付け、収容部１２を密閉する。なお、金属シート１３には、予め所定形状のスロットパターン１４が形成されている。
（５）タグ・保護シート貼付装置１８０を用いて、ＩＣチップ部２０が予め所定位置に接着され担持された保護シート３０を金属シート１３に貼り付ける。
（６）検査・情報書き込み装置１９０で、ＩＣチップ部２０が正しく貼り付けられていることを確認するともに、ＩＣチップ部２０にＩＤ番号などを書き込む。
（７）１枚の無線ＩＣタグ付き包装体１００毎に切断した後、所定枚数の無線ＩＣタグ付き包装体１００を梱包箱３００に入れる（図１１）。
（８）ＲＷ装置を用いて、該梱包箱３００内の複数の無線ＩＣタグ付き包装体１００の各ＩＤ番号を読み出し、製造日、製造所、製造ラインなどを特定するデータとともに履歴情報として、データベースに登録する。なお、ＲＷ装置は、据え置き型、携帯型、固定型のいずれであっても良い。
このようにして製造された無線ＩＣタグ付き包装体１００は、上述のように複数の無線ＩＣタグ付き包装体１００が重ねられていても（図１１）、各無線ＩＣタグ付き包装体１００のＩＤ番号を個別に読み出すことができる。また、無線ＩＣタグ付き包装体１００とＲＷ装置とが所定距離離れていても、各無線ＩＣタグ付き包装体１００のＩＤ番号を読み出すことができる。
以上説明した本実施形態に係る無線ＩＣタグ付き包装体によれば、錠剤等の包装用のＰＴＰシート上の金属箔を一部加工し、無線ＩＣタグのアンテナとして利用する技術において、比較的波長の長いＵＨＦ帯（例えば、９００ＭＨｚ帯）の無線ＩＣタグとして利用した場合にも、安定して十分な通信距離を確保するとともに、特に、複数のＰＴＰシートをまとめて収容した場合であっても通信可能とすることができる。
よって、メーカ、問屋、薬局、医院などでは、無線ＩＣタグ付き包装体の在庫管理を正確に、短時間で、簡便に行うことができる。また、ＩＤ番号と薬剤に関するデータベースとを連携させることにより、間違った薬剤を患者に投与するのを防ぐことができる。
また、保護シートを設けることにより、スロット長を短くすることができるとともに、長期的に安定した通信特性を得ることが可能となる。また、保護シートに所定の情報が印刷、書き込みされていることで、服用者が間違った薬剤等を服用することを防止することができる。
＜実施例１＞
本発明に係る無線ＩＣタグ付き包装体１００の評価を以下の通り行った。
図１５に実施例１での評価方法の説明図を示す。評価は、電波暗室内に評価対象となる無線ＩＣタグ付き包装体１００を設置して測定を行った。なお、本来は図１５に示す装置にて直接、通信距離を求めることが望ましいともいえるが、通信距離が数ｍに及ぶため、巨大な実験装置が必要となり困難である。そこで、本実施例では、後述する式（１）を用いて、送信アンテナから一定の距離に被測定物を置き、各周波数での通信限界での送信出力を求め、この両者の関係から、本装置が最大出力を出した際の通信距離を算出することとした。
無線ＩＣタグ付き包装体１００の設置姿勢は、アンテナ４０（送信アンテナ４１、受信アンテナ４２）に正対した状態とした。
複数の無線ＩＣタグ付き包装体１００が重なった場合を想定し、１枚の無線ＩＣタグ付き包装体１００の両側にそれぞれ所定間隔ｄをおいてダミーシート１０１を平行に配置した。ダミーシート１０１としては、スロットパターン１４およびＩＣチップ部２０を有さないが、測定対象の無線ＩＣタグ付き包装体１００と同材質、同形状、同サイズの部材を用いた。
図１５に示す測定装置内で円偏波アンテナ出力装置（送信アンテナ４１）から無線ＩＣタグ付き包装体１００までの距離Ｌとする。なお、アンテナ４０では、無線ＩＣタグ付き包装体１００から送信アンテナ４１と受信アンテナ４２それぞれの距離Ｌが等しいことが望ましい。また、送信アンテナ４１と受信アンテナ４２とは同一のアンテナを用いてもよい。
そして、出力する電波の周波数および出力を変化させて、距離Ｌにおいて、各周波数で無線ＩＣタグ付き包装体１００のＩＣチップ２１と通信可能となる出力値のうち最小となる出力値Ｐｍｉｎを測定した。
次いで、測定装置の最大出力をＰｍａｘ（実効等方輻射電力（ＥＩＲＰ））としたときの無線ＩＣタグ付き包装体１００との通信距離の限界値をＬｍａｘとすると、最大出力に対する距離と最小出力に対する距離の比の関係は次式（１）となる。
[式（１）]
Ｌｍａｘ＝Ｌ×１０｛（Ｐｍａｘ［ｄＢｍ］−Ｐｍｉｎ［ｄＢｍ］）／２０｝ ・・・（１）
距離Ｌは、測定装置の設置時に決められる固定値であり、上記式（１）に測定装置での最大出力Ｐｍａｘ＝３５ｄＢｍと、各周波数における出力値Ｐｍｉｎを入力することにより、各周波数における通信距離の最大値Ｌｍａｘを算出することができる。なお、上記式
（１）は、フリスの伝達公式より求めることができる。
実施例１での評価結果を表１に示す。なお、ＰＴＰシート１０のシートサイズに応じて、９２０ＭＨｚ帯での通信に適したスロットパターン１４（図４）を選択した。
Figure 2015020042
 実施例１ａは、図４（ａ）に示した４つの屈曲部をもった階段状のスロットパターン１４を用い、実施例１ｂは、図４（ｂ）に示した２つの屈曲部をもった階段状のスロットパターン１４を用い、実施例１ｃは、図４（ｃ）に示した２つの屈曲部をもった階段状のスロットパターン１４を用いたものである。
また、実施例１ｄは、図４（ｄ）に示したコの字型のスロットパターン１４を用い、実施例１ｅは、図４（ｅ）に示した門型のスロットパターン１４を用いたものである。
表１に示すように、実施例１ａ〜１ｅでは、ダミーシートがない場合に比べて通信距離は落ちるものの、間隔の広いｄ＝２０ｍｍの場合、および間隔が狭いｄ＝１０ｍｍの場合でも十分通信が可能であることが確認できた。
一方、比較例１ｆは、図４（ｄ）と同様のコの字型のスロットパターン１４であるが、図４（ｆ）に示したスロットパターン１４の両端部が、ＰＴＰシート１０のコーナー領域にはないスロットパターン１４を用いたものである。
この比較例１ｆでは、間隔が狭いｄ＝１０ｍｍの場合に通信が不可となった。これは、実施例１ａ〜１ｅではスロットパターン１４の端部がＰＴＰシート１０のコーナー領域に位置しているのに対し、比較例１ｆではスロットパターン１４の端部がＰＴＰシート１０の非コーナー領域に位置しているためと考えられる。
本実施例１より、スロットパターン１４の端部はコーナー領域に位置していることが好適であることを確認するとともに、上記実施形態に係る無線ＩＣタグ付き包装体１００は、複数の無線ＩＣタグ付き包装体１００が重なった場合でも通信が可能であることを確認した。
＜実施例２＞
次に、本発明に係る無線ＩＣタグ付き包装体１００を複数枚並べたときの読み取り評価を以下の通り行った。
図１６に実施例２での評価方法の説明図を示す。評価は、リーダライタ（ＲＷ）装置５０（ここではリーダ機能のみ使用）として、ＣＥＹＯＮ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ社製の９２０ＭＨｚ帯のモバイルリーダーＳＫＹ９００ＢＬＵを使用した。なお、図１６においてＲＷ装置５０は、無線ＩＣタグ付き包装体１００の上方に設定した場合と無線ＩＣタグ付き包装体１００の下方に設定した場合を合わせて図示している。
無線ＩＣタグ付き包装体１００は、図１６に示すように、ボール紙製のスタンド６０に７枚の無線ＩＣタグ付き包装体１００を１ｃｍ間隔で並べて固定した。
ＲＷ装置５０の出力は４０ｍＷとし、図１６に示す（ａ），（ｂ），（ｃ）の３通りの方法で無線ＩＣタグ付き包装体１００のＩＣチップの検出頻度を調べた。
（ａ）無線ＩＣタグ付き包装体１００をスタンド６０に固定し、ＲＷ装置５０を無線ＩＣタグ付き包装体１００の上方で円を描くように動かした。
（ｂ）ＲＷ装置５０を無線ＩＣタグ付き包装体１００の上方に固定し、スタンド６０に固定した状態の無線ＩＣタグ付き包装体１００を、円を描くように動かした。
（ｃ）ＲＷ装置５０を無線ＩＣタグ付き包装体１００の下方に固定し、スタンド６０に固定した状態の無線ＩＣタグ付き包装体１００を、平行移動させて動かした。
図１７にその結果を示す。図１７に示す「検出頻度」とは、所定時間（ここでは３０秒間）の間にタグ（無線ＩＣタグ付き包装体１００）を認識し、通信できた回数であって、同時に複数のタグが存在する場合の通信可否の程度を示す値である。本実施例によれば、いずれの方法でも、１ｃｍ間隔で並べた７枚のタグ付きＰＴＰシートをすべて検出できることを確認でき、本発明の有効性を確認することができた。
尚、上述の実施形態は本発明の好適な実施の例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。
例えば、上記実施形態では、ＰＴＰシートに包装される錠剤（タブレット）が薬剤である場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、食品等であっても良い。
本国際出願は２０１３年８月９日及び２０１４年６月５日に出願された日本国特許出願第２０１３−１６５９２７号及び日本国特許出願第２０１４−１１６９３２号に基づく優先権を主張するものであり、日本国特許出願第２０１３−１６５９２７号及び日本国特許出願第２０１４−１１６９３２号の全内容をここ本国際出願に援用する。
１０ ＰＴＰシート（包装部）
１１ 樹脂シート
１２ 収容部
１３ 金属シート
１４ スロットパターン
１５ 切り欠き部
２０ ＩＣチップ部
２１ ＩＣチップ
２２ 電極部材
２３ 電極部材
２４ 金属箔
２５ 樹脂フィルム
３０ 保護シート
３１ 剥離用タブ
３２ 剥離部
４０ アンテナ
４１ 送信アンテナ
４２ 受信アンテナ
５０ ＲＷ装置
６０ スタンド
１００ 無線ＩＣタグ付き包装体
１０１ ダミーシート
１１０ 樹脂シートロール
１２０ 加熱装置
１３０ 樹脂シート成形装置
１４０ タブレット挿入装置
１５０ タブレット検査装置
１６０ 金属シートロール
１７０ 金属シート貼付装置
１８０ タグ・保護シート貼付装置
１９０ 検査・情報書き込み装置
２００ 錠剤
３００ 梱包箱

Claims (11)

  1. 所定のスロットパターンが形成された金属シート、および樹脂シートを有する包装部と、
    ＩＣチップ、および該ＩＣチップに電力を供給する電極部材を備えたＩＣチップ部と、を有する無線ＩＣタグ付き包装体であって、
    前記スロットパターンの端部が前記包装部のコーナー領域に配置されることを特徴とする無線ＩＣタグ付き包装体。
  2. 保護シートを更に有し、
    前記スロットパターンおよび前記ＩＣチップ部が前記金属シート側から前記保護シートで覆われていることを特徴とする請求項１に記載の無線ＩＣタグ付き包装体。
  3. 当該無線ＩＣタグ付き包装体の単体での通信距離が最大となる周波数は、実使用時の通信周波数よりも高く設定されていることを特徴とする請求項１に記載の無線ＩＣタグ付き包装体。
  4. 複数の当該無線ＩＣタグ付き包装体を所定間隔で収容した場合に、前記複数の当該無線ＩＣタグ付き包装体の各々の通信距離が最大となる周波数が、前記実使用時の通信周波数近傍となるように、設定されていることを特徴とする請求項３に記載の無線ＩＣタグ付き包装体。
  5. 前記包装部の略全域が前記金属シート側から前記保護シートで覆われていることを特徴とする請求項２に記載の無線ＩＣタグ付き包装体。
  6. 前記保護シートを前記包装部から剥離できる剥離機構を更に有することを特徴とする請求項２に記載の無線ＩＣタグ付き包装体。
  7. 前記保護シートは、所定の情報を印刷または書き込み可能となっていることを特徴とする請求項２に記載の無線ＩＣタグ付き包装体。
  8. 前記樹脂シートは、タブレットを収容する凹形状部を有し、
    前記包装部は、前記樹脂シートおよび前記金属シートが貼り付けられてなることを特徴とする請求項１に記載の無線ＩＣタグ付き包装体。
  9. 前記スロットパターンは、少なくとも０．５ｍｍ以上の溝幅を有することを特徴とする請求項１に記載の無線ＩＣタグ付き包装体。
  10. 前記ＩＣチップ部は、
    前記スロットパターンの幅方向において、該スロットパターンを挟んで前記金属シートの表面にそれぞれ絶縁部材を介して取り付けられる２つの電極部材と、
    該２つの電極部材を介して電力が供給されるＩＣチップと、
    を有することを特徴とする請求項１に記載の無線ＩＣタグ付き包装体。
  11. 請求項２に記載の無線ＩＣタグ付き包装体の製造方法であって、
    前記金属シートに前記スロットパターンを形成する加工工程と、
    前記ＩＣチップ部を前記保護シートに取り付ける第１取付工程と、
    前記保護シートを前記包装部に取り付ける第２取付工程と、を少なくとも含むことを特徴とする無線ＩＣタグ付き包装体の製造方法。

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