JP7275532B2 - Ｒｆタグラベルおよびｒｆタグラベル付き物品 - Google Patents

Description

本発明は，無線による自動認識で使用されるＲＦタグ（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タグラベルを利用した自動精算システムの導入を検討している。

ＲＦタグラベルを利用した自動精算システムを導入する際，小売店は，小売店で販売している物品（商品）それぞれにＲＦタグラベルを貼付し，顧客が購入する物品の代金を精算するときに，ＲＦタグラベルに対応したリーダライタにより，顧客が購入する物品に付されているＲＦタグラベルそれぞれから，物品を識別するデータを一括して読み取り，顧客が購入する物品すべてを特定する。

ＲＦタグラベルを貼付する物品の中には，プラスチック容器に液体を入れた物品や金属容器を用いた物品など，ＲＦタグラベルの通信性能（例えば，通信距離）が大幅に悪化する通信阻害性を有する物があり，ＲＦタグラベルを利用した自動精算システムを小売店に導入するには，通信阻害性を有する物品にＲＦタグラベルを対応させることが必須である。なお，通信阻害性を有する物品にＲＦタグラベルを対応させるとは，通信阻害性を有する物品にＲＦタグラベルを貼付しても，ＲＦタグラベルに要求される通信性能が得られることを意味する。

通信阻害性を有する物品にＲＦタグラベルを対応させることを課題とした発明はすでに数多く開示されている。例えば，特許文献１で開示された発明では，ＲＦタグラベルに磁性体層を積層させ，金属面に生じる渦電流などによる損失を抑えることで，ＲＦタグラベルを金属対応させている。

小売店で販売している物品それぞれにＲＦタグラベルを貼付することを考慮すると，ＲＦタグラベルの価格を安価にする必要があるため，特許文献１で開示されている発明は，自動精算システムで用いるＲＦタグラベルには適さないと考えられる。

特許文献２で開示された発明では，アンテナとこれに接続したＩＣチップを実装した部分が物品から突出するようにＲＦタグラベルを構成することで，ＲＦタグラベルの価格が安価でありながら，通信阻害性を有する物品に対応させたＲＦタグラベルを実現している。

特許文献２で開示された発明では，ＲＦタグラベルをＰＯＰシールラベルの形態にすることで，アンテナとこれに接続したＩＣチップを実装した部分を物品から突出できるようにしているが，ＲＦタグラベルと貼着面の間にスペーサを介在させることでも，通信阻害性を有する物品にＲＦタグラベルを対応させることができる。

特許文献３で開示された発明では，電磁波を受信しかつ送信する放射領域を有するアンテナとこれに接続したＩＣチップをＲＦタグラベル（ＩＣタグラベル）に実装し，通信阻害性を有する物品にＲＦタグラベルを対応させるために，放射領域の一部と貼着面との間に介在するスペーサを設けている。特許文献３で開示された発明において，放射領域の一部と貼着面との間に介在するスペーサは，ＲＦタグラベルのラベル基材と独立した別体として設けてもよく，また，ＲＦタグラベルのラベル基材の一部をＵ字状に折り畳むことで設けてもよい。

特開２００５－３１００５４号公報 特開２００６－３４９７号公報 特開２０１５－２１９８９１号公報

特許文献３で開示された発明によれば，精度良くデータの読み書きを行なうことができ，かつ，構造が簡単なＲＦタグラベルを提供することができるが，特許文献３で開示された発明は，通信阻害性を有する物品にＲＦタグラベルを貼着した際に生じる共振周波数の変動を考慮していない。

そこで，本発明は，通信阻害性を有する物品に対応でき，かつ，通信阻害性を有する物品にＲＦタグラベルを貼着した際に生じる共振周波数の変動を抑えられる簡単な構造のＲＦタグラベルを少なくとも提供する。

上述した課題を解決する第１発明に係るＲＦタグラベルは，本体片とスペーサ片が折り曲げ線部を介して連設しているスペーサシートと，前記本体片の裏面に積層した粘着層と，アンテナとこれに接続しているＩＣチップを基材シートに実装し，前記本体片の表面に積層したインレイを備え，前記アンテナは，ＩＣチップが接続しているループ状の整合回路，線状素子および面状素子を具備し，前記線状素子と前記面状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素子それぞれを前記整合回路と接続させた構造で，前記スペーサ片のサイズは，前記線状素子および前記整合回路の実装に用いられている前記インレイの箇所の面積に対応し，前記スペーサ片は，前記折り曲げ線部を利用して前記本体片の裏側に折り返すと，前記線状素子および前記整合回路の実装に用いられている前記インレイの箇所に対応する前記本体片の裏面を被覆できるように前記本体片と連設し，前記スペーサシートの厚みを２００μｍ以上１ｍｍ以下にしたことを特徴とする。

更に，第２発明は，第１発明に記載したＲＦタグラベルを貼着した物品であって，前記スペーサシートの前記スペーサ片は，前記折り曲げ線部を利用して前記本体片の裏側に折り返され，前記線状素子および前記整合回路の実装に用いられている前記インレイの箇所に対応する前記本体片の裏面を被覆する状態で前記本体片の裏面に接着しており，前記ＲＦタグラベルは，前記折り曲げ線部を境にくの字に曲がり，前記スペーサ片が前記物品から突出することなく，前記線状素子および前記整合回路が前記スペーサ片によって前記物品から離間する格好で，前記スペーサ片によって被覆されていない箇所の前記粘着層により前記物品に貼着していることを特徴とするＲＦタグラベル付き物品である。

本発明に係るＲＦタグラベルは，折り曲げ線部を利用してスペーサ片を本体片の裏側に折り返し，線状素子および整合回路の実装に用いられているインレイの箇所に対応する本体片の裏面をスペーサ片で被覆した状態でＲＦタグラベルを物品に貼着すると，線状素子および整合回路はスペーサ片によって物品から離間する格好になる。線状素子および整合回路がスペーサ片によって物品から離間する格好になれば，通信阻害性を有する物品にＲＦタグラベルを貼付しても，ＲＦタグラベルの共振周波数は大きくずれず，ＲＦタグラベルの通信性能は大きく悪化しない。

ＲＦタグラベルを説明する図。 ＲＦタグラベルに積層したインレイを説明する図。 スペーサ片で被覆される本体片の裏面を説明する図。 ＲＦタグラベル付き物品を説明する図。 スペーサ片を折り返した状態のＲＦタグラベルを説明する図。 スペーサ片を折り返した状態のＲＦタグラベルの裏面を説明する図。 ＲＦタグラベルの変形例を説明する図。

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タグラベル１を説明する図，図２は，ＲＦタグラベル１に積層したインレイ２を説明する図，そして，図３は，本体片３０の裏面において，スペーサ片３１で被覆される領域を説明する図である。

図１で図示したＲＦタグラベル１は，細長形状のシールラベルの形態をなしている。ＲＦタグラベル１は，本体片３０とスペーサ片３１が折り曲げ線部３２を介して連設しているスペーサシート３と，本体片３０の裏面に積層した粘着層５と，アンテナ２１とこれに接続しているＩＣチップ２１３を基材シート２０に実装し，本体片３０の表面に積層したインレイ２を備える。アンテナ２１は，ＩＣチップ２１３が接続しているループ状の整合回路２１０，線状素子２１１および面状素子２１２を具備し，線状素子２１１と面状素子２１２が整合回路２１０を挟んで対向するように，線状素子２１１および面状素子２１２それぞれを整合回路２１０と接続させた構造になっている。スペーサ片３１のサイズは，線状素子２１１および整合回路２１０の実装に用いられているインレイ２の箇所の面積に対応し，スペーサ片３１は，折り曲げ線部３２を利用して本体片３０の裏側に折り返すと，線状素子２１１および整合回路２１０の実装に用いられているインレイ２の箇所に対応する本体片３０の裏面を被覆できるように本体片３０と連設している。なお，本発明を実現するためには，物品に貼着するための粘着層５を本体片３０の裏側に積層することが必要になるが，図１で図示したように，スペーサ片３１の裏面にも粘着層５を積層してよい。

図２で図示したように，インレイ２に実装するアンテナ２１は，ＩＣチップ２１３が接続しているループ状の整合回路２１０，線状素子２１１および面状素子２１２を具備し，線状素子２１１と面状素子２１２が整合回路２１０を挟んで対向するように，線状素子２１１および面状素子２１２それぞれを整合回路２１０と接続させた構造になっている。図１においては，上から順に，線状素子２１１，整合回路２１０および面状素子２１２の順で並んでおり，導波線路２１４を介して線状素子２１１は整合回路２１０と接続し，導波線路２１５を介して面状素子２１２は整合回路２１０と接続している。

インレイ２に実装するアンテナ２１を構成する整合回路２１０は，インレイ２に実装するＩＣチップ２１３とのインピーダンス整合をとるための素子である。ＩＣチップ２１３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２１３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２１０に持たせている。

インレイ２に実装するアンテナ２１の形態はダイポールアンテナなり，アンテナ２１を構成する線状素子２１１は，インレイ２に実装するアンテナ２１のアンテナ長の調整や電波の吸収と電波の放射に用いられる素子になる。線状素子２１１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１の共振周波数がＵＨＦ帯の周波数になるように設計できる。なお，図２等で図示した線状素子２１１は直線状になっているが，線状素子２１１はメアンダ状にすることもできる。

インレイ２に実装するアンテナ２１を構成する面状素子２１２は，電波の吸収と電波の放射に利用される素子である。面状素子２１２の大きさは，物品の包装容器（例えば，金属容器）または物品の内容物（例えば，液体）と静電結合できる大きさになっており，面状素子２１２が，物品の包装容器または物品の内容物と静電結合すると，物品の包装容器または物品の内容物をアンテナ２１の一部として利用できる。

上述した通り，ＲＦタグラベル１に積層したインレイ２のアンテナ２１において，ＲＦタグラベル１の共振周波数に大きな影響を与える素子は線状素子２１１と整合回路２１０になる。通信阻害性を有する物品にＲＦタグラベル１を貼着した際，線状素子２１１と整合回路２１０が物品と密接した状態になると，線状素子２１１と整合回路２１０が物品の影響を受け，ＲＦタグラベル１の共振周波数が大きくずれてしまう。よって，通信阻害性を有する物品に対応でき，かつ，通信阻害性を有する物品にＲＦタグラベル１を貼着した際に生じる共振周波数の変動を抑えられるようにするためには，物品にＲＦタグラベル１を貼着した際，線状素子２１１および整合回路２１０を物品から離間した状態にすることが必要とされる。

このこと実現するために，本実施形態に係るＲＦタグラベル１は，折り曲げ線部３２に沿ってスペーサ片３１を本体片３０の裏側に折り返すことで，線状素子２１１および整合回路２１０が実装されたインレイ２の箇所に対応する本体片３０の裏面をスペーサ片３１で被覆できるように構成されている。線状素子２１１および整合回路２１０が実装されたインレイ２の箇所に対応する本体片３０の裏面をスペーサ片３１で被覆できれば，物品にＲＦタグラベル１を貼着した際，スペーサ片３１によって線状素子２１１および整合回路２１０は物品から離間した状態になる。

本体片３０とスペーサ片３１が折り曲げ線部３２を介して連設させたスペーサシート３の形態は様々考えられるが，本実施形態では，本体片３０の縦方向にスペーサ片３１を連設しているので，本体片３０の裏面において，スペーサ片３１で被覆できる領域は，図３の斜線で図示した領域になる。スペーサ片３１で被覆できる領域には導波線路２１５の一部を含ませることができ，スペーサ片３１の縦方向の長さは，線状素子２１１が配置されている側のインレイ２の端から整合回路２１０までの長さに基づいて決定される。

ＲＦタグラベル１が備えるスペーサシート３などの素材について説明しておく。スペーサシート３の素材には，紙，不織布，発泡ＰＰフィルムなど，軽くてしなやかな素材が用いられる。ＲＦタグラベル１の製造コストを考えると，スペーサシート３に用いる素材は安価であることが好適である。なお，軽くてしなやかなであれば，スペーサシート３の素材は，単一の素材であってもよく複合素材であってもよい。スペーサ片３１によって線状素子２１１および整合回路２１０は物品から離間した状態にするためには，スペーサシート３にはある程度の厚みが必要となる。具体的には，スペーサシート３の厚みは２００μｍ以上１ｍｍ以下が好適で，更には，５００μｍ前後にすることが好適である。

インレイ２の基材シート２０の素材は，インレイ２に求められる絶縁性などを満たさせば任意でよいが，ＰＥＴ（Polyethylene terephthalate）などのプラスチック素材を用いるのが一般的である。また，インレイ２の基材シート２０にアンテナ２１は，金属箔など薄い導電体で形成され，アンテナ２１を形成する手法としては，金属箔をアンテナ２１の形状にエッチング加工する手法，アンテナ２１の形状の金属箔を箔押し加工する手法，導電性インキをアンテナ２１の形状に印刷する手法が知られている。

本実施形態において接着剤とは粘着剤を含む概念で，本体片３０とインレイ２を接着する接着層には接着剤が用いられ，この接着剤としては，アクリル系，ゴム系または水糊系の接着剤や，アクリル系，ゴム系またはシリコーン系の粘着剤を利用できる。また，本体片３０などの裏面に積層する粘着層５には，アクリル系，ゴム系またはシリコーン系の粘着剤を利用できる。

ここから，本実施形態に係るＲＦタグラベル付き物品６について説明する。図４は，本実施形態に係るＲＦタグラベル付き物品６を説明する図，図５は，スペーサ片３１を折り返した状態のＲＦタグラベル１を説明する図，そして，図６は，スペーサ片３１を折り返した状態のＲＦタグラベル１の裏面を説明する図である。

図４で図示したように，本実施形態に係るＲＦタグラベル付き物品６において，スペーサシート３のスペーサ片３１は，折り曲げ線部３２を利用して本体片３０の裏側に折り返され，線状素子２１１および整合回路２１０が実装されたインレイ２の箇所に対応する本体片３０の裏面を被覆する状態で本体片３０の裏面に接着しており，ＲＦタグラベル１は，スペーサ片３１によって被覆されていない箇所の粘着層５により物品７に貼着している。

図５で図示したように，物品７に貼付される前のＲＦタグラベル１は，ミシン目により形成された折り曲げ線部３２を利用して，山折りする格好でスペーサ片３１を本体片３０の裏側に折り返し，本体片３０の裏面に積層されている粘着層５を少なくとも用いて，本体片３０の裏面にスペーサ片３１を接着させた構造になっている。本体片３０の裏面にスペーサ片３１を接着させることで，物品７に貼付される前のＲＦタグラベル１において，スペーサ片３１は本体片３０の裏面から出っ張る。

また，図６で図示したように，物品７に貼付される前のＲＦタグラベル１の裏面において，線状素子２１１および整合回路２１０が実装されたインレイ２の箇所に対応する本体片３０の裏面はスペーサ片３１によって被覆されているので，スペーサ片３１で被覆されていない領域の粘着層５が露出した格好になる。

図５で図示したように，物品７に貼付される前のＲＦタグラベル１の裏面において，スペーサ片３１は出っ張っているため，図４で図示したように，スペーサ片３１で被覆されていない領域の粘着層５を利用して物品７に貼着したＲＦタグラベル１は，ミシン目により形成されている折り曲げ線部３２を境にくの字に曲がった格好になる。

図４で図示したように，スペーサ片３１で被覆される部分には，線状素子２１１および整合回路２１０が配置されるため，ＲＦタグラベル１が折り曲げ線部３２を境にくの字に曲がった格好になることで，線状素子２１１および整合回路２１０は物品７から離間し，通信阻害性のある物品７にＲＦタグラベル１を貼着しても，ＲＦタグラベル１の共振周波数は大きく変動せず，ＲＦタグラベル１の通信性能は大幅に悪化しない。また，スペーサ片３１を山折りしたＲＦタグラベル１において，折り曲げ線部３２によりスペーサ片３１がヒンジとして機能するため，スペーサ片３１を折り返したＲＦタグラベル１を物品７に貼着する作業が楽になる効果も同時に得られる。

最後に，ＲＦタグラベル１の変形例について説明する。図７は，ＲＦタグラベル１の変形例を説明する図で，図７（ａ）では，変形例１に係るＲＦタグラベル８ａを図示し，図７（ｂ）では，変形例２に係るＲＦタグラベル８ｂを図示している。なお，図７では，図１等で図示したＲＦタグラベル１と同じ要素については同じ符号を付している。

図１で図示したＲＦタグラベル１では，本体片３０の長手方向にスペーサ片３１を連設していたが，図７（ａ）で図示した変形例１に係るＲＦタグラベル８ａのスペーサシート３ａでは，本体片３０ａよりも縦方向の長さが短いスペーサ片３１ａが本体片３０ａの横方向に連設され，本体片３０ａとスペーサ片３１ａの境目に，ミシン目を利用して折り曲げ線部３２ａが形成されている。変形例１に係るＲＦタグラベル８ａでは，接着層４を用いてインレイ２が本体片３０ａと接着し，本体片３０ａの裏面にのみ粘着層５ａが積層されている。変形例１に係るＲＦタグラベル８ａにおいても，折り曲げ線部３２ａを利用してスペーサ片３１ａを本体片３０ａの裏側に折り返すことで，線状素子２１１および整合回路２１０が実装されたインレイ２の箇所に対応する本体片３０ａの裏面をスペーサ片３１ａで被覆できる。

また，図１で図示したＲＦタグラベル１では，アンテナ２１を実装したインレイ２の面に接着層４を積層して，インレイ２と本体片３０を接着させていたが，図７（ｂ）で図示した変形例２に係るＲＦタグラベル８ｂでは，アンテナ２１を実装したインレイ２の面の反対面に接着層４を積層し，インレイ２と本体片３０を接着させている。この場合，アンテナ２１などがＲＦタグラベル１の表面になるので，アンテナ２１などをカバーする保護シートが別途必要になる。

１ ＲＦタグラベル
２ インレイ
２０ 基材シート
２１ アンテナ
２１０ 整合回路
２１１ 線状素子
２１２ 面状素子
２１３ ＩＣチップ
３ スペーサシート
３０ 本体片
３１ スペーサ片
３２ 折り曲げ線部
４ 接着層
５ 粘着層
６ ＲＦタグラベル付き物品
７ 物品

Claims (2)

1. 本体片とスペーサ片が折り曲げ線部を介して連設しているスペーサシートと，前記本体片の裏面に積層した粘着層と，アンテナとこれに接続しているＩＣチップを基材シートに実装し，前記本体片の表面に積層したインレイを備え，前記アンテナは，ＩＣチップが接続しているループ状の整合回路，線状素子および面状素子を具備し，前記線状素子と前記面状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素子それぞれを前記整合回路と接続させた構造で，前記スペーサ片のサイズは，前記線状素子および前記整合回路の実装に用いられている前記インレイの箇所の面積に対応し，前記スペーサ片は，前記折り曲げ線部を利用して前記本体片の裏側に折り返すと，前記線状素子および前記整合回路の実装に用いられている前記インレイの箇所に対応する前記本体片の裏面を被覆できるように前記本体片と連設し，前記スペーサシートの厚みを２００μｍ以上１ｍｍ以下にしたことを特徴とするＲＦタグラベル。
2. 請求項１に記載したＲＦタグラベルを貼着した物品であって，前記スペーサシートの前記スペーサ片は，前記折り曲げ線部を利用して前記本体片の裏側に折り返され，前記線状素子および前記整合回路の実装に用いられている前記インレイの箇所に対応する前記本体片の裏面を被覆する状態で前記本体片の裏面に接着しており，前記ＲＦタグラベルは，前記折り曲げ線部を境にくの字に曲がり，前記スペーサ片が前記物品から突出することなく，前記線状素子および前記整合回路が前記スペーサ片によって前記物品から離間する格好で，前記スペーサ片によって被覆されていない箇所の前記粘着層により前記物品に貼着していることを特徴とするＲＦタグラベル付き物品。
   

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