(57)【要約】【課題】ＲＦＩＤタグとリーダ装置間の通信を補助するインダクタとキャパシタからなる通信補助体において、安価かつ軽量な通信補助体を提供する。【解決手段】シート状の絶縁体の両面に導電性材料を印刷して当該インダクタ及びキャパシタを形成し、印刷されたシート両面の導電性材料の導通をとるために、当該導電性材料および当該絶縁性シートに金属片を貫通させてシート両面の導電性材料の導通をとり共振回路を構成したことを特徴とする。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＲＦＩＤタグとリーダ装置間の通信を補助するインダクタとキャパシタからなる通信補助体において、シート状の絶縁体の両面に導電性材料を印刷して当該インダクタ及びキャパシタを形成し、印刷されたシート両面の導電性材料の導通をとるために、当該導電性材料および当該絶縁性シートに金属片を貫通させてシート両面の導電性材料の導通をとり共振回路を構成したことを特徴とする通信補助体。
【請求項２】
ＲＦＩＤタグとリーダ装置間の通信を補助するインダクタとキャパシタからなる通信補助体において、シート状の絶縁体の両面に導電性材料を印刷して当該インダクタ及びキャパシタを形成し、印刷されたシート両面の導電性材料の導通をとるために、当該導電性材料および当該絶縁性シートに貫通孔を設け、貫通孔に導電性材料を充填してシート両面の導電性材料の導通をとり共振回路を構成したことを特徴とする通信補助体。
【請求項３】
ＲＦＩＤタグとリーダ装置間の通信を補助するインダクタとキャパシタからなる通信補助体において、シート状の絶縁体の両面に導電性材料を印刷して当該インダクタ及びキャパシタを形成し、印刷されたシート両面の導電性材料の導通をとるために、表裏の導電性材料に接触する導電性媒体を用いてシート両面の導電性材料の導通をとり共振回路を構成したことを特徴とする通信補助体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＲＦＩＤタグとリーダ装置間の通信を補助する、通信補助体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、個体識別や物流管理の目的で、ＲＦＩＤタグが利用されつつある。ＲＦＩＤタグは、内部に個体識別情報やその他の情報を保有しており、リーダ装置は電磁界を利用して、非接触で情報の読み取りができる。ＲＦＩＤの種類によっては情報の書込みも可能である。その場合、リーダ装置は厳密にはリーダライタ装置と呼ばれるが、ここではリーダライタ装置も含めてリーダ装置と呼ぶことにする。ＲＦＩＤタグおよびリーダ装置を使用すれば、電磁界を使って遠距離から情報を読みとれるため、箱の中の商品を、箱を開梱することなく特定でき、商品の確認作業を省力化できる。
【０００３】
さて、従来のＲＦＩＤタグは、リーダ装置から発信される信号の搬送周波数とほぼ同一の共振周波数を有し、共振で得られた電力によってＩＣが動作し、情報のやりとりを行う。
【０００４】
ところが、複数の商品に付けられた各々のＲＦＩＤタグが５〜１０ｍｍ程度に近接した状態では、ＲＦＩＤタグのアンテナ同士で相互インダクタンスが形成され、各々のＲＦＩＤタグの共振周波数が低くなり、その中の一つまたは複数のＲＦＩＤタグで自己稼動用の電力が得られなくなることで、商品に付けられたＲＦＩＤタグの個体識別情報が読み取れない問題があった。
【０００５】
この解決策としてＲＦＩＤタグ自身の共振周波数を若干高めに設定する方法がある。予め共振周波数を高めに設定することで、アンテナ同士の相互インダクタンスの影響で共振周波数が低くなっても規定の電力が得られる様にするためである。
【０００６】
しかし、リーダ装置と一対一で通信した場合に最も効率良く電力が供給出来るのはリーダ装置の搬送周波数とＲＦＩＤタグ自身の共振周波数が一致した場合であって、ＲＦＩＤタグ自身の共振周波数を故意に高めにした場合では効率が下がり通信距離が短くなってしまう欠点がある。
【０００７】
そこで、このＲＦＩＤタグ自身の共振周波数が若干高めに設定されたＲＦＩＤタグが複数近接しアンテナ面同士が５〜１０ｍｍ程度の間隔で重なり合う状態でその個体識別情報を読み取ろうとする場合、ＲＦＩＤタグ周辺には、従来の（搬送周波数に合わせた共振周波数を有するＲＦＩＤタグを単独で用いる）場合に比べて、強い電磁界と電磁結合が必要となる。
【０００８】
そこで有力な方法は図１に示すように、商品２０に取り付けられたＲＦＩＤタグ３０近傍に通信補助体１０を設置し、通信補助体が通信周波数に共振して電磁界を強めることである。通信補助体が電磁界を強めることにより、近接したＲＦＩＤタグであっても自己稼動用の電力が得られ、通信が可能になる。特に、１対の通信補助体ではさまれた領域において、効果が顕著である。
【０００９】
図２は、通信補助システムの効果を示す一例であり、リーダ装置のアンテナに対し、ＲＦＩＤタグのアンテナの両側に通信補助体組を配置することで強磁界が得られたことを示すグラフである。すなわち、図１の両通信補助体１０、１０の外側にリーダ装置のアンテナを配置している。
【００１０】
Ｘ軸はリーダ装置のアンテナ面を０ｃｍとしてアンテナからの距離を表し、Ｙ軸は磁界強度を電圧に変換し表したものである。リーダ装置のアンテナ面から１５ｃｍと３５ｃｍのところにリーダ装置のアンテナ面と平行に同じ仕様の通信補助体を置いた場合と、また通信補助体が無い場合の磁界強度をグラフに表したものである。
【００１１】
通信補助体に挟まれた１５ｃｍ〜３５ｃｍの間では通信補助体のアンテナ導線に流れる線電流によって生じた循環磁界により通信補助体が無い場合の磁界強度より約１〜４Ｖ高くなり、強磁界が得られたことが判る（特許文献１）。
【００１２】
しかしながら、従来の通信補助体は、プリント基板の技術をそのまま適用している。すなわち、フォトリソグラフィやエッチングを用いた銅配線でインダクタを形成し、両面の銅電極でキャパシタを形成し、両面の導通は当該基板にドリル等で貫通孔をあけ、その内部をめっきすることにより確保されているが、この方法は費用がかかるという問題があった。また、エッチングを用いて不要の銅を除去するため、電極材料の使用効率が数％程度と悪い。また、プリント基板は重いという問題があった。絶縁層にガラスが含まれているからである。例えばＡ４サイズ、厚さ１ｍｍでは約１２０ｇであった。
【００１３】
以下に先行出願の文献を示す。
【特許文献１】特願２００４−２３７１０８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、係る従来技術の状況に鑑みてなされたもので、安価かつ軽量な通信補助体を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記の課題を達成するための請求項１の発明は、ＲＦＩＤタグとリーダ装置間の通信を補助するインダクタとキャパシタからなる通信補助体において、シート状の絶縁体の両面に導電性材料を印刷して当該インダクタ及びキャパシタを形成し、印刷されたシート両面の導電性材料の導通をとるために、当該導電性材料および当該絶縁性シートに金属片を貫通させてシート両面の導電性材料の導通をとり共振回路を構成したことを特徴とする通信補助体である。
【００１６】
請求項２の発明は、ＲＦＩＤタグとリーダ装置間の通信を補助するインダクタとキャパシタからなる通信補助体において、シート状の絶縁体の両面に導電性材料を印刷して当該インダクタ及びキャパシタを形成し、印刷されたシート両面の導電性材料の導通をとるために、当該導電性材料および当該絶縁性シートに貫通孔を設け、貫通孔に導電性材料を充填してシート両面の導電性材料の導通をとり共振回路を構成したことを特徴とする通信補助体である。
【００１７】
請求項３の発明は、ＲＦＩＤタグとリーダ装置間の通信を補助するインダクタとキャパシタからなる通信補助体において、シート状の絶縁体の両面に導電性材料を印刷して当該インダクタ及びキャパシタを形成し、印刷されたシート両面の導電性材料の導通をとるために、表裏の導電性材料に接触する導電性媒体を用いてシート両面の導電性材料の導通をとり共振回路を構成したことを特徴とする通信補助体である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明による通信補助体は、印刷法を用いシート上の絶縁体に導体を形成し、共振回路
形成に必要な接合部を簡便な方法で形成する。このため大量、軽量かつ安価な通信補助体を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の実施の形態について、以下詳細に説明する。
【００２０】
通信補助体としては、通信周波数付近に共振するＬＣ回路が使用される。本発明の通信補助体は、基本的には、シート状の絶縁体とその両面に印刷法により形成された導電性のパターンからなる（図３及び４）。図３（ａ）は、本願の通信補助体の一例を上面から見た説明図であり、図３（ｂ）は、本例の上表面のパターンを上面から見た説明図、図３（ｃ）は、下表面のパターンを上面から見た説明図である。絶縁体５０の上下表面に導電性材料６０でパターンが形成されている。上表面のパターンと下表面のパターンの重なり部分（配線部分）で貫通され、電気的に接続されている。四角形の重なったパターン部分はキャパシタを形成している。図４は、他の例を断面で示した説明図である。貫通孔で上下パターン６０が接続されている。
【００２１】
通信補助体１０はＲＦＩＤタグ３０に近接するのが望ましいので、商品２０の箱４０に同梱するのが適当である。その場合、通信補助体１０は軽量かつ薄型が望ましい（図１）。このため、本発明のようにシート両面に印刷法により導電性パターンを形成した通信補助体は好適である。
【００２２】
絶縁体５０としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ナイロン、そして紙等、各種のフィルム状材料が使用できる。なお、その厚さは共振回路のキャパシタの面積に影響する。すなわち誘電率が同じでも厚さが異なる絶縁体を用いた場合には
絶縁体膜が薄い方がキャパシタの面積を小さくできるため、導電性材料の消費量が少なくてすむという利点がある。しかし、誘電体膜が薄すぎると破れやすくなり、実際の使用に耐えられない場合がある。実用的には絶縁体５０の厚さは１０ミクロン以上が適当である。
【００２３】
導電性パターン６０は、導電性材料を樹脂で練り合わせた導電インキが最適である。導電材料としては、銀、ニッケルなどの金属やカーボン等、いわゆる導電性ペーストや導電性接着剤に用いられている材料が好適である。
【００２４】
そしてその印刷方法としては、スクリーン印刷、凸版印刷、凹版印刷、平版印刷、インクジェット印刷やディスペンサ等の公知の印刷方法、パターン形成方法が使用できる。
【００２５】
本発明の通信補助体は、ＲＦＩＤタグとリーダ装置間の通信を補助するインダクタとキャパシタからなる通信補助体を前提とする。そして、シート状の絶縁体の両面に導電性材料を印刷して当該インダクタ及びキャパシタを形成し、印刷されたシート両面の導電性材料の導通をとる。
【００２６】
このため、第１の発明においては、当該導電性材料および当該絶縁性シートに金属片を貫通させてシート両面の導電性材料の導通をとり、共振回路を構成する。
【００２７】
第２の発明においては、当該導電性材料および当該絶縁性シートに貫通孔を設け、貫通孔に導電性材料を充填してシート両面の導電性材料の導通をとり共振回路を構成する。
【００２８】
第３の発明においては、表裏の導電性材料に接触する導電性材料を用いてシート両面の
導電性材料の導通をとり共振回路を構成する。
【００２９】
なお、この通信補助体と外部との電気的接触を防止するため、その両面ないしは片面に第２の絶縁体で覆っても良い。これらにより、外部との電気的絶縁が図れるので、例えば商品２０の一部に金属が使われていても、金属との接触による短絡や共振周波数の変化を抑えることができる。また、このような第２の絶縁体表面に印刷等の装飾を施すことにより当該通信補助体に意匠性を付加することもできる。
【実施例１】
【００３０】
本発明の実施例について、図５を用いて説明する。絶縁体５０としてのポリエステルフィルム（東レ社製ルミラー）厚さ０．１ｍｍを用い、導電性材料６０として導電性ペーストＬＳ−４１１ＡＷ（アサヒ化学研究所製）を１５０メッシュのポリエステルスクリーン版を用いてその片面に図３ｂのパターンを、フィルム裏面に図３ｃのパターンをそれぞれ印刷し、１５０℃で３０分乾燥してインダクタ及びキャパシタを形成した。ここで、図３ｂと図３ｃの正方形の部分は絶縁体５０を挟んで対向して配置されているのでキャパシタを形成する。
【００３１】
しかるのち、図６に示すように表裏の印刷された部分をホチキス（Ｒ）止めして金属片７０による導通をとり通信補助体を完成した。
【００３２】
この通信補助体の重量は約１０ｇであり、共振周波数は約１４ＭＨｚであった。また、同様にもう一つの通信補助体１０を作製し、２つの通信補助体１０を商品箱４０の両側に挿入した場合（図１）、１ｃｍ間隔で並んだ３０個のＲＦＩＤタグ３０の全てが読み取れた。
【実施例２】
【００３３】
実施例１と同様にポリエステルフィルム両面に導電性ペーストによるインダクタ及びキャパシタを形成した。
【００３４】
しかるのち、表裏とも導電性ペーストが印刷された部分に針で直径０．５ｍｍの貫通孔を数カ所あけ、図７に示すように導電性材料８０として、導電性ペースト（シルベスト  日新ＥＭ製）を充填して風乾して導通をとり通信補助体１０を完成した。
【００３５】
この通信補助体の重量は約１０ｇであり、共振周波数は約１４ＭＨｚであった。また、同様にもう一つの通信補助体１０を作製し、２つの通信補助体１０を商品箱９の両側に挿入した場合（図１）、１ｃｍ間隔で並んだ３０個のＲＦＩＤタグ３０の全てが読み取れた。
【実施例３】
【００３６】
実施例１と同様にポリエステルフィルム両面に導電性ペーストによるインダクタ及びキャパシタを形成した。
【００３７】
しかるのち、図８に示すように導電性媒体９０として金属製クリップを用い、当該クリップで表裏の印刷された部分を挟むことにより導通をとり通信補助体を完成した。
【００３８】
この通信補助体の重量はクリップを除き約１０ｇであり、共振周波数は約１４ＭＨｚであった。また、同様にもう一つの通信補助体１０を作製し、２つの通信補助体１０を商品箱４０の両側に挿入した場合（図１）、１ｃｍ間隔で並んだ３０個のＲＦＩＤタグ３０の全てが読み取れた。
【実施例４】
【００３９】
＜比較例＞
比較例について、通信補助体１０を商品箱４０の両側に挿入せずにリーダ装置を通した場合、１ｃｍ間隔で並んだ３０個のＲＦＩＤタグ３０のうち４〜５個しか読み取ることができなかった。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】通信補助体の使用例を斜視示す説明図。
【図２】通信補助システムの効果の一例を示す図。
【図３】本発明の通信補助体の一例を上面で示す説明図。
【図４】本発明の通信補助体の他の例を断面で示す説明図。
【図５】本発明の通信補助体のその他の例を断面で示す説明図。
【図６】本発明の通信補助体の例を断面で示す説明図。
【図７】本発明の通信補助体の例を断面で示す説明図。
【図８】本発明の通信補助体の例を断面で示す説明図。
【符号の説明】
【００４１】
１０    …  通信補助体
２０    …  商品
３０    …  ＲＦＩＤタグ
４０    …  箱
５０    …  絶縁体
６０    …  導電性材料
７０    …  金属片
８０    …  導電性材料
９０    …  導電性媒体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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