(57)【要約】【課題】ＲＦＩＤインレイに支障を生じさせないＲＦＩＤシートを提供すること。【解決手段】ＲＦＩＤシートは、ＲＦＩＤインレイをシート基材に、ＲＦＩＤインレイとシート基材との間に生じる表面段差が所定の範囲内になるように取り付けたとき、シート基材から受けるＲＦＩＤインレイの圧縮応力Ｐｅの最大値が、ＲＦＩＤインレイの応力限界値Ｐｄを超えない関係を満たすＲＦＩＤインレイとシート基材とを用いて構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート基材と、
前記シート基材の表面に取り付けられるＲＦＩＤインレイと、を備え、
前記ＲＦＩＤインレイを前記シート基材に、前記ＲＦＩＤインレイと前記シート基材との間に生じる表面段差が所定の範囲内になるように取り付けたとき、前記ＲＦＩＤインレイが前記シート基材から受ける圧縮応力Ｐｅの最大値が、前記ＲＦＩＤインレイの応力限界値Ｐｄを超えない関係を、前記ＲＦＩＤインレイと前記シート基材とが満たしていることを特徴とするＲＦＩＤシート。
【請求項２】
シート基材と、
前記シート基材の表面に貼り付けられるＲＦＩＤインレイと、を備え、
前記ＲＦＩＤインレイを前記シート基材に、前記ＲＦＩＤインレイと前記シート基材との間に生じる表面段差が所定の範囲内になるように取り付けたとき、前記ＲＦＩＤインレイが前記シート基材から受ける圧縮応力Ｐｅの最大値が、前記ＲＦＩＤインレイの応力限界値Ｐｄ以下であり、かつ、圧縮応力Ｐｅの最大値が前記シート基材の歪率Ｅと圧縮応力Ｐｅとを示すグラフの変曲点Ｓの近傍に設定される関係を、前記ＲＦＩＤインレイと前記シート基材とが満たしていることを特徴とするＲＦＩＤシート。
【請求項３】
前記ＲＦＩＤインレイと前記シート基材との間に生じる表面段差が、両者の間に段差のない平坦な状態である請求項１又は２に記載のＲＦＩＤシート。
【請求項４】
前記シート基材の厚さ幅は、前記ＲＦＩＤインレイの厚さの最大値より大きく、且つ、前記ＲＦＩＤインレイ上に実装されたＩＣチップによる凸部を前記シート基材と対面するように設けたことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のＲＦＩＤシート。
【請求項５】
前記シート基材は、高温で軟化し、常温では、高温状態より硬化する材料を用いたことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のＲＦＩＤシート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、ＲＦＩＤインレイをシート状部材に取り付けたＲＦＩＤシートに関する。
【背景技術】
【０００２】
印刷用紙の内層部分に、いわゆるＲＦＩＤ（RADIO FREQUENCY IDENTIFICATION)インレイを挟み込んだＲＦＩＤシートが提案されている。ＲＦＩＤインレイを組み込んだＲＦＩＤシートは、印刷した表示内容と、挟み込んだＲＦＩＤインレイのＩＣチップへの書き込み情報とを関連付けることができ、印刷用紙として各種の利便性が考えられている。
【０００３】
一方、ＲＦＩＤインレイは、アルミ蒸着等で薄く形成されたアンテナ部材に、ＲＦＩＤのＩＣチップを実装し、ＩＣチップが表面から突出している。そのため、ＲＦＩＤインレイのＩＣチップの突起やアンテナ部材によって、ＲＦＩＤシートの表面に凸部や段差が生じると、印刷した際、印刷斑が生じたり、印刷機の内部で紙詰まりを生じさせることが考えられる。
【０００４】
そこで、ＲＦＩＤシートのシート基材にＩＣチップが収容できる凹部を予め設け、ＩＣチップをその凹部に入れるようにＲＦＩＤインレイを位置合わせしてシート基材に貼り合わせ、ＲＦＩＤシートの平坦化を図ったものが知られている。
【０００５】
しかし、かかる技術では、予め設けられた凹部以外の位置にＲＦＩＤインレイを配置できないという制約が生じる。そのため、ＲＦＩＤシートに施した印刷内容とＲＦＩＤインレイの記憶内容とを関連付けた用途においては、表示する内容に柔軟性が乏しくなるという不都合がある。又、ＲＦＩＤシートの用途や書式に応じてシート基材のそれぞれの位置に凹部を設けるようにすると、量産効率の観点から、製造コストを下げ難いという問題もあった。
【０００６】
又、シート基材に設けられた凹部以外の位置にＲＦＩＤインレイを取り付けようとすると、ＲＦＩＤインレイに過大な力が加わり、ＩＣチップとアンテナ部材との間に接触不良が生じたり、あるいは柔らかいシート基材を用い、いわゆる腰のないＲＦＩＤシートになるなどの問題が考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−５３８３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の実施形態が解決しようとする課題は、印刷内容やＲＦＩＤインレイを設置する位置の自由度を損なうことなく、表面の平坦化を可能としたＲＦＩＤシートを提供とすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
一実施形態のＲＦＩＤシートは、ＲＦＩＤインレイをシート基材に、ＲＦＩＤインレイとシート基材との間に生じる表面段差が所定の範囲内になるように取り付けたとき、シート基材から受けるＲＦＩＤインレイの圧縮応力Ｐｅの最大値が、ＲＦＩＤインレイの応力限界値Ｐｄを超えない関係を満たすＲＦＩＤインレイとシート基材とを用いて構成することとした。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】一実施形態のＲＦＩＤシートを示す断面図。
【図２】同ＲＦＩＤシートの構成部材を示す断面図。
【図３】同ＲＦＩＤシートのシート基材にＲＦＩＤインレイを押し付けた状態を示す断面図。
【図４】シート基材の歪率と圧縮応力との関係を示すグラフ。
【図５】圧縮機を示す正面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、本発明の一実施形態に係るＲＦＩＤシート１０の積層後の完成した状態を示す断面図である。図２は、ＲＦＩＤシート１０の積層構造を、構成部材ごとに分解して示す分解断面図である。図３は、シート基材１４にＲＦＩＤインレイ１２を押し付けている状態を示す断面図である。図４は、シート基材１４の歪率Ｅを横軸とし圧縮応力Ｐｅを縦軸としたそれらの関係を示すグラフである。図５は、シート基材１４を圧縮する加圧試験機１１０を示す正面図である。
【００１２】
第１実施形態
図１に示すように、ＲＦＩＤシート１０は、例えば、レーザプリンタ用耐水紙で、ＲＦＩＤインレイ１２と、ＲＦＩＤインレイ１２を貼り付けるシート基材１４と、シート基材１４に貼り付ける表面薄材１６、及び裏面薄材１８とを備えている。ＲＦＩＤシート１０は、例えば、メニューや重要書類を照合する目的等に用いる。
【００１３】
以下、ＲＦＩＤシート１０について、シート基材１４のＲＦＩＤインレイ１２が貼り付けられた側の面を、ＲＦＩＤシート１０の表面（表て面）とし、その逆の面をＲＦＩＤシート１０の裏面とし、それを基準にＲＦＩＤシート１０の側方を定める。又、ＲＦＩＤシート１０の周縁から中心に向かう方向を内方とし、その逆を外方とする。
【００１４】
ＲＦＩＤインレイ１２は、アルミや銅の蒸着により薄くパターン形成されたダイポール型アンテナのアンテナ部材２２と、アンテナ部材２２の給電部に接続されたＲＦＩＤのＩＣチップ２４と、を備え、これら全体を樹脂フィルム２６で被覆して構成されている。ＩＣチップ２４の接続端子がアンテナ部材２２の給電部に接触し、電気的に導通している。
【００１５】
ＩＣチップ２４は、メモリと、通信回路と、制御回路と、接続端子とを備え、接続端子を介してアンテナ部材２２の中央に設けられた給電部に接続している。ＲＦＩＤインレイ１２は、外部の機器から電力供給と情報とを非接触で受け、その外部の機器へ情報を送出する。
【００１６】
図３に、シート基材１４とＲＦＩＤインレイ１２を、側方から見た状態を示す。ＲＦＩＤインレイ１２は、図３に示すように、平坦に形成されたアンテナ部材２２からＩＣチップ２４が突出した形状を有している。ＲＦＩＤインレイ１２は、アンテナ部材２２からＩＣチップ２４の先端まで（樹脂フィルム２６を含む）の最大高さ幅がＨ１である。
【００１７】
ＲＦＩＤインレイ１２は、図３に示すように、シート基材１４の表面にＩＣチップ２４をシート基材１４側に向けて取り付けられる。ＩＣチップ２４がシート基材１４の内部に侵入すると、シート基材１４に押圧力が発生する。ＲＦＩＤインレイ１２は、構造上、ＩＣチップ２４とアンテナ部材２２との接続部が最も破断し易く、ＲＦＩＤインレイ１２を表裏から押圧した場合の応力限界値Ｐｄが、Ｐ１となっている。
【００１８】
次に、図５を用いて、ＲＦＩＤインレイ１２の応力限界値Ｐｄを計測する方法について説明する。まず、圧縮応力と歪率の関係が、既知である半硬質材料のシート基材１００にＲＦＩＤインレイ１２を、ＩＣチップ２４がシート基材１００に向き合うように重ね、ＲＦＩＤインレイ１２を重ねたシート基材１４を加圧試験機１１０に配置する。
【００１９】
加圧試験機１１０のヘッド１１２を徐々に降下させ、図３に示すようにＲＦＩＤインレイ１２をシート基材１４に埋没させる。又、ＲＦＩＤインレイ１２の直近に設置したＲＦＩＤリーダアンテナ１１４及びリーダ装置１１６にて、ＲＦＩＤインレイ１２の固有コードを連続的に読み取る。
【００２０】
リーダ装置１１６で、ＲＦＩＤインレイ１２からの固有コードが読取不能となった時点でのシート基材１００の歪率Ｅを、そのときの加圧試験機１１０のヘッド１１２の位置から取得する。歪率Ｅは、シート基材１００が加圧前の厚みの何％まで圧縮されたかという百分率で定義する。
【００２１】
次に、固有コードが読み取りが不能となった時点での歪率Ｅに対応する圧縮応力Ｐｅを、既知である、図４に示すような、シート基材１００の圧縮応力対歪率特性から取得する。これにより、ＲＦＩＤインレイ１２の応力限界値Ｐｄを求める。尚、シート基材１００の圧縮応力対歪率特性が知られていない場合は、加圧試験機１１０が有する応力計測機等の測定値を採用して、ＲＦＩＤインレイ１２の応力限界値Ｐｄを求める。
【００２２】
シート基材１４は、Ｗ１の厚み幅を有する、所定の硬度Ｋ１を有する材質から形成されている。シート基材１４の硬度Ｋ１は、硬質材と軟質材の中間の、いわば半硬質材の硬度である。ＲＦＩＤインレイ１２の最大高さ幅Ｈ１は、シート基材１４の厚み幅Ｗ１の約５０％の値とほぼ等しい値となっている。シート基材１４は、ＲＦＩＤインレイ１２の厚みの形状に沿って変形し、変形したシート基材１４は、図４に示すように歪率Ｅに応じて内部に圧縮応力を生じさせる。
【００２３】
図４に、シート基材１４の圧縮応力Ｐｅと歪率Ｅとの関係を示す。図４のグラフは、横軸が歪率Ｅで、縦軸が圧縮応力Ｐｅである。シート基材１４は、表面から徐々に押し込んだとき、圧縮応力Ｐｅの傾きが大きく変化する変曲点Ｓを有している。シート基材１４の変曲点Ｓは、シート基材１４を７０％に圧縮した状態である。
【００２４】
すなわち、シート基材１４を圧縮して歪率Ｅが上昇すると、圧縮応力Ｐｅが徐々に上昇し、変曲点Ｓを超えて急激に圧縮応力Ｐｅが上昇する。グラフから、シート基材１４を５０％圧縮したときの圧縮応力はＰ２である。Ｐ２は、ＲＦＩＤインレイ１２の応力限界値であるＰ１より小さい値である。
【００２５】
仮に、シート基材の硬度がＫ２で、図４に示すような硬質材の圧縮応力対歪率特性を有していると、歪率５０％の点での圧縮応力ＰｅがＰ５となり、ＲＦＩＤインレイ１２の応力限界値であるＰ１を越えてしまう。
【００２６】
シート基材１４としては、例えばクッション紙密度が０．６ｇ／ｃｍ３以下の低密度紙と呼ばれるものを用いることが考えられる。シート基材１４の紙厚を２００μｍ、坪量を１００ｇ／ｍ２とした場合の密度は、坪量を紙厚で除して０．５ｇ／ｃｍ３となる。一方、密度が過度に低いと紙繊維の間に空間が多くなり、ＰＥＴフィルムで表面をコートしても事務用紙としての剛性が不足したり平坦度が低下してコピーや印刷等の用途に適さない場合がある。そのため、密度は、０．３ｇ／ｃｍ３程度を下限とするのが望ましい。
【００２７】
ＲＦＩＤシート１０は、ＲＦＩＤインレイ１２を上述したシート基材１４の所望の位置に、ＩＣチップ２４による凸部がシート基材１４側と対面するように配置し、図３に示すように表面を押圧してＲＦＩＤインレイ１２をシート基材１４に埋没させる。ＲＦＩＤインレイ１２とシート基材１４との表面を所定の段差、例えば平坦な状態に形成したなら、シート基材１４の表裏に表面薄材１６及び裏面薄材１８を貼り合わせる。
【００２８】
表面薄材１６及び裏面薄材１８は、ＰＥＴフィルムであり、ＲＦＩＤインレイ１２を埋め込んだシート基材１４の表裏にそれぞれ貼り付けられる。又、表面薄材１６は、表面にトナー定着層１７（図１参照）が設けられており、トナーによる印刷面となっている。尚、表面薄材１６の表面は、トナー定着層１７に代えてインク塗布層を設け、インクにより印刷するよう他の印刷方式で印刷するようにしてもよい。
【００２９】
ＲＦＩＤインレイ１２をシート基材１４の所定の位置に配置し、シート基材１４とＲＦＩＤインレイ１２の表面を平坦にすると、ＩＣチップ２４の先端によるシート基材１４の最大歪率が約５０％となる。シート基材１４は、約５０％圧縮されると圧縮応力ＰｅがＰ２となるので、ＲＦＩＤインレイ１２には最大でＰ２の圧縮応力がかかる。
【００３０】
ＲＦＩＤインレイ１２にかかる圧縮応力Ｐｅの最大値であるＰ２は、ＲＦＩＤインレイ１２の応力限界値であるＰ１以下の値である。したがって、ＲＦＩＤインレイ１２の最大厚み幅を有する部分の圧縮応力Ｐｅが、ＲＦＩＤインレイ１２の応力限界値Ｐ１以下となり、シート基材１４からの圧縮応力では損傷等が生じない。
【００３１】
例えばメニューとしたＲＦＩＤシート１０には、所定の画像が印刷してある。ＲＦＩＤインレイ１２のＩＣチップ２４には、メニュー画像等に関連付けされた内容が記憶してある。ＲＦＩＤシート１０に印刷した表示内容の近傍にＲＦＩＤインレイ１２を取り付ける。
【００３２】
すると、作業者が表示部分に読取器を近づけ、ＲＦＩＤインレイ１２と通信を行わせると、読取器は、ＲＦＩＤインレイ１２から、表示されている品物のコード番号などを入手する。更に、それに、個数などを入力すると注文が容易に受けられる。
【００３３】
このようにＲＦＩＤインレイ１２を、上記特性を有するシート基材１４に取り付けてＲＦＩＤシート１０を構成すると、ＲＦＩＤインレイ１２がシート基材１４からの圧縮応力により損傷されることがなく、通信不良を生じさせることがない。しかも、ＲＦＩＤシート１０は、表面が平坦に形成され、印刷において支障を生じさせず、かつ裏面においてはＩＣチップ２４による凸部が完全にシート基材１４に埋没し、シート基材１４の反対表面に突出することもない。
【００３４】
尚、ＲＦＩＤインレイ１２とシート基材１４との表面は段差がない平坦な状態に限らず、両者間の段差を所定の範囲内で設けてもよい。例えば、許容される段差としては、例えば、表面への印刷や印刷工程に支障が生じない範囲である。ＲＦＩＤインレイ１２とシート基材１４との間に段差を設ける場合でも、ＲＦＩＤインレイ１２にかかる圧縮応力Ｐｅの最大値＜応力限界値Ｐｄの関係は満たすものとする。
【００３５】
第２実施形態
次に、本発明の第２実施形態にかかるＲＦＩＤシート１１について説明する。
【００３６】
ＲＦＩＤシート１１は、ＲＦＩＤインレイ１２と、ＲＦＩＤインレイ１２を貼り付けるシート基材１５と、シート基材１５に貼り付ける表面薄材１６、及び裏面薄材１８とを備えた、レーザプリンタ用耐水紙であり、ＲＦＩＤシート１０と基本的な構造に特別相違はない。図１をＲＦＩＤシート１０と共用する。
【００３７】
ＲＦＩＤインレイ１２は、基本的に第１実施形態のＲＦＩＤインレイ１２と変更はなく、最大高さ幅がＨ１である。シート基材１５は、シート基材１４と同一の硬度を有している。
【００３８】
しかし、シート基材１５は、Ｗ２の厚み幅を有している。これにより、シート基材１５は、ＲＦＩＤインレイ１２をシート基材１５に、ＲＦＩＤインレイ１２とシート基材１５の表面が平坦になるように埋設したとき、歪率Ｅが約７０％となり、ＲＦＩＤインレイ１２にかかる圧縮応力Ｐｅの最大値が、Ｐ３となる。ＲＦＩＤインレイ１２をシート基材１５に貼り付け、双方の表面を平坦にしたなら、表裏に表面薄材１６と裏面薄材１８とをそれぞれ貼り付ける。
【００３９】
圧縮応力Ｐ３は、ＲＦＩＤインレイ１２の応力限界値Ｐ１を越えない範囲で、かつ応力限界値Ｐ１の直前の値である。更に、圧縮応力Ｐ３は、シート基材１５の歪率Ｅと圧縮応力Ｐｅとの関係を示すグラフの変曲点Ｓの値の近傍に位置した値である。
【００４０】
したがって、ＲＦＩＤインレイ１２とシート基材１５との組み合わせにより構成したＲＦＩＤシート１１は、シート基材１５が、ＲＦＩＤインレイ１２に対して損傷等を与えることのない必要最低限の厚みＷ２と硬度Ｋ１を有するとともに、ＲＦＩＤインレイ１２による最大圧縮部分に圧縮の余地のほとんどない薄さとなっている。
【００４１】
このことを、少し詳しく説明する。ＲＦＩＤインレイ１２をシート基材１５に表面が平坦になるように取り付けたとき、ＲＦＩＤインレイ１２にかかる最大の圧縮応力Ｐ３が、応力限界値Ｐ１の直前の値であることから、シート基材１５は、ＲＦＩＤインレイ１２にとって許容される最も硬い素材となっている。
【００４２】
更に、Ｐ３が、シート基材１５の歪率Ｅと圧縮応力Ｐｅとの関係を示すグラフの変曲点Ｓの近傍に位置していることから、シート基材１５の厚みＷ２は、許容される最も薄い厚みとなっている。すなわち、シート基材１５の厚みをこれ以上薄くすると、Ｐｅの値が変曲点Ｓを超え、厚みが少し増加するだけで圧縮応力Ｐｅが大きく増加する範囲となる。すると、圧縮応力の値が不安定となり、振動など少しの外乱で過大な圧縮応力がＲＦＩＤインレイ１２にかかるおそれが生じる等使用しにくい範囲となり、この点でシート基材１５は限界まで圧縮される薄い厚みとなっている。
【００４３】
これに対して、ＲＦＩＤインレイ１２の圧縮応力Ｐ３の値が、例えば変曲点Ｓから離れた低い値に設定されていると、シート基材１５は、圧縮する余地を十分に残したものと考えられ、ＲＦＩＤシート１１が、いわば必要以上に柔らかい、腰のないものとなる。
【００４４】
したがって、ＲＦＩＤインレイ１２をシート基材１５に押し込んだとき、シート基材１５からＲＦＩＤインレイ１２が受ける圧縮応力Ｐｅが、ＲＦＩＤインレイ１２の応力限界値Ｐ１を上回らない範囲の近い値であり、かつ、そのときの状態がシート基材１４の変曲点Ｓの近傍に位置するように、ＲＦＩＤインレイ１２とシート基材１５とを選択すると、シート基材１５の厚みが薄く、かつ硬さを硬くし、しっかりした感じが与えられるとともに、ＲＦＩＤインレイ１２に過大な圧縮応力がかからないＲＦＩＤシート１１を提供することができる。
【００４５】
尚、シート基材１４等を、塑性変形する素材を材料としてもよい。このことにより、ＲＦＩＤインレイ１２をシート基材１４等に埋め込んだ後に、表面薄材１６と裏面薄材１８とでシート基材１４の上下両面を封止した状態においても、ＲＦＩＤインレイ１２に対する弾性応力、即ち、シート基材１４が元の形状に戻ろうとする反発力がＲＦＩＤインレイ１２に加わることがなく、製造後にＲＦＩＤインレイ１２のＩＣチップ２４が破断する危険性が低いＲＦＩＤシートを提供できる。
【００４６】
又、シート基材１４等を、高温時に軟化し、ＲＦＩＤシートを使用する環境温度範囲においては高温時より硬化する特性を有する材料とする。すると、ＲＦＩＤインレイ１２を埋め込む際にシート基材１４を加熱して一時的に軟化させることにより、より低い圧縮応力で埋め込みが完了し、ＩＣチップ２４の破断リスクを更に減少させることができる。そして、使用環境温度、通常は常温の状態に戻すことにより、適度に硬化したＲＦＩＤシートとして提供できる。
【００４７】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４８】
１０、１１…ＲＦＩＤシート、１２…ＲＦＩＤインレイ、１４、１５…シート基材、１６…表面薄材、１７…トナー定着層、１８…裏面薄材、２２…アンテナ部材、２４…ＩＣチップ、２６…樹脂フィルム、Ｐｅ…圧縮応力、Ｐｄ…応力限界値、Ｅ…歪率、Ｋ１…硬度、Ｓ…変曲点。
【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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