(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
折り曲げ可能な単一の電気絶縁フィルム又はシート(14)の一方の主面に一連の第１導体(13)により１又は２以上の渦巻き部(13a)が形成され、
前記フィルム又はシート(14)が前記渦巻き部(13a)の中心位置で折り曲げられ、
前記折り曲げられたフィルム又はシート(14)の間に膜状、箔状、シート状又は平板状に形成された磁芯部材(12)が設けられた
ことを特徴とするアンテナコイル。
【請求項２】
一連の第１導体(13)の一方の端部と他方の端部とをフィルム又はシート(14)を貫通して互いに接続する両端接続部が前記フィルム又はシート(14)の他方の主面に第２導体(15)により形成された請求項１記載のアンテナコイル。
【請求項３】
磁芯部材(12)が電気絶縁フィルム又はシート(14)の主面に磁性粉を含むインク又は塗料を塗布し乾燥して形成された磁性塗膜(17)である請求項２記載のアンテナコイル。
【請求項４】
磁芯部材(12)が、軟磁性金属，アモルファス又はフェライトからなる粉末又はフレーク及びプラスチックの複合材、軟磁性金属の板又は箔、アモルファス箔又はその積層材、或いはフェライトである請求項１または２記載のアンテナコイル。
【請求項５】
電気絶縁フィルム若しくはシート(14)の一方の主面全体に接着された導電性箔を所定のパターンでエッチングすることにより、又は電気絶縁フィルム若しくはシート(14)の一方の主面に導電材料を所定のパターンでスクリーン印刷若しくは蒸着することにより、第１導体(13)が前記電気絶縁フィルム又はシート(14)の一方の主面に形成された請求項１ないし４いずれか記載のアンテナコイル。
【請求項６】
請求項１ないし請求項３いずれか記載のアンテナコイル(11)と、前記アンテナコイル(11)のフィルム又はシート(14)に設けられたＩＣチップ(16)又はコンデンサとを備え、第１導体(13)の両端が前記ＩＣチップ(16)又はコンデンサに接続された識別タグ。
【請求項７】
請求項１ないし請求項３いずれか記載のアンテナコイル(11)と、前記アンテナコイル(11)に接続された電子回路とを備えたリーダライタ装置。
【請求項８】
請求項１ないし請求項３いずれか記載のアンテナコイル(11)と、前記アンテナコイル(11)に接続された電子回路とを備えたリーダ装置。
【請求項９】
請求項１ないし請求項３いずれか記載のアンテナコイル(11)と、前記アンテナコイル(11)に接続された電子回路とを備えたライタ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＲＦＩＤ（無線周波数識別：Radio Frequency Identification）技術又はＥＡＳ（電子式物品監視：Electronic Article Sureillannce）技術を用いた識別タグ、リーダライタ装置、リーダ装置及びライタ装置に用いられるアンテナコイル、及びそれを用いた識別タグ、リーダライタ装置、リーダ装置及びライタ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＲＦＩＤ技術又はＥＡＳ技術を用いたタグとして、アンテナコイルに物品に関する情報を記憶したＩＣチップ又は共振用のコンデンサを電気的に接続した識別タグが知られている。これらの識別タグは識別又は監視される物品の平面部分に取付けられ、そのアンテナコイルにリーダライタ装置、リーダ装置又はライタ装置の送受信用のアンテナコイルから所定の周波数の電波を発信することによりタグを活性化し、電波のデータ通信による読出しコマンドに応じてＩＣチップに記憶された情報を読みとることにより、又は特定周波数の電波に対して共振するか否かによりその物品を識別又は監視するように構成される。
【０００３】
これらの識別タグ、リーダライタ装置、リーダ装置又はライタ装置に用いられる従来のアンテナコイルとして、表面が絶縁層にて被覆された導線を略正方形の渦巻き状に巻回してベース板に貼付けることにより形成されたものや、或いは図１５に示すようにベース板１に積層したアルミニウム箔や銅箔等の導電層をエッチング法又は打抜き法等により不要部分を除去して略正方形の渦巻き状の渦巻き部２を形成されたものが知られている。
また、別のアンテナコイルとして、図１４に示すように軟磁性金属の粉末とプラスチックとの複合材により板状又は円柱状等に形成された磁芯部材６と、この磁芯部材６に螺旋状に巻回された第１導体７とを有するものが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前者の図１５に示すアンテナコイルでは磁束が図の矢印で示すようにベース板１を上下に貫通する方向に生じ、そのアンテナコイルを金属製の物品に密着させると、アンテナコイルに向って発信された電波がそのベース板１を貫通し更に金属製物品を貫通する。このため、その貫通する磁束により金属部分に渦電流が生じ、その渦電流が影響を与えてアンテナコイルを用いたタグ、リーダライタ装置、リーダ装置又はライタ装置が正常に作動しなくなる問題点があった。また、仮に作動したとしてもその損失が増してタグ、リーダライタ装置、リーダ装置又はライタ装置の作動距離が著しく短くなる不具合があった。
特に、携帯用のリーダライタ装置、リーダ装置又はライタ装置は、小型であってかつ軽量であることが好ましい。このためにはリーダライタ装置、リーダ装置又はライタ装置のケースは比較的強硬なアルミ等の金属製とすることが適当である。また携帯電話等の他の機能を持たせるための電子回路を持つ機器にＲＦＩＤ機能を追加する場合は、ケースを金属とすることによりＲＦＩＤの電子回路と他の電子回路の干渉をなくすことができる。しかしリーダライタ装置、リーダ装置又はライタ装置等におけるケースを金属とすると、そのケースに生じる渦電流の影響が比較的大きくなる問題が生じる。
【０００５】
一方、上記後者の図１４に示すアンテナコイルでは、磁束が図の矢印で示すように磁芯部材６の軸芯方向に生じるので、このアンテナコイルを金属製の物品に取付けても、アンテナコイルに向って発信された電波が金属製物品を貫通することはなく、アンテナコイルは正常に作動するけれども、磁芯部材６の外周面に第１導体７を巻回するため、その巻線作業が比較的煩雑で量産性に欠けるとともに、アンテナコイル全体が比較的厚くなって物品から比較的大きく突出する問題点があった。
本発明の目的は、金属製の物品に密着させても確実に作動するとともに、厚さを極めて薄く形成できるタグ用アンテナコイル及びそれを用いた識別タグを提供することにある。
本発明の別の目的は、金属製のケースに密着させて使用するとともに、厚さを極めて薄く形成できるリーダライタ装置、リーダ装置及びライタ装置用アンテナコイルを提供することにある。
本発明の更に別の目的は、量産性に適したタグ、リーダライタ装置、リーダ装置及びライタ装置用アンテナコイル及びそれを用いた識別タグを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、図１及び図２に示すように、折り曲げ可能な単一の電気絶縁フィルム又はシート１４の一方の主面に一連の第１導体１３により１又は２以上の渦巻き部１３ａが形成され、フィルム又はシート１４が渦巻き部１３ａの中心位置で折り曲げられ、折り曲げられたフィルム又はシート１４の間に膜状、箔状、シート状又は平板状に形成された磁芯部材１２が設けられたことを特徴とするアンテナコイルである。
この請求項１に記載されたアンテナコイルでは、渦巻き状に巻回された渦巻き部１３ａが二分するように電気絶縁フィルム１４が折り曲げられ、そのフィルム１４が磁芯部材１２を挟持しているので、磁芯部材１２の両主面に存在する渦巻き部１３ａに流れる電流は互いに逆方向になり、第１導体１３に生じる磁束方向は平板状に形成された磁芯部材１２の面方向に平行になる。このため、このアンテナコイル１１を物品又はケースの表面に取付けると、その磁束方向は物品又はケースの表面と平行になるため、物品又はケースが金属により形成されていても、物品又はケースに生じる渦電流は抑制され、このアンテナコイル１１は確実に作動する。
【０００７】
また、渦巻き状に巻回された渦巻き部１３ａを複数設ければ、いわゆる巻き線回数を容易に増加させることができ、この巻き線回数を増加させることによりアンテナコイルの特性を向上させることができる。
また、第１導体１３を電気絶縁フィルム１４又はシートに設けるので、その取り扱いが容易になり、その電気絶縁フィルム１４又はシートを折り曲げて磁芯部材１２に接着するだけの簡単な作業でアンテナコイル１１を得ることができ、磁芯部材の外周面に導線を巻回して第１導体を製作する従来の図１２に示すアンテナコイルに比較して量産性を向上させることができる。
更に、磁芯部材１２を箔又はシート又は平板状に形成するので、アンテナコイル１１の厚さを極めて薄く形成することができる。このため、物品又はケースに取付けた場合のアンテナコイル１１の物品から突出量を著しく抑制することができる。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明であって、一連の第１導体１３の一方の端部と他方の端部とをフィルム又はシート１４を貫通して互いに接続する両端接続部がフィルム又はシート１４の他方の主面に第２導体１５により形成されたアンテナコイルである。
この請求項２に係るアンテナコイルでは、第２導体１５をフィルム又はシート１４の他方の主面に形成しておくことにより、識別タグに必要なＩＣチップやコンデンサ、又はリーダライタ装置等における電子回路の取付け及び接続作業が容易になり、量産性に優れたアンテナコイルを得ることができる。
【０００９】
請求項３に係る発明は、請求項２に係る発明であって、図８に示すように、磁芯部材１２が電気絶縁フィルム又はシート１４の主面に磁性粉を含むインク又は塗料を塗布し乾燥して形成された磁性塗膜１７であるアンテナコイルである。
この請求項３に係るアンテナコイルでは、射出成形において成形が困難な０．８ｍｍ以下の厚さの磁芯部材１２を得ることができる。ここで、磁性塗膜１７は、電気絶縁フィルム又はシート１４の主面全体に形成することが好ましいが、磁性塗膜１７が可撓性にかける場合には、電気絶縁フィルム又はシート１４の折り曲げられる部分に磁性塗膜１７を塗布形成しないか、又は主面の折り曲げられる部分を境とした片側にのみその磁性塗膜１７を塗布形成することが好ましい。また、磁性塗膜１７は、磁芯部材１２を構成しうる限り、第１導体１３が形成された電気絶縁フィルム又はシート１４の一方の主面、又は第２導体１５が形成された電気絶縁フィルム又はシート１４の他方の主面のいずれに形成しても良い。
【００１０】
請求項４に係る発明は、請求項１又は２に係る発明であって、図１に示すように、磁芯部材１２が、軟磁性金属，アモルファス又はフェライトからなる粉末又はフレーク及びプラスチックの複合材、軟磁性金属の板又は箔、アモルファス箔又はその積層材、或いはフェライトであるアンテナコイルである。
この請求項４に係るアンテナコイルでは、磁芯部材１２が比較的薄いものになり、アンテナコイル１１の厚さ方向の大部分を占める磁芯部材１２を薄くすることにより、アンテナコイル１１全体の厚さを薄くすることができる。
【００１１】
請求項５に係る発明は、請求項１ないし４いずれかに係る発明であって、電気絶縁フィルム又はシート１４の一方の主面全体に接着された導電性箔を所定のパターンでエッチングすることにより、又は電気絶縁フィルム又はシート１４の一方の主面に導電材料を所定のパターンでスクリーン印刷若しくは蒸着することにより、第１導体１３が電気絶縁フィルム又はシート１４の一方の主面に形成されたアンテナコイルである。
この請求項５に係るアンテナコイルでは、第１導体１３を電気絶縁フィルム又はシート１４に形成することが比較的容易になり、アンテナコイルの生産性を更に向上させることができる。
【００１２】
請求項６に係る発明は、請求項１ないし請求項３いずれか記載のアンテナコイル１１と、アンテナコイル１１のフィルム又はシート１４に設けられたＩＣチップ１６又はコンデンサとを備え、第１導体１３の両端がＩＣチップ１６又はコンデンサに接続された識別タグである。
この請求項６に係る識別タグでは、極めて薄く形成されたアンテナコイル１１のフィルム又はシート１４にＩＣチップ１６又はコンデンサを設けるので、比較的容易に識別タグを生産することができ、物品に取付けた場合のアンテナコイル１１の物品から突出量を著しく抑制することができる。
【００１３】
請求項７に係る発明は、請求項１ないし請求項３いずれか記載のアンテナコイル１１と、そのアンテナコイル１１に接続された電子回路とを備えたリーダライタ装置である。
請求項８に係る発明は、請求項１ないし請求項３いずれか記載のアンテナコイル１１と、アンテナコイル１１に接続された電子回路とを備えたリーダ装置である。
請求項９に係る発明は、請求項１ないし請求項３いずれか記載のアンテナコイル１１と、アンテナコイル１１に接続された電子回路とを備えたライタ装置である。
この請求項７ないし請求項９に係るリーダライタ装置、リーダ装置又はライタ装置では、請求項１ないし３いずれかに係るアンテナコイルを用いることにより、金属製のケースを持つことができ、またこのアンテナコイルはきわめて薄いのでケースからの突出量が少なくすることができる。この結果、全体的な厚さが極めて薄く量産性に適した強靱で小型のリーダライタ装置、リーダ装置又はライタ装置を得ることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に本発明の第１の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、本発明のアンテナコイル１１は、膜状、箔状、シート状又は平板状に形成された磁芯部材１２と、一連の第１導体１３により１又は２以上の渦巻き部１３ａが一方の主面に形成された単一の電気絶縁フィルム又はシート１４とを備える。磁芯部材１２は、軟磁性金属の板又は箔により形成されるか、或いは、軟磁性金属，アモルファス又はフェライトからなる粉末又はフレークとプラスチックとの複合材により長方形状に形成される。また、磁芯部材１２は、Ｆｅ系アモルファス合金（アライドケミカル社製のＭＥＴＧＬＡＳ  ２６０５Ｓ−２）やＣｏ系アモルファス合金（アライドケミカル社製のＭＥＴＧＬＡＳ  ２７１４Ａ）等のアモルファス箔又はその積層材により形成されたものであってもよく、長方形状に形成されたフェライトであっても良い。
【００１５】
複合材におけるプラスチックとしては加工性の良い熱可塑性のプラスチックを用いたり、或いは耐熱性の良い熱硬化性のプラスチックを用いたりすることができる。また上記軟磁性金属の粉末としては、カーボニル鉄粉末，鉄−パーマロイ等のアトマイズ粉末，還元鉄粉末等が用いられる。一方、軟磁性金属のフレークとしては、上記粉末をボールミル等で微細化して粉末を成形した後に、この粉末を機械的に扁平化して得られたフレークや、鉄系又はコバルト系アモルファス合金の溶湯粒を水冷銅に衝突させて得られたフレークが用いられる。
また磁芯部材１２が複合材により形成される場合、その複合材を射出成形又は圧縮成形することにより磁芯部材１２を形成することができる。このように形成された磁芯部材１２は脆弱なフェライトにより形成された磁芯部材と比較して、強靱であるため薄くしても割れ難いものになる。また軟磁性金属，アモルファス又はフェライトからなる粉末又はフレークがプラスチックに分散されて、プラスチックにより相互に絶縁されているため、全体としては導電性を有せず、高周波の電波を受けても渦電流は発生しない磁芯部材１２が得られる。
【００１６】
ここで、本発明のアンテナコイル１１は、平板状に形成された磁芯部材１２と、第１導体１３を有する電気絶縁フィルム又はシート１４とによりその厚さが定められる。このため、極力薄いアンテナコイル１１を得るために、その厚さ方向の大部分を占めることになる磁芯部材１２は極力薄く形成されることが望ましい。具体的に磁芯部材１２はその厚さが０．１〜１ｍｍであることが好ましい。
【００１７】
図２に示すように、第１導体１３は 折り曲げ可能な単一の電気絶縁フィルム１４又はシートの一方の主面に形成される。電気絶縁フィルム１４又はシートとしてはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）又はポリイミドからなる電気絶縁性のフィルム１４又はシートが用いられ、後に折り曲げられて磁芯部材１２を挟むことからこの電気絶縁フィルム１４又はシートは磁芯部材１２を２枚並べた大きさの長方形状に形成される。第１導体１３の形成は、電気絶縁フィルム若しくはシート１４の一方の主面に接着された導電性箔を所定のパターンでエッチングすることにより、又は電気絶縁フィルム若しくはシート１４の一方の主面に導電材料を所定のパターンでスクリーン印刷若しくは蒸着することにより形成することができる。また、この実施の形態におけるタグ用アンテナコイル１１は、一連の第１導体１３の一方の端部と他方の端部とをフィルム又はシート１４を貫通して互いに接続する両端接続部がそのフィルム又はシート１４の他方の主面に第２導体１５により形成される。
【００１８】
エッチングにより第１及び第２導体１３，１５をフィルム１４に形成する手順を説明すると、先ず、このフィルム１４の両主面に銅箔を貼り合わせたものを用意する。この銅箔に耐エッチング塗料をシルクスクリーン法により印刷する。フィルム１４の一方の主面における耐エッチング塗料の印刷は、中心から矩形又は円形の渦巻き状に塗布され、その外端に後述するＩＣチップ１６の幅に相応する間隔を開けて平行な平行線が塗布される。フィルム１４の他方の主面における耐エッチング塗料の印刷は、一方の主面に塗布された渦巻き状印刷物の内端と平行線とを直線的に結ぶ線状に塗布される。その後これらの耐エッチング塗料を乾燥させて耐エッチング塗料が塗布されていないフィルム１４の両主面における銅箔をエッチング除去し、耐エッチング塗料が塗布された銅箔部分をフィルムの一方の主面上に残存させる。その後耐エッチング塗料をその銅箔上から除去することによりそのフィルム１４の一方の主面に第１導体１３とその外端に平行な端子部１３ｂを形成し、フィルム１４の他方の主面に第２導体１５を形成する。
【００１９】
ここで、フィルム１４の一方の主面における耐エッチング塗料は中心から矩形又は円形の渦巻き状に塗布されるので、フィルム１４の一方の主面に形成された第１導体１３は中心から矩形又は円形の渦巻き状に形成された渦巻き部１３ａを有することになる。その後、第１導体１３の一方の端部である渦巻き部１３ａの内端には、フィルム１４を貫通しその内端に対向する第２導体１５の一端に連通する第１貫通孔１４ａ（図３）が形成され、端子部１３ｂには、フィルム１４を貫通し第２導体１５の他端に連通する第２貫通孔１４ｂ（図３）が形成される。第１及び第２貫通孔１４ａ，１４ｂにはその後いわゆるスルホールメッキが施され、渦巻き部１３ａの内端と第２導体１５の一端、第２導体１５の他端と端子部１３ｂは電気的に接続される。このようにフィルム１４に形成された第１及び第２導体１３，１５の位置関係を図３に示す。このエッチングによると第１及び第２導体１３，１５が形成された電気絶縁フィルム１４又は電気絶縁シートを比較的安価に製造することができる。
【００２０】
また、この実施の形態ではアンテナコイル１１を用いて識別タグ１０を製作する場合を示し、その識別タグ１０に必要なＩＣチップ１６がフィルム１４に設けられる。このＩＣチップ１６は、フィルム１４の一方の主面に形成された第１導体１３と端子部１３ｂとを架設するようにフィルム１４の一方の主面に搭載され、その状態で第１導体１３及び端子部１３ｂとにはんだ付けされ、コイル部１３ａの外端である第１導体１３の他方の端部にＩＣチップ１６が直接接続され、コイル部１３ａの内端である第１導体１３の一方の端部は第２導体１５を介してＩＣチップ１６に接続される。
【００２１】
このように第１導体１３が設けられた電気絶縁フィルム１４は、渦巻き状に巻回された渦巻き部１３ａが二分されるように折り曲げられる。この実施の形態における電気絶縁フィルム１４の折り曲げは、第１導体１３が外側になるように、図２の一点鎖線で示す中央部分で折り曲げられる。図１に示すように折り曲げられた電気絶縁フィルム１４は磁芯部材１２を挟むようにしてその磁芯部材１２に接着される。電気絶縁フィルム１４の磁芯部材１２への接着は、磁芯部材１２及び電気絶縁フィルム１４のいずれか一方又は双方に接着剤を塗布し、その後電気絶縁フィルム１４を折り曲げて磁芯部材１２を挟むようにして磁芯部材１２に接着する。
【００２２】
このように構成されたアンテナコイル１１は、その厚さが極めて薄く、第１導体１３にＩＣチップ１６を電気的に接続しているのでＲＦＩＤ技術を用いた識別タグ１０が製造され、このように製造された識別タグ１０も極めて薄いため、図４に示すように物品１８に取付けても、アンテナコイル１１が物品１８から殆ど突出することはない。また、渦巻き状に巻回された渦巻き部１３ａが二分するように電気絶縁フィルム１４が折り曲げられ、そのフィルム１４が磁芯部材１２を挟持しているので、磁芯部材１２の両主面に存在する渦巻き部１３ａに流れる電流は互いに逆方向になり、第１導体１３の磁束方向は平板状に形成された磁芯部材１２の面方向に平行になる。このため、このアンテナコイル１１を物品の表面に取付けると、その磁束方向は図４の矢印で示すような物品１８の表面と平行になるため、物品１８が金属により形成されていても、物品１８に生じる渦電流は抑制されてアンテナコイル１１の共振周波数は上記金属製の物品の影響を受けず、このアンテナコイル１１は確実に作動する。但し、物品１８の表面が金属により形成されている場合には、渦巻き部１３ａがその金属と接触して導通することを防止するため、図５に示すようにその渦巻き部１３ａと物品１８の間に絶縁フィルム１９を介装させる必要がある。更にアンテナコイルの物品に接する部分にアンテナコイルよりやや大きいアルミニウム板等の導電板を配置し、その状態で所望のインダクタンスとなるようにコイルの面積及び巻数を選定すれば、物品の影響は少なくなる。
【００２３】
また、このアンテナコイル１１では第１導体１３を電気絶縁フィルム１４又はシートに設けるので、その取り扱いが容易になり、その電気絶縁フィルム１４又はシートを折り曲げて磁芯部材１２に接着するだけの簡単な作業でアンテナコイル１１を得ることができ、磁芯部材の外周面に導線を巻回して第１導体を製作する従来のアンテナコイルに比較して量産性を向上させることができる。また、タグ用アンテナコイル１１が電気絶縁フィルム１４又はシートを備えるので、タグとして使用する場合に必要なＩＣチップ１６をこの電気絶縁フィルム１４又はシートに接着することが可能になり、この実施の形態のようにＩＣチップ１６を予め接着しておくことにより、折り曲げた電気絶縁フィルム１４又はシートを磁芯部材１２に接着した段階で所望のタグを得ることが可能になり、更にその量産性を向上させることができる。
【００２４】
なお、上述した実施の形態では、軟磁性金属，複合材、軟磁性金属の板又は箔、アモルファス箔又はその積層材、或いはフェライトからなる磁芯部材１２を説明したが、磁芯部材１２は図示しないが絶縁性樹脂フィルム又はシートと、この絶縁性樹脂フィルム又はシートの表面に形成された磁性塗膜とを備えるものであっても良い。この磁芯部材では、絶縁性樹脂フィルム又はシートの表面に磁性材料からなる粉末又はフレークを含む塗料を塗布乾燥することにより作られ、射出成形において成形が困難な０．８ｍｍ以下の厚さの磁芯部材１２を得ることができ、更に薄いアンテナコイル１１を得ることができる。
【００２５】
また、上述した実施の形態では、電気絶縁フィルム１４を第１導体１３が外側になるように折り曲げたが、図７に示すように第１導体１３が内側になるように電気絶縁フィルム１４を折り曲げても良い。但し、第１導体１３が内側になる場合であって磁芯部材１２が導電性である場合には、磁芯部材１２の表面を絶縁材で覆った後に挟まれる。
更に、上述した実施の形態では、軟磁性金属，複合材、軟磁性金属の板又は箔、アモルファス箔又はその積層材、或いはフェライトからなる磁芯部材１２を説明したが、磁芯部材１２を磁性塗膜により形成しても良い。この場合図６に示すように、第１導体１３を形成した電気絶縁フィルム又はシート１４に磁性塗膜１７を直接塗布形成すれば、その電気絶縁フィルム又はシート１４を折り曲げるだけの単純な作業により図７に示すアンテナコイルを比較的容易に得ることができる。
【００２６】
次に、図８〜図１０に本発明の第２の実施の形態を示す。図面中上述した実施の形態と同一符号は同一部品を示し、繰り返しての説明を省略する。
図１０に示すように、この実施の形態における第１導体１３は渦巻き状に巻回された複数の渦巻き部１３ａ，１３ａを有し、この複数の渦巻き部１３ａ，１３ａは所定の間隔を開けて単一の電気絶縁フィルム１４に設けられる。図では２つの渦巻き状に巻回された渦巻き部１３ａ，１３ａが電気絶縁フィルム１４に設けられる例を示し、２つの渦巻き部１３ａ，１３ａを有する第１導体１３は、電気絶縁フィルム１４の表面にＣｕ，Ａｌ，Ｚｎ等の導電材料を所定のパターンでスクリーン印刷又は蒸着することにより形成される。印刷又は蒸着して第１導体１３を電気絶縁フィルム１４の表面に形成することにより、比較的多くの生産を比較的安価に行うことが可能になる。電気絶縁フィルム１４の裏面には第２導体１５（図１０）がスクリーン印刷又は蒸着することにより形成され、ＩＣチップ１６が電気絶縁フィルム１４に接着された状態で２つの連続した渦巻き部１３ａ、１３ａを有する第１導体１３に第２導体１５を介して電気的に接続される。
【００２７】
図９に示すように、電気絶縁フィルム１４の裏面には、磁性材料からなる粉末又はフレークを含む塗料が塗布乾燥され、その絶縁性樹脂フィルム１４の裏面に磁性塗膜１７が形成される。ここで塗料に含ませる磁性材料の粉末としては、カーボニル鉄粉末，鉄−パーマロイ等のアトマイズ粉末，還元鉄粉末等が用いられる。一方、磁性材料のフレークとしては、上記粉末をボールミル等で微細化して粉末を成形した後に、この粉末を機械的に扁平化して得られたフレークや、鉄系又はコバルト系アモルファス合金の溶湯粒を水冷銅に衝突させて得られたフレークが用いられる。
【００２８】
ここで磁性塗膜１７を形成する際の絶縁性樹脂フィルム１４又はシートの厚さは１０〜１００μｍであることが好ましく、更に好ましくは２０〜４０μｍである。また形成された磁性塗膜１７の厚さは１０〜８００μｍが好ましく、更に好ましくは３０〜３００μｍである。なお、塗料を一度塗布しただけでは所定の厚さが得られない場合には、繰り返し同一の塗料を塗布乾燥することにより所望の厚さの塗膜１７を得ることができる。この磁性塗膜１７は後に磁芯部材１２としての役割を果たし、射出成形において成形が困難な０．８ｍｍ以下の厚さの磁芯部材１２を比較的安価に得ることが可能になる。また、塗料を塗布乾燥させることにより磁性塗膜１７を形成するので、その塗料に磁性材料からなるフレークを含ませた場合には、そのフレークを絶縁性樹脂フィルム１４又はシートの表面に平行に配置することにより、磁芯部材１２の特性を向上させることも可能になる。
【００２９】
その後、図９の矢印で示すように電気絶縁フィルム１４は複数の渦巻き部１３ａ，１３ａの中心でそれぞれ二分されるように折り曲げられるが、その際磁性塗膜１７が内側になるように折り曲げられる。この電気絶縁フィルム１４は、複数の第１導体１３，１３の連続する方向に直交する方向でそれぞれ同一方向に折り曲げられて接着される。図８に示すように、この実施の形態では２回電気絶縁フィルム１４を折り曲げることにより磁性塗膜１７が電気絶縁フィルム１４によって包み込まれ、磁性塗膜からなる磁芯部材１２を有するアンテナコイルが得られる。
【００３０】
このように構成されたアンテナコイル１１は、磁性塗膜からなる磁芯部材を有するので、その厚さを更に薄くすることができ、複数の第１導体１３，１３を設けたのでアンテナコイルの特性を更に向上させることができる。このため、磁束方向が物品表面と平行であって、物品から殆ど突出することのないアンテナコイル１１を得ることができる。また、磁芯部材１２が予め電気絶縁フィルム１４又はシートに塗布形成された磁性塗膜１７からなるので、その取り扱いが更に容易になり、電気絶縁フィルム１４又はシートを折り曲げて磁芯部材１２に接着するだけの極めて簡単な作業でアンテナコイル１１を得ることができ、アンテナコイル１１の量産性を更に向上させることができる。
【００３１】
なお、上述した第２の実施の形態では、第１導体１３が渦巻き状に巻回された２つの渦巻き部１３ａ，１３ａを有し、電気絶縁フィルム１４を２回折り曲げる場合を説明したが、第１導体１３は渦巻き状に巻回された渦巻き部１３ａを３つ、４つ、５つ、６つ又は７つ以上有しても良い。渦巻き状に巻回された渦巻き部の数を増加させると、いわゆる巻き線回数が増加することになり、この巻き線回数を増加させることによりアンテナコイルの特性を向上させることができる。但し、それら複数の渦巻き部はそれぞれ二分される必要があるため、電気絶縁フィルム又はシートはその渦巻き部の数に相応する数だけ折り曲げる必要がある。第１導体１３が４つの渦巻き部１３ａ，１３ａを有する場合を図１１に示す。この図１１では電気絶縁フィルム又はシート１４がその渦巻き部の数に相応する４回折り曲げられ、４つの渦巻き部１３ａがそれぞれ二分されて磁芯部材１２の両主面に存在する限り第１導体１３の磁束方向は磁芯部材１２の面方向に平行になり、渦巻き部１３ａの数に比例してアンテナコイルの特性を向上させることができる。
【００３２】
また、上述した第１及び第２実施の形態ではアンテナコイル１１を用いて識別タグ１０を製作する場合をそれぞれ示したが、本発明のアンテナコイルをリーダライタ装置、リーダ装置又はライタ装置に用いても良い。この場合、アンテナコイル１１の厚さは極めて薄いので、リーダライタ装置、リーダ装置又はライタ装置のケースにこのアンテナコイル１１を取付けても、アンテナコイル１１がケースから殆ど突出することはない。また、磁束方向は平板状に形成された磁芯部材１２の面方向に平行になるため、その磁束方向はケースの表面と平行になり、ケースが金属により形成されていても、ケースに生じる渦電流は抑制されてアンテナコイル１１の共振周波数は上記金属製のケースの影響を受けず、このアンテナコイル１１は確実に作動する。
【００３３】
【実施例】
次に本発明の実施例を比較例とともに詳しく説明する。
＜比較例１＞
図２に示すように単一の電気絶縁フィルムに第１導体１３を設けた。電気絶縁フィルムとしては、厚さ５０μｍのポリイミドフィルムを用いた。第１導体１３は、このポリイミドフィルムに積層接着された厚さ３５μｍの銅箔をエッチングすることにより第１導体１３を形成し、この第１導体１３は外形が１６ｍｍ×５０ｍｍであり、幅が０．８ｍｍの渦巻き部を４回巻回させて形成した。この電気絶縁フィルムに設けられた第１導体１３のみからなるアンテナコイルを比較例１とした。
【００３４】
＜実施例１＞
比較例１と同一の電気絶縁フィルムに比較例１と同一の手順により比較例１と同一の第１導体１３を設けた。また、別に厚さが５０μｍであって外形が８ｍｍ×５０ｍｍのポリイミドフィルムを２枚準備し、磁性フレークを含むインクをこれらのポリイミドフィルムの片面にそれぞれ塗布乾燥させ、厚さ１３０μｍの磁性塗膜をそれらの片面にそれぞれ形成した。そして磁性塗膜が形成された２枚のポリイミドフィルムを重ね合わせた。一方、第１導体が二分されるように電気絶縁フィルムを折り曲げ、その間に磁性塗膜が形成された２枚のポリイミドフィルムを挿入して図１に示すアンテナコイルを得た。このようにして電気絶縁フィルムで磁性塗膜からなる磁芯部材を挟んでアンテナコイルを実施例１とした。なお、厚さ０．１ｍｍ、幅１０ｍｍ、長さ６０ｍｍのアルミニウム板を物品に接する部分に配置した。
【００３５】
＜実施例２＞
厚さが３５μｍであって外形が４９ｍｍ×５０ｍｍであるポリイミドフィルムからなる電気絶縁フィルム１４を準備し、図１２に示すように、このポリイミドフィルムに積層接着された厚さ３５μｍの銅箔をエッチングすることにより長方形状の２つの渦巻き部１３ａ，１３ａを有する第１導体１３を形成した。この２つの渦巻き部１３ａ，１３ａからなる第１導体１３は外形が４８ｍｍ×４８ｍｍであり、長手方向における導体幅が３ｍｍであって、それに直交する方向における導体幅が２ｍｍになるようにし、２つの渦巻き部１３ａ，１３ａは導体間の間隔が１ｍｍになるようにそれぞれ２回巻回させて形成した。
【００３６】
また、別に厚さが５０μｍであって外形が２４ｍｍ×５０ｍｍのポリイミドフィルムを４枚準備し、磁性フレークを含むインクをこれらのポリイミドフィルムの片面にそれぞれ塗布乾燥させ、厚さ１６０μｍの磁性塗膜をそれらの片面にそれぞれ形成した。そして磁性塗膜が形成された４枚のポリイミドフィルムを重ね合わせて磁芯部材１２とした。
一方、図１２の一点鎖線で示すように、電気絶縁フィルム１４は複数の渦巻き部１３ａ，１３ａの中心でそれぞれ二分されるように折り曲げ、図１３に示すようにその電気絶縁フィルム１４で磁芯部材１２を包むことによりアンテナコイルを得た。このアンテナコイルを実施例２とした。なお、厚さ５０μｍのポリイミドフィルムを物品に接する部分に配置した。
【００３７】
＜比較試験＞
物品として、１００ｍｍ×１００ｍｍであって厚さが０．１６ｍｍのアクリル板と、そのアクリル板と同形同大のアルミニウム板及び軟鋼板をそれぞれ準備した。これらのアクリル板、アルミニウム板及び軟鋼板の表面に上述した比較例１、実施例１及び実施例２におけるアンテナコイルをそれぞれ配置した。この場合の所定の周波数に対する第１導体のＬ値並びにＱ値をそれぞれ測定した。
また、比較例１、実施例１及び実施例２のアンテナコイルにそれぞれＩＣチップを接続して１３．５６ＭＨｚで作動するタグを得た。このタグを上述したアクリル板、アルミニウム板及び軟鋼板の表面にそれぞれ配置した場合の動作の有無を確認した。これらの結果を表１にそれぞれ示す。
【００３８】
【表１】
0003772778.tif 000002
【００３９】
表１から明らかなように、実施例１及び実施例２ではアクリル板、アルミニウム板及び軟鋼板上のいずれでもＬ値はほとんど変らず、アルミニウム板及び軟鋼板上の場合もアクリル板の場合に比較してＱ値の低下は少ない。しかし比較例１ではアクリル板上に比較しアルミニウム板上ではＬ値が著しく変化する。また軟鋼板上の場合はＱ値が著しく低下する。これは実施例１ではコイルから発生する磁束の方向が板の面に平行で導電板により遮蔽されているので、板の表面には達しないものの、比較例では磁束の方向が板の面に垂直であって、磁束の大部分は板に到達することによる。また、実施例１及び実施例２のアンテナコイルにＩＣチップを接続したタグは、アクリル板、アルミニウム板及び軟鋼板のいずれの表面に配置しても動作するのに対して、比較例１のアンテナコイルにＩＣチップを接続したタグは、アクリル板の表面に配置した場合にのみ動作し、アルミニウム板及び軟鋼板の表面に配置した場合には動作しなかった。これはアルミニウム板の場合はＬ値が変化し、共振周波数が変化したことと、エネルギーが鉄板に吸収され損失となったためと考えられる。
【００４０】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、単一の電気絶縁フィルム又はシートに第１導体を設け、渦巻き状に巻回された渦巻き部の中心で電気絶縁フィルム又はシートを折り曲げ、折り曲げられた電気絶縁フィルム又はシートにより磁芯部材を挟んでその電気絶縁フィルム又はシートを磁芯部材に接着するので、アンテナコイルの厚さを極めて薄く形成することができる。また、このアンテナコイルを物品又はケースの表面に取付けると、その磁束方向は物品表面と平行になるため、物品又はケースが金属により形成されていても、物品又はケースに生じる渦電流は抑制されてアンテナコイルの共振周波数は上記金属製の物品又はケースの影響を受けず、確実に作動するアンテナコイルを得ることができ、それを用いた識別タグの物品からの突出量をを抑制することができる。
【００４１】
また、複数の渦巻き状に巻回された渦巻き部を所定の間隔を開けて単一の電気絶縁フィルム又はシートに設け、それらの渦巻き部の中心で電気絶縁フィルム又はシートを複数回同一方向に折り曲げ、複数回折り曲げられた電気絶縁フィルム又はシートで磁芯部材を包み込んで接着すれば、いわゆる巻き線回数を容易に増加させることができ、この巻き線回数を増加させることにより特性を更に向上させたアンテナコイルを得ることができる。
【００４２】
更に、第１導体をエッチングにより又はスクリーン印刷若しくは蒸着することにより形成すれば、電気絶縁フィルム又はシートへの第１導体の形成が比較的容易になる。一方、磁芯部材が、軟磁性金属，アモルファス又はフェライトからなる粉末又はフレーク及びプラスチックの複合材、軟磁性金属の板又は箔、アモルファス箔又はその積層材、或いはフェライトであれば、磁芯部材が比較的薄いものになり、アンテナコイル全体の厚さを薄くすることができる。特に電気絶縁フィルム又はシートに形成された磁性塗膜を磁芯部材とすることにより、磁芯部材を更に薄くすることができ、射出成形において成形が困難な０．８ｍｍ以下の厚さの磁芯部材により更に薄いアンテナコイルを得ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明第１実施形態のアンテナコイルを有する識別タグの斜視図。
【図２】電気絶縁フィルム又はシートに形成された第１導体を示す平面図。
【図３】そのフィルム又はシートと第１及び第２導体の関係を示す分解斜視図。
【図４】その識別タグが物品に取付けられた状態を示す図１のＡ−Ａ線断面図。
【図５】渦巻き部と物品の間に絶縁フィルムが介装された図４に対応する断面図。
【図６】第１導体上に磁性塗膜が形成された電気絶縁フィルム又はシートを示す縦断面図。
【図７】その電気絶縁フィルム又はシートが折り曲げられて得られたアンテナコイルを示す縦断面図。
【図８】本発明第２実施形態のアンテナコイルを示す図４に対応する断面図。
【図９】その電気絶縁フィルム又はシートに磁性塗膜が形成された状態を示す図１０のＢ−Ｂ線断面図。
【図１０】そのアンテナコイルにおける第１導体を示す図２に対応する平面図。
【図１１】第１導体が４つの渦巻き部を有するアンテナコイルを示す図８に対応する断面図。
【図１２】第２実施例における２つの渦巻き部からなる第１導体を示す平面図。
【図１３】その第１導体を有するアンテナコイルの斜視図。
【図１４】磁芯部材に螺旋状に巻回された第１導体を有する従来のアンテナコイルを示す斜視図。
【図１５】渦巻き状の渦巻き部からなる従来のアンテナコイルを示す斜視図。
【符号の説明】
１１  タグ用アンテナコイル
１２  磁芯部材
１３  第１導体
１３ａ  渦巻き部
１４  電気絶縁フィルム又はシート
１５  第２導体
１７  磁性塗膜
【図１】
0003772778.tif 000003
【図２】
0003772778.tif 000004
【図３】
0003772778.tif 000005
【図４】
0003772778.tif 000006
【図５】
0003772778.tif 000007
【図６】
0003772778.tif 000008
【図７】
0003772778.tif 000009
【図８】
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【図９】
0003772778.tif 000011
【図１０】
0003772778.tif 000012
【図１１】
0003772778.tif 000013
【図１２】
0003772778.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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