説明

RFIDスレッド、RFIDスレッド付シートおよびRFIDスレッド付シート用印刷機

【課題】紙などのシートへのRFIDスレッド実装において、ICチップの装着位置を精密に制御する必要がなく、ICチップの情報を容易に読み取ることができるRFIDスレッド、RFIDスレッド付シートおよびRFIDスレッド付シート用印刷機を提供することを課題とする。
【解決手段】用紙51などのシートに実装し所定の情報を外部から無線で読み取り可能なRFIDスレッド1であって、所定の情報を記録したICチップ21と、用紙51のサイズに応じた長さを有し、ICチップ21を搭載し電気的に連続する導電体からなる第1のアンテナ11と、絶縁体からなり第1のアンテナを支持するベースフィルム41と、を備えた。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はICチップに記録されたID(Identification:識別情報)などの情報をRF(Radio Frequency:無線)で送信するRFID(Radio Frequency Identification)スレッド、RFIDスレッド付シートおよびRFIDスレッド付シート用印刷機に関する。
【背景技術】
【0002】
複写技術の向上にともない、高精度の複製を得ることが容易になったため、紙幣や有価証券などを違法に複製・行使する事案が後を絶たない。このような違法行為を抑止するため、従来から紙幣には透かし(黒透かし)が設けられてきた。また、近年の紙幣や有価証券、興行のチケット、身分証など、真正性の容易な検証を求められる媒体には、ホログラムシールを貼付したり、スレッドを抄き入れたりするなどの対策がとられることが多くなった。さらに高度な偽造防止手段として、半導体チップをこれら用紙に取り付けることや、紙内に埋め込むこともなされている。
【0003】
そこで、従来、ポリエステルフィルムの片面に金属蒸着膜を形成し、これにICチップに外部アンテナを実装した外部アンテナ付きの半導体チップをその上面に貼り付けた形態のICチップ付偽造防止スレッドが開示されている(特許文献1参照)。このスレッドにはICチップとICチップとの間にマーカが形成されていてICチップの位置を認識できるようになっている。さらに、スレッド入り紙を製造する場合、スレッド挿入時にその張力によりスレッドが伸びるため、スレッドへの張力を制御しスレッド上のICチップの位置を制御している。
【特許文献1】特開2004−139405号公報(図2)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献1に記載されている技術によれば、紙などの媒体にICチップが実装されたスレッドを実装している。しかし、製紙装置は高速で動作し、その抄紙速度は200m/分から、より高速なものでは1500m/分のものもある。このような速度で動作している製紙装置においてスレッドの張力を制御し、ICチップの位置を制御することは容易ではない。高速で抄紙しているので、ICチップの位置の少しの精度ずれが数秒後には大きな位置ずれとなってしまうことは容易に計算することができる。さらに、位置ずれを発生した紙はICチップの記憶情報を読み取れないため不良品となり、再生処理されることになるが、これにより環境負荷やコストが増大する課題がある。
【0005】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、紙などのシートへのRFIDスレッド実装において、ICチップの装着位置を精密に制御することなく容易にシートに実装でき、ICチップの情報を容易に読み取ることができるRFIDスレッド、RFIDスレッド付シートおよびRFIDスレッド付シート用印刷機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】
【0006】
前記した課題を解決するため、本発明のRFIDスレッドは、シート状物に実装し所定の情報を外部から無線で読み取り可能なRFIDスレッドであって、ICチップと、ICチップを搭載し電気的に連続する導電体からなる第1のアンテナと、ベースフィルムと、を備え、第1のアンテナは、シート状物のサイズに応じた長さを有することを特徴とする。また、本発明には、本RFIDスレッドを実装したシート状物やこのシート状物を切断したものも含まれる。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、用紙の一辺方向に連続するアンテナが配置されるためICチップに記録された情報がこのアンテナ上で連続的に読み取れるようになる。したがって、スレッドを紙などに挿入する場合、ICチップの位置を制御する必要がなく、歩留まりの高いRFIDスレッド実装シートを製造することができるRFIDスレッドを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0008】
以下、添付した各図を参照し、本発明を実施するための最良の形態(以下「実施形態」という)について、いくつか例をあげて詳細に説明する。
【0009】
《第1実施形態》
図1は、本発明による第1実施形態のRFIDスレッド1の基本構造を模式的に示す斜視図である。この図では、長さ方向に比較して幅方向の寸法を誇張して示し、また、幅方向に比較して厚さ方向の寸法を誇張して示している。すなわち、RFIDスレッド1は、図1に示した形状よりも、実際には、細長く、かつ、ごく薄い形状を有する。
このRFIDスレッド1は、ICチップ21と、アンテナ11(第1のアンテナ、以下同じ)と、ベースフィルム41と、を含んで構成されている。
【0010】
ICチップ21は、アンテナ11が接続され、アンテナ11を介して高周波信号を受信し、これに応じて、アンテナ11へ高周波信号を送信する送受信回路を有する。ICチップ21は、また、この高周波信号から動作電力を抽出してICチップ21を起動させる電力抽出回路、この高周波信号からクロック信号を生成するクロック回路、個々のICチップ21に割り当てられた識別子などの固有データ、制御プログラム、処理プログラムなどを不揮発に記憶する補助記憶装置、ICチップ21における演算及び制御を司るCPU、及び、CPUの処理領域を提供する主記憶装置を含んで構成されている(いずれも図示せず)。
【0011】
アンテナ11は、厚さ方向の寸法がほぼ均一で非常に小さく(つまり、薄膜状であり)、所定の幅方向の寸法を有し、長さ方向の寸法が非常に大きい、連続するテープ状の導体からなる。アンテナ11には、長さ方向に所定間隔をおいて、L字形のスリット31が設けられている。ICチップ21は、アンテナ11のスリット31の箇所に接続される。スリット31は、ICチップ21と、アンテナ11との入出力インピーダンスを整合させる機能を有するが、その原理については、図2を参照して後記する。
【0012】
ベースフィルム41は、シート状の絶縁体からなり、アンテナ11を保持する機能を有する。ベースフィルム41は、例えば、PET(Polyethylene Telephthalate)やPEN(Polyethylene Naphthalate)をはじめとするポリエステルなどの樹脂フィルム、紙などからなる。
【0013】
なお、本説明において、連続型の抄紙機で長尺に製造され、ロール状に巻き取られた紙をロール紙という。また、ロール紙を引き出して切断し、所定の寸法(例えば、日本工業規格に規定するA列 4番)に切り揃えた紙を裁断紙といい、特定の用途に供するための裁断紙を用紙という。紙には、植物性パルプなどの繊維を抄いて製造した一般的な紙のほか、板紙や不織布などを含むものとする。また、シートとは、各種材料を平らに加工したものであり、典型的には、紙またはプラスチックフィルムである。
【0014】
RFIDスレッド1の具体的な製造例を挙げると、アンテナ11は20μm厚のアルミニウム箔から形成し、アンテナ11の幅は2mmとする。ICチップ21は300μm角、厚さ50μmのものを使用し、アンテナ11とICチップ21とは、ICチップ21の入出力端子である金(Au)バンプを介して超音波接合によって接続する。ベースフィルム41は20μm厚のPENフィルムを使用する。
【0015】
RFIDスレッド1の別の製造例を挙げると、ベースフィルム41を紙製とし、このベースフィルム41に銀ペーストなどの導電性ペーストを用いてインクジェット方式やシルクスクリーン方式などで所定のパターンを印刷し、導電性のアンテナ11を形成する。そして、アンテナ11とICチップ21の入出力端子とを、導電性接着材で接着する。
【0016】
図2を参照し、アンテナ11a(第1のアンテナ、以下同じ)にインピーダンスマッチング用のスリット31を設けてICチップ21を搭載する具体的な例を詳細に説明する。
図2は、アンテナ11aの給電部にICチップ21を搭載する工程を示す工程図である。図2(a)は、アンテナ11aおよびICチップ21の給電部分を示す透視平面図であり、図2(b)は、アンテナ11aにICチップ21を搭載したときの給電部分を示す透視拡大図であり、図2(c)はアンテナ11aとICチップ21との接合部を示す断面図である。
【0017】
図2(a)に示すように、アンテナ11aの給電部分には、ICチップ21とアンテナ11aとの間でインピーダンスマッチングを行うためのL字型のスリット31が形成され、このスリット31でL字型のスリット31で囲われた部分がスタブ32として形成される。また、ICチップ21には、スリット31を跨ぐような間隔で信号入出力電極22a,22bが形成されている。
【0018】
すなわち、スリット31の幅は、ICチップ21の信号入出力電極22a,22bの電極間隔よりもやや狭い程度になっているので、図2(b)に示すようにアンテナ11aにICチップ21を搭載すると、ICチップ21の信号入出力電極22a,22bが、スリット31を跨いでアンテナ11aの給電部に接続される。このようにして、スリット31の形成によってできたスタブ32がアンテナ11aとICチップ21との間に直列に挿入されることにより、アンテナ11aとICチップ21との間ではスタブ32が直列に接続されたインダクタンス成分として作用する。したがって、このインダクタンス成分によって、アンテナ11aとICチップ21との入出力インピーダンスがマッチング(整合)される。つまり、スリット31およびスタブ32によってインピーダンスマッチング回路が形成される。
なお、図2(c)に示すように、ICチップ21の信号入出力電極22a,22bは、超音波接合、金属共晶結合、または異方性導電フィルム(いずれも図示せず)を介してなどの接合方法により、金バンプによってアンテナ11aと電気的に接合されている。
【0019】
図2(d)は、アンテナ11b(第1のアンテナ、以下同じ)においてT字型のスリット31bの給電部にICチップ21を搭載した概念図である。
図2(d)に示すように、アンテナ11bのスリット31bをT字型に形成して、スタブ32a,32bをICチップ21とアンテナ11bとの間に直列に接続しても、L字型のスリット31の場合と同様に、アンテナ11bとICチップ21のインピーダンスをマッチングさせることができる。
【0020】
図3は、本発明による第1実施形態のRFIDスレッド1の取付け位置を示す平面図である。
図3に示すように、本実施形態のRFIDスレッド1を用いると、用紙51の長手方向にわたってアンテナ11が配置されている。アンテナ11の長さは用紙51がA4サイズであれば約300mmとなり、ICチップ21の情報は領域R1の範囲で読み取ることができる。領域R1の長手方向の距離は約380mmとなる。本実施形態のRFIDスレッド1ではアンテナ11に対して、ICチップ21の実装位置にほとんど依存せず、領域R1の範囲でICチップ21の情報を読み取ることが可能である。また、厳密には、用紙51の面に直角な方向、すなわち、アンテナ11に直角な方向の最大通信距離(情報が読み取れる最大の距離)はアンテナ11の長手方向に1/2λの周期で変化するが、実用上は、アンテナ11から近い距離であれば領域R1の範囲で連続的にICチップ21の情報を読み取ることができる。なお、1λは、使用周波数の電磁波の1波長分の長さを意味する。
【0021】
図4を参照し、本実施形態のICチップ21a,21b,21c、ロール紙、用紙51の位置関係を説明する。なお、ICチップ21a,21b,21cは、ICチップ21をその位置で区別して示したものである。
図4は、本発明による第1実施形態のRFIDスレッド1におけるICチップ21の実装位置例を示す平面図である。
図4に示すように、本実施形態のRFIDスレッド1では、矢印で示す流れ方向(抄紙方向)にRFIDスレッド1が実装されたロール紙が製造される。二点鎖線Lはロール紙から用紙51に加工するときの切断線を示している。まず、用紙51の頭出し位置におおよそICチップ21aが配置されるようにRFIDスレッド1をセットする。連続的にロール紙が製造されるとRFIDスレッド1にかかる張力により、僅かな伸びが発生する。これにより、ICチップ21a,21b,21cの相対的な位置が少しずつずれ、用紙51に対して図示するICチップ21b、ICチップ21cのような位置となってしまう。しかし、図3に示すように、RFIDスレッド1の読み取り可能な領域R1が広いため、RFIDスレッド1の長手方向(つまり、抄紙方向)の読み取り位置のずれが許容され、高精度に位置合わせして高速で動作する製紙装置を精密に制御する必要がない。
【0022】
このように、本実施形態のRFIDスレッド1によれば、用紙51とICチップ21との実装位置関係を精密に制御することなく製紙することが可能となる。これによって、製紙装置の簡素化、製造速度の向上、コストの低減、歩留まり向上による環境負荷を低減できる効果が得られる。
【0023】
図5を参照し、本発明による第1実施形態のRFIDスレッド1でのICチップ21a,ICチップ21bの間隔について説明する。
図5(a)は用紙33の大きさに適したICチップ21a,21bの間隔を示している。
図5(b)に示すように、このRFIDスレッド1を用紙33よりも大きい用紙34に実装すると、用紙34に2つのICチップ21a,21bが実装された形態となる。これを読取装置でICチップ21a,21bに記録されている情報を読み取るとICチップ21a、21bの2つの情報を読み取ることができる。この2つの情報をデータベース上で相互に結合するとより信頼性の高い管理が可能となる。
【0024】
《比較例》
図6は、比較例のRFIDスレッド1xの基本構造を模式的に示す斜視図である。
図6に示すように、比較例のRFIDスレッド1xでは、ベースフィルム41の上にアンテナ11xが形成され、このアンテナ11xにICチップ21が実装されている。そして、アンテナ11xが一定間隔で配置されている構造となっている。
【0025】
次に、本発明による第1実施形態のRFIDスレッド1と、比較例のRFIDスレッド1xとで、ICチップ21に記録された情報の読み取り範囲を比較する。
図7は、比較例のRFIDスレッド1xの取付け位置を示す平面図である。
図7を参照すると、比較例のRFIDスレッド1xではICチップ21を中心とするアンテナ11xの周辺、すなわち、領域R2の範囲でICチップ21に記録された情報を読み取ることができる。具体的には、例えば、使用周波数を2.4GHz帯とし、リーダ装置(図示せず)のRF出力を200mW、そのアンテナ利得を6dBiとすると、RFIDスレッド1xの長手方向の読取可能距離は約100mmとなる。アンテナ11xは2分の1波長ダイポールアンテナであり、その長さは波長短縮率を考慮すると、約53mmとなる。
【0026】
比較例のRFIDスレッド1xではICチップ21の配置ピッチは用紙サイズと同一でなければならないため、用紙サイズごとに、ICチップ21の配置ピッチが異なる複数のRFIDスレッド1xを用意する必要があった。または、必要とする用紙サイズよりもICチップ21の間隔が広いRFIDスレッド1xを使用すると、裁断カスが発生し、再生処理などのコスト増となる問題がある。
【0027】
図8を参照し、比較例のRFIDスレッド1xでのICチップ21a,21b,21c、ロール紙、用紙51の位置関係を説明する。
図8は、比較例のRFIDスレッド1xを用いた場合のICチップ21の実装位置例を示す平面図である。
図8に示すように、比較例のRFIDスレッド1xを用いた場合、矢印で示す流れ方向にRFIDスレッド1xが実装されたロール紙が製造される。二点鎖線Lはロール紙から用紙51に加工するときの切断線を示している。まず、用紙51の頭出し位置に正確にICチップ21aが配置されるようにRFIDスレッド1xをセットする。連続的にロール紙が製造されるとRFIDスレッド1xにかかる張力により、僅かな伸びが発生する。これにより、ICチップ21a,21b,21cの相対位置が少しずつずれ、用紙51に対して図示するICチップ21b、ICチップ21cのような位置となってしまう。高精度に位置合わせしても高速で動作する製紙装置を制御することは容易ではない。さらに、1つのロール紙に複数列のRFIDスレッド1xを実装する場合は、複数のRFIDスレッド1xの張力を同時に制御する必要があり、さらに制御が複雑となる。
【0028】
《第2実施形態》
図9(a)は、本発明による第2実施形態のRFIDスレッド2の平面図であり、図9(b)は、本発明による第2実施形態のRFIDスレッド2の側面図である。
図9に示すように、第2実施形態のRFIDスレッド2は、ICチップ21を実装した第3のアンテナ13と、第3のアンテナ13に近接する無給電素子である第4のアンテナ14を組み合わせたものであり、電気的には、ICチップ21を実装し連続するアンテナ11(図1参照)と類似する動作をする。
【0029】
ICチップ21を実装した第3のアンテナ13および無給電素子である第4のアンテナ14は、いずれも、使用周波数における2分の1波長ダイポールアンテナまたは共振体であり、それぞれの第3のアンテナ13および第4のアンテナ14の間には、ギャップ42が設けられている。ギャップ42は、第3のアンテナ13と第4のアンテナ14とを、機械的に離隔している。しかし、その離隔距離はわずかであるため、隣り合う第3のアンテナ13と第4のアンテナ14とは、電磁的に結合している。このため、RFIDスレッド2上の第3のアンテナ13および第4のアンテナ14は、全体として、高調波に同調するひとつのアンテナとして動作する。ギャップ42はアンテナ材料の加工精度から100〜500μm程度になる。また、第3のアンテナ13の長さは2分の1波長以下としてもよく、RFIDスレッド2のICチップ21の間隔を調整する必要がある場合は、第3のアンテナ13長を調整するとよい。
【0030】
そして、第3のアンテナ13および第4のアンテナ14は、ギャップ42で機械的に分断されているため、RFIDスレッド2に大きい張力が掛かった場合、張力は伸び率の高いベースフィルム41に掛かり、ギャップ42が若干大きくなるが、アンテナ素子の破断は生じにくい。ギャップ42が大きくなると第3のアンテナ13と第4のアンテナ14との電磁的結合が若干弱くなるが、アンテナ素子が破断した場合と比較すると、その通信距離の低下は軽微である。第3のアンテナ13と第4のアンテナ14の組み合わせは、第3のアンテナ13が1個に対して第4のアンテナ14は任意個数を配置することができる。例えば、(第3のアンテナ13)−複数の(第4のアンテナ14)−(第3のアンテナ13)の順で配置する。
また、ベースフィルム41として、RFIDスレッド2の実装時に掛かる最大張力に耐える最低限の強度の1軸延伸性フィルムを使用することにより、手で破りやすい用紙51を製造することができる。
【0031】
図10(a)は、第1実施形態のRFIDスレッド1の平面図であり、図10(b)は、第1実施形態のRFIDスレッド1の側面図である。
第2実施形態のRFIDスレッド2と比較すると、第1実施形態のRFIDスレッド1では、ベースフィルム41に保持された連続するテープ状のアンテナ11に大きな張力が掛かったとき、アンテナ材料である導体、例えばアルミニウムが破断しやすい。これは樹脂製のベースフィルム41に比べアンテナ11の材料である金属の方が伸び率が低いため、金属のアンテナ11が先に破断するためである。また、アンテナ11が破断する位置によっては通信距離が著しく低下する場合がある。
本発明による第2実施形態のRFIDスレッド2によれば、アンテナ素子の破断を抑止し、これによる通信距離の低下のおそれを小さくできる。
【0032】
《第3実施形態》
スレッドを実装するシート、ここでは紙について説明する。
図11は、本発明による第3実施形態のRFIDスレッド3を実装する製紙工程を示す概略図である。
ワイヤ工程66では、パルプなどを溶解した白水63の中にRFIDスレッド3を挿入する。続いて、プレス工程67では、ローラ64でプレスし、紙の水分を除去する。次に、ドライヤ工程68では、複数のローラ65間を通過し加熱乾燥される。
前記したRFIDスレッド3部分のシワやはげは、プレス工程67やドライヤ工程68で発生しやすい。これはRFIDスレッド3部分のベースフィルム41やアンテナ11と紙の密着性に依存する。RFIDスレッド3の表裏で紙との密着性が異なると、例えば、ベースフィルム41側だけ紙が伸びたような状態となり、最終的にはシワが発生する。
【0033】
図12は、本発明による第3実施形態のRFIDスレッド3を示す縦断面図である。
第3実施形態のRFIDスレッド3では、第1実施形態、第2実施形態で説明した構造に新たに表裏面を同一材料でコーティングする。これによりシート、例えば紙の表裏との接触状態を均一化することができる。
【0034】
図12に示すように、アンテナ11、ICチップ21、ベースフィルム41からなるRFIDスレッド3本体の表面に接着層44を形成し、その裏面に接着層45を形成する。接着層44,45は熱可塑性樹脂を使用し、ドライヤ工程68または後段のカレンダ工程での熱処理とを利用し、RFIDスレッド3本体と紙との密着性を向上させる。これにより、意匠性および耐久性に優れたRFIDスレッド実装用紙を製造することができる。熱可塑性接着剤としてはホットメルト接着剤を使用する。具体的にはゴム系ホットメルトやEVA系ホットメルトなどを使用することができ、その溶融温度(または、軟化温度)がドライヤ工程68(図11参照)または後段のカレンダ工程の最高温度以下のものを選択する。本実施形態では40μm厚のEVA系ホットメルトを使用した。
【0035】
本発明による第3実施形態によれば、RFIDスレッド3をシートに実装するとき、RFIDスレッド3の実装箇所にしわが入ったり、表面の紙がはげたりする現象が抑制される。
【0036】
《第4実施形態》
図3のような形態でRFIDスレッド1が実装されている用紙51を、その長手方向中央近辺で折りたたんだ場合、ICチップ21の直下にあるインピーダンスマッチング回路が、折りたたんだ先のアンテナ11に重なってしまう。これにより、インピーダンスマッチング回路の特性が変化し、ICチップ21を読み取ることができる範囲が狭くなってしまう。
【0037】
図13を参照し、この現象を回避する方法を説明する。
図13は、本発明による第4実施形態の基本例のRFIDスレッド4の基本構造を模式的に示す平面図である。
第1のアンテナ11dを50〜500μm幅の金属箔や細導線で形成し、ICチップ21は、第1のアンテナ11dより短い第2のアンテナ12bに実装する。第2のアンテナ12bにはインピーダンスマッチング回路となるスリット31が形成されている。第1のアンテナ11dと第2のアンテナ12bは、接触させて電気的に導通させるか、近接させて電磁結合するように配置する。第2のアンテナ12bの長さは1/6λ〜1/2λ長で良好に同調させることができる。具体的には、例えば、第2のアンテナ12bの寸法を、幅2mm、長さ25mmとする。
【0038】
図14を参照し、さらに別形態について説明する。
図14は、本発明による第4実施形態の変形例のRFIDスレッド4a,4b,4cの基本構造を模式的に示す平面図である。
図14(a)に示すように、本発明による第4実施形態の第1変形例のRFIDスレッド4aは、ICチップ21の実装部17aを第1のアンテナ11cのアンテナ中心よりも左右にオフセットし、実装部17aを第1のアンテナ11cから迂回させた形態である。
図14(b)に示すように、本発明による第4実施形態の第2変形例のRFIDスレッド4bは、ICチップ21の実装部17bを第1のアンテナ11cのアンテナ中心よりも直角に左右に突出させ、実装部17bを第1のアンテナ11cから迂回させた形態である。
図14(c)に示すように、本発明による第4実施形態の第3変形例のRFIDスレッド4cは、ICチップ21の実装部17cを第1のアンテナ11cのアンテナ中心よりも左右にラウンドさせ、実装部17cを第1のアンテナ11cから迂回させた形態である。
このように、本発明による第4実施形態によれば、RFIDスレッド4,4a,4b,4cを長軸方向に折りたたんでも読取性の低下を抑制できる。
【0039】
《第5実施形態》
図15は、本発明による第5実施形態のRFIDスレッド付シート用印刷機150の原理を示す概略縦断面図である。
RFIDスレッド1を実装した用紙51などのシートは、一枚一枚が個性のない一般的な印刷物として利用できるが、各用紙51に個別の情報を記載する印刷物、例えば保険証書などの契約番号や契約者名の識別情報が記載された印刷物として、さらに好適に利用できる。
【0040】
RFIDスレッド付シート用印刷機150の構造および動作について説明する。
あらかじめ、RFIDスレッド1を実装した用紙51を給紙装置151に充填しておく。電源を投入し制御装置158にある動作スイッチ(図示せず)をONにすると、制御装置158の制御によって、給紙装置151が印刷部159へ用紙51を搬送する。搬送途中で、RFIDスレッド読取器および読取アンテナ(いずれも図示せず)からなるRFIDスレッド読取装置152が、用紙51に実装されたICチップ21(図1参照)の情報を読み取る。
【0041】
用紙51からICチップ21に記録された情報を正しく読み取ることができた場合、読み取った情報は制御装置158内にあるデータベース装置160に記録する。データベース装置160に記録した情報は、制御装置158で利用するほか、通信網161を通じて利用できる。また、制御装置158は、読み取った情報を基に印字情報を生成し、印刷部159へ送信する。用紙51は印刷部159へ搬送され、印刷部159は、印字情報を基に用紙51に印刷を施す。印刷完了後、読取装置153は、RFIDスレッド1に実装されているICチップ21の情報を再度読み取る。ICチップ21の情報が読み取れる場合、用紙51は、排紙部157へ搬送される。
【0042】
また、RFIDスレッド読取装置152で用紙51からICチップ21に記録された情報が正しく読み取れなかった場合、制御装置158は印字情報を生成せず、印刷部159は用紙51に印刷を施すことなく、用紙51は印刷部159を通過し、分別部154へ搬送される。
【0043】
図16は、用紙51の分別回収を詳細に示す説明図である。
RFIDスレッド1を実装した用紙51は、スレッド部136と、紙部分135,136とからなる。分別部154は、用紙51を、紙部分135,137とスレッド部136とに裁断し、スレッド部136はストッカ155へ、紙部分135,137はストッカ156へ分別して投入する。
【0044】
図15に戻り、RFIDスレッド読取装置152で情報を読み取れた場合であっても、読取装置153でICチップ21の情報を正しく読み取れなかった場合、すなわち、印刷部159の印刷工程においてRFIDスレッド1のICチップ21などに不具合が発生した場合も、同様に分別部154に搬送しスレッド部136と紙部分135,137とに分別回収する。
【0045】
本発明による第5実施形態によれば、次の効果が得られる。
(1)印刷工程でRFIDスレッド1の動作確認を行うため、製紙工程での検査を省略することが可能となり、製紙装置の機能簡略化とスループットの向上を図ることができる。
(2)印刷前にRFIDスレッド1の動作確認を行い、正常でない用紙51を取り除くので、印刷コストを低減できる。
(3)印刷前後にRFIDスレッド1の動作確認を行い、正常でない用紙51を取り除くので、排紙部157に搬送される印刷済みの用紙51の信頼性が向上する。
(4)スレッド部136が分別回収されるので、環境負荷を低減できる。
【産業上の利用可能性】
【0046】
紙幣、有価証券、身分証、契約証書、興行のチケット、など、真贋を確実かつ容易に識別することを要するシート類に好適に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【0047】
【図1】本発明による第1実施形態のRFIDスレッドの基本構造を模式的に示す斜視図である。
【図2】アンテナの給電部にICチップを搭載する工程を示す工程図である。
【図3】本発明による第1実施形態のRFIDスレッドの取付け位置を示す平面図である。
【図4】本発明による第1実施形態のRFIDスレッドにおけるICチップの実装位置例を示す平面図である。
【図5】本発明による第1実施形態のRFIDスレッドでのICチップの間隔について示す説明図である。
【図6】比較例のRFIDスレッドの基本構造を模式的に示す斜視図である。
【図7】比較例のRFIDスレッドの取付け位置を示す平面図である。
【図8】比較例のRFIDスレッドを用いた場合のICチップの実装位置例を示す平面図である。
【図9】(a)は、本発明による第2実施形態のRFIDスレッドの平面図であり、(b)は、本発明による第2実施形態のRFIDスレッドの側面図である。
【図10】(a)は、第1実施形態のRFIDスレッドの平面図であり、(b)は、第1実施形態のRFIDスレッドの側面図である。
【図11】本発明による第3実施形態のRFIDスレッドを実装する製紙工程を示す概略図である。
【図12】本発明による第3実施形態のRFIDスレッドを示す縦断面図である。
【図13】本発明による第4実施形態の基本例のRFIDスレッドの基本構造を模式的に示す平面図である。
【図14】本発明による第4実施形態の変形例のRFIDスレッドの基本構造を模式的に示す平面図である。
【図15】本発明による第5実施形態のRFIDスレッド付シート用印刷機の原理を示す概略縦断面図である。
【図16】用紙の分別回収を詳細に示す説明図である。
【符号の説明】
【0048】
1,2,3 RFIDスレッド
4,4a,4b,4c RFIDスレッド
11,11a,11b,11c,11d 第1のアンテナ
12,12b 第2のアンテナ
13 第3のアンテナ
14 第4のアンテナ
17a,17b,17c 実装部
21,21a,21b,21c ICチップ
31,31b スリット
32,32a スタブ
33,34 用紙
41 ベースフィルム
42 ギャップ
44,45 接着層
51 用紙
150 RFIDスレッド付シート用印刷機
151 給紙装置
152 RFIDスレッド読取装置
153 読取装置
154 分別部
155,156 ストッカ
157 排紙部
158 制御装置
159 印刷部
160 データベース装置

【特許請求の範囲】
【請求項1】
シート状物に実装し所定の情報を外部から無線で読み取り可能なRFIDスレッドであって、
前記所定の情報を記録したICチップと、
前記シート状物のサイズに応じた長さを有し、前記ICチップを搭載し電気的に連続する導電体からなる第1のアンテナと、
絶縁体からなり前記第1のアンテナを支持するベースフィルムと、
を備えたことを特徴とするRFIDスレッド。
【請求項2】
シート状物に実装し所定の情報を外部から無線で読み取り可能なRFIDスレッドであって、
前記所定の情報を記録した複数のICチップと、
前記シート状物のサイズに応じた長さを有し、前記複数のICチップを搭載し電気的に連続する導電体からなる第1のアンテナと、
絶縁体からなり前記第1のアンテナを支持するベースフィルムと、
を備えたことを特徴とするRFIDスレッド。
【請求項3】
前記ICチップと前記第1のアンテナとの入出力インピーダンスを整合するインピーダンスマッチング回路を前記第1のアンテナに配置したことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のRFIDスレッド。
【請求項4】
前記ICチップは、前記第1のアンテナに配置された前記インピーダンスマッチング回路を介して実装したことを特徴とする請求項3に記載のRFIDスレッド。
【請求項5】
前記ICチップは、導電体からなる第2のアンテナを介し、前記第1のアンテナに電磁的に結合していることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のRFIDスレッド。
【請求項6】
前記ICチップは、前記第2のアンテナに形成され前記ICチップと前記第2のアンテナとの入出力インピーダンスを整合するインピーダンスマッチング回路を介して実装されていることを特徴とする請求項5に記載のRFIDスレッド。
【請求項7】
前記第1のアンテナは、細線状の導体からなることを特徴とする請求項5または請求項6に記載のRFIDスレッド。
【請求項8】
前記第1のアンテナは、直線部と迂回部とからなり、
前記インピーダンスマッチング回路は、前記迂回部に形成されていることを特徴とする請求項3または請求項4に記載のRFIDスレッド。
【請求項9】
前記第1のアンテナに前記ICチップを実装した第3のアンテナと、1つ以上の電気長が使用周波数の1/2波長の無給電の第4のアンテナとからなるアンテナ群を備え、
前記アンテナ群を連続的に配置してなることを特徴とする請求項2から請求項4のいずれかに記載のRFIDスレッド。
【請求項10】
その片面または両面に接着層を有することを特徴とする請求項1から請求項9のいずれかに記載のRFIDスレッド。
【請求項11】
前記接着層は熱可塑性接着材からなることを特徴とする請求項10に記載のRFIDスレッド。
【請求項12】
請求項11に記載のRFIDスレッドを備え、
前記熱可塑性接着材は、製紙工程のカレンダ工程またはドライヤ工程の処理温度よりも低温で軟化または溶融することを特徴とするRFIDスレッド付シート。
【請求項13】
請求項1から請求項11のいずれかに記載のRFIDスレッドを備え、
前記ベースフィルムは1軸延伸フィルムであることを特徴とするRFIDスレッド付シート。
【請求項14】
請求項1から請求項11のいずれかに記載のRFIDスレッドを備え、
前記RFIDスレッドは、その表面が露出しまたは露出しないで実装されていることを特徴とするRFIDスレッド付シート。
【請求項15】
請求項2に記載のRFIDスレッドが実装されたシートを前記ICチップの実装間隔よりも広い間隔で裁断してなることを特徴とするRFIDスレッド付シート。
【請求項16】
請求項12から請求項15のいずれかに記載のRFIDスレッド付シートを管理するRFIDスレッド付シート管理方法であって、
同一の前記RFIDスレッド付シートに存在するすべての前記ICチップに記録されたID情報を相互にリンクしてデータベース装置に登録することを特徴とするRFIDスレッド付シート管理方法。
【請求項17】
給紙部と、第1のリーダ装置部と、印刷部と、第2のリーダ装置部と、排紙部と、分別部と、分別ストッカと、これらを制御する制御部と、情報を記憶するデータベース部を備え、請求項12から請求項15のいずれかに記載のRFIDスレッド付シートを印刷することを特徴とするRFIDスレッド付シート用印刷機。
【請求項18】
前記第1のリーダ装置部および前記第2のリーダ装置部は、給紙された前記RFIDスレッド付シートに取り付けられた前記ICチップからの情報を読み取ることを特徴とする請求項17に記載のRFIDスレッド付シート用印刷機。
【請求項19】
前記制御部は前記第1のリーダ装置部が前記RFIDスレッド付シートからICチップの情報を読み取ることができなかった場合、前記印刷部の動作を停止し、前記RFIDスレッド付シートを通過させ、前記分別部に搬送することを特徴とする請求項17に記載のRFIDスレッド付シート用印刷機。
【請求項20】
前記制御部は前記第1のリーダ装置部または前記第2のリーダ装置部が前記RFIDスレッド付シートから前記ICチップの情報を読み取ることができなかった場合、前記印刷部の動作を停止し、前記RFIDスレッド付シートを通過させ、前記給紙部に給紙する信号を出すことを特徴とする請求項17に記載のRFIDスレッド付シート用印刷機。

【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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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【図14】
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【図15】
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【図16】
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【公開番号】特開2009−294953(P2009−294953A)
【公開日】平成21年12月17日(2009.12.17)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−148580(P2008−148580)
【出願日】平成20年6月5日(2008.6.5)
【出願人】(000005108)株式会社日立製作所 (27,607)
【Fターム(参考)】