JP5418220B2 - インレット検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＩＣチップとアンテナとを備えたインレットが通信可能であるか否かを検査するインレット検査装置に関するものである。

近年、非接触でデータの読み書きが可能な記録媒体としてＩＣチップを搭載したＲＦＩＤ(Radio Frequency Identification)等のＩＣタグが注目されており、既に様々なシーンで実用化されている。ここで、ＩＣタグ自体は単独で又はその他の製品に付帯されて市場等に出回る製品そのものであり、長尺フィルムに形成されたアンテナにＩＣチップが搭載されただけで未だ製品として扱うことができない（利用できない）状態のものはインレット或いはインレイと呼ばれている（以下では、「インレット」と称す）。すなわちインレットは、長尺なフィルム上にＩＣタグを構成する基本的な部分であるＩＣチップ及びアンテナを少なくとも備えたものである。そして、ＩＣタグを製造する工程には、長尺のロールインレット上に所定ピッチで形成された各インレットが通信機器（リーダライタ等）と非接触で通信可能であるか否かを検査する工程が含まれており、このインレット検査工程では、通信可能なインレットと通信不能なインレットとを判別している。

インレット検査工程で用いられるインレット検査装置として、特許文献１には、アクリル等の合成樹脂材料やステンレス等の金属材料で構成した略箱状のシールド箱内に通信機器（特許文献１ではリーダライタ）を設け、シールド箱のうち対向する起立面（例えば左右両側面）にそれぞれ形成したスリットを利用してシールド箱内にインレット（特許文献１ではＩＣカード）を１枚ずつ搬送し、シールド箱内においてインレットと通信機器とを交信させて検査する態様が開示されている。

特開２００４−２７２４３７号公報

ところが、特許文献１に開示されている検査装置では、電磁波が遮蔽され得る空間内（シールド箱内）にインレットと通信機器との交信領域を形成することができるものの、電磁波がスリットからシールド箱外に漏出した場合には、検査装置の周辺に存在する金属等の電磁波反射性の物体により反射してシールド箱外に存在する検査対象外のインレットと通信する可能性があり、適切な検査結果を得ることができないという問題があった。このことは、シールド箱内での検査を終えてシールド外に搬送されたインレットが再び通信機器と交信可能であるということも意味し、このように同一のインレットが場所を変えて複数回応答すればやはり適切な検査結果を得ることはできない。そもそも、インレットのＩＣチップに固有の識別データが書き込まれる前の段階では、同一のロールインレット上に形成された全てのインレットのＩＣチップには同じＩＤが記録されているのが一般的であるため、通信機器がロールインレット上における何番目のインレットと通信しているかを把握することは困難であり、如何にして検査対象のインレットを特定するかは、特許文献１に開示されている態様でも解決できていない課題である。

また、特許文献１に開示されている態様であれば、インレットのアンテナパターンが異なった場合に、シールド箱自体の大きさ（内部空間）やスリットの開口形状も適宜変更する必要があり、異なる形状のインレットを同じ装置で検査することができないという問題もある。

本発明は、このような問題に着目してなされたものであって、主たる目的は、検査対象外のインレットと誤って通信してしまう事態を回避して、検査対象のインレットのみと通信することによって正確な検査結果を得ることが可能なインレット検査装置を提供することにある。

すなわち本発明のインレット検査装置は、ＩＣチップ及びアンテナを有するインレットが所定間隔で複数形成され所定方向に搬送されながら検査領域を通過する長尺のロールインレットに対して、各インレットが通信可能な良品であるか否かを検査するものである。

そして、本発明に係るインレット検査装置は、少なくともインレットと通信可能な通信機器を一端に接続したマイクロストリップラインと、マイクロストリップラインの上面に配置されて前記インレットの搬送路として機能し且つマイクロストリップラインと共に共通の支持体上に取り付けられる搬送路形成体と、マイクロストリップラインの通信エリア内を通過するロールインレットのうち、検査領域から外れた領域に存在するインレットに接触乃至近接させてインレットの通信特性を変化させる金属体とを備え、検査領域は、金属体に形成したスリットによって規定される領域であり、搬送路形成体の上面、支持体の上方及び側方を共通の金属体によって被覆し、マイクロストリップラインを介した通信機器と検査領域に存在する１つのインレットとの通信状態によって当該インレットが良品か否かを判別することを特徴としている。

ここで、「マイクロストリップラインの通信エリア」とは「マイクロストリップラインから出力される電磁波が届くエリア」を意味する。また、「マイクロストリップラインを介した通信機器の通信」とは、「マイクロストリップラインから出力する電磁波を利用した通信機器の通信」を意味し、以下の説明では、単に「マイクロストリップラインの通信」と記載する場合もある。また、「検査領域に存在する１つのインレット」とは、検査対象となる１つのインレットを意味し、以下では説明の便宜上、「検査対象インレット」と称し、「検査領域から外れる領域に存在するインレット」を「検査対象外インレット」と称す。また、「金属体」は、金属製であればよく、導電体、磁性体または非磁性体等でもよい。さらに、良品か否かの検査基準となる「通信状態」としては、通信の有無、または通信時間等が挙げられる。

このように、本発明のインレット検査装置は、マイクロストリップラインを通信機器のアンテナとして利用し、マイクロストリップラインの通信エリア内において検査領域から外れた領域に存在する検査対象外インレットに接触乃至近接させる金属体を備えているため、マイクロストリップラインの通信エリア内に複数のインレットが存在する場合であっても、検査対象外インレットに金属体が接触又は近接することによって、検査対象外インレットを構成するアンテナのインピーダンスが大きく変化し、検査対象外インレットをマイクロストリップラインと通信不能な状態にすることができる。したがって、金属体に接触乃至近接させた検査対象外インレットは、マイクロストリップラインからの電磁波に応答することはなく、金属体に接触又は近接させていない検査対象インレット、つまり検査領域に存在する１つのインレットのみがマイクロストリップラインからの電磁波に応答可能なものとなり、この検査対象インレットとマイクロストリップラインとの通信の有無又は通信時間等の通信状態に基づいて当該検査対象インレットが良品か否かを正確に判別することができる。さらに、本発明のインレット検査装置は、通信機器のアンテナとしてマイクロストリップラインを用いているため、インピーダンスの整合が取りやすく、またマイクロストリップラインであれば電磁誘導に起因する通信と電波による通信とを使用することができ、例えばアンテナパターンが異なるインレットに対しても同じ検査装置を適用することが可能になる。

本発明によれば、マイクロストリップラインの通信エリア内に複数のインレットが存在する状態、つまり、長尺のロールインレットに等ピッチ又は不等ピッチで形成した複数のインレットがマイクロストリップラインの通信エリア内に存在する場合であっても、検査対象外インレットと誤って交信してしまう事態を回避して、検査領域に存在する１つの検査対象インレットのみと交信可能な状況を確保することができ、複数のインレットが同時に応答する事態や同一のインレットが場所を変えて（検査領域、検査領域外）複数回応答する事態を防止・抑制可能なインレット検査装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係るインレット検査装置の断面模式図。 図１の要部拡大図。 同実施形態に係るインレット検査装置の平面模式図。 同実施形態に係るインレット検査装置に用いるマイクロストリップラインの全体模式図。 インレット（アンテナパターンａ）の通信範囲を模式的に示す図。 インレット（アンテナパターンｂ）の通信範囲を模式的に示す図。 インレット（アンテナパターンｃ）の通信範囲を模式的に示す図。

以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。

本実施形態に係るインレット検査装置１は、インレットＸが通信可能なものであるか否かを判別する装置であり、例えば図示しないＩＣタグ製造装置の一部を構成するものである。なお、本実施形態のインレット検査装置１は、ＩＣタグ製造装置から独立した装置として活用することも可能である。

そして、本実施形態に係るインレット検査装置１は、図１〜図３に示すように、所定方向に搬送されながら検査領域１Ａを通過するロールインレットＲ上に形成された各インレットＸに対して交信を試み、その交信状態に基づいてインレットＸが良品か否かを判別するものである。なお、本実施形態では、インレットＸとインレット検査装置１との交信媒体（電磁波）として、例えばＵＨＦ帯の電波を用いている。

ここで、本実施形態で適用するロールインレットＲについて簡単に説明する。ロールインレットＲは、長尺のベースフィルム上に電磁波を送受信するためのアンテナ回路（本発明の「アンテナ」に相当：図示省略）を予め印刷やエッチング等によって所定間隔（図示例では等間隔であるが、不等間隔であってもよい）で形成したアンテナシートＲ１（フィルム基板とも称される）と、各アンテナ回路の所定位置に接続されるように搭載されるＩＣチップＲ２とを備えたものである。なお、ＩＣチップＲ２は、裏面にアンテナ回路に接続するための例えば銅や金等の金属で形成されたバンプが設けられており、例えば絶縁ペーストや異方導電性ペースト等からなる接着剤や金属融着等によりアンテナ回路に接続される。そして、ロールインレットＲ上において形成される１つのアンテナ回路と１つのＩＣチップＲ２との組によってインレットＸを構成している。つまり、本実施形態のインレットＸは、製品（ＩＣタグ）として切り出される前のものを指している。

このようなインレットＸを検査するインレット検査装置１は、図１等に示すように、一端にリーダライタ２（本発明の「通信機器」）を接続したマイクロストリップライン３と、マイクロストリップライン３の上面側に配置されてロールインレットＲの搬送路として機能する搬送路形成体４と、少なくとも搬送路形成体４の上面を被覆し得る金属体５とを備えたものである。

マイクロストリップライン３は、一端にリーダライタ２（本発明の「通信機器」に相当）を接続し、他端を図示しないターミナルに接続して終端としたものである。本実施形態では、マイクロストリップライン３として、図４に示すように、例えば平板状をなす誘電体基板３１の上面に伝送線路として機能する直線状の導体３２を形成し、誘電体基板３１の下面全体にグラウンドとして機能する導体３３を形成した周知のものを適用している。各導体３２、３３は、それぞれ導体箔（例えば銅箔）によって形成することができる。伝送線路として機能する導体３２は、長尺な矩形状をなす誘電体基板３１の長手方向に沿って直線に延びるものである。このようなマイクロストリップライン３は、誘電体基板３１の比誘電率や厚み寸法、各導体３２、３３の厚み寸法、或いは伝送線路として機能する導体３２の幅寸法（長手方向に直交する方向の寸法）等によって、伝送線路の特性インピーダンスを決定することができる。本実施形態では、マイクロストリップライン３の長手方向をロールインレットＲの幅方向（ロールインレットＲの長手方向（搬送方向）に直交する方向の寸法）と直交ないし略直交する姿勢でマイクロストリップライン３を配置している。また、マイクロストリップライン３の長手寸法はロールインレットＲのアンテナパターンの幅寸法よりも大きければよく、例えばロールインレットＲの幅寸法と同程度に設定することができる。なお、各導体３２、３３は極めて薄い膜で形成されたものであり、図１等では模式的に誇張して示し、図４では導体３２にのみパターンを付している。

搬送路形成体４は、例えばアクリル樹脂製のパネルを用いて構成したものであり、その平面形状をマイクロストリップライン３の長手寸法及び幅寸法（長手寸法に直交する方向の寸法）よりも大きく設定している。そして、このような搬送路形成体４の下面における中央ないし略中央部分にマイクロストリップライン３を配置した状態において、搬送路形成体４の平面形状がマイクロストリップライン３の平面視における通信エリアよりも大きくなるように設定し、搬送路形成体４の上面側を搬送するロールインレットＲの各インレットＸに対してマイクロストリップライン３が下方から通信できるようにしている。本実施形態では、搬送路形成体４及びマイクロストリップライン３を共通の支持体６（架台）上に取り付けている（図１参照）。

金属体５は、例えばアルミニウム等の金属箔によって形成されたものであり、搬送路形成体４の上面を被覆した状態においてマイクロストリップライン３の直上に相当する領域に金属体５を存在させない開口部としてスリット５Ｓを形成している。これにより、金属体５の下面側から上面側へのマイクロストリップライン３の通信経路がスリット５Ｓを通過する経路のみに限定することができる。つまり、このスリット５Ｓが形成された領域が本発明の検査領域１Ａに相当する。ここで、ロールインレットＲの搬送方向に沿ったスリット５Ｓの開口寸法（以下では、「スリット５Ｓの開口幅」と称す）は、マイクロストリップライン３の導体３２の幅寸法と同一寸法ないし導体３２の幅寸法よりも僅かに大きければよく、適宜の手段によってスリット５Ｓの開口幅を調整できるようにしてもよい。また、本実施形態では、搬送路形成体４の上面全体（検査領域１Ａを除く）を金属体５で被覆するとともに、支持体６の上方及び側方にも金属体５を配置して電磁波が遮蔽され得る空間を形成し、支持体６付近のインレットＸと誤って交信してしまう事態を回避している。

次に、このような各部から構成したインレット検査装置１によるインレットＸの検査方法及び作用について説明する。

適宜の工程を経て長手方向にインレットＸを所定ピッチで形成したロールインレットＲがインレット検査装置１まで搬送されると、インレット検査装置１は、ロール７を回転させてロールインレットＲを金属体５に接触ないし近接させながら搬送方向に沿って搬送する。そして、本実施形態に係るインレット検査装置１は、インレットＸが検査領域１Ａ（スリット５Ｓ）を通過する際にマイクロストリップライン３から電磁波を出力し、この電磁波をインレットＸのアンテナが受信して応答する否か、又は応答している状態が所定時間継続するか否かによって、スリット５Ｓを臨む位置にある検査対象のインレットＸ、つまり検査領域１Ａに存在する検査対象インレットＸ（Ａ）が通信可能な良品であるか否かを判別することができる。

特に本実施形態では、リーダライタ２のアンテナとしてマイクロストリップライン３を適用しているため、狭い範囲で強度をもった電磁波を出力することが可能になり、スリット５Ｓを臨む検査対象インレットＸ（Ａ）に対する交信を適切に行うことができる。さらに、本実施形態に係るインレット検査装置１は、マイクロストリップライン３を用いることによって、電磁誘導に起因する通信と電波による通信とを使用するができ、アンテナパターンが異なるインレットＸに対しても通信検査を行うことができる。

一方で、インレットＸのアンテナパターンが変化すれば、図５〜図７に示すように各インレットＸの通信エリアも当然異なり、マイクロストリップライン３が、検査領域１Ａから外れた領域に存在するインレットＸ、つまり検査対象外インレットＸ（Ｂ）と通信してしまうおそれがあるが、本実施形態に係るインレット検査装置１は、検査対象外インレットＸ（Ｂ）を金属体５に接触ないし近接させることにより、これら検査対象外インレットＸ（Ｂ）における各アンテナのインピーダンスを変化させて、マイクロストリップライン３と通信できないようにしている。なお、図５〜図７はそれぞれ異なるアンテナパターンａ、ｂ、ｃを備えた各インレットＸの通信エリア及び強度を点線及びグラデーション（グラデーションの濃い方がマイクロストリップラインの電磁波強度が強いエリアを示している）で模式的に示すものである。

このように、本実施形態に係るインレット検査装置１は、リーダライタ２のアンテナとしてマイクロストリップライン３を適用することによって、インピーダンスの整合が取りやすく、電磁誘導に起因する通信と電波による通信とを活用することができ、アンテナパターンが異なるインレットＸに対しても同じ条件で検査を行うことが可能になる。しかも、本実施形態のインレット検査装置１は、マイクロストリップライン３からの電磁波が届く範囲（通信エリア）内に存在する検査対象外インレットＸ（Ｂ）を金属体５に接触または近接させることによって、検査対象外インレットＸ（Ｂ）を構成する各アンテナのインピーダンスを大きく変化させて、これら検査対象外インレットＸ（Ｂ）をマイクロストリップライン３との通信整合状態から一時的に外れてマイクロストリップライン３と通信不能なものにしている。したがって、マイクロストリップライン３の通信エリア内に複数のインレットＸが存在する場合であっても、マイクロストリップライン３は検査領域１Ａに存在する検査対象インレットＸ（Ａ）のみと交信することができ、この交信状態（交信の有無又は交信時間等の交信状況）に基づいて、検査対象インレットＸ（Ａ）が通信可能な良品であるか否かを正確に判別することができる。また、スリット５Ｓを臨む位置にある検査対象インレットＸ（Ａ）はロールインレットＲの搬送に伴ってスリット５Ｓの開口縁を越えて検査領域１Ａから外れると同時ないし略同時に金属体５に接触（密着）または近接させることにより、マイクロストリップライン３からの通信に対して応答できないものとなるため、同一のインレットＸが場所を変えて複数回応答するという不具合も解消することができる。なお、交信状態に基づく検査の結果、良品ではないと判別したインレットＸには適宜の手段（例えばプリント処理）でその旨を当該インレットＸにマーキングしたり、穴を開ける等の処理（良品ではないことを示す処理等）を施せばよい。

そして、スリット５Ｓの開口幅をロールインレットＲ上において隣り合うインレットＸのアンテナ同士の離間寸法よりも小さく設定することにより、複数のインレットＸが同時に応答してくるという事態も確実に防止することができる。

さらに、本実施形態に係るインレット検査装置１は、スリット５Ｓを除く上面全体及び側面全体を金属体５で被覆しているため、インレット検査装置１の周辺に存在するインレットＸと誤って通信してしまうという事態を防止することができる。また、スリット５Ｓを除く上面全体及び側面全体を金属体５で被覆することによって、スリット５Ｓを経由して金属体５の内側から外側へ漏れた電磁波がインレット検査装置１の周辺に存在する金属部品により反射して返ってきた場合でもあってもこの電磁波を金属体５で遮蔽することができる。そして、このような構成を採用することによりインレット検査装置１の配置自由度が向上する。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。

例えば、箱状をなすシールドケース（一例としてアクリルケースの外表面をアルミ箔で被覆したもの）内にマイクロストリップラインを設け、シールドケースの上面にマイクロストリップラインの検査領域として機能するスリットを形成したインレット検査装置であってもよい。この場合、シールドケースの上面が搬送路として機能し、検査領域から外れる領域に存在するインレットをシールドケースの上面に形成された金属体（例えばアルミ箔）に接触乃至近接させることにより通信特性が変化し、上述した実施形態と同様に、検査領域内に存在する１つのインレットのみとの通信状態に基づいて当該検査対象インレットが良品か否かを正確に検査することができる。また、このような態様であれば、マイクロストリップラインの一端にコードを介して接続した通信機器をシールドケース外に配置することも可能である。

また、搬送路形成体や金属体の材質や形状（厚み等）も適宜変更することができる。また、上述した実施形態ではインレットで説明したが、本発明はタグ化したものの検査にも適用できる。

その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

１…インレット検査装置
１Ａ…検査領域
２…通信機器（リーダライタ）
３…マイクロストリップライン
５…金属体
Ｒ…ロールインレット
Ｒ２…ＩＣチップ
Ｘ…インレット
Ｘ（Ａ）…検査対象インレット
Ｘ（Ｂ）…検査対象外インレット

Claims (1)

1. 所定方向に搬送されながら検査領域を通過する長尺のロールインレット上に複数形成された各インレットが通信可能な良品であるか否かを検査するインレット検査装置であって、
   前記インレットと通信可能な通信機器を一端に接続したマイクロストリップラインと、
   前記マイクロストリップラインの上面に配置されて前記インレットの搬送路として機能し且つ前記マイクロストリップラインと共に共通の支持体上に取り付けられる搬送路形成体と、
   前記マイクロストリップラインの通信エリア内を通過する前記ロールインレットのうち、前記検査領域から外れる領域に存在する前記インレットに接触乃至近接させてインレットの通信特性を変化させる金属体とを備え、
   前記検査領域は、前記金属体に形成したスリットによって規定される領域であり、
   前記搬送路形成体の上面、前記支持体の上方及び側方を共通の前記金属体によって被覆し、
   前記マイクロストリップラインを介した前記通信機器と前記検査領域に存在する１つのインレットとの通信状態によって当該インレットが良品か否かを判別することを特徴とするインレット検査装置。

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