(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
ICタグ部品は容器に融着により固定され、かつ差込部と本体部との境界領域はICタグ部品と容器とが融着されていないことを特徴とする請求項1又は2に記載の封緘鍵。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、特許文献3の封緘鍵は、鍵自体の破断とともにICタグのアンテナを確実に破断させられないおそれがある。すなわち、鍵が破壊した際に、確実に信号を変化させ、検出することは困難であった。
【0007】
そこで本願発明は、ICタグによって開封されたことを検出することが可能な信頼性の高い封緘装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記課題を解決するためになされた封緘鍵に係る発明は、封緘対象物を封印するための封緘装置に用いる封緘鍵であって、封緘鍵は、本体部及び封緘装置本体に差し込んで固定される差込部を備えた容器と、ICチップと、ICチップに接続され、ICチップとの非接触通信を可能とするためのアンテナ構造を含む回路パターンと、が基材上に形成されたICタグ部品と、を有し、ICタグ部品は、容器内に固定されて収納され、回路パターンが差込部と本体部とに跨って形成され、基板の差込部と本体部の境界に易分離加工が施されて
おり、前記容器が上蓋と下部容器とからなり、上蓋及び下部容器のそれぞれが互いに嵌合可能な凹凸が設けられており、凹凸間に基材が挟持されていることを特徴とする封緘鍵である。
またさらには、上記封緘鍵において、前記易分離加工は、スリット、ミシン目、切り込みのいずれかが前記境界に設けられていることである。
またさらには、上記封緘鍵において、ICタグ部品が容器に接着層を介して固定され、かつ差込部と本体部との境界には接着層が形成されていないことである。
またさらには、上記封緘鍵において、ICタグ部品は容器に融着により固定され、かつ差込部と本体部との境界領域はICタグ部品と容器とが融着されていないことである
。
またさらには、差込部と本体部との境界線と回路パターンの交点から回路パターンのICチップとの接続点までの回路パターン長のうち短い方が、ICタグ部品による通信波長λに対してλ/20以下であることである。
【0009】
また 上記課題を解決するためになされた封緘装置に係る発明は、上記封緘鍵と、封緘鍵の差込部を差し込むことで封緘鍵が固定される封緘鍵固定機構を備えた封緘装置本体と、含む封緘装置である。
【発明の効果】
【0010】
本発明の封緘鍵は、本体部及び封緘装置本体に差し込んで固定される差込部を備えた容器と、ICチップと、ICチップに接続され、ICチップとの非接触通信を可能とするためのアンテナ構造を含む回路パターンと、が基材上に形成されたICタグ部品と、を有し、ICタグ部品が容器内に収納され、回路パターンが差込部と本体部とに跨って形成され、基板の差込部と本体部の境界に易分離加工が施されていることにより、開封により封緘鍵が差込部と本体部とで破断した際に、同時にICタグ部品の回路パターンを断線させることができるから、確実に封緘装置の開封を検出することができる。
【発明を実施するための形態】
【0012】
図1は本発明に係る封緘鍵の1実施形態を示す模式図である。また、
図2は、
図1に示す封緘鍵100のA−B線での断面模式図である。本実施形態の封緘鍵は、図示していない封緘装置本体に差し込んで固定するための差込部112と、本体部113とを備えた容器111と、基材121に印刷された回路パターン123と回路パターンに接続したICチップ122を備えたICタグ部品120を備えている。ICタグ部品は、容器内に収納され、回路パターンが差込部と本体部とに跨って形成されている。また、基材の差込部と本体部との境界Sに相当する領域には、境界Sの両領域で基材の切離しを容易にする易分離加工124が施されている。回路パターンには、非接触でリーダ/ライタとICチップとの通信を可能にするためのアンテナ構造を含む。
【0013】
図3は、本発明に係る封緘装置200の使用方法を説明するための模式図である。封緘装置本体210には封緘鍵100の差込部112を差し込んで封緘装置本体に固定する封緘鍵固定機構211が設けられている。それ以外の構成については、特に制限はなく使用用途によって適宜設計すればよい。例えば、
図3の例では、封緘装置本体が蓋箱211aと身箱211bからなる箱状の封緘装置であり、それぞれに差込穴が設けられている。差込穴は蓋箱と身箱を重ね合わせて封緘鍵を差し込むと封緘鍵が固定される封緘鍵固定機構となっている。したがって、
図3(B)のように蓋箱と身箱を合わせて封緘鍵を差し込むことで、差込部112が差込口に固定され、箱が開封できなくなる。応用としては、箱(ケース)、バッグ、チェーン等の一部に封緘装置が取り付けられた構成としても良い。
【0014】
開封する際には、封緘鍵100の差込部112と本体部113とを境界Sで破断させて分離する。本発明の封緘鍵は、回路パターン123が差込部と本体部とに跨って形成されているため、同時に境界SでICタグ部品を破断させることによって回路パターンも分離される。したがって、回路パターンの分離によって、信号の消失や変化をさせることにより、鍵が破壊された際に、確実に信号を変化させ、検出することが可能となる。
【0015】
容器111は、本体部113の外縁の一部が突出し、差込部112を構成する形状となっている。前述のように、差込部は、封緘装置本体に差し込むことで、嵌め殺しの状態となり封緘装置により封緘対象物を封印できるように、鉤爪形状等の封緘装置本体への固定機構を備えている。
図1に示される本実施形態における容器は、上蓋111aと下部容器111bとからなり、容器内にICタグ部品120が収納される。容器を構成する材料としては、ポリスチレン樹脂、ABS樹脂等の樹脂材料が好適に用いることができる。容器内にICタグ部品を収納した後、上蓋と下部容器とを熱や超音波による融着や、接着剤により固定し封止する。容器は、上記形態・材料に限られず、差込部と本体部の間の境界Sで破断させることができるものであれば良い。例えば、容器形状の金型にICタグ部品を配置し樹脂充填により形成しても良い。また、所定の位置で破断させやすいように容器の差込部と本体部の境界(破断部)に予め溝やミシン目等の易破断手段を設けても良い。
【0016】
ICタグ部品120は、基材121上に、ICチップ122及び配線パターン123を配置したものである。配線パターンは、少なくとも外部のリーダ/ライタとICチップとの非接触通信を可能とするためのアンテナ構造を含む。配線パターンは、境界Sで封緘鍵を破断させた際に、基材と共に分断させることができるように、少なくとも破断させる境界Sの領域、すなわち差込部112と本体部113とに跨って配置された部分は印刷やエッチングなどの形成方法で形成されている。このように構成することにより、引き裂きやすい材料である基材が封緘鍵の破断とともに破断し、基材上に形成された配線パターンを差込部と本体部とで分離させることができる。
【0017】
基材121の材料としては、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン等の樹脂フィルムや一般的なパルプを抄いた紙があげられるが、これに限られるものではない。封緘鍵を折り曲げて容器を破断させた際に、易分離加工124が施されている領域が同時に引き裂かれる程度に小さい引裂強度のものであれば良い。また引裂強度が小さすぎると製造時や使用時の封緘開封前に基材が断裂し不良となるおそれがある。以上のことから引裂強度が一定の範囲内であることが好ましい。実施例で用いた検証方法によると、紙基材121を幅15mmの試験片とし、試験片の両端を引裂強度試験装置の固定部に固定し、引裂きの必要な張力を検出する。この場合、境界線Sに直交する紙面方向の引裂強度が好ましくは10〜80N/15mmである。基材には、表面処理を加えても良い。例えば配線パターン123との密着性の向上のために、コロナ放電処理、アンカーコート(プライマー層)などを施しても良い。
【0018】
図1に示されている配線パターン123は、ループアンテナを構成しており、境界Sで分離された配線パターン部分もループアンテナの一部であるから、封緘鍵の破断により配線パターンが差込部と本体部とで分離することでアンテナ機能が不能となり、信号が消失することで、封緘対象物の開封を検知することができる。
【0019】
また、別の方法としては、タンパー線の接続状態によってICチップ内の所定データのON/OFFを切り替えられるようなICチップを用いれば、配線パターンのうち差込部112と本体部113とに跨って配置された部分がタンパー線となるように構成することで、封緘鍵の破断により配線パターンが差込部と本体部とで分離することで、ICチップから送られる信号が変化し、封緘対象物の開封を検知することができる。この場合には、ICチップにはアンテナを構成する配線パターンとタンパー線を構成する配線パターンとがそれぞれICチップに接続される。
【0020】
配線パターン123は、導電性インキをオフセット印刷、スクリーン印刷、フレキソ印刷等の各種印刷法で印刷することで形成することができる。導電性インキは銀ペースト、銅ペーストなどの金属微粒子を溶媒に分散させたものが一般的であるが、これに限られない。基材上に積層された銅やアルミ等の金属箔のエッチングにより形成することもできる。エッチングの場合、金属箔の膜厚が大きいと、破断させることが難しくなるため、5〜36μm程度が好ましい。
【0021】
アンテナを構成する配線パターンの形状は、所望のICタグの通信波長や、封緘鍵の形状に応じ、発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜適切なものとすればよい。
図4(A)〜(E)は、UHF帯での配線パターンであるアンテナ構成例である。
図4(A)は、ICチップから左右対称にアンテナパターンを設けた基本的なダイポールアンテナの構成である。
図4(B)ではアンテナの両端を蛇行させた形状として実質的なアンテナ長を延ばしている。実質的なアンテナ長を伸ばす他の形状としては、渦巻き状としても良い
図4(C)は、アンテナの放射素子部123aとICチップの間にインピーダンスを調整するマッチング回路123bを設けた構成である。マッチング回路は
図4(D)のように、放射素子部と分離した構成とすることもできる。また、
図4(E)のように、ICチップを差込部112側ではなく本体部113側に設けても良い。
図4(E)では、配線パターンのうち差込部112と本体部113とに跨って配置された部分をタンパー線としている。
【0022】
また、境界Sで配線パターンが分離された際、
図5(A)のように、ICチップ122に繋がった配線パターン123cの配線パターン長Lが通信波長λに対してλ/20以下となるようにICチップと配線パターンを基材121上で配置することが好ましい。なおICチップの左右で配線パターンの長さが異なる場合は、短い方の長さLがλ/20以下であれば良い。すなわち、本体部にICチップが配置されている場合も含めて、差込部と本体部との境界線と回路パターンの交点から回路パターンのICチップとの接続点までの回路パターン長のうち短い方が、λ/20以下となるように配置することが好ましい。これは例えば900MHzのUHF帯では分離された配線パターン長が約17mmである。分離された配線パターンの長さLがλ/20以下であれば、波長に対してアンテナ長が十分に短いため、境界Sで分離された配線パターンがダイポールアンテナとして機能し、通信できてしまうことがない。さらに
図5(B)のように、ICチップを分離された配線パターンの片側に偏った位置に配置し、境界Sに対してICチップに繋がった配線パターンの一方の長さがほぼ0となるようにしても良い。
【0023】
図6(A)、(B)は、多重巻きのアンテナコイルを用いたアンテナ構成例である。LF帯やHF帯では、多重巻きのアンテナコイルが必要となることから、配線を跨ぐジャンパー線123dが必要となる。
図6(A)は、多重巻きのアンテナコイルの一部が差込部側に突出し、境界Sで封緘鍵を破断させたときに突出したパターン部分が分離する。
図6(B)は、ジャンパー線が差込部側に突出し、境界Sで封緘鍵を破断させたときに突出したジャンパー線の一部が分離する。この構成によれば、アンテナコイルのパターンを変えることなくジャンパー線の配置を変えることで差込部の位置にアンテナの分離位置を調整することが可能である。ジャンパー線は、多重巻きのアンテナコイルを形成した後、ジャンパー線形成領域にレジスト樹脂等の絶縁層を形成し、その上から印刷することで形成することができる。なお、配線パターン123のうち差込部側に突出する部分が印刷で形成されていれば分離が容易であるので、
図6(A)では多重巻きのアンテナコイルのみ、
図6(B)ではジャンパー線のみ印刷で形成することも可能である。
【0024】
図7(A)〜(C)は、ICタグ部品120に施された易分離加工の構成例を示している。
図7(A)の構成例では、易分離加工124として境界Sに沿って切り取り用の破線状の孔、すなわちミシン目が設けられている。ミシン目の孔の大きさは、配線パターンの線幅の半分以下であることが好ましい。ミシン目の孔の大きさが配線パターンの線幅の半分以下であれば、配線パターン上に孔が重なったとしても断線してしまうことがない。
図7(B)の構成例では、易分離加工として配線パターンの間にスリット状の孔が設けられている。スリットは、配線パターンを避けて境界Sに沿って複数形成してもよい。
図7(B)の構成例では、易分離加工として基材121の縁で境界Sに当たる箇所に切り込みが設けられている。
図7(C)の切り込みは、
図7(A)のミシン目や
図7(B)のスリットと組み合わせて用いても良い。すなわち、境界S上の基材の縁には切り込みを設け、それ以外の境界上にはミシン目あるいはスリットを設けることで、基材の境界での分離しやすさが向上し、封緘鍵を破断させた際に確実に配線パターンを断線させることができる。
【0025】
ICタグ部材120を容器111へ収納する際に、ICタグ部材を容器に固定することで、容器が破断すると同時にICタグ部材を破断させ易くする。固定方法としては、一つには接着剤で固定する方法が挙げられる。
図8は、接着剤を用いてICタグ部材を容器に固定した本発明に係る封緘鍵の一実施形態である。本実施形態では、下部容器111bに接着剤を塗布して接着層131を形成し、接着層の上にICタグ部材120を配置し固定している。差込部112と本体部113の境界Sの周辺領域132は接着層が形成されていない非接着領域となっている。あるいは、接着層の変わりに容器とICタグ部材の基材を加熱や超音波で融着した融着領域として、境界Sの周辺領域を非融着領域としても良い。
【0026】
ICタグ部材を容器に固定する別の方法としては、容器の内に1又は複数の突起を設け、当該突起で基材を貫くようにする。
図9の実施形態では、下部容器111bに突起112が一体成形されて設けられ、基材121を貫いている。突起は、基材を破断の起点として作用し、破断させ易くすることができる。したがって、差込部112と本体部113の境界Sの近傍に配置することが好ましい。
【0027】
ICタグ部材を容器に固定するさらに別の方法としては、
図10で示しているように、上蓋と下部容器とからなる容器において上蓋と下部容器のそれぞれが互いに嵌合可能な凹凸を設け、凹凸の間に基材121を挟んで固定する。
図10のように、境界線Sを挟んで凹凸を設けると、境界Sの近傍で基材が固定されることから、境界部分にテンションが掛かり、分離させやすくなる。一例としては
図9のように互いに嵌合可能な凹凸を、境界線Sを挟むように設けることで、基材121を境界線S近傍で破断させやすくすることができる。
【0028】
上記ICタグ部材を容器に固定する固定方法は、それぞれ組み合わせて用いても良い。例えば接着層131を設けると共に、差込部112と本体部113の境界S近傍の非接着領域に突起112を設け、基材121を貫くようにしても良い。さらに加えて境界Sを含むように上蓋と下部容器のそれぞれが互いに嵌合可能な凹凸を設けるようにしても良い。
【実施例】
【0029】
図1及び
図2で示したような封緘鍵の容器として、ABS樹脂の射出成形にて上蓋と下部容器を用意した。容器は、上蓋と下部容器の底面が平坦なものと、上蓋と下部容器のそれぞれが互いに嵌合可能な凹凸を設けたもの及び下部容器底部の差込部と本体部の境界近傍に突起を設けたものを用意した。
【0030】
次に、膜厚50μmのPETフィルムを基材として使用し、当該基材上に形成された厚み約9μmのアルミ箔をパターンエッチングすることで配線パターンを形成した。配線パターンは、マッチング回路を備えたダイポールアンテナであり、マッチングと接続されるICチップの配置位置が差込部側で、かつ差込部と本体部の境界からICチップまでの配線パターンの2経路の長さがそれぞれ14mmとなるようにした。次に下部容器の底面形状よりも一回り小さい形状に基材を打ち抜いた後、マッチング回路にICチップ(インピンジ社製)を実装した。なおICチップ及びアンテナは、900MHzのUHF帯の通信が可能となるように設計されている。
【0031】
次に、差込部と本体部の境界に相当する領域に、易分離加工として、1)ミシン目加工、2)基材縁の切り込みとスリット加工を施したICタグ部品をそれぞれ作製した。また比較として、易分離加工を施していないICタグ部品を作製した。
【0032】
ここで基材の引裂強度を調べるために、基材を用いて幅15mmの試験片を用意し試験片の両端を引裂強度試験装置の固定部に固定し、試験片の引裂きに掛かる力を算出した。このとき、試験片の張力が掛かる方向が境界線Sと直交するように試験片を作成した。また、サンプルとしては、試験片に易分離加工としてミシン目を入れたサンプル(実施例1)、試験片の15mm幅の端部に切り込みを入れたサンプル(実施例2)、試験片の中央部に張力印可方向に直行するようにスリットを入れた
表1にこの試験での各サンプルの引裂強度の平均値を示す。易分離加工が施されていない比較例のサンプルでは、引裂強度が検出限界以上であった。
【0033】
【表1】
【0034】
次に、下部容器に作製したICタグ部品をセットし、下部容器に上蓋を溶融接着して封緘鍵を完成させた。上蓋と下部容器の底面が平坦な容器に対しては、超音波により基材と下部容器とを融着し固定した。ただし、差込部と本体部の境界近傍5mmの範囲は融着しないようにした。上蓋と下部容器のそれぞれが互いに嵌合可能な凹凸を設けた容器及び下部容器底部の差込部と本体部の境界近傍に突起を設けた容器には、差込部と本体部の境界近傍5mmの範囲以外を融着したものと、まったく融着していないものを用意した。
【0035】
作成した封緘鍵のサンプルをそれぞれ封緘装置の本体にセットして固定した後、物理的に封緘鍵を破断させて開封し、ICタグ部品の分離状態(開封結果)と、ICタグのリーダ/ライタ(インピンジ社製)による通信可否(開封後通信結果)を調べた。通信状態は、封緘装置にセットされた封緘鍵から約5cmの距離を置いてICタグのリーダ/ライタをかざして確認を行った。表2に実験結果に示す。ICタグ部品の基材として易分離加工のないものでは、封緘鍵の開封時に基材を破断させることができず、開封後もICタグの信号は変わらなかった。一方、易分離加工を施したものでは、封緘鍵の開封と同時に基材を破断させることができ、配線パターンも封緘鍵の破断部分で分離されるため、ICタグは通信不能となり、開封がICタグによって検出できた。なお、封緘鍵から分離された個片についても約5cmの距離を置いてICタグのリーダ/ライタをかざして確認を行ったが、信号は検出されなかった。
【0036】
【表2】