JP6136099B2 - インクカートリッジ - Google Patents
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Description
しかし、製造段階、流通段階では、製品管理には非接触通信による管理の方が効率的であり、非接触通信と接触式通信が可能な媒体が求められている。
従来のICラベルは、非接触通信式で、高級酒などの比較的高価な商品や電化製品の消耗品などに貼り付けることで、偽造されては困る物品の真贋を判定するため用いられる(特許文献1、2、3参照)。
具体的には、ラベル基材の粘着面の一部に、高いセキュリティ機能を有するICインレット(非接触IC媒体)が貼り付けられた構成からなる。このICラベルによれば、ICインレットに埋め込まれたICチップに固有の識別情報が記憶させることで、個々の判別が可能となる。
図1、2は本発明のインクカートリッジの一例を示す概略図であり、図3,4は本発明のインクカートリッジの断面の一例を示す模式断面図である。
インクカートリッジ100は、少なくとも複数の面を有する立体形状からなる。
図1(a)では、上面と前面の境界にICラベルの折線8が位置するように貼り付けられ、折線8を挟んで対称に外部端子兼ICチップ側接続部6とアンテナ側接続部7が配置されてなる。図1(b)では、前面の上側と下側の中心近傍に貼り付けられたICラベルの折線8を有し、折線8を挟んで対称にICチップ側接続部6bとアンテナ側接続部7が配置されてなる。
図2(a)では、上面と前面の境界にICラベルの折線8が位置するように貼り付けられ、折線8を挟んで対称に外部端子兼ICチップ側接続部6とアンテナ側接続部7が配置されてなる。図2(b)では、前面の上側と下側の中心近傍に貼り付けられたICラベルの折線8を有し、折線8を挟んで対称にICチップ側接続部6bとアンテナ側接続部7が配置されてなる。
具体的には例えば図4に示すように、ICラベルのアンテナ側をインクカートリッジから剥離し、折線8に沿ってたたむことにより、ICチップ側接続部6bとアンテナ側接続部7が向かい合わせることができ、ICチップ側接続部6bとアンテナ側接続部7が電気的に接続され、非接触通信が可能となるものである。
図5はICラベル1の概略図であり、図6は図5のラベルを折線に沿っておった状態を示す概略図であり、図7は図5のA−A’における断面の一例を示す断面図である。
また、図8〜14はICラベルの他の例を示す断面図である。
図5、図7に示すように、ICラベル1は、基材2の一方の面に設けられたICチップ(ICモジュール)と配線4を有する。配線4は、ICチップ((接続部図示せず)を有し、IC接続部を介してICチップと接続されている。基板の他方の面には粘着層9を備える。
また、配線4は、外部機器との非接触通信が可能なアンテナ部5と外部機器と接触通信を可能にするための外部端子部とを有する。また配線4は、アンテナ部5を含む第一の配線(アンテナ側配線)41と外部端子部を含む第二の配線(ICチップ側配線)42とからなり、これらは物理的に分かれている。アンテナ側配線41は終端にアンテナ側接続部7を有し、ICチップ側配線42には、ICチップ側接続部を有する。
そして、配線4はアンテナ部と外部端子部の間に折線8を有する。この折線8はラベルを折る目安、ガイドとなるもので、折線を有するため、開いている時は接触通信が可能で、折線に沿って折った後はICチップ側接続部とアンテナ側接続部7が電気的に接続され、アンテナ部5とICチップ4が回路的に接続されるため非接触通信に切替が可能なICラベルとすることができる。なお、この例では外部端子部とICチップ側接続部が一体化した外部端子部兼ICチップ側接続部6として説明しているが、別に設けてもかまわない。
また、図10に示すように、基材の一方の面に配線4を設け、さらにその上に粘着層9を備えた構成をとることもできる。この場合、基材の外部端子部に相当する部分に開口を設け、外部機器と接触通信を可能にすることができる。このようにすると、基材が保護層としての機能も有することができる。
また、図13、14に示すようにこの保護フィルムの開口に外部端子保護シール12を設けても良い。外部端子保護シールを有することにより外部端子を使用する前又は使用しない時、外部端子を保護することができる。
さらに、粘着層8上に剥離層を設けても良い。
脆弱性基材としては、脆性プラスチック材料や紙材料が挙げられる。脆性プラスチック材料としては、例えば、カオリン、炭酸カルシウムなどの可塑剤を適量混合して脆質化した脆性塩化ビニル、脆性ポリエステルなどの合成樹脂フィルムや、又は、セルロースアセテート、低密度ポリエチレン、ポリスチレン、ポリフェニレンサルファイドなどの高結晶性プラスチック素材を溶液成膜により形成したフィルムなどがあげられる。紙材料としては、例えば上質紙や中質紙、微塗工紙、コート紙、アート紙、キャスト塗被紙、ガラス質の含浸紙、クラフト紙、合成紙などの紙類を使用することができる。脆弱性基材であれば、一度貼り付けた後にきれいに剥離することが困難であるため、不正な張替えを防ぐことができる。また、剥離時にアンテナを破壊して再利用を防ぐことも可能である。
複数層積層したものとしては、例えば支持体とICチップ、配線を設けたインレット基材とを貼り合わせたものを用いても良い。基材は単層のものを用いる場合、おおよそ厚み50〜200μm程度であり、複数積層するものを用いる場合、各層が50〜100μm程度で総厚100〜200μm程度である。
支持体は、基材2と同様のものを用いることができる。
インレット基材も基材2と同様のものを用いることができる。
インレット基材と支持体は接着剤により貼り合わせることができるが、材料によっては熱融着により貼り合わせても良い。
なお、ICチップ3は、基材上に設けても良いし、基材にICチップを収容するための凹部又は開口部を設けてそこに収容しても良い。
ICチップとしては、ICに接続用のバンプ(接続端子)を有するICチップ(いわゆるベアチップ)を用いることができる。また、接続板に実装したICチップ樹脂封止をしたいわゆるICモジュールを用いても良い。
ICチップ3のバンプは、電気的接合部を介して配線4に電気的に接続されている。
電気的接合部としては、異方性導電ペースト(ACP)や異方性導電フィルム(ACF)等の金属粒子と接着剤バインダーから構成され、熱・圧力条件下における接着剤バインダーの硬化により電気的接続が実現されるものが好ましい。なお、配線のICチップ接続部とICチップ3の電気的接続は、上記したACPやACFを用いた接触接合方式に限定されず、例えば非導電性ペースト(NCP)や非導電性フィルム(NCF)を用いた接触接合方式であってもよく、さらには、超音波(USB)による金属接合方式であってもよい。
配線4は、導電性材料により回路形成できるものであれば特に限定するものではなく様々なものを用いることができる。例えば、金属薄膜をエッチングによりパターン状に形成する方法や、導電性ワイヤーを配置する方法、導電性粒子を含むインキを印刷によりパターン状に形成したものなどが挙げられる。少なくともICチップ接続部、アンテナ部5は配線4と同様に形成することができ、外部端子部は配線と同様に形成してよいが別に形成して接続してもよい。
配線の太さは特に限定するものではないが、0.05〜2mm程度のものを用いることができる。
コイル状アンテナを用いる場合、後述する折線に沿って折る前は、回路的にアンテナ部とICチップは接続されていないため、外部端子部を介した外部端末との接触通信はできるものの、アンテナを介した非接触通信はできない。
後述する折線に沿って折った後は、ICチップ側接続部とアンテナ側接続部7を介してアンテナ部とICチップが回路的に接続されるため、アンテナを介した外部端末と非接触通信はできるものの外部端子部を介して外部端末と通信しようとしても回路的にショートしているため通信できなくなり、折線に沿って折り/開きをすることで接触通信、非接触通信の切替が可能となる。なお、コイルアンテナの巻数は目的に応じて任意に設定できる。
放射状アンテナを用いる場合、後述する折線により折る前は、アンテナ部とICチップが回路的に接続されていないため非接触通信の場合は通信距離が著しく短くなる又は通信が不能となるが、外部端子部を介した外部端末との通信は可能である。折線に沿って折った後は、ICチップ側接続部とアンテナ側接続部を介してアンテナ部とICチップが回路的に接続されるため、アンテナ部を介した外部端末との通信と外部端子部を介した外部端末との通信が可能となる。
この方法を用いる場合、基材2上に直接配線を設けるのであれば、基材2はエッチング耐性のあるプラスチックフィルムを好適に用いることができる。また、インレット基材上に設けるのであれば、インレット基材はエッチング耐性のあるプラスチックフィルムを好適に用いることができ、支持体としては、プラスチック基材や脆弱性基材を用いることができる。
なお、この方法によりコイル状のアンテナ部を形成する場合、コイル最内周から外部端子部への接続用のジャンパー線を引き出しても良い。ジャンパー線は線状の金属薄膜の両端以外を絶縁層を設け、両端部を配線に接触させる方法や、基材又はインレット基材の配線を設けた面とは反対の面に金属薄膜パターンを設け、基材又はインレット基材を貫通するスルーホールに導電材料を設けて接続させる方法がある。
導電性の線材としては、銅、アルミ、銀、金、鉄、錫などの金属材料からなる線材を用いることができる。また、絶縁材料で被覆したものを用いても良い。絶縁材料で被覆することによりコイル最内周から外部端子部へコイルを跨いで配置することができ、ジャンパー線を用いなくてもよいものとなる。
印刷法としては、スクリーン印刷、フレキソ印刷、グラビア印刷、オフセット印刷、インクジェット法などの印刷方式で印刷して形成することができる。この方法で形成した配線は、基材から剥がれ易くなり破壊され易いため、ICラベルの使い廻しを防ぐことができる。
なお、この方法によりコイル状のアンテナ部を形成する場合、コイル最内周から外部端子部への接続用のジャンパー線を引き出しても良い。ジャンパー線は線状の金属薄膜の両端以外を絶縁層を設け、両端部を配線に接触させる方法や、基材又はインレット基材の配線を設けた面とは反対の面に導電パターンを設け、基材又はインレット基材を貫通するスルーホールに導電材料を設けて接続させる方法がある。
外部端子部は例えば、0.5×0.5mm〜5×5mm程度の大きさで形成することができる。
外部端末機器側の端子部の大きさ・形状によっては、配線の線上を外部端子部と兼用しても良い。また、外部端子部はメッキなどを施すことができる。メッキを施すことで、接触不良の低減や耐久性向上を図ることができ、接続信頼性を向上させることができる。メッキを施す材料としては、金、銀、ニッケルまたはこれらの合金等を用いることができる。
また、配線の形成と同時に形成せず、導電部材を外部端子部として配線上に配置してもよい。
また、図10に示すように、基材に開口を設け、開口から外部端子を露出させる場合は、基材裏面の開口近くまで配線を設け、導電部材を開口に設けて配線と接続することにより、外部端子を設けることができる。
導電部材としては金属薄膜を転写形成する方法や、印刷法により導電性材料を形成するしてもよい。外部端子部は接触用の外部端末の端子が来る位置に対し、端子の大きさに合わせて形成することができる。例えば外部端末機器側の端子部と接触しやすくなるように、配線に対し外部端子部を幅広に形成することができる。また、外部端子部にはメッキなどを施すことができる。メッキを施すことで、接触不良の低減や耐久性向上を図ることができる。メッキを施す材料としては、金、銀、ニッケル等を用いることができる。
また、外部端末機器の端子部の大きさ・形状によっては、導電性ワイヤーからなる配線の線上を外部端子部と兼用しても良い。
また、図10に示すように、基材に開口を設け、開口から外部端子を露出させる場合は、基材裏面の開口近くまで配線を設け、支持体に導電材料を設けた導電部材を開口に設けて配線と接続することにより、外部端子を設けることができる。
アンテナ側接続部7とICチップ側接続部は折線に沿って折った時に少なくとも一部が重なるような配置にする。
また、アンテナ側接続部7、ICチップ側接続部は配線に対し幅広に形成することができる。例えば、0.5×0.5mm〜5×5mm程度の大きさで形成することができる。
なお、前述したように外部端子部6aとICチップ側接続部6bは、外部端子兼ICチップ側接続部6として一体化させても良い。
また、配線と粘着層を基材の同じ側に設ける場合は、基材に開口を設け、開口からアンテナ側接続部7、ICチップ側接続部を露出させてもよい。その場合、基材裏面の開口近くまで配線を設け、支持体に導電材料を設けた導電部材を開口に設けて配線と接続することにより、アンテナ側接続部7、ICチップ側接続部を設けることができる。
アンテナ側接続部7、ICチップ側接続部の一方または両方が保護層で覆われている場合は、容量結合で電気的に接続することが出来る。
粘着層はラベルの全面に設けても良いし、折線を挟んでICチップ側のみに設けても良い。
また、図11に示すように折線を挟んで一方と他方で異なる粘着層を用いても良い。例えば折線を挟んでICチップ側のみには、粘着力の強い粘着層を設け、アンテナ部が設けられている側には弱粘着層を設けることができる。アンテナ部が設けられている側に弱粘着層を用いることで、容易にICラベルの折線8を挟んでアンテナ部側を剥離して、折線8に沿ってたたむことが出来る。
保護層10は、外部端子部を露出するように形成する。シート材料を貼り合わせ、転写形成する場合は、外部端子部に相当する部分に開口を設け、位置合わせを行い貼り合わせ、転写することで形成できる。樹脂材料を塗布する場合は、印刷法などにより外部端子部を避けて印刷することにより形成できる。保護層10の開口部は外部端子部のうち、少なくとも外部端末と接触する部分が露出されていれば良く、おおよそ外部端子部の面積に対し、80〜200%程度露出していればよい。
また、保護層10の厚みとしては、0.1〜1000μm程度の範囲内で適宜設定できるがこれに限られるものではない。
また、保護層は、透明のものを用いても良いが、配線を隠蔽することができる有色のものを用いても良い。隠蔽性を有することで回路パターンの流出を防ぐことができる。
また、保護層は、ラベル基材として機能してもよい。
外部端子保護シールとしては、PET等のポリエステル系材料、アクリル系材料、紙材料などからなる保護シール基材と、アクリル系材料、ウレタン系材料、エポキシ系材料、エチレン−酢酸ビニル樹脂などの粘着剤を有するものを用いることができる。
また剥がしやすいように必要に応じてラベル側に易剥離層を形成してもよい。
折線8は、印刷、印字などにより基材とは異なる色相の線を設けることができる。また、折りやすくするために片側又は両側から形成した線状の凹部、片側又は両側からの線状のハーフカット、ミシン目などを用いることができる。このようなものを用いる場合、折りやすくするためだけでなく、非接触通信をする必要がなくなった場合等、アンテナ部を切り取りたい時に、切り取りやすくすることができる。
弱粘着層又は弱粘着部としては、再剥離・再貼付可能な弱粘着性の材料を用いることができる。
また、基材のアンテナが形成されている側に弱粘着層又は弱粘着部を設ける場合において、ICチップ側接続部とアンテナ側接続部を容量結合で接続する場合はICチップ側接続部とアンテナ側接続部の上部に設けることが出来る。また、ICチップ側接続部とアンテナ側接続部を物理的に接触させて接続する場合は、露出しているICチップ側接続部とアンテナ側接続部の周囲に設けることが出来る。
基材のICチップ、配線が形成されていない側に弱粘着層又は弱粘着部を設ける場合は、粘着層上に設けた剥離層に設けることができる。
また、上述したような剥離溶剤で剥がす行為以外に、ドライヤなどの熱で粘着層の粘着材を軟化させてICラベルを剥がすことが想定される。この場合、上記した染料だけでは溶融する温度まで至らず効果が不十分である。そこで、溶剤発色層の材料に、熱刺激により発色するサーマル発色材料を使用することが好ましい。例えば、ロイコ染料と合わせて、熱刺激によってロイコ染料と結合する顕色剤を分散させる。この場合、ロイコ染料は通常無色か淡色の材料が使用され、サーマルで反応した際に色調として顕在化するものが適している。これにより、溶剤発色層がサーマル発色機能を有し、熱で接着層を軟化させて剥がそうとすると、溶剤発色層が発色して痕跡が残る。なお、溶剤発色層は、上記した溶剤発色機能又はサーマル発色機能の少なくとも一方の機能を有していればよい。
また、上記した溶剤発色層に代えて、剥離溶剤に溶解する溶剤溶解層(溶剤検出部)を設けてもよい。これにより、剥離溶剤を用いてICラベルの剥離を試みると、剥離溶剤によって溶剤溶解層が溶解し、基材に痕跡が残る。なお、上記した溶剤発色層及び溶剤溶解層をそれぞれ設けてもよい。これにより、より確実に剥離の痕跡が残る。
さらに配線を隠蔽する隠蔽層を設けても良い。隠蔽層としては、有色の顔料、染料を含むインキを塗布することにより形成できる。
ICラベルの貼り付け位置は特に制限するものではないが、例えば図1〜4に示すようにインクカートリッジの任意の面と他の面を跨ぐように貼り付けることが出来る。また、インクカートリッジの面と面の境界部にICラベルの折部を合わせることで、折りやすくなる。
また、図4に示すようにインクカートリッジに外部端子を収容するための凹部が形成されている場合、ICラベルには図10に示すように凹部の形状に合うよう厚み調整層13を設けることが出来る。厚み調整層15はPET等のプラスチック材料、紙材料など特に限定するものではない。
具体的にはスペーサを設けるまたは粘着層の厚みを調整するなどで上記範囲に設定することが出来る。
次に、配線のICチップ接続部に接触通信と非接触通信が可能なデュアルICチップを接続した。
次に、保護層として外部端子部に合わせて1.5×4mmの開口部を2つ形成した紙基材を用意し、開口部と基材に形成された外部端子の位置を合わせてアクリル系接着剤で貼り合わせた。また保護層の開口部周辺には弱粘着部を設けた。
次にアンテナ部と外部端子部の間に、折線としてカット部1mm、ピッチ2mmからなるミシン目を形成した。アンテナ部を含む領域の大きさは縦15mm×横20mmとし、ICチップ、外部端子部を含む領域の大きさは縦15mm×横15mmとした。
最後に、基材の配線を形成した側とは反対側に粘着層、剥離紙を設け、ICラベルを得た。なお、粘着層は強度の異なるアクリル系接着剤を用い、折線を挟んでICチップ側には接着強度の強い粘着層を設け、折線を挟んでアンテナ部側には接着強度の弱い弱粘着層を設けた。
このインクカートリッジに得られたICラベルを貼り付けた。
なお、折線を挟んでICチップ側が、インクカートリッジの上面に配置され、折線を挟んでアンテナ部側が前面に配置し、折線がインクカートリッジの上面と前面の境界に合うように貼り付けた。
非接触式のR/Wと接触式のR/Wを用いて、実施例1のICラベルとの通信状態を確認した。
結果、ICラベルをミシン目に沿って折る前は、非接触式R/Wとの通信はできず、接触式R/Wとの通信は良好にできた。
そしてICラベルをミシン目に沿って折った後は、非接触式R/Wとは良好に通信できたが、接触式R/Wとの通信はできなかった。さらに再度ICラベルを開くと、非接触式R/Wとの通信はできず、接触式R/Wとの通信は良好にできた。
また、ICラベルのアンテナ部側の粘着層を弱粘着層としたことでアンテナ部側のインクカートリッジの剥離性、再貼付性に優れるものとなった。さらに保護層上に弱粘着部を設けたことで、折った状態を良好に保つことができた。
101・・外部端子収容部
2・・・・基材
3・・・・ICチップ
4・・・・配線
41・・・第一の配線(アンテナ側配線)
42・・・第二の配線(ICチップ側配線)
5・・・・アンテナ部
6・・・・外部端子部兼ICチップ側接続部
6a・・・外部端子部
6b・・・ICチップ側接続部
7・・・・アンテナ側接続部
8・・・・折線
9・・・・粘着層
91・・・弱粘着層
10・・・保護層
11・・・剥離層
12・・・外部端子保護シール
13・・・粘着層
14・・・保護シール基材
15・・・厚み調整層
Claims (9)
- インクカートリッジにICラベルが貼付されたインクカートリッジであって、
該ICラベルが、基材と、アンテナ部と接続部を備える第一の配線と、ICチップと接続部と外部端子部を備える第二の配線とを有し、
第一の配線と第二の配線の間に折線を有し、
第一の配線の接続部がアンテナ側接続部であり、第二の配線の接続部がICチップ側接続部であり、該ICラベルが、折線を挟んで二つ折りした状態において、第一の配線のアンテナ側接続部と第二の配線のICチップ側接続部が重なり、アンテナ側接続部とICチップ側接続部が接触または容量結合により電気的に接続してなり
該インクカートリッジが複数の面を有する立体形状からなり、該ICラベルがインクカートリッジの任意の面と他の面を跨ぐように貼付されていることを特徴とするインクカートリッジ。 - 前記ICラベルのICチップ及び第二の配線上に保護層を有し、
該保護層が外部端子部を露出する開口部を有することを特徴とする請求項1に記載のインクカートリッジ。 - 前記インクカートリッジが外部端子を収容するための凹部が形成さてなり、該ICラベルに凹部の形状に合う厚み調整層が設けられていることを特徴とする請求項1または2に記載のインクカートリッジ。
- 前記ICラベルの外部端子部がメッキ処理されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のインクカートリッジ。
- 前記ICラベルの保護層の開口部上に外部端子部保護シールを有することを特徴とする請求項2〜4のいずれかに記載のインクカートリッジ。
- 前記ICラベルの最外層に再剥離・再貼付可能な弱粘着性の材料からなる弱粘着層又は弱粘着部を有することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のインクカートリッジ。
- 前記ICラベルの外部端子部がICチップ側接続部を兼ねることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のインクカートリッジ。
- 前記ICラベルの折線を挟んでアンテナ部側の粘着層が、再剥離・再貼付可能な弱粘着性の材料からなる弱粘着層であることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載のインクカートリッジ。
- 前記ICラベルの折線が、インクカートリッジの1つの面を2分する中心近傍に設けられていることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載のインクカートリッジ。
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