JP2006275578A - 識別方法及び識別装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
所定の波長を有する励起光を照射することにより、異なるスペクトルで発光及び／又は残光する蛍光体及び／又は燐光体を付与された印刷物を同時に識別するための方法及び装置を提供する。
【解決手段】
本発明は、前記印刷物に光源から励起光を照射し、前記励起光の照射により前記印刷物に付与された蛍光体及び／又は燐光体から発する二つ以上の発光特性及び／又は残光特性スペクトルを取得し、前記取得したスペクトルを分光測定し、前記分光測定した発光特性及び／又は残光特性スペクトルから前記蛍光体及び／又は燐光体の特定及び付与パターンを検出し、前記印刷物を識別する識別方法及び識別装置である。
【選択図】図１

Description

本発明は、所定の波長を有する励起光を照射することにより、異なるスペクトルで発光及び／又は残光する蛍光体及び／又は燐光体を付与された印刷物を識別するための方法及び装置に関するものである。

励起光の照射により、赤外光を発する蛍光体や残光を発する燐光体を用いて、印刷基材上に肉眼で視認することのできない、いわゆる不可視の文字や絵、マーク、バーコード等の情報が印刷付与された印刷物やその不可視情報の読み取りに関する技術が公開されている。

例えば、切手は、蛍光体及び燐光体を機械における識別に利用したものとして知られている。郵便物上の切手の料額印面の種別、位置等を認識する装置での識別のために、蛍光体及び燐光体が切手の一部に塗布又は印刷により付与されていて、所定の波長の励起光を照射すると発光残光する特性を取得して検出する装置として、切手検出装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

また、蛍光体及び燐光体のような発光体の発光、残光特性などを定量的にかつ正確に測定できる装置として、発光体の残光特性測定装置が挙げられる（例えば、特許文献２参照。）。

被測定物に対して所定波長の励起光を照射し、被測定物が発生する蛍光と燐光の当該波長成分を測定するために、被測定物から発生する蛍光と燐光を光電変換して得られる測定信号を対数圧縮伸張して、分光特性を求める装置として、蛍光・燐光測定装置が挙げられる（例えば、特許文献３参照。）。

特開平８−３０７８５号公報 特公平６−５０２８６号公報 特開平８−１３６４５８号公報

しかしながら、上記記載の切手検出装置では、切手の検出手段としては適しているが、発光残光を認識することは可能であるものの、細かい発光や残光の波長の特徴点の抽出には不向きであった。

上記記載の発光体の残光特性測定装置では、励起に用いられる励起光源が、水銀放電灯であり、発光波長を取得する受光部は、各波長を抽出する光学フィルタと光電子増倍管を使用しているものであった。励起中の蛍光発光と励起光消灯からの残光を測定するものであるため、励起光源の水銀灯の点灯・消灯の点滅状態での測定であり、測定準備段階であっても数回点滅を繰り返し、光源を安定させるようにしているが、測定値が安定していないので数回の測定を行い、平均値で測定値を求めるために、測定に多くの時間を費やしていた。その上、測定の都度、基準値の補正作業が必要であった。

上記記載の蛍光・燐光測定装置では、第１の分光器で励起波長を可変し、第２の分光器を分光器駆動用モーターで分光波長を可変制御して特定波長を取得し、デジタルデータを統計処理する方式を採用しているものである。このような特定波長の取得方式では、それぞれ２つの分光器と分光器駆動用モーターが必要となり、分光波長を可変制御して、分光波長をλ１〜λｍ点で、１点ずつ取得していくため、時間がかかるものであった。また、フィルタを変更させて１種類ごとに測定していた。発光をハーフミラーで分けた場合には、２種類の発光を同時に検出できるが、検出感度が弱くなるという問題点があった。

本発明では、このような従来の技術では難しかった、蛍光体又は燐光体の発光スペクトルと残光スペクトルの２種類以上の異なるピーク波長を検出するのに適したものであって、蛍光体又は燐光体を付与された基材を読み取るための方法及び装置を提供することにある。

本発明は、所定の励起光の照射中に、２種類以上の異なる波長を発光し、励起光の照射終了後の残光時に１種類以上の波長の残光を有する特徴を検出し、波長の特徴や波長ピークと残光波長等のスペクトルの組み合わせを検知することによって、基材に付与された蛍光体又は燐光体を検出し、その発光又は残光スペクトルの特徴から、基材の真偽を判別する方法及び真偽の判別装置を提供することである。

基材に印刷又は塗布によって付与された蛍光体及び／又は燐光体を付与した印刷物を識別する方法であって、前記印刷物から発する二つ以上の異なる発光特性及び／又は残光特性スペクトルを同時に測定することにより前記印刷物を識別する識別方法である。

前記印刷物に光源から励起光を照射し、前記励起光の照射により前記印刷物に付与された蛍光体及び／又は燐光体から発する二つ以上の発光特性及び／又は残光特性スペクトルを取得し、前記取得したスペクトルを分光測定し、前記分光測定した発光特性及び／又は残光特性スペクトルから前記蛍光体及び／又は燐光体の特定及び付与パターンを検出し、前記印刷物を識別する識別方法である。

前記印刷物に光源から励起光を照射する励起手段と、前記励起光の照射により発した発光と残光とを同時に取得する受光手段と、前記受光手段で取得した発光と残光とを、分光測光器で発光スペクトルと残光スペクトルとに分光する分光手段と、前記分光した発光スペクトル及び／又は残光スペクトルを演算処理するコンピュータと、を備えたことを特徴とする識別装置である。

前記コンピュータは、前記分光した発光スペクトル及び／又は残光スペクトルをデータとして入力する入力手段と、前記データを記憶する記憶手段と、前記データを演算する演算手段と、前記データの演算結果を表示する出力手段と、を備えたことを特徴とする識別装置である。

前記分光手段は、分光測光器であることを特徴とする識別装置である。

基材に印刷又は塗布によって蛍光体及び／又は燐光体を付与した印刷物の識別及び真偽判別に利用できる新規な検出手段を確立することができた。

分光測光器を用いたことにより同時に複数のスペクトルが測定できるとともに、高速に識別及び真偽判別が行えるため、蛍光体及び／又は燐光体を付与した印刷物の製造工程では、印刷機上での付与量の検査を行うことができ、安定した印刷物を提供することができる。また、真偽判別機上では、蛍光体及び／又は燐光体の材料特定と真偽判別ができる。

本発明の実施の形態について説明する。本発明の識別方法を実施するために用いられる印刷物は、蛍光体及び／又は燐光体が、印刷又は塗布によって付与されており、その蛍光体及び／又は燐光体の組成や組み合わせにより、発光スペクトルが２種類以上で、残光スペクトルが１種類以上の発光スペクトル並びに残光スペクトルの特徴から印刷物の識別を行うことができるものである。

蛍光体及び／又は燐光体を付与された印刷物の識別に際しては、所定の励起光を照射する光源と、蛍光体及び／又は燐光体からの発光の取得と残光の取得を行い、分光する分光測光器と、分光測光器で分光した分光データを演算し、発光及び残光のピーク波長の検出と解析とを行い判別するコンピュータとを主要構成とした装置としている。同時に複数のスペクトルを測定でき、高速に識別及び真偽判別が行える装置である。ここでいう同時とは、励起光の照射中及び消灯後数ｍ・ｓ（ミリメートル／秒）までの間に発光体及び／又は燐光体から発せられる蛍光スペクトル又は残光スペクトルの検出される現象が一連において発生している間のことである。

識別に用いられる基材は、例えば、銀行券、切手、国債、商品券、株券、道路回数通行券といった貴重製品類及び旅券、通帳、カードといった証券類等に使用される紙や樹脂からなる紙葉類からなる印刷物であり、蛍光体及び／又は燐光体が、印刷又は塗布によって、その基材の表面又は内部に付与された印刷物である。

蛍光体及び／又は燐光体を付与された基材は、まず、数種類の蛍光体及び／又は燐光体を組み合わせたインキ又は塗布液を作製する。このインキ又は塗布液は、可視光では無色又は有色の状態である。それから、作製したインキ又は塗布液を前記基材に印刷又は塗布を行うことで、印刷物が作製される。この印刷物は、特定の励起光を照射すると数種類の異なるスペクトルを同時に発光し、励起光の消灯後に数種類のスペクトルが残光として得られる特徴を有している。残光状態における各スペクトルのピークを測定して、残光スペクトルの組み合わせを検知することによって識別及び真偽判別を行うものである。

あるいは、蛍光体又は燐光体を付与された基材は、まず、数種類の蛍光体及び／又は燐光体を組み合わせたインキ又は塗布液を作製する。このインキ又は塗布液は、可視光では無色又は有色の状態である。それから、作製したインキ又は塗布液を前記基材に印刷又は塗布を行うことで、印刷物が作製される。この印刷物は、特定の励起光を照射すると２種類の異なるスペクトルを発光し、励起光の消灯後に１種類のスペクトルが残光として得られる特徴を有しており、励起光の励起中と消灯後の発光状態を検出して識別及び真偽判別を行うものである。

以下、本発明の識別装置の実施例について図面を用いて詳細に説明するが、本発明の内容は、これらの実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
識別に用いる蛍光体として、２種類の蛍光体を選別し、グラビアインキを作製した。配合は、ＳＰＤ−８０３（青発光：（株）東芝製）１．０重量部とＳＰＤ−８０４（緑発光：（株）東芝製）０．８７重量部の割合で、混合体を作製した。この混合体は、分光蛍光光度計（８５０形：（株）日立製作所製）で、２５３．７ｎｍ励起及び３６５ｎｍ励起において蛍光スペクトルを測定した結果、４５４ｎｍ（青発光）及び５１５ｎｍ（緑発光）において発光強度が同程度の二つの蛍光ピークが観察できたものである。この混合体をグラビア印刷用のインキとするために、顔料コンテント１５％でグラビアインキを作製し、電動式グラビア印刷機（ＧＰ−２型：クラボウ（株）製）にて、７０Ｌｉｎｅ／ｃｍの版面を使用して、蛍光増白されていない塗工用紙へ印刷した。

作製された印刷物は、目視では、二つの異なる蛍光色の混合とした結果によって、青緑色に発光する蛍光色を有するものとなった。この混合体は、目視では判別できないが、励起光の消灯後に一種類のスペクトルが残光として得られる特徴を持っている。

図１に示した分光測光器３として、分光測光装置（ＰＭＡ−１１−Ｃ８８０８−０１型：浜松ホトニクス（株）製）を使用した装置システム構成において、励起光源１から中心波長３６５ｎｍの光を発するＬＥＤから成る励起光を作製した印刷物２に照射して、印刷したグラビアインキに含まれている蛍光体及び燐光体からの発光を分光測光器３で分光した後、分光波形データを演算するコンピュータ４に取り込み、発光のピーク波長を検出して判別を行った（図２）。２種類の発光のピーク波長を分光測光器３で検出したデータ、及び励起光の消灯後に蛍光体からの残光を分光測光器３で数ｍ・ｓ後に分光した分光波形データをコンピュータ４に取り込み、図３に示したような１種類の発光のピーク波長を検出して、励起中と消灯時の組み合わせで当該混合体であることを識別することができた。

発光体の付与方法は、本発明の実施例で行ったように、グラビア印刷に限定されるものではなく、平版印刷、凸版印刷、フレキソ印刷、スクリーン印刷、彫刻凹版印刷などのいずれの印刷方式においても発光体を基材に付与することができる。

蛍光体及び燐光体の組み合わせによって、所定の励起光や発光ピーク又は残光が変わるが、励起光カットフィルタと識別用のプログラムソフトの変更で容易に対応することができる。

また、識別装置において、励起光の照射と発光の受光は、図５に示すような同軸のファイバ５を用いることが可能であるほか、分光測光器３は同様の機能を有していれば他のものでも何ら問題はない。

（実施例２）
４種類の発光ピークを有する材料の識別について実施を行った。発光体には、本出願人が特公昭６３-２０８７３号公報に開示した方法で作製した、不活材を異にするＺｎＳ：Ａｇ、ＺｎＳ：Ｃｕ及びＺｎＳ：Ｍｎで表される硫化亜鉛３種類の発光体、並びに、Ｄ−１１１１（発光体：根本特殊化学（株）製）を用いた。配合は、ＺｎＳ：Ａｇを２．７重量部、ＺｎＳ：Ｃｕを１．８重量部、ＺｎＳ：Ｍｎを１．４重量部、Ｄ-１１１１を０．６重量部の割合からなる混合体である。この混合体は実施例１で用いた分光蛍光光度計（８５０形：（株）日立製作所製）で、２５３．７ｎｍの励起波長において、４種類のそれぞれの材料に基づくピーク波長を有する燐光スペクトルが得られた（図４）。

蛍光色は、ほぼ白色を呈し、混合体に含まれる混合材料を目視で推測することはできなかった。燐光スペクトルにおいて、それぞれの材料に由来するピークは極大値を形成しているので、他の材料のショルダーと区別することができた。

また、同様に、ＺｎＳ：Ａｇ、ＺｎＳ：Ｃｕ及びＺｎＳ：Ｍｎで表される硫化亜鉛３種類の発光体、並びに、Ｄ−１１１１（発光体：根本特殊化学（株）製）の配合を、ＺｎＳ：Ａｇを１．６重量部、ＺｎＳ：Ｃｕを１．０重量部、ＺｎＳ：Ｍｎを４．３重量部、Ｄ-１１１１を７．５重量部の割合とした混合体を、同様に分光蛍光光度計（８５０形：（株）日立製作所製）で、３６５ｎｍの励起波長において、４種類のそれぞれの材料に基づくピーク波長を有する燐光スペクトルが得られた。蛍光色は、橙色を呈し、混合体に含まれる混合材料を目視で推測することはできなかった。

上記混合体を実施例１と同様な手法にてグラビア印刷物３を得て、図１に示した分光測光器３を使用した装置システム構成で測定した結果、４種類の発光ピーク波長を検出することができた。この励起光の照射中と消灯時の組み合わせによる識別は、４種類以上の組み合わせによる識別も可能であり、４種類の燐光材料を組み合わせた場合には１５通りの組み合わせとなり、１５種類の識別が可能となる。

実施例１と同様に、蛍光体及び燐光体の組み合わせによって、所定の励起光や発光ピーク又は残光が変わるが、励起光カットフィルタと識別用のプログラムソフトの変更で容易に対応することができる。また、識別装置においても、励起光の照射と発光の受光は、図５に示すような同軸のファイバ５を用いることが可能である。

このように多種類のピーク波長の分光特性を測定することができるため、得られたスペクトルデータから、あらかじめ登録したスペクトルデータと照合することで、真偽判別に用いることも可能である。真偽判別に用いる場合は、公知のパターンマッチングなどに代表される様々な真偽判別手段を用いることによって実現できる。

本発明の実施例における識別装置の概略図である。 ２ピーク波長の分光特性のグラフである。 残光時１ピーク波長の分光特性のグラフである。 ４ピーク波長の分光特性のグラフである。 本発明の実施例における同軸ファイバを用いた識別装置の概略図である。

符号の説明

１ 励起光源
２ 印刷物
３ 分光測光器
４ コンピュータ
５ ファイバ
６ 蛍光体付与部位
７ 励起光
８ 発光又は残光

Claims (5)

1. 基材に印刷又は塗布によって付与された蛍光体及び／又は燐光体を付与した印刷物を識別する方法であって、前記印刷物から発する二つ以上の異なる発光特性及び／又は残光特性スペクトルを同時に測定することにより前記印刷物を識別する識別方法。
2. 前記印刷物に光源から励起光を照射し、前記励起光の照射により前記印刷物に付与された蛍光体及び／又は燐光体から発する二つ以上の発光特性及び／又は残光特性スペクトルを取得し、前記取得したスペクトルを分光測定し、前記分光測定した発光特性及び／又は残光特性スペクトルから前記蛍光体及び／又は燐光体の特定及び付与パターンを検出し、前記印刷物を識別する請求項１記載の識別方法。
3. 前記印刷物に光源から励起光を照射する励起手段と、前記励起光の照射により発した発光と残光とを同時に取得する受光手段と、前記受光手段で取得した発光と残光とを、分光測光器で発光スペクトルと残光スペクトルとに分光する分光手段と、前記分光した発光スペクトル及び／又は残光スペクトルを演算処理するコンピュータと、を備えたことを特徴とする請求項３記載の識別装置。
4. 前記コンピュータは、前記分光した発光スペクトル及び／又は残光スペクトルをデータとして入力する入力手段と、前記データを記憶する記憶手段と、前記データを演算する演算手段と、前記データの演算結果を表示する出力手段と、を備えたことを特徴とする請求項４記載の識別装置。
5. 前記分光手段は、分光測光器であることを特徴とする請求項４記載の識別装置。

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