JP4352141B2 - シートの配向測定方法及び配向測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、シートの配向測定方法及び配向測定装置並びにシートの真偽判別方法及び真偽判別装置に関するものである。本発明において測定対象物としてのシートとは、基材に印刷インキ等で印刷したもの、蒸着又はメッキしたもの、貼着したもの、塗布したもの等が含まれ、また、基材としては、紙、フィルム、プラスチック、金属などが含まれる。

近年、有価証券類やカードなどの貴重印刷物の偽造を判別する技術が必要とされており、このような貴重印刷物の真偽をチェックする各種の技術が提案されている。

従来、高品質な紙を製造するためには、紙の製造段階において、紙の紙質や繊維配向特性を測定している。繊維配向を測定する従来の方法として、投光器から紙に垂直に光を照射し、受光器が旋廻軌道上の複数箇所で測定を行って繊維配向特性を求める方法がある（例えば、特許文献1参照）。

しかし、製造済みの印刷物やカード類の基材を、特許文献1の測定装置を用いて測定した場合には、該装置が光を投光・受光する光学方式であるために、印刷物やカード類の表面にある印刷インキによって光の反射・吸収が起こるために、正確な測定を行うのは難しかった。

また、誘電体共振器に被測定物を接近させたときに、共振周波数がずれる現象をもとにして誘電率や配向を測定する方法がある（例えば、特許文献２参照）。しかし、この測定方法は、装置に内蔵した誘電体共振器の側面を被測定物に対向させて測定する方式であるために、誘電体の大きさに準じ、広い測定面積が必要となっているため、外形が小さい印刷物には用いることができなかった。

特開２００２−２１２８９１号公報 特開２０００−１６２１５８号公報

本発明は、前記問題点にかんがみてなされたもので、有価証券、カードなどのシート類の素材である植物繊維、カーボン繊維、金属繊維、金属・合金からなる磁性繊維などの繊維、又は、シート類に塗布された針状形状である顔料、金属粉などを含む印刷ンキや塗膜などの配向を、より安定して測定を行えるようにしたシートの配向測定方法及び配向測定装置を提供することを目的とするものである。

また、外形寸法が小さい印刷物に対しても広い測定面積を必要とせずに安定した測定を可能としたシートの配向測定方法及び配向測定装置を提供することを目的とするものである。

さらに、本発明のシートの配向測定を行うことによって、印刷物やカード類の表面にある印刷インキによって、光の反射・吸収が起こるような場合でも、配向測定を行って真正品と偽造品を判別可能としたシートの真偽判別方法及び真偽判別装置を提供することを目的とするものである。

本発明のシートの配向測定方法は、シートを構成する材料の配向性を、漏れ電磁界を測定する導波管による電磁波が、該シートを構成する材料の特性に依存することを利用して、シートを構成する材料の配向性を求めるシートの配向測定方法であって、少なくとも１つの漏洩孔を有する前記導波管と、前記導波管の中に、電磁波を照射する電磁波送信部より電磁波を送信し、前記照射された前記電磁波が前記導波管内を伝搬して前記漏洩孔から電磁界を漏洩し、前記電磁界が前記漏洩孔に対向して配置された被測定物であるシートを透過するときに、前記シートを構成する材料の特性に応じて変化する前記導波管内の電磁波の振幅及び／又は位相の変化を受信する電磁波受信部とで検知電圧を受信する検知手段を用いて、前記検知手段の導波管の漏洩孔の上に載置したシートのシート面に垂直な軸を回転軸として、異なる角度になるように前記検知手段と前記シートの相対角度を複数回変化させて、前記電磁波受信部により各々の検知電圧を測定し、前記得られた各々の検知電圧をもとに比誘電率又は導電率の異方性を得ることによりシートの配向性を求めることを特徴とする。

本発明のシートの配向測定装置は、シートを構成する材料の配向性を、漏れ電磁界を測定する導波管による電磁波が、該シートを構成する材料の特性に依存することを利用して、シートを構成する材料の配向性を求めるシートの配向測定装置であって、少なくとも一つの漏洩孔を有する前記導波管と、前記導波管の中に電磁波を照射して送信する電磁波送信部と、前記照射した電磁波が前記導波管内を伝搬して前記漏洩孔から電磁界を漏洩し、前記電磁界が前記漏洩孔に対向して配置された被測定物であるシートを透過するときに、前記シートを構成する材料特性に応じて変化する前記導波管内の電磁波の振幅及び／又は位相の変化を受信する電磁波受信部とで検知電圧を検知する検知手段を備え、前記検知手段の前記導波管の漏洩孔の上に載置したシートのシート面に垂直な軸を回転軸として、異なる角度になるように前記検知手段と前記シートの相対角度を複数回変化させて、各々の検知電圧を測定し、前記得られた各々の検知電圧をもとに比誘電率又は導電率の異方性を得ることを特徴とする。

本発明のシートの配向測定装置は、シートを構成する材料の配向性を、漏れ電磁界を測定する導波管による電磁波が、該シートを構成する材料の特性に依存することを利用して、シートを構成する材料の配向性を求めるシートの配向測定装置であって、少なくとも一つの漏洩孔を有する前記導波管と、前記導波管の中に電磁波を照射して送信する電磁波送信部と、前記照射した電磁波が前記導波管内を伝搬して前記漏洩孔から電磁界を漏洩し、前記電磁界が前記漏洩孔に対向して配置された被測定物であるシートを透過するときに、前記シートを構成する材料特性に応じて変化する前記導波管内の電磁波の振幅及び／又は位相の変化を受信する電磁波受信部とで検知電圧を検知する検知手段を複数備え、前記複数の検知手段は、前記導波管の漏洩孔の上に載置したシートのシート面に垂直な軸を回転軸として、それぞれ異なる角度に配設されていることを特徴とする。

また、前記シートの配向測定装置は、前記検知手段が有する前記導波管が、所定の空間を共有するように結合され、前記漏洩孔が同じ位置に設けられている。

本発明のシートの配向測定装置は、シートを構成する材料の配向性を、漏れ電磁界を測定する導波管による電磁波が、該シートを構成する材料の特性に依存することを利用して、シートを構成する材料の配向性を求めるシートの配向測定装置であって、少なくとも一つの漏洩孔を有する前記導波管と、前記導波管の中に電磁波を照射して送信する電磁波送信部と、前記照射した電磁波が前記導波管内を伝搬して前記漏洩孔から電磁界を漏洩し、前記電磁界が前記漏洩孔に対向して配置された被測定物であるシートを透過するときに、前記シートを構成する材料特性に応じて変化する前記導波管内の電磁波の振幅及び／又は位相の変化を受信する電磁波受信部とで検知電圧を検知する検知手段を複数備え、前記複数の検知手段は、前記導波管の漏洩孔の上に載置したシートを挟んでそれぞれの漏洩孔どうしが立体交差するように配設されていることを特徴とする。

本発明のシートの真偽判別方法は、シートを構成する材料の配向性を、漏れ電磁界を測定する導波管による電磁波が、該シートを構成する材料の特性に依存することを利用して、シートを構成する材料の配向性を求めることでシートの真偽判別をする真偽判別方法であって、少なくとも一つの漏洩孔を有する前記導波管と、前記導波管の中に、電磁波を照射する電磁波送信部より電磁波を送信し、前記照射された前記電磁波が前記導波管内を伝搬して前記漏洩孔から電磁界を漏洩し、前記電磁界が前記漏洩孔に対向して配置された被測定物であるシートを透過するときに、前記シートを構成する材料の特性に応じて変化する前記導波管内の電磁波の振幅及び／又は位相の変化を受信する電磁波受信部とで検知電圧を受信する検知手段を用いて、前記検知手段の導波管の漏洩孔の上に載置したシートのシート面に垂直な軸を回転軸として、異なる角度になるように前記検知手段と前記シートの相対角度を複数回変化させて、前記電磁波受信部により各々の検知電圧を測定し、前記得られた各々の検知電圧をもとに比誘電率又は導電率の異方性を得、前記得られた比誘電率又は導電率の異方性を、あらかじめ測定された基準となるシートの比誘電率又は導電率の異方性と比較することにより真偽判別することを特徴とする。

本発明のシートの真偽判別装置は、シートを構成する材料の配向性を、漏れ電磁界を測定する導波管による電磁波が、該シートを構成する材料の特性に依存することを利用して、シートを構成する材料の配向性を求めることでシートの真偽判別をするシートの真偽判別装置であって、少なくとも一つの漏洩孔を有する前記導波管と、前記導波管の中に電磁波を照射して送信する電磁波送信部と、前記照射した電磁波が前記導波管を伝搬して前記漏洩孔から電磁界を漏洩し、前記電磁界が前記漏洩孔に対向して配置された被測定物であるシートを透過するときに、前記シートを構成する材料特性に応じて変化する前記導波管内の電磁波の振幅及び／又は位相の変化を受信する電磁波受信部とで検知電圧を検知する検知手段を備え、前記検知手段の導波管の漏洩孔の上に載置したシートのシート面に垂直な軸を回転軸として、異なる角度になるように前記検知手段と前記シートの相対角度を複数回変化させて、各々の検知電圧を測定し、前記得られた各々の検知電圧をもとに比誘電率又は導電率の異方性を得る手段と、前記得られた比誘電率又は導電率の異方性を、あらかじめ測定された基準となるシートの比誘電率又は導電率の異方性と比較することでシートを真偽判別する真偽判別手段とを備えたことを特徴とする。

本発明では、検知手段である導波管の壁面に、少なくとも一つの電磁波を漏洩する漏洩孔を配置し、この漏洩孔から電磁界を漏洩し、その漏洩孔にシートを配置させて検知電圧を測定することにより、安定した配向測定が可能である。

また、広い測定面積を必要とせずに安定した測定が可能となる。

さらに、印刷物やカード類の表面に印刷がされている場合にも、光の反射・吸収に影響されずに配向測定が行えるので、それをもとにして真正品と偽造品を判別することが可能となる。

次に、本発明の実施の形態について図面を用いて以下に説明する。
（原理の説明）
漏れ電磁界によってシートの配向を測定する原理に関して、図面を用いて説明する。本実施例で述べる電磁波とは、電波法に規定する周波数３kHzを超え、３０THz以下のものをいう。例えば、周波数１GHz〜３００GHzの範囲のマイクロ波が好ましい。

図1(a)は、導波管3の上側の壁面に、電磁波1を漏洩する漏洩孔2を配置して、電磁波発振源から導波管3の中に電磁波1を照射して、導波管内にＴＥ10モードの電磁波分布を得た状態である。

図１（ｂ）は、導波管内及び漏洩の電界分布5を示し、図１（ｃ）は、導波管内及び漏洩の磁界分布6を示す。電界分布５及び磁界分布６は、ともにベクトル方向２０の方向性をもっている。

図１（ｄ）は、漏洩孔2に測定用のシート4を対向させて配置させた状態で、シート4をベクトル方向２０の漏れ電磁界が透過するときに、シート4の配向特性によって導波管内の磁界分布5及び電界分布6が変化することを原理として、シート４の配向を検知するものである。

なお、シート４の材料が紙や樹脂などの場合には、主に材料の比誘電率によって、材料が金属薄膜などの場合には主に材料の導電率によって導波管内に変化を与えるものである。

漏洩孔２に対向させて配置させる測定用のシート４は、漏洩孔２が設けられた導波管に接触させても、又は、非接触でも、どちらでもよい。

図１（ｅ）は、漏洩孔２をあけた導波管３をシート面に垂直な軸を回転軸として回転させている様子を示している。導波管３とシート４の相対角度を回転させて角度を異ならせて、複数回測定を行うと、シート４に配向性がある場合は、角度と検知電圧値の関係に一定の変化が得られることから配向を検知するものである。

（装置の説明）
次に、本発明の配向測定装置に関する特徴点を、図を用いて説明する。
本実施例の装置の原理は、導波管内部に電圧定在波（導波管内において入射波と反射波が重なり合って発生する電圧振幅の分布）を発生させて、その一部を漏洩孔から漏洩させてシートを測定するものである。

図２は、本実施例の装置の基本となる検知手段の部分を示す断面図である。送信アンテナ7及びガンダイオードなどの送信ダイオード8により構成されるマイクロ波送信部11と、受信アンテナ9及びショットキーダイオードなどの受信ダイオード10により構成されるマイクロ波受信部12と、上壁面に漏洩孔2を設けた導波管3と、マイクロ波のパワーを反射して導波管内の電磁波の状態を調整する反射板14（金属製の板状）とによって構成した検知手段を示している。

送信ダイオード8から送信アンテナ7を経てTE10モードの電磁波が導波管内に照射されると、導波管の端部を反射板１４によって終端しているため、電磁波１のすべてが反射板１４によって反射されて導波管内部には大きな定在波21が得られる。一部の電磁界が漏洩孔2から外部に漏洩し、漏洩孔2の上に測定用のシートを配置すると、図１（ｄ）に示したように電磁界がシート4を透過し、シートの材料特性によって導波管内の定在波21の振幅又は位相が変化し、これを、受信アンテナ9を経て受信ダイオード10によって検知して、シート4の検知レベルを測定できるものである。

装置の調整は、導波管内の電磁波が、漏洩孔2から最も漏洩できるように、マイクロ波送信部11に対して漏洩孔2及び反射板14の位置を配設している。

本実施例を実施するための最良の形態を以下に示す。実施例では、いずれも検知手段を２個用いた場合を説明しているが、検知手段は、２個に限定されるものでなく、シートの移動方向において漏洩孔が同一線上になるように角度を変えて複数個配設してもよい。また、本実施例において、図３に示すような場合は、同一ラインをスキャンするため、シートは搬送させて、また、図４、図５に示すような場合は、漏洩孔を共有しているので、静止、搬送の両方が可能であるが、検知手段をライン上に複数配設した場合は、いずれの場合も搬送させて測定する。

図３は、前記検知手段を２個用いて、検知手段とシートとの相対角度を各々異ならせて配置することによって配向測定する一形態を示す図である。図３（ａ）は、第一検知手段１５及び第二検知手段１６を用い、二つの導波管３に電磁波１を照射した概観を示し、図３(b)はその側面図を示している。
第一検知手段１５及び第二検知手段１６の配置は、双方の漏洩孔２がシートの移動方向において同一線上になるようにし、且つ、二つの検知手段の相対角度がシート面に垂直な軸を回転軸にして90度の角度になるように配設した一形態を示している。

測定は、シートを直線的に移動させて、２個の検知手段によって配向を測定する。この形態の特徴は、一個の検知手段を用いてシート面に垂直な軸を回転軸として検知手段の角度を変えて測定することで配向を認識するのではなく、二つの検知手段は固定されており、シートが相対的に直線移動するため、２個の検知手段がシート上の同一ラインをスキャンできるため、二つの測定位置ずれが小さいという利点がある。

図４は、図３と異なる方法で配向測定を実現した一形態である。
図４（ａ）は、概観図を示し、図４(b)は、その側面図を示している。
第一検知手段１５及び第二検知手段１６を結合して、二つの導波管３の内部を一つの空間として構成し、かつ、一つの漏洩孔２を共有した構造の一体型検知手段１７の一形態を示している。この形態の特徴は、二つの検知手段が移動するシートの同一のラインをスキャンできるだけでなく、漏洩孔２を含む導波管を共有するため、静止状態においてもシートの同一ポイントの配向測定が行えるという利点がある。

図５は、図３や図４と異なる方法で配向測定を実現した一形態である。
図５（ａ）は、第一検知手段１５及び第二検知手段１６を用い、二つの導波管３に電磁波１を照射した状態を示した概観図を示し、図５(b)は、その側面図を示している。第一検知手段１５及び第二検知手段１６の配置は、被測定物であるシート類を挟んで漏洩孔どうしが立体交差するように配設して、かつ、二つの検知手段の相対角度がシート面に垂直な軸を回転軸にして90度の角度になるように配設した一形態を示している。この形態の特徴は、二つの検知手段が移動するシートの同一のラインをスキャンできるだけでなく、二つの検知手段がシートを挟んで対象であるために、静止状態においても同一ポイントの配向測定が行えるという利点がある。

前記装置の調整は、導波管内の電磁波1が、漏洩孔2から最も漏洩できるように、電磁波送信部11に対して漏洩孔２及び反射板14の位置を決定した。

導波管3は、EIA規格（Electronic Industries Alliance；アメリカ電子機械工業会）のWR―４２に準拠し、材料としては、導電率がよく、かつ、低コストの材料ならどのようなものでもよいが、本実施例においては真鍮を用いたが、鉄などの金属、又は、軽量化のためにプラスチック材料等でもよい。いずれの材料においても、表面の導電性を高めるために、銀めっきや金めっき等を施したものが好ましい。

反射板１４は、導電率の高い金属製の板状であれば材料は問わない。

本発明の実施例では、主要な部品として、スピード測定等に用いられるマイクロ波モジュール２５を利用した。このマイクロ波モジュール２５は、方形の導波管WR42型の中に送信ダイオード8及び送信アンテナ7によって構成したマイクロ波送信部11と、受信ダイオード10、受信アンテナ９によって構成したマイクロ波受信部１２とを備えて、２４．１５ＧＨzの電磁波をＴＥ10モードで送信及び受信できるユニットである。本実施例では、マイクロ波モジュール２５を用いたが、送信ダイオード８の代わりにマグネトロンを用い、併せて、受信ダイオード１０の代わりにマイクロ波プローブを用いるなど、導波管部品を用いて組み上げた精密な回路構成に置き換えても良い。

また、本発明を好ましく適用できる実施例を以下に示すが、電磁波の周波数、電磁波のモード、漏洩孔（寸法、形状、数、位置等）等々に関して、これらの実施例によって本発明の実施形態が制限されるものではない。

図６及び図７は、漏れ電磁界による配向測定装置の取り得る例を示したものである。この配向測定装置を用いてシートの配向を測定し、測定される検知電圧によりシートの真偽判別が可能になる。

本実施例において、測定対象物としてのシートとは、基材に印刷インキ等で印刷したもの、蒸着又はメッキしたもの、貼着したもの、塗布したもの等が含まれる。また、基材としては、紙、フィルム、プラスチック、金属等が含まれる。
また、基材が無配向であるか否か、基材の上に印刷、蒸着、メッキ、貼着、塗布された材料が無配向であるか否かにより、基材と基材上の材料との組合せにより、測定対象物の配向性が確認される。

本実施例において、真偽判別の判断基準として用いることのできる層構成の事例を、表１に３つ示す。
一つは、基材と基材上に印刷インキで印刷された物であり、基材が紙の場合は、配向測定において、基材のレベルより印刷インキのレベルが低いため印刷インキが無視される。二つ目は、基材上に塗布された物であり、基材がフィルムの場合は、基材が基準レベルとなり上に塗布された物がその測定対象となる。又は、基材と基材上の物の両方が測定対象となる。三つ目は、蒸着された物であり、基材がプラスチックの場合は、基材のレベルより蒸着のレベルがはるかに高いため、基材が無視できる。

以上のように、層構成において、基材や基材上の材料を、又は、基材と基材上の物の両方を測定対象として、配向を検知電圧の波形で測定し、あらかじめ測定し記録部に記録してある真のデータと比較することにより、真偽判別が行なえる。なお、測定可能な厚さは、材質にもよるが、紙やフィルムでは厚さ0〜3mm程度（およそ３０枚に相当する厚さまで）を通して測定が可能である。

（実施例１）
図６は、実施例１を説明する図面であり、検知手段を複数個備えた配向測定装置の例として、第一検知手段１５及び第二検知手段１６の２個を配設した配向測定装置の一形態である。この実施例は、搬送装置を有し、配向測定装置と被測定物を相対的に移動させて高速処理によって配向を測定する装置である。

図６（ａ）は、第一検知手段１５及び第二検知手段１６の配置を示している。その設計に関して、双方の漏洩孔２はシートを移動した際に、シート上の同一ラインをスキャンできるように設計し、2箇所の漏洩孔の間隔はシートの流れ方向に４８mmとした。第一検知手段１５及び第二検知手段１６の相対角度は、シート面に垂直な軸を回転軸にして90度の角度になるように配設した。
また、第一検知手段１５及び第二検知手段１６は同一の構造とし、マイクロ波モジュール２５、導波管３、漏洩孔２、反射板１４により構成し、装置の調整は、漏洩孔2を直径2mmの丸孔として、各々の導波管3のマイクロ波モジュール２５の側の端から２８mmの位置に配設し、反射板を左端から８０mmの位置に配設したことによって、漏洩孔2から大きな電磁界を漏洩させることができた。

図６（ｂ）は、実施例１の配向測定装置を示しており、第一検知手段１５、第二検知手段１６、第一増幅部18、第二増幅部１９、位置検知器２２、演算処理部２０、表示部２１及び搬送装置２３によって構成している。
ゼロ調整及びゲイン調整を行える構造を持った第一増幅部１８及び第二増幅部１９は、第一検知手段１５及び第二検知手段１６の各々の検知電圧を得て増幅を行い、位置検知器２２は搬送装置２３の上のシート４の位置を検知するためロータリ・エンコーダなどを搭載し、演算処理部２０は、位置検知器２２がシートの到着を検知した時点で第一検知手段１５及び第二検知手段１６の検知電圧を演算・比較・記憶して、表示部２１は、演算結果である配向性の数値を表示する。

演算処理部２０の演算に関して、第一検知手段１５の漏洩孔と、第二検知手段１６の漏洩孔の位置がシート移動方向に４８mmずれているため、位置検知器２２の信号を基にして、演算処理部２０によって第一検知手段１５と第二検知手段１６の位置補正を行って検知電圧を比較するようにしている。なお、位置検知器２２は、ロータリ・エンコーダによって、搬送ベルトが移動した距離を検知しているが、光電センサなどによってシートの到着を直接検知する方法であっても良い。

図６（ｃ）は、実施例１の配向測定装置を用いて、測定物としてＰＥＴ基材、テレホンカード、ハイウェイカードを搬送させて、それぞれの検知電圧を測定した結果を示している。長辺方向と短辺方向の測定結果から、ＰＥＴ基材が1：1であったのに対して、テレホンカードが1：0.66、ハイウェイカードが0.96：1であったことから、基材自体に配向はほとんどなく、付与された樹脂、顔料又は他の材料による層の配向性が確認された。
このことから、実施例1の配向測定装置が樹脂、顔料又は他の材料による配向を測定できることが確認できた。

（実施例２）
図７は、実施例２を説明する図面を示し、複数の検知手段を結合した一体型検知手段１７を備えた配向測定装置の一形態であり、第一検知手段１５及び第二検知手段１６の２個を配設した配向測定装置である。実施例１が搬送装置により移動中に配向を測定するのに対して、本実施例は、停止中に配向を測定する装置で、スキャンせずに静止状態でシートの同一ポイントを測定できる利点がある。

図７（ａ）は、第一検知手段１５及び第二検知手段１６を結合させて、２つの導波管３の内部を１つの空間として構成し、かつ、漏洩孔２を共有した構造の一体型検知手段１７の一形態を示している。その設計に関して、第一検知手段１５及び第二検知手段１６の相対角度は、シート面に垂直な軸を回転軸にして90度の角度になるように配設した。

また、第一検知手段１５及び第二検知手段１６は、同一の構造とし、第一検知手段１５、第二検知手段１６、導波管３、漏洩孔２及び反射板１４により構成し、装置の調整は漏洩孔2を直径2mmの丸孔にして各々の導波管3の第一検知手段１５及び第二検知手段１６の端から２２mmの位置に配設したことと、反射板を左端から８０mmの位置に配設したことによって、漏洩孔2から電磁界を多少漏洩できた。

しかしながら、図７（ａ）の装置を用いて、配向度合いの大きなシートの評価は可能であったが、SN比が悪いために紙の配向の測定が困難なレベルであった。その理由は、構造上、第一検知手段１５と第二検知手段１６を一体化したために導波管内の空間が相互に入り組んだ形状であるために、第一検知手段１５と第二検知手段１６が経常的に干渉を起こして、漏洩孔2から十分な電磁界が得られずシートの配向を安定して測定できなかった。そこで、図７（ｂ）の構成によって対策を行った。

図７（b）は、図7（ａ）に導波管内切替器を追加した構造とした。第一検知手段１５及び第二検知手段１６を一体としたため、導波管内の空間が入り組んだ形状となり、これを回避するために図に示す導波管切替機構２６を追加した。図７（ｃ）のように、導波管切替機構２６は、第一検知手段１５と第二検知手段１６が交差する中央を回転軸として、2枚の遮蔽板及び回転機構によって構成している。第一検知手段１５の側の測定を行うときは第二検知手段１６の側を閉鎖し、逆に、第二検知手段１５の測定を行うときは第一検知手段１６の側を閉鎖することで、相互干渉を回避して測定が可能となる。

図７（ｄ）は、実施例２の配向測定装置を示しており、第一検知手段１５、第二検知手段１６、第一増幅部１8、第二増幅部１９、演算処理部２０、表示部２１及び導波管切替機構２６によって構成している。

導波管切替機構２６は、演算処理部２０からの信号により導波管３の内部を切り替え、ゼロ調整及びゲイン調整を行える構造を持った第一増幅部１８及び第二増幅部１９は、第一検知手段１５及び第二検知手段１６からの検知電圧を得て増幅を行い、演算処理部２０は、導波管内部が第一検知手段１５及び第二検知手段１６に切り替わったときの、それぞれの検知電圧を記憶して演算及び比較を行い、表示部２１は、演算結果である配向性の数値を表示する。
演算処理部２０が、第一検知手段１５と第二検知手段１６の検知電圧を記憶して演算・比較を行うため、シートと装置を相対的に回転させて縦・横の測定を行う手間がなくなった。

図７（ｅ）は、実施例２の配向測定装置を用いて、新聞紙を測定した結果を示している。測定結果から、配向方向に測定した場合と、それと直交する方向に測定した場合の検知電圧の比が1：0.8であったことから、実施例２の配向測定装置が紙の配向を測定できることが確認できた。

（実施例３）
図8、９、１０及び１１は、実施例３を説明する図面である。実施例２が停止中に配向を測定する装置であるのに対して、実施例３は、搬送装置により移動させて配向性をスキャン測定して真偽を判別するものである。

図８は、実施例３による、真偽判別が可能な身分証明書であり、基材３１、印刷層３２及び記名パネル３５により構成されている。
特に、記名パネル３５は、真偽を判別する目的のために、繊維配向性を調整させた。基材３１は、厚さ0.3ｍｍのPETフィルムを用いたが、PET以外でも分子配向性をもたない樹脂であればよく、厚さは0.75mm以内とする。印刷層３２は、身分証明書のデザインや情報を印刷するが、用いるインキが、樹脂と顔料を主体として混合したものであれば、印刷膜厚が２５μm程度以内とする。記名パネル３５は、所持者のサインを記載するためのもので、非配向部２９及び配向部３０の2種類の材料により構成する。非配向部２９の材料は、長網式抄紙機を用いて繊維配向性を持たせないように比較的低速で製造を行なって得られた紙であり、配向部３０の材料は、丸網式抄紙機を用いて繊維配向性をもたせるように高速で製造を行って得られた紙である。

図9は、一体型検知手段１７を備えた真偽判別装置の一形態であり、第一検知手段１５、第二検知手段１６、導波管３、漏洩孔２、反射板１４及び導波管切替機構２６を配設した真偽判別装置の例である。第一検知手段１５及び第二検知手段１６は、互いに結合され、双方の導波管３の内部を１つの空間として構成し、かつ、漏洩孔２を共有した構造としている。第一検知手段１５及び第二検知手段１６の相対角度は、シート面に垂直な軸を回転軸にして９０度の角度になるように配設したが、配向性が検知できる角度であれば９０度以外でも良い。

装置を調整するに当たって、漏洩孔2は、第一検知手段１５及び第二検知手段１６の、双方の端から２２mmの位置に直径2mmの丸孔を配設し、また、反射板１４は、第一検知手段１５及び第二検知手段１６の、双方の端から80ｍmの位置にそれぞれ配設した。このような調整を行うことにより漏洩孔2から電磁界を漏洩できるようにした。

導波管切替機構２６は、一体型検知手段１７が、第一検知手段１５及び第二検知手段１６の、双方の導波管３の内部を１つの空間としていることから、測定時に相互干渉が発生する。これを回避するために、第一検知手段１５及び第二検知手段１６の導波管が交差した中央を回転軸として、経路を遮蔽するための遮蔽板２５及び切替え機構用モータ２７からなる導波管切替機構２６を設置している。遮蔽板２５は、第一検知手段１５の側の測定を行うときは第二検知手段１６の側を閉鎖し、逆に、第二検知手段１６の測定を行うときは、第一検知手段１５の側を閉鎖することで、相互干渉を回避して測定を可能としている。つまり、遮蔽板２５は、切替え機構用モータ２７によって、一定速度で連続回転し、第一検知手段１５の側及び第二検知手段１６の側に連続的に経路を切り替える。

図１０は、第一検知手段１５の側及び第二検知手段１６の側に、経路を切り替えている状態を図示している。
図１０（ａ）は、モータ駆動回路２８により一定速度に制御された切替え機構用モータ２７によって遮蔽板２５が連続回転する様子を示しており、回転の位置により、図１０（ｂ）のように第二検知手段１６の側を遮断して第一検知手段１５の測定が行える位置と、図１０（ｃ）のように第一検知手段１５の側を遮断して第二検知手段１６の測定が行える位置を、順番に繰り返す。

図１１（ａ）は、実施例３の真偽判別装置の構成図を示し、図１１（ｂ）は、信号処理の流れ図を示したものである。
第一増幅部１８及び第二増幅部１９は、第一検知手段１５及び第二検知手段１６からの検知電圧を増幅し、演算処理部２０は、第一増幅部１８及び第二増幅部１９で得られた生波形に対して波形整形、整流及びAD変換の各演算を施すことにより、第一検知手段１５及び第二検知手段１６の検知電圧を定量的なデジタル値に変換している。真偽判別部２４は、第一検知手段１５と第二検知手段１６のデジタル値を演算し、差信号を得て、位置検知器２２からの位置信号にもとづいて、身分証明書の規定位置に規定の差信号が存在することを認識して真偽を判別し、表示部２１で結果を表示するものである。

つまり、本真偽判別装置を用いて、図８の身分証明書３３を測定すると、この時の信号処理の流れは、図１１（ｂ）に示すように、身分証明書３３を搬送装置２３で搬送し、身分証明書３３の長さに渡って検知されたもので、切替機構が一定速度で連続回転し、第一検知機構が測定されている時は、第一検知機構が開で第二検知機構が閉となり、第二検知機構が測定されている時は第二検知機構が開で第一検知機構が閉となるように、連続的に交互に経路を切り替える動作をすることにより第一検知機構と第二検知機構は交互に測定され、第一検知機構と第二検知機構の生波形が得られる。記名パネル３５の非配向部２９では、第一検知機構と第二検知機構は波形が同じであるが、配向部３０では、第一検知機構と第二検知機構の波形に違いがあり、この波形より、一方向に配向性があるというのがわかる。次に、得られた生波形に対して整流／ＡＤ変換してデジタル値として求め、差演算をして第一検知機構と第二検知機構の差信号をとると、配向部に波形a１の差信号波形が得られ、配向の領域が確認される。位置検知器２２は、移動する身分証明書３３の位置を搬送に従って検知しているので、配向領域を検出して差信号としてとらえることにより身分証明書３３の真偽判別が可能となる。

配向測定装置の原理を示す図である。 定在波を示す図である。 配向測定装置の一構成例の図である。 配向測定装置の一構成例の図である。 配向測定装置の一構成例の図である。 実施例１の構成を示す図である。 実施例２の構成を示す図である。 実施例３の真偽判別が可能な身分証明書を示す図である。 実施例３の真偽判別装置の一体型検知手段を示す図である。 実施例３の真偽判別装置の内部経路の切替え状態を示す図である。 実施例３の真偽判別装置の構成図及び流れ図を示す図である。

符号の説明

１ 電磁波
２ 漏洩孔
３ 導波管
４ シート
５ 電界分布
６ 磁界分布
７ 送信アンテナ
８ 送信ダイオード
９ 受信アンテナ
１０ 受信ダイオード
１１ 電磁波送信部
１２ 電磁波受信部
１３ 無反射終端器
１４ 反射板
１５ 第一検知手段
１６ 第二検知手段
１７ 一体型検知手段
１８ 第一増幅部
１９ 第二増幅部
２０ 演算処理部
２１ 表示部
２２ 位置検知器
２３ 搬送装置
２４ 導波管切替機構
２５ 遮蔽板
２６ 真偽判別部
２７ モータ駆動回路
２８ 切替え機構用モータ
２９ 非配向部
３０ 配向部
３１ 基材
３２ 印刷層
３３ 身分証明書
３４ 接着層
３５ 記名パネル
ａ１ 波 形

Claims (3)

1. シートを構成する材料の配向性を、漏れ電磁界を測定する導波管による電磁波が、該シートを構成する材料の特性に依存することを利用して、シートを構成する材料の配向性を求めるシートの配向測定装置であって、
   少なくとも一つの漏洩孔を有する前記導波管と、
   前記導波管の中に電磁波を照射して送信する電磁波送信部と、
   前記照射した電磁波が前記導波管内を伝搬して前記漏洩孔から電磁界を漏洩し、前記電磁界が前記漏洩孔に対向して配置された被測定物であるシートを透過するときに、前記シートを構成する材料特性に応じて変化する前記導波管内の電磁波の振幅及び／又は位相の変化を受信する電磁波受信部とで検知電圧を検知する検知手段を複数備え、
   前記検知手段を有する前記導波管が、所定の空間を共有するように結合され、前記漏洩孔が同じ位置に設けられていることを特徴とするシートの配向測定装置。
2. シートを構成する材料の配向性を、漏れ電磁界を測定する導波管による電磁波が、該シートを構成する材料の特性に依存することを利用して、シートを構成する材料の配向性を求めるシートの配向測定装置であって、
   少なくとも一つの漏洩孔を有する前記導波管と、
   前記導波管の中に電磁波を照射して送信する電磁波送信部と、
   前記照射した電磁波が前記導波管内を伝搬して前記漏洩孔から電磁界を漏洩し、前記電磁界が前記漏洩孔に対向して配置された被測定物であるシートを透過するときに、前記シートを構成する材料特性に応じて変化する前記導波管内の電磁波の振幅及び／又は位相の変化を受信する電磁波受信部とで検知電圧を検知する検知手段を複数備え、
   前記複数の検知手段は、前記導波管の漏洩孔の上に載置したシートを挟んでそれぞれの漏洩孔どうしが立体交差するように配設されていることを特徴とするシートの配向測定装置。
3. 前記請求項１又は２記載のシートの配向測定装置を用いて前記シートを構成する材料の配向性を、漏れ電磁界を測定する前記導波管による電磁波が、前記シートを構成する材料の特性に依存することを利用して、シートを構成する材料の配向性を求めるシートの配向測定方法であって、
   少なくとも一つ漏洩孔を有する前記導波管と、
   前記導波管の中に、電磁波を照射する電磁波送信部より電磁波を送信し、
   前記照射された前記電磁波が前記導波管内を伝搬して前記漏洩孔から電磁界を漏洩し、前記電磁界が前記漏洩孔に対向して配置された被測定物であるシートを透過するときに、前記シートを構成する材料の特性に応じて変化する前記導波管内の電磁波の振幅及び／又は位相の変化を受信する電磁波受信部とで検知電圧を受信する複数の検知手段を用い、
   前記複数の検知手段は、導波管の漏洩孔の上に載置したシートのシート面に垂直な軸を回転軸として、異なる角度になるように設定されて前記電磁波受信部により各々の検知電圧を測定し、
   前記得られた各々の検知電圧をもとに比誘電率又は導電率の異方性を得ることによりシートの配向性を求めることを特徴とするシートの配向測定方法。

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