JP5842644B2 - 情報記録媒体、読取方法、及び印刷物 - Google Patents

Description

本発明は、感熱発色により情報の記録を行う情報記録媒体、情報記録媒体の読取方法、及び感熱発色により情報記録媒体に情報の記録を行った切符やチケット、各種用紙などの印刷物に関する。

肉眼では見えないバーコード等の画像情報を種々の媒体に付与し、これを読取る技術として、赤外線を吸収するインキで画像情報を印刷し、この画像情報を、赤外線で励起され赤外線を発光する塗料と赤外線を透過し可視光を不透過とする隠蔽材で覆う場合がある。この画像情報は肉眼では見えないが、赤外線により読取を行うことが可能である（例えば、特許文献１、２）。

登録実用新案第３０１３３２８号公報 特開２００１−９６８８９号公報

しかしながら、特許文献１、２の方法は、赤外線を吸収するインキで画像情報を形成した後、上記の材料を画像情報の上に形成するものであり、媒体を製造する際に画像情報を記録する必要があるので、媒体を製造した後に必要な画像情報を記録するなどの自由度がないという問題がある。

本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたもので、媒体に後から画像情報を記録できるとともに、該媒体に画像情報を記録した印刷物において、その画像情報を不可視としつつ赤外線による読取を容易にできる情報記録媒体等を提供することを目的とする。

前述した目的を達するための第１の発明は、基材上に、赤外線による励起光で励起され励起光とはピーク波長が異なる赤外線を発光する蛍光体を含み、かつ、熱により発色し、発色部が赤外線を吸収する第１の層と、前記第１の層の上または下に形成される、赤外線を透過し可視光を反射もしくは吸収する材料を含む第２の層と、が設けられたことを特徴とする情報記録媒体である。

第１の発明の情報記録媒体では、媒体の製造後に、サーマルヘッド等により第１の層を加熱し発色させ、発色部のパターンとして画像情報を記録し、印刷物を製造することが可能になる。また、この第１の層の上または下には、赤外線を透過し可視光を反射もしくは吸収する第２の層が設けられているので、これにより、印刷物において第１の層に記録された画像情報を隠すことができる。
一方、この印刷物に赤外線による励起光を照射すると、第１の層の蛍光体が励起光により励起され赤外線を発光する一方、画像情報の部分は赤外線を吸収するので、第１の層から発光された赤外線を受光することにより撮像を行えば、画像データ上で現れる画像情報の部分とその他の部分との輝度差、および画像情報の輪郭の明確さから、画像情報を正確に読取ることが可能になる。
また、励起光として用いる赤外線と、励起された蛍光体が発光する赤外線のピーク波長が異なるので、印刷物の読取時に赤外線カメラ等で受光を行う際、励起に用いた赤外線をカットして励起により発光した赤外線のみを受光することができ、印刷物の読取精度が向上する。

また、前記第２の層が、前記第１の層の平面の一部で、その上または下に形成されるようにしてもよい。
これにより、第１の層を発色させることで、第２の層により隠しつつ赤外線により読取る画像情報と、可視とし表示する画像情報とを同時に記録できる。

また、前記第１の層の上に、前記第２の層が形成されることが望ましい。
この場合、第１の層を第２の層で覆うことにより、印刷物の第１の層に記録した画像情報を不可視とできる。

また、前記第１の層の下に、前記第２の層が形成されることも望ましい。
この場合、第１の層の下に、第２の層を設けるので、この層を印刷物における画像情報の色と同一または類似の色にして下地とすることにより、印刷物において、第１の層に記録した画像情報を不可視とする（判別し難くする）ことができる。さらに、サーマルヘッド等による加熱は、通常、媒体の第１の層が形成された側から行われるので、第１の層が最上層となることにより第１の層に熱が伝わりやすく、好適に画像情報を記録できる利点もある。

第２の発明は、基材上に、赤外線による励起光で励起され励起光とはピーク波長が異なる赤外線を発光する蛍光体を含み、かつ、熱により発色し、発色部が赤外線を吸収する第１の層と、前記第１の層の上または下に形成される、赤外線を透過し可視光を反射もしくは吸収する材料を含む第２の層と、が設けられ、前記発色部による画像情報を記録した印刷物に対して、励起光を赤外線照射装置で照射するステップと、前記印刷物の前記第１の層から発光された赤外線を、前記励起光のピーク波長をカットするフィルタを介して赤外線撮像装置により受光することで、前記画像情報の読取を行うステップと、を有することを特徴とする読取方法である。

第２の発明は、前記のように画像情報を記録した印刷物について、その画像情報を読取る読取方法である。印刷物の読取は赤外線を受光することにより行うので、非接触で行うことができ読取装置の摩耗等の心配もなく、印刷物全体を撮像することが容易であるので、印刷物の位置ズレ等による読取エラー等も起こらない。

第３の発明は、基材上に、赤外線による励起光で励起され励起光とはピーク波長が異なる赤外線を発光する蛍光体を含み、かつ、熱により発色し、発色部が赤外線を吸収する第１の層と、前記第１の層の上または下に形成される、赤外線を透過し可視光を反射もしくは吸収する材料を含む第２の層と、が設けられ、前記発色部による画像情報が記録されたことを特徴とする印刷物である。

第３の発明は、前記のように画像情報を記録した印刷物である。この印刷物は例えば、切符やチケット、各種用紙として用いることができる。

本発明により、媒体に後から画像情報を記録できるとともに、該媒体に画像情報を記録した印刷物において、その画像情報を不可視としつつ赤外線による読取を容易にできる情報記録媒体等を提供することができる。

情報記録媒体１ａについて示す図 感熱発色・赤外線蛍光層１３について示す図 印刷物１０ａの可視部分３１および不可視部分３３を示す図 読取装置５０、５８について示す図 画像データ６０について示す図 情報記録媒体１ｂについて示す図

以下、本発明の実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。

［第１の実施形態］
（情報記録媒体の構成）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る情報記録媒体１ａについて示す図である。図１（ａ）は情報記録媒体１ａの断面構成を示す図、図１（ｂ）は、情報記録媒体１ａに画像情報１９を記録した印刷物１０ａを示す図である。

図１（ａ）に示すように、情報記録媒体１ａは、基材１１上に感熱発色・赤外線蛍光層１３（第１の層）を形成するとともに、この感熱発色・赤外線蛍光層１３の平面の一部で、その上に赤外線透過・可視光反射／吸収層１７（第２の層）を形成したものであり、後述するサーマルプリントにより画像情報１９が記録される前のものである。

基材１１は、例えば、印刷用の各種の紙材であるが、その他プラスチックなど、特にその材質等は問わない。また、基材１１の下にバック層を設け印刷加工性を向上することなども可能である。

感熱発色・赤外線蛍光層１３は、加熱部分が発色し、その発色部１８が赤外線を吸収するとともに、赤外線を励起光として照射することにより励起され、赤外線を発光する蛍光体を含む層であり、図１（ｂ）に示すように、サーマルヘッド２１によるサーマルプリントの制御により、発色部１８のパターンによる文字や画像等の画像情報１９が記録され、印刷物１０ａが製造される。なお、画像情報１９はこれに限ることなく、その他、ＯＣＲ用数字やＯＣＲ用文字、記号、バーコード等の各種コード情報、絵柄などであってもよい。ここでは、サーマルプリントによって情報記録媒体１ａに画像情報１９を記録したものを印刷物１０ａと称している。

この感熱発色・赤外線蛍光層１３は、図２（ａ）に示すように、（可視光と赤外線を透過する）ビヒクル中に、ロイコ染料２５と顕色剤２３、蛍光体２４等を分散させた塗料をコーター等で基材１１上に塗布したものであり、図２（ｂ）に示すように、サーマルヘッド２１による熱２７が感熱発色・赤外線蛍光層１３に加わると、熱２７が加わった部分の顕色剤２３が溶融してロイコ染料２５に作用し、ロイコ染料２５が発色して発色部１８となる。

このようなロイコ染料２５や顕色剤２３としては公知のもの（例えば、大島荘一『機能性インキ技術』、シーエムシー出版、２００２を参照）を用いることができ、その例として、ロイコ染料２５としては、３，３−ビス［２−（４−ジメチルアミノフェニル）−２−（４−メトキシフェニル）ビニル］−４，５，６，７−テトラクロロフタリドなどがあり、顕色剤２３としては、ビス（３−アリル−４−ヒドロキシフェニル）スルホンなどがある。なお、本実施形態では、発色部１８は黒色とするが、ロイコ染料２５の種類によっては、黒以外の色に発色させることもできる。

一方、感熱発色・赤外線蛍光層１３に含まれる蛍光体２４は、赤外線を励起光として照射することにより励起され、赤外線を発光する。この材料としては公知のものを用いることができ、例えば後述するＳＧ−ＹＳ（根本特殊化学社製）などがある。

なお、耐薬品性、印刷加工性の向上や、サーマルヘッド２１の摩耗の抑制のため、感熱発色・赤外線蛍光層１３の上部にオーバーコート層を設けたり、感熱発色・赤外線蛍光層１３の下部にアンダー層を設けて印字信頼性や感度を向上させたりすることも可能である。

赤外線透過・可視光反射／吸収層１７は、赤外線を透過し、かつ可視光を反射もしくは吸収する層であり、例えば、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンダ）、Ｙ（イエロー）の材料を分散させたＢｋ（ブラック）の色の層である。ただし、赤外線透過・可視光反射／吸収層１７はこれに限らず、赤外線を透過し可視光を反射もしくは吸収する材料を含んでいればよい。例えば、Ｍ、Ｙを混ぜた橙色や、Ｃ、Ｙを混ぜた緑色の層で形成してもよい。この赤外線透過・可視光反射／吸収層１７は、印刷により形成される。

（印刷物１０ａの画像情報１９の読取）
次に、印刷物１０ａの画像情報１９の読取について図３〜図５を参照して説明する。

図３に示すように、印刷物１０ａは、感熱発色・赤外線蛍光層１３に記録された画像情報１９が赤外線透過・可視光反射／吸収層１７で覆われて不可視となる不可視部分３３（説明のため図では画像情報１９を表示している）と、赤外線透過・可視光反射／吸収層１７が形成されずに、感熱発色・赤外線蛍光層１３に記録された画像情報１９が可視となる可視部分３１がある。

この印刷物１０ａは、例えば切符等であり、上記のサーマルプリントにより、可視部分３１の画像情報１９として表示が必要なものが記録されるとともに、不可視部分３３の画像情報１９として例えば有効日や券種等の必要な情報が記録される。例えば切符の場合、従来のような磁気読取装置ではなく、赤外線読取装置に切符をかざすことにより、切符に記録された画像情報１９を読取ることが可能になる。なお、切符の場合では、磁気記録層を基材１１の下に設け、磁気読取を可能にすることもできる。
ただし、印刷物１０ａはこれに限らず、例えば、画像情報１９の内容によりチケット、各種用紙などの印刷物としても適用できる。

図４は、印刷物１０ａの画像情報１９を読取るための読取装置の構成例５０、５８を示す図である。
図４（ａ）に示すように、画像情報１９の読取は、赤外線照射装置５１、赤外線カメラ５５、フィルタ５３等で構成される読取装置５０を用いて行うことができる。読取装置５０による読取結果は、画像データとして赤外線カメラ５５に接続された外部の情報処理装置５７に入力され、画像処理および認証等の処理が行なわれる。

赤外線照射装置５１は、例えば、後述する７５０〜９００ｎｍの範囲にピーク波長がある（例えば８１０ｎｍ）発光ダイオードや、該範囲の波長のみ透過するフィルタをハロゲン光源やキセノン光源に取り付けた装置等であり、励起光として赤外線を印刷物１０ａに照射する。

赤外線カメラ５５は、励起光により励起された感熱発色・赤外線蛍光層１３の蛍光体２４から発光される赤外線を受光素子で受光し、各受光素子での受光量を画像上の輝度値（画素値）に変換する赤外線撮像装置である。

フィルタ５３は、赤外線カメラ５５の受光面に設けられ、感熱発色・赤外線蛍光層１３から発光された赤外線のみを受光するために、赤外線照射装置５１からの赤外線（励起光）をカットする。

赤外線照射装置５１から照射する励起光としては、例えば、前記のようにピーク波長が７５０〜９００ｎｍの赤外線を用い、感熱発色・赤外線蛍光層１３に含まれる蛍光体２４としては、該励起光により励起するとともに、励起により発光する赤外線のピーク波長が９０１〜１１００ｎｍのものを用いる。例えば、ＳＧ−ＹＳ（根本特殊化学社製）などを用いることができる。
フィルタ５３としては、例えば、波長９０１ｎｍ以上の赤外線のみを透過するフィルタを用いることにより、赤外線照射装置５１からの励起光をカットし、感熱発色・赤外線蛍光層１３から発光した赤外線のみ赤外線カメラ５５で受光し撮像を行うことができる。
このように、感熱発色・赤外線蛍光層１３に含まれる蛍光体２４としては、励起光のピーク波長と、励起により発光する赤外線のピーク波長が異なるものを使用し、フィルタ５３としては、この励起光のピーク波長をカットし、励起により発光する赤外線のピーク波長を透過する公知のものを使用すればよい。

情報処理装置５７は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等よりなる制御部や、記憶部、周辺機器の入出力部等を有し、記憶部に記憶した画像処理ソフトウエアおよび認証ソフトウエア等を実行することにより、赤外線カメラ５５から取得した画像データについて、画像処理および認証処理を行うものである。

図４（ａ）の例は、読取装置５０が外部の情報処理装置５７に接続される分離型の例であるが、読取装置は、図４（ｂ）の読取装置５８に示すように、情報処理装置５７が内部に組み込まれた一体型のものであってもよい。読取装置５８のその他の構成は図４（ａ）と同様であるので、説明は省略する。

印刷物１０ａの画像情報１９を読取る場合には、まず、赤外線照射装置５１から励起光を印刷物１０ａに照射する。感熱発色・赤外線蛍光層１３では、画像情報１９の部分が励起光を吸収する一方、これ以外の部分では、該励起光を照射されることにより蛍光体２４が励起され、励起光とは異なるピーク波長の赤外線を発光する。この赤外線を赤外線カメラ５５によりフィルタ５３を介して受光し、撮像を行う。このようにして撮像を行った画像データに対し、情報処理装置５７にて画像処理および認証を行う。

図５は、赤外線カメラ５５で撮像された印刷物１０ａの画像データ６０の一例を示す。
画像データ６０上では、赤外線透過・可視光反射／吸収層１７に覆われた不可視部分３３において、画像情報１９が周囲よりも低輝度の部分として明確な輪郭を持って現れる。なお、赤外線透過・可視光反射／吸収層１７のない可視部分３１においても、画像情報１９が同様に現れる。

このように、画像情報１９の部分とそれ以外の部分の輝度差、および画像情報１９の輪郭の明確さにより、印刷物１０ａを撮像した画像データ６０から、画像情報１９を読取ることが可能になる。
なお、印刷物１０ａでは、赤外線での読取時に可視部分３１の画像情報１９も読取られるが、不可視部分３３の画像情報１９のみ読取を行えばよい場合は、この部分のみを前記の感熱発光・赤外線蛍光層１３としてもよい。例えば、可視部分３１では顕色剤２３とロイコ染料２５を含んだ塗料を塗布する一方、不可視部分３３では更にこれに蛍光体２４を分散させたものを塗布して感熱発光・赤外線蛍光層１３を形成することができる。この場合、赤外線での読取時、可視部分３１においては、画像情報１９が励起光を吸収するとともに、可視部分３１のそれ以外の部分では基材１１から反射された励起光が前記のフィルタ５３でカットされるので、可視部分３１の全体が低輝度となる。

以上説明したように、本実施形態の情報記録媒体１ａでは、媒体の製造後に、サーマルヘッド２１による加熱で感熱発色・赤外線蛍光層１３を発色させ、必要な画像情報１９を記録して所望の印刷物１０ａとすることができるので、情報記録媒体１ａの製造において自由度が高いという利点がある。また、印刷物１０ａにおいて、感熱発色・赤外線蛍光層１３の上に赤外線透過・可視光反射／吸収層１７を設けた不可視部分３３では、画像情報１９を不可視とできる。一方、印刷物１０ａに赤外線による励起光を照射すると、感熱発色・赤外線蛍光層１３の蛍光体２４が励起光により励起され赤外線を発光する一方、画像情報１９の部分は励起光を吸収するので、感熱発色・赤外線蛍光層１３から発光された赤外線を受光することにより撮像を行えば、画像データ６０上で現れる画像情報１９の部分とその他の部分との輝度差、および画像情報１９の輪郭の明確さから、画像情報１９を正確に読取ることが可能になる。

また、感熱発色・赤外線蛍光層１３の平面の一部で、その上に赤外線透過・可視光反射／吸収層１７を設けることにより、赤外線透過・可視光反射／吸収層１７により不可視とし赤外線により読取る画像情報１９と、可視とし表示する画像情報１９とを同時に記録でき、ユーザに見せる必要がある画像情報１９と、隠してコピー等を防止したい画像情報１９とを、情報記録媒体１ａ上に記録し印刷物１０ａとすることが可能である。

さらに、励起光として用いる赤外線と、励起された感熱発色・赤外線蛍光層１３の蛍光体２４が発光する赤外線のピーク波長が異なるので、印刷物１０ａの読取時に赤外線カメラ５５等で受光を行う際、励起に用いた赤外線をカットして感熱発色・赤外線蛍光層１３が発光した赤外線のみを受光することができ、印刷物１０ａの読取精度が向上する。加えて、印刷物１０ａの読取は、赤外線を受光することにより非接触で行うことができ、読取装置の摩耗等による故障が起こりにくい。また、印刷物１０ａの全体を撮像することが容易にでき、画像データ６０の画像処理時に位置ずれ等による読取りエラーを防ぐことも容易である。

加えて、情報記録媒体１ａでは、印刷物１０ａにおける可視部分３１と不可視部分３３で感熱発色・赤外線蛍光層１３が段差なく連続して形成されるので、画像情報１９が可視部分３１と不可視部分３３で連続する場合であっても、情報の記録と読取を好適に行うことができる利点もある。

［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について図６を参照して説明する。
図６は、本発明の第２の実施形態に係る情報記録媒体１ｂについて示す図である。図６（ａ）は、情報記録媒体１ｂの断面構成を示す図、図６（ｂ）は、情報記録媒体１ｂに画像情報１９を記録した印刷物１０ｂを示す図である。

第２の実施形態の情報記録媒体１ｂは、印刷物１０ｂの不可視部分３３（図３）で、基材１１上に赤外線透過・可視光反射／吸収層１７を形成し、その上に感熱発色・赤外線蛍光層１３を形成したものである。
基材１１、感熱発色・赤外線蛍光層１３は、第１の実施形態の情報記録媒体１ａと同様であるので、説明を省略する。

赤外線透過・可視光反射／吸収層１７も、第１の実施形態と同様、Ｃ、Ｍ、Ｙを混合したＢｋの色の層とする。ただし、第２の実施形態における赤外線透過・可視光反射／吸収層１７は、赤外線を透過するとともに、印刷物１０ｂにおける画像情報１９の色と同一または類似の色を有する層であり、可視光下において画像情報１９と同一または類似の色の下地を構成することにより、画像情報１９を不可視に（肉眼で判別し難く）するためのものである。

従って、この赤外線透過・可視光反射／吸収層１７は、本実施形態のＣ、Ｍ、Ｙを混合したＢｋの色の層以外に、赤外線を透過し可視光を反射もしくは吸収する材料を、層の色が印刷物１０ｂの画像情報１９の色と同一または類似の色となるように含んでいればよい。例えば、画像情報１９が橙色であれば、Ｍ、Ｙを混ぜた橙色でもよいし、画像情報１９が緑色であれば、Ｃ、Ｙを混ぜた緑色などでもよい。

この情報記録媒体１ｂについても、画像情報１９を記録した印刷物１０ｂにおいて、前記と同様にして画像情報１９の赤外線による読取を行うことができる。従って、印刷物１０ｂの不可視部分３３では画像情報１９の下地を赤外線透過・可視光反射／吸収層１７とすることにより肉眼で画像情報１９を判別し難くしつつ、この部分の画像情報１９を赤外線にて正確に読取ることができ、かつ情報記録媒体１ｂの製造時の自由度も高いという効果が得られる。また、感熱発色・赤外線蛍光層１３の平面の一部で、その下に赤外線透過・可視光反射／吸収層１７を設けることにより、赤外線透過・可視光反射／吸収層１７により不可視とし赤外線により読取る画像情報１９と、可視とし表示する画像情報１９とを同時に記録できる。

さらに、この情報記録媒体１ｂでは、感熱発色・赤外線蛍光層１３が最上層になるので、サーマルヘッド２１による熱２７を直に伝えることができ、画像情報１９の記録に好適である。

以上、添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１ａ、１ｂ：情報記録媒体
１０ａ、１０ｂ：印刷物
１１：基材
１３：感熱発色・赤外線蛍光層
１７：赤外線透過・可視光反射／吸収層
１８：発色部
１９：画像情報
２１：サーマルヘッド
５０、５８：読取装置
５１：赤外線照射装置
５３：フィルタ
５５：赤外線カメラ
６０：画像データ

Claims (6)

1. 基材上に、
   赤外線による励起光で励起され励起光とはピーク波長が異なる赤外線を発光する蛍光体を含み、かつ、熱により発色し、発色部が赤外線を吸収する第１の層と、
   前記第１の層の上または下に形成される、赤外線を透過し可視光を反射もしくは吸収する材料を含む第２の層と、
   が設けられたことを特徴とする情報記録媒体。
2. 前記第２の層が、前記第１の層の平面の一部で、その上または下に形成されることを特徴とする請求項１に記載の情報記録媒体。
3. 前記第１の層の上に、前記第２の層が形成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の情報記録媒体。
4. 前記第１の層の下に、前記第２の層が形成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の情報記録媒体。
5. 基材上に、赤外線による励起光で励起され励起光とはピーク波長が異なる赤外線を発光する蛍光体を含み、かつ、熱により発色し、発色部が赤外線を吸収する第１の層と、前記第１の層の上または下に形成される、赤外線を透過し可視光を反射もしくは吸収する材料を含む第２の層と、が設けられ、前記発色部による画像情報を記録した印刷物に対して、励起光を赤外線照射装置で照射するステップと、
   前記印刷物の前記第１の層から発光された赤外線を、前記励起光のピーク波長をカットするフィルタを介して赤外線撮像装置により受光することで、前記画像情報の読取を行うステップと、
   を有することを特徴とする読取方法。
6. 基材上に、
   赤外線による励起光で励起され励起光とはピーク波長が異なる赤外線を発光する蛍光体を含み、かつ、熱により発色し、発色部が赤外線を吸収する第１の層と、
   前記第１の層の上または下に形成される、赤外線を透過し可視光を反射もしくは吸収する材料を含む第２の層と、
   が設けられ、前記発色部による画像情報が記録されたことを特徴とする印刷物。

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