パールインキ検出装置
【課題】 紙葉類の搬送方向に関係なくパールインキ検出部を正確に検出すること。
【解決手段】 このパールインキ検出装置１０は、パール顔料を含むインキを用いて印刷した紙幣Ｒのパールインキ印刷部Ｐを検出する装置であって、紫外光成分を含む光を紙幣Ｒに向けて出射するＵＶＬＥＤ１２と、ＵＶＬＥＤ１２に対して紙幣Ｒを挟んで配置されており、紙幣Ｒを透過した光のうち可視光成分を受光するＰＤ２２子と、ＵＶＬＥＤ１２に対して紙幣Ｒを挟んで配置されており、紙幣Ｒを透過した光のうち紫外光成分を受光するＰＤ２３と、ＰＤ２２からの出力に基づいて、可視光成分の強度が一定となるようにＵＶＬＥＤ１２から出射される光の光量を調整する発光制御回路２６と、ＰＤ２３からの出力のレベルに基づいて、紙幣Ｒにおけるパールインキ印刷部Ｐの有無を判定する判定回路２７ｂとを備える。
【解決手段】 このパールインキ検出装置１０は、パール顔料を含むインキを用いて印刷した紙幣Ｒのパールインキ印刷部Ｐを検出する装置であって、紫外光成分を含む光を紙幣Ｒに向けて出射するＵＶＬＥＤ１２と、ＵＶＬＥＤ１２に対して紙幣Ｒを挟んで配置されており、紙幣Ｒを透過した光のうち可視光成分を受光するＰＤ２２子と、ＵＶＬＥＤ１２に対して紙幣Ｒを挟んで配置されており、紙幣Ｒを透過した光のうち紫外光成分を受光するＰＤ２３と、ＰＤ２２からの出力に基づいて、可視光成分の強度が一定となるようにＵＶＬＥＤ１２から出射される光の光量を調整する発光制御回路２６と、ＰＤ２３からの出力のレベルに基づいて、紙幣Ｒにおけるパールインキ印刷部Ｐの有無を判定する判定回路２７ｂとを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紙幣、商品券、有価証券等の紙葉類における真偽の判別に利用するためのパールインキ検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、このような分野の技術として、下記特許文献１に記載のパールインキ検出装置がある。この公報に記載されたパールインキ検出装置は、特定波長（青紫色：３５０〜４８０ｎｍ）の光を発する光源を有し、光源から出射されて紙葉類を透過した光を受光素子で受光することによって、紙葉類におけるパールインキ印刷部の有無を判定する。
【特許文献１】特開２００４−２４６７１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述したパールインキ検出装置においては、紙葉類に汚れが付着したりして光の透過率が変化した場合に、紙葉類を透過する光の強度が変動して受光素子の受光レベルも変動するため、パールインキ印刷部の検出が困難となっていた。また、紙葉類を搬送することによって黒インキ等を含む印刷部とパールインキ印刷部とを連続的に検査する場合には、両者を透過する光のレベルに大きな差が現れにくいため、パールインキ印刷部の検出精度が低下する傾向にあった。
【０００４】
そこで、本発明はかかる課題に鑑みて為されたものであり、紙葉類の搬送方向に関係なくパールインキ検出部を正確に検出することが可能なパールインキ検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願発明の発明者らは、様々な種類の紙葉類を透過する光の分光特性について以下のような知見を得た。すなわち、紙葉類のパールインキ印刷部を透過する光の紫外光領域のレベルの可視光領域のレベルに対する相対値が、無印刷部分及び他の顔料による印刷部分に比較して小さいという知見を得た。
【０００６】
そこで、このような知見に基づいて上記課題を解決するため、本発明のパールインキ検出装置は、パール顔料を含むインキを用いて印刷した紙葉類のパールインキ印刷部を検出する装置であって、紫外光成分を含む光を紙葉類に向けて出射する光源と、光源に対して紙葉類を挟んで配置されており、光源から出射されて紙葉類を透過した光のうち可視光成分を受光する第１の受光素子と、光源に対して紙葉類を挟んで配置されており、光源から出射されて紙葉類を透過した光のうち紫外光成分を受光する第２の受光素子と、第１の受光素子からの出力に基づいて、可視光成分の強度が一定となるように光源から出射される光の光量を調整する制御部と、第２の受光素子からの出力のレベルに基づいて、紙葉類におけるパールインキ印刷部の有無を判定する判定部とを備える。
【０００７】
このようなパールインキ検出装置によれば、光源から照射された紫外光を含む光が紙葉類を透過し、その光のうちの可視光成分が第１の受光素子で受光され、紫外光成分が第２の受光素子で受光される。ここで、第１の受光素子の出力を利用して、紙葉類を透過する可視光成分の強度が一定になるように光源からの光量が調整されると同時に、第２の受光素子の出力を用いてパールインキ印刷部の有無が判定される。これにより、紙葉類を透過する光における紫外光成分の可視光領域に対する相対的レベルを把握して、その相対的レベルに基づいてパールインキ印刷部が判定されるので、紙葉類のパールインキ印刷部を無印刷部分や他の印刷部分から正確に判別することができる。特に、このようなパールインキ検出装置は、紙葉類のパールインキ印刷部及び他の印刷部分に渡って連続的に検査する場合に有効となる。
【０００８】
また、光源と第１の受光素子との間に配置され、光源からの光の可視光成分を、第１の受光素子に向けて透過させると共に、光源からの光の紫外光成分を、第２の受光素子に向けて反射させるミラー部を更に備えることが好ましい。こうすれば、簡易な構成により紙葉類を透過した光から紫外光成分及び可視光成分を分離することができるとともに、紙葉類の表面における第１及び第２の受光素子による検査位置を容易に一致させることができる。
【０００９】
また、光源と第２の受光素子との間に配置され、光源からの光の紫外光成分を、第２の受光素子に向けて透過させると共に、光源からの光の可視光成分を、第１の受光素子に向けて反射させるミラー部を更に備えることも好ましい。この場合も、簡易な構成により紙葉類を透過した光から紫外光成分及び可視光成分を分離することができるとともに、紙葉類の表面における第１及び第２の受光素子による検査位置を容易に一致させることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のパールインキ検出装置によれば、紙葉類の搬送方向に関係なくパールインキ検出部を正確に検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照しつつ本発明に係るパールインキ検出装置の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１２】
図１に示す紙葉類検査器１は、紙葉類の一種である紙幣の真偽判別をするための装置であり、例えば、銀行ＡＴＭ、自動販売機、自動券売機等の紙幣を搬送処理する装置内に内蔵されるものである。紙葉類検査器１は、カラーコピー等が施され多量の蛍光成分を含む偽造紙幣と、正規の紙幣との判別に用いられ、具体的には、正規の紙幣においてパールインキ（パール顔料）による印刷が施されている部分（パールインキ印刷部）を検出することによって判別する。
【００１３】
同図に示すように、紙葉類検査器１には、上下のガイド板２，３で挟まれるようにして形成させた直線的な搬送通路４が設けられ、この搬送通路４の途中には、搬送ローラ５，６が配置され、各搬送ローラ５，６によって紙幣Ｒを排出側に向けて（図１の右方向）確実に搬送させている。このような搬送通路４の途中には、図示しない紙幣認識装置が配置されている。
【００１４】
この紙幣認識装置は、ＬＥＤ光源によって紙幣Ｒを照らし、紙幣Ｒからの反射光をＣＣＤカメラで捕捉する構造をもっている。そして、カメラで撮像された画像と既知の画像データとの照合を行い、紙幣の金種を判別している。しかし、近年、カラーコピーの高精度化によって、画像認識だけでは、紙幣Ｒの真偽を判別しにくい状態になっている。そこで、紙葉類認識装置の上流側に、図示しない紙葉類蛍光検出センサを配置させている。この紙葉類蛍光検出センサは、紙幣Ｒに紫外線を照射して、偽造紙幣Ｒから発せられる蛍光を、蛍光受光素子で受光して、紙幣Ｒの種類や真偽などを判別している。
【００１５】
一方、近年、偽造防止対策として、紙幣Ｒの印刷の一部にパールインキが採用されており、パールインキ印刷部は、光沢があるので目視による確認が可能である。具体的に、二千円札においては、ある角度から観察するとピンク色に見えるようになっている。また、パールインキは、既知であり、天然雲母の厚さ、細かさ、粒子分布などにより、光の吸収、散乱、反射を異ならせることができ、様々な光彩を作り出している。また、パールインキによる印刷において、顔料である二酸化チタンの膜厚の違いによって銀、黄、赤、青、緑などの様々な彩色が出現する。なお、パールインキとして利用される顔料は様々であり、顔料の違いによって彩色を異ならせることができる。パールインキに関する技術として、例えば、特開平０９−２４０１３３号公報、特開平０９−２６７５９２号公報、特開２００２−２８５０６１号公報、「機能性インキの最新技術」（株式会社シーエムシー出版、２００２年１月）などがある。
【００１６】
蛍光灯や自然光下で輝きを放つパールインキ印刷部は、紙幣Ｒの偽造防止などの目的で使われており、二千円札においては、目視によってある角度から見た場合に彩色が分かるようになっている。このような場合、紙幣Ｒを様々な角度に向けながらパールインキ印刷部の確認を行うこととなり、目視による確認作業は煩雑であった。
【００１７】
そこで、二千円札のパールインキ印刷部の機械的な判別を精度良く行うために様々な実験を行い、その結果として、パールインキ印刷部において、可視光領域の光の透過率に対する紫外光領域の光の透過率の相対値が、紙幣の他の部分（無印刷部分、他の顔料による印刷部分）に比較して極めて小さいという特性を持っていることが本発明者らによって見出された。このような特性は、紙幣Ｒに汚れが付着して全体的な光の透過率が変動した場合であっても維持されるものであった。このような事実を踏まえて、パールインキ検出装置１０が発案された。
【００１８】
図２に示すパールインキ検出装置１０は、前述した紙葉類検査器１の搬送通路４の途中への配置を可能にするため、下ガイド板３に固定される略直方体形状の筐体１１を有する。そして、この筐体１１内には、搬送通路４に向けて紫外光成分を含む光を真下から出射するＵＶＬＥＤ（光源）１２が収容されている。このＵＶＬＥＤ１２は、筐体１１に取り付けられた回路基板１３に対しリード部１２ａを介して電気的に接続されるとともに、出射される光の光軸Ｌが搬送通路４を搬送される紙幣Ｒの表面に対して略垂直となるように固定されている。より詳細には、ＵＶＬＥＤ１２は、発光波長が紫外光領域（２００〜４００ｎｍ）及び可視光領域（４００ｎｍ〜８００ｎｍ）の両方を含むようなものが選択される。このようなＵＶＬＥＤ１２としては、紫外光領域を発光波長とするＬＥＤと可視光領域を発光波長とするＬＥＤとを組み合わせたものを用いても良いし、両方の領域を含む広い発光波長を有する単体のＬＥＤを用いても良い。また、筐体１１の上面には、搬送通路４を臨むようにして配置される防塵ガラス板１４が接着剤を介して固定され、この防塵ガラス板１４には紫外光及び可視光を透過しやすいガラスが採用されている。
【００１９】
さらに、このパールインキ検出装置１０は、フォトセンサからなる２つのＰＤ（受光素子）２２，２３とミラー部２５とを収容する略直方体形状の筐体２１を有し、この筐体２１は、上ガイド板２に固定されると共に、光源側の筐体１１に対向して配置されている。筐体２１内においては、ＵＶＬＥＤ１２に対して搬送通路４内の紙幣Ｒを挟んだ位置に、ＵＶＬＥＤ１２から出射して紙幣Ｒを透過した光を受光するためのＰＤ２２，２３が配置されている。このＰＤ２２は、筐体２１に取り付けられた回路基板２８に対しリード部２２ａを介して電気的に接続されるとともに、その受光面がＵＶＬＥＤ１２の光軸Ｌに垂直となるようにＵＶＬＥＤ１２に対向して配置されている。ＰＤ２３は、回路基板２８に対しリード部２３ａを介して電気的に接続されると共に、その受光面がＵＶＬＥＤ１２の光軸Ｌに略平行となり、かつ、ＰＤ２２よりも搬送通路４側に位置するように配置されている。また、筐体２１の下面には、搬送通路４を臨むようにして配置される防塵ガラス板２４が接着剤を介して固定されている。
【００２０】
さらに、筐体２１内には、ＰＤ２２と防塵ガラス板２４との間において、光軸Ｌと反射面との傾斜角が約４５°となり、かつ、その反射面がＰＤ２３を向くようにミラー部２５が固定されている。このミラー部２５は、入射角が４５°で入射した可視光を透過させる一方で、その入射角で入射した紫外光を反射させる性質を有する板状ガラス部材である。このミラー部２５は、ＵＶＬＥＤ１２から出射されてミラー部２５によって反射された紫外光成分が、ＰＤ２３に効率的に入射するように、ＵＶＬＥＤ１２の光軸Ｌとミラー部２５の下面との交点Ａの紙幣Ｒからの距離が、ＰＤ２３の受光面の中心部の紙幣Ｒからの距離とほぼ一致するように設けられている。このミラー部２５を利用すると、ＵＶＬＥＤ１２から出射されて紙幣Ｒを透過した光のうちの可視光成分がＰＤ２２の受光面に入射され、ＵＶＬＥＤ１２から出射されて紙幣Ｒを透過した光のうちの紫外光成分がＰＤ２３の受光面に入射される。
【００２１】
なお、このＰＤ２２，２３は、受光感度を有する波長帯域が、紫外光領域及び可視光領域を含むものであれば特定の受光感度のものに限られないが、ＰＤ２２として可視光領域のみをカバーするもの、ＰＤ２３として紫外光領域のみをカバーするものを用いることが、効率的に各領域を分光して検出できる点でより好ましい。
【００２２】
筐体１１に取り付けられた回路基板１３の下面には、ＵＶＬＥＤ１２の発光を制御する発光制御回路（制御部）２６が設けられ、筐体２１に取り付けられた回路基板２８の上面には、ＰＤ２２，２３の出力を用いて紙幣Ｒの判定を行う処理回路２７が設けられている。図３は、発光制御回路２６及び処理回路２７の接続関係を示すブロック図である。
【００２３】
同図に示すように、発光制御回路２６は、ＵＶＬＥＤ１２の両端子に接続され、後述する信号変換回路２７ａから出力される検出信号に基づいて、ＰＤ２２における受光レベル、つまり、紙幣Ｒを透過した光の可視光成分のレベルが一定となるように、ＵＶＬＥＤ１２に供給する駆動電圧（又は駆動電流）を帰還制御するＡＰＣ（Auto Power Control）回路である。この発光制御回路２６の帰還制御により、ＵＶＬＥＤ１２から紙幣Ｒに向けて出射される光の光量が調整される。
【００２４】
信号変換回路２７ａは、ＰＤ２２から出力される受光信号に基づいて、ＰＤ２２の受光面において受光された光の強度に対応する電圧レベルを有する検出信号に変換・増幅して、発光制御回路２６に出力する。また、信号変換回路２７ａは、ＰＤ２３から出力される受光信号に基づいて、ＰＤ２３の受光面において受光された光の強度に対応する電圧レベルを有する検出信号に変換・増幅して、判定回路２７ｂに出力する。
【００２５】
判定回路（判定部）２７ｂは、信号変換回路２７ａから出力されたＰＤ２３に関する検出信号に基づいて、紙幣Ｒにおけるパールインキ印刷部Ｐの有無を判定し、その判定結果を示す結果信号を紙葉類検査器１内の紙幣認識装置等の他の装置に出力する。そして、紙幣認識装置等においては、結果信号に基づいた紙幣Ｒの真偽判断の後、紙幣Ｒの種類や真偽などをさらに判別する。ここでのパールインキ印刷部Ｐの有無の判定は、例えば、ＰＤ２３に関する検出信号のレベルが、予め定められた閾値以下であるか否かを判定することにより行われる。
【００２６】
次に、上述したパールインキ検出装置１０の動作について説明する。
【００２７】
図４に示すように、まず、搬送ローラ５，６によって紙幣Ｒが搬送通路４を排出側（図２の右側）に向けて搬送される（ステップＳ０１）。その後、図示しないセンサによって紙幣Ｒが筐体１１と筐体２１との間に進入してきたことが検出されると、発光制御回路２６からＵＶＬＥＤ１２に駆動電圧が供給されることにより発光が開始される（ステップＳ０２）。そうすると、ＵＶＬＥＤ１２から出射され、紙幣Ｒ及びミラー部２５を透過してきた可視光成分がＰＤ２２によって受光され、受光レベルに応じた検出信号が発光制御回路２６に入力される（ステップＳ０３）。これに対して、発光制御回路２６は、ＰＤ２２における可視光成分の受光レベル、換言すれば、ＰＤ２２の検出信号の電圧レベルが一定となるように、ＵＶＬＥＤ１２に供給する駆動電圧を調整する（ステップＳ０４）。このステップＳ０３及びステップＳ０４におけるＵＶＬＥＤ１２の駆動電圧の帰還制御は、紙幣Ｒが筐体１１と筐体２１との間を通過するまで継続される（ステップＳ０５〜Ｓ０６）。
【００２８】
一方、ステップＳ０５では、紙幣Ｒを透過した後ミラー部２５で反射されてきた紫外光成分がＰＤ２３によって受光され、ステップＳ０６では、その受光レベルに応じた検出信号が判定回路２７ｂに入力される。これに対して、判定回路２７ｂは、ＰＤ２３における紫外光成分の受光レベル、換言すれば、ＰＤ２３の検出信号の電圧レベルが、予め設定された閾値以下であるかを判定することによって、紙幣Ｒにおけるパールインキ印刷部Ｐの有無を判定する（ステップＳ０７）。そして、判定回路２７ｂは、判定結果を示す判定結果信号を出力する（ステップＳ０８）。
【００２９】
図５には、ＵＶＬＥＤ１２の光量を一定にした場合の二千円札を透過する光の分光特性を示すグラフ、図６は、パールインキ検出装置１０における二千円札を透過する光の分光特性を示すグラフである。これらの図を見てわかるように、ＵＶＬＥＤ１２の光量を一定にした場合には、パールインキ印刷部Ｐを透過する光の紫外光領域（〜４００ｎｍ）の強度は、黒インキ部分との強度に近くなっており区別することが難しいが、パールインキ検出装置１０におけるパールインキ印刷部Ｐを透過する光の紫外光領域の強度は、黒インキ部分及び無印刷部分と比較して区別できる程度に小さくなっている。
【００３０】
パールインキ検出装置１０において上記のような光透過特性を有する二千円札を検出した結果である図７に示すように、二千円札である紙幣Ｒをパールインキ印刷部Ｐと黒インキ印刷部Ｂを横切る方向（図７の矢印方向）に検出させた場合、パールインキ印刷部ＰのＰＤ２３に対応する検出信号のレベルは、黒インキ印刷部Ｂのレベルよりも小さくなっている。また、図８に示すように、二千円札である紙幣Ｒをパールインキ印刷部Ｐと無印刷部Ｃを横切る方向（図８の矢印方向）に搬送させた場合も、パールインキ印刷部ＰのＰＤ２３に対応する検出信号のレベルは、無印刷部Ｃのレベルよりも小さくなっている。従って、紙幣Ｒの搬送方向に関係なく、判定回路２７ｂによってパールインキ印刷部Ｐの存在有無が確実に判定される。
【００３１】
以上説明したパールインキ検出装置１０によれば、ＵＶＬＥＤ１２から照射された紫外光を含む光が紙幣Ｒを透過した後、更にミラー部２５を透過することによってその光のうちの可視光成分がＰＤ２２で受光されると同時に、ミラー部２５によって反射された紫外光成分がＰＤ２３で受光される。ここで、ＰＤ２２の検出信号を利用して、紙幣Ｒを透過する可視光成分の強度が一定になるようにＵＶＬＥＤ１２からの光量が調整されると同時に、ＰＤ２３の検出信号を用いてパールインキ印刷部Ｐの有無が判定される。これにより、紙幣Ｒを透過する光における紫外光成分の可視光領域に対する相対的レベルを把握して、その相対的レベルに基づいてパールインキ印刷部Ｐが判定されるので、紙幣Ｒのパールインキ印刷部Ｐを無印刷部分Ｃや黒インキ印刷部Ｂから正確に判別することができる。
【００３２】
特に、このようなパールインキ検出装置１０は、紙幣Ｒのパールインキ印刷部Ｐ及び黒インキ印刷部Ｂ等の他の印刷部分に渡って連続的に検査する場合に有効となる。これは、光源の光量が一定の場合のパールインキ印刷部Ｐを透過する紫外光のレベルは、他の印刷部分のレベルとの差が小さいが、可視光のレベルと比較した相対的レベルにおいて差が顕著に現れるからである。
【００３３】
また、紙幣Ｒを透過した光を分光するために、波長選択ミラーであるミラー部２５を用いることで、装置構成の簡易化を実現するとともに、紙幣Ｒの表面におけるＰＤ２２及びＰＤ２３による検査位置を、レンズ等の光学部材を用いることなく容易に一致させることができる。
【００３４】
なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではない。例えば、ミラー部２５に代えて、所定の入射角で入射した紫外光を透過させる一方で、その入射角で入射した可視光を反射させる性質を有するミラー部を用いて、ＰＤ２２に対応する検出信号を判定回路２７ｂに、ＰＤ２３に対応する検出信号を発光制御回路２６に出力させるようにしてもよい。
【００３５】
また、ＰＤ２２として可視光領域にのみ受光感度を有するようなフォトセンサを用い、ＰＤ２３として紫外光領域にのみ受光感度を有するようなフォトセンサを用いるのであれば、ミラー部２５の代わりに波長選択性の無いハーフミラーを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係るパールインキ検出装置を適用した紙葉類検査器の好適な一実施形態を示す断面図である。
【図２】図１のパールインキ検出装置をより詳細に示す拡大断面図である。
【図３】図２の発光制御回路及び処理回路の接続関係を示すブロック図である。
【図４】本発明に係るパールインキ検出装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】図２のＵＶＬＥＤの光量を一定にした場合の二千円札を透過する光の分光特性を示すグラフである。
【図６】図２のパールインキ検出装置における二千円札を透過する光の分光特性を示すグラフである。
【図７】（ａ）は、検査対象である紙幣の検査位置を示す図、（ｂ）は、図２のパールインキ検出装置において（ａ）の紙幣の検査位置を検出した場合の検出信号の分布を示す図である。
【図８】（ａ）は、検査対象である紙幣の検査位置を示す図、（ｂ）は、図２のパールインキ検出装置において（ａ）の紙幣の検査位置を検出した場合の検出信号の分布を示す図である。
【符号の説明】
【００３７】
１…紙葉類検査器、１０…パールインキ検出装置、１２…ＵＶＬＥＤ（光源）、２２，２３…ＰＤ（第１及び第２の受光素子）、２５…ミラー部、２６…発光制御回路（制御部）、２７ｂ…判定回路（判定部）。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紙幣、商品券、有価証券等の紙葉類における真偽の判別に利用するためのパールインキ検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、このような分野の技術として、下記特許文献１に記載のパールインキ検出装置がある。この公報に記載されたパールインキ検出装置は、特定波長（青紫色：３５０〜４８０ｎｍ）の光を発する光源を有し、光源から出射されて紙葉類を透過した光を受光素子で受光することによって、紙葉類におけるパールインキ印刷部の有無を判定する。
【特許文献１】特開２００４−２４６７１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述したパールインキ検出装置においては、紙葉類に汚れが付着したりして光の透過率が変化した場合に、紙葉類を透過する光の強度が変動して受光素子の受光レベルも変動するため、パールインキ印刷部の検出が困難となっていた。また、紙葉類を搬送することによって黒インキ等を含む印刷部とパールインキ印刷部とを連続的に検査する場合には、両者を透過する光のレベルに大きな差が現れにくいため、パールインキ印刷部の検出精度が低下する傾向にあった。
【０００４】
そこで、本発明はかかる課題に鑑みて為されたものであり、紙葉類の搬送方向に関係なくパールインキ検出部を正確に検出することが可能なパールインキ検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願発明の発明者らは、様々な種類の紙葉類を透過する光の分光特性について以下のような知見を得た。すなわち、紙葉類のパールインキ印刷部を透過する光の紫外光領域のレベルの可視光領域のレベルに対する相対値が、無印刷部分及び他の顔料による印刷部分に比較して小さいという知見を得た。
【０００６】
そこで、このような知見に基づいて上記課題を解決するため、本発明のパールインキ検出装置は、パール顔料を含むインキを用いて印刷した紙葉類のパールインキ印刷部を検出する装置であって、紫外光成分を含む光を紙葉類に向けて出射する光源と、光源に対して紙葉類を挟んで配置されており、光源から出射されて紙葉類を透過した光のうち可視光成分を受光する第１の受光素子と、光源に対して紙葉類を挟んで配置されており、光源から出射されて紙葉類を透過した光のうち紫外光成分を受光する第２の受光素子と、第１の受光素子からの出力に基づいて、可視光成分の強度が一定となるように光源から出射される光の光量を調整する制御部と、第２の受光素子からの出力のレベルに基づいて、紙葉類におけるパールインキ印刷部の有無を判定する判定部とを備える。
【０００７】
このようなパールインキ検出装置によれば、光源から照射された紫外光を含む光が紙葉類を透過し、その光のうちの可視光成分が第１の受光素子で受光され、紫外光成分が第２の受光素子で受光される。ここで、第１の受光素子の出力を利用して、紙葉類を透過する可視光成分の強度が一定になるように光源からの光量が調整されると同時に、第２の受光素子の出力を用いてパールインキ印刷部の有無が判定される。これにより、紙葉類を透過する光における紫外光成分の可視光領域に対する相対的レベルを把握して、その相対的レベルに基づいてパールインキ印刷部が判定されるので、紙葉類のパールインキ印刷部を無印刷部分や他の印刷部分から正確に判別することができる。特に、このようなパールインキ検出装置は、紙葉類のパールインキ印刷部及び他の印刷部分に渡って連続的に検査する場合に有効となる。
【０００８】
また、光源と第１の受光素子との間に配置され、光源からの光の可視光成分を、第１の受光素子に向けて透過させると共に、光源からの光の紫外光成分を、第２の受光素子に向けて反射させるミラー部を更に備えることが好ましい。こうすれば、簡易な構成により紙葉類を透過した光から紫外光成分及び可視光成分を分離することができるとともに、紙葉類の表面における第１及び第２の受光素子による検査位置を容易に一致させることができる。
【０００９】
また、光源と第２の受光素子との間に配置され、光源からの光の紫外光成分を、第２の受光素子に向けて透過させると共に、光源からの光の可視光成分を、第１の受光素子に向けて反射させるミラー部を更に備えることも好ましい。この場合も、簡易な構成により紙葉類を透過した光から紫外光成分及び可視光成分を分離することができるとともに、紙葉類の表面における第１及び第２の受光素子による検査位置を容易に一致させることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のパールインキ検出装置によれば、紙葉類の搬送方向に関係なくパールインキ検出部を正確に検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照しつつ本発明に係るパールインキ検出装置の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１２】
図１に示す紙葉類検査器１は、紙葉類の一種である紙幣の真偽判別をするための装置であり、例えば、銀行ＡＴＭ、自動販売機、自動券売機等の紙幣を搬送処理する装置内に内蔵されるものである。紙葉類検査器１は、カラーコピー等が施され多量の蛍光成分を含む偽造紙幣と、正規の紙幣との判別に用いられ、具体的には、正規の紙幣においてパールインキ（パール顔料）による印刷が施されている部分（パールインキ印刷部）を検出することによって判別する。
【００１３】
同図に示すように、紙葉類検査器１には、上下のガイド板２，３で挟まれるようにして形成させた直線的な搬送通路４が設けられ、この搬送通路４の途中には、搬送ローラ５，６が配置され、各搬送ローラ５，６によって紙幣Ｒを排出側に向けて（図１の右方向）確実に搬送させている。このような搬送通路４の途中には、図示しない紙幣認識装置が配置されている。
【００１４】
この紙幣認識装置は、ＬＥＤ光源によって紙幣Ｒを照らし、紙幣Ｒからの反射光をＣＣＤカメラで捕捉する構造をもっている。そして、カメラで撮像された画像と既知の画像データとの照合を行い、紙幣の金種を判別している。しかし、近年、カラーコピーの高精度化によって、画像認識だけでは、紙幣Ｒの真偽を判別しにくい状態になっている。そこで、紙葉類認識装置の上流側に、図示しない紙葉類蛍光検出センサを配置させている。この紙葉類蛍光検出センサは、紙幣Ｒに紫外線を照射して、偽造紙幣Ｒから発せられる蛍光を、蛍光受光素子で受光して、紙幣Ｒの種類や真偽などを判別している。
【００１５】
一方、近年、偽造防止対策として、紙幣Ｒの印刷の一部にパールインキが採用されており、パールインキ印刷部は、光沢があるので目視による確認が可能である。具体的に、二千円札においては、ある角度から観察するとピンク色に見えるようになっている。また、パールインキは、既知であり、天然雲母の厚さ、細かさ、粒子分布などにより、光の吸収、散乱、反射を異ならせることができ、様々な光彩を作り出している。また、パールインキによる印刷において、顔料である二酸化チタンの膜厚の違いによって銀、黄、赤、青、緑などの様々な彩色が出現する。なお、パールインキとして利用される顔料は様々であり、顔料の違いによって彩色を異ならせることができる。パールインキに関する技術として、例えば、特開平０９−２４０１３３号公報、特開平０９−２６７５９２号公報、特開２００２−２８５０６１号公報、「機能性インキの最新技術」（株式会社シーエムシー出版、２００２年１月）などがある。
【００１６】
蛍光灯や自然光下で輝きを放つパールインキ印刷部は、紙幣Ｒの偽造防止などの目的で使われており、二千円札においては、目視によってある角度から見た場合に彩色が分かるようになっている。このような場合、紙幣Ｒを様々な角度に向けながらパールインキ印刷部の確認を行うこととなり、目視による確認作業は煩雑であった。
【００１７】
そこで、二千円札のパールインキ印刷部の機械的な判別を精度良く行うために様々な実験を行い、その結果として、パールインキ印刷部において、可視光領域の光の透過率に対する紫外光領域の光の透過率の相対値が、紙幣の他の部分（無印刷部分、他の顔料による印刷部分）に比較して極めて小さいという特性を持っていることが本発明者らによって見出された。このような特性は、紙幣Ｒに汚れが付着して全体的な光の透過率が変動した場合であっても維持されるものであった。このような事実を踏まえて、パールインキ検出装置１０が発案された。
【００１８】
図２に示すパールインキ検出装置１０は、前述した紙葉類検査器１の搬送通路４の途中への配置を可能にするため、下ガイド板３に固定される略直方体形状の筐体１１を有する。そして、この筐体１１内には、搬送通路４に向けて紫外光成分を含む光を真下から出射するＵＶＬＥＤ（光源）１２が収容されている。このＵＶＬＥＤ１２は、筐体１１に取り付けられた回路基板１３に対しリード部１２ａを介して電気的に接続されるとともに、出射される光の光軸Ｌが搬送通路４を搬送される紙幣Ｒの表面に対して略垂直となるように固定されている。より詳細には、ＵＶＬＥＤ１２は、発光波長が紫外光領域（２００〜４００ｎｍ）及び可視光領域（４００ｎｍ〜８００ｎｍ）の両方を含むようなものが選択される。このようなＵＶＬＥＤ１２としては、紫外光領域を発光波長とするＬＥＤと可視光領域を発光波長とするＬＥＤとを組み合わせたものを用いても良いし、両方の領域を含む広い発光波長を有する単体のＬＥＤを用いても良い。また、筐体１１の上面には、搬送通路４を臨むようにして配置される防塵ガラス板１４が接着剤を介して固定され、この防塵ガラス板１４には紫外光及び可視光を透過しやすいガラスが採用されている。
【００１９】
さらに、このパールインキ検出装置１０は、フォトセンサからなる２つのＰＤ（受光素子）２２，２３とミラー部２５とを収容する略直方体形状の筐体２１を有し、この筐体２１は、上ガイド板２に固定されると共に、光源側の筐体１１に対向して配置されている。筐体２１内においては、ＵＶＬＥＤ１２に対して搬送通路４内の紙幣Ｒを挟んだ位置に、ＵＶＬＥＤ１２から出射して紙幣Ｒを透過した光を受光するためのＰＤ２２，２３が配置されている。このＰＤ２２は、筐体２１に取り付けられた回路基板２８に対しリード部２２ａを介して電気的に接続されるとともに、その受光面がＵＶＬＥＤ１２の光軸Ｌに垂直となるようにＵＶＬＥＤ１２に対向して配置されている。ＰＤ２３は、回路基板２８に対しリード部２３ａを介して電気的に接続されると共に、その受光面がＵＶＬＥＤ１２の光軸Ｌに略平行となり、かつ、ＰＤ２２よりも搬送通路４側に位置するように配置されている。また、筐体２１の下面には、搬送通路４を臨むようにして配置される防塵ガラス板２４が接着剤を介して固定されている。
【００２０】
さらに、筐体２１内には、ＰＤ２２と防塵ガラス板２４との間において、光軸Ｌと反射面との傾斜角が約４５°となり、かつ、その反射面がＰＤ２３を向くようにミラー部２５が固定されている。このミラー部２５は、入射角が４５°で入射した可視光を透過させる一方で、その入射角で入射した紫外光を反射させる性質を有する板状ガラス部材である。このミラー部２５は、ＵＶＬＥＤ１２から出射されてミラー部２５によって反射された紫外光成分が、ＰＤ２３に効率的に入射するように、ＵＶＬＥＤ１２の光軸Ｌとミラー部２５の下面との交点Ａの紙幣Ｒからの距離が、ＰＤ２３の受光面の中心部の紙幣Ｒからの距離とほぼ一致するように設けられている。このミラー部２５を利用すると、ＵＶＬＥＤ１２から出射されて紙幣Ｒを透過した光のうちの可視光成分がＰＤ２２の受光面に入射され、ＵＶＬＥＤ１２から出射されて紙幣Ｒを透過した光のうちの紫外光成分がＰＤ２３の受光面に入射される。
【００２１】
なお、このＰＤ２２，２３は、受光感度を有する波長帯域が、紫外光領域及び可視光領域を含むものであれば特定の受光感度のものに限られないが、ＰＤ２２として可視光領域のみをカバーするもの、ＰＤ２３として紫外光領域のみをカバーするものを用いることが、効率的に各領域を分光して検出できる点でより好ましい。
【００２２】
筐体１１に取り付けられた回路基板１３の下面には、ＵＶＬＥＤ１２の発光を制御する発光制御回路（制御部）２６が設けられ、筐体２１に取り付けられた回路基板２８の上面には、ＰＤ２２，２３の出力を用いて紙幣Ｒの判定を行う処理回路２７が設けられている。図３は、発光制御回路２６及び処理回路２７の接続関係を示すブロック図である。
【００２３】
同図に示すように、発光制御回路２６は、ＵＶＬＥＤ１２の両端子に接続され、後述する信号変換回路２７ａから出力される検出信号に基づいて、ＰＤ２２における受光レベル、つまり、紙幣Ｒを透過した光の可視光成分のレベルが一定となるように、ＵＶＬＥＤ１２に供給する駆動電圧（又は駆動電流）を帰還制御するＡＰＣ（Auto Power Control）回路である。この発光制御回路２６の帰還制御により、ＵＶＬＥＤ１２から紙幣Ｒに向けて出射される光の光量が調整される。
【００２４】
信号変換回路２７ａは、ＰＤ２２から出力される受光信号に基づいて、ＰＤ２２の受光面において受光された光の強度に対応する電圧レベルを有する検出信号に変換・増幅して、発光制御回路２６に出力する。また、信号変換回路２７ａは、ＰＤ２３から出力される受光信号に基づいて、ＰＤ２３の受光面において受光された光の強度に対応する電圧レベルを有する検出信号に変換・増幅して、判定回路２７ｂに出力する。
【００２５】
判定回路（判定部）２７ｂは、信号変換回路２７ａから出力されたＰＤ２３に関する検出信号に基づいて、紙幣Ｒにおけるパールインキ印刷部Ｐの有無を判定し、その判定結果を示す結果信号を紙葉類検査器１内の紙幣認識装置等の他の装置に出力する。そして、紙幣認識装置等においては、結果信号に基づいた紙幣Ｒの真偽判断の後、紙幣Ｒの種類や真偽などをさらに判別する。ここでのパールインキ印刷部Ｐの有無の判定は、例えば、ＰＤ２３に関する検出信号のレベルが、予め定められた閾値以下であるか否かを判定することにより行われる。
【００２６】
次に、上述したパールインキ検出装置１０の動作について説明する。
【００２７】
図４に示すように、まず、搬送ローラ５，６によって紙幣Ｒが搬送通路４を排出側（図２の右側）に向けて搬送される（ステップＳ０１）。その後、図示しないセンサによって紙幣Ｒが筐体１１と筐体２１との間に進入してきたことが検出されると、発光制御回路２６からＵＶＬＥＤ１２に駆動電圧が供給されることにより発光が開始される（ステップＳ０２）。そうすると、ＵＶＬＥＤ１２から出射され、紙幣Ｒ及びミラー部２５を透過してきた可視光成分がＰＤ２２によって受光され、受光レベルに応じた検出信号が発光制御回路２６に入力される（ステップＳ０３）。これに対して、発光制御回路２６は、ＰＤ２２における可視光成分の受光レベル、換言すれば、ＰＤ２２の検出信号の電圧レベルが一定となるように、ＵＶＬＥＤ１２に供給する駆動電圧を調整する（ステップＳ０４）。このステップＳ０３及びステップＳ０４におけるＵＶＬＥＤ１２の駆動電圧の帰還制御は、紙幣Ｒが筐体１１と筐体２１との間を通過するまで継続される（ステップＳ０５〜Ｓ０６）。
【００２８】
一方、ステップＳ０５では、紙幣Ｒを透過した後ミラー部２５で反射されてきた紫外光成分がＰＤ２３によって受光され、ステップＳ０６では、その受光レベルに応じた検出信号が判定回路２７ｂに入力される。これに対して、判定回路２７ｂは、ＰＤ２３における紫外光成分の受光レベル、換言すれば、ＰＤ２３の検出信号の電圧レベルが、予め設定された閾値以下であるかを判定することによって、紙幣Ｒにおけるパールインキ印刷部Ｐの有無を判定する（ステップＳ０７）。そして、判定回路２７ｂは、判定結果を示す判定結果信号を出力する（ステップＳ０８）。
【００２９】
図５には、ＵＶＬＥＤ１２の光量を一定にした場合の二千円札を透過する光の分光特性を示すグラフ、図６は、パールインキ検出装置１０における二千円札を透過する光の分光特性を示すグラフである。これらの図を見てわかるように、ＵＶＬＥＤ１２の光量を一定にした場合には、パールインキ印刷部Ｐを透過する光の紫外光領域（〜４００ｎｍ）の強度は、黒インキ部分との強度に近くなっており区別することが難しいが、パールインキ検出装置１０におけるパールインキ印刷部Ｐを透過する光の紫外光領域の強度は、黒インキ部分及び無印刷部分と比較して区別できる程度に小さくなっている。
【００３０】
パールインキ検出装置１０において上記のような光透過特性を有する二千円札を検出した結果である図７に示すように、二千円札である紙幣Ｒをパールインキ印刷部Ｐと黒インキ印刷部Ｂを横切る方向（図７の矢印方向）に検出させた場合、パールインキ印刷部ＰのＰＤ２３に対応する検出信号のレベルは、黒インキ印刷部Ｂのレベルよりも小さくなっている。また、図８に示すように、二千円札である紙幣Ｒをパールインキ印刷部Ｐと無印刷部Ｃを横切る方向（図８の矢印方向）に搬送させた場合も、パールインキ印刷部ＰのＰＤ２３に対応する検出信号のレベルは、無印刷部Ｃのレベルよりも小さくなっている。従って、紙幣Ｒの搬送方向に関係なく、判定回路２７ｂによってパールインキ印刷部Ｐの存在有無が確実に判定される。
【００３１】
以上説明したパールインキ検出装置１０によれば、ＵＶＬＥＤ１２から照射された紫外光を含む光が紙幣Ｒを透過した後、更にミラー部２５を透過することによってその光のうちの可視光成分がＰＤ２２で受光されると同時に、ミラー部２５によって反射された紫外光成分がＰＤ２３で受光される。ここで、ＰＤ２２の検出信号を利用して、紙幣Ｒを透過する可視光成分の強度が一定になるようにＵＶＬＥＤ１２からの光量が調整されると同時に、ＰＤ２３の検出信号を用いてパールインキ印刷部Ｐの有無が判定される。これにより、紙幣Ｒを透過する光における紫外光成分の可視光領域に対する相対的レベルを把握して、その相対的レベルに基づいてパールインキ印刷部Ｐが判定されるので、紙幣Ｒのパールインキ印刷部Ｐを無印刷部分Ｃや黒インキ印刷部Ｂから正確に判別することができる。
【００３２】
特に、このようなパールインキ検出装置１０は、紙幣Ｒのパールインキ印刷部Ｐ及び黒インキ印刷部Ｂ等の他の印刷部分に渡って連続的に検査する場合に有効となる。これは、光源の光量が一定の場合のパールインキ印刷部Ｐを透過する紫外光のレベルは、他の印刷部分のレベルとの差が小さいが、可視光のレベルと比較した相対的レベルにおいて差が顕著に現れるからである。
【００３３】
また、紙幣Ｒを透過した光を分光するために、波長選択ミラーであるミラー部２５を用いることで、装置構成の簡易化を実現するとともに、紙幣Ｒの表面におけるＰＤ２２及びＰＤ２３による検査位置を、レンズ等の光学部材を用いることなく容易に一致させることができる。
【００３４】
なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではない。例えば、ミラー部２５に代えて、所定の入射角で入射した紫外光を透過させる一方で、その入射角で入射した可視光を反射させる性質を有するミラー部を用いて、ＰＤ２２に対応する検出信号を判定回路２７ｂに、ＰＤ２３に対応する検出信号を発光制御回路２６に出力させるようにしてもよい。
【００３５】
また、ＰＤ２２として可視光領域にのみ受光感度を有するようなフォトセンサを用い、ＰＤ２３として紫外光領域にのみ受光感度を有するようなフォトセンサを用いるのであれば、ミラー部２５の代わりに波長選択性の無いハーフミラーを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係るパールインキ検出装置を適用した紙葉類検査器の好適な一実施形態を示す断面図である。
【図２】図１のパールインキ検出装置をより詳細に示す拡大断面図である。
【図３】図２の発光制御回路及び処理回路の接続関係を示すブロック図である。
【図４】本発明に係るパールインキ検出装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】図２のＵＶＬＥＤの光量を一定にした場合の二千円札を透過する光の分光特性を示すグラフである。
【図６】図２のパールインキ検出装置における二千円札を透過する光の分光特性を示すグラフである。
【図７】（ａ）は、検査対象である紙幣の検査位置を示す図、（ｂ）は、図２のパールインキ検出装置において（ａ）の紙幣の検査位置を検出した場合の検出信号の分布を示す図である。
【図８】（ａ）は、検査対象である紙幣の検査位置を示す図、（ｂ）は、図２のパールインキ検出装置において（ａ）の紙幣の検査位置を検出した場合の検出信号の分布を示す図である。
【符号の説明】
【００３７】
１…紙葉類検査器、１０…パールインキ検出装置、１２…ＵＶＬＥＤ（光源）、２２，２３…ＰＤ（第１及び第２の受光素子）、２５…ミラー部、２６…発光制御回路（制御部）、２７ｂ…判定回路（判定部）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パール顔料を含むインキを用いて印刷した紙葉類のパールインキ印刷部を検出する装置であって、
紫外光成分を含む光を前記紙葉類に向けて出射する光源と、
前記光源に対して前記紙葉類を挟んで配置されており、前記光源から出射されて前記紙葉類を透過した光のうち可視光成分を受光する第１の受光素子と、
前記光源に対して前記紙葉類を挟んで配置されており、前記光源から出射されて前記紙葉類を透過した光のうち紫外光成分を受光する第２の受光素子と、
前記第１の受光素子からの出力に基づいて、前記可視光成分の強度が一定となるように前記光源から出射される光の光量を調整する制御部と、
前記第２の受光素子からの出力のレベルに基づいて、前記紙葉類における前記パールインキ印刷部の有無を判定する判定部と、
を備えることを特徴とするパールインキ検出装置。
【請求項２】
前記光源と前記第１の受光素子との間に配置され、前記光源からの光の可視光成分を、前記第１の受光素子に向けて透過させると共に、前記光源からの光の紫外光成分を、前記第２の受光素子に向けて反射させるミラー部を更に備えることを特徴とする請求項１記載のパールインキ検出装置。
【請求項３】
前記光源と前記第２の受光素子との間に配置され、前記光源からの光の紫外光成分を、前記第２の受光素子に向けて透過させると共に、前記光源からの光の可視光成分を、前記第１の受光素子に向けて反射させるミラー部を更に備えることを特徴とする請求項１記載のパールインキ検出装置。
【請求項１】
パール顔料を含むインキを用いて印刷した紙葉類のパールインキ印刷部を検出する装置であって、
紫外光成分を含む光を前記紙葉類に向けて出射する光源と、
前記光源に対して前記紙葉類を挟んで配置されており、前記光源から出射されて前記紙葉類を透過した光のうち可視光成分を受光する第１の受光素子と、
前記光源に対して前記紙葉類を挟んで配置されており、前記光源から出射されて前記紙葉類を透過した光のうち紫外光成分を受光する第２の受光素子と、
前記第１の受光素子からの出力に基づいて、前記可視光成分の強度が一定となるように前記光源から出射される光の光量を調整する制御部と、
前記第２の受光素子からの出力のレベルに基づいて、前記紙葉類における前記パールインキ印刷部の有無を判定する判定部と、
を備えることを特徴とするパールインキ検出装置。
【請求項２】
前記光源と前記第１の受光素子との間に配置され、前記光源からの光の可視光成分を、前記第１の受光素子に向けて透過させると共に、前記光源からの光の紫外光成分を、前記第２の受光素子に向けて反射させるミラー部を更に備えることを特徴とする請求項１記載のパールインキ検出装置。
【請求項３】
前記光源と前記第２の受光素子との間に配置され、前記光源からの光の紫外光成分を、前記第２の受光素子に向けて透過させると共に、前記光源からの光の可視光成分を、前記第１の受光素子に向けて反射させるミラー部を更に備えることを特徴とする請求項１記載のパールインキ検出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００７−８７３３３（Ｐ２００７−８７３３３Ａ）
【公開日】平成１９年４月５日（２００７．４．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２７８４９５（Ｐ２００５−２７８４９５）
【出願日】平成１７年９月２６日（２００５．９．２６）
【出願人】（０００００１２２５）日本電産コパル株式会社 (755)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年４月５日（２００７．４．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年９月２６日（２００５．９．２６）
【出願人】（０００００１２２５）日本電産コパル株式会社 (755)
【Ｆターム（参考）】
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