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JP2019040315A - 不可視特性検知装置、シート識別装置、シート処理装置、印刷検査装置、及び不可視特性検知方法 - Google Patents

不可視特性検知装置、シート識別装置、シート処理装置、印刷検査装置、及び不可視特性検知方法 Download PDF

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Kazutaka Adachi
和隆 安達
大西　弘之
Hiroyuki Onishi
弘之 大西
鵜飼　和歳
Kazutoshi Ukai
和歳 鵜飼
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Abstract

【課題】不可視特性を有する記番号を簡便かつ低コストで検知することができる不可視特性検知装置、シート識別装置、シート処理装置、印刷検査装置、及び不可視特性検知方法を提供する。【解決手段】シートに印刷された記番号の不可視特性を検知する不可視特性検知装置であって、シートから前記不可視特性を検出する検出部と、前記不可視特性を備えた記番号を少なくとも除く図柄が印刷された基準シートから検出した前記不可視特性に基づく基準データを記憶する記憶部と、前記検出部が検出した前記シートの前記不可視特性に基づく検出データと前記基準データとを比較し、前記シートの記番号が印刷された検知対象エリアに対応するデータ間に差異があるときに前記シートに前記不可視特性を備えた記番号が印刷されていると判定する判定部と、を備えることを特徴とする不可視特性検知装置である。【選択図】図５

Description

本発明は、不可視特性検知装置、シート識別装置、シート処理装置、印刷検査装置、及び不可視特性検知方法に関する。より詳しくは、シート状の印刷物の不可視特性検知装置、シート識別装置、シート処理装置、印刷検査装置、及び不可視特性検知方法であって、特に記番号部分の不可視特性を検知するのに好適な不可視特性検知装置及び不可視特性検知方法と、その不可視特性検知装置を備えるシート識別装置及び印刷検査装置と、そのシート識別装置を備えるシート処理装置とに関する。
近年、カラーコピーマシン、カラーＤＴＰ等の技術の進展と普及は急速であり、印刷技術の高度化は、著しいものがある。こうした傾向が紙幣等のシート状の印刷物（以下、単にシートとも言う。）の偽造の脅威を一層増大させ、深刻な問題となっている。
このような傾向から、シートの印刷における偽造防止手段の一つとして、肉眼で見ても分からない特性である不可視特性を有するインクを用いることが一般に行われている。インクの不可視特性に応じた方法を用いて、不可視特性の有無を検知することにより、偽造されたシートを検知することができる。
不可視特性を有するインクとしては、例えば、赤外領域において分光反射率に特徴を有する赤外線インク、紫外線等の励起光を照射すると励起し発光する蛍光発光インク、磁性材料を加えることで磁性（磁気特性）を有することを特徴とする磁性インク等がある。
例えば、特許文献１には、赤外線センサやＵＶセンサを搭載した紙幣識別装置が開示されており、紙幣の不可視特性を有するインクで印刷された図柄等から不可視特性の特徴を検出し、紙幣の真偽を識別している。
更に、特許文献２には、可視光下で視認が困難な蛍光インキや赤外線吸収インキ、赤外線透過インキで印刷される有価証券類等の番号印刷媒体が開示されている。
例えば、記番号が左右２か所に印刷される紙幣で、右側の記番号が赤外線を透過するインクで印刷され、左側の記番号が赤外線を吸収するインクで印刷された場合、紙幣に赤外光を照射して赤外領域に感度を持つ画像センサを用いて撮影すると、左の記番号は写らず、右側の記番号のみが写る。これを紙幣の特徴として、偽券の検知ができる。
このように、シートの偽造防止手段として不可視特性を有するインクは有効であるが、一方で、シートの印刷工程においてインクの入れ間違いが発生しやすく、これを検査する必要もある。
しかしながら、このような不可視特性を有するインクを用いたシートは、室内光で肉眼で見ても不可視特性に関する印刷品質の検査ができないため、その製造工程において、インクの入れ間違いを発見するためには特別な方法が必要となる。
例えば、特許文献３には、印刷機に供給される不可視特性を有するインクの入れ間違いを監視する装置が開示されており、インクの供給部分においてインクに赤外光を照射し、インクからの反射光を検出して、測定基準範囲と比較している。
また、特許文献４には、赤外線吸収インクを用いた印刷物の検査装置が開示されており、印刷工程又は検査工程において、印刷されて搬送される印刷物に赤外光を照射して撮像した画像と、正規に印刷された印刷物に赤外光を照射して撮像した基準画像とを比較して、許容値から外れるか否かを判定している。特許文献４では、インクの入れ間違い等を課題としている。
更に、特許文献５には、印刷物に赤外線を照射して赤外線画像を撮像し、位置補正を行って赤外線画像基準データとの差分画像を作成し、判定データと比較して印刷模様の面積や濃淡に関する良否を判定する方法が開示されている。特許文献５では、インク誤使用等を課題としている。
そして、特許文献６には、記番号を印刷する印刷部と記番号の品質及び印章の発光状態を検査する検査装置とを備えた印刷機が開示されており、印刷胴（ドラム）で搬送されるシートに記番号及び印章を印刷し検査を行っている。また、可視光に加えて紫外光及び赤外光を含めた３種類から任意の２種類の光を用いて検査を行ってもよいことが記載されている。
国際公開第２００８／０５６４０４号 特開２００６−２０５５００号公報 特許第４７１４８４７号公報 特許第４１８９７７７号公報 特許第５３７０９５３号公報 特開２０１４−１５６０１０号公報
しかしながら、特許文献２の記番号のような不可視特性を持つ記番号の検査を、特許文献１の紙幣識別装置のような装置で行うと、コストが高くなる。
より詳細には、特許文献１の紙幣識別装置のような装置で、不可視特性を検出して偽造されたシートを検知するためには、正規に印刷されたシートから取得した不可視特性を画像化し、共通の基準画像として用いるのが一般的である。これは、各シートで共通の図柄に対する検査には適切な方法であるが、記番号のようにシート毎に異なる部分の検査を共通の基準画像を用いて行なうと、間違いが発生する場合がある。具体的には、この装置で記番号が印字されたシートから取得した画像を共通の基準画像として用いると、記番号部分における不可視特性が正しくても、記番号の形状が異なるために基準画像と異なると判断する場合がある。そのため、同様の方法で記番号のようにシート毎に異なる部分を検査する場合は、記番号毎に基準画像を用意する必要がある。しかしながら、記番号毎に基準画像を用意しようとすると、基準画像の作成に大変な手間と時間を要し、また、基準画像を記憶するための記憶容量が大きくなるため、準備作業と記憶装置の両方のコストが高くなってしまう。
また、特許文献２の記番号のような不可視特性を持つ記番号の印刷検査においても、以下に示すように従来技術では改善の余地があった。
特許文献３では、インクの供給時に監視を行うもので、印刷された結果を検査できない。また、シートの記番号が不可視特性を有するインクで印刷されることがあるが、特許文献３には、シートの記番号部分の不可視特性の検査については特に記載されていない。
特許文献４では、赤外領域での反射特性及び吸収特性の検査において、正規に印刷された印刷物に赤外光を照射して取得した画像を共通の基準画像として用いる。特許文献１の場合と同様に、各印刷物で共通の図柄に対する検査には適切な方法であるが、記番号のように印刷物毎に異なる部分の検査を共通の基準画像を用いて行なうと、間違いが発生する場合がある。具体的には、この装置で記番号が印字されたシートから取得した画像を共通の基準画像として用いると、記番号部分における赤外領域での反射吸収特性が正しくても、記番号の形状が異なるために基準画像と異なると判断する場合がある。そのため、同様の方法で記番号のようにシート毎に異なる部分を検査する場合は、記番号毎に基準画像を用意する必要がある。しかしながら、記番号毎に基準画像を用意しようとすると、基準画像の作成に大変な手間と時間を要し、また、基準画像を記憶するための記憶容量が大きくなるため、準備作業と記憶装置の両方のコストが高くなってしまう。
特許文献５においても特許文献４と同様に、検査対象の印刷物の記番号と赤外線画像基準データの記番号とが異なると、差分画像に現れる差が大きくなり、判定を誤る場合がある。そのため、記番号毎に赤外線画像基準データを用意すると、特許文献４と同様の問題が発生する。
特許文献６においては、紫外光又は赤外光を用いて記番号を検査する具体的な方法は記載されていない。
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、不可視特性を有する記番号を簡便かつ低コストで検知することができる不可視特性検知装置、シート識別装置、シート処理装置、印刷検査装置、及び不可視特性検知方法を提供することを目的とするものである。
本発明は、シートに印刷された記番号の不可視特性を検知する不可視特性検知装置であって、シートから前記不可視特性を検出する検出部と、前記不可視特性を備えた記番号を少なくとも除く図柄が印刷された基準シートから検出した前記不可視特性に基づく基準データを記憶する記憶部と、前記検出部が検出した前記シートの前記不可視特性に基づく検出データと前記基準データとを比較し、前記シートの記番号が印刷された検知対象エリアに対応するデータ間に差異があるときに前記シートに前記不可視特性を備えた記番号が印刷されていると判定する判定部と、を備えることを特徴とする。
また、本発明は、上記発明において、前記不可視特性は、赤外吸収特性であることを特徴とする。
また、本発明は、上記発明において、前記不可視特性は、蛍光発光特性又は燐光発光特性であることを特徴とする。
また、本発明は、上記発明において、前記不可視特性は、磁性であることを特徴とする。
また、本発明は、上記発明において、前記不可視特性は、可視光領域内の光による照明下において視認不可能であって、前記不可視特性に感度を有する検出装置を用いて検出可能であることを特徴とする。
また、本発明は、上記発明において、前記基準シートは、前記不可視特性を備えた図柄が印刷されたものであることを特徴とする。
また、本発明は、前記不可視特性検知装置を備えるシート識別装置であって、前記判定部の判定結果に基づいてシートを識別して真偽を判定することを特徴とする。
また、本発明は、前記シート識別装置を備えたシート処理装置である。
また、本発明は、上記発明において、前記シートは、複数の小切れ面が配置された大判シートであることを特徴とする。
また、本発明は、上記発明において、前記基準データは、前記小切れ面単位であることを特徴とする。
また、本発明は、上記発明において、前記小切れ面毎に記番号が複数箇所印刷され、前記検知対象エリアは、前記大判シート内において、前記小切れ面毎に複数箇所印刷された記番号エリアに対して少なくとも１つずつ設定されることを特徴とする。
また、本発明は、上記発明において、前記複数の小切れ面のうちの少なくとも１つの小切れ面で記番号の前記不可視特性を検知することを特徴とする。
また、本発明は、前記不可視特性検知装置を備える印刷検査装置であって、前記判定部の判定結果に基づいてシートの記番号の印刷が正しく行われたか否かを検査することを特徴とする。
また、本発明は、シートに印刷された記番号の不可視特性を検知する不可視特性検知方法であって、前記不可視特性を備えた記番号を少なくとも除く図柄が印刷された基準シートから検出した前記不可視特性に基づく基準データを作成する基準データ作成ステップと、シートから前記不可視特性を検出する検出ステップと、前記検出ステップで検出した前記シートの前記不可視特性に基づく検出データと前記基準データとを比較し、前記シートの記番号が印刷された検知対象エリアに対応するデータ間に差異があるときに前記シートに前記不可視特性を備えた記番号が印刷されていると判定する判定ステップと、を備えることを特徴とする。
本発明の不可視特性検知装置及び不可視特性検知方法によれば、不可視特性を有する記番号を簡便かつ低コストで検知することができる。
また、本発明のシート識別装置によれば、本発明の不可視特性検知装置を備えることから、不可視特性を有する記番号が印刷されたシートの識別処理（種類判定）及び／又は真偽判定を簡便かつ低コストで行うことができる。
また、本発明のシート処理装置によれば、本発明のシート識別装置を備えることから、不可視特性を有する記番号が印刷されたシートの識別処理（種類判定）及び／又は真偽判定を簡便かつ低コストで行うことができる。
また、本発明の印刷検査装置によれば、本発明の不可視特性検知装置を備えることから、不可視特性を有する記番号の印刷が正しく行われたか否かの検査を簡便かつ低コストで行うことができる。
実施形態１に係る印刷検査装置によって検査される大判紙幣の一例を示す平面模式図である。 図１の大判紙幣の小切れ面を示す平面模式図である。 図１の大判紙幣の小切れ面を撮像した画像を示す平面模式図であり、（ａ）は、可視光画像を、（ｂ）は、赤外光画像を示す。 実施形態１に係る印刷検査装置の内部構成を示すブロック図である。 実施形態１に係る印刷検査装置の側面模式図である。 実施形態１に係る不可視特性検知装置に用いられる基準大判紙幣（小切れ面）の一例を示す平面模式図である。 図６の基準大判紙幣の赤外光画像から切り出された小切れ面の画像を示す平面模式図である。 図１の大判紙幣の小切れ面を実施形態１に係る不可視特性検知装置で撮像した赤外光画像を示す平面模式図である。 実施形態１に係る不可視特性検知方法の処理フローを示すフローチャートである。 変形形態に係る印刷検査装置の側面模式図である。
以下、本発明に係る不可視特性検知装置、シート識別装置、シート処理装置、印刷検査装置、及び不可視特性検知方法の好適な実施形態を、図面を参照しながら説明する。本発明は、搬送されるシートから不可視特性を適切なセンサで検出でき、該センサで検出した強度のデータと基準データとを比較することができる。したがって、本発明は、従来技術に挙げたような、紙幣識別装置に代表されるシート識別装置や印刷検査装置等の装置で実施可能である。以下では主に、対象となるシートが様々な形態を取り得る印刷検査装置を例に説明する。
本発明の対象となるシートとしては、紙幣（銀行券）、小切手、商品券、手形、帳票、有価証券、カード状媒体等の固有番号である記番号が印刷された印刷物（以下、小切れとも言う。）、及び、これらの小切れが各々複数印刷された大判の印刷物等が適用可能である。また、本発明の対象となるシートに用いられる基材は、植物繊維を素材にした紙が一般的であるが、耐久性や耐水性、セキュリティ性等の向上を目的として、合成繊維を素材とした紙や、合成樹脂のシートであるポリマーシートが用いられてもよい。ポリマーシートから作られた紙幣は、ポリマー紙幣と呼ばれる。以下においては、紙幣を対象とする装置及び方法を例として、本発明を説明する。
一般的に、紙幣の印刷は、複数の紙幣が同時に印刷できる大判で行なう。紙幣が完成するまでには、複数の紙幣で共通の図柄を印刷する工程と、図柄の印刷品質を検査する工程と、紙幣毎に異なる記番号を印刷する工程と、記番号の印刷品質を検査する工程と、大判を各紙幣に裁断する工程と、裁断された紙幣（小切れ）を検査する工程とがある。以下では、本発明に係る記番号部分の検査について説明するが、本発明は、大判の状態で記番号を検査する工程と、小切れの状態で記番号を検査する工程とのいずれにも適用可能である。
また、記番号の印刷工程と、本発明に係る記番号の印刷品質を検査する工程とは、同一の装置で行ってもよいし、別の装置で行なってもよい。例えば、特許文献６に開示される印刷機のように、記番号を印刷する印刷部と記番号の品質を検査する検査装置とを備えた装置で行ってもよい。一方、印刷部を備えない検査装置で行ってもよい。
以下では、印刷部と検査装置とを備えた大判用の記番号印刷装置の、特に記番号の印刷品質を検査する印刷検査装置を例として、本発明を説明する。
（実施形態１）
本実施形態に係る印刷検査装置は、縦横に複数の小切れ（紙幣）が印刷された大判紙幣の検査装置であり、大判紙幣の記番号印刷装置に設置されている。そして、記番号印刷装置のドラム表面に保持されている大判紙幣の可視光画像及び赤外光画像を順次撮像し、可視光画像及び赤外光画像の記番号部分を可視光画像用及び赤外光画像用の基準画像とそれぞれ比較する。
本実施形態に係る印刷検査装置によって検査される大判紙幣１１０は、図１に示すように、複数の小切れ面（紙幣面）１１１が縦横に印刷された大判の印刷物であり、図２に示すように、各小切れ面１１１には、複数箇所、例えば二個所に記番号１１２が記番号印刷装置によって印刷されている。記番号１１２は、紙幣を１枚毎に区別するための固有の通し番号であり、文字、数字等の記号から構成されており、それらの記号自体の情報と、それらの記号の色情報とを有しており、これらの情報によって各紙幣が区別される。そして、記番号１１２として、赤外吸収インクで印字された記番号１１２ａと、赤外透過インクで印字された記番号１１２ｂとが設けられている。記番号１１２ａ及び１１２ｂはともに、可視光領域（例えば３８０〜７８０ｎｍ）のうちの少なくとも一部の波長帯域の光を吸収するが、記番号１１２ａが、赤外領域（例えば７８０ｎｍを超える波長帯域）のうちの少なくとも一部の波長帯域の光も吸収するのに対して、記番号１１２ｂは、赤外領域（例えば７８０ｎｍを超える波長帯域）の光を透過する。そのため、記番号１１２ａ及び１１２ｂはともに、可視光下で視認可能であるが、記番号１１２ａは、赤外光下で検出可能であるのに対して、記番号１１２ｂは、赤外光下で検出することができない。
大判紙幣１１０の可視光画像を撮像すると、図３（ａ）に示すように、可視光画像には記番号１１２ａ及び１１２ｂがともに存在しており、可視光画像により、記番号１１２ａ及び１１２ｂの位置ずれやかすれ等の印刷品質は検査できる。しかしながら、可視光画像では記番号１１２の不可視特性の有無の検知はできない。そこで、本実施形態に係る印刷検査装置は、記番号１１２の赤外光画像を撮像可能なように構成されている。大判紙幣１１０の赤外光画像を撮像すると、図３（ｂ）に示すように、記番号１１２ａは赤外光を吸収するため赤外光画像に記番号１１２ａは存在するが、記番号１１２ｂは赤外光を透過するため赤外光画像に記番号１１２ｂは存在しない。本実施形態は、赤外光画像を用いて記番号１１２の不可視特性、特に赤外吸収特性の有無の検知を簡便かつ低コストで実現する。
なお、本明細書において、可視光画像及び赤外光画像とは、それぞれ、被撮像体に可視光及び赤外光を照射し、その表面で反射した反射光による画像を意味する。
図４に示すように、本実施形態に係る印刷検査装置１００は、記番号１１２の不可視特性、具体的には赤外吸収特性を検知する不可視特性検知装置１０と、各記番号１１２の印刷品質を検査する記番号検査装置５０と、を備えている。
記番号検査装置５０は、撮像装置６０及び検査装置７０を備え、撮像装置６０は、図５に示すように、記番号印刷装置のドラムＤ上の大判紙幣１１０に可視光、例えば白色光を照射する照明手段６１と、照明手段６１で照明された大判紙幣１１０を走査して可視光画像を撮像する撮像手段６２と、照明手段６１及び撮像手段６２を制御する制御部６３とを有している。
検査装置７０は、図４に示すように、印刷される小切れ面１１１毎、すなわち記番号１１２毎に用意された基準可視光画像を保存する記憶部７１と、撮像装置６０で撮像した小切れ面１１１の可視光画像の記番号１１２と、当該小切れ面１１１に対応する基準可視光画像の記番号とを比較し、記番号１１２が適正であるか、番号に抜けがないかを検査するとともに、位置ずれやかすれ、汚れ、欠け、太さ等の印刷品質の検査を行う検査部７２と、検査部７２による検査結果を上位装置である印刷検査装置１００及び／又は記番号印刷装置に出力する制御部７３とを備えている。
不可視特性検知装置１０は、大判紙幣１１０から不可視特性を検出する検出部（検出装置）としての撮像装置２０と、検知装置３０とを備え、撮像装置２０は、図５に示すように、記番号印刷装置のドラムＤ上の大判紙幣１１０に赤外光を照射する照明手段２１と、照明手段２１で照明された大判紙幣１１０を走査して赤外光画像を撮像する撮像手段２２と、照明手段２１及び撮像手段２２を制御する制御部２３とを有している。
ドラムＤは、円筒部に大判紙幣１１０を支持する支持機構（図示せず）を備え、所定の速度で回転するように記番号印刷装置によって制御されている。
照明手段２１は、赤外光を含む多色の光を照明するものであってもよいし、赤外光のみの光を照明するものであってもよい。
各撮像手段２２、６２は、光軸がドラムＤの回転中心（ドラムＤの外周面の法線方向）に向くように設置されているが、これらの光軸は、該法線方向から傾いていてもよい。撮像手段２２及び６２は、それぞれ、ラインカメラ２４及び６４を備えている。各ラインカメラ２４、６４は、受光素子の撮像ラインがドラムＤの回転軸に平行となるように配置されており、また、大判紙幣１１０の全幅を一度に撮像可能となるようドラムＤから所定の距離だけ離れて配置されている。
ラインカメラ２４及び６４の前方には、それぞれ、可視カットフィルタ２５及び赤外カットフィルタ６５が配置されており、照明手段２１からの赤外光が可視光画像用のラインカメラ６４に入射するのを防止するとともに、照明手段６１からの可視光が赤外光画像用のラインカメラ２４に入射するのを防止している。
なお、赤外カットフィルタ６５及び可視カットフィルタ２５を用いる代わりに、照明手段２１及び６１の間に仕切り板を設けてもよい。
また、ラインカメラ６４、赤外カットフィルタ６５及び照明手段６１の代わりに、受光素子、ロッドレンズアレイ及び可視光光源が一体化された光学ラインセンサを設けてもよい。同様に、ラインカメラ２４、可視カットフィルタ２５及び照明手段２１の代わりに、受光素子、ロッドレンズアレイ及び赤外光光源が一体化された光学ラインセンサを設けてもよい。この場合、小切れ面１１１の列毎にこれらの光学ラインセンサ（密着イメージセンサ）を設けてもよい。
撮像手段２２及び６２は、それぞれ、すくなくとも可視光を検出可能な受光素子、及びすくなくとも赤外光を検出可能な受光素子を備えている。これらの受光素子にはフォトダイオード、フォトトランジスタ等の光検出器を用いることができる。照明手段２１が赤外光を含む多色の光を照射する場合、撮像手段２２の受光素子は、赤外光以外の光をカットするフィルタを備えてもよいし、検出波長が赤外領域内に含まれるＩＲセンサから構成されてもよい。照明手段２１が赤外光のみの光を照射する場合、撮像手段２２の受光素子は、すくなくとも赤外光を検出可能なものであればよい。
照明手段６１及び撮像手段６２は、大判紙幣１１０の搬送方向において、照明手段２１及び撮像手段２２よりも上流に設けられており、記番号検査装置５０による情報、例えば各小切れ面１１１の位置情報を不可視特性検知装置１０で利用できるようになっている。
制御部２３は、ドラムＤの回転量に応じて撮像手段２２の撮像タイミングを制御する。ドラムＤに設置されたロータリエンコーダＲＥからドラムＤの回転量に応じて出力されるクロックに同期して１ラインを撮像してもよいし、ドラムＤの回転を制御する記番号印刷装置のマスタークロックに対して撮像手段２２の撮像タイミングを同期させてもよい。
制御部２３はまた、検出部が検出した大判紙幣１１０の不可視特性に基づく検出データとして、撮像手段２２で取得した大判紙幣１１０の赤外光画像を検知装置３０に出力する。撮像した１ライン毎のデータを出力してもよいし、撮像した１ライン毎のデータをまとめて大判紙幣１１０全体のデータを出力してもよい。
制御部２３と同様にして、制御部６３は、撮像手段６２の撮像タイミングを制御するとともに、撮像手段６２で取得した可視光画像を検査装置７０に出力する。
検知装置３０は、図４に示したように、記憶部３１と、判定部３２と、制御部３３とを備えている。
記憶部３１は、基準シートとしての基準大判紙幣から検出した赤外吸収特性に基づいて作成された、基準データとしての基準赤外光画像を保存している。
基準大判紙幣１２０は、図６に示すように、記番号１１２を除く図柄が印刷された小切れ面（紙幣面）１２１を有し、記番号１１２が印刷されていないことを除いて正規の大判紙幣１１０と実質的に同じである。大判紙幣１１０は、各小切れ面１１１に共通する図柄が全て印刷された後、小切れ面１１１毎に異なる番号の記番号１１２が印刷されるが、基準大判紙幣１２０は、この記番号印刷ステップ直前の大判紙幣１１０に相当する。
図２に示したように、記番号１１２が印刷された大判紙幣１１０（各小切れ面１１１）には、記番号１１２の検知対象となる検知対象エリア１１３、すなわち、各記番号１１２が印刷された領域（例えば各記番号１１２を囲む矩形状領域）が設定されており、基準赤外光画像は、大判紙幣１１０（各小切れ面１１１）の検知対象エリア１１３に対応する領域の基準大判紙幣１２０の赤外光画像であり、以下のようにして準備する。まず、通常の大判紙幣１１０の検査と同様に、基準大判紙幣１２０をドラムＤで搬送しながら撮像装置２０によって基準大判紙幣１２０の全面を撮像する。その後、図７に示すように、その全面画像（赤外光画像）から各小切れ面の画像１２２を切り出し、任意の１枚を選択する。基準大判紙幣１２０は、記番号１１２ａを除くと、赤外吸収特性を備えた図柄が印刷されていてもよく、図７に示すように、選択した小切れ面の画像１２２には、赤外吸収特性を備えた図柄が写り込んでいてもよい。そして、選択した小切れ面の画像１２２から、記番号１１２ａが印刷された検知対象エリア１１３に対応する領域１２３ａと、記番号１１２ｂが印刷された検知対象エリア１１３に対応する領域１２３ｂとを切り出し、両画像を小切れ面単位の基準赤外光画像１２４（基準データ）として記憶部３１に保存する。
領域１２３ａ及び１２３ｂの少なくとも一方には、記番号１１２ａ以外の赤外吸収特性を備えた図柄が写り込んでいてもよく、例えば記番号１１２ａが印刷された検知対象エリア１１３に対応する領域１２３ａ（基準赤外光画像１２４）に赤外吸収特性を備えた図柄が写っていてもよい。
なお、記番号１１２ｂは、赤外透過インクで印字され、赤外光画像には写らないことから、基準大判紙幣１２０は、記番号１１２ａが印刷されない一方で、記番号１１２ｂが印刷されたものであってもよい。
記憶部３１はまた、図８に示すように、撮像装置２０で撮像された、検知対象の大判紙幣１１０の赤外光画像（以下、入力赤外光画像とする。）１１４を保存する。撮像手段２２で撮像された１ライン毎の画像データを順次保存してもよいし、撮像手段２２で撮像された大判紙幣１１０全体の画像データを保存してもよい。
判定部３２は、まず、入力赤外光画像１１４の位置合わせを行う。位置合わせは、入力赤外光画像１１４の参照パターン（例えば、赤外吸収特性を備えた特定の図柄部分）で行ってもよいし、撮像装置６０で撮像された大判紙幣１１０の可視光画像の参照パターン（例えば、可視特性を備えた特定の図柄部分）で行ってもよい。
その後、判定部３２は、図８に示すように、入力赤外光画像１１４の各小切れ面において、大判紙幣１１０（各小切れ面１１１）の検知対象エリア１１３に対応する領域１１５ａ及び１１５ｂを特定する。続いて、入力赤外光画像１１４の各小切れ面の領域１１５ａと、対応する基準赤外光画像１２４（小切れ面の画像１２２の領域１２３ａ）とを比較し、両画像間の差異を抽出する。同様に、入力赤外光画像１１４の各小切れ面の領域１１５ｂと、対応する基準赤外光画像１２４（小切れ面の画像１２２の領域１２３ｂ）とを比較し、両画像間の差異を抽出する。
そして、判定部３２は、検知対象の大判紙幣１１０に記番号１１２ａ及び１１２ｂが適切に印刷されているか否かを判定する。詳細には、入力赤外光画像１１４の各小切れ面の領域１１５ａ（記番号１１２ａが印刷された検知対象エリア１１３に対応する領域）と、対応する基準赤外光画像１２４（小切れ面の画像１２２の領域１２３ａ）とを画像照合の手法を用いて照合して、両エリアの類似度を算出する。そして、算出した類似度が所定の閾値未満である場合、検知対象の大判紙幣１１０の記番号１１２ａは、不可視特性が有る、すなわち赤外吸収インクで印刷された（正常）と判定し、算出した類似度が所定の閾値以上である場合、検知対象の大判紙幣１１０の記番号１１２ａは、不可視特性が無い、すなわち赤外吸収インクで正常に印刷されていない（異常）と判定する。
また、入力赤外光画像１１４の各小切れ面の領域１１５ｂ（記番号１１２ｂが印刷された検知対象エリア１１３に対応する領域）と、対応する基準赤外光画像１２４（小切れ面の画像１２２の領域１２３ｂ）とを画像照合の手法を用いて照合して、両エリアの類似度を算出する。そして、算出した類似度が所定の閾値以上である場合、検知対象の大判紙幣１１０の記番号１１２ｂは、不可視特性が無い、すなわち赤外透過インクで印刷された（正常）と判定し、算出した類似度が所定の閾値未満である場合、検知対象の大判紙幣１１０の記番号１１２ｂは、不可視特性が有る、すなわち赤外透過インクで印刷されていない（異常）と判定する。
そして、制御部３３が判定部３２による判定結果を上位装置である印刷検査装置１００及び／又は記番号印刷装置に出力する。
また、印刷検査装置１００は、判定部３２の判定結果に基づいて大判紙幣１１０の記番号１１２の印刷が正しく行われたか否かを検査する。
なお、基準データである基準赤外光画像１２４を、小切れ面の画像１２２から検知対象エリア１１３に対応する領域１２３ａ及び１２３ｂを切り出して作成したが、小切れ面単位の基準赤外光画像１２４として小切れ面の画像１２２を用いてもよい。また、小切れ面単位の基準赤外光画像１２４に換えて、大判単位の基準赤外光画像１２４を用い、大判単位の基準赤外光画像１２４と、入力赤外光画像１１４（検知対象の大判紙幣１１０の赤外光画像）とから、小切れ面毎に、検知対象エリア１１３に対応する領域において、差異を抽出してもよい。
次に、図９を用いて、本実施形態に係る不可視特性検知方法の処理フローを説明する。
まず、上述のように、赤外吸収特性を備えた記番号１１２ａを少なくとも除く図柄が印刷された基準大判紙幣１２０（基準シート）を準備し、基準大判紙幣１２０から検出した赤外吸収特性に基づく基準赤外光画像１２４（基準データ）を作成する（基準赤外光画像作成ステップＳ１１）。
なお、基準大判紙幣１２０からの赤外吸収特性の検出は、上述のように不可視特性検知装置１０の撮像装置２０によって行うことが効率的であるが、他の撮像装置を用いてもよい。
次に、検知対象の大判紙幣１１０から赤外吸収特性を検出する（検出ステップＳ１２）。この検出は、不可視特性検知装置１０の撮像装置２０によって行われる。
そして、上述のように、検出ステップＳ１２で検出した大判紙幣１１０の赤外光画像（検出データ）と基準赤外光画像１２４とを比較し、大判紙幣１１０の記番号１１２ａが印刷された検知対象エリアに対応する画像（データ）間に差異があるときは、大判紙幣１１０に赤外吸収特性を備えた記番号１１２ａが印刷されていると判定する（判定ステップＳ１３；Ｙｅｓ）。判定ステップＳ１２において、大判紙幣１１０の記番号１１２ａが印刷された検知対象エリアに対応する画像（データ）間に差異がないときは、大判紙幣１１０に赤外吸収特性を備えた記番号１１２ａが印刷されていないと判定する（判定ステップＳ１３；Ｎｏ）。
上述のように、上記実施形態は、赤外吸収特性を備えた記番号１１２ａを少なくとも除く図柄が印刷された基準大判紙幣１２０（基準シート）から検出した赤外吸収特性に基づく基準赤外光画像１２４（基準データ）を用い、撮像装置２０（検出部）が検出した大判紙幣１１０の赤外吸収特性に基づく入力赤外光画像１１４（検出データ）と基準赤外光画像１２４とを比較し、大判紙幣１１０の記番号１１２ａが印刷された検知対象エリアに対応する画像（データ）間に差異があるときに大判紙幣１１０に赤外吸収特性を備えた記番号１１２ａが印刷されていると判定することから、異なる記番号１１２ａ毎に基準画像を用意する必要がないため、基準赤外光画像１２４の作成に手間と時間がかからず、また、基準赤外光画像１２４を記憶するための記憶部３１の容量が小さくて済むため、記憶部３１用の記憶装置のコストを抑えることができる。したがって、赤外吸収特性を有する記番号１１２ａを簡便かつ低コストで検知することができる。
また、上記実施形態において、検知対象エリア１１３は、複数箇所の記番号１１２が印刷されたエリア毎に設定されることから、記番号１１２として、赤外吸収インクで印刷された記番号１１２ａと、赤外透過インクで印刷された記番号１１２ｂとが設けられた場合であっても、各記番号１１２ａ、１１２ｂの赤外吸収特性の有無を判定可能である。したがって、記番号１１２ａ用のインクと記番号１１２ｂ用のインクとの入れ間違いを容易に検知することができる。
また、上記実施形態において、基準大判紙幣１２０は、記番号１１２ａ以外に赤外吸収特性を備えた図柄が印刷されているが、この場合であっても基準赤外光画像１２４を用いた上記比較・判定によれば、赤外吸収特性を有する記番号１１２ａの有無を高精度で検知することが可能である。より詳細に説明すると、基準大判紙幣１２０に赤外吸収特性を備えた図柄が印刷されている、すなわち検知対象の大判紙幣１１０にも記番号１１２ａ以外に赤外吸収特性を備えた図柄が印刷されていると、図８に示したように、入力赤外光画像１１４の検知対象エリア１１３に対応する領域（例えば領域１１５ａ）に、記番号１１２ａとともに赤外吸収特性を備えた図柄が存在することがある。このような場合、入力赤外光画像１１４のみから、例えば当該領域の画素の濃度のヒストグラムから、記番号１１２ａの有無を精度良く検知することは困難である。しかしながら、図７に示したように、基準赤外光画像１２４には記番号１１２ａ以外の赤外吸収特性を備えた図柄が存在することから、基準赤外光画像１２４と入力赤外光画像１１４との比較を、記番号１１２ａ以外の赤外吸収特性を備えた図柄の影響を除去又は低減して行うことが可能である。したがって、上記の場合であっても、記番号１１２ａの有無を高精度で検知することが可能である。
（変形形態）
上記実施形態では、入力赤外光画像１１４と基準赤外光画像１２４とから画像照合の手法を用いて類似度を算出して閾値と比較したが、検知対象の大判紙幣１１０の赤外光画像と、その比較対象となる基準大判紙幣１２０の赤外光画像との比較は、下記（１）〜（３）のいずれかの手法により行ってもよい。
（１）記番号１１２が印刷された検知対象エリア１１３に対応する位置のデータ（例えば画素値）の差を求め、検知対象エリア１１３全体の差の絶対値の合計を閾値と比較する。
（２）記番号１１２が印刷された検知対象エリア１１３に対応する位置のデータ（例えば画素値）の差が閾値より大きい画素の数をカウントし、その数を別の閾値と比較する。
（３）予め学習した機械学習モデルに両方の赤外光画像のデータを入力して一致又は不一致を出力する。
また、上記実施形態では、検知対象の大判紙幣１１０の赤外光画像と、その比較対象となる基準大判紙幣１２０の赤外光画像とを、大判紙幣１１０の記番号１１２が印刷された検知対象エリア１１３に対応する領域で比較したが、すなわち両大判紙幣画像の部分画像同士を比較したが、両大判紙幣画像の全体同士を比較し、検知対象エリア１１３に対応するデータ間の差異について判定してもよい。
また、上記実施形態では、検知対象の大判紙幣１１０の各小切れ面１１１の各記番号１１２ａ、１１２ｂについて赤外吸収特性の有無を判定する場合について説明したが、各記番号１１２ａ、１１２ｂの赤外吸収特性の有無の判定は、大判紙幣１１０のいずれか一つの小切れ面１１１の記番号１１２ａ及び１１２ｂについてのみ行ってもよい。通常、大判紙幣１１０の各小切れ面１１１は、同じインクで印刷されることから、この場合であっても、記番号１１２ａ用のインクと記番号１１２ｂ用のインクとの入れ間違いを検知することができる。
また、上記実施形態では、一枚の基準大判紙幣１２０の一つの小切れ面の赤外光画像から基準赤外光画像１２４を作成したが、複数の基準大判紙幣１２０（大判紙幣１１０）を印刷仕上がりが変動する場合は、複数の基準大判紙幣１２０の複数の小切れ面の赤外光画像の平均を取って基準赤外光画像１２４を作成してもよい。
また、上記実施形態では、赤外透過インクを用いたが、その代わりに赤外反射インクを用いてもよい。
また、上記実施形態では、被撮像体に照射した赤外光の反射光による反射画像（赤外光画像）を用いたが、裏面の影響が無ければ、被撮像体に赤外光を照射し、被撮像体を透過した透過光による透過画像を用いてもよい。
また、上記実施形態では、不可視特性が赤外吸収特性である場合について説明したが、不可視特性は、例えば、蛍光発光特性、燐光発光特性又は磁性であってもよい。
不可視特性が蛍光発光特性又は燐光発光特性である場合、蛍光材料又は燐光材料を含むインクで記番号１１２ａを印刷し、照明手段２１によって大判紙幣１１０に励起光、例えば紫外光を照射する。そうすると、記番号１１２ａは、照射された励起光により蛍光発光又は燐光発光する。
蛍光及び燐光はいずれも、フォトルミネセンスによる放射光であり、通常、励起光の波長と放射光の波長とは異なる。蛍光では、紫外光等の高い周波数の励起光により低い周波数の放射光を発するダウンコンバージョンが発生することが多いが、全てがそうではなく、蛍光及び燐光は可視光であったり、赤外光であったりと、必ずしも可視の波長ではない。したがって、記番号１１２ａが、可視光領域外で蛍光発光又は燐光発光する場合、肉眼では確認できない。また、記番号１１２ａが、可視光領域外の波長の励起光で蛍光発光又は燐光発光する場合、可視光領域の光による照明の下では発光しないので、これも肉眼では確認できない。更に、記番号１１２ａが、可視光領域で蛍光発光又は燐光発光する場合でも、太陽光や室内照明用の白色光下では、それらの光の反射光の強度が強く、また、蛍光及び燐光（特に燐光）が目立たないものが多いため、通常、肉眼では確認できない。したがって、いずれの場合も、太陽光や室内照明用の白色光下等の一般的な可視光領域の照明の下での使用環境においては不可視である。なお、蛍光や燐光の検出装置である撮影手段２２は蛍光色又は燐光色の波長域に感度を有するものを使用する。
なお、本明細書において、「フォトルミネセンスによる放射光」とは、上述のように、励起光（励起のための光）を止めてから発光が持続する寿命が短い（ほぼ無い）蛍光（狭義の蛍光）と、寿命が長く残光する燐光とのいずれも含むものとする。このような燐光の特性から、不可視特性が燐光発光特性である場合は照明手段２１（励起源）の位置を若干上流側におく必要がある。
この場合、記番号１１２ｂを蛍光発光しないインクで印刷してもよく、また、ラインカメラ６４の前方には、赤外カットフィルタ６５の代わりに紫外カットフィルタを配置してもよい。
不可視特性が磁性である場合、磁性材料を含むインクで記番号１１２ａを印刷する。そして、図１０に示すように撮像手段２２として、磁気の強弱を検出して出力する検出装置として磁気ラインセンサ２６を用いる。磁気ラインセンサ２６は、大判紙幣１１０の小切れ面１１１の列毎に設けられ、各磁気ラインセンサ２６は、ライン状に配置された複数の磁気センサ素子を備えている。
なお、この場合、照明手段２１及び赤外カットフィルタ６５は設ける必要はない。
また、本発明は、上述のように、赤外吸収特性、蛍光発光特性、燐光発光特性、磁性等の不可視特性を搬送されるシートから適切なセンサで検出でき、該センサで検出した強度のデータと基準データとを比較可能なものであって、該基準データに特徴があるものである。したがって、不可視特性は、一般的な使用環境である可視光による照明の下では肉眼で視認が不可能であって、この不可視特性に感度を有する検出装置（センサ）を用いて検出できるものであれば、上記のものに限定されない。
また、上記実施形態では、シートが複数の小切れ面１１１が縦横に配列された大判紙幣１１０である場合について説明したが、シートは、一つの小切れ面１１１のみが配置されたものであってもよく、不可視特性検知装置１０は、記番号１１２ａの不可視特性を、シート一枚ずつ検知してもよい。
この場合、シートは、図柄を印刷した大判紙幣１１０から裁断されたものであってもよいし、当初から小切れサイズの基材に図柄を印刷したものであってもよい。
また、この場合、不可視特性検知装置１０は、紙幣識別装置に好適であり、紙幣識別装置は、判定部３２の判定結果に基づいて紙幣の真偽を判定してもよい。このとき、紙幣識別装置は、紙幣を一枚ずつ搬送する搬送部に不可視特性検知装置１０を備える。また、紙幣処理装置に代表されるシート処理装置が、シートを一枚ずつ繰出す繰出し部に接続された搬送部に不可視特性検知装置１０を備える紙幣識別装置を備えてもよい。
以上のように、本発明は、不可視特性を備えた記番号の検知に有用な技術である。
１０：不可視特性検知装置
２０：撮像装置
２１：照明手段
２２：撮像手段
２３：制御部
２４：ラインカメラ
２５：可視カットフィルタ
２６：磁気ラインセンサ
３０：検知装置
３１：記憶部
３２：判定部
３３：制御部
５０：記番号検査装置
６０：撮像装置
６１：照明手段
６２：撮像手段
６３：制御部
６４：ラインカメラ
６５：赤外カットフィルタ
７０：検査装置
７１：記憶部
７２：検査部
７３：制御部
１００：印刷検査装置
１１０：大判紙幣
１１１：小切れ面（紙幣面）
１１２：記番号
１１２ａ：赤外吸収インクで印字された記番号
１１２ｂ：赤外透過インクで印字された記番号
１１３：検知対象エリア
１１４：大判紙幣の赤外光画像（入力赤外光画像）
１１５ａ、１１５ｂ：領域
１２０：基準大判紙幣
１２１：小切れ面（紙幣面）
１２２：小切れ面の画像
１２３ａ、１２３ｂ：領域
１２４：基準赤外光画像
Ｄ：ドラム
ＲＥ：ロータリエンコーダ

Claims (14)

  1. シートに印刷された記番号の不可視特性を検知する不可視特性検知装置であって、
    シートから前記不可視特性を検出する検出部と、
    前記不可視特性を備えた記番号を少なくとも除く図柄が印刷された基準シートから検出した前記不可視特性に基づく基準データを記憶する記憶部と、
    前記検出部が検出した前記シートの前記不可視特性に基づく検出データと前記基準データとを比較し、前記シートの記番号が印刷された検知対象エリアに対応するデータ間に差異があるときに前記シートに前記不可視特性を備えた記番号が印刷されていると判定する判定部と、
    を備えることを特徴とする不可視特性検知装置。
  2. 前記不可視特性は、赤外吸収特性であることを特徴とする請求項１記載の不可視特性検知装置。
  3. 前記不可視特性は、蛍光発光特性又は燐光発光特性であることを特徴とする請求項１記載の不可視特性検知装置。
  4. 前記不可視特性は、磁性であることを特徴とする請求項１記載の不可視特性検知装置。
  5. 前記不可視特性は、可視光領域内の光による照明下において視認不可能であって、前記不可視特性に感度を有する検出装置を用いて検出可能であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の不可視特性検知装置。
  6. 前記基準シートは、前記不可視特性を備えた図柄が印刷されたものであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の不可視特性検知装置。
  7. 請求項１〜６のいずれかに記載の不可視特性検知装置を備え、
    前記判定部の判定結果に基づいてシートを識別して真偽を判定することを特徴とするシート識別装置。
  8. 請求項７記載のシート識別装置を備えたシート処理装置。
  9. 前記シートは、複数の小切れ面が配置された大判シートであることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の不可視特性検知装置。
  10. 前記基準データは、前記小切れ面単位であることを特徴とする請求項９記載の不可視特性検知装置。
  11. 前記小切れ面毎に記番号が複数箇所印刷され、
    前記検知対象エリアは、前記大判シート内において、前記小切れ面毎に複数箇所印刷された記番号エリアに対して少なくとも１つずつ設定されることを特徴とする請求項９又は１０記載の不可視特性検知装置。
  12. 前記複数の小切れ面のうちの少なくとも１つの小切れ面で記番号の前記不可視特性を検知することを特徴とする請求項９〜１１のいずれかに記載の不可視特性検知装置。
  13. 請求項９〜１２のいずれかに記載の不可視特性検知装置を備え、
    前記判定部の判定結果に基づいてシートの記番号の印刷が正しく行われたか否かを検査することを特徴とする印刷検査装置。
  14. シートに印刷された記番号の不可視特性を検知する不可視特性検知方法であって、
    前記不可視特性を備えた記番号を少なくとも除く図柄が印刷された基準シートから検出した前記不可視特性に基づく基準データを作成する基準データ作成ステップと、
    シートから前記不可視特性を検出する検出ステップと、
    前記検出ステップで検出した前記シートの前記不可視特性に基づく検出データと前記基準データとを比較し、前記シートの記番号が印刷された検知対象エリアに対応するデータ間に差異があるときに前記シートに前記不可視特性を備えた記番号が印刷されていると判定する判定ステップと、
    を備えることを特徴とする不可視特性検知方法。

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