JP2002245511A - 紙質識別方法 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】製造工程の差異によって生じた濃淡パターンに
依存せずに紙質を識別し、湿度の影響や紙質の劣化の影
響を受けることなく、紙葉類の紙質を識別する紙幣識別
方法を提供することにある。 【解決手段】波長８００ｎｍから２２００ｎｍまでの２
種類の光を用いて測光し、該測光値の吸光度差を用いて
紙葉類の紙質を識別する。
依存せずに紙質を識別し、湿度の影響や紙質の劣化の影
響を受けることなく、紙葉類の紙質を識別する紙幣識別
方法を提供することにある。 【解決手段】波長８００ｎｍから２２００ｎｍまでの２
種類の光を用いて測光し、該測光値の吸光度差を用いて
紙葉類の紙質を識別する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、有価証券、紙幣等
の紙葉類を取扱う機器の紙質識別方法に関する。
の紙葉類を取扱う機器の紙質識別方法に関する。
【０００２】
【従来技術】紙葉類の紙質を検知する方法としては、特
開平８−１８０１８９号公報に記載されているように、
紙葉類の製造工程で作り込まれる紙繊維の特有な構造
（紙にすき込まれる規則的な模様）に由来した格子状の
濃淡パターンを取り込み、データ解析して紙質を識別す
る方法や、特開平１１−１３９６２０号公報に記載され
ているように、紙葉類の紙質により搬送時の摩擦が異な
ることを利用して、所定距離間を搬送する所要時間から
紙質を判定する方法が開示されている。
開平８−１８０１８９号公報に記載されているように、
紙葉類の製造工程で作り込まれる紙繊維の特有な構造
（紙にすき込まれる規則的な模様）に由来した格子状の
濃淡パターンを取り込み、データ解析して紙質を識別す
る方法や、特開平１１−１３９６２０号公報に記載され
ているように、紙葉類の紙質により搬送時の摩擦が異な
ることを利用して、所定距離間を搬送する所要時間から
紙質を判定する方法が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記技術では同一の紙
質であっても製造工程が異なれば濃淡パターンが変化し
てしまうため、同一のデータ解析法では識別できないと
いう問題点を有していた。また、湿度の影響や紙質の劣
化等で紙葉類の摩擦の程度や硬さは変動するため、搬送
時の摩擦の違いを利用した手法も、限定された状況下で
なければ適用できない問題点を有していた。
質であっても製造工程が異なれば濃淡パターンが変化し
てしまうため、同一のデータ解析法では識別できないと
いう問題点を有していた。また、湿度の影響や紙質の劣
化等で紙葉類の摩擦の程度や硬さは変動するため、搬送
時の摩擦の違いを利用した手法も、限定された状況下で
なければ適用できない問題点を有していた。
【０００４】本発明の目的は、上記の問題点を解決する
ためになされたものであり、製造工程の差異によって生
じた濃淡パターンに依存せずに紙質を識別し、湿度の影
響や紙質の劣化の影響を受けることなく紙葉類の紙質を
識別する方法を提供することにある。
ためになされたものであり、製造工程の差異によって生
じた濃淡パターンに依存せずに紙質を識別し、湿度の影
響や紙質の劣化の影響を受けることなく紙葉類の紙質を
識別する方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、波長の異なる種類の光を紙葉類に照射し、
その反射光の吸光度を測定し、吸光度差から紙葉類の紙
質を識別する構成を採用した。
に本発明は、波長の異なる種類の光を紙葉類に照射し、
その反射光の吸光度を測定し、吸光度差から紙葉類の紙
質を識別する構成を採用した。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を、
図面を用いて説明する。多種多様の紙葉類の近赤外分光
スペクトルを解析した結果、製造工程の差異によって生
じた濃淡パターンに依存せずに紙質を識別し、かつ湿度
の影響や紙質の劣化の影響を受けることなく紙葉類の紙
質を識別することができる。以下これについて説明す
る。 （実施例１）本実施例は、波長８００ｎｍから２２００
ｎｍまでの間の２種類の光を用いて測光し、該測光値を
用いて紙葉類の紙質を識別する実施例である。図1は、
本発明を実現する測定装置を示す。測定装置１は、波長
の異なる光を照射する発光部２、発光部２で発光された
光が紙葉類に反射した反射光を受光する受光部３、紙葉
類の紙質とその紙質の吸光度差とを対にしたテーブルを
記憶する記憶部４、受光部３で受光した反射光から吸光
度差を測定し、記憶部４に記憶したテーブルを参照して
紙質を識別する制御部５、制御部５の識別結果を表示す
る表示部６から構成されている。ここで、２種類の測光
に用いる光の波長は１４８０ｎｍ、２１００ｎｍを中心
としてそれぞれ±３０ｎｍ以内に存在することが望まし
い。用いる光の波長バンドは特に制限されるものではな
いが、それぞれ１ｎｍから６０ｎｍまで使用できる。こ
の波長帯には、製造工程の差異によって生じた紙繊維の
特有な構造（紙にすき込まれる規則的な模様）に由来し
た格子状の濃淡パターンに起因した吸収の影響は現れな
いため、紙質そのものを識別できる。さらに、吸湿した
水分による吸収は１９００ｎｍから２０００ｎｍの間で
強く現われ、また、劣化に伴う紙質の変化（黄変等によ
る吸収の増大）は主に８００ｎｍ以下の可視光領域に強
く現れるため、上記の波長帯を用いることで紙質そのも
のを識別できる。
図面を用いて説明する。多種多様の紙葉類の近赤外分光
スペクトルを解析した結果、製造工程の差異によって生
じた濃淡パターンに依存せずに紙質を識別し、かつ湿度
の影響や紙質の劣化の影響を受けることなく紙葉類の紙
質を識別することができる。以下これについて説明す
る。 （実施例１）本実施例は、波長８００ｎｍから２２００
ｎｍまでの間の２種類の光を用いて測光し、該測光値を
用いて紙葉類の紙質を識別する実施例である。図1は、
本発明を実現する測定装置を示す。測定装置１は、波長
の異なる光を照射する発光部２、発光部２で発光された
光が紙葉類に反射した反射光を受光する受光部３、紙葉
類の紙質とその紙質の吸光度差とを対にしたテーブルを
記憶する記憶部４、受光部３で受光した反射光から吸光
度差を測定し、記憶部４に記憶したテーブルを参照して
紙質を識別する制御部５、制御部５の識別結果を表示す
る表示部６から構成されている。ここで、２種類の測光
に用いる光の波長は１４８０ｎｍ、２１００ｎｍを中心
としてそれぞれ±３０ｎｍ以内に存在することが望まし
い。用いる光の波長バンドは特に制限されるものではな
いが、それぞれ１ｎｍから６０ｎｍまで使用できる。こ
の波長帯には、製造工程の差異によって生じた紙繊維の
特有な構造（紙にすき込まれる規則的な模様）に由来し
た格子状の濃淡パターンに起因した吸収の影響は現れな
いため、紙質そのものを識別できる。さらに、吸湿した
水分による吸収は１９００ｎｍから２０００ｎｍの間で
強く現われ、また、劣化に伴う紙質の変化（黄変等によ
る吸収の増大）は主に８００ｎｍ以下の可視光領域に強
く現れるため、上記の波長帯を用いることで紙質そのも
のを識別できる。
【０００７】また、光を測定する測光方法しては、測定
用の光が紙葉類を透過する際の透過光の減衰量を測定す
る透過法であっても、あるいは測定用の光が紙葉類に反
射した際の反射光の減衰量を測定する反射法であっても
差し支えなく、いずれの手法も適用することができる。
ここで、透過法、反射法のいずれに対しても識別用パラ
メータとしては２波長間の吸光度差、あるいは吸光度比
を用いることが便利である。用いる２波長をd1、d2（d1
＜d2）とすれば、２波長間の吸光度差ＤＡは次式（１）
で定義される。 ＤＡ＝log（Id2／Id2,0）−log（Id1／Id1,0）…（１） ここで、Id1,0、Id2,0は紙が存在しないときのd1、d2に
おける光強度、Id1、I d2は紙が存在したときのd1、d2に
おける光強度を示す。同様にして、２波長間の吸光度比
Ａｒは次式（２）で定義される。 Ａｒ＝log（Id1／Id1,0）／log（Id2／Id2,0）…（２） 次に、図２を用いて、紙葉類の紙質識別の処理フローを
説明する。まず、発光部２は、測定対象の紙葉類に波長
の異なる２種類の光を照射する（ステップ１１）。そし
て、受光部３は、紙葉類からの反射光を受光する（ステ
ップ１２）。受光部２が反射光を受光すると、制御部５
は、その受光した反射光それぞれの吸光度スペクトルを
測定するとともに（ステップ１３）、２つの反射光の吸
光度の吸光度差を算出する（ステップ１４）。また、制
御部５は、記憶部に記憶した紙質と吸光度差の対応テー
ブル（図示せず）を参照し、紙葉類の紙質を識別する
（ステップ１５）。
用の光が紙葉類を透過する際の透過光の減衰量を測定す
る透過法であっても、あるいは測定用の光が紙葉類に反
射した際の反射光の減衰量を測定する反射法であっても
差し支えなく、いずれの手法も適用することができる。
ここで、透過法、反射法のいずれに対しても識別用パラ
メータとしては２波長間の吸光度差、あるいは吸光度比
を用いることが便利である。用いる２波長をd1、d2（d1
＜d2）とすれば、２波長間の吸光度差ＤＡは次式（１）
で定義される。 ＤＡ＝log（Id2／Id2,0）−log（Id1／Id1,0）…（１） ここで、Id1,0、Id2,0は紙が存在しないときのd1、d2に
おける光強度、Id1、I d2は紙が存在したときのd1、d2に
おける光強度を示す。同様にして、２波長間の吸光度比
Ａｒは次式（２）で定義される。 Ａｒ＝log（Id1／Id1,0）／log（Id2／Id2,0）…（２） 次に、図２を用いて、紙葉類の紙質識別の処理フローを
説明する。まず、発光部２は、測定対象の紙葉類に波長
の異なる２種類の光を照射する（ステップ１１）。そし
て、受光部３は、紙葉類からの反射光を受光する（ステ
ップ１２）。受光部２が反射光を受光すると、制御部５
は、その受光した反射光それぞれの吸光度スペクトルを
測定するとともに（ステップ１３）、２つの反射光の吸
光度の吸光度差を算出する（ステップ１４）。また、制
御部５は、記憶部に記憶した紙質と吸光度差の対応テー
ブル（図示せず）を参照し、紙葉類の紙質を識別する
（ステップ１５）。
【０００８】ここで、紙葉類として普通コピー紙
（１）、カラーコピー紙Ａ（２）、Ｂ（３）、表面塗工
紙Ａ（４）、Ｂ（５）、デルミナ紙（６）、絶縁クラフ
ト紙（７）、ろ紙（８）、紙Ａ（９）、紙Ｂ（１０）、
紙Ｃ（１１）を用いて、反射法にて２波長間の吸光度差
を測定した測定結果を、図３に示す。まず、測定装置に
は内径１５０ｍｍの積分球ユニットを設置した自記分光
光度計を用い、上記紙葉類試験片（大きさ約５０ｍｍ
角；ただし、紙幣はそのままの状態）の（反射）吸光度
スペクトルを波長９００ｎｍから２２００ｎｍの領域で
測定した。２波長（１４８０ｎｍ、２１００ｎｍ）にお
ける吸光度をスペクトルから読み取り、吸光度差を
（１）式を用いて算出した。図１に各紙葉類の吸光度差
（反射法）を示したように、紙葉類の紙質に応じて明確
な差が確認できた。 （実施例２）本発明における第２の実施例は、近赤外域
に吸収の影響を有する染料や顔料等で印刷、着色された
紙葉類に対して紙質を識別する実施例である。具体的に
は、印刷、着色された紙葉類に対し、波長８００ｎｍか
ら２２００ｎｍまでの３種類の光を用いて測光し、該紙
葉類の表面に施された印刷等による測光値の影響を補正
して、該紙葉類の紙質を識別する実施例である。ここ
で、該３種類の測光に用いる光のうち、長波長側の２波
長が紙葉類の紙質そのものを識別するための測光用波長
となり、１４８０ｎｍ、２１００ｎｍを中心としてそれ
ぞれ±３０ｎｍ以内に存在することが望ましい。用いる
光の波長バンドは特に制限されるものではないが、それ
ぞれ１ｎｍから６０ｎｍまで使用できる。３番目の測光
用波長は、近赤外域に吸収の影響を有する染料や顔料等
で印刷、着色された紙葉類に対して測光値の影響を補正
するための光であり、波長としては９００ｎｍから１０
００ｎｍまでの領域から波長バンドとして１ｎｍから６
０ｎｍまでの間で選ぶことが好適である。
（１）、カラーコピー紙Ａ（２）、Ｂ（３）、表面塗工
紙Ａ（４）、Ｂ（５）、デルミナ紙（６）、絶縁クラフ
ト紙（７）、ろ紙（８）、紙Ａ（９）、紙Ｂ（１０）、
紙Ｃ（１１）を用いて、反射法にて２波長間の吸光度差
を測定した測定結果を、図３に示す。まず、測定装置に
は内径１５０ｍｍの積分球ユニットを設置した自記分光
光度計を用い、上記紙葉類試験片（大きさ約５０ｍｍ
角；ただし、紙幣はそのままの状態）の（反射）吸光度
スペクトルを波長９００ｎｍから２２００ｎｍの領域で
測定した。２波長（１４８０ｎｍ、２１００ｎｍ）にお
ける吸光度をスペクトルから読み取り、吸光度差を
（１）式を用いて算出した。図１に各紙葉類の吸光度差
（反射法）を示したように、紙葉類の紙質に応じて明確
な差が確認できた。 （実施例２）本発明における第２の実施例は、近赤外域
に吸収の影響を有する染料や顔料等で印刷、着色された
紙葉類に対して紙質を識別する実施例である。具体的に
は、印刷、着色された紙葉類に対し、波長８００ｎｍか
ら２２００ｎｍまでの３種類の光を用いて測光し、該紙
葉類の表面に施された印刷等による測光値の影響を補正
して、該紙葉類の紙質を識別する実施例である。ここ
で、該３種類の測光に用いる光のうち、長波長側の２波
長が紙葉類の紙質そのものを識別するための測光用波長
となり、１４８０ｎｍ、２１００ｎｍを中心としてそれ
ぞれ±３０ｎｍ以内に存在することが望ましい。用いる
光の波長バンドは特に制限されるものではないが、それ
ぞれ１ｎｍから６０ｎｍまで使用できる。３番目の測光
用波長は、近赤外域に吸収の影響を有する染料や顔料等
で印刷、着色された紙葉類に対して測光値の影響を補正
するための光であり、波長としては９００ｎｍから１０
００ｎｍまでの領域から波長バンドとして１ｎｍから６
０ｎｍまでの間で選ぶことが好適である。
【０００９】また、該測光方法としては、測定用の光が
紙葉類を透過する際の透過光の減衰量を測定する透過法
であっても、あるいは測定用の光が紙葉類に反射した際
の反射光の減衰量を測定する反射法であっても差し支え
なく、いずれの手法も適用することができる。透過法、
反射法のいずれに対しても識別用パラメータとしては前
記式（１）及び式（２）で表される２波長間の吸光度
差、あるいは吸光度比を用いることが便利である。
紙葉類を透過する際の透過光の減衰量を測定する透過法
であっても、あるいは測定用の光が紙葉類に反射した際
の反射光の減衰量を測定する反射法であっても差し支え
なく、いずれの手法も適用することができる。透過法、
反射法のいずれに対しても識別用パラメータとしては前
記式（１）及び式（２）で表される２波長間の吸光度
差、あるいは吸光度比を用いることが便利である。
【００１０】本実施例における測定装置は、図１に示す
ものと同様であり、処理フローも図２と同様である。実
施例１との相違点は、印刷、着色された紙葉類に対し
て、３番目の測光用波長の光を用いて行う測光値の補正
処理を行うのは、制御部５である点である。
ものと同様であり、処理フローも図２と同様である。実
施例１との相違点は、印刷、着色された紙葉類に対し
て、３番目の測光用波長の光を用いて行う測光値の補正
処理を行うのは、制御部５である点である。
【００１１】ここで、実施例１と同様にして、紙葉類と
して普通コピー紙（１）、カラーコピー紙Ａ（２）、Ｂ
（３）、表面塗工紙Ａ（４）、Ｂ（５）、デルミナ紙
（６）、絶縁クラフト紙（７）、ろ紙（８）、紙Ａ
（９）、紙Ｂ（１０）、紙Ｃ（１１）を用いて、透過法
にて２波長間の吸光度差を測定した。まず、測定装置に
は透過用セルフォルダを設置した自記分光光度計を用
い、上記紙葉類試験片（大きさ約５０ｍｍ角；ただし、
紙幣はそのままの状態）の（透過）吸光度スペクトルを
波長９００ｎｍから２２００ｎｍの領域で測定した。２
波長（１４８０ｎｍ、２１００ｎｍ）における吸光度を
スペクトルから読み取り、吸光度差を（１）式を用いて
算出した。図４に各紙葉類の吸光度差（透過法）を示し
たように、紙葉類の紙質に応じて差が確認できた。しか
し、Ｎｏ．６、９、１１のように差はあるが値が近いも
のも存在している。そこで、上記の（透過）吸光度を、
単位厚さ当たりの吸光度に補正すると、図５の結果が得
られ、紙葉類の紙質に応じて明確な差が確認できた。こ
のように、厚さ補正は厚さが異なる紙葉類の紙質識別に
好適となる。
して普通コピー紙（１）、カラーコピー紙Ａ（２）、Ｂ
（３）、表面塗工紙Ａ（４）、Ｂ（５）、デルミナ紙
（６）、絶縁クラフト紙（７）、ろ紙（８）、紙Ａ
（９）、紙Ｂ（１０）、紙Ｃ（１１）を用いて、透過法
にて２波長間の吸光度差を測定した。まず、測定装置に
は透過用セルフォルダを設置した自記分光光度計を用
い、上記紙葉類試験片（大きさ約５０ｍｍ角；ただし、
紙幣はそのままの状態）の（透過）吸光度スペクトルを
波長９００ｎｍから２２００ｎｍの領域で測定した。２
波長（１４８０ｎｍ、２１００ｎｍ）における吸光度を
スペクトルから読み取り、吸光度差を（１）式を用いて
算出した。図４に各紙葉類の吸光度差（透過法）を示し
たように、紙葉類の紙質に応じて差が確認できた。しか
し、Ｎｏ．６、９、１１のように差はあるが値が近いも
のも存在している。そこで、上記の（透過）吸光度を、
単位厚さ当たりの吸光度に補正すると、図５の結果が得
られ、紙葉類の紙質に応じて明確な差が確認できた。こ
のように、厚さ補正は厚さが異なる紙葉類の紙質識別に
好適となる。
【００１２】
【発明の効果】本発明によれば、製造工程の差異によっ
て生じた濃淡パターンに依存せずに紙質を識別し、湿度
の影響や紙質の劣化の影響を受けることなく、紙葉類の
紙質を識別することができる。
て生じた濃淡パターンに依存せずに紙質を識別し、湿度
の影響や紙質の劣化の影響を受けることなく、紙葉類の
紙質を識別することができる。
【００１３】
【図１】本発明の一実施の形態である紙葉類の紙質を識
別する測定装置のブロック図
別する測定装置のブロック図
【００１４】
【図２】本発明の一実施の形態である紙葉類の紙質識別
の処理フロー
の処理フロー
【００１５】
【図３】紙葉類ごとの吸光度差（反射法）を示す図
【００１６】
【図４】紙葉類ごとの吸光度差（透過法）を示す図
【００１７】
【図５】紙葉類ごとの吸光度差（透過法補正）を示す図
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加納 光成 東京都大田区大森北三丁目２番16号 株式 会社日立システムアンドサービス内 (72)発明者 片桐 純一 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 水野 英治 愛知県尾張旭市晴丘町池上１番地 株式会 社日立製作所情報機器事業部内 Ｆターム(参考） 2G020 AA03 BA02 BA20 CA02 CB04 CB42 CC01 CD03 CD12 CD13 CD22 CD36 CD37 CD38 CD51 2G059 AA01 AA05 BB10 EE01 EE02 EE12 GG10 HH01 JJ16 KK01 MM01 MM10 PP04 3E041 AA01 AA03 BA08 BB02 BB03 BC01 CA02
Claims (10)
- 【請求項１】紙葉類の紙質を識別する紙質識別方法であ
って、測定対象の紙葉類に波長の異なる２種類の光を照
射し、該２種類の光を照射された紙葉類からの反射光を
受け、該反射光の吸光度をそれぞれ測定し、該測定され
た吸光度から吸光度差を算出し、紙葉類の紙質と、その
紙質の吸光度差とを対応づけて記憶し、該記憶内容をも
とに、前記算出された吸光度差から紙葉類の紙質を識別
することを特徴とする紙質識別方法。 - 【請求項２】前記波長の異なる２種類の光とは、波長が
８００ｎｍから２２００ｎｍまでの間の２種類の光でる
ことを特徴とする請求項１記載の紙質識別方法。 - 【請求項３】前記２種類の光の波長は、１４８０ｎｍ、
２１００ｎｍを中心としてそれぞれ±３０ｎｍ以内に存
在することを特徴とする請求項２記載の紙質識別方法。 - 【請求項４】前記反射光の代わりに透過光を用いること
を特徴とする請求項１記載の紙質識別方法。 - 【請求項５】前記吸光度差の代わりに吸光度比を用いる
ことを特徴とする請求項１記載の紙質識別方法。 - 【請求項６】紙葉類の紙質を識別する紙質識別方法であ
って、読み取り対象の紙葉類であって表面が着色印刷さ
れているものに波長の異なる３種類の光を照射し、該３
種類の光を照射された紙葉類からの反射光を受け、該反
射光の吸光度をそれぞれ測定し、前記３種類の光のう
ち、波長の長い２種類の光の反射光の吸光度について吸
光度差を算出し、残りの１種類の光の反射光の吸光度を
補正し、紙葉類の紙質と、その紙質の吸光度差とを対応
付けて記憶し、該記憶内容をもとに、前記算出された吸
光度差および前記補正された吸光度から紙葉類の紙質を
識別することを特徴とする紙質識別方法。 - 【請求項７】前記波長の異なる３種類の光は、波長８０
０ｎｍから２２００ｎｍまでの間の３種類の光であるこ
とを特徴とする請求項６記載の紙質識別方法。 - 【請求項８】前記３種類の光のうち、長波長側の２つの
光の波長が１４８０ｎｍ、２１００ｎｍを中心としてそ
れぞれ±３０ｎｍ以内であることを特徴とする請求項７
記載の紙質識別方法。 - 【請求項９】前記反射光の代わりに透過光を用いること
を特徴とする請求項６記載の紙質識別方法。 - 【請求項１０】前記吸光度差の代わりに吸光度比を用い
ることを特徴とする請求項６記載の紙質識別方法。
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