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特許7185423導光体及びそれを用いた光学ラインセンサ、並びに、導光体の製造方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-11-29
(45)【発行日】2022-12-07
(54)【発明の名称】導光体及びそれを用いた光学ラインセンサ、並びに、導光体の製造方法
(51)【国際特許分類】
G02B 6/00 20060101AFI20221130BHJP
G07D 7/12 20160101ALI20221130BHJP
G01N 21/64 20060101ALN20221130BHJP
【ＦＩ】
G02B6/00 Z
G07D7/12
G01N21/64 Z
【請求項の数】
4
(21)【出願番号】P 2018110091
(22)【出願日】2018-06-08
(65)【公開番号】P2019211716
(43)【公開日】2019-12-12
【審査請求日】2021-05-20
(73)【特許権者】
【識別番号】510192019
【氏名又は名称】株式会社ヴィーネックス
(74)【代理人】
【識別番号】100141852
【弁理士】
【氏名又は名称】吉本 力
(74)【代理人】
【識別番号】100152571
【弁理士】
【氏名又は名称】新宅 将人
(72)【発明者】
【氏名】則包 英治
(72)【発明者】
【氏名】龍満 和明
【審査官】奥村 政人
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１５／１８６５６６（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１２／０７７３８３（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１０－２６６９３１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００８－１１２３０１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００８－００３５８３（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２００３／０２１４６５０（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０２Ｂ ６／００
Ｇ０７Ｄ ７／１２
Ｇ０１Ｎ ２１／６４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
紙葉類に紫外光を照射し、該紙葉類が発する蛍光を検出し判別するための光学ラインセンサの製造方法であって、
紫外蛍光スペクトルが、４５８ｎｍから４６８ｎｍの波長帯域において、ピークを有しており、紫外光による蛍光を発生する導光体を、前記光学ラインセンサに組み込む前に、前記導光体に対し紫外光源が発する紫外光を照射することにより、前記光学ラインセンサの製造時に予め前記導光体が発生する蛍光を減じることを特徴とする光学ラインセンサの製造方法。
【請求項2】
紙葉類に紫外光を照射し、該紙葉類が発する蛍光を検出し判別するための光学ラインセンサの製造方法であって、
紫外蛍光スペクトルが、４５８ｎｍから４６８ｎｍの波長帯域において、ピークを有しており、紫外光による蛍光を発生する導光体を、前記光学ラインセンサに組み込んだ後に、前記導光体に対し紫外光源が発する紫外光を照射することにより、前記光学ラインセンサの製造時に予め前記導光体が発生する蛍光を減じることを特徴とする光学ラインセンサの製造方法。
【請求項3】
請求項１又は２に記載の光学ラインセンサの製造方法により製造された光学ラインセンサであって、
前記導光体は、発光スペクトルが３２５ｎｍから４０５ｎｍにピークを有する少なくとも一つの紫外光源から照射される紫外光により紫外蛍光が減じられ、かつ、前記ピークの１／１０値幅が５０ｎｍ以下であり、
前記紫外光を励起光としたときの励起波長のスペクトルのピーク波長が略３６５ｎｍのときに、前記導光体の紫外蛍光スペクトルのピーク波長が、４５８ｎｍから４６８ｎｍの波長帯域にあって、
前記紫外光が前記導光体に入射し、前記導光体の出射面から紙葉類に向けて出射される光のスペクトルのピーク強度をＰＬＥＤとし、前記導光体が発する蛍光のスペクトルの前記波長帯域にあるピーク強度をＰＬとしたとき、
ＰＬ／ＰＬＥＤ ＜ １×１０－３
を満足することを特徴とする光学ラインセンサ。
【請求項4】
請求項１又は２に記載の光学ラインセンサの製造方法により製造された光学ラインセンサであって、
前記紙葉類に代えて、無蛍光媒体に対して前記光源から紫外光を照射した際に、前記導光体が発する紫外蛍光による前記光学ラインセンサの紫外光照射処理前の出力値をＳＬＡとし、前記紫外光照射処理後の出力値をＳＬＢとしたときに、
ＳＬＢ／ＳＬＡ ＜ ０．６
を満足することを特徴とする光学ラインセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本願発明は、光学ラインセンサに用いる紫外線ＬＥＤ（以下「ＵＶ_ＬＥＤ」と記す）や紫外線ＬＤ（以下「ＵＶ_ＬＤ」と記す）などの紫外線光源の発する紫外光が照明用導光体に入射することにより、前記導光体内部に蛍光を生じ、その蛍光が、紫外光で照明された媒体から発する蛍光に混入し、媒体の発する正味の蛍光の測定を阻害するため、導光体自身の発する蛍光の発生を防止するための方法に関するものであり、特に、サイドライト方式の光学ラインセンサにおける照明用導光体並びにそれを用いた光学ラインセンサに関するものである。以下では、紫外線により前記導光体に発生する蛍光を紫外蛍光と記す。
【背景技術】
【0002】
前記光学ラインセンサユニットは、紙葉類の鑑別などのために、紙葉類の色・模様などの認識をする目的で用いられる装置である（特許文献１及び２参照）。この光学ラインセンサユニットは、紙葉類を照明するためのライン光源と、そのライン光源から出射され紙葉類を透過又は反射した光（蛍光を含む）を導くためのレンズアレイと、そのレンズアレイにより導かれた光をレンズアレイの焦点位置で受光する受光部とを備えている。
【0003】
ライン光源から出射される光には、主に紙葉類の表と裏の図柄、或いは、画像などを読み取るための可視光と、主に紙葉類の真偽を判別するための紫外線（以下「ＵＶ光」と記す）、赤外光（以下「ＩＲ光」と記す）とが用いられる。
【0004】
前記ライン光源の典型的な構成は、紙葉類の搬送方向に直角に長手状に延びる導光体と、導光体の一側面に長手方向に形成された光拡散パターンと、導光体の一方の端面付近に設けられた光源部と、導光体を保持するための導光体ケースとを有している（特許文献２参照）。
【0005】
前記光学ラインセンサのライン光源において、光源部から導光体の一端に入射された光は、光拡散パターンにより拡散・屈折されて、その一部は導光体の一側面から紙葉類に向けて照射される。
この光拡散パターンの微細形状を工夫することにより、紙葉類への照射光の長手方向に沿う光量のばらつきを抑制しながら、紙葉類に照射することができる。よって、安定した読み取りが可能となり、紙葉類の色や模様を正確に認識することができる。
この光拡散パターンの微細形状を工夫することにより、紙葉類への照射光の長手方向に沿う光量のばらつきを抑制しながら、紙葉類に照射することができる。よって、安定した読み取りが可能となり、紙葉類の色や模様を正確に認識することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【文献】特開２０１３－２２２３４６号公報
【文献】特許第６２４６３５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
光学ラインセンサに用いる照明系は、大別して、直下型とサイドライト型に分類できる。
ＵＶ_ＬＥＤを搭載した光学ラインセンサは、当初直下型方式が主流であった。その理由は、個々のＵＶ_ＬＥＤ光源のＵＶ光量が少なかったからである。故にＵＶ_ＬＥＤが多数必要となり、必然的に直下型を選択することとなった。直下型方式の光学ラインセンサ１２を図１Ａに示す。図１Ｂは、図１Ａに示す光学ラインセンサ１２に備えられたＵＶ_ＬＥＤアレイ２０の斜視図である。
ＵＶ_ＬＥＤを搭載した光学ラインセンサは、当初直下型方式が主流であった。その理由は、個々のＵＶ_ＬＥＤ光源のＵＶ光量が少なかったからである。故にＵＶ_ＬＥＤが多数必要となり、必然的に直下型を選択することとなった。直下型方式の光学ラインセンサ１２を図１Ａに示す。図１Ｂは、図１Ａに示す光学ラインセンサ１２に備えられたＵＶ_ＬＥＤアレイ２０の斜視図である。
【0008】
この直下型方式では、ＵＶ_ＬＥＤアレイ２０を主走査方向に配置し、コンタクトガラス１７上において、主走査方向に直交する搬送方向１１(副走査方向ｘ)に向かって搬送された紙葉類を照明する。紙葉類は、読取面Ｓに沿って搬送される。ＵＶ_ＬＥＤアレイ２０に備えられたＬＥＤ光源２２は、紙面に垂直な方向である主走査方向ｙに向かって、直線状に複数配置されている。受光レンズアレイ２３は、副走査方向ｘ及び主走査方向ｙに直交する方向ｚに沿って直立している。受光レンズアレイ２３の被写体側焦点位置Ｐは、読取面Ｓ上に位置している。照明された紙葉類の被写体側焦点位置Ｐから出射した拡散光は、受光レンズアレイ２３の受光センサ側焦点位置に結像し、複数の受光センサ２４の受光面Ｔにより受光される。信号処理部３３は、受光センサ２４から入力される信号を処理する。ＵＶ_ＬＥＤアレイ２０、受光レンズアレイ２３、受光センサ２４及び信号処理部３３は、筐体１６内に収容されており、筐体１６の端面にコンタクトガラス１７が設けられている。より具体的には、筐体１６内の発光領域ＵにＵＶ_ＬＥＤアレイ２０が設けられるとともに、受光領域Ｖに受光センサ２４及び信号処理部３３が設けられている。
【0009】
本方式では、光源であるＬＥＤ光源２２を主走査方向ｙに多数並べる必要がある。その欠点としては、第一に温度－出力特性がばらつくことにより、各ＬＥＤ光源２２の光量（出力）を揃えることが困難であることであり、第二に、長期間動作により、各ＬＥＤ光源２２の劣化特性がばらつくことにより正確な補正が出来ないことである。
【0010】
同時に、主走査方向ｙにおいて、各ＬＥＤ光源２２の配列ピッチに起因する光強度分布に、リップル（凹凸した光量分布）を生じやすい。これに対し、サイドライト方式では、照明光の滑らかな光強度分布を実現可能である。サイドライト方式の光学ラインセンサを図２に示す。図２では、光学ラインセンサのうちＵＶ_ＬＥＤアレイ（光学ラインセンサ用照明光学系）の部分のみを示している。
【0011】
図２の場合、主走査方向はＬと記してある。図１Ａに示す直下型方式と異なる点は、導光体１の長手方向（主走査方向Ｌ）の端部にＬＥＤ光源３、４が配置されており、各ＬＥＤ光源３、４から出射した光が、光学フィルタ６、７を介して導光体１の端面１ｅ、１ｆから導光体１に入射する。受光部は、図１に示した直下型方式と同様である。図２の導光体１の端部に配置されるＬＥＤ光源３は、例えばＵＶ_ＬＥＤ光源であり、ＬＥＤ光源４は例えば、可視ＬＥＤやＩＲ_ＬＥＤである。各ＬＥＤ光源３、４は、端子３１を介して基板５に固定され、基板５から電力が供給されることにより発光する。
【0012】
導光体１は、主走査方向Ｌに沿って延びる細長い形状であり、アクリル樹脂などの光透過性の高い樹脂を用いる。アクリル樹脂以外では、シクロオレフィンポリマー系の樹脂やフッ素樹脂も好適である。特に、ＵＶ光を発光する光源が用いられる場合には、導光体１の材料として、ＵＶ光に対する減衰が比較的少ない樹脂が好ましい。導光体１は、底側面１ａ、左右側面１ｂ、１ｃ、光出射側面１ｄ（図２において導光体１の上面に相当）、端面１ｅ、１ｆ及び光拡散パターン形成面１ｇ（図２において導光体１の斜めカット面に相当）を有している。光出射側面１ｄは、レンズの集光効果を持たせるために外向きに滑らかな凸の曲線状に形成されている。ただし、光出射側面１ｄは必ずしも凸状に形成されていなくてもよく、平面状であってもよい。
【0013】
光拡散パターン形成面１ｇに形成された光拡散パターンＰは、導光体１の長手方向Ｌに沿って一直線状に延びている。この光拡散パターンＰは、導光体１の光拡散パターン形成面１ｇに転写された複数のＶ字状の溝により構成されている。複数のＶ字状の溝は、それぞれ導光体１の長手方向（主走査方向Ｌ）に直交する方向に延びるように形成されている。この光拡散パターンＰにより、導光体１の端面１ｅ、１ｆから導光体１に入射する光を拡散反射させ、主走査方向Ｌに沿ってほぼ一様の明るさで光出射側面１ｄから紙葉類に光を照射することができる。これにより、主走査方向Ｌにおいて紙葉類に照射される光をほぼ一定とすることができ、照度むらをなくすことができる。
【0014】
導光体１の底側面１ａ及び左右側面１ｂ、１ｃは、カバー部材２により覆われている。カバー部材２は、導光体１の底側面１ａに対向する内底面２ａ、導光体１の右側面１ｂに対向する右内側面２ｂ、及び、導光体１の左側面１ｃに対向する左内側面２ｃを有している。これらの内面により断面がほぼ矩形状の凹部が形成され、この凹部内に導光体１が挿入される。導光体１に入射する光の一部は、導光体１を透過した後にカバー部材２に入射し、カバー部材２で反射して再び導光体１内に入射した後、導光体１の光出射側面１ｄ側から出射して紙葉類を照明する。
図２においてフィルタ６、７の記載があるが、これは光学フィルタを意味する。以下、特に断らない限り、「光学フィルタ」は、単に「フィルタ」と記す。
図２においてフィルタ６、７の記載があるが、これは光学フィルタを意味する。以下、特に断らない限り、「光学フィルタ」は、単に「フィルタ」と記す。
【0015】
図２に示したサイドライト方式の光学ラインセンサにも問題がある。
サイドライト方式では、紙葉類に対する照明エリアを直下型よりも広くとることが可能になり、光軸方向の光量変動を抑えることはできるが、絶対的な光量の不足が新たな問題として浮上してきた。即ち受光センサが受光する絶対光量が不足することが判明した。このため、光源であるＵＶ_ＬＥＤの光量を増大させる必要が生じた。サイドライト方式では、主としてアクリルやシクロオレフィンポリマー等の樹脂を導光体として用いる。
本願発明者は、ＵＶ_ＬＥＤから出射した光が導光体に入射した際に、導光体自身が蛍光を発することを発見した。そして、その蛍光光量は導光体に入射するＵＶ_ＬＥＤから出射した光量に比例することが判明した。導光体に入射するＵＶ光量とそれに起因する蛍光光量との関係を図３に示す。図３はＵＶ_ＬＥＤへの投入電流と受光センサの出力との関係を表している。即ち、ＵＶ_ＬＥＤへの投入電流の増加は、ＵＶ光量の増大を示し、また同時に、受光センサ出力の増大は、蛍光光量の増大を示しており、しかもＵＶ光量と蛍光光量は比例している。
導光体自身が発生する蛍光による受光センサの出力は、蛍光を全く発しない媒体（以下「無蛍光媒体」と記す；例えば、ポリプロピレン繊維の不敷布、発泡ポリプロピレンフィルム、多孔質ＰＴＦＥ、アルミ蒸着を施した拡散フィルムなど）を紙葉類の位置に配置し、測定して得ることが可能である。本願発明においては、媒体として発泡ポリプロピレンフィルムを用いた。導光体が発する蛍光光量が増えれば以下に述べる問題が発生する。
サイドライト方式では、紙葉類に対する照明エリアを直下型よりも広くとることが可能になり、光軸方向の光量変動を抑えることはできるが、絶対的な光量の不足が新たな問題として浮上してきた。即ち受光センサが受光する絶対光量が不足することが判明した。このため、光源であるＵＶ_ＬＥＤの光量を増大させる必要が生じた。サイドライト方式では、主としてアクリルやシクロオレフィンポリマー等の樹脂を導光体として用いる。
本願発明者は、ＵＶ_ＬＥＤから出射した光が導光体に入射した際に、導光体自身が蛍光を発することを発見した。そして、その蛍光光量は導光体に入射するＵＶ_ＬＥＤから出射した光量に比例することが判明した。導光体に入射するＵＶ光量とそれに起因する蛍光光量との関係を図３に示す。図３はＵＶ_ＬＥＤへの投入電流と受光センサの出力との関係を表している。即ち、ＵＶ_ＬＥＤへの投入電流の増加は、ＵＶ光量の増大を示し、また同時に、受光センサ出力の増大は、蛍光光量の増大を示しており、しかもＵＶ光量と蛍光光量は比例している。
導光体自身が発生する蛍光による受光センサの出力は、蛍光を全く発しない媒体（以下「無蛍光媒体」と記す；例えば、ポリプロピレン繊維の不敷布、発泡ポリプロピレンフィルム、多孔質ＰＴＦＥ、アルミ蒸着を施した拡散フィルムなど）を紙葉類の位置に配置し、測定して得ることが可能である。本願発明においては、媒体として発泡ポリプロピレンフィルムを用いた。導光体が発する蛍光光量が増えれば以下に述べる問題が発生する。
【0016】
紙葉類は、一般的には、同じ光量のＵＶ光を照射しても、発生する蛍光量が異なる。発生する蛍光量が大きい紙葉類ならば、導光体が発する蛍光が大きい場合でも、画像として認識可能である。しかし、紙葉類自身が発する蛍光量が小さいものもあり、この場合は、導光体が発する蛍光に、紙葉類が発する蛍光が埋もれてしまい、画質が劣化する。
【0017】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、導光体自身が発する蛍光を減少させた導光体及びそれを用いた光学ラインセンサ、並びに、導光体の製造方法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】
【0018】
本願発明者は、上記サイドライト方式の導光体が発する蛍光の問題に取り組み、前記導光体自身が発する蛍光を減じる方策について鋭意検討した結果、以下に述べる解決策を見出した。
本願発明に係る光学ラインセンサ用導光体は、光学ラインセンサとして組み込まれる前に、予め、ＵＶ光が照射される。具体的には、アブレーション効果により樹脂の分子構造を破壊しない程度のエネルギーであり、かつ、波長が４２０ｎｍ以下（より好ましくは３２５ｎｍ～４０５ｎｍ）のＵＶ光を用いる。光によるアブレーション効果で樹脂の高分子鎖が切れない条件は、分子の結合エネルギーで知ることができる。各結合エネルギーをＫＪ／ｍｏｌで表し、アブレーション波長も加えた一般的なデータを表１に示す。ここで、本願発明における「アブレーション効果」とは、紫外線などのエネルギーの高い光を高分子化合物に照射した際、光エネルギーが分子の化学結合エネルギーよりも高い場合に、前記高分子化合物の分子結合が変化、或いは、切断されることを意味しており、「アブレーション波長」は、前記高分子化合物の分子の化学結合エネルギーにほぼ等しいエネルギーを有する光の波長を意味している。
本願発明に係る光学ラインセンサ用導光体は、光学ラインセンサとして組み込まれる前に、予め、ＵＶ光が照射される。具体的には、アブレーション効果により樹脂の分子構造を破壊しない程度のエネルギーであり、かつ、波長が４２０ｎｍ以下（より好ましくは３２５ｎｍ～４０５ｎｍ）のＵＶ光を用いる。光によるアブレーション効果で樹脂の高分子鎖が切れない条件は、分子の結合エネルギーで知ることができる。各結合エネルギーをＫＪ／ｍｏｌで表し、アブレーション波長も加えた一般的なデータを表１に示す。ここで、本願発明における「アブレーション効果」とは、紫外線などのエネルギーの高い光を高分子化合物に照射した際、光エネルギーが分子の化学結合エネルギーよりも高い場合に、前記高分子化合物の分子結合が変化、或いは、切断されることを意味しており、「アブレーション波長」は、前記高分子化合物の分子の化学結合エネルギーにほぼ等しいエネルギーを有する光の波長を意味している。
【表1】
【0019】
照射するＵＶ光のエネルギー(波長)を、表１を参考にして決めることが可能である。代表的な結合エネルギーとアブレーション波長の関係は、例えば、λ=３０５ｎｍ（Ｎ－Ｈ結合）、λ=３２５ｎｍ（Ｃ－Ｏ結合）、λ=３５５ｎｍ（Ｃ－Ｃ結合）、λ=３６５ｎｍ（Ｃ－Ｎ結合）である。
但し、同じ単結合であっても分子の立体的構造により結合エネルギーが異なる為、アブレーションが可能になる光エネルギーも異なることに留意して照射するＵＶ光の波長を決定する必要がある。
但し、同じ単結合であっても分子の立体的構造により結合エネルギーが異なる為、アブレーションが可能になる光エネルギーも異なることに留意して照射するＵＶ光の波長を決定する必要がある。
【0020】
また、図４に代表的な樹脂の３００ｎｍ以下の吸収スペクトルを示す。Ａ，Ｂ，Ｃは樹脂の種類が異なることを示している。多くの樹脂は、図４に示すような吸収スペクトル帯があるために、２８０ｎｍ以下のＵＶ光を用いると、導光体樹脂の分子鎖が切れ、変質をまねき、導光体としての機能を失うおそれがあることが分かる。この帯域の波長は特に用いるべきではない。
但し、前述の如く、２８０ｎｍ以下の波長は、樹脂に照射する光源としては望ましくないと言えるのであるが、分子結合エネルギーが高い樹脂のみの分子構造であればこの限りではない。
但し、前述の如く、２８０ｎｍ以下の波長は、樹脂に照射する光源としては望ましくないと言えるのであるが、分子結合エネルギーが高い樹脂のみの分子構造であればこの限りではない。
【0021】
【0022】
以上の観点から、導光体に照射するＵＶ光の波長帯域は、３００ｎｍから４２０ｎｍまで（より好ましくは３２５ｎｍ～４０５ｎｍ）を用いるのが好ましい。
【0023】
次にＵＶ_ＬＥＤが発するＵＶ光のスペクトルと、前記ＵＶ光による導光体が発する蛍光スペクトル（紫外蛍光スペクトル）と、を比較した結果を図６Ａ及び図６Ｂに示す。前記スペクトルは、前記導光体の任意の表面の数か所において導光体が発するスペクトルを分光器により測定した際の測定値を平均化したものである。図６Ａは、評価に用いたＵＶ_ＬＥＤの発光スペクトルであり、ピーク波長は３６５ｎｍである。図６Ｂは導光体が発した蛍光のスペクトル（前記同様数か所の測定値の平均値）であり、４１５ｎｍ近傍と４６３ｎｍ近傍にピークがあることが分かる。
【0024】
本願発明の一つの例示においては、第一に、励起波長のスペクトルのピーク値と蛍光波長のスペクトルのピーク値の比を用いて導光体の発する蛍光の許容値を決定する方法について述べる。また、励起波長は、本願発明においては、３６５ｎｍを用いているが、ＵＶ_ＬＥＤの発光波長が異なれば、自ずと、励起波長も異なる為、各ＵＶ_ＬＥＤの発光波長に応じたピーク波長におけるピーク値により決定してもよい。また、本願発明において、蛍光スペクトルの強度は、４６３ｎｍ近傍（４５８ｎｍ～４６８ｎｍ）のピーク値を用いている。また、図６Ａに示す励起光のスペクトルピークの測定値は、１．２６×１０６であり、図６Ｂに示す蛍光のスペクトルの４６３ｎｍ近傍（４５８ｎｍ～４６８ｎｍ）の強度のピーク値は３．６５×１０３であり、その比は、２．９×１０－３となる。但し、この値は、紫外線照射処理前の初期状態における値である。
【0025】
紫外線照射処理とは、本願発明の導光体に紫外線を照射する処理であり、後述する導光体が発する蛍光を減じるためにＵＶ光を前記導光体に照射し、前記導光体が発する蛍光（紫外蛍光）を減じる手段をいう。紫外蛍光とは、上記導光体を製品に組み込んだ時に、紙葉類を照明するためのＵＶ_ＬＥＤから出射したＵＶ光により導光体自身から発する蛍光を意味する。紫外光照射処理に用いる光源は、発光スペクトルが３２５ｎｍから４０５ｎｍにピークを有する少なくとも一つの紫外光源であり、かつ、前記ピークの１／１０値幅が５０ｎｍ以下であり、好ましくは３０ｎｍ以下である。但し、本願発明における紫外蛍光は、製品に組み込む前に本願発明の導光体にＵＶ光を入射した際に発生する蛍光も含む。
【0026】
尚、本願発明で例示したスペクトル及びスペクトル強度は前述の如くであるが、励起スペクトルが異なれば、蛍光スペクトルも異なることもあり、また、異ならない場合においても、スペクトル強度は異なる。そのため、各励起スペクトル、並びに、前記各励起スペクトルにより発生した蛍光スペクトルとの比を用いて、許容値を決定すべきである。
【0027】
図７は、紫外線照射処理前後の導光体の蛍光スペクトルである。前記のＵＶ光を導光体に照射する前と比較すると、ＵＶ光を照射した後の方が導光体自身から発生する蛍光光量が減じていることが図７から分かる。図７において、図６Ｂと同様に４６３ｎｍ近傍（４５８ｎｍ～４６８ｎｍ）のスペクトルの強度比を求めると、約１：４であった。
【0028】
図６Ａ、図６Ｂ及び図７より、ピーク波長が３６５ｎｍのＵＶ_ＬＥＤを用いた際に、このＵＶ_ＬＥＤの励起スペクトルのピーク強度と、導光体が発する蛍光スペクトルの４６３ｎｍ近傍（４５８ｎｍ～４６８ｎｍの波長帯域）におけるスペクトルのピーク強度との比は、１×１０－３以下となった。ＵＶ光が導光体に入射し、導光体の出射面から紙葉類に向けて出射される光のスペクトルのピーク強度をＰＬＥＤとし、導光体が発する蛍光のスペクトルの波長帯域にあるピーク強度をＰＬとしたとき、下記式（１）を満足することが好ましい。
ＰＬ／ＰＬＥＤ ＜ １×１０－３ ・・・（１）
ＰＬ／ＰＬＥＤ ＜ １×１０－３ ・・・（１）
【発明の効果】
【0029】
本願発明によれば、導光体を製品に組み込む前に、ＵＶ光による導光体自身が発する蛍光を抑えることが出来る。このため、ＵＶ_ＬＥＤを制御する際に、導光体から発生する蛍光成分がＵＶ成分に混入せず、正確なＵＶ_ＬＥＤの制御が可能になる。また、導光体の蛍光成分が少なくなることで、紙葉類が経時劣化した結果、紙葉類から発する蛍光成分が少ない場合でもその蛍光を正確に測定でき、ひいては、正確な真贋判定が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【0030】
【図1A】直下型光学ラインセンサの一例を示す断面図である。
【図2】本願発明の導光体を組み込むサイドライト型光学ラインセンサを示す分解斜視図である。
【図3】ＵＶ_ＬＥＤの投入電流と受光センサの出力を示すグラフである。
【図4】樹脂の深紫外域の分光吸収特性を示すグラフである。
【図5】アクリルの分光透過率特性を示すグラフである。
【図6A】ＵＶ_ＬＥＤの発光スペクトルを示すグラフである。
【図6B】導光体が発する蛍光スペクトルを示すグラフである。
【図7】紫外線照射処理用ＵＶ光の導光体への照射前・照射後での導光体の発する蛍光強度の比較をスペクトルで示したグラフである。
【図8】各種ＵＶ_ＬＥＤの発光スペクトル（相対強度）である。
【図9】ＵＶ_ＬＥＤ照射後３０分後の残蛍光量を波長別に表したグラフである。
【図10】ピーク波長が３６５ｎｍのＵＶ_ＬＥＤを用いた場合のＵＶ光照射時間と蛍光減衰との関係を表すグラフである。
【図11A】発光波長が３４５ｎｍのＵＶ_ＬＥＤを用いた際の導光体から発する蛍光減衰を表したグラフである。
【図11B】発光波長が３５５ｎｍのＵＶ_ＬＥＤを用いた際の導光体から発する蛍光減衰を表したグラフである。
【図12】水銀キセノンランプの発光スペクトルのうち、赤外カットフィルタやバンドパスフィルタを用いて３６５ｎｍのスペクトルを取り出し、ＵＶ照射器に用いた際の水銀キセノンランプのスペクトルを表すグラフである。
【図13】ＵＶ照射器に水銀キセノンランプを用いた際の導光体から発する蛍光の減衰を表したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0031】
本実施形態に係る光学ラインセンサは、サイドライト方式の光学ラインセンサであり、その具体的構成の一例は、図２を用いて既に詳述した通りである。本願発明の導光体に照射するＵＶ光は、本願発明では例示しない各種装置を用いて照射することが考えられるが、要は、導光体の内部にＵＶ光を導光できればよい。
【実施例1】
【0032】
＜ＵＶ_ＬＥＤを用いる場合＞
図８にＵＶ_ＬＥＤの各種発光スペクトル（相対強度で表している）を示す。
図８は、３００ｎｍから４２０ｎｍの波長帯域にスペクトルピークを有するＬＥＤのスペクトルである。本願発明においては、まず、３６５ｎｍ、３８５ｎｍ、４０５ｎｍのピーク波長を有するＵＶ_ＬＥＤを用いて実験した。いずれも１２０ｍＷ／ｃｍ２のパワーを有する。
図８にＵＶ_ＬＥＤの各種発光スペクトル（相対強度で表している）を示す。
図８は、３００ｎｍから４２０ｎｍの波長帯域にスペクトルピークを有するＬＥＤのスペクトルである。本願発明においては、まず、３６５ｎｍ、３８５ｎｍ、４０５ｎｍのピーク波長を有するＵＶ_ＬＥＤを用いて実験した。いずれも１２０ｍＷ／ｃｍ２のパワーを有する。
【0033】
図９は、ＵＶ_ＬＥＤ照射後３０分後の残蛍光量である。残蛍光量とは、前述したように紫外線照射処理前後において、製品に組み込んだ導光体、或いは、製品と同じ評価機に組み込んだ導光体自身が発生する蛍光による受光センサの出力値の比を表しており、各波長において紫外線照射処理前を１００％としている。また、蛍光を全く発しない無蛍光媒体を紙葉類の位置に配置して得た受光センサ出力値を用いた。図９によれば、短波長の方がＵＶ光による蛍光量減衰効果が高いことが分かる。しかしながら、蛍光減衰効果の差は、１０％程度であり、大きな差は無い。しかも、どのＵＶ_ＬＥＤにおいても、ＵＶ光を３０分照射後には、ほぼ半減していることが分かる。
【0034】
次に、ピーク波長が３６５ｎｍのＵＶ_ＬＥＤを用いた場合のＵＶ光照射時間と蛍光減衰との関係を図１０に示す。図１０によれば１０時間経過で、蛍光量は、３分の１以下に減衰することが分かる。この場合は、３６５ｎｍであるが、他のピーク波長のＬＥＤ光源でも同様の効果がある。より短波長側のピーク波長を有するＬＥＤ光源がより導光体の発する蛍光減衰に効果的である。
【0035】
更に、ピーク波長が、３４５ｎｍ、３５５ｎｍであるより短波長側の発光波長を有するＵＶ_ＬＥＤを照射した場合の残蛍光量を図１１Ａ及び図１１Ｂに示す。その際のＵＶ光のパワーは、それぞれピーク波長３５５ｎｍのＵＶ_ＬＥＤが３０ｍＷ／ｃｍ２、３４５ｎｍのＵＶ_ＬＥＤが９０ｍＷ／ｃｍ２である。図１１Ａ及び図１１Ｂに示した如く、３５０ｎｍ以下の短波長側においても蛍光減衰の効果があることが分かる。
【0036】
図９、図１０、図１１Ａ及び図１１Ｂから、ＵＶ光により導光体が発する蛍光は、各初期値に対し減衰していることが分かる。具体的には、図９より、約６０％（４０５ｎｍ）、約５５％（３８５ｎｍ）、約５０％（３６５ｎｍ）に減衰しており、図１０により、約７０％（３６５ｎｍ）に減衰しており、図１１Ａより、約６０％（３４５ｎｍ）、図１１Ｂより、約４５％（３５５ｎｍ）に減衰していることが分かる。前記の減衰効果には、導光体の発する蛍光量のばらつきを考慮する必要があるが、概ね、許容値は、初期値の６０％以下であることが判明した。
即ち、紙葉類に代えて、無蛍光媒体に対してＵＶ光を照射した際に、導光体が発する紫外蛍光による光学ラインセンサの紫外光照射処理前の出力値をＳＬＡとし、紫外光照射処理後の出力値をＳＬＢとしたときに、下記式（２）を満足することが好ましい。
ＳＬＢ／ＳＬＡ ＜ ０．６ ・・・（２）
即ち、紙葉類に代えて、無蛍光媒体に対してＵＶ光を照射した際に、導光体が発する紫外蛍光による光学ラインセンサの紫外光照射処理前の出力値をＳＬＡとし、紫外光照射処理後の出力値をＳＬＢとしたときに、下記式（２）を満足することが好ましい。
ＳＬＢ／ＳＬＡ ＜ ０．６ ・・・（２）
【実施例2】
【0037】
＜水銀キセノンランプを用いる場合＞
次に導光体照射器の光源として水銀キセノンランプを用いた際の水銀キセノンランプのスペクトル強度を図１２に示す。ここで用いた水銀キセノンランプのスペクトルには、バンドパスフィルタをかけて、深紫外域と、可視域、赤外域のスペクトルを除去し、３６５ｎｍの輝線のみ残している。その際のＵＶ光パワーは、１２０ｍＷ／ｃｍ２である。
次に導光体照射器の光源として水銀キセノンランプを用いた際の水銀キセノンランプのスペクトル強度を図１２に示す。ここで用いた水銀キセノンランプのスペクトルには、バンドパスフィルタをかけて、深紫外域と、可視域、赤外域のスペクトルを除去し、３６５ｎｍの輝線のみ残している。その際のＵＶ光パワーは、１２０ｍＷ／ｃｍ２である。
【0038】
【0039】
前述した如く、アブレーションによる分子損傷の波長帯域を避けて、３００ｎｍから４２０ｎｍ（より好ましくは３２５ｎｍ～４０５ｎｍ）のＵＶ光を用いて、導光体にＵＶ光を照射すれば、ＵＶ照明光源の種類によらず、導光体から発する蛍光量を減じることができる。
即ち、本願発明によれば、製品として導光体を組み込む前にＵＶ光による蛍光の発生を抑えることが出来るため、ＵＶ_ＬＥＤを制御する際に、導光体から発生する蛍光成分がＵＶ成分に混ざらず、正確な紙葉類の判別が可能になる。
即ち、本願発明によれば、製品として導光体を組み込む前にＵＶ光による蛍光の発生を抑えることが出来るため、ＵＶ_ＬＥＤを制御する際に、導光体から発生する蛍光成分がＵＶ成分に混ざらず、正確な紙葉類の判別が可能になる。
【0040】
また、導光体の蛍光成分が少なくなることで、紙葉類が経時劣化した結果、紙葉類から発する蛍光成分が少なくなった場合でもその蛍光を正確に測定できるため、正確な真贋判定が可能になる。
【0041】
前述した如く、製品として組み込む前に紫外線照射処理によりＵＶ光を照射し、導光体の発する蛍光を予め減じておくことが好ましい。しかしながら、前述した紫外線照射処理は、製品として組み込んだ後にも可能であり、製品完成後、所謂エージング処理を実施することでも同じ効果がある。即ち、製品に組み込まれたＵＶ_ＬＥＤが発するＵＶ光を前記の導光体に照射・導光して同じ効果を得ることが出来る。
【符号の説明】
【0042】
Ｓ：読取面
Ｐ：受光レンズの被写体側焦点位置
ｘ：副走査方向
ｙ：主走査方向
１：導光体
１ｄ：光出射側面
１ｅ：第２の端面
１ｆ：第１の端面
２：カバー部材
１ｇ：導光体の光拡散パターン形成面
３：第２の光源部
４：第１の光源部
５：基板
６：第２のフィルタ
７：第１のフィルタ
１１：搬送方向
１２：直下型光学ライセンサユニット
１６：筐体
１７：コンタクトガラス（透光カバー）
２０：ＵＶ＿ＬＥＤアレイ
２２：ＬＥＤ光源
２３：受光レンズアレイ
２４：受光センサ
３１：端子
３３：信号処理部
Ｐ：受光レンズの被写体側焦点位置
ｘ：副走査方向
ｙ：主走査方向
１：導光体
１ｄ：光出射側面
１ｅ：第２の端面
１ｆ：第１の端面
２：カバー部材
１ｇ：導光体の光拡散パターン形成面
３：第２の光源部
４：第１の光源部
５：基板
６：第２のフィルタ
７：第１のフィルタ
１１：搬送方向
１２：直下型光学ライセンサユニット
１６：筐体
１７：コンタクトガラス（透光カバー）
２０：ＵＶ＿ＬＥＤアレイ
２２：ＬＥＤ光源
２３：受光レンズアレイ
２４：受光センサ
３１：端子
３３：信号処理部
【図1A】
【図1B】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11A】
【図11B】
【図12】
【図13】