(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光特性が異なり、１つのコードを形成する少なくとも二種類の斑紋状繊維を有する証券用紙において、該証券用紙が、それぞれに斑紋状繊維が一種類だけある少なくとも１つの所定の小区域を有し、前記コードが、前記証券用紙上の前記小区域の所定の幾何学配置により、および／または特定の種類の斑紋状繊維の存在または不在により表されることを特徴とする証券用紙。
【請求項２】
前記斑紋状繊維が、特徴的な発光特性を有する発光物質を含有することを特徴とする請求項１記載の証券用紙。
【請求項３】
前記発光物質が、スペクトル的に狭い発光帯域を有することを特徴とする請求項２記載の証券用紙。
【請求項４】
前記発光物質が、可視スペクトル範囲から外れて発光することを特徴とする請求項２または３記載の証券用紙。
【請求項５】
前記発光物質が、光学的にポンピング可能な発光材料、光拡散中心、および透明マトリクス材料を有する光増感材料であることを特徴とする請求項２から４いずれか１項記載の証券用紙。
【請求項６】
前記発光物質が、前記斑紋状繊維中に存在することを特徴とする請求項２から５いずれか１項記載の証券用紙。
【請求項７】
前記斑紋状繊維が前記発光物質により染色されていることを特徴とする請求項２から５いずれか１項記載の証券用紙。
【請求項８】
前記斑紋状繊維がプラスチック材料からなることを特徴とする請求項１から７いずれか１項記載の証券用紙。
【請求項９】
前記斑紋状繊維が、用紙の製造中に前記証券用紙中に導入されることを特徴とする請求項１から８いずれか１項記載の証券用紙。
【請求項１０】
前記斑紋状繊維が、ウィルコックスプロセスにより前記証券用紙に導入されることを特徴とする請求項１から９いずれか１項記載の証券用紙。
【請求項１１】
前記幾何学的な小区域がストリップの形態を有することを特徴とする請求項１から１０いずれか１項記載の証券用紙。
【請求項１２】
前記ストリップの幅が、5ｍｍから30ｍｍまでの範囲にあることを特徴とする請求項１１記載の証券用紙。
【請求項１３】
前記小区域における前記斑紋状繊維の密度が、平方センチメートル当たり2から20までの斑紋状繊維の範囲にあることを特徴とする請求項１から１２いずれか１項記載の証券用紙。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、発光特性が異なり、コードを形成する、少なくとも二種類の斑紋状繊維（外観が一様に見えない繊維または繊維束）を有する証券用紙に関する。
【０００２】
証券書類のためのセキュリティー特徴として斑紋状繊維を使用することは既に、長きに亘り知られている。それら繊維は通常、短いプラスチックまたは綿の繊維からなり、これらは、用紙の製造中に証券用紙中に導入される。プランシェットまたはマイカフレークのような他のセキュリティー特徴と比較して、斑紋状繊維は、より小さく、目視によりそれほど目立たず、したがって、証券用紙の全体の美的印象を乱す影響は小さいという利点が斑紋状繊維にはある。
【０００３】
ドイツ国特許第677711号には、紫外線下で発光し、シートの形成前に紙原料と混合され、したがって、完成した証券用紙中に無作為に分布して存在する斑紋状繊維が開示されている。異なって発光する斑紋状繊維を使用することもでき、したがって、紫外線の元で混ざった発光が生じる。
【０００４】
それに加え、ドイツ国特許第3122470-C2号には、発光斑紋状繊維が中に組み込まれた証券用紙が開示されている。斑紋状繊維はここでは、ランタニドキレートの群からの狭帯域発光物質により繊維が染色された酢酸セルロースからなる。これらの発光物質は、これまでに知られている発光物質よりも20倍まで濃い濃度で繊維材料中に導入でき、さらに、比較的狭い帯域の発光スペクトルにより区別される。斑紋状繊維を撚り合わせたり、織り合わせたりして、セキュリティー細糸を形成することもできる。この目的のために、異なって発光する個々の繊維が用いられる場合、特定の発光物質の存在または不在の評価に基づくコードを製造することもできる。目視による観察の元で、そのような撚り合わされたすなわち繊維状にされた細糸は、優れた真正特徴を構成する。しかしながら、個々の繊維の発光の強度は、提案された発光物質の比較的高い発光歩留まりにもかかわらず、低すぎて、実際に機械による確実な真正試験を実施できない。
【０００５】
したがって、本発明は、コードを表す発光斑紋状繊維を有する証券用紙を提案するという目的に基づき、そのコードを非常に容易に機械読取り可能にすることを意図している。
【０００６】
この目的は、独立請求項の特徴により達成される。本発明のさらなる展開は、従属請求項の主題である。
【０００７】
本発明は、適切なＳＮ比を有する斑紋状繊維の機械試験のために、異なる発光特性を有する斑紋状繊維を、互いに十分に物理的に離して配置すべきであるという発見に基づく。この理由のために、本発明による証券用紙には重複しない小区域が画成され、各々の場合に、特定の発光特性を有する特定の種類の斑紋状繊維が配置されている。この場合、コードは、小区域の所定の幾何学的構成により、および／または斑紋状繊維の存在または不在により表すことができる。
【０００８】
制限された小区域における構成の結果として、異なる特性を有する斑紋状繊維は、簡単に局在化することができ、発光特性は、相互の影響なく、互いから独立して測定することができる。１つの特定の発光特性を有する斑紋状繊維のみが、１つの小区域に存在するので、公知の証券用紙と比較して、試験すべき測定区域における斑紋状繊維の表面密度がより高いために、測定される信号の強度は既に増大されている。その信号歩留まりは、米国特許第5,448,582号に記載されているように、高強度の狭帯域発光を有する特定の発光物質が用いられれば、さらに増大させることができる。これらの発光物質は、光学的に「ポンピング可能な」発光材料、光拡散中心および透明なマトリクス材料を含有する多相系である。これらの材料は、スペクトル的に非常に狭い帯域発光を有するレーザ状効果を示す。これらの材料のさらなる利点は、発光帯域の波長を、製造中に狭い範囲に設定できることである。
【０００９】
光拡散中心は、好ましくは高い光屈折率を有する透明材料である、微粒子から構成される。閃光による励起の元で、発光物質は、その閃光の一部を吸収し、その結果、励起された「光学的にポンピングされた」状態に移行される。発光光は、励起状態からの同時発光の結果として生じ、放出される発光光の少なくとも一部は、その材料から直接去らないが、光拡散中心で繰り返し、ある程度拡散される。これにより、放出された光の強度が高まり、発光帯域が特に狭くなる。
【００１０】
狭帯域発光を有する発光物質の使用には、発光光の測定中に、検出器のスペクトル感度範囲を、発光帯域がその中にある狭いスペクトル間隔に調整できるという利点がある。その結果、隣接するスペクトル範囲からの背景光が測定中に抑制され、ＳＮ比が改善される。
【００１１】
しかしながら、他の好ましい狭帯域発光物質を同様に用いても差し支えない。なぜならば、測定される信号は、１つの顔料の放出された発光照射の強度だけで決定されるものではなく、斑紋状繊維中に導入できる発光物質の濃度、および用紙上の斑紋状繊維の表面密度によっても決定されるからである。
【００１２】
しかしながら、表面密度を選択する場合、斑紋状繊維は常に、表面密度が増加するにつれて、視覚的に一層目立つようになり、芸術的なイラストが印刷されていることが多い証券用紙の全体的な美的印象が次第に乱されることに留意しなければならない。したがって、斑紋状繊維の表面密度は、平方センチメートル当たり2から20の斑紋状繊維の範囲にあるべきである。しかしながら、その全体的な美的印象への乱れは、証券用紙上の小区域の適切な位置決めにより減少させることもできる。このことは、それらの小区域は、好ましくは、芸術的イラストの主な色や模様が覆われないように配置されることを意味する。
【００１３】
斑紋状繊維は、既に述べたように、好ましい実施の形態によれば、証券用紙の目視による観察の元でできるだけ小さく見えるべきであるので、それら斑紋状繊維は、可視スペクトル範囲で同様にほとんど透明な発光物質によりその容積が染色されている透明なプラスチック繊維から構成される。
【００１４】
発光物質がある固有の色を、対応する発光光の強度と共に有する場合、それらの物質を、繊維自体がまだほとんど透明に見えるような低濃度で、斑紋状繊維中に導入することもできる。
【００１５】
あるいは、それらの繊維に、例えば、着色浴中で、表面のみに発光物質を与えることもできる。
【００１６】
使用される繊維材料は、絹または綿のような、細い繊維を形成するために加工される他の材料であっても差し支えない。
【００１７】
斑紋状繊維が配置される小区域は、好ましくは、証券用紙の全幅に亘り延在するストリップの形態を有する。それらの小区域は、好ましくは、5ｍｍから30ｍｍまでの範囲にある幅を有する。しかしながら、それらは、矩形、円形、楕円形、星形等のような、任意の所望の他の外形を有していても差し支えない。
【００１８】
本発明によれば、斑紋状繊維は、証券用紙の繊維に少なくともある程度は編み込まれ、したがって、用紙の表面で用紙の繊維により少なくともある程度は覆われるような様式で、その証券用紙の製造中に導入される。
【００１９】
手ずき紙の製造中に、例えば、公知のウィルコックス(Wilcox)プロセスが、無端のストリップ状小区域に斑紋状繊維を導入するための適切なプロセスを構成する。この場合、斑紋状繊維は、水性懸濁液中に懸濁され、用紙の製造中に、シートの形成がシリンダワイヤ上でちょうど始まる地点の近くにある、端部に特別な排出ノズルを有するパイプにより回転しているシリンダワイヤに施される。シリンダワイヤ内に生じる真空により、このようにして施される斑紋状繊維の層は直ちに脱水され、その結果、斑紋状繊維は、シリンダワイヤ上に堆積した用紙の繊維の第１の層と共に、シリンダワイヤ上にしっかりと配置される。
【００２０】
長編紙の製造の場合には、繊維は、長編ワイヤと似た様式で施すことができる。
【００２１】
コードの種類に応じて、異なる発光特性を有する斑紋状繊維のための複数の施用ステーションが、紙製造機内に互いに平行に配置される。この場合、斑紋状繊維の供給装置は、施すべきコードにしたがって制御される。コードが単に、異なる斑紋状繊維が提供された小区域の幾何学構成からなる場合、それらの供給装置は、紙の製造開始時に紙製造機上で適切に位置決めされる。次いで、斑紋状繊維の供給が連続的に行われる。
【００２２】
コードが、一種類以上の斑紋状繊維の存在または不在から排他的または追加になる場合、これらの斑紋状繊維の供給は、コードにしたがって停止すべきである。コードが紙のウェブの製造中に変化しない場合、製造開始時に必要な供給装置を適切に配置することで十分である。
【００２３】
この場合、そのコードは、任意の所望の情報、例えば、額面金額、発行日、発行国等を表すことができる。
【００２４】
本発明によるコードに加えて、もちろん、セキュリティー細糸等のようなさらなるセキュリティー要素を有していても差し支えない完成した証券用紙は、その後、従来の様式で加工、特に印刷され、銀行券、株券、小切手等のような個々の証券書類に切断される。
【００２５】
証券書類の機械検査中、そのコードは、評価すべき斑紋状繊維のそれぞれの発光特性について適切なセンサにより測定され、参照値と比較される。評価すべき発光特性は、例えば、発光波長または発光放射の消滅時間であってよい。
【００２６】
本発明の例としての実施の形態およびさらなる利点を、図面を用いて以下に説明する。それらの図面は、本発明の原寸をどのようにも示すものではなく、説明のためのみに用いられることに言及しておく。
【００２７】
図１は、証券用紙２から製造された証券書類１、ここでは、銀行券の図を示す。芸術的な絵４（図には示されていない）が印刷されることが多い、画像領域の縁３が、証券書類１上に点線で示されている。証券書類１上には、３つのストリップ状小区域８ａ，８ｂ，８ｃが破線により示されている。それらの区域は、検出器が発光斑紋状繊維の特性を検査する区域を示している。したがって、証券書類１上のそれらの位置は、試験すべきコードにより決定される。
【００２８】
対照区域８ａおよび８ｂの間の距離はａにより表され、対照区域８ｂおよび８ｃの間の距離はｂにより表され、図示した実施の形態においては、それらの距離ａ，ｂは異なっている。距離ａ，ｂの比は、例えば、整数となるように選択することができる。斑紋状繊維が証券用紙２中に導入される、ストリップ状小区域５ａ，５ｂ，５ｃは、これら３つのストリップ状対照区域８ａ，８ｂ，８ｃ内に位置している。ストリップ状小区域５ａ，５ｂ，５ｃの境界線は、図１において連続線により示されている。しかしながら、これらの連続線は、単に説明のために働くだけであり、実際の証券書類上には存在しない。
【００２９】
図１に示した実施の形態において、ストリップ状小区域５ａ，５ｂ，５ｃの全てには、同じ種類Ａの斑紋状繊維が設けられている。すなわち、全ての小区域５ａ，５ｂ，５ｃには、同じ発光特性を有する斑紋状繊維がある。この実施の形態において、コードは、小区域５ａ，５ｂ，５ｃの間の距離ａ，ｂ、および対照区域８ａ，８ｂ，８ｃにより単に示される。
【００３０】
図２は、２つの証券書類１ａ，１ｂの例を用いた、本発明によるコードの別の可能性を示している。この場合、個々の対照区域８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄの間の距離ａは一定であり、コードは、これら対照区域８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ内の特定の斑紋状繊維を有する１つ以上の小区域の存在または不在により表される。この場合、小区域内に配置された斑紋状繊維は、試験すべき発光特性が異なる。例えば、書類１ａは、対照区域８ａ，８ｂ内のみにそれぞれ種類ＡおよびＢの斑紋状繊維がある小区域７ａ，７ｂを有し、一方で、書類１ｂには、対照区域８ａ，８ｄ内のみに斑紋状繊維Ａ，Ｄを有する小区域７ａ，７ｄが設けられている。
【００３１】
したがって、このコードシステムは、１つ以上の発光特性に関して異なり、所定の対照区域における存在または不在が検査される、四種類の発光斑紋状繊維Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄから構成される。所定の対照区域における正確な発光特性の存在に理論状態「１」が割り当てられ、対応する物質の不在に状態「０」が割り当てられる場合、記載されたコードシステムの助けにより、２4−１＝15の実際的な二進数コードが表されるであろう。
【００３２】
書類に沿って延在する測定トラック10内で書類１ａを検査する場合、適切な検出器が、二進数コード、この場合は、１１００を決定するであろう。書類１ｂについては、得られる二進数コードは１００１である。
【００３３】
もちろん、使用する対照区域の数および異なる斑紋状繊維の数は、所望なように変更することができる。例えば、同じ発光物質を有する同じ斑紋状繊維を全ての対照区域に用いても差し支えない。このことには、センサの構造を著しくより単純に構成できるという利点がある。
【００３４】
他方で、コードをより複雑な様式で構成すべき場合には、対照区域間の距離を、図１に示した実施の形態と似たように、追加に変更しても差し支えない。
【００３５】
書類の検査中に、発光波長または発光放射の消滅時間のような、斑紋状繊維中に含まれる発光物質の任意の所望の特徴を評価しても差し支えない。
【００３６】
図３は、波長依存性評価の場合について、ここに示された最も単純な場合に、少なくとも発光波長に関して異なる、四種類の斑紋状繊維Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄから構成される上述したコードシステムの発光波長の可能性のあるスペクトル分布を示している。したがって、発光物質Ａは、発光物質Ｂ，Ｃ，Ｄよりも短い波長で発光する。図３から分かるように、全ての物質Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、非常に狭い帯域の発光を示し、これらは、使用される他の発光物質のものと重複しないので、発光物質Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、互いに非常にうまく区別することができる。それらの物質の発光強度も同様に十分に高く、したがって、これらの物質は、機械により、確実に検出し、確証することができる。
【００３７】
図４は、輝線を有する、図３に示した斑紋状繊維または発光物質を用いて表されるコードの検出および評価のための可能性のある構成を図示している。
【００３８】
銀行券の検査は通常、銀行券処理装置内で行われ、銀行券はそれにより、移送システムを用いて、高速でセンサを通過するように案内される。図４において、本発明による銀行券２のこの移送が、矢印11により示されている。この場合、銀行券は照射源12を通過して移動する。この照射源の放射線が、光学系13を用いてその書類に集束される。この照射源12は、個々の発光物質の励起波長の放射線を放出するように選択される。個々の発光物質の励起波長が異なる波長範囲にある場合、照射源として、各々が励起波長の内の１つの範囲にある光を放出する、複数の励起源を使用することが都合よいであろう。本発明による発光斑紋状繊維がある、本発明による書類２のある領域が照射される場合、これらの繊維は励起されて、発光する。しばしば拡散する発光放射線14は、さらなる光学系15により検出器16上に最終的に集束される。この検出器16は、好ましくは、ダイオードアレイを備えた分光計を含有し、これらダイオードの各々は、発光波長23ａから23ｄまでの内の１つに感度がある。
【００３９】
例えば、図２ａによる銀行券１ａが、図４に示した測定装置の下を通過して移送され、斑紋状繊維Ａ，Ｂが図３に示した輝線23ａ，23ｂを示す場合、前記検出器が、対照区域８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄに関連する測定通路において図５に示した信号を拾う。
【００４０】
図５において、個々の斑紋状繊維Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに関連する測定通路からの信号Ｉが時間ｔに対してプロットされている。点線で示された時間窓30ａ，30ｂ，30ｃ，30ｄは、対照区域８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄに対応し、各々の場合において１つの信号が予測される測定窓を称する。銀行券１ａは、矢印11の方向にセンサの下を通って導かれ、次いで、対照区域８ｄが最初に照射される。この対照区域内には斑紋状繊維がないので、関連する測定通路は、時間窓30ｄにおいて信号を知覚しない。斑紋状繊維Ｃも存在しないので、関連する測定通路も同様に信号を知覚しない。小区域７ｂまたは対照区域８ｂがセンサ構成の下を通過して移送されたときのみに、センサは、時間窓30ｂにある発光物質Ｂの発光帯域23ｂを記録する。このことは、以下の小区域７ａおよび時間窓30ｂにある信号23ａについても同様に当てはまる。既に説明したように、正確な時間窓30ａ，30ｂ，30ｃ，30ｄにある発光23ａ，23ｂ，23ｃ，23ｄの存在が二進数の「１」を示し、その不在が二進数の「０」を示す場合、コード１１００は、図５における信号により表される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  斑紋状繊維が導入される３つのストリップ状小区域を有する銀行券である証券書類の概略図
【図２】  異なるコードを表す４つのストリップ状小区域を有する２つの証券書類の概略図
【図３】  ４つの異なる発光物質から構成されるコードシステムに関する４つの所定の波長間隔を有する波長スペクトルの詳細を示すグラフ
【図４】  証券書類中に様々な小区域に導入される斑紋状繊維の発光特性を測定するために構成を示す概略図
【図５】  図２ａによる書類の検査中の図４の構成からの光検出器の出力での電気信号の時間変化を示すグラフ
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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