(57)【要約】【課題】信頼性の高い光学読取装置を提供する。【解決手段】蛍光体を含有した検知用マーク８４に励起光を照射してマークを検出する光学読取装置において、強度がほぼ一定の励起光を所定の周期で照射する光照射手段と１５１、蛍光を取り込んで電気信号に変換する光電変換手段１５３と、光照射手段１５１の照射タイミングと同期させ、照射開始直前に対応する最低値と、照射停止直前に対応する最大値と、照射停止直後の検出値を個別に検出する波形検出手段１５４と、最大値と最小値の比較値と検出値とを比べて、検出値が比較値を超えるとマーク形成位置と判定する判定手段１５５とを備える。【選択図】  図４９
2005209226.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照射した励起光に対して異なる波長の光を発する蛍光体を含有した検知用マークに励起光を照射し、マークから放出される蛍光を検知してマークを検出する光学読取装置において、
強度がほぼ一定の前記励起光を、所定の周期をもって継続させながら照射する光照射手段と、
前記励起光の照射位置から放出される光を取り込んで電気信号に変換する光電変換手段と、
前記光照射手段の照射タイミングと同期させ、照射開始直前に対応する最低値と、照射停止直前に対応する最大値と、照射停止直後の検出値とを個別に検知可能とする波形検出手段と、
前記最大値と最低値の差を分圧した比較値と前記検出値とを比べ、検出値が比較値を超えるとマークの形成位置と判定するマーク判定手段とを備えたことを特徴とする光学読取装置。
【請求項２】
請求項１記載において、前記光電変換手段の入力側に、入射光から蛍光と同一波長の光成分を選択的に取り込む濾波手段を設け、
前記波形検出手段は、所定のタイミングをもって入力波形の大きさをサンプリングするとともに、その値を次のサンプリング時まで維持し、
その波形検出手段から出力される前記最高値が有意な値か否かを判定する信号入力判定手段を設け、
その信号入力判定手段が最高値を有為な値と判定した期間においてのみ、前記マーク判定手段の判定動作が可能になることを特徴とする光学読取装置。
【請求項３】
照射した励起光に対して異なる波長の光を発する蛍光体を含有した検知用マークに励起光を照射し、マークから放出される蛍光を検知してマークを検出する光学読取装置において、
強度がほぼ一定の前記励起光を、所定の周期をもって継続させながら照射する光照射手段と、
前記励起光の照射位置から放出される光を入力して電気信号に変換する光電変換手段と、
前記光照射手段による照射期間と９０度位相がずれたタイミングで同期をとりながら、前記光電変換手段からの出力信号の半分を反転増幅する波形整形手段と、
その波形整形手段による出力信号から直流成分を選択的に取り出す低域通過型濾波手段とを備えたことを特徴とする光学読取装置。
【請求項４】
照射した励起光に対して異なる波長の光を発する蛍光体を含有した検知用マークに励起光を照射し、マークから放出される蛍光を検知してマークを検出する光学読取装置において、
強度がほぼ一定の前記励起光を、所定の周期をもって継続させながら照射する光照射手段と、
前記励起光の照射位置から放出される光から、蛍光の波長成分の光を選択的に取り込む濾波手段と、
その濾波手段を介して取り込まれた光を電気信号に変換する光電変換手段と、  前記光照射手段の照射期間と９０度位相がずれたタイミングで同期をとりながら、前記光電変換手段からの出力信号の半分を反転増幅する波形整形手段と、
その波形整形手段による出力信号から直流成分を選択的に取り出す低域通過型濾波手段と、
その低域通過型濾波手段から出力される検出電圧を設定電圧と比較し、検出電圧が設定電圧を超えると所定の検知信号を出力する比較手段とを備えたことを特徴とする光学読取装置。
【請求項５】
請求項４記載において、前記波形整形手段は、差動増幅回路の２つの入力端にアナログスイッチを各々介して並列に接続するとともに、
一方のアナログスイッチを、光照射期間と９０度位相が遅れた期間に対応させてオンさせ、
他方のアナログスイッチを、光照射期間と９０度位相が進んだ期間に対応させてオンさせるように構成したことを特徴とする光学読取装置。
【請求項６】
蛍光体を含む潜像が形成されたワークに、前記蛍光体の励起光を照射する投光部と、
前記蛍光体から発する蛍光及び前記ワークからの反射光を受光して電気信号に変換する受光部と、
その受光部から出力される電気信号を増幅する増幅部と、
その増幅部の出力信号から前記潜像によって記録された情報を検出する信号検出部とを備えた光学読取装置において、
前記増幅部の増幅率を前記受光部に入射する前記反射光の強度に応じて切り換え可能に構成し、
ピーク値が予め定められた所定値以下の当該増幅部の出力信号を前記信号検出部に取り込んでＡ／Ｄ変換し、前記潜像の形成パターンに対応する２値化信号を得るように構成されていることを特徴とする光学読取装置。
【請求項７】
蛍光体を含む潜像が形成されたワークに、前記蛍光体の励起光を照射する投光部と、
前記蛍光体から発する蛍光及び前記ワークからの反射光を受光して電気信号に変換する受光部と、
その受光部から出力される電気信号を増幅する増幅部と、
その増幅部の出力信号から前記潜像によって記録された情報を検出する信号検出部とを備えた光学読取装置において、
前記増幅部の増幅率を前記受光部に入射する前記反射光の強度及び前記蛍光の強度に応じて切り換え可能に構成し、
ピーク値が予め定められた所定値以下の当該増幅部の出力信号を前記信号検出部に取り込んでＡ／Ｄ変換し、前記潜像の形成パターンに対応する２値化信号を得るように構成されていることを特徴とする光学読取装置。
【請求項８】
請求項６または７記載において、前記ワークの通過経路を介して、その通過経路の一方側に前記投光部と受光部とを配置し、通過経路の他方側に前記励起光を吸収する吸収体を投光部ならびに受光部と対向するように配置し、
前記投光部の作動中であって、投光部及び受光部と吸収体との間に前記ワークが存在しないとき、前記受光部からの出力信号がほぼグランドレベルとなるように調整されていることを特徴とする光学読取装置。
【請求項９】
請求項６または７記載において、前記ワークの通過経路を介して、その通過経路の一方側に前記投光部と受光部とを配置し、通過経路の他方側に前記励起光を反射する反射体を投光部ならびに受光部と対向するように配置し、
前記投光部の作動中であって、投光部及び受光部と吸収体との間に前記ワークが存在しないとき、前記受光部からの出力信号が飽和レベルとなるように調整されていることを特徴とする光学読取装置。
【請求項１０】
蛍光体を含む潜像が形成されたワークに、前記蛍光体の励起光を照射する投光部と、
前記蛍光体から発する蛍光及び前記ワークからの反射光を受光して電気信号に変換する受光部と、
その受光部から出力される電気信号を増幅する増幅部と、
その増幅部の出力信号から前記潜像によって記録された情報を検出する信号検出部とを備えた光学読取装置において、
前記増幅部の出力信号を前記信号検出部に取り込み、その信号検出部で前記増幅部の出力信号を２以上のスライスレベルを有する２以上のスライス信号でスライスし、得られた２以上の２値化信号の論理和をとることにより、前記潜像に対応する２値化信号を得るように構成されていることを特徴とする光学読取装置。
【請求項１１】
蛍光体を含む潜像が形成されたワークに、前記蛍光体の励起光を照射する投光部と、
前記蛍光体から発する蛍光及び前記ワークからの反射光を受光して電気信号に変換する受光部と、
その受光部から出力される電気信号を増幅する増幅部と、
その増幅部の出力信号から前記潜像によって記録された情報を検出する信号検出部とを備えた光学読取装置において、
前記信号検出部に、増幅率が低い値に設定されているときの前記増幅部の出力信号と、増幅率が高い値に設定されているときの前記増幅部の出力信号とを取り込み、その信号検出部で前記増幅部の出力信号を特定のスライスレベルを有する１つのスライス信号でスライスし、これにより得られた２以上の２値化信号の論理和をとることによって、前記潜像に対応する２値化信号を得るように構成されていることを特徴とする光学読取装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光体組成物で印刷された潜像を光学的に読み取ることのできる光学読取装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
（従来技術１）
近年、流通産業界を中心に各産業界でバーコードによる物の管理などが盛んに行われたり、また、各種プリペイドカードあるいは通行カードなどにもバーコードが印刷され、スキャナなどの光学読取装置を用いてこのバーコードを読み取り、所定の処理動作が行われるようになっている。
【０００３】
種々の物品の表面に赤外領域の蛍光を発する蛍光体で識別のための潜像（例えばバーコードなど）を形成し、これを光学読取装置で読み取って、物品を処理するシステムが開発されている。この潜像を使用したシステムは、従来の黒色などの可視領域のインクによるマークを物品表面に形成し、可視光の反射率の変化を利用してマークを読み取るシステムに比較して、例えば次のような特長を有している。
【０００４】
（ａ）物品の色彩によって、潜像の読み取りに誤りを生じることが少なく、信頼性が高い。
【０００５】
（ｂ）潜像形成面が汚れても、発光する赤外光が長波長のため、読み取りに誤りを生じることが少なく、信頼性が高い。
【０００６】
（ｃ）蛍光体は視覚的に無色に近いため、商品の表面に印刷しても外観を損ねたりすることがない。
【０００７】
（ｄ）潜像であるため他人に認識され難く、情報の秘密保持に役立つ。
【０００８】
従来、この種の関連技術として例えば特公昭５５−３３８３７号公報、特公昭６０−２９９９６号公報ならびに特公昭６２−２４０２４号公報などに記載された発明がある。
【０００９】
（従来技術２）
従来、デ−タ−カ−ドなどに用いられる赤外蛍光体インクとしては、ネオジム（Ｎｂ）、イッテルビウム（Ｙｂ）およびエルビウム（Ｅｒ）を含有した無機の蛍光体が知られている（例えば米国特許明細書第 4,202,491号参照）。
【００１０】
これらのうち、光学活性元素としてＮｂを単独で用いた無機蛍光体は、励起波長が８００ｎｍのＧａＡｌＡｓ発光ダイオ−ドを使用すると蛍光の最高強度波長は１０５０ｎｍ付近であり、光学活性元素としてＮｂとＹｂの２種を含有する無機蛍光体は、励起波長が８００ｎｍのＧａＡｌＡｓ発光ダイオ−ドを使用すると蛍光の最高強度波長は９８０ｎｍ付近であり、光学活性元素としてＹｂとＥｒの２種を含有する無機蛍光体は、励起波長が９４０ｎｍのＧａＡｓ発光ダイオ−ドを使用すると蛍光の最高強度波長は１５４０ｎｍ付近であり、光学活性元素としてＮｄ，Ｙｂ，Ｅｒの３種を含有する無機蛍光体は、励起波長が８００ｎｍのＧａＡｌＡｓ発光ダイオ−ドを用いると蛍光の最高強度波長は１５４０ｎｍ付近であることが知られている。
【００１１】
（従来技術３）
例えば特公昭５６−４５９８号公報に示されているように、赤外領域の光に対して大きな吸収特性を有するＮｄを光学活性元素として用い、その光学活性元素から発光中心への励起エネルギーの伝達効率の高い母体材料であるアルカリ金属塩（例えば Ｎａ2 ＭｏＯ4 等）、Ｓｉ光検出器との波長のマッチングが良い発光中心であるＹｂ等、専ら発光強度に重点をおいた材料が選ばれていた。
【００１２】
（従来技術４）
従来、赤外波長領域で発光する蛍光体を用いてマーク（潜像）を形成し、このマークに照射される励起光と蛍光体から発する蛍光の発光中心波長が異なることを利用し、光学フィルタを用いて蛍光のみを反射光（励起光）中から分離することによって、マークの有無を判定する方法が知られる（例えば特公昭５４−２２３２６号、特公昭６１−１８２３１号公報参照）。
【００１３】
また本出願人は以前、蛍光体で形成したマーク上に励起光を間欠的に照射し、その照射の停止期間中にマークから発生する残光の有無を検出することによって、マークの形成位置を検知する方法および装置を提案した（例えば特開平３−１６３６９号公報、特開平５−２０５１２号公報参照）。
【００１４】
（従来技術５）
図７０は、従来の光学読取装置の概略構成を示す図である。同図に示すように、潜像バーコード４０１は、特定波長の光、例えば赤外線４０２を照射することによって励起され、その赤外線４０２とは異なる波長の蛍光４０３を発光する蛍光体微粒子をバインダ中に分散、保持してなるインクをもって、ワーク４０４上に印刷によって形成される。
【００１５】
この潜像バーコード４０１から情報を読み取る装置は、前記赤外線４０２を照射する発光部４０５と、前記潜像バーコード４０１からの蛍光４０３及び前記ワーク４０４からの反射光４０６を入射し、電気信号に変換する受光部４０７と、電気信号を増幅するアンプ４０８と、該そのアンプ４０８の出力信号（以下、この信号を「アナログ再生信号」という。）から前記潜像バーコード４０１によって記録された情報を検出する信号検出部４０９とを有している。
【００１６】
この信号検出部４０９はＡ／Ｄ変換器を備えており、Ａ／Ｄ変換器で前記アナログ再生信号を２値化して、前記潜像バーコード４０１に記録された情報を再生する。
【００１７】
一般に、アナログ再生信号の２値化にはコンパレータが用いられており、このコンパレータの入力部に図７１に示すようなアナログ再生信号ａと一定レベルのスライス信号ｂを入力し、アナログ再生信号ａをそのスライス信号ｂにてスライスして、２値化信号を得ている。
【００１８】
この種に関する公知技術として、下記のような特許文献を挙げることができる。  
【特許文献１】特公昭５４−２２３２６号公報
【特許文献２】特公昭６１−１８２３１号公報
【特許文献３】特開平０３−１６３６９号公報
【特許文献４】特開平０５−２０５１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
（技術課題１）
前述の特公昭５４−２２３２６号公報、特公昭６１−１８２３１号公報、特開平３−１６３６９号公報ならびに特開平５−２０５１２号公報などに記載されているマークの検出方法は何れも、励起光の照射によってマークから発生する蛍光を検出器で検出することによりマーク形成位置を判定するものである。しかしながら、この検出器に入射する光量はその検出環境や条件の変化に対応して激しく変動するため、マーク位置の高い検出精度を常に維持するためには、複雑な回路処理が必要であったり、使用条件が限定されるなどの不都合があった。
【００２０】
本発明者らはかかる不都合に鑑みて考察を行なった結果、前記した蛍光を検知する方法にあっては何れも、データ部分以外から得られる情報が少ないために検出条件の変化を的確に捉えることが困難である。
【００２１】
（技術課題２）
従来の光学フィルタを用いて励起光の反射光と蛍光とを分離する方法にあっては、両方の光の発光中心波長が接近するとともに、反射光の強度に比べて蛍光の強度は極めて弱いため、両方の光を的確に分離することが技術的に難しく、ともすると反射光の成分が大量に残って検出精度の低下をもたらす。
【００２２】
一方、前記した残光を利用する方法では、反射光の有無は問題とならずに蛍光のみを有効に分離して検出できるが、検出器の受光面にゴミが付着すると検出感度が低下し、マークから発生する残光の絶対値も下がり、残光の検出精度が低下する。
【００２３】
（技術課題３）
特開平３−１６３６９号公報ならびに特開平５−２０５１２号公報などに記載されている潜像の検出方法では、蛍光の波長と同一か近傍の波長の外部光があると、その光がそのまま受光素子に入力されて電気信号に変換されるため、蛍光が発生していないにもかかわらずそれを蛍光と誤認する虞れがある。
【００２４】
そこでかかる誤認を未然に防止するため、光の照射および検出位置を外部光から遮蔽して使用することが要求されるなど、使用環境が限定される不都合があった。
【００２５】
（技術課題４）
前記図７１に示す光学読取装置の前記アナログ再生信号のレベルや振幅は、前記潜像バーコードが形成される下地の物性によって大きく影響される。即ち、下地が透明インクを吸収しやすく、かつ前記投光部から照射される励起光を吸収しやすい素材からなる場合には、潜像バーコードからの発光量及び下地からの反射光量が少なくなるため、図７１（ｂ）に示すようにアナログ再生信号のレベルが低く、かつその信号振幅が小さくなる。
【００２６】
また、下地が透明インクを吸収しやすく、かつ投光部から照射される光を反射しやすい素材からなる場合には、図７１（ｃ）に示すようにアナログ再生信号が高レベル側にオフセットする。さらに、下地が透明インクを吸収しにくく、かつ前記投光部から照射される光を吸収しやすい素材からなる場合には、図７１（ａ）に示すようにアナログ再生信号は、信号振幅が大きくなる。
【００２７】
従って、潜像バーコードが形成される下地の相違に起因するアナログ再生信号の波形の変動について何ら考慮されていない従来の読取装置では、例えば下地の素材が異なる各種のワークに潜像バーコードを形成しておき、これを１つの読取装置で読み取る場合、あるいは１つのワークが各種の素材からなり、その各部にまたがって形成された潜像バーコードを読取装置で読み取る場合に、潜像バーコードを正確に読み取れないという不都合を生じやすい。なお、前記受光部の前面に潜像バーコードからの蛍光のみを透過し、下地からの反射光を全部カットする光学フィルタ（単波長フィルタ）を設ければ、かかる不都合を回避できる。しかし、単波長フィルタは高価であって、コストの点から実機には到底搭載することができず、通常は、前記反射光の一部をカットする帯域フィルタが設置されるので、前記の不都合が問題になる。
【００２８】
本発明の目的は、前述した従来技術の欠点を解消し、信頼性の高い光学読取装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
第１の本発明は、前述の目的を達成するため、
照射した励起光に対して異なる波長の光を発する蛍光体を含有した検知用マークに励起光を照射し、マークから放出される蛍光を検知してマークを検出する光学読取装置において、
強度がほぼ一定の前記励起光を、所定の周期をもって継続させながら照射する光照射手段と、
前記励起光の照射位置から放出される光を取り込んで電気信号に変換する光電変換手段と、
前記光照射手段の照射タイミングと同期させ、照射開始直前に対応する最低値と、照射停止直前に対応する最大値と、照射停止直後の検出値とを個別に検知可能とする波形検出手段と、
前記最大値と最低値の差を分圧した比較値と前記検出値とを比べ、検出値が比較値を超えるとマークの形成位置と判定するマーク判定手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００３０】
第２の本発明は、前述の目的を達成するため、
照射した励起光に対して異なる波長の光を発する蛍光体を含有した検知用マークに励起光を照射し、マークから放出される蛍光を検知してマークを検出する光学読取装置において、
強度がほぼ一定の前記励起光を、所定の周期をもって継続させながら照射する光照射手段と、
前記励起光の照射位置から放出される光を入力して電気信号に変換する光電変換手段と、
前記光照射手段による照射期間と９０度位相がずれたタイミングで同期をとりながら、前記光電変換手段からの出力信号の半分を反転増幅する波形整形手段と、
その波形整形手段による出力信号から直流成分を選択的に取り出す低域通過型濾波手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００３１】
第３の本発明は、前述の目的を達成するため、
照射した励起光に対して異なる波長の光を発する蛍光体を含有した検知用マークに励起光を照射し、マークから放出される蛍光を検知してマークを検出する光学読取装置において、
強度がほぼ一定の前記励起光を、所定の周期をもって継続させながら照射する光照射手段と、
前記励起光の照射位置から放出される光から、蛍光の波長成分の光を選択的に取り込む濾波手段と、
その濾波手段を介して取り込まれた光を電気信号に変換する光電変換手段と、
前記光照射手段の照射期間と９０度位相がずれたタイミングで同期をとりながら、前記光電変換手段からの出力信号の半分を反転増幅する波形整形手段と、
その波形整形手段による出力信号から直流成分を選択的に取り出す低域通過型濾波手段と、
その低域通過型濾波手段から出力される検出電圧を設定電圧と比較し、検出電圧が設定電圧を超えると所定の検知信号を出力する比較手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００３２】
第４の本発明は、前述の目的を達成するため、
蛍光体を含む潜像が形成されたワークに、前記蛍光体の励起光を照射する投光部と、
前記蛍光体から発する蛍光及び前記ワークからの反射光を受光して電気信号に変換する受光部と、
その受光部から出力される電気信号を増幅する増幅部と、
その増幅部の出力信号から前記潜像によって記録された情報を検出する信号検出部とを備えた光学読取装置において、
前記増幅部の増幅率を前記受光部に入射する前記反射光の強度に応じて切り換え可能に構成し、
ピーク値が予め定められた所定値以下の当該増幅部の出力信号を前記信号検出部に取り込んでＡ／Ｄ変換し、前記潜像の形成パターンに対応する２値化信号を得るように構成されていることを特徴とするものである。
【００３３】
第５の本発明は、前述の目的を達成するため、
蛍光体を含む潜像が形成されたワークに、前記蛍光体の励起光を照射する投光部と、
前記蛍光体から発する蛍光及び前記ワークからの反射光を受光して電気信号に変換する受光部と、
その受光部から出力される電気信号を増幅する増幅部と、
その増幅部の出力信号から前記潜像によって記録された情報を検出する信号検出部とを備えた光学読取装置において、
前記増幅部の増幅率を前記受光部に入射する前記反射光の強度及び前記蛍光の強度に応じて切り換え可能に構成し、
ピーク値が予め定められた所定値以下の当該増幅部の出力信号を前記信号検出部に取り込んでＡ／Ｄ変換し、前記潜像の形成パターンに対応する２値化信号を得るように構成されていることを特徴とするものである。
【００３４】
第６の本発明は、前述の目的を達成するため、
蛍光体を含む潜像が形成されたワークに、前記蛍光体の励起光を照射する投光部と、
前記蛍光体から発する蛍光及び前記ワークからの反射光を受光して電気信号に変換する受光部と、
その受光部から出力される電気信号を増幅する増幅部と、
その増幅部の出力信号から前記潜像によって記録された情報を検出する信号検出部とを備えた光学読取装置において、
前記増幅部の出力信号を前記信号検出部に取り込み、その信号検出部で前記増幅部の出力信号を２以上のスライスレベルを有する２以上のスライス信号でスライスし、得られた２以上の２値化信号の論理和をとることにより、前記潜像に対応する２値化信号を得るように構成されていることを特徴とするものである。
【００３５】
第７の本発明は、前述の目的を達成するため、
蛍光体を含む潜像が形成されたワークに、前記蛍光体の励起光を照射する投光部と、
前記蛍光体から発する蛍光及び前記ワークからの反射光を受光して電気信号に変換する受光部と、
その受光部から出力される電気信号を増幅する増幅部と、
その増幅部の出力信号から前記潜像によって記録された情報を検出する信号検出部とを備えた光学読取装置において、
前記信号検出部に、増幅率が低い値に設定されているときの前記増幅部の出力信号と、増幅率が高い値に設定されているときの前記増幅部の出力信号とを取り込み、その信号検出部で前記増幅部の出力信号を特定のスライスレベルを有する１つのスライス信号でスライスし、これにより得られた２以上の２値化信号の論理和をとることによって、前記潜像に対応する２値化信号を得るように構成されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００３６】
前記第１の本発明は、
光照射手段からマークに対して光を照射すると、そのマーク上における光照射位置からは反射光に加えて所定波長の蛍光が発生する。この反射光と蛍光とを含む入射光は、光学的濾波手段によって蛍光と同一波長の光が選択的に取り込まれたあと、光電変換手段により電気信号に変換され、波形検出手段で更に信号処理が行われる。
【００３７】
波形検出手段では、入射光の振幅の大きさと蛍光の大きさとが個別に検出される。そこで入射光の強さに対応して変化する比較値を作成し、その比較値と検出値とを次のマーク判定手段において比較することにより、入射光それ自体の強弱変化に対応して比較値は自動的に最適値に設定される。
【００３８】
更に、信号入力判定手段において入射光の大きさを常時判定し、有為な入射光が検出されたときにのみマーク判定手段における判定動作を開始させることにより、真正のデータのみが検出値と比較値として使用されるので、信頼性の向上が図れる。
【００３９】
前記第２、３の本発明は、
光照射手段から所定のタイミングで断続する光をマークに照射すると、光の照射位置から光学的濾波手段に対して光が入射される。その光の中には、その波長分布はランダムであるが強度は略一定レベルの外部光と、波長分布は特定されるが強度は矩形波状に変化する反射光と、反射光の波長とは異なる特定波長であるが強度は光の照射に対して増減しながら変化する蛍光とが含まれる。
【００４０】
そこで、蛍光の波長の光を選択的に通過させる光学的濾波手段を用い、入射光中から蛍光以外の光成分を可及的に減衰させたあと、光電変換手段により光の強度を電気信号の強弱に変換する。
【００４１】
ここで、外部光の強度は略一定であり、反射光の強度自体は一定であるが周期的に断続する。一方、蛍光の成分は、図５６（ｅ）の実線で例示する如く、照射光に従って反射光と同一タイミングでその強度を増減させながら変化する。すなわち、蛍光の強度は、照射光のオフ時点の前後が発光および残光ともに最も強く、オン時点の前後が最も弱い。
【００４２】
そこで波形整形手段において、照射光の光照射時期とタイミングをとりながら、光の照射期間と９０度位相がずれたタイミングでその期間の入力信号を反転増幅することにより、図５６（ｆ）のように、例えば発光および残光ともに強い半周期が正電圧の変化として、弱い半周期が負電圧の変化として取り出される。
【００４３】
ところで、外部光と反射光の成分は正負ともに等しいのに対し、蛍光の成分は両者の差が最も大きくなるように信号を反転処理している。従って、次の低域通過型濾波手段を通過させることにより、外部光と反射光は共にキャンセルされるが、蛍光の成分が含まれていると、正負両信号の差が直流電圧として取り出される。そこでこの電圧を比較手段で設定値と比べ、有為な値であると判断されると、マーク位置を示すマーク信号を出力するのである。
【００４４】
前記第４ないし７の本発明において、
アナログ再生信号のレベルや振幅は、潜像が形成される下地の物性によって大きく変動する。一方、このアナログ再生信号のレベルや振幅は、増幅部の増幅率を変更することによって適宜調整できる。そこで、増幅部の増幅率を受光部に入射する反射光の強度に応じて切り換え、アナログ再生信号のレベルを予め信号検出部に設定されたスライス信号レベルに合致させれば、下地の物性の如何に関係なく、常に一定レベルのスライス信号で所望の２値化信号を得ることができるので、各種の素材からなるワーク上に形成された潜像情報を、１台の読取装置にて高精度に読み取ることができる。
【００４５】
また、増幅部の増幅率を受光部に入射する反射光の強度及び蛍光の強度に応じて多段階に切り換えると、より高精度にアナログ再生信号のレベルをスライス信号のレベルに合致させることができるので、潜像信号の読み取りをより高精度に行うことができる。
【００４６】
一方、１つのワーク上に形成された一連の潜像から検出されるアナログ再生信号が部分的にレベル変動を伴う場合には、前記第１及び第２の各手段によっては、潜像情報を正確に読み取ることができない。
【００４７】
そこで、信号検出部に取り込まれたアナログ再生信号を、そのレベル変動に応じた２以上のスライスレベルを有する２以上のスライス信号でスライスすると、各レベルごとのアナログ再生信号の２値化信号が得られる。これらの各レベルごとの２値化信号の論理和をとれば、全体のアナログ再生信号に対応する２値化信号が得られる。よって、１つのワーク上に形成された一連の潜像から検出されるアナログ再生信号が部分的にレベル変動を伴う場合にも、潜像情報を正確に読み取ることができる。
【００４８】
また、これと同様の場合において、アナログ再生信号を２以上のスライス信号でスライスするのではなく、アナログ再生信号の各レベルに応じてその増幅率を調整し、特定のスライスレベルを有する１つのスライス信号でアナログ再生信号をスライスすることによっても、各レベルごとのアナログ再生信号の２値化信号を得ることができ、それらの論理和をとることによって、全体のアナログ再生信号に対応する２値化信号を得られる。
【００４９】
例えば高レベルのアナログ再生信号については、増幅率を低くして特定のスライス信号でアナログ再生信号をスライスする。このときには、低レベルのアナログ再生信号については、２値化がなされない。一方、低レベルのアナログ再生信号については、増幅率を高くして前記特定のスライス信号でアナログ再生信号をスライスする。このときには、高レベルのアナログ再生信号については、２値化がなされない。よって、これらの各２値化信号の論理和をとることによって、全体のアナログ再生信号に対応する２値化信号を得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
次に本発明の各実施例などを下記の項目に別けて説明する。  
Ａ．蛍光体ならびに蛍光体組成物。  
Ｂ．蛍光体組成物の印刷方法ならびに潜像形成部材。  
Ｃ．光学読取装置ならびに光学読取システム。  
１．［蛍光体ならびに蛍光体組成物］
蛍光体組成物例１
光学活性元素として少なくともネオジウム（Ｎｄ）を含む有機金属化合物、好ましくはネオジウム（Ｎｄ）とイッテルビウム（Ｙｂ）を含む有機金属化合物である。
【００５１】
この有機金属化合物中の有機物はカルボン酸類、ケトン類、エーテル類、アミン類のグループから選択された少なくとも１種の有機物である。
【００５２】
より具体的には、前記有機金属化合物として、桂皮酸ネオジム、桂皮酸ネオジム・イッテルビウム複合塩、安息酸ネオジム・イッテルビウム複合塩、ナフトエ酸ネオジム、ナフトエ酸ネオジム・イッテルビウム複合塩のグループから選択された少なくとも１種の有機金属化合物である。なかでも桂皮酸とＮｄおよびＹｂからなるカルボン酸複合塩が好適である。
【００５３】
ＮｄとＹｂの含有モル分率は、後述する図２の結果からＮｄ：Ｙｂ＝９．５：５〜３：７の範囲で適宜選択され、特に発光強度の点から９：１〜５：５の範囲が好ましい。
【００５４】
この蛍光体は、如何なる方法により合成してもよいが、Ｍ．Ｄ．Ｔａｙｌｏｒらが報告した水溶液中でのイオン交換反応［Ｊ．Ｉｎｏｒｇ．Ｎｕｃｌ．Ｃｈｅｍ．，３０，１５０３−１５１１（１９６８）］、あるいはＰ．Ｎ．Ｋａｐｏｏｒらが報告した非極性溶媒中でのイソプロポキシドの離脱反応［Ｓｙｎｔｈ．Ｒｅａｃｔ．Ｉｎｏｒｇ．Ｍｅｔ．−Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．，Ｖｏｌ．１７，５０７−５２３（１９８７）］により合成するとよい。
【００５５】
この蛍光体は無機蛍光体とは異なり、分子中に例えばカルボン酸、β−ジケトン、環状エーテル、環状アミンなどの有機物を有しており、特にカルボン酸の一種である桂皮酸が化学的安定性に優れているとともに、発光出力が他のものよりも大きいため好適である。
【００５６】
またこの蛍光体の平均一次粒子サイズは、好都合なことに励起光である赤外線の最高強度波長（８１０ｎｍ）のおおよそ８０％以下、その蛍光体から発する光の最高強度波長（９８０ｎｍ）のおおよそ７０％以下である。この蛍光体は、無機蛍光体のような凝固な一次粒子を形成しているのではなく、蛍光体の結晶に損傷を与えることがないので、粉砕も容易であり、バインダとの分散時により細かくなる。そしてインクジェットプリンタ用のインクを作る際に、バインダ中に安定して分散し沈降することがなく、ノズル詰まりや液滴の噴射性が低下するようなこともない。
【００５７】
蛍光体の具体的な製造例を示せば次の通りである。
【００５８】
桂皮酸１．２４ｇ（８．３７ｍｏｌ）と水酸化ナトリウム０．３７ｇ（８．３７ｍｏｌ）を各々１２０ｍｌのイオン交換水に撹拌しながら加えて桂皮酸ナトリウム水溶液を得て、この水溶液を０．１Ｎ水酸ナトリウム水溶液でｐＨ１０に調整する。
【００５９】
これとは別に塩化ネオジウム６水和物０．５０ｇ（１．３９ｍｏｌ）と塩化イッテルビウム６水和物０．５４ｇ（１．３９ｍｏｌ）とを、５０ｍｌのイオン交換水に完全に溶解させる。この水溶液を前記桂皮酸ナトリウム水溶液に室温で撹拌しながら添加していくと沈澱生成物が得られる。
【００６０】
その後、０．１Ｎの塩酸で反応液をｐＨ５になるように調整し、２時間撹拌して、得られた沈澱生成物をろ過、洗浄した後に１２０℃で５時間乾燥し、桂皮酸ネオジウム・イッテルビウム（１／１）複合塩が得られる。収量は１．６２ｇ（収率：９３．１％）であった。
【００６１】
図１はＧａＡｌＡｓ発光ダイオードを励起源とした桂皮酸ネオジウム・イッテルビウム（１／１）複合塩の発光スペクトル図で、９８０ｎｍ付近で最大ピークを示している。
【００６２】
図２はＮｄ／Ｙｂのモル比と発光強度との関係を示す特性図で、同図に示すようにＮｄ／Ｙｂのモル比は９．５／５〜３／７、好ましくは９／１〜５／５で高い発光出力を有する。
【００６３】
桂皮酸ネオジウム・イッテルビウム複合塩の平均粒子サイズは０．２μｍで、励起光の最高強度波長（０．８１μｍ）の約２５％、発する蛍光の最高強度波長（０．９８μｍ）の約２０％であり、励起光の最高強度波長ならびに蛍光の最高強度波長よりも非常に小さい。
【００６４】
前記製造例において桂皮酸を安息香酸に変えた以外は同様の方法で安息香ネオジウム・イッテルビウム（１／１）複合塩を作ることもでき、この蛍光体の平均粒子サイズも励起光の最高強度波長ならびに発する蛍光の最高強度波長よりも小さい。
【００６５】
また他に、桂皮酸ネオジム、ナフトエ酸ネオジム、ナフトエ酸ネオジム・イッテムビウム複合塩、安息酸ネオジムなどの有機金属化合物からなる極微粒子状の蛍光体も同様に使用できる。
【００６６】
これらの蛍光体の励起光の最高強度波長ならびに蛍光の最高強度波長はおおよそ０．８μｍ（８００ｎｍ）を越えているから、平均粒子サイズが０．８μｍ以下の蛍光体を使用すると、励起光の進入ならびに蛍光の放出が効果的に行われる。
【００６７】
図３は、励起光の照射状態と蛍光体の発光状態とを示す特性図である。図中の（ａ）はＧａＡｌＡｓ発光ダイオードの照射状態を示しており、２０００μｓｅｃの間隔で断続的に励起光を照射している。
【００６８】
同図（ｂ）は前述の製造例で得られた桂皮酸ネオジウム・イッテルビウム（１／１）複合塩の発光状態を示しており、励起光の照射を開始して発光強度が最高発光強度の９０％に達するまでの立ち上がり時間ｔu が約１００μｓｅｃである。また、励起光の照射を停止して残光の発光強度が最高発光強度から８０％減衰するまでの立ち下がり時間ｔd が約５０μｓｅｃであり、結局、立ち上がり時間ｔu ならびに立ち下がり時間ｔd がともに２００μｓｅｃ以内で、非常に応答性に優れている。
【００６９】
同図（ｂ）は蛍光体がＬｉＮｄ0.5 Ｙｂ0.5 Ｐ4 Ｏ12の場合の発光状態を示しており、立ち上がり時間ｔu が約１３００μｓｅｃで、立ち下がり時間ｔd が約１０００μｓｅｃで、立ち上がり時間ｔu ならびに立ち下がり時間ｔd がともに２００μｓｅｃを大幅に越えている。
【００７０】
前述のように蛍光体の立ち上がり時間ｔu が２００μｓｅｃ以内であると、励起光を照射して受光素子が蛍光を受光するまでの時間が非常短く、従って蛍光体による潜像の読み取りが高速にできる。
【００７１】
また図４に示すように、蛍光体を用いてバーコードなどの印刷層１８を形成した潜像形成部材１０を搬送しながら光学読取装置２５で前記コード情報を読み取る際、光学読取装置２５中の発光素子から照射された励起光６０で印刷層１８中の蛍光体を活性化せしめ、その印刷層１８から発した蛍光６１を光学読取装置２５中の受光素子で受光して、前記コード情報の読み取りができる。
【００７２】
なお３２はスリット部材で、後で詳しく説明するように所定の印刷層１８のみに励起光６０を照射して、それからの蛍光６１のみを受光するために光路上に設けられている。
【００７３】
このときの潜像形成部材１０の搬送速度をｖ、スリット部材３２におけるスリット３２ａの搬送方向の長さをｄ、蛍光体の立ち上がり時間をｔu としたとき、  ｔu ≦ｄ／ｖ
の関係が成立するように構成すれば、搬送中の印刷層１８の情報がスリット３２ａと対向している間に確実に読み取ることができる。
【００７４】
もし、蛍光体の立ち上がり時間ｔu がｄ／ｖよりも長いと、印刷層１８が十分な発光強度になっていないままスリット３２ａの下を通過することになり、従って受光素子の出力が弱く、信頼性に問題がある。その点、前述の式が成立するような立ち上がり時間ｔu を有する蛍光体を使用すれば、情報の読み取りが確実である。また前にも述べたが立ち上がり時間ｔu の短い蛍光体を使用することにより、潜像形成部材１０の搬送速度ｖを上げて読み取りの高速化を図ることもできる。
【００７５】
さらに同図に示すように潜像形成部材１０の搬送方向における印刷層１８（例えばバー）の間隔をＬ、蛍光体の立ち下がり時間をｔd としたとき、
ｔd ≦Ｌ／ｖ
の関係が成立するように構成すれば、コード情報の適正な読み取りが可能となる。もし立ち下がり時間ｔd が比較的長い蛍光体、換言すれば残光時間の比較的長い蛍光体を使用すると、搬送されて通過した１つ前の印刷層１８からの残光も読み取ることになり、そのためコード情報の適正な読み取りができない。
【００７６】
これに対して蛍光体の立ち下がり時間ｔd が図３（ｂ）のように極めて短い蛍光体を使用すると、前述のような弊害はなく、コード情報の適正な読み取りが可能となり、しかもバーの間隔Ｌを短くして、潜像形成領域を狭くすることも可能である。
【００７７】
この蛍光体の密度（ρ１）との間で、ρ１／ρ２≦１．８の関係を満たす密度（ρ２）をもつ有機バインダを使用することにより、インク中での蛍光体微粒子の沈降が少なく、印刷層を形成した場合でも蛍光体微粒子がバインダの被膜の奥深くに隠れてしまい、励起光が容易に到達しないという問題が排除できる。
【００７８】
印刷層中におけるバインダの含有率は、５重量％以上必要である。それよりも少ないと蛍光体粒子の脱落があり、そのためにバーコードなどの印刷が不完全となり、適正な情報保持ができなくなる。このようなことから、バインダの含有率は５重量％以上必要である。
【００７９】
水溶性有機バインダとしては、例えばアクリル系樹脂および側鎖にエステル基またはポリエーテルを含有するアクリル樹脂などが使用される。この他、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、カルボキシメチルセルロース、デンプン、ナフタレンスルホン酸塩のホルマリン縮合物、ポリスチレンスルホン酸塩なども使用できる。
【００８０】
非水溶性有機バインダとしては、例えばノボラック型フェノール、レゾール型フェノール、ロジン変性フェノール、アルキル変性フェノールなどのフェノール樹脂、水添化ロジン、およびそのポリエチレングリコールエステル、多価アルコールエステル、ロジングリセリンエステルなどのロジン樹脂などがある。
【００８１】
溶剤としては水、アルコール、ケトン、エステル、エーテル、芳香族炭化水素系溶剤、脂肪族炭化水素系溶剤などが単独あるいは混合して用いられる。
【００８２】
また、導電性付与剤としての電解質にはＬｉＮＯ3 、ＬｉＣｌ、ＫＣｌ、ＮａＣｌ、ＫＮＯ3 などが使用される。
【００８３】
安定化剤としては、アルキルフタレート（例えばジオクチルフタレート、ジブチルフタレートなど）、アリルフタレート、グリコール（エチレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなど）、グリコールエステルなどが単独もしくは混合して使用される。
【００８４】
消泡剤としては、シリコン系、シリカ・シリコン系、金属石鹸、アマイド系、ポリエーテル系などが使用される。
【００８５】
染料を併用することもできる。染料としては、ダイレクトブラックＧＷ、キャパミンブラックＥＳＡ、ローダミンＢ、ローダミン７Ｇ、メチレンブルー、ダイレクトファーストオレンジ、コンプランチングリーンＧ、ミーリングイエローＯ、カチオンピンクＦＧなどがある。
【００８６】
インクジェットプリンタ用インクの具体的な組成例を示せば次の通りである。  
桂皮酸ネオジウム・イッテルビウム複合塩（平均粒子サイズ０．２μｍ）
８０重量部
フタロシアニンブルー                                          １重量部
カチオン系アクリル樹脂                                      ２０重量部
ポリエチレングリコール                                        １重量部
ジオクチルフタレート                                         0.5重量部
ＫＣｌ                                                       0.5重量部
消泡剤                                                        0.4重量部
水                                                        １００重量部
エタノール                                                  ２０重量部
この組成物をサンドミルで１時間混合分散して、インクジェットプリンタ用インクを作成し、これを用いてインクジェットプリンタで紙上に印字した。印字の状態を観察したところ、インクの滲み出しは見られず、高精度の青色の印字であった。
【００８７】
この印字を光学的に検出するため、波長９７０ｎｍ付近に最高強度波長を有する光を照射して励起し、シリコンフォトダイオード検出器で蛍光を受光して、読み取り速度４ｍ／ｓｅｃで読み取り試験を１００回行ったところ、１００回とも印字情報を確実に検出することができた。
【００８８】
前記インク組成において、必要に応じてフタロシアニンブルー、ポリエチレングリコール、ジオクチルフタレート、水、エタノールなどの添加量を増減したり、省略したりすることができる。
【００８９】
前記組成表にも記載されているように、溶剤に水を使用する場合に水ならびにそれと相溶性のある例えばアルコールなどの易揮発性有機液体を併用すると、蛍光体組成物の乾燥が速く、例えば紙などの上に蛍光体組成物を印刷するとき、それも特にインクジェットプリントのように溶剤量が多いときに効果的である。
【００９０】
前記インク組成において、カチオン系アクリル樹脂の添加量を種々変えて粘度の異なる多種類のインクを調整し、そのインクの粘度と、液滴の大きさの変化率ならびに印字した蛍光層の相対的な発光出力との関係を調べて、その結果を図５に示した。
【００９１】
この図から明らかなように、インクジェットプリンタ用インクの粘度が２〜２５ｃｐｓ、好ましくは１０〜２０ｃｐｓの範囲にあると、液滴の大きさの変化率が１０％以下で均一な液滴が得られて印刷性に優れ、しかも十分な発光出力が得られる。なお、インクジェットプリンタ用インクの粘度が２５ｃｐｓを超えると、印字ノズルの詰まりなどが発生して、印字がしにくくなる。
【００９２】
前記インク組成において、エタノールの添加量を種々変えて表面張力の異なる多種類のインクを調整し、そのインクの表面張力と液滴の大きさの変化率との関係を調べて、その結果を図６に示した。
【００９３】
この図から明らかなように、インクジェットプリンタ用インクの表面張力が２３〜４０ｄｙｎｅ／ｃｍ、好ましくは２６〜３７ｄｙｎｅ／ｃｍの範囲にあると、液滴の大きさの変化率が小さく、インクジェットプリンタに必要な均一な液滴が得られて印刷性に優れている。
【００９４】
前記インク組成において、電解質（ＫＣｌ）の添加量を種々変えて比抵抗の異なる多種類のインクを調整し、そのインクの比抵抗と液滴の大きさの変化率との関係を調べて、その結果を図７に示した。
【００９５】
この図から明らかなように、インクジェットプリンタ用インクの比抵抗が２０００Ωｃｍ以下、好ましくは１５００Ωｃｍ以下の範囲にあると、液滴の大きさの変化率が小さく、インクジェットプリンタに必要な均一な液滴が得られて印刷性に優れている。なお、インクジェットプリンタ用インクの比抵抗が２０００Ωｃｍを超えると、特に荷電偏向印字方式の場合には液滴の偏向制御が困難となり、印字が欠けたり、曲がったりして、印字品質の低下をきたす。
【００９６】
前記インク組成において、ＫＣｌの他にＫＯＨの添加し、その添加量を種々変えてｐＨの異なる多種類のインクを調整して、そのインクのｐＨと分散安定性との関係を調べて、その結果を図８に示した。なお、分散安定性は、得られたインクジェットプリンタ用インクを一週間放置した後の上澄みのできかたを全体に対する割合で表した。
【００９７】
この図から明らかなように、インクジェットプリンタ用インクのｐＨが４．５〜１０、好ましくは５〜７の範囲にあると、インクの分散性ならびにその後の安定性が非常に良好である。なお、インクジェットプリンタ用インクのｐＨが４．５未満であったり、あるいは１０を超えると、インク中の顔料などが凝集する傾向にある。
【００９８】
このように本発明のインクジェットプリンタ用インクは、粘度を２〜２５ｃｐｓ、表面張力を２３〜４０ｄｙｎｅ／ｃｍ、比抵抗を２０００Ωｃｍ以下、ｐＨを４．５〜１０に規制することにより、分散安定性が良好で、印刷時の滲み出しがなく、印刷性に優れ、発光出力の大きいものが得られる。
【００９９】
蛍光体組成物例２
Ｎｄ，Ｙｂ，Ｅｒのいずれか１種以上の元素を含む含酸素酸塩化合物からなる蛍光体。この含酸素酸塩化合物としては、具体的にはバナジン酸塩化合物、リン酸塩化合物、ホウ酸塩化合物、モリブデン酸塩化合物ならびにタングステン酸塩化合物などがあるが、その中でも特にリン酸塩化合物は耐薬品性に優れているため賞用できる。
【０１００】
より具体的には下記の一般式（１）、（２）を有するリン酸塩からなる赤外発光蛍光体がある。
【０１０１】
一般式（１）  
ＬｎX Ａ1-X ＰＯ4 
式中ＬｎはＮｄ，Ｙｂ，Ｅｒのグループから選択された少なくとも１種の元素、
ＡはＹ，Ｌａ，Ｇｄ，Ｂｉ，Ｃｅ，Ｌｕ，Ｉｎ，Ｔｂのグループから選択された少なくとも１種の元素、
Ｘは０．０１〜０．９９の範囲の数値。
【０１０２】
一般式（２）  
ＤＥ1-X ＬｎX ＰY ＯZ 
式中  ＤはＬｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｒｂ，Ｃｓのグループから選択された少なくとも１種の元素、
ＥはＹ，Ｌａ，Ｇｄ，Ｂｉ，Ｃｅ，Ｌｕ，Ｉｎ，Ｔｂのグループから選択された少なくとも１種の元素、
ＬｎはＮｄ，Ｙｂ，Ｅｒのグループから選択された少なくとも１種の元素、
Ｘは０．０１〜０．９９の範囲の数値、
Ｙは１〜５の範囲の数値、
Ｚは４〜１４の範囲の数値。
【０１０３】
なお、一般式（２）のＤは必ずしも必要ではない。また、一般式（２）中のＸ，Ｙ，Ｚの値は現在のところ明確には把握されておらず、おおよそ前述の範囲であると推測される。
【０１０４】
これら蛍光体の具体的な製造例（試料１〜１４）ならびに比較例（試料１５）における仕込み原料の割合と焼成時間、それによって製造された赤外発光蛍光体の組成および粒子サイズを図９ないし図１２に示す。
【０１０５】
図９、１０に示す仕込み原料は各温度で２時間焼成した後、熱水ならびに１モルの硝酸で処理して未反応物質を除去することにより赤外発光蛍光体を得た。
【０１０６】
図１１、１２から明らかなように本発明の実施例で得られた蛍光体の粒子は比較例のもの（６μｍ）に比較して小さく４μｍ以下であり、中には１μｍ以下の極小の微粒子のものもあり、前述のように励起光の最高強度波長ならびに（あるいは）発する蛍光の最高強度波長よりも小さい物もある。
【０１０７】
また蛍光体粒子を走査型電子顕微鏡で観察してみると、粒子の形状ならびに大きさが全体的に揃っており、粒子形状は針状ではなく、河原の石ころのような形状をしている。
【０１０８】
本発明の実施例に係る試料１、試料７ならびに比較例である試料１５の発光スペクトルをそれぞれ図１３、図１４、図１５に示す。図１３に示す試料１の場合は励起波長は０．８１μｍ（８１０ｎｍ）、蛍光波長は０．９８μｍ（９８０ｎｍ）であるのに対して、平均粒子サイズは０．６μｍであるから、励起波長ならびに蛍光波長よりも小さい極小の微粒子である。図１４に示す試料７の場合は蛍光波長は１．５９μｍであるのに対して、平均粒子サイズは１．０μｍであるから、蛍光波長よりも小さい極小の微粒子である。
【０１０９】
蛍光体組成物を構成する他の例えばバインダーや溶剤などは蛍光体組成物１で述べたものと同様であるので、それらの説明は省略する。
【０１１０】
蛍光体組成物３
光学活性元素としてＦｅおよびＥｒを含有し、他にＳｃ，Ｇａ，Ａｌ，Ｉｎ，Ｙ，Ｂｉ，Ｃｅ，Ｇｄ，Ｌｕ，Ｌａのグループから選択された少なくとも１種の元素を含有した蛍光体を使用する。
【０１１１】
より具体的には、下記の一般式（３）〜（５）を有する赤外発光蛍光体を使用する。
【０１１２】
一般式（３）    Ｇ3 Ｊ5 Ｏ12
一般式（４）    ＧＪＯ3 
一般式（５）    Ｇ2 Ｊ4 Ｏ12
但し式中ＧはＹ，Ｂｉ，Ｃｅ，Ｇｄ，Ｌｕ，Ｌａのグループから選択された少なくとも１種の元素と、Ｅｒからなり、
ＪはＳｃ，Ｇａ，Ａｌ，Ｉｎのグループから選択された少なくとも１種の元素と、Ｆｅからなる。
【０１１３】
前記一般式（３）〜（５）を有する蛍光体が単独で、または混合物の形で使用される。
【０１１４】
さらに具体的には、下記のような赤外発光蛍光体である。
【０１１５】
（ａ）Ｅｒ0.2 Ｙ2.8 Ｆｅ1.5 Ａｌ3.5 Ｏ12 
（ｂ）Ｅｒ0.5 Ｙ2.5 Ｆｅ1.5 Ｇａ3.5 Ｏ12 
（ｃ）Ｅｒ0.2 Ｌｕ2.8 Ｆｅ2.5 Ａｌ3.5 Ｏ12 
（ｄ）Ｅｒ0.05Ｌａ0.95Ｆｅ0.3 Ａｌ0.7 Ｏ3 
（ｅ）Ｅｒ0.02Ｌａ0.98Ｆｅ0.1 Ｇａ0.9 Ｏ3 
つぎにこれら蛍光体の具体的な製造例について説明する。
【０１１６】
図１６に示す重量（ｇ）の仕込み原料を乳鉢で十分に混合した後、図中の条件で焼成し、その後に熱水と２モルの硝酸により未反応物を取り除いて各々の赤外発光蛍光体を得た。
【０１１７】
前記試料１６である（ＥｒＹ）3 （ＦｅＡｌ）5 Ｏ12の発光スペクトルを図１７に示す。また、Ｇｅフォトダイオードの分光感度特性を図１８に、ＩｎＧａＡｓフォトダイオードの分光感度特性を図１９に、それぞれ示す。
【０１１８】
図１７に示すようにＥｒを含有した蛍光体の発光スペクトルのピークは約１５４０ｎｍにあり、これに対して図１８に示すＧｅフォトダイオードならびに図１９に示すＩｎＧａＡｓフォトダイオードは、波長１４００〜１６００ｎｍの範囲で高い感度を有するから、この種の受光素子として好適であり、読取速度を高速にしてもバーコードパターンのような微細なマークの読み取りが確実であるという特長を備えている。
【０１１９】
なお、その他にＰｂＳフォトダイオード（受光感度；約６００〜１８００ｎｍ），ＰｂＳｅフォトダイオード（受光感度；約１０００〜４５００ｎｍ）なども使用可能である。
【０１２０】
前述のような吸収ならびに発光スペクトル特性は、光学活性元素としてＦｅおよびＥｒを含有した他の赤外発光蛍光体においても同様に得られる。
【０１２１】
蛍光体組成物４
光学活性元素としてＹｂを含有しており、この光学活性元素の他にＳｃ，Ｇａ，Ａｌ，Ｉｎ，Ｙ，Ｂｉ，Ｃｅ，Ｇｄ，Ｌｕ，Ｌａのグループから選択された少なくとも１種の元素を含くんだ蛍光体を使用する。
【０１２２】
更に詳細には、下記の一般式（６）〜（８）を有する蛍光体を使用する。
【０１２３】
一般式（６）    Ｌ3 Ｍ5 Ｏ12
一般式（７）    ＬＭＯ3 
一般式（８）    Ｌ2 Ｍ4 Ｏ12
但し式中ＬはＹ，Ｂｉ，Ｃｅ，Ｇｄ，Ｌｕ，Ｌａのグループから選択された少なくとも１種の元素と、Ｙｂからなり、
ＭはＳｃ，Ｇａ，Ａｌ，Ｉｎのグループから選択された少なくとも１種の元素からなる。
【０１２４】
前記一般式（６）〜（８）を有する蛍光体が単独で、または混合物の形で使用される。
【０１２５】
さらに具体的には、下記のような赤外発光蛍光体である。
【０１２６】
（ａ）Ｙｂ0.3 Ｙ2.7 Ａｌ5 Ｏ12 （試料２１）
（ｂ）Ｙｂ0.2 Ｇｄ2.8 Ｇａ0.5 Ａｌ4.5 Ｏ12（試料２２）
（ｃ）Ｙｂ0.4 Ｙ2.6 Ｇａ5 Ｏ12（試料２３）
（ｄ）Ｙｂ0.1 Ｌａ0.9 ＡｌＯ3 （試料２４）
（ｅ）Ｙｂ0.05Ｌａ0.95Ｇａ0.1 Ａｌ0.9 Ｏ3 （試料２５）
図２０に示す重量（ｇ）の仕込み原料を乳鉢で十分に混合した後、図中の条件で焼成し、その後に熱水と２モルの硝酸により未反応物を取り除いて各々の赤外発光蛍光体を得た。
【０１２７】
前記試料２１であるＹｂ0.3 Ｙ2.7 Ａｌ5 Ｏ12の吸収発光スペクトルを図２１に示す。
【０１２８】
この図から明らかなようにこの蛍光体は、９１０〜９５０ｎｍ付近で光吸収ピークを有し、その付近の波長を有する光を照射することにより、蛍光体が励起され、約１０３０ｎｍ付近にピークを有する蛍光を放出する。
【０１２９】
図２２は、蛍光体ＹｂX Ｙ1-X Ａｌ5 Ｏ12中のＹｂのモル分率（Ｘ）の値を種々変えた場合の蛍光体の発光強度の変化を測定した図である。
【０１３０】
この図から明らかなように、蛍光体ＹｂX Ｙ1-X Ａｌ5 Ｏ12中のＹｂのモル分率Ｘが０．７を超えると発光強度は弱くなる傾向にあるから、モル分率Ｘは０．０５〜０．７、好ましくは０．１〜０．５、さらに好ましくは０．２〜０．４５の範囲に規制すると、高い発光強度が得られることが分かる。
【０１３１】
前記Ｙｂ0.3 Ｙ2.7 Ａｌ5 Ｏ12の粒子の表面状態は走査型電子顕微鏡で観察してみるとギザギザがなく滑らかで、極端に大きい物や小さい物がなく形状ならびに大きさがほぼ揃っており、丸みを有し果実状をしている。そして粒子サイズが１〜３μｍのものが全体の６０重量％以上（約８０重量％）の粒度分布を有し、蛍光体粒子の平均形状比率（短軸／長軸）が２．０以下であって、極端に細長い針状のものはなく丸みのある物が多く、バインダー中での分散性が良好である。
【０１３２】
蛍光体組成物例５
例えば波長が７００〜１０００ｎｍの範囲の赤外線に対して吸収特性を有する有機物を担持させた、Ｎｂ，Ｙｂ、Ｅｒのグループから選択された１種以上の希土類含有有機物からなる蛍光体を使用する。
【０１３３】
具体的には前記有機物は、ポリメチン系、アントラキノン系、ジチオ−ル金属系、フタロシアニン系、インドフェノ−ル系、アゾ系色素のグループから選択された１種以上の有機物である。
【０１３４】
より具体的には、前記ポリメチン系色素としては、例えばコダック・ラボラトリ−ズ・ケミカルズ社製の商品名ＩＲ−１２５、ＩＲ−１４０、日本化薬社製の商品名ＩＲ−８２０Ｂなどがある。アントラキノン系色素としては、例えば日本化薬社製の商品名ＩＲ７５０などがある。ジチオ−ル金属塩系色素としては、例えば三井東圧社製の商品名テトラブチルホソホニウムビス（１、２−ベンゼンチオラ−ト）ニコレ−ト（III）などがある。
【０１３５】
フタロシアニン系色素としては、例えばＺｎ−ナフタロシアニンなどがあり、他にインドフェノ−ル系色素やアゾ系色素が挙げられる。これらの中でも、単位重量当りの発光強度が大きい点から前記商品名ＩＲ１２５、ＩＲ１４０、ＩＲ７５０およびＩＲ８２０Ｂを用いるのがより好ましい。
【０１３６】
このような赤外領域の光に対して吸収特性を有する有機物を前記希土類に担持させることにより、高速読み取り時の発光強度を希土類単体よりさらに増加できる理由は以下によるものと考えられる。
【０１３７】
即ち、赤外領域の光に対して吸収特性を持つ有機物が吸収したエネルギ−を基底状態に戻す過程で、Ｎｂ，ＹｂおよびＥｒから選ばれた１種以上の希土類含有有機物にトランスファ−することにより、これら希土類の蛍光作用を増感するために起きる現象と考えられる。
【０１３８】
この増感作用を有する有機物を担持することができる蛍光体としては、Ｎｂ，ＹｂおよびＥｒのグループから選ばれた１種以上の希土類を有していれば良く、他の元素が添加されてもなんら問題ない。
【０１３９】
また、Ｎｂ，ＹｂおよびＥｒのグループから選ばれた１種以上の希土類含有有機物は、有機物として希土類と錯体あるいは塩を形成するものであれば如何なるものでもよい。例えば安息香酸、アニス酸、トルイル酸、桂皮酸、ラウリン酸等の有機カルボン酸、ベンゾトリフルオロアセトン、テノイルトリフルオロアセトン等のβ−ジケトン、１５−クラウン−５、１８−クラウン−６等の環状エ−テル等が列挙できる。
【０１４０】
これら中でも、担持させる有機物は殆ど芳香環あるいは複素環を有しており、Ｎｂ，ＹｂおよびＥｒのグループから選ばれた１種以上の希土類含有有機物中の有機物が芳香族カルボン酸であれば、その有機物とＮｂ，Ｙｂ，Ｅｒから選ばれた１種以上の希土類との相互作用がより強くなり、担持能力が一層増加する。
【０１４１】
この希土類含有有機物の合成方法は、特に限定されるものではないが、例えばＮｂ，Ｙｂ，Ｅｒから選ばれた１種以上の希土類含有芳香族カルボン酸の合成は、前述したＭ．Ｄ．Ｔａｙｌｏｒらが既に報告した水溶液中でのイオン交換反応あるいはＰ．Ｎ．Ｋａｐｏｏｒらが報告した非極性溶媒中でのイソプロポキシドの離脱反応により合成することが可能である。
【０１４２】
赤外領域の光に対して吸収特性を持つ有機物のＮｂ，Ｙｂ，Ｅｒから選ばれた１種以上の希土類含有有機物に対する量は、特に限定されないが０．００１〜１０重量％が好ましい。有機物の含有率が０．００１重量％より少なければ励起光源の吸収率が低く、その結果、希土類含有有機物の発光が弱くなる。一方、有機物の含有率が１０重量％より多ければ、赤外領域の範囲に吸収特性を持つ有機物の濃度が高くなり、有機物どうしでエネルギ−の交換を行うこととなり、その結果、希土類含有有機物の発光が弱くなる。
【０１４３】
この有機物を担持した赤外蛍光体をインクとして用いる場合、バインダーとしては一般に使用するものを用いることができるが、有機物の担持性の観点から、特にポリビニルアルコ−ル（ＰＶＡ）またはアクリル樹脂が好ましい。
【０１４４】
溶媒は必要に応じて使用しても良く、使用できる溶剤としては水、アルコ−ル類、ケトン類、エステル類、エ−テル類、芳香族炭化水素類、脂肪族炭化水素類が単独もしくは混合して用いられる。
【０１４５】
赤外蛍光体インク組成物を種々の印刷方式で適用する場合に応じて、分散剤、消泡剤、界面活性剤、保湿剤および電導性付与剤等を用いても良い。さらに必要に応じて、各種整色染料、蛍光染料等を併用しても良い。
【０１４６】
蛍光体の具体的な製造例を示せば次の通りである。
【０１４７】
（実施例１）
桂皮酸ネオジム・イッテルビウム複合塩１重量部を水２０重量部に懸濁させ、撹拌しながら、０．００５重量部のアントラキノン系色素（日本化薬社製  商品名ＩＲ７５０  吸収波長のピ−ク：７５０ｎｍ）をＤＭＦ１重量部に溶かした溶液を滴加し、１時間撹拌後に濾過、乾燥して赤外発光蛍光体を得た。
【０１４８】
（実施例２）
桂皮酸イッテルビウム１重量部を水２０重量部に懸濁させ、撹拌しながら、  ０．００３重量部のポリメチン系色素（日本化薬社製  商品名ＩＲ−８２０Ｂ  吸収波長のピ−ク：８２０ｎｍ）をＤＭＦ１重量部に溶かした溶液を滴加し、１時間撹拌後に濾過、乾燥して赤外発光蛍光体を得た。
【０１４９】
（実施例３）
安息香酸イッテルビウム１重量部を水２０重量部に懸濁させ、撹拌しながら、０．００３重量部のポリメチン系色素（日本化薬社製  商品名ＩＲ８２０Ｂ  吸収波長のピ−ク：８２０ｎｍ）をＤＭＦ１重量部に溶かした溶液を滴加し、１時間撹拌後に濾過、乾燥して赤外発光蛍光体を得た。
【０１５０】
（比較例１）
ＬｉＮｄ0.5 Ｙｂ0.5 Ｐ4 Ｏ12をボ−ルミルで粉砕して赤外発光蛍光体を得た。
【０１５１】
（比較例２）
前記実施例１でアントラキノン系色素（商品名  ＩＲ７５０）を使用しなかった以外は、実施例１と同様にして赤外発光蛍光体を得た。
【０１５２】
《高速読取試験》
前記実施例１〜３および比較例１、２で得られた赤外発光蛍光体を、各々直径５ｍｍ、厚み２ｍｍの円盤状に成形した。高速読取試験方法は、試料を８ｍ／ｓｅｃの速度で走査して、市販品のＧａＡｌＡｓ発光ダイオ−ドで、実施例１〜３の蛍光体については使用した有機物の励起波長に対応させて波長の異なる励起光を照射し、９７０ｎｍの発光を検知するＳｉ−ＰＩＮ光検出器で検出した。なお、検出器の前に光学フィルタ−（富士写真フィルム社製  商品名ＩＲ−９４）を置いた。この高速読取試験の結果、次に表１に示す。
【表１】
2005209226.tif 000003
【０１５３】
次に、蛍光体とバインダーを用いて常法により、インクを作製した。
【０１５４】
（実施例４）
桂皮酸ネオジム・イッテルビウム複合塩                    １重量部
アントラキノン系色素（商品名  ＩＲ７５０）       ０.００５重量部
ＰＶＡ                                                  ４重量部
水／ＥｔＯＨ（８／２）                                ２０重量部
この組成のものをボ−ルミルで２４時間分散してインクを作製し、これをインクジェットプリンタ−に装填して潜像を印刷により形成した。
【０１５５】
（比較例３）
前記実施例４において桂皮酸ネオジム・イッテルビウム複合塩を使用しない以外は同様の方法で潜像を形成した。
【０１５６】
（比較例４）
前記実施例４においてアントラキノン系色素（商品名  ＩＲ７５０）を使用しない以外は同様の方法で潜像を形成した。但し、励起波長を７６０ｎｍの場合を（ａ）、８００ｎｍの場合を（ｂ）とした。
【０１５７】
（実施例５）
桂皮酸イッテルビウム                                     １重量部
ポリメチン系色素（商品名  ＩＲ８２０）           ０．００３重量部
ＰＶＡ                                                    ４重量部
水／ＥｔＯＨ（８／２）                                  ２０重量部
この組成のものをボ−ルミルで２４時間分散してインクを作製し、これをインクジェットプリンタ−に装填して潜像を印刷により形成した。
【０１５８】
（比較例５）
前記実施例５においてポリメチン系色素（商品名  ＩＲ８２０）を使用しない以外は同様の方法で潜像を形成した。
【０１５９】
（比較例６）
前記実施例５において桂皮酸イッテルビウムを使用しない以外は同様の方法で潜像を形成した。
【０１６０】
（実施例６）
安息香酸イッテルビウム                                    １重量部
ポリメチン系色素（商品名  ＩＲ８２０）             ０．００５重量部
ＰＶＡ                                                    ４重量部
水／ＥｔＯＨ（８／２）                                  ２０重量部
この組成のものをボ−ルミルで２４時間分散してインクを作製し、これをインクジェットプリンタ−に装填して潜像を印刷により形成した。
【０１６１】
（比較例７）
前記実施例６においてポリメチン系色素（商品名  ＩＲ８２０）を使用しない以外は同様の方法で潜像を形成した。
【０１６２】
（比較例８）
前記実施例６において安息香酸イッテルビウムを使用しない以外は同様の方法で潜像を形成した。
【０１６３】
《高速読取試験》
前記実施例４〜６および比較例３〜７で得られた印刷物の高速読取試験を行った。高速読取試験方法は、各試料を８ｍ／ｓｅｃの速度で走査して、市販品のＧａＡｌＡｓ発光ダイオ−ドで、実施例４〜６、比較例３、６及び８の印刷物については使用した有機物の励起波長に対応させて波長の異なる励起光を照射し、９７０ｎｍの発光を検知するＳｉ−ＰＩＮ光検出器で検出した。但し、検出器の前に光学フィルタ−（富士写真フィルム製  商品名ＩＲ−９４）を置いた。その高速読取試験の結果を次の表２に示す。
【表２】
2005209226.tif 000004
【０１６４】
前記表１ならびに表２から明かなように、実施例１〜３で得られた蛍光体は、比較例１、２で得られた蛍光体に比較し、高速読み取りにおいて充分な発光出力が得られる。また、実施例１〜３で得られた蛍光体は、様々な励起波長により発光することができる。
【０１６５】
前記実施例４〜６で得られたインクは、インクジェットプリンター用に好適である。
【０１６６】
蛍光体組成物例６
光学活性元素としてＮｄまたはＹｂの少なくとも１種と、ＭｏまたはＷの少なくとも１種の酸化物と、アルカリ土類金属とで構成された塩を母体材料とすることにより、蛍光体の耐水性を高めたものである。
【０１６７】
ＭｏまたはＷの少なくとも１種の酸化物に対する光学活性元素の原子比率ｓは０＜ｓ≦２とするのが好ましく、また前記酸化物に対するアルカリ土類金属の原子比率ｔは０＜ｔ≦３であることが望ましい。
【０１６８】
より具体的には、その蛍光体は次の一般式（９）を有する化合物である。
【０１６９】
一般式（９）
（Ｎｄ1-X Ｙｂx ）Y ＱZ （ＲＯ4 ）
式中ＱはＣａ，Ｍｇ，Ｓｒ，Ｂａのグループから選択された少なくとも１種の元素、
ＲはＭｏ，Ｗのグループから選択された少なくとも１種の元素、
Ｘは０〜１の範囲の数値、
Ｙは０を超え１未満の数値、
Ｚは０を超え１以下の数値。
【０１７０】
またはその蛍光体は、次の一般式（１０）を有する化合物である。
【０１７１】
一般式（１０）
（Ｎｄ1-X ＹｂX ）2YＱ8-3Y（ＲＯ4 ）8 
式中ＱはＣａ，Ｍｇ，Ｓｒ，Ｂａのグループから選択された少なくとも１種の元素、
ＲはＭｏ，Ｗのグループから選択された少なくとも１種の元素、
Ｘは０〜１の範囲の数値、
Ｙは０を超え８／３の範囲の数値。
【０１７２】
なお式中のＸ及びＹの値は、それぞれ０．０２≦Ｘ≦０．６及び１／３≦Ｙ≦５／３の範囲とするのが望ましい。Ｘの値が０．０２未満では発光を担う発光中心のＹｂ濃度が低くなり、Ｘの値が０．６を超えると励起光を吸収する増感材のＮｄ濃度が低くなり、何れも発光強度が低下する場合がある。
【０１７３】
また、Ｙの値が１／３未満では光学活性元素であるるＮｄ，Ｙｂ濃度が低くなり、Ｙの値が５／３を超えるとＮｄ，Ｙｂ濃度が高くなり濃度消光を起こし、発光強度が低下する場合もある。
【０１７４】
アルカリ土類金属としてはＣａ，Ｍｇ，Ｓｒ，Ｂａが挙げられるが、中でも
Ｃａが望ましい。このアルカリ金属元素の含有率は、１０原子％以下に規制するのが望ましい。また、式中のＲとして特にＭｏを用いることが望ましい。
【０１７５】
この蛍光体の製造にあたっては、ＮｄまたはＹｂの少なくとも１種の光学活性元素と、ＭｏまたはＷの少なくとも１種の酸化物と、アルカリ土類金属とを混合し、これをＴ2 ＲＯ4 ・ｎＨ2 Ｏ（ただしＴはＬｉ，Ｎａ，Ｋのグループから選択された少なくとも１種の元素、ＲはＭｏ，Ｗのグループから選択された少なくとも１種の元素、ｎは０以上の数値）で示される塩を含むフラックス材料に入れて、これを焼成した後にフラックス材料を溶剤で溶解して除去することにより、粒子サイズを極微細化することができる。
【０１７６】
フラックス材料のＴとしてはとりわけＮａが、またフラックス材料のＲとしてはＭｏが望ましい。
【０１７７】
フラックス材料の蛍光体材料に対する混合モル比は１以上１０以下とすればよい。混合モル比が１未満ではフラックス材料としての効果が低く、赤外発光蛍光体の粒径を微細化しにくいし、逆に混合モル比が１０を超えると材料費やるつぼの大きさなどで、コストが高くなる。
【０１７８】
この方法で得られた蛍光体は、平均粒子サイズが１μｍ以下の極微細粒子で、インクジェットプリンターやインクリボン等の印刷法にも適する。
【０１７９】
この蛍光体の特質としては、励起光の照射を止めた後の残光が発光出力の１０％になるまでの時間が５００μｓｅｃ以内であり、１ｍｓｅｃ周期のパルス光励起で発光を識別したり、０．５ｍ／ｓｅｃ以上の走行速度で発光を識別するシステムに好適である。
【０１８０】
またこの蛍光体は、水に２０時間浸漬した時の水に対する溶解度が２重量％以下であるという優れた耐水性を有している。
【０１８１】
このような蛍光体は、これを分散、保持する透明なバインダーに分散させたインクをテープ状基材に塗布することによって、容易に熱転写インクリボンにすることもでき、またインクジェットプリンター用のインクとして用いることもできる。さらにこの蛍光体は優れた耐水性を有することから、塗料として利用することもできる。
【０１８２】
前記バインダーとしては、ワックス、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリエステル、ポリウレタン、カ−ボネ−ト等の樹脂が使用できる。また、必要に応じて可塑剤、界面活性剤などを適宜添加してもよい。
【０１８３】
この蛍光体の耐水性について本発明者らが実験によって確認したところによれば、例えば母体材料のアニオンがＭｏＯ42- である場合、従来品のようにカチオンをアルカリ金属であるＮａ+ とした母材Ｎａ2 ＭｏＯ4 に希土類元素を付活した蛍光体と、本発明のようにカチオンをアルカリ土類金属であるＣａ2;とした母材ＣａＭｏＯ4 に希土類元素を付活した蛍光体とで、水に対する溶解度を比較すると、従来品ではわずか２０時間程度水に浸漬させただけで蛍光体の約１０重量％が溶解するのに対して、本発明品では５００時間浸漬後もほとんど溶解しないという優れた耐水性を有している。
【０１８４】
次に具体例について説明する。  
（１）粉末原料の作製
次に示す要領で１０種類の蛍光体を作製し、粉末の粒子の形態、平均粒子サイズ（平均粒径）、蛍光体の発光波長、励起光を止めた後の残光が発光出力の１０％になるまでの残光時間、及び蛍光体１００重量部を水に浸漬し５００時間経過後に取り出して乾燥したときの重量を図り百分率で表した回収率について測定し、その結果を後の表３に示す。
【０１８５】
（実施例７）
Ｎｄ2 Ｏ3 を０．９モル、Ｙｂ2 Ｏ3 を０．１モル、ＣａＣＯ3 を５モル、ＭｏＯ3 を８モル採取して、これを充分に混合粉砕し、アルミナ製るつぼに移して電気炉に入れ、約１８０℃／ｈｒの昇温速度で７５０℃に昇温し、７５０℃で２時間焼成した。焼成終了後冷却し、乳鉢で粉砕して、蛍光体Ｎｄ1.8 Ｙｂ0.2 Ｃａ5 （ＭｏＯ4 ）8 を得た。
【０１８６】
（実施例８）
Ｎｄ2 Ｏ3 を０．９モル、Ｙｂ2 Ｏ3 を０．１モル、ＣａＣＯ3 を２１モル、ＭｏＯ3 を２４モル採取して、これを充分に混合粉砕し、アルミナ製るつぼに移して電気炉に入れ、約１８０℃／ｈｒの昇温速度で７５０℃に昇温し、７５０℃で２時間焼成した。焼成終了後冷却し、乳鉢で粉砕して、蛍光体Ｎｄ1.8Ｙｂ0.2 Ｃａ21（ＭｏＯ4 ）24を得た。
【０１８７】
（実施例９）
Ｎｄ2 Ｏ3 を４．５モル、Ｙｂ2 Ｏ3 を０．５モル、ＣａＣＯ3 を９モル、ＭｏＯ3 を２４モル採取して、これを充分に混合粉砕し、アルミナ製るつぼに移して電気炉に入れ、約１８０℃／ｈｒの昇温速度で７５０℃に昇温し、７５０℃で２時間焼成した。焼成終了後冷却し、乳鉢で粉砕して蛍光体Ｎｄ9 ＹｂＣａ9 （ＭｏＯ4 ）24を得た。
【０１８８】
（実施例１０）
Ｎｄ2 Ｏ3 を４．５モル、Ｙｂ2 Ｏ3 を０．５モル、ＣａＣＯ3 を９モル、ＷＯ3 を２４モル採取して、これを充分に混合粉砕し、アルミナ製るつぼに移して電気炉に入れ、約２５０℃／ｈｒの昇温速度で１０００℃に昇温し、１０００℃で２時間焼成した。焼成終了後冷却し、乳鉢で粉砕して赤外発光蛍光体Ｎｄ9ＹｂＣａ9 （ＷＯ4 ）24を得た。
【０１８９】
（実施例１１）
Ｎｄ2 Ｏ3 を１モル、ＣａＣＯ3 を２１モル、ＭｏＯ3 を２４モルを採取して、これを充分に混合粉砕し、アルミナ製るつぼに移して電気炉に入れ、約１８０℃／ｈｒの昇温速度で７５０℃に昇温し、７５０℃で２時間焼成した。焼成終了後冷却し、乳鉢で粉砕して蛍光体Ｎｄ2 Ｃａ21（ＭｏＯ4 ）24を得た。
【０１９０】
（実施例１２）
Ｎｄ2 Ｏ3 を０．９モル、Ｙｂ2 Ｏ3 を０．１モル、ＣａＣＯ3 を５モル、ＭｏＯ3 を８モル採取して、これに粉末フラックス原料としてＮａ2 ＭｏＯ4 ・２Ｈ2 Ｏをモル比１：８で充分に混合粉砕し、アルミナ製るつぼに移して電気炉に入れ、約１８０℃／ｈｒの昇温速度で７５０℃に昇温し、７５０℃で２時間焼成した。焼成終了後冷却し、純水中で１時間超音波洗浄をしてフラックス材料を除去し、１２０℃で２時間乾燥させて蛍光体Ｎｄ1.8 Ｙｂ0.2 Ｃａ5 （ＭｏＯ4 ）8 を得た。
【０１９１】
この蛍光体の発光スペクトルを図２３に、パルス光励起に対する応答波形を図２４に、この蛍光体の粒子構造の写真を図２５にそれぞれ示す。
【０１９２】
また蛍光体１００重量部を水に浸漬し５００時間経過後に取り出して乾燥した蛍光体の発光強度、応答速度及び粒子形状に変化はなかった。さらにこの蛍光体を１ＮのＮａＯＨ及びＣＨ3 ＣＯＯＨに２４時間浸漬した時の溶解度は０．９重量％であり、浸漬液から取り出して乾燥した蛍光体の発光強度、応答速度及び粒子形状に変化はなかった。
【０１９３】
（実施例１３）
Ｎｄ3 Ｏ3 を０．９モル、Ｙｂ3 Ｏ3 を０．１モル、ＣａＣＯ3 を５モル、ＭｏＯ3 を８モル採取して、これに粉末フラックス原料としてＮａ2 ＷＯ4 ・２Ｈ2 Ｏをモル比１：６で充分に混合粉砕し、アルミナ製るつぼに移して電気炉に入れ、約１８０℃／ｈｒの昇温速度で７５０℃に昇温し、７５０℃で２時間焼成した。焼成終了後冷却し、純水中で１時間超音波洗浄をしてフラックス材料を除去し、１２０℃で２時間乾燥させて蛍光体Ｎｄ1.8 Ｙｂ0.2 Ｃａ5 （ＭｏＯ4 ）8 を得た。
【０１９４】
（実施例１４）
Ｎｄ2 Ｏ3 を０．９モル、Ｙｂ2 Ｏ3 を０．１モル、ＣａＣＯ3 を５モル、ＭｏＯ3 を８モル採取して、これに粉末フラックス原料としてＫ2 ＷＯ4 をモル比１：６で充分に混合粉砕し、アルミナ製るつぼに移して電気炉に入れ、約１８０℃／ｈｒの昇温速度で７５０℃に昇温し、７５０℃で２時間焼成した。焼成終了後冷却し、純水中で１時間超音波洗浄をしてフラックス材料を除去し、１２０℃で２時間乾燥させて蛍光体Ｎｄ1.8 Ｙｂ0.2 Ｃａ5 （ＭｏＯ4 ）8 を得た。
【０１９５】
（比較例９）
Ｎｄ2 Ｏ3 を０．９モル、Ｙｂ2 Ｏ3 を０．１モル、Ｎａ2 ＣＯ3 を５モル、ＭｏＯ3 を８モル採取して、これを充分に混合粉砕し、アルミナ製るつぼに移して電気炉に入れ、約１６０℃／ｈｒの昇温速度で６５０℃に昇温し、６５０℃で２時間焼成した。焼成終了後冷却し、乳鉢で粉砕して蛍光体Ｎｄ0.9 Ｙｂ0.1Ｎａ5 （ＭｏＯ4 ）4 を得た。
【０１９６】
（比較例１０）
Ｎｄ2 Ｏ3 を０．２モル、Ｙｂ2 Ｏ3 を０．２モル、Ｙ2 Ｏ3 を０．６モル、ＬｉＨ2 ＰＯ4 を１２モル採取して、これを充分に混合粉砕し、アルミナ製るつぼに移して電気炉に入れ、７００℃で２時間焼成した。焼成終了後冷却し、１ＮのＨＮＯ3 で酸洗し、さらに純水で水洗した後、乾燥させて蛍光体ＮｄX ＹｂY Ｙ1-X-Y ＰＯ4 を得た。
【表３】
2005209226.tif 000005
【０１９７】
この表３より明らかなように、従来の蛍光体では応答速度が遅く、短パルス光励起、高速スキャンなどの高速読み取りには適さなかったが、本発明の蛍光体は応答速度が速く、短パルス光励起、高速スキャンなどの高速読み取りが可能で、しかも耐久性が高く、特に実施例１２〜１４のものは各種印刷に適した粒径１μｍ以下の超微粒子状の蛍光体が得られることが分かる。
【０１９８】
また、実施例１２と比較例９の蛍光体を純水に浸漬させたときの回収率の経時変化を図２６に示す。これは蛍光体１００重量部を水に浸漬し、一定時間経過後に取り出して乾燥したときの重量比を測定し百分率で表したものである。
【０１９９】
この図から分かるように、比較例９では１０重量％以上の蛍光体が溶出するのに対して、実施例１２ではほとんど溶出しせず耐水性に優れている。なお、本発明の他の実施例で得られた蛍光体も同様に耐水性に優れていることが確認されている。
【０２００】
この実施例１２で作製した蛍光体７５重量部を、ワックス１５重量部、ポリエステル５重量部、ポリウレタン５重量部の混合物である透明バインダーに分散させ、蛍光体を印刷するインクを作製した。そしてこのインクを、厚み５０μｍ、幅１ｃｍのテープ状のポリエチレンテレフタレートに乾燥厚みが５μｍになるように塗布して、熱転写印刷用のインクリボンを作製した。
【０２０１】
このインクリボンを用いて１０桁の数値を表すバ−コ−ドを印字し、これを０．８ｍｓｅｃ周期の波長８１０ｎｍのパルス赤外光で励起させ、０．９ｍ／ｓｅｃの走行速度で残光を識別するシステムにかけたところ、バ−コ−ドで印字された１０桁の数値情報を確実に読み取ることができた。
【０２０２】
２．［蛍光体組成物の印刷方法ならびに潜像マーク形成部材］
前述した各蛍光体組成物の印刷方法としては、インクジェット記録方式が高速印刷に適している。このインクジェット記録方式としては、例えば
（ａ）静電誘引力を利用してインクを吐出させる電界制御方式、
（ｂ）ピエゾ素子の波動圧力を利用してインクを吐出させるドロップ・オン・デマンド方式（圧力パルス方式）、
（ｃ）高熱によって気泡を形成して、成長させることによって生じる圧力を利用してインクを吐出させるバブルジェット方式などが適用可能である。
【０２０３】
図２７は、前記電界制御方式を説明するための原理説明図である。この電界制御方式は、印刷すべきマークや文字などをドットマトリックスに画素分割し、各画素がもつ位置情報に比例した電圧でインク粒子を帯電させ、その後静電場で偏向して、被検出体に印刷する方式である。
【０２０４】
この電界制御方式の原理を図２７とともに説明する。インクボトル１に貯えられたインク２は供給ポンプ３で加圧され、調圧弁４で一定圧力に調整されて、ノズル５から噴出される。
【０２０５】
このノズル５内に設置されている電歪素子６は、励振源７によって一定の周波数で振動している。ノズル５より液柱となって噴出したインクは、前記電歪素子６の振動周期に同期して一定の大きさのインク粒子となる。
【０２０６】
インクを粒子化する位置に設けられた帯電電極８に、記録すべき情報信号に応じた電圧が印加され、粒子化のタイミングに合わせてインク粒子１個毎の帯電量が制御される。
【０２０７】
このインク粒子は、所定の電圧が印加されている偏向電極９、９間を通過するとき、帯電量に応じた偏向を受けて、印刷されるべき部材に到達する。前記偏向と、ノズル５と部材間の相対移動速度によって決められた大きさの潜像（マーク）が部材の表面にドット状に印刷されて潜像形成部材１０となる。
【０２０８】
印刷に使用されなかったインクは、偏向を受けずにガター１１によって捕集されて回収ポンプ１２で前記インクボトル１に回収される。
【０２０９】
前述の蛍光体組成物が印刷される部材としては例えば証券、伝票類、カード類、書籍類、各種部品、各種製品など何でも適用可能である。
【０２１０】
印刷層中における蛍光体粒子の含有率について種々検討した結果、蛍光体粒子の含有率が１重量％以下であると所望の発光強度が得られない。蛍光体粒子の含有率が増すに従って発光強度は除々に大きくなるが、５０重量％以上になると蛍光体粒子の凝集、重なり合いが実質的に多くなり、発光強度はさほど大きくならず、むしろ蛍光体粒子の含有率が３０重量％を超すと印刷層の存在が目立つとともに、特に無機化合物からなる比較的粒径の大きい蛍光体粒子を使用した場合には、インクジェットプリントやスクリーン印刷などの印刷性が低下する。
【０２１１】
従って、印刷層中における蛍光体粒子の含有率を１重量％を超えて３０重量％未満に規制することにより、所望の発光強度を維持し、しかも印刷層の存在が目立たず、そのために潜像形成部材の外観を損ねたりすることがなく、印刷性が良好である。特に前述のように平均粒子サイズが４μｍ以下、さらに好ましくは２μｍ以下の蛍光体微粒子を使用するものにおいて好適な含有率である。
【０２１２】
また印刷層の厚さと使用する蛍光体粒子の大きさとの関係について検討した結果、印刷層の厚さは使用する蛍光体粒子の平均粒子サイズの３５倍以内、好ましくは２５倍以内に規制する方が、印刷層の存在が手触りなどによっても殆ど分からず（目立たず）、そのために潜像形成部材の外観を損ねたりすることがない。従って蛍光体粒子の平均粒子サイズが４μｍの場合は印刷層の厚さを１４０μｍ以下に、平均粒子サイズが２μｍの場合は印刷層の厚さを７０μｍ以下にすればよい。
【０２１３】
蛍光体微粒子を分散、保持するためのバインダの光透過率について検討した結果、励起光ならびに蛍光に対する光透過率が８０％以上、好ましくは９０％以上のものを使用すると、印刷層への励起光の進入ならびに印刷層内で発した蛍光の外部への放射が効率的に行われ、そのため発光出力が大となり、潜像の検出が確実であることが判明した。
【０２１４】
次に本発明者らは、印刷層の表面状態について検討した。蛍光体微粒子を含有した塗料を合成樹脂フィルム上に塗布して印刷層を形成した場合と、同様の組成の塗料を紙の上に塗布して印刷層を形成した場合とで発光出力の比較を行ったところ、紙の上に塗布した方が出力が大であった。
【０２１５】
前述の合成樹脂フィルム上に塗布して形成した印刷層の表面状態を観察してみると非常に平滑であるのに対して、紙の上に塗布した印刷層は表面に微細な凹凸がある。この微細な凹凸のために照射した励起光が正反射せずに、蛍光体の活性化に関与して大きな発光出力が得られるものと考えられる。特に蛍光体粒子の平均サイズが紙を構成する繊維の径よりも小さい（例えば平均サイズが０．２μｍ程度）場合、不規則無方向状に絡みあった繊維の表面に蛍光体粒子が色々な角度で付着するから、蛍光体の励起効率が高い。
【０２１６】
後述するように印刷層を例えば郵便物や宅配便などの配達物、あるいはプリペイドカードや通行カードなどのカード上に形成する場合、印刷層は外観上目立たない方がよい。目立たない印刷層にするためには、前述のように印刷層の厚さなどを制限する手段もあるが、印刷層の可視光吸収率を制限する方法もある。
【０２１７】
印刷層の主成分はバインダと蛍光体粒子であり、これらの材質として可視光吸収率の小さいものを使用して、結果的に印刷層の可視光吸収率を２０％以下、好ましくは１０％以下に規制することにより、印刷層はほとんど無色、透明に近くなり、そのために潜像形成部材の外観を損ねないことが分かった。
【０２１８】
また本発明の実施例に係る潜像形成部材は、電子写真法によって複写しても印刷層の部分が転写紙上に複写されないかあるいは殆ど目立たないから、印刷層の形成によって転写紙表面が汚れたりする心配はない。
【０２１９】
郵便物に蛍光体組成物からなる潜像を形成した具体例を図２８に示す。  
同図に示すように例えば封書、葉書、郵便小包などの郵便物１３の表面には切手１４が貼着され、郵便番号１５が記入され、送先住所１６ならびに宛名１７が記載されているが、これらの他に例えば送先住所に関するバーコード情報が所定の位置にイングジェット記録方式によって印刷されて印刷層１８が形成されている。なお、このバーコード情報は潜像であるため、郵便物１３の外観を損ねる心配はない。
【０２２０】
図２９は郵便物１３の他の例を示す図で、この例の場合は送先住所が予め決まっており、送先住所に関するバーコード情報が前記蛍光体組成物によって印刷されたラベル１９を発送人が保持している。そして郵便物１３を発送する際に、前記ラベル１９を郵便物１３の所定位置に貼着して、郵便局に提出する。なお、ラベル１９の貼着位置は郵便物１３毎に異なっては情報の読み取りに支障をきたすため、郵便物１３の表面にラベル貼着位置が印刷されており、その位置にラベル１９を貼着するようになっている。
【０２２１】
この例では郵便物について説明したが、宅配便、社内のメール便など他の配達物にも適用可能である。
【０２２２】
またこの例では送先住所に関する情報を前記蛍光体組成物によって印刷しているが、他に送先名、送り元住所、送り元名、あるいは他の必要な情報なども印刷可能である。
【０２２３】
図３０は、前記バーコード情報の付与と、その情報の読み取りの工程を説明するためのフローチャートである。
【０２２４】
郵便局に集められる郵便物１３はまず方向揃え装置２０に投入されて、その方向が揃えられる。そして郵便物１３には前記ラベル１９が貼着されているものとそうでないものとが混在しているから、選別装置２１によりラベル１９が貼着されているものとそうでないものとに選別される。この郵便物１３の選別は、ラベル１９が貼着されている個所に所定の波長領域の赤外線を照射して、蛍光を発すればラベル１９が貼着されている郵便物１３であると判断され、蛍光を受光しなければラベル１９が貼着されていない郵便物１３であると判断されて、両者の選別が行われる。
【０２２５】
ラベル１９が貼着されていない郵便物１３はＯＣＲ２２に送られて郵便物１３上に記載されている郵便番号１５ならびに送先住所１６が光学的に読み取られ、この読み取られた情報に基づいて、インクジェットプリンタ（ＩＪＰ）２３によって送先住所に関するバーコード情報が郵便物１３の所定位置に印刷される。
【０２２６】
このようにして印刷された郵便物１３はバーコード区分け装置２４に送られ、バーコード情報を光学的に読み取って、そのバーコード情報に基づいて郵便物１３を自動的に区分けする。
【０２２７】
ラベル１９を貼着した郵便物１３はバーコード情報を印刷する必要がないから、直接にバーコード区分け装置２４に送られて、郵便物１３の区分けが行われる。
【０２２８】
前記バーコード区分け装置２４は、バーコード情報を光学的に読み取る読取装置と、読み取られたバーコード情報に基づいて郵便物１３を区分けする区分け装置とから主に構成されている。
【０２２９】
（光学読取装置の実施例１）
図３１は、その読取装置２５の概略構成を示す図である。読取装置２５はリーダ光学系と読取り回路とから主に構成されている。
【０２３０】
そしてリーダ光学系は半導体レーザ駆動回路２６と、半導体レーザ２７と、レンズ２８と、全反射のミラー２９と、平凸レンズ３０，３１と、スリット３２と、フィルタ３３と、フォトダイオード３４とから構成されている。
【０２３１】
前記半導体レーザ２７から照射された励起光６０はレンズ２８で直径約１ｍｍに集束され、図３１ならびに図３２に示すようにミラー２９の中央に開設された直径が約２ｍｍの透孔３５を通り、レンズ３０を介して潜像形成部材１０である郵便物１３の平面に対して垂直に照射される。
【０２３２】
励起光６０を集束しないでミラー２９側に出射すると励起光６０の一部が前記透孔３５の外周部によってカットされ、そのために郵便物１３側に到達する励起光６０の光量（励起エネルギー）が実質的に減少し、結果的には発光出力が小さくなるから、励起光６０を集束径を前記透孔３５の直径以下に規制する必要がある。本実施例では部品取付位置の誤差などを考慮して、透孔３５の直径が２ｍｍに対して励起光６０の集束径を１ｍｍにしている。
【０２３３】
この郵便物１３は例えば４ｍ／ｓｅｃの高速で矢印方向に搬送され、その間にバー状の印刷層１８を照射し、蛍光体を励起して、蛍光を第１平凸レンズ３０で受光する。受光された光はミラー２９で反射されて、第２平凸レンズ３１で集束され、スリット部材３２ならびにフィルタ３３を透過して、フォトダイオード３４で受光される。
【０２３４】
前記読取り回路は、増幅回路とフィルタ回路を備えた検出回路３６と、二値化処理回路３７と、デコード回路３８と、シリアルインタフェイス３９と、データ処理用のパーソナルコンピュータ４０とから構成されている。
【０２３５】
前記ミラー２９の代わりにハーフミラーを使用することもできるが、ハーフミラーであれば励起光のうち半分しか郵便物１３側に照射することができず、また蛍光のうち半分しかフォトダイオード３４側に反射することができず、そのために出力が低減する。本発明では反射光量の増大を図り、郵便物１３のバーコード情報を高速でかつ正確に読み取るために、微細な透孔３５を形成した反射率が５０％を超える高反射率のミラー２９を使用している。本実施例でのミラー２９は、ガラスの表面にアルミニウムなどを蒸着して形成した前鏡面ミラーを使用している。
【０２３６】
また、郵便物１３には色々な厚さのものがあり、また搬送系の光軸方向に対する揺れなどがある。それに対応するためミラー２９を通過した光は郵便物１３の平面に対してほぼ垂直に入射している。このようにすれば郵便物１３の厚さが変動したり、搬送系の光軸方向に対する揺れなどがあっても、それらにほとんど影響されずにバーコード情報を読み取ることができる。
【０２３７】
図３３は、前記スリット部材３２の働きと問題点を説明するための図である。この例では第１平凸レンズ３０の前方にスリット部材３２が配置されており、郵便物１３（潜像形成部材１０）の印刷層１８から発した蛍光６１はスリット部材３２のスリット３２ａを通って第１平凸レンズ３０側に導かれる。
【０２３８】
同図において実線で示しているように印刷層１８がスリット３２ａと対向したときに発した蛍光６１はスリット部材３２を通して受光するが、郵便物１３（潜像形成部材１０）の搬送によってスリット３２ａの下を通過した印刷層１８から発した蛍光６１（点線で表示）はカットするように、スリット部材３２が設けられている。このようにスリット３２ａと対向した印刷層１８からの蛍光６１のみを選択するために、スリット部材３２は郵便物１３（潜像形成部材１０）の搬送手段６２に可及的に近ずけて配置されている。
【０２３９】
そのため厚い郵便物１３が搬送されてくると、郵便物１３の先端部がスリット部材３２に当たって停止したり、スリット部材３２が損傷を受けるなどの弊害を生じていた。
【０２４０】
そのため本発明は図３１に示すように、スリット部材３２を郵便物１３の搬送路上から外して、第２平凸レンズ３１と受光素子３４の間に配置した。このようにすることにより、スリット部材３２の機能を備えながら、搬送手段６２と第１平凸レンズ３０との間が大きくとれ、厚い郵便物１３も通過が可能となる。
【０２４１】
図３４、３５は、半導体レーザから出力されるレーザ光の放射パターンと、バーコードパターンの関係を説明するための図である。半導体チップ４１は図３４に示すように、Ａｌ電極４２、ｐ−電極４３、ｐ−ＧａＡｓ基板４４、ｎ−ＧａＡｓからなる電流閉じ込め層４５、ｐ−Ｇａ1-X ＡｌX Ａｓからなるクラッド層４６、ｐ−Ｇａ1-Y ＡｌY Ａｓからなる活性層４７、ｎ−Ｇａ1-X ＡｌX Ａｓからなるクラッド層４８、ｎ−ＧａＡｓからなるキャップ層４９、ｎ−電極５０の積層体から構成されている。
【０２４２】
そしてこの半導体チップ４１から出力されるレーザ光の放射パターン５１は楕円形をしている。従来はこの楕円形の放射パターン５１を円形に成形してバーコードの検出に使用していたが、本発明では図３５に示すように潜像形成部材に印刷されたバーコード状の印刷層１８の長手方向が前記放射パターン５１の長手方向に向くように、印刷層１８に対して照射される。
【０２４３】
このようにすれば、円形の放射パターンを使用するものよりも印刷層１８に対する照射面積が増大し、その結果大きな出力が得られ、高速読み取りに適している。
【０２４４】
郵便物１３は例えばガイド付きのベルトコンベアなどからなる搬送手段６２で搬送されながら光学読取装置の下を通過する訳であるが、ガイドがあっても郵便物１３は最高で１０度程度傾斜する場合がある。
【０２４５】
図３６は郵便物１３が傾斜したとき（傾斜角度：約７度）の極細の印刷層１８と放射パターン５１との対向状態を示した図であり、このとき放射パターン５１の短軸６４が余り長いと隣の印刷層１８も読み取る場合がある。本発明者らの諸種の検討結果、放射パターン５１の長軸６３に対する短軸６４の比（長軸／短軸）が１５を越えると前述のように相対的に傾斜した際に隣の印刷層１８の情報までも読み取ることがあるから、放射パターン５１の長軸６３に対する短軸６４の比（長軸／短軸）は１５以下に規制するとよいことを解明した。
【０２４６】
（光学読取装置の実施例２）
図３７ならびに図３８は、ミラーならびにそれを用いた光学読取装置の実施例２を示す図である。
【０２４７】
この例の場合は図３７に示すように、反射率が５０％を越す高反射率ミラー２９の周辺部にスリット５３が形成されている。そして図３８に示すようにこのスリット５３を通して半導体レーザ２７からの励起光６０が郵便物１３の印刷層１８に照射される訳であるが、前記スリット５３を通して郵便物１３上に投影される放射パターンの長手方向が印刷層１８のバーコードの長手方向を向いている。そうすることにより、前述の楕円形の放射パターンと同様にバーコードの長手方向の殆どの部分を照射でき、大きな出力が得られる。
【０２４８】
（光学読取装置の実施例３）
図３９ならびに図４０は、赤外発光蛍光体の他の使用例を示す図である。図３９に示すように、有価証券５５の所定位置には３つの印刷層１８ａ，１８ｂ，１８ｃが設けられ、各印刷層１８ａ〜１８ｃは互いに異なる発光スペクトルを有する蛍光体をそれぞれ含有している。
【０２４９】
そして各印刷層１８ａ〜１８ｃに対して、それぞれ所定の励起光を照射する半導体レーザ２７ａ，２７ｂ，２７ｃと、各印刷層１８ａ〜１８ｃから発せられる蛍光を受光するフォトダイオード３４ａ，３４ｂ，３４ｃとが対になって配置されている。
【０２５０】
前述の異なる発光スペクトルを有する蛍光体としては、例えば図１３に示す発光スペクトルを有するＮｄ0.1 Ｙｂ0.1 Ｙ 0.8ＰＯ4 ，図１４に示す発光スペクトルを有するＹｂ0.1 Ｙ 0.9ＰＯ4 ならびに図１７に示す発光スペクトルを有するＥｒ0.2 Ｙ2.8 Ｆｅ1.5 Ａｌ3.5 Ｏ12などが適宜選択して用いられる。
【０２５１】
従って前記印刷層１８ａ〜１８ｃに前述の蛍光体を使用した場合、それぞれの蛍光を前記フォトダイオード３４ａ，３４ｂ，３４ｃで受光することによって、その有価証券５５が真正のものであると判断される。もし、フォトダイオード３４ａ，３４ｂ，３４ｃのうち１つでも受光しないフォトダイオード３４があれば、その有価証券５５が真正のものでないと判断される。
【０２５２】
図３９の例では発光スペクトルの異なる蛍光体を個別に使用した場合を示したが、図４０に示すように発光スペクトルの異なる蛍光体を混合して印刷層１８を形成することも可能である。
【０２５３】
この場合、その印刷層１８に対して半導体レーザ２７ａ，２７ｂ，２７ｃから励起光が照射され、印刷層１８から発せられる蛍光をフォトダイオード３４ａ，３４ｂ，３４ｃでそれぞれ受光される。なお、図３９、４０において各フォトダイオード３４ａ，３４ｂ，３４ｃの受光面には、受光しょうとする光成分を透過して他の波長の光は遮断する光学フィルタが取り付けられている。
【０２５４】
（光学読取装置の実施例４）
図３の（ｃ）に立ち下がり時間ｔd の長い蛍光体の発光強度特性を示したが、このような特性を有する蛍光体は残光を利用した情報の検出に好適である。
【０２５５】
図４１は、残光を利用した情報検出時の発光素子の発光タイミングならびに受光素子の出力の状態を示すタイミングチャートである。
【０２５６】
同図（ａ）に示すように発光素子は、点灯時間Ｔ1 および消灯時間Ｔ2 がほぼ等しい時間間隔でオン、オフ動作し、印刷層に対して間欠的に励起光を照射する。図中のＳ1 は発光素子の点灯信号を示している。
【０２５７】
発光素子からの光の照射で印刷層中の蛍光体が励起され、同図（ｂ）に示すように発光素子からの照射が終了するまでは出力が増大する。そして発光素子からの照射が停止しても、印刷層から放出される残光を受光素子が受光する。この残光は時間とともに減少するため、予め基準値Ｖｓを設定しておき、この基準値Ｖｓと比較することにより、発光素子からの照射が停止した後に矩形信号Ｓ3 が得られる。
【０２５８】
従って、微小時間毎に発光素子の点灯、消灯を繰り返すことにより、バーコードパターンのコード情報を光学的に読み取ることができる。
【０２５９】
このように蛍光体の残光を利用する検出方法は、情報を読み取る際には発光素子は消灯しているから反射光がなく、そのために高価な光学フィルタを使用しなくても蛍光を検出することができ、小型でかつ低価格の光学読取装置を提供することができる。
【０２６０】
図４２、４３はこの残光検知に好適な光学読取装置を説明するための図である。図４２に示すように光学読取装置は、照射パルス周波数選択スイッチ７０、パルス発振回路７１、トランジスタ（Ｔｒ）７２、レーザ駆動電流制限用抵抗（Ｒ）７３、オートマチックパワーコントロール（ＡＰＣ）機能を有する駆動回路７４、半導体レーザダイオード７５、集光レンズ７６、受光回路７７、レーザ出力調整用ボリューム（ＶＲ）７８、ホールド回路７９などを備えている。
【０２６１】
次にこの光学読取装置の動作について説明する。まず、照射パルス周波数選択スイッチ７０によって適当な照射パルス周波数を選択し、それに相当するパルスをパルス発振回路７１で作り、クロック（ＣＬＫ）信号として出力する。
【０２６２】
このＣＬＫ信号でトランジスタ（Ｔｒ）７２をオン／オフし、ＡＰＣ駆動回路７４から出力されるレーザ駆動電流Ｉｏｕｔの半導体レーザダイオード７５への供給を制御する。レーザ駆動電流Ｉｏｕｔは、レーザ駆動電流制限用抵抗（Ｒ）７３にてトランジスタ（Ｔｒ）７２や半導体レーザダイオード７５を破壊しないように制限する。
【０２６３】
半導体レーザダイオード７５からパルス状に出力された励起光６０は、集光レンズ７６を通って、潜像形成部材１０上の印刷層１８を照射し、半導体レーザダイオード７５のオフ時に印刷層１８から発せられた蛍光６１（残光）は、受光回路７７にて検出される。
【０２６４】
所定の間隔で一定のパルス状励起光を半導体レーザダイオード７５から得るため、ＡＰＣ駆動回路７４で半導体レーザダイオード７５のモニタ光を検出して、レーザ駆動電流Ｉｏｕｔにフィードバック制御をかけている。
【０２６５】
このモニタ光の検出ばモニタ電流Ｉｉｎとして半導体レーザダイオード７５から得られ、半導体レーザダイオード７５のオン時のモニタ電流Ｉｉｎをホールド回路７９にてピーク検知あるいはサンプリングして、半導体レーザダイオード７５のオフ時にその状態をホールドすることで、次の半導体レーザダイオード７５のオン時に蛍光体の励起がスムーズに行えるように、半導体レーザダイオード７５の励起光を制御する。なお、蛍光体の励起に必要な半導体レーザダイオード７５の出力は、前記レーザ出力調整用ボリューム（ＶＲ）７８で予め調整しておく。
【０２６６】
図４３は前記半導体レーザダイオード７５の構成を示す図で、励起光を出力する半導体レーザ８０と、その半導体レーザ８０から出力された励起光を受光するモニタ用フォトダイオード８１とから構成されている。
【０２６７】
励起光の光源としてＬＥＤを使用して、トランジスタによるスイッチングでパルス状の励起光を出力すると、集光レンズを用いて励起光を絞っても検出時に十分な発光強度を得るのが難しく、情報読み取りのための光路長が制限される。
【０２６８】
これに対して図４２、４３の読取装置では、励起用光源として集光性、指向性の優れた半導体レーザダイオードを使用しているため、読取装置の光路長を長くしても検出時に十分な発光強度が得られる。
【０２６９】
またＡＰＣ機能を有する半導体レーザダイオードの駆動回路を用いることにより、励起光の温度変化による影響を軽減もしくは無くすことができ、読み取りの信頼性が向上する。
【０２７０】
さらに半導体レーザダイオードのオン時のモニタ電流をホールドして、その値に基づいて半導体レーザダイオードの駆動回路をフィードバック制御することにより、パルス周波数変動やデューティ比に関係なくＡＰＣ機能が発揮され、蛍光体の励起がスムーズに行え、読み取りの信頼性が向上する。
【０２７１】
（光学読取装置の実施例５）
次に実施例５に係る光学読取装置について説明する。  
例えばキャッシュカードなどのカード８０は、図４４に示す如く、基材８１として例えば白色のポリエステルフィルムを使用して、その基材８１の上面側に、予め反射率を調整した任意の意匠の下地層８２を印刷形成し、下面側に磁性塗料を塗布することにより主情報を書き換え可能に記録する磁性層８３を形成している。更に、上面側の下地層８２上に蛍光体を含有したマーク８４を印刷形成し、これによってセキュリティ用の副情報を固定的に記録する。
【０２７２】
前記マーク８４は、例えば赤外線領域の照射光８５の照射に対応して、それの中心波長とは異なる波長の蛍光８６を発生する蛍光体で構成される不可視状態の、すなわち潜像であって、カード８０の長手方向と直交する細いバーコード状をしている。このマーク１４の形成で、カード発行店コードあるいは暗証番号などの所定のセキュリティ用の副情報がカード８０上に記録されることになる。
【０２７３】
マーク８４として形成されるバーコードは、図４５（ｄ）に例示する従来のバーコードにおける地模様部８７と複数本のバー８８により構成されるデータ部８９ｂとを、同図（ａ）のように反転させたものであって、少なくとも各バー８８間に設けた間隙９０およびデータ部８９の走査方向前後を挟む導入部９１、９１ａを蛍光体層により形成している。
【０２７４】
かかる構成をとることにより、データ部８９をどちらの方向から走査しても、その前後において必ず、データ部８９を構成する各バー８８および間隙９０の幅より十分長く持続する導入部９１を通過させ、データ部８９の位置を容易に検知できるようにする。また、データ部８９の全域におけるコントラストの均一化を図り、走査開始位置における最初のバー８８ａの太さを誤って検出するのを防止する。
【０２７５】
なおマーク８４を構成する蛍光体としては、前記各種蛍光体ならびにネオジウム（Ｎｄ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、ユーロビウム（Ｅｕ）、ツリウム（Ｔｍ）、プラセオジウム（Ｐｒ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）などの希土類元素単体、もしくはそれらの混合物を光学活性元素とし、その光学活性元素が燐酸塩、モリブデン酸塩、タングステン酸塩等の酸化物が母体に含まれる化合物が用いられる。しかし、任意波長の光を照射することにより、残光性を有する蛍光８６を発生するものであれば、その材料を適宜変更して実施できる。
【０２７６】
本実施例では、Ｌi （Ｎｄ0.9 Ｙｂ0.1 ）Ｐ4 Ｏ12のような蛍光体を含む蛍光塗料を印刷してマーク８４を形成し、波長が８００ｎｍ付近の近赤外領域の励起光を照射した時、１０００ｎｍ付近の波長でピーク値を持つ赤外領域の蛍光８６を発生し、励起光の照射を停止した際に光強度が１０％に減衰するまでの時間が４００〜６００μｓｅｃ程度の残光特性を有している。
【０２７７】
本実施例に係る光学読取置は図４６に示す如く、前記カード８０の走行部９２と、その走行部９２によって搬送されるカード８０に対する光照射部９３と、光が照射された位置から放出される光９４を取り込んで電気信号に変換する光電変換部９５と、変換された電気信号中からマーク８４の形成位置に対応したマーク信号Ｓ４を検出するマーク検出部９６と、検出したマーク信号Ｓ４からカード８０上のデータ内容を判定するデータ処理部９７とを備えている。
【０２７８】
前記走行部９２は、カード８０の挿入時期に対応してモータ駆動回路９８で回転駆動されるローラ９９によってカード８０の両側縁を支持しながら、例えば毎秒２００〜４００ｍｍ程度の一定速度で搬送させることにより、カード８０の上面側に形成されたバーコード状のマーク８４が、光照射部９３と光電変換部９５の下方位置を通過する。このモータ駆動回路９８の動作時期に関するデータはデータ処理部９７に対して送られ、マーク内容を判定するためのデータ処理の必要時期を知らせる。
【０２７９】
光照射部９３は、マーク８４の検出時期に対応して所定の直流電圧を出力する発光源駆動電源１００と、その発光源駆動電源１００の通電により所定の光８５を発生する発光源１０１から構成される。
【０２８０】
発光源１０１は、発光中心波長が８００ｎｍ付近の近赤外線を発生する発光ダイオードなどの発光素子１０２の光放出部分に、図３４に示す如くグラスファイバー製の光ガイド１０３が取り付けられている。この光ガイド１０３の先端を、カード８０の表面に対して２ｍｍあるいはそれ以下の距離にまで接近させるとともに、光ガイド１０３の全体をマーク８４の移行方向と直交する面上で且つ水平方向から４５〜６０゜の傾斜角（θ１）を設けて配置している。
【０２８１】
このカード８０上における光照射位置から放出される光９４を電気信号に変換する光電変換部９５は、入射した光を電流に変換する検出器１０４と、電流を電圧に変換したのち増幅する交流増幅回路１０５から構成される。
【０２８２】
検出器１０４は図４４に示すように、赤外域に受光感度を有するフォトセルやフォトダイオードのような受光素子１０６の受光面に、マーク８４から発生される蛍光８６の波長の光を選択的に通す光学フィルタ１０７を介して、発光源１０１側と略同様な光ガイド１０８が固定されている。
【０２８３】
検出器１０４側の光ガイド１０８の先端を前記光ガイド１０３の先端に接近させ、マーク８４の移行方向と直交する面上で且つ例えば１０５〜１１５゜程度の傾斜角（θ２）を設けることにより、マーク８４の表面に対する照射光８５の照射位置から発せられる反射光１０９と蛍光８６を含む光９４を入射光として内部に取り込む。この取り込まれた光９４は、受光素子１０６で入射光の強度に比例した図４７（ｂ）に例示するような電圧に変換するとともに、交流増幅回路１０５で所定の電圧値に増幅した後、その信号Ｓ５をマーク検出部９６に入力し、マーク位置に対応した信号を取り出す。
【０２８４】
マーク検出部９６は、マーク形成位置に対応した図４７（ｃ）のようなマーク信号Ｓ４を出力する比較回路１１０と、その比較回路１１０における比較値Ｖｃを設定する比較値設定回路１１１と、マーク８４中のデータ部８９を判定するデータ部判定回路１１２から構成される。
【０２８５】
比較値設定回路１１１は、光電変換部９５から送られる電気信号Ｓ５におけるマーク８４の導入部９１に対応する部分を検出し、その導入部９１におけるレベルに比例させて比較値Ｖｃを決定して比較回路１１０に入力する。それと同時にデータ部判定回路１１２に向けて所定の信号Ｓ６を送り、データ部８９の検出を開始したことを知らせる。
【０２８６】
データ部判定回路１１２は、比較回路１１０に対して比較値Ｖｃと入力信号Ｓ５の比較時期を知らせるもので、前記比較値設定回路４０から送られるスタート信号Ｓ６によりデータ部８９の走査開始を検出する一方、比較回路１１０から出力される信号Ｓ４によりデータ部８９の終了を検知し、信号Ｓ７を比較回路１１０に入力する。
【０２８７】
比較回路１１０は、光電変換部９５から送られる信号Ｓ５のレベルが設定値Ｖｃを下回る時期に対応して、図４７（ｃ）のように矩形波状の信号Ｓ４を出力するもので、この出力信号Ｓ４はデータ処理部９７に順次送られ、信号Ｓ４のパルス幅とパルス間隔を測定することにより、マーク８４のデータ部８９内容を解析する。
【０２８８】
次にマーク検出部９６の動作を図４８のフローチャートとともに説明する。まずステップ１２０で動作をスタートさせると、ステップ１２１で初期設定を行ない、ステップ１２２から始まる比較値設定工程に入る。
【０２８９】
比較値設定工程では、光電変換部９５から送られる入力信号Ｓ５を微分するなどして、信号レベルが急激に立ち上がる時期をステップ１２２で常時監視する。ここで図４７における時刻ｔ１に立ち上がりが検知されると、ステップ１２３でタイマーを始動して計時を開始し、ステップ１２４で入力信号の立ち下がりが検出されるのを待つ。
【０２９０】
信号レベルの立ち下がりが認められると、更にステップ１２５でタイマーの経過時間を調べる。その時、経過時間が予め設定した時間を下回っていることが判定されると、ノイズなどの不要な信号入力と判断してステップ１２２の前段に戻る。
【０２９１】
しかし、時刻ｔ２に検出された信号レベルの立ち下がり時に、ステップ１２５で設定時間の経過が認められると、例えば立ち上がりから立ち下がりまでの信号レベルの平均値Ｖｍを予め設定した割合で分圧した電圧値をステップ１２６で比較値Ｖｃとして決定し、比較回路１１０に入力する。それと同時に、ステップ１２７でデータ部判定回路１１２を介して比較回路１１０に信号Ｓ７を送り、比較動作開始を指示する。
【０２９２】
比較回路１１０では、ステップ１２８の比較処理工程において、入力信号Ｓ５のレベルが設定値Ｖｃを下回る期間に対応して「Ｈ」レベルの信号を、また上回る期間に対応して「Ｌ」レベルの信号を各々出力することにより、本来のデータである蛍光体層が形成されていない箇所に対応した矩形波状のマーク信号Ｓ４が出力される。
【０２９３】
このマーク信号Ｓ４は、同時にステップ１２９において「Ｌ」レベルの持続時間が検知され、かかる時間が予め設定した時間を超えることが判定されると、マーク８４のデータ部８９を過ぎてもう一方の導入部９１ａに入ったことを比較回路１１０に知らせ、比較処理工程を終了させる。
【０２９４】
なお、前述した図４５（ａ）のように従来のコードマークの全体を反転させるのに代えて、図４５（ｂ）のような反転したデータ部８９あるいは図４５（ｃ）のような反転しないデータ部８９ａの前後を導入部９１，９１ａで挟んでもよい。またマーク８４の走査方向が一定であるなら、導入部９１は走査の開始位置に対応させて１か所のみ設けることで足りる。また導入部９１の形状も矩形状に限らず、データ部８９との区別が可能な形状であれば、任意に変更可能である。
【０２９５】
またマーク検出部９６は、光電変換部９５から送られる信号Ｓ５を上記の如く順次にデータ処理していくのに代えて、一連の入力波形の変化をサンプリングしながら一旦記憶し、そのデータを上記の手順あるいは類似の手順を利用して、マーク８４の形成位置を検出することも可能である。
【０２９６】
更に、前述のように照射光８５を連続的に照射して蛍光８６を検出する場合に限らず、照射光８５を断続させることにより、蛍光８６の残光を検出してマーク８４の形成位置を判定する場合にも利用でき、蛍光８６の検出方法は限定されない。
【０２９７】
更にまた、光学読取装置側を固定してマーク８４を移行させるのに代えて、例えば光照射部９３と光電変換部９５を一体にした携帯型のプローブ形状とし、マーク８４側を固定して光学読取装置側を手動あるいは自動的に移行させるようにしてもよい。また、照射光８５を所定の角度をもって走査させ、その走査位置から放出される光を検出器１０４で検出するようにしてもよい。これらのことは、他の光学読取装置においても同様である。
【０２９８】
（光学読取装置の実施例６）
次に光学読取装置の実施例６を説明する。この実施例で使用されるカード８０ならびにマーク８４の構成などは、前記実施例５と同様であるから、それらの説明は省略する。
【０２９９】
この実施例に係る光学読取装置は、図４９にその概略的な構成を示す如く、マーク１６に対してその強さが略一定の光８５を所定周期をもって断続的に照射する光照射手段１５１と、光８５の照射位置から放出される入射光９４を取り込んで電気信号に変換する光電変換手段１５３と、前記光照射手段１５１における照射光８５の照射タイミングと同期させ、照射開始直前に対応する最低値と、照射停止直前に対応する最大値と、照射停止直後の検出値１５７とを個別に検知可能な波形検出手段１５４と、前記最大値と最低値の差を分圧した比較値１５８と前記検出値１５７とを比べて検出値１５７が比較値１５８を超えるとマーク８４の形成位置と判定するマーク判定手段１５５とを備えている。
【０３００】
さらに前記光電変換手段１５３の入力側に、入射光９４から蛍光８６と同一波長の光成分を選択的に取り込む光学的濾波手段１５２を設け、前記波形検出手段１５４を、所定のタイミングをもって入力波形の値をサンプリングしてその値を次のサンプリング時まで維持し、その波形検出手段１５４から出力される前記最高値が有意な値か否かを判定する信号入力判定手段１５６を備えている。その信号入力判定手段１５６が最高値を有為な値と判定した期間においてのみ、マーク判定手段１５５が比較動作を行なうように構成されている。
【０３０１】
より具体的に説明するとこの光学読取装置は、図５０にその全体の構成を示す如く、走行部９２と、光照射部９３と、光電変換部９４と、マーク検出部９５と、データ処理部３６と、各種の制御信号を発生する信号発生部１３０を備えている。
【０３０２】
信号発生部１３０は、少なくとも光照射部９３で使用する駆動信号Ｓ８と、マーク検出部９６で使用する３種類のタイミング信号Ｓ９，Ｓ１０，Ｓ１１を作成するもので、クロック信号Ｓ１２の発生回路１３１と、そのクロック信号Ｓ１２から各種の制御信号を作成する制御信号発生回路１３２から構成される。
【０３０３】
クロック信号発生回路１３１は図５２（ａ）の如く、例えば１００μｓｅｃ程度の一定時間間隔をもってパルス状のクロック信号Ｓ１２を連続して発生する。制御信号発生回路１３２では、５個のクロック信号Ｓ１２が入力される毎にその信号レベルを切り換えることにより、図５２（ｂ）に示すような、約５００μｓｅｃの時間間隔をもってそのレベルが変わる矩形波状の駆動信号Ｓ８が形成される。また制御信号発生回路１３２では、駆動信号Ｓ８の立ち上がり時から、例えば４、６および９番目のクロック信号Ｓ１２が入力されるのと連動してパルス信号を出力させることにより、図５２（ｃ）〜（ｅ）のような駆動信号Ｓ８と同期した３種類のタイミング信号Ｓ９〜Ｓ１１が形成される。
【０３０４】
マーク検出部９６は、図５２（ｆ）に示す光電変換部９５からの信号Ｓ１３の変化を測定するサンプルホールド回路１３３と、第１ないし第３比較回路１３４，１３５，１３６と、第１および第２表示回路１３７，１３８とから構成される。
【０３０５】
サンプルホールド回路１３３は図５０に例示する如く、ＯＰアンプを使用した電圧バッファ回路１３９の入力側に、入力電圧値を保持するコンデンサ１４０と、前記信号発生部１３０から送られるタイミング信号Ｓ９〜Ｓ１１の入力でオンするアナログスイッチ１４１を備えたものを１組のサンプリング回路１４２とし、それを３組分備えている。
【０３０６】
このサンプルホールド回路１３３は、前記光電変換部９５から送られる図５２（ｆ）で例示するような入射光９４の強度に対応した一連の電圧変化信号Ｓ１３を、複数の時点で個別的且つ周期的にサンプリングするとともに、その各検出値を次のサンプリング時まで保持する。
【０３０７】
本実施例では図５２（ｃ）に示すタイミング信号Ｓ９を第１サンプリング回路１４２ａ（図５１参照）に印加し、光８５の照射を停止する直前の電圧値によって、図５２（ｇ）の太線で示す入射光９４の最大値Ｖｍを検出する。また、図５２（ｄ）で示すタイミング信号Ｓ１０を第２サンプリング回路１４２ｂに印加し、光照射を停止した直後の電圧値によって、図５２（ｇ）の破線で示す残光の強度を電圧値Ｖｄとして検出する。
【０３０８】
さらに図５２（ｅ）で示すタイミング信号Ｓ１１を第３サンプリング回路１４２ｃに印加し、光８５の照射を再開する直前の電圧値Ｖｌによって、図５２（ｇ）の細線で示す入射光９４の最小値を個別に検出する。このようにして、入射光９４の波形の変化を電圧値の変化として求め、全体に占める残光強度の割合が判るようにしている。
【０３０９】
前記各検出値の値を判定する第１比較回路１３４にはＯＰアンプが使用され、そのマイナス側入力端に前記第２サンプリング回路１４２ｂから取り出された残光の電圧値Ｖｄをそのまま検出値として入力する。一方、第１および第３サンプリング回路１４２ａ，１４２ｃから取り出した電圧値の差を可変抵抗器１４３で分圧し、その電圧値Ｖｃを図５２（ｇ）において一点鎖線により示す比較値として入力することにより、検出値Ｖｄが比較値Ｖｃを超えると所定の信号Ｓ１４が第３比較回路１３６に出力される。
【０３１０】
ここで第２比較回路１３４は、第１サンプリング回路１４２ａから出力される最高値Ｖｍを所定の設定値と比較し、最高値Ｖｍが設定値を下回る期間は所定の信号Ｓ１５を出力しているが、最高値Ｖｍが設定値を超えると信号Ｓ１５の出力を停止するものであって、その出力端を順方向に繋いだダイオード１４４を介して第１比較回路１３４の出力側と並列接続し、第３比較回路１３６に対して信号入力するようにしている。
【０３１１】
第３比較回路１３６は、第１比較回路１３４および第２比較回路１３５からの出力をＯＰアンプのマイナス側入力端に印加して設定値と比較し、出力側に備えたＦＥＴによるスイッチング素子１４５をオンオフ規制する。第１および第２比較回路１３４，１３５からの出力電圧がともに設定値を下回る期間は、マーク８４の検出に対応する「１」信号をデータ処理部９７に出力しているが、少なくともどちらか一方の比較回路１３４，１３５から「Ｈ」レベルの信号出力があると、データ処理部９７に送られる信号Ｓ１６がマーク８４の不検出を示す「０」になる。
【０３１２】
従って、入射光９４の強度が低いために第１比較回路１３４からの出力信号Ｓ１４が不定となる期間においては、第２比較回路１３５から「Ｈ」レベルの信号Ｓ１５が第３比較回路１３６のマイナス側入力端に印加される結果、第３比較回路１３６の出力を強制的に「０」状態にしてマーク８４が検出されていないことをデータ処理部９７に知らせる。
【０３１３】
逆に、入射光９４の強度が一定値以上あってマーク検出が正常に行われる状態では、第２比較回路１３５からの出力が「Ｌ」レベルに下がることにより、第１比較回路１３４からの出力レベルの変化、すなわち、蛍光成分の検知に対応して第３比較回路１３６は作動し、図５２（ｈ）に示すようにマーク検出の有無が判定される。
【０３１４】
第３比較回路１３６による判定可能時期については、第２比較回路１３５の出力側に備えた第１表示回路１３７のＬＥＤ１４６を発光させて表示する。更に、マーク８４の検出時期については、第３比較回路１３６の出力側に備えた第２表示回路１３８のＬＥＤ１４７を発光させる。
【０３１５】
サンプルホールド回路１３３の入力側に備えたコンデンサ１４０と抵抗１４８および、第３比較回路１３６の入力側に備えたコンデンサ１４９と抵抗１５０は、ともに積分回路が構成されており、パルス性のノイズの入力によって入力レベルが瞬間的に上昇して誤動作するのを防止している。
【０３１６】
また本実施例における駆動信号Ｓ８の周期は約１ｍｓｅｃで、マーク８４を構成する蛍光体の残光時間の約２倍に設定しているが、周期および残光時間共にその値を適宜変更できる。
【０３１７】
またサンプル信号Ｓ９〜Ｓ１１の送出時間タイミングも、蛍光８６の発光特性に対応させて、照射光８５の点滅タイミングのより直近に設定することで、蛍光８６と反射光１０９の分離がより正確にできる。その場合、残光を検出することなく、光の照射開始直後と照射停止直前における電圧値から、蛍光８６の値を検出することが可能となる。
【０３１８】
更に、各検出値の比較動作も、前述のようにＯＰアンプを用いたアナログ式のものに代えて、マイクロプロセッサを使用したデジタル式のものでもよい。その場合、入力波形の特徴部分における電圧値を選択的にサンプリングするのに代えあるいは加えて、波形の全体形状を検出して、その変化をデジタル処理して求めることもできる。
【０３１９】
（光学読取装置の実施例７）
次に光学読取装置の実施例７について説明する。この実施例の場合もカード８０ならびにマーク８４の構成などは、前記実施例５と同様であるからそれらの説明は省略する。
【０３２０】
この実施例に係る光学読取装置は、図５３にその概略的な構成を示す如く、略一定の時間間隔で周期的に断続しながら光８５を放出する光照射手段１６０と、光８５の照射位置から放出される入射光９４を入力して電気信号に変換する光電変換手段１６２と、前記入射光９４のうちから蛍光８６を選択的に取り込む光学的濾波手段１６１と、前記光照射手段１６０の光８５の照射期間と９０度位相がずれたタイミングで同期をとりながら、前記光電変換手段１６２からの出力信号の半分を反転増幅する波形整形手段１６３と、その波形整形手段１６３の出力信号から直流成分を選択的に取り出す低域通過型濾波手段１６４、その濾波手段１６４から出力される検出電圧を比較電圧と比較して、検出電圧が比較電圧を超えると所定のマーク信号を出力する比較手段１６５を備えている。
【０３２１】
この光学読取装置を具体的に説明すると図５４に示す如く、カード８０の走行部１６６と、カード８０上のマーク８４に対する光照射部１６７と、光８５が照射されたマーク８４上の位置から放出される光９４を電気信号に変換する光電変換部１６８と、変換された電気信号中からマーク８４の形成位置に対応したマーク信号Ｓ２８を出力するマーク検出部１６９と、検出したマーク信号Ｓ２８からカード８０上のデータ内容を判定するデータ処理部１７０とから構成される。
【０３２２】
前記カード走行部１６６は、カード８０の挿入時期に対応してモータ駆動回路１７１で回転駆動されるローラ１７２によってカード８０の両側縁を支持しながら、例えば毎秒２００〜４００ｍｍ程度の一定速度で水平移行させることにより、カード８０の上面側に蛍光体をもって形成されたバーコード状のマーク８４が、光照射部１６７と光電変換部１６８の下方位置を通過する。このモータ駆動回路１７１の動作時期に関するデータは、データ処理部１７０に対して送られ、マーク内容を判定するためのデータ処理の必要時期を知らせる。
【０３２３】
光照射部１６７は、図５６（ａ）で例示するクロック信号Ｓ２０を発生する発振回路１７３と、このクロック信号Ｓ２０にタイミングを合わせて駆動信号Ｓ２１と２種類の制御信号Ｓ２２，Ｓ２３とを個別に形成する信号発生回路１７４と、駆動信号Ｓ２１を電力増幅する発光源駆動回路１７５と、その発光源駆動回路１７５により光８５を発生する発光源１７６とから構成される。
【０３２４】
発振回路１７３は図５６（ａ）に示す如く、例えば２５０μｓｅｃ程度の一定時間間隔をもってパルス状のクロック信号Ｓ２０を連続して発生する。
【０３２５】
信号発生回路１７４は図５５に示す如く、２つのＤ型フリップフロップ１７７，１７８を備え、両者のクロック信号入力端１７９，１８０を互いに発振回路１７３の出力端と並列に接続する。第１フリップフロップ１７７のデータ入力端１８１と第２フリップフロップ１７８の反転出力端１８２との間、第１フリップフロップ１７７の非反転出力端４２と第２フリップフロップ１７８のデータ入力端１８４とを互いに直結している。
【０３２６】
かかる構成により、第１フリップフロップ１７７の非反転出力端１８３からは、クロック信号Ｓ２０が２つ入力される毎に、約５００μｓｅｃの時間間隔でその出力レベルが反転する矩形波状の駆動信号Ｓ２１が出力される。更に第２フリップフロップ１７８の非反転出力端１８４からは駆動信号Ｓ２１と周波数が等しく且つ位相が９０度遅れた第１制御信号Ｓ２２が、反転出力端１８２からは駆動信号Ｓ２１と周波数が等しく且つ位相が９０度進んだ第２制御信号Ｓ２３が各々出力される。
【０３２７】
発光源駆動回路１７５は駆動信号Ｓ２１の入力と連動してオンされるトランジスタスイッチ４５であって、エミッタ・ベース間にツェナーダイオード１８６を接続してベース電圧を制限する一方、コレクタと直列に発光素子１８７を繋いでいる。
【０３２８】
発光源１７６は、発光中心波長が８００ｎｍ付近の近赤外線を発生する発光ダイオードの様な発光素子１８７における光放出部分に、グラスファイバー製の光ガイドを取り付けたものである。この光ガイドの先端を、カード８０の表面に対して２ｍｍあるいはそれ以下の距離にまで接近させるとともに、光ガイドの全体をマーク８４の移行方向と直交する面上で且つ水平方向から４５〜６０゜の傾斜角を設けて配置している（図４４参照）。
【０３２９】
前記光電変換部１６８は、入射した光を電流の変化に変換する検出器１８８と、電流を電圧に変換したのち所定大きさに増幅する交流増幅回路１８９とから構成される。
【０３３０】
検出器１８８は、赤外域に受光感度を有するフォトダイオードやフォトセルのような受光素子の受光面上に、マーク８４から発生される蛍光８６を選択的に通す光学フィルタを介し、発光源１７６側と略同様な光ガイドを固定している。
【０３３１】
検出器１８８側の光ガイドの先端を、発光源１７６側の光ガイドの先端に隣接させ、マーク８４の移行方向と直交する面上で且つ例えば１０５〜１１５゜程度の傾斜角を設けることにより、マーク８４の表面に対する照射光８５の照射位置から発せられる光９４を取り込む。この取り込まれた光９４は、光学フィルタで蛍光８６の波長成分以外の反射光１０９や外部光１９０（図５３参照）を可及的に減衰させたのち、受光素子で入射光の強度に比例した電流に変換される。
【０３３２】
更に交流増幅回路１８９で所定の電圧値に増幅されたあと、図５６（ｅ）で例示する検出信号Ｓ２４としてマーク検出部１６９に入力され、マーク形成位置に対応した信号Ｓ２８が選択して取り出される。
【０３３３】
この実施例はマーク検出部１６９の構成に特徴を有し、図５４および図５５に示す如く、第１および第２制御信号Ｓ２２，Ｓ２３を利用して、検出信号Ｓ２４を図５６（ｆ）で例示する所定の信号Ｓ２５に整形する同期整流回路１９１と、信号Ｓ２５から交流成分を取り除いて蛍光８６の検知に対応して増減する信号Ｓ２６を出力する低域通過型濾波回路１９２と、有為な信号Ｓ２６の入力が判断されるとマーク信号Ｓ２８を出力する比較回路１９３とから構成される。
【０３３４】
前記同期整流回路１９１は、ＯＰアンプ１９４を使用した差動増幅回路１９５における２つの入力端１９６，１９７を並列に接続して検知信号Ｓ２４を入力して、各入力端１９６，１９７と直列にアナログスイッチ１９８，１９９を介挿し、更に各アナログスイッチ１９８，１９９を個別に制御信号Ｓ２２，Ｓ２３を使用してオンオフ制御する。
【０３３５】
すなわち、ＯＰアンプ１９４のプラス側入力端１９６に接続されたアナログスイッチ１９８を第１制御信号Ｓ２２における「Ｈ」レベルの期間に対応してオンさせる一方、マイナス側入力端１９７に接続されたアナログスイッチ１９９を第２制御信号Ｓ２３における「Ｈ」レベルの期間に対応してオンさせる。
【０３３６】
ここで、第１制御信号Ｓ２２における「Ｈ」レベルの期間は発光素子による光８５の照射期間と９０度位相が遅れた期間であるのに対し、第２制御信号Ｓ２３における「Ｈ」レベルの期間は９０度位相が進んだ期間である。従って、同期整流回路１９１に入力された検知信号Ｓ２４のうち、光照射された後半時期と光照射が停止された前半期間とがアナログスイッチ１９８を介してプラス側入力端１９６に、光照射が停止された後半期間と光照射された前半期間とがマイナス側入力端１９７に各々分離されて入力される。
【０３３７】
その結果、同期整流回路１９１の出力側からは、図５６（ｆ）で示す如く、検知信号Ｓ２４のプラス側入力端１９６に対する入力期間は非反転増幅されてプラス電圧の変化として、マイナス側入力端１９７に対する入力期間は反転増幅されてマイナス電圧の変化として信号Ｓ２５が取り出される。
【０３３８】
ところで、検知信号Ｓ２４の変化は、マーク８４上に光８５が照射されていない期間においては、マーク８４およびそのカード８０からの反射光１０９のみであるから、図５６（ｅ）の一点鎖線で示すように矩形波状になる。従って、同期整流回路１９１からの出力信号も図５６（ｆ）中の斜線部分のように、反射光成分の前半部分が反転、後半部分が非反転され、プラス側とマイナス側の値が相等しい信号として取り出される。
【０３３９】
一方、照射光８５がマーク８４上を走査すると、蛍光８６の残光性に起因して、図５６（ｅ）において実線で示すように、光照射時から指数関数的に蛍光成分が増加し、光照射を停止時から指数関数的に蛍光成分が減少する。従って、同期整流回路１９１からの出力信号Ｓ２５も蛍光成分が大きい期間が選択的に非反転増幅され、小さい期間が反転増幅される結果、プラス側の方がマイナス側より十分に大きい信号として取り出される。
【０３４０】
そこで本実施例にあっては、同期整流回路１９１からの出力信号Ｓ２５を更に低域通過型濾波回路１９２を通して交流成分を除去することにより、直流成分のみを取り出す。すなわち、図５６（ｅ）および（ｆ）の一点鎖線で示すようにマーク８４上を走査していないときには、プラス側とマイナス側とが等量であるために両者がキャンセルされ、濾波回路１９２からの出力はない。
【０３４１】
しかし、図５６（ｅ）の実線で示すマーク８４上を走査しているときは、外部光１９０および反射光１０９はキャンセルされるが、蛍光９４はプラス側の方が圧倒的に大きい。従って、濾波回路１９２からはプラスの直流電圧として信号Ｓ２６が取り出される。
【０３４２】
この信号Ｓ２６は更に、ＯＰアンプ２００を使用した比較回路１９３に入力され、定電圧ダイオード２０１で安定化した電圧を可変抵抗器２０２で分圧した比較電圧Ｓ２７とその大きさが比較され、比較電圧Ｓ２７を上回る有為な信号Ｓ２６が入力されると、その出力電圧を「Ｈ」レベル状態にし、マーク位置の検出を特定するマーク信号Ｓ２８を出力する。
【０３４３】
なお、この実施例では駆動信号Ｓ２１の周期は約１ｍｓｅｃで、マーク８４を構成する蛍光体における残光時間の約２倍に設定しているが、周期および残光時間共にその値を適宜変更することもできる。
【０３４４】
（光学読取装置の実施例８）
実施例８の光学読取装置を説明するに先立ち、マークの一例を図５７に基づいて説明する。同図に示すようにバーコード状のマーク２１０は、例えばカードなどのワーク２１１の上に印刷によって形成され、その表面は接着剤層２１２を介して保護シート２１３で覆われている。
【０３４５】
マーク２１０は、例えば赤外線の照射によって励起される蛍光体微粒子を透明なバインダ中に分散、保持してなる透明インクをもって形成される。蛍光体微粒子としては、例えば染料名ローダミン６Ｇ，チオフラビン，エオシン等の有機化合物、或いはＮｄＰ5 Ｏ14，ＬｉＮｄＰ4 Ｏ12，Ａｌ3 Ｎｄ( ＢＯ3 ) 4 等の無機化合物などがある。
【０３４６】
バインダとしては、例えばワックス，塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体，エチレン−酢酸ビニル共重合体，ポリエステル，ポリウレタン，カーボネート，それにこれらの混合物などが使用される。なお、必要に応じて可塑剤や界面活性剤などが適量添加される。
【０３４７】
印刷形成方法としては、透明インクをベースリボン上に均一に塗布してなるインクリボンをサーマルヘッドに装着し、物品の表面に熱転写する方法、或いは液状の透明インクを物品の表面にスクリーン印刷する方法等がある。
【０３４８】
接着剤層２１２を形成する接着剤としては、マーク２１０の膨潤あるいは溶解による変形を防止するため、例えばホットメルト接着剤等の非溶剤系の接着剤が用いられる。ホットメルト接着剤としては、エチレン−酢酸ビニル共重合体系，ポリエチレン系，ポリアミド系，ポリエステル系など各種のものを用いることができる。
【０３４９】
保護シート２１３としては、例えば塩化ビニル系，ポリエステル系などの透明樹脂シートが用いられる。マーク２１０の下地には、光の反射率を高めて、マーク２１０から検出される信号の信号レベルを高めるため、白色層を形成することもできる。
【０３５０】
同図に示すように、使用する蛍光体の励起波長に合った中心波長を有する赤外線２１４をマーク２１０に向けて照射すると、蛍光体微粒子は赤外線２１４を受けて励起され、赤外線２１４の中心波長とは異なる特定波長の蛍光２１５を発っする。この蛍光２１５を受光器にて受光して電気信号に変換し、２値化すれば、マーク２１０のバーコードパターンに対応する２値化信号が得られ、マーク２１０が有している情報を読み取ることができる。
【０３５１】
図５８は実施例に係る光学読取装置の構成図で、同図に示すように光学読取装置は、投光部２１６と、受光部２１７と、光学フィルタ２１８と、増幅部２１９と、増幅部２１９の増幅率を最大にする第１の増幅率設定部２２０と、増幅率を中位にする第２の増幅率設定部２２１と、増幅率を最小にする第３の増幅率設定部２２２と、信号検出部２２３と、信号検出部２２３に駆動クロックを与えるクロック信号発生器２２４を備えている。
【０３５２】
前記信号検出部２２３は、アナログ再生信号ａをデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部２２５と、Ａ／Ｄ変換部２２５により得られた２値化信号からバーコード信号を解析するＣＰＵ２２６と、プログラムメモリや作業メモリ等からなるメモリ装置２２７と、入出力を制御するＩ／Ｏポート２２８などから構成されている。
【０３５３】
Ａ／Ｄ変換部２２５に取り込まれたアナログ再生信号ａの状態から好ましい増幅率を割り出し、ＣＰＵ２２６からの指令に基づいて、増幅率設定部２２０，２２１，２２２のいずれかを選択する信号を、Ｉ／Ｏポート２２８から出力する。また、信号検出部２２３は、メモリ装置２２７に格納されたプログラムに基づいてアナログ再生信号ａからバーコード信号を再生し、Ｉ／Ｏポート２２８から出力する。
【０３５４】
この光学読取装置２２９は図５９に示すように、ワーク２１の通過経路２３０に対向して配置される。この通過経路２３０を介して、光学読取装置２２９に搭載された投光部２１６及び受光部２１７と対向する部分には、反射体２３１が配置される。この投光部２１６と受光部２１７と反射体２３１とは、投光部２１６から投光された赤外線が反射体２３１によって反射され、その反射光が受光部２１７に入射して、受光部２１７の出力信号レベルが飽和レベルになるように調整される。
【０３５５】
次にこの装置におけるマークの読み取り手順を、図６０〜図６２に基づいて説明する。
【０３５６】
装置が起動されると、ＣＰＵ２２６からの指令に基づいて第１の増幅率設定部２２０が選択されて、増幅部２１９の初期増幅率が設定され（２４０）、しかる後に２４１に移行し、ワーク２１１の通過待ちになる。
【０３５７】
ワーク２１１の通過待ち段階、即ち投光部２１６からは赤外線の照射が開始されているが、投光部２１６及び受光部２１７と反射体２３１との間にワーク２１１が存在しない段階では、投光部２１６から照射された赤外線が反射体２３１で反射され、その反射光が受光部２１７に入射するため、図６１（ａ）のＡ領域のように、アナログ再生信号ａは飽和レベルＶref となる。
【０３５８】
投光部２１６及び受光部２１７と反射体２３１との間をワーク２１１が通過すると、まず、ワーク２１１のマーク２１０が印刷されていない部分（いわゆる下地）に赤外線が照射され、その反射光が受光部２１７に受光される。一般に、ワーク２１１の反射率は、反射体２３１の反射率よりも低いので、図６１（ａ）のＢ領域のようにアナログ再生信号ａのレベルは低下する。
【０３５９】
この段階で、ＣＰＵ２２６による処理は２４２に移行し、アナログ再生信号ａのレベルを判定する。下地部分のアナログ再生信号ａのレベルが、ゲイン切り換え判定レベルＶth以上であると判定された場合［図６１（ａ）の下地（１），（２）に対応する場合］は、ＣＰＵ２２６からの指令により第２の増幅率設定部２２１が選択され、増幅部２１９の増幅率が中位まで下がる（２４３）。これにより下地（１），（２）のアナログ再生信号ａのレベルは、図６０（ａ）に破線で示すように、ゲイン切り換え判定レベルＶth以下に低下する。
【０３６０】
２４２で下地部分のアナログ再生信号ａのレベルがゲイン切り換え判定レベルＶth以下であると判定された場合［図６１の下地（３），（４）に対応する場合］、及び２４３で増幅部２１９の増幅率が低下された後は２４４に移行し、マーク２１０の到来を待つ。マーク２１０が到来してそれに赤外線が照射されると、マーク２１０中の蛍光体が励起されて蛍光を発するため、アナログ再生信号ａのレベルが上昇する。
【０３６１】
この段階でＣＰＵ２２６による処理は２４５に移行し、アナログ再生信号ａのレベルを判定する。マーク２１０のバーコード部分におけるアナログ再生信号ａのピーク値が、ゲイン切り換え判定レベルＶth以上であると判定された場合（図６１（ｂ）の下地（１），（２）に対応する場合）は、ＣＰＵ２２６からの指令により第３の増幅率設定部２２２が選択され、増幅部２１９の増幅率が最低値まで下がる（２４６）。これにより下地（１），（２）のアナログ再生信号ａのピーク値は、図６０（ｂ）に破線で示すように、ゲイン切り換え判定レベルＶth以下に低下する。
【０３６２】
２４５で、バーコード部分におけるアナログ再生信号ａのピーク値がゲイン切り換え判定レベルＶth以下であると判定された場合〔図６１（ａ）の下地（４），（４）に対応する場合〕、及び２４６で増幅部２１９の増幅率が低下された後は、２４７に移行し、マーク２１０の最終バーまで２値化する。
【０３６３】
図６２に受光部２１７の出力信号波形と、増幅部２１９から出力されるアナログ再生信号波形と、信号検出部２２３より出力される２値化信号とを示す。同図（ａ）は受光部２１７の出力信号波形図、同図（ｃ）は信号検出部２２３より出力される２値化信号図、同図（ｂ）は第１の増幅率設定部２２０が選択された場合のアナログ再生信号波形図、同図（ｂ´）は第２の増幅率設定部２２１が選択された場合のアナログ再生信号波形図、同図（ｂ´´）は第３の増幅率設定部２２２が選択された場合のアナログ再生信号波形を示す図である。
【０３６４】
この図６２から明らかなように、アナログ再生信号のレベル及び振幅に応じて適宜増幅部２１９の増幅率を切り換え、アナログ再生信号のレベル及び振幅を所定の値に揃えると、予め設定された特定レベルのスライス信号ＶT でアナログ再生信号をスライスすることにより２値化信号を得ることができる。
【０３６５】
本実施例の光学読取装置は、アナログ再生信号ａのレベル及び振幅に応じて増幅器２１９の増幅率を３段階に切り換え、アナログ再生信号ａを予め設定された特定レベルのスライス信号ＶT に常に合致させるようにしたので、ワーク２１１の物性の相違によってマークからの信号の読み取りが不正確になったり不可能になるということがなく、汎用性及び信頼性に優れる。また、１つのスライス信号ＶT でアナログ再生信号ａをスライスして２値化信号を得るので、信号検出部２２３の構成を簡単にすることができる。
【０３６６】
本実施例では、アナログ再生信号ａのレベル及び振幅、即ちワーク２１１からの反射光成分及びマーク２１０からの蛍光に応じて増幅器２１９の増幅率を３段階に切り換えたが、２段階又は４段階以上の多段階に切り換えることもできる。さらに、増幅率設定部として例えば電子ボリュームなどを用いることにより、増幅器２１９の増幅率を無段階に変更することもできる。
【０３６７】
本実施例では、アナログ再生信号ａのワーク２１１からの反射光成分及びマーク２１０からの蛍光に応じて増幅器２１９の増幅率を切り換えたが、ワーク２１１からの反射光成分のみに応じて増幅器２１９の増幅率を切り換えることもできる。
【０３６８】
（光学読取装置の実施例９）
前記実施例では投光部２１６及び受光部２１７と対向に反射体２３１を配置したが、反射体２３１に代えて図６３に示すように、投光部２１６から照射される光を吸収する吸収体２４９を配置することもできる。
【０３６９】
この場合はワーク２１１の通過待ち段階において、投光部２１６から照射された赤外線が吸収体２４９により吸収され、受光部２１７にほとんど光が入射しないため、図６４（ａ）のＡ領域のように、アナログ再生信号ａはほぼグランドレベルＡGND となる。
【０３７０】
投光部２１６と吸収体２４９の間にワーク２１１が通過すると、ワーク２１１からの反射光が受光部２１７に入射するため、図６４（ａ）のＢ領域のように、アナログ再生信号ａが上昇する。
【０３７１】
さらに、マーク２１０が到来し、赤外線がマーク２１０に照射されると、それを構成する蛍光体からの蛍光が併せて受光部２１７に入射するため、図６４（ａ）のＣ領域のように、アナログ再生信号ａがさらに上昇する。従って、Ｂ領域のアナログ再生信号レベルが予め設定されたゲイン切り換え判定レベルＶthを超えているか否かを判定し、超えている場合には増幅部２１９の増幅率を下げることによって、実施例８と同様の信号再生を実施できる。
【０３７２】
（光学読取装置の実施例１０）
図６５に実施例１０に係る光学読取装置の増幅部及び信号検出部の構成を示す。同図に示すようにこの実施例の光学読取装置は、第１のオペアンプ２５０と第１〜第３の抵抗器Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 とからなる第１の差動増幅器２５１と、第２のオペアンプ２５２と第４〜第６の抵抗器Ｒ4 ，Ｒ5 ，Ｒ6 とからなる第２の差動増幅器２５３と、第１のオペアンプ２５１に接続された第１のコンパレータ２５４と、その第１のコンパレータ２５４のスライスレベルを設定する第１の可変抵抗器ＶＲ1 と、第２のオペアンプ２５３に接続された第２のコンパレータ２５５と、その第２のコンパレータ２５５のスライスレベルを設定する第２の可変抵抗器ＶＲ2 と、前記第１のコンパレータ２５４の出力信号ｆをトリガとして、トリガごとに所定幅のパルスを発生するワンショットマルチバイブレータ２５６と、そのワンショットマルチバイブレータ２５６の出力信号を反転するインバータ２５７と、前記第２のコンパレータ２５５の出力信号ｇと前記インバータ２５７の出力信号ｈとの論理積をとるアンドゲート２５８と、そのアンドゲート２５８の出力信号ｉと前記第１のコンパレータ２５４の出力信号ｆとの論理和をとるオアゲート２５９を備えている。
【０３７３】
この実施例では、第１の差動増幅器２５１の増幅率が低く、第２の差動増幅器２５３の増幅率が高く調整され、かつ第１のコンパレータ２５４のスライスレベルと第２のコンパレータ２５５のスライスレベルとが同一の値に設定されている。また、ワンショットマルチバイブレータ２５６より出力されるパルスのパルス幅は、マーク（バーコード）を構成するバーとバーとの間の最も隙間が短い部分を投光でスキャンさせたときに要する時間と同一に調整されている。
【０３７４】
次にこの光学読取装置の動作について説明する。  
図６６は、第１の差動増幅器２５１から出力される第１のアナログ再生信号ａ1 を示している。同図のＡは、ワーク（下地）からの反射光レベルが小さく、マークからの蛍光レベルが大きい場合の信号を示しており、Ｂはワークからの反射光レベル及びマークからの蛍光レベルが共に小さい場合の信号を示しており、Ｃはワークからの反射光レベルが大きく、マークからの蛍光レベルが小さい場合の信号を示している。この第１のアナログ再生信号ａ1 を第１のコンパレータ２５４で２値化すると、図６８（ａ）の２値化信号ｆが得られる。
【０３７５】
図６７は、第２の差動増幅器２５３から出力される第２のアナログ再生信号ａ2 を示している。同図のＡ´は図６６のＡに対応し、Ｂ´は図６６のＢに対応し、Ｃ´は図６６のＣに対応する。この第２のアナログ再生信号ａ2 を第２のコンパレータ２５５で２値化すると、図６８（ｂ）の２値化信号ｇが得られる。
【０３７６】
インバータ２５７の出力信号ｈは、ワンショットマルチバイブレータ２５６より出力されるパルスのパルス幅が、マーク（バーコード）を構成する各バーとバーとの間の最も隙間が短い部分を投光でスキャンさせたときに要する時間と同一に調整されているので、図６８（ｃ）のようになる。
【０３７７】
従って、前記第２のコンパレータ２５５の出力信号ｇと前記インバータ２５７の出力信号ｈとの論理積をアンドゲート２５８でとると、その出力信号ｉは図６８（ｄ）のようになる。このアンドゲート２５８の出力信号ｉと前記第１のコンパレータ２５４の出力信号ｆとの論理和をオアゲート２５９でとると、その出力信号ｊは図６８（ｅ）のようになり、これによってバーコード信号が検出される。
【０３７８】
本実施例では、高レベルの検出信号に対応する第１の２値化信号ｆと低レベルの検出信号に対応する第２の２値化信号ｇとを別個に生成し、それらの信号の論理積及び論理和をとることにより全体のアナログ再生信号に対応する２値化信号を得るようにしたので、１つのワーク上に形成された一連のマークから検出される検出信号が部分的にレベル変動を伴う場合であっても、正確な情報を確実に読み取れる。
【０３７９】
本実施例にでは、２つのコンパレータ２５４，２５５のスライスレベルを一定にしたが、必要に応じてスライスレベルを互いに異なる値に設定することもできる。
【０３８０】
（光学読取装置の実施例１１）
本実施例は、図６５に示す光学読取装置において、２つの差動増幅器２５１，２５３の増幅率を同一に設定すると共に、２つのコンパレータ２５４，２５５のスライスレベルを互いに異なる値に設定している。
【０３８１】
本実施例の場合は図６９に示すように、第１の差動増幅器２５１及び第２の差動増幅器２５３から出力されるアナログ再生信号ａが同一レベルになり、このアナログ再生信号ａが第１のコンパレータ２５４に設定された第１のスライス信号Ｓ1 と第２のコンパレータ２５５に設定された第２のスライス信号Ｓ2 とでスライスされる。
【０３８２】
第１のスライス信号Ｓ1 は、アナログ再生信号ａの高レベル部分Ａ及びＣをスライスし、図６８（ａ）に対応する２値化信号ｆを生成する。一方、第２のスライス信号Ｓ2 は、アナログ再生信号ａのうちの低レベル部分Ｂをスライスし、図６８（ｄ）に対応する２値化信号ｇを生成する。従って、これら第１のコンパレータ２５４の出力信号ｆと第２のコンパレータ２５５の出力信号ｇとの論理和をオアゲート２５８でとることにより図６８（ｅ）の出力信号ｊを得ることができ、部分的にレベル変動を伴う検出信号からマーク情報を確実に読み取れる。
【０３８３】
なお、前記実施例では、差動増幅器とコンパレータとを２つずつ備えた場合について説明したが、これら差動増幅器及びコンパレータをもっと多くすることもできる。差動増幅器とコンパレータの数量を多くすれば、より複雑な検出信号又はアナログ再生信号からも正確な情報の読み取りが可能になる。
【０３８４】
本発明の光学読取システムは、前述の他に次のような用途ならびに特徴も有している。
【０３８５】
１．ファクトリーオートメーション（ＦＡ）関係
自動車などの組み立て時の管理、すなわち車種別、輸出先国別、製造年月日や製造ロット別などを潜像マークを用いて、外観を損ねることなく管理できる。
【０３８６】
２．従来の反射型のバーコードでは読み取れなかった、例えばタイヤなどのような黒い物、あるいはガラスや合成樹脂などの透明な物へマーキングしても、そのマークの読み取りが可能である。
【０３８７】
３．潜像マークの上に文字やデザインを印刷しても潜像マークを読み取ることができるから、情報保持の重畳化が可能で、商品の値札や商品タグなどの狭いスペースが有効に利用できる。
【０３８８】
４．前記１．ならびに３．と同じ理由から、化粧品や薬などデザインも重視する商品、あるいは高級感が要求される各種の化粧箱やパッケージへの利用が有効である。
【０３８９】
５．工場や現場などでは油やホコリで汚れるため従来の反射型のバーコードでは使用できなかった環境下においても、潜像マークでは読み取りが可能である。
【０３９０】
６．前記１．ならびに３．と同じ理由から、顧客への納品伝票（通常、納品伝票は顧客の指定する用紙、フォーマットで顧客が必要な情報しか記入されない）に、隠しコードとしてメーカ側の管理情報をもたせることができる。
【０３９１】
７．カード状のものに隠しコードとして情報を入れ、ゲームカード（バーコードゲーム）として使用可能である。
【０３９２】
８．前記１．ならびに３．と同じ理由から、書籍の管理、図書の管理、図面の管理などに用いれば、デザインを損なうことがない。
【０３９３】
９．偽造、変造、改ざんが極めて困難であるから、入退室管理、出退勤管理、ホテルの如きキーカードなどに適用できる。
【０３９４】
１０．学生証、ＩＤカードなどの偽造、変造、改ざんが防止できるとともに、小型化、省スペース化が可能である。
【０３９５】
１１．スタンプカードやポイントカードなどの偽造、変造、改ざんが防止できるとともに、小型化、省スペース化が可能である。
【０３９６】
１２．パチンコの景品交換システムに導入して、偽造、変造、改ざんが防止できる。
【図面の簡単な説明】
【０３９７】
【図１】本発明の実施例に係る桂皮酸ネオジウム・イッテルビウム（１／１）複合塩の発光スペクトル図である。
【図２】その桂皮酸ネオジウム・イッテルビウム（１／１）複合塩中のＮｄ／Ｙｂのモル比と発光強度との関係を示す特性図である。
【図３】励起光の照射タイミングと２種類の蛍光体の発光状態を示す特性図である。
【図４】スリットの長さ、潜像形成部材の搬送速度ならびに印刷層の間隔などの関係を説明するための図である。
【図５】本発明におけるインクジェットプリンタ用インクの粘度と、相対出力および液滴の大きさの変動率との関係を示す特性図である。
【図６】本発明におけるインクジェットプリンタ用インクの表面張力と液滴の大きさの変動率との関係を示す特性図である。
【図７】本発明におけるインクジェットプリンタ用インクの比抵抗と液滴の大きさの変動率との関係を示す特性図である。
【図８】本発明におけるインクジェットプリンタ用インクのｐＨと分散安定性との関係を示す特性図である。
【図９】試料１〜７に係る蛍光体の仕込み原料の種類と割合を示す図である。
【図１０】試料８〜１５に係る蛍光体の仕込み原料の種類と割合を示す図である。
【図１１】試料１〜７に係る蛍光体の焼成温度、蛍光体の組成ならびに粒子サイズを示す図である。
【図１２】試料８〜１５に係る蛍光体の焼成温度、蛍光体の組成ならびに粒子サイズを示す図である。
【図１３】本発明の実施例に係る試料１の蛍光体の発光スペクトル図である。
【図１４】本発明の実施例に係る試料７の蛍光体の発光スペクトル図である。
【図１５】比較例に係る試料１５の蛍光体の発光スペクトル図である。
【図１６】本発明の実施例に係る試料１６〜２０の蛍光体の仕込み原料の種類と割合と焼成条件を示す図である。
【図１７】本発明の実施例に係る試料１６の蛍光体（ＥｒＹ）3 （ＦｅＡｌ）5 Ｏ12の発光スペクトル図である。
【図１８】Ｇｅフォトダイオードの分光感度特性図である。
【図１９】ＩｎＧａＡｓフォトダイオードの分光感度特性図である。
【図２０】本発明の実施例に係る試料２１〜２５の蛍光体の仕込み原料の種類と割合と焼成条件を示す図である。
【図２１】本発明の実施例に係る試料２１の蛍光体Ｙｂ0.3 Ｙ2.7 Ａｌ5 Ｏ12の吸収発光スペクトル図である。
【図２２】本発明の実施例に係る蛍光体ＹｂX Ｙ1-X Ａｌ5 Ｏ12中のＹｂのモル分率（Ｘ）の値を種々変えた場合の発光強度の変化を示す図である。
【図２３】実施例１２で得られた蛍光体の発光スペクトル図である。
【図２４】実施例１２で得られた蛍光体のパルス光励起に対する応答波形図である。
【図２５】実施例１２で得られた蛍光体の粒子構造の写真である。
【図２６】実施例１２と比較例９で得られた蛍光体を純水に浸漬させたときの回収率の経時変化を示す特性図である。
【図２７】インクジェット記録方式のうちの電界制御方式を説明するための原理説明図である。
【図２８】本発明の実施例に係る潜像を形成した郵便物の平面図である。
【図２９】本発明の実施例に係る潜像を形成した郵便物の他の例の平面図である。
【図３０】郵便物におけるバーコード情報の付与と、その情報の読み取りの工程を説明するためのフローチャートである。
【図３１】本発明の光学読取装置の実施例１を示す概略構成図である。
【図３２】その読取装置に使用するミラーの平面図である。
【図３３】その読取装置に使用するスリット部材の機能を説明するための一部断面図である。
【図３４】この実施例で使用される半導体チップから出力されるレーザ光の放射パターンを示す図である。
【図３５】その放射パターンと、印刷されたバーコードパターンの位置関係を説明するための図である。
【図３６】その放射パターンと、傾斜したバーコードパターンとの関係を説明するための図である。
【図３７】光学読取装置の実施例２で用いられる反射ミラーの平面図である。
【図３８】その反射ミラーを使用した光学読取装置の一部概略構成図である。
【図３９】光学読取装置の実施例３を説明するための図である。
【図４０】光学読取装置の実施例３を説明するための図である。
【図４１】蛍光体の残光を利用した検出方法での、発光素子の発光タイミングならびに受光素子の出力の状態を示すタイミングチャートである。
【図４２】光学読取装置の実施例４の概略構成を示すブロック図である。
【図４３】その光学読取装置に使用される半導体レーザダイオードの構成を示す図である。
【図４４】光学読取装置の実施例５の基本的な構成を示す概略図である。
【図４５】マークの形成状態を示す説明図である。
【図４６】その光学読取装置の全体的な構成を示すブロック図である。
【図４７】マークの検出状態を説明するための図である。
【図４８】マーク検出部における動作のフローチャートである。
【図４９】光学読取装置の実施例６の基本的な構成を示す概略図である。
【図５０】その光学読取装置の全体の構成を具体的に示すブロック図である。
【図５１】その光学読取装置のマーク検出部の詳細を示すブロック図である。
【図５２】その光学読取装置の各種信号のタイミングチャートである。
【図５３】光学読取装置の実施例７の基本的な構成を示す概略図である。
【図５４】その光学読取装置の全体の構成を具体的に示すブロック図である。
【図５５】その光学読取装置のマーク検出部の詳細を示すブロック図である。
【図５６】その光学読取装置の各種信号のタイミングチャートである。
【図５７】ワーク上に形成されるマーク、接着剤層ならびに保護シートの状態を示す拡大断面図である。
【図５８】光学読取装置の実施例８を示すブロック図である。
【図５９】その光学読取装置の配置構成を示す図である。
【図６０】その光学読取装置におけるマークの読み取り手順を示すフローチャートである。
【図６１】その光学読取装置におけるアナログ再生信号の波形図である。
【図６２】その光学読取装置における検出信号とアナログ再生信号と２値化信号との関係を示す説明図である。
【図６３】光学読取装置の実施例９における配置構成を示す図である。
【図６４】その光学読取装置のアナログ再生信号の波形図である。
【図６５】光学読取装置の実施例１０における増幅部及び信号検出部の構成図である。
【図６６】その光学読取装置の第１の差動増幅器から出力される第１のアナログ再生信号の波形図である。
【図６７】その光学読取装置の第２の差動増幅器から出力される第２のアナログ再生信号の波形図である。
【図６８】その光学読取装置の各部から出力される２値化信号の波形図である。
【図６９】光学読取装置の実施例１１における信号２値化方法を示す説明図である。
【図７０】従来の光学読取装置の構成を示す説明図である。
【図７１】その光学読取装置におけるアナログ再生信号の波形図である。
【符号の説明】
【０３９８】
１０  潜像形成部材
１３  郵便物
１８  印刷層
１９  ラベル
２２  ＯＣＲ
２３  ＩＪＰ
２４  バーコード区分け装置
２５  読取装置
２６  半導体レーザ駆動装置
２７  半導体レーザ
２９  ミラー
３０  第１平凸レンズ
３１  第２平凸レンズ
３２  スリット部材
３２ａ  スリット
３３  フィルタ
３４  フォトダイオード
３５  透孔
５１  放射パターン
５５  有価証券
６０  励起光
６１  蛍光
６２  搬送手段
６３  長軸
６４  短軸
７４  駆動回路
７５  半導体レーザダイオード
７７  受光回路
７９  ホールド回路
ｔu   蛍光体の立ち上がり時間
ｔd   蛍光体の立ち下がり時間
ｖ    潜像形成部材の搬送速度
Ｌ  印刷層の間隔
【図１】
2005209226.tif 000006
【図２】
2005209226.tif 000007
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５３】
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【図５５】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６５】
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【図６７】
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【図６８】
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【図６９】
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【図７０】
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【図７１】
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