(57)【要約】【課題】  認識精度の低下、バラツキが小さく、またユーザーが使用に際して不快感を覚えることを防止し、更に装置本体外では認識対象の表面形状を他人から見られることのない、導電体の表面形状認識装置及び導電体の表面形状認識方法を提供する。【解決手段】  媒体１０を表面形状認識装置１の内部で搬送させる搬送手段２１、媒体１０を帯電させる帯電手段６、導電体の表面形状に対応する読み取り情報として保持された静電潜像を現像してトナー像を形成するトナー像形成手段７と、トナー像の形状情報を作成する情報作成手段８と、この形状情報を出力する出力手段とを有する。【選択図】        図１
2006061351.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
媒体に読み取り情報を保持させ、該読み取り情報を予め格納した固有情報と照合して認証を行う認証システムに用いられる導電体の表面形状認識装置であって、
前記媒体を前記装置内部で搬送させる搬送手段と、
前記媒体を前記装置内部で帯電させる帯電手段と、
前記導電体の表面形状に対応する読み取り情報として保持された前記媒体上に形成された静電潜像を、前記装置内部でトナーにより現像してトナー像を形成するトナー像形成手段と、
前記装置内部で前記トナー像の形状情報を作成する情報作成手段と、
前記形状情報を出力する出力手段と、
を有することを特徴とする導電体の表面形状認識装置。
【請求項２】
前記装置内部で前記トナー像を除去するクリーニング手段を有することを特徴とする請求項１に記載の導電体の表面形状認識装置。
【請求項３】
前記装置内部で前記媒体上の帯電を除去する除電手段を有することを特徴とする請求項１または２いずれかに記載の導電体の表面形状認識装置。
【請求項４】
前記トナー像形成手段が前記クリーニング手段も兼ねることを特徴とする請求項２または３いずれかに記載の導電体の表面形状認識装置。
【請求項５】
媒体に保持した読み取り情報を、予め格納した固有情報と照合して認証を行う認証システムにおける導電体の表面形状認識方法であって、
誘電体層を有する媒体を帯電させる帯電工程と、
前記誘電体層に導電体を接触させることにより、前記導電体の表面形状に応じた静電潜像を形成させる静電潜像形成工程と、
前記静電潜像をトナーにより前記誘電体層表面で現像することによりトナー像を形成するトナー像形成工程と、
前記トナー像の形状を抽出する読み取り工程と、
を有することを特徴とする導電体の表面形状認識方法。
【請求項６】
前記読み取り工程の後に、媒体上の帯電を除去するポスト除電工程と前記トナー像を除去するポストクリーニング工程とを有することを特徴とする請求項５に記載の導電体の表面形状認識方法。
【請求項７】
前記帯電工程に先立ち、予め前記媒体をクリーニングするプレクリーニング工程を有することを特徴とする請求項５または６いずれかに記載の導電体の表面形状認識方法。
【請求項８】
前記プレクリーニング工程と前記帯電工程の間に、予め前記媒体を除電するプレ除電工程を有することを特徴とする請求項５から７いずれかに記載の導電体の表面形状認識方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、媒体に読み取り情報を保持させ、該読み取り情報を予め格納した固有情報と照合して認証を行う認証システムに用いられる導電体の表面形状認識装置及び媒体に保持した読み取り情報を、予め格納した固有情報と照合して認証を行う認証システムにおける導電体の表面形状認識方法に関するものである。
尚、本発明において導電体とは、絶縁体以外の半導電体も含む概念で用いられるものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の導電体の表面形状認識装置や表面形状認識方法が用いられる認証システムの代表的なものに指紋（導電体である指の表面形状）による認証システムがあり、指紋の検出に関しては、感圧センサを用いたもの、感熱センサを用いたもの、静電容量の変化をとらえるもの、レーザー光の反射を用いたもの等がある。
例えば特許文献１には感圧式の指紋センサを用いた認識装置が、また特許文献２には指紋を紙上に押下して、指から紙上に付着した皮脂にトナーを定着させる認識装置及び認識方法が記載されている。
【特許文献１】特開２００４−１３８４１６号公報
【特許文献２】特開昭６１−２８８８３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記特許文献１やその他の方式の認識装置にあっては、装置本体に取り付けられたセンサの読み取り面上に指を押し付けることにより指紋の形状を検知しようとするものであり、読み取り面には多数のユーザーが触れることになる。
かかる場合には、読み取り面に傷や汚れが発生しやすくなって認識の精度が低下してしまうことが懸念される。
また人によっては不特定のユーザーが接触した面に触れることに対し不快感を覚える場合がある。
【０００４】
また、特許文献２に記載の認識装置及び認識方法においては、紙上に付着した皮脂にトナーを定着させるためには、指が適度に皮脂を含んでいなければならず、個人差により安定して指紋を認識することが困難であった。
更に、紙上に定着された指紋を装置本体外で他人から見られてしまうことから偽造や盗用といったセキュリティ上の問題もあった。
【０００５】
本発明は、かかる課題に鑑みて為されたものであり、傷や汚れによる認識精度の低下、認識対象となる導電体の表面形状の相違による認識精度のバラツキが小さい導電体の表面形状認識装置及び導電体の表面形状認識方法を提供することを目的とするものである。
また本発明は、ユーザーが不快感を覚えることを防止でき、装置本体外では当該表面形状を他人から見られることのない導電体の表面形状認識装置及び導電体の表面形状認識方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決して、このような目的を達成するために、請求項１記載の導電体の表面形状認識装置は、媒体に読み取り情報を保持させ、該読み取り情報を予め格納した固有情報と照合して認証を行う認証システムに用いられる導電体の表面形状認識装置であって、前記媒体を前記装置内部で搬送させる搬送手段と、前記媒体を前記装置内部で帯電させる帯電手段と、前記導電体の表面形状に対応する読み取り情報として保持された前記媒体上に形成された静電潜像を、前記装置内部でトナーにより現像してトナー像を形成するトナー像形成手段と、前記装置内部で前記トナー像の形状情報を作成する情報作成手段と、前記形状情報を出力する出力手段とを有することを特徴とする。
【０００７】
この請求項１記載の発明によると、帯電させた媒体に導電体の表面形状に応じた静電潜像が、読み取り情報として安定して形成され保持される。この静電潜像自体は肉眼では識別はされず、装置内部でトナー像が形成されて初めて可視化される。
また導電体の表面形状は、形状情報を作成する情報作成手段に直接読み取らせるのではなく、一旦、媒体を介して読み取り情報として保持される。
【０００８】
請求項２記載の導電体の表面形状認識装置は、前記装置内部で前記トナー像を除去するクリーニング手段を有することを特徴とするものである。
【０００９】
この請求項２記載の発明によると、媒体上に形成されたトナー像が除去されて、装置本体外では当該表面形状は視認されない。
【００１０】
請求項３記載の導電体の表面形状認識装置は、前記装置内部で前記媒体上の帯電を除去する除電手段を有することを特徴とする。
【００１１】
この請求項３記載の発明によると、媒体上の残存電荷が完全に除去されるので、当該媒体を再使用に供するのに好適である。
【００１２】
請求項４記載の導電体の表面形状認識装置は、前記トナー像形成手段が前記クリーニング手段も兼ねることを特徴とする。
【００１３】
この請求項４記載の発明によると、クリーニング手段をわざわざ設ける必要が無く、クリーニング手段のためのスペースが不要となる。
【００１４】
請求項５記載の導電体の表面形状認識方法は、媒体に保持した読み取り情報を、予め格納した固有情報と照合して認証を行う認証システムにおける導電体の表面形状認識方法であって、誘電体層を有する媒体を帯電させる帯電工程と、前記誘電体層に導電体を接触させることにより、前記導電体の表面形状に応じた静電潜像を形成させる潜像形成工程と、前記静電潜像をトナーにより前記誘電体層表面で現像することによりトナー像を形成するトナー像形成工程と、前記トナー像の形状を抽出する読み取り工程とを有することを特徴とする。
【００１５】
この請求項５記載の発明によると、帯電させた媒体に導電体の表面形状に応じた静電潜像が、形成され、これを現像して抽出することにより、安定して表面形状の認識が行われる。この静電潜像自体は肉眼では識別はされず、トナー像が形成されて初めて可視化される。
また導電体の表面形状は、読み取り工程で直接読み取られるのではなく、一旦、媒体を介して読み取り情報として保持される。
【００１６】
請求項６記載の導電体の表面形状認識方法は、前記読み取り工程の後に、媒体上の帯電を除去するポスト除電工程と前記トナー像を除去するポストクリーニング工程とを有することを特徴とする。
【００１７】
この請求項６記載の発明によると、媒体上の残存電荷と形成されたトナー像が完全に除去されるので当該表面形状は視認されなくなり、また当該媒体を再使用に供するのに好適である。
【００１８】
請求項７記載の導電体の表面形状認識方法は、前記帯電工程に先立ち、予め前記媒体をクリーニングするプレクリーニング工程を有することを特徴とする。
【００１９】
この請求項７記載の発明によると、媒体をプレクリーニングすることにより、安定して静電潜像が形成される。
【００２０】
請求項８記載の導電体の表面形状認識方法は、前記プレクリーニング工程と前記帯電工程の間に、予め前記媒体を除電するプレ除電工程を有することを特徴とする。
【００２１】
この請求項８記載の発明によると、媒体表面に残存する電荷が完全に除去されるので、更に安定した静電潜像を形成することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係る導電体の表面形状認識装置によれば、帯電させた媒体に導電体の表面形状に応じた静電潜像が形成されるので、媒体の傷や汚れによる認識精度の低下、導電体の表面形状の相違による認識精度のバラツキを小さくすることができる。
また導電体の表面形状は、一旦、媒体を介して読み取り情報として保持され、不特定のユーザーが当該媒体に触れる必要がないので、媒体所有者が不快感を覚えることを防止できる。
また静電潜像自体は肉眼では識別はされず、装置内部でトナー像が形成されて初めて可視化されるので、導電体の表面形状を読み取り情報として保持させる際に、装置本体外で当該表面形状を他人から見られてしまうことがない。
またクリーニング手段や除電手段を適宜設け、導電体の表面形状の認識がされた後に形成されたトナー像を除去することにより、媒体を再度使用することができ、装置本体外で指紋等の導電体の表面形状を他人から見られてしまうことが無く、セキュリティ上の心配も不要となる。
更にトナー像形成手段がクリーニング手段も兼ねることにより、クリーニング手段をわざわざ設ける必要が無くなるので、装置全体を小型化することが可能となる。
【００２３】
本発明に係る導電体の表面形状認識方法によれば、帯電させた媒体に導電体の表面形状に応じた静電潜像が形成されるので、媒体の傷や汚れによる認識精度の低下、導電体の表面形状の相違による認識精度のバラツキを小さくすることができる。
また導電体の表面形状は、読み取り工程で直接読み取られるのではなく、一旦、媒体を介して読み取り情報として保持される。
したがって、不特定のユーザーが当該媒体に触れる必要がないので、媒体所有者が不快感を覚えることを防止できる。
また静電潜像自体は肉眼では識別はされず、トナー像形成工程によりトナー像が形成されて初めて可視化されるので、導電体の表面形状を読み取り情報として保持させる際に、当該表面形状を他人から見られてしまうことがない。
またポストクリーニング手段やポスト除電手段を適宜設け、導電体の表面形状の認識がされた後に形成されたトナー像を除去することにより、媒体を再度使用することができると共に、導電体の表面形状を他人から見られることをより確実に防止できるので、セキュリティ上の心配も不要となる。
更にプレクリーニング手段やプレ除電手段を適宜設けることにより、安定した静電潜像を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図１乃至図６は本発明に係る表面形状認識装置の第１の実施形態を示すものであり、図１は、表面形状認識装置のブロック図を、図２乃至図６は、表面形状認識装置の各部概略構成をそれぞれ示している。
【００２５】
図１において、１は表面形状認識装置であり、この装置１は、挿入口と排出口を兼ねるスロット２が形成されたケース３を有しており、このケース３の内部に、クリーニング手段４、除電手段５、帯電手段６、トナー像形成手段７、形状情報作成手段８、制御手段９の各手段が設けられている。これら各手段には図示しない電源により所定の電圧が必要に応じて適宜印加される。
また後述する媒体１０が、クリーニング手段４、除電手段５、帯電手段６、トナー像形成手段７及び形状情報作成手段８を通過できるように搬送手段２１が設けられている。
【００２６】
クリーニング手段４、除電手段５、帯電手段６、トナー像形成手段７、形状情報作成手段８及び搬送手段２１は、それぞれライン２２〜２７で制御手段９と接続されており、この制御手段９により、クリーニング手段４、除電手段５、帯電手段６、トナー像形成手段７、形状情報作成手段８及び搬送手段２１の作動が制御される。
また２８は図示しないホストコンピュータに設けられた中央演算装置であり、この中央演算装置２８は、ライン２９を介して形状情報作成手段８と、ライン３０を介して制御手段９と接続されている。
本実施形態においては、この中央演算装置２８に、固有情報としてのユーザーの指紋情報が格納されている。
【００２７】
図２は、本実施形態におけるクリーニング手段４の概略構成図であり、このクリーニング手段４には、搬送手段２１上を搬送されてくる図示しない媒体１０の表面に摺接されるファーブラシローラ４１、このファーブラシローラ４１に当接されるバイアスローラ（回収ローラ）４２、及びこのバイアスローラ４２の外周に当接され、ウレタンゴム等からなるクリーニングブレード４３が設けられている。
また図２の矢印Ａで示されるように、クリーニング手段４は、クリーニング時のみ媒体１０と接触し、クリーニングを行わない時は媒体１０から離れるように上下に移動する構造とされている。
【００２８】
図３は、本実施形態における除電手段５の概略構成図であり、除電ブラシ４４の先端部４４ａが、図示しない媒体１０の表面から１ｍｍから４ｍｍの位置となるように設けられてＡＣ除電器を構成している。
なお、本実施形態においてはＡＣ除電のみを行っているが、媒体表面を光照射する光除電をＡＣ除電に代えてあるいはＡＣ除電と併用して用いても良い。
【００２９】
図４は、本実施形態における帯電手段６の概略構成図であり、ワイヤー状のコロナ放電電極４５、シールド部材としてのコ字状サイドプレート４６、このサイドプレート４６に取り付けられた制御グリッド４７が設けられてスコロトロン帯電装置を構成している。ここで制御グリッド４７のグリッド面４７ａは、図示しない媒体１０の表面から１ｍｍから４ｍｍの位置となるように配置されている。
なお、本実施形態においてはスコロトロン帯電装置を採用したが、これに代えて帯電ローラを用いても構わない。
【００３０】
図５は、本実施形態におけるトナー像形成手段７の概略構成図であり、このトナー像形成手段７は、現像ローラ４８、現像ローラ４８上のトナー４９を薄層化する現像ブレード５０、現像ローラ４８にトナー４９を供給するトナー供給ローラ５１で構成される接触の１成分現像器である。トナー４９には、負帯電性の非磁性１成分系のトナーが用いられている。
なお、本実施形態においては接触の１成分現像器を採用したが、これに代えて非接触の１成分現像方式、２成分非接触現像方式、２成分接触現像方式等を用いても構わない。
【００３１】
図６は、本実施形態における形状情報作成手段８の概略構成図であり、この形状情報作成手段８は、読み取りレンズ６１、ＣＣＤセンサ６２で構成されている。
読み取りレンズ６１としては、２ｆ系、４ｆ系などを用いることができる。
またＣＣＤセンサ６２としては、例えば表面形状認識の対象が大きさ約１インチ角（２５．４ｍｍ×２５．４ｍｍ）で表現可能な指紋の場合には、５１２×５１２画素程度（約５００ＤＰＩ）のもので十分と考えられるが、更に画素数を増やしても構わないことは言うまでもない。
【００３２】
次に図７に基づいて、本実施形態の認識装置に用いられるカード（媒体）１０の構造について説明する。このカード１０は、上述した表面形状認識装置に用いられ、指紋に関する読み取り情報を保持し、予め登録されているカード保有者の指紋に関する固有情報と、前記読み取り情報を照合する認証システムに用いられるものである。
【００３３】
このカード１０自体の大きさは任意であるが、銀行のキャッシュカードや信販会社のクレジットカード等と同様な大きさである幅５４ｍｍ、長さ８６ｍｍ、厚さ０．７５ｍｍであれば汎用性が高い。
このカード１０には、基材６３及びこの基材６３上に形成された静電潜像形成部６４を有しており、静電潜像形成部６４の大きさは、前述したように表面形状認識の対象が例えば指紋である場合には、約１インチ角（２５．４ｍｍ×２５．４ｍｍ）である。
【００３４】
基材６３の材質としては、硬さ、強度、剛性の観点からポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）が好適であるが、他に塩化ポリビニル、ポリプロピレン、ポリカーボネート等を用いても差し支えない。
【００３５】
静電潜像形成部６４は、基材６３上に導電層６５、誘電層６６、オーバーコート層６７を塗布した構造になっている。導電層６５、誘電層６６、オーバーコート層６７の塗布方法としては、所定の添加材料と結着樹脂とを溶媒に分散または溶解して塗工液を調製し、この塗工液を基材６３上に塗布する方法が一般的である。
なお、他の塗布方法としては、浸漬塗工、カーテンフロー、バーコート、ロールコート、リングコート、スピンコート、スプレーコート、真空蒸着法等があり、下地の形状や塗工液の状態に合わせて選択することができる。
【００３６】
導電層６５としては、金、アルミなどの導電性金属の蒸着層を用いることができるほか、金属及びその酸化物、窒化物、塩、合金、更にはカーボンなどの導電性材料などを含有した樹脂層としても良い。
この場合における樹脂としてはポリエステル、ポリウレタン、ポリアリレート、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリブタジェン、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリプロピレン、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリサルホン、ポリアリルエーテル、ポリアセタール、フェノール樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ユリア樹脂、アリル樹脂、アルキド樹脂及びブチラール樹脂等が挙げられる。
【００３７】
誘電層６６としては、ポリカーボネート樹脂、スチレン樹脂、アクリル樹脂、スチレン−アクリル樹脂、エチレン−酢酸ビニル樹脂、ポリプロピレン樹脂、塩化ビニル樹脂、塩素化ポリエーテル樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、フラン樹脂、二トリル樹脂、アルキッド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリアリレート樹脂、ジアリレート樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリアリルスルホン樹脂、シリコーン樹脂、ケトン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリエーテル樹脂、フェノール樹脂、エチレン・酢酸ビニル・共重合体（ＥＶＡ）樹脂、アクリロニトリル・スチレン（ＡＢＳ）樹脂、エポキシアリレート樹脂等の各種樹脂材料が挙げられる。
【００３８】
オーバーコート層６７は必ずしも必要なものではないが、フッ素樹脂粒子と結着樹脂とを含有する溶液を塗布することにより形成される。
フッ素樹脂粒子の具体例としては、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフロオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン−パーフルオロアルキビニルエーテル共重合体などのフッ素樹脂粒子が挙げられる。これらのフッ素樹脂粒子は、単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
フッ素樹脂粒子を分散する結着樹脂としては、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリブタジェン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ユリア樹脂、アリル樹脂、アルキド樹脂、ポリアミド−イミド樹脂、ナイロン樹脂、ポリサルフォン樹脂、ポリアリルエーテル樹脂、ポリアセタール樹脂、ブチラール樹脂などが挙げられる。
【００３９】
次に、上述した表面形状認識装置１とカード１０により、第１の実施形態における表面形状認識方法がどのように行われるかを図８のフローに基づいて説明する。ここで図８においては、中央の点線部を境界とし、左側が装置１の外部で実行されるステップ、右側が装置１の内部で実行されるステップを示している。
【００４０】
ステップＳ１で、カード（媒体）１０が、スロット２より挿入され、搬送手段２１上に載置される。
【００４１】
カード１０は、搬送手段２１によりクリーニング手段４と対向する位置まで搬送され、このカード１０の静電潜像形成部６４に対してステップＳ２のプレクリーニングが行われる。
この際クリーニング手段４においては、ファーブラシローラ４１及びバイアスローラ４２のそれぞれに、図示しない別々の外部電源によってバイアス電圧が印加されており、プラス側の端子がそれぞれファーブラシローラ４１及びバイアスローラ４２に接続され、マイナス側の端子が接地されている。
外部電源により、ファーブラシローラ４１に印加される電圧は、通常マイナスに帯電している静電潜像形成部６４とは反極性のプラス３００Ｖからプラス４００Ｖの電圧が印加されている。
一方、図示しない別の外部電源によりバイアスローラ４２に印加されるバイアス電圧は、ファーブラシローラ４１に印加される電圧より高くプラス５００からプラス６００Ｖに設定されている。
かかる電圧の極性の違いと大小関係により、静電潜像形成部６４のマイナス極性を有する汚れは、バイアスローラ４２に集められ、クリーニングブレード４３によって除去される。
【００４２】
次にカード１０は、搬送手段２１により除電手段５と対向する位置まで搬送され、このカード１０に対してステップＳ３のプレ除電が行われる。
除電手段５においては、図示しない外部電源が接続されて±１００Ｖ〜±１０００Ｖ程度のＡＣ電圧が印加されることで、カード１０表面の除電が行われる。
【００４３】
次にカード１０は、搬送手段２１により帯電手段６と対向する位置まで搬送され、このカード１０に対してステップＳ４の帯電が行われる。
帯電手段６においては、図示しない外部高圧電源からコロナ放電電極４５に電圧が印加され、かつ所定の電位に保持された制御グリッド４７とによってカード１０が帯電される。
具体的には、コロナ放電電極４５には、外部高圧電源からマイナス５０００Ｖからマイナス６０００Ｖの電圧が印加されており、また制御グリッド４７はマイナス７００Ｖに保持されているので、カード１０の表面は約マイナス７００Ｖに帯電することになる。
なお、本実施例では、コロナ放電電極４５と制御グリッド４７にマイナスの電圧を印加することにより、カード１０をマイナスに帯電させているが、コロナ放電電極４５と制御グリッド４７に印加する電圧の極性は、プラスあるいはマイナスのいずれであっても構わない。
一般的にはプラス電圧を印加するとオゾンの放出が減少するといわれており、コロナ放電電極４５と制御グリッド４７に印加する電圧の極性がプラスの場合は、カード１０もプラスに帯電する。
【００４４】
ステップＳ４の帯電が行われた後、カード１０は一旦スロット２から外部に排出される（ステップＳ５）。
この際、クリーニング手段４は前述の通りカード１０から離れる位置まで移動されており、また除電手段５は制御手段９によりオフ状態とされる。
またカード１０を全部排出する必要はなく、静電潜像形成部６４が外部に露出すれば十分である。
【００４５】
そしてステップＳ６で、ユーザーが静電潜像形成部６４上に指紋を押下することにより、静電潜像形成部６４の表面には指紋（導電体の表面形状）に応じた静電潜像が形成される。
すなわち指紋は、皮膚の汗腺が突起した模様であり、連続した突起状の表面形状であるので、ユーザーが指を静電潜像形成部６４に押下するように接触させるとき、微細に見るとこの突起状の部分が静電潜像形成部６４と接触している。
また、指は導電体であるので、帯電手段により約マイナス７００Ｖに帯電している静電潜像形成部６４の表面の電荷は、指との接触部分のみを通じてアースに流れることになる。この結果、静電潜像形成部６４においては、当該接触部分のみの電荷が失われ、表面に指紋状の静電潜像が形成される。ちなみに本願出願人の実験結果によると、指の突起状の部分が接触した箇所の電位は、当初の約マイナス７００Ｖに対し、マイナス１００Ｖから０Ｖに低下していた。
なおこのステップでは、ユーザーに指紋を押下させる際、必要に応じて指紋の押下を促すための音声や文字表示等によるガイダンスが行われる。
【００４６】
この後、カード１０は、再度スロット２より装置１内に挿入され（ステップＳ７）、搬送手段２１によりトナー像形成手段７と対向する位置まで搬送され、このカード１０に対してステップＳ８のトナー像形成が行われる。
この際、クリーニング手段４は前述の通りカード１０から離れる位置まで移動されており、また除電手段５、帯電手段６は、制御手段９によりオフ状態とされており、再度挿入されたカード１０は、クリーニング、除電、帯電の各工程をスキップしてトナー像形成手段７に至る。
【００４７】
トナー像形成手段７においては、現像ローラ４８に図示しない外部電源が接続されており、この現像ローラ４８はカード１０の進行方向と同じ方向に回転されている。
トナー供給ローラ５１は、現像ローラ４８と接触して回転されており、その回転方向は現像ローラ４８と同方向でも反対方向でも構わない。トナーは負帯電系の非磁性一成分トナーであり、粒径は６μｍから１０μｍ程度である。
現像ローラ４８は、カード１０の静電潜像形成部６４と接触される。そして静電潜像形成部６４上に形成されている指紋の静電潜像は現像され、トナー像が形成されることにより可視化される。
具体的には、現像ローラ４８は、図示せぬ外部高圧電源と接続されており、約マイナス３００Ｖの電圧が印加されている。また、トナー供給ローラ５１は、図示せぬ外部高圧電源と接続されており、約マイナス４５０Ｖの電圧が印加されている。トナー４９は、トナー像形成手段７のフレーム内に蓄えられており、トナー供給ローラ５１の回転によって機械的に現像ローラ４８に付着するようになっている。
また、トナー供給ローラ５１に印加されている電圧は、現像ローラ４８に印加されている電圧よりマイナス側で絶対値が大きいので、トナー４９は、現像ローラ４８に吸着されるようになっている。吸着されたトナー４９は、現像ローラ４８に圧接して取り付けられている薄板状の現像ブレード５０により薄層化される。
【００４８】
ここでカード１０が現像ローラ４８と接触すると、静電潜像形成部６４において、指の突起状の部分が接触した箇所の電位は、前述の通り、マイナス１００Ｖから０Ｖであるので、現像ローラ４８に付着しているトナー４９は、静電潜像形成部６４側に移動し、現像が行われる。
一方、静電潜像形成部６４において、指の突起状の部分が接触しなかった箇所の電位はマイナス約７００Ｖのままであるので、カード１０が現像ローラ４８と接触しても、現像ローラ４８に付着しているトナー４９は、静電潜像形成部６４側に移動しないので、現像は行われない。
以上のようにして、カード１０の静電潜像形成部６４には、指紋（表面形状）に応じたトナー像が形成される。
【００４９】
次にカード１０は、搬送手段２１により形状情報作成手段８と対向する位置まで搬送され、このカード１０に対してステップＳ９の形状情報作成が行われる。
形状情報作成手段８において、前記トナー像はＣＣＤセンサ６２により読み取られ、ユーザーの指紋の形状に応じた電気信号に変換される。
【００５０】
このユーザーの指紋の形状に応じた電気信号は、図示しない出力手段により、ライン２９を通じて中央演算装置２８に出力され（ステップＳ１０）、この中央演算装置２８に予め登録されているユーザーの指紋の固有情報と照合される。
そして照合結果の一致、不一致により、当該ユーザーがカード１０の真の所有者であるか否かが判別される。
【００５１】
一方、ステップＳ１０の電気信号出力を終えた後、カード１０は、搬送手段２１によりクリーニング手段４と対向する位置まで戻され、このカード１０の静電潜像形成部６４に対してステップＳ１１のポストクリーニングが行われる。
このポストクリーニングの内容も、前述したプレクリーニング（ステップＳ２）とほぼ同様であるが、このとき静電潜像形成部６４はマイナス極性を有しており、静電潜像形成部６４に残存するトナーもマイナス極性を有している。
したがって、前述の通り、静電潜像形成部６４の表面電位とファーブラシローラ４１の表面電位の電圧の極性の違い、ファーブラシローラ４１に印加されているバイアス電圧、バイアスローラ４２に印加されるバイアス電圧の大小関係により、静電潜像形成部６４に残存するマイナス極性のトナー４９は、バイアスローラ４２に集められ、クリーニングブレード４３によって除去される。
【００５２】
次にカード１０は、搬送手段２１により除電手段５と対向する位置まで戻され、このカード１０に対してステップ１２のポスト除電が行われる。このポスト除電の内容は、前述したプレ除電（ステップＳ３）と同様であるので説明を省略する。
【００５３】
そしてカード１０は、スロット２から外部に排出され（ステップＳ１３）、ユーザーに返却されて繰り返し使用される。
【００５４】
この第１の実施形態の表面形状認識装置及び表面形状認識方法により検出された指紋の一例を図９に示す。
この図９に示す画像は、第１の実施形態に基づいて、カード１０をプレクリーニング、プレ除電及び帯電させ、実際にカード１０の静電潜像形成部６４に指紋を押下した後、トナー像形成手段７で静電潜像形成部６４にトナー４９を付着させ、形成されたトナー像をテープで剥離させて、白紙に貼り付け、デジタルカメラで撮影した画像である。
指紋の形状が非常に鮮明に検出されていることがわかる。
【００５５】
この第１の実施形態の表面形状認識装置によれば、帯電させたカードに指紋に応じた静電潜像が形成されるので、媒体の傷や汚れによる認識精度の低下、指紋認識精度のバラツキを小さくすることができる。
また指紋は、一旦、カードを介して読み取り情報として保持され、不特定のユーザーが当該カードに触れる必要がないので、カード所有者が不快感を覚えることを防止できる。
また指紋の静電潜像自体は肉眼では識別はされず、装置内部でトナー像が形成されて初めて可視化されるので、指紋をカードの静電潜像形成部に押下する際に、装置本体外で指紋を他人から見られてしまうことがない。
また指紋の認識がされた後に、ポスト除電とポストクリーニングを行い、静電潜像形成部に形成されたトナー像は装置内部で完全に除去されてから装置外に排出されるので、カードを再度使用することができる。
また装置本体外で指紋を他人から見られてしまうことがないので、セキュリティ上の心配も不要となる。
更にプレクリーニングとプレ除電を行うことにより、一層安定して指紋に応じた静電潜像が形成される。
【００５６】
また第１の実施形態における導電体の表面形状認識方法によれば、帯電させたカードに指紋に応じた静電潜像が形成されるので、媒体の傷や汚れによる認識精度の低下、指紋認識精度のバラツキを小さくすることができる。
また指紋は、一旦、カードを介して読み取り情報として保持され、不特定のユーザーが当該カードに触れることはないので、カード所有者が不快感を覚えることを防止できる。
また指紋の静電潜像自体は肉眼では識別はされず、トナー像形成工程でトナー像が形成されて初めて可視化されるので、指紋を読み取り情報として保持させる際に、他人から見られてしまうことがない。
また指紋の認識がされた後に、ポスト除電とポストクリーニングを行い、静電潜像形成部に形成されたトナー像は完全に除去されるので、カードを再度使用することができる。
また装置本体外で指紋を他人から見られてしまうことがないので、セキュリティ上の心配も不要となる。
更にプレクリーニングとプレ除電を行うことにより、一層安定して指紋に応じた静電潜像が形成される。
【００５７】
次に、本発明の第２の実施形態を図１０及び図１１に基づいて説明する。なお、この第２の実施形態において、第１の実施形態と共通する部分には同一の符号を配して説明を省略する。
【００５８】
図１０に示されるように、第２の実施形態の表面形状認識装置１は、ケース３の内部に、帯電手段６、トナー像形成手段７、形状情報作成手段８及び制御手段９が設けられており、第１の実施形態と比較すると、専用のクリーニング手段４と除電手段５は設けられていない簡易な構成となっているが、後述する通り、トナー像形成手段７はクリーニング手段も兼ねている。
なお、除電手段５を省略することにより、カード表面には若干の残留電荷が存在し、形成されるトナー像が僅かに不鮮明となる場合はあるが、実用上は全く問題となるレベルでないことが本願発明者により確認されている。
【００５９】
図１１に基づいて、第２の実施形態における表面形状認識方法のフローについて説明すると、カード１０が最初に挿入された後（ステップＳ１）、帯電手段６においてカード１０に対しステップＳ２Ａのプレ帯電が行われる。ここでの帯電の内容については前述したステップＳ４と同様であるので説明を省略する。
【００６０】
この後、カード１０は、搬送手段２１によりトナー像形成手段７と対向する位置まで搬送され、現像ローラ４８によりカード１０上の微小のゴミや油分が回収され、ステップＳ３Ａのプレクリーニングが行われる。
前述したように、このときカード１０は、約マイナス７００Ｖに帯電おり、現像ローラ４８に印加されるバイアス電圧はマイナス３００Ｖに設定されているので、現像ローラ４８に付着しているトナー４９は現像ローラ４８に保持されたまま、カード１０上のマイナスに帯電しているゴミや埃等の粒子も現像ローラ４８側に吸着される。ここで、現像ローラ４８に印加する電圧を０Ｖ又はプラスの電圧（例えば３００Ｖ）にすれば、より強力にカード１０上のゴミや埃等の粒子を吸着することが可能である。
以上のようにして、ステップＳ３Ａのプレクリーニングを、トナー像形成手段７で行うことができる。
【００６１】
その後、カード１０は、搬送手段２１により再び帯電手段６と対向する位置まで戻され、カード１０に対して帯電（ステップＳ４）、カードの外部への排出（ステップＳ５）、指紋押下（ステップＳ６）、カードの装置内への再挿入（ステップＳ７）、トナー像形成（ステップＳ８）、形状情報作成（ステップＳ９）、形状情報出力（ステップＳ１０）の各ステップが行われる。これらの内容については第１の実施の形態と同様であるので説明を省略する。
【００６２】
ステップＳ１０が完了したらカード１０は、搬送手段２１により再度帯電手段６と対向する位置まで戻され、カード１０に対してステップＳ１１Ａのポスト帯電が行われる。
更にカード１０は、搬送手段２１によってトナー像形成手段７に対向する位置まで送られ、ステップＳ１２Ａのポストクリーニングが行われる。ポスト帯電（Ｓ１１Ａ）及びポストクリーニング（Ｓ１２Ａ）の内容は、それぞれプレ帯電（Ｓ２Ａ）及びプレクリーニング（Ｓ３Ａ）と同様であるので説明を省略する。
【００６３】
そしてカード１０は、スロット２から外部に排出され（ステップＳ１３）、ユーザーに返却されて繰り返し使用される。なお、このときカード１０は、マイナスに帯電してはいるものの、帯電部分である静電潜像形成部６４の電荷量は小さく、電圧も低いので、ユーザーが不快感を感じることはない。
【００６４】
この第２の実施形態によれば、トナー像形成手段にクリーニング手段を兼用させると共に除電手段を省略したので、装置全体を小型化することが可能となる。
【００６５】
なお、上述の実施形態においては、中央演算装置２８にユーザーの指紋の固有情報が予め登録されている前提で、当該固有情報とカード上に形成された読み取り情報の照合を行う旨の説明をしているが、当該固有情報を中央演算装置２８に初期登録する際にも本願に係る認識装置や認識方法を使用できることは言うまでもない。
【００６６】
また本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で適宜変更可能である。例えば、上記した実施の形態では指紋の認識について説明したが、指紋だけでなく掌紋、足紋等のあらゆる皮脂紋に採用することができる。
また認識の対象は皮脂紋に限られず、導電体であれば認識することが可能である。
【００６７】
具体的には図１２は導電性の筆記具６８であり、この筆記具６８を用いて静電潜像形成部６４上に署名の静電潜像を形成し、予め中央演算装置２８に登録されているユーザーの署名の固有情報と対照することにより署名の同一性の認識を行うことが可能である。
【００６８】
同様に図１３は導電性の印鑑６９であり、この印鑑６９を静電潜像形成部６４上に押印して押印の静電潜像を形成し、予め中央演算装置２８に登録されているユーザーの押印の固有情報と対照することも考えられる。
【００６９】
更に上述の実施形態では、固有情報はホストコンピュータに設けられた中央演算装置２８に格納されているが、カード１０自体にマイクロチップを埋め込んで、当該固有情報を格納させることも可能であり、かかる構成によると認識装置１とホストコンピュータ間の通信をいちいち行う必要が無くなる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の第１の実施形態による表面形状認識装置のブロック図である。
【図２】同認識装置のクリーニング手段の概略構成図である。
【図３】同認識装置の除電手段の概略構成図である。
【図４】同認識装置の帯電手段の概略構成図である。
【図５】同認識装置のトナー像形成手段の概略構成図である。
【図６】同認識装置の形状情報作成手段の概略構成図である。
【図７】同認識装置と共に用いられるカードの構造を説明する図である。
【図８】本発明の第１の実施形態による表面形状認識方法のフロー図である。
【図９】本発明の第１の実施形態により検出された指紋の一例を示す図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態による表面形状認識装置のブロック図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態による表面形状認識方法のフロー図である。
【図１２】本発明の実施に際して用いられる導電体の一例を示す図である。
【図１３】本発明の実施に際して用いられる導電体の他の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００７１】
１  表面形状認識装置
４  クリーニング手段
５  除電手段
６  帯電手段
７  トナー像形成手段
８  形状情報作成手段
９  制御手段
１０  カード（媒体）
【図１】
2006061351.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2006061351.tif 000006
【図５】
2006061351.tif 000007
【図６】
2006061351.tif 000008
【図７】
2006061351.tif 000009
【図８】
2006061351.tif 000010
【図９】
2006061351.tif 000011
【図１０】
2006061351.tif 000012
【図１１】
2006061351.tif 000013
【図１２】
2006061351.tif 000014
【図１３】
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