(57)【要約】  本発明は、印刷製品の真正性を確定するための方法に関するものであり、該方法においては、印刷されたコードがエリアカメラまたはラインカメラにより捕捉される。撮影されたコードは、印刷基材または印刷画像の偶然的な変動に関して評価され、データ記憶装置に保存される。前記コードはデータ処理により、前記印刷製品の真正性認証のために処理することができる。本方法の適用可能性をより良くするために前記コードの捕捉はウェブ加工機内または枚葉紙加工機内で行われる。本発明は、印刷機、ダイカッター、折畳み式の箱の接着機械、組み立て機械、パッケージングライン、折畳み式の箱を起こす機械、充填機械への適用が考慮できる。
2010507847.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷されたコードを光電子的検出装置により捕捉することにより、印刷製品の真正性鑑定のための印刷製品の徴標を捕捉するため、及び個々の印刷製品または多面がけ印刷製品の面を追跡するための方法において、以下のステップ：
ａ）冗長な情報及び高い場所分解能を持つ静的コードを印刷製品上に付けるステップ、
ｂ）前記印刷製品の印刷画像の光電子的捕捉を、ラインカメラまたはエリアカメラまたはレーザースキャナを用いて、たとえば巻取り紙印刷機または枚葉紙印刷機、またはフラットベッド・ダイカッターまたは回転式ツールを持つダイカッター、または折畳み式の箱の接着機械、または印刷製品の組立機械、またはパッケージングライン、または折畳み式の箱を起こす機械、または充填機械またはパッケージング機械などの印刷機または加工機械内で行うステップ、及び
ｃ）前記光電子的装置を用いて前記データを捕捉した後に、該データの復号を行い、また、この復号されたデータを個々の印刷画像及び／又は印刷工程の特徴付けのために利用するステップ、
を有することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記印刷されたコードのデータを捕捉した後に復号ステップが行われ、その際エラー修正に基づいて前記コードのどの情報が含まれているのかが決定され、次に、該分かったシンボル列に基づいて、印刷工程により生じた規定値と実測値との偏差が決定され、その際には該印刷工程の品質を表現する系統的部分と個々の印刷物の個体性を表現する偶然部分とが区別されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記偶然部分から、望ましくは閾値ゼロを用いた２値化により、または多段階の量化ならびに任意のハッシュ値計算により、デジタルの偶然信号（正準のまたは自然で確率的なコード（ＫＳＭ））が生成されることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記偶然信号が、被印刷物上における印刷インキの個々の相互作用（にじみ）及び／又はそれぞれの印刷工程における色分解の変動により生成されることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記静的に印刷されたコードの一部が、１つまたは複数の場所において装置を用いて意図的に破壊され、そのために、確率的変動により生成された、より小さい偶然信号と比較して、この場所における偶然信号の値が明らかに高く現れ、該偶然信号の高い値は復号の際に顧慮されないことを特徴とする、請求項１または請求項２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記破壊されたコードの復号された値から、非正準確率的コード（ｎＫＳＭ）が得られ、該非正準確率的コードを基にして前記コード化された印刷画像または前記コード化された面を見つけるために該非正準確率的コードが保存されることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記非正準確率的コード（ｎＫＳＭ）を用いて、該非正準確率的コードに属する個々のデータセットを、印刷の同定または真正性鑑定のためにデータベース内で迅速に見つけることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記非正準確率的コード（ｎＫＳＭ）が、測色装置及び／又は検査装置から出力された印刷画像の品質データと連結され、次に、該非正準確率的コード（ｎＫＳＭ）が各個々の印刷画像／面を同定するために使われ、印刷品質に品質偏差があった場合に、該印刷工程に後続する加工ステップにおいてエラーのある印刷画像／面にマーキングをするか、または生産フローから選りだし可能であることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記意図的なまたは偶然のコード破壊が、レーザー装置を用いて、印刷されたコードの一部を剥離するか、または、基板表面の着色（炭化）により該コードを部分的に破壊することにより行われることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項１０】
前記意図的なまたは偶然のコード破壊が、コード上に着色インキまたは顔料インキを噴射する噴射装置により行われることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項１１】
前記意図的なまたは偶然のコード破壊が、ハンマー機構など、前記コードに機械的な影響を与えることにより行われることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記意図的なまたは偶然のコード破壊が、署名など手動で付与された識別物により行われ、それにより該印刷製品が手動のマーキングと印刷コードとの組み合わせにより一意の印刷製品として識別されることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項１３】
品質監視が、正準の（または自然の）確率的コード（ＫＳＭ）と連結して行われ、その際、２つの正準の（または自然の）確率的コード（ＫＳＭ）がどの確率で区別不可能かどうかが既知の統計方法により評価されることを特徴とする、請求項１または請求項２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記正準の（または自然の）確率的コード（ＫＳＭ）の認識確かさが、適切な方法で印刷機または加工機械の機械コンソールへ、または別個の表示装置に視覚的な表現で出力されることを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
認識閾値を上回ったまたは下回った場合に、機械オペレータまたはその他の担当者に警告するための音響的または視覚的な信号が出力されることを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
非正準確率的コード（ｎＫＳＭ）またはその他の適切なマーキングを用いて十分な認識確かさを示さない印刷物が、生産フロー工程中のある場所において同定され、選りだされることを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
前記捕捉されて復号されたデータが、秘密鍵を用いて捕捉時または別個の暗号ステップにおいて暗号化され、後に公開鍵を用いて復号可能であることを特徴とする、請求項１、請求項２、請求項５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
前記暗号化されたデータが、移動データ接続またはインターネット・インターフェースを介してアクセス可能なデータベース内に保存されることを特徴とする、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
印刷製品の真正性認証または同定のために、前記印刷された静的コードがスキャナ、デジタルカメラ、デジタルカメラ内蔵携帯電話、またはインターネット・カメラにより捕捉され、該捕捉された画像が、インターネットをベースにしたデータベース・アプリケーションに送信され、そこで前記正準の（または自然の）確率的コード（ＫＳＭ）の固有値及び場合によっては非正準確率的コード（ｎＫＳＭ）の固有値が、保存されているデータとの比較のために、信号分析的方法を用いて計算されることを特徴とする、請求項１から１８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
冗長な情報を持つ前記印刷されたコードを生成するために、ＰＤＦ−４１７コードまたはデータマトリックスコードなどのマトリックス型二次元コード、または、ハーフトーン印刷データ記憶装置または、所与のフォントのシンボルから構成されるその他の任意の冗長なシンボル列が使用されることを特徴とする、請求項１から１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２１】
前記印刷されたコードの使用された場所分解能が、所与の印刷工程及びその前のプリプレス工程における最大解像度に可能な限り近い場所分解能が選ばれることを特徴とする、請求項１から２０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２２】
前記印刷されたコードの使用された場所分解能が、前記それぞれの印刷方法及びプリプレス工程により定義される最大印刷解像度の少なくとも２０％の場所分解能が選ばれることを特徴とする、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記印刷されたコードの使用された場所分解能が、前記それぞれの印刷方法及びプリプレス工程により定義される最大印刷解像度の５０％より高い場所分解能が選ばれることを特徴とする、請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
前記印刷されたコードの使用された場所分解能が、前記それぞれの印刷方法及びプリプレス工程により定義される最大印刷解像度の７０％より高い場所分解能が選ばれることを特徴とする、請求項２１に記載の方法。
【請求項２５】
前記印刷されたコードには、エラー修正を可能にする冗長な情報が含まれていることを特徴とする、請求項１から２４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２６】
前記印刷されたコードが、任意の幾何学的網点で構成されており、その際該印刷されたコードの１つの幾何学的要素が１つの論理１を表現し、その他の１つの幾何学的要素が１つの論理ゼロを表現しており、レーザースキャナを用いたスキャン工程においてレーザー光線が、前記論理１及び論理ゼロに対応してレーザー光線回折により形成される２つの偏波面に分かれ、該印刷されたコードは、印刷されたコードに応じてまたは印刷されたコードの形にほぼ応じて形成され組み合わされた、レーザー光線光点の新しい幾何学的形状を用いてスキャンされ、次に、前記検出器内において異なる偏波方向が別々に受け取られ、前記信号が減算され、ゼロより大きいか小さいかが評価され、それにより前記レーザースキャナがすでにマッチドフィルタ検出器として機能していることを特徴とする、請求項１から１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２７】
前記印刷されたコードが楕円形の網点から構成されており、その際、選択により横長のラスタ楕円が論理１、縦長のラスタ楕円が論理ゼロを表し、また、前記レーザースキャナを用いたスキャン工程においてレーザー光線が、論理１及び論理ゼロに応じてレーザー光線回折により形成される２つの直交する偏波面に分かれ、該印刷されたコードは、前記レーザー光線光点の楕円が組み合わされた十字によりスキャンされることを特徴とする、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記復号装置に伝送されるデータ率がシンボルレベルで行われるため、通常のピクセルによる評価に比較して明確なデータ整理が達成されることを特徴とする、請求項１から２７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２９】
前記静的コードの印刷のための印刷方法として、少なくとも一つのインキ装置、版胴、転写胴、場合によっては１つまたは複数のニス引き装置を備えるオフセット印刷機を用いたオフセット印刷が用いられることを特徴とする、請求項１から２８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３０】
前記静的コードの印刷のための印刷方法として、少なくとも一つのインキ付け装置及び版胴を備える凸版印刷機を用いた凸版印刷を用いることを特徴とする、請求項１から２８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３１】
前記凸版印刷方法がフレキソ印刷方法であることを特徴とする、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記静的コードの印刷のための印刷方法として、巻取り紙及び枚葉紙印刷のためのグラビア印刷機を用いたグラビア印刷が用いられることを特徴とする、請求項１から２８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３３】
前記静的コードの印刷のための印刷方法として、巻取り紙状または枚葉紙状のいずれかの印刷基材に印刷するための、プロフェッショナルまたはセミプロフェッショナルの複製分野向けの高性能レーザー印刷機を用いたレーザー印刷が用いられることを特徴とする、請求項１から２８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３４】
前記静的コードの印刷のための印刷方法として、巻取り紙状または枚葉紙状のいずれかの印刷基材に印刷するための、プロフェッショナルまたはセミプロフェッショナルの複製分野向けのインクジェットプリンターを用いたインクジェット印刷が用いられることを特徴とする、請求項１から２８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３５】
複数の印刷物のコードを区別するための値が、印刷機または加工機械内の表示装置に出力可能であるため、製造工程において、個々の印刷物のコードの区別可能性が表現され、その際、該区別可能性に関する所与の許容閾値を上回ったり下回ったりした場合に警告信号が出力可能であることを特徴とする、請求項１から３４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３６】
請求項１に記載された、印刷されたコードを光電子的検出装置により補足することにより、印刷製品の真正性鑑定のための印刷製品の徴標を捕捉するため、及び個々の印刷製品または多面がけの印刷製品の面を追跡するための方法を実施するための装置において、
ａ）冗長な情報及び高い場所分解能を持つ１つの静的コードを、印刷機または加工機械内で印刷製品上に印刷するための印刷装置が備わっており、
ｂ）前記印刷製品の印刷画像の光電子的検出装置として、巻取り紙印刷機または枚葉紙印刷機、またはフラットベッド・ダイカッターまたは回転式ツールを持つダイカッター、または折畳み式の箱の接着機械、または印刷製品の組立機械、またはパッケージングライン、または折畳み式の箱を起こす機械、または充填機械またはパッケージング機械などといった印刷機または加工機械内にラインカメラまたはエリアカメラ、またはレーザースキャナが備わっており、
ｃ）前記検出装置に伝送されたデータを加工するために、該データを復号するための装置が備わっており、その際復号されたデータが、個々の印刷画像及び／又は印刷工程を特徴づけるために使用可能である、
ことを特徴とする、請求項１に記載の方法を実施するための装置。
【請求項３７】
前記印刷機または加工機械に、個々の印刷物間のコードの区別可能性が認識可能なように、個々の印刷枚葉紙の確率的コードの値を表示できる表示装置が備わっていることを特徴とする、請求項３６に記載の装置。
【請求項３８】
偽物受入率（ＦＡＲ）及び本物拒否率（ＦＲＲ）のために値を統計的に計算するための装置が備わっており、これらの値が前記表示装置で表示され、その際、前記本物拒否率が高すぎる場合には視覚的または聴覚的な警告が出力可能であることを特徴とする、請求項３７に記載の装置。
【請求項３９】
前記光電子的検出装置が、焦点深度を高めるために望ましくはテレセントリック撮像が設定されたレーザースキャナであることを特徴とする、請求項３６に記載の装置。
【請求項４０】
前記光電子的検出装置が、レーザースキャナであり、該レーザースキャナの光点が信号に適応したフィルタ（ＭＦ（光学的整合フィルタ）としてはたらくことを特徴とする、請求項３６に記載の装置。
【請求項４１】
前記レーザースキャナの光点が、前記印刷されたコード内で使われている印刷シンボルに応じて伸長され、その際、該光点の伸長がたとえば光路上の回折格子などにより達成されることを特徴とする、請求項３６から４６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項４２】
前記印刷機または加工機械内に、前記静的コードを意図的または偶然的に破壊するための装置が備わっていることを特徴とする、請求項３６に記載の装置。
【請求項４３】
前記静的コードを意図的または偶然的に破壊するための前記装置がレーザー装置であり、該レーザー装置を用いて、前記印刷されたコードの一部の剥離、または該基材表面の着色（炭化）により該コードの部分的な破壊が達成可能であることを特徴とする、請求項３９に記載の装置。
【請求項４４】
前記静的コードを意図的または偶然的に破壊するための前記装置が、１つまたは複数の噴射ノズルによりコード上に着色インキまたは顔料インキを吹きつけることができる噴射装置であることを特徴とする、請求項４３に記載の装置。
【請求項４５】
前記噴射装置がインクジェットプリンターであることを特徴とする、請求項４４に記載の装置。
【請求項４６】
請求項１から請求項３４のいずれか一項に記載の方法で製造される、個々の印刷画像及び／又は印刷工程を特徴づけるための静的なコードを備えた印刷製品であって、
前記印刷機内において枚葉紙状または巻取り紙状の印刷基材に１つまたは複数の折畳み式の箱の面が印刷され、その際、各面には、前記個々の印刷画像及び／又は印刷工程を特徴づけるために、画像検出及びそのようにして捕捉されたデータの復号により利用される１つの静的コードが付与されていることを特徴とする、印刷製品。
【請求項４７】
請求項１から請求項３４のいずれか一項に記載の方法で製造される、個々の印刷画像及び／又は印刷工程を特徴づけるための静的なコードを備えた印刷製品であって、
前記印刷機内において枚葉紙状または巻取り紙状の印刷基材に１つまたは複数の自己接着ラベルまたはウェットグルーラベルが印刷され、その際、各ラベルには、前記個々の印刷画像及び／又は印刷工程を特徴づけるために、画像検出及びそのようにして捕捉されたデータの復号により利用される１つの静的コードが付与されていることを特徴とする、印刷製品。
【請求項４８】
請求項１から請求項３４のいずれか一項に記載の方法で製造される、個々の印刷画像及び／又は印刷工程を特徴づけるための静的なコードを備えた印刷製品であって、
前記印刷機内において枚葉紙状または巻取り紙状の印刷基材に１つまたは複数の銀行券または有価証券の面が印刷され、その際、各面には、前記個々の印刷画像及び／又は印刷工程を特徴づけるために、画像検出及びそのようにして捕捉されたデータの復号により利用される１つの静的コードが付与されていることを特徴とする、印刷製品。
【請求項４９】
請求項１から請求項３４のいずれか一項に記載の方法で製造される、個々の印刷画像及び／又は印刷工程を特徴づけるための静的なコードを備えた印刷製品であって、
前記印刷機内において枚葉紙状または巻取り紙状の印刷基材に１つまたは複数のクジまたはクーポンが印刷され、その際、各クジまたはクーポンには、前記個々の印刷画像及び／又は印刷工程を特徴づけるために、画像検出及びそのようにして捕捉されたデータの復号により利用される１つの静的コードが付与されていることを特徴とする、印刷製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印刷されたコード内の印刷または印刷物基材の特徴的な徴標が検出される、真正性を確定するための方法を用いた、印刷製品の確率的なマーキングに関する。
【０００２】
印刷製品を個々に識別したいという望みには、偽造を一意的に同定すること、しかしまた、包装物製造から最終消費者に至る生産チェーン上において個々の印刷物または印刷物の多面がけの面を追跡可能にすることという２つの理由がある。一意的な同定は、計数工程、クーポンにおいても大きな役割をはたす。印刷製品の一意的な同定が必要とされるさらなるテーマとしては、製造からロジスティックスを経て流通に至るまでの製品の追跡可能性に対する要請が挙げられる。そのような文書化が規則として求められている製品がますます増えている。
【背景技術】
【０００３】
製品の識別方法として世界的に知られているのは、包装物に大量に印刷されるバーコードである。そのようなバーコードは通常は静的、つまり、個々の製品を示すのではなく、製品グループを示すのみである。
【０００４】
可変バーコードや英数字文字列による個別の識別は、機械的なナンバリング装置またはインクジェットプリンターを用いて印刷製品上に重ね印刷することができる。このとき、使われた印刷インキやインクは人間の目にとって可視であることも不可視であることもある。この方法の短所は、そのような装置のための投資及び運転コストが高いこと、また、偽造に対する保護の度合が低いことである。個々に印刷されたコードのコード範囲を秘密にしても、たとえば使用済みの印刷製品を集めることによりこれを簡単に後から付けることができる。
【０００５】
個々の識別のための一つの解決法がＲＦＩＤ（radio frequency identification）タグであり、これはたとえばラベルとして印刷製品上に接着される。該ＲＦＩＤタグは、識別のためにチップ上に一意の識別番号を備えることができる。しかしながらこれらＲＦＩＤタグは非常に高価（０．２０〜０．５０ユーロセント）であり、たとえば包装物などの印刷製品の生産コストに見合うものではない。従来の技術においてＲＦＩＤタグ解決法が有意義となるのは、ロジスティックス及び流通に追加的な長所が得られる場合のみである。
【０００６】
さらなる解決方法としては、たとえば可変コードまたは印刷図柄の中に隠された情報といった個別の特性を各印刷製品に与えられるデジタル印刷法を用いて、可変データを一緒に印刷または重ね印刷することである。印刷製品のデジタル印刷は、従来の技術では、包装物など大量印刷物における競争力はない。大量印刷物に可変データを後から追加印刷するには追加的な作業工程が必要であり、また高いコストがかかる。実際には、静的な方法で製造された印刷製品にデジタルデータを後から重ね印刷することが行われているのは、発送先住所の重ね印刷などによる付加価値が得られる場合または偽造による印刷が非常に多い場合のみである。
【０００７】
偽造に対する保護の目的でデジタル的に印刷された番号を上記のように使用することは、特に特許文献１で開示されている。包装物に連続番号が印刷され、同時に、該包装物を識別する接着シールなどその他の徴標が検出される。これら２つの徴標は１つのデータベースアプリケーション内で組み合わされ、前記番号と前記識別徴標をデータセットと比較することにより、後に、前記包装物を一意的に割り当てることができる。
【０００８】
静的な印刷データを保護するための既知の適用の１つとして、たとえば、線をいわゆるナノテキストで置き換える、または、網点をシンボルで置き換えるなどして、印刷内容を変更することが挙げられる。第２の情報を組み合わせることにより印刷画像を修正するためのこのような方法は特に特許文献２に記載されている。デジタルウォーターマークという概念で知られるさらなる方法は、特に特許文献３、特許文献４、特許文献５より知られている。デジタルウォーターマークはある製品の真正性を示すことはできるが、個々の製品の個別の識別はできない。
【０００９】
特許文献６より、個々の印刷ドット／ピクセルの色を適切に変えることにより印刷のコーディングを行うことが知られている。
【００１０】
大量印刷向けにも、簡単な印刷技術的方法で真正性を検査するためのさまざまな方法が知られている。特許文献７には、不可視またはわずかに可視のパターンを印刷画像の上に載せる方法が知られており、このとき載せる物質の量を変化させることにより網点の調節を行う。
【００１１】
偽造に対する保護方法としては、個別化したホログラムまたは、印刷物に後から追加されたその他のセキュリティ徴標を備える方法も知られている。しかしこのような徴標は非常にコストがかかり、そのためその印刷製品も非常に高価になる。
【００１２】
ここまでに挙げたセキュリティ徴標に共通するのは、そのセキュリティ徴標のために特別な印刷方法、またはセキュリティ要素の追加、またはプリプレスデータの特別な操作が必要だということである。このことは必ず追加的なコストがかかることを意味し、通常は標準的な印刷所では行うことはできない。そのため、プリプレスデータの操作は通常は特殊な会社で行うか、または、特殊なソフトウェアを用いて行われる。
【００１３】
これらの方法のさらなる短所としては、しばしば特殊な評価装置が必要となり、しかもその評価装置が真正性の確定を必ずしも常にすべてに対して確実に行うとは限らないことが挙げられる。たとえば、セキュリティ徴標が組み込まれたホログラムは、紫外線光でのみ認識できるセキュリティ徴標を使用する場合には、そのようなランプが必要となる。そのようなランプがたとえば税関に備えられていない場合には、検査を行うことができない。前述のすべての方法のさらなる短所としては、これらの方法が通常は各製品ごとに個別に異なるため、検査員はどの製品でどの徴標を検査すべきなのかを承知していないとならないことが挙げられる。既知の偽造保護方法が多数あるなか、このことは、迅速でノンストップの検証を求める希望とは対立するものである。
【００１４】
印刷製品の特定の徴標を画像検出装置により捕捉し、これら徴標をコード化してまたはコード化しないでデータベース内に取り込む方法も知られている。これらの徴標は多くの事務所で使われているようなスキャナで捕捉して、データベース内に保存されたデータセットと比較することができる。特許文献８にはそのような方法が記載されているが、その短所として、特殊な粒子が印刷の方法で塗布されること、または紙に混ぜられることが挙げられる。そのためには特殊な方法または物質が必要であるため、普遍的に導入することができない。この方法においても、検査員がその徴標及びそれに付随する評価方法を承知している必要がある。
【００１５】
特許文献９で開示されている方法では、印刷されたコード内の印刷または印刷基材の特徴的な徴標に基づいて真正性が捕捉される。ここでは、実際の各データ媒体が偶然に持つ構造がさまざまに異なることが利用される。その理由は、印刷基材が不均一であるためであり、たとえば、用紙の紙繊維の確率的な分布、または、印刷工程の特性が不均一であることである。可能な限り高いセキュリティは、被印刷物の徴標と、被印刷物／印刷の相互作用を組み合わせることである。写真的に任意な精度の複製であっても、上記の偶然の工程の影響が含まれるため、偽造と認識することができる。
【００１６】
この工程には、特殊で高価な徴標を使用せず、印刷工程の確率的な変動、及び、印刷工程と被印刷物との間の相互作用が評価されるという大きな長所がある。このことは、偽造に対する保護の可変コストを非常に低く抑えられ、かかるコストはデータ捕捉、データ処理、データ保存のコストのみであり、そのコストは、偽造に対する保護のために作製された特殊なセキュリティ徴標と比較して非常に低い。この方法のさらなる長所としては、この徴標に耐偽造性があり、普遍的に導入できることが挙げられる。検査当局は、検査コードを捕捉してこれをデータベースに記録されたコードと比較するためのデータ検出装置一台のみを用意すればよい。
【００１７】
特許文献１０には、内容保護とコピー認識を行う、偽造に対して保護された紙文書を安価に作成する方法が記載されている。この方法ではコピー認識は、番号がつけられた、特殊な文書用紙により行われ、該用紙の局所的に偶然な構造コンポーネントを事前に自動的に捕捉し、前記番号でデータベース内に登録する。次にユーザーは、デジタル化された文書データを、前記偶然の構造コンポーネントのデータと一緒に、ハーフトーン印刷データ記憶装置の形で該文書上に暗号化して保存する。
【００１８】
特許文献１１には、上記方法の実施に特に適したハーフトーン印刷データ記憶装置が記載されている。特許文献１２及び特許文献１３には、そのようなハーフトーン印刷データ記憶装置の復号方法が記載されている。ここで初めて、既知の印刷シンボルをどのように伝送チャネルの再生に用いるか、幾何学的な歪みをモデル化によりどのように解消するかという方法が示された。
【００１９】
特許文献９、特許文献１０、特許文献１１に記載され、使用されている方法は、個別識別のための原則的な方法を示しているものの、大量生産という観点における機械及び製造工程への組み込みに関しては言及されていない。
つまり、以下のことが言及されていない。
−製造工程における、最高で数メートル／秒の工程速度という高速での確率的な固有値の捕捉・計算
−ミリ秒の領域での固有値の計算・保存
−個別の識別物の品質監視
−必要となるデータ記憶装置またはデータベースのサイズ
−乾燥工程による印刷インキ膜の変化
−印刷工程における既知のさまざまな仕上げ方法に対する考慮
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２０】
【特許文献１】欧州特許公報第１４２０３８１号明細書
【特許文献２】欧州特許公報第１３４５１９３号明細書
【特許文献３】米国特許第２００４／００３９９９１４号明細書
【特許文献４】米国特許第２００４／０１０１１５９号明細書
【特許文献５】米国特許第７００３１３２Ｂ２号明細書
【特許文献６】米国特許第６８０６１１８Ｂ２号明細書
【特許文献７】国際公開第２００６／０８７３５号明細書
【特許文献８】独国特許第１０１６２５３７号明細書
【特許文献９】独国特許第１０３４５６６９号明細書
【特許文献１０】独国特許第１０２００５０１３９６２号明細書
【特許文献１１】国際公開第２００６／０１３０３７号明細書
【特許文献１２】独国特許第１９９２６１９４号明細書
【特許文献１３】独国特許第１９９２６１９７号明細書
【非特許文献】
【００２１】
【非特許文献１】S. Haykin著、「Communication Systems」John Wile&Sons出版、New York 1994年
【非特許文献２】J.G. Proakis著、「Digital Communications」McGraw-Hill出版、New York 1995年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
本発明の課題は、前記未解決の問題に鑑みて、印刷されたコード内の印刷物または印刷基材の特徴的な徴標の捕捉を行って印刷製品の確率的なマーキング及びその真正性確定を行うための方法を、さらに発展させ、印刷業界の工程の流れの要請に適応させ、また、後に個々の印刷物をそれぞれ追跡することを可能にすることである。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
上記の課題は請求項１の特徴により解決される。発展形は従属請求項から理解できる。
【００２４】
本発明は、包装物製造工程の一か所において、画像撮影装置により印刷工程及び／又は用紙構造の確率的固有値を撮影し、この固有値を次の処理ステップにおいて解析・コード化し、コードとして暗号化された状態及び暗号化されない状態でデータベース及び／又は重ね印刷されたデータ記憶装置に保存することを基礎としている。本発明はさらに印刷製品の同定方法も記述する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】論理１を表す横長の楕円、論理ゼロを表す縦長の楕円、楕円を組み合わせた十字の図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
【００２７】
印刷工程においては、異なる印刷インキの異なる部分画像から全体画像が作られる。本発明においては、これら印刷装置の一つにおいて静的なデータコードまたは静的な識別物が一緒に印刷され、これらは、ある特定の場所において特定の構造コンポーネントについて評価される。構造コンポーネントとは、偶然的な用紙の構造または印刷基材の構造、印刷と印刷基材構造との偶然的な相互作用、または偶然的な印刷画像の乱れなどを指す。本発明においては、前述の徴標を任意に組み合わせたものも評価対象として選択することができる。たとえば証明書保護の分野の個々のセグメント向けにすでに実施されている基本的な考えは、たとえば工程のわずかな乱れ、画像保持材上へのインキ付けの乱れなどにより、各印刷画像、及び、印刷基材そのものも、個別のかつ複製困難な構造を有していることに基づいている。目的は、これら個別の印刷構造及び基材構造を、各製品の独自性を示す個別の識別物として利用することである。
【００２８】
請求項１に記載の方法は、以下のステップを備えることを特徴としている。
ａ）冗長な情報及び高い場所分解能を持つコードを印刷するステップ
ｂ）ラインカメラまたはエリアカメラ、またはレーザースキャナを使って印刷画像を光電子的に捕捉するステップ
ｃ）印刷されたコードを復号するステップ
ｄ）前記復号に基づいて、個々の印刷画像及び／又は印刷工程を特徴づけるステップ
【００２９】
冗長な情報及び高い場所分解能を持つコードの印刷（ａ）はたとえば、マトリックス型２次元コード（望ましくはＰＤＦ−４１７コードまたはデータマトリクスコード）、ハーフトーン印刷データ記憶装置（特許文献１１に記載）の形で、または、その他の任意の冗長なシンボル列により行うことができ、該シンボル列は所定のフォント（マイクロフォント）のアルファベットで構成することもできる。その際重要なことは、使用された場所分解能が望ましくは、使用された印刷工程またはプリプレスでの印刷版製造の限界に近いことのみである（たとえば２５４０ｄｐｉ（dots per inch）での印刷版照射におけるオフセット印刷の場合は２４００ｄｐｉ、良いレーザー印刷の場合は１２００ｄｐｉ）。高い場所分解能でコードを印刷することは必ずしも、レーザー装置の場所分解能が高い必要があることは意味しない。そのため、２４００ｄｐｉでコードを印刷しても３００ｄｐｉで読み取り可能ということもあり得る。たとえば、多数のピクセルからデータマトリックスコードのセルを作ることができ、それにより各セルの縁が高いシャープネスを持つ。するとコードを読み取り不能にすることなく、各セル内でいくつかのピクセルを取り除いたり、または、縁に追加したりすることも可能である。このときピクセルの取り除きや追加は前述の従来の技術に記載した周知の方法で行い、印刷インキを意図的ににじませることができる。
【００３０】
冗長性は、エラー修正が可能なように追加される（英語ではＦＥＣ（forward error correction（前方誤り訂正）)。そのために多数の既知の通信技術方法を活用することができる（たとえば非特許文献１、非特許文献２に記載）。
【００３１】
印刷画像の光電子的捕捉は印刷機またはプリンタまたは加工機械またはパッケージング機械内においてラインカメラまたはエリアカメラ、またはレーザースキャナを使って行われる。レーザースキャナを用いる場合、焦点深度を高めるために望ましくはテレセントリック撮像を設定する。レーザースキャナを用いる場合、光点は信号に適応したフィルタとして最適化できる（ＭＦ（光学的整合フィルタ））。該光点は印刷シンボルに対応して、たとえば光路上の回折要素などにより伸長される。ハーフトーン印刷データ記憶装置が楕円形の網点により構成される場合、横長の楕円はたとえば論理１、縦長の楕円は論理ゼロ（図１参照）にコード化する。レーザー光線は、それぞれが回折により前記論理１及び論理ゼロに対応して形成される、直交する２つの偏波面に分かれる。楕円を組み合わせた十字を用いて、ハーフトーン印刷データ記憶装置がスキャンされる。検出器内では該偏波方向を別々に受取り、それらの信号は減算されてゼロより大きいか小さいか評価される。レーザースキャナはそのときすでに整合フィルタ検出器として機能する。当業者は当該概念を類似の方法で、たとえばデジタル計算した回折格子（コンピュータホログラム）によりさらに複雑な形状のシンボルに拡大することができる。光学的整合フィルタを備えたレーザースキャナにより、ドットクロックからシンボルクロックへデータ率が低下する。実際の使用においてはシンボルは代表的に７ｘ７ドットで構成されるため、このことは、最大４９分の１のデータ整理を意味している。高速運転の印刷機においては、データ率の低下は非常に重要である。
【００３２】
印刷されたコードの復号後、エラー修正に基づいて、どの情報が印刷されていたか、及びそれに伴いどのシンボル列が印刷されていたかが分かる。分かった該シンボル列に基づいて、印刷工程で生じた基準値と実際値との偏差を決定することができる。その際、特許文献９及び特許文献１２に記載されているように系統的な部分と偶然の部分を区別する。このとき該系統的な部分は印刷工程の品質を表現しており、偶然的な部分は各印刷物の個別の個性を表現している。偶然の部分からは、非常に高い値の偶然デジタル信号を、たとえば閾値ゼロを用いた２値化などにより非常に簡単に生成することができる。それにより、印刷された各シンボルに１つの偶然値が付属する。このようにして生成された偶然信号は以後、正準の（または自然の）確率的コード（ＫＳＭ）と呼ぶ。
【００３３】
上記の正準の偶然信号は、用紙の構造または個別の印刷インキ塗布による印刷インキの個別のにじみにより生じたものであり、振幅は小さく、同じ印刷工程において自然に生じるものであるから偽造不可能である。もし印刷されたコードを複数の場所（シンボル）で意図的に破壊したとすると、偶然信号の値が高くなる。簡単に認識されるこの高い値をコピー認識のために使用してはならないが、それは、この高い値はオリジナルと同様にコピーからも生成されるからである。
【００３４】
印刷されたコードの部分の意図的な偶然の乱れまたは破壊には、予期しない非常に有用な副作用がある。すなわち、各印刷物のための非正準確率的コード（ｎＫＳＭ）が可能になる。このマーキングを用いて、各印刷物を後に簡単かつ迅速に見つけることができる。たとえばオフセット印刷機において工程パラメータが短時間だけ保たれなかった場合、後から良い印刷と悪い印刷を簡単に分類できないために大きな損害が発生する。確率的なマーキングの場合、印刷物と一緒に確率的コードのデータを持ったデータセットが提供され、その中に１つの印刷物が悪いかどうかが入力されている。その場合、悪い印刷物は、加工チェーンの後の段階において選りだすことができる。さらにｎＫＳＭは、追跡の目的で、工程チェーンの任意の場所に追加することができる。そのため最終顧客もこのコード上に署名し、そのデータを携帯電話で伝送することにより、その製品をその最終顧客の所有物であると常に識別することができる。
【００３５】
ＫＳＭ及びｎＫＳＭは、基本となる信号の振幅統計に基づいて区別・分離される。したがってｎＫＳＭを（後から）付けてもコピー認識を阻害しない。印刷されたデータ記憶装置がエラー修正（ＦＥＣ）により破壊されることもない。外部データベースを用いてコピー認識を行うための使用法においてｎＫＳＭにより、割り当てられたＫＳＭを迅速に探すことができる。これが必要になるのはたとえば、偽造に対して保護された包装物を、追加的な機械的な個別認識物なしに製造する場合である。
【００３６】
本発明において、大量印刷のための機械にとって重要なコンポーネントは以下の通りである。
ａ）焦点深度が高く、ラインカメラまたはエリアカメラ、またはレーザースキャナを備えた画像捕捉光学装置。
ｂ）ＫＳＭ及び／又はｎＫＳＭを計算するための計算ユニット。該計算ユニットはインテリジェントなカメラの構成部分であっても、外部モジュールに組み込まれていてもよい。
ｃ）ＫＳＭの品質監視用の表示装置（達成された認識確実性の表示）。該表示装置は独立した表示装置として運転するか、または印刷機コンソールの構成部分であり、該表示装置内または別個の計算機ユニット内においてたとえば、１つの印刷物または異なる印刷物の、異なる部位のＫＳＭの相互相関を計算し、どのような確率で２つのＫＳＭが区別不可能であるかを既知の統計方法を用いて評価する。
【００３７】
そのため、前記の方法で運転される各機械内には、個々の印刷枚葉紙の確率的コードがどの程度良好に区別されているかに関する情報を表示する表示装置が設けられている。
つまり印刷品質が良くなりすぎると、印刷物の区別可能性は低下する。しかし統計的な方法を用いて偽物受入率（ＦＡＲ）及び本物拒否率（ＦＲＲ）の値を良好に予測できる。
従って操作のためには、コード評価から、工程が受容可能な範囲で進行しているか、所望のＦＡＲ及びＦＲＲが達成されているかという情報を出力する表示が重要となる。
【００３８】
前述のやりかたにより確実に、所与の数量の生産において、所望のセキュリティレベルで偽造保護を行える。２つの印刷物が持つＫＳＭが区別不可能な場合または十分に区別できない場合、該印刷物はｎＫＳＭに基づいて発見されるかまたはそのほかの方法で印つけが行われるため、該印刷物を印刷機内または後続の印刷工程で選りだすことができる。
【００３９】
たとえばエリアカメラまたはラインカメラなどの画像撮影装置を使って、巻取り紙または枚葉紙印刷機内で構造データを捕捉することができる。１枚の印刷物に複数の面を持つ多面がけの印刷物の場合、印刷機の幅にわたって複数のカメラを面ごとに取り付けるかまたは適切な撮影位置に移動させる。印刷されたコードの撮影はこのとき、撮影位置を示すトリガ信号を介して行われる。このトリガ信号は、印刷機に接続されている回転角度センサから、または、たとえばエッジまたは印刷画像内のその他のマーカーを認識して撮影を作動させる別個のセンサから得ることができる。撮影は、個々のまたは複数のラインカメラ及びエリアカメラを用いて枚葉紙全体を捕捉することにより行われ、該当する領域は、後にコードの位置座標に基づいて評価及びコード化のために提供される。
【００４０】
前記の巻取り紙または枚葉紙印刷機は望ましくは、少なくとも一つのインキ装置、版胴、転写胴を備えたオフセット印刷機である。
【００４１】
前記データを印刷機内で捕捉することには、そのデータ捕捉が、印刷物製造の付加価値連鎖の最初にあるという長所がある。これらのデータを印刷物内で捕捉してコード化し、ブランド企業に受け渡した場合は、同一の印刷プレートを用いて増刷した印刷物も、偽造または非正規の印刷製品として同定されてしまう可能性がある。
【００４２】
印刷機内での測定の短所としては、印刷インキと被印刷物との間の相互作用が多くの場合まだ排除できないことが挙げられる。したがって、コード撮影の前に印刷インキを乾燥装置で乾燥または硬化させておくことが推奨される。印刷製品の場合は、たとえば折畳み式の箱の場合など、後の充填工程において機械的負荷がかかってコードが読み取り不能になる可能性があるため、該印刷製品をニスで保護することが追加的に推奨される。本方法ではデータの冗長性が高いため、大きな損傷に対しても影響を受けにくいが、損傷によりデータが全て失われる可能性も排除できない。したがって、この場合は印刷製品を保護ニスでカバーすることが有用である。
【００４３】
本方法にとって特に適している印刷インキ及びニスは、紫外線または電子線の影響により硬化して乾燥するものであり、それは、そのような印刷インキ及びニスは、硬化後は表面地形が変化しないためである。一方で、浸透性または酸化乾燥する印刷インキは、浸透中及び酸化乾燥中に構造がいくらか変化する。本方法はさらに、高揮発性油が印刷後にドライヤーにより飛ばされるヒートセット印刷にも特に適している。該ヒートセット印刷後は紫外線印刷の場合と同様、大きな構造変化は起こらない。紙の構造の捕捉が、印刷されたコードの隙間内でのみ行われる場合、その捕捉は、印刷されたコードの構造状態に依存しないため、すべての印刷インキシステムに適している。このときコードは、測定場所を迅速かつ再現可能に繰り返し見つけるために、測定のためのオリエンテーション基準としてのみ機能する。
【００４４】
枚葉紙印刷機においては、前記一度または複数の測定は、任意の印刷装置またはニス引き装置の枚葉紙排出部で、または、排紙装置の領域で行うことができる。巻取り紙印刷機においては、この一度または複数の測定は、被印刷物ウェブ上の任意の場所、望ましくは乾燥後及び場合によっては、ヒートセット式巻取り紙印刷機内のウェブの再湿し後に行われる。
【００４５】
折畳み式の箱の印刷の場合、印刷物内では印刷枚葉紙上に複数の面が縦横に並んで印刷される。これらの面は、後に個々の折畳み式の箱を形成できるように、印刷枚葉紙から切り離して溝付けを行う必要がある。切り離しは通常は、フラットベッド・ダイカッターまたは回転式のツールシリンダを用いて運転されるダイカッターにより行われる。印刷機内での測定とは代替的に、測定をダイカッター内で行うことも可能である。その長所としては特に、印刷インキの乾燥工程がさらに進んでいるために、印刷物の構造が変化しないと考えられることが挙げられる。
【００４６】
本発明において望ましい測定場所は、その測定が折畳み式の箱の製造工程中に行われる場合は、折畳み式の箱が個々に存在している、折畳み式の箱の接着機械内で測定することである。印刷物中または打ち抜き工程中に生じた損紙はすでに排除されており、測定または接着工程においてエラーが見つかった場合は、エラーのある面を接着機械から排出することができる。この測定場所には、前記の面が一つ一つ測定システムに送り込まれるため、すべての折畳み式の箱について捕捉するのに通常１つの測定システムで十分であるという大きな長所がある。一方で、１枚の枚葉紙に複数の面が含まれる枚葉紙において測定する場合は、通常複数の測定システムが必要となる。
【００４７】
上記の測定は、包装物の充填工程中に行うこともできる。測定はまた、包装物の組み立て工程中またはパッケージングライン内での充填工程中に行うこともできる。この測定場所には、データ一式が一か所で保持され、印刷所からブランド企業に転送する必要がないという長所がある。しかし短所としては、工程チェーン内において比較的遅い段階で同定工程が行われることが挙げられる。この測定場所のさらなる長所としては、パッケージング工程が、たとえば折畳み式の箱の接着工程よりゆっくりと進むため、通常、データ捕捉のためのコストが低くなることが挙げられる。そのためたとえば導入するカメラをより安価なものにすることができる。
【００４８】
コードの印刷画像は、すべての測定場所においてカメラのレンズ系により捉えられ、ラインセンサまたはエリアセンサに投影されて撮影される。撮影された画像は次にデータベースに画像として保存されるか、またはソフトウェア的またはハードウェア的に実施された、印刷データ及び／又は紙データの計算に直接伝送される。効率の理由から望ましいのは、捕捉・計算アルゴリズムをハードウェア的に実施することである。撮影自体は照明状態を一定にして、または望ましくはフラッシュまたはストロボを用いて行う。
【００４９】
マトリックスデータの計算後に、秘密鍵を用いた暗号化ステップが行われ、このステップは包装物製造者において行われるか（選択肢１）、または、マトリックス型２次元データを受け取るかまたは自身で捕捉して秘密鍵を使って暗号化する顧客において行われる（選択肢２）。暗号化されたデータは、望ましくはインターネットを介してアクセス可能なデータベースに保存される。
【００５０】
エンドユーザー（顧客、税関、警察、販売所）はスキャナ、ウェブカメラ、デジタルカメラ、またはカメラ付き移動無線装置を用いてコードをスキャンし、そのデータをインターネット・ポータルに送信する。インターネット・アプリケーション内で、実際に捕捉されたコードのマトリックス型２次元データが計算され、比較のために用いられる。データベースのデータは公開鍵を使用して復号され、捕捉された前記データと比較される。ユーザが、コード付き製品を撮影装置の前または上に置くという指示以外の情報を必要としないよう、撮影装置が前記インターネット・アプリケーションにより制御されるのが理想的である。それにより、簡単な手段で行える、簡単、確実、普遍的な偽造保護方法が生まれる。セキュリティ徴標を付けるための追加的なコストはほとんどかからない。
【００５１】
版数が多い場合は、前記インターネット・データベースに置かれるデータ量が比較的多いために問題が発生する可能性がある。データベース内の順次検索または木構造検索は、データ量が少ない場合は十分に迅速にできるため、追加的なＩＤコードは必要ない。データ量が多い場合は、可変の１つの番号、バーコード、英数字文字列、または、印刷製品の個別の識別を可能にする、印刷製品のその他の個別の識別物といったＩＤコードが有用であり、それは、該ＩＤ識別物を用いて、実際に捕捉されたデータセットとの比較のために引用すべきデータセットに直接アクセスできるからである。それにより非常に迅速にアクセスすることができる。
【００５２】
前記ＩＤコードは、印刷機、ダイカッター、折畳み式の箱の接着機械、またはパッケージングライン内においてレーザーマーキング装置、１つまたは複数のインクジェットプリンター、または、ナンバリング装置により付けることができる。代替的に、１つまたは複数のプレート胴を系統的に特定の量だけ移動させ、それにより各印刷枚葉紙に個別の徴標を付けることにより、印刷機内において印刷製品の個別化を行うこともできる。
【００５３】
しかし、包装物を作成するための印刷製品に、必ずしもこのＩＤコードを添付する必要はない。このＩＤコードは、パッケージ詰めされた商品に添付することもできるため、パッケージ詰めされた商品に付けられたＩＤコードと、印刷及び／又は紙のデータのマトリックス型２次元コードとの組み合わせから、あるデータセットを正しいものとして認識できる。それにより、偽造商品を真正のパッケージに詰めるという詰め替えの問題が解決される。詰められた商品と、パッケージとの組み合わせによってのみ、ある製品が真正のものであると実証される。
【００５４】
もちろん、詰められた商品にも、印刷及び基材の品質の基準に応じて評価されるコードを付けることができる。そのようなコードはたとえばインクジェットを使って製品上に付けることができる。
【図１】
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【国際調査報告】
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