DE4429689C2 - Prüfanordnung und Verfahren zur Prüfung von Dokumenten in Bearbeitungsmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Prüfanordnung und Verfahren zur Prüfung von Dokumenten in Bearbeitungsmaschinen durch Prüfung des metallischen Sicherheitsfadens oder -bandes als charakteristisches Prüfmerkmal in Dokumenten.

Die gegenwärtig in der Praxis bekannten Verfahren, Anordnungen und Methoden prüfen die fluoreszierenden und/oder magnetischen und/oder mechanischen Eigenschaften von Bankno­ ten und/oder deren Geometrie. Da die Hersteller von Falsifikaten durch die fortschreitende technische Entwicklung in der Lage sind, diese Prüfmerkmale nachzuahmen, wurden weitere vermeintlich sicherere Prüfmethoden insbesondere zur maschinellen Prüfung entwickelt und teilweise in der Praxis, jedoch nicht mit dem erwarteten Erfolg, eingesetzt.

Bekannt sind Messverfahren und Anordnungen, welche Metallpartikel oder einen metalli­ schen Sicherheitsfaden in Banknoten als charakteristisches Prüfmerkmal nutzen. Die Schrift DE 17 74 290 beschreibt eine Messanordnung, bei der die kapazitiven Eigenschaften des me­ tallischen Sicherheitsfadens geprüft werden. Ein in einer Banknote angeordneter metallischer Sicherheitsfaden durchläuft die Anordnung und überkoppelt kapazitiv die sendende mit der empfangenden Elektrode. Zum Erkennen eines nach häufigem Gebrauch gebrochenen Fadens sind den beiden Elektroden weitere in Quer- und Längsrichtung versetzte parallelgeschaltete Elektroden zugeordnet. Nachteilig bei dieser Anordnung ist, dass bei Banknoten, die einen in Draufsicht auf der Oberfläche nur teilweise sichtbaren sogenannten Fensterfaden enthalten, die Gefahr besteht, als nicht echt geprüft zu werden. Diese brechen nämlich nicht nur an den üblichen Faltstellen, sondern oftmals auch an den Übergängen von ihren sichtbaren zu ihren nicht sichtbaren Teilen, wie es beispielsweise beim britischen Pfund der Fall ist.

Ein Nachweis des metallischen Sicherheitsfadens mittels der Verstimmung von Oszillatoren und Schwingkreisen nach DE 29 12 712 hat sich wegen der geringen Auswertesicherheit und dem großen technischen Aufwand und kompliziertem Aufbau nicht durchgesetzt.

Zum Nachweis von Kennungsmerkmalen an Dokumenten ist mit der DE 30 03 504 eine Vor­ richtung bekannt geworden, bei der sich bei der Bewegung des Dokuments durch die Vorrich­ tung ein erstes kapazitives Element an einer Aufladestation bildet, an der das Merkmalsele­ ment aufgeladen, und bei der bei fortschreitender Bewegung das Dokument mit dem Merk­ malselement an einer Entladestation ein zweites kapazitives Element bildet, an der die zuvor aufgeprägte Ladung abfließt. Eine solche Vorrichtung ist für die schnelle Prüfung von Doku­ menten mit einem metallischen Sicherheitsfaden ungeeignet, da die geometrischen Abmes­ sungen eines metallischen Sicherheitsfadens üblicherweise zu gering sind, um eine entspre­ chende Ladung aufzunehmen.

Bekannt ist auch eine Prüfanordnung nach der DE 41 03 832, mittels der entlang an einer Prüfstrecke kapazitive und/oder elektrooptische und/oder Millimeterwellensensoren zur Prü­ fung ausgebildet sind. Die Prüfung der dielektrischen Eigenschaften von Banknoten ist u. a. Gegenstand dieser Schrift.

Mit der EP 0 057 972 ist eine Vorrichtung zum Feststellen eines in einer Banknote eingebette­ ten Metallstreifens auf induktivem Weg bekannt geworden. Bei der Bewegung einer Bankno­ te mit einem Metallstreifen zwischen den beiden Spulenanordnungen wird ein Resonanzkreis pulsartig verstimmt und der Impuls ausgewertet.

Nachteile dieser bekannten Prüfmethoden und -anordnungen sind in erster Linie ihr hoher technischer Aufwand und ihre unzureichende Sicherheit, um im schnellen Durchlauf von Banknoten durch Geldbearbeitungsmaschinen Falsifikate herauszufinden. Darüber hinaus sind Methoden unter Verwendung von UV-Licht und Bestimmung nur der Geometrie heute ungeeignet, Fälschungen zu ermitteln. Nachteilig bei den bekannten Messanordnungen zur Prüfung der kapazitiven Eigenschaften ist, dass in den vorgesehenen niedrigen Frequenzbe­ reichen von 10 bis 50 kHz nur bei sehr kleinen Abständen zwischen den Elektroden und dem Metallfaden ein ausreichend geringer kapazitiver Widerstand erreicht wird. Außerdem ist in diesem Frequenzbereich der Einfluss der dielektrischen Änderung noch sehr groß, das heißt, ein Stoff mit einer großen Dielektrizitätszahl führt zu einer Erhöhung der Kapazität und somit zur Verringerung des kapazitiven Widerstandes zwischen den Antennen. So würde beispiels­ weise ein feuchtes Falsifikat als echt erkannt werden. In der Praxis haben sich diese Anord­ nungen, insbesondere bei der maschinellen Echtheitsprüfung, bis heute nicht bewährt.

Die EP 589 195 A2 beschreibt eine Methode, bei der zur Prüfung der Echtheit von Prüfobjek­ ten über ein durch Abtasten eines Abtastbereiches mit hochdurchlässigen magnetischen Ele­ menten gewonnenes Nachweissignal mit Hilfe einer Vorrichtung mit Erregerspule und Füh­ lerspule ein Zuordnungscode gewonnen wird und die Echtheit bei Übereinstimmung von Nachweissignal und Zuordnungscode bejaht wird. Dieses Prüfverfahren ist nur begrenzt für mit magnetischen oder magnetisierbaren Partikeln versehene Plastikkarten, Papierdokumente und nur wenige außereuropäische Banknoten einsetzbar. Andere Prüfverfahren, wie sie in den EP 204 574 A2, 553 402 A1 und 560 023 A1 beschrieben werden, bei denen geometrische und/oder physikalische Eigenschaften von Prüfobjekten im Vergleichsverfahren klassifiziert werden, sind nur jeweils für einen Typ eines zu prüfenden Objekts einsetzbar, sehr aufwendig und haben sich in der Praxis für Bearbeitungsmaschinen wegen der erforderlichen hohen Ge­ schwindigkeit als alleinige Prüfmethode auf Echtheit in einem Bearbeitungsgang nicht durch­ gesetzt.

Aufgabe der Erfindung ist es, die bestehenden Nachteile der bekannten Prüfanordnungen und -methoden zu beseitigen. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, Prüfanordnungen und Verfah­ ren zu finden, mit denen ein sicheres Erkennen eines charakteristischen Prüfmerkmals mög­ lich ist, die von Fälschern nicht nachgeahmt werden können und für viele Sorten von Bankno­ ten und Währungen einsetzbar sind, einen geringen technischen Aufwand erfordern, eine Nachrüstung in Bearbeitungsmaschinen möglich wird und die dem schnellen Durchsatz von Prüfobjekten in Bearbeitungsmaschinen entsprechen. Als charakteristisches Prüfmerkmal wird ein metallischer Sicherheitsfaden oder ein -band in Banknoten genutzt.

Erfindungsgemäß werden Prüfanordnungen und Verfahren zur maschinellen Prüfung vorge­ schlagen, bei denen unter Verwendung von metallischen Sicherheitsfäden oder -bändern als charakteristisches Prüfmerkmal in Dokumenten, insbesondere in Banknoten, auf einem Erd- bzw. Massepotential, welches eben oder bogenförmig ausgebildet ist, jeweils eine oder meh­ rere Sende- und Empfangsantennen so angeordnet sind, dass sie in definiertem Abstand zu­ einander von Elektroden und Isolierflächen umgeben sind. Dabei liegen die Elektroden auf Erd- bzw. Massepotential. Die definierten Abstände zwischen Sendeantennen und Empfangs­ antennen sowie den Empfangsantennen untereinander sind einschließlich der zugehörigen Isolierflächen und Flächen von zwischenliegenden Elektroden so bemessen, dass diese Ab­ stände nicht größer sind als die Hälfte der Länge eines Sicherheitsfadens oder -bandes des kleinsten zu prüfenden Objekts, aber größer als der kleinste Teil eines gegebenenfalls auf ei­ nem Prüfobjekt nur teilweise sichtbaren Sicherheitsfadens oder -bandes. Die erfindungsgemä­ ßen Anordnungen der Antennen und Elektroden untereinander und zueinander sowie die flä­ chenmäßigen Ausdehnungen der Antennen und Elektroden werden von der Geometrie und elektrischen Leitfähigkeit von zu prüfenden Sicherheitsfäden und/oder -bändern bestimmt.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird vorgeschlagen, dass mindestens eine Antenne Hochfrequenz abstrahlt und eine oder mehrere Antennen Energie, welche von einem Sicher­ heitsfaden oder -band kapazitiv gekoppelt wird, empfangen und dass sich im Prüfvorgang beim elektrisch berührungslosen Vorbeiführen eines Prüfobjekts zunächst Kapazitäten zwi­ schen Elektroden und Sicherheitsfaden oder -band sowie zwischen diesem und ein oder meh­ reren Antennen bilden, welche zur Verbesserung des Verhältnisses von Störgrößen und Nutz­ signal den Pegel der Feldstärke dämpfen und beim weiteren Vorbeiführen des Sicherheitsfa­ dens oder -bandes über die gesamte Antennenanordnung weitere Kapazitäten entstehen, wel­ che die Kopplung von Sende- und Empfangsantennen bewirken und einen höheren Anstieg des Feldstärkepegels im Empfänger bewirken. Ein gleichzusetzender erfindungsgemäßer Ef­ fekt wird erzielt, wenn der Pegel der Feldstärke nicht gedämpft, sondern nur erhöht oder nach der Erhöhung wieder gedämpft wird.

Die Vorteile der Erfindung liegen darin, dass

• - in schnelllaufenden Bearbeitungsmaschinen mit einem Mindestdurchsatz von 1500 Prüfobjekten/min. mit hoher Sicherheit geprüft werden kann,
• - echte Dokumente auch mit ein- oder mehrfach gebrochenem Sicherheitsfaden oder -band tatsächlich als echt erkannt werden,
• - nicht schlechthin auf irgendwelches leitfähiges Material - wie z. B. Bleistiftstriche auf Banknoten -, sondern auf das tatsächliche Vorhandensein eines echten Sicherheitsfa­ dens oder -bandes geprüft wird,
• - der technische Aufwand gering ist,
• - ein Nachrüsten in vorhandene Bearbeitungsmaschinen ermöglicht wird
• - und die Erfindung für viele Sorten und Währungen einsetzbar ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 zwei Empfangsantennen und eine Sendeantenne

Fig. 2 Ersatzschaltbild nach Fig. 1 mit Sicherheitsband

Fig. 3 Darstellung der Entstehung des Nutzsignals

In schnelllaufenden Geldbearbeitungsmaschinen mit einem Mindestdurchsatz von 1500 Banknoten pro Minute durchläuft ein Prüfobjekt 5, hier eine Banknote mit einem Sicherheits­ band 6, berührungslos im Bereich der Prüfsensorik nacheinander - wie aus Fig. 1 ersichtlich - die Prüfabschnitte einer Elektrode 7, als Rand des Erd- bzw. Massepotentials 1, einer Emp­ fangsantenne A1, einer Elektrode 3 und einer Empfangsantenne A2. Beim Durchlauf des Prüfobjekts 5 durch den Bereich der Empfangsantennen A1, A2 sinkt die HF- signalabhängige Spannung. Grund dafür sind die sich bildenden Kapazitäten C entsprechend Fig. 2 und 3.

Wie in Fig. 2 dargestellt, bildet die Kopplung des Sicherheitsbandes 6 mit diesen Bereichen einen kapazitiven Parallelwiderstand am Eingang des Empfängers und dämpft somit die HF- Eingangsspannung. Die Ausgangsspannung des Empfängers sinkt. Koppelt das Prüfobjekt 5 in seiner weiteren Bewegung die Empfangsantennen A1, A2 mit einer Sendeantenne B1, so bilden sich Kapazitäten entsprechend Fig. 3. Dies bewirkt einen starken Anstieg des Emp­ fangspegels und damit ein hohes, gut auswertbares Nutzsignal. Den Verlauf des Nutzsignals in Abhängigkeit von der Position des Sicherheitsbandes 6 zeigt Fig. 3. Die Gesamtänderung der Feldstärke und die damit verbundene proportionale Spannungsänderung wird einer Kom­ paratorschaltung mit feldstärkeabhängiger Referenzspannung zugeführt, welche bei einer po­ sitiven Prüfung bekannte, auswertbare Impulse erzeugt. Die an sich bekannte Auswerteelekt­ ronik kann unmittelbar an der Prüfsensorik angebracht oder über ein definiertes Kabel mit ihr verbunden werden.

In diesem Beispiel sind die Antennen A1, A2, B1 und Elektroden 3, 4, 7 auf einer ebenen Fläche, dem Erd- bzw. Massepotential 1, umgeben von Isolierflächen 2, angeordnet. Eine in Bewegungsrichtung des Prüfobjekts 5 kreisbogenförmige Anordnung liegt im Bereich der Erfindung und kommt in bestimmten Geldbearbeitungsmaschinen zum Einsatz. Um die Dämpfung der HF-Eingangsspannung zur beabsichtigten Verbesserung des Verhältnisses von Störgrößen und Nutzsignal und einen starken Anstieg des Empfangspegels für ein hohes, gut auswertbares Nutzsignal zu erhalten, sind in dieser Ausführungsform die zwischen den An­ tennen A1, A2 und B1 liegenden Flächen der Elektroden 7, 3 und 4 unterschiedlich groß.

Die Fläche der Elektrode 7 ist kleiner als die Fläche der Elektrode 3. Die Fläche der Elektrode 4 entspricht jeweils der Fläche einer Antenne A1, A2, B1. Die Flächen der Antennen A1, A 2, B1 sind gleich groß; ebenso sind die sie umgebenden Isolierflächen 2 gleich groß. Die Ge­ ometrie und die elektrische Leitfähigkeit des zu prüfenden Sicherheitsfadens oder -bandes 6 bestimmen die definierte Anordnung der Antennen und Elektroden untereinander und zuein­ ander sowie deren flächenmäßige Ausdehnung. Die Anordnung währungsspezifischer, erfin­ dungsgemäßer Prüfsensorik nacheinander in einer Bearbeitungsmaschine liegt im Bereich der Erfindung.

In diesem Ausführungsbeispiel sind die flächenmäßigen Ausdehnungen der Antennen A1, A2, B1 und der Elektroden 7, 3, 4 sowie deren Größenverhältnisse zueinander und die An­ ordnung als zweckbestimmte Prüfsensorik auf die Geometrie und elektrische Leitfähigkeit des Sicherheitsbandes 6 auf die DM-Währung abgestimmt. Dies bedeutet keinesfalls, dass andere Währungen mit dieser Prüfsensorik ohne Modifizierungen nicht sicher prüfbar sind.

Claims (13)

1. Prüfanordnung zur Prüfung von Dokumenten in Bearbeitungsmaschinen durch Prü­ fung eines metallischen Sicherheitsfadens oder -bandes als charakteristisches Prüf­ merkmal in Banknoten, mit einer aus Sender und Empfänger bestehenden Prüfsenso­ rik, einer Vorrichtung zum parallelen Vorbeiführen von Prüfobjekten an dieser und mit einer nachgeordneten Auswerteeinheit, dadurch gekennzeichnet, dass auf einem bogenförmig oder als ebene Fläche ausgebildeten Erd- oder Massepotential (1) mit als Elektrode (7) ausgebildetem Rand von Isolierflächen (2) umgebene ein oder mehrere Sende- und Empfangsantennen (B1; . . .; A1; A2; . . .) in definiertem Abstand zueinan­ der und zum Rand angeordnet sind und die Sende- und Empfangsantennen (B1; . . .; A 1; A2; . . .) durch Elektroden (3; 4; 7), welche auf Erd- bzw. Massepotential (1) liegen, getrennt und umschlossen angeordnet sind, und dass der Abstand zwischen der Sende­ antenne (B1) und der Empfangsantenne (A1) und/oder der Empfangsantenne (A2) einschließlich der zugehörigen Isolierflächen (2) und zwischenliegenden Elektroden (4) nicht größer ist als die Hälfte der Länge des Sicherheitsfadens (6) des kleinsten Prüfobjekts (5), aber größer als der kleinste Teil eines gegebenenfalls auf einem Prüf­ objekt (5) nur teilweise sichtbaren Sicherheitsfadens (6).

2. Prüfanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass drei geometrisch gleiche Antennen (A1; A2; B1) angeordnet sind und davon eine die Sendeantenne (B1) und zwei die Empfangsantennen (A1; A2) sind, wobei die Elektrode (4) zwi­ schen Sender und Empfänger in ihrer kleinsten Ausdehnung die gleiche Breite hat wie die Sendeantenne (B1).

3. Prüfanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass drei geometrisch ungleiche Antennen (A1; A2; B1) angeordnet sind und davon eine die Sendeantenne (B1) und zwei die Empfangsantennen (A1; A2) sind, wobei die Summe der Fläche der Empfangsantennen (A1; A2) der Fläche der Sendeantenne (B1) entspricht.

4. Prüfanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sendeantenne (B1) und eine Empfangsantenne (A1) angeordnet sind, wobei die Flächen beider An­ tennen (A1; B1) gleich groß sind oder die Fläche der Empfangsantenne (A1) die dop­ pelte geometrische Ausdehnung aufweist.

5. Prüfanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Richtung des Durchlaufs des Prüfobjekts (5) nach der Elektrode (7) zuerst eine oder mehrere Emp­ fangsantennen (A1; A2) und danach eine Sendeantenne (B1) angeordnet sind.

6. Prüfanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Richtung des Durchlaufs des Prüfobjekts (5) nach der Elektrode (7) zuerst eine Sendeantenne (B1) und danach eine oder mehrere Empfangsantennen (A1; A2) angeordnet sind.

7. Prüfanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das zwischen zwei Emp­ fangsantennen (A1; A2) eine Sendeantenne (B1) angeordnet ist und die Empfangs­ antennen (A1; A2) in einem solchen Abstand voneinander angeordnet sind, der nicht größer als die Gesamtlänge des Sicherheitsfadens (6) des kleinsten Prüfobjekts (5) ist, und dass dabei die Sendeantenne (B1) in ihrer kleinsten Ausdehnung doppelt bis viermal so breit ist wie jede der Empfangsantennen (A1; A2).

8. Prüfanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierflächen (2) die Größe von einem Zehntel bis eine halbe Breite der Sendeelektrode (B1) haben.

9. Prüfanordnung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf einem Kreisbogen angeordnete Antennen (A1; A2; . . . An; B1; . . . Bn) insgesamt mit dem Erd- bzw. Massepotential (1) einen Krümmungsradius ergeben, der nicht kleiner ist als die Hälfte der Länge des Sicherheitsfadens (6) des kleinsten Prüfobjekts (5).

10. Prüfanordnung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Erd- bzw. Massepotential (1) und die darauf angeordneten Antennen (A1; A2; . . . An; B1; . . . Bn) aus flexiblem Material bestehen.

11. Prüfanordnung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese in Bearbeitungsmaschinen mehrfach neben- oder hinter­ einander als sorten- und/oder währungsspezifische Prüfsensorik angeordnet ist.

12. Verfahren zur Prüfung von Dokumenten in Bearbeitungsmaschinen, zur Prüfung des metallischen Sicherheitsfadens oder -bandes als charakteristisches Prüfmerkmal in Dokumenten, insbesondere in Banknoten, dadurch gekennzeichnet, dass eine Prüf­ anordnung, wie in den Ansprüchen 1 bis 11 beschrieben, verwendet wird, wobei sich im Prüfvorgang beim elektrisch berührungslosen Vorbeiführen des Prüfobjekts (5) mit dem Sicherheitsfaden (6) zunächst Kapazitäten zwischen Elektroden (7) und Sicher­ heitsfaden (6) sowie zwischen diesem und einer oder mehreren der Antennen (A1; A2; B1) bilden, welche zur Verbesserung des Verhältnisses von Störgrößen und Nutzsignal den Pegel der Feldstärke dämpfen und beim weiteren Vorbeiführen des Si­ cherheitsfadens (6) über die gesamte Antennenanordnung (A1; A2; B1) weitere Kapa­ zitäten entstehen, welche eine Kopplung von Sende- und Empfangsantennen (B1; A1; A2) bewirken und einen höheren Anstieg des Feldstärkepegels im Empfänger bewirken.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Feldstärkeänderung über eine Komparatorschaltung mit feldstärkeabhängiger Referenzspannung in defi­ nierte Pegel umgewandelt wird.