JP2006175114A

JP2006175114A - 皮脂紋認識装置及び皮脂紋認識方法

Info

Publication number: JP2006175114A
Application number: JP2004373229A
Authority: JP
Inventors: Toshiro Murano; 敏郎村野
Original assignee: Yamanashi Electronics Co Ltd
Current assignee: Yamanashi Electronics Co Ltd
Priority date: 2004-12-24
Filing date: 2004-12-24
Publication date: 2006-07-06

Abstract

【課題】媒体上に残留した皮脂紋の痕跡を分解でき、安定して皮脂紋を認識することができる皮脂紋認識装置及び皮脂紋認識方法を提供する。
【解決手段】指紋認識装置１は、カード１１を指紋認識装置１の内部で搬送させる搬送手段２１と、カード１１を指紋認識装置１の内部で帯電させる帯電手段７と、指紋情報に対応してカード１１上に形成された静電潜像を、指紋認識装置１の内部でトナー像化させるトナー像形成手段８と、このトナー像の形状情報を作成する形状情報作成手段９と、この形状情報を出力する出力手段と、カード１１上の指紋情報を分解する皮脂分解手段４とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、媒体に皮脂紋情報を読み取り情報として保持させ、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皮脂紋認識装置及び媒体に保持した読み取り情報としての皮脂紋情報を、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皮脂紋認識方法に関するものである。

この種の皮脂紋認識装置や皮脂紋認識方法が用いられる認証システムとして、指紋を用いた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。

上記特許文献１に記載の認識装置及び認識方法にあっては、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。

また、特許文献２に記載の認識装置及び認識方法にあっては、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。

このため、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く、ユーザーが不快感を覚えることを防止できると共に、安定して皮脂紋を認識することができる皮脂紋認識装置及び皮脂紋認識方法に対する要請が高まっている。
このような要請に基づいて、本出願人は既に、導電体の表面形状を、帯電させたカードのような媒体に静電潜像として保持し、装置内部でトナー像化して装置内部の読み取り装置で形状情報化する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案している（特願２００４−２４６５７０号）。
特開２００４−１３８４１６号公報特開昭６１−２８８８３７号公報

ところで、特許文献１に記載されている認識装置及び認識方法においては、感圧式指紋センサの指紋検出部を構成する透明感圧シートが不特定のユーザーにより接触されるため、使用される毎に透明感圧シート上に残留している前のユーザーの指紋の痕跡を除去する必要があるが、特許文献１には、この点について、何らの配慮もされていなかった。
また、特許文献２に記載されている認識装置及び認識方法においては、媒体として紙を用いるため、そもそも媒体が繰り返し使用に供されるものではなく、使用される毎に、新たな紙を用意する必要があった。

本発明は、かかる課題に鑑みて為されたものであり、読み取り情報としての皮脂紋情報を保持する媒体が繰り返し使用に供される場合において、前の使用の際に媒体上に残留した皮脂紋の痕跡を分解でき、一層安定して皮脂紋を認識することができる皮脂紋認識装置及び皮脂紋認識方法を提供することを目的とするものである。

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記載の皮脂紋認識装置は、媒体に皮脂紋情報を読み取り情報として保持させ、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、前記媒体を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、前記皮脂紋情報に対応して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皮脂紋認識装置において、前記媒体上の皮脂紋情報を分解する皮脂紋情報分解手段を設けたことを特徴とするものである。

請求項１に係る皮脂紋認識装置によると、媒体上の皮脂紋情報は、必要に応じて分解される。
従って、皮脂紋情報の痕跡が除去された媒体に保持された新たな皮脂紋情報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、装置内部でトナー像が形成されて皮脂紋情報が可視化される。

請求項２記載の皮脂紋認識装置は、前記皮脂紋情報分解手段が、導電性ゴムローラと前記媒体とを接触させて、これら導電性ゴムローラと媒体との間で放電を生ぜしめるものであることを特徴とするものである。
また、請求項３記載の皮脂紋認識装置は、前記皮脂紋情報分解手段が、導電性繊維ブラシと前記媒体とを接触させて、これら導電性繊維ブラシと媒体との間で放電を生ぜしめるものであることを特徴とするものである。

本願発明者の知見によると、媒体が放電を受けると、この媒体上の皮脂が有効に分解されて、皮脂紋の体をなさなくなることが判明した。
かかる知見に基づいて、この請求項２及び請求項３に係る皮脂紋認識装置によると、導電性ゴムローラと媒体との間、あるいは導電性繊維ブラシと媒体との間で放電を生じさせることにより、媒体上の皮脂紋情報が分解される。
従って、皮脂紋情報の痕跡が分解された媒体に、新たな皮脂紋情報を保持させ、この皮脂紋情報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ると共に、装置内部でこの静電潜像トナー像化されることにより皮脂紋情報が可視化される。

また、請求項４記載の皮脂紋認識方法は、媒体に保持した読み取り情報としての皮脂紋情報を、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、前記媒体を帯電させる帯電工程と、前記媒体上に前記皮脂紋情報に対応する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像化させ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皮脂紋認識方法において、前記帯電工程の前に、前記媒体上の皮脂紋情報を分解する皮脂紋情報分解工程を更に有することを特徴とするものである。

この請求項４に係る皮脂紋認識方法によると、帯電工程の前に、媒体上の皮脂紋情報は、皮脂紋情報分解工程において分解される。
従って、皮脂紋情報の痕跡が分解された媒体に、新たな皮脂紋情報を保持させ、この皮脂紋情報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ると共に、装置内部でこの静電潜像トナー像化されることにより皮脂紋情報が可視化される。

請求項１に係る皮脂紋認識装置によれば、媒体上の皮脂紋情報を分解する皮脂紋情報分解手段を設けたので、前の使用の際に媒体上に残留した皮脂紋の痕跡を分解することが可能となる。
従って、新たにユーザーが押下した皮脂紋情報に対応して媒体上に形成された静電潜像のみをトナー像化して可視化することができ、これにより、安定して皮脂紋を認識可能な皮脂紋認識装置を提供することができる。
また、請求項２及び請求項３に係る皮脂紋認識装置によれば、皮脂紋情報分解手段として、と導電性ゴムローラと媒体との間、あるいは導電性繊維ブラシと媒体との間で生じる放電により、前の使用の際に媒体上に残留した皮脂紋の痕跡を更に確実に分解することが可能となる。

請求項４に係る皮脂紋認識方法によれば、帯電工程の前に、媒体上の皮脂紋情報は、皮脂紋情報分解工程において確実に分解される。
従って、前の使用の際に媒体上に残留した皮脂紋の痕跡を分解することが可能となると共に、新たにユーザーが押下した皮脂紋情報に対応して媒体上に形成された静電潜像のみをトナー像化して可視化することができ、これにより、安定して皮脂紋を認識可能な皮脂紋認識方法を提供することができる。

図１乃至図７は本発明の皮脂紋認識装置の実施形態としての指紋認識装置を示すものであり、図１は、指紋認識装置のブロック図を、図２乃至図７は、指紋認識装置の各部概略構成をそれぞれ示している。

図１において、１は指紋認識装置であり、この指紋認識装置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、皮脂分解手段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、後述するカード（媒体）１１が、皮脂分解手段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及び形状情報作成手段９の各手段を通過できるように搬送手段２１が設けられている。

皮脂分解手段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及び搬送手段２１は、それぞれライン２２〜２８で制御手段１０と接続されており、この制御手段１０により、皮脂分解手段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及び搬送手段２１の作動が制御される。
また２９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２９は、ライン３０を介して形状情報作成手段９と、ライン３１を介して制御手段１０と接続されている。
この中央演算装置２９には、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。

図２は、皮脂分解手段４の概略構成図であり、下面が開口されている筐体４１の内部空間には、皮脂分解用ローラ４２が、金属シャフト４３に嵌着されている。
この金属シャフト４３の両端は筐体４１に軸支されており、図２において時計方向に回転自在とされている。

皮脂分解用ローラ４２は、金属シャフト４３に、導電性ゴムローラ４４を被覆することにより、導電性弾性体ローラとして構成される。
この導電性ゴムローラ４４の体積抵抗は、好適には１０^４〔Ωcm〕から１０^７〔Ωcm〕とされており、含有されるカーボンの量を調整してかかる体積抵抗値に調整されたウレタン系、シリコン系、エピクロヒドリン系の材料が使用される。
なお、導電性ゴムローラ４４の材料として、体積抵抗値が１０^４〔Ωcm〕から１０^７〔Ωcm〕の樹脂を被覆しても差し支えない。
この場合、ナイロン（登録商標）系、ウレタン系、テフロン（登録商標）系等の材料が適宜使用される。
導電性ゴムローラ４４の体積抵抗値が１０^４〔Ωcm〕より小さいと、後述するカード１１上の誘電層１０４との間で電圧が印加された場合に、電流のリークが発生すると共にピンホールが発生することになる。
また、導電性ゴムローラ４４の体積抵抗値が１０^７〔Ωcm〕より大きいと、カード１１上の誘電層１０４との間で電圧が印加された場合に、導電性ゴムローラ４４と誘電層１０４との間で放電を生じさせることが困難になる。
また、図２の矢印Ａで示されるように、この皮脂分解手段４は、図示しない駆動手段により、皮脂分解動作時のみカード１１と接触し、皮脂分解動作を行わない時はカード１１から離れるように上下に移動自在な構造とされている。

図３は、クリーニング手段５の概略構成図であり、このクリーニング手段５には、搬送手段２１上を図において左右方向に搬送されてくるカード１１の表面に摺接されるファーブラシローラ５１、このファーブラシローラ５１に当接されるバイアスローラ（回収ローラ）５２、及びこのバイアスローラ５２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５３が設けられている。
また図３の矢印Ｂで示されるように、クリーニング手段５は、クリーニング時のみカード１１と接触し、クリーニングを行わない時はカード１１から離れるように上下に移動自在な構造とされている。

図４は、除電手段６の概略構成図であり、除電ブラシ６１の先端部６１ａが、搬送手段２１上を図において左右方向に搬送されてくるカード１１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。

図５は、帯電手段７の概略構成図であり、ワイヤー状のコロナ放電電極７１、シールド部材としてのコの字状サイドプレート７２に取り付けられた制御グリッド７３が設けられていてスコロトロン帯電装置を構成している。
制御グリッド７３のグリッド面７３ａは、搬送路２１上を搬送されてくるカード１１の表面１１ａから１ｍｍから４ｍｍの位置になるように配置されている。

図６は、トナー像形成手段８の概略構成図であり、このトナー像形成手段８は、現像ローラ８１と、この現像ローラ８１上のトナー８２を薄層化する現像ブレード８３と、現像ローラ８１にトナー８２を供給するトナー供給ローラ８４とから構成される接触の１成分現像器である。
また、トナー８２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。

図７は、形状情報作成手段９の概略構成図であり、この形状情報作成手段９は、読み取りレンズ９１と、ＣＣＤセンサ９２とで構成されている。
読み取りレンズ９１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９２としては、例えば皮脂紋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。

図８は、指紋認識装置１に用いられるカード（媒体）１１の構造図であり、このカード１１は、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。

このカード１１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１１には、基材１０１及びこの基材１０１上に形成された静電潜像形成部１０２を有しており、静電潜像形成部１０２の大きさは、前述したように皮脂紋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。

基材１０１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。
静電潜像形成部１０２は、基材１０１上に導電層１０３、誘電層１０４、オーバーコート層１０５を塗布した構造になっている。
導電層１０３、誘電層１０４、オーバーコート層１０５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１０１上に塗布する方法が一般的である。

導電層１０３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。
誘電層１０４としては、ポリカーボネート樹脂、スチレン樹脂等の各種樹脂材料が挙げられる。

また、オーバーコート層１０５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などが、単独で、あるいは２種以上を組み合わせて用いられる。
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、ポリウレタン樹脂などが挙げられる。

次に、上述した指紋認識装置１とカード１１とにより、本実施形態における指紋認識がどのように行われるかを図９のフローに基づいて説明する。
ここで図９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。

ステップＳ１で、カード（媒体）１１が、スロット２より挿入され、搬送手段２１上に載置される。

次に、カード１１は、搬送手段２１により皮脂分解手段４と対向する位置まで搬送され、このカード１１に対してステップＳ２の皮脂分解が行われる。
このステップ２においては、図示しない駆動機構により、皮脂分解手段４が下方に移動され、皮脂分解用ローラ４２とカード１１とが当接させられると共に、皮脂分解用ローラ４２の回転が開始され、導電性ゴムローラ４４とカード１１とが摺接される。

そして、本実施の形態においては、図示しない外部高圧電源から金属シャフト４３にマイナス１０００Ｖ程度の電圧が印加されると、導電性ゴムローラ４４とカード１１との間には放電が発生する。
すなわち、カード１１の誘電層１０４の厚さが２０〜３０μｍであると共に、この誘電層１０４と導電性ゴムローラ４４との間に絶対値で約５００Vから６００V（本実施の形態においてはマイナス１０００Ｖ）の電圧が印加された場合には、これら誘電層１０４と導電性ゴムローラ４４とが接触している付近の微小なギャップ間で、パッシェンの法則により放電が開始される。
従って、仮にカード１１上に、前の使用の際に付着された皮脂による指紋の痕跡が残留していたとしても、この皮脂による指紋の痕跡は、放電により分解されて、もはや指紋の体をなさなくなるので、以後のステップにおいて、前の使用の際に付着された指紋の痕跡による誤認識が生じることはない。
なお、本実施の形態において、金属シャフト４３に印加される電圧をマイナス１０００Ｖ程度としたのは、カード１１上に指紋の痕跡が残留される原因となる皮脂量には個人差があるため、皮脂量が多い場合には、理論上の放電が開始される電圧（上述したように、絶対値で約５００Vから６００V）よりも高い電圧を印加する必要があるからである。
また、本実施の形態では、金属シャフト４３にマイナスの電圧を印加することにより、カード１１との間で放電を行っているが、金属シャフト４３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。

次にカード１１は、搬送手段２１によりクリーニング手段５と対向する位置まで搬送され、このカード１１の静電潜像形成部１０２に対してステップＳ３のプレクリーニングが行われる。
このとき、クリーニング手段５においては、ファーブラシローラ５１及びバイアスローラ５２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５１及びバイアスローラ５２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５１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１０２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５２に印加されるバイアス電圧は、ファーブラシローラ５１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１０２のマイナス極性を有する汚れは、バイアスローラ５２に集められ、クリーニングブレード５３によって除去される。

なお、前述した皮脂分解手段４をわざわざ設けなくても、このステップＳ３のプレクリーニングあるいは後述するステップＳ１２のポストクリーニングにおいて、ステップＳ２の皮脂分解を行わせることができるようにも思われる。
しかしながら、このステップＳ３のプレクリーニングあるいはステップＳ１２のポストクリーニングは、繊維状のファーブラシローラ５１にバイアス電圧を印加し、カード１０上に付着したトナーやゴミを静電気力により吸着してクリーニングを行わせるものである。
従って、ファーブラシローラ５１に印加されるバイアス電圧の絶対値を、カード１１の誘電層１０４とファーブラシローラ５１との間で放電が開始される電圧（例えばマイナス１０００V）にまで増大させてしまうと、カード１０上のトナーやゴミまでファーブラシローラ５１と同極性に帯電されてしまい、これらトナーやゴミをファーブラシローラ５１に付着させることができなくなってしまう。
このため、ステップＳ３のプレクリーニングあるいはステップＳ１２のポストクリーニングにおいては、ファーブラシローラ５１に印加されるバイアス電圧は、比較的低いプラス３００Ｖからプラス４００Ｖとされており、このバイアス電圧のレベルでは、誘電層１０４とファーブラシローラ５１との間に放電を発生させてカード１０上の皮脂を分解することはできないのである。

次に、カード１１は、搬送手段２１により除電手段６と対向する位置まで搬送され、このカード１１に対してステップＳ４のプレ除電が行われる。
除電手段６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１１表面の除電が行われる。

次に、カード１１は、搬送手段２１により帯電手段７と対向する位置まで搬送され、このカード１１に対してステップＳ５の帯電が行われる。
帯電手段７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７１に電圧が印加され、このコロナ放電電極７１と所定の電圧に保持された制御グリッド７３とによってカード１１が帯電される。
具体的には、コロナ放電電極７１には、外部高圧電源によってマイナス５０００Ｖからマイナス６０００Ｖの電圧が印加されると共に、制御グリッドはマイナス７００Ｖ程度に保持されるので、カード１１の表面は約マイナス７００Ｖに帯電される。
なお、本実施の形態では、コロナ放電電極７１と制御グリッド７３とにマイナスの電圧を印加することにより、カード１１をマイナスに帯電させているが、コロナ放電電極７１と制御グリッド７３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７１と制御グリッド７３とに印加される電圧の極性がプラスの場合は、カード１１もプラスに帯電される。

ステップＳ５の帯電が行われた後、カード１１は一旦スロット２から外部に排出される（ステップＳ６）。
この際、皮脂分解手段４とクリーニング手段５とは、カード１１から離れる位置まで移動されており、また除電手段６は制御手段１０によりオフ状態とされる。
また、カード１１の全体がスロット２から排出される必要はなく、少なくとも静電潜像形成部１０２が外部に露出すれば十分である。

そしてステップＳ７で、ユーザーが静電潜像形成部１０２上に指紋を押下することにより、静電潜像形成部１０２の表面には指紋の表面形状に応じた静電潜像が形成される。
このとき、上述した通り、カード１１の前の使用により静電潜像形成部１０２に残留していた指紋の痕跡は、ステップＳ２の皮脂分解により分解されると共にステップＳ３のプレクリーニングにより除去されるので、静電潜像形成部１０２には、新たにユーザーが押下した指紋の表面形状に応じた静電潜像のみが形成される。
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１０２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１０２と接触されている。
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１０２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１０２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。
なお、本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。
また、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。

この後、カード１１は、再度スロット２より装置１内に挿入され（ステップＳ８）、搬送手段２１によりトナー像形成手段８と対向する位置まで搬送され、このカード１１に対してステップＳ９のトナー像形成が行われる。
この際、皮脂分解手段４とクリーニング手段５とは、カード１１から離れる位置まで移動されると共に、また除電手段６と帯電手段７とは、制御手段１０によりオフ状態とされるので、再度挿入されたカード１１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８に至る。

トナー像形成手段８においては、現像ローラ８１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８１はカード１１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８４は、現像ローラ８１と接触して回転されており、その回転方向は現像ローラ８１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８１が、カード１１の静電潜像形成部１０２と接触される。
これにより、静電潜像形成部１０２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８１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８４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８２は、トナー像形成手段８のフレーム内に蓄えられており、トナー供給ローラ８４の回転によって機械的に現像ローラ８１に付着される。
また、トナー供給ローラ８４に印加されている電圧は、現像ローラ８１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８２は、現像ローラ８１に吸着される。
この吸着されたトナー８２は、現像ローラ８１に圧接して取り付けられている薄板状の現像ブレード８３により薄層化される。

ここでカード１１が現像ローラ８１と接触すると、静電潜像形成部１０２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８１に付着しているトナー８２は、静電潜像形成部１０２側に移動し、現像が行われる。
一方、静電潜像形成部１０２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１１が現像ローラ８１と接触しても、現像ローラ８１に付着しているトナー８２は、静電潜像形成部１０２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１１の静電潜像形成部１０２には、指紋（表面形状）に応じたトナー像が形成される。
このとき、上述した通り、カード１１の静電潜像形成部１０２には、新たにユーザーが押下した指紋の表面形状に応じた静電潜像のみが形成されているので、この静電潜像にのみがトナーによる現像される。
従って、カード１１の前の使用による指紋がトナー像化されることはない。

次にカード１１は、搬送手段２１により形状情報作成手段９と対向する位置まで搬送され、このカード１１に対してステップＳ１０の形状情報作成が行われる。
形状情報作成手段９において、前記トナー像はＣＣＤセンサ９２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。

このユーザーの指紋の形状に応じた電気信号は、ライン３０を通じて中央演算装置２９に出力され（ステップＳ１１）、この中央演算装置２９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１１の真の所有者であるか否かが判別される。

一方、ステップＳ１１の電気信号出力を終えた後、カード１１は、搬送手段２１によりクリーニング手段５と対向する位置まで戻され、このカード１１の静電潜像形成部１０２に対してステップＳ１２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Ｓ３）とほぼ同様であるが、このとき静電潜像形成部１０２はマイナス極性を有しており、静電潜像形成部１０２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１０２の表面電位とファーブラシローラ５１の表面電位の電圧の極性の違い、ファーブラシローラ５１に印加されているバイアス電圧、バイアスローラ５２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１０２に残存するマイナス極性のトナー８２は、バイアスローラ５２に集められ、クリーニングブレード５３によって除去される。

次にカード１１は、搬送手段２１により除電手段６と対向する位置まで戻され、このカード１１に対してステップ１３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Ｓ４）と同様であるので説明を省略する。

そしてカード１１は、スロット２から外部に排出され（ステップＳ１４）、ユーザーに返却されて繰り返し使用される。

この実施形態の皮脂紋認識装置により検出された指紋の一例を図１０に示す。
この図１０に示す画像は、この実施形態に基づいて、カード１１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１１の静電潜像形成部１０２に指紋を押下した後、トナー像形成手段８で静電潜像形成部１０２にトナー８２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。

本実施の形態によれば、皮脂分解手段４として、導電性ゴムローラ４４を被覆した皮脂分解用ローラ４２にマイナス１０００V程度の電圧を印加し、導電性ゴムローラ４４とカード１１とが接触している付近の微小なギャップ間に放電を発生させて、前の使用の際に付着された皮脂による指紋の痕跡を、もはや指紋の体をなさなくなる程度にまで分解している。
従って、指紋情報を保持するカード１１を繰り返し使用できると共に、前の使用の際に付着された指紋の痕跡による誤認識を生じることの無い安定した指紋認識を行うことができる。

次に、皮脂分解手段の他の実施形態を図１１に基づいて説明する。
この皮脂分解手段１２においては、図１１に示されるように、下面が開口されている筐体１２１の内部空間に、導電性ブラシ１２２が設けられている。
この導電性ブラシ１２２は、導電性本体部１２２ａと、この導電性本体部１２２ａに植毛された導電性ブラシ部１２２ｂと、導電性本体部１２２ａから筐体１２１の側壁面に向けて延在される軸部１２２ｃとにより構成されており、この軸部１２２ｃの両端は筐体１２１の側壁面に固定して取り付けられている。

この導電性ブラシ部１２２ｂは、導電性本体部１２２ａの上に、例えばナイロン（登録商標）系の繊維に含有されるカーボンの量を調整して体積抵抗値を１０^３〔Ωcm〕から１０^６〔Ωcm〕としたものを植毛して形成される。
なお、導電性ブラシ部１２２ｂの材料として、体積抵抗値が１０^３〔Ωcm〕から１０^６〔Ωcm〕の樹脂を用いても差し支えない。
この場合、ナイロン（登録商標）系、ウレタン系、テフロン（登録商標）系等の材料が適宜使用される。
導電性ブラシ部１２２ｂの抵抗値が１０^３〔Ωcm〕より小さいと、カード１１上の誘電層１０４との間で電圧が印加された場合に、電流のリークが発生すると共にピンホールが発生することになる。
また、導電性ブラシ部１２２ｂの体積抵抗値が１０^６〔Ωcm〕より大きいと、カード１１上の誘電層１０４との間で電圧が印加された場合に、導電性ブラシ部１２２ｂと誘電層１０４との間で放電を生じさせることが困難になる。
また、図１１の矢印Ｃで示されるように、この皮脂分解手段１２は、図示しない駆動手段により、皮脂分解動作時のみカード１１と接触し、皮脂分解動作を行わない時はカード１１から離れるように上下に移動自在な構造とされている。

この実施の形態の皮脂分解手段１２を指紋認識装置１に適用した場合、図９のフローにおけるステップＳ２の皮脂分解は、以下のように実行される。

スロット２から挿入されたカード１１は、搬送手段２１により皮脂分解手段１２と対向する位置まで搬送されると共に、図示しない駆動機構により、皮脂分解手段１２が下方に移動され、導電性ブラシ１２２とカード１１とが当接される。

そして、本実施の形態においては、図示しない外部高圧電源から導電性本体部１２２ａにマイナス１０００Ｖ程度の電圧が印加されると、導電性ブラシ部１２２ｂとカード１１との間には放電が発生する。
すなわち、カード１１の誘電層１０４の厚さが２０〜３０μｍであると共に、この誘電層１０４と導電性ブラシ部１２２ｂとの間に絶対値で約５００Vから６００V（本実施の形態においてはマイナス１０００Ｖ）の電圧が印加された場合には、これら誘電層１０４と導電性ブラシ部１２２ｂとが接触している付近の微小なギャップ間で、パッシェンの法則により放電が開始される。
従って、仮にカード１１上に、前の使用の際に付着された皮脂による指紋の痕跡が残留していたとしても、この皮脂による指紋の痕跡は、放電により分解されて、もはや指紋の体をなさなくなるので、以後のステップにおいて、前の使用の際に付着された指紋の痕跡による誤認識が生じることはない。
なお、本実施の形態において、導電性本体部１２２ａに印加される電圧をマイナス１０００Ｖ程度としたのは、カード１１上に指紋の痕跡が残留される原因となる皮脂量には個人差があるため、皮脂量が多い場合には、理論上の放電が開始される電圧（上述したように、絶対値で約５００Vから６００V）よりも高い電圧を印加する必要があるからである。
また、本実施の形態では、導電性本体部１２２ａにマイナスの電圧を印加することにより、カード１１との間で放電を行っているが、導電性本体部１２２ａ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。

この実施の形態においても、皮脂分解手段１２として、導電性ブラシ１２２ｂを備えた導電性ブラシ１２２にマイナス１０００V程度の電圧を印加し、導電性ブラシ１２２ｂとカード１１とが接触している付近の微小なギャップ間に放電を発生させて、前の使用の際に付着された皮脂による指紋の痕跡を、もはや指紋の体をなさなくなる程度にまで分解している。
従って、指紋情報を保持するカード１１を繰り返し使用できると共に、前の使用の際に付着された指紋の痕跡による誤認識を生じることの無い安定した指紋認識を行うことができる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能なものである。
具体的には、上述した実施の形態においては、帯電手段７としてスコロトロン帯電装置を設けているが、皮脂分解手段４あるいは皮脂分解手段１２が、帯電手段７の機能を兼ねることとしても良い。
この場合は、図９において、ステップＳ４のプレ除電が行われた後に、媒体１１は、再び皮脂分解手段４あるいは皮脂分解手段１２と対向する位置まで搬送され、金属シャフト４３あるいは導電性ブラシ部１２２ｂに、外部高圧電源からマイナス１２５０Ｖ程度の電圧を印加させることにより、カード１１の表面１１ａを約マイナス７００Ｖに帯電させることができる。

本発明の実施形態による指紋認識装置のブロック図である。同認識装置の皮脂分解手段の概略構成図である。同認識装置のクリーニング手段の概略構成図である。同認識装置の除電手段の概略構成図である。同認識装置の帯電手段の概略構成図である。同認識装置のトナー像形成手段の概略構成図である。同認識装置の形状情報作成手段の概略構成図である。同認識装置と共に用いられるカード（媒体）の構造を説明する図である。同認識装置による指紋認識のフロー図である。同認識装置により検出された指紋の一例を示す図である。皮脂分解手段の他の実施形態の概略構成図である。

符号の説明

１指紋認識装置
４，１２皮脂分解手段
５クリーニング手段
６除電手段
７帯電手段
８トナー像形成手段
９形状情報作成手段
１０制御手段
１１カード（媒体）
４２皮脂分解用ローラ
１２２導電性ブラシ

Claims

媒体に皮脂紋情報を読み取り情報として保持させ、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、前記媒体を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、前記皮脂紋情報に対応して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皮脂紋認識装置において、
前記媒体上の皮脂紋情報を分解する皮脂紋情報分解手段を設けたことを特徴とする皮脂紋認識装置。
前記皮脂紋情報分解手段が、導電性ゴムローラと前記媒体とを接触させて、これら導電性ゴムローラと媒体との間で放電を生ぜしめるものであることを特徴とする請求項１に記載の皮脂紋認識装置。
前記皮脂紋情報分解手段が、導電性繊維ブラシと前記媒体とを接触させて、これら導電性繊維ブラシと媒体との間で放電を生ぜしめるものであることを特徴とする請求項１に記載の皮脂紋認識装置。
媒体に保持した読み取り情報としての皮脂紋情報を、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、前記媒体を帯電させる帯電工程と、前記媒体上に前記皮脂紋情報に対応する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像化させ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皮脂紋認識方法において、
前記帯電工程の前に、前記媒体上の皮脂紋情報を分解する皮脂紋情報分解工程を更に有することを特徴とする皮脂紋認識方法。