JP4709894B2 - 静電パターン情報を格納した文書を生成および認証するための方法およびシステム - Google Patents

Description

本発明は、概して、文書認証技術に関し、特に、格納された静電パターンを使用して文書を生成および認証するための方法およびシステムに関する。

文書認証技術は、偽造技術が進化するにつれて、ますますその需要が増している。さらに、現在のコンピュータ文書処理ツールによって可能となる文書の変更が容易であるため、文書が未変更のオリジナルであることを検証する必要性も、ますます高くなっている。

既存の検証技術には、通貨および銀行券で使用されるような微細な透かしおよび磁気インク・パターンが含まれる。人間の目には見えない、または適切な検出装置なしでは見えないパターンは、複製または変更、あるいはその両方がさらに困難である。既存の技術が実施されるかまたは向上するにつれて、既存の技術によって得られるセキュリティ手段を妨げる技術が出現する。

上記セキュリティ・パターンの用途は、一般に、自動印刷プロセスに提供されるが、手書き器具に関してこうしたプロセスを備えることが有用である。しかしながら、「隠し」パターンを文書内で実施するために必要な技術は、通常、コストが高いため、ペンなどのハンドヘルド・デバイス内に透かしまたは磁気マーキング技法を組み込むと法外な値段になる。

同様に、通常、上記セキュリティ・マーキング技法を低価格プリンタに組み込むことは費用対効果が低く、効果的であることに関して、典型的なコピー機またはプリンタでは微細な透かしはレンダリング不可能であるはずであり、さらに磁気マーキング・プロセスは、通常、磁気インク内の領域を磁化する特殊デバイスを備えた第２のパス（pass）を必要とする。

米国特許第６，５３０，６０２号は、文書に印刷され、その後真正性（authenticity）を検証するために使用されるバイナリ・パターンまたはバーコードを含む見えない物質のマシン可読パターンを含み、開示する。物質は、発光性、磁性、導電性、または他の機械的特性などの、マシンを介して検出可能な物理的特性を有する。しかしながら、上記特許では、塗布される物質の有無のみを開示し、静電的に検出可能な物質の印加、または手書き文書の生成および検証のためのシステムは企図していない。
米国特許第６，５３０，６０２号 米国特許第６，８４２，１６５号

したがって、常に、文書認証用の新しい方法およびシステムを提供することが望ましい。さらに、関連するコストの低いこうした方法およびシステムを提供することが望ましい。また、手書き文書に適用可能なこうした方法およびシステムを提供することも望ましい。

文書認証のための新しい低コストの技法を提供する目的は、埋め込まれた静電パターン情報を有する文書を生成および読み取るための方法およびシステムで対処される。

用紙は、反対の電荷を有する２つの極性の電気モノポール素子とすることができる複数の永続的に帯電した電気モノポール素子（静電モノポール）を含むインクで塗布印刷または手書きされる。電気（静電）モノポール素子は、乾燥、空気への暴露、または他の硬化プロセスを介して、液体結合剤内に懸濁される。用紙は、インクが硬化するかまたはインクジェット・プリンタに見られるようにプリント・ヘッドを介してインクを噴射することができる間に、文書内にパターンを生成する静電場に暴露することができるか、あるいは、モノポール素子をインクに追加するために提供された間欠的に選択可能なインク源または添加源を有するペンによって書くことができる。インクが硬化すると、文書の表面での検出に永続的な電荷パターン（静電場パターン）を使用することが可能であり、これを使用して、静電スキャナを使用して電荷パターンを読み取ることによって、文書の真正性を検証することができる。

ダイポール素子の極性が、白または黒の染料、あるいは異なる色の染料に関連付けられるという点において、電荷パターンを可視特性と結びつけることができる。代替的にまたは組み合わせて、透明または中間色のダイポール素子（たとえば白の背景上に白で染められたダイポール素子）を使用することによって、「不可視」インクを印刷することが可能であり、他の非帯電インクを使用して文書のイメージを生成することもできる。また、代替的にまたは協調して、帯電ダイポール・インクを使用して透かしを印刷するか、またはインクを実際の文書イメージ／テキストに使用することができる。帯電ダイポール・インクのパターンは、グラフィック・パターンとするか、あるいは、セキュリティ証明、文書それ自体に関連付けられた情報、または文書内に不可視に提供された他のデータなどのデータを含むことができる。

本発明の上記および他の目的、特徴、および利点は、添付の図面に示されるような、本発明の好ましい実施形態についての以下のより詳細な説明から明らかとなろう。

本発明の特徴であるとみなされる新規な機能は、添付の特許請求の範囲に記載されている。しかしながら、本発明それ自体ならびに好ましい使用方法、他の目的、およびその利点については、例示的実施形態についての以下の詳細な説明を、同じ参照番号が同じ構成要素を示す添付の図面と共に参照することによって、最も良く理解することができるだろう。

次に図面を参照すると、特に図１〜図４を参照すると、本発明の実施形態に従って文書の表面が生成され、本発明の実施形態によるシステムによって読み取り可能であることを示す絵画図によって、本発明の技法が示されている。それぞれの表面は、静電モノポールを含む液体媒体で印刷または書き込みされた領域を含み、これらがその後、モノポールが懸濁されたインク内の結合剤の乾燥または硬化によって、適所に固着される。

本発明で採用されるモノポールは、一般に、電子インク・ディスプレイで使用されるより大きな球体のサブエレメントで使用するために市販されている誘電体球の形で、永続的に帯電される。米国特許第６，８４２，１６５号は、こうしたディスプレイおよび「電気泳動」インクについて記載している。電子泳動インクは、荷電粒子を含む可視インクとして定義される。本発明では、インク内に色素が提供されている必要はなく、インクが荷電粒子を含むだけでよい。上記特許は、より大きな球体（マイクロカプセル）内にサブエレメント（モノポール）球を含み、サブエレメント球がそのより大きな球体内のみを移動することができる新しい電子インク・ディスプレイを対象とし、これにより、記載された「電子ペーパー」技術が向上する。マイクロカプセルを使用する以前の電気泳動インクに基づく電子ペーパーは、持続性に乏しかった。

本発明では、モノポールは封入球体なしで使用され、文書の作成時に永続的に固着されるため、電子泳動インクの持続性は問題にならない。文書のブランク・フォームは一般に紙であるが、静電パターンは、後にイメージまたは情報を認証することが望ましいイメージまたは情報が印刷されることになる段ボール箱、プラスチック、または任意の他の表面上で生成することも可能である。したがって、本明細書で使用される「文書」という用語は、上記で列挙した媒体、および、宛名ラベル、コンピュータ光媒体ラベル（直接印刷または印加される）などの物品に適用されることを理解されたい。

次に図１〜図４を参照すると、本発明の実施形態による方法およびシステムによって生成および検証可能な、様々な文書表面が示される。図１は、文字を形成するインク内のパターンに埋め込まれた静電モノポールを有する、印刷されたイメージ１０を含む文書を示す。このパターンは、非常に小さく作ることが可能であり、反復的または固有とすることができる。静電インクは不可視とするか、または文書の背景と一致する中間色（一般には白）とすることができるため、空白部分にもパターンでマーク付けすることができる。認証マーク１２も可視または不可視とすることができ、「静電」インクで形成し、形状のパターン・マッチング、マーク内の符号化バイナリ・データの読み取り、またはマークの可視構造体と隠された静電構造体との比較、あるいはその両方によって、文書の真正性を検証するために使用することができる。

図２は、可視または不可視とすることもでき、一定の人員のみに使用が制限された電子「レターヘッド」として働く、用紙上に提供することができるか、あるいは文書にテキストまたはイメージ情報１４を追加する時点で印刷することができる透かし１６を有する文書を示す図である。レターヘッド自体も、後でコンテンツを追加することができる可視および検証可能な形を提供する透かし１６のパターンとしての機能を果たすことができる。

図３は、手書きにおける本発明の使用を示す図である。本発明の実施形態は、永続的な静電モノポールを含むインクで書くことができ、いずれかの電荷極性の静電インクを施す選択可能なインク容器または先端、あるいはその両方、さらに、任意選択でレギュラー・インクを有することができる手書き用のペンを含む。レギュラー・インクが採用される場合、静電インクは不可視のものであってもよい。例示のために、図３で文書の著者が、見出し１８Ａ用に可視の正電荷インク、本文１８Ｂ用に非電荷インク、および署名１８Ｃ用に負電荷インクを選択した場合、著者は、文書の真正性を検証するためにこうしたパターンを想起することができる。

図４は、上述のように、図１または図２のいずれかに埋め込むことができるか、あるいはデータを符号化（エンコード）するために可視または不可視の形でのみ使用できる細部を示す。細部は、一般に可視の形でラベリングに使用される２次元バーコード１９である。しかしながら、可視の形のバーコード１９が使用される場合、可視コードとマッチする場合またはマッチしない場合がある静電コードをバーコード１９に埋め込むことができる。本発明の実施形態による方法および装置によって生成された文書に埋め込まれた任意の形のバイナリ・データ（またはデータの他の数字記号表現）で、他のページ内の他のデータを復号（デコード）することによって、文書のページまたは関係するページ間の他のデータを復号するために、あるいは、データベースに照らして検証するために、暗号化解除（decryption）鍵を文書に埋め込むことができる。データベース検証は暗号化／暗号化解除鍵に限定されるものではなく、認証対象の文書から読み取られた静電的に符号化された情報によって検証可能な、暗号化された証明のストレージまたは文書内に埋め込まれたパターンの非暗号化ストレージも含むことができる。

次に図５を参照すると、ペン２０の形で示された、本発明の実施形態による装置が示される。ペン２０内では、先端２３を書き込み用に突出させるために、複数のインク容器（バレル）２１がボタン２２によって選択される。ペン２０は、１つの極性の静電インクを有する１つのこうした容器を含むこと、あるいは、負の極性の静電インク、正の極性の静電インク、および可視の非静電インクのうちの２つ以上を備える複数の選択可能容器を有することができる。単一の静電インク容器が、他の書き込み器具と協働で使用することによって検証を提供することが可能である一方で、選択可能容器を有するペンは、隠された認証情報を生成する際により多くの柔軟性を提供し、静電構造体を使用せずに、あるいは代替的に、可視または不可視の静電マーキングを使用して、可視に書き込むことが可能な器具を提供することができる。

次に図６を参照すると、本発明の他の実施形態による他の装置が、インクジェット・プリンタの形で示される。インクジェット・ヘッド２５は、１つまたは複数の容器２７に結合された複数のノズル２４を有し、そのうちの少なくとも１つが上記モノポールを含む静電インクを含む。プリンタ・コントロール２６は、プリンタのインタフェースおよび動作を提供し、一般にプロセッサ、メモリ、およびインタフェース回路を備える。プリンタ・コントロール２６は、用紙２９を動かすため、およびプラテン２８に静電電位を提供するためにも、プラテン２８に電気的に結合される。非永続的電荷インクで印刷する標準の静電プリンタでは、静電電位は通常１極性である。しかしながら、本発明では、選択可能な極性を採用して、インクの特定の極性を用紙２９に引き付けることが可能であり、任意にインクの他の極性を押し返して、ノズル内に保持するか、または望ましくない極性の浮遊インクを用紙２９から離れた方向に誘導することができる。プリンタ・コントロール２６は、インクジェット・ヘッド２５が、所与のピクセルに対して所望のインク（またはインクの組み合わせ）を選択するように制御する。プリンタ・コントロール２６は、インクを制御するために容器２７に結合することもできる。インクジェット・ヘッド２５が永続的に帯電されたインクを放出することが可能であり、このインクはインク独自の内部（モノポール反発力）圧力の下で噴出させることができるため、プラテン２８は帯電する必要がなく、容器は静電インクを印刷するように制御される必要がないことに留意されたい。代替的に、インクジェット・ヘッドは、選択可能な極性電位に設定し、インクを用紙方向に促すために使用することができ、インクジェット・ヘッド２５はインクをインクジェット・ヘッド２５それ自体の方向へ誘導するのを防ぐために使用される、交流電位のステージを含むことができる。

上記すべての実施形態において、モノポールの集中およびインク容器の容積が、危害を及ぼすのに十分な電位を発生させるか、または装置に障害を発生させる場合、インク包含容器を互いに、およびユーザから隔離するために、適切な手段が必要な場合があることを理解されたい。インクを容器内に設置する間、モノポール間の内部反発力を克服するための電位が必要であるか、または十分な圧力が印加される場合がある。

上記インクジェット・プリンタの代替実施形態として、外部電場を減少させ、容器を帯電させるタスクを容易にするモノポールの両方の極性を含むインク容器を使用することができる。次に、プラテン２８またはインクジェット・ヘッド２５の極性、あるいはその両方の極性によって、特定のインクを選択することができる。

次に図７を参照すると、本発明の他の実施形態による検証システムが示される。感知ヘッド３２は、アクティブ・デバイスとするか、または金属板とすることができる静電センサ３３のマトリクスを含む。センサ３３は、センサ・ヘッド３２によって検出された静電情報をプロセッサ３７のメモリに格納し、プロセッサ３７内のインタフェースによって外部システムに提供することが可能なパターン情報に変換するセンサ回路３４に接続される。スキャン・コントロール３６は、センサ３２が文書内に埋め込まれた静電パターンを検出することができるように、プロセッサ３７によって、機械的スキャン・ユニット３５を文書全体にわたって移動するよう命令される。

次に図８を参照すると、本発明の実施形態による認証方法が示される。埋め込み静電情報は、検出された後、バイナリ情報に変換され、格納される（ステップ４０）。静電情報の極性または存在のいずれかを検出することができる。すなわち、単一のインクの場合、検出基準はインクの正または負の電荷状態ではなく、大気を介してセンサ３２によって検出される静電電位の大きさであることに留意されたい。

次に、格納された情報が、既知のパターンと比較されるか、または鍵を使用して復号（暗号化解除）される（ステップ４２）、あるいはその両方が行われる。マッチングが見つかった場合（判断４４）、パターンは格納されたデータベース情報と比較され（ステップ４８）、情報が一致を示す場合（判断４９）、文書は認証される（ステップ５０）。判断４４においてパターンのマッチングが見つからなかった場合、方法は、パターン・データベースを網羅するまで他のパターンのマッチングを続行し（判断４６）、認証は失敗する（ステップ４７）。ステップ４９でマッチングが見つからなかった場合も同様に、認証は失敗する（ステップ４７）。

以上、本発明の好ましい実施形態を参照しながら、本発明について詳細に図示および説明してきたが、当業者であれば、添付の特許請求の範囲によって定義されるように、本発明の範囲を逸脱することなく、上記および他の形ならびに細部の変更が可能であることを理解されたい。

本発明の実施形態による、文書内に生成される例示的パターンを示す図である。 本発明の実施形態による、文書内に生成される例示的パターンを示す図である。 本発明の実施形態による、文書内に生成される例示的パターンを示す図である。 本発明の実施形態による、文書内に生成される例示的パターンを示す図である。 本発明の実施形態による文書生成デバイスを示す図である。 本発明の実施形態による文書生成デバイスを示す図である。 本発明の実施形態による文書検証装置を示す図である。 本発明の実施形態による方法を示す流れ図である。

Claims (18)

1. 文書を認証する際に使用可能な永続的静電場パターンを備えた文書を生成するための方法であって、
   第１の液体媒体を前記文書の表面に塗布して可視文書コンテンツを形成する第１の塗布ステップと、
   懸濁する複数の永続的な静電モノポールを含む第２の液体媒体を前記表面に塗布する第２の塗布ステップと、
   前記表面上に前記液体媒体を固定するステップと、
   を含む方法。
2. 前記第１の液体媒体は懸濁する複数の永続的な静電モノポールを含み、前記第２の液体媒体が前記第１の液体媒体に含まれる前記静電モノポールの電荷状態に対して反対の電荷の複数の静電モノポールを含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記第２の液体媒体が前記表面と容易に区別可能な可視特性を有し、前記第１の塗布ステップおよび前記第２の塗布ステップが同時に実行される、請求項１に記載の方法。
4. 前記第１の塗布ステップおよび前記第２の塗布ステップが、前記液体媒体をペンの先端に供給するための少なくとも１つの容器を含む前記ペンによる手書きによって実施される、請求項１に記載の方法。
5. 前記ペンが、
   懸濁する複数の正の極性の静電モノポールを含む液体媒体を供給するための容器、懸濁する複数の負の極性の静電モノポールを含む液体媒体を供給するための容器、および静電モノポールを含まず前記表面と容易に区別可能な可視特性を有するインクを供給するための容器のうちの少なくとも２つの容器と、
   前記容器を選択するための機構とを含み、
   前記第１の塗布ステップおよび前記第２の塗布ステップが、前記容器を選択するステップをさらに含む、請求項４に記載の方法。
6. 前記第１の塗布ステップおよび前記第２の塗布ステップが、前記液体媒体を前記表面でノズルを介して誘導することによって実行される、請求項１に記載の方法。
7. 前記第１の塗布ステップおよび前記第２の塗布ステップが、懸濁する複数の正の極性の静電モノポールを含む液体媒体、懸濁する複数の負の極性の静電モノポールを含む液体媒体、および静電モノポールを含まず前記表面と容易に区別可能な可視特性を有するインクのうちの少なくとも２つを選択するステップをさらに含む、請求項６に記載の方法。
8. 文書を認証する際に使用可能な永続的静電場パターンを備えた前記文書を生成するための装置であって、
   懸濁する複数の永続的静電モノポールを含む液体媒体を含む容器と、
   前記文書の表面上に前記液体媒体を固定されるように前記液体媒体を前記文書の表面に塗布するための塗布装置と、
   を備える装置。
9. 前記塗布装置がペンの先端であり、前記容器が前記ペンの本体に含まれる、請求項８に記載の装置。
10. 懸濁する複数の正の極性の静電モノポールを含む液体媒体を供給するための容器、懸濁する複数の負の極性の静電モノポールを含む液体媒体を供給するための容器、および静電モノポールを含まず前記表面と容易に区別可能な可視特性を有するインクを供給するための容器のうちの少なくとも２つの容器と、
    前記容器を選択するための選択機構と、
    をさらに備える、請求項９に記載の装置。
11. 前記容器のそれぞれが対応するペンの先端に取り付けられ、さらに前記選択機構が複数の前記ペンの先端の中から選択する、請求項１０に記載の装置。
12. 前記塗布装置が、前記容器に結合された注入口を有するインクジェット・プリンタ・ヘッドである、請求項８に記載の装置。
13. 懸濁する複数の正の極性の静電モノポールを含む液体媒体を供給するための容器、懸濁する複数の負の極性の静電モノポールを含む液体媒体を供給するための容器、および静電モノポールを含まず前記表面と容易に区別可能な可視特性を有するインクを供給するための容器のうちの少なくとも２つの容器と、
    前記容器を選択するための選択機構と、
    をさらに備える、請求項１２に記載の装置。
14. 正の極性の永続的静電モノポールを含む液体媒体を含む容器および負の極性の永続的静電モノポールを含む液体媒体を含む容器を備え、正または負の極性の電圧を選択して印加することによって、前記インクジェット・プリンタ・ヘッドが、前記正の極性の永続的静電モノポールを含む液体媒体および前記負の極性の永続的静電モノポールを含む液体媒体の中から選択する、請求項１２に記載の装置。
15. 文書の表面に固着された複数の永続的に帯電されたモノポールによって形成された永続的静電場パターンを有する文書の真正性を検証するための方法であって、
    前記永続的静電場パターンを有する前記文書の表面近くの電場を検出するステップと、
    検出した前記電場をデータに変換してメモリに格納するステップと、
    既知の情報と前記データを使用して前記文書が真正であるか否かを判別するステップと、
    を含む方法。
16. 前記既知の情報が既知のパターンであって、前記判別するステップが、前記既知のパターンと前記データを比較するステップを含む、請求項１５に記載の方法。
17. 前記既知の情報が鍵であって、前記判別するステップが、前記鍵を使用して前記データを復号するステップを含む、請求項１５に記載の方法。
18. 前記検出ステップが、電荷の極性変化を検出する、請求項１５に記載の方法。

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