導電体の表面形状認識装置
【課題】 ユーザーの手や衣服にトナーが付着した場合にも、ユーザーの嫌悪感を軽減できる導電体の表面形状認識装置を提供する。
【解決手段】 表面形状認識装置１は、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と、媒体１０を表面形状認識装置１の内部で帯電させる帯電手段６と、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媒体１０上に形成された静電潜像を表面形状認識装置１の内部でトナーにより現像してトナー像Ｔを形成するトナー像形成手段７と、表面形状認識装置１の内部でトナー像の形状情報を作成する形状情報作成手段８と、形状情報を出力する出力手段２９とを有するものであって、前記トナーを白色トナー６２とした。
【解決手段】 表面形状認識装置１は、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と、媒体１０を表面形状認識装置１の内部で帯電させる帯電手段６と、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媒体１０上に形成された静電潜像を表面形状認識装置１の内部でトナーにより現像してトナー像Ｔを形成するトナー像形成手段７と、表面形状認識装置１の内部でトナー像の形状情報を作成する形状情報作成手段８と、形状情報を出力する出力手段２９とを有するものであって、前記トナーを白色トナー６２とした。
【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に関するものである。
尚、ここで導電体とは、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記載されている。
【特許文献１】特開２００４−１３８４１６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、特許文献１に記載されている認識装置及びその他の方式の認識装置は、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】
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、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に対する要請が高まっている。
かかる要請に基づいて、本出願人は既に、導電体の表面形状を、帯電させた例えば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表面形状認識装置を提案している（特願２００４−２４６５７０号）。
このような表面形状認識装置においては、媒体上に形成された静電潜像を可視化するためのトナー像形成手段が設けられている。
【０００５】
図１０は、従来のトナー像形成手段１０１の概略構成図であり、このトナー像形成手段１０１においては、現像ローラ１０２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１０２は、搬送手段２１の上を搬送される媒体１０３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１０４は、現像ローラ１０２と接触して回転されながら現像ローラ１０２にトナー１０５を供給している。
現像ローラ１０２は、媒体１０３の図示しない静電潜像形成部と接触され、この静電潜像形成部の上に形成され静電潜像が現像されて、トナー像Ｔが形成されることにより可視化される。
【０００６】
この場合、トナー１０５としては、スチレン樹脂等のバインダー樹脂のなかに、離型剤としてのワックスや、帯電制御剤及び黒色顔料等を混合して製作される黒色の負帯電系の非磁性一成分トナーを用いるのが一般的である。
また、静電潜像形成部に形成されたトナー像Ｔからは、導電体の表面形状に応じた形状情報が作成され、その後、トナー像Ｔはクリーニング手段により除去され、媒体１０３はユーザーに返却される。
【０００７】
しかしながら、上述したトナー像形成手段１０１では、黒色のトナー１０５を用いていたため、トナー像Ｔのクリーニングが不十分な状態で媒体１０３がユーザーに返却されると、ユーザーの手や衣服にトナー１０５が付着する場合があり、ユーザーがひどく嫌悪感を抱くこととなっていた。
【０００８】
また、媒体１０３の基材の表面の色が、黒色又は濃度の濃い色である場合には、形成されたトナー像Ｔと媒体１０３の基材の色との間のコントラストが弱いため、ＣＣＤ等により導電体の表面形状に応じた形状情報を作成する場合に、周囲の照明に気を使わなければならなかった。
具体的には、媒体１０３の基材の表面の色が黒色又は濃度の濃い色であっても、周囲の照明の明るさを増加させればトナー像を得ることはできるが、基材からの光の反射が少ないのに加えてトナー像Ｔが黒色のため、基材とトナー像Ｔとの間のコントラストが非常に弱くなり、トナー像Ｔが不鮮明となる問題があった。
一方、媒体１０３の基材の表面の色が白色に近い場合には、トナー像Ｔと基材１０３との間のコントラストは強くできるが、周囲の照明の角度などにより基材からの光が乱反射するとトナー像Ｔがかえって不鮮明となる問題があった。
【０００９】
本発明は、かかる課題に鑑みて為されたものであり、ユーザーの手や衣服にトナーが付着した場合にも、ユーザーの嫌悪感を軽減できる導電体の表面形状認識装置を提供することを第１の目的とするものである。
また、本発明は、導電体の表面形状に応じた形状情報の作成を容易に行うことができる導電体の表面形状認識装置を提供することを第２の目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決して、前記第１の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、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ものにおいて、前記トナーを白色トナーまたは透明トナーとしたことを特徴とするものである。
【００１１】
また、前記第２の目的を達成するために、請求項２記載の導電体の表面形状認識装置は、前記媒体が、平板状の基材と、この基材の一部に形成され、導電層と誘電層とを少なくとも備える静電潜像形成部とを備えており、前記基材の少なくとも前記静電潜像形成部の周囲の色を、黒色または濃度の濃い色としたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に係る導電体の表面形状認識装置によれば、一旦、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、装置内部で静電潜像に応じたトナー像が形成されて導電体の表面形状が可視化される。
この際、トナー像形成手段に用いられるトナーの色を白色または透明としたので、トナー像のクリーニングが不十分な状態で媒体がユーザーに返却され、ユーザーの手や衣服にトナーが付着したとしても、トナー像形成手段に用いられるトナーの色を黒色とした場合に比べてユーザーの嫌悪感を大幅に軽減することができる。
【００１３】
また、請求項２に係る導電体の表面形状認識装置によれば、トナー像形成手段に用いられるトナーの色を白色または透明とすると共に、媒体の基材の少なくとも静電潜像形成部の周囲の色を、黒色または濃度の濃い色としたので、ＣＣＤ等により導電体の表面形状に応じた形状情報を作成する場合に、形成されたトナー像と媒体の基材の色との間のコントラストを強くすることができると共に、基材からの光の乱反射を抑えることができるので、鮮明なトナー像が得られ、形状情報の作成を容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１から図６は本発明を適用した表面形状認識装置の実施形態を示すものであり、図１は、表面形状認識装置１のブロック図を、図２から図６は、表面形状認識装置１の各部概略構成をそれぞれ示している。
【００１５】
図１において、表面形状認識装置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、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。
また後述するカード（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。
【００１６】
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。
この中央演算装置２８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。
【００１７】
図２は、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上を図において左右方向に搬送されてくるカード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カード１０と接触し、クリーニングを行わない時はカード１０から離れるように上下に移動する構造とされている。
【００１８】
図３は、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、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。
【００１９】
図４は、帯電手段６の概略構成図であり、下面が開口されている筐体４５の内部空間に、帯電装置としての帯電ローラ４６が、金属シャフト４７により回転可能に軸支されていると共に、この金属シャフト４７の両端は筐体４５に回転可能に支持されている。
【００２０】
この帯電ローラ４６は、金属シャフト４７に、導電性ゴムローラ４６ａ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４６ａの体積抵抗は、好適には１０４〔Ωcm〕から１０７〔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４６ａの材料として、体積抵抗値が１０４〔Ωcm〕から１０７〔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。
上記導電性ゴムローラ４６ａの抵抗値が１０４〔Ωcm〕より小さいと、カード上の誘電体部との間で電圧が印加されたときに電流のリークが発生する場合がある。このときは、該誘電体層にピンホールが発生することになる。また上記導電性ゴムローラ４６ａの体積抵抗値が１０７〔Ωcm〕より大きい場合は、カード上の誘電体部との間で電圧が印加されたときに抵抗が高すぎて誘電体層を帯電させるのが困難になる。
【００２１】
筐体４５の下端面４５ａ，４５ａには、一対のカム４８，４８が軸４９により回転可能に軸支されて対向配置されており、筐体４５は、カム４８，４８に連動して上下方向に移動自在とされている。
このカム４８，４８には、下端面４５ａ，４５ａに当接される第１のカム面４８ａ，４８ａ及び第２のカム面４８ｂ，４８ｂが形成されている。
【００２２】
図４（ａ）及び（ｂ）に示されるように、下端面４５ａ，４５ａが、第１のカム面４８ａ，４８ａと当接されて最下部に位置されている場合には、帯電ローラ４６が、カード１０に当接して回転される。
このとき帯電ローラ４６は、弾性を有する導電性ゴムローラ４６ａによって、カード１０と安定して接触することができ、帯電ローラ４６には所定の電圧が印加されて、カード１０の表面が一様かつ均一に帯電される。
【００２３】
また、図４（ｃ）及び（ｄ）に示されるように、軸４９が図示しないモータ等により回転させられ、下端面４５ａ，４５ａが、第２のカム面４８ｂ，４８ｂと当接されて最上部に位置されている場合には、帯電ローラ４６はカード１０から離間させられ、カード１０の帯電は行われない。
【００２４】
図５は、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６１、現像ローラ６１上のトナーを薄層化する現像ブレード６３、現像ローラ６１にトナーを供給するトナー供給ローラ６４で構成される接触の１成分現像器である。
白色トナー６２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。
【００２５】
ここで、本実施の形態においては、従来の黒色のトナー１０５に代えて、樹脂に白色顔料（酸化チタン）等の添加剤を添加して合成された非磁性１成分系の白色トナー６２が用いられている。
この白色トナー６２を構成する樹脂としては、結着材として汎用されるものであれば特に限定されるものでなく、例えば、ポリスチレン系樹脂、ポリアクリル系樹脂、ポリオレフイン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂等の熱可塑性樹脂、または、尿素樹脂、ウレタン樹脂、ウレア樹脂等の熱硬化性樹脂ならびにこれらの重合体等も使用可能である。
【００２６】
白色トナー６２の添加剤としては、二酸化チタンに代表される白色顔料、結着樹脂等を用いることができる。
白色顔料としては、二酸化チタンの他に亜鉛華、アンチモン白、硫化亜鉛等が挙げられ、これらを二酸化チタンと組み合わせて使用しても良い。
二酸化チタンとしては、硫酸法、塩酸法、気相法等いずれの方法により製造されたものでも良く、結晶型はアナタ−ゼ型、ルチル型、あるいはブルカイト型いずれの結晶型のものでも使用可能である。
白色顔料としては、粒径が０．０５〜０．５μｍ、好ましくは０．１〜０．４μｍのものが好適である。
【００２７】
また、白色トナー６２には、さらに荷電制御剤を添加させてもよい。
荷電制御剤としては、摩擦帯電により正または負の荷電を与え得るものが用いられ、正荷電制御剤としては、例えば、ポリアミン化合物、イミダゾール化合物等が挙げられる。
また、負荷電制御剤としては、クロム錯塩、亜鉛錯塩等が挙げられる。
更に、白色トナー６２には、流動性の向上のために、シリカ、酸化アルミニウム、二酸化チタン、フッ化マグネシウム等の流動化剤を単独で、または、これらを組み合わせて添加しても良い。
【００２８】
図６は、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６５、ＣＣＤセンサ６６で構成されている。
読み取りレンズ６５としては、２ｆ系、４ｆ系等を用いることができる。
またＣＣＤセンサ６６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。
【００２９】
図７は、表面形状認識装置１に用いられるカード１０の構造図であり、このカード１０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。
【００３０】
このカード１０は、略平板状の薄板から形成された基材６７と、この基材６７の基材表面６７ａに塗布された導電層６９と誘電層７０とオーバーコート層７１とから構成される静電潜像形成部６８とを備えている。
基材６７は、本実施の形態においては、硬さ、強度及び剛性の観点からポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）から形成されており、カード１０の汎用性を考慮して、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に、幅５４ｍｍ、長さ８６ｍｍ、厚さ０．７５ｍｍの諸寸法を有している。
【００３１】
静電潜像形成部６８は、上述のように、基材６７の基材表面６７ａに導電層６９と誘電層７０とオーバーコート層７１とにより構成されており、これら導電層６９と誘電層７０とオーバーコート層７１とは、一般に、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調製された塗工液を基材６７上に塗布する方法により形成される。
静電潜像形成部６８の大きさは、表面形状認識の対象が例えば指紋である場合には、図７（ａ）の平面視で約１インチ角（２５．４ｍｍ×２５．４ｍｍ）が好適であり、本実施の形態においては、基材表面６７ａの４箇所の角部のうちの一箇所に近接して配置されている。
なお、この静電潜像形成部６８の基材表面６７ａにおける位置は、これに限定されるものではなく、基材表面６７ａの中央近辺に設けても構わない。
【００３２】
導電層６９としては、金、アルミ等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、更にはカーボン等の導電性材料等を含有した樹脂層としても良い。
誘電層７０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。
【００３３】
また、オーバーコート層７１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等が、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、ポリウレタン樹脂等が挙げられる。
【００３４】
そして、本実施の形態においては、基材表面６７ａのうち、図７の一点鎖線で示される静電潜像形成部６８を囲繞する領域６７ｂの色は、黒色とされている。
【００３５】
次に、上述した表面形状認識装置１とカード１０により、本実施形態における表面形状認識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、左側が表面形状認識装置１の外部で実行されるステップ、右側が表面形状認識装置１の内部で実行されるステップを示している。
【００３６】
ステップＳ１で、カード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。
【００３７】
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６８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６８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６８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。
【００３８】
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。
【００３９】
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、図示しないモータ等により、カム４８，４８が、最下部に位置させられ、帯電ローラ４６がカード１０に当接させられる（図４（ａ）及び（ｂ）参照。）。
【００４０】
そして、図示しない外部高圧電源から金属シャフト４７に電圧が印加され、導電性ゴムローラ４６ａはカード１０と摺接しながらカード１０を帯電させる。
具体的には、金属シャフト４７には、外部高圧電源からマイナス１２５０Ｖ程度の電圧が印加されており、カード１０の表面はマイナス約７００Ｖに帯電されている。
なお、本実施例では、金属シャフト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、金属シャフト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。
このような帯電ローラ方式により帯電を行う場合、金属シャフト４７に印加する電圧の極性に拘わらずオゾンの放出を非常に少なくすることができるので、オゾンフィルター等を別途設ける必要がない。
【００４１】
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６８が外部に露出すれば十分である。
【００４２】
そしてステップＳ６で、ユーザーが静電潜像形成部６８上に指紋を押下することにより、静電潜像形成部６８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６８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６８と接触している。
【００４３】
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６８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６８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。
【００４４】
この後、カード１０は、再度スロット２より表面形状認識装置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、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。
【００４５】
トナー像形成手段７においては、現像ローラ６１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６１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６４は、現像ローラ６１と接触して回転されながら、現像ローラ６１に白色トナー６２を供給している。
なお、トナー供給ローラ６４の回転方向は現像ローラ６１と同方向でも反対方向でも構わない。
現像ローラ６１は、カード１０の静電潜像形成部６８と接触される。
静電潜像形成部６８上に形成された指紋の静電潜像は、これにより現像されてトナー像Ｔとなり可視化される。
このとき、本実施の形態においては、白色トナー６２を用いているため、得られるトナー像Ｔも白色となる。
【００４６】
トナー像Ｔが形成されて可視化される流れをより具体的に説明すると、現像ローラ６１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６４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。
白色トナー６２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６４の回転によって機械的に現像ローラ６１に付着するようになっている。
また、トナー供給ローラ６４に印加されている電圧は、現像ローラ６１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、白色トナー６２は、現像ローラ６１に吸着されるようになっている。
吸着された白色トナー６２は、現像ローラ６１に圧接して取り付けられている薄板状の現像ブレード６３により薄層化される。
【００４７】
ここでカード１０が現像ローラ６１と接触すると、静電潜像形成部６８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６１に付着している白色トナー６２は、静電潜像形成部６８側に移動し、現像が行われる。
一方、静電潜像形成部６８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６１と接触しても、現像ローラ６１に付着している白色トナー６２は、静電潜像形成部６８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６８には、指紋（表面形状）に応じた白色のトナー像Ｔが形成される。
【００４８】
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ＴはＣＣＤセンサ６６により読み取られ、ユーザーの指紋の形状に応じた画像信号が電気信号に変換される。
このとき、本実施の形態においては、基材表面６７ａの領域６７ｂの色が黒色とされていると共に白色のトナー像Ｔが形成されるので、形成されたトナー像Ｔと領域６７ｂとの間のコントラストを強くすることができる。
【００４９】
従って、ＣＣＤセンサ６６からは、モノクロの画像信号がダイレクトに得られるので、この画像信号画像を２値化（白黒化）するときに周囲の照明に気を使う必要が無い。
具体的には、静電潜像形成部６８に押下された指紋のみが白色トナー６２で現像され、周囲の照明により領域６７ｂとのコントラストの強い鮮明なトナー像Ｔが得られる。
また、媒体１０の基材の表面の色を黒色又としたので、照明の明るさを強くしても基材からの光の反射が少なく、また、照明の角度が変わっても光の乱反射が抑えられる。
更に、周囲の照明の色が変化しても、媒体１０の基材の表面の色を黒色又としたので、照明の色によらずに光の反射は少なく、仮に、現像された白色のトナー像Ｔが照明の色の変化による影響を受けたとしても、画像を２値化したときのコントラストが弱くなることはない。
【００５０】
このユーザーの指紋の形状に応じた電気信号は、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６８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６８はマイナス極性を有しており、静電潜像形成部６８に残存するトナーもマイナス極性を有している。
【００５２】
したがって、前述の通り、静電潜像形成部６８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６８に残存するマイナス極性の白色トナー６２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。
【００５３】
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Ｓ１２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。
【００５４】
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。
【００５５】
この実施形態の表面形状認識装置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、こ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６８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６８に白色トナー６２を付着させ、形成されたトナー像Ｔをテープで剥離させて、黒紙に貼り付け、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。
【００５６】
本実施の形態によれば、トナー像形成手段７に用いられるトナーを白色トナー６２とすると共に、カード１０の静電潜像形成部６８の周囲を囲繞する領域６７ｂの色を黒色としたので、トナー像Ｔのクリーニングが不十分な状態でカード１０がユーザーに返却され、ユーザーの手や衣服に白色トナー６２が付着したとしても、ユーザーの嫌悪感を大幅に軽減することができる。
また、本実施の形態によれば、トナー像形成手段７に用いられるトナーを白色トナー６２とすると共に、カード１０の静電潜像形成部６８の周囲を囲繞する領域６７ｂの色を黒色としたので、ＣＣＤセンサ６６により指紋の形状に応じた形状情報を作成する場合に、形成されたトナー像Ｔと領域６７ｂとの間のコントラストを強くすることができ、形状情報の作成を容易に行うことができる。
【００５７】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限られるものではなく、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、トナーをカード１０上に定着させる必要は無いため、白色トナー６２に代えて、従来のトナー１０５から黒色顔料を抜いた非磁性１成分系の透明トナーとしても、光を乱反射させれば、トナー像Ｔの見た目は白くすることができ、形状情報の作成を行うことは可能である。
従って、透明トナーを用いても、ユーザーの嫌悪感を軽減することができる。
【００５８】
また、上述した実施の形態においては、カード１０の領域６７ｂを黒色としたが、濃度の濃い色であれば良い。
ここで、「濃度の濃い色」とは、Ｍａｃｂｅｔｈ社製の濃度計（型名：ＲＤ９１８）において、測定値が１．０以上である色をいう。
また、上述した実施の形態においては、領域６７ｂのみを黒色としたが、基材表面６７ａの全体を黒色または濃度の濃い色としても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の実施形態による表面形状認識装置１のブロック図である。
【図２】表面形状認識装置１のクリーニング手段４の概略構成図である。
【図３】表面形状認識装置１の除電手段５の概略構成図である。
【図４】表面形状認識装置１の帯電手段６の概略構成図である。
【図５】表面形状認識装置１のトナー像形成手段７の概略構成図である。
【図６】表面形状認識装置１の形状情報作成手段８の概略構成図である。
【図７】表面形状認識装置１と共に用いられるカード１０の構造を説明する図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図を示すものである。
【図８】表面形状認識装置１による表面形状認識のフロー図である。
【図９】表面形状認識装置１により検出された指紋の一例を示す図である。
【図１０】従来のトナー像形成手段１０１の概略構成図である。
【符号の説明】
【００６０】
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）
６２ 白色トナー
６７ 基材
６７ｂ 領域
【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に関するものである。
尚、ここで導電体とは、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記載されている。
【特許文献１】特開２００４−１３８４１６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、特許文献１に記載されている認識装置及びその他の方式の認識装置は、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】
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、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に対する要請が高まっている。
かかる要請に基づいて、本出願人は既に、導電体の表面形状を、帯電させた例えば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表面形状認識装置を提案している（特願２００４−２４６５７０号）。
このような表面形状認識装置においては、媒体上に形成された静電潜像を可視化するためのトナー像形成手段が設けられている。
【０００５】
図１０は、従来のトナー像形成手段１０１の概略構成図であり、このトナー像形成手段１０１においては、現像ローラ１０２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１０２は、搬送手段２１の上を搬送される媒体１０３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１０４は、現像ローラ１０２と接触して回転されながら現像ローラ１０２にトナー１０５を供給している。
現像ローラ１０２は、媒体１０３の図示しない静電潜像形成部と接触され、この静電潜像形成部の上に形成され静電潜像が現像されて、トナー像Ｔが形成されることにより可視化される。
【０００６】
この場合、トナー１０５としては、スチレン樹脂等のバインダー樹脂のなかに、離型剤としてのワックスや、帯電制御剤及び黒色顔料等を混合して製作される黒色の負帯電系の非磁性一成分トナーを用いるのが一般的である。
また、静電潜像形成部に形成されたトナー像Ｔからは、導電体の表面形状に応じた形状情報が作成され、その後、トナー像Ｔはクリーニング手段により除去され、媒体１０３はユーザーに返却される。
【０００７】
しかしながら、上述したトナー像形成手段１０１では、黒色のトナー１０５を用いていたため、トナー像Ｔのクリーニングが不十分な状態で媒体１０３がユーザーに返却されると、ユーザーの手や衣服にトナー１０５が付着する場合があり、ユーザーがひどく嫌悪感を抱くこととなっていた。
【０００８】
また、媒体１０３の基材の表面の色が、黒色又は濃度の濃い色である場合には、形成されたトナー像Ｔと媒体１０３の基材の色との間のコントラストが弱いため、ＣＣＤ等により導電体の表面形状に応じた形状情報を作成する場合に、周囲の照明に気を使わなければならなかった。
具体的には、媒体１０３の基材の表面の色が黒色又は濃度の濃い色であっても、周囲の照明の明るさを増加させればトナー像を得ることはできるが、基材からの光の反射が少ないのに加えてトナー像Ｔが黒色のため、基材とトナー像Ｔとの間のコントラストが非常に弱くなり、トナー像Ｔが不鮮明となる問題があった。
一方、媒体１０３の基材の表面の色が白色に近い場合には、トナー像Ｔと基材１０３との間のコントラストは強くできるが、周囲の照明の角度などにより基材からの光が乱反射するとトナー像Ｔがかえって不鮮明となる問題があった。
【０００９】
本発明は、かかる課題に鑑みて為されたものであり、ユーザーの手や衣服にトナーが付着した場合にも、ユーザーの嫌悪感を軽減できる導電体の表面形状認識装置を提供することを第１の目的とするものである。
また、本発明は、導電体の表面形状に応じた形状情報の作成を容易に行うことができる導電体の表面形状認識装置を提供することを第２の目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決して、前記第１の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、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ものにおいて、前記トナーを白色トナーまたは透明トナーとしたことを特徴とするものである。
【００１１】
また、前記第２の目的を達成するために、請求項２記載の導電体の表面形状認識装置は、前記媒体が、平板状の基材と、この基材の一部に形成され、導電層と誘電層とを少なくとも備える静電潜像形成部とを備えており、前記基材の少なくとも前記静電潜像形成部の周囲の色を、黒色または濃度の濃い色としたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に係る導電体の表面形状認識装置によれば、一旦、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、装置内部で静電潜像に応じたトナー像が形成されて導電体の表面形状が可視化される。
この際、トナー像形成手段に用いられるトナーの色を白色または透明としたので、トナー像のクリーニングが不十分な状態で媒体がユーザーに返却され、ユーザーの手や衣服にトナーが付着したとしても、トナー像形成手段に用いられるトナーの色を黒色とした場合に比べてユーザーの嫌悪感を大幅に軽減することができる。
【００１３】
また、請求項２に係る導電体の表面形状認識装置によれば、トナー像形成手段に用いられるトナーの色を白色または透明とすると共に、媒体の基材の少なくとも静電潜像形成部の周囲の色を、黒色または濃度の濃い色としたので、ＣＣＤ等により導電体の表面形状に応じた形状情報を作成する場合に、形成されたトナー像と媒体の基材の色との間のコントラストを強くすることができると共に、基材からの光の乱反射を抑えることができるので、鮮明なトナー像が得られ、形状情報の作成を容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１から図６は本発明を適用した表面形状認識装置の実施形態を示すものであり、図１は、表面形状認識装置１のブロック図を、図２から図６は、表面形状認識装置１の各部概略構成をそれぞれ示している。
【００１５】
図１において、表面形状認識装置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、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。
また後述するカード（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。
【００１６】
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。
この中央演算装置２８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。
【００１７】
図２は、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上を図において左右方向に搬送されてくるカード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カード１０と接触し、クリーニングを行わない時はカード１０から離れるように上下に移動する構造とされている。
【００１８】
図３は、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、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。
【００１９】
図４は、帯電手段６の概略構成図であり、下面が開口されている筐体４５の内部空間に、帯電装置としての帯電ローラ４６が、金属シャフト４７により回転可能に軸支されていると共に、この金属シャフト４７の両端は筐体４５に回転可能に支持されている。
【００２０】
この帯電ローラ４６は、金属シャフト４７に、導電性ゴムローラ４６ａ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４６ａの体積抵抗は、好適には１０４〔Ωcm〕から１０７〔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４６ａの材料として、体積抵抗値が１０４〔Ωcm〕から１０７〔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。
上記導電性ゴムローラ４６ａの抵抗値が１０４〔Ωcm〕より小さいと、カード上の誘電体部との間で電圧が印加されたときに電流のリークが発生する場合がある。このときは、該誘電体層にピンホールが発生することになる。また上記導電性ゴムローラ４６ａの体積抵抗値が１０７〔Ωcm〕より大きい場合は、カード上の誘電体部との間で電圧が印加されたときに抵抗が高すぎて誘電体層を帯電させるのが困難になる。
【００２１】
筐体４５の下端面４５ａ，４５ａには、一対のカム４８，４８が軸４９により回転可能に軸支されて対向配置されており、筐体４５は、カム４８，４８に連動して上下方向に移動自在とされている。
このカム４８，４８には、下端面４５ａ，４５ａに当接される第１のカム面４８ａ，４８ａ及び第２のカム面４８ｂ，４８ｂが形成されている。
【００２２】
図４（ａ）及び（ｂ）に示されるように、下端面４５ａ，４５ａが、第１のカム面４８ａ，４８ａと当接されて最下部に位置されている場合には、帯電ローラ４６が、カード１０に当接して回転される。
このとき帯電ローラ４６は、弾性を有する導電性ゴムローラ４６ａによって、カード１０と安定して接触することができ、帯電ローラ４６には所定の電圧が印加されて、カード１０の表面が一様かつ均一に帯電される。
【００２３】
また、図４（ｃ）及び（ｄ）に示されるように、軸４９が図示しないモータ等により回転させられ、下端面４５ａ，４５ａが、第２のカム面４８ｂ，４８ｂと当接されて最上部に位置されている場合には、帯電ローラ４６はカード１０から離間させられ、カード１０の帯電は行われない。
【００２４】
図５は、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６１、現像ローラ６１上のトナーを薄層化する現像ブレード６３、現像ローラ６１にトナーを供給するトナー供給ローラ６４で構成される接触の１成分現像器である。
白色トナー６２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。
【００２５】
ここで、本実施の形態においては、従来の黒色のトナー１０５に代えて、樹脂に白色顔料（酸化チタン）等の添加剤を添加して合成された非磁性１成分系の白色トナー６２が用いられている。
この白色トナー６２を構成する樹脂としては、結着材として汎用されるものであれば特に限定されるものでなく、例えば、ポリスチレン系樹脂、ポリアクリル系樹脂、ポリオレフイン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂等の熱可塑性樹脂、または、尿素樹脂、ウレタン樹脂、ウレア樹脂等の熱硬化性樹脂ならびにこれらの重合体等も使用可能である。
【００２６】
白色トナー６２の添加剤としては、二酸化チタンに代表される白色顔料、結着樹脂等を用いることができる。
白色顔料としては、二酸化チタンの他に亜鉛華、アンチモン白、硫化亜鉛等が挙げられ、これらを二酸化チタンと組み合わせて使用しても良い。
二酸化チタンとしては、硫酸法、塩酸法、気相法等いずれの方法により製造されたものでも良く、結晶型はアナタ−ゼ型、ルチル型、あるいはブルカイト型いずれの結晶型のものでも使用可能である。
白色顔料としては、粒径が０．０５〜０．５μｍ、好ましくは０．１〜０．４μｍのものが好適である。
【００２７】
また、白色トナー６２には、さらに荷電制御剤を添加させてもよい。
荷電制御剤としては、摩擦帯電により正または負の荷電を与え得るものが用いられ、正荷電制御剤としては、例えば、ポリアミン化合物、イミダゾール化合物等が挙げられる。
また、負荷電制御剤としては、クロム錯塩、亜鉛錯塩等が挙げられる。
更に、白色トナー６２には、流動性の向上のために、シリカ、酸化アルミニウム、二酸化チタン、フッ化マグネシウム等の流動化剤を単独で、または、これらを組み合わせて添加しても良い。
【００２８】
図６は、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６５、ＣＣＤセンサ６６で構成されている。
読み取りレンズ６５としては、２ｆ系、４ｆ系等を用いることができる。
またＣＣＤセンサ６６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。
【００２９】
図７は、表面形状認識装置１に用いられるカード１０の構造図であり、このカード１０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。
【００３０】
このカード１０は、略平板状の薄板から形成された基材６７と、この基材６７の基材表面６７ａに塗布された導電層６９と誘電層７０とオーバーコート層７１とから構成される静電潜像形成部６８とを備えている。
基材６７は、本実施の形態においては、硬さ、強度及び剛性の観点からポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）から形成されており、カード１０の汎用性を考慮して、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に、幅５４ｍｍ、長さ８６ｍｍ、厚さ０．７５ｍｍの諸寸法を有している。
【００３１】
静電潜像形成部６８は、上述のように、基材６７の基材表面６７ａに導電層６９と誘電層７０とオーバーコート層７１とにより構成されており、これら導電層６９と誘電層７０とオーバーコート層７１とは、一般に、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調製された塗工液を基材６７上に塗布する方法により形成される。
静電潜像形成部６８の大きさは、表面形状認識の対象が例えば指紋である場合には、図７（ａ）の平面視で約１インチ角（２５．４ｍｍ×２５．４ｍｍ）が好適であり、本実施の形態においては、基材表面６７ａの４箇所の角部のうちの一箇所に近接して配置されている。
なお、この静電潜像形成部６８の基材表面６７ａにおける位置は、これに限定されるものではなく、基材表面６７ａの中央近辺に設けても構わない。
【００３２】
導電層６９としては、金、アルミ等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、更にはカーボン等の導電性材料等を含有した樹脂層としても良い。
誘電層７０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。
【００３３】
また、オーバーコート層７１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等が、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、ポリウレタン樹脂等が挙げられる。
【００３４】
そして、本実施の形態においては、基材表面６７ａのうち、図７の一点鎖線で示される静電潜像形成部６８を囲繞する領域６７ｂの色は、黒色とされている。
【００３５】
次に、上述した表面形状認識装置１とカード１０により、本実施形態における表面形状認識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、左側が表面形状認識装置１の外部で実行されるステップ、右側が表面形状認識装置１の内部で実行されるステップを示している。
【００３６】
ステップＳ１で、カード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。
【００３７】
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６８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６８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６８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。
【００３８】
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。
【００３９】
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、図示しないモータ等により、カム４８，４８が、最下部に位置させられ、帯電ローラ４６がカード１０に当接させられる（図４（ａ）及び（ｂ）参照。）。
【００４０】
そして、図示しない外部高圧電源から金属シャフト４７に電圧が印加され、導電性ゴムローラ４６ａはカード１０と摺接しながらカード１０を帯電させる。
具体的には、金属シャフト４７には、外部高圧電源からマイナス１２５０Ｖ程度の電圧が印加されており、カード１０の表面はマイナス約７００Ｖに帯電されている。
なお、本実施例では、金属シャフト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、金属シャフト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。
このような帯電ローラ方式により帯電を行う場合、金属シャフト４７に印加する電圧の極性に拘わらずオゾンの放出を非常に少なくすることができるので、オゾンフィルター等を別途設ける必要がない。
【００４１】
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６８が外部に露出すれば十分である。
【００４２】
そしてステップＳ６で、ユーザーが静電潜像形成部６８上に指紋を押下することにより、静電潜像形成部６８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６８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６８と接触している。
【００４３】
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６８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６８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。
【００４４】
この後、カード１０は、再度スロット２より表面形状認識装置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、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。
【００４５】
トナー像形成手段７においては、現像ローラ６１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６１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６４は、現像ローラ６１と接触して回転されながら、現像ローラ６１に白色トナー６２を供給している。
なお、トナー供給ローラ６４の回転方向は現像ローラ６１と同方向でも反対方向でも構わない。
現像ローラ６１は、カード１０の静電潜像形成部６８と接触される。
静電潜像形成部６８上に形成された指紋の静電潜像は、これにより現像されてトナー像Ｔとなり可視化される。
このとき、本実施の形態においては、白色トナー６２を用いているため、得られるトナー像Ｔも白色となる。
【００４６】
トナー像Ｔが形成されて可視化される流れをより具体的に説明すると、現像ローラ６１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６４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。
白色トナー６２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６４の回転によって機械的に現像ローラ６１に付着するようになっている。
また、トナー供給ローラ６４に印加されている電圧は、現像ローラ６１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、白色トナー６２は、現像ローラ６１に吸着されるようになっている。
吸着された白色トナー６２は、現像ローラ６１に圧接して取り付けられている薄板状の現像ブレード６３により薄層化される。
【００４７】
ここでカード１０が現像ローラ６１と接触すると、静電潜像形成部６８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６１に付着している白色トナー６２は、静電潜像形成部６８側に移動し、現像が行われる。
一方、静電潜像形成部６８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６１と接触しても、現像ローラ６１に付着している白色トナー６２は、静電潜像形成部６８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６８には、指紋（表面形状）に応じた白色のトナー像Ｔが形成される。
【００４８】
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ＴはＣＣＤセンサ６６により読み取られ、ユーザーの指紋の形状に応じた画像信号が電気信号に変換される。
このとき、本実施の形態においては、基材表面６７ａの領域６７ｂの色が黒色とされていると共に白色のトナー像Ｔが形成されるので、形成されたトナー像Ｔと領域６７ｂとの間のコントラストを強くすることができる。
【００４９】
従って、ＣＣＤセンサ６６からは、モノクロの画像信号がダイレクトに得られるので、この画像信号画像を２値化（白黒化）するときに周囲の照明に気を使う必要が無い。
具体的には、静電潜像形成部６８に押下された指紋のみが白色トナー６２で現像され、周囲の照明により領域６７ｂとのコントラストの強い鮮明なトナー像Ｔが得られる。
また、媒体１０の基材の表面の色を黒色又としたので、照明の明るさを強くしても基材からの光の反射が少なく、また、照明の角度が変わっても光の乱反射が抑えられる。
更に、周囲の照明の色が変化しても、媒体１０の基材の表面の色を黒色又としたので、照明の色によらずに光の反射は少なく、仮に、現像された白色のトナー像Ｔが照明の色の変化による影響を受けたとしても、画像を２値化したときのコントラストが弱くなることはない。
【００５０】
このユーザーの指紋の形状に応じた電気信号は、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６８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６８はマイナス極性を有しており、静電潜像形成部６８に残存するトナーもマイナス極性を有している。
【００５２】
したがって、前述の通り、静電潜像形成部６８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６８に残存するマイナス極性の白色トナー６２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。
【００５３】
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Ｓ１２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。
【００５４】
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。
【００５５】
この実施形態の表面形状認識装置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、こ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６８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６８に白色トナー６２を付着させ、形成されたトナー像Ｔをテープで剥離させて、黒紙に貼り付け、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。
【００５６】
本実施の形態によれば、トナー像形成手段７に用いられるトナーを白色トナー６２とすると共に、カード１０の静電潜像形成部６８の周囲を囲繞する領域６７ｂの色を黒色としたので、トナー像Ｔのクリーニングが不十分な状態でカード１０がユーザーに返却され、ユーザーの手や衣服に白色トナー６２が付着したとしても、ユーザーの嫌悪感を大幅に軽減することができる。
また、本実施の形態によれば、トナー像形成手段７に用いられるトナーを白色トナー６２とすると共に、カード１０の静電潜像形成部６８の周囲を囲繞する領域６７ｂの色を黒色としたので、ＣＣＤセンサ６６により指紋の形状に応じた形状情報を作成する場合に、形成されたトナー像Ｔと領域６７ｂとの間のコントラストを強くすることができ、形状情報の作成を容易に行うことができる。
【００５７】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限られるものではなく、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、トナーをカード１０上に定着させる必要は無いため、白色トナー６２に代えて、従来のトナー１０５から黒色顔料を抜いた非磁性１成分系の透明トナーとしても、光を乱反射させれば、トナー像Ｔの見た目は白くすることができ、形状情報の作成を行うことは可能である。
従って、透明トナーを用いても、ユーザーの嫌悪感を軽減することができる。
【００５８】
また、上述した実施の形態においては、カード１０の領域６７ｂを黒色としたが、濃度の濃い色であれば良い。
ここで、「濃度の濃い色」とは、Ｍａｃｂｅｔｈ社製の濃度計（型名：ＲＤ９１８）において、測定値が１．０以上である色をいう。
また、上述した実施の形態においては、領域６７ｂのみを黒色としたが、基材表面６７ａの全体を黒色または濃度の濃い色としても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の実施形態による表面形状認識装置１のブロック図である。
【図２】表面形状認識装置１のクリーニング手段４の概略構成図である。
【図３】表面形状認識装置１の除電手段５の概略構成図である。
【図４】表面形状認識装置１の帯電手段６の概略構成図である。
【図５】表面形状認識装置１のトナー像形成手段７の概略構成図である。
【図６】表面形状認識装置１の形状情報作成手段８の概略構成図である。
【図７】表面形状認識装置１と共に用いられるカード１０の構造を説明する図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図を示すものである。
【図８】表面形状認識装置１による表面形状認識のフロー図である。
【図９】表面形状認識装置１により検出された指紋の一例を示す図である。
【図１０】従来のトナー像形成手段１０１の概略構成図である。
【符号の説明】
【００６０】
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）
６２ 白色トナー
６７ 基材
６７ｂ 領域
【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、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導電体の表面形状認識装置において、
前記トナーを白色トナーまたは透明トナーとしたことを特徴とする導電体の表面形状認識装置。
【請求項２】
前記媒体が、平板状の基材と、この基材の一部に形成され、導電層と誘電層とを少なくとも備える静電潜像形成部とを備えており、
前記基材の少なくとも前記静電潜像形成部の周囲の色を、黒色または濃度の濃い色とした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、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導電体の表面形状認識装置において、
前記トナーを白色トナーまたは透明トナーとしたことを特徴とする導電体の表面形状認識装置。
【請求項２】
前記媒体が、平板状の基材と、この基材の一部に形成され、導電層と誘電層とを少なくとも備える静電潜像形成部とを備えており、
前記基材の少なくとも前記静電潜像形成部の周囲の色を、黒色または濃度の濃い色とした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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００６−２５５３２５（Ｐ２００６−２５５３２５Ａ）
【公開日】平成１８年９月２８日（２００６．９．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−８０４６４（Ｐ２００５−８０４６４）
【出願日】平成１７年３月１８日（２００５．３．１８）
【出願人】（０００１８０１２８）山梨電子工業株式会社 (30)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年９月２８日（２００６．９．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月１８日（２００５．３．１８）
【出願人】（０００１８０１２８）山梨電子工業株式会社 (30)
【Ｆターム（参考）】
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