專利名稱：通過人的觸覺檢測(cè)磁性文檔真實(shí)性特征的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及檢查文檔真實(shí)性的方法以及該方法中所使用的文檔。更為特別地，本發(fā)明涉及基于使用磁性墨水的檢驗(yàn)文檔真實(shí)性的方法，通過簡(jiǎn)單操作，使用人的觸覺作為鑒別器即可實(shí)現(xiàn)該方法。本發(fā)明原則上可以用于檢驗(yàn)其上可以沉積或粘附可磁化墨水區(qū)域的任何類型文檔的真實(shí)性，這些文檔包括但不限于鈔票、支票、信用卡、護(hù)照、駕照、貨物標(biāo)簽、票、憑單、郵票、債券、證券和股票、法律通知(legalcommunication)、以及其內(nèi)在或外在價(jià)值需要保護(hù)免受偽造的任何其它這種文檔。
已經(jīng)存在使用各種不同技術(shù)的諸多機(jī)器可讀取仿偽造措施，用于保護(hù)各種文檔，這些措施需要使用特殊的外部設(shè)備以驗(yàn)證真實(shí)性。諸如水印和全息圖的其它措施容易被人的視覺所感知，這些措施的安全水平取決于潛在偽造者復(fù)制該相同特征的困難程度與/或成本。本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)是提供防偽措施的一種代用形式，該措施可以用作現(xiàn)有形式的一種輔助或者在恰當(dāng)?shù)那樾沃杏米鳘?dú)立的措施，在優(yōu)選實(shí)施例中該措施無需任何外部設(shè)置來檢驗(yàn)真實(shí)性(或者在其它實(shí)施例中只要求使用簡(jiǎn)單的外部裝置)，使得可以由了解存在該技術(shù)的任何用戶可以執(zhí)行真實(shí)性的驗(yàn)證，但該措施的存在無需在視覺上看上去是均勻的，其復(fù)制給潛在偽造者形成了技術(shù)障礙。
因此本發(fā)明的一個(gè)方面為檢查帶有被磁化以產(chǎn)生交變極性的多極序列的磁性墨水區(qū)域的文檔的真實(shí)性，該方法包括步驟使所述區(qū)域和產(chǎn)生交變極性的多極序列的第二磁性區(qū)域之間發(fā)生相對(duì)移動(dòng)，所述移動(dòng)方向沿所述序列的方向，并使用人的觸覺檢測(cè)該相對(duì)移動(dòng)過程中由此引發(fā)的這些區(qū)域之間交變吸引和排斥的過程。
本發(fā)明的第二方面為一種裝置，該裝置包括帶有被磁化以產(chǎn)生交變極性的多極序列的磁性墨水區(qū)域，并包括產(chǎn)生交變極性的多極序列的第二磁性區(qū)域，使用該裝置通過下述步驟可以驗(yàn)證所述文檔的真實(shí)性使所述區(qū)域沿所述序列的方向發(fā)生相對(duì)移動(dòng)，并使用人的觸覺檢測(cè)由此產(chǎn)生的這些區(qū)域在該相對(duì)移動(dòng)過程中的交變吸引和排斥。
在一優(yōu)先實(shí)施例中，第二磁性區(qū)域?yàn)槲挥谖臋n本身上的第二磁性墨水區(qū)域，該文檔可以被折疊而使這兩個(gè)區(qū)域形成面對(duì)的關(guān)系，并隨后操作以引發(fā)前述相對(duì)移動(dòng)。在另一個(gè)實(shí)施例中，該第二磁性區(qū)域承載在和該文檔分離的結(jié)構(gòu)上，該第二區(qū)域經(jīng)過該第一區(qū)域或者該第一區(qū)域經(jīng)過第二區(qū)域。
本發(fā)明還包括一種文檔，其中使用根據(jù)上面定義的第一方面的方法而檢查該文檔的真實(shí)性。
現(xiàn)在將以示例的方式參考所附示意圖更加具體地描述本發(fā)明的這些和其它方面，其中

圖1描述了根據(jù)本發(fā)明的用于待鑒別的鈔票；圖2為在磁化過程中圖1的鈔票上墨斑的截面圖；圖3為闡述根據(jù)本發(fā)明的兩個(gè)磁化墨斑之間相對(duì)移動(dòng)過程中產(chǎn)生觸敏效應(yīng)的圖示；圖4闡述了用于本發(fā)明的反直覺(counter intuitive)的磁化墨斑的示例；以及圖5闡述了用于本發(fā)明的墨斑磁化的多方向圖形。
圖1描述了文檔1，該文檔在本示例中為基于紙或聚合物的鈔票，鈔票上具有相對(duì)于中線3對(duì)稱放置的兩個(gè)磁化墨斑2。通過加載具有精細(xì)可磁化粉末的墨水系統(tǒng)而配制該墨水。該粉末可并入到現(xiàn)貨供應(yīng)的例如已知的Nylobag、Polyplast、或Polyscreen(這些為Sericol Limited的商標(biāo))無色素墨水系統(tǒng)或預(yù)定系統(tǒng)?？蛇x擇該墨水系統(tǒng)以獲得最佳的磁性顆粒填充，且該墨水系統(tǒng)可包括使用墨水稀釋劑從而降低所加載的墨水的粘度而便于印刷。目前優(yōu)選的一種磁粉是由合金Nd2Fe14B(或其變體)組成，該合金具有目前可商業(yè)獲得的磁粉中最高的能積，雖然其它的候選包括SmCo類合金(Sm2Co17、SmCo5)、硬鐵氧體合金(鋇鐵氧體或鍶鐵氧體永磁合金)、AlNiCo類合金、CoP、FePt或CoPt合金粉末。優(yōu)選使用尺寸變化盡可能小的超細(xì)的該粉末(典型地顆粒尺寸分布在1-20μm)，因此商品化的產(chǎn)品需要經(jīng)歷諸如球磨、行星研磨或熱處理的粉碎過程以及過篩才形成這種粉末。墨水中粉末的典型體積比為15％或更高，例如為30-40％。
通過諸如絲網(wǎng)印刷、凹版印刷、凹印印刷、平版印刷、噴墨印刷的任何恰當(dāng)過程，將可磁化的墨水印刷到文檔上。在圖1中，斑塊2呈簡(jiǎn)單的方形，盡管原則上可以以任何預(yù)期的形狀將可磁化墨水印刷到文檔上，包括其它幾何形狀、數(shù)字或字母、線條圖形或圖畫表示。如果需要，可將諸如清漆的表面涂層涂敷在可磁化墨水區(qū)域，使其免受磨損并降低表面粗糙度。無論如何，一旦印刷之后，該區(qū)域被磁化以提供交變極性的多極序列。對(duì)于圖1的各個(gè)斑塊2的情形，被磁化的圖形呈平行于折線3延伸的等間隔平行線磁極序列的形狀。對(duì)于各向異性粉末，墨水仍是濕的時(shí)候，或者對(duì)于各向同性粉末，墨水是濕或干的時(shí)候，通過對(duì)各個(gè)斑塊施加預(yù)期形狀的強(qiáng)磁場(chǎng)而獲得磁性排列。這可通過本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的任何恰當(dāng)?shù)姆椒▉韺?shí)現(xiàn)，例如通過電磁體、脈沖場(chǎng)磁化器、超導(dǎo)磁體、或永久磁體系統(tǒng)，但將參考圖2描述一種優(yōu)選方法。
圖2示出了和包括電流承載導(dǎo)體4-7的脈沖磁化器夾具緊密靠近的磁性墨斑2，按照傳統(tǒng)的符號(hào)表示法，各個(gè)導(dǎo)體中電流的方向被示成交變地穿出和穿進(jìn)紙面。實(shí)際中，各個(gè)導(dǎo)體4-7為纏繞成蛇形的單個(gè)銅線的平行分支。該導(dǎo)體產(chǎn)生如圖所示的方向交替變化的各個(gè)磁場(chǎng)8-11，從而產(chǎn)生斑塊2中交變極性的線性磁極序列(本示例中為S-N-S-N-S)。盡管為了闡述方便而只示出5個(gè)磁極的序列，實(shí)際上在2平方厘米的斑塊內(nèi)可能有20或更多個(gè)磁極，典型的線間距為0.3mm至3mm。
脈沖磁化器的原理為，電容性放電單元被用于提供在短時(shí)間內(nèi)具有非常大電流的磁化夾具。該夾具由此可以產(chǎn)生使例如NdFeB和SmCo類材料飽和所需的非常高的場(chǎng)，而同時(shí)保持其溫度上升(由于歐姆加熱所致)處于會(huì)導(dǎo)致銅線失效的水平之下。由于所產(chǎn)生的磁場(chǎng)的相互作用，還在這些導(dǎo)體之間產(chǎn)生極大的力。所需要的大電流、歐姆加熱、導(dǎo)體之間的力、以及脈沖控制，都是在設(shè)計(jì)磁化夾具和粉末源時(shí)必須計(jì)算和考慮的因素。這是一種非常專業(yè)的技術(shù)，會(huì)對(duì)打算造假的人從已有文檔復(fù)制磁化圖形產(chǎn)生重大的障礙。
為了檢驗(yàn)圖1中所示的并參考圖2所述進(jìn)行磁化的文檔1的真實(shí)性，該文檔沿線3折疊以將磁化墨水的兩個(gè)斑塊2形成面對(duì)關(guān)系，并將帶有該面對(duì)斑塊的文檔部分保持在手指和拇指之間，兩頁(yè)之間沿各個(gè)斑塊2中磁極序列方向相對(duì)地前后滑動(dòng)(也就是說橫貫各個(gè)磁極的線方向)。備選地，可將該文檔折疊在手掌(或其它合適表面)上從而將這兩個(gè)斑塊形成面對(duì)關(guān)系，且將手指壓在帶有斑塊的上一頁(yè)部分上并使上一頁(yè)相對(duì)下一頁(yè)前后滑動(dòng)。將參考圖3解釋這兩種情形中斑塊2之間相對(duì)移動(dòng)的影響。也就是說，圖3(a)表示(任意的)初始條件，其中兩個(gè)斑塊相互接觸，且每個(gè)斑塊中的磁極和另一個(gè)斑塊中的相反磁極相接。因此將在其間產(chǎn)生吸引力A。隨著這些斑塊沿指定方向相對(duì)移動(dòng)，這些斑塊到達(dá)圖3(b)所示的條件，其中每個(gè)斑塊中相似的磁極相接。因此現(xiàn)在將在其間產(chǎn)生排斥力R。隨著沿同一個(gè)方向的進(jìn)一步相對(duì)移動(dòng)，到達(dá)圖3(c)所示的條件，其中兩個(gè)斑塊中極性不同的磁極再次相接并產(chǎn)生吸引力A等。換而言之，隨著兩頁(yè)之間相對(duì)移動(dòng)，斑塊2交替地相互吸引和排斥，且當(dāng)相對(duì)移動(dòng)的方向相反時(shí)，將會(huì)出現(xiàn)交變吸引和排斥的等效過程。其效果為，隨著斑塊在夾插了排斥位置的連續(xù)吸引位置之間平移時(shí)，斑塊之間的移動(dòng)會(huì)出現(xiàn)一系列的小痙攣(jerk)。出現(xiàn)這種效應(yīng)時(shí)，通過用戶指尖觸摸到的感覺非常特別，這種感覺意味著所折疊的文檔具有物理波皺的紋理，盡管斑塊2實(shí)際上具有平滑的表面。還可能聽到兩個(gè)斑塊之間這種特別的痙攣移動(dòng)的效應(yīng)。
上述效應(yīng)因此提供了通過觸覺區(qū)分真文檔和假文檔的裝置，其中真文檔具有根據(jù)本發(fā)明的磁化墨水區(qū)域，假文檔視覺上可能和真文檔相同但假文檔未磁化或者沒有被正確地磁化?？梢酝ㄟ^明顯的方式實(shí)施這種措施，例如可以教育公眾使其了解到，真鈔票物理上平整但在折疊并以特定方式摩擦?xí)r會(huì)感覺到鈔票具有紋理。備選地，可以隱蔽地實(shí)施該措施，關(guān)于驗(yàn)證方法的知識(shí)僅限于授權(quán)的官員(例如對(duì)于護(hù)照管理的情形)，因?yàn)闊o法從視覺上清晰地看到文檔的任何特定印刷區(qū)域被磁化，且該磁化區(qū)域可能被覆蓋印刷或者有效地隱藏在文檔的整體圖形內(nèi)容內(nèi)。
注意，盡管圖3為了闡述方便而示出了每個(gè)斑塊2只含有5個(gè)線性磁性磁極的示例，如前所述，實(shí)際上可能有許多線性磁性磁極。類似地，盡管圖3表明兩個(gè)斑塊中存在相反的磁極序列，即分別為S-N-S-N-S和N-S-N-S-N，但只要各個(gè)斑塊中的磁極序列交變，實(shí)際情形就不一定如此(特別是磁極的絕對(duì)數(shù)目增大時(shí))。
磁化墨水斑塊2的典型面積范圍為25至2500mm2，在優(yōu)選實(shí)施例中為100至400mm2。墨水層的典型厚度范圍為10至200μm，在優(yōu)選實(shí)施例中為20至30μm。墨水斑塊上任何清漆或其它類型的涂層的厚度應(yīng)盡可能地小，從而提供所需的保護(hù)以及減小表面摩擦，在優(yōu)選實(shí)施例中該厚度約為4μm。在斑塊之間所產(chǎn)生的磁力的強(qiáng)度取決于有貢獻(xiàn)的磁化粉末的數(shù)量，因此隨著斑塊厚度及粉末體積比而增大。該磁力強(qiáng)度還隨序列中相鄰磁極之間間距的減小而增大。人觸覺所能檢測(cè)到的最小力隨著刺激頻率(這種情況下為磁化斑塊之間相對(duì)移動(dòng)的速度以及磁極間距的函數(shù))的變化而改變，但我們認(rèn)為這個(gè)最小的力約為0.01至0.1牛頓。以示例的方式，當(dāng)磁化墨水斑塊的尺寸為10mm×10mm時(shí)，墨水厚度為30μm時(shí)、裝載了35％體積比的飽和NdFeB粉末，且磁極線間距為1mm時(shí)，前述類型的兩個(gè)磁化墨水斑塊之間的吸引力或排斥力在斑塊間距為10μm時(shí)的估計(jì)值為0.09N。因此，在斑塊的吸引和排斥方向之間的跳變將為0.18N的力變化。
注意，這里所述類型的多極圖形不具有長(zhǎng)程的磁場(chǎng)。隨著與磁化區(qū)域表面的距離增大，該磁場(chǎng)強(qiáng)度減小非?？欤缇哂星笆龃呕邏K的鈔票在正常使用時(shí)不可能影響到放置在同一個(gè)錢夾或錢包內(nèi)的信用卡的傳統(tǒng)磁條。層疊鈔票的磁化斑塊之間的相互作用也不會(huì)導(dǎo)致任何困難，其中這些磁化斑塊之間被印刷了該斑塊的襯底的厚度(典型地為60μm)所隔開。
參考圖1所描述的本發(fā)明的示例是“自我驗(yàn)證真?zhèn)蔚摹保驗(yàn)槲臋n1本身帶有通過所述觸覺方法進(jìn)行驗(yàn)證所需的兩個(gè)斑塊2。然而，在其它實(shí)施例中，可以通過分離的“鑰匙”裝置實(shí)現(xiàn)真實(shí)性的驗(yàn)證，其中使用恰當(dāng)?shù)拇艠O序列磁化該“鑰匙”裝置并將該裝置在文檔上的一個(gè)或多個(gè)磁化墨水斑塊上摩擦或者將該文檔上的磁化墨水斑塊在該裝置上摩擦。這種情況下，文檔無需是可折疊的，該文檔可包括例如粘附到商品上的證明標(biāo)簽。
圖4闡述了用于根據(jù)本發(fā)明的檢驗(yàn)文檔真實(shí)性的磁化墨水區(qū)域的“反直覺”示例。這種情況下，墨水被印刷到文檔上形成一系列的離散條12。然而，該墨水被磁化以產(chǎn)生單獨(dú)與條12垂直的磁極，如圖中磁化導(dǎo)體的分支13的方向所示。換而言之，為了產(chǎn)生前述觸敏效應(yīng)，需要將該區(qū)域和另一個(gè)適當(dāng)磁化的區(qū)域沿條12的長(zhǎng)度方向摩擦，而通過沿垂直方向即跨過這組條的方向摩擦，一系列條12的外形會(huì)直覺地讓人感覺到紋理。通過適當(dāng)?shù)剡x擇磁化過程中條12和分支13之間的角度，當(dāng)然可以產(chǎn)生條12和磁極方向之間的任何其它理想角度關(guān)系。
圖5闡述了磁化圖形的示例，其中可沿多個(gè)方向呈現(xiàn)觸敏效應(yīng)。這種情況下，使用三角形結(jié)構(gòu)的磁極14磁化墨水斑塊，使得當(dāng)沿圖中箭頭所示三個(gè)方向(及其反方向)中的每個(gè)方向和另一個(gè)適當(dāng)磁化區(qū)域摩擦?xí)r會(huì)碰到交變序列。
權(quán)利要求
1.一種檢查帶有磁性墨水區(qū)域的文檔真實(shí)性的方法，該磁性墨水區(qū)域被磁化以提供交變極性的多極序列，該方法包括使所述區(qū)域和具有交變極性的多極序列的第二磁性區(qū)域之間發(fā)生相對(duì)移動(dòng)的步驟，所述相對(duì)移動(dòng)沿所述序列的方向；該方法還包括通過人的觸覺檢測(cè)由此產(chǎn)生的在該相對(duì)移動(dòng)過程中這些區(qū)域之間交變吸引和排斥的過程。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述第二區(qū)域?yàn)樗鑫臋n上的第二磁性墨水區(qū)域，該方法包括折疊該文檔以將這兩個(gè)區(qū)域形成面對(duì)的關(guān)系，且操作該文檔從而導(dǎo)致所述相對(duì)移動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述第二區(qū)域承載在和所述文檔分離的結(jié)構(gòu)上，該方法包括使所述結(jié)構(gòu)經(jīng)過所述磁性墨水區(qū)域或者使所述磁性墨水區(qū)域經(jīng)過所述結(jié)構(gòu)。
4.包括一種文檔的裝置，該文檔具有被磁化以產(chǎn)生交變極性的多極序列的磁性墨水區(qū)域，以及產(chǎn)生交變極性的多極序列的第二磁性區(qū)域，由此通過下述步驟而檢驗(yàn)所述文檔的真實(shí)性導(dǎo)致所述各區(qū)域之間沿所述序列的方向相對(duì)移動(dòng)，并用人的觸覺檢測(cè)由此產(chǎn)生的在該相對(duì)移動(dòng)過程中這些區(qū)域之間交變的吸引和排斥的過程。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的裝置，其中所述第二區(qū)域承載在所述文檔上。
6.根據(jù)權(quán)利要求4的裝置，其中所述第二區(qū)域承載在和所述文檔分離的結(jié)構(gòu)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求4至6中任一項(xiàng)的裝置，其中所述第二區(qū)域?yàn)榈诙判阅畢^(qū)域。
8.根據(jù)權(quán)利要求4至7中任一項(xiàng)的裝置，其中所述磁性墨水包括載有可磁化粉末的墨水。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的裝置，其中所述粉末包括下述合金之一釹鐵硼、釤鈷、鋇鐵氧體、鍶鐵氧體、鋁鎳鈷、磷化鈷、鐵鉑、鈷鉑。
10.根據(jù)權(quán)利要求7或8的裝置，其中所述粉末尺寸分布范圍為1至20μm。
11.根據(jù)權(quán)利要求8至10中任一項(xiàng)的裝置，其中該墨水中粉末的體積比至少為15％。
12.根據(jù)權(quán)利要求4至11中任一項(xiàng)的裝置，其中所述磁性墨水區(qū)域的面積范圍為25至2500mm2。
13.根據(jù)權(quán)利要求4至12中任一項(xiàng)的裝置，其中所述磁性墨水區(qū)域的厚度范圍為10至200μm。
14.根據(jù)權(quán)利要求4至13中任一項(xiàng)的裝置，其中所述磁性墨水區(qū)域呈現(xiàn)平行線性磁極序列。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的裝置，其中所述區(qū)域中的墨水被沉積成多個(gè)離散的線性結(jié)構(gòu)，且所述磁極沿與所述結(jié)構(gòu)的方向成一角度地延伸。
16.根據(jù)權(quán)利要求14的裝置，其中所述區(qū)域形成沿相互傾斜方向延伸的多個(gè)所述序列。
17.根據(jù)權(quán)利要求4至16中任一項(xiàng)的裝置，其中所述序列中的磁極的間距范圍為0.3至3mm。
18.根據(jù)權(quán)利要求4至17中任一項(xiàng)的裝置，其中所述磁性墨水區(qū)域具有材料涂層以降低摩擦。
19.一種文檔，使用根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)的方法檢查其真實(shí)性。
全文摘要
為了檢查鈔票或其它這類文檔的真實(shí)性，在該文檔上印刷由可磁化墨水形成的兩個(gè)斑塊(2)，每個(gè)斑塊被磁化以產(chǎn)生交變極性的多極序列。如果將該文檔折疊以使兩個(gè)斑塊合在一起并隨后沿該磁極序列方向前后摩擦，這兩個(gè)區(qū)域?qū)⒊惺芙蛔兊奈团懦饬Γ摻蛔兾团懦饬梢酝ㄟ^指尖而感覺到并給人以物理波皺紋理的印象，盡管斑塊(2)實(shí)際上具有平坦的表面。因此這種效應(yīng)的存在或不存在可以用于區(qū)分帶有這種磁化斑塊的真文檔和視覺上相同但缺乏正確磁化的偽造文檔。在一種變形中，僅僅一個(gè)斑塊被印刷在文檔自身上，另一個(gè)斑塊位于分離的“鑰匙”裝置上，其中將該“鑰匙”裝置在文檔上摩擦以檢查是否存在正確的磁化。
文檔編號(hào)G07D7/04GK1849629SQ200480025825
公開日2006年10月18日 申請(qǐng)日期2004年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月8日
發(fā)明者S·J·伊頓, J·G·戈?duì)? C·R·勞倫斯, G·J·托姆卡, A·戴金 申請(qǐng)人:秦內(nèi)蒂克有限公司