CN105026924A - 磁特性检测装置 - Google Patents

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Abstract

一种磁特性检测装置，检测在运送路径上运送的纸张中包含的磁性体的磁特性，该磁特性检测装置由以下部件构成：磁铁单元，产生与在运送路径上运送的纸张的运送方向垂直且与纸张的运送面平行的朝向的磁场，该磁场的磁场强度随着向运送方向前进而减少，且在达到零之后将磁场的朝向设为相反朝向而再次增加磁场强度；以及多个磁传感器，在磁铁单元导致的磁场内，分别被配置在磁场强度不同的位置上，检测在运送路径上运送的纸张的磁特性，基于通过多个磁传感器检测到磁性体时的输出信号来检测纸张中包含的磁性体的磁特性。

Description

磁特性检测装置
技术领域
本发明涉及检测纸张的磁特性的磁特性检测装置，特别是涉及能够对矫顽力不同的多个种类的磁性体进行区分而检测的磁特性检测装置。
背景技术
以往，从防止伪造的观点来看，在支票或商品券等纸张的印刷中使用包含磁性体的磁性油墨。在磁性油墨中，存在矫顽力不同的硬磁性油墨、软磁性油墨。只要能够准确地检测纸张中使用的磁性油墨，就能够进行纸张的真伪判别。
作为检测纸张的磁性油墨的装置，例如，在专利文献1中，公开了在运送纸张的运送路径中产生垂直的磁场，检测通过磁场内的纸张的磁性的磁特性检测装置。在该装置中，上部单元以及下部单元以从上下夹住所运送的纸张的方式被配置。在上部单元以及下部单元的内部，以通过磁轭(yoke)连接的形式分别收纳有两个磁铁，通过这些磁铁以将运送路径夹在中间的形式产生磁场。在检测纸张的磁性的传感器的设置位置上，以与纸张的运送方向垂直地将纸张上下贯通的方式产生磁场，所以能够高精度地检测在纸张中使用的磁性油墨。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2010/052797号
发明内容
发明要解决的课题
但是，根据上述现有技术，需要将收纳有用于产生磁场的磁铁的两个单元配置在运送路径的上下，所以存在部件数目增加、制造成本也增加的问题。此外，为了收纳上下两个单元，还存在磁特性检测装置的尺寸变大的问题。
除此之外，例如，若使其成为对上下的单元进行了分割的结构，则有可能由于运送机构等的动作引起的振动，各单元内的磁铁振动而成为噪声源。此外，由于设为从上下夹住运送路径的构造，在位于上下的单元间的运送路径上，不能配置构成运送机构的运送辊等。因此，若上下的单元尺寸变大，则存在不能将纸张以稳定的状态进行运送的情况。
本发明是为了解决上述的现有技术的问题而完成的，其目的在于，提供实现装置的小型化，且能够对矫顽力不同的多个种类的磁性体进行区分而检测的磁特性检测装置。
用于解决课题的手段
为了解决上述的课题，达成目的，本发明是一种磁特性检测装置，检测在运送路径上运送的纸张中包含的磁性体的磁特性，其特征在于，具备：磁铁单元，产生与在所述运送路径上运送的纸张的运送方向垂直且与所述纸张的运送面平行的朝向的磁场，该磁场的磁场强度随着向所述运送方向前进而减少，且在达到零之后将磁场的朝向设为相反朝向而再次增加磁场强度；以及多个磁传感器，在所述磁铁单元导致的磁场内，分别被配置在磁场强度不同的位置上，检测在所述运送路径上运送的纸张的磁特性，基于检测到磁性体时的所述多个磁传感器的输出信号来检测纸张中包含的磁性体的磁特性。
此外，本发明的特征在于，在上述发明中，具备：真伪判定部，在检测到真的纸张中包含的磁性体时的所述多个磁传感器之中的规定的磁传感器的输出值成为零的情况下，以所述多个磁传感器之中所述规定的磁传感器以外的其他磁传感器的输出值为0以外为条件，判断为包含具有规定的磁性质的磁性体，将检测到磁性的纸张判定为是真的纸张。
此外，本发明的特征在于，在上述发明中，具备：真伪判定部，在不存在检测到真的纸张中包含的磁性体时的所述多个磁传感器的输出值大致成为零的所述磁传感器的情况下，通过所述多个磁传感器之中的规定的相邻的两个磁传感器的输出的相位成为相反，从而判断为包含具有规定的磁性质的磁性体，将检测到磁性的纸张判定为是真的纸张。
此外，本发明的特征在于，在上述发明中，具备：第一磁传感器，在所述磁铁单元导致的磁场内，在基于具有规定的矫顽力的磁性体的磁化特性而设定的位置上检测在所述运送路径上运送的纸张的磁特性；以及第二磁传感器，在与所述第一磁传感器不同的位置上检测在所述运送路径上运送的纸张的磁特性。
此外，本发明的特征在于，在上述发明中，所述磁铁单元至少包含：第一磁铁，在与纸张的运送方向垂直且与所述纸张的运送面平行的方向上产生磁场；以及第二磁铁，在与所述第一磁铁相比运送方向下游侧产生与基于所述第一磁铁的磁场相反朝向的磁场。
此外，本发明的特征在于，在上述发明中，所述第一磁传感器被配置在，基于具有规定的矫顽力的磁性体的磁化特性而在所述磁场内被充磁为饱和磁化状态的所述磁性体向所述运送方向被运送从而磁化强度成为零的位置上。
此外，本发明的特征在于，在上述发明中，在通过所述第一磁传感器没有检测到磁性且通过所述第二磁传感器检测到磁性的情况下，判定为是具有规定的矫顽力的所述磁性体。
此外，本发明的特征在于，在上述发明中，根据基于所述第一磁传感器的磁性的检测信号以及基于所述第二磁传感器的磁性的检测信号的相位，判定所检测到的磁性体的矫顽力。
此外，本发明的特征在于，在上述发明中，所述磁铁单元导致的磁场在与所述第一磁传感器相比运送方向上游侧具有将作为检测对象的磁性体设为饱和磁化状态的磁场强度。
此外，本发明的特征在于，在上述发明中，所述磁铁单元导致的磁场随着向所述运送方向前进而磁场强度逐渐减少，在成为零之后，在所述运送方向上零磁场继续，之后将磁场的朝向设为相反朝向而再次增加磁场强度。
此外，本发明的特征在于，在上述发明中，还具备：调整机构，用于变更配置所述第一传感器的位置的磁场强度。
此外，本发明的特征在于，在上述发明中，所述第一磁传感器以及所述第二磁传感器是检测被充磁的磁性材料通过所述磁场内所导致的磁通密度的变化的传感器。
此外，本发明的特征在于，在上述发明中，所述第一磁传感器是从分别配置在磁场强度不同的位置上的多个磁传感器之中，基于作为检测对象的磁性体在所述运送路径被运送时得到的各磁传感器的输出而选择的磁传感器。
此外，本发明的特征在于，在上述发明中，从多个所述磁传感器之中，选择在所述磁性体被运送时表示正的输出的磁传感器以及在该磁传感器的旁边配置且表示负的输出的磁传感器，将两个所述磁传感器用作所述第一磁传感器。
发明效果
根据本发明，在运送成为磁检测的对象的磁性体的运送路径的上方或下方的任一方配置磁铁单元，在与运送方向垂直且与运送面平行的方向上产生磁场而进行磁检测，因此能够将磁特性检测装置的尺寸小型化且抑制制造成本。
此外，根据本发明，能够在磁场强度不同的位置上配置多个磁传感器，选择要利用的磁传感器，因此通过与作为处理对象的纸张中包含的磁性体配合而选择磁传感器，从而能够检测各种纸张中包含的磁特性，进行纸张的真伪判定。
此外，根据本发明，仅通过两个磁铁就能够产生用于检测磁性体的磁场，能够将磁特性检测装置的尺寸小型化且抑制制造成本。
此外，根据本发明，利用两个磁传感器，将第一磁传感器与规定的磁性体的磁化特性配合而配置在该磁性体的通过时的输出值大致成为0(零)的位置上，且将第二磁传感器配置在该磁性体的通过时可得到与磁化状态相应的输出的位置上，从而能够高精度地检测该磁性体通过的情况。
此外，根据本发明，能够根据检测到磁性体时的第一磁传感器以及第二磁传感器的输出信号是同相位还是反相位，判定所检测到的磁性体的矫顽力与在第一磁传感器的配置位置的设定中使用的磁性体的矫顽力相比是更大还是更小，因此能够对多个种类的磁性体进行区分而检测。
此外，根据本发明，能够变更第一传感器的配置位置上的磁场强度，因此能够与作为检测对象的磁性体配合而变更磁场强度，从而准确地检测各种磁性体的磁特性。
附图说明
图1是说明本实施方式所涉及的磁特性检测装置的磁特性检测方法的概要的图。
图2是说明本实施方式所涉及的磁特性检测装置的结构概略的图。
图3是说明在纸张上通过矫顽力不同的多个种类的磁性油墨而印刷有磁性图案的情况下由磁特性检测装置得到的检测信号的例子的图
图4是说明由磁特性检测装置对第一磁传感器的配置位置上的磁场强度进行调整变更的方法的图。
图5是说明磁特性检测装置的不同的结构例的图。
图6是说明在磁特性检测装置中利用的两个磁铁的配置位置或磁力不同的例子的图。
图7是说明在磁特性检测装置中利用的磁铁的形状不同的例子的图。
图8是说明在磁特性检测装置中利用的磁铁的结构不同的例子的图。
图9是说明磁特性检测装置的不同的结构例的图。
具体实施方式
以下，参照附图，详细说明本发明所涉及的磁特性检测装置的优选的实施方式。本实施方式所涉及的磁特性检测装置具有检测在支票、商品券、有价证券等纸张中利用的磁性油墨等磁性体的磁性的功能。磁特性检测装置例如为了在纸张处理装置内检测纸张中包含的磁性体的磁特性从而判定是否是真的纸张而利用。磁特性检测装置设为检测对象的磁性体不特别限定，但以下以在纸张中使用的磁性油墨为例进行说明。
图1是说明通过磁特性检测装置检测磁性体的磁特性检测方法的概要的示意图。图1(b)表示作为检测对象的多个种类的磁性油墨M1～M3的饱和磁化曲线(B－H曲线)，同图(a)表示用于对磁性油墨M1～M3进行区分而检测的磁特性检测装置的结构概略。此外，图1(c)是表示通过具有同图(a)所示的结构的磁特性检测装置，检测到同图(b)所示的磁性油墨M1～M3时得到的来自传感器的输出信号。在此，磁性油墨M1～M3的矫顽力的大小具有M3＞M2＞M1的关系。此外，在本实施方式中以下记载的磁传感器的输出信号例如是以电压值来表示磁阻元件的电阻值的变化的输出信号。
磁特性检测装置包含使磁场产生的磁铁单元、和用于检测通过磁场内的磁性体的第一磁传感器10以及第二磁传感器20。第一磁传感器10以及第二磁传感器20是利用检测伴随磁性体的通过的偏置磁场的磁通密度的变化的磁检测元件的传感器。例如，除了各向异性磁阻元件(AMR)、半导体磁阻元件(SMR)、特大磁阻元件(GMR)等磁阻元件之外，还能够利用霍尔元件等。第一磁传感器10以及第二磁传感器20包含配置为检测相对于所运送的纸张100的纸张面，上下方向(Z轴方向)或前后方向(X轴方向)的磁场的波动的磁检测元件。另外，在图1(a)中仅表示由磁铁单元产生的磁场，关于磁铁单元的细节在后面叙述。
在图1(a)中，虚线箭头表示在运送路径上运送的纸张100的运送方向，实线箭头的朝向以及长度分别表示磁场的朝向以及磁场强度。在现有技术1中示出的磁特性检测装置中，在与纸张100的运送方向(X轴方向)以及运送面(XY平面)垂直的方向(Z轴)上产生磁场，相对于此，在本实施方式所涉及的磁特性检测装置中，作为一个特征，如图1(a)所示，在与纸张100的运送方向(X轴)垂直且与纸张100的运送面(XY平面)平行的方向上产生磁场。
磁特性检测装置的磁场从在与第一磁传感器10相比运送方向上游侧对作为检测对象的磁性体进行充磁的位置起，磁场强度逐渐减少而成为0(零)之后，将磁场的朝向设为相反方向，再次逐渐增加磁场强度。在将磁性油墨M1～M3设为检测对象的情况下，在将它们充磁的位置P1上设定充磁位置P1的磁场强度，以使磁性油墨M1～M3成为饱和磁化状态。例如，将充磁位置P1上的磁场强度的值设定为要充磁的磁性体的最大矫顽力的2倍以上，但充磁位置P1的磁场强度优选为磁性体的最大矫顽力的3倍以上。
如图1(b)所示磁性油墨M1～M3的矫顽力按M1、M2、M3的顺序变大的情况下，在与在充磁位置P1上被设为饱和磁化状态的磁性油墨M2的磁化强度在饱和磁化曲线上成为0(零)的点202对应的运送路径上的位置P2上，配置第一磁传感器10。即，在磁场内，被充磁为饱和磁化状态的磁性油墨M2在运送路径上运送，在与磁化强度成为0(零)的磁场强度对应的位置P2上，第一磁传感器10被配置。
第二磁传感器20只要是位置P2以外的位置，则其配置位置不特别限定，但例如，在与磁性油墨M1～M3的饱和磁化曲线交叉的点204对应的运送路径上的位置P3上进行配置。即，在磁场内，在与图1(b)所示的饱和磁化曲线上的点204的磁场强度对应的位置P3上，第二磁传感器20被配置。
如图1(a)所示，包含磁性油墨M1～M3的纸张100沿着运送路径在磁场内运送时，首先，在充磁位置P1上，全部磁性油墨M1～M3被充磁为饱和磁化状态。
纸张100沿着运送路径被运送，若首先磁性油墨M1到达位置P2，则在第一磁传感器10中，检测到与图1(b)所示的磁性油墨M1的饱和磁化曲线上的点201对应的磁化强度。接着，若磁性油墨M2到达位置P2，则在第一磁传感器10中，与磁性油墨M2的饱和磁化曲线上的点202对应而检测结果成为0(零)。此外，若磁性油墨M3到达位置P2，则在第一磁传感器10中，检测到与磁性油墨M3的饱和磁化曲线上的点203对应的磁化强度。另外，在位置P2上，从磁性油墨M1的磁化强度(点201)处于第一象限，磁性油墨M3的磁化强度(点203)处于第四象限可知，在第一磁传感器10中，在磁性油墨M1和磁性油墨M3中得到反相位的检测结果。
若纸张100进一步被运送而到达位置P3，则由于磁性油墨M1～M3示出与图1(b)所示的饱和磁化曲线上的点204对应的磁化强度，所以在第二磁传感器20中，在各磁性油墨M1～M3中得到同样的检测结果。即，在第二磁传感器20中在全部磁性油墨M1～M3中得到同相位的检测结果。
其结果，如图1(c)所示，在第一磁传感器10中，在磁性油墨M1通过时和磁性油墨M3通过时输出反相位的信号，且在磁性油墨M2通过时的输出信号大致成为0(零)。此外，在第二磁传感器20中，在磁性油墨M1～M3中同相位的信号以大致相同的大小被输出。
另外，在图1(c)中，为了比较第一磁传感器10以及第二磁传感器20的各磁性油墨M1～M3的检测结果，将对应的传感器输出在上下并排示出，但在实际的测定时，在由第一磁传感器10测定的定时和由第二磁传感器测定的定时中，存在与从位置P2至位置P3的运送距离以及运送速度相应的时间差。磁特性检测装置与运送纸张100的未图示的运送机构联合，对纸张100的位置和来自第一磁传感器10以及第二磁传感器20的输出值之间的关系进行辨识。由此，如图1(c)所示，能够对由第一磁传感器10得到的各磁性油墨M1～M3的检测结果、和由第二磁传感器20得到的各磁性油墨M1～M3的检测结果之间的对应进行辨识。其中，不限定于磁特性检测装置确定纸张100的位置和磁性的检测结果之间的对应的方式，例如也可以是与运送机构以及磁特性检测装置的双方连接的其他装置基于从运送机构取得的位置信息和从磁特性检测装置取得的磁性的检测信息而进行的方式。
通过对这样得到的来自第一磁传感器10以及第二磁传感器20的传感器输出进行比较，能够识别所检测到的磁性体是磁性油墨M1～M3中的哪个。具体而言，在第一磁传感器10以及第二磁传感器20中得到同相位的传感器输出的情况下，判定为所检测到的磁性体是磁性油墨M1，在得到反相位的传感器输出的情况下，判定为所检测到的磁性体是磁性油墨M3。
此外，尽管第一磁传感器10的传感器输出值大致为0(零)，在第二磁传感器20中检测到磁性的情况下，判定为所检测到的磁性体是磁性油墨M2。在第一磁传感器10的输出值大致为0(零)的情况下，仅通过第一磁传感器10不能判定是磁性油墨M2的检测结果或是表示不存在磁性体的检测结果中的哪个，但基于通过第二磁传感器20检测到磁性的情况，能够判定所检测到的磁性体是磁性油墨M2。
像这样，在本实施方式所涉及的磁特性检测装置中，能够对矫顽力不同的磁性油墨进行区分而检测，因此即使在对真的纸张100利用矫顽力不同的磁性油墨的情况下，也能够检测各磁性油墨，判定为是真的纸张100。
在图1中，为了表示能够识别矫顽力不同的磁性油墨，示出了在纸张100中包含三个磁性油墨M1～M3的情况，但例如，即使在真的纸张100中仅包含一个磁性油墨M2的情况下，只要检测到磁性油墨M2，就能够判定为是真的纸张100，在没有检测到磁性的情况下或检测到如磁性油墨M1或M3那样不同的磁性油墨的情况下，能够判定为不是真的纸张100。
接着，说明磁特性检测装置的结构。图2是说明磁特性检测装置1的结构概略的图。图2(a)表示从Y轴方向观看磁特性检测装置1的结构，同图(b)表示从Z轴方向观看的结构。此外，图2(c)是表示在磁特性检测装置1中利用的第一磁传感器10以及第二磁传感器20的配置位置、和成为检测对象的磁性油墨的矫顽力之间的关系的图。
另外，在包含图2的以下的附图中，虚线箭头表示纸张100的运送方向，实线箭头的朝向以及长度分别表示磁场的朝向以及磁场强度。
如图2(a)所示，磁特性检测装置1在纸张100被运送的运送路径的下方设置而利用。磁特性检测装置1具有形成产生磁场的磁铁单元的两个磁铁30以及40、和用于检测根据通过偏置磁场内的纸张100的磁特性而产生的磁通密度的变化的第一磁传感器10以及第二磁传感器20。
纸张100在磁特性检测装置1的上方，通过由未图示的辊等构成的运送机构而向X轴方向被运送。运送机构的运送定时所涉及的信号被输入至磁特性检测装置1，基于该信号，一边确定通过第一磁传感器10以及第二磁传感器20的各配置位置的纸张100的位置，一边记录来自各传感器的输出信号。此外，磁特性检测装置1具有用于处理来自第一磁传感器10以及第二磁传感器20的输出信号的未图示的处理基板。关于运送纸张100的运送机构、利用了由运送机构运送的纸张100的位置信息的测定方法、利用了磁阻元件或霍尔元件等各种磁检测元件的测定电路以及测定方法，能够利用现有技术，所以省略关于它们的详细的说明，以下，继续说明磁特性检测装置1的结构所涉及的特征。
形成磁铁单元的长方体形状的两个磁铁30以及40以将长边方向与Y轴方向平行且将各自的极性设为相反朝向的状态在X轴方向上隔离而配置。由此，如图2(b)中实线箭头所示，在与第一磁传感器10相比处于运送方向上游侧的磁铁30的位置上，磁场的朝向成为与纸张100的运送面(XY平面)平行且与纸张100的运送方向(X轴方向)垂直的方向(Y轴负方向)，在与第一磁传感器10相比处于运送方向下游侧的磁铁40的位置上，磁场的朝向成为相反朝向(Y轴正方向)。通过将极性设为相反朝向来配置两个磁铁30以及40，从而磁场强度随着从位置P1向运送方向前进而逐渐减少，在两个磁铁30以及40之间的位置成为0(零)之后，将磁场的朝向设为相反朝向而逐渐增加磁场强度。
在与第一磁传感器10以及第二磁传感器20相比处于运送方向上游侧的位置P1上，将作为检测对象的纸张100的磁性油墨充磁为饱和磁化状态。如图2(c)所示，例如，在将矫顽力(保磁力)90～300Oe的3种类的磁性油墨设为检测对象的情况下，充磁位置P1的磁场强度被设定为成为最大的矫顽力300Oe的2倍以上，例如被设定为3倍的900G。
第一磁传感器10以及第二磁传感器20的配置位置基于由磁铁30以及40产生的磁场、和作为检测对象的磁性油墨的磁化特性而设定。例如，基于图2(c)所示的矫顽力90、220以及300Oe这3种类的磁性油墨之中矫顽力表示中间的值的矫顽力220Oe的磁性油墨的磁化特性，该磁性油墨一边在磁场内沿着运送路径移动一边在充磁位置P1上成为饱和磁化状态之后磁化强度成为0(零)的位置P2上，第一磁传感器10被配置。第二磁传感器20的位置被设定为与第一磁传感器10的配置位置P2不同的位置。例如，在磁场内，作为在运送路径宽度方向(Y轴方向)以及高度方向(Z轴方向)上与第一磁传感器10相同的坐标位置，在从第一磁传感器向运送方向下游侧(X轴方向)偏离的位置P3上，第二磁铁20被配置。由于将第二磁传感器20配置在运送路径的下方且磁铁40的上方，所以磁铁40的高度方向(Z轴方向)的配置位置变得比上游侧的磁铁30的配置位置低。
若如图2(a)以及(b)所示那样，基于矫顽力220Oe的磁性油墨的磁化特性以及偏置磁场的磁场强度，将第一磁传感器10的配置位置设为P2，将第二磁传感器20的配置位置设为位置P3，则从图2(c)所示的饱和磁化曲线可知，在检测到矫顽力为220Oe的磁性油墨时的第一磁传感器10的输出值大致成为0(零)，另一方面，从第二磁传感器20得到与磁化强度相应的传感器输出。此外，在矫顽力比220Oe小的矫顽力90Oe的磁性油墨中，与位置P2以及P3对应的磁化强度都处于第一象限，因此从第一磁传感器10以及第二磁传感器20输出同相位的信号。与此相对，在矫顽力比220Oe大的矫顽力300Oe的磁性油墨中，与位置P2对应的磁化强度处于第四象限，相对于此与位置P3对应的磁化强度处于第一象限，因此从第一磁传感器10以及第二磁传感器20检测到反相位的信号。
接着，具体说明在图2所示的磁特性检测装置1中检测到磁性体时得到的检测信号。图3是说明在纸张100上通过矫顽力不同的5种类的磁性油墨印刷了磁性图案的情况下由磁特性检测装置1得到的检测信号的例子的图。如图3(a)所示，在纸张100中，通过矫顽力56、90、220、300以及350Oe的磁性油墨，分别形成由四根直线构成的磁性图案。若通过图2所示的磁特性检测装置1进行该纸张100中包含的磁性体的磁性的检测，则从第一磁传感器10得到图3(b)所示的检测信号，从第二磁传感器20得到同图(c)所示的检测信号。另外，在图3中，同图(a)的各磁性图案、和通过该磁性图案得到的来自各传感器的检测信号以在上下并排的方式对位而示出。
第一磁传感器10被配置在矫顽力220Oe的磁性油墨的磁化强度成为0(零)的位置P2上，因此如图3(b)所示，矫顽力220Oe的磁性油墨通过位置P2时的来自第一磁传感器10的检测信号大致成为0(零)。在通过第一磁传感器10检测到矫顽力比220Oe小的矫顽力56Oe以及90Oe的磁性油墨、即图2(c)中磁化强度处于第一象限的磁性油墨时的检测信号中，如图3(b)所示，从大致0(零)的状态暂时震荡到负侧之后震荡到正侧，在正侧示出与四根磁性图案对应的四个峰。此外，在通过第一磁传感器10检测到矫顽力比220Oe大的矫顽力300Oe以及350Oe的磁性油墨、即图2(c)中磁化强度处于第四象限的磁性油墨时的检测信号中，如图3(b)所示，从大致0(零)的状态暂时震荡到正侧之后震荡到负侧，在负侧示出与四根磁性图案对应的四个峰。
此外，在第二磁传感器20中，由于矫顽力220Oe的磁性油墨如图2(c)所示那样磁化强度处于第一象限，因此如图3(c)所示那样，大致0(零)的信号暂时震荡到负侧之后震荡到正侧，在正侧示出与四根磁性图案对应的四个峰。矫顽力56Oe以及90Oe的磁性油墨即使在位置P3上饱和磁化曲线上的磁化强度也处于第一象限，因此基于第二磁传感器20的检测信号也示出与基于第一磁传感器10的检测信号同相位的波形，在从大致0(零)的状态暂时震荡到负侧之后在正侧示出四个峰。矫顽力300以及350Oe的磁性油墨在位置P3上饱和磁化曲线上的磁化强度处于第一象限，因此基于第二磁传感器20的检测信号示出与基于第一磁传感器10的输出波形反相位的波形，在从大致0(零)的状态暂时震荡到负侧之后在正侧示出四个峰。
像这样，在图2所示的磁特性检测装置1中，来自第一磁传感器10的输出值大致示出0(零)，从第二磁传感器20得到了与矫顽力220Oe的磁性油墨对应的检测信号的情况下，能够判定为是矫顽力220Oe的磁性油墨。此外，在来自第一磁传感器10以及第二磁传感器20的输出信号为同相位的情况下，能够判定为是矫顽力比220Oe小的磁性油墨，在为反相位的情况下，能够判定为是矫顽力比220Oe大的磁性油墨。
在图2所示的磁特性检测装置1中，示出了基于规定的磁性油墨的磁化特性，在磁化强度成为0(零)的磁场强度的位置P2上配置第一磁传感器10的例子，但不限定于第一磁传感器10的配置位置上的磁场强度被固定为规定值的方式，也可以是将磁场强度设为可变的方式。例如，在真的纸张100中使用的磁性油墨的矫顽力根据纸张100的种类而不同的情况下，只要能够与其配合而变更第一磁传感器10的配置位置上的磁场强度，就能够准确地进行各纸张100的真伪判定。
图4是说明在磁特性检测装置1中，对第一磁传感器10的配置位置上的磁场强度进行调整变更的方法的图。只要能够如图4(b)所示那样将第一磁传感器10的位置向箭头101的方向进行调整，就能够变更第一磁传感器10的配置位置上的磁场强度。同样，在使得能够将磁铁40的位置向箭头102的方向进行调整的情况下，也能够变更第一磁传感器的配置位置上的磁场强度。此外，在磁铁40的侧方设置磁轭70而使得能够将该磁轭70的位置向箭头103的方向进行调整的情况下，也同样能够变更第一磁传感器10的配置位置上的磁场强度。另外，作为对第一磁传感器10、磁铁40以及磁轭70的位置进行调整变更的调整机构，例如能够利用在精密仪器或光学仪器的领域中利用的附带位置调整机构的载物台等的现有技术，所以省略详细的说明。
此外，第一磁传感器10的配置位置上的磁场强度的变更也可以是如图4(c)所示那样在磁场强度不同的位置上配置多个磁传感器10a～10f，选择在测定中利用的传感器的方法。
例如，与图4(b)相同地，一边将在磁铁40的上方配置的磁传感器10f用作第二磁传感器20，一边从多个磁传感器10a～10e之中选择用作第一磁传感器10的传感器。此外，也可以是从全部磁传感器10a～10f之中选择第一磁传感器10以及第二磁传感器20而利用的方式。例如，与作为检测对象的纸张100中包含的磁性体配合，从多个磁传感器10a～10f之中选择用作第一磁传感器10以及第二磁传感器20的传感器而预先设定。并且，基于该设定，与纸张100的种类配合而切换在测定中利用的第一传感器10以及第二传感器20，从而进行磁特性检测。
此外，除此之外，也可以是在全部磁传感器10a～10f中进行测定，根据所得到的测定结果，选择要利用的传感器的方式。图4(d)是表示作为检测对象的磁性体的饱和磁化曲线、和来自各磁传感器10a～10f的传感器输出之间的关系的图。图4(d)左图是在磁性体检测时存在输出值大致成为0(零)的磁传感器的情况下的例子，同右图是在不存在输出值大致成为0(零)的磁传感器的情况下的例子。另外，图4(d)上侧的饱和磁化曲线中省略了图示，但与图1以及2相同地纵轴表示磁化强度，横轴表示磁场强度。
例如，在将作为检测对象的磁性体如图4(c)所示那样进行运送，从各磁传感器10a～10f得到同图(d)左图所示的传感器输出的情况下，选择输出值大致表示0(零)的磁传感器10d。并且，在包含该磁性体的纸张100的处理时，将所选择的磁传感器10d用作第一磁传感器10。第二磁传感器20处于第一磁传感器10以外的配置位置即可，但例如与图4(b)相同地，将磁传感器10f用作第二磁传感器20。
存在根据磁性体的矫顽力而不存在输出值大致成为0(零)的磁传感器10a～10f，如图4(d)右图所示那样在邻接的磁传感器10d以及10e中得到正负反相的传感器输出的情况。此时，选择两个磁传感器10d以及10e，用作第一磁传感器10。具体而言，在一方的磁传感器10d中得到正的输出且在另一方的磁传感器10e中得到负的输出的情况下，作为通过第一磁传感器10检测到在其间的位置上输出值大致成为0(零)的磁性体而进行处理。此时，用作第二磁传感器20的传感器是用作第一磁传感器10的磁传感器10d以及10e以外的传感器即可，例如将磁传感器10f用作第二磁传感器20。由此，能够实现上述的磁特性检测装置1的功能以及动作。
另外，关于得到图4(d)右图所示的传感器输出的情况，也可以选择输出值接近于0(零)的磁传感器10d或10e而用作第一磁传感器10。或者，也可以基于图4(d)右图所示的传感器输出值，作为在邻接的磁传感器10d或10e之间存在输出值成为0(零)的虚拟传感器，将该虚拟传感器作为第一磁传感器10而进行处理。
只要基于磁性体的测定结果而选择第一磁传感器10，或根据邻接的两个传感器的输出值来设定虚拟的传感器并利用，即使在具有新的磁特性的磁性体被添加为检测对象的情况下，也能够与该磁性体配合而设定第一磁传感器10的位置。
另外，如图4(d)所示的饱和磁化曲线所示那样，只要利用多个传感器输出的相位，就能够通过纸张100中包含的磁性体的磁特性来进行真伪判别。例如，若在规定的相邻的磁传感器中输出信号的相位反相，则纸张100包含正规的磁特性的磁性体，因此能够进行是真正的这样的判定。例如，在图4(d)上图示出真的纸张100的磁化特性的情况下，只要从某纸张100得到图4(d)下图所示的传感器输出，就能够基于根据磁传感器10d以及10e的输出信号而算出的纸张100的矫顽力，判定为该纸张100是真的。
此外，还能够使用图4所示的多个磁传感器10a～10f的传感器输出来判定磁性体的磁特性。将在磁性体通过了多个磁传感器10a～10f的上面时的来自各磁传感器的输出值进行比较，在存在输出值大致成为0(零)的磁传感器时，判定为作为检测对象的磁性体的矫顽力处于与输出值大致成为0(零)的磁传感器对应的磁场强度附近，在不存在输出值大致成为0(零)的磁传感器且在邻接的磁传感器中输出值的正负反相的情况下，能够判定为磁性体的矫顽力处于与表示正输出的磁传感器对应的磁场强度和与表示负输出的磁传感器对应的磁场强度之间。此外，在全部磁传感器的输出值为负的情况下，判定为对象磁性体的矫顽力为与磁传感器10f对应的磁场强度以上，在全部磁传感器的输出值为正的情况下，能够判定为所述磁性体的矫顽力为0(零)以上且为与磁传感器10a对应的磁场强度以下。例如，根据纸张100通过时的各磁传感器10a～10f的输出，判定纸张100中包含的磁性体的矫顽力，若该矫顽力与在真的纸张100中利用的磁性体一致，则能够判定为该纸张100是真的纸张。
在图2中，示出了形成两个磁铁30、40、和第一磁传感器10以及第二磁传感器20被收纳在一个箱体内的一体型的单元的例子，但磁特性检测装置1的结构不限定于一体型的单元。
图5是说明磁特性检测装置1的不同的结构例的图。如图5(a)所示，磁特性检测装置1也可以是由包含磁铁30的单元2a、包含磁铁40、第一磁传感器10以及第二磁传感器20的单元2b构成的分体型的单元结构。此外，如图1以及图2所说明那样，将第二磁传感器20的配置位置设为在磁场内与第一磁传感器10的配置位置不同的位置即可，因此也可以是如图5(b)所示那样，在一方的单元3a中包含磁铁30以及第二磁传感器20，在另一方的单元3b中包含磁铁40以及第一磁传感器40的方式。在图5所示的结构中，如实线箭头所示，磁场强度随着从与第一磁传感器10相比处于运送方向上游侧的单元2a、3a内的磁铁30的位置向运送方向前进而逐渐减少，在各单元(单元2a和单元2b、单元3a和单元3b)之间成为0(零)。并且，在磁场强度0(零)的零磁场继续之后，再次产生成为相反朝向的磁场，该磁场强度随着接近于处于运送方向下游侧的单元2b、3b而逐渐增加。
此外，在图2所示的磁特性检测装置1中，为了将第二磁传感器20配置在磁铁40的上方，与运送方向上游侧的磁铁30相比，将下游侧的磁铁40的位置配置为向下方下移，但磁铁30以及40的配置位置不限定于此。此外，关于磁铁的种类、磁力、形状等也没有特别限定。
图6是说明在磁特性检测装置1中利用的两个磁铁30以及40的配置位置或磁力不同的例子的图。在图6中，在上侧示出从上方(Z轴正方向侧)观看磁铁的图，在下侧示出从正面(Y轴正方向侧)观看的图。也可以如图6(a)的下图所示那样将两个磁铁31以及32的高度方向(Z轴方向)的配置位置设为相同的位置。此时，将第二磁传感器20配置在磁铁31、32的侧方即可。此外，两个磁铁的磁力、种类、形状等也可以不同。具体而言，例如，也可以如图6(b)所示那样改变两个磁铁31以及33的材料，一方的磁铁33的磁力比另一方的磁铁31的磁力弱，也可以如同图(c)所示那样是从正面观看磁铁的形状不同。
图7是说明在磁特性检测装置1中利用的磁铁的形状不同的例子的图。在图7中在左侧示出从上方(Z轴正方向侧)观看磁铁的图，在右侧示出从侧方(X轴正方向侧)观看的图。在图2所示的磁特性检测装置1中，示出了磁铁30以及40具有长方体形状的例子，但也可以是如图7(a)所示那样将两个磁铁35a以及35b安装在侧面コ的字型的磁轭71的两端面的形状。此外，也可以是如图7(b)所示那样两个磁铁36a以及36b安装在侧面コ的字型的磁轭72的两端部内面侧的形状。
图8是说明在磁特性检测装置1中利用的磁铁的结构不同的例子的图。在图8中，将四个磁铁用作两组磁铁。通过将基于磁铁37a以及37b的磁场的朝向、和基于磁铁38a以及38b的磁场的朝向设为相反朝向，从而能够产生与图1以及图2相同的磁场。此时，也可以是如图8(a)所示那样在平板状的磁轭73上安装有各磁铁的结构，也可以是如同图(b)所示那样在非磁性体83上固定各磁铁而利用。
只要在与纸张100的运送方向垂直且与运送面平行的方向上产生磁场，在该磁场的磁场强度逐渐减少而达到0(零)之后，将磁场的朝向设为逆方向而再次增加磁场强度，则磁铁的种类、磁力、形状、数目、配置位置、磁轭的有无等不特别限定，能够利用各种磁铁来形成磁铁单元。
图9是说明磁特性检测装置的不同的结构例的图。图9(a)表示从正面(Y轴正方向侧)观看磁特性检测装置11的图，同图(b)表示从下方(Z轴负方向侧)观看的图。此外，图9(c)表示作为检测对象的磁性油墨的饱和磁化曲线。并且，图9(d)表示包含多个种类的磁性油墨的纸张100作为检测对象的例子，同图(e)以及(f)表示在检测到该纸张100中包含的磁性体的情况下由磁特性检测装置11得到的检测信号。
在图9所示的磁特性检测装置11中，以下的点与图2所示的磁特性检测装置1不同：磁特性检测装置11被设置在纸张100被运送的运送路径的上方的点、磁铁30以及40的配置、第一磁传感器10以及第二磁传感器的配置位置。
具体而言，磁铁30以及40在从正面(Y轴正方向侧)观看时，在以相对于纸张100的运送方向(X轴)形成角度的方式倾斜的状态下被配置。此外，两个磁铁30以及40的高度方向(Z轴方向)的位置不同，处于运送方向上游侧的充磁位置P4的磁铁30被配置在接近于运送路径的位置上，下游侧的磁铁40被配置在与上游侧的磁铁30相比离运送路径向高度方向远离的位置上。
并且，第一磁传感器10与图2的情况相同地被配置在，在位置P4上被充磁为饱和磁化状态的矫顽力220Oe的磁性油墨被运送来时磁化强度成为0(零)的位置P5上。第二磁传感器20被配置在磁场内第一磁传感器10的运送方向下游侧的位置P6。
如图9(d)所示，若将通过矫顽力56、90、220、300以及350Oe的磁性油墨而分别形成有由四根直线构成的磁性图案的纸张100如同图(a)以及(b)所示那样进行运送，则例如从第一磁传感器10得到同图(e)所示的检测信号，从第二磁传感器20得到同图(f)所示的检测信号。另外，在图9(d)～(f)中，各磁性图案、和通过该磁性图案得到的来自各传感器的检测信号以上下并排的方式对位而示出。
通过如图9(a)～(c)所示那样产生磁场而配置第一磁传感器10以及第二磁传感器20，从各传感器得到图9(e)以及(f)所示的检测信号。具体而言，如图9(e)所示那样，在第一磁传感器10中，与矫顽力220Oe的磁性油墨对应的检测信号大致成为0(零)，在矫顽力比220Oe小的56Oe以及90Oe的磁性油墨中，如图9(e)所示，从大致0(零)的状态暂时震荡到负侧之后震荡到正侧，在正侧示出与四根磁性图案对应的四个峰。此外，在矫顽力比220Oe大的300Oe以及350Oe的磁性油墨中，如图9(e)所示那样，从大致0(零)的状态暂时震荡到正侧之后震荡到负侧，在负侧示出与四根磁性图案对应的四个峰。
与此相对，在第二磁传感器20中，如图9(f)所示那样，在检测到矫顽力220Oe的磁性油墨时大致0(零)的信号暂时震荡到负侧之后震荡到正侧，在正侧示出四个峰。此外，在矫顽力56Oe以及90Oe的磁性油墨中得到与第一磁传感器10同相位的检测信号，在矫顽力300Oe以及350Oe的磁性油墨中得到与第一磁传感器10反相位的检测信号。
像这样，在图9(a)以及(b)所示的磁特性检测装置11中，在基于第一磁传感器10的输出值大致示出0(零)且在第二磁传感器20中检测到磁性的情况下，能够判定为是具有220Oe的矫顽力的磁性油墨。此外，在基于第一磁传感器10的输出以及基于第二磁传感器20的输出为同相位的信号的情况下，判定为是矫顽力比220Oe小的磁性油墨，在为反相位的信号的情况下，能够判定为是矫顽力比220Oe大的磁性油墨。
如上述那样，根据本实施方式，仅在运送纸张100的运送路径的下方或上方的单侧配置磁特性检测装置1、11，因此能够将装置尺寸小型化且还能够抑制制造成本。此外，在纸张处理装置利用于纸张的真伪判定的情况下，对纸张处理装置的组装作业也变得容易，在已有的纸张处理装置的运送路径上新追加磁特性检测装置1、11而利用也变得容易。
此外，只要将磁特性检测装置1、11配置在运送路径的上方或下方的一侧，就能够在运送路径的另一侧配置构成运送机构的一部分的运送辊等，从而在稳定的状态下运送纸张100。只要通过运送辊等将纸张100按压到运送路径上，就能够在磁特性检测装置1、11和纸张100之间不生成间隙，从而能够稳定检测纸张100中包含的磁性体的磁性。
工业上的可利用性
以上那样，本发明是对检测有价介质上的磁性油墨有用的技术。
标号说明
1、11磁特性检测装置
10第一磁传感器
10a～10f磁传感器
20第二磁传感器
30～38、40磁铁
70～73磁轭
83非磁性体
100纸张

Claims (14)

1.一种磁特性检测装置，检测在运送路径上运送的纸张中包含的磁性体的磁特性，其特征在于，具备：
磁铁单元，产生与在所述运送路径上运送的纸张的运送方向垂直且与所述纸张的运送面平行的朝向的磁场，该磁场的磁场强度随着向所述运送方向前进而减少，且在达到零之后将磁场的朝向设为相反朝向而再次增加磁场强度；以及
多个磁传感器，在所述磁铁单元导致的磁场内，分别被配置在磁场强度不同的位置上，检测在所述运送路径上运送的纸张的磁特性，
基于检测到磁性体时的所述多个磁传感器的输出信号来检测纸张中包含的磁性体的磁特性。
2.如权利要求1所述的磁特性检测装置，其特征在于，具备：
真伪判定部，在检测到真的纸张中包含的磁性体时的所述多个磁传感器之中的规定的磁传感器的输出值成为零的情况下，以所述多个磁传感器之中所述规定的磁传感器以外的其他磁传感器的输出值为0以外为条件，判断为包含具有规定的磁性质的磁性体，将检测到磁性的纸张判定为是真的纸张。
3.如权利要求1所述的磁特性检测装置，其特征在于，具备：
真伪判定部，在不存在检测到真的纸张中包含的磁性体时的所述多个磁传感器的输出值大致成为零的所述磁传感器的情况下，通过所述多个磁传感器之中的规定的相邻的两个磁传感器的输出的相位成为相反，从而判断为包含具有规定的磁性质的磁性体，将检测到磁性的纸张判定为是真的纸张。
4.如权利要求1所述的磁特性检测装置，其特征在于，具备：
第一磁传感器，在所述磁铁单元导致的磁场内，在基于具有规定的矫顽力的磁性体的磁化特性而设定的位置上检测在所述运送路径上运送的纸张的磁特性；以及
第二磁传感器，在与所述第一磁传感器不同的位置上检测在所述运送路径上运送的纸张的磁特性。
5.如权利要求1～4的任一项所述的磁特性检测装置，其特征在于，
所述磁铁单元至少包含：
第一磁铁，在与纸张的运送方向垂直且与所述纸张的运送面平行的方向上产生磁场；以及
第二磁铁，在与所述第一磁铁相比运送方向下游侧产生与所述第一磁铁导致的磁场相反朝向的磁场。
6.如权利要求3所述的磁特性检测装置，其特征在于，
所述第一磁传感器被配置在，基于具有规定的矫顽力的磁性体的磁化特性而在所述磁场内被充磁为饱和磁化状态的所述磁性体向所述运送方向被运送从而磁化强度成为零的位置上。
7.如权利要求6所述的磁特性检测装置，其特征在于，
在通过所述第一磁传感器没有检测到磁性且通过所述第二磁传感器检测到磁性的情况下，判定为是具有规定的矫顽力的所述磁性体。
8.如权利要求6或7所述的磁特性检测装置，其特征在于，
根据基于所述第一磁传感器的磁性的检测信号以及基于所述第二磁传感器的磁性的检测信号的相位，判定所检测到的磁性体的矫顽力。
9.如权利要求1～8的任一项所述的磁特性检测装置，其特征在于，
所述磁铁单元导致的磁场在与所述第一磁传感器相比运送方向上游侧具有将作为检测对象的磁性体设为饱和磁化状态的磁场强度。
10.如权利要求1～9的任一项所述的磁特性检测装置，其特征在于，
所述磁铁单元导致的磁场随着向所述运送方向前进而磁场强度逐渐减少，在成为零之后，在所述运送方向上零磁场继续，之后将磁场的朝向设为相反朝向而再次增加磁场强度。
11.如权利要求1～10的任一项所述的磁特性检测装置，其特征在于，还具备：
调整机构，用于变更配置所述第一传感器的位置的磁场强度。
12.如权利要求1～11的任一项所述的磁特性检测装置，其特征在于，
所述第一磁传感器以及所述第二磁传感器是检测被充磁的磁性材料通过所述磁场内所导致的磁通密度的变化的传感器。
13.如权利要求4～12的任一项所述的磁特性检测装置，其特征在于，
所述第一磁传感器是从分别配置在磁场强度不同的位置上的多个磁传感器之中，基于作为检测对象的磁性体在所述运送路径被运送时得到的各磁传感器的输出而选择的磁传感器。
14.如权利要求13所述的磁特性检测装置，其特征在于，
从多个所述磁传感器之中，选择在所述磁性体被运送时表示正的输出的磁传感器以及在该磁传感器的旁边配置且表示负的输出的磁传感器，将两个所述磁传感器用作所述第一磁传感器。
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