JP2006293574A - 紙葉類の識別装置、識別方法及び磁気特性検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 正確な紙葉類の識別を行うことができ、また、バイアス磁界の大きさに制限されない磁界の印加が可能で、目的に応じて自由に検出センサを選択できるようにする。
【解決手段】 紙葉類である紙幣１の搬送路の所定位置で紙幣１の磁気インクに着磁を行うリングヘッド１１ａ及び着磁された磁界を検出する磁気インピーダンス素子１４ａと、着磁が行われた紙幣１に減磁を行うリングヘッド１１ｂ及び減磁された磁界を検出する磁気インピーダンス素子１４ｂと、磁気インピーダンス素子１４ａ，１４ｂの検出信号を予め記憶された基準信号と比較し、検出信号が基準信号に対して許容範囲内にある場合に紙幣１が真のものと判定する比較判定手段を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、紙幣などの紙葉類の識別装置、識別方法及び磁気特性検出装置に関する。

磁性粒子を含む磁気インクを印刷した印刷媒体、例えば紙幣等の紙葉類の真贋の識別方法として、紙葉類の絵柄の中に適当に配置された磁気インク印刷部を磁気センサにより検出し、その検出結果に基づいて識別する方法が知られている。図１２に磁気センサとして半導体磁気抵抗素子を用いた従来の識別装置の概略構成を示す。同図は半導体磁気抵抗素子１０１の印刷媒体１０２との矢印で示す相対移動方向に対して垂直な方向から見た断面図である。

半導体磁気抵抗素子１０１は、通常印刷媒体１０２との相対移動方向の前後に並んだ二つの磁気検出部１０３，１０４を有し、これを差動動作させている。これは、磁気検出部１０３，１０４の素子単体では温度特性が悪く、その温度特性を補償するためである。また、半導体磁気抵抗素子１０１の背面にはバイアスマグネット１０５が設置され、そのＮＳの磁極を結ぶ方向は印刷媒体１０２の磁気インク部１０２ａの検出面（印刷媒体１０２の表面）に対して垂直になっている。このような半導体磁気抵抗素子１０１では、進行方向の前後に二つの磁気検出部１０３，１０４を持っているため、検出出力は微分的な波形となる。

しかし、上記のような磁気インク部１０２ａのエッジを検出する方法では、例えば印刷媒体１０２に磁気テープを貼り付けてそのエッジ情報を再現したり、磁性を持つトナーを用いた複写機で偽造（複製）した場合に、媒体が識別装置をパスしてしまう恐れがある。これは、磁気インクの微分的なパターンしか捕らえていないためであり、識別精度が不十分となっている。

したがって、上記のパターンの他に、磁気インクの量に応じた信号を扱うことにより、磁気インクの強度を捕らえることができ、より高度な識別を行うことができ、識別精度を上げることができる。

そこで、磁気インクの量に応じた磁界を正確に検出できる磁気センサを用い、同センサの磁気インクの量に応じた検出信号の検知を正確に行えるようにするため、磁気インピーダンス型薄膜センサを使用して磁気インクの残留磁気を測定する方法が開示されている（例えば特許文献１参照）。また、フラックスゲート型磁気センサを使用して、磁気インクの残留磁気を測定する方法も提案されている（例えば特許文献２参照）。

更に、図１３に示すような着磁用磁石と二つの磁気検出部により、着磁した部分の磁気インクの量に応じた磁界を磁気インピーダンス素子を用いて検出する方法が提案されている（例えば特許文献３参照）。同図に示す磁気センサ１１０は、ホルダ１１１内に軟磁性体１１２に覆われた磁石１１３と、磁気シールド部材１１４を介して配置された二つの磁気検出部１１５ａ，１１５ｂを持つ磁気検出素子１１５が配置されている。１１６はバイアス用のマグネットを示している。

しかし、上記のような着磁した部分の磁気インクの量に応じた磁界を検出する方法に対し、磁性を持ったトナーを使用する複写機を用いて、インク濃度を調節して偽造（複製）した場合、上記と同様媒体が識別装置をパスしてしまう恐れが依然として存在する。つまり、磁気インクの量に応じたパターンしか捕らえることができず、識別精度がまだ不十分である。

また、上記の磁気インクで印刷された紙幣や磁気カードなどに使用される磁性体の磁気特性を検出する方法として、磁気質を制度よく高感度で検出する方法が提案されている（例えば特許文献４参照）。

この検出方法は、図１４に示すように、検出しようとする磁性体が飽和するのに必要な第１の磁界Ｈ１１を印加する飽和磁界印加工程と、磁気特性に応じて設定され、第１の磁界Ｈ１１とは反対の特性の第２の磁界Ｈ１２をバイアス磁界として磁気センサに印加した状態で、第１の磁界Ｈ１１を印加された被検出体を通過せしめ、磁気センサの出力変化を検出する検出工程と、その磁気センサの出力変化に基づいて、被検出体自身の保磁力が第２の磁界Ｈ１２よりも大であるか否かを判断する判断工程と、その判断結果に基づいて、被検出体の保磁力により近い第３の磁界Ｈ１３をバイアス磁界として磁気センサに印加した状態で、被検出体を通過せしめ、磁気センサの出力変化を検出する検出工程とを含み、被検出体がいかなる磁気特性を有する磁性体であるかを検出するものである。

更に、同様に磁性体の磁気質及び磁気パターンを容易に検出する検出装置が開示されている（例えば特許文献５参照）。図１５にこの検出装置の概略構成を示す。
この検出装置１２０は、磁束分布の変化を測定する磁気センサ１２１と、この磁気センサ１２１より上流側に配置され、検出しようとする磁性体に所定のバイアス磁界を印加する第１の磁石１２２と、この第１の磁石１２２の近傍に配置され、磁気パターンを検出する磁気パターン検出手段１２３と、磁気センサ１２１の近傍に配置され、第１の磁石１２２と反対の極性であって検出しようとする磁性体の保磁力に等しい値の磁界を印加する第２の磁石１２４と、磁気パターン検出手段１２３よりも上流側に配置され、検出しようとする磁性体にその保磁力よりも絶対値の大きな飽和磁界を印加する第３の磁石１２５とを備えている。

検出しようとする磁性体にその保磁力よりも絶対値の大きな飽和磁界を印加する第３の磁石１２５によって磁気を帯びた磁性体は、第３の磁石１２５よりも下流側に配置された磁気センサ１２１によって磁束分布が測定され、次に磁性体の保磁力に等しい値の磁界を印加する第２の磁石１２４によって励磁される。

ここで、磁性体の保磁力Ｈｃは、図１４に示す磁化−磁界強度（Ｍ−Ｈ）曲線におけるＨ軸とループとの交点であり、正と負の値をとる。したがって、磁界強度ＨがＨｃあるいは−Ｈｃであるとき、磁性体内部の磁化はゼロ（０）である。残留磁化が−Ｍｒの磁性体が＋Ｈｃの磁界の中に入るとき、磁性体の残留磁化の絶対値は減少し、ゼロとなる。このＭｒ＝０の状態のものが図１５に示す磁気パターン検出手段１２３の上を移動しても、磁界に変化は現れず、出力に変化はない。図１５に示す検出装置１２０はこの点に着目してなされたもので、磁界強度ＨがＨｃあるいは−Ｈｃであるとき、保磁力Ｈｃの磁性体内部の磁化がゼロになるか否か、すなわち磁化の変化が生じるか否かによって、保磁力Ｈｃを持つ磁性体であるか否かを検出するものである。
特開２０００−２４２８２４号公報 特開平１１−７５６５号公報 特開２０００−１０５８４７号公報 特開平６−１８０３０４号公報（図１） 特開平６−１８０３０５号公報（図２）

上記のように、従来の識別装置では、磁性を持ったトナーを用いる複写機で濃度を調節して印刷をした場合に識別できない恐れがあり、正確な紙葉類の識別をすることができないという問題がある。

また、一般的に磁気センサのバイアス磁界は自由にその大きさを設定できるものではなく、検出素子の材料や構造によって決定される。したがって、被検出体の保磁力の大きさと磁気センサのバイアス磁界の大きさが一致する場合はよいが、大きくかけ離れている場合は被検出体ごとに検出素子を変更する必要があり、被検出体の保磁力の大きさ如何では利用できる検出素子が得られないこともある。更に、検出対象の磁性体の保磁力が予め分かっている場合はよいが、全く分からない場合は用いることができない。

本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、正確な紙葉類の識別を行うことができ、また、バイアス磁界の大きさに制限されない磁界の印加が可能で、目的に応じて自由に検出センサを選択できる紙葉類の識別装置、識別方法及び磁気特性検出装置を提供することを目的とする。

本発明では上記課題を解決するために、紙葉類の搬送路の所定位置で前記紙葉類の磁気インクに着磁を行う着磁手段及び着磁された磁界を検出する第１の磁気検出手段と、前記着磁が行われた紙葉類に減磁を行う減磁手段及び減磁された磁界を検出する第２の磁気検出手段と、前記第１及び第２の磁気検出手段の検出信号を予め記憶された基準信号と比較し、前記検出信号が前記基準信号に対して許容範囲内にある場合に前記紙葉類が真のものと判定する比較判定手段と、を備えたことを特徴とする紙葉類の識別装置が提供される。

このような紙葉類の識別装置によれば、磁気インクの量に応じたパターンの他に磁気インクの磁気特性を検出することができるので、正確な紙葉類の識別を行うことができ、またバイアス磁界の大きさに制限されない磁界の印加が可能で、目的に応じて自由に検出センサを選択できる。

また、本発明では上記課題を解決するために、紙葉類の搬送路の所定位置で前記紙葉類に着磁を行う着磁工程及び着磁された磁界を検出する第１の磁気検出工程と、前記着磁が行われた紙葉類に減磁を行う減磁工程及び減磁された磁界を検出する第２の磁気検出工程と、前記第１及び第２の磁気検出工程で検出した検出信号を予め記憶された基準信号と比較し、前記検出信号が前記基準信号に対して許容範囲内にある場合に前記紙葉類が真のものと判定する比較判定工程と、を有することを特徴とする紙葉類の識別方法が提供される。

このような紙葉類の識別方法によれば、磁気インクの量に応じたパターンの他に磁気インクの磁気特性を検出することができるので、正確な紙葉類の識別を行うことができ、またバイアス磁界の大きさに制限されない磁界の印加が可能で、目的に応じて自由に検出センサを選択できる。

また、本発明では上記課題を解決するために、紙葉類上の磁性体を磁化する第１の磁界印加手段及び磁化された磁性体の磁界を検出する第１の磁界検出手段と、前記磁化された磁性体を前記第１の磁界印加手段とは反対の方向に磁化する第２の磁界印加手段及び反対の方向に磁化された磁性体の磁界を検出する第２の磁界検出手段と、前記第１及び第２の磁界検出手段の検出信号の変化から前記紙葉類上の磁性体の磁気特性を判断する磁気特性判断手段と、を備えたことを特徴とする磁気特性検出装置が提供される。

このような磁気特性検出装置によれば、磁性体の残留磁気によって生じる磁界を検出するので、正確な紙葉類の識別を行うことができ、また、バイアス磁界の大きさに制限されない磁界の印加が可能で、目的に応じて自由に検出センサを選択できる。

本発明の紙葉類の識別装置、識別方法は、磁気インクの量に応じたパターンの他に磁気インクの磁気特性を検出することができるので、正確な紙葉類の識別を行うことができ、また、バイアス磁界の大きさに制限されない磁界の印加が可能で、目的に応じて自由に検出センサを選択できるという利点がある。

また、本発明の磁気特性検出装置は、磁性体の残留磁気によって生じる磁界を検出するので、正確な紙葉類の識別を行うことができ、また、バイアス磁界の大きさに制限されない磁界の印加が可能で、目的に応じて自由に検出センサを選択できるという利点がある。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明の第１の実施の形態を示す図である。同図はセンサ部の構成を示し、（Ａ）は側面断面図、（Ｂ）は下面図である。ここでは、紙葉類が紙幣１の場合について説明する。

紙幣１の磁気検出を行うセンサ１０は、着磁後と減磁後の磁気検出を行う二つの残留磁化検出部を有している。着磁後の残留磁化検出部は、紙幣１の搬送路の所定位置で紙幣１の磁気インクに着磁を行う着磁用のリングヘッド（着磁手段）１１ａと、このリングヘッド１１ａに磁界を発生させるためのコイル１２ａと、着磁された磁気インクによる磁界を検出する磁気インピーダンス素子（第１の磁気検出手段）１４ａと、この磁気インピーダンス素子１４ａにバイアス磁界をかけるためのバイアスコイル１３ａと、磁気インピーダンス素子１４ａとバイアスコイル１３ａを包囲して外部磁界の変化からシールドするシールド（磁気シールド部材）１５ａとで構成されている。

また、減磁後の残留磁化検出部は、上記着磁が行われた紙幣１に減磁を行う減磁用のリングヘッド（減磁手段）１１ｂと、このリングヘッド１１ｂに磁界を発生させるためのコイル１２ｂと、減磁後の磁界を検出する磁気インピーダンス素子（第２の磁気検出手段）１４ｂと、この磁気インピーダンス素子１４ｂにバイアス磁界をかけるためのバイアスコイル１３ｂと、磁気インピーダンス素子１４ｂとバイアスコイル１３ｂを包囲して外部磁界の変化からシールドするシールド（磁気シールド部材）１５ｂとで構成されている。

また、図示していないが、上記の磁気インピーダンス素子１４ａと１４ｂの検出信号を予め記憶された所定金種の基準信号と比較し、検出信号が基準信号に対して許容範囲内にある場合、あるいは検出信号の比が基準信号に対して許容範囲内にある場合に、紙幣１が真のものと判定する後述の比較判定手段を有している。

ここで、着磁用のリングヘッド１１ａによる着磁方向は、リングヘッド１１ａの隙間の方向に対して同方向となり、図に示すような方向となる。これに対し、磁気インピーダンス素子１４ｂの感磁方向は、着磁方向と平行にならないように配置されている。１ａは紙幣１の磁化部を示している。

次に、図１〜図７を用いて本実施の形態の動作を説明する。
磁気インクの残留磁化検出に際しては、センサ１０あるいは紙幣１を矢印Ｙで示す相対移動方向（図１の左右方向）に移動し、これに伴って、リングヘッド１１ａにより紙幣１を帯状に着磁し、その磁化部１ａの磁気インクによる磁界を磁気インピーダンス素子１４ａで検出する。このとき、リングヘッド１１ａは、コイル１２ａに直流電流を通電することにより、一方向の磁界を隙間部に発生させて紙幣１に着磁を行う。また、リングヘッド１１ａによる磁化部１ａの幅が磁気インピーダンス素子１４ａの感磁方向長よりも広くなるようにリングヘッド１１ａと磁気インピーダンス素子１４ａの大きさを決定する。

上記紙幣１に印刷される磁気インクは、元々決まった磁気量をもっているわけではなく、磁気インクの検出に応じた方向に磁界を印加し、磁化を行うものである。また、一旦磁化された磁気インクも紙幣の流通過程で強磁界にさらされるなどして磁化が消失することもあるので、安定動作のためには、磁気インクの検出直前に着磁を行うことが必須となる。

図２は磁気インクの磁化特性例と飽和後の残留磁化を示す図であり、磁気モーメントと磁化力の関係を示している。初期状態においては、残留磁化はＢｒから−Ｂｒの間のどこかの値を示す。そこで、磁気インクの量に応じた残留磁化の検出出力を得るために、飽和磁化までの着磁を行う。一般には、１ｋＯｅ程度の磁化を与えることにより飽和させることができる。このように、磁気インクを飽和状態まで磁化することにより、磁気インクの量に応じた残留磁化Ｂｒを得ることができる。±Ｈｃは保磁力を示している。

図３は減磁用のリングヘッド１１ｂによる減磁動作を示す図である。同図の（Ａ）はリングヘッド１１ｂの磁化力、（Ｂ）は磁気インクとリングヘッド間の距離、（Ｃ）は磁気インク部の磁化力を示している。

リングヘッド１１ｂのコイル１２ｂに交流電流を与えることにより、リングヘッド１１ｂの隙間部に同図の（Ａ）に示すような交流磁界が発生する。そして、このリングヘッド１１ｂの隙間部に接するように紙幣１の磁気インク部（磁化部１ａ）が搬送されると、リングヘッド１１ｂと磁気インクの距離は（Ｂ）に示すように離れた場所から時間とともに接近し、磁気インク部はリングヘッド１１ｂを通過して再び離れて行く。このとき、磁気インク部に発生する磁界は、（Ｃ）に示すようにリングヘッド部で最大となり、距離が離れるとともに小さくなり、磁気インクは交流減磁されることになる。

ここで、減磁のための最大磁化量は、飽和磁化量と等しいと完全に生じされてしまい、また飽和磁化量に近いとその後の残留磁化が少なく、検出が困難になるため、飽和磁化量の９０％である９００Ｏｅ以下とすることが望ましい。また、減磁のための最大磁化量が保磁力以下であると消磁が行われないので、磁気インクの保磁力以上とする。

そして、リングヘッド１１ａにより着磁された紙幣１の磁化部１ａを減磁用のリングヘッド１１ｂにより減磁し、減磁した磁化部１ａの磁気インクによる磁界を磁気インピーダンス素子１４ｂで検出する。このとき、リングヘッド１１ｂにより減磁される減磁部の幅が磁気インピーダンス素子１４ｂの感磁方向長よりも広くなるように、リングヘッド１１ｂと磁気インピーダンス素子１４ｂの大きさを決定する。

図４は磁気インクの磁化特性例と減磁モデルを示す図である。初期状態においては、残留磁化は着磁が行われているのでＢｒの値を示す。これに、磁気インクの保磁力Ｈｃより大きく、着磁を行う１ｋＯｅより小さい磁化力を最大とする交流磁界を印加し、この磁界を時間とともに小さくしていくことで、その最大磁化量に従った減磁が行われる。このようにして磁気インクを減磁することにより、磁気インクの特性に応じた減磁後の残留磁化Ｂｒｅを得ることができる。

図５は材質が同じで磁気インクの量が異なるときの磁化特性例を示す図である。保磁力Ｈｃ１，Ｈｃ２は磁気インクの材質に依存するため、二つの磁気インクはほぼ同等の値を示し、残留磁化Ｂｒ１，Ｂｒ２は磁気インクの量によって異なる。

図６は材質が同じで磁気インクの量が異なるときの磁化特性と残留磁化を示す図である。着磁後の残留磁化Ｂｒ１，Ｂｒ２と、同じ磁化量の交流磁界による減磁後の残留磁化Ｂｒ１ｅ，Ｂｒ２ｅは、磁気インクの材質が等しいので、Ｂｒ１ｅ／Ｂｒ１＝Ｂｒ２ｅ／Ｂｒ２の関係が成り立ち、それぞれの磁気インクの量が等しいと判定することができる。

図７は異なる材質で残留磁化が等しい磁気インクの磁化特性と残留磁化を示す図である。２種類の磁気インクの量を調整して残留磁化を等しくした場合、材質が異なるためそれぞれの保磁力Ｈｃ１とＨｃ２は等しくならない。このため、それぞれの磁気インクを同じ磁化量の交流磁界により減磁を行った後の残留磁化Ｂｒ１ｅ，Ｂｒ２ｅは等しい値にならず、Ｂｒ１ｅ／Ｂｒ１≠Ｂｒ２ｅ／Ｂｒ２となる。

つまり、飽和後の残留磁化を検出する磁気インピーダンス素子１４ａの出力により、磁気インクの量に応じた出力を得ることができ、更に、一定量の減磁を行った後の残留磁化を磁気インピーダンス素子１４ｂで検出し、磁気インクの材質による減磁量を比較することで、磁気インクの磁気特性の違いを検出することができる。したがって、磁気インクの量に応じたパターンとともに磁気インクの特性を捕らえることができ、識別精度を上げることができる。

図８は上記の磁気センサを用いた本実施の形態の識別装置の構成を示すブロック図である。
紙幣１が挿入されたことを挿入検知センサ３が検知すると、この挿入検知センサ３からの検知信号により制御回路４は、駆動回路５及び信号処理部６に動作開始の指令を与える。この指令に従い、駆動回路５は、着磁用のリングヘッド１１ａに直流電流、減磁用のリングヘッド１１ｂに交流電流をそれぞれ流して、着磁、減磁動作を開始し、またバイアスコイル１３ａ，１３ｂに電流を流してバイアス磁界を発生させ、更に磁気インピーダンス素子１４ａ，１４ｂを駆動する。

上記磁気インピーダンス素子１４ａ，１４ｂの出力信号は信号処理部６に入力され、ここで信号変換されて、前述の比較判定手段７に送られる。そして、この比較判定手段７において、予め取得、記憶しておいた真券紙幣の出力信号と比較され、真偽判定が行われ、その判定結果が判定値として出力される。

このような第１の実施の形態の識別装置においては、磁気インクの量に応じたパターンの他に磁気インクの磁気特性を検出することができ、正確な紙幣１の識別を行うことができる。また、バイアス磁界の大きさに制限されない磁界の印加が可能で、目的に応じて自由に検出センサを選択できる。

図９は本発明の第２の実施の形態を示す図である。同図は図１と同様、センサ部の構成を示し、（Ａ）は側面断面図、（Ｂ）は下面図である。
紙幣１の磁気検出を行うセンサ２０は、着磁後と減磁後の磁気検出を行う二つの残留磁化検出部を有している。着磁後の残留磁化検出部は、紙幣１の搬送路の所定位置で紙幣１に磁気インクを用いて着磁を行う着磁用のリングヘッド２１ａと、このリングヘッド２１ａに磁界を発生させるためのコイル２２ａと、着磁された磁気インクによる磁界を検出する薄膜フラックスゲート型磁気センサ（第１の磁気検出手段）２３ａと、薄膜フラックスゲート型磁気センサ２３ａを包囲して外部磁界の変化からシールドするシールド２４ａとで構成されている。

また、減磁後の残留磁化検出部は、上記着磁が行われた紙幣１に減磁を行う減磁用のリングヘッド２１ｂと、このリングヘッド２１ｂに磁界を発生させるためのコイル２２ｂと、減磁後の磁界を検出する薄膜フラックスゲート型磁気センサ（第２の磁気検出手段）２３ｂと、薄膜フラックスゲート型磁気センサ２３ｂを包囲して外部磁界の変化からシールドするシールド２４ｂとで構成されている。

また、第１の実施の形態と同様、上記の薄膜フラックスゲート型磁気センサ２３ａと２３ｂの検出信号を予め記憶された所定金種の基準信号と比較し、検出信号が基準信号に対して許容範囲内にある場合に紙幣１が真のものと判定する比較判定手段７（図８参照）を有している。

ここで、着磁用のリングヘッド２１ａによる着磁方向は、リングヘッド２１ａの隙間の方向に対して同方向となり、図に示すような方向となる。これに対し、薄膜フラックスゲート型磁気センサ２３ｂの感磁方向は、着磁方向と平行にならないように配置されている。

本実施の形態の動作は第１の実施の形態と同様であるので説明は省略するが、本実施の形態では磁気検出用に薄膜フラックスゲート型磁気センサ２３ａ，２３ｂを使用しているため、バイアスをかける必要がなく、その分小型化が可能である。また、磁気インクの特性検出方法は、図２〜図７に示す第１の実施の形態と同様である。

このような識別装置においても、正確な紙幣１の識別を行うことができ、また、バイアス磁界の大きさに制限されない磁界の印加が可能で、目的に応じて自由に検出センサを選択できる。

すなわち、以上の第１及び第２の実施の形態においては、磁気インクの磁気特性を検出するため、印刷媒体である紙幣１に対してその表面に沿った所定の相対移動方向に相対的に移動して磁気インクにより着磁を行い、その残留磁化を検出し、更に、一定量の交流磁界による減磁を行って、その後の残留磁化を検出することにより、磁気インクの材質の違いによる磁気特性を検出することができる。

また、上述の紙幣１の搬送路の所定位置で紙幣１に着磁を行う着磁工程及び着磁された磁界を検出する第１の磁気検出工程と、着磁が行われた紙幣１に減磁を行う減磁工程及び減磁された磁界を検出する第２の磁気検出工程と、第１及び第２の磁気検出工程で検出した検出信号を予め記憶された基準信号と比較し、検出信号が基準信号に対して許容範囲内にある場合に紙幣１が真のものと判定する比較判定工程とを有することにより、磁気インクの特性の検出を安定かつ正確に行うことができる。

また、磁気検出部をシールド構造とすることで、外乱磁界に対して影響を受けにくく、媒体に印刷された磁気インクの特性に応じた磁界を正確に検出することができる。
更に、リングヘッド１１ａ，１１ｂ及び２１ａ，２１ｂを用いた着磁、減磁により、永久磁石を必要とすることなく、媒体等からセンサ内部に侵入してきた鉄粉や砂鉄などの付着を防止することができ、媒体に傷を付けることはない。また、検出出力が付着物の影響で変動するのを防止でき、センサ部の磨耗等による劣化も防止することができる。

図１０は本発明の第３の実施の形態を示す図である。本実施の形態では、紙葉類である媒体２に対して磁気特性を検出する磁気特性検出装置３０の構成及び動作について説明する。

挿入口から挿入される媒体２は、紙幣あるいは磁気インクで印刷した小切手など、着磁により磁界が発生する磁性体を表面もしくは内部に保持する紙葉状ないし薄板状のものであり、搬送ローラや搬送ベルトなどの図示しない搬送手段により図のＹ方向に搬送されるものである。

搬送路の最上流には、媒体２上の磁性体を磁化（着磁）する磁石（第１の磁界印加手段）３１ａが配置されている。この磁石３１ａは、永久磁石、電磁石のいずれを用いてもよい。例えば、挿入口から砂鉄などのごみが侵入するような環境下の場合は、永久磁石では搬送路内に砂鉄などのごみが溜まって磁気検出に悪影響を与えたり、搬送ベルトを劣化させる原因となるため望ましくなく、この場合は電磁石を用いて励磁電流の制御を行えばよい。また、小型で大きな磁界を発生させたい場合は、永久磁石を用いる。

図１１は上記の磁性体の磁化曲線を示す図である。磁石３１ａの磁界Ｈ１は大きいほど磁性体を強く磁化することが可能であり、後段の磁界検出時のＳ／Ｎ比向上のためには、磁性体の飽和磁界程度の強度があることが望ましい。

図１０に示す磁石３１ａの下流には磁気センサ（第１の磁界検出手段）３２ａが配置されており、磁石３１ａの磁界Ｈ１によって磁化された磁性体の残留磁気Ｍ１によって生じる磁界を検出する。この磁気センサ３２ａは、大きなバイアス磁界を必要としない一般的なものを用いればよいが、例えば、磁気インピーダンス素子を用いたものや、薄膜フラックスゲート型磁気センサを用いることで、媒体２と非接触で磁気検出を行うことが可能となり、媒体２の目詰まりや、接触面の磨耗を防ぐことができる。

上記磁気センサ３２ａの下流には、磁石３１ａと反対極性で磁性体を反対の方向に磁化する磁界Ｈ２の大きさの磁石（第２の磁界印加手段）３１ｂが配置されており、この磁石３１ｂの磁界通過後の残留磁気Ｍ２は図１１に示すようになる。この磁石３１ｂは、磁石３１ａと同様、永久磁石、電磁石のいずれを用いてもよい。

図１０に示す磁石３１ｂの下流には磁気センサ（第２の磁界検出手段）３２ｂが配置されており、磁石３１ｂを通過した磁性体の残留磁気Ｍ２によって生じる磁界を検出する。この磁気センサ３２ｂは、磁気センサ３２ａと同様、磁気インピーダンス素子を用いたものや、薄膜フラックスゲート型磁気センサを用いればよい。

磁気センサ３２ａ及び３２ｂの検出信号は、磁気特性判断回路（磁気特性判断手段）８に入力され、それらの検出信号の変化から媒体２上の磁性体の磁気特性が判断される。この磁性体の残留磁気は、磁性体の材料、大きさ、配置位置、量などに依存するため、単純に残留磁気のみからは磁性体固有の磁気特性を検出することはできないが、本実施の形態では、磁石３１ａによる磁化後にこの磁石３１ａとは反対極性の磁石３１ｂによる磁界を印加することによって、その磁性体が持つ固有の磁気特性に応じて残留磁気が変化することを利用している。よって、磁気センサ３２ａ及び３２ｂからの出力の比を演算し、残留磁気の絶対値ではなく、変化率を求めることにより、磁性体固有の磁気特性を表す値を算出することが可能となる。

このように、本実施の形態では、磁気センサのバイアス磁界の大きさに制限されない磁界の印加が可能となり、目的に応じて自由な磁気センサを使用して、磁性体の磁気極性を検出することができる。また、磁気センサと磁性体を非接触の状態で磁界検出が可能となり、磁気センサの磨耗を防ぎ、長寿命化を図ることができる。

また、電磁石を用いれば、劣悪な環境下でも使用でき、永久磁石を用いれば、高出力、省スペース化が可能である。更に、磁性体の量の変化による磁界の強さをキャンセルして正確に磁性体の磁気特性を検出することができる。

本発明の第１の実施の形態を示す図である。 磁気インクの磁化特性例と飽和後の残留磁化を示す図である。 減磁用のリングヘッドによる減磁動作を示す図である。 磁気インクの磁化特性例と減磁モデルを示す図である。 材質が同じで磁気インクの量が異なるときの磁化特性例を示す図である。 材質が同じで磁気インクの量が異なるときの磁化特性と残留磁化を示す図である。 異なる材質で残留磁化が等しい磁気インクの磁化特性と残留磁化を示す図である。 第１の実施の形態の識別装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第２の実施の形態を示す図である。 本発明の第３の実施の形態を示す図である。 磁性体の磁化曲線を示す図である。 従来の識別装置の概略構成を示す図である。 従来の磁気センサを示す図である。 従来の磁気特性検出方法を示す図である。 従来の磁気質及び磁気パターンの検出装置の概略構成を示す図である。

符号の説明

１ 紙幣
１ａ 磁化部
２ 媒体
３ 挿入検知センサ
４ 制御回路
５ 駆動回路
６ 信号処理部
７ 比較判定手段
８ 磁気特性判断回路
１０ センサ
１１ａ，１１ｂ リングヘッド
１２ａ，１２ｂ コイル
１３ａ，１３ｂ バイアスコイル
１４ａ，１４ｂ 磁気インピーダンス素子
１５ａ，１５ｂ シールド
２０ センサ
２１ａ，２１ｂ リングヘッド
２２ａ，２２ｂ コイル
２３ａ，２３ｂ 薄膜フラックスゲート型磁気センサ
２４ａ，２４ｂ シールド
３０ 磁気特性検出装置
３１ａ，３１ｂ 磁石
３２ａ，３２ｂ 磁気センサ

Claims (14)

1. 紙葉類の搬送路の所定位置で前記紙葉類の磁気インクに着磁を行う着磁手段及び着磁された磁界を検出する第１の磁気検出手段と、
   前記着磁が行われた紙葉類に減磁を行う減磁手段及び減磁された磁界を検出する第２の磁気検出手段と、
   前記第１及び第２の磁気検出手段の検出信号を予め記憶された基準信号と比較し、前記検出信号が前記基準信号に対して許容範囲内にある場合に前記紙葉類が真のものと判定する比較判定手段と、
   を備えたことを特徴とする紙葉類の識別装置。
2. 前記比較判定手段は、前記紙葉類の同位置における前記第１及び第２の磁気検出手段の検出信号の比を基準信号と比較し、前記検出信号の比が前記基準信号に対して許容範囲内にある場合に前記紙葉類が真のものと判定することを特徴とする請求項１記載の紙葉類の識別装置。
3. 前記第１及び第２の磁気検出手段は、高周波電流の印加により外部磁界に応じてインピーダンスが変化する磁気インピーダンス素子を用いたことを特徴とする請求項１記載の紙葉類の識別装置。
4. バイアス磁界を発生させて前記磁気インピーダンス素子にバイアスをかけるコイルを有していることを特徴とする請求項３記載の紙葉類の識別装置。
5. 前記第１及び第２の磁気検出手段は、薄膜フラックスゲート型磁気センサを用いたことを特徴とする請求項１記載の紙葉類の識別装置。
6. 前記着磁手段及び減磁手段は、リングヘッドを用いたことを特徴とする請求項１記載の紙葉類の識別装置。
7. 前記第１及び第２の磁気検出手段は、磁気シールド部材で包囲したことを特徴とする請求項１記載の紙葉類の識別装置。
8. 着磁用のリングヘッドの出力を１ｋＯｅ以上にして前記磁気インクによる着磁を行って磁気インクを飽和させ、前記第１の磁気検出手段により残留磁気を検出し、減磁用のリングヘッドの出力を前記磁気インクの保磁力以上で９００Ｏｅ以下にしたことを特徴とする請求項６記載の紙葉類の識別装置。
9. 紙葉類の搬送路の所定位置で前記紙葉類に着磁を行う着磁工程及び着磁された磁界を検出する第１の磁気検出工程と、
   前記着磁が行われた紙葉類に減磁を行う減磁工程及び減磁された磁界を検出する第２の磁気検出工程と、
   前記第１及び第２の磁気検出工程で検出した検出信号を予め記憶された基準信号と比較し、前記検出信号が前記基準信号に対して許容範囲内にある場合に前記紙葉類が真のものと判定する比較判定工程と、
   を有することを特徴とする紙葉類の識別方法。
10. 前記比較判定工程は、前記紙葉類の同位置における前記第１及び第２の磁気検出工程の検出信号の比を基準信号と比較し、前記検出信号の比が前記基準信号に対して許容範囲内にある場合に前記紙葉類が真のものと判定することを特徴とする請求項９記載の紙葉類の識別方法。
11. 紙葉類上の磁性体を磁化する第１の磁界印加手段及び磁化された磁性体の磁界を検出する第１の磁界検出手段と、
    前記磁化された磁性体を前記第１の磁界印加手段とは反対の方向に磁化する第２の磁界印加手段及び反対の方向に磁化された磁性体の磁界を検出する第２の磁界検出手段と、
    前記第１及び第２の磁界検出手段の検出信号の変化から前記紙葉類上の磁性体の磁気特性を判断する磁気特性判断手段と、
    を備えたことを特徴とする磁気特性検出装置。
12. 前記第１及び第２の磁界検出手段の少なくとも一方は、磁気インピーダンス素子を用いたことを特徴とする請求項１１記載の磁気特性検出装置。
13. 前記第１及び第２の磁界検出手段の少なくとも一方は、薄膜フラックスゲート型磁気センサを用いたことを特徴とする請求項１１記載の磁気特性検出装置。
14. 前記磁気特性判断手段は、前記第１の磁界検出手段の検出信号と前記第２の磁界検出手段の検出信号の比の変化から前記紙葉類上の磁性体の磁気特性を判断することを特徴とする請求項１１記載の磁気特性検出装置。
    
    

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