JP2023061224A - 紙葉類識別装置、紙葉類取扱装置、及び紙葉類識別方法 - Google Patents

Abstract

【課題】紙葉類識別装置による紙葉類の識別精度の低下を抑制する。【解決手段】紙葉類を識別する紙葉類識別装置は、変動磁界を発生させる磁気ノイズ源と、搬送路上を搬送される紙葉類の面に対して垂直方向に配列され、紙葉類の磁気を検出する複数の磁気検出素子と、透磁率が所定以上であり、複数の磁気検出素子と磁気ノイズ源との間に配置されている磁性部材と、各磁気検出素子によって検出された各検出信号に基づいて、搬送路上を搬送される紙葉類の磁気検出値を差動演算する演算器とを有する。【選択図】図５

Description

本発明は、紙葉類識別装置、紙葉類取扱装置、及び紙葉類識別方法に関する。

例えば自動現金預払機（ＡＴＭ：Automated Teller Machine）や自動現金仕分機（ソータ）等の紙幣取扱装置は、紙幣の金種や、真贋、汚れ、折れ曲がり、破れ等の紙幣の損傷を判別する紙幣識別装置を有する。紙幣識別装置には、紙幣の金種や真贋を判別する機能の実現手段の一つとして、磁気センサを用いたものがある。例えば特許文献１には、二つの磁気センサ素子の差動を取って、外部磁界の磁気ノイズを除去しつつ、紙幣の磁気を検出している。

特許第６２０９６７４号公報

紙幣識別装置に影響を及ぼす磁気ノイズは、一様な外部磁界のほかに、変動する外部磁界の磁気ノイズがある。しかし特許文献１に開示された従来技術では、一様な外部磁界の磁気ノイズは除去するものの、変動する外部磁界に起因する磁気ノイズの場合は、除去できずに検出してしまう場合がある。その結果、検出した紙幣の磁気に磁気ノイズが重畳してしまい、感度の高い磁気センサを用いると、磁気ノイズまでも検出してしまう。

すなわち、本来磁気出力がないはずの紙幣の部分を磁気出力があるように検出することで、紙幣の識別精度が低下し、受付けるべき紙幣を排除したり、排除すべき紙幣を受付けてしまったりする場合がある。このため、如何なる外乱の磁場をも無効化したり、小さくしたりし、紙幣の識別精度の低下を抑制することが求められていた。

本発明は、上述の課題に鑑み、紙葉類識別装置による紙葉類の識別精度の低下を抑制することを目的とする。

かかる課題を解決するため本発明においては、紙葉類を識別する紙葉類識別装置は、変動磁界を発生させる磁気ノイズ源と、搬送路上を搬送される紙葉類の面に対して垂直方向に配列され、該紙葉類の磁気を検出する複数の磁気検出素子と、透磁率が所定以上であり、前記複数の磁気検出素子と前記磁気ノイズ源との間に配置されている磁性部材と、各前記磁気検出素子によって検出された各検出信号に基づいて、前記搬送路上を搬送される紙葉類の磁気検出値を差動演算する演算器とを有することを特徴とする。

本発明によれば、例えば、紙葉類識別装置による紙葉類の識別精度の低下を抑制できる。

実施形態に係る現金自動取引装置の外観斜視図。 実施形態に係る現金自動取引装置の内部構成の概略を示す図。 実施形態に係る紙幣識別装置の構成の要部を示す側面図。 実施形態に係る紙幣識別装置の構成の要部を示す平面図。 実施形態に係る紙幣識別装置の構成を示す機能ブロック図。 紙幣識別装置が置かれる変動磁界を説明するための図（磁気位相ずれ緩和板がない場合）。 紙幣識別装置の差動磁気センサを通過する変動磁界の磁束を説明するための図（磁気位相ずれ緩和板がない場合）。 紙幣識別装置の差動磁気センサが検知する変動磁界の磁束の成分分解を説明するための図（磁気位相ずれ緩和板がない場合）。 紙幣識別装置の差動磁気センサの２つの磁気センサ素子を通過する変動磁界の磁束を説明するための図（磁気位相ずれ緩和板がない場合）。 紙幣識別装置の差動磁気センサの２つの磁気センサ素子が検知する変動磁界の磁束変動を説明するための図（磁気位相ずれ緩和板がない場合）。 紙幣識別装置が置かれる変動磁界を説明するための図（磁気位相ずれ緩和板がある場合）。 紙幣識別装置の差動磁気センサを通過する変動磁界の磁束を説明するための図（磁気位相ずれ緩和板がある場合）。 紙幣識別装置の差動磁気センサが検知する変動磁界の磁束の成分分解を説明するための図（磁気位相ずれ緩和板がある場合）。 紙幣識別装置の差動磁気センサの２つの磁気センサ素子を通過する変動磁界の磁束を説明するための図（磁気位相ずれ緩和板がある場合）。 紙幣識別装置の差動磁気センサの２つの磁気センサ素子が検知する変動磁界の磁束変動を説明するための図（磁気位相ずれ緩和板がある場合）。

以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳述する。以下の実施形態は、図面を含め例示に過ぎず、本発明を限定するものではない。以下の実施形態を説明するための各図面において同一の符号は同一あるいは類似の機能を備えた構成要素又は処理を示し、後出の説明を省略する。また各実施形態及び各変形例は、本発明の技術思想の範囲内かつ整合する範囲内で一部又は全部を組合せることができる。

以下の実施形態では、現金自動取引装置の装置筐体の鉛直方向（上部方向、上方）をＺ軸の正方向、現金自動取引装置の装置筐体の利用者側（正面側、前方）から反対側（背面側、後方）に向かう方向をＹ軸の正方向、及び現金自動取引装置の利用者側に向かって左側から右側に向かう方向をＸ軸の正方向とする。そして、以下の実施形態の説明では、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸がそれぞれ直交する正系のＸＹＺ座標系を用いる。なお以下の実施形態において“上”“下”“左”“右”“前”“後”“背”等で表す方向及び位置は相対的なものに過ぎず、またＸＹＺ座標系により現金自動取引装置や紙幣取扱装置、並びにその他の構成要素の向き、形状、又は大きさが限定されるものではない。また実施形態の説明及び図示における構成要素の数は、一例に過ぎない。

以下の実施形態では、紙葉類取扱装置及び紙葉類識別装置の例として、紙葉類として紙幣を取り扱う現金自動取引装置あるいは紙幣取扱装置、及び紙幣識別装置を例として説明する。しかしこれに限られず、小切手や商品券等の他の様々な紙葉類についても同様に取り扱うことができる。

（現金自動取引装置１の全体構成）
図１は、実施形態に係る現金自動取引装置１の外観斜視図である。現金自動取引装置１は、キャッシュカードや紙幣、明細票等を取引媒体とし、利用者の操作によって現金の預入れや支払い、振込み等の処理を行う。現金自動取引装置１の装置筐体内の上部には、利用者の通帳を処理し、取引明細を印字して放出する通帳処理機構（不図示）と、利用者のカードを処理し、取引明細票を印字して放出するカード及び明細票処理機構（不図示）が備えられる。

通帳処理機構は、現金自動取引装置１の正面のスロット２から投入された利用者の通帳を処理し、取引明細を印字して放出する。カード及び明細票処理機構は、現金自動取引装置の正面のスロット３から投入された利用者のカードを処理し、取引明細票を印字してカードと共に放出する。現金自動取引装置１の正面前方には、利用者の取引の内容を表示すると共に、取引のための種々の情報や項目を入力する画面操作部４が備えられる。

現金自動取引装置１の装置筐体内の下部には、紙幣を処理する紙幣取扱装置１０が備えられる。紙幣取扱装置１０の入出金部５に設けられたシャッタ５ａの開閉に応じて紙幣の入出金取引が行われる。

なお現金自動取引装置１の装置筐体内には、硬貨を処理する硬貨処理装置（不図示）が備えられてもよい。硬貨処理装置の入出金部に設けられたシャッタ（不図示）の開閉に応じて硬貨の入出金取引が行われる。

（現金自動取引装置１の内部構成）
図２は、実施形態に係る現金自動取引装置１の内部構成の概略を示す図である。現金自動取引装置１の筐体下部の上方には、取引される紙幣の処理機構が配置され、下方には紙幣の収納機構が配置される。紙幣取扱装置１０の筐体下部の上方において、その前側（利用者に面する側：図２の上方右側）には、利用者により略立位にセットされた紙幣の入金を受付け、略立位にセットして紙幣を放出して利用者に取出しを行わせる入出金部５が配置される。また、中央部に紙幣の判別を行う紙幣識別装置３０が配置され、後側（図２の上方左側）には利用者が入金した紙幣を取引成立までの間、一旦収納する一時保留部４０が配置される。これらの各機構部は双方向の搬送路により接続される。

紙幣識別装置３０は、前方及び後方から搬送路３０ａ上を搬送される紙幣を何れの方向からでも金種判別及び真偽判別を行うことができる。紙幣識別装置３０は、入出金の双方向に搬送される紙幣を金種判別及び真偽判別でき、紙幣の受入可否及び出金可否を判別することができる。入出金部５は、上方から投入された紙幣を下方へ繰出す紙幣繰出部５ｂと、下方から搬送されてきた出金用又は返却用の紙幣を集積する紙幣集積部５ｃが、前後に配置されている。

紙幣取扱装置１０の下方において、紙幣を金種別に収納する複数の収納部７０が配置されている。収納部７０には、紙幣識別装置３０で受付可と判別された紙幣を金種毎に収納するもの、紙幣識別装置３０で受付不可と判別された紙幣を一時収納するもの、紙幣識別装置３０で出金不可と判別された紙幣を収納するもの、出金用に外部から紙幣を補充する際に使用されるもの等がある。

（紙幣識別装置３０の構成）
図３は、実施形態に係る紙幣識別装置３０の構成の要部を示す側面図である。図４は、実施形態に係る紙幣識別装置３０の構成の要部を示す平面図である。紙幣識別装置３０は、図３及び図４の図示の他、厚みセンサ等の各種センサや搬送ローラの駆動モータ、他の搬送ローラ等を含むが、図示を省略している。

紙幣識別装置３０は、搬送ガイド３０ｂと、識別センサ３１と、搬送ローラ３２ａ，３２ｂと、駆動ローラ３２ａ１，３２ｂ１，３２ｃ１と、磁気位相ずれ緩和板３３ａ，３３ｂと、を含んで構成される。複数の搬送ローラ３２ａが、識別センサ３１のＹ軸正方向側にＸ軸方向に並んで設けられている。また複数の搬送ローラ３２ｂが、識別センサ３１のＹ軸負方向側にＸ軸方向に並んで設けられている。

搬送ローラ３２ａ，３２ｂは、駆動モータ（不図示）の駆動により回転する駆動ローラ３２ａ１，３２ｂ１によって回転する。搬送路３０ａ上の紙幣は、搬送ローラ３２ａ，３２ｂと、搬送ローラ３２ａ，３２ｂと対向する駆動ローラ３２ａ１，３２ｂ１とに挟まれ、Ｙ軸の正負方向へ搬送される。搬送ローラ３２ａ，３２ｂは、例えばベアリングローラ等の磁化した磁性体であり、回転軸を中心とする回転によって磁極が回転して変動磁界を発生させる。

識別センサ３１は、Ｚ軸方向に並んで配置された磁気検出素子３１ａ１，３１ａ２を備えた複数の差動磁気センサ３１ａを有する。Ｚ軸方向は、搬送路３０ａ上を搬送される紙幣の面に対する垂直方向であり、差動磁気センサ３１ａ（磁気検出素子３１ａ１，３１ａ２）の磁気検出方向である。複数の差動磁気センサ３１ａは、識別センサ３１内において、Ｘ軸方向にアレイ状に配列されセンサアレイ３１Ａを構成する。駆動ローラ３２ｃ１は、ジャムが発生しない程度の隙間をあけて識別センサ３１上の紙幣を押さえて搬送させる。

磁気位相ずれ緩和板３３ａ，３３ｂは、識別センサ３１と、搬送ローラ３２ａ，３２ｂと、の間にそれぞれ設けられる。磁気位相ずれ緩和板３３ａ，３３ｂは、透磁率が所定以上の板状の磁性材であり、磁気検出素子３１ａ１，３１ａ２の磁気検出方向（Ｚ軸方向、磁界検知方向）と直交する方向（Ｘ軸方向、センサアレイ３１Ａ方向）に長手が延びるように配置される。

また磁気位相ずれ緩和板３３ａ，３３ｂは、搬送ローラ３２ａ，３２ｂと、磁気検出素子３１ａ１，３１ａ２との間に、搬送ローラ３２ａ，３２ｂが作る磁束経路のうち磁気検出素子３１ａ１，３１ａ２に到達する磁束が最も一様な方向に曲げられて揃う位置に配置される。また磁気位相ずれ緩和板３３ａ，３３ｂは、搬送ローラ３２ａ，３２ｂが作る磁束経路のうち磁気検出素子３１ａ１，３１ａ２に到達する磁束が磁気検出素子３１ａ１，３１ａ２の配列方向（磁界検知方向）に対して垂直な方向に一様に曲がって揃うように、磁気検出素子３１ａ１，３１ａ２の磁界検知方向と直交する向きに配置される。これにより、磁気位相ずれ緩和板３３ａ，３３ｂは、磁気検出素子３１ａ１，３１ａ２の近傍に配置される必要がない。また磁束を磁気検出素子３１ａ１，３１ａ２の配列方向に対して垂直な方向に揃えることで、磁気検出素子３１ａ１，３１ａ２に掛かる磁界を迂回させて減らすことができる磁気検出素子３１ａ１，３１ａ２のごく近くに磁性材（いわゆる磁気シールド）を配置して磁気検出素子３１ａ１，３１ａ２に到達する磁束を減らさずとも、効果的に位相ずれを減らして差動効果を上げることができる。

また磁気位相ずれ緩和板３３ａ，３３ｂの長手方向（Ｘ軸方向）の長さは、磁気位相ずれ緩和板３３ａ，３３ｂに生じる磁極による直流磁界に関わらず差動磁気センサ３１ａの特性を一定以上に維持できる範囲の長さである。磁気位相ずれ緩和板３３ａ，３３ｂは、長手方向（Ｘ軸方向）に長いほど磁気検出素子３１ａ１，３１ａ２に到達する磁束を磁気検出素子３１ａ１，３１ａ２の配列方向に対して垂直な方向に曲げられるが、その一方で、長いほど両端に磁極ができやすくその磁界が遠くに飛びやすくなり、その直流磁界で差動磁気センサ３１ａの特性が維持できなくなる場合がある。そのため特性を保つための範囲で長手方向（Ｘ軸方向）の長さを選ぶ。また磁気位相ずれ緩和板３３ａ，３３ｂの短手方向（Ｚ軸方向）の長さ及び厚み（Ｙ軸方向）は、紙幣識別装置３０の筐体内で他の部材と干渉しない範囲内かつ磁気飽和しない範囲であればよい。

また磁気位相ずれ緩和板３３ａ，３３ｂは、パーマロイ、無方向性ケイ素鋼板を含む材料群の中から選択される透磁率が一定以上の軟質磁性体からなる。軟質磁性体は、好ましくは熱処理を行うことで保持力を下げ、長手方向の磁極をできにくくさせるとよい。

（紙幣識別装置３０の機能構成）
図５は、紙幣識別装置３０の構成を示す機能ブロック図である。紙幣識別装置３０は、上述した構成に加え、オペアンプ等である増幅器３３１，３３２と、ＡＤ（Analog to Digital）変換器３４１，３４２と、マイクロコンピュータ等の演算器３５と、を有する。

増幅器３３１は、磁気検出素子３１ａ１の検出信号を増幅する。増幅器３３２は、磁気検出素子３１ａ２の検出信号を増幅する。ＡＤ変換器３４１は、増幅器３３１によって増幅された検出信号をデジタル化する。ＡＤ変換器３４２は、増幅器３３２によって増幅された検出信号をデジタル化する。演算器３５は、ＡＤ変換器３４１，３４２によってデジタル化された検出信号のＡＤ変換値Ｖ１（ｎＴ），Ｖ２（ｎＴ）を基に紙幣磁気検出値α１×Ｖ１（ｎＴ）―α２×Ｖ２（ｎＴ）を演算する。但し、ｎはサンプリングの順番数で０から始まる自然数、Ｔはサンプリング周期、α１，α２は所定数である。

後述するように本実施形態における紙幣磁気検出値α１×Ｖ１（ｎＴ）―α２×Ｖ２（ｎＴ）は、磁気検出素子３１ａ１，３１ａ２の感度補正を行い、一様磁界及び変動磁界の磁気ノイズをキャンセルした値となる。

（磁気検出方向の磁束の位相差について）
以下、図６～図１０、及び、図１１～図１５を参照して、本実施形態によって、磁気検出素子３１ａ１，３１ａ２の磁気検出方向の磁束の位相差が小さくなることを説明する。図６～図１０は、磁気位相ずれ緩和板３３ａ，３３ｂがない場合（従来技術）を示し、図１１～図１５は、磁気位相ずれ緩和板３３ａ，３３ｂがある場合（本実施形態）を示す。

（磁気位相ずれ緩和板３３ａ，３３ｂがない場合について）
先ず図６～図１０を参照して、磁気位相ずれ緩和板３３ａ，３３ｂがない場合（従来技術）を説明する。

磁気検出素子３１ａ１，３１ａ２付近の搬送路３０ａ上を通過する紙幣の磁束は、紙幣に近い上側の磁気検出素子３１ａ１の検出値Ｖ１（ｎＴ）が、紙幣から遠い下側の磁気検出素子３１ａ２の検出値Ｖ２（ｎＴ）よりも大きい。このことから一般には、検出値の差分Ｖ１（ｎＴ）－Ｖ２（ｎＴ）を算出することで、磁気検出素子３１ａ１，３１ａ２付近の搬送路３０ａ上を通過する紙幣の磁束の検出信号が得られる。

一様磁界の磁気ノイズ源は、磁気検出素子３１ａ１，３１ａ２付近の搬送路３０ａ上を通過する紙幣と比較して遠くに位置することから、磁気ノイズ源から磁気検出素子３１ａ１，３１ａ２までの距離は概ね等しくなる。よって一様磁界の磁気ノイズは、磁気検出素子３１ａ１，３１ａ２の検出値Ｖ１（ｎＴ），Ｖ２（ｎＴ）に一様に重畳していると見なせるので、検出値の差分Ｖ１（ｎＴ）－Ｖ２（ｎＴ）を取ることでキャンセルされる。

上下の磁気検出素子３１ａ１，３１ａ２で感度のバラつきがある場合も、磁気検出素子３１ａ１，３１ａ２の検出方向に一様磁界をかけて、磁気検出素子３１ａ１，３１ａ２の検出信号の振幅値Ｖ１，Ｖ２が同じになるように、感度を補正する補正係数α１，α２を予め算出しておく。そしてα１×Ｖ１（ｎＴ）―α２×Ｖ２（ｎＴ）を算出することで、感度補正及び磁気ノイズキャンセルを行った検出信号が得られる。

図６は、紙幣識別装置３０が置かれる変動磁界を説明するための図（磁気位相ずれ緩和板３３ａ，３３ｂがない場合）である。しかし、図６に示すように、搬送路３０ａの構造上、微弱に磁化した回転体（図６では搬送ローラ３２ｂ）を差動磁気センサ３１ａの近くに配置する必要がある場合、上下の磁気検出素子３１ａ１，３１ａ２に到達する磁束に位相差が生じてしまい、外乱ノイズがキャンセルできなくなる。

上下の磁気検出素子３１ａ１，３１ａ２に到達する磁束に位相差が生じるのは、次の理由による。図７は、紙幣識別装置３０の差動磁気センサ３１ａを通過する変動磁界の磁束を説明するための図（磁気位相ずれ緩和板３３ａ，３３ｂがない場合）である。図７に示すように、磁気検出素子３１ａ１，３１ａ２の間のセンサ中心Δ＝０（磁気検出素子３１ａ１と磁気検出素子３１ａ２の中心線）付近を通過する磁束による磁界ベクトルＨの向き及び大きさは、搬送ローラ３２ｂの回転角θによって変化する。この変化は、磁界ベクトルＨの向き及び大きさが、搬送ローラ３２ｂの磁極Ｓ，Ｎからの距離によって決まることによる。磁極Ｓ，Ｎからの距離が近い方が磁界ベクトルＨは大きくなる。

図８は、紙幣識別装置３０の差動磁気センサ３１ａが検知する変動磁界の磁束の成分分解を説明するための図（磁気位相ずれ緩和板３３ａ，３３ｂがない場合）である。但し図８では、磁界ベクトルＨのセンサアレイ３１Ａ方向の成分は図示を省略している。図８に示すように、磁界ベクトルＨは、搬送路３０ａ上の紙幣搬送方向成分ベクトルＨｙ及び差動磁気センサ３１ａの磁界検知方向成分ベクトルＨｚに分解できる。

磁界ベクトルＨの向き及び大きさは、搬送ローラ３２ｂの磁極Ｓ，Ｎからの距離Ｌに応じて決まる（図７参照）。距離Ｌは、搬送ローラ３２ｂの回転角θ（θは搬送ローラ３２ｂのＳ→Ｎの磁化方向とＺ軸正方向とがなす角度）に応じて周期的に変動する。ゆえに磁界ベクトルＨ及び磁界検知方向成分ベクトルＨｚの向き及び大きさは、搬送ローラ３２ｂの回転角θに応じて周期的に変動する。

図９は、紙幣識別装置３０の差動磁気センサ３１ａの２つの磁気検出素子３１ａ１，３１ａ２を通過する変動磁界の磁束を説明するための図（磁気位相ずれ緩和板３３ａ，３３ｂがない場合）である。磁気検出素子３１ａ１と磁気検出素子３１ａ２は、センサ中心Δ＝０から磁界検知方向（Ｚ軸方向）に素子間距離が±Δｄ／２だけ離れている。それらの位置の差により、磁気検出素子３１ａ１の磁界ベクトルＨ１と磁気検出素子３１ａ２の磁界ベクトルＨ２の向きが、センサ素子中心の磁界ベクトルＨとそれぞれ異なる。

このため、例えば回転角θ＝０°のとき、磁気検出素子３１ａ１の磁界ベクトルＨ１の磁界検知方向成分ベクトルＨ１ｚの大きさ｜Ｈ１ｚ｜は、センサ中心Δ＝０の磁界ベクトルＨの磁界検知方向成分ベクトルＨｚの大きさ｜Ｈｚ｜よりも小さくなる。また回転角θ＝０°のとき、磁気検出素子３１ａ２の磁界ベクトルＨ２の磁界検知方向成分ベクトルＨ２ｚの大きさ｜Ｈ２ｚ｜は、センサ中心Δ＝０の磁界ベクトルＨの磁界検知方向成分ベクトルＨｚの大きさ｜Ｈｚ｜よりも大きくなる。この差は、周辺の磁気モーメントの働きによって決まる。

磁界検知方向成分ベクトルＨ１ｚは、磁界検知方向成分ベクトルＨｚと比較して、同様の周期的変化をするものの同一の大きさになるタイミングが遅く、磁界検知方向成分ベクトルＨ１ｚが磁界検知方向成分ベクトルＨｚよりも位相が遅れて見える。また磁界検知方向成分ベクトルＨ２ｚは、磁界検知方向成分ベクトルＨｚと比較して、同様の周期的変化をするものの同一の大きさになるタイミングが早く、磁界検知方向成分ベクトルＨ２ｚが磁界検知方向成分ベクトルＨｚよりも位相が進んで見える。

図１０は、紙幣識別装置３０の差動磁気センサ３１ａの２つの磁気検出素子３１ａ１，３１ａ２が検知する変動磁界の磁束変動を説明するための図（磁気位相ずれ緩和板３３ａ，３３ｂがない場合）である。このように、磁気検出素子３１ａ１と磁気検出素子３１ａ２の磁界検知方向成分ベクトルＨ１ｚ，Ｈ２ｚには、図１０に示すように、搬送ローラ３２ｂの回転による変動磁界に位相差が生じる。

よって磁界検知方向成分ベクトルＨ１ｚを検出した検出値Ｖ１（ｎＴ）と、磁界検知方向成分ベクトルＨ２ｚを検出した検出値Ｖ２（ｎＴ）を用いて演算した紙幣磁気検出値α１×Ｖ１（ｎＴ）―α２×Ｖ２（ｎＴ）は、変動磁界を発生する外部ノイズ源からの磁気ノイズが、位相差の分だけ残ってしまう。

（磁気位相ずれ緩和板３３ａ，３３ｂがある場合について）
次に図１１～図１５を参照して、磁気位相ずれ緩和板３３ａ，３３ｂがある場合（本実施形態）を説明する。

図１１は、紙幣識別装置３０が置かれる変動磁界を説明するための図（磁気位相ずれ緩和板３３ａ，３３ｂがある場合）である。図１１に示すように、本実施形態では、差動磁気センサ３１ａと、搬送ローラ３２ｂと、の間に、磁気位相ずれ緩和板３３ｂが設けられている。この場合、差動磁気センサ３１ａが検出する磁束は、磁気位相ずれ緩和板３３ｂに吸寄せられ、磁気位相ずれ緩和板３３ｂの長手方向（Ｘ軸方向）に平行になろうとして歪む。

図１２は、紙幣識別装置３０の差動磁気センサ３１ａを通過する変動磁界の磁束を説明するための図（磁気位相ずれ緩和板３３ａ，３３ｂがある場合）である。その結果、図１２に示すように、磁気検出素子３１ａ１，３１ａ２の間のセンサ中心Δ＝０付近を通過する磁束による磁界ベクトルＨ´は、磁気位相ずれ緩和板３３ｂと平行になろうとして、磁気位相ずれ緩和板３３ｂの長手方向を向く。

図１３は、紙幣識別装置３０の差動磁気センサ３１ａが検知する変動磁界の磁束の成分分解を説明するための図（磁気位相ずれ緩和板３３ａ，３３ｂがある場合）である。但し図１３では、磁界ベクトルＨ´のセンサアレイ３１Ａ方向の成分は図示を省略している。図１３に示すように、磁界ベクトルＨ´は、搬送路３０ａ上の紙幣搬送方向成分ベクトルＨ´ｙ及び差動磁気センサ３１ａの磁界検知方向成分ベクトルＨ´ｚに分解できる。

磁界ベクトルＨ´及び磁界検知方向成分ベクトルＨ´ｚの向き及び大きさは、磁界ベクトルＨ及び磁界検知方向成分ベクトルＨｚと同様に、搬送ローラ３２ｂの回転角θに応じて周期的に変動する。また磁界検知方向成分ベクトルＨ´ｚの大きさ｜Ｈ´ｚ｜は、磁気位相ずれ緩和板３３ａ，３３ｂがない場合の磁界検知方向成分ベクトルＨｚの大きさ｜Ｈｚ｜と比較して小さい値となる。｜Ｈ’ｚ｜が｜Ｈｚ｜よりも小さくなるのは、磁気位相ずれ緩和板３３ａ，３３ｂが磁束を吸い寄せて、磁力線が減ったり、元々レベルが小さい遠くの磁束が素子上に近付いて来たりすることによる。

図１４は、紙幣識別装置３０の差動磁気センサ３１ａの２つの磁気検出素子３１ａ１，３１ａ２を通過する変動磁界の磁束を説明するための図（磁気位相ずれ緩和板３３ａ，３３ｂがある場合）である。差動磁気センサ３１ａと、搬送ローラ３２ｂと、の間に、磁気位相ずれ緩和板３３ｂが設けられると、２つの磁気検出素子３１ａ１，３１ａ２を通過する磁界の向きが±Δｄ／２内の位置によらずセンサアレイ３１Ａ方向に一様に揃う力が作用する。

このため、例えば回転角θ＝０°のとき、磁気検出素子３１ａ１の磁界ベクトルＨ１の磁界検知方向成分ベクトルＨ１´ｚの大きさ｜Ｈ１´ｚ｜、センサ中心の磁界ベクトルＨ´の磁界検知方向成分ベクトルＨ´ｚの大きさ｜Ｈ´ｚ｜、及び、磁気検出素子３１ａ２の磁界ベクトルＨ２の磁界検知方向成分ベクトルＨ２´ｚの大きさ｜Ｈ２´ｚ｜は、全て概ね同一となる。またこれら｜Ｈ１´ｚ｜，｜Ｈ´ｚ｜，｜Ｈ２´ｚ｜は、磁気位相ずれ緩和板３３ａ，３３ｂがない場合（従来技術）の｜Ｈ１ｚ｜，｜Ｈｚ｜，｜Ｈ２ｚ｜と比較して、それぞれ小さい値となる。｜Ｈ１´ｚ｜，｜Ｈ´ｚ｜，｜Ｈ２´ｚ｜が、｜Ｈ１ｚ｜，｜Ｈｚ｜，｜Ｈ２ｚ｜よりも小さくなるのは、磁気位相ずれ緩和板３３ａ，３３ｂが磁束を吸い寄せて、磁力線が減ったり、元々レベルが小さい遠くの磁束が素子上に近付いて来たりすることによる。

よって磁気位相ずれ緩和板３３ａ，３３ｂがない場合（従来技術）と比較して、磁界検知方向成分ベクトルＨ１´ｚ，Ｈ２´ｚは、磁界検知方向成分ベクトルＨ´ｚと同一の周期的変化をし、位相差もほぼ０である。

図１５は、紙幣識別装置３０の差動磁気センサ３１ａの２つの磁気検出素子３１ａ１，３１ａ２が検知する変動磁界の磁束変動を説明するための図（磁気位相ずれ緩和板３３ａ，３３ｂがある場合）である。すなわち図１５に示すように、搬送ローラ３２ｂにより生じる磁気検出素子３１ａ１，３１ａ２が検知した磁束の磁界検知方向成分ベクトルＨ１´ｚ，Ｈ２´ｚの位相差がほぼ０となる。

よって磁界検知方向成分ベクトルＨ１´ｚを検出した検出値Ｖ１（ｎＴ）と、磁界検知方向成分ベクトルＨ２´ｚを検出した検出値Ｖ２（ｎＴ）を用いて、従来と同様の紙幣磁気検出値α１×Ｖ１（ｎＴ）―α２×Ｖ２（ｎＴ）の演算で、変動磁界を発生する外部ノイズ源からの磁気ノイズをキャンセルできる。すなわち紙幣識別装置３０は、磁気位相ずれ緩和板３３ａ，３３ｂの追加以外は、従来の紙幣識別装置と同様の構成である。

なお磁気位相ずれ緩和板３３ａ，３３ｂをセンサアレイ３１Ａ方向に長くする程、磁気検出素子３１ａ１，３１ａ２の間のΔ≦±Δｄ／２における磁界の向きがセンサアレイ３１Ａ方向により一様になるように作用することが実験で分かっている。このことから、磁気位相ずれ緩和板３３ａ，３３ｂは、センサアレイ３１Ａ方向に長ければ長いほど、変動磁界を発生する外部ノイズ源からの外部ノイズを低減できる効果が高いと言える。

（他の実施形態）
他の実施形態として、紙葉類識別装置が行う紙葉類識別方法を説明する。

紙葉類識別装置（例えば紙幣識別装置３０）は、変動磁界を発生させる磁気ノイズ源（例えば搬送ローラ３２ａ，３２ｂ、駆動ローラ３２ａ１，３２ｂ１）と、紙葉類（例えば紙幣）を搬送する搬送路（例えば搬送路３０ａ）と、搬送路上を搬送される紙葉類の面に対して垂直方向に配列され、紙葉類の磁気を検出する複数の磁気検出素子（例えば磁気検出素子３１ａ１，３１ａ２）と、各磁気検出素子によって検出された各検出信号に基づいて差動検出値を演算する演算器（例えば演算器３５）と、を有する。

この紙葉類識別装置における紙葉類識別方法では、複数の磁気検出素子と磁気ノイズ源との間に、透磁率が所定以上であり、搬送路の幅手方向に長手が延びる形状を有する磁性部材（例えば磁気位相ずれ緩和板３３ａ，３３ｂ）を配置した上で、複数の磁気検出素子が、搬送路上を搬送される紙葉類の磁気を検出し、演算器が、各磁気検出素子によって検出された各検出信号に基づいて搬送路上を搬送される紙葉類の差動検出値を演算する。

上述の実施形態によれば、透磁率が所定以上であり、複数の磁気検出素子と磁気ノイズ源との間に磁性部材を配置する。これにより、紙幣磁気検出値α１×Ｖ１（ｎＴ）―α２×Ｖ２（ｎＴ）の演算方法を変更することなく、簡易な構成で、変動磁界を発生させる磁気ノイズ源による磁気ノイズを抑制して磁気的な外来ノイズに対する耐性を高め、紙幣磁気を精度よく検出することができる。その結果、紙幣の真偽判別の精度を高めることができる。また、搬送機構の部品の磁化選別の歩留まりを高めることができる。

また透磁率の高い板材で素子の周りを磁気シールドする場合と比べ、センサ磁気回路の磁場を乱すことがないため、高感度の磁気検出素子を用いる場合にも期待の特性を得ることができる。

なお本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例を含む。例えば、上述の実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されない。また矛盾しない限りにおいて、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成で置き換えたり、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えたりすることも可能である。また各実施形態の構成の一部について、追加、削除、置換、統合、及び分割をすることが可能である。また実施形態で示した各処理は、処理効率又は実装効率に基づいて適宜分散又は統合してもよい。

１…現金自動取引装置、１０…紙幣取扱装置、３０…紙幣識別装置、３０ａ…搬送路、３１ａ１，３１ａ２…磁気検出素子、３２ａ，３２ｂ…搬送ローラ、３２ａ１，３２ｂ１…駆動ローラ、３３ａ，３３ｂ…磁気位相ずれ緩和板、３５…演算器

Claims (10)

1. 紙葉類を識別する紙葉類識別装置であって、
   変動磁界を発生させる磁気ノイズ源と、
   搬送路上を搬送される紙葉類の面に対して垂直方向に配列され、該紙葉類の磁気を検出する複数の磁気検出素子と、
   透磁率が所定以上であり、前記複数の磁気検出素子と前記磁気ノイズ源との間に配置されている磁性部材と、
   各前記磁気検出素子によって検出された各検出信号に基づいて、前記搬送路上を搬送される紙葉類の磁気検出値を差動演算する演算器と
   を有することを特徴とする紙葉類識別装置。
2. 請求項１に記載の紙葉類識別装置であって、
   前記磁気ノイズ源は、駆動ローラに従って回転して前記紙葉類を搬送する搬送ローラ、及び、前記駆動ローラのシャフトを含むことを特徴とする紙葉類識別装置。
3. 請求項１に記載の紙葉類識別装置であって、
   前記磁性部材は、前記搬送路の幅手方向に長手が延びる形状を有することを特徴とする紙葉類識別装置。
4. 請求項３に記載の紙葉類識別装置であって、
   前記磁性部材の長手は、該磁性部材に生じる磁極による直流磁界に関わらず前記複数の磁気検出素子の磁気検出特性を一定以上に維持できる範囲の長さであることを特徴とする紙葉類識別装置。
5. 請求項１に記載の紙葉類識別装置であって、
   前記磁性部材は、前記複数の磁気検出素子を通過する磁束の経路を、前記複数の磁気検出素子の配列方向に対して垂直な方向に一様に曲げて揃える位置に配置されていることを特徴とする紙葉類識別装置。
6. 請求項５に記載の紙葉類識別装置であって、
   前記磁性部材は、前記複数の磁気検出素子の磁界検知方向と直交する向きに配置されていることを特徴とする紙葉類識別装置。
7. 請求項１に記載の紙葉類識別装置であって、
   前記磁性部材は、パーマロイ、無方向性ケイ素鋼板を含む材料群の中から選択される軟質磁性体であることを特徴とする紙葉類識別装置。
8. 請求項７に記載の紙葉類識別装置であって、
   前記軟質磁性体は、熱処理されていることを特徴とする紙葉類識別装置。
9. 請求項１～８の何れか１項に記載の紙葉類識別装置を有することを特徴とする紙葉類取扱装置。
10. 紙葉類を識別する紙葉類識別方法であって、
    変動磁界を発生させる磁気ノイズ源と、
    搬送路上を搬送される紙葉類の面に対して垂直方向に配列され、該紙葉類の磁気を検出する複数の磁気検出素子と、
    各前記磁気検出素子によって検出された各検出信号に基づいて、前記搬送路上を搬送される紙葉類の差動検出値を演算する演算器と、を有する紙葉類識別装置において、
    前記複数の磁気検出素子と前記磁気ノイズ源との間に、透磁率が所定以上であり、前記複数の磁気検出素子の磁界検知方向と直交する前記搬送路の幅手方向に長手が延びる形状を有する磁性部材を配置し、
    前記複数の磁気検出素子が、前記搬送路上を搬送される紙葉類の磁気を検出し、
    前記演算器が、各前記磁気検出素子によって検出された各検出信号に基づいて、前記搬送路上を搬送される紙葉類の磁気検出値を差動演算する
    ことを特徴とする紙葉類識別方法。

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