JP3347900B2 - 紙葉類のメタルスレッド検出装置 - Google Patents

紙葉類のメタルスレッド検出装置

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JP3347900B2
JP3347900B2 JP26817194A JP26817194A JP3347900B2 JP 3347900 B2 JP3347900 B2 JP 3347900B2 JP 26817194 A JP26817194 A JP 26817194A JP 26817194 A JP26817194 A JP 26817194A JP 3347900 B2 JP3347900 B2 JP 3347900B2
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勇男 三木
宏和 山田
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、メタルスレッドを内
蔵している紙葉類のメタルスレッド検出装置の改良に関
する。
【0002】
【従来の技術】紙幣や有価証券、キャッシュカード、小
切手等の紙葉類の偽造を防止するため、紙と紙との間に
金属やプラスチックを入れた、いわゆるスレッド内蔵紙
葉類が欧州等で使用されている。これらの紙葉類では、
スレッドの有無を検出することにより真券と偽造券との
判定を行なっているが、この真偽判定を自動的に行なう
装置として、磁気センサを用いたものや、特開平4−5
4693号公報に記載された静電センサを用いたものが
知られている。かかる従来の静電センサを用いたメタル
スレッドの検出装置の構成例を図9に基づいて説明する
と、スレッド検出装置は電極検出部10と、静電センサ
回路12と、AD変換手段14と、スレッド判定回路1
6とから成り、電極検出部10は、導体板や導体針から
成る検出電極8と、導体板の接地電極6とから成り、接
地電極6と検出電極8はスレッド4を内蔵する紙幣2の
通過経路18を挟んで上下位置に、つまり、紙葉2の通
過間隙を介して対向配置されている。尚、この明細書で
は「紙葉類」は紙幣ばかりでなく、小切手、切符、手形
等の有価証券を含み、また紙幣の「紙」もパルプばかり
でなくプラスチック等のフイルムを含む広い概念で使用
されている。
【0003】このような構成において、紙葉2が電極検
出部10を通過する場合、スレッド4がない紙葉の部分
が検出電極8と接地電極6との間を通過する時よりも、
スレッド4の部分が通過する時は電極6−8間の誘電率
が変化し、スレッド4の部分で電極容量の変化が大きく
現れ、この静電容量の変化に対応する信号が静電センサ
回路12で検出され、AD変換手段14を介してスレッ
ド判定回路16に入力され、スレッドの有無が判定され
ていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】かかる従来のスレッド
検出装置において、センサによる検出時間を短縮し、単
位時間当たりの処理枚数を増大させるため、短手方向に
紙葉類を搬送してスレッドの有無を判定しようとした
所、以下のような問題点が発生した。すなわち図9に対
応して示す図10(A)は短手方向に紙葉2a又は2b
を搬送する時の電極検出部10の拡大断面図であり、電
極検出部10の前後の紙葉搬送路20a,20b及び2
0c,20dを金属等の良導体で構成し、かつ、これら
の良導体を接地電極6と共に接地し、電極8−6を共振
器22に接地したものである。かかる構成の従来の電極
検出部10に紙葉2aを検出電極に接近させて搬送させ
た所、図10(B)に示すような出力レベルv1が共振
器22の出力として得られ、比較的紙幣の検出レベルが
高く、紙葉2bを接地電極6に接近させて搬送させた
所、図10(C)に示すような出力レベルv2が得ら
れ、比較的紙葉の検出レベルが低いことが判明した。か
くして図10(A)に示すような従来の電極検出部10
の構成では、紙葉2と検出電極8との距離に応じて、紙
葉2及びスレッド4の検出レベルが大きく変動してしま
い、安定したスレッド検出レベルの設定が著しく困難で
あると共に、短手搬送の場合、スレッドの有無を検出レ
ベルの絶対値の大きさで判定せねばならず、この搬送位
置による検出出力の変動の影響が極めて大きいという問
題点があった。また、スレッドの無い紙葉を電極検出部
10に通すと、図10(D)に示すような出力レベルv
3の波形が得られ、この出力レベルはスレッド4を接地
電極6に接近させて搬送した時の出力レベルv2よりも
一般に低レベルであることがは判明した。しかも、従来
の電極出力部10の構成では、紙葉2が電極検出部10
に進入してきた時点t1及び紙葉2が電極検出部10か
ら退出する時点t2において、図11に示すような電極
板8−6の間の電界分布が大きく乱され、いずれも中央
の検出レベルを越えた大きなピーク波形が図10(B)
乃至(D)に示すように観測され、このピーク波形のた
めにスレッド無しの時の検出レベルの差が一段と不安定
となり、通過位置の変動によるスレッド検出レベルの変
動に上述のスパイク状のピーク変動が加わり、スレッド
有無の判定を一般と困難なものにするという問題点があ
った。
【0005】この発明は上述のような事情から成された
ものであり、この発明の目的は、上述のピークノイズを
除去すると共に、紙葉と電極との距離に影響されない安
定した検出出力レベルを生成することが可能な紙葉類の
メタルスレッド検出装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明は、紙葉類のメ
タルスレッド検出装置に関するものであり、この発明の
上記目的は、メタルスレッドが内蔵されている紙葉類の
通過経路に、前記紙葉類の表裏両面にそれぞれ接近させ
て、コンデンサ部を構成する同一平面上に並べた検出電
極及び接地電極板を1組又は複数組、それぞれ同一極性
の各電極板が対向するようにして所定の間隔で配置し、
これらの対向させた同一極性の電極板をそれぞれ同一位
相の発振出力でドライブして静電センサを構成し、この
静電センサからの信号を分析して前記メタルスレッドの
有無を検出することによって達成される。
【0007】
【作用】この発明出は、検出電極板及び接地電極板を同
一平面上に並べてコンデンサ部を構成し、これらの電極
板をそれぞれ同一極性の各電極板が対向するようにして
所定の間隔で配置すると共に、これらの対向させた同一
極性の電極板をそれぞれ同一位相の発振出力でドライブ
して静電センサを構成しているので、対向させた電極板
間に電界分布が対称的な同一強度の電界が生成でき、紙
葉の通過位置に影響されない検出出力を生成することが
できる。又、対向させた電極板間でコンデンサを構成さ
せず、同一平面上に並べた電極板の間でコンデンサを構
成しているので、紙葉が電極検出部に進入したり、退出
する時の電界の乱れを防ぐことができ、電極検出部に紙
葉が進入、退出する際のピーク波形の生成を抑制するこ
とができる。
【0008】
【実施例】この発明の紙葉類のメタルスレッド検出装置
の一実施例を図1乃至図5を参照して説明する。先ず、
図9に対応させて示す図1はこの発明のメタルスレッド
検出装置の一構成例を示す図であり、スレッド4を内蔵
した紙葉2の短手方向搬送用通過経路に、検出電極板8
a及び接地電極板6aから成る同一平面上に並べたコン
デンサ部C86aと、検出電極板8b及び接地電極板6
bから成る同一平面上に並べたコンデンサC86bと
を、紙葉2を挟むようにして同一極性の各電極板8a−
8b,6a−6bが対向するようにして所定の間隔で配
置し、これらの対向させた同一極性の電極板を静電セン
サ回路12の同調回路に入力し、その検波出力をAD変
換手段14を介してマイクロプロセッサ等を内蔵したス
レッド判定回路16に入力し、スレッドの有無を判定し
て外部に出力するようになっている。
【0009】しかして、静電センサ回路12には図4に
示すように数10KHz乃至数10MHzの高周波バイ
アス用正弦波を生成する高周波発振回路24と、高周波
バイアス出力を外部同調回路30を駆動するのに十分な
信号に増幅するインピーダンス変換を兼ねた増幅回路2
6とから成る発振回路22と、インダクタンス素子L及
びコンデンサ部C86a,C86bから構成された同調
回路30と、この同調回路30の出力をダイオードD1
により検波し、その出力をコンデンサC3及び抵抗R1
から成るローパスフィルタを介して平滑し外部にセンサ
出力する増幅器Q1と、検波出力をモニタして同調回路
30の共振感度を調整する共振感度調整回路40とで構
成されている。
【0010】尚、上述のコンデンサ部C86a及びC8
6bは、図2(A)又は(B)に示すようなパターンの
コンデンサ基板7に形成することが好ましく、基板材質
は吸湿性の少ないガラスエポキシ基板が望ましい。又、
高周波発振回路24は特別に設けることはなく、上述の
範囲の周波数の場合には、マイクロプロセッサの基本ク
ロックを分周して生成することも可能であり、本発明に
おいては300KHz前後の発振周波数を用いている。
【0011】かかる構成において、その動作を図3及び
図5を参照して説明すると、同調回路30のコンデンサ
部を構成する電極板8a−6a及び8b−6bの間に
は、対向する電極板がそれぞれ同一位相の発振出力でド
ライブされるので、通常、図3(A)に示すような電界
が形成され、これらは図3(B)に示すようにコンデン
サC86aとC86bとが信号源に対して並列に挿入さ
れている場合と等価なので、その等価回路を示すと図3
(C)のようになる。従って、この同調回路の共振周波
数は次式で表される。
【0012】
【数1】fr=1/2π√(L*((C86a+C86
b)+ΔC)) 但し;L:インダクタンス素子Lのインダクタンス C86a,C86b:電極板コンデンサの容量 ΔC:紙葉及びスレッドの移動により生じる変化容量 数1において、ΔCは紙葉の移動により生じる容量変化
成分であり、紙葉がないアイドル状態ではΔC=0,ス
レッドのない紙葉の場合にはΔC=ΔC1、スレッドを
内臓した紙葉の場合にはΔC=ΔC2となり、一般にΔ
C1<ΔC2である。しかして、紙葉2がコンデンサ部
C86a、C86bに進入する場合、図3(A)に示す
ように、接地電極6a、6bと検出電極8a及び8bと
の間で、それぞれ対称的な相反発する電界E1が発生し
ているので、図11に示す一方向の電界E3と異なり、
それぞれ対称的な変動電界が生成される。従って紙葉2
が検出電極板8aに近い距離で搬送されても、検出電極
板8aから遠く離れて搬送されても、コンデンサC86
a及びC86bを総合した容量変化はどの位置でもほぼ
一定となり、スレッドを内蔵した紙葉の場合、静電セン
サ回路12の出力波形は図5(A)に示すような一定レ
ベルv10の出力が観測された。また、スレッドを内蔵
しない紙葉の場合には、静電センサ回路12の出力波形
は図5(B)のようであった。更に、これらの出力波形
には図10(B)及び(C)に示すような紙葉の進入、
退出時のピーク外乱ノイズは観測されず、コンデンサの
電極板を同一平面上に構成して、相対する電極板を同一
位相の発振出力で駆動した効果が良く発揮されているこ
とが確認できた。
【0013】かかる構成の検知コンデンサを有する静電
センサ回路12の場合には、その出力波形をAD変換手
段14によりデジタル化し、スレッド判定回路16によ
り、所定の許容設定範囲内に出力レベルがあればスレッ
ド有りと判定し、上記許容設定範囲外であればスレッド
無しと判定してそれぞれ外部に出力することが、容易か
つ正確/安定的に実行できることは図5(A)及び
(B)の波形から明らかである。
【0014】尚、上述のAD変換手段14及びスレッド
判定回路は、アナログ比較器等を利用したアナログ回路
で全て構成することも可能であることは当業者に明らか
である。更に、図1に示すような接地電極板付き検知コ
ンデンサは、紙葉の搬送路が合成樹脂等の不良導体で構
成された搬送路に設けると一段と効果的である。
【0015】また、長手方向に紙葉2を搬送した場合の
静電センサ回路12の出力波形を図6に示す。
【0016】図1に対応させて示す図7は、この発明の
メタルスレッド検出装置の別の構成例を示す図であり、
それぞれ同一の番号を付した装置は同一の機能を果たす
と共に、紙葉の進入搬送口20a及び20bと紙葉の退
出搬送口20c及び20dとを、それぞれアルミウム、
ステンレス、黄銅等の良導体で構成し、接地電極板6a
乃至6bを省略して、これらの良導体で接地電極板を構
成するようにしたものである。従って、検知コンデンサ
C8aは検出電極板8a及び搬送路20aと20cとで
構成され、検知コンデンサC8bは検出電極板8b及び
搬送路20bと20dとで構成される共に、コンデンサ
基板7には図8(A)及び(B)に示すようなパターン
が形成されるようになっている。
【0017】かかる構造の検知コンデンサを利用した場
合にも、コンデンサC8aとC8bとの間には、図3
(A)に示すような対称的電界が形成されるので、図5
(A)及び(B)に示すような静電センサの出力波形が
生成でき、容易かつ正確/安定的にスレッドの有無を判
定することができる。
【0018】
【発明の効果】以上に説明したように、この発明の紙葉
類のメタルスレッド検出装置によれば、検知コンデンサ
の電極板を同一平面上に並べ、同一極性の電極板が対向
して所定の間隔で向き合うように配置すると共に、これ
らの対向させた同一極性の電極板を、それぞれ同一位相
の発振出力でドライブしているので、対向させた電極板
間に電界分布が対称的な同一強度の電界が生成でき、紙
葉の短手方向搬送用通過位置に影響されない検出出力を
生成することができる。又、対向させた電極板間でコン
デンサを構成させず、同一平面上に並べた電極板の間で
コンデンサを構成しているので、紙葉が電極検出部に進
入したり、退出する時の電界の乱れを防ぐことができ、
電極検出部に紙葉が進入、退出する際のピーク波形の生
成を抑制することもできる。従って、紙葉類を短手方向
に搬送しても安定かつ正確にスレッドの有無を検出で
き、検出装置の処理時間を大幅に短縮することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明のメタルスレッド検出装置の一実施構
成例を示す図である。
【図2】この発明の検知コンデンサ用電極パターンの一
例である。
【図3】この発明の検知コンデンサの電界分布及びその
等価回路を示す図である。
【図4】この発明の静電センサ回路の一構成例を示す回
路図である。
【図5】その動作を説明するための出力波形例である。
【図6】紙葉を長手方向に搬送した時の静電センサの出
力波形例である。
【図7】この発明のメタルスレッド検出装置の別の構成
例を示す図である。
【図8】その検知コンデンサ用電極パターン例を示す図
である。
【図9】従来のスレッド検出用静電センサ回路の構成を
示す図である。
【図10】その検知コンデンサ部の構造及びセンサ出力
波形例を示す図である。
【図11】従来の検知コンデンサ部の電界分布を示す図
である。
【符号の説明】
2 紙葉 4 スレッド 6,6a,6b,6c,6d 接地電極板 7 基板 8,8a,8b 検出電極板 12 静電センサ回路 14 AD変換手段 16 スレッド判定回路 22 発振回路 30 同調回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−54693(JP,A) 特開 平6−274737(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G07D 7/00 - 7/20 G01V 3/08

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 メタルスレッドが内蔵されている紙葉類
    の通過経路に、前記紙葉類の表裏両面にそれぞれ接近さ
    せて、コンデンサ部を構成する同一平面上に並べた検出
    電極及び接地電極板を1組又は複数組、それぞれ同一極
    性の各電極板が対向するようにして所定の間隔で配置
    し、これらの対向させた同一極性の電極板をそれぞれ同
    一位相の発振出力でドライブして静電センサを構成し、
    この静電センサからの信号を分析して前記メタルスレッ
    ドの有無を検出するようにしたことを特徴とする紙幣類
    のメタルスレッド検出装置。
  2. 【請求項2】 前記検出電極板を中央に配置し、前記接
    地電極板で前記検出電極板を取り囲むようにした請求項
    1に記載の紙葉類のメタルスレッド時検出装置
  3. 【請求項3】 前記接地電極板を前記紙葉類の搬送路の
    良導体で兼用するようにした請求項1又は2に記載の紙
    葉類のメタルスレッド検出装置。
  4. 【請求項4】 前記紙葉類を短辺方向に搬送するように
    した請求項1乃至3に記載の紙葉類のメタルスレッド検
    出装置。
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