JP4267271B2 - Magnetic detection device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば、有価証券などの紙葉類の印刷に使用されるインキに含まれる微量の磁性体を磁気的に検出する磁性体検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
たとえば、紙幣などの有価証券の偽造防止対策として、磁気インキによる印刷や、有価証券の用紙に細長い帯状の磁性体を漉き込んだものを使用して、流通段階でこれらの磁気インキや帯状の磁性体を検出することにより、有価証券の真偽判定の手段として用いることは広く知られている。
【0003】
従来、このような有価証券の印刷に使用される印刷インキに含まれる磁性体の検出には、たとえば、S字形のコアの中央部に1次巻線を巻装し、微小な間隙に設定した2箇所の開口部側のそれぞれに2次巻線を巻装して、一方の開口部上に近接して有価証券を通過させて、2つの2次巻線による誘起電圧の差を出力とする差動巻線形トランス方式や、1次巻線と2次巻線を設けた環状コアの一部に微小な間隙を設けて、1次巻線に直流電流を印加し、間隙上を磁性体が通過する際の環状コア内の磁束の変化を2次巻線の誘導電圧から検出する直流励磁方式や、巻線を設けた環状コアの一部に微小な間隙を設けて、その間隙上を磁性体が通過する際の環状コア内の磁束の変化を、環状コア巻線のインピーダンス変化として検出するインピーダンス方式などの、磁性体に接触して検出する磁気ヘッドによる方法や、さらには、磁気抵抗素子に永久磁石により磁界のバイアスをかけておき、磁気抵抗素子に対する磁性体の近接有無による磁界の変化を、磁気抵抗素子の抵抗値の変化として検出する方法などがある。
【0004】
また、残留磁性体を検出する従来例として、特開2000−99788号公報記載の技術が知られている。この磁気ヘッド装置および識別装置は、1個の磁気ヘッドの1次側を励磁コイル、2次側を検出コイルで構成している。1次側の励磁コイルには、交流電圧を印加して交流磁界を発生させ、電磁誘導によって2次側に誘起する誘導電圧を2次側の検出コイルで検出するようにした磁気ヘッドを用いて、交流磁界がゼロのときに2次側の検出コイルにて検出された誘導電圧の有無に基づいて、被検出媒体に使用された磁性材料に残留磁性体が有るか否かを判断している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
有価証券などの紙葉類を鑑査する紙葉類鑑査装置には、磁性体検出装置として前述したように種々の方法があるが、差動巻線型トランス方式やインピーダンス方式では、交流電流による励磁をするために交流発振回路を必要とするため回路が複雑になり、直流励磁方式では、回路は差動巻線型トランス方式に比べて簡単になるが、磁性体による出力信号が磁性体の移動速度に比例するため、必ずしも磁性体量に比例した信号値とはならない。
【0006】
また、磁気抵抗素子方式では、温度ドリフトの影響を減らすため同一平面上に2個の磁気抵抗素子を並べ、2個の磁気抵抗素子間の磁界強度差を信号として出力する構造のため、得られる信号は磁気抵抗素子上の磁性体量ではなく、2個の磁気抵抗素子上の空間的な磁性体量差であり、正確な磁性体量信号ではない。
【0007】
このように、従来の方法では、有価証券の印刷インキに含まれる磁性体の量に比例した検出信号を得るには、交流励磁電流を必要とし、回路が複雑になるという欠点がある。また、製造や加工上の制約から、安価に製作することに限界がある。
【0008】
そこで、本発明は、交流励磁電流を必要としない簡単な手段で磁性体の量に比例した検出信号を得ることができる安価な磁性体検出装置を提供することを目的とする。
【0009】
また、この発明は、残留磁性体と非残留磁性体を識別する磁性体検出装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明の磁性体検出装置は、永久磁石と、この永久磁石の一方の極に設置され、搬送される被検出物と相対向される検出用の第1のホール素子と、前記永久磁石の他方の極に設置された補償用の第2のホール素子と、これら第1、第2のホール素子をそれぞれ付勢する付勢手段と、前記第1のホール素子の出力信号と前記第2のホール素子の出力信号との差を求める信号処理手段とを具備している。
【0011】
また、本発明の磁性体検出装置は、搬送される被検出物の搬送方向と直行する方向に平行に配設され、長方形の短辺方向に着磁された永久磁石と、この永久磁石の一方の極の長辺方向に所定間隔あけて配列され、前記被検出物と相対向される複数個の検出用の第1のホール素子と、前記永久磁石の他方の極の長辺方向に前記複数個の第1のホール素子とそれぞれ相対向して互いに対をなすように配列された複数個の補償用の第2のホール素子と、これら複数個の第1、第2のホール素子をそれぞれ付勢する付勢手段と、前記複数個の第1のホール素子の各出力信号と前記複数個の第2のホール素子の各出力信号との差を各ホール素子対ごとにそれぞれ求める信号処理手段とを具備している。
【0013】
さらに、本発明の請求項10記載の磁性体検出装置は、永久磁石と、この永久磁石の一方の極に配設され、搬送される被検出物と相対向される検出用の第1のホール素子と、前記永久磁石の他方の極に配設された補償用の第2のホール素子とで構成された第1の検出部と、この第1の検出部に対して前記被検出物の搬送方向下流に配置され、前記第1の検出部の永久磁石とほぼ同形状の絶縁体と、この絶縁体の一方に配設され、搬送される被検出物と相対向される検出用の第3のホール素子と、前記絶縁体の他方に配設された補償用の第4のホール素子とで構成された第2の検出部と、前記第1、第2ホール素子の出力信号の差、及び第3、第4のホール素子の出力信号の差を求めるとともに、これら2つの差を比較をする信号処理手段とを具備したことを特徴としている。
【0014】
また、本発明の請求項13記載の磁性体検出装置は、搬送される被検出物の搬送方向と直行する方向に平行に配設され、前記被検出物を検出する検出面に垂直方向に着磁された永久磁石と、この永久磁石の一方の極の長辺方向に所定のピッチで配列され、前記被検出物と相対向される複数個の検出用の第1のホール素子と、前記永久磁石の他方の極の長辺方向に前記複数個の第1のホール素子とそれぞれ相対向して互いに対をなすように配列された複数個の補償用の第2のホール素子とで構成された第1の検出部と、この第1の検出部に対して前記被検出物の搬送方向下流に配置され、前記第1の検出部の永久磁石とほぼ同形状の絶縁体と、この絶縁体の一方に、長辺方向に所定のピッチで配列され、前記被検出物と相対向される複数個の検出用の第3のホール素子と、前記絶縁体の他方に配設され長辺方向に前記複数個の第3のホール素子とそれぞれ相対向して互いに対をなすように配列された複数個の補償用の第4のホール素子とで構成された第2の検出部と、前記複数個の第1のホール素子の各出力信号と、前記複数個の第2のホール素子の各出力信号との差を各ホール素子対ごとにそれぞれ求めるとともに、前記複数個の第3のホール素子の各出力信号と、前記複数個の第4のホール素子の各出力信号との差を各ホール素子対毎にそれぞれ求める信号処理手段とを具備したことを特徴としている。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【0016】
まず、第1の実施の形態について説明する。
【0017】
図1は、第1の実施の形態に係る、たとえば、有価証券の印刷に使用されるインキに含まれる微量の磁性体を検出する磁性体検出装置の構成を概略的に示すものである。図1において、1は被検出物としての有価証券で、その表面に印刷された磁気インクなどの磁性体1aを有し、図示しない搬送ベルトなどにより挟持されて図示矢印A方向に搬送されるものとする。
【0018】
搬送される有価証券1の表面に相対向して検出部2が配設されている。検出部2は、一方の極(たとえば、N極)が有価証券1の表面と相対向するように配設された永久磁石3、永久磁石3の一方の極(たとえば、N極)上に密着固定された検出用ホール素子(第1のホール素子)4、永久磁石3の他方の極(たとえば、S極)上に密着固定された補償用ホール素子(第2のホール素子)5、永久磁石3のS極側を固定するベース6、および、検出用ホール素子4および永久磁石3側を囲繞してベース6に固定された保護用ケース7により構成されている。
【0019】
保護用ケース7は、検出用ホール素子4を保護するとともに、埃や磁性粉などが永久磁石3やホール素子4上に直接付着するのを防止するためのもので、非磁性体(たとえば、リン青銅など)で構成されている。
【0020】
このような構成において、永久磁石3のN極から出力された磁力線はS極に戻るが、その磁力線の一部はホール素子4,5をそれぞれ貫通する。この際、ホール素子4,5の各電源端子に概略同等の電圧あるいは電流を印加することにより、ホール素子4,5の各信号端子に磁力線の密度に比例した電圧が出力される。
【0021】
図1の場合、検出用ホール素子4と補償用ホール素子5は、永久磁石3のN極、S極の対称位置に配設して概略同等の磁束密度下にあるため、概略等しい電圧が出力される。
【0022】
永久磁石3は、ホール素子4,5に一定のバイアス磁界を付与するもので、このバイアス磁界が有価証券1上の磁性体1aにより乱されて検出用ホール素子4を貫通する磁束密度が増減する。この磁束密度の増減が検出用ホール素子4の出力信号の増減となる。
【0023】
いま、有価証券1が搬送されて、検出部2の検出面(保護用ケース7の上面)2a上に磁性体1aが接近すると、磁力線の一部は磁性体1aに引き寄せられるため、検出用ホール素子4を貫通する磁力線の密度が変化し、磁性体1aが検出用ホール素子4上にくると、検出用ホール素子4を貫通する磁束密度は最大となる。
【0024】
一方、補償用ホール素子5の磁力線の密度は、磁性体1aから距離が離れているため変化しない。結果として、検出用ホール素子4と補償用ホール素子5の出力電圧に差が生じる。この電圧の差を取出せば、磁性体によって変化した検出信号を取出すことができる。
【0025】
また、有価証券1上の磁性体1aによって検出用ホール素子4を貫通する磁束密度は変化するが、その変化量は磁性体の量あるいいは磁性体の透磁率の大小に比例する。一般に、有価証券1に印刷する磁性インクに混合される磁性体は均一の特性であるため、磁束密度の変化量は磁性体量に比例したものと見ることができる。したがって、検出用ホール素子4と補償用ホール素子5の出力信号差が磁性体の量に比例した信号となる。
【0026】
磁気特性の異なる、たとえば、透磁率が違う磁性体を持つ2種類の磁気インクが印刷された有価証券を検出した場合、その検出信号は等価的に磁性体量に差がある信号とみなす。
【0027】
ホール素子4,5は、周囲の温度変化によっても出力電圧が変化するが、それぞれ検出部2のケース7内に収納されているため、ほぼ同一温度となる。したがって、周囲温度が変化しても2つのホール素子4,5の出力信号の差をとることで温度による信号の変動を打ち消すことができ、安定した磁性体量の検出ができる。
【0028】
図2は、ホール素子4,5の付勢手段およびホール素子4,5の出力信号を処理する信号処理回路を示すものである。図2において、付勢手段としての直流電源部10は、定電流あるいは定電圧を発生し、ホール素子4,5の各一方の電源端子4a,5aに供給することにより、ホール素子4,5を付勢する。ホール素子4,5の各他方の電源端子4b,5bは接地されている。
【0029】
ホール素子4の両信号端子4c,4dは、差動増幅器11の両入力端子に接続されるとともに、ホール素子5の両信号端子5c,5dは、差動増幅器12の両入力端子に接続される。そして、差動増幅器11,12の各出力端子は、それぞれの信号出力の極性が反対になるようにして可変抵抗器13の両端に接続されている。可変抵抗器13の可動端子は、直流増幅器14の入力端子に接続されている。この場合、検出部2の検出面2a上に磁性体1aが存在しない状態で、直流増幅器14の出力信号が0Vになるように、可変抵抗器13の可動端子を動かして設定する(ゼロ点調整)。
【0030】
この状態で、検出部2の検出面2a上に磁性体1aがくると、検出用ホール素子4の信号出力が増加するため、零点のバランスが崩れて検出用ホール素子4の出力信号が変化する。
【0031】
次に、第2の実施の形態について説明する。
【0032】
図3は、第2の実施の形態に係る磁性体検出装置の構成を概略的に示すものである。なお、第1の実施の形態と同一部分には同一符号を付してその説明は省略し、異なる部分についてだけ説明する。
【0033】
第2の実施の形態は、永久磁石3を棒状に形成するとともに、この棒状の永久磁石3をセンサホルダ8に装着する。そして、永久磁石3のホール素子4,5が密着される面の面積がホール素子4,5の面積よりも小さくなるように設定して、検出用ホール素子4が磁束密度変化をより感度よく検出できるようにしたものである。
【0034】
図1では、永久磁石3とホール素子4,5が対面する部分の面積は、永久磁石3の方がホール素子4,5よりも大きいため、ホール素子4,5の永久磁石3に対面する面内の磁束の密度分布はほぼ均一である。したがって、検出用ホール素子4から少し離れた場所に磁性体が近づくか微少な磁性体により、磁界に小さな変化を生じても検出用ホール素子4の面内の磁束密度が均一のため平均化されて磁束の変化として感知され難い。
【0035】
これに対し、図3の場合は、永久磁石3とホール素子4,5が対面する部分の面積は、永久磁石3の方がホール素子4,5よりも小さいため、ホール素子4,5の永久磁石3に対面する面内の磁束の密度分布は中心で大きく、周辺で小さくなる不均等分布となる。このため、検出用ホール素子4の面内で磁束密度の変化が生じ易く、小さな磁界変化に対して感度よく反応する。
【0036】
次に、第3の実施の形態について説明する。
【0037】
図4は、第3の実施の形態に係る磁性体検出装置の構成を概略的に示すものである。なお、第1の実施の形態と同一部分には同一符号を付してその説明は省略し、異なる部分についてだけ説明する。
【0038】
前述したように、図1と同様に永久磁石3とホール素子4,5とが対面する部分の面積は、永久磁石3の方がホール素子4,5よりも大きいため、ホール素子4,5の永久磁石3に対面する面内の磁束の密度分布はほぼ均一となる。第3の実施の形態は、この均一な磁束密度分布を崩すために、永久磁石3の近傍に板状の磁性材9,10を配設したものである。磁性材9,10は、永久磁石3の磁束を磁性材9,10側に分散させるため、ホール素子4,5の永久磁石3との対向面内の磁束密度分布は不均等になり、磁性体の検出感度を向上させる。
【0039】
なお、本実施の形態では、有価証券1の搬送方向Aに対して、磁性材9を永久磁石3の搬送方向上流側に配設するとともに、磁性材10は永久磁石3の搬送方向下流側に配置し、かつ、磁性材9,10と永久磁石3の側面との間隔bは、永久磁石3の上面とケース7との間隔aに等しいか大きくすることが望ましい。
【0040】
次に、第4の実施の形態について説明する。
【0041】
図5(a)(b)は、第4の実施の形態に係る磁性体検出装置の構成を概略的に示すものである。なお、第1の実施の形態と同一部分には同一符号を付して説明する。
【0042】
第4の実施の形態は、有価証券1の搬送方向Aと直交する方向に対して一対のホール素子からなる検出ユニットを複数個配列して、有価証券1の幅方向に分布する磁性体の検出を可能にしたものである。
【0043】
図5(a)(b)において、搬送される有価証券1の表面に相対向して検出部20が配設されている。検出部20は、一方の極(たとえば、N極)が有価証券1の表面と相対向するように、有価証券1の搬送方向Aと直行する方向に平行に配設され、長方形の短辺方向に着磁された永久磁石21、永久磁石21の一方の極(たとえば、N極)上の長辺方向に所定間隔あけて一列に密着固定された複数個の検出用ホール素子(第1のホール素子)221 〜22n、永久磁石21の他方の極(たとえば、S極)上の長辺方向に検出用ホール素子221 〜22nとそれぞれ相対向して互いに対をなすように一列に密着固定された複数個の補償用ホール素子(第2のホール素子)231 〜23n、永久磁石21のS極側を固定するベース24、および、検出用ホール素子221 〜22nおよび永久磁石21側を囲繞してベース24に固定された保護用ケース25により構成されている。
【0044】
保護用ケース25は、検出用ホール素子221 〜22nを保護するとともに、埃や磁性粉などが永久磁石21やホール素子221 〜22n上に直接付着するのを防止するためのもので、非磁性体(たとえば、リン青銅など)で構成されている。
【0045】
本実施の形態の場合、ホール素子の付勢手段および信号処理回路は、ホール素子が複数対(n対)あることから、図2に示した回路を複数個(n個)使用するものとする。
【0046】
なお、図5では、複数個のホール素子221 〜22n、231 〜23nを永久磁石21の長辺方向に一列に配設したが、これに限定されるものではなく、たとえば、図6に示すように、永久磁石21の長辺方向に千鳥状に配設してもよい。
【0047】
また、図5におけるX−X矢視方向の断面図は図1と同様である。
【0048】
次に、第5の実施の形態について説明する。
【0049】
図7は、第5の実施の形態に係る磁性体検出装置の構成を概略的に示すものである。第5の実施の形態は、第4の実施の形態に対して、第3の実施の形態と同様に、永久磁石21の近傍に板状の磁性材26,27を配設したものである。この場合、有価証券1の搬送方向Aに対して、磁性材26を永久磁石21の上流側に配設するとともに、磁性材27は永久磁石21の下流側に配置している。これにより、磁性材26,27は、永久磁石21の磁束を磁性材26,27側に分散させるため、ホール素子221 〜22n、231 〜23nの永久磁石21との対向面内の磁束密度分布は不均等になり、磁性体の検出感度を向上させる。
【0050】
なお、その他の構成は、第4の実施の形態と同一であるので、同一部分には同一符号を付してその説明は省略する。また、図7におけるY−Y矢視方向の断面図は図4と同様である。
【0051】
なお、図7では、複数個のホール素子221 〜22n、231 〜23nを永久磁石21の長辺方向に一列に配設したが、これに限定されるものではなく、たとえば、図8に示すように、永久磁石21の長辺方向に千鳥状に配設してもよい。
【0052】
次に、第6の実施の形態について説明する。
【0053】
図9(a)(b)は、第6の実施の形態に係る磁性体検出装置の構成を概略的に示すものである。第6の実施の形態は、第4の実施の形態に対して、検出用ホール素子221 〜22nと永久磁石21との間に、検出用ホール素子221 〜22nの永久磁石21と密着する面よりも小さい面を有する磁性材281 〜28nを配設して、これら磁性材281 〜28nをホルダ29で保持固定したものである。
【0054】
このように構成することにより、検出用ホール素子221 〜22n内における永久磁石21のバイアス磁界の磁束密度は不均質となり、有価証券1に印刷されたインク内の磁性体の検出感度を上げることができる。
【0055】
なお、その他の構成は、第4の実施の形態と同一であるので、同一部分には同一符号を付してその説明は省略する。
【0056】
次に、第7の実施の形態について説明する。
【0057】
図10は、第7の実施の形態に係る、前述した第1〜第6の実施の形態におけるホール素子として用いるのに適したホール素子の構成を概略的に示すものである。図10において、ホール素子40は、長方形のベース41の上に長方形の絶縁体42を形成し、この絶縁体42上の長辺方向に複数個の半導体ホール素子チップ431 〜43nを所定の間隔で一列に配設して構成されている。
【0058】
複数個の半導体ホール素子チップ431 〜43nは、たとえば、一辺が約0.1mm〜1.0mmの四角形に形成されていて、図11に示すように、それぞれの各電源端子を直列に接続して当該ホール素子40の電源端子45,46とするとともに、それぞれの各信号端子も同様に直列に接続して当該ホール素子40の信号端子47,48としている。
【0059】
このように構成されたホール素子40は、半導体ホール素子チップ単体の検出幅よりも大きな検出幅を有することとなり、最終的な検出信号は複数個の半導体ホール素子チップ431 〜43nの各出力電圧の加算電圧となる。実際の使用時は、電源端子45と46との間に抵抗器Rを介して直流電源部を接続することにより、所定の直流電圧あるいは電流を印加する。
【0060】
このように構成されたホール素子40を、前述した第1〜第6の実施の形態におけるホール素子4,5あるいは221 〜22n,231 〜23nとして用いることにより、1個のホール素子の検出幅を広くすることができ、有価証券1の幅方向の磁性体量検出に極めて好適である。
【0061】
なお、複数個の半導体ホール素子チップの接続方法は、上記したような直列接続に限らず、それぞれの電源端子を並列あるいは直列と並列との組合せで接続して当該ホール素子の電源端子とするとともに、それぞれの信号端子を並列あるいは直列と並列との組合せで接続して当該ホール素子の信号端子としてもよい。
【0062】
なお、図10では、複数個の半導体ホール素子チップ431 〜43nを絶縁体42上の長辺方向に一列に配設したが、これに限定されるものではなく、たとえば、図12に示すように、絶縁体42上の長辺方向に千鳥状に配設してもよい。
【0063】
以上説明したように、上記実施の形態によれば、検出素子として磁気ヘッドや磁気抵抗素子に比して安価なホール素子を2個使用し、一方のホール素子を検出用、他方のホール素子を検出用ホール素子の近傍に設けて補償用とした検出部を構成し、両ホール素子の出力信号の差を求めることにより、温度ドリフトの影響を除去して磁性体量に比例した検出信号を得ることが可能になるとともに、回路に交流励磁電流を必要としない信号処理回路を備えた安価な磁性体検出装置を実現することができる。
【0064】
また、有価証券の搬送方向と直交する方向に対して、一対のホール素子からなる検出ユニットを複数個配列して検出部を構成することにより、有価証券の幅方向の磁性体量分布を検出することが可能となり、かつ、安価に実現できる。
【0065】
さらに、ホール素子は、通常、一辺が約0.1mm〜1.0mmの四角形に形成された半導体ホール素子チップからなっているが、有価証券の磁性体量検出に用いるには幅が狭い。そこで、複数個の半導体ホール素子チップを列状に配設して、3mm〜30mm程度の検出幅を持つ1個のホール素子を構成することにより、1個のホール素子の検出幅を広くすることができ、有価証券の幅方向の磁性体量検出に極めて好適である。
【0066】
次に、第8の実施の形態について説明する。
【0067】
図13は、第8の実施の形態に係る、たとえば、被検出物101の印刷に使用される残留磁性体102aと非残留磁性体102bを識別する磁性体検出装置を概念的に示すものである。図13において、被検出物101は、残留磁性体102aおよび非残留磁性体102bを有する磁気インクで印刷された有価証券で、図示しない搬送ベルトなどにより挟持されて図示矢印A方向に搬送されるものとする。
【0068】
搬送される被検出物101の表面に相対向して第1の検出部110が配設されている。この第1の検出部110は、一方の極(例えば、N極)が被検出物101の表面と相対向するように配設された永久磁石111、この永久磁石111の一方の極(例えば、N極)上に密着固定された検出用ホール素子(第1のホール素子)112、上記永久磁石111の他方の極(例えば、S極)上に密着固定された補償用ホール素子(第2のホール素子)113、上記永久磁石111を固定するベース115、および、検出用ホール素子112および永久磁石111を囲繞してベース115に固定された保護用ケース114により構成されている。
【0069】
保護用ケース114は、検出用ホール素子112を保護するとともに、埃や磁製粉などが永久磁石111やホール素子112上に直接付着するのを防止するためのもので、非磁性体(例えば、リン青銅など)で構成されている。
【0070】
次に媒体の搬送方向に対し、前述の第1の検出部110の下流側に第2の検出部120を配置する。第2の検出部120は第1の検出部110の永久磁石111を、ほぼ同形状の絶縁体121で置き換えたもので、永久磁石による励磁磁界のない空間(磁界ゼロ状態)に第1の検出部110と同様にホール素子122、123を配設している。
【0071】
図14は、第1の検出部110および第2の検出部120の信号処理手段を示す。図14(a)は、第1の検出部110のホール素子112、113の付勢手段およびホール素子112、113の出力信号を処理する第1の信号処理回路である。
【0072】
直流電源部119eは、定電流あるいは低電圧を発生し、ホール素子112、113の各一方の電源端子112a、113aに接続され、これらホール素子112、113の各他方の電源端子112b、113bは接地される。
【0073】
このようにして、これらのホール素子112、113を付勢する。
【0074】
ホール素子112の両信号端子112c、112dは、差動増幅器119aの両入力端子に接続される。
【0075】
ホール素子113の両信号端子113c、113dは、差動増幅器119bの両入力端子に接続される。
【0076】
上記差動増幅器119a、119bの各出力端子は、これら差動増幅器119a、119bの信号出力の極性が反対になるようにして可変抵抗器119cの両端に接続される。この可変抵抗器の可動端子は、直流増幅器119dの入力端子に接続される。
【0077】
図14(b)は、第2の検出部120のホール素子122、123の付勢手段およびホール素子122、123の出力信号を処理する第2の信号処理回路である。この信号処理回路は上記図14(a)と同様の構成をしている。
【0078】
ここで、上記第1の信号処理回路および第2の信号処理回路のゼロ点調整について説明する。ゼロ点調整とは、これら第1の信号処理回路の出力信号1および第2の信号処理回路の出力信号2が磁性体を検出していない状態で0Vになるように設定することをいう。
【0079】
具体的には、第1の検出部110および第2の検出部120の検出面114a,124a上に磁性体102が存在しない状態で、直流増幅器119dの出力信号1、129dの出力信号2がそれぞれ0Vになるように、可変抵抗器119c、129cの可動端子を動かして設定する。
【0080】
このような構成において、図13の永久磁石111のN極から出力された磁力線はS極に戻るが、その磁力線の一部はホール素子112、113をそれぞれ貫通する。この際、ホール素子112、113の各電源端子に概略同等の電圧あるいは電流を印加することにより、ホール素子112、113の各信号端子に磁束密度に比例した電圧が出力される。
【0081】
検出用ホール素子112と補償用ホール素子113は、永久磁石111のN極、S極の対称位置に配設して概略同等の磁束密度下にあるため、磁気的な外乱がないときは概略等しい電圧が出力される。
【0082】
永久磁石111は、ホール素子112、113に一定のバイアス磁界を付与しており、このバイアス磁界は、被検出物101上の磁性体102(残留磁性体102aおよび非残留磁性体102bの総称)によって乱され、検出用ホール素子112を貫通する磁束密度が増減する。この磁束密度の増減が検出用ホール素子112の出力信号の増減となる。
【0083】
いま、被検出物101が搬送されて、第1の検出部110の検出面(保護用ケース114の上面)114a上に磁性体102が接近すると、磁力線の一部は磁性体102に引寄せられるため、検出用ホール素子112を貫通する磁束密度が変化し、磁性体102が検出用ホール素子112上にくると、検出用ホール素子112を貫通する磁束密度は最大となる。
【0084】
一方、補償用ホール素子113の磁束密度は、磁性体102から距離が離れているため変化しない。結果として、検出用ホール素子112と補償用ホール素子113の出力電圧に差が生じる。この電圧の差を取り出せば、磁性体によって変化した検出信号を取り出すことができる。
【0085】
この検出信号は、磁性体の量あるいは磁性体の透磁率の大小に比例する。一般に、被検出物101に印刷する磁性インクに混合される磁性体は均一の特性であるため、磁束密度の変化量は磁性体量に比例したものと見ることができる。したがって、検出用ホール素子112と補償用ホール素子113の出力信号差が磁性体の量に比例した信号となる。
【0086】
磁気特性の異なる、例えば、透磁率が違う磁性体を持つ2種類の磁気インクが印刷された有価証券を検出した場合、その検出信号は等価的に磁性体量に差がある信号となる。
【0087】
ホール素子112、113は、周囲温度変化によっても出力電圧が変化するが、それぞれ第1の検出部110のケース114に収納されているため、ほぼ同一温度となる。したがって、周囲温度が変化しても2つのホール素子112、113の出力信号の差をとることで温度による信号の変動を打ち消すことができ、安定した磁性体量の検出ができる。
【0088】
ここで、残留性の磁気インク(残留磁性体)と非残留性の磁気インク(非残留磁性体)の特性を図15(a)乃至(b)を用いて説明する。
【0089】
図15(a)は、残留磁性体の磁気特性を示す図である。残留磁性体は、ある磁界中において図に示すようなヒステリシス特性を持ち、磁界ゼロ(H=0)において、図中のA点、B点値の磁気量が残留磁性体に残留する。
【0090】
図15(b)は、非残留磁性体の磁気特性を示す図である。非残留磁性体は、図に示すように磁界ゼロ(H=0)において、残留した磁気量はゼロとなる。
【0091】
図13の第1の検出部110では、残留磁性体102a、非残留磁性体102b共、永久磁石111の磁界の大きさに応じた磁性体量が検出される。すなわち、残留性、非残留性に関わらず磁気インクの磁性体量が検出される。
【0092】
また、第2の検出部120では、残留磁性体102aは、第1の検出部110の永久磁石111の磁界の大きさに応じた残留磁気による残留磁性体量が検出される。一方、非残留磁性体102bは、磁界ゼロ(H=0)のため、磁気出力は検出されない。これらの信号を比較することにより残留磁性体と非残留磁性体が識別される。
【0093】
次に、残留磁性体と非残留磁性体を識別する方法を示す。
【0094】
図16は、被検出物101が図示矢印A方向に搬送されるときの、第1の検出部の出力信号と第2の検出部の出力信号から、残留磁性体と非残留磁性体を識別する方法を示した図である。
【0095】
図16(a)は、残留磁性体102a及び非残留磁性体102bを有する被検出物101が図示矢印A方向に搬送されている状態を示す。
【0096】
図16(b)は、第1の検出部110の出力信号であり、第1の検出部のホール素子112の出力信号とホール素子113の出力信号の差信号である。この信号は、永久磁石111によるバイアス磁界によって、残留磁性体102a及び非残留磁性体102bの何れの場合も磁気信号が出力される(出力信号1)。
【0097】
図16(c)は、第2の検出部120の出力信号であり、第2の検出部のホール素子122の出力信号とホール素子123の出力信号の差信号である。この信号は、バイアス磁界がないため、残留磁性体102aの場合のみ磁気信号が出力される(出力信号2)。
【0098】
図16(d)は、図16(b)の出力信号1と図16(c)の出力信号2の差によって得られた差信号を示す。差信号が出力された磁性体102bは、非残留磁性体であり、差信号が出力されない磁性体102aは、残留磁性体であることを示す。
【0099】
ここで、図17を用いて本実施の形態の磁束分布および磁束密度分布の説明をする。
【0100】
図17は、第8の実施の形態に係る磁性体識別装置の磁束分布および磁束密度分布である。図17(a)は磁束分布で、図17(b)は磁束密度分布である。
【0101】
永久磁石111と、ホール素子112および図示していないホール素子113とが対面する部分の面積は、永久磁石111の方がホール素子112、113よりも大きいため、ホール素子112、113の永久磁石111に対面する面内の磁束の密度分布はほぼ均一になる。したがって、検出用ホール素子112から少し離れた場所に磁性体が近づくか、微小な磁性体により磁界に小さな変化を生じても検出用ホール素子112の面内の磁束密度が均一のため平均化されて磁束の変化として検出され難い。
【0102】
このように、第8の実施の形態に係る磁性体識別装置は、微小な磁性体を高感度に検出するのには適さないが、透磁率が大きく広い範囲の印刷に使用された磁気インクの磁性体の検出の場合は、磁気的外乱にも強く安定した検出ができる。
【0103】
次に、第9の実施の形態について説明する。
【0104】
図18は第9の実施の形態に係る磁性体検出装置の構成を概略的に示すものである。なお、第8の実施の形態と同一部分には同一符号を付してその説明は省略し、異なる部分について説明する。第9の実施の形態は、永久磁石131が棒状に形成されており、この棒状の永久磁石131をセンサホルダ136に装着する。また、永久磁石131のホール素子132、133が密着される面の面積がホール素子132、133の面積よりも小さくなるように設定して、検出用ホール素子132が磁束密度変化をより感度良く検出できるようにしたものである。
【0105】
ここで、図19を用いて本実施の形態の磁束分布および磁束密度分布の説明をする。図19は、第9の実施の形態に係る磁性体識別装置の磁束分布および磁束密度分布である。図19(a)は磁束分布で、図19(b)は磁束密度分布である。
【0106】
永久磁石131と、ホール素子132および図示していないホール素子133とが対面する部分の面積は、永久磁石131の方がホール素子132、133よりも小さいため、ホール素子132、133の永久磁石131に対面する面内の磁束密度分布は中心で大きく、周辺で小さくなる不均等分布となる。このため、検出用ホール素子132の面内で磁束密度の変化が生じ易く、小さな磁束密度変化に対して感度良く反応する。
【0107】
図18に示すように、被検出物101に対し第1の検出部130の搬送方向下流に第2の検出部120を配設することにより残留磁性体と非残留磁性体を識別することができる。
【0108】
次に、第10の実施の形態について説明する。
【0109】
図20は、第10の実施の形態に係る磁性体検出装置の構成を概略的に示すものである。なお、第8の実施の形態と同一部分には同一符号を付してその説明は省略し、異なる部分について説明する。
【0110】
永久磁石111とホール素子112、113が対面する部分の面積は、永久磁石111の方がホール素子112、113よりも大きいため、ホール素子112、113が永久磁石111に対面する面内の磁束の密度分布はほぼ均一となる。第10の実施の形態は、この均一な磁束密度分布を崩すために、永久磁石111の近傍に板状の磁性材117、118を配設したものである。
【0111】
なお、本実施の形態では、被検出物101の搬送方向Aに対して、磁性材117を永久磁石111の搬送方向上流側に配設するとともに、磁性材118は永久磁石111の搬送方向下流側に配置し、かつ、磁性材117、118と永久磁石111の側面との間隔bは、永久磁石111の上面とケース114aとの間隔aに等しいか大きくすることが望ましい。
【0112】
以上の構成により、磁性材117、118は永久磁石111の磁束を磁性材117、118側に分散させるため、ホール素子112、113の永久磁石111との対向面内の磁束密度分布は不均等分布になり、磁性体の検出感度を向上させる。
【0113】
ここで、図21を用いて本実施の形態の磁束分布および磁束密度分布の説明をする。
【0114】
図21は、第10の実施の形態に係る磁性体識別装置の磁束分布および磁束密度分布である。図21(a)は磁束分布で、図21(b)は磁束密度分布である。ホール素子112と磁石111が対面する部分の概略中心の磁束密度分布は、図17(b)に比べて対向面内の磁束分布は不均等分布になっており、高感度になっていることを示している。
【0115】
図20において、被検出物101に対し、第1の検出部110Aの搬送方向下流に第2の検出部120を配設することにより残留磁性体と非残留磁性体を識別することができる。
【0116】
次に、第11の実施の形態について説明する。
【0117】
図22は、第11の実施の形態に係る磁性体検出装置の構成を概略的に示すものである。図22(a)は、被検出物101がA方向に搬送されるときの第1の検出部150および第2の検出部160を上から見た断面図である。図22(b)は、図22(a)のA−A矢視断面図である。
【0118】
第11の実施の形態は、被検出物101の搬送方向Aと直行する方向に対して一対のホール素子からなる検出ユニットを複数個配列して構成される。
【0119】
図22(a)、(b)において、搬送される被検出物101の表面に対向して第1の検出部150が配設されている。第1の検出部150は、一方の極(例えば、N極)が被検出物101の表面と相対向するように、被検出物101の搬送方向Aと直行する方向に平行に配設され、長方形の短辺方向に着磁された永久磁石151、永久磁石151の一方の極(例えば、N極)上の長辺方向に所定間隔あけて一列に密着固定された複数個の検出用ホール素子(第1のホール素子)1521〜152n、永久磁石151の他方の極(例えば、S極)上の長辺方向に検出用ホール素子1521〜152nとそれぞれ相対向して互いに対をなすように密着固定された複数個の補償用ホール素子(第2のホール素子)1531〜153n、永久磁石151のS極側を固定するベース155、および、検出用ホール素子1521〜152nおよび永久磁石151側を囲繞してベース155に固定された保護用ケース154により構成されている。
【0120】
保護用ケース154は、検出用ホール素子1521〜152nを保護するとともに、埃や磁性紛などが永久磁石151やホール素子1521〜152n上に直接付着するのを防止するためのもので、非磁性体(例えば、リン青銅など)で構成されている。
【0121】
次に、本実施の形態のホール素子の付勢手段および信号処理回路の説明をする。
【0122】
図23は、第11の実施の形態を示す図22のホール素子の付勢手段およびホール素子の出力信号を処理する信号処理回路を示す図である。図23(a)は、第1の検出部の信号処理回路を示し、図23(b)は、第2の検出部の信号処理回路を示す。
【0123】
図23(a)に示す直流電源部220は、定電流あるいは低電圧を発生し、ホール素子1521〜152nのそれぞれの一方の電源端子aに接続され、これらホール素子1521〜152nのそれぞれの他方の電源端子bは接地される。このようにして、これらのホール素子1521〜152nを付勢する。
【0124】
ホール素子1521〜152nは、第1の検出部の検出用ホール素子で、それぞれの出力端子は、差動増幅器201〜20nに接続され、増幅される。この増幅器の出力信号は差動増幅器211〜21nの一方の入力端子に接続される。
【0125】
また、第1の検出部の補償用ホール素子の出力1531OUT〜153nOUTは、それぞれ差動増幅器211〜21nの他方の入力端に接続され、磁気出力信号1521OUT〜152nOUTが得られる。
【0126】
この場合、図14ではゼロ点調整を行ったが、ホール素子の個数が増えた場合は、個々に可変抵抗器を用いて設定することは、可変抵抗器の取り付けスペースが必要であること及び個々にゼロ点調整が必要になることから、別の手法がとられる。例えば、磁気出力信号1521OUT〜152nOUTを図示していないA/D変換(アナログ デジタル 変換)処理により、デジタルデータにし、このデータを上位のCPUが取り込む。このとき、被検出物を読み取ったときの各ホール素子毎のデータと被検出物を読み取る前の各ホール素子毎のデータとを各ホール素子の出力毎に比較することにより、ノイズ成分が除去され、上記可変抵抗器を用いたときと同等の性能がえられる。
【0127】
図23(b)は、第2の検出部の信号処理回路である。
【0128】
図23(b)に示す直流電源部220は、定電流あるいは低電圧を発生し、ホール素子1621〜162nのそれぞれの一方の電源端子aに接続され、これらホール素子1621〜162nのそれぞれの他方の電源端子bは接地される。このようにして、これらのホール素子1621〜162nを付勢する。
【0129】
図に示すホール素子1621〜162nは、第2の検出部の検出用ホール素子で、それぞれの出力端子は、差動増幅器221〜22nに接続され、増幅される。この増幅器の出力信号は差動増幅器231〜23nの一方の入力端子に接続される。
【0130】
また、第2の検出部の補償用ホール素子の出力1631OUT〜163nOUTは、それぞれ差動増幅器231〜23nの他方の入力端に接続され、磁気出力信号1621OUT〜162nOUTが得られる。この磁気出力信号1621OUT〜162nOUTは、第1の検出部の出力信号をA/D変換(アナログ デジタル 変換)処理により、デジタルデータにし、上位のCPUで取り込み演算処理したのと同様の処理により磁気信号を検出することができる。
【0131】
被検出物101の搬送方向に対し、第1の検出部150の下流側に第2の検出部160を配設することにより残留磁性体と非残留磁性体を識別することができる。
【0132】
なお、図22では、複数個のホール素子1521〜152n、1531〜153nを永久磁石151の長辺方向に一列に配設したが、これに限定されるものではない。例えば、図24は、第11の実施の形態であるホール素子配列方法の変形例を示す図である。この変形例では、永久磁石171の長辺方向にホール素子を千鳥状に配設している。また、残留磁性体102aと非残留磁性体102bを識別するために、搬送方向下流側に永久磁石部分を絶縁体にしたもので構成した第2の検出部180を配設する。
【0133】
以上の構成により、被検出物101の幅方向に分布する磁性体の検出ができる。
【0134】
次に第12の実施の形態について説明する。
【0135】
図25は、第12の実施の形態に係る磁性体検出装置の構成を概略的に示すものである。なお、第11の実施の形態と同一部分には同一符号を付してその説明は省略し、異なる部分について説明する。
【0136】
第12の実施の形態は、第10の実施の形態と同様に、永久磁石151の近傍に板状の磁性材157、158を配設したものである。この場合、被検出物101の搬送方向Aに対して、磁性材157を永久磁石151の搬送方向上流側に配設するとともに、磁性材158は永久磁石151の搬送方向下流側に配置している。
【0137】
これにより、磁性材157、158は、永久磁石151の磁束を磁性材157、158側に分散させる。検出用ホール素子1521〜152n、およびこの検出用ホール素子1521〜152nとそれぞれ相対向して互いに対をなすように密着固定された図示していない補償用ホール素子1531〜153n、の永久磁石151に対面する面内の磁束密度分布は、不均等になり磁性体の検出感度が向上する。
【0138】
なお、その他の構成は、第11の実施の形態と同一である。
【0139】
残留磁性体102aおよび非残留磁性体102bを識別するために、搬送方向下流側に永久磁石部分を絶縁体にしたもので構成した第2の検出部160を配設する。
【0140】
図25では、複数個のホール素子1521〜152n、1531〜153nを永久磁石151の長辺方向に一列に配設したが、これに限定されるものではない。例えば、図26は、第12の実施の形態であるホール素子配列方法の変形例を示す図である。この変形例では、永久磁石171の長辺方向にホール素子を千鳥状に配設、搬送方向下流側に永久磁石部分を絶縁体にしたもので構成した第2の検出部180を配設することにより残留磁性体と非残留磁性体を識別する。
【0141】
次に、第13の実施の形態について説明する。
【0142】
図27は、第13の実施の形態に係る磁性体検出装置の構成を概略的に示すものである。図27(a)、(c)は、被検出物101、第1の検出部190および第2の検出部160の側断面図である。図27(b)、(d)は、図27(a)、(b)のB−B矢視断面図である。なお、第11の実施の形態と同一部分には同一符号を付してその説明は省略し、異なる部分について説明する。
【0143】
第13の実施の形態は、第11の実施の形態に対して、検出用ホール素子1921〜192nと永久磁石191との間に、検出用ホール素子1921〜192nの永久磁石191と密着する面よりも小さい面を有する磁性材1961〜196nを配設して、これら磁性材1961〜196nをホルダ197で保持固定したものである。
【0144】
このような構成にすることにより、検出用ホール素子1921〜192n内における永久磁石191のバイアス磁界の磁束密度は不均質となり、被検出物101に印刷されたインク内の磁性体の検出感度を上げることができる。同様に、被検出物101の搬送方向下流側に永久磁石部分を絶縁体のホルダにしたもので構成した第2の検出部160を配設することにより残留磁性体と非残留磁性体を識別する。なお、その他の構成は、第11の実施の形態と同一である。
【0145】
以上説明したように、上記実施の形態によれば、検出素子として磁気ヘッドや磁気抵抗素子に比して安価なホール素子を複数個使用し、永久磁石の一方に検出用ホール素子を配置し、他方に補償用ホール素子を配置した検出部を搬送方向の上流側に配設し、前記永久磁石を絶縁体で構成した検出部を搬送方向の下流に配設して構成し、両検出器の出力信号の差を用いることにより、温度ドリフトの影響を除去して磁性体量に比例した検出信号を得ることが可能になるとともに、残留磁性体と非残留磁性体を識別する磁性体検出装置を実現することができる。また回路に交流励磁電流を必要としない信号処理回路を備えた安価な磁性体検出装置を実現することができる。
【0146】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、交流励磁電流を必要としない簡単な手段で磁性体の量に比例した検出信号を得ることができる安価な磁性体検出装置およびホール素子を提供できる。また、残留磁性体と非残留磁性体を識別する磁性体識別装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施の形態に係る磁性体検出装置の構成を概略的に示す縦断側面図。
【図2】 ホール素子の付勢手段およびホール素子の出力信号を処理する信号処理回路を示す構成図。
【図3】 本発明の第2の実施の形態に係る磁性体検出装置の構成を概略的に示す縦断側面図。
【図4】 本発明の第3の実施の形態に係る磁性体検出装置の構成を概略的に示す縦断側面図。
【図5】 本発明の第4の実施の形態に係る磁性体検出装置の構成を概略的に示すもので、(a)図は上から見た断面図、(b)図は横から見た断面図。
【図6】 第4の実施の形態におけるホール素子配設方法の変形例を説明する図。
【図7】 本発明の第5の実施の形態に係る磁性体検出装置の構成を概略的に示す上から見た断面図。
【図8】 第5の実施の形態におけるホール素子配設方法の変形例を説明する図。
【図9】 本発明の第6の実施の形態に係る磁性体検出装置の構成を概略的に示すもので、(a)図は横から見た断面図、(b)図は(a)図におけるZ−Z矢視断面図。
【図10】 本発明の第7の実施の形態に係るホール素子の構成を概略的に示す構成図。
【図11】 図10における複数個の半導体ホール素子チップの接続方法の一例を示す接続図。
【図12】 第7の実施の形態における半導体ホール素子チップ配設方法の変形例を説明する図。
【図13】 本発明の第8の実施の形態に係る磁性体識別装置の構成を概略的に示す縦断側面図。
【図14】 ホール素子の付勢手段およびホール素子の出力信号を処理する信号処理回路を示す図。
【図15】 残留磁性体の磁気特性を示す図。
【図16】 残留磁性体と非残留磁性体を識別する方法を示す図。
【図17】 本発明の第8の実施の形態に係る磁性体識別装置の磁束分布および磁束密度分布図
【図18】 本発明の第9の実施の形態に係る磁性体識別装置の構成を概略的に示す縦断側面図。
【図19】 本発明の第9の実施の形態に係る磁性体識別装置の磁束分布および磁束密度分布図。
【図20】 本発明の第10の実施の形態に係る磁性体識別装置の構成を概略的に示す縦断側面図。
【図21】 本発明の第10の実施の形態に係る磁性体識別装置の磁束分布および磁束密度分布図
【図22】 本発明の第11の実施の形態に係る磁性体識別装置の構成を概略的に示す図。
【図23】 図22の場合のホール素子の付勢手段およびホール素子の出力信号を処理する信号処理回路を示す図。
【図24】 第11の実施の形態におけるホール素子配列方法の変形例を説明する図。
【図25】 本発明の第12の実施の形態に係る磁性体識別装置の構成を概略的に示す図。
【図26】 本発明の第12の実施の形態におけるホール素子配列方法の変形例を説明する図。
【図27】 本発明の第13の実施の形態に係る磁性体識別装置の構成を概略的に示す図。
【符号の説明】
1 有価証券(被検出物)
1a 磁性体
2、20 検出部
3、21 永久磁石
4、5、221〜22n、231〜23n ホール素子
6、24 ベース
7、25 保護用ケース
8 センサホルダ
9、10、26、27、281〜28n…磁性材
29 ホルダ
10 直流電源部(付勢手段)
11,12 差動増幅器
13 可変抵抗器
14 直流増幅器
40 ホール素子
41 ベース
42 絶縁体
431〜43n 半導体ホール素子チップ
45、46 電源端子
47、48 信号端子
101 被検出物
102a 残留磁性体
102b 非残留磁性体
110、110A,130、150、150A,170、170A,190 第1の検出部
120、160、180 第2の検出部
111、121、131、151、161、171、181、191 永久磁石
112、113、122、123、132、133 ホール素子
114、124、134、154、164、174、184、94 保護用ケース
115、125、135、155、165、175、185、195 ベース
117、118 磁性材
121、161、181 絶縁体
136、197 センサホルダ
1521〜152n、1621〜162n、1631〜163n ホール素子
1721〜172n、1821〜182n、1921〜192n ホール素子[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a magnetic material detection apparatus that magnetically detects a small amount of magnetic material contained in ink used for printing paper sheets such as securities.
[0002]
[Prior art]
For example, as a measure to prevent counterfeiting of securities such as banknotes, these magnetic inks and belt-like magnets are used at the distribution stage by printing with magnetic ink or using a paper with a long and narrow strip-like magnetic material in securities paper. It is widely known to use it as a means for determining the authenticity of securities by detecting the body.
[0003]
Conventionally, in order to detect a magnetic substance contained in printing ink used for printing such securities, for example, a primary winding is wound around the center of an S-shaped core and set to a minute gap. A secondary winding is wound around each of the two openings, and the securities are passed close to one of the openings, and the difference between the induced voltages of the two secondary windings is output. A small gap is provided in a part of an annular core provided with a differential winding type transformer system or a primary winding and a secondary winding, a direct current is applied to the primary winding, and a magnetic material is placed on the gap. A direct current excitation method that detects changes in magnetic flux in the annular core when passing through the induced voltage of the secondary winding, and a small gap is provided in a part of the annular core provided with the winding, and the upper part is magnetized. Impedance that detects the change of magnetic flux in the annular core as the body passes through as the impedance change of the annular core winding A method using a magnetic head that detects by contact with a magnetic material, such as a system, and further, a magnetic field bias is applied to the magnetoresistive element by a permanent magnet, and the change of the magnetic field due to the proximity of the magnetic material to the magnetoresistive element is detected. There is a method of detecting the change in the resistance value of the magnetoresistive element.
[0004]
Further, as a conventional example for detecting a residual magnetic material, a technique described in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-99788 is known. In this magnetic head device and identification device, the primary side of one magnetic head is constituted by an excitation coil, and the secondary side is constituted by a detection coil. A magnetic head that generates an AC magnetic field by applying an AC voltage to the primary side exciting coil and detects an induced voltage induced on the secondary side by electromagnetic induction by a secondary side detection coil is used. Based on the presence or absence of an induced voltage detected by the secondary detection coil when the AC magnetic field is zero, it is determined whether or not the magnetic material used for the detected medium has a residual magnetic material. .
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
There are various methods for detecting paper sheets such as securities, as described above for magnetic substance detection devices. In the differential winding transformer method and impedance method, excitation by alternating current is used. Therefore, the circuit becomes complicated because an AC oscillation circuit is required, and the circuit becomes simpler than the differential winding type transformer method in the DC excitation method, but the output signal from the magnetic material is influenced by the moving speed of the magnetic material. Since it is proportional, the signal value is not necessarily proportional to the amount of magnetic material.
[0006]
In addition, the magnetoresistive element method is obtained because of the structure in which two magnetoresistive elements are arranged on the same plane in order to reduce the influence of temperature drift, and the magnetic field strength difference between the two magnetoresistive elements is output as a signal. The signal is not the amount of magnetic substance on the magnetoresistive element, but the spatial difference in quantity of magnetic substance on the two magnetoresistive elements, and is not an accurate magnetic substance amount signal.
[0007]
As described above, in the conventional method, in order to obtain a detection signal proportional to the amount of the magnetic substance contained in the printing ink of the securities, an AC excitation current is required, and the circuit is complicated. In addition, there are limits to manufacturing at low cost due to manufacturing and processing restrictions.
[0008]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an inexpensive magnetic material detection device that can obtain a detection signal proportional to the amount of magnetic material by a simple means that does not require an AC excitation current.
[0009]
Another object of the present invention is to provide a magnetic body detection device that distinguishes between a residual magnetic body and a non-residual magnetic body.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The magnetic body detection device of the present invention includes a permanent magnet, a first Hall element for detection that is placed on one pole of the permanent magnet and is opposed to the object to be detected, and the other of the permanent magnets A compensation second Hall element installed at the pole of the first and second bias elements, biasing means for biasing each of the first and second Hall elements, an output signal of the first Hall element and the second Hall element Signal processing means for obtaining a difference from the output signal of the element.
[0011]
In addition, the magnetic body detection device of the present invention is arranged in parallel to a direction orthogonal to the transport direction of the object to be transported and is magnetized in a rectangular short-side direction, and one of the permanent magnets A plurality of first Hall elements for detection that are arranged at predetermined intervals in the long side direction of the poles of the first electrode and are opposed to the object to be detected, and the plurality of first Hall elements in the long side direction of the other pole of the permanent magnet. A plurality of compensation second Hall elements arranged in pairs so as to be opposed to each other and the plurality of first Hall elements, and the plurality of first and second Hall elements, respectively. Energizing means for energizing, and signal processing means for obtaining a difference between each output signal of the plurality of first Hall elements and each output signal of the plurality of second Hall elements for each Hall element pair, respectively It has.
[0013]
Further claims of the
[0014]
Further, the claims of the
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0016]
First, the first embodiment will be described.
[0017]
FIG. 1 schematically shows a configuration of a magnetic material detection device according to the first embodiment, for example, for detecting a small amount of magnetic material contained in ink used for printing securities. In FIG. 1,
[0018]
A
[0019]
The
[0020]
In such a configuration, the magnetic lines of force output from the north pole of the
[0021]
In the case of FIG. 1, the
[0022]
The
[0023]
Now, when the
[0024]
On the other hand, the density of the lines of magnetic force of the compensating
[0025]
Further, the magnetic flux density penetrating the
[0026]
When securities having different magnetic characteristics, for example, two types of magnetic inks having magnetic materials with different magnetic permeability are detected, the detected signals are regarded as signals having a difference in the amount of magnetic materials.
[0027]
Although the output voltages of the
[0028]
FIG. 2 shows an urging means for the
[0029]
Both
[0030]
In this state, when the
[0031]
Next, a second embodiment will be described.
[0032]
FIG. 3 schematically shows the configuration of the magnetic body detection device according to the second embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same part as 1st Embodiment, the description is abbreviate | omitted, and only a different part is demonstrated.
[0033]
In the second embodiment, the
[0034]
In FIG. 1, the area of the portion where the
[0035]
On the other hand, in the case of FIG. 3, the area of the portion where the
[0036]
Next, a third embodiment will be described.
[0037]
FIG. 4 schematically shows the configuration of the magnetic body detection device according to the third embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same part as 1st Embodiment, the description is abbreviate | omitted, and only a different part is demonstrated.
[0038]
As described above, since the area of the portion where the
[0039]
In the present embodiment, the
[0040]
Next, a fourth embodiment will be described.
[0041]
FIGS. 5A and 5B schematically show the configuration of the magnetic body detection device according to the fourth embodiment. The same parts as those in the first embodiment will be described with the same reference numerals.
[0042]
In the fourth embodiment, a plurality of detection units made up of a pair of Hall elements are arranged in a direction orthogonal to the conveyance direction A of the
[0043]
5 (a) and 5 (b), a
[0044]
The
[0045]
In the case of this embodiment, the hall element urging means and the signal processing circuit use a plurality (n) of the circuits shown in FIG. 2 because there are a plurality of pairs (n pairs) of hall elements. .
[0046]
In FIG. 5, a plurality of
[0047]
5 is the same as that shown in FIG.
[0048]
Next, a fifth embodiment will be described.
[0049]
FIG. 7 schematically shows a configuration of a magnetic body detection device according to the fifth embodiment. In the fifth embodiment, plate-like
[0050]
In addition, since the other structure is the same as that of 4th Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected to the same part and the description is abbreviate | omitted. Moreover, the cross-sectional view in the YY arrow direction in FIG. 7 is the same as FIG.
[0051]
In FIG. 7, a plurality of
[0052]
Next, a sixth embodiment will be described.
[0053]
FIGS. 9A and 9B schematically show the configuration of the magnetic body detection device according to the sixth embodiment. The sixth embodiment is different from the fourth embodiment in that it is in contact with the
[0054]
With this configuration, the magnetic flux density of the bias magnetic field of the
[0055]
In addition, since the other structure is the same as that of 4th Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected to the same part and the description is abbreviate | omitted.
[0056]
Next, a seventh embodiment will be described.
[0057]
FIG. 10 schematically shows the configuration of a Hall element suitable for use as the Hall element in the first to sixth embodiments described above, according to the seventh embodiment. In FIG. 10, the
[0058]
The plurality of semiconductor Hall element chips 431 to 43n are formed in, for example, a quadrangle having a side of about 0.1 mm to 1.0 mm, and each power supply terminal is connected in series as shown in FIG. In addition to the
[0059]
The
[0060]
By using the
[0061]
The connection method of the plurality of semiconductor Hall element chips is not limited to the series connection as described above, and each power supply terminal is connected in parallel or in combination of series and parallel to be the power supply terminal of the Hall element. The signal terminals of the Hall element may be connected by connecting each signal terminal in parallel or a combination of series and parallel.
[0062]
In FIG. 10, a plurality of semiconductor Hall element chips 431 to 43n are arranged in a row in the long side direction on the
[0063]
As described above, according to the above-described embodiment, two Hall elements, which are cheaper than the magnetic head and the magnetoresistive element, are used as detection elements, and one Hall element is used for detection and the other Hall element is used as a detection element. A detection unit is provided near the detection Hall element for compensation, and the difference between the output signals of both Hall elements is obtained to eliminate the effect of temperature drift and obtain a detection signal proportional to the amount of magnetic material. In addition, it is possible to realize an inexpensive magnetic substance detection device including a signal processing circuit that does not require an AC excitation current in the circuit.
[0064]
In addition, a magnetic substance amount distribution in the width direction of the securities is detected by arranging a plurality of detection units made up of a pair of Hall elements in the direction perpendicular to the direction of conveyance of the securities to constitute a detection unit. Can be realized at low cost.
[0065]
Furthermore, the Hall element is usually composed of a semiconductor Hall element chip formed in a square shape having a side of about 0.1 mm to 1.0 mm, but its width is narrow for use in detecting the amount of magnetic substance of securities. Therefore, by arranging a plurality of semiconductor Hall element chips in a row and forming one Hall element having a detection width of about 3 mm to 30 mm, the detection width of one Hall element is widened. It is extremely suitable for detecting the amount of magnetic material in the width direction of securities.
[0066]
Next, an eighth embodiment will be described.
[0067]
FIG. 13 conceptually shows a magnetic body detection device according to the eighth embodiment for identifying, for example, the residual
[0068]
A
[0069]
The
[0070]
Next, the
[0071]
FIG. 14 shows signal processing means of the
[0072]
The DC
[0073]
In this way, the
[0074]
Both
[0075]
Both signal terminals 113c and 113d of the
[0076]
The output terminals of the
[0077]
FIG. 14B is a second signal processing circuit that processes the urging means of the
[0078]
Here, the zero point adjustment of the first signal processing circuit and the second signal processing circuit will be described. Zero point adjustment means setting the
[0079]
Specifically, the
[0080]
In such a configuration, the magnetic lines of force output from the north pole of the
[0081]
Since the
[0082]
The
[0083]
Now, when the detected
[0084]
On the other hand, the magnetic flux density of the
[0085]
This detection signal is proportional to the amount of magnetic material or the magnetic permeability of the magnetic material. In general, since the magnetic substance mixed with the magnetic ink printed on the
[0086]
In the case of detecting securities printed with two types of magnetic inks having different magnetic properties, for example, magnetic materials having different magnetic permeability, the detected signals are equivalently different signals in the amount of magnetic material.
[0087]
Although the output voltages of the
[0088]
Here, the characteristics of the residual magnetic ink (residual magnetic material) and the non-residual magnetic ink (non-residual magnetic material) will be described with reference to FIGS.
[0089]
FIG. 15A is a diagram showing the magnetic characteristics of the residual magnetic material. The residual magnetic body has a hysteresis characteristic as shown in the figure in a certain magnetic field, and the magnetic values at the points A and B in the figure remain in the residual magnetic body when the magnetic field is zero (H = 0).
[0090]
FIG. 15B is a diagram showing the magnetic characteristics of the non-residual magnetic material. As shown in the figure, the non-residual magnetic substance has zero residual magnetic quantity when the magnetic field is zero (H = 0).
[0091]
In the
[0092]
In the
[0093]
Next, a method for discriminating between residual magnetic material and non-residual magnetic material will be described.
[0094]
FIG. 16 identifies the residual magnetic material and the non-residual magnetic material from the output signal of the first detection unit and the output signal of the second detection unit when the detected
[0095]
FIG. 16A shows a state in which the detected
[0096]
FIG. 16B shows an output signal of the
[0097]
FIG. 16C shows an output signal of the
[0098]
FIG. 16 (d) shows a difference signal obtained by the difference between the
[0099]
Here, the magnetic flux distribution and the magnetic flux density distribution of the present embodiment will be described with reference to FIG.
[0100]
FIG. 17 shows a magnetic flux distribution and a magnetic flux density distribution of the magnetic body identification device according to the eighth embodiment. FIG. 17A shows the magnetic flux distribution, and FIG. 17B shows the magnetic flux density distribution.
[0101]
Since the
[0102]
As described above, the magnetic body identification device according to the eighth embodiment is not suitable for detecting a minute magnetic body with high sensitivity, but the magnetic ink used for printing in a wide range having a large magnetic permeability. In the case of detection of a magnetic substance, it is possible to detect strongly and stably against magnetic disturbance.
[0103]
Next, a ninth embodiment will be described.
[0104]
FIG. 18 schematically shows a configuration of a magnetic body detection device according to the ninth embodiment. Note that the same portions as those in the eighth embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and different portions are described. In the ninth embodiment, the
[0105]
Here, the magnetic flux distribution and magnetic flux density distribution of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 19 shows a magnetic flux distribution and a magnetic flux density distribution of the magnetic body identification device according to the ninth embodiment. FIG. 19A shows the magnetic flux distribution, and FIG. 19B shows the magnetic flux density distribution.
[0106]
The area of the portion where the
[0107]
As shown in FIG. 18, the residual magnetic material and the non-residual magnetic material can be distinguished by disposing the
[0108]
Next, a tenth embodiment will be described.
[0109]
FIG. 20 schematically shows a configuration of a magnetic body detection device according to the tenth embodiment. Note that the same portions as those in the eighth embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and different portions are described.
[0110]
The area of the portion where the
[0111]
In the present embodiment, the
[0112]
With the above configuration, the
[0113]
Here, the magnetic flux distribution and magnetic flux density distribution of the present embodiment will be described with reference to FIG.
[0114]
FIG. 21 is a magnetic flux distribution and a magnetic flux density distribution of the magnetic body identification device according to the tenth embodiment. 21A shows the magnetic flux distribution, and FIG. 21B shows the magnetic flux density distribution. The magnetic flux density distribution at the approximate center of the portion where the
[0115]
In FIG. 20, the residual magnetic material and the non-residual magnetic material can be distinguished by disposing the
[0116]
Next, an eleventh embodiment will be described.
[0117]
FIG. 22 schematically shows the configuration of the magnetic substance detection device according to the eleventh embodiment. FIG. 22A is a cross-sectional view of the
[0118]
The eleventh embodiment is configured by arranging a plurality of detection units composed of a pair of Hall elements in a direction perpendicular to the conveyance direction A of the detected
[0119]
22A and 22B, a
[0120]
The
[0121]
Next, the Hall element urging means and the signal processing circuit of the present embodiment will be described.
[0122]
FIG. 23 is a diagram showing the Hall element urging means of FIG. 22 showing the eleventh embodiment and a signal processing circuit for processing the output signal of the Hall element. FIG. 23A shows the signal processing circuit of the first detection unit, and FIG. 23B shows the signal processing circuit of the second detection unit.
[0123]
The DC
[0124]
The
[0125]
In addition, the outputs 1531OUT to 153nOUT of the compensation Hall element of the first detection unit are connected to the other input terminals of the
[0126]
In this case, the zero point adjustment is performed in FIG. 14. However, when the number of Hall elements increases, setting using the variable resistors individually requires that the mounting space for the variable resistors is required Since a zero adjustment is required, another approach is taken. For example, the magnetic output signals 1521OUT to 152nOUT are converted into digital data by A / D conversion (analog / digital conversion) processing (not shown), and this data is taken in by the host CPU. At this time, the noise component is removed by comparing the data for each Hall element when reading the object to be detected and the data for each Hall element before reading the object to be detected for each output of each Hall element. The same performance as when the variable resistor is used can be obtained.
[0127]
FIG. 23B shows a signal processing circuit of the second detection unit.
[0128]
The DC
[0129]
[0130]
The outputs 1631OUT to 163nOUT of the compensation Hall element of the second detection unit are connected to the other input terminals of the
[0131]
By disposing the
[0132]
In FIG. 22, the plurality of
[0133]
With the above configuration, a magnetic material distributed in the width direction of the
[0134]
Next, a twelfth embodiment will be described.
[0135]
FIG. 25 schematically shows a configuration of a magnetic body detection device according to the twelfth embodiment. Note that the same parts as those in the eleventh embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and different parts will be described.
[0136]
In the twelfth embodiment, plate-like
[0137]
Thereby, the
[0138]
Other configurations are the same as those of the eleventh embodiment.
[0139]
In order to identify the residual
[0140]
In FIG. 25, a plurality of
[0141]
Next, a thirteenth embodiment will be described.
[0142]
FIG. 27 schematically shows a configuration of a magnetic body detection device according to the thirteenth embodiment. FIGS. 27A and 27C are side sectional views of the
[0143]
Compared to the eleventh embodiment, the thirteenth embodiment is a surface between the detection Hall elements 1921 to 192n and the
[0144]
With such a configuration, the magnetic flux density of the bias magnetic field of the
[0145]
As described above, according to the above-described embodiment, a plurality of inexpensive Hall elements are used as a detection element compared to a magnetic head or a magnetoresistive element, and the detection Hall element is disposed on one of the permanent magnets. On the other hand, a detector having a compensating Hall element is disposed on the upstream side in the transport direction, and a detector having the permanent magnet made of an insulator is disposed downstream in the transport direction. By using the difference between the output signals, it becomes possible to obtain a detection signal proportional to the amount of magnetic material by removing the influence of temperature drift, and a magnetic material detection device for discriminating between residual magnetic material and non-residual magnetic material. Can be realized. In addition, an inexpensive magnetic substance detection device having a signal processing circuit that does not require an AC excitation current in the circuit can be realized.
[0146]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, it is possible to provide an inexpensive magnetic body detection device and Hall element that can obtain a detection signal proportional to the amount of magnetic body by a simple means that does not require an AC excitation current. Further, it is possible to provide a magnetic body identification device that distinguishes a residual magnetic body and a non-residual magnetic body.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal side view schematically showing a configuration of a magnetic substance detection device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram showing a hall element urging means and a signal processing circuit for processing an output signal of the hall element.
FIG. 3 is a longitudinal side view schematically showing a configuration of a magnetic body detection device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a longitudinal side view schematically showing a configuration of a magnetic substance detection device according to a third embodiment of the present invention.
FIGS. 5A and 5B schematically show a configuration of a magnetic substance detection device according to a fourth embodiment of the present invention. FIG. 5A is a cross-sectional view as viewed from above, and FIG. 5B is as viewed from a side. Sectional drawing.
FIG. 6 is a view for explaining a modification of the Hall element disposition method in the fourth embodiment.
FIG. 7 is a cross-sectional view seen from above schematically showing a configuration of a magnetic body detection device according to a fifth embodiment of the present invention;
FIG. 8 is a view for explaining a modification of the Hall element arrangement method according to the fifth embodiment.
FIGS. 9A and 9B schematically show a configuration of a magnetic body detection device according to a sixth embodiment of the present invention, wherein FIG. 9A is a cross-sectional view as viewed from the side, and FIG. ZZ arrow sectional drawing in.
FIG. 10 is a configuration diagram schematically showing a configuration of a Hall element according to a seventh embodiment of the present invention.
11 is a connection diagram showing an example of a method for connecting a plurality of semiconductor Hall element chips in FIG.
FIG. 12 is a view for explaining a modification of the semiconductor Hall element chip disposing method in the seventh embodiment.
FIG. 13 is a longitudinal side view schematically showing a configuration of a magnetic body identification device according to an eighth embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a diagram showing a signal processing circuit for processing the hall element urging means and the output signal of the hall element.
FIG. 15 is a view showing magnetic characteristics of a residual magnetic material.
FIG. 16 is a diagram showing a method for discriminating residual magnetic material from non-residual magnetic material.
FIG. 17 is a magnetic flux distribution and magnetic flux density distribution diagram of the magnetic body identification device according to the eighth embodiment of the present invention.
FIG. 18 is a longitudinal side view schematically showing a configuration of a magnetic body identification device according to a ninth exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 19 is a magnetic flux distribution and magnetic flux density distribution diagram of the magnetic material identifying apparatus according to the ninth embodiment of the present invention.
FIG. 20 is a longitudinal side view schematically showing a configuration of a magnetic body identification device according to a tenth embodiment of the present invention.
FIG. 21 is a magnetic flux distribution and magnetic flux density distribution diagram of the magnetic body identification device according to the tenth embodiment of the present invention.
FIG. 22 is a diagram schematically showing a configuration of a magnetic body identification device according to an eleventh embodiment of the present invention.
23 is a diagram showing a hall element urging means and a signal processing circuit for processing an output signal of the hall element in the case of FIG. 22;
FIG. 24 is a view for explaining a modification of the Hall element arrangement method according to the eleventh embodiment.
FIG. 25 is a diagram schematically showing a configuration of a magnetic body identification device according to a twelfth embodiment of the present invention.
FIG. 26 is a view for explaining a modification of the Hall element arrangement method according to the twelfth embodiment of the present invention.
FIG. 27 is a diagram schematically showing a configuration of a magnetic body identification device according to a thirteenth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Securities (Detected object)
1a Magnetic material
2, 20 detector
3, 21 Permanent magnet
4, 5, 22 1 to 22 n, 23 1 to 23 n Hall element
6, 24 base
7, 25 Protective case
8 Sensor holder
9, 10, 26, 27, 281-28n ... magnetic material
29 Holder
10 DC power supply (energizing means)
11,12 Differential amplifier
13 Variable resistor
14 DC amplifier
40 Hall element
41 base
42 Insulator
431 to 43n Semiconductor Hall element chip
45, 46 Power terminal
47, 48 Signal terminal
101 Object to be detected
102a Residual magnetic material
102b Non-residual magnetic material
110, 110A, 130, 150, 150A, 170, 170A, 190 First detection unit
120, 160, 180 Second detection unit
111, 121, 131, 151, 161, 171, 181, 191 Permanent magnet
112, 113, 122, 123, 132, 133 Hall element
114, 124, 134, 154, 164, 174, 184, 94 Protective case
115, 125, 135, 155, 165, 175, 185, 195 base
117, 118 Magnetic material
121, 161, 181 Insulator
136, 197 Sensor holder
1521-152n, 1621-162n, 1631-163n Hall element
1721-172n, 1821-182n, 1921-192n Hall element
Claims (18)
この永久磁石の一方の極に設置され、搬送される被検出物と相対向される検出用の第1のホール素子と、
前記永久磁石の他方の極に設置された補償用の第2のホール素子と、
これら第1、第2のホール素子をそれぞれ付勢する付勢手段と、
前記第1のホール素子の出力信号と前記第2のホール素子の出力信号との差を求める信号処理手段と、
を具備したことを特徴とする磁性体検出装置。With permanent magnets,
A first Hall element for detection which is installed on one pole of the permanent magnet and is opposed to the object to be detected;
A second Hall element for compensation installed on the other pole of the permanent magnet;
Biasing means for biasing each of the first and second Hall elements;
Signal processing means for determining a difference between an output signal of the first Hall element and an output signal of the second Hall element;
A magnetic substance detection apparatus comprising:
この永久磁石の一方の極の長辺方向に所定間隔あけて配列され、前記被検出物と相対向される複数個の検出用の第1のホール素子と、
前記永久磁石の他方の極の長辺方向に前記複数個の第1のホール素子とそれぞれ相対向して互いに対をなすように配列された複数個の補償用の第2のホール素子と、
これら複数個の第1、第2のホール素子をそれぞれ付勢する付勢手段と、
前記複数個の第1のホール素子の各出力信号と前記複数個の第2のホール素子の各出力信号との差を各ホール素子対ごとにそれぞれ求める信号処理手段と、
を具備したことを特徴とする磁性体検出装置。A permanent magnet that is arranged in parallel to the direction perpendicular to the transport direction of the object to be transported and is magnetized in the rectangular short-side direction;
A plurality of first Hall elements for detection arranged at predetermined intervals in the long side direction of one of the poles of the permanent magnet and opposed to the object to be detected;
A plurality of compensation second Hall elements arranged in pairs to be opposed to the plurality of first Hall elements in the long side direction of the other pole of the permanent magnet;
Biasing means for biasing each of the plurality of first and second Hall elements;
Signal processing means for obtaining a difference between each output signal of the plurality of first Hall elements and each output signal of the plurality of second Hall elements for each Hall element pair;
A magnetic substance detection apparatus comprising:
この第1の検出部に対して前記被検出物の搬送方向下流に配置され、前記第1の検出部の永久磁石とほぼ同形状の絶縁体と、この絶縁体の一方に配設され、搬送される被検出物と相対向される検出用の第3のホール素子と、前記絶縁体の他方に配設された補償用の第4のホール素子とで構成された第2の検出部と、The first detection unit is disposed downstream in the conveyance direction of the object to be detected, and is disposed on one of the insulators with the same shape as the permanent magnet of the first detection unit. A second detection unit composed of a third Hall element for detection opposed to the object to be detected, and a fourth Hall element for compensation disposed on the other side of the insulator;
前記第1、第2ホール素子の出力信号の差、及び第3、第4のホール素子の出力信号の差を求めるとともに、これら2つの差を比較をする信号処理手段と、A signal processing means for obtaining a difference between output signals of the first and second Hall elements and a difference between output signals of the third and fourth Hall elements and comparing the two differences;
を具備したことを特徴とする磁性体検出装置。A magnetic substance detection apparatus comprising:
この第1の検出部に対して前記被検出物の搬送方向下流に配置され、前記第1の検出部の永久磁石とほぼ同形状の絶縁体と、この絶縁体の一方に、長辺方向に所定のピッチで配列され、前記被検出物と相対向される複数個の検出用の第3のホール素子と、前記絶縁体の他方に配設され長辺方向に前記複数個の第3のホール素子とそれぞれ相対向して互いに対をなすように配列された複数個の補償用の第4のホール素子とで構成された第2の検出部と、An insulator having a shape substantially the same as that of the permanent magnet of the first detection unit is disposed downstream of the first detection unit with respect to the conveyance direction of the detection object. A plurality of detection third Hall elements arranged at a predetermined pitch and opposed to the object to be detected, and the plurality of third holes arranged on the other side of the insulator in the long side direction A second detector configured by a plurality of compensation fourth Hall elements arranged to be opposed to each other and to be paired with each other;
前記複数個の第The plurality of second 11 のホール素子の各出力信号と、前記複数個の第2のホール素子の各出力信号との差を各ホール素子対ごとにそれぞれ求めるとともに、前記複数個の第3のホール素子の各出力信号と、前記複数個の第4のホール素子の各出力信号との差を各ホール素子対毎にそれぞれ求める信号処理手段と、A difference between each output signal of each of the plurality of second Hall elements and each output signal of the plurality of second Hall elements is obtained for each pair of Hall elements, and each of the output signals of the plurality of third Hall elements is A signal processing means for obtaining a difference from each output signal of the plurality of fourth Hall elements for each Hall element pair;
を具備したことを特徴とする磁性体検出装置。A magnetic substance detection apparatus comprising:
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