JP4807217B2 - 磁気情報処理装置およびノイズ低減方法 - Google Patents

Description

本発明は、磁気ヘッドおよび電動モータを備えた小切手読取装置などの磁気情報処理装置に関し、特に、電動モータからの漏れ磁束に起因して磁気ヘッドに発生するノイズを低減するための改良技術に関するものである。

小切手読取装置では、磁気インク文字が印刷されている小切手を、磁気ヘッドの読取位置を経由する搬送路に沿って搬送して磁気情報を読み取っている。小切手の搬送機構の駆動源としてはステッピングモータなどの搬送用の電動モータが用いられている。磁気ヘッドが搬送用モータからの漏れ磁束を読み込んでしまうと小切手の磁気情報の読み取りを精度良く行うことができないので、搬送用モータの漏れ磁束に起因して発生する磁気ヘッドのノイズを抑制する必要がある。

特許文献１にはかかるノイズを抑制するための機構が開示されている。当該文献に開示の機構は、モータをシールド板で覆い、モータから漏れ出る磁界の方向を制御すると共に、当該磁界の磁気ベクトルが磁気ヘッドのコイルに起電力を生じさせない方向を向く位置関係となるように、モータおよび磁気ヘッドを配置し、これにより、モータからの漏れ磁界に起因して磁気ヘッドに発生するノイズを抑制している。
特開平１１−３０６５０２号公報

本発明の課題は、シールド板などの部材を用いることなく、モータの漏れ磁束に起因して磁気ヘッドに発生するノイズを抑制可能な磁気情報処理装置およびノイズ低減方法を提案することにある。

上記課題を解決するために、本発明の磁気情報処理装置は、磁気ヘッドと電動モータを有し、この電動モータは、その中心軸線が含まれる任意の平面に沿った方向に漏れ磁束が発生する構造のものであり、磁気ヘッドのヘッドギャップの対称面上に電動モータの中心軸線が位置するように、これら磁気ヘッドおよび電動モータが配置されていることを特徴とする。

磁気ヘッドはヘッドギャップを通過する磁束の変化に応じた起電力を発生し、ヘッドギャップの幅方向（ギャップ面に直交する方向、ヘッドギャップの短手方向）の磁束の検出感度が最も高く、これに直交する方向（ギャップ面に平行な方向、ヘッドギャップの長手方向）の磁束の検出感度が最も小さい。本発明では、ヘッドギャップの幅方向の中心を通り、ギャップ面に平行に延びるヘッドギャップの対称面（鏡映面）上に電動モータの中心を通る中心軸線が位置するようにしている。したがって、電動モータからの漏れ磁束の方向は、磁気ヘッドのヘッドギャップにおいて当該対称面に平行、換言するとギャップ面に平行となり、このような漏れ磁束は実質的に磁気ヘッドによって検出されにくい。よって、シールド板などを用いることなく、漏れ磁束に起因して磁気ヘッドにノイズが発生することを効果的に防止あるいは抑制できる。

本発明の別の形態においては、磁気ヘッドと電動モータの配置関係を次のように設定している。まず、磁気ヘッドにおけるヘッドギャップの対称軸と、電動モータの中心軸線が平行となるように、これら磁気ヘッドおよび電動モータの向きを設定する。また、ヘッドギャップを通過する漏れ磁束の成分が打ち消されるように、中心軸線の方向における磁気ヘッドと電動モータの相対位置を設定する。このように磁気ヘッドおよび電動モータの相対位置を規定することによって、電動モータからの漏れ磁束に起因して磁気ヘッドにノイズが発生してしまうことを防止あるいは抑制できる。

本発明の磁気情報処理装置を小切手読取装置などとして用いる場合には、磁気ヘッドは、小切手などの磁気記録媒体に印刷されている磁気インク文字を読み取るために用いられ、電動モータは磁気記録媒体を磁気ヘッドによる読取位置を経由して搬送させるための搬送用モータとして用いられる。また、電動モータとしてステッピングモータを用いることができる。

次に、本発明は、電動モータからの漏れ磁束に起因して磁気ヘッドに発生するノイズを低減するノイズ低減方法であって、漏れ磁束は、電動モータの中心軸線が含まれる任意の平面に沿った方向に発生するものであり、磁気ヘッドのヘッドギャップの対称面上に電動モータの中心軸線が位置するように、これら磁気ヘッドおよび電動モータを配置することを特徴とする。

また、本発明の別の形態によるノイズ低減方法は、磁気ヘッドにおけるヘッドギャップの対称軸と、電動モータの中心軸線が平行となるように、これら磁気ヘッドおよび電動モータの向きを設定し、ヘッドギャップを通過する漏れ磁束の成分が打ち消されるように、中心軸線の方向における磁気ヘッドと電動モータの相対位置を設定することを特徴としている。

本発明によれば、シールド板などを用いることなく、単に、磁気ヘッドと電動モータの位置関係を設定するだけで、電動モータからの漏れ磁束に起因して磁気ヘッドの検出信号にノイズが乗ってしまうことを抑制できる。したがって、本発明は、小切手読取装置などのような磁気情報処理装置の小型化、低コスト化に有利である。

以下に、図面を参照して、本発明の磁気情報処理装置の実施の形態を説明する。

図１は本実施の形態に係る小切手読取装置の内部構造を示す説明図である。小切手読取装置１は、小切手に印刷されている磁気インク文字を読み取るためのＭＩＣＲ（Magnetic Ink Character Recognition）磁気ヘッド２と、このＭＩＣＲ磁気ヘッド２による読取位置２Ａを経由する搬送路３に沿って小切手を搬送する搬送機構４とを有している。また、読取対象の小切手を搬送路３に送り出す小切手供給部５と、読取が終了した後の小切手を搬送路３から受け取って回収するための小切手排出部６を有している。

搬送路３は全体としてＵ字形をした経路であり、小切手供給部５に繋がっている上流側搬送路部分７の途中位置には、磁気インク文字着磁用の磁石８が配置されており、この磁石８よりも小切手搬送方向の下流側の位置にＭＩＣＲ磁気ヘッド２が配置されている。上流側搬送路部分７に湾曲搬送路部分９を経由して繋がっている下流側搬送路部分１０は、上流側搬送路部分７とは１８０度反転した方向に小切手を搬送して小切手排出部６に導く経路である。

搬送機構４は、ステッピングモータからなる搬送用モータ１１と、この搬送用モータ１１によって回転駆動される複数組の搬送ローラ対を備えている。本例では６組の搬送ローラ対１２〜１７が搬送路３に沿って配置されている。搬送用モータ１１は、下流側搬送路部分１０の内側近傍に配置されている。

図２（ａ）はＭＩＣＲ磁気ヘッドを示す斜視図であり、図２（ｂ）はその読取動作を示すための説明図であり、図２（ｃ）は読取信号例を示す信号波形図である。これらの図を参照して説明すると、ＭＩＣＲ磁気ヘッド２は、先端側の部分が中央位置で分離した半円形となっていて磁性材料からなる枠状ヘッドコア２１と、この枠状ヘッドコア２１の左右の部分に巻き付けたコイル巻き線２２を備えている。

枠状ヘッドコア２１の先端における分離している左右の端面がギャップ面２３ａ、２３ｂであり、これらによってヘッドギャップ２３が規定されている。ヘッドギャップ２３には非磁性材料からなるスペーサ２４が装着されている。コイル巻き線２２が巻き付けられた枠状ヘッドコア２１は全体がシールドケース２５によって覆われており、そのヘッドギャップ２３のみが、シールドケース２５の円弧状の先端面部分に開けた矩形の開口部２５ａから露出している。コイル巻き線２２に発生した起電力は信号増幅回路２６を介して取り出されるようになっている。

ＭＩＣＲ磁気ヘッド２は、その円弧状の先端面部分から露出しているヘッドギャップ２３が、搬送される小切手３１の磁気インク文字３２の通過位置に対峙するように配置されている。小切手３１はＭＩＣＲ磁気ヘッド２の読取位置２Ａに至る前の時点で、磁石８によって、搬送方向に着磁される。例えば、磁気インク文字３２における搬送方向の下流側の辺部分にはＮ極が着磁され、搬送方向の上流側の辺部分にはＳ極が着磁される。

着磁された磁気インク文字３２がＭＩＣＲ磁気ヘッド２の読取位置２Ａを通過すると、ＭＩＣＲ磁気ヘッド２には電磁誘導によって起電力が発生し、これが信号増幅回路２６を介して増幅されて出力される。例えば、磁気インク文字が数字「１」である場合には図２（ｃ）に示す波形の起電力が発生し、これに基づき磁気インク文字が小切手読取装置１又は小切手読取装置１に接続された上位のコンピュータなどにおいて認識される。

（ＭＩＣＲ磁気ヘッドと搬送用モータの配置関係）
図３（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、ＭＩＣＲ磁気ヘッド２と搬送用モータ１１の配置関係を模式的に示す斜視図および平面図である。ステッピングモータからなる搬送用モータ１１の駆動コイルに通電すると、モータケース４０からは、その中心を通る回転中心軸線４２が含まれる任意の平面に沿った方向に漏れ磁束４４が発生する。搬送用モータ１１には箱型のシールドケース４５が被せられているが、シールドケース４５によって完全に外部に漏れる磁束を遮蔽することはできず、その回転中心軸線４２の方向に長い楕円形に沿って漏れ磁束４４が発生する。

ＭＩＣＲ磁気ヘッド２はヘッドギャップ２３を通過する磁束の変化に応じた起電力を発生し、ヘッドギャップ２３の幅方向（ギャップ面２３ａ、２３ｂに直交する方向、ヘッドギャップ２３の短手方向）の磁束の検出感度が最も高く、これに直交する方向（ギャップ面２３ａ、２３ｂに平行な方向、ヘッドギャップ２３の長手方向）の磁束の検出感度が最も小さい。本例の小切手読取装置１では、ヘッドギャップ２３の幅方向の中心と交わり、ギャップ面２３ａ、２３ｂに平行に延びるヘッドギャップ２３の対称面２７（鏡映面）上に搬送用モータ１１の回転中心軸線４２が位置するようにしている。

したがって、搬送用モータ１１からの漏れ磁束４４の方向は、ＭＩＣＲ磁気ヘッド２のヘッドギャップ２３において当該対称面２７に平行、換言するとギャップ面２３ａ、２３ｂに平行となり、このような漏れ磁束４４は実質的にＭＩＣＲ磁気ヘッド２によって検出されない。よって、漏れ磁束４４に起因してＭＩＣＲ磁気ヘッド２にノイズが発生することを効果的に抑制できる。

図４の特性曲線Ａは、ＭＩＣＲ磁気ヘッド２に発生する漏れ磁束４４に起因するノイズ成分のレベルを示すものである。この図において、縦軸はＭＩＣＲ磁気ヘッド２に発生するノイズのレベルを示し、横軸は搬送用モータ１１の中心軸線方向の中心位置を０点として、ＭＩＣＲ磁気ヘッド２をその姿勢を変えることなく回転中心軸線４２と平行な方向（上下方向）に移動させた場合の０点からの距離を示す。特性曲線Ａは、ＭＩＣＲ磁気ヘッド２と搬送用モータ１１の回転中心軸線４２との位置関係が、図３に示す配置の場合である。また、特性曲線Ｂは図５に示す配置の場合であり、特性曲線Ｃは図６に示す配置の場合である。この特性曲線Ａから分かるように、ＭＩＣＲ磁気ヘッド２に発生するノイズのレベルが実用上支障のないレベルに抑制される。また、ＭＩＣＲ磁気ヘッド２を上下方向に移動させてもノイズのレベルは低い状態に保持される。よって、搬送用モータ１１とＭＩＣＲ磁気ヘッド２の上下方向の相対位置を自由に設定することが可能であり、配置の自由度が高いという利点があることが分かる。

（配置関係の別の例）
図５は、本発明の別の実施の形態に係るＭＩＣＲ磁気ヘッド２と搬送用モータ１１の配置例を模式的に示す斜視図および平面図である。本例の配置は、ギャップ面２３ａ、２３ｂの間の中心位置をこれらに平行に延びているヘッドギャップ２３の対称軸２８と、搬送用モータ１１の回転中心軸線４２とが平行になるように、ＭＩＣＲ磁気ヘッド２および搬送用モータ１１の相対的な位置関係を設定してある。

また、ＭＩＣＲ磁気ヘッド２を、搬送用モータ１１の回転中心軸線４２を中心とする円４２ａの接線方向に向く姿勢に設定してある。

さらに、このように相対位置を設定したＭＩＣＲ磁気ヘッド２を、搬送用モータ１１に対してその回転中心軸線４２に平行な方向に移動させ、搬送用モータ１１の漏れ磁束４４に起因してＭＩＣＲ磁気ヘッド２に発生するノイズが最も小さくなる位置を見つけ、当該位置関係となるようにＭＩＣＲ磁気ヘッド２と搬送用モータ１１の配置位置を決定している。

すなわち、図４の特性曲線Ｂによって示されるように、かかる配置関係の場合には、搬送用モータ１１の回転中心軸線４２方向の相対位置に応じてＭＩＣＲ磁気ヘッド２の検出信号に乗る磁気ノイズのレベルが大きく変化し、そのレベルが最も小さくなる反曲点が明確に現れる。この反曲点が現れる位置においては、ＭＩＣＲ磁気ヘッド２のヘッドキャップを通過する漏れ磁束４４が相互に打ち消し合い、これによって、ノイズのレベルが実用上支障の無いレベルまで低減される。なお、反曲点位置が、搬送用モータ１１の回転中心軸線４２方向の中心位置（０点位置）よりも下側にずれているのは、シールドケース４５、モータケース４０などによる影響のためである。

したがって、この位置関係となるようにＭＩＣＲ磁気ヘッド２および搬送用モータ１１を配置することにより、搬送用モータ１１の漏れ磁束４４に起因してＭＩＣＲ磁気ヘッド２に発生するノイズを抑制することができる。

なお、本例では、ＭＩＣＲ磁気ヘッド２の向きを、搬送用モータ１１の中心軸線を中心とする円４２ａの接線方向としたが、ＭＩＣＲ磁気ヘッド２のヘッドギャップ２３の対称軸２８と搬送用モータ１１の回転中心軸線４２が平行となっていれば、ＭＩＣＲ磁気ヘッド２の向きを接線方向に限らず他の方向にすることも可能である。

（比較例）
次に、比較例として図６に示す配置関係となるようにＭＩＣＲ磁気ヘッド２および搬送用モータ１１を配置し、この場合の漏れ磁束４４に起因してＭＩＣＲ磁気ヘッド２に発生するノイズのレベルを測定した。測定結果を図４において特性曲線Ｃとして示してある。

比較例では、ＭＩＣＲ磁気ヘッド２のヘッドギャップ２３の対称面２７が搬送用モータ１１の回転中心軸線４２に直交するように、これらの配置関係を規定してある。この場合には、漏れ磁束４４の方向が、ＭＩＣＲ磁気ヘッド２による最も検出感度の高い方向に一致するので、特性曲線Ｃで示すようにノイズレベルが高くなってしまう。また、搬送用モータ１１とＭＩＣＲ磁気ヘッド２を上下方向に相対的に移動させて両者の間の距離を大きく取らないとＭＩＣＲ磁気ヘッド２に発生するノイズのレベルを低減させることはできない。

なお、上述において、搬送用モータ１１の中心軸線として回転中心軸線４２を例に説明したが、中心軸線は電動モータの回転中心軸に限らず、発生した漏れ磁束が沿っている面内にある中心軸線であればよい。

本発明を適用した小切手読取装置の内部構造を示す説明図である。 磁気ヘッドの構成および動作を示す説明図である。 磁気ヘッドと搬送用モータの配置関係を示す説明図である。 磁気ヘッドのノイズレベルを示すグラフである。 磁気ヘッドと搬送用モータの配置関係の別の例を示す説明図である。 磁気ヘッドと搬送用モータの配置関係の比較例を示す説明図である。

符号の説明

１・小切手読取装置、２・ＭＩＣＲ磁気ヘッド、２Ａ・読取位置、３・搬送路、４・搬送機構、５・小切手供給部、６・小切手排出部、７・上流側搬送路部分、８・磁石、９・湾曲搬送路部分、１０・下流側搬送路部分、１１・搬送用モータ、１２〜１７・搬送ローラ対、２１・枠状ヘッドコア、２２・コイル巻き線、２３・ヘッドギャップ、２３ａ，２３ｂ・ギャップ面、２４・スペーサ、２５，４５・シールドケース、２５ａ・開口部、２６・信号増幅回路、２７・対称面、２８・対称軸、３１・小切手、３２・磁気インク文字、４０・モータケース、４２・回転中心軸線、４４・漏れ磁束

Claims (6)

1. 磁気ヘッドと電動モータを有し、
   この電動モータは、その中心軸線が含まれる任意の平面に沿った方向に漏れ磁束が発生する構造のものであり、
   前記磁気ヘッドのヘッドギャップの対称面上に前記電動モータの前記中心軸線が位置するように、これら磁気ヘッドおよび電動モータが配置されていることを特徴とする磁気情報処理装置。
2. 磁気ヘッドと電動モータを有し、
   この電動モータは、その中心軸線が含まれる任意の平面に沿った方向に漏れ磁束が発生する構造のものであり、
   前記磁気ヘッドにおけるヘッドギャップの対称軸と、前記電動モータの前記中心軸線が平行となるように、これら磁気ヘッドおよび電動モータの向きが設定されており、
   前記ヘッドギャップを鎖交する前記漏れ磁束の成分が打ち消されるように、前記中心軸線の方向における前記磁気ヘッドと前記電動モータの相対位置が設定されていることを特徴とする磁気情報処理装置。
3. 請求項１または２において、
   前記磁気ヘッドは、磁気記録媒体に印刷されている磁気インク文字を読み取るためのものであり、
   前記電動モータは、前記磁気記録媒体を前記磁気ヘッドによる読取位置を経由して搬送させるために用いる搬送用モータであることを特徴とする磁気情報処理装置。
4. 請求項３において、
   前記電動モータはステッピングモータであることを特徴とする磁気情報処理装置。
5. 電動モータからの漏れ磁束に起因して磁気ヘッドに発生するノイズを低減するノイズ低減方法であって、
   前記漏れ磁束は、前記電動モータの中心軸線が含まれる任意の平面に沿った方向に発生するものであり、
   前記磁気ヘッドのヘッドギャップの対称面上に前記電動モータの前記中心軸線が位置するように、これら磁気ヘッドおよび電動モータを配置することを特徴とするノイズ低減方法。
6. 電動モータからの漏れ磁束に起因して磁気ヘッドに発生するノイズを低減するノイズ低減方法であって、
   前記漏れ磁束は、前記電動モータの中心軸線が含まれる任意の平面に沿った方向に発生するものであり、
   前記磁気ヘッドにおけるヘッドギャップの対称軸と、前記電動モータの前記中心軸線が平行となるように、これら磁気ヘッドおよび電動モータの向きを設定し、
   前記ヘッドギャップを鎖交する前記漏れ磁束の成分が打ち消されるように、前記中心軸線の方向における前記磁気ヘッドと前記電動モータの相対位置を設定することを特徴とするノイズ低減方法。

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