JP4867391B2 - Paper sheet identification sensor - Google Patents
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Description
本発明は、着磁した紙葉類の残留磁気を検出して識別する紙葉類識別センサに関するものである。 The present invention relates to a paper sheet identification sensor that detects and identifies residual magnetism of a magnetized paper sheet.
磁気インキを用いて印刷された紙幣等の紙葉類を識別する識別センサとして、図6〜図8に示す紙葉類識別センサが知られている。なお、図6は公知の紙葉類識別センサの構成を示す斜視図、図7は図6に示した着磁体と磁気検出素子との位置関係を説明するための説明図、図8は図6に示した着磁体の構成を示す側面図である。 Paper identification sensors shown in FIGS. 6 to 8 are known as identification sensors for identifying paper sheets such as banknotes printed using magnetic ink. 6 is a perspective view showing the configuration of a known paper sheet identification sensor, FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining the positional relationship between the magnetized body and the magnetic detection element shown in FIG. 6, and FIG. It is a side view which shows the structure of the magnetic body shown in (2).
図6に示すように、紙葉類識別センサ101は、挿入された紙葉類Bの残留磁気を検出することにより、紙葉類Bを識別するものであって、着磁体102、磁気検出素子103、これら着磁体102および磁気検出素子103を収納したホルダ105により構成してある。
As shown in FIG. 6, the paper
着磁体102は、挿入された紙葉類Bを搬送する搬送路の上流側に配設してあり、紙葉類Bの搬送中に紙葉類Bに磁気を着磁可能である。着磁体102は、ホルダ105の下面となる検出面Sdに対して垂直となる態様で取り付けてある。着磁体102は、永久磁石121と軟磁性体122とから構成してある。永久磁石121は、四角柱形状のものであり、検出面Sd側となる矩形形状の端面がS極となるように配設してある。軟磁性体122は、側面視コの字状であって、断面が矩形形状を有するものであり、たとえば、パーマロイ、フェライト等の軟磁性材料によって構成してある。この軟磁性体122は、永久磁石121の検出面と反対側となる磁極側(N極側)を跨ぐように、永久磁石121と組み合わせてある。したがって、着磁体102は、永久磁石121を中央に配設した略Eの字形を構成し、軟磁性体122の検出面Sd側となる二つの矩形形状の端面はN極を構成する。そして、軟磁性体122の端面(N極)から永久磁石121の端面(S極)に磁束が流れることになる。この結果、着磁体102は、永久磁石121の端面と軟磁性体122の開放端面とを相互に結ぶ方向(搬送方向Yに直交する方向)に磁束が集中することになる。したがって、図7に示すように、搬送方向Yに直交する方向の磁界成分H1,H2は強化され、搬送方向Yに流れる磁界成分は抑制される。
The
このように構成した着磁体102の開放端面、すなわち、永久磁石121の端面、軟磁性体122の二つの端面は、検出面Sdに表出し、図8に示すように、搬送路上を搬送される紙葉類Bの表面に対して接触または近接可能である。したがって、磁気インキにより印刷等された紙葉類の永久磁石121に近い側はN極に、軟磁性体122に近い側はS極に磁化される。
The open end face of the
磁気検出素子103は、紙葉類Bに残留した残留磁気が構成する磁界のうち、搬送方向に直交する方向の磁界成分H1およびH2を検出可能である(図7参照)。磁気検出素子103は、検出面Sdに対して垂直となる態様で取り付けてある。磁気検出素子103は、たとえば、二つの磁気インピーダンス素子131A,131Bを電気的に直列に接続して構成してある。磁気インピーダンス素子131A,131Bは、高周波電流を印加すると外部磁界に応じてインピーダンスが変化することを利用して磁界を検出可能である。磁気インピーダンス素子131A,131Bは、ガラス、セラミック等からなる非磁性基板上に、アルファモス、パーマロイ等の高透磁率磁性薄膜からなるつづら折りの線状のパターンを形成することにより、構成してある。
The
磁気検出素子103は、磁気インピーダンス素子131A,131Bの上方に、バイアス磁石132を有している。バイアス磁石132は、永久磁石で構成してあり、磁気インピーダンス素子131A,131Bに磁界(バイアス磁界Hb)を付与する。
The
この磁気検出素子103は、紙葉類Bの残留磁気の量に応じて構成された外部磁界を二つの磁気インピーダンス素子131A,131Bによって差動検出可能である。すなわち、紙葉類Bの残留磁界H1,H2がバイアス磁界Hbに重畳するので、一方の磁気インピーダンス素子131A,131BがHb−H1の磁界の影響を受け、他方の磁気インピーダンス素子がHb+H2の磁界の影響を受ける。そして、外部磁界が存在しない状態のインピーダンスを基準にすると、一方の磁気インピーダンス素子131Aのインピーダンスは−H1に比例した量が変化し(本例では減少)、他方の磁気インピーダンス素子131Bのインビーダンスは+H2に比例した量が変化する(本例では増加)。したがって、一方の磁気インピーダンス素子131Aと他方の磁気インピーダンス素子131Bの一端(たとえば一方の磁気インピーダンス素子131A側)を接地し、他端(たとえば、他方の磁気インピーダンス素子131B側)に所定の電圧を印加すると、この直列接続の中点の電圧は、外部磁界が存在しない場合の電圧(基準電圧という)に対し、外部磁界(H1+H2)に比例した電圧分の変化をする。
This
この原理を用い、直列接続に加える電圧を高周波電圧とし、直列接続の中点の電圧の横波出力(Vsとする)の波形中のベースラインを示す電圧(比較電圧Vrefとする)が外部磁界の存在しない場合の前記基準電圧に相当することから、ピークホールド回路(又はミニマムホールド回路)を介して検波出力Vsから比較電圧Vrefを取り出し、さらに直流差動増幅回路を介して比較電圧Vrefと検波出力Vsとの差電圧を取り出す方法等によって外部磁界(H1+H2)に比例した電圧分、つまり紙葉類の残留磁気により構成された磁界を検出可能である。 Using this principle, the voltage applied to the series connection is a high-frequency voltage, and the voltage (referred to as the comparison voltage Vref) indicating the baseline in the waveform of the transverse wave output (referred to as Vs) of the voltage at the midpoint of the series connection is Since this corresponds to the reference voltage when it does not exist, the comparison voltage Vref is extracted from the detection output Vs via the peak hold circuit (or minimum hold circuit), and further, the comparison voltage Vref and the detection output via the DC differential amplifier circuit. A voltage proportional to the external magnetic field (H1 + H2), that is, a magnetic field constituted by the residual magnetism of the paper sheet can be detected by a method of extracting a voltage difference from Vs.
なお、上述した磁気検出素子103は外乱磁界がバイアス磁界Hbの変化を伴い、一方の磁気インピーダンス素子131Aと他方の磁気インピーダンス素子131Bとに影響するが、一方の磁気インピーダンス素子131Aと他方の磁気インピーダンス素子131Bとを接続する直列接続の中点から取り出される外部磁界(H1+H2)に比例した電圧分はほとんど変わらず、微小な外乱磁界の影響は相殺される。
In the
この外部磁界(H1+H2)の検出は、原理的に一方の磁気インピーダンス素子131Aと他方の磁気インピーダンス素子131Bの両端電圧の差を求める、いわゆる差動検出である。このような差動検出としては、ほかに、一方の磁気インピーダンス素子131Aと他方の磁気インピーダンス素子131Bとを接続する直列接続の中点を接地して、この直列接続の両端から磁気インピーダンス素子131A,131Bのそれぞれに等しい高周波電流を流し、一方の磁気インピーダンス素子131Aと他方の磁気インピーダンス素子131Bとに発生する電圧をそれぞれ検波した後、この検波電圧同士を直流差動増幅するものがある。
The detection of the external magnetic field (H1 + H2) is a so-called differential detection in which the difference between the voltages at both ends of one
また、着磁体102から磁気検出素子103への磁界波及をさらに押さえる必要がある場合は、たとえば、図6に示すように衝立状のパーマロイ、アモルファス等の磁気シールド部材106を着磁体102と磁気検出素子103との間に配置する(たとえば、特許文献1参照)。
Further, when it is necessary to further suppress the magnetic field propagation from the
また、紙葉類識別センサは、図9に示すように、永久磁石121に代えて電磁石123を採用して着磁体102を構成してもよい。また、バイアス磁石132を永久磁石に代えて電磁石133を採用してもよい。なお、永久磁石121に代えて電磁石123,133を採用して着磁体102およびバイアス磁石132を構成した場合には、別途紙葉類検出センサを設け、紙葉類Bを検出したときにのみ電磁石123,133を稼働させることが好ましい(たとえば、特許文献2参照)。
In addition, as shown in FIG. 9, the paper sheet identification sensor may employ an
しかしながら、上述した紙葉類識別センサは、紙葉類に磁気を印加する着磁体の磁界が、磁気検出素子へ及ぼす悪影響を抑えるため、図6に示すように衝立状のパーマロイ、アモルフアス等の磁気シールド部材106を着磁体102と磁気検出素子103との間に配置してある。この磁気シールド部材106は磁気検出素子103の全方位を取り囲むことはできないため、着磁体102の磁界を完全にシールドすることができず、漏れ磁界が生じる。この漏れ磁界の大きさが磁気検出素子103の磁界検出範囲内、かつ、検出対象となる磁界(残留磁気により構成される磁界)に比べて非常に小さい場合には問題にならない。しかしながら、検出対象となる磁界に比べて無視できない大きさを有する場合には検出誤差となり、磁界検出範囲を越える場合には、検出自体が不可能となる。
However, the above-described paper sheet identification sensor has a magnetic field such as a screen-shaped permalloy or amorphous as shown in FIG. A
したがって、磁気検出素子103と紙葉類とのスペーシング特性を向上させたい場合等、着磁体102の着磁磁界を大きくする際には、磁気検出素子103への漏れ磁界が制約となり、所望の着磁力を持たせることができなかった。
Therefore, when increasing the magnetizing magnetic field of the
また、上述したように、永久磁石に代えて電磁石を採用して着磁体102を構成した場合には、紙葉類Bに磁気を印加した後、紙葉類Bの残留磁気を検出する際に、電磁石123への電力供給を遮断することにより、着磁体102の磁気検出素子103への磁界波及をなくすことができる。しかしながら、電磁石123は1kガウス程度の着磁能力を有する必要があり、紙葉類Bの残留磁気により構成される磁界を安定に検出するためには、電磁石123が大型なものとなってしまう。
In addition, as described above, when the
本発明は、上記実情に鑑みて、着磁体の磁界が磁気検出素子へ及ぼす影響を抑制し、着磁体の磁界強度を任意に設定できる小型の紙葉類識別センサを提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a small paper sheet identification sensor capable of suppressing the influence of a magnetic field of a magnetized body on a magnetic detection element and arbitrarily setting the magnetic field strength of the magnetized body. .
上記の目的を達成するために、本発明の請求項1にかかる紙葉類識別センサは、紙葉類を搬送する搬送路の上流に配設し、紙葉類に磁気を着磁する第1着磁手段と、前記第1着磁手段により着磁された紙葉類の残留磁気を検出する磁気検出手段と、前記搬送路の下流であって、前記磁気検出手段を境にして前記着磁手段と紙葉類の搬送方向反対側となる位置に配設し、前記磁気検出手段において前記第1着磁手段の磁気と相殺する態様で、前記第1着磁手段の磁気と反対極性となる磁気を紙葉類に着磁する第2着磁手段とを備えたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a paper sheet identification sensor according to claim 1 of the present invention is disposed upstream of a transport path for transporting paper sheets, and first magnetizes the paper sheets. A magnetizing unit; a magnetism detecting unit for detecting residual magnetism of the paper sheet magnetized by the first magnetizing unit; and the magnetizing unit downstream of the conveyance path and with the magnetism detecting unit as a boundary. The magnetic detecting means is disposed at a position opposite to the conveying direction of the sheet and the paper sheet, and has a polarity opposite to the magnetism of the first magnetizing means in a manner to cancel the magnetism of the first magnetizing means in the magnetic detecting means. And second magnetizing means for magnetizing the paper sheet .
第2着磁手段の磁力が第1着磁手段の磁力と反対極性を有するので、磁気検出手段において第1着磁手段の磁力と第2着磁手段の磁力とが互いに相殺し、第1着磁手段および第2着磁手段が磁気検出手段に及ぼす磁力の影響を抑制できる。 Since the magnetic force of the second magnetizing means has a polarity opposite to that of the first magnetizing means, the magnetic force of the first magnetizing means and the magnetic force of the second magnetizing means cancel each other in the magnetic detecting means, and the first magnetizing means The influence of the magnetic force exerted on the magnetic detection means by the magnetic means and the second magnetizing means can be suppressed.
また、上流側に第1着磁手段を備え、下流側に第2着磁手段を備えたので、搬送路に紙葉類を挿入した場合には第1着磁手段が紙葉類に磁気を着磁し、搬送路から紙葉類を返却する場合には第2着磁手段が紙葉類に磁気を着磁する。このため、紙葉類の挿入時と返却時のいずれの場合にも紙葉類に残留した残留磁気を検出できる。この結果、紙葉類の挿入時と返却時のいずれの場合にも紙葉類を識別できる。 In addition, since the first magnetizing means is provided on the upstream side and the second magnetizing means is provided on the downstream side, the first magnetizing means magnetizes the paper sheets when the paper sheets are inserted into the transport path. When magnetizing and returning the paper sheet from the transport path, the second magnetizing means magnetizes the paper sheet. For this reason, it is possible to detect the residual magnetism remaining on the paper sheet both when the paper sheet is inserted and when it is returned. As a result, the paper sheet can be identified both when the paper sheet is inserted and when it is returned.
また、本発明の請求項2にかかる紙葉類識別センサは、上記請求項1において、前記第1着磁手段と前記第2着磁手段とを少なくとも識別対象となる紙葉類の保磁力以上の磁界強度を有する永久磁石で構成したことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a paper sheet identification sensor according to the first aspect, wherein the first magnetizing means and the second magnetizing means are at least equal to or greater than the coercive force of the paper sheet to be identified. It is characterized by comprising a permanent magnet having a magnetic field strength of.
第1着磁手段と第2着磁手段とを永久磁石で構成したので、第1着磁手段と第2着磁手段とを電磁石で構成する場合よりも小型化できる。たとえば、磁気インクにより印刷された紙幣などの紙葉類を識別対象とする場合には、第1着磁手段と第2着磁手段とを1kガウス以上の磁界強度を有する永久磁石で構成する。 Since the first magnetizing means and the second magnetizing means are constituted by permanent magnets, the size can be reduced as compared with the case where the first magnetizing means and the second magnetizing means are constituted by electromagnets. For example, when paper sheets such as banknotes printed with magnetic ink are to be identified, the first magnetizing means and the second magnetizing means are composed of permanent magnets having a magnetic field strength of 1 k gauss or more.
また、本発明の請求項3にかかる紙葉類識別センサは、上記請求項1または2において、前記磁気検出手段が、薄膜フラックスゲート型磁気検出素子または磁気インピーダンス素子であることを特徴とする。 A paper sheet identification sensor according to a third aspect of the present invention is characterized in that, in the first or second aspect, the magnetic detection means is a thin film fluxgate magnetic detection element or a magnetic impedance element.
なお、磁気インピーダンス素子は、高周波電流を印加すると外部磁界に応じてインピーダンスが変化することを利用したもので、紙葉類に残留した残留磁気を検出可能である。 The magneto-impedance element utilizes the fact that the impedance changes according to the external magnetic field when a high-frequency current is applied, and can detect the residual magnetism remaining on the paper sheet.
また、本発明の請求項4にかかる紙葉類識別センサは、上記請求項1〜3のいずれか一つにおいて、前記第1着磁手段と前記磁気検出手段との間および前記磁気検出手段と前記第2着磁手段との間に磁気シールド部材を配設したことを特徴とする。 A paper sheet identification sensor according to a fourth aspect of the present invention is the paper sheet identification sensor according to any one of the first to third aspects, wherein the first magnetizing means and the magnetic detecting means and the magnetic detecting means are A magnetic shield member is disposed between the second magnetizing means and the second magnetizing means.
第1着磁手段と第2着磁手段とが完全に等しい磁界強度で反対極性を有することが好ましいが、現実には、磁石の発生磁界の個体バラツキや取付誤差を考慮すると、第1着磁手段の磁力と第2着磁手段の磁力とを相殺できない場合が想定される。この場合には、上述したように、第1着磁手段と磁気検出手段との間および磁気検出手段と第2着磁手段との間に磁気シールド部材を配設したので、漏れ磁界の影響を抑制できる。 It is preferable that the first magnetizing means and the second magnetizing means have completely equal magnetic field strengths and opposite polarities. However, in reality, the first magnetizing means is considered in consideration of individual variations in the magnetic field generated by the magnet and mounting errors. The case where the magnetic force of a means and the magnetic force of a 2nd magnetization means cannot be canceled is assumed. In this case, as described above, since the magnetic shield member is disposed between the first magnetizing means and the magnetic detecting means and between the magnetic detecting means and the second magnetizing means, the influence of the leakage magnetic field is reduced. Can be suppressed.
また、本発明の請求項5にかかる紙葉類識別センサは、上記請求項1〜3のいずれか一つにおいて、前記磁気検出手段を磁気シールド部材で包囲したことを特徴とする。 A paper sheet identification sensor according to a fifth aspect of the present invention is characterized in that, in any one of the first to third aspects, the magnetic detection means is surrounded by a magnetic shield member.
磁気検出手段を磁気シールド部材で包囲したので、第1着磁手段の磁力と第2着磁手段の磁力とを相殺できない場合であっても、漏れ磁界の影響を抑制可能である。 Since the magnetic detection means is surrounded by the magnetic shield member, the influence of the leakage magnetic field can be suppressed even when the magnetic force of the first magnetizing means and the magnetic force of the second magnetizing means cannot be offset.
また、本発明の請求項6にかかる紙葉類識別センサは、上記請求項4または5において、前記第1着磁手段、前記磁気検出手段、前記第2着磁手段、前記シールド部材の全てをホルダに取り付けたことを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the paper sheet identification sensor according to the fourth or fifth aspect, wherein all of the first magnetization means, the magnetic detection means, the second magnetization means, and the shield member are provided. It is attached to the holder.
第1着磁手段、磁気検出手段、第2着磁手段、磁気シールド部材の全てを同一のホルダに取り付けたので、紙葉類識別センサの取扱いを向上できる。 Since the first magnetizing means, the magnetism detecting means, the second magnetizing means, and the magnetic shield member are all attached to the same holder, the handling of the paper sheet identification sensor can be improved.
本発明にかかる紙葉類識別センサは、第2着磁手段の磁力が第1着磁手段の磁力と反対極性を有するので、磁気検出手段において第1着磁手段の磁力と第2着磁手段の磁力とが互いに相殺し、第1着磁手段および第2着磁手段が磁気検出手段に及ぼす磁力の影響を抑制できる。 In the paper sheet identification sensor according to the present invention, since the magnetic force of the second magnetizing means has a polarity opposite to that of the first magnetizing means, the magnetic force of the first magnetizing means and the second magnetizing means in the magnetic detecting means. The first magnetic means and the second magnetic means can suppress the influence of the magnetic force on the magnetic detection means.
また、上流側に第1着磁手段を備え、下流側に第2着磁手段を備えたので、搬送路に紙葉類を挿入した場合には第1着磁手段が紙葉類に磁気を着磁し、搬送路から紙葉類を返却する場合には第2着磁手段が紙葉類に磁気を着磁する。このため、紙葉類の挿入時と返却時のいずれの場合にも紙葉類に残留した残留磁気を検出できる。この結果、紙葉類の挿入時と返却時のいずれの場合にも紙葉類を識別できる。 In addition, since the first magnetizing means is provided on the upstream side and the second magnetizing means is provided on the downstream side, the first magnetizing means magnetizes the paper sheets when the paper sheets are inserted into the transport path. When magnetizing and returning the paper sheet from the transport path, the second magnetizing means magnetizes the paper sheet. For this reason, it is possible to detect the residual magnetism remaining on the paper sheet both when the paper sheet is inserted and when it is returned. As a result, the paper sheet can be identified both when the paper sheet is inserted and when it is returned.
また、本発明にかかる紙葉類識別センサは、第1着磁手段と第2着磁手段とを永久磁石で構成したので、第1着磁手段と第2着磁手段とを電磁石で構成する場合よりも小型化できる。 In the paper sheet identification sensor according to the present invention, the first magnetizing means and the second magnetizing means are constituted by permanent magnets, and therefore the first magnetizing means and the second magnetizing means are constituted by electromagnets. It can be smaller than the case.
また、第1着磁手段と磁気検出手段との間および磁気検出手段と第2着磁手段との間に磁気シールド部材を配設すれば、漏れ磁界(ノイズ磁界)の影響をさらに抑制できる。また、磁気検出手段を磁気シールド部材で包囲しても、漏れ磁界(ノイズ磁界)の影響をさらに抑制できる。 Further, if a magnetic shield member is provided between the first magnetizing means and the magnetic detecting means and between the magnetic detecting means and the second magnetizing means, the influence of the leakage magnetic field (noise magnetic field) can be further suppressed. Further, even if the magnetic detection means is surrounded by the magnetic shield member, the influence of the leakage magnetic field (noise magnetic field) can be further suppressed.
また、第1着磁手段、磁気検出手段、第2着磁手段、磁気シールド部材の全てを同一のホルダに取り付けたので、紙葉類識別センサの取扱いを向上できる。 In addition, since the first magnetizing means, the magnetic detecting means, the second magnetizing means, and the magnetic shield member are all attached to the same holder, the handling of the paper sheet identification sensor can be improved.
以下に添付図面を参照して、本発明にかかる紙葉類識別センサの好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Exemplary embodiments of a paper sheet identification sensor according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
(実施の形態)
本実施の形態では、紙葉類として磁気インキにより印刷された紙幣を識別する紙幣識別センサを例に挙げ、本発明にかかる紙葉類識別センサを説明する。なお、図1は本発明の実施の形態にかかる紙幣識別センサの構成を示す概念斜視図、図2は図1に示した紙幣識別センサの構成を説明する概念平面図、図3は図1に示した第1着磁体による紙幣の着磁状態を示す概念図である。また、図4は第1着磁体が紙幣に構成する磁界を示す概念図であって、磁界の水平方向成分を等高線で表したものであり、図5は第1着磁体と第2着磁体とが紙幣に構成する磁界を示す概念図であって、磁界の水平方向成分を等高線で表したものである。
(Embodiment)
In the present embodiment, a paper sheet identification sensor for identifying a paper sheet printed with magnetic ink as a paper sheet will be described as an example, and the paper sheet identification sensor according to the present invention will be described. 1 is a conceptual perspective view showing the configuration of the banknote identification sensor according to the embodiment of the present invention, FIG. 2 is a conceptual plan view illustrating the configuration of the banknote identification sensor shown in FIG. 1, and FIG. It is a conceptual diagram which shows the magnetization state of the banknote by the shown 1st magnetizing body. FIG. 4 is a conceptual diagram showing the magnetic field that the first magnetized body forms on the banknote, in which the horizontal component of the magnetic field is represented by contour lines, and FIG. 5 shows the first magnetized body and the second magnetized body. Is a conceptual diagram showing a magnetic field that constitutes a bill, in which the horizontal component of the magnetic field is represented by contour lines.
紙幣識別センサ1は、図1に示すように、第1着磁体2、磁気検出素子3、第2着磁体4を一つのホルダ5に収納してある。
As shown in FIG. 1, the banknote identification sensor 1 stores a first magnetized body 2, a
第1着磁体2は、挿入された紙幣Bを搬送する搬送路の上流側(挿入側)に配設してあり、紙幣Bの搬送中に紙幣Bに磁気を着磁可能である。第1着磁体2は、ホルダ5の下面となる検出面Sdに対して垂直となる態様で取り付けてある。第1着磁体2は、永久磁石21と軟磁性体22とから構成してある。永久磁石21は、四角柱形状のものであり、検出面Sd側となる矩形形状の端面がS極となるように配設してある。永久磁石21は、識別対象である紙幣の保持力以上の磁界強度、すなわち、1kガウス以上の磁界強度を有している。軟磁性体22は、側面視コの字状であって、断面が矩形形状を有するものある。軟磁性体22は、たとえば、パーマロイ、フェライト等の軟磁性材料によって構成してある。この軟磁性体22は、永久磁石21の検出面と反対側となる磁極側(N極側)を跨ぐように、永久磁石21と組み合わせてある。したがって、第1着磁体2は、永久磁石21を中央に配設した略Eの字形を構成し、軟磁性体22の検出面側となる二つの矩形形状の端面はN極を構成する。そして、軟磁性体22の端面(N極)から永久磁石の端面(S極)に磁束が流れることになる。この結果、第1着磁体2は、永久磁石21の端面と軟磁性体22の開放端面とを相互に結ぶ方向(搬送方向Y1,Y2に直交する方向)に磁束が集中することになる。したがって、搬送方向Y1−Y2に直交する方向の磁界成分は強化され、搬送方向Y1−Y2の磁界成分は抑制される。
The first magnetized body 2 is disposed on the upstream side (insertion side) of the transport path for transporting the inserted bill B, and can magnetize the bill B while the bill B is being transported. The first magnetized body 2 is attached in a manner perpendicular to the detection surface Sd that is the lower surface of the holder 5. The first magnetized body 2 includes a
このように構成した第1着磁体2の開放端面、すなわち、永久磁石21の端面、軟磁性体22の二つの端面は、検出面Sdに表出し、搬送路上を搬送される紙幣Bの表面に対して接触または近接可能である。したがって、図3に示すように、磁気インキにより印刷された紙幣Bの永久磁石21に近い側はN極に、軟磁性体22に近い側はS極に磁化される。そして、紙幣Bの磁気インキにより印刷された部分(以下「着磁部」という。)に残留した磁気により、図4に示すように、磁界が構成される。すなわち、永久磁石21の中心を通り、搬送方向Y1−Y2に延在する仮想軸(以下「搬送方向軸O」という。)を境として着磁部の両側に相互に反対方向(搬送方向軸から離反する方向)に磁束が流れる磁界が構成される。
The open end face of the first magnetized body 2 configured in this way, that is, the end face of the
磁気検出素子3は、紙幣Bに残留した残留磁気が構成する磁界のうち、搬送方向Y1
−Y2に直交する方向の磁界成分H11およびH12を検出可能である(図2参照)。磁気検出素子3は、図1に示すように、検出面Sdに対して垂直となる態様で取り付けてある。磁気検出素子3は、たとえば、二つの磁気インピーダンス素子31A,31Bを電気的に直列に接続して構成してある。磁気インピーダンス素子31A,31Bは、高周波電流を印加すると外部磁界に応じてインピーダンスが変化することを利用して磁界を検出可能である。磁気インピーダンス素子31A,31Bは、ガラス、セラミック等からなる非磁性基板上に、アルファモス、パーマロイ等の高透磁率磁性薄膜からなるつづら折りの線状のパターンを形成することにより、構成してある。
The
The magnetic field components H11 and H12 in the direction orthogonal to −Y2 can be detected (see FIG. 2). As shown in FIG. 1, the
磁気検出素子103は、磁気インピーダンス素子31A,31Bの上方にバイアス磁石(図示せず)を有している。バイアス磁石は、永久磁石で構成してあり、磁気インピーダンス素子31A,31Bに磁界(バイアス磁界Hb)を付与する。
The
したがって、この磁気検出素子3は、紙幣Bの残留磁気の量に応じて構成された外部磁界を二つの磁気インピーダンス素子31A,31Bによって差動検出可能である。すなわち、紙幣の残留磁界H11,H12がバイアス磁界Hbに重畳するので、一方の磁気インピーダンス素子31AがHb−H11の磁界の影響を受け、他方の磁気インピーダンス素子31BがHb+H12の磁界の影響を受ける。そして、外部磁界が存在しない状態のインピーダンスを基準にすると、一方の磁気インピーダンス素子31Aのインピーダンスは−H11に比例した量が変化し(本例では減少)、他方の磁気インピーダンス素子31Bのインビーダンスは+H12に比例した量が変化する(本例では増加)。したがって、一方の磁気インピーダンス素子31Aと他方の磁気インピーダンス素子31Bの一端(たとえば、一方の磁気インピーダンス素子31A側)を接地し、他端(たとえば、他方の磁気インピーダンス素子31B側)に所定の電圧を印加すると、この直列接続の中点の電圧は、外部磁界が存在しない場合の電圧(基準電圧という)に対し、外部磁界(H11+H12)に比例した電圧分の変化をする。
Therefore, the
この原理を用い、直列接続に加える電圧を高周波電圧とし、直列接続の中点の電圧の横波出力(Vsとする)の波形中のベースラインを示す電圧(比較電圧Vrefとする)が外部磁界の存在しない場合の前記基準電圧に相当することから、ピークホールド回路(又はミニマムホールド回路)を介して検波出力Vsから比較電圧Vrefを取り出し、さらに直流差動増幅回路を介して比較電圧Vrefと検波出力Vsとの差電圧を取り出す方法等によって外部磁界(H11+H12)に比例した電圧分、つまり紙幣Bの残留磁気により構成された磁界を検出可能である。 Using this principle, the voltage applied to the series connection is a high-frequency voltage, and the voltage (referred to as the comparison voltage Vref) indicating the baseline in the waveform of the transverse wave output (referred to as Vs) of the voltage at the midpoint of the series connection is Since this corresponds to the reference voltage when it does not exist, the comparison voltage Vref is extracted from the detection output Vs via the peak hold circuit (or minimum hold circuit), and further, the comparison voltage Vref and the detection output via the DC differential amplifier circuit. A voltage proportional to the external magnetic field (H11 + H12), that is, a magnetic field constituted by the residual magnetism of the banknote B can be detected by a method of extracting a voltage difference from Vs.
この外部磁界(H1l+H12)の検出は、原理的に一方の磁気インピーダンス素子31Aと他方の磁気インピーダンス素子31Bの両端電圧の差を求める、いわゆる差動検出である。このような差動検出としては、ほかに、一方の磁気インピーダンス素子31Aと他方の磁気インピーダンス素子31Bとを接続する直列接続の中点を接地して、この直列接続の両端から磁気インピーダンス素子31A,31Bのそれぞれに等しい高周波電流を流し、一方の磁気インピーダンス素子31Aと他方の磁気インピーダンス素子31Bとに発生する電圧をそれぞれ検波した後、この検波電圧同士を直流差動増幅するものがある。
This detection of the external magnetic field (H1l + H12) is so-called differential detection in which a difference between both end voltages of one
磁気検出素子3は外乱磁界がバイアス磁界Hbの変化を伴い、一方の磁気インピーダンス素子31Aと他方の磁気インピーダンス素子31Bとに影響するが、一方の磁気インピーダンス素子31Aと他方の磁気インピーダンス素子31Bとを接続する直列接続の中点から取り出される外部磁界(H11+H12)に比例した電圧分はほとんど変わらず、微小な外乱磁界の影響を相殺可能である。
In the
しかしながら、このような差動増幅で相殺できる外乱磁界は、磁気検出素子3に対して同一方向、同一強度の外乱磁界のみである。したがって、第1着磁体2の磁界が磁気検出素子3に与える漏れ磁界は搬送方向軸を境にして反対方向であるため、差動増幅のみでは外乱磁界を相殺不能である。このため、図4に示すように、第1着磁体2の磁界が磁気検出素子3にまで影響する。
However, the disturbance magnetic field that can be canceled by such differential amplification is only the disturbance magnetic field in the same direction and the same intensity as the
そこで、図1に示すように、搬送路の下流側(返却側)に第2着磁体4が配設してある。第2着磁体4は、磁気検出素子3において第1着磁体の磁気を相殺するものであり、本実施の形態にかかる第2着磁体4は、磁気検出素子3を中心として第1着磁体2の配設位置と対称となる位置に配設してある。第2着磁体4は、第1着磁体2の磁力と反対極性であって、かつ同一の磁界強度を有している。このことは、第1着磁体2の磁力と第2着磁体4の磁力とが相殺する位置に磁気検出素子3を配設したことを意味する。
Therefore, as shown in FIG. 1, the second magnetized body 4 is disposed on the downstream side (return side) of the conveyance path. The second magnetized body 4 cancels the magnetism of the first magnetized body in the
第2着磁体4は、上述した第1着磁体2と同様に、紙幣Bの搬送中に紙幣に磁気を着磁可能である。第2着磁体4は、上述した第1着磁体2と同様に、ホルダ5の下面となる検出面Sdに対して垂直となる態様で取り付けてある。第2着磁体4は、永久磁石41と軟磁性体42とから構成してあり、永久磁石41は、上述した第1着磁体2に用いた永久磁石21と同一の磁界強度を有したものである。したがって、永久磁石41は、識別対象である紙幣の保持力以上の磁界強度、すなわち、1kガウス以上の磁界強度を有している。永久磁石41は、上述した第1着磁体2に用いた永久磁石21と同一形状(四角柱形状)を有し、検出面Sd側となる矩形形状の端面がN極となるように配設してある。軟磁性体42は、上述した第1着磁体2に用いた軟磁性体22と同様に、側面視コの字状であって、断面が矩形形状を有するものある。軟磁性体42は、上述した第1着磁体2に用いた軟磁性体22と同様に、たとえば、パーマロイ、フェライト等の軟磁性材料によって構成してある。この軟磁性体42は、永久磁石41の検出面Sdと反対側となる磁極側(S極側)を跨ぐように、永久磁石41と組み合わせてある。したがって、第2着磁体4は、永久磁石41を中央に配設した略Eの字形を構成し、軟磁性体42の検出面Sd側となる二つの矩形形状の端面はS極を構成する。そして、永久磁石41の端面(N極)から軟磁性体42の端面(S極)に磁束が流れることになる。この結果、第2着磁体4は、永久磁石41の端面と軟磁性体42の開放端面とを相互に結ぶ方向(搬送方向Yに直交する方向)に磁束が集中することになる。したがって、搬送方向Yに直交する方向の磁界成分は強化され、搬送方向Yの磁界成分は抑制される。
The second magnetized body 4 can magnetize the banknote while the banknote B is being conveyed, like the first magnetized body 2 described above. Similar to the first magnetized body 2 described above, the second magnetized body 4 is attached in a manner perpendicular to the detection surface Sd that is the lower surface of the holder 5. The second magnetized body 4 is composed of a
このように構成した第2着磁体4の開放端面、すなわち、永久磁石41の端面、軟磁性体42の二つの端面は、検出面Sdに表出し、搬送路上を搬送される紙幣Bの表面に対して接触または近接可能である。したがって、磁気インキにより印刷等された紙幣の永久磁石41に近い側はS極に、軟磁性体42に近い側はN極に磁化される。そして、着磁部に残留した磁気により、図5に示すように、磁界が構成される。すなわち、永久磁石41の中心を通り、搬送方向軸Oを境として着磁部の両側に相互に反対方向(搬送方向軸に近接する方向)に磁束が流れる磁界が構成される。
The open end face of the second magnetized body 4 configured in this way, that is, the end face of the
そして、図5に示すように、第1着磁体2の磁力と第2着磁体4の磁力とが相殺され、磁気検出素子3の配設位置において、第1着磁体2の磁界の影響と、第2着磁体4の磁界の影響とが排除される。
Then, as shown in FIG. 5, the magnetic force of the first magnetized body 2 and the magnetic force of the second magnetized body 4 are offset, and the influence of the magnetic field of the first magnetized body 2 at the position where the
ここで、第1着磁体2の永久磁石21、第2着磁体4の永久磁石41の磁気特性のばらつきや、取付誤差等により、磁気検出素子3の配設位置において、第1着磁体2の磁界の影響と第2着磁体4の磁界の影響とを相殺できない場合が想定される。このため、図1に示すように、衝立状のパーマロイ、アモルファス等の磁気シールド部材6を、第1着磁体2と磁気検出素子3との間、磁気検出素子3と第2着磁体4との間に配設することが好ましい。
Here, due to variations in the magnetic characteristics of the
上述した紙幣識別センサ1に紙幣Bが挿入された場合には、紙幣Bは搬送路を矢印Y1方向に搬送される。そして、紙幣Bが第1着磁体2に臨む位置に至ると、紙幣Bは第1着磁体2により着磁される。したがって、紙幣Bの着磁部が順次着磁され、図2に示すように、紙幣Bは帯状に着磁される。 When the banknote B is inserted into the banknote identification sensor 1 described above, the banknote B is transported along the transport path in the arrow Y1 direction. Then, when the banknote B reaches the position facing the first magnetized body 2, the banknote B is magnetized by the first magnetized body 2. Accordingly, the magnetized portions of the bills B are sequentially magnetized, and the bills B are magnetized in a band shape as shown in FIG.
紙幣Bの着磁部は、図3に示すように、紙幣Bに対して鉛直となる方向に着磁され、着磁された磁気により構成される磁界は、図5に示すように、搬送方向に対して直角に交差するH11方向の成分とH12方向の成分とを有している。 As shown in FIG. 3, the magnetized portion of the bill B is magnetized in a direction perpendicular to the bill B, and the magnetic field constituted by the magnetized magnet is in the transport direction as shown in FIG. H11 direction component and H12 direction component that intersect at right angles to the direction.
したがって、その後、紙幣Bが磁気検出素子3に臨む位置に至ると、磁気検出素子3が紙幣Bの着磁部に残留する残留磁気により構成された磁界を差動検出し、紙幣Bが識別可能となる。
Therefore, when the banknote B reaches the position where it faces the
一方、紙幣識別センサ1からから紙幣Bが返却される場合には、紙幣Bは搬送路を矢印Y2方向に搬送される。そして、紙幣Bが第2着磁体4に臨む位置に至ると、紙幣Bは第2着磁体4により着磁される。したがって、紙幣Bの着磁部が順次着磁され、紙幣Bが挿入された場合と同様に、紙幣Bは帯状に着磁される。 On the other hand, when the banknote B is returned from the banknote identification sensor 1, the banknote B is conveyed along the conveyance path in the direction of arrow Y2. When the banknote B reaches the position facing the second magnetized body 4, the banknote B is magnetized by the second magnetized body 4. Accordingly, the magnetized portions of the bills B are sequentially magnetized, and the bills B are magnetized in a band shape in the same manner as when the bills B are inserted.
紙幣Bの着磁部は、紙幣Bが挿入された場合と同様に、紙幣Bに対して鉛直となる方向に着磁され、着磁された磁気により構成される磁界は、搬送方向に対して直角に交差するH22方向の成分とH22方向の成分とを有している。 As in the case where the bill B is inserted, the magnetized part of the bill B is magnetized in a direction perpendicular to the bill B, and the magnetic field constituted by the magnetized magnetism is in the transport direction. It has a component in the H22 direction and a component in the H22 direction that intersect at right angles.
したがって、その後、紙幣Bが磁気検出素子3に臨む位置に至ると、磁気検出素子3が紙幣Bの着磁部に残留する残留磁気により構成された磁界を差動検出し、紙幣Bが識別可能となる。
Therefore, when the banknote B reaches the position where it faces the
上述した本実施の形態にかかる紙幣識別センサ1は、第2着磁体4の磁力が第1着磁体2の磁力と反対極性を有するので、磁気検出素子3において第1着磁体2の磁力と第2着磁体4の磁力とが互いに相殺し、第1着磁体2および第2着磁体4が磁気検出素子3に及ぼす磁力の影響を抑制できる。
In the banknote identification sensor 1 according to the above-described embodiment, the magnetic force of the second magnetized body 4 has the opposite polarity to the magnetic force of the first magnetized body 2. The magnetic forces of the two magnetized bodies 4 cancel each other, and the influence of the magnetic forces exerted on the
また、上流側に第1着磁体2を備え、下流側に第2着磁体4を備えたので、搬送路に紙幣Bを挿入した場合に第1着磁体2が紙幣Bに磁気を着磁し、搬送路から紙幣Bを返却する場合に第2着磁体4が紙幣Bに磁気を着磁する。このため、紙幣Bの挿入時と返却時のいずれの場合にも紙幣Bに残留した残留磁気を検出できる。この結果、紙幣Bの挿入時と返却時のいずれの場合にも紙幣Bを識別できる。 Further, since the first magnetized body 2 is provided on the upstream side and the second magnetized body 4 is provided on the downstream side, the first magnetized body 2 magnetizes the bill B when the bill B is inserted into the transport path. When the banknote B is returned from the conveyance path, the second magnetized body 4 magnetizes the banknote B with magnetism. For this reason, the residual magnetism remaining on the bill B can be detected both when the bill B is inserted and when it is returned. As a result, the bill B can be identified both when the bill B is inserted and when it is returned.
また、第1着磁体2の磁石と第2着磁体4の磁石とを永久磁石21,41で構成したので、第1着磁体2の磁石と第2着磁体4の磁石とを電磁石で構成する場合よりも小型化できる。
Moreover, since the magnet of the 1st magnetized body 2 and the magnet of the 2nd magnetized body 4 were comprised with the
また、第1着磁体2と磁気検出素子3との間および磁気検出素子3と第2着磁体4との間に磁気シールド部材6を配設すれば、漏れ磁界(ノイズ磁界)の影響をさらに抑制できる。
Further, if the magnetic shield member 6 is disposed between the first magnetized body 2 and the magnetic detecting
また、第1着磁体2、磁気検出素子3、第2着磁体4、磁気シールド部材6の全てを同一のホルダ5に取り付けたので、紙幣識別センサ1の取扱いを向上できる。
In addition, since the first magnetized body 2, the
なお、上述した実施の形態では、紙幣Bを識別する紙幣識別センサ1を例に紙葉類識別センサについて説明したが、紙葉類は、紙幣に限られるものではなく、たとえば、商品券、手形、小切手のように、磁気インキで印刷等された紙葉類を対象とするものであれば含まれる。 In the above-described embodiment, the paper sheet identification sensor has been described by taking the banknote identification sensor 1 for identifying the banknote B as an example. However, the paper sheet is not limited to the banknote, and for example, a gift certificate, a bill Included are paper sheets that are printed with magnetic ink, such as checks.
また、磁気検出素子3の例として、磁気インピーダンス素子31A,31Bを利用したものを説明したが、磁気インピーダンス素子31A、31Bに代えて、薄膜フラックスゲート型磁気検出素子を利用してもよい。
Further, as an example of the
さらに、第1着磁体2と磁気検出素子3との間、磁気検出素子3と第2着磁体4との間に衝立状のパーマロイ、アモルファス等の磁気シールド部材6を配設するものとしたが、磁気シールド部材6を筒状に形成し、磁気検出素子3を包囲するように配設してもよい。
Further, the screen-shaped permalloy or amorphous magnetic shield member 6 is disposed between the first magnetized body 2 and the magnetic detecting
以上のように、本発明にかかる紙葉類識別センサは、着磁した紙葉類の残留磁気を検出して識別する紙葉類識別センサに有用であり、たとえば、磁気インキで印刷された紙幣等の紙葉類を識別する紙葉類識別センサに適している。 As described above, the paper sheet identification sensor according to the present invention is useful as a paper sheet identification sensor for detecting and identifying the residual magnetism of a magnetized paper sheet, for example, a banknote printed with magnetic ink It is suitable for a paper sheet identification sensor for identifying paper sheets such as.
1 紙幣識別センサ
2 第1着磁体
21 永久磁石
22 軟磁性体
3 磁気検出素子
31A,31B 磁気インピーダンス素子
4 第2着磁体
41 永久磁石
42 軟磁性体
5 ホルダ
6 磁気シールド部材
B 紙幣
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Banknote identification sensor 2 1st magnetized
Claims (6)
前記第1着磁手段により着磁された紙葉類の残留磁気を検出する磁気検出手段と、
前記搬送路の下流であって、前記磁気検出手段を境にして前記第1着磁手段と紙葉類の搬送方向反対側となる位置に配設し、前記磁気検出手段において前記第1着磁手段の磁気と相殺する態様で、前記第1着磁手段の磁気と反対極性となる磁気を紙葉類に着磁する第2着磁手段と
を備えたことを特徴とする紙葉類識別センサ。 A first magnetizing means disposed upstream of a transport path for transporting paper sheets and magnetizing the paper sheets;
Magnetic detection means for detecting residual magnetism of the paper sheets magnetized by the first magnetization means;
It is arranged downstream of the transport path and at a position opposite to the first magnetizing means and the transport direction of the paper sheet with the magnetic detecting means as a boundary, and the first magnetizing is performed in the magnetic detecting means. A paper sheet identification sensor comprising: a second magnetizing means for magnetizing a paper sheet with a magnetism having a polarity opposite to that of the first magnetizing means in a mode that cancels out the magnetism of the first magnetizing means. .
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