JP6073598B2 - 磁気センサの検出能力テスト方法 - Google Patents

Description

本発明は、磁気センサの検出能力の適否を判定するテスト方法に関し、例えば、紙幣や有価証券等の真偽を識別するのに適したＭＲ素子を用いた磁気センサの検出能力テスト方法に関する。

従来から紙幣等に所定のパターンを磁性インキで印刷しておき、この磁性体を、現金自動預貯金機や自動販売機等に内蔵した磁気センサで検出することにより、紙幣等の真偽を判定することは知られている。そして、この判定を行なう磁気センサとして、磁気検出媒体に印刷された磁性体の印刷ピッチ、印刷幅及び磁性体の濃度を検出する、ＭＲ素子を用いた磁気センサが知られている（例えば特許文献１）。ところで、この種磁気センサの検出能力テスト方法としては、コイルを使用し磁界印加して得た出力波形によってテストを行なうことが一般的である（例えば特許文献２）。そして、現金自動預貯金機等に内蔵されて、紙幣等の磁気検出媒体に印刷された磁性体を、磁気検出媒体の移送状態で検出する磁気センサにおいても、このコイルを使用した検出能力テストが行われている。

特開２００５−６２０８９号公報 特開平５−３６８０５号公報

従来のコイルを使用した検出能力テスト方法では、専用のコイルを作成したり、コイル用電源を設置しなければならず、テスト装置にコストがかかるという不都合がある。また、コイルによる磁界印加では高速な磁界変化を印加することができない。このため、コイルを使用したテスト方法では、静的な検出動作については問題がないが、高速な磁界変化を印加した場合の検出能力が確認できないので、真偽判定のために紙幣等の磁気検出媒体を移送しながら行なう、高速な磁界変化をともなう動的な検出動作については、検出対象である磁性体を適正に検出できるか否かの能力の正確な判定ができないという不都合がある。
本発明は、これらの不都合を解消し、コイルによる磁界印加を行なうことなく、動的な検出動作時に適正な検出動作がなされるか否かを判定可能な磁気センサの検出能力テスト方法を提供することを目的とする。

この目的を達成するため本発明に係る磁気センサの検出能力テスト方法は、磁気検出媒体と磁気センサとを相対的に移送して、前記磁気検出媒体に印刷された磁性体の印刷パターンを検出することによって行なうものであって、印刷パターンを基本パターンと付加パターンとから構成し、基本パターンの検出信号の大きさを基準として、付加パターンの検出信号の大きさが所定以上であれば適正と判定し、所定以上でなければ不適正と判定するものである。より具体的には、付加パターンの所定部分、例えば磁性体の移送方向の先端縁と後端縁、における検出信号の絶対値が基本パターンの所定部分、例えば磁性体の移送方向の先端縁と後端縁、における検出信号の絶対値と比較して所定の大きさに達していれば適正と判定する一方、所定の大きさに達していなければ不適正と判定するものである。

ここにおいて、基本パターンは感度判定を行なうパターンで、検出信号の振幅値によって感度を判定するパターンであり、例えば所定の幅と長さを有する帯状磁性体からなるパターンである。また、付加パターンは前記感度判定に基づいて、分解能判定及び移送方向と垂直方向の検出幅判定を行なうパターンで、前記分解能判定用のパターンは、例えば、移送方向の幅を検出する能力判定のために基本パターンより幅の狭い帯状磁性体からなる第１付加パターンと、移送方向に並列に設けた複数の磁性体を各別に検出する能力判定のために基本パターンと同一の一対の帯状磁性体を移送方向に間隔を置いて配置してなる第２付加パターンとからなり、前記検出幅判定用のパターンは、例えば、移送方向と垂直方向の幅を検出する能力判定のために一対の磁性体を移送方向に間隔を置くとともに移送方向に対する垂直方向に検出幅の間隔を置いて配置してなる第３付加パターンから構成すると好適である。

また、判定の基準としては、付加パターンの所定部分、例えば磁性体の移送方向の先端縁と後端縁、における検出信号の振幅が基本パターンの所定部分、例えば磁性体の移送方向の先端縁と後端縁、における検出信号の振幅と比較して１／２の大きさに達していれば適正とする一方、１／２の大きさに達していなければ不適正とすると好適である。

本発明に係る磁気センサの検出能力テスト方法によれば、磁性体が基本パターンと付加パターンからなる所定のパターンで印刷された磁気検出媒体を移送させながら磁性体を検出し、基本パターンと付加パターンの検出信号の大きさを比較して、適正な検出がなされたか否かを判断するので、動的な検出動作時に適正な検出がなされるか否かの検出能力を正確に判定することができる。

また、基本パターンと比較する付加パターンを複数の異なったパターンで構成することにより、検出能力の判定をより正確にすることができる。さらに、付加パターンの検出信号の所定部分の振幅が基本パターンの検出信号の振幅の大きさの１／２以上の場合に適正と判定することで、検出能力の判定をより正確にすることができる。

本発明の一実施形態における磁気センサと磁気検出媒体を示す概略的な構成図。 同じく印刷パターンと同パターンの検出信号波形を示す説明図。 同じく検出信号が適正か否かの判定動作を示すフロー図。

まず、添付図面の図１に基づいて磁気センサと磁気検出媒体について説明するが、この図１では便宜上、磁気センサと磁気検出媒体の相対的な大きさを実際とは異なった状態で示している。磁気センサ１１は、ＴＭＲ型磁気センサ素子のようなＭＲ素子１ａをブリッジに組んでなるセンサ部１と、増幅部２と、前記ＭＲ素子１ａに磁気バイアスをかける磁石部３からなり、磁気検出媒体に設けた磁性体によって印加される磁界強度の変化に応じたセンサ部１の検出信号を増幅部２で増幅して検出判定装置１２に出力するものである。前記検出判定装置１２は、図示していないが、各種データを格納する記憶部と、磁気センサ１１から入力した信号と前記記憶部に格納しているデータを比較する比較部と、比較部の出力に基づいて前記磁気センサ１１からの入力信号が適正な検出信号か否かを判定する判定部と、前記各部の各種動作を制御する制御部と、表示部と、データ入力部等からなる。

磁気検出媒体２１は、図１に概略的に示すように、シート２２に磁性インクを印刷して磁性体２３のパターンを形成したものである。この磁性体２３のパターンは、具体的には図２に示す基本パターン３１と三つの付加パターン３２，３３，３４とから構成している。

基本パターン３１は磁気センサ１１の感度判定を行なうパターンで、検出信号の振幅値によって感度を判定するパターンであり、所定の幅と長さを有する帯状磁性体からなるパターンである。また、各付加パターン３２，３３，３４は前記感度判定に基づいて、分解能判定と検出幅判定を行なうパターンで、分解能判定用パターンは、移送方向の幅検出能力を判定するために前記基本パターン３１より幅の狭い帯状磁性体からなる第１付加パターン３２と、移送方向に並列に設けた複数の磁性体を各別に識別する検出能力を判定するために基本パターン３１と同一の一対の帯状磁性体を移送方向に間隔を置いて配置してなる第２付加パターン３３とからなる。さらに、検出幅判定用のパターンは、移送方向に対する垂直方向の幅の検出能力を判定するために一対の磁性体を移送方向に間隔を置くとともに移送方向に対する垂直方向に検出幅の間隔を置いて配置してなる第３付加パターン３４から構成している。

なお、前記基本パターン３１の幅と長さ、前記第１付加パターン３２の幅Rmg1、前記第２付加パターン３３の一対の帯状磁性体の間隔Rmg2、前記第３付加パターン３４の一対の磁性体の移送方向に対する垂直方向の間隔Wmgは、それぞれ磁気センサ１１が使用される紙幣等の磁気検出媒体の磁気パターンに応じて決定される。なお、前記第３付加パターン３４の一対の磁性体の移送方向の間隔は、各磁性体を独立して検出できるように、前記第２付加パターン３３の一対の帯状磁性体の間隔Rmg2よりも充分長く設定している。

ここで、磁気センサ１１が基本パターン３１及び各付加パターン３２，３３，３４を検出した場合の検出信号波形を図２に基づいて説明する。磁気検出媒体２１を磁気センサ１１に対して矢方向に移送すると、基本パターン３１がセンサ部１に接近することにより、検出信号は基準電圧Vrefから徐々に大きくなり、基本パターン３１の移送先端縁３１ａを検出すると最大電圧Vahとなり、基本パターン３１の移動に追随して徐々に小さくなって、基本パターン３１の移送後端縁３１ｂを検出すると最小電圧Valとなり、基本パターン３１が離反して行くにしたがい徐々に大きくなって基準電圧Vrefに戻る。検出信号の振幅Voutは、磁性体である基本パターン３１の濃度、移送方向の幅、基本パターン３１とＭＲ素子１ａとの距離によって異なり、基本パターン３１の移送方向の各端縁３１ａ，３１ｂに反応して上下反転する。

第１付加パターン３２は、基本パターン３１よりも幅が狭いので、この第１付加パターン３２の検出信号の移送先端縁３２ａを検出してなる最大電圧Vbhと移送後端縁３２ａを検出してなる最小電圧Vblの絶対値は、基本パターン３１の最大電圧Vahと最小電圧Valの絶対値より小さくなる。このため、前記第１付加パターン３２の検出信号の振幅は基本パターン３１の検出信号の振幅よりも小さくなる。

また、第２付加パターン３３は、移送方向に間隔Rmg2をおいて基本パターン３１と同一の一対の磁性体を配置してなるので、一対の磁性体の移送方向先端縁３３ａと移送方向後端縁３３ｂの検出信号は、基本パターン３１の最大電圧Vahと最小電圧Valと同一の出力電圧となる。一方、間隔を挟んで対向する各端縁３３ｃ、３３ｄに反応して上下反転する際の検出信号の最小電圧Vclと最大電圧Vchは、前記各端縁３３ａ，３３ｂの各出力電圧Vah、Valより絶対値が小さいものとなる。したがって、前記各端縁３３ｃ、３３ｄを検出した際の検出信号の振幅は、基本パターン３１の検出信号の振幅よりも小さくなる。そして、前記振幅は間隔が狭いほど小さくなるので、前記振幅の大きさによって間隔検出能力、すなわち二つの磁性体を各別に検出する能力を判定することができる。

さらに、第３付加パターン３４は、一対の磁性体の移送方向と垂直方向の間隔が広くなるにしたがって、検出センサ１１の検出能力が劣ってくるため、前記第３付加パターン３４の各磁性体の検出信号は、その移送方向先端縁３４ａ，３４ｃを検出してなる最大電圧Vd1h,Vd2hと、その移送方向後端縁３４ｂ，３４ｄを検出してなる最小電圧Vd1l,Vd2lが基本パターン３１の最大電圧Vahと最小電圧Valより絶対値が小さいものとなる。したがって、前記第３付加パターン３４の各磁性体の検出信号の振幅は、基本パターン３１の検出信号の振幅よりも小さくなる。

続いて、上述した図１に示す磁気センサ１１と検出判定装置１２によって、図２に示す検出用磁気媒体２１の各パターン３１，３２，３３，３４を検出した検出信号の適正、不適正を判定する、検出能力テスト方法の一実施形態を図３のフロー図に基づいて説明する。はじめに、検出判定装置１２を所定の初期状態に設定したうえ、磁気検出媒体２１を磁気センサ１１に対して図２の矢方向に移送する。この際、前記検出判定装置１２の記憶部には、感度判定の基準となる振幅の最大電圧Vmhと最小電圧Vmlをあらかじめ入力して格納しておく。

磁気検出媒体２１の移送にしたがって、基本パターン３１がセンサ部１に接近することにより、基本パターン３１の移送先端縁３１ａを検出すると最大電圧Ｖahを測定し、基本パターン３１の移送後端縁３１ｂを検出すると最小電圧Ｖalを測定して、磁気センサ１１はこの検出信号を検出判定装置１２に出力する（ステップ１０１）。検出信号が入力した前記検出判定装置１２では、この入力した最大電圧Ｖah及び最小電圧Ｖalと、記憶部に格納しておいた最大電圧Vmh及び最小電圧Vmlとを比較部でそれぞれ比較し（ステップ１０２）、Vah＞VmhかつVal＜Vmlであれば判定部において感度能力が適正であると判定する（ステップ１０３）。一方、前記ステップ１０２でVah＞VmhかつVal＜Vmlでなければ判定部において感度能力が不適正であると判定する（ステップ１０４）。

続いて、検出判定装置１２において、入力した最大電圧Ｖah及び最小電圧Ｖalから、各付加パターン３２，３３，３４の検出において、適正な検出動作であるか否かを確認するための基準値Vjh及びVjlを、Vjh＝Vah／２、Vjl＝Val／２と設定し、記憶部に格納する。すなわち、本実施形態においては、各付加パターン３２，３３，３４の検出において、適正な検出動作であると判定するには、基本パターン３１の最大感度における振幅Vmaxの１／２の振幅１／２Vmax以上の振幅の検出信号であることが必要と設定する。

さらに、磁気検出媒体２１を移送して、センサ部１が第１付加パターン３２の移送先端縁３２ａを検出すると最大電圧Vbhを測定し、第１付加パターン３２の移送後端縁３２ｂを検出すると最小電圧Vblを測定して、磁気センサ１１はこの検出信号を検出判定装置１２に出力する（ステップ１０６）。同様に、センサ部１が第２付加パターン３３の移送後端縁３３ｃを検出すると中間最小電圧Vclを測定し、第２付加パターン３３の移送先端縁３３ｄを検出すると中間最大電圧Vchを測定して、磁気センサ１１はこの検出信号を検出判定装置１２に出力する（ステップ１０６）。検出信号が入力した前記検出判定装置１２では、これら入力した最大電圧Ｖbh,Vch及び最小電圧Vbl,Vclと、記憶部に格納しておいた最大電圧Vjh及び最小電圧Vjlとを比較部でそれぞれ比較し（ステップ１０7）、Vbh,Vch＞VjhかつVbl,Vcl＜Vjlであれば判定部で分解能力が適正であると判定する（ステップ１０８）。一方、前記ステップ１０７でVbh,Vch＞VjhかつVbl,Vcl＜Vjlでなければ判定部で分解能力が不適正であると判定する（ステップ１０９）。

なお、上述した各ステップ１０６，１０７では、検出判定装置１２において第１付加パターン３２と第２付加パターン３３との検出に基づく測定値Vbh,Vch,Vbl,Vclと記憶部に格納してある比較値Vjh,Vjlとの比較判定を、まとめて連続的に行なったが、これを第１付加パターン３２と第２付加パターン３３毎に各別のステップとして、検出、比較判定してもよいものである。

さらに、磁気検出媒体２１を移送して、センサ部１が第３付加パターン３４の一対の磁性体の移送先端縁３４ａ，３４ｃ及び移送後端縁３４ｂ、３４ｄを順次検出すると、最大電圧Vd1h,Vd2h及び最小電圧Vd1l,Vd2lをそれぞれ測定して、磁気センサ１１はこの検出信号を検出判定装置１２に出力する（ステップ１１０）。検出判定装置１２では、これらの入力した最大電圧Ｖd1h,Vd2h及び最小電圧Vd1l,Vd2lと、記憶部に格納しておいた最大電圧Vjh及び最小電圧Vjlとを比較部でそれぞれ比較し（ステップ１１１）、Vd1h,Vd2h＞VjhかつVd1l,Vd2l＜Vjlであれば判定部で移送方向と垂直方向の検出幅能力が適正であると判定する（ステップ１１２）。一方、前記ステップ１１１でVd1h,Vd2h＞VjhかつVd1l,Vd2l＜Vjlでなければ判定部で検出幅能力が不適正であると判定し（ステップ１１３）、検出能力テストを終了する。

なお、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、例えば、各パターン３１，３２，３３，３４における磁性体の形状は上述した帯状などに限定されるものではなく、適宜変更可能である。また、各付加パターン３２，３３，３４の適正な検出動作と判定する振幅の基準も、基本パターン３１の検出最大振幅の１／２（５０％）以上に限らず、９／２０（４５％）以上など磁気センサ１１の使用目的に応じて種々設定可能である。

１ センサ部
１ａ ＭＲ素子
２ 増幅部
３ 磁石
１１ 磁気センサ
１２ 検出判定装置
２１ 磁気検出媒体
２２ シート
２３ 磁性体
３１ 基本パターン
３２ 第１付加パターン
３３ 第２付加パタ−ン
３４ 第３付加パターン

Claims (2)

1. 磁気検出媒体を、磁気センサに対して相対的に移送させて、前記磁気検出媒体に印刷された磁性体の印刷パターンを検出することによって行う磁気センサの検出能力テスト方法であって、印刷パターンを基本パターンと付加パターンとから構成し、基本パターンの検出信号を基準として、付加パターンの検出信号が基本パターンの検出信号と比較して所定の大きさに達していれば適正と判定する一方、所定の大きさに達していなければ不適正と判定するものであり、前記基本パターンは感度を判定するもので、所定の幅と長さを有する帯状磁性体からなり、前記付加パターンは、磁性体の前記移送方向の幅検出の能力を判定するために前記基本パターンより幅の狭い帯状磁性体からなる第１付加パターンと、前記移送方向に位置する複数の磁性体を各別に検出する能力を判定するために一対の帯状磁性体を前記移送方向に間隔を置いて配置してなる第２付加パターンと、前記移送方向と垂直方向における磁性体を検出する能力を判定するために一対の磁性体を前記移送方向及び前記移送方向と垂直方向に間隔を置いて配置してなる第３付加パターンからなることを特徴とする磁気センサの検出能力テスト方法。
2. 前記各付加パターンの検出信号の振幅が、前記基本パターンの検出信号の最大振幅と比較してその１／２の大きさに達していれば適正と判定する一方、１／２の大きさに達していなければ不適正と判定することを特徴とする請求項１記載の磁気センサの検出能力テスト方法。

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