JP6288894B1

JP6288894B1 - 磁気インク検出装置

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Publication number: JP6288894B1
Application number: JP2017145132A
Authority: JP
Inventors: 実雄右田
Original assignee: Techreco Co Ltd
Current assignee: Techreco Co Ltd
Priority date: 2017-07-27
Filing date: 2017-07-27
Publication date: 2018-03-07
Anticipated expiration: 2037-07-27
Also published as: JP2019028582A

Abstract

【課題】必要なコイル数を減らし、部品点数やコストを削減する。【解決手段】紙葉類Ｐに含まれる磁気インクを検出する磁気インク検出装置１であって、磁気ヘッド３は、搬送路２に対向する第１磁気ギャップＧ１を有する第１コア４と、搬送路３に対向し、かつ紙葉類搬送方向において第１磁気ギャップＧ１の下流側に配置される第２磁気ギャップＧ２を有する第２コア５と、第１コア４に巻装される第１コイル６と、第２コア５に巻装される第２コイル７と、を備え、検出回路６０は、第１コイル６を直流励磁する励磁部６１と、第１コイル６の電流変化を検出し、第１磁気インク及び第２磁気インクの検出信号として出力する第１検出部６２と、第２コイル７の電流変化又は電圧変化を検出し、第１磁気インクの検出信号として出力する第２検出部６３と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、紙幣などの紙葉類に含まれる磁気インクを検出する磁気インク検出装置に関する。

紙葉類を搬送する搬送路に対向して配置される磁気ヘッドと、該磁気ヘッドを介して、紙葉類に含まれる磁気インクを検出する検出回路と、を備える磁気インク検出装置が知られている。例えば、特許文献１に記載される磁気インク検出装置は、磁化されると磁気が残留する第１磁気インクと、磁化されても磁気が残留しない第２磁気インクと、を識別可能に検出するように構成されている。

図６は、従来例に係る磁気インク検出装置の磁気ヘッド３１を示しており、従来の磁気ヘッド３１は、紙葉類Ｐの搬送路２に対向する第１磁気ギャップＧ１を有する第１コア１０２と、搬送路２に対向し、かつ紙葉類搬送方向において第１磁気ギャップＧ１の下流側に配置される第２磁気ギャップＧ２を有する第２コア１０３と、第１コア１０２に巻装される着磁コイル１０４及び第１検出コイル１０５と、第２コア１０３に巻装される第２検出コイル１０６と、を備える。

図７は、従来例に係る磁気インク検出装置の磁気ヘッド３１及び検出回路１１０を示す回路図であり、従来の検出回路１１０は、着磁コイル１０４を直流励磁する励磁部１１１と、第１検出コイル１０５の電圧変化を検出し、第１磁気インク及び第２磁気インクの検出信号として出力する第１検出部１１２と、第２検出コイル１０６の電圧変化を検出し、第１磁気インクの検出信号として出力する第２検出部１１３と、を備える。このような磁気インク検出装置によれば、永久磁石を使用しないので、金属粉の付着に起因するドラブルを回避できるという利点がある。

特開２００２−２０２３５３号公報

しかしながら、図６に示すような従来の磁気ヘッド３１では、少なくとも搬送方向上流側の第１コア１０２に２つのコイル（着磁コイル１０４及び第１検出コイル１０５）を巻装する必要があるので、合計で３つ以上のコイルが必要となり、部品点数の増加、コスト高、大型化などの要因となっている。

また、この種の磁気ヘッド３１では、第１コア１０２側と第２コア１０３側とが可及的に同じ条件で検出を行うために、紙葉類搬送方向における第１磁気ギャップＧ１と第２磁気ギャップＧ２との間の距離Ｌは可及的に小さくすることが望ましいが、第１コア１０２及び第２コア１０３には、３つ以上のコイル（着磁コイル１０４及び検出コイル１０５、１０６）が巻装されるため、距離Ｌの最小化に限界があった。

また、この種の磁気ヘッド３１は、通常、紙葉類搬送方向と直交する方向に複数配置され、紙葉類の複数箇所を同時に検出する多チャンネル方式で使用されるので、紙葉類搬送方向と直交する方向の寸法については比較的寛容であるが、紙葉類搬送方向においては、他種の検出装置（例えば、紙葉類の絵柄を光学的に検出する光学センサやイメージセンサ）などが並設されるケースが多いため、紙葉類搬送方向の寸法は可及的にコンパクト化することが望まれている。

本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、紙葉類を搬送する搬送路に対向して配置される磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドを介して、紙葉類に含まれる磁気インクを検出する検出回路と、を備え、前記検出回路は、磁化されると磁気が残留する第１磁気インクと、磁化されても磁気が残留しない第２磁気インクと、を識別可能に検出する磁気インク検出装置であって、前記磁気ヘッドは、前記搬送路に対向する第１磁気ギャップを有する第１コアと、前記搬送路に対向し、かつ紙葉類搬送方向において前記第１磁気ギャップの下流側に配置される第２磁気ギャップを有する第２コアと、前記第１コアに巻装される第１コイルと、前記第２コアに巻装される第２コイルと、を備え、前記検出回路は、前記第１コイルを直流励磁する励磁部と、前記第１コイルの電流変化を検出し、第１磁気インク及び第２磁気インクの検出信号として出力する第１検出部と、前記第２コイルの電流変化又は電圧変化を検出し、第１磁気インクの検出信号として出力する第２検出部と、を備え、前記第１コアに巻装される前記第１コイルを着磁コイル及び検出コイルに兼用しつつ、第１磁気インク及び第２磁気インクの検出を行うとともに、前記第１コイルで着磁された第１磁気インクのみを前記第２コイルを介して検出する。
また、請求項２の発明は、請求項１に記載の磁気インク検出装置であって、前記第１検出部は、前記励磁部によって直流励磁される前記第１コイルの両端に接続され、前記第１コイルを流れる電流の変化を検出する電流変化検出部と、前記電流変化検出部が検出した変化量を増幅する増幅部と、を備えることを特徴とする。
また、請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の磁気インク検出装置であって、前記第１コアは、一端部同士が前記第１磁気ギャップを介して磁気的に分離され、他端部同士が磁気的に結合される一対のコア部を有し、一方のコア部は、前記第１コイルが巻装されるコイル巻装コア部、他方のコア部は、前記第１コイルが巻装されないコイル非巻装コア部であり、前記第２コアは、一端部同士が前記第２磁気ギャップを介して磁気的に分離され、他端部同士が磁気的に結合される一対のコア部を有し、一方のコア部は、前記第２コイルが巻装されるコイル巻装コア部、他方のコア部は、前記第２コイルが巻装されないコイル非巻装コア部であり、紙葉類搬送方向において、前記第１コアの前記コイル非巻装コア部と前記第２コアの前記コイル非巻装コア部とが、隣接して配置され、前記第１コアの前記コイル巻装コア部と前記第２コアの前記コイル巻装コア部とが、前記第１コアの前記コイル非巻装コア部と前記第２コアの前記コイル非巻装コア部とを挟むように配置されていることを特徴とする。
また、請求項４の発明は、請求項３に記載の磁気インク検出装置であって、前記第１コアの前記コイル非巻装コア部は、前記第１コイルが入り込む凹部、切欠き部又は貫通孔を有し、前記第２コアの前記コイル非巻装コア部は、前記第２コイルが入り込む凹部、切欠き部又は貫通孔を有することを特徴とする。
また、請求項５の発明は、請求項３又は４に記載の磁気インク検出装置であって、前記コイル巻装コア部及び前記コイル非巻装コア部は、厚さが均等な平板形状を有し、一端部同士が前記第１磁気ギャップ又は前記第２磁気ギャップを構成する平板形状の非磁性部材を介して連結され、他端部同士が平板形状の高透磁率部材を介して連結されることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、磁化されると磁気が残留する第１磁気インクと、磁化されても磁気が残留しない第２磁気インクと、を識別可能に検出するものでありながら、第１コアに巻装した第１コイルが着磁コイル及び検出コイルに兼用されるので、必要なコイル数を減らし、部品点数やコストの削減が図れるだけでなく、磁気ヘッドの小型化やギャップ間距離の縮小が可能になる。
また、請求項２の発明によれば、第１検出部は、励磁部によって直流励磁される第１コイルの両端に接続され、第１コイルを流れる電流の変化を検出する電流変化検出部と、電流変化検出部が検出した変化量を増幅する増幅部と、を備えるので、着磁コイルと検出コイルとを分離させている従来の磁気インク検出装置に比べ、第１磁気インク及び第２磁気インクによる磁束の変化を高精度に検出できる。
また、請求項３の発明によれば、紙葉類搬送方向において、第１コアのコイル非巻装コア部と第２コアのコイル非巻装コア部とが、隣接して配置されるので、コイルの厚みに影響を受けることなく、両コアのコイル非巻装コア部を近接配置し、ギャップ間距離をさらに縮小することができる。これにより、第１コア側と第２コア側との検出条件を可及的に一致させ、第１磁気インク及び第２磁気インクを識別可能、かつ高精度に検出することが可能になる。
また、請求項４の発明によれば、コイル非巻装コア部は、コイルが入り込む凹部、切欠き部又は貫通孔を有するので、磁気ヘッドの紙葉類搬送方向の寸法をコンパクト化できる。
また、請求項５の発明によれば、第１コア及び第２コアは、平板形状のコイル巻装コア部、コイル非巻装コア部、非磁性部材及び高透磁率部材を用いて構成されるので、製造工程の簡略化や製造コストの低減を図ることができる。

本発明の実施形態に係る磁気インク検出装置の磁気ヘッド及び検出回路を示す回路図である。本発明の実施形態に係る磁気インク検出装置の磁気ヘッドを示す３面図であり、（ａ）は磁気ヘッドの正面図、（ｂ）は磁気ヘッドの平面図、（ｃ）は磁気ヘッドの側面図である。本発明の実施形態に係る磁気インク検出装置の磁気ヘッドを示すＸ−Ｘ断面図である。本発明の実施形態に係る磁気インク検出装置の磁気ヘッドを示す斜視図である。本発明の実施形態に係る磁気インク検出装置の磁気ヘッドを示す分解斜視図である。従来例に係る磁気インク検出装置の磁気ヘッドを示す断面図である。従来例に係る磁気インク検出装置の磁気ヘッド及び検出回路を示す回路図である。

［磁気インク検出装置］
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図１において、１は磁気インク検出装置であって、該磁気インク検出装置１は、紙幣などの紙葉類Ｐを搬送する搬送路２に対向して配置される磁気ヘッド３と、磁気ヘッド３を介して、紙葉類Ｐに含まれる磁気インクを検出する検出回路６０と、を備え、検出回路６０は、磁化されると磁気が残留する第１磁気インクと、磁化されても磁気が残留しない第２磁気インクと、を識別可能に検出する。なお、第１磁気インクには、残留磁気の大小に応じた複数の種類が含まれている。また、紙葉類Ｐは、紙幣に限定されるものではなく、偽造防止のために磁気インクが使用される商品券、金券、切符、チケット、小切手などが含まれる。

［磁気ヘッド］
図２〜図５に示すように、磁気ヘッド３は、搬送路２に対向する第１磁気ギャップＧ１を有する第１コア４と、搬送路２に対向し、かつ紙葉類搬送方向において第１磁気ギャップＧ１の下流側に配置される第２磁気ギャップＧ２を有する第２コア５と、第１コア４に巻装される第１コイル６と、第２コア５に巻装される第２コイル７と、を備える。

第１コア４は、一端部同士が第１磁気ギャップＧ１を介して磁気的に分離され、他端部同士が磁気的に結合される一対のコア部４１、４２を有し、一方のコア部４１は、第１コイル６が巻装されるコイル巻装コア部４１、他方のコア部４２は、第１コイル６が巻装されないコイル非巻装コア部４２である。

また、第２コア５は、一端部同士が第２磁気ギャップＧ２を介して磁気的に分離され、他端部同士が磁気的に結合される一対のコア部５１、５２を有し、一方のコア部５１は、第２コイル７が巻装されるコイル巻装コア部５１、他方のコア部５２は、第２コイル８が巻装されないコイル非巻装コア部５２である。

そして、紙葉類搬送方向において、第１コア４のコイル非巻装コア部４２と第２コア５のコイル非巻装コア部５２とが、隣接して配置され、第１コア４のコイル巻装コア部４１と第２コア５のコイル巻装コア部５１とが、第１コア４のコイル非巻装コア部４２と第２コア５のコイル非巻装コア部５２とを挟むように配置されている。

このような配置構成によれば、紙葉類搬送方向において、第１コア４のコイル非巻装コア部４２と第２コア５のコイル非巻装コア部５２とが、隣接して配置されることにより、コイル６、７の厚みに影響を受けることなく、両コア４、５のコイル非巻装コア部４２、５２を近接配置し、第１磁気ギャップＧ１と第２磁気ギャップＧ２との距離Ｌを小さくすることが可能になる。

また、本実施形態において、第１コア４のコイル非巻装コア部４２は、第１コイル６が紙葉類搬送方向に沿う方向から入り込む貫通孔４２ａを有し、第２コア５のコイル非巻装コア部５２は、第２コイル７が紙葉類搬送方向に沿う方向から入り込む貫通孔５２ａを有する。

このような貫通孔４２ａ、５２ａによれば、コイル６、７が、紙葉類搬送方向においてコイル非巻装コア部４２、５２とオーバーラップするように配置されるので、磁気ヘッド３の紙葉類搬送方向の寸法がコンパクト化される。なお、コイル６、７が紙葉類搬送方向に沿う方向から入り込むことが可能であれば、貫通孔４２ａ、５２ａに限らず、凹部や切欠き部であってもよい。

つぎに、第１コア４及び第２コア５の具体的な構成と、これらが組み込まれる磁気ヘッド３の具体的な構成について、図２〜図５を参照して説明する。

コイル巻装コア部４１、５１及びコイル非巻装コア部４２、５２は、厚さが均等（平板形状）な高透磁率部材（例えば、パーマロイ）からなり、コイル巻装コア部４１、５１は、コイル６、７が巻装される幅狭部４１ａを有したＴ字形状であり、コイル非巻装コア部４２、５２は、コイル６、７が入り込む貫通孔４２ａ、５２ａを有したロ字形状である。

コイル巻装コア部４１、５１及びコイル非巻装コア部４２、５２は、一端部同士が第１磁気ギャップＧ１又は第２磁気ギャップＧ２を構成する平板形状の非磁性部材９（例えば、非磁性ステンレス）を介して連結され、他端部同士が平板形状の高透磁率部材（例えば、パーマロイ）からなるバックコア１０を介して連結される。

このような第１コア４及び第２コア５によれば、平板形状のコイル巻装コア部４１、５１、コイル非巻装コア部４２、５２、非磁性部材９及びバックコア１０を用いて構成されるので、製造工程の簡略化や製造コストの低減を図ることができる。

磁気ヘッド３は、第１コア４、第２コア５、第１コイル６及び第２コイル７の他に、第１コア４と第２コア５との間で磁気を遮蔽する高透磁率部材（例えば、パーマロイ）からなる第１シールド板１１と、第１コア４と第１シールド板１１との間に介装される非磁性部材（例えば、非磁性ステンレス）からなる第１スペーサ１２と、第２コア４と第１シールド板１１との間に介装される非磁性部材（例えば、非磁性ステンレス）からなる第２スペーサ１３と、第１コア４を保持する非磁性部材（例えば、非磁性ステンレス）からなる第１ホルダ１４と、第１ホルダ１４の外側を覆う高透磁率部材（例えば、パーマロイ）からなる第２シールド板１５と、第２コア５を保持する非磁性部材（例えば、非磁性ステンレス）からなる第２ホルダ１６と、第２ホルダ１６の外側を覆う高透磁率部材（例えば、パーマロイ）からなる第３シールド板１７と、これらを一体的に締結させる上下一対のねじ１８と、コイル６、７との電気的な接続を中継する端子台１９、２０と、を備える。

スペーサ１２、１３及びホルダ１４、１６は、コイル非巻装コア部４２、５２の貫通孔４２ａ、５２ａと同等の貫通孔１２ａ、１３ａ、１４ａ、１６ａを有しており、これらの貫通孔１２ａ、１３ａ、１４ａ、１６ａにコイル６、７を紙葉類搬送方向に沿う方向から入り込ませることで、磁気ヘッド３の紙葉類搬送方向の寸法をさらにコンパクト化することが可能になる。なお、図５には、３チャンネルの磁気ヘッド３に適用される第１ホルダ１４を示しているが、磁気ヘッド３のチャンネル数は、これに限定されない。

［検出回路］
つぎに、本発明の実施形態に係る磁性インク検出装置１の検出回路６０について、図１を参照して説明する。

検出回路６０は、第１コイル６を直流励磁する励磁部６１と、第１コイル６の電流変化を検出し、第１磁気インク及び第２磁気インクの検出信号として出力する第１検出部６２と、第２コイル７の電圧変化を検出し、第１磁気インクの検出信号として出力する第２検出部６３と、を備える。つまり、検出回路６０は、第１コア４に巻装される第１コイル６を着磁コイル及び検出コイルに兼用しつつ、第１磁気インク及び第２磁気インクの検出を行うとともに、第１コイル６で着磁された第１磁気インクのみを第２コイル７を介して検出する。なお、本実施形態の第２検出部６３は、第２コイル７の電圧変化を検出するが、第１検出部６２と同様に電流変化を検出してもよい。

具体的に説明すると、第１検出部６２は、励磁部６１によって直流励磁される第１コイル６の両端に接続され、第１コイル６を流れる電流の変化を検出する電流変化検出部６４と、電流変化検出部６４が検出した変化量を増幅する増幅部６５と、を備える。なお、増幅部６５は、微小な信号変化を複数のオペアンプを用いて多段階に増幅する公知の増幅回路であるため、詳細な説明は省略する。

本実施形態の電流変化検出部６４は、直流励磁される第１コイル６から電流変化成分（交流成分）を取り出すコンデンサＣ１、Ｃ２を用いて構成されており、コンデンサＣ１、Ｃ２によって取り出された電流変化成分のみが増幅部６５に入力される。これにより、第１コイル６を直流励磁しつつ、第１コイル６の電流変化に基づいて第１磁気インク及び第２磁気インクを検出するとともに、第１コイル６で磁化された第１磁気インクを第２コイル７の電圧変化（又は電流変化）に基づいて検出することが可能になる。そして、このような磁気インクの検出方式によれば、着磁コイルと検出コイルとを分離させている従来の磁気インク検出装置に比べ、第１磁気インク及び第２磁気インクによる磁束の変化を感度良く検出できるだけでなく、ノイズの影響を低減して検出精度の向上が図れる。

［実施形態の効果］
叙述の如く構成された本実施形態の磁性インク検出装置１によれば、磁化されると磁気が残留する第１磁気インクと、磁化されても磁気が残留しない第２磁気インクと、を識別可能に検出するものでありながら、第１コア４に巻装した第１コイル６が着磁コイル及び検出コイルに兼用されるので、必要なコイル数を減らし、部品点数やコストの削減が図れるだけでなく、磁気ヘッド３の小型化やギャップ間距離の縮小が可能になる。

また、第１検出部６２は、励磁部６１によって直流励磁される第１コイル６の両端に接続され、第１コイル６を流れる電流の変化を検出する電流変化検出部６４と、電流変化検出部６４が検出した変化量を増幅する増幅部６５と、を備えるので、着磁コイルと検出コイルとを分離させている従来の磁気インク検出装置に比べ、第１磁気インク及び第２磁気インクによる磁束の変化を高精度に検出できる。

また、磁気ヘッド３は、紙葉類搬送方向において、第１コア４のコイル非巻装コア部４２と第２コア５のコイル非巻装コア部５２とが、隣接して配置されるので、コイル６、７の厚みに影響を受けることなく、両コア４、５のコイル非巻装コア部４２、５２を近接配置し、第１磁気ギャップＧ１と第２磁気ギャップＧ２との距離Ｌを小さくすることができる。これにより、第１コア４側と第２コア５側との検出条件を可及的に一致させ、第１磁気インク及び第２磁気インクを高精度に検出することが可能になる。

また、コイル非巻装コア部４２、５２は、コイル６、７が入り込む貫通孔４２ａ、５２ａを有するので、磁気ヘッド３の紙葉類搬送方向の寸法をコンパクト化できる。

また、第１コア４及び第２コア５は、平板形状のコイル巻装コア部４１、５１、コイル非巻装コア部４２、５２、非磁性部材９及びバックコア１０を用いて構成されるので、製造工程の簡略化や製造コストの低減を図ることができる。

１磁気インク検出装置
２搬送路
３磁気ヘッド
４第１コア
５第２コア
６第１コイル
７第２コイル
９非磁性部材
１０バックコア
４１コイル巻装コア部
４２コイル非巻装コア部
４２ａ貫通孔
５１コイル巻装コア部
５２コイル非巻装コア部
５２ａ貫通孔
６０検出回路
６１励磁部
６２第１検出部
６３第２検出部
６４電流変化検出部
６５増幅部
Ｐ紙葉類

Claims

紙葉類を搬送する搬送路に対向して配置される磁気ヘッドと、
前記磁気ヘッドを介して、紙葉類に含まれる磁気インクを検出する検出回路と、を備え、
前記検出回路は、磁化されると磁気が残留する第１磁気インクと、磁化されても磁気が残留しない第２磁気インクと、を識別可能に検出する磁気インク検出装置であって、
前記磁気ヘッドは、
前記搬送路に対向する第１磁気ギャップを有する第１コアと、
前記搬送路に対向し、かつ紙葉類搬送方向において前記第１磁気ギャップの下流側に配置される第２磁気ギャップを有する第２コアと、
前記第１コアに巻装される第１コイルと、
前記第２コアに巻装される第２コイルと、を備え、
前記検出回路は、
前記第１コイルを直流励磁する励磁部と、
前記第１コイルの電流変化を検出し、第１磁気インク及び第２磁気インクの検出信号として出力する第１検出部と、
前記第２コイルの電流変化又は電圧変化を検出し、第１磁気インクの検出信号として出力する第２検出部と、を備え、
前記第１コアに巻装される前記第１コイルを着磁コイル及び検出コイルに兼用しつつ、第１磁気インク及び第２磁気インクの検出を行うとともに、前記第１コイルで着磁された第１磁気インクのみを前記第２コイルを介して検出することを特徴とする磁気インク検出装置。
前記第１検出部は、
前記励磁部によって直流励磁される前記第１コイルの両端に接続され、前記第１コイルを流れる電流の変化を検出する電流変化検出部と、
前記電流変化検出部が検出した変化量を増幅する増幅部と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の磁気インク検出装置。
前記第１コアは、一端部同士が前記第１磁気ギャップを介して磁気的に分離され、他端部同士が磁気的に結合される一対のコア部を有し、一方のコア部は、前記第１コイルが巻装されるコイル巻装コア部、他方のコア部は、前記第１コイルが巻装されないコイル非巻装コア部であり、
前記第２コアは、一端部同士が前記第２磁気ギャップを介して磁気的に分離され、他端部同士が磁気的に結合される一対のコア部を有し、一方のコア部は、前記第２コイルが巻装されるコイル巻装コア部、他方のコア部は、前記第２コイルが巻装されないコイル非巻装コア部であり、
紙葉類搬送方向において、前記第１コアの前記コイル非巻装コア部と前記第２コアの前記コイル非巻装コア部とが、隣接して配置され、前記第１コアの前記コイル巻装コア部と前記第２コアの前記コイル巻装コア部とが、前記第１コアの前記コイル非巻装コア部と前記第２コアの前記コイル非巻装コア部とを挟むように配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の磁気インク検出装置。
前記第１コアの前記コイル非巻装コア部は、前記第１コイルが入り込む凹部、切欠き部又は貫通孔を有し、
前記第２コアの前記コイル非巻装コア部は、前記第２コイルが入り込む凹部、切欠き部又は貫通孔を有することを特徴とする請求項３に記載の磁気インク検出装置。
前記コイル巻装コア部及び前記コイル非巻装コア部は、厚さが均等な平板形状を有し、一端部同士が前記第１磁気ギャップ又は前記第２磁気ギャップを構成する平板形状の非磁性部材を介して連結され、他端部同士が平板形状の高透磁率部材を介して連結されることを特徴とする請求項３又は４に記載の磁気インク検出装置。