JP7461200B2 - 紙葉類識別装置、紙葉類処理装置及び紙葉類識別方法 - Google Patents

Description

本発明は、紙葉類識別装置、紙葉類処理装置及び紙葉類識別方法に関する。

従来、紙葉類の偽造防止のために様々なセキュリティ特徴が付与されることがあり、例えば、多くの国の紙幣では、セキュリティ要素としてセキュリティスレッドが設けられている。セキュリティスレッドは、一般に、金属製又は樹脂製の細い帯状体であり、基材に貼り付けられたり、漉き込まれたりして設けられる。セキュリティスレッドの中には磁気スレッドと呼ばれるものも存在しており、磁気スレッドは、スレッド部分に磁気情報が付与されている。

例えば、特許文献１には、磁気ヘッド表面に平行となる磁界を発生させて磁気パターンを磁化させる方法が開示されている。

また、特許文献２には、紙葉類の搬送方向と垂直かつ紙葉類の搬送面と平行な向きの磁界で磁界強度が搬送方向に進むに連れて減少してゼロに達した後に磁界の向きを逆向きにして再び磁界強度が増加する磁界を発生させる磁気質検出装置が開示されている。

特許第６２０９６７４号 特許第５９４５６２７号

しかしながら、近年、着磁方向が決まっている、すなわち、ある特定の方向のみ強く着磁（磁化）する異方性媒体と、着磁方向が決まっていない、すなわち、あらゆる方向で着磁（磁化）する等方性媒体とが磁気スレッドの長さ方向に混在して用いられることがある。このように、異方性媒体は、紙葉類の面に対して当該異方性媒体の着磁方向である所定の方向に着磁しなければならないという特徴を持つ。したがって、紙葉類の面に対して垂直な方向に着磁する異方性媒体を磁気スレッドが備える場合、紙葉類識別装置に搭載された磁場印加部の着磁方向が紙葉類の面に対して平行であると、紙葉類識別装置に搭載された磁気検出部の当該磁気スレッドに係る磁気出力が安定しないという課題がある。

また、特許文献１、２は、いずれも紙葉類の面に対して平行な方向に着磁する技術を開示しており、上述のように、異方性媒体の着磁方向が紙葉類の面に対して垂直な方向である場合は、安定的に当該異方性媒体を検出することが困難である。

本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、紙葉類に設けられた異方性媒体を検出可能な紙葉類識別装置、紙葉類処理装置及び紙葉類識別方法を提供することを目的とするものである。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、磁性体を含むセキュリティ要素を備える紙葉類を識別する紙葉類識別装置であって、紙葉類の面に対して垂直な第１磁場及び平行な第２磁場を印加する磁場印加部と、前記第１磁場が印加された前記紙葉類の磁性体の第１磁気特性と、前記第２磁場が印加された前記紙葉類の前記磁性体の第２磁気特性とを検出する磁気検出部と、前記磁気検出部により検出された前記第１磁気特性及び前記第２磁気特性に基づいて前記紙葉類の識別処理を行う制御部と、を備えることを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記磁場印加部は、前記第１磁場を印加する第１磁石と、前記第２磁場を印加する第２磁石とを含むことを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記磁気検出部は、前記第１磁気特性を検出する第１磁気センサと、前記第２磁気特性を検出する第２磁気センサとを含むことを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記制御部は、前記第１磁気特性及び前記第２磁気特性に基づいて前記紙葉類の真偽判定処理を行うことを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記制御部は、前記磁気検出部の出力波形が前記第１磁気特性の検出時と前記第２磁気特性の検出時との間で相違する場合は前記磁性体が異方性媒体であると判定し、前記磁気検出部の出力波形が前記第１磁気特性の検出時と前記第２磁気特性の検出時との間で相似する場合は前記磁性体が等方性媒体であると判定することを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記制御部は、前記第１磁気特性及び前記第２磁気特性に基づいて前記紙葉類の金種判定処理を行うことを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記セキュリティ要素は、磁気スレッドであることを特徴とする。

また、本発明は、紙葉類処理装置であって、前記紙葉類処理装置は、前記紙葉類識別装置を備えることを特徴とする。

また、本発明は、磁性体を含むセキュリティ要素を備える紙葉類を識別する紙葉類識別方法であって、紙葉類の面に対して垂直な第１磁場を印加するステップと、前記第１磁場が印加された前記紙葉類の磁性体の第１磁気特性を検出するステップと、前記紙葉類の面に対して平行な第２磁場を印加するステップと、前記第２磁場が印加された前記紙葉類の前記磁性体の第２磁気特性を検出するステップと、前記磁気検出部により検出された前記第１磁気特性及び前記第２磁気特性に基づいて前記紙葉類の識別処理を行うステップと、を備えることを特徴とする。

本発明の紙葉類識別装置、紙葉類処理装置及び紙葉類識別方法によれば、紙葉類に設けられた異方性媒体を検出することができる。

異方性媒体及び等方性媒体を説明するための模式図である。 （ａ）は、実施形態１に係る紙幣処理装置の外観を示した斜視図であり、（ｂ）は、実施形態１に係る紙幣処理装置の内部構造を示した断面図である。 実施形態１に係る紙幣識別装置の構成を説明する模式図であり、（ａ）が断面図であり、（ｂ）が平面図である。 実施形態１に係る磁気ラインセンサの構成を説明する断面模式図である。 実施形態１に係る磁気ラインセンサの構成を説明する平面模式図である。 実施形態１に係る紙幣識別装置の構成を説明するブロック図である。 実施形態１に係る磁気検出部（第１磁気センサ及び第２磁気センサ）の出力波形の一例を示す模式図である。 実施形態１に係る紙幣識別装置で行われる処理の手順の一例を示すフローチャートである。 変形形態に係る磁気ラインセンサの一例の構成を説明する断面模式図である。 変形形態に係る磁気ラインセンサの他の例の構成を説明する断面模式図である。

以下、本発明に係る紙葉類識別装置、紙葉類処理装置及び紙葉類識別方法の好適な実施形態を、図面を参照しながら説明する。本発明の対象となる紙葉類としては、紙幣、小切手、商品券、手形、帳票、有価証券、カード状媒体等の様々な紙葉類が適用可能であるが、以下においては、紙幣を対象とする装置及び方法を例として、本発明を説明する。なお、以下の説明は、紙葉類識別装置、紙葉類処理装置及び紙葉類識別方法の一例である。

＜本実施形態の概要＞
まず、実施形態１における紙幣識別の手法の概要について説明する。本実施形態は、磁性体を含むセキュリティ要素として、磁気スレッドを備える紙幣から異方性媒体及び等方性媒体をそれぞれ検出し、当該検出結果に基づいて当該紙幣を識別する手法を提供する。対象となるセキュリティ要素（磁気スレッド）は、磁性体として、異方性媒体及び等方性媒体を含むものでもよいし、異方性媒体のみを含むものでもよいし、等方性媒体のみを含むものでもよいが、なかでも、磁性体として、異方性媒体及び等方性媒体を含むものと、異方性媒体のみを含むとが好ましく、特に、磁性体として、異方性媒体及び等方性媒体を含むものが好ましい。

まず、異方性媒体及び等方性媒体について説明する。異方性媒体とは、ある特定の方向のみ強く着磁（磁化）する特徴を持つ磁性体（例えば異方性磁石）であり、当該方向は磁化容易方向と呼ばれる。他方、等方性媒体は、あらゆる方向に着磁（磁化）する特徴を持つ磁性体である。紙幣の磁気スレッドに含まれる異方性媒体及び等方性媒体は、一般に、いずれも高高保磁力を有する。

より詳細には、図１に示すように、異方性媒体及び等方性媒体は、いずれも多数の粒子の集合体であり、各粒子は、同じ方向の磁化容易軸（当該結晶が磁化され易い方向、図中の各黒矢印）を持つ無数の原子磁石から構成されている。異方性媒体では、各粒子の磁化容易軸が一方向に揃っており、当該方向が着磁方向（磁化容易方向）となる。他方、等方性媒体では、各粒子の磁化容易軸が互いに異なることから、あらゆる方向に着磁する。

そして、紙幣の磁気スレッドに含まれる異方性媒体では、通常、その磁化容易方向は、当該紙幣の面に対して垂直又は水平な方向に向いている。そこで、本実施形態では、紙幣の面に対して垂直な第１磁場（以下、垂直磁場と言う）と、紙幣の面に対して平行な第２磁場（以下、水平磁場と言う）とを紙幣に印加する。これにより、垂直磁場又は水平磁場により磁気スレッドに含まれる異方性媒体を着磁させることが可能となり、異方性媒体を磁気センサにて安定的に検出することができる。他方、磁気スレッドに含まれる等方性媒体については、垂直磁場及び水平磁場のいずれによっても着磁可能であることから、これも磁気センサにて安定的に検出することができる。

以下、紙幣の磁気スレッドに含まれる異方性媒体において、磁化容易方向が紙幣の面に対して垂直及び平行な方向に向いている異方性媒体を、それぞれ、垂直異方性媒体及び水平異方性媒体とも言う。

＜紙幣処理装置の構成＞
次に、図２を用いて、本実施形態に係る紙幣処理装置の構成について説明する。本実施形態に係る紙幣処理装置２００は、例えば、図１（ａ）及び（ｂ）に示す構成を有する。図１（ａ）及び（ｂ）に示す紙幣処理装置２００は、複数の紙幣を載置可能なホッパ２１０と、ホッパ２１０に載置された紙幣を１枚ずつ繰り出す繰出部２１１と、繰出部２１１から繰り出された紙幣を搬送する搬送路２１２と、紙幣の識別処理を行う紙幣識別装置１００と、紙幣識別装置１００で識別された正常な紙幣を集積する集積部２１３と、所定条件を満たさない異常な紙幣を集積するリジェクト部２１４と、紙幣処理装置２００に入力された情報や、処理された結果等を表示する表示部２１５と、紙幣を搬送路２１２に沿って１枚ずつ搬送する搬送部（図示せず）と、を備える。搬送部は、複数のローラ等の搬送手段と、搬送手段を駆動する、モータ等の駆動装置とを有している。紙幣処理装置２００は更に、装置内における紙幣の搬送状態を検知するため、図中の三角印で示される各位置に透過型又は反射型の光学センサを備えている。これらの光学センサの検知結果から、紙幣の形状と斜行状態を推定してもよい。紙幣識別装置１００をこのような紙幣処理装置２００に内蔵して利用することにより、ホッパ２１０に載置された複数の紙幣を連続して処理し、偽券、損券又は真偽不確定券と判定された紙幣をリジェクト部２１４に返却し、分別することができる。

＜紙幣識別装置の構成＞
次に、図３を用いて、紙幣識別装置１００の構成について説明する。図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、本実施形態に係る紙幣識別装置１００は、紙幣処理装置２００において紙幣ＢＮが搬送される搬送路２１２を挟んだ上側のユニットと下側のユニットとから構成されている。図３（ｂ）は、紙幣識別装置１００の上側のユニットを下から見た平面図に相当する。紙幣識別装置１００は、紙幣ＢＮの搬送路２１２に沿って、紙幣識別装置１００に順次搬送されてくる紙幣ＢＮを検出し、紙幣識別装置１００における紙幣ＢＮの検出開始のタイミングを決定するための紙幣検出信号を生成するフォトセンサ１１と、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の撮像素子をライン状に並べた画像センサ、及び光源やレンズ等の撮像光学系で構成され、搬送路２１２を搬送される紙幣ＢＮの画像データを検出する光学ラインセンサ（密着イメージセンサ）２０と、搬送路２１２を挟んで対向するローラの一方における紙幣ＢＮ通過時の変位量をセンサによって検出することによって紙幣ＢＮの厚みを検出する厚み検出センサ３０と、搬送路２１２を搬送される紙幣ＢＮに含まれる磁気情報や磁気パターンを検出する磁気ラインセンサ４０と、紙幣ＢＮが通過したことを検出するフォトセンサ１２とが並んで配置された構成を有する。光学ラインセンサ２０、厚み検出センサ３０及び磁気ラインセンサ４０は、搬送路２１２の幅に対して充分に長く、紙幣ＢＮの全面を検出できる。また、紙幣識別装置１００には、搬送路２１２内を紙幣ＢＮが移動できるように、搬送機構１３が設けられている。搬送機構１３としては特に限定されず、例えば、ローラ、ベルト等をモータ等の駆動装置で駆動するものが用いられる。更に、磁気ラインセンサ４０の下方には、紙幣ＢＮを磁気ラインセンサ４０の磁気検出面に密着させることができるように、外周表面に毛状の材料が設けられた毛ローラ１４が配置されている。

紙幣識別装置１００は、これらのセンサによって取得されたデータ（情報）を利用して紙幣ＢＮの識別処理を行う。識別処理の内容は特に限定されず、例えば、紙幣の場合は金種の識別、紙幣の真偽や正損の判定、紙幣の外形情報や通過位置情報の取得、紙幣に印字された数字、文字等の記号の読み取りといったといった各種機能が挙げられる。

紙幣ＢＮには、磁性体を含むセキュリティ要素として、磁気スレッドＭＴが設けられている。磁気スレッドＭＴは、磁気情報が付与された金属製又は樹脂製の細い帯状体であり、紙幣ＢＮの基材に貼り付けられたり、漉き込まれたりして設けられている。磁気スレッドＭＴは、例えば、紙幣ＢＮの短手方向の一端から他端にかけて設けられている。

＜磁気ラインセンサの構成＞
次に、図４を用いて、磁気ラインセンサ４０の構成について説明する。なお、図４は、図３（ａ）で示した磁気ラインセンサ４０を上下反転して示している。磁気ラインセンサ４０は、図４に示すように、第１磁石４１ａ及び第２磁石４１ｂを含む磁場印加部４１と、複数の第１磁気センサ４２ａ及び複数の第２磁気センサ４２ｂを含む磁気検出部４２とを備えている。第１磁石４１ａ、第１磁気センサ４２ａ、第２磁石４１ｂ及び第２磁気センサ４２ｂは、搬送路２１２近傍に配置されており、搬送路２１２を搬送される紙幣ＢＮの搬送方向にこの順に配置されている。

第１磁石４１ａ及び第２磁石４１ｂは、主走査方向（紙幣ＢＮの搬送方向と直交する方向）に各々延在して配置されており、各磁石４１ａ、４１ｂの周囲には、図４に示すようなループ状の磁束が形成され、特に搬送面２１６の近傍では、第１磁石４１ａによって搬送面２１６に対して垂直な磁場が形成されるとともに、第２磁石４１ｂによって搬送面２１６に対して平行な磁場が形成されている。このため、第１磁石４１ａ及び第２磁石４１ｂは、それぞれ、搬送路２１２を搬送される紙幣ＢＮに垂直磁場及び水平磁場を印加する。垂直磁場を通過した紙幣ＢＮは、紙幣ＢＮの面に対して垂直な方向に着磁され、水平磁場を通過した紙幣ＢＮは、紙幣ＢＮの面に対して平行な方向に着磁される。すなわち、垂直異方性媒体は、第１磁石４１ａによる垂直磁場によって着磁されるが、第２磁石４１ｂによる水平磁場によって着磁されない。水平異方性媒体は、第１磁石４１ａによる垂直磁場によって着磁されないが、第２磁石４１ｂによる水平磁場によって着磁される。等方性媒体は、第１磁石４１ａによる垂直磁場及び第２磁石４１ｂによる水平磁場のいずれによって着磁される。

第１磁石４１ａのＮ極及びＳ極は、紙幣ＢＮが搬送される搬送面２１６に直交する方向に並んで配置されており、第２磁石４１ｂのＮ極及びＳ極は、紙幣ＢＮの搬送方向に平行な方向に並んで配置されている。

第１磁石４１ａ及び第２磁石４１ｂは、永久磁石又は電磁石であり、直流磁場を発生する。第１磁石４１ａ及び第２磁石４１ｂの一方が永久磁石で他方が電磁石であってもよい。

第１磁気センサ４２ａは、主走査方向に一定のピッチで配置されており、第２磁気センサ４２ｂは、主走査方向において第１磁気センサ４２ａと同じ位置に、第１磁気センサ４２ａと同じ数だけ配置されている。すなわち、第２磁気センサ４２ｂは、主走査方向に第１磁気センサ４２ａと同じピッチで配置されている。また、各磁気センサ４２ａ、４２ｂは、互いに独立して検出信号を出力する。これにより、磁気ラインセンサ４０は、紙幣ＢＮを各磁気センサ４２ａ、４２ｂに対応する領域に分割して、各領域で紙幣ＢＮの磁気特性を計測することができる。

以下、主走査方向において同じ位置に存在する一対の第１磁気センサ４２ａ及び第２磁気センサ４２ｂを、同一チャンネルの磁気センサとして扱う。

複数の第１磁気センサ４２ａのうち、磁気スレッドＭＴが近傍を通過する第１磁気センサ４２ａは、第１磁石４１ａにより垂直磁場が印加された紙幣ＢＮの磁気スレッドＭＴの磁性体の第１磁気特性を検出する。ここで、磁気スレッドＭＴが垂直異方性媒体を含む場合、垂直異方性媒体は、第１磁石４１ａにより着磁されることから、磁気スレッドＭＴが近傍を通過する第１磁気センサ４２ａは、垂直異方性媒体の磁気特性を第１磁気特性として安定的に検出できる。他方、磁気スレッドＭＴが水平異方性媒体を含む場合、水平異方性媒体は、第１磁石４１ａにより着磁されないことから、磁気スレッドＭＴが近傍を通過する第１磁気センサ４２ａは、水平異方性媒体の磁気特性を安定的に検出できない。

複数の第２磁気センサ４２ｂのうち、磁気スレッドＭＴが近傍を通過する第２磁気センサ４２ｂ（通常は、第１磁気特性を検出した第１磁気センサ４２ａと同一チャンネルの第２磁気センサ４２ｂ）は、第２磁石４１ｂにより水平磁場が印加された紙幣ＢＮの磁気スレッドＭＴの磁性体の第２磁気特性を検出する。ここで、磁気スレッドＭＴが水平異方性媒体を含む場合、水平異方性媒体は、第２磁石４１ｂにより着磁されることから、磁気スレッドＭＴが近傍を通過する第２磁気センサ４２ｂは、水平異方性媒体の磁気特性を安定的に検出できる。他方、磁気スレッドＭＴが垂直異方性媒体を含む場合、垂直異方性媒体は、第２磁石４１ｂにより着磁されないことから、磁気スレッドＭＴが近傍を通過する第２磁気センサ４２ｂは、垂直異方性媒体の磁気特性を安定的に検出できない。

このように、本実施形態は、磁気スレッドＭＴの異方性媒体が垂直異方性媒体及び水平異方性媒体のいずれであったとしても、少なくとも一つの第１磁気センサ４２ａと、少なくとも一つの第２磁気センサ４２ｂとのいずれか一方によって安定的に検出することができる。

また、磁気スレッドＭＴが等方性媒体を含む場合は、等方性媒体は、垂直磁場及び水平磁場のいずれによっても着磁することから、少なくとも一つの第１磁気センサ４２ａと、少なくとも一つの第２磁気センサ４２ｂとのいずれによっても安定的に検出することができる。

すなわち、磁気スレッドＭＴが近傍を通過する第１磁気センサ４２ａ及び第２磁気センサ４２ｂ（通常は、同一チャンネルの第１磁気センサ４２ａ及び第２磁気センサ４２ｂ）の出力波形（出力信号）は、磁気スレッドＭＴが垂直異方性媒体又は水平異方性媒体を含む場合は、互いに異なる形状のものとなるが、磁気スレッドＭＴが等方性媒体を含む場合は、互いに相似する形状のものとなる。したがって、本実施形態では、異方性媒体及び等方性媒体をそれぞれ区別して検出することが可能である。そのため、異方性媒体及び等方性媒体を含むセキュリティ要素を備える紙幣ＢＮについて、第１磁気センサ４２ａ及び第２磁気センサ４２ｂの検出結果に基づいて、すなわち第１磁気特性及び第２磁気特性に基づいて、真偽を精度良く判定することができる。

各磁気センサ４２ａ、４２ｂは、感知軸を有するものでも有さないものでもよい。感知軸は、例えば、紙幣ＢＮの搬送方向と平行、かつ紙幣ＢＮの搬送面２１６と垂直な面内で各磁気センサ４２ａ、４２ｂから放射状に広がるように設定されてもよいし、紙幣ＢＮの搬送面２１６と垂直な方向に設定されてもよい。

各磁気センサ４２ａ、４２ｂは、１以上の磁気検出素子（図示せず）を備えている。磁気検出素子としては、被検出対象である磁気スレッドＭＴの磁性体の磁束密度の変化を信号として出力するもの（微分型磁気検出素子）が好適に用いられる。具体的には、磁気抵抗素子（ＭＲ素子）、フラックスゲート（ＦＧ素子）、磁気インピーダンス（ＭＩ素子）等が挙げられる。磁気抵抗素子（ＭＲ素子）の種類は、異方性磁気抵抗素子（ＡＭＲ素子）、巨大磁気抵抗素子（ＧＭＲ素子）、トンネル磁気抵抗素子（ＴＭＲ素子）等であってもよい。また、磁気検出素子は、被検出対象の磁束密度の強さ（絶対値）を出力するものであってもよく、例えば、ホール素子等を用いてもよい。

例えば、各磁気センサ４２ａ、４２ｂは、紙幣ＢＮの搬送方向と平行な方向に配置された２つのＡＭＲ素子と、２つのＡＭＲ素子に接続された配線パターンと、配線パターンに接続された複数の外部接続端子と、各外部接続端子に接続端子が接続された回路基板とを備えている。

＜紙幣識別装置の機能ブロック＞
次に、図４を用いて、紙幣識別装置１００の機能ブロックについて説明する。図４に示すように、紙幣識別装置１００は、紙幣識別装置１００の各構成要素を制御する制御部（演算処理部）５０と、記憶部６０とを更に備えている。制御部５０には、各センサや記憶部６０等が接続されている。

記憶部６０は、揮発性又は不揮発性のメモリ等の記憶装置から構成されており、紙幣識別装置１００を制御するための各種プログラムと各種データとを記憶している。また、記憶部６０は、識別処理に利用される基準情報となるテンプレートが各種の識別処理毎に記憶している。

制御部５０は、例えば、各種の処理を実現するためのソフトウェアプログラムと、該ソフトウェアプログラムを実行するＣＰＵと、該ＣＰＵによって制御される各種ハードウェア等によって構成されている。制御部５０の動作に必要なソフトウェアプログラムやデータは記憶部６０に記憶される。

本実施形態では、制御部５０は、磁気検出部４２により検出された第１磁気特性及び第２磁気特性に基づいて、すなわち第１磁気センサ４２ａにより検出された第１磁気特性と第２磁気センサ４２ｂにより検出された第２磁気特性に基づいて、紙幣ＢＮの識別処理を行う。以下、制御部５０による紙幣ＢＮの識別処理について更に説明する。

制御部５０は、光学ラインセンサ２０によって採取された紙幣ＢＮの画像の特徴パターンと、紙幣ＢＮの金種ごとの特徴パターンである金種判定用のテンプレートとを比較して、紙幣ＢＮの金種を判定する。

制御部５０は、第１磁気特性及び第２磁気特性に基づいて紙幣ＢＮの金種を判定してもよい。紙幣ＢＮの磁気スレッドＭＴが有する磁気情報には、通常、当該紙幣の金種を示すコードである金種コードが含まれるためである。より詳細には、紙幣ＢＮの磁気スレッドＭＴは、通常、磁性体が存在する高高保磁力部と、磁性体が存在しない非磁性部とを交互に備え、これらの各部の配置及び長さによって金種コードを表している。本実施形態では、少なくとも１つの高高保磁力部が異方性媒体であったとしても、少なくとも一つの第１磁気センサ４２ａと、少なくとも一つの第２磁気センサ４２ｂとのいずれか一方により当該高高保磁力部を検出することができる。すなわち、磁気スレッドＭＴが異方性媒体を含んでいても、その金種コードを読み取ることができる。

なお、第１磁気特性及び第２磁気特性に基づいて紙幣ＢＮの金種を判定する場合、制御部５０は、紙幣ＢＮの画像に基づく金種判定の結果と、第１磁気特性及び第２磁気特性に基づく金種判定の結果とを総合判定し、紙幣ＢＮの最終的な金種を判定する。

また、制御部５０は、紙幣ＢＮの画像に基づいて、当該紙幣ＢＮの方向、表裏、位置及び斜行の大きさを含む搬送状態を判定する。

また、制御部５０は、紙幣ＢＮの金種判定結果及び搬送状態に基づいて、磁気スレッドＭＴが存在する領域を特定する。例えば、磁気スレッドＭＴの有無や位置を示した情報を金種毎にテンプレートに含めておき、特定した金種に対応する当該情報と、当該紙幣ＢＮの搬送状態とに基づいて、磁気スレッドＭＴが存在する領域を特定する。

また、制御部５０は、特定した磁気スレッドＭＴの領域に基づいて、複数の第１磁気センサ４２ａ及び複数の第２磁気センサ４２ｂのなかから磁気スレッドＭＴが近傍を通過する第１磁気センサ４２ａ及び第２磁気センサ４２ｂを特定する。

また、制御部５０は、各センサによって採取されたデータを利用して紙幣ＢＮの真偽を判定する。詳細には、制御部５０は、紙幣ＢＮについて複数種の真偽判定処理を行い、全ての判定結果が真のときに紙幣が真券であると判定し、いずれか一つの判定結果を偽のときに紙幣が偽造券であると判定する。

好ましくは、制御部５０は、複数の第１磁気センサ４２ａのうち、磁気スレッドＭＴが近傍を通過する第１磁気センサ４２ａによって検出された第１磁気特性と、複数の第２磁気センサ４２ｂのうち、磁気スレッドＭＴが近傍を通過する第２磁気センサ４２ｂ（通常は、第１磁気特性を検出した第１磁気センサ４２ａと同一チャンネルの第２磁気センサ４２ｂ）によって検出された第２磁気特性とに基づいて、紙幣ＢＮの真偽判定処理を行う。これにより、異方性媒体を含むセキュリティ要素を備える紙幣ＢＮの真偽判定を、当該セキュリティ要素の有無に基づき精度良く判定することができる。

より好ましくは、制御部５０は、磁気検出部４２の出力波形が第１磁気特性の検出時と第２磁気特性の検出時との間で相違する場合は、紙幣ＢＮの磁性体が異方性媒体であると判定し、磁気検出部４２の出力波形が第１磁気特性の検出時と第２磁気特性の検出時との間で相似する場合は、紙幣ＢＮの磁性体が等方性媒体であると判定する。これにより、異方性媒体及び等方性媒体をそれぞれ区別して検出できるため、異方性媒体及び等方性媒体を含むセキュリティ要素を備える紙幣ＢＮの真偽を高精度で判定することができる。

より詳細には、制御部５０は、磁気スレッドＭＴが近傍を通過する第１磁気センサ４２ａの第１磁気特性の検出時の出力波形を、磁気スレッドＭＴが近傍を通過する第２磁気センサ４２ｂ（通常は、第１磁気特性を検出した第１磁気センサ４２ａと同一チャンネルの第２磁気センサ４２ｂ）の出力波形と比較し、両者が異なる場合は磁気スレッドＭＴの磁性体が異方性媒体であると判定し、両者が相似する場合は紙幣ＢＮの磁性体が等方性媒体であると判定する。

なお、２つの出力波形が相違する場合としては、具体的には、２つの出力波形間において対応する位置に存在するピークの向きが互いに相違する場合、２つの出力波形間において対応する位置に一方の波形のみにピークが存在する場合等が挙げられる。他方、２つの出力波形が相似する場合としては、具体的には、２つの出力波形間において対応する位置に同じ向きのピークが存在する場合等が挙げられる。

ここで、図７を用いて、第１磁気センサ４２ａ及び第２磁気センサ４２ｂが微分型磁気検出素子を含む場合の磁気検出部４２の出力波形の一例について説明する。ここでは、図７に示すように、紙幣ＢＮの磁気スレッドＭＴは、磁性体が存在する高高保磁力部ＨＣと、磁性体が存在しない非磁性部ＮＭとを交互に備え、高高保磁力部ＨＣとして、垂直異方性媒体を含む高高保磁力部ＶＡと、水平異方性媒体を含む高高保磁力部ＨＡと、等方性媒体を含む高高保磁力部ＩＭとを備えているものとする。この場合、垂直磁場により着磁された磁気スレッドＭＴの磁性体の第１磁気特性を検出する第１磁気センサ４２ａの出力波形では、高高保磁力部ＶＡ及びＩＭについてはエッジ部に対応してピークが現れるが、高高保磁力部ＨＡのエッジ部に対応してピークは現れず、高高保磁力部ＨＡの検出時は出力値が下がったままか０付近となる。それに対して、水平磁場により着磁された磁気スレッドＭＴの磁性体の第２磁気特性を検出する第２磁気センサ４２ｂの出力波形では、高高保磁力部ＨＡ及びＩＭについてはエッジ部に対応してピークが現れるが、高高保磁力部ＶＡのエッジ部に対応してピークは現れず、高高保磁力部ＶＡの検出時は出力値が下がったままか０付近となる。したがって、第１磁気センサ４２ａ及び第２磁気センサ４２ｂの出力波形を互いに比較することによって、高高保磁力部ＨＣの有無のみならず、当該高高保磁力部ＨＣが垂直異方性媒体、水平異方性媒体又は等方性媒体のいずれを含むのかも判定することが可能である。

また、磁気スレッドＭＴは、高高保磁力部ＨＣ及び非磁性部ＮＭの配置と、各高高保磁力部ＨＣの長さＬ１、Ｌ２、Ｌ３・・・と、各非磁性部ＮＭの長さｌ１、ｌ２、ｌ３・・・とによって当該紙幣ＢＮの金種コードを表している。すなわち、紙幣ＢＮの金種毎に、高高保磁力部ＨＣ及び非磁性部ＮＭの配置と、各高高保磁力部ＨＣの長さＬ１、Ｌ２、Ｌ３・・・と、各非磁性部ＮＭの長さｌ１、ｌ２、ｌ３・・・とが設定されている。

＜紙幣識別の手順＞
次に、図８を用いて、紙幣識別装置１００で行われる処理の手順について説明する。

図８に示すように、まず、磁場印加部４１（第１磁石４１ａ）が、紙幣の面に対して垂直磁場を印加する（ステップＳ１１）。

次に、磁気検出部４２（第１磁気センサ４２ａ）が、ステップＳ１１で垂直磁場が印加された紙幣の磁性体の第１磁気特性を検出する（ステップＳ１２）。

次に、磁場印加部４１（第２磁石４１ｂ）が、紙幣の面に対して水平磁場を印加する（ステップＳ１３）。

次に、磁気検出部４２（第２磁気センサ４２ｂ）が、ステップＳ１３で水平磁場が印加された紙幣の磁性体の第２磁気特性を検出する（ステップＳ１４）。

ステップＳ１１及びＳ１２と、ステップＳ１３及びＳ１４とは、互いに順番を入れ替えてもよい。すなわち、ステップＳ１３、Ｓ１４、Ｓ１１及びＳ１２の順に実行してもよい。

次に、制御部５０が、紙幣ＢＮの画像（並びに第１磁気特性及び第２磁気特性）に基づいて紙幣ＢＮの金種及び搬送状態を判定する（ステップＳ１５）。

次に、制御部５０が、ステップＳ１５での判定結果に基づいて、磁気スレッドＭＴが存在する領域を特定する（ステップＳ１６）。

そして、制御部５０が、磁気検出部４２により検出された第１磁気特性及び第２磁気特性に基づいて紙幣ＢＮの真偽を判定する（ステップＳ１７）。より詳細には、ステップＳ１５で特定した磁気スレッドＭＴの領域に対応する第１磁気センサ４２ａ及び第２磁気センサ４２ｂにより検出された第１磁気特性及び第２磁気特性に基づいて紙幣ＢＮの真偽を判定する。

以上説明したように、上記実施形態では、紙幣に対して垂直磁場及び水平磁場を印加し、垂直磁場が印加された紙幣の磁性体の第１磁気特性と、水平磁場が印加された紙幣の磁性体の第２磁気特性とを検出し、検出した第１磁気特性及び第２磁気特性に基づいて紙幣の識別処理を行うことから、異方性媒体を検出することができる。

なお、上記実施形態では、磁場印加部４１が第１磁石４１ａ及び第２磁石４１ｂを含み、磁気検出部４２が第１磁気センサ４２ａ及び第２磁気センサ４２ｂを含む場合について説明したが、磁場印加部４１及び磁気検出部４２の構成は特に限定されない。

例えば、図９に示すように、磁場印加部４１が１つの磁石４１ｃを含み、第１磁気センサ４２ａ及び第２磁気センサ４２ｂが磁石４１ｃの両側に配置され、第２磁気センサ４２ｂ、磁石４１ｃ及び第１磁気センサ４２ａは、搬送路２１２を搬送される紙幣ＢＮの搬送方向にこの順に配置されてもよい。磁石４１ｃは、主走査方向に延在して配置されている。磁石４１ｃの周囲には、図９に示すようなループ状の磁束が形成され、特に、搬送面２１６の近傍において、磁石４１ｃの上方では搬送面２１６に対して垂直な磁場が形成され、磁石４１ｃの両側では搬送面２１６に対して平行な磁場と垂直な磁場が形成されている。このため、磁石４１ｃは、搬送路２１２を搬送される紙幣ＢＮに対して、第２磁気センサ４２ｂを通過する前に水平磁場を印加し、第２磁気センサ４２ｂを通過して第１磁気センサ４２ａを通過する前に垂直磁場を印加する。したがって、第２磁気センサ４２ｂは、水平磁場を通過して紙幣ＢＮの面に対して平行な方向に着磁された紙幣ＢＮの磁性体の第２磁気特性を検出でき、第１磁気センサ４２ａは、垂直磁場を通過して紙幣ＢＮの面に対して垂直な方向に着磁された紙幣ＢＮの磁性体の第１磁気特性を検出することが可能である。

また、例えば、図１０に示すように、磁気検出部４２が１つの磁気センサ４２ｃを含み、第１磁石４１ａ及び第２磁石４１ｂが磁気センサ４２ｃの両側に配置され、紙幣ＢＮがこれらの近傍を往復するように搬送されてもよい。これにより、往路において、搬送路２１２を搬送される紙幣ＢＮに対して、第１磁石４１ａにより垂直磁場を印加し、紙幣ＢＮの面に対して垂直な方向に着磁された紙幣ＢＮの磁性体の第１磁気特性を磁気センサ４２ｃにより検出することが可能である。また、復路では、搬送路２１２を搬送される紙幣ＢＮに対して、第２磁石４１ｂにより水平磁場を印加し、紙幣ＢＮの面に対して平行な方向に着磁された紙幣ＢＮの磁性体の第２磁気特性を磁気センサ４２ｃにより検出することが可能である。

また、上記実施形態では、本発明に係る磁気センサが、搬送路２１２の幅方向の全域において紙幣ＢＮの磁気データ（磁気特性）を取得する磁気ラインセンサ４０を構成する場合について説明したが、本発明に係る磁気センサは、搬送路２１２の幅方向の一地点において紙幣の磁気データ（磁気特性）を取得するポイントセンサであってもよい。

また、上記実施形態では、磁気スレッドＭＴが、高高保磁力部ＨＣとして、垂直異方性媒体を含む高高保磁力部ＶＡと、水平異方性媒体を含む高高保磁力部ＨＡと、等方性媒体を含む高高保磁力部ＩＭとを備える場合について説明したが、磁気スレッドＭＴは、高高保磁力部ＨＣとして、高高保磁力部ＶＡのみ、高高保磁力部ＨＡのみ、高高保磁力部ＩＭのみ、高高保磁力部ＶＡ及びＨＡのみ、高高保磁力部ＶＡ及びＩＭのみ、又は高高保磁力部ＨＡ及びＩＭのみ、を含むものであってもよい。なかでも、磁気スレッドＭＴが高高保磁力部ＨＣとして、高高保磁力部ＶＡ及びＨＡの少なくとも一方を含む場合、並びに高高保磁力部ＶＡ又はＨＡと、高高保磁力部ＩＭとを含む場合が好適である。

また、上記実施形態では、磁性体を含むセキュリティ要素が磁気スレッドＭＴである場合について説明したが、磁性体を含むセキュリティ要素は、例えば、磁気インクやホログラムであってもよい。

また、上記実施形態では、紙幣ＢＮが、紙幣処理装置２００内の搬送路２１２を短手方向に搬送される場合について説明したが、紙幣ＢＮは、本発明に係る紙幣処理装置内の搬送路を長手方向に搬送されてもよい。

以上、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。また、各実施形態の構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜組み合わされてもよいし、変更されてもよい。

以上のように、本発明は、紙葉類に設けられた異方性媒体を検出するのに有用な技術である。

１１、１２：フォトセンサ
１３：搬送機構
１４：毛ローラ
２０：光学ラインセンサ
３０：厚み検出センサ
４０：磁気ラインセンサ
４１：磁場印加部
４１ａ：第１磁石
４１ｂ：第２磁石
４１ｃ：磁石
４２：磁気検出部
４２ａ：第１磁気センサ
４２ｂ：第２磁気センサ
４２ｃ：磁気センサ
５０：制御部
６０：記憶部
１００：紙幣識別装置（紙葉類識別装置）
２００：紙幣処理装置（紙葉類処理装置）
２１０：ホッパ
２１１：繰出部
２１２：搬送路
２１３：集積部
２１４：リジェクト部
２１５：表示部
２１５：搬送面
ＢＮ：紙幣
ＭＴ：磁気スレッド
ＨＣ：高高保磁力部
ＮＭ：非磁性部
ＶＡ：垂直異方性媒体を含む高高保磁力部
ＨＡ：水平異方性媒体を含む高高保磁力部
ＩＭ：等方性媒体を含む高高保磁力部

Claims (10)

1. 磁性体を含むセキュリティ要素を備え、搬送路を搬送される紙葉類を識別する紙葉類識別装置であって、
   紙葉類の面に対して垂直な第１磁場及び平行な第２磁場を印加する磁場印加部と、
   前記第１磁場が印加された前記紙葉類の磁性体の第１磁気特性と、前記第２磁場が印加された前記紙葉類の前記磁性体の第２磁気特性とを検出する磁気検出部と、
   前記磁気検出部により検出された前記第１磁気特性及び前記第２磁気特性に基づいて前記紙葉類の識別処理を行う制御部と、を備え、
   前記磁場印加部は、前記第１磁場を印加する第１磁石と、前記第２磁場を印加する第２磁石とを含み、
   前記磁気検出部は、前記第１磁気特性を検出する第１磁気センサと、前記第２磁気特性を検出する第２磁気センサとを含み、
   前記第１磁石、前記第１磁気センサ、前記第２磁石及び前記第２磁気センサは、前記搬送路を搬送される前記紙葉類の搬送方向にこの順に配置される
   ことを特徴とする紙葉類識別装置。
2. 磁性体を含むセキュリティ要素を備え、搬送路を搬送される紙葉類を識別する紙葉類識別装置であって、
   紙葉類の面に対して垂直な第１磁場及び平行な第２磁場を印加する磁場印加部と、
   前記第１磁場が印加された前記紙葉類の磁性体の第１磁気特性と、前記第２磁場が印加された前記紙葉類の前記磁性体の第２磁気特性とを検出する磁気検出部と、
   前記磁気検出部により検出された前記第１磁気特性及び前記第２磁気特性に基づいて前記紙葉類の識別処理を行う制御部と、を備え、
   前記磁場印加部は、前記第１磁場を印加する第１磁石と、前記第２磁場を印加する第２磁石とを含み、
   前記磁気検出部は、前記第１磁気特性を検出する第１磁気センサと、前記第２磁気特性を検出する第２磁気センサとを含み、
   前記第２磁石、前記第２磁気センサ、前記第１磁石及び前記第１磁気センサは、前記搬送路を搬送される前記紙葉類の搬送方向にこの順に配置される
   ことを特徴とする紙葉類識別装置。
3. 前記第１磁気センサ及び前記第２磁気センサは、それぞれ、磁気抵抗素子を備え、前記紙葉類の搬送面と垂直な方向に設定された感知軸を有する
   ことを特徴とする請求項１又は２記載の紙葉類識別装置。
4. 前記制御部は、前記第１磁気特性及び前記第２磁気特性に基づいて前記紙葉類の真偽判定処理を行う
   ことを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の紙葉類識別装置。
5. 前記制御部は、前記磁気検出部の出力波形が前記第１磁気特性の検出時と前記第２磁気特性の検出時との間で相違する場合は前記磁性体が異方性媒体であると判定し、前記磁気検出部の出力波形が前記第１磁気特性の検出時と前記第２磁気特性の検出時との間で相似する場合は前記磁性体が等方性媒体であると判定する
   ことを特徴とする請求項４記載の紙葉類識別装置。
6. 前記制御部は、前記第１磁気特性及び前記第２磁気特性に基づいて前記紙葉類の金種判定処理を行う
   ことを特徴とする請求項１～５のいずれかに記載の紙葉類識別装置。
7. 前記セキュリティ要素は、磁気スレッドである
   ことを特徴とする請求項１～６のいずれかに記載の紙葉類識別装置。
8. 請求項１～７のいずれかに記載の紙葉類識別装置を備えることを特徴とする紙葉類処理装置。
9. 磁性体を含むセキュリティ要素を備え、搬送路を搬送される紙葉類を識別する紙葉類識別方法であって、
   紙葉類の面に対して垂直な第１磁場を第１磁石により印加するステップと、
   前記第１磁場が印加された前記紙葉類の磁性体の第１磁気特性を第１磁気センサにより検出するステップと、
   前記紙葉類の面に対して平行な第２磁場を第２磁石により印加するステップと、
   前記第２磁場が印加された前記紙葉類の前記磁性体の第２磁気特性を第２磁気センサにより検出するステップと、
   前記第１磁気センサ及び前記第２磁気センサによりそれぞれ検出された前記第１磁気特性及び前記第２磁気特性に基づいて前記紙葉類の識別処理を行うステップと、を備え、
   前記第１磁石、前記第１磁気センサ、前記第２磁石及び前記第２磁気センサは、前記搬送路を搬送される前記紙葉類の搬送方向にこの順に配置される
   ことを特徴とする紙葉類識別方法。
10. 磁性体を含むセキュリティ要素を備え、搬送路を搬送される紙葉類を識別する紙葉類識別方法であって、
    紙葉類の面に対して垂直な第１磁場を第１磁石により印加するステップと、
    前記第１磁場が印加された前記紙葉類の磁性体の第１磁気特性を第１磁気センサにより検出するステップと、
    前記紙葉類の面に対して平行な第２磁場を第２磁石により印加するステップと、
    前記第２磁場が印加された前記紙葉類の前記磁性体の第２磁気特性を第２磁気センサにより検出するステップと、
    前記第１磁気センサ及び前記第２磁気センサによりそれぞれ検出された前記第１磁気特性及び前記第２磁気特性に基づいて前記紙葉類の識別処理を行うステップと、を備え、
    前記第２磁石、前記第２磁気センサ、前記第１磁石及び前記第１磁気センサは、前記搬送路を搬送される前記紙葉類の搬送方向にこの順に配置される
    ことを特徴とする紙葉類識別方法。

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