WO2014155866A1 - 異物検出装置および異物検出方法 - Google Patents

異物検出装置および異物検出方法 Download PDF

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WO2014155866A1
WO2014155866A1 PCT/JP2013/083848 JP2013083848W WO2014155866A1 WO 2014155866 A1 WO2014155866 A1 WO 2014155866A1 JP 2013083848 W JP2013083848 W JP 2013083848W WO 2014155866 A1 WO2014155866 A1 WO 2014155866A1
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WO
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detection
foreign matter
magnetic sensor
sample
inspection target
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Application number
PCT/JP2013/083848
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English (en)
French (fr)
Inventor
百瀬　正吾
Original Assignee
日本電産サンキョー株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V3/00—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
    • G01V3/08—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices

Definitions

  • the present invention relates to a foreign matter detection apparatus and a foreign matter detection method for magnetically detecting a metal material mixed in a sample to be inspected.
  • Patent Document 1 As an apparatus for magnetically detecting a metal material mixed in a sample to be inspected, an apparatus for magnetically detecting a metal foreign substance mixed in food or battery material has been proposed (for example, Patent Document 1). 2). In the devices described in Patent Documents 1 and 2, the presence or absence of foreign matter is determined based on the magnetic characteristics of the sample to be inspected detected by the magnetic sensor.
  • a problem of the present invention is to provide a foreign object detection device capable of accurately determining the presence or absence of a metal foreign object even when a metal part is provided in advance in a sample to be inspected, and a foreign object It is to provide a detection method.
  • a foreign object detection device provides a metal sensor on a sample to be inspected carried into the detection area based on a magnetic sensor arranged in the detection area and an output from the magnetic sensor.
  • a foreign substance presence / absence determining unit that determines whether or not a manufactured foreign substance is included, and the foreign substance presence / absence determining unit includes the foreign object when the sample to be inspected carried into the detection area does not include the foreign object.
  • a collation data storage unit that stores collation data output from the magnetic sensor, and an output from the magnetic sensor in a state where the inspection target sample to be inspected for the presence or absence of the foreign matter is carried into the detection area
  • a data comparison unit for determining whether or not there is a foreign object by comparing the data for verification.
  • the present invention is also a foreign object detection method for detecting by a magnetic sensor the presence or absence of a metal foreign object with respect to an inspection object sample carried into the inspection area, wherein the inspection object sample carried into the detection area is the foreign object.
  • the data for verification output from the magnetic sensor when not included is stored, and the output from the magnetic sensor in a state where the inspection target sample to be inspected for the presence or absence of the foreign matter is carried into the detection area And the verification data are compared to determine the presence or absence of the foreign matter.
  • the magnetic sensor is configured to be able to detect a magnetic characteristic for each position of the inspection target sample
  • the verification data storage unit is configured to detect the position of the inspection target sample as the verification data.
  • the data comparison unit stores the output from the magnetic sensor and the verification data in a state where the inspection target sample to be inspected for the presence or absence of the foreign matter is carried into the detection area. It is preferable that the presence or absence of the foreign matter is determined by comparing each position of the sample to be inspected.
  • the magnetic sensor detects magnetic characteristics for each position of the inspection target sample, and stores data for each position of the inspection target sample as the verification data, The output from the magnetic sensor in a state where the inspection target sample to be inspected for the presence or absence of the foreign matter is carried into the detection area and the verification data are compared for each position of the inspection target sample. It is preferable to determine the presence or absence. According to such a configuration, erroneous detection of whether or not foreign matter is mixed in the inspection target sample is less likely to occur.
  • the magnetic sensor detects a magnetic property for each position of the inspection target sample at a plurality of locations intersecting a moving direction of the inspection target sample. According to such a configuration, a plurality of locations can be detected in a short time.
  • the foreign matter detection device further comprises a sample amount monitoring means for monitoring the amount of the specimen to be inspected carried into the detection area, wherein the data comparison section is to inspect the presence or absence of the foreign matter.
  • the amount is made equal based on the monitoring result of the amount by the sample amount monitoring means It is preferable to determine the presence or absence of the foreign matter by comparison under conditions. That is, in the foreign matter detection method according to the present invention, sample amount monitoring means for monitoring the amount of the inspection target sample carried into the detection area is provided, and the inspection target sample to be inspected for the presence or absence of the foreign matter is provided in the detection area.
  • the inspection target sample before the detection of the foreign matter is carried into the detection area, and the inspection target sample after the detection of the foreign matter is carried out in the detection area.
  • the sample amount monitoring means monitors the amount of the specimen to be inspected based on the state of the transport mechanism when the carrier mechanism holds the specimen to be inspected. That is, in the foreign matter detection method according to the present invention, the inspection target sample before the detection of the foreign matter is carried into the detection area, and the inspection target sample after the detection of the foreign matter is carried out. It is preferable that a transport mechanism for carrying out the detection area is provided, and the sample amount monitoring unit monitors the amount of the inspection target sample based on a state when the transport mechanism holds the inspection target sample. According to this configuration, the amount of the sample to be inspected can be monitored easily and in a short time.
  • the magnetic sensor may employ a configuration having an excitation coil that generates an AC magnetic field in the detection area and a detection coil that detects the AC magnetic field.
  • the sample to be inspected is, for example, a banknote. According to such a configuration, even when the banknote is stopped by the metal clip, the clip can be detected. Therefore, it is possible to prevent the clip from being conveyed to the identification device even when the bill is subsequently conveyed to the identification device.
  • the direction in which the excitation coil and the detection coil face each other is the Z-axis direction
  • the direction orthogonal to the Z-axis direction is the X-axis direction
  • the directions orthogonal to the X-axis direction and the Z-axis direction are The description will be made on the Y axis direction.
  • the Z-axis direction corresponds to the thickness direction of the inspection target sample
  • the X-axis direction corresponds to the width direction of the inspection target sample
  • the Y-axis direction corresponds to the transport direction of the inspection target sample.
  • one side Y1 in the Y-axis direction corresponds to the upstream side of the sample to be inspected (the side of the carry-in entrance 101), and the other side Y2 in the Y-axis direction corresponds to the downstream side of the sample to be inspected (side of the bill discriminator 90). Equivalent to.
  • FIGS. 1A and 1B are explanatory diagrams showing the overall configuration of the foreign object detection device, and each of the foreign object detection devices. It is a block diagram which shows a function.
  • FIG. 1 in an ATM device 1 (automatic teller machine) installed in a bank or the like, a clip or staple needle is attached to one or more bills 2 (sample to be inspected) carried in.
  • the foreign matter detection device 5 for inspecting whether or not the metallic foreign matter S such as the foreign matter is mixed is provided so that only the banknote 2 determined to be free of the foreign matter S is conveyed to the banknote discriminator 90. It has become.
  • the foreign object detection device 5 includes a magnetic sensor 10 arranged in the detection area 40 where the banknote 2 is arranged, and a foreign object detection unit 80 that determines the presence or absence of the foreign substance S based on the output from the magnetic sensor 10. And a control device 8. Further, the foreign object detection device 5 conveys the banknote 2 in the Y-axis direction from the carry-in port 101 to the detection area 40 where the magnetic sensor 10 is disposed, and also transfers the banknote 2 in the Y-axis direction from the detection area 40 to the banknote discriminator 90. It has a transport mechanism 15 for transporting.
  • the transport mechanism 15 includes a belt-type transport mechanism 13 that transports the banknote 2 in the Y-axis direction from the carry-in entrance 101 to the detection area 40 of the magnetic sensor 10, and from the detection area 40 of the magnetic sensor 10 to the banknote discriminator 90.
  • a belt-type transport mechanism 14 that transports the banknotes 2 in the Y-axis direction is provided, and a detection area 40 is disposed at a transfer location between the belt-type transport mechanism 13 and the belt-type transport mechanism 14. For this reason, the conveyance mechanism 15 carries the banknote 2 before the detection of the foreign material S into the detection area 40, and carries out the banknote 2 after the detection of the foreign material S from the detection area 40.
  • the transport mechanism 15 transports the banknotes 2 determined to have no foreign matter S from the detection area 40 to the banknote discriminator 90, and the banknotes 2 determined to have the foreign matter S mixed therein. Return from the detection area 40 to the carry-in port 101.
  • the foreign object detection device 5 includes a sample presence / absence monitoring sensor 70 on the side where the banknote 2 is carried in the detection area 40.
  • the sensor 70 includes a light emitting diode 71 and a photodiode 72. It consists of an optical sensor.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram of the magnetic sensor 10 used in the foreign object detection device 5 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIGS. 2 (a), (b), (c), and (d) are magnetic sensors.
  • FIG. 10 is a front view, a side view, an explanatory view of an excitation coil, and an explanatory view of a detection coil.
  • FIG. 3 is a front view of the magnetic sensor 10 shown in FIG. 2 including the core.
  • the magnetic sensor 10 includes an excitation coil 20 and a plurality of detection coils 30 that are opposed to the excitation coil 20 in the Z-axis direction and are linearly arranged in the X-axis direction.
  • a detection area 40 in which a sample to be inspected such as the banknote 2 is arranged is configured.
  • the excitation coil 20 is driven by a drive circuit (not shown) to generate an AC magnetic field
  • the detection coil 30 detects an AC magnetic field generated by the excitation coil 20.
  • the excitation coil 20 is arranged on one side Z1 in the Z-axis direction with respect to the detection area 40, and the detection coil 30 is arranged on the other side Z2 in the Z-axis direction with respect to the detection area 40. Further, a plurality of detection coils 30 are arranged in the width direction (X direction) orthogonal to the conveyance direction (Y-axis direction) of the banknote 2 and detect magnetic characteristics corresponding to a plurality of positions in the width direction of the banknote 2. .
  • Each of the exciting coils 20 is a coil having a rectangular shape in which the dimension in the width direction (X-axis direction) of the detection area 40 is larger than the dimension in the Y-axis direction, and the Z-axis direction in which the detection area 40 is located in the opening 20a Is aimed at.
  • the dimension of the exciting coil 20 in the X-axis direction is slightly larger than the dimension of the detection area 40 in the width direction (X-axis direction).
  • the plurality of detection coils 30 are coils in which the opening 30a is directed in the Z-axis direction where the detection area 40 is located, and the detection coil 30 has a rectangular shape whose dimension in the X-axis direction is substantially equal to the dimension in the Y-axis direction. is doing.
  • the dimension of the detection coil 30 in the Y-axis direction is substantially equal to the dimension of the excitation coil 20 in the Y-axis direction
  • the dimension of the detection coil 30 in the X-axis direction is considerably smaller than the dimension of the excitation coil 20 in the X-axis direction.
  • the length dimension when ten detection coils 30 are arranged in the X-axis direction is the same as the detection area 40.
  • the detection area 40 is defined by the range in which the detection coils 30 are arranged.
  • the detection coil 30 is located closer to the detection area 40 than the excitation coil 20.
  • an air-core coil may be used as the excitation coil 20 and the detection coil 30, but a configuration wound around a core can be adopted as shown in FIG. More specifically, the excitation coil 20 is provided on the excitation coil core 615 disposed on one side Z1 in the Z-axis direction with respect to the detection area 40, and the detection coil 30 is provided with respect to the detection area 40 in the Z-axis. Provided in the detection coil core 625 disposed on the other side Z2 in the direction, the excitation coil core 615 and the detection coil core 625 are magnetically coupled.
  • the excitation coil 20 and the detection coil 30 are wound around a common core 60 that extends from one side Z1 in the Z-axis direction to the other side Z2 with respect to the detection area 40.
  • the core 60 one salient pole-shaped exciting coil core 615 that projects toward the frame portion 62 extends in the X-axis direction at the edge of the frame portion 61 that faces the frame portion 62.
  • the exciting coil 20 is wound around the exciting coil core 615.
  • a plurality of salient pole-shaped detection coil cores 625 projecting toward the frame portion 61 are formed on the edge facing the frame portion 61 in the X-axis direction.
  • a detection coil 30 is wound around each core 625.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing the measurement principle of the magnetic sensor 10 used in the foreign object detection device 5 according to the first embodiment of the present invention.
  • FIGS. It is explanatory drawing of the state which does not exist, and explanatory drawing of the state in which the metal foreign material S exists.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing an output from the magnetic sensor 10 used in the foreign object detection device 5 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the detection coil 30 is generated by the excitation coil 20. Detect magnetic field.
  • the magnetic line of force L draws a curve in which the direction of the tangent coincides with the direction of the magnetic field by the exciting coil 20.
  • the direction of the tangential line of the magnetic force line L is a magnetic field generated by the exciting coil 20 at a position away from the foreign matter S.
  • the detection result of the detection coil 30 located near the foreign substance S among the plurality of detection coils 30 changes. For example, when the foreign substance S is made of a magnetic material, the magnetic permeability is increased. Therefore, the output from the detection coil 30 located in the vicinity of the foreign substance S among the plurality of detection coils 30 is a standby voltage as shown in FIG. From the level L0, the output level increases as indicated by the peak L1.
  • the output from the detection coil 30 located near the foreign matter S due to the influence of the eddy current is from the standby voltage level L0 as shown in FIG. As shown by the peak L2, the output level decreases. Therefore, as shown in FIG. 5, if the first threshold voltage V1 and the second threshold voltage V2 are set for the output from the detection coil 30, the foreign matter can be detected by monitoring the output from the detection coil 30. The presence of S can be detected.
  • the excitation coil 20 and the detection coil 30 are respectively arranged on the opposite sides across the detection area 40. Therefore, in the case where the inspection target sample is located near the excitation coil 20 in the detection area 40, the inspection target sample is located far from the detection coil 30, and the inspection target sample is located far from the excitation coil 20. In this case, the sample to be inspected is located near the detection coil 30. Therefore, it is possible to mitigate the change in sensitivity depending on which position in the detection area 40 the sample to be inspected, so it is possible to mitigate the change in sensitivity due to the position of the sample to be inspected.
  • a plurality of detection coils 30 are arranged in the width direction (X direction) orthogonal to the conveyance direction (Y-axis direction) of the banknote 2, and detect magnetic characteristics corresponding to a plurality of positions in the width direction of the banknote 2. To do. Therefore, the magnetic sensor 10 outputs a plurality of channels corresponding to each detection coil 30.
  • the above detection processing is performed by converting a signal output as an analog signal from the detection coil 30 into a digital signal by an A / D converter (ADC). Therefore, the output signal from the detection coil 30 is set in a range that can be digitized by the A / D converter (ADC) including the peak L1 and the peak L2.
  • ADC A / D converter
  • FIG. 6 is a flowchart showing the detection process employed in the foreign object detection device 5 according to Embodiment 1 of the present invention. The process shown in FIG. 6 is executed according to a program stored in advance in a storage unit such as a RAM under the control of the CPU or the like.
  • the banknote 2 may be formed with a thread, a hologram, or the like by a metal portion.
  • the metal portion constituting the thread or the hologram is erroneously detected as the foreign matter S.
  • the detection method described below with reference to FIGS. 1B and 6 is adopted.
  • the control device 8 includes a metal foreign object in the banknote 2 based on the output from the magnetic sensor 10.
  • a foreign object presence / absence determining unit 81 that determines whether or not there is a foreign object is configured, and the foreign object presence / absence determining unit 81 and the magnetic sensor 10 constitute a foreign object detecting unit 80.
  • the control device 8 includes a conveyance control unit 85 that controls the conveyance mechanism 15 based on the detection result of the foreign object detection unit 80.
  • the foreign matter presence / absence determining unit 81 includes a collation data storage unit 83 that stores bill data (collation data) output from the magnetic sensor 10 when the bill 2 does not include the foreign matter S, and a threshold voltage (The threshold voltage storage unit 84 for storing the first threshold voltage V1 and the second threshold voltage V2) is compared with the output when the magnetic sensor 10 detects the magnetic characteristics of the bill 2 loaded this time and the verification data. And a data comparison unit 82 for determining the presence or absence of the foreign matter S.
  • the magnetic sensor 10 outputs a plurality of channels corresponding to the plurality of detection coils 30, and each channel corresponds to each position in the width direction of the banknote 2.
  • the collation data storage unit 83 stores banknote data for a plurality of channels output from each detection coil 30 when the banknote 2 does not include the foreign matter S.
  • the data comparison unit 82 includes a plurality of magnetic sensors 10. The output of each channel output from the detection coil 30 is compared with the threshold voltages (first threshold voltage V1 and second threshold voltage V2) stored in the threshold voltage storage unit 84.
  • step S12 when it is determined that the output of any channel does not exceed the threshold voltage (first threshold voltage V1 and second threshold voltage V2), in step S12, the data comparison unit 82 An output process indicating that there is no S is performed.
  • the transport mechanism 15 illustrated in FIG. 1A transports the banknote 2 from the detection area 40 to the banknote discriminator 90.
  • step S11 if it is determined in the comparison in step S11 that the output of any channel exceeds the threshold voltage (the first threshold voltage V1 and the second threshold voltage V2), the data comparison is performed in step S13.
  • the unit 82 acquires all the outputs of each channel output from the detection coil 30, and acquires banknote data for all channels from the collation data storage unit 83.
  • step S14 the output from the detection coil 30 is obtained.
  • the banknote data is compared for each channel.
  • the channel (position in the width direction of the banknote 2) in which the output from the detection coil 30 exceeds the threshold voltage (the first threshold voltage V1 and the second threshold voltage V2) is a thread or hologram. If it is determined that the position is the same as the formed position, in step S12, the data comparison unit 82 performs an output process indicating that there is no foreign matter S.
  • step S14 the channel (position in the width direction of the banknote 2) in which the output from the detection coil 30 exceeds the threshold voltage (first threshold voltage V1 and second threshold voltage V2) If it is determined that the position is not the same as the position where the thread or hologram is formed, the data comparison unit 82 performs an output process indicating that there is a foreign object S in step S15. As a result, the transport mechanism 15 illustrated in FIG. 1A returns the banknote 2 from the detection area 40 to the carry-in port 101.
  • the bill data (collation data) output from the magnetic sensor 10 when the bill 2 does not include the foreign matter Make a comparison. For this reason, even when the metal part is provided in banknote 2 itself, it is hard to misdetect the presence or absence of the foreign material S.
  • the magnetic sensor 10 detects the magnetic characteristics for each position of the banknote 2 by the plurality of detection coils 30, while the verification data storage unit 83 uses the position of the banknote 2 as banknote data (verification data).
  • banknote data verification data
  • Each piece of data is stored, and the output when the magnetic sensor 10 detects the magnetic characteristics of the banknote 2 carried this time and the banknote data are compared for each position of the banknote 2 to determine the presence or absence of the foreign matter S. . For this reason, it is hard to generate the false detection of whether the foreign material S is mixed in the banknote 2.
  • FIG. 7 is a flowchart showing an operation timing control method employed in the foreign object detection device 5 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the foreign object detection device 5 of the present embodiment when the environmental temperature changes, the resistance change of the coil wire used for the exciting coil 20 and the detection coil 30, the permeability change of the core 60, the shape change of the casing holding the core 60, etc. As shown by the dotted line in FIG. 5, in the output from the sensor device 10, the standby voltage level and the peak L ⁇ b> 1 and L ⁇ b> 2 levels are shifted, and whether or not the foreign matter S is mixed in the banknote 2. There is a risk of false detection.
  • the control device 8 is provided with a detection condition correction unit 86 that performs a correction process on the detection condition of the foreign object detection process in the foreign object detection unit 80. It has been.
  • the detection condition correction unit 86 performs a correction process based on the output from the magnetic sensor 10 in a state where no banknote 2 is present in the detection area 40, for example, as the environmental temperature increases.
  • the threshold voltages (the first threshold voltage V1 and the second threshold voltage V2) are changed.
  • the control device 8 includes a timing control unit 88.
  • the timing control unit 88 causes the foreign object detection unit 80 to automatically perform the foreign object detection process when the banknote 2 is carried in.
  • the timing control unit 88 causes the detection condition correction unit 86 to automatically perform correction processing during the pause period of the foreign object detection processing in the foreign object detection unit 80.
  • the foreign matter detection unit 80 automatically performs foreign matter detection processing on the banknote 2 when the banknote 2 is carried into the detection area 40 by the sample presence / absence monitoring sensor 70.
  • the detection condition correction unit 86 is performing the correction process even when it is carried into the detection area 40
  • the foreign object detection unit 80 waits for the foreign object detection process to be executed until the correction process is completed.
  • the detection condition correction unit 86 performs correction processing based on the output from the magnetic sensor 10 in the state where the banknote 2 does not exist in the detection area 40. For this reason, the timing control unit 88 detects the detection condition until the foreign object detection unit 80 finishes the foreign object detection process and the banknote 2 after the detection of the foreign object S is carried out from the detection area 40. The correction unit 86 is made to wait for execution of the correction process.
  • the control device 8 In performing such timing control, the control device 8 is provided with a timer 87 for instructing the timing at which the detection condition correction unit 86 performs the next correction processing, and when the time set in the timer 87 elapses, The detection condition correction unit 86 automatically starts correction processing.
  • the timing control unit 88 causes the timer 87 to start timing when the foreign object detection unit 80 finishes the foreign object detection process, and causes the timer 87 to stop timing when the foreign object detection unit 80 starts the foreign object detection process.
  • timing control unit 88 The contents of the timing control will be described along the processing executed by the timing control unit 88 with reference to FIG. 7 is executed according to a program stored in advance in a storage unit such as a RAM under the control of the CPU or the like.
  • step S21 to step S22 is executed as an infinite loop.
  • step S ⁇ b> 23 the timing control unit 88 determines whether the detection condition correction unit 86 is in the process of correcting the detection condition. If it is determined in step S23 that the correction process is being performed, the process waits until the correction process is completed.
  • step S23 if it is determined in step S23 that the correction process is not being performed, the timing control unit 88 performs detection in the detection area 40 based on the output from the sample presence / absence monitoring sensor 70 in step S24. The presence or absence of the banknote 2 is determined.
  • the timing control unit 88 determines whether the foreign object detection unit 80 is performing the foreign object detection process in step S25. If it is determined in step S25 that the foreign object detection unit 80 is performing the foreign object detection process, the process returns to step S21 via step S22. On the other hand, if it is determined in step S25 that the foreign object detection unit 80 does not perform the foreign object detection process, the timing control unit 88 passes a predetermined time after the foreign object detection process ends in step S26. Then, it is determined whether the banknote 2 on which the foreign object detection processing has been performed has been carried out from the detection area 40.
  • step S26 If it is determined in step S26 that the predetermined time has not elapsed, the process returns to step S21 via step S22. In contrast, if it is determined in step S26 that the predetermined time has elapsed, the timing control unit 88 causes the timer 87 to start measuring time. In this state, when the time elapses and the time set in the timer 87 elapses, the detection condition correction unit 86 automatically executes detection condition correction processing.
  • step S24 if it is determined in step S24 that there is a bill 2, the timing control unit 88 causes the timer 87 to stop timing in step S28. In step S29, the timing control unit 88 causes the foreign object detection unit 80 to perform the foreign object detection process, and then returns to step S21 through step S22.
  • the detection condition correction unit 86 automatically executes detection condition correction processing. For this reason, even when the output from the magnetic sensor 10 fluctuates due to a change in environmental temperature or the like, it is possible to suppress the occurrence of erroneous detection due to such fluctuation.
  • the timing control unit 88 causes the detection condition correction unit 86 to perform the correction process only during the pause period of the foreign object detection process in the foreign object detection unit 80. Therefore, even if the detection condition correction unit 86 is configured to automatically execute the detection condition correction process, the foreign object detection process in the foreign object detection unit 80 is not hindered.
  • the timing control unit 88 detects the foreign object in the foreign object detection unit 80 until the correction process is completed when the detection condition correction unit 86 performs the correction process. Make the process wait. For this reason, even when the banknote 2 is carried into the detection area 40 during the correction process, the foreign matter can be detected under conditions after the banknote 2 is corrected.
  • the timing control unit 88 also starts the correction process in the detection condition correction unit 86 when the banknote 2 on which the foreign object detection process has been performed is in the detection area 40 even after the foreign object detection process in the foreign object detection unit 80 is completed.
  • the detection condition correction unit 86 performs a correction process. Therefore, the detection condition correction unit 86 can perform the correction process based on the output from the magnetic sensor 10 in a state where the banknote 2 does not exist in the detection area 40, and thus can perform the correction process accurately.
  • the detection condition correction unit 86 changes the threshold voltages (first threshold voltage V1 and second threshold voltage V2) when determining the presence or absence of the foreign substance S as the detection conditions. For this reason, the detection condition can be easily corrected as compared with the case where the drive condition of the magnetic sensor 10 is changed.
  • the detection condition correction unit 86 changes the threshold voltage (the first threshold voltage V1 and the second threshold voltage V2) when determining the presence or absence of the foreign substance S as the detection condition, the banknote 2 is in the detection area 40.
  • the voltage corresponding to the peak L1 can be appropriately converted into a digital signal, and the comparison with the threshold voltages (the first threshold voltage V1 and the second threshold voltage V2) can be accurately performed.
  • FIGS. 8A and 8B are explanatory diagrams of the foreign object detection device 5 according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIGS. 8A and 8B are explanatory diagrams of the belt-type transport mechanism 13 used in the foreign object detection device 5. It is a block diagram which shows each function of the foreign material detection apparatus 5. Since the basic configuration of this embodiment is the same as that of Embodiment 1, common portions are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • sample amount monitoring means for monitoring the amount of the banknote 2 carried into the detection area 40
  • the data comparison unit 82 outputs when the magnetic sensor 10 detects the magnetic characteristics of the banknote 2 carried this time. And the banknote data (data for verification) are compared, the presence / absence of the foreign matter S is determined based on a result of monitoring the amount of the banknote 2 under a condition where the amount of the banknote 2 is equal.
  • the belt-type transport mechanism 13 presses a pair of transport belts 131 and 132 and one transport belt 131 against the other transport belt 132 to bundle a banknote 2.
  • the thickness of the bundle 2a depends on the driving mechanism 133 that holds the belt 2a from above and below by the conveyor belts 131 and 132 and the interval between the conveyor belts 131 and 132 when the bundle 2a of the banknotes 2 is held by the conveyor belts 131 and 132. It has a sample amount monitoring sensor 134 for monitoring (amount of banknote 2).
  • the monitoring result of the sample amount monitoring sensor 134 is output to the data comparison unit 82 of the foreign matter detection unit 80.
  • the data comparison part 82 outputs the output when the magnetic sensor 10 detects the magnetic characteristic of the banknote 2 carried in this time, for example, one banknote 2 based on the monitoring result in the sample amount monitoring sensor 134.
  • the converted value is compared with banknote data (data for verification). For this reason, even when the banknote 2 in which a thread, a hologram, or the like is formed by a metal part or the like is inserted in a bundle 2a, it is erroneously detected that the foreign matter S is present by the metal part provided on the banknote 2 itself. Can be avoided.
  • FIG. 9 is an explanatory diagram of the magnetic sensor 10 used in the foreign object detection device 5 according to the third embodiment of the present invention.
  • FIGS. 9A, 9B, 9C, and 9D are magnetic sensors.
  • FIG. 3 is a front view, a side view, an explanatory view of an excitation coil, and an explanatory view of a detection coil.
  • FIG. 10 is an explanatory view including the core of the magnetic sensor shown in FIG. 9.
  • FIGS. 9A, 9B, 9C, and 9D are magnetic sensors.
  • FIG. 3 is a front view, a side view, an explanatory view of an excitation coil, and an explanatory view of a detection coil.
  • FIG. 10 is an explanatory view including the core of the magnetic sensor shown in FIG. 9.
  • FIGS. 9A, 9B, 9C, and 9D are magnetic sensors.
  • FIG. 3 is a front view, a side view, an explanatory view of an excitation coil, and an explanatory view of
  • the first excitation coil 21 disposed on one side Z ⁇ b> 1 in the Z-axis direction with respect to the detection area 40 and the detection area 40.
  • a second exciting coil 22 disposed on the other side Z2 in the Z-axis direction.
  • Each of the exciting coils 20 is an air-core coil having a rectangular shape whose dimension in the width direction (X-axis direction) of the detection area 40 is larger than the dimension in the Y-axis direction.
  • the opening 20a is directed in the Z-axis direction where the detection area 40 is located.
  • the dimension in the X-axis direction of the excitation coil 20 (the first excitation coil 21 and the second excitation coil 22) is slightly larger than the dimension in the width direction (X-axis direction) of the detection area 40.
  • the plurality of detection coils 30 a plurality of first detection coils 31 facing the first excitation coil 21 across the detection area 40 on the other side Z2 in the Z-axis direction with respect to the detection area 40, A plurality of second detection coils 32 facing the second excitation coil 22 with the detection area 40 sandwiched between the detection area 40 on one side Z1 in the Z-axis direction with respect to the detection area 40 are provided.
  • the first detection coil 31 detects the AC magnetic field of the first excitation coil 21, while the second detection coil 32 detects the AC magnetic field of the second excitation coil 22.
  • the detection coil 30 (the first detection coil 31 and the second detection coil 32) is an air-core coil in which the opening 30a is directed in the Z-axis direction where the detection area 40 is located, and the detection coil 30 has dimensions in the X-axis direction.
  • the dimension of the detection coil 30 in the Y-axis direction is substantially equal to the dimension of the excitation coil 20 in the Y-axis direction, and the dimension of the detection coil 30 in the X-axis direction is considerably smaller than the dimension of the excitation coil 20 in the X-axis direction.
  • the length dimension when ten detection coils 30 are arranged in the X-axis direction is the same as the detection area 40.
  • the detection area 40 is defined by the range in which the detection coils 30 are arranged.
  • the first excitation coil 21 is disposed on the opposite side to the detection area 40 (one side Z1 in the Z-axis direction) with respect to the plurality of second detection coils 32
  • the second excitation coil 22 includes a plurality of second excitation coils 22.
  • the one detection coil 31 is disposed on the opposite side to the detection area 40 (the other side Z2 in the Z-axis direction).
  • the exciting coil 20 (the first exciting coil 21 and the second exciting coil 22) is located farther from the detection area 40 than the detecting coil 30 (the first detecting coil 31 and the second detecting coil 32).
  • the first excitation coil 21 and the second excitation coil 22 are driven alternately at different times.
  • the plurality of detection coils 30 (the plurality of first detection coils 31 and the plurality of second detection coils 32) are sequentially driven. Therefore, the first detection coil 31 detects the AC magnetic field of the first excitation coil 21 without adopting a configuration such as supplying alternating currents having different frequencies to the first excitation coil 21 and the second excitation coil 22. Based on the result and the result of the second detection coil 32 detecting the AC magnetic field of the second excitation coil 22, the presence or absence of the foreign matter S can be detected.
  • the exciting coil 20 includes a first exciting coil 21 disposed on one side of the detection area 40 and a second exciting coil 22 disposed on the other side of the detecting area 40. 30, a first detection coil 31 that detects the alternating magnetic field of the first excitation coil 21 on the other side of the detection area 40, and a second detection coil that detects the alternating magnetic field of the second excitation coil 22 on one side of the detection area 40. 32 is provided. For this reason, in the detection area 40, the same sensitivity can be obtained regardless of the position of the specimen to be inspected from the excitation coil 20 or the detection coil 30.
  • the first excitation coil 21 is disposed on the opposite side to the detection area 40 with respect to the second detection coil 32, and the second excitation coil 22 is opposite to the detection area 40 with respect to the first detection coil 31. Is arranged. For this reason, the excitation coil 20 (the first excitation coil 21 and the second excitation coil 22) is located at a position farther from the detection area 40 than the detection coil 30 (the first detection coil 31 and the second detection coil 32). A magnetic field can be generated throughout the area 40.
  • an air-core coil may be used as the excitation coil 20 and the detection coil 30, but a configuration wound around a core can be adopted as shown in FIG.
  • the first excitation coil 21 and the second detection coil 32 are provided on the first core 610 disposed on one side Z1 in the Z-axis direction with respect to the detection area 40, and the second excitation coil 22 and The first detection coil 31 is provided on the second core 620 disposed on the other side Z2 in the Z-axis direction with respect to the detection area 40, and the first core 610 and the second core 620 are magnetically coupled.
  • the excitation coil 20 (the first excitation coil 21 and the second excitation coil 22) and the detection coil 30 (the first detection coil 31 and the second detection coil 32) are Z-axis with respect to the detection area 40. It is wound around a common core 60 extending from one side Z1 to the other side Z2.
  • the core 60 has a plate shape whose thickness direction is directed in the Y-axis direction, a frame portion 61 extending in the X-axis direction on one side Z1 in the Z-axis direction with respect to the detection area 40, and a detection A frame portion 62 that extends in the X-axis direction on the other side Z2 in the Z-axis direction with respect to the area 40, a frame portion 63 that connects one ends of the frame portions 61 and 62 in the X-axis direction, and frame portions 61 and 62 And a frame portion 64 that connects the other ends in the X-axis direction.
  • the core 60 has a rectangular shape with the frame portions 61 and 62 as long sides and the frame portions 63 and 64 as short sides.
  • a plurality of salient pole-shaped first cores 610 protruding toward the frame portion 62 are formed on the edge facing the frame portion 62 in the X-axis direction.
  • a plurality of salient pole-shaped second cores 620 projecting toward the frame portion 61 are formed in the X-axis direction on the edge facing the 61.
  • the first exciting coil 21 is wound around the base portion located on the frame 61 side of the first core 610 through the outside of the first core 610 located at both ends in the X-axis direction.
  • the second detection coil 32 is wound around each of the plurality of first cores 610 at the tip portion located on the detection area 40 side of the one core 610.
  • the second exciting coil 22 is wound around the base portion of the second core 620 that is located on the frame 62 side through the outside of the second core 620 that is located at both ends in the X-axis direction.
  • the first detection coil 31 is wound around each of the plurality of second cores 620 at the distal end portion of the two-core 620 located on the detection area 40 side.
  • the first excitation coil 21 is disposed on the opposite side to the detection area 40 (one side Z1 in the Z-axis direction) with respect to the plurality of second detection coils 32
  • the second excitation coil 22 includes the plurality of second excitation coils 22.
  • the one detection coil 31 is disposed on the opposite side to the detection area 40 (the other side Z2 in the Z-axis direction).
  • the core 60 is not limited to the form shown in FIG. 10, and the first core 610 and the second core 620 are magnetically coupled, and the first exciting coil 21 and the plurality of second detection elements are coupled. What is necessary is just to provide the detection area 40 in the space where the coil 32, the second excitation coil 22, and the first detection coil 31 face each other.
  • a form in which the first core 610 and the second core 620 are formed as an integral magnetic body, or the first core 610 and the second core In addition to the form in which 620 is connected via another magnetic body, the magnetic body constituting the first core 610 and the magnetic body constituting the second core 620 are arranged close to each other, thereby being magnetically coupled. It may be a configuration.
  • FIG. 11 is an explanatory diagram of the magnetic sensor 10 used in the foreign object detection device 5 according to Embodiment 4 of the present invention
  • FIGS. 11 (a), (b), and (c) are front views of the magnetic sensor, It is the side view of a magnetic sensor, and explanatory drawing which looked at the magnetic sensor from the direction of arrow P. Since the basic configuration of this embodiment is the same as that of Embodiments 1 and 3, common portions are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • the magnetic sensor 10 of this embodiment is also arranged linearly in the X-axis direction, facing the excitation coil 20 in the Z-axis direction, similarly to the first and third embodiments.
  • a detection area 40 is provided between the detection coil 30 and the excitation coil 20 and in which a sample to be inspected such as the banknote 2 shown in FIG. 1 is arranged.
  • the exciting coil 20 a first exciting coil 21 disposed on one side Z1 in the Z-axis direction with respect to the detection area 40, and a second disposed on the other side Z2 in the Z-axis direction with respect to the detection area 40.
  • An exciting coil 22 is provided.
  • a plurality of second detection coils 32 facing the second excitation coil 22 across the detection area 40 on one side Z1 in the Z-axis direction are provided.
  • the first detection coil 31 detects the AC magnetic field of the first excitation coil 21, while the second detection coil 32 detects the AC magnetic field of the second excitation coil 22.
  • the excitation coil 20 (first excitation coil 21 and second excitation coil 22) and detection coil 30 (first detection coil 31 and second detection coil 32).
  • the core 60 also has a plurality of salient pole-shaped first cores 610 projecting toward the frame portion 62 in the frame portion 61 at the edge facing the frame portion 62 in the X-axis direction.
  • a plurality of salient pole-shaped second cores 620 projecting toward the frame portion 61 are formed in the X-axis direction at the edge facing the frame portion 61.
  • the first core 610 is wound with the second detection coil 32 for each of the plurality of first cores 610, and the first detection cores 610 are positioned at both ends in the X-axis direction so as to cover the second detection coil 32.
  • the first exciting coil 21 is wound through the outside of the one core 610.
  • the second core 620 is wound with the first detection coil 31 for each of the plurality of second cores 620, and the second core located at both ends in the X-axis direction so as to cover the first detection coil 31.
  • a second exciting coil 22 is wound through the outside of 620. That is, the first excitation coil 21 is wound around the second detection coil 32, and the second excitation coil 22 is wound around the first detection coil 31.
  • the magnetic body constituting the first core 610 and the magnetic body constituting the second core 620 are arranged close to each other so that they are magnetically coupled. Also good.
  • FIG. 12 is an explanatory diagram of the magnetic sensor 10 used in the foreign object detection device 5 according to the fifth embodiment of the present invention.
  • FIGS. 12 (a) and 12 (b) show the first excitation coil 21 and the second detection coil.
  • 3 is a front view of a core 60a wound with 32, and a front view of a core 60b wound with a second excitation coil 22 and a first detection coil 31.
  • the first excitation coil 21 and the second detection coil 32 are arranged on one side Z1 in the Z-axis direction with respect to the detection area 40 using the configuration of the magnetic sensor 10 shown in FIG.
  • the second excitation coil 22 and the first detection coil 31 are arranged on the other side Z2 in the Z-axis direction. That is, the core 60 shown in FIG. 3 and the core 60 obtained by inverting the core 60 shown in FIG. 3 in the Z-axis direction are alternately arranged in the Y-axis direction as the cores 60a and 60b, respectively.
  • a salient pole-shaped first exciting coil core 611 protruding toward the frame portion 62 is formed on the edge of the frame portion 61 facing the frame portion 62.
  • the first exciting coil 21 is wound around the first exciting coil core 611.
  • a plurality of salient pole-shaped first detection coil cores 621 projecting toward the frame portion 61 are formed in the X-axis direction on the edge facing the frame portion 61.
  • the first detection coil 31 is wound around the core 621.
  • the core 60b shown in FIG. 12B is disposed to face the core 60a in the Y-axis direction.
  • a salient pole-shaped second exciting coil core 622 that protrudes toward the frame portion 61 is formed at the edge of the frame portion 62 that faces the frame portion 61, and the second exciting coil core is formed.
  • a second exciting coil 22 is wound around 622.
  • a plurality of salient pole-shaped second detection coil cores 612 projecting toward the frame portion 62 are formed in the X axis direction on the edge facing the frame portion 62.
  • the second detection coil 32 is wound around the core 612.
  • the magnetic body constituting the first exciting coil core 611 and the magnetic body constituting the first detection coil core 621 are arranged close to each other, thereby being magnetically coupled.
  • a configuration in which the magnetic body constituting the second exciting coil core 622 and the magnetic body constituting the second detection coil core 612 are arranged close to each other to be magnetically coupled may be employed. .
  • a plurality of first detection coils 31 and a plurality of second detection coils 32 are provided, but a configuration in which one each of the first detection coil 31 and the second detection coil 32 is provided may be adopted.
  • the banknote 2 was made into the test object sample, you may apply this invention to the detection of mixing of the metal foreign material to food in field
  • the present invention may be applied to detection of contamination of metallic foreign matter into a material (sample to be inspected) to be used.

Landscapes

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Abstract

　検査対象試料には予め金属部分が設けられている場合でも、金属製の異物の有無を正確に判定することのできる異物検出装置、および異物検出方法を提供すること。具体的には、異物検出装置５は、検出エリア４０に搬入された紙幣２の磁気特性を検出する磁気センサ１０と、磁気センサ１０からの出力に基づいて紙幣２に金属製の異物が含まれているか否かを判定する異物有無判定部８１とを有している。異物有無判定部８１は、紙幣２が異物を含まないときに磁気センサ１０から出力される照合用データを記憶しておく照合用データ記憶部８３と、今回搬入された紙幣２の磁気特性を磁気センサ１０が検出したときの出力と照合用データとを比較して異物の有無の判定を行うデータ比較部８２とを有している。

Description

[規則26に基づく補充 15.01.2014]　異物検出装置および異物検出方法
　本発明は、検査対象試料に混在している金属材料を磁気的に検出する異物検出装置および異物検出方法に関するものである。
　検査対象試料に混在している金属材料を磁気的に検出する装置として、食品や電池材料に混入している金属製の異物を磁気的に検出する装置が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。かかる特許文献１、２に記載の装置では、磁気センサで検出した検査対象試料の磁気特性に基づいて異物の有無を判定する。
特開２００４－２８９５５号公報 特開２０１１－２４７７０９号公報
　しかしながら、検査対象試料には予め金属部分が設けられている試料があり、このような試料の場合、金属部分を異物と誤検出するおそれがある。
　以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、検査対象試料には予め金属部分が設けられている場合でも、金属製の異物の有無を正確に判定することのできる異物検出装置、および異物検出方法を提供することにある。
　上記課題を解決するために、本発明に係る異物検出装置は、検出エリアに配置された磁気センサと、該磁気センサからの出力に基づいて、前記検出エリアに搬入された前記検査対象試料に金属製の異物が含まれているか否かを判定する異物有無判定部と、を有し、前記異物有無判定部は、前記検出エリアに搬入された前記検査対象試料が前記異物を含まないときに前記磁気センサから出力される照合用データを記憶しておく照合用データ記憶部と、前記異物の有無を検査すべき前記検査対象試料が前記検出エリアに搬入された状態での前記磁気センサからの出力と前記照合用データとを比較して前記異物の有無の判定を行うデータ比較部と、を有していることを特徴とする。
　また、本発明は、検査エリアに搬入された検査対象試料に対して金属製の異物の有無を磁気センサによって検出する異物検出方法であって、前記検出エリアに搬入された検査対象試料が前記異物を含まないときに前記磁気センサから出力される照合用データを記憶しておき、前記異物の有無を検査すべき前記検査対象試料が前記検出エリアに搬入された状態での前記磁気センサからの出力と前記照合用データとを比較して前記異物の有無の判定を行うことを特徴とする。
　本発明では、磁気センサからの出力に基づいて異物の有無を判定する際、検査対象試料が異物を含まないときに磁気センサから出力される照合用データとの比較を行う。このため、検査対象試料自身に金属部分が設けられている場合でも、異物の有無を誤検出しにくい。
　本発明に係る異物検出装置において、前記磁気センサは、前記検査対象試料の位置毎の磁気特性を検出可能に構成され、前記照合用データ記憶部は、前記照合用データとして前記検査対象試料の位置毎のデータを記憶しており、前記データ比較部は、前記異物の有無を検査すべき前記検査対象試料が前記検出エリアに搬入された状態での前記磁気センサからの出力と前記照合用データとを前記検査対象試料の位置毎に比較して前記異物の有無の判定を行うことが好ましい。すなわち、本発明に係る異物検出方法において、前記磁気センサは、前記検査対象試料の位置毎の磁気特性を検出し、前記照合用データとして前記検査対象試料の位置毎のデータを記憶しておき、前記異物の有無を検査すべき前記検査対象試料が前記検出エリアに搬入された状態での前記磁気センサからの出力と前記照合用データとを前記検査対象試料の位置毎に比較して前記異物の有無の判定を行うことが好ましい。かかる構成によれば、検査対象試料に異物が混在しているか否かの誤検出がより発生しにくい。
　本発明において、前記磁気センサは、前記検査対象試料の移動方向と交差する複数箇所で前記検査対象試料の位置毎の磁気特性を検出することが好ましい。かかる構成によれば、複数箇所の検出を短時間に行うことができる。
　本発明に係る異物検出装置において、前記検出エリアに搬入された前記検査対象試料の量を監視する試料量監視手段を備え、前記データ比較部は、前記異物の有無を検査すべき前記検査対象試料が前記検出エリアに搬入された状態での前記磁気センサからの出力と前記照合用データとを比較する際、前記試料量監視手段での前記量の監視結果に基づいて、前記量を同等とした条件での比較により、前記異物の有無の判定を行うことが好ましい。すなわち、本発明に係る異物検出方法において、前記検出エリアに搬入された前記検査対象試料の量を監視する試料量監視手段を設け、前記異物の有無を検査すべき前記検査対象試料が前記検出エリアに搬入された状態での前記磁気センサからの出力と前記照合用データとを比較する際、前記量の監視結果に基づいて、前記量を同等とした条件での比較により、前記異物の有無の判定を行うことが好ましい。かかる構成によれば、検査対象試料自身に金属部分が設けられている場合、検査対象試料の量によって、異物の有無を誤検出することを防止することができる。
　本発明に係る異物検出装置において、前記異物の検出が実施される前の前記検査対象試料を前記検出エリアに搬入するとともに、前記異物の検出が実施された後の前記検査対象試料を前記検出エリアから搬出する搬送機構を有し、前記試料量監視手段は、前記搬送機構が前記検査対象試料を保持したときの当該搬送機構の状態に基づいて前記検査対象試料の量を監視することが好ましい。すなわち、本発明に係る異物検出方法において、前記異物の検出が実施される前の前記検査対象試料を前記検出エリアに搬入するとともに、前記異物の検出が実施された後の前記検査対象試料を前記検出エリアから搬出する搬送機構を設け、前記試料量監視手段は、前記搬送機構が前記検査対象試料を保持したときの状態に基づいて前記検査対象試料の量を監視することが好ましい。かかる構成によれば、検査対象試料の量を簡単かつ短時間に監視することができる。
　本発明において、前記磁気センサは、前記検出エリアに交流磁界を発生させる励磁コイルと、前記交流磁界を検出する検出コイルと、を有している構成を採用することができる。
　本発明において、前記検査対象試料は、例えば、紙幣である。かかる構成によれば、紙幣が金属製のクリップで止められている場合でも、クリップの検出を行うことができる。それ故、その後、紙幣を識別機に搬送する場合でも、クリップが識別機に搬送されることを防止することができる。
本発明では、磁気センサからの出力に基づいて異物の有無を判定する際、検査対象試料が異物を含まないときに磁気センサから出力される照合用データとの比較を行う。このため、検査対象試料自身に金属部分が設けられている場合でも、異物の有無を誤検出しにくい。
本発明の実施の形態１に係る異物検出装置の説明図である。 本発明の実施の形態１に係る異物検出装置に用いた磁気センサの説明図である。 図２に示す磁気センサのコアも含めた状態での正面図である。 本発明の実施の形態に係る異物検出装置に用いた磁気センサの測定原理を示す説明図である。 本発明の実施の形態１に係る異物検出装置に用いた磁気センサからの出力を示す説明図である。 本発明の実施の形態１に係る異物検出装置で採用されている検出処理を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態１に係る異物検出装置で採用されている動作タイミングの制御方法を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２に係る異物検出装置の説明図である。 本発明の実施の形態３に係る異物検出装置に用いた磁気センサの説明図である。 図９に示す磁気センサのコアも含めた状態での説明図である。 本発明の実施の形態４に係る異物検出装置に用いた磁気センサの説明図である。 本発明の実施の形態５に係る異物検出装置に用いた磁気センサの説明図である。
１　ＡＴＭ装置、２　紙幣（検査対象試料）、２ａ　紙幣の束、５　異物検出装置、８　制御装置、１０　磁気センサ、１３，１４　ベルト式搬送機構、１５　搬送機構、２０　励磁コイル、３０　検出コイル、４０　検出エリア、７０　試料有無監視用のセンサ、８０　異物検出部、８１　異物有無判定部、８２　データ比較部、８３　照合用データ記憶部、８４　閾値電圧記憶部、８６　検出条件補正部、８７　タイマー、８８　タイミング制御部、１３１，１３２　搬送ベルト、１３３　駆動機構、１３４　試料量監視センサ（試料量監視手段）、Ｓ　異物
　以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、励磁コイルと検出コイルとが対向している方向をＺ軸方向とし、Ｚ軸方向に直交する方向をＸ軸方向とし、Ｘ軸方向およびＺ軸方向に直交する方向をＹ軸方向として説明する。また、Ｚ軸方向は検査対象試料の厚さ方向に相当し、Ｘ軸方向は検査対象試料の幅方向に相当し、Ｙ軸方向は検査対象試料の搬送方向に相当する。また、Ｙ軸方向の一方側Ｙ１が検査対象試料の上流側（搬入口１０１の側）に相当し、Ｙ軸方向の他方側Ｙ２が検査対象試料の下流側（紙幣識別機９０の側）に相当する。
　［実施の形態１］
　（異物検出装置の全体構成）
　図１は、本発明の実施の形態１に係る異物検出装置の説明図であり、図１（ａ）、（ｂ）は、異物検出装置の全体構成を示す説明図、および異物検出装置の各機能を示すブロック図である。
　図１において、銀行等に設置されているＡＴＭ装置１（現金自動預け払い機；Automatic Teller Machine）においては、搬入された１枚乃至複数枚の紙幣２（検査対象試料）にクリップやホッチキスの針等の金属製の異物Ｓが混在していないかを検査する異物検出装置５が設けられており、異物Ｓが混在していないと判定された紙幣２のみが紙幣識別機９０に搬送されるようになっている。
　異物検出装置５は、紙幣２が配置されてくる検出エリア４０に配置された磁気センサ１０と、磁気センサ１０からの出力に基づいて異物Ｓの有無を判定する異物検出部８０等が構成された制御装置８とを有している。また、異物検出装置５は、搬入口１０１から磁気センサ１０が配置された検出エリア４０まで紙幣２をＹ軸方向に搬送するとともに、検出エリア４０から紙幣識別機９０まで紙幣２をＹ軸方向に搬送する搬送機構１５を有している。本形態において、搬送機構１５は、搬入口１０１から磁気センサ１０の検出エリア４０まで紙幣２をＹ軸方向に搬送するベルト式搬送機構１３と、磁気センサ１０の検出エリア４０から紙幣識別機９０まで紙幣２をＹ軸方向に搬送するベルト式搬送機構１４とが設けられており、ベルト式搬送機構１３とベルト式搬送機構１４との受け渡し箇所に検出エリア４０が配置されている。このため、搬送機構１５は、異物Ｓの検出が実施される前の紙幣２を検出エリア４０に搬入するとともに、異物Ｓの検出が実施された後の紙幣２を検出エリア４０から搬出する。その際、搬送機構１５は、異物Ｓが混在していないと判定された紙幣２については検出エリア４０から紙幣識別機９０に搬送し、異物Ｓが混在していると判定された紙幣２については検出エリア４０から搬入口１０１に戻す。
　異物検出装置５は、検出エリア４０において紙幣２が搬入されている側に試料有無監視用のセンサ７０を備えており、本形態において、センサ７０は、発光ダイオード７１とフォトダイオード７２とを備えた光センサからなる。
　（磁気センサ１０の構成）
　図２は、本発明の実施の形態１に係る異物検出装置５に用いた磁気センサ１０の説明図であり、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、磁気センサ１０の正面図、側面図、励磁コイルの説明図、および検出コイルの説明図である。図３は、図２に示す磁気センサ１０のコアも含めた状態での正面図である。
　図２に示すように、磁気センサ１０は、励磁コイル２０と、励磁コイル２０に対してＺ軸方向で対向してＸ軸方向に直線的に配列された複数の検出コイル３０とを有しており、検出コイル３０と励磁コイル２０との間には、紙幣２等の検査対象試料が配置される検出エリア４０が構成されている。かかる磁気センサ１０において、励磁コイル２０は駆動回路（図示せず）によって駆動されて交流磁界を発生させ、検出コイル３０は、励磁コイル２０が発生させる交流磁界を検出する。本形態においては、励磁コイル２０が検出エリア４０に対してＺ軸方向の一方側Ｚ１に配置され、検出コイル３０が検出エリア４０に対してＺ軸方向の他方側Ｚ２に配置されている。また、検出コイル３０は、紙幣２の搬送方向（Ｙ軸方向）に直交する幅方向（Ｘ方向）に複数配置されており、紙幣２の幅方向の複数の位置に対応する磁気特性を検出する。
　励磁コイル２０はいずれも、検出エリア４０の幅方向（Ｘ軸方向）における寸法がＹ軸方向の寸法より大の矩形形状を有するコイルであり、開口部２０ａを検出エリア４０が位置するＺ軸方向に向けている。かかる励磁コイル２０のＸ軸方向における寸法は、検出エリア４０の幅方向（Ｘ軸方向）の寸法よりわずかに大である。
　複数の検出コイル３０は、開口部３０ａを検出エリア４０が位置するＺ軸方向に向けたコイルであり、検出コイル３０は、Ｘ軸方向における寸法がＹ軸方向における寸法と略等しい矩形形状を有している。検出コイル３０のＹ軸方向における寸法は、励磁コイル２０のＹ軸方向における寸法と略等しく、検出コイル３０のＸ軸方向における寸法は、励磁コイル２０のＸ軸方向における寸法よりかなり小である。本形態では、検出コイル３０をＸ軸方向に１０個配列させたときの長さ寸法が検出エリア４０と同一である。言い換えれば、検出コイル３０が配列されている範囲によって検出エリア４０が規定されている。ここで、検出コイル３０は、励磁コイル２０より検出エリア４０に接近した位置にある。
　このように構成した磁気センサ１０において、励磁コイル２０および検出コイル３０として空芯コイルを用いてもよいが、図３に示すように、コアに巻回されている構成を採用することができる。より具体的には、励磁コイル２０は、検出エリア４０に対してＺ軸方向の一方側Ｚ１に配置された励磁コイル用コア６１５に設けられ、検出コイル３０は、検出エリア４０に対してＺ軸方向の他方側Ｚ２に配置された検出コイル用コア６２５に設けられ、励磁コイル用コア６１５と検出コイル用コア６２５とは磁気的に結合している。より具体的には、励磁コイル２０および検出コイル３０は、検出エリア４０に対してＺ軸方向の一方側Ｚ１から他方側Ｚ２に延在した共通のコア６０に巻回されている。ここで、コア６０においては、枠部６１において、枠部６２に対向する縁には、枠部６２に向けて突出する１つの突極状の励磁コイル用コア６１５がＸ軸方向に延在するように形成され、かかる励磁コイル用コア６１５に励磁コイル２０が巻回されている。また、枠部６２において、枠部６１に対向する縁には、枠部６１に向けて突出する突極状の検出コイル用コア６２５がＸ軸方向に複数形成されており、複数の検出コイル用コア６２５毎に検出コイル３０が巻回されている。
　（基本原理）
　図４は、本発明の実施の形態１に係る異物検出装置５に用いた磁気センサ１０の測定原理を示す説明図であり、図４（ａ）、（ｂ）は、金属製の異物Ｓが存在しない状態の説明図、および金属製の異物Ｓが存在する状態の説明図である。図５は、本発明の実施の形態１に係る異物検出装置５に用いた磁気センサ１０からの出力を示す説明図である。
　図４（ａ）に示すように、磁気センサ１０において、センサ駆動部１１（図１（ｂ）参照）によって励磁コイル２０に交流が供給されると、検出コイル３０は、励磁コイル２０によって発生した磁界を検出する。その際、紙幣２に金属の異物Ｓが混入していなければ、磁力線Ｌは、接線の方向が励磁コイル２０による磁場の方向に一致するような曲線を描く。これに対して、図４（ｂ）に示すように、紙幣２に金属製の異物Ｓが混入している場合、異物Ｓから離間した位置では、磁力線Ｌの接線の方向が励磁コイル２０による磁場の方向に一致するような曲線を描くが、異物Ｓ付近では磁力線Ｌｓが歪む。従って、複数の検出コイル３０のうち、異物Ｓ付近に位置する検出コイル３０での検出結果が変化する。例えば、異物Ｓが磁性材料からなる場合、透磁率が高まるので、複数の検出コイル３０のうち、異物Ｓ付近に位置する検出コイル３０からの出力は、図５に示すように、待機時の電圧レベルＬ０から、ピークＬ１で示すように、出力レベルが上昇する。これに対して、例えば、異物Ｓが非磁性材料からなる場合、渦電流の影響で異物Ｓ付近に位置する検出コイル３０からの出力は、図５に示すように、待機時の電圧レベルＬ０から、ピークＬ２で示すように、出力レベルが低下する。このため、図５に示すように、検出コイル３０からの出力に対して、第１閾値電圧Ｖ１および第２閾値電圧Ｖ２を設定しておけば、検出コイル３０からの出力を監視することによって異物Ｓの存在を検出することができる。
　また、本形態の磁気センサ１０では、励磁コイル２０と検出コイル３０とは、検出エリア４０を挟んだ反対側に各々、配置されている。従って、検出エリア４０のうち、励磁コイル２０に近い位置に検査対象試料がある場合には、検査対象試料は検出コイル３０から遠い位置にあり、励磁コイル２０から遠い位置に検査対象試料がある場合には、検査対象試料は検出コイル３０に近い位置にある。それ故、検出エリア４０のいずれの位置に検査対象試料があるかによって感度が変化することを緩和することができるので、検査対象試料の位置に起因する感度の変化を緩和することができる。
　ここで、検出コイル３０は、紙幣２の搬送方向（Ｙ軸方向）に直交する幅方向（Ｘ方向）に複数配置されており、紙幣２の幅方向の複数の位置に対応する磁気特性を検出する。従って、磁気センサ１０は、各検出コイル３０に対応する複数チャンネル分が出力される。
　また、上記の検出処理は、検出コイル３０からアナログ信号として出力される信号をＡ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）によってデジタル信号に変換して行われる。従って、検出コイル３０からの出力信号は、ピークＬ１およびピークＬ２を含めて、Ａ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）によってデジタル化可能な範囲に設定されている。
　（異物検出装置５での検出）
　図６は、本発明の実施の形態１に係る異物検出装置５で採用されている検出処理を示すフローチャートである。なお、図６に示す処理は、ＣＰＵ等の制御の下、ＲＡＭ等の記憶部に予め格納されているプログラムに沿って実行される。
　本形態の異物検出装置５において、紙幣２には、金属部分によってスレッドやホログラム等が形成されている場合があり、このような場合、スレッドやホログラムを構成する金属部分を異物Ｓと誤検出するおそれがある。このため、本形態では、図１（ｂ）および図６を参照して以下に説明する検出方法が採用されている。
　より具体的には、図１（ｂ）に示すように、本形態の異物検出装置５では、制御装置８に、磁気センサ１０からの出力に基づいて紙幣２に金属製の異物が含まれているか否かを判定する異物有無判定部８１が構成されており、異物有無判定部８１と磁気センサ１０とによって、異物検出部８０が構成されている。また、制御装置８には、異物検出部８０での検出結果に基づいて搬送機構１５を制御する搬送制御部８５が構成されている。
　ここで、異物有無判定部８１は、紙幣２が異物Ｓを含まないときに磁気センサ１０から出力される紙幣データ（照合用データ）を記憶しておく照合用データ記憶部８３と、閾値電圧（第１閾値電圧Ｖ１および第２閾値電圧Ｖ２）を記憶しておく閾値電圧記憶部８４と、今回搬入された紙幣２の磁気特性を磁気センサ１０が検出したときの出力と照合用データとを比較して異物Ｓの有無の判定を行うデータ比較部８２とを有している。
　また、本形態において、磁気センサ１０は、複数の検出コイル３０に対応する複数チャンネル分を出力し、各チャンネルは、紙幣２の幅方向の各位置に対応する。一方、照合用データ記憶部８３には、紙幣２が異物Ｓを含まないときに各検出コイル３０から出力される複数チャンネル分の紙幣データが記憶されている。
　本形態では、図６に示すように、検出エリア４０に搬入されてきた紙幣２の磁気特性を磁気センサ１０によって検出すると、まず、ステップＳ１１において、データ比較部８２は、磁気センサ１０の複数の検出コイル３０から出力された各チャンネルの出力と、閾値電圧記憶部８４に記憶されている閾値電圧（第１閾値電圧Ｖ１および第２閾値電圧Ｖ２）とを比較する。
　かかるステップＳ１１での比較において、いずれのチャンネルの出力も閾値電圧（第１閾値電圧Ｖ１および第２閾値電圧Ｖ２）を超えていないと判断された場合、ステップＳ１２において、データ比較部８２は、異物Ｓがないとの出力処理を行う。かかる判定結果が出た場合、図１（ａ）に示す搬送機構１５は、紙幣２を検出エリア４０から紙幣識別機９０に搬送する。
　これに対して、ステップＳ１１での比較において、いずれかのチャンネルの出力が閾値電圧（第１閾値電圧Ｖ１および第２閾値電圧Ｖ２）を超えていると判断された場合、ステップＳ１３において、データ比較部８２は、検出コイル３０から出力された各チャンネルの出力を全て取得するとともに、全てのチャンネル分の紙幣データを照合用データ記憶部８３から取得し、ステップＳ１４において、検出コイル３０からの出力と紙幣データとを各チャンネル毎に比較する。
　かかるステップＳ１４での比較において、検出コイル３０からの出力が閾値電圧（第１閾値電圧Ｖ１および第２閾値電圧Ｖ２）を超えているチャンネル（紙幣２の幅方向の位置）が、スレッドやホログラムが形成されている位置と同じであると判断された場合、ステップＳ１２において、データ比較部８２は、異物Ｓがないとの出力処理を行う。
　これに対して、ステップＳ１４での比較において、検出コイル３０からの出力が閾値電圧（第１閾値電圧Ｖ１および第２閾値電圧Ｖ２）を超えているチャンネル（紙幣２の幅方向の位置）が、スレッドやホログラムが形成されている位置と同じでないと判断された場合、ステップＳ１５において、データ比較部８２は、異物Ｓがあるとの出力処理を行う。その結果、図１（ａ）に示す搬送機構１５は、紙幣２を検出エリア４０から搬入口１０１に戻す。
　このように、本形態では、磁気センサ１０からの出力に基づいて異物Ｓの有無を判定する際、紙幣２が異物を含まないときに磁気センサ１０から出力される紙幣データ（照合用データ）との比較を行う。このため、紙幣２自身に金属部分が設けられている場合でも、異物Ｓの有無を誤検出しにくい。
　また，本形態において、磁気センサ１０は、複数の検出コイル３０によって紙幣２の位置毎の磁気特性を検出する一方、照合用データ記憶部８３は、紙幣データ（照合用データ）として紙幣２の位置毎のデータを記憶しておき、今回搬入された紙幣２の磁気特性を磁気センサ１０が検出したときの出力と紙幣データとを紙幣２の位置毎に比較して異物Ｓの有無の判定を行う。このため、紙幣２に異物Ｓが混在しているか否かの誤検出がより発生しにくい。
　（異物検出装置５での検出条件の補正）
　図７は、本発明の実施の形態１に係る異物検出装置５で採用されている動作タイミングの制御方法を示すフローチャートである。
　本形態の異物検出装置５において、環境温度が変化すると、励磁コイル２０や検出コイル３０に用いたコイル線の抵抗変化、コア６０の透磁率変化、コア６０等を保持する筐体の形状変化等が発生し、図５に点線で示すように、センサ装置１０からの出力において、待機時の電圧レベル、およびピークＬ１、Ｌ２のレベルがシフトし、紙幣２に異物Ｓが混在しているか否かの誤検出が発生するおそれがある。
　そこで、本形態の異物検出装置５では、図１（ｂ）に示すように、制御装置８に、異物検出部８０での異物検出処理の検出条件に補正処理を行う検出条件補正部８６が設けられている。本形態では、後述するように、検出条件補正部８６は、検出エリア４０に紙幣２が存在しない状態での磁気センサ１０からの出力に基づいて補正処理を行い、例えば、環境温度の上昇に伴って、待機時の出力の電圧レベルＬ０が実線Ｌａで示すレベルから点線Ｌｂにレベルまで低下したとき、閾値電圧（第１閾値電圧Ｖ１および第２閾値電圧Ｖ２）を変更する。
　また、本形態では、制御装置８にはタイミング制御部８８が構成されており、タイミング制御部８８は、紙幣２が搬入されたときに異物検出部８０に異物検出処理を自動的に行わせるとともに、タイミング制御部８８は、異物検出部８０での異物検出処理の休止期間に検出条件補正部８６に補正処理を自動的に行わせる。
　また、異物検出部８０は、試料有無監視用のセンサ７０によって、検出エリア４０に紙幣２が搬入されたとき、紙幣２に対する異物検出処理を自動的に行うが、タイミング制御部８８は、紙幣２が検出エリア４０に搬入されたときでも、検出条件補正部８６が補正処理を行っているときは、補正処理が終了するまで異物検出部８０に異物検出処理の実行を待たせる。
　また、検出条件補正部８６は、検出エリア４０に紙幣２が存在しない状態での磁気センサ１０からの出力に基づいて補正処理を行う。このため、タイミング制御部８８は、異物検出部８０が異物検出処理を終了し、かつ、異物Ｓの検出が実施された後の紙幣２を搬送機構１５が検出エリア４０から搬出するまで、検出条件補正部８６に補正処理の実行を待たせる。
　このようなタイミング制御を行うにあたって、制御装置８には、検出条件補正部８６が次回の補正処理を行うタイミングを指示するタイマー８７が設けられており、タイマー８７に設定された時間が経過すると、検出条件補正部８６は、補正処理を自動的に開始する。但し、タイミング制御部８８は、異物検出部８０が異物検出処理を終了したときにタイマー８７に計時を開始させ、異物検出部８０が異物検出処理を開始するときにはタイマー８７に計時を停止させる。
　かかるタイミング制御の内容を、図７を参照して、タイミング制御部８８で実行される処理に沿って説明する。なお、図７に示す処理は、ＣＰＵ等の制御の下、ＲＡＭ等の記憶部に予め格納されているプログラムに沿って実行される。
　図７に示すように、本形態では、ステップＳ２１からステップＳ２２までの処理が無限ループとして実行される。まず、ステップＳ２３において、タイミング制御部８８は、検出条件補正部８６において検出条件の補正処理中でないかを判断する。かかるステップＳ２３での判断において、補正処理中であると判断された場合、補正処理が終了するまで待機する。
　これに対して、ステップＳ２３での判断において、補正処理中でないと判断された場合、タイミング制御部８８は、ステップＳ２４で試料有無監視用のセンサ７０からの出力に基づいて、検出エリア４０での紙幣２の有無を判断する。
　かかるステップＳ２４での判断において、紙幣２がないと判断された場合、タイミング制御部８８は、ステップＳ２５において、異物検出部８０で異物検出処理中であるかを判断する。かかるステップＳ２５での判断において、異物検出部８０で異物検出処理中であると判断された場合、ステップＳ２２を経てステップＳ２１に戻る。これに対して、ステップＳ２５での判断において、異物検出部８０で異物検出処理中でないと判断された場合、タイミング制御部８８は、ステップＳ２６において、異物検出処理が終了してから所定時間が経過し、異物検出処理が行われた紙幣２が検出エリア４０から搬出されたかを判断する。かかるステップＳ２６での判断において、所定時間が経過していないと判断された場合、ステップＳ２２を経てステップＳ２１に戻る。これに対して、ステップＳ２６での判断において、所定時間が経過していると判断された場合、タイミング制御部８８は、タイマー８７に計時を開始させる。この状態のまま、時間が経過し、タイマー８７に設定された時間が経過すると、検出条件補正部８６は、検出条件の補正処理を自動的に実行する。
　一方、ステップＳ２４での判断において、紙幣２があると判断された場合、タイミング制御部８８は、ステップＳ２８において、タイマー８７に計時を停止させる。そして、タイミング制御部８８は、ステップＳ２９において、異物検出部８０に異物検出処理を実行させた後、ステップＳ２２を経てステップＳ２１に戻る。
　このように、検出条件補正部８６は、タイマー８７に設定された時間が経過すると、検出条件の補正処理を自動的に実行する。このため、環境温度の変化等によって磁気センサ１０からの出力が変動する場合でも、かかる変動に伴う誤検出の発生を抑制することができる。
　また、タイミング制御部８８は、異物検出部８０での異物検出処理の休止期間のみに検出条件補正部８６に補正処理を行わせる。従って、検出条件補正部８６が検出条件の補正処理を自動的に実行するように構成しても、異物検出部８０での異物検出処理を妨げることはない。
　また、タイミング制御部８８は、紙幣２が検出エリア４０に搬入されたときでも、検出条件補正部８６が補正処理を行っているときは、補正処理が終了するまで、異物検出部８０に異物検出処理の実行を待たせる。このため、補正処理中に紙幣２が検出エリア４０に搬入されてきたときでも、かかる紙幣２を補正後の条件で異物の検出を行うことができる。
　また、タイミング制御部８８は、異物検出部８０での異物検出処理が終了した後でも、異物検出処理が実施された紙幣２が検出エリア４０にある場合、検出条件補正部８６に補正処理の開始を待たせ、異物検出処理が実施された紙幣２が検出エリア４０から搬出されたときに、検出条件補正部８６に補正処理を行わせる。従って、検出条件補正部８６は、検出エリア４０に紙幣２が存在しない状態での磁気センサ１０からの出力に基づいて補正処理を行うことができるので、補正処理を正確に行うことができる。
　また、検出条件補正部８６は、検出条件として、異物Ｓの有無を判定するときの閾値電圧（第１閾値電圧Ｖ１および第２閾値電圧Ｖ２）を変更する。このため、磁気センサ１０の駆動条件を変更する場合に比して、検出条件を容易に補正することができる。
　なお、検出条件補正部８６において、検出条件として、異物Ｓの有無を判定するときの閾値電圧（第１閾値電圧Ｖ１および第２閾値電圧Ｖ２）を変更するにあたっては、検出エリア４０に紙幣２が存在しない状態での磁気センサ１０からの出力電圧をデジタル信号に変換する際の中点とし、かかる中点に対して、一定の差に加算または減算した値を閾値電圧（第１閾値電圧Ｖ１および第２閾値電圧Ｖ２）とすることが好ましい。かかる補正処理によれば、たとえ、環境温度変化に伴って、検出エリア４０に紙幣２が存在しない状態での磁気センサ１０からの出力電圧がどのレベルに変化した場合でも、ピークＬ１に相当する電圧値、およびピークＬ２に相当する電圧値を適正にデジタル信号に変換でき、閾値電圧（第１閾値電圧Ｖ１および第２閾値電圧Ｖ２）との比較を正確に行うことができる。
　［実施の形態２］
　図８は、本発明の実施の形態２に係る異物検出装置５の説明図であり、図８（ａ）、（ｂ）は、異物検出装置５に用いたベルト式搬送機構１３の説明図、および異物検出装置５の各機能を示すブロック図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態１と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して図示し、それらの説明を省略する。
　本形態では、検出エリア４０に搬入された紙幣２の量を監視する試料量監視手段を設け、データ比較部８２では、今回搬入された紙幣２の磁気特性を磁気センサ１０が検出したときの出力と紙幣データ（照合用データ）とを比較する際、紙幣２の量の監視結果に基づいて、紙幣２の量を同等とした条件での比較により、異物Ｓの有無の判定を行う。
　より具体的には、図８（ａ）に示すように、ベルト式搬送機構１３は、一対の搬送ベルト１３１，１３２と、一方の搬送ベルト１３１を他方の搬送ベルト１３２に押し付けて紙幣２の束２ａを搬送ベルト１３１，１３２によって上下から保持する駆動機構１３３と、搬送ベルト１３１，１３２によって紙幣２の束２ａを保持したときの搬送ベルト１３１，１３２の間隔等の状態により、束２ａの厚さ（紙幣２の量）を監視する試料量監視センサ１３４とを有している。
　また、試料量監視センサ１３４での監視結果は、異物検出部８０のデータ比較部８２に出力されるようになっている。このため、データ比較部８２は、試料量監視センサ１３４での監視結果に基づいて、例えば、今回搬入された紙幣２の磁気特性を磁気センサ１０が検出したときの出力を紙幣２が１枚のときのレベルに換算した後、換算後の値を紙幣データ（照合用データ）とを比較する。このため、金属部分等によってスレッドやホログラム等が形成されている紙幣２が束２ａになって投入された場合でも、紙幣２自身に設けられた金属部分によって、異物Ｓが有ると誤検出することを回避することができる。
　［実施の形態３］
　図９は、本発明の実施の形態３に係る異物検出装置５に用いた磁気センサ１０の説明図であり、図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、磁気センサの正面図、側面図、励磁コイルの説明図、および検出コイルの説明図である。図１０は、図９に示す磁気センサのコアも含めた状態での説明図であり、図１０（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）は、磁気センサの正面図、磁気センサの側面図、磁気センサを矢印Ｒの方向からみた説明図、磁気センサを矢印Ｑの方向からみた説明図、磁気センサに用いたコアの正面図、および磁気センサで発生する磁力線を模式的に示す説明図である。なお、本形態の基本的な構成は実施の形態１と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して図示し、それらの説明を省略する。
　図９に示すように、本形態において、磁気センサ１０では、励磁コイル２０として、検出エリア４０に対してＺ軸方向の一方側Ｚ１に配置された第１励磁コイル２１と、検出エリア４０に対してＺ軸方向の他方側Ｚ２に配置された第２励磁コイル２２とが設けられている。励磁コイル２０（第１励磁コイル２１および第２励磁コイル２２）はいずれも、検出エリア４０の幅方向（Ｘ軸方向）における寸法がＹ軸方向の寸法より大の矩形形状を有する空芯コイルであり、開口部２０ａを検出エリア４０が位置するＺ軸方向に向けている。かかる励磁コイル２０（第１励磁コイル２１および第２励磁コイル２２）のＸ軸方向における寸法は、検出エリア４０の幅方向（Ｘ軸方向）の寸法よりわずかに大である。
　また、本形態では、複数の検出コイル３０として、検出エリア４０に対してＺ軸方向の他方側Ｚ２で検出エリア４０を挟んで第１励磁コイル２１に対向する複数の第１検出コイル３１と、検出エリア４０に対してＺ軸方向の一方側Ｚ１で検出エリア４０を挟んで第２励磁コイル２２に対向する複数の第２検出コイル３２とが設けられている。ここで、第１検出コイル３１は、第１励磁コイル２１の交流磁界を検出する一方、第２検出コイル３２は、第２励磁コイル２２の交流磁界を検出する。検出コイル３０（第１検出コイル３１および第２検出コイル３２）は、開口部３０ａを検出エリア４０が位置するＺ軸方向に向けた空芯コイルであり、検出コイル３０は、Ｘ軸方向における寸法がＹ軸方向における寸法と略等しい矩形形状を有している。検出コイル３０のＹ軸方向における寸法は、励磁コイル２０のＹ軸方向における寸法と略等しく、検出コイル３０のＸ軸方向における寸法は、励磁コイル２０のＸ軸方向における寸法よりかなり小である。本形態では、検出コイル３０をＸ軸方向に１０個配列させたときの長さ寸法が検出エリア４０と同一である。言い換えれば、検出コイル３０が配列されている範囲によって検出エリア４０が規定されている。
　ここで、第１励磁コイル２１は、複数の第２検出コイル３２に対して検出エリア４０とは反対側（Ｚ軸方向の一方側Ｚ１）に配置され、第２励磁コイル２２は、複数の第１検出コイル３１に対して検出エリア４０とは反対側（Ｚ軸方向の他方側Ｚ２）に配置されている。このため、励磁コイル２０（第１励磁コイル２１および第２励磁コイル２２）は、検出コイル３０（第１検出コイル３１および第２検出コイル３２）より検出エリア４０から離間した位置にある。
　本形態では、第１励磁コイル２１と第２励磁コイル２２とは、時間をずらして交互に駆動される。また、複数の検出コイル３０（複数の第１検出コイル３１および複数の第２検出コイル３２）は、順次駆動される。このため、第１励磁コイル２１と第２励磁コイル２２とに周波数が異なる交流を供給する等の構成を採用しなくても、第１励磁コイル２１の交流磁界を第１検出コイル３１が検出した結果と、第２励磁コイル２２の交流磁界を第２検出コイル３２が検出した結果とに基づいて、異物Ｓの有無を検出することができる。
　また、本形態では、励磁コイル２０として、検出エリア４０の一方側に配置された第１励磁コイル２１と、検出エリア４０の他方側に配置された第２励磁コイル２２とが設けられ、検出コイル３０として、検出エリア４０の他方側で第１励磁コイル２１の交流磁界を検出する第１検出コイル３１と、検出エリア４０の一方側で第２励磁コイル２２の交流磁界を検出する第２検出コイル３２とが設けられている。このため、検出エリア４０において検査対象試料が励磁コイル２０や検出コイル３０からいずれの距離の位置にあっても、同等の感度を得ることができる。
　また、第１励磁コイル２１は、第２検出コイル３２に対して検出エリア４０とは反対側に配置され、第２励磁コイル２２は、第１検出コイル３１に対して検出エリア４０とは反対側に配置されている。このため、励磁コイル２０（第１励磁コイル２１および第２励磁コイル２２）は、検出コイル３０（第１検出コイル３１および第２検出コイル３２）より検出エリア４０から離間した位置にあるので、検出エリア４０の全体にわたって磁界を発生させることができる。
　このように構成した磁気センサ１０において、励磁コイル２０および検出コイル３０として空芯コイルを用いてもよいが、図１０に示すように、コアに巻回されている構成を採用することができる。
　より具体的には、第１励磁コイル２１および第２検出コイル３２は、検出エリア４０に対してＺ軸方向の一方側Ｚ１に配置された第１コア６１０に設けられ、第２励磁コイル２２および第１検出コイル３１は、検出エリア４０に対してＺ軸方向の他方側Ｚ２に配置された第２コア６２０に設けられ、第１コア６１０と第２コア６２０とは磁気的に結合している。例えば、本形態では、励磁コイル２０（第１励磁コイル２１および第２励磁コイル２２）、および検出コイル３０（第１検出コイル３１および第２検出コイル３２）は、検出エリア４０に対してＺ軸方向の一方側Ｚ１から他方側Ｚ２に延在した共通のコア６０に巻回されている。
　本形態において、コア６０は、Ｙ軸方向に厚さ方向を向けた板状であり、検出エリア４０に対してＺ軸方向の一方側Ｚ１でＸ軸方向に延在する枠部６１と、検出エリア４０に対してＺ軸方向の他方側Ｚ２でＸ軸方向に延在する枠部６２と、枠部６１、６２のＸ軸方向の一方端同士を繋げる枠部６３と、枠部６１、６２のＸ軸方向の他方端同士を繋げる枠部６４とを備えた矩形枠状を有している。また、コア６０は、枠部６１、６２を長辺とし、枠部６３、６４を短辺とする長方形形状である。
　ここで、枠部６１において、枠部６２に対向する縁には、枠部６２に向けて突出する突極状の第１コア６１０がＸ軸方向に複数形成され、枠部６２において、枠部６１に対向する縁には、枠部６１に向けて突出する突極状の第２コア６２０がＸ軸方向に複数形成されている。また、第１コア６１０の枠部６１側に位置する根元部分には、Ｘ軸方向の両端部に位置する第１コア６１０の外側を通って第１励磁コイル２１が巻回されており、第１コア６１０の検出エリア４０側に位置する先端部分には、複数の第１コア６１０毎に第２検出コイル３２が巻回されている。また、第２コア６２０の枠部６２側に位置する根元部分には、Ｘ軸方向の両端部に位置する第２コア６２０の外側を通って第２励磁コイル２２が巻回されており、第２コア６２０の検出エリア４０側に位置する先端部分には、複数の第２コア６２０毎に第１検出コイル３１が巻回されている。このため、第１励磁コイル２１は、複数の第２検出コイル３２に対して検出エリア４０とは反対側（Ｚ軸方向の一方側Ｚ１）に配置され、第２励磁コイル２２は、複数の第１検出コイル３１に対して検出エリア４０とは反対側（Ｚ軸方向の他方側Ｚ２）に配置されている。
　なお、コア６０は、図１０に示す形態に限定されているわけではなく、第１コア６１０と第２コア６２０とが磁気的に結合され、かつ、第１励磁コイル２１、複数の第２検出コイル３２、第２励磁コイル２２、および第１検出コイル３１が対向した空間に検出エリア４０を備えていれば良い。また、第１コア６１０と第２コア６２０とを磁気的に結合させるにあたっては、第１コア６１０と第２コア６２０とを一体の磁性体に形成する形態や、第１コア６１０と第２コア６２０を別の磁性体を介して接続する形態の他、第１コア６１０を構成する磁性体と第２コア６２０を構成する磁性体とが近接して配置されることにより、磁気的に結合している構成であってもよい。
　［実施の形態４］
　図１１は、本発明の実施の形態４に係る異物検出装置５に用いた磁気センサ１０の説明図であり、図１１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、磁気センサの正面図、磁気センサの側面図、および磁気センサを矢印Ｐの方向からみた説明図である。なお、本形態の基本的な構成は実施の形態１、３と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して図示し、それらの説明を省略する。
　図１１に示すように、本形態の磁気センサ１０も、実施の形態１、３と同様、励磁コイル２０と、励磁コイル２０に対してＺ軸方向で対向してＸ軸方向に直線的に配列された複数の検出コイル３０とを有しており、検出コイル３０と励磁コイル２０との間には、図１に示す紙幣２等の検査対象試料が配置される検出エリア４０が構成されている。また、励磁コイル２０として、検出エリア４０に対してＺ軸方向の一方側Ｚ１に配置された第１励磁コイル２１と、検出エリア４０に対してＺ軸方向の他方側Ｚ２に配置された第２励磁コイル２２とが設けられている。また、複数の検出コイル３０として、検出エリア４０に対してＺ軸方向の他方側Ｚ２で検出エリア４０を挟んで第１励磁コイル２１に対向する複数の第１検出コイル３１と、検出エリア４０に対してＺ軸方向の一方側Ｚ１で検出エリア４０を挟んで第２励磁コイル２２に対向する複数の第２検出コイル３２とが設けられている。ここで、第１検出コイル３１は、第１励磁コイル２１の交流磁界を検出する一方、第２検出コイル３２は、第２励磁コイル２２の交流磁界を検出する。
　本形態の磁気センサ１０においても、実施の形態３と同様、励磁コイル２０（第１励磁コイル２１および第２励磁コイル２２）、および検出コイル３０（第１検出コイル３１および第２検出コイル３２）は、検出エリア４０に対してＺ軸方向の一方側Ｚ１から他方側Ｚ２に延在した共通のコア６０に巻回されている。かかるコア６０も、実施の形態３と同様、枠部６１において、枠部６２に対向する縁には、枠部６２に向けて突出する突極状の第１コア６１０がＸ軸方向に複数形成され、枠部６２において、枠部６１に対向する縁には、枠部６１に向けて突出する突極状の第２コア６２０がＸ軸方向に複数形成されている。
　本形態では、第１コア６１０には、複数の第１コア６１０毎に第２検出コイル３２が巻回され、かかる第２検出コイル３２を覆うように、Ｘ軸方向の両端部に位置する第１コア６１０の外側を通って第１励磁コイル２１が巻回されている。また、第２コア６２０には、複数の第２コア６２０毎に第１検出コイル３１が巻回され、かかる第１検出コイル３１を覆うように、Ｘ軸方向の両端部に位置する第２コア６２０の外側を通って第２励磁コイル２２が巻回されている。すなわち、第１励磁コイル２１は第２検出コイル３２の周りで巻回され、第２励磁コイル２２は第１検出コイル３１の周りで巻回されている。
　なお、かかる構成の場合も、第１コア６１０を構成する磁性体と第２コア６２０を構成する磁性体とが近接して配置されることにより、磁気的に結合している構成を採用してもよい。
　［実施の形態５］
　図１２は、本発明の実施の形態５に係る異物検出装置５に用いた磁気センサ１０の説明図であり、図１２（ａ）、（ｂ）は、第１励磁コイル２１および第２検出コイル３２を巻回したコア６０ａの正面図、および第２励磁コイル２２および第１検出コイル３１を巻回したコア６０ｂの正面図である。なお、本形態の基本的な構成は実施の形態１、３等と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して図示し、それらの説明を省略する。
　図１２に示すように、本形態では、図３に示す磁気センサ１０の構成を利用して、検出エリア４０に対してＺ軸方向の一方側Ｚ１に第１励磁コイル２１および第２検出コイル３２を配置し、Ｚ軸方向の他方側Ｚ２に第２励磁コイル２２および第１検出コイル３１を配置してある。すなわち、図３に示すコア６０と、図３に示すコア６０をＺ軸方向で反転させたコア６０とが各々、コア６０ａ、６０ｂとしてＹ軸方向で交互に配置されている。
　ここで、図１２（ａ）に示すコア６０ａは、枠部６１において、枠部６２に対向する縁には、枠部６２に向けて突出する突極状の第１励磁コイル用コア６１１が形成され、かかる第１励磁コイル用コア６１１に第１励磁コイル２１が巻回されている。また、枠部６２において、枠部６１に対向する縁には、枠部６１に向けて突出する突極状の第１検出コイル用コア６２１がＸ軸方向に複数形成され、かかる第１検出コイル用コア６２１に第１検出コイル３１が巻回されている。
　図１２（ｂ）に示すコア６０ｂは、コア６０ａに対してＹ軸方向で対向配置されている。かかるコア６０ｂでは、枠部６２において、枠部６１に対向する縁には、枠部６１に向けて突出する突極状の第２励磁コイル用コア６２２が形成され、かかる第２励磁コイル用コア６２２に第２励磁コイル２２が巻回されている。また、枠部６１において、枠部６２に対向する縁には、枠部６２に向けて突出する突極状の第２検出コイル用コア６１２がＸ軸方向に複数形成され、かかる第２検出コイル用コア６１２に第２検出コイル３２が巻回されている。
　なお、かかる構成の場合も、第１励磁コイル用コア６１１を構成する磁性体と第１検出コイル用コア６２１を構成する磁性体とが近接して配置されることにより、磁気的に結合し、第２励磁コイル用コア６２２を構成する磁性体と第２検出コイル用コア６１２を構成する磁性体とが近接して配置されることにより、磁気的に結合している構成を採用してもよい。
　［他の実施の形態］
　上記実施の形態では、第１検出コイル３１および第２検出コイル３２を各々、複数設けたが、第１検出コイル３１および第２検出コイル３２を各々、１つずつ設けた構成を採用してもよい。また、上記実施の形態では、紙幣２を検査対象試料としたが、食品（検査対象試料）の製造等の分野において食品への金属製の異物の混入の検出に本発明を適用してもよい。また、電気部品の製造等の分野において、使用する材料（検査対象試料）への金属製の異物の混入の検出に本発明を適用してもよい。

Claims (12)

  1. 　検出エリアに配置された磁気センサと、
    　該磁気センサからの出力に基づいて、前記検出エリアに搬入された検査対象試料に金属製の異物が含まれているか否かを判定する異物有無判定部と、
    　を有し、
    　前記異物有無判定部は、前記検出エリアに搬入された前記検査対象試料が前記異物を含まないときに前記磁気センサから出力される照合用データを記憶しておく照合用データ記憶部と、前記異物の有無を検査すべき前記検査対象試料が前記検出エリアに搬入された状態での前記磁気センサからの出力と前記照合用データとを比較して前記異物の有無の判定を行うデータ比較部と、を有していることを特徴とする異物検出装置。
  2. 　前記磁気センサは、前記検査対象試料の位置毎の磁気特性を検出可能に構成され、
    　前記照合用データ記憶部は、前記照合用データとして前記検査対象試料の位置毎のデータを記憶しており、
    　前記データ比較部は、前記異物の有無を検査すべき前記検査対象試料が前記検出エリアに搬入された状態での前記磁気センサからの出力と前記照合用データとを前記検査対象試料の位置毎に比較して前記異物の有無の判定を行うことを特徴とする請求項１に記載の異物検出装置。
  3. 　前記磁気センサは、前記検査対象試料の移動方向と交差する複数箇所で前記検査対象試料の位置毎の磁気特性を検出することを特徴とする請求項２に記載の異物検出装置。
  4. 　前記検出エリアに搬入された前記検査対象試料の量を監視する試料量監視手段を備え、
    　前記データ比較部は、前記異物の有無を検査すべき前記検査対象試料が前記検出エリアに搬入された状態での前記磁気センサからの出力と前記照合用データとを比較する際、前記試料量監視手段での前記量の監視結果に基づいて、前記量を同等とした条件での比較により、前記異物の有無の判定を行うことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の異物検出装置。
  5. 　前記異物の検出が実施される前の前記検査対象試料を前記検出エリアに搬入するとともに、前記異物の検出が実施された後の前記検査対象試料を前記検出エリアから搬出する搬送機構を有し、
    　前記試料量監視手段は、前記搬送機構が前記検査対象試料を保持したときの当該搬送機構の状態に基づいて前記検査対象試料の量を監視することを特徴とする請求項４に記載の異物検出装置。
  6. 　前記磁気センサは、前記検出エリアに交流磁界を発生させる励磁コイルと、前記交流磁界を検出する検出コイルと、を有していることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の異物検出装置。
  7. 　前記検査対象試料は、紙幣であることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の異物検出装置。
  8. 　検査エリアに搬入された検査対象試料に対して金属製の異物の有無を磁気センサによって検出する異物検出方法であって、
    　前記検出エリアに搬入された前記検査対象試料が前記異物を含まないときに前記磁気センサから出力される照合用データを記憶しておき、
    　前記異物の有無を検査すべき前記検査対象試料が前記検出エリアに搬入された状態での前記磁気センサからの出力と前記照合用データとを比較して前記異物の有無の判定を行うことを特徴とする異物検出方法。
  9. 　前記磁気センサは、前記検査対象試料の位置毎の磁気特性を検出し、
    　前記照合用データとして前記検査対象試料の位置毎のデータを記憶しておき、
    　前記異物の有無を検査すべき前記検査対象試料が前記検出エリアに搬入された状態での前記磁気センサからの出力と前記照合用データとを前記検査対象試料の位置毎に比較して前記異物の有無の判定を行うことを特徴とする請求項８に記載の異物検出方法。
  10. 　前記検出エリアに搬入された前記検査対象試料の量を監視する試料量監視手段を設け、
    　前記異物の有無を検査すべき前記検査対象試料が前記検出エリアに搬入された状態での前記磁気センサからの出力と前記照合用データとを比較する際、前記量の監視結果に基づいて、前記量を同等とした条件での比較により、前記異物の有無の判定を行うことを特徴とする請求項８または９に記載の異物検出方法。
  11. 　前記異物の検出が実施される前の前記検査対象試料を前記検出エリアに搬入するとともに、前記異物の検出が実施された後の前記検査対象試料を前記検出エリアから搬出する搬送機構を設け、
    　前記試料量監視手段は、前記搬送機構が前記検査対象試料を保持したときの状態に基づいて前記検査対象試料の量を監視することを特徴とする請求項１０に記載の異物検出方法。
  12. 　前記検査対象試料は、紙幣であることを特徴とする請求項８乃至１１の何れか一項に記載の異物検出方法。
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