WO2023127576A1 - 磁気特徴検出装置及び紙葉類識別装置 - Google Patents

磁気特徴検出装置及び紙葉類識別装置 Download PDF

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WO2023127576A1
WO2023127576A1 PCT/JP2022/046679 JP2022046679W WO2023127576A1 WO 2023127576 A1 WO2023127576 A1 WO 2023127576A1 JP 2022046679 W JP2022046679 W JP 2022046679W WO 2023127576 A1 WO2023127576 A1 WO 2023127576A1
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magnetic
magnets
paper sheet
magneto
magnet
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PCT/JP2022/046679
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良昭 川戸
雅文 近森
知之 仙石
直樹 上山
正明 林
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グローリー株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/06—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using galvano-magnetic devices
    • G01R33/09—Magnetoresistive devices
    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07D—HANDLING OF COINS OR VALUABLE PAPERS, e.g. TESTING, SORTING BY DENOMINATIONS, COUNTING, DISPENSING, CHANGING OR DEPOSITING
    • G07D7/00—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency
    • G07D7/04—Testing magnetic properties of the materials thereof, e.g. by detection of magnetic imprint

Definitions

  • the present disclosure relates to a magnetic feature detection device and a paper sheet identification device.
  • a paper sheet processing apparatus for processing paper sheets such as bills is equipped with a paper sheet identification device having various sensors such as an optical line sensor and a magnetic line sensor. In the transportation process, identification of the type of paper sheets, damage judgment, authenticity judgment, etc. are performed.
  • a magnetic line sensor is usually used for magnetic detection of paper sheets.
  • the magnets in the magnetic line sensor uniformly magnetize the magnetic material in the paper sheet, and the magneto-sensitive element detects changes in the magnetic field caused by the magnetized magnetic material. Identification was done.
  • the magnetic line sensor generally has a differential output, when the magnetic material of the paper sheet is uniformly magnetized by a magnet, the magnetic line sensor detects the peripheral edge of the magnetic material pattern of the magnetized paper sheet. Although it is possible to detect changes in the magnetic flux at the edge portions, there is a problem that areas other than the edge portions where the magnetic flux changes are small cannot be detected. Therefore, when the magnetic material pattern is arranged on the entire paper sheet, or when the magnetic material pattern has a bar shape without a code or a complicated shape, the magnetic characteristics of the magnetic material pattern change in gradation. In some cases, the change in the magnetic flux of the magnetic pattern could not be sufficiently detected.
  • Patent Document 1 a plurality of magnets are alternately arranged with their magnetic poles reversed, and the NS direction of the magnet is set as the normal line, and the magnetism is detected on a plane containing the midpoint of the N pole and S pole of the magnet.
  • a magnetic field sensing device having an element arrangement is disclosed.
  • the magnets and the magneto-sensitive elements are alternately arranged on the same plane.
  • the magnet and the magneto-sensitive element exist at the same height, it has been difficult to ensure both the degree of magnetization and the increase in the arrangement density of the magneto-sensitive elements. If the size of the magnet cannot be secured sufficiently, the paper sheet cannot be sufficiently magnetized, and it becomes difficult to detect the magnetic characteristics of the paper sheet.
  • the arrangement density of the magneto-sensitive elements is low, the spatial resolution of the magnetic line sensor is lowered.
  • the present disclosure has been made in view of the above-mentioned current situation, and aims to provide a magnetic feature detection device and a paper sheet identification device that can both improve detection sensitivity and spatial resolution and are easy to manufacture. It is something to do.
  • a magnetic feature detection device that detects magnetic features of conveyed paper sheets. a plurality of magnets arranged alternately with their magnetic fields reversed; and a magneto-sensitive element for detecting the magnetic field in the region where the magnetic field of the is reversed.
  • the magnets are arranged so that the axis connecting the pair of magnetic poles is orthogonal to the paper sheet, and the plurality of magnets are arranged to be perpendicular to the paper sheet.
  • the magnetic poles on the opposing sides may be alternately arranged, and the magneto-sensitive element may be arranged so as to overlap at the center of the boundary area between two adjacent magnets among the plurality of magnets.
  • the plurality of magnets are arranged in a conveying width direction that is a direction parallel to the paper sheet and perpendicular to the conveying direction of the paper sheet.
  • the magnetic fields may be reversed and alternately arranged.
  • a plurality of magnet arrays configured by a plurality of the magnets arranged in the conveying width direction are provided in the conveying direction, and between the different magnet arrays, a plurality of magnet arrays are provided.
  • the positions of the magnets in the conveying width direction are the same, and the plurality of magnets that are included in the different magnet arrays and the positions in the conveying width direction are the same have the same magnetic pole on the side facing the paper sheet. There may be.
  • a plurality of magnet arrays configured from a plurality of the magnets arranged in the conveying width direction are provided in the conveying direction, and between the different magnet arrays, a plurality of magnet arrays are provided.
  • the positions of the magnets in the conveying width direction are the same, and the magnetic poles of the plurality of magnets that are included in the different magnet arrays and the positions in the conveying width direction are the same are exchanged on the side facing the paper sheet.
  • the magneto-sensitive element overlaps the center of the boundary area between two adjacent magnets among the plurality of magnets arranged in the conveying width direction.
  • the magneto-sensitive element includes two adjacent magnets out of the plurality of magnets that are included in the different magnet arrays and have the same position in the conveying width direction. It may be arranged so as to overlap with the center of the boundary area between them.
  • a plurality of the magneto-sensitive elements are provided, and the plurality of magneto-sensitive elements are adjacent two of the plurality of magnets arranged in the conveying width direction. a magneto-sensitive element arranged so as to overlap the center of the boundary area between two magnets; and a magneto-sensitive element disposed thereon.
  • the plurality of magnets are arranged in the conveying direction of the paper sheet, and the plurality of magnets arranged in the conveying direction face the paper sheet.
  • the magnetic poles on the sides may be interchanged.
  • the pair of magnets configured by the pair of magnets arranged in the conveying direction is arranged in a direction parallel to the paper sheet with respect to the conveying direction.
  • the positions of the pair of magnets in the conveying direction are the same between the different magnet pairs, and the positions in the conveying direction included in the plurality of magnet pairs are the same.
  • the plurality of matching magnets may have the same magnetic pole on the side facing the paper sheet.
  • the direction in which the two magnets arranged next to the auxiliary magnet are arranged may be the transport direction.
  • the magnet has an axis connecting a pair of magnetic poles in a direction parallel to the paper sheet and perpendicular to the conveying direction of the paper sheet.
  • the plurality of magnets are arranged so that a pair of magnetic poles alternates in the conveyance width direction, and the magnetic sensing element is one of the plurality of magnets. may be arranged so as to overlap at a position deviated from the center of the boundary area between two adjacent magnets.
  • the magneto-sensitive element may be a magnetoresistive element.
  • two adjacent magnets among the plurality of magnets may not be in contact with each other.
  • the magnetic feature is a magnetic moment distribution
  • the magnetic moment distribution is a magnetic material contained in a paper sheet.
  • the pattern may include the magnetic moment of both ends of the pattern in the sheet conveying direction and the magnetic moment of the portion sandwiched between the both ends of the magnetic pattern.
  • a paper sheet identification device includes the magnetic feature detection device according to any one of (1) to (16) above, and based on the output of the magneto-sensitive element, and a control unit that identifies the paper sheet to be processed.
  • the magnetic sensing element is arranged in a conveying width direction that is a direction parallel to the paper sheet and perpendicular to the conveying direction of the paper sheet. , wherein the controller generates image data corresponding to the distribution of the magnetic moment based on the outputs of the plurality of magneto-sensitive elements.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of the configuration of the magnetic feature detection device according to the first embodiment of the present disclosure, and is a diagram viewed from an oblique direction.
  • FIG. 2 is a view of FIG. 1 as viewed from the side on which paper sheets are conveyed.
  • FIG. 3 is a view of FIG. 1 viewed in a direction parallel to the surface on which paper sheets are conveyed and perpendicular to the direction in which two magnets are arranged.
  • FIG. 4 is a view of FIG. 1 viewed from a direction parallel to the surface on which the paper sheets are conveyed and parallel to the direction in which the two magnets are arranged.
  • FIG. 5 is a diagram schematically showing directions of magnetic lines of force in FIG. FIG.
  • FIG. 6 is a diagram in which paper sheets are added to FIG.
  • FIG. 7 is a diagram schematically showing lines of magnetic force generated by magnetizing the magnetic pattern of the paper sheet shown in FIG.
  • FIG. 8 is a diagram showing both the lines of magnetic force generated by a magnet and the lines of magnetic force generated by a magnetic pattern forming a paper sheet.
  • FIG. 9 is a diagram schematically showing a region where the magnetic material pattern of the paper sheet is magnetized when the paper sheet is conveyed in the x direction in FIG. 7 .
  • FIG. 10-1 shows the magnetic body of the paper sheet when the paper sheet is conveyed in the y direction in FIG.
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing regions where patterns are magnetized;
  • FIG. 10-2 shows the magnetic body of the paper sheet when the paper sheet is conveyed in the y direction in FIG.
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing regions where patterns are magnetized
  • FIG. 10-3 shows the magnetism of the paper sheet when the paper sheet is conveyed in the y direction in FIG.
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing a region where a body pattern is magnetized
  • FIG. 11 is a diagram showing an example of a magnetic feature detection device of a comparative example.
  • FIG. 12 is a diagram schematically showing the state of magnetic lines of force in the magnetic feature detecting device shown in FIG. 13A and 13B are diagrams schematically showing paper sheets magnetized by the magnetic feature detecting device shown in FIG. 12.
  • FIG. 14 shows the sensor output of the magneto-sensitive element that detected the paper sheet shown in FIG. 12 magnetized by a conventional method, and the sensor output shown in FIG. It is the figure which compared with the sensor output of the magneto-sensitive element which detected paper sheets.
  • FIG. 15 is a plan view schematically showing an example of a magnetic sensor package.
  • FIG. 16 is a perspective view schematically showing an example of a magneto-sensitive element directly mounted on a mounting board.
  • FIG. 17 is a perspective view schematically showing an example of how the magneto-sensitive element shown in FIG. 16 is mounted on a mounting board.
  • FIG. 18 is a diagram of an example of the magnetic feature detection device according to the second embodiment of the present disclosure, viewed from the +z direction side.
  • FIG. 19 is a diagram of an example of a magnetic feature detection device according to a third embodiment of the present disclosure, viewed from the +z direction side.
  • FIG. 20 is a diagram of a modification of the magnetic feature detection device according to the third embodiment of the present disclosure, viewed from the +z direction side.
  • FIG. 21 is a diagram of FIG. 20 viewed from the -y direction side.
  • FIG. 22 is a diagram of an example of the magnetic feature detection device according to the fourth embodiment of the present disclosure, viewed from the +z direction side.
  • FIG. 23 is a diagram of a modification of the magnetic feature detection device according to the fourth embodiment of the present disclosure, viewed from the +z direction side.
  • FIG. 24 is a diagram of FIG. 23 viewed from the -y direction side.
  • FIG. 25 is a diagram of an example of the magnetic feature detection device according to the fifth embodiment of the present disclosure, viewed from the +z direction side.
  • FIG. 26 is a diagram of an example of the magnetic feature detection device according to the sixth embodiment of the present disclosure, viewed from the +z direction side.
  • FIG. 27 is a diagram of an example of the magnetic feature detection device according to the seventh embodiment of the present disclosure, viewed from the +z direction side.
  • FIG. 28 is a diagram of a modification of the magnetic feature detection device according to the seventh embodiment of the present disclosure, viewed from the +z direction side.
  • FIG. 29 is a diagram of FIG. 28 viewed from the -y direction side.
  • FIG. 30 is a diagram of an example of the magnetic feature detection device according to the eighth embodiment of the present disclosure, viewed from the +z direction side.
  • FIG. 31 is a diagram of an example of the magnetic feature detection device according to the ninth embodiment of the present disclosure, viewed from the +z direction side.
  • FIG. 32 is a diagram of FIG. 31 viewed from the -y direction side.
  • FIG. 33 is a diagram of an example of the magnetic feature detection device according to the tenth embodiment of the present disclosure, viewed from the magneto-sensitive element side.
  • FIG. 34 is a diagram of FIG. 33 viewed from the -x direction side.
  • 35 is a diagram schematically showing lines of magnetic force generated from the magnet in FIG. 34.
  • FIG. 36 is a diagram showing an example in which paper sheets are further arranged in FIG. 37 is a diagram schematically showing magnetic lines of force generated from the magnetic material pattern of the paper sheet shown in FIG. 36.
  • FIG. FIG. 38 is a diagram of an example of the magnetic feature detection device according to the eleventh embodiment of the present disclosure, viewed from the magneto-sensitive element side.
  • 39 is a perspective view showing an example of the appearance of a magnetic feature detection device according to a twelfth embodiment of the present disclosure;
  • FIG. 40 is a cross-sectional view taken along the line AB of FIG. 39.
  • FIG. FIG. 41 is a block diagram illustrating an example of the configuration of the paper sheet identification device according to the second aspect of the present disclosure.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of the configuration of the magnetic feature detection device according to the first embodiment of the present disclosure, and is a diagram viewed from an oblique direction.
  • FIG. 2 is a view of FIG. 1 as viewed from the side on which paper sheets are conveyed.
  • FIG. 3 is a view of FIG. 1 viewed in a direction parallel to the surface on which paper sheets are conveyed and perpendicular to the direction in which two magnets are arranged.
  • FIG. 4 is a view of FIG. 1 viewed from a direction parallel to the surface on which the paper sheets are conveyed and parallel to the direction in which the two magnets are arranged. 3 and 4 schematically show the positions of the paper sheets to be conveyed.
  • the magnetic feature detector 1 has two magnets (magnets 10a and 10b) and one magneto-sensitive element 25, and detects the magnetic features of paper sheets (not shown) being conveyed. To detect.
  • the magneto-sensitive element 25 includes a detection section (not shown) that detects magnetic flux.
  • the magneto-sensitive element 25 is an anisotropic magneto-sensitive element capable of detecting magnetic flux in a predetermined uniaxial direction (y direction in FIG. 1). However, the magneto-sensitive element 25 shown in FIG. 1 may be capable of detecting magnetic fluxes in the x-direction and the z-direction.
  • the magnets 10a and 10b may have a cuboid shape with predetermined dimensions in the x-, y-, and z-directions.
  • the two magnets 10a and 10b may be arranged side by side in the y direction.
  • the magneto-sensitive element 25 does not overlap the magnets 10a and 10b. However, the magneto-sensitive element 25 may overlap the magnet 10a and/or the magnet 10b.
  • the paper sheet 50 may be conveyed so as to face the magnets 10a and 10b via the magneto-sensitive element 25.
  • FIG. the magneto-sensitive element 25 is provided between the magnets 10a and 10b and the sheet to be conveyed.
  • the magnets 10a and 10b are alternately arranged with their magnetic fields reversed.
  • "a plurality of magnets are alternately arranged with their magnetic fields reversed” means that the N poles and S poles of adjacent magnets are alternately arranged. Therefore, in the present specification, even when the magnetic feature detection device has two magnets and the north and south poles of the two magnets are interchanged, the term "a plurality of magnets reverse the magnetic field shall be included when "interleaved”.
  • the number of magnets arranged alternately by reversing the magnetic field may be three or more.
  • the magneto-sensitive element 25 is provided at a position where it can detect the magnetic field in the region where the magnetic fields between the magnets 10a and 10b are reversed.
  • the direction of the magnetic field that can be detected by the magneto-sensitive element 25, that is, the magnetic field detection direction is indicated by a double arrow.
  • the direction of the magnetic field that can be detected by the magneto-sensitive element 25 is the y-direction.
  • the magnetic field between two adjacent magnets among the plurality of magnets is between the plurality of magnets arranged alternately with the magnetic field reversed and the paper sheet to be conveyed.
  • a magneto-sensitive element is provided for detecting the magnetic field in the reversing region.
  • the magneto-sensitive element is provided closer to the sheet than the plurality of magnets, rather than between adjacent magnets. Therefore, compared to Patent Document 1 in which a magneto-sensitive element is arranged between two adjacent magnets, it is possible to increase the volume of the magnet and improve the detection sensitivity. Further, the detection sensitivity can be improved by shortening the distance between the magneto-sensitive element and the paper sheet.
  • the magnetic feature detection device of the present disclosure provides the magneto-sensitive elements on the paper sheet side of the magnets, it is possible to separately perform the step of arranging the magnets and the step of arranging the magneto-sensitive elements. becomes. In other words, when manufacturing the magnetic characteristic detecting device, the complicated process of arranging strong magnets while fixing the magneto-sensitive elements is not necessary, and the manufacturing is easy.
  • FIG. 5 the magnetic field generated in the magnetic feature detection device according to the first embodiment of the present disclosure will be described using FIGS. 5 to 8.
  • FIG. 5 the magnetic field generated in the magnetic feature detection device according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 5 is a diagram schematically showing directions of magnetic lines of force in FIG.
  • the magnet 10a generates magnetic lines of force from the magnetic pole (N pole) in the -z direction of the magnet 10a toward the magnetic pole (S pole) in the +z direction.
  • the magnet 10b generates magnetic lines of force from the magnetic pole (N pole) in the +z direction of the magnet 10b toward the magnetic pole (S pole) in the -z direction. Therefore, the magnets 10a and 10b, which are two magnets adjacent to each other in the y-direction, may be alternately arranged with the magnetic field in the z-direction reversed.
  • the direction of the magnetic lines of force generated by the magnets 10a and 10b is viewed with reference to the plane on which the magneto-sensitive element 25 is arranged (the reference plane 40 indicated by the dashed line), it is on the +y direction side of the region 30 where the magnetic field between the magnets is reversed.
  • the magnetic lines of force pass through the reference plane 40 in the +z direction.
  • the magnetic lines of force pass through the reference plane 40 in the -z direction. That is, on the reference plane 40, the directions of the magnetic lines of force may be reversed between the +y direction side region and the ⁇ y direction side region with respect to the region 30 where the magnetic field between the magnets is reversed.
  • FIG. 6 is a diagram in which paper sheets are added to FIG.
  • the sheet 50 may be conveyed along an xy plane parallel to the x-direction and the y-direction to a position facing the magnets 10a and 10b with the magneto-sensitive element 25 interposed therebetween.
  • the magnets 10a and 10b may be arranged so that the axis connecting the pair of magnetic poles is orthogonal to the paper sheet 50.
  • the magnets 10a and 10b may be arranged such that the magnetic poles on the side facing the paper sheet 50 are alternately replaced.
  • the axis connecting the pair of magnetic poles is the axis connecting the S pole and the N pole of the magnet.
  • the axis connecting the pair of magnetic poles is parallel to the z-direction and perpendicular to the paper sheet 50 .
  • the magneto-sensitive element 25 may be arranged so as to overlap the center 35 of the boundary region between the magnets 10a and 10b, which are two adjacent magnets. Arranging the magneto-sensitive element 25 at such a position makes it easier to detect the magnetic field in the region 30 where the magnetic field between two adjacent magnets (magnet 10a and magnet 10b) is reversed. That is, "the position overlapping the center of the boundary region between two adjacent magnets" is a specific example of "the position of the magneto-sensitive element capable of detecting the magnetic field in the region where the magnetic field between the two adjacent magnets is reversed". For example.
  • overlapping at the center of the boundary area between two adjacent magnets means that any part of the magneto-sensitive element overlaps with the center of the boundary area between the two adjacent magnets.
  • the “boundary region” is the space provided between the two adjacent magnets when there is a gap between the two adjacent magnets, and the “center of the boundary region” is the space between the two magnets. This is the position (plane) that bisects the boundary area in the adjacent direction. There is no gap between two adjacent magnets, and they may be in contact with each other. It means the boundary line (contact surface) itself.
  • FIG. 7 is a diagram schematically showing lines of magnetic force generated by magnetizing the magnetic pattern of the paper sheet shown in FIG.
  • the magnetic pattern of the paper sheet 50 is magnetized in the +z direction in the +y direction side of the region 30 where the magnetic field between the magnets is reversed. and is magnetized in the -z direction in a region on the -y direction side of the region 30 where the magnetic field between the magnets is reversed.
  • the large arrow indicates the direction in which a specific area of the paper sheet 50 is magnetized.
  • the paper sheet 50 has a first magnetized region 51 in which the magnetic pattern is magnetized in the +z direction, a second magnetized region 53 in which the magnetic pattern is magnetized in the ⁇ z direction, A region (hereinafter also referred to as a magnetization transition region) 55 that serves as a boundary between the first magnetized region 51 and the second magnetized region 53 is formed.
  • the magnetic lines of force are oriented in the y direction in the process of changing from the +z direction to the ⁇ z direction.
  • the lines of magnetic force are oriented in the y direction at positions overlapping the magnetization transition region 55 in the z direction.
  • the magnetization transition region 55 consists of the first magnetized region 51 magnetized in the +z direction by the magnet 10b whose magnetic pole is the N pole on the side of the paper sheet 50, and the magnet whose magnetic pole is the S pole on the side of the paper sheet 50.
  • the center of the boundary region 32 between the adjacent magnets 10a and 10b overlaps the magnetization transition region 55 in the z direction. . Therefore, the magnetic flux in the y-direction can be detected by the magneto-sensitive element 25 arranged so as to overlap the center of the boundary region 32 .
  • the detection section constituting the magneto-sensitive element may or may not overlap the center of the boundary area.
  • the detection section constituting the magneto-sensitive element may or may not overlap the center of the boundary area.
  • at least one of the plurality of detection units may overlap the center of the boundary area between adjacent magnets, or a plurality of detection units may overlap. None of the parts need overlap the center of its bounding area.
  • the position of the magneto-sensitive element in the direction perpendicular to the direction in which the two magnets are adjacent to each other may be arranged so as to protrude outside the both ends of the magnet in the same direction, or may be positioned inside the both ends of the magnet. may be arranged to
  • FIG. 8 is a diagram showing both the lines of magnetic force generated by a magnet and the lines of magnetic force generated by a magnetic pattern forming a paper sheet.
  • the magnetic field detected by the magneto-sensitive element 25 includes the magnetic field (lines of magnetic force) generated by the magnets 10a and 10b and the magnetic field (lines of magnetic force) generated by the magnetic material pattern of the magnetized paper sheet 50. It becomes a synthesis with Therefore, the magnetic field detected by the magneto-sensitive element 25 before the sheet 50 is placed (the state of the lines of magnetic force shown in FIG. 5) and the magnetic field detected by the magneto-sensitive element 25 after the sheet 50 is placed The difference from the magnetic field (the state of the lines of magnetic force shown in FIG.
  • the direction in which the paper sheet 50 is conveyed may be either the x direction or the y direction.
  • the x direction is the conveying direction of the paper sheet (hereinafter simply referred to as the conveying direction)
  • the y direction is the conveying width direction perpendicular to the conveying direction. becomes.
  • the y direction is the conveying direction
  • the x direction is the conveying width direction.
  • the shape of the paper sheet and the direction in which the paper sheet is conveyed are irrelevant. Therefore, the longitudinal direction of the paper sheet may be the conveying direction, and the lateral direction of the paper sheet may be the conveying direction.
  • a sheet may be transported by a transport section of a sheet identification device of the present disclosure comprising a magnetic feature detection device of the present disclosure.
  • the conveying unit includes, for example, conveying means such as a plurality of rollers, and a driving device such as a motor for driving the conveying means.
  • FIG. 9 is a diagram schematically showing a region where the magnetic material pattern of the paper sheet is magnetized when the paper sheet is conveyed in the x direction in FIG. 7 .
  • the first magnetized region 51 in which the magnetic pattern of the paper sheet 50 is magnetized in the +z direction and the magnetic material pattern of the paper sheet 50 Magnetic lines of force in the y direction are generated from the magnetic material pattern of the paper sheet 50 along the magnetization transition region 55 which is the boundary with the second magnetized region 53 whose pattern is magnetized in the -z direction.
  • the first magnetized region 51 and the second magnetized region 53 are given symbols indicating magnetization directions.
  • FIG. 10-1 shows the magnetic body of the paper sheet when the paper sheet is conveyed in the y direction in FIG.
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing regions where patterns are magnetized
  • FIG. 10-2 shows the magnetic body of the paper sheet when the paper sheet is conveyed in the y direction in FIG.
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing regions where patterns are magnetized
  • FIG. 10-3 shows the magnetism of the paper sheet when the paper sheet is conveyed in the y direction in FIG.
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing a region where a body pattern is magnetized
  • FIGS. 10-1 to 10-3 FIG. 10-1 shows the state at the earliest point in time
  • FIG. 10-3 shows the state at the latest point in time. Further, in FIGS.
  • the first magnetized region 51 and the second magnetized region 53 are given symbols indicating magnetization directions.
  • FIGS. 10-1 to 10-3 when the paper sheet 50 is conveyed in the y direction, the first magnetized region 51, the second magnetized region 53 and the magnetized The position of the transition region 55 changes with transport. Note that when the magnetic material of the paper sheet is ferromagnetic, the magnetization in the region magnetized in FIG. 10-1 may remain in FIG. 10-2, but in FIG. This remaining magnetization is omitted. Similarly, in FIG. 10-3, the magnetization of the regions magnetized in FIGS. 10-1 and 10-2 may remain, but is omitted. Even if magnetization remains in the magnetized region, it does not pose a problem when comparing the magnetic patterns of paper sheets, which will be described later.
  • FIG. 11 is a diagram showing an example of a magnetic feature detection device of a comparative example.
  • the magnetic feature detection device 8 of the comparative example shown in FIG. 11 two magnets 10a are arranged in the y direction, and the axis connecting the magnetic poles of the two magnets 10a is parallel to the z direction.
  • the directions of the magnetic poles of two adjacent magnets 10a are the same. Therefore, there is no region where the magnetic pole directions of two adjacent magnets are reversed.
  • FIG. 12 is a diagram schematically showing the state of magnetic lines of force in the magnetic feature detecting device shown in FIG. As shown in FIG. 12, the lines of magnetic force penetrate from the +z direction to the -z direction in the entire region of the reference plane 40 on which the magneto-sensitive element 25 is arranged. Therefore, the magnetic pattern of the paper sheet is magnetized in the -z direction.
  • FIG. 13A and 13B are diagrams schematically showing paper sheets magnetized by the magnetic feature detecting device shown in FIG. 12.
  • FIG. The paper sheet shown in FIG. 13 is uniformly magnetized in the -z direction. Therefore, the y-direction magnetic lines of force are generated only at the edges of the magnetic pattern.
  • the magnetic lines of force contain a component in the y direction, which can be detected by the magneto-sensitive element. However, since such wraparound magnetic lines of force do not occur in areas other than the edge portion, the magnetic characteristics cannot be detected.
  • FIG. 14 shows the sensor output of the magneto-sensitive element that detected the paper sheet shown in FIG. 12 magnetized by a conventional method, and the sensor output shown in FIG. It is the figure which compared with the sensor output of the magneto-sensitive element which detected paper sheets.
  • a boundary (magnetization transition region) 55 between a first magnetized region 51 magnetized in the +z direction and a second magnetized region 53 magnetized in the ⁇ z direction is It extends in the x direction, which is the same as the transport direction.
  • magnetic lines of force extending in the y direction continue to be generated even while the paper sheet is being conveyed in the x direction. , the change in magnetic flux can be obtained in the level output.
  • the output of the magneto-sensitive element 25 becomes a quantitative waveform that swings in one direction from the baseline, and it is possible to detect not only the edge portion of the magnetic pattern but also the magnetic characteristics of the portion other than the edge portion.
  • the magneto-sensitive element 25 the boundary (magnetization transition region) 55 between the first magnetized region 51 and the second magnetized region 53 does not change.
  • a magnetic force line extending in the y direction continues to be generated, and the magneto-sensitive element 25 can detect a change in the magnetic field caused by the magnetic force line.
  • the output of the magneto-sensitive element 25 becomes a level output as in the case where the sheet 50 is conveyed in the x direction.
  • the magnetic lines of force extending in the y direction are generated only at the edge portion around which the magnetic lines of force extending in the z direction wrap. Since the magnetic lines of force in the y direction can only be obtained as the amount of change (differential component) in the y direction when the magnetic lines of force extending in the z direction wrap around, the sensor output is a differential output.
  • the magneto-sensitive element 25 can output the magnetic characteristics of the magnetic material pattern with high sensitivity.
  • the magnets used in the magnetic feature detection apparatus of the present disclosure may be permanent magnets or electromagnets.
  • Examples of permanent magnets include ferrite magnets, alnico magnets, samarium-cobalt magnets, and neodymium magnets.
  • the shape of the magnet may be, for example, a hexahedral shape such as a cube or rectangular parallelepiped.
  • the two magnets 10a and 10b may or may not be in contact with each other.
  • the distance between the two magnets 10a and 10b may be between 0 mm and 10 mm, for example.
  • the magneto-sensitive element 25 there is a magnetic detecting element that outputs changes in the magnetic flux density of the object to be detected as voltage fluctuations.
  • a magnetoresistive element such as an anisotropic magnetoresistive element (AMR element), a giant magnetoresistive element (GMR element), or a tunnel magnetoresistive element (TMR element).
  • FIG. 15 is a plan view schematically showing an example of a magnetic sensor package.
  • a magnetic sensor package 28 shown in FIG. 15 may have a package substrate 26 and a magneto-sensitive element 25 mounted on the package substrate 26 .
  • the magneto-sensitive element 25 may have a substrate 23 and four detection units 21 arranged on the substrate 23 .
  • Each detection unit 21 may be connected to a terminal 24 arranged on the substrate 23 .
  • the magnetic field detection directions of the four detection units 21 are all the same direction (the direction indicated by the double-headed arrow in FIG. 15).
  • the magnetic field detection directions of the plurality of detectors 21 may be the same or different.
  • the detection unit 21 may be composed of meander wiring formed on the substrate 23, for example.
  • the direction orthogonal to the extending direction of the meander wiring is the magnetic field detection direction of the detection unit 21 .
  • Substrate 23 may be, for example, a silicon substrate.
  • the detector 21 may be formed on the surface of the silicon substrate by a method such as photolithography.
  • the terminals 24 are used for connection by wire bonding, for example, when the magneto-sensitive element 25 is mounted on the package substrate 26 .
  • Electronic components other than the magneto-sensitive element 25, such as a memory and a microcomputer, may be mounted on the package substrate 26.
  • the magnetic sensor package 28 includes the magneto-sensitive element 25 and other electronic components mounted on the package substrate 26, sealed with sealing resin as necessary, and electrodes for external connection drawn out. good.
  • FIG. 16 is a perspective view schematically showing an example of a magneto-sensitive element directly mounted on a mounting board.
  • the magneto-sensitive element 125 may have a silicon substrate 126 and four detectors 121a and 121b arranged substantially centrally on the silicon substrate 126.
  • the magnetic field detection direction of the detector 121a is the x direction
  • the magnetic field detection direction of the detector 121b is the y direction.
  • Terminals 124 may be further formed at the four corners of the silicon substrate 126 to be connected to the detectors 121a and 121b.
  • the detecting portions 121a and 121b and the terminals 124 are formed on the first principal surface 125a of the magneto-sensitive element 125, nothing is formed on the second principal surface 125b opposite to the first principal surface 125a. It does not have to be.
  • FIG. 17 is a perspective view schematically showing an example of how the magneto-sensitive element shown in FIG. 16 is mounted on a mounting board.
  • the magneto-sensitive element 125 faces the mounting substrate 200 with the first main surface 125a provided with the detecting portions 121a and 121b and the terminals 124 facing the mounting substrate 200.
  • 124 may be directly mounted on the mounting substrate 200 so that the 124 is electrically connected.
  • the method of mounting the magneto-sensitive element 125 directly on the mounting substrate 200 is also called bare chip mounting.
  • a method of mounting the magneto-sensitive element 125 with the first main surface 125a on which the detection units 121a and 121b and the terminals 124 are arranged facing the mounting substrate 200 is also called flip-chip mounting.
  • the magneto-sensitive element shown in FIG. 16 it becomes possible to mount the magneto-sensitive element on the mounting board without going through the package, and the case where the magneto-sensitive element is included in the magnetic sensor package will be described later. It is possible to narrow the arrangement interval of the magneto-sensitive elements. In FIG. 17, a total of five magneto-sensitive elements are mounted on the mounting board. can be adjusted.
  • FIG. 16 describes an example in which the detection units 121a and 121b and the terminals 124 are arranged on the same main surface (in this case, the first main surface 125a) of the magneto-sensitive element 125, but the detection units 121a and 121b are arranged
  • the major surface on which the terminal 124 is located may be different from the major surface on which the terminal 124 is located.
  • the detection units 121a and 121b and the terminals 124 may be connected via via conductors penetrating the silicon substrate 126 in the thickness direction.
  • FIG. 17 illustrates an example in which the magneto-sensitive element 125 is flip-chip mounted on the mounting substrate 200, the magneto-sensitive element 125 shown in FIG. 16 may be mounted on the mounting substrate by wire bonding.
  • the magnetic feature detected by the magneto-sensitive element may be a magnetic moment.
  • the distribution of the magnetic moment in the conveying direction (hereinafter simply referred to as the distribution of the magnetic moment) can be detected as the time change of the magnetic moment. .
  • the magnetic feature detected by the magneto-sensitive element is the distribution of the magnetic moment. and a magnetic moment of a portion sandwiched between both ends of the pattern.
  • the magnetic feature is the distribution of the magnetic moment, and the magnetic moment of the magnetic pattern included in the paper sheet is not only the magnetic moment at both ends in the conveying direction of the paper sheet, but also the magnetism of the portion sandwiched between the both ends of the magnetic pattern.
  • the moment is included, the magnetic moment of the entire magnetic material pattern can be detected.
  • the magnetic material pattern when the magnetic material pattern is arranged on the entire paper sheet, when the magnetic material pattern has a bar shape without a code or has a complicated shape, when the magnetic characteristics of the magnetic material pattern change in a gradation etc., it is possible to sufficiently detect the change in the magnetic flux of the magnetic pattern.
  • FIG. 18 is a diagram of an example of the magnetic feature detection device according to the second embodiment of the present disclosure, viewed from the +z direction side.
  • a magnetic sensor package 28 includes a magneto-sensitive element 25 .
  • a plurality of magnets arranged in the y-direction are collectively called a magnet array.
  • the plurality of magnets arranged in the y-direction may include the magnet 10a and the magnet 10b having different magnetic poles on the side facing the paper sheet.
  • the configuration of the detection unit 21 and the like described in FIG. 15 is omitted, and only the magneto-sensitive element 25 and the magnetic field detection direction are illustrated.
  • a magnetic feature detecting device 1A shown in FIG. 18 uses a magnetic sensor package 28 instead of the magnetosensitive element 25 in the magnetic feature detecting device 1 shown in FIGS. It corresponds to increasing the number and arranging them in a straight line along the y direction. Therefore, the orientation and arrangement of the magnetic poles of the magnets 10a and 10b and the arrangement of the magneto-sensitive element 25 are the same as those of the magnetic feature detection device 1 shown in FIGS.
  • the magnetic field detection direction of the magneto-sensitive element 25 is the y-direction, and the sheet is conveyed in the x-direction. Therefore, the relationship between the magnetic field detection direction and the sheet transport direction is the same as in the case described with reference to FIG.
  • the magnets 10a and 10b move in the transport width direction (y direction), which is a direction parallel to the paper sheet and perpendicular to the transport direction (x direction) of the paper sheet.
  • the magnetic fields may be reversed and alternately arranged.
  • FIG. 18 some of the magnets and magneto-sensitive elements arranged in the y direction are omitted. 19 to 20, 22 to 23, 25 to 28, 30 to 31 and 38 which will be described later. Further, like the magnetic feature detection device 1A shown in FIG. 18, a magnetic feature detection device in which a plurality of magnetosensitive elements 25 are arranged linearly (in a line) in the transport width direction is also called a magnetic line sensor.
  • the arrangement interval (pitch) of the magneto-sensitive elements 25 in the y direction may be, for example, 2 mm to 5 mm, 3 mm to 4 mm, or 3.5 mm.
  • the arrangement interval of the magneto-sensitive elements 25 in the conveying width direction (y direction) may be an interval of 5 to 200 dpi.
  • the arrangement interval of the magneto-sensitive elements 25 in the conveying width direction (y direction) may be equal.
  • FIG. 19 is a diagram of an example of a magnetic feature detection device according to a third embodiment of the present disclosure, viewed from the +z direction side.
  • a magnetic feature detection device 1B shown in FIG. 19 has a plurality of magnets (magnets 10a and 10b) and a plurality of magnetic sensor packages .
  • the magnetic field detection direction of the magneto-sensitive element 25 is the y-direction, and the sheet is conveyed in the x-direction. Therefore, the relationship between the magnetic field detection direction and the sheet transport direction is the same as in the case described with reference to FIG.
  • the magnetic feature detection device may include a plurality of magnet arrays in the transport direction as shown in FIG. 19 .
  • the magnets 10a and 10b arranged on the +x direction side of the magneto-sensitive element 25 among the plurality of magnets may constitute the magnet array 110a.
  • the magnet 10a and the magnet 10b arranged on the -x direction side of the magneto-sensitive element 25 may constitute the magnet array 110b.
  • the magnets forming the magnet array 110a and the magnet array 110b may be arranged in the transport direction (x direction).
  • the magnets constituting the magnet array 110a and the magnet array 110b may be arranged such that the magnetic poles on the side facing the paper sheet are alternately replaced.
  • the positions of the plurality of magnets (magnets 10a and 10b) in the conveying width direction (y direction) may match.
  • a plurality of magnets that are included in different magnet arrays and whose positions in the conveying width direction match each other may have the same magnetic pole on the side facing the paper sheet.
  • the positions in the conveying width direction (y direction) match refers to a state in which at least a portion of a plurality of magnets overlap when viewed from the x direction, and the positions in the conveying width direction do not necessarily match completely. do not have to.
  • the positions in the conveying width direction (y direction) completely match refers to a state in which a plurality of magnets are completely overlapped when viewed from the x direction. In this case, a plurality of magnets included in different magnet arrays are perpendicular to the conveying direction (x direction) in which the magnet arrays are adjacent to each other, and are perpendicular to a straight line passing through the middle point of the conveying direction (x direction) between the magnet arrays.
  • the positions of the magnets 10b in the conveying width direction (y direction) are completely the same.
  • the magneto-sensitive element 25 is arranged so as to overlap the center 35 of the boundary region between two adjacent magnets among the plurality of magnets arranged in the width direction of the conveyance. good too. With the above arrangement, the magneto-sensitive element 25 can detect a magnetic field in a region where the magnetic field between two magnets adjacent to each other in the conveying width direction is reversed.
  • FIG. 19 illustrates an example in which two magnet arrays are provided in the transport direction, three or more magnet arrays may be provided in the transport direction.
  • FIG. 20 is a diagram of a modification of the magnetic feature detection device according to the third embodiment of the present disclosure, viewed from the +z direction side.
  • FIG. 21 is a diagram of FIG. 20 viewed from the -y direction side.
  • 20 has a plurality of magnets (magnet 10a and magnet 10b) and a plurality of magnetic sensor packages 28.
  • Four magnet arrays 110c, 110a, 110b and 110d are arranged in order from the side. Therefore, in the magnetic feature detection device 1B' shown in FIG. 20, the magnet array 110c is arranged on the +x direction side of the magnet array 110a of the magnetic feature detection device 1B shown in FIG. It can also be said that the magnet array 110d is arranged in the .
  • each magnet array may be completely aligned in position in the conveying width direction with the magnets forming other magnet arrays.
  • the four magnets 10bc, 10ba, 10bb, and 10bd arranged on the most -y direction side among the magnets constituting each magnet array are completely aligned in the conveying width direction.
  • the four magnets 10b arranged on the most +y direction side among the magnets constituting each magnet array may be completely aligned in the conveyance width direction.
  • FIG. 21 shows how four magnets 10b arranged on the most -y direction side among the magnets constituting each of the magnet arrays 110c, 110a, 110b, and 110d in FIG. 20 are arranged in the conveying direction (x direction).
  • the four magnets 10bc, 10ba, 10bb, and 10bd whose positions in the conveying width direction are completely aligned may have the same magnetic pole on the side facing the paper sheet 50 .
  • the magnetic poles of the four magnets on the side facing the paper sheets are the same, the paper sheets can be magnetized more strongly.
  • the two magnets farthest from the magneto-sensitive element 25 in the conveying direction that is, the +x direction
  • the magnet 10bc arranged in the direction closest to the -x direction and the magnet 10bd arranged in the most -x direction are positioned closer to the paper sheet 50 (than +z direction side). If the two magnets farther from the magneto-sensitive element are placed closer to the paper than the other magnets, the paper can be magnetized more strongly.
  • the magnets closer to the magneto-sensitive element 25 in the conveying direction (x direction), namely magnets 10ba and 10bb, are larger than the magnets farther from the magneto-sensitive element, namely magnets 10bc and 10bd. may By increasing the size of the magnet closer to the magneto-sensitive element 25, the sheet can be magnetized more strongly.
  • magnet array described above can also be applied to a magnetic feature detection device according to a fifth embodiment, which will be described later. Further, a modification in which a plurality of magnets arranged in the y direction constituting the magnetic feature detection device according to the second embodiment described above is regarded as a magnet array, and magnet arrays are added to the -x direction side and the +x direction side of this magnet array. you can go
  • FIG. 22 is a diagram of an example of the magnetic feature detection device according to the fourth embodiment of the present disclosure, viewed from the +z direction side.
  • a magnetic feature detection device 1C shown in FIG. 22 includes a plurality of magnets (magnets 10a and 10b) and a plurality of magnetic sensor packages .
  • the magnetic field detection direction of the magneto-sensitive element 25 is the y-direction, and the sheet is conveyed in the x-direction. Therefore, the relationship between the magnetic field detection direction and the sheet transport direction is the same as in the case described with reference to FIG.
  • the magnetic feature detection device 1C may include two magnet arrays (magnet array 110 and magnet array 111) adjacent to each other in the transport direction (x direction). Both the magnet array 110 and the magnet array 111 may include a plurality of magnets (magnets 10a and 10b) arranged in the transport width direction (y direction).
  • the positions of the plurality of magnets in the conveying width direction (y direction) may match.
  • the magnetic poles of the plurality of magnets (magnets 10a and 10b) that are included in different magnet arrays and have the same position in the conveying width direction may be alternated on the side facing the paper sheet.
  • the magneto-sensitive element 25 is arranged so as to overlap the center 35 of the boundary region between two adjacent magnets out of the plurality of magnets arranged in the conveying width direction.
  • FIG. 22 illustrates an example in which two magnet arrays are provided in the transport direction, three or more magnet arrays may be provided in the transport direction.
  • FIG. 23 is a diagram of a modification of the magnetic feature detection device according to the fourth embodiment of the present disclosure, viewed from the +z direction side.
  • FIG. 24 is a diagram of FIG. 23 viewed from the -y direction side.
  • 23 has a plurality of magnets (magnet 10a and magnet 10b) and a plurality of magnetic sensor packages 28.
  • a magnetic feature detection device 1C′ shown in FIG. 23 has a magnet array 112 arranged on the +x direction side of the magnet array 110 of the magnetic feature detection device 1C shown in FIG. It can also be said that the array 113 is arranged.
  • each magnet array may be completely aligned in position in the conveying width direction with the magnets forming other magnet arrays.
  • the four magnets 10b2, 10b0, 10a1, and 10a3 arranged on the most -y direction side among the magnets constituting each magnet array are completely aligned in the transport width direction.
  • the four magnets 10b, 10b, 10a, 10a arranged on the most +y direction side among the magnets constituting each magnet array may be completely aligned in the conveyance width direction.
  • FIG. 24 shows that the four magnets 10b2, 10b0, 10a1, and 10a3 arranged on the most -y direction side among the magnets constituting the magnet arrays 112, 110, 111, and 113 in FIG. It shows how it is lined up.
  • two magnets arranged on the same side of the magneto-sensitive element 25 in the conveying direction that is, two magnets 10b2 and 10b0 arranged on the +x direction side of the magneto-sensitive element 25
  • the two magnets 10a1 and 10a3 arranged on the -x direction side of the magneto-sensitive element 25 may have the same magnetic pole on the side facing the paper sheet 50, respectively. If the two magnets arranged on the same side of the magneto-sensitive element in the conveying direction (x direction) have the same magnetic poles on the side facing the paper sheet, the paper sheet can be magnetized more strongly. .
  • the two magnets farthest from the magneto-sensitive element 25 in the transport direction that is, the +x direction
  • the magnet 10b2 arranged in the direction closest to the -x direction and the magnet 10a3 arranged in the most -x direction are located closer to the paper sheet 50 than the two magnets 10b0 and 10a1 arranged in the position closer to the magneto-sensitive element 25 (+z direction side). If the two magnets farther from the magneto-sensitive element are placed closer to the paper than the other magnets, the paper can be magnetized more strongly.
  • the magnets closer to the magneto-sensitive element 25 in the conveying direction (x direction), namely magnets 10ba and 10bb, are made larger than the magnets farther from the magneto-sensitive element, namely magnets 10bc and 10bd. You may By increasing the size of the magnet closer to the magneto-sensitive element 25, the sheet can be magnetized more strongly.
  • magnet array described above can also be applied to magnetic feature detection devices according to fifth and sixth embodiments of the present disclosure, which will be described later.
  • FIG. 25 is a diagram of an example of the magnetic feature detection device according to the fifth embodiment of the present disclosure, viewed from the +z direction side.
  • a magnetic feature detection device 1D shown in FIG. 25 has a plurality of magnets (magnet 10a and magnet 10b) and a plurality of magnetic sensor packages (first magnetic sensor package 28a and second magnetic sensor package 28b).
  • the first magnetic sensor package 28a includes a first magneto-sensitive element 25a.
  • the magnetic field detection direction of the first magneto-sensitive element 25a is the y direction.
  • a second magnetic sensor package 28b includes a second magneto-sensitive element 25b.
  • the magnetic field detection direction of the second magneto-sensitive element 25b is the x-direction.
  • the magnetic field detection direction of the first magneto-sensitive element 25a is the y-direction, and the sheet is conveyed in the x-direction. Therefore, the relationship between the magnetic field detection direction and the sheet transport direction is the same as in the case described with reference to FIG.
  • the magnetic field detection direction of the second magneto-sensitive element 25b is the x direction, and the sheet is conveyed in the x direction. Therefore, the relationship between the magnetic field detection direction and the paper sheet transport direction is the same as the case described with reference to FIGS. 10-1 to 10-3. However, in FIGS. 10-1 to 10-3, the x direction and the y direction are interchanged.
  • the first magneto-sensitive element 25a may be arranged so as to overlap the center 35a of the boundary region between two adjacent magnets among the plurality of magnets arranged in the conveying width direction (y direction).
  • the second magneto-sensitive element 25b may be arranged so as to overlap the center 35b of the boundary region between two adjacent magnets out of the plurality of magnets arranged in the sheet conveying direction (x direction). good.
  • both the first magneto-sensitive element 25a and the second magneto-sensitive element 25b can detect the magnetic characteristics of the magnetic material pattern of the paper sheet. Therefore, the magnetic feature detection device 1D shown in FIG. 25 includes the magnetic feature detection device 1B shown in FIG. 19, the magnetic feature detection device 1B' shown in FIG. 20, the magnetic feature detection device 1C shown in FIG. Compared to the detector 1C', the number of magneto-sensitive elements arranged per unit length in the y direction can be increased, and the spatial resolution is even better.
  • FIG. 26 is a diagram of an example of the magnetic feature detection device according to the sixth embodiment of the present disclosure, viewed from the +z direction side.
  • a magnetic feature detection device 1E shown in FIG. In the magnetic feature detection device 1E shown in FIG. 26, the number of arranged magnets, the orientation of the magnetic poles, and the position and transport direction of the paper sheets are the same as those of the magnetic feature detection device according to the fourth embodiment.
  • the magnetic field detection direction of the magneto-sensitive element 25 is the x direction, and the paper sheets are conveyed in the x direction. Therefore, the relationship between the magnetic field detection direction and the paper sheet transport direction is the same as the case described with reference to FIGS. 10-1 to 10-3. However, in FIGS. 10-1 to 10-3, the x direction and the y direction are interchanged.
  • the plurality of magnets may be arranged in the conveying direction, and the magnetic poles of the plurality of magnets arranged in the conveying direction may be alternated on the side facing the paper sheets.
  • a pair of two adjacent magnets among the plurality of magnets arranged in the conveying direction is collectively referred to as a magnet pair.
  • the number of magnets arranged in the transport direction may be three or more, and in that case, a pair of two magnets adjacent to each other in the transport direction is defined as a magnet pair.
  • a magnet pair 115 is a combination of the magnets 10a arranged in the ⁇ x direction and having the S pole as the magnetic pole on the side facing the paper sheet. Also, a magnet 10a having an S pole on the side facing the paper sheet is arranged on the +x direction side of the magnetic sensing element 25, and a paper sheet is arranged on the ⁇ x direction side of the magnetic sensing element 25.
  • a magnet pair 116 is a combination of magnets 10b whose magnetic pole on the side opposite to is the north pole.
  • the magneto-sensitive element 25 is positioned so as to overlap the center 35 of the boundary region between two adjacent magnets (magnet 10a and magnet 10b) out of a plurality of magnets that are aligned in the conveying width direction (y direction). are placed. Since the two magnets forming the magnet pair are arranged in the transport direction (x direction), the magneto-sensitive element 25 arranged so as to overlap the center 35 of the boundary area between the two magnets is oriented in the magnetic field detection direction. x-direction.
  • FIG. 27 is a diagram of an example of the magnetic feature detection device according to the seventh embodiment of the present disclosure, viewed from the +z direction side.
  • the magnetic feature detection device 1F includes a magnet 10b arranged on the +x direction side facing the paper sheet and having an N-pole magnetic pole, and a magnet 10b arranged on the ⁇ x direction side facing the paper sheet. It has a magnet pair 115 consisting of a combination of magnets 10a whose magnetic poles are S poles. A plurality of magnet pairs 115 are arranged in the conveyance width direction (y direction). The plurality of magnets included in the magnet pair 115 and having the same position in the transport direction (x direction) may have the same magnetic pole on the side facing the paper sheet.
  • the positions in the transport direction (x direction) match refers to a state in which at least a portion of a plurality of magnets overlap when viewed from the y direction, and the positions in the transport width direction do not necessarily match completely. No need.
  • the positions in the transport direction (x direction) are completely matched refers to a state in which a plurality of magnets are completely overlapped when viewed from the y direction. For example, in FIG. 27, of the two magnets that make up the magnet pair 115, all of the magnets 10b arranged on the +x direction side are completely aligned when viewed from the y direction. The magnetic pole on the side facing is the N pole.
  • magnets may be arranged on the +x direction side and the ⁇ x direction side of the magnet pair.
  • the two magnets that form the magnet pair, the magnet arranged on the +x direction side of the magnet pair, and the magnet arranged on the -x direction side of the magnet pair are collectively referred to as a magnet group.
  • FIG. 28 is a diagram of a modification of the magnetic feature detection device according to the seventh embodiment of the present disclosure, viewed from the +z direction side.
  • FIG. 29 is a diagram of FIG. 28 viewed from the -y direction side.
  • 28 has a plurality of magnets (magnet 10a and magnet 10b) and a plurality of magnetic sensor packages 28.
  • the magnetic feature detection device 1F' shown in FIG. In addition to the magnet 10a1, which is arranged on the ⁇ x direction side and whose magnetic pole on the side facing the paper sheet is the S pole, is further arranged on the +x direction side of the magnet 10b1, on the side facing the paper sheet A magnet group consisting of a combination of a magnet 10b2 having the same magnetic pole as the magnet 10b1 and a magnet 10a2 arranged on the -x direction side of the magnet 10a1 and facing the paper sheet and having the same magnetic pole as the magnet 10a1. 115'. A plurality of magnet groups 115' may be arranged in the conveyance width direction (y direction).
  • a magnet 10b is arranged on the +x direction side of the magnet 10b that constitutes the magnet pair 115 of the magnetic feature detection device 1F shown in FIG. Furthermore, it can be said that the magnet 10a is arranged.
  • the positions of the four magnets that make up the magnet groups in the conveying width direction may be completely the same.
  • the positions of the four magnets forming the magnet group 115' may be completely aligned in the transport width direction.
  • the positions of the four magnets that make up the magnet group in the conveying width direction may be completely the same.
  • FIG. 29 shows how the four magnets 10b2, 10b1, 10a1, and 10a2 forming the magnet group 115' in FIG. 28 are arranged in the transport direction (x direction).
  • two magnets arranged on the same side of the magneto-sensitive element 25 in the conveying direction that is, two magnets 10b2 and 10b1 arranged on the +x direction side of the magneto-sensitive element 25
  • the two magnets 10a1 and 10a2 arranged on the -x direction side of the magneto-sensitive element 25 may have the same magnetic pole on the side facing the paper sheet 50, respectively. If the two magnets arranged on the same side of the magneto-sensitive element in the conveying direction (x direction) have the same magnetic poles on the side facing the paper sheet, the paper sheet can be magnetized more strongly. .
  • the two magnets farthest from the magneto-sensitive element 25 in the transport direction that is, the +x direction
  • the magnet 10b2 arranged in the direction closest to the -x direction and the magnet 10a2 arranged in the most -x direction are positioned closer to the paper sheet 50 (than +z direction side). If the two magnets farther from the magneto-sensitive element are placed closer to the paper than the other magnets, the paper can be magnetized more strongly.
  • the magnets closer to the magneto-sensitive element 25 in the conveying direction (x direction), namely the magnets 10b1 and 10a1 are made larger than the magnets farther from the magneto-sensitive element, namely the magnets 10b1 and 10a1. You may By increasing the size of the magnet closer to the magneto-sensitive element 25, the sheet can be magnetized more strongly.
  • FIG. 30 is a diagram of an example of the magnetic feature detection device according to the eighth embodiment of the present disclosure, viewed from the +z direction side.
  • a magnetic feature detection device 1G shown in FIG. 30 has a plurality of magnets (magnets 10a and 10b) and a plurality of magnetic sensor packages .
  • the magnetic feature detection device 1G includes a magnet 10b arranged on the +x direction side facing the paper sheet and having an N-pole magnetic pole, and a magnet 10b arranged on the ⁇ x direction side facing the paper sheet. It has a magnet pair 115 consisting of the magnet 10a whose magnetic pole is the south pole.
  • a plurality of magnet pairs 115 are arranged in the conveyance width direction (y direction).
  • a plurality of magnetic sensor packages 28 may be arranged between two magnets (magnet 10a and magnet 10b) forming a magnet pair, as in the magnetic feature detection device 1G shown in FIG.
  • the magnetic feature detection device 1G shown in FIG. 30 corresponds to the magnetic feature detection device 1F shown in FIG. 27 in which two magnets adjacent in the conveying width direction are replaced with one magnet. That is, in the magnetic feature detection device 1G shown in FIG. 30, one magnet may be substituted for a plurality of magnets adjacent in the conveying width direction.
  • FIG. 31 is a diagram of an example of the magnetic feature detection device according to the ninth embodiment of the present disclosure, viewed from the +z direction side.
  • FIG. 32 is a diagram of FIG. 31 viewed from the -y direction side.
  • the magnetic feature detection device 1H shown in FIGS. 31 and 32 further includes an auxiliary magnet 13 between two magnets (magnet 10a and magnet 10b) adjacent in the x direction, which constitute the magnetic feature detection device 1G shown in FIG. It is arranged. That is, it may further include an auxiliary magnet arranged between two adjacent magnets among the plurality of magnets arranged such that the magnetic poles on the side facing the paper sheet are alternately exchanged.
  • the axis connecting the pair of magnetic poles of the auxiliary magnet 13 may be arranged in a direction (xy direction) parallel to the paper sheet.
  • the pair of magnetic poles of the auxiliary magnet 13 and the magnetic poles of the two magnets (magnet 10a and magnet 10b) arranged next to the auxiliary magnet 13 on the side facing the paper sheets are arranged next to the auxiliary magnet 13.
  • the direction in which the two magnets (magnet 10a and magnet 10b) are arranged may alternate.
  • the magnetic pole of the magnet 10a on the side facing the sheet is the S pole.
  • the magnetic pole of the auxiliary magnet 13 on the magnet 10a side is the N pole, which is different from the magnetic pole on the side of the magnet 10a facing the sheet.
  • the magnetic pole of the magnet 10b on the side facing the paper sheet is the N pole.
  • the magnetic pole of the auxiliary magnet 13 on the side of the magnet 10b is the S pole, which is different from the magnetic pole of the side of the magnet 10b facing the sheet.
  • the z-direction length dimension of the auxiliary magnet 13 may be shorter than the z-direction length dimension of the magnets 10a and 10b. In other words, the auxiliary magnet 13 does not have to be arranged between the magnetic poles of the two magnets on the far side from the paper sheet.
  • the direction in which the two magnets arranged next to the auxiliary magnet are arranged may be the transport direction (x direction) as shown in FIG. 31 or the transport width direction. From the viewpoint of not lowering the resolution, it may be the conveying direction.
  • the direction in which two magnets arranged next to the auxiliary magnet are aligned is the conveyance width direction, for example, magnets adjacent to each other in the conveyance width direction (y direction) constituting the magnetic feature detecting device 1A shown in FIG.
  • a configuration in which an auxiliary magnet is provided between two magnets (magnet 10a and magnet 10b) such that the magnetic poles are oriented in the y direction can be cited.
  • the axis connecting the pair of magnetic poles is arranged so as to face the conveying width direction, which is the direction parallel to the paper sheet and perpendicular to the conveying direction of the paper sheet.
  • the conveying width direction which is the direction parallel to the paper sheet and perpendicular to the conveying direction of the paper sheet.
  • FIG. 33 is a diagram of an example of the magnetic feature detection device according to the tenth embodiment of the present disclosure, viewed from the magneto-sensitive element side.
  • FIG. 34 is a diagram of FIG. 33 viewed from the -x direction side.
  • the magnetic feature detection device 2 shown in FIGS. 33 and 34 has two magnets (magnet 10 c and magnet 10 d) and one magnetic sensor package 28 . Both the two magnets 10c and 10d may have a cuboid shape with predetermined dimensions in the x-, y- and z-directions. The two magnets 10c and 10d may be arranged side by side in the y direction.
  • the direction of the axis connecting the pair of magnetic poles of the two magnets 10c and 10d may be in the y direction.
  • the y-direction is the transport width direction orthogonal to the x-direction, which is the transport direction of the paper sheet.
  • the magnet 10c and the magnet 10d may be arranged such that a pair of magnetic poles alternates in the transport width direction. Note that "a pair of magnetic poles alternate in the transport width direction" refers to a state in which the directions of the magnetic poles in the transport width direction of the magnet alternate.
  • the S and N poles of the magnet 10c are arranged in this order in the +y direction, and the N and S poles of the magnet 10d are arranged in this order in the +y direction. Therefore, it can be said that the pair of magnetic poles of the magnet 10c and the magnet 10d are alternately replaced in the conveying width direction.
  • the magnet 10c may have an S pole in the ⁇ y direction and an N pole in the +y direction
  • the magnet 10d may have an N pole in the ⁇ y direction and an S pole in the +y direction.
  • the magneto-sensitive element 25 may be arranged so as to overlap at a position shifted from the center 35 of the boundary region 32 between the two adjacent magnets 10c and 10d.
  • the magneto-sensitive element is arranged so as to overlap at a position shifted from the center of the boundary area between two adjacent magnets, it means that if there is a gap between the two adjacent magnets, it is located at the center of the boundary area. , refers to a state in which the magneto-sensitive elements do not overlap, and the magneto-sensitive elements may overlap in boundary regions other than the center.
  • the magneto-sensitive element does not overlap the center of the boundary region, that is, the boundary line between the two adjacent magnets. If the position where the magneto-sensitive element is arranged is shifted from the center of the boundary area, it is possible to detect the magnetic field in the area where the magnetic field between two adjacent magnets is reversed.
  • the magneto-sensitive element is placed between the center of the boundary region and a straight line that bisects the magnet placed immediately below in the direction in which the pair of magnetic poles extends, so that neither the straight line nor the center of the boundary region overlap.
  • FIG. 35 is a diagram schematically showing lines of magnetic force generated from the magnet in FIG. 34.
  • FIG. FIG. 36 is a diagram showing an example in which paper sheets are further arranged in FIG. 37 is a diagram schematically showing magnetic lines of force generated from the magnetic material pattern of the paper sheet shown in FIG. 36.
  • FIG. 35 is a diagram schematically showing lines of magnetic force generated from the magnet in FIG. 34.
  • FIG. 36 is a diagram showing an example in which paper sheets are further arranged in FIG. 37 is a diagram schematically showing magnetic lines of force generated from the magnetic material pattern of the paper sheet shown in FIG. 36.
  • the magnetic lines of force extending from the magnetic pole (N pole) in the +y direction of the magnet 10c toward the magnetic pole (S pole) in the -y direction are oriented in the -y direction on the +z direction side of the magnet 10c.
  • the magnetic lines of force extending from the magnetic pole (N pole) in the -y direction of the magnet 10d toward the magnetic pole (S pole) in the +y direction are oriented in the +y direction on the +z direction side of the magnet 10c.
  • FIG. 36 in a region of the paper sheet 50 facing the magnet 10c, there is a third magnetized region 57 in which the magnetic material pattern of the paper sheet 50 is magnetized in the -y direction. It is formed.
  • a fourth magnetized region 59 in which the magnetic pattern of the paper sheet 50 is magnetized in the +y direction is formed in the region facing the magnet 10d.
  • a magnetization transition region 55 serving as a boundary is formed between the third magnetized region 57 and the fourth magnetized region 59 .
  • the magnetization transition region 55 is magnetized in directions different from the -y and +y directions in which the third magnetized region 57 and the fourth magnetized region 59 are magnetized.
  • the magnetization transition region 55 is magnetized in a direction different from the -y direction and the +y direction, so that the position shifted from the center of the boundary region 32 between the two adjacent magnets 10c and 10d.
  • the magneto-sensitive element 25 can detect the in-plane component of the magnetic field emitted from the magnetization transition region 55, that is, the magnetic lines of force in the y-direction.
  • magnets 10c and magnet 10d adjacent to each other in the width direction of conveyance have their magnetic pole directions reversed in the direction of width of conveyance.
  • a region 30 of reversal exists.
  • the magnetization transition region is magnetized in directions different from the -y direction and the +y direction. Therefore, if the magneto-sensitive element is arranged so as to overlap with the center of the boundary region between the magnets, the magneto-sensitive element cannot detect the magnetic lines of force in the y direction.
  • the magneto-sensitive element when the magneto-sensitive element is arranged at a position deviated from the center of the boundary region between the magnets, the magneto-sensitive element can detect the y-direction magnetic field that wraps around from the magnetization transition region. In this way, the magneto-sensitive element 25 can detect changes in the magnetic field in the region 30 where the magnetic field between the magnets is reversed.
  • FIG. 38 is a diagram of an example of the magnetic feature detection device according to the eleventh embodiment of the present disclosure, viewed from the magneto-sensitive element side.
  • a magnetic feature detection device 2A shown in FIG. 38 may have a plurality of magnets (magnets 10c and 10d) and a magneto-sensitive element 25 arranged in the conveyance width direction (y direction).
  • magnets 10c and 10d magnets 10c and 10d
  • magneto-sensitive element 25 arranged in the conveyance width direction (y direction).
  • two of the plurality of magnets 10a and 10b aligned in the transport width direction (y direction) of the magnetic feature detection device 2 shown in FIG. 37 are further aligned in the transport direction (x direction). It can be said.
  • All the magnets may be arranged so that the axis connecting the pair of magnetic poles is oriented in the conveying width direction. Furthermore, the magnet 10c and the magnet 10d may be arranged so that the pair of magnetic poles are alternately replaced in the transport width direction. Therefore, the S pole of the magnet 10c and the S pole of the magnet 10d, or the N pole of the magnet 10c and the N pole of the magnet 10d may be arranged so as to face each other in the transport width direction.
  • the magneto-sensitive element 25 may be arranged so as to overlap at a position shifted from the center 35 of the boundary area between two magnets (magnet 10c and magnet 10d) adjacent to each other in the transport width direction. As shown in FIG. 38, the direction in which the magneto-sensitive element 25 is shifted from the center 35 of the boundary region between two magnets (magnet 10c and magnet 10d) adjacent to each other in the conveying direction may be the -y direction or the +y direction. There may be.
  • the magnetic field detection direction of the magneto-sensitive element 25 may be the y direction.
  • the magneto-sensitive element 25 may be arranged so as to straddle two magnets adjacent to each other in the x-direction. At this time, two magnets adjacent to each other in the x direction may have the same pair of magnetic pole directions. Further, of the positions where the magneto-sensitive elements 25 are arranged in the magnetic feature detection device shown in FIG. 38, the magneto-sensitive elements 25 may not be arranged at the most -y side position and +y side position. .
  • the magnetic feature detection device 2A shown in FIG. It is different from the magnetic feature detector A shown in FIG. 37 in that magneto-sensitive elements are arranged at both positions shifted from the center of the boundary area between two magnets adjacent to each other in the direction.
  • FIG. 39 is a perspective view showing an example of the appearance of a magnetic feature detection device according to a twelfth embodiment of the present disclosure
  • FIG. 40 is a cross-sectional view taken along the line AB of FIG. 39.
  • the magnetic feature detection device 3 shown in FIGS. 39 and 40 is configured such that the protective cover 61 is held while the magnets 10a and 10b constituting the magnetic feature detection device 1B shown in FIG. It corresponds to the one housed in a housing with The housing consists of a side surface 67a and a bottom surface 67b.
  • a total of 30 magnetic sensor packages 28 are arranged at positions overlapping the center of the boundary area between the magnets 10a and 10b adjacent in the y direction.
  • the magnetic sensor package 28 may be configured by sealing the magneto-sensitive element 25 with a sealing resin or the like, for example. Also, the magnetic sensor package 28 may be mounted on the circuit board 27 .
  • the paper sheet 50 conveyed in the x direction may face the magnetic sensor package 28 via the protective cover 61 . At this time, the magnetic pattern of the paper sheet 50 is magnetized in the y direction by the magnets 10a and 10b housed in the housing, and the magnetic flux of the magnetized magnetic pattern is detected by the magneto-sensitive element 25. be done.
  • a sheet identification device identifies conveyed paper sheets based on the magnetic feature detection device according to the first aspect of the present disclosure and the output of the magneto-sensitive element. and a control unit.
  • FIG. 41 is a block diagram illustrating an example of the configuration of the paper sheet identification device according to the second aspect of the present disclosure. As shown in FIG. 41 , the paper sheet identifying apparatus 100 performs control for identifying conveyed paper sheets based on the magnetic feature detecting device 1 according to the first aspect of the present disclosure and the output of the magneto-sensitive element. a portion 80;
  • the magneto-sensitive element is arranged in the conveying width direction, which is a direction parallel to the paper sheet and perpendicular to the conveying direction of the paper sheet.
  • a plurality of control units may be provided, and the control unit may generate image data corresponding to the distribution of the magnetic moment based on the outputs of the plurality of magneto-sensitive elements.
  • the magnetic feature detection device 3 shown in FIG. 39 has a plurality of, for example, a total of 30 magnetic sensor packages 28 at different positions in the y-direction, which is the width direction of conveyance.
  • the magneto-sensitive elements 25 constituting the magnetic sensor package 28 respectively detect changes in the magnetic moment of the paper sheet 50 at different y-coordinates. Therefore, the distribution of the magnetic moment in the x direction of the paper sheet can be obtained from the temporal change in the magnetic moment detected by each magneto-sensitive element 25 .
  • Corresponding image data (also referred to as magnetic image data) reflecting both the distribution and the distribution in the y-direction can be generated.
  • the magnetic image data is a grayscale image corresponding to the magnetic moment distribution of the paper sheet 50 .
  • reference magnetic image data corresponding to the distribution of the magnetic moment of paper sheets distributed in the market is recorded in advance in the control unit, and the measured paper sheets A sheet may be identified by comparing the magnetic image data corresponding to the distribution of the magnetic moment of the sheet with recorded reference magnetic image data.
  • Image data detected by a sensor other than the magnetic feature detection device of the present disclosure may be used in combination to identify paper sheets.
  • the paper sheet identification device includes an optical sensor
  • reference image data of paper sheets distributed in the market hereinafter referred to as , also referred to as optical image data
  • the measured magnetic image data and optical image data of the paper sheet are compared with the recorded reference magnetic image data and optical image data. Foliage may be identified.
  • the present disclosure is a technique useful for detecting magnetic characteristics of magnetic patterns provided on paper sheets.

Abstract

本開示に係る磁気特徴検出装置は、搬送される紙葉類の磁気特徴を検出する磁気特徴検出装置であって、磁場を逆転して交互に配置された複数の磁石と、複数の前記磁石と、搬送される紙葉類との間に設けられて、複数の前記磁石のうちの隣り合う２つの磁石間の磁場が逆転する領域の磁界を検出する感磁素子と、を備える。

Description

磁気特徴検出装置及び紙葉類識別装置
本開示は、磁気特徴検出装置及び紙葉類識別装置に関する。
紙幣等の紙葉類を処理する紙葉類処理装置は、光学ラインセンサや磁気ラインセンサといった各種センサを有する紙葉類識別装置を備え、これらのセンサによる取得データに基づいて、紙葉類の搬送過程において、紙葉類の種類の識別や、正損判定、真偽判定等を行っている。
紙葉類の磁気検出については通常、磁気ラインセンサが用いられる。
磁気ラインセンサでは、磁気ラインセンサが備える磁石によって紙葉類中の磁性体を一様に着磁し、着磁された磁性体による磁場変化を感磁素子により検出することで、紙葉類を識別することが行われていた。
磁気ラインセンサは、一般的には微分出力であるため、磁石によって紙葉類の磁性体を一様に着磁した場合、磁気ラインセンサは、着磁された紙葉類の磁性体パターンの周縁部、すなわちエッジ部分における磁束の変化を検出できるものの、エッジ部分以外の磁束変化が小さい領域を検出できないという問題があった。
そのため、磁性体パターンが紙葉類全体に配置されている場合や、磁性体パターンがコードのないバー状や複雑な形状を成している場合、磁性体パターンの磁気特徴がグラデーション状に変化する場合等には、磁性体パターンの磁束の変化を充分に検出できないことがあった。また、磁気ラインセンサの出力変化が、紙葉類のエッジ部分に起因する磁束の変化によるのか、ノイズによるものであるかを判別することが困難であった。これらの理由から、磁性体パターンが多様化する近年では磁気特徴による紙葉類の真偽判定が難しくなっている。
そこで、エッジ部分のみならずエッジ部分以外の磁気特徴を検出する方法が開示されている。
例えば、特許文献１には、複数の磁石を磁極逆転して交互に並べて配置し、前記磁石のＮＳ方向を法線とし、前記磁石のＮ極とＳ極の中点を含む平面上に感磁素子を配置した磁界検出装置が、開示されている。
特開２０１５－２００５２３号公報
しかしながら、特許文献１に記載された磁界検出装置では、磁石と感磁素子とを、同一平面上に交互に配置している。換言すると、磁石と感磁素子が同じ高さに存在するため、磁着の大きさの確保と、感磁素子の配置密度を高めることを両立させることが困難であった。
磁石の大きさが充分に確保できないと、紙葉類を充分に着磁することができず、紙葉類の磁気特徴の検出が困難となる。また、感磁素子の配置密度が低いと、磁気ラインセンサの空間分解能が低下してしまう。
さらに、特許文献１に記載された磁界検出装置では、感磁素子と磁石とを交互に配列させる必要があるが、感磁素子を固定しつつ強力な磁石を配列させるという複雑な工程が要求され、製造が困難であるという問題があった。また、磁石－感磁素子間の距離を均一に調整することが難しく、磁石－感磁素子間の距離がばらつくと、感磁素子間で特性がばらついてしまうという問題があった。
本開示は、上記現状に鑑みてなされたものであり、検出感度及び空間分解能の向上を両立させることができ、製造が容易な磁気特徴検出装置及び紙葉類識別装置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、（１）本開示の第１の態様に係る磁気特徴検出装置は、搬送される紙葉類の磁気特徴を検出する磁気特徴検出装置であって、磁場を逆転して交互に配置された複数の磁石と、複数の前記磁石と、搬送される紙葉類との間に設けられて、複数の前記磁石のうちの隣り合う２つの磁石間の磁場が逆転する領域の磁界を検出する感磁素子と、を備える。
（２）上記（１）に記載の磁気特徴検出装置において、前記磁石は、一対の磁極を結ぶ軸が紙葉類と直交するように配置されており、複数の前記磁石は、紙葉類に対向する側の磁極が入れ替わるように配置され、前記感磁素子は、複数の前記磁石のうちの隣り合う２つの磁石間の境界領域の中心に重なるように配置されていてもよい。
（３）上記（２）に記載の磁気特徴検出装置において、複数の前記磁石は、紙葉類と平行な方向であって紙葉類の搬送方向に対して直交する方向である搬送幅方向に磁場が逆転して交互に配置されていてもよい。
（４）上記（３）に記載の磁気特徴検出装置において、前記搬送幅方向に配置された複数の前記磁石から構成される磁石アレイを前記搬送方向に複数備え、異なる前記磁石アレイ間において、複数の前記磁石の前記搬送幅方向における位置は一致しており、異なる前記磁石アレイに含まれる前記搬送幅方向における位置が一致する複数の前記磁石は、紙葉類に対向する側の磁極が同じであってもよい。
（５）上記（３）に記載の磁気特徴検出装置において、前記搬送幅方向に配置された複数の前記磁石から構成される磁石アレイを前記搬送方向に複数備え、異なる前記磁石アレイ間において、複数の前記磁石の前記搬送幅方向における位置は一致しており、異なる前記磁石アレイに含まれる前記搬送幅方向における位置が一致する複数の前記磁石は、紙葉類に対向する側の磁極が入れ替わっていてもよい。
（６）上記（５）に記載の磁気特徴検出装置において、前記感磁素子は、前記搬送幅方向に配置された複数の前記磁石のうちの隣り合う２つの磁石間の境界領域の中心に重なるように配置されていてもよい。
（７）上記（５）に記載の磁気特徴検出装置において、前記感磁素子は、異なる前記磁石アレイに含まれる前記搬送幅方向における位置が一致する複数の前記磁石のうちの隣り合う２つの磁石間の境界領域の中心に重なるように配置されていてもよい。
（８）上記（５）に記載の磁気特徴検出装置において、前記感磁素子を複数備え、前記複数の感磁素子は、前記搬送幅方向に配置された複数の前記磁石のうちの隣り合う２つの磁石間の境界領域の中心に重なるように配置されている感磁素子と、前記搬送方向に配置された複数の前記磁石のうちの隣り合う２つの磁石間の境界領域の中心に重なるように配置されている感磁素子と、を含んでいてもよい。
（９）上記（２）に記載の磁気特徴検出装置において、複数の前記磁石は、紙葉類の搬送方向に配置され、前記搬送方向に配置された複数の磁石は、紙葉類に対向する側の磁極が入れ替わっていてもよい。
（１０）上記（９）に記載の磁気特徴検出装置において、前記搬送方向に配置された一対の前記磁石から構成される磁石対を、紙葉類と平行な方向であって前記搬送方向に対して直交する方向である搬送幅方向に複数備え、異なる前記磁石対間において、一対の前記磁石の前記搬送方向における位置は一致しており、複数の前記磁石対に含まれる前記搬送方向における位置が一致する複数の前記磁石は、紙葉類に対向する側の磁極が同じであってもよい。
（１１）上記（２）～（１０）のいずれかに記載の磁気特徴検出装置において、紙葉類に対向する側の磁極が入れ替わるように配置された複数の前記磁石のうちの隣り合う２つの磁石間に配置された補助磁石を更に備え、前記補助磁石は、一対の磁極を結ぶ軸が、紙葉類と平行な方向に配置されており、前記補助磁石の一対の磁極と、前記補助磁石の隣に配置された前記２つの磁石の紙葉類に対向する側の磁極とは、前記補助磁石の隣に配置された前記２つの磁石が並ぶ方向において交互に入れ替わっていてもよい。
（１２）上記（１１）に記載の磁気特徴検出装置において、前記補助磁石の隣に配置された前記２つの磁石が並ぶ方向は、前記搬送方向であってもよい。
（１３）上記（１）に記載の磁気特徴検出装置において、前記磁石は、一対の磁極を結ぶ軸が、紙葉類と平行な方向であって紙葉類の搬送方向に対して直交する方向である搬送幅方向に向くように配置されており、複数の前記磁石は、前記搬送幅方向に、一対の磁極が交互に入れ替わるように配置され、前記感磁素子は、複数の前記磁石のうちの隣り合う２つの磁石間の境界領域の中心からずれた位置に重なるように配置されていてもよい。
（１４）上記（１）～（１３）のいずれかに記載の磁気特徴検出装置において、前記感磁素子は、磁気抵抗効果素子であってもよい。
（１５）上記（１）～（１４）のいずれかに記載の磁気特徴検出装置において、複数の前記磁石のうちの隣り合う２つの磁石は接触していなくてもよい。
（１６）上記（１）～（１５）のいずれかに記載の磁気特徴検出装置において、前記磁気特徴は、磁気モーメントの分布であり、前記磁気モーメントの分布は、紙葉類に含まれる磁性体パターンの、紙葉類の搬送方向における両端部の磁気モーメントと、前記磁性体パターンの前記両端部に挟まれた部分の磁気モーメントと、を含んでいてもよい。
（１７）本開示の第２の態様に係る紙葉類識別装置は、上記（１）～（１６）のいずれかに記載の磁気特徴検出装置と、前記感磁素子の出力に基づいて、搬送される紙葉類を識別する制御部と、を備える。
（１８）上記（１７）に記載の紙葉類識別装置において、前記感磁素子は、紙葉類と平行な方向であって紙葉類の搬送方向に対して直交する方向である搬送幅方向に複数設けられ、前記制御部は、複数の前記感磁素子の出力に基づいて、磁気モーメントの分布に対応した画像データを生成してもよい。
本開示によれば、検出感度及び空間分解能の向上を両立させることができ、製造が容易な磁気特徴検出装置及び紙葉類識別装置を提供することができる。
図１は、本開示の第１実施形態に係る磁気特徴検出装置の構成の一例を説明する模式図であり、斜め方向から見た図である。 図２は、図１を紙葉類が搬送される側の面から見た図である。 図３は、図１を紙葉類が搬送される面に平行で且つ２つの磁石が並ぶ方向に直交する方向から見た図である。 図４は、図１を紙葉類が搬送される面に平行で且つ２つの磁石が並ぶ方向に平行な方向から見た図である。 図５は、図３における磁力線の向きを模式的に示す図である。 図６は、図５にさらに紙葉類を追加した図である。 図７は、図６に示す紙葉類の磁性体パターンが着磁されることにより生じる磁力線を模式的に示す図である。 図８は、磁石により生じる磁力線と、紙葉類を構成する磁性体パターンにより生じる磁力線の両方を併記した図である。 図９は、図７において紙葉類をｘ方向に搬送した場合に、紙葉類の磁性体パターンが着磁される領域を模式的に示した図である。 図１０－１は、図７において紙葉類をｙ方向に搬送し、隣り合う２つの磁石間の境界領域の中央に紙葉類の搬送方向の先端が重なる時点における、紙葉類の磁性体パターンが着磁される領域を模式的に示した図である。 図１０－２は、図７において紙葉類をｙ方向に搬送し、隣り合う２つの磁石間の境界領域の中央に紙葉類の搬送方向の中央が重なる時点における、紙葉類の磁性体パターンが着磁される領域を模式的に示した図である。 図１０－３は、図７において紙葉類をｙ方向に搬送し、隣り合う２つの磁石間の境界領域の中央に紙葉類が搬送方向の後端が重なる時点における、紙葉類の磁性体パターンが着磁される領域を模式的に示した図である。 図１１は、比較例の磁気特徴検出装置の一例を示す図である。 図１２は、図１１に示す磁気特徴検出装置における磁力線の様子を模式的に示す図である。 図１３は、図１２に示す磁気特徴検出装置により着磁される紙葉類を模式的に示す図である。 図１４は、従来の方法で着磁された図１２に示す紙葉類を検出した感磁素子のセンサ出力と、本開示の磁気特徴検出装置を構成する磁石により着磁された図８に示す紙葉類を検出した感磁素子のセンサ出力とを比較した図である。 図１５は、磁気センサパッケージの一例を模式的に示す平面図である。 図１６は、実装基板に直接実装される感磁素子の一例を模式的に示す斜視図である。 図１７は、図１６に示す感磁素子を実装基板上に実装する様子の一例を模式的に示す斜視図である。 図１８は、本開示の第２実施形態に係る磁気特徴検出装置の一例を＋ｚ方向側から見た図である。 図１９は、本開示の第３実施形態に係る磁気特徴検出装置の一例を＋ｚ方向側から見た図である。 図２０は、本開示の第３実施形態に係る磁気特徴検出装置の変形例を＋ｚ方向側から見た図である。 図２１は、図２０を－ｙ方向側から見た図である。 図２２は、本開示の第４実施形態に係る磁気特徴検出装置の一例を＋ｚ方向側から見た図である。 図２３は、本開示の第４実施形態に係る磁気特徴検出装置の変形例を＋ｚ方向側から見た図である。 図２４は、図２３を－ｙ方向側から見た図である。 図２５は、本開示の第５実施形態に係る磁気特徴検出装置の一例を＋ｚ方向側から見た図である。 図２６は、本開示の第６実施形態に係る磁気特徴検出装置の一例を＋ｚ方向側から見た図である。 図２７は、本開示の第７実施形態に係る磁気特徴検出装置の一例を＋ｚ方向側から見た図である。 図２８は、本開示の第７実施形態に係る磁気特徴検出装置の変形例を＋ｚ方向側から見た図である。 図２９は、図２８を－ｙ方向側から見た図である。 図３０は、本開示の第８実施形態に係る磁気特徴検出装置の一例を＋ｚ方向側から見た図である。 図３１は、本開示の第９実施形態に係る磁気特徴検出装置の一例を＋ｚ方向側から見た図である。 図３２は、図３１を－ｙ方向側から見た図である。 図３３は、本開示の第１０実施形態に係る磁気特徴検出装置の一例を感磁素子側から見た図である。 図３４は、図３３を－ｘ方向側から見た図である。 図３５は、図３４において、磁石から生じる磁力線を模式的に示した図である。 図３６は、図３５に紙葉類をさらに配置した場合の例を示す図である。 図３７は、図３６に示す紙葉類の磁性体パターンから生じる磁力線を模式的に示す図である。 図３８は、本開示の実施形態１１に係る磁気特徴検出装置の一例を感磁素子側から見た図である。 図３９は、本開示の実施形態１２に係る磁気特徴検出装置の外観の一例を示す斜視図である。 図４０は、図３９のＡ－Ｂ線断面図である。 図４１は、本開示の第２の態様である紙葉類識別装置の構成の一例を説明するブロック図である。
以下、本開示に係る磁気特徴検出装置及び紙葉類識別装置の実施形態を、図面を参照しながら説明する。本開示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。なお、以下の説明は、磁気特徴検出装置及び紙葉類識別装置の一例である。
なお、以下の説明において、同一又は同様の機能を有する構成には同一の符号を異なる実施形態及び図面間で共通して適宜用い、その構成についての繰り返しの説明は適宜省略する。また、構造を説明する図面には、互いに直交するｘｙｚ座標系を適宜示している。
＜本実施形態の概要＞
まず、図１～図４を用いて、本開示の磁気特徴検出装置における磁石及び感磁素子の配置について説明する。
図１は、本開示の第１実施形態に係る磁気特徴検出装置の構成の一例を説明する模式図であり、斜め方向から見た図である。図２は、図１を紙葉類が搬送される側の面から見た図である。図３は、図１を紙葉類が搬送される面に平行で且つ２つの磁石が並ぶ方向に直交する方向から見た図である。図４は、図１を紙葉類が搬送される面に平行で且つ２つの磁石が並ぶ方向に平行な方向から見た図である。なお、図３及び図４では、搬送される紙葉類の位置を模式的に示している。
図１に示すように、磁気特徴検出装置１は、２つの磁石（磁石１０ａ、磁石１０ｂ）と、１つの感磁素子２５を有し、搬送される紙葉類（図示しない）の磁気特徴を検出する。
感磁素子２５は、磁束を検出する検出部（図示しない）を備えている。なお、感磁素子２５は、所定の一軸方向（図１においてはｙ方向）の磁束を検出することができる異方性の感磁素子である。ただし、図１に示す感磁素子２５は、ｘ方向やｚ方向の磁束を検出できるものであってもよい。
磁石１０ａ及び磁石１０ｂは、ｘ方向、ｙ方向、及びｚ方向に所定の寸法を有する直方体形状を有していてもよい。２つの磁石１０ａ及び磁石１０ｂは、ｙ方向に並んで配置されていてもよい。
図２及び図３に示すように、感磁素子２５は磁石１０ａ及び磁石１０ｂと重なっていない。ただし、感磁素子２５は磁石１０ａ及び／又は磁石１０ｂと重なっていてもよい。
図３及び図４に示すように、紙葉類５０は、感磁素子２５を介して磁石１０ａ及び磁石１０ｂと対向するように搬送されてもよい。この場合、感磁素子２５は、磁石１０ａ及び磁石１０ｂと、搬送される紙葉類との間に設けられる。
磁石１０ａと磁石１０ｂは、磁場を逆転して交互に配置されている。ここで、「複数の磁石が磁場を逆転して交互に配置される」とは、隣り合う磁石においてＮ極とＳ極とが交互に入れ替わって配置されることを示す。従って、本明細書では、磁気特徴検出装置が有する磁石が２つの場合であって、当該２つの磁石のＮ極とＳ極が互いに入れ替わっている場合も、「複数の磁石が磁場を逆転して交互に配置される」場合に包含されるものとする。なお、磁場を逆転して交互に配置される磁石の数は３つ以上であってもよい。磁場を逆転して交互に配置される磁石の数は３つ以上である場合の例については後述する。
感磁素子２５は、磁石１０ａと磁石１０ｂ間の磁場が逆転する領域の磁界を検出することができる位置に設けられている。
なお、図１には、感磁素子２５が検出できる磁界の方向、すなわち磁界検出方向を両矢印で示している。図１に示すように、感磁素子２５が検出できる磁界の方向はｙ方向である。
本開示の磁気特徴検出装置では、磁場を逆転して交互に配置された複数の磁石と、搬送される紙葉類との間に、複数の磁石のうちの隣り合う２つの磁石間の磁場が逆転する領域の磁界を検出する感磁素子が設けられている。換言すると、感磁素子は、隣り合う磁石の間ではなく、複数の磁石よりも紙葉類側に設けられている。そのため、隣り合う２つの磁石の間に感磁素子を配置する特許文献１と比較して、磁石の体積を大きくして、検出感度を向上させることができる。また、感磁素子と紙葉類との距離を近づけることで検出感度を向上させることができる。
さらに、隣り合う磁石の間に感磁素子を設けないことで、感磁素子の配置密度を向上させて空間分解能を向上させることができる。
加えて、本開示の磁気特徴検出装置は、磁石よりも紙葉類側に感磁素子を設けるため、磁石を配列する工程と、感磁素子を配列する工程とを個別に実施することが可能となる。換言すると、磁気特徴検出装置を製造する際に、感磁素子を固定しつつ強力な磁石を配列させるという複雑な工程が不要となり、製造が容易である。
続いて、図５～図８を用いて、本開示の第１実施形態に係る磁気特徴検出装置において生じる磁場について説明する。
図５は、図３における磁力線の向きを模式的に示す図である。
図５では、磁石１０ａによって、磁石１０ａの－ｚ方向の磁極（Ｎ極）から、＋ｚ方向の磁極（Ｓ極）に向かって磁力線が生じている。また、磁石１０ｂによって、磁石１０ｂの＋ｚ方向の磁極（Ｎ極）から、－ｚ方向の磁極（Ｓ極）に向かって磁力線が生じている。従って、ｙ方向に隣り合う２つの磁石である磁石１０ａと磁石１０ｂは、ｚ方向の磁場を逆転して交互に配置されていてもよい。
磁石１０ａ及び磁石１０ｂにより生じる磁力線の向きを、感磁素子２５が配置されている平面（破線で示す基準面４０）を基準として見ると、磁石間の磁場が逆転する領域３０よりも＋ｙ方向側の領域では、基準面４０を＋ｚ方向に磁力線が貫通している。一方で、磁石間の磁場が逆転する領域３０よりも－ｙ方向側の領域では、基準面４０を－ｚ方向に磁力線が貫通している。すなわち、基準面４０において、磁石間の磁場が逆転する領域３０よりも＋ｙ方向側の領域と－ｙ方向側の領域とでは、磁力線の向きが逆転していてもよい。
続いて、紙葉類を着磁する場合を図６を用いて説明する。
図６は、図５にさらに紙葉類を追加した図である。
図６に示すように、紙葉類５０は、感磁素子２５を挟んで磁石１０ａ及び磁石１０ｂと対向する位置に、ｘ方向及びｙ方向に平行なｘｙ平面に沿って搬送されてもよい。
図６に示すように、磁石１０ａ及び磁石１０ｂは、一対の磁極を結ぶ軸が紙葉類５０と直交するように配置されていてもよい。さらに、磁石１０ａ及び磁石１０ｂは、紙葉類５０に対向する側の磁極が交互に入れ替わるように配置されていてもよい。
ここで、「一対の磁極を結ぶ軸」とは、磁石のＳ極とＮ極とを結ぶ軸である。図６に示す磁石１０ａ及び磁石１０ｂでは、一対の磁極を結ぶ軸はｚ方向に平行であり、紙葉類５０と直交する。
さらに、感磁素子２５は、隣り合う２つの磁石である磁石１０ａ及び磁石１０ｂ間の境界領域の中心３５に重なるように配置されていてもよい。
このような位置に感磁素子２５を配置すると、隣り合う２つの磁石（磁石１０ａ及び磁石１０ｂ）間の磁場が逆転する領域３０の磁界を検出しやすくなる。
すなわち、「隣り合う２つの磁石間の境界領域の中心に重なる位置」は、「隣り合う２つの磁石間の磁場が逆転する領域の磁界を検出することができる感磁素子の位置」の一具体例である。
ここで、隣り合う２つの磁石間の境界領域の中心に重なるとは、隣り合う２つの磁石間の境界領域の中心に感磁素子のいずれかの部分が重なっている状態である。
なお、「境界領域」とは、隣り合う２つの磁石の間に隙間がある場合は、隣り合う２つの磁石の間に設けられた空間であり、「境界領域の中心」は、２つの磁石が隣り合う方向に境界領域を２等分する位置（面）である。
また、隣り合う２つの磁石の間には隙間がなく、互いに接触していてもよいが、その場合は、「隣り合う２つの磁石間の境界領域の中心」とは、隣り合う２つの磁石の境界線（接触面）そのものを意味する。
図７は、図６に示す紙葉類の磁性体パターンが着磁されることにより生じる磁力線を模式的に示す図である。
磁石１０ａ及び磁石１０ｂが図６に示すように配置されているとき、紙葉類５０の磁性体パターンは、磁石間の磁場が逆転する領域３０よりも＋ｙ方向側の領域で＋ｚ方向に着磁され、磁石間の磁場が逆転する領域３０よりも－ｙ方向側の領域で－ｚ方向に着磁される。図７中、大きい矢印は、紙葉類５０の特定の領域が着磁される方向を示している。
すなわち、紙葉類５０には、磁性体パターンが＋ｚ方向に着磁された第１の着磁領域５１と、磁性体パターンが－ｚ方向に着磁された第２の着磁領域５３と、第１の着磁領域５１と第２の着磁領域５３との境界となる領域（以下、磁化遷移領域ともいう）５５と、が形成される。
隣り合う磁石１０ａ及び磁石１０ｂ間の磁場が逆転する領域の磁界では、磁力線の向きが＋ｚ方向から－ｚ方向に変化する過程で磁力線がｙ方向を向く。具体的には、図７に示すように、磁化遷移領域５５とｚ方向に重なる位置において磁力線がｙ方向を向く。
磁化遷移領域５５は、紙葉類５０側の磁極がＮ極である磁石１０ｂによって＋ｚ方向に着磁された第１の着磁領域５１と、紙葉類５０側の磁極がＳ極である磁石１０ａによって－ｚ方向に着磁された第２の着磁領域５３との間に設けられるから、隣り合う磁石１０ａ及び磁石１０ｂとの境界領域３２の中心は、ｚ方向において磁化遷移領域５５と重なる。そのため、境界領域３２の中心に重なるように配置された感磁素子２５によってｙ方向の磁束を検出することができる。
隣り合う磁石間の境界領域の中心に重なるように感磁素子を配置する場合、感磁素子を構成する検出部がその境界領域の中心に重なっていてもよいし、重なっていなくてもよい。
また、１つの感磁素子が複数の検出部を有している場合、複数の検出部のうちの少なくとも１つが、隣り合う磁石間の境界領域の中心に重なっていてもよいし、複数の検出部のいずれもが、その境界領域の中心に重なっていなくてもよい。
また、２つの磁石が隣り合う方向に直交する方向における感磁素子の位置は、同方向における磁石の両端部よりも外側にはみ出すように配置されていてもよく、磁石の両端部の内側に位置するように配置されていてもよい。
図８は、磁石により生じる磁力線と、紙葉類を構成する磁性体パターンにより生じる磁力線の両方を併記した図である。
図８に示すように、感磁素子２５が検出する磁界は、磁石１０ａ及び磁石１０ｂから発生する磁場（磁力線）と、着磁された紙葉類５０の磁性体パターンから発生する磁場（磁力線）との合成となる。従って、紙葉類５０が配置される前に感磁素子２５が検出していた磁界（図５に示した磁力線の状態）と、紙葉類５０が配置された後に感磁素子２５が検出した磁界（図８に示した磁力線の状態）との差が、紙葉類５０の磁性体パターンの磁気特徴として検出される。
なお、図８では、磁石１０ａ及び磁石１０ｂにより生じる磁力線と、着磁された紙葉類の磁性体パターンにより生じる磁力線とを区別するため、両者から生じる磁力線を合成することなく、そのまま重ねている。
紙葉類５０が搬送される方向は、ｘ方向及びｙ方向のどちらであってもよい。
紙葉類５０がｘ方向に搬送される場合、ｘ方向が紙葉類の搬送方向（以下、単に搬送方向ともいう）となり、ｙ方向が、搬送方向に対して直交する方向である搬送幅方向となる。
紙葉類５０がｙ方向に搬送される場合、ｙ方向が搬送方向となり、ｘ方向が搬送幅方向となる。
なお、紙葉類の形状と紙葉類が搬送される方向は無関係である。従って、紙葉類の長手方向が搬送方向であってもよく、紙葉類の短手方向が搬送方向であってもよい。
紙葉類は、本開示の磁気特徴検出装置を備える本開示の紙葉類識別装置の搬送部により搬送されてもよい。搬送部は、例えば、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。
図９は、図７において紙葉類をｘ方向に搬送した場合に、紙葉類の磁性体パターンが着磁される領域を模式的に示した図である。
図９に示すように、紙葉類をｘ方向に搬送した場合、紙葉類５０の磁性体パターンが＋ｚ方向に着磁された第１の着磁領域５１と、紙葉類５０の磁性体パターンが－ｚ方向に着磁された第２の着磁領域５３との境界である磁化遷移領域５５に沿って、紙葉類５０の磁性体パターンからｙ方向の磁力線が生じる。なお、図９では、第１の着磁領域５１及び第２の着磁領域５３に、着磁方向を示す記号を付している。
図１０－１は、図７において紙葉類をｙ方向に搬送し、隣り合う２つの磁石間の境界領域の中央に紙葉類の搬送方向の先端が重なる時点における、紙葉類の磁性体パターンが着磁される領域を模式的に示した図である。図１０－２は、図７において紙葉類をｙ方向に搬送し、隣り合う２つの磁石間の境界領域の中央に紙葉類の搬送方向の中央が重なる時点における、紙葉類の磁性体パターンが着磁される領域を模式的に示した図である。図１０－３は、図７において紙葉類をｙ方向に搬送し、隣り合う２つの磁石間の境界領域の中央に紙葉類が搬送方向の後端が重なる時点における、紙葉類の磁性体パターンが着磁される領域を模式的に示した図である。
図１０－１～図１０－３の中では、図１０－１が最も早い時点の状態を示しており、図１０－３が最も遅い時点の状態を示している。また、図１０－１～図１０－３では、第１の着磁領域５１及び第２の着磁領域５３に、着磁方向を示す記号を付している。
図１０－１～図１０－３に示すように、紙葉類５０をｙ方向に搬送した場合、紙葉類５０中の、第１の着磁領域５１、第２の着磁領域５３及び磁化遷移領域５５の位置は、搬送とともに変化する。なお、紙葉類の磁性体が強磁性である場合には、図１０－２において、図１０－１で着磁された領域の磁化が残存している場合があるが、図１０－２ではこの磁化の残存については省略している。
図１０－３でも同様に、図１０－１及び図１０－２で着磁された領域の磁化が残存している場合があるが、省略している。なお、着磁された領域の磁化が残存している場合であっても、後述する紙葉類の磁性体パターンを比較する際には問題とならない。
図１１は、比較例の磁気特徴検出装置の一例を示す図である。
図１１に示す比較例の磁気特徴検出装置８では、２つの磁石１０ａがｙ方向に配置されており、２つの磁石１０ａの磁極を結ぶ軸はｚ方向に平行である。ただし、図１１では、隣り合う２つの磁石１０ａの磁極の向きが、いずれも同じ向きである。従って、隣り合う２つの磁石の磁極の向きが逆転する領域は存在しない。
図１２は、図１１に示す磁気特徴検出装置における磁力線の様子を模式的に示す図である。
図１２に示すように、感磁素子２５が配置された基準面４０の全ての領域で、磁力線は＋ｚ方向から－ｚ方向に向かって貫通している。従って、紙葉類の磁性体パターンは－ｚ方向に着磁される。
図１３は、図１２に示す磁気特徴検出装置により着磁される紙葉類を模式的に示す図である。
図１３に示す紙葉類は、－ｚ方向に一様に着磁されている。従って、ｙ方向の磁力線が生じるのは、磁性体パターンのエッジ部分のみとなる。エッジ部分５６では、紙葉類の一方の表面から他方の表面に回り込む磁力線が生じるため、磁力線にｙ方向の成分が含まれ、これを感磁素子で検出することができる。しかし、エッジ部分以外ではこのような回り込む磁力線が生じないため、磁気特徴を検出することができない。
図１４は、従来の方法で着磁された図１２に示す紙葉類を検出した感磁素子のセンサ出力と、本開示の磁気特徴検出装置を構成する磁石により着磁された図８に示す紙葉類を検出した感磁素子のセンサ出力とを比較した図である。
図８に示す紙葉類５０では、＋ｚ方向に着磁された第１の着磁領域５１と－ｚ方向に着磁された第２の着磁領域５３との境界（磁化遷移領域）５５が搬送方向と同じｘ方向に延びている。そのため、紙葉類がｘ方向に搬送されている間もｙ方向に延びる磁力線が発生し続け、その磁力線による磁界の変化を感磁素子２５が検出できるため、紙葉類をｘ方向に搬送した場合に、磁束の変化をレベル出力で得ることができる。すなわち、感磁素子２５の出力は、ベースラインから一方向に振れる量的な波形となり、また、磁性体パターンのエッジ部分のみならずエッジ部分以外の磁気特徴を検出することができる。
図８に示す紙葉類５０をｙ方向に搬送した場合には、第１の着磁領域５１と第２の着磁領域５３の大きさは紙葉類の搬送に従って変化するものの、感磁素子２５に対する第１の着磁領域５１と第２の着磁領域５３との境界（磁化遷移領域）５５の相対的な位置は変わらないため、紙葉類５０がｙ方向に搬送されている間もｙ方向に伸びる磁力線が発生し続け、その磁力線による磁界の変化を感磁素子２５が検出できる。従って、感磁素子２５の出力は、紙葉類５０がｘ方向に搬送される場合と同様にレベル出力となる。
一方、図１２に示す紙葉類では、ｙ方向に伸びる磁力線が発生するのは、ｚ方向に伸びる磁力線が回り込むエッジ部分だけである。ｙ方向の磁力線は、ｚ方向に伸びる磁力線が回り込む際のｙ方向の変化量（微分成分）としてしか得ることができないため、センサ出力が微分出力となる。
従って、本開示の磁気特徴検出装置では、磁性体パターンが紙葉類全体に含まれる場合や、紙葉類の磁性体パターンがコードのないバー状や複雑な形状を成している場合、磁性体パターンの磁気特徴がグラデーション状に変化する場合等であっても、感磁素子２５は、磁性体パターンの磁気特徴を高感度にレベル出力することができる。
本開示の磁気特徴検出装置に用いられる磁石は、永久磁石であってもよく、電磁石であってもよい。
永久磁石としては、例えばフェライト磁石、アルニコ磁石、サマリウムコバルト磁石、ネオジム磁石等が挙げられる。
磁石の形状は、例えば立方体や直方体等の六面体形状であってもよい。
また、２つの磁石１０ａ及び磁石１０ｂ、互いに接触していてもよく、接触していなくてもよい。
２つの磁石１０ａ及び磁石１０ｂ間の距離は、例えば０ｍｍ～１０ｍｍであってもよい。
感磁素子２５としては、被検出対象の磁束密度の変化を電圧の変動として出力する磁気検出素子が挙げられる。具体的には、異方性磁気抵抗効果素子（ＡＭＲ素子）、巨大磁気抵抗効果素子（ＧＭＲ素子）、トンネル磁気抵抗効果素子（ＴＭＲ素子）等の磁気抵抗効果素子（ＭＲ素子）であってよい。
本開示の磁気特徴検出装置において、感磁素子は、磁気センサパッケージに含まれていてもよい。
図１５は、磁気センサパッケージの一例を模式的に示す平面図である。
図１５に示す磁気センサパッケージ２８は、パッケージ基板２６と、パッケージ基板２６上に実装される感磁素子２５とを有していてもよい。感磁素子２５は、基板２３と、基板２３上に配置された４つの検出部２１とを有していてもよい。各検出部２１は、基板２３上に配置された端子２４と接続されていてもよい。
４つの検出部２１の磁界検出方向はいずれも同じ方向（図１５中、両矢印で示す方向）である。
ただし、単一の基板２３上に複数の検出部２１が配置されている場合、複数の検出部２１の磁界検出方向は同じであってもよいし、異なっていてもよい。
検出部２１は、例えば、基板２３上に形成されたミアンダ配線で構成されていてもよい。ミアンダ配線の延伸方向に直交する方向が、検出部２１の磁界検出方向となる。
基板２３は、例えばシリコン基板であってよい。検出部２１は、シリコン基板の表面に、フォトリソグラフィ等の方法により形成されたものであってもよい。
端子２４は、例えば、感磁素子２５をパッケージ基板２６に実装する際に、ワイヤボンディングによる接続の為に用いられる。パッケージ基板２６には、感磁素子２５以外の他の電子部品、例えばメモリやマイコンが実装されていてもよい。
磁気センサパッケージ２８は、感磁素子２５や他の電子部品がパッケージ基板２６に実装されて、必要に応じて封止樹脂で封止され、外部接続用の電極が引き出されたものであってもよい。
本開示の磁気特徴検出装置において、感磁素子は、パッケージに封入されるのではなく、実装基板に直接実装されるものであってもよい。
図１６は、実装基板に直接実装される感磁素子の一例を模式的に示す斜視図である。
図１６に示すように、感磁素子１２５は、シリコン基板１２６と、シリコン基板１２６上の略中央部に配置された４つの検出部１２１ａ、１２１ｂとを有していてもよい。検出部１２１ａの磁界検出方向はｘ方向であり、検出部１２１ｂの磁界検出方向はｙ方向である。
シリコン基板１２６上の四隅には、さらに各検出部１２１ａ、１２１ｂと接続される端子１２４が形成されていてもよい。感磁素子１２５の第１主面１２５ａに、検出部１２１ａ、１２１ｂ及び端子１２４が形成されている場合、第１主面１２５ａと反対側の主面である第２主面１２５ｂには何も形成されていなくてもよい。
図１７は、図１６に示す感磁素子を実装基板上に実装する様子の一例を模式的に示す斜視図である。
図１７に示すように、感磁素子１２５は、検出部１２１ａ、１２１ｂ及び端子１２４が設けられた第１主面１２５ａを実装基板２００に向けて、実装基板２００上に設けられたランド２１０と端子１２４が電気的に接続されるように、実装基板２００に直接実装されてもよい。
図１７に示すように、感磁素子１２５を直接、実装基板２００に実装する方法をベアチップ実装ともいう。また、検出部１２１ａ、１２１ｂ及び端子１２４が配置された表面である第１主面１２５ａを実装基板２００側に向けて感磁素子１２５を実装する方法をフリップチップ実装ともいう。
図１６に示した感磁素子を用いると、パッケージを経ることなく実装基板上に感磁素子を実装することが可能となり、感磁素子が磁気センサパッケージに含まれる場合と比較して、後述する感磁素子の配置間隔を狭くすることができる。
図１７では、実装基板上に合計５つの感磁素子を実装したものを開示しているが、実装基板に実装される感磁素子の数及び配置間隔は、所望の磁気検出特性に応じて適宜調整することができる。
なお、図１６では、検出部１２１ａ、１２１ｂ及び端子１２４が感磁素子１２５の同じ主面（この場合は第１主面１２５ａ）に配置される例について説明したが、検出部１２１ａ、１２１ｂが配置される主面と、端子１２４が配置される主面は、異なっていてもよい。この場合、例えば、シリコン基板１２６を厚さ方向に貫通するビア導体を介して、検出部１２１ａ、１２１ｂと端子１２４とが接続されていてもよい。
なお、図１７では、感磁素子１２５が実装基板２００にフリップチップ実装される例を説明したが、図１６に示す感磁素子１２５は、ワイヤボンディングにより実装基板に実装されていてもよい。
感磁素子が検出する磁気特徴は、磁気モーメントであってよい。
搬送される紙葉類の磁気モーメントを感磁素子によって検出することで、磁気モーメントの搬送方向における分布（以下、単に磁気モーメントの分布ともいう）を、磁気モーメントの時間変化として検出することができる。
感磁素子が検出する磁気特徴は、磁気モーメントの分布であり、磁気モーメントの分布は、紙葉類に含まれる磁性体パターンの、紙葉類の搬送方向における両端部の磁気モーメントと、磁性体パターンの両端部に挟まれた部分の磁気モーメントと、を含んでいてもよい。
磁気特徴が磁気モーメントの分布であり、紙葉類に含まれる磁性体パターンの、紙葉類の搬送方向における両端部の磁気モーメントだけでなく、磁性体パターンの両端部に挟まれた部分の磁気モーメントを含んでいると、磁性体パターン全体の磁気モーメントを検出することができる。そのため、磁性体パターンが紙葉類全体に配置されている場合、磁性体パターンがコードのないバー状や複雑な形状を成している場合、磁性体パターンの磁気特徴がグラデーション状に変化する場合等であっても、磁性体パターンの磁束の変化を充分に検出することができる。
続いて、本開示の磁気特徴検出装置の他の実施形態について説明する。
図１８は、本開示の第２実施形態に係る磁気特徴検出装置の一例を＋ｚ方向側から見た図である。
図１８に示す磁気特徴検出装置１Ａは、ｙ方向に並ぶ複数の磁石と、複数の磁気センサパッケージ２８とを備える。磁気センサパッケージ２８は感磁素子２５を備える。ｙ方向に並ぶ複数の磁石をまとめて磁石アレイともいう。
ｙ方向に並ぶ複数の磁石は、紙葉類に対向する側の磁極が異なる磁石１０ａ及び磁石１０ｂを含んでいてもよい。
なお、図１８では、磁気センサパッケージ２８の構成について、図１５に説明した検出部２１等の構成は省略し、感磁素子２５と、磁界検出方向だけを図示している。
図１８に示す磁気特徴検出装置１Ａは、図１～４に示した磁気特徴検出装置１において、感磁素子２５に代わって磁気センサパッケージ２８を用い、磁石と感磁素子（磁気センサパッケージ）の数を増やして、ｙ方向に沿って直線状に配置したものに相当する。
従って、磁石１０ａ及び磁石１０ｂの磁極の向き及び配置、並びに感磁素子２５の配置は、図１～図４に示す磁気特徴検出装置１と同様である。なお、感磁素子２５の磁界検出方向はｙ方向であり、紙葉類はｘ方向に搬送される。従って、磁界検出方向と紙葉類の搬送方向の関係は、図９で説明した場合と同様である。
図１８に示すように、磁石１０ａ及び磁石１０ｂは、紙葉類と平行な方向であって紙葉類の搬送方向（ｘ方向）に対して直交する方向である搬送幅方向（ｙ方向）に磁場が逆転して交互に配置されていてもよい。
なお、図１８では、ｙ方向に並ぶ磁石及び感磁素子の一部を省略している。これは、後述する図１９～図２０、図２２～図２３、図２５～図２８、図３０～図３１及び図３８でも同様である。
また、図１８に示す磁気特徴検出装置１Ａのように、搬送幅方向に複数の感磁素子２５が直線状（ライン状）に並ぶ磁気特徴検出装置のことを、磁気ラインセンサともいう。
感磁素子２５のｙ方向における配置間隔（ピッチ）は、例えば２ｍｍ～５ｍｍであってよく、３ｍｍ～４ｍｍであってよく、３．５ｍｍであってもよい。
感磁素子２５の搬送幅方向（ｙ方向）における配置間隔は、５～２００ｄｐｉとなる間隔であってよい。
搬送幅方向（ｙ方向）における感磁素子２５の配置間隔は等間隔であってよい。
図１９は、本開示の第３実施形態に係る磁気特徴検出装置の一例を＋ｚ方向側から見た図である。
図１９に示す磁気特徴検出装置１Ｂは、複数の磁石（磁石１０ａ及び磁石１０ｂ）と、複数の磁気センサパッケージ２８とを有している。
図１９に示す磁気特徴検出装置１Ｂでは、感磁素子２５の磁界検出方向はｙ方向であり、紙葉類はｘ方向に搬送される。従って、磁界検出方向と紙葉類の搬送方向の関係は、図９で説明した場合と同様である。
本開示の第３実施形態に係る磁気特徴検出装置では、図１９に示すように磁石アレイを搬送方向に複数備えていてもよい。
図１９では、複数の磁石のうち、感磁素子２５の＋ｘ方向側に配置された磁石１０ａ及び磁石１０ｂが、磁石アレイ１１０ａを構成していてもよい。また、複数の磁石のうち、感磁素子２５の－ｘ方向側に配置された磁石１０ａ及び磁石１０ｂが、磁石アレイ１１０ｂを構成していてもよい。磁石アレイ１１０ａ及び磁石アレイ１１０ｂを構成する各磁石は、搬送方向（ｘ方向）に並んでいてもよい。磁石アレイ１１０ａ及び磁石アレイ１１０ｂを構成する磁石は、紙葉類に対向する側の磁極が交互に入れ替わるよう配置されていてもよい。
図１９に示すように、異なる磁石アレイである磁石アレイ１１０ａ及び磁石アレイ１１０ｂ間において、複数の磁石（磁石１０ａ及び磁石１０ｂ）の搬送幅方向（ｙ方向）における位置は一致していてもよい。また、異なる磁石アレイに含まれる搬送幅方向における位置が一致する複数の磁石は、紙葉類に対向する側の磁極が同じであってよい。
なお、「搬送幅方向（ｙ方向）における位置が一致する」とは、ｘ方向からみたときに複数の磁石の少なくとも一部が重なっている状態を指し、搬送幅方向における位置が必ずしも完全に一致する必要はない。
また、「搬送幅方向（ｙ方向）における位置が完全に一致する」とは、ｘ方向からみたときに複数の磁石が完全に重なっている状態を指す。この場合、異なる磁石アレイに含まれる複数の磁石同士が、磁石アレイ同士が隣り合う搬送方向（ｘ方向）に直交し、かつ磁石アレイ同士の搬送方向（ｘ方向）の中間地点を通る直線に対して線対称に配置されているともいえる。
例えば、図１９では、磁石アレイ１１０ａを構成する複数の磁石のうち最も－ｙ方向側に配置されている磁石１０ｂと、磁石アレイ１１０ｂを構成する複数の磁石のうち、最も－ｙ方向側に配置されている磁石１０ｂとで、搬送幅方向（ｙ方向）における位置が完全に一致している。
図１９に示すような磁石の配置においても、感磁素子２５は、搬送幅方向に配置された複数の磁石のうち隣り合う２つの磁石間の境界領域の中心３５に重なるように配置されていてもよい。
上記配置であると、感磁素子２５は、搬送幅方向に隣り合う２つの磁石間の磁場が逆転する領域の磁界を検出することができる。
なお、図１９では、磁石アレイを搬送方向に２つ備える例について説明したが、磁石アレイを搬送方向に３つ以上備えていてもよい。
図２０は、本開示の第３実施形態に係る磁気特徴検出装置の変形例を＋ｚ方向側から見た図である。図２１は、図２０を－ｙ方向側から見た図である。
図２０に示す磁気特徴検出装置１Ｂ’は、複数の磁石（磁石１０ａ及び磁石１０ｂ）と、複数の磁気センサパッケージ２８とを有している。
図１９に示した磁気特徴検出装置１Ｂでは、搬送方向に２つの磁石アレイ１１０ａ及び磁石アレイ１１０ｂが並んでいたのに対して、図２０に示す磁気特徴検出装置１Ｂ’では、搬送方向に＋ｘ方向側から順に４つの磁石アレイ１１０ｃ、磁石アレイ１１０ａ、磁石アレイ１１０ｂ及び磁石アレイ１１０ｄが並んでいる。そのため、図２０に示す磁気特徴検出装置１Ｂ’は、図１９に示す磁気特徴検出装置１Ｂの、磁石アレイ１１０ａよりも＋ｘ方向側に磁石アレイ１１０ｃを配置し、磁石アレイ１１０ｂよりも－ｘ方向側に磁石アレイ１１０ｄを配置したものであるともいえる。
各磁石アレイを構成する磁石は、他の磁石アレイを構成する磁石と、搬送幅方向における位置が完全に一致していてもよい。例えば、図２０に示すように、各磁石アレイを構成する磁石のうち最も－ｙ方向側に配置される４つの磁石１０ｂｃ、１０ｂａ、１０ｂｂ、１０ｂｄは、搬送幅方向における位置が完全に一致していてもよいし、各磁石アレイを構成する磁石のうち最も＋ｙ方向側に配置される４つの磁石１０ｂは搬送幅方向における位置が完全に一致していてもよい。
図２１は、図２０において各磁石アレイ１１０ｃ、１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｄを構成する磁石のうち、最も－ｙ方向側に配置された４つの磁石１０ｂが搬送方向（ｘ方向）に並ぶ様子を示している。
図２１に示すように、搬送幅方向における位置が完全に一致している４つの磁石１０ｂｃ、１０ｂａ、１０ｂｂ、１０ｂｄは、紙葉類５０に対向する側の磁極が同じであってもよい。
搬送幅方向における位置が完全に一致している４つの磁石の紙葉類に対向する側の磁極が同じであると、紙葉類をより強く着磁することができる。
図２１に示すように、搬送幅方向における位置が完全に一致している４つの磁石１０ｂｃ、１０ｂａ、１０ｂｂ、１０ｂｄのうち、搬送方向において感磁素子２５から遠い２つの磁石、すなわち、最も＋ｘ方向に配置される磁石１０ｂｃ及び最も－ｘ方向に配置される磁石１０ｂｄは、感磁素子２５に近い位置に配置される２つの磁石１０ｂａ及び磁石１０ｂｂよりも、紙葉類５０により近い位置（より＋ｚ方向側）に配置されていてもよい。
感磁素子から遠い位置に配置される２つの磁石が、それ以外の磁石よりも紙葉類に近い位置に配置されていると、紙葉類をより強く着磁することができる。
図２１に示すように、搬送方向（ｘ方向）において感磁素子２５により近い側の磁石、すなわち磁石１０ｂａ及び磁石１０ｂｂは、感磁素子から遠い側の磁石、すなわち磁石１０ｂｃ及び磁石１０ｂｄよりも大きくてもよい。感磁素子２５により近い側の磁石を大きくすることで、紙葉類をより強く着磁することができる。
なお、上述した磁石アレイの追加は、後述する第５実施形態に係る磁気特徴検出装置についても適用することができる。また、上述した第２実施形態に係る磁気特徴検出装置を構成するｙ方向に並ぶ複数の磁石を磁石アレイと捉え、この磁石アレイの－ｘ方向側及び＋ｘ方向側に磁石アレイを追加する変形を行ってもよい。
図２２は、本開示の第４実施形態に係る磁気特徴検出装置の一例を＋ｚ方向側から見た図である。
図２２に示す磁気特徴検出装置１Ｃは、複数の磁石（磁石１０ａ及び磁石１０ｂ）と、複数の磁気センサパッケージ２８とを備える。
図２２に示す磁気特徴検出装置１Ｃでは、感磁素子２５の磁界検出方向はｙ方向であり、紙葉類はｘ方向に搬送される。従って、磁界検出方向と紙葉類の搬送方向の関係は、図９で説明した場合と同様である。
磁気特徴検出装置１Ｃは、搬送方向（ｘ方向）に隣り合う２つの磁石アレイ（磁石アレイ１１０及び磁石アレイ１１１）を備えてもよい。磁石アレイ１１０及び磁石アレイ１１１は、いずれも、搬送幅方向（ｙ方向）に配置された複数の磁石（磁石１０ａ及び磁石１０ｂ）を備えていてもよい。
図２２に示すように、異なる磁石アレイ（磁石アレイ１１０及び磁石アレイ１１１）間において、複数の磁石の搬送幅方向（ｙ方向）における位置が一致していてもよい。また、異なる磁石アレイに含まれる搬送幅方向における位置が一致する複数の磁石（磁石１０ａ及び磁石１０ｂ）は、紙葉類に対向する側の磁極が交互に入れ替わっていてもよい。
上記配置であると、感磁素子２５は、搬送幅方向に隣り合う２つの磁石間の磁場が逆転する領域の磁界を検出することができる。さらに、感磁素子のセンサ出力を低下させる原因となる搬送幅方向のバイアス磁界を抑制することができる。
図２２に示すような磁石の配置においても、感磁素子２５は、搬送幅方向に配置された複数の磁石のうちの隣り合う２つの磁石間の境界領域の中心３５に重なるように配置されていてもよい。
なお、図２２では、磁石アレイを搬送方向に２つ備える例について説明したが、磁石アレイを搬送方向に３つ以上備えていてもよい。
図２３は、本開示の第４実施形態に係る磁気特徴検出装置の変形例を＋ｚ方向側から見た図である。図２４は、図２３を－ｙ方向側から見た図である。
図２３に示す磁気特徴検出装置１Ｃ’は、複数の磁石（磁石１０ａ及び磁石１０ｂ）と、複数の磁気センサパッケージ２８とを有している。
図２２に示した磁気特徴検出装置１Ｃでは、搬送方向に２つの磁石アレイ１１０及び磁石アレイ１１１が並んでいたのに対して、図２３に示す磁気特徴検出装置１Ｃ’では、搬送方向に＋ｘ方向側から順に４つの磁石アレイ１１２、磁石アレイ１１０、磁石アレイ１１１及び磁石アレイ１１３が並んでいる。図２３に示す磁気特徴検出装置１Ｃ’は、図２２に示す磁気特徴検出装置１Ｃの、磁石アレイ１１０よりも＋ｘ方向側に磁石アレイ１１２を配置し、磁石アレイ１１１よりも－ｘ方向側に磁石アレイ１１３を配置したものであるともいえる。
各磁石アレイを構成する磁石は、他の磁石アレイを構成する磁石と、搬送幅方向における位置が完全に一致していてもよい。例えば、図２３に示すように、各磁石アレイを構成する磁石のうち最も－ｙ方向側に配置される４つの磁石１０ｂ２、１０ｂ０、１０ａ１、１０ａ３は、搬送幅方向における位置が完全に一致していてもよいし、各磁石アレイを構成する磁石のうち最も＋ｙ方向側に配置される４つの磁石１０ｂ、１０ｂ、１０ａ、１０ａは搬送幅方向における位置が完全に一致していてもよい。
図２４は、図２３において各磁石アレイ１１２、１１０、１１１、１１３を構成する磁石のうち、最も－ｙ方向側に配置された４つの磁石１０ｂ２、１０ｂ０、１０ａ１、１０ａ３が搬送方向（ｘ方向）に並ぶ様子を示している。
図２４に示すように、感磁素子２５に対して搬送方向の同じ側に配置される２つの磁石、すなわち、感磁素子２５よりも＋ｘ方向側に配置される２つの磁石１０ｂ２及び磁石１０ｂ０、並びに感磁素子２５よりも－ｘ方向側に配置される２つの磁石１０ａ１及び磁石１０ａ３は、それぞれ、紙葉類５０に対向する側の磁極が同じであってもよい。
感磁素子に対して搬送方向（ｘ方向）の同じ側に配置される２つの磁石の紙葉類に対向する側の磁極が同じであると、紙葉類をより強く着磁することができる。
図２４に示すように、搬送幅方向における位置が完全に一致している４つの磁石１０ｂ２、１０ｂ０、１０ａ１、１０ａ３のうち、搬送方向において感磁素子２５から遠い２つの磁石、すなわち、最も＋ｘ方向に配置される磁石１０ｂ２及び最も－ｘ方向に配置される磁石１０ａ３は、感磁素子２５に近い位置に配置される２つの磁石１０ｂ０及び磁石１０ａ１よりも、紙葉類５０により近い位置（より＋ｚ方向側）に配置されていてもよい。
感磁素子から遠い位置に配置される２つの磁石が、それ以外の磁石よりも紙葉類に近い位置に配置されていると、紙葉類をより強く着磁することができる。
図２４に示すように、搬送方向（ｘ方向）において感磁素子２５により近い側の磁石、すなわち磁石１０ｂａ及び磁石１０ｂｂを、感磁素子から遠い側の磁石、すなわち磁石１０ｂｃ及び磁石１０ｂｄよりも大きくしてもよい。
感磁素子２５により近い側の磁石を大きくすることで、紙葉類をより強く着磁することができる。
なお、上述した磁石アレイの追加は、後述する本開示の第５実施形態及び第６実施形態に係る磁気特徴検出装置にも適用することができる。
図２５は、本開示の第５実施形態に係る磁気特徴検出装置の一例を＋ｚ方向側から見た図である。
図２５に示す磁気特徴検出装置１Ｄは、複数の磁石（磁石１０ａ及び磁石１０ｂ）と、複数の磁気センサパッケージ（第１の磁気センサパッケージ２８ａ及び第２の磁気センサパッケージ２８ｂ）とを有している。
図２５に示す磁気特徴検出装置１Ｄにおいて、配置される磁石の数及び磁極の向き、並びに紙葉類の位置及び搬送方向は、第４実施形態に係る磁気特徴検出装置と同様である。
第１の磁気センサパッケージ２８ａは、第１の感磁素子２５ａを含む。第１の感磁素子２５ａの磁界検出方向は、ｙ方向である。
第２の磁気センサパッケージ２８ｂは、第２の感磁素子２５ｂを含む。第２の感磁素子２５ｂの磁界検出方向は、ｘ方向である。
図２５に示す磁気特徴検出装置１Ｄでは、第１の感磁素子２５ａの磁界検出方向はｙ方向であり、紙葉類はｘ方向に搬送される。従って、磁界検出方向と紙葉類の搬送方向の関係は、図９で説明した場合と同様である。また、第２の感磁素子２５ｂの磁界検出方向はｘ方向であり、紙葉類はｘ方向に搬送される。従って、磁界検出方向と紙葉類の搬送方向の関係は、図１０－１～図１０－３で説明した場合と同様である。ただし、図１０－１～図１０－３とは、ｘ方向とｙ方向が入れ替わっている。
第１の感磁素子２５ａは、搬送幅方向（ｙ方向）に配置された複数の磁石のうちの隣り合う２つの磁石間の境界領域の中心３５ａに重なるように配置されていてもよい。
第２の感磁素子２５ｂは、紙葉類の搬送方向（ｘ方向）に配置された複数の磁石のうちの隣り合う２つの磁石間の境界領域の中心３５ｂに重なるように配置されていてもよい。
上記配置であれば、第１の感磁素子２５ａ及び第２の感磁素子２５ｂの両方で紙葉類の磁性体パターンの磁気特徴を検出することができる。そのため、図２５に示す磁気特徴検出装置１Ｄは、図１９に示す磁気特徴検出装置１Ｂ、図２０に示す磁気特徴検出装置１Ｂ’、図２２に示す磁気特徴検出装置１Ｃ及び図２３に示す磁気特徴検出装置１Ｃ’よりも、ｙ方向の単位長さあたりに配置される感磁素子の数を多くすることができ、空間分解能にさらに優れる。
図２６は、本開示の第６実施形態に係る磁気特徴検出装置の一例を＋ｚ方向側から見た図である。
図２６に示す磁気特徴検出装置１Ｅは、複数の磁石（磁石１０ａ及び磁石１０ｂ）と、複数の磁気センサパッケージ２８とを有している。
図２６に示す磁気特徴検出装置１Ｅにおいて、配置される磁石の数及び磁極の向き、並びに紙葉類の位置及び搬送方向は、第４実施形態に係る磁気特徴検出装置と同様である。
図２６に示す磁気特徴検出装置１Ｅでは、感磁素子２５の磁界検出方向はｘ方向であり、紙葉類はｘ方向に搬送される。従って、磁界検出方向と紙葉類の搬送方向の関係は、図１０－１～図１０－３で説明した場合と同様である。ただし、図１０－１～図１０－３とは、ｘ方向とｙ方向が入れ替わっている。
図２６に示すように、複数の磁石は搬送方向に配置されていてもよく、搬送方向に配置された複数の磁石は、紙葉類に対向する側の磁極が交互に入れ替わっていてもよい。
なお、搬送方向に並ぶ複数の磁石のうち、隣り合う２つの磁石のペアをまとめて、磁石対ともいう。 ここで、搬送方向に配置される磁石は３つ以上であってもよく、その場合には、それらの磁石のうち、搬送方向に隣り合う２つの磁石のペアを磁石対とする。
磁気特徴検出装置１Ｅを構成する複数の磁石のうち、感磁素子２５の＋ｘ方向側に配置された、紙葉類と対向する側の磁極がＮ極である磁石１０ｂと、感磁素子２５の－ｘ方向側に配置された、紙葉類と対向する側の磁極がＳ極である磁石１０ａの組み合わせが磁石対１１５である。また、感磁素子２５の＋ｘ方向側に配置された、紙葉類と対向する側の磁極がＳ極である磁石１０ａと、感磁素子２５の－ｘ方向側に配置された、紙葉類と対向する側の磁極がＮ極である磁石１０ｂの組み合わせが磁石対１１６である。
磁気特徴検出装置１Ｅでは、複数の磁石対１１５と複数の磁石対１１６とが、搬送幅方向（ｙ方向）に交互に並んでいるともいえる。
磁石対１１５及び磁石対１１６を構成する２つの磁石の紙葉類と対向する側の磁極は、それぞれ異なっている。そのため、磁石対１１５及び磁石対１１６を構成する２つの磁石間にはそれぞれ、磁石間の磁場が逆転する領域が存在する。
図２６では、搬送幅方向（ｙ方向）における位置が一致する複数の磁石のうちの隣り合う２つの磁石（磁石１０ａ及び磁石１０ｂ）間の境界領域の中心３５に重なるように感磁素子２５が配置されている。
なお、磁石対を構成する２つの磁石は搬送方向（ｘ方向）に並んでいるから、この２つの磁石間の境界領域の中心３５に重なるよう配置される感磁素子２５は、磁界検出方向をｘ方向とする。
図２７は、本開示の第７実施形態に係る磁気特徴検出装置の一例を＋ｚ方向側から見た図である。
図２７に示す磁気特徴検出装置１Ｆは、複数の磁石（磁石１０ａ及び磁石１０ｂ）と、複数の磁気センサパッケージ２８とを有している。
磁気特徴検出装置１Ｅにおいて、紙葉類の位置及び搬送方向、並びに感磁素子が配置される位置及び磁界検出方向は、第６実施形態に係る磁気特徴検出装置と同様である。
磁気特徴検出装置１Ｆは、＋ｘ方向側に配置された、紙葉類と対向する側の磁極がＮ極である磁石１０ｂと、－ｘ方向側に配置された、紙葉類と対向する側の磁極がＳ極である磁石１０ａの組み合わせからなる磁石対１１５を有する。磁石対１１５は、搬送幅方向（ｙ方向）に複数並んでいる。
磁石対１１５に含まれる搬送方向（ｘ方向）における位置が一致する複数の磁石は、紙葉類に対向する側の磁極が一致していてもよい。なお、「搬送方向（ｘ方向）における位置が一致する」とは、ｙ方向からみたときに複数の磁石の少なくとも一部が重なっている状態を指し、搬送幅方向における位置が必ずしも完全に一致する必要はない。
また、「搬送方向（ｘ方向）における位置が完全に一致する」とは、ｙ方向からみたときに複数の磁石が完全に重なっている状態を指す。
例えば、図２７では、磁石対１１５を構成する２つの磁石のうち＋ｘ方向側に配置される磁石１０ｂはすべて、ｙ方向から見たときにその位置が完全に一致しており、さらに紙葉類と対向する側の磁極がＮ極である。
磁石対の＋ｘ方向側及び－ｘ方向側には、さらに磁石が配置されていてもよい。
磁石対を構成する２つの磁石と、磁石対の＋ｘ方向側に配置された磁石と、磁石対の－ｘ方向側に配置された磁石とを、あわせて磁石群ともいう。
図２８は、本開示の第７実施形態に係る磁気特徴検出装置の変形例を＋ｚ方向側から見た図である。図２９は、図２８を－ｙ方向側から見た図である。
図２８に示す磁気特徴検出装置１Ｆ’は、複数の磁石（磁石１０ａ及び磁石１０ｂ）と、複数の磁気センサパッケージ２８とを有している。
図２８に示す磁気特徴検出装置１Ｆ’は、感磁素子２５よりも＋ｘ方向側に配置された、紙葉類と対向する側の磁極がＮ極である磁石１０ｂ１と、感磁素子２５よりも－ｘ方向側に配置された、紙葉類と対向する側の磁極がＳ極である磁石１０ａ１に加えて、さらに、磁石１０ｂ１よりも＋ｘ方向側に配置されて、紙葉類と対向する側の磁極が磁石１０ｂ１と同じである磁石１０ｂ２と、磁石１０ａ１よりも－ｘ方向側に配置されて、紙葉類と対向する側の磁極が磁石１０ａ１と同じである磁石１０ａ２の組み合わせからなる磁石群１１５’を有する。
磁石群１１５’は、搬送幅方向（ｙ方向）に複数並んでいてもよい。
図２８に示す磁気特徴検出装置１Ｆ’は、図２７に示す磁気特徴検出装置１Ｆの磁石対１１５を構成する磁石１０ｂの＋ｘ方向側にさらに磁石１０ｂを配置し、磁石１０ａの－ｘ方向側にさらに磁石１０ａを配置したものであるといえる。
磁気特徴検出装置を構成するすべての磁石群において、磁石群を構成する４つの磁石の搬送幅方向における位置が完全に一致していてもよい。例えば、図２８に示すように、磁石群１１５’を構成する４つの磁石は、搬送幅方向における位置が完全に一致していてもよい。
また、磁気特徴検出装置を構成する一部の磁石群について、磁石群を構成する４つの磁石の搬送幅方向における位置が完全に一致していてもよい。
図２９は、図２８において磁石群１１５’を構成する４つの磁石１０ｂ２、１０ｂ１、１０ａ１、１０ａ２が搬送方向（ｘ方向）に並ぶ様子を示している。
図２９に示すように、感磁素子２５に対して搬送方向の同じ側に配置される２つの磁石、すなわち、感磁素子２５よりも＋ｘ方向側に配置される２つの磁石１０ｂ２及び磁石１０ｂ１、並びに感磁素子２５よりも－ｘ方向側に配置される２つの磁石１０ａ１及び磁石１０ａ２は、それぞれ、紙葉類５０に対向する側の磁極が同じであってもよい。
感磁素子に対して搬送方向（ｘ方向）の同じ側に配置される２つの磁石の紙葉類に対向する側の磁極が同じであると、紙葉類をより強く着磁することができる。
図２９に示すように、搬送幅方向における位置が完全に一致している４つの磁石１０ｂ２、１０ｂ１、１０ａ１、１０ａ２のうち、搬送方向において感磁素子２５から遠い２つの磁石、すなわち、最も＋ｘ方向に配置される磁石１０ｂ２及び最も－ｘ方向に配置される磁石１０ａ２は、感磁素子２５に近い位置に配置される２つの磁石１０ｂ１及び磁石１０ａ１よりも、紙葉類５０により近い位置（より＋ｚ方向側）に配置されていてもよい。
感磁素子から遠い位置に配置される２つの磁石が、それ以外の磁石よりも紙葉類に近い位置に配置されていると、紙葉類をより強く着磁することができる。
図２９に示すように、搬送方向（ｘ方向）において感磁素子２５により近い側の磁石、すなわち磁石１０ｂ１及び磁石１０ａ１を、感磁素子から遠い側の磁石、すなわち磁石１０ｂ１及び磁石１０ａ１よりも大きくしてもよい。
感磁素子２５により近い側の磁石を大きくすることで、紙葉類をより強く着磁することができる。
なお、上述した磁石対を磁石群とする変形は、後述する本開示の第８実施形態及び第９実施形態に係る磁気特徴検出装置においても適用することができる。
図３０は、本開示の第８実施形態に係る磁気特徴検出装置の一例を＋ｚ方向側から見た図である。
図３０に示す磁気特徴検出装置１Ｇは、複数の磁石（磁石１０ａ及び磁石１０ｂ）と、複数の磁気センサパッケージ２８とを有している。
磁気特徴検出装置１Ｇは、＋ｘ方向側に配置された、紙葉類と対向する側の磁極がＮ極である磁石１０ｂと、－ｘ方向側に配置された、紙葉類と対向する側の磁極がＳ極である磁石１０ａからなる磁石対１１５を有する。磁石対１１５は、搬送幅方向（ｙ方向）に複数並んでいる。
図３０に示す磁気特徴検出装置１Ｇのように、磁石対を構成する２つの磁石（磁石１０ａ及び磁石１０ｂ）間に、複数の磁気センサパッケージ２８が配置されていてもよい。
図３０に示す磁気特徴検出装置１Ｇは、図２７に示した磁気特徴検出装置１Ｆにおいて、搬送幅方向に隣接する２つの磁石を１つの磁石で代用したものに相当する。すなわち、図３０に示す磁気特徴検出装置１Ｇでは、搬送幅方向に隣接する複数の磁石を１つの磁石で代用してもよい。
図３１は、本開示の第９実施形態に係る磁気特徴検出装置の一例を＋ｚ方向側から見た図である。図３２は、図３１を－ｙ方向側から見た図である。
図３１及び図３２に示す磁気特徴検出装置１Ｈは、図３０に示した磁気特徴検出装置１Ｇを構成する、ｘ方向に隣り合う２つの磁石（磁石１０ａ及び磁石１０ｂ）間にさらに補助磁石１３を配置したものである。すなわち、紙葉類に対向する側の磁極が交互に入れ替わるよう配置された複数の磁石のうちの隣り合う２つの磁石間に配置された補助磁石を更に備えていてもよい。
補助磁石１３の一対の磁極を結ぶ軸は、紙葉類と平行な方向（ｘｙ方向）に配置されていてもよい。
補助磁石１３の一対の磁極と、補助磁石１３の隣に配置された２つの磁石（磁石１０ａ及び磁石１０ｂ）の紙葉類に対向する側の磁極とは、補助磁石１３の隣に配置された２つの磁石（磁石１０ａ及び磁石１０ｂ）が並ぶ方向において交互に入れ替わっていてもよい。
図３１に示すように、補助磁石１３の隣に配置された２つの磁石のうち、磁石１０ａの紙葉類に対向する側の磁極はＳ極となっている。これに対して、補助磁石１３の磁石１０ａ側の磁極はＮ極であり、磁石１０ａの紙葉類に対向する側の磁極と異なっている。
また、補助磁石１３の隣に配置された２つの磁石のうち、磁石１０ｂの紙葉類に対向する側の磁極はＮ極となっている。これに対して、補助磁石１３の磁石１０ｂ側の磁極はＳ極であり、磁石１０ｂの紙葉類に対向する側の磁極と異なっている。
紙葉類に対向する側の磁極が交互に入れ替わっている磁石間に上記補助磁石が配置されていると、感磁素子のセンサ出力を低下させる原因となるバイアス磁界を抑制することができる。
また、図３２に示すように、補助磁石１３のｚ方向の長さ寸法は、磁石１０ａ及び磁石１０ｂのｚ方向の長さ寸法よりも短くてもよい。換言すると、補助磁石１３は、２つの磁石の紙葉類から遠い側の磁極間には配置されなくてもよい。
補助磁石の隣に配置された２つの磁石が並ぶ方向は、図３１に示すように搬送方向（ｘ方向）であってもよく、搬送幅方向であってもよいが、磁気特徴検出装置の空間分解能を低下させない観点からは、搬送方向としてもよい。
補助磁石の隣に配置された２つの磁石が並ぶ方向が搬送幅方向である場合の例としては、例えば、図１８に示す磁気特徴検出装置１Ａを構成する搬送幅方向（ｙ方向）に隣り合う２つの磁石（磁石１０ａ及び磁石１０ｂ）の間に、磁極の向きがｙ方向となるように補助磁石を設けた構成が挙げられる。
本開示の磁気特徴検出装置では、一対の磁極を結ぶ軸が、紙葉類と平行な方向であって紙葉類の搬送方向に対して直交する方向である搬送幅方向に向くように配置されていてもよい。
磁石の磁極を結んだ線が紙葉類に平行に配置されている磁気特徴検出装置の例について、図３３、図３４、図３５、及び図３６を参照しながら説明する。
図３３は、本開示の第１０実施形態に係る磁気特徴検出装置の一例を感磁素子側から見た図である。図３４は、図３３を－ｘ方向側から見た図である。
図３３及び図３４に示す磁気特徴検出装置２は、２つの磁石（磁石１０ｃ及び磁石１０ｄ）と、１つの磁気センサパッケージ２８を有する。
２つの磁石１０ｃ及び磁石１０ｄはいずれも、ｘ方向、ｙ方向、及びｚ方向に所定の寸法を有する直方体形状を有していてもよい。２つの磁石１０ｃ及び磁石１０ｄは、ｙ方向に並んで配置されていてもよい。
図３３及び図３４に示すように、２つの磁石１０ｃ及び磁石１０ｄの、一対の磁極を結ぶ軸の方向は、ｙ方向を向いていてもよい。ｙ方向は、紙葉類の搬送方向であるｘ方向に対して直交する搬送幅方向である。
磁石１０ｃ及び磁石１０ｄは、搬送幅方向に、一対の磁極が交互に入れ替わるように配置されていてもよい。なお、「搬送幅方向に一対の磁極が交互に入れ替わる」とは、磁石の搬送幅方向の磁極の向きが、交互に入れ替わっている状態を指す。図３３及び図３４では、磁石１０ｃのＳ極及びＮ極が＋ｙ方向にこの順に並んでおり、磁石１０ｄのＮ極及びＳ極が＋ｙ方向にこの順に並んでいる。そのため、磁石１０ｃと磁石１０ｄは、搬送幅方向に一対の磁極が交互に入れ替わっているといえる。
磁石１０ｃは、－ｙ方向の磁極がＳ極、＋ｙ方向の磁極がＮ極となっていてもよく、磁石１０ｄは、－ｙ方向の磁極がＮ極、＋ｙ方向の磁極がＳ極となっていてもよい。
感磁素子２５は、隣り合う２つの磁石１０ｃ及び磁石１０ｄ間の境界領域３２の中心３５からずれた位置に重なるように配置されていてもよい。
感磁素子が、隣り合う２つの磁石間の境界領域の中心からずれた位置に重なるように配置されているとは、隣り合う２つの磁石の間に隙間がある場合は、境界領域の中心に、感磁素子が重ならない状態を指し、感磁素子は中心以外の境界領域に重なっていてもよい。隣り合う２つの磁石の間に隙間がない場合は、境界領域の中心、すなわち隣り合う２つの磁石の境界線に、感磁素子が重ならない状態を指す。
感磁素子が配置される位置が境界領域の中心からずれた位置であると、隣り合う２つの磁石間の磁場が逆転する領域の磁界を検出できる。
また感磁素子は、直下に配置された磁石を一対の磁極が延びる方向に二等分する直線と、境界領域の中心との間に、上記直線及び上記境界領域の中心のいずれとも重ならないように設けられていてもよい。
図３３及び図３４に示す磁気特徴検出装置により生じる磁力線について、図３５、図３６、及び図３７を用いて説明する。
図３５は、図３４において、磁石から生じる磁力線を模式的に示した図である。図３６は、図３５に紙葉類をさらに配置した場合の例を示す図である。図３７は、図３６に示す紙葉類の磁性体パターンから生じる磁力線を模式的に示す図である。
図３５に示すように、磁石１０ｃの＋ｙ方向の磁極（Ｎ極）から－ｙ方向の磁極（Ｓ極）に向かって伸びる磁力線は、磁石１０ｃの＋ｚ方向側では－ｙ方向を向いている。一方、磁石１０ｄの－ｙ方向の磁極（Ｎ極）から＋ｙ方向の磁極（Ｓ極）に向かって延びる磁力線は、磁石１０ｃの＋ｚ方向側では＋ｙ方向を向いている。
従って、図３６に示すように、紙葉類５０のうち、磁石１０ｃと対向する領域には、紙葉類５０の磁性体パターンが－ｙ方向に着磁された第３の着磁領域５７が形成される。また、磁石１０ｄと対向する領域には、紙葉類５０の磁性体パターンが＋ｙ方向に着磁された第４の着磁領域５９が形成される。そして、第３の着磁領域５７と第４の着磁領域５９との間には、境界となる磁化遷移領域５５が形成される。磁化遷移領域５５は、第３の着磁領域５７及び第４の着磁領域５９が着磁される－ｙ方向及び＋ｙ方向とは異なる方向に着磁される。
図３７に示すように、磁化遷移領域５５は－ｙ方向及び＋ｙ方向とは異なる方向に着磁されているから、隣り合う２つの磁石１０ｃ及び磁石１０ｄ間の境界領域３２の中心からずれた位置に感磁素子２５が配置されていると、感磁素子２５が磁化遷移領域５５から出る磁界の面内成分、すなわちｙ方向の磁力線を検出することができる。
なお、搬送幅方向に隣り合う２つの磁石（磁石１０ｃ及び磁石１０ｄ）は、搬送幅方向における磁極の向きが逆転しているから、磁石１０ａと磁石１０ｂとの間には、磁石間の磁場が逆転する領域３０が存在する。しかし、磁石間の境界領域の中心に重なる位置においては、磁化遷移領域が－ｙ方向及び＋ｙ方向とは異なる方向に着磁されている。そのため、感磁素子を磁石間の境界領域の中心に重なるように配置してしまうと、感磁素子がｙ方向の磁力線を検出することができない。
一方で、感磁素子を配置する位置を、磁石間の境界領域の中心からずれた位置に配置すると、磁化遷移領域から回り込むｙ方向の磁界を感磁素子によって検出することができる。
このようにして、感磁素子２５は、磁石間の磁場が逆転する領域３０において磁界の変化を検出することができる。
図３８は、本開示の実施形態１１に係る磁気特徴検出装置の一例を感磁素子側から見た図である。
図３８に示す磁気特徴検出装置２Ａは、搬送幅方向（ｙ方向）に並んだ複数の磁石（磁石１０ｃ及び磁石１０ｄ）と感磁素子２５とを有してもよい。
磁気特徴検出装置２Ａでは、図３７に示した磁気特徴検出装置２の、搬送幅方向（ｙ方向）に並んだ複数の磁石１０ａ及び磁石１０ｂがさらに搬送方向（ｘ方向）に２つ並んでいるといえる。
すべての磁石は、一対の磁極を結ぶ軸が搬送幅方向に向くように配置されていてよい。さらに、磁石１０ｃと磁石１０ｄは、搬送幅方向に一対の磁極が交互に入れ替わるように配置されていてよい。従って、磁石１０ｃのＳ極と磁石１０ｄのＳ極、又は磁石１０ｃのＮ極と磁石１０ｄのＮ極とが搬送幅方向に対向するよう配置されてもよい。
感磁素子２５は、搬送幅方向に隣り合う２つの磁石（磁石１０ｃ及び磁石１０ｄ）間の境界領域の中心３５からずれた位置に重なるよう配置されていてもよい。
図３８に示すように、搬送方向に隣り合う２つの磁石（磁石１０ｃ及び磁石１０ｄ）間の境界領域の中心３５から感磁素子２５をずらす方向は、－ｙ方向であってもよく＋ｙ方向であってもよい。
なお、感磁素子２５の磁界検出方向は、ｙ方向であってよい。
感磁素子２５は、ｘ方向に隣り合う２つの磁石を跨ぐように配置されていてもよい。この時、ｘ方向に隣り合う２つの磁石は、一対の磁極の向きが同じであってもよい。
また、図３８に示す磁気特徴検出装置において感磁素子２５が配置されている位置のうち、最も－ｙ側の位置及び＋ｙ側の位置には、感磁素子２５が配置されていなくてもよい。
図３８に示す磁気特徴検出装置２Ａは、ｙ方向に２つ以上の磁石が配置されている点、感磁素子がｘ方向に隣り合う２つの磁石間にまたがって配置されている点、及び搬送方向に隣り合う２つの磁石間の境界領域の中心からずれた両方の位置に感磁素子が配置されている点において、図３７に示す磁気特徴検出装置Ａと相違する。
図３９は、本開示の実施形態１２に係る磁気特徴検出装置の外観の一例を示す斜視図である。図４０は、図３９のＡ－Ｂ線断面図である。
図３９及び図４０に示す磁気特徴検出装置３は、例えば、図１９に示す磁気特徴検出装置１Ｂを構成する磁石１０ａ及び磁石１０ｂを保持体６２によりその位置を保持した状態で、保護カバー６１を有する筐体に収容したものに相当する。筐体は側面６７ａ及び底面６７ｂからなる。
ｙ方向に隣り合う磁石１０ａ及び磁石１０ｂの境界領域の中心に重なる位置には、磁気センサパッケージ２８が例えば合計３０個配置されている。
磁気センサパッケージ２８は、例えば感磁素子２５が封止樹脂等で封止されて構成されたものであってよい。また、磁気センサパッケージ２８は、回路基板２７に実装されていてもよい。
ｘ方向に搬送された紙葉類５０は、保護カバー６１を介して磁気センサパッケージ２８と対向していてもよい。このとき、筐体内に収容された磁石１０ａ及び磁石１０ｂによって、紙葉類５０の磁性体パターンがｙ方向に着磁されるとともに、着磁された磁性体パターンの磁束が感磁素子２５により検出される。
本開示の第２の態様に係る紙葉類識別装置は、本開示の第１の態様に係る磁気特徴検出装置と、上記感磁素子の出力に基づいて、搬送される紙葉類を識別する制御部と、を備えている。
図４１は、本開示の第２の態様である紙葉類識別装置の構成の一例を説明するブロック図である。
図４１に示すように、紙葉類識別装置１００は、本開示の第１の態様に係る磁気特徴検出装置１と、感磁素子の出力に基づいて、搬送される紙葉類を識別する制御部８０とを備える。
本開示の第２の態様に係る紙葉類識別装置では、上記感磁素子は、紙葉類と平行な方向であって紙葉類の搬送方向に対して直交する方向である搬送幅方向に複数設けられ、上記制御部は、複数の上記感磁素子の出力に基づいて、磁気モーメントの分布に対応した画像データを生成してもよい。
制御部による画像データの生成の一例について、図３９を参照しながら説明する。
図３９に示す磁気特徴検出装置３は、搬送幅方向であるｙ方向の位置が異なる複数、例えば合計３０個の磁気センサパッケージ２８を有している。
搬送方向であるｘ方向に紙葉類５０が搬送されると、磁気センサパッケージ２８を構成する感磁素子２５は、それぞれ、紙葉類５０の異なるｙ座標における磁気モーメントの変化を検出する。従って、各感磁素子２５が検出した磁気モーメントの時間変化から、紙葉類のｘ方向の磁気モーメントの分布が得られる。
そして、各感磁素子２５が検出した磁気モーメントの分布を、各感磁素子２５の位置に対応させてｙ方向にプロットすることで、紙葉類５０のｙ方向の磁気モーメントの分布が得られる。
従って、各感磁素子２５が検出した磁気モーメントの時間変化をｘ座標に、各感磁素子２５のｙ方向の位置をｙ方向にプロットすることで、紙葉類５０の磁気モーメントのｘ方向の分布及びｙ方向の分布の両方が反映された対応した画像データ（磁気画像データともいう）を生成することができる。磁気画像データは、紙葉類５０の磁気モーメントの分布に応じた濃淡画像（グレースケール画像）となる。
本開示の紙葉類識別装置では、例えば、制御部に予め、市場に流通している紙葉類の磁気モーメントの分布に対応した基準の磁気画像データを記録しておき、測定した紙葉類の磁気モーメントの分布に対応した磁気画像データを記録された基準の磁気画像データと比較することにより、紙葉類を識別してもよい。
紙葉類の識別にあたっては、本開示の磁気特徴検出装置以外のセンサにより検出された画像データを併用してもよい。
例えば、本開示の第２の態様に係る紙葉類識別装置が光学センサを備えている場合、基準の磁気画像データに加えて、市場に流通している紙葉類の基準の画像データ（以下、光学画像データともいう）を制御部に予め記録しておき、測定した紙葉類の磁気画像データ及び光学画像データを記録された基準の磁気画像データ及び光学画像データと比較することで、紙葉類を識別してもよい。
以上、図面を参照しながら本開示の実施形態を説明したが、本開示は、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、本開示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、本開示は、紙葉類に設けられた磁性体パターンの磁気特徴を検出するのに有用な技術である。

 

Claims (18)

  1. 　搬送される紙葉類の磁気特徴を検出する磁気特徴検出装置であって、
    　磁場を逆転して交互に配置された複数の磁石と、
    　複数の前記磁石と、搬送される紙葉類との間に設けられて、複数の前記磁石のうちの隣り合う２つの磁石間の磁場が逆転する領域の磁界を検出する感磁素子と、
    　を備える
    　ことを特徴とする磁気特徴検出装置。
  2. 　前記磁石は、一対の磁極を結ぶ軸が紙葉類と直交するように配置されており、
    　複数の前記磁石は、紙葉類に対向する側の磁極が入れ替わるように配置され、
    　前記感磁素子は、複数の前記磁石のうちの隣り合う２つの磁石間の境界領域の中心に重なるように配置される
    　ことを特徴とする請求項１に記載の磁気特徴検出装置。
  3. 　複数の前記磁石は、紙葉類と平行な方向であって紙葉類の搬送方向に対して直交する方向である搬送幅方向に磁場が逆転して交互に配置される
    　ことを特徴とする請求項２に記載の磁気特徴検出装置。
  4. 　前記搬送幅方向に配置された複数の前記磁石から構成される磁石アレイを前記搬送方向に複数備え、
    　異なる前記磁石アレイ間において、複数の前記磁石の前記搬送幅方向における位置は一致しており、
    　異なる前記磁石アレイに含まれる前記搬送幅方向における位置が一致する複数の前記磁石は、紙葉類に対向する側の磁極が同じである
    　ことを特徴とする請求項３に記載の磁気特徴検出装置。
  5. 　前記搬送幅方向に配置された複数の前記磁石から構成される磁石アレイを前記搬送方向に複数備え、
    　異なる前記磁石アレイ間において、複数の前記磁石の前記搬送幅方向における位置は一致しており、
    　異なる前記磁石アレイに含まれる前記搬送幅方向における位置が一致する複数の前記磁石は、紙葉類に対向する側の磁極が入れ替わる
    　ことを特徴とする請求項３に記載の磁気特徴検出装置。
  6. 　前記感磁素子は、前記搬送幅方向に配置された複数の前記磁石のうちの隣り合う２つの磁石間の境界領域の中心に重なるように配置されている
    　ことを特徴とする請求項５に記載の磁気特徴検出装置。
  7. 　前記感磁素子は、異なる前記磁石アレイに含まれる前記搬送幅方向における位置が一致する複数の前記磁石のうちの隣り合う２つの磁石間の境界領域の中心に重なるように配置されている
    　ことを特徴とする請求項５に記載の磁気特徴検出装置。
  8. 　前記感磁素子を複数備え、
    　前記複数の感磁素子は、前記搬送幅方向に配置された複数の前記磁石のうちの隣り合う２つの磁石間の境界領域の中心に重なるように配置されている感磁素子と、前記搬送方向に配置された複数の前記磁石のうちの隣り合う２つの磁石間の境界領域の中心に重なるように配置されている感磁素子と、を含む
    　ことを特徴とする請求項５に記載の磁気特徴検出装置。
  9. 　複数の前記磁石は、紙葉類の搬送方向に配置され、
    　前記搬送方向に配置された複数の磁石は、紙葉類に対向する側の磁極が入れ替わる
    　ことを特徴とする請求項２に記載の磁気特徴検出装置。
  10. 　前記搬送方向に配置された一対の前記磁石から構成される磁石対を、紙葉類と平行な方向であって前記搬送方向に対して直交する方向である搬送幅方向に複数備え、
    　異なる前記磁石対間において、一対の前記磁石の前記搬送方向における位置は一致しており、
    　複数の前記磁石対に含まれる前記搬送方向における位置が一致する複数の前記磁石は、紙葉類に対向する側の磁極が同じである
    　ことを特徴とする請求項９に記載の磁気特徴検出装置。
  11. 　紙葉類に対向する側の磁極が入れ替わるように配置された複数の前記磁石のうちの隣り合う２つの磁石間に配置された補助磁石を更に備え、
    　前記補助磁石は、一対の磁極を結ぶ軸が、紙葉類と平行な方向に配置されており、
    　前記補助磁石の一対の磁極と、前記補助磁石の隣に配置された前記２つの磁石の紙葉類に対向する側の磁極とは、前記補助磁石の隣に配置された前記２つの磁石が並ぶ方向において交互に入れ替わる
    　ことを特徴とする請求項２～１０のいずれかに記載の磁気特徴検出装置。
  12. 　前記補助磁石の隣に配置された前記２つの磁石が並ぶ方向は、前記搬送方向である
    　請求項１１に記載の磁気特徴検出装置。
  13. 　前記磁石は、一対の磁極を結ぶ軸が、紙葉類と平行な方向であって紙葉類の搬送方向に対して直交する方向である搬送幅方向に向くように配置されており、
    　複数の前記磁石は、前記搬送幅方向に、一対の磁極が交互に入れ替わるように配置され、
    　前記感磁素子は、複数の前記磁石のうちの隣り合う２つの磁石間の境界領域の中心からずれた位置に重なるように配置される
    　ことを特徴とする請求項１に記載の磁気特徴検出装置。
  14. 　前記感磁素子は、磁気抵抗効果素子である
    　ことを特徴とする請求項１～１３のいずれかに記載の磁気特徴検出装置。
  15. 　複数の前記磁石のうちの隣り合う２つの磁石は接触していない
    　ことを特徴とする請求項１～１４のいずれかに記載の磁気特徴検出装置。
  16. 　前記磁気特徴は、磁気モーメントの分布であり、
    　前記磁気モーメントの分布は、紙葉類に含まれる磁性体パターンの、紙葉類の搬送方向における両端部の磁気モーメントと、前記磁性体パターンの前記両端部に挟まれた部分の磁気モーメントと、を含む
    　ことを特徴とする請求項１～１５のいずれかに記載の磁気特徴検出装置。
  17. 　請求項１～１６のいずれかに記載の磁気特徴検出装置と、
    　前記感磁素子の出力に基づいて、搬送される紙葉類を識別する制御部と、
    　を備える
    　ことを特徴とする紙葉類識別装置。
  18. 　前記感磁素子は、紙葉類と平行な方向であって紙葉類の搬送方向に対して直交する方向である搬送幅方向に複数設けられ、
    　前記制御部は、複数の前記感磁素子の出力に基づいて、磁気モーメントの分布に対応した画像データを生成する
    　ことを特徴とする請求項１７に記載の紙葉類識別装置。

     
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