JP2006309669A - 紙葉類識別装置および紙葉類識別用磁気センサ - Google Patents

Abstract

【課題】 磁性材料により形成された第１のパターンと、非磁性の導電性材料により形成された第２のパターンとを共通のセンサで検出することのできる紙葉類識別装置および紙葉類識別用磁気センサを提供すること。
【解決手段】 紙葉２の搬送路に磁気センサ１０が配置された紙葉類識別装置において、磁気センサ１０は、搬送路３に向けられる感磁部１１０を備えたコア体１１と、コア体１１に巻回されて交流電流の供給によって搬送路に磁界を発生させるパターン検出用の励磁コイル１２とを備え、紙葉２が搬送路を搬送される際の磁界変化の検出結果に基づいて、紙葉２に磁性材料により形成された第１のパターン２１と、紙葉２に非磁性の導電性材料により形成された第２のパターン２２とを検出する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、紙幣や有価証券等の紙葉類の真贋や種類などを識別するための紙葉類識別装置および紙葉類識別用磁気センサに関するものである。

従来、紙幣などの識別装置では、紙幣に磁気インクにより印刷されたパターンをＭＲセンサ（磁気抵抗センサ）によって検出し、紙幣の真贋や種類を識別するという方法が採用されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−３５７０１号公報

しかしながら、印刷技術の向上に伴い、ＭＲセンサによる検出だけでは真券と識別されてしまう贋札が出現する傾向にあることから、紙幣にホログラムパターンを形成した紙幣が用いられるようになったが、このようなホログラムパターンは、アルミニウムなどといった非磁性の金属材料で形成されているため、ＭＲセンサで検出するのは不可能である。

そこで、識別装置に光学センサを搭載する方法が考えられるが、１台の識別装置に磁気センサと光学センサとを搭載した場合には、装置構成が複雑化するため、装置が大型化するとともに、コストが増大するという問題点がある。

以上の問題に鑑みて、本発明の課題は、磁性材料により形成された第１のパターンと、非磁性の導電性材料により形成された第２のパターンとを共通のセンサで検出することのできる紙葉類識別装置および紙葉類識別用磁気センサを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明では、紙幣や小切手などの紙葉類の搬送路に配置された磁気センサを備え、当該磁気センサの検出結果に基づいて、前記搬送路を搬送される前記紙葉類を識別する紙葉類識別装置において、前記磁気センサは、前記搬送路に向けられる感磁部を備えたコア体と、該コア体に巻回されて交流電流の供給によって前記搬送路に磁界を発生させるパターン検出用の励磁コイルとを備え、前記紙葉類が前記搬送路を搬送される際の磁界変化の検出結果に基づいて、前記紙葉類に磁性材料により形成された第１のパターンと、前記紙葉類に非磁性の導電性材料により形成された第２のパターンとを検出することを特徴とする。

本発明に係る紙葉類識別装置では、感磁部を備えたコア体、および該コア体に巻回されて搬送路に磁界を発生させるパターン検出用の励磁コイルを備えた磁気センサを用いているので、紙葉類が搬送路を搬送される際の磁界変化の検出結果には、紙葉類に磁性材料により形成された第１のパターンに起因する磁界変化が含まれる。従って、磁気センサによって、第１のパターンを検出できる。また、本発明に係る紙葉類識別装置で用いた磁気センサは、パターン検出用の励磁コイルによって搬送路に磁界を発生させるため、紙葉類が搬送路を搬送される際、紙葉類に非磁性の導電性材料により形成された第２のパターンに渦電流が発生する。従って、紙葉類が搬送路を搬送される際の磁界変化の検出結果には、紙葉類に第２のパターンに起因する磁界変化が含まれる。従って、磁気センサによって、第２のパターンを検出できる。それ故、本発明によれば、共通のセンサによって、磁性材料により形成された第１のパターンと、非磁性の導電性材料により形成された第２のパターンとを検出できるので、装置構成を簡素化できる。よって、紙葉類識別装置の小型化、および低コスト化を実現できる。

本発明において、前記第２のパターンは、例えば、非磁性の金属材料により形成されたホログラムパターンである。

本発明において、前記磁気センサは、自励式あるいは他励式のいずれを用いてもよい。

本発明において、前記磁気センサは、前記コア体に前記パターン検出用の励磁コイルと差動検出用のコイルとが巻回され、前記パターン検出用の励磁コイルが発生させた磁界の変化と、前記差動検出用の励磁コイルが発生させた磁界の変化との差により、前記パターンの検出を行うことが好ましい。すなわち、本発明では、差動検出を行うことが好ましく、このように構成すれば、温度などの環境変化の影響を受けないため、紙葉類を高い精度で識別することができる。

また、本発明では、磁性材料により形成された第１のパターンと、非磁性の導電性材料により形成された第２のパターンとが形成された紙葉類を識別するための紙葉類識別用磁気センサであって、感磁部を備えたコア体と、該コア体に巻回されて交流電流の供給によって磁界を発生させるパターン検出用の励磁コイルとを備えていることを特徴とする。

本発明に係る紙葉類識別装置および紙葉類識別用磁気センサでは、感磁部を備えたコア体、および該コア体に巻回されて搬送路に磁界を発生させるパターン検出用の励磁コイルを備えた磁気センサを用いているので、紙葉類が搬送路を搬送される際の磁界変化の検出結果には、紙葉類に磁性材料により形成された第１のパターンに起因する磁界変化が含まれる。従って、磁気センサによって、第１のパターンを検出できる。また、本発明に係る紙葉類識別装置で用いた磁気センサは、パターン検出用の励磁コイルによって搬送路に磁界を発生させるため、紙葉類が搬送路を搬送される際、紙葉類に非磁性の導電性材料により形成された第２のパターンに渦電流が発生する。従って、紙葉類が搬送路を搬送される際の磁界変化の検出結果には、紙葉類に第２のパターンに起因する磁界変化が含まれる。従って、磁気センサによって、第２のパターンを検出できる。それ故、本発明によれば、共通のセンサによって、磁性材料により形成された第１のパターンと、非磁性の導電性材料により形成された第２のパターンとを検出できるので、装置構成を簡素化できる。よって、紙葉類識別装置の小型化、および低コスト化を実現できる。

以下に、図面を参照して、本発明を適用した磁気センサ、およびこの磁気センサを用いた紙葉類識別装置を説明する。

（全体構成）
図１は、本発明を適用した紙葉類識別装置の要部構成を示す構成図である。図１において、本形態の紙葉類識別装置１は、紙幣や小切手などの紙葉２の紙面に形成されているパターンを検出して、その真贋や種類を識別するための装置であり、紙葉２に磁気インクなどの磁性材料により形成された第１のパターン２１と、紙葉２にアルミニウムなどの非磁性の導電性材料により形成された第２のパターン２２とを検出することにより、紙葉２の真贋や種類を識別する。ここで、第２のパターン２２は、ホログラムパターンなどとして形成されている。

本形態の紙葉類識別装置１は、紙葉２を伏せた状態のまま搬送路３に沿って搬送する搬送機構（図示せず）、搬送路３の途中位置に配置された磁気センサ１０、この磁気センサ１０に交流電流を供給する電源回路（図示せず）、磁気センサ１０からの出力を処理する検出回路（図示せず）などを備えている。ここで、磁気センサ１０は、搬送路３の幅方向（紙葉２の搬送方向に交差する方向）に向かって複数、配置され、搬送される紙葉２のうち、その下方位置を通る部位のパターンを時系列に検出する。なお、紙葉２の搬送方向は矢印Ｗで示してある。

（磁気センサの構成）
図２（ａ）、（ｂ）は、本発明を適用した紙葉類識別装置に使用可能な自励式の磁気センサの原理図、および他励式の磁気センサの原理図である。図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）および図４は、本発明を適用した紙葉類識別装置に使用可能な自励式の磁気センサの説明図、および差動検出を採用した場合の説明図である。

本発明を適用した紙葉類識別装置１では、磁気センサ１０として、図２（ａ）に示す自励式の磁気センサ１０、および図２（ｂ）に示す他励式の磁気センサ１０のいずれをも用いることができる。図２（ａ）に示す自励式の磁気センサ１０は、搬送路３に向けられる感磁部１１０を備えたコア体１１と、このコア体１１に巻回されて搬送路３に磁界を発生させるパターン検出用の励磁コイル１２と、この励磁コイル１２の両端に電気的に接続された抵抗１３とを備えている。抵抗１３の両端の電圧Ｖｏｕｔは検出回路に出力されており、この出力によって、紙葉２が搬送路３を搬送される際の磁界変化を検出することができる。ここで、コア体１１はフェライトやパーマロイ、アモルファス磁性体などからなる。

図２（ｂ）に示す他励式の磁気センサ１０は、搬送路３に向けられる感磁部１１０を備えたコア体１１と、このコア体１１に巻回されて搬送路３に磁界を発生させるパターン検出用の励磁コイル１２と、コア体１１に巻回された検出コイル１４とを備えている。検出コイル１４の両端の電圧Ｖｏｕｔは、検出回路に出力されており、この出力によって、紙葉２が搬送路３を搬送される際の磁界変化を検出することができる。ここで、コア体１１はフェライトやパーマロイ、アモルファス磁性体などからなる。

このような磁気センサ１０のうち、自励式の磁気センサ１０としては、例えば、図３（ａ）に示すように、水平板部１１１の中央から搬送路３に向けて１枚の垂直板部１１２が延びたＴ字形状のものを用いることができ、この場合、垂直板部１１２にパターン検出用の励磁コイル１２が巻回され、垂直板部１１２の端部が感磁部１１０として利用される。

また、自励式の磁気センサ１０としては、図３（ｂ）に示すように、水平板部１１１の中央、一方の端部、および他方の端部から搬送路３に向けて３枚の垂直板部１１２、１１３、１１４が延びたＥ字形状のものを用いることができ、この場合、中央の垂直板部１１２にパターン検出用の励磁コイル１２が巻回され、垂直板部１１２の端部が感磁部１１０として利用される。

さらに、信号検出に差動検出法を採用する場合には、自励式の磁気センサ１０としては、例えば、図３（ｃ）に示すように、水平板部１１１の中央、一方の端部、および他方の端部から、搬送路３およびその反対側に向けて計６枚の垂直板部１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７が延びたものを用いることができる。この場合、搬送路３に向けて延びた中央の垂直板部１１２にパターン検出用の励磁コイル１２が巻回され、垂直板部１１２の端部が感磁部１１０として利用される。さらに、搬送路３とは反対側に向けて延びた中央の垂直板部１１５には、差動検出用のコイル１５が巻回されている。ここで、パターン検出用の励磁コイル１２と差動検出用のコイル１５とは直列に接続されており、その両端に交流電流に供給され、かつ、パターン検出用の励磁コイル１２と差動検出用のコイル１５との接続点から信号が出力される。

このような磁気センサ１０を用いて、差動検出法により信号検出を行う場合には、図４に示す駆動回路が用いられる。この駆動回路は、複数の磁気センサ１０の各パターン検出用の励磁コイル１２、および各差動検出用のコイル１５に交流電流を供給する共通の電源回路４０と、各磁気センサ１０に対応する複数のセンサ信号処理回路３０とを有している。センサ信号処理回路３０は、差動アンプ３１、半波整流回路あるいは全波整流回路などの整流回路３２、ローパスフィルタ３３、増幅アンプ３４などから構成されており、各磁気センサ１０からの出力信号を増幅する。また、各センサ信号処理回路３０から出力される出力パターンを照合することにより、紙葉２の真贋や種類を識別する。

（動作）
図５（ａ）、（ｂ）は、本形態の紙葉類識別装置に仕掛けられる紙葉類の一例を示す説明図、およびこの紙葉を仕掛けたときのセンサ出力を示す説明図である。

本形態の紙葉類識別装置１において、図５（ａ）に示すように、紙面に磁気インクで形成された第１のパターン２１と、ホログラムパターンからなる第２のパターン２２とが形成された紙葉２を仕掛けると、図５（ａ）に矢印Ｌで示す位置を測定する磁気センサ１０からは、図５（ｂ）に示す出力が得られる。

図５（ｂ）に示す出力において、まず、紙葉２において第１のパターン２１が形成されている領域Ｌ１が磁気センサ１０の下方を通過する期間ｔ１では、第１のパターン２１によって透磁率が上昇するため、出力がハイレベルとなる。次に、紙葉２において第１のパターン２１が形成されている領域Ｌ１と第２のパターン２２が形成されている領域Ｌ３の間の領域Ｌ２が磁気センサ１０の下方を通過する期間ｔ２では、領域Ｌ２に第１のパターン２１および第２のパターン２２のいずれもが形成されていないため、出力が中間レベルとなる。紙葉２において第２のパターン２２が形成されている領域Ｌ３が磁気センサ１０の下方を通過する期間ｔ３では、第２のパターン２２に渦電流が発生するため、出力がローレベルとなる。そして、紙葉２において第２のパターン２２が形成されている領域Ｌ３が磁気センサ１０の下方を通り過ぎた後、領域Ｌ４が磁気センサ１０の下方を通過する期間ｔ４では、領域Ｌ４に第１のパターン２１および第２のパターン２２のいずれもが形成されていないため、出力が中間レベルとなる。

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態の紙葉類識別装置１では、感磁部１１０を備えたコア体１１、およびコア体１１に巻回されて搬送路３に磁界を発生させるパターン検出用の励磁コイル１２を備えた磁気センサ１０を用いているので、紙葉２が搬送路３を搬送される際の磁界変化の検出結果には、紙葉２に磁性材料により形成された第１のパターン２１に起因する磁界変化が含まれる。従って、磁気センサ１０によって、第１のパターン２１を検出できる。また、本形態に係る紙葉類識別装置１で用いた磁気センサ１０は、パターン検出用の励磁コイル１２によって搬送路３に磁界を発生させるため、紙葉２が搬送路３を搬送される際、紙葉２に非磁性の導電性材料により形成された第２のパターン２２に渦電流が発生する。従って、紙葉２が搬送路３を搬送される際の磁界変化の検出結果には、紙葉２に第２のパターン２２に起因する磁界変化が含まれる。従って、磁気センサ１０によって、第２のパターン２２も検出できる。それ故、本形態によれば、共通の磁気センサ１０によって、磁性材料により形成された第１のパターン２１と、非磁性の導電性材料により形成された第２のパターン２２とを検出できるので、装置構成を簡素化できる。よって、紙葉類識別装置１の小型化、および低コスト化を実現できる。

また、信号を検出するにあたって、差動検出法を採用したため、温度などの環境変化の影響を相殺することができるので、紙葉２を高い精度で識別することができる。

本発明を適用した紙葉類識別装置の要部構成を示す構成図である。 （ａ）、（ｂ）は、本発明を適用した紙葉類識別装置に使用可能な自励式の磁気センサの原理図、および他励式の磁気センサの原理図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明を適用した紙葉類識別装置に使用可能な自励式の磁気センサの説明図である。 本発明を適用した紙葉類識別装置おいて差動検出を採用した場合の説明図である。 （ａ）、（ｂ）は、本発明を適用した紙葉類識別装置に仕掛けられる紙葉類の一例を示す説明図、およびこの紙葉を仕掛けたときのセンサ出力を示す説明図である。

符号の説明

１ 紙葉類識別装置
２ 紙葉
３ 搬送路
１０ 磁気センサ（紙葉類識別用磁気センサ）
１１ コア体
１２ パターン検出用の励磁コイル
１５ 差動検出用のコイル
１１０ 感磁部

Claims (5)

1. 紙葉類の搬送路に配置された磁気センサを備え、当該磁気センサの検出結果に基づいて、前記搬送路を搬送される前記紙葉類を識別する紙葉類識別装置において、
   前記磁気センサは、前記搬送路に向けられる感磁部を備えたコア体と、該コア体に巻回されて交流電流の供給によって前記搬送路に磁界を発生させるパターン検出用の励磁コイルとを備え、
   前記紙葉類が前記搬送路を搬送される際の磁界変化の検出結果に基づいて、前記紙葉類に磁性材料により形成された第１のパターンと、前記紙葉類に非磁性の導電性材料により形成された第２のパターンとを検出することを特徴とする紙葉類識別装置。
2. 請求項１において、前記第２のパターンは、非磁性の金属材料により形成されたホログラムパターンであることを特徴とする紙葉類識別装置。
3. 請求項１または２において、前記磁気センサは、自励式あるいは他励式であることを特徴とする紙葉類識別装置。
4. 請求項１ないし３のいずれかにおいて、前記磁気センサは、前記コア体に前記パターン検出用の励磁コイルと差動検出用のコイルとが巻回され、
   前記パターン検出用の励磁コイルが発生させた磁界の変化と、前記差動検出用の励磁コイルが発生させた磁界の変化との差により、前記パターンの検出を行うことを特徴とする紙葉類識別装置。
5. 磁性材料により形成された第１のパターンと、非磁性の導電性材料により形成された第２のパターンとが形成された紙葉類を識別するための紙葉類識別用磁気センサであって、
   感磁部を備えたコア体と、該コア体に巻回されて交流電流の供給によって磁界を発生させるパターン検出用の励磁コイルとを備えていることを特徴とする紙葉類識別用磁気センサ。

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