JP6718637B1 - 紙葉類磁気検出用磁気ヘッド - Google Patents

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Abstract

【課題】検出波形に現れるノイズ成分や検出波形の乱れを低減できる紙葉類磁気検出用磁気ヘッドを提供する。【解決手段】紙葉類Pを搬送する搬送路2に対向して配置され、紙葉類Pの磁気検出に使用される紙葉類磁気検出用磁気ヘッド1であって、搬送路2に対向する第1磁気ギャップ3と、第1磁気ギャップ3が介在するループ状の第1磁気回路4と、第1磁気回路4の内側に配置される第2磁気ギャップ5と、第2磁気ギャップ5が介在するループ状の第2磁気回路6と、第1磁気回路4の一部と第2磁気回路6の一部が重複する回路重複部7と、回路重複部7で第1磁気回路4及び第2磁気回路6を励磁する永久磁石8と、第1磁気回路4の内側で第2磁気回路6に流れる磁気を検出する検出コイル9とを備える。【選択図】図1

Description

本発明は、紙葉類の磁気検出に使用される紙葉類磁気検出用磁気ヘッドに関する。
紙葉類の磁気検出に使用される紙葉類磁気検出用磁気ヘッドが知られている(例えば、特許文献1、2参照)。例えば、図6に示すように、磁気インクでストライプ柄が印刷された紙葉類をストライプと直交する方向に搬送しつつ、該紙葉類の磁気成分を微分検出回路に接続された紙葉類磁気検出用磁気ヘッドで読み取ると、図7に示すような波形が得られる。
磁気インクには、磁化されると磁気が残留する磁気残留タイプの磁気インクと、磁化されても磁気が残留しない非磁気残留タイプの磁気インクとがあり、磁気残留タイプ及び非磁気残留タイプの磁気インクを区別なく検出する場合は、例えば、図8に示すように、搬送路に対向する磁気ギャップ101と、磁気ギャップ101が介在するループ状の磁気回路102と、磁気回路102を励磁する励磁コイル103(又は永久磁石)と、磁気回路102に流れる磁気を検出する検出コイル104とを備える紙葉類磁気検出用磁気ヘッド100が用いられる。
図7に示す検出波形は、理想波形である。図8に示すような従来の磁気ヘッド100で同様の紙葉類の磁気成分を読み取ると、図9の(a)に示すように、立ち上がり波形と立ち下がり波形との間にこぶ状のノイズ成分Nが現れたり、図9の(b)に示すように、検出波形が大きく乱れる可能性がある。このようなノイズ成分Nや検出波形の乱れは、誤検出の原因となりうるので、可及的に低減させることが望ましい。
なお、検出波形にこぶ状のノイズ成分Nが現れる原因は、紙葉類の磁気成分が放つ磁束がイレギュラーなタイミングで紙葉類磁気検出用磁気ヘッド100の検出コイル104に到達するからと考えられる。また、検出波形の大きな乱れは、紙葉類磁気検出用磁気ヘッド100の近傍に配置される着磁マグネットや電動モータから放たれる強い磁気が原因と考えられる。
特開2002−202353号公報 特開昭63−88697号公報
そこで、本発明は、検出波形に現れるノイズ成分や検出波形の乱れを低減できる紙葉類磁気検出用磁気ヘッドを提供することを目的とする。
本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項1の発明は、紙葉類を搬送する搬送路に対向して配置され、紙葉類の磁気検出に使用される紙葉類磁気検出用磁気ヘッドであって、前記搬送路に対向する第1磁気ギャップと、前記第1磁気ギャップが介在するループ状の第1磁気回路と、前記第1磁気回路の内側に配置される第2磁気ギャップと、前記第2磁気ギャップが介在するループ状の第2磁気回路と、前記第1磁気回路の一部と前記第2磁気回路の一部が重複する回路重複部と、前記回路重複部で前記第1磁気回路及び前記第2磁気回路を励磁する励磁手段と、前記第1磁気回路の内側で前記第2磁気回路に流れる磁気のみを検出する磁気検出手段とを備えることを特徴とする。
請求項2の発明は、請求項1に記載の紙葉類磁気検出用磁気ヘッドであって、前記励磁手段は、前記回路重複部に介在する永久磁石であることを特徴とする。
請求項3の発明は、請求項1に記載の紙葉類磁気検出用磁気ヘッドであって、前記励磁手段は、前記回路重複部に巻装された励磁コイルであることを特徴とする。
請求項4の発明は、請求項1〜3のいずれか1項に記載の紙葉類磁気検出用磁気ヘッドであって、前記磁気検出手段は、前記第1磁気回路の内側で前記第2磁気回路に巻装された検出コイルであることを特徴とする。
請求項5の発明は、請求項1〜3のいずれか1項に記載の紙葉類磁気検出用磁気ヘッドであって、前記磁気検出手段は、前記第1磁気回路の内側で前記第2磁気ギャップに配置された磁気検出素子であることを特徴とする。
請求項1の発明によれば、紙葉類の磁気成分が第1磁気ギャップを跨ぐと、第1磁気回路及び第2磁気回路を流れる磁気(磁束密度)が変化するので、第2磁気回路を流れる磁気を磁気検出手段で検出することにより、紙葉類の磁気成分を検出することが可能になる。また、磁気検出手段は、常に(少なくとも検出動作時に)磁気が流れる第1磁気回路の内側で第2磁気回路に流れる磁気を検出するので、第1磁気回路を磁気シールドとして機能させ、磁気検出手段に到達する磁気的ノイズを低減し、紙葉類磁気検出用磁気ヘッドの検出精度を向上させることができる。
請求項2の発明によれば、励磁手段は、回路重複部に介在する永久磁石なので、励磁コイルで励磁する場合に比べて電気回路を簡略化できるだけでなく、希土類磁石などの選択により強力な磁気を磁気回路内に流すことができる。
請求項3の発明によれば、励磁手段は、回路重複部に巻装された励磁コイルなので、常に励磁状態である永久磁石に比べて金属粉などの付着を抑制できる。
請求項4の発明によれば、磁気検出手段は、第1磁気回路の内側で第2磁気回路に巻装された検出コイルなので、既存の検出回路を用いて紙葉類の磁気成分を検出できる。
請求項5の発明によれば、磁気検出手段は、第1磁気回路の内側で第2磁気ギャップに配置された磁気検出素子なので、ホール素子、MR素子などの磁気検出素子を用いて紙葉類の磁気成分を検出できる。
本発明の第1実施形態に係る紙葉類磁気検出用磁気ヘッドの側面図である。 図1の紙葉類磁気検出用磁気ヘッドを用いて紙葉類の磁気成分を読み取った波形図である。 本発明の第2実施形態に係る紙葉類磁気検出用磁気ヘッドの側面図である。 本発明の第3実施形態に係る紙葉類磁気検出用磁気ヘッドの側面図である。 本発明の第4実施形態に係る紙葉類磁気検出用磁気ヘッドの側面図である。 紙葉類の磁気パターンを示す図である。 図6の検出波形(理想波形)を示す図である。 従来例に係る紙葉類磁気検出用磁気ヘッドの側面図である。 (a)及び(b)は従来例に係る紙葉類磁気検出用磁気ヘッドの検出波形を示す図である。
[第1実施形態]
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図1において、1は第1実施形態の紙葉類磁気検出用磁気ヘッドであって、該紙葉類磁気検出用磁気ヘッド1は、紙幣などの紙葉類Pを搬送する搬送路2に対向して配置され、紙葉類Pの磁気検出に使用される。紙葉類Pの磁気成分としては、偽造防止用として使用される磁気インク、メタルスレッドなどが含まれる。また、紙葉類Pは、紙幣に限定されるものではなく、商品券、金券、切符、チケット、小切手などが含まれる。
紙葉類磁気検出用磁気ヘッド1は、搬送路2に対向する第1磁気ギャップ3と、第1磁気ギャップ3が介在するループ状の第1磁気回路4と、第1磁気回路4の内側に配置される第2磁気ギャップ5と、第2磁気ギャップ5が介在するループ状の第2磁気回路6と、第1磁気回路4の一部と第2磁気回路6の一部が重複する回路重複部7と、回路重複部7で第1磁気回路4及び第2磁気回路6を励磁する永久磁石8(励磁手段)と、第1磁気回路4の内側で第2磁気回路6に流れる磁気を検出する検出コイル9(磁気検出手段)とを備える。以下、紙葉類Pの搬送方向をX方向、搬送される紙葉類Pの表裏面と直交する方向をZ方向、X方向及びZ方向と直交する方向をY方向として説明する。
第1磁気回路4及び第2磁気回路6は、高透磁率部材(例えば、パーマロイ)で形成されるコア部材を用いて構成される。本実施形態では、F字型の一対のコア部材10が用いられる。具体的に説明すると、一対のコア部材10は、それぞれ、Z方向に沿う本体部10aと、本体部10aの一端部から互いに近付くようにX方向に延在し、先端面同士が第1磁気ギャップ3を介して対向する第1腕部10bと、本体部10aの中間部から互いに近付くようにX方向に延在し、先端面同士が第2磁気ギャップ5を介して対向する第2腕部10cとを備える。
第1磁気ギャップ3は、紙葉類Pの円滑な搬送を阻害しないように、平板形状の非磁性部材11(例えば、非磁性ステンレス)が埋め込まれる。具体的には、一対のコア部材10の第1腕部10b間に非磁性部材11を接着した後、第1腕部10b及び非磁性部材11の紙葉類接触面を研磨することで、紙葉類Pの円滑な搬送が可能になる。
第2磁気ギャップ5は、第1磁気回路4の内側に配置され、紙葉類Pとは接触しないため、非磁性部材を埋め込むことなく、空隙状態とすればよい。
永久磁石8は、X方向に沿い、X方向一端部にS極、X方向他端部にN極を備える。永久磁石8のX方向一端部は、一方のコア部材10の下端部内側面に接合され、永久磁石8のX方向他端部は、他方のコア部材10の下端部内側面に接合される。これにより、永久磁石8は、第1磁気回路4の一部と第2磁気回路6の一部が重複する回路重複部7において、第1磁気回路4及び第2磁気回路6を励磁することが可能になる。
検出コイル9は、第1磁気回路4の内側で第2磁気回路6に巻装され、第2磁気ギャップ5を介して第2磁気回路6に流れる磁気を検出する。本実施形態の検出コイル9は、一方のコア部材10の第2腕部10cと、第2磁気ギャップ5と、他方のコア部材10の第2腕部10cとに跨って巻装されるが、いずれか一方の第2腕部10cに巻装してもよい。
このように構成された第1実施形態の紙葉類磁気検出用磁気ヘッド1によれば、図1に示すように、永久磁石8から生じる磁気が、同等の磁気ギャップ3、5を有する2つの磁気回路4、6に分岐して流れる。ここで搬送路2に沿って紙葉類Pが搬送され、紙葉類Pの磁気成分が第1磁気ギャップ3を跨ぐと、第1磁気回路4及び第2磁気回路6を流れる磁気(磁束密度)が変化する。例えば、紙葉類Pの磁気成分が第1磁気ギャップ3を跨ぐと、第1磁気回路4を流れる磁気が増加し、第2磁気回路6を流れる磁気が減少する。この磁気変化を第2磁気回路6に巻装される検出コイル9で検出することにより、紙葉類Pの磁気成分を検出することが可能になる。
また、検出コイル9は、常に磁気が流れる第1磁気回路4の内側で第2磁気回路に流れる磁気を検出するので、第1磁気回路4を磁気シールドとして機能させ、検出コイル9に到達する磁気的ノイズを低減し、紙葉類磁気検出用磁気ヘッド1の検出精度を向上させることができる。例えば、図2に示すように、こぶ状のノイズ成分が抑制され、かつ大きな乱れのない理想波形に近い検出波形が得られる紙葉類磁気検出用磁気ヘッド1を提供することが可能になる。
また、第1実施形態では、永久磁石8で第1磁気回路4及び第2磁気回路6を励磁するので、励磁コイルで励磁する場合に比べて電気回路を簡略化できるだけでなく、希土類磁石などの選択により強力な磁気を磁気回路4、6内に流すことができる。
また、第1実施形態では、第1磁気回路4の内側で第2磁気回路6に巻装された検出コイル9で磁気変化を検出するので、既存の検出回路を用いて紙葉類Pの磁気成分を検出できる。
[他の実施形態]
つぎに、本発明の第2〜第4実施形態に係る紙葉類磁気検出用磁気ヘッド1B〜1Dについて、図3〜図5を参照して説明する。ただし、前記第1実施形態と共通の構成については、前記第1実施形態と同じ符号を用いることで、前記第1実施形態の説明を援用する場合がある。
[第2実施形態]
図3に示すように、第2実施形態の紙葉類磁気検出用磁気ヘッド1Bは、検出コイル9に代えて、第1磁気回路6の内側で第2磁気ギャップ5に配置された磁気検出素子12を備える点が前記第1実施形態と相違している。
このような第2実施形態の紙葉類磁気検出用磁気ヘッド1Bによれば、ホール素子、MR素子などの磁気検出素子12を用いて紙葉類の磁気成分を検出できるので、第1実施形態と同等の効果が得られる。また、磁気検出素子12は、第2磁気ギャップ5に配置できるので、検出コイル9を巻装する場合に比べて紙葉類磁気検出用磁気ヘッド1Bをコンパクト化できる。
[第3実施形態]
図4に示すように、第3実施形態の紙葉類磁気検出用磁気ヘッド1Cは、永久磁石8に代えて、回路重複部7に巻装された励磁コイル13を備える点が前記第1実施形態と相違している。なお、第3実施形態の磁気回路4、6は、前記第1実施形態のF字型のコア部材10に代えて、E字型のコア部材10Cを用いることにより容易に構成できる。
このような第3実施形態の紙葉類磁気検出用磁気ヘッド1Cによれば、励磁コイル13で第1磁気回路4及び第2磁気回路6を励磁するので、第1実施形態と同等の効果が得られる。また、励磁コイル13は、検出動作時に通電されるので、常に励磁状態である永久磁石8に比べて金属粉などの付着を抑制できる。
[第4実施形態]
図5に示すように、第4実施形態の紙葉類磁気検出用磁気ヘッド1Dは、検出コイル9に代えて磁気検出素子12を備え、かつ永久磁石8に代えて励磁コイル13を備える点が前記第1実施形態と相違している。このような第4実施形態の紙葉類磁気検出用磁気ヘッド1Dであっても、第1実施形態と同等の効果が得られる。なお、第4実施形態の磁気回路4、6は、前記第3実施形態と同様にE字型のコア部材10Cを用いることにより容易に構成できる。
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。
1、1B、1C、1D 紙葉類磁気検出用磁気ヘッド
2 搬送路
3 第1磁気ギャップ
4 第1磁気回路
5 第2磁気ギャップ
6 第2磁気回路
7 回路重複部
8 永久磁石(励磁手段)
9 検出コイル(磁気検出手段)
10 コア部材
10a 本体部
10b 第1腕部
10c 第2腕部
11 非磁性部材
12 磁気検出素子(磁気検出手段)
13 励磁コイル(励磁手段)
100 紙葉類磁気検出用磁気ヘッド
101 磁気ギャップ
102 磁気回路
103 励磁コイル
104 検出コイル
P 紙葉類

Claims (5)

  1. 紙葉類を搬送する搬送路に対向して配置され、紙葉類の磁気検出に使用される紙葉類磁気検出用磁気ヘッドであって、
    前記搬送路に対向する第1磁気ギャップと、
    前記第1磁気ギャップが介在するループ状の第1磁気回路と、
    前記第1磁気回路の内側に配置される第2磁気ギャップと、
    前記第2磁気ギャップが介在するループ状の第2磁気回路と、
    前記第1磁気回路の一部と前記第2磁気回路の一部が重複する回路重複部と、
    前記回路重複部で前記第1磁気回路及び前記第2磁気回路を励磁する励磁手段と、
    前記第1磁気回路の内側で前記第2磁気回路に流れる磁気のみを検出する磁気検出手段とを備えることを特徴とする紙葉類磁気検出用磁気ヘッド。
  2. 前記励磁手段は、前記回路重複部に介在する永久磁石であることを特徴とする請求項1に記載の紙葉類磁気検出用磁気ヘッド。
  3. 前記励磁手段は、前記回路重複部に巻装された励磁コイルであることを特徴とする請求項1に記載の紙葉類磁気検出用磁気ヘッド。
  4. 前記磁気検出手段は、前記第1磁気回路の内側で前記第2磁気回路に巻装された検出コイルであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の紙葉類磁気検出用磁気ヘッド。
  5. 前記磁気検出手段は、前記第1磁気回路の内側で前記第2磁気ギャップに配置された磁気検出素子であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の紙葉類磁気検出用磁気ヘッド。
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