JPH0454693A - スレッド内蔵紙葉の検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、スレッドが内蔵されている紙葉の真贋判定を
行うスレッド内蔵紙葉の検査装置に関するものである。

〔従来の技術〕

中近東や旧英国系植民地の国々では、紙と紙との間に金
属やプラスチックを入れた、いわゆるスレッド内蔵紙幣
が流通している。

これらの国々では、紙幣のスレッドの有無を検出するこ
とにより、真券と偽造券との判定を行っているが、この
真贋の判定を自動的に行う装置として、例えば、磁気セ
ンサを用いたものが知られている。この装置は、両替機
や自動券売機の紙幣通過経路に磁気センサを配置してお
き、紙幣に内蔵されている磁性材料の金属スレッドが磁
気センサを通過するときに生じる磁気変化を検出してス
レッドの有無を判別し、紙幣の真贋判定を行うものであ
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記のように、金属スレッドを内蔵した紙幣に対しては
、紙幣の真贋判定をかなり正確に行うことができるので
あるが、プラスチックのスレッドを内蔵した紙幣に対し
ては、磁気センサを用いてスレッドを検出することはで
きず、現在のところ、有力な真贋判定の自動ａ械が見当
たらず、真贋を正確に判定できないという事情がある。

このような事情から、金属スレッドを内蔵した紙幣とプ
ラスチックスレッドを内蔵した紙幣のいずれにも対応で
きるスレッド内蔵紙葉の検査装置は全く不可能に近いも
のと考えられていた。

本発明は上記従来のｉ！！！題を解決するためになされ
たものであり、その目的は、金属スレッドとプラスチッ
クスレッドのいずれのスレッドを内蔵した紙葉において
も、そのスレッドの有無の判定を正確に行うことができ
るスレッド内蔵紙葉の検査装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記目的を達成するために次のように構成され
ている。すなわち、本発明の装置は、第１に、スレッド
が内蔵されている紙葉の通過経路に配置される検出電極
と；発振周波数信号を出力する発振回路と、この発振回
路の共振器とは別個独立の共振器を有し前記検出電極で
検出される静電容量の変化を受けて同調点を変化させ、
その同調点の変化に対応する検出信号を出力する同調回
路とを備えた静電センサ回路と；この静電センサ回路か
らの信号を分析して紙葉のスレッドの有無を判定する真
贋判定回路と；を有することを特徴として構成されてお
り、また、本発明の装置は第２に、スレッドが内蔵され
ている紙葉の通過経路に前後させて配置される少なくと
も第１および第２の検出電極と；発振周波数信号を出力
する発振回路と、この発振回路の共振器とは別個独立の
共振器を有し前記第１の検出電極で検出される静電容量
の変化を受けて同調点を変化させ、その同調点の変化に
対応する検出信号を出力する同調回路とを備えた第１の
静電センサ回路と；この第１の静電センサ回路と同一の
構成からなり、前記第２の検出電極で検出される静電容
量の変化を受けて同調点の変化に対応する検出信号を出
力する第２の静電センサ回路と；第１の静電センサ回路
からの信号と第２の静電センサからの信号の差の信号を
出力する出力回路と；この出力回路からの信号を分析し
て紙葉のスレッドの有無を判定する真贋判定回路と；を
有することを特徴として構成されている。

（作用〕 本発明では、スレッド内蔵の紙葉が検出電極を通過する
とき、検出電極に対向する紙葉の位置がスレッドのない
部分からスレッドが内蔵されている部分に移るときに、
紙の部分とスレッドの部分の誘電率の違いによって、検
出電極で検出される静電容量が大きく変化し、この静電
容量の変化が静電センサ回路の同調回路に加えられる。

同調回路はこの静電容量の変化を受けて発振回路との同
調点を変化させ、その同調点の変化に対応する電圧信号
を出力する。そして、静電センサから出力される信号は
真贋判定回路に加えられる。真贋判定回路は、例えば、
前記静電容量の変化幅がスレッドの幅に一致しているか
否かを判別して紙葉の真贋判定を行う。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図には本発明の第１の実施例のブロック図が示され
ている０本実施例の装置は、電極検出部１と、静電セン
サ回路２と、Ａ／Ｄ変換回路３と、真贋判定回路４とか
らなる。電極検出部１は導体仮や導体針からなる検出電
極１４と導体板の接地電極１５とからなり、接地電極１
５と検出電極１４は金属やプラスチックのスレッド２９
を内蔵する紙葉３０の通過経路８を挟んで上下位置に、
つまり、紙葉３０の通過間隙を介して対向配置されてい
る。なお、本明細書で「紙葉」は紙幣ばかりでなく小切
手、切符等の有価証券を含み、また、紙葉の「紙」もパ
ルプばかりでなく、プラスチック等のフィルムを含む広
い概念で使用されている。

前記静電センサ回路２は第２図に示すように、発振回路
６と、同調回路７と、検波回路１１と、増幅回路５と、
Ａ　Ｆ　Ｃ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ　Ｆｒｅｑｕｅｎｙ　
Ｃｏｎｔｒ。

Ｉ）回路９とからなる。

前記発振回路６にはＩＧＨｚ〜１０ＧＨｚの範囲内の固
定された一定の超高周波の発振周波数、本実施例ではＩ
ＧＨｚの発振周波数を発振するセラミック共振器ｌＯが
用いられている。この発振回路６は前記高周波の発振周
波数信号を発振し、これを高インピーダンス変換回路６
ａを介して同調回路７に加える。同調回路７はセラミッ
ク共振器１２によって構成され、このセラミック共振器
１２の出力電極側には電極検出部１の検出電極１４が接
続されている。

なお、接地電極１５はセラミック共振器１２のグランド
側（接地側）に接続されている。

セラミック共振器１２は第３図に示すような共振周波数
特性を有しており、このセラミック共振器１２の共振周
波数１２に対して発振口ＷＩ６の固定発振周波数ｆ、３
．はわずかにずらした位置に設定される。

セラミック共振器１２の共振周波数ｆ８は電極検出部ｌ
によって検出される電極１４．１５間の静電容量の変化
に応じて偏倚し、例えば、静電容量ＣがΔＣだけ変化す
ると共振周波数ｆｔはｆ、に偏倚する０発振回路６の発
振周波数はｒ＊ｓｃに固定されているから、静電容量変
化がないときにはセラミック共振器１２から同調点＾、
におけるり！の出力電圧が送出されるが、静電容量変化
がΔＣになったときには共振周波数がｆ、に偏倚し、同
調点が＾２からＡ、に変化してセラミック共振器１２か
らν１の出力電圧が送出される。このように、電極１４
．１５間の静電容量の変化に応じてセラミック共振器１
２の共振周波数が偏倚し、これに伴い、セラミック共振
器１２から静電容量変化に対応する出力電圧■が送出さ
れるのである。

検波回路１１は結合コンデンサ２５を介してセラミック
共振器１２に接続されており、この検波回路１１はイン
ダクタンス素子２１と、ダイオード２２と、コンデンサ
２３と、抵抗器２４とによって構成されており、前記セ
ラミック共振器１２からの出力信号は結合コンデンサ２
５を介して検波回路１１に加えられるようになっている
。前記ダイオード２２と、コンデンサ２３と、抵抗器２
４は検波回路１１の検波部を構成しており、また、イン
ダクタンス素子２１とコンデンサ２５は高インピーダン
ス化回路として機能している。この検波回路１１はセラ
ミック共振器１２から出力される超高周波数の出力信号
（画像信号）を包絡線検波し、スレッド検出の信号帯域
の信号に変換して増幅回路５とＡＦＣ回路９へ加える。

増幅回路５はトランジスタ２７と抵抗器等の素子を用い
て構成され、この増幅回路５は検波回路１１から加えら
れる信号を増幅してＡ／Ｄ変換器３へ送る。

ＡＦＣ回路９は、環境変化等の影響等によって同調回路
７の同調点が設定領域から外れるのを防止し、セラミッ
ク共振器１２の共振周波数の適正化を図るものである。

前記Ａ／Ｄ変換回路３は増幅回路５から加えられるアナ
ログ信号をデジタル信号に変換し、真贋判定回路４へ加
える。真贋判定回路４はロジック回路により構成され、
前記Ａ／Ｄ変換回路３から加えられる信号を分析し、電
極検出部１を通過する紙葉３０の真贋を判定する０例え
ば、紙葉３０が電極検出部ｌを通過する際、スレッド２
９がない紙葉の部分が検出電極１４と接地電極１５との
間を通過するときよりも、スレッド２９の部分が通過す
るときの方が電極１４．１５間の誘電率が大きくなり、
スレッド２９の部分で静電容量の変化が大きく現れ、そ
の静電容量の変化に対応する信号が真贋判定回路４に加
えられる。真贋判定回路４はこの静電容量の変化幅がス
レッド２９の幅の判断基準となる許容設定範囲に入ると
きに、真券信号を出力し、その許容設定範囲から外れた
ときには、疑券信号を出力する。

第１の実施例は以上説明したように構成されており、以
下、その動作について説明する。

まず、第３図に示すように、検出電極１４と接地電極１
５との間に紙葉３０の通過がない状態で、セラミック共
振器１２の共振周波数（同調周波数）ｒｚに対して発振
回路６の固定発振周波数ｆｅｓｃはわずかに外れた位置
に設定される。このとき、セラミック共振器１２からｖ
２の一定電圧が出力される。この状態で、紙葉３０の通
過経路８に紙葉３０が送られて来て電極１４．１５の間
にスレッド２９のない先端の紙部分が入ると、検出電極
１４と接地電極１５間の誘電率が大きくなるので静電容
量が変化する。この静電容量の微小変化により、発振回
路６の発振周波数ｆ。Ｃに対してセラミック共振器１２
の共振周波数がｆ、からｔｌに偏倚し、同調点が＾２か
らＡ、に移行し、セラミック共振器１２からｖｌの電圧
が出力される。

この状態で、スレッド２９の部分が電極１４．１５間に
入り込むと、電極１４．１５間の誘電率がさらに太きく
なり、電極１４．１５間の静電容量がさらに変化し、セ
ラミック共振器１２の共振周波数はｆ、に偏倚し、同調
点が４１から八。に移行し、セラミック共振器１２から
ｖｏの電圧が出力される。

セラミック共振器！２はこれら出力電圧の変化に基づい
てＡ　Ｍ　（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏ
ｎ）変調波を作り出し、これを検出信号として検波回路
１１に加える。すなわち、セラミック共振器１２は発振
周波数ｆＯ５ｃと検出電極１４で検出される共振周波数
の変化成分Δｆとのかけ算を行い、ＡＭ変調波を得る。

本実施例では、発振周波数ｆａＲｃはＩＧＨｚであるの
で、変調波としての検出信号はＩＧ）ｔｚを中心とし、
スレッド２９の有無の変化に対応した帯域幅を持った超
高周波の信号になり、この超高周波の信号が検波回路１
１に加えられるのである。

検波回路１１ではこの超高周波数信号を包絡線検波を行
ってスレッド検出の信号帯域に変換する。

この帯域変換された信号の一部は次の増幅回路５に送ら
れ、他の一部の信号はＡＦＣ回路９に分岐供給される。

増幅器！５は検波出力を増幅してＡ／Ｄ変換回路３に加
える。また、ＡＦＣ回路９は例えば、環境変化等の外乱
によってセラミック共振器１２の同調点が設定範囲から
外れるのを補正し、同調点を共振周波数曲線のゲーンの
高い直線領域の最適位置に調整する。

Ａ／Ｄ変換回路３は前記増幅回路５から加えられるアナ
ログ信号をデジタル信号に変換して真贋判定回路４へ加
える。真贋判定回路４はこのＡ／Ｄ変換回路３から加え
られる信号に基づき、スレッド２９の部分の検出信号幅
が予め与えられているスレッドの有無の判定基準となる
許容設定範囲に含まれるときに真券と判断して真券信号
を出力し、前記許容設定範囲から外れるときに疑券と判
定し、疑券信号を出力するのである。

この実施例によれば、紙葉内蔵のスレッド２９を電極検
出部１で静電容量の変化として検出し、この静電容量の
変化を受けてセラミック共振器１２の同調点の変化を利
用して検出信号を得ているものであるから、ｌ　Ｘｌ０
−５ＰＦという極めて微小な静電容量の変化を高感度の
もとで検出することが可能となり、スレッド２９が金属
製であろうとプラスチックのものであろうと、そのスレ
ッド２９の有無を正確に検出することが可能となり、１
台の装置で金属製スレッドの紙葉とプラスチック製スレ
ッドの紙葉の真贋判定を正確に行うことが可能となり、
非常に便利である。

第４図には本発明の第２の実施例が示されている。この
第２の実施例はスレッド内蔵紙葉３ｏの通過経路８に前
後させて一組の電極検出部１ａ、１ｂと、−組の静電セ
ンサ回路２ａ、２ｂを設け、第１の電極検出部１ａの静
電容量の変化を第１の静電センサ回路２ａで処理し、第
２の電極検出部１ｂで検出される静電容量の変化を第２
の静電センサ回路２ｂで処理するように構成したもので
ある。そして、第１の静電センサ回！２ａの出力信号と
第２の静電センサ回路２ｂの出力信号とを出力回路とし
ての差動増幅器１７に導き、二〇差動増幅器１７により
両出力信号の差を求め、これを増幅してＡ／Ｄ変換回路
３に加えるようにしており、それ以外の構成は前記第１
の実施例と同様である。

二の第２の実施例では、電極検出部１ａと１ｂとの間隔
はスレッド２９の幅よりも小さくし、スレッドの材質を
も加味し、適切な検出信号が得られるように設定される
ものである。

この第２の実施例では、スレッド内蔵の紙葉３０が通過
経路８に沿って送られて来るとき、そのスレッド２９の
先端Ａが第１の検出電極１４ａの直下に来たとき、第１
の検出電極１４ａと接地電極１５との間の静電容量の変
化が第１の検出電極１４ａで検出され、電極検出部１ｂ
では静電容量の変化が検出されないから、雨検出電極１
４ａ、１４ｂからの検出信号の差動出力は、第５図に示
すように、負の方向に突出するピークＳｌとして現れる
０次に、スレッド２９の先端へが第２の検出電極１４ｂ
の直下に来ると、同様に、第２の検出電極１４ｂによっ
て静電容量の変化が検出されるが、この静電容量の変化
成分は第１の検出電極１４ａで検出される静電容量と同
一となるので、その差動出力はＯになり、パルスＳ、が
正の方向に立ち下がる。さらに、紙葉３０が走行方向に
移動してスレッド２９の後端Ｂが検出電極１４ａを通り
過ぎると、第１の検出電極１４ａで検出される静電容量
が変化し、差動増幅器１７での差動出力は第５図のＳ、
のパルス波形で上に立ち上がり、スレッド２９の後端Ｂ
が第２の検出電極１４ｂを過ぎ去るときにパルス波形Ｓ
ｔの立ち下がりとなる。このパルス波形の８１とＳ、の
ピーク電圧およびピーク間隔を分析することにより、ス
レッド２９の有無を正確に求めることができる。

この第２の実施例によれば、第１の検出電極１４ａで検
出される環境変化による静電容量の変化成分と、第２の
検出電極１４ｂで検出される環境変化に伴う静電容量の
変化成分とが差動増幅器１７で信号の差を求めるときに
キャンセルされ、環境変化の影響を受けないより正確な
スレッド有無の検出が可能となる。

第６図には本発明の第３の実施例が示されている。この
第３の実施例が前記第２の実施例と異なることは、紙葉
３０の走行方向に対して直交する方向に一組の電極検出
部１ｃ、ｌｄを設け、第３の電極検出部１ｃの第３の検
出電極１４ｃによって検出される静電容量の変化を第３
の静電センサ回路２Ｃで処理するようにし、第４の電極
検出部１ｄの第４の検出電極１４ｄによって検出される
静電容量の変化を第４の静電センサ回路２ｄで処理する
ように構成している。そして、差動増幅器１７ａで第１
と第２の静電センサ回路２ａ、２ｂの差動出力を求める
のと同様に、差動増幅器１７ｂで第３と第４の静電セン
サ回路２ｃ、２ｄからの信号の差を求めてこれを増幅し
、Ａ／Ｄ変換回１Ｐｉ３を介して真贋判定回路４に加え
るようにしている。

この第３の実施例では、紙葉３０に形成されるしわや破
れ等の情報が検出電極１４ｃ、１４ｄによって検出され
、これが第３と第４の静電センサ回路２ｃ、２ｄを経た
後、差動出力として求められ、この差動出力のＡ／Ｄ変
換信号が真贋判定回！４に加えられるのである。真贋判
定回路４はしわや破れ等の情報を受けることにより、検
出電極１４ａ。

１４ｂ側から加えられる信号に基づく真贋判定を行う上
でその正確を期すことができる０例えば、紙葉３０にし
わや破れ等の要因がないときには、検出電極１４ｃと同
１４ｄで検出される静電容量の変化は同一となり、差動
増幅器１７ｂから出力される信号は０となる。これに対
し、紙葉３ｏにしわや破れがあると、検出電極１４ｃ、
１４ｄで検出される静電容量に差が住じ、その差に対応
する信号がデジタル信号に変換されて真贋判定回路４に
加えられる。

真贋判定回Ｗ１４はこの人力信号の大きさとその信号の
時間的変化等を分析し、紙葉３０にしわや破れがあるこ
とを検知し、このしわや岐れの情報を検出電極１４ａ、
１４ｂ系列の信号に基づくスレッド２９の有無の判断要
素に加え、しわや破れ等の要因に悪わされない正確なス
レッド有無の判定を行うことができるのである。

なお、本発明は上記各実施例に限定されることはなく、
様々な実施の１様を採り得る０例えば、上記各実施例で
は、静電センサ回路における発振回路６の共振器と同調
回！７の共振器をセラミック共振器により構成したが、
これをストリップライン等の他の共振器により構成して
もよい。

また、上記各実施例では、真贋判定回路４を口シック回
路（ロジック判定回路）により構成したが、Ａ／Ｄ変換
回路３を省略し、アナログ信号の処理によってスレッド
の真贋を判定するようにしてもよい。

さらに、上記第３の実施例では、第１と第２の電極検出
部１ａとｌｂを一組とし、第３と第４の電極検出部１ｃ
とｌｄを一組としているが、この電極検出部の組み合わ
せは任意であり、例えば、第１と第３の電極検出部１ａ
とｌｃを一組とし、第２と第４の電極検出部１ｂとｌｄ
を一組としてもよい、また、第３の実施例では第３と第
４の電極検出部ｆｃ、Ｉｄは紙葉３０の走行方向に対し
て直交方向に設けたが、これを走行方向に対して斜め向
きに配置してもよい。

さらに上記第２および第３の各実施例では、各静電セン
サ回路ごとに独立した発振回路６を用いているが、１個
の発振回路から分配器を介して各静電センサ回路の同調
回路７に発振周波数信号を加えるようにしてもよい。

〔発明の効果〕

本発明は、スレッド内蔵紙葉のスレッドの有無を検出電
極を用いて静電容量の変化として検出し、この静電容量
の変化を同調回路の同調点の変化に基づ＜ＡＭ変調信号
として得るように構成したものであるから、微小静電容
量の変化を超高感度のもとで検出することが可能となり
、紙葉内蔵スレッドの有無を正確に検出することができ
る。しかも本発明の装置はスレッドが金属製のものであ
ろうとプラスチック製のものであろうと、１台の装置で
いずれも正確に検出することができ、使用上非常に便利
である。

さらに、本発明の装置は装置構成が簡易で小型であり、
優れた性能を有する本発明の装置を安価に提供すること
が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るスレッド内蔵紙葉の検査装置の第
１の実施例を示す構成説明図、第２図は本発明の装置を
構成する静電センサ回路の一例を示す回路図、第３図は
第２図の回路の同調回路の動作を示す説明図、第４図は
本発明の第２の実施例を示す構成説明図、第５図は同実
施例における差動出力波形の説明図、第６図は本発明の
第３の実施例を示す構成説明図である。 １、ｌａ、ｌｂ、ｌｃ、　　ｌｄ・・・電極検出部、２
゜２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ・・・静電センサ回路、３・
・・Ａ／Ｄ変換回路、４・・・真贋判定回路、５・・・
増幅回路、６・・・発振回路、６ａ・・・高インピーダ
ンス変換回路、７・・・同調回路、８・・・通過経路、
９・・・ＡＦＣ回路、１０・・・セラミック共振器、１
１・・・検波回路、１２・・・セラミック共振器、１４
．１４　ａ　、　１４　ｂ　、　１４　ｃ　、　１４ｄ
・・・検出電極、１５・・・接地電極、１７．１７ａ、
　１７ｂ・・・差動増幅器、２１・・・インダクタンス
素子、２２・・・ダイオード、２３・・・コンデンサ、
２４・・・抵抗器、２５・・・結合コンデンサ、２７・
・・トランジスタ、２９・・・スレッド、３０・・・紙
葉。 へう 出願人　　株式会社　打出製作所 代理人　　弁理士　　五十嵐　清

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）スレッドが内蔵されている紙葉の通過経路に配置
   される検出電極と；発振周波数信号を出力する発振回路
   と、この発振回路の共振器とは別個独立の共振器を有し
   前記検出電極で検出される静電容量の変化を受けて同調
   点を変化させ、その同調点の変化に対応する検出信号を
   出力する同調回路とを備えた静電センサ回路と；この静
   電センサ回路からの信号を分析して紙葉のスレッドの有
   無を判定する真贋判定回路と；を有するスレッド内蔵紙
   葉の検査装置。
2. （２）スレッドが内蔵されている紙葉の通過経路に前後
   させて配置される少なくとも第１および第２の検出電極
   と；発振周波数信号を出力する発振回路と、この発振回
   路の共振器とは別個独立の共振器を有し前記第１の検出
   電極で検出される静電容量の変化を受けて同調点を変化
   させ、その同調点の変化に対応する検出信号を出力する
   同調回路とを備えた第１の静電センサ回路と；この第１
   の静電センサ回路と同一の構成からなり、前記第２の検
   出電極で検出される静電容量の変化を受けて同調点の変
   化に対応する検出信号を出力する第２の静電センサ回路
   と；第１の静電センサ回路からの信号と第２の静電セン
   サからの信号の差の信号を出力する出力回路と；この出
   力回路からの信号を分析して紙葉のスレッドの有無を判
   定する真贋判定回路と；を有するスレッド内蔵紙葉の検
   査装置。