紙葉類の識別装置及び識別方法
【課題】磁気センサにより紙幣などの紙葉類の識別を行う装置において、耐環境性に優れ、鉄粉や砂鉄などの付着を防止でき、安定して且つ正確に紙葉類の真贋を識別できるようにする。
【解決手段】 磁気インクが印刷された印刷媒体１の搬送路上で、印刷媒体１に磁界を印加して着磁し、搬送路の後段で着磁された磁気インクの残留磁気による磁界を検出する磁気センサ４と、挿入口２から挿入された印刷媒体１の進入を進入センサ３からの信号により検知する媒体進入検知手段５とを備える。そして、磁気センサ４は、媒体進入検知手段５が印刷媒体１の進入を検知したときに、印刷媒体１に印加する磁界を印刷媒体１の搬送方向と直交する方向に発生する電磁石を備える。
【解決手段】 磁気インクが印刷された印刷媒体１の搬送路上で、印刷媒体１に磁界を印加して着磁し、搬送路の後段で着磁された磁気インクの残留磁気による磁界を検出する磁気センサ４と、挿入口２から挿入された印刷媒体１の進入を進入センサ３からの信号により検知する媒体進入検知手段５とを備える。そして、磁気センサ４は、媒体進入検知手段５が印刷媒体１の進入を検知したときに、印刷媒体１に印加する磁界を印刷媒体１の搬送方向と直交する方向に発生する電磁石を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁性体を有する紙幣や薄板状の媒体などの紙葉類の識別装置及び識別方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気インク等で印刷された紙幣や磁気カードなど、磁性体を有する紙葉類に磁界を印加して着磁を行い、その磁性体が帯びる残留磁気によって発生する残留磁界を検出し、その検出結果に基づいて紙葉類の真贋を識別する方法が知られている（例えば特許文献１参照）。図２２はその磁気センサ１００の構成を示す斜視図である。
【０００３】
この磁気センサ１００は、ホルダ１１１内に着磁体１１２と、磁気シールド部材１１３を介して配置された２つの磁気検出部１１４ａ，１１４ｂを持つ磁気検出素子１１４が一体に収納されたもので、着磁体１１２は磁石１１５とこれを覆う軟磁性体１１６からなり、磁気検出素子１１４は非磁性基板１１７内に収められ、その上方にバイアス用のマグネット１１８が配置されている。１１９は検出信号を取り出すための端子である。
【０００４】
図２３は上記着磁体１１２と磁気検出素子１１４との配置関係を示す図であり、着磁体１１２の磁極面（ハッチングされた四角形の部分）と磁気検出素子１１４と印刷媒体１０１の相対位置関係を示している。図２４に着磁体１１２による着磁磁界を示す。
【０００５】
着磁体１１２は、磁気センサ１００と印刷媒体１０１とが相対移動方向Ｙに対して相対移動する際、印刷媒体１０１上の帯状の着磁部１０１ａに着磁磁界を印加する。つまり、印刷媒体１０１の表面の着磁部１０１ａ内に付された磁気インクをその検出に先立って着磁する。磁気検出素子１１４は、その着磁により着磁部１０１ａ内の磁気インクが帯びる残留磁気による磁界Ｈ１，Ｈ２を検出する。その際、着磁体１１２の強い着磁磁界が磁気検出素子１１４の検出対象の弱磁界に影響を与えないようにする必要がある。
【０００６】
この磁気センサ１００では、ホルダ１１１の下端面である媒体検知面Ｓｄに垂直に、媒体検知面Ｓｄ側をＳ極とする４角柱状の磁石１１５が設けられ、コの字形で断面が４角形のパーマロイ、フェライト等の軟磁性体１１６が磁石１１５の媒体検知面Ｓｄと反対側Ｎ極に跨るように組み合わされ、磁石１１５を内側にして全体として概ねＥ字形となる着磁体１１２が設けられている。
【０００７】
そして、この着磁体１１２のＥ字形の開放側の３箇所の４角形の端面である磁極面（磁石１１５の１箇所のＳ極と軟磁性体１１６の２箇所のＮ極の面）が媒体検知面Ｓｄ上にあって印刷媒体１０１の表面に対し平行に接触もしくは近接し、且つ上記３箇所の磁極面が相対移動方向Ｙに垂直な方向に並ぶように着磁体１１２が配置されている。
【０００８】
この着磁体１１２の構成により、磁石１１５からの磁束を上記Ｅ字形の開放側端面としての磁極面を相互に結ぶ方向（相対移動方向Ｙに直交する方向）に集中させることで磁石１１５から磁気検出素子１１４へ及ぶ磁界成分を極めて少なくでき、また、印刷媒体１０１の磁気インク検知面（表面）に沿った磁界成分を強めることで着磁後の着磁部１０１ａからの磁界Ｈ１，Ｈ２を強めることができる。
【０００９】
なお、この例では図２４に示すように、着磁体１１２の磁極面は磁石１１５がＳ極、軟磁性体１１６がＮ極となり、このＮ極からＳ極に向かう磁界を印刷媒体１０１に及ぼして磁気インクを磁化するので、着磁体１１２のＮ極に近い磁気インク側はＳ極に、着磁体１１２のＳ極に近い磁気インク側はＮ極にそれぞれ磁化される。これにより、磁化された後の磁気インクの残留磁気は、図の矢印方向の磁界Ｈ１，Ｈ２を形成することになる。
【００１０】
また、着磁体１１２から磁気検出素子１１４への磁界波及を更に抑える必要がある場合には、図２２に示すように、衝立状のパーマロイ、アモルファス等の磁気シールド部材１１３を着磁体１１２と磁気検出素子１１４との間に配置する。
【００１１】
磁気インピーダンス素子からなる磁気検出素子１１４は、ガラス、セラミック等の非磁性基板１１７上にアモルファス、パーマロイ等の高透磁率磁性薄膜からなるつづら折りのパターンに形成された２つの磁気検出部１１４ａ，１１４ｂが電気的に直列に接続されている。この磁気検出部１１４ａ，１１４ｂのつづら折りの線状パターンは、磁石１１５の媒体検知面側の端面である着磁側磁極面の中心と磁気検出部１１４ａ，１１４ｂの接続点として磁気検出素子１１４の中心とを結ぶ直線Ｌに対して線対称となるように、つまり磁気検出部１１４ａ，１１４ｂの特性をほぼ同一にできるようにしている。また、直線Ｌの方向は相対移動方向Ｙに一致するように磁石１１５と磁気検出素子１１４が配置され、着磁部１０１ａの磁界に対する磁気検出部１１４ａ，１１４ｂの感度がほぼ等しくできるように構成されている。
【００１２】
そして、検出対象部分の必要な検出幅に応じて磁気検出部１１４ａ，１１４ｂのつづら折り部の長手方向（相対移動方向Ｙに直交する方向）の長さが選択され、また分解能に応じてつづら折りの回数及びパターンの線の幅や間隔が選択されている。この磁気検出部１１４ａ，１１４ｂのつづら折り部分は、印刷媒体１０１の媒体検知面Ｓｄとはコンマ（．）数ミリオーダーの間隔で平行になるように保持されている。そして、磁気検出部１１４ａ，１１４ｂは、磁界検出方向となるつづら折りの各部の長手方向が同一方向を向いて、印刷媒体１０１の表面に平行な面内で相対移動方向Ｙに直交するように、互いに磁界検出方向に沿って並ぶように構成されている。
【００１３】
磁気検出素子１１４の上方近傍に設置されたバイアス用のマグネット１１８は、図２３に示すバイアス磁界Ｈｂを発生し、磁気検出素子１１４を感度の良い動作点にセットする。これにより、着磁部１０１ａの磁界に対する磁気検出部１１４ａ，１１４ｂの感度をほぼ等しくしている。すなわち、磁気検出素子１１４がバイアス磁界Ｈｂによってバイアスされ、このバイアス磁界Ｈｂに重畳するその他の外部磁界が存在しない状態では、磁気検出部１１４ａ，１１４ｂのインピーダンスはほぼ等しく、且つ微小な外部磁界に対してはそのインピーダンスがほぼ等しい勾配で直線的に変化するように構成されている。なお、磁気検出部１１４ａ，１１４ｂの直列接続の両端と中点のそれぞれに接続された端子１１９を通して、磁気検出部１１４ａ，１１４ｂの検出信号が媒体検知面Ｓｄと反対側から取り出される。
【００１４】
このような構成で、磁気インク検出時には磁気センサ１００が印刷媒体１０１に対して相対移動方向Ｙに相対的に移動され、その移動に伴って上述のように着磁体１１２により印刷媒体１０１が着磁され、その着磁された部分の磁気インクの量に応じて発生する磁界を磁気検出素子１１４の磁気検出部１１４ａ，１１４ｂによって差動検出する。このとき、磁気インクの残留磁気による磁界Ｈ１，Ｈ２がバイアス磁界Ｈｂに重畳するので、磁気検出部１１４ａは（Ｈｂ−Ｈ１）の磁界を受け、磁気検出部１１４ｂは（Ｈｂ＋Ｈ２）の磁界を受ける。
【００１５】
したがって、バイアス磁界Ｈｂのみで外部磁界が存在しない状態のインピーダンスを基準にしたとき、磁気検出部１１４ａのインピーダンスは（−Ｈ１）に比例した量の変化（ここでは減少）をし、磁気検出部１１４ｂのインピーダンスは（＋Ｈ２）に比例した量の変化（ここでは増加）をする。このため、磁気検出部１１４ａ，１１４ｂの直列接続の一端（例えば磁気検出部１１４ａ側）を接地し、他端に所定の電圧を印加すると、その直列接続の中点の電圧は、外部磁界が存在しない場合の基準電圧に対し、外部磁界（Ｈ１＋Ｈ２）に比例した電圧分の変化をする。
【００１６】
この原理を用い、実際には例えば上記の直列接続に加える電圧を高周波電圧とし、直列接続の中点の電圧の検波出力Ｖｓの波形中のベースラインを示す比較電圧Ｖｒｅｆが外部磁界の存在しない場合の基準電圧に相当するので、ピークホールド回路やミニマムホールド回路を介して検波出力Ｖｓから比較電圧Ｖｒｅｆを取り出し、更に直流差動増幅回路を介して比較電圧Ｖｒｅｆと検波出力Ｖｓとの差電圧を取り出すことにより、上記外部磁界（Ｈ１＋Ｈ２）に比例した電圧分、つまり印刷媒体１０１に印刷された磁気インクの量に応じた磁界を検出することができる。
【００１７】
なお、上述の磁気センサ１００の構成では、外乱磁界はバイアス磁界Ｈｂの変化の形で磁気検出部１１４ａ，１１４ｂにともに影響するが、磁気検出部１１４ａ，１１４ｂの直列接続の中点から取り出される外部磁界（Ｈ１＋Ｈ２）に比例した電圧分はほとんど変わらず、微小な外乱磁界の影響はキャンセルされる。
【００１８】
上述の外部磁界（Ｈ１＋Ｈ２）の検出方法は、原理的に磁気検出部１１４ａと１１４ｂの両端電圧の差を求める、いわゆる差動検出の方法である。このような差動検出を行う方法としては、例えば磁気検出部１１４ａ，１１４ｂの直列接続の中点を接地し、その直列接続の両端からそれぞれの磁気検出部１１４ａ，１１４ｂに等しい高周波電流を流し込み、このとき磁気検出部１１４ａ，１１４ｂに発生する電圧をそれぞれ検波した上、その検波電圧同士を直流差動増幅する方法もある。
【００１９】
また、磁気センサとして非接触磁気センサの一類型である薄膜フラックスゲート型磁気センサを用いた紙幣の識別装置も提案されている（例えば特許文献２参照）。図２５はその構成例を示すブロック図である。この装置は、磁気センサ１２１を制御する磁気センサ制御手段１２２と、その検出信号から出力信号を生成する判定手段１２３から構成され、磁気センサ制御手段１２２は、発振手段１２２ａ、分周手段１２２ｂ、励磁駆動手段１２２ｃ、交流増幅手段１２２ｄ、同期検波手段１２２ｅ、及び増幅手段１２２ｆを備えている。
【００２０】
磁気センサ１２１は、閉磁路コアに励磁コイルと検出コイルを巻装した構成を有しており、その動作原理は、閉磁路コアに巻装された励磁コイルによって高周波励振磁界を閉磁路コアに与えておき、その励振磁界による誘起電流を閉磁路コアに巻装された検出コイルによって検出するもので、外磁場による閉磁路コア内の電磁作用の変化、つまり励振状態の変化を検出コイルにより検出するものである。そして、磁気センサ制御手段１２２と協働して磁気センサ１２１に対する外磁場の作用による影響を検出した検出信号を判定手段１２３に与える。判定手段１２３は、比較判定手段１２３ａ及び基準値信号発生手段１２３ｂを有し、磁気センサ１２１の検出信号に応じた出力信号を生成する。
【００２１】
また、磁気インクの種類を判別して紙幣の真贋を識別することも提案されている（例えば特許文献３参照）。図２６はその磁気センサの構成を示す断面図である。
この磁気センサは、２つの異なるリングヘッドを使用するもので、まず第１の差動型のリングヘッド１３１に駆動コイル１３２から正弦波を印加して交流変調磁界を発生させ、検出コイル１３３に出力される交流変調波のピークから最大磁束密度を検出し、次に磁石１３４により紙幣１０２を磁化させ、残留磁化を第２のリングヘッド１３５の検出コイル１３６から検出する。そして、第１の差動型のリングヘッド１３１の検出コイル１３３からの出力Ｂｍと第２のリングヘッド１３５の検出コイル１３６からの出力Ｂｒを割算器に入力し、Ｂｍ／Ｂｒを求める。第１の差動型のリングヘッド１３１は、これに替えてバイアス型リングヘッドでも良い。
【００２２】
上記の磁気センサでは、磁気インクの濃度が一定となっている部分については第２のリングヘッド１３５から信号が出力されないため、積分器により積分値を求めることが必要であるが、データ処理が複雑になり、また積分による誤差を含むので、直接的に正確な残留磁気を検出することができない。また、磁気インクの種類と磁気パターンを組み合わせて識別する場合でも、磁気パターンの検出に積分値を求める必要があり、同様に直接的に正確な残留磁気を検出することができない。
【００２３】
更に、磁気センサに半導体磁気抵抗素子を用いることも知られている（例えば特許文献１参照）。図２７はその識別装置の構成を示す図であり、同図は半導体磁気抵抗素子１４１の印刷媒体１０１との矢印で示す相対移動方向に対して垂直な方向から見た断面図である。
【００２４】
半導体磁気抵抗素子１４１は、通常印刷媒体１０１との相対移動方向の前後に並んだ２つの磁気検出部１４１ａ，１４１ｂを有し、これを差動動作させている。これは、磁気検出部１４１ａ，１４１ｂの素子単体では温度特性が悪く、その温度特性を補償するためである。また、半導体磁気抵抗素子１４１の背面にはバイアスマグネット１４２が設置され、そのＮＳの磁極を結ぶ方向は印刷媒体１０１の磁気インク部１０１ｂの検出面（印刷媒体１０１の表面）に対して垂直になっている。このような半導体磁気抵抗素子１４１では、進行方向の前後に２つの磁気検出部１４１ａ，１４１ｂを持っているため、検出出力は微分的な波形となる。
【００２５】
しかし、上記のような磁気インク部１０１ｂのエッジを検出する方法では、例えば印刷媒体１０１に磁気テープを貼り付けてそのエッジ情報を再現したり、磁性を持つトナーを用いた複写機で偽造（複製）した場合に、媒体が識別装置をパスしてしまう恐れがある。これは、磁気インクの微分的なパターンしか捕らえていないためであり、識別精度が不十分となっている。
【００２６】
したがって、上記のパターンの他に、磁気インクの量に応じた信号を扱うことにより、磁気インクの強度を捕らえることができ、より高度な識別を行うことができ、識別精度を上げることができる。
【００２７】
なお、半導体磁気抵抗素子も２つの磁気検出部の内片方だけを動作させると、磁気インクのパターンと量に応じた強度を捉えることができるが、温度特性の悪さが露呈し、安定したレベルを確保することが困難となる。また、外乱磁界に対して弱く、Ｓ／Ｎが悪くなる。
【００２８】
そこで、磁気インクの量に応じた磁界を正確に検出できる磁気センサを用い、同センサの磁気インクの量に応じた検出信号の検知を正確に行えるようにするため、磁気インピーダンス型薄膜磁気センサを使用して磁気インクの残留磁気を測定する方法が開示されている（例えば特許文献４参照）。また、フラックスゲート型磁気センサを使用して、磁気インクの残留磁気を測定する方法も提案されている。
【特許文献１】特開２０００−１０５８４７号公報（図４、図１０）
【特許文献２】特開平１１−７５６５号公報（図１）
【特許文献３】特開昭５９−１２０８５７号公報
【特許文献４】特開２０００−２４２８２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２９】
上記のような従来の紙葉類の識別装置では、着磁用の磁石が１Ｋガウス以上の磁力を持っているため、実際の環境では鉄粉を吸いつけて検出誤差が発生したり、付着した鉄粉等により紙葉類を傷付けることがある。更に、磁石の磁気量は温度による変動が大きく、経年変化もあり、磁気センサの検出出力の信頼性が低いという問題がある。これを補うために、強力な磁界を発生可能な磁気コアと励磁コイルを持つリングヘッドを用いた場合、リングヘッドの着磁部の溝幅（ギャップ）は３００μｍ以下で非常に狭く、磁気検出素子の感磁方向の長さを満足するほどの着磁を行うことができず、正確な磁気検出ができない。
【００３０】
また、磁気インクの種類を判別する場合には、磁気インクの濃度が一定となっている部分についてはリングヘッドから検出信号が出力されないので、積分器により積分値を求める必要があるが、この場合データ処理が複雑になるとともに、積分による誤差を含んでしまい、直接的に正確な残留磁気を検出することができないという問題がある。磁気パターンを検出する場合も同様である。
【００３１】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、耐環境性に優れ、鉄粉や砂鉄などの付着を防止でき、安定して且つ正確に紙葉類の真贋を識別できる紙葉類の識別装置及び識別方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３２】
本発明では上記課題を解決するために、磁性体を有する紙葉類の搬送路上で前記磁性体に磁界を印加して着磁する着磁手段と、前記搬送路の後段で前記着磁された磁性体の残留磁気による磁界を検出する磁気検出手段と、前記紙葉類の進入を検知する検知手段と、を備え、前記着磁手段は、前記検知手段が紙葉類の進入を検知したときに前記磁性体に印加する磁界を前記紙葉類の搬送方向と直交する方向に発生する電磁石を有することを特徴とする紙葉類の識別装置が提供される。
【００３３】
このような紙葉類の識別装置によれば、紙葉類の進入を検知して電磁石による着磁を行うので、耐環境性に優れ、鉄粉や砂鉄などの付着を防止でき、安定して且つ正確に紙葉類の真贋を識別できる。
【００３４】
また、本発明では上記課題を解決するために、磁性体を有する紙葉類の搬送路上で前記磁性体に磁界を印加して着磁するとともに着磁された前記磁性体の磁束密度を検出するバイアス型リングヘッドと、前記着磁された磁性体の残留磁界を検出する磁気検出手段と、前記バイアス型リングヘッドと前記磁気検出手段の検出信号を予め記憶された基準信号と比較し、前記検出信号が前記基準信号に対して許容範囲内にある場合に前記紙葉類が真のものと判定する比較判定手段と、を備えたことを特徴とする紙葉類の識別装置が提供される。
【００３５】
このような紙葉類の識別装置によれば、バイアス型リングヘッドにより着磁を行うため、耐環境性に優れ、鉄粉や砂鉄などの付着を防止でき、安定して且つ正確に紙葉類の真贋を識別できる。
【００３６】
また、本発明では上記課題を解決するために、磁性体を有する紙葉類の搬送路上で前記磁性体に磁界を印加して着磁する着磁手段と、前記搬送路の後段で前記着磁された磁性体の残留磁気による磁界を検出する磁気検出手段と、前記磁気検出手段からの検出信号を予め記憶された基準信号と比較し、前記検出信号が前記基準信号に対して許容範囲内にある場合に前記紙葉類が真のものと判定する比較判定手段と、を備えたことを特徴とする紙葉類の識別装置が提供される。
【００３７】
このような紙葉類の識別装置によれば、磁性体に磁界を印加して着磁するため、耐環境性に優れ、鉄粉や砂鉄などの付着を防止でき、安定して且つ正確に紙葉類の真贋を識別できる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明の紙葉類の識別装置及び識別方法は、紙葉類の進入を検知したときに紙葉類の磁性体に印加する磁界を紙葉類の搬送方向と直交する方向に発生する電磁石を備えたため、耐環境性に優れ、鉄粉や砂鉄などの付着を防止でき、安定して且つ正確に紙葉類の真贋を識別できるという利点がある。
【００３９】
また、本発明の紙葉類の識別装置及び識別方法は、紙葉類の磁性体に磁界を印加して着磁するとともに着磁された磁性体の磁束密度を検出するバイアス型リングヘッドを備えたため、耐環境性に優れ、鉄粉や砂鉄などの付着を防止でき、安定して且つ正確に紙葉類の真贋を識別できるという利点がある。
【００４０】
また、本発明の紙葉類の識別装置及び識別方法は、紙葉類の磁性体に磁界を印加して着磁する着磁手段を備えたため、耐環境性に優れ、鉄粉や砂鉄などの付着を防止でき、安定して且つ正確に紙葉類の真贋を識別できるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明の第１の実施の形態を示す構成図であり、ここでは紙葉類の磁性体を検出する磁気検出装置の構成を示している。
【００４２】
同図において、１は挿入口２から挿入される印刷媒体で、紙幣あるいは磁気インクで印刷された小切手など、磁界の印加により着磁されて残留磁界を発生する磁性体を表面あるいは内部に保持した紙葉状ないし薄板状の紙葉類であり、図示しない搬送ローラや搬送ベルトなどの搬送手段によりＹ方向に相対的に搬送される。
【００４３】
搬送された印刷媒体１の上面側には印刷媒体１の進入を検知するための進入センサ３が設けられている。この進入センサ３は、例えば反射型フォトインタラプタのような非接触で印刷媒体１を検出できる光センサからなり、印刷媒体１の相対移動方向Ｙに対して前段側に配置され、相対移動方向Ｙの後段側の上面側には磁気検出手段としての磁気センサ４が配置されている。
【００４４】
また、進入センサ３には印刷媒体１の進入を検知して磁気センサ４を付勢する媒体進入検知手段５が接続されている。６は後述する磁気センサ４内の着磁用のコイルを駆動する着磁コイル駆動手段、７は同じく磁気センサ４内の磁気検出素子を駆動する磁気検出素子駆動手段、８は磁気センサ４からの検出信号から印刷媒体１の磁気を検出する磁気検出回路である。
【００４５】
図２は磁気センサ４の構成例を示す斜視図である。同図に示す磁気センサ１０は、図２２に示すものと基本的な構成は変わらないが、ホルダ１１内に、印刷媒体１の搬送路上で磁性体である磁気インクに磁界を印加して着磁する着磁用の電磁石（着磁手段）１２と、この電磁石１２と磁気シールド部材１３により仕切られ、上記搬送路の後段で着磁された磁気インクの残留磁気による磁界を検出する上述の磁気検出素子（磁気検出手段）１４が設けられている。電磁石１２は、磁気コアである軟磁性体１５とこれに巻回された上述の着磁用のコイル（励磁コイル）１６から構成され、磁気検出素子１４には薄膜フラックスゲート型磁気検出素子が用いられているが、高周波電流が印加されると外部磁界に応じてインピーダンスが変化する磁気インピーダンス素子であっても良い。この磁気検出素子１４は、非磁性基板１７に設けられており、バイアス用のマグネットは設けられていない。１８は図１の着磁コイル駆動手段６に接続されたコイル１６のコイル端子、１９は磁気検出素子駆動手段７に接続された磁気検出素子１４の駆動端子である。
【００４６】
着磁用の電磁石１２は、断面が４角形で全体としてＥ字形をなす軟磁性体１５の３つの４角柱状の脚部のうち中央の脚部にコイル１６が巻装されている。そして、３つの４角柱状の脚部の開放側の端面である磁極面が印刷媒体１の表面に対して平行に接触もしくは近接し、相対移動方向Ｙに垂直な方向に並ぶように配置されている。
【００４７】
上記のように構成された磁気検出装置において、挿入口２から挿入された印刷媒体１が図示しない搬送手段により搬送されて進入センサ３の下側を通過すると、媒体進入検知手段５は進入センサ３の出力信号から印刷媒体１の到来を検知し、その到来を示す検知信号を着磁コイル駆動手段６及び磁気検出素子駆動手段７に伝送する。これにより、着磁コイル駆動手段６及び磁気検出素子駆動手段７は、コイル端子１８及び駆動端子１９を介してコイル１６及び磁気検出素子１４に通電し、電磁石１２及び磁気検出素子１４を付勢駆動する。
【００４８】
その後、印刷媒体１は、磁気センサ１０（磁気センサ４に相当）に到達するが、ここでまず電磁石１２により図２に示す着磁磁界Ｈｘ，−Ｈｘの方向に磁化される。更に印刷媒体１が搬送され、磁気検出素子１４に至ると、磁気検出素子１４は、印刷媒体１の残留磁気によって作られバイアス磁界Ｈｂに重畳する外部磁界Ｈ１，Ｈ２の影響を受ける。そして、磁気検出回路８は、図２２に示す磁気センサ１００と同様、磁気検出素子１４の２つの磁気検出部によって得られる信号電圧から印刷媒体１の残留磁気によって作られる外部磁界Ｈ１とＨ２の和（Ｈ１＋Ｈ２）に比例した値を差動検出する。
【００４９】
このようにして、外乱磁界をキャンセルし、印刷媒体１に印刷された磁気インクの量に応じた磁界が正確に検出される。本実施の形態では、印刷媒体１が搬送されたときのみ着磁用磁界が発生するので、鉄粉や砂鉄などが存在する環境で電磁石１２の磁極面に鉄粉などが付着したとしても、これらの影響を排除することができる。すなわち、鉄粉などが付着しても印刷媒体１が通過していないときに除去できるので、印刷媒体１を傷つけることなく、高い信頼性で安定して印刷媒体１上の磁気パターンを検出することができる。
【００５０】
したがって、耐環境性に優れ、鉄粉や砂鉄などの付着を防止でき、安定して且つ正確に紙葉類の真贋を識別できる。また、着磁用の電磁石１２が磁気検出素子１４と同一の筐体であるホルダ１１内に一体化されているので、磁気検出装置へ取り付けたときの器差の影響を受けにくい。更に、サーミスタや熱電対のような周囲の温度を測定する手段を追加して設け、電磁石１２のコイル１６の電流を温度補正して制御することで、電磁石１２による発生磁界を温度に無関係に安定化することもできる。
【００５１】
また、図２に示す電磁石１２の形状はこの例に限らず、例えば図３に示すような構成であっても良い。同図に示す電磁石１２は、Ｅ字型の軟磁性体１５の３つの脚部を連結する２箇所の部分にそれぞれ着磁用のコイル１６ａ，１６ｂが巻装された構成を有している。この構成の場合、印刷媒体１に対する着磁磁界Ｈｘ，−Ｈｘの方向の着磁量をそれぞれコイル１６ａ，１６ｂへ印加する電流により制御することが可能であり、器差によるばらつきなどを補正することができ、精密に印刷媒体１上の磁気パターンを検出することができる。
【００５２】
図４は本発明の第２の実施の形態を示す斜視図であり、図１の磁気センサ４の他の構成例を示している。磁気検出装置全体の構成は図１と同様であるので、説明は省略する。
本実施の形態の磁気センサ２０は、ホルダ２１内に、印刷媒体１の搬送方向と同方向及び逆方向に着磁する２個のリングヘッド（着磁手段）２２ａ，２２ｂと、これと磁気シールド部材２３により仕切られて配置され、２個のリングヘッド２２ａ，２２ｂにより着磁された磁気インクの残留磁気によるそれぞれの磁界を検出する２個の磁気検出素子（磁気検出手段）２４ａ，２４ｂが設けられている。リングヘッド２２ａ，２２ｂは、それぞれ磁気コアである軟磁性体２５ａ，２５ｂとこれに巻回された着磁用のコイル（励磁コイル）２６ａ，２６ｂから構成され、磁気検出素子２４ａ，２４ｂには薄膜フラックスゲート型磁気検出素子が用いられているが、高周波電流が印加されると外部磁界に応じてインピーダンスが変化する磁気インピーダンス素子であっても良い。この磁気検出素子２４ａ，２４ｂは、非磁性基板２７ａ，２７ｂに設けられており、バイアス用のマグネットは設けられていない。２８は図１の着磁コイル駆動手段６に接続されたコイル２６ａ，２６ｂのコイル端子、２９は磁気検出素子駆動手段７に接続された磁気検出素子２４ａ，２４ｂの駆動端子である。
【００５３】
着磁用のリングヘッド２２ａ，２２ｂは、それぞれリング形状をなす軟磁性体２５ａ，２５ｂにコイル２６ａ，２６ｂが巻装された構成となっている。そして、それぞれの開放側の溝部の磁極面が印刷媒体１の相対移動方向Ｙの表面に対して媒体検知面Ｓｄ内で垂直に接触もしくは近接し、相対移動方向Ｙに垂直な方向に並ぶように配置されている。
【００５４】
図５は磁気センサ２０による着磁及び磁気検出の動作を示す図である。１ａ，１ｂは印刷媒体１の着磁部を示している。リングヘッド２２ａ，２２ｂは印刷媒体１の搬送方向と平行な方向に着磁を行い、一方の着磁方向は印刷媒体１の搬送方向と同方向で、他方の着磁方向は逆方向である。磁気検出素子２４ａ，２４ｂも印刷媒体１の搬送方向と平行な方向の磁界を検出し、一方の感磁方向は印刷媒体１の搬送方向と同方向で、他方の感磁方向は逆方向である。図６はリングヘッド２２ａ，２２ｂの構成例を示す図であり、リングヘッド２２に巻装したコイル２６による磁界の方向を示している。
【００５５】
上記のように構成された磁気検出装置において、図１の挿入口２から挿入された印刷媒体１が図示しない搬送手段により搬送されて進入センサ３の下側を通過すると、上述の第１の実施の形態と同様、媒体進入検知手段５は進入センサ３の出力信号から印刷媒体１の到来を検知し、その到来を示す検知信号を着磁コイル駆動手段６及び磁気検出素子駆動手段７に伝送する。これにより、着磁コイル駆動手段６及び磁気検出素子駆動手段７は、コイル端子２８及び駆動端子２９を介してコイル２６ａ，２６ｂ及び磁気検出素子２４ａ，２４ｂに通電し、リングヘッド２２ａ，２２ｂ及び磁気検出素子２４ａ，２４ｂを付勢駆動する。
【００５６】
その後、印刷媒体１は、磁気センサ２０（図１の磁気センサ４に相当）に到達するが、ここでまず着磁用のリングヘッド２２ａ，２２ｂにより図４及び図５に示す着磁磁界Ｈｘ，−Ｈｘの方向に磁化される。このとき着磁用のリングヘッド２２は、図６に示すように、非常に狭い溝部（一般に３００μｍ以下）の近傍において印刷媒体１に対して磁化を行う。
【００５７】
更に印刷媒体１が搬送され、磁気検出素子２４ａ，２４ｂに至ると、磁気検出素子２４ａ，２４ｂは、印刷媒体１の残留磁気によって作られバイアス磁界Ｈｂに重畳する外部磁界Ｈ１，Ｈ２の影響を受ける。そして、磁気検出回路８は、図２２に示す磁気センサ１００と同様、磁気検出素子２４ａ，２４ｂの２つの磁気検出部によって得られる信号電圧から印刷媒体１の残留磁気によって作られる外部磁界Ｈ１とＨ２の和（Ｈ１＋Ｈ２）に比例した値を差動検出する。
【００５８】
このようにして、外乱磁界をキャンセルし、印刷媒体１に印刷された磁気インクの量に応じた磁界が正確に検出される。本実施の形態では、印刷媒体１が搬送されたときのみ着磁用磁界が発生するので、鉄粉や砂鉄などが存在する環境で電磁石１２の磁極面に鉄粉などが付着したとしても、これらの影響を排除することができる。すなわち、鉄粉などが付着しても印刷媒体１が通過していないときに除去できるので、印刷媒体１を傷つけることなく、高い信頼性で安定して印刷媒体１上の磁気パターンを検出することができる。
【００５９】
したがって、耐環境性に優れ、鉄粉や砂鉄などの付着を防止でき、安定して且つ正確に紙葉類の真贋を識別できる。また、着磁用のリングヘッド２２ａ，２２ｂが磁気検出素子２４ａ，２４ｂと同一の筐体であるホルダ２１内に一体化されているので、磁気検出装置へ取り付けたときの器差の影響を受けにくい。
【００６０】
図７は本発明の第３の実施の形態を示す図であり、図５と同様、磁気センサ（図１の磁気センサ４に相当）３０による着磁及び磁気検出の動作を示している。本実施の形態では、着磁用の２個のリングヘッド３２ａ，３２ｂを紙葉類である紙幣９の相対移動方向Ｙと平行な方向に対して傾けて配置している。また、２個の磁気検出素子３４ａ，３４ｂの感磁方向も紙幣９の相対移動方向Ｙに対して傾いている。すなわち、リングヘッド３２ａ，３２ｂは着磁方向が紙幣９の搬送方向に対して一定の角度を持ち、互いに１８０度逆方向で平行に着磁し、且つ着磁部９ａ，９ｂの紙幣９の搬送方向に対する直角方向成分が磁気検出素子３４ａ，３４ｂの検出幅より広くなっている。また、磁気検出素子３４ａ，３４ｂも感磁方向が互いに１８０度逆方向で平行となるように配置されている。
【００６１】
図７の例では、２個のリングヘッド３２ａ，３２ｂの着磁用磁界を発生する溝部をそれぞれ平行になるように配置し、また相対移動方向Ｙに対しては傾けて配置する。このとき、リングヘッド３２ａ，３２ｂの溝部の相対移動方向Ｙに対する紙幣面上の垂直成分が紙幣９の着磁部９ａ，９ｂの幅となる。そして、この着磁部９ａ，９ｂの幅が磁気検出素子３４ａ，３４ｂの相対移動方向Ｙに対する紙幣面上の垂直方向の幅より大きくなるように配置する。
【００６２】
このように構成された磁気検出装置において、紙幣９はまずリングヘッド３２ａ，３２ｂにより図７に示す着磁磁界Ｈｘｙ，−Ｈｘｙの方向に磁化される。更に紙幣９が搬送され、磁気検出素子３４ａ，３４ｂに至ると、磁気検出素子３４ａ，３４ｂは、紙幣９の残留磁気によって作られバイアス磁界Ｈｂの相対移動方向成分に重畳する外部磁界Ｈ１，Ｈ２の影響を受ける。
【００６３】
そして、磁気検出回路８は、図２２に示す磁気センサ１００と同様、磁気検出素子３４ａ，３４ｂの２つの磁気検出部によって得られる信号電圧から紙幣９の残留磁気によって作られる外部磁界Ｈ１とＨ２の和（Ｈ１＋Ｈ２）に比例した値を差動検出する。このようにして、外乱磁界をキャンセルし、紙幣９に印刷された磁気インクの量に応じた磁界が正確に検出される。
【００６４】
図８は本発明の第４の実施の形態を示す図であり、ここでは磁気センサ（図１の磁気センサ４に相当）４０の構成を示している。（Ａ）は側面断面図、（Ｂ）は下面図である。
この磁気センサ４０は、図９に示す紙幣９の搬送路上で、紙幣９に印刷された磁気インクに磁界を印加して着磁するとともに着磁された磁気インクの磁束密度を検出するバイアス型のリングヘッド４１と、着磁された磁気インクの残留磁界を検出する磁気検出手段としての磁気インピーダンス素子４２を備えている。リングヘッド４１は磁界を発生させるためのバイアス駆動コイル４３と検出コイル４４を有し、磁気インピーダンス素子４２の上方にはバイアス磁界をかけるためのバイアス用コイルが設けられ、磁気インピーダンス素子４２とともに外部磁界の変化からシールドするための磁気シールド部材４６で包囲されている。そして、バイアス型のリングヘッド４１と磁気インピーダンス素子４２の検出信号を予め記憶された基準信号と比較し、その検出信号が基準信号に対して許容範囲内にある場合に紙幣９が真のものと判定する。
【００６５】
図９は本実施の形態における着磁及び磁気検出の動作を示す図であり、（Ａ）は側面断面図、（Ｂ）は下面図である。リングヘッド４１による着磁方向は、リングヘッド４１の隙間方向に対して同方向になり、図に示すような方向となる。これに対し、磁気インピーダンス素子４２の感磁方向は、着磁方向と平行にならないようにしている。
【００６６】
紙幣９の磁気インクの材質及び磁気パターンの検出の際、磁気センサ４０または紙幣９を図９の矢印方向に相対移動させ、それに伴ってリングヘッド４１により紙幣９を帯状に着磁し、そのときの最大磁束密度を検出コイル４４で検出し、またその着磁部９ａの磁気インクによる磁界を磁気インピーダンス素子４２で検出する。このとき、リングヘッド４１により着磁された着磁部９ａの幅が磁気インピーダンス素子４２の感磁方向の長さよりも広くなるようにリングヘッド４１と磁気インピーダンス素子４２の大きさが決められている。
【００６７】
紙幣９に印刷されている磁気インクは、元々決まった磁気量を持っているわけではなく、このため、磁気インクの検出に応じた方向に磁界を印加し、磁化を行うようにしている。また、一旦磁化された磁気インクも紙幣９の流通過程で強磁界にさらされるなどして磁化が消失することもあるので、安定動作のためには磁気インクの検出直前に着磁を行うことが必要である。
【００６８】
図１０は上記の磁気センサ４０を用いた識別装置の構成例を示すブロック図である。紙幣９が挿入されたことを挿入検知センサ５１が検知すると、その検知信号により制御回路５２は、駆動回路５３及び信号処理部５７に動作開始の指令を与える。この指令に従い、駆動回路５３はリングヘッド５４に直流電流を流して着磁動作を開始させ、またバイアスコイル５６に電流を流してバイアス磁界を発生させ、更に磁気センサ（図８の磁気センサ４０に相当）５５を駆動する。そして、リングヘッド５４の出力信号及び磁気センサ５５の出力信号は信号処理部５７に入力されて信号変換され、比較判定手段５８に送られる。比較判定手段５８では、入力された信号と予め取得、記憶しておいた真券の出力信号を比較し、真偽判定を行う。この判定結果は、判定値として出力される。その際、磁気インクの種類判別はＢｍ／Ｂｒの式から判別でき、磁気パターンは磁気センサ５５の出力Ｂｒからも読むことができる。
【００６９】
図１１の（Ａ）、（Ｂ）に種類の異なる磁気インクの磁化曲線例を示す。また、図１２の（Ａ）、（Ｂ）にその磁気インクの検出結果（センサの信号波形）を示す。
磁気インクの種類が異なるＡ部とＢ部の出力がそれぞれリングヘッド４１及び磁気センサ４０の出力の違いとして検出される。つまり、紙幣９に印刷された磁気インクの量及び種類に応じた最大磁束密度及び残留磁気パターンを正確に検出でき、その結果から磁気インクの種類と磁気量を検出することができる。
【００７０】
図１３は磁気インクの磁化特性例と飽和後の残留磁化を示す図である。初期状態においては、残留磁化はＢｒから−Ｂｒの間の何処かの値を示す。そこで、磁気インクの量に従った残留磁化の出力を得るために、飽和磁化までの磁化を行う。一般には１ｋＯｅ程度の磁化を与えることにより飽和させることができる。このように、磁気インクを飽和状態まで磁化することにより、磁気インクの量に従った残留磁化を得ることができる。
【００７１】
図１４は本発明の第５の実施の形態を示す図であり、磁気センサ（図８の磁気センサ４０に相当）６０の構成を示している。（Ａ）は側面断面図、（Ｂ）は下面図である。本実施の形態では、磁気検出手段として薄膜フラックスゲート型磁気検出素子６２を用いている。他の構成は図８に示すものと同様であるが、バイアス用コイルは設けていない。すなわち、リングヘッド６１は、バイアス駆動コイル６３及び検出コイル６４を有し、薄膜フラックスゲート型磁気検出素子６２は磁気シールド部材６５に包囲されている。そして、リングヘッド６１による着磁方向は、リングヘッド６１の隙間方向に対して同方向になり、図に示すような方向となる。これに対し、薄膜フラックスゲート型磁気検出素子６２の感磁方向は、着磁方向と平行にならないようにしている。
【００７２】
紙幣９の磁気インクの材質及び磁気パターンの検出の際、磁気センサ６０または紙幣９を図１５の矢印方向に相対移動させ、それに伴ってリングヘッド６１により紙幣９を帯状に着磁し、そのときの最大磁束密度を検出コイル６４で検出し、またその着磁部９ａの磁気インクによる磁界を薄膜フラックスゲート型磁気検出素子６２で検出する。このとき、リングヘッド６１により着磁された着磁部９ａの幅が薄膜フラックスゲート型磁気検出素子６２の感磁方向の長さよりも広くなるようにリングヘッド６１と薄膜フラックスゲート型磁気検出素子６２の大きさが決められている。
【００７３】
紙幣９に印刷されている磁気インクは、元々決まった磁気量を持っているわけではなく、このため、磁気インクの検出に応じた方向に磁界を印加し、磁化を行うようにしている。また、一旦磁化された磁気インクも紙幣９の流通過程で強磁界にさらされるなどして磁化が消失することもあるので、安定動作のためには磁気インクの検出直前に着磁を行うことが必要である。
【００７４】
図１６は上記の磁気センサ６０を用いた識別装置の構成例を示すブロック図である。紙幣９が挿入されたことを挿入検知センサ７１が検知すると、その検知信号により制御回路７２は、駆動回路７３及び信号処理部７６に動作開始の指令を与える。この指令に従い、駆動回路７３はリングヘッド７４に直流電流を流して着磁動作を開始させ、また磁気センサ（図１４の磁気センサ６０に相当）７５を駆動する。そして、リングヘッド７４の出力信号及び磁気センサ７５の出力信号は信号処理部７６に入力されて信号変換され、比較判定手段７７に送られる。比較判定手段７７では、入力された信号と予め取得、記憶しておいた真券の出力信号を比較し、真偽判定を行う。この判定結果は、判定値として出力される。その際、磁気インクの種類判別はＢｍ／Ｂｒの式から判別でき、磁気パターンは磁気センサ７５の出力Ｂｒからも読むことができる。
【００７５】
本実施の形態における出力結果は上述の第４の実施の形態と同様であり、図１１の（Ａ）、（Ｂ）に示す磁化曲線を持った種類の異なる磁気インクの出力結果は図１２の（Ａ）、（Ｂ）に示すようになる。すなわち、磁気インクの種類が異なるＡ部とＢ部の出力がそれぞれリングヘッド６１及び磁気センサ６０の出力の違いとして検出される。つまり、紙幣９に印刷された磁気インクの量及び種類に応じた最大磁束密度及び残留磁気パターンを正確に検出でき、その結果から磁気インクの種類と磁気量を検出することができる。
【００７６】
次に、本発明の第６の実施の形態について説明する。本実施の形態の磁気センサの構成とその着磁及び磁気検出の動作は、図８及び図９に示す第４の実施の形態と同様であるので、説明は省略するが、リングヘッド４１の着磁方向と磁気インピーダンス素子４２の感磁方向の角度は０度以上９０度未満である。また、リングヘッド４１の幅方向の紙幣９の搬送方向に対する紙幣面内での直角方向の寸法が、磁気インピーダンス素子４２の感磁方向の紙幣９の搬送方向に対する紙幣面内での直角方向の寸法より大きい。
【００７７】
図１７は本実施の形態の磁気センサを用いた識別装置の構成例を示すブロック図である。第４の実施の形態と同様、紙幣９が挿入されたことを挿入検知センサ８１が検知すると、その検知信号により制御回路８２は、駆動回路８３及び信号処理部８７に動作開始の指令を与える。この指令に従い、駆動回路８３はリングヘッド８４に直流電流を流して着磁動作を開始させ、またバイアスコイル８５に電流を流してバイアス磁界を発生させ、更に磁気センサ（図８の磁気センサ４０に相当）８６を駆動する。そして、リングヘッド８４の出力信号及び磁気センサ８６の出力信号は信号処理部８７に入力されて信号変換され、比較判定手段８８に送られる。比較判定手段８８では、入力された信号と予め取得、記憶しておいた真券の出力信号を比較し、真偽判定を行う。この判定結果は、判定値として出力される。
【００７８】
図１８は本実施の形態における磁気インクの検出結果を示す図である。磁気インクの濃度の異なるＡ部とＢ部の出力がそれぞれ磁気センサ８６の出力の違いとして検出される。つまり、紙幣９に印刷された磁気インクの量に応じた磁界を正確に検出することができる。
【００７９】
次に、本発明の第７の実施の形態について説明する。本実施の形態の磁気センサの構成とその着磁及び磁気検出の動作は、図１４及び図１５に示す第５の実施の形態と同様であるので、説明は省略するが、リングヘッド６１の出力を１ｋＯｅ以上にして着磁を行い、磁気インクを飽和させる。また、リングヘッド６１の出力を磁気インクの保磁力以上にして着磁を行う。
【００８０】
図１９は本実施の形態の磁気センサを用いた識別装置の構成例を示すブロック図である。第５の実施の形態と同様、紙幣９が挿入されたことを挿入検知センサ９１が検知すると、その検知信号により制御回路９２は、駆動回路９３及び信号処理部９６に動作開始の指令を与える。この指令に従い、駆動回路９３はリングヘッド９４に直流電流を流して着磁動作を開始させ、また磁気センサ（磁気センサ６０に相当）９５を駆動する。そして、リングヘッド９４の出力信号及び磁気センサ９５の出力信号は信号処理部９６に入力されて信号変換され、比較判定手段９７に送られる。比較判定手段９７では、入力された信号と予め取得、記憶しておいた真券の出力信号を比較し、真偽判定を行う。この判定結果は、判定値として出力される。
【００８１】
図２０は磁気インクの磁化特性例を示す図である。初期状態においては、残留磁化はＢｒから−Ｂｒの間の何処かの値を示す。そこで、磁気インクの量に従った残留磁化の出力を得るために、飽和磁化までの磁化を行う。一般には１ｋＯｅ程度の磁化を与えることにより飽和させることができる。このように、磁気インクを飽和状態まで磁化することにより、磁気インクの量に従った残留磁化を得ることができる。
【００８２】
図２１は磁気インクの磁化特性例と着磁後の残留磁化を示す図である。磁気インクの保磁力以上の磁化を与えることで、初期状態で磁化が消失していても、残留磁化を得ることができる。この場合、初期状態の違いによる影響で磁気インクの量に従った出力を得ることはできないが、磁気インクの有無は検出することができる。
【００８３】
以上、各実施の形態について説明したが、本発明では次のような識別工程を有しており、耐環境性に優れ、鉄粉や砂鉄などのセンサへの付着を防止でき、傷が付くのを防止でき、安定して且つ正確に紙葉類の真贋を識別することができる。
【００８４】
（１）磁性体を有する紙葉類の搬送路上で前記磁性体に電磁石により磁界を印加して着磁する着磁工程と、前記搬送路の後段で前記着磁された磁性体の残留磁気による磁界を検出する磁気検出工程と、前記紙葉類の進入を検知する検知工程とを有し、前記着磁工程では、前記検知工程で紙葉類の進入を検知したときに前記磁性体に印加する磁界を前記紙葉類の搬送方向と直交する方向に発生させる。
【００８５】
（２）磁性体を有する紙葉類の搬送路上で前記磁性体にバイアス型リングヘッドにより磁界を印加する印加工程と、前記着磁された磁性体の磁束密度を検出する検出工程と、前記磁性体の残留磁界を検出する検出工程と、前記各検出工程での検出信号を予め記憶された基準信号と比較し、前記検出信号が前記基準信号に対して許容範囲内にある場合に前記紙葉類が真のものと判定する比較判定工程とを有する。
【００８６】
（３）磁性体を有する紙葉類の搬送路上で前記磁性体に磁界を印加して着磁する着磁工程と、前記搬送路の後段で前記着磁された磁性体の残留磁気による磁界を検出する磁気検出工程と、前記磁気検出工程での検出信号を予め記憶された基準信号と比較し、前記検出信号が前記基準信号に対して許容範囲内にある場合に前記紙葉類が真のものと判定する比較判定工程とを有する。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す構成図である。
【図２】第１の実施の形態の磁気センサの構成例を示す斜視図である。
【図３】図２の電磁石の他の形状を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態を示す斜視図である。
【図５】第２の実施の形態における着磁及び磁気検出の動作を示す図である。
【図６】第２の実施の形態のリングヘッドの構成例を示す図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態を示す図である。
【図８】本発明の第４の実施の形態を示す図である。
【図９】第４の実施の形態における着磁及び磁気検出の動作を示す図である。
【図１０】第４の実施の形態の磁気センサを用いた識別装置の構成例を示すブロック図である。
【図１１】種類の異なる磁気インクの磁化曲線例を示す図である。
【図１２】種類の異なる磁気インクの検出結果を示す図である。
【図１３】磁気インクの磁化特性例と飽和後の残留磁化を示す図である。
【図１４】本発明の第５の実施の形態を示す図である。
【図１５】第５の実施の形態における着磁及び磁気検出の動作を示す図である。
【図１６】第５の実施の形態の磁気センサを用いた識別装置の構成例を示すブロック図である。
【図１７】本発明の第６の実施の形態の磁気センサを用いた識別装置の構成例を示すブロック図である。
【図１８】第６の実施の形態における磁気インクの検出結果を示す図である。
【図１９】本発明の第７の実施の形態の磁気センサを用いた識別装置の構成例を示すブロック図である。
【図２０】磁気インクの磁化特性例を示す図である。
【図２１】磁気インクの磁化特性例と着磁後の残留磁化を示す図である。
【図２２】従来の磁気センサの構成を示す斜視図である。
【図２３】図２２の着磁体と磁気検出素子との配置関係を示す図である。
【図２４】図２２及び図２３の着磁体による着磁磁界を示す図である。
【図２５】従来の紙幣の識別装置の構成例を示すブロック図である。
【図２６】従来の磁気センサの構成を示す断面図である。
【図２７】従来の半導体磁気抵抗素子を用いた識別装置の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００８８】
１ 印刷媒体
１ａ，１ｂ，９ａ，９ｂ 着磁部
２ 挿入口
３ 進入センサ
４，１０，２０，３０，４０，５５，６０，７５，８６，９５ 磁気センサ
５ 媒体進入検知手段
６ 着磁コイル駆動手段
７ 磁気検出素子駆動手段
８ 磁気検出回路
９ 紙幣
１１，２１ ホルダ
１２ 電磁石
１３，２３，４６，６５ 磁気シールド部材
１４，２４ａ，２４ｂ，３４ａ，３４ｂ 磁気検出素子
１５，２５ａ，２５ｂ 軟磁性体
１６，１６ａ，１６ｂ，２６，２６ａ，２６ｂ コイル
１７，２７ａ，２７ｂ 非磁性基板
１８，２８ コイル端子
１９，２９ 駆動端子
２２，２２ａ，２２ｂ，３２ａ，３２ｂ，４１，５４，６１，７４，８４，９４ リングヘッド
４２ 磁気インピーダンス素子
４３，６３ バイアス駆動コイル
４４，６４ 検出コイル
５１，７１，８１，９１ 挿入検知センサ
５２，７２，８２，９２ 制御回路
５３，７３，８３，９３ 駆動回路
５６，８５ バイアスコイル
５７，７６，８７，９６ 信号処理部
５８，７７，８８，９７ 比較判定手段
６２ 薄膜フラックスゲート型磁気検出素子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁性体を有する紙幣や薄板状の媒体などの紙葉類の識別装置及び識別方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気インク等で印刷された紙幣や磁気カードなど、磁性体を有する紙葉類に磁界を印加して着磁を行い、その磁性体が帯びる残留磁気によって発生する残留磁界を検出し、その検出結果に基づいて紙葉類の真贋を識別する方法が知られている（例えば特許文献１参照）。図２２はその磁気センサ１００の構成を示す斜視図である。
【０００３】
この磁気センサ１００は、ホルダ１１１内に着磁体１１２と、磁気シールド部材１１３を介して配置された２つの磁気検出部１１４ａ，１１４ｂを持つ磁気検出素子１１４が一体に収納されたもので、着磁体１１２は磁石１１５とこれを覆う軟磁性体１１６からなり、磁気検出素子１１４は非磁性基板１１７内に収められ、その上方にバイアス用のマグネット１１８が配置されている。１１９は検出信号を取り出すための端子である。
【０００４】
図２３は上記着磁体１１２と磁気検出素子１１４との配置関係を示す図であり、着磁体１１２の磁極面（ハッチングされた四角形の部分）と磁気検出素子１１４と印刷媒体１０１の相対位置関係を示している。図２４に着磁体１１２による着磁磁界を示す。
【０００５】
着磁体１１２は、磁気センサ１００と印刷媒体１０１とが相対移動方向Ｙに対して相対移動する際、印刷媒体１０１上の帯状の着磁部１０１ａに着磁磁界を印加する。つまり、印刷媒体１０１の表面の着磁部１０１ａ内に付された磁気インクをその検出に先立って着磁する。磁気検出素子１１４は、その着磁により着磁部１０１ａ内の磁気インクが帯びる残留磁気による磁界Ｈ１，Ｈ２を検出する。その際、着磁体１１２の強い着磁磁界が磁気検出素子１１４の検出対象の弱磁界に影響を与えないようにする必要がある。
【０００６】
この磁気センサ１００では、ホルダ１１１の下端面である媒体検知面Ｓｄに垂直に、媒体検知面Ｓｄ側をＳ極とする４角柱状の磁石１１５が設けられ、コの字形で断面が４角形のパーマロイ、フェライト等の軟磁性体１１６が磁石１１５の媒体検知面Ｓｄと反対側Ｎ極に跨るように組み合わされ、磁石１１５を内側にして全体として概ねＥ字形となる着磁体１１２が設けられている。
【０００７】
そして、この着磁体１１２のＥ字形の開放側の３箇所の４角形の端面である磁極面（磁石１１５の１箇所のＳ極と軟磁性体１１６の２箇所のＮ極の面）が媒体検知面Ｓｄ上にあって印刷媒体１０１の表面に対し平行に接触もしくは近接し、且つ上記３箇所の磁極面が相対移動方向Ｙに垂直な方向に並ぶように着磁体１１２が配置されている。
【０００８】
この着磁体１１２の構成により、磁石１１５からの磁束を上記Ｅ字形の開放側端面としての磁極面を相互に結ぶ方向（相対移動方向Ｙに直交する方向）に集中させることで磁石１１５から磁気検出素子１１４へ及ぶ磁界成分を極めて少なくでき、また、印刷媒体１０１の磁気インク検知面（表面）に沿った磁界成分を強めることで着磁後の着磁部１０１ａからの磁界Ｈ１，Ｈ２を強めることができる。
【０００９】
なお、この例では図２４に示すように、着磁体１１２の磁極面は磁石１１５がＳ極、軟磁性体１１６がＮ極となり、このＮ極からＳ極に向かう磁界を印刷媒体１０１に及ぼして磁気インクを磁化するので、着磁体１１２のＮ極に近い磁気インク側はＳ極に、着磁体１１２のＳ極に近い磁気インク側はＮ極にそれぞれ磁化される。これにより、磁化された後の磁気インクの残留磁気は、図の矢印方向の磁界Ｈ１，Ｈ２を形成することになる。
【００１０】
また、着磁体１１２から磁気検出素子１１４への磁界波及を更に抑える必要がある場合には、図２２に示すように、衝立状のパーマロイ、アモルファス等の磁気シールド部材１１３を着磁体１１２と磁気検出素子１１４との間に配置する。
【００１１】
磁気インピーダンス素子からなる磁気検出素子１１４は、ガラス、セラミック等の非磁性基板１１７上にアモルファス、パーマロイ等の高透磁率磁性薄膜からなるつづら折りのパターンに形成された２つの磁気検出部１１４ａ，１１４ｂが電気的に直列に接続されている。この磁気検出部１１４ａ，１１４ｂのつづら折りの線状パターンは、磁石１１５の媒体検知面側の端面である着磁側磁極面の中心と磁気検出部１１４ａ，１１４ｂの接続点として磁気検出素子１１４の中心とを結ぶ直線Ｌに対して線対称となるように、つまり磁気検出部１１４ａ，１１４ｂの特性をほぼ同一にできるようにしている。また、直線Ｌの方向は相対移動方向Ｙに一致するように磁石１１５と磁気検出素子１１４が配置され、着磁部１０１ａの磁界に対する磁気検出部１１４ａ，１１４ｂの感度がほぼ等しくできるように構成されている。
【００１２】
そして、検出対象部分の必要な検出幅に応じて磁気検出部１１４ａ，１１４ｂのつづら折り部の長手方向（相対移動方向Ｙに直交する方向）の長さが選択され、また分解能に応じてつづら折りの回数及びパターンの線の幅や間隔が選択されている。この磁気検出部１１４ａ，１１４ｂのつづら折り部分は、印刷媒体１０１の媒体検知面Ｓｄとはコンマ（．）数ミリオーダーの間隔で平行になるように保持されている。そして、磁気検出部１１４ａ，１１４ｂは、磁界検出方向となるつづら折りの各部の長手方向が同一方向を向いて、印刷媒体１０１の表面に平行な面内で相対移動方向Ｙに直交するように、互いに磁界検出方向に沿って並ぶように構成されている。
【００１３】
磁気検出素子１１４の上方近傍に設置されたバイアス用のマグネット１１８は、図２３に示すバイアス磁界Ｈｂを発生し、磁気検出素子１１４を感度の良い動作点にセットする。これにより、着磁部１０１ａの磁界に対する磁気検出部１１４ａ，１１４ｂの感度をほぼ等しくしている。すなわち、磁気検出素子１１４がバイアス磁界Ｈｂによってバイアスされ、このバイアス磁界Ｈｂに重畳するその他の外部磁界が存在しない状態では、磁気検出部１１４ａ，１１４ｂのインピーダンスはほぼ等しく、且つ微小な外部磁界に対してはそのインピーダンスがほぼ等しい勾配で直線的に変化するように構成されている。なお、磁気検出部１１４ａ，１１４ｂの直列接続の両端と中点のそれぞれに接続された端子１１９を通して、磁気検出部１１４ａ，１１４ｂの検出信号が媒体検知面Ｓｄと反対側から取り出される。
【００１４】
このような構成で、磁気インク検出時には磁気センサ１００が印刷媒体１０１に対して相対移動方向Ｙに相対的に移動され、その移動に伴って上述のように着磁体１１２により印刷媒体１０１が着磁され、その着磁された部分の磁気インクの量に応じて発生する磁界を磁気検出素子１１４の磁気検出部１１４ａ，１１４ｂによって差動検出する。このとき、磁気インクの残留磁気による磁界Ｈ１，Ｈ２がバイアス磁界Ｈｂに重畳するので、磁気検出部１１４ａは（Ｈｂ−Ｈ１）の磁界を受け、磁気検出部１１４ｂは（Ｈｂ＋Ｈ２）の磁界を受ける。
【００１５】
したがって、バイアス磁界Ｈｂのみで外部磁界が存在しない状態のインピーダンスを基準にしたとき、磁気検出部１１４ａのインピーダンスは（−Ｈ１）に比例した量の変化（ここでは減少）をし、磁気検出部１１４ｂのインピーダンスは（＋Ｈ２）に比例した量の変化（ここでは増加）をする。このため、磁気検出部１１４ａ，１１４ｂの直列接続の一端（例えば磁気検出部１１４ａ側）を接地し、他端に所定の電圧を印加すると、その直列接続の中点の電圧は、外部磁界が存在しない場合の基準電圧に対し、外部磁界（Ｈ１＋Ｈ２）に比例した電圧分の変化をする。
【００１６】
この原理を用い、実際には例えば上記の直列接続に加える電圧を高周波電圧とし、直列接続の中点の電圧の検波出力Ｖｓの波形中のベースラインを示す比較電圧Ｖｒｅｆが外部磁界の存在しない場合の基準電圧に相当するので、ピークホールド回路やミニマムホールド回路を介して検波出力Ｖｓから比較電圧Ｖｒｅｆを取り出し、更に直流差動増幅回路を介して比較電圧Ｖｒｅｆと検波出力Ｖｓとの差電圧を取り出すことにより、上記外部磁界（Ｈ１＋Ｈ２）に比例した電圧分、つまり印刷媒体１０１に印刷された磁気インクの量に応じた磁界を検出することができる。
【００１７】
なお、上述の磁気センサ１００の構成では、外乱磁界はバイアス磁界Ｈｂの変化の形で磁気検出部１１４ａ，１１４ｂにともに影響するが、磁気検出部１１４ａ，１１４ｂの直列接続の中点から取り出される外部磁界（Ｈ１＋Ｈ２）に比例した電圧分はほとんど変わらず、微小な外乱磁界の影響はキャンセルされる。
【００１８】
上述の外部磁界（Ｈ１＋Ｈ２）の検出方法は、原理的に磁気検出部１１４ａと１１４ｂの両端電圧の差を求める、いわゆる差動検出の方法である。このような差動検出を行う方法としては、例えば磁気検出部１１４ａ，１１４ｂの直列接続の中点を接地し、その直列接続の両端からそれぞれの磁気検出部１１４ａ，１１４ｂに等しい高周波電流を流し込み、このとき磁気検出部１１４ａ，１１４ｂに発生する電圧をそれぞれ検波した上、その検波電圧同士を直流差動増幅する方法もある。
【００１９】
また、磁気センサとして非接触磁気センサの一類型である薄膜フラックスゲート型磁気センサを用いた紙幣の識別装置も提案されている（例えば特許文献２参照）。図２５はその構成例を示すブロック図である。この装置は、磁気センサ１２１を制御する磁気センサ制御手段１２２と、その検出信号から出力信号を生成する判定手段１２３から構成され、磁気センサ制御手段１２２は、発振手段１２２ａ、分周手段１２２ｂ、励磁駆動手段１２２ｃ、交流増幅手段１２２ｄ、同期検波手段１２２ｅ、及び増幅手段１２２ｆを備えている。
【００２０】
磁気センサ１２１は、閉磁路コアに励磁コイルと検出コイルを巻装した構成を有しており、その動作原理は、閉磁路コアに巻装された励磁コイルによって高周波励振磁界を閉磁路コアに与えておき、その励振磁界による誘起電流を閉磁路コアに巻装された検出コイルによって検出するもので、外磁場による閉磁路コア内の電磁作用の変化、つまり励振状態の変化を検出コイルにより検出するものである。そして、磁気センサ制御手段１２２と協働して磁気センサ１２１に対する外磁場の作用による影響を検出した検出信号を判定手段１２３に与える。判定手段１２３は、比較判定手段１２３ａ及び基準値信号発生手段１２３ｂを有し、磁気センサ１２１の検出信号に応じた出力信号を生成する。
【００２１】
また、磁気インクの種類を判別して紙幣の真贋を識別することも提案されている（例えば特許文献３参照）。図２６はその磁気センサの構成を示す断面図である。
この磁気センサは、２つの異なるリングヘッドを使用するもので、まず第１の差動型のリングヘッド１３１に駆動コイル１３２から正弦波を印加して交流変調磁界を発生させ、検出コイル１３３に出力される交流変調波のピークから最大磁束密度を検出し、次に磁石１３４により紙幣１０２を磁化させ、残留磁化を第２のリングヘッド１３５の検出コイル１３６から検出する。そして、第１の差動型のリングヘッド１３１の検出コイル１３３からの出力Ｂｍと第２のリングヘッド１３５の検出コイル１３６からの出力Ｂｒを割算器に入力し、Ｂｍ／Ｂｒを求める。第１の差動型のリングヘッド１３１は、これに替えてバイアス型リングヘッドでも良い。
【００２２】
上記の磁気センサでは、磁気インクの濃度が一定となっている部分については第２のリングヘッド１３５から信号が出力されないため、積分器により積分値を求めることが必要であるが、データ処理が複雑になり、また積分による誤差を含むので、直接的に正確な残留磁気を検出することができない。また、磁気インクの種類と磁気パターンを組み合わせて識別する場合でも、磁気パターンの検出に積分値を求める必要があり、同様に直接的に正確な残留磁気を検出することができない。
【００２３】
更に、磁気センサに半導体磁気抵抗素子を用いることも知られている（例えば特許文献１参照）。図２７はその識別装置の構成を示す図であり、同図は半導体磁気抵抗素子１４１の印刷媒体１０１との矢印で示す相対移動方向に対して垂直な方向から見た断面図である。
【００２４】
半導体磁気抵抗素子１４１は、通常印刷媒体１０１との相対移動方向の前後に並んだ２つの磁気検出部１４１ａ，１４１ｂを有し、これを差動動作させている。これは、磁気検出部１４１ａ，１４１ｂの素子単体では温度特性が悪く、その温度特性を補償するためである。また、半導体磁気抵抗素子１４１の背面にはバイアスマグネット１４２が設置され、そのＮＳの磁極を結ぶ方向は印刷媒体１０１の磁気インク部１０１ｂの検出面（印刷媒体１０１の表面）に対して垂直になっている。このような半導体磁気抵抗素子１４１では、進行方向の前後に２つの磁気検出部１４１ａ，１４１ｂを持っているため、検出出力は微分的な波形となる。
【００２５】
しかし、上記のような磁気インク部１０１ｂのエッジを検出する方法では、例えば印刷媒体１０１に磁気テープを貼り付けてそのエッジ情報を再現したり、磁性を持つトナーを用いた複写機で偽造（複製）した場合に、媒体が識別装置をパスしてしまう恐れがある。これは、磁気インクの微分的なパターンしか捕らえていないためであり、識別精度が不十分となっている。
【００２６】
したがって、上記のパターンの他に、磁気インクの量に応じた信号を扱うことにより、磁気インクの強度を捕らえることができ、より高度な識別を行うことができ、識別精度を上げることができる。
【００２７】
なお、半導体磁気抵抗素子も２つの磁気検出部の内片方だけを動作させると、磁気インクのパターンと量に応じた強度を捉えることができるが、温度特性の悪さが露呈し、安定したレベルを確保することが困難となる。また、外乱磁界に対して弱く、Ｓ／Ｎが悪くなる。
【００２８】
そこで、磁気インクの量に応じた磁界を正確に検出できる磁気センサを用い、同センサの磁気インクの量に応じた検出信号の検知を正確に行えるようにするため、磁気インピーダンス型薄膜磁気センサを使用して磁気インクの残留磁気を測定する方法が開示されている（例えば特許文献４参照）。また、フラックスゲート型磁気センサを使用して、磁気インクの残留磁気を測定する方法も提案されている。
【特許文献１】特開２０００−１０５８４７号公報（図４、図１０）
【特許文献２】特開平１１−７５６５号公報（図１）
【特許文献３】特開昭５９−１２０８５７号公報
【特許文献４】特開２０００−２４２８２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２９】
上記のような従来の紙葉類の識別装置では、着磁用の磁石が１Ｋガウス以上の磁力を持っているため、実際の環境では鉄粉を吸いつけて検出誤差が発生したり、付着した鉄粉等により紙葉類を傷付けることがある。更に、磁石の磁気量は温度による変動が大きく、経年変化もあり、磁気センサの検出出力の信頼性が低いという問題がある。これを補うために、強力な磁界を発生可能な磁気コアと励磁コイルを持つリングヘッドを用いた場合、リングヘッドの着磁部の溝幅（ギャップ）は３００μｍ以下で非常に狭く、磁気検出素子の感磁方向の長さを満足するほどの着磁を行うことができず、正確な磁気検出ができない。
【００３０】
また、磁気インクの種類を判別する場合には、磁気インクの濃度が一定となっている部分についてはリングヘッドから検出信号が出力されないので、積分器により積分値を求める必要があるが、この場合データ処理が複雑になるとともに、積分による誤差を含んでしまい、直接的に正確な残留磁気を検出することができないという問題がある。磁気パターンを検出する場合も同様である。
【００３１】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、耐環境性に優れ、鉄粉や砂鉄などの付着を防止でき、安定して且つ正確に紙葉類の真贋を識別できる紙葉類の識別装置及び識別方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３２】
本発明では上記課題を解決するために、磁性体を有する紙葉類の搬送路上で前記磁性体に磁界を印加して着磁する着磁手段と、前記搬送路の後段で前記着磁された磁性体の残留磁気による磁界を検出する磁気検出手段と、前記紙葉類の進入を検知する検知手段と、を備え、前記着磁手段は、前記検知手段が紙葉類の進入を検知したときに前記磁性体に印加する磁界を前記紙葉類の搬送方向と直交する方向に発生する電磁石を有することを特徴とする紙葉類の識別装置が提供される。
【００３３】
このような紙葉類の識別装置によれば、紙葉類の進入を検知して電磁石による着磁を行うので、耐環境性に優れ、鉄粉や砂鉄などの付着を防止でき、安定して且つ正確に紙葉類の真贋を識別できる。
【００３４】
また、本発明では上記課題を解決するために、磁性体を有する紙葉類の搬送路上で前記磁性体に磁界を印加して着磁するとともに着磁された前記磁性体の磁束密度を検出するバイアス型リングヘッドと、前記着磁された磁性体の残留磁界を検出する磁気検出手段と、前記バイアス型リングヘッドと前記磁気検出手段の検出信号を予め記憶された基準信号と比較し、前記検出信号が前記基準信号に対して許容範囲内にある場合に前記紙葉類が真のものと判定する比較判定手段と、を備えたことを特徴とする紙葉類の識別装置が提供される。
【００３５】
このような紙葉類の識別装置によれば、バイアス型リングヘッドにより着磁を行うため、耐環境性に優れ、鉄粉や砂鉄などの付着を防止でき、安定して且つ正確に紙葉類の真贋を識別できる。
【００３６】
また、本発明では上記課題を解決するために、磁性体を有する紙葉類の搬送路上で前記磁性体に磁界を印加して着磁する着磁手段と、前記搬送路の後段で前記着磁された磁性体の残留磁気による磁界を検出する磁気検出手段と、前記磁気検出手段からの検出信号を予め記憶された基準信号と比較し、前記検出信号が前記基準信号に対して許容範囲内にある場合に前記紙葉類が真のものと判定する比較判定手段と、を備えたことを特徴とする紙葉類の識別装置が提供される。
【００３７】
このような紙葉類の識別装置によれば、磁性体に磁界を印加して着磁するため、耐環境性に優れ、鉄粉や砂鉄などの付着を防止でき、安定して且つ正確に紙葉類の真贋を識別できる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明の紙葉類の識別装置及び識別方法は、紙葉類の進入を検知したときに紙葉類の磁性体に印加する磁界を紙葉類の搬送方向と直交する方向に発生する電磁石を備えたため、耐環境性に優れ、鉄粉や砂鉄などの付着を防止でき、安定して且つ正確に紙葉類の真贋を識別できるという利点がある。
【００３９】
また、本発明の紙葉類の識別装置及び識別方法は、紙葉類の磁性体に磁界を印加して着磁するとともに着磁された磁性体の磁束密度を検出するバイアス型リングヘッドを備えたため、耐環境性に優れ、鉄粉や砂鉄などの付着を防止でき、安定して且つ正確に紙葉類の真贋を識別できるという利点がある。
【００４０】
また、本発明の紙葉類の識別装置及び識別方法は、紙葉類の磁性体に磁界を印加して着磁する着磁手段を備えたため、耐環境性に優れ、鉄粉や砂鉄などの付着を防止でき、安定して且つ正確に紙葉類の真贋を識別できるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明の第１の実施の形態を示す構成図であり、ここでは紙葉類の磁性体を検出する磁気検出装置の構成を示している。
【００４２】
同図において、１は挿入口２から挿入される印刷媒体で、紙幣あるいは磁気インクで印刷された小切手など、磁界の印加により着磁されて残留磁界を発生する磁性体を表面あるいは内部に保持した紙葉状ないし薄板状の紙葉類であり、図示しない搬送ローラや搬送ベルトなどの搬送手段によりＹ方向に相対的に搬送される。
【００４３】
搬送された印刷媒体１の上面側には印刷媒体１の進入を検知するための進入センサ３が設けられている。この進入センサ３は、例えば反射型フォトインタラプタのような非接触で印刷媒体１を検出できる光センサからなり、印刷媒体１の相対移動方向Ｙに対して前段側に配置され、相対移動方向Ｙの後段側の上面側には磁気検出手段としての磁気センサ４が配置されている。
【００４４】
また、進入センサ３には印刷媒体１の進入を検知して磁気センサ４を付勢する媒体進入検知手段５が接続されている。６は後述する磁気センサ４内の着磁用のコイルを駆動する着磁コイル駆動手段、７は同じく磁気センサ４内の磁気検出素子を駆動する磁気検出素子駆動手段、８は磁気センサ４からの検出信号から印刷媒体１の磁気を検出する磁気検出回路である。
【００４５】
図２は磁気センサ４の構成例を示す斜視図である。同図に示す磁気センサ１０は、図２２に示すものと基本的な構成は変わらないが、ホルダ１１内に、印刷媒体１の搬送路上で磁性体である磁気インクに磁界を印加して着磁する着磁用の電磁石（着磁手段）１２と、この電磁石１２と磁気シールド部材１３により仕切られ、上記搬送路の後段で着磁された磁気インクの残留磁気による磁界を検出する上述の磁気検出素子（磁気検出手段）１４が設けられている。電磁石１２は、磁気コアである軟磁性体１５とこれに巻回された上述の着磁用のコイル（励磁コイル）１６から構成され、磁気検出素子１４には薄膜フラックスゲート型磁気検出素子が用いられているが、高周波電流が印加されると外部磁界に応じてインピーダンスが変化する磁気インピーダンス素子であっても良い。この磁気検出素子１４は、非磁性基板１７に設けられており、バイアス用のマグネットは設けられていない。１８は図１の着磁コイル駆動手段６に接続されたコイル１６のコイル端子、１９は磁気検出素子駆動手段７に接続された磁気検出素子１４の駆動端子である。
【００４６】
着磁用の電磁石１２は、断面が４角形で全体としてＥ字形をなす軟磁性体１５の３つの４角柱状の脚部のうち中央の脚部にコイル１６が巻装されている。そして、３つの４角柱状の脚部の開放側の端面である磁極面が印刷媒体１の表面に対して平行に接触もしくは近接し、相対移動方向Ｙに垂直な方向に並ぶように配置されている。
【００４７】
上記のように構成された磁気検出装置において、挿入口２から挿入された印刷媒体１が図示しない搬送手段により搬送されて進入センサ３の下側を通過すると、媒体進入検知手段５は進入センサ３の出力信号から印刷媒体１の到来を検知し、その到来を示す検知信号を着磁コイル駆動手段６及び磁気検出素子駆動手段７に伝送する。これにより、着磁コイル駆動手段６及び磁気検出素子駆動手段７は、コイル端子１８及び駆動端子１９を介してコイル１６及び磁気検出素子１４に通電し、電磁石１２及び磁気検出素子１４を付勢駆動する。
【００４８】
その後、印刷媒体１は、磁気センサ１０（磁気センサ４に相当）に到達するが、ここでまず電磁石１２により図２に示す着磁磁界Ｈｘ，−Ｈｘの方向に磁化される。更に印刷媒体１が搬送され、磁気検出素子１４に至ると、磁気検出素子１４は、印刷媒体１の残留磁気によって作られバイアス磁界Ｈｂに重畳する外部磁界Ｈ１，Ｈ２の影響を受ける。そして、磁気検出回路８は、図２２に示す磁気センサ１００と同様、磁気検出素子１４の２つの磁気検出部によって得られる信号電圧から印刷媒体１の残留磁気によって作られる外部磁界Ｈ１とＨ２の和（Ｈ１＋Ｈ２）に比例した値を差動検出する。
【００４９】
このようにして、外乱磁界をキャンセルし、印刷媒体１に印刷された磁気インクの量に応じた磁界が正確に検出される。本実施の形態では、印刷媒体１が搬送されたときのみ着磁用磁界が発生するので、鉄粉や砂鉄などが存在する環境で電磁石１２の磁極面に鉄粉などが付着したとしても、これらの影響を排除することができる。すなわち、鉄粉などが付着しても印刷媒体１が通過していないときに除去できるので、印刷媒体１を傷つけることなく、高い信頼性で安定して印刷媒体１上の磁気パターンを検出することができる。
【００５０】
したがって、耐環境性に優れ、鉄粉や砂鉄などの付着を防止でき、安定して且つ正確に紙葉類の真贋を識別できる。また、着磁用の電磁石１２が磁気検出素子１４と同一の筐体であるホルダ１１内に一体化されているので、磁気検出装置へ取り付けたときの器差の影響を受けにくい。更に、サーミスタや熱電対のような周囲の温度を測定する手段を追加して設け、電磁石１２のコイル１６の電流を温度補正して制御することで、電磁石１２による発生磁界を温度に無関係に安定化することもできる。
【００５１】
また、図２に示す電磁石１２の形状はこの例に限らず、例えば図３に示すような構成であっても良い。同図に示す電磁石１２は、Ｅ字型の軟磁性体１５の３つの脚部を連結する２箇所の部分にそれぞれ着磁用のコイル１６ａ，１６ｂが巻装された構成を有している。この構成の場合、印刷媒体１に対する着磁磁界Ｈｘ，−Ｈｘの方向の着磁量をそれぞれコイル１６ａ，１６ｂへ印加する電流により制御することが可能であり、器差によるばらつきなどを補正することができ、精密に印刷媒体１上の磁気パターンを検出することができる。
【００５２】
図４は本発明の第２の実施の形態を示す斜視図であり、図１の磁気センサ４の他の構成例を示している。磁気検出装置全体の構成は図１と同様であるので、説明は省略する。
本実施の形態の磁気センサ２０は、ホルダ２１内に、印刷媒体１の搬送方向と同方向及び逆方向に着磁する２個のリングヘッド（着磁手段）２２ａ，２２ｂと、これと磁気シールド部材２３により仕切られて配置され、２個のリングヘッド２２ａ，２２ｂにより着磁された磁気インクの残留磁気によるそれぞれの磁界を検出する２個の磁気検出素子（磁気検出手段）２４ａ，２４ｂが設けられている。リングヘッド２２ａ，２２ｂは、それぞれ磁気コアである軟磁性体２５ａ，２５ｂとこれに巻回された着磁用のコイル（励磁コイル）２６ａ，２６ｂから構成され、磁気検出素子２４ａ，２４ｂには薄膜フラックスゲート型磁気検出素子が用いられているが、高周波電流が印加されると外部磁界に応じてインピーダンスが変化する磁気インピーダンス素子であっても良い。この磁気検出素子２４ａ，２４ｂは、非磁性基板２７ａ，２７ｂに設けられており、バイアス用のマグネットは設けられていない。２８は図１の着磁コイル駆動手段６に接続されたコイル２６ａ，２６ｂのコイル端子、２９は磁気検出素子駆動手段７に接続された磁気検出素子２４ａ，２４ｂの駆動端子である。
【００５３】
着磁用のリングヘッド２２ａ，２２ｂは、それぞれリング形状をなす軟磁性体２５ａ，２５ｂにコイル２６ａ，２６ｂが巻装された構成となっている。そして、それぞれの開放側の溝部の磁極面が印刷媒体１の相対移動方向Ｙの表面に対して媒体検知面Ｓｄ内で垂直に接触もしくは近接し、相対移動方向Ｙに垂直な方向に並ぶように配置されている。
【００５４】
図５は磁気センサ２０による着磁及び磁気検出の動作を示す図である。１ａ，１ｂは印刷媒体１の着磁部を示している。リングヘッド２２ａ，２２ｂは印刷媒体１の搬送方向と平行な方向に着磁を行い、一方の着磁方向は印刷媒体１の搬送方向と同方向で、他方の着磁方向は逆方向である。磁気検出素子２４ａ，２４ｂも印刷媒体１の搬送方向と平行な方向の磁界を検出し、一方の感磁方向は印刷媒体１の搬送方向と同方向で、他方の感磁方向は逆方向である。図６はリングヘッド２２ａ，２２ｂの構成例を示す図であり、リングヘッド２２に巻装したコイル２６による磁界の方向を示している。
【００５５】
上記のように構成された磁気検出装置において、図１の挿入口２から挿入された印刷媒体１が図示しない搬送手段により搬送されて進入センサ３の下側を通過すると、上述の第１の実施の形態と同様、媒体進入検知手段５は進入センサ３の出力信号から印刷媒体１の到来を検知し、その到来を示す検知信号を着磁コイル駆動手段６及び磁気検出素子駆動手段７に伝送する。これにより、着磁コイル駆動手段６及び磁気検出素子駆動手段７は、コイル端子２８及び駆動端子２９を介してコイル２６ａ，２６ｂ及び磁気検出素子２４ａ，２４ｂに通電し、リングヘッド２２ａ，２２ｂ及び磁気検出素子２４ａ，２４ｂを付勢駆動する。
【００５６】
その後、印刷媒体１は、磁気センサ２０（図１の磁気センサ４に相当）に到達するが、ここでまず着磁用のリングヘッド２２ａ，２２ｂにより図４及び図５に示す着磁磁界Ｈｘ，−Ｈｘの方向に磁化される。このとき着磁用のリングヘッド２２は、図６に示すように、非常に狭い溝部（一般に３００μｍ以下）の近傍において印刷媒体１に対して磁化を行う。
【００５７】
更に印刷媒体１が搬送され、磁気検出素子２４ａ，２４ｂに至ると、磁気検出素子２４ａ，２４ｂは、印刷媒体１の残留磁気によって作られバイアス磁界Ｈｂに重畳する外部磁界Ｈ１，Ｈ２の影響を受ける。そして、磁気検出回路８は、図２２に示す磁気センサ１００と同様、磁気検出素子２４ａ，２４ｂの２つの磁気検出部によって得られる信号電圧から印刷媒体１の残留磁気によって作られる外部磁界Ｈ１とＨ２の和（Ｈ１＋Ｈ２）に比例した値を差動検出する。
【００５８】
このようにして、外乱磁界をキャンセルし、印刷媒体１に印刷された磁気インクの量に応じた磁界が正確に検出される。本実施の形態では、印刷媒体１が搬送されたときのみ着磁用磁界が発生するので、鉄粉や砂鉄などが存在する環境で電磁石１２の磁極面に鉄粉などが付着したとしても、これらの影響を排除することができる。すなわち、鉄粉などが付着しても印刷媒体１が通過していないときに除去できるので、印刷媒体１を傷つけることなく、高い信頼性で安定して印刷媒体１上の磁気パターンを検出することができる。
【００５９】
したがって、耐環境性に優れ、鉄粉や砂鉄などの付着を防止でき、安定して且つ正確に紙葉類の真贋を識別できる。また、着磁用のリングヘッド２２ａ，２２ｂが磁気検出素子２４ａ，２４ｂと同一の筐体であるホルダ２１内に一体化されているので、磁気検出装置へ取り付けたときの器差の影響を受けにくい。
【００６０】
図７は本発明の第３の実施の形態を示す図であり、図５と同様、磁気センサ（図１の磁気センサ４に相当）３０による着磁及び磁気検出の動作を示している。本実施の形態では、着磁用の２個のリングヘッド３２ａ，３２ｂを紙葉類である紙幣９の相対移動方向Ｙと平行な方向に対して傾けて配置している。また、２個の磁気検出素子３４ａ，３４ｂの感磁方向も紙幣９の相対移動方向Ｙに対して傾いている。すなわち、リングヘッド３２ａ，３２ｂは着磁方向が紙幣９の搬送方向に対して一定の角度を持ち、互いに１８０度逆方向で平行に着磁し、且つ着磁部９ａ，９ｂの紙幣９の搬送方向に対する直角方向成分が磁気検出素子３４ａ，３４ｂの検出幅より広くなっている。また、磁気検出素子３４ａ，３４ｂも感磁方向が互いに１８０度逆方向で平行となるように配置されている。
【００６１】
図７の例では、２個のリングヘッド３２ａ，３２ｂの着磁用磁界を発生する溝部をそれぞれ平行になるように配置し、また相対移動方向Ｙに対しては傾けて配置する。このとき、リングヘッド３２ａ，３２ｂの溝部の相対移動方向Ｙに対する紙幣面上の垂直成分が紙幣９の着磁部９ａ，９ｂの幅となる。そして、この着磁部９ａ，９ｂの幅が磁気検出素子３４ａ，３４ｂの相対移動方向Ｙに対する紙幣面上の垂直方向の幅より大きくなるように配置する。
【００６２】
このように構成された磁気検出装置において、紙幣９はまずリングヘッド３２ａ，３２ｂにより図７に示す着磁磁界Ｈｘｙ，−Ｈｘｙの方向に磁化される。更に紙幣９が搬送され、磁気検出素子３４ａ，３４ｂに至ると、磁気検出素子３４ａ，３４ｂは、紙幣９の残留磁気によって作られバイアス磁界Ｈｂの相対移動方向成分に重畳する外部磁界Ｈ１，Ｈ２の影響を受ける。
【００６３】
そして、磁気検出回路８は、図２２に示す磁気センサ１００と同様、磁気検出素子３４ａ，３４ｂの２つの磁気検出部によって得られる信号電圧から紙幣９の残留磁気によって作られる外部磁界Ｈ１とＨ２の和（Ｈ１＋Ｈ２）に比例した値を差動検出する。このようにして、外乱磁界をキャンセルし、紙幣９に印刷された磁気インクの量に応じた磁界が正確に検出される。
【００６４】
図８は本発明の第４の実施の形態を示す図であり、ここでは磁気センサ（図１の磁気センサ４に相当）４０の構成を示している。（Ａ）は側面断面図、（Ｂ）は下面図である。
この磁気センサ４０は、図９に示す紙幣９の搬送路上で、紙幣９に印刷された磁気インクに磁界を印加して着磁するとともに着磁された磁気インクの磁束密度を検出するバイアス型のリングヘッド４１と、着磁された磁気インクの残留磁界を検出する磁気検出手段としての磁気インピーダンス素子４２を備えている。リングヘッド４１は磁界を発生させるためのバイアス駆動コイル４３と検出コイル４４を有し、磁気インピーダンス素子４２の上方にはバイアス磁界をかけるためのバイアス用コイルが設けられ、磁気インピーダンス素子４２とともに外部磁界の変化からシールドするための磁気シールド部材４６で包囲されている。そして、バイアス型のリングヘッド４１と磁気インピーダンス素子４２の検出信号を予め記憶された基準信号と比較し、その検出信号が基準信号に対して許容範囲内にある場合に紙幣９が真のものと判定する。
【００６５】
図９は本実施の形態における着磁及び磁気検出の動作を示す図であり、（Ａ）は側面断面図、（Ｂ）は下面図である。リングヘッド４１による着磁方向は、リングヘッド４１の隙間方向に対して同方向になり、図に示すような方向となる。これに対し、磁気インピーダンス素子４２の感磁方向は、着磁方向と平行にならないようにしている。
【００６６】
紙幣９の磁気インクの材質及び磁気パターンの検出の際、磁気センサ４０または紙幣９を図９の矢印方向に相対移動させ、それに伴ってリングヘッド４１により紙幣９を帯状に着磁し、そのときの最大磁束密度を検出コイル４４で検出し、またその着磁部９ａの磁気インクによる磁界を磁気インピーダンス素子４２で検出する。このとき、リングヘッド４１により着磁された着磁部９ａの幅が磁気インピーダンス素子４２の感磁方向の長さよりも広くなるようにリングヘッド４１と磁気インピーダンス素子４２の大きさが決められている。
【００６７】
紙幣９に印刷されている磁気インクは、元々決まった磁気量を持っているわけではなく、このため、磁気インクの検出に応じた方向に磁界を印加し、磁化を行うようにしている。また、一旦磁化された磁気インクも紙幣９の流通過程で強磁界にさらされるなどして磁化が消失することもあるので、安定動作のためには磁気インクの検出直前に着磁を行うことが必要である。
【００６８】
図１０は上記の磁気センサ４０を用いた識別装置の構成例を示すブロック図である。紙幣９が挿入されたことを挿入検知センサ５１が検知すると、その検知信号により制御回路５２は、駆動回路５３及び信号処理部５７に動作開始の指令を与える。この指令に従い、駆動回路５３はリングヘッド５４に直流電流を流して着磁動作を開始させ、またバイアスコイル５６に電流を流してバイアス磁界を発生させ、更に磁気センサ（図８の磁気センサ４０に相当）５５を駆動する。そして、リングヘッド５４の出力信号及び磁気センサ５５の出力信号は信号処理部５７に入力されて信号変換され、比較判定手段５８に送られる。比較判定手段５８では、入力された信号と予め取得、記憶しておいた真券の出力信号を比較し、真偽判定を行う。この判定結果は、判定値として出力される。その際、磁気インクの種類判別はＢｍ／Ｂｒの式から判別でき、磁気パターンは磁気センサ５５の出力Ｂｒからも読むことができる。
【００６９】
図１１の（Ａ）、（Ｂ）に種類の異なる磁気インクの磁化曲線例を示す。また、図１２の（Ａ）、（Ｂ）にその磁気インクの検出結果（センサの信号波形）を示す。
磁気インクの種類が異なるＡ部とＢ部の出力がそれぞれリングヘッド４１及び磁気センサ４０の出力の違いとして検出される。つまり、紙幣９に印刷された磁気インクの量及び種類に応じた最大磁束密度及び残留磁気パターンを正確に検出でき、その結果から磁気インクの種類と磁気量を検出することができる。
【００７０】
図１３は磁気インクの磁化特性例と飽和後の残留磁化を示す図である。初期状態においては、残留磁化はＢｒから−Ｂｒの間の何処かの値を示す。そこで、磁気インクの量に従った残留磁化の出力を得るために、飽和磁化までの磁化を行う。一般には１ｋＯｅ程度の磁化を与えることにより飽和させることができる。このように、磁気インクを飽和状態まで磁化することにより、磁気インクの量に従った残留磁化を得ることができる。
【００７１】
図１４は本発明の第５の実施の形態を示す図であり、磁気センサ（図８の磁気センサ４０に相当）６０の構成を示している。（Ａ）は側面断面図、（Ｂ）は下面図である。本実施の形態では、磁気検出手段として薄膜フラックスゲート型磁気検出素子６２を用いている。他の構成は図８に示すものと同様であるが、バイアス用コイルは設けていない。すなわち、リングヘッド６１は、バイアス駆動コイル６３及び検出コイル６４を有し、薄膜フラックスゲート型磁気検出素子６２は磁気シールド部材６５に包囲されている。そして、リングヘッド６１による着磁方向は、リングヘッド６１の隙間方向に対して同方向になり、図に示すような方向となる。これに対し、薄膜フラックスゲート型磁気検出素子６２の感磁方向は、着磁方向と平行にならないようにしている。
【００７２】
紙幣９の磁気インクの材質及び磁気パターンの検出の際、磁気センサ６０または紙幣９を図１５の矢印方向に相対移動させ、それに伴ってリングヘッド６１により紙幣９を帯状に着磁し、そのときの最大磁束密度を検出コイル６４で検出し、またその着磁部９ａの磁気インクによる磁界を薄膜フラックスゲート型磁気検出素子６２で検出する。このとき、リングヘッド６１により着磁された着磁部９ａの幅が薄膜フラックスゲート型磁気検出素子６２の感磁方向の長さよりも広くなるようにリングヘッド６１と薄膜フラックスゲート型磁気検出素子６２の大きさが決められている。
【００７３】
紙幣９に印刷されている磁気インクは、元々決まった磁気量を持っているわけではなく、このため、磁気インクの検出に応じた方向に磁界を印加し、磁化を行うようにしている。また、一旦磁化された磁気インクも紙幣９の流通過程で強磁界にさらされるなどして磁化が消失することもあるので、安定動作のためには磁気インクの検出直前に着磁を行うことが必要である。
【００７４】
図１６は上記の磁気センサ６０を用いた識別装置の構成例を示すブロック図である。紙幣９が挿入されたことを挿入検知センサ７１が検知すると、その検知信号により制御回路７２は、駆動回路７３及び信号処理部７６に動作開始の指令を与える。この指令に従い、駆動回路７３はリングヘッド７４に直流電流を流して着磁動作を開始させ、また磁気センサ（図１４の磁気センサ６０に相当）７５を駆動する。そして、リングヘッド７４の出力信号及び磁気センサ７５の出力信号は信号処理部７６に入力されて信号変換され、比較判定手段７７に送られる。比較判定手段７７では、入力された信号と予め取得、記憶しておいた真券の出力信号を比較し、真偽判定を行う。この判定結果は、判定値として出力される。その際、磁気インクの種類判別はＢｍ／Ｂｒの式から判別でき、磁気パターンは磁気センサ７５の出力Ｂｒからも読むことができる。
【００７５】
本実施の形態における出力結果は上述の第４の実施の形態と同様であり、図１１の（Ａ）、（Ｂ）に示す磁化曲線を持った種類の異なる磁気インクの出力結果は図１２の（Ａ）、（Ｂ）に示すようになる。すなわち、磁気インクの種類が異なるＡ部とＢ部の出力がそれぞれリングヘッド６１及び磁気センサ６０の出力の違いとして検出される。つまり、紙幣９に印刷された磁気インクの量及び種類に応じた最大磁束密度及び残留磁気パターンを正確に検出でき、その結果から磁気インクの種類と磁気量を検出することができる。
【００７６】
次に、本発明の第６の実施の形態について説明する。本実施の形態の磁気センサの構成とその着磁及び磁気検出の動作は、図８及び図９に示す第４の実施の形態と同様であるので、説明は省略するが、リングヘッド４１の着磁方向と磁気インピーダンス素子４２の感磁方向の角度は０度以上９０度未満である。また、リングヘッド４１の幅方向の紙幣９の搬送方向に対する紙幣面内での直角方向の寸法が、磁気インピーダンス素子４２の感磁方向の紙幣９の搬送方向に対する紙幣面内での直角方向の寸法より大きい。
【００７７】
図１７は本実施の形態の磁気センサを用いた識別装置の構成例を示すブロック図である。第４の実施の形態と同様、紙幣９が挿入されたことを挿入検知センサ８１が検知すると、その検知信号により制御回路８２は、駆動回路８３及び信号処理部８７に動作開始の指令を与える。この指令に従い、駆動回路８３はリングヘッド８４に直流電流を流して着磁動作を開始させ、またバイアスコイル８５に電流を流してバイアス磁界を発生させ、更に磁気センサ（図８の磁気センサ４０に相当）８６を駆動する。そして、リングヘッド８４の出力信号及び磁気センサ８６の出力信号は信号処理部８７に入力されて信号変換され、比較判定手段８８に送られる。比較判定手段８８では、入力された信号と予め取得、記憶しておいた真券の出力信号を比較し、真偽判定を行う。この判定結果は、判定値として出力される。
【００７８】
図１８は本実施の形態における磁気インクの検出結果を示す図である。磁気インクの濃度の異なるＡ部とＢ部の出力がそれぞれ磁気センサ８６の出力の違いとして検出される。つまり、紙幣９に印刷された磁気インクの量に応じた磁界を正確に検出することができる。
【００７９】
次に、本発明の第７の実施の形態について説明する。本実施の形態の磁気センサの構成とその着磁及び磁気検出の動作は、図１４及び図１５に示す第５の実施の形態と同様であるので、説明は省略するが、リングヘッド６１の出力を１ｋＯｅ以上にして着磁を行い、磁気インクを飽和させる。また、リングヘッド６１の出力を磁気インクの保磁力以上にして着磁を行う。
【００８０】
図１９は本実施の形態の磁気センサを用いた識別装置の構成例を示すブロック図である。第５の実施の形態と同様、紙幣９が挿入されたことを挿入検知センサ９１が検知すると、その検知信号により制御回路９２は、駆動回路９３及び信号処理部９６に動作開始の指令を与える。この指令に従い、駆動回路９３はリングヘッド９４に直流電流を流して着磁動作を開始させ、また磁気センサ（磁気センサ６０に相当）９５を駆動する。そして、リングヘッド９４の出力信号及び磁気センサ９５の出力信号は信号処理部９６に入力されて信号変換され、比較判定手段９７に送られる。比較判定手段９７では、入力された信号と予め取得、記憶しておいた真券の出力信号を比較し、真偽判定を行う。この判定結果は、判定値として出力される。
【００８１】
図２０は磁気インクの磁化特性例を示す図である。初期状態においては、残留磁化はＢｒから−Ｂｒの間の何処かの値を示す。そこで、磁気インクの量に従った残留磁化の出力を得るために、飽和磁化までの磁化を行う。一般には１ｋＯｅ程度の磁化を与えることにより飽和させることができる。このように、磁気インクを飽和状態まで磁化することにより、磁気インクの量に従った残留磁化を得ることができる。
【００８２】
図２１は磁気インクの磁化特性例と着磁後の残留磁化を示す図である。磁気インクの保磁力以上の磁化を与えることで、初期状態で磁化が消失していても、残留磁化を得ることができる。この場合、初期状態の違いによる影響で磁気インクの量に従った出力を得ることはできないが、磁気インクの有無は検出することができる。
【００８３】
以上、各実施の形態について説明したが、本発明では次のような識別工程を有しており、耐環境性に優れ、鉄粉や砂鉄などのセンサへの付着を防止でき、傷が付くのを防止でき、安定して且つ正確に紙葉類の真贋を識別することができる。
【００８４】
（１）磁性体を有する紙葉類の搬送路上で前記磁性体に電磁石により磁界を印加して着磁する着磁工程と、前記搬送路の後段で前記着磁された磁性体の残留磁気による磁界を検出する磁気検出工程と、前記紙葉類の進入を検知する検知工程とを有し、前記着磁工程では、前記検知工程で紙葉類の進入を検知したときに前記磁性体に印加する磁界を前記紙葉類の搬送方向と直交する方向に発生させる。
【００８５】
（２）磁性体を有する紙葉類の搬送路上で前記磁性体にバイアス型リングヘッドにより磁界を印加する印加工程と、前記着磁された磁性体の磁束密度を検出する検出工程と、前記磁性体の残留磁界を検出する検出工程と、前記各検出工程での検出信号を予め記憶された基準信号と比較し、前記検出信号が前記基準信号に対して許容範囲内にある場合に前記紙葉類が真のものと判定する比較判定工程とを有する。
【００８６】
（３）磁性体を有する紙葉類の搬送路上で前記磁性体に磁界を印加して着磁する着磁工程と、前記搬送路の後段で前記着磁された磁性体の残留磁気による磁界を検出する磁気検出工程と、前記磁気検出工程での検出信号を予め記憶された基準信号と比較し、前記検出信号が前記基準信号に対して許容範囲内にある場合に前記紙葉類が真のものと判定する比較判定工程とを有する。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す構成図である。
【図２】第１の実施の形態の磁気センサの構成例を示す斜視図である。
【図３】図２の電磁石の他の形状を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態を示す斜視図である。
【図５】第２の実施の形態における着磁及び磁気検出の動作を示す図である。
【図６】第２の実施の形態のリングヘッドの構成例を示す図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態を示す図である。
【図８】本発明の第４の実施の形態を示す図である。
【図９】第４の実施の形態における着磁及び磁気検出の動作を示す図である。
【図１０】第４の実施の形態の磁気センサを用いた識別装置の構成例を示すブロック図である。
【図１１】種類の異なる磁気インクの磁化曲線例を示す図である。
【図１２】種類の異なる磁気インクの検出結果を示す図である。
【図１３】磁気インクの磁化特性例と飽和後の残留磁化を示す図である。
【図１４】本発明の第５の実施の形態を示す図である。
【図１５】第５の実施の形態における着磁及び磁気検出の動作を示す図である。
【図１６】第５の実施の形態の磁気センサを用いた識別装置の構成例を示すブロック図である。
【図１７】本発明の第６の実施の形態の磁気センサを用いた識別装置の構成例を示すブロック図である。
【図１８】第６の実施の形態における磁気インクの検出結果を示す図である。
【図１９】本発明の第７の実施の形態の磁気センサを用いた識別装置の構成例を示すブロック図である。
【図２０】磁気インクの磁化特性例を示す図である。
【図２１】磁気インクの磁化特性例と着磁後の残留磁化を示す図である。
【図２２】従来の磁気センサの構成を示す斜視図である。
【図２３】図２２の着磁体と磁気検出素子との配置関係を示す図である。
【図２４】図２２及び図２３の着磁体による着磁磁界を示す図である。
【図２５】従来の紙幣の識別装置の構成例を示すブロック図である。
【図２６】従来の磁気センサの構成を示す断面図である。
【図２７】従来の半導体磁気抵抗素子を用いた識別装置の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００８８】
１ 印刷媒体
１ａ，１ｂ，９ａ，９ｂ 着磁部
２ 挿入口
３ 進入センサ
４，１０，２０，３０，４０，５５，６０，７５，８６，９５ 磁気センサ
５ 媒体進入検知手段
６ 着磁コイル駆動手段
７ 磁気検出素子駆動手段
８ 磁気検出回路
９ 紙幣
１１，２１ ホルダ
１２ 電磁石
１３，２３，４６，６５ 磁気シールド部材
１４，２４ａ，２４ｂ，３４ａ，３４ｂ 磁気検出素子
１５，２５ａ，２５ｂ 軟磁性体
１６，１６ａ，１６ｂ，２６，２６ａ，２６ｂ コイル
１７，２７ａ，２７ｂ 非磁性基板
１８，２８ コイル端子
１９，２９ 駆動端子
２２，２２ａ，２２ｂ，３２ａ，３２ｂ，４１，５４，６１，７４，８４，９４ リングヘッド
４２ 磁気インピーダンス素子
４３，６３ バイアス駆動コイル
４４，６４ 検出コイル
５１，７１，８１，９１ 挿入検知センサ
５２，７２，８２，９２ 制御回路
５３，７３，８３，９３ 駆動回路
５６，８５ バイアスコイル
５７，７６，８７，９６ 信号処理部
５８，７７，８８，９７ 比較判定手段
６２ 薄膜フラックスゲート型磁気検出素子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性体を有する紙葉類の搬送路上で前記磁性体に磁界を印加して着磁する着磁手段と、
前記搬送路の後段で前記着磁された磁性体の残留磁気による磁界を検出する磁気検出手段と、
前記紙葉類の進入を検知する検知手段と、を備え、
前記着磁手段は、前記検知手段が紙葉類の進入を検知したときに前記磁性体に印加する磁界を前記紙葉類の搬送方向と直交する方向に発生する電磁石を有することを特徴とする紙葉類の識別装置。
【請求項２】
前記磁気検出手段は、前記紙葉類の搬送方向と平行な方向の磁界を検出することを特徴とする請求項１記載の紙葉類の識別装置。
【請求項３】
前記着磁手段の電磁石は、前記磁界を発生する磁気コアと前記磁気コアを励磁する励磁コイルを有していることを特徴とする請求項１記載の紙葉類の識別装置。
【請求項４】
前記着磁手段は、前記磁界を発生する磁気コアと前記磁気コアを励磁する励磁コイルを有したリングヘッドからなることを特徴とする請求項１記載の紙葉類の識別装置。
【請求項５】
前記磁気検出手段は、薄膜フラックスゲート型磁気検出素子を用いたことを特徴とする請求項１記載の紙葉類の識別装置。
【請求項６】
前記磁気検出手段は、高周波電流が印加されると外部磁界に応じてインピーダンスが変化する磁気インピーダンス素子を用いたことを特徴とする請求項１記載の紙葉類の識別装置。
【請求項７】
前記磁気検出手段は、前記検知手段による前記紙葉類の進入の検知により付勢されて動作することを特徴とする請求項１記載の紙葉類の識別装置。
【請求項８】
前記着磁手段は、前記紙葉類の搬送方向と同方向及び逆方向に着磁する２個のリングヘッドからなり、
前記磁気検出手段は、前記２個のリングヘッドにより着磁された磁性体の残留磁気によるそれぞれの磁界を検出する２個の磁気検出素子からなり、
前記紙葉類に対する相対的な移動に伴って前記２個のリングヘッドにより着磁を行い、着磁した部分の磁界を前記２個の磁気検出素子によって差動検出することを特徴とする請求項１記載の紙葉類の識別装置。
【請求項９】
前記着磁手段は、着磁方向が前記紙葉類の搬送方向に対して一定の角度を持ち、互いに逆方向に着磁し、且つ着磁部の前記紙葉類の搬送方向に対する直角方向成分が前記磁気検出手段の検出幅より広い２個のリングヘッドからなり、
前記磁気検出手段は、前記２個のリングヘッドにより着磁された磁性体の残留磁気によるそれぞれの磁界を検出する２個の磁気検出素子からなり、
前記紙葉類に対する相対的な移動に伴って前記２個のリングヘッドにより着磁を行い、着磁した部分の磁界を前記２個の磁気検出素子によって差動検出することを特徴とする請求項１記載の紙葉類の識別装置。
【請求項１０】
前記着磁手段と前記磁気検出手段は、同一の筐体内に一体化されていることを特徴とする請求項１記載の紙葉類の識別装置。
【請求項１１】
磁性体を有する紙葉類の搬送路上で前記磁性体に磁界を印加して着磁するとともに着磁された前記磁性体の磁束密度を検出するバイアス型リングヘッドと、
前記着磁された磁性体の残留磁界を検出する磁気検出手段と、
前記バイアス型リングヘッドと前記磁気検出手段の検出信号を予め記憶された基準信号と比較し、前記検出信号が前記基準信号に対して許容範囲内にある場合に前記紙葉類が真のものと判定する比較判定手段と、
を備えたことを特徴とする紙葉類の識別装置。
【請求項１２】
磁性体を有する紙葉類の搬送路上で前記磁性体に磁界を印加して着磁する着磁手段と、
前記搬送路の後段で前記着磁された磁性体の残留磁気による磁界を検出する磁気検出手段と、
前記磁気検出手段からの検出信号を予め記憶された基準信号と比較し、前記検出信号が前記基準信号に対して許容範囲内にある場合に前記紙葉類が真のものと判定する比較判定手段と、
を備えたことを特徴とする紙葉類の識別装置。
【請求項１３】
前記着磁手段は、前記磁界を発生する磁気コアと前記磁気コアを励磁する励磁コイルを有したリングヘッドからなり、
前記磁気検出手段は、高周波電流が印加されると外部磁界に応じてインピーダンスが変化する磁気インピーダンス素子からなることを特徴とする請求項１２記載の紙葉類の識別装置。
【請求項１４】
前記リングヘッドの着磁方向と前記磁気インピーダンス素子の感磁方向の角度が０度以上９０度未満であることを特徴とする請求項１３記載の紙葉類の識別装置。
【請求項１５】
前記リングヘッドの幅方向の前記紙葉類の搬送方向に対する紙葉類面内での直角方向の寸法が、前記磁気インピーダンス素子の感磁方向の前記紙葉類の搬送方向に対する紙葉類面内での直角方向の寸法より大きいことを特徴とする請求項１３記載の紙葉類の識別装置。
【請求項１６】
前記リングヘッドの出力を１ｋＯｅ以上にして着磁を行い、前記磁性体を飽和させることを特徴とする請求項１３記載の紙葉類の識別装置。
【請求項１７】
前記リングヘッドの出力を前記磁性体の保磁力以上にして着磁を行うことを特徴とする請求項１３記載の紙葉類の識別装置。
【請求項１８】
磁性体を有する紙葉類の搬送路上で前記磁性体に電磁石により磁界を印加して着磁する着磁工程と、
前記搬送路の後段で前記着磁された磁性体の残留磁気による磁界を検出する磁気検出工程と、
前記紙葉類の進入を検知する検知工程と、を有し、
前記着磁工程では、前記検知工程で前記紙葉類の進入を検知したときに前記磁性体に印加する磁界を前記紙葉類の搬送方向と直交する方向に発生させることを特徴とする紙葉類の識別方法。
【請求項１９】
磁性体を有する紙葉類の搬送路上で前記磁性体にバイアス型リングヘッドにより磁界を印加する印加工程と、
前記着磁された磁性体の磁束密度を検出する検出工程と、
前記磁性体の残留磁界を検出する検出工程と、
前記各検出工程での検出信号を予め記憶された基準信号と比較し、前記検出信号が前記基準信号に対して許容範囲内にある場合に前記紙葉類が真のものと判定する比較判定工程と、
を有することを特徴とする紙葉類の識別方法。
【請求項２０】
磁性体を有する紙葉類の搬送路上で前記磁性体に磁界を印加して着磁する着磁工程と、
前記搬送路の後段で前記着磁された磁性体の残留磁気による磁界を検出する磁気検出工程と、
前記磁気検出工程での検出信号を予め記憶された基準信号と比較し、前記検出信号が前記基準信号に対して許容範囲内にある場合に前記紙葉類が真のものと判定する比較判定工程と、
を有することを特徴とする紙葉類の識別方法。
【請求項１】
磁性体を有する紙葉類の搬送路上で前記磁性体に磁界を印加して着磁する着磁手段と、
前記搬送路の後段で前記着磁された磁性体の残留磁気による磁界を検出する磁気検出手段と、
前記紙葉類の進入を検知する検知手段と、を備え、
前記着磁手段は、前記検知手段が紙葉類の進入を検知したときに前記磁性体に印加する磁界を前記紙葉類の搬送方向と直交する方向に発生する電磁石を有することを特徴とする紙葉類の識別装置。
【請求項２】
前記磁気検出手段は、前記紙葉類の搬送方向と平行な方向の磁界を検出することを特徴とする請求項１記載の紙葉類の識別装置。
【請求項３】
前記着磁手段の電磁石は、前記磁界を発生する磁気コアと前記磁気コアを励磁する励磁コイルを有していることを特徴とする請求項１記載の紙葉類の識別装置。
【請求項４】
前記着磁手段は、前記磁界を発生する磁気コアと前記磁気コアを励磁する励磁コイルを有したリングヘッドからなることを特徴とする請求項１記載の紙葉類の識別装置。
【請求項５】
前記磁気検出手段は、薄膜フラックスゲート型磁気検出素子を用いたことを特徴とする請求項１記載の紙葉類の識別装置。
【請求項６】
前記磁気検出手段は、高周波電流が印加されると外部磁界に応じてインピーダンスが変化する磁気インピーダンス素子を用いたことを特徴とする請求項１記載の紙葉類の識別装置。
【請求項７】
前記磁気検出手段は、前記検知手段による前記紙葉類の進入の検知により付勢されて動作することを特徴とする請求項１記載の紙葉類の識別装置。
【請求項８】
前記着磁手段は、前記紙葉類の搬送方向と同方向及び逆方向に着磁する２個のリングヘッドからなり、
前記磁気検出手段は、前記２個のリングヘッドにより着磁された磁性体の残留磁気によるそれぞれの磁界を検出する２個の磁気検出素子からなり、
前記紙葉類に対する相対的な移動に伴って前記２個のリングヘッドにより着磁を行い、着磁した部分の磁界を前記２個の磁気検出素子によって差動検出することを特徴とする請求項１記載の紙葉類の識別装置。
【請求項９】
前記着磁手段は、着磁方向が前記紙葉類の搬送方向に対して一定の角度を持ち、互いに逆方向に着磁し、且つ着磁部の前記紙葉類の搬送方向に対する直角方向成分が前記磁気検出手段の検出幅より広い２個のリングヘッドからなり、
前記磁気検出手段は、前記２個のリングヘッドにより着磁された磁性体の残留磁気によるそれぞれの磁界を検出する２個の磁気検出素子からなり、
前記紙葉類に対する相対的な移動に伴って前記２個のリングヘッドにより着磁を行い、着磁した部分の磁界を前記２個の磁気検出素子によって差動検出することを特徴とする請求項１記載の紙葉類の識別装置。
【請求項１０】
前記着磁手段と前記磁気検出手段は、同一の筐体内に一体化されていることを特徴とする請求項１記載の紙葉類の識別装置。
【請求項１１】
磁性体を有する紙葉類の搬送路上で前記磁性体に磁界を印加して着磁するとともに着磁された前記磁性体の磁束密度を検出するバイアス型リングヘッドと、
前記着磁された磁性体の残留磁界を検出する磁気検出手段と、
前記バイアス型リングヘッドと前記磁気検出手段の検出信号を予め記憶された基準信号と比較し、前記検出信号が前記基準信号に対して許容範囲内にある場合に前記紙葉類が真のものと判定する比較判定手段と、
を備えたことを特徴とする紙葉類の識別装置。
【請求項１２】
磁性体を有する紙葉類の搬送路上で前記磁性体に磁界を印加して着磁する着磁手段と、
前記搬送路の後段で前記着磁された磁性体の残留磁気による磁界を検出する磁気検出手段と、
前記磁気検出手段からの検出信号を予め記憶された基準信号と比較し、前記検出信号が前記基準信号に対して許容範囲内にある場合に前記紙葉類が真のものと判定する比較判定手段と、
を備えたことを特徴とする紙葉類の識別装置。
【請求項１３】
前記着磁手段は、前記磁界を発生する磁気コアと前記磁気コアを励磁する励磁コイルを有したリングヘッドからなり、
前記磁気検出手段は、高周波電流が印加されると外部磁界に応じてインピーダンスが変化する磁気インピーダンス素子からなることを特徴とする請求項１２記載の紙葉類の識別装置。
【請求項１４】
前記リングヘッドの着磁方向と前記磁気インピーダンス素子の感磁方向の角度が０度以上９０度未満であることを特徴とする請求項１３記載の紙葉類の識別装置。
【請求項１５】
前記リングヘッドの幅方向の前記紙葉類の搬送方向に対する紙葉類面内での直角方向の寸法が、前記磁気インピーダンス素子の感磁方向の前記紙葉類の搬送方向に対する紙葉類面内での直角方向の寸法より大きいことを特徴とする請求項１３記載の紙葉類の識別装置。
【請求項１６】
前記リングヘッドの出力を１ｋＯｅ以上にして着磁を行い、前記磁性体を飽和させることを特徴とする請求項１３記載の紙葉類の識別装置。
【請求項１７】
前記リングヘッドの出力を前記磁性体の保磁力以上にして着磁を行うことを特徴とする請求項１３記載の紙葉類の識別装置。
【請求項１８】
磁性体を有する紙葉類の搬送路上で前記磁性体に電磁石により磁界を印加して着磁する着磁工程と、
前記搬送路の後段で前記着磁された磁性体の残留磁気による磁界を検出する磁気検出工程と、
前記紙葉類の進入を検知する検知工程と、を有し、
前記着磁工程では、前記検知工程で前記紙葉類の進入を検知したときに前記磁性体に印加する磁界を前記紙葉類の搬送方向と直交する方向に発生させることを特徴とする紙葉類の識別方法。
【請求項１９】
磁性体を有する紙葉類の搬送路上で前記磁性体にバイアス型リングヘッドにより磁界を印加する印加工程と、
前記着磁された磁性体の磁束密度を検出する検出工程と、
前記磁性体の残留磁界を検出する検出工程と、
前記各検出工程での検出信号を予め記憶された基準信号と比較し、前記検出信号が前記基準信号に対して許容範囲内にある場合に前記紙葉類が真のものと判定する比較判定工程と、
を有することを特徴とする紙葉類の識別方法。
【請求項２０】
磁性体を有する紙葉類の搬送路上で前記磁性体に磁界を印加して着磁する着磁工程と、
前記搬送路の後段で前記着磁された磁性体の残留磁気による磁界を検出する磁気検出工程と、
前記磁気検出工程での検出信号を予め記憶された基準信号と比較し、前記検出信号が前記基準信号に対して許容範囲内にある場合に前記紙葉類が真のものと判定する比較判定工程と、
を有することを特徴とする紙葉類の識別方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【公開番号】特開２００６−２９３５７５（Ｐ２００６−２９３５７５Ａ）
【公開日】平成１８年１０月２６日（２００６．１０．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１１１５００（Ｐ２００５−１１１５００）
【出願日】平成１７年４月８日（２００５．４．８）
【出願人】（０００２３７７１０）富士電機リテイルシステムズ株式会社 (1,851)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月２６日（２００６．１０．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年４月８日（２００５．４．８）
【出願人】（０００２３７７１０）富士電機リテイルシステムズ株式会社 (1,851)
【Ｆターム（参考）】
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