(57)【要約】【課題】有磁界出力信号と、無磁界出力信号を処理することにより、磁性なし、残留磁性体、非残留磁性体を識別する磁気信号識別方式を提供する。【解決手段】磁性体が印刷されている被検出媒体の磁性体を識別する磁気信号識別方式であって、前記被検出媒体に磁界を印加したときの磁気特性を検出する第１の検出手段と磁界を印加しないときの磁気特性を検出する第２の検出手段からなる磁気センサ１０と、前記第１の検出手段の有磁界出力１５ａと前記第２の検出手段の無磁界出力１６ａを信号処理し、磁性なし、残留磁性体及び非残留磁性体の３種類に識別する磁気信号識別方式を提供する。【選択図】　図１
2004118767.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検出媒体の磁性体を識別する磁気信号識別方式であって、
前記被検出媒体に磁界を印加したときの磁気信号を出力する第１の検出手段と、前記被検出媒体に磁界を印加しないときの磁気信号を出力する第２の検出手段と、
前記第１の検出手段と前記第２の検出手段とから出力される磁気信号を処理する処理手段とを備え、
この処理手段の処理結果に基づいて、前記被検出媒体を、磁性なし、残留磁性体及び非残留磁性体の３種類に識別することを特徴とする磁気信号識別方式。
【請求項２】
前記処理手段は、前記第１の検出手段及び前記第２の検出手段から出力される磁気信号の値と所定の値とを比較、判別する信号判定部を備えたことを特徴とする請求項１記載の磁気信号識別方式。
【請求項３】
前記処理手段は、前記第１の検出手段及び前記第２の検出手段から出力される磁気信号を部分積分し、この部分積分値を前記信号判定部で所定の値と比較、判別するようにしたことを特徴とする請求項２記載の磁気信号識別方式。
【請求項４】
前記処理手段は、前記第１の検出手段及び前記第２の検出手段から出力される磁気信号を全体積分し、この全体積分値を前記信号判定部で所定の値と比較、判別するようにしたことを特徴とする請求項２記載の磁気信号識別方式。
【請求項５】
前記処理手段は、前記第１の検出手段及び前記第２の検出手段から出力される磁気信号のピーク値を検出し、このピーク値を前記信号判定部で所定の値と比較、判別するようにしたことを特徴とする請求項２記載の磁気信号識別方式。
【請求項６】
前記処理手段は、前記第１の検出手段及び前記第２の検出手段から出力される磁気信号から出力比を求め、この出力比を前記処理手段で所定の値と比較、判別することにより、前記被検出媒体を、磁性なし、残留磁性体及び非残留磁性体の３種類に識別することを特徴とする請求項１記載の磁気信号識別方式。
【請求項７】
前記処理手段は、前記第１の検出手段及び前記第２の検出手段から出力される磁気信号を部分積分及び全体積分し、前記部分積分値と、前記全体積分値又は複数の前記被検出媒体の全体積分値の平均値からなる平均積分値との比を求めることを特徴とする請求項６記載の磁気信号識別方式。
【請求項８】
前記処理手段は、前記第１の検出手段及び前記第２の検出手段から出力される磁気信号から検出した区分毎のピーク値と、
前記区分毎のピーク値から求めた平均ピーク値又は複数の前記被検出媒体の前記区分毎のピーク値の平均値との比を求めることを特徴とする請求項６記載の磁気信号識別方式。
【請求項９】
前記処理手段は、前記第１の検出手段及び前記第２の検出手段から出力される磁気信号をサンプリング後に加算、減算等の演算を行う演算回路を備え、この演算回路の演算結果の値を前記信号判定部で所定の値と比較、判別するようにしたことを特徴とする請求項２記載の磁気信号識別方式。
【請求項１０】
被検出媒体の磁性体を識別する磁気信号識別方式であって、
前記被検出媒体に磁界を印加したときの磁気信号を出力する第１の検出手段と、前記被検出媒体に磁界を印加しないときの磁気信号を出力する第２の検出手段と、
前記第１の検出手段と前記第２の検出手段の磁気出力を処理する第１の処理手段と、
前記第１の検出手段と前記第２の検出手段の磁気出力を処理する第２の処理手段と、
前記第１の処理手段及び前記第２の処理手段を構成する信号増幅回路のゲインを個々に設定する手段とを備え、
前記被検出媒体の磁性体の種類によって、前記第１の処理手段及び前記第２の処理手段の出力が顕著になるように前記信号増幅回路のゲインを設定することを特徴とする磁気信号識別方式。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、有価証券などの紙葉類の印刷に使用されるインクに関して、磁性なし、残留磁性体及び非残留磁性体の３種類に識別する磁気信号識別方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、紙幣などには偽造防止のための磁気インクによる印刷あるいは磁性体が漉き込まれているが、こうしたインクや磁性体は、一般に磁気特性を示さない磁性なしインクと、磁界中で磁気特性を示し、磁界が無くなっても残留磁気特性を示す残留磁性体と、磁界中では磁気特性を示すが磁界が無くなると磁気特性を示さない非残留磁性体に大別される。この残留磁性体と非残留磁性体の識別方法については、例えば、特開２０００−９９７８８公報記載の技術が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の識別装置では、被検出媒体の磁性体を、磁性なし、残留磁性体、非残留磁性体の３種類に識別することが出来ないという問題を有していた。
【０００４】
そこでこの発明は、以上の点に鑑みてなされたもので、被検出媒体の磁性体を磁性なし、残留磁性体、非残留磁性体の３種類に識別する磁気信号識別方式を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、被検出媒体の磁性体を識別する磁気信号識別方式であって、前記被検出媒体に磁界を印加したときの磁気信号を出力する第１の検出手段と、前記被検出媒体に磁界を印加しないときの磁気信号を出力する第２の検出手段と、前記第１の検出手段と前記第２の検出手段とから出力される磁気信号を処理する処理手段とを備え、この処理手段の処理結果に基づいて、前記被検出媒体を、磁性なし、残留磁性体及び非残留磁性体の３種類に識別することを特徴としている。
【０００６】
また、請求項６記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記処理手段は、前記第１の検出手段及び前記第２の検出手段から出力される磁気信号から出力比を求め、この出力比を前記処理手段で所定の値と比較、判別することにより、前記被検出媒体を、磁性なし、残留磁性体及び非残留磁性体の３種類に識別することを特徴としている。
【０００７】
さらに、請求項１０記載の発明は、被検出媒体の磁性体を識別する磁気信号識別方式であって、前記被検出媒体に磁界を印加したときの磁気信号を出力する第１の検出手段と、前記被検出媒体に磁界を印加しないときの磁気信号を出力する第２の検出手段と、前記第１の検出手段と前記第２の検出手段の磁気出力を処理する第１の処理手段と、前記第１の検出手段と前記第２の検出手段の磁気出力を処理する第２の処理手段と、前記第１の処理手段及び前記第２の処理手段を構成する信号増幅回路のゲインを個々に設定する手段とを備え、前記被検出媒体の磁性体の種類によって、前記第１の処理手段及び前記第２の処理手段の出力が顕著になるように前記信号増幅回路のゲインを設定することを特徴としている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【０００９】
まず、第１の実施の形態について説明する。
【００１０】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る磁気信号識別方式の一例を示すブロック図で、磁気インク等で印刷されている紙幣などの紙葉類の磁性体を検出するための磁気センサ１０と、この磁気センサ１０により紙葉類の磁性体を検出した磁気信号を増幅するための信号増幅回路１１と、この信号増幅回路１１の出力信号を所定の範囲サンプリングするサンプリング回路１２と、このサンプリング回路１２の出力信号から磁性体を識別するための信号判定部１３で構成されている。
【００１１】
図２は、磁気センサ１０の構成を概略的に示す縦断面図である。磁気センサ１０は、搬送される被検出媒体１に相対向して搬送方向上流に配置した第１の検出部５０及び搬送方向下流に配置した第２の検出部６０で構成される。
【００１２】
被検出媒体１は、紙幣などの紙葉類で、その表面は、たとえば磁性体を含有しないインク２ａ（以下、磁性なしインク２ａと称する）、残留磁性体を含有するインク２ｂ（以下、残留性インク２ｂと称する）、非残留磁性体を含有するインク２ｃ（以下、非残留性インク２ｃと称する）で印刷され、図示しない搬送ベルトなどにより挟持されて図示矢印Ａ方向に搬送されるものとする。
【００１３】
第１の検出部５０は、一方の極（例えば、Ｎ極）が被検出媒体１の表面と相対向するように配置された永久磁石５１、この永久磁石５１の一方の極（例えば、Ｎ極）上に密着固定された検出用ホール素子（第１のホール素子）５２、永久磁石５１の他方の極（例えば、Ｓ極）上に密着固定された補償用ホール素子（第２のホール素子）５３、永久磁石５１のＳ極側を固定するベース５５、および、検出用ホール素子５２および永久磁石５１を囲繞してベース５５に固定された保護用ケース５４により構成されている。
【００１４】
保護用ケース５４は、検出用ホール素子５２を保護するとともに、埃や磁製粉などが永久磁石５１やホール素子５２上に直接付着するのを防止するためのもので、非磁性体（例えば、リン青銅など）で構成されている。
【００１５】
次に、第２の検出部６０は、第１の検出部５０の永久磁石５１を絶縁体６１に置き換えたもので、磁石による励磁磁界のない空間（磁界ゼロ状態）に第１の検出部５０と同様にホール素子６２、６３を配置している。この磁界ゼロ状態で同様に磁性体を検出する。
【００１６】
このような構成において、永久磁石５１のＮ極から出力された磁力線はＳ極に戻るが、その磁力線の一部はホール素子５２、５３をそれぞれ貫通する。この際、ホール素子５２、５３の図示していない各電源端子に概略同等の電圧あるいは電流を印可することにより、ホール素子５２、５３の図示していない各信号端子に磁束密度に比例した電圧が出力される。
【００１７】
検出用ホール素子５２と補償用ホール素子５３は、永久磁石５１のＮ極、Ｓ極の対称位置に設置して概略同等の磁束密度下にあるため、概略等しい電圧が出力される。永久磁石５１は、ホール素子５２、５３に一定のバイアス磁界を付与するもので、このバイアス磁界が被検出媒体１上の残留性インク２ｂ及び非残留性インク２ｃにより乱されて検出用ホール素子５２を貫通する磁束密度が増減する。この磁束密度の増減が検出用ホール素子５２の出力信号の増減となる。
【００１８】
いま、被検出媒体１が搬送されて、第１の検出部５０の検出面（保護用ケース５４の上面）５８ａ上に磁性なしインク２ａ、残留性インク２ｂ及び非残留性インク２ｃが接近すると、磁性なしインク２ａでは磁力線の変化はない。しかし、残留性インク２ｂ及び非残留性インク２ｃが接近すると、磁力線の一部は残留性インク２ｂ及び非残留性インク２ｃに引寄せられるため、検出用ホール素子５２を貫通する磁束密度が変化し、検出用ホール素子５２を貫通する磁束密度は最大となる。
【００１９】
一方、補償用ホール素子５３の磁束密度は、残留性インク２ｂ及び非残留性インク２ｃから距離がはなれているため変化しない。結果として、検出用ホール素子５２と補償用ホール素子５３の出力電圧に差が生じる。この電圧の差を取り出せば、磁性体によって変化した検出信号を取り出すことができる。
【００２０】
また，被検出媒体１上の残留性インク２ｂ及び非残留性インク２ｃによって検出用ホール素子５２を貫通する磁束密度は変化するが、その変化量は磁性体の量あるいは磁性体の透磁率の大小に比例する。一般に、被検出媒体１に印刷するインクに含有される磁性体は均一の特性であるため、磁束密度の変化量は磁気量に比例したものと見ることができる。したがって、検出用ホール素子５２と補償用ホール素子５３の出力信号差が磁性体の量に比例した磁気信号となる。
【００２１】
このようにして、被検出媒体１に磁界を印加したときの磁気信号を出力する第１の検出手段である検出用ホール素子５２から出力される磁気信号は、図１の有磁界出力信号１５ａとして検出される。
【００２２】
ここで、残留磁性体と非残留磁性体の特性を図３，図４で説明する。図３は、残留磁性体の磁気特性を示すグラフである。残留磁性体は、ある磁界中において図３に示すようなヒステリシス特性を持ち、磁界ゼロ（Ｈ＝０）において、図中のＡ点値またはＢ点値の磁気量が媒体に残留する。図４は、非残留磁性体の磁気特性を示すグラフである。非残留磁性体は、図４に示すように磁界ゼロ（Ｈ＝０）において、残留した磁気量はない。
【００２３】
図２の第１の検出部５０では、永久磁石５１に応じた磁界中での磁気量が検出される。すなわち、残留性、非残留性に関わらず磁気量が検出される。
【００２４】
次に第２の検出部６０では、残留磁性体は、第１の検出部５０の永久磁石５１の磁界に応じた残留磁気による残留磁気量が検出される。一方、非残留磁性体は、磁界ゼロ（Ｈ＝０）のため、磁気量は検出されない。
【００２５】
このようにして、被検出媒体１に磁界を印加しないときの磁気信号を出力する第２の検出手段である検出用ホール素子６２から出力される磁気信号は、図１の無磁界出力信号１６ａとして検出される。
【００２６】
次に、図１に示す信号増幅回路１１について説明する。信号増幅回路１１は、上記有磁界出力信号１５ａを有磁界出力信号１５ｂに、無磁界出力信号１６ａを無磁界出力信号１６ｂに、それぞれ増幅する。
【００２７】
図５は、被検出媒体１が矢印Ａ方向に搬送されるときのサンプリング回路の動作と、この動作に関連する有磁界出力信号と無磁界出力信号の出力状態を示す。
【００２８】
図５（Ａ）は、被検出媒体１が磁性なしインク２ａ、残留性インク２ｂ、非残留性インク２ｂで印刷され、矢印Ａ方向に搬送されている状態を示す。
【００２９】
図５の（Ｂ）乃至（Ｇ）は、サンプリング回路１２の動作を説明している。このサンプリング回路は、図示していないサンプル回路、ホールド回路及びＡ／Ｄ変換（アナログ信号をデジタル信号に変換する）回路で構成し、入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換する機能を有している。
【００３０】
サンプル回路は、サンプル時間ｔ１の間に入力されたアナログ信号の、ピーク値または平均値などを検出する回路で、実施例ではピーク値を検出している。
【００３１】
ホールド回路は、上記サンプル回路で検出したピーク値を、ホールド時間ｔ２の間ホールド（保持）する。
【００３２】
Ａ／Ｄ変換回路は、上記ピーク値をホールドしている時間ｔ２の間にＡ／Ｄ変換する回路である。
【００３３】
図５（Ｂ）は、信号増幅回路１１の一方のアナログ信号出力である有磁界出力信号１５ｂと、図５（Ｆ）に示すサンプル・ホールドタイミング信号を重ねて示した図である。有磁界出力信号１５ｂは、被検出媒体１のエリア２の非残留性インク２ｂ及びエリア４の残留性インク２ｂの範囲で出力される。
【００３４】
図５（Ｃ）は、有磁界出力信号１５ｃで、有磁界出力信号１５ｂをサンプル・ホールドタイミング信号でサンプルした信号を示した図である。サンプルしているため、信号波形が階段状になるとともに、サンプル・ホールド周期（ｔ１＋ｔ２）に相当する遅延が発生する。
【００３５】
図５（Ｄ）は、信号増幅回路１１の他方のアナログ信号出力である無磁界出力信号１６ｂと、図５（Ｆ）に示すサンプル・ホールドタイミング信号を重ねて示した図である。無磁界出力信号１６ｂは、被検出媒体１のエリア４の残留性インク２ｂの範囲でのみで出力される。
【００３６】
エリア６の磁性なしインク２ａは、磁気特性を示さないことから、有磁界出力信号１５ｂ及び無磁界出力信号１６ｂともにゼロになる。
【００３７】
また、図３の磁気特性が示すように、磁界Ｈの絶対値が大きい値では磁化Ｍの絶対値も図３のＡ点で示す残留磁化に比べ大きな値を示すことから、残留性インクで印刷されたエリア４を検出した有磁界出力信号１５ｂは、同エリアを検出した無磁界出力信号１６ｂに比べて大きい出力信号が検出される。
【００３８】
図１に示す信号判定部１３は、上記Ａ／Ｄ変換データから、部分積分値、全体積分値及びピーク値を求め、これらのデータを用いて演算処理を行い磁性体の識別を行う。
【００３９】
個々の構成ユニットの動作は以上の通りであるので、以下図及びフローチャートを用いて磁性体の識別方式を説明する。
【００４０】
図６は、本発明の第１の実施の形態に係る磁気信号識別方式を示す図で、図７は、本発明の第１の実施の形態に係る信号幅を判別する信号判定部のフローチャートを示す。
【００４１】
図６は、図５と同一部分は同一符号を付してその説明は省略し、異なる部分について説明する。
【００４２】
図６（Ｃ）は、有磁界出力信号１５ｃと、この信号を認識するための閾値であるローレベル（ＬＬＳ）とハイレベル（ＨＬＳ）を示しており、この範囲に入る信号の信号幅を上記サンプル周期を単位として計測する。実施例では以下のようになる。
【００４３】
Ｄｗ２１＝８　：エリア２の非残留性インクの信号幅
Ｄｗ４１＝８　：エリア４の残留性インクの信号幅
【００４４】
同様に、図６（Ｅ）は、無磁界出力信号１６ｃと、この信号を認識するための閾値であるローレベル（ＬＬＳ）とハイレベル（ＨＬＳ）を示しており、この範囲に入る信号の信号幅を上記サンプル周期を単位として計測する。実施例では以下のようになる。
【００４５】
Ｄｗ４２＝８　：エリア４の残留性インクの信号幅
次に、図７のフローチャートを説明する。
【００４６】
ｉは、例えば被検出媒体１を印刷インクの印刷状態に応じて区分したエリアを示し、実施例ではｉ＝１乃至ｉ＝７の何れかの値になる。また、ｊは、ｊ＝１のとき有磁界出力信号１５Ｃが選択されたことを示し、ｊ＝２のとき無磁界出力信号１６Ｃが選択されたことを示す。
【００４７】
まず最初にｉ及びｊとも初期化をする（Ｓ１）。次にｊ＝１（有磁界出力信号）及びｉ＝１（エリア１）を選択し（Ｓ２、Ｓ３）、信号幅Ｄｗ１１を求める（Ｓ４）。
【００４８】
信号幅Ｄｗ１１は、この信号を認識するための閾値であるローレベル（ＬＬＳ）とハイレベル（ＨＬＳ）の間に入る磁気信号の幅を上記サンプル周期を単位として計測される。この計測された信号幅Ｄｗ１１は、信号幅の閾値であるローレベル（ＬＬｗ１１）とハイレベル（ＨＬｗ１１）の範囲で比較、判別される（Ｓ５、Ｓ６）。
【００４９】
次に、ｉ＝２（エリア２）を選択し（Ｓ７、Ｓ３）、信号幅Ｄｗ２１を求める。
【００５０】
信号幅Ｄｗ２１は、上記同様にして信号幅の閾値であるローレベル（ＬＬｗ２１）とハイレベル（ＨＬｗ２１）の範囲で比較、判別される（Ｓ５、Ｓ６）。
【００５１】
ｉ＝３乃至ｉ＝７も同様に信号幅Ｄｗｉ１が求められ、信号幅の閾値であるローレベル（ＬＬｗｉ１）とハイレベル（ＨＬｗｉ１）の範囲で比較、判別される（Ｓ５、Ｓ６）。
【００５２】
次に、ｊ＝２（無磁界出力信号１６Ｃ）の場合もｉ＝１（エリア１）乃至ｉ＝７（エリア７）の信号幅Ｄｗｉ２が求められ、信号幅の閾値であるローレベル（ＬＬｗｉ２）とハイレベル（ＨＬｗｉ２）の範囲で比較、判別される（Ｓ５、Ｓ６）。
【００５３】
このようにして、有磁界出力信号１５ｃと無磁界出力信号１６ｃの信号幅が検出され、比較、判別される。
【００５４】
次に、第２の実施の形態について説明する。
【００５５】
図８は、本発明の第２の実施の形態に係る磁気信号識別方式を示す図で、図９は、本発明の第２の実施の形態に係る部分積分値を判別する信号判定部のフローチャートである。
【００５６】
図８は、図５と同一部分は同一符号を付してその説明は省略し、異なる部分について説明する。
【００５７】
図８（Ｃ）は、有磁界出力信号１５ｃと、この有磁界出力信号１５ｃを認識するための閾値であるローレベル（ＬＬＳ）とハイレベル（ＨＬＳ）を示しており、この間に入る出力信号を磁気信号として使用する。これは、ローレベル（ＬＬＳ）はノイズを除去するための閾値で、ハイレベル（ＨＬＳ）は、被検出媒体に磁性体が付着するなどによる異常値を排除するための閾値である。
【００５８】
図８（Ｃ１）は、上記ローレベル（ＬＬＳ）とハイレベル（ＨＬＳ）の間に入った出力信号を各エリアの区間累積加算した状態を示しており、いわゆる部分積分値を示す。Ｄｄ２１はエリア２の区間累積加算した有磁界出力部分積分値であり、Ｄｄ４１は、エリア４の区間累積加算した有磁界出力部分積分値である。
【００５９】
部分積分値Ｄｄ２１は、閾値であるローレベル（ＬＬｄ２１）とハイレベル（ＨＬｄ２１）の範囲で比較、判別される。また、Ｄｄ４１は、閾値であるローレベル（ＬＬｄ４１）とハイレベル（ＨＬｄ４１）の範囲で比較、判別される。同様に、図８（Ｅ１）に示す部分積分値Ｄｄ４２は、閾値であるローレベル（ＬＬｄ４２）とハイレベル（ＨＬｄ４２）の範囲で比較、判別される。
【００６０】
次に、図９に示すフローチャートを説明する。
【００６１】
ｉは、例えば被検出媒体１を印刷インクの印刷状態に応じて区分したエリアを示し、実施例ではｉ＝１乃至ｉ＝７の何れかの値になる。また、ｊは、ｊ＝１のとき有磁界出力信号１５Ｃが選択されたことを示し、ｊ＝２のとき無磁界出力信号１６Ｃが選択されたことを示す。
【００６２】
まず、最初にｉ及びｊとも初期化をする（Ｓ１０）。次にｊ＝１（有磁界出力信号１５Ｃ）及びｉ＝１（エリア１）を選択し（Ｓ１１、Ｓ１２）、部分積分値Ｄｄ１１を求める。
【００６３】
部分積分値Ｄｄ１１は、この信号を認識するための閾値であるローレベル（ＬＬＳ）とハイレベル（ＨＬＳ）の間に入る磁気信号をエリア１の区間累積加算して求める（Ｓ１３）。この累積加算された部分積分値Ｄｄ１１は、部分積分値の閾値であるローレベル（ＬＬｄ１１）とハイレベル（ＨＬｄ１１）の範囲で比較、判別される（Ｓ１４、Ｓ１５）。
【００６４】
次に、ｉ＝２（エリア２）を選択し（Ｓ１６、Ｓ１２）、部分積分値Ｄｄ２１を求める。
【００６５】
信号幅Ｄｄ２１は、上記同様にして部分積分値の閾値であるローレベル（ＬＬｄ２１）とハイレベル（ＨＬｄ２１）の範囲で比較、判別される（Ｓ１４、Ｓ１５）。
【００６６】
ｉ＝３乃至ｉ＝７も同様に部分積分値Ｄｄｉ１が求められ、部分積分値の閾値であるローレベル（ＬＬｄｉ１）とハイレベル（ＨＬｄｉ１）の範囲で比較、判別される（Ｓ５、Ｓ６）。
【００６７】
次に、ｊ＝２（無磁界出力信号１６Ｃ）の場合もｉ＝１（エリア１）乃至ｉ＝７（エリア７）の部分積分値Ｄｄｉ２が求められ、部分積分値の閾値であるローレベル（ＬＬｄｉ２）とハイレベル（ＨＬｄｉ２）の範囲で比較、判別される（Ｓ１４、Ｓ１５）。
【００６８】
このようにして、有磁界出力信号１５ｃと無磁界出力信号１６ｃの部分積分値が検出され、比較、判別される。
【００６９】
次に、第３の実施の形態について説明する。
【００７０】
図１０は、本発明の第３の実施の形態に係る磁気信号識別方式を示す図で、図１１は、本発明の第３の実施の形態に係る全体積分値を判別する信号判定部のフローチャートである。
【００７１】
図１０は、図５と同一部分は同一符号を付してその説明は省略し、異なる部分について説明する。
【００７２】
図１０（Ｃ）は、有磁界出力信号１５ｃと、この有磁界出力信号１５ｃを認識するための閾値であるローレベル（ＬＬＳ）とハイレベル（ＨＬＳ）を示しており、この間に入る出力信号を磁気信号として使用する。これは、ローレベル（ＬＬＳ）はノイズを除去するための閾値で、ハイレベル（ＨＬＳ）は、被検出媒体１に磁性体が付着するなどによる異常値を排除するための閾値である。
【００７３】
図１０（Ｃ１）は、上記ローレベル（ＬＬＳ）とハイレベル（ＨＬＳ）の間に入った出力信号を各エリアの区間累積加算した状態を示しており、いわゆる部分積分値を示す。Ｄｄ２１はエリア２の区間累積加算した有磁界出力部分積分値であり、Ｄｄ４１は、エリア４の区間累積加算した有磁界出力部分積分値である。
【００７４】
図１０（Ｃ２）は、図１０（Ｃ１）に示す有磁界出力部分積分値を累積加算した有磁界出力全体積分値Ｄｔ１を示す。この場合、部分積分値Ｄｄ２１及びＤｄ４１のみ部分積分値が存在するため、Ｄｄ２１及びＤｄ４１の加算した値になる。この有磁界出力全体積分値Ｄｔ１は、閾値であるローレベル（ＬＬｔ１）とハイレベル（ＨＬｔ１）の範囲で比較、判別される。
【００７５】
図１０（Ｅ）は、無磁界出力信号１６ｃと、この無磁界出力信号１６ｃを認識するための閾値であるローレベル（ＬＬＳ）とハイレベル（ＨＬＳ）を示しており、この間に入る出力信号を磁気信号として使用する。これは、ローレベル（ＬＬＳ）はノイズを除去するための閾値で、ハイレベル（ＨＬＳ）は、被検出媒体１に磁性体が付着するなどによる異常値を排除するための閾値である。
【００７６】
図１０（Ｅ１）は、上記ローレベル（ＬＬＳ）とハイレベル（ＨＬＳ）の間に入った出力信号を各エリアの区間累積加算した状態を示しており、いわゆる部分積分値を示す。Ｄｄ４２はエリア４の区間累積加算した無磁界出力部分積分値でである。
【００７７】
図１０（Ｅ２）は、図１０（Ｅ１）に示す無磁界出力部分積分値を累積加算した無磁界出力全体積分値Ｄｔ２を示す。この場合、部分積分値Ｄｄ４２のみ部分積分値が存在するため、Ｄｄ４２と同じ値になる。この無磁界出力全体積分値Ｄｔ２は、閾値であるローレベル（ＬＬｔ２）とハイレベル（ＨＬｔ２）の範囲で比較、判別される。
【００７８】
次に、図１１に示すフローチャートを説明する。
【００７９】
ｉは、例えば被検出媒体１を印刷インクの印刷状態に応じて区分したエリアを示し、実施例ではｉ＝１乃至ｉ＝７の何れかの値になる。また、ｊは、ｊ＝１のとき有磁界出力信号１５Ｃが選択されたことを示し、ｊ＝２のとき無磁界出力信号１６Ｃが選択されたことを示す。
【００８０】
まず最初に、部分積分値Ｄｄｉｊから全体積分値Ｄｔｊを求める。部分積分値の求め方は、図８及び図９で説明したので省略する。全体積分値Ｄｔｊはｊ＝１のときの有磁界出力全体積分値Ｄｔ１と、ｊ＝２のときの無磁界出力全体積分値Ｄｔ２が求められる（Ｓ２０）。これらの全体積分値は、各エリア内を累積加算して求める場合と、各エリアの部分積分値の結果を累積加算して求める場合があるが、何れの場合も同じ結果が得られる。
【００８１】
以下数式１に、Ｄｔｊの計算式を示す。
【００８２】
【数１】
2004118767.tif 000003
このようにして求めた、ｊ＝１のときの有磁界出力全体積分値Ｄｔ１は、閾値であるローレベル（ＬＬｔ１）とハイレベル（ＨＬｔ１）の範囲で比較、判別される（Ｓ２３、Ｓ２４）。
【００８３】
同様にして、ｊ＝２のときの無磁界出力全体積分値Ｄｔ２は、閾値であるローレベル（ＬＬｔ２）とハイレベル（ＨＬｔ２）の範囲で比較、判別される（Ｓ２３、Ｓ２４）。
【００８４】
このようにして、有磁界出力信号１５ｃと無磁界出力信号１６ｃの全体積分値が検出され、比較、判別される。この判別は、被検出媒体に白紙券や明らかに被検出媒体とは異なる偽券が混在している場合などは、上記全体積分値を比較，判別することにより偽券を排除することができる。
【００８５】
次に、第４の実施の形態について説明する。
【００８６】
図１２は、本発明の第４の実施の形態に係る磁気信号識別方式を示す図で、図１３は、本発明の第４の実施の形態に係るピーク値を判別する信号判定部のフローチャートである。
【００８７】
図１２は、図５と同一部分は同一符号を付してその説明は省略し、異なる部分について説明する。
【００８８】
図１２（Ｃ）は、有磁界出力信号１５ｃのピーク値と閾値を示す。ピーク値とは、各エリア内の出力信号の最大値をいう。エリア２のピーク値Ｄｐ２１は、ローレベル（ＬＬｐ２１）とハイレベル（ＨＬｐ２１）の間で比較、判別される。同様に、エリア４のピーク値Ｄｐ４１は、ローレベル（ＬＬｐ４１）とハイレベル（ＨＬｐ４１）の間で比較、判別される。
【００８９】
図１２（Ｅ）は、無磁界出力信号１６ｃのピーク値と閾値を示す。エリア４のピーク値Ｄｐ４１は、ローレベル（ＬＬｐ４１）とハイレベル（ＨＬｐ４１）の間で比較、判別される。
【００９０】
次に、図１３に示すフローチャートを説明する。
【００９１】
この処理は、図７に示す、信号幅Ｄｗｉｊをピーク値Ｄｐｉｊに換え、ローレベルＬＬｗｉｊをＬＬｐｉｊに換え、ハイレベルＨＬｗｉｊをＨＬｐｉｊに置き換え、他は変更せずに読みかえることにより説明できるため、説明を省略する。
【００９２】
このようにして、有磁界出力信号１５ｃと無磁界出力信号１６ｃのピーク値が検出され、比較、判別される。この判別は、例えば被検出媒体の一部の特徴を検出し真偽を判別する場合に効果がある。
【００９３】
次に、第５の実施の形態について説明する。
【００９４】
図１４は、本発明の第５の実施の形態に係る部分積分値比を判別する信号判定部のフローチャートである。
【００９５】
この処理は、図７に示す、信号幅Ｄｗｉｊを部分積分値比Ｄｒｉｊに換え、ローレベルＬＬｗｉｊをＬＬｒｉｊに換え、ハイレベルＨＬｗｉｊをＨＬｒｉｊに置き換え、他は変更せずに読みかえることにより説明できる。
【００９６】
ここで、部分積分値比Ｄｒｉｊは、部分積分値Ｄｄｉｊの全体積分値Ｄｔｊに対する比として求められる。
【００９７】
一般に紙葉類の磁性体は長期間流通する間に劣化し低減するため、被検出媒体１が真券（本物）であるのに、磁気量が低減することにより偽券（偽物）と誤ってしまうことが考えられる。これを解決するために、上記部分積分値Ｄｄｉｊを全体積分値Ｄｔｊで割って得られた有磁界出力信号の部分積分値比及び無磁界出力信号の部分積分値比が用いられる。
【００９８】
これらの部分積分値比は紙葉類がほぼ均一に劣化した場合、全体に占める比は変化しないため、これら部分積分値比を識別の判定に用いることができる。これら部分積分値比を比較するローレベル（ＬＬｒｉｊ）とハイレベル（ＨＬｒｉｊ）からなる検出レベルは、各エリアの磁性体の種類によって設定されているため、これら部分積分値比を比較、判別することにより、各エリアの磁性体が識別される。（Ｓ４４、Ｓ４５）。
【００９９】
具体的には、最初に、有磁界出力信号の部分積分値比がローレベル（ＬＬｔｉ１）とハイレベル（ＨＬｔｉ１）の範囲で比較、判別され、次に、無磁界出力信号の部分積分値比がローレベル（ＬＬｔｉ２）とハイレベル（ＨＬｔｉ２）の範囲で比較、判別される。この比較の結果範囲外の場合はＮＧとなる。
【０１００】
以上の実施の形態にすることによって、例えば、被検出媒体１の磁気量が低減した場合でも、各エリア毎の有磁界出力信号の部分積分値比及び無磁界出力信号の部分積分値比をローレベル（ＬＬｒｉｊ）とハイレベル（ＨＬｒｉｊ）の範囲にあるかどうかの比較をすることにより、図５（Ａ）に示す被検出媒体１に使用されている磁性体の磁性なしインク２ａ、残留性インク２ｂ、非残留性インク２ｂを識別することができる。
【０１０１】
また、この全体積分値Ｄｔｊの替わりに複数の前記被検出媒体の全体積分値の平均値からなる平均積分値Ｄｔａｖを用いることができる。この場合は、全体積分値Ｄｔｊを平均積分値Ｄｔａｖと換える。何れが適しているかは、被検出媒体の様態により決定される。
【０１０２】
次に、第６の実施の形態について説明する。
【０１０３】
図１５は、本発明の第６の実施の形態に係るピーク値比を判別する信号判定部のフローチャートである。
【０１０４】
この処理は、図７に示す、信号幅Ｄｗｉｊをピーク値比Ｄｐｒｉｊに換え、ローレベルＬＬｗｉｊをＬＬｐｒｉｊに換え、ハイレベルＨＬｗｉｊをＨＬｐｒｉｊに置き換え、他は変更せずに読みかえることにより説明できる。
【０１０５】
ここで、平均ピーク値Ｄｐａｖｉｊは、ピーク値の存在する区分（エリア）毎のピーク値の平均である。ピーク値比Ｄｐｒｉｊは、ピーク値Ｄｐｉｊの平均ピーク値Ｄｐａｖｉｊに対する比として求められる。以下数式２に、Ｄｐａｖｉｊ、Ｄｐｒｉｊの計算式を示す。
【０１０６】
【数２】
2004118767.tif 000004
以上の実施の形態にすることによって、例えば、被検出媒体１の磁気量が低減した場合でも、被検出媒体の一部の特徴が検出でき真偽を判別する場合に効果がある。また、この平均ピーク値Ｄｐａｖｉｊの替わりに複数の前記被検出媒体の区分毎のピーク値の平均値からなる平均ピーク値Ｄｐａｖを用いることができる。この場合は、平均ピーク値ＤｐａｖｉｊをＤｐａｖで置き換える。何れが適しているかは、被検出媒体の様態により決定される。
【０１０７】
次に、第７の実施の形態について説明する。
【０１０８】
図１６は、本発明の第７の実施の形態に係る磁気信号識別方式を示すブロック図で、図１７は、本発明の第７の実施の形態に係る磁気信号識別方式を示す図で、図１８は、本発明の第７の実施の形態に係る演算結果を判別する信号判定部のフローチャートである。
【０１０９】
図１６は、図１と同一部分は同一符号を付してその説明は省略し、異なる部分について説明する。また、図１７は、図５と同一部分は同一符号を付してその説明は省略し、異なる部分について説明する。
【０１１０】
図１６に示す磁気信号識別方式は、サンプリング回路１２と信号判定部１３の間に新たに演算回路１７を設けている。この演算回路１７は、サンプリング回路１２から出力される有磁界出力信号１５ｃ、無磁界出力信号１６ｃ、の加算、減算などの演算を行う。例えば、図１７の有磁界出力信号１５ｃから無磁界出力信号１６ｃを減算すると非残留磁性体が検出される。この場合、エリア２の磁性体が検出されるため、この検出された磁性体は、非残留磁性体であることがわかる。
【０１１１】
また、上記演算回路１７で演算を行うことによって、有磁界出力信号１５ｃと無磁界出力信号１６ｃの信号変化部分を強調して検出することができる。この実施例を図１７を用いて説明する。
【０１１２】
図１７（Ｃ）は、有磁界出力信号１５Ｃと、各エリア毎の平均値Ｄａｖｉｊを示す。例えば、Ｄａｖ２１はエリア２の有磁界出力信号１５Ｃの平均値であり、Ｄａ４１はエリア４の有磁界出力信号１５Ｃの平均値である。
【０１１３】
図１７（Ｃ１）は、上記演算回路で演算を行った有磁界出力演算結果及び閾値を示す。有磁界出力演算結果は、上記平均値Ｄａｖｉｊが任意値Ｋになり、平均値からの差分（変化分）が拡大された出力信号になる。また、この有磁界出力演算結果をローレベル（ＬＬｃｉｊ）とハイレベル（ＨＬｃｉｊ）の範囲にあるかどうかの比較をすることにより、比較、判別が行われる。
【０１１４】
図１７（Ｅ）は、無磁界出力信号１６Ｃと、各エリア毎の平均値Ｄａｖｉｊを示す。例えば、Ｄａｖ４２はエリア４の無磁界出力信号１６Ｃの平均値である。
【０１１５】
図１７（Ｅ１）は、上記演算回路で演算を行った無磁界出力演算結果及び閾値を示す。無磁界出力演算結果は、上記平均値Ｄａｖｉｊが任意値Ｋになり、平均値からの差分（変化分）が拡大された出力信号になる。また、この無磁界出力演算結果をローレベル（ＬＬｃｉｊ）とハイレベル（ＨＬｃｉｊ）の範囲にあるかどうかの比較をすることにより、比較、判別が行われる。
【０１１６】
次に、図１８に示すフローチャートを用いて説明する。
【０１１７】
この処理は、図７に示す、信号幅Ｄｗｉｊを演算結果Ｄｅｉｊに換え、ローレベルＬＬｗｉｊをＬＬｅｉｊに換え、ハイレベルＨＬｗｉｊをＨＬｅｉｊに置き換え、他は変更せずに読みかえることにより説明できる。
【０１１８】
ここで、平均値Ｄａｖｉｊは各エリアの出力信号Ｄｉｊの平均である。また、Ｄｅｉｊは各エリアの出力信号Ｄｉｊ及び平均値Ｄａｖｉｊから求められる。以下数式３に、Ｄａｖｉｊ、Ｄｅｉｊの計算式を示す。
【０１１９】
【数３】
2004118767.tif 000005
ここで、数式中のｋ１は磁気信号の変化分の増幅率に相当し、ｋ２は平均値Ｄａｖｉｊを任意値Ｋにするための定数である。
【０１２０】
以上の実施の形態にすることによって、例えば、被検出媒体１の磁気量が低減した場合でも、被検出媒体の磁気信号の変化部分の特徴を強調して検出することができ、券種及び真偽を判別する場合に効果がある。
【０１２１】
次に、第８の実施の形態について説明する。
【０１２２】
図１９は、本発明の第８の実施の形態に係る磁気信号識別方式を示すブロック図で、図２０は、本発明の第８の実施の形態に係る信号増幅回路のゲインを設定する手段を説明する図である。
【０１２３】
図１９は、本発明の第８の実施の形態に係る磁気信号識別方式の一例を示すブロック図である。この磁気信号識別方式は、磁気センサ１０に接続される第１の処理手段と第２の処理手段から構成される。第１の処理手段及び第２の処理手段は、信号増幅回路１１、サンプリング回路１２、信号判定部１３からなり、その構成及び動作は図１と同様であるから、異なっている部分を説明する。
【０１２４】
第１の処理手段を構成す信号増幅回路１１のゲインを高くし、低感度（低出力）な部分に着目してサンプリング回路１２以降の処理を行う。また、第２の処理手段を構成する信号増幅回路２１のゲインを低くし、高感度（高出力）な部分に着目してサンプリング回路２２以降の処理を行う。このようにすることにより、被検出媒体１の磁性体の特徴が強調されて出力される。
【０１２５】
この出力は、信号判定部１３及び２３で、例えば図７に示した信号判定方式を用いて磁性体の識別が行われる。この場合、信号判定部１３及び２３からそれぞれ判定結果が出力されるため、図示していない総合判定部で、これらの判定結果を総合的に判断して、磁性なしインク２ａ、残留性インク２ｂ、非残留性インク２ｂの判定を行う。
【０１２６】
次に、図２０を用いて、増幅回路のゲインを個々に設定する方法を説明する。
【０１２７】
図２０は、図１９に示す磁気センサ部分と信号増幅回路を示す。磁気センサ１０は図２に示す第１の検出部５０から構成され、前述した通りである。
【０１２８】
信号増幅回路は、ホール素子５２、５３の付勢手段である直流電源部５５と、ホール素子５２、５３の出力信号を差動増幅する差動増幅回路５８ａ、５８ｂと、ゼロ点調整するための可変抵抗器５４ｃと、第１の処理手段を構成す信号増幅回路１１のゲインを設定するための増幅器５６ａ及び可変抵抗器５６ｃと、第２の処理手段を構成す信号増幅回路２１のゲインを設定するための増幅器５７ａ及び可変抵抗器５７ｃとで構成される。
【０１２９】
直流電源部５５は、定電流あるいは低電圧を発生し、ホール素子５２、５３の各一方の電源端子５２ａ、５３ａに接続され、これらホール素子５２、５３の各他方の電源端子５２ｂ、５３ｂは接地される。このようにして、これらのホール素子５２、５３を付勢する。
【０１３０】
ホール素子５２の両信号端子５２ｃ、５２ｄは、差動増幅器５８ａの両入力端子に接続される。
【０１３１】
ホール素子５３の両信号端子５３ｃ、５３ｄは、差動増幅器５８ｂの両入力端子に接続される。
【０１３２】
上記差動増幅器５８ａ、５８ｂの各出力端子は、これら差動増幅器５８ａ、５８ｂの信号出力の極性が反対になるようにして可変抵抗器５４ｃの両端に接続される。この可変抵抗器の可動端子は、直流増幅器５４ｄの入力端子に接続される。
【０１３３】
ここで、ゼロ点調整について説明する。ゼロ点調整とは、ホール素子５２の出力信号およびホール素子５３の出力信号が磁性体を検出していない状態で０Ｖになるように可変抵抗器５４ｃの可動端子を動かして設定する。
【０１３４】
増幅器５６ａのゲインは、抵抗器５６ｂと可変抵抗器５６ｃの和の抵抗値により設定される。従って、ゲインを高くする場合は、上記和の抵抗値を大きく設定する。同様に、増幅器５７ａのゲインは、抵抗器５７ｂと可変抵抗器５７ｃの和の抵抗値により設定される。従って、ゲインを低くする場合は、上記和の抵抗値を小さく設定する。
【０１３５】
以上が第１の検出部５０のホール素子５２、５３から出力される有磁界出力信号１５ｂ及び２５ｂのゲイン設定手段である。第２の検出部６０のホール素子６２、６３から出力される無磁界出力信号１６ｂ、２６ｂのゲイン設定手段は上記ゲイン設定手段と同様であるため図示していない。
【０１３６】
なお、上述の実施の形態では磁気センサとしてホール素子を用いて説明したが、磁気ヘッドや磁気抵抗素子を用いても良いことは勿論である。
【０１３７】
以上の実施の形態にすることによって、例えば、紙葉類の磁気量が少なく磁気出力は小さいが極めて特徴的に印刷されている場合や、部分的に磁気出力が大きく、特徴的である場合は、この特徴を検出し、紙葉類の真偽判別を行う場合などに有効である。
【０１３８】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、磁界の条件を変えて検出した有磁界出力信号と無磁界出力信号を、処理することにより、磁性なし、残留磁性体、非残留磁性体、の３種類に識別できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る磁気信号識別方式を示すブロック図。
【図２】磁気センサの構成を概略的に示す縦断面図。
【図３】残留磁性体の磁気特性を示すグラフ。
【図４】非残留磁性体の磁気特性を示すグラフ。
【図５】被検出媒体１が矢印Ａ方向に搬送されるときのサンプリング回路の動作と、この動作に関連する有磁界出力信号と無磁界出力信号の出力状態の一例を示す図。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係る磁気信号識別方式を示す図。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係る信号幅を判別する信号判定部のフローチャート。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係る磁気信号識別方式を示す図。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係る部分積分値を判別する信号判定部のフローチャート。
【図１０】本発明の第３の実施の形態に係る磁気信号識別方式を示す図。
【図１１】本発明の第３の実施の形態に係る全体積分値を判別する信号判定部のフローチャート。
【図１２】本発明の第４の実施の形態に係る磁気信号識別方式を示す図。
【図１３】本発明の第４の実施の形態に係るピーク値を判別する信号判定部のフローチャート。
【図１４】本発明の第５の実施の形態に係る部分積分値比を判別する信号判定部のフローチャート。
【図１５】本発明の第６の実施の形態に係るピーク値比を判別する信号判定部のフローチャート。
【図１６】本発明の第７の実施の形態に係る磁気信号識別方式を示すブロック図。
【図１７】本発明の第７の実施の形態に係る磁気信号識別方式を示す図。
【図１８】本発明の第７の実施の形態に係る演算結果を判別する信号判定部のフローチャート。
【図１９】本発明の第８の実施の形態に係る磁気信号識別方式を示すブロック図。
【図２０】本発明の第８の実施の形態に係る信号増幅回路のゲインを設定する手段を説明する図。
【符号の説明】
１　被検出媒体
２ａ　磁性なしインク
２ｂ　残留性インク
２ｃ　非残留性インク
１０　磁気センサ
１１、２１　信号増幅回路
１２、２２　サンプリング回路
１３、２３　信号判定部
１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、２５ｂ、２５ｃ　有磁界出力信号
１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、２６ｂ、２６ｃ　無磁界出力信号
１７　演算回路
５０　第１の検出部
５１　永久磁石
５２、５３、６２、６３　ホール素子
５４ａ、６４ａ　検出面
５６ａ、５７ａ　増幅器
５６ｃ、５７ｃ　可変抵抗器
５８ａ、５８ｂ　差動増幅回路
６０　第２の検出部
６１　絶縁体
３３　演算回路
【図１】
2004118767.tif 000006
【図２】
2004118767.tif 000007
【図３】
2004118767.tif 000008
【図４】
2004118767.tif 000009
【図５】
2004118767.tif 000010
【図６】
2004118767.tif 000011
【図７】
2004118767.tif 000012
【図８】
2004118767.tif 000013
【図９】
2004118767.tif 000014
【図１０】
2004118767.tif 000015
【図１１】
2004118767.tif 000016
【図１２】
2004118767.tif 000017
【図１３】
2004118767.tif 000018
【図１４】
2004118767.tif 000019
【図１５】
2004118767.tif 000020
【図１６】
2004118767.tif 000021
【図１７】
2004118767.tif 000022
【図１８】
2004118767.tif 000023
【図１９】
2004118767.tif 000024
【図２０】
2004118767.tif 000025