(57)【要約】    【課題】  紙葉類の磁気インクの濃淡そのものを検出することで、紙葉類識別センサの識別能力を向上させ、ひいては高度な偽造紙葉類の誤認識を防ぐことが可能な紙葉類識別センサ及び紙葉類識別装置を提供することにある。    【解決手段】  磁性材料により形成されたコア体１０と、そのコア体１０に巻回された巻線コイル１１，１２と、から構成され、コア体１０の感磁部（巻線コイル１１が巻回された部分）を媒体（紙葉類）２の搬送路に向けて配置された紙葉類識別センサ１において、その感磁部におけるコア体１０端面の全部又は一部のエッジ部に面取加工を施すことを特徴とする。【選択図】          図３
2005234626.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性材料により形成され、磁束を検知する感磁部を有するコア体と、前記コア体に巻回された巻線コイルと、から構成され、前記感磁部を紙葉類の搬送路に向けて配置された紙葉類識別センサにおいて、
前記感磁部におけるコア体端面の、少なくとも紙葉類の搬送方向のエッジ部には、前記巻線コイルにより形成される磁束の集中を緩和する面取加工が施されていることを特徴とする紙葉類識別センサ。
【請求項２】
請求項１記載の紙葉類識別センサと、その紙葉類識別センサからの出力データをパターンマッチングで処理するセンサ信号処理回路と、を備えることを特徴とする紙葉類識別装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小切手、紙幣などの紙葉類の表面に印刷された磁性物質を検出するための紙葉類識別センサ及び紙葉類識別装置に関するものであって、特に、識別精度の向上を図ることを可能とするものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、紙幣、小切手などの紙葉類に埋め込まれた磁気インク（磁性物質が含まれた印刷インク）の有無を磁気センサによって検出することで、その紙葉類の真贋や種類を識別する磁気式の紙葉類識別センサがある。
【０００３】
図７は、バイアス磁界を形成するマグネットと磁気検知を行うＭＲ素子とを構成要素にもつセンサによって紙葉類が識別される様子を示す図である。図７（ａ）において、３個の磁気インクが埋め込まれた紙葉類を図７（ａ）の左方向へ搬送すると、それらの磁気インクからの漏れ磁束がセンサによって検出され、図７（ｂ）のような出力波形が得られる。図７（ｂ）によれば、この出力波形は、磁束密度が最も高い磁極位置（磁気インクのＮ極又はＳ極）がセンサの真下付近を通過するときにインパルス状に大きく変化することが分かる。従って、図７（ａ）に示すセンサにあっては、この変化の大きさ・タイミング等を測定（エッジ検出）することによって、紙葉類の真贋を識別することができる。
【０００４】
また、例えば特許文献１や特許文献２に開示されているように、ＭＲ素子又はＭＩ素子などで２個の感磁部を設け、それらの感磁部から差動出力を得ることで、紙葉類の識別を高感度化させたり（特許文献１）、導電体と磁性体を同時に検出したりすることができるものがある（特許文献２）。これらの文献に開示されている巻線型センサでは、２個の感磁部で被検出体（紙葉類）の磁気インクを検出しても理想的な検出出力を得られないことから、図７に示すセンサと同様に、出力波形の極値の大きさやタイミング等を測定するエッジ検出を行うことによって、紙葉類の真贋を識別している。
【０００５】
【特許文献１】特開平２００２−３５０４０５号公報
【特許文献２】特開平２０００−２６８２２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述したようにエッジ検出を行う従来型のセンサでは、磁気インクの濃淡を検出することができないため、高精度な偽造紙葉類を真紙葉類と誤認識するおそれがある。
【０００７】
すなわち、従来型のセンサでは、出力波形の極値の大きさやタイミング等を測定するエッジ検出を行っているため、紙葉類の磁気インクの輪郭しか検出することができない。例えば、真紙葉類Ａの磁気インクと輪郭は同じであるが、その内部が中抜き（非着磁）等で異なる磁気インクを埋め込んだ偽造紙葉類Ｂの識別をエッジ検出で行うと、真紙葉類Ａと同様の識別結果が得られることとなる。従って、紙葉類の磁気インクの輪郭しか検出できなければ、高精度な偽造紙葉類（例えば偽造紙葉類Ｂ）を真紙葉類と誤認識するおそれがある。
【０００８】
また、従来型のセンサでは、エッジ検出を行っているため、磁気インクに感磁部が完全にかかってしまう状況（磁気インクのエッジ部分と感磁部が対向していない状況）では、検出出力が出ないという問題がある。すなわち、磁気インクがあるにもかかわらず、検出出力がでないという問題がある。
【０００９】
また、昨今の経済不況の煽りを受けて偽造紙幣が社会問題化しつつあることに鑑みれば、今後、より高精度な偽造紙幣が横行する可能性があり、センサ識別能力の更なる向上が求められている。
【００１０】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、その目的は、紙葉類の磁気インクの濃淡そのものを検出することで、紙葉類識別センサの識別能力を向上させ、ひいては高度な偽造紙葉類の誤認識を防ぐことが可能な紙葉類識別センサ及び紙葉類識別装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
以上のような課題を解決するために、本発明は、コア体と巻線コイルから構成され、コア体の感磁部を紙葉類の搬送路に向けて配置された紙葉類識別センサにおいて、その感磁部におけるコア体端面の全部又は一部のエッジ部に面取加工が施されていることを特徴とする。
【００１２】
より具体的には、本発明は、以下のものを提供する。
【００１３】
（１）  磁性材料により形成され、磁束を検知する感磁部を有するコア体と、前記コア体に巻回された巻線コイルと、から構成され、前記感磁部を紙葉類の搬送路に向けて配置された紙葉類識別センサにおいて、前記感磁部におけるコア体端面の、少なくとも紙葉類の搬送方向のエッジ部には、前記巻線コイルにより形成される磁束の集中を緩和する面取加工が施されていることを特徴とする紙葉類識別センサ。
【００１４】
本発明によれば、鉄、フェライトやパーマロイなどの磁性材料により形成され、紙葉類の磁性物質からの漏れ磁束を検知する感磁部を有するコア体と、そのコア体に巻回された巻線コイルと、から構成され、コア体の感磁部を紙葉類の搬送路に向けて配置した紙葉類識別センサにおいて、その感磁部におけるコア体端面の、少なくとも紙葉類の搬送方向のエッジ部には、巻線コイルにより形成される磁束の集中を緩和する面取加工を施すことにしたから、感磁部におけるコア体端面の磁束集中化（高密度化）を防ぐことができる。
【００１５】
すなわち、面取加工を施す前の（エッジ部の磁束集中を避けられない）感磁部によって磁気インクの磁気検出を行った場合には、そのエッジ部に磁束集中が集中することから、感磁部におけるコア体底面中央の平坦部における出力と、感磁部におけるコア体端面のエッジ部における出力とで差異が生じることとなるが、面取加工を施した後の（エッジ部の磁束集中を緩和した）感磁部によって磁気インクの磁気検出を行った場合には、感磁部におけるコア体底面中央の平坦部における出力と、感磁部におけるコア体端面のエッジ部における出力とでほとんど差異が生じなくなる。従って、本発明によれば、コア体の感磁部におけるコア体端面の磁束集中の影響を受けない磁気検出が可能になることから、紙葉類の磁気インクの輪郭のみならず濃淡までより正確に検出することができ、ひいては紙葉類識別センサの識別能力を向上させることができる。
【００１６】
ここで、「紙葉類識別センサ」としては、電源回路から供給される交流信号によって励磁されるコイルと、電磁信号として検出するコイルと、を別々のコイルで構成する他励式のセンサや、インピーダンス変化を捉えるための抵抗を設け、電源回路から供給される交流信号によって励磁されるコイルと、電磁信号として検出するコイルと、を同一のコイルで構成する自励式のセンサなどが考えられるが、本発明は、他例式・自励式のいずれかに限定する趣旨ではない。
【００１７】
また、「面取加工」とは、１つの面と他の面とが交わる角に所定の形状がつくように加工することをいい、例えば、斜面の形状がつくような加工（Ｃ面取加工）や、丸み形状がつくような加工（Ｒ面取加工）などがある。
【００１８】
（２）  （１）記載の紙葉類識別センサと、その紙葉類センサからの出力データをパターンマッチングで処理するセンサ信号処理回路と、を備えることを特徴とする紙葉類識別装置。
【００１９】
本発明によれば、紙葉類識別装置が、上述した紙葉類識別センサと、その紙葉類識別センサからの出力データをパターンマッチングによる画像処理を行うことが可能なセンサ信号処理回路とを備えることから、紙葉類の磁気インクの輪郭のみならず、その濃淡までをもパラメータとしたより正確な識別が可能となり、ひいては紙葉類識別装置の識別能力を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る紙葉類識別センサ及び紙葉類識別装置は、以上説明したように、コア体の感磁部におけるコア体端面の全部又は一部のエッジ部にＣ面取加工やＲ面取加工などの面取加工を施すこととしたから、紙葉類の磁気インクの濃淡そのものを検出することが可能となり、ひいては高度な偽造紙葉類の誤認識を防ぎ、識別能力を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２２】
［概略構造］
図１は、本発明の実施の形態に係る紙葉類識別装置１００の概略構造を示す図である。
【００２３】
図１において、本発明の実施の形態に係る紙葉類識別装置１００は、紙葉類識別センサ１と、紙葉類識別センサ１に巻回された巻線コイルを通電するための信号線１３ａ，１３ｂと、紙葉類識別センサ１と信号線１３ａ，１３ｂとを固定するボビン１４ａ，１４ｂと、ケース１５と、そのケース１５内に満たされたエポキシ樹脂１６と、からなる。紙葉類識別センサ１に巻回された巻線コイルには、信号線１３ａ，１３ｂを介して励磁電流が供給されており、紙葉類識別センサ１の真下を磁気インクが埋め込まれた媒体２が通過すると、その巻線コイルのインダクタンス変化を利用して出力信号を取り出せるようになっている。この詳細については、図２を用いて説明する。
【００２４】
図２は、本発明の実施の形態に係る紙葉類識別センサ１の概略構造を示す拡大図である。
【００２５】
図２において、本発明の実施の形態に係る紙葉類識別センサ１は、コア体１０と、コア体の一部に巻回され、互いに隣接して配置された複数の巻線コイル１１と、それらの巻線コイル１１と一対になり、コア体１０を挟んで反対の（コア体１０の上側の）位置に設けられた複数の巻線コイル１２と、から構成される。
【００２６】
コア体１０は、磁性材料を切削加工することで形成され、複数の磁極を一体とした一体構造をなしている。複数の磁極は、媒体２の搬送方向と略直交する方向に一列に配置されている。なお、図２では、水平方向に隣り合う巻線コイル同士で磁束の方向が反対になっているが、本発明はこれに限定する趣旨ではなく、例えば水平方向に隣り合う巻線コイル同士で磁束の方向が同じになっていてもよい。また、本実施形態においては、多チャンネル化して識別分解能を向上させる観点から複数の磁極を一体とした構造をなしているが、本発明は特にこれに限定する趣旨ではなく、単数の磁極からなる構造をなしていてもよい。
【００２７】
巻線コイル１１は、媒体２に印刷された磁気インクを感知する感磁部としての機能を有している。ここで、巻線コイル１１と巻線コイル１２には、信号線１３ａ，１３ｂを介して、双方のインダクタンスのバランスが保たれるような励磁電流が供給されている。そして、紙葉類識別センサ１の真下を磁気インクが埋め込まれた媒体２が通過すると、巻線コイル１１のインダクタンス変化によって、巻線コイル１１及び巻線コイル１２のインダクタンスのバランスが崩れ、その結果、出力信号を得ることができる。
【００２８】
［面取加工］
次に、図２において、紙葉類識別センサ１の感磁部（巻線コイル１１が巻回された部分）におけるコア体１０の端面（点線で囲んだエッジ部Ａ）に対して施す面取加工について説明する。図３は、本発明の実施の形態に係る紙葉類識別センサ１の感磁部（巻線コイル１１が巻回された部分）におけるコア体１０の端面に面取加工を施す様子を示す図である。なお、媒体２の搬送方向は、図３（ａ）〜図３（ｄ）における左右方向である。また、図３においては、紙葉類の搬送方向のエッジ部Ａに面取加工を施すこととしたが、本発明はこれに限られることなく、紙葉類の搬送方向と直角の方向のエッジ部Ｂ（図２参照）に面取加工を施すこととしてもよい。
【００２９】
エッジ部Ａ及びエッジ部Ｂの両エッジ部に面取加工が施されている場合には、コア体１０の隣接する磁極同士の相互干渉を低減することが可能となる。また、巻線コイル１２側のコア体１０の端面に同様の面取加工を施してもよい。このようにコア体１０の両端面の形状を揃えた場合には、巻線コイル１１側と巻線コイル１２側との磁気バランスを取ることができ温度特性を良くすることができる。
【００３０】
図３（ａ）において、面取加工を施す前の（従来構造の）エッジ部Ａは、９０°の角をなしている。このとき、巻線コイル１１に供給される励磁電流により形成される磁束は、エッジ部Ａ付近に集中し、コア体１０の底面中央付近よりもエッジ部Ａの磁束量の方が多くなる。従って、媒体２の磁気インクが埋め込まれた部分がエッジ部Ａの真下を通過したときと、その部分がコア体１０の底面中央付近を通過したときとで出力が異なることとなる。
【００３１】
一方で、図３（ｂ）に示すように、コア体１０の端面にＣ面取加工を施すことによって（エッジ部Ａ'を形成することによって）、巻線コイル１１に供給される励磁電流により形成される磁束のエッジ部Ａ'への集中を緩和することができる。これにより、媒体２の磁気インクが埋め込まれた部分がエッジ部Ａ'の真下を通過したときと、その部分がコア体１０の底面中央付近を通過したときとで出力を同じにすることができ、ひいてはコア体１０の端面の磁束集中の影響を受けない磁気検出が可能になる。
【００３２】
なお、図３（ｃ）に示すように、コア体１０の端面にＲ面取加工（例えばＲ＝０．２ｍｍ）を施すことによって（エッジ部Ａ''を形成することによって）、巻線コイル１１に供給される励磁電流により形成される磁束のエッジ部Ａ''への集中を緩和することもできるし、また、図３（ｄ）に示すように、コア体１０の端面の一方にＣ面取加工を施し（エッジ部Ａ'を形成し）、コア体１０の端面の他方にＲ面取加工を施すことによって（エッジ部Ａ''を形成することによって）、巻線コイル１１に供給される励磁電流により形成される磁束のエッジ部Ａ'（Ａ''）への集中を緩和することもできる。
【００３３】
このように、漏れ磁束は磁性体の先鋭部において最も多くなる性質を踏まえ、その先鋭部に面取加工を施すことによって、コア体１０の端面の磁束集中の影響を受けない磁気検出が可能になる。
【００３４】
［処理動作］
図４は、本発明の実施の形態に係る紙葉類識別センサ１の処理動作を説明するための電気回路図である。
【００３５】
図４において、紙葉類識別センサ１の駆動回路４１は、コア体を挟んで反対の位置に設けられた２つの巻線コイル１１，１２（図２参照）からなる自励式差動磁気ヘッドＳ１〜Ｓ４により構成される。また、駆動回路４１の駆動側には、電源回路４３（交流電源）、駆動回路４１の検出側には、４個の識別回路からなるセンサ信号処理回路４２が接続されている。
【００３６】
なお、４つの自励式差動磁気ヘッドＳ１〜Ｓ４は、紙葉類の搬送方向と略直交する方向に互いに隣接して配置されている。但し、ここでいう「隣接して」には、４つの自励式差動磁気ヘッドＳ１〜Ｓ４が互いに接触していることのみならず、一定間隔で配置されていることが含まれるものとする。また、ここでは自励式差動磁気ヘッドが４個の場合における駆動回路４１を図示したが、本発明は自励式差動磁気ヘッドが４個に限定される趣旨ではなく、例えば一般的な識別センサに用いられる１２個であっても２４個であっても構わない。
【００３７】
駆動回路４１の駆動側に設けられた電源回路４３は、それぞれの自励式差動磁気ヘッドＳ１〜Ｓ４内にある２つの巻線コイル１１，１２を介してアースに接続されている。また、２つの巻線コイルの接続点は、駆動回路４１の検出側に設けられたセンサ信号処理回路４２に接続されている。
【００３８】
ここで、センサ信号処理回路４２は、半波整流或いは全波整流回路、ローパスフィルタ、及びオペアンプなどから構成されており、自励式差動磁気ヘッドからの出力信号を増幅したり、その出力信号を基に紙葉類の識別に関する様々な信号処理を行ったりする。
【００３９】
また、センサ信号処理回路４２は、紙葉類識別センサ１からの出力データをパターンマッチングで処理する機能を備えている。より具体的には、このセンサ信号処理回路は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ等の半導体素子を有しており、そのＣＰＵが、紙葉類識別センサ１からの出力データをＲＡＭに一時記憶し、その出力データとＲＯＭに格納されている基準パターンデータとを全体比較又は部分比較することによってパターンマッチング処理が実行される。これにより、紙葉類の磁気インクの輪郭のみならず、その濃淡までをもパラメータとした識別が可能となり、ひいては紙葉類識別能力を向上させることができる。
【００４０】
なお、パターンマッチング処理の処理対象が紙葉類の真贋識別である場合には、大量の画像データを短時間（リアルタイム）で処理する必要があることから、センサ信号処理回路４２内のＣＰＵの高速化を図っておくことが望ましい。例えば、命令の取り出しと実行を同時進行するパイプライン制御によって高速化を図ってもよいし、定型的な並列処理の高速化に効果が高く、配列集合における演算に適したＳＩＭＤ（Single Instruction Multiple Data Stream）によって高速化を図ってもよい。
【実施例】
【００４１】
図５は、本発明の実施例についての説明図である。より具体的には、感磁部におけるコア体端面の全部のエッジ部にＲ面取加工（Ｒ＝約０．２ｍｍ）を施すことにより、測定媒体の磁気インクの濃淡までより正確に検出される、という実験結果である。
【００４２】
図５（ａ）は、３つの磁気ヘッド（ｃｈ１〜ｃｈ３）を有するセンサ５１において、測定媒体５２の搬送方向（紙面の表→裏方向）と直角方向のコア体端面のエッジ部ＢにＲ面取加工（Ｒ＝約０．２ｍｍ）を施すとともに（図５（ａ）左）、測定媒体５２の搬送方向（紙面の左→右方向）のコア体端面のエッジ部ＡにＲ面取加工（Ｒ＝約０．２ｍｍ）を施した様子を示している（図５（ａ）右）。このようなセンサ５１に対し、印字部５３を有するコピー紙等の測定媒体５２を、３つの磁気ヘッドの配置方向と印字部５３とが直交するように搬送する（図５（ｂ））。なお、なお、センサ５１と搬送路とのエアギャップは０である。すなわち、測定媒体５２は、センサ５１と摺接しながら搬送される。
【００４３】
図５（ｂ）において、測定媒体５２の印字部５３が、図５（ａ）に示すＲ面取加工を施していないセンサ５１の下方を通過すると、３つの磁気ヘッド（ｃｈ１〜ｃｈ３）に対応する識別回路から、図５（ｃ）上に示す合成出力波形が得られる。一方で、図５（ｂ）において、測定媒体５２の印字部５３が、図５（ａ）に示すＲ面取加工を施したセンサ５１の下方を通過すると、３つの磁気ヘッド（ｃｈ１〜ｃｈ３）に対応する識別回路から、図５（ｃ）下に示す合成出力波形が得られる。なお、図５（ｃ）では、横軸は変位［ｍｍ］、縦軸は出力［Ｖ］を示している。
【００４４】
図５（ｃ）によれば、図５（ｃ）上に示す合成出力波形（面取りなしの波形）では、測定媒体５２の印字部５３が、測定媒体５２の搬送方向のコア体端面の角（２個）の真下を通過するタイミングにおいて、先の尖ったトガリ出力Ｔｇが２個顕著に現れている。これは、コア体端面の角に磁束が集中していることに起因している。一方で、図５（ｃ）下に示す合成出力波形（面取りありの波形）では、測定媒体５２の印字部５３が、測定媒体５２の搬送方向のコア体端面の２個のエッジ部Ａ（図５（ａ）右）の真下を通過するタイミングにおいても、先の尖ったトガリ出力Ｔｇは現れていない。すなわち、測定媒体５２の印字部５３が２個のエッジ部Ａの真下を通過するときの出力（図５（ｃ）下に示す合成出力波形のうちの出力Ｄ）と、測定媒体５２の印字部５３がコア体底面中央付近を通過するときの出力（図５（ｃ）下に示す合成出力波形のうちの出力Ｃ）とで出力がほぼ同じになっているのが分かる。従って、コア体端面に、エッジ部Ａ（図５（ａ）右）のような面取加工を施せば、コア体端面の角に磁束が集中していることに起因したトガリ出力Ｔｇを抑えることができ、ひいては測定媒体５２の磁気インク５３の濃淡（理想的な出力波形）をより正確に検出することができる。
【００４５】
［変形例］
図６は、本発明の他の実施例についての説明図である。より具体的には、４個の印字部５３を有する測定媒体５２を、複数の磁気ヘッドの配置方向と印字部５３とが直交するように搬送した場合において（図６（ａ））、コア体端面に面取加工が施されていないときには、複数の磁気ヘッドに対応する識別回路から図６（ｂ）に示す合成出力波形が得られ、コア体端面に面取加工が施されているときには、複数の磁気ヘッドに対応する識別回路から図６（ｃ）に示す合成出力波形が得られる、という実験結果である。
【００４６】
図６（ｂ）によれば、コア体端面に面取加工が施されていないときには、測定媒体５２の４個の印字部５３のそれぞれが、測定媒体５２の搬送方向のコア体端面の角（２個）の真下を通過するタイミングにおいて、上述したトガリ出力Ｔｇが８（２×４）個顕著に現れている。一方で、図６（ｃ）によれば、コア体端面に面取加工が施されているときには、測定媒体５２の４個の印字部５３のそれぞれが、測定媒体５２の搬送方向のコア体端面の角（２個）の真下を通過するタイミングであっても、上述したトガリ出力Ｔｇは現れていない。
【００４７】
このように、測定媒体５２の印字部５３が複数ある場合であっても、全てのトガリ出力Ｔｇを抑えることができ、ひいては測定媒体５２の磁気インク５３の濃淡（理想的な出力波形）をより正確に検出することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明に係る紙葉類識別センサ及び紙葉類識別装置は、コア体の感磁部におけるコア体端面の全部又は一部のエッジ部に面取加工を施すことで、磁気インクの濃淡そのものを検出することができ、その結果、高度な偽造紙葉類の誤認識を防ぐことが可能なものとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施の形態に係る紙葉類識別装置の概略構造を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る紙葉類識別センサの概略構造を示す拡大図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る紙葉類識別センサの感磁部におけるコア体の端面に面取加工を施す様子を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る紙葉類識別センサの処理動作を説明するための電気回路図である。
【図５】本発明の実施例についての説明図である。
【図６】本発明の他の実施例についての説明図である。
【図７】従来例を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００５０】
１  紙葉類識別センサ
２  媒体
１０  コア体
１１，１２  巻線コイル
１３ａ，１３ｂ  信号線
１４ａ，１４ｂ  ボビン
１５  ケース
１６  エポキシ樹脂
１００  紙葉類識別装置
【図１】
2005234626.tif 000003
【図２】
2005234626.tif 000004
【図３】
2005234626.tif 000005
【図４】
2005234626.tif 000006
【図７】
2005234626.tif 000007
【図５】
2005234626.tif 000008
【図６】
2005234626.tif 000009