(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれの基端が当接して磁気的に接続されるとともに、それぞれの先端が対向して僅かなギャップを形成する第１および第２のヨークを有する磁気ヘッドと、発光素子と受光素子を有する光ヘッドを、被検査対象に当接する前面を有する一つのケースに収納し、
前記前面には、前記ギャップが配置されるとともに前記光ヘッドが前記被検査対象を臨むための窓が配置されて、前記被検査対象の同一箇所を検査することができる光・磁気複合ヘッドにおいて、
前記第１のヨークを前記基端と前記先端の間が大きく開いた略Ｃ形とするとともに、前記第２のヨークを略扁平形状として、前記磁気ヘッドを前記ケース内の一側に偏倚するように配置し、
且つ前記第２のヨークの先端部を間にして、前記ギャップと前記窓を並設することによって、
前記ギャップと前記窓を隣接配置したことを特徴とする光・磁気複合ヘッド。
【請求項２】
前記前面が前記被検査対象の搬送方向に表面凸の曲面を有するとともに、前記ギャップが前記前面の頂点位置に位置づけられ、
前記曲面の半径をＲとしたとき、
前記窓が、前記頂点位置から前記表面における前記搬送方向の前方Ｒ／３ないし前記搬送方向の後方Ｒ／５の範囲内に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の光・磁気複合ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光・磁気複合ヘッドに関し、特に被検査対象として紙幣や証券等の検査に好適な光・磁気複合ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動販売機が広く普及されてきており、紙幣の使用頻度が非常に高くなってきている。これに伴い紙幣を確実に検査することが必要とされている。紙幣の検査は、一般に光・磁気的に行われている。即ち、近年、紙幣の印刷には磁気インクが採用されており、紙幣の特定箇所における印刷パターンを磁気ヘッドにより磁気的に検出すると共に、光学的にも検出して真偽の判別をしている。
【０００３】
図５は、従来の光・磁気複合ヘッドの一例を示す。光・磁気複合ヘッド１は、ケース２内に磁気センサ３と光センサ４とが収納され、樹脂部材５によりモールドされてパッケージとされている。磁気ヘッド３は、ヨーク６、励磁コイル７、検出コイル８等により構成されており、左右のヨーク６ａ、６ｂの先端は、僅かなギャップｇを存して離隔対向している。光ヘッド４は、発光素子１０、受光素子１１、導光体１２、１３等により構成されている。導光体１２、１３の各一端は、夫々発光素子１０、受光素子１１に接続され、各他端は、ヨーク６の基端部に設けられた孔６ｃを挿通して先端のギャップｇに嵌挿された透光体１４に接続されている。そして、ヨーク６のギャップｇは、光ヘッド４の検出用の窓とされている。
【０００４】
磁気ヘッド３は、被検査対象としての紙幣の磁気インクの印刷パターンを磁気的に検出する。発光素子１０から出射された光は、導光体１２、透光体１４を通して紙幣に照射され、その反射光が透光体１４、導光体１３を通して受光素子１１に入射される。これにより、印刷パターンを光学的に検出する。そして、磁気ヘッド３と光ヘッド４とにより同一ラインの印刷パターンを同時に検出している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の光・磁気複合ヘッド１は、磁気ヘッド３のギャップｇの部位は、紙幣が摺動するために摩耗が激しく、透光体１４は、非磁性を有し、且つ耐摩耗性の高いサファイアガラス等が使用されている。このため、ヘッドのコストが高くなる。
【０００６】
また、磁気ヘッド３は、ギャップｇが狭い方が検出感度を高める上で好ましく、一方、光ヘッド４は、ギャップｇ即ち、検出窓が広い方が光を多く採ることができ検出感度を高める上で好ましい。このため上記構造の光・磁気複合ヘッド１においては、光ヘッド４の検出感度を高めるためにギャップｇの間隔を広くせざるを得ず、磁気ヘッド３の検出精度が犠牲になっている。更に、磁気ヘッド３の後方位置に光ヘッド４を配置するために、ヘッドが大形となるという問題もある。
【０００７】
紙幣等は、種々の色のインクで印刷されており、また、近年種々の色の光を発光する発光素子も提供されている。このため、光学的に印刷パターンを検出する場合、種々の色や赤外線等により印刷パターンを検出できることが好ましい。しかしながら、光ヘッド４の導光体１２、１３として使用されている光ファイバは、色によって導光特性が異なるために、使用する光の色が制限され、光ヘッド４の発光素子を自由に選定することができず、汎用性に乏しいという問題がある。
【０００８】
このような不具合に対処すべく図６に示すように磁気ヘッド３と光ヘッド４とを別体とし、例えば、磁気ヘッド３の下流側に光ヘッド４を離して配置した構成のものもある。この構成によれば、光ヘッド４を紙幣Ｍから離隔して配置することが可能となり、導光体が不要となり、種々の色の発光素子を使用することが可能となる。
【０００９】
しかしながら、上記構成においては、磁気ヘッド３と光ヘッド４とを同一ラインに配置することが困難であるばかりでなく、紙幣Ｍが磁気ヘッド３に紙幣Ｍを押さえ付けるための押さえゴムローラ１５から離れるにつれて点線で示すように上下に振れるために光ヘッド４の検出精度にバラツキが生じ易い等の問題がある。また、光ヘッド４は、周囲の光の影響を受けやすく、特性が不安定になるという問題もある。
【００１０】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたもので、小形で、光ヘッドの発光色を自由に選定することが可能な光・磁気複合ヘッドを提供することを目的とする。
【００１１】
【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の発明では、それぞれの基端が当接して磁気的に接続されるとともに、それぞれの先端が対向して僅かなギャップを形成する第１および第２のヨークを有する磁気ヘッドと、発光素子と受光素子を有する光ヘッドを、被検査対象に当接する前面を有する一つのケースに収納し、前記前面には、前記ギャップが配置されるとともに前記光ヘッドが前記被検査対象を臨むための窓が配置されて、前記被検査対象の同一箇所を検査することができる光・磁気複合ヘッドにおいて、前記第１のヨークを前記基端と前記先端の間が大きく開いた略Ｃ形とするとともに、前記第２のヨークを略扁平形状として、前記磁気ヘッドを前記ケース内の一側に偏倚するように配置し、且つ前記第２のヨークの先端部を間にして、前記ギャップと前記窓を並設することによって、前記ギャップと前記窓を隣接配置したことを特徴とする。
【００１２】
このように前記磁気ヘッドを前記ケース内の一側に偏倚するように配置することで、すなわち略Ｃ形をなす前記第１のヨークを前記ケース内の一側に配置することで、前記ケース内の一側と他側の間に位置づけられるのは、略扁平形状の前記第２のヨークであるから、前記窓を前記ギャップに隣接配置することが可能となる（前記第２のヨークの先端部を間にして、前記ギャップと前記窓を並設すれば、前記窓と前記光ヘッドは前記ケースの他側に位置づけられることになる）。こうして該光・磁気複合ヘッドは、被検査対象の同一箇所を検出することができ、検査精度が向上するのである。また光ヘッドは、光センサ部がケースの窓を通して被検査体に直接臨んでいることで、被検査対象に最適な光の光センサを選定することが可能となるのである。
【００１３】
請求項２の発明では、前記光・磁気複合ヘッドの前記前面が前記被検査対象の搬送方向に表面凸の曲面を有するとともに、前記ギャップが前記前面の頂点位置に位置づけられ、前記曲面の半径をＲとしたとき、前記窓が、前記頂点位置から前記表面における前記搬送方向の前方Ｒ／３ないし前記搬送方向の後方Ｒ／５の範囲内に設けられている。したがって、請求項２の発明は、検査時に被検査対象から発生する塵埃の付着堆積を防止することができ、また光ヘッドの検出精度の低下を防止することができるのである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施例を図面により詳細に説明する。
図１は、本発明に係る光・磁気複合ヘッドの断面図、図２は、図１の正面図である。図１及び図２に示すように、光・磁気複合ヘッド２０は、ケース２１内に磁気ヘッド２３と光ヘッド２４とが一体に収納され、樹脂部材２２によりモールドされてパッケージされている。磁気ヘッド２３は、ヨーク２５とコイル２８から成る。磁気ヘッド２３のヨーク２５は、平面視左右非対称の略Ｃ形の形状とされ、両端が大きく開いた略Ｃ形の第１のヨーク２６と、扁平な板状の第２のヨーク２７とにより構成されている。
【００１５】
ヨーク２６の先端２６ａは、その端面がヨーク２７の先端２７ａの内側面と僅かなギャップδで離隔対向し、基端２６ｂの端面がヨーク２７の基端２７ｂの内側面に当接固定されて磁気的に接続されており、基端２６ｂには励磁コイル及び検出コイルから成るコイル２８が巻回されている。
尚、ヨーク２７は、先端２７ａをヨーク２６の先端２６ａに向けて僅かにＬ形としてもよいが、実施例のように扁平な板状とした方がヨーク２６の先端２６ａとの間に形成するギャップδをヨーク２７に寄せてヨーク２５を扁平なＣ形の形状とすることができ、磁気ヘッド２３のギャップδに光ヘッド２４を近接させて配置することができて好ましい。
【００１６】
この磁気ヘッド２３は、ギャップδがケース２１の被検査対象と当接する前面２１ａの中央に位置し、且つ板状のヨーク２７が中央側に、略Ｃ形のヨーク２６が中央から一側にずれて配置されている。即ち、磁気ヘッド２３は、ケース２１内に一側に偏倚して配置されている。そして、これらのヨーク２６、２７の先端は、ケース２１の前面２１ａに設けられている窓２１ｂに嵌合され、且つケース２１の前面２１ａと面一とされている。ケース２１の前面２１ａは、所定の半径Ｒの曲面とされている。この半径Ｒは、被検査対象の取り込み、或いは、戻し等を円滑に行うことができるように設定されている。尚、ヨーク２５のギャップδは、ガラス等の非磁性部材３０が充填されて防塵されている。
【００１７】
光ヘッド２４は、光センサとしての発光素子３２、受光素子３３から成る。発光素子３２、受光素子３３は、ケース２１の中央寄りに配置され、ヨーク２７の外側面に隣接してその幅方向に並んで配置されている（図２）。ケース２１の前面２１ａには、磁気ヘッド２３の窓２１ｂと並んでスリット状の窓２１ｃが設けられており、発光素子３２の発光部、受光素子３３の受光部は、モールド材２２に設けられた光通路２２ａ及び窓２１ｃを通してケース外方に臨んでいる。光ヘッド２４用の窓２１ｃ、光通路２２ａには、防塵用の透明なガラス３５が充填されている。このガラス３５は、種々の色の光に対して略同じ導光特性を有している。そして、発光素子３２のセンサ部としての発光部から出射された光は、ガラス３５を通して被検査対象面に照射され、その反射光がガラス３５を通して受光素子３３のセンサ部としての受光部に入射される。防塵用のガラス３５は、種々の色の光に対して略同じ導光特性を有していることで、発光素子３２としては、種々の色の発光素子を使用することが可能である。
【００１８】
ところで、図３に示すように被検査対象としての紙幣Ｍは、光・磁気複合ヘッド２０の磁気ヘッド２３のギャップδのガラス３０及びケース２１の前面２１ａに押さえゴムローラ４０により押し付けられることで、その表面が摩耗し、印刷インクや紙等から成る微細な粘着質の塵埃（屑）が発生する。ケース２１は、前面２１ａが所定半径Ｒの曲面とされ、ギャップδの部位は、その頂点位置（中心位置）に位置しており、且つ紙幣Ｍによるクリーニング作用を受ける。従って、ギャップδの部位は、前記塵埃の付着が防止されるが、ギャップδの部分から離れた位置は、紙幣Ｍによるクリーニング作用を受けないために前記塵埃が付着して堆積物４２となる。特に、紙幣Ｍの矢印で示す搬送方向側に多く堆積する。従って、光・磁気複合ヘッド２０においては、ケース２１の光ヘッド２４の窓２１ｃは、塵埃４２が付着し難い位置に設けることが好ましい。
【００１９】
そこで、本願発明では、ケース２１の光ヘッド２４用の窓２１ｃの好ましい位置について、ケース２１の前面２１ａ（検査面）の半径Ｒを、１０mm、２０mmとした場合に、これらの各半径Ｒに対する塵埃の堆積具合について調べた。その結果を、図４に示す。図４において横軸は、ケース２１の前面２１ａの中心位置即ち、磁気ヘッド２３のギャップδの中心位置からの距離を示し、縦軸は、前記塵埃の堆積量を示す。そして、半径Ｒが１０mmの場合の堆積量を実線で示し、半径Ｒが２０mmの場合を破線で示す。また、横軸において、中心から右側の距離をギャップδに対して紙幣Ｍの搬出方向として正で表し、左側をギャップδに対して紙幣Ｍの搬入方向として負で表している。
【００２０】
図４から明らかなように塵埃が付着しない範囲は、半径Ｒが１０mmの場合には中心から前、後に−３mm〜＋２mm（−Ｒ／３〜Ｒ／５）の範囲、半径Ｒが２０mmの場合には−３.５mm〜＋４.５mm（−Ｒ／６〜Ｒ／５）の範囲である。光・磁気複合ヘッド２０は、小形化することが望まれている。そこで、ケース２１の幅を約１０mmとした場合、半径Ｒは、１０mm程度が適当であり、この場合、窓２１ｃは、ケース２１の中心に対して前、後に−３mm〜＋２mm（−Ｒ／３〜Ｒ／５）の範囲内に配置することが好ましい。尚、この−３mm〜＋２mmの範囲には、磁気ヘッド２３のギャップδ（約0.3mm）とヨーク２７の板厚ｔ（約0.8mm）によるデッドゾーンｄ（＝(δ＋ｔ）／２）（約0.95mm）が含まれる。この場合、光・磁気複合ヘッドヘッド２０は、紙幣Ｍの搬送方向に対して前後を入れ替えて（図１において左右を入れ替えて）光ヘッド２４を磁気ヘッド２３の上流側（搬入側）に配置してもよく、従って、デッドゾーンｄは、ギャップδとヨーク２７の板厚を考慮すればよい。
【００２１】
従って、ケース２１の光ヘッド２４の窓２１ｃは、ケース２１の中心位置から前記範囲内に設けることで、前記塵埃の付着を極めて有効に防止することが可能であり、これに伴い特に光ヘッド２４の窓２１ｃのメンテナンスを大幅に省くことができる。
以下に作用を説明する。
【００２２】
図３に示すように紙幣Ｍは、矢印方向に搬送されて押さえゴムローラ４０により光・磁気複合ヘッド２０のギャップδの部位に押し付けられる。そして、磁気ヘッド２３（図１）が、当該位置における印刷パターンを磁気的に検出する。また、光ヘッド２４は、磁気ヘッド２３が検出した前記印刷パターンを光学的に検出する。これにより、磁気ヘッド２３と光ヘッド２４とが、紙幣Ｍの印刷パターンの同一箇所を検出することが可能となる。
【００２３】
光ヘッド２４は、磁気ヘッド２３と近接して設けられて押さえローラ４５の近傍に配置されていることで、紙幣Ｍのバタツキが少なく、検出信号が安定して検出精度が向上する。また、光ヘッド２４の発光素子としては各種の色の発光素子を使用することが可能であり、種々の色の印刷インクに有効に対処することが可能である。
【００２４】
また、光ヘッド２４の窓２１ｃが中心（磁気ヘッド２３のギャップδ）からずれているためにケース２１内に受光素子を配置し、被検査対象を挟んで反対側に発光素子を配置して、透過形の光センサとしても使用することが可能である。
尚、上記実施例においては、光・磁気複合ヘッド２０の被検査対象として紙幣の印刷パターンを検査する場合について記述したが、これに限るものではなく、他の例えば、証券等の印刷パターンの検査にも適用し得ることは勿論である。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、光ヘッドと磁気ヘッドとを同一のケースに収納することで、コンパクト化、低コスト化が図られると共に、磁気ヘッドと光ヘッドとで被検査対象の同一ラインを検査することができ、検査精度の向上が図られる。また、光ヘッドに光センサの光を導くための導光体を使用していないために、被検査対象に応じて最適な色の光センサを使用することが可能となり、検査対象を広くすることができる。更に、光ヘッドの位置が磁気ヘッドのギャップからずれていることで、透過形の光センサとしても構成することが可能となる。
【００２６】
請求項２の発明では、光ヘッドを塵埃の付着堆積し難い位置に配置することが可能となり、検査精度の向上や、メンテナンスが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光・磁気複合ヘッドの断面図である。
【図２】図１の光・磁気複合ヘッドの正面図である。
【図３】図１の光・磁気複合ヘッドにおける被検査対象物に起因する塵埃の付着の説明図である。
【図４】図３の光・磁気複合ヘッドにおけるヘッドの中心位置からの距離と塵埃の堆積量との関係を示す図である。
【図５】従来の光・磁気複合ヘッドの断面図である。
【図６】従来の磁気ヘッドと光ヘッドとが分離しているタイプの説明図である。
【符号の説明】
２０  光・磁気複合ヘッド
２１  ケース
２１ｂ、２１ｃ  窓
２３  磁気ヘッド
２４  光ヘッド
２５  ヨーク
２６  第１のヨーク
２７  第２のヨーク
２８  コイル
３０、３５  防塵用ガラス
３２  発光素子
３３  受光素子
４０  押さえゴムローラ
Ｍ  紙幣（被検査対象）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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