(57)【要約】【課題】コストおよび装置スペースを抑制しつつ高精度な検出を行うことができる磁気センサ装置を得ること。【解決手段】搬送路を構成する一方の搬送路面に隣接して設けられた第１の磁界発生手段と、搬送路を構成する他方の搬送路面に隣接して設けられ、第１の磁界発生手段の極性と同極同士が対向するように極性を配設した第２の磁界発生手段と、第１の磁界発生手段に隣接して設けられた磁界変化検出手段とを備えるように磁気センサ装置を構成する。【選択図】        図１
2009251690.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の間隔の搬送路を搬送される紙葉類を検出する磁気センサ装置であって、
前記搬送路を構成する一方の搬送路面に隣接して設けられた第１の磁界発生手段と、
前記搬送路を構成する他方の搬送路面に隣接して設けられ、前記第１の磁界発生手段の極性と同極同士が対向するように極性を配設した第２の磁界発生手段と、
前記第１の磁界発生手段に隣接して設けられた磁界変化検出手段と
を備えたことを特徴とする磁気センサ装置。
【請求項２】
前記第２の磁界発生手段が発生する磁力は、
前記第１の磁界発生手段が発生する磁力に対して同等以上であることを特徴とする請求項１に記載の磁気センサ装置。
【請求項３】
前記磁界変化検出手段は、
前記第１の磁界発生手段における一方の極と他方の極とをＵ字型に結んだ磁性材料からなる磁界通過手段と、
前記第１の磁界発生手段と前記磁界通過手段との２つの隣接部分を隔てるように設けられた非磁性材料からなる間隔保持手段と、
前記磁界通過手段が通過させる磁界の変化を検出する検出手段と
をさらに備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の磁気センサ装置。
【請求項４】
前記第１の磁界発生手段と前記第２の磁界発生手段との間隔は、
０．５ｍｍ〜１．０ｍｍであることを特徴とする請求項１、２または３に記載の磁気センサ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定の間隔の搬送路を搬送される紙葉類を検出する磁気センサ装置であって、特に、コストおよび装置スペースを抑制しつつ高精度な検出を行うことができる磁気センサ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
搬送路を搬送される紙幣などの紙葉類を検出する磁気センサ装置が知られている（検出対象による磁界変化を検出する技術としては、たとえば、特許文献１参照）。このような磁気センサ装置における搬送路は、通常数ミリ（磁気センサが設けられた部位では０．５ｍｍ〜１．６ｍｍ程度、その他の部位では２．０ｍｍ程度）の間隔が設けられることが多い。このため、紙葉類は搬送路内をばたつきながら搬送されることになる。
【０００３】
しかし、搬送路を構成する一方の搬送路面に永久磁石を含んだ磁気センサを設け、この永久磁石が発生する磁界の変化を検出する磁気センサ装置の場合、このような「ばたつき」が発生すると磁気センサから得られる出力信号が不安定となってしまう。
【０００４】
その理由は、紙葉類のばたつきによって磁気センサから紙葉類までの距離（以下、「深度」と記載する）が変化する場合に、磁気センサからの深度が大きいほど磁石による磁束（磁界の強度）が小さくなり磁界変化を検出しづらくなるからである。
【０００５】
このため、磁気センサに対して紙葉類を密着させる技術が提案されている。たとえば、磁気センサの検出面を耐摩耗用セラミックスなどで構成したうえで、表面に毛状の材料を設けた毛ローラで紙葉類を磁気センサへ密着させる技術が知られている。
【０００６】
【特許文献１】実開昭６３−８７６０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、毛ローラなどを用いて紙葉類を磁気センサへ密着させる技術を用いた場合には、紙葉類の搬送詰まり（搬送ジャム）が発生しやすくなるという問題がある。また、搬送方向と直交する向きに複数の磁気センサを直線状に並べて紙葉類全面についての検出を行う場合には、搬送路上への磁気センサの突出面積が大きくなり紙葉類の搬送ジャムがさらに発生しやすくなる。
【０００８】
さらに、紙葉類を密着させることによるセンサ検出面の摩耗を防止するためには、上記した耐摩耗用セラミックスなどの部材を磁気センサの検出面に用いる必要があり、装置全体としてのコストがかさむという問題もある。
【０００９】
なお、紙幣を磁気センサへ密着させるのではなく、搬送路の両面に紙葉類を挟み込む形で磁気センサを対向させて配置し、紙葉類のばたつきによる磁気センサ出力の変動を抑えることも考えられるが、２倍の数の磁気センサが必要となりコストが高くつく。特に、磁気センサを直線状に並べて紙葉類全面についての検出を行う場合には、コストの問題が顕著となる。また、磁気センサを搬送路の両面に設けると装置自体が大型化してしまうという問題も発生する。
【００１０】
これらのことから、紙葉類のばたつきを許容する非接触型であって、コストおよび装置スペースを抑制しつつ高精度な検出を行うことができる磁気センサ装置をいかにして実現するかが大きな課題となっている。
【００１１】
本発明は、上述した従来技術の課題を解決するためになされたものであり、コストおよび装置スペースを抑制しつつ高精度な検出を行うことができる磁気センサ装置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】
【００１２】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、所定の間隔の搬送路を搬送される紙葉類を検出する磁気センサ装置であって、前記搬送路を構成する一方の搬送路面に隣接して設けられた第１の磁界発生手段と、前記搬送路を構成する他方の搬送路面に隣接して設けられ、前記第１の磁界発生手段の極性と同極同士が対向するように極性を配設した第２の磁界発生手段と、前記第１の磁界発生手段に隣接して設けられた磁界変化検出手段とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、上記の発明において、前記第２の磁界発生手段が発生する磁力は、前記第１の磁界発生手段が発生する磁力に対して同等以上であることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明は、上記の発明において、前記磁界変化検出手段は、前記第１の磁界発生手段における一方の極と他方の極とをＵ字型に結んだ磁性材料からなる磁界通過手段と、前記第１の磁界発生手段と前記磁界通過手段との２つの隣接部分を隔てるように設けられた非磁性材料からなる間隔保持手段と、前記磁界通過手段が通過させる磁界の変化を検出する検出手段とをさらに備えたことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明は、上記の発明において、前記第１の磁界発生手段と前記第２の磁界発生手段との間隔は、０．５ｍｍ〜１．０ｍｍであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、搬送路を構成する一方の搬送路面に隣接して設けられた第１の磁界発生手段と、搬送路を構成する他方の搬送路面に隣接して設けられ、第１の磁界発生手段の極性と同極同士が対向するように極性を配設した第２の磁界発生手段と、第１の磁界発生手段に隣接して設けられた磁界変化検出手段とを備えることとしたので、第１の磁界発生手段と搬送路を挟んで対向する位置に第２の磁界発生手段を設けることによって、紙葉類が搬送路内でばたついた場合であっても磁界変化検出手段の出力値を安定させることができ、高精度な検出を行うことができるという効果を奏する。また、紙葉類を搬送路面に密着させる必要がないのでコストを抑制することができるという効果を奏する。さらに、第一の磁界発生手段と搬送路を挟んで対向する位置にローラなどの対向機構や磁気センサを設ける場合よりも装置スペースを抑制することができるという効果を奏する。
【００１７】
また、本発明によれば、第２の磁界発生手段が発生する磁力は、第１の磁界発生手段が発生する磁力に対して同等以上であることとしたので、搬送路幅方向における磁界変化を抑制することで、第１の磁界発生手段と紙葉類との距離（深度）に伴って磁界変化発生手段の出力値が低下する深度特性を改善することができるという効果を奏する。
【００１８】
また、本発明によれば、磁界変化検出手段は、第１の磁界発生手段における一方の極と他方の極とをＵ字型に結んだ磁性材料からなる磁界通過手段と、第１の磁界発生手段と磁界通過手段との２つの隣接部分を隔てるように設けられた非磁性材料からなる間隔保持手段と、磁界通過手段が通過させる磁界の変化を検出する検出手段とをさらに備えることとしたので、第１の磁界発生手段が発生した磁界のみならず、第２の磁界発生手段が発生した磁界についても磁界通過手段内を通過させることによって、紙葉類の深度にかかわらず高精度な磁気検出を行うことができるという効果を奏する。
【００１９】
また、本発明によれば、第１の磁界発生手段と第２の磁界発生手段との間隔は、０．５ｍｍ〜１．０ｍｍであることとしたので、深度特性を改善しつつ紙葉類の搬送詰まり（搬送ジャム）を防止することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に、添付図面を参照して、本発明に係る磁気センサ装置の好適な実施例を詳細に説明する。なお、以下では、従来技術に係る磁気センサ装置の問題点について説明した後に、本発明に係る磁気センサ装置についての実施例を説明することとする。
【００２１】
図５は、従来技術に係る磁気センサ装置５０の構成を示すブロック図である。同図に示すように、従来技術に係る磁気センサ装置５０は、永久磁石などの磁石５１と、紙葉類を搬送路面へ密着させるための毛ローラ５２と、磁石５１に隣接して設けられた磁界変化検出部５３とを備えている。
【００２２】
そして、従来技術に係る磁気センサ装置５０における搬送路は、磁石５１が設けられた側の搬送路面１０１ａと、毛ローラ５２の外周にあたる搬送路面１０１ｂとで挟まれた空間として構成される。
【００２３】
ここで、搬送路間隔１０２は、１組の永久磁石５１および磁界変化検出部５３からなる単一チャンネルセンサの場合には０．０ｍｍ程度（密着）、複数組の永久磁石５１および磁界変化検出部５３を搬送方向と垂直方向に直線状に配置したラインセンサの場合には、０．０ｍｍ〜０．３ｍｍ程度に調整される。なお、同図の１００ｄには、検出対象となる紙葉類を示している。
【００２４】
このように、従来技術に係る磁気センサ装置５０では、磁石５１と磁界変化検出部５３とから構成される磁気センサに紙葉類１００ｄが密着するように、磁気センサと対向する側に設けられた毛ローラ５２などの対向機構で押さえつける手法を採用していた。これは、磁石５１と紙葉類との距離（深度）が大きくなると磁気センサの出力が小さくなる傾向にあり、高精度な磁気検出が困難となるためである。
【００２５】
しかしながら、従来技術に係る磁気センサ装置５０のように対向機構を設ける手法をとると、磁気センサ装置の装置スペースが増大してしまうという問題がある。また、紙葉類を磁気センサに密着させると、紙葉類の搬送詰まり（搬送ジャム）が発生しやすくなるうえ、センサ検出面の摩耗を防止するために磁気センサの検出面を耐摩耗用セラミックスなどで構成する必要があり、装置全体としてのコストが増大するという問題がある。
【００２６】
そこで、本発明に係る磁気センサ装置では、所定の搬送路間隔を有する非接触型の装置としつつ、搬送路を構成する一方の搬送路面に永久磁石などの磁石および磁界変化検出部を設け、他方の搬送路面には永久磁石などの磁石のみを設けることで、上記した従来技術に係る問題点を解決することとした。以下では、本発明に係る磁気センサ装置の実施例について、図１〜図４を用いて説明する。
【実施例】
【００２７】
図１は、本実施例に係る磁気センサ装置１０の構成を示すブロック図である。同図に示すように、磁気センサ装置１０は、搬送路面１ａ側に設けられた永久磁石などの磁石１１と、搬送路面１ｂ側に設けられた永久磁石などの磁石１２と、磁石１１におけるＳ極とＮ極とをＵ字型に結ぶコア１３と、磁石１１に隣接しつつコア１３の端部間に設けられたスペーサ１４と、検出回路１５と、検出回路１５に接続されたコイル１６とから構成される。
【００２８】
なお、磁石１１、コア１３、スペーサ１４、検出回路１５およびコイル１６から構成される磁界変化検出部１７は、図５に示した磁界変化検出部５３に対応する。また、磁石１１および磁界変化検出部１７をあわせて磁気センサと呼ぶこともある。
【００２９】
ここで、搬送路面１ａと搬送路面１ｂとの間隔である搬送路間隔２は、０．５ｍｍ〜１．０ｍｍ程度となるように調整される。すなわち、搬送路を搬送される紙葉類は、同図の１００ａ、１００ｂおよび１００ｃに示したように、搬送路の間隔方向に自由度をもった状態で搬送される。
【００３０】
磁石１２は、磁石１２のＮ極が磁石１１のＮ極と、磁石１２のＳ極が磁石１１のＳ極と、それぞれ対向するように搬送路面１ｂに隣接して設けられる。ここで、磁石１２には、磁石１１の磁力以上のものを用いることが好ましい。たとえば、磁石１１としては、１０００ガウス以上の磁力をもったものが用いられ、磁石１２としては、磁石１１よりも大きい磁力をもったものが用いられる。
【００３１】
コア１３は、透磁率が大きい、センダスト、パーマロイあるいはフェライトといった磁性材料で構成される。また、スペーサ１４は、黄銅や青銅などの非磁性材料で構成される。そして、検出回路１５は、コア１３に巻きつけられたコイル１６経由でコアにおける磁界変化を検出する。
【００３２】
このように、磁気センサ装置１０は、検出対象となる紙葉類を搬送路面に密着させることなく磁気を検出する非接触型の装置である。そして、磁気センサ側の磁石１１と搬送路を挟んで対向する位置に磁石１２を設け、搬送路間隔方向の磁束を発生させることで、紙葉類の位置が１００ａ、１００ｂあるいは１００ｃのように変化した場合であっても、磁束変化率を抑制することとしている。これによって、非接触型でありながら、紙葉類の深度にかかわらず安定した磁気検出を行うことができる。
【００３３】
次に、図１に示した磁石１１および磁石１２が発生する磁界について図２を用いて説明する。図２は、搬送路の片面に磁石を設けた場合における磁界および両面に磁石を設けた場合における磁界を示す図である。なお、同図の（１）には搬送路の片面に磁石を設けた場合における磁界について、同図の（２）には搬送路の両面に磁石を設けた場合における磁界について、それぞれ示している。
【００３４】
図２の（１）に示したように、搬送路の片面に磁石１１を設けた場合には、磁石１１が発生する磁力線は、搬送路内において搬送方向と略平行の向きとなる磁力線１１ａと、コア内を通過する磁力線１１ｂとに分けられる。
【００３５】
ここで、搬送路内における磁力線１１ａの向きは搬送路面と平行な成分が多いために、紙葉類の深度が大きくなると（磁石１１からの距離が大きくなると）磁束変化量が大きくなる。また、これに伴ってコア内でも紙葉類の深度変化による磁束変化量が大きくなる。したがって、各深度における磁気センサの信号振幅の差は拡大する傾向となる。
【００３６】
一方、同図の（２）に示したように、搬送路の両側に磁石１２および磁石１１を設けた場合には、磁石１２からコアへと向かい、コアを通過して磁石１２へと向かう磁力線１２ｂが発生する。すなわち、磁石１２を設けると、搬送路と垂直方向（同図における上下方向）の磁束が発生するため、紙葉類位置による垂直方向の磁束変化量が小さくなる。
【００３７】
なお、搬送路内における水平方向（同図における左右方向）の磁束変化量については同図の（１）の場合と同様であるが、垂直方向および水平方向の磁束変化量の和を考慮すると全体的には紙葉類位置による磁束変化量は小さくなる。また、これに伴ってコア内でも紙葉類の深度変化による磁束変化量も小さくなる。したがって、各深度における磁気センサの信号振幅の差は小さくなるので、紙葉類の深度が変化した場合であっても安定した磁気検出が可能となる。
【００３８】
次に、磁気センサ装置１０におけるセンサ出力と深度との関係について図３を用いて説明する。図３は、センサ出力と深度との関係を示す図である。なお、同図の３１には、対向マグネット（磁石１２）がない場合のグラフを、同図の３２には、対向マグネット（磁石１２）ありでマグネット間の距離（搬送路間隔）が１．０ｍｍである場合のグラフを、同図の３３には、対向マグネット（磁石１２）ありでマグネット間の距離（搬送路間隔）が０．５ｍｍである場合のグラフを、それぞれ示している。
【００３９】
なお、グラフ３２およびグラフ３３における破線部分は推定値を表す推定線である。また、同図の縦軸は、搬送路間隔が０．０５ｍｍである場合の出力値を１００とした場合における相対値を、同図の横軸は、磁石１１と紙葉類との距離をあらわす深度を、それぞれ表している。
【００４０】
同図の３１に示したように、対向マグネット（磁石１２）がない場合には、深度の増加に比例して出力が低下していく傾向がみられる。これに対して、同図の３２に示したように、対向マグネット（磁石１２）を搬送路間隔１．０ｍｍで設けた場合には、深度が０．０５ｍｍ〜０．２５ｍｍまでは同図の３１（マグネットなし）と同様であるものの、深度が０．２５ｍｍ〜０．４５ｍｍの区間では、深度の増加に伴う出力の低下が緩和されている。
【００４１】
たとえば、深度が０．４５ｍｍの場合、同図の３１（マグネットなしの場合）の出力は３４であるが、同図の３２（マグネットありで搬送路間隔１．０ｍｍの場合）の出力は５７であるので、２３パーセントの改善がみられる。
【００４２】
また、同図の３３に示したように、対向マグネット（磁石１２）を搬送路間隔０．５ｍｍで設けた場合には、深度が０．０５ｍｍ〜０．１ｍｍまでは同図の３１（マグネットなし）と同様であるものの、深度が０．１５ｍｍ以降の区間では、深度の増加に伴う出力の低下が、同図の３２（搬送路間隔１．０ｍｍ）と比べても顕著に改善されている。
【００４３】
たとえば、深度が０．２５ｍｍの場合、同図の３１（マグネットなし）の出力は５９であり、同図の３２（搬送路間隔１．０ｍｍ）の出力は６０であるが、同図の３３（搬送路間隔０．５ｍｍ）の出力は７８であるので、１８〜１９パーセントの改善がみられる。
【００４４】
次に、図１に示した検出回路１５の回路例について図４を用いて説明する。図４は、検出回路１５の回路例を示す図である。なお、同図の（１）には、一組の磁石１１、磁石１２および磁界変化検出部１７を用いた単一チャンネルの磁気センサを構成する場合に好適な回路例を、同図の（２）には、複数の磁気センサをラインセンサとして構成する場合に好適な回路例を、それぞれ示している。
【００４５】
同図の（１）に示したように、コイル１６からの信号値は、増幅器１５ａで増幅され、全波整流器１５ｂによって交流電流における正波および負波ともに整流されて同じ向きの電流に変換される。そして、ＬＰＦ（Low  Pass  Filter）１５ｃによってノイズ成分を除去するために高周波成分がカットされ、ＡＤ変換器１５ｄによってアナログ信号からデジタル信号へと変換される。なお、ＡＤ変換器１５ｄから出力されるデジタル信号は、図示しないメモリへ格納される。
【００４６】
また、同図の（２）に示したように、コイル１６からの信号値は、増幅器１５ｅで増幅され、ＡＤ変換器１５ｆによってアナログ信号からデジタル信号へと変換される。そして、ノイズカット１５ｇによってノイズ成分がカットされ、デジタル積分１５ｈによる積分処理を経て図示しないメモリへ格納される。なお、同図に示すデジタル処理は、回路として構成することとしてもよいし、コンピュータで実行可能なプログラムとして構成することとしてもよい。
【００４７】
上述してきたように、本実施例によれば、搬送路を構成する一方の搬送路面に隣接して設けられた第１の磁界発生手段と、搬送路を構成する他方の搬送路面に隣接して設けられ、第１の磁界発生手段の極性と同極同士が対向するように極性を配設した第２の磁界発生手段と、第１の磁界発生手段に隣接して設けられた磁界変化検出手段とを備えるように磁気センサ装置を構成したので、第１の磁界発生手段と搬送路を挟んで対向する位置に第２の磁界発生手段を設けることによって、紙葉類が搬送路内でばたついた場合であっても磁界変化検出手段の出力値を安定させることができ、高精度な検出を行うことができる。
【００４８】
また、紙葉類を搬送路面に密着させる必要がないのでコストを抑制することができる。さらに、第一の磁界発生手段と搬送路を挟んで対向する位置にローラなどの対向機構や磁気センサを設ける場合よりも装置スペースを抑制することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
以上のように、本発明に係る磁気センサ装置は、搬送路を搬送される紙葉類の検出に有用であり、特に、磁気パターンや磁気スレッドを含んだ紙幣の検出を低コストで確実に行いたい場合や、省スペースなセンサ装置を構成したい場合に適している。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本実施例に係る磁気センサ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】搬送路の片面に磁石を設けた場合における磁界および両面に磁石を設けた場合における磁界を示す図である。
【図３】センサ出力と深度との関係を示す図である。
【図４】検出回路の回路例を示す図である。
【図５】従来技術に係る磁気センサ装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５１】
１ａ、１ｂ  搬送路面
２    搬送路間隔
１０    磁気センサ装置
１１、１２  磁石
１３    コア
１４    スペーサ
１５    検出回路
１５ａ  増幅器
１５ｂ  全波整流器
１５ｃ  ＬＰＦ（ローパスフィルタ）
１５ｄ  ＡＤ変換器
１５ｅ  増幅器
１５ｆ  ＡＤ変換器
１５ｇ  ノイズカット
１５ｈ  デジタル積分
１６    コイル
１７    磁界変化検出部
５０    従来技術に係る磁気センサ装置
５１    磁石
５２    毛ローラ
５３    磁界変化検出部
１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ  紙葉類
１０１ａ、１０１ｂ  搬送路面
１０２    搬送路間隔
【図１】
2009251690.tif 000003
【図２】
2009251690.tif 000004
【図３】
2009251690.tif 000005
【図４】
2009251690.tif 000006
【図５】
2009251690.tif 000007