CN106104639A - 磁质判别装置以及磁质判别方法 - Google Patents

Abstract

将对在运送路径上运送的纸张中包含的磁性体的磁质进行检测并进行判别的磁质判别装置由以下部件构成：励磁单元，产生包含磁场强度以及磁场方向不同的运送路径上的第一磁场区域以及第二磁场区域的励磁磁场，根据磁性体的矫顽力而将磁性体励磁为不同的磁化方向；以及磁检测单元，在与励磁单元相比运送方向下游侧，在运送路径上产生偏置磁场，通过检出偏置磁场的变化来检测磁性体的磁量。

Description

磁质判别装置以及磁质判别方法

技术领域

本发明涉及对纸张的磁进行检测的磁质判别装置以及磁质判别方法，特别是涉及能够对矫顽力不同的多种的磁性体进行判别的磁质判别装置以及磁质判别方法。

背景技术

以往，从防伪的观点出发，在支票、商品券等纸张的印刷中使用包含磁性体的磁性油墨。利用了磁的安全性技术年年高级化，在最近的纸张中，还存在在一张纸张中包含磁特性不同的多种的磁性体的情况。为了进行这样的纸张的真伪判定，需要对纸张中包含的各个磁性体进行判别。

作为对纸张中包含的多种的磁性体进行判别的装置，例如在专利文献1中公开了对矫顽力不同的磁性体进行判别的装置。在该装置中，通过高磁力的第一磁铁将高矫顽力的磁性体以及低矫顽力的磁性体磁化为同一磁化方向后通过第一传感器来得到基于两个磁性体的磁的检出信号。其后，通过低磁力的第二磁铁将低矫顽力的磁性体的磁化方向变更后，通过第二传感器来得到仅基于高矫顽力的磁性体的磁的检出信号。并且，作为从高矫顽力的磁性体以及低矫顽力的磁性体得到的基于第一传感器的检出信号、与从高矫顽力的磁性体得到的基于第二传感器的检出信号的差分，得到仅从低矫顽力的磁性体得到的检出信号。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：美国专利申请公开第2010/0327062号说明书

发明内容

发明要解决的课题

但是，根据上述现有技术，需要高磁力以及低磁力的两个磁铁和两个磁传感器，所以存在部件数增加且制造成本增加的问题。此外，还存在在构造复杂的基础上磁质判别装置的尺寸变大的问题。

本发明是为了解决上述的现有技术的问题而完成的，其目的在于，提供能够一边实现装置的小型化，一边对矫顽力不同的多种的磁性体进行判别的磁质判别装置以及磁质判别方法。

用于解决课题的手段

为了解决上述的课题并达成目的，本发明是一种磁质判别装置，对在运送路径上运送的纸张中包含的磁性体的磁质进行检测并进行判别，其特征在于，具备：励磁单元，产生包含磁场强度以及磁场方向不同的所述运送路径上的第一磁场区域以及第二磁场区域的励磁磁场，根据磁性体的矫顽力而将所述磁性体励磁为不同的磁化方向；以及磁检测单元，在与所述励磁单元相比运送方向下游侧，在所述运送路径上产生偏置磁场，通过检出所述偏置磁场的变化来检测所述磁性体的磁量。

此外，本发明的特征在于，在上述发明中，关于所述第一磁场区域，将运送方向设为0度而磁场方向被设定为-100度～-170度的范围，磁场强度被设定为在作为判别对象的磁性体之中具有最大的矫顽力的高矫顽力磁性体的矫顽力的1.5倍以上。

此外，本发明的特征在于，在上述发明中，关于所述第二磁场区域，将运送方向设为0度而磁场方向被设定为100度～180度的范围，磁场强度被设定为与所述高矫顽力磁性体相比矫顽力小的中矫顽力磁性体的矫顽力的1.5倍以上且所述高矫顽力磁性体的矫顽力的1倍以下。

此外，本发明的特征在于，在上述发明中，所述励磁单元包含被配置在所述运送路径的上侧的磁铁、和被配置在所述运送路径的下侧的磁铁。

此外，本发明的特征在于，在上述发明中，所述励磁单元还包含被配置在所述运送路径的上侧的导磁体、和被配置在所述运送路径的下侧的导磁体。

此外，本发明的特征在于，在上述发明中，通过将被配置在所述运送路径的上侧的磁铁和被配置在所述运送路径的下侧的磁铁在运送方向上错开配置而形成所述第一磁场区域，且通过将被配置在所述运送路径的上侧的导磁体和被配置在所述运送路径的下侧的导磁体在运送方向上错开配置而形成所述第二磁场区域。

此外，本发明的特征在于，在上述发明中，所述励磁单元在与所述运送路径相对的一侧，包含与运送面大致平行的磁极面、和与所述磁极面相比离所述运送面的距离更远离的磁极面。

此外，本发明的特征在于，在上述发明中，被设定为所述第一磁场区域和所述第二磁场区域之间的磁场强度比所述第一磁场区域的磁场强度弱且比所述第二磁场区域的磁场强度强，所述第二磁场区域和所述偏置磁场之间的磁场强度比所述第二磁场区域的磁场强度弱。

此外，本发明的特征在于，在上述发明中，所述第一磁场区域具有全部种类的矫顽力磁性体被励磁的磁场强度，在所述第一磁场区域和所述第二磁场区域之间具有仅高矫顽力磁性体在励磁方向上不受影响的磁场强度，在所述第二磁场区域和所述偏置磁场之间具有对所述高矫顽力磁性体的励磁方向没有影响，对与所述高矫顽力磁性体相比矫顽力小的中矫顽力磁性体的励磁方向有影响，将与所述中矫顽力磁性体相比矫顽力小的低矫顽力的励磁方向变更为该磁场方向的磁场强度。

此外，本发明是一种磁质判别方法，对在运送路径上运送的纸张中包含的磁性体的磁质进行检测并进行判别，其特征在于，包含：励磁步骤，产生包含磁场强度以及磁场方向不同的所述运送路径上的第一磁场区域以及第二磁场区域的励磁磁场，根据磁性体的矫顽力而将所述磁性体励磁为不同的磁化方向；以及检出步骤，在与基于所述励磁步骤的励磁位置相比运送方向下游侧，在所述运送路径上产生偏置磁场，通过检出所述偏置磁场的变化来检测所述磁性体的磁量的磁检测单元，检出在所述励磁步骤中励磁的所述磁性体的磁量。

发明效果

根据本发明，通过向与运送包含磁性体的纸张的运送面成规定角度的磁场方向产生偏置磁场而基于该偏置磁场的变化来检测磁的磁量检测型的磁检测单元、和在运送方向上游侧通过与偏置磁场的磁场方向不同的方向的励磁磁场来将磁性体进行磁化的励磁单元，在基于磁检测单元的磁检测时，磁性体根据矫顽力而被磁化为不同的磁化方向，因此能够根据磁性体的矫顽力得到不同的检测波形而对各磁性体进行判别。

附图说明

图1是说明由实施例1所涉及的磁质判别装置进行的磁质判别方法的图。

图2是说明励磁磁场以及偏置磁场的磁场强度的图。

图3是说明磁性体的磁检测时的磁化状态的图。

图4是说明磁化状态与基于磁传感器的检测信号的关系的图。

图5是说明由磁质判别装置得到的磁性体的检测信号的图。

图6是说明励磁磁场的磁场方向和偏置磁场的磁场方向不同的磁质判别装置的图。

图7是说明在图6所示的磁质判别装置中作为判别对象的磁性体不同的情况下的励磁磁场的磁场方向的图。

图8是说明由反方向运送的磁质判别装置进行的磁质判别方法的图。

图9是说明由反方向运送的磁质判别装置得到的磁检测信号的图。

图10是说明由实施例2所涉及的磁质判别装置进行的磁质判别方法的图。

图11是表示实施例2所涉及的励磁单元的结构概略的立体图。

图12是说明在将磁性体的磁化方向设为规定角度的情况下的高矫顽力磁性体以及中矫顽力磁性体的磁化状态的图。

图13是说明实施例2所涉及的反方向运送时的磁质判别方法的图。

图14是表示运送路径上侧的励磁磁铁以及导磁体的例子的图。

图15是表示运送路径下侧的励磁磁铁以及导磁体的例子的图。

具体实施方式

以下参照附图，详细说明本发明所涉及的磁质判别装置以及磁质判别方法的优选的实施方式。本实施方式所涉及的磁质判别装置具有对基于在支票、商品券、有价证券等纸张中利用的各种磁性体的磁进行检测来对磁性体的种类进行判别的功能。磁质判别装置为了例如在纸张处理装置内对纸张中包含的磁性体的种类进行判别来判定是否是真的纸张而利用。

本实施方式所涉及的磁质判别装置能够根据检测磁性体的信号，判别磁性体是高矫顽力磁性体、中矫顽力磁性体以及低矫顽力磁性体中的哪一个。作为判别对象的磁性体按矫顽力由大至小的顺序，成为高矫顽力磁性体、中矫顽力磁性体、低矫顽力磁性体。此外，可以说关于高矫顽力磁性体、中矫顽力磁性体以及低矫顽力磁性体，高矫顽力磁性体和中矫顽力磁性体的矫顽力之比、中矫顽力磁性体和低矫顽力磁性体的矫顽力之比分别为2倍以上。该矫顽力之比越大越好，但优选为2倍以上即可。具体而言，例如，磁质判别装置1将50Oe的磁性体作为低矫顽力磁性体，将300Oe的磁性体作为中矫顽力磁性体，将3000Oe的磁性体作为高矫顽力磁性体来进行判别，但以下，将各个磁性体记载为低矫顽力磁性体、中矫顽力磁性体、高矫顽力磁性体。

实施例1

图1是用于说明基于本实施例所涉及的磁质判别装置1的磁质判别方法的示意图。图1(b)表示磁质判别装置1的概要，同图(a)表示不同矫顽力的三种磁性体的磁化状态。

如图1(b)所示，磁质判别装置1具有用于将在装置上方运送的纸张100中包含的磁性体进行励磁的励磁单元3、和用于对纸张100中包含的磁性体的磁进行检测的磁检测单元2。

纸张100通过未图示的运送机构，在运送路径上向图1(b)所示的箭头400的方向被运送。磁质判别装置1被设置在运送路径的下方，在磁质判别装置1内，与磁检测单元2相比，励磁单元3被配置在运送方向上游侧。纸张100中包含的磁性体在通过励磁单元3的上方时被励磁。并且，其后，纸张100进一步被运送，在通过磁检测单元2的上方时取得检测磁性体的信号，根据所得到的检测信号来判别磁性体的种类。

励磁单元3包含励磁磁铁20，以磁场的方向成为图1(b)中虚线箭头所示的方向的方式产生励磁磁场。励磁磁场具有将作为判别对象的磁性体的全部励磁为饱和磁化状态的磁场强度。具体而言，为了将在作为判别对象的磁性体之中具有最大的矫顽力的高矫顽力磁性体励磁为饱和磁化状态，将励磁磁场的磁场强度设为高矫顽力磁性体的矫顽力的1.5倍以上。其中，为了完全设为饱和磁化状态，励磁磁场的磁场强度优选设为高矫顽力磁性体的矫顽力的3倍以上。

另外，在磁性体检测时，只要能够将矫顽力不同的各磁性体的磁化方向设为不同的方向，就没有必要将高矫顽力磁性体励磁为完全的饱和磁化状态，能够励磁为接近于饱和磁化状态的状态即可。关于细节将在后面叙述。

磁检测单元2具有用于产生偏置磁场的偏置磁铁30、和检测在偏置磁场内通过的磁性体并输出信号的磁传感器10。偏置磁铁30在其周围如图1(b)中虚线箭头所示那样产生偏置磁场。在磁检测单元2中，其特征在于，磁传感器10以与运送纸张100的运送面(XY平面)成角度那样倾斜的状态配置。通过具有这样的结构，从磁传感器10输出与磁性体的磁量相应的检测信号。另外，在本实施例中，表示磁传感器10包含一个磁检出元件的情况，但也可以是磁传感器10包含两个磁检出元件的方式。磁传感器10被设置为通过磁性体通过，从而检出在图1(b)中向上下方向波动的偏置磁场的变化量。例如，利用磁电阻元件作为磁检出元件，输出该磁电阻元件的电阻值的变化作为电压值的变化，利用该电压值作为磁性体的检出信号。关于这样的磁量检测型的磁检测单元2的结构、功能以及动作，例如在日本专利第4894040号公报中公开，因此省略详细的说明。

关于由磁检测单元2产生的偏置磁场的磁场强度，与励磁磁场的磁场强度同样，根据作为判别对象的磁性体的矫顽力而被设定。图2示意性地表示磁质判别装置1作为判别对象的低矫顽力磁性体、中矫顽力磁性体以及高矫顽力磁性体这三种磁性体的饱和磁化曲线(B-H曲线)。偏置磁场的磁场强度被设定为在中矫顽力磁性体的矫顽力602和高矫顽力磁性体的矫顽力603之间，一边将低矫顽力磁性体励磁为饱和磁化状态一边不会将中矫顽力磁性体励磁为饱和磁化状态。例如，设定为成为中矫顽力磁性体的矫顽力602的1.5倍。另外，基于上述的励磁单元3的励磁磁场的磁场强度对应于图2的点601。

接着，说明通过图1(b)所示的磁质判别装置1，对高矫顽力磁性体、中矫顽力磁性体、以及低矫顽力磁性体的各磁性体进行判别的方法。另外，以下，通过图中箭头和角度来说明磁场的方向。关于角度，如图1(a)右图所示，将与运送方向400一致的Y轴正方向设为0度，将成为运送路径上方的Z轴正方向表示为90度，将成为运送方向400的反方向的Y轴负方向表示为180度。此外，同样地将Y轴正方向设为0度，设为将成为运送路径下方的Z轴负方向表示为-90度，将Y轴负方向表示为-180度。

设为基于励磁单元3的励磁磁场的磁场强度例如在图1(b)所示的励磁磁铁20的S极侧且与运送方向侧的边缘对应的运送路径上的位置P1上，为高矫顽力磁性体的矫顽力(3000Oe)的1.5倍的强度(4500G)。此外，例如设为磁检测单元2中的偏置磁场的磁场强度在通过磁传感器10对各磁性体的磁进行检测的运送路径上的位置P4上，为中矫顽力磁性体的矫顽力(300Oe)的1.5倍(450G)。

在通过磁传感器10对磁性体的磁进行检测的位置P4上，偏置磁场的磁场方向302被设定为30～60度之间。位置P1的励磁磁场的磁场方向201基于作为判别对象的磁性体的矫顽力而被设定，但例如在将高矫顽力磁性体作为判别对象的情况下被设定为成为-100～-170度的范围内。以下，作为位置P1的磁场方向为-160度而进行说明。

在纸张100中包含的磁性体为高矫顽力磁性体(3000Oe)的情况下，若在励磁单元3的上方向运送方向400被运送，则励磁磁场的磁场强度(4500G)为强力，所以在通过图1(b)所示的位置P1时，被励磁为饱和磁化状态或接近于饱和磁化状态的状态。此时，如图1(a)所示，高矫顽力磁性体的磁化方向501a成为与位置P1上的励磁磁场的磁场方向201相同的方向(-160度附近)。高矫顽力磁性体在其磁化方向为-150～-170度之间成为饱和磁化状态。

纸张100通过图1(b)所示的位置P1，进一步向运送方向400被运送，但励磁磁场的磁场强度逐渐减弱，所以不会受到其影响。因此，高矫顽力磁性体的磁化状态不变化，通过位置P2时的高矫顽力磁性体的磁化方向502a成为保有励磁位置P1上的磁化方向501a的方向。

即使纸张100进一步被运送而进入偏置磁场，偏置磁场的磁场强度(450G)弱到高矫顽力磁性体的矫顽力(3000Oe)的1/6以下，所以不会受到影响。因此，关于通过位置P3时的磁化方向503a以及通过位置P4时的磁化方向504a，也成为保有与励磁时相同的磁化方向501a(-160度附近)的方向。

在纸张100中包含的磁性体为中矫顽力磁性体的情况下，如图1(b)所示，若在励磁单元3的上方向运送方向400被运送，则与高矫顽力磁性体的情况同样地在位置P1上被励磁为饱和磁化状态。此时的中矫顽力磁性体的磁化方向501b与高矫顽力磁性体的情况同样地，成为与位置P1上的励磁磁场的磁场方向201相同的方向。然而，中矫顽力磁性体由于与高矫顽力磁性体相比矫顽力小，所以在向运送方向400被运送的期间，持续受到励磁磁场的影响，磁化方向根据励磁磁场的方向而变化。并且，在通过位置P2时，中矫顽力磁性体的磁化方向502b成为与励磁磁场的磁场方向202相同的方向(180度附近)。若进而被运送则一边励磁磁场的磁场方向从180度变换为170度的方向一边磁场强度衰减，对中矫顽力磁性体的磁化的作用消失。

若纸张100进一步被运送而进入偏置磁场，则在此也受到偏置磁场的影响。在位置P3上，成为从位置P2上的磁化方向502b朝向与位置P3的偏置磁场的磁场方向301一致的方向稍微旋转的磁化方向503b。并且，在位置P4上也成为从位置P3的磁化方向503b朝向与该位置上的偏置磁场的方向302一致的方向稍微旋转的磁化方向504b。其中，偏置磁场的磁场强度(450G)与使得中矫顽力磁性体的矫顽力(300Oe)成为饱和磁化状态的磁场强度相比更小，所以中矫顽力磁性体的最终的磁化方向成为脱离励磁磁场时的磁化方向502b(180度附近)和位置P4上的偏置磁场的磁场方向302(30～60度)之间的磁化方向504b。例如，位置P4上的中矫顽力磁性体的磁化方向504b成为120度附近。

在纸张100中包含的磁性体为低矫顽力磁性体的情况下，如图1(b)所示，若在励磁单元3的上方向运送方向400被运送，则与其他磁性体的情况同样地在位置P1上被励磁为饱和磁化状态。此时的低矫顽力磁性体的磁化方向501c与其他磁性体同样地，成为与位置P1上的励磁磁场的磁场方向201相同的方向。然而，低矫顽力磁性体由于矫顽力小，在向运送方向400被运送的期间，持续受到励磁磁场的影响，磁化方向根据励磁磁场的磁场方向而变化。因此，与中矫顽力磁性体同样，在通过位置P2时的磁化方向502c成为与励磁磁场的磁场方向202相同的方向(180度附近)。

若纸张100进一步被运送而进入偏置磁场，则在此也受到偏置磁场的影响。在位置P3上，低矫顽力磁性体的磁化方向502c成为与该位置上的偏置磁场的磁场方向301相同的磁化方向503c，在位置P4上也成为与偏置磁场的磁场方向302相同的磁化方向504c。偏置磁场的磁场强度(450G)与低矫顽力磁性体的矫顽力(50Oe)相比充分大，低矫顽力磁性体在各位置上成为饱和磁化状态，所以各位置上的低矫顽力磁性体的磁化方向成为与各位置上的偏置磁场的方向一致的方向。

设为了将磁性体设为饱和磁化状态，需要矫顽力的3倍的磁场强度。因此，在磁质判别装置1中，将基于磁传感器10来检测磁的位置P4上的偏置磁场的磁场强度设为作为判别对象的低矫顽力磁性体的矫顽力的3倍以上且中矫顽力磁性体的矫顽力的2倍以下。其中，除去与中矫顽力磁性体的矫顽力相当的磁场的附近。因为在该偏置磁场中中矫顽力的磁性体的输出成为0。例如，一边将矫顽力50Oe的低矫顽力磁性体设为饱和磁化状态，一边将磁场强度设定为450Oe以使不会将矫顽力300Oe的中矫顽力磁性体励磁为饱和磁化状态。由此，能够将低矫顽力磁性体的位置P4上的磁化方向504c设为与位置P4上的偏置磁场方向302相同的方向。相对于此，设定励磁磁场以使中矫顽力磁性体的磁化方向在偏置磁场内变化，但在变化后也成为与偏置磁场的磁化方向302不一致的方向。因此，能够将位置P4上的中矫顽力磁性体的磁化方向504b和低矫顽力磁性体的磁化方向504c设为不同的方向。

此外，高矫顽力磁性体不会受到偏置磁场的影响而是维持与励磁磁场的磁场方向201相同的磁化方向501a，但励磁磁场的磁场方向201被设定为成为与位置P4上的中矫顽力磁性体的磁化方向504b以及低矫顽力磁性体的磁化方向504c不同的方向，因此能够将位置P4上的高矫顽力磁性体的磁化方向504a设为与其他磁性体的磁化方向504b以及504c不同的方向。另外，只要能够将高矫顽力磁性体的磁化方向504a设为与中矫顽力磁性体以及低矫顽力磁性体的磁化方向504b、504c不同的方向，也可以是不需要将高矫顽力磁性体励磁为饱和励磁磁化状态而是励磁为接近于饱和励磁状态的状态的方式。

像这样，在磁质判别装置1中，其一个特征在于，在通过磁检测单元2来检测磁的运送路径上的位置P4上，高矫顽力磁性体的磁化方向504a、中矫顽力磁性体的磁化方向504b以及低矫顽力磁性体的磁化方向504c全部成为不同的方向。

在图1所示的磁质判别装置1中，将基于励磁单元3的励磁磁场的磁场强度设为能够将高矫顽力磁性体励磁为饱和磁化状态的磁场强度，将偏置磁场的磁场强度设为不影响高矫顽力磁性体的磁化状态的磁场强度。此外，对于将高矫顽力磁性体励磁为饱和磁化状态的位置P1的励磁磁场的磁场方向201、和检测磁性体的位置P4上的偏置磁场的磁场方向302，这些方向设定为处于相对于原点而相对的象限内。进而，将位置P4上的偏置磁场的磁场强度设为将低矫顽力磁性体磁化为饱和磁化状态的强度且不将中矫顽力磁性体磁化为饱和磁化状态的强度。通过如以上那样设定，能够在位置P4上，将高矫顽力磁性体的磁化方向504a设为与励磁磁场的磁场方向201相同的方向，将低矫顽力磁性体的磁化方向504c设为偏置磁场的磁场方向302，将中矫顽力磁性体的磁化方向504b设为高矫顽力磁性体的磁化方向504a和低矫顽力磁性体的磁化方向504c之间的方向。另外，只要能够实现上述的励磁磁场的磁场方向以及磁场强度，则不特别限定励磁单元3中包含的磁铁20的种类、数目以及形状等。

接着，说明在通过磁检测单元2的磁传感器10检测到像这样分别被磁化为不同的磁化方向的高矫顽力磁性体、中矫顽力磁性体以及低矫顽力磁性体时得到的检测信号。

图3表示被磁化为磁化方向507～510的磁性体的正下方附近(约0.5mm位置)的Z轴方向的磁场分布。在磁化方向为朝上507时Z轴方向的磁场分布成为图3(a)那样，在磁化方向为朝左508时Z轴方向的磁场分布成为图3(b)那样，在磁化方向为倾斜方向509、510的情况下成为图3(c)、(d)那样。若在由偏置磁铁30产生的偏置磁场中如图3所示那样磁化后的磁性体通过，则在偏置磁场的方向以及密度上产生变化。磁传感器10输出该偏置磁场的变化作为检测信号。另外，图3的左方向对应于图1的180度方向，图3的上方向对应于图1的90度方向。

图4是说明偏置磁场的变化与基于磁传感器10的检测信号的关系的图。在图4中，将通过的磁性体的磁化方向在上部示出，将偏置磁场的磁力线的变化在下部示出。如图4(a)所示，若在磁传感器10检测磁性体的位置P4上磁化方向505的磁性体通过，则磁力线从虚线所示的初始状态如实线所示那样向上方向变化。此时，被设定为从磁传感器10得到与偏置磁场的磁场方向的变化以及磁通量密度的变化相应的正输出的检测信号。相对于此，如图4(b)所示，若在磁传感器10检测磁性体的位置P4上磁化方向506的磁性体通过，则磁力线从虚线所示的初始状态如实线所示那样向下方向变化。此时，被设定为从磁传感器10得到与偏置磁场的磁场方向的变化以及磁通量密度的变化相应的负输出的检测信号。

图5示出在图1(b)所示的磁质判别装置1中，通过磁检测单元2检测到高矫顽力磁性体101、中矫顽力磁性体102、低矫顽力磁性体103以及层叠磁性体104、105时的检测信号的波形。纵轴表示来自磁传感器10的输出，横轴表示时间，在包含各磁性体的纸张100通过了位置P4时从磁传感器10输出的检测信号成为图5所示的波形。在图5中，在各图的上部示出了与各检测信号对应的各磁性体101～105。

图5(c)所示的低矫顽力磁性体103在大致全域示出正的输出，波形成为相对于峰位置大致左右对称的波形。关于低矫顽力磁性体103，由于处于通过偏置磁场而被饱和磁化的状态，基于磁传感器10的检测信号的波形不会成为基于低矫顽力磁性体发出的磁场的波形。低矫顽力磁性体以导磁率高而汇集磁力线的方式起作用，因此低矫顽力磁性体越接近位置P4则从磁传感器10输出的检测信号的振幅变得越大。因此，检测低矫顽力磁性体而得到的检测信号在通过位置P4附近时示出最大值，在其前后示出大致对称的波形。另外，关于中矫顽力磁性体以及高矫顽力磁性体，若励磁方向为朝上方向(80～100度)以外则产生磁场为非对称，所以检测信号一定在最大值的前后成为非对称。

图5(b)示出中矫顽力磁性体102的检测信号。在图1(b)所示的磁质判别装置1的位置P4上，中矫顽力磁性体的磁化方向朝向左斜上方。此时的中矫顽力磁性体的正下方附近的Z轴方向的磁场分布成为图3(d)那样，以从右追寻该磁场分布的形态的方式检测磁信号。其结果，如图5(b)所示，成为在示出了正的输出后示出负的输出的检测信号。像这样，在中矫顽力磁性体102的检测信号中正的输出的比例变大。与低矫顽力磁性体103同样地在大致全域上成为正的输出，但正的输出的波形成为相对于峰位置左右非对称的波形，因此能够区分中矫顽力磁性体102的检测信号和低矫顽力磁性体103的检测信号。

图5(a)示出高矫顽力磁性体101的检测信号。在图1(b)所示的磁质判别装置1的位置P4上，高矫顽力磁性体的磁化方向朝向左斜下方。此时的高矫顽力磁性体的正下方附近的Z轴方向的磁场分布成为图3(c)那样，以从右追寻该磁场分布的形态的方式检测磁信号。其结果，如图5(a)所示，成为在示出了正的输出后示出负的输出的检测信号。与中矫顽力磁性体102同样地在正的输出中示出左右非对称的波形，但在高矫顽力磁性体101的检测信号中与图5(b)所示的中矫顽力磁性体102的检测信号相比负的输出的比例变大，因此能够区分高矫顽力磁性体101的检测信号、和低矫顽力磁性体103以及中矫顽力磁性体102的检测信号。

在图5(d)所示的由高矫顽力磁性体101和中矫顽力磁性体102构成的层叠磁性体104中，在示出了正的输出后示出负的输出。在层叠磁性体104中，成为将高矫顽力磁性体101的检测信号和中矫顽力磁性体102的检测信号相加后的波形。层叠磁性体104的检测信号与图5(a)所示的高矫顽力磁性体101同样地表示向正负双方振动的输出。但是，在层叠磁性体104的检测信号中与高矫顽力磁性体101的检测信号不同，正负的振幅成为大致相同的大小，因此能够区分层叠磁性体104的检测信号和高矫顽力磁性体101的检测信号。在判别对象中包含的层叠磁性体仅为一种，是由高矫顽力磁性体101和中矫顽力磁性体102构成的层叠磁性体104的情况下，能够通过该判别方法来辨识该层叠磁性体104是否存在于纸张100上的规定的地点。

在图5(e)所示的由高矫顽力磁性体101和低矫顽力磁性体103构成的层叠磁性体105中，在示出了正的输出后示出负的输出。在层叠磁性体105中，成为将高矫顽力磁性体101的检测信号和低矫顽力磁性体103的检测信号相加后的波形。层叠磁性体105的检测信号与图5(a)所示的高矫顽力磁性体101同样地表示向正负双方振荡的输出。但是，在层叠磁性体105的检测信号中与高矫顽力磁性体101的检测信号不同，正负的振幅成为大致相同的大小，因此能够区分层叠磁性体105的检测信号和高矫顽力磁性体101的检测信号。在判别对象中包含的层叠磁性体仅为一种，是由高矫顽力磁性体101和低矫顽力磁性体103构成的层叠磁性体105的情况下，能够通过该判别方法来辨识该层叠磁性体105是否存在于纸张100上的规定的地点。

在该层叠磁性体的判别方法中，关于应判别的层叠磁性体，在高矫顽力磁性体101和中矫顽力磁性体102的组合、或高矫顽力磁性体101和低矫顽力磁性体103的组合之中除了两组合共存的情况之外，所检测到的层叠磁性体的信号能够判断为层叠磁性体是由高矫顽力磁性体101和中矫顽力磁性体102构成的层叠磁性体104、或由高矫顽力磁性体101和低矫顽力磁性体103构成的层叠磁性体105。

在图5的(d)以及(e)中的层叠磁性体的检测信号的说明中，说明了高矫顽力磁性体101都处于上层的情况，但高矫顽力磁性体101处于下层的层叠磁性体的检测信号也分别同样，不被层叠的位置关系影响。

另外，如图5所示，为了得到具有能够在高矫顽力磁性体101、中矫顽力磁性体102、低矫顽力磁性体103、层叠磁性体(104或105)间区分的波形的检测信号，例如，如图1所示，在励磁磁铁20的边缘部分将励磁磁场的方向201设为-160度附近，将与磁传感器10对应的位置P4的偏置磁场的方向302设为30～60度。

其中，关于励磁位置P1上的励磁磁场的方向201、检测磁的检测位置P4上的偏置磁场方向302以及运送方向400的关系，不限定于图1所示的关系。图6是说明励磁磁场的磁场方向、偏置磁场的磁场方向以及运送方向不同的磁质判别装置1的图。图6(a)以及(c)表示正方向运送纸张100的情况下的关系，同图(b)以及(d)表示反方向运送纸张100的情况下的关系。在此，正方向运送可以说是运送方向400和偏置磁场的磁场方向301、305之间的角度成为90度以下的情况，反方向运送可以说是运送方向400和偏置磁场的磁场方向303、306之间的角度成为90度以上的情况。

图6(a)所示的正方向运送对应于图1，是将运送方向400设为0度方向，将检测位置P4的偏置磁场的方向301设为30～60度的情况。在正方向运送中，如图6(a)左图所示，将励磁磁场的方向201设定为-100～-170度之间。

图6(b)所示的反方向运送的磁检测单元2处于将同图(a)所示的正方向运送的磁检测单元2绕着Z轴180度反转而设置的状态。在图6(b)所示的反方向运送的情况下，检测位置P4的偏置磁场的磁场方向303成为将正方向运送的情况下的磁场方向301相对于Z轴反转后的方向、即120～150度的方向。并且，关于励磁位置P1上的励磁磁场的磁场方向203也同样，成为将正方向运送的情况下的磁场方向201相对于Z轴反转后的方向、即-10～-80度。为了实现这样的励磁磁场的磁场方向203，将励磁单元3中包含的励磁磁铁20设置于运送路径的上方。

在图6(c)所示的正方向运送的磁检测单元2中，励磁磁场的磁场方向201为与同图(a)所示的磁检测单元2相同的方向(-100～-170度)，但偏置磁场的磁场方向305成为将同图(a)所示的磁检测单元2的偏置磁场的磁场方向301相对于Y轴反转后的方向、即-30～-60度。此外，在图6(d)所示的反方向运送的磁检测单元2中，励磁磁场的磁场方向203为与同图(b)所示的磁检测单元2相同的方向(-10～-80度)，但偏置磁场的磁场方向306成为将同图(b)所示的磁检测单元2的偏置磁场的磁场方向303相对于Y轴反转后的方向、即-120～-150度。

像这样，若将运送方向400设为0度，将偏置磁场的磁场方向和励磁磁场的磁场方向的组合设为图6(a)所示的30～60度和-100～-170度、同图(b)所示的120～150度和-10～-80度、同图(c)所示的-30～-60度和-100～-170度、或同图(d)所示的-120～-150度和-10～-80度，则能够得到如图5所示那样具有能够在高矫顽力磁性体101、中矫顽力磁性体102、低矫顽力磁性体103、层叠磁性体(104或105)间区分的波形的检测信号。

此外，在图6中，示出了分别对高矫顽力磁性体101、中矫顽力磁性体102以及低矫顽力磁性体103进行判别的情况，但例如在能够对低矫顽力磁性体103和其他磁性体进行判别即可的情况下，能够设定为励磁磁场的磁场方向的角度范围被缓和。图7是说明在图6所示的磁质判别装置1中，对低矫顽力磁性体103、和其他磁性体、即高矫顽力磁性体101、中矫顽力磁性体102以及层叠磁性体104进行判别的情况下的励磁磁场的磁场方向与偏置磁场的磁场方向的关系的图。图7(a)～(d)分别对应于图6(a)～(d)。

具体而言，在图6(a)所示的正方向运送的磁质判别装置1中，对低矫顽力磁性体103和其他磁性体进行判别的情况下，如图7(a)所示，只要将励磁磁场的磁场方向设定为80～100度以外的方向即可。同样，在图6(b)～(d)所示的磁质判别装置1中，对低矫顽力磁性体103和其他磁性体进行判别的情况下，如图7(b)～(d)所示，只要将励磁磁场的磁场方向设定为80～100度以外的方向即可。通过这样设定，如图5所示，在低矫顽力磁性体103中仅示出正输出，在其他磁性体中一部分或全部成为负输出，因此能够对它们进行判别。

即，若将运送方向400设为0度，将偏置磁场的磁场方向设定为30～60度(图7(a))或120～150度(图7(b))而将励磁磁场的磁场方向设定为除了80～100度外的角度范围，或将偏置磁场的磁场方向设定为-30～-60度(图7(c))或-120～-150度(图7(d))而将励磁磁场的磁场方向设定为除了80～100度外的角度范围，则能够对低矫顽力磁性体103和其他磁性体进行判别。

图8是用于说明图6(b)所示的反方向运送的情况下的磁质判别方法的示意图。图8(b)表示磁质判别装置1的概要，在同图(a)中，示出矫顽力不同的三种磁性体的磁化状态。作为装置结构，与图1所示的磁质判别装置1的不同点在于，包含励磁磁铁20的励磁单元3被配置在运送路径的上方、包含磁传感器10以及偏置磁铁30的磁检测单元2以绕Z轴反转的形态被配置。在图8(b)所示的磁质判别装置1中，励磁磁场的磁场方向203以及偏置磁场的磁场方向303成为将图1(b)所示的方向201以及302相对于Z轴反转后的方向。

在纸张100中包含的磁性体为高矫顽力磁性体的情况下，若在励磁单元3的下方向运送方向400被运送，则励磁磁场的磁场强度(4500G)为强力，所以在通过图8(b)所示的位置P1时，被励磁为饱和磁化状态或接近于饱和磁化状态的磁化状态。此时，如图8(a)所示，高矫顽力磁性体的磁化方向511a成为与位置P1上的励磁磁场的方向203相同的方向(-20度附近)。即使纸张100向运送方向400被运送，这以后不存在改变高矫顽力磁性体的磁化状态的程度的磁场，所以其后的磁化方向512a、513a以及514a仍然成为与励磁时的磁化方向511a、即励磁磁场的磁场方向203相同的方向。

在纸张100中包含的磁性体为中矫顽力磁性体的情况下，在位置P1上被励磁为饱和磁化状态。然而，由于与高矫顽力磁性体相比矫顽力小，在向运送方向400被运送的期间，持续受到励磁磁场以及偏置磁场的影响，从而位置P2上的磁化方向512b、位置P3上的磁化方向513b变化。具体而言，位置P2上的磁化方向512b成为位置P2的磁场方向204，位置P3上的磁化方向513b成为位置P2的磁场方向204和位置P3的偏置磁场的磁场方向304之间的方向。并且，最终的磁化方向514b成为位置P3上的磁化方向513b、和其后的位置P4的偏置磁场的磁场方向303之间的方向。另外，在图8中没有示出磁化的强度而仅示出了方向，但由于位置P4的磁场方向303和位置P3上的磁化方向513b是相反朝向，所以中矫顽力磁性体的矫顽力减弱，如图9(b)所示那样中矫顽力磁性体的检测波形的振幅变小。

在纸张100中包含的磁性体为低矫顽力磁性体的情况下，由于矫顽力小，所以在向运送方向400被运送的期间，持续受到励磁磁场以及偏置磁场的影响，各位置P1～P4上的磁化方向511c、512c、513c、514c成为与该位置上的磁场方向203、204、304以及303相同的方向。

像这样，在反方向运送的情况下，也与图1所示的正方向运送的情况同样，在检测磁性体的检测位置P4上，能够将高矫顽力磁性体的磁化方向514a、中矫顽力磁性体的磁化方向514b以及低矫顽力磁性体的磁化方向514c全部设为不同的方向。由此，与图5所示的正方向运送的检测信号同样地，能够得到在高矫顽力磁性体101、中矫顽力磁性体102、低矫顽力磁性体103、层叠磁性体(104或105)间不同的波形的检测信号。

图9表示在图8(b)所示的反方向运送的磁质判别装置1中，通过磁检测单元2检测到高矫顽力磁性体101、中矫顽力磁性体102、低矫顽力磁性体103以及层叠磁性体104、105时的检测信号的波形。纵轴表示磁传感器10的输出，横轴表示时间，在包含各磁性体的纸张100通过了位置P4时从磁传感器10输出的检测信号成为图9所示的波形。另外，在图9中，也与图5同样地，在各图的上部示出与检测信号对应的各磁性体101～105。

图9(c)所示的低矫顽力磁性体103的检测信号的波形在反方向运送的情况下也与正方向运送的情况同样，在大致全域中示出正的输出，波形成为相对于峰位置大致左右对称的波形。

在图9(b)所示的中矫顽力磁性体102的检测信号中，在大致全域上示出正的输出。该检测信号与低矫顽力磁性体103同样地示出正的输出，但成为相对于峰位置左右非对称的波形，因此能够与低矫顽力磁性体103的检测信号区分。

在图9(a)所示的高矫顽力磁性体101的检测信号中，在示出了负的输出后示出正的输出。关于该检测信号，检测信号的大半示出负的输出，因此能够与低矫顽力磁性体103以及中矫顽力磁性体102的检测信号区分。

在图9(d)以及(e)所示的层叠磁性体104、105中，在示出了负的输出后示出正的输出。在图9(d)的层叠磁性体104中，成为将高矫顽力磁性体101的输出和中矫顽力磁性体102的波形相加后的波形，在同图(e)的层叠磁性体105中，成为将高矫顽力磁性体101和低矫顽力磁性体103的波形相加后的波形。层叠磁性体104、105的检测信号与图9(a)所示的高矫顽力磁性体101同样地示出正负双方的输出。但是，在层叠磁性体104、105的检测信号中与高矫顽力磁性体101的检测信号不同，正负的振幅成为大致相同的大小，因此能够区分层叠磁性体104、105的检测信号和高矫顽力磁性体101的检测信号。

根据磁传感器10被配置在磁检测单元2内的上游侧，或被配置在下游侧，中矫顽力磁性体102的检测信号的大小变化。即，在如图6(a)、(d)那样磁传感器10处于上游侧的情况下，进入偏置磁场内立刻到达检测磁的位置P4，但在如图6(b)、(c)那样磁传感器10处于下游侧的情况下，直至检测磁的位置P4为止的期间偏置磁场对于中矫顽力磁性体102的影响变大。具体而言，受到偏置磁场的影响而中矫顽力磁性体102的磁化量减少，所以如从图5(b)以及图9(b)的检测信号的比较可知那样，在磁传感器10处于下游侧的情况下，成为与处于上游侧的情况相比检测信号的振幅小的波形。另外，关于高矫顽力磁性体101，由于与矫顽力相比偏置磁场的磁场强度小，所以不会受到偏置磁场的影响。

像这样，根据磁检测单元2内的磁传感器10的位置而磁性体的检测信号波形不同，但无论在哪个情况下，在高矫顽力磁性体101、中矫顽力磁性体102、低矫顽力磁性体103、层叠磁性体(104或105)中分别示出不同的检测信号，所以能够基于检测信号来判别各磁性体101～103的各个、以及104或105。

基于检测信号的高矫顽力磁性体101、中矫顽力磁性体102、低矫顽力磁性体103的各个以及层叠磁性体(104或，105)的判别基于检测信号的振幅和信号波形相对于峰位置的对称性来判定。例如，在负侧的峰位置的振幅比规定值大的情况下，根据得到负的输出的时间和得到正的输出的时间的比例，若检测信号的大半为负的输出则判定为高矫顽力磁性体101，若非如此则判定为层叠磁性体104。此外，在负侧的峰位置的振幅比规定值小的情况下，若正侧的波形为相对于峰位置大致对称的波形则判定为低矫顽力磁性体103，若为非对称的波形则判定为中矫顽力磁性体102。另外，判定信号波形的对称性的方法没有特别限定，但例如也可以比较从峰位置至在双方向上振幅成为0(零)的位置为止的横轴方向的距离来判定对称性，也可以根据原波形和以峰位置为轴而左右反转后的波形的相关性来判定对称性。

根据本实施例所涉及的磁质判别装置1，能够对高矫顽力磁性体、中矫顽力磁性体、低矫顽力磁性体以及层叠磁性体进行判别，因此即使在根据纸张100的种类而所包含的磁性体不同的情况下，也能够对各纸张100中包含的磁性体的种类进行判别，进行纸张100的真伪判定。此外，在纸张100上通过各磁性体而描绘有图案的情况下也能够对其进行辨识。此外，即使在通过各磁性体的组合来形成代码的情况下，也能够准确地判别各磁性体而辨识代码。

如上述那样，根据本实施例，通过适当设定基于励磁单元3的励磁磁场的磁场强度以及磁场方向、基于磁检测单元2的偏置磁场的磁场强度以及磁场方向，在通过磁检测单元2检测磁的位置上，能够将各磁性体的磁化方向设为不同的方向，因此能够根据检测到磁的检测信号的特征来判别各磁性体。

例如，通过将励磁磁场的磁场强度设为使高矫顽力磁性体成为饱和磁化状态的磁场强度，将偏置磁场的磁场强度设为使低矫顽力磁性体设为饱和磁化状态且不会使中矫顽力磁性体磁化为饱和磁化状态的磁场强度，且将通过磁检测单元2检测磁性体的位置的偏置磁场的方向设定为与对各磁性体进行励磁的磁场的方向不同的方向，从而能够根据检测信号的振幅以及波形来对高矫顽力磁性体、中矫顽力磁性体、低矫顽力磁性体以及层叠磁性体进行判别。

此外，例如，由于能够仅通过一个励磁磁铁20实现上述的励磁磁场，通过一个磁传感器10得到检测信号而判别各磁性体，因此能够将磁质判别装置1设为小型且廉价的装置。

实施例2

接着，说明以与实施例1同样的原理来检出矫顽力不同的磁性体的磁质判别装置1的其他例。图10是用于说明基于本实施例所涉及的磁质判别装置1的磁质判别方法的示意图。图10(b)表示磁质判别装置1的概要，同图(a)表示矫顽力不同的三种磁性体的磁化状态，同图(c)表示励磁单元3的结构以及基于励磁单元3的励磁磁场的磁场分布。此外，图11是表示励磁单元3的结构概略的立体图。

如图10(c)以及图11所示，励磁单元3夹着将纸张100沿运送方向400运送的运送路径，第一磁铁(励磁磁铁)121以及两个导磁体(磁轭(yoke))131、132被配置在上侧，第二磁铁(励磁磁铁)122以及一个导磁体(磁轭)133被配置在下侧。利用例如铁板等导磁率高的材料作为导磁体131～133。

关于第一磁铁121，从与纸张100的运送方向400垂直的侧方(X轴方向)看的侧面形状具有将与运送路径相对的底面侧的运送方向下游侧端部(附图右下角部)切断为矩形的形状。由此，在第一磁铁121的底面侧，形成与运送面(XY平面)平行的运送方向上游侧的磁极面、和与运送面平行的运送方向下游侧的磁极面。与第一磁铁121的被切断的部分空开稍许的间隙而配置有具有反转了L字的侧面形状的反转L字形的导磁体132。第一磁铁121以及反转L字形的导磁体132以各自的底面形成与运送面平行的同一平面的方式被配置。此外，在第一磁铁121的上表面侧，具有沿运送方向伸长的矩形的侧面形状的导磁体131以将运送方向下游侧的底面与第一磁铁121的上表面相接的形态被配置。

关于第二磁铁122，从侧方(X轴方向)看的形状具有将与运送路径相对的上表面侧的运送方向上游侧端部(附图左上角部)切断为矩形的形状。由此，在第二磁铁122中，形成与运送面(XY平面)平行的运送方向下游侧的磁极面、和与运送面平行的运送方向上游侧的磁极面。在第二磁铁122的底面侧，由纵部和下横部构成的反转L字形的导磁体133以将下横部的上表面与第二磁铁122的底面相接的形态被配置。反转L字形的导磁体133的下横部的运送方向上游侧的面与第二磁铁122的运送方向上游侧的面形成同一平面。关于反转L字形的导磁体133，与运送路径垂直的纵部的上表面与第二磁铁122的运送方向下游侧的磁极面相比处于例如低1mm左右的位置。

第一磁铁121和第二磁铁122在运送方向上错开配置。具体而言，第二磁铁122与第一磁铁121相比在运送方向上游侧错开配置，以使在第二磁铁122中与运送路径的距离最近的上表面侧的磁极面、和在第一磁铁121中与运送路径的距离最近的底面侧的磁极面成为仅在一部分的区域中隔着运送路径相对的位置关系。在第二磁铁122中与运送路径的距离最近的上表面侧的磁极面、和在第一磁铁121中与运送路径的距离最近的底面侧的磁极面之间，形成图10(c)所示的第一磁场区域151。

此外，由处于运送路径的上侧的纵部和下横部构成的反转L字形的导磁体132被配置为纵部与处于运送路径的下侧的反转L字形的导磁体133的纵部相比成为运送方向上游侧。在处于运送路径的上侧的导磁体132的纵部的底面、和处于运送路径的下侧的导磁体133的纵部的上表面之间，形成图10(c)所示的第二磁场区域152。

另外，第一磁场区域151以及第二磁场区域152是由励磁单元3形成的励磁磁场的一部分。此外，图10(a)所示的磁场方向1201对应于同图(c)所示的第一磁场区域151，图10(a)所示的磁场方向1202对应于同图(c)所示的第二磁场区域152。

根据第一磁铁121以及两个导磁体131、132、和第二磁铁122以及导磁体133，励磁磁场的磁场分布成为图10(c)中曲线所示。纸张100在第一磁铁121和第二磁铁122之间，在离第二磁铁122的上表面距离d＝2mm左右的运送路径上向运送方向400被运送。如图10(c)所示，纸张100的运送被例如树脂制的上侧的运送导向401a、和下侧的运送导向401b限制。由于纸张100通过被运送导向401a、401b限制的空间，因此能够减少运送路径上的阻塞(纸张堵塞)的发生。

像这样，在本实施例中，与实施例1的不同点在于，励磁单元3由以夹着运送路径的方式上下配置的多个磁铁121、122和多个导磁体131～133构成。并且，在本实施例中，通过多个磁铁121、122形成与实施例1的磁场方向201对应的第一磁场区域151，通过多个导磁体132、133形成与实施例1的磁场方向202对应的第二磁场区域152。另外，以下，省略与实施例1重复的说明，说明本实施例所涉及的特征。

励磁单元3构成为在图10(b)所示的位置P1、即同图(c)所示的第一磁场区域151中励磁磁场的强度成为最大。具体而言，被设定为运送路径上的位置P1的磁场强度成为高矫顽力磁性体的矫顽力(3000Oe)的1.5倍以上(4500G以上)。此外，励磁单元3被设定为图10(b)所示的位置P2、即同图(c)所示的第二磁场区域152的磁场强度为中矫顽力磁性体的矫顽力(300Oe)的1.5倍以上且高矫顽力磁性体的矫顽力的1倍以下(450～3000G)。

此外，在励磁单元3中，产生励磁磁场以使位置P1上的励磁磁场的磁场方向1201成为-100～-170度，位置P2上的励磁磁场的磁场方向1202成为100～180度之间。例如，优选位置P1上的磁场方向1201为-120度附近，位置P2上的磁场方向1202为120度附近。以下，将位置P1上的磁场方向1201设为-120度，将位置P2上的磁场方向1202设为120度而继续说明。

在本实施例中，其一个特征在于，由励磁单元3产生的励磁磁场包含运送路径上的位置P1的第一磁场区域151、和与位置P1相比运送方向下游侧的运送路径上的位置P2的第二磁场区域152，在第一磁场区域151以及第二磁场区域152中磁场强度以及磁场方向不同。

其结果，如图10(a)所示，在纸张100中包含的磁性体为高矫顽力磁性体的情况下，位置P1上的高矫顽力磁性体的磁化方向1501a成为与位置P1上的第一磁场区域151的磁场方向1201相同的方向(-120度附近)。纸张100进一步向运送方向400被运送，但由于励磁磁场的磁场强度逐渐减弱，所以高矫顽力磁性体的磁化状态不变化，在位置P2～P4上，高矫顽力磁性体的磁化方向1502a、1503a、1504a也成为与位置P1上的磁化方向1501a相同的方向。

在纸张100中包含的磁性体为中矫顽力磁性体的情况下，与高矫顽力磁性体的情况同样地在位置P1上被励磁为饱和磁化状态，所以磁化方向1501b成为与第一磁场区域151的磁场方向1201相同的方向(-120度附近)。然而，由于中矫顽力磁性体与高矫顽力磁性体相比矫顽力小，所以在向运送方向400被运送的期间，持续受到励磁磁场的影响。因此，在通过位置P2时，中矫顽力磁性体的磁化方向1502b成为与第二磁场区域152的磁场方向1202相同的方向(120度附近)。若纸张100进一步被运送，则受到偏置磁场的影响，在位置P3上，成为从位置P2上的磁化方向1502b朝向位置P3的偏置磁场的磁场方向301的方向稍微旋转的磁化方向1503b。并且，在位置P4上也成为从位置P3的磁化方向1503b朝向该位置上的偏置磁场的磁场方向302稍微旋转的磁化方向1504b。其中，由于偏置磁场的磁场强度(450G)与使中矫顽力磁性体的矫顽力(300Oe)成为饱和磁化状态的磁场强度相比更小，中矫顽力磁性体的最终的磁化方向成为第二磁场区域152的位置P2上的磁化方向1502b(120度附近)和位置P4上的偏置磁场的磁场方向302(30～60度)之间的磁化方向1504b。

在纸张100中包含的磁性体为低矫顽力磁性体的情况下，与其他磁性体的情况同样地在位置P1上被励磁为饱和磁化状态，磁化方向1501c成为与第一磁场区域151的磁场方向1201相同的方向(-120度附近)。然而，由于低矫顽力磁性体的矫顽力小，在向运送方向400被运送的期间，持续受到励磁磁场的影响。因此，与中矫顽力磁性体同样地，在通过位置P2时的磁化方向1502c成为与第二磁场区域152的磁场方向1202相同的方向(120度附近)。若纸张100进一步被运送，则受到偏置磁场的影响，在位置P3上，成为与偏置磁场的磁场方向301相同的磁化方向1503c。并且，在位置P4上也成为与偏置磁场的磁场方向302相同的磁化方向1504c。由于偏置磁场的磁场强度(450G)与低矫顽力磁性体的矫顽力(50Oe)相比充分大，低矫顽力磁性体在各位置上成为饱和磁化状态，各位置上的低矫顽力磁性体的磁化方向成为与各位置上的偏置磁场的方向一致的方向。

像这样，在本实施例中，也能够与实施例1的情况同样地在基于磁检测单元2的磁性体的检测位置P4上，将各磁性体设为与各自矫顽力相应的磁化方向。并且，如实施例1中说明的那样，能够根据检测通过运送路径的磁性体的信号来判别磁性体的种类。

接着，说明位置P1上的励磁磁场的磁场方向1201为-120度附近，磁场方向1202为120度附近为好的理由。如图10(a)所示，在通过磁检测单元2对纸张100中包含的磁性体进行检测的位置P4上，高矫顽力磁性体的磁化方向1504a成为与位置P1上的第一磁场区域151的磁场方向1201相同的方向，中矫顽力磁性体的磁化方向1504b成为从位置P2上的第二磁场区域152的磁场方向1202稍微向偏置磁场的磁场方向302的方向旋转的方向。

图12(a)～(d)表示在将高矫顽力磁性体分别磁化为磁化方向1507～1510时的磁性体的正下方附近(约0.5mm位置)的Z轴方向的磁场分布，(e)～(h)表示在将中矫顽力磁性体分别磁化为磁化方向1511～1514时的磁性体的正下方附近(约0.5mm位置)的Z轴方向的磁场分布。具体而言，图12(a)的磁化方向1507为-180度，同图(b)的磁化方向1508为-160度，同图(c)的磁化方向1509为-120度，同图(d)的磁化方向1510为-90度。此外，图12(e)的磁化方向1511为180度，同图(f)的磁化方向1512为160度，同图(g)的磁化方向1513为120度，同图(h)的磁化方向1514为90度。在将图10的位置P1上的磁场方向1201设为-180度、-160度、-120度、-90度的情况下，在位置P4上高矫顽力磁性体的磁场分布成为图12(a)～(d)所示的分布，在将位置P2上的磁场方向1202设为180度、160度、120度、90度的情况下，位置P4上的中矫顽力磁性体的磁场分布成为与同图(e)～(h)所示的分布大致相同的分布。并且，该磁场分布通过磁检测单元2被检测。

磁检测单元2以从左向右追寻图12(a)～(d)所示的磁场分布的分布形状的方式检测磁信号。在如图12(b)所示那样被磁化为-160度的磁化方向1508的高矫顽力磁性体中，在检测到与负侧的磁场分布对应的磁信号后，检测与正侧的磁场分布对应的过冲(overshoot)的磁信号。关于该过冲量的磁信号，与磁化为-160度的磁化方向1508的图12(b)所示的磁场分布相比，磁化为-120度的磁化方向1509的同图(c)所示的磁场分布变得更小，因此磁化方向比-160度更优选设为-120度。

同样，在磁检测单元2中，以从右向左追寻图12(e)～(h)所示的磁场分布的分布形状的方式检测磁信号。在如图12(f)所示那样被磁化为160度的磁化方向1512的中矫顽力磁性体中，在检测到与正侧的磁场分布对应的磁信号后，检测与负侧的磁场分布对应的过冲的磁信号。关于该过冲量的磁信号，与磁化为160度的磁化方向1512的图12(f)所示的磁场分布相比，磁化为120度的磁化方向1513的同图(g)所示的磁场分布变得更小，因此磁化方向与160度相比优选设为120度附近。

另外，在仅考虑过冲的情况下，在高矫顽力磁性体中，与磁化方向1509为-120度的图12(c)相比，优选磁化方向1510为-90度的同图(d)。同样，在中矫顽力磁性体中，与磁化方向1513为120度的同图(g)相比，优选磁化方向1514为90度的同图(h)。但是，若将第一磁场区域151的磁场方向1201设定为-90度，将第二磁场区域152的磁场方向1202设定为90度，则在想要检测将高矫顽力磁性体和中矫顽力磁性体层叠后的层叠磁性体的情况下，成为将图12(d)和同图(h)所示的磁场分布相加后的检测波形，所以磁场分布被抵消，变得不能检测层叠磁性体。因此，在本实施例中，为了基于位置P4的检测信号对高矫顽力磁性体、中矫顽力磁性体、高矫顽力磁性体和中矫顽力磁性体的层叠磁性体的各个进行判别，将位置P1上的磁场方向1201设为-120度附近，将位置P2上的磁场方向1202设为120度附近。

如在实施例1中参照图1以及图8说明那样，关于本实施例所涉及的励磁磁场的磁场方向1201、1202、检测磁的检测位置P4上的偏置磁场的磁场方向302以及运送方向400的关系，也不限定于图10所示的正方向运送，也可以是反方向运送的关系。

图13是用于说明反方向运送的情况下的磁质判别方法的示意图。图13(b)表示磁质判别装置1的概要，同图(a)表示矫顽力不同的三种磁性体的磁化状态，同图(c)表示励磁单元3的结构以及基于励磁单元3的励磁磁场的磁场分布。作为装置结构，与图10所示的磁质判别装置1的不同点在于，励磁单元3以相对于运送路径绕Y轴反转的形态配置，磁检测单元2以绕Z轴反转的形态配置。在图13(b)所示的磁质判别装置1中，励磁磁场的磁场方向1203、1204以及偏置磁场的磁场方向303成为将图10(b)所示的励磁磁场的磁场方向1201、1202以及偏置磁场的磁场方向302分别相对于Z轴反转的方向。

在纸张100中包含的磁性体为高矫顽力磁性体的情况下，若纸张100向运送方向400被运送，则由于励磁磁场的磁场强度(4500G)为强力，所以在通过图13(b)所示的位置P1时，被励磁为饱和磁化状态或接近于饱和磁化状态的磁化状态。此时，如图13(a)所示，高矫顽力磁性体的磁化方向1511a成为与位置P1上的励磁磁场的磁场方向1203相同的方向(-60度附近)。即使纸张100向运送方向400被运送，这以后不存在改变高矫顽力磁性体的磁化状态的程度的磁场，所以其后的磁化方向1512a、1513a以及1514a仍然成为与励磁时的磁化方向1511a、即励磁磁场的磁场方向1203相同的方向。

在纸张100中包含的磁性体为中矫顽力磁性体的情况下，在位置P1上被励磁为饱和磁化状态。然而，由于与高矫顽力磁性体相比矫顽力小，在向运送方向400被运送的期间，持续受到励磁磁场以及偏置磁场的影响，位置P2上的磁化方向1512b、位置P3上的磁化方向1513b变化。具体而言，位置P2上的磁化方向1512b成为位置P2的磁场方向1204(60度附近)，位置P3上的磁化方向1513b成为位置P2的磁场方向1204和位置P3的偏置磁场的磁场方向304之间的方向。并且，最终的磁化方向1514b成为位置P3上的磁化方向1513b、和其后的位置P4的偏置磁场的磁场方向303之间的方向。另外，由于位置P4的磁场方向303和位置P3上的磁化方向1513b为相反朝向，因此中矫顽力磁性体的矫顽力被减弱，中矫顽力磁性体的检测波形与正方向运送的情况相比振幅变小。

在纸张100中包含的磁性体为低矫顽力磁性体的情况下，由于矫顽力小，因此在向运送方向400运送的期间，持续受到励磁磁场以及偏置磁场的影响，各位置P1～P4上的磁化方向1511c～1514c成为与该位置上的磁场方向1203、1204、304以及303相同的方向。

像这样，在反方向运送的情况下，也与图10所示的正方向运送的情况同样，能够在检测磁性体的检测位置P4上，将高矫顽力磁性体的磁化方向1514a、中矫顽力磁性体的磁化方向1514b以及低矫顽力磁性体的磁化方向1514c全部设为不同的方向。由此，能够得到在高矫顽力磁性体、中矫顽力磁性体、低矫顽力磁性体、层叠磁性体之间不同的波形的检测信号。

另外，关于构成励磁单元3的磁铁121、122以及导磁体131～133，只要能够在第一磁场区域151以及第二磁场区域152中分别实现上述的磁场强度以及磁场方向，不限定于图10以及图11所示的结构。图14是表示包含在图10以及图11中运送路径上侧所示的第一磁铁121的结构的例子的图。此外，图15是表示包含在图10以及图11中运送路径下侧所示的第二磁铁122的结构的例子的图。在图10以及图11中，示出了通过图14(b)所示的结构和图15(a)所示的结构的组合来实现励磁单元3的方式，但能够将从图14(a)～(d)选择的结构、和从图15(a)～(d)选择的结构任意组合而实现励磁单元3。

另外，在图14以及图15中，以纸张100的运送方向400成为附图水平方向右侧的方式而示出了各结构的侧面形状。图14(b)的导磁体132与第一磁铁121接触的点与同图(a)不同。图14(c)是从同图(b)的结构去除了第一磁铁121的上表面侧的导磁体131的结构，同样，同图(d)是从同图(a)的结构去除了导磁体131的结构。此外，图15(b)的导磁体134与同图(a)的不同点在于，没有同图(a)所示的导磁体133的下侧部分的I字形形状的点。图15(c)是将L字形的导磁体135沿相反朝向配置的结构，同图(d)是被配置为S字形的导磁体136与第二磁铁122的底面相接的结构。

如上述那样，根据本实施例，在运送方向400上游侧的位置P1的第一磁场区域151、和与该位置P1相比处于下游侧的位置P2的第二磁场区域152中，通过适当设定磁铁121、122的磁场强度、形状、导磁体131～136的形状、磁铁121、122以及导磁体131～136的配置关系等以使各个磁场方向1201、1202成为规定角度，且以使第一磁场区域151的磁场强度以及第二磁场区域152的磁场强度分别成为适当的磁场强度，从而能够在通过磁检测单元2检测磁的位置P4上，将各磁性体的磁化方向根据矫顽力而设为不同的方向，因此能够根据检测到磁的检测信号的特征来判别矫顽力不同的磁性体的种类。

工业上的可利用性

以上那样，本发明是为了通过小型的磁质判别装置对矫顽力不同的多个磁性体进行检测并进行判别而有用的技术。

标号说明

1 磁质判别装置

2 磁检测单元

3 励磁单元

10 磁传感器

20、121、122 励磁磁铁

30 偏置磁铁

100 纸张

131～136 导磁体

Claims (10)

1.一种磁质判别装置，对在运送路径上运送的纸张中包含的磁性体的磁质进行检测并进行判别，其特征在于，具备：

励磁单元，产生包含磁场强度以及磁场方向不同的所述运送路径上的第一磁场区域以及第二磁场区域的励磁磁场，根据磁性体的矫顽力而将所述磁性体励磁为不同的磁化方向；以及

磁检测单元，在与所述励磁单元相比运送方向下游侧，在所述运送路径上产生偏置磁场，通过检出所述偏置磁场的变化来检测所述磁性体的磁量。

2.如权利要求1所述的磁质判别装置，其特征在于，

关于所述第一磁场区域，将运送方向设为0度而磁场方向被设定为-100度～-170度的范围，磁场强度被设定为在作为判别对象的磁性体之中具有最大的矫顽力的高矫顽力磁性体的矫顽力的1.5倍以上。

3.如权利要求2所述的磁质判别装置，其特征在于，

关于所述第二磁场区域，将运送方向设为0度而磁场方向被设定为100度～180度的范围，磁场强度被设定为与所述高矫顽力磁性体相比矫顽力小的中矫顽力磁性体的矫顽力的1.5倍以上且所述高矫顽力磁性体的矫顽力的1倍以下。

4.如权利要求1～3的任一项所述的磁质判别装置，其特征在于，

所述励磁单元包含被配置在所述运送路径的上侧的磁铁、和被配置在所述运送路径的下侧的磁铁。

5.如权利要求4所述的磁质判别装置，其特征在于，

所述励磁单元还包含被配置在所述运送路径的上侧的导磁体、和被配置在所述运送路径的下侧的导磁体。

6.如权利要求5所述的磁质判别装置，其特征在于，

通过将被配置在所述运送路径的上侧的磁铁和被配置在所述运送路径的下侧的磁铁在运送方向上错开配置而形成所述第一磁场区域，且通过将被配置在所述运送路径的上侧的导磁体和被配置在所述运送路径的下侧的导磁体在运送方向上错开配置而形成所述第二磁场区域。

7.如权利要求5或6所述的磁质判别装置，其特征在于，

所述励磁单元在与所述运送路径相对的一侧，包含与运送面大致平行的磁极面、和与所述磁极面相比离所述运送面的距离更远离的磁极面。

8.如权利要求1～7的任一项所述的磁质判别装置，其特征在于，

被设定为所述第一磁场区域和所述第二磁场区域之间的磁场强度比所述第一磁场区域的磁场强度弱且比所述第二磁场区域的磁场强度强，所述第二磁场区域和所述偏置磁场之间的磁场强度比所述第二磁场区域的磁场强度弱。

9.如权利要求8所述的磁质判别装置，其特征在于，

所述第一磁场区域具有全部种类的矫顽力磁性体被励磁的磁场强度，在所述第一磁场区域和所述第二磁场区域之间具有仅高矫顽力磁性体在励磁方向上不受影响的磁场强度，在所述第二磁场区域和所述偏置磁场之间具有对所述高矫顽力磁性体的励磁方向没有影响，对与所述高矫顽力磁性体相比矫顽力小的中矫顽力磁性体的励磁方向有影响，将与所述中矫顽力磁性体相比矫顽力小的低矫顽力的励磁方向变更为该磁场方向的磁场强度。

10.一种磁质判别方法，对在运送路径上运送的纸张中包含的磁性体的磁质进行检测并进行判别，其特征在于，包含：

励磁步骤，产生包含磁场强度以及磁场方向不同的所述运送路径上的第一磁场区域以及第二磁场区域的励磁磁场，根据磁性体的矫顽力而将所述磁性体励磁为不同的磁化方向；以及

检出步骤，在与基于所述励磁步骤的励磁位置相比运送方向下游侧，在所述运送路径上产生偏置磁场，通过检出所述偏置磁场的变化来检测所述磁性体的磁量的磁检测单元，检出在所述励磁步骤中被励磁的所述磁性体的磁量。