JP2005129009A - 紙葉類鑑別装置及び紙葉類鑑別方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 磁性体の濃度調整による偽造を判別することのできる紙葉類鑑別装置を提供する。
【解決手段】 磁気印刷部２０ａを持つ紙幣２０が搬送方向Ｚ１に沿って搬送されると、第１の永久磁石２が作る磁界によって、磁気印刷部２０ａに含まれる磁性体が磁化される。そして第２の永久磁石３が作る磁界によって、磁気印刷部２０ａの磁性体の磁化特性に応じて磁化が変化し、この磁化の変化量に応じた磁界の変化が、第１の磁気インピーダンス素子４に伝わり、電圧変化として誘起される。第２の磁気インピーダンス素子５では、磁気印刷部２０ａの磁性体の残留磁化に応じた電圧変化が誘起される。真贋判定部１０は、第１の磁気インピーダンス素子４と第２の磁気インピーダンス素子５とに生じた電圧変化を検出信号としてそれぞれ受け取り、両検出信号に基づく比率と本物の紙幣の検出信号に基づく比率とを比較して真贋を判定する。
【選択図】 図１

Description

本発明は紙葉類の真贋判定を行う紙葉類鑑別装置及び紙葉類鑑別方法に関し、特に、磁性体を含むインクによって印刷された部分を含む紙葉類の真贋判定を行う紙葉類鑑別装置及び紙葉類鑑別方法に関する。

紙幣や有価証券や商品券などの紙葉類（以下、これらを総称して紙葉類と称す）の真贋を判定する際、磁性体を含むインクによって紙葉類に印刷された文字や図形や記号（以下、これらを単に磁気印刷部と称す）を磁気的に検出した信号と、本物の紙葉類から検出した検出信号とを比較して真贋判定を行っている。

図２３は、従来の紙葉類鑑別装置の一例を示す構造図である。
紙葉類鑑別装置１００は、磁気ヘッド１１０と判定部１２０とによって構成される。
磁気ヘッド１１０は、ギャップ部分１１１を有するコア１１２と、コア１１２に巻かれたバイアス用コイル１１３及び検出用コイル１１４とによって構成される。なお、バイアス用コイル１１３に直流または交流のバイアス電流を流すことで、予めギャップ部分１１１にバイアス磁界を形成しておく。

このような紙葉類鑑別装置１００に、磁性体を含む磁気印刷部２００ａを持つ紙葉類２００を搬送方向Ｚ２に沿って搬送すると、磁気印刷部２００ａがギャップ部分１１１を通過する際に、その磁化特性に応じてギャップ部分１１１の磁界が変化する。すると、コア１１２を介して検出用コイル１１４に磁界の変化が伝わり、それに応じた電圧変化が検出用コイル１１４に誘起される。この電圧変化は、磁気印刷部２００ａを磁気的に検出した検出信号として判定部１２０に入力される。判定部１２０では、磁気印刷部２００ａの検出信号と予め記憶されている本物の紙葉類の検出信号とを比較し、紙葉類２００の真贋判定を行う。

従来、２つの検出部を１つの磁気ヘッドに組み込み、特性の異なる磁性体を１つの磁気ヘッドで検出できるような構成とした磁性体検出装置がある（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００２−２０２３５３号公報（段落番号〔００２０〕〜〔００３８〕、図４）

しかし、上記特許文献１に開示された磁性体検出装置では、磁界変化は磁性体の濃度に比例するため、プリンタやコピー機で使用される磁気トナーの濃度調整を行うことにより、本物の紙葉類と同様の磁界変化を起こさせるように磁気印刷部を模造することは容易であり、プリンタやコピー機による偽造を検出できないという問題がある。

また、磁気ヘッドは接触式であるため、印刷部分の厚みなどの形状により、信号レベルが変化するため、検出結果が安定しないという問題もある。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、磁性体の濃度調整による偽造を判別することができる紙葉類鑑別装置を提供することを目的とする。また本発明の他の目的は、磁性体の濃度調整による偽造を判別することができる紙葉類鑑別方法を提供することである。

本発明では上記問題を解決するために、磁性体を含むインクによって印刷された部分を含む紙葉類の真贋判定を行う紙葉類鑑別装置において、前記紙葉類を搬送する搬送方向に沿って設置され、前記紙葉類に対して磁界を印加する第１の磁界印加手段及び第２の磁界印加手段と、前記第２の磁界印加手段と対向して設置され、前記磁性体の磁化特性に応じた磁界の変化を検出する第１の磁界検出手段と、前記第１の磁界検出手段に対して前記搬送方向に沿って設置され、前記磁性体の残留磁化に応じた磁界の変化を検出する第２の磁界検出手段と、前記第１の磁界検出手段及び前記第２の磁界検出手段により検出された検出信号の比率に基づいて真贋判定を行う真贋判定部と、を有することを特徴とする紙葉類鑑別装置が提供される。

このような紙葉類鑑別装置では、まず、第１の磁界印加手段が作る磁界によって紙葉類に含まれる磁性体が磁化される。そして、第２の磁界印加手段が作る磁界によって、磁性体の磁化特性に応じて磁性体の磁化が変化する。この磁化の変化量に応じた磁界の変化が、第１の磁界検出手段に伝わり、電圧変化として誘起される。その後、第２の磁界検出手段では、磁性体の残留磁化に応じた電圧変化が誘起される。真贋判定部は、第１の磁界検出手段及び第２の磁界検出手段に生じた電圧変化を検出信号としてそれぞれ受け取り、両検出信号に基づく比率と本物の紙葉類の検出信号に基づく比率とを比較して紙葉類の真贋を判定する。

本発明の紙葉類鑑別装置によれば、磁性体の残留磁化に加えて磁気特性を検出し、それぞれの検出信号の比率を取って紙葉類の真贋判定を行うことで、磁性体の濃度調整による偽造を判別することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、第１の実施の形態に係る紙葉類鑑別装置の構成図である。
紙葉類鑑別装置１は、磁界を印加する第１の永久磁石２及び第２の永久磁石３と、磁界の変化を検出する第１の磁気インピーダンス素子４及び第２の磁気インピーダンス素子５と、上記第１の磁気インピーダンス素子４及び上記第２の磁気インピーダンス素子５からの検出信号に基づいて、紙葉類の真贋判定を行う真贋判定部１０とによって構成される。

第１の永久磁石２及び第２の永久磁石３は、紙葉類を搬送する搬送方向Ｚ１に対して直角方向に磁界を印加するように、搬送方向Ｚ１に沿ってそれぞれ設置される。
第１の磁気インピーダンス素子４は、第２の永久磁石３と対向するように設置される。これより、第１の磁気インピーダンス素子４には、予め第２の永久磁石３が作る磁界が印加されることになる。また第２の磁気インピーダンス素子５は、第１の磁気インピーダンス素子４に対して、搬送方向Ｚ１に沿って所定の間隔を置いて設置される。第１の磁気インピーダンス素子４及び第２の磁気インピーダンス素子５は、上記のように設置されることで、搬送方向Ｚ１と直角方向の磁界の変化を検出する。

真贋判定部１０は、接続線６を介して第１の磁気インピーダンス素子４での検出信号を受け取り、また接続線７を介して第２の磁気インピーダンス素子５での検出信号を受け取る。そして両検出信号に基づいて比率を取り、本物の紙葉類の検出信号に基づく比率との比較を行って紙葉類の真贋を判定する。

このように構成される紙葉類鑑別装置１に対して、磁性体を含む磁気印刷部２０ａを持つ紙幣２０が搬送方向Ｚ１に沿って搬送される。磁気印刷部２０ａには、文字「Ａ」が印刷されているものとする。なお実際には、紙幣を始め有価証券や商品券などの紙葉類が紙葉類鑑別装置１に搬送される。また、搬送される紙葉類の磁気印刷部には、文字を始め図形や記号などが印刷されており、紙葉類鑑別装置１はこれらの種類に拘わらず検出を行う。

まず、磁気印刷部２０ａが第１の永久磁石２を通過する際、磁気印刷部２０ａに含まれる磁性体は、第１の永久磁石２が作る磁界により磁化される。そして第１の永久磁石２の通過後、磁気印刷部２０ａの磁性体は残留磁化を帯びる。

そして、磁気印刷部２０ａが第２の永久磁石３を通過する際、磁気印刷部２０ａには第２の永久磁石３が作る磁界が加わるため、磁化特性に応じて磁気印刷部２０ａの磁性体の磁化が変化する。この磁化の変化量に応じた磁界の変化が第１の磁気インピーダンス素子４に伝わり、それに応じた電圧変化が第１の磁気インピーダンス素子４に誘起される。

その後、磁気印刷部２０ａが第２の磁気インピーダンス素子５の下を通過する際、磁気印刷部２０ａの磁性体の残留磁化に応じた磁界の変化が第２の磁気インピーダンス素子５に伝わり、この磁界の変化に応じた電圧変化が第２の磁気インピーダンス素子５に誘起される。真贋判定部１０は、第１の磁気インピーダンス素子４及び第２の磁気インピーダンス素子５に生じた電圧変化を検出信号としてそれぞれ受け取り、両検出信号に基づく比率と本物の紙幣の検出信号に基づく比率とを比較して、紙幣２０の真贋を判定する。

ここで、上記磁化特性に応じた磁化の変化量及び上記残留磁化は、磁気印刷部２０ａに含まれる磁性体の種類と濃度に影響を受ける。すなわち、磁性体の種類に対してはそれぞれ独立に変化するが、濃度に対してはそれぞれ比例する。

従って、磁化特性に応じた検出信号と残留磁化に応じた検出信号との比率を取ることで、磁性体の濃度によらず磁性体の種類を特定し、真贋を判別することができる。
次に、紙葉類鑑別装置１による磁気印刷部２０ａの検出過程について、磁性体の磁化−磁界曲線を用いて説明する。図２は、紙葉類の磁気印刷部に含まれる磁性体の一般的な磁化−磁界曲線を示す図である。

図に示すように、紙葉類の磁気印刷部に含まれる磁性体は、一般に外部から磁界を印加すると、まず原点Ｏから初磁化曲線５０に従って磁化していく。十分大きな磁界を加えると、磁化は飽和磁化Ｍ３に達し、以後ヒステリシス曲線６０に沿って磁化が変化する。

一方、飽和磁化Ｍ３まで達しない位置、例えば点Ｐで外部からの磁界が取り除かれると、マイナーループ４０に沿って磁化が減少し、磁性体は点Ｑに示す残留磁化Ｍ１を帯びる。そして再び外部から磁界を加えると、マイナーループ４０に沿って磁化が増加し、磁性体は例えば点Ｒに示す磁化Ｍ２を帯びる。そこからさらに磁界を加えると、磁化は初磁化曲線５０に沿って再び飽和磁化Ｍ３に向かっていく。磁化特性は、外部からの磁界に対する磁性体の磁化の変化の仕方を示すものであり、上記のような各曲線で表される。

ここで、磁化特性上の磁化と磁性体の残留磁化とは、一般に磁性体の種類に対してはそれぞれ独立に変化するが、磁性体の濃度に対してはそれぞれ比例する。従って、磁化特性に応じた磁化の変化量と残留磁化も、同様に磁性体の濃度に対して比例することになる。例えば、磁化特性上の点Ｑから点Ｒに対する磁化の変化量と残留磁化Ｍ１とは、磁性体の濃度に対してそれぞれ比例関係が成立し、磁性体の濃度が濃くなるに従ってそれぞれ増加する。

このような性質を用いることで、紙葉類鑑別装置１は、本実施の形態の紙幣２０が持つ磁気印刷部２０ａに含まれる磁性体の検出を以下のようにして行う。磁気印刷部２０ａに含まれる磁性体は、図２に示した磁化特性と同様の磁化特性を持つものとし、説明に際しては図２の各曲線や磁化Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３を用いる。

まず、第１の永久磁石２による磁化について説明する。図３は、図１のＡ１−Ａ１方向断面図である。この図は、紙幣２０の磁気印刷部２０ａが第１の永久磁石２の上に来たときの状態を示している。

図に示すように、磁気印刷部２０ａが第１の永久磁石２の上に来ると、磁気印刷部２０ａには、第１の永久磁石２のＮ極からＳ極に向かう磁界Ｈ１が印加される。これにより図２に示す曲線上で、磁気印刷部２０ａに含まれる磁性体の磁化を示す点（以後、磁化を示す点と略す）は、点Ｏから初磁化曲線５０に沿って点Ｐまで移動する。

そして、磁気印刷部２０ａが第１の永久磁石２を通過して磁界Ｈ１が取り除かれると、磁気印刷部２０ａの磁性体の磁化が飽和磁化Ｍ３までは達していないため、磁化を示す点は点Ｐからマイナーループ４０に沿って点Ｑまで移動する。このように、第１の永久磁石２の通過後、磁気印刷部２０ａの磁性体は点Ｑに示す残留磁化Ｍ１を帯びる。

次に、第２の永久磁石３による磁化と第１の磁気インピーダンス素子４による検出について説明する。図４は、図１のＡ２−Ａ２方向断面図である。この図は、紙幣２０の磁気印刷部２０ａが第２の永久磁石３の上に来たときの状態を示している。

図に示すように、磁気印刷部２０ａが第２の永久磁石３の上に来ると、磁気印刷部２０ａには、第２の永久磁石３のＮ極からＳ極に向かう磁界Ｈ２が印加される。これにより磁化を示す点は、図２に示すマイナーループ４０上を点Ｑから点Ｒまで移動し、磁気印刷部２０ａの磁性体の磁化は、残留磁化Ｍ１から点Ｒに示す磁化Ｍ２に増加する。

ところで、第１の磁気インピーダンス素子４に加わる磁界は、第２の永久磁石３が作る磁界Ｈ２と磁気印刷部２０ａの磁性体の磁化による磁界（以後、磁気印刷部２０ａの磁界と略す）との和である。

上記のように磁気印刷部２０ａの磁性体の磁化が残留磁化Ｍ１から磁化Ｍ２に増加すると、これに伴って磁気印刷部２０ａの磁界も増加するため、この増加に応じて第１の磁気インピーダンス素子４に加わる磁気印刷部２０ａの磁界も増加する。ただし、磁界Ｈ２と磁気印刷部２０ａの磁界とは互いに逆向きなので、第１の磁気インピーダンス素子４に加わる磁気印刷部２０ａの磁界の増加は、磁界Ｈ２からの減少として作用することになる。第１の磁気インピーダンス素子４は、この磁界の減少に応じて誘起される電圧変化を、検出信号として真贋判定部１０に出力する。

すなわち、第１の磁気インピーダンス素子４では、磁気印刷部２０ａの磁性体の残留磁化Ｍ１から第２の永久磁石３による磁化Ｍ２までの変化量を磁界の変化として検出する。上記変化量は、磁気印刷部２０ａの磁性体の磁化特性に応じた変化量であるため、磁性体の濃度に対して比例する。従って第１の磁気インピーダンス素子４から出力される検出信号も、磁性体の濃度に対して比例する。

次に、第２の磁気インピーダンス素子５による検出について説明する。図５は、図１のＡ３−Ａ３方向断面図である。この図は、紙幣２０の磁気印刷部２０ａが第２の磁気インピーダンス素子５の下に来たときの状態を示している。

磁気印刷部２０ａが第２の永久磁石３を通過すると、磁化を示す点は、図２に示すマイナーループ４０上を点Ｒから点Ｑまで移動する。その後は磁気印刷部２０ａに対して磁界は印加されないため、磁気印刷部２０ａが第２の磁気インピーダンス素子５の下に来たとき、磁気印刷部２０ａの磁性体は残留磁化Ｍ１を帯びた状態である。

従って、第２の磁気インピーダンス素子５には、この残留磁化Ｍ１による磁界Ｈ３が印加される。第２の磁気インピーダンス素子５は、磁界Ｈ３の印加による磁界の変化に応じて誘起される電圧変化を、検出信号として真贋判定部１０に出力する。残留磁化Ｍ１は磁性体の濃度に対して比例するため、第２の磁気インピーダンス素子５から出力される検出信号も磁性体の濃度に対して比例する。

次に、真贋判定部１０の内部について説明する。図６は、真贋判定部の内部構成を示すブロック図である。
真贋判定部１０は、増幅部１１、増幅部１２、遅延部１３、比率演算部１４、メモリ１５及び判定部１６によって構成される。

真贋判定部１０では、まず、第１の磁気インピーダンス素子４から出力された検出信号を増幅部１１で増幅し、第２の磁気インピーダンス素子５から出力された検出信号を増幅部１２で増幅する。そして真贋判定部１０は、増幅部１１の出力を遅延部１３に通して、増幅部１２の出力とのタイミングを合わせる。比率演算部１４は、遅延部１３の出力信号と増幅部１２の出力信号との比率を取り、その演算結果を判定部１６に渡す。判定部１６は、予めメモリ１５に記憶されている本物の紙幣の判定値と比率演算部１４から受け取った演算結果とを比較する。第１の磁気インピーダンス素子４及び第２の磁気インピーダンス素子５からの検出信号は、それぞれ磁性体の濃度に比例しているため、例え磁性体の濃度が変わっても、両検出信号に基づく比率は一定となる。判定部１６は、上記演算結果が判定値に対して所定の範囲内に収まっていれば真、所定範囲外であれば偽と判定し、紙幣２０の真贋判定結果として出力する。

以上のように、第１の磁気インピーダンス素子４で磁気印刷部２０ａに含まれる磁性体の磁化特性に応じた磁化の変化量を磁界の変化として検出し、第２の磁気インピーダンス素子５で磁気印刷部２０ａに含まれる磁性体の残留磁化を磁界の変化として検出し、両者からの検出信号の比率に基づいて真贋を判定することで、従来コピー機などで偽造可能な磁性体の濃度のみの検出に比して、コピー機などでは偽造が困難な磁化特性を利用して磁気印刷部２０ａを検出することが可能となり、偽造された紙葉類の真偽判別性能を向上することができる。

また、第１の永久磁石２及び第２の永久磁石３を用いて磁界を印加することで、電流を流すことなく磁界を印加することが可能となり、紙葉類鑑別装置１の消費電力を低くすることができる。また、第１の磁気インピーダンス素子４及び第２の磁気インピーダンス素子５を用いて磁界の変化を検出することで、検出感度を高めることができる。

なお、磁界を印加する第１の永久磁石２及び第２の永久磁石３は、コイルを用いて磁界を印加するようにしてもよい。このようにすることで、経時変化や取り付け位置の誤差に伴う磁界の変化を電流の変化で補正することが可能となり、紙葉類鑑別装置１の信頼性を高めることができる。また、永久磁石とコイルとを組み合わせて磁界を印加するようにしてもよい。また、上記の説明では第１の永久磁石２と第２の永久磁石３とは違う永久磁石としたが、それぞれ同じ永久磁石としてもよい。また、第１の永久磁石２のＮ極とＳ極の向きと第２の永久磁石３のＮ極とＳ極の向きとを、それぞれ同じ向きではなく違う向きにしてもよい。

図７は、第２の実施の形態に係る紙葉類鑑別装置の構成図である。なお、図７において、図１に示した構成要素と同じ構成要素については同じ符号を付してある。
この第２の実施の形態に係る紙葉類鑑別装置１ａは、紙幣２０の搬送方向Ｚ１に沿って順次配置された磁界を印加する第１の永久磁石２、磁界の変化を検出する第１の磁気インピーダンス素子４、磁界を印加する第２の永久磁石３及び磁界の変化を検出する第２の磁気インピーダンス素子５と、第１の磁気インピーダンス素子４及び第２の磁気インピーダンス素子５からの検出信号に基づいて紙葉類の真贋判定を行う真贋判定部１０とによって構成される。

真贋判定部１０は、接続線６を介して第１の磁気インピーダンス素子４での検出信号を受け取り、また接続線７を介して第２の磁気インピーダンス素子５での検出信号を受け取るように構成されている。ここで、この真贋判定部１０は、第１の磁気インピーダンス素子４及び第２の磁気インピーダンス素子５の検出信号に基づいて比率を取り、本物の紙幣２０の検出信号に基づく比率との比較を行って紙葉類の真贋を判定する。

第１の永久磁石２、第２の永久磁石３、第１の磁気インピーダンス素子４及び第２の磁気インピーダンス素子５は、紙幣２０に対して同側、図７では紙幣２０の下側に設置されている。また、第２の永久磁石３は、第１の磁気インピーダンス素子４の方向に傾斜して配置され、第１の磁気インピーダンス素子４と磁気印刷部２０ａとに同時に磁界を印加することができるようにしている。

このように、第１の永久磁石２、第２の永久磁石３、第１の磁気インピーダンス素子４及び第２の磁気インピーダンス素子５を紙幣２０に対して同側に設置することによって、これらを同一基盤上に設置することを可能にしている。従って、この第２の実施の形態に係る紙葉類鑑別装置１ａは、第１の永久磁石２及び第２の永久磁石３と第１の磁気インピーダンス素子４及び第２の磁気インピーダンス素子５とが対向する構造となっていて組立て時の厳密な調整が必要な第１の実施の形態に係る紙葉類鑑別装置１と比較して、組立て時の調整を容易にしている。

このように構成される紙葉類鑑別装置１ａは、その動作、真贋判定部１０の構成及び真贋判定の方法について、第１の実施の形態に係る紙葉類鑑別装置１のものと同じであるので、ここではその詳細な説明は省略する。

図８は、第３の実施の形態に係る紙葉類鑑別装置の構成図、図９は、磁気印刷部の着磁過程を示す図、図１０は、コイルの通電過程を示す図、図１１は、コイルの非通電過程を示す図である。なお、図８ないし図１１において、図１、図３ないし図５に示した構成要素と同じ構成要素については同じ符号を付してある。

この第３の実施の形態に係る紙葉類鑑別装置１ｂは、磁気印刷部２０ａを保持している紙幣２０の搬送方向Ｚ１に対して、直角方向に磁界を印加するように配置された永久磁石３１及びコイル３２と、このコイル３２と対向するように配置されてそのコイル３２によって作られる磁界の変化を検出する磁気インピーダンス素子３３と、磁気インピーダンス素子３３からの検出信号に基づいて紙葉類の真贋判定を行う真贋判定部１０ａとによって構成される。真贋判定部１０ａは、接続線６を介して磁気インピーダンス素子３３での検出信号を受け取り、また接続線３４を介してコイル３２にパルス状の駆動信号を与えるように構成されている。

ここで、紙幣２０が搬送方向Ｚ１にそって搬送され、磁気印刷部２０ａが永久磁石３１の上に来ると、磁気印刷部２０ａには、図９に示すように、永久磁石３１によって作られた磁界Ｈ１が印加される。これにより、磁気印刷部２０ａは着磁される。このとき、コイル３２は、真贋判定部１０ａによって搬送速度よりも十分に短い周期で通電状態と非通電状態とになるように駆動されている。

次に、磁気印刷部２０ａがコイル３２と磁気インピーダンス素子３３との間を通過するときにおいて、まず、コイル３２が通電した状態では、図１０に示すように、コイル３２によって磁界Ｈ２が発生される。着磁された磁気印刷部２０ａは、この磁界Ｈ２を通過する際に、磁界Ｈ２を変化させるため、その変化量は磁気インピーダンス素子３３によって検出され、検出量３５として磁気インピーダンス素子３３から出力される。この検出量３５は、磁気印刷部２０ａの磁化特性により変化する。

また、コイル３２に通電しない状態では、図１１に示すように、磁気印刷部２０ａの発生する磁界Ｈ３が磁気インピーダンス素子３３により検出される。この場合の検出量３６は、磁気印刷部２０ａの着磁量により変化する。

ここで、磁化特性と着磁量とは、磁気印刷部２０ａの磁性体の種類と濃度とによって影響を受け、磁性体の種類に対しては、おのおの独立に変化するが、濃度に対してはおのおの比例し、濃度が濃くなるに従って増加するという特性を有する。従って、磁化特性と着磁量との比率は、磁性体の種類が一定であれば、磁性体の濃度に影響されずに一定となるため、磁性体の種類を特定することができる。

図１２は、真贋判定部の内部構成を示すブロック図、図１３は、コイル電流と検出出力との関係を示す図であって、（ａ）は磁気インピーダンス素子の出力の時間変化を示し、（ｂ）はコイル電流の時間変化を示している。

真贋判定部１０ａは、図１２に示すように、磁気インピーダンス素子３３の検出信号である検出量３５，３６を増幅する増幅部４１と、検出量３５，３６を分離してそれぞれホールドするサンプルホールド回路４２，４３と、これらサンプルホールド回路４２，４３の出力を入力して変化の比率を演算する比率演算部４４と、本物の紙幣のデータを記憶しているメモリ４５と、比率演算部４４の比率演算結果とメモリ４５の判定値とから真贋判定を行う判定部４６と、クロック回路４７と、一方のサンプルホールド回路４２に供給するクロックを反転したクロックをサンプルホールド回路４２に供給するための反転回路４８と、クロックに同期したコイル電流をコイル３２に供給するコイル駆動回路４９とを備えている。

以上の構成の真贋判定部１０ａにおいて、クロック回路４７の出力は、コイル駆動回路４９に直接入力され、これによって、コイル３２には、図１３の（ｂ）に示すようなパルス状のコイル電流が印加される。コイル３２にパルス状のコイル電流が印加されることにより、磁気インピーダンス素子３３は、コイル３２の通電状態／非通電状態に応じて、図１３の（ａ）に示すような検出信号を出力する。すなわち、磁気インピーダンス素子３３は、コイル３２に通電された状態では、磁化特性による検出量３５を検出し、通電されていない状態では、着磁量による検出量３６を検出する。

磁気インピーダンス素子３３によって交互に検出されたこれらの検出量３５，３６は、増幅部４１で増幅され、サンプルホールド回路４２，４３によってクロック回路４７によるクロックに同期してサンプルホールドすることで検出量３５，３６に分離され、比率演算部４４に入力される。判定部４６は、比率演算部４４からの信号とメモリ４５内に格納された本物の紙幣のデータとを比較して、所定の値の範囲であれば、磁気印刷部２０ａは真であると判定し、所定範囲外であれば、偽と判定する真贋判定を行い、真贋判定結果を出力する。

このように、第３の実施の形態に係る紙葉類鑑別装置によれば、コイル３２が発生する磁界の有無により、異なった磁気特性を検出するようにしたことで、従来、コピー機等で偽造可能な磁性体の濃度のみの検出に比して、コピー機等では偽造が困難な磁気特性をもつ磁気印刷部を検出することが可能となり、偽造された紙葉類の真偽判別性能を向上することが可能となる。

また、永久磁石３１及び磁気インピーダンス素子３３は、紙幣２０と非接触とすることができるため、信号レベルを安定化することが可能であり、安定した真贋判定を行うことができる。

なお、第３の実施の形態に係る紙葉類鑑別装置では、磁界印加手段として永久磁石３１を用いたが、コイルを使用しても良いことはもちろんである。
図１４は、第４の実施の形態に係る紙葉類鑑別装置の構成図、図１５は、印加磁界電流と検出出力との関係を示す図であって、（ａ）は磁気インピーダンス素子の出力の時間変化を示し、（ｂ）は印加磁界の時間変化を示している。図１６は、コイルの第１の通電過程を示す図、図１７は、コイルの第２の通電過程を示す図、図１８は、コイルの非通電過程を示す図である。なお、図１４において、図８に示した構成要素と同じ構成要素については同じ符号を付してある。

この第４の実施の形態に係る紙葉類鑑別装置１ｃは、第３の実施の形態に係る紙葉類鑑別装置１ｂに比較して、コイル３２及び磁気インピーダンス素子３３の搬送方向上流側に紙幣２０の磁気印刷部２０ａに対して磁界を印加する手段がなく、ここでは、その機能をコイル３２が果たすようにしている。

この紙葉類鑑別装置１ｃでは、紙幣２０の搬送通路を挟んでコイル３２及び磁気インピーダンス素子３３が配置されている。コイル３２は、磁気印刷部２０ａを保持している紙幣２０に対して平行な磁界を印加し、磁気インピーダンス素子３３は、紙幣２０に平行な磁界変化を検出する。これらコイル３２及び磁気インピーダンス素子３３は、真贋判定部１０ｂに接続されている。

真贋判定部１０ｂは、第３の実施の形態に係る紙葉類鑑別装置１ｂの真贋判定部１０ａと同じ構成を有しているので、その詳細な説明は省略する。ただし、この真贋判定部１０ｂのコイル駆動回路４９は、図１５に示したように、磁気印刷部２０ａへの着磁と磁気印刷部２０ａの磁界中における磁気的変化の検出とを行うことができるようにコイル３２を駆動する構成にしている。すなわち、コイル３２は、コイル駆動回路４９によって、紙幣２０に印刷された磁性体の磁気印刷部２０ａを着磁するのに十分な大きさの磁界Ｈ１を発生する状態と、磁性体の磁界中での磁気的変化を検出するための磁界Ｈ２を発生する状態と、磁性体の残留磁化を検出するために磁界を発生しない状態とを有し、これら３つの状態が繰り返されるようになっている。

コイル３２が図１５の（ｂ）に示すように、周期的に大きさの異なる磁界を印加しているところへ、紙幣２０が搬送されると、磁気印刷部２０ａは、まず、図１６に示すように、コイル３２の発生する磁界Ｈ１により着磁される。次の瞬間、コイル３２に流れる電流が変化し、図１７に示すように、磁界Ｈ２が印加されるが、着磁された磁気印刷部２０ａの磁化特性により、磁界Ｈ２の大きさは変化し、磁界検出手段である磁気インピーダンス素子３３では、磁気印刷部２０ａの磁気特性に応じた磁界を検出し、検出量３５を出力する。また、コイル３２に通電しない状態では、図１８に示すように、磁気印刷部２０ａの残留磁化により発生する磁界Ｈ３が磁気インピーダンス素子３３により検出され、検出量３６が出力される。

ここで、磁化特性と残留磁化とは、磁気印刷部２０ａの磁性体の種類と濃度とによって影響を受け、磁性体の種類に対しては、おのおの独立に変化するが、濃度に対してはおのおの比例し、濃度が濃くなるに従って増加する。従って、磁化特性と残留磁化との比率は、磁性体の種類が一定であれば、磁性体の濃度に影響されずに一定となるため、磁性体の種類を特定することができる。

このようにして、コイル３２に図１５の（ｂ）に示すようなステップ状の電流が印加されると、磁気インピーダンス素子３３は、コイル３２の３段階の電流状態に応じて、図１５の（ａ）に示すような検出量３５，３６の検出信号が出力される。

すなわち、コイル３２が磁界Ｈ２を発生している状態では、磁化特性による検出量３５を検出し、通電されていない状態では、着磁量による検出量３６を検出する。磁気インピーダンス素子３３からのこれらの検出量３５，３６は、増幅部４１で増幅され、クロック回路４７に同期してサンプルホールドするサンプルホールド回路４２，４３により検出量３５，３６に分離され、比率演算部４４に入力される。判定部４６は、比率演算部４４からの信号とメモリ４５内に格納された本物の紙葉類のデータとを比較して、所定の値の範囲であれば、磁気印刷部２０ａは真であると判定し、所定範囲外であれば、偽と判定する真贋判定を行い、真贋判定結果を出力する。

この第４の実施の形態に係る紙葉類鑑別装置１ｃによれば、コイル３２が発生する磁界の大きさを変えて異なった磁気特性を検出するようにしたことにより、従来、コピー機等で偽造可能な磁性体の濃度のみの検出に比して、コピー機等では偽造が困難な磁気特性を持つ磁気印刷部２０ａを検出することが可能となり、偽造された紙葉類の真偽判別性能を向上することが可能となる。また、磁気インピーダンス素子３３は、非接触とすることができるため、接触による振動などによるノイズや磨耗による特性変動などの影響を排除することができ、信号レベルを安定化することが可能となり、安定した真贋判定を行うことができる。

図１９は、第５の実施の形態に係る紙葉類鑑別装置の構成図、図２０は、磁性体への着磁過程の説明図であって、（ａ）はその構成図、（ｂ）は磁化−磁界曲線を示す図、図２１は、磁気的変化の検出過程の説明図であって、（ａ）はその構成図、（ｂ）は磁化−磁界曲線を示す図、図２２は、残留磁化検出過程の説明図であって、（ａ）はその構成図、（ｂ）は磁化−磁界曲線を示す図である。なお、図１９において、図１４に示した構成要素と同じ構成要素については同じ符号を付してある。

この第５の実施の形態に係る紙葉類鑑別装置１ｄは、第４の実施の形態に係る紙葉類鑑別装置１ｃと比較して、磁界印加手段の構成を変更し、紙葉類、コイル３２及び磁気インピーダンス素子３３の相対位置の変化に影響を受け難い検出方法にした点で異なる。

すなわち、この第５の実施の形態に係る紙葉類鑑別装置１ｄは、磁界印加手段をコイル３２及び継鉄３７で構成し、磁界検出手段を磁気インピーダンス素子３３で構成し、コイル３２は接続線３４により、磁気インピーダンス素子３３は接続線６によってそれぞれ真贋判定部１０ｂに接続されている。

継鉄３７は、略Ｕ字形状を有していて、２本のアームが紙幣２０の搬送路を挟むように平行に配置され、屈曲部にはコイル３２が巻回されている。これにより、コイル３２及び継鉄３７は、紙幣２０の面に垂直方向に一様な磁界を印加することができる。磁気インピーダンス素子３３は、コイル３２及び継鉄３７によって一様の磁界が印加される場所で、且つ紙幣２０に近接して配置され、紙幣２０の面に垂直な方向の磁界を検出することができる。

真贋判定部１０ｂは、第４の実施の形態に係る紙葉類鑑別装置１ｃの真贋判定部１０ｂと同じ構成のものである。従って、真贋判定部１０ｂのコイル駆動回路４９は、図１５の（ｂ）に示した印加視界を発生するように制御し、それに応答して、その磁界を磁気印刷部２０ａが通過したときに磁気インピーダンス素子３３が出力する検出信号は、図１５の（ａ）に示したような変化を示す。すなわち、コイル３２は、コイル駆動回路４９により、まず、紙幣２０の磁気印刷部２０ａの磁性体を着磁するのに十分な大きさの磁界Ｈ１を発生し、次の状態では磁性体の磁界中での磁気的変化を検出するため、磁界Ｈ２を発生し、また、次の状態では磁性体の残留磁化を検出するために磁界を発生しない３つの磁界状態を繰り返す。

上記のようにコイル３２が周期的に大きさの異なる磁界を印加しているところへ、紙幣２０が搬送されると、図２０に示すように、まず、紙幣２０の磁気印刷部２０ａは、コイル３２の発生する磁界Ｈ１により着磁される。次の瞬間、図２１に示すように、コイル３２に流れる電流が変化し、磁界Ｈ２が印加されるが、着磁された磁気印刷部２０ａの磁化特性によりその磁化は磁化Ｍ２に変化し、それに伴って磁界Ｈ２の大きさが変化し、磁界検出手段である磁気インピーダンス素子３３では磁気印刷部２０ａの磁気特性に応じた磁界を検出する。また、コイル３２に通電しない状態では、図２２に示すように、磁気印刷部２０ａの残留磁化Ｍ１により発生する磁界が磁気インピーダンス素子３３により検出される。

ここで、磁化特性と残留磁化とは、磁気印刷部２０ａの磁性体の種類と濃度とによって影響を受け、磁性体の種類に対しては、おのおの独立に変化するが、濃度に対してはおのおの比例し、濃度が濃くなるに従って増加する。従って、磁化特性と残留磁化との比率は、磁性体の種類が一定であれば、磁性体の濃度に影響されずに一定となるため、磁性体の種類を特定することができる。

以上、発明を実施するための最良の形態について説明したが、これらの実施の形態で例示した構成要素はそれらに限定されるものではない。例えば、上記の実施の形態では、磁界検出手段として磁気インピーダンス素子を用いていたが、磁気ヘッドや磁気抵抗効果素子などを磁界検出手段として用いてもよい。あるいは、磁気インピーダンス素子と磁気ヘッドや磁気抵抗効果素子とを適宜組み合わせて使用するようにしてもよい。

第１の実施の形態に係る紙葉類鑑別装置の構成図である。 紙葉類の磁気印刷部に含まれる磁性体の一般的な磁化−磁界曲線を示す図である。 図１のＡ１−Ａ１方向断面図である。 図１のＡ２−Ａ２方向断面図である。 図１のＡ３−Ａ３方向断面図である。 真贋判定部の内部構成を示すブロック図である。 第２の実施の形態に係る紙葉類鑑別装置の構成図である。 第３の実施の形態に係る紙葉類鑑別装置の構成図である。 磁気印刷部の着磁過程を示す図である。 コイルの通電過程を示す図である。 コイルの非通電過程を示す図である。 真贋判定部の内部構成を示すブロック図である。 コイル電流と検出出力との関係を示す図であって、（ａ）は磁気インピーダンス素子の出力の時間変化を示し、（ｂ）はコイル電流の時間変化を示している。 第４の実施の形態に係る紙葉類鑑別装置の構成図である。 印加磁界電流と検出出力との関係を示す図であって、（ａ）は磁気インピーダンス素子の出力の時間変化を示し、（ｂ）は印加磁界の時間変化を示している。 コイルの第１の通電過程を示す図である。 コイルの第２の通電過程を示す図である。 コイルの非通電過程を示す図である。 第５の実施の形態に係る紙葉類鑑別装置の構成図である。 磁性体への着磁過程の説明図であって、（ａ）はその構成図、（ｂ）は磁化−磁界曲線を示す図である。 磁気的変化の検出過程の説明図であって、（ａ）はその構成図、（ｂ）は磁化−磁界曲線を示す図である。 残留磁化検出過程の説明図であって、（ａ）はその構成図、（ｂ）は磁化−磁界曲線を示す図である。 従来の紙葉類鑑別装置の一例を示す構造図である。

符号の説明

１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ 紙葉類鑑別装置
２ 第１の永久磁石
３ 第２の永久磁石
４ 第１の磁気インピーダンス素子
５ 第２の磁気インピーダンス素子
１０，１０ａ，１０ｂ 真贋判定部
２０ 紙幣
２０ａ 磁気印刷部
３１ 永久磁石
３２ コイル
３３ 磁気インピーダンス素子
３７ 継鉄
Ｚ１ 搬送方向

Claims (24)

1. 磁性体を含むインクによって印刷された部分を含む紙葉類の真贋判定を行う紙葉類鑑別装置において、
   前記紙葉類を搬送する搬送方向に沿って設置され、前記紙葉類に対して磁界を印加する第１の磁界印加手段及び第２の磁界印加手段と、
   前記第２の磁界印加手段と対向して設置され、前記磁性体の磁化特性に応じた磁界の変化を検出する第１の磁界検出手段と、
   前記第１の磁界検出手段に対して前記搬送方向に沿って設置され、前記磁性体の残留磁化に応じた磁界の変化を検出する第２の磁界検出手段と、
   前記第１の磁界検出手段及び前記第２の磁界検出手段により検出された検出信号の比率に基づいて真贋判定を行う真贋判定部と、
   を有することを特徴とする紙葉類鑑別装置。
2. 前記第１の磁界印加手段及び前記第２の磁界印加手段のうち、いずれか一方あるいは両方が永久磁石であることを特徴とする請求項１記載の紙葉類鑑別装置。
3. 前記第１の磁界印加手段及び前記第２の磁界印加手段のうち、いずれか一方あるいは両方がコイルであることを特徴とする請求項１記載の紙葉類鑑別装置。
4. 前記第１の磁界検出手段及び前記第２の磁界検出手段のうち、いずれか一方あるいは両方が磁気インピーダンス素子であることを特徴とする請求項１記載の紙葉類鑑別装置。
5. 磁性体を含むインクによって印刷された部分を含む紙葉類の真贋判定を行う紙葉類鑑別装置において、
   前記紙葉類を搬送する搬送方向に沿って設置され、前記紙葉類に対して磁界を印加する第１の磁界印加手段及び第２の磁界印加手段と、
   前記磁性体の磁化特性に応じた磁界の変化を検出する第１の磁界検出手段及び第２の磁界検出手段と、
   前記第１の磁界検出手段及び前記第２の磁界検出手段により検出された検出信号に基づいて真贋判定を行う真贋判定部と、
   を有し、前記第１の磁界印加手段、前記第２の磁界印加手段、前記第１の磁界検出手段及び前記第２の磁界検出手段が前記紙葉類を搬送する搬送方向に沿って同側に設置されていることを特徴とする紙葉類鑑別装置。
6. 前記第１の磁界印加手段及び前記第２の磁界印加手段のうち、いずれか一方あるいは両方が永久磁石であることを特徴とする請求項５記載の紙葉類鑑別装置。
7. 前記第１の磁界印加手段及び前記第２の磁界印加手段のうち、いずれか一方あるいは両方がコイルであることを特徴とする請求項５記載の紙葉類鑑別装置。
8. 前記第１の磁界検出手段及び前記第２の磁界検出手段のうち、いずれか一方あるいは両方が磁気インピーダンス素子であることを特徴とする請求項５記載の紙葉類鑑別装置。
9. 磁性体を含むインクによって印刷された部分を含む紙葉類の真贋判定を行う紙葉類鑑別装置において、
   前記紙葉類を搬送する搬送方向に沿って設置され、前記紙葉類に対して磁界を印加する第１の磁界印加手段と、
   周期的に通電された状態と通電されない状態とが繰り返されて前記紙葉類に対して磁界を周期的に印加するようにした第２の磁界印加手段と、
   前記第２の磁界印加手段に対向して設置され、前記第２の磁界印加手段が磁界を印加したときの磁界の変化及び磁界を印加しないときの磁界の変化をそれぞれ検出する磁界検出手段と、
   前記第２の磁界印加手段が磁界を印加した状態で前記磁界検出手段により検出された第１の検出信号と前記第２の磁界印加手段が磁界を印加しない状態で前記磁界検出手段により検出された第２の検出信号とに基づいて真贋判定を行う真贋判定部と、
   を有することを特徴とする紙葉類鑑別装置。
10. 前記第１の磁界印加手段は、永久磁石又はコイルであることを特徴とする請求項９記載の紙葉類鑑別装置。
11. 前記第２の磁界印加手段は、コイルであることを特徴とする請求項９記載の紙葉類鑑別装置。
12. 前記磁界検出手段は、磁気インピーダンス素子であることを特徴とする請求項９記載の紙葉類鑑別装置。
13. 前記真贋判定部は、前記第１の検出信号と前記第２の検出信号との比率に基づいて真贋判定を行うことを特徴とする請求項９記載の紙葉類鑑別装置。
14. 磁性体を含むインクによって印刷された部分を含む紙葉類の真贋判定を行う紙葉類鑑別装置において、
    前記紙葉類に対して前記紙葉類の面内に並行な大きさの異なる磁界を周期的に印加する磁界印加手段と、
    前記紙葉類の搬送通路を挟んで前記磁界印加手段に対向して設置された磁界検出手段と、
    前記磁界印加手段の周期的な磁界印加に同期し、前記磁界検出手段により検出された検出信号に基づいて前記紙葉類の真贋判定を行う真贋判定部と、
    を有することを特徴とする紙葉類鑑別装置。
15. 前記磁界印加手段は、コイルであることを特徴とする請求項１４記載の紙葉類鑑別装置。
16. 前記磁界印加手段は、磁界を発生しない状態を含めて大きさの異なる３つの磁界を周期的に発生させるようにしたことを特徴とする請求項１４記載の紙葉類鑑別装置。
17. 前記磁界検出手段は、磁気インピーダンス素子であることを特徴とする請求項１４記載の紙葉類鑑別装置。
18. 前記真贋判定部は、前記磁界検出手段が第１の印加磁界によって着磁された前記磁性体の第２の印加磁界中での磁気的変化を検出した第１の検出信号と、前記磁界検出手段が磁界を発生しない状態で前記磁性体の残留磁化を検出した第２の検出信号との比率に基づいて真贋判定を行うことを特徴とする請求項１４記載の紙葉類鑑別装置。
19. 磁性体を含むインクによって印刷された部分を含む紙葉類の真贋判定を行う紙葉類鑑別装置において、
    前記紙葉類に対して前記紙葉類の面に垂直な大きさの異なる磁界を周期的に印加する磁界印加手段と、
    前記紙葉類の面に垂直方向の磁界を検出するよう配置された磁界検出手段と、
    前記磁界印加手段の周期的な磁界印加に同期し、前記磁界検出手段により検出された検出信号に基づいて前記紙葉類の真贋判定を行う真贋判定部と、
    を有することを特徴とする紙葉類鑑別装置。
20. 前記磁界印加手段は、前記紙葉類の搬送路を挟むように平行に配置されたアームを有する継鉄と前記アームの間に前記紙葉類の面に垂直な磁界を発生させるコイルとを有することを特徴とする請求項１９記載の紙葉類鑑別装置。
21. 前記磁界印加手段は、磁界を発生しない状態を含めて大きさの異なる３つの磁界を周期的に発生させるようにしたことを特徴とする請求項１９記載の紙葉類鑑別装置。
22. 前記磁界検出手段は、磁気インピーダンス素子であることを特徴とする請求項１９記載の紙葉類鑑別装置。
23. 前記真贋判定部は、前記磁界検出手段が第１の印加磁界によって着磁された前記磁性体の第２の印加磁界中での磁気的変化を検出した第１の検出信号と、前記磁界検出手段が磁界を発生しない状態で前記磁性体の残留磁化を検出した第２の検出信号との比率に基づいて真贋判定を行うことを特徴とする請求項１４記載の紙葉類鑑別装置。
24. 磁性体を含むインクによって印刷された部分を含む紙葉類の真贋判定を行う紙葉類鑑別方法において、
    搬送される前記紙葉類に第１の磁界を印加して前記磁性体を着磁させ、
    搬送される前記紙葉類に第２の磁界を印加して前記磁性体の磁化特性に応じた磁界の変化を検出し、
    前記第２の磁界の印加を止めたときの前記磁性体の残留磁化に応じた磁界の変化を検出し、
    前記磁化特性に応じた磁界の変化を検出した第１の検出信号と前記残留磁化に応じた磁界の変化を検出した第２の検出信号との比率を演算し、
    前記比率と予め本物の紙葉類に基づいて求めた比率とを比較して真贋判定を行う、
    ことを特徴とする紙葉類鑑別方法。
    

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