УСТРОЙСТВО ДЕТЕКТИРОВАНИЯ МАГНИТНОГО СВОЙСТВА Российский патент 2017 года по МПК G01N27/72 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение, в общем, относится к устройству детектирования магнитного свойства, которое обнаруживает магнитные свойства листа бумаги. Настоящее изобретение, более конкретно, относится к устройству детектирования магнитного свойства, выполненному с возможностью дифференцирования и обнаружения множества типов магнитных материалов с разными величинами коэрцитивной силы.

Уровень техники

Обычно, с целью предотвращения подделок, используют магнитные чернила, включающие магнитный материал, для печати на листах бумаги, таких как чеки, товарные купоны и т.д. Магнитные чернила содержат чернила с разной величиной коэрцитивной силы, такие как твердые магнитные чернила и мягкие магнитные чернила. Если магнитные чернила, используемые для печати на листе бумаги, могут быть точно обнаружены, можно определить, является ли лист бумаги аутентичным.

Пример устройства, которое обнаруживает магнитные чернила на листах бумаги, раскрыт в Патентном документе 1. Устройство для обнаружения магнитного свойства, раскрытое в Патентном документе 1, генерирует магнитное поле, направленное перпендикулярно пути транспортирования листа бумаги, и детектирует магнитные свойства листа бумаги, когда лист бумаги перемещают через магнитное поле. В этом устройстве верхний модуль и нижний модуль расположены выше и ниже пути транспортирования листа бумаги. Два магнита, соединенные через ярмо, размещены внутри верхнего модуля и нижнего модуля, соответственно, и эти магниты генерируют вертикальное магнитное поле через путь транспортирования. Поскольку магнитное поле генерируется в местоположении датчика, который детектирует магнитные свойства листа бумаги в направлении, перпендикулярном направлению транспортирования листа бумаги, то есть в направлении, в котором силу магнитного поля передают вертикально через лист бумаги, магнитные чернила, используемые для печати на листе бумаги, могут быть детектированы с высокой точностью.

Список литературы

[Патентный документ]

[Патентный документ 1]

WO 2010/052797 А

Сущность изобретения

Техническая задача

Однако описанный выше уровень техники содержит недостаток, состоящий в увеличенном количестве деталей и, поэтому, увеличении затрат из-за того, что необходимо размещать два модуля, в которых размещены магниты, для генерирования магнитного поля выше и ниже пути транспортирования. Другая проблема может возникнуть, такая, что может потребоваться устройство детектирования магнитного свойства с большими размерами для размещения верхнего и нижнего модулей.

Еще одна проблема может возникнуть, например, состоящая в том, что если используется конфигурация, в которой верхний и нижний модули расположены отдельно друг от друга, магниты в этих модулях могут подвергаться вибрации, из-за вибрации, генерируемой во время работы механизма транспортирования и т.п., и, в результате чего могут генерироваться шумы. Кроме того, поскольку верхний и нижний модули расположены выше и ниже пути транспортирования, ролики транспортирования и т.п., которые составляют механизм транспортирования, не могут быть размещены на пути транспортирования, расположенном между верхним и нижним модулями. В соответствии с этим, если размер верхнего и нижнего модулей велик, лист бумаги нельзя транспортировать в стабильном состоянии.

Настоящее изобретение было разработано для решения задач, описанных выше в предшествующем уровне техники. Цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы предоставить устройство детектирования магнитного свойства с малыми размерами, выполненное с возможностью дифференцирования и детектирования множества типов магнитных материалов с разной величиной коэрцитивной силы.

Средство решения задачи

Для решения описанной выше задачи и для достижения описанных выше целей, в соответствии с аспектом настоящего изобретения, устройство детектирования магнитного свойства, которое детектирует магнитные свойства магнитного материала, включенного в лист бумаги, транспортируемый через путь транспортирования, включает в себя магнитный модуль, который генерирует магнитное поле, которое расположено перпендикулярно направлению транспортирования листа бумаги на пути транспортирования и параллельно поверхности транспортирования листа бумаги, интенсивность магнитного поля которого уменьшается по мере транспортирования листа бумаги в направлении транспортирования, и после достижения 0 (нуля) интенсивности магнитного поля, интенсивность магнитного поля увеличивается так, что магнитное поле направлено в противоположном направлении; и множество магнитных датчиков расположено в магнитном поле, генерируемом магнитным модулем в местах положения, в которых интенсивность магнитного поля взаимно отличается, и которые детектируют магнитные свойства листа бумаги, транспортируемого через путь транспортирования. Магнитные свойства магнитного материала, включенного в лист бумаги, детектируют на основе выходных сигналов множества магнитных датчиков, получаемых, когда детектируют магнитный материал.

Устройство детектирования магнитных свойств дополнительно включает в себя модуль определения аутентичности, который определяет, был ли детектирован магнитный материал, включенный в аутентичный лист бумаги, и если выходное значение определенного магнитного датчика из множества магнитных датчиков равно 0 (нулю), тогда лист бумаги включает в себя магнитный материал, имеющий определенное магнитное свойство, в условиях, когда выходное значение любого магнитного датчика, другого, чем конкретный магнитный датчик из множества магнитных датчиков, имеет любое другое значение, кроме 0 (нуля), и определяет, что лист бумаги, в котором магнитные свойства были детектированы, представляет собой аутентичный лист бумаги.

Устройство детектирования магнитных свойств дополнительно включает в себя модуль для определения аутентичности, который определяет, если магнитный материал, включенный в аутентичный лист бумаги, был детектирован, и если не существует магнитный датчик среди множества магнитных датчиков, выходное значение которого равно, по существу, 0 (нулю), лист бумаги, предназначенный для детектирования, включает в себя магнитный материал, имеющий определенное магнитное свойство, когда фазы выходов двух конкретных расположенных взаимно рядом друг с другом магнитных датчиков из множества магнитных датчиков, являются противоположными друг другу, тогда определяет, что лист бумаги, магнитные свойства которого были детектированы, является аутентичным.

Устройство детектирования магнитного свойства дополнительно включает в себя первый магнитный датчик, который детектирует магнитные свойства листа бумаги, транспортируемого через путь транспортирования в положении, установленном на основе характеристик намагничивания магнитного материала, имеющего определенную коэрцитивную силу в магнитном поле, генерируемом магнитным модулем; и второй магнитный датчик, который детектирует магнитные свойства листа бумаги, транспортируемого через путь транспортирования в положении, отличающемся от положения первого магнитного датчика.

В устройстве детектирования магнитного свойства, в котором магнитный модуль, по меньшей мере, включает в себя первый магнит, который генерирует магнитное поле в направлении, перпендикулярном направлению транспортирования листа бумаги и параллельном поверхности транспортирования листа бумаги; и второй магнит, который генерирует магнитное поле, направленное противоположно направлению магнитного поля, генерируемого первым магнитом, на стороне после первого магнита в направлении транспортирования.

В устройстве детектирования магнитного свойства первый магнитный датчик расположен в положении, в котором интенсивность намагничивания становится равной 0 (нулю), после того, как магнитный материал, который был намагничен до состояния магнитной насыщенности в магнитном поле, транспортируют в направлении транспортирования, на основе характеристики намагничивания магнитного материала, имеющего определенную коэрцитивную силу.

В устройстве детектирования магнитного свойства, если магнитные свойства не были детектированы первым магнитным датчиком и если магнитные свойства были детектированы вторым магнитным датчиком, определяют, что магнитный материал представляет собой магнитный материал, имеющий определенную коэрцитивную силу.

В устройстве детектирования магнитного свойства коэрцитивную силу детектируемого магнитного материала определяют на основе фаз сигнала детектирования магнитных свойств, выводимого из первого магнитного датчика, и сигнала детектирования магнитных свойств, выводимого из второго магнитного датчика.

В устройстве детектирования магнитного свойства магнитное поле, генерируемое магнитным модулем, имеет интенсивность магнитного поля для намагничивания магнитного материала, предназначенного для детектирования в состоянии намагниченности насыщения, в положении перед первым магнитным датчиком в направлении транспортирования.

В устройстве детектирования магнитного свойства, в магнитном поле, генерируемом магнитным модулем, интенсивность магнитного поля постепенно уменьшается, достигая 0 (нуля), затем последовательность областей нулевого магнитного поля продолжает присутствовать, и затем интенсивность магнитного поля повышается, и при этом магнитное поле направлено в противоположном направлении.

Устройство детектирования магнитного свойства дополнительно включает в себя механизм регулирования, предназначенный для изменения интенсивности магнитного поля в положении размещения первого датчика.

Устройство детектирования магнитного свойства по любому из пп. 1-11, в котором первый магнитный датчик и второй магнитный датчик представляют собой датчики, которые детектируют вариации интенсивности магнитного потока, возникающие из-за перемещения намагниченного магнитного материала через магнитное поле.

В устройстве детектирования магнитного свойства первый магнитный датчик выбирают среди множества магнитных датчиков, расположенных в положениях, в которых уровни интенсивности магнитного поля являются взаимно различными, на основе выходных сигналов соответствующих магнитных датчиков, полученных, когда магнитный материал, предназначенный для детектирования, перемещают через путь транспортирования.

В устройстве детектирования магнитного свойства, когда транспортируют магнитный материал, магнитный датчик, который выводит положительный выход, и магнитный датчик, расположенный рядом с магнитным датчиком, и который выводит отрицательный выход, выбирают среди множества магнитных датчиков, и эти два магнитных датчика используют, как первый магнитный датчик.

Предпочтительные эффекты изобретения

В соответствии с настоящим изобретением, магнитный модуль расположен либо выше, или ниже пути транспортирования для транспортирования магнитного материала, который подвергается магнитному детектированию, и магнитное поле генерируют в направлении, перпендикулярном направлению транспортирования магнитного материала и в направлении, параллельном стороне транспортирования, для детектирования магнитных свойств. В соответствии с этим, размер и затраты на производство устройства детектирования магнитного свойства могут быть уменьшены.

Кроме того, множество магнитных датчиков размещены в местах положения с различной интенсивностью магнитного поля, и может быть выбран магнитный датчик, предназначенный для использования, и магнитный датчик выбирают в соответствии с магнитным материалом, включенным в лист бумаги, предназначенный для обработки. В соответствии с этим, магнитные свойства, включенные в различные листы бумаги, могут быть детектированы, и может быть определена аутентичность листа бумаги.

Кроме того, магнитное поле для детектирования магнитного материала может быть сгенерировано, используя только два магнита. В соответствии с этим, размер и затраты на производство устройства детектирования магнитного свойства могут быть уменьшены.

Кроме того, используют два магнитных датчика, первый магнитный датчик располагается в местоположении, в котором выходное значение, в то время, когда перемещают заданный магнитный материал, становится, по существу, равным 0 (нулю) в соответствии с характеристиками намагничивания магнитного материала, и второй магнитный датчик расположен в местоположении, в котором выходной сигнал, в соответствии с состоянием намагничивания, может быть получен, когда перемещают магнитный материал. В соответствии с этим, перемещение магнитного материала может детектироваться с высокой точностью.

Кроме того, когда детектируют магнитный материал, можно определять, является ли величина коэрцитивной силы детектируемого магнитного материала более высокой (или низкой), чем величина коэрцитивной силы магнитного материала, используемого при установке местоположения компоновки первого магнитного датчика, на основе, какие выходные сигналы с одной фазой и с взаимно противоположными фазами первого магнитного датчика и второго магнитного датчика выводят, когда детектируют магнитный материал. В соответствии с этим, множество типов магнитных материалов могут быть детектированы и дифференцированы.

Кроме того, интенсивность магнитного поля в местоположении размещения первого датчика может быть изменена. В соответствии с этим, магнитные свойства различных магнитных материалов могут быть точно детектированы путем изменения интенсивности магнитного поля, в соответствии с магнитным материалом, предназначенным для детектирования.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1А, 1В и 1С показаны схемы для пояснения способа детектирования магнитного свойства, выполняемого устройством детектирования магнитного свойства, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 2А, 2В и 2С показаны виды, на которых схематично иллюстрируется конфигурация устройства детектирования магнитного свойства в соответствии с настоящим вариантом осуществления.

На фиг. 3А, 3В и 3С показаны виды, которые иллюстрируют примеры сигналов детектирования, получаемых устройством детектирования магнитного свойства, когда магнитные структуры напечатаны на листе бумаги, используя множество типов магнитных чернил с разной величиной коэрцитивной силы.

На фиг. 4А, 4В, 4С и 4D показаны виды, которые иллюстрируют способ регулирования и изменения, который выполняется устройством детектирования магнитного свойства, интенсивности магнитного поля в местоположении компоновки первого магнитного датчика.

На фиг. 5А и 5В показаны виды, которые иллюстрируют пример другой конфигурации устройства детектирования магнитного свойства.

На фиг. 6А, 6В и 6С показаны виды, которые иллюстрируют примеры, в которых места размещения компоновок или величины магнитной силы двух магнитов, используемых в устройстве детектирования магнитного свойства, отличаются друг от друга.

На фиг. 7А и 7В показаны виды, которые иллюстрируют примеры, в которых формы магнитов, используемых в устройстве детектирования магнитного свойства, являются разными, отличаются друг от друга.

На фиг. 8А и 8В показаны виды, которые иллюстрируют примеры, в которых конфигурации магнитов, используемых в устройстве детектирования магнитного свойства, отличаются друг от друга.

На фиг. 9А, 9В, 9С, 9D, 9Е и 9F показаны виды, которые иллюстрируют пример другой конфигурации устройства детектирования магнитного свойства.

Осуществление изобретения

Примерные варианты осуществления устройства детектирования магнитного свойства, в соответствии с настоящим изобретением, поясняются подробно ниже со ссылкой на приложенные чертежи. Устройство детектирования магнитного свойства, в соответствии с настоящим вариантом осуществления, включает в себя функцию для детектирования магнитных свойств магнитного материала, такого как магнитные чернила и т.п., используемые для печати на листах бумаги, таких как чеки, торговые купоны и ценные бумаги. Устройство детектирования магнитного свойства используется в устройстве обработки листа бумаги, например, для определения, является ли лист бумаги аутентичным листом бумаги или нет, путем детектирования магнитных свойств магнитного материала, содержащегося на листе бумаги. Магнитный материал, который представляет собой цель детектирования устройства детектирования магнитного свойства, не ограничен чем-либо конкретным, и ниже поясняется пример, в котором магнитные чернила, используемые для выполнения печати на листе бумаги, приняты, как цель детектирования.

На фиг. 1А - фиг. 1С схематично показаны виды, которые иллюстрируют способ детектирования магнитного свойства, состоящий в детектировании магнитного материала, используя устройство детектирования магнитного свойства. На фиг. 1В иллюстрируются кривые намагниченности насыщения для множества типов магнитных чернил M1-М3, которые представляют собой цели детектирования, и на фиг. 1А иллюстрируется общая конфигурация устройства детектирования магнитного свойства, которое разделяет и детектирует магнитные чернила M1-М3. На фиг. 1С иллюстрируются выходные сигналы от датчиков, полученных, когда магнитные чернила M1-М3, показанные на фиг. 1В, детектируют с помощью устройства детектирования магнитного свойства, имеющего конфигурацию, показанную на фиг. 1А. Величины коэрцитивной силы магнитных чернил M1-М3 удовлетворяют взаимосвязи М3>М2>M1. Выходные сигналы для магнитных датчиков, поясняющихся ниже в настоящем варианте осуществления, представляют вариации значений сопротивления магниторезистивных элементов, например, как значения напряжения.

Устройство детектирования магнитного свойства включает в себя магнитный модуль, который генерирует магнитное поле, и первый магнитный датчик 10, и второй магнитный датчик 20, которые детектируют магнитный материал, перемещающийся через магнитное поле. Первый магнитный датчик 10 и второй магнитный датчик 20 представляют собой датчики, в которых используется магнитный элемент детектирования, предназначенный для детектирования изменений плотности магнитного потока магнитного поля смещения, которое возникает из-за перемещения магнитного материала. В качестве магнитных датчиков можно использовать другие датчики, чем магниторезистивные элементы, такие как анизотропный магниторезистивный элемент (элемент AMR), полупроводниковый магниторезистивный элемент (элемент SMR) и гигантский магниторезистивный элемент (элемент GMR), датчик на эффекте холла и т.п. Первый магнитный датчик 10 и второй магнитный датчик 20 включают в себя магнитный элемент детектирования, расположенный так, что он детектирует флуктуацию магнитного поля в вертикальном направлении (то есть в направлении оси Z) или в направлении транспортирования (то есть в направлении оси X), установленной относительно поверхности транспортируемого листа 100 бумаги. На фиг. 1А показано только магнитное поле, генерируемое магнитным модулем, и детали магнитного модуля поясняются ниже.

На фиг. 1А пунктирной стрелкой обозначено направление транспортирования листа 100 бумаги через путь транспортирования, и направление, и длина сплошных линий обозначают направление магнитного поля и интенсивность магнитного поля, соответственно. В устройстве детектирования магнитного свойства, пояснявшемся в Патентном документе 1, магнитное поле генерируют в направлении перпендикулярном (то есть направленном в направлении оси Z) направлению транспортирования листа 100 бумаги (то есть в направлении оси X) и поверхности транспортирования (то есть плоскости X-Y). И, наоборот, как показано на фиг. 1А, в устройстве детектирования магнитного свойства, в соответствии с настоящим вариантом осуществления, одной из характеристик устройства является генерирование магнитного поля в направлении, перпендикулярном направлению транспортирования листа 100 бумаги (то есть в направлении оси X) и параллельно поверхности транспортирования листа 100 бумаги (то есть плоскости X-Y).

Что касается магнитного поля устройства детектирования магнитного свойства, интенсивность магнитного поля постепенно понижается от местоположения перед положением первого магнитного датчика 10 в направлении транспортирования, в котором магнитный материал, который должен быть детектирован, намагничивают так, что он достигает значения 0 (ноль), и затем интенсивность магнитного поля постепенно повышается в виде обратно ориентированного магнитного поля. Если магнитные чернила М1-М3 должны быть детектированы, интенсивность магнитного поля в положении Р1 намагничивания, где магнитные чернила М1-М3 намагничены, устанавливают таким образом, что состояние магнитных чернил М1-М3 становится состоянием намагниченности насыщения в положении Р1 намагничивания. Предпочтительно, чтобы значение силы намагничивания в положении Р1 намагничивания было установлено в два раза больше, чем максимальная коэрцитивная сила магнитного материала, который должен быть намагничен, или больше, но интенсивность магнитного поля в положении Р1 намагничивания установлена, например, в три раза больше, чем максимальная коэрцитивная сила магнитного материала, или больше.

Когда значения коэрцитивной силы магнитных чернил М1-М3 увеличиваются в порядке M1, М2, М3, как показано на фиг. 1В, первый магнитный датчик 10 расположен в положении Р2 на пути транспортирования, соответствующем точке 202, в которой интенсивность намагничивания магнитных чернил М2, которая была переведена в состояние намагниченности насыщения в положении Р1 намагничивания, становится равной 0 (нулю) на кривой намагниченности насыщения. Другими словами, первый магнитный датчик 10 расположен в положении Р2, соответствующем интенсивности магнитного поля, при которой интенсивность намагничивания магнитных чернил М2, которые были намагничены до состояния намагниченности насыщения и, которые перемещают через путь транспортирования, становится равной 0 (нулю).

Местоположение компоновки второго магнитного датчика 20 не ограничено конкретно, и он может быть размещен в любом другом местоположении, чем местоположение Р2. Например, второй магнитный датчик 20 может быть размещен в положении Р3 на пути транспортирования и может соответствовать точке 204, в которой кривые намагниченности насыщения для магнитных чернил M1-М3 пересекают друг друга. Другими словами, второй магнитный датчик 20 расположен в положении Р3, соответствующем интенсивности магнитного поля в точке 204 на кривых намагниченности насыщения, показанных на фиг. 1В.

На фиг. 1А, когда лист 100 бумаги, включающий в себя магнитные чернила M1-М3, перемещают через магнитное поле вдоль пути транспортирования, вначале все магнитные чернила М1-М3 намагничиваются до состояния намагниченности насыщения в положении Ρ1 намагничивания.

Когда лист 100 бумаги транспортируют вдоль пути транспортирования, и магнитные чернила M1 вначале достигают положения Р2, первый магнитный датчик 10 детектирует интенсивность намагничивания, соответствующую точке 201 на кривой намагниченности насыщения для магнитных чернил M1, показанных на фиг. 1В. Затем, когда магнитные чернила М2 достигают положения Р2, результат детектирования первого магнитного датчика 10 равен 0 (нулю), в соответствии с точкой 202 на кривой намагниченности насыщения для магнитных чернил М2. Когда магнитные чернила М3 достигают положения Р2, первый магнитный датчик 10 детектирует интенсивность намагничивания, соответствующую точке 203 на кривой намагниченности насыщения для магнитных чернил М3. В положении Р2 интенсивность намагничивания для магнитных чернил M1 (точка 201) находится в верхнем правом квадранте, и интенсивность намагничивания для магнитных чернил М3 (точка 203) находится в нижнем левом квадранте, и как можно понять из этого, результаты детектирования первым магнитным датчиком 10 находятся во взаимно противоположных фазах для магнитных чернил M1 и магнитных чернил М3.

Когда лист 100 бумаги дополнительно перемещают, и он достигает положения Р3, результаты детектирования вторым магнитным датчиком 20 для магнитных чернил M1-М3 являются такими же, поскольку магнитные чернила M1 имеют интенсивность намагничивания, соответствующую точке 204 на кривой намагниченности насыщения, показанной на фиг. 1В. Другими словами, результаты детектирования в одной фазе получают в результате детектирования вторым магнитным датчиком 20 для всех магнитных чернил M1-М3.

В результате, как показано на фиг. 1С, первый магнитный датчик 10 выводит сигналы во взаимно противоположных фазах в момент времени перемещения магнитных чернил M1 и в момент времени перемещения магнитных чернил М3, и выходной сигнал в момент времени перемещения магнитных чернил М2, по существу, равен 0 (нулю). Второй магнитный датчик 20 выводит сигналы в той же фазе для магнитных чернил М1-М3, имеющих, по существу, одинаковую величину.

На фиг. 1С выходной сигнал соответствующего датчика отмечен по вертикали с тем, чтобы способствовать сравнению результатов детектирования для магнитных чернил М1-М3 первым магнитным датчиком 10 и вторым магнитным датчиком 20; однако, во время фактических измерений, временные характеристики измерения первого магнитного датчика 10 и временные характеристики измерения второго магнитного датчика 20 имеют разность по времени, которая зависит от расстояния транспортирования от положения Р2 до положения Р3 и от скорости транспортирования вдоль него. Устройство детектирования магнитного свойства, в результате работы во взаимодействии с не показанным механизмом транспортирования, для транспортирования листа 100 бумаги, распознает взаимосвязь между местоположением листа 100 бумаги и выходными значениями первого магнитного датчика 10 и второго магнитного датчика 20. В соответствии с этим, как показано на фиг. 1С, можно распознавать взаимное соответствие между результатами детектирования соответствующих магнитных чернил M1-М3, полученных первым магнитным датчиком 10, и результатами детектирования для соответствующих магнитных чернил М1-М3, полученных для второго магнитного датчика 20. Однако настоящий вариант осуществления не ограничен конфигурацией, в которой идентифицируют соответствие между местоположением листа 100 бумаги и результатами детектирования магнитных свойств с помощью устройства детектирования магнитного свойства. Например, также возможно использовать конфигурацию, в которой другое устройство, соединенное как с механизмом транспортирования, так и с устройством детектирования магнитного свойства, идентифицирует такое соответствие, на основе информации о местоположении, полученной из механизма транспортирования, и информации детектирования магнитного свойства, полученной из устройства детектирования магнитного свойства.

Является ли детектированный магнитный материал магнитными чернилами M1, М2 или М3, можно определять путем сравнения выходных сигналов датчика первого магнитного датчика 10 и сигналов второго магнитного датчика 20, полученных таким образом, как описано выше. В частности, если были получены выходные сигналы датчика в одной и той же фазе из первого магнитного датчика 10 и второго магнитного датчика 20, определяют, что детектированный магнитный материал представляет собой магнитные чернила M1, и если были получены выходные сигналы датчика в противоположных фазах из первого магнитного датчика 10 и второго магнитного датчика 20, определяют, что детектированный магнитный материал представляет собой магнитные чернила М3.

Если магнитные свойства были детектированы вторым магнитным датчиком 20, даже когда значение выходного сигнала датчика первого магнитного датчика 10, по существу, равно 0 (нулю), определяют, что детектированный магнитный материал представляет собой магнитные чернила М2. Если выходное значение первого магнитного датчика 10, по существу, равно 0 (нулю), невозможно определить, какой из результата детектирования, обозначающего, что магнитный материал представляет собой магнитные чернила М2, и результата детектирования, обозначающего отсутствие магнитного материала, является правильным, тогда результат детектирования основывают на выходном сигнале только от первого магнитного датчика 10; однако можно определить, что детектируемый магнитный материал представляет собой магнитные чернила М2 на основе магнитных свойств, детектируемых вторым магнитным датчиком 20.

В соответствии с этим, поскольку устройство детектирования магнитного свойства, в соответствии с настоящим вариантом осуществления, позволяет детектировать и дифференцировать магнитные чернила с разными величинами коэрцитивной силы, если магнитные чернила с разными величинами коэрцитивной силы используют на аутентичном листе 100 бумаги, можно определять, что лист 100 бумаги является аутентичным, путем детектирования соответствующих магнитных чернил.

В примере, показанном на фиг. 1, лист 100 бумаги включает в себя три вида магнитных чернил М1-М3 для пояснения, что настоящий вариант осуществления выполнен с возможностью дифференциации и распознавания множества магнитных чернил в соответствии с разными величинами коэрцитивной силы; однако если только одни магнитные чернила М2 будут включены в аутентичный лист 100 бумаги, например, если будут детектированы магнитные чернила М2, можно определить, что лист 100 бумаги является аутентичным, и, наоборот, если магнитные свойства не будут детектированы, или если будут детектированы другие магнитные чернила, такие как магнитные чернила M1 и М3, можно определить, что лист 100 бумаги не является аутентичным.

Далее поясняется конфигурация устройства детектирования магнитного свойства. На фиг. 2А - фиг. 2С показаны виды, которые иллюстрируют общую конфигурацию устройства 1 детектирования магнитного свойства. На фиг. 2А показана конфигурация устройства 1 детектирования магнитного свойства в виде с направления оси Y, и на фиг. 2В показана конфигурация в виде с направления оси Z. На фиг. 2С показан вид, который иллюстрирует взаимосвязь между местами положения компоновки первого магнитного датчика 10 и второго магнитного датчика 20, используемых в устройстве 1 детектирования магнитного свойства, и коэрцитивными силами магнитных чернил, которые должны быть детектированы.

На следующих чертежах, включающих в себя фиг. 2А - фиг. 2С, стрелка в виде пунктирной линии обозначает направление транспортирования листа 100 бумаги, и направление и длина сплошных линий обозначают направление магнитного поля и интенсивность магнитного поля, соответственно.

На фиг. 2А устройство 1 детектирования магнитного свойства установлено и используется ниже пути транспортирования, через который должен быть транспортирован лист 100 бумаги. Устройство 1 детектирования магнитного свойства включает в себя два магнита 30 и 40, которые формируют магнитный модуль, который генерирует магнитное поле; и первый магнитный датчик 10, и второй магнитный датчик 20, которые детектируют вариацию плотности магнитного потока, генерируемого в соответствии с магнитными свойствами листа 100 бумаги, который перемещают через магнитное поле смещения.

Лист 100 бумаги транспортируют, используя не показанный механизм транспортирования, состоящий из роликов и т.п., в устройстве 1 детектирования магнитного свойства в направлении оси X. Сигнал, относящийся к времени транспортирования механизма транспортирования, вводят в устройство 1 детектирования магнитного свойства. После приема этого сигнала выходные сигналы датчиков записывают, идентифицируя местоположение листа 100 бумаги, перемещаемого через соответствующие места положения первого магнитного датчика 10 и второго магнитного датчика 20. Устройство 1 детектирования магнитного свойства включает в себя не показанную печатную плату схемы обработки, которая обрабатывает сигналы, выводимые из первого магнитного датчика 10 и второго магнитного датчика 20. Для механизма транспортирования, который транспортирует лист 100 бумаги, способа измерения, в котором используется информация о местоположении листа 100 бумаги транспортируемого механизмом транспортирования, и измерительной схемы, и способа измерений, в котором используются различные типы магнитных элементов детектирования, такие как магниторезистивный элемент (элемент MR) и датчики на эффекте Холла, подробное описание исключено, поскольку для них могут использоваться известные технологии, и характеристики конфигурации устройства 1 детектирования магнитного свойства поясняются ниже.

Два магнита 30 и 40, имеющие форму прямоугольного твердого тела, которые формируют магнитный модуль, расположены так, что их стороны длинной кромки расположены параллельно направлению оси Y, и которые расположены на расстоянии друг от друга в направлении оси X так, что соответствующие полярности располагаются противоположно друг другу. При этой конфигурации, как показано на фиг. 2В стрелками из сплошных линий, магнитное поле ориентировано в направлении, параллельном поверхности транспортирования листа 100 бумаги (плоскость X-Y), и перпендикулярно направлению транспортирования листа 100 бумаги (направление оси X) (то есть в направлении отрицательной стороны оси Y) в положении магнита 30, расположенного на стороне перед первым магнитным датчиком 10 в направлении транспортирования, и магнитное поле ориентировано в противоположном направлении (к положительной стороне оси Y) в положении магнита 40, расположенного на стороне после первого магнитного датчика 10 в направлении транспортирования. Поскольку два магнита 30 и 40 расположены так, что их полярности противоположны друг другу, интенсивность магнитного поля постепенно понижается, по мере перемещения от положения Р1 намагничивания в направлении транспортирования, и после того, как интенсивность магнитного поля достигнет 0 (нуля) в положении между двумя магнитами 30 и 40, интенсивность магнитного поля постепенно увеличивается, и магнитное поле ориентируется противоположно.

Магнитные чернила на листе 100 бумаги, которые должны быть детектированы, намагничивают до состояния намагниченности насыщения в положении Р1 намагничивания, расположенного на стороне после первого магнитного датчика 10 и второго магнитного датчика 20 в направлении транспортирования. На фиг. 2С, например, если должны быть детектированы три типа магнитных чернил, имеющих коэрцитивные силы 90 Э, 220 Э и 300 Э, интенсивность магнитного поля в положении Р1 намагничивания устанавливают таким образом, чтобы она в два раза или больше превышала максимальную коэрцитивную силу 300 Э, и интенсивность магнитного поля в положении Р1 намагничивания устанавливают, например, 900 гаусс, что в три раза превышает максимальную коэрцитивную силу.

Места положения компоновки первого магнитного датчика 10 и второго магнитного датчика 20 установлены на основе магнитного поля, генерируемого магнитами 30 и 40, и характеристиками намагничивания магнитных чернил, которые должны быть детектированы. Например, среди трех типов магнитных чернил с коэрцитивной силой 90 Э, 220 Э и 300 Э, показанных на фиг. 2С, на основе характеристик намагничивания магнитных чернил с коэрцитивной силой среднего значения 220 Э, первый магнитный датчик 10 располагается в положении Р2, в котором интенсивность магнитного поля становится равной 0 (нулю) после перемещения описанных выше магнитных чернил через магнитное поле вдоль пути транспортирования, и преобразуется в состояние намагниченности насыщения в положении Р1 намагничивания. Второй магнитный датчик 20 расположен в положении, отличающемся от положения Р2, в котором расположен первый магнитный датчик 10. Например, второй магнит (второй магнитный датчик) 20 расположен в положении Р3 с такими же координатами положения, как и у первого магнитного датчика 10, в направлении пути транспортирования (направление оси Y) и в направлении высоты (направление оси Z), которое представляет собой положение, расположенное на расстоянии от первого магнитного датчика в направлении последующей стороны направления транспортирования (направление оси X). Для размещения второго магнитного датчика 20 ниже пути транспортирования и над магнитом 40, место размещения магнита 40 в направлении высоты (направление оси Z) установлено ниже, чем место размещения магнита 30 на передней стороне.

На фиг. 2А и 2В, если место размещения первого магнитного датчика 10 установлено в положение Р2, и место размещения второго магнитного датчика 20 установлено в положении Р3, на основе характеристик намагничивания магнитных чернил с коэрцитивной силой 220 Э и интенсивности магнитного поля для поля магнитного смещения, тогда, как можно видеть по кривой намагниченности насыщения, показанной на фиг. 2С, выходное значение первого магнитного датчика 10, по существу, равно 0 (нулю), когда детектируют магнитные чернила с коэрцитивной силой 220 Э, в то время как получают выходной сигнал датчика в соответствии с интенсивностью намагничивания второго магнитного датчика 20. Для магнитных чернил с коэрцитивной силой 90 Э, что меньше, чем 220 Э, оба значения интенсивности намагничивания, соответствующей положению Р2, и интенсивности намагничивания, соответствующей положению РЗ, находятся в верхнем правом квадранте, и, таким образом, сигналы в одной фазе выводят из первого магнитного датчика 10 и второго магнитного датчика 20. И, наоборот, для магнитных чернил с коэрцитивной силой 300 Э, которая больше, чем 220 Э, интенсивность намагничивания, соответствующая положению Р2, находится в нижнем левом квадранте, в то время как интенсивность намагничивания, соответствующая положению РЗ, находится в верхнем правом квадранте, и, таким образом, сигналы взаимно противоположных фаз детектируют из первого магнитного датчика 10 и второго магнитного датчика 20.

Далее поясняется конкретный пример сигнала детектирования, получаемого, когда магнитный материал детектируют с помощью устройства 1 детектирования магнитного свойства показанного на фиг. 2. На фиг. 3А - фиг. 3С показаны виды, которые иллюстрируют примеры сигналов детектирования, получаемых устройством 1 детектирования магнитного свойства, когда магнитные структуры напечатаны на листе 100 бумаги, используя пять типов магнитных чернил с разными величинами коэрцитивной силы. На фиг. 3А магнитные структуры, соответственно, сформированные четырьмя прямыми линиями, формируют на листе 100 бумаги, используя магнитные чернила с коэрцитивной силой 56 Э, 90 Э, 220 Э, 300 Э и 350 Э. Путем выполнения детектирования магнитных свойств магнитного материала, включенного в лист 100 бумаги, используя устройство 1 детектирования магнитного свойства, показанное на фиг. 2А, сигнал детектирования, показанный на фиг. 3В, получают из первого магнитного датчика 10, в то время, как сигнал детектирования, показанный на фиг. 3С, получают из второго магнитного датчика 20. Магнитные структуры, показанные на фиг. 3А, и сигналы детектирования из соответствующих датчиков, полученные в отношении соответствующих магнитных структур, совмещены и показаны с вертикальным размещением на фиг. 3А и фиг. 3В.

Поскольку первый магнитный датчик 10 расположен в положении Р2, в котором интенсивность намагничивания магнитных чернил с коэрцитивной силой 220 Э становится равной 0 (нулю), как показано на фиг. 3В, сигнал детектирования от первого магнитного датчика 10, когда магнитные чернила с коэрцитивной силой 220 Э проходят через положение Р2, по существу, равен 0 (нулю). Для сигналов детектирования, полученных в результате детектирования первым магнитным датчиком 10 для магнитных чернил с коэрцитивной силой 56 Э и магнитных чернил с коэрцитивной силой 90 Э, значения которых меньше, чем 220, то есть магнитных чернил, у которых интенсивность намагничивания находится в верхнем правом квадранте на фиг. 2С, формируются четыре пика, которые соответствуют четырем магнитным структурам на положительной стороне, формируемой, по мере того, как значение падает, по существу, от 0 (нуля) в отрицательную сторону однажды, и затем поднимается до положительной стороны, как показано на фиг. 3В. Для сигналов детектирования, полученных в результате детектирования первым магнитным датчиком 10 для магнитных чернил с коэрцитивной силой 300 Э и магнитных чернил с коэрцитивной силой 350 Э, значение которых больше, чем 220, то есть магнитных чернил, интенсивность намагничивания которых находится в нижнем левом квадранте на фиг. 2С, формируются четыре пика, которые соответствуют четырем магнитным структурам на отрицательной стороне, формируемой, по мере того, как значение поднимается, по существу, от 0 (нуля) на положительную сторону, однажды, и затем падает в отрицательную сторону, как показано на фиг. 3В.

Для второго магнитного датчика 20, поскольку интенсивность намагничивания магнитных чернил с коэрцитивной силой 220 Э находится в верхнем правом квадранте, как показано на фиг. 2С, формируются четыре пика, которые соответствуют четырем структурам намагничивания на положительной стороне, сформированной, по мере того, как значение падает от, по существу, 0 (нуля) в отрицательную сторону, однажды, и затем поднимается до положительной стороны, как показано на фиг. 3С. Для магнитных чернил с коэрцитивной силой 56 Э и магнитных чернил с коэрцитивной силой 90 Э интенсивность намагничивания кривой намагниченности насыщения находится в верхнем правом квадранте, в положении Р3, и, таким образом, форма колебаний сигнала детектирования от второго магнитного датчика 20 находится в той же фазе, что и форма колебаний сигнала детектирования из первого магнитного датчика 10, и, соответственно, формируются четыре пика на положительной стороне, которые формируются, по мере того как значение падает от, по существу, 0 (нуля) в отрицательную сторону, однажды, и затем поднимается до положительной стороны. Для магнитных чернил с коэрцитивной силой 300 Э и магнитных чернил с коэрцитивной силой 350 Э, интенсивность намагничивания на кривой намагничивания насыщения находится в верхнем правом квадранте, в положении Р3, и, таким образом, форма колебаний сигнала детектирования от второго магнитного датчика 20 находится в фазе, противоположной сигналу детектирования от первого магнитного датчика 10, и, соответственно, формируются четыре пика на положительной стороне, которые формируются по мере того, как значение падает от, по существу, 0 (нуля) в отрицательную сторону, однажды, и затем поднимается на положительную сторону.

Как пояснялось выше, если выходное значение от первого магнитного датчика 10, по существу, равно 0 (нулю), и если сигнал детектирования, соответствующий магнитным чернилам с коэрцитивной силой 220 Э, был получен из второго магнитного датчика 20, тогда устройство 1 детектирования магнитного свойства 1, показанное на фиг. 2В, может определять, что детектируемый магнитный материал представляет собой магнитные чернила с коэрцитивной силой 220 Э. Если выходные сигналы первого магнитного датчика 10 и второго магнитного датчика 20 находятся в одной фазе, определяется, что магнитный материал представляет собой магнитные чернила с коэрцитивной силой, меньшей, чем 220 Э, и, наоборот, если выходные сигналы первого магнитного датчика 10 и второго магнитного датчика 20 находятся во взаимно противоположных фазах, тогда определяют, что магнитный материал представляет собой магнитные чернила с коэрцитивной силой большей, чем 220 Э.

В настоящем варианте осуществления, как пояснялось выше, в устройстве 1 детектирования магнитного свойства, показанном на фиг. 2В, первый магнитный датчик 10 расположен в положении Р2, в котором интенсивность намагничивания равна 0 (нулю) на основе характеристик намагничивания заданных магнитных чернил; однако, настоящий вариант осуществления не ограничен конфигурацией, в которой интенсивность магнитного поля в местоположении размещения первого магнитного датчика 10 является фиксированной в заданном значении. В альтернативной конфигурации интенсивность магнитного поля может быть установлена переменной. Например, если величины коэрцитивной силы магнитных чернил, используемых на аутентичном листе 100 бумаги, отличаются в соответствии с типами листа 100 бумаги, и если интенсивность магнитного поля в местоположении размещения первого магнитного датчика 10 может изменяться в соответствии с типом листа 100 бумаги, тогда определение аутентичности соответствующего листа 100 бумаги может быть выполнено точно.

На фиг. 4А - фиг. 4D показаны виды, на которых иллюстрируется способ регулирования и изменения интенсивности магнитного поля в местоположении размещения первого магнитного датчика 10, используя устройство 1 детектирования магнитного свойства. Если первый магнитный датчик 10 расположен так, что его местоположение можно регулировать в направлении, обозначенном стрелкой 101, как показано на фиг. 4В, тогда интенсивность магнитного поля в местоположении размещения первого магнитного датчика 10 может изменяться. Аналогично, если положение магнита 40 можно регулировать в направлении, обозначенном стрелкой 102, интенсивность магнитного поля в местоположении размещения первого магнитного датчика может изменяться. В качестве альтернативы, если ярмо 70 расположено на стороне магнита 40, и если местоположение ярма 70 можно регулировать в направлении, обозначенном стрелкой 103, аналогично коэрцитивная сила в местоположении размещения первого магнитного датчика 10 может изменяться. В качестве механизма регулирования для регулирования и изменения местоположений первого магнитного датчика 10, магнита 40 и ярма 70, может использоваться известная технология, такая как, например, этап с механизмом регулирования положения и т.п., используемым в областях точных устройств и оптических устройств и, соответственно, подробное их описание здесь исключено.

В альтернативной конфигурации интенсивность магнитного поля в местоположении компоновки первого магнитного датчика 10 может изменяться с помощью способа, в котором размещено множество магнитных датчиков 10а-10f, как представлено на фиг. 4С, в местах положения с разной интенсивностью магнитного поля, и выбирают датчик, который будет использоваться для измерения.

Например, при использовании второго магнитного датчика 10f, расположенного над магнитом 40, аналогично показанному на фиг. 4В, в качестве второго магнитного датчика 20, датчик, предназначенный для использования, в качестве первого магнитного датчика 10, может быть выбран среди множества магнитных датчиков 10а-10е. В альтернативной конфигурации первый магнитный датчик 10 и второй магнитный датчик 20 могут быть выбраны, и могут использоваться вместе со всеми магнитными датчиками 10а-10f. Например, датчики, предназначенные для использования в качестве первого магнитного датчика 10 и второго магнитного датчика 20, заранее выбирают среди множества магнитных датчиков 10а-10f и устанавливают, как первый магнитный датчик 10 и второй магнитный датчик 20, в соответствии с магнитным материалом, включенным в лист 100 бумаги, предназначенный для детектирования. Детектирование магнитных свойств выполняют путем выбора и переключения первого магнитного датчика 10 и второго магнитного датчика 20, используемых для измерения в соответствии с типом листа 100 бумаги, на основе установки.

В еще одной альтернативной конфигурации датчик, предназначенный для использования, можно выбрать в соответствии с результатами измерения, полученными при выполнении измерения, используя все магнитные датчики 10а-10f. На фиг. 4D показаны виды, которые иллюстрируют взаимосвязи между кривой намагниченности насыщения для магнитного материала, предназначенного для детектирования, и выходным сигналом датчика магнитных датчиков 10а-10f. В виде слева на фиг. 4D представлен пример, в котором магнитный датчик, выходное значение которого, по существу, равно 0 (нулю), когда присутствует магнитный материал, который детектируется, и в виде справа на фиг. 4D показан пример, в котором отсутствует магнитный датчик с выходным значением, по существу, равным 0 (нулю), когда присутствует магнитный материал, который был детектирован. Хотя это не показано на верхней кривой намагничивания насыщения на фиг. 4D, интенсивность намагничивания отмечена на оси ординаты, в то время как интенсивность магнитного поля отмечена на оси абсцисс, аналогично фиг. 1В и фиг. 2С.

Например, магнитный материал, предназначенный для детектирования, транспортируют, как показано на фиг. 4С, и если выходной сигнал датчика, показанный на левом участке фиг. 4D, был получен от магнитных датчиков 10а-10f, выбирают магнитный датчик 10d, выходное значение которого, по существу, равно 0 (нулю). При обработке листа 100 бумаги, включающего в себя магнитный материал, выбранный магнитный датчик 10d используется, как первый магнитный датчик 10. Второй магнитный датчик 20 может быть размещен в другом местоположении, чем местоположение размещения первого магнитного датчика 10, и аналогично фиг. 4В, магнитный датчик 10f используется, например, в качестве второго магнитного датчика 20.

В зависимости от коэрцитивной силы магнитного материала, магнитный датчик, выходное значение которого, по существу, равно 0 (нулю), присутствует среди магнитных датчиков 10а-10f, и как представлено в виде справа на фиг. 4D, в некоторых случаях выходные сигналы датчика с противоположными знаками могут быть получены из расположенных взаимно рядом магнитных датчиков 10d и 10е. В этом случае два магнитных датчика 10d и 10е выбирают и используют в качестве первого магнитного датчика 10. В частности, если положительный выход получают из одного магнитного датчика 10d, и отрицательный выход получают из другого магнитного датчика 10е, тогда обработка выполняется, предполагая, что магнитный материал, выходное значение которого, по существу, равно 0 (нулю) в положении между ними, был детектирован первым магнитным датчиком 10. В этом случае также, датчик, предназначенный для использования в качестве второго магнитного датчика 20, может представлять собой другой датчик, чем магнитные датчики 10d и 10е, используемые в качестве первого магнитного датчика 10, и магнитный датчик 10f может использоваться в качестве второго магнитного датчика 20. Используя описанную выше конфигурацию, могут быть воплощены функции и операции устройства 1 детектирования магнитного свойства, пояснявшегося выше.

Если были получены выходные сигналы датчика, показанные в виде справа на фиг. 4D, магнитный датчик 10d или 10е, выходное значение которого близко к 0 (нулю), может быть выбран и может использоваться в качестве первого магнитного датчика 10. В альтернативной конфигурации, на основе выходных значений датчика, показанных в виде справа на фиг. 4D, предполагая, что виртуальный датчик, выходное значение которого равно 0 (нулю), присутствует между взаимно соседними магнитными датчиками 10d и 10е, виртуальный датчик может использоваться в качестве первого магнитного датчика 10 для обработки.

В результате выбора первого магнитного датчика 10 на основе результатов измерения магнитного материала или путем установки виртуального датчика на основе выходного значения двух взаимно соседних датчиков и использования установленного виртуального датчика, даже если магнитный материал, имеющий новое магнитное свойство, будет добавлен для детектирования целевых магнитных материалов, местоположение первого магнитного датчика 10 может быть установлено в соответствии с вновь добавленным магнитным материалом.

Как обозначено кривыми намагниченности насыщения, показанными на фиг. 4D, при использовании фаз множества выходных сигналов датчика, аутентичность листа 100 бумаги может быть определена на основе магнитных свойств магнитного материала, включенного в лист 100 бумаги. Например, если фазы выходных сигналов заданных взаимно соседних магнитных датчиков противоположны друг другу, можно определить, что лист 100 бумаги является аутентичным, поскольку лист 100 бумаги включает в себя магнитный материал с аутентичными магнитными свойствами. Например, если верхние участки на фиг. 4D обозначают характеристики намагничивания аутентичного листа 100 бумаги, и если выходные сигналы датчика, показанные на нижних участках фиг. 4D, были получены, тогда можно определить, что лист 100 бумаги является аутентичным на основе коэрцитивной силы листа 100 бумаги, рассчитанной по выходным сигналам магнитных датчиков 10d и 10е.

В альтернативной конфигурации магнитные свойства магнитного материала могут быть определены на основе выходных сигналов датчика для множества магнитных датчиков 10а-10f, показанных на фиг. 4. В этой конфигурации выходные значения от соответствующих магнитных датчиков, полученных в моменты времени перемещения магнитного материала над множеством магнитных датчиков 10a-10f, сравнивают друг с другом, и если присутствует какой-либо из магнитных датчиков, в котором выходное значение, по существу, равно 0 (нулю), можно определить, что коэрцитивная сила магнитного материала, который будет детектирован, близка к интенсивности магнитного поля, соответствующей магнитному датчику, выходное значение которого, по существу, равно 0 (нулю). И, наоборот, если не присутствует магнитный датчик, выходное значение которого, по существу, равно 0 (нулю), и если знаки выходных значений взаимно соседних магнитных датчиков противоположны друг другу, можно определить, что коэрцитивная сила магнитного материала находится между интенсивностью магнитного поля, соответствующей магнитному датчику, на выходе которого присутствует положительный выходной сигнал, и магнитного поля, интенсивность которого соответствует магнитному датчику, на выходе которого было получено отрицательное выходное значение. Если выходные значения всех магнитных датчиков являются отрицательными, можно определить, что коэрцитивная сила магнитного материала, представляющего собой цель детектирования, равна или выше, чем интенсивность магнитного поля, соответствующая магнитному датчику 10f, и если выходные значения всех магнитных датчиков являются положительными, можно определить, что коэрцитивная сила магнитного материала равна 0 (нулю) или выше и равна, или меньше, чем интенсивность магнитного поля, соответствующая магнитному датчику 10а. Например, коэрцитивную силу магнитного материала, включенного в лист 100 бумаги, определяют на основе выходных значений магнитных датчиков 10а-10f, в моменты времени перемещения листа 100 бумаги, и если определенная коэрцитивная сила соответствует магнитному материалу, используемому на аутентичном листе бумаги, таком как лист 100 бумаги, тогда можно определить, что лист 100 бумаги представляет собой аутентичный лист бумаги.

В примере, показанном на фиг. 2А, два магнита 30, 40, первый магнитный датчик 10 и второй магнитный датчик 20 формируют интегрированный модуль, размещенный в одном кожухе. Однако конфигурация устройства 1 детектирования магнитного свойства не ограничена модулем интегрированного типа.

На фиг. 5А и фиг. 5B показаны виды, которые иллюстрируют примеры других конфигураций устройства 1 детектирования магнитного свойства. Как показано на фиг. 5А, устройство 1 детектирования магнитного свойства может включать в себя отдельную конфигурацию модуля, включающую в себя модуль 2а, включающий в себя магнит 30, и модуль 2b, включающий в себя магнит 40, первый магнитный датчик 10 и второй магнитный датчик 20. Как пояснялось выше со ссылкой на фиг. 1А - фиг. 1С и фиг. 2А - фиг. 2С, местоположение компоновки второго магнитного датчика 20 может представлять собой другое положение, чем местоположения размещения первого магнитного датчика 10. В соответствии с этим, как показано на фиг. 5В, также возможно использовать конфигурацию, в которой один модуль 3а включает в себя магнит 30 и второй магнитный датчик 20, в то время как другой модуль 3b включает в себя магнит 40 и первый магнитный датчик 10. В конфигурациях, показанных на фиг. 5А и фиг. 5В, как обозначено стрелками из сплошной линии, интенсивность магнитного поля уменьшается, по мере того, как лист 100 бумаги транспортируют в направлении транспортирования от местоположения магнита 30, расположенного в модулях 2а, 3а на передней стороне относительно первого магнитного датчика 10 в направлении транспортирования, и достигает значения 0 (ноль) между модулями (то есть между модулем 2а и модулем 2b или между модулем 3а и модулем 3b). После последовательности областей нулевого магнитного поля, в котором интенсивность магнитного поля равна 0 (нулю), генерируется магнитное поле с обратным направлением, и интенсивность такого магнитного поля постепенно увеличивается, по мере того, лист 100 бумаги приближается к модулю 2b, 3b расположенному на последующей стороне в направлении транспортирования.

Поскольку второй магнитный датчик 20 расположен над магнитом 40 в устройстве 1 детектирования магнитного свойства, показанном на фиг. 2А, местоположение магнита 40 на последующей стороне в направлении транспортирования ниже, чем местоположение расположения магнита 30 на предшествующей стороне в направлении транспортирования. Однако местоположение размещения магнитов 30 и 40 не ограничено этим. Типы магнитных сил, форм и т.п. магнитов, в частности, также не ограничены.

На фиг. 6А - фиг. 6С показаны виды, которые иллюстрируют примеры, в которых места расположения компоновок и магнитные силы двух магнитов 30 и 40, используемых в устройстве 1 детектирования магнитного свойства, отличаются от пояснявшихся выше. На верхних участках фиг. 6А - фиг. 6С иллюстрируются магниты в виде сверху (с положительной стороны на оси Z), и на нижнем участке иллюстрируются магниты в виде спереди (с положительной стороны оси Y). На нижнем участке на фиг. 6А места расположения компоновки двух магнитов 31 и 32 в направлении высоты (направление оси Z) могут быть такими же, как и другие. В этом случае, второй магнитный датчик 20 может быть размещен на стороне магнитов 31, 32. Магнитные силы, типы, формы и т.п. двух магнитов можно различать между собой. В частности, разные материалы можно использовать для двух магнитов 31 и 32, и один магнит 33 может иметь магнитную силу, меньшую, чем магнитная сила другого магнита 31, как показано на фиг. 6В. В еще одной другой альтернативной конфигурации магниты могут иметь другие формы, отличающиеся друг от друга, когда их просматривают спереди, как показано на фиг. 6С.

На фиг. 7А и фиг. 7В показаны виды, которые иллюстрируют примеры, в которых магниты, используемые в устройстве 1 детектирования магнитного свойства, имеют другие формы, чем пояснявшиеся выше. На фиг. 7А и фиг. 7В с левой стороны показаны магниты в виде сверху (с положительной стороны по оси Z), в то время как на правых их участках показаны магниты в виде сбоку (с положительной стороны на оси X). В устройстве 1 детектирования магнитного свойства, показанном на фиг. 2А, магниты 30 и 40 имеют прямоугольную форму, представленную в виде сплошной линии. Однако магнит 30 и магнит 40 могут иметь форму, в которой два магнита 35а и 35b прикреплены на обеих торцевых сторонах ярма 71, имеющего подковообразную боковую поверхность, как показано на фиг. 7А. В альтернативной конфигурации два магнита 36а и 36b могут быть прикреплены к ярму 72, имеющему подковообразную боковую поверхность на его внутренних сторонах, на обоих его торцах, как показано на фиг. 7В.

На фиг. 8А и фиг. 8В показаны виды, которые иллюстрируют примеры, в которых конфигурации магнитов, используемых в устройстве 1 детектирования магнитного свойства, отличаются от пояснявшихся выше. На фиг. 8А и фиг. 8В используются четыре магнита в качестве двух пар магнитов. Направление магнитного поля, генерируемого магнитами 37а и 37b, и направление магнитного поля, генерируемого магнитами 38а и 38b, являются противоположными друг другу, и, таким образом, может быть сгенерировано магнитное поле, аналогичное показанному на фиг. 1 и 2. В этой конфигурации магниты могут быть закреплены на ярме 73 с плоской формой, как показано на фиг. 8А, или магниты могут быть закреплены на немагнитном материале 83, предназначенном для использования, как показано на фиг. 8В.

Типы, магнитные силы, формы, количества, места расположения компоновки, присутствие или отсутствие ярма и т.п. конкретно не ограничены, если магнитное поле генерируется в направлении, перпендикулярном направлению транспортирования листа 100 бумаги и параллельно поверхности транспортирования листа 100 бумаги, и если интенсивность этого магнитного поля постепенно уменьшается, и если интенсивность магнитного поля увеличивается при направлении магнитного поля в противоположном направлении после достижения интенсивности магнитного поля 0 (ноль), и, соответственно, магнитный модуль может быть сформирован, используя различные магниты.

На фиг. 9А - фиг. 9F показаны виды, которые иллюстрируют примеры еще одной конфигурации устройства детектирования магнитного свойства. На фиг. 9А показан вид, который иллюстрирует устройство 11 детектирования магнитного свойства в виде спереди (с положительной стороны по оси Y), и на фиг. 9В показан вид, который иллюстрирует устройство 11 детектирования магнитного свойства в виде снизу (с отрицательной стороны оси Z). На фиг. 9С показаны кривые намагниченности насыщения для магнитных чернил, которые должны быть детектированы. На фиг. 9D показан лист 100 бумаги, включающий в себя множество типов магнитных чернил, в качестве примера цели детектирования. На фиг. 9Е и фиг. 9F показаны сигналы детектирования, полученные устройством 11 детектирования магнитного свойства, когда детектируют магнитный материал, включенный в лист 100 бумаги.

Устройство 11 детектирования магнитного свойства, показанное на фиг. 9А, отличается от устройства 1 детектирования магнитного свойства, показанного на фиг. 2А тем, что такое устройство 11 детектирования магнитного свойства расположено над путем транспортирования, по которому транспортируют лист 100 бумаги, и компоновкой магнитов 30 и 40, и местоположением размещения первого магнитного датчика 10 и второго магнитного датчика.

В частности, магниты 30 и 40 расположены в наклоненном состоянии таким образом, что они формируют угол с направлением транспортирования листа 100 бумаги (Ось X), если смотреть спереди (с положительной стороны оси Y). Два магнита 30 и 40 расположены в разных местах расположения по высоте (то есть в разных местах расположения в направлении оси Z). Более конкретно, магнит 30, расположенный в положении Р4 намагничивания на передней стороне в направлении транспортирования, размещен в положении ближе к пути транспортирования, в то время как магнит 40 на последующей стороне расположен в положении, более отдаленном от пути транспортирования, чем магнит 30, расположенный на передней стороне в направлении высоты.

Первый магнитный датчик 10 расположен в положении Р5, в котором интенсивность намагничивания равна 0 (нулю), в то время как магнитные чернила с коэрцитивной силой 220 Э, намагниченные до состояния намагниченности насыщения, в положении Р4 транспортируют аналогично примеру, показанному на фиг. 2В. Второй магнитный датчик 20 расположен в местоположении Р6 на последующей стороне относительно первого магнитного датчика 10 в направлении транспортирования в магнитном поле.

Как показано на фиг. 9D, предположим, что лист бумаги, такой как лист 100 бумаги, на котором были сформированы магнитные структуры, сформированные четырьмя прямыми линиями, используя магнитные чернила с коэрцитивной силой 56 Э, 90 Э, 220 Э, 300 Э и 350 Э, транспортируют так, как показано на фиг. 9А и 9В. Затем сигнал детектирования, показанный на фиг. 9Е, получают, например, из первого магнитного датчика 10, в то время как сигнал детектирования, показанный на фиг. 9F, получают из второго магнитного датчика 20. На фиг. 9D - фиг. 9F магнитные структуры, показанные на фиг. 9D, и сигналы детектирования соответствующих датчиков, получаемые в отношении соответствующих магнитных структур, совмещены и показаны так, что они расположены по вертикали, для облегчения понимания.

Магнитное поле генерируется, и первый магнитный датчик 10, и второй магнитный датчик 20 размещают, как показано на фиг. 9А - фиг. 9С, и, таким образом, сигналы детектирования, показанные на фиг. 9Е и фиг. 9F, получают из соответствующих датчиков. В частности, сигнал детектирования, соответствующий магнитным чернилам с коэрцитивной силой 220 Э, полученный из первого магнитного датчика 10, по существу, равен 0 (нулю), как показано на фиг. 9Е, в то время как для магнитных чернил с коэрцитивной силой 56 Э и магнитных чернил с коэрцитивной силой 90 Э, что меньше, чем 220 Э, формируются четыре пика, которые соответствуют четырем магнитным структурам на положительной стороне, которые были сформированы по мере того, как значение падает от, по существу, 0 (нуля) на отрицательную сторону, однажды, и затем повышается до положительной стороны, как показано на фиг. 9Е. Для магнитных чернил с коэрцитивной силой 300 Э, и магнитных чернил с коэрцитивной силой 350 Э, которая больше, чем 220 Э, формируются четыре пика, которые соответствуют четырем магнитным структурам на отрицательной стороне, сформированные по мере того, как значение повышается от, по существу, 0 (нуля) на положительную сторону, однажды, и затем падает на отрицательную сторону, как показано на фиг. 9Е.

И, наоборот, для сигнала детектирования, полученного вторым магнитным датчиком 20, когда магнитные чернила с коэрцитивной силой 220 Э были детектированы, четыре пика формируются на положительной стороне, которые формируются по мере того, как сигнал падает от, по существу, 0 (нуля) на отрицательную сторону, однажды, и затем повышается на положительную сторону, как показано на фиг. 9F. Для магнитных чернил с коэрцитивной силой 56 Э и магнитных чернил с коэрцитивной силой 90 Э, получают сигналы детектирования в той же фазе, что и у сигналов, полученных из первого магнитного датчика 10. Для магнитных чернил с коэрцитивной силой 300 Э и магнитных чернил с коэрцитивной силой 350 Э, получают сигналы детектирования в фазе, противоположности полученной из первого магнитного датчика 10.

Как пояснялось выше, также, в устройстве 11 детектирования магнитного свойства, показанном на фиг. 9А и фиг. 9В, если выходное значение первого магнитного датчика 10, по существу, равно 0 (нулю), в то время как магнитные свойства были детектированы вторым магнитным датчиком 20, можно определить, что магнитный материал представляет собой магнитные чернила с коэрцитивной силой 220 Э. Если выходной сигнал от первого магнитного датчика 10 и выходной сигнал от второго магнитного датчика 20 представляют собой сигналы в одной фазе, тогда можно определить, что магнитный материал представляет собой магнитные чернила с коэрцитивной силой меньше, чем 220 Э, в то время как, если выходной сигнал первого магнитного датчика 10 и выходной сигнал второго магнитного датчика 20 представляют собой сигналы в фазах, противоположных друг другу, можно определить, что магнитный материал представляет собой магнитные чернила с коэрцитивной силой больше, чем 220 Э.

Как пояснялось выше, в соответствии с настоящим вариантом осуществления, устройство 1 или 11 детектирования магнитного свойства расположено либо ниже, или выше пути транспортирования, для транспортирования листа 100 бумаги. В соответствии с этим, размер устройства может быть уменьшен, и, в результате, затраты на производство могут быть уменьшены. Если настоящее изобретение используется для определения аутентичности листа бумаги в устройстве обработки листа бумаги, настоящее изобретение может быть легко собрано в устройстве для обработки листа бумаги, и устройство 1 или 11 детектирования магнитного свойства может быть вновь добавлено к существующему устройству обработки листа бумаги на его пути транспортирования и может использоваться в нем.

Если устройство 1 или 11 детектирования магнитного свойства будет расположено либо выше, или ниже пути транспортирования, лист 100 бумаги может стабильно транспортироваться транспортирующими роликами и т.п., расположенными с обеих сторон пути транспортирования, которые составляют часть механизма транспортирования. Если лист 100 бумаги прижимается к пути транспортирования, используя транспортирующие ролики и т.п., магнитные свойства магнитного материала, включенного в лист 100 бумаги, могут быть устойчиво детектированы, поскольку не образуется зазор между устройством 1 или 11 детектирования магнитного свойства и листом 100 бумаги.

Промышленная применимость

Как пояснялось выше, в настоящем изобретении представлена технология для детектирования магнитных чернил, используемых на ценном носителе.

Пояснение номеров ссылочных позиций

1, 11 устройство детектирования магнитного свойства

10 первый магнитный датчик

10а-10f магнитный датчик

20 второй магнитный датчик

30-38 и 40 магнит

70-73 ярмо

83 немагнитный материал

100 лист бумаги

Использование: для обнаружения магнитных свойств магнитного материала, содержащегося в листе бумаги. Сущность изобретения заключается в том, что устройство содержит магнитный модуль, который генерирует магнитное поле, перпендикулярное направлению транспортирования листа бумаги на пути транспортирования и параллельное поверхности транспортирования листа бумаги, причем интенсивность магнитного поля уменьшается по мере транспортирования листа бумаги в направлении транспортирования, а после достижения 0 (нуля) интенсивность магнитного поля увеличивается, при этом направление магнитного поля является противоположным направлением; и множество магнитных датчиков, расположенных в магнитном поле, генерируемом магнитным модулем в местах, в которых интенсивность магнитного поля взаимно отличается и которые обнаруживают магнитные свойства листа бумаги, транспортируемого по пути транспортирования, при этом магнитные свойства магнитного материала, содержащегося в листе бумаги, обнаруживаются на основе выходных сигналов указанного множества магнитных датчиков, получаемых при обнаружении магнитного материала. Технический результат: обеспечение возможности создания устройства детектирования магнитного свойства с малыми размерами, выполненное с возможностью дифференцирования и детектирования множества типов магнитных материалов с разной величиной коэрцитивной силы. 13 з.п. ф-лы, 28 ил.

1. Устройство детектирования магнитного свойства, предназначенное для обнаружения магнитных свойств магнитного материала, содержащегося в листе бумаги, транспортируемом по пути транспортирования, содержащее:

магнитный модуль, генерирующий магнитное поле, перпендикулярное направлению транспортирования листа бумаги на пути транспортирования и параллельное поверхности транспортирования листа бумаги, причем интенсивность магнитного поля уменьшается по мере транспортирования листа бумаги в направлении транспортирования, а после достижения 0 (нуля) интенсивность магнитного поля увеличивается, при этом направление магнитного поля является противоположным; и

множество магнитных датчиков, расположенных в магнитном поле, генерируемом магнитным модулем в местах, в которых интенсивность магнитного поля взаимно отличается и которые обнаруживают магнитные свойства листа бумаги, транспортируемого по пути транспортирования,

при этом магнитные свойства магнитного материала, содержащегося в листе бумаги, обнаруживаются на основе выходных сигналов указанного множества магнитных датчиков, получаемых при обнаружении магнитного материала.

2. Устройство детектирования магнитного свойства по п. 1, дополнительно содержащее модуль определения аутентичности для определения, обнаружен ли магнитный материал, содержащийся в аутентичном листе бумаги, и если выходное значение определенного магнитного датчика из указанного множества магнитных датчиков равно 0 (нулю), тогда лист бумаги содержит магнитный материал, имеющий определенное магнитное свойство при условии, когда выходное значение любого магнитного датчика, другого, чем указанный определенный магнитный датчик из множества магнитных датчиков, имеет значение, отличное от 0 (нуля), и определения, что лист бумаги, магнитные свойства которого обнаружены, представляет собой аутентичный лист бумаги.

3. Устройство детектирования магнитного свойства по п. 1, дополнительно содержащее модуль для определения аутентичности, который выполнен с возможностью определять, если магнитный материал, содержащийся в аутентичном листе бумаги обнаружен, и если не существует магнитный датчик среди указанного множества магнитных датчиков, выходное значение которого равно по существу 0 (нулю), что детектируемый лист бумаги содержит магнитный материал, имеющий определенное магнитное свойство, когда фазы выходных сигналов двух определенных соседних магнитных датчиков из указанного множества магнитных датчиков являются противоположными друг другу, и тогда определять, что лист бумаги, магнитные свойства которого обнаружены, является аутентичным.

4. Устройство детектирования магнитного свойства по п. 1, содержащее:

первый магнитный датчик для обнаружения магнитных свойств листа бумаги, транспортируемого по пути транспортирования, в положении, установленном на основе характеристик намагничивания магнитного материала, имеющего определенную коэрцитивную силу в магнитном поле, генерируемом указанным магнитным модулем; и

второй магнитный датчик для обнаружения магнитных свойств листа бумаги, транспортируемого по пути транспортирования, в положении, отличающемся от указанного положения первого магнитного датчика.

5. Устройство детектирования магнитного свойства по любому из пп. 1-4, в котором указанный магнитный модуль содержит по меньшей мере:

первый магнит для генерирования магнитного поля в направлении, перпендикулярном направлению транспортирования листа бумаги и параллельном поверхности транспортирования листа бумаги; и

второй магнит для генерирования магнитного поля, направленного противоположно направлению магнитного поля, генерируемого первым магнитом, со стороны, относительно первого магнита, находящейся ниже по потоку с учетом направления транспортирования.

6. Устройство детектирования магнитного свойства по п. 3, в котором первый магнитный датчик расположен в положении, в котором интенсивность намагничивания становится равной 0 (нулю) после того, как магнитный материал, намагниченный до состояния магнитного насыщения в магнитном поле, транспортируется в направлении транспортирования, на основе характеристики намагничивания магнитного материала, имеющего определенную коэрцитивную силу.

7. Устройство детектирования магнитного свойства по п. 6, в котором, если магнитные свойства не обнаружены первым магнитным датчиком и если магнитные свойства обнаружены вторым магнитным датчиком, определяется, что магнитный материал представляет собой магнитный материал, имеющий определенную коэрцитивную силу.

8. Устройство детектирования магнитного свойства по п. 6 или 7, в котором коэрцитивная сила детектируемого магнитного материала оценивается на основе фаз сигнала обнаружения магнитных свойств, выводимого из первого магнитного датчика, и сигнала обнаружения магнитных свойств, выводимого из второго магнитного датчика.

9. Устройство детектирования магнитного свойства по любому из пп. 1-4, в котором магнитное поле, генерируемое магнитным модулем, имеет интенсивность магнитного поля для намагничивания детектируемого магнитного материала до состояния магнитного насыщения в положении, находящемся выше по потоку относительно первого магнитного датчика с учетом направления транспортирования.

10. Устройство детектирования магнитного свойства по любому из пп. 1-4, в котором в магнитном поле, генерируемом магнитным модулем, интенсивность магнитного поля постепенно уменьшается, достигая 0 (нуля), затем последовательность областей нулевого магнитного поля продолжается, и затем интенсивность магнитного поля повышается, при этом магнитное поле направлено в противоположном направлении.

11. Устройство детектирования магнитного свойства по любому из пп. 1-4, дополнительно содержащее механизм регулирования, предназначенный для изменения интенсивности магнитного поля в положении размещения первого датчика.

12. Устройство детектирования магнитного свойства по любому из пп. 1-4, в котором первый магнитный датчик и второй магнитный датчик представляют собой датчики, которые детектируют вариации интенсивности магнитного потока, возникающие из-за прохождения намагниченного магнитного материала через магнитное поле.

13. Устройство детектирования магнитного свойства по п. 4, в котором первый магнитный датчик выбран из указанного множества магнитных датчиков, расположенных в положениях, в которых уровни интенсивности магнитного поля являются взаимно различными, исходя из выходных сигналов соответствующих магнитных датчиков, полученных, когда детектируемый магнитный материал перемещается по пути транспортирования.

14. Устройство детектирования магнитного свойства по п. 13, в котором, когда транспортируется магнитный материал, среди указанного множества магнитных датчиков выбраны: магнитный датчик, выводящий положительный сигнал, и магнитный датчик, расположенный рядом с указанным магнитным датчиком и выводящий отрицательный сигнал, при этом указанные два магнитных датчика используются в качестве первого магнитного датчика.