(57)【要約】【課題】  強磁性体薄膜磁気抵抗素子を用いて移動する磁性体の検出を高精度で行う。【解決手段】  磁性体検出装置は、長尺状の磁石１２，１３及び強磁性体薄膜磁気抵抗素子２３，２４を備えている。磁石１２，１３は、Ｙ軸方向にそれぞれ平行に延設され、Ｚ軸方向に互いに反対方向に磁化されている。強磁性体薄膜磁気抵抗素子２３，２４は、磁石１２，１３間の磁力線経路内に配置された基板２２の平面上にＹ軸方向ほぼ沿って延設された線状部分を有するように形成されていて、基板２２の平面内におけるＹ軸方向と直交する方向の磁界の変化に対して抵抗値を変化させる。強磁性体薄膜磁気抵抗素子２３．２４には、磁石１２，１３により、強磁性体薄膜磁気抵抗素子２３，２４の飽和磁界より小さな磁界の強さであって、基板２２の平面内のＹ軸方向に直交する方向のバイアス磁界が付与されている。【選択図】  図１
2014190734.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１方向に移動する検証物に含まれる磁性体を検出するための磁性体検出装置であって、
前記第１方向と直交する第２方向にそれぞれ平行に延設され、前記第１方向及び前記第２方向に直交する第３方向に互いに反対方向に磁化された長尺状の第１磁石及び第２磁石と、
前記第１磁石及び前記第２磁石の間の磁力線経路内に配置された基板の平面上に前記第２方向にほぼ沿って延設された線状部分を有するように形成されていて、前記基板の平面内における前記第２方向と直交する方向の磁界の変化に対して抵抗値を変化させる強磁性体薄膜磁気抵抗素子を有する磁気センサとを備え、
前記第１磁石及び前記第２磁石により、前記強磁性体薄膜磁気抵抗素子の飽和磁界より小さな強さの磁界が、前記強磁性体薄膜磁気抵抗素子に対して前記基板の平面内の前記第２方向に直交する方向にバイアス磁界として付与されるようにしたことを特徴とする磁性体検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載した磁性体検出装置において、
前記基板の平面を第１方向に対して傾けて配置し、かつ
前記強磁性体薄膜磁気抵抗素子の線状部分を、前記基板の平面上にて前記基板の平面内の前記第２方向に対して所定角度だけ傾けて延設させたことを特徴とする磁性体検出装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載した磁性体検出装置において、さらに、
磁性体からなり、前記第１磁石及び前記第２磁石の前記磁気センサと反対側の磁極面を覆う被覆部材を設けたことを特徴とする磁性体検出装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のうちのいずれか一つに記載した磁性体検出装置において、
前記磁気センサは、前記第２方向の同一位置において、前記基板の平面上に強磁性体薄膜磁気抵抗素子で形成されて線状部分を互いに対向させた第１磁気抵抗素子及び第２磁気抵抗素子を有し、
前記第１磁石及び前記第２磁石による磁力線が前記第１磁気抵抗素子及び前記第２磁気抵抗素子間の中央位置にて前記基板の平面に対して垂直に通過して前記第１磁気抵抗素子及び前記第２磁気抵抗素子に対する前記方向のバイアス磁界がほぼ反対方向になるように、前記基板の平面を前記第１方向に対して所定角度だけ傾けて配置するようにしたことを特徴とする磁性体検出装置。
【請求項５】
請求項４に記載した磁性体検出装置において、さらに、
前記第１磁気抵抗素子と前記第２磁気抵抗素子を直列に接続し、両端に所定電圧を印加して前記第１磁気抵抗素子と前記第２磁気抵抗素子の接続点の電圧を取り出す電気回路を備えたことを特徴とする磁性体検出装置。
【請求項６】
請求項４に記載した磁性体検出装置において、
前記磁気センサは、さらに、前記基板の平面上において前記第１磁気抵抗素子及び前記第２磁気抵抗素子をそれぞれ前記第２方向に延長した位置にて、前記基板の平面上に前記第２方向にほぼ沿って延設されるとともに互い対向させた線状部分をそれぞれ有するように強磁性体薄膜磁気抵抗素子で形成されていて、前記基板の平面内における前記第２方向と直交する方向の磁界の変化に対して抵抗値を変化させる第３磁気抵抗素子及び第４磁気抵抗素子を有し、
前記第１磁石及び前記第２磁石による磁力線が前記第３磁気抵抗素子及び前記第４磁気抵抗素子間の中央位置にて前記基板の平面に対して垂直に通過して前記第３磁気抵抗素子及び前記第４磁気抵抗素子に対する前記方向のバイアス磁界がほぼ反対方向になるとともに、前記第３磁気抵抗素子に対する前記方向のバイアス磁界が前記第１磁気抵抗素子に対する前記方向のバイアス磁界と同一方向になるように構成し、さらに、
前記第１磁気抵抗素子の前記第３磁気抵抗素子側の端子と前記第４磁気抵抗素子の前記第２磁気抵抗素子側の端子を接続し、前記第２磁気抵抗素子の前記第４磁気抵抗素子側の端子と前記第３磁気抵抗素子の前記第１磁気抵抗素子側の端子を接続し、前記第１磁気抵抗素子の前記第３磁気抵抗素子と反対側の端子と前記第２磁気抵抗素子の前記第４磁気抵抗素子と反対側の端子を接続し、かつ前記第３磁気抵抗素子の前記第１磁気抵抗素子と反対側の端子と前記第４磁気抵抗素子の前記第２磁気抵抗素子と反対側の端子を接続し、前記第１磁気抵抗素子と前記第２磁気抵抗素子の接続点と、前記第３磁気抵抗素子と前記第４磁気抵抗素子の接続点との間に所定電圧を印加して、前記第１磁気抵抗素子と前記第４磁気抵抗素子の接続点の電圧と、前記第２磁気抵抗素子と前記第３磁気抵抗素子の接続点の電圧との差電圧を取り出す電気回路を備えたことを特徴とする磁性体検出装置。
【請求項７】
請求項４に記載した磁性体検出装置において、
前記磁気センサは、さらに、前記基板の平面上において前記第１磁気抵抗素子及び前記第２磁気抵抗素子をそれぞれ前記第２方向に延長した位置にて、前記基板の平面上に前記第２方向にほぼ沿って延設されるとともに互い対向させた線状部分をそれぞれ有するように強磁性体薄膜磁気抵抗素子で形成されていて、前記基板の平面内における前記第２方向と直交する方向の磁界の変化に対して抵抗値を変化させる第３磁気抵抗素子及び第４磁気抵抗素子を有し、
前記第１磁石及び前記第２磁石による磁力線が前記第３磁気抵抗素子及び前記第４磁気抵抗素子間の中央位置にて前記基板の平面に対して垂直に通過して前記第３磁気抵抗素子及び前記第４磁気抵抗素子に対する前記方向のバイアス磁界がほぼ反対方向になるとともに、前記第３磁気抵抗素子に対する前記方向のバイアス磁界が前記第１磁気抵抗素子に対する前記方向のバイアス磁界と同一方向になるように構成し、さらに、
前記第１磁気抵抗素子の前記第３磁気抵抗素子と反対側の端子と前記第２磁気抵抗素子の前記第４磁気抵抗素子と反対側の端子を接続し、前記第３磁気抵抗素子の前記第１磁気抵抗素子の反対側の端子と前記第４磁気抵抗素子の前記第２磁気抵抗素子と反対側の端子を接続し、前記第１磁気抵抗素子の前記第３磁気抵抗素子側の端子と前記第４磁気抵抗素子の前記第２磁気抵抗素子側の端子を接続し、かつ前記第２磁気抵抗素子の前記第４磁気抵抗素子側の端子と前記第３磁気抵抗素子の前記第１磁気抵抗素子側の端子を接続し、前記第１磁気抵抗素子と前記第４磁気抵抗素子の接続点と、前記第２磁気抵抗素子と前記第３磁気抵抗素子の接続点との間に所定電圧を印加して、前記第１磁気抵抗素子と前記第２磁気抵抗素子の接続点の電圧と、前記第３磁気抵抗素子と前記第４磁気抵抗素子の接続点の電圧との差電圧を取り出す電気回路を備えたことを特徴とする磁性体検出装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のうちのいずれか一つに記載した磁性体検出装置において、さらに、
前記磁気センサから離れた位置に配置されて、前記磁気センサによる磁性体の検出前に、前記磁性体を磁化させる磁化器を設けたことを特徴とする磁性体検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動する検証物に含まれる磁性体を検出する磁性体検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、紙幣、有価証券などの検証物に磁気インクを印刷したり、帯状の磁性体を漉き込んだりしておき、検証物の流通段階で、検証物を一定方向に移動させて検証物に本来含まれているはずの磁性体を検出することにより、検証物の真偽を判定することは知られている。
【０００３】
この場合に用いられる磁性体検出装置としては、例えば下記特許文献１に示されているように、磁性体の移動方向と直交する方向に延設された線状部分を有する強磁性体薄膜磁気抵抗素子を上面に形成した平板状の基板を、磁性体の移動路の下方にて磁性体の移動方向に対して傾けて配置するとともに、楕円状の磁路を有して強磁性体薄膜磁気抵抗素子を通過する磁力線を発生する１つの磁石を基板の下方に配置し、磁性体の移動による強磁性体薄膜磁気抵抗素子の抵抗値の変化を用いて、磁性体の存在を検出するようにしている。この場合、磁石は、強磁性体薄膜磁気抵抗素子の近傍位置にて基板に対して垂直に磁力線を通過させて、強磁性体薄膜磁気抵抗素子に対して、基板の平面内における強磁性体薄膜磁気抵抗素子の線状部分の延設方向と直交する方向に、強磁性体薄膜磁気抵抗素子の飽和磁界よりも小さな磁界をバイアス磁界（磁性体が存在しない状態において磁石により設定される磁界）として付与するように機能し、強磁性体薄膜磁気抵抗素子が、磁性体の移動に起因した、基板の平面内における強磁性体薄膜磁気抵抗素子の線状部分の延設方向と直交する方向の磁界の変化に対して抵抗値を変化させるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４８９４０４０号公報
【発明の概要】
【０００５】
しかしながら、前述した強磁性体薄膜磁気抵抗素子の抵抗値の変化は、強磁性体薄膜磁気抵抗素子の線状部分の延設方向と直交する方向の小さな磁界変化を利用するものであるので、バイアス磁界の大きさが変動すると、磁性体の移動による抵抗値の変化が大きく変動する。磁石から発生される磁力線の方向及び分布状態は、磁石の形状、特に磁石の強磁性体薄膜磁気抵抗素子側の磁極面部分の形状に依存する。したがって、磁石が高精度で成形されていて、磁石の形状、特に強磁性体薄膜磁気抵抗素子側の磁極面部分の形状に誤差がない状態にないと、強磁性体薄膜磁気抵抗素子の抵抗値の変化すなわち移動する磁性体の検出を高精度で行えないという問題がある。
【０００６】
本発明は上記問題に対処するためになされたもので、その目的は、強磁性体薄膜磁気抵抗素子に対してバイアス磁界を付与する磁石が多少の誤差を含んで成形されていても、強磁性体薄膜磁気抵抗素子の抵抗値の変化すなわち移動する磁性体の検出を高精度で行えるようにした磁性体検出装置を提供することにある。なお、下記本発明の各構成要件の記載においては、本発明の理解を容易にするために、実施形態の対応箇所の符号を括弧内に記載しているが、本発明の各構成要件は、実施形態の符号によって示された対応箇所の構成に限定解釈されるべきものではない。
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の特徴は、第１方向（Ｘ軸方向）に移動する検証物（ＯＢ）に含まれる磁性体（ＭＳ）を検出するための磁性体検出装置であって、第１方向と直交する第２方向（Ｙ軸方向）にそれぞれ平行に延設され、第１方向及び第２方向に直交する第３方向（Ｚ軸方向）に互いに反対方向に磁化された長尺状の第１磁石（１２）及び第２磁石（１３）と、第１磁石及び第２磁石の間の磁力線経路内に配置された基板（２２）の平面上に第２方向にほぼ沿って延設された線状部分を有するように形成されていて、基板の平面内における第２方向と直交する方向の磁界の変化に対して抵抗値を変化させる強磁性体薄膜磁気抵抗素子（２３，２４，２３−１，２３−２，２４−１，２４−２）を有する磁気センサとを備え、第１磁石及び第２磁石により、強磁性体薄膜磁気抵抗素子の飽和磁界より小さな強さの磁界が、強磁性体薄膜磁気抵抗素子に対して基板の平面内の第２方向に直交する方向にバイアス磁界として付与されるようにしたことにある。
【０００８】
上記のように構成した本発明においては、第１磁石及び第２磁石は、長尺状に形成されて第２方向にそれぞれ平行に延設され、かつ第３方向に互いに反対方向に磁化されている。したがって、第１磁石及び第２磁石による磁力線は第２方向に直交する平面内にて楕円状に発生され、第１磁石及び第２磁石の形状、特に磁極面部分の形状に多少の誤差があっても、磁力線の方向は安定して、強磁性体薄膜磁気抵抗素子を通過する磁力線は常に一定方向となる。その結果、強磁性体薄膜磁気抵抗素子に付与される基板の平面内の第２方向に直交する方向のバイアス磁界が変動することなく安定化し、磁性体の移動による強磁性体薄膜磁気抵抗素子の抵抗値の変化を安定化させることができ、磁性体を高精度で検出できるようになる。また、第１磁石と第２磁石の間の距離を調整することにより、磁力線の通過経路の形状を種々に変更することができ、強磁性体薄膜磁気抵抗素子に対する前記方向のバイアス磁界の設定が簡単になる。さらに、第１磁石及び第２磁石を設けることにより、第２方向の磁力と、第２方向に直交する平面内の磁力とを第２方向に沿って広い範囲に渡って安定化させることもでき、第２方向に沿って広い範囲に渡って磁性体の存在を精度よく検出できるようになる。
【０００９】
また、本発明の他の特徴は、基板の平面を第１方向に対して傾けて配置し、かつ強磁性体薄膜磁気抵抗素子の線状部分を、基板の平面上にて基板の平面内の第２方向に対して所定角度だけ傾けて延設させたことにある。
【００１０】
これによれば、強磁性体薄膜磁気抵抗素子の両端における第１磁石及び第２磁石による磁力線の第３方向成分の差により、強磁性体薄膜磁気抵抗素子内に延設方向に沿った一定方向の磁束を発生させて、強磁性体薄膜磁気抵抗素子の抵抗の変化を安定化させることができる。
【００１１】
また、本発明の他の特徴は、磁性体からなり、第１磁石及び第２磁石の磁気センサと反対側の磁極面を覆う被覆部材を設けたことにある。
【００１２】
これによれば、第１磁石及び第２磁石による強磁性体薄膜磁気抵抗素子側の磁力線の分布を、外部磁界による影響を受けることなく安定させることができ、磁性体の検出精度を高めることができる。
【００１３】
また、本発明の他の特徴は、磁気センサは、第２方向の同一位置において、基板の平面上に強磁性体薄膜磁気抵抗素子で形成されて線状部分を互いに対向させた第１磁気抵抗素子及び第２磁気抵抗素子を有し、第１磁石及び第２磁石による磁力線が第１磁気抵抗素子及び第２磁気抵抗素子間の中央位置にて基板の平面に対して垂直に通過して第１磁気抵抗素子及び第２磁気抵抗素子に対する前記方向のバイアス磁界がほぼ反対方向になるように、基板の平面を第１方向に対して所定角度だけ傾けて配置するようにしたことにある。
【００１４】
これによれば、基板の平面内における第１磁気抵抗素子及び第２磁気抵抗素子の延設方向に直交する方向に付与されるバイアス磁界がほぼ反対方向であって同じ大きさになり、磁性体の第１方向への移動による第１磁気抵抗素子及び第２磁気抵抗素子の抵抗値の変化を正負反対方向にほぼ対称に変化させるようにでき、第１磁気抵抗素子及び第２磁気抵抗素子の抵抗値の変化を利用し易くすることができる。
【００１５】
また、本発明の他の特徴は、第１磁気抵抗素子（２３）と第２磁気抵抗素子（２４）を直列に接続し、両端に所定電圧を印加して第１磁気抵抗素子と第２磁気抵抗素子の接続点の電圧を取り出す電気回路（３１）を備えたことにある。
【００１６】
これによれば、第１磁気抵抗素子及び第２磁気抵抗素子はハーフブリッジ接続されるので、大きな出力電圧を取り出すことができる。
【００１７】
また、本発明の他の特徴は、磁気センサは、さらに、基板の平面上において第１磁気抵抗素子（２３−１）及び第２磁気抵抗素子（２４−１）をそれぞれ第２方向に延長した位置にて、基板の平面上に第２方向にほぼ沿って延設されるとともに互い対向させた線状部分をそれぞれ有するように強磁性体薄膜磁気抵抗素子で形成されていて、基板の平面内における第２方向と直交する方向の磁界の変化に対して抵抗値を変化させる第３磁気抵抗素子（２３−２）及び第４磁気抵抗素子（２４−２）を有し、第１磁石及び第２磁石による磁力線が第３磁気抵抗素子及び第４磁気抵抗素子間の中央位置にて基板の平面に対して垂直に通過して第３磁気抵抗素子及び第４磁気抵抗素子に対する前記方向のバイアス磁界がほぼ反対方向になるとともに、第３磁気抵抗素子に対する前記方向のバイアス磁界が第１磁気抵抗素子に対する前記方向のバイアス磁界と同一方向になるように構成し、さらに、第１磁気抵抗素子の第３磁気抵抗素子側の端子と第４磁気抵抗素子の第２磁気抵抗素子側の端子を接続し、第２磁気抵抗素子の第４磁気抵抗素子側の端子と第３磁気抵抗素子の第１磁気抵抗素子側の端子を接続し、第１磁気抵抗素子の第３磁気抵抗素子と反対側の端子と第２磁気抵抗素子の第４磁気抵抗素子と反対側の端子を接続し、かつ第３磁気抵抗素子の第１磁気抵抗素子と反対側の端子と第４磁気抵抗素子の第２磁気抵抗素子と反対側の端子を接続し、第１磁気抵抗素子と第２磁気抵抗素子の接続点と、第３磁気抵抗素子と第４磁気抵抗素子の接続点との間に所定電圧を印加して、第１磁気抵抗素子と第４磁気抵抗素子の接続点の電圧と、第２磁気抵抗素子と第３磁気抵抗素子の接続点の電圧との差電圧を取り出す電気回路（３２）を備えたことにある。
【００１８】
これによれば、第１磁気抵抗素子、第２磁気抵抗素子、第３磁気抵抗素子及び第４磁気抵抗素子はフルブリッジ接続されるので、出力電圧を前記ハーフブリッジ接続の場合の２倍にすることができる。また、電気回路が、第１磁気抵抗素子と第４磁気抵抗素子の接続点の電圧と、第２磁気抵抗素子と第３磁気抵抗素子の接続点の電圧との差電圧を出力することにより、第１磁気抵抗素子及び第３磁気低抵抗素子の抵抗値の変化をもたらすバイアス磁界と、第２磁気抵抗素子及び第４磁気低抵抗素子の抵抗値の変化をもたらすバイアス磁界とにそれぞれノイズが含まれていても、これらのノイズがもたらす抵抗値変化が互いに相殺されて、出力電圧のＳ／Ｎ比が向上する。
【００１９】
また、本発明の他の特徴は、磁気センサは、さらに、基板の平面上において第１磁気抵抗素子（２３−１）及び第２磁気抵抗素子（２４−１）をそれぞれ第２方向に延長した位置にて、基板の平面上に第２方向にほぼ沿って延設されるとともに互い対向させた線状部分をそれぞれ有するように強磁性体薄膜磁気抵抗素子で形成されていて、基板の平面内における第２方向と直交する方向の磁界の変化に対して抵抗値を変化させる第３磁気抵抗素子（２３−２）及び第４磁気抵抗素子（２４−２）を有し、第１磁石及び第２磁石による磁力線が第３磁気抵抗素子及び第４磁気抵抗素子間の中央位置にて基板の平面に対して垂直に通過して第３磁気抵抗素子及び第４磁気抵抗素子に対する前記方向のバイアス磁界がほぼ反対方向になるとともに、第３磁気抵抗素子に対する前記方向のバイアス磁界が第１磁気抵抗素子に対する前記方向のバイアス磁界と同一方向になるように構成し、さらに、第１磁気抵抗素子の第３磁気抵抗素子と反対側の端子と第２磁気抵抗素子の第４磁気抵抗素子と反対側の端子を接続し、第３磁気抵抗素子の第１磁気抵抗素子の反対側の端子と第４磁気抵抗素子の第２磁気抵抗素子と反対側の端子を接続し、第１磁気抵抗素子の第３磁気抵抗素子側の端子と第４磁気抵抗素子の第２磁気抵抗素子側の端子を接続し、かつ第２磁気抵抗素子の第４磁気抵抗素子側の端子と第３磁気抵抗素子の第１磁気抵抗素子側の端子を接続し、第１磁気抵抗素子と第４磁気抵抗素子の接続点と、第２磁気抵抗素子と第３磁気抵抗素子の接続点との間に所定電圧を印加して、第１磁気抵抗素子と第２磁気抵抗素子の接続点の電圧と、第３磁気抵抗素子と第４磁気抵抗素子の接続点の電圧との差電圧を取り出す電気回路（３２）を備えたことにある。
【００２０】
これによっても、第１磁気抵抗素子、第２磁気抵抗素子、第３磁気抵抗素子及び第４磁気抵抗素子はフルブリッジ接続されるので、出力電圧を前記ハーフブリッジ接続の場合の２倍にすることができる。また、この場合も、電気回路が、第１磁気抵抗素子と第２磁気抵抗素子の接続点の電圧と、第３磁気抵抗素子と第４磁気抵抗素子の接続点の電圧との差電圧を出力することにより、第１磁気抵抗素子及び第３磁気低抵抗素子の抵抗値の変化をもたらすバイアス磁界と、第２磁気抵抗素子及び第４磁気低抵抗素子の抵抗値の変化をもたらすバイアス磁界とにそれぞれノイズが含まれていても、これらのノイズがもたらす抵抗値変化が互いに相殺されて、出力電圧のＳ／Ｎ比が向上する。
【００２１】
また、本発明の他の特徴は、磁気センサから離れた位置に配置されて、磁気センサによる磁性体の検出前に、磁性体を磁化させる磁化器（４０）を設けたことにある。
【００２２】
これによれば、硬磁性体で構成した磁性体が検査前に種々に磁化されていても、磁性体は磁化器による新たな磁化により常に同じ状態に磁化されるので、出力電圧は常に同じになり、磁性体の存在を精度よく検出できる。
【００２３】
さらに、本発明の実施にあたっては、移動する検出物に含まれる磁性体を検出するための磁性体検出方法の発明としても実施し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る磁性体検出装置の概略縦断面図である。
【図２】(Ａ)は磁性体検出装置の分解斜視図であり、(Ｂ)〜(Ｄ)は磁性体検出装置の組立て状態を示す斜視図である。
【図３】(Ａ)は基板上の磁気抵抗素子の一例を示す平面図であり、(Ｂ)(Ｃ)は基板上の磁気抵抗素子の他の例を示す平面図である。
【図４】(Ａ)は基板上における磁気抵抗素子の配置例を説明するための基板及び磁石の斜視図であり、(Ｂ)は磁気抵抗素子の長手方向に発生する磁束を説明するための説明図である。
【図５】フレキシブルプリント基板上の電気回路図である。
【図６】(Ａ)は磁石間の磁力線に対する磁気抵抗素子の配置図であり、(Ｂ)は(Ａ)の磁気抵抗素子を通る磁力線の状態を説明するための拡大説明図である。
【図７】磁気抵抗素子の磁界の強さに対する抵抗値の変化特性を示すグラフである。
【図８】磁性体の移動に伴う磁気抵抗素子の抵抗値の変化状態を示す特性図である。
【図９】(Ａ)は２つの磁石を設けた場合と１つの磁石とを設けた場合における磁石の延設方向の磁力の変化を前記延設方向に沿って示すグラフであり、(Ｂ)は２つの磁石を設けた場合と１つの磁石とを設けた場合における磁石の延設方向と磁石の磁化方向とによって形成される平面内の磁力の変化を前記延設方向に沿って示すグラフである。
【図１０】(Ａ)はフルブリッジ接続した磁気センサの磁気抵抗素子の配置及び接続の一例を示す電気回路図であり、(Ｂ)はフルブリッジ接続した磁気センサの磁気抵抗素子の配置及び接続の他の例を示す電気回路図である。
【図１１】単一の磁気抵抗素子を用いた磁気センサの電気回路図である。
【図１２】本発明の第２実施形態に係る磁性体検出装置の概略縦断面図である。
【図１３】(Ａ)(Ｂ)は、磁化された磁性体の通過に伴う磁気抵抗素子を通過する磁力線の変化状態を説明するための説明図である。
【図１４】前記第２実施形態に係り、磁性体の移動に伴う磁気抵抗素子の抵抗値の変化状態の一例を示す特性図である。
【図１５】前記第２実施形態に係り、磁性体の移動に伴う磁気抵抗素子の抵抗値の変化状態の他の例を示す特性図である。
【図１６】(Ａ)〜(Ｃ)は、磁性体を磁化する磁化器内の磁石の配置例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
ａ．第１実施形態
まず、本発明の第１実施形態に係る磁性体検出装置について図面を用いて説明する。図１は、磁性体検出装置の概略縦断面図である。図２(Ａ)は磁性体検出装置の分解斜視図であり、図２(Ｂ)(Ｃ)(Ｄ)は磁性体検出装置の組立て状態を示す斜視図である。
【００２６】
この磁性体検出装置は、磁性体ＭＳを本来含むはずの検証物ＯＢを移動方向Ｌ（Ｘ軸方向）を含む平面内を矢印で示す方向に直線移動させて、検証物ＯＢの真偽を判定するために用いられるものである。検証物ＯＢは、例えば、紙幣、有価証券などであり、この検証物ＯＢには、印刷された磁気インク、漉き込まれた帯状の磁性体などが含まれている。そして、磁性体検出装置は、検証物ＯＢの移動方向Ｌを含む平面の下方に配置されており、検証物ＯＢに含まれる磁性体ＭＳの移動による磁力線の変化を利用して磁性体ＭＳの有無を検出する。なお、図示省略しているが、検証物ＯＢは、コンベアプレート、ローラなどを用いて移動される。
【００２７】
磁性体検出装置は、ケース１１、磁石１２，１３、磁石固定部材１４及びカバー１５を備えるとともに、基板支持部材２１、基板２２、強磁性体薄膜磁気抵抗素子２３，２４及びフレキシブルプリント基板２５を備えている。
【００２８】
ケース１１は、磁性体材料（例えば、軟磁性体であるステンレス）により、Ｘ−Ｚ平面内にて断面コ字状かつＹ軸方向に長尺状に一体形成された支持部材であり、Ｚ軸線方向の上面を開放させている。磁石１２，１３は、フェライト磁石で構成した永久磁石であり、それぞれＸ−Ｚ平面内にて断面長方形状かつＹ軸方向に長尺状に一体形成されて、Ｚ軸方向に互いに反対方向に磁化されている。磁石１２と磁石１３の形状は同一である。本実施形態においては、磁石１２はＺ軸方向の上側磁極面をＮ極とするとともに下側磁極面をＳ極としており、磁石１３はＺ軸方向の上側磁極面をＳ極とするとともに下側磁極面をＮ極としている。なお、ケース１１は、磁石１２，１３の強磁性体薄膜磁気抵抗素子２３，２４の反対側の磁極面を覆う本発明の被覆部材を構成する。また、ケース１１の底面には、長手方向に沿って配列された複数の方形状の貫通孔１１ａが設けられている。
【００２９】
磁石固定部材１４は、樹脂により、Ｘ−Ｚ平面内にて長方形状かつＹ軸方向に長尺状に一体形成されている。この磁石固定部材１４は、磁石１２，１３をＸ軸方向に所定距離だけ隔てて平行に保つ部材であり、そのＸ軸方向中央部にはＺ軸方向の上下面に貫通する方形状の複数の貫通孔１４ａが設けられている。磁石固定部材１４のＺ軸方向の長さ（高さ）は磁石１２，１３のＺ軸方向の長さ（高さ）に等しく、貫通孔１４ａはケース１１の貫通孔１１ａにそれぞれ対向している。
【００３０】
カバー１５は、剛性の高い弾性を有する非磁性材料（例えば、ステンレス）により形成され、Ｘ−Ｚ平面内にて断面コ字状かつＹ軸方向に長尺状に一体形成されて、Ｚ軸線方向の下面を開放させている。カバー１５は、ケース１１に組付けた磁石１２，１３、磁石固定部材１４、基板支持部材２１、基板２２及びフレキシブルプリント基板２５を覆うものである。
【００３１】
ケース１１及びカバー１５のＹ軸方向の長さは同じであり、磁石１２，１３のＹ軸方向の長さはケース１１及びカバー１５のＹ軸方向の長さの半分よりも若干短い。磁石固定部材１４のＹ軸方向の長さは、磁石１２，１３のＹ軸方向の長さよりも若干短い。図２(Ｂ)に示すように、複数の磁石固定部材１４（本実施形態では２個の磁石固定部材１４）は、ケース１１の内定面のＸ軸方向中央部にＹ軸方向に延設させて固定されている。磁石固定部材１４のＸ軸方向両側面には、複数の磁石１２及び複数の磁石１３（本実施形態では２つずつの磁石１２，１３）がそれぞれ固定されている。この場合、磁石１２，１３のＺ軸方向の下側面はケース１１の内底面に固定され、磁石１２，１３のＸ軸方向の各外側面とケース１１の内側面との間にはそれぞれ隙間が設けられている。また、複数の磁石１２及び複数の磁石１３に関しては、Ｙ軸方向において密着させるようにしたが、多少の隙間（例えば、０．２ｍｍ以下の隙間）があっても問題ない。
【００３２】
基板支持部材２１は、合成樹脂により、Ｙ軸方向に長尺状に一体形成された支持部材である。基板支持部材２１のＹ軸方向に直交する断面形状（Ｘ−Ｚ平面内における断面形状）は直角３角形状であり、斜辺は他の２辺に対して略４５度に傾斜している。基板支持部材２１のＹ軸方向の長さは１つの磁石固定部材１４のＹ軸方向の長さを貫通孔１４ａの数で除算した長さにほぼ等しく、複数（本実施形態では１つの磁石固定部材１４の貫通孔１４ａの数の２倍である１４個）の基板支持部材２１が用意されている。そして、複数の基板支持部材２１は、磁石１２の上面及び磁石固定部材１４の磁石１２側の上面であって、磁石固定部材１４の貫通孔１４ａのＹ軸方向位置に、長尺方向をＹ軸方向として１列に配置されて、それらの底面にて固定されている。したがって、基板支持部材２１の斜面は、Ｘ−Ｙ平面に対して、すなわち磁石１２，１３の上面に対して略４５度の角度をなす。なお、この基板支持部材２１の斜面及び基板２２の上面のＸ−Ｙ平面すなわち磁石１２，１３の上面に対する角度は、略４５度でなくても、１０乃至６５度の範囲内の角度であればよい。
【００３３】
基板２２は、非磁性体材料で平板状に基板支持部材２１の斜面とほぼ同じ大きさに形成されていて、基板支持部材２１の斜面に裏面にてそれぞれ固着されている。なお、この基板２２の数は、基板支持部材２１の数に等しい。基板２２は少なくともその上面を平面としており、その上面はＸ−Ｙ平面に対して略４５度の角度をなす。強磁性体薄膜磁気抵抗素子２３，２４は、強磁性体磁気抵抗材により基板２２の上面に、スパッタリングなどにより薄膜に形成された磁気抵抗素子（例えば、ＡＭＲ素子）である。なお、以下の説明では、簡単化のために、強磁性体薄膜磁気抵抗素子２３，２４を単に磁気抵抗素子２３，２４という。磁気抵抗素子２３，２４は、ほぼＹ軸方向に直線的に延設された線状部分を有し、線状部分を互いに対向させてＹ軸方向に平行に基板２２の上面に形成されている。これらの磁気抵抗素子２３，２４は、基板２２の上面内におけるＹ軸方向と直行する平面内の磁界（磁力）の強さに従って、延設方向（Ｙ軸方向）の両端間の抵抗値を変化させる。
【００３４】
前記説明においては、磁気抵抗素子２３，２４はほぼＹ軸方向に直線的に延設された線状部分を有していると説明したが、磁気抵抗素子２３，２４の延設方向、すなわち磁気抵抗素子２３，２４の線状部分は、基板２２の上面（平面）内においてＹ軸方向に対して所定角度だけ傾けて設けられている。この所定角度は、例えば、１度乃至４５度の範囲内にある。
【００３５】
この点について具体的に説明すると、図３(Ａ)に示すように、磁気抵抗素子２３，２４は、例えばほぼＹ軸方向に延設された線状部分を分割した２つの分割線状部分２３ａ，２３ｂ，２４ａ，２４ｂを有し、分割線状部分２３ａ，２３ｂ，２４ａ，２４ｂは基板２２の上面内にてＹ軸方向に対して傾けて設けられている。本実施形態では、分割線状部分２３ａ，２３ｂは図示右端が高くなり、分割線状部分２４ａ，２４ｂは図示右端が低くなるようにしているが、これらの傾き方向は分割線状部分２３ａ，２３ｂが同一であり、かつ分割線状部分２４ａ，２４ｂが同一であれば、どちらの方向でもよい。そして、分割線状部分２３ａ，２４ａの各一端は導体２６ａ，２６ｂを介して基板２２に設けた端子２７ａ，２７ｂにそれぞれ接続されている。分割線状部分２３ａの他端は分割線状部分２３ｂの一端に導体２６ｄを介して接続され、分割線状部分２４ａの他端は分割線状部分２４ｂの一端に導体２６ｅを介して接続され、分割線状部分２３ｂ，２４ｂの各他端は導体２６ｆを介して接続されており、分割線状部分２３ａ，２３ｂからなる磁気抵抗素子２３と分割線状部分２４ａ，２４ｂからなる磁気抵抗素子２４とが直列に接続されている。そして、磁気抵抗素子２３，２４の接続点すなわち分割線状部分２３ｂ，２４ｂの接続点が導体２６ｃを介して端子２７ｃに接続されている。導体２６ａ〜２６ｆは、基板２２の上面上に、導電性材料（非磁性材料）をスパッタリングなどにより形成されている。端子２７ａ，２７ｂは直列に接続された磁気抵抗素子２３，２４間に電圧（＋Ｖｂ，ＧＮＤ）を付与するための端子であり、端子２７ｃは磁気抵抗素子２３，２４間の電圧を出力電圧Ｖoutとして取り出すための端子である。なお、２つの磁気抵抗素子２３，２４（分割線状部分２３ａ，２３ｂ，２４ａ，２４ｂ）及び導体２６ａ〜２６ｆが本発明の１つの磁気センサを構成する。
【００３６】
なお、本実施形態では、磁気抵抗素子２３，２４の線状部分をそれぞれ２つに分割したが、３つ以上にそれぞれ分割するようにしてもよい。ただし、この場合も、磁気抵抗素子２３の線状部分を分割した複数の分割線状部分及び磁気抵抗素子２４の線状部分を分割した複数の分割線状部分は、それぞれ同一方向に傾くようにする。また、図３(Ｂ)に示すように、磁気抵抗素子２３，２４の線状部分を分割することなく、基板２２の上面におけるＹ軸方向に対して傾けた一本の線状部分でそれぞれ構成するようにしてもよい。この場合には、磁気抵抗素子２３，２４の線状部分の各一端は前記場合と同様な導体２６ａ，２６ｂを介して基板２２に設けた端子２７ａ，２７ｂにそれぞれ接続されている。磁気抵抗素子２３，２４の線状部分の各他端は導体２６ｆにより接続されて磁気抵抗素子２３，２４が直列に接続されて、磁気抵抗素子２３，２４の接続点が導体２６ｃを介して基板２２に設けた端子２７ｃに接続されている。なお、この場合には、２つの磁気抵抗素子２３，２４及び導体２６ａ〜２６ｃ，２６ｆが本発明の１つの磁気センサを構成する。
【００３７】
さらに、図３(Ｃ)に示すように、磁気抵抗素子２３，２４をＹ軸方向に延設した延設部分を折り返して２本の線状部分を有するように構成してもよい。この場合、磁気抵抗素子２３は一対の線状部分２３Ａ，２３Ｂからなり、線状部分２３Ａは前記場合と同様な分割線状部分２３ａ，２３ｂからなり、分割線状部分２３Ｂは分割線状部分２３ｃ，２３ｄからなる。分割線状部分２３ｃ，２３ｄは、基板２２の上面において、分割線状部分２３ａ，２３ｂと対向させて、Ｙ軸方向と直交する方向に分割線状部分２３ａ，２３ｂと平行に設けられている。磁気抵抗素子２４は一対の線状部分２４Ａ，２４Ｂからなり、線状部分２４Ａは前記場合と同様な分割線状部分２４ａ，２４ｂからなり、分割線状部分２４Ｂは分割線状部分２４ｃ，２４ｄからなる。分割線状部分２４ｃ，２４ｄは、基板２２の上面において、分割線状部分２４ａ，２４ｂと対向させて、Ｙ軸方向と直交する方向に分割線状部分２４ａ，２４ｂと平行に設けられている。
【００３８】
分割線状部分２３ｃの他端は分割線状部分２３ｄの一端に導体２６ｇを介して接続され、分割線状部分２３ｂ，２３ｄの各他端は導体２６ｈを介して接続されて、分割線状部分２３ａ，２３ｂと分割線状部分２３ｃ，２３ｄとが折り返して直列に接続されている。分割線状部分２４ｃの他端は分割線状部分２４ｄの一端に導体２６ｉを介して接続され、分割線状部分２４ｂ，２４ｄの各他端は導体２６ｊを介して接続されて、分割線状部分２４ａ，２４ｂと分割線状部分２４ｃ，２４ｄとが折り返して直列に接続されている。そして、この場合には、磁気抵抗素子２３の分割線状部分２３ａ及び磁気抵抗素子２４の分割線状部分２４ａの各一端は前記場合と同様な導体２６ａ，２６ｂを介して基板２２に設けた端子２７ａ，２７ｂにそれぞれ接続されている。磁気抵抗素子２３の分割線状部分２３ｃ及び磁気抵抗素子２４の分割線状部分２４ｃの各一端が導体２６ｋにより接続されて磁気抵抗素子２３，２４が直列に接続され、磁気抵抗素子２３，２４の接続点が導体２６ｃを介して基板２２に設けた端子２７ｃに接続されている。なお、この場合には、２つの磁気抵抗素子２３，２４（線状部分２３Ａ，２３Ｂ，２４Ａ，２４Ｂ）及び導体２６ａ〜２６ｅ，２６ｇ〜２６ｋが本発明の１つの磁気センサを構成する。
【００３９】
次に、磁気抵抗素子２３，２４の延設方向（磁気抵抗素子２３，２４の線状部分）を基板２２の上面（平面）内においてＹ軸方向に対して所定角度だけ傾けた理由について説明しておく。磁気抵抗素子２３，２４すなわちＡＭＲからなる強磁性体薄膜磁気抵抗素子の磁界による抵抗を安定して変化させるために、磁気抵抗素子２３，２４の長手方向にすなわち磁化容易軸方向に一定方向の磁力を与える必要がある。言い換えれば、磁気抵抗素子２３，２４をＹ軸方向に延設させた場合、磁石１２，１３による磁力線は基本的にはＸ−Ｚ平面内を通りものであり、磁気抵抗素子２３，２４内には磁力は発生せず、磁気抵抗素子２３，２４の動作が安定しない。そこで、本実施形態では、磁気抵抗素子２３，２４の延設方向を基板２２の上面においてＹ軸方向に対して所定角度だけ傾けることにより、磁気抵抗素子２３，２４の動作を安定させるようにしている。
【００４０】
この点について、前記図３(Ａ)のように構成した磁気抵抗素子２３，２４を備えた基板２２を用いて説明すると、基板２２を図１に示すように基板支持部材２１に組付けた状態では、図４(Ａ)に示すように、基板２２の上面は、磁石１２，１３の上面すなわちＸ−Ｙ平面に対して略４５度（１０乃至６５度の範囲内の角度）だけ傾く。これにより、図４(Ｂ)に示すように、磁石１２，１３の上面から磁気抵抗素子２３，２４の分割線状部分２３ａ，２３ｂ，２４ａ，２４ｂの各両端までの距離（Ｚ軸方向の距離）には、差が生じる。そのため、磁石１２，１３の上面に近い側の分割線状部分２３ａ，２３ｂ，２４ａ，２４ｂの各端部が受ける磁力Ｈzaは、磁石１２，１３の上面に遠い側の分割線状部分２３ａ，２３ｂ，２４ａ，２４ｂの各端部が受ける磁力Ｈzbに比べて大きくなる（Ｈza＞Ｈzb）。この磁力Ｈza，Ｈzbの差Ｈza−Ｈzbは、磁気抵抗素子２３，２４の分割線状部分２３ａ，２３ｂ，２４ａ，２４ｂ内に図示矢印方向に磁束を発生させる。そして、この磁力差Ｈza−Ｈzbをある程度大きくすれば、磁気抵抗素子２３，２４は安定化する。したがって、前記磁気抵抗素子２３，２４の分割線状部分２３ａ，２３ｂ，２４ａ，２４ｂをＹ軸方向に傾ける角度は、この安定化を実現するために設定される角度である。なお、この点に関しては、磁気抵抗素子２３，２４の前述した各種変形においても同様である。
【００４１】
フレキシブルプリント基板２５は、電気回路部品を配置した細長いフレキシブルな電気配線用のプリント基板であり、基板支持部材２１及び基板２２と同じ数（本実施形態では、１４個）だけ用意されて、基板２２に電気的に接続されるとともに固着されている。このような基板支持部材２１、基板２２及びフレキシブルプリント基板２５の組み付けにおいては、図２(Ｂ)に示すように、基板支持部材２１に基板２２を固定するとともに、フレキシブルプリント基板２５を基板２２に固定する。なお、磁気抵抗素子２３，２４及び導体２６ａ〜２６ｆは、スパッタリングなどにより基板２２上に予め形成されている。そして、このように組み付けた基板支持部材２１、基板２２及びフレキシブルプリント基板２５を、基板支持部材２１の底面を磁石１２の上面及び磁石固定部材１４の磁石１２側の上面に固着した後、フレキシブルプリント基板２５の下端部を磁石固定部材１４の貫通孔１４ａ及びケース１１の貫通孔１１ａを上方から下方に貫通させる（図２（Ｃ）の状態）。その後、カバー１５をケース１１に上方から被せる（図２(Ｄの状態)。カバー１５は、弾性力によりケース１１に固定される。
【００４２】
フレキシブルプリント基板２５上には、電気配線が施されており、磁気抵抗素子２３，２４のハーブリッジ回路を含む電気回路が構成されている。この電気回路は、図５に示すように、複数の基板２２の端子２７ａには直流電圧Ｖｂが印加され、端子２７ｂは接地（ＧＮＤ）され、端子２７ｃには増幅器３１が接続されている。これにより、直列に接続された磁気抵抗素子２３，２４間には直流電圧Ｖｂが付与され、磁気抵抗素子２３，２４の接続点の出力電圧Ｖoutが増幅器３１を介して出力される。なお、これらの回路を、フレキシブルプリント基板２５ではなく、フレキシブルプリント基板２５に接続された回路装置に設けるようにしてもよい。
【００４３】
次に、磁石１２，１３と磁気抵抗素子２３，２４の配置関係について詳述する。磁石１２から磁石１３に向かう磁力線は、検証物ＯＢ（磁性体ＭＳ）が存在しない状態で、図６(Ａ)(Ｂ)にて矢印で示すように、Ｘ−Ｚ平面内にて楕円状となる。そして、この磁力線の経路には検証物ＯＢの移動方向Ｌを含む平面が存在し、前記平面と磁石１２の間には基板２２上の磁気抵抗素子２３，２４が位置する。この場合、Ｘ−Ｚ平面内において、磁気抵抗素子２３と磁気抵抗素子２４を結ぶ直線上の磁気抵抗素子２３と磁気抵抗素子２４との間の中央位置Ｐｏ（磁気抵抗素子２３と磁気抵抗素子２４までの距離が等しい位置）における磁力線が磁気抵抗素子２３，２４が含まれる平面、すなわち基板２２の上面に対して垂直となるように、磁石１２，１３と、磁気抵抗素子２３，２４を形成した基板２２とが配置される。したがって、Ｘ−Ｚ平面内において、磁気抵抗素子２３を通る磁力線（磁力線ベクトルＨ１）の向きと、磁気抵抗素子２４を通る磁力線（磁力線ベクトルＨ２）の向きは、中央位置Ｐｏを通る磁力線（磁力線ベクトルＨｏ）に対してほぼ対称に外側方向に傾いたものとなる。言い換えれば、磁力線ベクトルＨ１,Ｈ２は、Ｙ軸方向に平行かつ基板２２の上面と直交する平面に対して反対方向に傾斜することになる。なお、磁気抵抗素子２３，２４間の距離は小さいので、磁力線ベクトルＨ１，Ｈ２の大きさはほぼ等しい。
【００４４】
さらに、これらの磁力線ベクトルＨ１，Ｈ２を基板２２の上面に対して平行な水平成分Ｈ1x，Ｈ2xと垂直な垂直成分Ｈ1y，Ｈ2yに分けると、水平成分Ｈ1x，Ｈ2xは互いに反対方向であると同時に、その大きさはほぼ等しい。垂直成分Ｈ1y，Ｈ2yは、方向が等しくかつその大きさもほぼ等しい。
【００４５】
ここで、磁気抵抗素子２３，２４を構成する強磁性薄膜磁気抵抗素子（異方性磁気抵抗素子）の磁界に対する抵抗値の変化特性について説明しておく。強磁性体薄膜磁気抵抗素子の延設方向の両端間の抵抗値は、図７に示すように、薄膜が存在する平面内において強磁性体薄膜磁気抵抗素子の延設方向と直交する方向の磁界の強さが「０」であるとき最大で、その磁界の強さの絶対値が大きくなるに従って小さくなり、その磁界の強さが飽和磁界に達するとほぼ一定となる。このことは、本実施形態では、水平成分Ｈ1x，Ｈ2xが「０」であるとき最大となり、水平成分Ｈ1x，Ｈ2xが大きくなるに従って徐々に小さくなり、水平成分Ｈ1x，Ｈ2xがさらに磁界の強さが大きくなって飽和磁界に達するとほぼ一定となる。
【００４６】
したがって、検証物ＯＢ（磁性体ＭＳ）の通過により、磁気抵抗素子２３，２４の抵抗値が、飽和することなく、それぞれ最大に変化するように、磁石１２，１３により磁気抵抗素子２３，２４に対してバイアス磁界を付与することが好ましい。そのため、検証物ＯＢ（磁性体ＭＳ）が存在しない状態で、磁気抵抗素子２３，２４の抵抗値が磁界の変化による磁気抵抗素子２３，２４の最大抵抗値と飽和磁界時の抵抗値との平均値（中央値）になるような水平成分Ｈ1x，Ｈ2xをバイアス磁界として設定する。この場合、前述のように、検証物ＯＢ（磁性体ＭＳ）が存在しない状態では、水平成分Ｈ1x，Ｈ2xは互いに反対方向であると同時に、その大きさはほぼ等しいので、図７に示すように、水平成分Ｈ1x，Ｈ2xがバイアス磁界＋Ｈｂ，−Ｈｂになるように、磁石１２，１３の磁界の強さ、磁石１２，１３と磁気抵抗素子２３，２４との距離などを設定する。なお、図７においては、バイアス磁界＋Ｈｂ，−Ｈｂが水平成分Ｈ1x，Ｈ2xとして磁気抵抗素子２３，２４に付与された状態における磁気抵抗素子２３，２４の抵抗値を基準抵抗値Ｒｂとして示している。この基準抵抗値Ｒｂが、前記磁界の変化による磁気抵抗素子２３，２４の最大抵抗値と飽和磁界時の抵抗値との平均値にほぼ等しい。
【００４７】
このようにバイアス磁界＋Ｈｂが磁気抵抗素子２３に付与された状態では、磁気抵抗素子２３の抵抗値は、バイアス磁界＋Ｈｂを中心に、水平成分Ｈ1xの絶対値｜Ｈ1x｜の増加（図６(B)の右上方向に対応した正方向への増加）に従って基準抵抗値Ｒｂから徐々に小さくなくなり、水平成分Ｈ1xの絶対値｜Ｈ1x｜の減少（図６(B)の右上方向に対応した正方向への減少）に従って基準抵抗値Ｒｂから徐々に大きくなる。磁気抵抗素子２４の抵抗値は、バイアス磁界−Ｈｂを中心に、水平成分Ｈ2xの絶対値｜Ｈ2x｜の増加（図６(B)の左下方向に対応した負方向への増加）に従って基準抵抗値Ｒｂから徐々に小さくなり、水平成分Ｈ2xの絶対値｜Ｈ2x｜の減少（図６(B)の左下方向に対応した負方向への減少）に従って基準抵抗値Ｒｂから徐々に大きくなる。なお、後述するように、本実施形態においては、磁性体ＭＳの移動による磁界の変化に対して、磁気抵抗素子２３を通る磁界の水平成分Ｈ1xが負になったり、磁気抵抗素子２４を通る磁界の水平成分Ｈ2xが正になったりすることはない。
【００４８】
次に、上記のように構成した第１実施形態に係る磁性体検出装置の動作を説明する。図１に示すように、磁性体ＭＳを有する検証物ＯＢを磁性体検出装置の上方にて移動方向Ｌに移動させる。なお、磁性体ＭＳは、検証物ＯＢのＹ軸方向に細長く延設されている。磁性体ＭＳが磁気抵抗素子２３，２４から遠い状態では、磁気抵抗素子２３，２４を通過する磁石１２，１３を通る磁界は磁性体ＭＳの影響を受けないので、磁気抵抗素子２３，２４における磁力線ベクトルＨ１，Ｈ２の水平成分Ｈ1x，Ｈ2xはバイアス磁界＋Ｈｂ，−Ｈｂに保たれており、磁気抵抗素子２３，２４の両端間の抵抗値はともに基準抵抗値Ｒｂに保たれる。磁性体ＭＳが磁気抵抗素子２３，２４に近づくと、磁気抵抗素子２３，２４を通過する磁石１２，１３による磁界は磁性体ＭＳの影響を受け始めて、磁気抵抗素子２３，２４における磁力線ベクトルＨ１，Ｈ２の水平成分Ｈ1x，Ｈ2xが変化して、磁気抵抗素子２３，２４の両端間の抵抗値がそれぞれ変化し始める。
【００４９】
まず、磁気抵抗素子２３の抵抗値の変化について説明すると、図８に示すように、磁性体ＭＳが磁気抵抗素子２３の近くにある状態において、磁力線ベクトルＨ１が磁性体ＭＳが存在しない状態と同じ方向にある位置Ａｏに磁気抵抗素子２３が位置するときには、磁気抵抗素子２３を通過する磁力線ベクトルＨ１の水平成分Ｈ1xはバイアス磁界Ｈｂであり、磁気抵抗素子２３の抵抗は基準抵抗値Ｒｂである。一方、磁性体ＭＳが前記Ａｏ位置から移動方向Ｌの右側に移動すると、磁力線は磁性体ＭＳによって図示右方向に引っ張られて、磁気抵抗素子２３を通過する磁力線ベクトルＨ１の水平成分Ｈ1xはバイアス磁界Ｈｂよりも大きくなり、磁気抵抗素子２３の抵抗値は基準抵抗値Ｒｂより徐々に小さくなる。そして、水平成分Ｈ1xが最大になって磁気抵抗素子２３の抵抗値が最小になる磁気抵抗素子２３の位置がＡ１位置である。しかし、磁性体ＭＳがＡ１位置からさらに右方向側に位置すると、磁力線は磁性体ＭＳによってさらに右側に引っ張られて、磁気抵抗素子２３を通過する磁力線が減少して、水平成分Ｈ1xが減少し始めて磁気抵抗素子２３の抵抗値は徐々に増加して基準抵抗値Ｒｂに等しくなっていく。そして、磁性体ＭＳがさらに右方向側に位置して、磁性体ＭＳの磁界への影響がなくなると、磁気抵抗素子２３を通過する磁力線ベクトルＨ１の水平成分Ｈ1xはバイアス磁界＋Ｈｂに戻り、磁気抵抗素子２３の抵抗値は基準抵抗値Ｒｂに戻る。
【００５０】
一方、磁気抵抗素子２３が位置Ａｏよりも左側近傍にある状態では、磁性体ＭＳによる磁力線の引張りによって、磁気抵抗素子２３を通過する磁力線ベクトルＨ１は左側に傾き、水平成分Ｈx1はバイアス磁界＋Ｈｂよりも小さくなり、磁気抵抗素子２３の抵抗値は基準抵抗値Ｒｂよりも大きくなる。しかし、この場合には、磁性体ＭＳは位置Ａｏよりも右側に位置するときに比べて磁気抵抗素子２３から離れた位置にあるので、磁気抵抗素子２３の抵抗値の変化は小さい。磁性体ＭＳがさらに左方向側に位置すると、磁力線ベクトルＨ１は磁性体ＭＳが存在しない場合に近づいていき、水平成分Ｈ1xが増加し始め、磁気抵抗素子２３の抵抗値は徐々に減少して基準抵抗値Ｒｂに等しくなっていく。そして、磁性体ＭＳがさらに左方向側に位置して、磁性体ＭＳの磁界への影響がなくなると、磁気抵抗素子２３を通過する磁力線ベクトルＨ１の水平成分Ｈ1xはバイアス磁界＋Ｈｂに戻り、磁気抵抗素子２３の抵抗値は基準抵抗値Ｒｂに戻る。磁性体ＭＳの移動方向Ｌの位置に応じて、磁気抵抗素子２３の抵抗値は図８の実線グラフのように変化する。
【００５１】
また、磁気抵抗素子２４に関しても、磁力線ベクトルＨ２が磁性体ＭＳが存在しない状態と同じ方向にある位置Ａ３に磁気抵抗素子２４が位置するときには、磁気抵抗素子２４を通過する磁力線ベクトルＨ２の水平成分Ｈ2xはバイアス磁界−Ｈｂであり、磁気抵抗素子２４の抵抗は基準抵抗値Ｒｂである。この場合、磁力線ベクトルＨ２は、磁気抵抗素子２３，２４間の中央位置を通る基板２２の上面に垂直な磁力線ベクトルＨｏを中心にして、磁力線ベクトルＨ１と対称関係にあり、磁力線ベクトルＨ２の水平成分Ｈ2xは前記水平成分Ｈ1xと正負逆方向であってバイアス磁界−Ｈｂになるように設定されている。したがって、磁性体ＭＳの移動方向Ｌの位置に応じて、磁気抵抗素子２４の抵抗値は、磁気抵抗素子２３の抵抗値の変化を基準抵抗値Ｒｂに対して反転した図８の破線グラフのように変化する。なお、位置Ａｏと位置Ａ３の違いは磁気抵抗素子２３，２４の基板２２の上面上の位置のずれのために生じるずれであり、磁気抵抗素子２３，２４間の距離は小さいので、前記位置Ａｏ，Ａ３間の距離も短い。
【００５２】
このように、磁性体ＭＳを有する検証物ＯＢの移動方向Ｌへの移動により、磁気抵抗素子２３，２４の抵抗値は図８のグラフに示すように変化する。一方、磁気抵抗素子２３，２４は、図５の電気回路図に示すように、直列に接続されて、その両端に直流電圧（＋Ｖｂ，ＧＮＤ）が印加されている。そして、磁気抵抗素子２３，２４の接続点の電圧が増幅器３１を介して出力電圧Ｖoutとして出力される。したがって、出力電圧Ｖoutは、磁気抵抗素子２３，２４の抵抗値の変化の差分（図８の実線グラフと破線グラフの差分）に対応した電圧となる。その結果、出力電圧Ｖoutとしては、磁気抵抗素子２３（又は磁気抵抗素子２４）の抵抗値の変化を２倍したものとなる。なお、前記説明では、磁気抵抗素子２３，２４からなる１つの磁気センサに関してのみ説明したが、複数組の磁気抵抗素子２３，２４からなる複数の磁気センサについても増幅器３１から前記出力電圧Ｖoutがそれぞれ出力されることは同じである。その結果、検証物ＯＢのＹ軸方向に延設された磁性体ＭＳの存在を出力電圧Ｖoutから検出できるようになる。
【００５３】
上記のように構成するとともに動作する磁性体検出装置においては、２つの磁石１２，１３を長尺状に形成してＹ軸方向に平行に配置して、Ｚ軸方向に反対方向に磁化するようにした。これにより、磁石１２，１３間の磁力線はＸ−Ｚ平面内にて楕円状に発生され、磁石１２，１３の形状、特に磁極面部分の形状に多少の誤差があっても、磁力線の方向は安定して、磁気抵抗素子２３，２４を通過する磁力線は常に一定方向となる。その結果、磁気抵抗素子２３，２４に付与されるバイアス磁界＋Ｈｂ，−Ｈｂが変動することなく安定化し、磁性体ＭＳの移動による磁気抵抗素子２３，２４の抵抗値の変化を安定化させることができ、磁性体ＭＳを高精度で検出できるようになる。また、磁石１２，１３間の距離を調整することにより、磁力性の軌跡の形状を種々に変更することができ、磁気抵抗素子２３，２４に対するバイアス磁界＋Ｈｂ，−Ｈｂの設定が簡単になる。
【００５４】
さらに、２つの磁石１２，１３を設けることにより、Ｙ軸方向の磁力とＸ−Ｚ平面内の磁力をＹ軸方向に沿って安定化させることも分かった。図９(Ａ)(Ｂ)は、２つの磁石１２，１３を設けた場合におけるＹ軸方向の磁力とＸ−Ｚ平面内の磁力の変化をＹ軸方向に沿って実線で表し、従来技術で説明したように１つの磁石だけ設けた場合におけるＹ軸方向の磁力とＸ−Ｚ平面内の磁力の変化をＹ軸方向に沿って破線で表すグラフである。この図９(Ａ)(Ｂ)のグラフによれば、１つの磁石だけを設けた場合に比べて、２つの磁石１２，１３を設けた場合には、Ｙ軸方向に沿ったＹ軸方向の磁力とＸ−Ｚ平面内の磁力がＹ軸方向の広い範囲で安定していることが分かる。その結果、上記第１実施形態のように、２つの磁石１２，１３を具備することにより、長尺状の磁石１２，１３の延設方向に沿って広い範囲に渡って磁気抵抗素子２３，２４の抵抗値の変化すなわち磁性体ＭＳの存在を精度よく検出できるようになる。
【００５５】
また、上記第１実施形態においては、磁気抵抗素子２３，２４又は磁気抵抗素子２３，２４の分割線状部分２３ａ〜２３ｄ，２４ａ〜２４ｄの延設方向を、基板２２の上面上においてＹ軸方向から傾けて配置した。これにより、磁気抵抗素子２３，２４又は磁気抵抗素子２３，２４の分割線状部分２３ａ〜２３ｄ，２４ａ〜２４ｄの両端における磁石１２，１３による磁力線のＺ軸方向成分Ｈza，Ｈzbの差により、磁気抵抗素子２３，２４又は磁気抵抗素子２３，２４の分割線状部分２３ａ〜２３ｄ，２４ａ〜２４ｄ内に延設方向に沿った一定方向の磁束線を発生させて、磁気抵抗素子２３，２４の抵抗の変化を安定化させることができる。その結果、磁性体検出装置による磁性体ＭＳの検出精度を高めることができる。
【００５６】
また、上記第１実施形態においては、ケース１１は、磁性体材料（軟磁性体であるステンレス）で構成され、磁石１２，１３の磁気抵抗素子２３，２４の反対側の磁極面を覆っている。これにより、磁石１２，１３による磁気抵抗素子２３，２４側の磁力線の分布を、外部磁界による影響を受けずに安定化させることができ、磁性体検出装置による磁性体ＭＳの検出精度を高めることができる。
【００５７】
また、上記第１実施形態においては、Ｘ−Ｙ平面に対して傾けた配置した基板２２の上面にて長尺状の磁気抵抗素子２３，２４を互いに対向させて平行に配置し、磁石１２，１３による磁力線が磁気抵抗素子２３，２４間の中央位置にて、基板２２の上面に対して垂直に通過するように構成した。これにより、基板２２の上面の平面内における磁気抵抗素子２３，２４の延設方向に直交する方向に付与されるバイアス磁界がほぼ反対方向であって同じ大きさになり、磁性体ＭＳのＸ軸方向への移動による磁気抵抗素子２３，２４の抵抗値の変化を正負反対方向にほぼ対称に変化させるようにでき、磁気抵抗素子２３，２４の抵抗値の変化を利用し易くすることができる。そして、１つの磁気センサを構成する磁気抵抗素子２３，２４をハーフブリッジ接続して出力電圧Ｖoutを取り出すようにしたので、１つの磁気抵抗素子を用いる場合に比べて、出力電圧Ｖoutの変化を大きくすることができる。
【００５８】
上記第１実施形態では、前述のように、１つの磁気センサを構成する磁気抵抗素子２３，２４をハーフブリッジ接続して出力電圧Ｖoutを取り出すようにした。しかし、これに代えて、１つの磁気センサを４つの磁気抵抗素子２３−１，２３−２，２４−１，２４−２で構成して、これらの磁気抵抗素子２３−１，２３−２，２４−１，２４−２をフルブリッジ接続して出力電圧Ｖoutを取出すようにしてもよい。この場合、図１０(Ａ)に示すように、１つの基板２２の上面に、磁気抵抗素子２３−１，２３−２，２４−１，２４−２が設けられている。磁気抵抗素子２３−１，２４−１は上記磁気抵抗素子２３，２４と同様に形成され、基板上の導体に関しても上記磁気抵抗素子２３，２４の場合と同じである。そして、端子に関しては、端子２７ａ−１，２７ｂ−１，２７ｃ−１が上記端子２７ａ，２７ｂ、２７ｃにそれぞれ対応する。また、磁気抵抗素子２３−２，２４−２、端子２７ａ−２，２７ｂ−２，２７ｃ−２及びこれらを接続する導体は、磁気抵抗素子２３−１，２４−１、端子２７ａ−１，２７ｂ−１，２７ｃ−１及びこれらを接続する導体と同様に構成されてＹ軸方向に対称に設けられ、すなわち磁気抵抗素子２３−２，２４−２は基板２２の上面において、磁気抵抗素子２３−１，２４−１をそれぞれＹ軸方向に延長した位置にて、基板２２の上面上にＹ軸方向にほぼ沿って延設されるとともに互いに対向して配置されている。なお、磁気抵抗素子２３−１，２４−１、端子２７ａ−１，２７ｂ−１，２７ｃ−１及びこれらを接続する導体と、磁気抵抗素子２３−２，２４−２、端子２７ａ−２，２７ｂ−２，２７ｃ−２及びこれらを接続する導体とを独立した基板２２にそれぞれ設けるようにしてもよい。
【００５９】
そして、フレキシブルプリント基板２５上にて、端子２７ａ−１，２７ｂ−１，２７ｃ−１及び端子２７ａ−２，２７ｂ−２，２７ｃ−２は次のように電気的に接続されている。端子２７ｃ−１に直流電圧Ｖｂが印加され、端子２７ｃ−２は接地されている（ＧＮＤ）。そして、端子２７ａ−１と端子２７ｂ−２とが接続されて、その接続点が増幅器３２の非反転入力に接続されている。端子２７ｂ−１と端子２７ａ−２とが接続されて、その接続点が増幅器３２の反転入力に接続されている。これにより、磁気抵抗素子２３−１，２４−２が直列に接続されるとともに、その両端に電圧Ｖｂ−ＧＮＤが印加されて、磁気抵抗素子２３−１，２４−２の接続点の電圧が増幅器３２の非反転入力に供給される。また、磁気抵抗素子２４−１，２３−２が直列に接続されるとともに、その両端に電圧Ｖｂ−ＧＮＤが印加されて、磁気抵抗素子２４−１，２３−２の接続点の電圧が増幅器３２の反転入力に供給される。増幅器３２は、非反転入力と反転入力の差電圧を出力電圧Ｖoutとして出力する。
【００６０】
このような接続はフルブリッジ回路を構成するもので、磁性体ＭＳの移動に伴い、磁気抵抗素子２３−１，２４−２の抵抗値は正負反対に変化するとともに、磁気抵抗素子２３−２，２４−１の抵抗値は正負反対に変化し、磁気抵抗素子２３−１と磁気抵抗素子２４−２の接続点の電圧と、磁気抵抗素子２４−１と磁気抵抗素子２３−２の接続点の電圧も正負反対方向に変化する。そして、前記両接続点の電圧が増幅器３１の非反転入力と反転入力に供給されて増幅器３１は前記両接続点の電圧差を出力するので、増幅器３１は実質的には前記両接続点の電圧変化を加算合成した出力電圧Ｖoutを出力する。その結果、上述したハーフブリッジ接続の場合よりも、２倍大きな出力電圧Ｖoutを得ることができる。
【００６１】
また、増幅器３２が前記両接続点の電圧差を出力することにより、磁気抵抗素子２３−１，２３−２の抵抗値の変化をもたらす水平成分Ｈ1x及び磁気抵抗素子２４−１，２４−２の抵抗値の変化をもたらす水平成分Ｈ2xにそれぞれノイズが含まれていても、これらのノイズがもたらす抵抗値変化が互いに相殺されて、出力電圧ＶoutのＳ／Ｎ比が向上する。
【００６２】
さらに、前記図１０(Ａ)のフルブリッジ接続に代えて、磁気抵抗素子２３−１，２３−２，２４−１，２４−２及び増幅器３２を図１０(Ｂ)のようにフルブリッジ接続してもよい。すなわち、端子２７ｂ−１，２７ａ−２に直流電圧Ｖｂが印加され、端子２７ａ−１，２７ｂ−２は接地されている（ＧＮＤ）。そして、端子２７ｃ−１が増幅器３２の反転入力に接続され、端子２７ｃ−２が増幅器３２の非反転入力に接続されている。これにより、磁気抵抗素子２４−１，２３−１が直列に接続されるとともに、その両端に電圧Ｖｂ−ＧＮＤが印加されて、磁気抵抗素子２４−１，２３−１の接続点の電圧が増幅器３２の反転入力に供給される。また、磁気抵抗素子２３−２，２４−２が直列に接続されるとともに、その両端に電圧Ｖｂ−ＧＮＤが印加されて、磁気抵抗素子２３−１，２４−２の接続点の電圧が増幅器３２の非反転入力に供給される。増幅器３２は、非反転入力と反転入力の差電圧を出力電圧Ｖoutとして出力する。
【００６３】
このような接続もフルブリッジ回路を構成するもので、磁性体ＭＳの移動に伴い、磁気抵抗素子２３−２，２４−２の抵抗値は正負反対に変化するとともに、磁気抵抗素子２４−１，２３−１の抵抗値は正負反対に変化し、磁気抵抗素子２３−２と磁気抵抗素子２４−２の接続点の電圧と、磁気抵抗素子２４−１と磁気抵抗素子２３−１の接続点の電圧も正負反対方向に変化する。そして、前記両接続点の電圧が増幅器３１の非反転入力と反転入力に供給されて増幅器３１は前記両接続点の電圧差を出力するので、この場合も、増幅器３１は実質的には前記両接続点の電圧変化を加算合成した出力電圧Ｖoutを出力し、前述の場合と同様に、上述したハーフブリッジ接続の場合よりも、２倍大きな出力電圧Ｖoutを得ることができる。
【００６４】
また、この場合も、増幅器３２が前記両接続点の電圧差を出力することにより、磁気抵抗素子２３−１，２３−２の抵抗値の変化をもたらす水平成分Ｈ1x及び磁気抵抗素子２４−１，２４−２の抵抗値の変化をもたらす水平成分Ｈ2xにそれぞれノイズが含まれていても、これらのノイズは互いに相殺されて、出力電圧ＶoutのＳ／Ｎ比が向上する。
【００６５】
さらに、１つの磁気センサを複数の磁気抵抗素子２３，２４（又は２３−１，２３−２，２４−１，２４−２）で構成しなくても、１つの磁気抵抗素子のみで構成するようにしてもよい。この場合、図１１に示すように、基板２２の上面に磁気抵抗素子２３のみを設け、端子２７ｃに直流電圧＋Ｖｂを印加する。磁気抵抗素子２３、導体及び端子２７ａ，２７ｃは上記第１実施形態の場合と同様に構成されている。そして、端子２７ａをフレキシブルプリント基板２５上に設けた固定抵抗３３の一端に接続し、固定抵抗３３の他端を接地する（ＧＮＤ）。そして、磁気抵抗素子２３と固定抵抗３３の接続点を増幅器３１に入力し、増幅器３１から出力電圧Ｖoutを取り出すようにする。
【００６６】
このように構成しても、磁性体ＭＳの移動に伴う、磁気抵抗素子２３の抵抗値の変化に応じて変化する出力電圧Ｖoutを取出すことができるので、検証物ＯＢに含まれる磁性体ＭＳを検出することは可能である。ただし、この場合の出力電圧Ｖoutは、上記第１実施形態の場合の１／２程度である。
【００６７】
なお、上記第１実施形態の変形例である図１０(Ａ)(Ｂ)及び図１１の磁気抵抗素子２３，２４，２３−１，２３−２，２４−１，２４−２を、上記図３(Ａ)(Ｂ)を用いて説明したように、３つ以上の線状部分をそれぞれ有するように分割したり、一本の線状部分でそれぞれ構成したりするようにしてもよい。また、図３(Ｃ)を用いて説明したように、磁気抵抗素子２３，２４，２３−１，２３−２，２４−１，２４−２をＹ軸方向の延設した延設部分を折り返して２本以上の線状部分を有するように構成してもよい。
【００６８】
ｂ．第２実施形態
次に、本発明の第２実施形態について図１２を用いて説明する。この第２実施形態においては、磁性体検出装置は、上記第１実施形態で説明した磁性体検出装置による磁性体ＭＳの検出の前に、検証物ＯＢに含まれる磁性体ＭＳを所定の状態に磁化するための磁化器４０を備えている。これは、検証物ＯＢに含まれる磁性体ＭＳが軟磁性体で構成されていれば、上記第１実施形態による磁性体検出装置によって精度よく磁性体ＭＳの存在を確認できるが、磁性体ＭＳが硬磁性体で構成されている場合には、磁性体ＭＳが予め磁化されていたり、上記第１実施形態のような磁性体検出装置により磁化されてしまったり、外部磁界によって磁化されてしまったりする場合がある。そして、このように硬磁性体で構成した磁性体ＭＳが磁化されていると、上述した磁石１２，１３による磁力線が磁性体ＭＳ自体の磁力により影響を受け、上述した磁力線ベクトルＨ１，Ｈ２による磁気抵抗素子２３，２４の抵抗値の変化が均一にならず、前記抵抗値の変化すなわち磁性体ＭＳの精度のよい検出が難しくなるためである。
【００６９】
磁化器４０は、検証物ＯＢの移動方向Ｌに対向して配置されており、永久磁石である磁石４１を備えている。磁石４１は、移動する検証物ＯＢの平面に対して垂直方向に比較的強い磁力線を発生するもので、検証物ＯＢ側の面が例えばＮ極に磁化されているとともに、検証物ＯＢの反対側の面がＳ極に磁化されている。なお、この磁化の方向は反対方向で、検証物ＯＢ側の面が例えばＳ極に磁化されているとともに、検証物ＯＢの反対側の面がＮ極に磁化されていてもよい。磁石４１は、ケース１１と同様に磁性体材料（例えば、軟磁性体であるステンレス）により構成された収納ボックス４２内に配置されている。収納ボックス４２は、検証物ＯＢに対向する面以外を覆うように形成されており、磁石４１による磁力が磁石１２，１３による磁力線に影響を与えないようにしている。なお、磁石４１が、影響を与えない程度に磁石１２，１３から離れていれば、収納ボックス４２を設ける必要はない。他の構成は、上記第１実施形態で説明した磁性体検出装置と同じであるので、上記第１実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
【００７０】
このように構成した第２実施形態においては、検証物ＯＢに含まれる硬磁性体で構成された磁性体ＭＳが通過すると、磁性体ＭＳが既に種々に磁化されていても、磁性体ＭＳは磁化器４０により常に同じ状態に磁化されて、磁石１２，１３及び磁気抵抗素子２３，２４の上方に移動する。この場合も、上記第１実施形態の場合と同様に、磁性体の通過により、磁石１２，１３による磁力線ベクトルＨ１，Ｈ２は影響を受けて、水平成分Ｈ1x、Ｈ2xは磁性体ＭＳの通過により変化して、磁気抵抗素子２３，２４の抵抗値が変化する。この場合の磁気抵抗素子２３，２４の抵抗値の変化も、上記第１実施形態の場合と類似した変化であるが、磁性体ＭＳから発生される磁力線によって水平成分Ｈ1x、Ｈ2xを含む磁力線ベクトルＨ１，Ｈ２が影響を受けるので、上記第１実施形態の場合とは若干異なる。
【００７１】
例えば、磁石４１の下面側がＮ極に磁化されている場合には、検証物ＯＢに含まれる磁性体ＭＳは上面側がＳ極に磁化されるとともに下面側がＮ極に磁化される。したがって、図１３(Ａ)に示すように、磁性体ＭＳが磁石１２，１３の間であって磁気抵抗素子２３，２４から比較的離れて位置する場合には、磁気抵抗素子２３，２４を通過する磁石１２，１３による磁力線はＺ軸方向の上側に引っ張られる。そして、図１３(Ｂ) に示すように、磁性体ＭＳが磁石１２，１３の間であって磁気抵抗素子２３，２４の近傍に位置する場合には、磁気抵抗素子２３，２４を通過する磁石１２，１３による磁力線は反発してＺ軸方向の下側に押しやられる。この結果、磁気抵抗素子２３の抵抗値は図１４の実線で示すように変化し、磁気抵抗素子２４の抵抗値は図１４の破線で示すように変化する。したがって、上記第１実施形態の出力電圧Ｖoutとは異なる特性であるが、この第２実施形態においても、上記第１実施形態の場合と同様に、磁気抵抗素子２３，２４をハーフブリッジ接続して、ハーフブリッジ回路から出力される出力電圧Ｖoutが安定するので、出力電圧Ｖoutを用いて磁性体ＭＳの存在を精度よく検出できる。また、硬磁性体で構成した磁性体ＭＳが種々に磁化されていても、磁化器４０による新たな磁化により、出力電圧Ｖoutは常に同じになり、磁性体ＭＳの存在を精度よく検出できる。
【００７２】
また、磁石４１の下面側がＳ極に磁化されている場合には、検証物ＯＢに含まれる磁性体ＭＳは上面側がＮ極に磁化されるとともに下面側がＳ極に磁化される。したがって、この場合には、磁石１２，１３による磁力線は磁性体ＭＳの通過により上記第１実施形態の場合よりも強く磁性体ＭＳ側に引っ張られる。そして、この場合には、磁性体ＭＳの移動により、磁気抵抗素子２３の抵抗値は図１５の実線で示すように変化し、磁気抵抗素子２４の抵抗値は図１５の破線で示すように変化する。したがって、この場合も、上記第１実施形態の場合と同様に、磁気抵抗素子２３，２４をハーフブリッジ接続して、ハーフブリッジ回路から出力される出力電圧Ｖoutが安定するので、出力電圧Ｖoutを用いて磁性体ＭＳの存在を精度よく検出できる。また、この場合も、硬磁性体で構成した磁性体ＭＳが種々に磁化されていても、磁化器４０による新たな磁化により、出力電圧Ｖoutは常に同じになり、磁性体ＭＳの存在を精度よく検出できる。
【００７３】
なお、前記説明では、磁性体ＭＳが硬磁性体である場合について説明したが、この第２実施形態に係る磁性体検出装置を軟磁性体からなる磁性体ＭＳの検出にも利用できる。磁性体ＭＳが軟磁性体であれば、磁石４１による磁性体ＭＳの磁化は、磁性体ＭＳが磁気抵抗素子２３，２４の近傍位置に移動するまでに解除される。そして、磁性体ＭＳは磁気抵抗素子２３，２４の近傍で磁石１２，１３による磁界に対して上記実施形態の場合と同様に作用する。その結果、この場合にも、上記第１実施形態の場合と同様な出力電圧Ｖoutが得られ、上記第１実施形態の場合と同様な磁性体ＭＳの検出が実現される。
【００７４】
また、この第２実施形態では、磁石４１を磁性体ＭＳの通過路におけるＺ軸方向の上側に設けるようにしたが、下側に設けるようにしてもよい。また、図１６(Ａ)に示すように、磁性体ＭＳの通過路における下側にも、磁石４３及び収納ボックス４４を設けるようにしてもよい。この場合、上側の磁石４１及び下側の磁石４３の対向する磁極面を反対の磁極にするとよい。また、図１６(Ｂ)に示すように、収納ボックス４２内に磁石４１に並べて磁石４５を配置して、磁石４１の磁性体ＭＳの通路側の磁極面と磁石４３の通路側の磁極面とを反対の磁極にするようにしてもよい。また、図１６(Ｃ)に示すように、図１６(Ｂ)に示す収納ボックス４２内に磁石４１，４５に対向させて、磁性体ＭＳの通路の下側にも収納ボックス４４内に２つの磁石４３，４６を配置するようにしてもよい。
【００７５】
また、永久磁石である磁石４１，４３，４５，４６を用いた磁化器４０に代えて、電磁石を用いた磁化器４０を設けるようにしてもよい。これによれば、硬磁性体で構成された磁気抵抗素子２３，２４の抵抗値の検出においては、電磁石を作動させて磁性体ＭＳを磁化して、磁気抵抗素子２３，２４の抵抗値の変化を検出するようにする。そして、軟磁性体で構成された磁気抵抗素子２３，２４の抵抗値の検出においては、電磁石を作動させずに磁性体ＭＳを磁化しないで、磁気抵抗素子２３，２４の抵抗値の変化を検出するようにするとよい。
【００７６】
さらに、この第２実施形態に係る磁性体検出装置においても、上記第１実施形態の項で説明した各種変形は適用されるものである。
【００７７】
以上、本発明の第１及び第２実施形態について説明したが、本発明の実施にあたっては、上記第１及び第２実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変形も可能である。
【符号の説明】
【００７８】
１１…ケース、１２，１３…永久磁石、１５…カバー、２１…基板支持部材、２２…基板、２３，２４，２３−１，２３−２，２４−１，２４−２…磁気抵抗素子（強磁性体薄膜磁気抵抗素子）、２３Ａ，２３Ｂ…線状部分、２３ａ〜２３ｄ，２４ａ〜２４ｄ…分割線状部分、２５…フレキシブルプリント基板、３１，３２…増幅器、３３…固定抵抗、４０…磁化器、４１，４３〜４６…磁石、Ｌ…移動方向、ＭＳ…磁性体、ＯＢ…検証物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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