(57)【要約】【課題】  被検出体に印刷された磁性体の幅およびその濃度を簡易にしかも確実に検出することのできる磁気センサを提供する。【解決手段】  直列接続されて、その一方を磁気検出媒体に対峙させるセンシング部、他方を温度補償部とした一対の磁気抵抗素子と、これら一対の磁気抵抗素子に互いに異なる磁性の磁気バイアスを与える磁石と、これらの直列接続された一対の磁気抵抗素子の両端間に直流電圧を印加すると共に、上記磁気抵抗素子の共通接続点の電位変化を検出する検出回路とを備える。【選択図】      図３
2005062089.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直列接続されて、その一方を磁気検出媒体に対峙させるセンシング部、他方を該磁気検出媒体の磁気の影響を受けない温度補償部とした一対の磁気検出素子と、
これら一対の磁気検出素子に磁気バイアスを与える磁石と、
これらの直列接続された一対の磁気検出素子の両端間に直流電圧を印加すると共に、上記磁気検出素子の共通接続点の電位変化を検出する検出回路と
を備えることを特徴とする磁気センサ。
【請求項２】
直流電源の出力ラインに並列に接続された第１および第２の固定抵抗器と、
前記第１の固定抵抗器と直列接続されて磁気検出媒体に対峙させるセンシング部とした第１の磁気検出素子と、
前記第２の固定抵抗器と直列接続されて前記磁気検出媒体の磁気の影響を受けない温度補償部とした第２の磁気検出素子と、
前記第１および第２の磁気検出素子にそれぞれ磁気バイアスを与える磁石と、
前記第１の固定抵抗器と前記第１の磁気検出素子との接続点および前記第２の固定抵抗器と前記第２の磁気検出素子との接続点の両接続点間の電位変化を検出する検出回路と
を備えることを特徴とする磁気センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は磁気的変量を検出する磁気センサに係り、詳しくは磁気抵抗素子を利用して紙葉状の媒体に印刷された磁性体の状態を検出する磁気センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から紙幣等に予め所定のパターンで磁性体（磁性インク）を印刷（塗布）することが行われている。この紙幣等を用いる例えば現金自動預貯金機等の金融機器、自動販売機、券売機は、各機器に投入された紙幣等に予め所定のパターンで設けられた磁性体の状態をそれぞれの機器に内蔵された磁気センサによって検出し、この検出された磁気パターンから紙幣等の真偽を判定している。
【０００３】
ちなみにこの種の磁気センサは、例えば磁気抵抗素子（磁気抵抗効果素子：ＭＲ素子）が用いられて、磁界の変化や磁性体の有無をその電気抵抗値の変化としてとらえるものである。この磁気抵抗素子における磁界の強さと抵抗値との関係は、低磁束中では非直線を示す一方、高磁束中では直線性を示す。このため、磁気抵抗素子を用いた磁気センサは、永久磁石などで該磁気抵抗素子に予め磁束を与える所謂、磁気バイアスをかけて磁界の強さと抵抗値とが直線性を有する領域で使われる。
【０００４】
またこの種の磁気抵抗素子は、温度依存性が高く、磁気抵抗素子の温度依存性を打ち消す目的で二つの磁気抵抗素子が直列接続されて用いられる。具体的にこの磁気センサは、図１（ａ）に示すように二つ（一対）の磁気抵抗素子１ａ，１ｂが電極２を介して直列に接続され、この電極２の共通接続点Ｐから検出端子を取り出すと共に、これらの磁気抵抗素子に磁石５から出る同じ磁性の磁束（磁気バイアス）を与えるようになっている（例えば、特許文献１を参照）。ちなみに図１（ａ）の電気的等価回路は、図１（ｂ）に示すように二つの磁気抵抗素子１ａ、１ｂが直列に接続され、その両端間に直流電源装置２の電圧が与えられると共に、磁気抵抗素子１ａ、１ｂの共通接続点Ｐの電位を検出して増幅する増幅器４が接続されたものとなっている。そして、この増幅器４により増幅された共通接続点Ｐの電位変化信号は、例えば紙幣の種別を判別する検出部８に与えられるようになっている。
【０００５】
このように構成された磁気センサは、直列接続された一対の磁気抵抗素子１ａ，１ｂの両端子間に直流電源装置３によって直流電圧が印加されると共に、この磁気抵抗素子１ａ，１ｂの共通接続点Ｐの電位変化を増幅器４で増幅した出力信号によって、例えば紙幣に印刷された磁気インク（磁性体）の状態（パターン）を検出するようになっている。具体的には、この磁気センサの磁気抵抗素子１ａ，１ｂのそれぞれに磁性体Ｍが印刷された被検出体Ｓを近接させて移動させることにより磁性体Ｍの状態（パターン）を検出する。
【０００６】
例えば、図２（ａ）に示すように縞状に磁性体Ｍが印刷された被検出体Ｓを、磁気センサの磁気抵抗素子１ａ，１ｂに近接させて、磁石５から放射される磁束を横切る方向に所定の速度で移動させた場合、該磁性体Ｍが磁気抵抗素子１ａに近接するに従って永久磁石５から放射された磁束は、被検出体Ｓの磁性体Ｍに集中する。このため磁気抵抗素子１ａを通過する磁束が増加、即ち磁気抵抗素子１ａの抵抗値が増加し、それゆえ共通接続点Ｐの電位が上昇する。
【０００７】
そして磁性体Ｍが磁気抵抗素子１ａから遠ざかり磁気抵抗素子１ｂに近接すると、磁気抵抗素子１ａを通過する磁束が減少し、磁気抵抗素子１ａの抵抗値が減少する。一方、磁性体Ｍが磁気抵抗素子１ｂに近接すると共に、磁気抵抗素子１ｂを通過する磁束が増加、即ち磁気抵抗素子１ｂの抵抗値が増加し、共通接続点Ｐの電位が低下する。
このようなことから図２（ｂ）に示すように、被検出体Ｓに縞状に印刷された磁性体Ｍが磁気抵抗素子１ａに近接するにつれて共通接続点Ｐの電位が徐々に増加する一方、該磁性体Ｍが磁気抵抗素子１ａから遠ざかり、磁気抵抗素子１ｂへ近接するにつれて共通接続点Ｐの電位が徐々に減少する。そして、磁性体Ｍが磁気抵抗素子１ｂから遠ざかると、共通接続点Ｐの電位は初期状態の電位に復帰する。つまり、上述した構成をとる磁気センサにあっては、磁性体Ｍの移動に伴い、共通接続点Ｐの電位は定常時の電位より高い状態（磁気抵抗素子１ａに被検出体Ｓに塗布された磁性体Ｍが近接したとき）と、定常時の電位より低い状態（磁気抵抗素子１ｂに被検出体Ｓに塗布された磁性体Ｍが近接したとき）をとる。
【特許文献１】特開平６−１８２７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した構成をとる磁気センサにあっては、直列接続された磁気抵抗素子の共通接続点における定常時の電位を基準として、被検出体の移動に伴い電位が高い状態と低い状態とをとるため、被検出体に印刷された磁性体の幅を検出する場合、その検出回路が複雑になるという問題がある。また、被検出体の前縁部および後縁部が磁気センサに到達したとき電位が高い状態と低い状態とをとる一方、磁性体が磁気センサ上を通過しているときの電位は、磁性体がないときの電位と等しくなる。このため、被検出体に印刷された磁性体の濃度を検出することも困難であるという問題があった。
【０００９】
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、その目的は、被検出体に印刷された磁性体の幅およびその濃度を簡易にしかも確実に検出することのできる磁気センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した目的を達成するため、本発明に係る磁気センサは、直列接続されて、その一方を磁気検出媒体に対峙させるセンシング部、他方を該磁気検出媒体の磁気の影響を受けない温度補償部とした一対の磁気検出素子と、これら一対の磁気検出素子に磁気バイアスを与える磁石と、これらの直列接続された一対の磁気検出素子の両端間に直流電圧を印加すると共に、上記磁気検出素子の共通接続点の電位変化を検出する検出回路とを備えることを特徴としている。
【００１１】
或いは、本発明に係る磁気センサは、直流電源の出力ラインに並列に接続された第１および第２の固定抵抗器と、前記第１の固定抵抗器と直列接続されて磁気検出媒体に対峙させるセンシング部とした第１の磁気検出素子と、前記第２の固定抵抗器と直列接続されて前記磁気検出媒体の磁気の影響を受けない温度補償部とした第２の磁気検出素子とでブリッジ回路を構成すると共に、前記第１および第２の磁気検出素子にそれぞれ磁気バイアスを与える磁石と、前記第１の固定抵抗器と前記第１の磁気検出素子との接続点および前記第２の固定抵抗器と前記第２の磁気検出素子との接続点の両接続点間の電位変化を検出する検出回路とを備えることを特徴としている。
【００１２】
つまり、本発明に係る磁気センサは、磁気検出媒体の影響を受けない温度補償部でセンシング部に設けた磁気検出素子の温度補償を行いつつ、該センシング部で磁気検出媒体（磁性体）の状態を検出することができ、被検出体に印刷された磁性体の幅およびその濃度を簡易にしかも確実に検出することができる。
【発明の効果】
【００１３】
このように構成された磁気センサによれば、直列接続された磁気抵抗素子の一方を磁気検出媒体に対峙させるセンシング部としているので、紙幣等に印刷された磁性体の近接によりセンシング部の磁気抵抗素子だけその電気抵抗値が変化する。そして、この電気抵抗値の変化を直列接続された磁気抵抗素子の共通接続点の電位の変化として検出している。このため所定の移動速度で紙幣等を移動させことにより得られる電気信号の変化およびそのレベルから、被検出体に印刷された磁性体の幅およびその濃度を簡易にしかも確実に検出することができる。
【００１４】
また、直列接続された一対の磁気抵抗素子の一方を磁気検出媒体に対峙させるセンシング部、他方を温度補償部としているので、磁気抵抗素子の温度補償を行いつつ、被検出体に印刷された磁性体の印字幅およびその濃度を簡易にしかも確実に検出することが可能となる。
或いは、上述したブリッジ回路を構成した磁気センサによれば、一対の磁気抵抗素子の一方を磁気検出媒体に近接させるセンシング部としているので磁気検出媒体に印刷された磁性体の領域が該センシング部に近接したときのみ磁気抵抗素子の電気抵抗値が変化することになる。このため、センシング部の磁気抵抗素子と固定抵抗器とが接続された点の電位が磁性体の近接に伴って上昇する一方、温度補償部の磁気抵抗素子と固定抵抗器とが接続された点の電位は変化しないので、それぞれの接続点電位差（電位変化）を検出することで、磁気検出媒体（紙幣等）に印刷された磁性体の存在およびその幅を検出することが可能となる等の実用上、多大なる効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施形態に係る磁気センサに関し、図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１６】
図３は本発明に係る磁気センサの第１の実施形態（実施例１）の概略構成を示す斜視図である。尚、図３において、図１の構成と同一部材は図１と同一の番号を付してその説明を略述する。
この図において、１ａ，１ｂは、磁気検出素子である。この磁気検出素子１ａ，１ｂは、該素子が配置された場所の磁界の強さによってその電気抵抗値が変化する特性を備えた例えば磁気抵抗素子を用いる。また、この磁気センサは、特性が揃った一対の磁気抵抗素子（磁気検出素子）１ａ，１ｂを直列に接続したもので、一対の磁気抵抗素子１ａ，１ｂに磁性の磁気バイアスを与える磁石５を備えて構成される。ちなみに磁石５は、永久磁石であっても電磁石であってもよく、要は磁気抵抗素子１ａ，１ｂに磁気バイアスを与えるよう作用するものであればよい。
【００１７】
また直列接続された磁気抵抗素子１ａ，１ｂの両端間には、直流電源装置３によって直流電圧が印加される。そして、磁気抵抗素子１ａ，１ｂの共通接続点Ｐには、その電位変化信号を増幅する増幅器４が接続されている。この増幅器４の出力信号は、例えば磁性体Ｍが印刷された紙幣の種別を判別する検出部８に与えられる。この検出部８は、増幅器４が出力する出力信号の変化（変化パターン）から紙幣等の真偽を判定するものである。ちなみに、図３に示す磁気センサの電気的等価回路は、図１（ｂ）に示す従来の磁気センサと同様である。
【００１８】
このように構成された磁気センサにおいて磁気抵抗素子１ａは、詳細は後述するが例えば紙幣等の磁気検出媒体（被検出体）Ｓに磁気インクで印刷された磁性体Ｍを検出するセンシング部６の役割を担っている。一方、直列接続された磁気抵抗素子１ｂは、前記磁性体の磁気の影響を受けないよう配置されて、センシング部６に設けられた磁気抵抗素子１ａの温度特性を補償する温度補償部７の役割を担う。
【００１９】
基本的には上述したように構成された磁気センサにおいて、本発明が特徴とするところは、一対の磁気抵抗素子１ａ，１ｂに互いに異なる磁性の磁気バイアスを与える点、および一方の磁気抵抗素子１ａを磁気検出媒体Ｓに対峙させるセンシング部６とし、他方の磁気抵抗素子１ｂをセンシング部６の磁気抵抗素子１ａの温度特性を補償する温度補償部７とした点にある。
【００２０】
さて、上述したように構成した磁気センサにおいて、磁気検出媒体（例えば磁気インクで印刷された紙幣）Ｓをセンシング部６の磁気抵抗素子１ａと対峙するように近接させると共に、該紙幣Ｓを所定の速度で移動させてこの紙幣Ｓに印刷された磁性体Ｍが磁石５から放射される磁束を横切るようにする。すると磁石５から放射された磁束は、紙幣Ｓに印刷された磁性体Ｍの部位に集中するようになる。このため、磁性体Ｍの部位がセンシング部６に設けた磁気抵抗素子１ａを横切ったとき、磁気抵抗素子１ａを透過する磁束が増加し、それ故、該磁気抵抗素子１ａの電気抵抗値が増加する。
【００２１】
一方、温度補償部７に設けた磁気抵抗素子１ｂは、センシング部６に設けた磁気抵抗素子１ａに比べて紙幣Ｓからの距離が遠い位置に配置されている。このため温度補償部７の磁束は、該紙幣Ｓに印刷された磁性体Ｍの影響をほとんど受けることがない。よって温度補償部７に設けた磁気抵抗素子１ｂの電気抵抗値はほとんど変化しない。したがって紙幣Ｓに印刷された磁性体Ｍの有無およびその濃度は、センシング部６の磁気抵抗素子１ａのみが検出することになる。
【００２２】
具体的にこのように構成された磁気センサについて、例えば図２（ａ）に示すように縞状に磁性体Ｍを印刷した磁気検出媒体Ｓをセンシング部６の磁気抵抗素子１ａに近接させると共に、磁石５から放射される磁束を横切るように所定の速度で該磁気検出媒体Ｓを移動させる。すると、磁気抵抗素子１ａ，１ｂとの共通接続点Ｐの電位は、図４に示すように変化する。
【００２３】
つまり図４に示すセンシング部６に設けた磁気抵抗素子１ａに、磁気検出媒体Ｓに印刷された磁性体Ｍの領域が近接すると、磁石５から放射された磁束がこの磁性体Ｍの領域に集中するため、磁気抵抗素子１ａの電気抵抗値が増加する。一方、温度補償部７側の磁気抵抗素子１ｂの電気抵抗値は、磁気検出媒体Ｓに印刷された磁性体Ｍの影響を受けないので、その電気抵抗値はほとんど変化しない。このため、直列接続された磁気抵抗素子１ａ，１ｂとの共通接続点Ｐの電位は、磁気抵抗素子１ａの電気抵抗値の増加により低下する。そして磁気検出媒体Ｓに印刷された磁性体Ｍが、センシング部６の磁気抵抗素子１ａから遠ざかると該磁気抵抗素子１ａの電気抵抗値は、初期値に復帰する。以降、磁気抵抗素子１ａ，１ｂとの共通接続点Ｐの電位は、縞状に印刷された磁性体Ｍの近接および離隔に伴い変化を繰り返す。
【００２４】
また、磁気検出媒体Ｓに印刷された磁性体Ｍの印刷ピッチおよびその幅に応じて磁気抵抗素子１ａの電気抵抗値が変化するため、直列接続された磁気抵抗素子１ａ，１ｂとの共通接続点Ｐの電位は、磁性体Ｍの印刷ピッチおよびその幅に応じて変化（電位が低下）する。つまり磁性体Ｍの印刷幅は、共通接続点Ｐの電位が所定の閾値以下になった継続時間と、磁気検出媒体Ｓの移動速度とをかけることにより求めることができる。
【００２５】
更に、磁性体Ｍの濃度が高い領域が磁気抵抗素子１ａに近接すると該磁気抵抗素子１ａを通過する磁束も増加する。このため、磁束増加に伴う磁気抵抗素子１ａの抵抗値が増加、即ち共通接続点Ｐの電位の低下が大きくなる。つまり共通接続点Ｐの電位は、磁性体Ｍの濃度に比例することになる。したがって本発明の一実施形態に係る磁気センサは、磁性体Ｍの濃度を検出することも可能である。
【００２６】
尚、上述した本発明の一実施形態に係る磁気センサは、一つの磁石５から発する磁束を一対の磁気抵抗素子１ａ，１ｂをそれぞれ貫通するように構成したが、例えば図５に示すように別々の磁石５を用いてそれぞれの磁石５が発する磁束を磁気抵抗素子１ａ，１ｂを貫通するように構成してもよい（変形例）。この場合も上述したように、一方の磁気抵抗素子１ａを磁気検出媒体Ｓに対峙させるセンシング部６とし、他方の磁気抵抗素子１ｂをセンシング部６の磁気抵抗素子１ａの温度特性を補償する温度補償部７とすればよい。
【００２７】
このように上述した実施形態を変形した場合であっても、温度補償部７に設けた磁気抵抗素子１ｂを、センシング部６に設けた磁気抵抗素子１ａに比べて磁気検出媒体（例えば紙幣）Ｓから遠い位置になるように配置し、該磁気検出媒体Ｓ中の磁性体の影響を受けないようにすると共に、センシング部６の磁気抵抗素子１ａ近傍の温度と同じ温度になるよう維持して該磁気抵抗素子１ａの温度特性を補償するようにすればよい。そして、それぞれの磁気抵抗素子１ａ，１ｂの共通接続点Ｐの電位変化を変出すれば磁気検出媒体Ｓに印刷された磁性体Ｍの印刷ピッチおよびその幅、並びに磁性体Ｍの濃度を検出することが可能となる。
【００２８】
かくして上述したように構成した磁気センサは、直列に接続した一対の磁気抵抗素子１ａ，１ｂの一方を磁気検出媒体Ｓに近接させるセンシング部６としているので磁気検出媒体Ｓに印刷された磁性体Ｍの領域が該センシング部６に近接したときのみ磁気抵抗素子１ａの電気抵抗値が変化する。このため、直列接続された一対の磁気抵抗素子１ａ，１ｂの共通接続点Ｐの電位変化を検出することで、磁気検出媒体Ｓに印刷された磁性体Ｍの存在およびその幅を検出することが可能となる。
【００２９】
また本発明の一実施形態に係る磁気センサは、磁気検出媒体Ｓに印刷された磁性体Ｍの印刷ピッチおよびその幅に応じて直列接続された磁気抵抗素子１ａ，１ｂとの共通接続点Ｐの電位が変化するので、磁気検出媒体Ｓに印刷された磁性体Ｍの印刷ピッチおよびその幅を検出することが可能となる。
更には、磁石５から放射される磁束が磁気検出媒体Ｓに印刷された磁性体Ｍの濃度に比例するため、磁気抵抗素子１ａの電気抵抗値のみが変化する。このため、磁気検出媒体Ｓに印刷された磁性体Ｍの濃度を電位変化の信号として検出することが可能となる。
【００３０】
また、本発明の一実施形態に係る磁気センサは、特性の揃った一対の磁気抵抗素子１ａ，１ｂを直列に接続して、その共通接続点Ｐの電位変化を検出しているので、たとえ磁気センサの周囲温度が変化したとしても、磁気抵抗素子１ａ，１ｂのそれぞれの電気抵抗値が同じように変化するため、温度変化により磁気抵抗素子１ａ，１ｂの共通接続点Ｐの電位は変化せず、それ故、センシング部６に設けた磁気抵抗素子１ａの温度依存性を打ち消すことが可能となる。
【００３１】
尚、より好ましくは温度補償部７側の磁気抵抗素子１ｂには、磁気検出媒体Ｓに印刷された磁性体Ｍからの影響を受けなくするよう磁気シールド（図示せず）を設けることが望ましい。勿論、温度補償部７側の磁気抵抗素子１ｂを磁気シールドする以外にも、センシング部６側の磁気抵抗素子１ａの温度補償が可能であれば、磁気検出媒体Ｓに印刷された磁性体Ｍの影響を受けない位置に磁気抵抗素子１ｂを離して配置してもかまわない。
【００３２】
このように本発明の一実施形態に係る磁気センサは、磁気検出媒体Ｓに印刷された磁性体Ｍが磁気抵抗素子１ｂに影響を与えないようにすることによって、より確実に磁気検出媒体Ｓに印刷された磁性体Ｍの検出精度を向上させることが可能となる。
【実施例２】
【００３３】
次に図６は本発明に係る磁気センサの第２の実施形態（実施例２）の概略構成を示すブロック図である。尚、この図において、前述した従来の磁気センサ（図１）および第１の実施形態（図３）の構成と同一部材は同一の番号を付してその説明を略述する。
この図において、１ａ，１ｂは、特性の揃った磁気検出素子（例えば磁気抵抗素子）である。この磁気抵抗素子１ａ，１ｂには、それぞれ直列に固定抵抗器９ａ，９ｂが接続されている。このように直列に接続された磁気抵抗素子１ａ，１ｂおよび固定抵抗器９ａ，９ｂからなる一対の回路において、固定抵抗器９ａ，９ｂ側のそれぞれの開放端同士および磁気抵抗素子１ａ，１ｂ側のそれぞれの開放端同士を接続してブリッジ回路を構成する。このブリッジ回路の磁気抵抗素子１ａ，１ｂには、それぞれ磁気バイアスを与える磁石５が設けられている。そして、一方の磁気抵抗素子１ａを磁気検出媒体Ｓに対峙させるセンシング部６とし、他方の磁気抵抗素子１ｂをセンシング部６の磁気抵抗素子１ａの温度特性を補償する温度補償部７とする。
【００３４】
尚、上述した磁気抵抗素子１ａ，１ｂに磁気バイアスを与える磁石５は、上述した実施形態（実施例１）の変形例に示したように異なる二つの磁石を用いて、それぞれの磁気抵抗素子１ａおよび１ｂに与えるように構成してもよい。この場合、温度補償部７に設けた磁気抵抗素子１ｂは、磁気検出媒体Ｓ中の磁性体の影響を受けないように該磁気検出媒体（例えば紙幣）Ｓから遠い位置に配置すると共に、センシング部６の磁気抵抗素子１ａ近傍の温度と同じ温度になるようその周囲温度を維持して該磁気抵抗素子１ａが有する温度特性を補償するようにすればよい。また、固定抵抗器９ａ，９ｂの代わりに特性の揃った一対の磁気抵抗素子を用いて構成してもかまわない。
【００３５】
このように構成した本発明に係る磁気センサの第２の実施例においては、固定抵抗器９ａ，９ｂを接続した端子と、磁気抵抗素子１ａ，１ｂを接続した端子との両端子間に直流電源装置３によって直流電圧を印加する。そして、二個の固定抵抗器９ａ，９ｂと二個の磁気抵抗素子１ａ，１ｂとのそれぞれの接続点には、両接続点間の電位差を検出して増幅する増幅器（差動増幅器）４が接続されている。この増幅器４の出力は、検出部８に与えられて後述するように磁気検出媒体Ｓに印刷された磁性体Ｍの状態（パターン）を検出・判定するようになっている。
【００３６】
さて、このように構成した本発明に係る磁気センサの第２の実施例において、特に図示しないがセンシング部６の磁気抵抗素子１ａと対峙するように磁気検出媒体（例えば磁気インクで印刷された紙幣）を近接させると共に、この紙幣に印刷された磁性体が磁石５から放射される磁束を横切るように該紙幣を所定の速度で移動させる。すると、磁石５から放射された磁束は、紙幣に印刷された磁性体の部位に集中する。このため、センシング部６に設けた磁気抵抗素子１ａにあっては、その内部を透過する磁束が増加し、それ故、該磁気抵抗素子１ａの電気抵抗値が増加する。
【００３７】
一方、温度補償部７に設けた磁気抵抗素子１ｂは、センシング部６に設けた磁気抵抗素子１ａに比べて紙幣から遠い位置に配置されている。このため温度補償部７の磁束は、該紙幣に印刷された磁性体の影響をほとんど受けることがない。したがって温度補償部７に設けた磁気抵抗素子１ｂの電気抵抗値はほとんど変化しない。よって紙幣に印刷された磁性体の有無およびその濃度は、センシング部６の磁気抵抗素子１ａのみが検出することになる。
【００３８】
このため、センシング部６の磁気抵抗素子１ａと固定抵抗器９ａとが接続されたＰ点の電位は、磁性体の近接に伴って上昇する。一方、温度補償部７の磁気抵抗効果素子１ｂと固定抵抗器９ｂとが接続されたＱ点の電位は変化しない。このＰ点の電位変化は、増幅器４によって増幅されて検出部８に与えられるようになっている。したがって本発明に係る第２の実施例に示す磁気センサにあっても、増幅器４が出力する電位変化の信号を検出部８が検出することで、上述した実施例１と同様に磁性体の塗布状態およびその幅、並びに磁性体Ｍの濃度を検出することが可能である。
【００３９】
かくして上述したように構成した本発明の第２の実施例に係る磁気センサによれば、ブリッジ回路に設けた一対の磁気抵抗素子１ａ，１ｂの一方を磁気検出媒体Ｓに近接させるセンシング部６としているので磁気検出媒体Ｓに印刷された磁性体Ｍの領域が該センシング部６に近接したときのみ磁気抵抗素子１ａの電気抵抗値が変化する。このため、センシング部６の磁気抵抗素子１ａと固定抵抗器９ａとが接続されたＰ点の電位が磁性体の近接に伴って上昇する一方、温度補償部７の磁気抵抗効果素子１ｂと固定抵抗器９ｂとが接続されたＱ点の電位は変化しない。したがって、Ｐ点とＱ点との電位差（電位変化）を検出することで、磁気検出媒体Ｓに印刷された磁性体Ｍの存在およびその幅、並びに磁性体Ｍの濃度を検出することが可能となる。
【００４０】
また本発明の第２の実施例に係る磁気センサは、磁気検出媒体Ｓに印刷された磁性体Ｍの印刷ピッチおよびその幅、並びに磁性体Ｍの濃度に応じてセンシング部６の磁気抵抗素子１ａと固定抵抗器９ａとが接続されたＰ点の電位が変化するので、磁気検出媒体Ｓに印刷された磁性体Ｍの印刷ピッチおよびその幅、並びに磁性体Ｍの濃度を検出することが可能となる。
【００４１】
勿論、本発明の第２の実施例に係る磁気センサは、特性の揃った一対の磁気抵抗素子１ａ，１ｂを用いてブリッジ回路を構成しているので、たとえ磁気センサの周囲温度が変化したとしても、磁気抵抗素子１ａ，１ｂのそれぞれの電気抵抗値が同じように変化するため、温度変化により磁気抵抗素子１ａ，１ｂの共通接続点Ｐの電位は変化せず、それ故、磁気抵抗素子１ａ，１ｂの温度依存性を打ち消すことも可能となる。
【００４２】
尚、より好ましくは温度補償部７側の磁気抵抗素子１ｂには、磁気検出媒体Ｓに印刷された磁性体Ｍからの影響を受けなくするよう磁気シールド（図示せず）を設けることが望ましい。勿論、温度補償部７側の磁気抵抗素子１ｂを磁気シールドする以外にも、センシング部６側の磁気抵抗素子１ａの温度補償が可能であれば、磁気検出媒体Ｓに印刷された磁性体Ｍの影響を受けない位置に磁気抵抗素子１ｂを離して配置してもかまわない。
【００４３】
このように本発明の第２の実施例に係る磁気センサは、磁気検出媒体Ｓに印刷された磁性体Ｍが磁気抵抗素子１ｂに影響を与えないようにすることによって、より確実に磁気検出媒体Ｓに印刷された磁性体Ｍの検出精度を向上させることが可能となる。
その他、本発明はその主旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】磁気抵抗素子を用いた従来の磁気センサを示す斜視図。
【図２】磁性体が縞状に印刷された磁気検出媒体の一例と、図１に示す従来の磁気センサから出力される検出信号を示す図。
【図３】本発明の一実施形態に係る磁気センサの概略構成を示す斜視図。
【図４】図３に示す磁気センサから出力される検出信号の一例を示す図。
【図５】図３に示す磁気センサの変形例を示すブロック図。
【図６】本発明の別の実施形態に係る磁気センサの概略構成を示すブロック図。
【符号の説明】
【００４５】
１ａ，１ｂ      磁気抵抗素子
５              磁石
６              センシング部
７              温度補償部
８              検出部
９ａ，９ｂ      固定抵抗器
Ｍ              磁性体
Ｐ              共通接続点
Ｓ              磁気検出媒体
【図１】
2005062089.tif 000003
【図２】
2005062089.tif 000004
【図３】
2005062089.tif 000005
【図４】
2005062089.tif 000006
【図５】
2005062089.tif 000007
【図６】
2005062089.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成16年7月26日(2004.7.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
またこの種の磁気抵抗素子は、温度依存性が高く、磁気抵抗素子の温度依存性を打ち消す目的で二つの磁気抵抗素子が直列接続されて用いられる。具体的にこの磁気センサは、図１（ａ）に示すように二つ（一対）の磁気抵抗素子１ａ，１ｂが電極２を介して直列に接続され、この電極２の共通接続点Ｐから検出端子を取り出すと共に、これらの磁気抵抗素子に磁石５から出る同じ磁性の磁束（磁気バイアス）を与えるようになっている（例えば、特許文献１を参照）。ちなみに図１（ａ）の電気的等価回路は、図１（ｂ）に示すように二つの磁気抵抗素子１ａ、１ｂが直列に接続され、その両端間に直流電源装置３の電圧が与えられると共に、磁気抵抗素子１ａ、１ｂの共通接続点Ｐの電位を検出して増幅する増幅器４が接続されたものとなっている。そして、この増幅器４により増幅された共通接続点Ｐの電位変化信号は、例えば紙幣の種別を判別する検出部８に与えられるようになっている。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
例えば、図２（ａ）に示すように縞状に磁性体Ｍが印刷された被検出体Ｓを、磁気センサの磁気抵抗素子１ａ，１ｂに近接させて、磁石５から放射される磁束を横切る方向に所定の速度で移動させた場合、該磁性体Ｍが磁気抵抗素子１ａに近接するに従って永久磁石５から放射された磁束は、被検出体Ｓの磁性体Ｍに集中する。このため磁気抵抗素子１ａを通過する磁束が増加、即ち磁気抵抗素子１ａの抵抗値が増加し、それゆえ共通接続点Ｐの電位が低下する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
そして磁性体Ｍが磁気抵抗素子１ａから遠ざかり磁気抵抗素子１ｂに近接すると、磁気抵抗素子１ａを通過する磁束が減少し、磁気抵抗素子１ａの抵抗値が減少する。一方、磁性体Ｍが磁気抵抗素子１ｂに近接すると共に、磁気抵抗素子１ｂを通過する磁束が増加、即ち磁気抵抗素子１ｂの抵抗値が増加し、共通接続点Ｐの電位が上昇する。
このようなことから図２（ｂ）に示すように、被検出体Ｓに縞状に印刷された磁性体Ｍが磁気抵抗素子１ａに近接するにつれて共通接続点Ｐの電位が徐々に減少する一方、該磁性体Ｍが磁気抵抗素子１ａから遠ざかり、磁気抵抗素子１ｂへ近接するにつれて共通接続点Ｐの電位が徐々に増加する。そして、磁性体Ｍが磁気抵抗素子１ｂから遠ざかると、共通接続点Ｐの電位は初期状態の電位に復帰する。つまり、上述した構成をとる磁気センサにあっては、磁性体Ｍの移動に伴い、共通接続点Ｐの電位は定常時の電位より低い状態（磁気抵抗素子１ａに被検出体Ｓに塗布された磁性体Ｍが近接したとき）と、定常時の電位より高い状態（磁気抵抗素子１ｂに被検出体Ｓに塗布された磁性体Ｍが近接したとき）をとる。
【特許文献１】特開平６−１８２７８号公報
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
しかしながら、上述した構成をとる磁気センサにあっては、直列接続された磁気抵抗素子の共通接続点における定常時の電位を基準として、被検出体の移動に伴い電位が低い状態と高い状態とをとるため、被検出体に印刷された磁性体の幅を検出する場合、その検出回路が複雑になるという問題がある。また、被検出体の前縁部および後縁部が磁気センサに到達したとき電位が低い状態と高い状態とをとる一方、磁性体が磁気センサ上を通過しているときの電位は、磁性体がないときの電位と等しくなる。このため、被検出体に印刷された磁性体の濃度を検出することも困難であるという問題があった。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
具体的にこのように構成された磁気センサについて、例えば図２（ａ）に示すように縞状に磁性体Ｍを印刷した磁気検出媒体Ｓをセンシング部６の磁気抵抗素子１ａに近接させると共に、磁石５から放射される磁束を横切るように所定の速度で該磁気検出媒体Ｓを移動させる。すると、磁気抵抗素子１ａ，１ｂとの共通接続点Ｐの電位は、図４に示すように変化する。尚、この図が示す共通接続点Ｐの電位は、理解を容易にするため波形の正負を上下逆にして描いている。つまり、この図の上側方向は、共通接続点Ｐの電位が負であることを示し、下側方向は、共通接続点Ｐの電位が正であることを示す。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
つまり図３に示すセンシング部６に設けた磁気抵抗素子１ａに、磁気検出媒体Ｓに印刷された磁性体Ｍの領域が近接すると、磁石５から放射された磁束がこの磁性体Ｍの領域に集中するため、磁気抵抗素子１ａの電気抵抗値が増加する。一方、温度補償部７側の磁気抵抗素子１ｂの電気抵抗値は、磁気検出媒体Ｓに印刷された磁性体Ｍの影響を受けないので、その電気抵抗値はほとんど変化しない。このため、直列接続された磁気抵抗素子１ａ，１ｂとの共通接続点Ｐの電位は、磁気抵抗素子１ａの電気抵抗値の増加により低下する。そして磁気検出媒体Ｓに印刷された磁性体Ｍが、センシング部６の磁気抵抗素子１ａから遠ざかると該磁気抵抗素子１ａの電気抵抗値は、初期値に復帰する。以降、磁気抵抗素子１ａ，１ｂとの共通接続点Ｐの電位は、縞状に印刷された磁性体Ｍの近接および離隔に伴い変化を繰り返す。