(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検知物の移動方向に対して略直交する方向を長手方向とする感磁部を表面または表面付近に形成した複数の磁気抵抗素子と、該磁気抵抗素子の感磁部に対して磁界を印加する複数の磁石とを有する長尺型磁気センサにおいて、
前記複数の磁気抵抗素子の感磁部と前記複数の磁石とを被検知物の移動方向に対して直交する略直線状にそれぞれ配列するとともに、前記磁気抵抗素子の感磁部を形成した面に対して略垂直な磁束の方向が、隣接する磁石で互いに逆となるように前記磁石を配置したことを特徴とする長尺型磁気センサ。
【請求項２】
前記磁石は前記磁気抵抗素子毎にそれぞれ１つずつ配置されていることを特徴とする請求項１に記載の長尺型磁気センサ。
【請求項３】
前記磁気抵抗素子は、複数の前記磁石のうち配置順の少なくとも２つの磁石単位で当該少なくとも２つの磁石の全てを橋渡しするように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の長尺型磁気センサ。
【請求項４】
前記磁気抵抗素子は、配置された複数の前記磁石のそれぞれの隣接位置で、該隣接する磁石を橋渡しするように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の長尺型磁気センサ。
【請求項５】
前記磁気抵抗素子と前記磁石とを収納するケースを備え、前記磁気抵抗素子の配列方向に沿って、且つ前記磁気抵抗素子の感磁部に平行な面内で千鳥状に前記磁石が配置されるように前記ケース内に枠部が形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の長尺型磁気センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば紙幣などに印刷されている磁気パターンを検出する長尺型磁気センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
磁性インクなどで所定パターンが印刷された紙幣や証券などの被検知物の識別を行う磁気センサとして特許文献１，２が開示されている。特許文献１に開示されている長尺型磁気センサの構成を図８に示す。同図の（Ａ）はカバーを取り外した状態で感磁部側を見た平面図である。この例では磁気抵抗素子（ＭＲ素子）２ａ〜２ｅにそれぞれ２本の感磁部２０ａ〜２０ｅを備えている。これらの磁気抵抗素子２ａ〜２ｅがケース１に配列固定されている。このような長尺型磁気センサ２００の長手方向に対して直交方向に被検知物が搬送される。【０００３】
図９は上記磁気抵抗素子の下部の構造および磁気抵抗素子に対する印加磁界の様子を示す正面図である。但し、ここでは３つの磁気抵抗素子２ｂ〜２ｄ部分についてのみ示している。各磁気抵抗素子２ｂ〜２ｄの下部には磁気抵抗素子２ｂ〜２ｄに対して垂直方向に磁界が貫くように磁石５ｂ〜５ｄを配置している。【０００４】
図９の（Ｂ）は、この長尺型磁気センサの近傍に被検知物の磁性体（磁性インク）１０１ｃ，１０１ｃｄ，１０１ｄが到来した時の様子を示している。これらの磁性体１０１ｃ，１０１ｃｄ，１０１ｄは順次時間差をもって到来する。このように、磁石５ｃ，５ｄによる磁界内に磁性体１０１ｃ，１０１ｃｄ，１０１ｄが介在すると、これらの磁性体部分に磁束の集中が生じると共に感磁部２０ｃ，２０ｄを貫く磁束密度が増大する。その結果、磁気抵抗素子の抵抗値が増大し、そのことによって磁性体１０１ｃ，１０１ｃｄ，１０１ｄの有無が検出される。【０００５】
ところが、隣接する２つの感磁部２０ｃ，２０ｄの中央部に位置する磁性体１０１ｃｄに向かう磁束の多くは感磁部２０ｃ，２０ｄを通らず、その間のギャップＧｈ部分を通る。このギャップＧｈ部分を通る磁束密度の変化は感磁部２０ｃ，２０ｄによる磁気抵抗効果に影響しないため、このギャップＧｈ付近での検出レベル（検出能力）は低下する。図８の（Ｂ）はこの長尺型磁気センサの長手方向の位置に対する検出レベルの特性例を示している。
【特許文献１】特許第２９２１２６２号公報
【特許文献２】特開２００３−１０７１４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、図８の（Ｂ）に示したような検出レベルの低下位置が存在する長尺型磁気センサは、被検知物の全面にわたって磁性体パターンの検出を要求される場合には不適当であった。そこで、特許文献２に開示されているように、磁気抵抗素子の感磁部に平行な面内で磁石および磁気抵抗素子を千鳥状に配置したものもあった。
図１０はその長尺型磁気センサの構成を示している。同図の（Ａ）はカバーを取り外した状態で感磁部側を見た平面図である。この例では磁気抵抗素子２ａ〜２ｇを、その感磁部に平行な面内で千鳥状となるようにケース１に配置している。このような長尺型磁気センサ２００の長手方向に対して直交方向に被検知物が搬送される。【０００７】
このように、複数の磁気抵抗素子２ａ〜２ｇを千鳥状に配置することによって、図１０の（Ｂ）の特性例に示すように長尺型磁気センサの長手方向の全体にわたって略一定の検出レベルを確保できる。【０００８】
ところが、図１０に示したように、磁気抵抗素子をその感磁部に平行な面内で千鳥状となるように配置した長尺型磁気センサにおいては、隣接する２つの磁気抵抗素子毎に被検知物の移動方向にギャップＧｖだけの位置ずれが生じる。そのため、Ｇｖの位置ずれに相当する時間的なずれを補正するための信号処理やデータ処理が余分に必要となる。また、被検知物の移動速度の精度に応じて、隣接する磁気抵抗素子間で位置ずれ補正量に誤差が生じるので、安定した出力を得難いという問題があった。【０００９】
また、被検知物は長尺型磁気センサのケースと搬送ローラとの間を搬送されるが、図１０に示したラインＬｆ，Ｌｂを通過する間に、感磁部と被検知物とのギャップが変動すると検出レベルが変動するという問題があった。そのため、搬送ローラと長尺型磁気センサとの間の適正なギャップ調整もシビアで困難なものとなる。【００１０】
そこで、この発明の目的は、長手方向の位置およびそれに直交方向（被検知物の移動方向）のいずれについても検出位置に実質上のギャップを設けることなく上述の問題を解消した長尺型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】
【００１１】
上記目的を達するために、長尺型磁気センサを次のように構成する。
（１）被検知物の移動方向に対して略直交する方向を長手方向とする感磁部を表面または表面付近に形成した複数の磁気抵抗素子と、該磁気抵抗素子の感磁部に対して磁界を印加する複数の磁石とを有する長尺型磁気センサにおいて、複数の磁気抵抗素子の感磁部と複数の磁石とを被検知物の移動方向に対して直交する略直線状にそれぞれ配列するとともに、磁気抵抗素子の感磁部を形成した面に対して略垂直な磁束の方向が、隣接する磁石で互いに逆となるように磁石を配置する。【００１２】
（２）（１）において、磁気抵抗素子毎にそれぞれ１つずつ磁石を配置する。【００１３】
（３）（１）において、複数の磁石の配置順の少なくとも２つの磁石単位でその少なくとも２つの磁石の全てを橋渡しするように磁気抵抗素子を配置する。【００１４】
（４）（１）において、配置された複数の磁石のそれぞれの隣接位置で、隣接する磁石を橋渡しするように磁気抵抗素子を配置したことを特徴としている。【００１５】
（５）（１）〜（４）において、磁気抵抗素子の配列方向に沿って且つ磁気抵抗素子の感磁部に平行な面内で磁石が千鳥状に配置されるように、当該磁石を配置するケース内に枠部を形成する。
【発明の効果】
【００１６】
（１）各磁気抵抗素子に対して磁界を印加する磁石の磁極の方向を、隣接する磁気抵抗素子で互いに逆となるように配置したことにより、隣接する２つの磁気抵抗素子を見た場合、一方の磁気抵抗素子の下方から上方へ出た磁力線は隣接する他方の磁気抵抗素子の感磁部を上方から下方へ入るように磁界が分布する。したがって、隣接する２つの磁気抵抗素子の中間位置に被検知物の磁性体が到来した際に、その２つの磁気抵抗素子の感磁部を通る磁束密度が変化するので、その磁性体の検出が可能となる。しかも、長尺型磁気センサの複数の磁気抵抗素子の位置が直線状に配置されるので、長尺型磁気センサを機器へ取り付ける際に被検知物の搬送を行うローラの径やそれとのギャップ調整が容易となる。また、隣接する磁石の磁極が異極関係となって、磁石同士が吸引し反発しないのでケースの磁石収納部への収納が容易となる。【００１７】
（２）前記磁石を磁気抵抗素子毎にそれぞれ１つずつ配置することにより、各磁気抵抗素子の感磁部の中央部では従来と同様に感磁部を磁束が垂直に貫くことになり感磁部中央では従来と同様の検出特性が得られる。【００１８】
（３）前記磁気抵抗素子を、複数の磁石のうち配置順の少なくとも２つの磁石単位でその少なくとも２つの磁石をの全て橋渡しするように配置したことにより、磁気抵抗素子の数に対する磁石の数が多くなり（少なくとも２倍となり）被検知物方向への磁力線の入出位置のピッチが細かくなるので、磁気抵抗素子の感磁部端部での出力低下の補完能力が高まり、且つ感磁部の中央部においても従来構造に近い出力特性が得られる。【００１９】
（４）前記磁気抵抗素子を、複数の磁石のそれぞれの隣接位置で、その隣接する磁石を橋渡しするように配置したことにより、互いに隣接する２つの磁気抵抗素子の間に各磁石の中央部が位置することになる。一般的に、磁石の中央部は端部付近に比べて磁束密度が高く安定しているので、磁気抵抗素子間の検出レベルの低下を補償することができ、長手方向の全体にフラットな検出レベル特性が得られる。また、隣接する磁石の境界位置にバラツキがあっても、そのバラツキに対する検出レベルの変動が少ない。【００２０】
（５）前記磁石を磁気抵抗素子の配列方向に沿って磁気抵抗素子の感磁部に平行な面内で千鳥状に配置されるようにケース内に枠部を形成しておくことにより、磁気抵抗素子や磁石を収納するケース構造を設計する上で、ケースに対する磁石の位置決めが正確にでき、その取付精度が向上して特性の揃った長尺型磁気センサを安定して生産できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１の実施形態に係る長尺型磁気センサの外観斜視図である。
【図２】同長尺型磁気センサの磁気抵抗素子に対する磁石の配置関係、および長手方向の位置に対する検出レベル特性を示す図である。
【図３】同長尺型磁気センサの磁石による磁束密度分布、および磁性体の存在による磁束密度の変化の例を示す図である。
【図４】隣接する磁気抵抗素子と磁石との配置関係の異なった２つの例を示す図である。
【図５】第２の実施形態に係る長尺型磁気センサの、磁気抵抗素子と磁石の配置関係を示す図である。
【図６】第３の実施形態に係る長尺型磁気センサの、磁気抵抗素子と磁石の配置関係を示す図である。
【図７】第４の実施形態に係る長尺型磁気センサの、ケースに対する磁気抵抗素子の配置関係を示す図である。
【図８】特許文献１に開示されている長尺型磁気センサの構成を示す図である。
【図９】同長尺型磁気センサの磁束密度分布の例を示す図である。
【図１０】特許文献２に開示されている長尺型磁気センサの構成を示す図である。
【符号の説明】
【００２２】
１−ケース
２−磁気抵抗素子
３−爪部係合溝
４−カバー
５−磁石
６−端子ピン
１０−枠部
１１−カバー端子
２０−感磁部
１００−被検知物
１０１−磁性体（磁性インク）
２００−長尺型磁気センサ
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
第１の実施形態に係る長尺型磁気センサの構成を図１〜図４を参照して説明する。
図１は長尺型磁気センサの外観斜視図であり、（Ａ）はカバーの取付途中の状態、（Ｂ）は取付状態を示している。合成樹脂製のケース１にはその上部に磁気抵抗素子２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ・・・を取り付けている。ケース１の下部には、複数の磁気抵抗素子２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ・・・に接続した端子ピン６を突出させている。ケース１の両側部には長手方向に沿って爪部係合溝３を設けている。【００２４】
金属製のカバー４には、ケースの爪部係合溝３に係合するカバー固定爪部を設けていて、両者の係合状態で長手方向にスライドさせることによって、図１の（Ｂ）に示すようにケース１の上部にカバー４を覆う。被検知物１００は図中矢印で示すように長尺型磁気センサ２００の長手方向に略直交する向きに搬送される。
なお、カバー４には回路基板に対して電気的にアース接続するためのカバー端子１１を設けている。【００２５】
図２の（Ａ）は、図１に示した長尺型磁気センサのカバーを取り除いた状態での平面図である。（Ｂ）は感磁部形成面に垂直で且つ複数の磁気抵抗素子と複数の磁石部分を通る面での断面図である。但し、ここでは磁気抵抗素子２ａ〜２ｅ部分についてのみ示している。また、（Ｂ）ではケース１についても図示を省略している。
磁気抵抗素子２ａ〜２ｅの下部にはそれぞれ磁石５ａ〜５ｅを配置している。磁気抵抗素子２ａ〜２ｅにはそれぞれ感磁部２０ａ〜２０ｅを形成している。図１に示した被検知物１００が紙幣等の紙葉類である場合、それが長尺型磁気センサ２００の長手方向に対して厳密に直交する向きに搬送されるとは限らないが、感磁部２０ａ〜２０ｅは、被検知物の移動方向に対して略直交する方向を長手方向として磁気抵抗素子２ａ〜２ｅの表面または表面付近に形成している。【００２６】
各磁石５ａ〜５ｅは磁気抵抗素子２ａ〜２ｅのそれぞれを磁束が垂直に貫くように磁極（Ｎ極とＳ極）の方向を定めていて、且つ隣接する磁石の磁極の方向が互いに逆方向となるように配置している。すなわち、磁石５ａは磁気抵抗素子２ａ側をＮ極とし、それに隣接する磁石５ｂは磁気抵抗素子２ｂ側をＳ極としている。さらにそれに隣接する磁石５ｃは磁気抵抗素子２ｃ側をＮ極としている。以降同様に隣接する磁石の磁極の方向を互いに逆方向となるように配置している。【００２７】
図３は図２の（Ａ）に示したように各磁石の磁極の方向を定めたことによる磁界の分布の例を示している。図３の（Ａ）に示すように、磁石５ｃのＮ極から出た磁力線は磁気抵抗素子２ｃの感磁部２０ｃを下方から上方へ貫く。また、磁石５ｂ，５ｄのＳ極に対して磁気抵抗素子２ｂ，２ｄの感磁部２０ｂ，２０ｄを上方から下方へ貫いて磁束が入る。またこれと共に磁石５ｃのＮ極から出た磁束は磁力線がループを描くように屈曲して、隣接する磁石５ｂ，５ｄのＳ極に入る。【００２８】
図３の（Ｂ）に示すように磁気抵抗素子２ｃ，２ｄ、感磁部２０ｃ，２０ｄの近傍に被検知物の磁性体１０１ｃ，１０１ｃｄ．１０１ｄが順次時間差をもって到来すると、磁石５ｃから５ｄへ向かっていた磁束は磁性体１０１ｃｄに引かれて磁気抵抗素子２ｃ，２ｄの感磁部２０ｃ，２０ｄをより垂直に近い向きに貫き且つその磁束密度が増大する。その結果、磁性体１０１ｃｄの存在が磁気抵抗素子２ｃ，２ｄの抵抗値変化によって検出可能となる。また、磁性体１０１ｃの存在により磁気抵抗素子２ｃの感磁部２０ｃを貫く磁束密度が増大するので、磁気抵抗素子２ｃの抵抗値変化によって磁性体１０１ｃの到来が検出できる。同様に、磁性体１０１ｄの存在により磁気抵抗素子２ｄの感磁部２０ｄを貫く磁束密度が増大するので、磁気抵抗素子２ｄの抵抗値変化によって磁性体１０１ｄの到来が検出できる。【００２９】
図２の（Ｃ）はこの長尺型磁気センサの長手方向の位置に対する検出レベルの特性例を示している。感磁部に平行な平面で磁気抵抗素子を見たとき、感磁部の存在しない位置についても磁性体の検知が可能となるので、この図に示すように、長尺型磁気センサの長手方向のどの位置についても検出レベルが低下することがなく略一定の検出レベルが得られる。【００３０】
図２・図３に示した例では、隣接する磁石および磁気抵抗素子の間にわずかな間隙を設けたが、例えば図４の（Ａ）に示すように、隣接する磁石同士５ａ，５ｂ，５ｃを密着させてもよい。また同図の（Ｂ）に示すように、隣接する磁石５ａ，５ｂ，５ｃ同士の間隔が、隣接する磁気抵抗素子２ａ，２ｂ，２ｃ間の間隔と異なっていてもよく、磁気抵抗素子２ａ，２ｂ，２ｃの感磁部２０ａ，２０ｂ，２０ｃ間の間隔より広げてもよい。【００３１】
次に、第２の実施形態に係る長尺型磁気センサについて図５を参照して説明する。
図５の（Ａ）に示す例では、複数の磁石のうち、配置順の２つの磁石単位で、その２つの磁石を橋渡しするように磁気抵抗素子を配置している。すなわち、磁石５ａ−５ｂを橋渡しするように磁気抵抗素子２ａｂを配置している。また磁石５ｃ−５ｄを橋渡しするように磁気抵抗素子２ｃｄを配置している。【００３２】
このような構造により、磁石５ａから出た磁束は、それに隣接する磁石５ｂに入る。この磁石５ａから出た磁束は感磁部２０ａｂの左側を貫き、再び右側を貫いて磁石５ｂに入る。同様に磁石５ｃから出た磁束は感磁部２０ｃｄの左側を貫き、再び右側を貫いて磁石５ｄに入る。また、磁石５ｃから出た磁束は感磁部２０ｃｄの左側を貫き、感磁部２０ａｂの右側を貫いて磁石５ｂに入る。【００３３】
したがって、感磁部に平行な平面で見たとき、感磁部２０ａｂ，２０ｃｄなどの中央部に被検知物の磁性体が存在すれば、それぞれの感磁部を備えた磁気抵抗素子の抵抗値変化によってその有無が検出できる。さらに、感磁部２０ａｂと２０ｃｄとの中間位置など、感磁部がない位置に磁性体が存在する場合は、第１の実施形態の場合と同様に、その感磁部２０ａｂ，２０ｃｄを備える磁気抵抗素子２ａｂ，２ｃｄの双方の抵抗値変化によってその磁性体の有無が検出できる。【００３４】
図５の（Ａ）の例では配置順の２つの磁石単位で、その２つの磁石を橋渡しするように磁気抵抗素子を配置したが、その他に例えば図５の（Ｂ）に示すように、配置順の３つの磁石単位（５ａ，５ｂ，５ｃ）（５ｄ，５ｅ，５ｆ）で、その３つの全ての磁石を橋渡しするように磁気抵抗素子２０ａｂｃ，２０ｄｅｆを配置するようにしてもよい。同様にして４つ以上の磁石を単位にしてもよく、少なくとも２つの磁石単位で、その少なくとも２つの磁石の全てを橋渡しするように磁気抵抗素子を配置するようにしてもよい。【００３５】
次に第３の実施形態に係る長尺型磁気センサについて図６を参照して説明する。
この例では、複数の磁石のそれぞれの隣接位置でその隣接する磁石を橋渡しするように磁気抵抗素子を配置している。この例では、磁石５ａ−５ｂを橋渡しするように磁気抵抗素子２ａｂを配置している。また磁石５ｂ−５ｃを橋渡しするように磁気抵抗素子２ｂｃを配置している。そして互いに隣接する磁石の磁極が互いに逆方向となるように磁石５ａ，５ｂ，５ｃを配置している。【００３６】
このような構造によれば、互いに隣接する２つの磁気抵抗素子の感磁部間のギャップ部分に磁石の中央部が位置することになる。図６の例では磁気抵抗素子２ａｂ，２ｃｄの感磁部２０ａｂ−２０ｂｃ間のギャップＧｈ部分に磁石５ｂの中央部が位置する。磁石の中央部は端部付近に比べて磁束密度が高く安定しているので、隣接する感磁部間の磁束密度が、他の領域に比べて高まることになる。その結果、ギャップＧｈ部分の検出レベルの低下を補償することができ、長手方向の全体にフラットな検出レベル特性が得られる。また、隣接する磁石の境界位置にバラツキがあっても、ギャップＧｈ部分の磁束密度を高く保てるので、そのバラツキに対する検出レベルの変動が少ない。なお、磁石と磁石との間の特性については第２の実施形態の場合と同様である。【００３７】
次に第４の実施形態に係る長尺型磁気センサの構成を図７を参照して説明する。
図７は長尺型磁気センサの各磁気抵抗素子の感磁部に平行な面を見た部分平面図である。各磁気抵抗素子２ａ〜２ｃは図中一点鎖線で示すように直線状に配置している。磁石５ａ，５ｂ，５ｃは各磁気抵抗素子２ａ，２ｂ，２ｃ毎にそれぞれ１つずつ配置している。第１の実施形態と異なり、磁気抵抗素子２ａ〜２ｃの配列方向に沿って且つ磁気抵抗素子の感磁部２０ａ，２０ｂ，２０ｃに平行な面内で千鳥状に配置されるようにケース１の底面に枠部１０を形成している。したがって、この枠部１０は千鳥状の磁石収納部となり、この枠部１０に磁石を順に装着するだけで、ケースに対する各磁石の位置を容易に位置合わせできる。また、隣接する磁石同士の磁極の方向が逆関係であって、各磁石は図中一点鎖線で示す一直線上に並ぼうとするので、図中の一点鎖線に対する直交方向の位置決めも自動的になされる。【００３８】
なお、図７はケースに対する磁石の配置を第１の実施形態に適用した例であったが、同様にして第２〜第３の各実施形態にも適用できる。
この発明は、運動する板間摩擦の振動の吸収に利用できる。
【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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