(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷媒体に印刷された磁気インクを検知するために、前記印刷媒体に対して該印刷媒体の表面に沿った所定の相対移動方向に相対的に移動して磁気インクによる磁界を検出する磁気インク検知用磁気センサーであって、
前記印刷媒体の表面に対して、ＮＳの磁極を結ぶ方向が概ね垂直で一方の磁極が接触または近接するように配置された着磁用磁石と、
磁界検出方向が前記印刷媒体の表面に平行な面内で前記相対移動方向に垂直な方向とされた２つの磁気検出部を前記磁界検出方向に沿って並ぶように配置してなる磁気検出素子とを有し、
前記印刷媒体に対する相対的な移動に伴って、前記着磁用磁石により前記印刷媒体を着磁し、該着磁した部分の磁気インクの量に応じた磁界を前記磁気検出素子の２つの磁気検出部によって差動検出することを特徴とする磁気インク検知用磁気センサー。
【請求項２】
印刷媒体に印刷された磁気インクを検知するために、前記印刷媒体に対して該印刷媒体の表面に沿った所定の相対移動方向に相対的に移動して磁気インクによる磁界を検出する磁気インク検知用磁気センサーであって、
前記印刷媒体の表面に対して、ＮＳの磁極を結ぶ方向が前記相対移動方向に沿って傾斜して一方の磁極が接触または近接するように配置された着磁用磁石と、
磁界検出方向が前記印刷媒体の表面に平行な面内で前記相対移動方向に垂直な方向とされた２つの磁気検出部を前記磁界検出方向に沿って並ぶように配置してなる磁気検出素子とを有し、
前記印刷媒体に対する相対的な移動に伴って、前記着磁用磁石により前記印刷媒体を着磁し、該着磁した部分の磁気インクの量に応じた磁界を前記磁気検出素子の２つの磁気検出部によって差動検出することを特徴とする磁気インク検知用磁気センサー。
【請求項３】
前記着磁用磁石のＮＳの磁極を結ぶ方向と前記相対移動方向の成す角度で前記磁気検出素子側の角度は、９０°より小さく、前記着磁用磁石の前記印刷媒体を着磁する着磁側磁極の中心と該着磁側磁極の反対側の磁極の中心とが、前記磁気検出素子の中心を通り前記磁界検出方向に平行な直線から等距離になる角度以上であることを特徴とする請求項２に記載の磁気インク検知用磁気センサー。
【請求項４】
前記着磁用磁石のＮＳの磁極を結ぶ方向と前記相対移動方向の成す角度で前記磁気検出素子側の角度は、前記着磁用磁石の前記印刷媒体を着磁する着磁側磁極の中心と該着磁側磁極の反対側の磁極の中心とが、前記磁気検出素子の中心を通り前記磁界検出方向に平行な直線から等距離になる角度であることを特徴とする請求項２に記載の磁気インク検知用磁気センサー。
【請求項５】
前記着磁用磁石のＮＳの磁極間の距離が、前記印刷媒体を着磁する着磁側磁極の中心から前記磁気検出素子の中心を通り前記磁界検出方向に平行な直線までの距離の３／４以下であることを特徴とする請求項１に記載の磁気インク検知用磁気センサー。
【請求項６】
前記着磁用磁石は１個の磁石からなり、該磁石の前記印刷媒体を着磁する着磁側磁極の中心と前記磁気検出素子の２つの磁気検出部の中点を結ぶ直線の方向が前記相対移動方向に一致するように配置されることを特徴とする請求項１から５までのいずれか１項に記載の磁気インク検知用磁気センサー。
【請求項７】
棒状に形成された１個の着磁用磁石と、コの字形に形成された軟磁性材とを、前記着磁用磁石を内側にして全体としてＥ字形になるように組み合せた着磁体を有し、該着磁体の前記Ｅ字形の開放された側の３箇所の端部が前記印刷媒体の表面に対して接触または近接し、前記相対移動方向に垂直な方向に並ぶように配置されることを特徴とする請求項１から６までのいずれか１項に記載の磁気インク検知用磁気センサー。
【請求項８】
前記着磁用磁石は３個の磁石からなり、該３個の磁石は、概ね前記磁界検出方向に沿って一列に並び、該一列の中央の磁石と両側の２個の磁石のＮＳの磁化方向が逆にされたことを特徴とする請求項１から５までのいずれか１項に記載の磁気インク検知用磁気センサー。
【請求項９】
前記両側の２個の磁石の前記印刷媒体を着磁する着磁側磁極が前記磁界検出方向に平行な同一直線上にあり、且つ前記中央の磁石から等距離の位置に配置されていることを特徴とする請求項８に記載の磁気インク検知用磁気センサー。
【請求項１０】
前記中央の磁石と前記両側の２個の磁石の着磁側磁極が、全て同一直線上に配置されたことを特徴とする請求項９に記載の磁気インク検知用磁気センサー。
【請求項１１】
前記中央の磁石と前記両側の２個の磁石の各々のＮＳの磁極を結ぶ方向が互いに平行であることを特徴とする請求項８から１０までのいずれか１項に記載の磁気インク検知用磁気センサー。
【請求項１２】
前記両側の２個の磁石の前記印刷媒体を着磁する着磁側磁極の中心を結ぶ距離が、前記磁気検出素子の２つの磁気検出部の磁界検出方向の長さ以上であることを特徴とする請求項８から１１までのいずれか１項に記載の磁気インク検知用磁気センサー。
【請求項１３】
前記両側の２個の磁石の前記印刷媒体を着磁する着磁側磁極の中心から、前記磁気検出素子の中心を通り前記磁界検出方向に平行な直線までの距離ａと、前記両側の２個の磁石の着磁側磁極の中心どうしを結ぶ距離ｂに関して、（√２）ａ＞ｂの条件を満たすことを特徴とする請求項８から１２までのいずれか１項に記載の磁気インク検知用磁気センサー。
【請求項１４】
前記中央の磁石と両側の２個の磁石は同形状かつ同じ大きさであることを特徴とする請求項８から１３までのいずれか１項に記載の磁気インク検知用磁気センサー。
【請求項１５】
前記中央の磁石の前記印刷媒体を着磁する着磁側磁極の中心と前記磁気検出素子の２つの磁気検出部の中点を結ぶ直線の方向が前記相対移動方向に一致するように配置されることを特徴とする請求項８から１４までのいずれか１項に記載の磁気インク検知用磁気センサー。
【請求項１６】
高周波電流を印加すると外部磁界に応じてインピーダンスが変化する磁気インピーダンス素子を前記磁気検出素子として用いたことを特徴とする請求項１から１５までのいずれか１項に記載の磁気インク検知用磁気センサー。
【請求項１７】
請求項１から１６までのいずれか１項に記載の磁気インク検知用磁気センサーの出力信号を増幅する磁気インク検知用磁気センサーの信号処理方法であって、
前記磁気センサーの増幅前の出力信号に対して該信号の波形が振れる方向と反対側の方向においてピークホールドまたはミニマムホールドを行って比較電圧を得る工程と、
前記磁気センサーの増幅前の出力信号と前記比較電圧との直流差動増幅を行う工程を有することを特徴とする磁気インク検知用磁気センサーの信号処理方法。
【請求項１８】
請求項１６に記載の磁気インク検知用磁気センサーであって、前記磁気検出素子の２つの磁気検出部が直列に接続された磁気センサーと、
前記２つの磁気検出部の直列接続に高周波電流を印加する発振回路と、
前記２つの磁気検出部の直列接続の接地側の磁気検出部の両端から外部磁界に対する電圧の振幅変化を取り出す検波回路と、
該検波回路の出力信号に対して、該信号の波形が振れる方向と反対側の方向においてピークホールドまたはミニマムホールドを行って比較電圧を得る電圧保持回路と、
前記検波回路の出力信号と前記比較信号とを差動直流増幅するＤＣアンプとを有することを特徴とする磁気インク検知装置。
【請求項１９】
請求項１６に記載の磁気インク検知用磁気センサーと、
高周波電流を発振する発振回路と、
該発振回路から発振される高周波電流を前記磁気センサーの磁気検出素子の２つの磁気検出部のそれぞれに別々に印加する２系統の回路と、
前記２つの磁気検出部のそれぞれの両端から外部磁界に対する電圧の振幅変化を取り出す２つの検波回路と、
該２つの検波回路の出力を低ゲインで差動増幅する差動アンプと、
該差動アンプの出力信号に対して、該信号の波形が振れる方向と反対側の方向においてピークホールドまたはミニマムホールドを行って比較電圧を得る電圧保持回路と、
前記差動アンプの出力信号と前記比較信号とを差動直流増幅するＤＣアンプとを有することを特徴とする磁気インク検知装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、印刷媒体に印刷された磁気インクを検知するために磁気インクによる磁界を検出する磁気インク検知用磁気センサー、その出力を増幅する信号処理方法、及び前記磁気センサーにより磁気インクの検知を行う磁気インク検知装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、磁性を持つ粒子を含む磁気インクを印刷した紙幣等の印刷媒体の識別は、印刷媒体の絵柄の中に適当に配置された磁気インク印刷部を磁気センサーにより検知し、その結果に基づいて識別する方法が主として使われている。
【０００３】
図１０に磁気センサーに半導体磁気抵抗素子を用いた検知例を示す。この図は、半導体磁気抵抗素子９０の印刷媒体９３との矢印で示す相対移動方向に対し、垂直な方向から見た断面の形態を示している。
【０００４】
半導体磁気抵抗素子９０は、通常、媒体９３との相対移動方向の前後に並んだ２つの磁気検出部９０Ａ，９０Ｂを有し、これを差動動作させている。差動で使う理由は、磁気検出部９０Ａ，９０Ｂの素子単体では温度特性が悪く、その温度特性を補償するためであり、１個の検出部で動作させる事はまずない。半導体磁気抵抗素子９０の感度を得るために素子の背面にはバイアスマグネット９２が設置され、そのＮＳの磁極を結ぶ方向は検知面（媒体９３の表面）に対して垂直になっている。
【０００５】
この半導体磁気抵抗素子９０では、進行方向前後に２つの磁気検出部を持っているため、出力は微分的な波形となる。その具体例を図１１に示す。図１１の（ａ）のように、例えば１，０の大きな文字の真中を右方向にスキャンする場合、図１１の（ｂ）のように、左エッジで正、右エッジで負のピークを持つセンサー出力が得られ、微分的な出力波形が得られることが判る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のエッジを検出するような方法では、磁気テープを印刷媒体に貼り付けてエッジ情報を再現したり、磁性を持ったトナーの複写機で偽造（複製）する等で、識別装置をパスするケースが過去に存在した。
【０００７】
つまり、従来の磁気センサーでは、磁気インクの微分的なパターンしか捕らえていないために識別精度に不十分な点があり、もうひとつ識別条件を加えたいというニーズが高まってきた。
【０００８】
そこで、より高度な識別を行うためには、磁気インクの量に応じた信号を扱えば、パターンの形の他に、強度として磁気インクを捕らえることができ、識別精度を上げられる。
【０００９】
なお、半導体磁気抵抗素子も２つの磁気検出部の片方だけを動作させると、磁気インクのパターンと磁気インクの量に応じた強度を捕らえることができるが、前述の通り１個のみの使用では、温度特性の悪さが露呈し、安定したレベルを確保することが困難となる。また、外乱磁界に対して弱く、Ｓ／Ｎが悪くなる問題がある。
【００１０】
そこで本発明の課題は、
（１）印刷媒体に印刷された磁気インクの量に応じた磁界を正確に検出できる磁気インク検知用磁気センサーを提供すること、
（２）同センサーの磁気インクの量に応じた検出信号を安定して正確に増幅できる信号処理方法を提供すること、及び、
（３）同センサーにより磁気インク検知を行う磁気インク検知装置で、同センサーの磁気インクの量に応じた検出信号を安定して正確に増幅でき磁気インクの量の検知を安定して正確に行える磁気インク検知装置を提供すること、
にある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明によれば、
印刷媒体に印刷された磁気インクを検知するために、前記印刷媒体に対して該印刷媒体の表面に沿った所定の相対移動方向に相対的に移動して磁気インクによる磁界を検出する磁気インク検知用磁気センサーであって、
前記印刷媒体の表面に対して、ＮＳの磁極を結ぶ方向が概ね垂直で（または前記相対移動方向に沿って傾斜して）一方の磁極が接触または近接するように配置された着磁用磁石と、
磁界検出方向が前記印刷媒体の表面に平行な面内で前記相対移動方向に垂直な方向とされた２つの磁気検出部を前記磁界検出方向に沿って並ぶように配置してなる磁気検出素子とを有し、
前記印刷媒体に対する相対的な移動に伴って、前記着磁用磁石により前記印刷媒体を着磁し、該着磁した部分の磁気インクの量に応じた磁界を前記磁気検出素子の２つの磁気検出部によって差動検出する構成を採用した。
【００１２】
このような磁気センサーの構成によれば、着磁用磁石による着磁により、印刷媒体の着磁部において、前記相対移動方向に沿った両側に、印刷媒体の表面の面内の方向で前記相対移動方向に垂直な互いに逆方向の成分の磁界Ｈ１，Ｈ２を持たせることができる。そして、磁気検出素子の２つの磁気検出部によって差動検出することにより、同相である外乱磁界をキャンセルし、磁界Ｈ１＋Ｈ２を検出でき、磁気インクの量に応じた磁界を正確に検出できる。
【００１３】
ここで、前記着磁用磁石のＮＳの磁極を結ぶ方向を前記印刷媒体の表面に対して前記相対移動方向に沿って傾斜させる場合、前記着磁用磁石のＮＳの磁極を結ぶ方向と前記相対移動方向の成す角度で前記磁気検出素子側の角度は、前記着磁用磁石の前記印刷媒体を着磁する着磁側磁極の中心と該着磁側磁極の反対側の磁極の中心とが、前記磁気検出素子の中心を通り前記磁界検出方向に平行な直線から等距離になる角度、または、この角度以上で９０°より小さくするのが好ましい。
【００１４】
こうすれば、着磁用磁石から磁気検出素子に加わる漏洩磁界を小さくすることができる。
【００１５】
また、前記着磁用磁石のＮＳの磁極を結ぶ方向を前記印刷媒体の表面に対して概ね垂直にする場合、前記着磁用磁石のＮＳの磁極間の距離が、前記印刷媒体を着磁する着磁側磁極の中心から前記磁気検出素子の中心を通り前記磁界検出方向に平行な直線までの距離の３／４以下であるようにするのが好ましい。
【００１６】
こうすれば、着磁用磁石から磁気検出素子に加わる漏洩磁界を減少させることができ、且つ印刷媒体表面に沿った着磁磁界の相対移動方向成分が少ないため、印刷媒体の面内で相対移動方向に垂直な方向に効率良く着磁ができ、印刷媒体の着磁部による磁界Ｈ１，Ｈ２を大きくすることができる。
【００１７】
また、前記着磁用磁石は、具体的には、１個の磁石、あるいは概ね前記磁界検出方向に沿って一列に並ぶ３個の磁石からなるものとし、１個の場合はその磁石、３個の場合は前記一列の中央の磁石の着磁側磁極の中心と前記磁気検出素子の２つの磁気検出部の中点を結ぶ直線の方向が前記相対移動方向に一致するように配置されるものとする。
【００１８】
そして、着磁用磁石を１個とする場合、好ましくは、その磁石を棒状に形成し、これとコの字形に形成された軟磁性材とを、前記着磁用磁石を内側にして全体としてＥ字形になるように組み合せた着磁体を有し、該着磁体の前記Ｅ字形の開放された側の３箇所の端部が前記印刷媒体の表面に対して接触または近接し、前記相対移動方向に垂直な方向に並ぶように配置されるものとする。
【００１９】
こうすれば、着磁用磁石からの漏洩磁束を小さくし、その干渉が少なくなることで磁気検出素子と着磁用磁石を近接して配置できる。また、上記印刷媒体の着磁部の両側に持たせる磁界Ｈ１，Ｈ２の成分を強め、Ｓ／Ｎを上げることができる。
【００２０】
また、前記着磁用磁石が概ね前記磁界検出方向に沿って一列に並ぶ３個の磁石からなるものとする場合、前記一列の中央の磁石と両側の２個の磁石のＮＳの磁化方向が逆にされるものとする。
【００２１】
このとき、前記両側の２個の磁石の着磁側磁極が前記磁界検出方向に平行な同一直線上にあり、且つ前記中央の磁石から等距離の位置に配置されていることが好ましく、この場合に前記中央の磁石と前記両側の２個の磁石の着磁側磁極が全て同一直線上に配置されていればさらに好ましい。
【００２２】
また、前記中央の磁石と前記両側の２個の磁石の各々のＮＳの磁極を結ぶ方向が互いに平行であることが好ましい。
【００２３】
これにより、相対移動方向に沿った両側に対称な着磁を施すことができ、効率の良い差動検出ができる。また、中央と両側の磁石の着磁側磁極間では相対移動方向に垂直で媒体の表面に沿った方向の着磁磁界が増大し、印刷媒体の着磁部による磁界Ｈ１，Ｈ２の成分をさらに強めることができる。
【００２４】
また、前記両側の２個の磁石の着磁側磁極の中心を結ぶ距離が、前記磁気検出素子の２つの磁気検出部の磁界検出方向の長さ以上であることが好ましい。
【００２５】
これにより、磁気検出素子によって検出される印刷媒体の領域の幅全体を飽和まで磁化して媒体の履歴による残留磁化の影響を受けないようにすることができ、非常に再現性の良い検出が可能になる。
【００２６】
さらに、前記両側の２個の磁石の着磁側磁極の中心から、前記磁気検出素子の中心を通り前記磁界検出方向に平行な直線までの距離ａと、前記両側の２個の磁石の着磁側磁極の中心どうしを結ぶ距離ｂに関して、（√２）ａ＞ｂの条件を満たすことが好ましい。
【００２７】
これにより、磁気検出素子に対して中央の磁石から加わる漏洩磁界と両側の２個の磁石から加わる漏洩磁界が打ち消し合い、着磁用磁石全体から磁気検出素子に加わる漏洩磁界を大幅に減少させてさらにセンサーの小型化が可能になると共に、着磁用磁石の温度特性等によるセンサーの特性の劣化も非常に少なくすることができる。
【００２８】
さらに、前記中央の磁石と両側の２個の磁石は同形状かつ同じ大きさとすることが好ましい。
【００３１】
また、前記磁気検出素子は、例えば高周波電流を印加すると外部磁界に応じてインピーダンスが変化する磁気インピーダンス素子とする。
【００３２】
また、本発明によれば、上記本発明による磁気センサーの出力信号を増幅する磁気センサーの信号処理方法であって、
前記磁気センサーの増幅前の出力信号に対して該信号の波形が振れる方向と反対側の方向においてピークホールドまたはミニマムホールドを行って比較電圧を得る工程と、
前記磁気センサーの増幅前の出力信号と前記比較電圧との直流差動増幅を行う工程を有する方法を採用した。
【００３３】
このような方法によれば、磁気センサーの磁気検出素子の温度特性などによって磁気センサーの増幅前の出力信号のレベルシフトがあっても、前記比較信号がこれを追尾することにより、ベースラインの変動のない安定して正確な直流増幅を行うことができる。
【００３４】
また、本発明によれば、磁気インク検知装置において、
上記の本発明による磁気インク検知用磁気センサーであって、前記磁気検出素子が磁気インピーダンス素子であり、その２つの磁気検出部が直列に接続された磁気センサーと、
前記２つの磁気検出部の直列接続に高周波電流を印加する発振回路と、
前記２つの磁気検出部の直列接続の接地側の磁気検出部の両端から外部磁界に対する電圧の振幅変化を取り出す検波回路と、
該検波回路の出力信号に対して、該信号の波形が振れる方向と反対側の方向においてピークホールドまたはミニマムホールドを行って比較電圧を得る電圧保持回路と、
前記検波回路の出力信号と前記比較信号とを差動直流増幅するＤＣアンプとを有する構成を採用した。
【００３５】
また、磁気インク検知装置において、
上記の本発明による磁気インク検知用磁気センサーであって、前記磁気検出素子が磁気インピーダンス素子である磁気センサーと、
高周波電流を発振する発振回路と、
該発振回路から発振される高周波電流を前記磁気センサーの磁気検出素子の２つの磁気検出部のそれぞれに別々に印加する２系統の回路と、
前記２つの磁気検出部のそれぞれの両端から外部磁界に対する電圧の振幅変化を取り出す２つの検波回路と、
該２つの検波回路の出力を低ゲインで差動増幅する差動アンプと、
該差動アンプの出力信号に対して、該信号の波形が振れる方向と反対側の方向においてピークホールドまたはミニマムホールドを行って比較電圧を得る電圧保持回路と、
前記差動アンプの出力信号と前記比較信号とを差動直流増幅するＤＣアンプとを有する構成を採用した。
【００３６】
このような構成によれば、発振回路から磁気検出素子の２つの磁気検出部に高周波電流を印加し、一方または両方の磁気検出部の両端から検波回路により外部磁界に対する電圧の振幅変化を取り出した後、その信号に対して上述した本発明の信号処理方法により増幅を行い、ベースラインの変動のない安定して正確な直流増幅を行うことができる。そして電圧レベルが磁気インクの量に正確に対応した出力を得ることができる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００３８】
〈磁気インク検知用磁気センサーの実施形態１〉
磁気インク検知用磁気センサーの第１の実施形態を図１〜図４により説明する。
【００３９】
まず、本実施形態の磁気インク検知用磁気センサーの基本的な構成を図１により説明する。図１は、本実施形態の磁気センサーに設けられる着磁用の磁石１２と磁気検出素子１６の印刷媒体（以下、媒体と略す）１０に対する相対位置関係を示しており、紙幣等の媒体１０の磁気インクを印刷した表面の垂直上方より見た相対位置関係を示している。
【００４０】
磁気インク検知の動作では、磁気センサーまたは媒体１０を互いに対して矢印で示す相対移動方向（図中左右方向）に移動し、それに伴って、磁石１２により媒体１０を帯状に着磁し、その着磁部１４の磁気インクによる磁界を磁気検出素子１６で検出する。
【００４１】
媒体１０に印刷されている磁気インクは、元々決まった磁気量を持っているわけでなく、磁気インク検知に応じた方向に磁界を印加し、磁化を行う。また、一旦磁化された磁気インクも媒体１０の流通過程で強磁界にさらされる等で磁化が消失することもあるので、安定動作のためには、磁気インク検知直前に着磁を行うことが必須となる。
【００４２】
磁石１２は、図２（ａ）に示すように、例えば棒状に形成され、媒体１０の表面に対してＮＳの磁極を結ぶ方向が垂直で一方の磁極（図ではＳ極）が近接、または接触するように配置される。なお図２（ａ）は、上記相対移動方向に対して垂直な方向の着磁部１４周辺の断面を示している。
【００４３】
このように配置された磁石１２によって媒体１０の表面に印刷された磁気インクが着磁される。ここで媒体１０の着磁部１４は当然、磁気インク検知面（媒体１０の表面）に垂直な方向に磁化されるが、本発明に係る検知ではその磁化から発生する磁界成分で、上記相対移動方向に垂直で磁気インク検知面に対して平行な磁界成分Ｈ１，Ｈ２を有効に使用する。
【００４４】
着磁部１４は、残留磁化により図２（ａ）に示すように磁界を発するが、着磁面直上の水平成分の磁界Ｈｘを見ると、図２（ｂ）のように中心軸を境に着磁部１４の両側に極性が逆の磁界が得られる。なお、図２（ｂ）のグラフは、磁気インクが一様に印刷されている場合の例を示すものである。
【００４５】
この着磁部１４の中心軸を境に得られる逆方向の磁界Ｈ１，Ｈ２を検出し、差動増幅すれば、Ｈ１＋Ｈ２の磁界を検出し、外乱磁界をキャンセルすることができる。
【００４６】
そのために、磁気検出素子１６は、磁気検出部が媒体１０の検知面（表面）に平行に対向し、その検知面に平行な面内で指向性の強い磁気検出特性を持つ素子とする。具体的には、磁気検出素子１６は、素子本体の磁性体に高周波電流を印加すると、その両端のインピーダンスが外部磁界に対し変化する磁気インピーダンス素子が適している。特に素子本体の磁性体に薄膜を用いたものはパターンの自由度から、磁気検出部の面のサイズが自由に選べ、磁界Ｈ１，Ｈ２を検出するために同一非磁性基板上に磁気検出部を２つ設けることも容易である。
【００４７】
図１の磁気検出素子１６は、高透磁率磁性薄膜で構成した磁気インピーダンス素子を表しており、それぞれ高透磁率磁性薄膜でつづら折りの線状のパターンに形成された２つの磁気検出部１６Ａ，１６Ｂを有している。磁気検出部１６Ａ，１６Ｂは、磁界検出方向となるつづら折りの長手方向（折り返し方向）が同一で、媒体１０の表面に平行な面内で上記相対移動方向に垂直な方向とされ、さらに、互いに前記磁界検出方向に沿って並ぶように配置される。
【００４８】
また、磁気検出部１６Ａ，１６Ｂは、電気的に直列に接続されており、信号を取り出すための端子（図１中、黒の長方形で示す）がそれぞれの両端に設置される。なお、図１では磁気検出部１６Ａ，１６Ｂの間の端子が共通化されているが、必ずしも共通化する必要はなく、後述する差動増幅回路の構成により決定されるものである。また、磁気検出部１６Ａ，１６Ｂは、差動動作させる上で特性を同じくするため、つづら折りの線状のパターン幅、折り返しの本数、長さ、抵抗値等を概ね同一に揃えておくのが良い。
【００４９】
次に、この磁気検出素子１６による磁界検出動作について説明する。
【００５０】
磁気検出素子１６、すなわち磁気インピーダンス素子は、磁気検出部１６Ａ，１６Ｂのつづら折りの幅方向に磁化容易軸を選択した場合、図３に示すように、外部磁界Ｈに対しＶ字状のインピーダンス変化特性を持つ。その感度を得るためにはバイアス磁界の設定が必要となるが、コイルを巻きつけるか、磁石を近接させるかで磁界Ｈｂを与える。
【００５１】
バイアス磁界Ｈｂに対して、検出する磁界Ｈ１が逆方向、Ｈ２が同方向とすると、磁界検出時の動作点はＡ，Ｂにずれ、矢印に示すインピーダンスの差分△Ｚを差動動作で出力として取り出すことができる。外乱磁界によりＡ，Ｂの動作点がＡ′，Ｂ′と動いても、インピーダンスＺの差分△Ｚ′は△Ｚとほとんど等しくなる。
【００５２】
すなわち、バイアス磁界Ｈｂを印加した状態で、磁気検出部１６Ａ,１６Ｂで差動検出を行うことにより、外乱磁界をキャンセルして、着磁部１４の磁気インクの量に応じた磁界Ｈ１＋Ｈ２を正確に検出することができる。
【００５３】
次に本実施形態の磁気センサーの具体的構成を説明する。
【００５４】
磁気センサーの具体的な構成では、着磁用の磁石１２と磁気検出素子１６が同一ホルダーに一体的に保持されているほうが扱いやすい。ここではそうした構成例を説明する。
【００５５】
一体的に保持する上で注意すべきは、着磁用の磁石１２からの磁界で磁気検出素子１６の動作に悪影響を及ぼさないことが重要である。磁石１２は、磁気インクを十分に着磁させるため磁極表面で１ｋガウス程度は必要とされるが、磁気検出素子１６のバイアス磁界Ｈｂとしては数ガウスと桁違いの磁界を近接して扱うことになり、適切な干渉対策が必要となる。
【００５６】
図４に、磁石１２と磁気検出素子１６を同一のホルダー３２により一体的に保持した磁気センサー３４の構成を示す。
【００５７】
この磁気センサー３４の構成では、棒状の磁石１２に対し、コの字形のパーマロイ、フェライト等の軟磁性材１８を一方の磁極に跨がるように組み合わせ、磁石１２を内側にして全体として概ねＥ字形となる着磁体２０を構成し、その着磁体２０の前記Ｅ字形の開放された側の３箇所の端部が媒体１０の表面に対し垂直に接触または近接し、前述した相対移動方向に垂直な方向に並ぶように配置している。
【００５８】
この着磁体２０の構成により、磁石１２からの磁束を前記Ｅ字形の構成面に沿った方向に集中させることで磁気検出素子１６への磁界成分を極めて少なくでき、なお且つ、媒体１０に対する着磁で媒体１０の磁気インク検知面（表面）に沿った磁界成分を強めることで着磁後の着磁部１４からの磁界Ｈ１，Ｈ２を強める効果も得られる。
【００５９】
また、磁石１２から磁気検出素子１６への磁界波及をさらに押さえる必要がある場合は、図示のように衝立状のパーマロイ、アモルファス等の磁気シールド部材２２を着磁体２０と磁気検出素子１６の間に配置する。磁気シールド部材を筒状として磁気検出素子１６を包囲するように設けてもよい。この場合、外乱に対するノイズシールドの役目も期待できる。
【００６０】
磁気検出素子１６は、ガラス、セラミック等からなる非磁性基板２４上に、アモルファス、パーマロイ等の高透磁率磁性薄膜からなる先述したつづら折りの線状の２つの磁気検出部１６Ａ，１６Ｂを設けた構成であり、必要な検知幅に応じて磁気検出部１６Ａ，１６Ｂのつづら折り部の長さを選択し、分解能に応じてつづら折りの回数や幅を選択する。磁気検出部１６Ａ，１６Ｂのつづら折り部は媒体１０の検知面とはコンマ数ミリオーダーの間隔で平行になるように保持される。また、先述のように、磁気検出部１６Ａ，１６Ｂは、磁界検出方向となるつづら折りの長手方向（折り返し方向）が同一で、媒体１０の表面に平行な面内で上記相対移動方向に垂直な方向とされ、さらに、互いに前記磁界検出方向に沿って並ぶように配置される。
【００６１】
また、磁気検出素子１６の上方近傍にはバイアスマグネット２８が設置され、先述したバイアス磁界Ｈｂを発生し、磁気検出素子１６を感度の良い動作点にセットする。なお、磁気検出素子１６にコイルを巻回し、これに電流を流してバイアス磁界を印加するようにしてもよい。
【００６２】
なお、磁石１２の着磁側磁極の中心と磁気検出素子１６の磁気検出部１６Ａ，１６Ｂの中点を結ぶ直線Ｌの方向が磁気センサーと媒体の相対移動方向に一致するように磁石１２と磁気検出素子１６が配置される。これにより、着磁部１４の磁界に対する磁気検出部１６Ａ，１６Ｂの感度をほぼ等しくできる。
【００６３】
なお、磁気検出部１６Ａ，１６Ｂのそれぞれに接続された端子３０を通して、磁気検出部１６Ａ，１６Ｂの検出信号が検知面と反対側に引き出される。
【００６４】
このような構成で、磁気インク検知時には、磁気センサー３４が媒体１０に対して矢印で示す相対移動方向に相対的に移動され、その移動に伴って、着磁体２０の磁石１２により媒体１０を着磁し、その着磁した部分の磁気インクの量に応じた先述のＨ１＋Ｈ２の磁界を磁気検出素子１６の磁気検出部１６Ａ，１６Ｂによって差動検出する。すなわち、後述のように磁気検出部１６Ａ，１６Ｂの直列接続に高周波電流が印加され、前記Ｈ１＋Ｈ２の磁界を含む外部磁界に応じて磁気検出部１６Ａ，１６Ｂの両端のインピーダンスが変化し、接地側の磁気検出部の両端から外部磁界に対する電圧の振幅変化が検出信号として取り出される。ここで、差動検出により、外乱磁界をキャンセルし、媒体１０に印刷された磁気インクの量に応じた磁界を正確に検出することができる。
【００６５】
＜磁気インク検知用磁気センサーの実施形態２＞
次に、磁気インク検知用磁気センサーの第２の実施形態を図１２〜図１４により説明する。
【００６６】
図１２は本実施形態の磁気インク検知用磁気センサーにおいて不図示の同一のホルダー内に配置された着磁体２０と磁気検出素子１６及びバイアスマグネット２８の位置関係を示したものである。着磁体２０以外の構成は上述した第１の実施形態の図４の構成と同様であり、動作原理も第１の実施形態と同様であり、それらの説明は省略する。ただし本実施形態では、磁気シールド部材２２は磁気検出素子１６を包囲する形状で、シールド効果を高めている。
【００６７】
本実施形態では、着磁体２０は、第１の実施形態と同様の第１の着磁用磁石１２と、その両側に配置された第２と第３の着磁用磁石１３Ａ，１３Ｂからなる。これらの磁石１２，１３Ａ，１３Ｂは同形状、同じ大きさで棒状（四角柱状）に形成され、磁気検出素子１６の磁界検出方向に沿って一列に並び、夫々の一方の磁極が着磁側磁極として図１２では不図示の媒体の表面に接触または接近するように配置される。また、これら３個の磁石は、それぞれのＮＳの磁極を結ぶ方向が互いに平行で、媒体の表面に対しほぼ垂直になるように配置されており、中央の磁石１２と両側の磁石１３Ａ，１３ＢではＮＳの磁化方向が逆になっている。また、これら３個の着磁用磁石１２，１３Ａ，１３Ｂの着磁側磁極の中心は磁気検出素子１６の磁界検出方向に平行な同一直線上に等間隔で配置されている。また、中央の磁石１２の着磁側磁極の中心と磁気検出素子１６の磁気検出部１６Ａ，１６Ｂの中点を結ぶ直線Ｌは、磁気センサーと媒体の相対移動方向と平行になっている。
【００６８】
図１２の着磁体２０による媒体の着磁は、磁石１２，１３Ａ，１３Ｂの着磁側の磁極によって行われ、磁石１２の着磁側磁極と磁石１３Ａ，１３Ｂの着磁側磁極の極性が異なるので、それらの磁極間に生じる媒体の表面に沿った着磁磁界は上述した第１の実施形態の図４の着磁体２０よりも大きく、媒体の着磁部による磁気検出素子１６への磁界Ｈ１，Ｈ２をさらに大きくすることができる。
【００６９】
また、図１２において着磁体２０の両側の磁石１３Ａ，１３Ｂは、それぞれの着磁側磁極の中心間の距離ｂが磁気検出素子１６の磁気検出部１６Ａ，１６Ｂの長さｌに対してｂ≧ｌとなるように配置される。これにより磁気検出素子１６で検出される幅以上の幅を着磁して媒体の履歴による残留磁化の影響を受けないようにすることができ、再現性の良い検出が可能である。
【００７０】
また、図１２において磁石１３Ａ，１３Ｂは、それぞれの着磁側磁極の中心と、磁気検出素子１６の中心を通って同素子の磁界検出方向に平行な直線との距離ａが上記のそれぞれの着磁側磁極の中心間の距離ｂに対して、（√２）ａ＞ｂの関係を満たすように配置される。その理由を以下に説明する。
【００７１】
着磁体２０から磁気検出素子１６の２つの磁気検出部１６Ａ，１６Ｂに逆方向に加わる漏洩磁界は、検出の際の外乱となるが、特にセンサを小型化して着磁体２０と磁気検出素子１６の距離を近づけると漏洩磁界が非常に大きくなる。この外乱の除去は、磁気検出素子１６に動作磁界範囲の狭い磁気インピーダンス素子を用いて高精度な検出を行う場合には非常に重要な課題であり、何らかの工夫が必要となる。図１３（ａ）は中央の磁石１２から磁気検出素子１６の磁界検出方向に加わる磁界の大きさを示し、図１３（ｂ）は両側の２つの磁石１３Ａ，１３Ｂからのそれを示す。これらは磁気検出素子１６の中心を原点とし、２つの磁気検出部１６Ａ，１６Ｂを通る直線上の位置による磁界変化を表したものである。磁石１３Ａと１３Ｂからの磁界は、距離ａとｂの関係によって変化し、（√２）ａ＞ｂのとき中央の磁石１２からの磁界を相殺する形になる。磁気検出素子１６に加わる漏洩磁界はシールドの形状などによって多少変化するため、（√２）ａ＞ｂの条件下においてｂまたはａの値を振ることにより、磁気検出素子１６に加わる磁界を最小にすることができる。
【００７２】
ここで（√２）ａ＞ｂの条件は、図１２の着磁体２０にのみに適用されるものではなく、中央の磁石１２と両側の磁石１３Ａ，１３Ｂの着磁側磁極が同一直線上にないものとした場合や、両側の磁石１３Ａ，１３Ｂが例えばハの字状に外側に傾いたものとした場合にも有効である。また、着磁体２０が一体的に保持されていないものとした場合にも有効である。なお、中央の磁石１２と両側の磁石１３Ａ，１３Ｂの着磁側磁極が同一直線上にないものとした場合でも、両側の磁石１３Ａ，１３Ｂは、それぞれの着磁側磁極が磁気検出素子１６の磁界検出方向に平行な同一直線上にあり、かつ中央の磁石１２から等距離の位置に配置されるものとする。
【００７３】
さらに、図１２において磁石１２，１３Ａ，１３Ｂは、それぞれのＮＳ磁極間の距離ｈ、すなわちそれぞれの高さが、ｈ≦（３／４）ａの条件を満たすように配置される。その理由を以下に説明する。
【００７４】
本実施形態の着磁体２０の構成では、着磁用磁石の着磁側磁極と反対側の磁極の磁界が着磁側磁極の磁界を相殺する効果が得られる。このため、必要な着磁磁界が得られる範囲で、着磁用磁石のＮＳ磁極間の距離はできるだけ短い方が良い。着磁用磁石１２，１３Ａ，１３Ｂの磁極から磁気検出素子１６の磁界検出方向に加わる磁界は、それぞれの磁極と磁気検出素子１６の距離の３乗に反比例するので、距離ｈとａがａ3／（√ａ2＋ｈ2）3≦１／２のとき、即ち近似的にｈ≦（３／４）ａのとき着磁側磁極からの磁界を半減かそれ以下にすることができ、反対側の磁極による相殺効果を有効に利用することができる。
【００７５】
ここでｈ≦（３／４）ａの条件も、図１２の着磁体２０にのみに適用されるものではなく、中央と両側の磁石の着磁側磁極が同一直線上にないものとした場合や、着磁体が一体的に保持されていないものとした場合にも有効である。また、本発明の基本的な構成として着磁用磁石が１個のみの場合にも有効である。
【００７６】
次に、図１４は、着磁体２０の構成によって着磁体２０から磁気検出素子１６に加わる磁界がどの程度変化するかを実測した結果を示す。図１４の下側左端のＶ字形の曲線は、磁気検出素子１６に用いた磁気インピーダンス素子の磁界に対する出力特性を示す。
【００７７】
図１４の（ａ）は着磁体の無い状態で、バイアスマグネット２８の磁界だけが加わったときの２つの磁気インピーダンス素子（磁気検出部１６Ａ，１６Ｂ）の出力レベルを示している。ここで、２つの素子には同じバイアス磁界を印加しているため、２つの出力レベルは重なっている。着磁体を設置して２つの素子に逆方向の漏洩磁界が加わると、２つの素子の動作点は逆方向に移動し、出力レベルに差が現れる。この出力レベルの差は、着磁用磁石の温度特性によって変動するため、２つの素子のバイアス磁界を調整して出力レベルを合わせても、特性の劣化は免れない。また、動作点のずれが大きくなると、調整自体が困難である。
【００７８】
図１４の（ｂ）〜（ｄ）は３種類の着磁体を設置したときの出力レベルを示したものである。（ｂ）は本実施形態の３つの磁石で構成される着磁体を使用した場合のもので、３つの磁石の配置は上述した条件を満たすものである。（ｃ）は前述した第１の実施形態における図４の磁石１２とコの字型の軟磁性材１８をくみ合わせた場合、（ｄ）は本発明の基本的な構成として１個の着磁用磁石のみで着磁体を構成した場合である。この図１４でわかるように、本実施形態の着磁体２０の構成を用いると、磁気検出素子１６に与える影響を非常に小さくすることができ、磁気検出素子１６に磁気インピーダンス素子を用いて小型化と高精度の検出を両立することが可能である。
【００７９】
〈磁気インク検知用磁気センサーの実施形態３〉
次に、図１５は本発明による磁気インク検知用磁気センサーの第３の実施形態を示したものである。ここに示すように、本実施形態では、上述した第２の実施形態の図１２の構成と同様に、着磁体２０が３個の磁石１２，１３Ａ，１３Ｂで構成されている。そして、中央の磁石１２と両側の磁石１３Ａ，１３ＢのＮＳの磁化方向は反対であり、それぞれの磁石の着磁側磁極の中心は着磁される媒体の表面に平行な面内で磁気センサーと媒体の相対移動方向に垂直な直線上に等間隔で配置されている。
【００８０】
しかし、第２の実施形態と異なる点として、本実施形態では、３個の磁石１２，１３Ａ，１３ＢのＮＳの磁極を結ぶ方向は着磁される媒体の表面に垂直な方向から上記相対移動方向に沿って、媒体を着磁する着磁側と反対側の磁極が磁気検出素子１６に近づくように傾斜している。その傾斜角、つまり上記ＮＳの磁極を結ぶ方向と上記相対移動方向のなす角度で磁気検出素子１６側の角度は、垂直な９０°より小さく、着磁用磁石のそれぞれの着磁側磁極の中心と、着磁側と反対側の磁極の中心とが磁気検出素子１６の中心（磁気検出部１６Ａ，１６Ｂの中心）を通り同素子１６の磁界検出方向に平行な直線から等距離になる角度（図１５中の距離ａとｃが等しくなる角度）までの範囲内である。なお、前記の等距離になる角度は９０°より小さく、各磁石の磁極間の距離ｈと着磁側磁極から磁気検出素子までの距離ａとで定まる。これ以外の点は第２の実施形態と同様である。
【００８１】
このような本実施形態によれば、第１と第２の実施形態のように着磁用磁石のＮＳの磁極を結ぶ方向が媒体の表面に垂直な場合に比べて、着磁用磁石の着磁側と反対側の磁極から磁気検出素子１６までの距離が短くなるため、着磁側と反対側の磁極の磁界が着磁側磁極から磁気検出素子１６に加わる磁界を相殺する効果が大きい。特に、着磁用磁石の両側の磁極から磁気検出素子１６までの距離のａとｃが等しくなるように上記の傾斜角を設定すれば、着磁用磁石からの磁界の影響は殆ど無くなるので好ましい。
【００８２】
このように着磁用磁石を傾斜させることは、非常に大きなゲインで２つの磁気検出部１６Ａ，１６Ｂの出力を差動増幅するために動作点のずれによる出力レベル差を極力小さくする必要がある場合や、磁気センサーのホルダーの大きさや検出幅の制限などにより上述した実施形態で示した配置の条件が満たせない場合には非常に有効である。
【００８３】
なお、本実施形態の着磁用磁石のＮＳの磁極を結ぶ方向を傾けて磁界の相殺効果を高める方法は、本発明の基本構成として着磁用磁石が１個のみの場合にも有効である。また、第１の実施形態のように１個の着磁用磁石１２と軟磁性材１８から着磁体２０を構成する場合にも有効である。
【００８４】
〈磁気インク検知装置の実施形態〉
次に、上述した第１の実施形態の磁気センサー３４のあるいは第２ないし第３の実施形態の磁気センサーを用いて磁気インクの検知を行う磁気インク検知装置の実施形態を図５〜図８により説明する。
【００８５】
上述した磁気センサー３４の磁気インクの量に応じた磁界の検出信号は、差動動作により、その出力波形が基準電位（ゼロ電位）のベースラインに対して正または負方向のみに振れる偏った信号となり、その増幅はＤＣ増幅が基本となる。しかし、単純なＤＣ増幅では、出力のベースラインが磁気検出素子１６自身の温度特性によるインピーダンス変動や外乱磁界の緩やかな変化によりふらつくので、増幅後の検出信号の直流電圧で磁気インクの量のレベルを判定する場合支障となる。そこで、その影響を回避する手段を組み入れた磁気インク検知装置の回路構成を図５に示す。
【００８６】
図５に示す磁気インク検知装置の構成は、磁気センサー３４，発振回路４０，バッファーアンプ４２，検波回路４４，バッファーアンプ４６，ホールド回路（電圧保持回路）４８及びＤＣアンプ５０からなる。
【００８７】
発振回路４０は、磁気センサー３４の磁気検出素子１６に磁気インピーダンス効果を発揮させるための高周波電流を発振する高周波発振回路であり、発振周波数がＭＨｚ帯のものを使う。その発振回路４０より、バッファーアンプ４２を介しコンデンサーＣ１でＤＣ分を除去した後に、磁気センサー３４の磁気検出部１６Ａ，１６Ｂの直列接続に高周波電流を印加する。磁気検出部１６Ａ，１６Ｂのどちらを接地側にするかは、センサー出力の極性を判断して選択すれば良い。ここでは接地側に接続された磁気検出部１６Ｂの両端から外部磁界に対する電圧の振幅変化を信号として検波回路４４の検波により取り出し、バッファーアンプ４６を経て、検波後出力Ｖｓを得る。
【００８８】
この後、この検波後出力電圧Ｖｓをいかに直流増幅するか問題であるが、ここで増幅前の検波後出力Ｖｓの波形がベースラインに対しプラス側のみ又はマイナス側のみの片側にふれる波形であることに着目し、ホールド回路４８において、その信号波形の振れる方向と逆方向において検波後出力Ｖｓのピークホールドまたはミニマムホールドを行う。そして、そのホールド電圧を比較電圧Ｖrefとして、検波後出力Ｖｓと比較電圧Ｖrefの直流差動増幅をＤＣアンプ５０により行い、センサー出力Ｖo、すなわち磁気インク検知信号を得る。
【００８９】
ホールド回路４８は、一例として検波後出力Ｖｓがマイナス側にふれる信号とした場合に、図６のようなピークホールド回路を選択できる。検波後出力がプラス側にふれる場合は、ダイオードＤ３，Ｄ４の向きを逆にしたミニマムホールド回路で対応できる。なお、ホールド回路４８のＲＥＳＥＴ入力は、ノイズを拾って誤動作してしまった場合にリセットするためや、確実に磁気インクの無い場所のみをホールドできるようサンプルホールドするための制御入力として使用する。
【００９０】
また、ピークホールド又はミニマムホールド回路は、Ａ／Ｄ，Ｄ／Ａ変換を含めたマイコン処理でも可能であり、判定制御部との連携でよりインテリジェントな処理も可能になる。
【００９１】
次に、上記構成によりセンサー出力のベースラインを安定化できる作用を図７により説明する。
【００９２】
上記磁気インク検知装置を図７に示す媒体（１），（２）に対して相対的に矢印で示す相対移動方向に移動させてスキャンし、検波後出力Ｖｓと上述したホールド電圧より得られる比較電圧ＶrefをＤＣアンプ５０で直流差動増幅すると、図示のようにベースラインが基準電圧であるゼロ電位に一致したセンサー出力Ｖoが得られる。媒体（１）から媒体（２）のインターバルで、温度特性等で検波後出力Ｖｓがレベルシフトをした場合も比較電圧Ｖrefがこれを追尾することにより、センサー出力Ｖoのベースラインの変動が無く、安定した直流電圧レベルを評価できる事が判る。
【００９３】
また、増幅前センサー出力Ｖｓのレベルが緩やかに下がる場合も、ホールド回路４８へのＲＥＳＥＴ入力でリセットを必要に応じてかけるか、コンデンサーＣ４の放電特性として、媒体の１スキャンに対して十分緩やかなホールド減衰特性を持たせる等で対応させることができる。
【００９４】
このように、本実施形態の磁気インク検知装置によれば、センサー出力のベースラインを安定化でき、電圧レベルが磁気インクの量に正確に対応したセンサー出力を得ることができる。すなわち、磁気インクの量の検知を安定して正確に行うことができる。
【００９５】
そして、このように磁気インクの量に正確に対応した安定したセンサー出力であるＤＣアンプ５０の出力ＶoをＡ／Ｄ変換し、マイコン等で個々の媒体の特長に合わせたパターン認識と磁気インク量のレベル判定を行うことにより、従来より１ランク上の識別精度で紙幣などの印刷媒体の識別を行うことができる。そして、紙幣などの印刷媒体の偽造などの不正行為に対して有効な手段を提供することができる。
【００９６】
〈磁気インク検知装置の他の実施形態〉
次に、磁気インク検知装置の他の実施形態の回路構成を図８により説明する。
【００９７】
先述した図６の磁気インク検知装置の回路構成では、磁気センサー３４の磁気検出素子１６の磁気検出部１６Ａ，１６Ｂを直列に接続し、共通に高周波電流を印加した。
【００９８】
これに対して図８の回路構成では、発振回路５１から高周波電流を印加する回路をバッファーアンプ５２Ａ，５２ＢとコンデンサＣ１１，Ｃ２１で２系統設け、磁気検出部１６Ａ，１６Ｂに対して別々に高周波電流を印加している。そして検波回路５４Ａ，５４Ｂによって磁気検出部１６Ａ，１６Ｂのそれぞれの両端から外部磁界に対する電圧の振幅変化を信号として取り出し、その２つの信号を１〜数倍程度の低ゲインの直流の差動アンプ５６にて差動増幅して、検波後出力Ｖsを得る。さらに検波後出力Ｖsをホールド回路５８により先述のようにその出力波形の振れる方向と反対側の方向でピークホールドまたはミニマムホールドして比較電圧Ｖrefを得て、ＤＣアンプ６０により検波後出力Ｖsと比較電圧Ｖrefの直流差動増幅を行い、センサー出力Ｖoを得る。
【００９９】
このような図８の構成では、部品点数は増えるが、より差動動作を正確にさせＳ／Ｎを稼ぎたい場合は有効である。
【０１００】
【実施例】
次に、図５の構成の磁気インク検知装置により、ある紙幣をスキャンして磁気インク検知を行った実施例を図９により説明する。
【０１０１】
この磁気インク検知では、磁気検出素子１６として、ガラス基板上に、磁気検出部１６Ａ，１６ＢをＦｅ−Ｔａ−Ｃ系の高透磁率磁性薄膜から先述したつづら折りの線状に形成した素子を用いた。検出部１６Ａ，１６Ｂのつづら折りの長さはそれぞれ２ｍｍに設定し、つづら折り部の幅は０．４５ｍｍとした。発振回路４０の周波数は２０ＭＨｚに設定し、ＤＣアンプ５０のゲインは２００倍とした。
【０１０２】
このような磁気インク検知装置により、図９（ａ）に示すように、紙幣に対してＳ１〜Ｓ５のスキャン位置で矢印方向に相対的に移動させてスキャンした。その結果のセンサー出力Ｖoを図９（ｂ）に示す。この図９（ｂ）より、Ｓ１からＳ５までのスキャンで、磁気インクの量に応じた信号が適度の分解能を持って再現されていることがわかる。また、磁気インクの無い部分に対応したセンサー出力Ｖoのベースラインを見ても良好なＳ／Ｎを示していることが判る。
【０１０３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、印刷媒体に印刷された磁気インクを検知するために、前記印刷媒体に対して該印刷媒体の表面に沿った所定の相対移動方向に相対的に移動して磁気インクによる磁界を検出する磁気インク検知用磁気センサーであって、着磁用磁石による新規な着磁方法と、これに対応した磁気検出素子の構成、配置を採用することにより、外乱磁界に対して強く、印刷媒体に印刷された磁気インクの量に応じた磁界を正確に検出することができる磁気センサーを提供することができる。
【０１０４】
また、同磁気センサーの出力信号を増幅する磁気センサーの信号処理方法であって、磁気センサーの増幅前の出力の波形が片方向のみに振れる特性であることを利用して、磁気センサーの増幅前の出力信号と、これをピークホールドまたはミニマムホールドして得た比較電圧との直流差動増幅を行うことにより、磁気センサーの磁気インクの量に応じた検出信号をベースラインの変動なく安定して正確に増幅できる信号処理方法を提供することができる。
【０１０５】
また、上記本発明による磁気センサーで、磁気検出素子を磁気インピーダンス素子とした磁気センサーにより磁気インクの検知を行う磁気インク検知装置であって、磁気センサーの磁気インクの量に応じた出力信号を上記本発明による信号処理方法でベースラインの変動なく安定して正確に増幅でき、磁気インクの量の検知を安定して正確に行える磁気インク検知装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による磁気センサーの第１の実施形態に設けられる着磁用の磁石と磁気検出素子の印刷媒体に対する相対位置関係を示す説明図である。
【図２】（ａ）は同磁気センサーの着磁用磁石に着磁された印刷媒体の着磁部の磁界の様子を示す説明図、（ｂ）は同着磁部の位置による磁界の強さを示す線図である。
【図３】同磁気センサーの磁気検出素子の磁気インピーダンス特性と、バイアス磁界Ｈｂの設定による磁界Ｈ１＋Ｈ２の差動検出を説明する線図である。
【図４】同磁気センサーの具体的構成を示す斜視図である。
【図５】同磁気センサーあるいは第２ないし第３の実施形態の磁気センサーを用いた磁気インク検知装置の実施形態の回路構成を示す回路図である。
【図６】図５中のホールド回路として使用され得るピークホールド回路の回路図である。
【図７】実施形態の磁気インク検知装置で印刷媒体をスキャンした場合の検波後出力Ｖs，比較電圧Ｖref，センサー出力Ｖoを示すタイミングチャート図である。
【図８】磁気インク検知装置の他の実施形態の回路構成を示す回路図である。
【図９】（ａ）は磁気インク検知装置の実施例で紙幣をスキャンした様子を示す説明図、（ｂ）はそのスキャンの結果のセンサー出力Ｖoを示す波形図である。
【図１０】従来の磁気インク検知用磁気センサーとしての半導体磁気抵抗素子の構成と磁気インク検知動作を示す説明図である。
【図１１】（ａ）は図１０のセンサーにより文字パターンをスキャンする様子を示す説明図、（ｂ）は同スキャンの結果のセンサー出力を示す信号波形図である。
【図１２】本発明による磁気インク検知用磁気センサーの第２の実施形態の構成及び部材の配置を示す斜視図である。
【図１３】（ａ）は第２の実施形態の磁気センサーの中央の着磁用磁石が磁気検出素子に及ぼす磁界を示すグラフ図、（ｂ）は同センサーの両側の着磁用磁石が磁気検出素子に及ぼす磁界を示すグラフ図である。
【図１４】磁気センサーの着磁体の構成に応じた磁気検出素子の動作点の移動による出力レベルの相違を示したオシロ波形の写真および特性図である。
【図１５】本発明による磁気インク検知用磁気センサーの第３の実施形態の構成及び部材の配置を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０  印刷媒体
１２，１３Ａ，１３Ｂ  着磁用の磁石
１６  磁気検出素子
１６Ａ，１６Ｂ  磁気検出部
１８  軟磁性材
２０  着磁体
２４  非磁性基板
２８  バイアスマグネット
３０  端子
３２  ホルダー
３４  磁気センサー
４０  発振回路
４２  バッファーアンプ
４４  検波回路
４６  バッファーアンプ
４８  ホールド回路
５０  ＤＣアンプ
５１  発振回路
５２Ａ，５２Ｂ  バッファーアンプ
５４Ａ，５４Ｂ  検波回路
５６  低ゲイン差動アンプ
５８  ホールド回路
６０  ＤＣアンプ
【図１】
0004024964.tif 000002
【図２】
0004024964.tif 000003
【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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