磁気センサ装置
【課題】 磁性パターンを有する被検知物を磁気抵抗効果素子から微小距離離間させた非接触状態で、安定して感度良く被検知物の磁性パターンを検出する磁気センサ装置を得る。
【解決手段】 搬送路を搬送される被検知物と、この被検知物の一方の面に磁極が配置され、前記被検知物に交差する交差磁界を生成する磁石と、前記被検知物の他方の面に設けられ、出力端子を有し、前記交差磁界内を搬送される前記被検知物の磁気成分による前記交差磁界の搬送方向成分の変化を抵抗値の変化として出力する磁気抵抗効果素子とを備えた。
【解決手段】 搬送路を搬送される被検知物と、この被検知物の一方の面に磁極が配置され、前記被検知物に交差する交差磁界を生成する磁石と、前記被検知物の他方の面に設けられ、出力端子を有し、前記交差磁界内を搬送される前記被検知物の磁気成分による前記交差磁界の搬送方向成分の変化を抵抗値の変化として出力する磁気抵抗効果素子とを備えた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、紙幣等の紙葉状媒体上に形成された微小磁性パターンを検出する磁気センサ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気センサ装置は、磁界強度に対応して抵抗値が変化する特性を有している磁気抵抗効果素子を使用したセンサ装置である。紙幣等の紙葉状媒体に含まれる磁性パターンを検出する磁気センサ装置においては、この磁性パターンの磁化量が微小であるため、感度良く磁性パターンを検出するためには、半導体磁気抵抗効果素子よりも感度の高い異方性磁気抵抗効果素子を使用し、異方性磁気抵抗効果素子を感度がもっとも高くなる磁界強度環境下に設ける上で、紙幣など紙葉状媒体は強磁界環境を通過させる必要がある。
【０００３】
しかしながら、異方性磁気抵抗効果素子を使用した磁気センサ装置においては、異方性磁気抵抗効果素子が１０ｍＴ程度の磁界強度で飽和するため、異方性磁気抵抗効果素子が飽和せず感度がもっとも高くなる磁界強度環境下に配置することが難しいという問題があった。
【０００４】
また、非接触型の磁気センサ装置においては、紙葉状媒体などの被検知物と磁気抵抗効果素子とは所定の距離離れているため、磁気抵抗効果素子の抵抗値変化出力が小さくなり被検知物に含まれる磁性パターンの検出感度が低下する問題があった。
【０００５】
このような問題を解決するため、特開２００８−１４５３７９号公報（特許文献１参照）には、永久磁石による検出用磁界が同時に付与する強磁性体薄膜磁気抵抗素子の感磁方向のバイアス磁界強度が飽和磁界以下の磁束量となるように永久磁石の位置を調整して配置した磁気センサが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１４５３７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の磁気センサでは、具体的な強磁性体薄膜磁気抵抗素子の感磁方向のバイアス磁界強度が飽和磁界以下の磁束量となるような永久磁石の配置方法が開示されていない。また、非接触磁気センサにおいて被検知物の検出感度を向上させるには、バイアス磁石の磁力を高め、異方性磁気抵抗効果素子に適切なバイアス磁界を印加しつつ、被検知物が搬送される搬送路の磁界強度を高める必要があるが、被検知物は異方性磁気抵抗効果素子よりもバイアス磁石の遠方を通過するため、被検知物による磁界強度の変化は小さく個々の異方性磁気抵抗効果素子の出力信号が小さくなるという課題がある。
【０００８】
この発明は上述のような課題を解決するためになされたものであり、磁性パターンを有する被検知物を磁気抵抗効果素子から微小距離離間させた非接触状態で、安定して感度良く被検知物の磁性パターンを検出する磁気センサ装置を得るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に係る磁気センサ装置は、搬送路を搬送される被検知物と、この被検知物の一方の面に磁極が配置され、前記被検知物に交差する交差磁界を生成する磁石と、前記被検知物の他方の面に設けられ、出力端子を有し、前記交差磁界内を搬送される前記被検知物の磁気成分による前記交差磁界の搬送方向成分の変化を抵抗値の変化として出力する磁気抵抗効果素子とを備えたものである。
【００１０】
また、この発明に係る磁気センサ装置は、搬送路を搬送される被検知物と、この被検知物の一方の面に磁極が配置され、前記被検知物に交差する交差磁界を生成する磁石と、この磁石と前記被検知物との間に設けられ、出力端子を有し、前記交差磁界内を搬送される前記被検知物の磁気成分による前記交差磁界の搬送方向成分の変化を抵抗値の変化として出力する磁気抵抗効果素子とを備えたものである。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、搬送経路に交差する交差磁界内に磁気抵抗効果素子が配置されているので、磁気抵抗効果素子の感磁方向の磁界強度は弱磁界強度であるため磁気抵抗効果素子は飽和することなく、被検知物には搬送経路に交差する方向の強磁界強度が印加されるため、感度良く被検知物の磁気パターンが検出される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の実施の形態１における磁気センサ装置の被検出体の搬送方向から見た断面図である。
【図２】この発明の実施の形態１における磁気センサ装置の被検出体の挿排出方向から見た断面図である。
【図３】図１における金属キャリアへの多層基板とＡＭＲ素子の実装状態を示す拡大図である。
【図４】図１における中空部から多層基板側を見たＡＭＲ素子の実装状態を示す上面図である。
【図５】この発明の実施の形態１における磁気センサ装置のＡＭＲ素子と外部回路との接続状態を示す接続図である。
【図６】図１に示す磁気センサ装置における第１の磁石と第２の磁石から生成される搬送路での磁界分布を示す図である。
【図７】図６における間隔方向（Ｚ軸方向）の磁界の搬送方向（Ｘ軸方向）における強度変化を示す図である。
【図８】この発明の実施の形態１における磁気センサの検出原理を説明する磁力線ベクトル図である。
【図９】図６におけるＸ軸方向およびＺ軸方向の磁界強度の第１の磁石と第２の磁石との間隔方向（Ｚ軸方向）における強度変化を示す図である。
【図１０】ＡＭＲ素子の印加磁界と抵抗変化率を示す図である。
【図１１】この発明の実施の形態１におけるミアンダ形状の抵抗パターンを有するＡＭＲ素子の上面図である。
【図１２】この発明の実施の形態２におけるＡＭＲ磁気センサ装置の中空部から多層基板側を見たＡＭＲ素子の実装状態を示す上面図である。
【図１３】この発明の実施の形態２における磁気センサ装置のＡＭＲ素子と外部回路との接続状態を示す接続図である。
【図１４】この発明の実施の形態２におけるミアンダ形状の抵抗パターンを有するＡＭＲ素子の上面図である。
【図１５】この発明の実施の形態３における磁気センサ装置の被検出体の搬送方向から見た断面図である。
【図１６】図１５に示す磁気センサ装置における第１の磁石用ヨークと第２の磁石用ヨークから生成される間隔方向（Ｚ軸方向）の磁界分布を示す図である。
【図１７】図１５におけるＸ軸方向とＺ軸方向の磁界強度の第１の磁石と第２の磁石との間隔方向（Ｚ軸方向）における強度変化を示す図である。
【図１８】この発明の実施の形態４における磁気センサ装置の被検出体の搬送方向から見た断面図である。
【図１９】図１８に示す磁気センサ装置における磁石と磁性体から生成される搬送路での磁界分布を示す図である。
【図２０】この発明の実施の形態５における磁気センサ装置の被検出体の搬送方向から見た断面図である。
【図２１】図２０に示す磁気センサ装置における磁石用ヨークと磁性体から生成される搬送路での磁界分布を示す図である。
【図２２】この発明の実施の形態６における磁気センサ装置の被検出体の搬送方向から見た断面図である。
【図２３】図２２に示す磁気センサ装置における磁石と磁性体から生成される搬送路での磁界分布を示す図である。
【図２４】この発明の実施の形態７におけるライン型磁気センサ装置の中空部から多層基板側を見たＡＭＲ素子の実装状態を示す上面図である。
【図２５】この発明の実施の形態８における磁気センサ装置の被検出体の搬送方向から見た断面図である。
【図２６】図２５に示す磁気センサ装置における磁石と磁性体から生成される搬送路での磁界分布を示す図である。
【図２７】この発明の実施の形態９における磁気センサ装置の被検出体の搬送方向から見た断面図である。
【図２８】図２７における金属キャリアへの単層基板とＡＭＲ素子の実装状態を示す拡大図である。
【図２９】この発明の実施の形態１０における磁気センサ装置の被検出体の搬送方向から見た断面図である。
【図３０】図２９における金属キャリアへの単層基板とＡＭＲ素子の実装状態を示す拡大図である。
【図３１】この発明の実施の形態１１における磁気センサ装置の被検出体の搬送方向から見た断面図である。
【図３２】図３１における単層基板とＡＭＲ素子の実装状態を示す拡大図である。
【図３３】この発明の実施の形態１２における磁気センサ装置の被検出体の搬送方向から見た断面図である。
【図３４】図３３における単層基板とＡＭＲ素子の実装状態を示す拡大図である。
【図３５】この発明の実施の形態１３における磁気センサ装置の被検出体の搬送方向から見た断面図である。
【図３６】図３５における単層基板とＡＭＲ素子の実装状態を示す拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１における磁気センサ装置の被検出体（被検知物）の搬送方向から見た断面図である。図２は、この発明の実施の形態１における磁気センサ装置の被検出体の挿排出方向から見た断面図である。図１及び図２において、筐体１は内部に中空部２を有し、筐体１の一方の側面（側壁）に読取り幅（被検出体の搬送方向と直交する方向）に亘って第１のスリット部３を備え、他方の側面（側壁）に第１のスリット部３に平行に第２のスリット部４を備え、中空部２を介して第１のスリット部３と第２のスリット部４とが接続されており、例えば、被検出体である磁性パターンを含んだ紙幣５は第１のスリット部３から挿入され、中空部２を搬送経路として搬送され、第２のスリット部４から排出される。
【００１４】
中空部２における搬送方向の一方の面に搬送方向に沿ってＮ極Ｓ極を有する第１の磁石６が筐体１に紙幣５から離間して設置され、対向する他方の面に搬送方向に沿ってＮ極Ｓ極が第１の磁石６と異極対向となるように第２の磁石７が筐体１に紙幣５から離間して設置されている。
【００１５】
第２の磁石７の搬送路側に、紙幣５から離間して、金属キャリア１９１の表面にガラスエポキシ等の樹脂で形成された多層基板９が設けられ、この金属キャリア１９１に異方性磁気抵抗効果素子（ＡＭＲ素子）１０が実装されている。このＡＭＲ素子１０は基板表面に抵抗体を備え、この抵抗体に流れる電流の方向に直交する磁界の変化に対応して抵抗値が変化する特性を有している。
【００１６】
図３は、図１における金属キャリア１９１への多層基板９とＡＭＲ素子１０の実装状態を示す拡大図である。図４は、図１における中空部２から多層基板９側を見たＡＭＲ素子１０の実装状態を示す上面図である。図３及び図４において、多層基板９は、少なくとも１層目基板９１、２層目基板９２で構成され、非磁性体の金属キャリア１９１に固定されている。この多層基板９は、穴部９ａを有し、この穴部９ａの１層目基板９１と２層目基板９２にはそれぞれ１層目基板の穴部９１ａ、２層目基板の穴部９２ａを備え、１層目基板の穴部９１ａの開口は２層目基板の穴部９２ａの開口よりも大きい凹構造となっている。尚、多層基板９は、回路規模が大きい場合は、３層目基板以降が追加されることもある。
【００１７】
ＡＭＲ素子１０は、多層基板９に包囲されるように２層目基板の穴部９２ａに露出している金属キャリア１９１の表面に接着材で固定されている。ＡＭＲ素子１０の電極１０１ａ〜１０１ｃは、多層基板９の穴部９ａ内に露出している２層目基板９２の表面に設けられた電極１１１ａ〜１１１ｃとそれぞれ金属ワイヤ１２で接続され、電極１１１ａ〜１１１ｃは伝送線路１１を通して多層基板９の外部の裏面に設けられた外部パッド１１２ａ〜１１２ｃと接続されている。外部パッド１１２ａ〜１１２ｃには、信号処理回路、バイアス電圧等の外部回路が接続される。また、１層目の穴部９１ａと２層目の穴部９２ａは、樹脂１３にて１層目基板９１の表面を越えないように封止されている。
【００１８】
図４において、ＡＭＲ素子１０の抵抗体パターン１０２ａと１０２ｂは矩形形状の長辺が読取り幅方向（Ｙ軸方向）に延在するように平行に配置され、隣接する抵抗体パターン１０２ａと１０２ｂとは直列接続され、この直列接続部がＡＭＲ素子１０の電極１０１ｂに、抵抗体パターン１０２ａの他方が電極１０１ａに、抵抗体パターン１０２ｂの他方が電極１０１ｃに接続されている。
【００１９】
図５は、この発明の実施の形態１における磁気センサ装置のＡＭＲ素子１０と外部回路との接続状態を示す接続図である。図４及び図５において、電極１０１ａは金属ワイヤ１２（電気接続手段）にて電極１１１ａに接続され、外部パッド１１２ａを経由して直流電源電圧Ｖｃｃに接続されている。電極１０１ｂは金属ワイヤ１２にて電極１１１ｂに接続され、外部パッド１１２ｂを経由して信号を処理する処理回路１５に接続されている。電極１０１ｃは金属ワイヤ１２にて電極１１１ｃに接続され、外部パッド１１２ｃを経由して直流接地（ＧＮＤ）されている。
【００２０】
図６は、図１に示す磁気センサ装置における第１の磁石６と第２の磁石７から生成される搬送路での磁界分布を示す図である。図７は、図６における対向する第１の磁石６と第２の磁石との間隔方向（Ｚ軸方向）の磁界の紙幣５の搬送方向（Ｘ軸方向）における強度変化を示す図である。図８は、図６におけるＤ部を拡大し、この発明の実施の形態１における磁気センサの検出原理を説明する磁力線ベクトル図である。図９は、図６におけるＸ軸方向およびＺ軸方向の磁界強度の第１の磁石６と第２の磁石７との間隔方向（Ｚ軸方向）における強度変化を示す図である。なお、図６及び図８では図１の構成要素から磁界分布を説明するために必要な構成要素を記載し他は省略している。
【００２１】
図６に示すように、ＡＭＲ素子１０は間隔方向の磁界が強磁界強度である位置に設けられ、紙幣５は間隔方向の磁界が強磁界強度である位置を間隔方向の磁界を交差するように通過する。
【００２２】
図６において、磁力線１７は異方性磁気抵抗効果素子（ＡＭＲ素子）１０が配置されている付近では、搬送経路に交差する交差磁界である第１の磁石６のＮ極から第２の磁石７のＳ極へと向かう成分が主成分となっているが、図８（ａ）に示すように、間隔方向（Ｚ軸方向）から少しだけ搬送方向（Ｘ軸方向）に傾いているため、この磁界の搬送方向（Ｘ軸方向）成分が異方性磁気抵抗効果素子（ＡＭＲ素子）１０のバイアス磁界として作用している。
【００２３】
被検知物（紙幣）５が近づいてくると、図８（ｂ）に示すように、磁力線１７が被検知物（紙幣）５側に傾くため搬送方向（Ｘ軸方向）の磁界が小さくなり、被検知物（紙幣）５が離れていくと、図８（ｃ）に示すように、磁力線１７が被検知物（紙幣）５側に傾くため搬送方向（Ｘ軸方向）の磁界が大きくなることにより、Ｘ方向成分を感磁する異方性磁気抵抗効果素子（ＡＭＲ素子）１０の抵抗値が変化し、被検知物（紙幣）５を検知することができる。
【００２４】
図９は、図６において第１の磁石６及び第２の磁石７において搬送方向の長さＡ＝５ｍｍ、第１の磁石６及び第２の磁石７の厚さＢ＝１０ｍｍ、第１の磁石６と第２の磁石７との間隔Ｇ＝５ｍｍ、第１の磁石６及び第２の磁石７の材質をネオジム焼結磁石とし、第１の磁石の中心から搬送方向に距離Ｃ＝２．７ｍｍ離れた位置での、搬送方向（Ｘ軸方向）の磁界強度成分Ｂｘと間隔方向（Ｚ軸方向）の磁界強度成分ＢｚのＺ軸方向における強度変化を計算した結果である。
【００２５】
前記磁界強度は、第１の磁石６と第２の磁石７との間隙Ｇの中間地点（Ｚ＝２．５ｍｍ＝Ｇ／２）で磁界強度Ｂｘが０となっている。ＡＭＲ素子１０として図１０の実線に示す飽和磁界強度が５ｍＴのＡＭＲ素子を用いる場合、Ｚ＝２．６５ｍｍ付近でＢｘが５ｍＴとなる。すなわち、ＡＭＲ素子１０の位置としては０＜α＜０．１５ｍｍに設定すると、ＡＭＲ素子１０の出力が飽和することなく適切なバイアス磁界を印加される。最も望ましいのは磁気抵抗素子の感度傾きが最も大きい磁界強度Ｂｘ＝２．５ｍＴ程度のバイアス磁界が印加される状態であり、α＝０．０８ｍｍ付近にＡＭＲ素子１０配置すると最も高い出力が得られる。なお、αは微小距離を示す。
【００２６】
紙幣５が抵抗体パターン１０２ａ、１０２ｂに掛かったときの磁界変化は、紙幣５の周辺の磁界（紙幣５に印加される磁界）に比例し、その磁界変化をＡＭＲ素子１０で検出するため、高出力化のためには紙幣５にはより大きな磁界をかける必要があり、この発明の実施の形態１では、紙幣５とＡＭＲ素子１０の距離が近い場合例えばＺ＝３ｍｍ付近にある場合、図９より紙幣５に印加される磁界はＢｘ＝約３００ｍＴであるが、紙幣５とＡＭＲ素子１０の距離が離れてＺ＝４ｍｍ付近にある場合にはＢｘ＝約３７０ｍＴとなり、ＡＭＲ素子１０と紙幣５が離間しても感度良く紙幣５の磁性パターンが検出される。
【００２７】
ＡＭＲ素子１０と紙幣５との間隔は、紙幣５がＺ＝４ｍｍの地点を通過するよう構成した場合、ＡＭＲ素子１０と紙幣５との間隔は上述の記載から１．５ｍｍ程度と近接しており、非接触状態を保ちつつＡＭＲ素子１０を保護するＡＭＲ素子１０の実装方法について図３及び図４を用いて説明する。
【００２８】
ＡＭＲ素子１０の厚みは０．５ｍｍ程度であり、抵抗体パターン１０２ａ、１０２ｂはＡＭＲ素子１０の表面に形成されているため、抵抗体パターン１０２ａ、１０２ｂがＺ＝Ｇ／２＋α＝２．５２ｍｍの地点に来るように、厚さが２．０２ｍｍの金属キャリア１９１の表面にＡＭＲ素子１０が接着されている。
【００２９】
２層目基板９２は厚み０．５ｍｍとし、２層目基板９２のパッド１１１ａ〜１１１ｃとＡＭＲ素子１０の電極１０１ａ〜１０１ｃとは金属ワイヤ１２で接続されている。２層目基板９２の厚みをＡＭＲ素子１０の厚みと同一にすることで、金属ワイヤ１２のループ高さを最小に抑えることができる。
【００３０】
１層目基板９１の厚みは金属ワイヤ１２のループ高さと同程度の０．３ｍｍとし、１層目基板９１の穴部９１ａ及び２層目基板９２の穴部９２ａに粘性の低いエポキシ系の樹脂１３を１層目基板９１の表面から突出しないように塗布し、ＡＭＲ素子１０と金属ワイヤ１２を保護する。２層目基板９２のパッド１１１ａ〜１１１ｃは伝送線路１１を経由して金属キャリア１９１の裏面に設けたパッド１１２ａ〜１１２ｃに接続されており、このパッド１１２ａ〜１１２ｃを介して電源電圧Ｖｃｃ、処理回路１５等に接続されている。この実装により、ＡＭＲ素子１０を保護し、紙幣５の搬送を妨げる突起物は無く、安定して多層基板９の表面と紙幣５とは１．２ｍｍの間隔が確保される。
【００３１】
このように、紙幣には間隔方向（Ｚ軸方向）の強磁界が印加され、ＡＭＲ素子との距離が離れるにしたがって、さらに強磁界が印加されるため、ＡＭＲ素子と紙幣が離間していても、感度良く紙幣の磁性パターンが検出される。また、異方性磁気抵抗効果素子（ＡＭＲ）１０に印加する搬送方向（Ｘ軸方向）のバイアス磁界強度は、間隔方向（Ｚ軸方向）位置での変化が小さいため、組付け精度が向上する。さらに、第１の磁石６と第２の磁石７を対向配置としているため、安定した磁路が形成され、外部の磁性体の影響を受けにくく、安定して被検知物の磁気パターンが検出される。
【００３２】
ＡＭＲ素子１０の抵抗体パターン１０２ａ、１０２ｂは矩形形状としたが、図１１に示すように長辺が読取り幅方向（Ｙ軸方向）に延在するように配置したミアンダ形状としても良い。この場合、抵抗体パターン１０２ａ、１０２ｂの抵抗値が矩形形状のものより増加し高抵抗値となるので、ＡＭＲ素子１０の磁界変化の検出感度が向上し、磁気センサ装置の検出感度が増加する。
【００３３】
ＡＭＲ素子１０は多層基板９の金属キャリア１９１の表面に接着したが、ＡＭＲ素子１０の抵抗変化率や飽和磁界強度が本実施の形態１と異なり、ＡＭＲ素子１０を第１の磁石６に近接させる場合においては、金属キャリア１９１を設けず、第１の磁石６の搬送路側の表面にＡＭＲ素子１０を接着する構造としても良い。
【００３４】
なお、本実施の形態１では、磁気抵抗効果素子１０は、ＡＭＲ素子を用いたが、巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）素子やトンネル磁気抵抗効果（ＴＭＲ）素子を用いても良い。
【００３５】
実施の形態２．
図１２は、この発明の実施の形態２における磁気センサ装置の中空部２から多層基板９側を見たＡＭＲ素子１０の実装状態を示す上面図である。図４と同一の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。図１２において、ＡＭＲ素子１０の抵抗体パターン１０２ａは矩形形状の長辺が読取り幅方向（Ｙ軸方向）に延在するように配置され、抵抗体パターン１０２ｃは矩形形状の長辺が搬送方向（Ｘ軸方向）に延在するように配置され、抵抗体パターン１０２ａと１０２ｃとは直列接続され、この直列接続部がＡＭＲ素子１０の電極１０１ｂに、抵抗体パターン１０２ａの他方が電極１０１ａに、抵抗体パターン１０２ｂの他方が電極１０１ｃに接続されている。
【００３６】
図１３は、この発明の実施の形態２における磁気センサ装置のＡＭＲ素子１０と外部回路との接続状態を示す接続図である。図５と同一の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。図１２及び図１３において、電極１０１ａは金属ワイヤ１２にて電極１１１ａに接続され、外部パッド１１２ａを経由して直流電源電圧Ｖｃｃに接続されている。電極１０１ｂは金属ワイヤ１２にて電極１１１ｂに接続され、外部パッド１１２ｂを経由して信号を処理する処理回路１５に接続されている。電極１０１ｃは金属ワイヤ１２にて電極１１１ｃに接続され、外部パッド１１２ｃを経由して直流接地（ＧＮＤ）されている。
【００３７】
この発明の実施の形態２では、この発明の実施の形態１と同様に磁界は間隔方向（Z軸方向）成分が主成分となっているが、間隔方向（Ｚ軸方向）から少しだけ搬送方向（Ｘ軸方向）に傾いているため、この磁界の搬送方向（Ｘ軸方向）成分が異方性磁気抵抗効果素子（ＡＭＲ素子）１０のバイアス磁界として作用しており、抵抗体パターン１０２ａはバイアス磁界Ｂｘが掛かるが抵抗体パターン１０２ｃはＢｘが感磁方向ではないため、バイアス磁界が印加されない。この状態で紙幣５がＸ軸方向に搬送されると、抵抗体パターン１０２ａ上に紙幣５の磁性パターンが掛かると、抵抗体パターン１０２ａ付近の磁界Ｂｘが変化して抵抗体パターン１０２ａの抵抗値が変化するが、抵抗体パターン１０２ｃ付近の磁界Ｂｘが変化してもその変化を抵抗体パターン１０２ｃは感じないため、抵抗体パターン１０２ｃの抵抗値は常に一定であり、抵抗体パターン１０２ａのみの変化で磁気パターンを検知することが出来る。
【００３８】
ＡＭＲ素子１０の抵抗体パターン１０２ａ、１０２ｃは矩形形状としたが、図１４に示すように抵抗体パターン１０２ａは長辺が読取り幅方向（Ｙ軸方向）に延在するように配置したミアンダ形状とし、抵抗体パターン１０２ｃは長辺が搬送方向（Ｘ軸方向）に延在するように配置したミアンダ形状としても良い。この場合、抵抗体パターン１０２ａ、１０２ｃの抵抗値が矩形形状のものより増加し高抵抗値となるので、ＡＭＲ素子１０の磁界変化の検出感度が向上し、磁気センサ装置の検出感度が増加する。
【００３９】
実施の形態３．
図１５は、この発明の実施の形態３における磁気センサ装置の被検出体（被検知物）の搬送方向から見た断面図である。図１と同一の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。図１に示すこの発明の実施の形態１から、第１の磁石６の搬送方向の両側面に一対の第１の磁石用ヨーク８１と第２の磁石７の搬送方向の両側面に一対の第２の磁石用ヨーク８２を配置している。
【００４０】
図１６は、図１５に示す磁気センサ装置における第１の磁石用ヨーク８１と第２の磁石用ヨーク８２から生成される間隔方向（Ｚ軸方向）の磁界分布を示す図である。なお、図１６では、図１５の構成要素から磁界分布を説明するために必要な構成要素を記載し他は省略している。
【００４１】
図１６に示すように、ＡＭＲ素子１０は間隔方向の磁界が強磁界強度である位置に設けられ、紙幣５は間隔方向の磁界が強磁界強度である位置を間隔方向の磁界を交差するように通過する。
【００４２】
第１の磁石用ヨーク８１は、所定の厚さＰ（磁石厚さＢ＞Ｐ）を持った板状の軟磁性体により形成され、間隔方向（Ｚ方向）は第１の磁石６の下側を揃えるか、一定の飛び出し量を持って第１の磁石６の両側に接着、一体成型、磁力による吸引などの方法で取り付けられる。第２の磁石用ヨーク８２は、所定の厚さを持った板状の軟磁性体により形成され、間隔方向（Ｚ方向）は第２の磁石７の上側を揃えるか、一定の飛び出し量を持って第１の磁石６の両側に接着、一体成型、磁力による吸引などの方法で取り付けられる。
【００４３】
本構成によれば、第１の磁石６や第２の磁石７の側面から発せられた磁力線がヨーク厚さＰの中に集磁され、磁力線１７は図１６に示すように磁石のＮ極側ヨーク端から発せられ、Ｓ極のヨーク端に向かうループを描く。この効果により、磁石のみを対向させて場合に比べてさらに大きな磁界を被検出物（紙幣）５に印加され、更にはヨークの効果により組付け精度が改善される。
【００４４】
図１７は、第１の磁石６及び第２の磁石７において搬送方向の長さＡ＝５ｍｍ、第１の磁石６及び第２の磁石７の厚さＢ＝１０ｍｍ、第１の磁石用ヨーク８１及び第２の磁石用ヨーク８２の厚さＰ＝３ｍｍ、第１の磁石６及び第２の磁石７からの第１の磁石用ヨーク８１及び第２の磁石用ヨーク８２それぞれの飛び出し量Ｑ＝１ｍｍ、第１の磁石用ヨーク８１と第２の磁石用ヨーク８２との間隔Ｇ＝５ｍｍ、第１の磁石６及び第２の磁石７の材質をネオジム焼結磁石とし、第１の磁石６及び第２の磁石７の中心から搬送方向に距離Ｃ＝４．０ｍｍ離れた位置での、搬送方向（Ｘ軸方向）の磁界強度成分Ｂｘと間隔方向（Ｚ軸方向）の磁界強度成分ＢｚのＺ軸方向における強度変化を計算した結果である。
【００４５】
前記磁界強度は、第１の磁石用ヨーク８１と第２の磁石用ヨーク８２との間隔Ｇの中間地点（Ｚ＝２．５ｍｍ＝Ｇ／２）で磁界強度Ｂｘが０となっている。ＡＭＲ素子１０として図９の実線に示す飽和磁界が５ｍＴのＡＭＲ素子を用いる場合、Ｚ＝３．０ｍｍ付近でＢｘが５ｍＴとなる。すなわち、ＡＭＲ素子１０の位置としては０＜α＜０．５ｍｍに設定すると、ＡＭＲ素子１０の出力が飽和することなく適切なバイアス磁界を印加される。これは、実施の形態１の組付精度（０＜α＜０．１５ｍｍ）と比較すると大幅に改善されていることが分かる。また、最も望ましいのは磁気抵抗素子の感度傾きが最も大きい磁界強度Ｂｘ＝２．５ｍＴ程度のバイアス磁界が印加される状態であり、α＝０．２５ｍｍ付近にＡＭＲ素子１０配置すると最も高い出力が得られる。なお、αは微小距離を示す。
【００４６】
紙幣５が抵抗体パターン１０２ａ、１０２ｂに掛かったときの磁界変化は、紙幣５の周辺の磁界（紙幣５に印加される磁界）に比例し、その磁界変化をＡＭＲ素子１０で検出するため、高出力化のためには紙幣５にはより大きな磁界をかける必要があり、この発明の実施の形態２では、紙幣５とＡＭＲ素子１０の距離が近い場合例えばＺ＝３ｍｍ付近にある場合、図９より紙幣５に印加される磁界はＢｘ＝約４８０ｍＴであるが、紙幣５とＡＭＲ素子１０の距離が離れてＺ＝４ｍｍ付近にある場合にはＢｘ＝約５４０ｍＴとなり、ＡＭＲ素子１０と紙幣５が離間しても感度良く紙幣５の磁性パターンが検出される。これは、この発明の実施の形態１の印加磁界と比較して大幅に強化されていることが分かる。その結果、安定した出力を得ることができる。
【００４７】
また、第１の磁石用ヨーク８１、第２の磁石用ヨーク８２をそれぞれ第１の磁石６、第２の磁石７の両側面に取り付けることにより、磁石の読み取り幅方向（Ｙ軸方向）の磁力ばらつきを均一化することができ、特にライン型磁気センサの場合、各チャンネル間のバイアス磁界ばらつきを抑え、結果的にライン間の出力ばらつきを抑えることができ、歩留り向上、コスト削減につながる。
【００４８】
実施の形態４．
図１８は、この発明の実施の形態４における磁気センサ装置の被検出体（被検知物）の搬送方向から見た断面図である。図１と同一の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。この発明の実施の形態４は、図１に示すこの発明の実施の形態１から、第２の磁石を磁性体８０に置き換えたものである。尚、磁性体８０は鉄などの軟磁性体である。
【００４９】
図１９は、図１８に示す磁気センサ装置における磁石８と磁性体８０により生成される間隔方向（Ｚ軸方向）の磁界分布を示す図である。なお、図１９では、図１８の構成要素から磁界分布を説明するために必要な構成要素を記載し他は省略している。図１９において、対向する磁石８と磁性体８０との間隔方向（Ｚ軸方向）の磁界の紙幣５の搬送方向（Ｘ軸方向）における強度変化は、この発明の実施の形態１の図７と同様である。
【００５０】
図１９に示すように、ＡＭＲ素子１０は間隔方向の磁界が強磁界強度である位置に設けられ、紙幣５は間隔方向の磁界が強磁界強度である位置を間隔方向の磁界を交差するように通過する。
【００５１】
図１９において、磁力線１７は異方性磁気抵抗効果素子（ＡＭＲ素子）１０が配置されている付近では、磁石８のＮ極から磁性体８０へ向かう間隔方向（Ｚ軸方向）成分が主成分となっており、実施の形態１と同様の原理で紙幣等の被検出物５の検出が可能である。
【００５２】
この発明の実施の形態４によれば、バイアス磁石は片側のみの配置で、対向側には安価な鉄等の軟磁性体を配置するため、コスト削減が可能である。
【００５３】
実施の形態５．
図２０は、この発明の実施の形態４における磁気センサ装置の被検出体（被検知物）の搬送方向から見た断面図である。図１８と同一の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。この発明の実施の形態５は、図１８に示すこの発明の実施の形態４から、磁石８の搬送方向の両側面に一対の磁石用ヨーク８３を配置しており、ヨークの形状はこの発明の実施の形態３と同じである。
【００５４】
図２１は、図２０に示す磁気センサ装置における磁石用ヨーク８３と磁性体８０により生成される対向する磁石用ヨーク８３と磁性体８０との間隔方向（Ｚ軸方向）の磁界分布を示す図である。なお、図２１では、図２０の構成要素から磁界分布を説明するために必要な構成要素を記載し他は省略している。
【００５５】
図２１に示すように、ＡＭＲ素子１０は間隔方向の磁界が強磁界強度である位置に設けられ、紙幣５は間隔方向の磁界が強磁界強度である位置を間隔方向の磁界を交差するように通過する。
【００５６】
図２１において、磁力線１７は異方性磁気抵抗効果素子（ＡＭＲ素子）１０が配置されている付近では、磁石用ヨーク８３のＮ極から磁性体９へ向かう間隔方向（Ｚ軸方向）成分が主成分となっており、この発明の実施の形態１と同様の原理で紙幣等の被検出物５の検出が可能である。
【００５７】
本構成によれば、磁石８の側面から発せられた磁力線がヨーク厚さＰの中に集磁され、磁力線１７は図２１に示すように磁石のＮ極側ヨーク端から発せられ、磁性体８０に向かうループを描く。この効果によりこの発明の実施の形態３と比べてより大きな磁界を被検出物（紙幣）５に印加することができるだけではなく、ヨークの効果により組付け精度が改善される。
【００５８】
また、この発明の実施の形態５によれば、バイアス磁石は片側のみの配置で、対向側には安価な鉄等の軟磁性体を配置するため、コスト削減が可能である。
【００５９】
実施の形態６．
図２２は、この発明の実施の形態６における磁気センサ装置の被検出体（被検知物）の搬送方向から見た断面図である。図１８と同一の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。この発明の実施の形態６は、図１８に示すこの発明の実施の形態４から、磁石８の着磁方向を対向する磁石８と磁性体８０との間隔方向（Ｚ軸方向）に変更したものである。
【００６０】
図２３は、図２２に示す磁気センサ装置における磁石８と磁性体８０により生成される間隔方向（Ｚ軸方向）の磁界分布を示す図である。なお、図２３では、図２２の構成要素から磁界分布を説明するために必要な構成要素を記載し他は省略している。図２３において、間隔方向（Ｚ軸方向）の磁界の搬送方向（Ｘ軸方向）における強度変化は、磁石８の略中央部で最大となり、磁石の両端部に向けて減少していく分布を有するので、異方性磁気抵抗効果素子（ＡＭＲ素子）１０は、間隔方向（Ｚ軸方向）の磁界強度が強くなる磁石８の略中央部に配置される。
【００６１】
図２３に示すように、ＡＭＲ素子１０は間隔方向の磁界が強磁界強度である位置に設けられ、紙幣５は間隔方向の磁界が強磁界強度である位置を間隔方向の磁界を交差するように通過する。
【００６２】
図２３において、磁力線１７は異方性磁気抵抗効果素子（ＡＭＲ素子）１０が配置されている付近では、磁石８のＮ極から磁性体８０へ向かう間隔方向（Ｚ軸方向）成分が主成分となっており、この発明の実施の形態１と同様の原理で紙幣等の被検出物５の検出が可能である。
【００６３】
実施の形態７．
図２４は、この発明の実施の形態７におけるライン型磁気センサ装置の中空部２から多層基板９側を見たＡＭＲ素子１０の実装状態を示す上面図である。図２４において図１２と同一の構成要素には同一符号を付しその説明を省略する。図２４において、多層基板９の穴部９ａに、読取り幅方向（Ｙ軸方向）に亘ってＡＭＲ素子１０がアレイ状に実装されている。動作については、この発明の実施の形態１の磁気センサ装置と同じである。なお、ＡＭＲ素子１０の抵抗体パターンは図１２に示す抵抗体パターンを用いたが図１４に示す抵抗体パターンを用いても良く、また図４、図１１及び図１４に示すいずれかの抵抗体パターンを用いてもよい。また、第１の磁石及び第２の磁石若しくは第１の磁性体の配置は、この発明の実施の形態１〜６のいずれの配置でも良い。
【００６４】
図２４においては、全てのＡＭＲ素子１０を１つの穴部９ａで包囲しているが、１つのＡＭＲ素子１０を１つの穴部９ａで包囲した磁気センサ装置を読取り幅方向に亘ってアレイ状に実装してもよく、また、複数のＡＭＲ素子１０を１つの穴部９ａで包囲した磁気センサ装置を読取り幅方向に亘ってアレイ状に実装してもよい。
【００６５】
このように、ＡＭＲ素子１０を読取り幅方向に複数個アレイ状に配置したライン型磁気センサ装置とすることにより、検知幅が広がる。
【００６６】
実施の形態８．
図２５は、この発明の実施の形態８における磁気センサ装置の被検出体（被検知物）の搬送方向から見た断面図である。図１８と同一の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。この発明の実施の形態８は、図１に示すこの発明の実施の形態１から、第１の磁石を磁性体８０に置き換えたものである。尚、磁性体８０は鉄などの軟磁性体である。
【００６７】
図２６は、図２５に示す磁気センサ装置における磁石８と磁性体８０により生成される間隔方向（Ｚ軸方向）の磁界分布を示す図である。なお、図２６では、図２５の構成要素から磁界分布を説明するために必要な構成要素を記載し他は省略している。図２６において、対向する磁石８と磁性体８０との間隔方向（Ｚ軸方向）の磁界の紙幣５の搬送方向（Ｘ軸方向）における強度変化は、この発明の実施の形態１の図７と同様である。
【００６８】
図２６に示すように、ＡＭＲ素子１０は間隔方向の磁界が強磁界強度である位置に設けられ、紙幣５は間隔方向の磁界が強磁界強度である位置を間隔方向の磁界を交差するように通過する。
【００６９】
図２６において、磁力線１７は異方性磁気抵抗効果素子（ＡＭＲ素子）１０が配置されている付近では、磁石８のＮ極から磁性体８０へ向かう間隔方向（Ｚ軸方向）成分が主成分となっており、実施の形態１と同様の原理で紙幣等の被検出物５の検出が可能である。
【００７０】
この発明の実施の形態８によれば、この発明の実施の形態４と同様に、バイアス磁石は片側のみの配置で、対向側には安価な鉄等の軟磁性体を配置するため、コスト削減が可能である。
【００７１】
この発明の実施の形態５と同様に、この発明の実施の形態８の磁石８の搬送方向の両側面に一対の磁石用ヨークを配置したとき、この発明の実施の形態５と同様の作用効果が得られる。
【００７２】
この発明の実施の形態６と同様に、この発明の実施の形態８の磁石の着磁方向を間隔方向（Ｚ軸方向）としたとき、この発明の実施の形態６と同様の作用効果が得られる。
【００７３】
実施の形態９．
この発明の実施の形態１では、ＡＭＲ素子１０は、多層基板９の穴部に実装されていたが、多層基板に代えて単層基板の穴部に実装しても良い。図２７は、この発明の実施の形態９における磁気センサ装置の被検出体の搬送方向から見た断面図であり、図２８は、図２７における金属キャリアへの単層基板とＡＭＲ素子の実装状態を示す拡大図である。図２７及び図２８において、それぞれ図１及び図３と同一の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００７４】
図２７及び図２８において、単層基板２０は非磁性体の金属キャリア１９１に固定されており、穴部２０ａを有する。ＡＭＲ素子１０は、単層基板２０に包囲されるように穴部２０ａに露出している金属キャリア１９１の表面に接着剤で固定されている。ＡＭＲ素子１０の電極１０１ａ〜１０１ｃは、単層基板２０表面に設けられた電極１１１ａ〜１１１ｃとそれぞれ金属ワイヤ１２で接続され、電極１１１ａ〜１１１ｃは伝送線路１１を通して単層基板２０の外部の裏面に設けられた外部パッド１１２ａ〜１１２ｃと接続されている。外部パッド１１２ａ〜１１２ｃには、信号処理回路、バイアス電圧等の外部回路が接続される。また、ＡＭＲ素子１０と金属ワイヤ１２を保護するために樹脂１３にて封止されている。
【００７５】
この発明の実施の形態９においても、この発明の実施の形態１と同様の作用効果が得られる。
【００７６】
実施の形態１０．
この発明の実施の形態１では、ＡＭＲ素子１０は、多層基板９の穴部に実装されていたが、多層基板に代えて単層基板の穴部に実装しても良い。図２９は、この発明の実施の形態１０における磁気センサ装置の被検出体の搬送方向から見た断面図であり、図３０は、図２９における金属キャリアへの単層基板とＡＭＲ素子の実装状態を示す拡大図である。図２９及び図３０において、それぞれ図１及び図３と同一の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００７７】
図２９及び図３０において、単層基板２０は非磁性体の金属キャリア１９１に固定されており、穴部２０ａを有する。ＡＭＲ素子１０は、単層基板２０に包囲されるように穴部２０ａに露出している金属キャリア１９１の表面に接着剤で固定されている。ＡＭＲ素子１０の電極１０１ａ〜１０１ｃは、単層基板２０表面に設けられた電極１１１ａ〜１１１ｃとそれぞれ金属タブ２１で接続され、電極１１１ａ〜１１１ｃは伝送線路１１を通して単層基板２０の外部の裏面に設けられた外部パッド１１２ａ〜１１２ｃと接続されている。外部パッド１１２ａ〜１１２ｃには、信号処理回路、バイアス電圧等の外部回路が接続される。
【００７８】
この発明の実施の形態１０においても、この発明の実施の形態１と同様の作用効果が得られる。さらに、ＡＭＲ素子１０の電極と単層基板２０の電極とが金属タブ２１で接続されているので、ＡＭＲ素子１０と電気シールド板３１との隙間が小さくなり、ＡＭＲ素子１０と被検知物５との距離が小さくなるので、検出感度が向上する。
【００７９】
実施の形態１１．
この発明の実施の形態１では、ＡＭＲ素子１０は、金属キャリア１９１上の多層基板９の穴部に実装されていたが、多層基板に代えて単層基板とし、金属キャリアを省略して単層基板上にＡＭＲ素子１０を実装しても良い。図３１は、この発明の実施の形態１１における磁気センサ装置の被検出体の搬送方向から見た断面図であり、図３２は、図３１における単層基板とＡＭＲ素子の実装状態を示す拡大図である。図３１及び図３２において、それぞれ図１及び図３と同一の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００８０】
図３１及び図３２において、ＡＭＲ素子１０は、単層基板２０の表面に接着剤で固定されている。ＡＭＲ素子１０の電極１０１ａ〜１０１ｃは、単層基板２０表面に設けられた電極１１１ａ〜１１１ｃとそれぞれ金属ワイヤ１２で接続され、電極１１１ａ〜１１１ｃは伝送線路１１を通して単層基板２０の外部の裏面に設けられた外部パッド１１２ａ〜１１２ｃと接続されている。外部パッド１１２ａ〜１１２ｃには、信号処理回路、バイアス電圧等の外部回路が接続される。また、ＡＭＲ素子１０と金属ワイヤ１２を保護するために樹脂１３にて封止されている。
【００８１】
この発明の実施の形態１１においても、この発明の実施の形態１と同様の作用効果が得られる。また、金属キャリア１９１を省略しているので、構造が簡単になる効果がある。
【００８２】
実施の形態１２．
図３３は、この発明の実施の形態６において、磁性体８０に変えて、磁石８と磁極が対向するように磁石７０を配置し、ＡＭＲ素子１０を直接磁石７０に載置し、単層基板２０の穴部２０ａに実装したものである。図３４は、図３３における単層基板とＡＭＲ素子の実装状態を示す拡大図である。図３３、図３４において、図２２と同一の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００８３】
図３３及び図３４において、単層基板２０は磁石７０に固定されており、穴部２０ａを有する。ＡＭＲ素子１０は、単層基板２０に包囲されるように穴部２０ａに露出している磁石７０の表面に接着剤で固定されている。ＡＭＲ素子１０の電極１０１ａ〜１０１ｃは、単層基板２０表面に設けられた電極１１１ａ〜１１１ｃとそれぞれ金属ワイヤ１２で接続され、電極１１１ａ〜１１１ｃは伝送線路１１を通して単層基板２０の外部の裏面に設けられた外部パッド１１２ａ〜１１２ｃと接続されている。外部パッド１１２ａ〜１１２ｃには、信号処理回路、バイアス電圧等の外部回路が接続される。また、ＡＭＲ素子１０と金属ワイヤ１２を保護するために樹脂１３にて封止されている。
【００８４】
磁石８と磁石７０は異極が対向しているので、図２３と同様に被検知物５及びＡＭＲ素子１０にはＺ方向の磁界が印加されるので、この発明の実施の形態６と同様の作用効果が得られる。
【００８５】
実施の形態１３．
図３５は、この発明の実施の形態１２において、金属ワイヤ１２に代えて、金属タブ２１でＡＭＲ素子１０の電極と単層基板２０の電極とを接続したものである。図３６は、図３５における単層基板とＡＭＲ素子の実装状態を示す拡大図である。図３５及び図３６において、図３３及び図３４と同一の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００８６】
図３５及び図３６において、単層基板２０は磁石７０に固定されており、穴部２０ａを有する。ＡＭＲ素子１０は、単層基板２０に包囲されるように穴部２０ａに露出している磁石７０の表面に接着剤で固定されている。ＡＭＲ素子１０の電極１０１ａ〜１０１ｃは、単層基板２０表面に設けられた電極１１１ａ〜１１１ｃとそれぞれ金属タブ２１で接続され、電極１１１ａ〜１１１ｃは伝送線路１１を通して単層基板２０の外部の裏面に設けられた外部パッド１１２ａ〜１１２ｃと接続されている。外部パッド１１２ａ〜１１２ｃには、信号処理回路、バイアス電圧等の外部回路が接続される。
【００８７】
磁石８と磁石７０は異極が対向しているので、図２３と同様に被検知物５及びＡＭＲ素子１０にはＺ方向の磁界が印加されるので、この発明の実施の形態６と同様の作用効果が得られる。さらに、ＡＭＲ素子１０の電極と単層基板２０の電極とが金属タブ２１で接続されているので、ＡＭＲ素子１０と電気シールド板３１との隙間が小さくなり、ＡＭＲ素子１０と被検知物５との距離が小さくなるので、検出感度が向上する。
【符号の説明】
【００８８】
１ 筐体
１ａ 第１の筐体
１ｂ 第２の筐体
１ｃ 嵌合ブロック
１ｄ 保持ブロック
２ 中空部
３ 第１のスリット部
４ 第２のスリット部
５ 被検知物（紙幣）
６ 第１の磁石
７ 第２の磁石
８ 磁石
９ 多層基板、 ９ａ 多層基板の穴部
９１ １層目基板、 ９１ａ １層目基板の穴部
９２ ２層目基板、 ９２ａ ２層目基板の穴部
１０ 異方性磁気抵抗効果素子（ＡＭＲ素子）
１０１ａ〜１０１ｃ ＡＭＲ素子の電極
１０２ａ〜１０２ｃ 抵抗体パターン
１１ 伝送線路
１１１ａ〜１１１ｃ 伝送線路の電極
１１２ａ〜１１２ｃ 伝送線路の外部パッド
１２ 金属ワイヤ（電気接続手段）
１３ 樹脂
１５ 処理回路
１７ 磁力線
１９１ 金属キャリア
２０ 単層基板
２０ａ 単層基板の穴部
２１ 金属タブ（電気接続手段）
３１ 電気シールド板
７０ 磁石
７１ ケーブル
８０ 磁性体
８１ 第１の磁石用ヨーク
８２ 第２の磁石用ヨーク
８３ 磁石用ヨーク
【技術分野】
【０００１】
この発明は、紙幣等の紙葉状媒体上に形成された微小磁性パターンを検出する磁気センサ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気センサ装置は、磁界強度に対応して抵抗値が変化する特性を有している磁気抵抗効果素子を使用したセンサ装置である。紙幣等の紙葉状媒体に含まれる磁性パターンを検出する磁気センサ装置においては、この磁性パターンの磁化量が微小であるため、感度良く磁性パターンを検出するためには、半導体磁気抵抗効果素子よりも感度の高い異方性磁気抵抗効果素子を使用し、異方性磁気抵抗効果素子を感度がもっとも高くなる磁界強度環境下に設ける上で、紙幣など紙葉状媒体は強磁界環境を通過させる必要がある。
【０００３】
しかしながら、異方性磁気抵抗効果素子を使用した磁気センサ装置においては、異方性磁気抵抗効果素子が１０ｍＴ程度の磁界強度で飽和するため、異方性磁気抵抗効果素子が飽和せず感度がもっとも高くなる磁界強度環境下に配置することが難しいという問題があった。
【０００４】
また、非接触型の磁気センサ装置においては、紙葉状媒体などの被検知物と磁気抵抗効果素子とは所定の距離離れているため、磁気抵抗効果素子の抵抗値変化出力が小さくなり被検知物に含まれる磁性パターンの検出感度が低下する問題があった。
【０００５】
このような問題を解決するため、特開２００８−１４５３７９号公報（特許文献１参照）には、永久磁石による検出用磁界が同時に付与する強磁性体薄膜磁気抵抗素子の感磁方向のバイアス磁界強度が飽和磁界以下の磁束量となるように永久磁石の位置を調整して配置した磁気センサが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１４５３７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の磁気センサでは、具体的な強磁性体薄膜磁気抵抗素子の感磁方向のバイアス磁界強度が飽和磁界以下の磁束量となるような永久磁石の配置方法が開示されていない。また、非接触磁気センサにおいて被検知物の検出感度を向上させるには、バイアス磁石の磁力を高め、異方性磁気抵抗効果素子に適切なバイアス磁界を印加しつつ、被検知物が搬送される搬送路の磁界強度を高める必要があるが、被検知物は異方性磁気抵抗効果素子よりもバイアス磁石の遠方を通過するため、被検知物による磁界強度の変化は小さく個々の異方性磁気抵抗効果素子の出力信号が小さくなるという課題がある。
【０００８】
この発明は上述のような課題を解決するためになされたものであり、磁性パターンを有する被検知物を磁気抵抗効果素子から微小距離離間させた非接触状態で、安定して感度良く被検知物の磁性パターンを検出する磁気センサ装置を得るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に係る磁気センサ装置は、搬送路を搬送される被検知物と、この被検知物の一方の面に磁極が配置され、前記被検知物に交差する交差磁界を生成する磁石と、前記被検知物の他方の面に設けられ、出力端子を有し、前記交差磁界内を搬送される前記被検知物の磁気成分による前記交差磁界の搬送方向成分の変化を抵抗値の変化として出力する磁気抵抗効果素子とを備えたものである。
【００１０】
また、この発明に係る磁気センサ装置は、搬送路を搬送される被検知物と、この被検知物の一方の面に磁極が配置され、前記被検知物に交差する交差磁界を生成する磁石と、この磁石と前記被検知物との間に設けられ、出力端子を有し、前記交差磁界内を搬送される前記被検知物の磁気成分による前記交差磁界の搬送方向成分の変化を抵抗値の変化として出力する磁気抵抗効果素子とを備えたものである。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、搬送経路に交差する交差磁界内に磁気抵抗効果素子が配置されているので、磁気抵抗効果素子の感磁方向の磁界強度は弱磁界強度であるため磁気抵抗効果素子は飽和することなく、被検知物には搬送経路に交差する方向の強磁界強度が印加されるため、感度良く被検知物の磁気パターンが検出される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の実施の形態１における磁気センサ装置の被検出体の搬送方向から見た断面図である。
【図２】この発明の実施の形態１における磁気センサ装置の被検出体の挿排出方向から見た断面図である。
【図３】図１における金属キャリアへの多層基板とＡＭＲ素子の実装状態を示す拡大図である。
【図４】図１における中空部から多層基板側を見たＡＭＲ素子の実装状態を示す上面図である。
【図５】この発明の実施の形態１における磁気センサ装置のＡＭＲ素子と外部回路との接続状態を示す接続図である。
【図６】図１に示す磁気センサ装置における第１の磁石と第２の磁石から生成される搬送路での磁界分布を示す図である。
【図７】図６における間隔方向（Ｚ軸方向）の磁界の搬送方向（Ｘ軸方向）における強度変化を示す図である。
【図８】この発明の実施の形態１における磁気センサの検出原理を説明する磁力線ベクトル図である。
【図９】図６におけるＸ軸方向およびＺ軸方向の磁界強度の第１の磁石と第２の磁石との間隔方向（Ｚ軸方向）における強度変化を示す図である。
【図１０】ＡＭＲ素子の印加磁界と抵抗変化率を示す図である。
【図１１】この発明の実施の形態１におけるミアンダ形状の抵抗パターンを有するＡＭＲ素子の上面図である。
【図１２】この発明の実施の形態２におけるＡＭＲ磁気センサ装置の中空部から多層基板側を見たＡＭＲ素子の実装状態を示す上面図である。
【図１３】この発明の実施の形態２における磁気センサ装置のＡＭＲ素子と外部回路との接続状態を示す接続図である。
【図１４】この発明の実施の形態２におけるミアンダ形状の抵抗パターンを有するＡＭＲ素子の上面図である。
【図１５】この発明の実施の形態３における磁気センサ装置の被検出体の搬送方向から見た断面図である。
【図１６】図１５に示す磁気センサ装置における第１の磁石用ヨークと第２の磁石用ヨークから生成される間隔方向（Ｚ軸方向）の磁界分布を示す図である。
【図１７】図１５におけるＸ軸方向とＺ軸方向の磁界強度の第１の磁石と第２の磁石との間隔方向（Ｚ軸方向）における強度変化を示す図である。
【図１８】この発明の実施の形態４における磁気センサ装置の被検出体の搬送方向から見た断面図である。
【図１９】図１８に示す磁気センサ装置における磁石と磁性体から生成される搬送路での磁界分布を示す図である。
【図２０】この発明の実施の形態５における磁気センサ装置の被検出体の搬送方向から見た断面図である。
【図２１】図２０に示す磁気センサ装置における磁石用ヨークと磁性体から生成される搬送路での磁界分布を示す図である。
【図２２】この発明の実施の形態６における磁気センサ装置の被検出体の搬送方向から見た断面図である。
【図２３】図２２に示す磁気センサ装置における磁石と磁性体から生成される搬送路での磁界分布を示す図である。
【図２４】この発明の実施の形態７におけるライン型磁気センサ装置の中空部から多層基板側を見たＡＭＲ素子の実装状態を示す上面図である。
【図２５】この発明の実施の形態８における磁気センサ装置の被検出体の搬送方向から見た断面図である。
【図２６】図２５に示す磁気センサ装置における磁石と磁性体から生成される搬送路での磁界分布を示す図である。
【図２７】この発明の実施の形態９における磁気センサ装置の被検出体の搬送方向から見た断面図である。
【図２８】図２７における金属キャリアへの単層基板とＡＭＲ素子の実装状態を示す拡大図である。
【図２９】この発明の実施の形態１０における磁気センサ装置の被検出体の搬送方向から見た断面図である。
【図３０】図２９における金属キャリアへの単層基板とＡＭＲ素子の実装状態を示す拡大図である。
【図３１】この発明の実施の形態１１における磁気センサ装置の被検出体の搬送方向から見た断面図である。
【図３２】図３１における単層基板とＡＭＲ素子の実装状態を示す拡大図である。
【図３３】この発明の実施の形態１２における磁気センサ装置の被検出体の搬送方向から見た断面図である。
【図３４】図３３における単層基板とＡＭＲ素子の実装状態を示す拡大図である。
【図３５】この発明の実施の形態１３における磁気センサ装置の被検出体の搬送方向から見た断面図である。
【図３６】図３５における単層基板とＡＭＲ素子の実装状態を示す拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１における磁気センサ装置の被検出体（被検知物）の搬送方向から見た断面図である。図２は、この発明の実施の形態１における磁気センサ装置の被検出体の挿排出方向から見た断面図である。図１及び図２において、筐体１は内部に中空部２を有し、筐体１の一方の側面（側壁）に読取り幅（被検出体の搬送方向と直交する方向）に亘って第１のスリット部３を備え、他方の側面（側壁）に第１のスリット部３に平行に第２のスリット部４を備え、中空部２を介して第１のスリット部３と第２のスリット部４とが接続されており、例えば、被検出体である磁性パターンを含んだ紙幣５は第１のスリット部３から挿入され、中空部２を搬送経路として搬送され、第２のスリット部４から排出される。
【００１４】
中空部２における搬送方向の一方の面に搬送方向に沿ってＮ極Ｓ極を有する第１の磁石６が筐体１に紙幣５から離間して設置され、対向する他方の面に搬送方向に沿ってＮ極Ｓ極が第１の磁石６と異極対向となるように第２の磁石７が筐体１に紙幣５から離間して設置されている。
【００１５】
第２の磁石７の搬送路側に、紙幣５から離間して、金属キャリア１９１の表面にガラスエポキシ等の樹脂で形成された多層基板９が設けられ、この金属キャリア１９１に異方性磁気抵抗効果素子（ＡＭＲ素子）１０が実装されている。このＡＭＲ素子１０は基板表面に抵抗体を備え、この抵抗体に流れる電流の方向に直交する磁界の変化に対応して抵抗値が変化する特性を有している。
【００１６】
図３は、図１における金属キャリア１９１への多層基板９とＡＭＲ素子１０の実装状態を示す拡大図である。図４は、図１における中空部２から多層基板９側を見たＡＭＲ素子１０の実装状態を示す上面図である。図３及び図４において、多層基板９は、少なくとも１層目基板９１、２層目基板９２で構成され、非磁性体の金属キャリア１９１に固定されている。この多層基板９は、穴部９ａを有し、この穴部９ａの１層目基板９１と２層目基板９２にはそれぞれ１層目基板の穴部９１ａ、２層目基板の穴部９２ａを備え、１層目基板の穴部９１ａの開口は２層目基板の穴部９２ａの開口よりも大きい凹構造となっている。尚、多層基板９は、回路規模が大きい場合は、３層目基板以降が追加されることもある。
【００１７】
ＡＭＲ素子１０は、多層基板９に包囲されるように２層目基板の穴部９２ａに露出している金属キャリア１９１の表面に接着材で固定されている。ＡＭＲ素子１０の電極１０１ａ〜１０１ｃは、多層基板９の穴部９ａ内に露出している２層目基板９２の表面に設けられた電極１１１ａ〜１１１ｃとそれぞれ金属ワイヤ１２で接続され、電極１１１ａ〜１１１ｃは伝送線路１１を通して多層基板９の外部の裏面に設けられた外部パッド１１２ａ〜１１２ｃと接続されている。外部パッド１１２ａ〜１１２ｃには、信号処理回路、バイアス電圧等の外部回路が接続される。また、１層目の穴部９１ａと２層目の穴部９２ａは、樹脂１３にて１層目基板９１の表面を越えないように封止されている。
【００１８】
図４において、ＡＭＲ素子１０の抵抗体パターン１０２ａと１０２ｂは矩形形状の長辺が読取り幅方向（Ｙ軸方向）に延在するように平行に配置され、隣接する抵抗体パターン１０２ａと１０２ｂとは直列接続され、この直列接続部がＡＭＲ素子１０の電極１０１ｂに、抵抗体パターン１０２ａの他方が電極１０１ａに、抵抗体パターン１０２ｂの他方が電極１０１ｃに接続されている。
【００１９】
図５は、この発明の実施の形態１における磁気センサ装置のＡＭＲ素子１０と外部回路との接続状態を示す接続図である。図４及び図５において、電極１０１ａは金属ワイヤ１２（電気接続手段）にて電極１１１ａに接続され、外部パッド１１２ａを経由して直流電源電圧Ｖｃｃに接続されている。電極１０１ｂは金属ワイヤ１２にて電極１１１ｂに接続され、外部パッド１１２ｂを経由して信号を処理する処理回路１５に接続されている。電極１０１ｃは金属ワイヤ１２にて電極１１１ｃに接続され、外部パッド１１２ｃを経由して直流接地（ＧＮＤ）されている。
【００２０】
図６は、図１に示す磁気センサ装置における第１の磁石６と第２の磁石７から生成される搬送路での磁界分布を示す図である。図７は、図６における対向する第１の磁石６と第２の磁石との間隔方向（Ｚ軸方向）の磁界の紙幣５の搬送方向（Ｘ軸方向）における強度変化を示す図である。図８は、図６におけるＤ部を拡大し、この発明の実施の形態１における磁気センサの検出原理を説明する磁力線ベクトル図である。図９は、図６におけるＸ軸方向およびＺ軸方向の磁界強度の第１の磁石６と第２の磁石７との間隔方向（Ｚ軸方向）における強度変化を示す図である。なお、図６及び図８では図１の構成要素から磁界分布を説明するために必要な構成要素を記載し他は省略している。
【００２１】
図６に示すように、ＡＭＲ素子１０は間隔方向の磁界が強磁界強度である位置に設けられ、紙幣５は間隔方向の磁界が強磁界強度である位置を間隔方向の磁界を交差するように通過する。
【００２２】
図６において、磁力線１７は異方性磁気抵抗効果素子（ＡＭＲ素子）１０が配置されている付近では、搬送経路に交差する交差磁界である第１の磁石６のＮ極から第２の磁石７のＳ極へと向かう成分が主成分となっているが、図８（ａ）に示すように、間隔方向（Ｚ軸方向）から少しだけ搬送方向（Ｘ軸方向）に傾いているため、この磁界の搬送方向（Ｘ軸方向）成分が異方性磁気抵抗効果素子（ＡＭＲ素子）１０のバイアス磁界として作用している。
【００２３】
被検知物（紙幣）５が近づいてくると、図８（ｂ）に示すように、磁力線１７が被検知物（紙幣）５側に傾くため搬送方向（Ｘ軸方向）の磁界が小さくなり、被検知物（紙幣）５が離れていくと、図８（ｃ）に示すように、磁力線１７が被検知物（紙幣）５側に傾くため搬送方向（Ｘ軸方向）の磁界が大きくなることにより、Ｘ方向成分を感磁する異方性磁気抵抗効果素子（ＡＭＲ素子）１０の抵抗値が変化し、被検知物（紙幣）５を検知することができる。
【００２４】
図９は、図６において第１の磁石６及び第２の磁石７において搬送方向の長さＡ＝５ｍｍ、第１の磁石６及び第２の磁石７の厚さＢ＝１０ｍｍ、第１の磁石６と第２の磁石７との間隔Ｇ＝５ｍｍ、第１の磁石６及び第２の磁石７の材質をネオジム焼結磁石とし、第１の磁石の中心から搬送方向に距離Ｃ＝２．７ｍｍ離れた位置での、搬送方向（Ｘ軸方向）の磁界強度成分Ｂｘと間隔方向（Ｚ軸方向）の磁界強度成分ＢｚのＺ軸方向における強度変化を計算した結果である。
【００２５】
前記磁界強度は、第１の磁石６と第２の磁石７との間隙Ｇの中間地点（Ｚ＝２．５ｍｍ＝Ｇ／２）で磁界強度Ｂｘが０となっている。ＡＭＲ素子１０として図１０の実線に示す飽和磁界強度が５ｍＴのＡＭＲ素子を用いる場合、Ｚ＝２．６５ｍｍ付近でＢｘが５ｍＴとなる。すなわち、ＡＭＲ素子１０の位置としては０＜α＜０．１５ｍｍに設定すると、ＡＭＲ素子１０の出力が飽和することなく適切なバイアス磁界を印加される。最も望ましいのは磁気抵抗素子の感度傾きが最も大きい磁界強度Ｂｘ＝２．５ｍＴ程度のバイアス磁界が印加される状態であり、α＝０．０８ｍｍ付近にＡＭＲ素子１０配置すると最も高い出力が得られる。なお、αは微小距離を示す。
【００２６】
紙幣５が抵抗体パターン１０２ａ、１０２ｂに掛かったときの磁界変化は、紙幣５の周辺の磁界（紙幣５に印加される磁界）に比例し、その磁界変化をＡＭＲ素子１０で検出するため、高出力化のためには紙幣５にはより大きな磁界をかける必要があり、この発明の実施の形態１では、紙幣５とＡＭＲ素子１０の距離が近い場合例えばＺ＝３ｍｍ付近にある場合、図９より紙幣５に印加される磁界はＢｘ＝約３００ｍＴであるが、紙幣５とＡＭＲ素子１０の距離が離れてＺ＝４ｍｍ付近にある場合にはＢｘ＝約３７０ｍＴとなり、ＡＭＲ素子１０と紙幣５が離間しても感度良く紙幣５の磁性パターンが検出される。
【００２７】
ＡＭＲ素子１０と紙幣５との間隔は、紙幣５がＺ＝４ｍｍの地点を通過するよう構成した場合、ＡＭＲ素子１０と紙幣５との間隔は上述の記載から１．５ｍｍ程度と近接しており、非接触状態を保ちつつＡＭＲ素子１０を保護するＡＭＲ素子１０の実装方法について図３及び図４を用いて説明する。
【００２８】
ＡＭＲ素子１０の厚みは０．５ｍｍ程度であり、抵抗体パターン１０２ａ、１０２ｂはＡＭＲ素子１０の表面に形成されているため、抵抗体パターン１０２ａ、１０２ｂがＺ＝Ｇ／２＋α＝２．５２ｍｍの地点に来るように、厚さが２．０２ｍｍの金属キャリア１９１の表面にＡＭＲ素子１０が接着されている。
【００２９】
２層目基板９２は厚み０．５ｍｍとし、２層目基板９２のパッド１１１ａ〜１１１ｃとＡＭＲ素子１０の電極１０１ａ〜１０１ｃとは金属ワイヤ１２で接続されている。２層目基板９２の厚みをＡＭＲ素子１０の厚みと同一にすることで、金属ワイヤ１２のループ高さを最小に抑えることができる。
【００３０】
１層目基板９１の厚みは金属ワイヤ１２のループ高さと同程度の０．３ｍｍとし、１層目基板９１の穴部９１ａ及び２層目基板９２の穴部９２ａに粘性の低いエポキシ系の樹脂１３を１層目基板９１の表面から突出しないように塗布し、ＡＭＲ素子１０と金属ワイヤ１２を保護する。２層目基板９２のパッド１１１ａ〜１１１ｃは伝送線路１１を経由して金属キャリア１９１の裏面に設けたパッド１１２ａ〜１１２ｃに接続されており、このパッド１１２ａ〜１１２ｃを介して電源電圧Ｖｃｃ、処理回路１５等に接続されている。この実装により、ＡＭＲ素子１０を保護し、紙幣５の搬送を妨げる突起物は無く、安定して多層基板９の表面と紙幣５とは１．２ｍｍの間隔が確保される。
【００３１】
このように、紙幣には間隔方向（Ｚ軸方向）の強磁界が印加され、ＡＭＲ素子との距離が離れるにしたがって、さらに強磁界が印加されるため、ＡＭＲ素子と紙幣が離間していても、感度良く紙幣の磁性パターンが検出される。また、異方性磁気抵抗効果素子（ＡＭＲ）１０に印加する搬送方向（Ｘ軸方向）のバイアス磁界強度は、間隔方向（Ｚ軸方向）位置での変化が小さいため、組付け精度が向上する。さらに、第１の磁石６と第２の磁石７を対向配置としているため、安定した磁路が形成され、外部の磁性体の影響を受けにくく、安定して被検知物の磁気パターンが検出される。
【００３２】
ＡＭＲ素子１０の抵抗体パターン１０２ａ、１０２ｂは矩形形状としたが、図１１に示すように長辺が読取り幅方向（Ｙ軸方向）に延在するように配置したミアンダ形状としても良い。この場合、抵抗体パターン１０２ａ、１０２ｂの抵抗値が矩形形状のものより増加し高抵抗値となるので、ＡＭＲ素子１０の磁界変化の検出感度が向上し、磁気センサ装置の検出感度が増加する。
【００３３】
ＡＭＲ素子１０は多層基板９の金属キャリア１９１の表面に接着したが、ＡＭＲ素子１０の抵抗変化率や飽和磁界強度が本実施の形態１と異なり、ＡＭＲ素子１０を第１の磁石６に近接させる場合においては、金属キャリア１９１を設けず、第１の磁石６の搬送路側の表面にＡＭＲ素子１０を接着する構造としても良い。
【００３４】
なお、本実施の形態１では、磁気抵抗効果素子１０は、ＡＭＲ素子を用いたが、巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）素子やトンネル磁気抵抗効果（ＴＭＲ）素子を用いても良い。
【００３５】
実施の形態２．
図１２は、この発明の実施の形態２における磁気センサ装置の中空部２から多層基板９側を見たＡＭＲ素子１０の実装状態を示す上面図である。図４と同一の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。図１２において、ＡＭＲ素子１０の抵抗体パターン１０２ａは矩形形状の長辺が読取り幅方向（Ｙ軸方向）に延在するように配置され、抵抗体パターン１０２ｃは矩形形状の長辺が搬送方向（Ｘ軸方向）に延在するように配置され、抵抗体パターン１０２ａと１０２ｃとは直列接続され、この直列接続部がＡＭＲ素子１０の電極１０１ｂに、抵抗体パターン１０２ａの他方が電極１０１ａに、抵抗体パターン１０２ｂの他方が電極１０１ｃに接続されている。
【００３６】
図１３は、この発明の実施の形態２における磁気センサ装置のＡＭＲ素子１０と外部回路との接続状態を示す接続図である。図５と同一の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。図１２及び図１３において、電極１０１ａは金属ワイヤ１２にて電極１１１ａに接続され、外部パッド１１２ａを経由して直流電源電圧Ｖｃｃに接続されている。電極１０１ｂは金属ワイヤ１２にて電極１１１ｂに接続され、外部パッド１１２ｂを経由して信号を処理する処理回路１５に接続されている。電極１０１ｃは金属ワイヤ１２にて電極１１１ｃに接続され、外部パッド１１２ｃを経由して直流接地（ＧＮＤ）されている。
【００３７】
この発明の実施の形態２では、この発明の実施の形態１と同様に磁界は間隔方向（Z軸方向）成分が主成分となっているが、間隔方向（Ｚ軸方向）から少しだけ搬送方向（Ｘ軸方向）に傾いているため、この磁界の搬送方向（Ｘ軸方向）成分が異方性磁気抵抗効果素子（ＡＭＲ素子）１０のバイアス磁界として作用しており、抵抗体パターン１０２ａはバイアス磁界Ｂｘが掛かるが抵抗体パターン１０２ｃはＢｘが感磁方向ではないため、バイアス磁界が印加されない。この状態で紙幣５がＸ軸方向に搬送されると、抵抗体パターン１０２ａ上に紙幣５の磁性パターンが掛かると、抵抗体パターン１０２ａ付近の磁界Ｂｘが変化して抵抗体パターン１０２ａの抵抗値が変化するが、抵抗体パターン１０２ｃ付近の磁界Ｂｘが変化してもその変化を抵抗体パターン１０２ｃは感じないため、抵抗体パターン１０２ｃの抵抗値は常に一定であり、抵抗体パターン１０２ａのみの変化で磁気パターンを検知することが出来る。
【００３８】
ＡＭＲ素子１０の抵抗体パターン１０２ａ、１０２ｃは矩形形状としたが、図１４に示すように抵抗体パターン１０２ａは長辺が読取り幅方向（Ｙ軸方向）に延在するように配置したミアンダ形状とし、抵抗体パターン１０２ｃは長辺が搬送方向（Ｘ軸方向）に延在するように配置したミアンダ形状としても良い。この場合、抵抗体パターン１０２ａ、１０２ｃの抵抗値が矩形形状のものより増加し高抵抗値となるので、ＡＭＲ素子１０の磁界変化の検出感度が向上し、磁気センサ装置の検出感度が増加する。
【００３９】
実施の形態３．
図１５は、この発明の実施の形態３における磁気センサ装置の被検出体（被検知物）の搬送方向から見た断面図である。図１と同一の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。図１に示すこの発明の実施の形態１から、第１の磁石６の搬送方向の両側面に一対の第１の磁石用ヨーク８１と第２の磁石７の搬送方向の両側面に一対の第２の磁石用ヨーク８２を配置している。
【００４０】
図１６は、図１５に示す磁気センサ装置における第１の磁石用ヨーク８１と第２の磁石用ヨーク８２から生成される間隔方向（Ｚ軸方向）の磁界分布を示す図である。なお、図１６では、図１５の構成要素から磁界分布を説明するために必要な構成要素を記載し他は省略している。
【００４１】
図１６に示すように、ＡＭＲ素子１０は間隔方向の磁界が強磁界強度である位置に設けられ、紙幣５は間隔方向の磁界が強磁界強度である位置を間隔方向の磁界を交差するように通過する。
【００４２】
第１の磁石用ヨーク８１は、所定の厚さＰ（磁石厚さＢ＞Ｐ）を持った板状の軟磁性体により形成され、間隔方向（Ｚ方向）は第１の磁石６の下側を揃えるか、一定の飛び出し量を持って第１の磁石６の両側に接着、一体成型、磁力による吸引などの方法で取り付けられる。第２の磁石用ヨーク８２は、所定の厚さを持った板状の軟磁性体により形成され、間隔方向（Ｚ方向）は第２の磁石７の上側を揃えるか、一定の飛び出し量を持って第１の磁石６の両側に接着、一体成型、磁力による吸引などの方法で取り付けられる。
【００４３】
本構成によれば、第１の磁石６や第２の磁石７の側面から発せられた磁力線がヨーク厚さＰの中に集磁され、磁力線１７は図１６に示すように磁石のＮ極側ヨーク端から発せられ、Ｓ極のヨーク端に向かうループを描く。この効果により、磁石のみを対向させて場合に比べてさらに大きな磁界を被検出物（紙幣）５に印加され、更にはヨークの効果により組付け精度が改善される。
【００４４】
図１７は、第１の磁石６及び第２の磁石７において搬送方向の長さＡ＝５ｍｍ、第１の磁石６及び第２の磁石７の厚さＢ＝１０ｍｍ、第１の磁石用ヨーク８１及び第２の磁石用ヨーク８２の厚さＰ＝３ｍｍ、第１の磁石６及び第２の磁石７からの第１の磁石用ヨーク８１及び第２の磁石用ヨーク８２それぞれの飛び出し量Ｑ＝１ｍｍ、第１の磁石用ヨーク８１と第２の磁石用ヨーク８２との間隔Ｇ＝５ｍｍ、第１の磁石６及び第２の磁石７の材質をネオジム焼結磁石とし、第１の磁石６及び第２の磁石７の中心から搬送方向に距離Ｃ＝４．０ｍｍ離れた位置での、搬送方向（Ｘ軸方向）の磁界強度成分Ｂｘと間隔方向（Ｚ軸方向）の磁界強度成分ＢｚのＺ軸方向における強度変化を計算した結果である。
【００４５】
前記磁界強度は、第１の磁石用ヨーク８１と第２の磁石用ヨーク８２との間隔Ｇの中間地点（Ｚ＝２．５ｍｍ＝Ｇ／２）で磁界強度Ｂｘが０となっている。ＡＭＲ素子１０として図９の実線に示す飽和磁界が５ｍＴのＡＭＲ素子を用いる場合、Ｚ＝３．０ｍｍ付近でＢｘが５ｍＴとなる。すなわち、ＡＭＲ素子１０の位置としては０＜α＜０．５ｍｍに設定すると、ＡＭＲ素子１０の出力が飽和することなく適切なバイアス磁界を印加される。これは、実施の形態１の組付精度（０＜α＜０．１５ｍｍ）と比較すると大幅に改善されていることが分かる。また、最も望ましいのは磁気抵抗素子の感度傾きが最も大きい磁界強度Ｂｘ＝２．５ｍＴ程度のバイアス磁界が印加される状態であり、α＝０．２５ｍｍ付近にＡＭＲ素子１０配置すると最も高い出力が得られる。なお、αは微小距離を示す。
【００４６】
紙幣５が抵抗体パターン１０２ａ、１０２ｂに掛かったときの磁界変化は、紙幣５の周辺の磁界（紙幣５に印加される磁界）に比例し、その磁界変化をＡＭＲ素子１０で検出するため、高出力化のためには紙幣５にはより大きな磁界をかける必要があり、この発明の実施の形態２では、紙幣５とＡＭＲ素子１０の距離が近い場合例えばＺ＝３ｍｍ付近にある場合、図９より紙幣５に印加される磁界はＢｘ＝約４８０ｍＴであるが、紙幣５とＡＭＲ素子１０の距離が離れてＺ＝４ｍｍ付近にある場合にはＢｘ＝約５４０ｍＴとなり、ＡＭＲ素子１０と紙幣５が離間しても感度良く紙幣５の磁性パターンが検出される。これは、この発明の実施の形態１の印加磁界と比較して大幅に強化されていることが分かる。その結果、安定した出力を得ることができる。
【００４７】
また、第１の磁石用ヨーク８１、第２の磁石用ヨーク８２をそれぞれ第１の磁石６、第２の磁石７の両側面に取り付けることにより、磁石の読み取り幅方向（Ｙ軸方向）の磁力ばらつきを均一化することができ、特にライン型磁気センサの場合、各チャンネル間のバイアス磁界ばらつきを抑え、結果的にライン間の出力ばらつきを抑えることができ、歩留り向上、コスト削減につながる。
【００４８】
実施の形態４．
図１８は、この発明の実施の形態４における磁気センサ装置の被検出体（被検知物）の搬送方向から見た断面図である。図１と同一の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。この発明の実施の形態４は、図１に示すこの発明の実施の形態１から、第２の磁石を磁性体８０に置き換えたものである。尚、磁性体８０は鉄などの軟磁性体である。
【００４９】
図１９は、図１８に示す磁気センサ装置における磁石８と磁性体８０により生成される間隔方向（Ｚ軸方向）の磁界分布を示す図である。なお、図１９では、図１８の構成要素から磁界分布を説明するために必要な構成要素を記載し他は省略している。図１９において、対向する磁石８と磁性体８０との間隔方向（Ｚ軸方向）の磁界の紙幣５の搬送方向（Ｘ軸方向）における強度変化は、この発明の実施の形態１の図７と同様である。
【００５０】
図１９に示すように、ＡＭＲ素子１０は間隔方向の磁界が強磁界強度である位置に設けられ、紙幣５は間隔方向の磁界が強磁界強度である位置を間隔方向の磁界を交差するように通過する。
【００５１】
図１９において、磁力線１７は異方性磁気抵抗効果素子（ＡＭＲ素子）１０が配置されている付近では、磁石８のＮ極から磁性体８０へ向かう間隔方向（Ｚ軸方向）成分が主成分となっており、実施の形態１と同様の原理で紙幣等の被検出物５の検出が可能である。
【００５２】
この発明の実施の形態４によれば、バイアス磁石は片側のみの配置で、対向側には安価な鉄等の軟磁性体を配置するため、コスト削減が可能である。
【００５３】
実施の形態５．
図２０は、この発明の実施の形態４における磁気センサ装置の被検出体（被検知物）の搬送方向から見た断面図である。図１８と同一の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。この発明の実施の形態５は、図１８に示すこの発明の実施の形態４から、磁石８の搬送方向の両側面に一対の磁石用ヨーク８３を配置しており、ヨークの形状はこの発明の実施の形態３と同じである。
【００５４】
図２１は、図２０に示す磁気センサ装置における磁石用ヨーク８３と磁性体８０により生成される対向する磁石用ヨーク８３と磁性体８０との間隔方向（Ｚ軸方向）の磁界分布を示す図である。なお、図２１では、図２０の構成要素から磁界分布を説明するために必要な構成要素を記載し他は省略している。
【００５５】
図２１に示すように、ＡＭＲ素子１０は間隔方向の磁界が強磁界強度である位置に設けられ、紙幣５は間隔方向の磁界が強磁界強度である位置を間隔方向の磁界を交差するように通過する。
【００５６】
図２１において、磁力線１７は異方性磁気抵抗効果素子（ＡＭＲ素子）１０が配置されている付近では、磁石用ヨーク８３のＮ極から磁性体９へ向かう間隔方向（Ｚ軸方向）成分が主成分となっており、この発明の実施の形態１と同様の原理で紙幣等の被検出物５の検出が可能である。
【００５７】
本構成によれば、磁石８の側面から発せられた磁力線がヨーク厚さＰの中に集磁され、磁力線１７は図２１に示すように磁石のＮ極側ヨーク端から発せられ、磁性体８０に向かうループを描く。この効果によりこの発明の実施の形態３と比べてより大きな磁界を被検出物（紙幣）５に印加することができるだけではなく、ヨークの効果により組付け精度が改善される。
【００５８】
また、この発明の実施の形態５によれば、バイアス磁石は片側のみの配置で、対向側には安価な鉄等の軟磁性体を配置するため、コスト削減が可能である。
【００５９】
実施の形態６．
図２２は、この発明の実施の形態６における磁気センサ装置の被検出体（被検知物）の搬送方向から見た断面図である。図１８と同一の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。この発明の実施の形態６は、図１８に示すこの発明の実施の形態４から、磁石８の着磁方向を対向する磁石８と磁性体８０との間隔方向（Ｚ軸方向）に変更したものである。
【００６０】
図２３は、図２２に示す磁気センサ装置における磁石８と磁性体８０により生成される間隔方向（Ｚ軸方向）の磁界分布を示す図である。なお、図２３では、図２２の構成要素から磁界分布を説明するために必要な構成要素を記載し他は省略している。図２３において、間隔方向（Ｚ軸方向）の磁界の搬送方向（Ｘ軸方向）における強度変化は、磁石８の略中央部で最大となり、磁石の両端部に向けて減少していく分布を有するので、異方性磁気抵抗効果素子（ＡＭＲ素子）１０は、間隔方向（Ｚ軸方向）の磁界強度が強くなる磁石８の略中央部に配置される。
【００６１】
図２３に示すように、ＡＭＲ素子１０は間隔方向の磁界が強磁界強度である位置に設けられ、紙幣５は間隔方向の磁界が強磁界強度である位置を間隔方向の磁界を交差するように通過する。
【００６２】
図２３において、磁力線１７は異方性磁気抵抗効果素子（ＡＭＲ素子）１０が配置されている付近では、磁石８のＮ極から磁性体８０へ向かう間隔方向（Ｚ軸方向）成分が主成分となっており、この発明の実施の形態１と同様の原理で紙幣等の被検出物５の検出が可能である。
【００６３】
実施の形態７．
図２４は、この発明の実施の形態７におけるライン型磁気センサ装置の中空部２から多層基板９側を見たＡＭＲ素子１０の実装状態を示す上面図である。図２４において図１２と同一の構成要素には同一符号を付しその説明を省略する。図２４において、多層基板９の穴部９ａに、読取り幅方向（Ｙ軸方向）に亘ってＡＭＲ素子１０がアレイ状に実装されている。動作については、この発明の実施の形態１の磁気センサ装置と同じである。なお、ＡＭＲ素子１０の抵抗体パターンは図１２に示す抵抗体パターンを用いたが図１４に示す抵抗体パターンを用いても良く、また図４、図１１及び図１４に示すいずれかの抵抗体パターンを用いてもよい。また、第１の磁石及び第２の磁石若しくは第１の磁性体の配置は、この発明の実施の形態１〜６のいずれの配置でも良い。
【００６４】
図２４においては、全てのＡＭＲ素子１０を１つの穴部９ａで包囲しているが、１つのＡＭＲ素子１０を１つの穴部９ａで包囲した磁気センサ装置を読取り幅方向に亘ってアレイ状に実装してもよく、また、複数のＡＭＲ素子１０を１つの穴部９ａで包囲した磁気センサ装置を読取り幅方向に亘ってアレイ状に実装してもよい。
【００６５】
このように、ＡＭＲ素子１０を読取り幅方向に複数個アレイ状に配置したライン型磁気センサ装置とすることにより、検知幅が広がる。
【００６６】
実施の形態８．
図２５は、この発明の実施の形態８における磁気センサ装置の被検出体（被検知物）の搬送方向から見た断面図である。図１８と同一の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。この発明の実施の形態８は、図１に示すこの発明の実施の形態１から、第１の磁石を磁性体８０に置き換えたものである。尚、磁性体８０は鉄などの軟磁性体である。
【００６７】
図２６は、図２５に示す磁気センサ装置における磁石８と磁性体８０により生成される間隔方向（Ｚ軸方向）の磁界分布を示す図である。なお、図２６では、図２５の構成要素から磁界分布を説明するために必要な構成要素を記載し他は省略している。図２６において、対向する磁石８と磁性体８０との間隔方向（Ｚ軸方向）の磁界の紙幣５の搬送方向（Ｘ軸方向）における強度変化は、この発明の実施の形態１の図７と同様である。
【００６８】
図２６に示すように、ＡＭＲ素子１０は間隔方向の磁界が強磁界強度である位置に設けられ、紙幣５は間隔方向の磁界が強磁界強度である位置を間隔方向の磁界を交差するように通過する。
【００６９】
図２６において、磁力線１７は異方性磁気抵抗効果素子（ＡＭＲ素子）１０が配置されている付近では、磁石８のＮ極から磁性体８０へ向かう間隔方向（Ｚ軸方向）成分が主成分となっており、実施の形態１と同様の原理で紙幣等の被検出物５の検出が可能である。
【００７０】
この発明の実施の形態８によれば、この発明の実施の形態４と同様に、バイアス磁石は片側のみの配置で、対向側には安価な鉄等の軟磁性体を配置するため、コスト削減が可能である。
【００７１】
この発明の実施の形態５と同様に、この発明の実施の形態８の磁石８の搬送方向の両側面に一対の磁石用ヨークを配置したとき、この発明の実施の形態５と同様の作用効果が得られる。
【００７２】
この発明の実施の形態６と同様に、この発明の実施の形態８の磁石の着磁方向を間隔方向（Ｚ軸方向）としたとき、この発明の実施の形態６と同様の作用効果が得られる。
【００７３】
実施の形態９．
この発明の実施の形態１では、ＡＭＲ素子１０は、多層基板９の穴部に実装されていたが、多層基板に代えて単層基板の穴部に実装しても良い。図２７は、この発明の実施の形態９における磁気センサ装置の被検出体の搬送方向から見た断面図であり、図２８は、図２７における金属キャリアへの単層基板とＡＭＲ素子の実装状態を示す拡大図である。図２７及び図２８において、それぞれ図１及び図３と同一の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００７４】
図２７及び図２８において、単層基板２０は非磁性体の金属キャリア１９１に固定されており、穴部２０ａを有する。ＡＭＲ素子１０は、単層基板２０に包囲されるように穴部２０ａに露出している金属キャリア１９１の表面に接着剤で固定されている。ＡＭＲ素子１０の電極１０１ａ〜１０１ｃは、単層基板２０表面に設けられた電極１１１ａ〜１１１ｃとそれぞれ金属ワイヤ１２で接続され、電極１１１ａ〜１１１ｃは伝送線路１１を通して単層基板２０の外部の裏面に設けられた外部パッド１１２ａ〜１１２ｃと接続されている。外部パッド１１２ａ〜１１２ｃには、信号処理回路、バイアス電圧等の外部回路が接続される。また、ＡＭＲ素子１０と金属ワイヤ１２を保護するために樹脂１３にて封止されている。
【００７５】
この発明の実施の形態９においても、この発明の実施の形態１と同様の作用効果が得られる。
【００７６】
実施の形態１０．
この発明の実施の形態１では、ＡＭＲ素子１０は、多層基板９の穴部に実装されていたが、多層基板に代えて単層基板の穴部に実装しても良い。図２９は、この発明の実施の形態１０における磁気センサ装置の被検出体の搬送方向から見た断面図であり、図３０は、図２９における金属キャリアへの単層基板とＡＭＲ素子の実装状態を示す拡大図である。図２９及び図３０において、それぞれ図１及び図３と同一の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００７７】
図２９及び図３０において、単層基板２０は非磁性体の金属キャリア１９１に固定されており、穴部２０ａを有する。ＡＭＲ素子１０は、単層基板２０に包囲されるように穴部２０ａに露出している金属キャリア１９１の表面に接着剤で固定されている。ＡＭＲ素子１０の電極１０１ａ〜１０１ｃは、単層基板２０表面に設けられた電極１１１ａ〜１１１ｃとそれぞれ金属タブ２１で接続され、電極１１１ａ〜１１１ｃは伝送線路１１を通して単層基板２０の外部の裏面に設けられた外部パッド１１２ａ〜１１２ｃと接続されている。外部パッド１１２ａ〜１１２ｃには、信号処理回路、バイアス電圧等の外部回路が接続される。
【００７８】
この発明の実施の形態１０においても、この発明の実施の形態１と同様の作用効果が得られる。さらに、ＡＭＲ素子１０の電極と単層基板２０の電極とが金属タブ２１で接続されているので、ＡＭＲ素子１０と電気シールド板３１との隙間が小さくなり、ＡＭＲ素子１０と被検知物５との距離が小さくなるので、検出感度が向上する。
【００７９】
実施の形態１１．
この発明の実施の形態１では、ＡＭＲ素子１０は、金属キャリア１９１上の多層基板９の穴部に実装されていたが、多層基板に代えて単層基板とし、金属キャリアを省略して単層基板上にＡＭＲ素子１０を実装しても良い。図３１は、この発明の実施の形態１１における磁気センサ装置の被検出体の搬送方向から見た断面図であり、図３２は、図３１における単層基板とＡＭＲ素子の実装状態を示す拡大図である。図３１及び図３２において、それぞれ図１及び図３と同一の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００８０】
図３１及び図３２において、ＡＭＲ素子１０は、単層基板２０の表面に接着剤で固定されている。ＡＭＲ素子１０の電極１０１ａ〜１０１ｃは、単層基板２０表面に設けられた電極１１１ａ〜１１１ｃとそれぞれ金属ワイヤ１２で接続され、電極１１１ａ〜１１１ｃは伝送線路１１を通して単層基板２０の外部の裏面に設けられた外部パッド１１２ａ〜１１２ｃと接続されている。外部パッド１１２ａ〜１１２ｃには、信号処理回路、バイアス電圧等の外部回路が接続される。また、ＡＭＲ素子１０と金属ワイヤ１２を保護するために樹脂１３にて封止されている。
【００８１】
この発明の実施の形態１１においても、この発明の実施の形態１と同様の作用効果が得られる。また、金属キャリア１９１を省略しているので、構造が簡単になる効果がある。
【００８２】
実施の形態１２．
図３３は、この発明の実施の形態６において、磁性体８０に変えて、磁石８と磁極が対向するように磁石７０を配置し、ＡＭＲ素子１０を直接磁石７０に載置し、単層基板２０の穴部２０ａに実装したものである。図３４は、図３３における単層基板とＡＭＲ素子の実装状態を示す拡大図である。図３３、図３４において、図２２と同一の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００８３】
図３３及び図３４において、単層基板２０は磁石７０に固定されており、穴部２０ａを有する。ＡＭＲ素子１０は、単層基板２０に包囲されるように穴部２０ａに露出している磁石７０の表面に接着剤で固定されている。ＡＭＲ素子１０の電極１０１ａ〜１０１ｃは、単層基板２０表面に設けられた電極１１１ａ〜１１１ｃとそれぞれ金属ワイヤ１２で接続され、電極１１１ａ〜１１１ｃは伝送線路１１を通して単層基板２０の外部の裏面に設けられた外部パッド１１２ａ〜１１２ｃと接続されている。外部パッド１１２ａ〜１１２ｃには、信号処理回路、バイアス電圧等の外部回路が接続される。また、ＡＭＲ素子１０と金属ワイヤ１２を保護するために樹脂１３にて封止されている。
【００８４】
磁石８と磁石７０は異極が対向しているので、図２３と同様に被検知物５及びＡＭＲ素子１０にはＺ方向の磁界が印加されるので、この発明の実施の形態６と同様の作用効果が得られる。
【００８５】
実施の形態１３．
図３５は、この発明の実施の形態１２において、金属ワイヤ１２に代えて、金属タブ２１でＡＭＲ素子１０の電極と単層基板２０の電極とを接続したものである。図３６は、図３５における単層基板とＡＭＲ素子の実装状態を示す拡大図である。図３５及び図３６において、図３３及び図３４と同一の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００８６】
図３５及び図３６において、単層基板２０は磁石７０に固定されており、穴部２０ａを有する。ＡＭＲ素子１０は、単層基板２０に包囲されるように穴部２０ａに露出している磁石７０の表面に接着剤で固定されている。ＡＭＲ素子１０の電極１０１ａ〜１０１ｃは、単層基板２０表面に設けられた電極１１１ａ〜１１１ｃとそれぞれ金属タブ２１で接続され、電極１１１ａ〜１１１ｃは伝送線路１１を通して単層基板２０の外部の裏面に設けられた外部パッド１１２ａ〜１１２ｃと接続されている。外部パッド１１２ａ〜１１２ｃには、信号処理回路、バイアス電圧等の外部回路が接続される。
【００８７】
磁石８と磁石７０は異極が対向しているので、図２３と同様に被検知物５及びＡＭＲ素子１０にはＺ方向の磁界が印加されるので、この発明の実施の形態６と同様の作用効果が得られる。さらに、ＡＭＲ素子１０の電極と単層基板２０の電極とが金属タブ２１で接続されているので、ＡＭＲ素子１０と電気シールド板３１との隙間が小さくなり、ＡＭＲ素子１０と被検知物５との距離が小さくなるので、検出感度が向上する。
【符号の説明】
【００８８】
１ 筐体
１ａ 第１の筐体
１ｂ 第２の筐体
１ｃ 嵌合ブロック
１ｄ 保持ブロック
２ 中空部
３ 第１のスリット部
４ 第２のスリット部
５ 被検知物（紙幣）
６ 第１の磁石
７ 第２の磁石
８ 磁石
９ 多層基板、 ９ａ 多層基板の穴部
９１ １層目基板、 ９１ａ １層目基板の穴部
９２ ２層目基板、 ９２ａ ２層目基板の穴部
１０ 異方性磁気抵抗効果素子（ＡＭＲ素子）
１０１ａ〜１０１ｃ ＡＭＲ素子の電極
１０２ａ〜１０２ｃ 抵抗体パターン
１１ 伝送線路
１１１ａ〜１１１ｃ 伝送線路の電極
１１２ａ〜１１２ｃ 伝送線路の外部パッド
１２ 金属ワイヤ（電気接続手段）
１３ 樹脂
１５ 処理回路
１７ 磁力線
１９１ 金属キャリア
２０ 単層基板
２０ａ 単層基板の穴部
２１ 金属タブ（電気接続手段）
３１ 電気シールド板
７０ 磁石
７１ ケーブル
８０ 磁性体
８１ 第１の磁石用ヨーク
８２ 第２の磁石用ヨーク
８３ 磁石用ヨーク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送路を搬送される被検知物と、この被検知物の一方の面に磁極が配置され、前記被検知物に交差する交差磁界を生成する磁石と、前記被検知物の他方の面に設けられ、出力端子を有し、前記交差磁界内を搬送される前記被検知物の磁気成分による前記交差磁界の搬送方向成分の変化を抵抗値の変化として出力する磁気抵抗効果素子とを備えた磁気センサ装置。
【請求項２】
搬送路を搬送される被検知物と、この被検知物の一方の面に磁極が配置され、前記被検知物に交差する交差磁界を生成する磁石と、この磁石と前記被検知物との間に設けられ、出力端子を有し、前記交差磁界内を搬送される前記被検知物の磁気成分による前記交差磁界の搬送方向成分の変化を抵抗値の変化として出力する磁気抵抗効果素子とを備えた磁気センサ装置。
【請求項３】
筐体と、この筐体の一方の側壁に読取り幅に亘って被検知物を挿入する細長の第１のスリット部と、この第１のスリット部に対向する前記筐体の他方の側壁に前記第１のスリット部に平行して配置した前記被検知物を排出する第２のスリット部と、前記第１のスリット部と前記第２のスリット部と接続され前記被検知物が前記第１のスリット部から前記第２のスリット部へ搬送される中空部と、前記中空部に設けられ、前記被検知物の一方の面に、搬送方向に沿って互いに磁極を交互に配置した第１の磁石と、前記被検知物の他方の面に、前記搬送方向に沿って前記第１の磁石の磁極と異なる磁極が対向して配置され、前記第１の磁石との間で形成され前記被検知物に交差する磁界強度が前記第１の磁石の前記搬送方向の略中央部に零点を持ち両端部に向かうにつれ強くなるように勾配変化する交差磁界を生成する第２の磁石と、前記被検知物と前記第２の磁石との間に設けられ、出力端子を有し、前記交差磁界内を搬送される前記被検知物の磁気成分による前記交差磁界の前記搬送方向成分の変化を抵抗値の変化として出力する前記搬送方向に感磁作用を有する磁気抵抗効果素子と、この磁気抵抗効果素子の出力端子からの抵抗値変化を接続パッドから外部に出力する基板と、この基板の接続パッドと前記磁気抵抗効果素子の出力端子とを電気接続する電気接続手段とを備え、前記磁気抵抗効果素子は前記交差磁界の磁界強度の強磁界強度領域に設けられた磁気センサ装置。
【請求項４】
筐体と、この筐体の一方の側壁に読取り幅に亘って被検知物を挿入する細長の第１のスリット部と、この第１のスリット部に対向する前記筐体の他方の側壁に前記第１のスリット部に平行して配置した前記被検知物を排出する第２のスリット部と、前記第１のスリット部と前記第２のスリット部と接続され前記被検知物が前記第１のスリット部から前記第２のスリット部へ搬送される中空部と、前記中空部に設けられ、前記被検知物の一方の面に、搬送方向に沿って互いに磁極を交互に配置した第１の磁石と、前記被検知物の他方の面に、前記搬送方向に沿って前記第１の磁石と対向して配置され、前記第１の磁石との間で形成され前記被検知物に交差する磁界強度が前記第１の磁石の前記搬送方向の略中央部に零点を持ち両端部に向かうにつれ強くなるように勾配変化する交差磁界を生成する第１の磁性体と、前記被検知物と前記第１の磁性体との間に設けられ、出力端子を有し、前記勾配磁界内を搬送される前記被検知物の磁気成分による前記交差磁界の前記搬送方向成分の変化を抵抗値の変化として出力する前記搬送方向に感磁作用を有する磁気抵抗効果素子と、この磁気抵抗効果素子の出力端子からの抵抗値変化を接続パッドから外部に出力する基板と、この基板の接続パッドと前記磁気抵抗効果素子の出力端子とを電気接続する電気接続手段とを備え、前記磁気抵抗効果素子は前記交差磁界の磁界強度の強磁界強度領域に設けられた磁気センサ装置。
【請求項５】
筐体と、この筐体の一方の側壁に読取り幅に亘って被検知物を挿入する細長の第１のスリット部と、この第１のスリット部に対向する前記筐体の他方の側壁に前記第１のスリット部に平行して配置した前記被検知物を排出する第２のスリット部と、前記第１のスリット部と前記第２のスリット部と接続され前記被検知物が前記第１のスリット部から前記第２のスリット部へ搬送される中空部と、前記中空部に設けられ、前記被検知物の一方の面に、搬送方向に沿って所定の長さの磁極を配置した第１の磁石と、前記被検知物の他方の面に、前記搬送方向に沿って前記第１の磁石と対向して配置され、前記第１の磁石との間で形成され前記被検知物に交差する交差磁界を生成する第１の磁性体と、前記被検知物と前記第１の磁性体との間に設けられ、出力端子を有し、前記交差磁界内を搬送される前記被検知物の磁気成分による前記交差磁界の前記搬送方向成分の変化を抵抗値の変化として出力する前記搬送方向に感磁作用を有する磁気抵抗効果素子と、この磁気抵抗効果素子の出力端子からの抵抗値変化を接続パッドから外部に出力する基板と、この基板の接続パッドと前記磁気抵抗効果素子の出力端子とを電気接続する電気接続手段とを備え、前記磁気抵抗効果素子は前記第１の磁石の前記搬送方向の略中央部に設けられた磁気センサ装置。
【請求項６】
前記第１の磁石の前記搬送方向の両側面に、一対の磁性体から成る第１のヨークを設け、前記第２の磁石の前記搬送方向の両側面に、一対の磁性体から成る第２のヨークを設けた請求項３に記載の磁気センサ装置。
【請求項７】
前記第１の磁石の前記搬送方向の両側面に、一対の磁性体から成る第１のヨークを設けた請求項４に記載の磁気センサ装置。
【請求項８】
前記磁気抵抗効果素子は、前記搬送方向と直交する方向に延在された矩形状の第１の抵抗体パターンと矩形状の第２の抵抗体パターンとを直列接続して平行に配置し、直列接続された前記第１の抵抗体パターンと前記第２の抵抗体パターンとの共通接続点を前記出力端子と接続する請求項３乃至請求項７のいずれかに記載の磁気センサ装置。
【請求項９】
前記磁気抵抗効果素子は、前記搬送方向と直交する方向に延在された矩形状の第１の抵抗体パターンと前記搬送方向に延在された矩形状の第２の抵抗体パターンとを直列接続して配置し、直列接続された前記第１の抵抗体パターンと前記第２の抵抗体パターンとの共通接続点を前記出力端子と接続する請求項３乃至請求項７のいずれかに記載の磁気センサ装置。
【請求項１０】
前記磁気抵抗効果素子は、前記第１の抵抗体パターン及び前記第２の抵抗体パターンのそれぞれの矩形状パターンを、それぞれミアンダ形状に折り曲げた配置である請求項８又は請求項９に記載の磁気センサ装置。
【請求項１１】
前記基板は、前記磁気抵抗効果素子を包囲する穴部を有する請求項３乃至請求項１０のいずれかに記載の磁気センサ装置。
【請求項１２】
前記基板は、前記搬送方向と直交する方向に複数個アレイ状に配置された前記磁気抵抗効果素子を一纏めに包囲し、前記磁気抵抗効果素子の前記出力端子からの抵抗値変化を前記接続パッドから外部にそれぞれ出力する請求項３乃至請求項１０のいずれかに記載の磁気センサ装置。
【請求項１３】
前記磁気抵抗効果素子と前記基板は、前記搬送方向と直交する方向に複数個アレイ状に配置され、前記磁気抵抗効果素子の前記出力端子からの抵抗値変化を前記接続パッドから外部にそれぞれ出力する請求項３乃至請求項１０のいずれかに記載の磁気センサ装置。
【請求項１】
搬送路を搬送される被検知物と、この被検知物の一方の面に磁極が配置され、前記被検知物に交差する交差磁界を生成する磁石と、前記被検知物の他方の面に設けられ、出力端子を有し、前記交差磁界内を搬送される前記被検知物の磁気成分による前記交差磁界の搬送方向成分の変化を抵抗値の変化として出力する磁気抵抗効果素子とを備えた磁気センサ装置。
【請求項２】
搬送路を搬送される被検知物と、この被検知物の一方の面に磁極が配置され、前記被検知物に交差する交差磁界を生成する磁石と、この磁石と前記被検知物との間に設けられ、出力端子を有し、前記交差磁界内を搬送される前記被検知物の磁気成分による前記交差磁界の搬送方向成分の変化を抵抗値の変化として出力する磁気抵抗効果素子とを備えた磁気センサ装置。
【請求項３】
筐体と、この筐体の一方の側壁に読取り幅に亘って被検知物を挿入する細長の第１のスリット部と、この第１のスリット部に対向する前記筐体の他方の側壁に前記第１のスリット部に平行して配置した前記被検知物を排出する第２のスリット部と、前記第１のスリット部と前記第２のスリット部と接続され前記被検知物が前記第１のスリット部から前記第２のスリット部へ搬送される中空部と、前記中空部に設けられ、前記被検知物の一方の面に、搬送方向に沿って互いに磁極を交互に配置した第１の磁石と、前記被検知物の他方の面に、前記搬送方向に沿って前記第１の磁石の磁極と異なる磁極が対向して配置され、前記第１の磁石との間で形成され前記被検知物に交差する磁界強度が前記第１の磁石の前記搬送方向の略中央部に零点を持ち両端部に向かうにつれ強くなるように勾配変化する交差磁界を生成する第２の磁石と、前記被検知物と前記第２の磁石との間に設けられ、出力端子を有し、前記交差磁界内を搬送される前記被検知物の磁気成分による前記交差磁界の前記搬送方向成分の変化を抵抗値の変化として出力する前記搬送方向に感磁作用を有する磁気抵抗効果素子と、この磁気抵抗効果素子の出力端子からの抵抗値変化を接続パッドから外部に出力する基板と、この基板の接続パッドと前記磁気抵抗効果素子の出力端子とを電気接続する電気接続手段とを備え、前記磁気抵抗効果素子は前記交差磁界の磁界強度の強磁界強度領域に設けられた磁気センサ装置。
【請求項４】
筐体と、この筐体の一方の側壁に読取り幅に亘って被検知物を挿入する細長の第１のスリット部と、この第１のスリット部に対向する前記筐体の他方の側壁に前記第１のスリット部に平行して配置した前記被検知物を排出する第２のスリット部と、前記第１のスリット部と前記第２のスリット部と接続され前記被検知物が前記第１のスリット部から前記第２のスリット部へ搬送される中空部と、前記中空部に設けられ、前記被検知物の一方の面に、搬送方向に沿って互いに磁極を交互に配置した第１の磁石と、前記被検知物の他方の面に、前記搬送方向に沿って前記第１の磁石と対向して配置され、前記第１の磁石との間で形成され前記被検知物に交差する磁界強度が前記第１の磁石の前記搬送方向の略中央部に零点を持ち両端部に向かうにつれ強くなるように勾配変化する交差磁界を生成する第１の磁性体と、前記被検知物と前記第１の磁性体との間に設けられ、出力端子を有し、前記勾配磁界内を搬送される前記被検知物の磁気成分による前記交差磁界の前記搬送方向成分の変化を抵抗値の変化として出力する前記搬送方向に感磁作用を有する磁気抵抗効果素子と、この磁気抵抗効果素子の出力端子からの抵抗値変化を接続パッドから外部に出力する基板と、この基板の接続パッドと前記磁気抵抗効果素子の出力端子とを電気接続する電気接続手段とを備え、前記磁気抵抗効果素子は前記交差磁界の磁界強度の強磁界強度領域に設けられた磁気センサ装置。
【請求項５】
筐体と、この筐体の一方の側壁に読取り幅に亘って被検知物を挿入する細長の第１のスリット部と、この第１のスリット部に対向する前記筐体の他方の側壁に前記第１のスリット部に平行して配置した前記被検知物を排出する第２のスリット部と、前記第１のスリット部と前記第２のスリット部と接続され前記被検知物が前記第１のスリット部から前記第２のスリット部へ搬送される中空部と、前記中空部に設けられ、前記被検知物の一方の面に、搬送方向に沿って所定の長さの磁極を配置した第１の磁石と、前記被検知物の他方の面に、前記搬送方向に沿って前記第１の磁石と対向して配置され、前記第１の磁石との間で形成され前記被検知物に交差する交差磁界を生成する第１の磁性体と、前記被検知物と前記第１の磁性体との間に設けられ、出力端子を有し、前記交差磁界内を搬送される前記被検知物の磁気成分による前記交差磁界の前記搬送方向成分の変化を抵抗値の変化として出力する前記搬送方向に感磁作用を有する磁気抵抗効果素子と、この磁気抵抗効果素子の出力端子からの抵抗値変化を接続パッドから外部に出力する基板と、この基板の接続パッドと前記磁気抵抗効果素子の出力端子とを電気接続する電気接続手段とを備え、前記磁気抵抗効果素子は前記第１の磁石の前記搬送方向の略中央部に設けられた磁気センサ装置。
【請求項６】
前記第１の磁石の前記搬送方向の両側面に、一対の磁性体から成る第１のヨークを設け、前記第２の磁石の前記搬送方向の両側面に、一対の磁性体から成る第２のヨークを設けた請求項３に記載の磁気センサ装置。
【請求項７】
前記第１の磁石の前記搬送方向の両側面に、一対の磁性体から成る第１のヨークを設けた請求項４に記載の磁気センサ装置。
【請求項８】
前記磁気抵抗効果素子は、前記搬送方向と直交する方向に延在された矩形状の第１の抵抗体パターンと矩形状の第２の抵抗体パターンとを直列接続して平行に配置し、直列接続された前記第１の抵抗体パターンと前記第２の抵抗体パターンとの共通接続点を前記出力端子と接続する請求項３乃至請求項７のいずれかに記載の磁気センサ装置。
【請求項９】
前記磁気抵抗効果素子は、前記搬送方向と直交する方向に延在された矩形状の第１の抵抗体パターンと前記搬送方向に延在された矩形状の第２の抵抗体パターンとを直列接続して配置し、直列接続された前記第１の抵抗体パターンと前記第２の抵抗体パターンとの共通接続点を前記出力端子と接続する請求項３乃至請求項７のいずれかに記載の磁気センサ装置。
【請求項１０】
前記磁気抵抗効果素子は、前記第１の抵抗体パターン及び前記第２の抵抗体パターンのそれぞれの矩形状パターンを、それぞれミアンダ形状に折り曲げた配置である請求項８又は請求項９に記載の磁気センサ装置。
【請求項１１】
前記基板は、前記磁気抵抗効果素子を包囲する穴部を有する請求項３乃至請求項１０のいずれかに記載の磁気センサ装置。
【請求項１２】
前記基板は、前記搬送方向と直交する方向に複数個アレイ状に配置された前記磁気抵抗効果素子を一纏めに包囲し、前記磁気抵抗効果素子の前記出力端子からの抵抗値変化を前記接続パッドから外部にそれぞれ出力する請求項３乃至請求項１０のいずれかに記載の磁気センサ装置。
【請求項１３】
前記磁気抵抗効果素子と前記基板は、前記搬送方向と直交する方向に複数個アレイ状に配置され、前記磁気抵抗効果素子の前記出力端子からの抵抗値変化を前記接続パッドから外部にそれぞれ出力する請求項３乃至請求項１０のいずれかに記載の磁気センサ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【公開番号】特開２０１２−２５５７７０（Ｐ２０１２−２５５７７０Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−７７３５６（Ｐ２０１２−７７３５６）
【出願日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]