JP2016206069A - 磁気センサ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】媒体に付与された磁気パターンがハード材およびソフト材のいずれかを判別できる磁気センサ装置を提供すること。【解決手段】磁気センサ装置２０は搬送面２に沿って搬送される媒体３の磁気パターンＭを検出するセンサ部１を有する。センサ部１は、バイアス磁界４を印加する永久磁石５と、永久磁石５の下流側に配置された下流側ヨーク６と、搬送面２と直交する直交方向Ｚで下流側ヨーク６と対向して永久磁石５とは対向しない第１位置Ａに配置された第１感磁素子１１と、直交方向Ｚで永久磁石５と対向する第２位置Ｂに配置された第２感磁素子１２を備える。第１感磁素子１１は磁気パターンＭ（ハード材）の残留磁束密度に起因するバイアス磁界４の変化のみを検出するので、媒体３に付与された磁気パターンＭがハード材およびソフト材のいずれかを判別できる。【選択図】図１

Description

本発明は、磁気パターンを検出する磁気センサ装置に関するものである。

磁気インクによって磁性パターンが付与された紙幣等の媒体の種類や真偽を判定する際には、バイアス磁界を発生させる磁石と磁気抵抗素子等の感磁素子を備える磁気センサ装置が用いられる。感磁素子は磁性パターンが磁気センサ装置の検出位置を通過する際の磁界の変化を検出して、自己の抵抗値の変化に対応する信号を出力する。かかる磁気センサ装置は特許文献１に記載されている。

特許第３８７９７７７号公報

特許文献１に記載の技術では、磁気パターンがフェライト粉等のハード材を含む磁気インクで印刷されているか、軟磁性ステンレス粉等のソフト材（軟磁性材料（soft magnetic material））を含む磁気インクで印刷されているかを判別できないという問題がある。

すなわち、上記のいずれの磁気インクを用いて磁気パターンを形成した場合でも、磁気パターンは透磁率を有するので、感磁素子は透磁率に起因する磁界の変化を検出する。一方、磁気パターンがハード材を含む磁気インクで印刷されている場合には、感磁素子は残留磁束密度に起因する磁界の変化を検出することになるが、残留磁束密度に起因する磁界の変化は透磁率に起因する磁界の変化に重畳されて検出されるので、残留磁束密度に由来する信号成分を切り分けることができない。従って、磁気パターンがハード材を含む磁気インクで印刷されているか、ソフト材を含む磁気インクで印刷されているかを判別できない。

以上の問題に鑑みて、本発明の課題は、媒体に付与された磁気パターンがハード材およびソフト材のいずれかを判別できる磁気センサ装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、移動面に沿って相対移動する媒体に付与された磁気パターンを感磁素子により検出する磁気センサ装置において、前記媒体にバイアス磁界を印加する磁石と、前記媒体の移動方向で前記磁石の下流側に配置された下流側ヨークと、を有し、前記感磁素子として、前記移動面と直交する直交方向で前記下流側ヨークと対向して前記磁石とは対向しない第１位置に配置された第１感磁素子と、前記直交方向で前記磁石と対向する第２位置に配置された第２感磁素子と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、第２感磁素子はバイアス磁界を印加する磁石と対向する第２位置に配置されている。従って、媒体が移動面に沿って第２位置を通過したときに第２感磁素子により磁気パターンの透磁率に起因する磁界の変化を検出できる。一方、第１感磁素子はバイアス磁界を印加する磁石の下流側に配置したヨークと対向する第１位置に配置されている。ここで、第１位置は磁石と対向する領域から離間する領域にあるので、媒体が移動面に沿って第２位置を通過したときに磁界の向きの変化が少なく、かつ、磁束密度が小さい。従って、媒体が移動面に沿って第２位置を通過したときに、第１位置に配置された第１
感磁素子から出力される信号成分について、透磁率に由来する信号成分の出力を実質的にゼロとすることができる。また、第１位置は媒体の移動方向における磁石の下流側で磁石と対向する領域から離間する領域にあるので、第１位置に配置された第１感磁素子は磁気パターンの残留磁束密度に起因する磁界の変化を検出できる。従って、第１感磁素子から出力される信号に基づいて、媒体に付与された磁気パターンがハード材およびソフト材のいずれかを判別できる。

本発明において、前記第１位置および前記第２位置は、前記磁石から前記移動面を経由して前記下流側ヨークに至る前記バイアス磁界内にあるものとすることができる。

本発明において、前記第１感磁素子は、感磁方向を前記移動方向に向けていることが望ましい。このようにすれば、第１感磁素子は磁界の向きの変化の移動方向の成分を検出するものとなる。これにより、第１感磁素子から出力される信号について、透磁率に由来する信号成分の出力を実質的にゼロとすることが容易となる。

ここで、感磁素子としては、ＭＲ素子を用いることができる。

本発明において、前記移動方向で前記磁石の上流側に配置された上流側ヨークを有することが望ましい。このようにすれば、下流側ユークと上流側ヨークによって磁石が発生させる磁界が必要以上に広がることを抑制できる。従って、感磁素子が媒体とは異なる磁性体の動きに起因する磁界の変化を検出することを防止できる。また、このようにすれば、装置の外部の磁界に対して、感磁素子が影響を受けることを防止或いは抑制できる。

この場合において、前記感磁素子として、前記移動面と直交する直交方向で前記上流側ヨークと対向して前記磁石とは対向しない第３位置に配置された第３感磁素子を備えるものとすることができる。このようにすれば、相対移動方向を反対とした場合に、第３位置に配置された第３感磁素子によって、磁気パターン（ハード材）の残留磁束密度に起因する磁界の変化を検出できる。すなわち、装置に対する媒体の相対移動方向を反対とした場合には、媒体は移動面に沿って磁石と対向する位置を通過した後に第３位置を通過する。従って、媒体にハード材からなる磁気パターンが付与されている場合には、媒体が第３位置を通過する際にこのハード材が着磁されている。よって、第３感磁素子により磁気パターン（ハード材）の残留磁束密度に起因する磁界の変化を検出できる。

本発明において、前記媒体に第２のバイアス磁界を印加する第２の磁石を有し、前記第２の磁石は、前記移動方向で前記下流側ヨークの下流側に位置するものとすることができる。このようにすれば、装置に対する媒体の相対移動方向を反対とした場合に、第１位置に配置された第１感磁素子によって、磁気パターン（ハード材）の残留磁束密度に起因する磁界の変化を検出できる。すなわち、媒体の相対移動方向を反対とした場合には、媒体は移動面に沿って第２の磁石と対向する位置を通過した後に第１位置を通過する。従って、媒体にハード材からなる磁気パターンが付与されている場合には、媒体が第１位置を通過する際にこのハード材が着磁されている。よって、第１感磁素子により磁気パターン（ハード材）の残留磁束密度に起因する磁界の変化を検出できる。

本発明において、前記第１感磁素子および前記第２感磁素子は、それぞれ前記移動方向と交差して前記移動面に沿った方向に複数配列されており、前記磁石は、複数の前記第２感磁素子の配列方向に延びて各第２感磁素子と対向することが望ましい。このようにすれば、媒体の幅方向に延びる広い範囲で磁気パターンを検出できる。また、磁石として、第１感磁素子の配列方向に延びる長尺状の１本の磁石を用いるので、第１感磁素子と対応する数の複数の磁石を第１感磁素子の配列方向に配列する場合と比較して、搬送面を経由して形成される磁石の磁界を所定の方向に沿った均一なものとすることが容易である。従っ
て、配列方向における第１感磁素子の位置に起因して、第１感磁素子からの出力に差異が発生することを防止或いは抑制できる。

本発明において、前記下流側ヨークは、前記磁石に沿って延びて各第１感磁素子と対向することが望ましい。磁石が発生させる磁界は下流側ヨークに導かれるので、このようにすれば、搬送面を経由するように形成される磁石の磁界を各感磁素子の感磁方向に沿った均一なものとすることができる。これにより、配列方向における第１感磁素子の位置に起因して、第１感磁素子からの出力に差異が発生することを防止或いは抑制できる。

本発明では、第１感磁素子から出力される信号に基づいて、媒体に付与された磁気パターンがハード材かソフト材かを判別できる。

本発明を適用した磁気センサ装置の説明図である。 図１の磁気センサ装置のセンサ部の説明図である。 センサ部に搭載する感磁素子の抵抗値−磁束密度特性曲線のグラフである。 センサ部の模式図である。 磁気パターンが移動する際の磁束ベクトルの変化の説明図である。 ハード材の磁気パターンが移動する際の磁界の変化の説明図である。 磁気パターンを検出した各感磁素子からの出力例のグラフである。 変形例１、２のセンサ部の説明図である。

以下に、図面を参照して、本発明を適用した磁気センサ装置を説明する。

（全体構成）
図１は本発明を適用した磁気センサ装置の要部構成を模式的に示す説明図である。本発明の磁気センサ装置２０は、搬送経路２１（搬送面２）に沿って搬送される紙幣などのシート状の媒体３に付与された磁気パターンＭを感磁素子１１、１２により検出する。

磁気センサ装置２０が検出する磁気パターンＭとしては、ハード材を含む磁気インキにより印刷されたものと、ソフト材を含む磁気インキにより印刷されたものがある。ハード材とは、マグネットに用いる磁性材料のように、外部より磁界を印加すると、ヒステリシスが大きくて残留磁束密度が高く、容易に磁化される磁性材料である。ソフト材とは、モータや磁気ヘッドのコア材のように、ヒステリシスが小さくて残留磁束密度が低く、容易に磁化されない磁性材料である。

図１に示すように、磁気センサ装置２０は、センサ部１と、センサ部１による検出位置を経由する搬送経路２１に沿って媒体３を搬送する搬送機構２２を備える。搬送機構２２は搬送ローラ２３と搬送ローラ２３の駆動源となる搬送モータ２４を備える。

センサ部１は媒体３の搬送方向Ｘ１と直交する搬送経路２１の幅方向Ｙに延びる。搬送ローラ２３はセンサ部１と搬送面２と直交する直交方向Ｚで対向して配置されている。センサ部１は非磁性のケース２５に収容されている。ケース２５において搬送ローラ２３と対向する対向面は、磁気センサ装置２０による磁気パターンＭの検出位置を規定するとともに、搬送経路２１における搬送面２の一部分を構成する。

センサ部１は、第１感磁素子１１と第２感磁素子１２が形成された複数のＭＲ基板２６を備える。ＭＲ基板２６は、搬送面２に沿って幅方向Ｙに配列されている。従って、セン
サ部１は、幅方向Ｙに配列された複数の第１感磁素子１１と、幅方向Ｙに配列された複数の第２感磁素子１２を備える。第２感磁素子１２は第１感磁素子１１に対して搬送方向Ｘ１の上流側に配置されている。

また、センサ部１は、永久磁石５と、媒体３の搬送方向Ｘ１で永久磁石５の下流側に配置された下流側ヨーク６と、永久磁石５の上流側に配置された上流側ヨーク７を有する。永久磁石５は、搬送面２を搬送される媒体３、第１感磁素子１１および第２感磁素子１２にバイアス磁界４を印加する。搬送面２は、第１感磁素子１１および第２感磁素子１２を間に挟んで永久磁石５、下流側ヨーク６および上流側ヨーク７と反対側（直交方向Ｚ側）に配置されている。

永久磁石５は長尺状であり直方体形状をしている。永久磁石５は幅方向Ｙ（複数の第１感磁素子１１の配列方向）に一定幅で延びる。永久磁石５は各第２感磁素子１２と対向する。下流側ヨーク６は永久磁石５の下流側の端面に当接して永久磁石５に沿って幅方向Ｙに一定幅で延びる。下流側ヨーク６は各第１感磁素子１１と対向する。

上流側ヨーク７は永久磁石５の上流側の端面に当接して永久磁石５に沿って幅方向Ｙに一定幅で延びる。下流側ヨーク６および上流側ヨーク７はそれぞれ長尺状であり直方体形状をしている。永久磁石５、下流側ヨーク６および上流側ヨーク７の幅方向Ｙにおける寸法は同一である。

ここで、幅方向Ｙの両端部分に位置する第１感磁素子１１、第２感磁素子１２は、永久磁石５の端部５ａから規定の距離Ｔ以上離間する位置に配置される。規定の距離Ｔとは、永久磁石５の上下方向における高さ寸法Ｌの１／２である。

（センサ部）
図２は本発明の磁気センサ装置２０のセンサ部１における永久磁石５と感磁素子１１、１２の配置の説明図である。図３（ａ）は第１感磁素子１１の抵抗値−磁束密度特性曲線のグラフであり、図３（ｂ）は第２感磁素子１２の抵抗値−磁束密度特性曲線のグラフである。図２では、図１とは逆に、図面に向かって感磁素子１１、１２の上方に永久磁石５を示し、図面に向かって感磁素子１１、１２の下方に搬送面２を示す。

永久磁石５は、搬送面２に対して直交する方向に着磁されている。本例では、永久磁石５は搬送面２の側にＮ極を向けている。下流側ヨーク６は下流側から永久磁石５に当接し、上流側ヨーク７は上流側から永久磁石５に当接する。永久磁石５における搬送面２の側の端面と下流側ヨーク６および上流側ヨーク７における搬送面２の側の端面は同一平面上に位置し、搬送面２と平行に延びる。

第１感磁素子１１および第２感磁素子１２は、いずれも磁気抵抗素子である。より具体的には、薄膜強磁性金属からなる磁気抵抗パターンを備えた異方性磁気抵抗素子（ＡＭＲ（Anisotropic-Magneto-Resistance））である。異方性磁気抵抗素子は、その磁気抵抗パターンに電流を流した際に、電流方向に対して垂直方向からバイアス磁界４が印加されたとき、磁界の強さに応じて抵抗値が低下する。第１感磁素子１１および第２感磁素子１２の感磁方向Ｆは搬送方向Ｘ１であり、第１感磁素子１１および第２感磁素子１２は搬送方向Ｘ１における磁束ベクトルの変化を検出する。

第１感磁素子１１は、搬送面２と直交する直交方向Ｚで下流側ヨーク６と対向して永久磁石５とは対向しない第１位置Ａに配置されている。第２感磁素子１２は、直交方向Ｚで永久磁石５と対向する第２位置Ｂに配置されている。第２位置Ｂは第１位置Ａよりも搬送方向Ｘ１の上流側である。第１位置Ａおよび第２位置Ｂは、永久磁石５から搬送面２を経
由して下流側ヨーク６に至るバイアス磁界４内にある。下流側ヨーク６における搬送面２の側の端面と第１感磁素子１１の間の距離は、永久磁石５における搬送面２の側の端面と第２感磁素子１２の間の距離と同一である。

第１位置Ａは、第１感磁素子１１の抵抗値−磁束密度特性において、磁束密度の変化に対して抵抗値の変化が大きくなるようなバイアス磁界４（第１磁束ベクトルＨａ０）が印加される位置である。換言すれば、第１位置Ａは、第１感磁素子１１を配置したときに、その抵抗値Ｒ１が図３（ａ）の抵抗値−磁束密度特性曲線における傾きの急な曲線部分にプロットされる位置である。第２位置Ｂは、第２感磁素子１２の抵抗値−磁束密度特性において、磁束密度の変化に対して抵抗値の変化が大きくなるようなバイアス磁界４（第２磁束ベクトルＨｂ０）が印加される位置である。換言すれば、第２位置Ｂは、第２感磁素子１２を配置したときに、その抵抗値Ｒ２が図３（ｂ）の抵抗値−磁束密度特性曲線における傾きが急な曲線部分にプロットされる位置である。

図２に示すように、本例では、第１位置Ａにおける第１磁束ベクトルＨａ０は下流側に向かって下流側ヨーク６に向かう方向に傾斜する。第２位置Ｂにおける第２磁束ベクトルＨｂ０は下流側に向かって永久磁石５から離間する方向に傾斜する。直交方向Ｚに対する第１磁束ベクトルＨａ０の傾斜は、直交方向Ｚに対する第２磁束ベクトルＨｂ０の傾斜よりも大きい。

なお、第１感磁素子１１および第２感磁素子１２としては、半導体磁気抵抗素子、ホール素子、ＭＩ素子(Magneto-Impedance element）、フラックスゲート型の磁気センサなどを用いてもよい。また、第１感磁素子１１は、搬送面２を間に挟んで下流側ヨーク６と反対側に配置してもよい。同様に、第２感磁素子１２は搬送面２を間に挟んで永久磁石５と反対側に配置してもよい。さらに、第１感磁素子１１と第２感磁素子１２が搬送面２を間に挟んだ反対側に配置されていてもよい。

また、第２位置Ｂは、第２感磁素子１２の少なくとも一部分が直交方向Ｚで永久磁石５と対向する位置とすることができる。さらに、下流側ヨーク６における搬送面２の側の端面と第１感磁素子１１の間の距離は、永久磁石５における搬送面２の側の端面と第２感磁素子１２の間の距離と相違していてもよい。また、上流側ヨーク７は省略してもよい。永久磁石はＳ極を搬送面２の側に向けて配置してもよい。

（動作原理）
図４はセンサ部１を部分的に拡大して示す模式図である。図５は磁気パターンＭが搬送面２を移動する際の磁束ベクトルＨａ０、Ｈｂ０の変化の説明図である。図６はハード材を含む磁気パターンＭが搬送面２を移動する際の磁界の変化の説明図である。図４乃至図６では、磁束ベクトルＨａ０、Ｈｂ０の変化および磁界の変化を判り易く示すために媒体３を省略して媒体３に付与された磁気パターンＭのみを示す。

まず、媒体３に付与された磁気パターンＭが搬送面２における第２位置Ｂと対向する上流側検出位置Ｃを通過する際には、バイアス磁界４は、磁気パターンＭの透磁率に起因して、磁気パターンＭに吸われるように磁束の方向が変化する。これにより、第２感磁素子１２が配置された第２位置Ｂを通過する第２磁束ベクトルＨｂ０は、その方向を搬送方向Ｘの前後に変化させる。

より具体的には、第２磁束ベクトルＨｂ０は、図５（ａ）に示すように、磁気パターンＭに向かって法線（直交方向Ｚ）に接近する方向に傾いた後に（磁束ベクトルＨｂ１）、図５（ｂ）に示すように、第１磁束ベクトルＨｂ０よりも下流側に向って傾斜する（磁束ベクトルＨｂ２）。ここで、図４に模式的に示すように、第２位置Ｂはバイアス磁界４を
発生する永久磁石５と対向する位置なので、磁束密度は大きい（磁束ベクトルＨｂ０は大きい）。従って、第２感磁素子１２が検出する磁束ベクトルＨｂ０の感磁方向Ｆの成分Ｈｂｆは大きく変化する。これにより、第２感磁素子１２の抵抗値は、図３（ｂ）に示す比較的大きな範囲Ｓ２で変動し、第２感磁素子１２からは抵抗値の変動に対応する信号が出力される。

ここで、磁気パターンＭが上流側検出位置Ｃを通過する際には、第１位置Ａを通過する第１磁束ベクトルＨａ０もその方向を前後に変化させる。しかし、第１位置Ａは第２位置Ｂよりも永久磁石５から離間するので、図４に模式的に示すように、第１位置Ａを通過するバイアス磁界４の磁束密度は小さい（磁束ベクトルＨａ０は小さい）。また、直交方向Ｚに対する第１磁束ベクトルＨａ０の傾斜は、直交方向Ｚに対する第２磁束ベクトルＨｂ０の傾斜よりも大きいので、例えば、第１磁束ベクトルＨａ０の向きの変化量と第２磁束ベクトルＨｂ０の向きの変化量が同一の場合でも、第１感磁素子１１が検出する第１磁束ベクトルＨａ０の感磁方向Ｆの成分Ｈａｆは、第２感磁素子１２が検出する第１磁束ベクトルＨａ０の感磁方向Ｆの成分Ｈｂｆと比較して小さくなる。この結果、磁気パターンＭが上流側検出位置Ｃを通過したときに、第２感磁素子１２の抵抗値は図３に示す極僅かな範囲Ｓ１でしか変化せず、抵抗値の変動に対応して第２感磁素子１２から出力される信号は実質的にゼロとなる。

次に、媒体３に付与された磁気パターンＭが搬送面２における第１位置Ａと対向する下流側検出位置Ｄを通過する際には、磁気パターンＭは永久磁石５と対向する領域（クリティカルパス範囲）を通過している。従って、磁気パターンＭがハード材からなる場合には、磁気パターンＭは着磁されている。よって、図６（ａ）に示すように、磁気パターンＭは残留磁界８を発生させる。一方、磁気パターンＭがソフト材からなる場合には、磁気パターンＭが着磁されない。よって、図６（ｂ）に示すように、残留磁界は発生しない。

ここで、下流側検出位置Ｄおよび第１位置Ａは、永久磁石５と対向する領域（クリティカルパス範囲）から外れた位置にある。従って、第１感磁素子１１は、磁気パターンＭが着磁されている場合に、磁気パターンＭの残留磁束密度に起因する磁界の変化を検出する。これにより、第１感磁素子１１の抵抗値が変動するので、抵抗値の変動に対応する信号が第１感磁素子１１から出力される。一方、磁気パターンＭが着磁されていない場合には、第１感磁素子１１は磁気パターンＭの残留磁束密度に起因する磁界の変化を検出することはないので、第１感磁素子１１からは抵抗値の変動に対応する信号は出力されない。

図７（ａ）はセンサ部１がハード材からなる磁気パターンＭを検出した場合の第１感磁素子１１からの出力例および第２感磁素子１２からの出力例を示すグラフであり、図７（ｂ）センサ部１がソフト材からなる磁気パターンＭを検出した場合の第１感磁素子１１からの出力例および第２感磁素子１２からの出力例を示すグラフである。図７（ａ）に示すように、磁気パターンＭがハード材からなる場合には、第２感磁素子１２および第１感磁素子１１の両方から信号が出力される。一方、図７（ｂ）に示すように、磁気パターンＭがソフト材からなる場合には、第２感磁素子１２からは信号が出力されるが、第１感磁素子１１からは信号が出力されない。

従って、磁気センサ装置２０によれば、第１感磁素子１１からの信号に基づいて、磁気パターンＭがハード材から形成されているか、ソフト材から形成されているかを判別できる。また、磁気パターンＭがハード材からなる場合には、第１感磁素子１１からの信号および第２感磁素子１２からの信号に基づいて磁気パターンＭの磁気情報を取得できる。一方、磁気パターンＭがソフト材からなる場合には、第２感磁素子１２からの信号に基づいて磁気パターンＭの磁気情報を取得できる。

また、磁気センサ装置２０によれば、搬送経路２１（搬送面２）の幅方向Ｙに配列された複数の第１感磁素子１１および複数の第２感磁素子１２を備えるので、媒体３の幅方向に延びる広い範囲で媒体３に付与された磁気パターンＭを検出できる。

ここで、第１感磁素子１１は、磁束ベクトルの搬送方向Ｘ１（感磁方向Ｆ）の成分を検出する。従って、第１感磁素子１１が、バイアス磁界４において搬送方向Ｘ１に向う磁束ベクトルを含む磁界部分に配置されていれば、第１感磁素子１１は磁束ベクトルの変化を検出できる。一方、第１感磁素子１１が、バイアス磁界４において搬送方向Ｘ１に対して傾斜する磁束ベクトルを含む磁界部分に配置されていると、第１感磁素子１１は磁束ベクトルの搬送方向Ｘ１に沿った成分のみを検出する。よって、第１感磁素子１１を通過するバイアス磁界４の変化量が同一であっても、第１感磁素子１１を通過するバイアス磁界４（磁束ベクトル）が感磁方向Ｆに向く場合と、第１感磁素子１１を通過するバイアス磁界４（磁束ベクトル）が傾斜している場合とで第１感磁素子１１からは異なる信号が出力されてしまう。従って、バイアス磁界４（磁束ベクトル）が感磁方向Ｆに向く均一なものでなければ、磁気パターンＭの磁気情報の検出精度が低下するという問題がある。

このような問題に対して、本例では、搬送方向Ｘ１で長尺状の永久磁石５を間に挟んだ両側に下流側ヨーク６および上流側ヨーク７が配置されており、永久磁石５、下流側ヨーク６および上流側ヨーク７は搬送方向Ｘ１と直交する方向に平行に延びている。従って、永久磁石５によって搬送面２を経由するように形成されるバイアス磁界４（磁束ベクトル）は、下流側ヨーク６および上流側ヨーク７に導かれ、第１感磁素子１１および第２感磁素子１２の感磁方向Ｆである搬送方向Ｘ１に向く均一なものとなる。これにより、幅方向Ｙにおける位置に拘わらず第１感磁素子１１を通過するバイアス磁界４（磁束ベクトル）が搬送方向Ｘ１に対して傾斜することがないので、磁気パターンＭの磁気情報を精度よく検出できる。

また、本例では、幅方向Ｙの端に配置された感磁素子１１、１２が永久磁石５の端か距離Ｔ（１／２Ｌ）以上離間している。従って、幅方向Ｙの端に配置された感磁素子１１、１２を通過するバイアス磁界４（磁束ベクトル）についても感磁方向Ｆに向くものとすることができる。

さらに、本例では、永久磁石５の両側に配置した下流側ユークと上流側ヨーク７によって永久磁石５が発生させるバイアス磁界４が必要以上に広がることが抑制されている。従って、第１感磁素子１１および第２感磁素子１２が媒体３の磁気パターンＭとは異なる磁性体の動きに起因する磁界の変化を検出することを防止できる。また、永久磁石５の両側に配置した下流側ユークと上流側ヨーク７を備えることにより、センサ部１の外部の磁界から第１感磁素子１１および第２感磁素子１２が影響を受けることを防止或いは抑制できる。

（センサ部の変形例１）
図８（ａ）は変形例１のセンサ部の説明図であり、図８（ｂ）は変形例２のセンサ部の説明図である。図８（ａ）に示すように、変形例１のセンサ部１Ａは、感磁素子として、第１感磁素子１１、第２感磁素子１２および第３感磁素子１３を備える。第３感磁素子１３は、搬送面２と直交する直交方向Ｚで上流側ヨーク７と対向して永久磁石５とは対向しない第３位置Ｅに配置されている。第３位置Ｅは、媒体３が搬送面２に沿って第２感磁素子１２を通過する際に当該第３位置Ｅに配置した第３感磁素子１３の抵抗値が極僅かな範囲でしか変化せず、抵抗値の変動に対応して第３感磁素子１３から出力される信号が実質的にゼロとなる位置とすることができる。

本例によれば、下流側ヨーク６および永久磁石５をこの順番で通過する逆搬送方向Ｘ２
に媒体３を搬送したときに、第３感磁素子１３は永久磁石５により着磁された磁気パターンＭの残留磁束密度を検出する。この一方で、第３感磁素子１３は磁気パターンＭの透磁率に起因するバイアス磁界４の変化を検出しない。従って、媒体３が逆搬送方向Ｘ２に搬送される場合には、第３感磁素子１３からの信号に基づいて、磁気パターンＭがハード材から形成されているか、ソフト材から形成されているかを判別できる。また、第２感磁素子１２からの信号および第３感磁素子１３からの信号に基づいてハード材からなる磁気パターンＭの磁気情報を取得でき、第２感磁素子１２からの信号に基づいてソフト材からなる磁気パターンＭの磁気情報を取得できる。

（センサ部の変形例２）
図８（ｂ）に示すように、変形例２のセンサ部１Ｂは、搬送方向Ｘ１で下流側ヨーク６の下流側に第２の永久磁石１５を備える。上流側ヨーク７は省略されている。

第２の永久磁石１５は媒体３に第２のバイアス磁界１６を印加するものである。ここで、第１位置Ａは、媒体３が永久磁石５と対向する位置を通過する際に当該第１位置Ａに配置された第１感磁素子１１の抵抗値が極僅かな範囲でしか変化せず、抵抗値の変動に対応して出力される信号が実質的にゼロとなる位置である。これに加えて、第１位置Ａは、媒体３が第２の永久磁石１５と対向する位置を通過する際に当該第１位置Ａに配置された第１感磁素子１１の抵抗値が極僅かな範囲でしか変化せず、抵抗値の変動に対応して出力される信号が実質的にゼロとなる位置とすることができる。

本例によれば、媒体３が第２の永久磁石１５、下流側ヨーク６および永久磁石５をこの順番で通過する逆搬送方向Ｘ２に搬送される場合には、第１感磁素子１１は第２の永久磁石１５により着磁された磁気パターンＭの残留磁束密度を検出する。この一方で、第１感磁素子１１は磁気パターンＭの透磁率に起因するバイアス磁界１６の変化を検出しない。従って、媒体３が逆搬送方向Ｘ２に搬送される場合には、第１感磁素子１１からの信号に基づいて、磁気パターンＭがハード材から形成されているか、ソフト材から形成されているかを判別できる。また、第１感磁素子１１からの信号および第２感磁素子１２からの信号に基づいてハード材からなる磁気パターンＭの磁気情報を取得でき、第２感磁素子１２からの信号に基づいてソフト材からなる磁気パターンＭの磁気情報を取得できる。

なお、センサ部１Ｂにおいて、上流側ヨーク７を備えてもよい。また、搬送方向Ｘ１で第２の永久磁石１５の下流側に第２の下流側ヨークを備えても良い。これらのヨークを備えれば、永久磁石５、１５が発生させるバイアス磁界４、１６が必要以上に広がることが抑制される。従って、第１感磁素子１１、第２感磁素子１２および第３感磁素子が磁気パターンＭとは異なる磁性体の動きに起因する磁界の変化を検出することを防止できる。また、センサ部１Ｂの外部の磁界から第１感磁素子１１、第２感磁素子１２および第３感磁素子１３が影響を受けることを防止或いは抑制できる。

１・・・センサ部
２・・・搬送面（移動面）
３・・・媒体
４・・・バイアス磁界
５・・・永久磁石
６・・・下流側ヨーク
７・・・上流側ヨーク
１１・・・第１感磁素子
１２・・・第２感磁素子
１３・・・第３感磁素子
１５・・・第２の永久磁石
１６・・・第２のバイアス磁界
２０・・・磁気センサ装置
Ａ・・・第１位置
Ｂ・・・第２位置
Ｅ・・・第３位置
Ｆ・・・感磁方向
Ｍ・・・磁気パターン
Ｘ１・・・移動方向
Ｚ・・・直交方向

Claims (9)

1. 移動面に沿って相対移動する媒体に付与された磁気パターンを感磁素子により検出する磁気センサ装置において、
   前記媒体にバイアス磁界を印加する磁石と、
   前記媒体の移動方向で前記磁石の下流側に配置された下流側ヨークと、を有し、
   前記感磁素子として、前記移動面と直交する直交方向で前記下流側ヨークと対向して前記磁石とは対向しない第１位置に配置された第１感磁素子と、前記直交方向で前記磁石と対向する第２位置に配置された第２感磁素子と、を備えることを特徴とする磁気センサ装置。
2. 請求項１において、
   前記第１位置および前記第２位置は、前記磁石から前記移動面を経由して前記下流側ヨークに至る前記バイアス磁界内にあることを特徴とする磁気センサ装置。
3. 請求項１または２において、
   前記第１感磁素子は、感磁方向を前記移動方向に向けていることを特徴とする磁気センサ装置。
4. 請求項１ないし３のうちのいずれかの項において、
   前記感磁素子は、ＭＲ素子であることを特徴とする磁気センサ装置。
5. 請求項１ないし４のうちのいずれかの項において、
   前記移動方向で前記磁石の上流側に配置された上流側ヨークを有することを特徴とする磁気センサ装置。
6. 請求項５において、
   前記感磁素子として、前記移動面と直交する直交方向で前記上流側ヨークと対向して前記磁石とは対向しない第３位置に配置された第３感磁素子を備えることを特徴とする磁気センサ装置。
7. 請求項１ないし４のうちのいずれかの項において、
   前記媒体に第２のバイアス磁界を印加する第２の磁石を有し、
   前記第２の磁石は、前記移動方向で前記下流側ヨークの下流側に位置することを特徴とする磁気センサ装置。
8. 請求項１ないし７のうちのいずれかの項において、
   前記第１感磁素子および前記第２感磁素子は、それぞれ前記移動方向と交差して前記移動面に沿った方向に複数配列されており、
   前記磁石は、複数の前記第２感磁素子の配列方向に延びて各第２感磁素子と対向することを特徴とする磁気センサ装置。
9. 請求項８において、
   前記下流側ヨークは、前記磁石に沿って延びて各第１感磁素子と対向することを特徴とする磁気センサ装置。