JP3836179B2

JP3836179B2 - Magnetic marker and reading method thereof

Info

Publication number: JP3836179B2
Application number: JP04170596A
Authority: JP
Inventors: 尚志足助; 美江新井; 政夫黒岩; 一郎笹田; 直幸渡邊
Original assignee: Toppan Inc
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 1996-02-28
Filing date: 1996-02-28
Publication date: 2006-10-18
Anticipated expiration: 2016-02-28
Also published as: JPH09231302A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録媒体の表面に形成された磁気パターンからなる磁気マーカに関し、特に、非接触で読み取ることが可能であって、磁気パターンに多くの情報を持たせた磁気マーカおよびその読取方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、磁気パターンからなる磁気マーカに多くの情報が記録された記録媒体が広く普及しつつある。このような記録媒体には、例えば、磁気カードや、磁気切符、磁気定期券、磁気回数券、磁気シートなどがある。かかる磁気マーカは、その媒体に関する種々の情報を示すものであり、光学式バーコードを用いた方式と比べると、泥等の汚れに強いことから、ＦＡや、物流等の分野への利用も図られている。
【０００３】
このような記録媒体のうち、例えば、磁気カードは、通常、厚さ１００〜２００μｍ程度の非磁性基板上に、厚さ１０〜１５μｍ程度の磁気記録層を塗布などすることにより形成され、さらに、磁気記録層から表面保護層までは、磁気マーカとして、磁気によるバーコードが設けられる層や、隠蔽層、感熱印字層などの各層が積層される。これら各層の層数、層の種類等は、磁気カードに要求される出力や、特性等に適するように設定される。
ここで、バーコードは、磁気記録層において、磁性体が含有された磁性部分と、磁性体が含有されていない非磁性部分との組み合わせにより構成され、カードに固定情報（たとえば、使用者ＩＤや、金額、発行機関などに関するパターン情報）を持たせている。これにより、記録媒体においてはセキュリティが確保されている。このようなバーコードＢＣは、磁気カードの表面上に対し、例えば図１０に示すような位置で形成される。なお、図においては、説明の便宜上、バーコードＢＣにおける磁性部分および非磁性部分の両者を図示したが、実際には、後述するようにマグネットビュワー等を用いない限り、肉眼で判別することはできない。
【０００４】
図１１は、図１０のＡ−Ａ’線の拡大断面図である。この図に示すように、磁気カード７０は、非磁性の基板７１の上に磁気記録層７２が形成され、ここに、磁気記録層７２に使用されている磁性体よりも低保磁力の磁性粉からなる磁気バーコード部７３と、非磁性粉からなるダミーバーコード部７４とが、オフセット印刷や、スクリーン印刷等により形成される。さらに、一般の磁気カードにおいて、これら磁性・非磁性バーコード部を隠蔽する隠蔽層７５や、表面を保護するための保護層７６等が、同様な印刷等により形成される。
【０００５】
ところで、この種の磁気カードにおいては、磁気バーコード部７３を構成する磁気材料として、従来より主に２タイプが使用されており、このため、その読み取り方法も次のように異なっていた。
すなわち、第１のタイプは、磁気バーコード部７３を、磁気記録層７２の保磁力に影響を与えない程度の保磁力であって、かつ、記録も十分に行なえる保磁力を有する磁性材料を用いて形成した後、磁気記録層に用いるのと同様な方法で、記録の書込・読取を行なうものである。この場合に用いられる磁性材料としては、例えば、マグネタイト（Ｆｅ₃Ｏ₄）や、γ酸化鉄（γ−Ｆｅ₂Ｏ₃）等が考えられる。
しかしながら、この第１のタイプでは、磁気記録された磁気バーコード部７３は、一般に市販されている、いわゆるマグネットビュワー等を用いると、磁気バーコード部７３とダミーバーコード部７４とを見極めることができてしまう。これを防止するためには、磁気バーコード部７３に記録された情報を読み取った後、消磁するなどの策を講じる必要があるが、読取にかかる構成が複雑かつ肥大する、という欠点があった。
【０００６】
そこで、このような問題を解決するために、案出されたのが、次に説明する第２のタイプである。すなわち、かかる第２のタイプは、磁気バーコード部７３の磁性材料として、マグネットビュワー等で感知されないような、保磁力が３０Ｏｅ以下の低保磁力を有するカルボニル鉄粉や、Ｍｎ−Ｚｎフェライト等を用いたものである（例えば、特開平１−１０９５２４号公報参照）。
【０００７】
そして、第２のタイプにより形成された磁気バーコード部７３は、次のような方法で読み取られる。
すなわち、まず、読取用磁気ヘッドにバイアスとして直流電流を流し、磁気バーコード部７３に、磁気記録に影響を与えない程度の弱い直流磁界を印加する。すると、かかる直流磁界によって、低保磁力の磁性材料により形成された磁気バーコード部７３は磁化され、これを読取用磁気ヘッドで同時に読み込むことで、図１２に示すような出力信号波形を得る。この場合において、ダミーバーコード部７４は磁化されないので、これに対応する出力はない。したがって、磁気バーコード部７３とダミーバーコード部７４との組み合わせにより、特定パターンにかかる出力信号波形を得ることができ、この波形を後段の解析回路によって解析することで、特定パターンで符号化された情報を得ることができる。
【０００８】
また、上記第１および第２のタイプ以外でも、セキュリティを確保するために、保磁力の異なる磁性材料を組み合わせた方法（例えば特開昭６３−１３３３２１号公報や、特開昭６３−３０８７２４号公報参照）や、磁化量の異なる磁気バーコードを組み合わせた方法（例えば特開昭６３−２２３８９２号公報参照）、キュリー点の異なる磁性体を用いた方法（例えば実開昭６２−１４７１９１号公報参照）など、種々の方法がある。これらの方法によるバーコードが示す情報は、通常の磁気記録方法とは異なる固定情報であり、一般に磁気カード上に磁気バーコードを設けるのは、セキュリティの確保にほかならない。
【０００９】
一方、磁気マーカは、カードに用いる用途以外でも実用化されている（例えば特開平１−２３３６７５号公報や、特開平１−２３３６８８号公報参照）。このような磁気マーカからなるバーコードは、棒状金属の配列によりデータを記録するものであり、直流磁界を発生させる永久磁石と、磁束量を検出するＭＲ（磁気抵抗）センサとによって、磁気マーカを非接触で読み取ることができる。これにより、磁気マーカが泥等により汚れても十分機能するので、一般的な光学式バーコードを用いた場合の欠点が解消された。
【００１０】
このように、現在数多くの磁気マーカが用いられ、その大部分が磁気バーコードとして利用されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の磁気マーカは、接触式で読み取る方法がほとんどであるため、磁気マーカにゴミの付着や汚れ等などが発生すると、その読取性能が悪化する、といった欠点を有していた。また、ＭＲセンサにより非接触で読み取るにしても、結局は磁束の有無と符号の２値とを対応させているに過ぎないため、記録可能な情報量は極めて少ない、という欠点があった。
本発明は、上述した背景に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、非接触で読取が可能であって、かつ、記録可能な情報量を多くすることが可能な磁気マーカおよびその読取方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明にあっては、磁化容易方向が走査方向に対して所定の角度をなすように形成された磁気パターンからなる磁気マーカであって、前記磁気パターンは、記録すべき符号に応じて前記角度が定められるとともに、当該符号に対応して走査方向に配設されることを特徴としている。
請求項２に記載の発明にあっては、請求項１に記載の発明において、前記角度は、−４５度〜＋４５度の範囲であって、当該範囲で予め対応付けした値に相当することを特徴としている。
請求項３に記載の発明にあっては、請求項１または２に記載の発明において、基板に、磁性インキを印刷して前記磁気パターンとしたことを特徴としている。
請求項４に記載の発明にあっては、請求項１または２に記載の発明において、被着により磁性体からなる箔を形成し、これを基板に転写して前記磁気パターンとしたことを特徴としている。
また、請求項５に記載の発明にあっては、磁化容易方向が走査方向とは所定の角度をなすように形成された磁気パターンの読取方法であって、記録すべき符号に対応して走査方向に配設された磁気パターンを磁気励起する過程と、磁気励起された磁束のうち、前記磁気パターンによって曲げられた成分であって、前記走査方向とは同方向あるいは逆方向の成分によって誘導起電力を生じさせる過程と、前記誘導起電力により、前記磁気パターンの配列に対応する符号の取得を行なう過程とを備えることを特徴としている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１は、この実施形態の磁気マーカを適用した磁気記録媒体の構成を示す平面図である。この図に示す磁気記録媒体１０には、その上面に、磁気パターン１１、１２の５本からなるバーコードＢＣ、すなわち磁気マーカが形成される。かかる磁気パターン１１および１２は、それぞれ符号の「０」、「１」に対応するものであり、高透磁率を有する磁性体小片の多数配列により構成されるものである。各磁性体小片のストリップ方向（磁化容易方向）と走査方向となす角度は、図において時計回りを正とした場合、磁気パターン１１については＋４５度であり、磁気パターン１２については−４５度となっている。
【００１４】
次に、上述した磁気記録媒体１０に形成されたバーコードＢＣを読み取るための構成について図２を参照して説明する。この図に示すように、読取時において磁気記録媒体１０は、検出素子２０により間隔ｄを置いて非接触で走査され、その際、バーコードＢＣが読み取られる。この場合、磁気記録媒体１０が搬送されて、固定された検出素子２０が読み取る構成としても、反対に、磁気記録媒体１０を固定として、検出素子２０が走査する構成としても良い。すなわち、磁気記録媒体１０と検出素子２０とにおいて、図に示す走査方向の相対移動が発生すれば、本実施形態では、いずれの構成でもよい。
【００１５】
ここで、検出素子２０は、図に示すように、コア２１、検出コイル２２および励起コイル２３から構成される。検出コイル２２および励起コイル２３は、図３に示すように、それぞれ矩形８字状に形成されるものであり、互いに直交し、図では説明のため離れているが、その形成平面は略同一である。
なお、検出コイル２２の検出磁束および励起コイル２３の発生磁束をそれぞれ高めるため、図２に示すようにコア２１には十字状の溝が形成され、かかる溝により形成される突起部分に検出コイル２２および励起コイル２３がそれぞれ巻回されるとともに、コア２１の材質にはフェライトなど高透磁率磁性体が用いられる。また、検出コイル２２および励起コイル２３は、図では説明のため、１ターンであるが、やはり磁束を高めるため、通常では複数ターンである。
【００１６】
次に、かかる読取構成において、いかにしてバーコードＢＣの情報が得られるかについて説明する。
はじめに、励起コイル２３に対し、図３に示した方向に電流を流したとすると、この電流で発生する磁界により、励起コイル２３の下面には、図に示すような磁束φ_Pが発生する。この際、磁気記録媒体１０の上面において磁気マーカが形成されていない箇所では、同一の磁束φ_Pが、磁気記録媒体１０を上からみると図４（ａ）に示すように、走査方向と垂直方向に発生する。
これに対し、例えば、磁気パターン１１が形成されている箇所では、図４（ｂ）に示すように、発生磁界が磁気パターン１１のストリップ方向にしたがって曲げられ、この曲げ磁界にかかる磁束φ_Aが発生する。かかる磁束φ_Aは、走査方向とは垂直方向に成分を有する磁束φ_P’と、走査方向とは逆方向の成分を有する磁束φ_Bとに分解することができる。このため、走査方向に成分を有する磁束が、励起コイル２３による磁気励起によって新たに発生することになる。一方、磁気パターン１２が形成されている箇所では、同様な理由から、磁束φ_Bとは逆向き磁束が生じる。
なお、磁気マーカが形成されていない箇所では、磁束φ_Pが走査方向とは垂直方向に直進するため（図４（ａ）参照）、走査方向に成分を有する磁束は生じない。
【００１７】
さて、磁気パターン１１によって磁束φ_Bが発生すると、この磁束φ_Bによって、図５に示すように、走査方向とは垂直方向に磁界が発生し、なおかつ、この磁界に対し検出コイル２２が走査方向に相対移動しているので、検出コイル２２には、誘導起電力が同図に示す方向に生じる。また、磁気パターン１２については、磁界の向きが同図に示す方向と反対となるので、逆向きの誘導起電力が生じる。
なお、磁気マーカが形成されていない箇所では、励起コイル２３による磁界によっては、走査方向成分を有する磁束が存在しないため、検出コイル２２に誘導起電力が生じない。
【００１８】
したがって、励起コイル２３に電流を流し、検出素子２０を磁気記録媒体１０に対し相対移動させて、検出コイル２２に発生する誘導起電力の有無、さらに有のときには、その電圧（および極性）を検出することにより、バーコードＢＣに対応する情報を取得することができる。
【００１９】
ところで、励起コイル２２に直流電流を流し続けることは、周辺部の着磁現象を招くので好ましくなく、また、出力電圧も小さい。そこで、本実施形態にあっては、励起コイル２２に交流電流を励起信号とし、これにより交流磁界を発生させることとしている。このような構成例を図６に示す。この例では、励起信号の周波数を１００ｋＨｚとし、ロックインアンプ３０によって、検出コイル２２の出力を、励起信号と同期して整流した電圧Ｖ_outを得ることとしている。
【００２０】
かかる出力電圧Ｖ_outと検出素子２０の位置との関係を図７に示す。この図に示すように、励起コイル２３に交流を流す構成としても、Ｖ_out信号の有無、さらに有のときには、その極性を検出することにより、バーコードＢＣに対応する情報を得ることができる。この図に示す例では、磁気パターン１１、１２、１２、１２、１１に対応する電圧Ｖ_outによって、符号「０」、「１」、「１」、「１」、「０」を取得することができるのである。
【００２１】
さて、上述した実施形態において、磁気マーカを構成する磁性体のストリップ方向は、検出素子２０の走査方向に対して＋４５度および−４５度に設定した。ここで、図８（ａ）において、走査方向に対する磁性体ストリップの方向の角度θを、−９０度から＋９０度まで変化させた場合における電圧Ｖ_outの特性を同図（ｂ）に示す。この図に示すように、出力電圧Ｖ_outは、角度θが＋４５度および−４５度のとき最大となる。このため、本実施形態においても、角度θを、磁気パターン１１、１２についてそれぞれ＋４５度、−４５度と設定したのである。
【００２２】
また、逆に言えば、図８（ｂ）をみても判るように、角度θが変化すると、電圧Ｖ_outも連続的に変化する。特に、−４５≦θ≦４５では、電圧Ｖ_outが定まれば、角度θも一義的に定まる。このため、角度θと電圧Ｖ_outとの対応付けを予め行なうことにより、符号「０」、「１」のディジタルデータのみならず、連続的なアナログデータや、多値のデータも取り扱うことが可能となる。
例えば、角度θが−４５度、−３０度、＋３０度および＋４５度を、それぞれ符号の「００」、「０１」、「１０」および「１１」に対応させる。ここで、角度θが＋４５度のときの電圧Ｖ_outを正規化して「１」とした場合、出力された電圧Ｖ_outが「−１」、「−０．５」、「０．５」および「＋１」のときに、符号の「００」、「０１」、「１０」および「１１」とすることで、１つのバーに対して２ビットの情報を割り当てることができる。
【００２３】
したがって、このような磁気マーカによれば、非接触で読み取ることのみならず、１本のバーでアナログデータや、多値データも示すことができる。このため、記録可能な情報量を飛躍的に増加させることが可能となる。
【００２４】
くわえて、本実施形態にかかる磁気マーカにおいては、読み取りの際の励起磁化を交流としたことによって、バーコードの幅が符号に対応した従来のバーコードシステムと比べて、走査速度に依存しないで、安定してバーコードを読み取ることができる。
【００２５】
【実施例】
次に、磁気記録媒体の具体的な実施例について説明する。
図９は、この実施例に係る磁気記録媒体の構成を示す断面図である。この実施例に係る磁気記録媒体１０は、基板とするＰＥＴに対して、磁気パターン１１、１２の磁性体小片に相当するものを、磁気インキのスクリーン印刷により一括して形成するものである。磁気インクとしては、塩酢ビニル系バインダに、磁性体としてＭｎ−Ｚｎフェライトや、鉄系合金磁性粉、マグネタイト、カルボニル鉄粉等の高透磁率磁性材料粉を分散させたものが適当である。すなわち、この実施例は、印刷により形成された磁気インキを磁気パターン１１、１２における磁性体小片の１つとして作用させるものである。
この実施例によれば、磁気記録媒体を極めて低コストで製作することができる。
【００２６】
その他、磁気パターン１１、１２の磁性体小片に相当するものを、蒸着、スパッタリング等の被着により形成した後、これを基板に転写させて形成する方法や、グラビア、オフセット等の各種印刷法により一括して形成する方法など考えられる。これらの場合に、磁性体小片を隠蔽層７５、保護層７６を積層しても良い（図９参照）。
【００２７】
いずれにしても、磁性材料が、基板上に走査方向とは略垂直方向に複数列平行に形成され、かつ、走査方向に複数行形成される。この際、磁性材料のストリップ方向と走査方向とのなす角度は、記録すべき符号に対応して、−４５度あるいは＋４５度に設定される。
また、１本のバーに多値あるいはアナログデータを対応させる場合には、−４５度〜＋４５度の範囲の角度と多値あるいはアナログデータとの対応を予め定めておき、磁性材料のストリップ方向と走査方向とのなす角度を設定する必要がある。
【００２８】
以上説明したように、本発明によれば、非接触で読取が可能であって、かつ、記録可能な情報量を多くすることが可能な磁気マーカを提供することが可能となる。
また、磁気マーカを極めて簡易に、かつ低コストで形成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る磁気記録媒体の構成を示す平面図である。
【図２】同磁気記録媒体を読み取るための構成を示す斜視図である。
【図３】同磁気記録媒体を読み取るための構成における励起コイルおよび検出コイルの構成を示す斜視図であって、読取原理を示すための図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）は、それぞれ同磁気記録媒体の読取原理を示すための図である。
【図５】同磁気記録媒体における読取原理を示すための図である。
【図６】同磁気記録媒体を読み取るための電気的構成を示すブロック図である。
【図７】同電気的構成における出力信号と、磁気パターンの位置関係とを示す特性図である。
【図８】（ａ）は走査方向に対する磁性体小片の位置関係を示す図であり、（ｂ）は同電気的構成における出力電圧と磁性体小片が走査方向となす角度との関係を示す特性図である。
【図９】本発明の実施例に係る磁気記録媒体の構成を示す断面図である。
【図１０】従来の磁気記録媒体の構成の一例を示す平面図である。
【図１１】従来の磁気記録媒体の構成の一例を示す断面図である。
【図１２】従来の磁気記録媒体において、磁気パターンによる検出信号と、磁気パターンの位置関係とを示す特性図である。
【符号の説明】
１０……磁気記録媒体、１１、１２……磁気パターン、２２……検出コイル、２３……励起コイル[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a magnetic marker composed of a magnetic pattern formed on the surface of a recording medium, and more particularly to a magnetic marker that can be read in a non-contact manner and has a lot of information in the magnetic pattern and a reading method thereof. .
[0002]
[Prior art]
In recent years, a recording medium in which a lot of information is recorded on a magnetic marker composed of a magnetic pattern is becoming widespread. Examples of such a recording medium include a magnetic card, a magnetic ticket, a magnetic commuter pass, a magnetic coupon, and a magnetic sheet. Such a magnetic marker shows various information about the medium, and is more resistant to dirt such as mud than a method using an optical bar code. Therefore, it can be used in fields such as FA and logistics. It has been.
[0003]
Among such recording media, for example, a magnetic card is usually formed by applying a magnetic recording layer having a thickness of about 10 to 15 μm on a nonmagnetic substrate having a thickness of about 100 to 200 μm. From the magnetic recording layer to the surface protective layer, layers such as a magnetic bar code layer, a concealing layer, and a thermal printing layer are laminated as magnetic markers. The number of layers, the kind of layers, etc. are set so as to suit the output, characteristics, etc. required for the magnetic card.
Here, the barcode is composed of a combination of a magnetic part containing a magnetic substance and a non-magnetic part containing no magnetic substance in the magnetic recording layer, and fixed information (for example, user ID or , Pattern information regarding the amount of money, issuing agency, etc.). Thereby, security is ensured in the recording medium. Such a barcode BC is formed on the surface of the magnetic card at a position as shown in FIG. 10, for example. In the figure, for convenience of explanation, both the magnetic part and the non-magnetic part of the barcode BC are shown. However, as will be described later, it cannot be discriminated with the naked eye unless a magnet viewer or the like is used. .
[0004]
FIG. 11 is an enlarged cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. As shown in this figure, a magnetic card 70 has a magnetic recording layer 72 formed on a nonmagnetic substrate 71, and a magnetic powder having a lower coercive force than the magnetic material used in the magnetic recording layer 72. The magnetic barcode part 73 made of and the dummy barcode part 74 made of non-magnetic powder are formed by offset printing, screen printing or the like. Further, in a general magnetic card, a concealing layer 75 for concealing these magnetic / nonmagnetic bar code portions, a protective layer 76 for protecting the surface, and the like are formed by the same printing or the like.
[0005]
By the way, in this type of magnetic card, two types of magnetic materials constituting the magnetic bar code part 73 have been mainly used conventionally. Therefore, the reading method is also different as follows.
That is, the first type is a magnetic material having a coercive force that does not affect the coercive force of the magnetic recording layer 72 and has a coercive force that can sufficiently perform recording. After being formed, the recording is written and read by the same method as that used for the magnetic recording layer. Examples of the magnetic material used in this case include magnetite (Fe ₃ O ₄ ) and γ iron oxide (γ-Fe ₂ O ₃ ).
However, in the first type, the magnetic bar code portion 73 that is magnetically recorded can be discriminated from the magnetic bar code portion 73 and the dummy bar code portion 74 by using a commercially available so-called magnet viewer or the like. End up. In order to prevent this, it is necessary to take measures such as degaussing after reading the information recorded in the magnetic bar code unit 73, but there is a disadvantage that the configuration for reading is complicated and enlarged. .
[0006]
Therefore, in order to solve such a problem, the second type described below has been devised. That is, the second type uses carbonyl iron powder having a low coercive force with a coercive force of 30 Oe or less, Mn—Zn ferrite, or the like as a magnetic material of the magnetic bar code portion 73 that is not detected by a magnet viewer or the like. (See, for example, JP-A-1-109524).
[0007]
And the magnetic barcode part 73 formed by the 2nd type is read by the following methods.
That is, first, a direct current is applied as a bias to the reading magnetic head, and a weak direct magnetic field that does not affect magnetic recording is applied to the magnetic bar code unit 73. Then, the magnetic bar code portion 73 formed of a magnetic material having a low coercive force is magnetized by such a DC magnetic field, and this is simultaneously read by the reading magnetic head to obtain an output signal waveform as shown in FIG. In this case, since the dummy barcode portion 74 is not magnetized, there is no output corresponding to this. Therefore, an output signal waveform relating to a specific pattern can be obtained by combining the magnetic barcode portion 73 and the dummy barcode portion 74, and the waveform is encoded by the specific pattern by analyzing the waveform using an analysis circuit at a subsequent stage. Information can be obtained.
[0008]
In addition to the first and second types described above, in order to ensure security, a method in which magnetic materials having different coercive forces are combined (for example, Japanese Patent Laid-Open Nos. 63-133321 and 63-308724). For example), a method using a combination of magnetic bar codes having different magnetization amounts (see, for example, JP-A-63-238992), and a method using magnetic materials having different Curie points (see, for example, Japanese Utility Model Publication No. 62-147191). There are various methods. The information indicated by the bar code by these methods is fixed information different from the normal magnetic recording method. Generally, providing a magnetic bar code on a magnetic card is nothing other than ensuring security.
[0009]
On the other hand, the magnetic marker has been put into practical use other than that used for the card (see, for example, JP-A-1-233675 and JP-A-1-233688). A bar code made of such a magnetic marker records data by an array of rod-shaped metals. The magnetic marker is recorded by a permanent magnet that generates a DC magnetic field and an MR (magnetoresistance) sensor that detects the amount of magnetic flux. It can be read without contact. Thereby, even if the magnetic marker is soiled by mud or the like, the magnetic marker functions sufficiently, so that the disadvantages in the case of using a general optical bar code are eliminated.
[0010]
As described above, many magnetic markers are currently used, and most of them are used as magnetic bar codes.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
However, since most conventional magnetic markers use a contact-type reading method, there is a drawback in that the reading performance deteriorates when dust or dirt adheres to the magnetic marker. Further, even if reading without contact by the MR sensor, there is a drawback that the amount of information that can be recorded is extremely small because the presence / absence of magnetic flux is only associated with the binary value of the code.
The present invention has been made in view of the above-described background, and an object of the present invention is a magnetic marker that can be read in a non-contact manner and can increase the amount of information that can be recorded, and the magnetic marker. It is to provide a reading method.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problem, the invention according to claim 1 is a magnetic marker comprising a magnetic pattern formed so that the easy magnetization direction forms a predetermined angle with respect to the scanning direction, and the magnetic marker The pattern is characterized in that the angle is determined according to a code to be recorded and arranged in the scanning direction corresponding to the code .
In the invention described in claim 2 , in the invention described in claim 1, the angle is in a range of −45 degrees to +45 degrees, and corresponds to a value associated in advance in the range. It is a feature.
The invention described in claim 3 is characterized in that, in the invention described in claim 1 or 2 , magnetic ink is printed on the substrate to form the magnetic pattern.
The invention according to claim 4 is characterized in that, in the invention according to claim 1 or 2 , a foil made of a magnetic material is formed by deposition, and this is transferred to a substrate to form the magnetic pattern. It is said.
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method of reading a magnetic pattern formed so that the easy magnetization direction forms a predetermined angle with the scanning direction, and scanning is performed in accordance with a code to be recorded. The magnetic excitation of the magnetic pattern arranged in the direction and the component of the magnetically excited magnetic flux bent by the magnetic pattern and induced in the same or opposite direction to the scanning direction. The method includes a step of generating electric power and a step of acquiring a code corresponding to the arrangement of the magnetic patterns by the induced electromotive force.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a plan view showing the configuration of a magnetic recording medium to which the magnetic marker of this embodiment is applied. On the upper surface of the magnetic recording medium 10 shown in this figure, a bar code BC consisting of five magnetic patterns 11 and 12, that is, a magnetic marker is formed. The magnetic patterns 11 and 12 correspond to the symbols “0” and “1”, respectively, and are constituted by a large number of magnetic small pieces having high permeability. The angle between the strip direction (easy magnetization direction) of each magnetic piece and the scanning direction is +45 degrees for the magnetic pattern 11 and −45 degrees for the magnetic pattern 12 when the clockwise direction is positive in the figure. ing.
[0014]
Next, a configuration for reading the bar code BC formed on the magnetic recording medium 10 will be described with reference to FIG. As shown in this figure, at the time of reading, the magnetic recording medium 10 is scanned in a non-contact manner at a distance d by the detecting element 20, and at this time, the barcode BC is read. In this case, the magnetic recording medium 10 may be transported and read by the fixed detection element 20, or conversely, the magnetic recording medium 10 may be fixed and the detection element 20 may scan. In other words, any configuration may be used in the present embodiment as long as relative movement in the scanning direction shown in the figure occurs in the magnetic recording medium 10 and the detection element 20.
[0015]
Here, the detection element 20 is comprised from the core 21, the detection coil 22, and the excitation coil 23, as shown to a figure. As shown in FIG. 3, the detection coil 22 and the excitation coil 23 are each formed in a rectangular 8-character shape, and are orthogonal to each other and are separated from each other for explanation, but their formation planes are substantially the same. is there.
In order to increase the detection magnetic flux of the detection coil 22 and the magnetic flux generated by the excitation coil 23, a cross-shaped groove is formed in the core 21 as shown in FIG. 2, and the detection coil 22 is formed on the protrusion formed by the groove. The excitation coil 23 is wound, and the core 21 is made of a high permeability magnetic material such as ferrite. Further, the detection coil 22 and the excitation coil 23 have one turn for the sake of illustration in the figure, but usually have a plurality of turns to increase the magnetic flux.
[0016]
Next, how the barcode BC information is obtained in such a reading configuration will be described.
First, if a current is passed through the excitation coil 23 in the direction shown in FIG. 3, a magnetic flux φ _P as shown in the figure is generated on the lower surface of the excitation coil 23 due to the magnetic field generated by this current. At this time, in a portion where the magnetic marker is not formed on the upper surface of the magnetic recording medium 10, the same magnetic flux φ _P is perpendicular to the scanning direction as shown in FIG. 4A when the magnetic recording medium 10 is viewed from above. Occurs in the direction.
On the other hand, for example, at the location where the magnetic pattern 11 is formed, as shown in FIG. 4B, the generated magnetic field is bent according to the strip direction of the magnetic pattern 11, and the magnetic flux φ _A applied to the bending magnetic field is changed. appear. The magnetic flux φ _A can be decomposed into a magnetic flux φ _P ′ having a component perpendicular to the scanning direction and a magnetic flux φ _B having a component opposite to the scanning direction. For this reason, a magnetic flux having a component in the scanning direction is newly generated by magnetic excitation by the excitation coil 23. On the other hand, in a portion where the magnetic pattern 12 is formed, a magnetic flux in the direction opposite to the magnetic flux φ _B is generated for the same reason.
It should be noted that the magnetic flux having a component in the scanning direction is not generated at the portion where the magnetic marker is not formed, because the magnetic flux φ _P goes straight in the direction perpendicular to the scanning direction (see FIG. 4A).
[0017]
Now, when the magnetic flux phi _B generated by the magnetic pattern 11, the magnetic flux phi _B, as shown in FIG. 5, a magnetic field is generated in the direction perpendicular to the scanning direction, yet, the detection coil 22 is scanning direction with respect to the magnetic field Therefore, an induced electromotive force is generated in the detection coil 22 in the direction shown in FIG. Further, with respect to the magnetic pattern 12, since the direction of the magnetic field is opposite to the direction shown in the figure, an induced electromotive force in the opposite direction is generated.
It should be noted that no induced electromotive force is generated in the detection coil 22 at a location where the magnetic marker is not formed because there is no magnetic flux having a scanning direction component depending on the magnetic field generated by the excitation coil 23.
[0018]
Therefore, a current is passed through the excitation coil 23, and the detection element 20 is moved relative to the magnetic recording medium 10 to detect the presence or absence of an induced electromotive force generated in the detection coil 22, and the voltage (and polarity) when it is present. By doing so, information corresponding to the barcode BC can be acquired.
[0019]
By the way, it is not preferable to keep the direct current flowing through the excitation coil 22 because it causes a magnetization phenomenon in the peripheral portion, and the output voltage is also small. Therefore, in the present embodiment, an alternating current is used as an excitation signal in the excitation coil 22 to thereby generate an alternating magnetic field. An example of such a configuration is shown in FIG. In this example, the frequency of the excitation signal is set to 100 kHz, and the lock-in amplifier 30 obtains a voltage _Vout obtained by rectifying the output of the detection coil 22 in synchronization with the excitation signal.
[0020]
The relationship between the output voltage _Vout and the position of the detection element 20 is shown in FIG. As shown in this figure, even if the AC coil is configured to flow through the excitation coil 23, the information corresponding to the barcode BC can be obtained by detecting the presence or absence of the V _out signal and the polarity when it is present. In the example shown in this figure, the codes “0”, “1”, “1”, “1”, “0” are acquired by the voltage V _out corresponding to the magnetic patterns 11, 12, 12, 12, 11. Can do it.
[0021]
In the embodiment described above, the strip direction of the magnetic body constituting the magnetic marker is set to +45 degrees and −45 degrees with respect to the scanning direction of the detection element 20. Here, in FIG. 8A, the characteristic of the voltage V _out when the angle θ of the magnetic strip direction with respect to the scanning direction is changed from −90 degrees to +90 degrees is shown in FIG. 8B. As shown in this figure, the output voltage V _out becomes maximum when the angle θ is +45 degrees and −45 degrees. For this reason, also in this embodiment, the angle θ is set to +45 degrees and −45 degrees for the magnetic patterns 11 and 12, respectively.
[0022]
Conversely, as can be seen from FIG. 8B, when the angle θ changes, the voltage _Vout also changes continuously. In particular, when −45 ≦ θ ≦ 45, if the voltage V _out is determined, the angle θ is also uniquely determined. For this reason, by associating the angle θ with the voltage V _out in advance, not only digital data with codes “0” and “1” but also continuous analog data and multi-value data can be handled. It becomes.
For example, the angles θ of −45 degrees, −30 degrees, +30 degrees, and +45 degrees correspond to the signs “00”, “01”, “10”, and “11”, respectively. Here, when the voltage V _out when the angle θ is +45 degrees is normalized to “1”, the output voltage V _out is “−1”, “−0.5”, “0.5”, and when "+1", "00" of the code, "01," by "10" and "11" may be assigned a 2-bit information for one bar.
[0023]
Therefore, according to such a magnetic marker, not only non-contact reading but also analog data and multi-value data can be shown by one bar. For this reason, it is possible to dramatically increase the amount of information that can be recorded.
[0024]
In addition, in the magnetic marker according to the present embodiment, the excitation magnetization at the time of reading is AC, so that the barcode width does not depend on the scanning speed as compared with the conventional barcode system corresponding to the code. , Can read barcodes stably.
[0025]
【Example】
Next, specific examples of the magnetic recording medium will be described.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing the configuration of the magnetic recording medium according to this embodiment. The magnetic recording medium 10 according to this embodiment is a method in which the PET corresponding to the substrate is formed in a lump by applying magnetic ink screen printing to the magnetic material pieces of the magnetic patterns 11 and 12. As the magnetic ink, a material obtained by dispersing a high permeability magnetic material powder such as Mn—Zn ferrite, iron alloy magnetic powder, magnetite, carbonyl iron powder or the like as a magnetic material in a vinyl acetate vinyl binder is suitable. That is, in this embodiment, the magnetic ink formed by printing is caused to act as one of magnetic pieces in the magnetic patterns 11 and 12.
According to this embodiment, the magnetic recording medium can be manufactured at a very low cost.
[0026]
In addition, a method corresponding to the magnetic pieces of the magnetic patterns 11 and 12 is formed by deposition such as vapor deposition and sputtering, and then transferred to a substrate, and various printing methods such as gravure and offset are used. A method of forming in a lump is conceivable. In these cases, a magnetic small piece may be laminated with a concealing layer 75 and a protective layer 76 (see FIG. 9).
[0027]
In any case, the magnetic material is formed on the substrate in parallel to a plurality of columns in a direction substantially perpendicular to the scanning direction, and is formed in a plurality of rows in the scanning direction. At this time, the angle formed between the strip direction of the magnetic material and the scanning direction is set to −45 degrees or +45 degrees corresponding to the code to be recorded.
Also, when multi-value or analog data is associated with one bar, the correspondence between the angle in the range of −45 degrees to +45 degrees and the multi-value or analog data is determined in advance, and the strip direction of the magnetic material It is necessary to set an angle formed with the scanning direction.
[0028]
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a magnetic marker that can be read in a non-contact manner and can increase the amount of information that can be recorded .
Also, the magnetic marker can be formed very easily and at low cost .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing a configuration of a magnetic recording medium according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing a configuration for reading the magnetic recording medium.
FIG. 3 is a perspective view illustrating a configuration of an excitation coil and a detection coil in a configuration for reading the magnetic recording medium, and illustrating a reading principle.
FIGS. 4A and 4B are diagrams for illustrating the reading principle of the magnetic recording medium, respectively.
FIG. 5 is a diagram for illustrating a reading principle in the magnetic recording medium.
FIG. 6 is a block diagram showing an electrical configuration for reading the magnetic recording medium.
FIG. 7 is a characteristic diagram showing an output signal and a positional relationship of magnetic patterns in the same electrical configuration.
FIG. 8A is a diagram showing the positional relationship of the magnetic piece with respect to the scanning direction, and FIG. 8B is a characteristic showing the relationship between the output voltage and the angle formed by the magnetic piece with the scanning direction in the same electrical configuration. FIG.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a configuration of a magnetic recording medium according to an embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a plan view showing an example of the configuration of a conventional magnetic recording medium.
FIG. 11 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of a conventional magnetic recording medium.
FIG. 12 is a characteristic diagram showing a detection signal based on a magnetic pattern and a positional relationship between the magnetic patterns in a conventional magnetic recording medium.
[Explanation of symbols]
10: Magnetic recording medium, 11, 12: Magnetic pattern, 22: Detection coil, 23: Excitation coil

Claims

A magnetic marker comprising a magnetic pattern formed such that the easy magnetization direction forms a predetermined angle with respect to the scanning direction,
The magnetic pattern has the angle determined according to a code to be recorded, and is arranged in a scanning direction corresponding to the code .

The magnetic marker according to claim 1, wherein the angle is in a range of −45 degrees to +45 degrees, and corresponds to a value associated in advance with the range.

3. The magnetic marker according to claim 1, wherein the magnetic pattern is printed on a substrate to form the magnetic pattern.

3. A magnetic marker according to claim 1 or 2, wherein a foil made of a magnetic material is formed by deposition and transferred to a substrate to form the magnetic pattern.

A magnetic pattern formed so that the easy magnetization direction forms a predetermined angle with the scanning direction, and a magnetic excitation of the magnetic pattern arranged in the scanning direction corresponding to the code to be recorded;
Of the magnetically excited magnetic flux, a component bent by the magnetic pattern, and a process of generating an induced electromotive force by a component in the same direction as or in the opposite direction to the scanning direction;
And a step of acquiring a code corresponding to the arrangement of the magnetic patterns by the induced electromotive force.