DE69908392T2

DE69908392T2 - REMOTE FIELD MAGNET RESENSIBILIZER FOR GOODS MONITORING SYSTEMS

Info

Publication number: DE69908392T2
Application number: DE69908392T
Authority: DE
Inventors: K. Persson; J. Zarembo
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1998-10-13
Filing date: 1999-02-19
Publication date: 2003-11-27
Anticipated expiration: 2019-02-20
Also published as: WO2000022587A1; AU2688299A; EP1119833A1; CA2344709C; DE69908392D1; HK1039199A1; CA2344709A1; JP2002527837A; BR9914407A; EP1119833B1; KR20010083887A

Description

Technical field of the invention

Die Erfindung betrifft elektronische Warenüberwachungssysteme (EAS-Systeme) des Typs, bei dem eine Markierung mit zwei Zuständen, die an zu schützenden Artikeln befestigt wird, als Reaktion auf ein in einer Abfragezone erzeugtes magnetisches Wechselfeld ein nachweisbares Signal auslöst. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Gerät zur Zustandsänderung derartiger Markierungen.The invention relates to electronic article surveillance (EAS) systems of the type in which a dual-state marker affixed to articles to be protected triggers a detectable signal in response to an alternating magnetic field generated in an interrogation zone. In particular, the invention relates to an apparatus for changing the state of such markers.

Technical background of the invention

EAS-Systeme des oben beschriebenen Typs werden in US-A- 4 689 590, US-A-4 752 758 und der US-Patentanmeldung Serien- Nr. 09/026 251, eingereicht am 18. Februar 1998, mit dem Titel "Small Magnet Resensitizer Apparatus For Use With Article Surveillance Systems" (Kleines Magnetresensibilisierungsgerät für Warenüberwachungssysteme) beschrieben. Bei derartigen Systemen kann eine Markierung mit zwei Zuständen ein Stück Magnetwerkstoff mit hoher Permeabilität und niedriger Koerzitivfeldstärke und mindestens ein permanent magnetisierbares Kontrollelement aufweisen. Wenn das Kontrollelement entmagnetisiert ist, kann ein Signal erzeugt werden, wenn sich die Markierung in der Zone befindet, und wenn es magnetisiert ist, kann ein anderes Signal erzeugt werden, das einem anderen Zustand der Markierung entspricht. Diese Zweizustandsmarkierungen können durch Anlegen eines magnetischen Wechselfeldes mit abnehmender Amplitude sensibilisiert werden (durch Entmagnetisieren ihrer Kontrollelemente mit hoher Koerzitivfeldstärke). Wie in der US-Patentanmeldung Serien-Nr. 09/026 251 offenbart, kann ein solcher Entmagnetisierungsvorgang durch die richtige Auswahl und Anordnung einer Reihe von Dauermagneten bewerkstelligt werden, in der benachbarte Magneten entgegengesetzt polarisiert sind. Durch Auswahl der Magnete mit unterschiedlichen (Feld-)Stärken und durch ihre Anordnung in einer Reihenfolge von der höchsten zur niedrigsten Stärke (bezüglich der Bewegungsrichtung) nimmt die Amplitude des Magnetfelds scheinbar ab, wenn ein Artikel mit einem Kontrollelement über die Magnete fährt.EAS systems of the type described above are described in US-A-4,689,590, US-A-4,752,758 and US Patent Application Serial No. 09/026,251, filed February 18, 1998, entitled "Small Magnet Resensitizer Apparatus For Use With Article Surveillance Systems". In such systems, a dual state tag may comprise a piece of high permeability, low coercivity magnetic material and at least one permanently magnetizable control element. When the control element is demagnetized, a signal may be generated when the tag is in the zone, and when it is magnetized, a different signal may be generated corresponding to a different state of the tag. These two-state markers can be sensitized (demagnetizing their high coercivity control elements) by applying an alternating magnetic field of decreasing amplitude. As disclosed in US Patent Application Serial No. 09/026,251, such a demagnetization process can be accomplished by properly selecting and arranging a series of permanent magnets in which adjacent magnets are oppositely polarized. By selecting magnets with different (field) strengths and by arranging them in an order from highest to lowest strength (with respect to the direction of movement), the amplitude of the magnetic field appears to decrease when an article with a control element moves over the magnets.

Die obenerwähnten Dokumente beschreiben ein Gerät, das ein Magnetfeld an oder in der Nähe der Arbeitsfläche erzeugt, auf die ein Artikel mit einer Markierung gelegt wird. Einer der Hauptgründe für die Entwicklung des in der US- Patentanmeldung Serien-Nr. 09/026 251 und in US-A-4 689 590 und US-A-4 752 758 beschriebenen Nahfeld-Resensibilisierungsgeräts war, eine sichere Möglichkeit zur Resensibilisierung von Magnetmarkierungen zu schaffen, die an der Hülle von magnetisch empfindlichen Medien befestigt sind, wie z. B. von Audiokassetten oder Videokassetten, ohne die Signale auf den magnetisch empfindlichen Medien störend zu beeinflussen. Diese Festkörpermagnetanordnungen mit abnehmender Feldstärke nutzen die Tatsache, daß bei ähnlichen Magneten, die nahe beieinander mit abwechselnd ausgerichteten Polen angeordnet werden, eine Tendenz zur gegenseitigen Auslöschung ihrer äußeren Felder auftritt, wenn diese weit außerhalb einer Distanz gemessen werden, die annähernd gleich der Breite einer Magnetpolfläche ist. Innerhalb etwa der Hälfte dieser Distanz rührt das beobachtete Magnetfeld fast ausschließlich von dem nahen Pol her, und die Magnetfelder von den anderen Magneten können nahezu ignoriert werden. In größeren Abständen von der Anordnung beginnt jedoch der Einfluß der anderen Magneten in der Anordnung auf das gemessene Feld des nahen Magneten wirksam zu werden. In einem Abstand von etwa der zwei- oder dreifachen Polflächenbreite über der Magnetanordnung beginnen sich alle äußeren Magnetfeldvektoren gegenseitig auszulöschen, und das resultierende äußere Feld ist sehr schwach. Als Ergebnis ist über der Magnetanordnung ein schwaches äußeres Restmagnetfeld vorhanden, um magnetische Datenträger schädlich zu beeinflussen.The above-mentioned documents describe a device that generates a magnetic field at or near the work surface on which an article with a mark is placed. One of the main reasons for developing the near-field resensitization device described in U.S. Patent Application Serial No. 09/026,251 and U.S. Patent Nos. 4,689,590 and 4,752,758 was to provide a safe way to resensitize magnetic marks attached to the casing of magnetically sensitive media, such as audio cassettes or video cassettes, without interfering with the signals on the magnetically sensitive media. These solid state magnet arrays of decreasing field strength exploit the fact that similar magnets placed close together with their poles oriented alternately tend to cancel each other out when measured far beyond a distance approximately equal to the width of a magnetic pole face. Within about half of this distance, the observed magnetic field comes almost entirely from the near pole, and the magnetic fields from the other magnets can be almost ignored. However, at greater distances from the array, the influence of the other magnets in the array on the measured field of the near magnet begins to take effect. At a distance of about two or three times the pole face width above the magnet array, all the external magnetic field vectors begin to cancel each other out, and the resulting external field is very weak. As a result, a weak residual external magnetic field is present above the magnet array to be detrimental to magnetic media.

Während eine Nahfeldanordnung von Dauermagneten beim Entmagnetisieren von Kontrollelementen in Diebstahlsicherungsmarkierungen an bespielten Magnetbändern verwendbar ist, ohne die vorher auf solchen Bänder aufgezeichneten Signale zu beeinflussen, ist die Nahfeldanordnung nicht so gut brauchbar bei Artikeln, in denen die Markierungen nicht nahe genug an der Oberfläche der Magnetanordnung angeordnet werden können. Wie erwähnt, ist in beträchtlichen Abständen von der Nahfeldanordnung das äußere Feld sehr schwach. Daher kann die Nahfeldanordnung beim Resensibilisieren von Markierungen in größeren Abständen von der Anordnung unwirksam sein. Dies kann zum Beispiel bei Artikeln auftreten, bei denen die Markierung innerhalb des Artikels von der Oberfläche entfernt eingebettet ist, wie z. B. in einem Buchrücken. Außerdem kann der Abstand einer an Artikeln wie z. B. Büchern angebrachten Markierung von der Anordnung in Abhängigkeit von der Größe oder Form des Artikels variieren. Da eine optimale Abfrage erfolgt, wenn das Wechselfeld in einer exponentiellen Hüllkurve abnimmt, ist es notwendig, daß die Magnetmarkierung einem exponentiell abfallenden Magnetfeld ausgesetzt wird, während sie an der Anordnung vorbei bewegt wird, ungeachtet ihres Abstands von der Anordnung. In Abständen über einem gegebenen Magneten in der Anordnung tritt jedoch ein merklicher Beitrag von den anderen Magneten in der Anordnung auf, und dieser Beitrag variiert in Abhängigkeit vom Abstand von dem gegebenen Magneten zu den anderen Magneten in der Anordnung sowie von dem Abstand, in dem die Markierung über dem gegebenen Magneten angeordnet ist. Es ist erkennbar, daß ein Bedarf für eine Vorrichtung besteht, die für die Sensibilisierung von EAS-Markierungen auf Artikeln sorgt, wenn der Ort der Markierung auf dem Artikel und damit der Abstand der Markierung von einem Sensibilisierungsgerät unbekannt ist.While a near-field arrangement of permanent magnets can be used to demagnetize control elements in anti-theft markings on recorded magnetic tapes without affecting the signals previously recorded on such tapes, the near field array is not as useful for articles in which the markers cannot be placed close enough to the surface of the magnetic array. As mentioned, at considerable distances from the near field array, the external field is very weak. Therefore, the near field array may be ineffective in resensitizing markers at greater distances from the array. This may occur, for example, with articles in which the marker is embedded within the article away from the surface, such as in a book spine. In addition, the distance of a marker attached to articles such as books from the array may vary depending on the size or shape of the article. Since optimal interrogation occurs when the alternating field decays in an exponential envelope, it is necessary that the magnetic marker be exposed to an exponentially decaying magnetic field as it is moved past the array, regardless of its distance from the array. However, at distances above a given magnet in the array there is a significant contribution from the other magnets in the array, and this contribution varies depending on the distance from the given magnet to the other magnets in the array as well as the distance at which the marker is located above the given magnet. It can be seen that there is a need for an apparatus that provides for sensitization of EAS markers on articles when the location of the marker on the article, and hence the distance of the marker from a sensitization device, is unknown.

Die vorliegende Erfindung bietet Lösungen für diese und weitere Probleme und bietet weitere Vorteile gegenüber Konstruktionen nach dem Stand der Technik.The present invention provides solutions to these and other problems and offers further advantages over prior art designs.

Summary of the invention

Das erfindungsgemäße Gerät stellt eine Magnetanordnung bereit, die ein magnetisches Wechselfeld erzeugt, das so optimiert ist, daß seine Feldstärke mit jeder Feldumkehr innerhalb einer exponentiellen Hüllkurve abnimmt, und das Kontrollelemente mit hoher Koerzitivfeldstärke einer Markierung auf Wegen in verschiedenen Abständen von der Magnetanordnung entmagnetisieren kann. Außerdem benötigt das erfindungsgemäße Entmagnetisierungsgerät keine Stromquelle, sendet keine möglicherweise schädlichen Wechselstromfelder aus und arbeitet unabhängig von der Geschwindigkeit, mit welcher die Markierung bezüglich des Geräts bewegt wird.The device according to the invention provides a magnet arrangement which generates an alternating magnetic field which is optimized so that its field strength decreases with each field reversal within an exponential envelope and which controls elements with a high coercive field strength of a marking on paths at different distances from the magnet arrangement. In addition, the demagnetization device according to the invention does not require a power source, does not emit any potentially harmful alternating current fields and operates independently of the speed at which the marker is moved relative to the device.

Das erfindungsgemäße Gerät ist an die Verwendung bei einem elektronischen Warenüberwachungssystem (EAS-System) angepaßt, um eine sensibilisierte Diebstahlsicherungsmarkierung mit zwei Zuständen zu erfassen, die an einem Artikel befestigt ist. Das Gerät kann an die Verwendung bei Büchern oder anderen Artikeln angepaßt sein, an denen eine Markierung befestigt ist, aber der Abstand der Markierung von der Oberfläche des Artikels nicht vorausgesagt werden kann. Die Markierung in einem derartigen System enthält ein Stück ferromagnetisches Material mit niedriger Koerzitivfeldstärke und hoher Permeabilität und mindestens ein Kontrollelement aus einem permanent magnetisierbaren Material mit hoher Koerzitivfeldstärke, das in der Nähe des ersten Materials angeordnet ist. Wenn dieses Element entmagnetisiert ist, bringt es die Markierung in einen ersten Zustand, wie z. B. einen sensibilisierten Zustand, in dem die Markierung erfaßt werden kann, wenn sie sich in der Abfragezone befindet. Wenn umgekehrt das Kontrollelement magnetisiert ist, befindet sich die Markierung in einem zweiten Zustand, wie z. B. einem desensibilisierten Zustand, in dem die Markierung nicht erfaßt wird, wenn sie sich in der Zone befindet.The device of the invention is adapted for use in an electronic article surveillance (EAS) system to detect a dual state sensitized anti-theft tag attached to an article. The device may be adapted for use with books or other articles to which a tag is attached but the distance of the tag from the surface of the article cannot be predicted. The tag in such a system includes a piece of low coercivity, high permeability ferromagnetic material and at least one control element of a permanently magnetizable high coercivity material located near the first material. When this element is demagnetized, it places the tag in a first state, such as a sensitized state, in which the tag can be detected when it is in the interrogation zone. Conversely, when the control element is magnetized, the tag is in a second state, such as a non-magnetized state. B. a desensitized state in which the marker is not detected when it is in the zone.

Das erfindungsgemäße Gerät weist ein Gehäuse mit einer Arbeitsfläche, in Bezug auf die der Artikel bewegt werden kann, und eine mit dem Gehäuse verbundene Magnetanordnung auf. Die Magneten innerhalb der Anordnung sind bezüglich anderer Magneten in der Anordnung so bemessen und positioniert, daß sie entlang mehrerer Wege in verschiedenen Abständen über der Arbeitsfläche des Gehäuses eine Folge von Feldern mit wechselnder Polarität aufweisen, deren Intensitäten bei jeder Feldumkehr innerhalb einer exponentiellen Hüllkurve abnehmen. Jeder Magnet erstreckt sich im wesentlichen über die Breite des Gehäuses, und die Folge von Magneten erstreckt sich über die Länge des Gehäuses. Durch die Bewegung des Artikels bezüglich der Arbeitsfläche aus einer an das stärkste Feld angrenzenden Position an jedem schrittweise schwächeren Feld von entgegengesetzter Polarität vorbei wird daher die an dem Artikel befestigte Markierung Feldern von wechselnden Polaritäten und exponentiell abnehmenden Feldstärken ausgesetzt, um das Kontrollelement der Markierung weitgehend zu entmagnetisieren. Dies erfolgt innerhalb eines Bereichs von Abständen über der Arbeitsfläche, um die Markierung unabhängig von der Lage der Markierung auf dem Artikel zu sensibilisieren.The device of the invention comprises a housing having a working surface relative to which the article can be moved, and an array of magnets connected to the housing. The magnets within the array are sized and positioned relative to other magnets in the array to present a series of fields of alternating polarity along a plurality of paths at various distances above the working surface of the housing, the intensities of which decrease within an exponential envelope with each field reversal. Each magnet extends substantially across the width of the housing, and the series of magnets extends across the length of the housing. Therefore, by moving the article with respect to the work surface from a position adjacent to the strongest field past each progressively weaker field of opposite polarity, the marker attached to the article is subjected to fields of alternating polarities and exponentially decreasing field strengths to largely demagnetize the marker's control element. This is done within a range of distances across the work surface to sensitize the marker regardless of the marker's location on the article.

Short description of the drawings

Die verschiedenen Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Deaktivierungsvorrichtung werden beim Durchlesen und Verstehen der folgenden ausführlichen Beschreibung und der beigefügten Zeichnungen verständlich. Dabei zeigen:The various objects, features and advantages of the present deactivation device will become apparent upon reading and understanding the following detailed description and the accompanying drawings, in which:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Entmagnetisierungsgeräts;Fig. 1 is a perspective view of an embodiment of the demagnetization device according to the invention;

Fig. 2 eine vergrößerte Draufsicht von Fig. 1 mit teilweise entfernter Abdeckung;Fig. 2 is an enlarged plan view of Fig. 1 with the cover partially removed;

Fig. 3 eine Schnittansicht von Fig. 2 entlang der Linie 3-3;Fig. 3 is a sectional view of Fig. 2 taken along line 3-3;

Fig. 4 ein Diagramm, das die Feldstärke und die Polarität entlang einem Weg in einem Abstand von 0,32 cm (0,125 Zoll) über der Oberfläche einer Magnetanordnung wie derjenigen in den Fig. 1-2 darstellt;Fig. 4 is a graph showing the field strength and polarity along a path at a distance of 0.32 cm (0.125 inches) above the surface of a magnet assembly such as that in Figs. 1-2;

Fig. 5 ein Diagramm, das die Feldstärke und die Polarität entlang einem Weg in einem Abstand von 0,57 cm (0,225 Zoll) über der Oberfläche einer Magnetanordnung wie derjenigen in den Fig. 1-2 darstellt;Fig. 5 is a graph showing the field strength and polarity along a path at a distance of 0.57 cm (0.225 inches) above the surface of a magnet arrangement such as that in Figs. 1-2;

Fig. 6 ein Diagramm, das die Feldstärke und die Polarität entlang einem Weg in einem Abstand von 0,83 cm (0,325 Zoll) über der Oberfläche einer Magnetanordnung wie derjenigen in den Fig. 1-2 darstellt;Fig. 6 is a graph showing the field strength and polarity along a path at a distance of 0.83 cm (0.325 inches) above the surface of a magnet assembly such as that in Figs. 1-2;

Fig. 7 ein Diagramm, das die Feldstärke und die Polarität entlang einem Weg in einem Abstand von 1,08 cm (0,425 Zoll) über der Oberfläche einer Magnetanordnung wie derjenigen in den Fig. 1-2 darstellt;Fig. 7 is a graph showing the field strength and polarity along a path at a distance of 1.08 cm (0.425 inches) above the surface of a magnet assembly such as that in Figs. 1-2;

Fig. 8 ein Diagramm, das die Feldstärke und die Polarität entlang einem Weg in einem Abstand von 1,59 cm (0,625 Zoll) über der Oberfläche einer Magnetanordnung wie derjenigen in den Fig. 1-2 darstellt;Fig. 8 is a graph showing the field strength and polarity along a path at a distance of 1.59 cm (0.625 inches) above the surface of a magnet assembly such as that in Figs. 1-2;

Fig. 9 ein halblogarithmisches Diagramm, das die Feldstärke entlang Abschnitten der Wege in den Fig. 4-8 für das erfindungsgemäße Entmagnetisierungsgerät darstellt; undFig. 9 is a semi-logarithmic diagram showing the field strength along sections of the paths in Figs. 4-8 for the demagnetization device according to the invention; and

Fig. 10 eine schematische Darstellung eines vergrößerten Abschnitts der Ausführungsform der Magnetanordnung von Fig. 3 sowie das durch jeden der Magnete in der Anordnung erzeugte magnetische Wechselfeld.Fig. 10 is a schematic representation of an enlarged portion of the embodiment of the magnet arrangement of Fig. 3 and the alternating magnetic field generated by each of the magnets in the arrangement.

Detailed description of the invention

Wie in Fig. 1 dargestellt, kann das erfindungsgemäße Entmagnetisierungsgerät in Form eines Ladentisch- bzw. Kassengeräts 10 ausgeführt sein. Das Gerät könnte auch andere Formen annehmen, wie der Fachmann erkennen wird. Das Ladentischgerät 10 weist ein Gehäuse 12 und eine Anordnung von Magneten (siehe Fig. 2 und 3) auf, die innerhalb des Gehäuses 12 montiert sind. Das Gehäuse 12 weist eine nichtmagnetische Abdeckplatte 18 auf, welche die Magnetanordnung sowohl abdeckt als auch schützt. Außerdem weist die Abdeckplatte 18 eine Arbeitsfläche 19 auf, bezüglich derer ein Artikel 20 mit einer daran befestigten Markierung 22 während des Gebrauchs der Vorrichtung bewegt werden kann. Eine solche Abdeckplatte 18 kann einen Streifen aus nichtmagnetischem Edelstahl mit einer Dicke im Bereich von 0,50 mm (20 Mil) aufweisen. Ferner ist die Verwendung einer Metallabdeckplatte 18 erwünscht, da eine solche Oberfläche dem Verschleiß durch Zerkratzen oder Abplatzen widersteht, der sonst bei Abdeckplatten mit Polymeroberfläche oder gestrichener Oberfläche auftreten kann, und dadurch auch nach vielen Benutzungsdurchgängen ästhetisch ansprechend bleibt. Das Gerät 10 kann zwar mit der durch die Abdeckplatte 18 gebildeten Arbeitsfläche 19 in horizontaler Lage eingesetzt werden, so daß ein Artikel 20 über die horizontale Oberfläche 20 bewegt werden kann, aber das Gerät kann auch mit vertikaler. Arbeitsfläche 19 angeordnet werden.As shown in Fig. 1, the demagnetizing device of the present invention may be in the form of a countertop device 10. The device could also take other forms, as will be appreciated by those skilled in the art. The countertop device 10 includes a housing 12 and an array of magnets (see Figs. 2 and 3) mounted within the housing 12. The housing 12 includes a non-magnetic cover plate 18 which both covers and protects the magnet array. The cover plate 18 also includes a work surface 19 relative to which an article 20 having a marker 22 attached thereto may be moved during use of the device. Such a cover plate 18 may include a strip of non-magnetic stainless steel having a thickness in the range of 0.50 mm (20 mils). Furthermore, the use of a metal cover plate 18 is desirable because such a surface will resist the scratching or chipping that can otherwise occur with cover plates with a polymeric or painted surface, and will therefore remain aesthetically pleasing even after many uses. Although the device 10 can be used with the work surface 19 formed by the cover plate 18 in a horizontal position so that an article 20 can be moved across the horizontal surface 20, the device can also be arranged with the work surface 19 vertical.

Das Gehäuse 12 weist ferner Seitenwände 21 und Stirnwände 34 auf, die an den Seitenwänden 21 beispielsweise mit einem Bolzen oder einer Schraube 35 befestigt sind, wie in den Fig. 2 und 3 dargestellt. In einer Ausführungsform sind die Seitenwände 21 Aluminiumschienen mit Abmessungen von 0,95 cm · 3,81 cm · 63,98 cm Länge (0,375 · 1,5 Zoll · 25,1875 Zoll Länge). Die Teile des Gehäuses 12 sind außerdem Vorzugsweise aus nichtmagnetischen Materialien aufgebaut. Außerdem können an dem Gehäuse 12 abgeschrägte Flächen (nicht dargestellt) vorgesehen werden, um geeignete Beschriftungen, Firmenkennzeichen, Anweisungen und dergleichen zu tragen.The housing 12 further includes side walls 21 and end walls 34 secured to the side walls 21 with, for example, a bolt or screw 35 as shown in Figures 2 and 3. In one embodiment, the side walls 21 are aluminum rails measuring 0.95 cm x 3.81 cm x 63.98 cm long (0.375 x 1.5 inches x 25.1875 inches long). The parts of the housing 12 are also preferably constructed of non-magnetic materials. In addition, beveled surfaces (not shown) may be provided on the housing 12 to support suitable labels, company markings, instructions, and the like.

Bei der Anwendung des Geräts von Fig. 1 wird man erkennen, daß der Artikel 20 in der durch den Pfeil 24 angezeigten Richtung zu bewegen ist, wodurch die an einer Oberfläche des Artikels befestigte Markierung 22 so fortbewegt wird, daß die Markierung über die Magnetanordnung geführt wird, die direkt unterhalb der Abdeckplatte 18 angeordnet ist. Wenn der Artikel 20 beispielsweise ein Buch ist, wie etwa in Fig. 1 dargestellt, dann könnte die Markierung 22 innerhalb des Buchrükkens befestigt werden, und das Buch könnte so gehalten werden, daß sich die Markierung 22 auf der Abdeckplatte 18 befindet und entlang der Arbeitsfläche 19 in Richtung des Pfeils 24 geführt wird. Die Entmagnetisierung des Kontrollelements 32 erfolgt bei Einwirkung der Felder, die durch die Magnetanordnung erzeugt werden, wenn das Kontrollelement 32 über der Arbeitsfläche 19 in unmittelbare Nähe der Magnetfelder gebracht wird, die mit der Magnetanordnung verbunden sind.In using the apparatus of Fig. 1, it will be seen that the article 20 is to be moved in the direction indicated by arrow 24, thereby advancing the marker 22 attached to a surface of the article so that the marker is guided over the magnet assembly located directly beneath the cover plate 18. For example, if the article 20 is a book, such as shown in Fig. 1, then the marker 22 could be attached within the spine of the book and the book could be held so that the marker 22 is on the cover plate 18 and is guided along the work surface 19 in the direction of arrow 24. The demagnetization of the control element 32 occurs under the influence of the fields generated by the magnet arrangement when the control element 32 is brought above the working surface 19 in the immediate vicinity of the magnetic fields which are connected to the magnet arrangement.

Die Markierung 22 ist typischerweise aus einem Streifen eines Magnetwerkstoffs mit hoher Permeabilität und niedriger Koerzitivkraft bzw. Koerzitivfeldstärke aufgebaut, wie z. B. aus Permalloy, bestimmten amorphen Legierungen oder dergleichen, wie z. B. in US-A-3 790 945 (Fearon) offenbart. Die Markierung 22 ist ferner mit mindestens einem Kontrollelement 32 aus magnetisierbarem Material mit hoher Koerzitivkraft bzw. Koerzitivfeldstärke aufgebaut, wie z. B. in US-A-3 747 086 (Peterson) offenbart. Das Kontrollelement 32 besteht typischerweise aus einem Material wie z. B. Vicalloy, magnetischem Edelstahl oder dergleichen mit einem vorgegebenen Wert der Koerzitivfeldstärke im Bereich von 50 bis 240 Oersted. Wenn ein derartiges Element 32 magnetisiert wird, verhindert es den Nachweis der Markierung 22 durch das System, wenn sich die Markierung 22 in der Abfragezone befindet. Weitere Beispiele von Zweizustandsmarkierungen zur Verwendung bei elektromagnetischen Warenüberwachungssystemen werden in US-A-5 432 499 (Montean), US-A-5 331 313 (Koning), US-A-5 083 112 (Piotrowski), US-A-4 967 185 (Montean), US-A-4 884 063 (Church), US-A-4 825 197 (Church), US-A-4 745 401 (Montean) und US-A-4 710 754 (Montean) offenbart.The marker 22 is typically constructed from a strip of a high permeability, low coercivity magnetic material, such as permalloy, certain amorphous alloys, or the like, as disclosed in US-A-3,790,945 (Fearon). The marker 22 is further constructed with at least one control element 32 of magnetizable material with high coercivity, such as disclosed in US-A-3,747,086 (Peterson). The control element 32 is typically constructed from a material such as Vicalloy, magnetic stainless steel, or the like, having a predetermined value of Coercivity in the range of 50 to 240 oersteds. When such an element 32 is magnetized, it prevents detection of the marker 22 by the system when the marker 22 is in the interrogation zone. Other examples of dual state markers for use in electromagnetic article surveillance systems are disclosed in US-A-5 432 499 (Montean), US-A-5 331 313 (Koning), US-A-5 083 112 (Piotrowski), US-A-4 967 185 (Montean), US-A-4 884 063 (Church), US-A-4 825 197 (Church), US-A-4 745 401 (Montean) and US-A-4 710 754 (Montean).

Die Details der Magnetanordnung des Geräts nach Fig. 1 sind in den Fig. 2 und 3 dargestellt. In der offenbarten Ausführungsform weist die Anordnung dreißig getrennte Magnete 100 auf. Entsprechend der Darstellung sind innerhalb der Seitenwände 21 Nuten ausgebildet. Zu einer in der ersten Seitenwand ausgebildeten Nut gibt es eine entsprechende Nut direkt gegenüber an der anderen Seitenwand 21. Jeder der Magnete 100 in der Magnetanordnung wird innerhalb des Gehäuses 12 angeordnet, indem der Magnet 100 in ein Paar der einander entsprechenden Nuten in den Seitenwänden 21 geschoben wird. Die Magnete 100 werden dann in den Nuten mit einem geeigneten Epoxidharz oder alternativ mit mechanischen Befestigungsmitteln fixiert. Wie in Fig. 3 erkennbar, reicht jeder der Magnete innerhalb der Nuten in das Gehäuse 12 hinein, bis die Oberseite des Magneten 100 auf annähernd gleicher Höhe mit dem oberen Ende der Seitenwände 21 liegt. Wenn die Abdeckplatte 18 auf dem Gehäuse 12 angebracht ist und auf den Seitenwänden 21 aufliegt, dann berührt die Fläche des Magneten 100 die Abdeckplatte 18 oder ist direkt darunter angeordnet. So gesehen, ist der Abstand der Stirnflächen der Magnete 100 in der Anordnung bezüglich der Markierung 22 an einem auf die Deckplatte 18 aufgelegten Artikel 20 annähernd gleich dem Abstand der Markierung 22 von der Arbeitsfläche, die durch die Oberseite der Deckplatte 18 definiert ist.The details of the magnet assembly of the device of Fig. 1 are shown in Figs. 2 and 3. In the disclosed embodiment, the assembly includes thirty separate magnets 100. As shown, grooves are formed within the side walls 21. For a groove formed in the first side wall, there is a corresponding groove directly opposite on the other side wall 21. Each of the magnets 100 in the magnet assembly is positioned within the housing 12 by sliding the magnet 100 into a pair of the corresponding grooves in the side walls 21. The magnets 100 are then secured in the grooves with a suitable epoxy resin or, alternatively, with mechanical fasteners. As can be seen in Fig. 3, each of the magnets extends into the housing 12 within the grooves until the top of the magnet 100 is approximately level with the top of the side walls 21. When the cover plate 18 is mounted on the housing 12 and rests on the side walls 21, the surface of the magnet 100 touches the cover plate 18 or is located directly below it. Viewed in this way, the distance of the end faces of the magnets 100 in the arrangement with respect to the marking 22 on an article 20 placed on the cover plate 18 is approximately equal to the distance of the marking 22 from the work surface defined by the top of the cover plate 18.

Die der Abdeckplatte 18 zugewandten Stirnflächen der Magnete 100 sind Pole, die ein Magnetfeld erzeugen, das sich von der Deckplatte 18 nach oben ausbreitet. Jeder der Magnete ist bezüglich benachbarter Magnete so bemessen und angeordnet, daß entlang mehreren Wegen innerhalb eines Bereichs über der Abdeckplatte 18 ein Magnetfeld von wechselnder Polarität und geeigneter Feldstärke erzeugt wird, die von einem Ende der langgestreckten Magnetanordnung zum anderen innerhalb einer exponentiellen Hüllkurve abnimmt. Der Fachmann wird erkennen, daß derartige Felder entlang mehreren Wegen in unterschiedlichen Abständen über der Abdeckplatte 18 durch Verfahren erzeugt werden können, zu denen die Bereitstellung einer geeigneten Abschirmung zur Veränderung der effektiven Feldstärke jedes Magneten 100 sowie die Einstellung von Positionen der Magnete 100 relativ zur Abdeckplatte 18 und zu den anderen Magneten 100 innerhalb der Magnetanordnung gehören. Bei der in den Fig. 2 und 3 dargestellten Ausführungsform erstreckt sich jeder der Magnete (und damit der Pole, die durch die Stirnfläche des Magneten definiert sind, welche die Abdeckplatte berührt) quer über die Breite des Gehäuses, und die Folge von dreißig Magneten in der Magnetanordnung erstreckt sich über die Länge des Gehäuses 12. Die Magnete 100 sind zwar mit im allgemeinen abnehmender Größe dargestellt, aber damit soll nur die abnehmende Feldstärke und nicht unbedingt die tatsächliche körperliche Größe dargestellt werden. Der wichtige Faktor bezüglich der Feldstärke der Magnete ist, daß die Feldstärke jedes Magneten vorzugsweise so festgelegt wird, daß die Felder, die entlang mehreren Wegen oberhalb und parallel zur Arbeitsfläche erzeugt werden, in Längsrichtung der Magnetanordnung innerhalb einer exponentiellen Hüllkurve abnehmen. Für das Ladentischgerät 10 von Fig. 1 nimmt das Feld, das entlang den Wegen oberhalb der Abdeckplatte 18 erzeugt wird, in Richtung des Pfeils 24 innerhalb einer exponentiellen Hüllkurve ab.The end faces of the magnets 100 facing the cover plate 18 are poles that generate a magnetic field that spreads upwards from the cover plate 18. Each of the magnets is dimensioned and arranged with respect to neighboring magnets so that that a magnetic field of alternating polarity and appropriate field strength is generated along multiple paths within a region above the cover plate 18, decreasing from one end of the elongated magnet assembly to the other within an exponential envelope. Those skilled in the art will recognize that such fields can be generated along multiple paths at different distances above the cover plate 18 by methods including providing appropriate shielding to vary the effective field strength of each magnet 100 and adjusting positions of the magnets 100 relative to the cover plate 18 and to the other magnets 100 within the magnet assembly. In the embodiment shown in Figures 2 and 3, each of the magnets (and hence the poles defined by the face of the magnet which contacts the cover plate) extends across the width of the housing, and the sequence of thirty magnets in the magnet array extends the length of the housing 12. Although the magnets 100 are shown in generally decreasing size, this is to illustrate only the decreasing field strength and not necessarily the actual physical size. The important factor regarding the field strength of the magnets is that the field strength of each magnet is preferably set so that the fields generated along several paths above and parallel to the work surface decrease within an exponential envelope along the length of the magnet array. For the countertop device 10 of Figure 1, the field generated along the paths above the cover plate 18 decreases in the direction of arrow 24 within an exponential envelope.

Die Magnete 100 innerhalb der Magnetanordnung können aus irgendwelchen geeigneten Magnetwerkstoffen bestehen, zu denen eine beliebige Kombination der folgenden Werkstoffe gehört, die aber nicht darauf beschränkt sind: (1) ein spritzgegossener Dauermagnet-Werkstoff, wie z. B. die Marke "Plastiform", Typ B-1060, vertrieben von Arnold Company, Norfolk, Nebraska, der nach dem Formen magnetisiert und anschließend geeignet angeordnet wird; (2) ein mit wechselnden Polen magnetisiertes Tafelmaterial, wie z. B. die Marke "Plastiform", Typ B-1013, die Marke "Plastiform", Typ 2002-B oder die Marke "Plastiform", Typ 1030-B, alle vertrieben von Arnold Company, Norfolk, Nebraska; oder (3) ein bearbeitbarer Metallwerkstoff, wie z. B. Nd 35 oder Nd 40 oder eine andere NdFeB-Legierung, wie sie beispielsweise unter dem Markennamen Magnaquench von MagStar Technologies, St. Anthony, Minnesota, vertrieben werden. Dem Fachmann werden auch weitere geeignete Materialien bekannt sein.The magnets 100 within the magnet assembly may be made of any suitable magnetic materials, including, but not limited to, any combination of the following materials: (1) an injection molded permanent magnet material, such as the brand "Plastiform", Type B-1060, sold by Arnold Company, Norfolk, Nebraska, which is magnetized after molding and then suitably arranged; (2) an alternating pole magnetized Sheet material such as "Plastiform" brand, Type B-1013, "Plastiform" brand, Type 2002-B, or "Plastiform" brand, Type 1030-B, all sold by Arnold Company, Norfolk, Nebraska; or (3) a machinable metal material such as Nd 35 or Nd 40 or other NdFeB alloy, such as those sold under the brand name Magnaquench by MagStar Technologies, St. Anthony, Minnesota. Other suitable materials will also be known to those skilled in the art.

Die Fig. 4-8 zeigen magnetische Wechselfelder mit exponentiell abnehmender Feldstärke auf Wegen innerhalb des Bereichs von 0,32 bis 1,59 cm (0,125 Zoll bis 0,625 Zoll) über der Arbeitsfläche, die durch eine Ausführungsform einer Magnetanordnung erzeugt werden, die weiter unten in Tabelle 1 dargestellt wird. Fig. 4 zeigt das magnetische Wechselfeld entlang eines Wegs in einem Abstand von 0,32 cm (0,125 Zoll) über der Oberfläche der Magnetanordnung. Fig. 5 zeigt das magnetische Wechselfeld entlang eines Wegs in einem Abstand von 0,57 cm (0,225 Zoll) über der Oberfläche der Magnetanordnung. Fig. 6 zeigt das magnetische Wechselfeld entlang eines Wegs in einem Abstand von 0,83 cm (0,325 Zoll) über der Oberfläche der Magnetanordnung. Fig. 7 zeigt das magnetische Wechselfeld entlang eines Wegs in einem Abstand von 1,08 cm (0,425 Zoll) über der Oberfläche der Magnetanordnung. Fig. 8 zeigt das magnetische Wechselfeld entlang eines Wegs in einem Abstand von 1,59 cm (0,625 Zoll) über der Oberfläche der Magnetanordnung. Der Abstandsbereich in den Fig. 4-8 stellt den Bereich von Abständen dar, in denen eine Markierung, die z. B. an einem Buch angebracht ist, wahrscheinlich von der Abdeckung des Geräts von Fig. 1 angeordnet ist. Die entsprechenden Gipfel und Täler in den Fig. 4-8 stellen die Feldstärke an dieser Stelle entlang dem Weg dar.Figures 4-8 show alternating magnetic fields with exponentially decreasing field strength along paths within the range of 0.32 to 1.59 cm (0.125 in. to 0.625 in.) above the working surface produced by an embodiment of a magnet assembly shown in Table 1 below. Figure 4 shows the alternating magnetic field along a path at a distance of 0.32 cm (0.125 in.) above the surface of the magnet assembly. Figure 5 shows the alternating magnetic field along a path at a distance of 0.57 cm (0.225 in.) above the surface of the magnet assembly. Figure 6 shows the alternating magnetic field along a path at a distance of 0.83 cm (0.325 in.) above the surface of the magnet assembly. Fig. 7 shows the alternating magnetic field along a path at a distance of 1.08 cm (0.425 inches) above the surface of the magnet assembly. Fig. 8 shows the alternating magnetic field along a path at a distance of 1.59 cm (0.625 inches) above the surface of the magnet assembly. The distance range in Figs. 4-8 represents the range of distances at which a marker, e.g., attached to a book, is likely to be located from the cover of the device of Fig. 1. The corresponding peaks and valleys in Figs. 4-8 represent the field strength at that location along the path.

Um eine Markierung zu entmagnetisieren, sollte sich die Markierung entlang einem Weg fortbewegen, der eine Feldstärke aufweist, die von etwa 300 Gauß auf 70 Gauß abnimmt. Durch jede höhere Feldstärke als 300 Gauß werden typischerweise die magnetischen Kontrollelemente der betreffenden Markierung vollständig magnetisiert, und jede niedrigere Feldstärke als 70 Gauß hat typischerweise keine Auswirkung auf die magnetischen Kontrollelemente. Wenn wir wieder Bezug auf die Fig. 4-8 nehmen, so ist erkennbar, daß eine Magnetmarkierung, die sich an der gesamten Magnetanordnung vorbeibewegt, unabhängig vom Abstand von der Anordnung diesem vorschriftsmäßigen, exponentiell abfallenden Feld ausgesetzt wird. Man kann jedoch erkennen, daß der Ort innerhalb der Anordnung, an dem die Markierung den Abfallbereich von 300 Gauß bis zu 70 Gauß passiert, in Abhängigkeit von der Entfernung der Markierung von der Oberfläche der Magnetanordnung unterschiedlich ist. Wie in dem halblogarithmischen Diagramm von Fig. 9 dargestellt, passiert zum Beispiel eine Markierung auf einem Weg im Abstand von 0,32 cm (0,125 Zoll) über der Magnetanordnung diesen Bereich in der Magnetanordnung gemäß der offenbarten Ausführungsform zwischen dem neunzehnten und dem dreißigsten Magneten in der Magnetanordnung, während auf einem Weg im Abstand von 1,59 cm (0,625 Zoll) über der Magnetanordnung eine Markierung diesen Bereich zwischen dem zweiten und dem zwölften Magneten der Magnetanordnung passieren würde. Da der Ort einer Markierung auf einem Artikel unbekannt ist, ist es daher wichtig, daß ein Anwender, der eine Markierung auf einem Artikel entmagnetisiert, den Artikel über die gesamte Länge der Abdeckplatte 18 des Geräts führt.To demagnetize a marker, the marker should travel along a path that has a field strength that decreases from about 300 gauss to 70 gauss. Any field strength higher than 300 gauss will typically completely magnetize the magnetic control elements of the marker in question, and any field strength lower than 70 gauss typically has no effect on the magnetic control elements. Referring again to Figures 4-8, it can be seen that a magnetic marker moving past the entire magnet array will be subjected to this prescribed exponentially decaying field regardless of distance from the array. However, it can be seen that the location within the array where the marker passes through the decay region from 300 gauss to 70 gauss varies depending on the distance of the marker from the surface of the magnet array. For example, as shown in the semi-logarithmic graph of Figure 9, a marker traveling along a path 0.32 cm (0.125 inches) above the magnet array will pass through this region in the magnet array according to the disclosed embodiment between the nineteenth and thirtieth magnets in the magnet array, while a marker traveling along a path 1.59 cm (0.625 inches) above the magnet array would pass through this region between the second and twelfth magnets of the magnet array. Since the location of a mark on an article is unknown, it is therefore important that a user demagnetizing a mark on an article guide the article along the entire length of the cover plate 18 of the device.

Die Bereitstellung eines exponentiell abfallenden Feldes auf Wegen in verschiedenen Abständen über der Magnetanordnung ist notwendig, da keine Möglichkeit besteht, den Abstand oder die Ausrichtung der Magnetmarkierung beispielsweise in einem Buch oder einer ähnlichen Vorrichtung, wie sie bei der vorliegenden Erfindung verwendet wird, vorauszusagen. Wie dargestellt, wird durch die vorliegende Erfindung eine Magnetmarkierung in einem beliebigen Abstand von 0,32 bis 1,59 cm (0,125 bis 0,625 Zoll) über der Oberfläche der Magnetanordnung sensibilisiert. Der Fachmann kann erkennen, daß die Größe, Feldstärke und Anordnung der Magnete innerhalb der Anordnung verändert werden kann, um diesen Bereich zu vergrößern oder zu verkleinern. Solche Änderungen liegen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung.The provision of an exponentially decaying field in paths at various distances above the magnet array is necessary because there is no way to predict the spacing or orientation of the magnetic marker in, for example, a book or similar device as used in the present invention. As shown, the present invention sensitizes a magnetic marker at any distance from 0.32 to 1.59 cm (0.125 to 0.625 inches) above the surface of the magnet array. Those skilled in the art will recognize that the size, field strength and arrangement of the magnets within the array can be varied to increase or decrease this range. Such variations are within the scope of the present invention.

Die magnetische Feldstärke und die Polarität in einer gegebenen Position P entlang einem Weg über der Oberfläche der Magnetanordnung wird durch die algebraische Summe der Feldstärke und der Polarität jedes Magneten bestimmt, die auf geeignete Weise entsprechend ihrem Abstand von der Position P vermindert wird. Folglich wird der Feldstärkebeitrag eines gegebenen Magneten durch den Feldstärkebeitrag seiner benachbarten Magnete, seiner nächstbenachbarten Magnete usw. bestimmt. Die an jedem Ende der Magnetanordnung positionierten Magnete sind nur einem anderen Magneten benachbart und können daher entlang dem Weg in dem Bereich über diesen Endmagneten einen unerwünscht großen Beitrag zu dem Magnetfeld liefern. Aus diesem Grunde müssen die Endmagneten sorgfältig ausgewählt und so eingestellt werden, daß ihr Beitrag zur Feldstärke entlang dem Weg nicht so groß ist, daß er von der exponentiellen Hüllkurve der gesamten Magnetanordnung abweicht. Der Fachmann wird erkennen, daß die Auswahl und Einstellung der Endmagnete auf geeignete Weise durch teilweise Abschirmung der Endmagnete, Einstellung des Abstands der Endmagnete von der Arbeitsfläche und von den anderen Magneten, Regulierung der Magnetfeldstärke durch Material oder Größe des Magneten, durch geeignetes Justieren der Endmagnete oder durch Versetzen der Endmagnete bezüglich der Arbeitsfläche beeinflußt werden kann.The magnetic field strength and polarity at a given position P along a path above the surface of the magnet array is determined by the algebraic sum of the field strength and polarity of each magnet, suitably reduced according to its distance from position P. Consequently, the field strength contribution of a given magnet is determined by the field strength contribution of its neighboring magnets, its next neighboring magnets, etc. The magnets positioned at each end of the magnet array are adjacent to only one other magnet and may therefore provide an undesirably large contribution to the magnetic field along the path in the region above these end magnets. For this reason, the end magnets must be carefully selected and adjusted so that their contribution to the field strength along the path is not so large as to deviate from the exponential envelope of the entire magnet array. Those skilled in the art will recognize that the selection and adjustment of the end magnets can be suitably influenced by partially shielding the end magnets, adjusting the distance of the end magnets from the work surface and from the other magnets, regulating the magnetic field strength by material or size of the magnet, by suitably adjusting the end magnets, or by offsetting the end magnets with respect to the work surface.

Vorzugsweise ist der stärkste Gipfel (Maximum) oder das stärkste Tal (Minimum), dem das Kontrollelement ausgesetzt wird, stark genug, um den Entmagnetisierungsprozeß auszulösen, indem sichergestellt wird, daß alle magnetischen Domänen in dem Kontrollelement in einer zum Anfangsfeld parallelen Richtung ausgerichtet werden. Es hat sich gezeigt, daß zur Auslösung des Entmagnetisierungsprozesses der stärkste Pol vorzugsweise mindestens etwa das Anderthalbfache des Wertes der vorgegebenen Koerzitivkraft der Kontrollelemente aufweisen muß. Anschließend an den stärksten Pol endet jede Feldumkehr vorzugsweise in einem Gipfel oder Tal, dessen Feldstärke gegenüber dem vorhergehenden Gipfel oder Tal annähernd um den gleichen Prozentsatz abnimmt. Es ist festgestellt worden, daß eine Entmagnetisierung auftritt, wenn die mit jedem aufeinanderfolgenden Pol verbundene Feldstärke sich zwischen zwei beliebigen benachbarten Polen im Mittel um 5 bis 20% ändert. Vorzugsweise ändert sich die mit jedem aufeinanderfolgenden Pol verbundene Feldstärke zwischen zwei beliebigen benachbarten Polen um annähernd 15%. Außerdem ist der letzte Gipfel oder das letzte Tal, dem das Kontrollelement ausgesetzt ist, vorzugsweise schwächer als alle vorhergehenden Pole, so daß in dem Kontrollelement keine unerwünschte Nettomagnetisierung zurückbleibt. Wie durch den in jeder der Fig. 4-8 dargestellten letzten Gipfel veranschaulicht, wird daher der letzte Pol vorzugsweise so gewählt, daß das Feld in Übereinstimmung mit der exponentiellen Hüllkurve auf null abfällt.Preferably, the strongest peak (maximum) or valley (minimum) to which the control element is subjected is strong enough to initiate the demagnetization process by ensuring that all magnetic domains in the control element are aligned in a direction parallel to the initial field. It has been found that to initiate the demagnetization process, the strongest pole must preferably have at least about one and a half times the value of the predetermined coercivity of the control elements. Following the strongest pole, each field reversal preferably ends in a peak or valley whose field strength decreases by approximately the same percentage from the previous peak or valley. It has been found that demagnetization occurs when the field strength associated with each successive pole is between any two adjacent poles varies by an average of 5 to 20%. Preferably, the field strength associated with each successive pole varies by approximately 15% between any two adjacent poles. In addition, the last peak or valley to which the control element is exposed is preferably weaker than all preceding poles so that no undesirable net magnetization remains in the control element. Therefore, as illustrated by the last peak shown in each of Figures 4-8, the last pole is preferably chosen so that the field decays to zero in accordance with the exponential envelope.

Wenn ein magnetisches Wechselfeld innerhalb einer exponentiellen Hüllkurve abnimmt, dann bleibt die prozentuale Abnahme zwischen zwei beliebigen benachbarten Magneten konstant. Die Schnelligkeit, mit der das Feld in einem solchen Magnetkreis, abnimmt, läßt sich als dessen Q-Wert beschreiben, der wie folgt definiert ist:If an alternating magnetic field decreases within an exponential envelope, then the percentage decrease between any two neighboring magnets remains constant. The rate at which the field in such a magnetic circuit decreases can be described as its Q value, which is defined as follows:

Q = -nπ/ln (H&sub0;/Hn)Q = -nπ/ln (H�0/Hn)

mitwith

H&sub0; = Feld im Arbeitsabstand, das mit irgendeinem gegebenen Pol verbunden ist; undH�0 = field at working distance associated with any given pole; and

Hn = Feld im Arbeitsabstand, das mit einem Pol verbunden ist, der um n Pole von dem gegebenen Pol entfernt ist.Hn = field at working distance associated with a pole that is n poles away from the given pole.

Ein magnetischer Abschnitt mit einem entlang dem Arbeitsabstand exponentiell abnehmenden Feld ist daher durch einen konstanten Q-Wert definiert. Ein Wechselfeld, das zwischen benachbarten Polen um etwa 15% abnimmt, hätte daher einen Q- Wert von etwa 9,5.A magnetic section with a field that decreases exponentially along the working distance is therefore defined by a constant Q value. An alternating field that decreases by about 15% between adjacent poles would therefore have a Q value of about 9.5.

Durch eine Reihe von Polen, die ein Magnetfeld mit konstantem Q-Wert erzeugen, wird sichergestellt, daß ein Kontrollelement, das relativ zu dem Magnetfeld in Richtung abnehmender Feldstärke bewegt wird, schrittweise entmagnetisiert wird und bei jeder Feldumkehr eine Netto-Entmagnetisierung um den gleichen Prozentsatz erfährt. Ein Magnetfeld, das nicht exponentiell abnimmt, weist notwendigerweise Bereiche auf, wo die schrittweise Entmagnetisierung zu schnell oder zu langsam erfolgt oder beides, was dazu führt, daß das Kontrollelement nicht vollständig entmagnetisiert wird oder daß eine Vorrichtung größer als notwendig ist, um eine vollständige Entmagnetisierung zu erreichen.A series of poles generating a magnetic field of constant Q ensures that a control element moved relative to the magnetic field in the direction of decreasing field strength is gradually demagnetized and experiences a net demagnetization of the same percentage at each field reversal. A magnetic field that does not decrease exponentially necessarily has regions where the stepwise demagnetization occurs too quickly or too slowly, or both, resulting in the control element not being completely demagnetized or in a device larger than necessary to achieve complete demagnetization.

Fig. 9 zeigt schematisch die Abnahme der Feldstärke von Spitze zu Spitze mit dem Abstand auf Wegabschnitten in den Fig. 4-8 für das erfindungsgemäße Entmagnetisierungsgerät. Fig. 9 stellt ein halblogarithmisches Diagramm der Hüllkurve dar, in der die Wechselfelder in dem erfindungsgemäßen Gerät entlang verschiedener Wege in Abständen zwischen 0,32 und 1,59 cm (0,125 und 0,625 Zoll) über der Oberfläche der Magnetanordnung abnehmen. Jede der Linien 90, 88, 86, 84 bzw. 82 in Fig. 9 entspricht einem der Wege in den Fig. 4-8. Wie erkennbar, ergibt ein exponentiell abnehmendes magnetisches Wechselfeld, wie es beispielsweise in der vorliegenden Erfindung verkörpert wird, gerade Linien für jeden der Wege in dem halblogarithmischen Diagramm und bedeutet daher einen konstanten Q-Wert und eine konstante prozentuale Abnahme auf jedem der Wege. Wenn eine Entmagnetisierungsvorrichtung ein Magnetfeld aufweist, das von der konstanten prozentualen Abnahme abweicht, dann gibt es Bereiche, in denen das Magnetfeld zu schnell abnimmt und daher das Risiko einer Restmagnetisierung des Kontrollelements besteht, und es gibt Bereiche, in denen das Magnetfeld zu langsam abnimmt und daher ein längerer Magnetabschnitt als für ein Wechselfeld erforderlich ist, das bei jeder Feldumkehr um einen konstanten Prozentsatz abnimmt.Fig. 9 schematically shows the decrease in field strength from peak to peak with distance on path segments in Figs. 4-8 for the demagnetizing device of the present invention. Fig. 9 shows a semi-logarithmic plot of the envelope in which the alternating fields in the device of the present invention decrease along various paths at distances between 0.32 and 1.59 cm (0.125 and 0.625 inches) above the surface of the magnet assembly. Each of the lines 90, 88, 86, 84, and 82 in Fig. 9 corresponds to one of the paths in Figs. 4-8. As can be seen, an exponentially decreasing alternating magnetic field, such as embodied in the present invention, gives straight lines for each of the paths in the semi-logarithmic plot and therefore represents a constant Q value and a constant percentage decrease on each of the paths. If a demagnetization device has a magnetic field that deviates from the constant percentage decrease, then there are areas where the magnetic field decreases too quickly and therefore there is a risk of residual magnetization of the control element, and there are areas where the magnetic field decreases too slowly and therefore a longer magnet section is required than for an alternating field that decreases by a constant percentage with each field reversal.

Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält eine geeichte Anordnung von getrennten Magneten, die jeweils ein Stück dauermagnetisiertes Material aufweisen, das als Schicht zwischen zwei Magnetflußkollektoren eingefügt ist. In dieser Ausführungsform wechselt die magnetische Polarität jedes einzelnen Magneten von einem Magneten zum anderen, so daß die vom Nordpol zum Südpol jedes einzelnen Magneten gezeichnete Linie in Längsrichtung der Magnetanordnung liegt. Die Anordnung wird vorzugsweise geeicht, indem der Magnetwerkstoff für jeden einzelnen Magneten so ausgewählt und die Größe des Magneten so eingestellt wird, daß die Magnetanordnung, wenn der Magnet an der richtigen Stelle in der Anordnung positioniert wird, ein Wechselfeld mit exponentiell abnehmenden Feldstärken aufweist. Fig. 10 zeigt schematisch eine Schnittansicht der bevorzugten Konstruktion jedes einzelnen Magneten 108 in der erfindungsgemäßen Magnetanordnung. Jeder Magnet 108 ist aus einem Stück permanent magnetisierten Materials 106 aufgebaut und so positioniert, daß sein Magnetpol in Längsrichtung der Anordnung ausgerichtet ist, wie durch den Pfeil 104 angedeutet. Die Größe jedes Dauermagneten 106 und das Material, aus dem er besteht, werden so gewählt, daß das Magnetfeld, das auf mehreren Wegen über der Oberfläche der Anordnung erzeugt wird, für die gesamte Anordnung alterniert und mit jeder Feldumkehr um einen konstanten Prozentsatz abnimmt. Die Magnetflußkollektoren 102, zwischen denen jeder Dauermagnet 106 eingefügt ist, sammeln die durch den Dauermagneten erzeugten Flußlinien, so daß das Feld auf dem Weg über der Oberfläche der Anordnung oberhalb jedes Magneten parallel zu dem entsprechenden Weg ist. Diese Magnetflußkollektoren 102 bestehen vorzugsweise aus einem Flußstahl. Die detaillierten magnetischen Eigenschaften der Magnetflußkollektoren 102 sind zwar nicht kritisch, aber die Magnetflußkollektoren 102 sollten vorzugsweise so konstruiert sein, daß sie einen mindestens ebenso hohen Magnetfluß absorbieren, wie durch den dazugehörigen Dauermagneten erzeugt wird.One embodiment of the present invention includes a calibrated array of separate magnets, each having a piece of permanently magnetized material sandwiched between two magnetic flux collectors. In this embodiment, the magnetic polarity of each individual magnet alternates from one magnet to the other so that the line drawn from the north pole to the south pole of each individual magnet lies in the longitudinal direction of the magnet array. The array is preferably calibrated by selecting the magnet material for each individual magnet and adjusting the size of the magnet so that when the magnet is positioned at the correct location in the array, the magnet array exhibits an alternating field with exponentially decreasing field strengths. Fig. 10 shows a schematic sectional view the preferred construction of each individual magnet 108 in the magnet assembly of the present invention. Each magnet 108 is constructed from a piece of permanently magnetized material 106 and is positioned so that its magnetic pole is aligned longitudinally of the assembly as indicated by arrow 104. The size of each permanent magnet 106 and the material of which it is made are selected so that the magnetic field generated in several paths over the surface of the assembly alternates for the entire assembly and decreases by a constant percentage with each field reversal. The magnetic flux collectors 102 between which each permanent magnet 106 is inserted collect the flux lines generated by the permanent magnet so that the field in the path over the surface of the assembly above each magnet is parallel to the corresponding path. These magnetic flux collectors 102 are preferably made of a mild steel. Although the detailed magnetic properties of the magnetic flux collectors 102 are not critical, the magnetic flux collectors 102 should preferably be designed to absorb a magnetic flux at least as high as that generated by the associated permanent magnet.

Die getrennten Magnete 108 der erfindungsgemäßen Magnetanordnung werden vorzugsweise auf eine von zwei Arten angeordnet, um eine Reihe von wechselnden Polen zu erzeugen, wie in Fig. 10 dargestellt. Die obere Reihe von Magneten 117 zeigt einen Schnitt durch eine Anordnung, in der jeder Magnet 106 eine Polarität 104 aufweist, die gegenläufig parallel (parallel und entgegengesetzt gerichtet) zu den Polaritäten seiner benachbarten Magnete ist. Eine solche Anordnung erzeugt ein magnetisches Wechselfeld 116, das der Reihe nach eine maximale positive Feldstärke und eine maximale negative Feldstärke direkt über dem Mittelpunkt jedes Magneten 106 erreicht und über dem Mittelpunkt zwischen zwei benachbarten Magneten die Feldstärke null erreicht, wie durch die Wellenform 116 dargestellt. In einer solchen Anordnung ist die Anzahl getrennter Magneten 108 in der Anordnung gleich der Gesamtzahl der Feldmaxima und -minima. Die Anordnung der Polaritäten der oberen Magnetreihe 117 ist die Anordnung, die in der exemplarischen Ausführungsform der Magnetanordnung in Tabelle 1 verwendet wird. Die untere Magnetreihe 115 zeigt einen Schnitt durch eine Anordnung, in der jeder Magnet 106 eine Polarität 104 aufweist, die zur Polarität seines benachbarten Magneten parallel und gleichgerichtet ist. Eine solche Anordnung erzeugt Flußlinien, die für jeden einzelnen Magneten 106 vom Nordpol zum Südpol laufen, erzeugt aber auch induzierte Pole 105, die Flußlinien erzeugen, die zwischen Magneten in entgegengesetzter Richtung vom Nordpol eines Magneten zum Südpol des benachbarten Magneten laufen. Auf diese Weise wird ein magnetisches Wechselfeld 114 erzeugt, das der Reihe nach eine maximale positive Feldstärke direkt oberhalb jedes Magneten und eine maximale negative Feldstärke über dem Mittelpunkt zwischen benachbarten Magneten erreicht. In dieser Anordnung gibt es insgesamt doppelt so viele Maxima und Minima wie getrennte Magneten 108 in der Anordnung.The separate magnets 108 of the magnet array of the present invention are preferably arranged in one of two ways to create a series of alternating poles, as shown in Figure 10. The upper row of magnets 117 shows a cross-section of an array in which each magnet 106 has a polarity 104 that is counter-parallel (parallel and oppositely directed) to the polarities of its neighboring magnets. Such an array produces an alternating magnetic field 116 that sequentially reaches a maximum positive field strength and a maximum negative field strength directly above the center of each magnet 106 and reaches zero field strength above the center between two neighboring magnets, as shown by the waveform 116. In such an array, the number of separate magnets 108 in the array is equal to the total number of field maxima and minima. The arrangement of polarities of the upper row of magnets 117 is the arrangement shown in the exemplary embodiment of the magnet arrangement in Table 1. The lower row of magnets 115 shows a cross-section of an arrangement in which each magnet 106 has a polarity 104 parallel and co-directional with the polarity of its neighboring magnet. Such an arrangement produces flux lines running from north pole to south pole for each individual magnet 106, but also produces induced poles 105 which produce flux lines running in opposite directions between magnets from the north pole of one magnet to the south pole of the neighboring magnet. In this way an alternating magnetic field 114 is produced which in turn reaches a maximum positive field strength directly above each magnet and a maximum negative field strength above the midpoint between neighboring magnets. In this arrangement there are a total of twice as many maxima and minima as there are separate magnets 108 in the arrangement.

Die beiden Anordnungen 117 und 115 erzeugen beide magnetische Wechselfelder, aber mit verschiedenen Periodizitäten. Fig. 10 zeigt, daß zwischen den Punkten 110 und 112 das durch die Anordnung 117 erzeugte Feld zwei Feldumkehrungen aufweist, während das durch die Anordnung 115 erzeugte Feld vier Feldumkehrungen aufweist und jede Anordnung die gleiche Anzahl von Magneten 106 verwendet. Folglich werden bei Anwendung des Prinzips, das der Anordnung 115 zugrunde liegt, für die Konstruktion einer Magnetanordnung halb so viele Magneten benötigt, um die gleiche Anzahl von Feldumkehrungen wie mit der Anordnung 117 zu erreichen. Dies kann wichtig sein, wenn die Größe der Anordnung ein kritischer Faktor ist. Durch Fertigung eines langgestreckten Magnetabschnitts unter Verwendung einer Magnetanordnung wie der Anordnung 115 wird ein viel kürzerer Magnetabschnitt erreicht, so daß ein Gehäuse mit viel kleineren Abmessungen verwendet werden kann.The two arrangements 117 and 115 both produce alternating magnetic fields, but with different periodicities. Figure 10 shows that between points 110 and 112 the field produced by arrangement 117 has two field reversals, while the field produced by arrangement 115 has four field reversals, and each arrangement uses the same number of magnets 106. Consequently, using the principle underlying arrangement 115, half as many magnets are needed to construct a magnet arrangement to achieve the same number of field reversals as with arrangement 117. This can be important when the size of the arrangement is a critical factor. By manufacturing an elongated magnet section using a magnet arrangement such as arrangement 115, a much shorter magnet section is achieved, allowing a housing of much smaller dimensions to be used.

Zusätzlich zu den Vorteilen einer zuverlässigeren Entmagnetisierungsleistung und einer kleineren Größe der Magnetanordnung ist die Leistung der erfindungsgemäßen Entmagnetisierungsvorrichtung nicht geschwindigkeitsabhängig. Die Entmagnetisierung des Kontrollelements 32 hängt nicht von der Geschwindigkeit ab, mit der das Kontrollelement 32 relativ zu der Magnetanordnung bewegt wird, da das Kontrollelement 32 einem magnetischen Wechselfeld ausgesetzt wird, das unabhängig von der Bewegungsgeschwindigkeit mit jeder Feldumkehr um einen konstanten Prozentsatz abnimmt. Daher wird die einzige Begrenzung der Geschwindigkeit, mit der das Kontrollelement 32 bezüglich der Magnetanordnung bewegt werden kann, durch die Reaktionsgeschwindigkeit der magnetischen Domänen des Kontrollelementmaterials bestimmt. Typische Bewegungsgeschwindigkeiten beim Gebrauch der erfindungsgemäßen Entmagnetisierungsvorrichtung durch den Menschen liegen jedoch im Bereich von 400 bis 700 Hz, was weit unterhalb der Geschwindigkeitsbegrenzung liegt, die auf die Reaktionszeiten der magnetischen Domänen auf Magnetfelder zurückzuführen ist.In addition to the advantages of a more reliable demagnetization performance and a smaller size of the magnet assembly, the performance of the demagnetization device according to the invention is not speed dependent. The demagnetization of the control element 32 does not depend on the speed at which the control element 32 is moved relative to the magnet assembly is moved because the control element 32 is subjected to an alternating magnetic field which decreases by a constant percentage with each field reversal, regardless of the speed of movement. Therefore, the only limitation on the speed at which the control element 32 can be moved with respect to the magnet assembly is determined by the reaction speed of the magnetic domains of the control element material. However, typical movement speeds during human use of the demagnetization device according to the invention are in the range of 400 to 700 Hz, which is well below the speed limitation due to the reaction times of the magnetic domains to magnetic fields.

Wie erwähnt, ist eine beispielhafte Konfiguration der Magnetanordnung nach einer bevorzugten Ausführungsform in Bezug auf Material, Länge, Breite, Dicke und Orientierung jedes. Dauermagneten 106, die Breite der Magnetflußkollektoren 102, den Abstand zwischen benachbarten Magneten und die Gesamtzahl der Magneten innerhalb der Anordnung in Tabelle 1 dargestellt. Die Magnetorientierungsdaten in Tabelle 1 werden durch Pfeile dargestellt, welche die Nord-Süd-Orientierung jedes Magneten anzeigen. Es ist erkennbar, daß andere Ausführungsformen, welche die Aufgabe der vorliegenden Erfindung lösen, innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung liegen. Tabelle 1 As mentioned, an exemplary configuration of the magnet assembly according to a preferred embodiment in terms of material, length, width, thickness and orientation of each permanent magnet 106, the width of the magnetic flux collectors 102, the spacing between adjacent magnets and the total number of magnets within the assembly is shown in Table 1. The magnet orientation data in Table 1 is represented by arrows indicating the north-south orientation of each magnet. It will be appreciated that other embodiments that achieve the object of the present invention are within the scope of the present invention. Table 1

Claims

1. An arrangement which, when moved relative to an article to which a two-state electronic article surveillance marker with at least one control element is attached, demagnetises the control element to change the state of the marker, the arrangement comprising:

a housing with a work surface; and

an array of magnets coupled to the housing of decreasing field strength, the array defining a plane along the surface of the magnets, and the array generating an alternating magnetic field along each of a plurality of substantially parallel paths at any distance from 0.32 cm to 1.59 cm above the surface of the magnet array, which alternating magnetic field, after a strongest maximum, decreases by a substantially constant percentage with each field reversal.

2. The assembly of claim 1, further comprising a cover plate mounted over the assembly, the cover plate having a working surface substantially parallel to the plane.

3. The assembly of claim 2, wherein the substantially constant percentage decrease along each of the plurality of paths is about 15 percent.

4. An arrangement according to claim 2, wherein the magnets are separate pieces of permanent magnetic material, and wherein each of the individual pieces is sized and arranged with respect to adjacent magnets so that the alternating magnetic field is generated with the substantially constant percentage decrease.

5. An assembly according to claim 4, wherein the separate pieces of permanent magnetic material are aligned so that a line drawn from the north pole to the south pole of each piece is parallel to the working surface.

6. The assembly of claim 5, wherein at least one of the separated pieces of permanent magnetic material comprises an injection molded magnetic material.

7. The assembly of claim 5, wherein at least one of the separate pieces of permanent magnetic material comprises a NdFeB alloy.

8. The assembly of claim 5 further comprising at least one magnetic flux collector (102) positioned relative to an associated separate piece of permanent magnetic material such that flux lines generated on the working surface (19) by the associated piece of permanent magnetic material are parallel to the working surface (19).

9. Arrangement according to claim 8, wherein the at least one magnetic flux collector (102) is attached to the associated piece of permanent magnetic material.

10. Arrangement according to claim 1, wherein the arrangement (115, 117) of magnets (100), each having an upper surface, is provided at a uniform distance from the working surface (19), the arrangement (115, 117) having the alternating magnetic field (114, 116) along the working surface (19).