JP2011163832A - 磁気センサ装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】磁気センサ装置20において、磁気センサ素子40のセンサコア41では、幅方向W40に延在する胴部42から媒体移動路11の側に向けて突出した複数の集磁用突部43(集磁用突部431、432)が幅方向W40で互い離間しており、かかる複数の集磁用突部43には検出コイル49(検出コイル491、492)が巻回され、胴部42には励磁コイル48が巻回されている。磁気センサ素子40は、幅方向W40および集磁用突部43の突出方向(高さ方向V40)の双方に対して直交する厚さ方向T40が媒体1の移動方向Xに向くように配置されており、集磁用突部43はおよび検出コイル49は、媒体1の移動方向Xに対して直交する媒体幅方向Yで離間する位置に設けられている。
【選択図】図2
Description
図1は、本発明を適用した磁気センサ装置を備えた磁気パターン検出装置の構成を示す説明図であり、図1(a)、(b)は、磁気パターン検出装置の要部構成を模式的に示す説明図、および断面構成を模式的に示す説明図である。
図2は、本発明を適用した磁気センサ装置20の説明図であり、図2(a)、(b)、(c)は、磁気センサ装置20における磁気センサ素子の等のレイアウトを示す説明図、磁気センサ素子の向きを示す説明図、および2つの磁気センサ素子を幅方向に配列した場合の媒体1の移動方向Xに直交する媒体幅方向Yにおける感度分布を示す説明図である。
図3は、本発明を適用した磁気センサ装置20に用いた磁気センサ素子40の説明図であり、図3(a)、(b)、(c)は、磁気センサ素子40の正面図、この磁気センサ素子40に対する励磁波形の説明図、および磁気センサ素子40からの出力信号の説明図である。なお、図3(a)では、図面に対して垂直な方向で媒体1が移動する状態を示してある。
図4は、本発明を適用した磁気センサ装置20の磁気センサ素子40に用いたセンサコア41の構成例を示す説明図であり、図4(a)、(b)は、センサコア41の斜視図および分解斜視図である。
図5は、本発明を適用した磁気センサ装置20の信号処理系の構成を示すブロック図である。本形態において、図5に示す回路は、図3(b)に示す交番電流を励磁コイル48に印加する励磁回路50と、検出コイル49に電気的に接続された信号処理部60とを備えている。信号処理部60は、磁気センサ装置20の検出コイル49から出力される信号から、残留磁束密度レベルに対応する第1信号S1、および透磁率レベルに対応する第2信号S2を抽出し、かかる信号の抽出結果と、媒体1と磁気センサ装置20との相対位置情報に基づいて、媒体1における複数種類の磁気パターンの有無および形成位置を検出する。より具体的には、信号処理部60は、磁気センサ装置20から出力された信号を増幅するアンプ61と、このアンプ61から出力された信号のピーク値およびボトム値を保持するピークホールド回路62およびボトムホールド回路63と、ピーク値とボトム値とを加算して第1信号S1を抽出する加算回路64と、ピーク値とボトム値とを減算して第2信号S2を抽出する減算回路65とを備えている。さらに、信号処理部60は、加算回路64および減算回路65から出力された各信号を磁気センサ装置20と媒体1との相対位置情報に関係づけて、記録部661に予め記録されている比較パターンとの照合を行って媒体1の真偽を判定する判定部66も備えている。かかる判定部66は、マイクロコンピュータ等により構成されており、ROMあるいはRAM等といった記録部(図示せず)に予め記録されているプログラムに基づいて所定の処理を行い、媒体1の真偽を判定する。
図6は、本発明を適用した磁気センサ装置20において磁気が検出される媒体1に形成される各種磁気インクの特性等を示す説明図である。図7は、本発明を適用した磁気パターン検出装置100において種類の異なる磁気パターンが形成された媒体1から磁気パターンの有無を検出する原理を示す説明図である。
図8は、本発明を適用した磁気パターン検出装置100を用いて、種類の異なる媒体1から磁気パターンを検出した結果を示す説明図である。
以上説明したように、本形態の磁気センサ装置20において、磁気センサ素子40のセンサコア41では、幅方向W40に延在する胴部42から媒体移動路11の側に向けて突出した複数の集磁用突部43(集磁用突部431、432)が幅方向W40で互いに離間しており、かかる複数の集磁用突部43には検出コイル49(検出コイル491、492)が巻回され、胴部42には励磁コイル48が巻回されている。このため、励磁コイル48に通電すると、集磁用突部43周辺に磁束が形成されるので、かかる磁束の変化を、集磁用突部43に巻回された検出コイル49を介して検出すれば、媒体1の透磁率等の磁気特性を検出することができる。
図9は、本発明を適用した別の実施の形態に係る磁気センサ装置20に用いた磁気センサ素子40の説明図であり、図9(a)、(b)、(c)は、集磁用突部43の数が3つの場合の説明図、集磁用突部43の数が4つの場合の説明図、および集磁用突部43の数が5つの場合の説明図である。
集磁用突部43の数=検出コイル49の数
励磁コイル48の数=集磁用突部43の数−1=検出コイル49の数−1
になっている。
図10は、本発明を適用したさらに別の実施の形態に係る磁気センサ装置20に用いた磁気センサ素子40の説明図であり、図10(a)、(b)、(c)は、集磁用突部43の数が3つの場合の説明図、集磁用突部43の数が4つの場合の説明図、および集磁用突部43の数が5つの場合の説明図である。図10は、本発明を適用したさらに別の実施の形態に係る磁気センサ装置20に用いた磁気センサ素子40の説明図であり、図10(a)、(b)、(c)は、集磁用突部43の数が3つの場合の説明図、集磁用突部43の数が4つの場合の説明図、および集磁用突部43の数が5つの場合の説明図である。
図9(a)に示す形態(検出コイル49の数=3)の場合
検出コイル491、493の巻回数>検出コイル492の巻回数
図9(b)に示す形態(検出コイル49の数=4)の場合
検出コイル491、494の巻回数>検出コイル492、493の巻回数
図9(c)に示す形態(検出コイル49の数=5)の場合
検出コイル491、495の巻回数>検出コイル492、493、494の巻回数
あるいは
検出コイル491、495の巻回数
>検出コイル492、494の巻回数
>検出コイル493の巻回数
に示すように、両端の検出コイル49の巻回数を他の検出コイル49の巻回数よりも多くすれば、幅方向W40における感度を均等化することができる。
図10(a)に示す形態(検出コイル49の数=3)の場合
集磁用突部431、433の太さ<集磁用突部432の太さ
図10(b)に示す形態(検出コイル49の数=4)の場合
集磁用突部431、434の太さ<集磁用突部432、433の太さ
図10(c)に示す形態(検出コイル49の数=5)の場合
集磁用突部431、435の太さ<集磁用突部432、433、434の太さ
あるいは
集磁用突部431、435の太さ
<集磁用突部432、434の太さ
<集磁用突部433の太さ
に示すように、両端の集磁用突部43の太さを他の集磁用突部43の太さよりも大にすれば、両端の検出コイル49の巻回数を他の検出コイル49の巻回数よりも多く巻回するのに支障がない。
上記形態では、媒体1と磁気センサ装置20とを相対移動させるにあたって、媒体1の方を移動させたが、媒体1が固定で磁気センサ装置20が移動する構成を採用してもよい。また、上記形態では、磁界印加用磁石30に永久磁石を用いたが、電磁石を用いてもよい。
11 媒体移動路
20 磁気センサ装置
30 磁界印加用磁石
40 磁気センサ素子
41 センサコア
42 センサコアの胴部
43 センサコアの集磁用突部
48 励磁コイル
49 検出コイル
100 磁気パターン検出装置
Claims (9)
- 相対移動する媒体の磁気特性を検出する磁気センサ素子を備えた磁気センサ装置であって、
前記磁気センサ素子は、該磁気センサ素子の幅方向に延在する胴部から前記媒体の媒体移動路の側に向けて突出して前記幅方向で互い離間する複数の集磁用突部を備えたセンサコアと、前記胴部に巻回された励磁コイルと、前記複数の集磁用突部の各々に巻回された検出コイルと、を備え、
前記磁気センサ素子は、前記幅方向および前記集磁用突部の突出方向の双方に対して直交する厚さ方向が前記媒体の移動方向に向くように配置されていることを特徴とする磁気センサ装置。 - 前記センサコアの前記幅方向の寸法は、前記厚さ方向の寸法より大であることを特徴とする請求項1に記載の磁気センサ装置。
- 前記磁気センサ素子は、前記媒体の移動方向に対して交差する方向に複数配列されていることを特徴とする請求項2に記載の磁気センサ装置。
- 前記複数の集磁用突部の各々に巻回された前記検出コイルは、直列に電気的に接続されていることを特徴とする請求項2または3に記載の磁気センサ装置。
- 前記励磁コイルは、前記幅方向で隣り合う2つの前記集磁用突部で挟まれた部分に巻回されていることを特徴とする請求項2乃至4の何れか一項に記載の磁気センサ装置。
- 前記集磁用突部は、3つ以上形成されており、
当該3つ以上の集磁用突部のうち、前記幅方向の両端部に位置する集磁用突部に巻回された前記検出コイルは、他の集磁用突部に巻回された前記検出コイルに比して巻回数が多いことを特徴とする請求項5に記載の磁気センサ装置。 - 前記3つ以上の集磁用突部のうち、前記幅方向の両端部に位置する集磁用突部は、他の集磁用突部に比して細いことを特徴とする請求項6に記載の磁気センサ装置。
- 前記センサコアは、前記胴部から前記集磁用突部とは反対側に突出した突部を備えていることを特徴とする請求項2乃至7の何れか一項に記載の磁気センサ装置。
- 前記センサコアは、アモルファス磁性材料層と、該アモルファス磁性材料層を両面側で挟む非磁性の基板と、を備えていることを特徴とする請求項2乃至8の何れか一項に記載の磁気センサ装置。
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