JP3372117B2 - 磁気マーカー及びその製造方法 - Google Patents

磁気マーカー及びその製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、物品に磁気マーカーを
貼付して、監視区域で問い合わせ信号として交番磁界を
発信し、そのときにマーカーが発生する信号で物品を監
視したり識別する形式の電子物品監視装置あるいは電子
物品識別装置に関するものであり、特に、これらの装置
に使用するための磁気マーカーとその製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】商品の盗難を防止したり、物流を迅速に
処理するために、電子物品監視装置や識別装置を使用す
る例が近年数多く見られるようになってきている。これ
らの装置は、対象とする物品に特殊なマーカーを貼付
し、これらが発生する信号をたよりに物品の有無や種類
を識別する。この検知信号としてはいくつかの種類があ
り、用途により適宜選択して使用されている。大きく分
けると、特殊な軟磁性材料の磁化過程を利用するもの、
ＬＣ共振回路の特定周波数での急峻なインピーダンス変
化を利用するもの、発信回路により特殊な電波を放射す
るものなどがある。これらの内でも、磁気形式では、マ
ーカーを安価に供給でき、近年盛んに用いられている。
これらは、磁性材料の急峻な磁化変化をコイルの誘導起
電圧により検知するものであり、磁歪振動、高透磁率特
性、角形ヒステリシス特性などが検知に用いられてい
る。例えば、磁歪材料の角形ヒステリシスを利用した磁
気マーカーとして、Ｆｅ基の非晶質金属細線からなるマ
ーカーを使用するシステムが、特公平３−２７９５８号
公報に記載されている。このシステムは、問い合わせ信
号として監視区域で交番磁界を発信し、それにより上記
金属細線が磁化して検知コイルに発生させた誘導電圧を
検知信号として識別する。このような形式の装置では、
誘導された電圧波形の特殊性により他の一般的な磁性材
料、例えば買い物かごの鉄板などと区別され得る必要が
ある。上記の金属細線材料では長手方向の磁化が非常に
安定なために、磁界がある大きさに達した瞬間に非常に
急激に１８０゜磁化反転する。この極めて特殊な性質、
いわゆる双安定磁化特性により検知コイルに非常に急峻
なパルス電圧が発生する。つづいて、誘導された電圧の
波形を周波数解析し、高次の高調波の強度やその割合に
よりマーカーの有無を識別し、警報の発生が必要である
かどうかを判断する。このようなマーカーは、具体的に
は例えば図１に示すように構成される。非晶質磁性細線
１は、フィルム２と３の間に挟まれる。このマーカー
は、例えば図２の方法により作製することができる。図
に示されるように、フィルム２とフィルム３の間に非晶
質金属細線１を通して、合わせロール７により貼り合わ
せる。得られた積層体は、ダイカットロール８により離
けい紙６を残して所定の大きさに切断される。利用者に
は図１に示すテープが供給され、利用者は、離けい紙６
からマーカーをはく離し、物品に貼付する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】これらのマーカーは、
当初は比較的大型のものが用いられていたが、近年はで
きるだけ小型化が望まれている。しかし、磁性材料では
磁気特性と形状の間に密接な関係があり、小型化は容易
なことではない。例えば、前述したシステムでは長さが
約９０mmのＦｅ基非晶質金属細線が使用されている。非
晶質金属細線は、おおむね０.１３mm径の細孔を通して
液体中に金属溶湯を噴出して急速凝固することで製造さ
れる。一般に、磁性体が磁化すると両端部に磁極が発生
するが、この磁極から印加磁界と逆方向の磁束が放射さ
れ、磁性体自らに影響する。これは通常、反磁界と呼ば
れ、磁性体が印加磁界方向に磁化するのに対して抵抗と
して作用する。上記金属細線においても、約９０mm以上
の長さがないと反磁界のために双安定磁化特性が劣化す
る。反磁界は金属細線の断面が長さに対して大きいほど
増大するため、その影響を逃れるためにはより細いもの
を用いればよい。しかし、線径が細くなると全体の体積
が減少して十分な量の磁束変化が得られず、検知コイル
に誘導する電圧が減少する。このため、マーカーはあま
り細くはできない。
【０００４】特開平４−１９５３８４号公報には、この
問題を解決する１つの方法が開示されている。金属細線
の場合、両端部に自由磁極が生じるために反磁界が作用
する。そこで、図３に示すように、金属細線１１の両端
部近傍に別の軟磁性材料からなる切片１２ａ、１２ｂを
接触させて、細線１１と切片１２ａ、１２ｂを磁気的に
結合することで細線端部に磁極が発生することを妨げ
る。このことにより細線１１に対する反磁界の影響が軽
減し、短い細線でも十分な双安定磁化特性が得られる。
この軟磁性切片１２ａ、１２ｂとしては非晶質金属薄帯
を切断加工したものが好ましいことが示されている。ま
た、軟磁性切片１２ａ、１２ｂが大きいと細線１１の磁
化が反転する臨界磁界が大きくなるため、切片１２ａ、
１２ｂの長さの和は細線１１の長さの５０％以下が望ま
しいことが示されている。このようなマーカーは、具体
的には例えば図４の方法により作製することができる。
フィルム２とフィルム３の間に非晶質金属細線１１を通
している点は図２の場合と同じであるが、さらに装填装
置１３により非晶質金属薄帯（切片）１２ａおよび１２
ｂが細線１１上に重ね合わされる。非晶質金属薄帯１２
ａ、１２ｂはあらかじめ切断されており、金属細線１１
に対して適当な位置に装填される。金属細線１１の両端
に軟磁性薄帯からなる切片１２ａ、１２ｂを置くことに
より、小型の磁気マーカーを得ることができる。しか
し、図２と図４を比較しても明らかなように、磁気マー
カーの構造が複雑になり製造工程数も多くなる。そこ
で、より簡単な構成で製造の容易な小型磁気マーカーを
提供できることが望ましい。
【０００５】本発明の目的は、電子物品監視装置あるい
は電子物品識別装置に使用するための小型の磁気マーカ
ーとその製造方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段および作用】本発明に係る
磁気マーカーは、第１の磁性材料からなる線状部と、こ
の線状部と実質的に直接接触し、第２の磁性材料からな
る１軸磁気異方性を有する平面部とからなる。ここに、
平面部の磁化容易軸方向と線状部の長手方向とのなす角
θが４０゜以上、９０゜以下である。ここで、平面部の磁
化容易軸方向に対して線状部の長手方向がなす角θは、
両者が平行な状態で０゜であり、両者が平行でなくなる
につれ増加し、両者が直交する状態で、９０°に達す
る。線状部は、その長手方向のどちらにも磁化される。
したがって、両者のなす角がθである状態は、線状部ま
たは平面部の磁化を反転すると両者のなす角が１８０°
−θである状態と磁気的に同等な状態になる。たとえば
４０゜と１４０゜は同等である。この意味で、線状部と平
面部の相対的位置関係は、平面部の磁化容易軸方向に対
して線状部の長手方向がなす角が０〜９０゜で特定さ
れ、両者のなす角は、最大値が９０゜である。磁気マー
カーが有効な性能を発揮するため、線状部は平面部の磁
気異方性方向に対して上述の角度をなすように適切に配
置され、磁気的に結合される。特に線状部の長手方向と
平面部の磁化容易軸方向が直交している場合に有効に機
能する。平面部の磁性体を含む平面内の任意方向の磁界
変化により、実質的に有効な誘起電圧を探知コイルに発
生させ得る。したがって、この磁気マーカーは、マーカ
ーの存在する平面の全方位の交番磁界にも応答できる。
線状部は、線の直径、幅などに対して線の長さがある程
度長くないと、線状部単独の磁化特性は、反磁界のため
に急峻な磁化反転を生じない。しかし、そのような形状
の細線も、上記の平面部と組み合わせることにより、急
峻な磁化反転が可能になり、磁気マーカーとして動作で
きるようになる。好ましくは、線状部の第１磁性材料ま
たは平面部の第２磁性材料がそれぞれ少なくとも５０%
以上の非晶質相を含む。これにより、磁気マーカーとし
て適当な磁化特性が容易に実現される。好ましくは、平
面部が可撓性のある基材に形成された０.１μｍ以上で
１０μｍ以下の厚さの薄膜からなる。平面部の厚さが１
０μｍ以下であると、磁化反転の起こる磁界が大きすぎ
ることはない。また、０.１μｍ以上では、十分な大き
さの磁気的効果が得られる。好ましくは、磁気マーカー
において、線状部または平面部が、線状部と平面部とが
実質的に直接接触した状態で、磁界の変化に対応して双
安定な磁化挙動を示す。これにより急峻な磁化反転特性
が得られる。特に、線状部と平面部の両方が双安定な磁
化挙動を示す場合、磁気マーカーは、磁気マーカーの存
在する平面の全方位の交番磁界に急峻に応答し、優れた
識別特性を有する。本発明に係る磁気マーカーの製造方
法において、第１の磁性材料からなる連続的な線を作成
し、また、１軸磁気異方性を有する第２の磁性材料から
なる連続した平面状磁性材料を作成し、この平面状磁性
材料の長手方向に対してその磁化容易軸が４０゜以上９
０゜以下となるように一軸磁気異方性を誘導する。次
に、この平面状磁性材料と連続的な線を実質的に直接接
触するように重ね合わせて、粘着剤あるいは接着剤で固
定する。そして、固定された平面状磁性材料と連続細線
を所望の形状に切断する。これにより、切断された平面
状磁性材料からなる平面部と、切断された細線からなる
線状部を備えた磁気マーカーが製造される。平面部の磁
化容易軸を長手方向に対して４０゜以上９０゜以下にして
いるために、平面状磁性体を含む各部品が巻物として連
続的に供給でき、このように非常に簡単にマーカーを作
製することができる。もし磁化容易軸となす角度が４０
゜未満の場合は、平面状磁性体と細線を平行に積層した
のでは作製されたマーカーが特性の悪いものになる。従
って平面状磁性体と細線を適当な角度に交差して積層す
る必要があるが、これは連続的に製造することを極めて
困難にしてしまう。上記の磁気マーカーの製造法では、
この困難は存在しない。好ましくは、上記の平面状磁性
材料と連続細線の固定において、第１粘着フィルム、平
面状磁性材料、連続細線および第２粘着フィルムを並行
に供給し、ロールにより粘着して重ね合わせる。これに
より、平面状磁性材料と連続細線とが容易に相互に実質
的に接触して固定できる。
【０００７】
【実施例】以下、本発明を実施例により添付の図面を参
照して詳細に説明する。まず、比較例として、金属細線
の両端に軟磁性切片を設置するのではなく、１本のつな
がった軟磁性薄帯の上に細線（線状部）を重ねた磁気マ
ーカーについて検討した。軟磁性薄帯として、アライド
シグナル社製の非晶質合金薄帯２７０５Ｍ（Ｃｏ基、零
磁歪）、２６０５Ｓ２（Ｆｅ基、正磁歪）の厚さ約２０
μｍのものを用いた。特に熱処理を施さなかったが、保
磁力は約０.１Ｏｅと小さく、形状によるものの他には
特に磁気的な異方性は認められなかった。この構成で、
薄帯や細線の形状、配置などを変えて検討したが、細線
が磁化反転するために必要な磁界が非常に大きくなり、
マーカーとして使用することは困難であった。これは、
前述した特開平４−１９５３８４号公報で、両端の軟磁
性切片１２ａ、１２ｂの寸法を細線の長さの５０％以上
にしたときの挙動に類似している。したがって、単に軟
磁性薄帯と細線を組み合わせた磁気マーカーは採用でき
ないことがわかった。本発明者は、さらに、細線と軟磁
性薄膜とを組み合わせたマーカーについて検討した。一
般に、磁性薄膜ではその特性を成膜条件により制御でき
る。そこで薄膜の形状の他に、保磁力、飽和磁束密度、
ヒステリシスの角形性、磁気異方性、磁区構造などにつ
いても詳細に検討した。その結果、特に磁気異方性の影
響が大きいことを見いだした。また、適切な構成では従
来と同等の性能のマーカーが得られることを見いだし、
本発明に到達した。以下、本発明について説明する。
【０００８】本発明の磁気マーカーは、電子的に物品を
監視または識別する装置に使用するためのマーカーであ
って、図５および図６に示すように、線状部２１と平面
部２２とからなり、平面部２２の磁化容易軸方向２４と
線状部２１の長手方向とのなす角が４０゜以上で９０゜以
下であり（図６の例では９０゜）、かつこれらの各部２
１、２２が直接接触している。一軸磁気異方性を有する
平面部２２を構成する材料には磁性材料が使用される。
一軸磁気異方性を得るためには、結晶の配向、磁界中の
成膜や熱処理、一軸性の応力印加、パターニングなどが
有効である。例えば、米国特許第５,１８１,０２０号に
は薄膜の一軸磁気異方性を制御する非常に簡単な方法が
開示されている。これは、スパッタリング法で薄膜を作
製する際にカソードと基板を斜めに配置する方法であ
り、特にフィルムなどの可撓性基板を用いる場合には非
常に簡単に実施することができる。
【０００９】磁気マーカーが有効な性能を発揮するため
には、線状部２１は、平面部２２の異方性方向に対して
適切に配置されなければならない。平面部２２と線状部
２１は磁気的に結合する必要があるが、線状部２１と平
面部２２のそれぞれの磁化容易軸方向が直交している場
合に特に有効に機能する。逆に、線状部２１と平面部２
２の磁化容易軸方向が同じになった場合はほとんど効果
は期待できない。その間の範囲では、各部の形状や磁気
特性に依存するものの、それぞれの磁化容易軸のなす角
が４０゜以上９０゜以下の範囲では本発明の好ましい効果
を享受することができる。本発明のマーカーの場合、線
状部２１の磁化容易軸は長手方向にほぼ平行であるの
で、本発明は、以下の主旨に要約される。すなわち、本
発明の磁気マーカーにおいては平面部２２の磁化容易軸
方向２４と線状部２１の長手方向とのなす角が４０゜以
上９０゜以下である必要がある。平面部を薄いものにす
るためには６０゜以上９０゜以下が好ましく、９０゜の場
合が最も好ましい。ここでいう磁化容易軸方向は、トル
クメーターやＢＨトレーサーなどで磁界の印加方向を変
えて測定される。本発明においては、局所的で厳密な特
性より、むしろ、材料の平均的な磁気特性が重要な因子
となり、スキューやリップルなどによる異方性分散はあ
る程度認められる。従って、測定には上記方法を採用す
ることができる。以下では、ＢＨトレーサーによる測定
値を用いて本発明を説明する。
【００１０】線状部２１および平面部２２の磁性材料と
しては、パーマロイなどの結晶質材料とともに非晶質材
料を用いることができる。特に非晶質材料は保磁力が小
さい上に磁界中熱処理などで磁気異方性を容易に制御で
きる点で優れている。そこで、好ましくは、線状部２１
および／または平面部２２は、少なくとも５０％以上の
非晶質材料を含む。非晶質材料が５０％以上であると、
磁気マーカーに適した磁化特性が得られる。さらに、組
成を調整することにより正から負まで磁歪を調整するこ
とができ、適当な処理を施すことで非常に磁化反転の急
激なものを得ることもできる。例えば特公平３−２７９
５８号公報に開示されているＦｅ基の非晶質金属細線
は、１０-5以上の大きな正磁歪を有しており、特殊な磁
区構造になることで長手方向の正逆２方向の磁化が極め
て安定となる。これは双安定な磁化特性と呼ばれてい
る。大バルクハウゼン効果、あるいは大バルクハウゼン
反転と呼ばれるものも、この内に含まれる。双安定特性
は前述の非晶質細線の他に非晶質薄帯、非晶質薄膜でも
見いだされており、それぞれ米国特許第４,９８０,６７
０号、米国特許第５,１８１,０２０号などに開示されて
いる。その発生機構も数種類あることが知られており、
磁歪が正、零、負のいずれの材料でも双安定磁化特性が
認められている。本発明においても、線状部２１または
平面部２２に、このような磁界の反転に対して双安定な
磁化特性を示す材料を用いることは極めて好ましい。特
に、線状部と平面部とに双安定な磁化特性を有する磁性
材料を用いた場合は、マーカーの平面内であればどの方
向から磁界が印加されても急峻に磁化反転して検知信号
が発せられる。これは、本発明では線状部２１と平面部
２２では磁化容易軸が交差していることに起因するもの
である。従来の細線だけのマーカーや両端に薄帯切片を
付けたマーカーの場合は、細線に直交する方向から磁界
を印加すると磁化反転が起こらなかった。これは監視区
域では一種の死角となるため、特殊なコイルにより様々
な方向の磁界を印加させることでこの問題に対処してい
た。本発明により提供される全方位に反応するマーカー
ではこのような問題が生じないため、印加コイルの設計
を簡略にすることが可能となる。
【００１１】本発明においては、線状部２１と平面部２
２は、磁気的に結合するため直接接触している必要があ
り、間にフィルムなどを挟んではならない。ただし、線
状部２１に油脂等の薄い皮膜を付けることは線状部２１
に不必要な応力がかかるのを防ぐために有効であり、本
発明の好ましい適用範囲である。この意味で、線状部２
１と平面部２２は実質的に直接接触していればよい。本
発明の磁気マーカーは、具体的には、円形断面の金属細
線、非常に幅の狭い金属薄帯、パターニングした金属薄
膜などを線状部２１として、金属薄帯あるいは金属薄膜
からなる平面部２２に直接積層することにより実施され
る。ただし、平面部２２に金属薄帯を用いる場合は、形
状や特性に注意が必要である。比較例３で後述するよう
に、磁気異方性を付与せずに２０μｍの厚さの非晶質金
属薄帯の上に細線を重ね合わせた場合は、細線が磁化反
転するのに要する磁界が非常に大きくなり、磁気マーカ
ーとしては適さなくなる。この現象は、薄帯を薄くし
て、強い一軸磁気異方性を付与することによって回避さ
れる。このように金属薄帯も平面部２２に用いることが
できるが、薄帯を薄くしたり、一軸磁気異方性を強く付
与することは技術的に困難を伴う。従って、好ましく
は、平面部２２に金属薄膜を用いて、線状部２１に円形
断面の金属細線を用いる。特に、非晶質金属細線は軟磁
気特性に優れており、さらに、ダイス伸線などにより約
２００μｍから数μｍまで容易に加工できる。また、磁
歪を有する非晶質金属細線は零磁歪のそれに比べて角形
性に優れたものが得られ、磁気マーカーとして有効に機
能する。
【００１２】平面部２２となる薄膜は、薄すぎた場合は
効果がなく、１０μｍを超える非常に厚い膜では前述の
薄帯の場合と同様に細線の磁化反転の臨界磁界を大きく
するために好ましくない。薄膜の厚さは、０.２μｍ以
上５μｍ以下が好ましく、特に０.３μｍ以上２μｍ以
下であれば、十分な効果が得られた上で高価な薄膜の使
用量が減るために好ましい。このように、本発明におい
ては、フィルムなどの可撓性のある基材に形成された
０.１μｍ以上で１０μｍ以下の薄膜と磁歪を有する非
晶質細線を直接接触させ、粘着剤により固定したものが
最も好適な実施例となる。
【００１３】以上、１本の線状磁性材料と１枚の平面状
磁性材料からなる磁気マーカーについて説明した。以
下、複数本の線状磁性材料と１枚の平面状磁性材料から
なる磁気マーカーについて説明する。この実施例におい
ては、複数の線状磁性材料を用いることにより、さらに
マーカーに高機能を付加することができる。これまで説
明してきたように、線状磁性材料は外部の磁界変化によ
り磁化反転し、信号である磁気パルスを発生する。複数
本の線状磁性材料が磁気マーカー内に存在した場合は、
複数の磁気パルスを発生する。それぞれの線状磁性材料
の磁気パルスを独立して検出可能にするためには、パル
スが発生するタイミングをずらせばよく、これは磁化反
転に要する磁界を変えることにより制御できる。線状磁
性材料の反転磁界は、その組成、製造条件、熱処理など
により影響される。また、同じ材料でもその長さにより
反転磁界が変化する。さらに、本実施例のように平面状
磁性材料に接触して線状磁性材料を並べた場合は、それ
ぞれの線状磁性材料が相互に作用し合うため、磁気パル
スが分離する傾向が強くなる。このような操作により、
パルス信号は比較的容易にコントロールできる。複数の
磁気パルスは、マーカーの認識率を極めて向上させる。
監視区域で発信された交流磁界に対して、あらかじめ設
定された個数とタイミングで応答する磁気パルス信号
は、鉄板などの他の磁性体が発生したノイズ信号と容易
に区別される。この他、複数の磁気パルス信号を使って
マーカーに識別性を付加することもできる。複数の線状
磁性体の組み合わせを変えることにより、磁気パルスの
個数や応答するタイミングを制御して、数〜数１０ビッ
トの識別信号を発生することができる。このようなマー
カーは、非接触で物品を選別するシステムなどに好適で
ある。以上のような高機能マーカーは平面状磁性体の上
に複数の線状磁性体を並べるといった簡単な構造により
実現される。
【００１４】以上に説明した磁気マーカーは、次のよう
な新規なマーカー製造方法により製造される。線状部２
１と平面部２２が実質的に接触した磁気マーカーを製造
するにあたり、この製造方法では、磁化容易軸が長手方
向に対して４０゜以上９０゜以下となるように一軸磁気異
方性を連続した平面状磁性材料に付与し、これらの平面
状磁性材料と連続細線を実質的に直接接触するように重
ね合わせ、ついでこれらを粘着剤あるいは接着剤で固定
した後に所望の形状に切断する。以下、さらに詳細に説
明する。本製造方法では、まず、連線細線と平面状磁性
材料を用意する。次に、連続した平面状磁性材料に一軸
磁気異方性を付与する。この平面状磁性体とは、切断加
工によってマーカーの平面部となり得る金属薄帯や金属
薄膜を指す。これらの平面状磁性体には一軸磁気異方性
が付与されるが、この時、磁化容易軸方向が長手方向に
対して４０゜以上９０゜以下になるようにしなければなら
ない。一軸磁気異方性の付与の仕方には特に限定はな
い。例えば、金属薄膜では、成膜する際に磁界を印加し
たり、蒸着粒子が斜めに入射するように基材の配置を工
夫することは有効である。また、金属薄膜や薄帯に磁界
や応力を印加しながら熱処理を施すことでも良好な一軸
磁気異方性を誘導できる。さらに、パーマロイなどでは
圧延により一軸磁気異方性が誘導されることはよく知ら
れている。これらの方法により、磁化容易軸を望んだ方
向に付与することができる。また、磁化容易軸が任意の
方向に向いている材料から上記条件に合うように切り出
すことによっても、このような平面状磁性体を得ること
ができる。
【００１５】次に、平面状磁性体に細線が重ね合わされ
る。平面状磁性体が磁性薄膜からなる場合は、たとえば
図７に示す装置でマーカーを製造できる。ボビンからそ
れぞれフィルム２３と線状部形成用の細線２１'および
フィルム３が平行に繰り出される。フィルム２３上に
は、細線２１'が直接接触する側に磁性薄膜２２'（図６
参照）が形成されており、この磁性薄膜の磁化容易軸２
４はフィルム２３の長手方向に対して４０゜以上９０゜以
下の角度をなしている。また、フィルム３は、図５に示
すように、本体５の両面に粘着剤１４ａ、１４ｂが塗布
された両面粘着フィルムであり、さらに下面に離けい紙
６が貼られている。金属細線２１'は、フィルム３とフ
ィルム２３の間に位置し、これらはロール２６により貼
り合わされる。この積層フィルムはさらに繰り出され
て、カットロール２７により所定の形に切れ目が入れら
れ、ボビンに巻きとられる。商店などの利用者は、切れ
目に合わせてマーカー２０を離けい紙６からはがして物
品に貼ればよい。マ−カ−２０は、切断された細線２
１'からなる線状部２１と切断された磁性薄膜２２'から
なる平面部２２からなる。なお、貼らずにタグとして利
用する場合には、フィルム３には片面粘着フィルムを用
いればよい。
【００１６】図８と図９は、平面状磁性体として磁性薄
帯を用いた磁気マーカーの例を示す。図８に示すよう
に、この磁気マーカーは、平面部３２の上に、線状部２
１を重ね、フィルム３、３１で挟んだ構造を有する。フ
ィルム３１は細線側に粘着剤３３が塗布されている。平
面部３２の磁化容易軸３４（図９）は線状部２１の長手
方向に対して４０゜以上９０゜以下の角度をなしている。
フィルム３は、図５に示したのと同様な両面粘着フィル
ムである。図１０に示すように、この磁気マーカーの製
造においては、ボビンからそれぞれフィルム３１，線状
部用の円断面の細線２１'、平面部用の磁性薄帯３２'お
よびフィルム３が並行に繰り出される。ここに、ロール
３５は、フィルム２３のボビンに対向して配置される。
これらは、ロール３６により貼り合わされ、カットロー
ル３７により所定の形に切れ目が入れられ、ボビンに巻
きとられる。利用者は、切れ目に合わせてマーカー３０
を離けい紙６からはがして物品に貼ればよい。マ−カ−
３０は、切断された細線２１'からなる線状部２１と切
断された磁性薄膜３２'からなる平面部３２からなる。
図７および図１０では磁気マーカーを１列ずつ作る装置
を示した。しかし、細線２１を複数本平行に繰り出し
て、カットロールの刃を細線の数だけ用意することで一
度に数列ずつのマーカーを作製することができる。これ
により、製造速度を向上できる。
【００１７】以下では、さらに磁気マーカーの具体例に
ついて説明する。［例１］平面状磁性体および線状部磁
性体として、それぞれ金属薄膜および金属細線を用いて
図１１に示すマーカーを作製した。このマーカーは、金
属薄膜からなる平面部４３および金属細線からなる線状
部４２から構成される。薄膜としては、膜厚１.０μｍ
の(Ｃｏ0.94Ｆｅ0.06)72.5Ｓｉ12.5Ｂ15(原子％)組成の
薄膜を使用し、厚さ５０μｍのポリエチレンテレフタレ
ート（ＰＥＴ）フィルムの上に永久磁石で磁界を印加し
ながらスパッタリングして作製した。この薄膜付きのＰ
ＥＴフィルムを、金属細線の長手方向が金属薄膜の磁化
容易軸４４に直交するように、長さ４０ｍｍ、幅１０ｍ
ｍに切り出し、平面部４３として使用した。一方の金属
細線としては、回転液中紡糸装置により作製された直径
１２５μｍの（Ｃｏ0.5Ｆｅ0.5）78Ｓｉ7Ｂ15（原子
％）細線を１００μｍまで冷間でダイス線引きした後、
約４００℃で熱処理したものを、４０ｍｍに切り出し線
状部４２として使用した。なお、回転液中紡糸装置につ
いては、例えば特公昭６４−９９０６号公報に詳しく開
示されている。これらの金属薄膜と金属細線は、理学電
機社製Ｘ線回折装置ＲＡＤ−ｒＢにより非晶質相と同定
された。この線状部４２と平面部４３が直接接触するよ
うに長手方向を揃えて組み合わせた。線状部４２はＰＥ
Ｔフィルムの中央に置かれ、フィルムとほぼ同じ幅の片
面粘着テープ（住友スリーエム社製スコッチ・メンディ
ングテープ８１０）をその上から貼ることにより固定さ
れた。
【００１８】こうして得られたマーカーは、理研電子社
製交流Ｂ−Ｈトレーサー（ＡＣ,ＢＨ−１００Ｋ）によ
り６０Ｈｚでの磁気特性が測定され、ヒューレットパッ
カード社製ダイナミック・シグナル・アナライザー３５
６２Ａにより５０Ｈｚ、１Ｏｅの印加磁界で磁気パルス
が周波数解析された。図１２は、長手方向に６０Ｈｚの
交流磁界を印加した時のマーカーの磁化の様子を示す。
縦軸は磁化を表す。マーカーは、０.２６Ｏｅで非常に
急峻に磁化反転し、双安定磁化特性を示した。図１３
は、マーカーに使用した細線（線状部４２）を単独で長
手方向に測定した場合の交流磁化特性を示し、反磁界の
影響で磁化しにくくなっており、双安定特性が妨げられ
ていることがわかる。図１４は、薄膜（平面部４３）の
みを、薄膜の長手方向(ａ)と幅方向(ｂ)に磁界を印加し
て同様に測定した磁化特性を示し、磁化容易軸４４は細
線の長手方向に直交していることがわかる。このよう
に、それのみでは磁気特性が劣る短い細線（線状部４
２）（図１３参照）でも、磁化困難方向の薄膜（平面部
４３）（図１４参照）と組み合わせることで、図１２に
示すように反磁界の影響が軽減し、双安定特性を示すよ
うになる。
【００１９】次に、５０Ｈｚ、１Ｏｅの交流磁界を印加
した時のマーカーの磁気パルスを、マーカーの周囲に巻
かれた探知コイルの誘導電圧により評価した。誘導電圧
波形はフーリエ解析により周波数分解され、高調波の強
度などが解析された。結果を図１５と図１６に示す。図
１５は誘導電圧波形を示し、急峻な単パルスが発生する
ことがわかる。図１６は、図１５に示したパルスを周波
数分解した結果を示し、非常に高次の高調波が発生して
いることがわかる。一方、細線４２のみを測定した場合
は、誘導電圧はいくつかの波形からなり、周波数の高い
信号の強度は極めて小さく、信号特性の劣るものであっ
た。以上に説明したように、線状の磁性体と平面状の磁
性体を磁化容易軸を直交して接触させることにより、小
型で良好な特性の磁気マーカーを得ることができた。
【００２０】［比較例１］薄膜（平面部４３）の磁化容
易軸を細線（線状部４２）の長手方向と平行にして、そ
れ以外は例１と同じ構成でマーカーを作製した。図１７
は、このマーカーの長手方向に６０Ｈｚの交流磁界を印
加した時の磁化特性を示す。縦軸は磁化を表す。この磁
化特性は、図１３に示した細線のみの結果とほとんど変
わりがなく、薄膜を組み合わせた効果が認められない。
このように、平面部の磁化容易軸を線状部の長手方向と
平行にした場合は、細線の形状が小型になると良好な特
性のマーカーを得ることができないことがわかる。
【００２１】［例２および比較例２］平面部４３の磁化
容易軸を線状部４２の長手方向に対する角度を１０゜か
ら８０゜まで変えて、それ以外は例１と同じ構成で磁気
マーカーを作製した。これらの磁気マーカーの長手方向
に６０Ｈｚの交流磁界を印加して磁気特性を測定した。
その結果、４０゜から８０゜の範囲では、例１と同様に線
状部４２はほぼ１段階で急峻に磁化反転した。それに対
して、４０゜より小さいと線状部４２の磁化は数段階の
過程を経るようになり、連続的な磁化挙動に次第に近づ
いた。図１８と図１９は、それぞれ、４０゜と３０゜の時
の交流磁化特性を示す。縦軸は磁化を表す。４０゜（図
１８）以上では例１と同じように双安定特性を示すのに
対して、３０゜（図１９）では不連続的に磁化する領域
と連続的な領域が混在しており、磁化の変化率が劣化し
ている。以上のデータより、線状部と平面部を互いの磁
化容易軸を４０゜以上９０゜以下に交差して接触させるこ
とにより、小型で良好な特性の磁気マーカーを得ること
ができることがわかった。
【００２２】［比較例３］アライドシグナル社製Ｃｏ基
非晶質金属薄帯ＭＢＦ−２７０５Ｍをロール方向に長さ
４０ｍｍ、幅１０ｍｍに切り出し、平面状磁性体として
使用した。この薄帯の厚みは２０μｍであり、わずかな
形状異方性を除いて素材自体に磁気異方性はなかった。
この薄帯の上の中央に、例１で用いた４０ｍｍの細線を
長手方向を互いに平行に置き、スコッチテープにより固
定した。このマーカーの長手方向に６０Ｈｚの交流磁界
を印加して磁気特性を測定した。例１に比べ数十倍の体
積の薄帯がいっしょに磁化しているため、図２０の磁化
曲線に示すように、細線の磁化変化は相対的に小さくな
り、また、細線の反転に要する磁界は１.５Ｏｅにまで
大きくなった。これは、検知信号を発生させるのに大き
な磁界変化が必要であり、磁気マーカーとして性能が劣
ることを示している。このように、磁気異方性がほとん
どない薄帯と細線を組み合わせた場合は、小型で良好な
特性の磁気マーカーを得ることができなかった。
【００２３】［例３］線状部４２として直径１００μｍ
の（Ｃｏ0.5Ｆｅ0.5）78Ｓｉ7Ｂ15（原子％）の組成の
細線を長さ３５ｍｍに切り出したものを用い、平面部４
３として幅１５ｍｍ、長さ４０ｍｍのパーマロイ薄膜を
用いて図１１に示す磁気マーカーを作製した。パーマロ
イ薄膜は、基材には１２５μｍ厚のポリエチレンテレフ
タレートフィルムを使用し、Ｎｉ70Ｆｅ30（原子％）タ
ーゲットを磁界中で直流スパッタリングして作製し、厚
さを０.５μｍとした。線状部４２の長手方向は、平面
部４３の磁化容易軸と垂直とした。図２１は、この磁気
マーカーの長手方向の交流磁化特性を示す。線状部４２
と平面部４３を組み合わせることにより、双安定磁化特
性が得られ、磁気マーカーとしての性能が向上した。こ
のように、平面部が結晶質からなるものでも、磁気異方
性の向きを適切にすることにより、小型で良好な特性の
磁気マーカーを得ることができた。
【００２４】［例４］線状部４２として非晶質薄帯を、
平面部４３としてパーマロイ薄膜を用いた図１１に示す
磁気マーカーを作製した。線状部４２は、アライドシグ
ナル社製Ｃｏ基非晶質金属薄帯ＭＢＦ−２７０５Ｍを幅
１ｍｍ、長さ２０ｍｍに切り出したものを使用した。平
面部４３は、１μｍ厚、幅１０ｍｍ、長さ４０ｍｍのＮ
ｉ70Ｆｅ30（原子％）薄膜を用いた。この薄膜に直接接
触するように上記薄帯を置き、片面粘着テープにより固
定した。この時、薄帯は薄膜の磁化容易方向に垂直にな
るように配置した。図２２は、このマーカーの長手方向
の交流磁気特性(ｂ)を示す。比較のため、磁性薄膜と組
み合わせる前の薄帯（線状部）の長手方向の交流磁気特
性(ａ)を併記した。平面部４３と組み合わせる前は反磁
界により磁化が困難になっていた線状部４２の磁気特性
(ａ)が、平面部４３と組み合わせることで飽和磁界がほ
ぼ半分になり、マーカーとしての性能が向上しているこ
とがわかる。
【００２５】［例５］２本の線状部磁性体と１枚の平面
状磁性体から図２３に示すマーカーを作製した。線状部
４５′および４５″は直径１００μｍの（Ｃｏ0.5Ｆｅ
0.5）78Ｓｉ7Ｂ15（原子％）の組成の非晶質細線を長さ
３５ｍｍに切り出したものを用いた。平面部４８とし
て、厚さ１００μｍのＰＥＴフィルム上に形成された厚
さ０．５μｍのＮｉ70Ｆｅ30（原子％）パーマロイ薄膜
から、幅方向が磁化容易軸４７となるように４０ｍｍ×
１０ｍｍに切り出して使用した。２本の細線４５′と４
５″は、２ｍｍの間隔を開けて薄膜４８の長手方向に揃
えて片面粘着テープにより固定した。図２４は、５０Ｈ
ｚ、１Ｏｅの交流磁界を印加したとき探知コイルに誘導
された磁気パルスの電圧波形である。約２ミリ秒の時間
間隔をあけて２つの急峻なパルス電圧が発生している。
それぞれのパルス信号が十分に明瞭なため、２つのパル
スは容易に判別できる。このように信号特性のよい磁気
パルスが独立して検知されるため、高調波信号強度の他
にパルス数やそれぞれの時間間隔をも情報として利用で
きる。このため、線状磁性体を１本しか用いない場合に
比べて、マーカーの識別性能は顕著に向上する。以上の
ように、複数の線状磁性体と平面状磁性体を磁化容易軸
を直交して接触させることにより、独立した複数の磁気
パルスが発生され、識別性に優れた小型の磁気マーカー
を得ることができた。
【００２６】［例６］図７に示された装置を用いて、磁
気マーカーを連続的に作製した。図中のフィルム２３
は、厚さ５０μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥ
Ｔ）フィルムであり、そのうえに、磁化容易軸２４が幅
方向に向いている膜厚０．５μｍの（Ｃｏ0.94Ｆ
ｅ0.06）72.5Ｓｉ12.5Ｂ15（原子％）の組成の非晶質薄
膜２２'が形成されている。細線２１'は、直径１００μ
ｍの（Ｃｏ0.5Ｆｅ0.5）78Ｓｉ7Ｂ15（原子％）の組成
の非晶質細線である。これらは、ともに例１で使用され
たものに相当する。また、フィルム３は、両面に粘着剤
が塗布されて離けい紙が貼られた両面粘着フィルムであ
る。図では省略されているが、繰り出す際に上面の離け
い紙は剥離されるが、下面には離けい紙がそのまま貼ら
れている。各ボビンからこれらの材料を互いに平行に繰
り出して、ロールにより貼り合わせ、カットロールを使
って長さ４０ｍｍ、幅１０ｍｍの矩形に切れ目を入れ、
ボビンに巻きとった。なお、基材として残すため、離け
い紙には切れ目が入れられなかった。このようにして作
製した積層テープから、１枚の磁気マーカー２０を剥が
して磁気特性を測定したところ、例１のような良好な性
能を示した。
【００２７】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば小型
で特性の良好な磁気マーカーを提供することができる。
また、本発明の磁気マーカーは、構造も簡単であるた
め、製造が容易である。特に、本発明による製造方法を
用いれば、簡単な構造の装置で連続的に生産することが
でき、その工業的意義は大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のマーカーの構造説明図である。
【図２】図１の従来のマーカーを作製するための製造装
置の図式的な斜視説明図である。
【図３】従来の非晶質薄帯切片を使用したマーカーの構
造説明図である。
【図４】図３のマーカーの製造装置の図式的な斜視図で
ある。
【図５】本発明の実施例の磁気マーカーの構造説明図で
ある。
【図６】図５の磁気マーカーの平面部（磁性薄膜）の磁
化容易軸方向と線状部長手方向との関係を説明する概念
図である。
【図７】図５と図６に示した磁気マーカーを作製するた
めの製造装置の図式的な斜視図である。
【図８】本発明の他の実施例の磁気マーカーの構造を示
す図である。
【図９】図８のマーカーの平面部（磁性薄帯）の磁化容
易軸方向と線状部長手方向との関係を説明する概念図で
ある。
【図１０】図８と図９に示したマーカーを作製するため
の製造装置の図式的な斜視図である。
【図１１】本発明の実施例のマーカーの構造を示す図で
ある。
【図１２】図１１のマーカーの交流磁化特性図である。
【図１３】図１１のマーカーで用いた細線のみを測定し
た交流磁化特性図である。
【図１４】図１１のマーカーで用いた磁性薄膜のみを薄
膜の長手方向と幅方向に磁界を印加して測定した交流磁
化特性図である。
【図１５】図１１のマーカーの交流磁界における磁気パ
ルスの特性（探知コイルの誘導電圧波形）図である。
【図１６】図１５の探知コイルの誘導電圧波形をフーリ
エ解析して得た周波数特性図である。
【図１７】比較例１のマーカーの交流磁化特性図であ
る。
【図１８】本発明の構成のマーカーの交流磁化特性図で
ある。
【図１９】比較例２のマーカーの交流磁化特性図であ
る。
【図２０】比較例３のマーカーの交流磁化特性図であ
る。
【図２１】線状部と平面部を組み合わせた磁気マーカー
の交流磁化特性図である。
【図２２】線状部の薄帯の交流磁化特性(ａ)と線状部と
平面部を組み合わせた本発明の構成のマーカーの交流磁
化特性(ｂ)を示すグラフである。
【図２３】２本の線状部と平面部を組み合わせた磁気マ
ーカーの構造説明図である。
【図２４】図２３に示したマーカーの交流磁化特性図で
ある。
【符号の説明】
３…フィルム、 ２１…線状部、 ２２…平面部、２４
…磁化容易軸方向、 ３２…平面部、 ３４…磁化容易
軸方向、４２…線状部、 ４３…平面部、 ４４…磁化
容易軸方向、４５，４５′…線状部、４７…磁化容易軸
方向、４８…平面部。
フロントページの続き (72)発明者 平野 俊幸 京都府宇治市宇治小桜23番地 ユニチカ 株式会社中央研究所内 (72)発明者 小笠原 勇 京都府宇治市宇治小桜23番地 ユニチカ 株式会社中央研究所内 (56)参考文献 特開 平６−348880（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−195384（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−250502（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−145989（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01V 15/00 G08B 13/24 G01R 33/12

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】第１の磁性材料からなる線状部と、第２の
    磁性材料からなる１軸磁気異方性を有する平面部とから
    なり、線状部と平面部が実質的に直接接触しており、平
    面部の磁化容易軸方向と線状部の長手方向とのなす角が
    ４０°以上９０°以下であることを特徴とする磁気マー
    カー。
  2. 【請求項２】上記の線状部の第１磁性材料が少なくとも
    ５０％以上の非晶質相を含むことを特徴とする請求項１
    記載のマーカー。
  3. 【請求項３】上記の平面部が可撓性のある基材に形成さ
    れた０．１μｍ以上で１０μｍ以下の厚さの薄膜である
    ことを特徴とする請求項１記載のマーカー。
  4. 【請求項４】線状部と平面部とが実質的に直接接触した
    磁気マーカーとして、磁界の変化に対応して双安定な磁
    化挙動を示すことを特徴とする請求項１記載のマーカ
    ー。
  5. 【請求項５】第１の磁性材料からなる線を連続的に作成
    し、１軸磁気異方性を有する第２の磁性材料から連続し
    た平面状磁性材料を作成し、この平面状磁性材料の長手
    方向に対して、その磁化容易軸が４０°以上９０°以下
    となるように一軸磁気異方性を誘導し、この平面状磁性
    材料と連続的な線を実質的に直接接触するように重ね合
    わせて、粘着剤あるいは接着剤で固定し、固定された平
    面状磁性材料と連続的な線を所望の形状に切断し、切断
    された平面状磁性材料からなる平面部と、切断された線
    からなる線状部を備えた磁気マーカーを製造することを
    特徴とする磁気マーカーの製造方法。
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