JPH09128716A - 磁気抵抗と直流補償バイアスを備えた永久磁石アセンブリ - Google Patents
磁気抵抗と直流補償バイアスを備えた永久磁石アセンブリInfo
- Publication number
- JPH09128716A JPH09128716A JP7268776A JP26877695A JPH09128716A JP H09128716 A JPH09128716 A JP H09128716A JP 7268776 A JP7268776 A JP 7268776A JP 26877695 A JP26877695 A JP 26877695A JP H09128716 A JPH09128716 A JP H09128716A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic
- magnetic field
- bias
- permanent magnet
- assembly
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Magnetic Heads (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
- Inspection Of Paper Currency And Valuable Securities (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 磁性を帯びた文書の検出および認証を行う磁
気アセンブリの提供。 【解決手段】 この磁気アセンブリには、永久磁石（Ｐ
Ｍ）５１Ａ、５６Ｂと、先細の可変ギャップ型磁気回路
を前記永久磁石とともに形成するような形状をした第一
および第二軟質磁性高透過性磁極片とが備えられる。前
記ＰＭ ５１Ａ、５６Ｂは、前記第一磁極片と第二磁極
片との間の第一ギャップに位置する。磁気抵抗（ＭＲ）
検出素子５２、５７は、前記第一磁極片と第二磁極片と
の間に位置する第二ギャップの中心またはその近くに位
置する。前記第二ギャップと前記ＭＲ検出素子５２、５
７とは、検出すべき帯磁文書１１に極く接近した位置に
ある。前記ＭＲ検出素子５２、５７に近接しているが、
これとは電気的には絶縁されている電導体が備えられ
る。前記電導体に直流が流され、前記ＭＲ素子５２、５
７中に補償バイアス磁界を発生する。このバイアス磁界
は前記ＰＭ ５１Ａ、５６Ｂによって発生された前記バ
イアス磁界と一緒にされる。
気アセンブリの提供。 【解決手段】 この磁気アセンブリには、永久磁石（Ｐ
Ｍ）５１Ａ、５６Ｂと、先細の可変ギャップ型磁気回路
を前記永久磁石とともに形成するような形状をした第一
および第二軟質磁性高透過性磁極片とが備えられる。前
記ＰＭ ５１Ａ、５６Ｂは、前記第一磁極片と第二磁極
片との間の第一ギャップに位置する。磁気抵抗（ＭＲ）
検出素子５２、５７は、前記第一磁極片と第二磁極片と
の間に位置する第二ギャップの中心またはその近くに位
置する。前記第二ギャップと前記ＭＲ検出素子５２、５
７とは、検出すべき帯磁文書１１に極く接近した位置に
ある。前記ＭＲ検出素子５２、５７に近接しているが、
これとは電気的には絶縁されている電導体が備えられ
る。前記電導体に直流が流され、前記ＭＲ素子５２、５
７中に補償バイアス磁界を発生する。このバイアス磁界
は前記ＰＭ ５１Ａ、５６Ｂによって発生された前記バ
イアス磁界と一緒にされる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般に磁界の検出
に関し、特に、永久磁石によりバイアスされた磁気抵抗
（ＭＲ：magnetoresistive）素子を用いることによっ
て、磁性インクのような磁気層を有する文書から発生す
る磁界の検出を行うことに関する。
に関し、特に、永久磁石によりバイアスされた磁気抵抗
（ＭＲ：magnetoresistive）素子を用いることによっ
て、磁性インクのような磁気層を有する文書から発生す
る磁界の検出を行うことに関する。
【０００２】
【従来の技術】本出願においては、「文書」という語
は、特定の磁気的性質を有する磁性顔料を含有するイン
クのような磁気層を有する紙または他の物質からなる貴
重なシートに関して用いられる。
は、特定の磁気的性質を有する磁性顔料を含有するイン
クのような磁気層を有する紙または他の物質からなる貴
重なシートに関して用いられる。
【０００３】磁気抵抗検出素子は磁性媒体中に記録され
た信号に対して応答するが、それは磁気抵抗検出素子が
媒体から発生する信号磁束を遮る時に、磁気抵抗素子の
抵抗が変化することによって行われる。単一面のフィル
ムに対する抵抗の理論的変化は、素子に加えられた磁界
の強さの放物線関数である。図１を参照する。曲線１０
の縦軸は、典型的な単一面ＮｉＦｅパーマロイ薄層フィ
ルム磁気抵抗素子の抵抗の変化率を、磁界強度Ｈの関数
として示すものである。層中に磁界が消えているところ
があるので、曲線１０は、領域１２の箇所で点線の線分
１４にて示される「単純な」放物線応答からは逸脱す
る。
た信号に対して応答するが、それは磁気抵抗検出素子が
媒体から発生する信号磁束を遮る時に、磁気抵抗素子の
抵抗が変化することによって行われる。単一面のフィル
ムに対する抵抗の理論的変化は、素子に加えられた磁界
の強さの放物線関数である。図１を参照する。曲線１０
の縦軸は、典型的な単一面ＮｉＦｅパーマロイ薄層フィ
ルム磁気抵抗素子の抵抗の変化率を、磁界強度Ｈの関数
として示すものである。層中に磁界が消えているところ
があるので、曲線１０は、領域１２の箇所で点線の線分
１４にて示される「単純な」放物線応答からは逸脱す
る。
【０００４】通常、磁気抵抗素子の作動点１７は、出力
信号が最大に、第二調和歪みが最小となるような箇所に
設定される。この点は、均一な信号磁界での曲線１０の
変曲点１６の所で起こる。実際には、幾つかの要因があ
るので、最適点の定義は、これより複雑になる。従っ
て、所与の用途ではこれを理論的あるいは実験的に決定
しなければならないことが一般である。磁気抵抗素子に
一定のバイアス磁界Ｈｂ１８を加えると、作動点１７が
確立され、変化する入力信号Ｈｓ２０を作動点１７の回
りに加えると、その結果入力信号Ｈｓ２０を模写した出
力抵抗の変化２２が得られる。ＭＲ素子を流れる検出電
流２３に対応して得られる電圧降下から、電圧出力が得
られる。
信号が最大に、第二調和歪みが最小となるような箇所に
設定される。この点は、均一な信号磁界での曲線１０の
変曲点１６の所で起こる。実際には、幾つかの要因があ
るので、最適点の定義は、これより複雑になる。従っ
て、所与の用途ではこれを理論的あるいは実験的に決定
しなければならないことが一般である。磁気抵抗素子に
一定のバイアス磁界Ｈｂ１８を加えると、作動点１７が
確立され、変化する入力信号Ｈｓ２０を作動点１７の回
りに加えると、その結果入力信号Ｈｓ２０を模写した出
力抵抗の変化２２が得られる。ＭＲ素子を流れる検出電
流２３に対応して得られる電圧降下から、電圧出力が得
られる。
【０００５】一般に、バイアス磁界は、幾つかの手法、
例えば、永久磁石、シャントバイアス、軟質の近接層、
バーバー極ＭＲ構成などの手法の一つを用いて得ること
ができる。永久磁石は、ＭＲアセンブリの外部に回路や
部品を用いる必要がなくて大きなバイアスをかけられる
という点で有利である。シャントバイアスは、以下の米
国特許、すなわち、１９８５年６月１１日、発明者ビリ
ントン（Ｂｉｌｌｉｎｇｔｏｎ）に付与の米国特許第
４，５２３，２４３号、１９９２年１０月２７日発明者
ダス（Ｄａｓ）に付与の米国特許第５，１５９，５１１
号に開示されている。
例えば、永久磁石、シャントバイアス、軟質の近接層、
バーバー極ＭＲ構成などの手法の一つを用いて得ること
ができる。永久磁石は、ＭＲアセンブリの外部に回路や
部品を用いる必要がなくて大きなバイアスをかけられる
という点で有利である。シャントバイアスは、以下の米
国特許、すなわち、１９８５年６月１１日、発明者ビリ
ントン（Ｂｉｌｌｉｎｇｔｏｎ）に付与の米国特許第
４，５２３，２４３号、１９９２年１０月２７日発明者
ダス（Ｄａｓ）に付与の米国特許第５，１５９，５１１
号に開示されている。
【０００６】文書の磁気層中の飽和磁界をその磁化と同
時に検出することが可能な磁気アセンブリが必要とされ
る。なぜならば磁性のインク顔料の磁気的品質は、保磁
力が低い場合や残留磁気が低い磁化の場合には、劣る傾
向にあるので、文書のインフィールド測定を行う能力、
すなわち、文書のインク中の磁性顔料を部分飽和または
完全飽和するのに十分に大きい外部磁界で文書を同時に
磁化させながら、ＭＲ検出素子で文書の特性的磁気信号
を読み出す能力を有することが望ましいからである。ま
た、このような磁気アセンブリは、ＭＲ検出素子の通過
前または通過後のいずれかに文書に見られる反磁界を低
減させることが望ましい。
時に検出することが可能な磁気アセンブリが必要とされ
る。なぜならば磁性のインク顔料の磁気的品質は、保磁
力が低い場合や残留磁気が低い磁化の場合には、劣る傾
向にあるので、文書のインフィールド測定を行う能力、
すなわち、文書のインク中の磁性顔料を部分飽和または
完全飽和するのに十分に大きい外部磁界で文書を同時に
磁化させながら、ＭＲ検出素子で文書の特性的磁気信号
を読み出す能力を有することが望ましいからである。ま
た、このような磁気アセンブリは、ＭＲ検出素子の通過
前または通過後のいずれかに文書に見られる反磁界を低
減させることが望ましい。
【０００７】１９７４年３月１２日発明者トムソン（Ｔ
ｈｏｍｐｓｏｎ）に付与の米国特許第３，７９６，８５
９号には、文書上の磁性インクを磁化させるＵ字型永久
磁石記録ヘッドが開示されている。磁気抵抗（ＭＲ）検
出素子が永久磁石の馬蹄形先端の間に位置して設けられ
ている。このＭＲ検出素子は、永久磁石でバイアスがか
けられ、インクの磁化と同時に帯磁インクを検出する。
この特許に開示のシステムの不利な点は、永久磁石の馬
蹄形先端が文書の帯磁インクの近くに位置しており、磁
石ヘッドの後に位置している磁気読出アセンブリによる
検出を行うことができる前に該インクを消磁してしまう
傾向があることである。また、このＵ字型永久磁石は高
価であり、しかも所与の用途に適合した形状に構成する
のが難しい。
ｈｏｍｐｓｏｎ）に付与の米国特許第３，７９６，８５
９号には、文書上の磁性インクを磁化させるＵ字型永久
磁石記録ヘッドが開示されている。磁気抵抗（ＭＲ）検
出素子が永久磁石の馬蹄形先端の間に位置して設けられ
ている。このＭＲ検出素子は、永久磁石でバイアスがか
けられ、インクの磁化と同時に帯磁インクを検出する。
この特許に開示のシステムの不利な点は、永久磁石の馬
蹄形先端が文書の帯磁インクの近くに位置しており、磁
石ヘッドの後に位置している磁気読出アセンブリによる
検出を行うことができる前に該インクを消磁してしまう
傾向があることである。また、このＵ字型永久磁石は高
価であり、しかも所与の用途に適合した形状に構成する
のが難しい。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】米国特許同時係属出願
第０８／１１４，７２０号（１９９３年８月３１日出
願）では、帯磁文書を検出・認証する磁気アセンブリが
提供されるが、この磁気アセンブリは、文書の磁性層
（インク）を部分的および／または完全に飽和するに十
分な磁界を提供し、その磁界は同時に磁気的に検出さ
れ、認識または認証の目的が達成される。この磁気アセ
ンブリは、簡単であり、固有感度が高く、高い信号／雑
音比を有する信号出力を有し、上記アセンブリを通過す
る磁性文書の速度に左右されない信号出力を有し、しか
も電力の発散損失とそれに伴う熱の発生を最少限に抑え
られるものである。磁性文書の帯磁と検出という両方の
目的を達成するための磁性アセンブリは、永久磁石；前
記永久磁石と共に、先細の可変ギャップ型磁性回路を形
成するような形状をした第一および第二軟質磁性高透過
性磁極片（前記永久磁石は前記第一磁極片と第二磁極片
との間の第一ギャップに位置することを特徴とする）；
前記第一磁極片と第二磁極片との間に位置する第二ギャ
ップの中心またはその近くに位置する磁気抵抗（ＭＲ）
検出素子（前記第二ギャップと前記ＭＲ検出素子とは、
前記ＭＲ検出素子によって検出すべき帯磁文書に極く接
近していることを特徴とする）を備え、その際に、前記
ＭＲ検出素子が、前記ＭＲ検出素子のところの前記磁界
によって、検出すべき帯磁文書から発する磁界を検出す
るに適当な感度を達成するための適当な磁気バイアス状
態に維持されることを特徴とするものである。
第０８／１１４，７２０号（１９９３年８月３１日出
願）では、帯磁文書を検出・認証する磁気アセンブリが
提供されるが、この磁気アセンブリは、文書の磁性層
（インク）を部分的および／または完全に飽和するに十
分な磁界を提供し、その磁界は同時に磁気的に検出さ
れ、認識または認証の目的が達成される。この磁気アセ
ンブリは、簡単であり、固有感度が高く、高い信号／雑
音比を有する信号出力を有し、上記アセンブリを通過す
る磁性文書の速度に左右されない信号出力を有し、しか
も電力の発散損失とそれに伴う熱の発生を最少限に抑え
られるものである。磁性文書の帯磁と検出という両方の
目的を達成するための磁性アセンブリは、永久磁石；前
記永久磁石と共に、先細の可変ギャップ型磁性回路を形
成するような形状をした第一および第二軟質磁性高透過
性磁極片（前記永久磁石は前記第一磁極片と第二磁極片
との間の第一ギャップに位置することを特徴とする）；
前記第一磁極片と第二磁極片との間に位置する第二ギャ
ップの中心またはその近くに位置する磁気抵抗（ＭＲ）
検出素子（前記第二ギャップと前記ＭＲ検出素子とは、
前記ＭＲ検出素子によって検出すべき帯磁文書に極く接
近していることを特徴とする）を備え、その際に、前記
ＭＲ検出素子が、前記ＭＲ検出素子のところの前記磁界
によって、検出すべき帯磁文書から発する磁界を検出す
るに適当な感度を達成するための適当な磁気バイアス状
態に維持されることを特徴とするものである。
【０００９】米国特許出願第０８／１１４，７２０号に
開示の磁気アセンブリでは、ＭＲ検出素子のハード軸ま
たは交差バイアス磁界は１５ Ｏｅ±２ Ｏｅの必要が
あるけれども、一方、永久磁石と磁極片からの磁界は１
０００ Ｏｅと大きい。機械的許容誤差と迷走磁界の問
題があるので、永久磁石、磁極片、ＭＲ検出素子（複数
も含む）、および支持構造（ハウジング）を組み立てて
ＭＲ検出素子上に最適なバイアスを達成するのは極めて
困難であることが分かった。１９７６年９月７日に発明
者シュバルツ（Ｓｃｈｗａｒｔｚ）に付与の米国特許第
３，９７９，７７５号には、磁気抵抗マルチ変換器アセ
ンブリ中の熱ドリフトおよびバイアス平衡化に必要な補
償技法が開示されている。だが、そこに開示の方法は複
雑であり、前述の問題を解決するには適当ではない。
開示の磁気アセンブリでは、ＭＲ検出素子のハード軸ま
たは交差バイアス磁界は１５ Ｏｅ±２ Ｏｅの必要が
あるけれども、一方、永久磁石と磁極片からの磁界は１
０００ Ｏｅと大きい。機械的許容誤差と迷走磁界の問
題があるので、永久磁石、磁極片、ＭＲ検出素子（複数
も含む）、および支持構造（ハウジング）を組み立てて
ＭＲ検出素子上に最適なバイアスを達成するのは極めて
困難であることが分かった。１９７６年９月７日に発明
者シュバルツ（Ｓｃｈｗａｒｔｚ）に付与の米国特許第
３，９７９，７７５号には、磁気抵抗マルチ変換器アセ
ンブリ中の熱ドリフトおよびバイアス平衡化に必要な補
償技法が開示されている。だが、そこに開示の方法は複
雑であり、前述の問題を解決するには適当ではない。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明に従えば、帯磁体
からの磁界を検出する磁性抵抗（ＭＲ）素子と、前記Ｍ
Ｒ素子中にバイアス磁界を発生する永久磁石（これは、
前記帯磁体から発散する磁界を検出するに最適に近い感
度を達成する磁気バイアス状態を作る）と、前記ＭＲ素
子に近接しているが、これとは電気的には絶縁されてい
る電気伝導体と、そして前記ＭＲ素子中にバイアス磁界
を発生するために前記電気伝導体を通過する直流を流す
可変直流源（このバイアス磁界は前記永久磁石によって
発生された前記バイアス磁界と一緒にされるが、前記永
久磁石によって発生された前記バイアス磁界は、前記直
流によって発生された前記バイアス磁界よりも格段に大
きい）とを備えることを特徴とする磁気アセンブリを用
いることによって従来技術の問題に対する解決が提供さ
れる。
からの磁界を検出する磁性抵抗（ＭＲ）素子と、前記Ｍ
Ｒ素子中にバイアス磁界を発生する永久磁石（これは、
前記帯磁体から発散する磁界を検出するに最適に近い感
度を達成する磁気バイアス状態を作る）と、前記ＭＲ素
子に近接しているが、これとは電気的には絶縁されてい
る電気伝導体と、そして前記ＭＲ素子中にバイアス磁界
を発生するために前記電気伝導体を通過する直流を流す
可変直流源（このバイアス磁界は前記永久磁石によって
発生された前記バイアス磁界と一緒にされるが、前記永
久磁石によって発生された前記バイアス磁界は、前記直
流によって発生された前記バイアス磁界よりも格段に大
きい）とを備えることを特徴とする磁気アセンブリを用
いることによって従来技術の問題に対する解決が提供さ
れる。
【００１１】
【発明の実施の形態】図２を参照する。本発明を用いる
磁気ヘッド配列の一般的構成が図２に示される。第一磁
気アセンブリ５０には、飽和磁界を作るエレメント５１
があり、ＭＲセンサ５２がエレメント５１のギャップの
中にあり、磁性体に誘導された飽和磁気モーメントを検
出する。また、第二センサ５３を備え、磁性体中の残留
磁気モーメントを検出することもできる。上記エレメン
ト５１には軟質の馬蹄形磁性材の間に永久磁石５１Ａが
備えられる。第二磁気アセンブリ５５には、第一磁気ア
センブリの磁界の方向と反対の方向に非飽和磁界を発生
させるエレメント５６があり、ＭＲセンサ５７が磁界発
生エレメント５６のギャップの中にあり、前記磁性体に
誘導された非飽和磁気モーメントを検出する。また、セ
ンサ５８を備え、磁性体中の残留磁気モーメントを検出
することもできる。上記エレメント５６には軟質の馬蹄
形磁性材の間に永久磁石５６Ｂが備えられる。図２のセ
ンサ５３と５８を余分に設けることにより、文書の認証
に役立つ付加的な情報を提供することができる。
磁気ヘッド配列の一般的構成が図２に示される。第一磁
気アセンブリ５０には、飽和磁界を作るエレメント５１
があり、ＭＲセンサ５２がエレメント５１のギャップの
中にあり、磁性体に誘導された飽和磁気モーメントを検
出する。また、第二センサ５３を備え、磁性体中の残留
磁気モーメントを検出することもできる。上記エレメン
ト５１には軟質の馬蹄形磁性材の間に永久磁石５１Ａが
備えられる。第二磁気アセンブリ５５には、第一磁気ア
センブリの磁界の方向と反対の方向に非飽和磁界を発生
させるエレメント５６があり、ＭＲセンサ５７が磁界発
生エレメント５６のギャップの中にあり、前記磁性体に
誘導された非飽和磁気モーメントを検出する。また、セ
ンサ５８を備え、磁性体中の残留磁気モーメントを検出
することもできる。上記エレメント５６には軟質の馬蹄
形磁性材の間に永久磁石５６Ｂが備えられる。図２のセ
ンサ５３と５８を余分に設けることにより、文書の認証
に役立つ付加的な情報を提供することができる。
【００１２】センサ５２と５７の検出原理は、磁気抵抗
のそれと同じである。８１／１９ＮｉＦｅの薄層フィル
ムは、構造５１と５６との間のギャップに位置し、フィ
ルムの面がこれらの点で大きな磁界に直角になるように
なっている。フィルムの面が大きな磁界に直角なので、
この磁界は検出されず、センサは帯磁インクの記録から
発する微弱な磁界にすぐれた信号／雑音比で応答するこ
とができる。図２の他のセンサ５３と５８もこの好まし
い態様では磁気抵抗センサであることが好ましい。
のそれと同じである。８１／１９ＮｉＦｅの薄層フィル
ムは、構造５１と５６との間のギャップに位置し、フィ
ルムの面がこれらの点で大きな磁界に直角になるように
なっている。フィルムの面が大きな磁界に直角なので、
この磁界は検出されず、センサは帯磁インクの記録から
発する微弱な磁界にすぐれた信号／雑音比で応答するこ
とができる。図２の他のセンサ５３と５８もこの好まし
い態様では磁気抵抗センサであることが好ましい。
【００１３】本発明の磁気アセンブリの好ましい態様の
一つが図３に示される。図示のように、磁気アセンブリ
６０には、永久磁石６２と、軟質、高透過性の磁極片６
４、６６と、これらの磁極片６４、６６との間の第一ギ
ャップＧの中心または中心近くに位置している磁気抵抗
（ＭＲ）検出素子６８とが備えられる。素子６８には、
検出素子６８に検出電流を流す電導性パッド７０と導線
７２とがある。
一つが図３に示される。図示のように、磁気アセンブリ
６０には、永久磁石６２と、軟質、高透過性の磁極片６
４、６６と、これらの磁極片６４、６６との間の第一ギ
ャップＧの中心または中心近くに位置している磁気抵抗
（ＭＲ）検出素子６８とが備えられる。素子６８には、
検出素子６８に検出電流を流す電導性パッド７０と導線
７２とがある。
【００１４】第一ギャップＧの寸法は、ギャップ磁界
（ｘ軸向きの）ＨG が十分に大きくなり、かつ磁界の勾
配、∂Ｈx ／∂ｙが十分小さくなるように選び、第一ギ
ャップＧの中心または中心近くに位置しているＭＲ検出
素子６８のところに文書を通過させる機械的移動手段の
ヘッドと文書間の間隙の機械的許容誤差内にある、読み
込み中の文書の顔料（インク）の磁性成分を実質的また
は完全に磁気的に飽和させるようにする。永久磁石（Ｐ
Ｍ）６２の箇所にあり、ＰＭ６２の厚さに等しい第二ギ
ャップｇは、十分な大きさのギャップ磁界ＨG を達成す
るに十分な磁力を与えるように選ばれる。ＰＭ６２に沿
って高さｌ、ギャップｇの特定寸法を最適化して、ＰＭ
６２を最も効率的な（Ｂ−Ｈ）max 作動点で作動させる
ことが可能であり、あるいはＰＭ６２および／または磁
気アセンブリのコストを低減させるためにＰＭ６２の製
造者在庫の厚さのものを用いることが可能である。
（ｘ軸向きの）ＨG が十分に大きくなり、かつ磁界の勾
配、∂Ｈx ／∂ｙが十分小さくなるように選び、第一ギ
ャップＧの中心または中心近くに位置しているＭＲ検出
素子６８のところに文書を通過させる機械的移動手段の
ヘッドと文書間の間隙の機械的許容誤差内にある、読み
込み中の文書の顔料（インク）の磁性成分を実質的また
は完全に磁気的に飽和させるようにする。永久磁石（Ｐ
Ｍ）６２の箇所にあり、ＰＭ６２の厚さに等しい第二ギ
ャップｇは、十分な大きさのギャップ磁界ＨG を達成す
るに十分な磁力を与えるように選ばれる。ＰＭ６２に沿
って高さｌ、ギャップｇの特定寸法を最適化して、ＰＭ
６２を最も効率的な（Ｂ−Ｈ）max 作動点で作動させる
ことが可能であり、あるいはＰＭ６２および／または磁
気アセンブリのコストを低減させるためにＰＭ６２の製
造者在庫の厚さのものを用いることが可能である。
【００１５】全高Ｌは、十分に大きく選び、第一ギャッ
プ、ＧからＰＭ６２を外へ取り出せるようにすることに
よって、第一ギャップＧの箇所（ＭＲ素子６８と文書と
があるところ）またはその上の磁界勾配が主として磁極
片６４、６６の幾何学的形状によって決定され、ＰＭ６
２自体からの迷走磁界には顕著には直接影響は受けない
ようにする。また、ｇ，Ｇ，ｌ，およびＬの寸法は、十
分に大きく選び、ＭＲ検出素子６８が磁極片６４，６６
のギャップ領域の空間容積内に嵌まるようにする。上部
ギャップでの横断磁界、Ｈy の大きな勾配、∂Ｈy ／∂
ｘがある場合は、ＭＲ素子６８がさらに機械的付属品を
備え、ＭＲ素子６８の位置をｘ軸に沿って微調整するこ
とができ、そうすれば、ＭＲ素子６８の箇所の横断磁
界、Ｈｙによって適当なバイアス磁化状態にＭＲ素子６
８を維持することができる。
プ、ＧからＰＭ６２を外へ取り出せるようにすることに
よって、第一ギャップＧの箇所（ＭＲ素子６８と文書と
があるところ）またはその上の磁界勾配が主として磁極
片６４、６６の幾何学的形状によって決定され、ＰＭ６
２自体からの迷走磁界には顕著には直接影響は受けない
ようにする。また、ｇ，Ｇ，ｌ，およびＬの寸法は、十
分に大きく選び、ＭＲ検出素子６８が磁極片６４，６６
のギャップ領域の空間容積内に嵌まるようにする。上部
ギャップでの横断磁界、Ｈy の大きな勾配、∂Ｈy ／∂
ｘがある場合は、ＭＲ素子６８がさらに機械的付属品を
備え、ＭＲ素子６８の位置をｘ軸に沿って微調整するこ
とができ、そうすれば、ＭＲ素子６８の箇所の横断磁
界、Ｈｙによって適当なバイアス磁化状態にＭＲ素子６
８を維持することができる。
【００１６】磁極片６６、６４の幅、ｗは、機械的に便
利である限り小さくなるように選ぶが、一方では良好な
効率を得るため、そしてＰＭ６２に近接の磁極片６６、
６４の基部近くの磁極片６６、６４の飽和を避けるた
め、磁極片６６、６４の磁気抵抗を十分に低く維持す
る。トラック幅Ｗは、磁気検出を受けている文書の部分
の幅に対応して選ばれる。磁極片６６、６４の外縁につ
いては約４５°のテーパを取ると、ＭＲ素子６８の所を
文書が通過する前とその後とを問わず、文書に見られる
反磁界が顕著に低減される。
利である限り小さくなるように選ぶが、一方では良好な
効率を得るため、そしてＰＭ６２に近接の磁極片６６、
６４の基部近くの磁極片６６、６４の飽和を避けるた
め、磁極片６６、６４の磁気抵抗を十分に低く維持す
る。トラック幅Ｗは、磁気検出を受けている文書の部分
の幅に対応して選ばれる。磁極片６６、６４の外縁につ
いては約４５°のテーパを取ると、ＭＲ素子６８の所を
文書が通過する前とその後とを問わず、文書に見られる
反磁界が顕著に低減される。
【００１７】磁気アセンブリの具体的な設計を一つ挙げ
る。それは、磁極片６４、６６が冷延鋼を燒鈍したもの
で、ＮｄＦｅＢ永久磁石６２（残留磁気、Ｂｒ＝１１ｋ
Ｇ、抗磁力Ｈｃ＝１５ｋＯｅで実質的にスクエアのＭー
Ｈループを有する）を中間に挟み、寸法としてはＧ＝
０．３″、ｇ＝０．１２５″（ＮｄＦｅＢ製造業者の在
庫厚さ）、Ｌ＝０．８″、ｌ＝０．１８５″、ｗ＝０．
６″、およびＷ＝３．０″を有するものである。この設
計ではギャップ磁界、ＨG ≒１２００ Ｏｅ、および磁
気ヘッドと文書との間隔≦０．０８″に対して「文書磁
界」≧８００ Ｏｅが得られる。
る。それは、磁極片６４、６６が冷延鋼を燒鈍したもの
で、ＮｄＦｅＢ永久磁石６２（残留磁気、Ｂｒ＝１１ｋ
Ｇ、抗磁力Ｈｃ＝１５ｋＯｅで実質的にスクエアのＭー
Ｈループを有する）を中間に挟み、寸法としてはＧ＝
０．３″、ｇ＝０．１２５″（ＮｄＦｅＢ製造業者の在
庫厚さ）、Ｌ＝０．８″、ｌ＝０．１８５″、ｗ＝０．
６″、およびＷ＝３．０″を有するものである。この設
計ではギャップ磁界、ＨG ≒１２００ Ｏｅ、および磁
気ヘッドと文書との間隔≦０．０８″に対して「文書磁
界」≧８００ Ｏｅが得られる。
【００１８】磁気抵抗素子６８のハード軸バイアス磁界
は、１５±２エルステッドである必要があるが、一方、
ＰＭ６２と磁極片６６、６４とからの磁界は１０００エ
ルステッドと大きくすることが出来る。機械的許容誤差
があることと、迷走磁界の問題があることから、磁気ア
センブリ６０の各部品を組み立てて最適のバイアスを達
成するのは極めて困難であることが今まで知られてい
た。本発明では、この問題は、ＭＲ素子の近くではある
がＭＲ素子からは絶縁層８２によって電気的に絶縁され
た電導体層８０を設けることによって解決される。電導
体層８０には、電導性パッド８４、８６とこれらに対応
する導線８８、９０がそれぞれ付いており層８０に補償
ＤＣ電流を導く。この補償ＤＣ電流によって、ハード軸
バイアス磁界０．１５ Ｏｅ／ｍＡが得られ、ＰＭ６２
によって得られるはるかに大きなバイアス磁界とこの磁
界とが一緒にされる。
は、１５±２エルステッドである必要があるが、一方、
ＰＭ６２と磁極片６６、６４とからの磁界は１０００エ
ルステッドと大きくすることが出来る。機械的許容誤差
があることと、迷走磁界の問題があることから、磁気ア
センブリ６０の各部品を組み立てて最適のバイアスを達
成するのは極めて困難であることが今まで知られてい
た。本発明では、この問題は、ＭＲ素子の近くではある
がＭＲ素子からは絶縁層８２によって電気的に絶縁され
た電導体層８０を設けることによって解決される。電導
体層８０には、電導性パッド８４、８６とこれらに対応
する導線８８、９０がそれぞれ付いており層８０に補償
ＤＣ電流を導く。この補償ＤＣ電流によって、ハード軸
バイアス磁界０．１５ Ｏｅ／ｍＡが得られ、ＰＭ６２
によって得られるはるかに大きなバイアス磁界とこの磁
界とが一緒にされる。
【００１９】磁気アセンブリ６０を最終的に組み立てた
後、電導層２０に適当なＤＣ電流を流すことによって補
償バイアス磁界を独立的に調整することが容易にでき
る。図４は、このような調整を行なう較正回路のブロッ
ク概略図である。図示のように、磁気アセンブリ６０の
セットアップの際にはＣＰＵ（中央演算装置）１００に
よってデジタル信号がバス（母線）１０２を経てレジス
タ１０４ヘ送られる。上記デジタル信号はレジスタ１０
４によってデジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ）１０６
へかけられ、アナログ信号へ変換される。相当する波形
は振幅１．０ボルトのステップ電圧１０８である。この
アナログ信号は緩衝増幅器１１０で緩衝され、電導層８
０へ閉スイッチ１１２を経て送られる。電導層８０中の
電流によって磁界が生じ、これがＭＲ素子６８によって
検出される。この信号が増幅器１１４で増幅され、フイ
ルタ１１６で濾過され、アナログ／デジタル変換器（Ａ
／Ｄ）１１８でデジタル信号へ変換される。このデジタ
ル信号はレジスタ１２０とバス１０２を経由してＣＰＵ
へ送られる。
後、電導層２０に適当なＤＣ電流を流すことによって補
償バイアス磁界を独立的に調整することが容易にでき
る。図４は、このような調整を行なう較正回路のブロッ
ク概略図である。図示のように、磁気アセンブリ６０の
セットアップの際にはＣＰＵ（中央演算装置）１００に
よってデジタル信号がバス（母線）１０２を経てレジス
タ１０４ヘ送られる。上記デジタル信号はレジスタ１０
４によってデジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ）１０６
へかけられ、アナログ信号へ変換される。相当する波形
は振幅１．０ボルトのステップ電圧１０８である。この
アナログ信号は緩衝増幅器１１０で緩衝され、電導層８
０へ閉スイッチ１１２を経て送られる。電導層８０中の
電流によって磁界が生じ、これがＭＲ素子６８によって
検出される。この信号が増幅器１１４で増幅され、フイ
ルタ１１６で濾過され、アナログ／デジタル変換器（Ａ
／Ｄ）１１８でデジタル信号へ変換される。このデジタ
ル信号はレジスタ１２０とバス１０２を経由してＣＰＵ
へ送られる。
【００２０】本発明によればＤＣ（直流）の可変電源１
２２から電導層８０経由で電流が流れる。電源１２２に
は、＋ＶREF とーＶREF との間に接続された調節可能の
ポテンシオメータ１２４と、緩衝増幅器１２６と、レジ
スタ１２８とが備えられる。セットアップの時にはスイ
ッチ１３０が開き、スイッチ１１２が閉じ、ポテンシオ
メータ１２４が調節され、信号が最大となる。ＭＲ素子
６８の作動の際には、スイッチ１３０が閉まり、スイッ
チ１１２が開き、ＤＣ電源１２２が電導層８０に補償Ｄ
Ｃ電流を供給する。
２２から電導層８０経由で電流が流れる。電源１２２に
は、＋ＶREF とーＶREF との間に接続された調節可能の
ポテンシオメータ１２４と、緩衝増幅器１２６と、レジ
スタ１２８とが備えられる。セットアップの時にはスイ
ッチ１３０が開き、スイッチ１１２が閉じ、ポテンシオ
メータ１２４が調節され、信号が最大となる。ＭＲ素子
６８の作動の際には、スイッチ１３０が閉まり、スイッ
チ１１２が開き、ＤＣ電源１２２が電導層８０に補償Ｄ
Ｃ電流を供給する。
【００２１】本発明は添付の図面を参照して本明細書で
は説明されたが、その変形や改変も本発明の精神および
その特許請求の範囲にて可能であることが理解されよ
う。例えば、永久磁石はＭＲ検出素子の近くに位置させ
ることも可能である。
は説明されたが、その変形や改変も本発明の精神および
その特許請求の範囲にて可能であることが理解されよ
う。例えば、永久磁石はＭＲ検出素子の近くに位置させ
ることも可能である。
【００２２】
【発明の効果】以上のように、本発明は容易に構成可能
な永久磁石磁化機構を提供するが、この機構は、高磁界
を発生し、しかもほとんど外部動力を必要とせず、文書
／磁気ヘッドの実際的な機械的許容誤差内の間隙にて、
文書中の磁性インクを部分的にも完全にも磁化する一
方、文書をＭＲ素子で最高の感度と再現性をもって読み
込むことができる。
な永久磁石磁化機構を提供するが、この機構は、高磁界
を発生し、しかもほとんど外部動力を必要とせず、文書
／磁気ヘッドの実際的な機械的許容誤差内の間隙にて、
文書中の磁性インクを部分的にも完全にも磁化する一
方、文書をＭＲ素子で最高の感度と再現性をもって読み
込むことができる。
【図１】 加えられた磁界の関数としての磁界抵抗のグ
ラフである。
ラフである。
【図２】 本発明を用いる磁性ヘッド配列の概略図であ
る。
る。
【図３】 本発明を用いる磁気アセンブリの概略透視図
である。
である。
【図４】 本発明の作動を説明するのに有利な、一部系
統図的、一部ブロック図的な図である。
統図的、一部ブロック図的な図である。
１０ 磁界曲線、１１ 文書、１６ 変曲点、１７ 作
動点、１８ バイアス磁界の大きさ、２０ 入力信号、
２２ 出力抵抗、５０ 第一磁気アセンブリ、５１，５
６ 磁界形成エレメント、５１Ａ，５６Ｂ，６２ 永久
磁石、５２，５３，５７，５８ 磁気抵抗センサ、５５
第二磁気アセンブリ、６０ 磁気アセンブリ、６４，
６６ 磁極片，６８ 磁気抵抗素子、７０，８４，８６
電導性パッド、７２，８８，９０ 導線、８０ 電導
層、８２ 絶縁層、１００ ＣＰＵ、１０２ バス（母
線）、１０４，１２０，１２８ レジスタ、１０６ デ
ジタル／アナログ変換器、１０８ ステップ波電圧、１
１０，１２６ 緩衝増幅器、１１２，１３０ スイッ
チ、１１４ 増幅器、１１６ フイルタ、１１８ アナ
ログ／デジタル変換器、１２２ 直流電源、１２４ ポ
テンシオメータ。
動点、１８ バイアス磁界の大きさ、２０ 入力信号、
２２ 出力抵抗、５０ 第一磁気アセンブリ、５１，５
６ 磁界形成エレメント、５１Ａ，５６Ｂ，６２ 永久
磁石、５２，５３，５７，５８ 磁気抵抗センサ、５５
第二磁気アセンブリ、６０ 磁気アセンブリ、６４，
６６ 磁極片，６８ 磁気抵抗素子、７０，８４，８６
電導性パッド、７２，８８，９０ 導線、８０ 電導
層、８２ 絶縁層、１００ ＣＰＵ、１０２ バス（母
線）、１０４，１２０，１２８ レジスタ、１０６ デ
ジタル／アナログ変換器、１０８ ステップ波電圧、１
１０，１２６ 緩衝増幅器、１１２，１３０ スイッ
チ、１１４ 増幅器、１１６ フイルタ、１１８ アナ
ログ／デジタル変換器、１２２ 直流電源、１２４ ポ
テンシオメータ。
フロントページの続き (72)発明者 ジェイ デービス フリーマン アメリカ合衆国 カリフォルニア州 ルー カディア カプリ 814 (72)発明者 ケント ラファエル ガンドラ アメリカ合衆国 カリフォルニア州 ポー ウェイ ゴールデン アイ レイン 12455 (72)発明者 ピーター ヴァンデルサルム ケーペ アメリカ合衆国 カリフォルニア州 サン ディエゴ コルテ アル フレスコ 4351
Claims (10)
- 【請求項１】 磁気アセンブリにおいて、 磁性体からの磁界を検出する磁性抵抗素子と、 バイアス磁界を発生し、前記磁気抵抗素子を磁気バイア
ス状態として前記磁性体から発する磁界を適当な感度で
検出可能とする永久磁石と、 前記磁気抵抗素子に近接しているが前記磁気抵抗素子か
らは電気的に絶縁された電導体層と、 前記導電体に直流を流して前記磁気抵抗素子中にバイア
ス磁界を発生させる可変直流電源と、 を有し、 このバイアス磁界は前記永久磁石によって発生された前
記バイアス磁界と一緒にされるが、前記永久磁石によっ
て発生された前記バイアス磁界は、前記直流によって発
生された前記バイアス磁界よりも格段に大きいこと、 を特徴とする磁気アセンブリ。 - 【請求項２】 請求項１の磁気アセンブリにおいて、検
出中の磁性体を磁化するに足る十分な大きさの磁界を前
記永久磁石によって発生させることを特徴とする磁気ア
センブリ。 - 【請求項３】 請求項１の磁気アセンブリにおいて、前
記永久磁石が前記磁気抵抗素子に近接していることを特
徴とする磁気アセンブリ。 - 【請求項４】 請求項１の磁気アセンブリにおいて、前
記永久磁石が前記磁気抵抗素子から間隔を置いて位置
し、かつ実質的に同じ平面に位置していることを特徴と
する磁気アセンブリ。 - 【請求項５】 磁性を有する文書の磁化とその検出とい
う二つの目的を達成する磁気アセンブリにおいて、 永久磁石と、 先細の可変ギャップ型磁気回路を前記永久磁石とともに
形成するような形状をした第一および第二軟質磁性高透
過性磁極片と、 を有し、 前記永久磁石は前記第一磁極片と第二磁極片との間の第
一ギャップに位置すること、 さらに前記第一磁極片と第二磁極片との間に位置する第
二ギャップの中心またはその近くに位置する磁気抵抗検
出素子を有し、 前記第二ギャップおよび前記磁気抵抗検出素子は、前記
磁気抵抗検出素子によって検出すべき帯磁文書に極く接
近しており、前記磁気抵抗検出素子のところの前記磁界
は、検出すべき磁性文書から発する磁界を適当な感度で
検出する磁気バイアス状態に前記磁気抵抗素子を維持
し、同時に前記磁界は検出すべき前記磁性体を磁化する
こと、 さらに前記磁気抵抗素子に近接しているが、これとは電
気的には絶縁されている電気伝導体と、 前記導電体に直流を流して前記磁気抵抗素子中にバイア
ス磁界を発生させる可変直流電源と、 を有し、 このバイアス磁界は前記永久磁石によって発生された前
記バイアス磁界と一緒にされるが、前記永久磁石によっ
て発生された前記バイアス磁界は前記直流によって発生
されたバイアス磁界よりも格段に大きいこと、 を特徴とする磁気アセンブリ。 - 【請求項６】 請求項５の磁気アセンブリにおいて、前
記第一磁極片と第二磁極片に内縁と外縁があることを特
徴とし、そして検出される帯磁文書がちょうど最後に通
過する、前記第一磁極片および第二磁極片の少なくとも
一つの外縁が面取りされ、その結果、前記第一と第二磁
極片との間の前記第二ギャップの中心またはその近くで
形成される磁界の方向と実質的に反対の磁界の成分の力
が、その箇所で、顕著に減少されることを特徴とする磁
気アセンブリ。 - 【請求項７】 請求項５の磁気アセンブリにおいて、前
記磁気抵抗検出素子が前記第二ギャップ内に調節可能の
ように取り付けられ、前記磁気抵抗検出素子の感度の最
適化が行われることを特徴とする磁気アセンブリ。 - 【請求項８】 請求項５の磁気アセンブリにおいて、前
記磁気抵抗検出素子がニッケル鉄（ＮｉＦｅ）を材料と
する薄いフィルム層を包含することを特徴とする磁気ア
センブリ。 - 【請求項９】 請求項５の磁気アセンブリにおいて、前
記永久磁石がＮｄＦｅＢ磁性材を包含することを特徴と
する磁気アセンブリ。 - 【請求項１０】 請求項５の磁気アセンブリにおいて、
前記磁極片が焼鈍された冷延鋼を包含することを特徴と
する磁気アセンブリ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7268776A JPH09128716A (ja) | 1995-10-17 | 1995-10-17 | 磁気抵抗と直流補償バイアスを備えた永久磁石アセンブリ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7268776A JPH09128716A (ja) | 1995-10-17 | 1995-10-17 | 磁気抵抗と直流補償バイアスを備えた永久磁石アセンブリ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09128716A true JPH09128716A (ja) | 1997-05-16 |
Family
ID=17463140
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7268776A Pending JPH09128716A (ja) | 1995-10-17 | 1995-10-17 | 磁気抵抗と直流補償バイアスを備えた永久磁石アセンブリ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09128716A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005071622A1 (ja) * | 2004-01-27 | 2005-08-04 | Sankyo Seiki Mfg. Co., Ltd. | 紙葉類識別センサ及び紙葉類識別装置 |
-
1995
- 1995-10-17 JP JP7268776A patent/JPH09128716A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005071622A1 (ja) * | 2004-01-27 | 2005-08-04 | Sankyo Seiki Mfg. Co., Ltd. | 紙葉類識別センサ及び紙葉類識別装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4280158A (en) | Magnetoresistive reading head | |
| US6392849B2 (en) | Magnetic head with dual spin valve element for differential operation | |
| US5818685A (en) | CIP GMR sensor coupled to biasing magnet with spacer therebetween | |
| US5084794A (en) | Shorted dual element magnetoresistive reproduce head exhibiting high density signal amplification | |
| US5949600A (en) | Signal reproduction method and magnetic recording and reproducing apparatus using tunnel current | |
| JPH0855312A (ja) | 磁気抵抗センサ装置 | |
| US5532584A (en) | MR sensor including calibration circuit wherein signals are averaged for determining a correction factor and pole pieces are shaped to reduce field in gap therebetween | |
| EP0709689B1 (en) | Permanent magnet assembly with MR element and DC compensating bias | |
| JPH08241507A (ja) | 磁気書類の検出／鑑定を行う磁気抵抗要素を備えた永久磁石アセンブリ | |
| US5914839A (en) | MR Device with anti-ferro magnetic field anti-parallel to sense current magnetic field | |
| JPH09128716A (ja) | 磁気抵抗と直流補償バイアスを備えた永久磁石アセンブリ | |
| US3189880A (en) | Flux-responsive record-reproduce system | |
| US6219213B1 (en) | Magnetic head with magnetic tunnel element in which induced magnetic field changes relative angle of magnetization which affects tunnel current | |
| JP3581051B2 (ja) | 磁気ヘッド及びそれを用いた磁気記録再生装置 | |
| JP3360171B2 (ja) | 磁気インピーダンスヘッドモジュール | |
| JP2003218421A (ja) | 磁気検出素子及びその製造方法並びに磁気ヘッド及び磁気再生装置 | |
| JP3537380B2 (ja) | 磁気ヘッド及び磁気再生装置 | |
| JPH06207834A (ja) | 位置検出装置 | |
| JPS5823319A (ja) | 垂直磁化記録再生システム | |
| JPS6032245B2 (ja) | 磁気抵抗効果ヘツド | |
| JPH0490101A (ja) | 垂直磁気記録装置 | |
| JPH04351708A (ja) | ホール素子および磁気ヘッド | |
| JPH10149514A (ja) | 磁気抵抗効果型磁気ヘッド | |
| JP2001331910A (ja) | 磁気ヘッド及びその製造方法及び磁気再生装置 | |
| JPH05266435A (ja) | 薄膜磁気ヘッド |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050104 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050607 |