JPS5842900B2 - 磁気情報を読取るための装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は磁気情報を読取るための装置に関する。

特にこの発明は伝票（ｓｌｉｐ）もしくは小切手類を読
取るための装置に適用可能である。

周知のように現在用いられているデータ処理装置は多く
のものが符号化された磁気情報を担持している伝票を用
いた「リーダ」と呼ばれるデータ供給装置を備えている
。

このような伝票としては、例えば銀行小切手、郵便局小
切手、筐たはクレジット・カード等が挙げられる。

一般に問題となる情報は伝票に印刷された一連の英数文
字から成っている。

即ち伝票が例えばチェックもしくは小切手である場合に
小切手の番号とか、振出人の口座番号とかを表示する一
連のアルファベット、数字などの文字、区切りマーク等
から成っている。

各文字は磁性インクの線分の集合によって形成される。

線分の数、線分間の間隔および線分の相対位置は各文字
に対して個々に異なっており、そして例えばＣＭＣコー
ドのような周知のコードに従って符号化されている。

小切手読取シ装置もしくはチェック・リーダは伝票に印
刷された文字によって表わされる符号化された磁気情報
を一定振幅で可変長さの一連の電気信号に変換し、これ
等信号は電子整形回路に伝達され、そこで一定幅および
一定振幅の一連の矩形波電気パルスに変換される。

これ等のパルスはチェックもしくは小切手に印刷されて
いる文字を認識評価するための電子回路に伝達される。

一連の電気パルスに対応する文字が識別されると直ちに
、チェック・リーダが設けられているデータ処理装置内
の計算装置で貸し方、借り方勘定の更新のようなチェッ
クに関係のある演算を実行することが可能である。

本発明の主題の理解を容易にするために、次のような磁
気に関する成る種の事象に関して考察しておくのが有利
であろう。

１）磁気誘導が低い磁性材料を磁化するためには、該磁
性材料は最初に該材料を飽和するのに充分な強さを有す
る正の磁場、言い換えるならば磁性材料の磁気誘導が限
界値Ｂｓに達するのに充分な強さを有する正の磁場にか
けられる。

次いで外部磁場を取ジ去る。

該材料内には外部磁場を取り去った後にも残留誘導もし
くは残留磁気と称される磁気誘導（＋Ｍｒ ）が残る。

この残留誘導もしくは残留磁気は零ではなく材料にとっ
て特有な値を取る。

ここでＢ／Ｈ比が、Ｈを零にさせる場合の材料の初期透
磁率と称される。

２）この磁化された材料に負の磁場を加えると、材料内
の磁気誘導は保磁力Ｈｅと称されるＨの値で零になる。

３）表面のすぐ近傍において、磁化された磁性材料は漏
洩磁場を発生し、この漏洩磁場の強さは保持力Ｈｅの関
数であり、理論的には最大でこの保持力に等しいか、そ
れ以下である。

実際には漏洩磁場は常に保磁力よりも小さい。

４）磁気異方性材料は互いに直交する２つの顕著な磁化
方向を有する。

そのうちの１つの方向は磁化容易方向と称され、他の方
向は難磁化方向と称される。

難磁化方向における材料の初期透磁率は磁化容易方向に
おける材料の透磁率よりも非常に高い。

難磁化方向における材料が飽和する印加磁場Ｈの値は異
方性磁場成分Ｈｋと称される。

５）面積Ｓを通る磁場Ｈの磁束φは磁場の強さと面積の
大きさとの積に等しい。

小切手読取り装置即ちチェック・リーダは、般にチェッ
ク上の印刷された文字を形成する線分全てにおいて磁気
誘導の値および方向を同一にするために、該線分を磁化
するための磁化装置を備えている。

その理由は文字を小切手もしくはチェック上に印刷する
場合には線分における誘導は零であるか、あるいはまた
線分にかける磁気誘導の値および方向が線分毎に変動す
るかのいずれかであるからである。

従って磁化装置の着磁磁場を取シ去った場合に線分の磁
気誘導は磁性インクの残留磁気に等しい。

さらにチェック・リーダは磁化装置によって帯磁された
後の線分により発生される漏洩磁場を感知して、この磁
場に応答し電気信号を発生する磁気変換器を備えている
。

この電気信号は上述の電子整形回路に伝達される。

このようにして磁気変換器は線分の存在を検出すること
ができる。

チェックもしくは小切手は機械的搬送装置によって移動
されそして全ての線分が磁化装置および磁気変換器の前
部を近接して逐次通過するように装置内に配置される。

機械的搬送装置は手動かまたは電動機によって駆動され
る。

線分を飽和するのに極めて効果的である単純でかつ廉価
な磁化装置が知られている。

例えばこのような磁化装置は本願と同一の出願人によっ
て１９７７年３月３１日に出願したフランス国特許願第
７７０９８２３号明細書に記載されている。

この装置は好１しくは絶縁性である基板上に付着された
高い保持力を有する磁性層を有しており、そしてこの磁
性層は交互に異なった長さｄｌ およびｄ２ を有する
一連の連接した帯域を有しており、そのうち一方の帯域
の長さは他方の帯域の長さよりも非常に大きい。

そして各帯域の磁気誘導は反対の方向にあって、その値
はほぼ磁性層の残留磁気に等しい。

このような磁化装置は磁性層の表面の近傍および縁部に
極限されている高い漏洩磁場を有している。

さらにまた線分の存在の検出に非常に高い信頼性を有す
ると同時に線分の移動速度に対し鈍感である単純でし力
）も廉価な変換器も知られている。

磁気抵抗器を用いた磁気変換装置がその例である。

ここで磁気抵抗器とはよく知られているように、非常に
小さい厚さく数百オングストロームないし数ミクロン）
の薄い層またはフィルムの形態にあって、磁場に曝され
た場合に抵抗値を変える絶縁基板上に付着された電気抵
抗器である。

この種の測定用磁気抵抗器Ｒは電流■を出力する発生器
の端子に接続される。

成る線分が磁気抵抗器の前を通過すると、線分の漏洩磁
場Ｈの磁束によって磁気抵抗器の抵抗値に変化△Ｒが生
じ、従って上記発生器の端子には電圧の変化ΔＶ−ＩΔ
Ｒが生ずる。

ここで△Ｒ／Ｒは磁気抵抗器の係数と称される。

本願と同一の出願人によって１９７７年４月２９日に出
願されたフランス国特許願第７７１３０２６号明細書に
は線分の存在を検出する妙兇ユくとも１つの磁気抵抗素
子と該磁気抵抗検出素子に近接して設けられて線分の漏
洩磁場には曝されずに上記検出素子と同一の妨害磁場を
受ける磁気抵抗補償素子を備えている磁気変換装置が開
示されている。

ここで妨害磁場とは近くに設けられた電気装置によって
発生される磁場とか地球磁場のような線分の漏洩磁場Ｈ
以外の磁場および電磁場である。

本発明は上に述べたフランス国特許願明細書に記載され
ている磁化装置および磁気変換装置を組合せてこれ等装
置を互いに近接して配設し、しかも好筐しくは同じ基板
上に配設することを可能にしようとするものである。

このようにすれば廉価で寸法が非常に小さく、しかも極
めて高い精度で磁気情報を読取るためのコンパクトな装
置が得られる。

本発明は磁気情報を着磁するための磁化装置と、該情報
を検出するための磁気変換装置とを有し、上記情報が逐
次磁化装置および磁気変換装置の前を通過するようにし
た磁気情報読取り装置を対象とするもので、その特長と
するところは次の点にある。

即ち１）磁化装置は長さｄｌ およびｄ２を有する一連
の連接した帯域からなる少くとも１つの磁性層を有して
おり、この場合長さｄ２はｄ、よりもかなり大きく、こ
れ等帯域における磁気誘導は反対の方向にある。

２）磁気変換装置は、情報を検出するための少くとも１
つの磁気抵抗素子と、該磁気抵抗検出素子に近接して配
設された磁気抵抗補償素子とから構成されて、これ等２
つの素子間の距離は、上記補償素子が検出素子と同じ妨
害磁場に敏感であるが情報の磁場に対しては鈍感である
ように選ばれ、上記妨害磁場の作用を受けた上記検出素
子および補償素子によって発生される電気出力信号の電
圧は互いに相等しい。

本発明の好もしい具体例においては、磁気抵抗検出素子
および補償素子を構成する材料は上記情報の漏洩磁場に
対し垂直な磁化容易軸を有する異方性材料である。

本発明の特に有利な具体例に釦いては、磁化装置は磁気
変換装置に最近接の縁が磁気抵抗検出素子および補償素
子から次のような距離、即ちこれ等画素子が難磁化軸に
沿って好筐しくは４５°に近い角度θだけ磁化容易軸を
回転せしめるような前記磁化装置の漏洩磁場を受けるよ
うな距離に配設されている。

上述のように磁気抵抗素子が磁化容易軸を回転せしめら
れた場合、これを「分極」されたと称し、例えば「コン
パーニュ・インターナジオナルプール・リンフオルマテ
イーク」によ９１９６１４１２３２２日に出願されたフ
ランス国特許第２１６５２０６号明細書に記述されてい
る。

本発明によれば検出素子および補償素子の感度は改善さ
れ、従ってそれ等の出力信号電圧も改善され、それ等の
抵抗値変化△Ｒは難磁化軸に沿って加えられる磁場の所
与の変化△Ｈに対し最大となる。

本発明の他の特長や利点は単なる非限定的な例として図
面に示した具体例に関する以下の説明から一層明瞭にな
ろう。

第１図にはチェック・リーダＬＣの上方で速度■でＯｘ
Ｋ沿って（第１図では左から右に）移動する銀行小切手
のような伝票が示されている。

伝票Ｃは第１図には示されていないが機械的装置（手動
またはその他の装置）によって搬送されている。

この伝票Ｃはチェックもしくは小切手上に印刷された活
字を構成する磁性インクの線分ＢＡ、 。

Ｂ Ａ２ ｔ Ｂ Ａ３ ｔ Ｂ Ａ４ ｔ ”・Ｂ
Ａ ｎ を有している。

チェック・リーダＬＣは第１図にそれぞれ矩形で記号化
した磁化装置ＤＡおよび磁気変換装置ＤＴＭを有してい
る。

磁化装置ＤＡは線分がその存在を検出する磁気変換装置
ＤＴＭＯ前を通過する以前に該線分を磁化する。

チェック・リーダＬＣの前を横切って通る活字が辿る道
が幅■の読取りトラックＰＬを画定する。

第２図および第３図に示すように、本発明によるチェッ
ク・リーダＬＣ１の磁化装置ＤＡ、は、磁性層１を有し
ており、この磁性層１は高い保持力を有するのが好壕し
くそして例えば絶縁材料から作るのを可とする基板Ｓ上
に設けられる。

磁性層１は一連の帯域Ｚ１ ｔ Ｚ２ ｔ ｚ３ｊ ｚ
４ｊ ”’Ｚ ｎを有しており、これ等帯域における磁
気誘導は交互に正および負であって、誘導の記号はラン
ダムに定められる。

奇数番目の帯域Ｚ１ 、 Ｚ３ 、 Ｚ５ 、 Ｚｉ
、 ・・・Ｚｎの長さは一定であってｄ、 Ｋ等しく、
他方偶数番目の帯域Ｚ２ 、 Ｚ４ 、 Ｚ ｉ 、・
・・Ｚｎの長さはｄ、よりも非常に大きいｄ２Ｆｃ等し
い。

なお奇数番目の帯域においては誘導は正であって、層１
が形成されている磁気材料の残留磁気（＋Ｍｒｌ）Ｋ等
しくそして偶数番目の帯域における誘導は負であって（
−Ｍｒｌ）に等しいものと仮定する。

磁化装置ＤＡ、の詳細な説明は先に掲げたフランス国特
許願第７７０９８２３号明細書に記述しである。

このようにして一連の帯域ｚ１．・・・ＺｎＫ分割され
た層１はその表面近傍に静漏洩磁場Ｈを発生する。

この磁場Ｈの主な磁力線は第３図に示されてち・り軸Ｏ
Ｘ上の磁場Ｈの投影Ｈｘのモジュラス（大きさ）の層１
の表面に平行な上記軸Ｏｘに沿う分布は第４図に示しで
ある。

第４図から明らかなように、このモジュラスは奇数番帯
域上の最大値ｎｍａｘと偶数番帯域上の最小値Ｈｍｉｎ
との間で変動する。

なお投影磁場Ｈｘは第１の帯域の上では正であり、そし
て第２の帯域上では負であると任意に仮定する。

伝票Ｃ上の線分ＢＡ、−ＢＡｎが帯域Ｚ１．Ｚ２゜Ｚ３
．・・・Ｚｎ上を逐次通過する際に、これ等線分は磁場
Ｈの一連の磁気パルスを受け、そのａＸ 結果最後の帯域Ｚｎ上を通過した時には実質的に飽和さ
れている。

層１上を通過した後の線分内の磁気誘導は線分を形成す
る磁気材料の固有残留磁気であるＭｒに等しくなる。

本発明によるチェック・リーダＬＣ，の磁気変換装置Ｄ
ＴＭ１の好ましい具体例は第２図、第３図および第５図
に示されている。

この変換装置は線分の存在を検出するための２つの磁気
抵抗素子２および３を備えており、これ等磁気抵抗素子
は好１しくは同一のものとしそして互いに離間して設け
る。

さらに磁気変換装置は材料幅および厚さならびに磁気抵
抗係数が素子２および３と共通である磁気抵抗補償素子
４を有している。

この補償素子４は磁気抵抗素子２および３の長さの半分
の長さ、言い換えるならば後者の１／２の抵抗値を有し
ている。

幅よりもかなり大きな長さを有するこれ等素子２，３お
よび４は平行であると言うことができる。

補償素子４は読取りトラックＰＬの外側で素子２および
３の近くに配設されている。

素子２，３および４は磁化装置と同じ基板Ｓ上に設ける
のが好ましいが、本発明の範囲から逸脱することなく装
置ＤＡ、およびＤ Ｔ Ｍ、を異った基板上に配設し得
ることは言う１でもない。

また本発明の範囲を逸脱することなく、磁気変換装置Ｄ
Ｔ Ｍ、 は任意の数の磁気抵抗検出素子を有する
ことができ、そして他方ではこれ等検出素子の全てに対
して共通である単一の磁気抵抗補償素子を有することが
できる。

素子２，３督よび４は同じ電流発生器（第２図、第３図
および第５図には図示せず）の端子に並列に接続されて
いる。

従って素子４が電流■を通す場合には素子２および３は
電流Ｉ／２を通し、これ等電流は素子２，３および４の
縦軸方向に流れる。

線分Ｂ Ａ１ 、・・・ＢＡｎが変換装置Ｄ Ｔ Ｍ、
の前を通過する時には素子２および３は双方共にこれ等
線分の漏洩磁場Ｈに曝される。

この漏洩磁場は線分の主寸法（長さＬ）に対して垂直で
ある。

さらにこれ等素子２釦よび３は磁場Ｈに対して外部磁場
である妨害磁場ΣＨｐに曝される。

これに対して補償素子は漏洩磁場ＨＫは曝されず、同上
の妨害磁場ΣＨｐだけに曝される。

なお磁気変換装置ＤＴＭ、の詳細は先に掲げたフランス
国特許願第７７１３０２６に記述しである。

上述の素子に作用する妨害磁場ΣＨｐＫ応答してそれぞ
れ磁気抵抗素子２，３および４の端子に現われる電圧△
■ｐ２．△■ｐ３．△Ｖｐ４は実質的に等しく、従って
２つの差動増幅器の入力端に電圧△Ｖｐ４；△Ｖｐ２な
らびに△Ｖｌ）４；△■ｐ３を供給すればこれ等差動増
幅器の出力端には線分に関連する検出電圧△Ｖｓ２．△
Ｖｓ３が得られ、これ等出力電圧からは防害磁気信号の
影響による雑音信号は除去されている。

本発明の特に好ましい具体例においては、素子２．３釦
よび４は鉄−ニッケル合金（１８％の鉄と８２％のニッ
ケル）のような異方性材料から形成されている（第５図
参照）。

素子２，３および４の磁化容易軸Ａ２ 、Ａ３ 、Ａ４
はこれ等素子の長さ方向およびこれ等素子に流れる電流
■の方向に対して平行である。

また難磁化軸はこの主寸法即ち長さ方向に対して垂直で
ありそして線分の漏洩磁場Ｈに対して平行である。

第６図には難磁化軸に平行な磁場Ｈの関数として異方性
磁気材料の磁気抵抗の抵抗値Ｒにおける変化△Ｒに関す
る曲線が示されている。

図から明らかなように、磁気抵抗を形成する材料が難磁
化方向において飽和になる異方磁場Ｈｋに等しいＨの値
では、抵抗値Ｒには変化は生じない。

既述のフランス国特許第２１６５２０６号明細書に開示
されているように、磁気抵抗器の難磁化方向にある分極
磁場Ｈｐｏ １に磁気抵抗を曝すことにより第６図に示
す縦軸を原点０１から原点０２に遷移することによって
、磁器抵抗器に最大の感度を付与することができる。

このようにすれば磁気抵抗体に印加される磁場の比較的
小さな変化△Ｈで抵抗値には比較的大きな変化△Ｒが生
ずる。

また図に示されているように、磁化容易軸は、電流■の
方向と角度θを形成する。

この角度θは４５°に等しくするのが好ましい。

本発明の特に好筐しい具体例においては、磁化装置ＤＡ
、は磁気変換装置ＤＴＭ、に最近の側部Ｃ８が磁気抵抗
素子２から距離δにあって、磁化装置ＤＡ、の漏洩磁場
Ｈｐｏ、 ＶＣより磁気抵抗体２．３．４はその磁化
容易軸Ａ１．Ａ２．Ａ３がそれ等を流れる電流の方向に
対してほぼ４５°回転するように分極される（第５図参
照）。

この場合漏洩磁場Ｈｐｏ、は上に述べたように素子２，
３および４を分極するのＶＣ２〜３エルステッド台であ
ることが必要である。

距離δおよびｄは次のように選ばれる。

即ち素子２および４間、素子２および３間ならびに素子
４釦よび３間の分極磁場Ｈ１）Ｏｌの勾配が非常に小さ
く、磁場Ｈｐｏ、の最大変化が素子２および３間で５φ
台となるように選ばれる。

例えば距離δは１ないしｌＱｍｍとし、距離ｄは約０．
５朋とすることができる。

第７図は斜切部ＣＨ，およびＣＨ２を有する共通の基板
Ｓ上の磁化装置ＤＡ、および磁気変換装置Ｄ Ｔ Ｍｌ
の相対位置を示す３／４の部分に相当する斜視図であ
る。

磁気抵抗素子４は電流発生器Ｇ（図示を簡略にするため
に示されていない）に導体５および６を介して接続され
ている。

これ等導体は基板Ｓ上に設けられて釦って、大きな接触
パッド９および１０で終末しそしてたわみ性のワイヤ１
３＄−よび１４がそれぞれパッド９釦よび１０にろう付
されている。

磁気抵抗素子２は導体６ち・よび７によって発生器Ｇに
接続されてかり、これ等導体は大きな接触パッド１０お
よび１１で終末しておりそしてたわみ性のワイヤ１４お
よび１５がこれ等パッド１０卦よび１１にそれぞれろう
付されている。

磁気抵抗素子３は導体６督よび８によって電流発生器Ｇ
に接続されている。

導体６および８は大きな接触パッド１２で終り、このパ
ッドには導体１６がろう付されている。

大きな接触パッド９，１０釦よび１１，１２は斜切部Ｃ
Ｈ，およびＣＨ２の各々に設けられている。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来より知られている磁性インクの線有を有す
るチェックもしくは小切手とチェック・リーグの相対位
置を示し、第２図は本発明によるチェック・リーグの１
具体例を示す上面図、第３図はチェック・リーダの磁気
変換装置を構成する磁気抵抗型線分検出素子の領域にお
けるチェック・リーグの断面図、第４図は磁化装置の表
面に平行な軸に投与された場合のチェック・リーダの磁
化装置の漏洩磁場の分布を示す曲線、第５図は異方性磁
気材料から形成された磁気抵抗型磁気変換装置を示す上
面図、第６図は無磁化軸方向に印加される磁場の関数と
して異方性磁気材料から作られた磁気抵抗体の抵抗変化
を示す曲線そして第１図はチェック・リーダおよび磁気
変換装置のための電気接続を示す斜視図である。 １・・・・・・磁性層、２，３・・・・・・磁気抵抗素
子、４・・・・・・磁気抵抗被償素子、５，６，７，８
・・・・・・導体、９．１０，１１，１２・・・・・・
接触パッド、１３゜１４．１５・・・・・・ワイヤ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 情報を磁化するための磁化装置と、該情報を検出す
   るための磁気変換装置とを有し、前記情報が逐次前記磁
   化装置および磁気変換装置の前部を通過する構成の磁気
   情報を読取るための装置で、前記磁化装置が長さｄ、お
   よびｄ２の一連の連接した帯域を有する少くとも１つの
   磁性層から構成され、該長さｄ２はｄｌ よりも非常に
   大きく、前記具なった長さの領域における磁気誘導は反
   対の方向にあり、前記磁気変換装置は前記情報を検出す
   るための小くとも１つの磁気抵抗素子と、該検出用磁気
   抵抗素子と共に同じ妨害磁場に対して感度を有するよう
   な距離で前記磁気抵抗検出素子に近接して設けられた磁
   気抵抗補償素子とから構成され、前記妨害磁場を受けた
   前記検出および補償素子によって発生される電気出力信
   号の電圧が実質的に等しいことを特長とする磁気情報を
   読取るための装置。 ２ 前記磁気抵抗検出素子および補償素子が異方性磁気
   材料から形成されている特許請求の範囲第１項に記載の
   磁気情報を読取るための装置。 ３ 前記磁化装置の前記磁気抵抗素子に対する最近接の
   縁が、該磁気抵抗素子から次のような距離（δ）即ちそ
   の漏洩磁場（Ｈｐｏ、）が前記磁気抵抗素子な０°と９
   ００と間の角度θだけ磁化容易軸を回転せしめることに
   より、前記磁気抵抗素子を分極するような距離に設けら
   れている特許請求の範囲第２項に記載の磁気情報を読取
   るための装置。 ４ 前記角度（のが約４５°である特許請求の範囲第３
   項に記載の磁気情報を読取るための装置。 ５ 前記距離（のが１ｍｒｆｔとｌＱｉｍとの間にある
   特許請求の範囲第３項に記載の磁気情報を読取るための
   装置。 ６ 前記磁化装置および磁気変換装置が同一の絶縁基板
   上に設けられている特許請求の範囲第１項ないし第５項
   のいずれかに記載の磁気情報を読取るための装置。 ７ 磁性層が高い保磁力を有する特許請求の範囲第１項
   ないし第３項のいずれかに記載の磁気情報を読取るため
   の装置。 ８ 短い帯域における磁気誘導が正であって、前記磁性
   層の残留磁気に等しいことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項、第２項、第３項お・よび第７項のいずれかに記
   載の磁気情報を読取るための装置。 ９ 前記長い帯域における磁気誘導が負であって、前記
   磁性層の残留磁気に等しい特許請求の範囲第１項、第２
   項、第３項、第７項および第８項のいずれかに記載の情
   報読取シ装置。 １０前記検出素子および補償素子が同じ磁気抵抗係数を
   有している特許請求の範囲第１項、第２項、第３項のい
   ずれかに記載の磁気情報を読取るための装置。 １１ ｎ個の同一の磁気抵抗素子を備えている特許請
   求の範囲第１０項に記載の磁気情報を読取るための装置
   。 １２前記ｎ個の検出素子の抵抗および長さをそれぞれＲ
   およびＬで表わした場合、前記補償素子の抵抗および長
   さがそれぞれＲ／ｎおよびＬ／ｎに等しい特許請求の範
   囲第１１項に記載の磁気情報を読取るための装置。