JPS594062B2 - 局部磁界による静上磁化装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、局部磁界静止磁化装置に関する。

特にこの発明は小切手読取り装置のような符合化された
磁気情報を読取るための装置に適用可能な静止磁化装置
に関する。現在用いられているデータ処理装置において
は、２０周知のように、符号化された磁気情報を有する
スリップもしくはカードを利用したデータ供給装置が設
けられている例が多い。

このようなスリップもしくはカードの例としては、銀行
小切手、ジャイロ・チェックまたはクレジット・カード
などを２５掲げることができる。情報は、一般にスリッ
プもしくはカードに印刷された一連の英数文字、即ちア
ルファベット、数字、区切りマーク等の一連の文字から
構成されておつて、スリップが例えば小切手即ちチェッ
クの３０場合には、チェックの振出し人の口座番号また
はチェック即ち小切手の番号を表示する。

各文字は、磁性インクから成る一組の線分によつて形成
されている。

線分の数、線分間の間隔および線分の相対位置は各文字
毎に特殊であつて、３５例えばＣＭＣＴコードのような
既知のコードに従つて符合化されている。例として、小
切手および「チェック・リーダ」ウハ７−と称されてい
る対応のデータ供給装置において考察してみる。

この「チエツク・リーダ」は、小切手に印刷されている
文字によつて与えられる符号化された磁気情報を一連の
電気信号に変換する。この電気信号は電子整形回路に接
接されておつて、この整形回路は、一連の電気信号を一
連の矩形波電気パルスに変換し、そ１７て電気パルスは
、小切手に印刷されている文字を認識するための電子回
路に伝送される。この矩形波電子パルス列に対応する文
字が識別されると、直ちに「チエツク・リーダ」が設け
られているデータ処理装置の計算装置によつて、貸方ま
たは借方演算、振出し人の会計の更新動作等のような小
切手に関する動作を実行することができる。本発明の対
象について深い理解を得るために、磁気に関する次のよ
うなことがらに関して総括して置く必要があろう。

磁性材料を磁化するためには、この材料を飽和するのに
十分な強さを有する、言い換えるならば、この材料にお
ける磁気誘動が限界値Ｂｓに達するのに充分な強さを有
する正磁界を、この材料に最初に加える。

次いで磁界を零まで減少する。するとこの材料にはその
特性である零以外のレベルの磁気誘導＋Ｍｒ言換えるな
らば残留磁気誘動が残る。換言するならば、或る磁性材
料を磁化すれば、磁性材料は、磁気的に飽和せしめられ
るのでる。また負の磁界をこの材料に加えると、材料中
の残留磁気誘導は、保磁力値Ｈｃと称されるＨの値で零
に落ちる。磁界の強さＨの関数として磁気誘導の変化を
表わした曲線がヒステリシス・ループと称されるもので
ある。更に周知のように、磁化された磁性材料は、その
表面の極く近傍に、保持力Ｈｃの関数であつて、理論的
には大きくとも該保磁力に等しい漏洩磁界を発生する。

実際上は、この漏洩磁界は常に保磁力よりも小さい。チ
エツク・リーダ（・小切手読取り装置）は一般に次のよ
うな装置を備えている。

ａ）チエツク、即ち小切手に印刷されている文字を構成
する線分を磁化するための磁化装置。

ｂ）磁化装置により磁化された線分によつて発生される
漏洩磁界に応答して、上述の電子整形回路に伝送される
電気信号を発生する磁気変換装置。小切手は、機械的な
小切手搬送装置によつて動かされ、そして搬送装置内の
小切手の位置は、文字を形成する総ての線分が逐次磁化
装置および磁気変換装置の前部を密に近接して横切るよ
うに定められている。

実際には、線分が磁気変換装置の前部を通過する際に線
分を磁化することが必要である。と言うのは、文字が小
切手に印刷されている場合には、線分における磁気誘導
は零であるか、また線分内の磁気誘導のレベルおよび方
向が線分毎に変動するかのいずれかであるからである。
明らかなように磁化装置の目的は、総ての線分において
磁気誘導のレベルおよび方向を同一にして、線分を形成
している磁性インクの残留磁気誘導に等しくすることで
ある。現在では、磁化装置は、巻数が巻付けられて広い
空隙を備えた磁心即ち磁気コアによつて構成された磁気
ヘツドから形成されている。

線分は、この空隙を非常に狭い間隔で近接して通過する
、それによつて巻線内には一定の電流が生ぜしめられ、
磁気コア内には磁界が生ずる。空隙の外側で閉じる磁界
の磁力線の部分（これが磁気漏洩である）は、巻線内の
電流値が充分に高い場合には線分を磁化せしめる。この
ような状態下では磁気ヘツドの電気一磁気効率は非常に
低い。実際、巻線に印加される電気エネルギーが高レベ
ルである場合でも、磁化エネルギーは低レベルとなる。
更にこのような磁気ヘツドは注意深く製作しなければな
らず、しかも比較的高価で嵩張つている。上記のような
欠点を克服した磁化装置も知られている。

この磁化装置は非磁性基板上に付着された高い保持力を
有する磁性層によつて形成されている。ここで高い保持
力を有する層とは、その保磁力が少なくとも線分の保持
力に等しいような層である。この種の層は、その表面の
極く近傍に（２〜３００エルステツドの）制限された高
い漏洩磁界を発生する。

この理由から小切手の文字を形成する線分は、磁性層か
ら非常に短かい距離（数１０ミクロン）で通過せしめら
れる。一般的に述べて、磁性層の漏洩磁界によつて線分
内に生ぜしめられる磁気誘導はかなり大きなものではあ
るが、磁性インクの磁気誘導飽和Ｂｓよりも小さい。

従つて、磁性層の前部を通過した後に線分内に残留する
磁気誘導は、磁性インクの残留磁気誘導よりも小さい。
理論的には、上記のような距離で漏洩磁界が極めて高い
（線分の保磁力の４〜５倍程度）磁性層だけが、磁気飽
和誘導Ｂｓよりも低いがそれに近い磁気誘導を線分内に
発生することを可能にする。非常に高い保磁力を ，―
有するこのような磁性層を製作することは、技術的に困
難であり、その製作費用は非常に高くなる。本発明は、
上に述べたような欠点を軽減もしくは克服することを目
論むものであつて、この目的で本発明によれば、非磁性
基板に付着された磁性 １層を交互に反対の方向の磁気
誘導を有する交互に異つた長さｄ１およびＤ２の一連の
連接した帯域に分割した磁化装置が提案される。磁界が
非常に局部化されたこのような静止磁化装置は、製作が
簡単で費用が安く、しかも線分が飽和する効率は従来知
られている磁化装置よりも非常に良好である。

本発明による基板に付着された磁性層から成る局部磁界
の静止磁化装置は、上記磁性層が交互に異つた方向の磁
気誘導が発生されそして交互に異 二つた長さｄｌおよ
びＤ２を有する一連の連接した帯域を備えておつて、し
かも上記２つの長さのうちの一方は他方よりも非常に大
きく選ばれていることを特徴とするものである。

本発明の好ましい具体例においては、磁性層は高い保磁
力を有する層である。

本発明の他の特徴や利点は、添付図面を参照しての具体
例に関する以下の説明から一層明らかとなるであろう。

第１図に示すように、本発明による局部磁界の静止磁化
装置は、必ずしも必須ではないが、好ましくは非磁性材
料から作られた基板２上に真空蒸着のような既知の手段
によつて付着されて高い保磁力を有するのを可とする磁
性層１を備えている。

なお非磁性材料とは、残留磁気が実質的に零であるよう
な材料である。ここで述べている具体例においては、層
１は、結合材内に埋設された粒子形態にある酸化鉄の化
合物から形成されている。しかしながら明らかなように
、例えば、二酸化タロム化合物のような非常に高い保磁
力を有する他の磁気材料を用いることも可能である。兎
も角として、このような磁性層自体は既に知られている
。本発明によれば、磁性層１は、磁気誘導が交互に正お
よび負となる一連の帯域Ｚｌ，Ｚ２，Ｚ３，Ｚｉ，Ｚｎ
−１，およびＺｎを有している。なお磁気誘導の記号即
ち正および負は任意に選択されたものである。奇数番号
の帯域Ｚｌ，Ｚ３，Ｚ５，Ｚ３，Ｚｎの長さは、総て同
一であつてｄ１に等しく、一方偶数番目の帯域Ｚ２，Ｚ
４，Ｚｌ，Ｚｎの長さは、すべて同一であつてｄ１より
も非常に大きいＤ２に等しい。

なお磁気誘導は、奇数番目の帯域においては正であつて
、層１を形成する磁性材料の残留磁気＋Ｍｒｌに等しく
、そして偶数番目の帯域における磁気誘導は負であつて
−Ｍｒｌに等しいものと仮定している。正の磁気誘導の
各帯域Ｚｊは、幅ｔの磁気ギヤツプＩｋ（第２図にはギ
ヤツプ１１，１２，１３，Ｉｎ＋１しか示されていない
）によつて負の磁気誘導の連接領域Ｚｉから分離されて
いる。この磁気ギヤツプ内には、順次正および負である
高い見掛けの磁荷が集中される。このような磁荷は、ギ
ヤツプ１，１３，・・・・・・Ｉｎにおいては正であり
、そしてギヤツプ１２，１４・・・・・・Ｉｎ＋１にお
いては負である。層１の近→くでは、これら磁荷は、漏
洩静磁界Ｈを発生し、この磁界の磁力線は第２図に示す
ようなパターンになる。

第２図から明らかなように、磁力線は正の磁化から負の
磁化に向う方向に配位されている。→磁界Ｈの大きさ（
モジユラス）の値は、これら磁荷の密度の関数ばかりで
はなく、ギヤツプｋの各々を近傍のギヤツプＩｋ−１お
よびＩｋ＋１から分離している距離の関数でもある。

第３図は、層１の表面に平行な軸線０ｘに沿つ→
→たこの軸線上の静磁界Ｈの投影値Ｈｘ
の大きさの分布を示す。

この図から明らかなように、磁界→Ｈｘの大きさは、距
離Ｄｉだけ分離されている２つの連接するギヤツプＩｋ
間では高い。

この場合→
→磁界Ｈｘは任意に正と仮定し、そ
してＨｐで表わ→す。

従つて、磁界Ｈｘの大きさの最大値（計Ｈａｘ→で表わ
される。

磁界Ｈｘの大きさ即ちモジユラスは、距離Ｄ２だけ分離
されている２つの連接するギヤツプＩｋ間ではそれほど
大きくはない。この→
→場合磁界Ｈｘは任意に負と
し、そしてＨｑで表わ−シす。

磁界Ｈｐの大きさもしくはモジユラスの最大値は従つて
Ｈｍｉｎで表わされる。従つてＨｍｉｎくＨｍａｘＯ例
として、酸化鉄磁性層１の厚さは、５０ないし５０００
ミクロン程度であり、その残留磁気Ｍｒｌは５００ガウ
スと２０００ガウスとの間にあり、その保磁力Ｈｃｌは
２０００エルステツドにほぼ近い。

距離ｄ１は０．５ないし１ｍ７７！台であり、他方Ｄ２
は２７１Ｌｍ台である。

第４図には、軸線０ｘに沿つて（第４図で右から左に）
移動している銀行小切手のようなスリツプ３の断面が示
されている。

スリツプ３は、図示を明瞭にするために図面には示され
ていないが、機械的な小切手搬送装置により推進される
ものである。スリツプ３は、磁性層１の上縁から距離ｐ
で位置する磁性インクから形成された線分４，５，６を
有している。

これら線分が薄い磁性層１の上方を移動すると線分は逐
次帯域Ｚｌ，Ｚ２，Ｚｉ・・・・・・Ｚｎによつて発生
される正および負の磁界ＨｐおよびＨｑに→曝される。

磁界Ｈｐの大きさ即ちモジユラスの最−》
→大値Ｈｍａｘは、磁界Ｈｑの大
きさの最大値Ｈｍｉｎよりも大きい。

線分４ないし６を磁化する過程は以下に第５図および第
６図を参照して説明する「レプテイシヨン（Ｒｅｐｔａ
ｔｉＯｎ）」と称される現象を用いて行われる。第５図
は、レプテイシヨン現象の原理を図解し、そして、第６
図は、線分４ないし６を形成する磁性インクに対するヒ
ステレシス・ループＣとこの現象とを組合せる仕方を示
す。

線分４を例にとつて説明する。先ず、この線分４におけ
る磁気誘導Ｂは零であると仮定する。次いで、この線分
を帯域Ｚ１の上を通る時に最大値Ｈｍａｘを有する正→
の磁界Ｈｐに曝らす。

第６図に見られるように、Ｈｍａｘは、インクの保持力
Ｈｃ２よりも高いと仮定している。線分４における磁気
誘導は、値零から正の値Ｂ１まで増大する。

座標点Ｂ１およびＨｍａｘはヒステレシス・ループＣ上
にある。次に線分４には、帯域Ｚ２の上方で最小値が→
Ｈｍｉｎである負の磁界Ｈｑを印加する。

その場合の磁気誘導は、Ｂ１よりも小さいが正である値
Ｂ２をとる。−ト このようにして線分に対する交番磁界Ｈｐおよ→びＨｑ
の印加は、線分が層１の帯域Ｚ３，Ｚ４・・・・・・Ｚ
ｎの上方を通り過ぎる回数と同じ回数だけ繰返されるの
で、磁気誘導はＢ３，Ｂ４，Ｂ５，Ｂ６，Ｂ７・・・・
・・Ｂｎの連続した値をとる。

点ＢｎおよびＨｍａｘはヒステレシス・ループＣ上にあ
る。線分４はこの時点で実質的に飽和状態にある。磁性
層１の上を通り過ぎた後には、線分はもは→
→や磁界ＨｐおよびＨｑに曝されず、線分内の
磁気誘導は線分を形成する磁性材料の固有残留磁気であ
るＭｒ２に等しくなる。

換言するならば、線分→４の飽和は、該線分にＨｐの一
連のパルス状磁界を印加することによつて達成すること
ができると言える。

自明のように、Ｈｍａｘが高ければ高いほど、言換える
ならば層１の保磁力Ｈｃｌが高ければ高いほど線分４は
一層迅速に飽和される。

実際には層１を形成する材料は、Ｈｃｌがインクの保磁
力Ｈｃ２の３倍と４倍との間の値となるように選択され
る。層内の帯域の数ｎは、帯域Ｚｎの上方を通過するこ
とにより線分が飽和状態になつて帯域Ｚｎが−シ正の漏
洩磁界Ｈｐを有するように選択される。

第６図から明らかなように、磁界の値Ｈｍａｘが高けれ
ば高いほど（保磁力Ｈｃｌが高ければ高いほど）帯域ｎ
の数は小さくなる。距離もしくは間隔ｐは、磁界の値Ｈ
ｍａｘが高く、好ましくはＨｃ２よりも常に高くなり、
他方損傷を生ぜしめる可能性がある線分と層１との間に
機械的接触が生じないように選ばれる。

再び第６図を参照するに、この図から明らかなように、
磁界ＨｐおよびＨｑが複数回続けて線分４に印加される
と、最終的に得られる磁気誘導は、（単にＢ１に等しい
）磁界Ｈｐを一回だけ印加することによつて得られる磁
気誘導よりもかなり大きい。

なお磁界Ｈｐの一回だけの印加は層が唯１つの帯域しか
有しないような場合に相当する。上の説明から明らかな
ように、唯１つの帯域を有する磁性層を用いて線分の磁
気誘導をＢｎに等しくするために、この層が非常に高い
漏洩磁界であつて、線分の飽和磁界の大きさＨｓに近い
漏洩磁界を有することが必要であり、そしてこの為には
極めて高い保磁力を有する磁性材料を使用することが必
要となるが、このような材料は技術的に製作するのが困
難であつて、しかもまた高価である。本発明はこのよう
な欠点を克服するものである。要約すると本発明の磁化
装置は次のような利点をもたらす。

ａ）磁化装置を周知の方法で層の形態で基板上に付着す
ることができる。

ｂ）層１は、長さｄ１およびＤ２の磁極片を用いて均等
の長さの帯域に容易に磁化することができ、そしてこの
過程は非常に迅速に実施することができる。

ｃ）謂ゆる「レプテイシヨン」効果に由り線分の磁化は
、現在一般に用いられているような磁気ヘツドあるいは
また唯１つの帯域を備える磁性層によつて行われる磁化
よりもかなり効果的である。

ｄ）薄い磁性層１の漏洩磁界は、極めて良好に画定され
、そして層の回りに非常に局部化される。

この結果、例えば、磁気抵抗阻止のような読取りデバイ
スを層１の極く近傍で同一の基板上に配置することがで
きる。ｅ）標準の磁性材料から形成された層を用いて線
分を飽和すること力阿能であり、このために費用は非常
に低くなつて慣用の磁気ヘツドを用いたデバイスに比べ
約２０倍以下となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は非磁性基板上に付着された本発明による磁比装
置の磁性層を示す断面図、第２図は異なつた長さの一連
の連接した帯域に分割された磁性層を示す本発明による
磁化装置の拡大断面図、第３図は磁性層の表面に対し平
行な軸線上に投影された磁性層の漏洩磁界の分布曲線を
示し、第４図は磁性インクから形成された線分から成る
文字を有する小切手と本発明による磁化装置の相対位置
関係を示し、そして第５図および第６図は本発明による
磁化装置によつて磁性インクの線分が磁化される過程を
図解するダイヤグラムである。 １・・・・・・磁性層、３・・・・・・小切手、４，５
，６・・・・・・線分。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 基板上に付着された磁性層から構成される局部磁界
   による静止磁化装置において、前記磁性層が交互に非常
   に大きく異なつた長さｄ１およびｄ２を有し、しかも磁
   気誘導が交互に反対の方向である一連の連接した帯域を
   含んでいることを特徴とする局部磁界による静止磁化装
   置。 ２ 前記磁性層が高い保持力を有する特許請求の範囲第
   １項に記載の局部磁界による静止磁化装置。 ３ 前記基板が非磁性材料から作られている特許請求の
   範囲第１項に記載の局部磁界による磁化装置。 ４ 短かい方の帯域における磁気誘導が正であつて、し
   かも磁性層の残留磁気誘導に等しい特許請求の範囲第１
   項に記載の局部磁界による磁化装置。 ５ 前記長い方の帯域における磁気誘導が負であつて、
   その値が前記磁性層の残留磁気誘導に等しい特許請求の
   範囲第１項または第４項に記載の局部磁界による磁化装
   置。 ６ 保磁力Ｈｃ２を有する磁性インクからなる線分の集
   合が、前記磁性層の表面から短かい距離で配置されてお
   つて、前記表面の前部を通過す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局部磁界による静止磁
   化装置。 ７ 前記磁性層の保持力Ｈｃ１が、前記線分の保磁力Ｈ
   ｃ２よりも高い特許請求の範囲第６項に記載の局部磁界
   による静止磁化装置。 ８ 前記磁性層の保磁力Ｈｃ１が、前記線分の保磁力Ｈ
   ｃ２の３倍ないし５倍の間にある特許請求の範囲第７項
   に記載の局部磁界による静止磁化装置。