特許 7186419 磁性体検出装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-12-01

(45)【発行日】2022-12-09

(54)【発明の名称】磁性体検出装置

(51)【国際特許分類】

   G01R 33/09 20060101AFI20221202BHJP

   G01R 33/02 20060101ALI20221202BHJP

【ＦＩ】

G01R33/09

G01R33/02 Q

G01R33/02 Z

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2018139966

(22)【出願日】2018-07-26

(65)【公開番号】P2020016555

(43)【公開日】2020-01-30

【審査請求日】2021-06-29

(73)【特許権者】

【識別番号】000236447

【氏名又は名称】浜松光電株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000213

【氏名又は名称】弁理士法人プロスペック特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】望月 信助

(72)【発明者】

【氏名】堤 智之

【審査官】田口 孝明

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－１９０７３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－２０３３９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／１９１８２３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開平０６－１８０３０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－０３８６１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０９０３４２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

ＩＰＣ Ｇ０１Ｒ ３３／００－３３／２６、

Ｇ０１Ｎ ２７／７２－２７／９０９３、

Ｇ０７Ｄ ７／００－７／２０７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定の搬送路に沿って第１方向へ移動する検証物に含まれる磁性体を検出するための磁性体検出装置であって、
前記第１方向に直交する第２方向に延設された第１磁石であって、前記第１方向に交差し、且つ前記第２方向に直交する方向に磁化され、その一方の磁極面が前記搬送路に対面配置されている第１磁石と、
前記第１磁石から見て前記第１方向に離間した位置にて前記第２方向に延設されていて、前記第１磁石とは反対方向に磁化された第２磁石であって、前記第１磁石の一方の磁極面の磁極とは反対の磁極である磁極面が前記搬送路に対面配置され、前記第１磁石と協働して、前記第１磁石との間の所定の空間に磁界を形成する第２磁石と、
前記第１磁石と前記第２磁石との間の所定の空間に形成された前記磁界の磁力線経路内に配置された基板、及び前記基板の表面にて前記第２方向に対して所定の角度だけ傾斜した方向へ延びる線状部分を有するように形成されていて、前記基板の表面内における前記第２方向に直交する方向の前記磁界の変化に対して電気抵抗値が変化する磁気抵抗効果素子を有する磁気センサ回路と、を備え、
前記第１磁石と前記第２磁石とが協働して形成された前記磁界により、前記磁気抵抗効果素子の飽和磁界より小さな強さのバイアス磁界であって、前記磁気抵抗効果素子に対して前記基板の表面内の前記第２方向に直交する方向へ向けられたバイアス磁界が付与され、且つ前記第１磁石の近傍の所定の領域内にて前記検証物の磁性体が前記第１磁石と前記第２磁石とが協働して形成された前記磁界の影響を受けて所定の状態に磁化されるように、前記第１磁石と前記第２磁石との間の空間に前記磁気センサ回路を配置するとともに、前記第１磁石の前記磁極面と前記検証物の搬送路との距離を前記第２磁石の前記磁極面と前記搬送路との距離よりも小さく設定した ことを特徴とする磁性体検出装置。

【請求項2】

請求項１に記載した磁性体検出装置において、
前記検証物の磁性体の磁化状態が前記第２磁石の近傍の所定の領域内にて変化しないように、前記搬送路と前記第２磁石との距離を設定したことを特徴とする磁性体検出装置。

【請求項3】

請求項１又は２に記載した磁性体検出装置において、
前記第２磁石から見て前記第１磁石とは反対方向に離間した位置にて前記第２方向に延設された第３磁石であって、前記第１方向に交差し、且つ前記第２方向に直交する方向に磁化され、その一方の磁極面が前記搬送路に対面配置されていて、前記第１磁石及び前記第２磁石と協働して、前記第２磁石との間の所定の空間に磁界を形成するとともに、前記第１磁石と前記第２磁石との間の所定の空間に磁界を形成する第３磁石をさらに備え、
前記第１磁石乃至前記第３磁石が協働して前記第１磁石と前記第２磁石との間に形成された磁界により、前記磁気抵抗効果素子の飽和磁界より小さな強さのバイアス磁界であって、前記磁気抵抗効果素子に対して前記基板の表面内の前記第２方向に直交する方向へ向けられたバイアス磁界が付与され、且つ前記第１磁石の近傍の所定の領域内にて前記検証物の磁性体が前記第１磁石と前記第２磁石との間に形成された前記磁界の影響を受けて所定の状態に磁化され、さらに、前記第３磁石の近傍の所定の領域内にて前記検証物の磁性体が前記第２磁石と前記第３磁石との間に形成された前記磁界の影響を受けて所定の状態に磁化されるように、前記第１磁石と前記第２磁石の間の空間に前記磁気センサ回路を配置するとともに、前記第１磁石の前記磁極面と前記搬送路との距離、及び前記第３磁石の前記磁極面と前記搬送路との距離を前記第２磁石の前記磁極面と前記搬送路との距離よりも小さく設定したことを特徴とする磁性体検出装置。

【請求項4】

請求項３に記載した磁性体検出装置において、
前記第１磁石の磁化方向と前記第３磁石の磁化方向とが同一方向であることを特徴とする、磁性体検出装置。

【請求項5】

請求項１乃至４のうちのいずれか１つに記載した磁性体検出装置において、
前記磁気抵抗効果素子は、前記基板の表面内における前記第２方向の同一位置にて互いに対向する第１磁気抵抗素子及び第２磁気抵抗素子を有し、
前記第１磁気抵抗素子及び前記第２磁気抵抗素子に対する前記バイアス磁界が反対方向になるように、前記磁界を設定するとともに前記磁気センサ回路を配置したことを特徴とする磁性体検出装置。

【請求項6】

請求項５に記載した磁性体検出装置において、さらに、
前記第１磁気抵抗素子と前記第２磁気抵抗素子とを直列に接続し、その両端に所定電圧を印加して前記第１磁気抵抗素子と前記第２磁気抵抗素子の接続点の電圧を取り出す電気回路を備えたことを特徴とする磁性体検出装置。

【請求項7】

請求項５に記載した磁性体検出装置において、
前記磁気抵抗効果素子は、さらに、前記基板の表面内において、前記第１磁気抵抗素子及び前記第２磁気抵抗素子から見て前記第２方向に離間した位置にそれぞれ設けられ、前記基板の表面内における前記第２方向の同一位置にて互いに対向する第３磁気抵抗素子及び第４磁気抵抗素子であって、前記基板の表面内における前記第２方向と直交する方向の磁界の変化に対して電気抵抗値が変化する第３磁気抵抗素子及び第４磁気抵抗素子を有し、
前記第３磁気抵抗素子及び前記第４磁気抵抗素子に対する前記バイアス磁界が反対方向になるように構成し、さらに、
前記第１磁気抵抗素子の前記第３磁気抵抗素子側の端子と前記第４磁気抵抗素子の前記第２磁気抵抗素子側の端子を接続し、前記第２磁気抵抗素子の前記第４磁気抵抗素子側の端子と前記第３磁気抵抗素子の前記第１磁気抵抗素子側の端子を接続し、前記第１磁気抵抗素子の前記第３磁気抵抗素子と反対側の端子と前記第２磁気抵抗素子の前記第４磁気抵抗素子と反対側の端子を接続し、かつ前記第３磁気抵抗素子の前記第１磁気抵抗素子と反対側の端子と前記第４磁気抵抗素子の前記第２磁気抵抗素子と反対側の端子を接続し、前記第１磁気抵抗素子と前記第２磁気抵抗素子の接続点と、前記第３磁気抵抗素子と前記第４磁気抵抗素子の接続点との間に所定電圧を印加して、前記第１磁気抵抗素子と前記第４磁気抵抗素子の接続点の電圧と、前記第２磁気抵抗素子と前記第３磁気抵抗素子の接続点の電圧との差電圧を取り出す電気回路を備えたことを特徴とする磁性体検出装置。

【請求項8】

請求項５に記載した磁性体検出装置において、
前記磁気抵抗効果素子は、さらに、前記基板の表面内において、前記第１磁気抵抗素子及び前記第２磁気抵抗素子から見て前記第２方向に離間した位置にそれぞれ設けられ、前記基板の表面内における前記第２方向の同一位置にて互いに対向する第３磁気抵抗素子及び第４磁気抵抗素子であって、前記基板の表面内における前記第２方向と直交する方向の磁界の変化に対して電気抵抗値が変化する第３磁気抵抗素子及び第４磁気抵抗素子を有し、
前記第３磁気抵抗素子及び前記第４磁気抵抗素子に対する前記バイアス磁界が反対方向になるように構成し、さらに、
前記第１磁気抵抗素子の前記第３磁気抵抗素子と反対側の端子と前記第２磁気抵抗素子の前記第４磁気抵抗素子と反対側の端子を接続し、前記第３磁気抵抗素子の前記第１磁気抵抗素子の反対側の端子と前記第４磁気抵抗素子の前記第２磁気抵抗素子と反対側の端子を接続し、前記第１磁気抵抗素子の前記第３磁気抵抗素子側の端子と前記第４磁気抵抗素子の前記第２磁気抵抗素子側の端子を接続し、かつ前記第２磁気抵抗素子の前記第４磁気抵抗素子側の端子と前記第３磁気抵抗素子の前記第１磁気抵抗素子側の端子を接続し、前記第１磁気抵抗素子と前記第４磁気抵抗素子の接続点と、前記第２磁気抵抗素子と前記第３磁気抵抗素子の接続点との間に所定電圧を印加して、前記第１磁気抵抗素子と前記第２磁気抵抗素子の接続点の電圧と、前記第３磁気抵抗素子と前記第４磁気抵抗素子の接続点の電圧との差電圧を取り出す電気回路を備えたことを特徴とする磁性体検出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、移動する検証物に含まれる磁性体を検出する磁性体検出装置に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、紙幣、有価証券などの検証物に、磁性体を用いて所定のパターンを形成することは知られている。例えば、検証物に、磁気インクを用いて、所定の模様が印刷される。また、検証物に、帯状のパターンが漉き込まれる。それらの流通過程にて、前記磁性体のパターンを検出し、前記検出したパターンと正規のパターンとを比較することにより、それらの真偽が判定される。

【0003】

上記の用途に好適な磁性体検出装置が、例えば、下記特許文献１に示されている。この磁性体検出装置は、所定の搬送路を磁性体が通過することによるバイアス磁界の変化を検出して、前記検出したバイアス磁界の変化に応じた電圧波形を出力する検出器を備えている。

【0004】

ここで、検証物の磁性体が硬磁性体で構成される場合には、検証物の流通過程において、その磁性体が磁化され、その磁化状態が保持されている可能性がある。この場合、磁化状態が検証物ごとに異なり、検出器を用いて検出した磁性体のパターン（出力電圧波形）が正規のパターンとは異なるため、検証物の真偽を高精度に判定できない。そこで、特許文献１の磁性体検出装置は、上記の検出器のみならず、検証物の磁性体の磁化状態を予め所定の状態に矯正する磁化器も備えている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１４－１９０７３４号公報

【発明の概要】

【0006】

上記特許文献１の磁化器は、検出器の前段に配置されている。つまり、磁化器と検出器とが別々に構成され、それらが検証物の搬送方向に離間している。したがって、磁性体検出装置全体としての寸法（とくに、検証物の移動方向の寸法）が比較的大きくなる傾向にある。また、磁化器と検出器とを別々に構成しているので、部品点数が多い。

【0007】

本発明は上記問題に対処するためになされたもので、その目的は、部品点数を削減するとともに小型化した磁性体検出装置を提供することにある。なお、下記本発明の各構成要件の記載においては、本発明の理解を容易にするために、実施形態の対応箇所の符号を括弧内に記載しているが、本発明の各構成要件は、実施形態の符号によって示された対応箇所の構成に限定解釈されるべきものではない。

【0008】

上記目的を達成するために、本発明の特徴は、所定の搬送路（Ｌ）に沿って第１方向（前後方向）へ移動する検証物（ＯＢ）に含まれる磁性体（ＭＳ）を検出するための磁性体検出装置（１、１Ａ）であって、前記第１方向に直交する第２方向（左右方向）に延設された第１磁石（Ｍ１）であって、前記第１方向に交差し、且つ前記第２方向に直交する方向に磁化され、その一方の磁極面が前記搬送路に対面配置されている第１磁石と、前記第１磁石から見て前記第１方向に離間した位置にて前記第２方向に延設されていて、前記第１磁石とは反対方向に磁化された第２磁石であって、前記第１磁石の一方の磁極面の磁極とは反対の磁極である磁極面が前記搬送路に対面配置され、前記第１磁石と協働して、前記第１磁石との間の所定の空間に磁界を形成する第２磁石（Ｍ２）と、前記第１磁石と前記第２磁石との間の所定の空間に形成された前記磁界の磁力線経路内に配置された基板（２２）、及び前記基板の表面にて前記第２方向に対して所定の角度だけ傾斜した方向へ延びる線状部分を有するように形成されていて、前記基板の表面内における前記第２方向に直交する方向の前記磁界の変化に対して電気抵抗値が変化する磁気抵抗効果素子（２３、２４、２３－１、２３－２、２４－１、２４－２）を有する磁気センサ回路（ＭＣ）と、を備え、前記第１磁石と前記第２磁石とが協働して形成された前記磁界により、前記磁気抵抗効果素子の飽和磁界より小さな強さのバイアス磁界であって、前記磁気抵抗効果素子に対して前記基板の表面内の前記第２方向に直交する方向へ向けられたバイアス磁界（Ｈ１ｘ、Ｈ２ｘ）が付与され、且つ前記第１磁石の近傍の所定の領域内にて前記検証物の磁性体が前記第１磁石と前記第２磁石とが協働して形成された前記磁界の影響を受けて所定の状態に磁化されるように、前記第１磁石と前記第２磁石との間の空間に前記磁気センサ回路を配置するとともに、前記第１磁石の前記磁極面と前記検証物の搬送路との距離を前記第２磁石の前記磁極面と前記搬送路との距離よりも小さく設定したことを特徴とする磁性体検出装置としたことにある。

【0009】

この場合、前記検証物の磁性体の磁化状態が前記第２磁石の近傍の所定の領域内にて変化しないように、前記搬送路と前記第２磁石との距離を設定するとよい。

【0010】

また、この場合、前記第２磁石から見て前記第１磁石とは反対方向に離間した位置にて前記第２方向に延設された第３磁石であって、前記第１方向に交差し、且つ前記第２方向に直交する方向に磁化され、その一方の磁極面が前記搬送路に対面配置されていて、前記第１磁石及び前記第２磁石と協働して、前記第２磁石との間の所定の空間に磁界を形成するとともに、前記第１磁石と前記第２磁石との間の所定の空間に磁界を形成する第３磁石をさらに備え、前記第１磁石乃至前記第３磁石が協働して前記第１磁石と前記第２磁石との間に形成された磁界により、前記磁気抵抗効果素子の飽和磁界より小さな強さのバイアス磁界であって、前記磁気抵抗効果素子に対して前記基板の表面内の前記第２方向に直交する方向へ向けられたバイアス磁界が付与され、且つ前記第１磁石の近傍の所定の領域内にて前記検証物の磁性体が前記第１磁石と前記第２磁石との間に形成された前記磁界の影響を受けて所定の状態に磁化され、さらに、前記第３磁石の近傍の所定の領域内にて前記検証物の磁性体が前記第２磁石と前記第３磁石との間に形成された前記磁界の影響を受けて所定の状態に磁化されるように、前記第１磁石と前記第２磁石の間の空間に前記磁気センサ回路を配置するとともに、前記第１磁石の前記磁極面と前記搬送路との距離、及び前記第３磁石の前記磁極面と前記搬送路との距離を前記第２磁石の前記磁極面と前記搬送路との距離よりも小さく設定するとよい。

【0011】

また、この場合、前記第１磁石の磁化方向と前記第３磁石の磁化方向とが同一方向であるとよい。

【0012】

なお、本発明における第２磁石は、磁界の影響を受けて磁石としての性質を帯びる物体を含むものとする。

【0013】

検証物が搬送路を通過する際、検証物の磁性体が磁気抵抗効果素子に近づくと、検証物の磁性体の影響を受けて、バイアス磁界が変化する。これにより、磁気抵抗効果素子の電気抵抗値が変化する。この電気抵抗値の変化に基づいて、検証物の真偽を判定できる。

【0014】

本発明においては、第１磁石の磁極面と搬送路との距離が、第２磁石の磁極面と搬送路との距離よりも小さく設定されている。これにより、検証物が、搬送路を通過する際、磁気抵抗効果素子に接近する前に、第１磁石によって、検証物の磁性体の磁化状態が所定の状態に矯正される。すなわち、検証物の流通過程において、その硬磁性が前記所定の状態とは異なる状態に磁化されていたとしても、予め、検証物の磁性体の磁化状態が矯正される。このように、検証物の磁性体の磁化状態を矯正することにより、真の検証物であれば、バイアス磁界の変化が所定の基準の変化に一致するので、磁気抵抗効果素子の電気抵抗値の変化も、所定の基準の変化に一致する。よって、本発明によれば、検証物の真偽を高精度に判定できる。また、本発明に係る磁性体検出装置では、バイアス磁界を形成する第１磁石を用いて、検証物の磁性体の磁化状態を矯正するため、従来の磁性体検出装置のような磁化器を別途設ける必要がない。よって、本発明によれば、部品点数を削減できる。また、磁性体検出装置を小型化できる。

【0015】

また、第１磁石及び第２磁石は、長尺状に形成されて第２方向にそれぞれ平行に延設されている。したがって、第１磁石及び第２磁石による磁力線は第２方向に直交する平面内にて楕円状に発生され、第１磁石及び第２磁石の形状、特に磁極面部分の形状に多少の誤差があっても、磁力線の方向は安定して、磁気抵抗効果素子を通過する磁力線は常に一定方向となる。その結果、磁気抵抗効果素子に付与される基板の平面内の第２方向に直交する方向のバイアス磁界が安定化し、磁性体の移動による磁気抵抗効果素子の電気抵抗値の変化を安定化させることができ、磁性体を高精度に検出できるようになる。また、第１磁石と第２磁石の距離、姿勢などを調整することにより、磁力線の通過経路の形状を種々に変更することができ、磁気抵抗効果素子に対するバイアス磁界の設定が簡単になる。

【0016】

また、本発明の他の特徴は、前記磁気抵抗効果素子は、前記基板の表面内における前記第２方向の同一位置にて互いに対向する第１磁気抵抗素子及び第２磁気抵抗素子を有し、前記第１磁気抵抗素子及び前記第２磁気抵抗素子に対する前記バイアス磁界が反対方向になるように、前記磁界を設定するとともに前記磁気センサ回路を配置した磁性体検出装置としたことにある。

【0017】

これによれば、基板の平面内における第１磁気抵抗素子及び第２磁気抵抗素子の延設方向に直交する方向に付与されるバイアス磁界がほぼ反対方向であって同じ大きさになり、磁性体の第１方向への移動による第１磁気抵抗素子及び第２磁気抵抗素子の電気抵抗値の変化を正負反対方向にほぼ対称に変化させるようにでき、第１磁気抵抗素子及び第２磁気抵抗素子の電気抵抗値の変化を利用し易くすることができる。

【0018】

また、本発明の他の特徴は、第１磁気抵抗素子（２３）と第２磁気抵抗素子（２４）を直列に接続し、両端に所定電圧を印加して第１磁気抵抗素子と第２磁気抵抗素子の接続点の電圧を取り出す電気回路（３１）を備えたことにある。

【0019】

これによれば、第１磁気抵抗素子及び第２磁気抵抗素子はハーフブリッジ接続されるので、大きな出力電圧を取り出すことができる。

【0020】

また、本発明の他の特徴は、前記磁気抵抗効果素子は、さらに、前記基板の表面内において、前記第１磁気抵抗素子（２３－１）及び前記第２磁気抵抗素子（２４－１）から見て前記第２方向に離間した位置にそれぞれ設けられ、前記基板の表面内における前記第２方向の同一位置にて互いに対向する第３磁気抵抗素子及び第４磁気抵抗素子であって、前記基板の表面内における前記第２方向と直交する方向の磁界の変化に対して電気抵抗値が変化する第３磁気抵抗素子（２３－２）及び第４磁気抵抗素子（２４－２）を有し、
前記第３磁気抵抗素子及び前記第４磁気抵抗素子に対する前記バイアス磁界が反対方向になるように構成し、さらに、前記第１磁気抵抗素子の前記第３磁気抵抗素子側の端子と前記第４磁気抵抗素子の前記第２磁気抵抗素子側の端子を接続し、前記第２磁気抵抗素子の前記第４磁気抵抗素子側の端子と前記第３磁気抵抗素子の前記第１磁気抵抗素子側の端子を接続し、前記第１磁気抵抗素子の前記第３磁気抵抗素子と反対側の端子と前記第２磁気抵抗素子の前記第４磁気抵抗素子と反対側の端子を接続し、かつ前記第３磁気抵抗素子の前記第１磁気抵抗素子と反対側の端子と前記第４磁気抵抗素子の前記第２磁気抵抗素子と反対側の端子を接続し、前記第１磁気抵抗素子と前記第２磁気抵抗素子の接続点と、前記第３磁気抵抗素子と前記第４磁気抵抗素子の接続点との間に所定電圧を印加して、前記第１磁気抵抗素子と前記第４磁気抵抗素子の接続点の電圧と、前記第２磁気抵抗素子と前記第３磁気抵抗素子の接続点の電圧との差電圧を取り出す電気回路（３２）を備えた磁性体検出装置としたことにある。

【0021】

これによれば、第１磁気抵抗素子、第２磁気抵抗素子、第３磁気抵抗素子及び第４磁気抵抗素子はフルブリッジ接続されるので、出力電圧を前記ハーフブリッジ接続の場合の２倍にすることができる。また、電気回路が、第１磁気抵抗素子と第４磁気抵抗素子の接続点の電圧と、第２磁気抵抗素子と第３磁気抵抗素子の接続点の電圧との差電圧を出力することにより、第１磁気抵抗素子及び第３磁気低抵抗素子の電気抵抗値の変化をもたらすバイアス磁界と、第２磁気抵抗素子及び第４磁気低抵抗素子の電気抵抗値の変化をもたらすバイアス磁界とにそれぞれノイズが含まれていても、これらのノイズがもたらす抵抗値変化が互いに相殺されて、出力電圧のＳ／Ｎ比が向上する。

【0022】

また、本発明の他の特徴は、前記磁気抵抗効果素子は、さらに、前記基板の表面内において、前記第１磁気抵抗素子（２３－１）及び前記第２磁気抵抗素子（２４－１）から見て前記第２方向に離間した位置にそれぞれ設けられ、前記基板の表面内における前記第２方向の同一位置にて互いに対向する第３磁気抵抗素子及び第４磁気抵抗素子であって、前記基板の表面内における前記第２方向と直交する方向の磁界の変化に対して電気抵抗値が変化する第３磁気抵抗素子（２３－２）及び第４磁気抵抗素子（２４－２）を有し、前記第３磁気抵抗素子及び前記第４磁気抵抗素子に対する前記バイアス磁界が反対方向になるように構成し、さらに、前記第１磁気抵抗素子の前記第３磁気抵抗素子と反対側の端子と前記第２磁気抵抗素子の前記第４磁気抵抗素子と反対側の端子を接続し、前記第３磁気抵抗素子の前記第１磁気抵抗素子の反対側の端子と前記第４磁気抵抗素子の前記第２磁気抵抗素子と反対側の端子を接続し、前記第１磁気抵抗素子の前記第３磁気抵抗素子側の端子と前記第４磁気抵抗素子の前記第２磁気抵抗素子側の端子を接続し、かつ前記第２磁気抵抗素子の前記第４磁気抵抗素子側の端子と前記第３磁気抵抗素子の前記第１磁気抵抗素子側の端子を接続し、前記第１磁気抵抗素子と前記第４磁気抵抗素子の接続点と、前記第２磁気抵抗素子と前記第３磁気抵抗素子の接続点との間に所定電圧を印加して、前記第１磁気抵抗素子と前記第２磁気抵抗素子の接続点の電圧と、前記第３磁気抵抗素子と前記第４磁気抵抗素子の接続点の電圧との差電圧を取り出す電気回路（３２）を備えた磁性体検出装置としたことにある。

【0023】

これによっても、第１磁気抵抗素子、第２磁気抵抗素子、第３磁気抵抗素子及び第４磁気抵抗素子はフルブリッジ接続されるので、出力電圧を前記ハーフブリッジ接続の場合の２倍にすることができる。また、この場合も、電気回路が、第１磁気抵抗素子と第２磁気抵抗素子の接続点の電圧と、第３磁気抵抗素子と第４磁気抵抗素子の接続点の電圧との差電圧を出力することにより、第１磁気抵抗素子及び第３磁気低抵抗素子の電気抵抗値の変化をもたらすバイアス磁界と、第２磁気抵抗素子及び第４磁気低抵抗素子の電気抵抗値の変化をもたらすバイアス磁界とにそれぞれノイズが含まれていても、これらのノイズがもたらす抵抗値変化が互いに相殺されて、出力電圧のＳ／Ｎ比が向上する。

【0024】

さらに、本発明の実施にあたっては、移動する検出物に含まれる磁性体を検出するための磁性体検出方法の発明としても実施し得るものである。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】本発明の一実施形態に係る磁性体検出装置の斜視図である。

【図2】磁性体検出装置の左右方向に垂直な断面図である。

【図3】磁性体検出装置を斜め前方から見た分解斜視図である。

【図4】磁性体検出装置を斜め後方から見た分解斜視図である。

【図5】磁気センサ回路の斜視図である。

【図6A】磁気抵抗素子の配置の一例を示す配置図である。

【図6B】磁気抵抗素子の配置の他の例を示す配置図である。

【図6C】磁気抵抗措置の配置のさらに他の例を示す配置図である。

【図7】磁石により形成された磁界及び搬送路における磁力線ベクトルを示す概略図である。

【図8A】バイアス磁界の一例を示す側面図である。

【図8B】バイアス磁界の他の例を示す側面図である。

【図9】磁気抵抗素子の磁界の強さに対する電気抵抗値の変化特性を示すグラフである。

【図10】硬磁性体部が前方へ移動した際の硬磁性体部の磁気ベクトル及び磁界の変化、並びに磁気抵抗素子の及び電気抵抗値の変化状態を示す特性図である。

【図11】軟磁性体部が前方へ移動した際の硬磁性体部の磁気ベクトル及び磁界の変化、並びに磁気抵抗素子の及び電気抵抗値の変化状態を示す特性図である。

【図12】硬磁性体部が後方へ移動した際の硬磁性体部の磁気ベクトル及び磁界の変化、並びに磁気抵抗素子の及び電気抵抗値の変化状態を示す特性図である。

【図13】フレキシブルプリント基板上の電気回路図である。

【図14A】フルブリッジ接続した磁気抵抗素子の配置及び接続の一例を示す電気回路図である。

【図14B】フルブリッジ接続した磁気抵抗素子の配置及び接続の他の例を示す電気回路図である。

【図15】単一の磁気抵抗素子を用いた磁気センサ回路の電気回路図である。

【図16】本発明の変形例に係る磁界の概略図である。

【図17】図１６の変形例に係り、硬磁性体部が前方へ移動した際の硬磁性体部の磁気ベクトル及び磁界の変化、並びに磁気抵抗素子の及び電気抵抗値の変化状態を示す特性図である。

【図18】図１６の変形例に係り、硬磁性体部が前方へ移動した際の硬磁性体部の磁気ベクトル及び磁界の変化、並びに磁気抵抗素子の及び電気抵抗値の変化状態を示す特性図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

本発明の一実施形態に係る磁性体検出装置１について図面を用いて説明する。まず、磁性体検出装置１の概略について説明する。磁性体検出装置１は、図１及び図２に示すように、検証物ＯＢを搬送路Ｌに沿って直線移動させて、検証物ＯＢの真偽を判定する装置（例えば、現金自動預け払い機）に適用される。検証物ＯＢは、例えば、紙幣、有価証券などであり、この検証物ＯＢには、磁性体ＭＳが含まれているものとする。以下の説明において、検証物ＯＢの移動方向を前後方向と呼び、検証物ＯＢの厚さ方向を上下方向と呼ぶ。また、前後方向に垂直且つ上下方向に垂直な方向を左右方向と呼ぶ。磁性体検出装置１は、検証物ＯＢの搬送路Ｌの下方に配置されており、検証物ＯＢに含まれる磁性体ＭＳの移動による磁界（バイアス磁界）の変化を利用して、磁性体ＭＳの有無（又は配列パターン）を検出する。なお、以下の説明において、検証物ＯＢを、搬送路Ｌの一端側（入口側）から他端側（出口）側へ搬送する方向を前方とし、その逆方向を後方とする。図示省略しているが、検証物ＯＢは、コンベアプレート、ローラなどを用いて前後方向へ搬送される。

【0027】

つぎに、磁性体検出装置１の構成について説明する。磁性体検出装置１は、図２乃至図４に示すように、ケース１１、磁石Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３、磁石固定部材１２及びカバー１３、並びに複数（例えば１０個）の磁気センサ回路ＭＣを備える。

【0028】

ケース１１は、後述する磁石Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３、磁石固定部材１２などを収容する。ケース１１は、左右方向に延びる溝状（又は箱状）部材である。ケース１１の上面が開放されている。ケース１１は、磁性体材料（例えば、軟磁性を呈するステンレス）により一体的に形成されている。また、ケース１１の底面には、複数（１０個）のスリット状の貫通孔ＴＨ_１１が、左右方向に等間隔に配列されている。貫通孔ＴＨ_１１は、左右方向に延設されている。

【0029】

磁石Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３は、永久磁石（例えば、フェライト磁石、ボンド磁石など）で構成されている。磁石Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３は、左右方向にそれぞれ延設されている。磁石Ｍ１及び磁石Ｍ３の左右方向に垂直な断面は、略長方形を呈する。磁石Ｍ１及び磁石Ｍ３の断面形状は略同一である。磁石Ｍ２の左右方向に垂直な断面は、略長方形を呈する。磁石Ｍ２の上下方向の寸法は、磁石Ｍ１，Ｍ３の上下方向の寸法よりも小さい。磁石Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３は、上下方向に磁化されている。ただし、磁石Ｍ２の磁化の向きは、磁石Ｍ１及び磁石Ｍ３の磁化の向きとは反対である。本実施形態においては、磁石Ｍ１及び磁石Ｍ３の上面がＮ極であり、下面がＳ極であるのに対し、磁石Ｍ２の上面がＳ極であり、下面がＮ極である。

【0030】

磁石固定部材１２は、合成樹脂製であり、一体的に形成されている。磁石固定部材１２は、磁石Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３を、この順に、前後方向に所定距離だけ隔てて平行に保つ部材である。磁石固定部材１２は、左右方向に延びる溝状部材である。磁石固定部材１２の外寸は、ケース１１の内寸と略同一である。磁石固定部材１２は、磁石Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３をそれぞれ収容する溝部Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３を有する。溝部Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３は、左右方向にそれぞれ延設されている。溝部Ｇ２は、溝部Ｇ１と溝部Ｇ３との間に設けられている。溝部Ｇ１及び溝部Ｇ３は、上側へ開放され、溝部Ｇ２は、下側へ開放されている。

【0031】

溝部Ｇ１は、側壁部１２１、底壁部１２２及び側壁部１２３から構成される。溝部Ｇ２は、側壁部１２３、底壁部１２４及び側壁部１２５から構成される。また、溝部Ｇ３は、側壁部１２５、底壁部１２６及び側壁部１２７から構成される。側壁部１２１，１２３，１２５，１２７は、前後方向に垂直な板状部である。一方、底壁部１２２，１２４，１２６は、上下方向に垂直な板状部である。底壁部１２２と底壁部１２６は同一高さに位置し、底壁部１２４は、底壁部１２２及び底壁部１２４よりも高い位置にある。

【0032】

側壁部１２１は、底壁部１２２の後端から上方へ延設されている。側壁部１２１の上端面は、底壁部１２４より高い位置にある。側壁部１２３は、底壁部１２２の前端から上方へ延設されて、底壁部１２４の後端に接続されている。また、側壁部１２７は、底壁部１２６の前端から上方へ延設されている。側壁部１２７の上端面は、側壁部１２１の上端面と同一高さにある。側壁部１２５は、底壁部１２６の後端から上方へ延設されて、底壁部１２４の前端に接続されている。側壁部１２３及び側壁部１２５の壁厚が、側壁部１２１及び側壁部１２７の壁厚よりも大きく設定されている。側壁部１２３の上面から下面へ貫通する複数のスリット状の貫通孔ＴＨ_１２が、左右方向に配列されている。これらの貫通孔ＴＨ_１２は、ケース１１の貫通孔ＴＨ_１１に対応している。磁石固定部材１２がケース１１に収容された状態で、各貫通孔ＴＨ_１２と各貫通孔ＴＨ_１１とが連通する。

【0033】

磁石Ｍ１及び磁石Ｍ３が溝部Ｇ１及び溝部Ｇ３にそれぞれ収容され、その磁石固定部材１２がケース１１内に収容される。

【0034】

カバー１３は、ケース１１に組み付けられて、ケース１１の上端を覆う蓋部材である。カバー１３は、左右方向に延びる溝状（又は箱状）部材である。カバー１３の下面が開放されている。カバー１３は、剛性が高く且つ弾性を有する非磁性材料を用いて形成されている。

【0035】

ケース１１及びカバー１３の左右方向の長さは同一である。また、磁石Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３及び磁石固定部材１２の左右方向の長さは、ケース１１及びカバー１３の左右方向方の長さよりも若干短い。

【0036】

つぎに、磁気センサ回路ＭＣの構成について説明する。磁気センサ回路ＭＣは、図５に示すように、基板支持部材２１、基板２２、強磁性体薄膜磁気抵抗素子２３，２４及びフレキシブルプリント基板２５を備えている。基板支持部材２１は、合成樹脂製であり、一体的に形成されている。基板支持部材２１は、左右方向に延設されている。基板支持部材２１の左右方向に垂直な断面形状は略六角形状である。つまり、基板支持部材２１は、下面２１１、後面２１２、斜面２１３、上面２１４、斜面２１５及び前面２１６、並びに右側面２１７及び左側面２１８を有する。下面２１１は、上下方向に垂直である。後面２１２は、下面２１１の後端から上方へ延設されている。斜面２１３は、後面２１２の上端から前方且つ上方へ斜めに延設されている。上面２１４は、斜面２１３の先端（前側且つ上側の端部）から前方へ延設されている。斜面２１５は、上面２１４の前端から前方且つ下方へ斜めに延設されている。前面２１６は、斜面２１５の先端（前側且つ下側の端部）から下方へ延設され、下面２１１の前端に接続されている。右側面２１７及び左側面２１８は、左右方向に垂直な平面状に形成されている。基板支持部材２１の左右方向の長さは磁石固定部材１２の左右方向の長さの１／１０である。

【0037】

基板２２は、非磁性体材料で構成された平板状部材である。基板２２は、基板支持部材２１の斜面２１３と同等の大きさに形成されている。基板２２の裏面が基板支持部材２１の斜面２１３に固着されている。強磁性体薄膜磁気抵抗素子２３，２４は、強磁性体磁気抵抗材により基板２２の上面に、スパッタリングなどにより薄膜に形成された磁気抵抗素子（例えば、ＡＭＲ素子）である。なお、以下の説明では、簡単化のために、強磁性体薄膜磁気抵抗素子２３，２４を単に磁気抵抗素子２３，２４という。磁気抵抗素子２３，２４は、略左右方向に直線的に延設された線状部分を有する。これらの線状部分が互いに対向している。基板２２の表面内において左右方向に直交する方向の磁界（磁力）の強さに応じて、磁気抵抗素子２３，２４の電気抵抗値が変化する。なお、磁気抵抗素子２３，２４として、異方性磁気抵抗効果（ＡＭＲ）素子、巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）素子、トンネル磁気抵抗効果（ＴＭＲ）素子などを採用できる。

【0038】

前記説明においては、磁気抵抗素子２３，２４は略左右方向に直線的に延設された線状部分を有していると説明したが、磁気抵抗素子２３，２４の延設方向、すなわち磁気抵抗素子２３，２４の線状部分は、基板２２の表面（平面）内において左右方向に対して所定角度だけ傾けられている。この所定角度は、例えば、１°乃至６５°の範囲内にある。

【0039】

この点について具体的に説明する。図６Ａに示すように、磁気抵抗素子２３，２４は、例えば略左右方向に延設された線状部分を分割した２つの分割線状部分２３ａ，２３ｂ，２４ａ，２４ｂを有し、分割線状部分２３ａ，２３ｂ，２４ａ，２４ｂは、基板２２の表面内にて左右方向に対して傾斜している。本実施形態では、分割線状部分２３ａ，２３ｂは図示右端が高くなり、分割線状部分２４ａ，２４ｂは図示右端が低くなるようにしているが、これらの傾き方向は同図に限られない。ただし、分割線状部分２３ａ，２３ｂの傾き方向が同一であり、かつ分割線状部分２４ａ，２４ｂの傾き方向が同一であるものとする。そして、分割線状部分２３ａ，２４ａの各一端は導体２６ａ，２６ｂを介して基板２２に設けた端子２７ａ，２７ｂにそれぞれ接続されている。分割線状部分２３ａの他端は分割線状部分２３ｂの一端に導体２６ｄを介して接続され、分割線状部分２４ａの他端は分割線状部分２４ｂの一端に導体２６ｅを介して接続され、分割線状部分２３ｂ，２４ｂの各他端は導体２６ｆを介して接続されている。すなわち、分割線状部分２３ａ，２３ｂからなる磁気抵抗素子２３と分割線状部分２４ａ，２４ｂからなる磁気抵抗素子２４とが直列に接続されている。そして、磁気抵抗素子２３，２４の接続点、すなわち分割線状部分２３ｂ，２４ｂの接続点が導体２６ｃを介して端子２７ｃに接続されている。導体２６ａ～２６ｆは、基板２２の表面に、導電性材料（非磁性材料）をスパッタリングなどにより形成されている。端子２７ａ，２７ｂは直列に接続された磁気抵抗素子２３，２４間に電圧（＋Ｖｂ，ＧＮＤ）を付与するための端子であり、端子２７ｃは磁気抵抗素子２３，２４間の電位を出力電圧Ｖｏｕｔとして取り出すための端子である。

【0040】

なお、本実施形態では、磁気抵抗素子２３，２４の線状部分をそれぞれ２つに分割したが、３つ以上にそれぞれ分割するようにしてもよい。ただし、この場合も、磁気抵抗素子２３の線状部分を分割した複数の分割線状部分及び磁気抵抗素子２４の線状部分を分割した複数の分割線状部分は、それぞれ同一方向に傾くようにする。また、図６Ｂに示すように、磁気抵抗素子２３，２４の線状部分を分割することなく、基板２２の表面において左右方向に対して傾けた一本の線状部分でそれぞれ構成するようにしてもよい。この場合には、磁気抵抗素子２３，２４の線状部分の各一端は前記場合と同様な導体２６ａ，２６ｂを介して基板２２に設けた端子２７ａ，２７ｂにそれぞれ接続されている。磁気抵抗素子２３，２４の線状部分の各他端は導体２６ｆにより接続されて磁気抵抗素子２３，２４が直列に接続されて、磁気抵抗素子２３，２４の接続点が導体２６ｃを介して基板２２に設けた端子２７ｃに接続されている。

【0041】

さらに、図６Ｃに示すように、磁気抵抗素子２３，２４を左右方向に延設した延設部分を折り返して２本の線状部分を有するように構成してもよい。この場合、磁気抵抗素子２３は一対の線状部分２３Ａ，２３Ｂからなり、線状部分２３Ａは前記場合と同様な分割線状部分２３ａ，２３ｂからなり、分割線状部分２３Ｂは分割線状部分２３ｃ，２３ｄからなる。分割線状部分２３ｃ，２３ｄは、基板２２の上面において、分割線状部分２３ａ，２３ｂと対向させて、左右方向に直交する方向に分割線状部分２３ａ，２３ｂと平行に設けられている。磁気抵抗素子２４は一対の線状部分２４Ａ，２４Ｂからなり、線状部分２４Ａは前述の場合と同様な分割線状部分２４ａ，２４ｂからなり、分割線状部分２４Ｂは分割線状部分２４ｃ，２４ｄからなる。分割線状部分２４ｃ，２４ｄは、基板２２の上面において、分割線状部分２４ａ，２４ｂと対向させて、左右方向に直交する方向に分割線状部分２４ａ，２４ｂと平行に設けられている。

【0042】

分割線状部分２３ｃの他端は分割線状部分２３ｄの一端に導体２６ｇを介して接続され、分割線状部分２３ｂ，２３ｄの各他端は導体２６ｈを介して接続されて、分割線状部分２３ａ，２３ｂと分割線状部分２３ｃ，２３ｄとが折り返して直列に接続されている。分割線状部分２４ｃの他端は分割線状部分２４ｄの一端に導体２６ｉを介して接続され、分割線状部分２４ｂ，２４ｄの各他端は導体２６ｊを介して接続されて、分割線状部分２４ａ，２４ｂと分割線状部分２４ｃ，２４ｄとが折り返して直列に接続されている。そして、この場合には、磁気抵抗素子２３の分割線状部分２３ａ及び磁気抵抗素子２４の分割線状部分２４ａの各一端は前記場合と同様な導体２６ａ，２６ｂを介して基板２２に設けた端子２７ａ，２７ｂにそれぞれ接続されている。磁気抵抗素子２３の分割線状部分２３ｃ及び磁気抵抗素子２４の分割線状部分２４ｃの各一端が導体２６ｋにより接続されて磁気抵抗素子２３，２４が直列に接続され、磁気抵抗素子２３，２４の接続点が導体２６ｃを介して基板２２に設けた端子２７ｃに接続されている。

【0043】

ここで、磁気抵抗素子２３，２４の延設方向（磁気抵抗素子２３，２４の線状部分）を基板２２の表面（平面）内において左右方向に対して所定角度だけ傾けた理由について説明しておく。磁気抵抗素子２３，２４すなわちＡＭＲからなる強磁性体薄膜磁気抵抗素子の磁界による抵抗を安定して変化させるために、磁気抵抗素子２３，２４の長手方向にすなわち磁化容易軸方向に一定方向の磁力を与える必要がある。言い換えれば、磁気抵抗素子２３，２４を左右方向に延設した場合、磁石Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３による磁力線（バイアス磁界）が基本的には磁気抵抗素子２３，２４の延設方向に直交し、磁気抵抗素子２３，２４内には磁力は発生せず、磁気抵抗素子２３，２４の動作が安定しない。そこで、本実施形態では、磁気抵抗素子２３，２４の延設方向を基板２２の表面において左右方向に対して所定角度だけ傾けることにより、磁気抵抗素子２３，２４の動作を安定させるようにしている。なお、この点に関しては、磁気抵抗素子２３，２４の前述した各種変形（図６Ｂ及び図６Ｃ）においても同様である。

【0044】

フレキシブルプリント基板２５は、細長いプリント回路基板である。フレキシブルプリント基板２５は、可とう性を有する。フレキシブルプリント基板２５には、電気配線が施されており、磁気抵抗素子２３，２４のハーブリッジ回路を含む電気回路が構成されている。この電気回路は、複数の基板２２の端子２７ａに直流電圧Ｖｂを印加し、端子２７ｂを接地（ＧＮＤ）し、端子２７ｃを増幅器３１に接続する（図１３参照）。これにより、直列に接続された磁気抵抗素子２３，２４間には直流電圧Ｖｂが付与され、磁気抵抗素子２３，２４の接続点の出力電圧Ｖｏｕｔが増幅器３１を介して出力される。なお、これらの回路を、フレキシブルプリント基板２５ではなく、フレキシブルプリント基板２５に接続された回路装置に設けるようにしてもよい。

【0045】

上記のように構成された複数（本実施形態では１０個）の磁気センサ回路ＭＣが、左右方向に配列されて、磁石固定部材１２に固定される（図３及び図４参照）。具体的には、各磁気センサ回路ＭＣの基板支持部材２１の下面２１１が、底壁部１２４の上面に固定される。そして、各フレキシブルプリント基板２５の下端部が、磁石固定部材１２の貫通孔ＴＨ_１２及びケース１１の貫通孔ＴＨ_１１に挿し通される。最後に、カバー１３がケース１１の上部に被せられて固定される。

【0046】

上記のように構成された磁性体検出装置１において、磁石Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３の上側の磁極面が搬送路Ｌにそれぞれ対向している。ただし、磁石Ｍ１及び磁石Ｍ３の上側の磁極面（Ｎ極）は略同一の高さにあり、磁石Ｍ２の上側の磁極面（Ｓ極）は、磁石Ｍ１及び磁石Ｍ３の上面よりも低い位置にある。すなわち、磁石Ｍ１及び磁石Ｍ３の上側の磁極面と搬送路Ｌとの距離が、磁石Ｍ２の上側の磁極面と搬送路Ｌとの距離よりも小さく設定されている。磁石Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３は協働して、ケース１１及びカバー１３の周辺部に及ぶ磁界を形成する。

【0047】

つぎに、磁石Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３と磁気センサ回路ＭＣとの配置関係について詳述する。前記磁界の磁力線であって、磁石Ｍ１から磁石Ｍ２に向かう磁力線及び磁石Ｍ３から磁石Ｍ２に向かう磁力線は、検証物ＯＢ（磁性体ＭＳ）が存在しない状態で、左右方向に垂直な平面内において、図７（Ａ）に示すような曲線を呈する。そして、これらの磁力線の経路は、検証物ＯＢの搬送路Ｌに交差している。また、磁石Ｍ１から磁石Ｍ２に向かう磁力線の経路の中間部に基板２２の磁気抵抗素子２３，２４が位置する。そして、左右方向に垂直な平面内において、磁気抵抗素子２３を通る磁力線（磁力線ベクトルＨ１）の成分であって、基板２２の表面に平行な成分Ｈ１ｘと、磁気抵抗素子２４を通る磁力線（磁力線ベクトルＨ２）の成分であって、基板２２の表面に平行な成分Ｈ２ｘとが、反対方向を向き、且つそれらの大きさが同一となるように、磁石Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３、磁気センサ回路ＭＣ（基板２２の傾斜角度（つまり、斜面２１３の傾斜角度））の配置関係が設定される。

【0048】

例えば、図８Ａに示すように、左右方向に垂直な平面内において、磁気抵抗素子２３と磁気抵抗素子２４を結ぶ直線上の点であって、磁気抵抗素子２３と磁気抵抗素子２４との間の中央位置Ｐｏ（磁気抵抗素子２３と磁気抵抗素子２４までの距離が等しい位置）における磁力線が、基板２２の表面に対して垂直となり、磁力線ベクトルＨ１の向きと、磁力線ベクトルＨ２の向きが、中央位置Ｐｏを通る磁力線（磁力線ベクトルＨｏ）に対してほぼ対称に内側方向に傾いたものとなるように、磁石Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３及び磁気センサ回路ＭＣが配置される。すなわち、磁力線ベクトルＨ１，Ｈ２は、左右方向に垂直な平面内にて、磁力線ベクトルＨｏから見て、反対方向（内側）に傾斜する。なお、磁気抵抗素子２３，２４の距離は小さいので、磁力線ベクトルＨ１，Ｈ２の大きさはほぼ等しい。

【0049】

この場合、磁力線ベクトルＨ１，Ｈ２を、基板２２の表面に平行な成分Ｈ１ｘ，Ｈ２ｘと垂直な成分Ｈ１ｙ，Ｈ２ｙに分けると、成分Ｈ１ｘ，Ｈ２ｘは互いに反対方向（内側）であると同時に、その大きさはほぼ等しい。成分Ｈ１ｙ，Ｈ２ｙは、方向が等しく且つその大きさもほぼ等しい。

【0050】

一方、例えば、図８Ｂに示すように、磁力線ベクトルＨ１の向きと、磁力線ベクトルＨ２の向きが、中央位置Ｐｏを通る磁力線（磁力線ベクトルＨｏ）に対してほぼ対称に外側方向に傾いたものとなるように、磁石Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３と磁気センサ回路ＭＣとが配置されてもよい。この場合、成分Ｈ１ｘ，Ｈ２ｘは互いに反対方向（外側）であると同時に、その大きさはほぼ等しく設定される。

【0051】

以下、バイアス磁界を図８Ａのように設定した例について説明するが、バイアス磁界を図８Ｂのように設定したとしても、後述する同一の効果が得られる。

【0052】

ここで、磁気抵抗素子２３，２４を構成する強磁性薄膜磁気抵抗素子（異方性磁気抵抗素子）の磁界に対する電気抵抗値の変化特性について説明しておく。強磁性体薄膜磁気抵抗素子の延設方向の両端間の電気抵抗値は、図９に示すように、薄膜が存在する平面内において強磁性体薄膜磁気抵抗素子の延設方向と略直交する方向の磁界の強さが「０」であるとき最大である。そして、電気抵抗値は、前記磁界の強さの絶対値が大きくなるに従って小さくなり、その磁界の強さが飽和磁界に達すると、電気抵抗値はほぼ一定となる。すなわち、本実施形態では、磁気抵抗素子２３，２４の電気抵抗値は、成分Ｈ１ｘ，Ｈ２ｘが「０」であるときが最大となる。また、成分Ｈ１ｘ，Ｈ２ｘが大きくなるに従って、電気抵抗値が徐々に小さくなり、磁界の強さがさらに大きくなって、成分Ｈ１ｘ，Ｈ２ｘが飽和磁界に達すると、電気抵抗値はほぼ一定となる。

【0053】

したがって、検証物ＯＢ（磁性体ＭＳ）の通過により、磁気抵抗素子２３，２４の電気抵抗値が、飽和することなく、それぞれ最大に変化するように、磁石Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３により、磁気抵抗素子２３，２４に対してバイアス磁界を付与することが好ましい。そのため、検証物ＯＢ（磁性体ＭＳ）が存在しない状態で、磁気抵抗素子２３，２４の電気抵抗値が磁界の変化による磁気抵抗素子２３，２４の最大抵抗値と飽和磁界時の電気抵抗値との平均値（中央値）になるような成分Ｈ１ｘ，Ｈ２ｘをバイアス磁界として設定する。この場合、前述のように、検証物ＯＢ（磁性体ＭＳ）が存在しない状態では、成分Ｈ１ｘ，Ｈ２ｘは互いに反対方向であると同時に、その大きさはほぼ等しいので、図９に示すように、成分Ｈ１ｘ，Ｈ２ｘがバイアス磁界＋Ｈｂ，－Ｈｂになるように、磁石Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３の磁力、磁石Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３と磁気センサ回路ＭＣとの距離などを設定する。なお、図９においては、バイアス磁界＋Ｈｂ，－Ｈｂが成分Ｈ１ｘ，Ｈ２ｘとして磁気抵抗素子２３，２４に付与された状態における磁気抵抗素子２３，２４の電気抵抗値を基準抵抗値Ｒｂとして示している。この基準抵抗値Ｒｂが、前記磁界の変化による磁気抵抗素子２３，２４の最大抵抗値と飽和磁界時の電気抵抗値との平均値にほぼ等しい。

【0054】

このようにバイアス磁界＋Ｈｂが磁気抵抗素子２３に付与された状態では、磁気抵抗素子２３の電気抵抗値は、バイアス磁界＋Ｈｂを中心に、成分Ｈ１ｘの絶対値｜Ｈ１ｘ｜の増加（図８Ａの左下方向に対応した正方向への増加）に従って基準抵抗値Ｒｂから徐々に小さくなくなり、成分Ｈ１ｘの絶対値｜Ｈ１ｘ｜の減少（図８Ａの左下方向に対応した正方向への減少）に従って基準抵抗値Ｒｂから徐々に大きくなる。磁気抵抗素子２４の電気抵抗値は、バイアス磁界－Ｈｂを中心に、成分Ｈ２ｘの絶対値｜Ｈ２ｘ｜の増加（図８Ａの右上方向に対応した負方向への増加）に従って基準抵抗値Ｒｂから徐々に小さくなり、成分Ｈ２ｘの絶対値｜Ｈ２ｘ｜の減少（図８Ａの右上方向に対応した負方向への減少）に従って基準抵抗値Ｒｂから徐々に大きくなる。なお、後述するように、本実施形態においては、磁性体ＭＳの移動による磁界の変化に対して、磁気抵抗素子２３を通る磁界の成分Ｈ１ｘが負になったり、磁気抵抗素子２４を通る磁界の成分Ｈ２ｘが正になったりすることはない。

【0055】

次に、上記のように構成した実施形態に係る磁性体検出装置１の動作を説明する。なお、磁性体ＭＳは、検証物ＯＢにおいて左右方向に細長く延設されている。また、磁性体ＭＳは、複数の硬磁性体部ＭＳ１及び複数の軟磁性体部ＭＳ２を含む。硬磁性体部ＭＳ１及び軟磁性体部ＭＳ２は、左右方向に延びる線状にそれぞれ形成されている。これらの硬磁性体部ＭＳ１と軟磁性体部ＭＳ２とが、前後方向に所定の順に配列されて所定のパターンを形成しているものとする。

【0056】

まず、図１０に示すように、検証物ＯＢを、前方（つまり、搬送路Ｌの後端（入口側）から前端（出口側））へ移動させたときの磁気抵抗素子２３，２４の電気抵抗値の変化について説明する。

【0057】

検証物ＯＢに含まれる硬磁性体部ＭＳ１は、搬送路Ｌを通過する際、磁力線の影響を受けて磁化される。ここで、磁性体ＭＳが搬送路Ｌに存在しない状態において、磁石Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３によって形成された磁界の磁力線のうち、搬送路Ｌに交差する磁力線の向き及び大きさ（磁力線ベクトル）は、図７（Ｂ）に示すように、位置に応じて異なる。例えば、磁石Ｍ１の近傍の領域においては、前方へ向かうに従って、磁力線ベクトルが時計方向に回転している。したがって、硬磁性体部ＭＳ１は、磁石Ｍ１の近傍の位置Ｐ１から前方へ向かうに従って、その磁化方向（磁気ベクトル）が、図１０（Ａ）において時計方向に回転するように変化する。以下、前方へ向かう磁気ベクトルの向きを「０°」とし、当該ベクトルを反時計方向へ回転させたベクトルの角度を正の値で表わす。また、前方へ向かう磁気ベクトルの向きを「０°」とし、当該ベクトルを時計方向へ回転させたベクトルの角度を負の値で表わす。

【0058】

以下、硬磁性体部ＭＳ１の磁気ベクトルの向きについて具体的に説明する。本実施形態では、硬磁性体部ＭＳ１が位置Ｐ１にあるとき、硬磁性体部ＭＳ１の磁気ベクトルの向きは略「４５°」である。硬磁性体部ＭＳ１がさらに前方へ移動して磁気抵抗素子２３，２４の直上の位置Ａ１にあるとき、硬磁性体部ＭＳ１の磁気ベクトルの向きは、略「―４５°」である。また、硬磁性体部ＭＳ１が磁石Ｍ２の直上の位置Ａ２にあるとき、その磁気ベクトルの向きは、「－８０°」乃至「－９０°」である。図７（Ｂ）に示すように、位置Ａ２の近傍から前方へ向かうに従って、磁力線ベクトルは徐々に大きくなるが、硬磁性体部ＭＳ１の磁化特性はヒステリシスを有するので、その磁気ベクトルが変化することなく、略一定に保たれたまま、さらに前方へ移動する。そして、硬磁性体部ＭＳ１は、磁石Ｍ３の近傍の位置Ｐ２にて、再着磁される。その磁気ベクトルの向きは、略「１３５°」である。

【0059】

硬磁性体部ＭＳ１が、その磁気ベクトルの向きを図１０（Ａ）のように変化させながら磁気抵抗素子２３，２４の上方を通過する際、磁力線ベクトルＨ１，Ｈ２が硬磁性体部ＭＳ１の影響を受けて、成分Ｈ１ｘ，Ｈ２ｘが変化して、磁気抵抗素子２３，２４の電気抵抗値が変化する。

【0060】

硬磁性体部ＭＳ１が磁気抵抗素子２３，２４から十分に離れた状態では、磁気抵抗素子２３，２４を通過する磁力線は、磁性体ＭＳの影響を受けない。そのため、磁気抵抗素子２３，２４における磁力線ベクトルＨ１，Ｈ２の成分Ｈ１ｘ，Ｈ２ｘはバイアス磁界＋Ｈｂ，－Ｈｂに保たれており、磁気抵抗素子２３，２４の両端間の電気抵抗値はともに基準抵抗値Ｒｂに保たれる。磁性体ＭＳが磁気抵抗素子２３，２４に近づくと、磁気抵抗素子２３，２４を通過する磁界は硬磁性体部ＭＳ１の影響を受け始めて、磁気抵抗素子２３，２４における磁力線ベクトルＨ１，Ｈ２の成分Ｈ１ｘ，Ｈ２ｘが変化して、磁気抵抗素子２３，２４の両端間の電気抵抗値がそれぞれ変化する。以下、電気抵抗値の変化について具体的に説明する。

【0061】

図１０（Ｂ）に示すように、硬磁性体部ＭＳ１が、位置Ｐ１から位置Ａ１に向かうに従って、磁力線が、硬磁性体部ＭＳ１の影響を受けて、上方へ徐々に引き寄せられる。これにより、磁気抵抗素子２３を通過する磁力線ベクトルＨ１の成分Ｈ１ｘはバイアス磁界Ｈｂよりも大きくなり、磁気抵抗素子２３の電気抵抗値は基準抵抗値Ｒｂより小さくなる。つまり、図１０（Ｄ）の実線グラフのように、磁気抵抗素子２３の電気抵抗値が徐々に減少し、位置Ａ１にて最小値になる。そして、硬磁性体部ＭＳ１が、位置Ａ１からさらに前方へ向かうに従って、磁気抵抗素子２３の電気抵抗値が徐々に増大し、基準抵抗値Ｒｂに戻る。

【0062】

硬磁性体部ＭＳ１がさらに前方に移動するに従って、図１０（Ｃ）に示すように、磁力線が、硬磁性体部ＭＳ１の影響を受けて、下方へ徐々に押される。これにより、磁気抵抗素子２３を通過する磁力線ベクトルＨ１の成分Ｈ１ｘはバイアス磁界Ｈｂよりも小さくなり、磁気抵抗素子２３の電気抵抗値は基準抵抗値Ｒｂより大きくなる。つまり、図１０（Ｄ）の実線グラフのように、磁気抵抗素子２３の電気抵抗値が徐々に増大し、位置Ａ２にて最大値になる。そして、硬磁性体部ＭＳ１がさらに前方に移動するに従って、電気抵抗値が徐々に減少し、磁力線への硬磁性体部ＭＳ１の影響がなくなると、成分Ｈ１ｘはバイアス磁界＋Ｈｂに戻り、磁気抵抗素子２３の電気抵抗値は基準抵抗値Ｒｂに戻る。

【0063】

つぎに、磁気抵抗素子２４の電気抵抗値の変化について説明する。磁力線ベクトルＨ２は、磁力線ベクトルＨｏを中心にして、磁力線ベクトルＨ１と対称関係にあり、磁力線ベクトルＨ２の成分Ｈ２ｘは前記成分Ｈ１ｘと正負逆方向であってバイアス磁界－Ｈｂになるように設定されている。したがって、硬磁性体部ＭＳ１の位置に応じて、磁気抵抗素子２４の電気抵抗値は、磁気抵抗素子２３の電気抵抗値の変化（図１０（Ｄ）における実線グラフ）を基準抵抗値Ｒｂに対して反転した、図１０（Ｄ）の破線グラフのように変化する。なお、厳密には、磁気抵抗素子２３，２４の距離に応じて、図１０（Ｄ）の実線グラフと破線グラフが左右方向に少しずれるが、磁気抵抗素子２３，２４の距離は微小なので、上記のずれを無視できる。

【0064】

一方、検証物ＯＢに含まれる軟磁性体部ＭＳ２の前方への移動に伴い、軟磁性体部ＭＳ２の磁気ベクトルの向きは、磁力線の影響を受けて逐次変化する。言い換えれば、軟磁性体部ＭＳ２は、常に、磁力線を引き寄せる。このような軟磁性体部ＭＳ２が磁気抵抗素子２３，２４の上方を通過する際、磁力線ベクトルＨ１，Ｈ２が軟磁性体部ＭＳ２の影響を受けて、成分Ｈ１ｘ，Ｈ２ｘが変化して、磁気抵抗素子２３，２４の電気抵抗値が変化する。

【0065】

具体的には、図１１（Ａ）に示すように、軟磁性体部ＭＳ２が磁気抵抗素子２３の上方を通過する際、軟磁性体部ＭＳ２の影響を受けて、磁力線が上方へ引き寄せられる。これにより、磁気抵抗素子２３を通過する磁力線ベクトルＨ１の成分Ｈ１ｘはバイアス磁界Ｈｂよりも大きくなり、磁気抵抗素子２３の電気抵抗値は、図１１（Ｂ）の実線グラフのように、基準抵抗値Ｒｂより小さくなる。なお、軟磁性体部ＭＳ２が、位置Ｐ１から位置Ａ１に向かうに従って、磁気抵抗素子２３の電気抵抗値が徐々に減少し、位置Ａ１にて最小値になる。軟磁性体部ＭＳ２が、位置Ａ１からさらに前方に移動するに従って、磁気抵抗素子２３の電気抵抗値が徐々に増大し、基準抵抗値Ｒｂに戻る。硬磁性体部ＭＳ１とは異なり、軟磁性体部ＭＳ２の場合には、磁力線が基準状態から押し下げられる領域が存在しない。よって、この場合、磁気抵抗素子２３の電気抵抗値は、基準抵抗値Ｒｂを超えることはない。

【0066】

また、軟磁性体部ＭＳ２の前方への移動による磁気抵抗素子２４の電気抵抗値は、軟磁性体部ＭＳ２の前方への移動による磁気抵抗素子２３の電気抵抗値の変化（図１１（Ｂ）における実線グラフ）を基準抵抗値Ｒｂに対して反転した、図１１（Ｂ）の破線グラフのように変化する。

【0067】

つぎに、検証物ＯＢを、後方（つまり、搬送路Ｌの前端（出口側）から後端（入口側））へ移動させたときの磁気抵抗素子２３，２４の電気抵抗値の変化について説明する。

【0068】

まず、硬磁性体部ＭＳ１の通過による磁気抵抗素子２３，２４の電気抵抗値の変化について説明する。検証物ＯＢに含まれる硬磁性体部ＭＳ１は、搬送路Ｌを通過する際、磁力線の影響を受けて磁化される。図７（Ｂ）に示すように、磁石Ｍ３の近傍から後方へ向かうに従って、磁力線ベクトルが反時計方向に回転している。したがって、硬磁性体部ＭＳ１は、磁石Ｍ３の近傍の位置Ｐ２から後方へ向かうに従って、その磁化方向（磁気ベクトル）が、図１２（Ａ）において反時計方向に回転するように変化する。

【0069】

具体的には、本実施形態では、硬磁性体部ＭＳ１が位置Ｐ２にあるとき、硬磁性体部ＭＳ１の磁気ベクトルの向きは、略「１３５°」である。硬磁性体部ＭＳ１がさらに後方へ移動して位置Ａ２の直上付近にあるとき、硬磁性体部ＭＳ１の磁気ベクトルの向きは、「－１００°」乃至「―９０°」である。図７（Ｂ）に示すように、位置Ａ２の近傍から後方へ向かうに従って、磁力線ベクトルは徐々に大きくなるが、硬磁性体部ＭＳ１の磁化特性はヒステリシスを有するので、その磁気ベクトルが変化することなく、略一定に保たれたまま、さらに後方へ移動する。そして、硬磁性体部ＭＳ１は、位置Ｐ１にて、再着磁される。その磁気ベクトルの向きは、略「４５°」である。

【0070】

硬磁性体部ＭＳ１が、その磁気ベクトルの向きを図１２（Ａ）のように変化させながら磁気抵抗素子２３，２４の上方を通過する際、磁力線ベクトルＨ１，Ｈ２が硬磁性体部ＭＳ１の影響を受けて、成分Ｈ１ｘ，Ｈ２ｘが変化して、磁気抵抗素子２３，２４の電気抵抗値が変化する。

【0071】

具体的には、図１２（Ｂ）及び図１２（Ｃ）に示すように、硬磁性体部ＭＳ１が、磁石Ｍ２の上方付近から後方へ向かうに従って、磁力線が、硬磁性体部ＭＳ１の影響を受けて、上方へ徐々に引き寄せられる。これにより、磁気抵抗素子２３を通過する磁力線ベクトルＨ１の成分Ｈ１ｘはバイアス磁界Ｈｂよりも大きくなり、図１２（Ｄ）の実線グラフのように、磁気抵抗素子２３の電気抵抗値は基準抵抗値Ｒｂより小さくなる。つまり、磁気抵抗素子２３の電気抵抗値が徐々に減少し、位置Ａ１にて最小値になる。そして、硬磁性体部ＭＳ１が、位置Ａ１からさらに後方へ向かうに従って、磁気抵抗素子２３の電気抵抗値が徐々に増大し、基準抵抗値Ｒｂに戻る。

【0072】

つぎに、硬磁性体部ＭＳ１の通過による磁気抵抗素子２４の電気抵抗値の変化について説明する。この場合も、硬磁性体部ＭＳ１の位置に応じて、磁気抵抗素子２４の電気抵抗値は、磁気抵抗素子２３の電気抵抗値の変化（図１２（Ｄ）における実線グラフ）を基準抵抗値Ｒｂに対して反転した、図１２（Ｄ）の破線グラフのように変化する。なお、この場合も、厳密には、磁気抵抗素子２３，２４の距離に応じて、図１２（Ｄ）の実線グラフと破線グラフが左右方向に少しずれるが、磁気抵抗素子２３，２４の距離は微小なので、上記のずれを無視できる。

【0073】

つぎに、軟磁性体部ＭＳ２の通過による磁気抵抗素子２３，２４の電気抵抗値の変化について説明する。上記のように、軟磁性体部ＭＳ２は、常に、磁力線を引き寄せる。よって、磁気抵抗素子２３，２４の電気抵抗値の変化は、図１１（Ｂ）の変化と同一である。

【0074】

このように、磁性体ＭＳを有する検証物ＯＢを搬送路Ｌに沿って移動させることにより、磁気抵抗素子２３，２４の電気抵抗値は図１０（Ｄ）、図１１（Ｂ）及び図１２（Ｄ）に示すように変化する。一方、磁気抵抗素子２３，２４は、図１３の電気回路図に示すように、直列に接続されて、その両端に直流電圧（＋Ｖｂ，ＧＮＤ）が印加されている。そして、磁気抵抗素子２３，２４の接続点の電位が増幅器３１を介して出力電圧Ｖｏｕｔとして出力される。したがって、出力電圧Ｖｏｕｔは、磁気抵抗素子２３，２４の電気抵抗値の変化の差分（図１０（Ｄ）、図１１（Ｂ）及び図１２（Ｄ）の実線グラフと破線グラフの差分）に対応した電圧となる。その結果、出力電圧Ｖｏｕｔとしては、磁気抵抗素子２３（又は磁気抵抗素子２４）の電気抵抗値の変化を２倍したものとなる。なお、前記説明では、磁気抵抗素子２３，２４からなる１つの磁気センサに関してのみ説明したが、複数組の磁気抵抗素子２３，２４からなる複数の磁気センサについても増幅器３１から前記出力電圧Ｖｏｕｔがそれぞれ出力されることは同じである。

【0075】

上記のように、磁性体検出装置１においては、搬送路Ｌの入口及び出口にそれぞれ配置された磁石Ｍ１及び磁石Ｍ３の磁極面と搬送路Ｌとの距離が、磁石Ｍ２の磁極面と搬送路Ｌとの距離よりも小さく設定される。これにより、検証物ＯＢが搬送路Ｌを通過する際、磁気センサ回路ＭＣに接近する前に、磁性体ＭＳが磁石Ｍ１又は磁石Ｍ３によって、硬磁性体部ＭＳ１の磁化状態が所定の状態に矯正される。すなわち、検証物ＯＢの流通過程において、硬磁性体部ＭＳ１が前記所定の状態とは異なる状態に磁化されていたとしても、磁気センサ回路ＭＣによって硬磁性体部ＭＳ１を検出する前に、硬磁性体部ＭＳ１の磁化状態が矯正される。このように、硬磁性体部ＭＳ１の磁化状態を矯正することにより、真の検証物ＯＢであれば、磁性体検出装置１の出力電圧Ｖｏｕｔの波形が、正規の波形と同一になる。よって、磁性体検出装置１によれば、検証物ＯＢの真偽を高精度に判定できる。また、磁性体検出装置１では、磁気センサ回路ＭＣに付与するバイアス磁界＋Ｈｂ，－Ｈｂを形成する磁石Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３のうちの磁石Ｍ１及び磁石Ｍ３を用いて、硬磁性体部ＭＳ１を矯正するため、従来の磁性体検出装置のような磁化器を別途設ける必要がない。よって、本実施形態によれば、磁性体検出装置１の部品点数を削減できる。また、磁性体検出装置１を小型化できる。

【0076】

また、硬磁性体部ＭＳ１を前方へ移動させたときの検出波形（図１０（Ｄ）参照）と、軟磁性体部ＭＳ２を前方へ移動させたときの検出波形（図１１（Ｂ）参照）とを異ならせることができる。また、硬磁性体部ＭＳ１を前方へ移動させたときの検出波形（図１０（Ｄ）参照）と、硬磁性体部ＭＳ１を後方へ移動させたときの検出波形（図１２（Ｄ）参照）とを異ならせることができる。よって、磁性体検出装置１によれば、上記の検出波形の違いに基づいて、検証物ＯＢの真偽を高精度に判定できる。例えば、検証物ＯＢを前方へ移動させたときの検証波形のパターンと正規のパターンとの比較だけでなく、検証物ＯＢを後方へ移動させたときの検証波形のパターンと正規のパターンとの比較も実施することにより、検証物ＯＢの真偽をより高精度に判定できる。

【0077】

また、磁性体検出装置１においては、左右方向に延びる３つの磁石Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３を、前後方向に所定の間隔をおいて配置した。これにより、磁石Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３間の磁力線は左右方向に垂直な平面内にて曲線状に発生される。そして、磁石Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３の形状、特に磁極面部分の形状に多少の誤差があっても、磁力線の方向は安定して、磁気抵抗素子２３，２４を通過する磁力線は常に一定方向となる。その結果、磁気抵抗素子２３，２４に付与されるバイアス磁界＋Ｈｂ，－Ｈｂが安定化し、磁性体ＭＳの移動による磁気抵抗素子２３，２４の電気抵抗値の変化を安定化させることができ、磁性体ＭＳを高精度に検出できるようになる。また、磁石Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３の距離、配置方向（磁化方向）を調整することにより、磁力線の軌跡の形状を種々に変更することができ、磁気抵抗素子２３，２４に対するバイアス磁界＋Ｈｂ，－Ｈｂの向き及び大きさの設定が簡単になる。

【0078】

また、上記実施形態においては、磁気抵抗素子２３，２４又は磁気抵抗素子２３，２４の分割線状部分２３ａ～２３ｄ，２４ａ～２４ｄの延設方向を、基板２２の表面において左右方向に対して少し傾けて配置した。これにより、磁気抵抗素子２３，２４又は磁気抵抗素子２３，２４の分割線状部分２３ａ～２３ｄ，２４ａ～２４ｄ内に、それらの延設方向に沿った一定方向の磁束線を発生させて、磁気抵抗素子２３，２４の抵抗の変化を安定化させることができる。その結果、磁性体検出装置による磁性体ＭＳの検出精度を高めることができる。

【0079】

また、上記実施形態においては、ケース１１は、磁性体材料（軟磁性体であるステンレス）で構成され、磁石Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３の磁気抵抗素子２３，２４の下側を覆っている。これにより、磁石Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３による磁気抵抗素子２３，２４側の磁力線の分布を、外部磁界による影響を受けずに安定化させることができ、磁性体検出装置による磁性体ＭＳの検出精度を高めることができる。

【0080】

また、上記実施形態においては、磁気抵抗素子２３，２４に付与されるバイアス磁界（成分Ｈ１ｘ及び成分Ｈ２ｘ）がほぼ反対方向であって同じ大きさになるように設定した。これにより、磁性体ＭＳの前後方向への移動による磁気抵抗素子２３，２４の電気抵抗値の変化を正負反対方向にほぼ対称に変化させるようにでき、磁気抵抗素子２３，２４の電気抵抗値の変化を利用し易くすることができる。そして、１つの磁気センサ回路ＭＣを構成する磁気抵抗素子２３，２４をハーフブリッジ接続して出力電圧Ｖｏｕｔを取り出すようにしたので、１つの磁気抵抗素子を用いる場合に比べて、出力電圧Ｖｏｕｔの変化を大きくすることができる。

【0081】

上記実施形態では、前述のように、１つの磁気センサ回路ＭＣを構成する磁気抵抗素子２３，２４をハーフブリッジ接続して出力電圧Ｖｏｕｔを取り出すようにした。しかし、これに代えて、１つの磁気センサ回路ＭＣを４つの磁気抵抗素子２３－１，２３－２，２４－１，２４－２で構成して、これらの磁気抵抗素子２３－１，２３－２，２４－１，２４－２をフルブリッジ接続して出力電圧Ｖｏｕｔを取出すようにしてもよい。この場合、図１４（Ａ）に示すように、１つの基板２２の表面に、磁気抵抗素子２３－１，２３－２，２４－１，２４－２が設けられている。磁気抵抗素子２３－１，２４－１は上記磁気抵抗素子２３，２４と同様に形成され、基板上の導体に関しても上記磁気抵抗素子２３，２４の場合と同じである。そして、端子に関しては、端子２７ａ－１，２７ｂ－１，２７ｃ－１が上記端子２７ａ，２７ｂ、２７ｃにそれぞれ対応する。また、磁気抵抗素子２３－２，２４－２、端子２７ａ－２，２７ｂ－２，２７ｃ－２及びこれらを接続する導体は、磁気抵抗素子２３－１，２４－１、端子２７ａ－１，２７ｂ－１，２７ｃ－１及びこれらを接続する導体と同様に構成されて左右方向に対称に設けられる。すなわち磁気抵抗素子２３－２，２４－２は基板２２の表面において、磁気抵抗素子２３－１，２４－１をそれぞれ左右方向に延長した位置にて、基板２２の表面上に左右方向にほぼ沿って延設されるとともに互いに対向して配置されている。なお、磁気抵抗素子２３－１，２４－１、端子２７ａ－１，２７ｂ－１，２７ｃ－１及びこれらを接続する導体と、磁気抵抗素子２３－２，２４－２、端子２７ａ－２，２７ｂ－２，２７ｃ－２及びこれらを接続する導体とを独立した基板２２にそれぞれ設けるようにしてもよい。

【0082】

そして、フレキシブルプリント基板２５上にて、端子２７ａ－１，２７ｂ－１，２７ｃ－１及び端子２７ａ－２，２７ｂ－２，２７ｃ－２は次のように電気的に接続されている。端子２７ｃ－１に直流電圧Ｖｂが印加され、端子２７ｃ－２は接地されている（ＧＮＤ）。そして、端子２７ａ－１と端子２７ｂ－２とが接続されて、その接続点が増幅器３２の非反転入力に接続されている。端子２７ｂ－１と端子２７ａ－２とが接続されて、その接続点が増幅器３２の反転入力に接続されている。これにより、磁気抵抗素子２３－１，２４－２が直列に接続されるとともに、その両端に電圧Ｖｂ－ＧＮＤが印加されて、磁気抵抗素子２３－１，２４－２の接続点の電圧が増幅器３２の非反転入力に供給される。また、磁気抵抗素子２４－１，２３－２が直列に接続されるとともに、その両端に電圧Ｖｂ－ＧＮＤが印加されて、磁気抵抗素子２４－１，２３－２の接続点の電圧が増幅器３２の反転入力に供給される。増幅器３２は、非反転入力と反転入力の差電圧を出力電圧Ｖｏｕｔとして出力する。

【0083】

このような接続はフルブリッジ回路を構成するもので、磁性体ＭＳの移動に伴い、磁気抵抗素子２３－１，２４－２の電気抵抗値は正負反対に変化するとともに、磁気抵抗素子２３－２，２４－１の電気抵抗値は正負反対に変化し、磁気抵抗素子２３－１と磁気抵抗素子２４－２の接続点の電圧と、磁気抵抗素子２４－１と磁気抵抗素子２３－２の接続点の電圧も正負反対方向に変化する。そして、前記両接続点の電圧が増幅器３１の非反転入力と反転入力に供給されて増幅器３１は前記両接続点の電圧差を出力するので、増幅器３１は実質的には前記両接続点の電圧変化を加算合成した出力電圧Ｖｏｕｔを出力する。その結果、上述したハーフブリッジ接続の場合よりも、２倍大きな出力電圧Ｖｏｕｔを得ることができる。

【0084】

また、増幅器３２が前記両接続点の電圧差を出力することにより、磁気抵抗素子２３－１，２３－２の電気抵抗値の変化をもたらす成分Ｈ１ｘ及び磁気抵抗素子２４－１，２４－２の電気抵抗値の変化をもたらす成分Ｈ２ｘにそれぞれノイズが含まれていても、これらのノイズがもたらす抵抗値変化が互いに相殺されて、出力電圧ＶｏｕｔのＳ／Ｎ比が向上する。

【0085】

さらに、前記図１４（Ａ）のフルブリッジ接続に代えて、磁気抵抗素子２３－１，２３－２，２４－１，２４－２及び増幅器３２を図１４（Ｂ）のようにフルブリッジ接続してもよい。すなわち、端子２７ｂ－１，２７ａ－２に直流電圧Ｖｂが印加され、端子２７ａ－１，２７ｂ－２は接地されている（ＧＮＤ）。そして、端子２７ｃ－１が増幅器３２の反転入力に接続され、端子２７ｃ－２が増幅器３２の非反転入力に接続されている。これにより、磁気抵抗素子２４－１，２３－１が直列に接続されるとともに、その両端に電圧Ｖｂ－ＧＮＤが印加されて、磁気抵抗素子２４－１，２３－１の接続点の電圧が増幅器３２の反転入力に供給される。また、磁気抵抗素子２３－２，２４－２が直列に接続されるとともに、その両端に電圧Ｖｂ－ＧＮＤが印加されて、磁気抵抗素子２３－１，２４－２の接続点の電圧が増幅器３２の非反転入力に供給される。増幅器３２は、非反転入力と反転入力の差電圧を出力電圧Ｖｏｕｔとして出力する。

【0086】

このような接続もフルブリッジ回路を構成するもので、磁性体ＭＳの移動に伴い、磁気抵抗素子２３－２，２４－２の電気抵抗値は正負反対に変化するとともに、磁気抵抗素子２４－１，２３－１の電気抵抗値は正負反対に変化し、磁気抵抗素子２３－２と磁気抵抗素子２４－２の接続点の電圧と、磁気抵抗素子２４－１と磁気抵抗素子２３－１の接続点の電圧も正負反対方向に変化する。そして、前記両接続点の電圧が増幅器３１の非反転入力と反転入力に供給されて増幅器３１は前記両接続点の電圧差を出力するので、この場合も、増幅器３１は実質的には前記両接続点の電圧変化を加算合成した出力電圧Ｖｏｕｔを出力し、前述の場合と同様に、上述したハーフブリッジ接続の場合よりも、２倍大きな出力電圧Ｖｏｕｔを得ることができる。

【0087】

また、この場合も、増幅器３２が前記両接続点の電圧差を出力することにより、磁気抵抗素子２３－１，２３－２の電気抵抗値の変化をもたらす成分Ｈ１ｘ及び磁気抵抗素子２４－１，２４－２の電気抵抗値の変化をもたらす成分Ｈ２ｘにそれぞれノイズが含まれていても、これらのノイズは互いに相殺されて、出力電圧ＶｏｕｔのＳ／Ｎ比が向上する。

【0088】

さらに、１つの磁気センサを複数の磁気抵抗素子２３，２４（又は２３－１，２３－２，２４－１，２４－２）で構成しなくてもよく、１つの磁気抵抗素子のみで構成するようにしてもよい。この場合、図１５に示すように、基板２２の上面に磁気抵抗素子２３のみを設け、端子２７ｃに直流電圧＋Ｖｂを印加する。磁気抵抗素子２３、導体及び端子２７ａ，２７ｃは上記実施形態の場合と同様に構成されている。そして、端子２７ａをフレキシブルプリント基板２５上に設けた固定抵抗３３の一端に接続し、固定抵抗３３の他端を接地する（ＧＮＤ）。そして、磁気抵抗素子２３と固定抵抗３３の接続点を増幅器３１に入力し、増幅器３１から出力電圧Ｖｏｕｔを取り出すようにする。

【0089】

このように構成しても、磁性体ＭＳの移動に伴う、磁気抵抗素子２３の電気抵抗値の変化に応じて変化する出力電圧Ｖｏｕｔを取出すことができるので、検証物ＯＢに含まれる磁性体ＭＳを検出することは可能である。ただし、この場合の出力電圧Ｖｏｕｔは、上記実施形態の場合の１／２程度である。

【0090】

なお、上記実施形態の変形例である図１４Ａ、図１４Ｂ及び図１５の磁気抵抗素子２３，２４，２３－１，２３－２，２４－１，２４－２を、上記図６Ａ、図６Ｂを用いて説明したように、３つ以上の線状部分をそれぞれ有するように分割したり、一本の線状部分でそれぞれ構成したりするようにしてもよい。また、図６Ｃを用いて説明したように、磁気抵抗素子２３，２４，２３－１，２３－２，２４－１，２４－２を左右方向に延設した部分を折り返して２本以上の線状部分を有するように構成してもよい。

【0091】

また、図１６に示すように、磁石Ｍ３の磁化方向を磁性体検出装置１とは反対方向に設定した磁性体検出装置１Ａとしてもよい。磁性体検出装置１Ａの構成のうち、磁石Ｍ３の磁化方向を除く構成は、磁性体検出装置１と同一である。

【0092】

つぎに、磁性体検出装置１Ａの動作について説明する。まず、図１７に示すように、検証物ＯＢを、前方（つまり、搬送路Ｌの後端（入口側）から前端（出口側））へ移動させたときの磁気抵抗素子２３，２４の電気抵抗値の変化について説明する。

【0093】

磁性体検出装置１Ａでは、硬磁性体部ＭＳ１の磁気ベクトルの向きが、下記の通りになるように（図１７（Ａ）参照）、各種パラメータ（磁石Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３の磁力及び配置など）が設定されている。硬磁性体部ＭＳ１が位置Ｐ１にあるとき、硬磁性体部ＭＳ１の磁気ベクトルの向きは略「４５°」である。硬磁性体部ＭＳ１がさらに前方へ移動して位置Ａ１及び位置Ａ２にあるとき、硬磁性体部ＭＳ１の磁気ベクトルの向きは、略「０°」である。そして、硬磁性体部ＭＳ１が位置Ｐ２にあるとき、硬磁性体部ＭＳ１の磁気ベクトルの向きは、略「－４５°」である。

【0094】

硬磁性体部ＭＳ１が、その磁気ベクトルの向きを上記のように変化させながら磁気抵抗素子２３，２４の上方を通過する際、磁力線ベクトルＨ１，Ｈ２が硬磁性体部ＭＳ１の影響を受けて、成分Ｈ１ｘ，Ｈ２ｘが変化して、磁気抵抗素子２３，２４の電気抵抗値が変化する。

【0095】

具体的には、図１７（Ｂ）に示すように、硬磁性体部ＭＳ１が、位置Ｐ１から位置Ａ１に向かうに従って、磁力線が、硬磁性体部ＭＳ１の影響を受けて、上方へ徐々に引き寄せられる。これにより、磁気抵抗素子２３を通過する磁力線ベクトルＨ１の成分Ｈ１ｘはバイアス磁界Ｈｂよりも大きくなり、磁気抵抗素子２３の電気抵抗値は基準抵抗値Ｒｂより小さくなる。つまり、図１７（Ｄ）の実線グラフのように、磁気抵抗素子２３の電気抵抗値が徐々に減少し、位置Ａ１にて最小値になる。そして、硬磁性体部ＭＳ１が、位置Ａ１からさらに前方へ移動するに従って、磁気抵抗素子２３の電気抵抗値が徐々に増大し、基準抵抗値Ｒｂに戻る。

【0096】

硬磁性体部ＭＳ１がさらに前方に移動するに従って、図１７（Ｃ）に示すように、磁力線が、硬磁性体部ＭＳ１の影響を受けて、下方へ徐々に押される。これにより、磁気抵抗素子２３を通過する磁力線ベクトルＨ１の成分Ｈ１ｘはバイアス磁界Ｈｂよりも小さくなり、磁気抵抗素子２３の電気抵抗値は基準抵抗値Ｒｂより大きくなる。つまり、図１７（Ｄ）の実線グラフのように、磁気抵抗素子２３の電気抵抗値が徐々に増大し、位置Ａ２にて最大値になる。そして、硬磁性体部ＭＳ１がさらに前方に移動するに従って、電気抵抗値が徐々に減少し、磁力線への硬磁性体部ＭＳ１の影響がなくなると、成分Ｈ１ｘはバイアス磁界＋Ｈｂに戻り、磁気抵抗素子２３の電気抵抗値は基準抵抗値Ｒｂに戻る。

【0097】

また、磁気抵抗素子２４の電気抵抗値は、磁気抵抗素子２３の電気抵抗値の変化（図１７（Ｄ）における実線グラフ）を基準抵抗値Ｒｂに対して反転した、図１７（Ｄ）の破線グラフのように変化する。

【0098】

一方、上記のように、軟磁性体部ＭＳ２は、常に、磁力線を引き寄せる。よって、磁気抵抗素子２３，２４の電気抵抗値の変化は、図１１（Ｂ）の変化と同一である。

【0099】

つぎに、検証物ＯＢを、後方（つまり、搬送路Ｌの前端（出口側）から後端（入口側））へ移動させたときの磁気抵抗素子２３，２４の電気抵抗値の変化について説明する。

【0100】

この場合、図１８（Ａ）に示すように、硬磁性体部ＭＳ１が位置Ｐ２にあるとき、硬磁性体部ＭＳ１の磁気ベクトルの向きは略「―４５°」である。硬磁性体部ＭＳ１がさらに後方へ移動して位置Ａ２及び位置Ａ１にあるとき、硬磁性体部ＭＳ１の磁気ベクトルの向きは、略「０°」である。そして、硬磁性体部ＭＳ１が位置Ｐ１にあるとき、硬磁性体部ＭＳ１の磁気ベクトルの向きは、略「４５°」である。図１７（Ａ）及び図１８（Ａ）に示すように、磁性体検証装置１Ａでは、硬磁性体部ＭＳ１が前方へ移動する際の各位置における磁気ベクトルの向きと、後方へ移動する際の各位置における磁気ベクトルの向きが同一である。したがって、図１８（Ｂ）及び図１８（Ｃ）に示すように、硬磁性体部ＭＳ１が後方へ移動する際には、硬磁性体部ＭＳ１が前方へ移動する際と同様の影響を磁力線が受ける。よって、図１８（Ｄ）及び図１７（Ｄ）に示すように、硬磁性体部ＭＳ１が後方へ移動する際の磁気抵抗素子２３，２４の電気抵抗値の変化は、硬磁性体部ＭＳ１が前方へ移動する際と同一である。

【0101】

一方、上記のように、軟磁性体部ＭＳ２は、常に、磁力線を引き寄せる。よって、磁気抵抗素子２３，２４の電気抵抗値の変化は、図１１（Ｂ）の変化と同一である。

【0102】

上記の磁性体検出装置１Ａによっても、磁性体検出装置１と同等の効果が得られる。ただし、この場合、硬磁性体部ＭＳ１が前方へ移動する際の検出波形と、後方へ移動する際の検出波形は同一である（図１７（Ｄ）及び図１８（Ｄ）参照）。

【0103】

さらに、この変形例に係る磁性体検出装置１Ａにおいても、磁性体検出装置１の項で説明した各種変形は適用されるものである。

【0104】

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変形も可能である。

【0105】

例えば、上記実施形態における磁石Ｍ２は永久磁石であるが、磁石Ｍ１及び磁石Ｍ３と協働して磁界を形成する磁性体であってもよい。また、検証物ＯＢを前方へ移動させた際の検出波形と後方へ移動させた際の検出波形とを比較する必要がなければ、上記実施形態の磁石Ｍ３を省略しても良い。また、上記実施形態では、磁石Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３の磁化方向（上下方向）が、検証物ＯＢの搬送方向（前後方向）に直交しているが、磁石Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３の磁化方向が、検証物ＯＢの搬送方向に対して傾斜していてもよい。

【符号の説明】

【0106】

１１…ケース、Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３…磁石、１３…カバー、２１…基板支持部材、２２…基板、２３，２４，２３－１，２３－２，２４－１，２４－２…磁気抵抗素子（強磁性体薄膜磁気抵抗素子）、２３Ａ，２３Ｂ…線状部分、２３ａ～２３ｄ，２４ａ～２４ｄ…分割線状部分、２５…フレキシブルプリント基板、３１，３２…増幅器、３３…固定抵抗、Ｌ…搬送路、ＭＳ…磁性体、ＭＳ１…硬磁性体部、ＭＳ２…軟磁性体部、ＯＢ…検証物

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図7】

【図8A】

【図8B】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14A】

【図14B】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】