JP2008032517A - Magnetic encoder - Google Patents

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JP2008032517A JP2006205868A JP2006205868A JP2008032517A JP 2008032517 A JP2008032517 A JP 2008032517A JP 2006205868 A JP2006205868 A JP 2006205868A JP 2006205868 A JP2006205868 A JP 2006205868A JP 2008032517 A JP2008032517 A JP 2008032517A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a magnetic encoder having high sliding resistance, stability even to an external force such as an impact, little position deviation in the sliding direction of a magnetometric sensor element, and little fluctuation of a middle point voltage, capable of assembling easily the magnetometric sensor element and a pressure spring; and an inexpensive magnetic encoder wherein the magnetometric sensor element can be used in the cut state from a wafer by a grindstone. <P>SOLUTION: The width w of the magnetometric sensor element is set to be not less than 1.1 mm and not more than 4.0 mm, and the distance h between a medium sliding surface and a load point of the sensor element is to set be not less than 0.2 mm and not more than 1.0 mm, and w/h is set to be not less than 3 and not more than 20, to thereby form a flat shape. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本願発明は、磁気媒体から出ている磁気を磁気センサーで検出し、可動部材の変位ある
いは速度を得ることができる磁気式エンコーダーに関するものである。 The present invention relates to a magnetic encoder capable of detecting the magnetism emitted from a magnetic medium by a magnetic sensor and obtaining the displacement or speed of a movable member.

可動部材の変位や速度を精密に検出し帰還制御を行う機械装置は多い。一例として、オ
ートフォーカスカメラ用のレンズ鏡筒がある。レンズ鏡筒内には、電動モーターや超音波
モーターで合焦用レンズを進退させるフォーカス機構が設けられている。フォーカス機構
を構成する回転筒の回転変位を検出するのに、磁気式エンコーダーが使われている。特許
文献１に、フォーカス機構に用いられている磁気式エンコーダーが開示されており、その
外観斜視図を図１０ａ）に示す。鏡筒１０に沿って設けられた曲率を有する磁気媒体１５
に、磁気センサー５が押し当てられている。磁気センサー５は、磁気センサー素子１と加
ばね２から構成されている。図１０ａ）を見ても判るように、磁気センサー５は磁気媒体
対向面の寸法に比べ、厚み方向の寸法は非常に薄くなっている。鏡筒内の限られたスペー
スでは、磁気センサーに薄さが求められるため、薄肉化が難しい光学式エンコーダーより
磁気式エンコーダーが多用されている。磁気センサー素子１の出力を帰還させ、モーター
１１を駆動し焦点を合わすものである。 Many mechanical devices perform feedback control by accurately detecting the displacement and speed of a movable member. One example is a lens barrel for an autofocus camera. In the lens barrel, a focus mechanism is provided for moving the focusing lens back and forth with an electric motor or an ultrasonic motor. A magnetic encoder is used to detect the rotational displacement of the rotating cylinder constituting the focus mechanism. Patent Document 1 discloses a magnetic encoder used in a focus mechanism, and an external perspective view thereof is shown in FIG. A magnetic medium 15 having a curvature provided along the lens barrel 10
Further, the magnetic sensor 5 is pressed. The magnetic sensor 5 includes a magnetic sensor element 1 and a spring 2. As can be seen from FIG. 10 a), the magnetic sensor 5 has a very thin dimension in the thickness direction compared to the dimension of the surface facing the magnetic medium. Since the magnetic sensor is required to be thin in a limited space in the lens barrel, a magnetic encoder is used more frequently than an optical encoder that is difficult to reduce in thickness. The output of the magnetic sensor element 1 is fed back, and the motor 11 is driven to focus.

特開２０００−２０５８０８号 公報JP 2000-205808 JP

高精度に回転量を制御するため、磁気式エンコーダーには高い分解能が要求される。分
解能は磁気媒体の着磁ピッチで表すこともでき、その着磁ピッチは従来３０〜５０μｍで
あったのが、１０〜２０μｍさらに１０μｍ以下が求められて来ている。高分解能化を進
めるに従い磁気媒体と磁気センサー素子の間隔であるギャップの影響が大きくなり、ギャ
ップ変動をなくすことが必要となってくる。そのため、磁気媒体と磁気センサー素子を接
触させて摺動させる方式が有利であり、多く採用されている。 In order to control the rotation amount with high accuracy, the magnetic encoder is required to have high resolution. The resolution can also be expressed by the magnetization pitch of the magnetic medium, and the magnetization pitch is conventionally 30 to 50 μm, but 10 to 20 μm and further 10 μm or less have been demanded. As the resolution increases, the influence of the gap, which is the distance between the magnetic medium and the magnetic sensor element, increases, and it becomes necessary to eliminate the gap fluctuation. For this reason, a method in which the magnetic medium and the magnetic sensor element are brought into contact with each other and slid is advantageous, and is often employed.

図１０ｂ）に、摺動時の磁気センサーの姿勢を保つため、組立時に磁気媒体１５に磁気
センサー素子１を均一に押し当てる加圧ばね２の構造が開示されている。磁気センサー素
子１はホルダ６に取り付けられ、ホルダ６の背面の揺動中心軸を支点として、ホルダは加
圧ばね２に対し揺動する。揺動することで、加圧ばねの傾きに関係なく磁気センサー素子
１は、スペーサー７を介して磁気媒体１５と密着させることができる。磁気センサー素子
が磁気媒体の変位方向と略並行する揺動中心をもって揺動するため、磁気センサー素子と
磁気媒体とが間隔規制部材等を挟んで密着し、磁気媒体の移動量（すなわち、合焦用レン
ズ群の進退量）を高精度に検出することができるものである。前述、揺動中心が揺動時の
支点となり、磁気センサー素子１を磁気媒体１５に押付ける荷重点８となる。 FIG. 10 b) discloses a structure of a pressure spring 2 that uniformly presses the magnetic sensor element 1 against the magnetic medium 15 during assembly in order to maintain the posture of the magnetic sensor during sliding. The magnetic sensor element 1 is attached to a holder 6, and the holder swings with respect to the pressurizing spring 2 with the swing center axis on the back surface of the holder 6 as a fulcrum. By swinging, the magnetic sensor element 1 can be brought into close contact with the magnetic medium 15 via the spacer 7 regardless of the inclination of the pressure spring. Since the magnetic sensor element swings with a swing center that is substantially parallel to the displacement direction of the magnetic medium, the magnetic sensor element and the magnetic medium are in close contact with each other with a gap regulating member or the like interposed therebetween, and the amount of movement of the magnetic medium (that is, focusing) The amount of movement of the lens group) can be detected with high accuracy. As described above, the center of oscillation serves as a fulcrum for the oscillation, and serves as a load point 8 for pressing the magnetic sensor element 1 against the magnetic medium 15.

しかし、より高精度化の要求が進むにつれ、磁気媒体１５と磁気センサー素子１の摩擦
による磁気センサー素子１の摺動方向位置ずれが大きな問題となってきた。特許文献２に
は、磁気センサー素子１の摺動方向位置ずれを低減する方法が開示されている。図１１に
示す様に、磁気センサー素子１の摺動方向の幅ｗが、着磁ピッチの２〜１５倍で、０．０
４〜０．３ｍｍと非常に狭い磁気センサー素子を提案している。磁気媒体１５と接する磁
気センサー素子１の摺動方向幅を０．３ｍｍ以下と小さくすることで、磁気媒体と磁気セ
ンサー素子の摩擦抵抗を減らし、磁気センサー素子の摺動方向位置ずれを小さくして、出
力信号の安定化を図っている。 However, as the demand for higher accuracy has progressed, displacement of the magnetic sensor element 1 in the sliding direction due to friction between the magnetic medium 15 and the magnetic sensor element 1 has become a major problem. Patent Document 2 discloses a method for reducing the displacement in the sliding direction of the magnetic sensor element 1. As shown in FIG. 11, the width w in the sliding direction of the magnetic sensor element 1 is 2 to 15 times the magnetization pitch, and 0.0
A very narrow magnetic sensor element of 4 to 0.3 mm is proposed. By reducing the sliding direction width of the magnetic sensor element 1 in contact with the magnetic medium 15 to 0.3 mm or less, the friction resistance between the magnetic medium and the magnetic sensor element is reduced, and the displacement in the sliding direction of the magnetic sensor element is reduced. The output signal is stabilized.

特開２００６−０６４３８１ 号 公報JP 2006-064381 A

磁気センサー素子の摺動方向位置ずれを小さくすることが、出力信号の安定化につなが
る点ついて述べる。本願では、特に断りのない限り磁気センサー素子の摺動方向位置ずれ
による出力信号の安定化は中点電圧ずれを言う。特許文献３にＭＲ素子の配置と中点電圧
が記載されているので、これを用いてＭＲ素子２０の配置と中点電圧の増幅器２１で説明
する。図１２と図１３を参照しながら、磁気センサー素子の位置ずれと中点電圧ずれにつ
いて簡単に説明する。図１２ａ）は、磁気センサー素子のＭＲ素子２０の配列状態、図１
２ｂ）は、中点電圧の測定回路である。図１３は、磁気センサー素子が位置ずれを起こし
た時のＭＲ素子と磁気媒体の間隔（ギャップギャップ）の関係を示している。図１２ａ）
は、ＭＲ素子８０の接続パターンでありＭＲ素子２０はブリッジを形成している。図１２
ｂ）に示す様に、例えばＭＲ素子２０のＲＡとＲＡ’は直列に接続され、その両端は＋Ｖ
とＧＮＤに接続されている。ＲＡとＲＡ’の接続点から中点電圧ＶＡが得られる。ＲＡと
ＲＡ’が同じ抵抗値であれば、中点電圧はＶ／２となるが、ＲＡとＲＡ’の抵抗値が異な
ると中点電圧は変動する。中点電圧が変動すると位置検出誤差（ジッター）が大きくなる
と言う問題が発生する。 It will be described that reducing the displacement in the sliding direction of the magnetic sensor element leads to stabilization of the output signal. In the present application, unless otherwise specified, stabilization of an output signal due to displacement in the sliding direction of the magnetic sensor element refers to a midpoint voltage deviation. Since the arrangement of the MR element and the midpoint voltage are described in Patent Document 3, the arrangement of the MR element 20 and the midpoint voltage amplifier 21 will be described using this. With reference to FIG. 12 and FIG. 13, the positional deviation and the midpoint voltage deviation of the magnetic sensor element will be briefly described. FIG. 12a) shows an arrangement state of the MR elements 20 of the magnetic sensor element, FIG.
2b) is a midpoint voltage measurement circuit. FIG. 13 shows the relationship between the gap between the MR element and the magnetic medium (gap gap) when the magnetic sensor element is displaced. FIG. 12a)
Is a connection pattern of the MR element 80, and the MR element 20 forms a bridge. FIG.
As shown in b), for example, RA and RA ′ of the MR element 20 are connected in series, and both ends thereof are + V
And GND. A midpoint voltage VA is obtained from a connection point between RA and RA ′. If RA and RA ′ have the same resistance value, the midpoint voltage is V / 2, but if the resistance values of RA and RA ′ are different, the midpoint voltage varies. When the midpoint voltage fluctuates, there arises a problem that a position detection error (jitter) increases.

中点電圧の変動の一つに、磁気センサー素子の摺動方向位置ずれによるギャップ変動が
ある。図１３ａ）は、磁気媒体１５の中心と磁気センサー素子１の中心が一致している状
態である。ＲＢとＲＢ’のＭＲ素子と磁気媒体とのギャップを見てみる。図１３ａ）では
、ＲＢのｇ２とＲＢ’のｇ１が異なるため、中点電圧はＶ／２より少しずれた値となる。
しかし、この少しずれた状態を基準として調整しているので、この中点電圧のずれは問題
とならない。図１３ｂ）は、磁気媒体が時計方向に回転することで、磁気センサー素子１
は摺動方向の右方向に連れ回され、ｇ１はより大きくｇ２は小さくなり、ｇ１とｇ２で非
常に大きな差が生じる。図１３ｃ）は、磁気媒体が反時計方向に回転したときで、磁気セ
ンサー素子は左方向に連れ回され、図１３ｂ）に比べｇ２は大きくｇ１は小さくなる。磁
気センサー素子が摺動方向に連れ回されることで、ｇ１とｇ２に差が生じて中点電圧が変
動するものである。逆に、連れ廻りによる磁気センサー素子の摺動方向位置ずれが小さけ
れば中点電圧の変動も少ないと言えるので、中点電圧の変動で摺動方向の位置ずれを評価
することができる。 One of the fluctuations in the midpoint voltage is a gap fluctuation due to a displacement in the sliding direction of the magnetic sensor element. FIG. 13 a) shows a state where the center of the magnetic medium 15 and the center of the magnetic sensor element 1 coincide. Let's look at the gap between the RB and RB ′ MR elements and the magnetic medium. In FIG. 13a), since g2 of RB and g1 of RB ′ are different, the midpoint voltage is slightly deviated from V / 2.
However, since the adjustment is performed based on this slightly shifted state, the shift of the midpoint voltage does not cause a problem. FIG. 13b) shows that the magnetic sensor element 1 is obtained by rotating the magnetic medium clockwise.
Is rotated to the right in the sliding direction, g1 is larger and g2 is smaller, and a very large difference is generated between g1 and g2. FIG. 13c) shows a case where the magnetic medium rotates counterclockwise, and the magnetic sensor element is rotated in the left direction, and g2 is larger and g1 is smaller than that in FIG. 13b). When the magnetic sensor element is rotated in the sliding direction, a difference occurs between g1 and g2, and the midpoint voltage fluctuates. On the contrary, if the displacement in the sliding direction of the magnetic sensor element due to the rotation is small, it can be said that the variation in the midpoint voltage is small. Therefore, the displacement in the sliding direction can be evaluated by the variation in the midpoint voltage.

特許第３６１０４２０号 公報Japanese Patent No. 3610420

特許文献２の様に摺動方向の幅を０．３ｍｍ以下と小さくすることで、磁気媒体１５と
磁気センサー素子１間の摩擦力は減るので、磁気センサー素子の摺動方向位置ずれを抑え
ることはできるが、実装する上で次の様な問題が発生している。特許文献２には、磁気セ
ンサー素子１の厚みｈ’に関して具体的な数値の記載はないが、磁気センサー素子６１の
周囲にＦＰＣ１２が設けられていることから、ＦＰＣ１２の厚みより厚くする必要がある
ことからｈ’は少なくとも０．５ｍｍ以上あると推測される。また、図１１から見ても厚
みｈ’は少なくとも摺動方向の幅ｗの数倍はあると見られる。このような幅ｗより厚みｈ
’の厚い素子をサスペンション１３上に、垂直に固着することが難しいのと、磁気センサ
ー素子１の摺動方向の幅ｗの中央部に荷重点が位置するように固着するのも非常に難しい
。荷重点を支点として磁気センサー素子は磁気媒体移動方向に引き連れられる様に力を受
ける。加重点がずれると磁気センサー素子は傾き易くなり、摺動方向の幅を小さくして摩
擦抵抗を下げた効果が減じられる。また、摺動面積を小さくしたため、従来通りの磁気セ
ンサーを磁気媒体に押付ける荷重値では、単位面積当りの押付け力が大きくなり過ぎ、耐
摩耗性の低下を招く。そのため、荷重を小さくする必要が出て来るが、荷重を小さくする
と衝撃等で外部から磁気エンコーダーに力が加わった時に、磁気センサー素子１が傾き易
くなることも考えられる。 Since the frictional force between the magnetic medium 15 and the magnetic sensor element 1 is reduced by reducing the width in the sliding direction to 0.3 mm or less as in Patent Document 2, the displacement in the sliding direction of the magnetic sensor element is suppressed. However, the following problems occur in implementation. Although no specific numerical value is described in Patent Document 2 regarding the thickness h ′ of the magnetic sensor element 1, since the FPC 12 is provided around the magnetic sensor element 61, it is necessary to make it thicker than the thickness of the FPC 12. Therefore, it is estimated that h ′ is at least 0.5 mm or more. Further, it can be seen from FIG. 11 that the thickness h ′ is at least several times the width w in the sliding direction. Thickness h than width w
It is difficult to vertically fix the thick element on the suspension 13 and to fix the load point at the center of the width w in the sliding direction of the magnetic sensor element 1 is very difficult. Using the load point as a fulcrum, the magnetic sensor element receives a force so as to be pulled in the magnetic medium moving direction. When the weighting point is shifted, the magnetic sensor element is easily tilted, and the effect of reducing the frictional resistance by reducing the width in the sliding direction is reduced. In addition, since the sliding area is reduced, the pressing force per unit area becomes too large at the load value for pressing the conventional magnetic sensor against the magnetic medium, resulting in a decrease in wear resistance. Therefore, it is necessary to reduce the load. However, if the load is reduced, the magnetic sensor element 1 may be easily tilted when a force is applied to the magnetic encoder from the outside due to an impact or the like.

摺動方向の幅ｗが小さいため、磁気センサー素子１の摺動方向の両端の稜部１４が磁気
媒体と接触し易くなるので、稜部１４に曲面を形成する必要がある。従来の磁気センサー
素子は、ウェファー上に素子を形成した後、砥石でウェファーを切断して得られた。しか
し、稜部に曲面形成を行うには磁気センサー素子単体にしてから行う必要があり、製造コ
スト低減が難しい。 Since the width w in the sliding direction is small, the ridges 14 at both ends in the sliding direction of the magnetic sensor element 1 are likely to come into contact with the magnetic medium, and thus it is necessary to form a curved surface on the ridges 14. A conventional magnetic sensor element is obtained by forming an element on a wafer and then cutting the wafer with a grindstone. However, in order to form a curved surface at the ridge, it is necessary to carry out after forming the magnetic sensor element alone, and it is difficult to reduce the manufacturing cost.

本願発明は、磁気センサー素子の摺動方向位置ずれが小さく中点電圧の変動が少なく、
磁気センサー素子と加圧ばねの組立が容易で、耐摺動性が高く、衝撃等の外力に対しても
安定した磁気エンコーダーを得る。また、磁気センサー素子はウェファーから砥石で切断
した状態で使用できる、安価な磁気エンコーダーを提供することである。 In the present invention, the displacement in the sliding direction of the magnetic sensor element is small, and the fluctuation of the midpoint voltage is small.
A magnetic encoder that is easy to assemble a magnetic sensor element and a pressure spring, has high sliding resistance, and is stable against external forces such as impact is obtained. Another object of the present invention is to provide an inexpensive magnetic encoder that can be used in a state where the magnetic sensor element is cut from a wafer with a grindstone.

本願発明の磁気式エンコーダーは、磁気媒体と対向して配された磁気センサーは往復摺
動相対移動し、磁気媒体から発生する磁界を磁気センサーに設けた磁気抵抗効果素子で検
出する磁気式エンコーダーであって、磁気センサーは少なくとも磁気抵抗効果素子を有す
る磁気センサー素子と、磁気センサー素子を保持し磁気媒体に荷重Ｆで押付ける保持機構
部、および磁気センサー素子より信号を外部に取り出す配線部からなり、センサー素子は
略直方体形状であり、媒体の曲率が半径４ｍｍ以上３５ｍｍ以下で、荷重Ｆが５０ｍＮ以
上８００ｍＮ以下、摺動速度が０．０１ｍ／ｓ以上０．５ｍ／ｓ以下の条件下で、センサ
ー素子の幅ｗが１．１ｍｍ以上４．０ｍｍ以下で、センサー素子の媒体摺動面と荷重点と
の距離ｈが０．２５ｍｍ以上１．１０ｍｍ以下であり、ｗ／ｈが３以上２０以下であるこ
とが好ましい。 The magnetic encoder of the present invention is a magnetic encoder in which a magnetic sensor arranged opposite to a magnetic medium moves reciprocally and relatively moves, and a magnetic field generated from the magnetic medium is detected by a magnetoresistive element provided in the magnetic sensor. The magnetic sensor includes a magnetic sensor element having at least a magnetoresistive effect element, a holding mechanism unit that holds the magnetic sensor element and presses the magnetic medium with a load F, and a wiring unit that extracts a signal from the magnetic sensor element to the outside. The sensor element has a substantially rectangular parallelepiped shape, the curvature of the medium is 4 mm to 35 mm, the load F is 50 mN to 800 mN, and the sliding speed is 0.01 m / s to 0.5 m / s. The width w of the sensor element is 1.1 mm to 4.0 mm, and the distance h between the medium sliding surface of the sensor element and the load point is 0.25 mm to 1 And at 10mm or less, it is preferable w / h is 3 or more and 20 or less.

テープ状のプラスチックフィルム上に磁性体をコーティングしたものを、所定の曲率を
有する非磁性面に接着材で固定することで、磁気媒体を形成することができる。曲率を有
する磁気媒体の外周面側に磁気センサーを配する構造が良い。内周面側に磁気センサーを
配すると、磁気媒体の曲率と磁気センサー素子の大きさによっては、磁気センサー素子の
摺動方向側の端部（稜部）と磁気媒体の摺動面が擦れ合うこととなり、耐摺動性を著しく
損なう。そのため、磁気センサー素子の摺動方向側の端部に曲面加工を施すことが必要と
なり、製造コストの上昇を招くことになる。 A magnetic medium can be formed by fixing a tape-shaped plastic film coated with a magnetic material to a nonmagnetic surface having a predetermined curvature with an adhesive. A structure in which a magnetic sensor is arranged on the outer peripheral surface side of a magnetic medium having a curvature is preferable. When a magnetic sensor is arranged on the inner peripheral surface side, depending on the curvature of the magnetic medium and the size of the magnetic sensor element, the end (ridge) on the sliding direction side of the magnetic sensor element and the sliding surface of the magnetic medium may rub against each other. Thus, the sliding resistance is remarkably impaired. Therefore, it is necessary to perform curved surface processing on the end portion on the sliding direction side of the magnetic sensor element, which leads to an increase in manufacturing cost.

磁気センサー素子には、加圧ばねにより保持と磁気媒体への押し付け力（荷重）が与え
られる。加圧ばねは、少なくとも磁気センサー素子を保持する板ばねと、押し付け力を与
える荷重ばねから構成する。板ばねと荷重ばねを組合わせることで、磁気媒体のうねりに
も磁気センサー素子が追従し、磁気媒体と磁気センサー素子の位置関係を保つことができ
る。そのため、摺動方向（ロール方向）や、摺動方向と直角の方向（ピッチ方向）の動き
には鈍く、磁気媒体押し付け方向の動きには敏感に対応できる構造とすることが好ましい
。ロール方向の動きを鈍くするには、ロール方向の剛性を上げることで対応できる。板ば
ねの磁気センサー素子取付部と板ばねの取付台の取付部とを繋ぐ板ばね部に、磁気媒体移
動方向と平行に折り曲げ部を形成することで、ピッチ方向の剛性は変えずにロール方向の
剛性を大きくすることができる。また、板ばねの部位によって厚みを変える方法も取るこ
とができる。 The magnetic sensor element is given a holding force and a pressing force (load) against the magnetic medium by a pressure spring. The pressure spring is composed of a leaf spring that holds at least the magnetic sensor element and a load spring that applies a pressing force. By combining the leaf spring and the load spring, the magnetic sensor element follows the undulation of the magnetic medium, and the positional relationship between the magnetic medium and the magnetic sensor element can be maintained. Therefore, it is preferable to have a structure that is dull in movement in the sliding direction (roll direction) and in a direction perpendicular to the sliding direction (pitch direction) and can respond sensitively to movement in the magnetic medium pressing direction. In order to slow down the movement in the roll direction, it is possible to increase the rigidity in the roll direction. By forming a bent part parallel to the magnetic medium moving direction in the leaf spring part that connects the magnetic sensor element attachment part of the leaf spring and the attachment part of the attachment base of the leaf spring, the rigidity in the pitch direction is not changed and the roll direction The rigidity of can be increased. Moreover, the method of changing thickness according to the site | part of a leaf | plate spring can also be taken.

加圧ばねの荷重は、５０ｍＮ以上８００ｍＮ以下とすることが好ましい。５０ｍＮ未満
では、磁気媒体への磁気センサー素子の押付け力が小さ過ぎるため、摺動時に磁気センサ
ー素子面が磁気媒体面から離れ、出力電圧が変動する問題が発生する。これは、磁気媒体
の表面の僅かなうねりや凸部での飛び跳ね、摩擦による磁気センサー素子の連れ廻りと戻
り現象（スリップスティック現象）時の飛び跳ね、外力による離れ等で起こる。８００ｍ
Ｎを超えると磁気センサー素子の飛び跳ねや、外力による離れは押させることできるが、
耐磨耗性の問題が発生する。プラスチックフィルム上に磁性体をコーティングした磁気媒
体では、荷重を上げると磁気媒体表面が変形し磁気センサー素子の幅が小さい場合、磁気
センサー素子の摺動方向側の端部（稜部）で、磁性体を削る現象が起こり、耐摩耗性が急
激に悪化する。 The load of the pressure spring is preferably 50 mN or more and 800 mN or less. If it is less than 50 mN, since the pressing force of the magnetic sensor element to the magnetic medium is too small, the magnetic sensor element surface moves away from the magnetic medium surface during sliding, and the output voltage fluctuates. This occurs due to slight undulations or protrusions on the surface of the magnetic medium, rotation of the magnetic sensor element due to friction, jumping during a return phenomenon (slipstick phenomenon), separation due to an external force, or the like. 800m
When N is exceeded, the magnetic sensor element can be jumped off or separated by an external force.
A problem of wear resistance occurs. For magnetic media coated with a magnetic material on a plastic film, when the load is increased, the surface of the magnetic media is deformed and the width of the magnetic sensor element is small. The phenomenon of scraping the body occurs, and the wear resistance deteriorates rapidly.

磁気媒体表面が変形する荷重値は次のようにして求めた。半径２５ｍｍの曲率を有する
磁気媒体表面に透明ガラス板を押し当て、透明ガラスと磁気媒体の接触幅が０．５ｍｍに
なる荷重を求めた。接触幅が０．５ｍｍで、磁気媒体表面が変形したとした。磁気媒体の
幅方向は３ｍｍとした。また、磁気媒体の表面は平均面粗さＲａで約１μｍである。磁気
媒体のプラスチックフィルムはＰＥＴで２００μｍ厚、磁性体は平均粒径１μｍから１０
μｍのストロンチュームフェライト粉末を、３０μｍ厚に塗布したものである。変形が始
まる荷重は１１３６ｍＮ（１１６ｇｆ）であり、接触している面積から磁気媒体が変形を
起こす単位当たりの荷重は、７５７ｍＮ／ｍｍ２である。安全率を考え荷重は８００ｍＮ
（約８２ｇｆ）以下とし、約５３０ｍＮ／ｍｍ２以下とすることが好ましい。単位当たり
の荷重値を５３０ｍＮ／ｍｍ２以下とすることで、磁気センサー素子による磁気媒体表面
の変形が起こらないため、磁気センサー素子の幅を小さくしても、磁気センサー素子の摺
動方向側の稜部で磁気媒体表面を削ることはない。言い換えると、単位当たりの荷重値を
５３０ｍＮ／ｍｍ２とした場合、磁気センサー素子の摺動方向の幅は０．５ｍｍ以上とす
る必要がある。 The load value at which the surface of the magnetic medium was deformed was determined as follows. A transparent glass plate was pressed against the surface of the magnetic medium having a radius of curvature of 25 mm, and the load at which the contact width between the transparent glass and the magnetic medium was 0.5 mm was determined. The contact width was 0.5 mm and the surface of the magnetic medium was deformed. The width direction of the magnetic medium was 3 mm. The surface of the magnetic medium has an average surface roughness Ra of about 1 μm. The plastic film of the magnetic medium is 200 μm thick with PET, and the magnetic substance has an average particle diameter of 1 μm to 10 μm.
A strontium ferrite powder of μm is applied to a thickness of 30 μm. The load at which deformation starts is 1136 mN (116 gf), and the load per unit that causes the magnetic medium to deform from the contact area is 757 mN / mm 2 . Considering the safety factor, the load is 800mN
(About 82 gf) or less, preferably about 530 mN / mm 2 or less. By setting the load value per unit to 530 mN / mm 2 or less, the magnetic sensor element does not deform on the surface of the magnetic medium. Therefore, even if the width of the magnetic sensor element is reduced, the magnetic sensor element on the sliding direction side is reduced. The edge of the magnetic medium is not shaved at the edge. In other words, when the load value per unit is 530 mN / mm 2 , the width of the magnetic sensor element in the sliding direction needs to be 0.5 mm or more.

摺動速度は、０．０１ｍ／ｓから０．５ｍ／ｓの範囲であることが好ましい。プリンタ
ー用やカメラ用、ＦＡロボット用、工作機械用等用途によって、磁気媒体の径や回転数が
異なるため移動速度は、０．０１ｍ／ｓから０．５ｍ／ｓと範囲が広くなってくる。オー
トフォーカスカメラ用の磁気式エンコーダーでは、磁気媒体が半径２０ｍｍから３０ｍｍ
で、磁気媒体の回転数が４０ｒｐｍから８０ｒｐｍであるので、磁気媒体と磁気センサー
の摺動速度は、０．０８４ｍ／ｓ〜０．２５ｍ／ｓとなる。摺動速度とは、加速もしくは
減速状態にない定速時の摺動速度を言う。 The sliding speed is preferably in the range of 0.01 m / s to 0.5 m / s. Since the diameter and the number of rotations of the magnetic medium differ depending on applications such as printers, cameras, FA robots, machine tools, etc., the moving speed becomes wider from 0.01 m / s to 0.5 m / s. In magnetic encoders for autofocus cameras, the magnetic medium has a radius of 20mm to 30mm.
Since the rotation speed of the magnetic medium is 40 rpm to 80 rpm, the sliding speed between the magnetic medium and the magnetic sensor is 0.084 m / s to 0.25 m / s. The sliding speed refers to a sliding speed at a constant speed that is not accelerated or decelerated.

摺動方向の磁気センサー素子の幅ｗが１．１ｍｍ以上４．０ｍｍであることが好ましい
。磁気センサー素子幅ｗは、小さい程ウェファー基板からの取れ数が多くなるので有利で
ある。しかし、小さくすることで、加圧ばねと磁気センサー素子との組立が難しくなる等
の問題も出てくる。特に加圧ばねと磁気センサー素子の媒体対向面との平行度である。摺
動方向と直角方向の長さを２．５ｍｍから４．０ｍｍ程度とした場合、磁気センサー素子
のＭＲ素子側を平坦な板上に置き背面に加圧ばねを樹脂固着するだけで、平行度１度以内
が得られるセンサー素子幅ｗの最小値が１．１ｍｍであった。１．１ｍｍ未満の磁気セン
サー素子を用いて組立てるには、磁気センサー素子と加圧ばねを保持する治具が必要とな
った。ウェファー基板からの取れ数と組立時の取り扱い易さから決まるものであり、本願
では４．０ｍｍとした。 The width w of the magnetic sensor element in the sliding direction is preferably 1.1 mm or more and 4.0 mm. The smaller the magnetic sensor element width w, the more advantageous the number obtained from the wafer substrate. However, by making it small, problems such as difficulty in assembling the pressure spring and the magnetic sensor element also arise. In particular, the parallelism between the pressure spring and the medium facing surface of the magnetic sensor element. When the length in the direction perpendicular to the sliding direction is about 2.5 mm to 4.0 mm, the parallelism can be obtained simply by placing the MR element side of the magnetic sensor element on a flat plate and fixing the pressure spring on the back. The minimum value of the sensor element width w that can be obtained within 1 degree was 1.1 mm. In order to assemble using a magnetic sensor element of less than 1.1 mm, a jig for holding the magnetic sensor element and the pressure spring is required. This is determined from the number of wafer substrates that can be removed and the ease of handling during assembly, and is 4.0 mm in the present application.

磁気センサー素子の磁気媒体対向部分の形状は方形でなくとも、略台形でも良いもので
ある。台形とすると摺動方向の磁気センサー素子の幅ｗは、磁気媒体の上下端部で異なる
ので、磁気媒体中心部での磁気センサー素子の長さを持って幅ｗとする。略台形の上辺側
にＭＲ素子を底辺側に端子を配することで、端子の大きさを変えずにウェファー基板から
取れる磁気センサー素子の数を増やすことができる。 The shape of the portion facing the magnetic medium of the magnetic sensor element may not be square but may be substantially trapezoidal. If the trapezoidal shape is used, the width w of the magnetic sensor element in the sliding direction is different at the upper and lower end portions of the magnetic medium, so that the width w is taken to be the length of the magnetic sensor element at the center of the magnetic medium. By arranging the MR element on the top side of the substantially trapezoid and the terminal on the bottom side, it is possible to increase the number of magnetic sensor elements that can be taken from the wafer substrate without changing the size of the terminal.

加圧ばねと磁気センサー素子の媒体対向面間で数度の傾きがあっても、加圧ばねの柔軟
性から磁気媒体と磁気センサー素子は密着する。しかし、磁気媒体の中心に対して数度の
傾きを持って荷重が加わっている状態であるので、磁気媒体の移動で磁気センサー素子が
連れ回されることで、より磁気媒体の中心に対して角度が付くこととなり、磁気センサー
素子が傾きギャップが変化し中点電圧の変動を更に大きくしてしまう。また、逆方向に磁
気媒体が動き始めたときは、今までと逆方向に磁気センサー素子が連れ回されるため、磁
気媒体を強く押す方向に力が加わり、耐磨耗性に悪影響を及ぼす。そのため、磁気センサ
ー素子の摺動方向中心に荷重点があり、荷重が磁気媒体中心方向に加わるように、磁気セ
ンサー素子と加圧ばねを組立てる必要がある。同様に、磁気センサー素子の荷重方向と磁
気媒体中心方向を一致させて組立てることが重要である。 Even if there is an inclination of several degrees between the medium facing surface of the pressure spring and the magnetic sensor element, the magnetic medium and the magnetic sensor element are in close contact due to the flexibility of the pressure spring. However, since the load is applied with an inclination of several degrees with respect to the center of the magnetic medium, the magnetic sensor element is rotated by the movement of the magnetic medium, so that the center of the magnetic medium is further increased. As the angle is added, the inclination gap of the magnetic sensor element changes, and the fluctuation of the midpoint voltage is further increased. In addition, when the magnetic medium starts to move in the reverse direction, the magnetic sensor element is rotated in the reverse direction, so that a force is applied in the direction of strongly pressing the magnetic medium, which adversely affects the wear resistance. Therefore, there is a load point at the center of the sliding direction of the magnetic sensor element, and it is necessary to assemble the magnetic sensor element and the pressure spring so that the load is applied toward the center of the magnetic medium. Similarly, it is important that the load direction of the magnetic sensor element and the center direction of the magnetic medium be matched.

加圧ばねのロール方向の剛性と、磁気媒体と磁気センサー素子の摩擦力が同じであれば
、荷重点と磁気センサー素子の磁気媒体接触面までの距離ｈが小さいほど、摺動による磁
気センサー素子を連れ回る力が小さくなる。そのためｈは、０．２５ｍｍ以上１．０５ｍ
ｍ以下とすることが好ましい。ｈは、磁気センサー素子の厚みｈ’と板ばねの厚さｔ、接
着材厚みの合計値である。接着材の厚みは数μｍ程度であるので、無視して考えることが
できる。板ばねの厚さｔは５０μｍから１００μｍである。 If the rigidity of the pressure spring in the roll direction and the friction force of the magnetic medium and the magnetic sensor element are the same, the smaller the distance h from the load point to the magnetic medium contact surface of the magnetic sensor element, the smaller the magnetic sensor element due to sliding. The power to move around becomes smaller. Therefore, h is 0.25mm to 1.05m
m or less is preferable. h is the total value of the thickness h ′ of the magnetic sensor element, the thickness t of the leaf spring, and the thickness of the adhesive. Since the thickness of the adhesive is about several μm, it can be ignored. The thickness t of the leaf spring is 50 μm to 100 μm.

磁気センサー素子はウェファー基板上にＭＲ素子パターンや配線、絶縁層等を、フォト
リソと製膜、エッチング技術等を用いて形成した後、ダイヤモンド砥石等を用いてウェフ
ァー基板を切断して磁気センサー素子を得る。ＭＲ素子パターンや配線、絶縁層等の工程
で安全に取り扱いが出来るウェファー基板の厚みの下限は０．２０ｍｍであった。中点電
圧ずれが３ｍＶ以下で、位置検出誤差（ジッター）を７％以下に収めるには、ｈは１．１
ｍｍ以下とすることが必要であり、板ばねの厚みｔを除くと、ｈ’は０．２ｍｍから１．
０５ｍｍとする必要がある。ｈが１．１ｍｍを超えるようになる厚みのウェファー基板を
使用した場合は、加圧ばね貼付け面側を全面研削加工行いウェファー基板厚を薄くするか
、加圧ばねを貼り付ける部位を研削して、ｈ’を小さくすることができる。しかし、機械
加工を行うことは製造コストの上昇を招くことになるので、出来得る限り薄い厚みのウェ
ファー基板を使用することが好ましい。 The magnetic sensor element is formed by forming an MR element pattern, wiring, insulating layer, etc. on the wafer substrate using photolithography, film formation, etching technology, etc., and then cutting the wafer substrate using a diamond grindstone etc. obtain. The lower limit of the thickness of the wafer substrate that can be handled safely in the process of MR element pattern, wiring, insulating layer, etc. was 0.20 mm. In order for the midpoint voltage deviation to be 3 mV or less and the position detection error (jitter) to be 7% or less, h is 1.1.
If the leaf spring thickness t is excluded, h ′ is from 0.2 mm to 1.mm.
It is necessary to set it to 05 mm. If a wafer substrate with a thickness h exceeding 1.1 mm is used, either the pressure spring application surface side is ground to reduce the wafer substrate thickness or the portion where the pressure spring is applied is ground. , H ′ can be reduced. However, since machining causes an increase in manufacturing cost, it is preferable to use a wafer substrate that is as thin as possible.

よりｈを小さくする方策として、板ばねの磁気センサー素子接着部に孔を形成し、孔部
に荷重ばねの突起部（荷重点）を設けることができる。荷重ばねの突起部が磁気センサー
素子に直接接触するので、ｈ＝ｈ’とすることができる。板ばねに一部に孔を形成するこ
とで、板ばねの厚みの影響をなくすことができる。 As a measure for further reducing h, a hole can be formed in the magnetic sensor element bonding portion of the leaf spring, and a protrusion (load point) of the load spring can be provided in the hole. Since the protrusion of the load spring is in direct contact with the magnetic sensor element, h = h ′ can be established. By forming a hole in a part of the leaf spring, the influence of the thickness of the leaf spring can be eliminated.

磁気センサー素子の摺動方向の幅ｗは１．１ｍｍ以上４．０ｍｍ以下が好ましく、荷重
点と磁気センサー素子の磁気媒体接触面までの距離ｈは０．２ｍｍ以上１ｍｍ以下が好ま
しいことを述べてきたが、これらのｗとｈの範囲でより好ましいｗとｈの関係は、ｗ／ｈ
が３以上２０以下である。磁気媒体に摺動させる磁気センサー素子は、平べったい形状が
良いものである。ｗ／ｈを３以上２０以下の範囲に入れることで、加圧ばねとの組立で特
別な組立治具を用いずとも、高精度な磁気センサー素子と加圧ばねの組立体が得られる。
また、摺動する磁気媒体との摩擦で起こる磁気センサー素子の連れ回りを小さくすること
ができ、中点電圧の変動を３ｍＶ以下に抑えることができ、位置検出誤差（ジッター）を
７％以下にすることが可能となる。 It has been stated that the width w in the sliding direction of the magnetic sensor element is preferably 1.1 mm to 4.0 mm, and the distance h from the load point to the magnetic medium contact surface of the magnetic sensor element is preferably 0.2 mm to 1 mm. However, a more preferable relationship between w and h in the range of w and h is w / h.
Is 3 or more and 20 or less. The magnetic sensor element slid on the magnetic medium has a good flat shape. By setting w / h in the range of 3 to 20, a highly accurate assembly of the magnetic sensor element and the pressure spring can be obtained without using a special assembly jig for the assembly with the pressure spring.
Further, the rotation of the magnetic sensor element caused by the friction with the sliding magnetic medium can be reduced, the fluctuation of the midpoint voltage can be suppressed to 3 mV or less, and the position detection error (jitter) can be reduced to 7% or less. It becomes possible to do.

磁気センサー素子の摺動方向の幅ｗは１．１ｍｍ以上で、平べったい形状とすることで
、外力が加わっても安定した摺動が得られる。例えば従来技術で述べたように、ｗが０．
０４ｍｍから０．３ｍｍで厚み方向が厚い縦長形状の磁気センサー素子を用いた場合は、
磁気センサー素子が摺動方向に０．０２ｍｍ瞬間的にでもずれる様な外力を受けた場合、
磁気媒体の中心線から磁気センサー端部が外れ、磁気センサーが足払いを受けた様になり
、最悪、復帰できない状態に陥り電気信号が得られなくなる。この様な状態になれば、磁
気媒体には傷が発生し耐磨耗性は著しく低下する。本願発明のように、ｗ／ｈが３以上２
０以下と平べったい磁気センサー素子を用いることで、この様な足払い現象は完全に防ぐ
ことができる。 The width w in the sliding direction of the magnetic sensor element is 1.1 mm or more, and by making it flat, stable sliding can be obtained even when an external force is applied. For example, as described in the prior art, w is 0.
When a vertically long magnetic sensor element having a thick thickness direction of 04 mm to 0.3 mm is used,
When the magnetic sensor element receives an external force that is displaced 0.02 mm momentarily in the sliding direction,
The edge of the magnetic sensor comes off from the center line of the magnetic medium, and the magnetic sensor seems to have been wiped off. In the worst case, the magnetic sensor falls into a state where it cannot be recovered and an electric signal cannot be obtained. In such a state, the magnetic medium is scratched and the wear resistance is significantly reduced. As in the present invention, w / h is 3 or more 2
By using a magnetic sensor element that should be flattened to 0 or less, such a foot-off phenomenon can be completely prevented.

磁気センサー素子の幅ｗを１．１ｍｍ以上４．０ｍｍ以下、センサー素子の媒体摺動面
と荷重点との距離ｈを０．２ｍｍ以上１．０ｍｍ以下とし、ｗ／ｈが３以上２０以下の平
べったい形状とすることで、磁気センサー素子の摺動方向位置ずれが小さく中点電圧の変
動が少なく、磁気センサー素子と加圧ばねの組立が容易で、耐摺動性が高く、衝撃等の外
力に対しても安定した磁気エンコーダーを得ることができた。また、磁気センサー素子は
ウェファーから砥石で切断した状態で使用できる、安価な磁気エンコーダーを得ることが
できた。 The width w of the magnetic sensor element is 1.1 mm to 4.0 mm, the distance h between the medium sliding surface of the sensor element and the load point is 0.2 mm to 1.0 mm, and w / h is 3 to 20 By adopting a flat shape, the displacement of the magnetic sensor element in the sliding direction is small, the fluctuation of the midpoint voltage is small, the assembly of the magnetic sensor element and the pressure spring is easy, the sliding resistance is high, and the impact It was possible to obtain a stable magnetic encoder against external forces such as Moreover, the magnetic sensor element was able to obtain an inexpensive magnetic encoder that can be used in a state of being cut from a wafer with a grindstone.

以下本発明を図面を参照しながら実施例に基づいて詳細に説明する。説明を判り易くす
るため、同一の部品、部位には同じ符号を用いている。 Hereinafter, the present invention will be described in detail based on examples with reference to the drawings. In order to make the explanation easy to understand, the same reference numerals are used for the same parts and parts.

図１に、本実施例の磁気センサーの分解斜視図を示す。加圧ばね２の板ばね３の接着部
９に、ＭＲ素子２０を有する磁気センサー素子１が樹脂（図示せず）で固着されている。
板ばね３の磁気センサー素子１を接着した背面の接着部９の略中央部に荷重を加えるため
荷重ばね４を配した。荷重ばね４と板ばね３はネジ６２で取付台２３に固定した。加圧ば
ね２を取付台２３に固定することで、磁気媒体１５に磁気センサー素子１を所定の位置に
所定の荷重で押付けるものである。磁気センサー素子の電気信号を外部に取り出すのに、
ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔ Ｃｉｒｃｕｉｔ）１２を用いた。板ばね３の接
着部９の略中央部と複数のＭＲ素子２０からなる感磁部の略中央部を合わせて接着固定し
た。磁気センサー素子１の磁気媒体移動方向の幅がｗで、厚みがｈ’である。 FIG. 1 is an exploded perspective view of the magnetic sensor of this embodiment. The magnetic sensor element 1 having the MR element 20 is fixed to the bonding portion 9 of the leaf spring 3 of the pressure spring 2 with a resin (not shown).
A load spring 4 is arranged to apply a load to the substantially central portion of the bonding portion 9 on the back surface to which the magnetic sensor element 1 of the leaf spring 3 is bonded. The load spring 4 and the leaf spring 3 were fixed to the mounting base 23 with screws 62. By fixing the pressure spring 2 to the mounting base 23, the magnetic sensor element 1 is pressed against the magnetic medium 15 at a predetermined position with a predetermined load. To extract the electrical signal of the magnetic sensor element to the outside,
An FPC (Flexible Print Circuit) 12 was used. The substantially central portion of the bonding portion 9 of the leaf spring 3 and the substantially central portion of the magnetic sensing portion made up of the plurality of MR elements 20 were bonded and fixed together. The width of the magnetic sensor element 1 in the magnetic medium moving direction is w and the thickness is h ′.

板ばね３は５０μｍ厚で荷重ばね４は７５μｍ厚のステンレス材で、金型を用いて打抜
きプレス成型した。荷重ばねの荷重点８の突起の形成や荷重を与えるための曲げ等は、打
抜きと同時にプレス加工した。磁気センサー素子１は、ｈ’の板厚のガラスウェファー上
に、フォトリソ技術と真空製膜技術、エッチング技術を用いＭＲ素子２０と配線を形成し
た。ＭＲ素子２０上には約３μｍ厚でアルミナ膜を形成した。ＭＲ素子等の形成が終了し
たウェファーを、ダイヤモンド砥石で幅ｗ２．５ｍｍ長さ３．８ｍｍに切断し、磁気セン
サー素子１を得た。ＭＲ素子や配線、ＭＲ素子上のアルミナ膜の厚みは、各々数μｍであ
るので無視し、ガラスウェファー厚＝磁気センサー素子厚＝ｈ’としている。ＭＲ素子上
のアルミナ膜厚が、ＭＲ素子と磁気媒体表面とのギャップとなっている。磁気センサー素
子の配線とＦＰＣ１２は無鉛はんだで接合した。 The leaf spring 3 is 50 μm thick and the load spring 4 is a 75 μm thick stainless steel material, which is punched and press molded using a mold. The formation of the protrusion at the load point 8 of the load spring and the bending to give a load were performed simultaneously with punching. In the magnetic sensor element 1, the MR element 20 and the wiring were formed on a glass wafer having a thickness of h ′ using a photolithographic technique, a vacuum film forming technique, and an etching technique. An alumina film having a thickness of about 3 μm was formed on the MR element 20. The wafer on which the formation of the MR element or the like was completed was cut into a width w2.5 mm and a length 3.8 mm with a diamond grindstone, whereby the magnetic sensor element 1 was obtained. The thickness of the MR element, the wiring, and the alumina film on the MR element are several μm, so they are ignored and glass wafer thickness = magnetic sensor element thickness = h ′. The alumina film thickness on the MR element is a gap between the MR element and the magnetic medium surface. The wiring of the magnetic sensor element and the FPC 12 were joined with lead-free solder.

図２に、磁気センサー素子幅ｗと板ばねとの組立精度の関係を示す。磁気センサー素子
の厚みｈ’は０．７ｍｍ、長さを３．８ｍｍとして、幅ｗを０．２ｍｍから４．３ｍｍま
で９種類の試料を各１５個作製した。接着精度の測定であるので、ＭＲ素子の位置等は無
視して試料を作製している。板ばね３を平らな板上に設置し、接着部に数μｍ厚でエポキ
シ樹脂１７を塗布した後、磁気センサー素子を加圧接着し１２０℃ｘ２０分加熱硬化した
。板ばね１の接着面と磁気センサー素子の板ばね対向面側の平行度を、顕微鏡を用い測定
した。平行度は、板ばねの面を基準として磁気センサー素子の面の傾きΘ（度）で求めた
。 FIG. 2 shows the relationship of the assembly accuracy between the magnetic sensor element width w and the leaf spring. The thickness h ′ of the magnetic sensor element was 0.7 mm, the length was 3.8 mm, and 15 samples of 9 types each having a width w of 0.2 mm to 4.3 mm were produced. Since it is a measurement of adhesion accuracy, the sample is produced ignoring the position of the MR element and the like. The leaf spring 3 was placed on a flat plate, and after the epoxy resin 17 was applied to the bonded portion with a thickness of several μm, the magnetic sensor element was pressure bonded and heated and cured at 120 ° C. for 20 minutes. The parallelism between the adhesion surface of the leaf spring 1 and the leaf spring facing surface side of the magnetic sensor element was measured using a microscope. The parallelism was obtained by the inclination Θ (degree) of the surface of the magnetic sensor element with the surface of the leaf spring as a reference.

図２に、磁気センサー素子幅ｗと平行度Θ（度）の関係を、１５個の試料の分布幅で表
している。ｗが大きくなるに従い、角度Θは急激に小さくなっている。ｗが０．８ｍｍで
はΘは約１度以下となり、０．９５ｍｍではΘは１度以下を確保することができた。ｗが
０．５５ｍｍ以下ではΘのばらつきは大きく、使用できるレベルではない。ｗが０．５５
ｍｍ以下の磁気センサー素子を組立てる場合、例えば磁気センサー素子の厚み方向の壁面
（側面）を利用することが考えられる。壁面を利用する場合は、壁面と磁気センサー素子
厚み方向の直角度が重要となってくる。板ばねに平行に接着できても直角度分がΘとなっ
てくる。このことからも、ｗを１ｍｍ以上とすることで、磁気センサー素子の機械加工が
容易で、組立精度が高い磁気センサーが得られることが確認できた。 In FIG. 2, the relationship between the magnetic sensor element width w and the parallelism Θ (degrees) is represented by the distribution width of 15 samples. As w increases, the angle Θ decreases rapidly. When w was 0.8 mm, Θ was about 1 degree or less, and when 0.95 mm, Θ could be secured to 1 degree or less. When w is 0.55 mm or less, the variation of Θ is large and is not at a usable level. w is 0.55
When assembling a magnetic sensor element of mm or less, for example, it is conceivable to use a wall surface (side surface) in the thickness direction of the magnetic sensor element. When using a wall surface, the perpendicularity between the wall surface and the thickness direction of the magnetic sensor element is important. Even if it can be bonded in parallel to the leaf spring, the squareness becomes Θ. From this, it was confirmed that by setting w to 1 mm or more, the magnetic sensor element can be easily machined and a magnetic sensor with high assembly accuracy can be obtained.

荷重点と中点電圧ずれの説明の前に、中点電圧と中点電圧ずれ、ジッターについて図３
を用いて説明する。図３ａ）で、ＭＲ素子ＲＡとＲＡ’直列接続し、その接続点の電圧を
中点電圧と称している。ＭＲ素子ＲＡはｒ１（Ω）、ＲＡ’もｒ１（Ω）の電気抵抗であ
ると中点電圧はＶ１となる。このとき、Ｖ１＝Ｖ／２であり、ＭＲ素子ＲＡとＲＡ’は磁
気媒体から加わる磁界が同じで同じ抵抗変化をした状態である。この状態での中点電圧を
時間変化で現したのが、図４ｂ）である。波形の最大値ａ，ｅ，ｉ点と最小値ｃ，ｇ点の
中間値ｂ、ｄ、ｆ、ｈ点が中間電圧Ｖ１となる。磁気センサー素子が磁気媒体に対して位
置ずれを起こすと、ＭＲ素子と磁気媒体間の間隔（ギャップ）が変わるため、ＭＲ素子Ｒ
Ａの電気抵抗値はｒ２（Ω）に、ＭＲ素子ＲＡ’の電気抵抗値はｒ３（Ω）に変化し、中
点電圧はＶ２となる。図２ｃ）に、中点電圧Ｖ２の時間変化を示す。ＭＲ素子ＲＡとＲＡ
’の電気抵抗値が異なるため、中点電圧Ｖ１の値に対して中点電圧ｂ’、ｄ’、ｆ’、ｈ
’点は、ずれた状態となる。中点電圧Ｖ１とＶ２の差を中点電圧ずれとして、中点電圧ず
れを３（ｍＶ）以下に抑えることにしている。通常の磁気エンコーダーの出力は６０（ｍ
ＶＰ−Ｐ）以上である。最小出力値の６０ｍＶでジッターを７％以下にするには、中点電
圧ずれは３（ｍＶ）以下とする必要がある。 Before explaining the load point and midpoint voltage deviation, FIG. 3 shows the midpoint voltage, midpoint voltage deviation, and jitter.
Will be described. In FIG. 3a), MR element RA and RA ′ are connected in series, and the voltage at the connection point is referred to as a midpoint voltage. When the MR element RA has an electric resistance of r1 (Ω) and RA ′ has an electric resistance of r1 (Ω), the midpoint voltage is V1. At this time, V1 = V / 2, and MR elements RA and RA ′ have the same magnetic field applied from the magnetic medium and the same resistance change. FIG. 4b) shows the midpoint voltage in this state as a function of time. Intermediate values b, d, f, and h between the maximum values a, e, and i of the waveform and the minimum values c and g become the intermediate voltage V1. When the magnetic sensor element is displaced with respect to the magnetic medium, the gap (gap) between the MR element and the magnetic medium changes, so that the MR element R
The electrical resistance value of A changes to r2 (Ω), the electrical resistance value of the MR element RA ′ changes to r3 (Ω), and the midpoint voltage becomes V2. FIG. 2c) shows the time change of the midpoint voltage V2. MR elements RA and RA
Since the electric resistance values of 'are different, the midpoint voltages b', d ', f', h are different from the value of the midpoint voltage V1.
'The point will be out of position. The difference between the midpoint voltages V1 and V2 is defined as a midpoint voltage shift, and the midpoint voltage shift is suppressed to 3 (mV) or less. The output of a normal magnetic encoder is 60 (m
VP-P ) or more. In order to reduce the jitter to 7% or less at the minimum output value of 60 mV, the midpoint voltage deviation needs to be 3 (mV) or less.

中点電圧の例えばｄとｄ’の時間ずれ量をジッターと称し、パルス波形に変換した時の
基準信号（クロックパルス）からの時間ずれ量となる。この時間ずれが大きくなると位置
検出誤差が大きくなり、エンコーダーとしての機能が得られなくなる。中点電圧ずれ３（
ｍＶ）は、ジッター７％（パルス幅の７％のずれと言い換えられる）になり、使用できる
限度である。そのため、中点電圧ずれが３（ｍＶ）以下となるように、荷重値や磁気セン
サー素子の幅ｗ、磁気センサー素子の厚みｈ’を求めることが重要である。なお、本願で
は、中点電圧ずれを３（ｍＶ）として説明をするが、この値に限られるものではない。信
号処理回路によっては、より小さな値にする必要があるし、逆にもっと大きな値を閾値と
できることもある。 For example, the time shift amount between d and d ′ of the midpoint voltage is referred to as jitter, and is the time shift amount from the reference signal (clock pulse) when converted to a pulse waveform. When this time difference becomes large, the position detection error becomes large, and the function as an encoder cannot be obtained. Midpoint voltage deviation 3 (
mV) has a jitter of 7% (in other words, a shift of 7% of the pulse width) and is the limit that can be used. Therefore, it is important to obtain the load value, the width w of the magnetic sensor element, and the thickness h ′ of the magnetic sensor element so that the midpoint voltage deviation is 3 (mV) or less. In the present application, the midpoint voltage deviation is described as 3 (mV), but the value is not limited to this value. Depending on the signal processing circuit, it may be necessary to set a smaller value, and conversely, a larger value may be used as a threshold value.

図４に、荷重Ｆと中点電圧ずれの関係を示す。磁気センサー素子を磁気媒体に押付ける
荷重Ｆを、３０（ｍＮ）から１４５０（ｍＮ）まで変化させ、中点電圧ずれを測定した。
図４ａ）に示すように測定は、磁気媒体１５の半径ｒは２５ｍｍとし、磁気センサー素子
１の厚みｈ’は０．５ｍｍ、板ばね３の厚みｔは０．０５ｍｍとしたので、荷重点から磁
気媒体１５間の距離ｈは０．５５ｍｍである。磁気センサー素子１の幅ｗは３．０ｍｍと
した。摺動速度は、０．２５（ｍ／ｓ）とした。図４ｂ）に、荷重Ｆと中点電圧ずれの関
係を示す。中点電圧ずれが３（ｍＶ）以下となる荷重は、５０（ｍＮ）から８００（ｍＮ
）の範囲であった。荷重が５０（ｍＮ）小さいと磁気媒体の表面の僅かなうねりや凸部で
の飛び跳ねによる、出力変動が起こり中点電圧ずれが大きくなったと考えられる。８００
（ｍＮ）以下では、摩擦による磁気センサー素子の連れ廻りと戻り現象（スリップスティ
ック現象）時の飛び跳ねによる、中点電圧ずれも抑えられ、中点電圧ずれも３（ｍＶ）以
下となっている。８００（ｍＮ）を超えると、中点電圧ずれのばらつきが大きくなり、３
（ｍＶ）を超えるものも発生している。この原因は不詳である。本実施例では、詳細に述
べないが８００（ｍＮ）を超えるような大きな荷重では、耐磨耗性が著しく低下する結果
であるので、荷重値は８００（ｍＮ）以下とすることが望ましい。 FIG. 4 shows the relationship between the load F and the midpoint voltage deviation. The load F pressing the magnetic sensor element against the magnetic medium was changed from 30 (mN) to 1450 (mN), and the midpoint voltage deviation was measured.
As shown in FIG. 4a), the radius r of the magnetic medium 15 is 25 mm, the thickness h ′ of the magnetic sensor element 1 is 0.5 mm, and the thickness t of the leaf spring 3 is 0.05 mm. The distance h between the magnetic media 15 is 0.55 mm. The width w of the magnetic sensor element 1 was 3.0 mm. The sliding speed was 0.25 (m / s). FIG. 4b) shows the relationship between the load F and the midpoint voltage deviation. The load at which the midpoint voltage deviation is 3 (mV) or less is 50 (mN) to 800 (mN)
). When the load is 50 (mN) small, it is considered that the output voltage fluctuates due to slight waviness on the surface of the magnetic medium or jumping at the convex portion, and the midpoint voltage deviation becomes large. 800
Below (mN), the midpoint voltage deviation due to the rotation of the magnetic sensor element due to friction and the jump at the return phenomenon (slipstick phenomenon) is suppressed, and the midpoint voltage deviation is also 3 (mV) or less. If it exceeds 800 (mN), the variation in the midpoint voltage deviation becomes large.
Some have exceeded (mV). The cause of this is unknown. In this embodiment, although not described in detail, a large load exceeding 800 (mN) results in a significant decrease in wear resistance. Therefore, the load value is preferably 800 (mN) or less.

図５に、磁気センサー素子幅ｗと中点電圧との関係を示す。磁気センサー素子１の幅ｗ
を、０．３ｍｍから４．９ｍｍまで変化させて、中点電圧ずれを評価した。図５ａ）に示
すように測定は、磁気媒体１５の半径ｒは２５ｍｍとし、磁気センサー素子１の厚みｈ’
は０．５ｍｍ、板ばね３の厚みｔは０．０５ｍｍとしたので、荷重点から磁気媒体１５間
の距離ｈは０．５５ｍｍである。磁気媒体の幅ｍは３．０ｍｍ、荷重は４００（ｍＮ）と
した。摺動速度は０．２５ｍ／ｓとした。磁気センサー素子幅ｗが大きくなるに従い中点
電圧ずれは小さくなり、約１．０ｍｍで中点電圧ずれが３（ｍＶ）以下となった。磁気セ
ンサー幅ｗが１．０ｍｍ以下で中点電圧ずれが大きいのは、荷重が一定で磁気センサー素
子と磁気媒体との接触面積が同じで荷重も同じであることから、単位当たりの荷重値が大
きくなり過ぎたため、摩擦力が大きくなりスリップスティック現象による飛び跳ねが起こ
ったためと考えられる。安全率を考慮し、磁気センサー素子の幅ｗは１．１ｍｍ以上が良
いと言える。 FIG. 5 shows the relationship between the magnetic sensor element width w and the midpoint voltage. Width w of magnetic sensor element 1
Was changed from 0.3 mm to 4.9 mm, and the midpoint voltage deviation was evaluated. As shown in FIG. 5a), in the measurement, the radius r of the magnetic medium 15 is 25 mm, and the thickness h ′ of the magnetic sensor element 1 is measured.
Is 0.5 mm and the thickness t of the leaf spring 3 is 0.05 mm, the distance h from the load point to the magnetic medium 15 is 0.55 mm. The width m of the magnetic medium was 3.0 mm and the load was 400 (mN). The sliding speed was 0.25 m / s. As the magnetic sensor element width w increased, the midpoint voltage deviation decreased, and at about 1.0 mm, the midpoint voltage deviation was 3 (mV) or less. The reason why the midpoint voltage deviation is large when the magnetic sensor width w is 1.0 mm or less is that the load is constant, the contact area between the magnetic sensor element and the magnetic medium is the same, and the load is the same. This is thought to be because the frictional force increased and jumping due to the slip stick phenomenon occurred because it became too large. Considering the safety factor, it can be said that the width w of the magnetic sensor element is preferably 1.1 mm or more.

中点電圧ずれの値から、ｗは大きい分には構わない結果であるが、ｗが大きいとウェフ
ァー基板からの取れ数が少なくなるのと、板ばねの外形も大きくする必要がでてくる。図
５ａ）に示す様に、板ばねは磁気センサー素子を接着する部位と、ピッチ方向の剛性を下
げるための梁状の部位、梁状の部位を支える枠状の部位から成っている。磁気センサー素
子の幅ｗが大きくなると、梁状の部位や梁状の部位に磁気センサー素子が接触することに
なる。梁状の部位や梁状の部位に磁気センサー素子が接触すると、板ばねの機能が失われ
ることになる。そのため、磁気センサー素子の幅ｗに比例して、板ばねの幅も大きくする
必要があり、結果的に磁気センサーの小型化を妨げることになる。これらから、磁気セン
サー素子の幅ｗは、４．０ｍｍ以下が良いものである。 From the value of the midpoint voltage deviation, it is acceptable that w is large, but if w is large, the number of pieces taken from the wafer substrate decreases and the outer shape of the leaf spring needs to be increased. As shown in FIG. 5a), the leaf spring is composed of a part for adhering the magnetic sensor element, a beam-like part for lowering the rigidity in the pitch direction, and a frame-like part for supporting the beam-like part. When the width w of the magnetic sensor element is increased, the magnetic sensor element comes into contact with the beam-shaped part or the beam-shaped part. When the magnetic sensor element comes into contact with the beam-shaped part or the beam-shaped part, the function of the leaf spring is lost. For this reason, it is necessary to increase the width of the leaf spring in proportion to the width w of the magnetic sensor element. As a result, miniaturization of the magnetic sensor is hindered. From these, the width w of the magnetic sensor element is preferably 4.0 mm or less.

図６に、荷重点と磁気センサー素子の磁気媒体接触面までの距離ｈと中点電圧ずれとの
関係を示す。距離ｈを０．２５ｍｍから１．９５ｍｍまで変化させて、中点電圧ずれを評
価した。測定は、磁気媒体の半径は２５．０ｍｍとし、板ばねの厚みｔは０．０５ｍｍと
した。磁気媒体の幅ｍは３．０ｍｍ、磁気センサー素子幅ｗは２．５ｍｍ、荷重Ｆは４０
０（ｍＮ）とした。摺動速度は０．２５ｍ／ｓとした。板ばね３と磁気センサー素子１は
樹脂で数μｍ厚の接着層で固着しているので、接着層厚は無視できる。磁気センサー厚ｈ
’＝ｈ―ｔと考えて良い。ｈが０．２５ｍｍから１．１ｍｍの範囲で中点電圧ずれは３（
ｍＶ）以下が得られている。１．１ｍｍを超えると中点電圧ずれのばらつきが大きくなっ
ているので、荷重点と磁気センサー素子の磁気媒体接触面までの距離ｈは０．２５ｍｍ以
上１．１０ｍｍが良いと言える。このｈの最適値から板ばねの厚みｔを除いた０．２ｍｍ
から１．０５ｍｍが、磁気センサー素子の最適厚みｈ’となる。ｈ’は０．２ｍｍ以下で
も良いと思われるが、ウェファー基板にＭＲ素子や配線等を形成する工程で、安全に取扱
える厚みの下限が０．２ｍｍであるのと、板ばねの厚みが０．０５ｍｍ以上であるので、
ｈの下限値を０．２５ｍｍと規定することが良いと言える。 FIG. 6 shows the relationship between the load point and the distance h from the magnetic sensor element to the magnetic medium contact surface and the midpoint voltage deviation. The midpoint voltage deviation was evaluated by changing the distance h from 0.25 mm to 1.95 mm. In the measurement, the radius of the magnetic medium was 25.0 mm, and the thickness t of the leaf spring was 0.05 mm. The width m of the magnetic medium is 3.0 mm, the magnetic sensor element width w is 2.5 mm, and the load F is 40.
0 (mN). The sliding speed was 0.25 m / s. Since the leaf spring 3 and the magnetic sensor element 1 are fixed with an adhesive layer having a thickness of several μm made of resin, the adhesive layer thickness is negligible. Magnetic sensor thickness h
You can think of '= ht. When h is in the range of 0.25 mm to 1.1 mm, the midpoint voltage deviation is 3 (
mV) or less is obtained. If the distance exceeds 1.1 mm, the variation in the midpoint voltage deviation becomes large. Therefore, it can be said that the distance h from the load point to the magnetic medium contact surface of the magnetic sensor element is preferably 0.25 mm or more and 1.10 mm. 0.2 mm obtained by removing the thickness t of the leaf spring from the optimum value of h
1.05 mm is the optimum thickness h ′ of the magnetic sensor element. Although h ′ may be 0.2 mm or less, the thickness of the leaf spring is 0 when the lower limit of the thickness that can be handled safely is 0.2 mm in the process of forming the MR element or wiring on the wafer substrate. .05mm or more,
It can be said that the lower limit of h is preferably defined as 0.25 mm.

図７に、磁気センサー幅ｗと荷重点と磁気センサー素子の磁気媒体接触面までの距離ｈ
のｗ／ｈと中点電圧ずれの関係を示す。実施例３から実施例５で荷重Ｆ、磁気センサー幅
ｗ、荷重点からの距離ｈと中点電圧の関係を述べ、センサー素子の幅ｗが１．１ｍｍ以上
４．０ｍｍ以下で、センサー素子の媒体摺動面と荷重点との距離ｈが０．２５ｍｍ以上１
．１０ｍｍ以下とすることで、中点電圧ずれを３（ｍＶ）以下に出来ることを示してきた
。磁気媒体の径や荷重、摺動速度の組み合わせにおいても、３（ｍＶ）以下の中点電圧ず
れが安定に得られる様に、これらのｗとｈの範囲でより好ましいｗとｈの関係をＷ／ｈで
求めた。実施例１から５のデーターを基にして求めた値である。ｗ／ｈは多くの値となる
ので、個別のデーターでは表示せず、中点電圧ずれの最大値を繋いだ線と最小値を繋いだ
線で表している。 FIG. 7 shows the magnetic sensor width w, the load point, and the distance h to the magnetic medium contact surface of the magnetic sensor element.
The relationship between w / h and midpoint voltage deviation is shown. In Example 3 to Example 5, the relationship between the load F, the magnetic sensor width w, the distance h from the load point, and the midpoint voltage is described. When the width w of the sensor element is 1.1 mm to 4.0 mm, The distance h between the medium sliding surface and the load point is 0.25 mm or more 1
. It has been shown that by setting it to 10 mm or less, the midpoint voltage deviation can be 3 (mV) or less. In order to stably obtain a midpoint voltage deviation of 3 (mV) or less even in a combination of the diameter, load, and sliding speed of the magnetic medium, a more preferable relationship between w and h in the range of w and h is W. / H. It is a value obtained based on the data of Examples 1 to 5. Since w / h has many values, it is not displayed in individual data, but is represented by a line connecting the maximum value of the midpoint voltage deviation and a line connecting the minimum value.

図７から判るように、中点電圧ずれ３（ｍＶ）以下の範囲は、ｗ／ｈが２．５以上で２
３以下であることが判る。安全率を考え、ｗ／ｈを３．０以上２０以下とすることで、中
点電圧ずれを、確実に３（ｍＶ）以下とすることができる。ｗ／ｈが３．０以上２０以下
とは、摺動方向に長く平べったい磁気センサー構造を表しているものである。摺動方向に
長く平べったい形状とすることで、磁気センサー素子が摩擦力により足払いを受けるよう
な状態にはならず、また、外力によっても足払いを受けた状態になることも防ぐ事ができ
る。よって、磁気センサー素子の摺動方向側の両端部（両稜部）に曲面加工を施す必要は
ない。このことから、磁気媒体の曲率が半径４ｍｍ以上３５ｍｍ以下で、荷重ｗが５０ｍ
Ｎ以上８００ｍＮ以下、摺動速度が０．０１ｍ／ｓ以上０．５ｍ／ｓ以下の条件下で、セ
ンサー素子の幅ｗが１．１ｍｍ以上４．０ｍｍ以下で、センサー素子の媒体摺動面と荷重
点との距離ｈが０．２５ｍｍ以上１．１０ｍｍ以下であり、かつ、ｗ／ｈが３以上２０以
下が好ましいものである。 As can be seen from FIG. 7, the range where the midpoint voltage deviation is 3 (mV) or less is 2 when w / h is 2.5 or more.
It can be seen that it is 3 or less. Considering the safety factor, by setting w / h to 3.0 or more and 20 or less, the midpoint voltage deviation can be reliably set to 3 (mV) or less. The w / h of 3.0 or more and 20 or less represents a magnetic sensor structure that is long and flat in the sliding direction. By adopting a shape that is long and flat in the sliding direction, the magnetic sensor element will not be in a state where it will be removed by frictional force, and it will also be prevented from being in a state where it has been removed by external force. I can do things. Therefore, it is not necessary to perform curved surface processing on both end portions (both ridge portions) on the sliding direction side of the magnetic sensor element. From this, the curvature of the magnetic medium is 4 mm to 35 mm in radius and the load w is 50 m.
The sensor element width w is 1.1 mm or more and 4.0 mm or less under the conditions of N or more and 800 mN or less and a sliding speed of 0.01 m / s or more and 0.5 m / s or less. The distance h to the load point is preferably 0.25 mm or more and 1.10 mm or less, and w / h is preferably 3 or more and 20 or less.

ｗ／ｈが３．０以上２０以下の、摺動方向に長く平べったい磁気センサー構造が良いこ
とを示してきた。これまでに示した実施例では、略方形状の磁気センサー素子であったが
、図８ａ）から図８ｃ）に示すような形状とすることで、ｗおよびｈ’をより小さくする
ことができる。図８ａ）と図８ｃ）は、磁気センサー素子１の幅ｗを小さく、図８ｂ）は
磁気センサー素子１の厚みｈ’を小さくできる例である。ＦＰＣ１２の大きさを同じとし
て図示している。図８ａ）は、磁気センサー素子を略台形に切断したもので、ＭＲ素子部
の幅をｗとしている。ウェファー基板にＭＲ素子部と端子部を交互に配して形成した後、
切断をすることで略台形の磁気センサー素子を得ることができる。略台形とすることでウ
ェファー基板から、方形に比べて１０％〜２０％取れ数を多くすることができ、磁気セン
サー素子の製造コストを下げることができた。 It has been shown that a magnetic sensor structure having a w / h of 3.0 or more and 20 or less and flat in the sliding direction is good. In the embodiments shown so far, the magnetic sensor element has a substantially square shape. However, w and h ′ can be further reduced by using the shapes shown in FIGS. 8a) to 8c). 8a) and 8c) are examples in which the width w of the magnetic sensor element 1 can be reduced, and FIG. 8b) is an example in which the thickness h ′ of the magnetic sensor element 1 can be reduced. The FPC 12 is illustrated as having the same size. FIG. 8A) shows the magnetic sensor element cut into a substantially trapezoidal shape, where the width of the MR element portion is w. After alternately forming MR element parts and terminal parts on the wafer substrate,
A substantially trapezoidal magnetic sensor element can be obtained by cutting. By adopting a substantially trapezoidal shape, it was possible to increase the number of 10% to 20% obtained from the wafer substrate compared to the square shape, and to reduce the manufacturing cost of the magnetic sensor element.

図８ｂ）と図８ｃ）は、従来の方形の磁気センサー素子に研削工程を追加したものであ
る。図８ｂ）は、磁気センサー素子の少なくとも板ばねとの接着部を研削して薄くしたも
のである。厚いウェファー基板を用いる事で、フォトリソや製膜工程でウェファー基板の
取り扱いが容易となり、ウェファー基板割れ等の不具合発生率を下げることができた。方
形の磁気センサー素子の一部を研削し、薄くするのは比較的容易で割れが発生することも
殆んどなかった。図８ｃ）は、方形の磁気センサー素子の一部を研削し、磁気センサー素
子幅を狭くしたものである。図８ａ）と図８ｂ）の組み合わせ、図８ｂ）と図８ｃ）を組
み合わせることも可能である。ＦＰＣ１２を用いず、超音波を用いたワイヤーボンディン
グを行えば、接続部の幅を小さくすることができるので、図８ａ）や図８ｃ）の様な形状
とせず、従来の様に方形として、機械加工工数を減らしたり、ウェファー基板からの取れ
数を上げることが良い。接続部をワイヤーボンディング方式に変更しても、図８ｂ）の磁
気センサー素子の厚みを減らす方法は有効な手段であった。 FIGS. 8b) and 8c) show a conventional square magnetic sensor element with an additional grinding step. FIG. 8b) shows a thinned portion of the magnetic sensor element bonded to the leaf spring by grinding. By using a thick wafer substrate, the wafer substrate can be easily handled in photolithography and film forming processes, and the occurrence rate of defects such as cracking of the wafer substrate can be reduced. It was relatively easy to grind and thin a part of the square magnetic sensor element, and there was almost no cracking. FIG. 8c) shows a part of a square magnetic sensor element ground to reduce the width of the magnetic sensor element. It is also possible to combine FIG. 8a) and FIG. 8b), and FIG. 8b) and FIG. 8c). If wire bonding using ultrasonic waves is performed without using the FPC 12, the width of the connection portion can be reduced. Therefore, the shape is not the shape as shown in FIG. 8a) or FIG. It is better to reduce the processing man-hours or increase the number of wafers taken from the wafer substrate. Even if the connecting portion is changed to the wire bonding method, the method of reducing the thickness of the magnetic sensor element in FIG.

図９ａ）に、板ばねの厚みの影響をなくして、荷重点と磁気センサー素子の磁気媒体接
触面までの距離ｈを小さくする方法を示す。図９ａ）に分解斜視図を示す。従来と異なる
のは、板ばねの磁気センサー素子接着部の荷重ばねの突起部１８が当る部分に、孔１９を
設けたことである。図９ｂ）に図９ａ）のｎ−ｎ’断面を示す。孔１９を通して突起部１
８が磁気センサー素子１に直接当り、荷重を与える。この様な板ばね構造とすることで、
板ばねの厚さｔが変わっても、磁気センサー素子の厚みｈ’＝荷重点と磁気センサー素子
の磁気媒体接触面までの距離ｈとすることができた。 FIG. 9a) shows a method of reducing the distance h from the load point to the magnetic medium contact surface of the magnetic sensor element by eliminating the influence of the thickness of the leaf spring. FIG. 9a) shows an exploded perspective view. What is different from the prior art is that a hole 19 is provided in a portion where the projection 18 of the load spring of the magnetic sensor element bonding portion of the leaf spring contacts. FIG. 9b) shows an nn ′ cross section of FIG. 9a). Projection 1 through hole 19
8 directly hits the magnetic sensor element 1 and applies a load. By adopting such a leaf spring structure,
Even if the thickness t of the leaf springs changed, the thickness h ′ of the magnetic sensor element = the distance h from the load point to the magnetic medium contact surface of the magnetic sensor element.

図９ｃ）は、ｗとｈには直接関係しないが、磁気センサー素子のロール方向の剛性を上
げ、中点電圧ずれを下げるものである。板ばねの根元部分に折り曲げ部２４を形成し、ロ
ール方向の剛性を上げたものである。折り曲げ部のない板ばねに比べ、ピッチ方向の剛性
は変わらず、ロール方向の剛性を約１．６倍とすることができた。 FIG. 9c) is not directly related to w and h, but increases the rigidity of the magnetic sensor element in the roll direction and decreases the midpoint voltage deviation. A bent portion 24 is formed at the base portion of the leaf spring to increase the rigidity in the roll direction. Compared to a leaf spring without a bent portion, the rigidity in the pitch direction did not change, and the rigidity in the roll direction could be about 1.6 times.

実施例１の磁気センサーの分解斜視図である。1 is an exploded perspective view of a magnetic sensor of Example 1. FIG. 実施例２の磁気センサー素子幅ｗと板ばねとの組立精度の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship of the assembly accuracy of the magnetic sensor element width w of Example 2, and a leaf | plate spring. 実施例３の中点電圧と中点電圧ずれ、ジッターを説明する図である。It is a figure explaining the midpoint voltage of Example 3, a midpoint voltage shift | offset | difference, and a jitter. 実施例３の荷重Ｆと中点電圧ずれの関係を示すThe relationship between the load F of Example 3 and a midpoint voltage shift is shown. 実施例４の磁気センサー素子幅ｗと中点電圧との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the magnetic sensor element width w of Example 4, and a midpoint voltage. 実施例５の荷重点と磁気センサー素子の磁気媒体接触面までの距離ｈと中点電圧ずれとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the load point of Example 5, the distance h to the magnetic-medium contact surface of a magnetic sensor element, and a midpoint voltage shift | offset | difference. 実施例６の磁気センサー幅ｗと荷重点と磁気センサー素子の磁気媒体接触面までの距離ｈのｗ／ｈと中点電圧ずれの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the magnetic sensor width w of Example 6, a load point, w / h of distance h to the magnetic-medium contact surface of a magnetic sensor element, and a midpoint voltage shift. 実施例７の磁気センサー素子の他の形状を示す図である。It is a figure which shows the other shape of the magnetic sensor element of Example 7. 実施例８の加圧ばねの他の形状を示す図である。It is a figure which shows the other shape of the pressurization spring of Example 8. FIG. 従来例のオートフォーカスカメラ用のレンズ鏡筒と磁気センサーの図である。It is a figure of the lens barrel and magnetic sensor for auto focus cameras of a prior art example. 従来例の摺動方向位置ずれを低減する磁気センサーの図である。It is a figure of the magnetic sensor which reduces the sliding direction position shift of a prior art example. ＭＲ素子の配置と中点電圧を説明する図である。It is a figure explaining arrangement | positioning and a midpoint voltage of MR element. 磁気センサー素子が位置ずれを起こした時のＭＲ素子と磁気媒体の間隔の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the space | interval of MR element and a magnetic medium when a magnetic sensor element raise | generates position shift.

符号の説明Explanation of symbols

１磁気センサー素子、２ 加圧ばね、
３ 板ばね、４ 荷重ばね、
５ 磁気センサー、６ ホルダ、
７ スペーサー、８ 荷重点、
９ 接着部、１０ 鏡筒、
１１ モーター、１２ ＦＰＣ、
１３ サスペンション、１４ 稜部、
１５ 磁気媒体、１７ エポキシ樹脂、
１８ 突起部、１９ 孔、
２０ ＭＲ素子、２１ 増幅器、
２２ ねじ、２３ 取付台、
２４ 折り曲げ部。
1 magnetic sensor element, 2 pressure spring,
3 leaf spring, 4 load spring,
5 Magnetic sensor, 6 Holder,
7 Spacer, 8 Load point,
9 Bonding part, 10 lens barrel,
11 motor, 12 FPC,
13 suspension, 14 ridges,
15 magnetic media, 17 epoxy resin,
18 protrusions, 19 holes,
20 MR elements, 21 amplifiers,
22 screws, 23 mounting base,
24 Bent part.

Claims (1)

磁気媒体と対向して配された磁気センサーは往復摺動相対移動し、磁気媒体から発生す
る磁界を磁気センサーに設けた磁気抵抗効果素子で検出する磁気式エンコーダーであって
、磁気センサーは少なくとも磁気抵抗効果素子を有する磁気センサー素子と、磁気センサ
ー素子を保持し磁気媒体に荷重Ｆで押付ける保持機構部、および磁気センサー素子より信
号を外部に取り出す配線部からなり、センサー素子は略直方体形状であり、媒体の曲率が
半径４ｍｍ以上３５ｍｍ以下で、荷重Ｆが５０ｍＮ以上８００ｍＮ以下、摺動速度が０．
０１ｍ／ｓ以上０．５ｍ／ｓ以下の条件下で、センサー素子の幅ｗが１．１ｍｍ以上４．
０ｍｍ以下で、センサー素子の媒体摺動面と荷重点との距離ｈが０．２５ｍｍ以上１．１
０ｍｍ以下であり、ｗ／ｈが３以上２０以下であることを特徴とする磁気式エンコーダー
。
A magnetic sensor disposed opposite to a magnetic medium is a magnetic encoder that reciprocally slides and moves relative to each other, and detects a magnetic field generated from the magnetic medium by a magnetoresistive element provided in the magnetic sensor. It consists of a magnetic sensor element having a resistance effect element, a holding mechanism that holds the magnetic sensor element and presses it against the magnetic medium with a load F, and a wiring part that takes out a signal from the magnetic sensor element. The sensor element has a substantially rectangular solid shape. The radius of curvature of the medium is 4 mm to 35 mm, the load F is 50 mN to 800 mN, and the sliding speed is 0.
3. Under the condition of 01 m / s or more and 0.5 m / s or less, the width w of the sensor element is 1.1 mm or more and 4.
When the distance is 0 mm or less, the distance h between the medium sliding surface of the sensor element and the load point is 0.25 mm or more and 1.1.
A magnetic encoder characterized by being 0 mm or less and w / h being 3 or more and 20 or less.
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