(57)【要約】【課題】検出対象の移動距離が長い場合においても、コスト面の上昇を抑制しつつ組立作業性を確保しながら検出対象の位置を検出すること。【解決手段】長尺形状を有し互いに対向して配置される一対の磁性材料からなるフレーム１１ａ、１１ｂと、これらのフレーム１１ａ、１１ｂを磁化させる磁石１２２と、検出対象に伴って移動可能に設けられ、当該検出対象の移動に伴う一対のフレーム１１ａ、１１ｂの間の磁場の方向の変化を電気信号に変換する磁気センサ１２８とを具備し、検出対象の移動に伴って一対のフレーム１１ａ、１１ｂの間の磁場の方向を磁気センサ１２８の位置で回転させたことを特徴とする。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺形状を有し互いに対向して配置される一対の磁性板と、前記一対の磁性板を磁化させる磁石と、検出対象に伴って移動可能に設けられ、当該検出対象の移動に伴う前記一対の磁性板の間の磁場の方向の変化を電気信号に変換する磁気センサとを具備し、前記検出対象の移動に伴って前記一対の磁性板の間の磁場の方向を前記磁気センサの位置で回転させたことを特徴とする位置検出センサ。
【請求項２】
前記一対の磁性板の端面を検出対象の移動方向に沿って異なる角度に傾斜させ、一方の前記磁性板の端面と他方の前記磁性板の端面との間に前記磁気センサを配置したことを特徴とする請求項１記載の位置検出センサ。
【請求項３】
前記一対の磁性板の延伸方向に沿って移動可能なキャリッジを具備し、前記キャリッジに前記磁石及び磁気センサを保持させたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の位置検出センサ。
【請求項４】
前記キャリッジは、磁性材料からなり前記磁石と前記磁性板との間に配置されるボールベアリングを介して前記磁性板に接触した状態で移動可能に構成されることを特徴とする請求項３記載の位置検出センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位置検出センサに関し、特に、直線的に移動する検出対象の位置を検出する位置検出センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、一対の長尺磁石を一定距離だけ離間した位置で交差するように配置すると共に、これらの長尺磁石間に発生する磁場を長尺磁石の長手方向に沿って移動するように磁気抵抗素子を配置し、この磁気抵抗素子と共に移動する検出対象の位置を検出する位置検出センサが知られている（例えば、特許文献１参照）。この位置検出センサにおいては、磁気抵抗素子としてＧＭＲ（giant magneto resistive）素子を利用することが提案されており、この場合には、長尺磁石間に発生している磁場の方向をＧＭＲ素子で検出して検出対象の位置を検出するものとなっている。
【０００３】
図１０は、従来の位置検出センサが有する長尺磁石とＧＭＲ素子との関係を示す斜視図である。図１０に示すように、この位置検出センサ１１０においては、一対の長尺磁石１１１、１１２を極面１１１ａ、１１２ａが対向するように配置すると共に、その間を直線経路１１３に沿って移動可能にＧＭＲ素子１１４を配置している。上述のように、一対の長尺磁石１１１、１１２は、交差するように配置されているため、これらの間には矢印Ａ１〜Ａ５に示すような方向の磁場が発生している。この位置検出センサ１１０においては、このように変化する磁場の方向と、ＧＭＲ素子１１４を構成する固定磁性層（ピン層）の方向とに応じた出力値（センサ出力）の変化に基づいて検出対象の位置を検出するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００２−５２９７２４号公報、図８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述したような従来の位置検出センサにおいては、検出対象の移動距離に対応する長尺磁石を必要とすることから、その移動距離が長くなると磁石の製造に要するコストが上昇すると共に、その組立作業性が悪化するという問題がある。
【０００６】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、検出対象の移動距離が長い場合においても、コスト面の上昇を抑制しつつ組立作業性を確保しながら検出対象の位置を検出することができる位置検出センサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の位置検出センサは、長尺形状を有し互いに対向して配置される一対の磁性板と、前記一対の磁性板を磁化させる磁石と、検出対象に伴って移動可能に設けられ、当該検出対象の移動に伴う前記一対の磁性板の間の磁場の方向の変化を電気信号に変換する磁気センサとを具備し、前記検出対象の移動に伴って前記一対の磁性板の間の磁場の方向を前記磁気センサの位置で回転させたことを特徴とする。
【０００８】
上記位置検出センサによれば、検出対象の移動に伴って一対の磁性板の間の磁場の方向を磁気センサの位置で回転させ、磁気センサでこの磁場の方向の変化を電気信号に変換するようにしたことから、検出対象の移動距離に対応する長尺磁石を必要とすることなく、一対の磁性板の間の磁場の方向に応じて検出対象の位置に応じた電気信号を得ることができるので、検出対象の移動距離が長い場合においても、コスト面の上昇を抑制しつつ組立作業性を確保しながら検出対象の位置を検出することが可能となる。
【０００９】
上記位置検出センサにおいては、前記一対の磁性板の端面を検出対象の移動方向に沿って異なる角度に傾斜させ、一方の前記磁性板の端面と他方の前記磁性板の端面との間に前記磁気センサを配置することが好ましい。この場合には、一対の磁性板の端面を検出対象の移動方向に沿って異なる角度に傾斜させ、双方の端面の間に磁気センサを配置していることから、簡単な構成で検出対象の移動に伴って一対の磁性板の間の磁場の方向を磁気センサの位置で回転させることが可能となる。
【００１０】
上記位置検出センサにおいては、前記一対の磁性板の延伸方向に沿って移動可能なキャリッジを具備し、前記キャリッジに前記磁石及び磁気センサを保持させることが好ましい。この場合には、一対の磁性板の延伸方向に沿って移動可能なキャリッジに磁石及び磁気センサを保持させることから、検出対象の移動に伴って磁石と磁気センサとを一体的に移動させることができるので、磁気センサが磁場の方向を検出する際に必要な磁性板の部分を確実に磁化させることができ、適切に検出対象の位置を検出することが可能となる。
【００１１】
上記位置検出センサにおいて、前記キャリッジは、磁性材料からなり前記磁石と前記磁性板との間に配置されるボールベアリングを介して前記磁性板に接触した状態で移動可能に構成されることが好ましい。この場合には、キャリッジが磁性材料からなるボールベアリングを介して磁性板に接触した状態で移動可能とされることから、磁性材料からなるボールベアリング及び磁性板を介して効率的に磁場の経路（磁路）を形成することができるので、キャリッジのスムーズな移動を確保しつつ、磁気センサが磁場の方向を検出する際に必要な磁性板の部分を確実に磁化させることが可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、検出対象の移動に伴って一対の磁性板の間の磁場の方向を磁気センサの位置で回転させ、磁気センサでこの磁場の方向の変化を電気信号に変換するようにしたことから、検出対象の移動距離に対応する長尺磁石を必要とすることなく、一対の磁性板の間の磁場の方向に応じて検出対象の位置に応じた電気信号を得ることができるので、検出対象の移動距離が長い場合においても、コスト面の上昇を抑制しつつ組立作業性を確保しながら検出対象の位置を検出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施の形態に係る位置検出センサが適用されたキャリッジ機構の外観を示す斜視図である。
【図２】上記実施の形態に係る位置検出センサが適用されたキャリッジ機構の外観を示す斜視図である。
【図３】上記実施の形態に係るキャリッジ機構を構成するフレームの一部を取り除いた状態について示す斜視図である。
【図４】上記実施の形態に係るキャリッジ機構が有するキャリッジの外観を示す斜視図である。
【図５】上記実施の形態に係るキャリッジの分解斜視図である。
【図６】上記実施の形態に係るキャリッジが有する磁気センサを構成するＧＭＲ素子を説明するための模式図である。
【図７】上記実施の形態に係るキャリッジ機構に形成される磁路について説明するための断面図である。
【図８】上記実施の形態に係るキャリッジ機構に形成されるスリットにおける磁場の方向を説明するための断面図である。
【図９】上記実施の形態に係るキャリッジ機構に形成されるスリットにおける磁場の方向を示す模式図である。
【図１０】従来の位置検出センサが有する長尺磁石とＧＭＲ素子との関係を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。なお、以下においては、本実施の形態に係る位置検出センサを、プリンタ等の記録装置のプリントヘッドを搬送するキャリッジ機構に適用する場合について説明する。しかしながら、本実施の形態に係る位置検出センサの適用対象となる装置については、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。
【００１５】
図１及び図２は、本発明の一実施の形態に係る位置検出センサが適用されたキャリッジ機構１０の外観を示す斜視図である。図３は、本実施の形態に係るキャリッジ機構１０を構成するフレーム１１の一部を取り除いた状態について示す斜視図である。なお、図１においては、本実施の形態に係るキャリッジ機構１０を上方側から示しており、図２においては、本実施の形態に係るキャリッジ機構１０を下方側から示している。なお、以下においては、説明の便宜上、図１に示す左下方側を前方側と呼び、図１に示す右上方側を後方側と呼ぶものとする。
【００１６】
図１に示すように、本実施の形態に係る位置検出センサが適用されるキャリッジ機構１０は、長尺形状を有する磁性板としてのフレーム１１ａ、１１ｂを対向配置させると共に、これらの間をキャリッジ１２がスライド移動可能に配置されている。フレーム１１ａ、１１ｂは、その端部においてカバー部材１３ａ、１３ｂにより保持されている。カバー部材１３ａ、１３ｂには、フレーム１１ａ、１１ｂの延伸方向に沿って設けられるガイドシャフト１４ａ、１４ｂが支持されている（図３参照）。キャリッジ１２は、これらのガイドシャフト１４ａ、１４ｂに案内されてフレーム１１ａ、１１ｂの延伸方向に沿ってスライド移動できるものとなっている。
【００１７】
フレーム１１ａ、１１ｂは、磁性材料からなる金属板材に折り曲げ加工を施すことで構成され、概して側面部１１ｃ、１１ｄと、下面部１１ｅ、１１ｆとで構成されている。側面部１１ｃ、１１ｄには、それぞれ段差が設けられ、その下方側部分よりも上方側部分の方が開放された形状となっている。下面部１１ｅ、１１ｆは、それぞれフレーム１１ａ、１１ｂの延伸方向に対して僅かに傾斜している（図２参照）。下面部１１ｅは、カバー部材１３ａからカバー部材１３ｂに向けて下方側に延伸して設けられ、下面部１１ｆは、カバー部材１３ａからカバー部材１３ｂに向けて上方側に延伸して設けられている。下面部１１ｅ、１１ｆは、その内側の端面が一定の間隔を空けて配置されており、これらの間にはフレーム１１ａ、１１ｂの延伸方向に沿ってスリット１１ｇが設けられている。また、下面部１１ｅ、１１ｆの内側の端面は、側面視にてフレーム１１ａ、１１ｂの中央部分で交差した状態となっている（図２参照）。なお、下面部１１ｅ、１１ｆの下面は、カバー部材１３ａ、１３ｂの内壁面に段差を持って形成された凹部１３ｃ、１３ｄにより支持されている（図２において、凹部１３ｃは不図示）。
【００１８】
キャリッジ１２は、このような構成を有するフレーム１１ａ、１１ｂの側面部１１ｃ、１１ｄの内壁面に一部を摺接させながらスライド移動するものとなっている。以下、本実施の形態に係るキャリッジ機構１０が有するキャリッジ１２の構成について説明する。図４は、本実施の形態に係るキャリッジ機構１０が有するキャリッジ１２の外観を示す斜視図である。図５は、本実施の形態に係るキャリッジ１２の分解斜視図である。なお、以下においては、説明の便宜上、図４に示す左下方側を前方側と呼び、図４に示す右上方側を後方側と呼ぶものとする。
【００１９】
図４及び図５に示すように、キャリッジ１２は、絶縁性の樹脂材料を成形して構成されるケース１２１と、このケース１２１の内部に収納される磁石１２２と、ケース１２１の上面に載置される外部出力用のプリント配線基板（以下、「ＰＷＢ」という）１２３と、キャリッジ１２の位置検出用のＰＷＢ１２４と、これらのＰＷＢ１２３、１２４を接続するフレキシブルプリント基板（以下、「ＦＰＣ」という）１２５と、ＰＷＢ１２４及びＦＰＣ１２５の一部を保護するＰＷＢケース１２６と、ケース１２１の側面に設けられた凹部１２１ｂに収納されるボールベアリング１２７とを含んで構成されている。
【００２０】
ケース１２１は、概して図５に示す下方側に開口された箱形状を有しており、その上面には長方形状のＰＷＢ１２３を収容可能な凹部１２１ａが設けられ、その側面にはボールベアリング１２７を構成する金属製のボールが循環可能に収容される環状の凹部１２１ｂが設けられている。凹部１２１ａの中央には、ＰＷＢ１２３に形成された開口部１２３ａに挿通されてＰＷＢ１２３を位置決めする軸部１２１ｃが立設されている。また、ケース１２１の前面には、ＦＰＣ１２５の一部を収容可能な凹部１２１ｄが設けられている。この凹部１２１ｄは、上面に設けられた凹部１２１ａに連結され、ＦＰＣ１２４をＰＷＢ１２３に接続可能に構成されている。さらに、ケース１２１の前面及び後面の下端部近傍には、ガイドシャフト１４ａ、１４ｂが挿通される一対の孔１２１ｅ、１２１ｆが形成されている。
【００２１】
ケース１２１の内部に収納される磁石１２２は、直方体形状を有している。本実施の形態に係るキャリッジ機構１０においては、図５に示す左上方側の側面がＮ極に着磁され、同図に示す右下方側の側面がＳ極に着磁されているものとする。ケース１２１の内部に収納された状態において、磁石１２２の上端部は、凹部１２１ｂの下方側部分に収容されたボールよりも僅かに上方側の位置に配置され、磁石１２２の下端部は、凹部１２１ｄの下端部よりも僅かに上方側の位置に配置されるものとなっている。例えば、磁石１２２は、ケース１２１の内壁面に対する圧入や、ケース１２１の内壁面に設けた爪部との係合等によりケース１２１内の所定位置に保持される。
【００２２】
外部出力用のＰＷＢ１２３は、その中央に円形状の開口部１２３ａが形成され、この開口部１２３ａに軸部１２１ｃが挿通された状態で固定されている。図示は省略しているが、ＰＷＢ１２３には、ＦＰＣ１２５の端子部と接続可能な端子部と、外部へ信号出力可能な端子部とが設けられている。ＰＷＢ１２３の所定位置には、後述する磁気センサ１２８からの出力信号を増幅する増幅ＩＣ１２３ｂが実装されており、ＦＰＣ１２５を介して入力された磁気センサ１２８からの信号を増幅して外部出力できるように構成されている。
【００２３】
ＰＷＢ１２４は、図５に示す上下方向に延伸する長尺形状を有しており、キャリッジ１２の移動方向と直交する方向（図５に示す上下方向）に延在して配設されている。ＰＷＢ１２４の上端部近傍の前面には、ＦＰＣ１２５と接続される端子部１２４ａが設けられる一方、その下端部近傍の前面には、磁気センサ１２８が接続される端子部１２４ｂが設けられている。なお、この端子部１２４ｂに接続される磁気センサ１２８の構成については後述する。
【００２４】
ＦＰＣ１２５は、磁石１２２の下面と平行に配置される下面部１２５ａと、この下面部１２５ａの前端部から延出して設けられた接続腕部１２５ｂとを有しており、この接続腕部１２５ｂにより凹部１２１ｂを介してＰＷＢ１２３に接続されるものとなっている。下面部１２５ａの中央には、ＰＷＢ１２４が挿通可能なスリット１２５ｃが形成されており、ＦＰＣ１２５は、このスリット１２５ｃに挿通されたＰＷＢ１２４の上端部に設けられた端子部１２４ａと電気的に接続可能に構成されている。
【００２５】
ＰＷＢケース１２６は、例えば、絶縁性の樹脂材料で成形され、概して上方側に開口した扁平の箱形状を有している。ＰＷＢケース１２６は、ＦＰＣ１２５の下面部１２５ａを収容可能に構成されると共に、ＰＷＢ１２４の下端部（磁気センサ１２８が接続される部分周辺）以外の部分を収容する収容部１２６ａが設けられている（図７参照）。ＦＰＣ１２５の接続腕部１２５ｂは、ＰＷＢケース１２６の前面に形成されたスリット１２６ｂを介して凹部１２１ｄに導出されるものとなっている。
【００２６】
ボールベアリング１２７は、磁性材料からなる複数の金属ボール１２７ａで構成され、これらの金属ボール１２７ａがケース１２１の凹部１２１ｂ内で移動可能に収納されている。これらの金属ボール１２７ａは、キャリッジ１２１のスライド移動に応じて凹部１２１ｂ内を回転しながら移動し、スライド移動時に発生する摩擦を軽減する役割を果たすものである。凹部１２１ｂ内に収容された金属ボール１２７ａのうち、下方側に配置された金属ボール１２７ａの内側には、磁性材料からなる金属板材１２９が配設されている。これらの金属板材１２９は、磁石１２２からの磁力により金属ボール１２７ａが劣化するのを防止する役割を果たすものである。
【００２７】
ここで、本実施の形態に係るキャリッジ１２が有する磁気センサ１２８の構成について説明する。本実施の形態に係るキャリッジ機構１０において、磁気センサ１２８は、磁場の方向の変化を電気信号に変換する４つのＧＭＲ素子（磁気抵抗効果素子）を組み合わせたブリッジ回路で構成され、一対のＧＭＲ素子における電気抵抗値の変化に応じた出力信号と、他の一対のＧＭＲ素子における電気抵抗値の変化に応じた出力信号との差異に基づいてキャリッジ１２の移動位置を検出する構成を採る。なお、磁気センサ１２８の構成については、これに限定されるものではない。
【００２８】
図６は、本実施の形態に係るキャリッジ１２が有する磁気センサ１２８を構成するＧＭＲ素子１３０の構成を説明するための模式図である。ＧＭＲ素子１３０は、巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ効果）を利用した磁気検出素子として構成され、図６に示すように、ＰＷＢ１２４の表面上に下から絶縁層１３１、下地層１３２、反強磁性層１３３、固定磁性層１３４、非磁性中間層１３５、フリー磁性層１３６及び保護層１３７の順にスパッタ等の薄膜プロセスを用いて形成されている。なお、反強磁性層１３３、固定磁性層１３４、非磁性中間層１３５及びフリー磁性層１３６は、逆積層であってもよい。
【００２９】
反強磁性層１３３は、ＩｒＭｎやＰｔＭｎ等の反強磁性材料で形成される。固定磁性層１３４やフリー磁性層１３６は、ＣｏＦｅやＮｉＦｅ等の磁性材料で形成される。非磁性中間層１３５は、Ｃｕ等の非磁性導電材料で形成される。保護層１３７は、Ｔａ等で形成される。固定磁性層１３４やフリー磁性層１３６は、例えば、積層フェリ構造であってもよい。
【００３０】
ＧＭＲ素子１３０においては、反強磁性層１３３と固定磁性層１３４とが接して形成されているため、磁場中熱処理を施すことにより反強磁性層１３３と固定磁性層１３４との界面に交換結合磁界（Ｈｅｘ）が生じ、固定磁性層１３４の磁化方向１３４ａは、一方向に固定される。図６においては、固定磁性層１３４の磁化方向１３４ａは、紙面奥側方向に固定されているものとする。
【００３１】
一方、フリー磁性層１３６の磁化方向１３６ａは、無磁場状態では、固定磁性層１３４によるバイアス磁界を受けて平行か反平行となる。フリー磁性層１３６は、固定磁性層１３４と違って磁化方向が固定されておらず、磁場の侵入方向の変化によって磁化変動するようになっている。例えば、図６に示すように、フリー磁性層１３６の磁化方向１３６ａを、固定磁性層１３４の磁化方向１３４ａに対して直交させるにはハードバイアス層（図示しない）を設けることが必要となる。ただし、このようなハードバイアス層を設けず、フリー磁性層１３６の磁化方向１３６ａを制御しないようにしても良い。
【００３２】
次に、本実施の形態に係るキャリッジ機構１０に形成される磁場の経路（磁路）について図７を用いて説明する。図７は、本実施の形態に係るキャリッジ機構１０に形成される磁路について説明するための断面図である。なお、図７においては、キャリッジ１２がキャリッジ機構１０の中央部に配置された状態において、磁気センサ１２８の近傍を通過する面における断面図を示している。
【００３３】
キャリッジ１２は、図７に示すように、ケース１２１の上面をフレーム１１ａ、１１ｂの上端部と略同一の高さに配置した状態でフレーム１１ａ、１１ｂに組み込まれている。凹部１２１ｂ内のボールベアリング１２７において、下方側に配置された金属ボール１２７ａは、フレーム１１ａ、１１ｂの内壁面に接触した状態で配置されている。一方、凹部１２１ｂの下方側に配置された金属ボール１２７ａの内側には、金属板材１２９が配置されており、金属ボール１２７ａの内側の球面に接触した状態となっている。なお、上方側に配置された金属ボール１２７ａは、フレーム１１ａ、１１ｂの内壁面の規制を受けることなく移動可能に収納されている。また、金属板材１２９の内側には磁石１２２が配置されており、その側面で金属板材１２９が支持されている。フレーム１１ａ、１１ｂの下面部１１ｅ、１１ｆの端面は、スリット１１ｇを挟んで配置されている。磁気センサ１２８が実装されたＰＷＢ１２４の一部は、この下面部１１ｅ、１１ｆの端面間のスリット１１ｇに配置されている。
【００３４】
この場合、磁石１２２からの磁力によってフレーム１１ａ、１１ｂ、金属ボール１２７ａ及び金属板材１２９が磁化され、磁石１２２からの磁場は、Ｎ極に着磁されている磁石１２２の左方側面から金属板材１２９、金属ボール１２７ａ及びフレーム１１ａを通過し、スリット１１ｇを挟んでフレーム１１ｂ、金属ボール１２７ａ及び金属板材１２９を介して磁石１２２の右方側面に到達するものとなっている（矢印Ａ参照）。すなわち、本実施の形態に係るキャリッジ機構１０においては、磁気センサ１２８の近傍に配置されたフレーム１１ａ、１１ｂ、金属ボール１２７ａ及び金属板材１２９により磁路が形成されるものとなっている。
【００３５】
本実施の形態に係るキャリッジ機構１０においては、このようなフレーム１１ａ、１１ｂと、キャリッジ１２に保持される磁石１２２と、スリット１１ｇを通過する磁場の方向の変化を電気信号に変換する磁気センサ１２８とによって位置検出センサが構成され、検出対象であるキャリッジ１２の移動に伴ってスリット１１ｇで変化する磁場の方向に応じてキャリッジ１２の位置を検出するものとなっている。
【００３６】
次に、本実施の形態に係るキャリッジ機構１０において、キャリッジ１２がスライド移動した場合の動作について説明する。本実施の形態に係るキャリッジ機構１０において、フレーム１１ａ、１１ｂの間をキャリッジ１２がスライド移動すると、ケース１２１の凹部１２１ｂの下方側に配置された金属ボール１２７ａがフレーム１１ａ、１１ｂの内壁面と摺接することにより、移動方向の後方側に送り出されて凹部１２１ｂの上方側に回り込む。そして、凹部１２１ｂの上方側に配置された金属ボール１２７ａのうち、移動方向の前方側に配置された金属ボール１２７ａが凹部１２１ｂの下方側に押し出されることにより、凹部１２１ｂ内において、金属ボール１２７ａが循環することとなる。これにより、キャリッジ１２は、フレーム１１ａ、１１ｂとの摩擦を軽減した状態でスライド移動できるものとなっている。
【００３７】
上述のように、フレーム１１ａ、１１ｂの下面部１１ｅ、１１ｆの内側の端面は、側面視にてフレーム１１ａ、１１ｂの中央部分で交差した状態となっている。したがって、キャリッジ１２がスライド移動した場合、下面部１１ｅ、１１ｆの端面間のスリット１１ｇにおける磁場の方向は、双方の端面の位置関係に応じて変化することとなる。磁気センサ１２８は、キャリッジ１２のスライド移動に伴ってスリット１１ｇで変化する磁場の方向を検出し、電気信号に変換して外部出力するものとなっている。
【００３８】
以下、このようなスリット１１ｇにおける磁場の方向について図８及び図９を用いて説明する。図８は、本実施の形態に係るキャリッジ機構１０に形成されるスリット１１ｇにおける磁場の方向を説明するための断面図である。図９は、本実施の形態に係るキャリッジ機構１０に形成されるスリット１１ｇにおける磁場の方向を示す模式図である。なお、図８においては、キャリッジ１２がキャリッジ機構１０の中央部に配置された状態において、磁気センサ１２８の近傍を通過する面における断面図を示している。
【００３９】
図８に示すように、フレーム１１ａの下面部１１ｅは、紙面奥側に向かって下方側に傾斜した状態で延伸しており、下面部１１ｆは、紙面奥側に向かって上方側に傾斜した状態で延伸している。なお、ここでは省略しているが、同様にフレーム１１ａの下面部１１ｅは、紙面手前側に向かって上方側に傾斜した状態で延伸しており、下面部１１ｆは、紙面手前側に向かって下方側に傾斜した状態で延伸している。図８に示すように、キャリッジ１２がフレーム１１ａ、１１ｂの中央位置に配置されている場合、下面部１１ｅ、１１ｆの端面は、同一の高さの位置に配置され、スリット１１ｇを通過する磁場の方向は、図９（ｂ）に示すように、下面部１１ｅから下面部１１ｆに向けて水平な方向に検出される。
【００４０】
このようにキャリッジ１２がフレーム１１ａ、１１ｂの中央位置に配置された状態から、キャリッジ１２が図１に示す前方側の端部に配置された場合には、図９（ａ）に示すように、磁気センサ１２８に対応する位置における下面部１１ｅの端面は最も上方側の位置に配置される一方、下面部１１ｆの端面は最も下方側の位置に配置された状態となり、スリット１１ｇを通過する磁場の方向は時計回り方向に回転することとなる。このため、磁気センサ１２８は、磁場の方向を図９に示す右下方側と検出し、この磁場の方向に応じた電気信号に変換する。一方、キャリッジ１２が図１に示す後方側の端部に配置された場合には、図９（ｃ）に示すように、磁気センサ１２８に対応する位置における下面部１１ｅの端面は最も下方側の位置に配置される一方、下面部１１ｆの端面は最も上方側の位置に配置された状態となり、スリット１１ｇを通過する磁場の方向は反時計回り方向に回転することとなる。このため、磁気センサ１２８は、磁場の方向を図９に示す右上方側と検出し、この磁場の方向に応じた電気信号に変換する。
【００４１】
このように本実施の形態に係る位置検出センサが適用されたキャリッジ機構１０においては、検出対象となるキャリッジ１２の移動に伴って一対のフレーム１１ａ、１１ｂの間の磁場の方向を磁気センサ１２８の位置で回転させ、磁気センサ１２８でこの磁場の方向の変化を電気信号に変換するようにしたことから、キャリッジ１２の移動距離に対応する長尺磁石を必要とすることなく、一対のフレーム１１ａ、１１ｂの間の磁場の方向に応じて検出対象の位置に応じた電気信号を得ることができるので、キャリッジ１２の移動距離が長い場合においても、コスト面の上昇を抑制しつつ組立作業性を確保しながらキャリッジ１２の位置を検出することが可能となる。
【００４２】
特に、本実施の形態に係るキャリッジ機構１０においては、一対のフレーム１１ａ、１１ｂの下面部１１ｅ、１１ｆの端面を検出対象となるキャリッジ１２の移動方向に沿って異なる角度に傾斜させ、双方の端面の間に磁気センサ１２８を配置していることから、簡単な構成でキャリッジ１２の移動に伴って一対のフレーム１１ａ、１１ｂの下面部１１ｅ、１１ｆの端面の間の磁場の方向を磁気センサ１２８の位置で回転させることが可能となる。
【００４３】
また、本実施の形態に係るキャリッジ機構１０においては、一対のフレーム１１ａ、１１ｂの延伸方向に沿って移動可能なキャリッジ１２に磁石１２２及び磁気センサ１２８を保持させていることから、検出対象となるキャリッジ１２の移動に伴って磁石１２２と磁気センサ１２８とを一体的に移動させることができるので、磁気センサ１２８が磁場の方向を検出する際に必要なフレーム１１ａ、１１ｂの部分を確実に磁化させることができ、適切にキャリッジ１２の位置を検出することが可能となる。
【００４４】
さらに、本実施の形態に係るキャリッジ機構１０においては、キャリッジ１２を、磁性材料からなるボールベアリング１２７を介してフレーム１１ａ、１１ｂの内壁面に接触した状態で移動可能に構成していることから、磁性材料からなるボールベアリング１２７及びフレーム１１ａ、１１ｂを介して効率的に磁場の経路（磁路）を形成することができるので、キャリッジ１２のスムーズなスライド移動を確保しつつ、磁気センサ１２８が磁場の方向を検出する際に必要なフレーム１１ａ、１１ｂの部分を確実に磁化させることが可能となる。
【００４５】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。
【符号の説明】
【００４６】
１０  キャリッジ機構
１１ａ、１１ｂ  フレーム
１１ｃ、１１ｄ  側面部
１１ｅ、１１ｆ  下面部
１１ｇ  スリット
１２  キャリッジ
１２１  ケース
１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｄ  凹部
１２１ｃ  軸部
１２１ｅ、１２１ｆ  孔
１２２  磁石
１２３  プリント配線基板（ＰＷＢ）
１２３ａ  開口部
１２３ｂ  増幅ＩＣ
１２４  プリント配線基板（ＰＷＢ）
１２４ａ、１２４ｂ  端子部
１２５  フレキシブルプリント配線基板（ＦＰＣ）
１２５ａ  下面部
１２５ｂ  接続腕部
１２５ｃ  スリット
１２６  ＰＷＢケース
１２６ａ  収容部
１２６ｂ  スリット
１２７  ボールベアリング
１２７ａ  金属ボール
１２８  磁気センサ
１２９  金属板材
１３０  ＧＭＲ素子（磁気抵抗効果素子）
１３１  絶縁層
１３２  下地層
１３３  反強磁性層
１３４  固定磁性層
１３５  非磁性中間層
１３６  フリー磁性層
１３７  保護層
１３ａ、１３ｂ  カバー部材
１３ｃ、１３ｄ  凹部
１４ａ、１４ｂ  ガイドシャフト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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