JPH0697831B2 - スキュ−構造のリニアパルスモ−タ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、プリンタのヘッド駆動やファクシミリの副
走査（縦方向の走査）等に用いて好適なリニアパルスモ
ータに係り、特に、滑らかな移動を行うことのできるよ
うにしたスキュー構造のリニアパルスモータに関する。

［従来の技術］ 近年、OA（オフィス オートメーション）化が盛んとな
り、プリンタやファクシミリが広く用いられている。そ
して、プリンタのヘッド駆動やファクシミリの副走査等
には、リニアパルスモータが多用され、その正確な位置
決めと速度リップル（速度の波）のない滑らかな移動が
強く要請されている。

第２図は、この種のリニアパルスモータの構成例を示す
図である。図において、１は軟鋼などからなるスケー
ル、２はスライダであり、スケール１の上面には、多数
のスケール歯1a……が、ピッチＰで長さ方向に平行に形
成されている。

一方、スライダ２は、マグネット３と電磁石との相互作
用によって、磁束の強くなる磁極を順次切り替えて、ス
ケール歯１上をステップ状に往復動するものであり、マ
グネット３を前後から挾む形で配置された、４つの磁極
11〜14からなっている。

この場合、磁極12〜14は、磁極11を基準として、P/2,P/
4,3P/4ずつずれて、スケール歯1aと対向している。そし
て、磁極11にはコイル11cが巻回され、以下同様に、各
磁極12、磁極13、磁極14に、コイル12c,13c,14cがそれ
ぞれ巻回されている。

このような構成において、コイル11c〜14cを、第２図に
示すように、２相ずつ順次励磁すると、コイル11c〜14c
による磁束とマグネット３による磁束とが互いに強め合
ったり、打ち消し合ったりして、スライダ２が歩進す
る。すなわち、同図（ａ）では磁極11がスケール歯1aの
真上に移動し、以下、磁極13、磁極12、磁極14がスケー
ル歯1aの真上に移動する（同図（ｂ）〜（ｄ））。こう
して、スライダ２がスケール１の上をステップ状に移動
する。

また、従来、上記スライダ２の滑らかな歩進を実現する
ため、歩進の分解能を向上させるマイクロステップ駆動
のリニアパルスモータが提案されている。ここで、マイ
クロステップ駆動とは、磁極コイルへの励磁電流の大き
さをアナログ的に変えて微少なステップ移動を行わせる
もので、その詳細は、例えば、オーム社刊「エレクトロ
ニクス」、1984年12月号30〜32ページに述べられてい
る。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、上述した構成のリニアパルスモータにおいて
は、マイクロステップ駆動によって滑らかな移動を図っ
ているが、移動中に速度リップルが生じ、移動動作が不
安定になってしまうという問題があった。

この速度リップルは、スライダの磁極（又は歯）とスケ
ール歯とが上下で対向するときには、強力な磁界を形成
するが、対向しないときには磁界は極めて弱いものとな
り、この結果、１歯（又は１磁極）が発生する推力波形
が歪んでしまい、ディテント推力（脈動推力）が生じる
ことにより起こるものである。

この発明は、このような背景の下になされたもので、デ
ィテント推力による速度リップルが起こらず、滑らかな
安定した移動を行うことのできるリニアパルスモータを
提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 上記問題点を解決するために、この発明は、歩進方向に
複数の磁極を所定のピッチで一列に配設した１次側磁束
発生手段と、前記磁極に対抗する面に前記ピッチと異な
る一定のピッチでスケール歯が形成された２次側スケー
ルとを備え、前記磁極と前記スケール歯との間に作用す
る磁気吸引力によって、前記１次側磁束発生手段または
前記２次側スケールの一方を歩進させるようにしたマイ
クロステップ駆動のリニアパルスモータにおいて、前記
スケール歯または前記磁極を、前記スケール歯の１ピッ
チ内でスキューさせたことを特徴とする。

［作用］ 上記構成によれば、スケール歯と磁極が対向したとき
に、これらは、斜めにクロスした形で対向する。このた
め、従来のリニアパルスモータのような推力の波（リッ
プル）ができにくく、ディテント推力が発生しないた
め、速度リップルが発生せず、定速に近い走行特性が得
られる。

［実施例］ 以下、図面を参照して、本発明の実施例を説明する。

第１図は、この発明の一実施例によるリニアパルスモー
タのスキューの構造を示す図である。この図において、
21はスケールである。このスケール21が従来のスケール
１と異なる点は、スケール歯21aの並び方である。すな
わち、スケール歯21aは、スケール21の両側部と直交す
る直線Ｌに対して斜めになっている。つまりスキューさ
れている。

この場合、スキューは、スケール歯21aの１ピッチＰよ
りも小さい範囲で行なわれる。

このような構成によれば、スケール歯21aとスライダ２
の磁極11〜14が対向したときに、これらは、斜めにクロ
スした形で対向する。

ここで、スケール歯21aと磁極11〜14の重なり面積を考
えてみる。例えば、磁極11の一端がスケール歯21aの真
上に差し掛かり、重なりが始まると、重なり面積は、重
なり始めた時点からしばらくの間、直線的に増加し、斜
めにクロスした状態になると一定になる。そして、しば
らく一定の状態が続いた後、再び直線的に減少して重な
りが零になる。つまり、本実施例の重なり面積は台形状
に変化することとなる。

一方、従来のスケール歯1aと磁極11〜14との重なり面積
は、三角波状に変化する。例えば、磁極11がスケール歯
1aと重なり始めると、重なり面積は直線的に増加し、両
者が完全に重なった時点で最大となる。以後再び直線的
に減少し、重なりが終わった時点で零になる。

このため、本実施例では、スケール歯21aと磁極11〜14
との間に形成される磁界の強度変化が、従来のものに比
べて緩やかになる。従って、例えば、従来のマイクロス
テップ駆動のリニアパルスモータのように、ディテント
推力の発生による速度リップルが生じることがない。こ
れにより、さらに高精度にリニアリティが得られ、滑ら
かで安定した走行特性が得られることになる。

なお、この実施例では、スライダの磁極はそのままで、
スケール歯のみをスキューさせたが、これとは逆に、ス
ケール歯はスキューさせずに、スライダの磁極のみをス
キューさせても同様の効果を得ることができる。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明によれば、ディテント推
力が発生しないため、速度リップルが生じることがな
い。これにより、滑らかで安定した走行特性が得られ、
一次側磁束発生手段または２次側スケールは、定速に近
い状態で走行することができる。また、ディテントトル
クが消えるので、マイクロステップ制御のときの精度を
上げることができる。

【図面の簡単な説明】 第１図はこの発明の一実施例によるリニアパルスモータ
のスキュー構造を示すもので、同図（ａ）は斜視図、
（ｂ）は平面図である。第２図は従来のリニアパルスモ
ータの構成および動作を説明するための側面図である。 １、21……スケール、1a、21a……スケール歯、２……
スライダ（１次側磁束発生手段）、11〜14……磁極。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−97177（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−85313（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−157969（ＪＰ，Ａ) 実開 昭52−118914（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】歩進方向に複数の磁極を所定のピッチで一
   列に配設した１次側磁束発生手段と、前記磁極に対抗す
   る面に前記ピッチと異なる一定のピッチでスケール歯が
   形成された２次側スケールとを備え、前記磁極と前記ス
   ケール歯との間に作用する磁気吸引力によって、前記１
   次側磁束発生手段または前記２次側スケールの一方を歩
   進させるようにしたマイクロステップ駆動のリニアパル
   スモータにおいて、前記スケール歯または前記磁極を、
   前記スケール歯の１ピッチ内でスキューさせたことを特
   徴とするスキュー構造のリニアパルスモータ。