JP2610525B2 - Linear motor device - Google Patents

Linear motor device

Info

Publication number
JP2610525B2
JP2610525B2 JP1285380A JP28538089A JP2610525B2 JP 2610525 B2 JP2610525 B2 JP 2610525B2 JP 1285380 A JP1285380 A JP 1285380A JP 28538089 A JP28538089 A JP 28538089A JP 2610525 B2 JP2610525 B2 JP 2610525B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetic field
field forming
movable body
linear motor
forming member
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP1285380A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH03145909A (en
Inventor
洋 石井
宏之 沢井
正昭 尾崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP1285380A priority Critical patent/JP2610525B2/en
Priority to DE69009841T priority patent/DE69009841T2/en
Priority to EP90304115A priority patent/EP0393994B1/en
Priority to US07/509,806 priority patent/US5208497A/en
Publication of JPH03145909A publication Critical patent/JPH03145909A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2610525B2 publication Critical patent/JP2610525B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691Handling of masks or workpieces
    • G03F7/70758Drive means, e.g. actuators, motors for long- or short-stroke modules or fine or coarse driving
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/708Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
    • G03F7/70858Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature
    • G03F7/709Vibration, e.g. vibration detection, compensation, suppression or isolation

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Atmospheric Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Control Of Vehicles With Linear Motors And Vehicles That Are Magnetically Levitated (AREA)
  • Control Of Linear Motors (AREA)
  • Linear Motors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は可動子と磁場形成部材とからなるリニーモー
タを用いた複写機、プリンタ等の光学走査装置、磁気デ
ィスク駆動装置等のリニアモータ装置に関するものであ
る。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a linear motor device such as an optical scanning device such as a copying machine and a printer, and a magnetic disk drive device using a linear motor including a mover and a magnetic field forming member. Things.

<従来の技術> 従来、光磁気ディスク装置等のリニアモータ装置にお
いて、第6図に示す如く、直線移動可能な可動体71の一
部にボイスコイル等で構成された可動子72が配置され、
永久磁石等で構成された磁場形成部材73がベースフレー
ム74に固定されるようになっている。
<Prior Art> Conventionally, in a linear motor device such as a magneto-optical disk device, as shown in FIG. 6, a movable element 72 composed of a voice coil or the like is arranged on a part of a movable body 71 that can move linearly.
A magnetic field forming member 73 composed of a permanent magnet or the like is fixed to the base frame 74.

<発明が解決しようとする課題> 従来のリニアモータ装置において、可動体71を移動さ
せるために、ボイスコイルを駆動し可動子72に推力
(F)を発生させると、磁場形成部材73に反力が生じ、
その反力(Fr)がベースフレーム74に伝達し、ベースフ
レーム74が振動したり変形する等の悪影響を及ぼす。一
例を挙げると、ディスク装置においては、データエラー
を発生する。また、高速複写機においては、複写機が設
置場所により動いてしまい、原稿が移動してしまう等の
問題が発生している。
<Problems to be Solved by the Invention> In the conventional linear motor device, in order to move the movable body 71, when the voice coil is driven to generate a thrust (F) on the movable element 72, a reaction force is applied to the magnetic field forming member 73. Occurs,
The reaction force (Fr) is transmitted to the base frame 74 and has an adverse effect such as the base frame 74 being vibrated or deformed. For example, a data error occurs in the disk device. Further, in a high-speed copying machine, there is a problem that the copying machine moves depending on an installation location, and a document moves.

本発明は上記事情に鑑みて創案されたものであり、可
動子の移動に伴うベースフレームの振動等の不都合を解
消することができるリニアモータ装置を提供することを
目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a linear motor device that can eliminate inconvenience such as vibration of a base frame due to movement of a mover.

<課題を解決するための手段> 本発明にかかるリニアモータ装置は、ベースフレーム
上を直線移動自在に設けてある可動子と、可動子に対向
配置してあり、当該可動子の駆動力により生じる反力に
よって前記可動子の反駆動方向に移動される磁場形成部
材と、当該反力によって位置ずれをした前記磁場形成部
材を正規の位置に復帰させる復帰手段とを具備してお
り、当該復帰手段として、前記磁場形成部材を移動しせ
めるモータを前記可動子の移動位置の検出結果に基づい
て制御するようにしてあある。
<Means for Solving the Problems> A linear motor device according to the present invention is provided with a movable element provided on a base frame so as to be linearly movable, and is disposed to face the movable element, and is generated by a driving force of the movable element. A magnetic field forming member that is moved in a counter-driving direction of the mover by a reaction force; and a return unit that returns the magnetic field forming member that has been displaced by the reaction force to a normal position. The motor for moving the magnetic field forming member is controlled based on the detection result of the moving position of the mover.

<作用> 可動子と磁場形成部材との間に駆動力が発生すると、
可動子がベースフレーム上に直線運動する。と同時に、
駆動力により生じる反力によって磁場形成部材が可動子
と反対方向に直線運動する。それ故、上記反力はベース
フレームに伝達されない。だが、磁場形成部材は摺動負
荷、姿勢等の影響により正規の位置よりずれることにな
るので、前記可動子が移動する過程でその移動位置の検
出結果に基づいて復帰手段としてのモータを制御させる
と、磁場形成部材の位置ずれは消去され、可動子と磁場
形成部材との位置関係は常に初期の状態に保持される。
<Operation> When a driving force is generated between the mover and the magnetic field forming member,
The mover linearly moves on the base frame. At the same time
The reaction force generated by the driving force causes the magnetic field forming member to linearly move in the direction opposite to the mover. Therefore, the reaction force is not transmitted to the base frame. However, since the magnetic field forming member is deviated from the normal position due to the influence of the sliding load, the posture, and the like, the motor as the return means is controlled based on the detection result of the moving position during the movement of the mover. Then, the displacement of the magnetic field forming member is eliminated, and the positional relationship between the mover and the magnetic field forming member is always kept in the initial state.

<実施例> 以下、本発明にかかるリニアモータ装置の一実施例に
ついてスリット露光方式の複写機を例に掲げて説明す
る。第1図はリニアモータ装置の機械的構成を示す平面
図、第2図、第3図は第1図におけるX−X線による断
面図、Y−Y線による断面図、第4図はリニアモータ装
置の電気的構成を示すブロック図、第5図は本実施例の
動作説明図である。
<Embodiment> Hereinafter, an embodiment of a linear motor device according to the present invention will be described by taking a slit exposure type copying machine as an example. FIG. 1 is a plan view showing the mechanical structure of the linear motor device, FIG. 2, FIG. 3 is a sectional view taken along line XX, FIG. 4 is a sectional view taken along line YY, and FIG. FIG. 5 is a block diagram showing the electrical configuration of the apparatus, and FIG. 5 is an explanatory diagram of the operation of this embodiment.

ここに掲げるリニアモータ装置は、45゜ミラーやラン
プユニット等の光学ユニット(図示せず)を搭載した第
1可動体10aと直角ミラー等の光学ユニット(図示せ
ず)を搭載した第2可動体10bとを2対1の速度比で図
中A(スキャン方向)、B(リターン方向)方向に交互
に移動するべく、複写機本体内部のベースフレーム1に
備えられているものである。
The linear motor device shown here has a first movable body 10a on which an optical unit (not shown) such as a 45 ° mirror or a lamp unit is mounted and a second movable body on which an optical unit (not shown) such as a right angle mirror is mounted. 10b is provided on the base frame 1 inside the copying machine main body so as to move alternately in the A (scan direction) and B (return direction) directions in the figure at a speed ratio of 2: 1.

第1可動体10a、第2可動体10bは、ベースフレーム1
にホルダ2を用いて取り付けた軸3を軸支する軸受11
a、11bと、ベースフレーム1に取り付けたレール4上を
滑るローラ12a、12bとが各々備えられており、これでベ
ースフレーム1に対して図中A、B方向に夫々移動自在
にされている。また、第1可動体10a、第2可動体10bの
両側には、可動子20a、20bが夫々設けられており、可動
子20a、20bの対向位置には、所定の間隔を開けて磁場形
成部材30a、30bが夫々設けられている。なお、図中13
a、13bは第1可動体10a、第2可動体10bの移動位置を夫
々検出するためのリニアエンコーダであり、リニアエン
コーダ13a、13bは、第1可動体10a、第2可動体10bの図
中上側下部に夫々取付固定されている一方、固定子スケ
ール13cは、ベースフレーム1に固定部材5を介して取
付固定されている。
The first movable body 10a and the second movable body 10b are
Bearing 11 for supporting the shaft 3 mounted on the holder using the holder 2
a, 11b, and rollers 12a, 12b that slide on rails 4 attached to the base frame 1, respectively, so that they can be freely moved with respect to the base frame 1 in the directions A, B in the figure. . In addition, movers 20a and 20b are provided on both sides of the first mover 10a and the second mover 10b, respectively, and a magnetic field forming member is provided at a predetermined position at a position facing the movers 20a and 20b. 30a and 30b are provided respectively. In the figure, 13
a and 13b are linear encoders for detecting the moving positions of the first movable body 10a and the second movable body 10b, respectively, and the linear encoders 13a and 13b are shown in the drawing of the first movable body 10a and the second movable body 10b. The stator scale 13c is attached and fixed to the base frame 1 via the fixing member 5, while being fixed to the upper and lower portions, respectively.

磁場形成部材30a、30bは、板状をなした永久磁石31
a、31bと固定ヨーク32a、32bからなり、その両端部は連
結板33、34でもって互いに連結されている。即ち、磁場
形成部材30a、連結板33、磁場形成部材30b、連結板34b
は全体として枠体をなしている。また、磁場形成部材30
aの内面両側には、上記した軸3に対応する軸受35が夫
々設けられている一方、磁場形成部材30bの下部は、ベ
ースフレーム1に合計2個取り付けられたローラ6に支
持されており、これで連結板33、34で連結された磁場形
成部材30a、30bがベースフレーム1に対して図中A、B
方向に移動自在にされている。
The magnetic field forming members 30a and 30b are plate-shaped permanent magnets 31.
a, 31b and fixed yokes 32a, 32b, both ends of which are connected to each other by connecting plates 33, 34. That is, the magnetic field forming member 30a, the connecting plate 33, the magnetic field forming member 30b, the connecting plate 34b
Is a frame as a whole. Also, the magnetic field forming member 30
On both sides of the inner surface of a, bearings 35 corresponding to the shaft 3 are provided, respectively, while the lower part of the magnetic field forming member 30b is supported by a total of two rollers 6 attached to the base frame 1, Thus, the magnetic field forming members 30a, 30b connected by the connecting plates 33, 34 are connected to the base frame 1 by A, B in FIG.
It is movable in the direction.

ここで可動子20a、磁場形成部材30aについて詳しく説
明する。可動子20aは、第1可動体10aの両側に取り付け
られた可動ヨーク21a、22aと、可動ヨーク21a、22aの外
面側に取り付けられた3相コイル23a、23aとから構成さ
れている一方、磁場形成部材30aは、連結板33、34に連
結された板状の固定ヨーク31aと、固定ヨーク31aの内面
に3相コイル23aに対応して多極着磁された永久磁石32a
とから構成されており、これで全体として3相ブラシレ
スリニアモータが構成されるようになっている(これを
リニアモータaとする。)なお、可動ヨーク21a、22aの
所定位置には、図示されていないが、3相コイル23aの
励磁切換のタイミングを与えるべく、永久磁石32aの磁
束を検出するホール素子が夫々設けられている。但し、
可動子20b、磁場形成部材30bでもって構成される3相ブ
ラシレスリニアモータ(これをリニアモータbとする)
についても全く同様であるので説明は省略する 更にその上で、磁場形成部材30aでも固定ヨーク31aの
外面には、支柱41a、41bが外側に向けて夫々突設されて
おり、この支柱41a、41bは、ベースフレーム1の側面に
形成された切欠穴42a、42bを通してベースフレーム1の
外部に取り出されている(第3図参照)。また、ベース
フレーム1の外部でも切欠穴42aと切欠穴42bとの間に
は、取り出された支柱41a、41bの双方の間にて所定の張
力で張ったワイヤ43に巻き付けられたプーリ45が設けら
れている。このプーリ45はタイミングプーリ46とともに
ベースフレーム1の外面に取付固定されたギアボックス
47の内部にて軸支されており、プーリ45とタイミングプ
ーリ46とはタイミングベルト48で連結されている。更
に、ギアボックス47の外面にはパルスモータ49が設けら
れており、その出力軸はタイミングプーリ46に連結され
ている。
Here, the mover 20a and the magnetic field forming member 30a will be described in detail. The mover 20a includes movable yokes 21a and 22a attached to both sides of the first movable body 10a, and three-phase coils 23a and 23a attached to outer surfaces of the movable yokes 21a and 22a. The forming member 30a includes a plate-shaped fixed yoke 31a connected to the connecting plates 33 and 34, and a permanent magnet 32a multi-polarized on the inner surface of the fixed yoke 31a in correspondence with the three-phase coil 23a.
This constitutes a three-phase brushless linear motor as a whole (this is referred to as a linear motor a). At predetermined positions of the movable yokes 21a and 22a, illustrated are Although not shown, each Hall element for detecting the magnetic flux of the permanent magnet 32a is provided to give the timing of the excitation switching of the three-phase coil 23a. However,
Three-phase brushless linear motor composed of mover 20b and magnetic field forming member 30b (this is referred to as linear motor b)
Furthermore, the description is omitted because the same is true for the magnetic field forming member 30a.On the outer surface of the fixed yoke 31a, columns 41a and 41b are provided to project outward, respectively, and the columns 41a and 41b Are taken out of the base frame 1 through cutout holes 42a and 42b formed in the side surface of the base frame 1 (see FIG. 3). A pulley 45 wound around a wire 43 stretched with a predetermined tension is provided between the cut-out holes 42a and 42b outside the base frame 1 between the cut-out holes 42a and 42b. Have been. The pulley 45 is a gear box fixed to the outer surface of the base frame 1 together with the timing pulley 46.
The pulley 45 and the timing pulley 46 are supported by a timing belt 48. Further, a pulse motor 49 is provided on the outer surface of the gear box 47, and its output shaft is connected to the timing pulley 46.

即ち、パルスモータ49が駆動して、タイミングプーリ
46が交互に回転すると、タイミングベルト48を通じてプ
ーリ45が交互に減速回転するようになっており、しかも
プーリ45が交互に回転するに伴い、ワイヤ43、支柱41
a、41bを通じて、連結板33、34でもって互いに連結され
た磁場形成部材30a、30bがベースフレーム1に対して図
中A、B方向に交互に移動するような構成(復帰手段4
0)となっている。リターン側に相当する支柱41bとワイ
ヤ43との間には、ワイヤ張力を安定にする他、リターン
時の急激な負荷変動を吸収するためのスプリング44が介
在されている。
That is, the pulse motor 49 is driven to drive the timing pulley.
When the 46 rotates alternately, the pulley 45 alternately rotates at a reduced speed through the timing belt 48. Further, as the pulley 45 rotates alternately, the wire 43 and the support 41 are rotated.
a, 41b, the magnetic field forming members 30a, 30b connected to each other by the connecting plates 33, 34 are alternately moved in the directions A, B in FIG.
0). A spring 44 for stabilizing the wire tension and absorbing a sudden load change at the time of return is interposed between the support 41b corresponding to the return side and the wire 43.

なお、復帰手段40としてタイミングベルト48、タイミ
ングプーリ46の組み合わせの減速機構を採用したのは、
ギア結合におけるバックラッシュに起因する動作不安定
を防止するためである。
Note that the combination of the timing belt 48 and the timing pulley 46 as the return means 40 employs a speed reduction mechanism.
This is to prevent operation instability due to backlash in gear connection.

次に、リニアモータ制御回路50について第4図を参照
して説明する。
Next, the linear motor control circuit 50 will be described with reference to FIG.

リニアエンコーダ13a、13bの位置検出信号は、位相が
90゜のA相、B相信号及び原点検出用のZ信号からな
り、波形成形器51a、51bを通じて、マイクロプロセッサ
たるMPU51に導かれており、第1可動体10a、第2可動体
10bの移動位置のデータがMPU51に逐次導入されるように
なっている。
The position detection signals of the linear encoders 13a and 13b
A 90-degree A-phase signal and a B-phase signal and a Z signal for origin detection are guided to the MPU 51 as a microprocessor through the waveform shapers 51a and 51b, and the first movable body 10a and the second movable body
The data of the moving position 10b is sequentially introduced into the MPU 51.

MPU51では予め第1可動体10a、第2可動体10bの速度
パターンのデータが予めインプットされており、この速
度パターンに基づく命令位置データと波形成形器51a、5
1bの出力信号に基づく現在位置データとを比較し、この
比較結果を信号として3相ドライバ52a、52bに逐次出力
するようになっている。この3相ドライバ52a、52bでは
MPU51からの信号に応じた電流を生成するような回路構
成となっており、リニアモータa、bにおける3相コイ
ル23a、23bに夫々供給するようになっている。
In the MPU 51, data of speed patterns of the first movable body 10a and the second movable body 10b is input in advance, and command position data based on the speed patterns and the waveform shapers 51a, 51a, 5b.
The present position data is compared with the current position data based on the output signal of 1b, and the result of the comparison is sequentially output to the three-phase drivers 52a and 52b as a signal. In these three-phase drivers 52a and 52b
The circuit is configured to generate a current according to a signal from the MPU 51, and is supplied to the three-phase coils 23a and 23b in the linear motors a and b, respectively.

即ち、リニアモータ制御回路50は、リニアエンコーダ
13a、13bの位置検出信号をフィードバック信号としてリ
ニアモータa、bの推力を独立に制御し、第1可動体10
a、第2可動体10bを閉ループでもって速度制御するよう
な構成となっている。これがリニアモータ制御回路50の
主たる機能であるが、この他にパルスモータ駆動回路60
を制御する機能も有する。
That is, the linear motor control circuit 50
The thrusts of the linear motors a and b are independently controlled by using the position detection signals of 13a and 13b as feedback signals,
a, The speed of the second movable body 10b is controlled in a closed loop. This is the main function of the linear motor control circuit 50.
It also has the function of controlling

パルスモータ駆動回路60は、リニアモータ制御回路50
から入力信号として導かれたカウントアップパルスUp−
a及びカウントパルスDn−aとイニシャライズ信号Up−
i、Dn−iとを切り換える入力信号切換SW61と、入力信
号切換SW6を経た入力信号を所定処理するロジック部62
と、4相パルスモータたるパルスモータ49に対して所定
処理された入力信号に応じた相電流を供給する4相電流
ドライバ63からなり、これでリニアモータ制御回路50の
入力信号に基づいてパルスモータ49のステップ角を1/8
分角するマイクロステップ駆動(2W1−2相駆動若しく
はバーニア駆動とも呼ばれる)を行うような基本構成と
なっている。なお、パルスモータ49をマイクロステップ
駆動することにより、ロータの回転を滑らかにし、と同
時に駆動周波数の向上を図っている。
The pulse motor drive circuit 60 includes a linear motor control circuit 50
Count-up pulse derived from
a and count pulse Dn-a and initialize signal Up-
i, Dn-i, and a logic unit 62 for predetermined processing of an input signal passed through the input signal switch SW6.
And a four-phase current driver 63 for supplying a phase current corresponding to a predetermined processed input signal to a pulse motor 49, which is a four-phase pulse motor. 1/8 step angle of 49
The basic configuration is such that microstep driving (also referred to as 2W1-2-phase driving or vernier driving) for dividing angles is performed. The pulse motor 49 is micro-step driven to smooth the rotation of the rotor and at the same time to improve the driving frequency.

更に詳しく説明すると、電源投入時には、入力信号切
換SW61は図中示すi側に自動的に設定されるようになっ
ており、第1可動体10a及び第2可動体10bが所定の待機
位置に戻しているときには、MPU51からは何の信号も与
えられず磁場形成部材30a、30bの移動は禁止されるよう
になっているが、第1可動体10a及び第2可動体10bが所
定の待機位置に戻されると、MPU51からイニシャライズ
信号Up−i、Dn−iが導入され、この信号に応じてパル
スモータ49が動作して、磁場形成部材30a、30bが所定の
待機位置にまで移動するようになっている。このイニシ
ャライズ動作が完了すれば、入力信号切換SW61が図中示
すs側に自動的に設定されるようになっており、以後
は、第1可動体10aの移動位置を与えるカウントアップ
パルスUp−a及びカウントダウンパルスDn−aに応じて
パルスモータ49が動作し得るようになっている。パルス
モータ49の動作については後述する。なお、カウントア
ップパルスUp−a及びカウントダウンパルスDn−aでも
ってパルスモータ駆動回路60を制御する形態を採った理
由は、MPU51の処理上の負担を軽減するためである。
More specifically, when the power is turned on, the input signal switch SW61 is automatically set to the i side shown in the figure, and the first movable body 10a and the second movable body 10b return to the predetermined standby positions. When no signal is given from the MPU 51, the movement of the magnetic field forming members 30a and 30b is prohibited, but the first movable body 10a and the second movable body 10b are at predetermined standby positions. Upon returning, the initialization signals Up-i and Dn-i are introduced from the MPU 51, and the pulse motor 49 operates in response to the signals to move the magnetic field forming members 30a and 30b to a predetermined standby position. ing. When this initialization operation is completed, the input signal switch SW61 is automatically set to the s side shown in the figure, and thereafter, the count-up pulse Up-a for providing the moving position of the first movable body 10a is provided. The pulse motor 49 can operate according to the countdown pulse Dn-a. The operation of the pulse motor 49 will be described later. The reason why the pulse motor drive circuit 60 is controlled by the count-up pulse Up-a and the count-down pulse Dn-a is to reduce the processing load on the MPU 51.

ところで、リニアモータ制御回路50における3相ドラ
イバ52aの出力は、第1可動体10aにおける加減速動作時
と低速送り及び待機時の各状態を示し、且つMPU51から
導かれた出力切換信号PS−aに応じて切り換えられるよ
うになっているが、4相電流ドライバ63にもこの出力切
換信号PS−aが導入されて同様に動作するようになって
おり、これで、パルスモータ49の相電流を界磁の電気角
に影響を与えないようになされている。言い換えると、
パルスモータ49に負荷のかからない定速送り期間及び待
機期間において界磁電気角を損なうことなく、相電流を
減少せしめ、もってパルスモータ49の発熱の低減を図る
ようになっている。
By the way, the output of the three-phase driver 52a in the linear motor control circuit 50 indicates the respective states of the first movable body 10a during the acceleration / deceleration operation, the low-speed feed and the standby, and the output switching signal PS-a derived from the MPU 51. The output switching signal PS-a is also introduced to the four-phase current driver 63 to operate in the same manner, so that the phase current of the pulse motor 49 is reduced. It is designed not to affect the electric angle of the field. In other words,
In the constant speed feed period and the standby period in which no load is applied to the pulse motor 49, the phase current is reduced without impairing the field electrical angle, thereby reducing the heat generation of the pulse motor 49.

上記のように構成されたリニアモータ装置により、第
1可動体10a、第2可動体10bは第5図(a)に示す速度
パターンで速度制御される。
With the linear motor device configured as described above, the speed of the first movable body 10a and the second movable body 10b is controlled according to the speed pattern shown in FIG.

ここで、リニアモータa、bに推力Fa(t)、Fb
(t)を夫々発生させて、第1可動体10a、第2可動体1
0bをスキャン方向(A方向)に移動させたとすると、磁
場形成部材30a、30bには反力Fr(=−Fa(t)−Fb
(t))が作用し、この反力Frにより磁場形成部材30
a、30bがB方向に移動する。
Here, thrusts Fa (t) and Fb are applied to linear motors a and b.
(T) are respectively generated, and the first movable body 10a and the second movable body 1
If 0b is moved in the scanning direction (A direction), the magnetic field forming members 30a and 30b exert a reaction force Fr (= −Fa (t) −Fb).
(T)) acts, and the reaction force Fr causes the magnetic field forming member 30.
a and 30b move in the B direction.

その後、第1可動体10a、第2可動体10bをリターン方
向(B方向)に戻したときには、このリターン動作に基
づくリニアモータa、bの推力に対する反力により磁場
形成部材30a、30bがA方向に移動する。
Thereafter, when the first movable body 10a and the second movable body 10b are returned in the return direction (B direction), the magnetic field forming members 30a and 30b are moved in the A direction by a reaction force against the thrust of the linear motors a and b based on the return operation. Go to

このように第1可動体10a、第2可動体10bを交互に移
動させると、磁場形成部材30a、30bが反対方向に交互に
移動することから、反力Frがベースフレーム1に作用し
ない。その結果、反力Frを原因とするベースフレーム1
の振動は生じない。
When the first movable body 10a and the second movable body 10b are alternately moved in this way, the magnetic field forming members 30a and 30b alternately move in opposite directions, so that the reaction force Fr does not act on the base frame 1. As a result, the base frame 1 caused by the reaction force Fr
Does not occur.

もっとも、パルスモータ49を駆動させて磁場形成部材
30a、30bを移動させる際、このときの反力がパルスモー
タ49を通じてベースフレーム1に作用し、ベースフレー
ム1が振動することはあり得る。ただ、パルスモータ49
により磁場形成部材30a、30bを移動させる距離は、磁場
形成部材30a、30bが摩擦負荷や装置の傾斜等により生じ
た位置ずれ分のみであるので(詳しくは後述する)、ベ
ースフレーム1に作用する反力のレベルは反力Frに比べ
て非常に小さく、これを原因とするベースフレーム1の
振動は事実上無視できる。
However, by driving the pulse motor 49, the magnetic field forming member
When moving 30a, 30b, the reaction force at this time acts on base frame 1 through pulse motor 49, and base frame 1 may vibrate. Just pulse motor 49
The distance by which the magnetic field forming members 30a and 30b are moved is only the amount of displacement of the magnetic field forming members 30a and 30b due to a frictional load, an inclination of the device, and the like (details will be described later). The level of the reaction force is much smaller than the reaction force Fr, and the vibration of the base frame 1 due to this is practically negligible.

磁場形成部材30a、30bは、摩擦負荷や装置の傾斜等の
ない無損失時には、第1可動体10a、第2可動体10bの移
動による双方の反力を受けて、可動体との質量比だけで
決定される理想位置を保ちながら移動する。その結果、
第1可動体10a、第2可動体10bが所定の待機位置に戻る
と、磁場形成部材30a、30bも所定の待機位置に戻され、
その偏位は零となる。
The magnetic field forming members 30a and 30b receive both reaction forces due to the movement of the first movable body 10a and the second movable body 10b when there is no loss without frictional load, inclination of the apparatus, and the like, and only the mass ratio with the movable body is obtained. Move while maintaining the ideal position determined by. as a result,
When the first movable body 10a and the second movable body 10b return to the predetermined standby positions, the magnetic field forming members 30a and 30b also return to the predetermined standby positions,
The deviation is zero.

しかしながら、磁場形成部材30a、30bが元の状態に戻
されるのは、理想状態のみで、摩擦負荷等の損失やリニ
アモータ装置のスキャン方向に対する姿勢が水平でない
場合に第1可動体10a、第2可動体10b及び磁場形成部材
30a、30bの自重の移動方向分力の影響等により、磁場形
成部材30a、30bは、第5図(c)に示すように、第1可
動体10a、第2可動体10bの移動とともに偏位が大きくな
る。
However, the magnetic field forming members 30a and 30b are returned to the original state only in the ideal state. If the attitude of the linear motor device with respect to the scan direction is not horizontal, the first movable body 10a and the second Movable body 10b and magnetic field forming member
Due to the influence of the component of the moving direction of the own weight of 30a, 30b, the magnetic field forming members 30a, 30b are displaced with the movement of the first movable body 10a, the second movable body 10b, as shown in FIG. Becomes larger.

本案のリニアモータ装置では、たとえ摩擦負荷や装置
の傾斜等の損失があっても、その偏位が零となるように
制御を行っている。その原理は以下の通りである。
In the linear motor device of the present invention, even if there is a loss such as a friction load or a tilt of the device, control is performed so that the deviation becomes zero. The principle is as follows.

まず、第1可動体10aの質量をm1、その加速度をa1と
し、第2可動体10bの質量をm2(=m1)、その加速度をa
2とする。第1可動体10a、第2可動体10bは速度比2対
1で速度制御されていることからa2=a1/2となる。ま
た、磁場形成部材30a、30b等の質量をmgとし、その加速
度をagとすると、磁場形成部材30a、30b等に作用する反
力をFは、摩擦負荷等の損失がない場合、次式で表され
る。
First, the mass of the first movable body 10a is m1, its acceleration is a1, the mass of the second movable body 10b is m2 (= m1), and its acceleration is a1.
Assume 2. Since the speeds of the first movable body 10a and the second movable body 10b are controlled at a speed ratio of 2: 1, a2 = a1 / 2. When the mass of the magnetic field forming members 30a, 30b and the like is mg and the acceleration is ag, the reaction force acting on the magnetic field forming members 30a and 30b and the like is represented by the following equation when there is no loss such as a frictional load. expressed.

F=−(m1・a1+m2・a2) =−(3/2)(a1・m1) ・・・ F=mg・ag ・・・ 式、より次の関係が成立する。F = − (m1 · a1 + m2 · a2) = − (3/2) (a1 · m1) F = mg · ag The following relationship is established from the equation.

ag=−(3m1・a1)/(2mg) ・・・ t秒後の第1可動体10aの移動位置をx1(t)、磁場
形成部材30a、30b等の移動位置をxg(t)とすると、 x1(t)=a1・t2 ・・・ xg(t)=ag・t2 ・・・ 式より次の関係が成立する。
ag = − (3m1 · a1) / (2mg) When the moving position of the first movable body 10a after t seconds is x1 (t), and the moving positions of the magnetic field forming members 30a and 30b are xg (t). , X1 (t) = a1 · t 2 ... Xg (t) = ag · t 2 .

xg(t)=−(3ml/2mg)・x1(t) ・・・ 式により第1可動体10aの移動位置が判ると、その
ときの磁場形成部材30a、30b等の理想位置を求められる
ことが判る。
xg (t) = − (3 ml / 2 mg) · x1 (t) When the moving position of the first movable body 10a is known from the equation, the ideal positions of the magnetic field forming members 30a and 30b at that time can be obtained. I understand.

本案のリニアモータ装置では、第1可動体10aの移動
位置を与えるカウントアップパルスUp-a及びカウントダ
ウンパルスDn-aに基づいてパルスモータ駆動回路60を動
作させてパルスモータ49を駆動し、磁場形成部材30a、3
0bを常に理想位置に保つように制御を行っている。逆に
言うと、磁場形成部材30a、30bを常に理想位置に保つよ
うにパルスモータ49の回転力の制御を行っている。その
結果、たとえ摩擦負荷等の損失があっても、この損失が
パルスモータ49の回転力により打ち消される。よって、
第1可動体10a、第2可動体10bが所定の待機位置に戻る
と、磁場形成部材30a、30bも所定の待機位置に戻され、
その偏位も零に近くなる。
In merits of the linear motor unit drives the pulse motor 49 by operating the pulse motor drive circuit 60 based on the count up pulse U pa and count down pulse D na gives the movement position of the first movable member 10a, the magnetic field forming members 30a , 3
Control is performed so that 0b is always kept at the ideal position. In other words, the rotational force of the pulse motor 49 is controlled so that the magnetic field forming members 30a and 30b are always kept at the ideal positions. As a result, even if there is a loss such as a friction load, the loss is canceled by the rotational force of the pulse motor 49. Therefore,
When the first movable body 10a and the second movable body 10b return to the predetermined standby positions, the magnetic field forming members 30a and 30b also return to the predetermined standby positions,
The excursion also approaches zero.

なお、本発明にかかるリニアモータ装置は複写機だけ
の適用に止まらずプリンタ等の光学走査機構、磁気ディ
スク駆動装置等にも適用可能であることは勿論である。
また、本実施例では、電気回路の簡素化及び全体として
のローコスト化としての観点から、復帰手段としてパル
スモータ49を採用しているが、第1可動体10aの位置検
出信号の他に磁場形成部材30a、30bの位置検出信号を用
意し、前者をリファレンス信号、後者をフィードバック
信号とするサーボ系を組み、サーボモータを採用する形
態を採っても良い。
The linear motor device according to the present invention can be applied not only to a copying machine but also to an optical scanning mechanism such as a printer, a magnetic disk drive, and the like.
In this embodiment, the pulse motor 49 is employed as the return means from the viewpoint of simplification of the electric circuit and cost reduction as a whole. However, in addition to the position detection signal of the first movable body 10a, the pulse motor 49 is formed. It is also possible to prepare a position detection signal of the members 30a and 30b, form a servo system using the former as a reference signal, and use the latter as a feedback signal, and adopt a form in which a servo motor is employed.

<発明の効果> 以上、本発明にかかるリニアモータ装置による場合に
は、駆動力により生じる反力がベースフレームに伝達さ
れない上に、当該反力に基づく磁場形成部材の位置ずれ
が消去されるような構成となっているので、可動子の移
動に伴うベースフレームの振動等の不都合を解消するこ
とができる上に、摩擦損失及び装置の傾斜等の影響を受
けることなく、磁場形成部材を正規に復元できる。ま
た、復帰手段として、磁場形成部材を移動せしめるモー
タ可動子の移動位置の検出結果に応じて制御するように
してあるので、制御系の簡素化を図ることができるとい
うメリットもある。
<Effect of the Invention> As described above, in the case of the linear motor device according to the present invention, the reaction force generated by the driving force is not transmitted to the base frame, and the displacement of the magnetic field forming member based on the reaction force is eliminated. Configuration, so that inconveniences such as vibration of the base frame due to the movement of the mover can be eliminated, and the magnetic field forming member can be properly adjusted without being affected by friction loss, device inclination, etc. Can be restored. In addition, since the return means is controlled in accordance with the detection result of the movement position of the motor mover for moving the magnetic field forming member, there is an advantage that the control system can be simplified.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図から第5図にかけては本発明にかかるリニアモー
タ装置の一実施例を説明するための図であって、第1図
はリニアモータ装置の機械的構成を示す平面図、第2
図、第3図は第1図におけるX−X線による断面図、Y
−Y線による断面図、第4図はリニアモータ装置の電気
的構成を示すブロック図、第5図は本実施例の動作説明
図である。第6図は従来のリニアモータ装置を説明する
ための模式図である。 1……ベースフレーム 20a、20b……可動子 30a、30b……磁場形成部材 40……復帰手段 49……パルスモータ
FIGS. 1 to 5 are views for explaining an embodiment of the linear motor device according to the present invention. FIG. 1 is a plan view showing a mechanical configuration of the linear motor device, and FIG.
FIG. 3 is a sectional view taken along line XX in FIG. 1, and FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line -Y, FIG. 4 is a block diagram showing an electrical configuration of the linear motor device, and FIG. 5 is an operation explanatory diagram of the present embodiment. FIG. 6 is a schematic diagram for explaining a conventional linear motor device. 1 Base frame 20a, 20b Mover 30a, 30b Magnetic field forming member 40 Return means 49 Pulse motor

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】ベースフレーム上を直線移動自在に設けて
ある可動子と、可動子に対向配置してあり、当該可動子
の駆動力により生じる反力によって前記可動子の反駆動
方向に移動される磁場形成部材と、当該反力によって位
置ずれをした前記磁場形成部材を正規の位置に復帰させ
る復帰手段とを具備しており、当該復帰手段として、前
記磁場形成部材を移動せしめるモータを前記可動子の移
動位置の検出結果に応じて制御するようにしてあること
を特徴とするリニアモータ装置。
A movable member provided on the base frame so as to be linearly movable; and a movable member disposed opposite to the movable member, the movable member being moved in a counter-driving direction of the movable member by a reaction force generated by a driving force of the movable member. A magnetic field forming member, and return means for returning the magnetic field forming member displaced by the reaction force to a normal position. As the return means, a motor for moving the magnetic field forming member is movable. A linear motor device, wherein the control is performed in accordance with a detection result of a movement position of a child.
JP1285380A 1989-04-17 1989-10-31 Linear motor device Expired - Lifetime JP2610525B2 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1285380A JP2610525B2 (en) 1989-10-31 1989-10-31 Linear motor device
DE69009841T DE69009841T2 (en) 1989-04-17 1990-04-17 Linear drive device.
EP90304115A EP0393994B1 (en) 1989-04-17 1990-04-17 A linear driving apparatus
US07/509,806 US5208497A (en) 1989-04-17 1990-04-17 Linear driving apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1285380A JP2610525B2 (en) 1989-10-31 1989-10-31 Linear motor device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH03145909A JPH03145909A (en) 1991-06-21
JP2610525B2 true JP2610525B2 (en) 1997-05-14

Family

ID=17690798

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1285380A Expired - Lifetime JP2610525B2 (en) 1989-04-17 1989-10-31 Linear motor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2610525B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JPH03145909A (en) 1991-06-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0393994B1 (en) A linear driving apparatus
JP2752248B2 (en) Linear motor device
JP2610525B2 (en) Linear motor device
US5239340A (en) Linear motor device having vibration reduction unit
US4952011A (en) Moving apparatus for optical systems
US5117164A (en) Linear driving apparatus
JP3738451B2 (en) STEP MOTOR CONTROL DEVICE, ITS CONTROL METHOD, PRINTER USING THE SAME, AND INFORMATION RECORDING MEDIUM
JP2002355730A (en) Table positioning device
JPS6056075B2 (en) Drive device using pulse motor
JP2651731B2 (en) Copier
JPH03243199A (en) Positioning device
JP2644053B2 (en) Linear motor device
JPH02149869A (en) Linear driving device for copying machine
JPH10125593A (en) Stage apparatus
JPH11191947A (en) Rotating body driving motor and image forming equipment using the same
JPH05137396A (en) Drive motor controller
JP3222605B2 (en) Linear drive
JPH0638595A (en) Controlling device for driving motor
JPH06245592A (en) Controller of drive motor
JPH0734642B2 (en) Linear motor device
JPH01194898A (en) Recorder
JP2770729B2 (en) Head access control method
JPH03230746A (en) Linear driving device
JPH02173768A (en) Linear driver
JPH03183352A (en) Straight driving device

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100213

Year of fee payment: 13

EXPY Cancellation because of completion of term
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100213

Year of fee payment: 13