JPH08331834A

JPH08331834A - リニアモータ

Info

Publication number: JPH08331834A
Application number: JP8039517A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiro Nanba; 克宏難波; Masazo Ishiyama; 雅三石山; Tetsuya Kagawa; 哲哉加川; Yasuhiro Matsumoto; 安弘松本; Makoto Izawa; 誠伊澤; Toshio Kitaoka; 利夫北岡
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1995-03-31
Filing date: 1996-02-27
Publication date: 1996-12-13
Anticipated expiration: 2016-02-27
Also published as: JP3453991B2; US5909066A

Abstract

(57)【要約】【目的】棒状の固定子と、これに沿って移動する可動
子を備えたリニアモータにおいて、可動子ヨーク端部に
作用する界磁マグネットによる磁気的吸引力の変動を抑
制し、且つ、その吸引力変動の抑制を軸受け負荷を軽減
して達成する。また、モータを小型で精度の良いものに
する。【構成】界磁マグネット６１を有する棒状の固定子６
と、界磁マグネット６１に外嵌する電機子コイル７１を
有し、該電機子コイル７１が筒形可動子ヨーク７２内に
設けられている可動子７とを備えたリニアモータであっ
て、可動子７はその両端部にそれぞれ軸受け７３を備え
ており、電機子コイル７１は両軸受け７３間に設けられ
ており、筒形可動子ヨーク７２は、重力方向において下
側部分の端部７２１が可動子移動方向に延びる突起形状
に形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一定方向に延びる推進
用界磁マグネットを有する棒状の固定子と、前記界磁マ
グネットに外嵌する電機子コイルを有する可動子とを備
えたリニアモータに関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のリニアモータは、例えば特開昭
５８−３６１６２号公報や特開昭５９−６７６４号公報
が教えている。これら公報が教えるモータは、図１２
（Ａ）に示すように、表面にＮ極とＳ極を一定方向に交
互に配置した界磁マグネット３Ｍを有する棒状の固定子
３と、この固定子３に外嵌するプラスチック製の円筒体
３３の外周に配置した電機子コイル３１を有する可動子
３０とからなるシャフト型リニアモータである。電機子
コイル３１は円筒形の可動子ヨーク３２内に納められて
おり、プラスチック製円筒体３３はその内面に界磁マグ
ネットに摺動できる図示していない複数の案内突起を備
えている。

【０００３】このように、所定方向に延びる界磁マグネ
ットを有する棒状の固定子と、該界磁マグネットに外嵌
する電機子コイルを有する可動子とを備えたタイプのリ
ニアモータは、棒状の固定子をそのまま可動子の案内部
材として利用でき、別途大掛かりに可動子の案内手段を
付加することを要しないので構造が簡単である等の理由
で各種機器において採用されている。

【０００４】例えば、複写機等の画像形成装置やイメー
ジスキャナ等における画像読み取り装置において、原稿
画像の走査光学系の駆動源としての利用が試みられてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この種
のリニアモータにおいては、可動子が固定子に対し相対
的に移動するとき、推進用界磁マグネットから可動子ヨ
ークの端部に作用する磁気的吸引力の変動により負荷変
動（コギング）が発生し、可動子の円滑な移動がそれだ
け妨げられるという問題がある。

【０００６】この点、特開平２−６５６５６号公報は、
図１２（Ｂ）に示すように、界磁マグネット１１を有す
る板状の固定子１に可動子２の電機子コイル２１を対向
させ、可動子ヨーク２２に設けたローラ２３を固定子支
持台１２上に転動させる構造のリニアモータにおいて、
可動子ヨーク２２の端部に作用する磁気的吸引力の変動
を抑制するために、該ヨークの移動方向前後の端部２２
１、２２２を三角形状の突起に形成することを教えてい
る。

【０００７】しかし、このような平板型のリニアモータ
では、可動子ヨーク２２に、界磁マグネット１１による
吸引力が重力と同じ方向に作用するので、可動子２を移
動可能に支持する部分の負荷が大きくなりすぎる。加え
て、可動子ヨーク２２の端部に前記の突起を設けるとき
は、可動子ヨーク２２の面積が大きくなるので、なおさ
ら該ヨークに働く重力方向の吸引力が大きくなり、負荷
が一層増大するという問題がある。

【０００８】また、別の問題として、特開昭５８−３６
１６２号公報や特開昭５９−６７６４号公報が教えるシ
ャフト型リニアモータでは、前記のように可動子を棒状
の固定子に沿って移動可能とするため、固定子に摺動す
る複数の突起を内面に備えたプラスチック製円筒体を設
け、その外周に電機子コイルを配置しており、いわば該
円筒体が軸受け部として作用するのであるが、かかる突
起付き円筒体を備えた可動子は精度等の点から実際には
製作が困難であるし、円筒体の外周に電機子コイルを配
置しなければならないため、該円筒体が邪魔になった
り、該円筒体のために電機子コイルと界磁マグネットと
の距離が大きくなりすぎたりして界磁マグネットの磁束
を有効に起動力に活用し難い。

【０００９】また、特開平２−６５６５６号公報等が教
える平板型のリニアモータでは、可動子における電機子
コイルの配置に広いスペースを要し、それだけ可動子が
大型化したり、可動子案内部が固定子及び可動子の外側
にあり、そのためのスペースが必要となる等により、全
体が大型化しがちである。また、電機子コイルに、その
配置上、推力に寄与しない部分ができてしまうという問
題もある。

【００１０】そこで本発明は、一定方向に延びる推進用
界磁マグネットを有する棒状の固定子と、前記界磁マグ
ネットに外嵌する電機子コイルを有し、該電機子コイル
が可動子ヨークに覆われている（例えば電機子コイルが
筒形可動子ヨーク内に設けられている）可動子とを備え
たリニアモータであって、安定して精度よく作動するリ
ニアモータを提供することを課題とする。

【００１１】また本発明は、一定方向に延びる推進用界
磁マグネットを有する棒状の固定子と、前記固定子に沿
って往復動可能の、電機子コイルを有する可動子とを備
えたリニアモータであって、小型に製作でき、磁気エネ
ルギーの利用効率がよく、安定して精度よく作動するリ
ニアモータを提供することを課題とする。また本発明
は、上記本発明に係る、小型に製作でき、効率よく、安
定して精度よく作動するリニアモータが、駆動されて移
動すべき部材の駆動源に採用されることで、それだけ小
型で精度のよい装置を提供することを課題とする。

【００１２】ここで、前記「駆動されて移動すべき部
材」は、例えば複写機、イメージスキャナ等における画
像読み取り装置の画像走査光学系における画像走査のた
めに移動される照明灯、ミラー等を搭載したキャリッジ
や、プリンタにおける印字ヘッド或いは書き込みユニッ
ト等であり、前記「装置」はかかる画像読み取り装置、
プリンタ等である。

【００１３】

【課題を解決するための手段】

（１）本発明は前記課題を解決するため、一つには、一
定方向に延びる推進用界磁マグネットを有する棒状の固
定子と、前記界磁マグネットに外嵌する電機子コイルを
有し、該電機子コイルが筒形可動子ヨーク内に設けられ
ている可動子とを備え、前記筒形可動子ヨークの、重力
方向において下側部分の端部を可動子移動方向に延びる
突起形状に形成したことを特徴とするリニアモータを提
供する。

【００１４】前記筒形可動子ヨークは、代表的には円筒
形のものが考えられるが、これに限定されるものではな
く、四角形等の多角形や、他の形状の筒形でもよい。ま
た、可動子ヨークの端部突起の形状としては、筒形可動
子ヨークを展開して見たとき、三角形状になるもの、四
角形状になるもの、四角形の先端に三角形を継ぎ足した
形状になるもの等種々考えられる。三角形状のものは磁
気的吸引力の変動によるいわゆるコギングの低減に特に
効果があり、四角形状のものは突起部分の面積を大きく
できるので、それにともない作用する磁気的吸引力も大
きくなり、且つ、該吸引力は可動子自重方向とは逆方向
に働くので軸受け負担を一層軽減することができる。四
角形の先端に三角形を継ぎ足した形状のものは、コギン
グ抑制効果と軸受け負荷軽減効果の双方を期待できる。

【００１５】また、突起形状部分の可動子ヨーク移動方
向の高さ（可動子移動方向の長さ）については、三角形
状突起については、コギング抑制効果を十分得るうえ
で、界磁マグネットの一つの磁極の可動子移動方向の長
さＱに等しい、又はほぼ等しいことが望ましい。四角形
状のものについては、ヨーク周方向長さは、可動子ヨー
クの外周長πＤの１／２以下が望ましい。これは、周方
向長さがπＤの１／２を超えると、可動子ヨークの一部
に自重と同方向の吸引力が働くためである。また、四角
形状のヨーク移動方向の高さ（可動子移動方向の長さ）
は、各々の端部での磁気吸引力を互いに相殺させるた
め、磁極長さＱの２分の１以下（例えば磁極長さＱの１
／２に等しい又はほぼ等しいこと）が望ましい。四角形
の先端に三角形を継ぎ足した形状のものでは、三角形状
のもの、四角形状のもの夫々について述べた理由と同じ
理由により、四角形状部分については、ヨーク周方向長
さが可動子ヨークの外周長πＤの１／２以下、高さ（可
動子移動方向の長さ）は磁極長さＱの２分の１以下（例
えば１／２に等しい又はほぼ等しいこと）が望ましく、
三角形状部分については高さがＱ又はほぼＱであること
が望ましい。

【００１６】前記固定子は機械加工可能且つ着磁可能の
材料から形成した棒状部材を含み、該棒状部材に着磁し
て前記界磁マグネットが形成されているものでもよい。
固定子をこの構成にすると、棒状固定子表面を平滑化し
て可動子をそれだけ円滑に移動させることができる。本
発明に係る上記リニアモータによると、固定子が可動子
の移動を案内するガイド棒を兼ねており、可動子が固定
子に案内されて移動できる。

【００１７】そして、筒形可動子ヨークの、重力方向に
おいて下側部分の端部が、可動子移動方向に延びる突起
形状に形成してあるので、可動子ヨーク端部に作用する
界磁マグネットによる磁気的吸引力の変動を軽減でき、
これによりいわゆるコギングを抑制でき、しかも、その
吸引力変動の軽減を軸受け負荷を軽減して達成できる。
そして軸受け負荷が軽減されるので、定速駆動の精度が
向上するとともに、摩擦損失が減って高速駆動も行い易
くなる。これらにより安定して精度よく運転できる。さ
らに、騒音も小さくなる。また、軸受け負荷が軽減され
て、軸受けの摩擦損失がへることで省エネルギー効果も
あり、さらに軸受け摩耗が抑制されるので、耐久性が向
上する。

【００１８】可動子ヨークの下側部分の端部の突起形状
が、該可動子ヨークを展開して見たとき、可動子移動方
向の高さが固定子界磁マグネットにおける一つの磁極の
可動子移動方向の長さに等しい、又はほぼ等しい三角形
状であるときは、特にコギング抑制効果が大きい。コギ
ングを抑制するために重力方向において下側部分の端部
を可動子移動方向に延びる突起形状に形成した可動子ヨ
ークの構成は後ほど説明する本発明に係る他のリニアモ
ータのうち可動子ヨークを備えるものに適用してもよ
い。

【００１９】固定子が機械加工可能且つ着磁可能の材料
から形成した棒状部材を含み、該棒状部材に着磁して前
記界磁マグネットが形成されているときは、その棒状部
材は機械加工により表面円滑に形成でき、これにあとで
着磁するだけでよいから、この棒状部材に案内される可
動子の移動は一層円滑になる。固定子のこの構造につい
ては、いま説明しているリニアモータに限らず、後ほど
説明する本発明に係る他のリニアモータの固定子にも適
用できる。（２）また、本発明は前記課題を解決するため、一定方
向に延びる推進用界磁マグネットを有する棒状の固定子
と、前記固定子に沿って往復動可能の、電機子コイルを
有する可動子とを備え、前記可動子は、前記固定子に外
嵌する一対の軸受け部を有し、前記電機子コイルは該両
軸受け部の外端間に配置されているリニアモータを提供
する。

【００２０】このリニアモータによると、電機子コイル
は固定子に外嵌している一対の軸受け部の外端間に設け
られているので、電機子コイル重量を両軸受け部にバラ
ンスよく分配でき、それだけ可動子を振動、速度むらを
抑制して安定して精度よく駆動することができる。ま
た、電機子コイルは一対の軸受け部の外端間に設けられ
ているので、可動子がそれだけ小型化され、モータ全体
としても小型化される。

【００２１】これらの点についてさらに説明すると、図
１１（Ａ）に示すように、軸受け部α、βを両端部に有
する可動子ＭＥが固定子ＳＥに往復動可能に装着されて
いるとき、同図に点線で示すように電機子コイルＣＥが
軸受け部の外側に設けられるとすると、可動子ＭＥが大
型化する。そのうえ、該コイルは軸受け部α、βを有す
る部分に片持ち支持されることになって軸受け部α、β
に対するコイル重量配分が著しくアンバランスになり、
軸受け部α、βの固定子ＳＥに対する摺動負荷が大きく
異なってくる。その結果、可動子ＭＥが繰り返し往復動
するうちに両軸受け部α、βの摩耗量が異なり、片方の
軸受け部の寿命が短くなりすぎたり、可動子の移動時の
振動、速度むらが発生する。また、両軸受け部α、βに
おいて摩耗がそれほど生じていないときでも、各軸受け
部はもともと固定子ＳＥに極めて僅かのクリアランスで
嵌められるから、コイルＣＥの片持ち支持による各軸受
け部へのコイル重量配分のアンバランスにより、両軸受
け部α、βが固定子ＳＥに対し傾き、その結果、両軸受
け部α、βにおいて固定子ＳＥに対するクリアランスが
異なり、これによっても可動子の移動時の振動、速度む
らが発生する。

【００２２】そのため、本発明では、電機子コイルＣＥ
を、図１１（Ｂ）に示すように、両軸受け部α、βの外
端間の間、或いはその中でも特に図１１（Ａ）に実線で
示すように、両軸受け部α、βの間に配置して、可動子
を小型化するとともに、両軸受け部に対する電機子コイ
ルＣＥの重量配分のバランスをとるようにする。このコ
イル配置を採用することで、可動子をその移動時の振
動、速度むらを抑制して、それだけ安定的に精度よく駆
動することができる。

【００２３】図１１（Ｂ）に示すように、電機子コイル
ＣＥを両軸受け部α、βの外端間ではあるが該両軸受け
部の外側に配置するときは、通常、両軸受け部に外嵌さ
せた筒体ＣＸの外周上にコイルＣＥを配置することにな
り、この場合、軸受け部の半径方向の厚さ等のためコイ
ルＣＥと固定子ＳＥの界磁マグネット間の間隙が大きく
なり、また、筒体ＣＸという邪魔ものがあるため、界磁
マグネットの磁束を可動子ＭＥの駆動に有効に活用し難
くなるが、この点、図１１（Ａ）に実線で示すように、
両軸受け部α、βの間に電機子コイルＣＥを配置する
と、コイルＣＥと固定子ＳＥの界磁マグネット間の間隙
を小さくでき、また、邪魔な筒体を無くすこともできる
ので、それだけ界磁マグネットの磁束を可動子の推力に
有効に変換してして効率よく可動子を駆動することがで
きる。この場合、電機子コイルＣＥと固定子ＳＥとのク
リアランスは１００μｍ以下が好ましい。

【００２４】また、両軸受け部α、βの間に電機子コイ
ルＣＥを配置すると、図１１（Ｂ）の構成に比べて一層
可動子を小型化できる。また、以上説明した一対の軸受
け部を有するリニアモータでは、可動子は一対の軸受け
部により固定子に容易に精度良く組付けることができ、
それによりモータ全体を精度よく製作できる。

【００２５】前記軸受け部と電機子コイル相互の配置に
関する事項は、次に述べる本発明に係る画像読み取り装
置やプリンタで採用するリニアモータについても適用で
きる。また、前記一対の軸受け部は可動子の一部を構成
する軸受けユニットの両端部に設けることができ、この
場合、前記電機子コイルは該ユニット内に設けることが
できる。

【００２６】軸受けユニットは、これに可動子ヨークを
設けてもよい。また、軸受けユニットはその全部又は一
部が可動子ヨークを兼ねるものでもよい。かかる軸受け
ユニットに関する事項は、次に述べる本発明に係る画像
読み取り装置やプリンタで採用するリニアモータについ
ても適用できる。（３）また、本発明は前記課題を解決するため、画像走
査光学系における原稿台に沿って移動すべき部材を搭載
したキャリッジのうち少なくとも一つをリニアモータで
駆動する画像読み取り装置であって、該リニアモータ
は、一定方向に延びる推進用界磁マグネットを有する棒
状の固定子と、前記固定子に沿って往復動可能の、電機
子コイルを有する可動子とを備え、前記可動子は、前記
固定子に外嵌する一対の軸受け部を有し、前記電機子コ
イルは該両軸受け部の外端間（例えば特に該両軸受け部
の間）に配置されているリニアモータであり、前記少な
くとも一つのキャリッジは該リニアモータの可動子に連
結されている画像読み取り装置を提供する。

【００２７】この画像読み取り装置は前記の本発明に係
るリニアモータをキャリッジの駆動源としているので、
それだけ小型化、コンパクト化が可能で、画像読み取り
精度がよい。画像読み取り装置における通常の画像走査
光学系は、原稿台上の原稿画像を照明する照明装置及び
原稿からの反射光を所定方向に導くミラーを搭載した第
１キャリッジ、並びに第１キャリッジからくる画像光を
結像レンズ等のある所定方向に導くための第２キャリッ
ジを備えており、画像走査においては、第１キャリッジ
は原稿台に沿って動かされ、第２キャリッジは第１キャ
リッジの２分の１の速度で同方向に動かされる。

【００２８】この場合、双方のキャリッジを本発明に係
るリニアモータで駆動してもよいし、第１キャリッジを
本発明に係るリニアモータで駆動し、該第１キャリッジ
の動作に適当な連動機構（ベルトやワイヤ等を含む巻き
掛け伝動装置、歯車伝動装置、これらの１又は２以上の
組み合わせによる伝動装置等を利用した連動機構）を介
して第２キャリッジを連動させるようにしてもよい。

【００２９】後者の例として、前記連動機構が、前記第
１キャリッジ駆動用のリニアモータの固定子に往復動可
能に案内される軸受けユニットであって前記第２キャリ
ッジに連結されたものと、前記リニアモータの可動子を
挟む位置に配置されて該軸受けユニットに支持された一
対の回転自在のプーリと、前記一対のプーリに巻き掛け
られ、両端が装置本体に連結されるとともに途中部分が
前記可動子に連結されたワイヤ部材（ワイヤ、ベルト、
チエーン等）とを含むものである画像読み取り装置を挙
げることができる。この装置ではキャリッジ駆動系が小
型に簡素に構成され、それだけ全体的にも小型化され、
簡素化される。また、第１キャリッジ駆動用のリニアモ
ータは本発明に係るリニアモータであり、それは動作精
度がよく、さらに、この一つのモータを運転するだけ
で、両キャリッジが所定の相対的位置関係及び相対速度
を維持して移動するので、画像読み取り精度もよい。（４）また、本発明は前記課題を解決するため、記録材
に書き込みを行う書き込みユニットをリニアモータで駆
動するプリンタであって、該リニアモータは、一定方向
に延びる推進用界磁マグネットを有する棒状の固定子
と、前記固定子に沿って往復動可能の、電機子コイルを
有する可動子とを備え、前記可動子は、前記固定子に外
嵌する一対の軸受け部を有し、前記電機子コイルは該両
軸受け部の外端間（例えば特に該両軸受け部の間）に配
置されているリニアモータであり、前記書き込みユニッ
トは該リニアモータの可動子に連結されているプリンタ
を提供する。

【００３０】このプリンタも前記の本発明に係るリニア
モータを書き込みユニットの駆動源としているので、そ
れだけ小型化、コンパクト化が可能で、印字乃至書き込
み精度がよい。一対の軸受け部の外端間に電機子コイル
を設けた前記（２）のリニアモータ、前記（３）の画像
読み取り装置におけるリニアモータ及び前記（４）のプ
リンタにおけるリニアモータについては、いずれのもの
も、可動子の大きい推力を得るために、電機子コイルの
外周の全部又は一部を覆う可動子ヨークを設けることが
望ましい。また、かかる可動子ヨークは磁性体材料、よ
り好ましくは強磁性体材料で形成することが望ましい。

【００３１】前記（２）のリニアモータ、前記（３）の
画像読み取り装置におけるリニアモータ及び前記（４）
のプリンタにおけるリニアモータにおける前記一対の軸
受け部は可動子の一部を構成する軸受けユニットの両端
部に設けることができ、この場合、前記電機子コイルは
該ユニット内に設けることができる。かかる軸受けユニ
ットは、これに可動子ヨークを設けてもよい。また、軸
受けユニットはその全部又は一部が可動子ヨークを兼ね
るものでもよい。例えば軸受けユニットのケース部分が
磁性体材料からなる可動子ヨークを兼ねているものが考
えられる。

【００３２】また、本発明に係る前記（１）のリニアモ
ータを含め、本発明に係るいずれのリニアモータにおい
ても、前記固定子の一部に磁力により吸着できる磁性付
着物（磁性ダスト）その他の付着物（ダスト）をそこへ
押しやるための非着磁部を形成してもよい。このような
非着磁部は例えば固定子の長手方向端部に設けることが
できる。また、可動子に固定子を清掃するための清掃部
材を設けてもよい。かかる清掃部材は、可動子の移動に
伴い固定子を清掃するとともに、ダストを前記非着磁部
に押しやるものが望ましい。また、前記の固定子上の非
着磁部に対し、そこへ押しやられてくる磁性ダストを吸
引除去するための磁石を臨ませてもよい。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図１（Ａ）は本発明に係
るリニアモータの１例（リニアモータＬＤＭ）の側面図
であり、図１（Ｂ）は同モータの可動子ヨークの展開図
である。このリニアモータＬＤＭは、棒状の固定子６と
これに嵌まって動く可動子７とを含んでいる。

【００３４】固定子６は機械加工可能且つ着磁可能の材
料から機械加工して得た表面平滑な棒状部材６０にＮ極
とＳ極を交互に着磁して可動子推進用の界磁マグネット
６１を形成したものであり、断面円形に形成されてい
る。また、棒状部材６０にはこのほか、可動子速度制御
等を行うためのエンコーダに読み取らせる磁気を提供す
るファイン着磁部６２も着磁形成してある。

【００３５】ファイン着磁部６２はＮ極とＳ極を細かい
ピッチで着磁したものであり、可動子７の移動方向に延
びている。可動子７は、固定子６に所定間隙をおいて外
嵌した電機子コイル７１を有し、この電機子コイルの外
側に円筒形の可動子ヨーク７２が設けられている。電機
子コイル７１は後述する３相駆動方式にてモータを運転
できるように、電気角にして２π／３ずつずらした位置
（２π／３ずれた位置と同位相の位置でもよい）に配置
したｕ、ｖ、ｗの３相の空芯コイルからなっている。そ
して、これら各相のコイルへの通電制御のための位置検
出素子が設けてある。位置検出素子はここでは磁電変換
素子の一種のホール素子である。ｕ相コイルについては
ホール素子ｈｕが、ｖ相コイルにはホール素子ｈｖが、
ｗ相コイルにはホール素子ｈｗが配設されている。ま
た、ファイン着磁部６２の磁気を検出する磁気センサ４
３ａも可動子７に設けてある。磁気センサ４３ａは後述
するエンコーダ４３（図４参照）の一構成要素である。

【００３６】さらに、可動子ヨーク７２の両端部には、
電機子コイルを挟持した状態で軸受け７３を設けてあ
り、可動子７はこの軸受け７３にて固定子６に沿って往
復移動できる。このモータの重要な特徴として、可動子
ヨーク７２の、重力方向において下側部分の両端部７２
１のそれぞれが、可動子移動方向に延びる突起形状に形
成してある点を挙げ得る。この突起端部は、図１（Ｂ）
に示すように、可動子ヨーク７２を展開して見たとき３
角形になるように形成してある。

【００３７】各突起形状端部７２１の可動子移動方向の
高さＨ１は、ここでは、固定子６の界磁マグネット６１
における一つの磁極の可動子移動方向長さＱに等しい。
以上説明したリニアモータＬＤＭは、可動子７の電機子
コイル７１に後述するように通電されることで可動子推
力が発生し、可動子７が駆動される。従って、可動子７
に、例えば複写機、イメージスキャナ等における画像読
み取り装置の原稿画像走査光学系の部材を支持するキャ
リッジを連結してこれを駆動し、画像走査及び読み取り
を行える。また、可動子７にプリンタの書き込みユニッ
トを連結してこれを駆動できる。

【００３８】かかるリニアモータＬＤＭは、電機子コ
イル７１が固定子６に外嵌している一対の軸受け７３の
間に設けられているので、電機子コイル重量を両軸受け
７３にバランスよく分配でき、それだけ可動子７を振
動、速度むらを抑制して安定して精度よく駆動すること
ができる。また、電機子コイル７１は一対の軸受け７３
の間に設けられているので、可動子がそれだけ小型化さ
れ、モータＬＤＭ全体としても小型化される。

【００３９】また、筒形の可動子ヨーク７２とその両端
部の軸受け７３とでいわば軸受けユニットが構成されて
おり、この軸受けユニットは固定子６に容易に精度良く
組付けることができ、それによりモータＬＤＭ全体を精
度よく製作できる。さらに、電機子コイル７１は一対の
軸受け７３の間に配置されることで固定子６の界磁マグ
ネット６１に接近配置されおり、これにより界磁マグネ
ット６１の磁束が有効に可動子推力に変換される。

【００４０】さらに、可動子ヨーク７２を設けたこと
で、界磁マグネット６１で発生した磁束が電機子コイル
７１を通過して該可動子ヨークに達し、その到達した磁
束を可動子ヨーク７２からコイル７１へ戻すようにルー
プを作る磁気回路が形成さるため、界磁マグネット６１
で発生する磁束を無駄なく有効に可動子推力に変換でき
る。

【００４１】また、可動子ヨーク７２の、重力方向にお
いて下側の端部７２１は可動子移動方向に延びる三角形
の突起に形成し、その高さＨ１が磁極長さＱであるの
で、可動子ヨーク７２が推力を受けて移動するとき、可
動子ヨーク７２のこの端部に作用する界磁マグネット６
１の磁気的吸引力の変動は効果的に抑制され、それだけ
コギング現像が抑制されて可動子７が所望動作で移動す
る。

【００４２】しかも、界磁マグネット６１による吸引力
ＭＦ（図１（Ａ）参照）は、可動子７に加わる重力ＧＦ
（図１（Ａ）参照）に抗するように作用するので、磁気
的吸引力の変動が軸受け７３の負荷が軽減される状態で
達成され、それだけ可動子７は円滑に走行できる。そし
て、このように軸受け７３の負荷が軽減されるので、可
動子の定速駆動の精度が向上するとともに、摩擦損失が
減ることで省エネルギー効果もあり、耐久性も向上す
る。また、高速駆動も行い易くなるし、騒音も低下す
る。

【００４３】可動子ヨーク７２の下側端部７２１の形状
は前記のものに限定されることはない。例えば図２
（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すように可動子ヨーク７２を
展開して見たとき四角形状を示すように形成してもよい
し、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示すように四角形部の
外に三角形部を足した形状等も考えられる。図２（Ａ）
及び図２（Ｂ）に示す四角形端部の場合、その部分の可
動子移動方向の高さＨ２は磁極長さＱの１／２、幅Ｗ１
は可動子ヨーク外周長πＤの１／２以下にしておく。

【００４４】また、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）の形状の
場合、四角形部分の高さＨ４は磁極長さＱの１／２、幅
Ｗ２はヨーク外周長πＤの１／２以下とし、三角形部分
の高さＨ３は界磁マグネット６１の一つの磁極の可動子
移動方向長さＱ又は略Ｑにする。これら突起形状を採用
した場合も図１（Ｂ）の可動子ヨークと同様の効果があ
る。

【００４５】但し、図１（Ｂ）のように三角形状にする
と、特にコギング抑制効果があり、また図２（Ｂ）のよ
うに形成すると、その面積を大きくできるので磁気的吸
引力も大きくなり、それだけ軸受け７３の負担を少なく
できる。図３（Ｂ）のものは、コギング抑制と軸受け負
担軽減の双方を期待できる。次に、前記のリニアモータ
ＬＤＭの運転制御について説明する。

【００４６】既述のとおり、固定子６の界磁マグネット
６１はＮ極、Ｓ極を一周期とする正弦波の磁束密度の分
布を持つように着磁してある。また、既述のとおり、可
動子７の電機子コイル７１は電気角で２π／３ずつずら
した位置（なお、２π／３ずれた位置と同位相の位置で
もよい）に配置した３相のコイルｕ、ｖ、ｗからなって
おり、また、可動子７には位置検出素子であるホール素
子ｈｕ、ｈｖ、ｈｗを設けてある。このホール素子は、
その位置での界磁マグネット６１の磁束の大きさと向き
を検知する。そしてこれらホール素子が感知した磁束の
大きさと向きに対応する大きさと向きの電流をコイルに
通電することでモータＬＤＭが運転されるのである。す
なわち、ここではいわゆる３相駆動方式が採用され、１
２０度ずつ位相のずれた信号をコイルに入力し、結果的
に可動子の位置に関係なく一定推力を得るようにしてあ
る。また、ここでは、前記３相駆動方式を採用するとと
もに、可動子を目標速度で駆動するために、一般にＰＬ
Ｌと呼ばれている位相同期制御方式を採用している。

【００４７】図４（Ａ）にモータＬＤＭの運転制御のた
めの電気回路の概略ブロック図を、図４（Ｂ）に位相同
期制御方式による速度制御回路を含む運転制御回路の要
部を示す。図４（Ａ）及び図４（Ｂ）において、４１は
直流電源、４２は前記のホール素子等を含む通電制御回
路部、４３は可動子７の移動速度を検出するエンコー
ダ、４４は位相同期制御方式による速度制御部である。
エンコーダ４３は、それには限定されないが、ここでは
固定子６に設けたファイン着磁部６２に沿って可動子７
とともに移動する、ＭＲ素子と呼ばれる磁気抵抗素子か
らなる磁気センサ４３ａ（図１（Ａ）参照）を含む磁気
方式のエンコーダである。

【００４８】図４（Ｂ）において、４５はモータＬＤＭ
の所定の動作を指示するとともに、位相同期制御部４９
に基準クロック信号を出力するコンピュータ、４６はコ
ンピュータ４５の入出力ポート、４７は増幅器、４８は
スイッチング部、４９は前記の位相同期制御部、５０は
補償回路、５１は増幅回路である。図４（Ａ）及び図４
（Ｂ）に示す制御回路によると、コンピュータ４５から
目的とする速度に応じた基準クロック信号が位相同期制
御部４９に入力されるとともに、エンコーダ４３から可
動子７の移動速度信号が制御部４９にフィードバック入
力される。位相同期制御部４９は、基準クロックのパル
スとエンコーダ４３からのフィードバック信号のパルス
の周波数と位相の差に応じた信号を出力し、補償回路５
０で伝達系の進み遅れ補償を行い、その出力電圧をホー
ル素子の基準入力電圧とする。ホール素子は既述のとお
り、それがある位置での磁束の大きさと向きに対応する
電圧を出力するが、その出力電圧は基準入力電圧に比例
する特性を持っている。従って、基準クロック信号とフ
ィードバック信号の差に応じた出力電圧がホール素子か
ら出力されることになる。ホール素子からの出力電圧は
増幅回路５１により比例増幅され、電機子コイルに通電
される。以上により、基準クロックのパルスとフィード
バック信号のパルスの周波数と位相を合わせる、換言す
れば、可動子７の目標速度と一致するようにモータＬＤ
Ｍが運転される。

【００４９】なお、図２（Ａ）、図３（Ａ）に示すモー
タも同様に制御運転される。次に本発明のさらに他の実
施形態について説明する。図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は
本発明に係るリニアモータを駆動源として採用する画像
読み取り装置を示している。図５（Ａ）はその概略側面
図であり、図５（Ｂ）は概略平面図である。なお、該キ
ャリッジ駆動のためのリニアモータ部については、図５
（Ａ）では、可動子２Ａ及び２Ｂの位置だけを鎖線で示
している。

【００５０】この画像読み取り装置は、原稿を載置する
原稿台ガラス９１の下方に照明ランプ９２があり、この
ランプからの光は反射ミラーｍ１、ｍ２に反射されてガ
ラス９１上の画像読み取り位置９３に集光され、原稿の
反射光はミラーｍ３及び一組のミラーｍ４、ｍ５で反射
され、レンズＬＮでリニア撮像素子であるＣＣＤ撮像部
９４に結像される。

【００５１】ランプ９２及びミラーｍ１、ｍ２、ｍ３は
可動キャリッジＣ１に搭載されており、ミラーｍ４、ｍ
５は可動キャリッジＣ２に搭載されている。画像読み取
り時には、ランプ９２及びミラーｍ１、ｍ２、ｍ３がキ
ャリッジＣ１の移動により、また、ミラーｍ４、ｍ５が
キャリッジＣ２の移動によりそれぞれ原稿画像副走査方
向Ｘに駆動される。このとき、ランプ９２及びミラーｍ
１、ｍ２、ｍ３とミラーｍ４、ｍ５は２：１の速度比で
駆動される。従って、画像読み取り位置９３からレンズ
ＬＮに到る距離に変化は生じず、結像状態が保たれる。
ＣＣＤ撮像部９４に結像された像は、光電変換され、図
示しない画像処理回路に送られ、読み取りが完了する。

【００５２】画像読み取り倍率の変更は副走査方向に関
してはキャリッジＣ１、Ｃ２の移動速度を調整すること
より、主走査方向に関してはＣＣＤ撮像部９４から出力
される画像データを電気的に処理することにより行われ
る。画像読み取り装置におけるキャリッジＣ１の駆動は
リニアモータＬＤＭａにより行われ、キャリッジＣ２の
駆動はリニアモータＬＤＭｂにより行われる。

【００５３】キャリッジＣ１を駆動するリニアモータＬ
ＤＭａは、直線棒状の固定子８と、該固定子に外嵌し
て、それに案内されて駆動される可動子２Ａとからなっ
ている。キャリッジＣ１は、その一端部ｃ１１がこの可
動子２Ａに連結され、自由端部ｃ１２は、そこに設けた
ローラｒ１が固定子８と平行なガイドレールＧ上に乗る
ことで走行できる。

【００５４】キャリッジＣ２を駆動するリニアモータＬ
ＤＭｂは、前記の固定子８と、該固定子に外嵌して、そ
れに案内されて駆動される可動子２Ｂとからなってい
る。キャリッジＣ２は、その一端部ｃ１４がこの可動子
２Ｂに連結され、自由端部ｃ１５は、そこに設けたロー
ラｒ２が前記のガイドレールＧ上に乗ることで走行でき
る。

【００５５】この固定子８も、機械加工可能且つ着磁可
能の材料から形成した断面円形の棒状部材に後でＮ極と
Ｓ極を副走査方向Ｘに交互に配置した可動子推進用界磁
マグネット８１と、エンコーダ用のファイン着磁部８２
を形成したものである。リニアモータＬＤＭａ及びＬＤ
Ｍｂの可動子２Ａ及び２Ｂは基本構成を同じくするもの
で、該可動子２Ａ（２Ｂ）は、図６に示すように、軸受
けユニットＵａ（Ｕｂ）と、この中に納められたリング
形状の電機子コイル２２ａ（２２ｂ）を有している。

【００５６】軸受けユニットＵａ（Ｕｂ）は円筒形の軸
受けユニットケースＵＣａ（ＵＣｂ）の両端部にそれぞ
れ軸受けＢＲを嵌着したもので、これら一対の軸受けＢ
Ｒが固定子８に僅かのクリアランス（１００μｍ以下の
クリアランス）で往復動可能に外嵌しており、これによ
りユニットＵａ（Ｕｂ）全体が固定子８に沿って往復動
できる。

【００５７】軸受けユニットケースＵＣａ（ＵＣｂ）は
鉄（強磁性体）からなり、可動子ヨークを兼ねている。
電機子コイル２２ａ（２２ｂ）は一対の軸受けＢＲの間
に挟持され、且つ、ユニットケース（可動子ヨーク）Ｕ
Ｃａ（ＵＣｂ）に内蔵されて、固定子８に外嵌してい
る。

【００５８】電機子コイル２２ａ（２２ｂ）はそれぞ
れ、電気角で２π／３ずつずらした位置（なお、２π／
３ずれた位置と同位相の位置でもよい）に配置した３相
のコイルｕ、ｖ、ｗからなっており、また、可動子２Ａ
（２Ｂ）には図示しない位置検出素子を配設してある。
この位置検出素子は、本例ではその位置での界磁マグネ
ット８１の磁束の大きさと向きを検知する、磁電変換素
子の一種であるホール素子であり、これらホール素子が
感知した磁束の大きさと向きに対応する大きさと向きの
電流をコイルに通電することで可動子２Ａ（２Ｂ）に推
力が発生する。

【００５９】また、図５（Ｂ）及び図６に示すように、
可動子２Ａの軸受けユニットケースＵＣａには固定子８
上のファイン着磁部８２に対応する磁気センサＳ１が、
可動子２Ｂの軸受けユニットケースＵＣｂには該ファイ
ン着磁部８２に対応する磁気センサＳ２が設けられてい
る。これら磁気センサは、ここではＭＲ素子と呼ばれる
電流磁気効果型の磁気抵抗素子であり、感度の高いもの
であり、ファイン着磁部８２とともに可動子の位置制
御、速度制御のためのエンコーダを構成している。

【００６０】可動子２Ａ（２Ｂ）の電機子コイルコイル
２２ａ（２２ｂ）は、それぞれ図４（Ｂ）に示す３相駆
動方式及び位相同期制御方式によるモータ運転制御回路
と同様の制御回路により通電され、これにより画像走査
時、可動子２Ａ（２Ｂ）が固定子８に沿って副走査方向
に駆動され、且つ、可動子２Ｂは可動子２Ａの２分の１
の速度で副走査方向に駆動される。これにより画像走査
時、キャリッジＣ１、Ｃ２が副走査方向に駆動され、且
つ、キャリッジＣ２はキャリッジＣ１の２分の１の速度
で副走査方向に駆動される。かくして原稿画像が走査さ
れ、画像読み取りが行われる。

【００６１】なお、図１（Ａ）、図２（Ａ）、図３
（Ａ）に示すリニアモータ及び以上説明したリニアモー
タＬＤＭａ、ＬＤＭｂは３相モータであるが、本発明に
係るリニアモータは単相モータでも構わないし、３相以
外のｎ相モータでも構わない。以上説明した画像読み取
り装置におけるリニアモータＬＤＭａ（ＬＤＭｂ）は、
電機子コイル２２ａ（２２ｂ）が固定子８に外嵌してい
る一対の軸受けＢＲの間に設けられているので、電機子
コイル重量を両軸受けＢＲにバランスよく分配でき、そ
れだけ可動子２Ａ（２Ｂ）を振動、速度むらを抑制して
安定して精度よく駆動することができる。

【００６２】また、電機子コイル２２ａ（２２ｂ）は一
対の軸受けＢＲの間に設けられているので、可動子２Ａ
（２Ｂ）が半径方向にも小さくされ、それにより全体が
小型化され、モータ全体としても小型化される。また、
可動子を構成している軸受けユニットＵａ（Ｕｂ）は固
定子８に容易に精度良く組付けることができ、それによ
りモータＬＤＭａ（ＬＤＭｂ）全体を精度よく製作でき
る。

【００６３】さらに、電機子コイル２２ａ（２２ｂ）は
一対の軸受けＢＲの間に配置されることで固定子８の界
磁マグネット８１に接近配置されおり、これにより界磁
マグネット８１の磁束が有効に可動子推力に変換され
る。さらに、可動子ヨークＵＣａ（ＵＣｂ）を設けたこ
とで、界磁マグネット８１で発生した磁束が電機子コイ
ルコイル２２ａ（２２ｂ）を通過して該可動子ヨークに
達し、その到達した磁束が可動子ヨークＵＣａ（ＵＣ
ｂ）からコイル２２ａ（２２ｂ）へ戻るようにループを
作る磁気回路が形成さるため、界磁マグネット８１で発
生する磁束を無駄なく有効に可動子推力に変換できる。

【００６４】このようなリニアモータＬＤＭａ、ＬＤＭ
ｂをキャリッジ駆動源に採用した前記画像読み取り装置
は、該モータが小型化される分、小型化、コンパクト化
が可能であり、また、該モータは精度よく制御できるの
で画像読み取り精度がよい。前記画像読み取り装置にお
ける第２キャリッジＣ２の駆動を前記リニアモータＬＤ
Ｍｂによる駆動に代えて図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示
す連動機構で行ってもよい。

【００６５】図７（Ａ）はかかる連動機構を採用した画
像読み取り装置の概略平面図であり、図７（Ｂ）はキャ
リッジ連動機構部分の側面図である。キャリッジＣ１は
前記と同じリニアモータＬＤＭａにより駆動される。し
かしキャリッジＣ２はリニアモータＬＤＭａの可動子２
Ａに連動する軸受けユット１００に連結されている。軸
受けユニット１００は両端部に軸受け１０１を備えてお
り、これら一対の軸受け１０１は可動子２Ａを挟むよう
に配置されていて固定子８に僅かなクリアランスで外嵌
されおり、固定子８に沿って往復動できる。また、可動
子２Ａを挟む二つの位置のそれぞれにおいてユニット１
００にプーリ１０２が回転自在に支持されている。さら
に、両プーリ１０２にワイヤ部材１０３が巻き掛けら
れ、該ワイヤ部材の各端は画像読み取り装置本体に固定
された部材１０４に連結されており、ワイヤ部材１０３
の途中部分が可動子２Ａに連結されている。キャリッジ
Ｃ２の駆動機構部分を除く他の点は図５（Ａ）及び図５
（Ｂ）に示す画像読み取り装置と同様である。同じ部品
には同じ参照符号を付してある。

【００６６】この画像読み取り装置では、可動子２Ａが
副走査方向に駆動されると、前記連動機構により軸受け
ユニット１００も同方向に駆動され、その速度は可動子
２Ａの速度の２分の１である。かくして、リニアモータ
ＬＤＭａによりキャリッジＣ１を駆動することでキャリ
ッジＣ２も同方向に駆動され、これにより所定の画像走
査を行える。

【００６７】この画像読み取り装置では、キャリッジ駆
動系が小型に簡素に構成され、それだけ装置全体も小型
化され、簡素化される。また、画像読み取りにあたって
は、前記のとおり一つのモータＬＤＭａを運転すれば両
キャリッジＣ１、Ｃ２が駆動されるから、このモータＬ
ＤＭａを精度よく運転するたけで、両キャリッジを精度
よく駆動して高精度の画像読み取りを行うことができ
る。

【００６８】次に本発明のさらに他の実施形態について
説明する。図８（Ａ）は前記リニアモータＬＤＭａと実
質上同構造のリニアモータ２００を採用したプリンタの
平面図であり、図８（Ｂ）は前記リニアモータＬＤＭａ
と実質上同構造のリニアモータ３００及び４００を採用
したプリンタ（Ｘ−Ｙプロッタ）の平面図である。

【００６９】図８（Ａ）に示すプリンタは記録材ＳＨを
一定方向γに移動させつつ書き込みユニット（印字ヘッ
ド）Ｈを方向γに対し直角方向Δに駆動するものであ
る。書き込みユニットＨはリニアモータ２００の可動子
２０１に支持されている。可動子２０１はΔ方向に延び
るリニアモータ固定子２０２に外嵌しており、該固定子
に沿って駆動される。このリニアモータ２００には書き
込みユニットＨの位置及び速度を制御するためのエンコ
ーダが設けてあり、それは固定子２０２上のファイン着
磁部２０２ａと可動子２０１搭載された磁気センサ２０
１ａで構成されている。

【００７０】図８（Ｂ）に示すプリンタは記録材ＳＨを
静止させておいて、書き込みユニット（印字ヘッド）Ｈ
を互いに直交する方向γ、Δに駆動するものである。書
き込みユニットＨはリニアモータ３００の可動子３０１
に支持されている。可動子３００はΔ方向に延びるリニ
アモータ固定子３０２に外嵌しており、該固定子に沿っ
て駆動される。また、固定子３０２はその一端部がリニ
アモータ４００の可動子４０１に連結されており、他端
部がγ方向に延びるレール５０１上を転動できる案内ロ
ーラ５０２を備えている。モータ４００では、可動子４
０１がγ方向に延びるリニアモータ固定子４０２に外嵌
しており、該固定子に沿って駆動される。リニアモータ
３００、４００には書き込みユニットＨの位置及び速度
を制御するためのエンコーダが設けてあり、それはモー
タ３００については固定子３０２上のファイン着磁部３
０２ａと可動子３０１搭載された磁気センサ３０１ａで
構成されており、モータ４００については固定子４０２
上のファイン着磁部４０２ａと可動子４０１搭載された
磁気センサ４０１ａで構成されている。

【００７１】これらプリンタも本発明にかかるリニアモ
ータを書き込みユニットの駆動源としているので、それ
だけ小型化、コンパクト化が可能で、印字乃至書き込み
精度がよい。前記画像読み取り装置におけるリニアモー
タＬＤＭａ、ＬＤＭｂ、前記プリンタにおけるリニアモ
ータ２００、３００、４００のそれぞれの可動子ヨーク
についても、図１（Ａ）等に示すリニアモータの可動子
ヨークと同様に、コギングを抑制するために重力方向に
おいて下側部分の端部を可動子移動方向に延びる突起形
状に形成した可動子ヨークとすることができる。

【００７２】また、前記画像読み取り装置におけるリニ
アモータＬＤＭａ、ＬＤＭｂ、前記プリンタにおけるリ
ニアモータ２００、３００、４００のそれぞれの可動子
は図９（Ａ）から図９（Ｃ）に示す構造のものとしても
よい。すなわち、固定子ＳＭに外嵌できる電機子コイル
ＣＬを矩形板体を円筒形に丸めた軸受けユニットケース
ＵＣで包むとともに、内周に固定子ＳＭに外嵌して往復
動できる軸受け部Ｂｒを設けた一対のリングＲを該ケー
スＵＣの両端に外嵌して該ケースＵＣにより電機子コイ
ルＣＬを締めつけた構造のものである。ユニットケース
ＵＣ及び一対のリングＲは一種の軸受けユニットを構成
している。電機子コイルＣＬとケースＵＣとの間には要
すれば接着剤を配置してもよい。この可動子はそのリン
グＲ内周の軸受け部Ｂｒが固定子ＳＭに外嵌されるとと
もに電機子コイルＣＬが固定子ＳＭに外嵌されることで
該固定子に沿って往復動できる。

【００７３】この可動子を採用したリニアモータは前記
のリニアモータＬＤＭａ等と同様の利点があるほか、可
動子の製作が容易である。ユニットケースＵＣは磁性体
材料、望ましくは強磁性体材料で形成して可動子ヨーク
としてもよい。この場合、可動子ヨークＵＣと電機子コ
イルＣＬとの間隔がコイルの全体にわたり均一になるか
ら、それだけ可動子推力が安定化する。

【００７４】また、前記画像読み取り装置におけるリニ
アモータＬＤＭａ、ＬＤＭｂ、前記プリンタにおけるリ
ニアモータ２００、３００、４００のそれぞれは、図１
０に示すように固定子上のダストを清掃できる構造のも
のでもよい。図１０に示すリニアモータＬＤｍは、図６
に示すリニアモータＬＤＭａにおいて、固定子８の長手
方向両端部に非着磁部８０を設けるとともに各非着磁部
に対向させてリング形状の磁石Ｍｇを配置する一方、可
動子２Ａの軸受けユニットケースＵＣａの両端にそれぞ
れ清掃部材５００を取り付けたものである。その他の構
成はリニアモータＬＤＭａと同じであり、同様の部品に
はリニアモータＬＤＭａにおけると同じ参照符号を付し
てある。

【００７５】清掃部材５００は、固定子８に対する摺動
性のよい、望ましくは柔軟性のある中実合成樹脂、発泡
合成樹脂（例えば柔軟な合成樹脂スポンジ）で作ること
ができ、ここでは柔軟なスポンジで作られている。清掃
部材５００は全体的にはリング形状であり、固定子８に
摺動可能に外嵌する部分５００ａと、その部分から固定
子端部へ向かって次第に拡開する円錐形内面を有する部
分５００ｂからなっている。また、清掃部材５００の外
径は前記の磁石Ｍｇの内径と同じか又はそれより僅かに
小さい。

【００７６】このリニアモータＬＤｍによると、可動子
２Ａの清掃部材５００が固定子８に沿って往復動するに
伴い、固定子８に付着している付着物（ダスト）ＤＳが
固定子８の非着磁端部８０に押し出され、固定子８が清
掃される。非着磁部８０に押し出されたダストＤＳのう
ち磁性のものは磁石Ｍｇに吸引除去される。このように
固定子８が清掃されるので、それだけその摩耗を抑制す
ることができ、これにより可動子２Ａは長期にわたり円
滑に移動できる。

【００７７】なお、本発明に係るリニアモータに採用す
るエンコーダは前述の磁気方式のエンコーダに限定され
るものではなく、光学式その他のエンコーダでもよい。
また、エンコーダは前述のようにリニアモータ上に設け
ても、或いはその外側に設けてもよい。

【００７８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によると、一
定方向に延びる推進用界磁マグネットを有する棒状の固
定子と、前記界磁マグネットに外嵌する電機子コイルを
有し、該電機子コイルが可動子ヨークに覆われている
（例えば電機子コイルが筒形可動子ヨーク内に設けられ
ている）可動子とを備えたリニアモータであって、安定
して精度よく作動するリニアモータを提供することがで
きる。特に、筒形可動子ヨークの、重力方向において下
側部分の端部が、可動子移動方向に延びる突起形状に形
成してあることで、可動子ヨーク端部に作用する界磁マ
グネットによる磁気的吸引力の変動を軽減でき、これに
よりいわゆるコギングを抑制でき、しかも、その吸引力
変動の軽減を軸受け負荷を軽減して達成でき、軸受け負
荷が軽減されるので、定速駆動の精度が向上するととも
に、摩擦損失が減って高速駆動も行い易くなり、これら
により安定して精度よく運転できるリニアモータを提供
できる。

【００７９】このリニアモータにおいて、可動子ヨーク
の下側部分の端部の突起形状が、該可動子ヨークを展開
して見たとき、高さが固定子界磁マグネットにおける一
つの磁極の可動子移動方向の長さに等しい、又はほぼ等
しい三角形状であるときは、特にコギング抑制効果が大
きい。また本発明によると、一定方向に延びる推進用界
磁マグネットを有する棒状の固定子と、前記固定子に沿
って往復動可能の、電機子コイルを有する可動子とを備
えたリニアモータであって、可動子が固定子に外嵌する
一対の軸受け部を有し、電機子コイルが該両軸受け部の
外端間に配置されていることで、小型に製作でき、磁気
エネルギーの利用効率がよく、安定して精度よく作動す
るリニアモータを提供することができる。

【００８０】また本発明によると、上記本発明に係る、
小型に製作でき、効率がよく、安定的に精度よく作動す
るリニアモータが、駆動されて移動すべき部材の駆動源
に採用されることで、それだけ小型で精度のよい装置、
例えば画像読み取り装置、プリンタ等を提供することが
できる。本発明に係るいずれのリニアモータにおいて
も、固定子が機械加工可能且つ着磁可能の材料から形成
した棒状部材を含み、該棒状部材に着磁して前記界磁マ
グネットが形成されているときは、その棒状部材は機械
加工により表面円滑に形成でき、これにあとで着磁する
だけでよいから、この棒状部材に案内される可動子の移
動は一層円滑になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図（Ａ）は本発明に係るリニアモータの１例の
側面図であり、図（Ｂ）は同モータの可動子ヨークの展
開図である。

【図２】図（Ａ）は本発明に係るリニアモータの他の例
の側面図であり、図（Ｂ）は同モータの可動子ヨークの
展開図である。

【図３】図（Ａ）は本発明に係るリニアモータのさらに
他の例の側面図であり、図（Ｂ）は同モータの可動子ヨ
ークの展開図である。

【図４】図（Ａ）はリニアモータの運転制御回路の概略
を示すブロック図であり、図（Ｂ）は位相同期方式によ
る速度制御回路を含む運転制御回路の要部を示す図であ
る。

【図５】図（Ａ）は本発明に係る画像読み取り装置の１
例の概略側面図、図（Ｂ）は同装置の概略平面図であ
る。

【図６】図５（Ｂ）に示すリニアモータの断面図であ
る。

【図７】図（Ａ）は本発明に係る画像読み取り装置の他
の例の概略平面図、図（Ｂ）該装置におけるキャリッジ
連動機構部分の側面図である。

【図８】図（Ａ）は本発明に係るプリンタの１例の概略
平面図、図（Ｂ）は本発明に係るプリンタの他の例（Ｘ
−Ｙプロッタ）の概略平面図である。

【図９】図（Ａ）は本発明に係るリニアモータの他の例
の断面図、図（Ｂ）は同モータにおける軸受けユニット
の分解斜視図、図（Ｃ）は同モータにおける可動子の組
み立て斜視図である。

【図１０】本発明に係るリニアモータのさらに他の例の
断面図である。

【図１１】図（Ａ）は本発明に係るリニアモータの利点
を説明する図、図（Ｂ）は本発明に係るリニアモータの
利点をさらに説明する図である。

【図１２】図（Ａ）は従来のリニアモータの１例の概略
側面図、図（Ｂ）は他の従来のリニアモータの概略平面
図である。

【符号の説明】

ＬＤＭリニアモータ６固定子６０棒状部材６１界磁マグネット６２ファイン着磁部Ｑマグネット６１中の一つの磁極の長さ７可動子７１電機子コイルｕ、ｖ、ｗコイルｈｕ、ｈｖ、ｈｗホール素子７２可動子ヨーク７２１ヨーク７２の端部Ｈ１、Ｈ２端部７２１の高さ πＤヨーク７２の外周長７３軸受けＭＦ磁気的吸引力ＧＦ重力Ｈ３、Ｈ４ヨーク端部７２１の一部の高さＷ１、Ｗ２ヨーク端部７２１の幅９２照明ランプｍ１〜ｍ５ミラーＣ１、Ｃ２キャリッジＬＮレンズ９４ＣＣＤ撮像部ＬＤＭａ、ＬＤＭｂリニアモータ８固定子８１界磁マグネット８２ファイン着磁部２Ａ、２Ｂ可動子Ｕａ、Ｕｂ軸受けユニットＵＣａＵＣｂ軸受けユニットケースＢＲ軸受け２２ａ、２２ｂ電機子コイルＳ１、Ｓ２磁気センサ１００軸受けユニット１０１軸受け１０２プーリ１０３ワイヤ部材１０４装置本体の固定部材Ｈ書き込みユニット２００、３００、４００リニアモータ２０１、３０１、４０１可動子２０１ａ、３０１ａ、４０１ａ磁気センサ２０２３０２４０２固定子２０２ａ、３０２ａ、４０２ａファイン着磁部５０１案内ローラ５０２レールＳＭ固定子ＣＬ電機子コイルＵＣ軸受けユニットケースＢｒ軸受け部ＲリングＬＤｍリニアモータ８０固定子８端部の非着磁部Ｍｇ磁石５００清掃部材５００ａ、５００ｂ清掃部材の一部分ＤＳ付着物（ダスト）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者加川哲哉大阪市中央区安土町二丁目３番13号大阪国際ビルミノルタ株式会社内 (72)発明者松本安弘大阪市中央区安土町二丁目３番13号大阪国際ビルミノルタ株式会社内 (72)発明者伊澤誠大阪市中央区安土町二丁目３番13号大阪国際ビルミノルタ株式会社内 (72)発明者北岡利夫大阪市中央区安土町二丁目３番13号大阪国際ビルミノルタ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一定方向に延びる推進用界磁マグネット
を有する棒状の固定子と、前記界磁マグネットに外嵌す
る電機子コイルを有し、該電機子コイルが筒形可動子ヨ
ーク内に設けられている可動子とを備え、前記筒形可動
子ヨークの、重力方向において下側部分の端部を可動子
移動方向に延びる突起形状に形成したことを特徴とする
リニアモータ。
【請求項２】前記固定子が機械加工可能且つ着磁可能
の材料から形成した棒状部材を含み、該棒状部材に着磁
して前記界磁マグネットが形成されている請求項１記載
のリニアモータ。
【請求項３】前記可動子ヨークの下側部分の端部の突
起形状が、該可動子ヨークを展開して見たとき、高さが
固定子界磁マグネットにおける一つの磁極の可動子移動
方向の長さに等しい、又はほぼ等しい三角形状である請
求項１又は２記載のリニアモータ。
【請求項４】一定方向に延びる推進用界磁マグネット
を有する棒状の固定子と、前記固定子に沿って往復動可
能の、電機子コイルを有する可動子とを備え、前記可動
子は、前記固定子に外嵌する一対の軸受け部を有し、前
記電機子コイルは該両軸受け部の外端間に配置されてい
るリニアモータ。