JP2014212610A - Vibration type actuator, driving unit, sheet conveying device, and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、振動型アクチュエータ、この振動型アクチュエータを備えた駆動装置、この駆動装置を備えたシート搬送装置、及びこのシート搬送装置を備えた画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a vibration type actuator, a driving device including the vibration type actuator, a sheet conveying device including the driving device, and an image forming apparatus including the sheet conveying device.
従来から、画像形成装置に備えたシート搬送装置は、ローラやコロの対にシートを狭持して回転駆動することで搬送するものや、吸引や電荷を利用して回転するベルトにシートを吸着して搬送するもの等、様々な方式のシート搬送装置が知られている。特に、コストや構造の簡易さからローラやコロの対が用いられることが多く、これらを回転駆動する駆動装置としては、ステッピングモータやDCモータ等、磁界とコイルを用いたタイプのモータが主流である。しかし、このタイプのモータには、駆動装置を小型にするためにモータのサイズを小さくすると、出力がサイズ以上に小さくなるという欠点がある。
一方、従来から小型な駆動装置に、圧電素子等を利用した振動型アクチュエータを備えたものが知られており、この振動型アクチュエータではサイズが小さくなってもサイズ効率に変化のない、小型な駆動装置の分野では優れた技術である。
Conventionally, a sheet conveying device provided in an image forming apparatus has a sheet conveyed between a pair of rollers and rollers that are rotated and driven, or a belt that rotates using suction or electric charge. Various types of sheet conveying apparatuses are known, such as those that are conveyed. In particular, roller and roller pairs are often used because of their cost and simplicity of structure, and as drive devices for rotationally driving these, motors of a type using a magnetic field and a coil such as a stepping motor and a DC motor are mainly used. is there. However, this type of motor has a drawback that if the size of the motor is reduced in order to reduce the size of the drive device, the output becomes smaller than the size.
On the other hand, there has been known a small drive device equipped with a vibration type actuator using a piezoelectric element or the like, and this vibration type actuator has a small drive that does not change in size efficiency even if the size is reduced. It is an excellent technology in the field of equipment.
振動型アクチュエータは振動体(ステータ)の一部に楕円軌跡の運動(以下、楕円運動という)を生じさせ、この楕円運動を行う部分を駆動対象物であるワークに押し当てることによりワークを駆動させるというものである。
回転体であるロータを回転させる振動型アクチュエータとしては、円環状の振動体に進行波を発生させて楕円運動を生成させる方式(以下、進行波タイプという)が一般的である。
一方、ステージ駆動などリニア駆動を行う場合は、振動体に2つの共振を同時発生させ、その共振時の振動プロファイルの合成により得られた楕円運動によって、ワークを動作させる方式(以下、共振合成タイプという)のものが多い。
The vibration type actuator generates a motion of an elliptical locus (hereinafter referred to as an elliptical motion) in a part of a vibrating body (stator), and drives the workpiece by pressing the portion that performs the elliptical motion against a workpiece that is a driving object. That's it.
As a vibration type actuator that rotates a rotor that is a rotating body, a method of generating an elliptical motion by generating a traveling wave in an annular vibrating body (hereinafter referred to as a traveling wave type) is generally used.
On the other hand, when performing linear drive, such as stage drive, a system in which two resonances are generated simultaneously in the vibrating body and the workpiece is operated by elliptical motion obtained by synthesizing the vibration profile at the time of resonance (hereinafter referred to as resonance synthesis type). Many).
進行波タイプのものは、共振合成タイプのものと比較して振動体であるステータリングには圧電素子を規則的に多く取り付ける必要があるため構成がやや複雑になったりする。また、共振合成タイプのものは設計しだいで共振時の振幅の大きな部位を選択的に駆動に利用できるため、進行波タイプのものと比較して駆動速度を速くすること可能である。これらのため、近年では、回転体であるロータを回転させる共振合成タイプの振動型アクチュエータも提案されている。 The traveling wave type has a slightly complicated structure because it is necessary to regularly attach a large number of piezoelectric elements to the stator ring, which is a vibrating body, as compared with the resonance synthesis type. In addition, since the resonance synthesis type can selectively use a portion having a large amplitude at the time of design depending on the design, the driving speed can be increased as compared with the traveling wave type. For these reasons, in recent years, a resonance synthesis type vibration actuator that rotates a rotor, which is a rotating body, has also been proposed.
例えば、特許文献1には、次のような振動型アクチュエータを備えた駆動装置が記載されている。圧電素子と、この圧電素子が表裏に固定された長方形の板状部材(補強板)とを有した4つの振動体を、それぞれの表裏の面が略同一面となるように十字形状に接合部で接合し、この接合部の中心を面方向で振動する各振動体の振動の不動点としている。各板状部材と圧電素子とは同じ形状であり、表裏の圧電素子の板状部材側にはアース電極が全面に設けられ、逆側には表裏対称に幅方向(短手方向)が溝で3分割された領域があり、中央と一方の領域にはそれぞれ印加電極が設けられている。接合部を介して同一直線上に接合される2本の振動体の印加電極は、接合部の不動点に対して点対称となるように配置され、隣り合う2本の振動体は、印加電極が設けられた領域、又は電極が設けられていない領域がそれぞれ向かい合うように配置されている。
そして、各振動体の印加電極にそれぞれ所定の交流電圧を印加することで、印加電極が設けられた圧電素子の各領域が面内で伸縮し、各振動体の印加電極が設けられた側の自由端(以下、接触部という)が面内で同一の方向に楕円運動を行うように構成さている。
For example, Patent Document 1 describes a driving device including the following vibration type actuator. Four vibrating bodies having a piezoelectric element and a rectangular plate member (reinforcing plate) to which the piezoelectric element is fixed on the front and back are joined in a cross shape so that the front and back surfaces are substantially the same surface. The center of this joint is used as the fixed point of vibration of each vibrator that vibrates in the plane direction. Each plate-like member and the piezoelectric element have the same shape, and the ground electrode is provided on the entire surface of the plate-like member side of the front and back piezoelectric elements, and the width direction (short side direction) is a groove symmetrically on the opposite side. There are three divided regions, and an application electrode is provided in each of the center and one region. The application electrodes of the two vibrators joined on the same straight line via the joint are arranged so as to be point-symmetric with respect to the fixed point of the joint, and the two adjacent vibrators are applied to the application electrodes. The region where the electrode is provided or the region where the electrode is not provided is arranged so as to face each other.
Then, by applying a predetermined alternating voltage to the application electrode of each vibration body, each region of the piezoelectric element provided with the application electrode expands and contracts in the plane, and the side of the application side of each vibration body provided with the application electrode A free end (hereinafter referred to as a contact portion) is configured to perform elliptical motion in the same direction within the surface.
また、隣り合う振動体の2本を1対として2対で構成し、各振動体を接合する接合部の不動点近傍の表裏には、表裏にそれぞれ接合されて振動体を保持する保持部材である軸部が設けられている。
この軸部を駆動装置の支持部材である対向して配置さられた2つの支持枠に設けた長孔でガイドしつつ、圧縮バネを有した加圧手段であるスプリング機構で、2つの支持枠に回転自在に支持された円筒形状のロータの回転軸に向けて加圧している。このように加圧することで、1対の隣り合う振動体の接触部の少なくとも1つを、回転体であるロータの外周面に当接させて、接触部とロータの外周面との摩擦力で接触部の楕円運動をロータに伝達し、ロータを回転させるというものである。
In addition, two adjacent vibrating bodies are configured as two pairs, and holding members for holding the vibrating body are bonded to the front and back in the vicinity of the fixed point of the joint portion where each vibrating body is bonded. A certain shaft portion is provided.
Two support frames are provided by a spring mechanism that is a pressurizing means having a compression spring while guiding the shaft portion with a long hole provided in two support frames arranged opposite to each other as a support member of the driving device. The pressure is applied toward the rotating shaft of a cylindrical rotor that is supported rotatably. By applying pressure in this way, at least one of the contact portions of a pair of adjacent vibrators is brought into contact with the outer peripheral surface of the rotor, which is a rotating body, and the frictional force between the contact portion and the outer peripheral surface of the rotor is used. The elliptical motion of the contact portion is transmitted to the rotor and the rotor is rotated.
また、特許文献2には、次のような振動型アクチュエータを備えた駆動装置が記載されている。圧電素子(圧電セラミックス)を用いた円板状の振動体(ステータ)に、中心が同軸の孔を設け、この孔の内周端近傍を表裏から挟持する2枚の円板部材から構成される回転体(ロータ)を、孔の中心と回転体の回中心とが同軸となるように配置する構成である。また、振動体の内周端には全周に亘って表裏とも斜めに形成された接触部が設けられており、回転体を構成する2枚の円板部材には振動体の表裏の斜めの部分を挟持するように、それぞれ接合面側から離れる方向に径が大きくなるようなテーパ部が形成さられている。そして、この回転体の一方の円板部材には、その回転中心と同軸な回転軸が設けられ、他方の円板と4箇所でネジ締結することで、振動板の内周端近傍に形成された表裏の斜めの部分を各テーパ部で挟持するように構成されている。 Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228561 describes a drive device including the following vibration type actuator. A disc-shaped vibrating body (stator) using a piezoelectric element (piezoelectric ceramics) is formed of two disc members that are provided with a coaxial hole at the center and sandwich the vicinity of the inner peripheral end of the hole from the front and back sides. It is the structure which arrange | positions a rotary body (rotor) so that the center of a hole and the rotation center of a rotary body may become coaxial. In addition, the inner circumferential end of the vibrating body is provided with a contact portion that is formed obliquely on both the front and back over the entire circumference, and the two disk members constituting the rotating body are arranged obliquely on the front and back of the vibrating body. A tapered portion is formed so that the diameter increases in a direction away from the joint surface side so as to sandwich the portion. One of the disk members of the rotating body is provided with a rotation shaft that is coaxial with the center of rotation, and is screwed to the other disk at four locations, so that it is formed near the inner peripheral end of the diaphragm. Further, it is configured so that the diagonal portions of the front and back sides are sandwiched between the respective tapered portions.
また、回転体の各テーパ部には、ネジ締結する箇所よりも外周側である接合面側の端部近傍(テーパ部の開始点近傍)の位置と、この位置に対向する面に、V字状の切欠き(ヒンジ部)が全周に亘ってそれぞれ形成されている。このようにV字状の切欠きを各円板部材に形成することで、振動体の内周端近傍を挟み込んでネジ締結した場合に、各円板部材の弾性力により、テーパ部で振動体の表裏の斜めの部分を加圧するというものである。
そして、振動体に有した圧電素子が駆動されることで、振動体の面内方向に発生した振動を、テーパ部で振動体を加圧することで得られる摩擦力により回転体に伝達して、回転体を回転させるというものである。
In addition, each taper portion of the rotating body has a V-shape on a position near the end on the joint surface side (near the start point of the taper portion) that is on the outer peripheral side of the portion where the screw is fastened, and on a surface facing this position. A notch (hinge portion) is formed over the entire circumference. By forming a V-shaped notch in each disk member in this manner, when the screw is fastened by sandwiching the vicinity of the inner peripheral end of the vibration body, the vibration body is formed at the taper portion by the elastic force of each disk member. This is to pressurize the diagonal parts of the front and back of the.
Then, by driving the piezoelectric element included in the vibrating body, the vibration generated in the in-plane direction of the vibrating body is transmitted to the rotating body by the frictional force obtained by pressurizing the vibrating body with the tapered portion, The rotating body is rotated.
特許文献1に記載された振動型アクチュエータは、接合部で十字状に接合された4つの振動体は1つの振動体として機能し、各圧電素子の3分割された中央と一方の領域の印加電極にそれぞれ交流電圧を印加することで、複数の共振を同時発生するものと考えられる。すなわち、振動体に2つの共振を同時発生させ、その共振プロファイルの合成により得られた楕円運動によって、駆動対象物である回転体を動作させる共振合成タイプであるものと考えられる。
一方、特許文献2に記載された振動型アクチュエータは、具体的な圧電素子の電極の配置等に関して記載されていないものの、面内振動を行う振動体の接触部の全周を、回転体に設けたテーパ部で挟持した状態で回転体が回転すると記載されている。このことから、特許文献1に記載された振動型アクチュエータは、圧電素子を駆動することで振動体に進行波を発生させて楕円運動を生成させて回転体を回転させる進行波タイプであるものと考えられる。
In the vibration type actuator described in Patent Document 1, the four vibrating bodies joined in a cross shape at the joint function as one vibrating body, and each piezoelectric element is divided into three divided application electrodes in the center and one region. It is considered that a plurality of resonances are generated simultaneously by applying an alternating voltage to each of the two. That is, it is considered that this is a resonance synthesis type in which two resonances are simultaneously generated in the vibrating body, and the rotating body that is the driven object is operated by the elliptical motion obtained by the synthesis of the resonance profiles.
On the other hand, although the vibration type actuator described in Patent Document 2 is not described regarding the specific arrangement of the electrodes of the piezoelectric element, the entire circumference of the contact portion of the vibrating body that performs in-plane vibration is provided on the rotating body. It is described that the rotating body rotates while being sandwiched between the tapered portions. From this, the vibration type actuator described in Patent Document 1 is a traveling wave type in which a traveling wave is generated in the vibrating body by driving a piezoelectric element to generate an elliptical motion and the rotating body is rotated. Conceivable.
ここで、いずれのタイプの振動型アクチュエータでも、振動体の楕円運動の動力を回転体に効率よく伝えるためには、振動体(板状部材)の接触部と回転体との間に摩擦力を発生させる適切な圧力を与える手段が必須となる。
特に、特許文献1の振動型アクチュエータは、振動体の接触部と回転体との間に適切な圧力を与えて摩擦力を発生させ、圧電素子を駆動することで振動体の接触部に生じさせた楕円運動の意図した方向の力を駆動力として回転体に伝達して回転体を回転させている。一方、与える圧力が高すぎると楕円運動の意図した方向と逆方向の力まで回転体に伝達されてしまい、意図した方向の駆動力が減衰して回転体の駆動速度が遅くなり、回転体の駆動速度、つまり回転体を回転させる駆動力が安定しない。したがって、特許文献1のように振動体の接触部と回転体との間に圧力を生じさせるのに、振動体を回転体に加圧する構成では、振動体に適切な加圧力を安定して与えて振動体を回転体に向け加圧するスプリング機構等の加圧手段が必須、且つ、重要になってくる。
Here, in any type of vibration type actuator, in order to efficiently transmit the power of the elliptical motion of the vibrating body to the rotating body, a frictional force is applied between the contact portion of the vibrating body (plate member) and the rotating body. A means for applying an appropriate pressure to be generated is essential.
In particular, the vibration type actuator disclosed in Patent Document 1 generates a frictional force by applying an appropriate pressure between the contact portion of the vibrating body and the rotating body, and causes the contact portion of the vibrating body to be generated by driving the piezoelectric element. The force in the intended direction of the elliptical motion is transmitted to the rotating body as a driving force to rotate the rotating body. On the other hand, if the applied pressure is too high, a force in the direction opposite to the intended direction of the elliptical motion is transmitted to the rotating body, the driving force in the intended direction is attenuated, and the driving speed of the rotating body is reduced. The driving speed, that is, the driving force for rotating the rotating body is not stable. Therefore, in the configuration in which the vibrating body is pressurized to the rotating body to generate pressure between the contact portion of the vibrating body and the rotating body as in Patent Document 1, an appropriate pressure is stably applied to the vibrating body. Thus, a pressurizing means such as a spring mechanism that pressurizes the vibrating body toward the rotating body is indispensable and important.
しかし、特許文献1に記載された駆動装置では、振動体の接触部と回転体との間に圧力を生じさせる手段として加圧手段であるスプリング機構を備えており、このスプリング機構は次のように複雑な構成になっている。圧縮バネの一端側が振動体の保持部材である軸に当接し、他端側が支持部材に設けられた付勢部の平面部に当接するとともに、付勢部に形成された突出部に巻きつけられており、圧縮バネの弾性力で振動体を保持する軸部を回転体であるロータ側に加圧している。 However, the drive device described in Patent Document 1 includes a spring mechanism that is a pressurizing means as a means for generating pressure between the contact portion of the vibrating body and the rotating body. This spring mechanism is as follows. It has a complicated structure. One end of the compression spring is in contact with the shaft that is the holding member of the vibrating body, and the other end is in contact with the flat portion of the urging portion provided on the support member, and is wound around the protruding portion formed in the urging portion. The shaft portion that holds the vibrating body is pressed against the rotor that is the rotating body by the elastic force of the compression spring.
特許文献1に記載された駆動装置では、上記のように加圧手段の構成が複雑になっているため、構成部材の点数が多くなるとともに、各構成部材の当接部や保持部材である軸部と支持部材の長孔との擦動部で磨耗が生じるおそれがある。このように磨耗が複数の構成部材で生じると、誤差が重なり所望の加圧力、すなわち振動体の接触部と回転体との間の所望の圧力が得られなくなり、安定して回転体を回転駆動できなくなり、早期に保守が必要となって耐久性が低下してしまうおそれがある。さらに、圧縮バネと保持部材である軸との当接部で圧縮バネが軸からずれてしまうと、圧縮バネで保持部材である軸を回転体側に加圧することができなくなり、振動体の楕円運動により回転体を回転駆動することができなくなってしまう。
これらのように、加圧手段の構成が複雑が複雑であると、駆動装置の高コスト化、回転体を回転駆動する駆動力の安定性の低下、及び耐久性の低下を招くおそれがある。
In the driving device described in Patent Document 1, the configuration of the pressurizing unit is complicated as described above, so that the number of constituent members increases, and the shafts that are the contact portions and holding members of the constituent members. Wear may occur at the frictional part between the part and the long hole of the support member. When wear occurs in a plurality of components as described above, errors overlap and a desired applied pressure, that is, a desired pressure between the contact portion of the vibrating body and the rotating body cannot be obtained, and the rotating body is stably driven to rotate. There is a risk that maintenance will be required early and durability will be reduced. Further, if the compression spring is displaced from the shaft at the contact portion between the compression spring and the shaft that is the holding member, the compression spring cannot press the shaft that is the holding member toward the rotating body, and the elliptical motion of the vibrating body This makes it impossible to rotate the rotating body.
As described above, when the configuration of the pressurizing unit is complicated and complicated, there is a possibility that the cost of the driving device is increased, the stability of the driving force for rotating the rotating body is lowered, and the durability is lowered.
一方、特許文献2に記載の駆動装置では、上記したように、回転体を構成する2枚の円板部材に設けたテーパ部で、振動体の内周端近傍に形成した接触部を挟持し、各円盤部材の弾性力で振動体の接触部と回転体との間に適切な圧力を与えるように構成している。このため、特許文献1の構成よりも、振動体の接触部と回転体との間に圧力を生じさせる構成をシンプルにできるとともに、与える圧力を安定させることができるものと考えられる。 On the other hand, in the drive device described in Patent Document 2, as described above, the contact portion formed in the vicinity of the inner peripheral end of the vibrating body is sandwiched between the tapered portions provided on the two disk members constituting the rotating body. In addition, an appropriate pressure is applied between the contact portion of the vibrating body and the rotating body by the elastic force of each disk member. For this reason, it is thought that the structure which produces a pressure between the contact part of a vibrating body and a rotary body can be simplified rather than the structure of patent document 1, and the applied pressure can be stabilized.
しかし、特許文献2に記載された振動型アクチュエータで回転させる回転体には、板状部材の接触部を表裏から挟持するテーパ部がそれぞれ設けられた2つの円板部材で構成し、且つ、2つの円板部材をネジ締結しなければならないという制約がある。このため、特許文献2に記載された振動型アクチュエータは、その使用範囲が限定されるおそれがあり、使用範囲が限定される、つまり汎用性が低下すると、量産効果によるコスト低減が困難になってしまう。 However, the rotating body that is rotated by the vibration type actuator described in Patent Document 2 is composed of two disk members each provided with a tapered portion that sandwiches the contact portion of the plate-like member from the front and back, and 2 There is a restriction that two disk members must be screwed together. For this reason, the vibration type actuator described in Patent Document 2 may have a limited range of use. If the range of use is limited, that is, if versatility is reduced, it is difficult to reduce costs due to mass production effects. End up.
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、振動体と回転体との間に圧力を生じさせる手段をシンプル且つ安価に構成でき、回転させる回転体への制約が少ない振動型アクチュエータを提供することである。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and its object is to provide a simple and inexpensive means for generating pressure between the vibrating body and the rotating body, and there are few restrictions on the rotating body to be rotated. It is to provide a vibration type actuator.
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、圧電素子が固定された板状部材を有し、前記圧電素子を駆動することで前記板状部材を接触させる回転体を回転させる振動型アクチュエータにおいて、前記板状部材は、弾性を有するとともに、貫通孔部が設けられ、前記板状部材の前記貫通孔部には、当該板状部材の厚み方向と回転軸とが平行になる姿勢で前記貫通孔部内に配置される前記回転体と接触する複数の接触部を有し、各接触部は、当該板状部材の弾性変形による弾性力で前記回転体の回転軸に向け加圧され、前記圧電素子の駆動により楕円軌跡の運動を行うことを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, the invention described in claim 1 includes a plate-like member to which a piezoelectric element is fixed, and rotates the rotating body that contacts the plate-like member by driving the piezoelectric element. In the vibration type actuator, the plate-like member has elasticity and is provided with a through-hole portion, and a thickness direction of the plate-like member and a rotation axis are parallel to the through-hole portion of the plate-like member. It has a plurality of contact portions that come into contact with the rotator arranged in the through-hole portion in a posture, and each contact portion is pressed toward the rotating shaft of the rotator by elastic force due to elastic deformation of the plate-like member. The elliptical locus is moved by driving the piezoelectric element.
本発明は、振動体と回転体との間に圧力を生じさせる手段をシンプル且つ安価に構成でき、回転させる回転体への制約が少ない振動型アクチュエータを提供できる。 The present invention can provide a simple and inexpensive means for generating pressure between a vibrating body and a rotating body, and can provide a vibration type actuator with less restrictions on the rotating body to be rotated.
以下、本発明を、画像形成装置である電子写真方式のカラー複合機(以下、複合機500という)に適用した一実施形態について、複数の実施例を挙げ、図を用いて説明する。まず、各実施例に共通する本実施形態の複合機500の全体概要について説明する。ここで、図1は、本実施形態に係る画像形成装置である複合機500の全体概要図である。
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to an electrophotographic color multifunction peripheral (hereinafter referred to as a multifunction peripheral 500) that is an image forming apparatus will be described with reference to the drawings. First, an overall outline of the
本実施形態における複合機500は、いわゆるタンデム式の画像形成装置であって、乾式2成分現像剤を用いた乾式2成分現像方式を採用したものである。この複合機500は、複合機本体100、複合機本体100を載置する給紙テーブル200、複合機本体100上に取り付けるスキャナ300、及びスキャナ300の上部に取り付ける原稿自動搬送装置400から構成されている。この複合機500では、スキャナ300から読み取った画像情報である画像データや、パソコン等の外部機器からの印刷データを受け取って、転写紙やOHPシート等のシートP上に画像形成処理を行う。複合機本体100には、図に示すように、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(Bk)の各色用の4個の被駆動体としての潜像担持体である感光体ドラム1Y,1M,1C,1Bkが並設されている。これら感光体ドラム1Y,1M,1C,1Bkは、駆動ローラを含む回転可能な複数のローラに支持された無端ベルト状の中間転写ベルト5に接触するように、そのベルト移動方向に沿って並んで配置されている。
The
また、感光体ドラム1Y,1M,1C,1Bkの周りには、それぞれ、次のような電子写真プロセス用部材がプロセス順に配置されている。帯電器2Y,2M,2C,2Bk、各色対応の現像装置9Y,9M,9C,9Bk、クリーニング装置4Y,4M,4C,4Bk、除電ランプ3Y,3M,3C,3Bk等の電子写真プロセス用部材である。そして、各感光体ドラム1の上方には、光書込装置17が設けられている。また、各感光体ドラム1の中間転写ベルト5を介して対向する位置には、それぞれ1次転写手段である1次転写ローラ6Y,6M,6C,6Bkが配置されている。
Further, around the photosensitive drums 1Y, 1M, 1C, and 1Bk, the following electrophotographic process members are arranged in the order of processes. Electrophotographic process members such as chargers 2Y, 2M, 2C, 2Bk, developing
中間転写ベルト5は、架張ローラ11,12,13及びテンションローラ14に架け渡されており、不図示の駆動源により回転駆動される駆動ローラである架張ローラ12の回転により回転駆動される。ここで、架張ローラ13の中間転写ベルト5を介して対向する位置には、ベルトクリーニング装置19が設けられており、2次転写後に中間転写ベルト5上に残留する残トナーを除去する。また、架張ローラ11は、2次転写手段である2次転写ローラ7に対向する2次転写対向ローラであり、中間転写ベルト5を介して2次転写ローラ7との間に2次転写ニップ部を形成する。
The intermediate transfer belt 5 is stretched around stretching rollers 11, 12, 13 and a
この2次転写ニップ部のシート搬送方向下流側には、架張ローラ対16に架張されたシート搬送ベルト15が設けられており、トナー像が2次転写されたシートPを定着装置18まで搬送する。定着装置18は、定着ローラ対8を備えており、その定着ニップ部で熱及び圧力を加えて、未定着のトナー像をシートP上に定着する。また、2次転写ニップ部及び定着装置18の下に、シートPの両面に画像を記録すべくシートPを反転するシート反転装置110も設けられている。
On the downstream side of the secondary transfer nip portion in the sheet conveyance direction, a
次に、本実施形態における複合機500のコピー動作について説明する。本実施形態に係る複合機500でフルカラー画像を形成する場合、まず、原稿自動搬送装置400の原稿台401に原稿をセットする。又は、原稿自動搬送装置400を開いてスキャナ300のコンタクトガラス301上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置400を閉じて押さえる。
Next, a copy operation of the
その後、ユーザーがスタートスイッチ(不図示)を押すと、原稿自動搬送装置400に原稿をセットしたときには、原稿がコンタクトガラス301上に搬送される。そして、スキャナ300が駆動して第1走行体302および第2走行体303が走行を開始する。これにより、第1走行体302からの光がコンタクトガラス301上の原稿で反射し、その反射光が第2走行体303のミラーで反射されて、結像レンズ304を通じて読取センサ305に案内される。このようにしいて原稿の画像情報を読み取る。
Thereafter, when the user presses a start switch (not shown), when the document is set on the
また、ユーザーによりスタートスイッチが押されると、モータ(不図示)が駆動し、駆動ローラである架張ローラ12が回転駆動して中間転写ベルト5が回転駆動する。また、これと同時に、感光体ドラム1Yを図中矢印の方向に回転駆動しながら帯電器2Yで一様帯電する。その後、光書込装置17からの光ビームLyを照射して感光体ドラム1Y上にY静電潜像を形成する。このY静電潜像は、現像装置9Yにより、現像剤中のYトナーにより現像される。現像時には、現像ローラと感光体ドラム1Yとの間に所定の現像バイアスが印加され、現像ローラ上のYトナーは、感光体ドラム1Y上のY静電潜像部分に静電吸着する。 When the start switch is pressed by the user, a motor (not shown) is driven, and the stretching roller 12 as a driving roller is driven to rotate, so that the intermediate transfer belt 5 is driven to rotate. At the same time, the photosensitive drum 1Y is uniformly charged by the charger 2Y while being driven to rotate in the direction of the arrow in the drawing. Thereafter, a light beam Ly from the optical writing device 17 is irradiated to form a Y electrostatic latent image on the photosensitive drum 1Y. This Y electrostatic latent image is developed with Y toner in the developer by the developing device 9Y. During development, a predetermined developing bias is applied between the developing roller and the photosensitive drum 1Y, and the Y toner on the developing roller is electrostatically attracted to the Y electrostatic latent image portion on the photosensitive drum 1Y.
このように現像されて形成されたYトナー像は、感光体ドラム1Yの回転に伴い、感光体ドラム1Yと中間転写ベルト5とが接触する1次転写位置に搬送される。この1次転写位置において、中間転写ベルト5の裏面には、1次転写ローラ6Yにより所定のバイアス電圧が印加される。そして、このバイアス印加によって発生した1次転写電界により、感光体ドラム1Y上のYトナー像を中間転写ベルト5側に引き寄せ、中間転写ベルト5上に1次転写する。以下、同様にして、Mトナー像、Cトナー像、Bkトナー像も、中間転写ベルト5上のYトナー像に順次重ね合うように1次転写される。なお、2次転写後の中間転写ベルト5上に残留した転写残トナーは、ベルトクリーニング装置19により除去される。 The Y toner image developed and formed in this way is conveyed to a primary transfer position where the photosensitive drum 1Y and the intermediate transfer belt 5 come into contact with the rotation of the photosensitive drum 1Y. At the primary transfer position, a predetermined bias voltage is applied to the back surface of the intermediate transfer belt 5 by the primary transfer roller 6Y. The Y toner image on the photosensitive drum 1Y is drawn toward the intermediate transfer belt 5 by the primary transfer electric field generated by this bias application, and is primarily transferred onto the intermediate transfer belt 5. Thereafter, similarly, the M toner image, the C toner image, and the Bk toner image are also primarily transferred so as to sequentially overlap the Y toner image on the intermediate transfer belt 5. The transfer residual toner remaining on the intermediate transfer belt 5 after the secondary transfer is removed by the belt cleaning device 19.
また、ユーザーによりスタートスイッチが押されると、ユーザーが選択したシートPに応じた給紙テーブル200の給紙ローラ202が回転し、給紙カセット201の1つからシートPが送り出される。送り出されたシートPは、分離ローラ203で1枚に分離して給紙路204に入り込み、搬送ローラ205により複合機本体100内の給紙路101まで搬送される。このようにして搬送されたシートPは、レジストローラ102に突き当たったところで止められる。なお、給紙カセット201にセットされていないシートPを使用する場合、手差しトレイ105にセットされたシートPを給紙ローラ104により送り出し、分離ローラ108で1枚に分離した後、手差し給紙路103を通って搬送される。そして、同じくレジストローラ102に突き当たったところで止められる。
When the user presses the start switch, the
中間転写ベルト5上に4色重なり合ったトナー像は、中間転写ベルト5の回転にともない、2次転写ローラ7と対向する2次転写位置に搬送される。また、レジストローラ102は、上述のようにして中間転写ベルト5上に形成された合成トナー像が2次転写位置に搬送されるタイミングに合わせて回転を開始し、シートPを2次転写位置に搬送する。この2次転写位置において、2次転写ローラ7によりシートPの裏面に所定のバイアス電圧が印加される。そして、このバイアス印加により発生した2次転写電界及び2次転写位置での当接圧により、中間転写ベルト5上のトナー像がシートP上に一括して2次転写される。その後、トナー像が2次転写されたシートPは、シート搬送ベルト15により定着装置18に搬送されて、定着装置18に設けられた定着ローラ対8により定着処理が行われる。
The toner images having the four colors superimposed on the intermediate transfer belt 5 are conveyed to a secondary transfer position facing the secondary transfer roller 7 as the intermediate transfer belt 5 rotates. Further, the
そして、定着処理が行われたシートPを、そのままの状態で排紙する場合は、排紙ローラ対106で排出し、排紙トレイ107上にスタックする。また、反転して排紙する場合は、切換爪109で切り換えてシート反転装置110に入れ、そこで反転してから排紙ローラ対106で排紙トレイ107上に排出する。そして、両面印刷を行う場合には、切換爪109で切り換えてシート反転装置110に入れ、そこで反転して再び転写位置へと導き、シートPの裏面にもトナー像を2次転写した後、排紙ローラ対106で排紙トレイ107上に排出する。
When the sheet P on which the fixing process has been performed is discharged as it is, it is discharged by the
シート反転装置110は、図1に示すように、主に、定着装置18のシート搬送方向下流側に設けられた切換爪109、反転導入路111、シート反転路120、片面・両面切換爪112、及び両面搬送路150から構成される。切換爪109は、定着装置18でトナー像が定着されたシートPを排紙ローラ対106に導くか、反転導入路111に導くかを切換えるものである。また、片面・両面切換爪112は、反転したシートPを排紙ローラ対106に導くか、両面印刷を行うために、両面搬送路150に導くか切換えるものである。そして、両面搬送路150は、給紙路101に接続しており、反転したシートPを給紙路101に導く。
また、反転導入路111、シート反転路120、及び両面搬送路150には、それぞれ、シートPを搬送するシート搬送装置151を複数配置している。
As shown in FIG. 1, the
A plurality of
ここで、画像形成装置に備えるシート搬送装置としては、上記したように、様々な方式のシート搬送装置が従来から知られている。また、シート搬送装置に有したローラやコロの対を回転駆動する駆動装置としては、ステッピングモータやDCモータ等、磁界とコイルを用いたタイプのモータが主流である。 Here, as described above, various types of sheet conveying apparatuses are conventionally known as the sheet conveying apparatuses included in the image forming apparatus. Further, as a driving device that rotationally drives a pair of rollers and rollers included in the sheet conveying device, a motor using a magnetic field and a coil such as a stepping motor and a DC motor is mainly used.
そして、近年、市場のニーズにより、画像形成装置の用途の多様化が促進され、オフセット印刷に近い大型機から、A4専用のモノクロ小型機まで幅広いラインナップのものが市場に投入されている。これらの画像形成装置では、それぞれ設計思想も大幅に異なっており、画像形成装置内に備えるローラやコロの対を回転駆動する駆動装置に関しては、大型機は大型の駆動装置、小型機は小型の駆動装置を用いることが多い。また、本実施形態の複合機500のように、画像形成装置内の各装置の密集度が高い複合機(MFP)等でも小型の駆動装置を用いることが多い。
In recent years, diversification of applications of image forming apparatuses has been promoted due to market needs, and a wide range of products ranging from large machines close to offset printing to monochrome small machines dedicated to A4 have been put on the market. In these image forming apparatuses, the design philosophy is also greatly different. Regarding the driving device that rotationally drives a pair of rollers and rollers provided in the image forming apparatus, a large machine is a large driving apparatus, and a small machine is a small one. A drive device is often used. In addition, as in the
上記したように、シート搬送装置に有したローラやコロの対を回転駆動する駆動装置としては、磁界とコイルを用いたタイプのモータが主流であるが、このタイプのモータでサイズを小さくすると出力がサイズ以上に小さくなるという欠点がある。このため、小型のモータでは、サイズに対する出力効率(以下、サイズ効率という)が非常に悪くなる。すなわち、画像形成装置が小型になるほど、又は装置内の各装置の密集度が高くなるほどモータのサイズ効率が低下してしまう。 As described above, motors of the type using a magnetic field and a coil are the mainstream as driving devices for rotating and driving a pair of rollers and rollers included in the sheet conveying device. However, when the size is reduced with this type of motor, output is achieved. Has the disadvantage of becoming smaller than the size. For this reason, in a small motor, the output efficiency with respect to size (hereinafter referred to as size efficiency) is very poor. That is, the smaller the image forming apparatus is, or the higher the density of each apparatus in the apparatus, the lower the size efficiency of the motor.
小型の画像形成装置のセールスポイントとしては、小型、低消費電力、低価格等が挙げられ、複合機のセールスポイントとしては、プリンタや複写機等の複数の専用機を設けるよりも、設置スペースの省スペース化、低消費電力化、低価格化できることが挙げられる。しかし、磁界とコイルを用いたタイプの小型のモータを使用すると、サイズ効率が悪いため、画像形成装置の小型化や省スペース化と、低消費電力化とを両立することが難しくなる。そこで、画像形成装置の小型化や省スペース化と、低消費電力化とを両立するために、小型の画像形成装置や複合機等の駆動装置に振動型アクチュエータを備えた駆動装置を用いることが有効であるものと考えられる。 The selling point of small image forming devices is small size, low power consumption, low price, etc. The selling point of multi-function devices is the installation space rather than installing multiple dedicated machines such as printers and copiers. It is possible to save space, reduce power consumption, and reduce price. However, when a small motor of a type using a magnetic field and a coil is used, size efficiency is poor, and it is difficult to achieve both reduction in size and space saving of the image forming apparatus and reduction in power consumption. Therefore, in order to achieve both a reduction in size and space saving of the image forming apparatus and a reduction in power consumption, it is necessary to use a driving apparatus having a vibration type actuator in a driving apparatus such as a small image forming apparatus or a multifunction peripheral. It is considered effective.
そこで、本実施形態の複合機500では、シート搬送装置151の駆動装置に、圧電素子と圧電素子が固定された板状部材を有した振動体の圧電素子を駆動して、回転体を回転させる振動型アクチュエータを備えている。
次に、本実施形態の特徴である、振動型アクチュエータを備えた駆動装置について、シート反転装置110のシート反転路120に複数配置したシート搬送装置151を駆動する駆動装置に備えた例について、複数の実施例を挙げて説明する。
Therefore, in the
Next, a plurality of examples of the drive device including the vibration type actuator, which is a feature of the present embodiment, are provided in the drive device that drives the
(実施例1)
本実施形態の実施例1から、図を用いて説明する。
図2は、本実施例に係るシート搬送装置151の説明図であり、(a)が駆動ローラ152の回転軸153の軸心位置での断面説明図、(b)が各ローラの配置の斜視説明図である。なお、2つの加圧コロ154は同一の回転軸を介して前側板191と後側板192に設けられたブラケット(不図示)とに支持され、加圧手段で駆動ローラ152に向け加圧されているが、周知な構成を用いることができるため、図2(a)では図示を省略している。
Example 1
A description will be given from Example 1 of the present embodiment with reference to the drawings.
2A and 2B are explanatory views of the
図3は、本実施例に係る振動型アクチュエータ170を備えた駆動装置160の説明図であり、(a)が駆動ローラ152の回転軸153の軸心位置での断面説明図、(b)が平面説明図である。図4は、本実施例に係る振動体171に有した板状部材172の振動プロファイルの説明図であり、(a)が図中、左右方向の振動プロファイルの説明図、(b)が図中、上下方向の振動プロファイルの説明図、(c)が各突起部173の楕円運動の説明図である。図5は、各突起部173が逆方向の楕円運動を行う例の振動プロファイルの説明図であり、(a)が図中、左右方向の振動プロファイルの説明図、(b)が図中、上下方向の振動プロファイルの説明図、(c)が各突起部173の楕円運動の説明図である。図6は、振動体171に有した板状部材172の各突起部173と回転体161が当接する際の説明図であり、(a)が当接させる前の各突起部173と回転体161との位置関係の説明図、(b)が各突起部173と回転体161とを当接させた後の説明図である。
3A and 3B are explanatory views of the
シート反転装置110のシート反転路120に複数配置したシート搬送装置151には、図2(a)、(b)に示すように、シートPを挟持搬送する複数の搬送ローラとして、駆動ローラ152と、駆動ローラ152に向け加圧される加圧コロ154とを有している。なお、図2(b)の斜視図は、シート反転路120における復路、つまりシート反転路120から両面搬送路150にシートPを搬送している状態を示している。
A plurality of
また、図2(a)に示すようにシート搬送装置151は、駆動ローラ152の回転軸部材である回転軸153を回転駆動する駆動装置160を有し、回転軸153は駆動装置160に設けた回転体161の円筒状の中空部に圧入されている。ここで、駆動装置160に設けた回転体161は、振動型アクチュエータ170により回転させられる被回転体であるとともに、駆動対象に回転駆動力を伝達する伝達部材として機能する。そして、駆動装置160に備えた振動型アクチュエータ170の振動体171に有した板状部材172に固定した圧電素子174を駆動して回転体161を回転させ、回転体161に圧入された回転軸153に回転駆動力を伝達して駆動ローラ152を回転駆動する。
Further, as shown in FIG. 2A, the
上記のようにシート搬送装置151の駆動装置160に振動型アクチュエータ170を備えることで、一般的な磁界とコイルを用いたタイプのモータを用いたものに比べて、駆動装置160を小型化できるとともに、サイズ効率が高い駆動装置160を提供できる。なお、振動型アクチュエータ170は、その枠体としての機能するとともに、振動体171を支持する支持部材であるフレーム176の回転軸153軸方向の一端側が、複合機本体100の後側板192に取り付けられている。また、上記したフレーム176は、本実施例の駆動装置160の枠体も兼ねている。
次に、各シート搬送装置151に設けた駆動装置160に備えた振動型アクチュエータ170について説明する。
As described above, the
Next, the
振動型アクチュエータ170は、図3(a)、(b)に示すように、貫通孔部175が設けられた矩形の板状部材172と、四隅近傍、且つ、表裏対称な板状部材172の箇所にそれぞれ固定された、8つの平板状の圧電素子174を有した振動体171を備えている。また、この振動体171(板状部材172)を保持する保持部材である板バネ178を備え、板状部材172の貫通孔部175に形成された接触部である突起部173を駆動装置160の回転体161に接触させている。また、上記したように振動型アクチュエータ170の枠体として機能するとともに、板バネ178を介して振動体171を支持するフレーム176も備えている。
As shown in FIGS. 3A and 3B, the
ここで、上記したように板状部材172には複数の圧電素子174が固定されており、各圧電素子174に交流電界を与えることで、各圧電素子174が励振され、その振動が板状部材172に伝達されることで板状部材172、つまり振動体171が励振される。すなわち、板状部材172の表裏に固定した各圧電素子174に、それぞれ所定の交流電圧を印加して所定の方向へ伸縮させることで圧電素子174を励振し、この振動が板状部材172に伝達されて板状部材172、つまり振動体171が励振される。また、板状部材172は弾性を有しており、詳しくは後述するが、圧電素子174の交流電界を与えて振動させることで、板状部材172に設けた貫通孔部175に形成した突起部173が楕円軌道の運動(以下、楕円運動という)を行う。また、本実施例の振動型アクチュエータ170では、各圧電素子174に交流電界を与えることで、板状部材172(突起部173)に超音波領域の振動を生じさせている。
上記のような振動型アクチュエータ170をシート搬送装置151の駆動装置160に備えることで、一般的な磁界とコイルを用いたタイプのモータを用いたものに比べて、可視聴領域の動作音を低減して静かな画像形成が可能となる。
Here, as described above, a plurality of
By providing the
圧電素子174は、電界を与えることでひずみが発生する素子のことであるが、代表的なものではピエゾ素子が挙げられる。このピエゾ素子は鉛を含んでいるものの、現状では代替の材料が流通していないとのことからRoHS指定除外となっている。研究機関等においては、Pbフリーな圧電素子も開発されており、今後市場に出回ってくるであろうと予測される。本発明では圧電素子の材質は特には限定しないが、現時点ではピエゾ素子が第1候補となり、本実施例でも圧電素子174としてピエゾ素子を用いている。
The
振動体171の板状部材172と圧電素子174とは、滑りが生じて圧電素子174で発生させた振動の伝達効率が低下しないように、圧電素子174で発生させた振動を高い効率で板状部材172に伝達できるように強固に接着され、固定されている。例えば、エポキシ接着剤などによって強固な接着が実現できる。
板状部材172は、材質としては特に限定しないが、超音波領域の振動を減衰させずに励振させる必要があることから金属材料が望ましく、具体的には鉄、真ちゅう、アルミ、ジュラルミン等が挙げられるが、特性が最大化するために各種の合金を用いることになる。したがって、材料独自の弾性係数や比重を持つことから、形状に依存する固有振動数を持つことになる。ここで、固有振動数としては、共振時の振動のプロファイルや次数などから複数有することになる。
The plate-
The plate-
本実施例の振動体171に有した板状部材172の形状は、図3(b)に示すように、その略中央部に貫通孔部175が設けられており略環状の形状となっている。この板状部材172の貫通孔部175には、板状部材172の厚み方向と回転軸とが平行になる姿勢で貫通孔部175内に配置される駆動装置160の回転体161と接触するように、2つ(複数)の接触部である突起部173を有している。そして、2つの突起部173は、回転体161が配置された際の、回転体161の中心軸位置に対して略対称となるように、貫通孔部175、すなわち環状形状の内側の2箇所に形成されており、突起部173が回転体161の外周面に接触するように構成している。突起部173の数は3個以上でも良いが、4個以上になると回転体161が円筒形状の場合、加工精度が低いと一部の突起部173の接触状態が不安定になるおそれがある。そこで、本実施例では図3(b)に示すように突起部173を2個形成している。
As shown in FIG. 3B, the plate-
この振動体171に有した板状部材172の形状においては、上記したように多くの共振時の振動プロファイルを持ち、それぞれの共振モードに対応した固有振動数を持つことになる。例えば、図4(a)、(b)に示すような振動プロファイル等があり、それぞれの共振振動を発生させるための固有の周波数を有する。図4(a)の例では回転体161に接する各突起部173は、図中、左右方向に振動し、図4(b)の例では、図中、上下方向に振動している。これらの振動が同時に発生した場合、各突起部173には2成分の振動が与えられるため、図4(c)に示すように、楕円運動を生じさせることが可能になる。
The shape of the plate-
すなわち、本実施例の振動型アクチュエータ170は、共振時の振動プロファイルの合成により得られた楕円運動によって、駆動装置160の回転体161を回転させる共振合成タイプの振動型アクチュエータである。このように駆動装置160に設ける振動型アクチュエータを、共振合成タイプの振動型アクチュエータ170とすることで、進行波タイプのものよりも回転体を回転させる速度を速くできる。
That is, the
2つの異なる共振振動を同時に発生させるためには、各共振固有の共振周波数が近い値であれば良い。共振は、共振周波数において振幅がピーク値を示すが、バンド幅を持っており、多少、共振周波数からずれた周波数においてもその共振の振動プロファイルの動きを示す。したがって、近い周波数帯に2つの共振の共振周波数があれば、その周波数近傍において2つの異なる共振振動が同時発生する。よって楕円運動を生じさせることができる。
振動体171に有した板状部材172の共振周波数は、弾性を有した板状部材172の形状を変化させることにより変化するので、板状部材172の形状を上手く設計することにより、2つの共振の共振周波数を近い周波数帯に持ってくることが可能である。
In order to generate two different resonance vibrations at the same time, the resonance frequency inherent to each resonance may be a close value. Resonance has a peak value at the resonance frequency, but has a bandwidth, and shows the vibration profile of the resonance even at a frequency slightly deviated from the resonance frequency. Accordingly, if there are two resonance resonance frequencies in the near frequency band, two different resonance vibrations occur simultaneously in the vicinity of the frequencies. Therefore, elliptical motion can be generated.
Since the resonance frequency of the plate-
共振振動を同時に発生させる際、駆動装置160の回転体161に接する2箇所の突起部173の楕円運動の方向は、同じ方向であることが望ましい。さもなければ、2箇所の突起部173で回転体161を回転させる方向が逆になってしまい、著しく回転体161への駆動力伝達効率が低下するからである。そして、2箇所(複数)の突起部173が、いずれも(全て)同一方向の楕円軌跡の運動を行っているので、各突起部173の楕円運動が互いに干渉することなく強めあうことができる。したがって、振動体171の振動エネルギーを無駄なく回転体161へ伝達して、非常に効率の高い駆動装置160を得ることが可能になる。
2箇所の突起部173の楕円運動の方向が同じ方向になるようにするには、利用する共振の振動プロファイルを選択しなければならない。
When the resonance vibration is generated at the same time, the directions of the elliptical motions of the two
In order to make the elliptical motion directions of the two
例えば、図5(a)に示すように各突起部173が図中、左右方向において同じ方向に同期して移動する振動プロファイルと、図5(b)に示すように各突起部173が図中、上下方向において接触・離間するように移動する振動プロファイルとを同時発生させる。このような2つの振動プロファイルを同時発生させた場合には、各突起部173の楕円運動の方向が、図5(c)に示すように逆方向となってしまうため、図5(a)、(b)に示すような振動プロファイルを組み合わせる選択をしてはならない。
そこで、本実施例の振動型アクチュエータ170では、図4(a)、(b)に示すような振動プロファイルを組み合わせる選択をしている。具体的には、図4(a)に示すように各突起部173が図中、左右方向において逆方向に同期して移動する振動プロファイルと、図4(b)に示すように各突起部173が図中、上下方向において接触・離間するように移動する振動プロファイルとを同時発生させる。このうような2つのプロファイルを同時発生させることで、各突起部173の楕円運動の方向が、図4(c)に示すように同じ方向とすることができる。
For example, as shown in FIG. 5A, each
Therefore, in the
また、駆動装置160の回転体161に接する2箇所の突起部173の楕円運動の方向は、同じ方向であると同時に、位相も同じであることが望ましい。すなわち、振動体171に有した板状部材172の2つの突起部173の楕円軌跡の運動は、回転体161の回転軸を対称軸として軸対称となる位相で運動を行っていることが望ましい。このように構成することで、回転体161に対して楕円運動による押し付けのタイミングを同じにして、各突起部173による回転体161の押し付け動作を確実に行うことができ、回転体161への駆動力の伝達効率を高めることができる。
Further, it is desirable that the directions of the elliptical motions of the two
もし、各突起部173による回転体161の押し付け動作のタイミングがずれていると、一方の突起部173が回転体161へ押し付けしているタイミングで、他方の突起部173が回転体161から退避することになってしまう。このように一方の突起部173が回転体161へ押し付けしているタイミングで他方の突起部173が回転体161から退避すると、全体として、押し付けと退避の動作が互いに緩和されてしまい、結果として回転体161への駆動力の伝達効率が低下してしまう。
If the timing of the pressing operation of the
上記したような効率的な2つの突起部173の動きを確実に行うためには、振動体171に有した板状部材172の形状を回転体161の回転軸を対称軸として軸対称な形状とすることが望ましい。もちろん、本発明の範囲は、これに限らないが、設計や構成の容易さからも軸対称な形状の板状部材172であることが望ましい。
そこで、本実施例の振動型アクチュエータ170では、2つの突起部173を駆動装置160の回転体161の回転軸を対称軸として軸対称な位置になるように配置し、回転体161が2つの突起部173から軸対称な力を受けるように構成している。すなわち、振動体171と回転体161との間の圧力が、対向するように軸対称に配置された突起部173において互いに逆向きに作用するように構成した。
In order to surely perform the efficient movement of the two
Therefore, in the
ここで、上記した従来技術である特許文献1では、振動体の片側を回転体に押圧し、振動体の楕円運動を回転体に伝えている。通常、振動体の共振において、振幅が最大になる箇所は1箇所だけではなく、複数個所になる。したがって、特許文献1に明記されているように、回転体に接していない部分でも、振幅の大きな楕円運動は発生している。そして、回転体に接していない部分の振幅の大きな楕円運動は、回転体の駆動に使われず、振動体の減衰係数に従って熱に変換されていくことになる。 Here, in patent document 1 which is the above-mentioned prior art, one side of the vibrating body is pressed against the rotating body, and the elliptical motion of the vibrating body is transmitted to the rotating body. Usually, in the resonance of the vibrating body, the number of places where the amplitude is maximized is not only one place but a plurality of places. Therefore, as specified in Patent Document 1, an elliptical motion having a large amplitude occurs even in a portion not in contact with the rotating body. The elliptical motion having a large amplitude in the portion not in contact with the rotating body is not used for driving the rotating body but is converted into heat according to the damping coefficient of the vibrating body.
これに対して、本実施例の振動型アクチュエータ170では、2つの突起部173(発明の範囲は3つ以上の場合も含む)で回転体161を回転させている。このため、少なくとも上記した特許文献1に記載された構成よりも、振動体171の弾性を有した板状部材172の振動を効率よく回転体161に伝えることができ、結果として発熱も少なくできる。
On the other hand, in the
ここで、図3に示した振動体171に有した板状部材172の形状は、一例であり、図3に示した形状に限定されるものではなく、次の条件を満たせば、どのような形状であってもかまわない。中央部に貫通孔部175が設けられていて、貫通孔部175に形成した突起部173で回転体161と接しているという条件を満たし、且つ、これまで述べてきた要件を満たしているという条件である。
次に、駆動装置160の回転体161について説明する。
Here, the shape of the plate-
Next, the
上記したように、駆動装置160の回転体161は、振動体171の弾性を有した板状部材172に設けられた2箇所の突起部173に接触しており、この2箇所の突起部173の楕円運動により回転運動が与えられるものである。材質としては特に限定しないが、板状部材172の2箇所の突起部173の楕円運動により回転運動が与えられるため、磨耗し難いステンレス等の金属を用いることが好ましい。
また、本実施例の回転体161は、上記したように回転軸部が中空になっており、この中空部にシート搬送装置151に有した駆動ローラ152の回転軸部材である回転軸153が圧入され、この回転軸153が、回転体161の回転軸として機能する。
本発明は、回転体の回転軸部が中空になっているものに限定されるものではないが、本実施例の振動型アクチュエータ170のように、回転体161の回転軸部が中空になっていることで、以下のメリットがある。
As described above, the
Further, as described above, the
The present invention is not limited to the rotating shaft portion of the rotating body that is hollow, but the rotating shaft portion of the
一般的なシート搬送装置の駆動装置では、駆動対象である駆動ローラ等の回転軸等、軸物を駆動するケースが多く、通常のモータは出力軸を持っており、出力軸と軸物とを接続するためには、ギア、プーリ、カップリング手段などが必要となる。
一方、本実施例の駆動装置160のように、回転体161の回転軸部を中空としておけば、上記したように中空部に直接、駆動対象である駆動ローラ152の回転軸153を嵌め合わせる(圧入する)ことで、非常にシンプルな駆動伝達が可能になる。嵌め合わせの方法としては、本実施例のように圧入したり、キーやDカットによる係合など様々な方法がある。
In a general sheet conveying device drive device, there are many cases of driving a shaft object such as a rotation shaft such as a drive roller to be driven, and a normal motor has an output shaft, and connects the output shaft and the shaft object. For this purpose, gears, pulleys, coupling means and the like are required.
On the other hand, if the rotating shaft portion of the
このように構成することで、駆動対象物である駆動ローラ152の回転軸153との接続を、ギア、プーリ、カップリング手段等を介することなく行うことが可能になり、シート搬送装置151をシンプル且つ安価に構成することが可能となる。また、部品点数の削減のみならず、配置スペースも削減することができ、超小型のシート搬送装置の実現が可能になる。
With this configuration, it is possible to connect the driving
また、図3(a)に示すように、回転体161の振動体171に有した板状部材172に設けた突起部173と接触する部分の近辺は、回転体161の回転軸を軸心として円錐の側面のようなテーパ形状を有している。そして、図6(a)の破線部分に示すように、回転体161を板状部材172の貫通孔部175の内側に配置する前の、回転体161と板状部材172とが接触する位置での回転体161の外径は、板状部材172の突起部173に干渉する大きさとなっている。すなわち、回転体161が板状部材172の貫通孔部175の内側に配置される際には、図6(b)に示すように、切り抜き部を押し広げるようにして配置されることとなる。
Further, as shown in FIG. 3A, the vicinity of the portion in contact with the
したがって、図6(b)に示した矢印方向に、振動体171の弾性を有した板状部材172の弾性変形分だけ、板状部材172からの加圧力が回転体161に働き、板状部材172の各突起部173と回転体161との間に、それぞれ圧力が生じることになる。
なお、回転体161にテーパ形状を設けている。このため、板状部材172の各突起部173の形状が加工誤差等を含んでいた場合でも、組み付け時に振動体171と回転体161との回転軸153軸方向の相対位置を調整して、板状部材172の各突起部173と回転体161との間の圧力を所望の値にできる。
Accordingly, in the direction of the arrow shown in FIG. 6B, the pressing force from the
The
振動体171の楕円運動、つまり、振動体171に有した板状部材172の突起部173の楕円運動の動力を回転体161に効率よく伝えるためには、各突起部173と回転体161との間に適切な圧力を与える必要がある。これは、突起部173の楕円運動の動力を回転体に効率よく伝えるためには、突起部173と回転体161との間に適切な圧力を与えて、突起部173と回転体161との間に摩擦力を発生させる必要があるためである。このように圧力を与えることで摩擦力が発生し駆動力を伝達できる一方、圧力を与えすぎると楕円運動の負の方向の動きまで回転体161に伝達されてしまい、回転体161の速度が低下してしまう。
したがって、回転体161と振動体171に有した板状部材172の各突起部173との、図6(a)に破線部分で示した干渉しろは、正確に管理される必要があるものの、次のような効果を奏することができる。
In order to efficiently transmit the power of the elliptical motion of the vibrating
Therefore, although the interference margin shown by the broken line in FIG. 6A between the
弾性を有した板状部材172に設けた貫通孔部175に有した複数の接触部である突起部173に作用する、板状部材172の弾性変形による弾性力で、板状部材172の各突起部173(振動体171)と回転体161との間に圧力を生じさせることができる。すなわち、板状部材172の弾性変形による弾性力で各突起部173を回転体161の回転軸に向け加圧して、圧電素子174と圧電素子174が固定された板状部材172とを有した振動体171と回転体161との間に所定の圧力を生じさせることができる。
したがって、従来技術である特許文献1のように圧縮バネや支持部材に設けた長孔等の複数の構成部材から構成される複雑なスプリング機構等を設ける必要がなく、振動体171と回転体161との間に圧力を生じさせる構成を、シンプル且つ安価な構成にできる。
Each protrusion of the plate-
Therefore, there is no need to provide a complex spring mechanism or the like composed of a plurality of constituent members such as a compression spring or a long hole provided in the support member as in Patent Document 1 which is a conventional technique, and the vibrating
また、従来技術である特許文献1のようにスプリング機構等を設ける構成よりも構成部材の数を少なくでき、複数の構成部材の磨耗による誤差の重なりを低減して、振動体171と回転体161との間の圧力の低下を抑制できる。したがって、振動型アクチュエータ170で、駆動装置160の回転体161を回転させる駆動力の安定性と、耐久性を高めることができる。
よって、圧電素子を駆動することで振動体に同時発生する複数の共振により、振動体に接触する回転体を回転駆動する駆動装置であって、振動体と回転体との間に圧力を生じさせる手段をシンプル且つ安価に構成でき、耐久性や安定性の高い駆動装置を提供できる。
In addition, the number of constituent members can be reduced as compared with a configuration in which a spring mechanism or the like is provided as in Patent Document 1 as the prior art, and an overlapping of errors due to wear of a plurality of constituent members is reduced, so that the vibrating
Therefore, a driving device that rotationally drives a rotating body that contacts the vibrating body by a plurality of resonances simultaneously generated in the vibrating body by driving a piezoelectric element, and generates pressure between the vibrating body and the rotating body The means can be configured simply and inexpensively, and a drive device having high durability and stability can be provided.
また、振動体171の複数の突起部173の楕円軌跡の運動は、回転体161の回転軸とを対称軸として軸対称となる位相で運動を行うように構成している。このように構成することで、複数の突起部173による回転体161の押し付け動作を確実に行うことができ、回転体161への駆動力の伝達効率を高めることができる。
Further, the movement of the elliptical locus of the plurality of
さらに、振動体171と回転体161との間の圧力は、対向するように配置された突起部173において互いに逆向きに作用するため、圧力(加圧力)が作用するのは振動体171と回転体161だけとなり、外部には一切の反力が働かない。このため、ストレスのない振動体171の保持が可能となり、駆動装置である振動型アクチュエータ170の耐久性や安定性をより高めることができる。すなわち、複数の接触部を、回転体の回転軸に対して軸対称となるように配置し、振動体と回転体との間の圧力を各接触部が回転体の回転軸を介して対向する方向で打ち消すことで、駆動装置の耐久性や安定性をより高めることができる。
よって、振動体と回転体との間の圧力を与えることによるストレスを、振動体と回転体以外の部品に与えず、耐久性や安定性をより高めることができる駆動装置を提供できる。
Further, since the pressure between the vibrating
Therefore, it is possible to provide a drive device that can further improve durability and stability without applying stress due to applying pressure between the vibrating body and the rotating body to components other than the vibrating body and the rotating body.
また、本実施例の振動型アクチュエータ170では、振動体171(板状部材172)と支持部材であるフレーム176との接続は、上記したように保持部材である板バネ178を介して行われる。保持部材は、本実施例の振動型アクチュエータ170のように板バネに限定されるものではないが、適度な弾性力を持った部材が好ましく、少なくとも弾性を有した振動体171よりも剛性の低い部材で構成する。これは、振動体171に生じた振動をフレーム176に伝えず、且つ、フレーム176の剛性が振動体171の振動に影響を与えないようにするために、振動体171とフレーム176とを剛性的に分離(アイソレート)するためである。且つ、振動体171が所定の範囲を越えて回転しないように、きちんと保持するためである。
ここで、振動体171に有した板状部材172の共振時の振動プロファイルは決まったものを用いるので、振幅の少ない部位は決まっており、振動体171に有した板状部材172の振幅の少ない部位を保持部材である板バネ178で保持することが望ましい。
Further, in the
Here, since the vibration profile at the time of resonance of the plate-
上記したように、少なくとも弾性を有した板状部材172よりも剛性の低い保持部材である板バネ178を介して、振動体171に有した板状部材172を支持部材であるフレーム176で支持することで、次のような効果を奏することができる。板状部材172の貫通孔部175に設けた各突起部173では、圧電素子174の駆動により、全て同一方向の楕円運動を行う。このように各突起部173が楕円運動を行う板状部材172を、剛性の高い保持部材を介してフレーム176で支持すると、回転体161からの反力で板状部材172が回転体161とは逆方向に回転してしまう場合がある。一方、板状部材172よりも剛性の低い板バネ178を介してフレーム176で板状部材172を支持することで、回転体161からの反力の影響を抑制して板状部材172が回転体161とは逆方向に回転してしまうのを防止することができる。
したがって、振動体171の振動エネルギーを無駄なく回転体161へ伝達しでき、エネルギー伝達効率の高い駆動装置を提供することが可能になる。
As described above, at least the
Therefore, the vibration energy of the vibrating
ここで、弾性を有した板状部材172は、それ自体の弾性力で回転体161に加圧力を与え、各突起部173と回転体161との間に圧力を生じさせているため、板状部材172は弾性変形した状態で回転体161に接触している。このため、板状部材172がフリーの状態のときと比較して、共振周波数が変化している。
また、板状部材172の弾性力で加圧されながら回転体161に接触している状態では、板状部材172の各突起部173と回転体161の間に生じる圧力や、回転体161の形状や、材質によっても板状部材172の共振周波数が変化することが分かっている。すなわち、振動体171と回転体161の間に生じる圧力や、回転体161の形状や、材質によっても、振動体171の共振周波数が変化することがわかっている。
Here, the plate-
Further, in a state where the rotating
これらのため、上記したように複数の突起部173で楕円運動を形成するためには、2つの異なる共振振動が同時発生する必要があり、そのためには近い周波数帯に2つの共振の共振周波数がなければならない。したがって、振動体171(板状部材172)の形状を設計する際には、上記したような共振周波数の変化を考慮して振動体171の形状を設計する必要がある。
For these reasons, in order to form an elliptical motion with the plurality of
なお、本実施例の振動型アクチュエータ170では、上記のように振動体171に有した板状部材172の弾性変形による弾性力で各突起部173を回転体161の回転軸に向け加圧して、各突起部173と回転体161との間に所定の圧力を生じさせている。すなわち、振動体171の弾性変形による弾性力で、振動体171を回転体161の回転軸に向け加圧して、振動体171と回転体161との間に所定の圧力を生じさせている。
したがって、従来技術である特許文献2に記載された進行波タイプの振動型アクチュエータのように回転させる回転体に制約がない。具体的には、特許文献2に記載の振動型アクチュエータのように回転させる回転体に、板状部材の接触部を表裏から挟持するテーパ部がそれぞれ設けられた2つの円板部材で構成し、且つ、2つの円板部材をネジ締結しなければならないという制約がない。
よって、本発明を適用することで、振動体171と回転体161との間に圧力を生じさせる手段をシンプル且つ安価に構成でき、回転させる回転体161への制約が少ない振動型アクチュエータ170を提供できる。
In the
Therefore, there is no restriction on the rotating body to be rotated like the traveling wave type vibration type actuator described in Patent Document 2 which is the prior art. Specifically, the rotating body is rotated like the vibration type actuator described in Patent Document 2, and is composed of two disk members each provided with a tapered portion that sandwiches the contact portion of the plate-like member from the front and back, In addition, there is no restriction that the two disk members must be screwed together.
Therefore, by applying the present invention, it is possible to provide a simple and inexpensive means for generating pressure between the vibrating
また、上記した振動型アクチュエータ170を駆動装置160に備えることで、上記した振動型アクチュエータ170と同様な効果を駆動装置160でも奏することができる。また、この駆動装置160をシート搬送装置151に備えることで、この駆動装置160と同様な効果をシート搬送装置151でも奏することができる。また、このシート搬送装置151を複合機500に備えることで、このシート搬送装置151と同様な効果を複合機500でも奏することができる。
Further, by providing the above-described
(実施例2)
次に、本実施形態の実施例2について、図を用いて説明する。
図7は、振動体171に有した板状部材172の突起部173の磨耗による変化の説明図、図8は、本実施例に係るシート搬送装置151の説明図、図9は、本実施例に係る振動型アクチュエータ170を備えた駆動装置160の説明図である。図10は、テーパ形状を有した回転体161を移動させて振動体171と回転体161との間の圧力を回復させる構成の説明図である。そして、図10(a)が振動体171の突起部173が磨耗した状態の断面説明図、図10(b)がテーパを設けた回転体161を移動した状態の断面説明図、図10(c)が図10(b)の状態の振動体171の平面説明図である。
(Example 2)
Next, Example 2 of the present embodiment will be described with reference to the drawings.
FIG. 7 is an explanatory view of a change due to wear of the
図11は、円筒形状の回転体161aを移動させて振動体171と回転体161aとの間の圧力を回復させる構成の説明図である。そして、図11(a)が、回転体161aが磨耗する前の断面説明図、図11(b)が回転体161aが磨耗した状態の断面説明図、図11(c)が回転体161aを移動した状態の断面説明図である。図12は、振動体171と回転体161との間の圧力の回復作業を行うタイミングを検知する共振周波数変化検出ブロックの説明図である。
FIG. 11 is an explanatory diagram of a configuration in which the pressure between the vibrating
ここで、上記した実施例1のシート搬送装置と、本実施例のシート搬送装置151では、次のことに係る点のみ異なる。本実施例のシート搬送装置151の駆動装置160に、回転体161、又は振動型アクチュエータ170の振動体171の磨耗により、振動体171と回転体161との間の圧力が低下した場合に、低下した圧力を元の圧力に回復させる構成を備えた点である。その他の点に係る構成及び効果は同様であるので、以下の説明では、上記した実施例1と同様な構成及び効果については、適宜、省略して説明するとともに、同一の構成部材については、同一の符号を付して説明する。
Here, the sheet conveying apparatus of the first embodiment is different from the
本発明を適用した駆動装置160では、振動型アクチュエータ170の振動体171に有した板状部材172に設けた突起部173の楕円運動の振動を、突起部173と回転体161との摩擦力で、回転体161に伝達して回転体161を回転させている。このため、板状部材172の突起部173と回転体161の少なくとも一方に、経時の使用で磨耗が発生することは避けられない。すなわち、振動体171と回転体161の少なくとも一方に、経時の使用で磨耗が発生することは避けられない。
また、板状部材172の突起部173と回転体161との摩擦による磨耗なので、板状部材172の突起部173と回転体161との間で圧力が生じている部分が磨耗することになる。すなわち、振動体171と回転体161との摩擦による磨耗なので、振動体171と回転体161との間で圧力が生じている部分が磨耗することになる。
In the
Further, since wear due to friction between the
そして、振動体171と回転体161の少なくとも一方が磨耗することで、例えば図7(a)に示す状態から、図7(b)に示す状態へと振動体171と回転体161との干渉しろが少なくなっていく。そして、振動体171と回転体161との間の圧力が次第に少なくなってしまう。振動体171(板状部材172の突起部173)と回転体161との間の圧力が少なくなると、上記したたように、駆動力の伝達効率が低下し、振動型アクチュエータ170の駆動装置としての出力トルクが低下していくことになる。
When at least one of the vibrating
そこで、本実施例のシート搬送装置151では、組み付け時に振動体171と回転体161との間の圧力を所定の値に設定するために、駆動装置160の回転体161に形成したテーパ形状を利用することとした。すなわち、振動体171と回転体161との相対位置を、組み付け後でも調整できる手段を設けて、振動体171(板状部材172の突起部173)と回転体161との間の圧力を回復させるように構成することとした。
具体的には、図8,9に示すように、駆動装置160の回転体161を、その回転軸方向、すなわち、シート搬送装置151の回転軸153の軸心方向の位置を組み付け後に調整(微調整)する位置調整手段180を設けた。
Therefore, in the
Specifically, as shown in FIGS. 8 and 9, the
位置調整手段180は、図8に示すように回転体161の後側板192側に、回転体161と接続部(不図示)で回転自在に接続された、ドーナツ状の孔が形成された円板状の位置調整部材181を設けている。この位置調整部材181は、形成された孔を貫通するシート搬送装置151の回転軸153の軸心(回転体161の回転軸)を、軸心とした螺旋状の雄形状のネジ山が外周部に形成されている。一方、駆動装置160の枠体を兼ねるフレーム176の後側板192側には、上記した位置調整部材181の外周部に形成された雄形状のネジ山と螺合する雌形状のネジ山が形成されたボス部を有する円板部182が設けられている。
そして、位置調整部材181をフレーム176に設けた円板部182、つまりフレーム176に対して、例えばシート搬送装置151の回転軸153の軸心を中心とした正方向に回転させることで、回転体161及び回転軸153を前側板191側へ移動させる。逆に、シート搬送装置151の回転軸153の軸心を中心とした正方向に回転させることで、フレーム176に対して回転体161及び回転軸153を後側板192側へ移動させる。
As shown in FIG. 8, the position adjusting means 180 is a disc having a donut-like hole formed on the
Then, by rotating the
上記のように位置調整手段180を構成することで、組み付け後の、振動型アクチュエータ170のフレーム176に対する、駆動装置160の回転体161の回転軸方向の調整が可能となる。そして、図7(b)に示すように振動型アクチュエータ170の板状部材172に設けた各突起部173と回転体161の少なくとも一方が磨耗して、板状部材172(振動体171)と回転体161との間の圧力が低下した場合、次のようにして圧力を回復させる。
圧力が低下した図10(a)の状態から、図10(b)に示すように位置調整手段180の位置調整部材181を正方向に回転させ、回転体161を前側板191側へ移動させて、各突起部173と回転体161のテーパ形状の径が大きな部分とを接触させる。このように接触させることで、図10(b)に示すように弾性を有した板状部材172は上下方向に広がるように弾性変形し、図10(c)に示すように弾性変形に応じた弾性力が回転体161の回転軸方向に作用して、所望の圧力まで回復させることができる。
By configuring the position adjusting means 180 as described above, it is possible to adjust the rotational axis direction of the
From the state of FIG. 10A where the pressure has decreased, the
したがって、板状部材172と回転体161の少なくとも一方に経時での磨耗が発生しても、板状部材172の各突起部173と回転体161との間の圧力を回復させることができる。このように回復させることで、駆動装置160の回転体161からシート搬送装置151の回転軸153に伝達する回転駆動力の出力特性を維持することができる。
また、板状部材172と回転体161との表面硬度が同程度の場合、板状部材172は常に同じ突起部173で回転体161に接しているので、板状部材172のほうが磨耗が早いと考えられるため、上記したような構成が有効であるといえる。
Therefore, even if at least one of the plate-
Further, when the surface hardness of the plate-
逆に、回転体161の表面硬度に対して板状部材172の表面硬度の方が著しく高い場合、板状部材172はほとんど磨耗せず、回転体161の磨耗が進むことになる。このような場合は、回転体161をテーパ形状とせず、単純な円筒形状にすると良い。
そして、図11(a)に示す状態から、図11(b)に示すように磨耗が進んだ時には、位置調整手段180によって、図11(c)に示すように回転体161を、その回転軸方向に沿って前側板191側へ移動させる。このように回転体を移動させることで、回転体161のまだ磨耗していない部分(新しいと位置)と、板状部材172の各突起部173とが接触するように調整できる。
したがって、回転体161に経時での磨耗が発生しても、板状部材172の各突起部173と回転体161との間の圧力を回復させることができる。このように回復させることで、駆動装置160の回転体161からシート搬送装置151の回転軸153に伝達する回転駆動力の出力特性を維持することができる。
On the other hand, when the surface hardness of the plate-
Then, when wear progresses as shown in FIG. 11B from the state shown in FIG. 11A, the position adjusting means 180 causes the
Therefore, even if the
次に、本実施例における、位置調整手段180による調整のタイミングについて説明する。
板状部材172の各突起部173と回転体161との間の圧力が低下すると、駆動装置160の出力トルクが低下する。駆動装置160の出力トルクが低下した後に、それに気付いて位置調整手段180による調整作業を行ったのでは遅く、不十分な仕様の状態(適切な圧力の範囲を外れた状態)での駆動装置160が使用される期間が発生してしまう。このように不十分な仕様の状態での駆動装置160が使用される期間が発生すると、多くの2次的な不具合が発生する可能性がある。
したがって、いち早く圧力の低下を検知し、駆動装置160の出力トルクが低下する前に、位置調整手段180による調整作業を行う必要がある。
Next, the adjustment timing by the
When the pressure between the
Therefore, it is necessary to perform the adjustment work by the position adjusting means 180 before the pressure drop is detected promptly and the output torque of the
また、上記したように板状部材172の各突起部173と回転体161の間に生じる圧力が変化すると板状部材172、つまり振動体171の共振周波数が変化することが分かっている。そして、振動体171の共振周波数は圧電素子174を流れる電流をモニターすることにより電気的に検出することができる。
そこで、本実施例の駆動装置160では、駆動制御部に図12に示すような共振周波数変化検出ブロックを設け、この共振周波数変化検出ブロックにより、定期的、或いは複合機500の立ち上げ時などに振動体171の共振周波数を検出する動作を行うようにした。その後、検出した振動体171の共振周波数と、複合機500の使用を開始した初期時の共振周波数(以下、初期の共振周波数という)と比較する。そして、検出した共振周波数が初期の共振周波数よりも所定の値以上変化している場合、つまり検出した共振周波数と初期の共振周波数との差が所定量以上であった場合にはアラームを発して、位置調整手段180による調整作業を促すように構成した。
Further, as described above, it is known that the resonance frequency of the plate-
Therefore, in the
具体的には、振動体171に有した(板状部材172に固定した)圧電素子を駆動制御部で駆動するとともに、定期的、或いは複合機500の立ち上げ時などに圧電素子174に流れる電流値を共振周波数検知手段184で検知する。この検知結果と初期の共振周波数と比較して、その差が所定量以上であった場合にはアラームを発して、位置調整手段180による調整作業を促す。一方、検知結果が初期の共振周波数と比較して、その差が所定量以下である場合には、再度、共振周波数検知手段184の検知動作に戻る。ここで、アラームを発する手段としては、駆動制御部にスピーカー等を直結してもよいが、この駆動装置160を備えた複合機500の複合機本体100に有したスピーカー等からアラームを発するように構成することで、そのコストを低減することができる。
Specifically, the piezoelectric element included in the vibrating body 171 (fixed to the plate-like member 172) is driven by the drive control unit, and the current flowing through the
ここで、所定量とは、駆動装置160の仕様(適切な圧力が生じる電流の範囲)を外れないレベルに設定するようにすればよい。駆動装置160の仕様の出力トルクを得るために必要な振動体171に有した板状部材172(突起部173)と回転体161との間の圧力の最小値を求めておき、その圧力が生じる共振周波数をあらかじめ調べておけば、自ずと所定量が決まってくる。また、位置調整手段180による調整作業は、検知した共振周波数を、複合機500の制御部(不図示)に送信し、複合機本体100に備えた表示・操作部(不図示)等に表示させ、モニターしながら初期状態の値に合わせこむ作業が最も好適である。
Here, the predetermined amount may be set to a level that does not deviate from the specification of the driving device 160 (the current range in which an appropriate pressure is generated). The minimum value of the pressure between the plate-like member 172 (projection 173) provided on the vibrating
(実施例3)
次に、本実施形態の実施例3について、図を用いて説明する。
図13は、本実施例に係るシート搬送装置151の説明図、図14は、実施例3に係る振動型アクチュエータ170を備えた駆動装置160の説明図である。
Example 3
Next, Example 3 of the present embodiment will be described with reference to the drawings.
FIG. 13 is an explanatory diagram of the
ここで、上記した実施例1、2のシート搬送装置と、本実施例のシート搬送装置151では、次のことに係る点のみ異なる。本実施例のシート搬送装置151を駆動する駆動装置160に、回転体161の回転速度を検知して振動型アクチュエータ170をフィードバック制御するための速度検知手段を備えた点である。その他の点に係る構成及び効果は同様であるので、以下の説明では、上記した実施例1、2と同様な構成及び効果については、適宜、省略して説明するとともに、同一の構成部材については、同一の符号を付して説明する。なお、本実施例では、実施例2のテーパ形状を有した回転体161を有した駆動装置160に、速度検知手段としてエンコーダ185を備えた例について説明する。
Here, the sheet conveying apparatus according to the first and second embodiments and the
本発明を適用した振動型アクチュエータ170を備えた駆動装置160では、振動体171に有した板状部材172に設けた突起部173の楕円運動の振動を、摩擦力で回転体161に回転運動として伝達している。このため、弾性を有した板状部材172と回転体161との摩擦係数や、突起部173や回転体161の突起部173に接触する部分の弾性係数により、伝達効率は変化する。
一般的に、楕円運動の振幅を増せば回転体161の回転速度も増加することは明らかだが、ステッピングモータのように回転速度を高精度に制御することは、上記した実施例1、2の構成だけでは困難である。すなわち、上記した実施例1、2で説明した振動型アクチュエータは、ステッピングモータと比較した場合に、DCモータと同程度の速度制御能力しか有していない。
In the
In general, it is clear that the rotational speed of the
そこで、本実施例のシート搬送装置151を駆動する駆動装置160では、回転体161の回転速度を高精度に制御するために、回転体161の回転速度を検知する速度検知手段を設けることとした。具体的には、速度検知手段としてエンコーダ185を設け、振動型アクチュエータ170のフレーム176に検知部187を直結し、駆動装置160の回転体161の駆動ローラ152側の端面に被検知部である被検知板186を直結した。そして、回転体161とフレーム176との相対的な回転速度を検知するように構成した。
Therefore, in the
エンコーダ185で検知した検知結果は、振動型アクチュエータ170を制御する駆動制御部(不図示)に入力される。この駆動制御部で、エンコーダ185で検知した検知結果と目標の回転速度との速度差を無くすように、振動型アクチュエータ170の各圧電素子174に与える交流電界を制御するフィードバック制御を行う。
このように駆動装置160の回転体161に、速度検知手段であるエンコーダ185の被検知部である被検知板186を設けることで、回転体161の回転速度をフィードバックして回転体161の回転速度を高精度に制御することが可能になる。
なお、本実施例では、速度検知手段としてエンコーダ185を設けたが、回転体161の回転速度の検出方法はどのような手段でもかまわないが、ロータリーエンコーダ方式では、光学的、磁気的な検出方法等がある。
The detection result detected by the
In this way, by providing the
In this embodiment, the
上記した各実施例では、本発明を、振動体171に有した板状部材172に設けた複数の接触部である各突起部173が、駆動装置160の回転体161に接触する先端部が、図3(b)等に示したように尖った略V字形のものに適用した例について説明した。しかし、本発明はこのような構成に限定されるものではない。例えば、図15の振動型アクチュエータの他の例の説明図に示すように、図3(b)等に記載した各突起部173よりも、駆動装置160の回転体161に接触する各突起部173の先端部の形状をフラットにしている構成にも適用可能である。
In each of the above-described embodiments, the tip portion of each
各突起部173の先端部の形状がフラットであることにより、振動体171の弾性を有した板状部材172と回転体161との間に圧力を与えることによる、板状部材172の弾性変形により、接触部である各突起部173と回転体161との接触面積が増加する。したがって、圧力が分散され、振動体171に有した板状部材172と回転体161との摩擦による磨耗を抑制するに有利となる。すなわち、圧力が分散され、振動体171と回転体161との摩擦による磨耗を抑制するに有利となる。
Due to the flat shape of the tip of each
上記した本実施形態では、本発明を電子写真方式の画像形成装置である複合機500に適用した例について説明したが、本発明はこのような構成に限定されるものではない。例えば、昇華型作像装置、或いはインクジェット等に代表される画像形成装置に搭載することで、小型化や低コスト化が可能で静かな画像形成装置を提供できる。
また、本発明を共振合成タイプの振動型アクチュエータ170を備えた駆動装置160に適用した例について説明したが、本発明はこのような構成に限定されるものではない。例えば、振動体に有した板状部材に設ける突起部の数を増やすとともに、圧電素子の数を増やし、各突起部の楕円運動により形成される進行波により、接触する駆動装置の回転体を回転させる進行波タイプの振動型アクチュエータにも適用可能である。
In the above-described embodiment, the example in which the present invention is applied to the
Moreover, although the example which applied this invention to the
また、本発明を振動型アクチュエータ170の枠体であるとともに、支持部材であるフレーム176を、枠体として兼ねる構成の駆動装置160に適用した例について説明したが、本発明はこのような構成に限定されるものではない。例えば、駆動装置の枠体に、別体で設けた振動型アクチュエータのフレーム(枠体)を取り付ける構成の駆動装置にも適用可能である。
また、本発明を駆動装置160に有した回転体161に中空部を設け、シート搬送装置151の回転軸部材である回転軸153を圧入して支持する構成の駆動装置160に適用した例について説明したが、本発明はこのような構成に限定されるものではない。例えば、駆動装置に有した回転体に回転軸部を設け、この回転軸部とシート搬送装置の回転軸部材とを締結手段で締結する構成の駆動装置にも適用可能である。
In addition, the example in which the present invention is applied to the
Further, an example in which the present invention is applied to the
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
(態様A)
圧電素子174などの圧電素子が固定された板状部材172などの板状部材を有し、前記圧電素子を駆動することで前記板状部材を接触させる回転体161などの回転体を回転させる振動型アクチュエータ170などの振動型アクチュエータにおいて、前記板状部材は、弾性を有するとともに、貫通孔部175などの貫通孔部が設けられ、前記板状部材の前記貫通孔部には、当該板状部材の厚み方向と回転軸とが平行になる姿勢で前記貫通孔部内に配置される前記回転体と接触する複数の突起部173などの接触部を有し、各接触部は、当該板状部材の弾性変形による弾性力で前記回転体の回転軸に向け加圧され、前記圧電素子の駆動により楕円軌跡の運動を行うことを特徴とするものである。
What has been described above is merely an example, and the present invention has a specific effect for each of the following modes.
(Aspect A)
A vibration that has a plate-like member such as a plate-
これによれば、上記した実施例1(乃至3)で説明したように、板状部材の弾性変形による弾性力で各接触部を回転体の回転軸に向け加圧されており、各接触部と回転体との間に所定の圧力を生じさせることができる。すなわち、板状部材の弾性変形による弾性力で各接触部を回転体の回転軸に向け加圧されており、圧電素子と圧電素子が固定された板状部材とを有した振動体171などの振動体と回転体との間に所定の圧力を生じさせることができる。
したがって、特許文献1に記載の振動型アクチュエータのように、圧電素子が固定された板状部材の複数の接触部を回転体に向けて加圧する、複数の構成部材から構成される複雑なスプリング機構等を設ける必要がない。また、特許文献2に記載の振動型アクチュエータのように回転させる回転体に、板状部材の接触部を表裏から挟持するテーパ部がそれぞれ設けられた2つの円板部材で構成し、且つ、2つの円板部材をネジ締結しなければならないという制約がない。
よって、振動体と回転体との間に圧力を生じさせる手段をシンプル且つ安価に構成でき、回転させる回転体への制約が少ない振動型アクチュエータを提供できる。
According to this, as described in the first embodiment (to 3), each contact portion is pressurized toward the rotating shaft of the rotating body by the elastic force due to the elastic deformation of the plate-like member. A predetermined pressure can be generated between the rotating body and the rotating body. That is, each contact portion is pressurized toward the rotation shaft of the rotating body by the elastic force due to the elastic deformation of the plate-like member, and the vibrating
Therefore, like the vibration type actuator described in Patent Document 1, a complex spring mechanism composed of a plurality of constituent members that presses a plurality of contact portions of a plate-like member to which a piezoelectric element is fixed toward a rotating body. Etc. need not be provided. Further, the rotating body is rotated as in the vibration type actuator described in Patent Document 2, and is configured by two disk members each provided with a tapered portion that sandwiches the contact portion of the plate-like member from the front and back, and 2 There is no restriction that the two disk members must be screwed together.
Therefore, it is possible to provide a simple and inexpensive means for generating pressure between the vibrating body and the rotating body, and to provide a vibrating actuator with less restrictions on the rotating body to be rotated.
(態様B)
(態様A)において、板状部材172などの前記板状部材を保持する板バネ178などの保持部材と、該保持部材を介して前記板状部材を微小な相対移動が可能なように支持するフレーム176などの支持部材とを備え、圧電素子174などの前記圧電素子を駆動することで、前記板状部材に複数の共振を同時発生させることにより、前記複数の突起部173などの接触部に楕円軌跡の運動を行わせることを特徴とするものである。
これによれば、上記した実施例1(乃至3)で説明したように、板状部材に複数の共振を同時発生させる共振合成タイプの振動型アクチュエータとすることで、進行波タイプのものよりも回転体を回転させる速度を速くできる。また、特許文献1に記載の共振合成タイプの振動型アクチュエータのようにスプリング機構等を設ける構成よりも、板状部材の突起部173などの各接触部と回転体161などの回転体との間に圧力を生じさせる手段の構成部材の数を少なくできる。したがって、従来のスプリング機構等を設ける振動型アクチュエータよりも、複数の構成部材の磨耗による誤差の重なりを低減して、板状部材の各接触部と回転体との間の圧力の低下を抑制し、回転体を回転させる駆動力の安定性と耐久性を高めることができる。
(Aspect B)
In (Aspect A), a holding member such as a
According to this, as described in the first embodiment (to 3) described above, by using a resonance composite type vibration actuator that simultaneously generates a plurality of resonances in the plate-like member, it is more than the traveling wave type. The rotating speed of the rotating body can be increased. In addition, as compared with a configuration in which a spring mechanism or the like is provided as in the resonance synthesis type vibration type actuator described in Patent Document 1, a distance between each contact portion such as the
(態様C)
(態様A)又は(態様B)において、板状部材172などの前記板状部材の前記複数の突起部173などの接触部の楕円軌跡の運動は、回転体161などの前記回転体の前記回転軸を対称軸として軸対称となる位相で運動を行っていることを特徴とするものである。
これによれば、上記した実施例1(乃至3)で説明したように、複数の接触部による回転体の押し付け動作を確実に行うことができ、回転体への駆動力の伝達効率を高めることができる。
(Aspect C)
In (Aspect A) or (Aspect B), the movement of the elliptical locus of the contact portion such as the plurality of
According to this, as described in the first embodiment (to 3) described above, it is possible to reliably perform the pressing operation of the rotating body by the plurality of contact portions, and increase the transmission efficiency of the driving force to the rotating body. Can do.
(態様D)
シート搬送装置151の回転軸153などの駆動対象に回転駆動力を伝達する回転体161などの回転体と、圧電素子174などの圧電素子が固定され、前記回転体に接触する板状部材172などの板状部材を有した振動型アクチュエータとを備え、前記圧電素子を駆動して前記回転体を回転させる駆動装置160などの駆動装置において、前記振動型アクチュエータとして、(態様A)乃至(態様C)のいずれかの振動型アクチュエータ170などの振動型アクチュエータを備えていることを特徴とするものである。
これによれば、上記した実施例1(乃至3)で説明したように、(態様A)乃至(態様C)のいずれかの振動型アクチュエータと同様な効果を奏することができる駆動装置を提供できる。
(Aspect D)
A rotating body such as a
According to this, as described in the first embodiment (to 3) described above, it is possible to provide a drive device that can achieve the same effects as any of the vibration type actuators of (Aspect A) to (Aspect C). .
(態様E)
(態様D)において、板状部材172などの前記板状部材の前記複数の突起部173などの接触部と接触する回転体161などの前記回転体の外周面は、その回転軸の方向に対して傾斜したテーパ形状を有しており、前記複数の接触部に対する前記回転体の回転軸方向の位置を微調整する位置調整手段180などの位置調整手段を備えていることを特徴とするものである。
これによれば、上記した実施例2(又は3)で説明したように、次のような効果を奏することができる。弾性を有した板状部材と回転体の少なくとも一方が磨耗して、板状部材の各接触部と回転体との間の圧力が低下したときに、位置調整手段により、板状部材の各接触部と回転体の外形の太い側とが接触するように回転体の位置を調整できる。したがって、板状部材と回転体の少なくとも一方に経時での磨耗が発生しても、板状部材の各接触部と回転体との間の圧力を回復させ、回転体からシート搬送装置151の回転軸153などの駆動対称に伝達する回転駆動力の出力特性を維持することができる。
(Aspect E)
In (Aspect D), the outer peripheral surface of the rotating body such as the
According to this, as explained in the second embodiment (or 3), the following effects can be obtained. When at least one of the elastic plate-like member and the rotating body is worn and the pressure between each contact portion of the plate-like member and the rotating body is reduced, each contact of the plate-like member is performed by the position adjusting means. The position of the rotating body can be adjusted so that the part and the thick side of the outer shape of the rotating body are in contact with each other. Therefore, even if at least one of the plate-like member and the rotating body is worn over time, the pressure between the contact portions of the plate-like member and the rotating body is recovered, and the
(態様F)
(態様D)において、板状部材172などの前記板状部材の前記複数の突起部173などの接触部と接触する回転体161aなどの前記回転体の外周面は、その回転軸を軸心とした円筒形状を有しており、前記複数の接触部に対する前記回転体の回転軸方向の位置を微調整する位置調整手段180などの位置調整手段を備えていることを特徴とするとするものである。
これによれば、上記した実施例2(又は3)で説明したように、次のような効果を奏することができる。板状部材の各接触部と接触する回転体の部分が磨耗して、各接触部と回転体との間の圧力が低下したときに、位置調整手段により、板状部材の各接触部と回転体のまだ磨耗していない部分とが接触するように回転体の位置を調整できる。このように回転体の位置を調整することで、回転体に経時での磨耗が発生しても、板状部材の各接触部と回転体との間の圧力を回復させ、回転体からシート搬送装置151の回転軸153などの駆動対象に伝達する回転駆動力の出力特性を維持することができる。
(Aspect F)
In (Aspect D), the outer peripheral surface of the rotating body such as the
According to this, as explained in the second embodiment (or 3), the following effects can be obtained. When the portion of the rotating body that comes into contact with each contact portion of the plate-like member is worn and the pressure between each contact portion and the rotating body decreases, the position adjusting means rotates the contact portion of the plate-like member with each contact portion. The position of the rotating body can be adjusted so that the part of the body that has not yet been worn comes into contact. By adjusting the position of the rotating body in this way, even if the rotating body wears over time, the pressure between each contact portion of the plate-like member and the rotating body is recovered, and the sheet is conveyed from the rotating body. The output characteristics of the rotational driving force transmitted to the driving target such as the
(態様G)
(態様E)又は(態様F)において、圧電素子174などの前記圧電素子が固定された板状部材172などの前記板状部材の共振周波数を検知する共振周波数検知手段184などの共振周波数検知手段を有し、前記共振周波数検知手段により検知された共振周波数が初期状態よりも所定の値以上変化した場合、アラームを発し、位置調整手段180などの前記位置調整手段による調整を促すことを特徴とするものである。
これによれば、上記した実施例2(又は3)で説明したように、次のような効果を奏することができる。弾性を有した板状部材、又は回転体161などの回転体に経時での磨耗が発生しても、シート搬送装置151の回転軸153などの駆動対象に回転体から伝達する回転駆動力の出力特性が変化していることを検知できる。したがって、検知した検知結果に基づいてフィードバック制御を行い、出力特性の維持を効率よく行うことが可能になる。
(Aspect G)
In (Aspect E) or (Aspect F), a resonance frequency detection unit such as a resonance frequency detection unit 184 that detects a resonance frequency of the plate member such as the
According to this, as explained in the second embodiment (or 3), the following effects can be obtained. Output of rotational driving force transmitted from the rotating body to a driving target such as the
(態様H)
(態様D)乃至(態様G)のいずれかにおいて、回転体161などの前記回転体には、該回転体の回転速度を検知するエンコーダ185などの速度検知手段の被検知板186などの被検知部が設けられていることを特徴とするものである。
これによれば、上記した実施例3で説明したように、回転体の回転速度をフィードバックして回転体の回転速度を高精度に制御することが可能になる。
(Aspect H)
In any one of (Aspect D) to (Aspect G), the rotation body such as the
According to this, as described in the third embodiment, it is possible to feed back the rotation speed of the rotating body and control the rotation speed of the rotating body with high accuracy.
(態様I)
(態様D)乃至(態様H)のいずれかにおいて、回転体161などの前記回転体は回転軸部が中空になっていることを特徴とするものである。
これによれば、上記した実施例1(乃至3)で説明したように、次のような効果を奏することができる。シート搬送装置151などのシート搬送装置の回転軸153などの駆動対象との接続を、ギア、プーリ、カップリング手段等を介することなく行うことが可能になり、駆動装置160などの駆動装置をシンプル且つ安価に構成することが可能となる。また、部品点数の削減のみならず、配置スペースも削減することができ、超小型の駆動装置の提供が可能になる。
(Aspect I)
In any one of (Aspect D) to (Aspect H), the rotary body such as the
According to this, as described in the first embodiment (to 3), the following effects can be obtained. It is possible to connect the driving object such as the
(態様J)
シートPなどのシートを搬送する複数の駆動ローラ152や加圧コロ154などの搬送ローラと、該複数の搬送ローラの内、駆動ローラ152などの少なくともいずれか一の回転軸153などの回転軸部材を回転駆動する駆動装置とを備えたシート搬送装置151などのシート搬送装置において、前記駆動装置として、(態様D)乃至(態様I)のいずれかの駆動装置160などの駆動装置を備えたことを特徴とするものである。
これによれば、上記した実施例1(乃至3)で説明したように、(態様D)乃至(態様I)のいずれかの駆動装置と同様な効果を奏するシート搬送装置を提供できる。
(Aspect J)
A plurality of driving
According to this, as described in the first embodiment (to 3) described above, it is possible to provide a sheet conveying apparatus that has the same effect as any one of the driving apparatuses of (Aspect D) to (Aspect I).
(態様K)
シートPなどのシートを当該装置内で搬送する1つ以上のシート搬送装置を備え、前記シート上に画像形成を行う複合機500などの画像形成装置において、前記1つ以上のシート搬送装置の内、少なくともいずれか一として、(態様J)のシート搬送装置151などのシート搬送装置を備えたことを特徴とするものである。
これによれば、上記した本実施形態で説明したように、(態様J)のシート搬送装置と同様な効果を奏する画像形成装置を提供できる。
(Aspect K)
In an image forming apparatus such as a
According to this, as described in the above-described embodiment, it is possible to provide an image forming apparatus that has the same effect as the sheet conveying apparatus of (Aspect J).
1 感光体ドラム
2 帯電器
3 除電ランプ
4 クリーニング装置
5 中間転写ベルト
6 1次転写ローラ
7 2次転写ローラ
8 定着ローラ対
9 現像装置
11,12,13 架張ローラ(中間転写ベルト)
14 テンションローラ(中間転写ベルト)
15 シート搬送ベルト
16 架張ローラ対(シート搬送ベルト)
17 光書込装置
18 定着装置
19 ベルトクリーニング装置
100 複合機本体
101 給紙路(複合機本体)
102 レジストローラ
103 給紙路(手差しトレイ)
104 給紙ローラ(手差しトレイ)
105 手差しトレイ
106 排紙ローラ対
107 排紙トレイ
108 分離ローラ(手差しトレイ)
109 切換爪
110 シート反転装置
111 反転導入路
112 片面・両面切換爪
120 シート反転路
150 両面搬送路
151 シート搬送装置
152 駆動ローラ
153 回転軸
154 加圧コロ
160 駆動装置
161,161a 回転体
170 振動型アクチュエータ
171 振動体
172 板状部材
173 突起部
174 圧電素子
175 貫通孔部
176 フレーム
178 板バネ
180 位置調整手段
181 位置調整部材
182 円板部(フレーム)
184 共振周波数検知手段
185 エンコーダ
186 被検知板(エンコーダ)
187 検知部(エンコーダ)
191 前側板
192 後側板
200 給紙テーブル
201 給紙カセット
202 給紙ローラ(給紙テーブル)
203 分離ローラ(給紙テーブル)
204 給紙路(給紙テーブル)
205 搬送ローラ
300 スキャナ
301 コンタクトガラス
302 走行体
303 走行体
304 結像レンズ
305 読取センサ
400 原稿自動搬送装置
401 原稿台
500 複合機
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Photosensitive drum 2 Charger 3 Static elimination lamp 4 Cleaning apparatus 5 Intermediate transfer belt 6 Primary transfer roller 7 Secondary transfer roller 8 Fixing roller pair 9 Developing device 11, 12, 13 Stretching roller (intermediate transfer belt)
14 Tension roller (intermediate transfer belt)
15
17 Optical Writing Device 18 Fixing Device 19
102
104 Paper feed roller (bypass tray)
105
109
184 Resonance frequency detection means 185
187 Detector (encoder)
191
203 Separation roller (paper feed table)
204 Paper feed path (paper feed table)
205 Conveying
Claims (11)
前記板状部材は、弾性を有するとともに、貫通孔部が設けられ、
前記板状部材の前記貫通孔部には、当該板状部材の厚み方向と回転軸とが平行になる姿勢で前記貫通孔部内に配置される前記回転体と接触する複数の接触部を有し、
各接触部は、当該板状部材の弾性変形による弾性力で前記回転体の回転軸に向け加圧され、前記圧電素子の駆動により楕円軌跡の運動を行うことを特徴とする振動型アクチュエータ。 In a vibration type actuator having a plate-like member to which a piezoelectric element is fixed and rotating a rotating body that contacts the plate-like member by driving the piezoelectric element,
The plate-like member has elasticity and is provided with a through hole portion.
The through-hole portion of the plate-like member has a plurality of contact portions that come into contact with the rotating body arranged in the through-hole portion in a posture in which the thickness direction of the plate-like member and the rotation axis are parallel to each other. ,
Each of the contact portions is pressurized toward the rotating shaft of the rotating body by an elastic force due to elastic deformation of the plate-like member, and moves in an elliptical locus by driving the piezoelectric element.
前記板状部材を保持する保持部材と、該保持部材を介して前記板状部材を微小な相対移動が可能なように支持する支持部材とを備え、
前記圧電素子を駆動することで、前記板状部材に複数の共振を同時発生させることにより、前記複数の接触部に楕円軌跡の運動を行わせることを特徴とする振動型アクチュエータ。 The vibration type actuator according to claim 1,
A holding member that holds the plate-like member, and a support member that supports the plate-like member through the holding member so that a minute relative movement is possible,
By driving the piezoelectric element, a plurality of resonances are simultaneously generated in the plate-like member, thereby causing the plurality of contact portions to perform an elliptical locus motion.
前記板状部材の前記複数の接触部の楕円軌跡の運動は、前記回転体の前記回転軸を対称軸として軸対称となる位相で運動を行っていることを特徴とする振動型アクチュエータ。 In the vibration type actuator according to claim 1 or 2,
The vibration-type actuator is characterized in that the motion of the elliptical trajectory of the plurality of contact portions of the plate-shaped member is performed in a phase that is axially symmetric with respect to the rotational axis of the rotating body.
前記振動型アクチュエータとして、請求項1乃至3のいずれか一に記載の振動型アクチュエータを備えていることを特徴とする駆動装置。 A rotating body that transmits a rotational driving force to a driving target, and a vibration type actuator having a plate-like member fixed to the piezoelectric element and in contact with the rotating body, and driving the piezoelectric element to rotate the rotating body. In the drive device
A drive device comprising the vibration type actuator according to claim 1 as the vibration type actuator.
前記板状部材の前記複数の接触部と接触する前記回転体の外周面は、その回転軸の方向に対して傾斜したテーパ形状を有しており、
前記複数の接触部に対する前記回転体の回転軸方向の位置を微調整する位置調整手段を備えていることを特徴とする駆動装置。 The drive device according to claim 4, wherein
The outer peripheral surface of the rotating body that comes into contact with the plurality of contact portions of the plate-like member has a tapered shape that is inclined with respect to the direction of the rotation axis,
A driving apparatus comprising: a position adjusting unit that finely adjusts the position of the rotating body in the rotation axis direction with respect to the plurality of contact portions.
前記板状部材の前記複数の接触部と接触する前記回転体の外周面は、その回転軸を軸心とした円筒形状を有しており、
前記複数の接触部に対する前記回転体の回転軸方向の位置を微調整する位置調整手段を備えていることを特徴とする駆動装置。 The drive device according to claim 4, wherein
The outer peripheral surface of the rotating body that comes into contact with the plurality of contact portions of the plate-like member has a cylindrical shape with the rotation axis as an axis,
A driving apparatus comprising: a position adjusting unit that finely adjusts the position of the rotating body in the rotation axis direction with respect to the plurality of contact portions.
前記圧電素子が固定された前記板状部材の共振周波数を検知する共振周波数検知手段を有し、
前記共振周波数検知手段により検知された共振周波数が初期状態よりも所定の値以上変化した場合、アラームを発し、前記位置調整手段による調整を促すことを特徴とする駆動装置。 The drive device according to claim 5 or 6,
Resonance frequency detection means for detecting the resonance frequency of the plate-like member to which the piezoelectric element is fixed,
The drive device according to claim 1, wherein when the resonance frequency detected by the resonance frequency detection means changes by a predetermined value or more from an initial state, an alarm is issued to prompt adjustment by the position adjustment means.
前記回転体には、該回転体の回転速度を検知する速度検知手段の被検知部が設けられていることを特徴とする駆動装置。 The drive device according to any one of claims 4 to 7,
The driving device according to claim 1, wherein the rotating body is provided with a detected portion of speed detecting means for detecting a rotating speed of the rotating body.
前記回転体は回転軸部が中空になっていることを特徴とする駆動装置。 The drive device according to any one of claims 4 to 8,
The rotating device has a rotating shaft portion that is hollow.
前記駆動装置として、請求項4乃至9のいずれか一に記載の駆動装置を備えたことを特徴とするシート搬送装置。 In a sheet conveying apparatus comprising: a plurality of conveying rollers that convey a sheet; and a driving device that rotationally drives at least one of the plurality of conveying rollers.
A sheet conveying apparatus comprising the driving apparatus according to claim 4 as the driving apparatus.
前記1つ以上のシート搬送装置の内、少なくともいずれか一として、請求項10に記載のシート搬送装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。 In an image forming apparatus that includes one or more sheet conveying apparatuses that convey a sheet in the apparatus and that forms an image on the sheet,
An image forming apparatus comprising the sheet conveying device according to claim 10 as at least one of the one or more sheet conveying devices.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013087267A JP2014212610A (en) | 2013-04-18 | 2013-04-18 | Vibration type actuator, driving unit, sheet conveying device, and image forming apparatus |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017034758A (en) * | 2015-07-29 | 2017-02-09 | キヤノン株式会社 | Control device of vibration type actuator, control method of the same, vibration device, interchangeable lenses, imaging apparatus, and automatic stage |
CN109378994A (en) * | 2018-11-20 | 2019-02-22 | 南京航空航天大学 | A kind of self-locking pole-climbing formula piezoelectric actuator of alternating |
-
2013
- 2013-04-18 JP JP2013087267A patent/JP2014212610A/en active Pending
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JP2017034758A (en) * | 2015-07-29 | 2017-02-09 | キヤノン株式会社 | Control device of vibration type actuator, control method of the same, vibration device, interchangeable lenses, imaging apparatus, and automatic stage |
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