JP2015208216A - 振動型アクチュエータ及びその振動型アクチュエータを搭載する画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】優れた耐久性を有する振動型アクチュエータ及びその振動型アクチュエータを搭載する画像形成装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 鉄系金属を有する弾性体１１０，１１０Ａ〜１００Ｉと、弾性体１１０，１１０Ａ〜１００Ｉに接合された電圧素子１２０と、を有する振動体１００Ａ〜１００Ｉと、振動体１００Ａ〜１００Ｉと摩擦接触し、振動体１００Ａ〜１００Ｉに対して相対的に移動する移動体１８０とを備える。弾性体１１０，１１０Ａ〜１００Ｉは、移動体１８０と接触する窒化層を有し、弾性体１１０，１１０Ａ〜１００Ｉは窒化層を介さずに電気的に接地されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、振動体に被駆動体を接触させて被駆動体を摩擦駆動する振動型アクチュエータ及びその振動型アクチュエータを搭載する画像形成装置に関する。

振動型アクチュエータは、低速でのトルクが大きく、小型軽量で応答性が高い等の特徴を有することから、種々の精密機械等における被駆動体（以下「移動体」という）の駆動用モータ等として実用化されている。

従来の振動型アクチュエータの概略構造を表した断面図を図７に示す。また、図７の振動型アクチュエータを構成する振動体１００Ｚの概略構造を表した断面図及び上面図を図８に示す。更に、図７の振動型アクチュエータを構成する振動体１００Ｚとベース部材５００の部分的な概略構造を表した断面図を図９に示す。

図７の振動型アクチュエータは、振動体１００Ｚと、振動体１００Ｚと摩擦接触する被駆動体である移動体１８０と、移動体１８０を振動体１００Ｚに加圧接触させ、移動体１８０の回転を出力する加圧機構３００、及びシャフト４００とを備える。

図７において、振動体１００Ｚ、移動体１８０、及び加圧機構３００は、シャフト４００を中心軸としてベース部材５００に対して取り付けられており、その各々は円環状である。

加圧機構３００は、制振ゴム３０１と、加圧ばね受け部材３０２と、加圧ばね３０３と、加圧ばね固定部材３０４とから成る。ベース部材５００は、ベアリング５２０を備える。

図８及び図９に示すように、振動体１００Ｚは、弾性体１１０と、弾性体１１０に電気−機械エネルギ変換素子として接合された圧電素子１２０と、圧電素子１２０に駆動電圧として交流電圧を印加するためのフレキシブルプリント基板１６０とを有する。

弾性体１１０は、内径側から外径側に向かって、取付部１１３、接続部１１２及び振動部１１１が一体的に形成された構造を有しており、接続部１１２は、振動部１１１を取付部１１３に対して支持している。

弾性体１１０は、取付部１１３に設けられた取付穴１４０を介して、ベース部材５００に固定ビス５１０で固定される。

振動部１１１は、周方向に等間隔に形成された、放射方向、すなわち、振動体１００Ｚの径方向に延びる複数の溝１３１と、複数の溝１３１により形成された、振動変位拡大用の複数の突起１３０を有する。

取付部１１３は、ベース部材５００に対して振動体１００Ｚを固定するための部位である。

図９に示すように、圧電素子１２０において振動体１００Ｚと接合される面の反対側の面に接合されたフレキシブルプリント基板１６０によって、圧電素子１２０に交流電圧が印加される。これにより、振動体１００Ｚには、予め設定された次数ｍ（ここでｍは自然数である）の曲げ振動が駆動振動として励起され、振動体１００Ｚにおける移動体１８０との接触部に生じる運動（円運動、楕円運動を含む）によって、移動体１８０を摩擦駆動により回転させる。

なお、図７から明らかなように、図９におけるベース部材５００の内径側にはシャフト４００（図９において不図示）が位置する。

弾性体１１０として、基材（素材）がステンレス等の鉄系金属で構成され、図９に示すように、弾性体１１０の移動体１８０との接触面（摩擦面）に窒化層１５２を形成した構造が提案されている（例えば、特許文献１〜４参照）。接触面に形成された窒化層１５２は、移動体１８０との耐摩耗性を向上させ、振動型アクチュエータの耐久性向上に寄与する。

特開２００４−８０９４７号公報 特開２００９−５５７７９号公報 特許第４９７６８０４号公報 特許第５２３６１６０号公報

しかしながら、弾性体１１０の表面を窒化処理すると、移動体１８０との接触面以外にも、導電性の不安定な窒化層１５２が形成されてしまう。この場合には、圧電素子１２０へ印加される駆動電圧が安定せず、振動型アクチュエータの駆動性能が不安定になるという問題が生じる。

そこで、本願発明は、優れた耐久性を有する振動型アクチュエータ及びその振動型アクチュエータを搭載する画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本願発明の振動型アクチュエータは、鉄系金属を有する弾性体と、前記弾性体に接合された電気−機械エネルギ変換素子と、を有する振動体と、前記振動体と摩擦接触し、前記振動体に対して相対的に移動する被駆動体と、を備える振動型アクチュエータであって、前記弾性体は、前記被駆動体と接触する窒化層を有し、前記弾性体は窒化層を介さずに電気的に接地されていることを特徴とする。

本願の発明によれば、例えば、弾性体における移動体との接触面の耐摩耗性を窒化層によって向上させながら、導電性が不安定な窒化層を介さずに弾性体を接地することができる。これにより、圧電素子へ駆動電圧を安定して印加することができ、これにより、振動型アクチュエータを安定して駆動させることができる。また、本願の発明によれば、振動型アクチュエータの耐久性を向上することができ、これにより、上記振動型アクチュエータを搭載する画像形成装置は、安定的に駆動でき、耐久性に優れたものとなる。

本発明の実施の形態に係る振動型アクチュエータを構成する振動体とベース部材の部分的な概略構造を示す断面図である。 図１に示す振動体の第１の変形例の部分的な概略構造と、第１の変形例に係る振動体のベース部材に対する固定形態を示す断面図である。 （ａ）は、図１に示す振動体の第２の変形例の部分的な概略構造と、第２の変形例に係る振動体のベース部材に対する固定形態を示す断面図、（ｂ）は、図３（ａ）の、振動体のベース部材に対する固定形態の他の例を示す断面図である。 （ａ）は、図１に示す振動体の第３の変形例の部分的な概略構造と、第３の変形例に係る振動体のベース部材に対する固定形態を示す断面図、（ｂ）は、図４（ａ）の、振動体のベース部材に対する固定形態の他の例を示す断面図である。 図１に示す振動体の第４の変形例の部分的な概略構造と、第４の変形例に係る振動体のベース部材に対する固定形態を示す断面図である。 図１に示す振動体の第５の変形例の部分的な概略構造と、第５の変形例に係る振動体のベース部材に対する固定形態を示す断面図である。 従来の振動型アクチュエータの概略構造を示す断面図である。 （ａ）は、図７の従来の振動型アクチュエータを構成する振動体の概略構造を示す断面図で、（ｂ）は、図７の従来の振動型アクチュエータを構成する振動体の概略構造を示す上面図である。 図７の従来の振動型アクチュエータを構成する振動体とベース部材の部分的な概略構造を示す断面図である。 本発明の実施の形態に係る振動型アクチュエータを搭載したカラー画像形成装置の内部構成を示す断面側面図である。 感光体ドラム駆動用モータとして、図１０のカラー画像形成装置に本発明の実施の形態に係る振動型アクチュエータを搭載するときの概略構成を示す斜視図である。 搬送ベルト駆動用モータとして、図１０のカラー画像形成装置に本発明の実施の形態に係る振動型アクチュエータを搭載するときの概略構成を示す斜視図である。 （ａ）は、図１に示す振動体の第６の変形例の部分的な概略構造と、第６の変形例に係る振動体のベース部材に対する固定形態を示す断面図、（ｂ）は、図１３（ａ）の、振動体のベース部材に対する固定形態の他の例を示す断面図、（ｃ）は、図１３（ｂ）の、振動体のベース部材に対する固定形態の更に他の例を示す断面図である。

本発明に係る振動型アクチュエータは、図７に示した従来の振動型アクチュエータと同様に、振動体と、振動体と摩擦接触し、振動体に対して相対的に移動する移動体と、移動体を振動体に加圧接触させ、移動体の回転を出力する加圧機構と、シャフトとを備える。

本発明に係る振動型アクチュエータは、図７に示した従来の振動型アクチュエータと比較すると、主に、振動体の構造、ベース部材に対する振動体の固定方法、振動体に対する圧電素子の固定方法の３つの点で異なるが、全体的な構成は図７に示した従来の振動型アクチュエータに準ずる。

以下の説明では、振動体及びその周辺の構造を図９に準じて図示し、本発明に係る振動型アクチュエータの全体構造の図示を省略する。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態の一例を説明する。

＜第１の実施の形態＞
図１は、本発明の実施の形態に係る振動型アクチュエータを構成する振動体１００Ａの部分的な構造と、振動体１００Ａのベース部材５００に対する固定形態を示す断面図である。

振動体１００Ａの構成要素であって、図９に示した振動体１００Ｚの構成要素と同等の構成要素については同じ符号を付して説明を行う。

振動体１００Ａは、電気−機械エネルギ変換素子として設けられた圧電素子１２０と、圧電素子１２０に駆動電圧として交流電圧を印加するためのフレキシブルプリント基板１６０と、圧電素子１２０が接合された弾性体１１０Ａとを有する。

弾性体１１０Ａは、振動部１１１、接続部１１２及び取付部１１３Ａにより構成されており、これらの各部は、ステンレス等の鉄系金属からなる基材１５１から一体的に構成されている。なお、「鉄系金属からなる」とは、鉄が主成分として働く量を含有していることを指す。

また、振動部１１１と接続部１１２は夫々、図８及び図９を参照して説明した振動体１００Ｚの弾性体１１０の対応部分と同じである。基材１５１の表面には、基材１５１の表面を窒化処理することにより、厚さ数十μｍの窒化層１５２が形成されている。

貫通穴として設けられた取付穴１４０に挿通された固定ビス５１０がベース部材５００に設けられた穴部にネジ固定（螺合）されることによって、振動体１００Ａは、ベース部材５００に固定される。なお、固定ビス５１０のベース部材５００に設けられた穴部への固定は、嵌め込みであってもよい。

ベース部材５００は、図７及び図９を参照して説明したベース部材５００と同じであり、鉄系材料やアルミニウム系材料等の導電性材料からなる。なお、「アルミニウム系材料」とは、アルミニウムが主成分として働く量を含有している材料を指す。

弾性体１１０Ａの取付部１１３Ａにおけるベース部材５００との接触面は非窒化面１５３であり、窒化層１５２が形成されておらず、基材１５１の鉄系金属の窒化されていない部分（素地）が露出している。よって、基材１５１とベース部材５００とが非窒化面１５３で直接接触するので、基材１５１とベース部材５００との間には良好な導電性が確保される。なお、本明細書において、窒化されていない部分とは、窒化層（本実施の形態では窒化層１５２）を形成するための窒化処理の対象としている部分ではない部分を指す。したがって、上記窒化処理以外の過程で、鉄系金属に実質的な性質変化をもたらさない程度に窒化されている部分を排除するものではない。

取付部１１３Ａにおけるベース部材５００との接触面に非窒化面１５３を形成するために、弾性体１１０Ａ（基材１５１）の窒化処理時に、非窒化面１５３とすべき部分をマスキング部材によってマスクして、窒化層１５２が形成されないようにする方法が利用できる。また、上述の方法以外には、弾性体１１０Ａ（基材１５１）の表面全体を窒化処理した後に、研磨により非窒化面１５３とすべき部分の窒化層１５２を除去することで基材１５１の鉄系金属の窒化されていない部分を露出させる方法がある。

弾性体１１０Ａの振動部１１１には、振動部１１１に駆動振動を励起するための圧電素子１２０が接合面で接合されている。圧電素子１２０における弾性体１１０Ａとの接合面の反対側の面であるフレキシブルプリント基板１６０との他の接合面には、駆動振動を励起するための駆動電極（不図示）が形成されている。一方、圧電素子１２０における弾性体１１０Ａとの接合面には、共通電極（不図示）が形成されている。フレキシブルプリント基板１６０の電極端子（不図示）から圧電素子１２０の駆動電極に駆動電圧として交流電圧を印加することにより、圧電素子１２０に所定の振動が発生し、振動体１００Ａに駆動振動が励起される。

弾性体１１０Ａはベース部材５００を介して電気的に接地されており、弾性体１１０Ａのベース部材５００との接触面が非窒化面１５３となっている、つまり、導電性の不安定な窒化層１５２を介さずに弾性体１１０Ａが接地されている。したがって、圧電素子１２０に安定して振動を生じさせて、振動部１１１に安定した駆動振動を励起することができ、これにより振動型アクチュエータの駆動性能を安定化させることができる。

なお、導電性が不安定であるとは、導電性が低い部分があるということである。窒化層１５２の導電性が不安定である理由の１つとして、窒化層１５２が、導電性の低いセラミックスとしての材料特性を示すことが挙げられる。

具体的には、窒化層１５２が厚くなるにしたがって窒化層１５２の導電性はより不安定になる。窒化層１５２の表層付近にＦｅ２−３ＮやＦｅ４Ｎ等を主な成分とする導電性の低い化合物層が形成される場合において、窒化層１５２の導電性は顕著に不安定になる。

また、窒化層１５２の導電性が不安定である別の理由として、窒化層１５２の表面粗さと表面硬さが大きいために、窒化層１５２とベース部材５００との接触面積が小さくなることが挙げられる。

上述の理由から、図９で示されるような、振動体１００Ｚの弾性体１１０が窒化層１５２を介して接地された構成では、静電気や摩擦に起因して弾性体１１０に発生する電荷がベース部材５００へと逃げ難くなる。これによって圧電素子１２０に印加される駆動電圧が不安定になり、振動型アクチュエータの駆動性能が不安定になってしまう。

第１の実施の形態では、上述の通り、非窒化面１５３を介して弾性体１１０Ａの基材１５１をベース部材５００と直接接触させているので、弾性体１１０Ａに発生する電荷はベース部材５００へ逃げ易くなり、これによって圧電素子１２０に駆動電圧を安定して印加することができ、したがって、振動型アクチュエータを安定して駆動させることができる。また、この構成によって、優れた耐久性を有する振動型アクチュエータを実現することができる。

＜第２の実施の形態＞
振動型アクチュエータの駆動性能をより安定化させるためには、弾性体１１０Ａと圧電素子１２０との接合性を安定させることが望ましい。これは、弾性体１１０の圧電素子１２０との接触面に窒化層１５２が形成されている場合には、窒化層１５２の組成や接合方法等によっては接合性が安定しないことがあるからである。

この問題に対処するための振動体１００Ａ、特に、弾性体１１０Ａの変形例について説明する。

図２は、図１の振動体１００Ａの第１の変形例である振動体１００Ｂの部分的な構造と、振動体１００Ｂのベース部材５００に対する固定形態を示す断面図である。振動体１００Ｂを構成する弾性体１１０Ｂは、図１の弾性体１１０Ａの第１の変形例である。

弾性体１１０Ｂにおける圧電素子１２０との接触面は、非窒化面１５３であり、基材１５１の鉄系金属の窒化されていない部分が圧電素子１２０に対して露出している。よって、基材１５１と圧電素子１２０とが非窒化面１５３を介して直接接触するので、圧電素子１２０の共通電極と弾性体１１０Ｂの基材１５１との接合性を安定させて、圧電素子１２０の駆動電圧を安定化させることができ、したがって、振動型アクチュエータを安定して駆動させることができる。

なお、弾性体１１０Ｂにおける、前述の２つの非窒化面１５３は同一平面上にある。そのため、これらの非窒化面１５３は、弾性体１１０Ｂ（基材１５１）の窒化処理時に１つの平板で非窒化面１５３とすべき部分をマスクする方法や、窒化処理後に２つの非窒化面１５３とすべき部分を同時に研磨して窒化層を除去する方法により容易に形成することができる。

弾性体１１０Ｂのように圧電素子１２０との接触面を非窒化面１５３とする場合に、圧電素子１２０との接触面をマスクする方法を採用した場合、窒化処理による弾性体１１０Ｂの変形量が大きくなり、寸法精度を確保することが難しくなる可能性がある。これは、鉄系金属からなる基材１５１の表面に窒化層１５２を形成したときの表面膨張によるものであり、寸法精度の低下は、振動型アクチュエータの駆動性能を不安定にする可能性がある。

そこで、図８に示した弾性体１１０の構造と同様に、弾性体１１０Ｂにおける移動体１８０との摩擦面に、放射方向、すなわち、振動体１００Ｂの径方向に延びる複数の溝１３１と突起１３０を周方向に形成し、溝１３１の底面を非窒化面とすることが望ましい。これにより、窒化処理による弾性体１１０Ｂの変形を抑制することができる。

この場合、突起１３０には窒化層が形成されるが、窒化処理による表面膨張は溝１３１により吸収されるため、弾性体１１０の変形が抑制される。溝１３１の底面を非窒化面とする方法としては、窒化処理時に溝１３１の底面をマスクする方法や、窒化処理後に溝１３１の底面を研磨する方法を用いることができる。また、窒化処理としてイオン窒化処理を行う場合には、溝１３１の幅寸法を狭くすること及び／又は溝１３１の深さを深くすることによって、イオンは溝１３１の底面に到達し難くなり、溝１３１の底面に非窒化面を形成することができる。

なお、底面に非窒化面が形成された溝１３１の間の突起１３０は、ここでは窒化処理による変形を抑制するために形成されたが、図８を参照して説明した弾性体１１０と同様に、突起１３０を振動変位の拡大を図る目的でも用いることができる。

＜第３の実施の形態＞
図３（ａ）は、図１の振動体１００Ａの第２の変形例である振動体１００Ｃの部分的な構造と、振動体１００Ｃのベース部材５００に対する固定形態を示す断面図である。振動体１００Ｃを構成する弾性体１１０Ｃは、図１の弾性体１１０Ａの第２の変形例である。

弾性体１１０Ｃでは、取付部１１３Ｃにおいてベース部材５００との接触面となる内径側の側面（内径面）が非窒化面１５３であり、基材１５１が露出している。よって、非窒化面１５３を介して基材１５１とベース部材５００とが直接接触するので、弾性体１１０Ｃは、図１に示した弾性体１１０Ａと同じ効果を奏する。

なお、弾性体１１０Ｃの非窒化面１５３は、弾性体１１０Ｃ（基材１５１）の窒化処理時に弾性体１１０Ｃの内径面をマスクする方法、窒化処理後に弾性体１１０Ｃの内径面を研磨して窒化層を除去する方法、又は、弾性体１１０Ｃの窒化処理後に弾性体１１０Ｃの内径面を形成する穴加工を施す方法等によって形成することができる。

図３（ｂ）は、図３（ａ）の振動体１００Ｃをベース部材５００に取り付ける別の形態を示す断面図である。

図３（ａ）では、弾性体１１０Ｃの取付部１１３Ｃの下面がベース部材５００に直接接触するように、固定ビス５１０によって振動体１００Ｃをベース部材５００に取り付けている。これに対して、図３（ｂ）では、振動体１００Ｃの取付部１１３Ｃとベース部材５００との間に、振動体１００Ｃに発生する不要振動を減衰させるための弾性部材として、ゴム部材５３０を配置している。

このような構成でも、弾性体１１０Ｃ（基材１５１）は非窒化面１５３を介して電気抵抗が小さい状態でベース部材５００と導通しているため、窒化層１５２を介さずに確実に弾性体１１０Ｃを接地することができる。

＜第４の実施の形態＞
図４（ａ）は、図１の振動体１００Ａの第３の変形例である振動体１００Ｄの部分的な構造と、振動体１００Ｄのベース部材５００に対する固定形態を示す断面図である。振動体１００Ｄを構成する弾性体１１０Ｄは、図１の弾性体１１０Ａの第３の変形例である。

弾性体１１０Ｄでは、接続部１１２Ｄ及び取付部１１３Ｄの上面、すなわち、ベース部材５００と対向する面の反対側の面が非窒化面１５３であり、基材１５１が露出している。

ここで、振動体１００Ｄをベース部材５００に固定するための固定ビス５１０は、鉄系材料やアルミ系材料等の導電性材料からなり、取付部１１３Ｄの上面と直接接触する。また、固定ビス５１０の胴部は、ベース部材５００に形成された穴部の壁面と直接接触する。

よって、弾性体１１０Ｄ（基材１５１）とベース部材５００とは、非窒化面１５３と固定ビス５１０とを介して電気抵抗の小さい状態で導通している。これにより、弾性体１１０Ｄは、図１に示した弾性体１１０Ａと同じ効果を奏する。

なお、基材１５１とベース部材５００とを導通させる観点から、弾性体１１０Ｄでは、少なくとも取付部１１３Ｄの上面が基材１５１の露出する非窒化面１５３となっていればよい。弾性体１１０Ｄの非窒化面１５３は、弾性体１１０Ｄ（基材１５１）の窒化処理時に接続部１１２Ｄ及び取付部１１３Ｄの上面をマスクする方法や、窒化処理後に接続部１１２Ｄ及び取付部１１３Ｄの上面を研磨して窒化層を除去する方法等によって形成することができる。

図４（ｂ）は、図４（ａ）の振動体１００Ｄをベース部材５００に取り付ける別の形態を示す断面図である。

図４（ａ）では、弾性体１１０Ｄの取付部１１３Ｄの下面がベース部材５００に直接接触するように、固定ビス５１０によって振動体１００Ｄをベース部材５００に取り付けている。これに対して、図４（ｂ）では、振動体１００Ｄの取付部１１３Ｄとベース部材５００との間に、振動体１００Ｄに発生する不要振動を減衰させるための弾性部材としてゴム部材５３０を配置している。

このような構造でも、弾性体１１０Ｄ（基材１５１）は非窒化面１５３と固定ビス５１０とを介して電気抵抗が小さい状態でベース部材５００と導通しているため、窒化層１５２を介さずに確実に弾性体１１０Ｄ接地することができる。

＜第５の実施の形態＞
図５は、図１の振動体１００Ａの第４の変形例である振動体１００Ｅの部分的な構造と、振動体１００Ｅのベース部材５００に対する固定形態を示す断面図である。振動体１００Ｅを構成する弾性体１１０Ｅは、図１の弾性体１１０Ａの第４の変形例である。

弾性体１１０Ａでは、固定ビス５１０を挿通させるための貫通穴である取付穴１４０を取付部１１３に設けた。これに対して、弾性体１１０Ｅの取付部１１３Ｅには、固定ビス５１０と螺合するネジ穴を形成し、このネジ穴の壁面を非窒化面１５３としている。これに伴い、ベース部材５００には、固定ビス５１０の胴部を弾性体１１０Ｅの穴部へ導くための取付穴１４１が形成されている。

よって、非窒化面１５３と固定ビス５１０とを介して電気抵抗が小さい状態で弾性体１１０Ｅ（基材１５１）とベース部材５００とが導通しているため、確実に弾性体１１０Ｅを接地することができ、これにより、弾性体１１０Ｅは、図１に示した弾性体１１０Ａと同じ効果を奏する。壁面が非窒化面１５３である穴部は、弾性体１１０Ｅの窒化処理前に穴部を形成し、窒化処理時にこの穴部の壁面をマスクする方法や、弾性体１１０Ｅ（基材１５１）の窒化処理後に穴加工を施す方法等によって形成することができる。

＜第６の実施の形態＞
図６は、図１の振動体１００Ａの第５の変形例である振動体１００Ｆの部分的な構造と、振動体１００Ｆのベース部材５００に対する固定形態を示す断面図である。振動体１００Ｆを構成する弾性体１１０Ｆは、図１の弾性体１１０Ａの第５の変形例である。

弾性体１１０Ｆの振動部１１１Ｆの外周面の一部は、非窒化面１５３であり、基材１５１の鉄系金属の窒化されていない部分が露出している。非窒化面１５３は、弾性体１１０Ｆ（基材１５１）の窒化処理時に弾性体１１０Ｆにおける外周面の一部をマスクする方法や、窒化処理後に研磨により窒化層を除去する方法等によって形成することができる。

フレキシブルプリント基板１６０Ｆは、振動体１００Ｆの圧電素子１２０の下面から、振動部１１１Ｆの外周側の下端で折り曲げられて振動部１１１Ｆの外周面へ延設され、非窒化面１５３に接合されている。なお、非窒化面１５３は、延設したフレキシブルプリント基板１６０Ｆと接続可能な位置に形成されていればよく、その位置は振動部１１１Ｆの外周面に限定されない。

フレキシブルプリント基板１６０Ｆは、圧電素子１２０の駆動電極（不図示）に駆動電圧を印加する第１の配線パターン（不図示）と、接地される第２の配線パターン（不図示）とを備え、第１の配線パターンと第２の配線パターンとは、互いに電気的に接触していない。そして、フレキシブルプリント基板１６０Ｆにおいて接地される第２の配線パターンが振動部１１１Ｆの外周面に形成された非窒化面１５３に接続されることによって、振動体１００Ｆは接地される。

フレキシブルプリント基板１６０Ｆに設けられたこの配線パターンに、圧電素子１２０を駆動する駆動電圧を供給する交流電源１７０が接続される。このとき、弾性体１１０Ｆと、フレキシブルプリント基板１６０Ｆの接地される第２の配線パターンとの接触面が非窒化面１５３となっているため、弾性体１１０Ｆを確実に接地することができる。これにより、弾性体１１０Ｆは、図１に示した弾性体１１０Ａと同じ効果を奏する。

なお、振動体１００Ｆの取付部１１３とベース部材５００との間に、振動体１００Ｆに発生する不要振動を減衰させるための弾性部材であるゴム部材（不図示）を介在させた構造としてもよい。

このような構成でも、弾性体１１０Ｆ（基材１５１）は、非窒化面１５３とフレキシブルプリント基板１６０Ｆとを介して電気抵抗が小さい状態でベース部材５００と導通しているため、窒化層を介さずに確実に弾性体１１０Ｆを接地することができる。

＜第７の実施の形態＞
図１３（ａ）は、図１の振動体１００Ａの第６の変形例である振動体１００Ｇの部分的な構造と、振動体１００Ｇのベース部材５００Ｇに対する固定形態を示す断面図である。振動体１００Ｇを構成する弾性体１１０Ｇは、図１の弾性体１１０Ａの第６の変形例である。

振動体１００Ｇは、弾性体１１０Ｇと圧電素子１２０とフレキシブルプリント基板１６０Ｇで構成されている。弾性体１１０Ｇは振動部１１１Ｇを含み、図１の接続部１１２及び取付部１１３Ａに対応する構成を含まない。

振動体１００Ｇは、フェルト等の振動絶縁部材５４０を介してベース部材５００Ｇに接している。振動体１００Ｇの回転方向は回転止部材（不図示）で固定されている。振動体１００Ｇはフレキシブルプリント基板１６０Ｇが折り曲げられている方を外周側とし、円環状に構成されている。

弾性体１１０Ｇの振動部１１１Ｇの外周面の一部には、非窒化面１５３であり、基材１５１の鉄系金属の窒化されていない部分が露出している。非窒化面１５３は、弾性体１１０Ｇ（基材１５１）の窒化処理時に弾性体１１０Ｇにおける外周面の一部をマスクする方法や、窒化処理後に研磨により窒化層を除去する方法等によって形成することができる。

フレキシブルプリント基板１６０Ｇは、振動体１００Ｇ圧電素子１２０の下面から、振動部１１１Ｇの外周側の下端で折り曲げられて振動部１１１Ｇの外周面へ延設され、非窒化面１５３に接合されている。なお、非窒化面１５３は、延設したフレキシブルプリント基板１６０Ｇと接続可能な位置に形成されていればよく、その位置は振動部１１１Ｇの外周面に限定されない。

フレキシブルプリント基板１６０Ｇは、圧電素子１２０の駆動電極（不図示）に駆動電圧を印加する第１の配線パターン（不図示）と、接地される第２の配線パターン（不図示）とを備え、第１の配線パターンと第２の配線パターンとは、互いに電気的に接触していない。そして、フレキシブルプリント基板１６０Ｇにおいて接地される第２の配線パターンが振動部１１１Ｆの外周面に形成された非窒化面１５３に接続されることによって、振動体１００Ｇは接地される。

フレキシブルプリント基板１６０Ｇに設けられたこの配線パターンに、圧電素子１２０を駆動する駆動電圧を供給する交流電源１７０が接続される。このとき、弾性体１１０Ｇと、フレキシブルプリント基板１６０Ｇの接地される第２の配線パターンとの接触面が非窒化面１５３となっているため、弾性体１１０Ｇを確実に接地することができる。これにより、弾性体１１０Ｇは、図１に示した弾性体１１０Ａと同じ効果を奏する。

なお、図１３（ｂ）に示すように、フレキシブルプリント基板１６０Ｈの接地される第２の配線パターンと非窒化面１５３を導電性ペースト５５０によって導通することで弾性体１１０Ｈを接地した構造としてもよい。

さらに、図１３（ｃ）に示すように、弾性体１１０Ｉにおける圧電素子１２０との接合面を、基材１５１の鉄系金属の窒化されていない部分が圧電素子１２０に対して露出した非窒化面１５３とし、窒化層１５２は形成されていない構造にすることが好ましい。これにより、圧電素子１２０の共通電極と弾性体１１０Ｉの基材１５１との接合性を安定させて、圧電素子１２０に印加される駆動電圧を安定化させることができる。

＜第8の実施の形態＞
第８の実施の形態では、上述した本発明の実施の形態に係る振動型アクチュエータを備える装置の一例としての画像形成装置の構成について、図１０乃至図１２を参照して説明する。

図１０は、振動型アクチュエータを搭載したカラー画像形成装置２００の内部構成を示す断面側面図である。カラー画像形成装置２００は、４つの画像形成手段Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄを備えるが、画像形成手段の数は４つに限定されるものではない。

画像形成手段Ｐａ〜Ｐｄはそれぞれ、実質的に同一の構成を有しており、回転駆動される像担持体である感光体ドラム２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃ，２０１ｄを有する。感光体ドラム２０１ａ〜２０１ｄのそれぞれの周辺には、感光体ドラム２０１ａ〜２０１ｄをそれぞれ一様に帯電させる帯電器２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃ，２０２ｄが設けられている。

また、感光体ドラム２０１ａ〜２０１ｄのそれぞれの周辺には、感光体ドラム２０１ａ〜２０１ｄのそれぞれのドラム表面に形成された静電潜像を現像する現像器２０３ａ，２０３ｂ，２０３ｃ，２０３ｄ、現像された顕画像を転写材２３０へ転写する転写用の帯電器２０４ａ，２０４ｂ，２０４ｃ，２０４ｄ、感光体ドラム２０１ａ〜２０１ｄ上に残存するトナーを除去するクリーニング器２０５ａ，２０５ｂ，２０５ｃ，２０５ｄが感光体ドラム２０１ａ〜２０１ｄの回転方向に順次配設されている。更に、感光体ドラム２０１ａ〜２０１ｄのそれぞれの上方には、露光装置２０６ａ，２０６ｂ，２０６ｃ，２０６ｄが配置されている。

搬送手段は、搬送ベルト２２５、駆動ローラ２２３、及び給装手段２１０から成り、画像形成手段Ｐａ〜Ｐｄへ転写材２３０を順次搬送する。搬送ベルト２２５は、駆動ローラ２２３によって図１０に示す矢印Ａ方向に駆動され、給送手段２１０を通じて送給される転写材２３０を担持する。

本発明の実施の形態に係る振動型アクチュエータは、感光体ドラム２０１ａ〜２０１ｄを回転させるための駆動モータとして用いられる。また、本発明の実施の形態に係る振動型アクチュエータは、搬送ベルト２２５を駆動するための駆動ローラ２２３を回転させるための駆動モータとしても用いられる。

図１１は、感光体ドラム駆動用モータとして、図１０のカラー画像形成装置に本発明の実施の形態に係る振動型アクチュエータを搭載するときの概略構成を示す斜視図である。

図１１において、感光体ドラム１５（感光体ドラム２０１ａ〜２０１ｄに対応する）の駆動軸１４に、振動型アクチュエータ１０をダイレクトに接続することができる。したがって、従来のようにギア等の減速手段を用いる必要がなく、色ずれを低減させて、印刷品位を向上させることができる。

図１２は、搬送ベルト駆動用モータとして、図１０のカラー画像形成装置に本発明の実施の形態に係る振動型アクチュエータを搭載するときの概略構成を示す斜視図である。

図１２において、駆動ローラ１７（駆動ローラ２２３に対応する）の駆動軸１４に振動型アクチュエータ１０をダイレクトに接続することができる。これにより、振動型アクチュエータが搬送ベルト１６の駆動用モータとして搭載される場合においても、感光体ドラムと同じように印刷品位を向上させることが可能となっている。

＜その他の実施の形態＞
以上、本発明をその好適な実施の形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。さらに、上述した各実施の形態は本発明の一実施の形態を示すものにすぎず、各実施の形態を適宜組み合わせることも可能である。

例えば、上述した弾性体１１０Ｂと同様に、弾性体１１０Ｃ〜１１０Ｇのそれぞれの弾性体１１０Ｃ〜１１０Ｇにおける圧電素子１２０との接触面を非窒化面とし、また、被駆動体である移動体１８０との摩擦面に複数の溝１３１と突起１３０を形成し、溝１３１の底面を非窒化面とすることができる。

１００Ａ〜１００Ｉ 振動体
１１０Ａ〜１００Ｉ 弾性体
１１１，１１１Ｂ，１１１Ｆ，１１１Ｇ〜Ｉ 振動部
１１２，１１２Ｄ 接続部
１１３，１１３Ａ〜１１３Ｅ 取付部
１２０ 圧電素子
１３０ 突起
１３１ 溝
１５１ 基材
１５２ 窒化層
１５３ 非窒化面
１６０，１６０Ｆ，１６０Ｇ〜１６０Ｉ フレキシブルプリント基板
１８０ 移動体
５００，５００Ｇ〜５００Ｉ ベース部材
５１０ 固定ビス
５３０ ゴム部材
５４０ 振動絶縁部材
５５０ 導電性ペースト

Claims (12)

1. 鉄系金属を有する弾性体と、前記弾性体に接合された電気−機械エネルギ変換素子と、を有する振動体と、
   前記振動体と摩擦接触し、前記振動体に対して相対的に移動する被駆動体と、
   を備える振動型アクチュエータであって、
   前記弾性体は、前記被駆動体と接触する窒化層を有し、
   前記弾性体は窒化層を介さずに電気的に接地されていることを特徴とする振動型アクチュエータ。
2. 前記被駆動体は、前記電気−機械エネルギ変換素子に交流電圧が印加されることにより前記振動体に励起される振動によって、前記振動体に対して相対的に移動することを特徴とする請求項１記載の振動型アクチュエータ。
3. 電気的に接地されたベース部材を有し、
   前記弾性体は、前記ベース部材を介して電気的に接地されていることを特徴とする請求項１又は２記載の振動型アクチュエータ。
4. 前記弾性体は、前記鉄系金属の窒化されていない部分が露出している第１の部分を有し、前記第１の部分は前記ベース部材と接触し、前記第１の部分は前記ベース部材を介して電気的に接地されていることを特徴とする請求項３記載の振動型アクチュエータ。
5. 前記弾性体を前記ベース部材に固定するように構成された、導電性材料を有する固定ビスを備え、
   前記弾性体は、前記鉄系金属の窒化されていない部分が露出している第２の部分を有し、
   前記第２の部分は前記固定ビスと接触し、
   前記固定ビスは前記ベース部材に固定されており、
   前記弾性体は前記固定ビスと前記ベース部材とを介して電気的に接地されていることを特徴とする請求項３又は４記載の振動型アクチュエータ。
6. 前記弾性体における前記電気−機械エネルギ変換素子との接触面において、前記鉄系金属の窒化されていない部分は露出していることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータ。
7. 前記弾性体は、前記被駆動体と接触する複数の突起を有し、前記複数の突起の間の溝の底面では前記鉄系金属の窒化されていない部分が露出していることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータ。
8. 前記電気−機械エネルギ変換素子に接合され、前記電気−機械エネルギ変換素子に駆動電圧を印加するための第１の配線と接地用の第２の配線とを有するフレキシブルプリント基板を備え、
   前記弾性体は、前記鉄系金属の窒化されていない部分が露出している第３の部分を有し、前記第２の配線が前記第３の部分と電気的に接続されていることを特徴する請求項１乃至７のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータ。
9. 前記弾性体と前記ベース部材の間に配置された弾性部材を備えることを特徴とする請求項３乃至８のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータ。
10. 前記窒化層の表層付近に化合物層が形成されていることを特徴する請求項１乃至９のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータ。
11. 像担持体と、
    前記像担持体に対向して設けられた搬送ベルトと、
    前記像担持体を回転駆動する請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータと、
    を備えることを特徴とする画像形成装置。
12. 像担持体と、
    前記像担持体に対向して設けられた搬送ベルトと、
    前記搬送ベルトを駆動する請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータと、
    を備えることを特徴する画像形成装置。