JP2705820B2 - 振動波モータ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、計算機、複写機、プリンター、ファクシミ
リ、ワードプロセッサー、タイプライター等に装備され
るシート送り装置等に用いられる振動波モータ装置に関
するものである。

［従来の技術］ 従来、進行性振動波を利用したシート送り装置として
は、例えば特開昭59−177243号がある。このシート送り
装置は、適度な押圧力で接する１組の弾性材料からなる
振動体間にシートを挾持し、該各振動体に進行性振動波
を発生させることにより挾持したシートを移送するよう
にしたものである。両振動体には、２群の圧電素子等の
電気−機械エネルギー変換素子が接着又は圧接され、各
群間にはλ/4の奇数倍のづれがあるように圧電素子が配
置され、また各群内では圧電素子がλ/2のピッチで且交
互に逆の伸縮極性となるように配列されている。そし
て、両振動体の各一方の圧電素子群に両振動体の固有振
動数近傍の周波数（実際には一方の振動体の固有振動
数）の交流電界を印加すると供に、両振動体の各他方の
圧電素子群にはπ/2位相器を通してπ/2だけ位相のづれ
た交流電界を印加することにより、各振動体にシートの
移送面に対して対称に進行性振動波を発生させる。すな
わち、振動体に進行性振動波が発生すると、圧電素子が
設けられる面と反対側の面の各点が一種の楕円運動を行
ない、両振動体の対向する面の各点がシート移送面に対
し対称に楕円運動することにより、シートを移送するよ
うになっている。そして、例えば振動体に形成される進
行性振動波の振幅を変化させることにより、シートと振
動体間の摩擦力によって移送力を与えられて移送される
シートの移送速度を変化させるようにしている。

第３図はこのような進行性振動波によるシート移送力
の発生原理を説明する概略図で、振動体１及び５により
シート９を適度な押圧力で挾持し、振動体１及び５には
図に示すように進行性振動波が形成されている。この
時、両振動体１、５の表面のある質点に注目すると、質
点は一般には楕円軌道を描く運動をする。そして、振動
体１について言えば、進行性振動波が図中で示す右方
向に進む場合、表面の質点は時計回りの楕円軌跡を描く
ことになる。ここで、振動体１及び５に形成される進行
性振動波の位相差は空間的に180゜になるように構成さ
れているので、各振動体の進行性振動波はシート側に凸
の部分が常に対向するように進行する。凸部の質点の移
動方向は振動体１及び５いずれも振動の進行方向逆方向
であるので、この場合は矢印←方向にシート移送力が発
生する。一方、凹部においては、進行方向と同方向にシ
ート移送力が働くが凸部に比較して圧力が小さいので、
シートと振動体の摩擦力は小さく、シート移送力も小さ
くなるので、シート移送力の総和としては、進行性振動
波の進行方向とは逆方向に働くことになる。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、このような進行性振動波の形成される振動
体間にシートを挟持し、該シートを移送させるシート送
り装置に適した振動波モータ装置において、シートの移
送量が変化することがあった。これは、シートの厚みム
ラや環境の変化等の影響でシートを挟持する振動体の固
有振動数が変化していたにもかかわらず、同位相の交流
電圧で両振動体に進行性振動波を発生させるように作動
していたことに起因していた。

本発明の目的は、このような従来の問題点を解決し、
シート等の接触体を挟持する双方の振動体に形成される
進行性振動波の位置的位相を常に特定位相差（例えば零
度）に保持して安定にシート等の接触体を移送すること
ができるシート送り装置等に適した振動波モータ装置を
提供するものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明の目的を実現する構成は、電気−機械エネルギ
ー変換素子が配される各振動体間に接触体を挟持し、該
各振動体の電気−機械エネルギー変換素子に夫々周波信
号を印加して、各振動体に進行性振動波を形成する振動
波モータ装置において、前記各振動体に形成された各進
行性振動波間の位置的位相差を検知する位相差検出部
と、該検出部にて検出される位相差が前記接触体の両面
に対して各振動体に形成される進行性振動波のピーク位
置が一致する位置となるように前記各電気−機械エネル
ギー変換素子に印加される周波信号の時間的位相差を制
御する制御部を設けたものである。

また、前記振動体は直線部と円弧部とを有する円環形
状に形成したものとすることができる。

［作 用］ 上記の如く構成した振動波モータ装置は、例えば接触
体をシートとするシート送り装置として用いた場合、シ
ート移送中に双方の振動体に形成される進行性振動波の
位相がづれても、その位相づれを位相差検出部が検出
し、制御部にて双方の振動体に形成される進行性振動波
の位相差を零とするように、双方の振動体に印加する交
流電圧間の時間的位相差を制御する。

［実施例］ 以下本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明
する。

実施例１ 第１図は本発明によるシート送り装置の実施例１を示
すブロック図である。

１及び５は長円形状に形成された厚みのある第１振動
体及び第２振動体で、適度な圧力にてシート９を挾持し
ており、対向面と反対の面には、位置的にλ/4（λは波
長）及び時間的に90゜の位相がずれた２つの定在波を形
成し、その合成によって進行性振動波を形成するための
分極処理された２群の圧電素子区画3,4及び7,8が夫々設
けられ、第１振動体１及び第２振動体５は電気的にはグ
ランド電位にしてある。また、第１振動体１及び第２振
動体５には夫々の振動体に形成される進行性振動波の振
動状態を検出するための振動検出用圧電素子2,6が設け
られている。

10は第１振動体１と第２振動体５上に夫々形成された
進行性振動波の同じ空間的位置での時間的な位相差を振
動検出用圧電素子2,6の出力信号の位相差として検出す
るための位相差検出器、11は位相差検出器10の出力信号
を増幅及び積分するためのローパスフィルタ（L.P.
F）、12はローパスフィルタ11の出力信号に応じ、後記
する発振器13の出力信号の位相に対して位相のずれた信
号を出力するための電圧制御型移相器、13は振動体１及
び５に夫々進行性振動波を形成するために、圧電素子区
画3,4及び7,8に印加する交流電圧の基準信号を発生する
ための発振器、14は発振器13の基準信号を基にして、不
図示のシート移相方向設定手段からの移相方向切換信号
に応じ、＋90゜か−90゜ずらした信号を作るための第１
の90゜移相器、15は電圧制御型移相器12の出力信号を基
にして、シート移送方向切換信号に応じ、＋90゜か−90
゜ずらした信号を作るための第２の90゜移相器、16及び
17は夫々発振器13と第１の90゜移相器14の出力信号、及
び電圧制御型移相器12と第２の90゜移相器15の出力信号
を適当な増幅率で増幅して圧電素子区画3,4及び7,8に印
加するパワーアンプである。

このように構成した本実施例のシート送り装置におい
て、シートの移送中に例えば第１振動体１上に形成され
る進行性振動波のある空間的位置における時間的位相
が、第２振動体５上に形成された進行性振動波の該空間
的位置に対向する位置における時間的位相（ここで、該
２つの時間的位相間の位相差がゼロの時、第1,第２振動
体1,5上に形成された進行性振動波の夫々の山と山とが
相対向するものとする）に対して遅れたとすると、第１
振動体１の振動状態を検出する振動検出用圧電素子２の
出力信号の位相が、第２振動体５の振動状態を検出する
振動状態検出用圧電素子６の出力信号の位相に対して遅
れ、位相検出器10の出力信号は負の値となり、ローパス
フィルタ11の出力信号は減少して行く。したがって、電
圧制御型移相器12の移相制御信号が負となるために、電
圧制御型移相器12の出力信号の位相が遅れて行き、第２
振動体５の圧電素子区画7,8に印加される交流電圧の位
相が遅れ、第２振動体５上に形成される進行性振動波の
時間的位相が遅れて行き、第１振動体１上に形成された
進行性振動波と第２振動体５上に形成された進行性振動
波の山と山とが相対向するように動作することとなる。

実施例２ 第２図は本発明によるシート送り装置の実施例２のブ
ロック図を示している。なお、本実施例において上記し
た実施例１と同一のものには同じ符合を付してその説明
を省略する。

第２図において、18,19は抵抗20,21の両端の電圧の差
を増幅することによって、第１振動体１の駆動用の圧電
素子区画４、第２振動体５の駆動用の圧電素子区画８に
流入する電流を検出するための差動増幅器で、上記した
実施例１では位相差検出器10に振動検出用圧電素子2,6
からの信号を出力しているが、本実施例では差動増幅器
18,19の出力信号を位相差検出器10に入力するようにし
ている。

すなわち、上記した実施例１では振動体1,5に振動検
出用の圧電素子2,6を設けて夫々の振動体の振動状態を
検出し、この２つの検出信号位相を一定に保つように制
御したが、本実施例は各振動体の駆動用の圧電素子区画
に交流電圧を印加した時に流入する電流を差動増幅器1
8,19で検出し、駆動用の圧電素子区画に流入する電流の
位相を０度に保つように、駆動用圧電素子区画に印加す
る交流電圧間の位相差を制御するようにしたものであ
る。

なお、上記した実施例では、振動体に挟持される対象
としてシートを示しているが、これに限定されるもので
はなく、接触体であれば良い。また、接触体を固定とし
て一対の振動体を移動させるようにしてもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、接触体を挟持
する一対の振動体に形成される進行性振動波間の位相
が、環境の変化等の影響により一対の振動体の固有振動
数が個々に変化する等の影響でずれた場合でも、双方の
振動体に形成される進行性振動波間の空間的位相を適正
値に保持でき、適正な駆動制御を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるシート送り装置の実施例１のブロ
ック図、第２図は実施例２のブロック図、第３図はシー
ト送り装置の動作原理を説明するための図である。 １、5:振動体 ２、6:振動検出用圧電素子 ３、４、７、8:圧電素子区画 4a,4b,4′a,4′b:圧電素子区画 9:シート 10:位相差検出器 11:ローパスフィルタ 12:電圧制御型移相器 13:発振器 14、15:90゜移送器 16、17:パワーアンプ 18、19:差動増幅器 20、21:抵抗。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柳 栄一 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−177243（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−285834（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電気−機械エネルギー変換素子が配される
   各振動体間に接触体を挟持し、該各振動体の電気−機械
   エネルギー変換素子に夫々周波信号を印加して、各振動
   体に進行性振動波を形成する振動波モータ装置におい
   て、 前記各振動体に形成された各進行性振動波間の位置的位
   相差を検知する位相差検出部と、該検出部にて検出され
   る位相差が前記接触体の両面に対して各振動体に形成さ
   れる進行性振動波のピーク位置が一致する位置となるよ
   うに前記各電気−機械エネルギー変換素子に印加される
   周波信号の時間的位相差を制御する制御部を設けたこと
   を特徴とする振動波モータ装置。
2. 【請求項２】前記振動体は直線部と円弧部とを有する円
   環形状に形成されていることを特徴とする請求項１に記
   載の振動波モータ装置。