JPH04133907A - 静電フィルムアクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、静電フィルムアクチュエータに関するもので
あり、詳しくは、電子写真式複写機、ワードプロセッサ
ー、ファクシミリ等における用紙搬送機構として好適に
利用し得る静電フィルムアクチュエータに関するもので
ある。

〔従来の技術〕

電子写真式複写機、ワードプロセッサー、ファクシミリ
等における用紙搬送機構には、様々な形式があるが、そ
の代表的なものは、第４図に示すように、歯車、チェー
ン、タイミングベルト等の減速・伝達機構（１３）を介
し、ＤＣサーボモータ、ステッピングモータ等の駆動機
構（１２）により駆動されるように構成されたゴム製無
端ベルト（１１）より成る。

〔発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記のような構造の用紙搬送機構は、無
端ベルトの駆動装置としてＤＣサーボモータ、ステッピ
ングモータ等を使用しているため、小型化には限界かあ
る。また、無端ベルトの駆動は７、チェーン、タイミン
グベルト等の減速・伝達機構を介して行われるため、摩
耗等により機械自体の寿命が短（なるという問題がある
。更には、動力の減速・伝達機構やモータを必要として
いるため、一方向に駆動する機構は、比較的容易に設計
可能であるが、一方向以」−の多自由度で駆動する機構
は、その設計が困難である。

本発明は、上記実情に鑑みなされたものであり、小型化
が充分に可能であり、機械寿命が長く且つ二方向以上の
多自由度で駆動可能な静電フィルムアクチュエータの提
供を目的としたものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の上記の目的は、絶縁性支持体に帯状電極を一定
間隔で並べた固定子と絶縁性フィルムに抵抗体を設けて
なる移動子から成り、当該移動子と当該固定子とが接す
るように構成されて成る静電フィルムアクチュエータに
おいて、当該移動子を無端ベルト状に構成し、且つ、ロ
ール状支持体により少なくとも二方向以上に移動可能に
構成したことを特徴とする静電フィルムアクチュエータ
により容易に達成できる。

以下、本発明を添付図面に従って詳細に説明する。

先ず、一般的な静電フィルムアクチュエータについて説
明する。

静電フィルムアクチュエータは、絶縁性支持体に帯状電
極を一定間隔で並べた固定子と絶縁性フィルムに抵抗体
を設けてなる移動子から成り、当該移動子と当該固定子
とが接するように構成されている。そして、静電気の作
用により、移動子を瞬間的に浮上させて摩擦を防止しな
がら移動子を移動させるものである（平成元年度電気学
会全国大会講演予稿集６−１９１、日経メカニカル１９
８９、　５．２９．　１１２〜１１３ページ等）。

上記の静電フィルムアクチュエータは、電極やギャップ
の寸法が小さくなるにつれて力密度を大きくでき、また
、小型化しやすいという特徴を有する。

第３図（ａ）〜（ｄ）は、上記の静電フィルムアクチュ
エータの作動原理の説明図であり、ここで、（１）は絶
縁性支持体、（２）は帯状電極、（３）は固定子、（４
）は絶縁性フィルム、（５）は抵抗体、（６）は移動子
、（７）〜（９）は電線を表す。

先ず、第３図（ａ）に示すように、電線（７）に正、電
線（８）に負の電圧を加える。これにより、電線（７）
に接続した電極に存する電荷■と電線（８）に接続した
電極に存する電荷■の電位差により、抵抗体（５）に電
流が流れ、移動子（６）の絶縁性フィルム（４）と抵抗
体（５）の境界に帯状電荷■、■が誘起され、平衡状体
となる。

上記の帯状電荷は、第３図（ｂ）の点線で示した鏡像電
荷で置き換えることができる。そして、電荷■、■の極
性は、それぞれ、電極■、■の極性と異なるので、第３
図（ｂ）の状態では固定子（３）と移動子（６）とは吸
引し合う。

次に、第３図（Ｃ）に示すように、電線（７）に負、電
線（８）に正、電線（９）に負の電圧を加える。

これにより、電極内の電荷は瞬間に移動するが、抵抗体
（５）に誘起された鏡像電荷は、抵抗値が高いため、直
ぐには移動できない。その結果、固定子（３）と移動子
（６）とは反発し合い、移動子（６）が移動する瞬間だ
け浮上し、固定子（３）と移動子（６）の摩擦が小さく
なる。一方、電線（９）に負の電圧を加えた結果、電荷
■と帯状電荷■との間の力によって移動子（６）は電極
１ピッチ分程移動する。

第３図（ｄ）は、上記の駆動力により、電極１ピッチ分
右方向に移動した結果を示している。

上記の操作を繰り返すことにより、移動子（６）が連続
的に右方向に移動する。左方向に移動させる場合は、第
３図（Ｃ）における電線（９）に正の電圧を加えればよ
い。

次に、本発明の静電フィルムアクチュエータについて説
明する。

本発明の静電フィルムアクチュエータは、以上説明した
一般的な静電フィルムアクチュエータにおいて、移動子
を無端ベルト状に構成し、且つ、ロール状支持体により
少なくとも二方向以上に移動可能に構成したことを特徴
とする。

第１図は、本発明の実施態様を示す説明図であり、Ｘ、
　Ｙ軸方向に駆動できる構造の静電フィルムアクチュエ
ータの説明図である。そして、第１図（ａ）は、説明の
便宜上、固定子および電線を省略し、移動子（６）のみ
を模式的に示したものであり、第１図（ｂ）は、第１図
（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面説明図であり、固定子（
３）および電線（７）〜（９）を含めて示したものであ
る。なお、第１図（ｂ）において、固定子（３）は、図
示を省略した適宜の支持体によって支持されている。

第１図に示した静電フィルムアクチュエータにおいては
、移動子（６）は、無端ベルト状になされ、そして、４
つのコーナーにロール状支持体（１０）を配置して、無
端ベルト状の移動子（６）がＸ、　Ｙ軸方向に駆動でき
る構造になされている。

すなわち、第１図（ａ）に示すように、上方の左右２つ
のロール状支持体（１０）は、ハの字型を形成する方向
に配置され、下方の左右２つのロール状支持体（１０）
は、逆ハの字型を形成する方向に配置され、無端ベルト
状の移動子（６）は、ロール状支持体（１０）を配置し
た各コーナーにて表裏を反転させて捻られ、その結果、
移動子（６）のベルト状通路が全体に亙って形成される
ようにしである。そして、当該ベルト状通路の表面に搬
送物を載置してＸ、　Ｙ軸方向に移動するように構成さ
れている。

絶縁性支持体上（１）に帯状電極（２）を並べた固体子
（３）は、無端ベルト状移動子（６）に対応して適宜配
置され、力密度向上の為には固定子（３）の面積が大き
い方が望ましい。

無端ベルト状の移動子（６）を支えるロール状支持体（
１０）は、無端ベルト状の移動子（６）の方向転換のた
めに用いられる。ロール状支持体（１０）としては、金
属製、樹脂製などのものが用いられ、外径０．５ｍｍ以
上のものが望ましい。

また、ロール状支持体（１０）と無端ベルト状の移動子
（６）とが互いに吸着しないように、ロール状支持体（
１０）は、その表面粗度（Ｒｍａｘ）が１μｍ以上のも
のが望ましい。

なお、第１図（ａ）に示した無端ベルト状の移動子（６
）は、全体に亙ってベルト状通路が形成されるように捻
られているが、移動子（６）を捻らず、各ロール状支持
体（１０）を垂直方向に配置することもできる。この場
合は、紙などの搬送物は、無端ベルト状の移動子（６）
の４辺に跨がって載置される。

」１記のように構成された本発明の静電フィルムアクチ
ュエータは、前述の原理に基づいて、正転・逆転が可能
であり、移動速度は、電圧を加える周期により調整する
ことができる。また、力密度は、電極やギャップの寸法
を小さ（すればするほど大きくすることができる。

第２図は、本発明の他の実施態様を示す説明図であり、
ｘ、　ｙ、　　ｚ軸方向の多軸方向に駆動できる構造の
静電フィルムアクチュエータの説明図である。そして、
第２図は、第１図（ａ）と同様に、説明の便宜上、固定
子および電線を省略し、移動子（６）のみを模式的に示
したものであ。

すなわち、第２図に示した静電フィルムアクチュエータ
は、４つのコーナーにロール状支持体（１０）を配置し
てＸ、　Ｙ軸方向に移動可能になされた前記の例におい
て、更に、他の２つのコーナーにロール状支持体（１０
）を配置して当該２つのロール状支持体（１０）により
、無端ベルト状の移動子（６）をｚ軸方向に屈曲したも
のである。

上記の静電フィルムアクチュエータにおいても、搬送物
は移動子（６）のベルト状通路に載置されて移動される
が、ｚ軸方向が鋭角であり（例えば垂直方向）、当該方
向への移動に際して搬送物が移動子（６）から則れて落
下するような場合には、移動子（６）には、搬送物を固
定するための吸弓手段（図示せず）などが適宜設けられ
る。

本発明の静電フィルムアクチュエータにおいては、移動
子を無端ベルト状に構成し且つロール状支持体により少
なくとも二方向以上に移動可能に構成する点を除き、従
来の静電フィルムアクチュエータと同様に構成される。

従って、絶縁性支持体（１）は、具体的には、エポキシ
樹脂フィルム、ポリイミドフィルム、ポリエステルフィ
ルム等にて構成することができ、絶縁性フィルム（４）
は、具体的には、ポリプロピレンフィルム、ポリ塩化ビ
ニリデンフィルム、ポリスチレンフィルム、ポリアミド
フィルム、ポリイミドフィルム、ポリ塩化ビニルフィル
ム、ポリエステルフィルム、ポリフタジエンフィルム、
ポリエチレンフィルム、ポリビニルアルコール系フィル
ム等のプラスチックフィルム又はこれらフィルムの複合
フィルム等にて構成することができる。絶縁性フィルム
（４）としては、密度、曲げ弾性率、耐皺性等の点から
ポリエチレンテレフタレートフィルムが好ましい。

固定子（３）は、絶縁性支持体（１）に帯状電極（２）
を一定間隔で並べたものであり、電極は、絶縁性支持体
の表面に並べても、絶縁性支持体（１）中に埋設しても
よい。そして、帯状電極（２）の間隔は、特に限定され
るものではないが、通常、０．１〜２ｍｍであり、フィ
ルムアクチュエータの発生力、駆動電圧等の駆動性能を
向上させるためには電極間隔の微細化が望ましい。

移動子（６）は、絶縁性フィルム（４）の少なくとも一
方の面に抵抗体層（５）を設けたものである。そして、
絶縁性フィルム（４）の厚さは、通常１０〜２００μｍ
であり、好ましくは、絶縁性支持体（１）に並べた帯状
電極（２）の間隔をＰとし、帯状電極表面と絶縁性フィ
ルムと抵抗体層との境界面との距離をＧととした場合、
０．１５＜ｇ／Ｐ＜０．４の関係を満足する範囲とされ
る。

そして、抵抗体層は、表面固有抵抗が１０１２〜１０１
５Ω／口にする必要があり、例えば、帯電防止効果の弱
い帯電防止剤のスプレー塗布等の方法により、絶縁性フ
ィルム（４）の少なくとも一方の面に設けられる。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例により更に詳しく説明するが、本
発明はその要旨を越えない限り、以下の実施例に限定さ
れるものでない。

第１図に示すような、Ｘ、　Ｙ軸方向に駆動できる静電
フィルムアクチュエータを作製した。仕様は下記の通り
である。

（１）無端ベルト状の移動子 厚さ１００μｍ１幅１００ｍｍのシームレスポリエチレ
ンテレフタレートフィルムの片方の面に帯電防止効果の
弱い帯電防止剤をスプレー塗布して抵抗体層を形成した
。この抵抗体層の表面抵抗は、２Ｘ１０”Ω／口であっ
た（測定器Ｈｉｇｈ　Ｒｅ５ｉｓｔａｎｃｅ　Ｍｅｔｅ
ｒ４３２９　Ａ、　ＹＨＰ社製、測定条件２３℃、５０
％） （２）固定子 エポキシ樹脂の表面に電極幅が０．２ｍｍ、電極ピッチ
が０．４ｍｍとなるように銅エツチングを施して帯状電
極を作製して固定子とした。この帯状電極は３層形成と
した。無端ベルト状の移動子と対向する固定子の電極部
分は、１０１００Ｘ１００とし、移動子の裏面に４ケ所
（各々の辺）配置した。

（３）ロール状支持体 外径１０ｍｍのアルミニウム製丸棒を４本用いた。

なお、丸棒は表面粗度がＲｍ、、＝５０μｍとなるよう
にエツチング加工して用いた。

上記の仕様で作成され静電フィルムアクチエエータにつ
いて、各々の帯状電極に正または負の８００ｖの電圧を
加え、第３図（ａ）〜（ｄ）に示す要領で駆動させたと
ころ、無端ベルト状の移動子が回転することが確認され
た。

〔発明の効果〕

以上説明した本発明によれば、小型化が充分に可能であ
り、機械寿命が長く且つ二方向以上の多自由度で駆動可
能な静電フィルムアクチュエータが提供されるが、本発
明の静電フィルムアクチュエータは、特に、電子写真式
複写機、ワードプロセッサー、ファクシミリ等における
用紙搬送機構として好適に利用し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は、本発明の実施態様を示す説明図であり
、Ｘ、　Ｙ軸方向に駆動できる構造の静電フィルムアク
チュエータの説明図、第１図（ｂ）は、第１図（ａ）の
Ａ−Ａ線に沿った断面説明図である。 第２図は、本発明の他の実施態様を示す説明図であり、
ｘ、　　ｙ、　　ｚ軸方向の多軸方向に、駆動できる構
造の静電フィルムアクチュエータの説明図である。 第３図は、静電フィルムアクチュエータの作動原理の説
明図である。 第４図は、電子写真式複写機、ワードプロセッサー、フ
ァクシミリ等における従来の用紙搬送機構の説明図であ
る。 図中、（１）は絶縁性支持体、（２）帯状電極、（３）
は固定子。（４）は絶縁性フィルム、（５）は抵抗体層
、（６）は移動子、（７）〜（９）は電極、（Ｉ　Ｏ）
はロール状支持体を表す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）絶縁性支持体に帯状電極を一定間隔で並べた固定
   子と絶縁性フィルムに抵抗体を設けてなる移動子から成
   り、当該移動子と当該固定子とが接するように構成され
   て成る静電フィルムアクチュエータにおいて、当該移動
   子を無端ベルト状に構成し、且つ、ロール状支持体によ
   り少なくとも二方向以上に移動可能に構成したことを特
   徴とする静電フィルムアクチュエータ。