JPH0688680B2 - 記録媒体搬送装置及びこの装置に用いられる圧電素子付枠体 - Google Patents

記録媒体搬送装置及びこの装置に用いられる圧電素子付枠体

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JPH0688680B2
JPH0688680B2 JP1068893A JP6889389A JPH0688680B2 JP H0688680 B2 JPH0688680 B2 JP H0688680B2 JP 1068893 A JP1068893 A JP 1068893A JP 6889389 A JP6889389 A JP 6889389A JP H0688680 B2 JPH0688680 B2 JP H0688680B2
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    • H02N2/02Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing linear motion, e.g. actuators; Linear positioners ; Linear motors
    • H02N2/026Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing linear motion, e.g. actuators; Linear positioners ; Linear motors by pressing one or more vibrators against the driven body

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、記録紙、磁気テープ等シート状の記録媒体を
搬送する記録媒体搬送装置に関し、特に振動体によって
記録媒体を搬送する装置の改良に関する。
(従来の技術) 従来のこの種の装置は特願昭62−331766の明細書及び図
面に記載されているように、その振動体には2つの圧電
セラミック部材又はバイモルフ部材が相互に固着されて
L字形をなすもの、バイモルフ部材そのもので作成さ
れ、あるいは圧電セラミック部材で駆動される弾性部材
で作成された帯状のものが用いられている。
(発明が解決しようとする課題) 前者のL字形の振動体は剛性が弱く、後者の帯状の振動
体は振幅が小さいという欠点がある。このためいずれの
振動体も十分な搬送力を得るには大型にする必要があ
り、これらの振動体が用いられた装置は大型になるとい
う欠点がある。尚、後者の帯状の振動体は共振周波数で
振動させるならば振幅が大きくなり、十分な搬送力が得
られ、小型化を図ることができるのであるが、これでは
搬送速度を制御することが困難となる。
本発明はこのような欠点を解決するためになされたもの
であり、その目的は小型であって十分な搬送力を有し記
録媒体の搬送速度制御が容易な記録媒体搬送装置及びこ
の装置に用いられる振動体(振動素子)を提供すること
である。
[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明の記録媒体装置は、 搬送路近傍に設けられ周面の所定位置に突出部が設けら
れた枠体とこの枠体に付設された複数の圧電素子とから
成る圧電素子付枠体と、 前記突出部が前記記録媒体の搬送方向の速度成分を有す
る振動を行うように電力を供給して前記圧電素子を駆動
する駆動回路と、 前記突出部が前記搬送方向の速度成分を有してい運動状
態にあるときに前記突出部とにより前記記録媒体を挟持
して、前記突出部と前記記録媒体との間に摩擦力を発生
させる摩擦力発生手段とを具備する構成となっている。
また本発明の圧電素子付枠体は、周面の所定位置に突出
部が設けられた枠体とこの枠体に付設された複数の圧電
素子とから成る。
(作用) 本発明の記録媒体搬送装置において駆動回路は圧電素子
を駆動すると、枠体は否み、その突出部は記録媒体の搬
送方向の速度成分を有する振動を行なう。摩擦力発生手
段はこの突出部を記録媒体に接触させて両者間に摩擦力
を発生させる。このため記録媒体は、上記突出部が搬送
方向の速度成分を有している間その方向に搬送される。
本発明の圧電素子付枠体は、その圧電素子に電力を供給
されると枠体が歪むようになっている。
(実施例) 第1図は本発明の記録媒体搬送装置の一実施例を示す図
である。本実施例は記録紙を搬送する記録紙搬送装置で
ある。図中1は記録紙(記録媒体)2が載置される天板
である。天板1はその対向する2つの周縁部に側板3A,3
Bが取付付けられ支持されている。側板3A,3Bの下部には
天板1と対向するように基台4が取付けられている。基
台4には枠体固定台5が載置されて取付けられている。
枠体固定台5の上面は天板1の上面と平行となってい
る。基台4の上面とこれに接する枠体固定台5の下面は
天板1の上面に対し傾斜している。すなわち基台4と枠
体固定台5は夫々テーパが形成されている。枠体固定台
5は基台4に対する位置によってその上面と天板1の上
面との間の距離が決定される。基台4の背面には調節用
ねじが設けられており、このねじが操作されると基台4
の上面を枠体固定台5が摺動するようになっている。6
は補強部材であり、天板1と2つの側板3A,3Bに取付け
られ、これらの取付けを強固にしている。側板3A,3Bは
その上部が天板1の上面より突出した状態となってお
り、これらは記録紙2がその搬送路から外れないように
するためのガイドとなっている。
7は振動部である。振動部7は2つの圧電素子付枠体8
A,8Bから成る。圧電素子付枠体8A,8Bは第2図に示すよ
うに各辺が板状の六角形のリング状枠体9に圧電素子で
ある圧電セラミック部材10a,10bが固着されて成るもの
である。圧電セラミック部材10aは枠体9の対向する2
つの平面部21,22を除く平面部の内側に夫々固着されて
いる。圧電セラミック部材10bは同じく平面部の外側に
夫々固着されている。枠体部9の平面部21の外側面には
中央部に球状の突出部11が設けられている。枠体部9及
び突出部11はいずれも金属製である。2つの圧電素子付
枠体8A,8Bは第3図に示すように並列に配置され、押え
板12及びねじ13により枠体固定台5に固定されている。
天板1は第1図に示すように中央に穴部14が設けられて
いる。本体部9の平面部21は穴部14に挿入されこの穴部
14の中程に位置付けられている。突出部11の先端は記録
紙2にわずかに接触している。この突出部11の先端の高
さは前述した基台4の背面に設けられた調節用ねじによ
って調節される。第1図に示すX−X線の断面図を第4
図に示す。矢印Yが記録紙搬送方向である。
再び第1図を説明する。天板1に設けられた穴部14の上
部には記録紙2の搬送方向に直交する軸15を中心として
回転するローラ16が設けられている(ローラ16は第4図
に示したようにボールベアリング16aを介して軸15に取
付けられている)。ローラ16は天板1に載置された記録
紙2に接して回転する位置にある。軸15の両端は対向す
る2つのアーム部材18A,18Bに取付けられている。アー
ム部材18A,18Bの一端は棒状部材19の両端に夫々取付け
られ、アーム部材18A,18Bの他端は軸20の両端に夫々取
付けられている。軸20の両端は2つのアーム部材18A,18
Bから更に突出して側板3A,3Bに穿設された穴部に挿通さ
れて側板3A,3Bに対し回動自在とされている。2つのア
ーム部材18A,18B、棒状部材19及び軸20からローラ支持
枠17が構成されている。更に、ローラ16、軸15及びロー
ラ支持枠17から摩擦力発生手段が構成されている。
第5図には圧電素子付枠体8A,8Bの枠体9の4つの平面
部〜の表裏に夫々固着される圧電セラミック部材10
a,10bの性質が示されている。本体部9の内側に固着さ
れた圧電セラミック部材10aはプラス電圧のときに伸張
しマイナス電圧のときに収縮するものであり、図中
(+)で示されている。本体部9の外側に固着された圧
電セラミック部材10bはプラス電圧のときに収縮しマイ
ナス電圧のときに伸張するものであり、(図中(−)で
示されている。圧電セラミック部材10a,10bは図示せぬ
駆動回路に接続されている。
次に本実施例装置の動作を説明する。
まず操作者は第1図に示すローラ支持枠17を持って軸20
を中心に所望の角度まで回転させ、記録紙2を天板1に
載置した後ローラ支持枠17をもとの位置に戻す。次に操
作者は図示せぬ駆動回路の電源をONとする。このとき一
方の圧電素子付枠体8Aの圧電セラミック部材10a,10bに
は次の如くの電圧が与えられる。
すなわち、対向する2つの平面部,に固着された圧
電セラミック部材10a,10bにはE1の電圧が与えられ、対
向する2つの平面部,に固着された圧電セラミック
部材10a,10bにはE2の電圧が与えられる。
ここで E1=A・sinωt、E2=A・sin(ωt−φ) A=100V φ=90゜である。
このような電圧が与えられると圧電素子付枠体8Aは振動
し、その突出部11は第4図に示すように記録紙2に直交
する平面上を楕円運動する。本実施例ではもう1つ圧電
素子付枠体8Bが設けられており、この圧電素子付枠体8B
も同様の楕円運動をするように駆動されるのであるが、
圧電素子付枠体8Aよりも位相が180゜異なる楕円運動を
行なうようにされている。これを詳細に示すと第6図の
如くなる。この図は記録紙2の搬送方向から見た図であ
る。一方の圧電素子付枠体8Aがローラ16との間に記録紙
2を挟持してこの記録紙2を搬送し、他方の圧電素子付
枠体8Bは記録紙2から離れて搬送方向とは逆方向に移動
している(第6図(a))。次に圧電素子付枠体8Aが下
がって搬送方向の速度成分が無くなると圧電素子付枠体
8Bが記録紙2に接し、2つの圧電素子付枠体8A,8Bの両
方共が記録紙2に接した状態となる(第6図(b))。
次に圧電素子付枠体8Bがローラ16との間に記録紙2を挟
持して記録紙2を搬送し、圧電素子付枠体8Aは記録紙2
から離れて搬送方向とは逆方向に移動している(第6図
(c))。次に2つの圧電素子付枠体8A,8Bは第6図
(b)と同じ状態となった後もとの第6図(a)に示す
状態に戻る。圧電素子付枠体8A,8bがこのような運動を
くり返すことにより記録紙2は搬送される。
本実施例では圧電素子付枠体を2つ用いて常に記録紙を
搬送するようにしたので滑らかな搬送が行なわせること
ができる。
次に本実施例装置における搬送速度の制御について説明
する。上記の電圧E1=A・sinωt E2=A・sin(ωt
−φ)でAとφは一定とした。すなわち本実施例装置で
はω(=2πf)を変化させることにより搬送速度を制
御している。第7図に本実施例装置の記録紙搬送速度と
周波数fとの関係を示す。この図に示されるようにこの
2つの関係は直線状であるので周波数fで速度制御を行
なうことは非常に容易である。
参考として第8図に位相遅れ角φで速度制御を行なった
場合の結果を示す。この図に示すように位相遅れ角φで
速度制御を行なうことは非常に困難である。しかし、位
相遅れ角φを変化させるならば逆方向の搬送を行なわせ
ることができる。
本実施例では六角形の枠体であるが、形状はこれに限ら
ず円形状、多角形状のものであれば同様の効果が得られ
る。
また本実施例では圧電セラミック部材10a圧電セラミッ
ク部材10bは異なる性質の部材としたが、本体部9に固
着される面の極性をかえて用いるならば全て同じ部材で
あっても良い。
尚、本実施例では2個の圧電素子付枠体を用いたが、1
個でも3個以上であっても良い。複数個の場合、駆動回
路はこれら複数の圧電素子付枠体の各圧電素子を駆動し
これら圧電素子付枠体のうち少なくとも1つの電素子付
枠体の突出部が記録媒体の搬送方向の速度成分を有する
状態となるように圧電素子を駆動する。更に記録紙の一
方の周縁部から他方の周縁部に向けて一列に圧電素子付
枠体を配置し、奇数番目の圧電素子付枠体の所定の部分
と偶数番目の圧電素子付枠体の所定の部分が180゜位相
が異なる楕円運動をするように各圧電素子付枠体を駆動
すれば一層滑らかに記録紙を搬送することができる。こ
の場合奇数個の圧電素子付枠体を用いるならば、記録紙
の両周縁部は均等な力で搬送されるので記録紙が蛇行し
難い状態となる。
また、本実施例では摩擦力が発生手段としてローラを用
いたが、これは表面が滑らかな板状部材であってその表
面が記録紙に接触するように固定されているものでも良
い。また、同一の圧電素子付枠体を記録紙に対して対称
に設け、これら2つの圧電素子付枠体をその突出部が同
じタイミングで同じ楕円軌道を描くように駆動しても記
録紙を搬送することができる。この場合一方の圧電素子
付枠体が他方の圧電素子付枠体に対する摩擦力発生手段
となる。
実施例の圧電セラミック部材と同一の圧電セラミック部
材によりL字型の振動体を作成し本実施例の圧電素子付
枠体と比較した。この結果、本実例の六角形の圧電素子
付枠体はL字型の振動体の約8倍の剛性が得られた。
(夫々のL字形、六角形は同一円に内接するものとして
換算)。
[発明の効果] 本発明の記録媒体搬送装置及びこの装置に用いられる圧
電素子付枠体によれば小型で搬送力が大きく、搬送速度
制御が容易となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の記録媒体搬送装置の一実施例の斜視
図、第2図は第1図に示した圧電素子付枠体の斜視図、
第3図はその圧電素子付枠体が取付けられた状態を詳細
に示した図、第4図は第1図に示したX−X線の断面
図、第5図は振動素子における各圧電セラミック部材の
性質を示す図、第6図〜第8図は第1図に示した装置の
動作を説明するための図である。 1……天板、7……振動部 14……穴部、16……ローラ 8A,8B……圧電素子付枠体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−193835(JP,A) 特開 昭59−177243(JP,A) 特開 平2−215633(JP,A) 特開 昭64−8150(JP,A) 特開 平1−172142(JP,A)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】シート状の記録媒体を搬送する記録媒体搬
    送装置において、 搬送路近傍に設けられ周面の所定位置に突出部が設けら
    れた枠体とこの枠体に付設された複数の圧電素子とから
    成る圧電素子付枠体と、 前記突出部が前記記録媒体の搬送方向の速度成分を有す
    る振動を行うように電力を供給して前記圧電素子を駆動
    する駆動回路と、 前記突出部が前記搬送方向の速度成分を有している運動
    状態にあるときに前記突出部とにより前記記録媒体を挟
    持して、前記突出部と前記記録媒体との間に摩擦力を発
    生させる摩擦力発生手段とを具備することを特徴とする
    記録媒体搬送装置。
  2. 【請求項2】圧電素子付枠体は複数個であり、駆動回路
    はこれら複数の圧電素子付枠体の各圧電素子を駆動しこ
    れら圧電素子付枠体のうち少なくとも1つの圧電素子付
    枠体の突出部が記録媒体の搬送方向の速度成分を有する
    状態となるように圧電素子を駆動することを特徴とする
    請求項(1)記載の記録媒体搬送装置。
  3. 【請求項3】周面の所定位置に突出部が設けられた枠体
    とこの枠体に付設された複数の圧電素子とから成り、シ
    ート状の記録媒体を搬送する記録媒体搬送装置に用いら
    れる圧電素子付枠体。
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