JPS58120398A - 電気−機械変換装置 - Google Patents
電気−機械変換装置Info
- Publication number
- JPS58120398A JPS58120398A JP276782A JP276782A JPS58120398A JP S58120398 A JPS58120398 A JP S58120398A JP 276782 A JP276782 A JP 276782A JP 276782 A JP276782 A JP 276782A JP S58120398 A JPS58120398 A JP S58120398A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diaphragm
- piezoelectric element
- elastic body
- electro
- case
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
- G01H13/00—Measuring resonant frequency
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Dry Development In Electrophotography (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、複写装置等において紙の通過の検出、あるい
はトナー残量の検出等に適した電気−機械変換装置に関
する。
はトナー残量の検出等に適した電気−機械変換装置に関
する。
従来、複写装置等においでコピー用紙の進入、通過を検
出するものとしては、光学式や機械リミットスイッチ式
のものがあるが、複写装置内において光を用いることは
必しも好ましいことではなく、またリミットスイッチで
は高速応答性に欠ける等の短所がある。
出するものとしては、光学式や機械リミットスイッチ式
のものがあるが、複写装置内において光を用いることは
必しも好ましいことではなく、またリミットスイッチで
は高速応答性に欠ける等の短所がある。
ところで、この種の用途に超音波送受波器あるいは超音
波発振器等の電気−機械変換器を使用する場合には、ト
ナーダストやペーパーダストの付着妨害あるいはケース
内部への侵入による故障、又装置内に実装した際の定在
波、空気流及び熱風ゆらぎの存在を考慮しなければなら
ない。さもないと、それらが誤動作の原因となり実用化
が困難となってしまう。
波発振器等の電気−機械変換器を使用する場合には、ト
ナーダストやペーパーダストの付着妨害あるいはケース
内部への侵入による故障、又装置内に実装した際の定在
波、空気流及び熱風ゆらぎの存在を考慮しなければなら
ない。さもないと、それらが誤動作の原因となり実用化
が困難となってしまう。
従来、この種の超音波送受波器は筒状剛体で振動板のノ
ード点を支持し基本モード（自由振動モード）で振動さ
せるか、あるいは第１図に示す如く一体型金属ケース１
０の底面に圧電素子１１を貼着して周辺が固定されたモ
ードで振動させていた。なお、１２は筒状のケースであ
る。
ード点を支持し基本モード（自由振動モード）で振動さ
せるか、あるいは第１図に示す如く一体型金属ケース１
０の底面に圧電素子１１を貼着して周辺が固定されたモ
ードで振動させていた。なお、１２は筒状のケースであ
る。
しかしながら、ノード点支持の場合は変換効率は良好で
あるが検出の安定性及び外部からの異物侵入に対する密
閉性に難点があった。また、第１図の場合は変換効率（
検出感度）等に問題があった。
あるが検出の安定性及び外部からの異物侵入に対する密
閉性に難点があった。また、第１図の場合は変換効率（
検出感度）等に問題があった。
本発明は、上記の点に鑑み、その振動モードと電気−機
械変換器の構造を工夫することにより、紙等の物体の進
入や通過あるいはトナーの残量の有無を誤動作すること
なく検出可能な実用的な電気−機械変換装置を提供しよ
うとするものである。
械変換器の構造を工夫することにより、紙等の物体の進
入や通過あるいはトナーの残量の有無を誤動作すること
なく検出可能な実用的な電気−機械変換装置を提供しよ
うとするものである。
以下、本発明に係る電気−機械変換装置の実施例を図面
に従って説明する。
に従って説明する。
第２図の如く、振動板２０の裏面に圧電素子２１を貼付
け、振動板２０の外周縁とケース２２の前面開口縁との
間隙を弾性体２３で密閉すると共に振動板を支持する構
成を有している。ここで、振動板２０は厚み０．８ｍｌ
ｌ１１直径１１ｍｍのアルミ円板であり、必要に応じて
アルミ円板に組下処理を施しさらに亜鉛メッキしたもの
が用いられる。亜鉛メッキしたものはリード線の直接は
んだ付が可能となる利点がある。圧電素子２１は厚み０
．８ａ＋ｍ、直径９．２ａＩＩ１１の円板で基本周波数
が２７５ｋＨｚ付近の径方向振動素子である。この圧電
素子２１は振動板２０に共晶接着され、共振周波数が半
波長共振で７０ｊＨｚ〜１００ｋＨｚとなるユニモルフ
構造の屈曲共振子が構成される。前記ケース２２は前面
に開口した有底円筒状に樹脂成形され、このケース２２
の底部には、これを貫通する如くピン端子２５Ａ、２５
Ｂが設けられている。そして、圧電素子２１の片面の電
極はリード線２６Ａを介してピン端子２５Ａに接続され
、圧電素子２１の他方の電極は振動板２０及びリード線
２６Ｂを介してピン端子２５Ｂに接続される。弾性体２
３はシリコン樹脂等で円筒状に成形され、一方の端面ば
ケース２２に接着固定され、他方の端面は振動板２０の
裏面に接着固定されている。前記弾性体２３はシリコン
ゴム接着剤等としてもよく、振動板２０の外周縁とケー
ス前面開口縁との間隙を塞ぐ如く充填してもよい。この
結果、ケース前面は完全に密閉された構造となり、トナ
ーダストやペーパーダストの内部への侵入を防＋ＬＬで
いる。なお、必要に応じてケース２２の底部に小径の空
気穴２７が設けられる。
け、振動板２０の外周縁とケース２２の前面開口縁との
間隙を弾性体２３で密閉すると共に振動板を支持する構
成を有している。ここで、振動板２０は厚み０．８ｍｌ
ｌ１１直径１１ｍｍのアルミ円板であり、必要に応じて
アルミ円板に組下処理を施しさらに亜鉛メッキしたもの
が用いられる。亜鉛メッキしたものはリード線の直接は
んだ付が可能となる利点がある。圧電素子２１は厚み０
．８ａ＋ｍ、直径９．２ａＩＩ１１の円板で基本周波数
が２７５ｋＨｚ付近の径方向振動素子である。この圧電
素子２１は振動板２０に共晶接着され、共振周波数が半
波長共振で７０ｊＨｚ〜１００ｋＨｚとなるユニモルフ
構造の屈曲共振子が構成される。前記ケース２２は前面
に開口した有底円筒状に樹脂成形され、このケース２２
の底部には、これを貫通する如くピン端子２５Ａ、２５
Ｂが設けられている。そして、圧電素子２１の片面の電
極はリード線２６Ａを介してピン端子２５Ａに接続され
、圧電素子２１の他方の電極は振動板２０及びリード線
２６Ｂを介してピン端子２５Ｂに接続される。弾性体２
３はシリコン樹脂等で円筒状に成形され、一方の端面ば
ケース２２に接着固定され、他方の端面は振動板２０の
裏面に接着固定されている。前記弾性体２３はシリコン
ゴム接着剤等としてもよく、振動板２０の外周縁とケー
ス前面開口縁との間隙を塞ぐ如く充填してもよい。この
結果、ケース前面は完全に密閉された構造となり、トナ
ーダストやペーパーダストの内部への侵入を防＋ＬＬで
いる。なお、必要に応じてケース２２の底部に小径の空
気穴２７が設けられる。
第３図は振動体の振動モードを示すものである。
振動体は振動板２０と圧電素子２１とで構成−され、圧
電ブザー等の音響素子として利用される場合は通常直径
りの０．６８倍であるノード点を支持して自由振動モー
ドで振動させている。＊た、変換効率（感度）があまり
問題とならない場合は振動板の周辺を強固に支持した周
辺支持振動モードで振動させでいる０本願の場合のよう
に周辺を弾性体で支持した場合は振動体の直径り及び全
厚さＴの比によってその振動モードが変化するが、Ｄ／
Ｔが５〜２０の範囲において安定な自由振動モードによ
る振動が得られる。
電ブザー等の音響素子として利用される場合は通常直径
りの０．６８倍であるノード点を支持して自由振動モー
ドで振動させている。＊た、変換効率（感度）があまり
問題とならない場合は振動板の周辺を強固に支持した周
辺支持振動モードで振動させでいる０本願の場合のよう
に周辺を弾性体で支持した場合は振動体の直径り及び全
厚さＴの比によってその振動モードが変化するが、Ｄ／
Ｔが５〜２０の範囲において安定な自由振動モードによ
る振動が得られる。
第４図は本発明をペーパーセンサーとして応用した場合
の全体的構成を示す、この図において、ペーパーセンサ
ーの送波系は発振回路４１と超音波送波器４２とにより
構成され、受渡系は超音波受波器４３と増幅回路４４と
振幅検波回路４５と出力回路４６とにより構成されてい
る。そして、超音波送波器２と受渡器３とは紙４７の通
路４９を隔てて対向し、好ましくは同心に配置される。
の全体的構成を示す、この図において、ペーパーセンサ
ーの送波系は発振回路４１と超音波送波器４２とにより
構成され、受渡系は超音波受波器４３と増幅回路４４と
振幅検波回路４５と出力回路４６とにより構成されてい
る。そして、超音波送波器２と受渡器３とは紙４７の通
路４９を隔てて対向し、好ましくは同心に配置される。
第２図の如き電気−機械変換装置において、振動板２０
に圧電素子２１を接着した屈曲共振子は、第３図のよう
に半波長径方向の振動を行い、外周部が最大振動する構
成である。この結果、超音波送受波器としては送受波特
性が逆円錐型放射（感知）パターンとなり、送波器４２
と受波器４３とを対向使用する場合、定在波減衰が少な
くなり、紙等の物体の遮ぎり効果の切れがよくなる。ま
た、適当な放射、感知ゾーンの重畳により空気流及び熱
風ゆらぎに対しても有利である。
に圧電素子２１を接着した屈曲共振子は、第３図のよう
に半波長径方向の振動を行い、外周部が最大振動する構
成である。この結果、超音波送受波器としては送受波特
性が逆円錐型放射（感知）パターンとなり、送波器４２
と受波器４３とを対向使用する場合、定在波減衰が少な
くなり、紙等の物体の遮ぎり効果の切れがよくなる。ま
た、適当な放射、感知ゾーンの重畳により空気流及び熱
風ゆらぎに対しても有利である。
上記実施例によれば、次のような効果を上げることがで
きる。
きる。
（１）自由振動モードによる振動であるから変換効率が
よく感度が高い。
よく感度が高い。
（２）変換装置の前面は完全密閉構造であり、トナーや
ペーパーダストの内部侵入を防止する構造であるから、
保守が不要で信頼度が高い。
ペーパーダストの内部侵入を防止する構造であるから、
保守が不要で信頼度が高い。
（３）堆積物を外へ飛ばす力があり、トナー、べ−パー
ダストや水等の付着を防止することができる。すなわち
、送波器２及び受波器３を防滴、防塵形の密封小型構造
とすることができる。
ダストや水等の付着を防止することができる。すなわち
、送波器２及び受波器３を防滴、防塵形の密封小型構造
とすることができる。
なお、送波系や受渡系の回路構成は適宜変更することが
で終る。
で終る。
以上説明したように、本発明によれば、簡単な構成で信
頼性に優れた電気−機械変換装置を得ることができ、特
に複写装置のコピー用紙の通過検出あるいは紙詰り検出
等に用いれば効果が大鰺い。
頼性に優れた電気−機械変換装置を得ることができ、特
に複写装置のコピー用紙の通過検出あるいは紙詰り検出
等に用いれば効果が大鰺い。
第１図は従来の電気−機械変換装置の一例を示す断面図
、第２図は本発明の実施例における電気機械変換装置の
具体的構造を示す断面図、第３図はその場合の振動姿態
を示す説明図、第４図は本発明を利用したペーパーセン
サーの一例を示すブロック図である。 ２０・・・振動板、２１・・・圧電素子、２２・・・ケ
ース、２３・・・弾性体。 特許出願人 東京電気化学工業株式会社 代理人 弁理士 村 井 隆
、第２図は本発明の実施例における電気機械変換装置の
具体的構造を示す断面図、第３図はその場合の振動姿態
を示す説明図、第４図は本発明を利用したペーパーセン
サーの一例を示すブロック図である。 ２０・・・振動板、２１・・・圧電素子、２２・・・ケ
ース、２３・・・弾性体。 特許出願人 東京電気化学工業株式会社 代理人 弁理士 村 井 隆
Claims (3)
- （１）圧電素子を利用した電気−機械変換装置において
、振動板の一面に圧電素子を設け、前記振動板の外周縁
を弾性体で支持すると共に前記振動板が自由振動モード
で振動する如く構成されでなる電気・機械変換装置。 - （２）前記振動板の外周縁が、ケース開口縁に弾性体を
介して密閉支持されかつ圧電素子が振動板の内面側に設
けられてなる特許請求の範囲第１項記載の電気−機械変
換装置。 - （３）前記振動板径りと、振動板及び圧電素子の全厚さ
Ｔとの比Ｄ／Ｔが５〜２０である特許請求の範囲第１項
記載の電気・機械□変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP276782A JPS58120398A (ja) | 1982-01-13 | 1982-01-13 | 電気−機械変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP276782A JPS58120398A (ja) | 1982-01-13 | 1982-01-13 | 電気−機械変換装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58120398A true JPS58120398A (ja) | 1983-07-18 |
Family
ID=11538484
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP276782A Pending JPS58120398A (ja) | 1982-01-13 | 1982-01-13 | 電気−機械変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58120398A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61191198A (ja) * | 1985-02-19 | 1986-08-25 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 超音波送受波器 |
| US6600882B1 (en) * | 2002-05-30 | 2003-07-29 | Lexmark International, Inc. | Measuring toner level in a closed container |
| JP2009203776A (ja) * | 2008-02-29 | 2009-09-10 | Nippon Koki Kk | 伸縮式門扉 |
-
1982
- 1982-01-13 JP JP276782A patent/JPS58120398A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61191198A (ja) * | 1985-02-19 | 1986-08-25 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 超音波送受波器 |
| US6600882B1 (en) * | 2002-05-30 | 2003-07-29 | Lexmark International, Inc. | Measuring toner level in a closed container |
| JP2009203776A (ja) * | 2008-02-29 | 2009-09-10 | Nippon Koki Kk | 伸縮式門扉 |
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