JPH02193836A - シート送り装置 - 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１ 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−等に装備されるシ
ート送り装置装置に係り、詳しくは進行性振動波を利用
してシートを送るシート送り装置に関するものである。

［従来の技術Ｊ 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挟持し、該各県動体に進行性
振動波を発生させることにより挟持したシートを搬送す
るようにしたものである０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、両種動体の各一方の圧電素子群に両種動体
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、両種動体の各
他方の圧電素子群にはπ７２位相器を通してπ１２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
にシートの搬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、両種動体の対向する面の各点がシート
搬送面に対し対称に楕円運動することにより、シートを
搬送するようになっている。そして、各振動体に形成さ
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搬送
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５図はこのような進行性振動波によるシート搬送力の
発生原理を説明する概略図で、振動体重及び５によりシ
ート９を適度な押圧力で挟持し、振動体ｌ及び５には図
に示すように進行性の曲げ振動が形成されている。この
とき、両種動体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、進行性曲げ振動が図中時で示す
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ｌ及び５に形成される
進行性の曲げ振動の位相差は空間的に１１１０°になる
ように構成されているので、各振動体の曲げ振動はシー
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ｌ及び５いずれも振動の進行方
向逆方向であるので、この場合は矢印一方向にシート搬
送力が発生する。一方、凹部においては、進行方向と同
方向にシート搬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、シート搬送
力も小さくなるので、シート搬送力の総和としては、曲
げ振動の進行方向とは逆方向に働くことになる。

また、特開昭６２−８５６８４号においては、このよう
な進行性振動波を利用したモータが示されていて、振動
体に上記した２群の圧電素子群の他に、振動検出用圧電
素子を設け、振動検出用圧電素子の出力信号と、一方の
圧電素子群に印加する交流電圧との間の位相差が、該振
動体の共振振動時における位相差を保つように印加電圧
の周波数を制御することで、振動体を効率よく安定に振
動させるようにしている。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、このようなシート搬送装置において、シート
の搬送速度制御は、各振動体に発生させる進行波の振幅
変化に依存していることから、低速でシートを移送する
場合には進行波の振幅が小さくなるために、振動が不安
定になり安定した低速度でシートを搬送させることが難
しくなり、またシートの厚みムラの影響が大きくなって
シート搬送の速度ムラが大きくなる難を招く欠点があっ
た。

本発明の目的は、上記した従来の問題を解消し、低速度
でも安定にシートの搬送を可能とするシート搬送装置を
提供するものでる。

［課題を解決するための手段］ 本発明の目的を達成するための代表的なシート送り装置
は１弾性材料製の一対の振動体間に被搬送体のシートを
挟持し、該一対の振動体には夫々２群の電気−機械エネ
ルギー変換素子区画を、群内では等ピッチλ／２にて且
つ電圧印加時の伸縮の極性が交互に逆であるように、而
して群間にはλ／４の奇数倍のずれがあるように配列固
着し、該各振動体の各電気−機械エネルギー変換素子区
画の２群間に９０”の時間的位相差を有する交流電圧を
夫々印加することによって、該各振動体に上記夫々の群
によって発生された互いにλ／４だけずれた２つの定在
波（波長λ）の合成として波長λの進行波を生ぜじめ、
以て双方の振動体に挟持されるシートを進行性振動波の
進行方向と逆方向に搬送するシート送り装置において、
該２つの振動体の振動状態を夫々検出して双方の該振動
体の時間的位相差を検出する振動状態検出手段と、該振
動状態検出手段から出力される位相差と任意に設定した
シート搬送速度に対応した位相差とを比較して、双方の
該振動体に任意に設定したシート搬送速度に対応した位
相差を有して駆動制御する制御手段とを備えたことを特
徴とするものである。

［作　用］ 上記の如く構成したシート送り装置は、双方の振動体の
進行性振動波間の位相差を変化させてシートの移送速度
を変化させるようにしているので、進行性振動波の振幅
を充分安定に駆動できる大きな振幅に保ったまま、シー
トの移送速度を低速領域まで安定に駆動できる。

［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搬送装置の実施例１を示す
概略ブロック図である。

ｌ及び５は長円形状に形成された厚みのある振動体（以
下第１振動体、第２振動体と称す）で、適度な圧力にて
シート９を挟持しており、対向面と反対面には、位置的
にん／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２群の圧電素子区画３及び４．７及
び８が夫々設けられ、また振動体ｌ及び５上に形成され
た進行性振動波の振動状態を検出するための検出用圧電
素子２及び６が夫々設けられている。なお、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であ
る。

ｌＯは位相差検出器で、両県動体１．５に夫々形成され
た進行波の同じ空間的位置での時間的な位相差を第１検
出用圧電素子２からの信号と、第２検出用圧電素子６か
らの信号との位相差として検出する。　１１は位相差検
出器ｌＯの検出した位相差と、シート移送量設定手段（
不図示）で設定されたシート移送量制御信号に対応する
位相差との差を増幅する差動増幅器、１２は差動増幅器
１１の出力信号を増幅及び積分するローパスフィルタ（
Ｌ、Ｐ、Ｆ　）　、　１３はローパスフィルタ１２の出
力信号に応じ、発振器１４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であ
る。

１４は第１振動体１及び第２振動体５の各圧電素子区画
３．４及び７．８に印加する交流電圧の基準信号を発生
させるための発振器で、第２振動体５の圧電素子区画７
．８に対しては電圧制御型移相器１３を介して出力され
る。

ｌ５は発振器１４の基準信号を基にして、移送方向設定
手段（不図示）からの移送方向切換信号に応じて位相を
＋９０°、又は−９０°ずらした信号を作るための第１
の９０°移相器で、第１振動体１の圧電素子区画３を圧
電素子区画４に対して駆動周波数の位相を９０°ずらず
ようにしている。１６は電圧制御型移相器１３の出力信
号を基にして、移送方向切換信号に応じて位相を＋９０
°、又は−９０°ずらした信号を作るための第２の９０
’移相器で、第２振動体５の圧電素子区画７を圧電素子
区画８に対して駆動周波数の位相を９０°ずらすように
している。１７は発振器１４及び第１の９０°移相器１
５の出力信号を適当な増幅率で増幅し、第１振動体１の
圧電素子区画３．４に印加するための第１パワーアンプ
、１８は電圧制御型移相器１３の出力信号及び第２の９
０°移相器１６の出力信号を増幅して夫々第２振動体５
の圧電素子区画３及び７に印加するための第２パワーア
ンプである。

以上が本実施例の構造であるが、その動作を第２図に示
す図表を参照して説明する。

第２図は位相差検出器ｌＯの出力とシート移送速度との
関係を示したもので、図から明らかなように位相差０度
で移送速度が最も高く、位相差が１８０度に近づ（につ
れて単調に移送速度が低くなり、位相差１８０度近傍で
は移送速度が０になる。

ここで、シート移送量制御信号が最高速である位相差０
度に対応する信号のときに位相差検出器ｌＯの出力が０
度であったとする。そして、この時にシート移送量制御
信号を位相差４５度に対応する信号に切換えると、差動
増幅器１１の出力は負の出力となり、ローパスフィルタ
１２の出力は減少して行き、電圧制御型移相器１３の出
力信号の位相は遅れて行き、発振器１４の基準信号で駆
動される第１振動体ｌと、電圧制御型移相器１３の出力
信号で駆動される第２振動体とは、振動振幅は同じであ
るが進行波の位相が異なってくる。そして、各振動体１
及び５の進行波の位相状態は、夫々第１振動検出用圧電
素子２と第２振動検出用圧電素子６とにより検出され、
その差を差動増幅器に入力していることから、第１振動
体ｌの第１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の振動検出用圧電素子６の出力信号の位相よ
り４５度進むようにフィードバック制御され、シート９
は第２図に示す位相差に応じたシート搬送速度で所定方
向に搬送されることとなる。

実施例２ 上記した実施例１は各振動体１．５に振動検出用の圧電
素子２．６を設けて、２つの振動体の振動を検出し、２
つの信号の位相を一定に保つように制御しているが、本
実施例はこのような振動検出用の圧電素子を用いず、駆
動用の圧電素子区画に交流電圧を印加したときに流入す
る電圧を検出し、駆動用の圧電素子区画４゜８又は３，
７に流入する電流の位相がシート移送量制御信号に対応
する位相となるように、駆動用の圧電素子区画４．８又
は３．７に印加する交流電圧間の位相差を制御するよう
にしだものである。第３図に本実施例の概略図を示す。

１９及び２０は、抵抗２１．２２の両端の電圧の差を増
幅することによって、駆動用の圧電素子区画４．８に流
入する電流を検出するための差動増幅器である。そして
各差動増幅器１９．２０の出力を位相差検出器ｌＯに出
力している。なお、他の構成は各振動体１．５に振動検
出用の圧電素子を設けていない点を除いて上記した実施
例１と同様に構成されているので、その説明は省略する
。

すなわち、上記した実施例１においては、振動検出用の
圧電素子２．６の出力電圧により位相を検出しているの
に対し、本実施例では駆動用圧電素子区画４．８に流入
する電流から位相を検出するようにしているもので、差
動増幅器１９、２０の出力から振動体１．５の進行波の
位相差を検出することにより、上記の実施例１と同様の
動作を行なって、シート搬送速度の制御を行なう。

実施例３ 上記した各実施例１，２は長円形の形状の振動体を用い
たが、本実施例は振動体として有端の板状のものを用い
ている。

上記した各実施例は、振動体に設けた２群の圧電素子区
画に交流電圧を印加し、各圧電素子区画の振動にて発生
した定在波の合成として進行波を発生させるようにして
いるが、振動体にに対して進行波を以下に述べるような
方法によっても発生させることができる。

この方法の原理は、第６図に示すように、振動体ｌｏｔ
に発振器１０５により振動を与える振動体駆動用振動子
１０２の他に、整合用振動子１０３を設けると共に、こ
の振動子１０３に発生する電圧を終端抵抗１０４で終端
することにより、振動エネルギーを電気エネルギーに変
換し、且つ終端抵抗１０４で消費させ、駆動用振動子１
０２から出たエネルギーを一方向に流し、これにより、
振動体１０１上の振動を進行波を発生させている。

すなわち、発振器１０５によって振動子１０２を振動さ
せると、振動波は振動体１０１上を図中右方向に伝わっ
て行（。このとき、整合用振動子１０３及び抵抗１０４
がなければ、振動体１０１の右端で波が反射して左方向
に反射波が伝わって行き、振動体１０１上には、振動周
波数が振動体１０１の固有振動数であれば定在波が形成
されることになる。しかし、整合用振動子１０３及び抵
抗１０４がある場合には、振動体の右端で反射波が戻っ
て行かない用に振動波のエネルギーを抵抗１０４で消費
してしまい、振動体ｌｏｔ上には左から右方向に伝わる
進行波が形成されることとなる。

本実施例は、このような進行波の発生原理を利用したも
ので、３１．３２は振動体、３３及び３４゜２３及び２
４は駆動用圧電素子、２５．２６は駆動用圧電素子３３
．３４及び２３．２４の役割を加振用と吸振用に分け、
これを移送方向切換え信号に応じて切換えるためのアナ
ログスイッチ、２７．２８は吸振用の抵抗、２９．３０
は発振器１４及び電圧制御型移相器１３の出力電圧を増
幅するためのパワーアンプである。この回路は、移送方
向切換信号によってシートを第４図の紙面右方向へ動か
すときには、駆動用圧電素子３３．３４を加振用に、駆
動用圧電素子２３．２４を吸振用になるようにアナログ
スイッチ２５．２６を設定し、逆方向へ動かすときには
、加振用だった駆動用圧電素子と吸振用だった圧電素子
の役割を交換することによって行なう。また、シート移
送量制御信号を変化させることによって、電圧制御型移
相器１３の移相量を変化させ、駆動用圧電素子３３．３
４又は２３、２４に印加する交流電圧間の位相差が変化
すると、振動体３１と３２上に形成される進行波間の位
相が変化し、シートの移送速度が変化する。

なお上記した各実施例においては、シートの実際の移送
速度を検出し、この検出した速度に基づきシート移送量
制御信号をフィードバック制御するようにしていないが
、シートにゴムローラ等を接触させてその回転角をロー
タリーエンコーダ等で検出したり、レーザ・ドラルブラ
方式等の非接触速度検出法等で速度を検出し、この検出
した速度情報に応じてシート移送量制御信号を増減させ
ることで、さらに安定した速度制御を行なうようにして
もよい。

［発明の効果］ 以上説明してきたように、本発明によれば、シートを挟
持して送る２つの振動体に対し大振幅の進行性振動波を
発生させたままシート移送速度をできるので、低速搬送
時における速度安定性が向上し、高精度なシート搬送制
御ができ、例えばファクシミリ等に使用すれば、高精細
な画像印刷処理が可能になる。

また低速精度のみならず、高速応答が可能になる。

【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の概略
ブロック図、第２図は２つの振動体上に形成される進行
性振動波間の位相差とシート移送速度との関係を示す図
表、第３図は実施例２の概略ブロック図、第４図は実施
例３の概略ブロック図、第５図はシート送り装置の動作
原理を説明するための図、第６図は実施例３の駆動原理
を説明するための図である。 ■、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 ９：シート ｌＯ：位相検出器 ｌｌ：差動増幅器 １２：ローバスフィルタ １３：電圧制御型移相器 １４：発振器 １５、１６：　９０’移相器 １７、１８：パワーアンプ １９、２０：差動増幅器 ２５、２６：アナログスイッチ ２９、３０：パワーアンプ ・ハーニ需頽壇受

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、弾性材料製の一対の振動体間に被搬送体のシートを
   挾持し、該一対の振動体には夫々 ２群の電気−機械エネルギー変換素子区画 を、群内では等ピッチλ／２にて且つ電圧印加時の伸縮
   の極性が交互に逆であるように、而して群間にはλ／４
   の奇数倍のずれがあるように配列固着し、該各振動体の
   各電気−機械エネルギー変換素子区画の２群間に９０゜
   の時間的位相差を有する交流電圧を夫々印加することに
   よって、該各振動体に上記夫々の群に よって発生された互いにλ／４だけずれた２つの定在波
   （波長λ）の合成として波長λの進行波を生ぜじめ、以
   て双方の振動体に挟持されるシートを進行性振動波の進
   行方向と逆方向に搬送するシート送り装置において、 該２つの振動体の振動状態を夫々検出して 双方の該振動体の時間的位相差を検出する振動状態検出
   手段と、該振動状態検出手段から出力される位相差と任
   意に設定したシート搬送速度に対応した位相差とを比較
   して、双方の該振動体に任意に設定したシート搬送速度
   に対応した位相差を有して駆動制御する制御手段とを備
   えたことを特徴とするシート送り装置。 ２、被搬送体のシートを挟持する弾性材料製の一対の有
   端の振動体と、該一対の各振動体にシート搬送方向に沿
   って夫々設けられ、交流電圧の印加により振動体を振動
   させる第１電気−機械エネルギー変換手段及び第２電気 −機械エネルギー変換手段と、該各第１及び第２電気−
   機械エネルギー変換手段に駆動用の交流電圧を供給する
   駆動電源供給手段と、該各第１電気−機械エネルギー変
   換手段と該駆動電源供給手段とを接続すると該各第２電
   気−機械エネルギー変換手段とエネルギー消費用抵抗器
   とを接続し、該各第２電気−機械エネルギー変換手段と
   該駆動電源供給手段とを接続すると該各第１電気−機械
   エネルギー変換手段と該エネルギー消費用抵抗器とを接
   続するように切換えるスイッチ手段とを備 え、該駆動電源供給手段はシート移送速度情報に応じて
   供給する２系統の交流電圧間に位相差を生じさせる位相
   器を有することを特徴とするシート送り装置。