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JP2013233066A - Rotation drive transmission device and image forming apparatus using the same - Google Patents

Rotation drive transmission device and image forming apparatus using the same Download PDF

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JP2013233066A
JP2013233066A JP2012106026A JP2012106026A JP2013233066A JP 2013233066 A JP2013233066 A JP 2013233066A JP 2012106026 A JP2012106026 A JP 2012106026A JP 2012106026 A JP2012106026 A JP 2012106026A JP 2013233066 A JP2013233066 A JP 2013233066A
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drive
piezoelectric
transmission device
rotation
drive member
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Application number
JP2012106026A
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Japanese (ja)
Inventor
Kimiharu Yamazaki
公晴 山崎
Yohei Miura
洋平 三浦
Masahiro Ishida
雅裕 石田
Shinya Shimizu
真也 清水
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rotation drive transmission device that can be installed in a small space, emits little noise, and has excellent rotation accuracy; and an image forming apparatus using the rotation drive transmission device.SOLUTION: A rotation drive transmission device includes: a plurality of piezoelectric members 1 that generate predetermined vibration; a drive member 2 that is connected with the piezoelectric members 1, and is driven by the vibration of the piezoelectric members 1; a rotation drive transmission member 3 that is rotated to be driven by the drive member 2 coming into contact therewith; a pressure member 4 that brings the drive member 2 into pressure contact with the rotation drive transmission member 3; and voltage application means that is controlled to apply a predetermined voltage to the respective plurality of piezoelectric members 1 in a constant cycle.

Description

本発明は、回転駆動伝達装置及びこれを用いた画像形成装置に関する。   The present invention relates to a rotational drive transmission device and an image forming apparatus using the same.

プリンタ等の画像形成装置に使われている駆動方式として、モータ、ギヤ、及びタイミングベルト等で構成された伝達機構を用い、回転駆動動力をローラ等に伝達する駆動方式が採用されている。近年、プリンタは益々、小型化、低騒音化、かつ高画質化というスペックが要求されてきている。   As a drive system used in an image forming apparatus such as a printer, a drive system that uses a transmission mechanism including a motor, a gear, a timing belt, and the like to transmit rotational drive power to a roller or the like is employed. In recent years, printers are increasingly required to have specifications for downsizing, low noise, and high image quality.

しかしながら、上記の駆動方式が採用されている限り、必然的に、モータとギヤとの間に空間を設けることによるマシンサイズの大型化、モータ騒音の発生、及びモータとギヤとの回転周期と噛合い周波数のジッタの発生等、様々な問題が発生する。   However, as long as the above drive system is adopted, it is inevitably necessary to increase the machine size by providing a space between the motor and the gear, to generate motor noise, and to mesh with the rotation cycle of the motor and the gear. Various problems occur, such as generation of jitter at a high frequency.

これらの問題に対し、マシンサイズの大型化に関しては極力コンパクトに設計する、騒音対策としてギヤ歯面にグリスを塗る、ジッタの発生に対してはギヤ精度を向上させる、グリスを塗る等の対策が従来施されている。   To deal with these problems, measures such as increasing the machine size are designed to be as compact as possible, applying grease to the gear tooth surface as a noise countermeasure, improving the gear accuracy against the occurrence of jitter, and applying grease. Conventionally applied.

また、特許文献1には、小型で高出力、高効率で低振動、かつ低騒音を達成することを目的として、圧電素子(電気機械変換素子)によって振動させた弾性体に進行波を発生させて回転体を回転させる超音波駆動装置が開示されている。   Patent Document 1 discloses that a traveling wave is generated in an elastic body that is vibrated by a piezoelectric element (electromechanical transducer) in order to achieve small size, high output, high efficiency, low vibration, and low noise. An ultrasonic driving device that rotates a rotating body is disclosed.

しかしながら、上記従来の対策では、モータとギヤとの大きさの分だけ、マシンサイズが大きくなってしまうことを回避することはできず、それに伴い部品点数も多くなり、また、グリスを塗布して騒音を低下させるにしても効果としては薄く、ジッタの低減に関しては、グリスの塗布効果は大きいが、ユーザが触れる可能性がある箇所にはグリスを塗布することができない等の問題があった。   However, the conventional measures described above cannot avoid the increase in machine size by the size of the motor and gear, and the number of parts increases accordingly, and grease is applied. Even if the noise is reduced, the effect is thin and the effect of applying the grease is great with respect to the reduction of jitter, but there is a problem that the grease cannot be applied to a portion that the user may touch.

また、特許文献1に開示された超音波駆動装置では、圧電素子を超音波振動させることにより進行波を発生させ、回転体に駆動力を供給しているが、マシンサイズの小型化、及び部品点数の削減という問題は依然として解消されない。   Further, in the ultrasonic driving device disclosed in Patent Document 1, a traveling wave is generated by ultrasonically vibrating a piezoelectric element, and driving force is supplied to a rotating body. The problem of point reduction is still not solved.

そこで、本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、超音波モータ技術を用いて省スペース、低騒音、かつ回転精度の優れた回転駆動伝達装置及びこれを用いた画像形成装置を提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and uses a ultrasonic motor technology to save space, reduce noise, and provide a rotational drive transmission device with excellent rotational accuracy, and an image forming apparatus using the same. The purpose is to provide.

上記課題を解決するため、請求項1に記載の本発明における回転駆動伝達装置は、所定の振動を発生する複数の圧電部材と、前記圧電部材と結合され、前記圧電部材の振動により駆動する駆動部材と、前記駆動部材が当接することにより回転駆動する回転駆動部材と、前記駆動部材を前記回転駆動部材に圧接する加圧部材と、前記複数の圧電部材それぞれに一定周期で所定の電圧を印加するよう制御された電圧印加手段と、を含むことを特徴とする。   In order to solve the above-described problem, the rotational drive transmission device according to the present invention described in claim 1 includes a plurality of piezoelectric members that generate predetermined vibrations, and a drive that is coupled to the piezoelectric members and is driven by vibrations of the piezoelectric members. A predetermined voltage is applied to each of the plurality of piezoelectric members, a member, a rotation drive member that rotates when the drive member abuts, a pressure member that presses the drive member against the rotation drive member, and the plurality of piezoelectric members Voltage application means controlled to do.

本発明によれば、コンパクト、かつ低騒音で、回転対象物の回転精度を高めた回転駆動伝達装置及びこれを用いた画像形成装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a rotary drive transmission device that is compact and low in noise and has improved rotation accuracy of a rotating object, and an image forming apparatus using the rotation drive transmission device.

本発明の実施形態における回転駆動伝達装置の超音波振動を用いた回転駆動機構の概観を説明する側面図である。It is a side view explaining the general view of the rotational drive mechanism using the ultrasonic vibration of the rotational drive transmission apparatus in the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態における回転駆動伝達装置の超音波振動を用いた回転駆動機構の原理を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the principle of the rotational drive mechanism using the ultrasonic vibration of the rotational drive transmission apparatus in embodiment of this invention. 本発明の実施形態における駆動対象が回転体で、被回転体側に加圧機構と圧電素子とを備えた回転駆動伝達装置を説明する側面図である。It is a side view explaining the rotational drive transmission device which the drive object in embodiment of this invention is a rotary body, and was provided with the pressurization mechanism and the piezoelectric element in the to-be-rotated body side. 本発明の実施形態における駆動対象が回転体で、回転体側に加圧機構があり、被回転体側に圧電素子を備えた回転駆動伝達装置を説明する側面図である。It is a side view explaining the rotational drive transmission apparatus which the drive object in embodiment of this invention is a rotary body, has a pressurization mechanism in the rotary body side, and was equipped with the piezoelectric element in the to-be-rotated body side. 本発明の実施形態における駆動対象がベルト形状で、被回転体側に圧電素子を備えた回転駆動伝達装置を説明する側面図である。It is a side view explaining the rotational drive transmission device which the drive object in embodiment of this invention is a belt shape, and was equipped with the piezoelectric element in the to-be-rotated body side. 本発明の実施形態における駆動対象が回転体で、回転体側に加圧機構を備え、被回転体側に円筒の中心軸と平行かつ回転体との接触箇所全面に圧電素子を備えている回転駆動伝達装置を説明する図である。In the embodiment of the present invention, the rotating object is a rotating body, a rotating mechanism is provided with a pressurizing mechanism, and the rotating body is provided with a piezoelectric element on the entire surface in contact with the rotating body and parallel to the central axis of the cylinder. It is a figure explaining an apparatus. 本発明の実施形態における駆動対象が回転体で、回転体側に加圧機構を備え、被回転体側に円筒の中心軸と平行かつ回転体との接触箇所の一部に圧電素子を備えている回転駆動伝達装置を説明する図である。In the embodiment of the present invention, a rotating object is a rotating body, a rotating mechanism is provided with a pressurizing mechanism, and a rotating body is provided with a piezoelectric element at a part of contact with the rotating body parallel to the central axis of the cylinder. It is a figure explaining a drive transmission device. 本発明の実施形態における駆動対象が回転体とベルトで、被回転体側に加圧機構を備え、被回転体側に円筒の中心軸と平行かつ回転体との接触箇所の一部に圧電素子を備えている回転駆動伝達装置を説明する図である。In the embodiment of the present invention, the object to be driven is a rotating body and a belt, a rotating mechanism is provided with a pressurizing mechanism, and the rotating body is provided with a piezoelectric element at a part of the contact point with the rotating body parallel to the central axis of the cylinder. It is a figure explaining the rotating drive transmission device which is.

次に、本発明を実施するための形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化乃至省略する。本発明は、超音波振動を用いて駆動力(摩擦力)を発生させるのに、圧電素子による振動以外に加圧力を必要とし、その加圧力を回転体と被回転体とを接触させる機構から直接得るということが特徴になっている。   Next, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is the same or it corresponds, The duplication description is simplified thru | or abbreviate | omitted suitably. According to the present invention, in order to generate a driving force (frictional force) using ultrasonic vibration, a pressing force is required in addition to the vibration by the piezoelectric element, and the pressing force is from a mechanism that makes the rotating body and the rotated body contact each other. It is characterized by obtaining directly.

まず、最初に、本発明の実施形態における回転駆動伝達装置の回転駆動機構について説明する。図1は、本発明の実施形態における回転駆動伝達装置の超音波振動を用いた回転駆動機構の概観を説明する側面図である。図1において、回転駆動機構10は、圧電素子1と、被回転体2(駆動部材)と、回転体(回転駆動部材)3と、加圧機構(加圧部材)4と、弾性体5とから構成されている。   First, the rotational drive mechanism of the rotational drive transmission device in the embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a side view for explaining an overview of a rotary drive mechanism using ultrasonic vibration of a rotary drive transmission device according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the rotation drive mechanism 10 includes a piezoelectric element 1, a rotated body 2 (drive member), a rotation body (rotation drive member) 3, a pressure mechanism (pressure member) 4, and an elastic body 5. It is composed of

圧電素子1を備えた被回転体2は、回転体3と接しているのが条件となる。そのため、被回転体2と回転体3との接触面は曲面形状を有している。矢印方向は、回転体3の回転方向を示している。また、図1に図示したように圧電素子1は複数あり、それぞれ図示しない電圧印加回路によって所定の電圧を一定周期で印加されるようそれぞれ制御されている。   The to-be-rotated body 2 provided with the piezoelectric element 1 is in contact with the rotating body 3 as a condition. Therefore, the contact surface between the rotated body 2 and the rotating body 3 has a curved shape. The arrow direction indicates the rotation direction of the rotating body 3. Further, as shown in FIG. 1, there are a plurality of piezoelectric elements 1, and each is controlled so that a predetermined voltage is applied at a constant period by a voltage application circuit (not shown).

すなわち、圧電素子1を振動させた状態で弾性体5が回転体3に加圧されると、超音波モータの原理で、弾性体5と回転体3との間に矢印方向の摩擦力の進行波が発生する。その力を利用することにより回転体3を時計方向に回転駆動させるのである。またその回転速度は印加電圧の周期に依存している。   That is, when the elastic body 5 is pressed against the rotating body 3 while the piezoelectric element 1 is vibrated, the frictional force in the direction of the arrow advances between the elastic body 5 and the rotating body 3 according to the principle of an ultrasonic motor. A wave is generated. By utilizing this force, the rotating body 3 is rotated in the clockwise direction. The rotation speed depends on the period of the applied voltage.

次に、本発明の実施形態における回転駆動伝達装置の回転駆動機構の原理について説明する。図2は、本発明の実施形態における回転駆動伝達装置の超音波振動を用いた回転駆動機構の原理を説明する断面図である。図2において、回転駆動機構10は、圧電素子1と、被回転体2と、回転体3と、弾性体5とから構成されている。   Next, the principle of the rotational drive mechanism of the rotational drive transmission device in the embodiment of the present invention will be described. FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating the principle of a rotational drive mechanism using ultrasonic vibration of the rotational drive transmission device according to the embodiment of the present invention. In FIG. 2, the rotation drive mechanism 10 includes a piezoelectric element 1, a rotated body 2, a rotating body 3, and an elastic body 5.

また、圧電素子1は、図示しない電圧印加回路によって所定の電圧を印加されることにより、振動する。圧電素子1が振動することによって、弾性体5表面の粒子が楕円運動を開始することで、回転体3の右向き矢印方向に進行波が生じ、回転体3が回転する。   The piezoelectric element 1 vibrates when a predetermined voltage is applied by a voltage application circuit (not shown). When the piezoelectric element 1 vibrates, particles on the surface of the elastic body 5 start elliptical motion, so that a traveling wave is generated in the direction of the arrow pointing to the right of the rotating body 3 and the rotating body 3 rotates.

すなわち、図2は、図1で説明した摩擦力の進行波の発生メカニズムを説明したものである。圧電素子1が振動することにより、弾性体5の表面の粒子が反時計方向の矢印で示した楕円運動を行う。被回転体2は、加圧機構4(図1)により加圧されていることで、加圧力に比例した垂直抗力が弾性体5と回転体3との間に発生する。   That is, FIG. 2 explains the generation mechanism of the traveling wave of the frictional force explained in FIG. When the piezoelectric element 1 vibrates, the particles on the surface of the elastic body 5 perform an elliptical motion indicated by a counterclockwise arrow. Since the rotated body 2 is pressurized by the pressurizing mechanism 4 (FIG. 1), a vertical drag proportional to the applied pressure is generated between the elastic body 5 and the rotating body 3.

圧電素子1が振動するだけでは何も発生しないが、そこに加圧力に比例した垂直抗力が発生すると、超音波モータの原理で右方向に摩擦力の進行波が発生する。この進行波のトルクが、回転体3が有する負荷トルク以上になったときに、右向き矢印方向に回転体3が回転駆動する。   Nothing is generated only by the vibration of the piezoelectric element 1, but when a vertical drag proportional to the applied pressure is generated there, a traveling wave of frictional force is generated in the right direction according to the principle of an ultrasonic motor. When the traveling wave torque becomes greater than or equal to the load torque of the rotator 3, the rotator 3 is driven to rotate in the direction of the arrow pointing to the right.

図3は、本発明の実施形態における駆動対象が回転体で、被回転体側に加圧機構と圧電素子とを備えた回転駆動伝達装置を説明する側面図である。図3において、回転駆動機構10は、圧電素子1と、被回転体2と、回転体3と、加圧機構4と、弾性体5とから構成されている。なお、圧電素子1は、図示しない電圧印加回路によって所定の電圧を印加されることにより、一定の周期で振動する。   FIG. 3 is a side view for explaining a rotational drive transmission device in which an object to be driven in the embodiment of the present invention is a rotating body, and a pressure mechanism and a piezoelectric element are provided on the rotating body side. In FIG. 3, the rotation drive mechanism 10 includes a piezoelectric element 1, a rotated body 2, a rotating body 3, a pressurizing mechanism 4, and an elastic body 5. The piezoelectric element 1 vibrates at a constant period when a predetermined voltage is applied by a voltage application circuit (not shown).

図3に示す回転駆動機構10は、回転駆動機構の一例であり、被回転体2側に加圧機構4が設けられている。ここで、被回転体2は、図3において円筒形状を有しているものとして説明するが、図1に示したように、円筒形状でなくても良い。回転体3は時計方向に回転する。上記図2において説明した動作原理に基づいて、圧電素子1が振動することにより、回転体3の時計方向に摩擦力の進行波が発生し、回転体3が回転駆動するのである。   A rotation drive mechanism 10 shown in FIG. 3 is an example of a rotation drive mechanism, and a pressurizing mechanism 4 is provided on the rotated body 2 side. Here, although the to-be-rotated body 2 demonstrates as what has a cylindrical shape in FIG. 3, as shown in FIG. 1, it may not be a cylindrical shape. The rotating body 3 rotates clockwise. Based on the principle of operation described in FIG. 2 above, the piezoelectric element 1 vibrates, whereby a traveling wave of frictional force is generated in the clockwise direction of the rotating body 3 and the rotating body 3 is driven to rotate.

次に、本発明の実施形態における回転駆動伝達装置の回転駆動機構において、回転体側に加圧機構に加圧力が加えられている場合について説明する。図4は、本発明の実施形態における駆動対象が回転体で、回転体側に加圧機構があり、被回転体側に圧電素子を備えた回転駆動伝達装置を説明する側面図である。図4において、回転駆動機構10は、圧電素子1と、被回転体2と、回転体3と、加圧機構4と、弾性体5とから構成されている。なお、圧電素子1は複数あり、それぞれ図示しない電圧印加回路によって所定の電圧を印加されることにより、一定の周期で振動する。   Next, in the rotation drive mechanism of the rotation drive transmission device according to the embodiment of the present invention, a case where pressure is applied to the pressure mechanism on the rotating body side will be described. FIG. 4 is a side view for explaining a rotary drive transmission device in which an object to be driven in the embodiment of the present invention is a rotating body, a pressure mechanism is provided on the rotating body side, and a piezoelectric element is provided on the rotated body side. In FIG. 4, the rotation drive mechanism 10 includes a piezoelectric element 1, a rotated body 2, a rotating body 3, a pressurizing mechanism 4, and an elastic body 5. Note that there are a plurality of piezoelectric elements 1, and each vibrates at a constant period when a predetermined voltage is applied by a voltage application circuit (not shown).

図4に示す回転駆動機構10は、図3に示した回転駆動機構10の逆のタイプで、回転体3側に加圧機構4を設けたものである。なお、被回転体2は、図4においては円筒形状を有しているものとして説明するが、図1に示したように、円筒形状でなくても良い。回転体3は矢印方向に回転する。これも、上記図2において説明した動作原理を用いて回転体3を駆動させているが、摩擦力の進行波は、加圧機構4を備えた回転体3と弾性体5との間に発生させることにより回転駆動力を生み出している。   The rotational drive mechanism 10 shown in FIG. 4 is the reverse type of the rotational drive mechanism 10 shown in FIG. 3 and is provided with a pressurizing mechanism 4 on the rotating body 3 side. In addition, although the to-be-rotated body 2 demonstrates as what has a cylindrical shape in FIG. 4, as shown in FIG. 1, it may not be a cylindrical shape. The rotating body 3 rotates in the direction of the arrow. This also drives the rotating body 3 using the operating principle described in FIG. 2 above, but the traveling wave of the frictional force is generated between the rotating body 3 provided with the pressurizing mechanism 4 and the elastic body 5. To generate rotational driving force.

図5は、本発明の実施形態における駆動対象がベルト形状で、被回転体側に圧電素子を備えた回転駆動伝達装置を説明する側面図である。図5において、回転駆動機構10は、圧電素子1と、被回転体2と、回転体3と、加圧機構4と、弾性体5と、駆動伝達ベルト(伝達部材)6とから構成されている。なお、圧電素子1は、図示しない電圧印加回路によって所定の電圧を印加されることにより、一定の周期で振動する。   FIG. 5 is a side view for explaining a rotational drive transmission device in which an object to be driven in the embodiment of the present invention has a belt shape and includes a piezoelectric element on the rotating body side. In FIG. 5, the rotation drive mechanism 10 includes a piezoelectric element 1, a rotated body 2, a rotation body 3, a pressurization mechanism 4, an elastic body 5, and a drive transmission belt (transmission member) 6. Yes. The piezoelectric element 1 vibrates at a constant period when a predetermined voltage is applied by a voltage application circuit (not shown).

図5の回転駆動機構10は、回転駆動(回転駆動トルク)を伝達する対象が駆動伝達ベルト6を含む場合の一例である。駆動伝達ベルト6に動力を直接伝達した後、回転体3を駆動させている。なお、図5において、駆動伝達ベルトベルト6は2軸で構成されているが、多軸で構成されていても良い。回転体3はそれぞれ矢印方向に回転する。   The rotational drive mechanism 10 of FIG. 5 is an example in the case where the target for transmitting rotational drive (rotational drive torque) includes the drive transmission belt 6. After the power is directly transmitted to the drive transmission belt 6, the rotating body 3 is driven. In FIG. 5, the drive transmission belt 6 is composed of two axes, but may be composed of multiple axes. Each rotator 3 rotates in the direction of the arrow.

加圧機構4(例えば、画像形成装置において、転写ユニットのテンションスプリングのような機能を有するもの)によって駆動伝達ベルト6(例えば、画像形成装置において、転写ベルトのようなもの)にベルトテンションが発生し、駆動伝達ベルト6と弾性体5との間に垂直抗力が発生する。その状態で、圧電素子1を振動させると、上記図2において説明した動作原理より、駆動伝達ベルト6と弾性体5の間に進行波が発生し、結果的に、駆動伝達ベルト6は矢印方向に駆動するのである。   Belt tension is generated in the drive transmission belt 6 (for example, a transfer belt in the image forming apparatus) by the pressurizing mechanism 4 (for example, the image forming apparatus has a function as a tension spring of the transfer unit). Then, a vertical drag is generated between the drive transmission belt 6 and the elastic body 5. In this state, when the piezoelectric element 1 is vibrated, a traveling wave is generated between the drive transmission belt 6 and the elastic body 5 according to the operation principle described in FIG. To drive.

図6は、本発明の実施形態における駆動対象が回転体で、回転体側に加圧機構を備え、被回転体側に円筒の中心軸と平行かつ回転体との接触箇所全面に圧電素子を備えている回転駆動伝達装置を説明する図である。図6において、回転駆動機構10は、圧電素子1と、円筒形の被回転体2と、円筒形の回転体3と、加圧機構4と、弾性体5とから構成されている。なお、圧電素子1は、図示しない電圧印加回路によって所定の電圧を印加されることにより、一定の周期で振動する。   FIG. 6 shows a driving object according to an embodiment of the present invention, in which a rotating body is provided, a pressure mechanism is provided on the rotating body side, and a piezoelectric element is provided on the entire surface of the contact portion with the rotating body in parallel with the central axis of the cylinder. It is a figure explaining the rotational drive transmission device which is. In FIG. 6, the rotation drive mechanism 10 includes a piezoelectric element 1, a cylindrical rotated body 2, a cylindrical rotating body 3, a pressurizing mechanism 4, and an elastic body 5. The piezoelectric element 1 vibrates at a constant period when a predetermined voltage is applied by a voltage application circuit (not shown).

図6の回転駆動機構10は、図4で示した回転駆動機構10の全体構成を斜め方向から見たものである。なお、圧電素子1は、円筒の中心軸に平行であって、被回転体2側に、被回転体2が回転体3と接触する接触面全域に渡って弾性体5と被回転体2との間に設置される。回転体3は矢印方向に回転する。   The rotary drive mechanism 10 in FIG. 6 is a view of the entire configuration of the rotary drive mechanism 10 shown in FIG. The piezoelectric element 1 is parallel to the central axis of the cylinder, and on the rotated body 2 side, the elastic body 5 and the rotated body 2 are disposed over the entire contact surface where the rotated body 2 contacts the rotating body 3. It is installed between. The rotating body 3 rotates in the direction of the arrow.

この回転駆動機構10は、画像形成装置においてはレジストローラ駆動に適用することができる。レジストローラには必ず対向する形で加圧ローラが備えられており、そのレジスト圧が垂直抗力として働くので、図6に示すようにレジストローラが弾性体5と圧電素子1とを有していれば、上記図2において説明した動作原理により、回転体3(加圧ローラ)を回転させることが出来る。   The rotation driving mechanism 10 can be applied to registration roller driving in the image forming apparatus. The registration roller is always provided with a pressure roller facing the resist roller, and the resist pressure acts as a vertical drag. Therefore, the registration roller has the elastic body 5 and the piezoelectric element 1 as shown in FIG. For example, the rotating body 3 (pressure roller) can be rotated by the operating principle described in FIG.

これは弾性体5と回転体3(加圧ローラ)との間に紙媒体が挿入された状態でも同様な機能を原理的に得ることができる。この方式を採用すれば、レジスト駆動ギヤやレジストモータを必要としないので、従来の方式と比較して、かなりの省スペースや低騒音駆動を実現することができる。   In principle, a similar function can be obtained even when a paper medium is inserted between the elastic body 5 and the rotating body 3 (pressure roller). If this method is adopted, a registration drive gear and a registration motor are not required, so that considerable space saving and low noise driving can be realized as compared with the conventional method.

図7は、本発明の実施形態における駆動対象が回転体で、回転体側に加圧機構を備え、被回転体側に円筒の中心軸と平行かつ回転体との接触箇所の一部に圧電素子を備えている回転駆動伝達装置を説明する図である。図7において、回転駆動機構10は、圧電素子1と、円筒形の被回転体2と、円筒形の回転体3と、加圧機構4と、弾性体5とから構成されている。なお、圧電素子1は、図示しない電圧印加回路によって所定の電圧を印加されることにより、一定の周期で振動する。   FIG. 7 shows a driving object in the embodiment of the present invention, which is a rotating body, which has a pressurizing mechanism on the rotating body side, and a piezoelectric element on a part to be contacted with the rotating body parallel to the central axis of the cylinder on the rotating body side. It is a figure explaining the rotational drive transmission device provided. In FIG. 7, the rotation drive mechanism 10 includes a piezoelectric element 1, a cylindrical rotated body 2, a cylindrical rotating body 3, a pressurizing mechanism 4, and an elastic body 5. The piezoelectric element 1 vibrates at a constant period when a predetermined voltage is applied by a voltage application circuit (not shown).

図7は、図6と比較して、圧電素子1の設置箇所が異なる。圧電素子1は、左右偏差をなくしコスト削減のため、円筒の中心軸に平行であって、被回転体2側に被回転体2が回転体3と接触する接触面の一部に設置されている。回転体3は矢印方向に回転する。   FIG. 7 is different from FIG. 6 in the installation location of the piezoelectric element 1. The piezoelectric element 1 is installed in a part of a contact surface that is parallel to the central axis of the cylinder and that contacts the rotating body 3 on the rotating body 2 side in order to eliminate left-right deviation and reduce costs. Yes. The rotating body 3 rotates in the direction of the arrow.

この実施形態は、発生する摩擦力の進行波の左右偏差をなくす目的と、コスト削減の目的との双方を満たすために行っているという点もあるが、図6において説明したように、この回転駆動機構10を画像形成装置に適用した場合、紙媒体の挿入の有無によって垂直抗力の大きさが異なったとき、速度差が生じてしまう可能性があり、その影響を防止するために、紙媒体の通過領域外に圧電素子1を設置している。   Although this embodiment is performed in order to satisfy both the purpose of eliminating the lateral deviation of the traveling wave of the generated frictional force and the purpose of cost reduction, as described in FIG. When the drive mechanism 10 is applied to the image forming apparatus, a speed difference may occur when the magnitude of the vertical drag differs depending on whether or not the paper medium is inserted. In order to prevent the influence of the paper medium, The piezoelectric element 1 is installed outside the pass region.

図8は、本発明の実施形態における駆動対象が回転体とベルトで、被回転体側に加圧機構を備え、被回転体側に円筒の中心軸と平行かつ回転体との接触箇所の一部に圧電素子を備えている回転駆動伝達装置を説明する図である。図8において、回転駆動機構10は、圧電素子1と、円筒形の被回転体2と、円筒形の2つの回転体3と、加圧機構4と、弾性体5と、駆動伝達ベルト6とから構成されている。なお、圧電素子1は、図示しない電圧印加回路によって所定の電圧を印加されることにより、一定の周期で振動する。   FIG. 8 shows a driving object in the embodiment of the present invention, which is a rotating body and a belt, and a rotating mechanism is provided with a pressurizing mechanism, and the rotating body is parallel to the central axis of the cylinder and part of a contact point with the rotating body. It is a figure explaining the rotational drive transmission device provided with the piezoelectric element. In FIG. 8, the rotational drive mechanism 10 includes a piezoelectric element 1, a cylindrical rotated body 2, two cylindrical rotational bodies 3, a pressurizing mechanism 4, an elastic body 5, and a drive transmission belt 6. It is composed of The piezoelectric element 1 vibrates at a constant period when a predetermined voltage is applied by a voltage application circuit (not shown).

すなわち、図8に示すように、駆動対象として駆動伝達ベルト6が含まれている。図5に示した回転駆動機構とは異なる実施形態であり、まず最初に軸に動力を伝え、その後、駆動伝達ベルト6を駆動していく。圧電素子1は、左右偏差をなくしコスト削減のため、円筒の中心軸に平行であって、被回転体2側に被回転体2が回転体3と接触する接触面の一部に設置されている。   That is, as shown in FIG. 8, the drive transmission belt 6 is included as a drive target. This embodiment is different from the rotational drive mechanism shown in FIG. 5. First, power is transmitted to the shaft, and then the drive transmission belt 6 is driven. The piezoelectric element 1 is installed in a part of a contact surface that is parallel to the central axis of the cylinder and that contacts the rotating body 3 on the rotating body 2 side in order to eliminate left-right deviation and reduce costs. Yes.

この例は、画像形成装置においては、転写ユニットの転写ベルト駆動に適用することができる。すなわち、二次転写部には必ず対向する形で二次転写ローラが備えられており、その二次転圧が垂直抗力として働く。二次転写ローラに圧電素子1と弾性体5とを備えた形で二次転写圧を加えれば、回転体3(中転駆動ローラ)に回転駆動力が発生し、転写ベルトが駆動するようになる。この駆動方式を採用すれば、転写駆動ギヤや転写モータを必要としないので、従来の駆動方式と比べてかなりの省スペース化や低騒音化を実現することができる。   This example can be applied to drive a transfer belt of a transfer unit in an image forming apparatus. That is, a secondary transfer roller is always provided in the secondary transfer portion so as to face the secondary transfer portion, and the secondary rolling pressure acts as a vertical drag. If the secondary transfer pressure is applied to the secondary transfer roller in the form of the piezoelectric element 1 and the elastic body 5, a rotational driving force is generated in the rotating body 3 (medium transfer driving roller) so that the transfer belt is driven. Become. If this drive system is adopted, a transfer drive gear and a transfer motor are not required, so that considerable space saving and noise reduction can be realized as compared with the conventional drive system.

以上説明したように、本発明の実施形態における回転駆動伝達装置は、超音波モータを用いて超音波周期で振動させた圧電素子と弾性体との間に発生した摩擦力を利用して回転駆動力を得る回転駆動機構を採用しており、画像形成装置に、この回転駆動伝達装置を搭載することが可能となる。   As described above, the rotational drive transmission device according to the embodiment of the present invention is rotationally driven using the frictional force generated between the piezoelectric element and the elastic body that are vibrated with an ultrasonic cycle using an ultrasonic motor. A rotational drive mechanism that obtains force is employed, and this rotational drive transmission device can be mounted on the image forming apparatus.

このように、本発明によれば、超音波モータと同様の効果を狙ったものであり、取り付けた圧電素子を振動させることによって得られる進行波と、回転体と被回転体とが加圧接触されることによって発生する摩擦力とを利用して、駆動対象である回転体を回転駆動させることにより、コンパクト、かつ低騒音で、回転対象物の回転精度を高めることができる回転駆動伝達装置及びこれを用いた画像形成装置を提供することができるのである。   As described above, according to the present invention, the same effect as that of an ultrasonic motor is aimed, and a traveling wave obtained by vibrating the attached piezoelectric element, and a rotating body and a rotated body are in pressure contact. And a rotational drive transmission device capable of increasing the rotational accuracy of the rotating object in a compact and low-noise manner by rotating the rotating body that is the driving object by using the frictional force generated by An image forming apparatus using this can be provided.

以上、本発明の好適な実施の形態により本発明を説明した。ここでは特定の具体例を示して本発明を説明したが、特許請求の範囲に定義された本発明の広範囲な趣旨及び範囲から逸脱することなく、これら具体例に様々な修正及び変更が可能である。   The present invention has been described above by the preferred embodiments of the present invention. While the invention has been described with reference to specific embodiments thereof, various modifications and changes can be made to these embodiments without departing from the broader spirit and scope of the invention as defined in the claims. is there.

1 圧電素子
2 被回転体(駆動部材)
3 回転体(回転駆動部材)
4 加圧機構
5 弾性体
6 駆動伝達ベルト(伝達部材)
10 回転駆動機構
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Piezoelectric element 2 Rotating body (drive member)
3 Rotating body (Rotary drive member)
4 Pressurizing mechanism 5 Elastic body 6 Drive transmission belt (transmission member)
10 Rotation drive mechanism

特開平05−191987号公報JP 05-191987

Claims (8)

所定の振動を発生する複数の圧電部材と、
前記圧電部材と結合され、前記圧電部材の振動により駆動する駆動部材と、
前記駆動部材が当接することにより回転駆動する回転駆動部材と、
前記駆動部材を前記回転駆動部材に圧接する加圧部材と、
前記複数の圧電部材それぞれに一定周期で所定の電圧を印加するよう制御された電圧印加手段と、
を含むことを特徴とする回転駆動伝達装置。
A plurality of piezoelectric members that generate predetermined vibrations;
A driving member coupled with the piezoelectric member and driven by vibration of the piezoelectric member;
A rotation drive member that rotates when the drive member abuts;
A pressure member that presses the drive member against the rotary drive member;
Voltage applying means controlled to apply a predetermined voltage to each of the plurality of piezoelectric members at a constant period;
A rotational drive transmission device comprising:
前記回転駆動部材は複数設けられ、前記複数設けられた前記回転駆動部材は、その回転周方向に沿って回転駆動を互いに伝達する伝達部材によって連結され、
前記駆動部材は、前記複数設けられた前記回転駆動部材の何れかに圧接するよう前記加圧部材により圧接された後、前記圧電部材に所定の電圧が一定周期で印加されることを特徴とする請求項1に記載の回転駆動伝達装置。
A plurality of the rotation drive members are provided, and the plurality of rotation drive members are connected by a transmission member that transmits the rotation drive to each other along the rotation circumferential direction thereof.
The drive member is press-contacted by the pressure member so as to be pressed against any of the plurality of rotation drive members provided, and then a predetermined voltage is applied to the piezoelectric member at a constant period. The rotational drive transmission device according to claim 1.
前記回転駆動部材と前記駆動部材とは、共に所定の半径を有する円筒形を有しており、
前記圧電部材は、前記円筒形の中心軸に平行であって、前記駆動部材の前記回転駆動部材に当接する領域の一部に設けられていることを特徴とする請求項2に記載の回転駆動伝達装置。
The rotary drive member and the drive member both have a cylindrical shape having a predetermined radius,
The rotational drive according to claim 2, wherein the piezoelectric member is provided in a part of a region that is parallel to the central axis of the cylindrical shape and abuts on the rotational drive member of the drive member. Transmission device.
所定の振動を発生する複数の圧電部材と、
前記圧電部材と結合され、前記圧電部材の振動により駆動する駆動部材と、
前記駆動部材が当接することにより回転駆動する回転駆動部材と、
前記回転駆動部材を前記駆動部材に圧接する加圧部材と、
前記複数の圧電部材それぞれに一定周期で所定の電圧を印加するよう制御された電圧印加手段と、を含むことを特徴とする回転駆動伝達装置。
A plurality of piezoelectric members that generate predetermined vibrations;
A driving member coupled with the piezoelectric member and driven by vibration of the piezoelectric member;
A rotation drive member that rotates when the drive member abuts;
A pressure member that presses the rotational drive member against the drive member;
And a voltage applying means controlled to apply a predetermined voltage to each of the plurality of piezoelectric members at a constant period.
前記回転駆動部材は複数設けられ、前記複数設けられた前記回転駆動部材は、その回転周方向に沿った回転駆動を互いに伝達する伝達部材によって連結され、
前記加圧部材は、前記回転駆動部材を前記伝達部材の外周方向に圧接し、
前記複数の圧電部材それぞれに一定周期で所定の電圧が印加されることを特徴とする請求項4に記載の回転駆動伝達装置。
A plurality of the rotation drive members are provided, and the plurality of rotation drive members are connected by a transmission member that transmits the rotation drive along the rotation circumferential direction to each other,
The pressure member presses the rotation drive member in the outer peripheral direction of the transmission member,
The rotation drive transmission device according to claim 4, wherein a predetermined voltage is applied to each of the plurality of piezoelectric members at a constant period.
前記駆動部材と前記回転駆動部材とは、共に所定の半径を有する円筒形を有しており、
前記圧電部材は、前記円筒形の中心軸に平行であって、前記駆動部材の前記回転駆動部材に当接する領域の全面に設けられていることを特徴とする請求項5に記載の回転駆動伝達装置。
The drive member and the rotary drive member both have a cylindrical shape having a predetermined radius,
The rotational drive transmission according to claim 5, wherein the piezoelectric member is provided on the entire surface of the drive member that is parallel to the central axis of the cylindrical shape and is in contact with the rotational drive member. apparatus.
前記駆動部材と前記回転駆動部材とは、共に所定の半径を有する円筒形を有しており、
前記圧電部材は、前記円筒形の中心軸に平行であって、前記駆動部材の前記回転駆動部材に当接する領域の一部に設けられていることを特徴とする請求項5に記載の回転駆動伝達装置。
The drive member and the rotary drive member both have a cylindrical shape having a predetermined radius,
The rotational drive according to claim 5, wherein the piezoelectric member is provided in a part of a region that is parallel to the central axis of the cylindrical shape and contacts the rotational drive member of the drive member. Transmission device.
請求項1から7の何れか1項に記載の回転駆動伝達装置を含むことを特徴とする画像形成装置。   An image forming apparatus comprising the rotational drive transmission device according to claim 1.
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