JPH01179053A - Driving controller for recorder - Google Patents
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- JPH01179053A JPH01179053A JP63000428A JP42888A JPH01179053A JP H01179053 A JPH01179053 A JP H01179053A JP 63000428 A JP63000428 A JP 63000428A JP 42888 A JP42888 A JP 42888A JP H01179053 A JPH01179053 A JP H01179053A
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Landscapes
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
- Discharging, Photosensitive Material Shape In Electrophotography (AREA)
- Exposure Or Original Feeding In Electrophotography (AREA)
- Control Or Security For Electrophotography (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、複写機やプリンター等のように、ゼログラフ
ィプロセスを用いる記録装置において、トナー画像を形
成する感光体ドラム、現像装置等の回転駆動部材を、超
音波モータを用いて直接駆動するとともに、該感光体ド
ラム等の回転駆動部材の回転速度の1II1111Iを
、任意の速度で行い得るようにするための装置に関する
。Detailed Description of the Invention (Industrial Field of Application) The present invention relates to the rotation of a photoreceptor drum, a developing device, etc. that forms a toner image in a recording device that uses a xerography process, such as a copying machine or a printer. The present invention relates to a device for directly driving a driving member using an ultrasonic motor and for making it possible to rotate the rotational speed of the rotational driving member such as the photosensitive drum at an arbitrary speed.
(従来の技術)
ゼログラフィプロセスを用いる複写機やプリンター、フ
ァクシミリ等の装置においては、用紙搬送装置、感光体
ドラム、現像装置等の多くの部材が組合せられたものと
して構成され、それらの各構成部材の駆動のために、多
くの種類のモータ等が用いられており、各動作部材をそ
の設定された速度で駆動するようになっている。(Prior Art) Devices such as copying machines, printers, and facsimile machines that use the xerography process are constructed as a combination of many components such as a paper conveyance device, a photosensitive drum, and a developing device. Many types of motors are used to drive the members, and each operating member is driven at a set speed.
このようなゼログラフィプロセスを用いる装置を、例え
ば、複写機の例で説明すると、複写機は第16図に示さ
れるように構成された装置である。。An example of an apparatus using such a xerographic process will be described using a copying machine, for example. The copying machine is an apparatus configured as shown in FIG. 16. .
この第16図に示される複写機10において、その複写
機本体の上面にはプラテン11が設けられており、その
1面に沿って移動し、原稿の画像の走査を行うための画
像読取り装置と、その光の伝達を行うための光学系装!
20が配置される。In the copying machine 10 shown in FIG. 16, a platen 11 is provided on the top surface of the main body of the copying machine, and an image reading device and an image reading device that move along one surface of the platen 11 and scan an image of a document. , an optical system for transmitting that light!
20 are placed.
また、複写機の中央部に設けられる感光体ドラム50に
対して、その周囲に帯電コロトロン13、現像装置30
.転写・剥離コロトロン14、クリーニング装置15等
の各装置が配置されており、画像読取り装置によって得
られた原稿の反射光を、光学系を介して感光体ドラムに
照射して静電潜像を形成し、その静′F1潜像に現像装
置30からトナーを供給してトナー画像を形成し、その
トナー画像を用紙に転写するようにしている。Further, a charging corotron 13 and a developing device 30 are provided around the photosensitive drum 50 provided in the center of the copying machine.
.. Devices such as a transfer/peeling corotron 14 and a cleaning device 15 are arranged, and the light reflected from the document obtained by the image reading device is irradiated onto the photoreceptor drum via an optical system to form an electrostatic latent image. Then, toner is supplied from the developing device 30 to the static F1 latent image to form a toner image, and the toner image is transferred onto paper.
上記したようにして作成されたトナー画像を転写する用
紙Pは、複写機本体に装着される給紙カセット16に収
容され、給紙ローラ17によって送り出され、用紙搬送
路18内で感光体ドラムに形成されるトナー画像にタイ
ミングを合せた状態で、転写・剥離コロトロン14によ
る画像転写位置に送り込まれる。The paper P onto which the toner image created as described above is transferred is stored in a paper feed cassette 16 installed in the main body of the copying machine, fed by a paper feed roller 17, and delivered to a photoreceptor drum within a paper transport path 18. The toner is sent to the image transfer position by the transfer/separation corotron 14 in a state that is timed with the toner image to be formed.
そして、該画像転写位置で、転写・剥離コロトロンによ
る放電によって、感光体ドラム50の表面からトナー画
像が転写され、その未定着トナー画像を担持したまま、
搬送ベルト19によって運ばれて定着装置40に導入さ
れ、トナー画像の定着が行なわれて、コピーとして完成
される。Then, at the image transfer position, the toner image is transferred from the surface of the photoreceptor drum 50 by electric discharge by the transfer/peeling corotron, and while the unfixed toner image is carried,
The toner image is carried by a conveyor belt 19 and introduced into a fixing device 40, where the toner image is fixed and a copy is completed.
上記したような従来より′用いられている複写機におい
て、複写機本体のプラテンの下部に設けられる光学系は
、第17図に示されるように、プラテンの下面の両側に
設けられるガイド部材23.23aに、ミラー21.2
2が、その両側のスライド24により摺動可能に設けら
れており、それ等の各ミラーが、ワイヤ27に取り付け
られて、そのワイヤを巻き掛けるプーリを駆動すること
によって駆動が行なわれる。そのための駆動装置として
は、一般にモータ25と減速機構、およびワイヤ27の
駆動を行うための駆動プーリ26等が設けられる。In the conventional copying machine as described above, the optical system provided below the platen of the copying machine main body consists of guide members 23. 23a, mirror 21.2
2 are slidably provided by slides 24 on both sides thereof, and each of these mirrors is attached to a wire 27 and driven by driving a pulley around which the wire is wound. A drive device for this purpose generally includes a motor 25, a speed reduction mechanism, a drive pulley 26 for driving the wire 27, and the like.
そして、複写機本体の制御装置の指令によって、プラテ
ン上にセットされた原稿サイズに対応して、モータを正
逆回転させて、ランプやミラー、レンズ等の各部材の移
動を行い、原稿の画像の走査光を感光体ドラムに伝達す
る作用を行うようにする。Then, according to commands from the control device of the copying machine, the motor is rotated in forward and reverse directions to move the lamps, mirrors, lenses, and other members according to the size of the document set on the platen, thereby creating an image of the document. The scanning light is transmitted to the photoreceptor drum.
また、感光体ドラムの側部に設けられ、感光体ドラムに
形成された静′R潜像に対して、トナーを付着させるた
めの現像装置30は、第18図に示されるような構成の
ものが用いられる。この第18図に示される現像装置3
0は、感光体ドラム50の表面に非常に接近するように
配置される現像ローラ31を用い、ホッパー35内に収
容された現像剤を、該現像ロー531を介して感光体ド
ラムの表面に付着させるような作用を行う。Further, a developing device 30, which is provided on the side of the photoreceptor drum and is used to apply toner to the static R latent image formed on the photoreceptor drum, has a configuration as shown in FIG. is used. Developing device 3 shown in FIG.
0 uses a developing roller 31 placed very close to the surface of the photoreceptor drum 50, and the developer contained in the hopper 35 is attached to the surface of the photoreceptor drum via the developing roller 531. perform an action that causes
また、この現像装置30の実施例においては、ホッパー
35内の現像剤を供給ロー532によって現像ローラ3
1に移転し、該現像ローラ31に付着した現像剤に対し
て、層形成部材33を用いて所定の厚さの薄層を形成し
、該現像剤の薄層が感光体ドラムに接近するようにされ
ている。Further, in this embodiment of the developing device 30, the developer in the hopper 35 is supplied to the developing roller 532 by the supply row 532.
1, a layer forming member 33 is used to form a thin layer of a predetermined thickness on the developer adhered to the developing roller 31, and the thin layer of developer approaches the photoreceptor drum. It is being done.
上記した現像工程において、現像ローラ31と感光体ド
ラム感光体ドラム50とは、その接触部で、矢印方向に
回転が行われるようになっているが、両者の回転速度は
異なるものとして設定され、それぞれの駆動系統が別に
設けられる。In the above-described development process, the developing roller 31 and the photosensitive drum 50 rotate in the direction of the arrow at their contact portion, but the rotational speeds of the two are set to be different. Each drive system is provided separately.
第19図に示される定着装置40は、加熱ローラ方式の
装置の場合であり、この従来例に示される定着装置40
においては、加熱ローラ41と加圧O−ラ42との間に
用紙を挟持して移動させ、用紙の表面に担持されるトナ
ー画像に対して、加熱ローラ41による加熱と、加圧ロ
ー542による圧力と加えるようにされる。The fixing device 40 shown in FIG. 19 is a heating roller type device, and the fixing device 40 shown in this conventional example
In this method, a sheet of paper is held and moved between a heating roller 41 and a pressure roller 42, and the toner image carried on the surface of the sheet is heated by the heating roller 41 and by a pressure roller 542. Made to apply pressure.
この従来例においては、上記加熱ローラ41の両端部を
本体のフレーム49に対して軸受43によって支持し、
該[1−ラ本体41aの表面に形成した発熱層41Gに
通電することによって、該加熱[1−ラの表面を所定の
III、例えば、200℃に加熱し、その熱でトナーを
溶融させ、用紙にトナー画像を溶着させる。In this conventional example, both ends of the heating roller 41 are supported by bearings 43 against a frame 49 of the main body,
By applying electricity to the heat generating layer 41G formed on the surface of the [1-R main body 41a, the surface of the [1-R] is heated to a predetermined temperature, for example, 200° C., and the toner is melted by the heat. Welds the toner image to the paper.
また、該加熱ローラの駆動を行うためのモータ46には
、減速機構47を設け、該減速装置の出力軸に設けたギ
ヤ48が、ローラ本体の端部に設けたギヤ45に噛合い
、そのローラの駆動を行うようにする。The motor 46 for driving the heating roller is provided with a deceleration mechanism 47, and a gear 48 provided on the output shaft of the deceleration device meshes with a gear 45 provided at the end of the roller body. The rollers will be driven.
上記したように、従来のゼログラフィプロセスを用いる
複写機やプリンター、またはファクシミリ等の装置にお
いて、乾式トナーを用いてトナー画像を形成し、そのト
ナー画像を用紙に転写するようにするための感光体ドラ
ム、および、画像読取り装置の光学系装置、現像装置、
定着装置等のように多くの種類の回転駆動部材が用いら
れる。As described above, in devices such as copiers, printers, and facsimiles that use conventional xerography processes, photoreceptors are used to form toner images using dry toner and transfer the toner images to paper. drum, optical system device of image reading device, developing device,
Many types of rotational drive members are used, such as fixing devices and the like.
そして、上記したような各装置は、一般の駆動機構の場
合と同様に、減速機付きのDCサーボモータ等による直
接駆動、または、タイミングベルトやチェーン等のよう
なスプロケットの歯に係合する駆動力伝達手段、または
、平ベルトやワイヤ等のブーりに巻き掛けられる駆動伝
達手段等を用いて、駆動手段の回転力を、0転部材の回
転力として伝達する等の方法が用いられる。As in the case of general drive mechanisms, each of the above-mentioned devices can be driven directly by a DC servo motor with a reduction gear, or driven by a drive that engages with the teeth of a sprocket such as a timing belt or chain. A method is used in which the rotational force of the drive means is transmitted as the rotational force of the zero-rolling member using a force transmission means or a drive transmission means wound around a bobbin such as a flat belt or wire.
そして、例えば、感光体ドラムの場合には、その回転速
度は、複写機に設定されるコピー枚数7分の条件に合せ
て設定されるものであり、そのために、ドラムのフラン
ジのギヤ機構を設け、減速機付きのDCサーボを一夕の
駆動軸との間で減速した状態で、その回転の伝達を行わ
せるようにしている。For example, in the case of a photoreceptor drum, its rotational speed is set in accordance with the conditions for the number of copies set for the copying machine to be 7, and for this purpose, a gear mechanism is provided on the flange of the drum. The rotation of the DC servo with a speed reducer is transmitted while being decelerated between the DC servo and the drive shaft.
その場合に、例えば、モータの駆動軸の回転数が150
0rpm、ドラムの回転数を33 rpmとすると、両
者の間に設けられる減速機構は、その減速比が1/45
程度と、非常に大きな減速比を設定することが必要とさ
れている。In that case, for example, the rotation speed of the drive shaft of the motor is 150
If the rotation speed of the drum is 0 rpm and the rotation speed of the drum is 33 rpm, the reduction ratio of the reduction mechanism provided between the two is 1/45.
degree, and it is necessary to set a very large reduction ratio.
(発明が解決しようとする問題点)
上記したように、感光体ドラムの駆動機構において、エ
ータとドラムの間に1/45程度の非常に大きな減速比
を設定することは、そのために、多くの歯車の噛合わせ
を使用したりすることが必要となるので、その歯車伝達
機構の構成が複雑になり、装置を小型化することが困難
であり、マシーンサイズが大型化する原因ともなってい
る。(Problems to be Solved by the Invention) As mentioned above, setting a very large reduction ratio of about 1/45 between the motor and the drum in the drive mechanism of the photoreceptor drum requires many Since it is necessary to use meshing gears, the configuration of the gear transmission mechanism becomes complicated, making it difficult to miniaturize the device and causing the machine size to increase.
さらに、減速機構でのギヤ比を大きくすることによって
、該ギヤにおける速度変動比が大きく(ギヤ1枚当たり
約±5%)なり、例えば、上記したように減速比を1
、/ 45程度に設定する場合には、ギヤを3個使用す
るために、速度変動比が非常に大きくなる。したがって
、上記したように構成すことは、感光体ドラムの回転速
度を一定に維持することが困難になるとともに、回転ム
ラが発生することにより、該感光体ドラムの表面に形成
されるトナー画像に、局部的な伸び、縮み等が発生し、
それによってトナー画像の乱れが生じる原因ともなって
いる。Furthermore, by increasing the gear ratio in the reduction mechanism, the speed fluctuation ratio in the gear becomes large (approximately ±5% per gear).
, /45, the speed fluctuation ratio becomes very large because three gears are used. Therefore, with the above configuration, it becomes difficult to maintain a constant rotational speed of the photoreceptor drum, and rotational unevenness occurs, resulting in a toner image formed on the surface of the photoreceptor drum. , local elongation, shrinkage, etc. may occur,
This also causes disturbances in the toner image.
それに加えて、従来より用いられている駆動機構による
場合には、多くのギヤを使用することによって駆動効率
が減少するために、モータの性能を必要以上に大きなも
のとすることが要求されるとともに、ギヤの加工精度を
向上させること等が求められ、それらによって、複写機
の製造コストが上昇する原因ともなる他に、ギヤの噛合
いによる騒音の問題等が発生する。In addition, in the case of conventionally used drive mechanisms, the drive efficiency decreases due to the use of many gears, so the motor performance is required to be greater than necessary. , it is required to improve the machining accuracy of the gears, etc., which not only causes an increase in the manufacturing cost of the copying machine but also causes problems such as noise due to the meshing of the gears.
つまり、ギヤの噛合いにより発生する騒音が、通常の装
置においては45db人程度でも、それを3組設けると
、その騒音は50db人程度に上昇するものとなり、そ
れ等のギヤの組合せ数が多くなると、複写機等の事務用
機器から発生される騒音が非常に大きいものとなり、事
務環境に大きな影響を与える原因となる。In other words, even if the noise generated by the meshing of gears is about 45 db in a normal device, if three sets of them are installed, the noise will rise to about 50 db, and the number of such gear combinations is large. In this case, the noise generated from office equipment such as copying machines becomes extremely loud, causing a large impact on the office environment.
(発明の目的)
本発明は、上記したような従来より用いられているゼロ
グラフィブロセスを用いる装置において、回転装置の駆
動装置の騒音、回転ムラ等の欠点を解消するもので、超
音波モータを使用して回転装置を直接駆動することによ
って、該駆動機構の構成を簡素化するとともに、回転装
置に回転ムラや、騒音等が発生することを防止出来るよ
うな装置を提供することを目的としている。(Object of the Invention) The present invention is intended to eliminate the drawbacks such as noise and uneven rotation of the drive device of the rotating device in the above-mentioned apparatus using the conventional xerographic process, and to use an ultrasonic motor. The purpose of the present invention is to provide a device that simplifies the configuration of the drive mechanism by directly driving the rotating device using the rotating device, and also prevents uneven rotation and noise from occurring in the rotating device. .
(発明の背景)
超音波振動を利用したモータは、例えば、特開昭58−
148682号公報に示されるように、モータ単体とし
ての技術手段が公知のものであり、実際に市販されてい
るものでもある。この超音波モータの基本的な原理は、
第13図(a)に示されるように、弾性体3一方の面に
、圧電セラミックス2の小片を張付けたもので、その圧
電セラミックス2の極性が隣接する小片の闇で異なるよ
うに設定し、それらの圧電セラミックスの両側に設けた
電極から、それぞれの圧電せラミックスに所定の電圧を
印加するようにしている。(Background of the Invention) A motor using ultrasonic vibration is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1986-
As shown in Japanese Patent No. 148682, the technical means for a single motor is known and is actually commercially available. The basic principle of this ultrasonic motor is
As shown in FIG. 13(a), a small piece of piezoelectric ceramic 2 is attached to one surface of an elastic body 3, and the polarity of the piezoelectric ceramic 2 is set to be different depending on the darkness of the adjacent small piece. A predetermined voltage is applied to each piezoelectric ceramic from electrodes provided on both sides of the piezoelectric ceramic.
つまり、同図(b)に示されるように電圧を印加する場
合と、(C)に示されるように電圧を印加する場合とで
は、各圧電セラミックスに「伸び」「縮み」の状態が発
生する。そして、圧電セラミックスが伸びた側は弾性体
の表面では谷となり、圧電セラミックスが縮んだ側は圧
電セラミックスの表面では山となって、それにより相互
にひずみが発生する。そして、圧電セラミックス2に印
加する電圧の極性を反転すると、それぞれの圧電セラミ
ックスの相互のひずみも反転する。In other words, when a voltage is applied as shown in (b) of the same figure, and when a voltage is applied as shown in (C), each piezoelectric ceramic undergoes an "expansion" or "shrinkage" state. . Then, the side where the piezoelectric ceramic stretches becomes a valley on the surface of the elastic body, and the side where the piezoelectric ceramic contracts becomes a mountain on the surface of the piezoelectric ceramic, thereby causing mutual strain. When the polarity of the voltage applied to the piezoelectric ceramics 2 is reversed, the mutual strain of each piezoelectric ceramic is also reversed.
この実施例において、弾性体3としては、りん青銅、ス
テンレス、その他の金属材料を用いることが出来るもの
で、圧電セラミックス2は、例えば、[ネベツクNPM
、N−61J (東北金属株式会社製)を用いること
が出来る。In this embodiment, the elastic body 3 can be made of phosphor bronze, stainless steel, or other metal materials, and the piezoelectric ceramic 2 can be made of, for example,
, N-61J (manufactured by Tohoku Kinzoku Co., Ltd.) can be used.
そして、上記したように振動体1を構成し、第13図(
d)に示されるように、電源4から交流電圧を印加する
と、その周波数に応じて各圧電セラミックスに「伸び」
「縮み」が交互に繰返されるものとなるので、振動体
1は同図(e)に示されるように、所定の周波数の振動
が発生する。Then, the vibrating body 1 is configured as described above, and FIG.
As shown in d), when an AC voltage is applied from the power source 4, each piezoelectric ceramic "stretches" depending on the frequency.
Since the "shrinkage" is repeated alternately, the vibrating body 1 generates vibrations at a predetermined frequency, as shown in FIG. 2(e).
上記したようにして振動体に発生するたわみ定在波は、
同じ場所で繰返し発生する波のことであるが、実際には
、弾性体の表面に対してsinカーブのようなたわみ定
在波が発生することになる。The flexural standing wave generated in the vibrating body as described above is
This is a wave that occurs repeatedly at the same location, but in reality, a sinusoidal standing wave like a sinusoidal curve is generated on the surface of an elastic body.
そこで、この弾性体の表面に、第14図に示されるよう
に、移動体5を接触させると、該振動体1の振動伝達り
向とは逆の方向に向けて搬送力が発生し、移動体5を矢
印の方向に向けて移動させるような作用が行われる。Therefore, when the movable body 5 is brought into contact with the surface of this elastic body, as shown in FIG. An action is performed to move the body 5 in the direction of the arrow.
上記した振動発生原理を利用したものが、第15図に示
されるような超音波モータである。この図示される超音
波モータにおいて、ステータ9を、−弾性体3と、弾性
体3の表面に一体に設けた圧電セラミックス2とによっ
て構成し、ロータ6を前記ステータ9と同じ直径の回転
体7を用い、ライニング材8を介して弾性体3に接触さ
せるように構成している。An ultrasonic motor as shown in FIG. 15 utilizes the vibration generation principle described above. In this illustrated ultrasonic motor, the stator 9 is constituted by an elastic body 3 and a piezoelectric ceramic 2 integrally provided on the surface of the elastic body 3, and the rotor 6 is constituted by a rotating body 7 having the same diameter as the stator 9. It is configured so that it is brought into contact with the elastic body 3 via the lining material 8.
そして、上記したような構成の超音波モータにおける圧
電セラミックス2に、交互に極性の異なる電圧を印加す
ると、弾性体3のたわみ定在波によって、回転体がその
たわみ定在波の進行方向とは反対の方向に回転されるの
で、該回転体の支持軸の回転を出力することにより、モ
ータとして利用され得るものとなる。When voltages of different polarities are alternately applied to the piezoelectric ceramics 2 in the ultrasonic motor configured as described above, the standing deflection waves of the elastic body 3 cause the rotating body to move in the direction in which the standing deflection waves travel. Since it is rotated in the opposite direction, it can be used as a motor by outputting the rotation of the support shaft of the rotating body.
上記したような原理の超音波モータは、前述の公報に記
載されているものであり、その他に、特開昭62−14
7973号公報、特開昭62−147974号公報、お
よび特開昭62−147975号公報等に示されるよう
な公知例がある。The ultrasonic motor based on the above-mentioned principle is described in the above-mentioned publication, and is also disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-14
There are known examples as shown in Japanese Patent Application Laid-open No. 7973, Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-147974, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-147975.
(問題点を解決するための手段および作用)本発明は、
上記したような超音波モータの原理を用いて、回転部材
のドラム端部にモータを一体に設け、回転部材を直接駆
動するように構成する装置である。(Means and effects for solving the problems) The present invention has the following features:
This device uses the principle of the ultrasonic motor as described above, and is configured so that the motor is integrally provided at the end of the drum of the rotating member to directly drive the rotating member.
すなわち、本発明は、回転駆!l1機構を構成する回転
体の円筒部端面に、該円筒部と同芯に圧電セラミックス
と、弾性体および押圧手段等により構成される超音波モ
ータを一体に形成し、超音波モ−夕の圧電セラミックス
に交流電圧を印加することにより、弾性体を介して該円
筒部を一定の速度で回転させるように構成してなる装置
である。そして、該圧電セラミックスに対して移送をズ
ラした交流電圧を印加することにより、回転体の円筒部
端面に圧接される弾性体に進行波を発生させ、該回転体
を所定の速度で回転させ得るように構成している。That is, the present invention is a rotary drive! An ultrasonic motor consisting of piezoelectric ceramics, an elastic body, a pressing means, etc. is integrally formed on the end face of the cylindrical part of the rotating body constituting the 11 mechanism, concentrically with the cylindrical part, and the piezoelectric motor of the ultrasonic motor is This device is configured to rotate the cylindrical portion at a constant speed via an elastic body by applying an alternating current voltage to ceramics. By applying an alternating current voltage with shifted transfer to the piezoelectric ceramic, a traveling wave is generated in the elastic body that is pressed against the end surface of the cylindrical part of the rotating body, and the rotating body can be rotated at a predetermined speed. It is configured as follows.
また、本発明の装置においては、回転体に一体に設けら
れる超音波モータに対して、圧電セラミックスに印加す
る交流電圧の周波数および/または電圧値を変化させる
ことによって、回転体の回転速度の制御を行うこと、お
よび、交流電圧の位相を変化させることによって、可逆
回転の制御を行うことが出来るようにされる。In addition, in the device of the present invention, the rotational speed of the rotating body is controlled by changing the frequency and/or voltage value of the AC voltage applied to the piezoelectric ceramics with respect to the ultrasonic motor provided integrally with the rotating body. By doing this and changing the phase of the AC voltage, reversible rotation can be controlled.
したがって、本発明の記録装置の駆動制御装置において
は、低速回転、高トルク出力を特徴とする超音波モータ
を用いて、回転部材を直接駆動することが可能となり、
ドラム軸とモータ軸とを一体に形成することが可能であ
る。そして、本発明の装置はギヤ等を用いないので、従
来の装置の場合のように、ギヤ等による駆動力伝達効率
が低下させること、騒音が発生することのない回転部材
の駆動系を形成することが出来る。Therefore, in the drive control device for a recording device of the present invention, it is possible to directly drive a rotating member using an ultrasonic motor that is characterized by low speed rotation and high torque output.
It is possible to form the drum shaft and the motor shaft in one piece. Furthermore, since the device of the present invention does not use gears or the like, it forms a drive system for rotating members that does not reduce the driving force transmission efficiency due to gears or generate noise as in the case of conventional devices. I can do it.
さらに、本発明の装置においては、超音波モータが低速
回転と、速度制御の応益性が良好なことより、記録装置
のプロセススピードに対応させた状態で、回転部材の駆
動を行い得るものとなる。Furthermore, in the apparatus of the present invention, since the ultrasonic motor rotates at a low speed and has good speed control efficiency, it is possible to drive the rotating member in a state that corresponds to the process speed of the recording device. .
そして、例えば、本発明の装置を感光体ドラムに用いる
場合には、そのドラムの回転速度にムラ等が発生しない
ことより、感光体ドラム表面に対してトナー両会を良好
な状態で形成することが出来る。For example, when the apparatus of the present invention is used for a photoreceptor drum, it is possible to form toner particles on the surface of the photoreceptor drum in a good condition since there is no unevenness in the rotational speed of the drum. I can do it.
(装置の構成)
図示された例に従って、本発明の記録装置の駆動制御装
置の構成を説明する。(Configuration of Apparatus) The configuration of the drive control device of the recording apparatus of the present invention will be described according to the illustrated example.
第1図および第2図は、本発明の概略の構成を示してい
るものであり、この図に示されるように、回転装置の駆
動装置として構成される超音波モータ60は、一般の超
音波モータの場合と同様に、圧電セラミックス61と、
該圧電セラミックス61に対して給電を行うための電極
62、圧電セラミックス61を貼り付ける弾性体63、
該弾性体63の他側部に押圧されるロータ64、および
、該ロータ64を押圧するためのリング状バネ66とか
ら構成される。1 and 2 show the general configuration of the present invention, and as shown in these figures, an ultrasonic motor 60 configured as a drive device for a rotating device is a general ultrasonic motor. As in the case of the motor, piezoelectric ceramics 61 and
an electrode 62 for supplying power to the piezoelectric ceramic 61; an elastic body 63 to which the piezoelectric ceramic 61 is attached;
It is composed of a rotor 64 pressed against the other side of the elastic body 63, and a ring-shaped spring 66 for pressing the rotor 64.
そして、これらの各部材のうち、ロータ64は、ドラム
の側部に設けた突出部の内側に一体に設けられるが、弾
性体63はリング状バネ66に対して、止め具67によ
って回転不能に設けられており、その内面に圧電セラミ
ックス61が貼り付けられる。Of these members, the rotor 64 is integrally provided inside a protrusion provided on the side of the drum, but the elastic body 63 is prevented from rotating by a stopper 67 against a ring-shaped spring 66. A piezoelectric ceramic 61 is pasted on the inner surface.
また、この実施例においては、回転体本体75は、ドラ
ム76の内側に軸に対して7ランジ77を設けており、
その一方のフランジの側部にドラム76突出させた状態
で円筒部を設け、該円筒部の内部に超音波モータを構成
する各構成部材が同心円状に配置されている。Further, in this embodiment, the rotating body main body 75 is provided with seven flange 77 with respect to the shaft inside the drum 76,
A cylindrical portion is provided on the side of one of the flanges with the drum 76 protruding therefrom, and each component constituting the ultrasonic motor is arranged concentrically inside the cylindrical portion.
そして、この図示される実施例においては、上記したよ
うに、円筒部の内側に一体にロータ64を配冒し、さら
に、その内側には弾性体63を、該弾性体63の内面に
圧電セラミックス61を配置しており、その圧電セラミ
ックス61に対する給電用の電極62を、第2図に示さ
れるようにして配置する。In the illustrated embodiment, as described above, the rotor 64 is integrally disposed inside the cylindrical portion, and furthermore, an elastic body 63 is disposed inside the rotor 64, and a piezoelectric ceramic 61 is formed on the inner surface of the elastic body 63. are arranged, and an electrode 62 for feeding power to the piezoelectric ceramic 61 is arranged as shown in FIG.
また、これらの同心円状に配置された部材の内側には、
リング状バネ66を設けておき、ドラム76と一体に回
転されるロータ64に対して、弾性体63を所定の圧力
で押圧する作用を行い得るように構成している。In addition, inside these concentrically arranged members,
A ring-shaped spring 66 is provided so as to be able to press the elastic body 63 with a predetermined pressure against the rotor 64 which rotates together with the drum 76.
そして、前記した弾性体63の内面に配置される圧電セ
ラミックス61に対して、第2図に示されるように配置
された電極62a、62bからsin波と、COS波の
給電をそれぞれに対して行い、該圧電セラミックス61
a161bによって弾性体63に発生したたわみ定在波
により、ロータ64が回転作用を行い、ドラム76が所
定の速度で回転するように設けられる。Then, a sine wave and a COS wave are supplied to the piezoelectric ceramic 61 placed on the inner surface of the elastic body 63 from electrodes 62a and 62b placed as shown in FIG. , the piezoelectric ceramics 61
The rotor 64 is rotated by the flexural standing wave generated in the elastic body 63 by a161b, and the drum 76 is provided to rotate at a predetermined speed.
本発明が適用される装置としての回私部材75は、その
端部フランジ77.77aが軸受72.72aに支持さ
れ、軸71に対して回転部材75が回転可能に設けられ
ており、該軸71は、回転装置を支持する装置の本体フ
レーム70.70に設けられた軸支持部に対して、回転
不能な状態に設けられている。The rotating member 75 as a device to which the present invention is applied has an end flange 77.77a supported by a bearing 72.72a, and a rotating member 75 rotatably provided with respect to a shaft 71. 71 is provided in a non-rotatable state with respect to a shaft support portion provided on a main body frame 70, 70 of the device that supports the rotating device.
この超音波モータ60における圧電セラミックス61は
、第2図に示されるように、円筒状の弾性体63に対し
て、略同心円状に振動子61a、61bと、それらの振
動子に給電を行うための電極62a、62b1および、
位相検出電極65とが配置されている。As shown in FIG. 2, the piezoelectric ceramic 61 in this ultrasonic motor 60 supplies power to vibrators 61a and 61b approximately concentrically with respect to a cylindrical elastic body 63. electrodes 62a, 62b1 and
A phase detection electrode 65 is arranged.
そして、前記略半円形状に配置された振動子61a、6
1bは、多数の圧電セラミックスを相互にそれぞれ極性
が反対に向いた状態で配置しており、前述したように、
振動子61aには端子62aからsin N圧が供給さ
れ、他方の振動子61bには、端子62bからcos
li圧がそれぞれ供給されるようになっている。また、
位相検出電極65は、上記した2つの(cos 、 s
in波により振動される)振動子の中間部に配置されて
、その振動に比例した周波数を検出するために用いられ
る。The vibrators 61a, 6 arranged in the substantially semicircular shape
1b has a large number of piezoelectric ceramics arranged with their polarities facing opposite to each other, and as described above,
The transducer 61a is supplied with sin N pressure from the terminal 62a, and the other transducer 61b is supplied with cosine pressure from the terminal 62b.
Li pressure is supplied to each of them. Also,
The phase detection electrode 65 has the above two (cos, s
It is placed in the middle of a vibrator (vibrated by in-waves) and used to detect a frequency proportional to the vibration.
これらの振動子61a、61bに供給される電圧は、互
いに90°位相がずれた高周波電圧(40K Hz、±
120V)に設定される。そして、上記振動子に所定の
電圧が供給されると、振動子に進行波が励振され、それ
によって、超音波モータ60のロータを所定の方向に向
けて回転させる。The voltages supplied to these vibrators 61a and 61b are high frequency voltages (40K Hz, ±
120V). When a predetermined voltage is supplied to the vibrator, a traveling wave is excited in the vibrator, thereby causing the rotor of the ultrasonic motor 60 to rotate in a predetermined direction.
また、本発明の超音波モータにおいて、その回転の状態
は、位相検出電極65によって検知され、その検知信号
が後述するように、制御装置に対するフィードバック信
号として出力されるようになっているもので、超音波モ
ータの回転数、その他の制御の動作のために、位相検出
電極65から出力される信号が、後述するように、制御
装置に対するフィードバック信号として利用される。Furthermore, in the ultrasonic motor of the present invention, the state of rotation thereof is detected by the phase detection electrode 65, and the detection signal is output as a feedback signal to the control device, as described later. For the rotation speed of the ultrasonic motor and other control operations, the signal output from the phase detection electrode 65 is used as a feedback signal to the control device, as will be described later.
なお、本発明の超音波モータ60において、超音波モー
タ60の回転トルクは、端子62a、62bを介して印
加される印加電圧、および、0−タロ4へのスプリング
66による押圧力によって決定されるもので、上記2つ
の条件を変化させることによって、任意に設定出来るも
のとなる。In addition, in the ultrasonic motor 60 of the present invention, the rotational torque of the ultrasonic motor 60 is determined by the applied voltage applied through the terminals 62a, 62b and the pressing force of the spring 66 on the 0-Taro 4. This can be set arbitrarily by changing the above two conditions.
なお、上記したように、本発明の超音波モータ60は、
複写機やその他の装置における感光体ドラム、その他の
回転装置の駆動装置として用いられるものであり、回転
装置の7ランジと一体に構成することによって、いわゆ
るダイレクトドライブ方式の駆動機構を形成しているも
のであるが、例えば、従来より用いられているパルスモ
ータによる直接駆動等に比較して、そのモータ本体の構
成を簡素化することが可能になる。Note that, as described above, the ultrasonic motor 60 of the present invention includes:
It is used as a drive device for photoconductor drums and other rotating devices in copying machines and other devices, and by integrating it with the seven lunges of the rotating device, it forms a so-called direct drive drive mechanism. However, it is possible to simplify the configuration of the motor body, for example, compared to direct drive using a conventionally used pulse motor.
また、上記した本発明の超音波モータは、回転数の変換
のためのギヤ機構等を用いる必要がないので、ギヤによ
る効率の低Fや、ギヤの製造精度の影響等によって、ド
ラムの回転速度にムラが発生したり、その回転ムラ等が
発生することがないもであり、従来の装置の場合のよう
に、感光体ドラムに形成されるトナー画像が、不鮮明に
なる等の問題が発生することを防止出来る。Furthermore, since the ultrasonic motor of the present invention described above does not require the use of a gear mechanism or the like for converting the rotational speed, the drum rotational speed may be reduced due to the low efficiency due to gears or the influence of gear manufacturing precision. There is no unevenness in the image or uneven rotation of the photosensitive drum, and problems such as the toner image formed on the photoreceptor drum becoming unclear occur as in the case of conventional devices. This can be prevented.
さらに、本発明の感光体ドラム駆動装置に用いられるモ
ータは、高トルク出力でありながら、モータの機構がシ
ンプルになり小型軽量に構成されるので、駆動機構を簡
素化出来るとともに、複写機等の記録装置自体の小形化
にも寄与出来るものとなる。Furthermore, the motor used in the photoreceptor drum drive device of the present invention has a high torque output, but the motor mechanism is simple and small and lightweight, so the drive mechanism can be simplified and the motor can be used in copying machines, etc. This can also contribute to downsizing of the recording device itself.
また、上記したように構成された超音波モータは、例え
ば、第3図に示されるような駆動プーリ等にも容易に適
用することが可能である。Further, the ultrasonic motor configured as described above can be easily applied to, for example, a drive pulley as shown in FIG. 3.
例えば、複写機の感光体ドラムの駆動に、本発明の超音
波モータを用いる場合には、回転体本体75を感光体ド
ラムとして用いることが出来るものであり、該回転体本
体75のドラム76と、リング状バネ66との門に、本
発明の超音波モータ60を配置するようにしている。For example, when the ultrasonic motor of the present invention is used to drive a photosensitive drum of a copying machine, the rotating body 75 can be used as the photosensitive drum, and the drum 76 of the rotating body 75 and , the ultrasonic motor 60 of the present invention is arranged at the gate between the ring-shaped spring 66 and the ring-shaped spring 66.
この超音波モータを感光体ドラム80に適用する実施例
においては、前述した第1図の超音波モータ60と、は
ぼ同じ構成の回転装置駆動装置として形成出来るもので
あり、弾性体63、および、圧電セラミックス61と、
該圧電セラミックス61に給電を行うための電極62を
、本体フレーム70に回転不能な状態に支持し、感光体
ドラム側にはそのフランジ81に対して、ロータ64と
、押圧部材とを設けている。In an embodiment in which this ultrasonic motor is applied to the photoreceptor drum 80, it can be formed as a rotating device drive device having almost the same configuration as the ultrasonic motor 60 in FIG. , piezoelectric ceramics 61,
An electrode 62 for supplying power to the piezoelectric ceramic 61 is supported in a non-rotatable manner on a main body frame 70, and a rotor 64 and a pressing member are provided on the photosensitive drum side with respect to the flange 81. .
したがって、この実施例の場合には、感光体ドラムを超
音波モータ60によって直接駆動し、その回転速度等を
任意に設定することが出来るものとなる。Therefore, in the case of this embodiment, the photosensitive drum is directly driven by the ultrasonic motor 60, and its rotation speed etc. can be set arbitrarily.
なお、上記したように、本発明の感光体ドラムの駆動に
超音波モータを用いる場合に、通常の小型、または、中
形の複写機に用いられる感光体ドラムは、その直径が8
0履程度であり、回転速度(周速)は160s/sec
程度で駆動が行われる。As described above, when an ultrasonic motor is used to drive the photoreceptor drum of the present invention, the photoreceptor drum used in an ordinary small or medium-sized copying machine has a diameter of 8.
The rotation speed (circumferential speed) is 160 s/sec.
The drive is performed at a certain level.
この場合に、感光体ドラムの駆動に要するトルクは、ブ
レードクリーニング装置を用いる場合でも2〜4klJ
f−g程度であり、その程度の駆動トルクは、市販の[
N−611でも十分に対処が可能なものである。また、
上記したような感光体ドラムを駆動するためには、スプ
リング66によりロータ64に付加する押圧力は、駆動
トルクの約10倍の、30〜40に!1lf−a程度の
値に設定することが必要となる。In this case, the torque required to drive the photoreceptor drum is 2 to 4 klJ even when using a blade cleaning device.
The driving torque of that level is approximately f-g, and the driving torque of that level is the commercially available [
Even N-611 can sufficiently handle this problem. Also,
In order to drive the photoreceptor drum as described above, the pressing force applied to the rotor 64 by the spring 66 is 30 to 40, which is about 10 times the driving torque! It is necessary to set the value to about 1lf-a.
さらに、本発明の回転体本体75を紙送りローラ、定着
装置、現像装置等の0−ラ部材として用いることも出来
る。この場合には、各装置に合せて回転体本体75のサ
イズ等を変更することが出来るものであるが、そのモー
タ部分の主要な構成を変更することなしに、各種の回転
体に適用することが可能である。Further, the rotating body main body 75 of the present invention can also be used as an O-ra member of a paper feed roller, a fixing device, a developing device, etc. In this case, the size etc. of the rotating body main body 75 can be changed to suit each device, but it is possible to apply it to various types of rotating bodies without changing the main configuration of the motor part. is possible.
第3図に示される実施例は、前記第17図に示される光
学系の駆動装置として用いられるプーリに適用され得る
もので、プーリ本体80の本体の側部に突出して設けた
突出部83に対して、本発明の超音波モータ60を設け
ている。The embodiment shown in FIG. 3 can be applied to a pulley used as a drive device for the optical system shown in FIG. In contrast, an ultrasonic motor 60 of the present invention is provided.
そして、超音波モータ60によって直接駆動が行われる
プーリ80に対して、ワイヤまたはベルトを巻き掛ける
ようにして、他の被駆動部材に対する駆動力の伝達を、
ブーりに巻き掛けたワイヤを介して行うようにすること
が出来るもので、光学系のみでなしに、他の移動装置等
に対する駆動を行い得るものとなる。A wire or belt is then wrapped around the pulley 80, which is directly driven by the ultrasonic motor 60, to transmit the driving force to other driven members.
This can be done via a wire wrapped around the boom, and it can drive not only the optical system but also other moving devices.
さらに、本発明の前記したブーりに代えて、スプロケッ
トを設ける場合には、チェーンやタイミングベルト等の
駆動を行うことが出来るものとなり、それによって、モ
ータと減速機構、その他の部材を用いずに、回転装置の
駆動機構を簡素化出来るものとなる。Furthermore, if a sprocket is provided in place of the above-mentioned boob according to the present invention, it becomes possible to drive a chain, timing belt, etc., thereby eliminating the need for a motor, speed reduction mechanism, or other components. , the drive mechanism of the rotating device can be simplified.
なお、上記したように、光学系のキャリッジの駆動を行
う場合に、プーリの径を3ojIIIとし、通常のキャ
リッジの駆動を行う場合の駆動トルクは、最大速度を1
00011111/ Sec程度に設定する場合でも、
0.5〜1kof−α程度となり、立上がり時のトルク
は3〜5kof−α程度となる。そして、その場合でも
、上記したような市販の圧電セラミックスによって、十
分に対応が出来るものである。As mentioned above, when driving the carriage of the optical system, the diameter of the pulley is 3 ojIII, and the driving torque when driving the normal carriage is the maximum speed of 1
Even when setting it to about 00011111/Sec,
The torque at startup is approximately 0.5 to 1 kof-α, and the torque at startup is approximately 3 to 5 kof-α. Even in such a case, the above-mentioned commercially available piezoelectric ceramics can sufficiently handle the problem.
第4図に示される本発明の実施例は、回転体本体を構成
するドラム76の端部をテーパ状に形成し、該テーパ部
分76aに対して、ロータ64、弾性体63、圧電セラ
ミックス61をそれぞれテーパの層が同心円状に配置さ
れるようにして設けられており、それらの外周部をリン
グ状バネ66により押圧するようにして設けている。In the embodiment of the present invention shown in FIG. 4, the end of the drum 76 constituting the rotary body is formed into a tapered shape, and the rotor 64, the elastic body 63, and the piezoelectric ceramic 61 are attached to the tapered portion 76a. Each tapered layer is arranged concentrically, and the outer periphery of each layer is pressed by a ring-shaped spring 66.
この実施例においては、リング状バネ66を本体フレー
ム70側から回転体水一体75に向けて押圧する状態に
して、その押圧力によって、弾性体63とロータ64と
の接触圧力を設定することも可能であり、その他に、回
転体本体75に。対して図の右側から押圧力を付加する
手段を設けることも可能である。In this embodiment, the ring-shaped spring 66 is pressed from the body frame 70 side toward the rotating body water body 75, and the contact pressure between the elastic body 63 and the rotor 64 can be set by the pressing force. Possible, and in addition, to the rotating body body 75. On the other hand, it is also possible to provide means for applying a pressing force from the right side of the figure.
そして、上記したように構成する場合には、超音波モー
タに対する押圧力を任意に設定することが可能であり、
リング状バネ66も弾性体で形成することのほかに、単
純なテーパ状の内面を有する金属部材で構成し、両者を
スプリング等によって相互に押圧する等の手段によって
、超音波モータに必要な圧力を設定することが出来る。When configured as described above, it is possible to arbitrarily set the pressing force on the ultrasonic motor,
In addition to being made of an elastic body, the ring-shaped spring 66 is also made of a metal member having a simple tapered inner surface, and the pressure required for the ultrasonic motor is applied by means such as pressing the two together with a spring or the like. can be set.
また、上記した実施例は、テーパ状部分をドラム端部の
内面に形成し、それに合せて他の部材をテーパの内部に
挿入される部材として構成し、回転体本体の端部の内面
に配置すること等の手段を用いることも当然可能である
。In addition, in the above-mentioned embodiment, the tapered portion is formed on the inner surface of the end of the drum, and other members are configured to be inserted into the taper, and arranged on the inner surface of the end of the rotary body. Of course, it is also possible to use means such as
(制御装置の構成)
上記したように構成されて、感光体ドラム等の回転部材
の駆動を行うための超音波モータは、第5図以降に示さ
れるような制御装置を用い、モータの圧電セラミックス
に交流電圧を印加することによって、その駆動の制御の
動作が行われる。(Configuration of Control Device) The ultrasonic motor configured as described above for driving a rotating member such as a photoreceptor drum uses a control device as shown in FIGS. The drive is controlled by applying an alternating current voltage to the motor.
つまり、本発明の装置における制御装置は、第5図のブ
ロック図に示されるような制御機構100として構成さ
れており、制御回路101と駆動回路102とを介して
、超音波モータ 104の駆動を行い、その超音波モー
タ 104により、ドラムユニット105を直接駆動す
るようになっている。That is, the control device in the apparatus of the present invention is configured as a control mechanism 100 as shown in the block diagram of FIG. The ultrasonic motor 104 directly drives the drum unit 105.
また、超音波モータ105の回転検知信号は、第2図の
振動検出電極と同様にして、モータに配置された位相検
出電極103、または、回転体のドラムの所定の位置に
設けた検出部材と、それに附随するエンコーダから出力
されるものであるが、該位相検出電極103からの信号
は、フィードバック信号106としてlII御@路10
1に入力され、該制御回路101によるIll ill
の信号として用いられる。Further, the rotation detection signal of the ultrasonic motor 105 is transmitted by a phase detection electrode 103 disposed on the motor or a detection member disposed at a predetermined position on the drum of the rotating body in the same way as the vibration detection electrode in FIG. , the signal from the phase detection electrode 103 is outputted from the encoder attached thereto, and the signal from the phase detection electrode 103 is output as a feedback signal 106.
1 and is input to Ill ill by the control circuit 101.
used as a signal.
前記制御回路101は、第6図に示されるように、CP
U 11Gと、プログラマブルカウンター111とから
構成され、駆動回路102は、ディストリビュータ 1
12、ドライバー 113、昇圧コイル114等から構
成される。The control circuit 101, as shown in FIG.
The drive circuit 102 includes a distributor 11G and a programmable counter 111.
12, a driver 113, a boost coil 114, etc.
また、上記した各構成部材としては、CPU 110
を例えば、インテル社製のr8085Jの他に、rZ8
0J、r87ADJ等のようなマイクロプロセッサ−を
、プログラマブルカウンター 111を例えば、インテ
ル社製のr8253J、ディストリビュータ 112を
例えば、富士通製のr8713J等の市販のマイクロチ
ップによって構成することが可能であり、その他に、上
記したようなものと同様な性能を発揮出来るような、他
の種類のマイクロチップを用いることも可能である。In addition, each of the above-mentioned constituent members includes the CPU 110
For example, in addition to Intel's r8085J, rZ8
0J, R87ADJ, etc., the programmable counter 111 can be configured with a commercially available microchip such as R8253J manufactured by Intel, and the distributor 112 can be configured with a commercially available microchip such as R8713J manufactured by Fujitsu. It is also possible to use other types of microchips that can exhibit similar performance to those described above.
上記したような本考案の制御l装置を構成する各構成部
材において、CPU110は複写機本体の制御装置から
のコピースタート信号を受けて、超音波モータのIll
tllに必要なデータと、クロック信号をプログラマ
ブルカウンター111に向けて出力するとともに、ディ
ストリビュータ112に向けて超音波モータの回転方向
の信号を出力し、さらに、エンコーダ116からのフィ
ードバック信号を受けて、出力値の補正等の信号を出力
する。In each component constituting the control device of the present invention as described above, the CPU 110 receives a copy start signal from the control device of the copying machine main body, and controls the ultrasonic motor Ill.
It outputs the data necessary for tll and a clock signal to the programmable counter 111, and also outputs a signal indicating the rotation direction of the ultrasonic motor to the distributor 112. Furthermore, it receives a feedback signal from the encoder 116 and outputs it. Outputs signals for value correction, etc.
また、プログラマブルカウンター111は超音波モータ
の駆動の必要なりロックをディストリビュータ112に
向けて出力し、該プログラマブルカウンター111から
出力されたクロックに基づいて、ディストリビュータ1
12はドライバー113に向けて、各々の位相が90°
ずれた状態でクロックを分配する。Further, the programmable counter 111 outputs a lock signal to the distributor 112 when the driving of the ultrasonic motor is necessary, and based on the clock output from the programmable counter 111, the distributor 1
12 towards the driver 113, each phase is 90°
Distribute the clock in a staggered manner.
そして、ドライバー113においてパルス波の整 ′流
を行い、昇圧コイル114で増幅して、圧電セラミック
ス115に対してCOS波の電圧を、圧電セラミックス
115aに対してはsin波の電圧をそれぞれ印加する
ようにしている。Then, the driver 113 rectifies the pulse wave, and the boost coil 114 amplifies it to apply a COS wave voltage to the piezoelectric ceramic 115 and a sine wave voltage to the piezoelectric ceramic 115a. I have to.
上記した各圧電セラミックスにより発生される振動周波
数は、エンコーダ116により検知されて、フィードバ
ック信号としてCP U 110に戻され、クロックの
出力値を変化させ、そのディストリビュータ112から
出力されるパルスの補正が行なわれるものとなる。The vibration frequency generated by each of the piezoelectric ceramics described above is detected by the encoder 116 and sent back to the CPU 110 as a feedback signal to change the clock output value and correct the pulse output from the distributor 112. It becomes something that can be done.
前記第6図に示される制御装置のブロック図は、具体的
には、第7図に示されるような回路を構成する。この第
7図に示される回路図において、装置本体のコントロー
ルパネルから、スタートスイッチの信号がCPU11G
に入力され、該CPU 110からクロックの信号と、
モータの制御に必要なデータがプログラマブルカウンタ
ー111に向けて出力され、その信号を受けて、プログ
ラマブルカウンター111からはディストリビュータ1
12に向けてクロックを出力する。Specifically, the block diagram of the control device shown in FIG. 6 constitutes a circuit as shown in FIG. 7. In the circuit diagram shown in FIG. 7, the start switch signal is sent from the control panel of the device main body to CPU11G
and a clock signal from the CPU 110;
Data necessary for controlling the motor is output to the programmable counter 111, and in response to the signal, the programmable counter 111 outputs the data to the distributor 1.
Outputs a clock toward 12.
本発明のプログラマブルカウンター111においては、
CPUの出力の1ピツト当たりの分解能を増すために、
ディストリビュータ112との間にP L L (ph
ase 1ocked 1oop ) 117を設けて
、1ビツト当たりに対する最終出力段の分解能を上げる
ような手段を用いている。すなわち、本発明の装置にお
いては、モータの回転数の制御を行う場合に、モータの
回転をl rpmずつ変化させ得るようにすることが必
要となる。In the programmable counter 111 of the present invention,
In order to increase the resolution per pit of the CPU output,
P L L (ph
ase 1ocked 1oop ) 117 is provided to increase the resolution of the final output stage per 1 bit. That is, in the device of the present invention, when controlling the rotation speed of the motor, it is necessary to be able to change the rotation of the motor in steps of l rpm.
そのために、第7a図に示されるように、カウンター
111の入力周波数fiと、出力周波数fO1PLLか
らの出力周波′数pOとの関係において、pOの値を5
0H2単位で可変に構成することが必要である。To that end, as shown in Figure 7a, a counter
In the relationship between the input frequency fi of 111 and the output frequency pO from the output frequency fO1PLL, the value of pO is set to 5.
It is necessary to configure it variably in units of 0H2.
したがって、カウンター111からの出力をPLL回路
111によって256倍し、該出力値1ビツト当たりの
分解能を上げるようにする。Therefore, the output from the counter 111 is multiplied by 256 by the PLL circuit 111 to increase the resolution per 1 bit of the output value.
この関係を数式で示すと、 po −256x f。Expressing this relationship mathematically, po -256x f.
fo−fi/M
、’、DO−(f i /M) X 25Bここで、M
=1〜6553B(16bit)po −150Kll
Z 〜170KHzM=4800の時
po −3xlOx 256/480G −160KH
zM −4801の時
po’ −3xlOx 256/4801−159,9
6667KH2pO°−po<50H2
上記したように、PLL回路を設けて、カウンターから
の出力を増幅することにより、該カウンターからの出力
値が1ビツト変化しても、その変化の値を正確にドライ
バーに向けて出力できるものとなり、モータの回転数の
制御の動作を良好に行うことが出来るものとなる。fo-fi/M,', DO-(f i /M) X 25Bwhere, M
=1~6553B (16bit) po -150Kll
Z ~170KHz When M=4800 po -3xlOx 256/480G -160KH
When zM -4801 po' -3xlOx 256/4801-159,9
6667KH2pO°-po<50H2 As mentioned above, by providing a PLL circuit and amplifying the output from the counter, even if the output value from the counter changes by 1 bit, the value of the change can be accurately transmitted to the driver. Therefore, the rotation speed of the motor can be controlled in a good manner.
つまり、本発明の装置においては、プログラマブルカウ
ンター111から出力されるクロックが6508Z程度
の場合でも、そのクロックをP L L 117と1/
nのデバイダ−によって閉回路を構成する。そして、該
P L L 117によって、プログラマブルカウンタ
ー111から出力される周波数を256倍に増幅して、
ドライバー113に人力されるり0ツクは160K )
l Zに設定し、そのクロックをデイストリビユータ1
12に入力することが出来る。In other words, in the device of the present invention, even if the clock output from the programmable counter 111 is about 6508Z, the clock is converted to P L L 117 and 1/
A closed circuit is constructed by n dividers. Then, the PLL 117 amplifies the frequency output from the programmable counter 111 by 256 times,
160K for manual effort by driver 113)
l Z and set that clock to Distributor 1.
12 can be entered.
また、ディストリビュータ112においては、入力され
た160KH2のクロックを、4つの位相の異なるφ1
、φ2、φ3、および、φ4の40KH1のクロックに
分配して、ドライバー113に向けて出力し、それらの
りOツクにもとづいて、圧電セラミックス115.11
Saに対する駆動を行う。In addition, in the distributor 112, the input 160KH2 clock is divided into four different phase φ1 clocks.
, φ2, φ3, and φ4 and output it to the driver 113, and based on these clocks, the piezoelectric ceramic 115.11
Drives Sa.
さらに、本発明の回路中に用いられる位相検出回路は、
第8図に示されるように構成される。つまり、ディスト
リビュータ112から出力される分配信号θiのうちの
1つと、昇圧コイル115の圧電セラミックス115a
への駆動部分とからの信号θfを、位相比較器121に
入力し、2つの信号を(θi−θf)について演算を行
い、その値を制御用信号fiによ可変換し、フィードバ
ック信号としてCP U 11Gに向けて出力するもの
となる。Furthermore, the phase detection circuit used in the circuit of the present invention is
It is constructed as shown in FIG. In other words, one of the distribution signals θi output from the distributor 112 and the piezoelectric ceramic 115a of the boost coil 115
The signal θf from the drive section to the CP is input to the phase comparator 121, the two signals are operated on (θi - θf), the value is converted by the control signal fi, and the feedback signal CP It will be output towards U11G.
この場合の位相比較器121からの出力は、第8a図に
示されるようになる。すなわち、モータの回転数が設定
値と一致する場合には、位相比較器121からの出力は
2.5vで一定の値となるが、進みの状態の場合には、
2.5vよりも高い出力が、おくれの場合には2.5v
とOvとの間の出力が行われる。The output from the phase comparator 121 in this case is as shown in FIG. 8a. That is, when the motor rotation speed matches the set value, the output from the phase comparator 121 is a constant value of 2.5V, but in the case of a leading state,
If output higher than 2.5v is delayed, 2.5v
Output is performed between and Ov.
そして、その出力がフィードバック信号としてCPU1
1Gに入力されると、該CPUIIGにおいては、進み
、または、おくれの状態を2.5vに平準化するような
制御の動作を行い、それによって、超音波モータの回転
数を設定値に対して一致させるような制御を行うものと
なる。The output is then sent to the CPU1 as a feedback signal.
When 1G is input, the CPU IG performs a control operation to equalize the advance or lag state to 2.5V, thereby adjusting the rotation speed of the ultrasonic motor to the set value. Control will be performed to make them match.
つまり、上記した位相比較器121によるフィードバッ
ク信号の出力に際して、第8b図のグラフに示されるよ
うに、縦軸にフィードバック信号Voutを、横軸に(
θi−θr)を取ると、その制御の範囲は、(θi−θ
f)=−2πと、(θi−θf)−2πとの間で行なわ
れるものとなる。That is, when outputting the feedback signal by the phase comparator 121 described above, as shown in the graph of FIG. 8b, the vertical axis represents the feedback signal Vout, and the horizontal axis represents (
If we take θi-θr), the range of control is (θi-θr).
f)=-2π and (θi-θf)-2π.
そこで、(θi−θr>=oの場合を正常な状態として
設定し、これに対して、(θi−θ【)くOの状態を遅
れとし、(θi−θf)〉0の状態を進みの状態とする
と、比較器121からの遅れ、または、進みの信号がy
outとしてフィードバックされるものとなる。Therefore, the case of (θi-θr>=o is set as a normal state, the state of (θi-θ[)>O is set as a lag, and the state of (θi-θf)〉0 is set as a forward state. state, the delay or lead signal from the comparator 121 is y
This will be fed back as out.
上記した本発明の位相比較器121により得られ、CP
U 11Gにvout信号として出力される位相の進
みと遅れの信号は、第8C図に示されるような70−チ
ャートにしたがって、その制御の動作が行なわれる。Obtained by the phase comparator 121 of the present invention described above, CP
The phase lead and delay signals output as the vout signal to U11G are controlled in accordance with the 70-chart shown in FIG. 8C.
つまり、ステップCで(θ1−θf)の判断が行なわれ
、(θi−θf)−0の正常値の場合には、ステップC
−1からステップC−3の各ステップでその制御が順次
行なわれ、(θi−θt)〉0の進み位相の場合には、
ステップC−5〜Bの各ステップで行われる。In other words, (θ1-θf) is determined in step C, and if the normal value is (θi-θf)-0, step C
The control is performed sequentially at each step from -1 to step C-3, and in the case of an advanced phase of (θi-θt)>0,
This is performed in steps C-5 to B.
また、(θi−θf)く0の遅れ位相の場合には、ステ
ップC−10〜13の各ステップで、その制御の動作が
CPU110から、ディストリビュータ112の間で行
なわれるもの°となり、それによって、正常な状態、す
なわち、(θi−θr>−0にしてモータの回転を行わ
せるようにする。 −上記した第8C図についてさらに
説明すると、ステップCで(θi−θt)−0である場
合には(ステップC−1)、ステップC−2でカウンタ
ー11H8253)のデータ分周値なそのままにして、
前の状態を保持させるようにし、ステップC−3の終了
ステップから繰返しの信号が出力されて、ステップC−
15のメインプログラムの実行の信号が出力されて、ス
テップCに対して割込み信号として戻されるような制御
が行われる。Furthermore, in the case of a delay phase of (θi - θf) 0, the control operation is performed between the CPU 110 and the distributor 112 in each step C-10 to C-13, and thereby, The motor is made to rotate in the normal state, that is, (θi-θr>-0. - To further explain the above-mentioned Fig. 8C, when (θi-θt)-0 in step C, (Step C-1), leave the data frequency division value of counter 11H8253) as is in step C-2,
The previous state is maintained, and a repeating signal is output from the end step of step C-3, and the process proceeds to step C-3.
Control is performed such that a signal for executing the main program No. 15 is output and returned to step C as an interrupt signal.
また、進み位相の場合には、ステップC−5の(θ1−
of)〉0の判断にしたがって、ステップC−6でカウ
ンター111の分周値MをM−1に設定する。そして、
ステップC−7移行し、該ステップでf2を出力して、
ステップC−8からステップC−15に移行する。In addition, in the case of leading phase, (θ1-
of)>0, the frequency division value M of the counter 111 is set to M-1 in step C-6. and,
Proceed to step C-7, output f2 in this step,
The process moves from step C-8 to step C-15.
これとは別に、遅れ位相の場合には、ステップC−10
で(θi−θf)〉0の判断が行なわれ、それによって
ステップC−11でカウンターのデータを分周値MをM
+1に設定し、ステップC−12で信号f1を出りし、
その動作を繰返すステップに移行する。Apart from this, in case of delayed phase, step C-10
Then, (θi-θf)〉0 is determined, and in step C-11, the counter data is divided by the frequency division value M.
+1, output the signal f1 in step C-12,
Move on to the step of repeating that action.
したがって、本発明のtIIJtIl装置において、モ
ータの回転の位相が位相比較器によって行われ、その(
θi−θf)の情報によって、CPUが制御信号を出力
して、位相比較器からの出力が(θi−θt)−〇にな
るようにするものとなる。Therefore, in the tIIJtIl device of the invention, the phase of the rotation of the motor is determined by a phase comparator and its (
Based on the information of θi-θf), the CPU outputs a control signal so that the output from the phase comparator becomes (θi-θt)-0.
なお、上記した位相検出回路120に代えて、第7図に
示されるように、エンコーダ116を用い、該エンコー
ダによって、超音波モータの回転部分に設けた読取りマ
ーク等の検出部材を、読取り手段で検知し、その信号を
CP U 110に入力させるようにすることも可能に
なる。Note that instead of the phase detection circuit 120 described above, as shown in FIG. 7, an encoder 116 is used, and the encoder allows a reading means to detect a detection member such as a reading mark provided on the rotating part of the ultrasonic motor. It is also possible to detect the signal and input the signal to the CPU 110.
上記したように構成される本発明の制御装置において、
その駆動に際しての駆動のタイミング信号は、第9図の
タイミングチャートに示されるように設定されるもので
あり、複写機本体の制御装置に入力された複写機のスタ
ート信号によって、モータの駆動信号と、回転方向との
信号が出力されるとともに、必要なり0ツクが出力され
、その情報によって、プログラマブルカウンター111
以下の各装置が作動される。In the control device of the present invention configured as described above,
The timing signal for the drive is set as shown in the timing chart in Figure 9, and the drive signal for the motor and the drive signal are set as shown in the timing chart in Figure 9. , a rotation direction signal is output, and 0 is output as necessary, and based on that information, the programmable counter 111
Each of the following devices is activated.
また、ディストリビュータ112から出力されるクロッ
クφ1〜φ4は、第10図のタイジングチ11−トに示
されるように、各出力φ1、φ2・・・・・・が40K
H2の間に分割された状態で行われ、上記出力を合成す
ることによって、振動子115に対してCOS波の電圧
が供給され、他方の振動子115aに対しては、sin
波の電圧が供給されるものどなる。In addition, the clocks φ1 to φ4 outputted from the distributor 112 are such that each output φ1, φ2, . . .
By combining the above outputs, a COS wave voltage is supplied to the vibrator 115, and a sin wave voltage is supplied to the other vibrator 115a.
The wave voltage is supplied with a roar.
また、モータの回転方向の設定に際しては、矢印CW力
方向各り0ツクを分配する場合には、モータは時計方向
に回転され、それとは逆に矢印CCWh向にクロックが
分配される場合には、モータは反時計方向に回転が行な
われる。そして、本発明の制御装置においては、それぞ
れの電圧は±120vに設定され、その周波数は、ドラ
ムユニットの回転数に応じて設定される。In addition, when setting the rotation direction of the motor, if the clock is distributed in each direction of arrow CW, the motor will be rotated clockwise, and on the other hand, if the clock is distributed in the direction of arrow CCWh, then , the motor is rotated counterclockwise. In the control device of the present invention, each voltage is set to ±120v, and the frequency is set according to the rotation speed of the drum unit.
次に、本発明の制御装置における制御の動作を、第11
図および第12図のフローチャートにしたがって説明す
る。Next, the control operation in the control device of the present invention will be explained in the eleventh section.
This will be explained with reference to the figure and the flowchart of FIG.
第11図に示されるフローチャートは、シーケンス制御
の場合を示すものであり、ステップA−1でコピースタ
ート信号が入力されると、ステップA−2でCPUはモ
ータの回転方向の設定を行い、その信号をプログラマブ
ルカウンターに向けて出力する。The flowchart shown in FIG. 11 shows the case of sequence control. When a copy start signal is input in step A-1, the CPU sets the rotation direction of the motor in step A-2, and Outputs the signal to the programmable counter.
そして、ステップA−3で、ディストリビュータから出
力するり0ツク数を設定する。この場合には、前記第7
a図で説明したように、その最大クロツタ数に対して、
PLLによって増幅される倍数で割り、それによって得
られた数のクロックが設定され、該カウンターから設定
されたクロック数、例えば、650HzがステップA−
4で出力される。Then, in step A-3, the number of outputs from the distributor is set. In this case, the seventh
As explained in figure a, for the maximum number of cloves,
The number of clocks obtained by dividing by the multiple amplified by the PLL is set, and the set number of clocks, for example, 650 Hz, is obtained from the counter in step A-
4 is output.
上記したようにして設定されたクロックによって、A−
5のステップをデイストリビユータ、ドライバーによっ
て行い、モータを作動させて要求される作業を行う。ス
テップA−6では、1コピーサイクル終了後に、モータ
の逆転信号を出力して、そのサイクルが終rする。With the clock set as described above, A-
Step 5 is performed using the distributor and driver to operate the motor and perform the required work. In step A-6, after one copy cycle is completed, a motor reversal signal is output, and the cycle ends.
また、第12図に示されるフローチャートは、サーボコ
ントロールを行う場合のものであって、前記第11図の
ステップA−3〜4の段階での制御の動作を示すもので
ある。The flowchart shown in FIG. 12 is for servo control, and shows the control operation at steps A-3 and A-4 in FIG. 11.
このフローチャートにおいて、ステップB−1でプログ
ラマ1ルカウンターのデータがセットされると、ステッ
プB−2でエンコーダからの入力値を解除し、CPUか
らの指令によってステップB−3でモータがスタートさ
れる。In this flowchart, when the programmer counter data is set in step B-1, the input value from the encoder is canceled in step B-2, and the motor is started in step B-3 according to a command from the CPU. .
そして、ステップB−4で、システムのメインプログラ
ムによってモータの回転が行なわれるが、そのモータの
回転に際しては、CPUに組込まれているプログラムに
よって、その回転数や装置の動作が制御されるものとな
る。前記したステップ8−4までは、装置本体の最初の
設定条件を示すものであるが、B−5以下のステップは
、モータのコントロールの1つの例を示しており、その
モータの各駆動サイクルにおいて、以下に示すように8
−5〜B−8の各ステップを繰返して、モータの駆動の
IIIIgの動作を行うものとなる。Then, in step B-4, the motor is rotated by the main program of the system, but when the motor is rotated, the rotation speed and the operation of the device are controlled by the program built into the CPU. Become. The steps up to step 8-4 described above indicate the initial setting conditions for the main body of the device, but the steps from B-5 onwards indicate one example of motor control, and the conditions are set in each drive cycle of the motor. ,8 as shown below
By repeating steps -5 to B-8, the motor drive operation IIIg is performed.
上記したようにして、エンコーダからの情報がCPUに
入力されると、ステップB−5で、該CPUの同期カウ
ンターで入力されたクロック信号と設定値とを比較し、
ステップB−6、B−7で両者の比較を行い、その比較
値が全く同じであればステップB=8に移行し、そのま
まの状態でモータの駆動を継続する。When the information from the encoder is input to the CPU as described above, in step B-5, the clock signal input by the synchronization counter of the CPU is compared with the set value,
The two are compared in steps B-6 and B-7, and if the comparison values are exactly the same, the process moves to step B=8, and the motor continues to be driven in that state.
また、ステップB−7で両者の比較値が異なる場合は、
ステップB−9に移行し、設定速度HL>EA (エン
コーダの出力)の場合には、ステップB−11,12の
段階からステップA−3に戻り、出力クロックの設定を
変更する動作を行い、その設定値にもとづいてクロック
の出力を行って、モータの駆動を行うものとなる。In addition, if the comparison values of the two differ in step B-7,
Proceeding to step B-9, if the set speed HL>EA (encoder output), return to step A-3 from steps B-11 and 12, and perform an operation to change the output clock setting. Based on the set value, a clock is outputted to drive the motor.
さらに、前記ステップB−9でHL<EAである場合に
は、ステップB−12,13に移行し、カウンターの分
周値を変更させ、その変更されたクロックを出力してモ
ータの駆動の動作を行い、ステップB−8を経て、ステ
ップB−5に移行する動作が繰返される。なお、上記し
たようなステップB−5以降のill @の動作は、特
に、そのような方式に限定されるものではなく、その他
に、任意の制御手段を用いることが出来るものである。Furthermore, if HL<EA in step B-9, the process moves to steps B-12 and 13, where the frequency division value of the counter is changed, and the changed clock is output to drive the motor. The operation of proceeding through step B-8 and proceeding to step B-5 is repeated. Incidentally, the operation of ill @ after step B-5 as described above is not particularly limited to such a method, and any other control means may be used.
これらのill mの動作は、クロックの出力される毎
に行うもので、それによって、モータの1回転毎に設定
値とのズレを検出し、そのズレの補正を行うものである
から、モータの回転の制御を精度良く行い得るものとな
る。These ill m operations are performed every time a clock is output, and as a result, the deviation from the set value is detected every rotation of the motor, and the deviation is corrected. Rotation can be controlled with high precision.
上記した本発明の実施例は、超音波モータを、主として
複写機の感光体ドラムの駆動機構に用いる場合について
説明したか−、本発明の超音波モータは、感光体ドラム
の他に、複写機における現像装置の現像ローラ駆動手段
、定看装誼のO−ラ駆動手段、光学系の駆動手段、用紙
搬送装置の駆動手段等に用い得られるものである。In the above-described embodiments of the present invention, the ultrasonic motor is mainly used as a drive mechanism for the photoreceptor drum of a copying machine. The present invention can be used as a developing roller driving means of a developing device, an O-roller driving means of a constant monitoring system, an optical system driving means, a driving means of a paper conveying device, etc.
また、本発明の直接駆動タイプのモータは、複写機に限
定されるものではなく、その他に、ゼログラフィプロセ
スを用いるプリンターやファクシミリ等の装置において
、画像形成、用紙送り、その他の任意の手段に用い得ら
れるものである。Furthermore, the direct drive type motor of the present invention is not limited to copying machines, but can also be used for image formation, paper feeding, and other arbitrary means in devices such as printers and facsimile machines that use xerography processes. That's what you get.
なお、前述した本発明の超音波モータは、図示されるよ
うな構成のものに限定されるものではなく、その他に、
その構成部材の一部を任意に変更すること、または、適
用される回転部材の形状、構造に合わせて変形すること
等は、必要に応じて容易に出来ることである。Note that the ultrasonic motor of the present invention described above is not limited to the configuration shown in the drawings;
It is easy to arbitrarily change some of the constituent members, or to deform them in accordance with the shape and structure of the rotating member to which they are applied, as necessary.
(発明の効果)
本発明の装置は、上記したような構成を有するものであ
り、超音波モータによるドラムのダイレクトドライブ方
式を用いることで、ギヤによる駆動力伝達効率の低下、
ギヤの製造精度の影響により、トナー画像の画質にスミ
アが発生する等の、ドラムの回転ムラによる影響が発生
しない装おを提供することが可能になる。(Effects of the Invention) The device of the present invention has the above-described configuration, and by using a drum direct drive method using an ultrasonic motor, there is no reduction in driving force transmission efficiency by gears,
It is possible to provide a device that is free from the effects of uneven rotation of the drum, such as smearing in the quality of toner images due to the manufacturing precision of the gears.
また、本発明のモータを用いて感光体ドラムを直接駆動
する場合には、従来の直流モータによる駆動の場合は減
速ギヤを用いているために、その速度変動比が±5%程
度であり、位W1′誤差をΔX「p1プロセススピード
を■p1変動比をEO−p。In addition, when the photoreceptor drum is directly driven using the motor of the present invention, the speed fluctuation ratio is about ±5% because a reduction gear is used in the case of driving with a conventional DC motor. The position W1' error is ΔX "p1 process speed ■ p1 variation ratio EO-p.
周波数をπfとすると、ΔXrp −vp XEO−1
) /πt −156x0.05/πX20=124μ
mとなり、
4Jp/履(ライン/履・・・・・・1麿の範囲の線の
数)以上は解像出来ないという問題があったが、本発明
の装置においては、
ΔXrD −Vp XEO−D /πr −156x0
.02/πX2O−50μ−となり、
101/al程度まで解像可能な装置として、感光体ド
ラムを構成することが出来るものとなる。If the frequency is πf, ΔXrp −vp XEO−1
) /πt −156x0.05/πX20=124μ
ΔXrD −Vp XEO− D/πr −156x0
.. 02/.pi.
また、本発明の回転体の駆動機構として用いられる超音
波モータは、高トルク出力で有りながら、小型軽量に構
成することが可能であるから、複写機等の装置に用いる
場合には、その装置の小型化に大きく寄与出来るものと
なる。In addition, the ultrasonic motor used as the drive mechanism for the rotating body of the present invention can be configured to be small and lightweight while having a high torque output. This will greatly contribute to the miniaturization of.
第1図は本発明の゛超音波モータを回転体に設ける場合
の断面図、第2図は本発明のモータの振動子部分の展開
図、第3図は本発明の超音波モータをプーリに適用した
場合の断面図、第4図は本発明のモータを回転体に適用
する場合の他の実施例の説明図、第5図は本発明のモー
タをプーリ装置に適用する場合の側面図、第5図は本発
明の駆動制御装置の概略の構成を示す説明図、第6図は
本発明のtIIJ111回路の10ツク図、第7図は第
6図を詳細に示す回路図、第7a図はPLL回路の説明
図、第8図は本発明の詞−回路に設けられる位相検出回
路の回路図、第8a図は位相比較器の出力の状態の説明
図、第8b図は位相比較器において(θ;−θf)によ
る制御の関係を示すグラフ、第8C図は位相の制御の動
作を示すフローチャート、第9図は本発明の制御装置の
タイミングチャート、第10図はディストリビュータか
ら出力されるクロックと、sin 、 cos波の状態
を示すタイミングチャート、第11図および第12図は
、それぞれ、本発明の制御装置における制御回路の10
ツク図、第13図(a)〜(e)はそれぞれ本発明の超
音波モータの作動原理の説明図、第14図は超音波モー
タにおける移動体の駆動原理の説明図、第15図は一般
的な超音波モータの斜視図、第16図は一般的な複写機
の構成を示す説明図、第17図は複写機の光学系の斜視
図、第18図は現像装置のの断面図、第19図は定着装
置の縦断面図である。
図中の符号
1・・・・・・振動体、2・・・・・・圧電セラミック
ス、3・・・・・・弾性体、10・・・・・・複写機、
20・・・・・・光学系装置、30・・・・・・現像装
置、31・・・・・・現像ローラ、40・・・・・・定
着装置、41・・・・・・加熱O−ラ、50・・・・・
・感光体ドラム、60−・・・・・超音波モータ、61
・・・・・・圧電セラミックス、62・・・・・・電極
、63・・・・・・弾性体、64・・・・・・ロータ、
65・・・・・・位相検出電極、66・・・・・・スプ
リング、70・・・・・・本体フレーム、71・・・・
・・軸、75・・・・・・回転体本体、76・・・・・
・ドラム、80・・・・・・プーリ、10G・・・・・
・制御装置、101・・・・・・制御回路、104・・
・・・・超音波モータ、11G・・・・・・CPU、1
11・・・・・・プログラマブルカウンター、112・
・・・・・ディストリビュータ、113・・・・・・ド
ライバー、114・・・・・・昇圧コイル、115・・
・・・・圧電セラミックス、116・・・・・・エンコ
ーダ、117・・・・・・PLL回路、120・・・・
・・位相検出回路、121・・・・・・位相比較器。
第7α図
第8図
第8a図
2.5Y
透孔4(聾 −−一一一−−−−−−−−−−−−−−
−一。
第8C図
第13図
!
第14図
第15図
第16図Fig. 1 is a cross-sectional view of the ultrasonic motor of the present invention installed on a rotating body, Fig. 2 is a developed view of the vibrator portion of the motor of the present invention, and Fig. 3 is a cross-sectional view of the ultrasonic motor of the present invention mounted on a pulley. 4 is an explanatory diagram of another embodiment when the motor of the present invention is applied to a rotating body; FIG. 5 is a side view when the motor of the present invention is applied to a pulley device; FIG. 5 is an explanatory diagram showing the general configuration of the drive control device of the present invention, FIG. 6 is a 10-step diagram of the tIIJ111 circuit of the present invention, FIG. 7 is a circuit diagram showing FIG. 6 in detail, and FIG. 7a 8 is an explanatory diagram of the PLL circuit, FIG. 8 is a circuit diagram of the phase detection circuit provided in the circuit of the present invention, FIG. 8a is an explanatory diagram of the state of the output of the phase comparator, and FIG. (θ; -θf), Figure 8C is a flowchart showing the phase control operation, Figure 9 is a timing chart of the control device of the present invention, and Figure 10 is the clock output from the distributor. FIGS. 11 and 12 are timing charts showing the states of sine and cosine waves, respectively.
13(a) to 13(e) are explanatory diagrams of the operating principle of the ultrasonic motor of the present invention, FIG. 14 is an explanatory diagram of the driving principle of a moving body in the ultrasonic motor, and FIG. 15 is a general diagram. FIG. 16 is an explanatory diagram showing the configuration of a general copying machine, FIG. 17 is a perspective view of the optical system of the copying machine, and FIG. 18 is a sectional view of the developing device. FIG. 19 is a longitudinal sectional view of the fixing device. Reference numeral 1 in the figure: Vibrating body, 2: Piezoelectric ceramics, 3: Elastic body, 10: Copying machine,
20...Optical system device, 30...Developing device, 31...Developing roller, 40...Fixing device, 41...Heating O -Ra, 50...
・Photoconductor drum, 60-...Ultrasonic motor, 61
...Piezoelectric ceramics, 62 ... Electrode, 63 ... Elastic body, 64 ... Rotor,
65... Phase detection electrode, 66... Spring, 70... Body frame, 71...
...Axis, 75...Rotating body, 76...
・Drum, 80...Pulley, 10G...
-Control device, 101... Control circuit, 104...
...Ultrasonic motor, 11G...CPU, 1
11...Programmable counter, 112.
... Distributor, 113 ... Driver, 114 ... Boost coil, 115 ...
...Piezoelectric ceramics, 116...Encoder, 117...PLL circuit, 120...
...Phase detection circuit, 121... Phase comparator. Figure 7α Figure 8 Figure 8a Figure 2.5Y Through hole 4 (Deaf ---111--------
-One. Figure 8C Figure 13! Figure 14 Figure 15 Figure 16
Claims (3)
録装置の画像の形成、用紙の搬送、トナー画像の定着等
のために、回転駆動機構を設けてなる装置において、 前記回転駆動機構を構成する回転体の円筒部に対して、
同心円状に弾性体および押圧手段、ロータ、圧電セラミ
ックス、給電部材等により構成される超音波モータを一
体に形成し、超音波モータの圧電セラミックスに対して
給電回路より位相をズラした交流電圧を印加することに
より、該回転体の円筒部と同心円状に設けた弾性体に進
行波を発生させ、該弾性体に圧接されるロータを介して
、回転体を一定速度で回転させるように構成したことを
特徴とする記録装置の駆動制御装置。(1) In an apparatus provided with a rotary drive mechanism for forming images, conveying paper, fixing toner images, etc. of an image recording device such as a copying machine using a xerography process, the rotary drive mechanism is configured. For the cylindrical part of the rotating body,
An ultrasonic motor consisting of a concentric elastic body, a pressing means, a rotor, piezoelectric ceramics, a power supply member, etc. is integrally formed, and an alternating current voltage with a phase shift is applied to the piezoelectric ceramics of the ultrasonic motor from the power supply circuit. By doing so, a traveling wave is generated in an elastic body provided concentrically with the cylindrical portion of the rotating body, and the rotating body is rotated at a constant speed via a rotor that is pressed against the elastic body. A drive control device for a recording device, characterized by:
交流電圧の周波数および/または電圧値を変化すること
によつて、回転体の可変速度制御を行い得るように構成
したことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の記録
装置の駆動制御装置。(2) A patent claim characterized in that the ultrasonic motor is configured such that variable speed control of the rotating body can be performed by changing the frequency and/or voltage value of the AC voltage applied to the piezoelectric ceramics of the ultrasonic motor. A drive control device for a recording device according to item 1.
交流電圧の位相を変化させることによって、回転体の可
逆回転制御を行い得るように構成したことを特徴とする
特許請求の範囲第1項または第2項に記載の記録装置の
駆動制御装置。(3) The ultrasonic motor is configured such that the rotating body can be reversibly rotated by changing the phase of the AC voltage applied to the piezoelectric ceramics of the ultrasonic motor. A drive control device for a recording device according to item 2.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63000428A JPH01179053A (en) | 1988-01-06 | 1988-01-06 | Driving controller for recorder |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63000428A JPH01179053A (en) | 1988-01-06 | 1988-01-06 | Driving controller for recorder |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01179053A true JPH01179053A (en) | 1989-07-17 |
Family
ID=11473541
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63000428A Pending JPH01179053A (en) | 1988-01-06 | 1988-01-06 | Driving controller for recorder |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01179053A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02235071A (en) * | 1989-03-09 | 1990-09-18 | Ricoh Co Ltd | Photosensitive drum driving device |
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-
1988
- 1988-01-06 JP JP63000428A patent/JPH01179053A/en active Pending
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