(57)【要約】【課題】弾性体の形状精度を高め、性能と耐久性の高い振動型アクチュエータを提供する。【解決手段】振動型アクチュエータ１０は、弾性体１１０を有する振動体１００に振動を励起させることによって弾性体１１０と摩擦接触する移動体１８０を駆動する。弾性体１１０の製造方法は、鉄系金属からなる弾性体１１０の基材１５１の表面にめっき被膜１５３を形成するめっき工程と、めっき処理工程の後に、弾性体１１０において移動体１８０との摩擦面となる基材１５１の上面を窒化処理して窒化層１５２を形成する窒化工程とを有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弾性体を有する振動体に振動を励起させることによって前記弾性体と摩擦接触する被駆動体を駆動する振動型アクチュエータに用いられる前記弾性体の製造方法であって、
鉄系金属からなる前記弾性体の基材の表面にめっき被膜を形成するめっき工程と、
前記めっき処理工程の後に、前記弾性体において前記被駆動体との摩擦面となる前記基材の第１の面を窒化処理して窒化層を形成する窒化工程とを有することを特徴とする弾性体の製造方法。
【請求項２】
前記窒化工程において、前記窒化層は、前記基材の前記第１の面に設けられた凸部の表面に形成されることを特徴とする請求項１に記載の弾性体の製造方法。
【請求項３】
前記めっき工程と前記窒化工程との間に、前記第１の面の表面に形成された前記めっき被膜を除去する第１のめっき除去工程を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の弾性体の製造方法。
【請求項４】
前記第１のめっき除去工程において、前記第１の面の表面を削ることによって前記第１の面の表面の平面度を向上させることを特徴とする請求項３に記載の弾性体の製造方法。
【請求項５】
前記第１のめっき除去工程は、切削、研削または研磨によって行われることを特徴とする請求項３又は４に記載の弾性体の製造方法。
【請求項６】
前記めっき工程は、前記第１の面に前記めっき被膜が形成されないように前記第１の面がマスキング部材でマスクされた状態で行われることを特徴とする請求項１又は２に記載の弾性体の製造方法。
【請求項７】
前記窒化工程の後に、前記弾性体において電気−機械エネルギ変換素子が接合される第２の面に形成された前記めっき被膜を除去する第２のめっき除去工程を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の弾性体の製造方法。
【請求項８】
前記第２のめっき除去工程において、前記第２の面の全体を削ることによって前記第２の面の平面度を向上させることを特徴とする請求項７に記載の弾性体の製造方法。
【請求項９】
前記第２のめっき除去工程は、切削、研削または研磨によって行われることを特徴とする請求項７又は８に記載の弾性体の製造方法。
【請求項１０】
前記めっき工程は、前記第２の面に前記めっき被膜が形成されないように前記第２の面がマスキング部材でマスクされた状態で行われることを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載の弾性体の製造方法。
【請求項１１】
前記めっき工程において、前記弾性体の角部に前記めっき被膜の厚さが厚くなっているめっき盛り上がり部が形成された場合に、
前記第２のめっき除去工程において、前記盛り上がり部のうち、前記振動体をベース部材に固定した際に前記ベース部材と接触することとなる前記弾性体の接触面の角部に形成されためっき盛り上がり部も除去することを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載の弾性体の製造方法。
【請求項１２】
前記めっき工程において、前記弾性体の角部に前記めっき被膜の厚さが厚くなっためっき盛り上がり部が形成された場合に、
前記盛り上がり部のうち、前記振動体をベース部材に固定した際に前記ベース部材と接触することとなる前記弾性体の接触面の角部に形成されためっき盛り上がり部を除去する工程を有することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の弾性体の製造方法。
【請求項１３】
弾性体と、前記弾性体に接合された電気−機械エネルギ変換素子と、を有する振動体と、
前記振動体と摩擦接触し、前記振動体に対して相対的に移動する被駆動体と、を備える振動型アクチュエータであって、
前記弾性体は、鉄系金属からなる基材を有し、
前記基材は、前記被駆動体と接触する窒化層と、表面にめっき被膜が設けられた部分を有し、
前記めっき被膜が設けられた部分は、前記窒化層と前記電気−機械エネルギ変換素子との接合部ではないことを特徴とする振動型アクチュエータ。
【請求項１４】
前記被駆動体は、前記電気−機械エネルギ変換素子に交流電圧が印加されることにより前記振動体に励起される振動によって、前記振動体に対して相対的に移動されることを特徴とする請求項１３に記載の振動型アクチュエータ。
【請求項１５】
前記めっき被膜が設けられた部分は、前記窒化層と前記電気−機械エネルギ変換素子との接合部以外の全ての部分であることを特徴とする請求項１３または１４に記載の振動型アクチュエータ。
【請求項１６】
前記窒化層は、前記基材に設けられた凸部の表面に形成されていることを特徴とする請求項１３乃至１５のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータ。
【請求項１７】
前記弾性体を固定するベース部材を有し、
前記めっき被膜のうち前記弾性体において前記ベース部材と接触する面がめっき盛り上がり部を含まないことを特徴とする請求項１３乃至１７のいずれか１項に記載の振動型アクチュエータ。
【請求項１８】
像担持体と、
前記像担持体に対向して設けられた搬送ベルトと、
前記像担持体を回転駆動する請求項１３乃至１７のいずれか１項に振動型アクチュエータと、を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１９】
像担持体と、
前記像担持体に対向して設けられた搬送ベルトと、
前記搬送ベルトを駆動する請求項１３乃至１７のいずれか１項に振動型アクチュエータと、を備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被駆動体を振動体に接触させて摩擦駆動する、所謂、振動型アクチュエータに関し、例えば、振動体を構成する弾性体の形状精度を向上させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
振動型アクチュエータの一例である振動波モータは、低速でのトルクが大きく、小型軽量で応答性が高い等の特徴を有することから、例えば、一眼レフカメラの撮影レンズ（交換レンズ）におけるオートフォーカスレンズの駆動用モータ等として実用化されている。近年、振動波モータに対しては、高耐久化やローコスト化が求められており、このような課題に対する技術が提案されている。例えば、振動体を構成する弾性体の素材をステンレス等の鉄系金属とし、弾性体における被駆動体との摩擦面を窒化処理することにより窒化層を形成した振動波モータが提案されている（特許文献１〜４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−８０９４７号公報
【特許文献２】特開２００９−５５７７９号公報
【特許文献３】特許第４９７６８０４号公報
【特許文献４】特許第５２３６１６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１〜４に記載された技術のように、弾性体の表面を窒化処理すると、窒化層の形成によって弾性体の表面が膨張し、弾性体が大きく変形してしまうことがある。窒化処理によって弾性体が大きく変形してしまうと、弾性体と被駆動体との接触が不安定になり、また、弾性体を固定するベース部材と弾性体との位置決め精度が低下してしまうことで、振動波モータの性能が低下してしまう。
【０００５】
この問題に対して、弾性体と被駆動体との接触を安定させるために窒化処理後の弾性体の摩擦面（窒化層）を研磨加工等により平滑化するという解決方法が考えられる。しかし、この方法には、弾性体表面の窒化層が薄くなってしまうことで、振動波モータの耐久性が低下してしまうという問題がある。
【０００６】
本発明は、弾性体の形状精度を高める技術を提供すると共に、性能と耐久性に優れた振動型アクチュエータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る弾性体の製造方法は、弾性体を有する振動体に振動を励起させることによって前記弾性体と摩擦接触する被駆動体を駆動する振動型アクチュエータに用いられる前記弾性体の製造方法であって、鉄系金属からなる前記弾性体の基材の表面にめっき被膜を形成するめっき工程と、前記めっき処理工程の後に、前記弾性体において前記被駆動体との摩擦面となる前記基材の第１の面を窒化処理して窒化層を形成する窒化工程とを有することを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る振動型アクチュエータは、弾性体と、前記弾性体に接合された電気−機械エネルギ変換素子と、を有する振動体と、前記振動体と摩擦接触し、前記振動体に対して相対的に移動する被駆動体と、を備える振動型アクチュエータであって、前記弾性体は、鉄系金属からなる基材を有し、前記基材は、前記被駆動体と接触する窒化層と、表面にめっき被膜が設けられた部分を有し、前記めっき被膜が設けられた部分は、前記窒化層と前記電気−機械エネルギ変換素子との接合部ではないことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、弾性体の表面において窒化層を形成する面積を簡便な方法で一部に止めることができるため、弾性体の変形を抑制して、形状精度を高めることができる。これにより、性能と耐久性を向上させた振動型アクチュエータを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る振動型アクチュエータの概略構造を示す断面図である。
【図２】図１の振動型アクチュエータを構成する振動体の断面図及び平面図である。
【図３】図２の振動体を構成する弾性体の詳細な構造と、振動体をベース部材に固定する形態例を示す断面図である。
【図４】図２の振動体を構成する弾性体の第１の製造方法を示す工程図である。
【図５】図２の振動体を構成する弾性体の第２の製造方法を示す工程図である
【図６】図２の振動体を構成する弾性体の第３の製造方法を示す工程図である
【図７】図２の振動体を構成する弾性体の第４の製造方法を示す工程図である。
【図８】図２の振動体の振動部の変形例の構造を示す断面図である。
【図９】図１の振動型アクチュエータを構成する振動体の変形例の構造を示す断面図である。
【図１０】図９の振動体を構成する弾性体の製造方法を示す工程図である。
【図１１】本発明の実施形態に係る振動型アクチュエータを搭載したカラー画像形成装置の内部構成を示す側断面図である。
【図１２】図１１のカラー画像形成装置を構成する感光体ドラム駆動用モータとして振動型アクチュエータを搭載するときの概略構成を示す斜視図である。
【図１３】図１１のカラー画像形成装置を構成する搬送ベルト駆動用モータとして振動型アクチュエータを搭載するときの概略構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１２】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の実施形態に係る振動型アクチュエータ１０の概略構造を示す断面図である。振動型アクチュエータ１０は、振動体１００と、振動体１００と摩擦接触し、振動体に対して相対的に移動する被駆動体である移動体１８０と、移動体１８０を振動体１００に加圧接触させて移動体１８０の回転を出力する加圧機構３００及びシャフト４００とを備える。振動体１００、移動体１８０及び加圧機構３００は、シャフト４００を中心軸として配置可能な円環状の形状を有する。
【００１３】
加圧機構３００は、制振ゴム３０１、加圧ばね受け部材３０２、加圧ばね３０３及び加圧ばね固定部材３０４によって構成される。ベース部材５００は、鉄系材料やアルミニウム系材料等の導電性材料からなり、シャフト４００を回転自在に保持するためのベアリング５２０を備える。ベース部材５００には、固定ビス５１０により振動体１００をネジ固定するため穴部であるネジ穴が設けられている。なお、ネジ穴に代えて、ベース部材５００には、固定ビス５１０を嵌め込みにより固定する嵌合穴としてもよい。
【００１４】
図２は、振動型アクチュエータ１０を構成する振動体１００の断面図及び平面図である。振動体１００は、電気−機械エネルギ変換素子である圧電素子１２０と、圧電素子１２０に給電するための不図示のフレキシブルプリント基板と、圧電素子１２０が接合される弾性体１１０とを有する。弾性体１１０は、圧電素子１２０が接合される振動部１１１と、振動体１００をベース部材５００に固定するための取付部１１３と、振動部１１１と取付部１１３とを接続する接続部１１２とが一体的に形成された構造を有する。取付部１１３には、固定ビス５１０を挿通させるための取付穴１４０が形成されている。
【００１５】
振動型アクチュエータ１０では、不図示の交流電源から圧電素子１２０に交流電圧（駆動信号）を印加し、振動体１００に予め設定された次数ｍ（ｍ：自然数）の曲げ振動（駆動振動）を励起させる。こうして振動体１００における移動体１８０との接触面に生じる運動（円運動、楕円運動を含む）によって、移動体１８０を摩擦駆動する。
【００１６】
図３（ａ）は、弾性体１１０の詳細な構造と、振動体１００をベース部材５００に対して固定する形態の一例を示す断面図である。なお、図３（ａ）では、構造を明確に示すために一部の構成部を拡大して示しており、弾性体１１０の構造を示す図３（ａ）以降の図についても同様である。図３（ａ）に示したベース部材５００の右側には、シャフト４００（不図示）が位置する。
【００１７】
弾性体１１０において、振動部１１１、接続部１１２及び取付部１１３を一体的に構成する基材１５１は、ステンレス等の鉄系金属からなる。振動部１１１の上面（第１の面）の一部には環状の凸部１３０が形成されており、弾性体１１０は凸部１３０の表面で移動体１８０と接触している。凸部１３０の表層には窒化処理によって厚さが数十μｍの窒化層１５２が形成されている。窒化層１５２は、後述するように、基材１５１に設けられた凸部１３０の表面を窒化処理することにより形成される。
【００１８】
振動部１１１の下面（第２の面（凸部１３０が設けられている第１の面とは反対側の面））は、基材１５１自体の素材が露出した鉄系金属面１５５ｂとなっており、鉄系金属面１５５ｂに圧電素子１２０が接合されている。なお、弾性体１１０において、圧電素子１２０の接合面を窒化処理も、後述のめっき処理もされていない面とするのは、圧電素子１２０の接合性と接着性を向上させるためである。
【００１９】
弾性体１１０の表面のうち、凸部１３０の表面（窒化層１５２の表面）と圧電素子１２０との接合面（鉄系金属面１５５ｂ）以外の表面は、厚さが数μｍ〜数十μｍのめっき被膜１５３によって覆われている。めっき被膜１５３は、例えば、窒化物を形成しない材料又は形成し難い材料で形成されており、具体的には、ニッケル、錫又は銅等を主成分とする。
【００２０】
めっき被膜１５３が電解めっき法によって形成されている場合、概ね、弾性体１１０の複数の角部にはめっき盛り上がり部１５４が形成され、めっき盛り上がり部１５４は、目的とする膜厚よりも厚くなっており、形状精度が低い。そのため、弾性体１１０の取付部１１３とベース部材５００との間にめっき盛り上がり部１５４が介在した状態で振動体１００をベース部材５００に固定してしまうと、振動体１００のベース部材５００に対する位置決め精度が低下してしまう。
【００２１】
この問題を回避するため、本実施形態では、弾性体１１０に形成されためっき盛り上がり部１５４のうち、ベース部材５００と接触するめっき盛り上がり部を除去する。図３（ａ）の構成では、弾性体１１０の取付部１１３の下面全体及び内径面下部（ベース部材５００と接触する面）に形成されためっき盛り上がり部のみを除去している。なお、このように、必要最小限のめっき盛り上がり部を除去することにより、加工負荷を軽減し、加工費を低減させることができる。
【００２２】
一方、本実施形態では、弾性体１１０に形成されためっき盛り上がり部１５４のうち、取付部１１３の上面に形成されためっき盛り上がり部は除去していない。これに対応して、ベース部材５００に対して振動体１００を径方向に固定する際に、ベース部材５００において弾性体１１０（取付部１１３）の内径面と接触する部分の高さを、取付部１１３の内径面上部に形成されためっき盛り上がり部を避ける高さとしている。よって、弾性体１１０（取付部１１３）の内径面とベース部材５００との間にめっき盛り上がり部が介在することはないため、振動体１００のベース部材５００に対する位置合わせ精度を高く維持することができる。
【００２３】
図３（ｂ）は、振動体１００をベース部材５００に固定する形態の別の例を示す断面図である。図３（ｂ）では、固定ビス５１０の頭部と弾性体１１０の取付部１１３の上面との間に、取付穴１４０の内周壁上部及び取付部１１３の内径面上部のそれぞれに形成されためっき盛り上がり部１５４を避けるように、ワッシャ５３０を挟む構造としている。これにより、弾性体１１０の位置決め精度を更に向上させることができる。
【００２４】
図５は、弾性体１１０の第１の製造方法を示す工程図である。弾性体１１０の基材１５１は、鉄系金属材の切削や鍛造等により、振動部１１１、接続部１１２及び取付部１１３が一体的に形成され、且つ、振動部１１１が凸部１３０を有するように製造されている。
【００２５】
第１工程は、基材１５１のめっき工程である。基材１５１に対してめっき処理を施すことにより、基材１５１の表面全体を厚さ数μｍ〜数十μｍのめっき被膜１５３で覆う。めっき被膜１５３には、先述の通り、ニッケル、錫又は銅等を主成分とし、窒化物を形成しない材料又は形成し難い材料が用いられる。このめっき処理に電解めっき法を用いた場合、基材１５１の複数の角部には、基材１５１の平面部に形成されためっき被膜１５３よりも若干厚みの増しためっき盛り上がり部１５４が形成される。
【００２６】
第２工程は、めっき被膜１５３のうち、移動体１８０との摩擦面となる凸部１３０の表面に形成されためっき被膜を除去する第１のめっき除去工程（摩擦面めっき除去工程）である。第２工程では、基材１５１に設けられた凸部１３０の表面に形成されためっき被膜を、切削、研削又は研磨等の機械加工により除去し、基材１５１の鉄系金属面１５５ａを露出させる。ここで、基材１５１（弾性体１１０）に凸部１３０を形成している理由は、第２工程において、狭い範囲のめっき被膜を選択的に精度よく、簡便に除去するためである。
【００２７】
なお、第２工程では、凸部１３０の表面に形成されためっき被膜を除去すると共に、凸部１３０の表面を削ることによって、鉄系金属面１５５ａの平面度を向上させることが望ましい。これにより、次の第３工程において凸部１３０を窒化処理することにより凸部１３０の表層に形成される窒化層１５２の表面の平面度を向上させることができる。
【００２８】
第３工程は、凸部１３０の窒化工程である。凸部１３０の窒化処理では、めっき被膜１５３に覆われた部分は防窒され、よって、めっき被膜１５３が除去された凸部１３０の表層にのみ、窒化層１５２が形成される。こうして、凸部１３０のみの狭い範囲に選択的に窒化層１５２を形成することにより、基材１５１において表面膨張が生じる面積を最小限に抑えて、弾性体１１０の変形を最小限に抑えることができる。
【００２９】
なお、ここでは、基材１５１の、圧電素子１２０との接合部以外の表面（窒化層１５２と接している面は除く）にめっき被膜１５３が設けられる例を示すが、本発明はこれに限定されない。めっき被膜１５３が、圧電素子１２０との接合部以外の表面の一部にでももうけられていれば、その部分が防窒され、基材１５１において表面膨張が生じる面積を抑えて、弾性体１１０の変形を抑えることができる。
【００３０】
第４工程は、めっき被膜１５３のうち、圧電素子１２０との接合面に形成されためっき被膜を除去する第２のめっき除去工程（接合面めっき除去工程）である。弾性体１１０における圧電素子１２０との接合面は、圧電素子１２０を強固に接合（接着）するために、めっき被膜１５３でも窒化層１５２でもなく、鉄系金属面とすることが好ましい。そこで、第４工程では、めっき被膜１５３のうち弾性体１１０における圧電素子１２０との接合面に形成されためっき被膜を、切削、研削又は研磨等の機械加工により除去し、基材１５１の素材である鉄系金属面１５５ｂを露出させる。このように、第１の製造方法では、窒化処理後に簡便な方法で、圧電素子１２０との接合面となる鉄系金属面１５５ｂを露出させることができる。
【００３１】
第５工程は、弾性体１１０に形成されためっき盛り上がり部１５４のうち、ベース部材５００との接触面に形成されためっき盛り上がり部を除去する工程である。めっき盛り上がり部１５４は形状精度が低いため、弾性体１１０とベース部材５００との接触部にめっき盛り上がり部１５４が介在すると、弾性体１１０のベース部材５００に対する位置決め精度が低下してしまう。そこで、弾性体１１０におけるベース部材５００との接触面に形成されためっき盛り上がり部１５４を、切削、研削又は研磨等の機械加工により除去する。このとき、めっき被膜１５３のうち、ベース部材５００との接触面に形成された部分を除去してしまってもよい。
【００３２】
第５工程後には、窒化層１５２の表面の平面度が良好であれば特に必要される工程ではないが、窒化層１５２の表面をできる限り窒化層１５２を薄くしないように選択的に研磨処理する工程を設けて、窒化層１５２の表面の平面度を更に向上させることが望ましい。このとき、第１の製造方法では、凸部１３０のみを窒化処理しており、窒化処理時の弾性体１１０の変形が抑えられているため、窒化層１５２の削り量を少なく抑えることができる。これにより、移動体１８０との摩擦面である窒化層１５２の耐摩耗性を高く維持することができため、振動型アクチュエータ１０の耐久性の低下を防止することができる。
【００３３】
なお、第１の製造方法では、めっき盛り上がり部１５４の除去工程（第５工程）を、弾性体１１０における圧電素子１２０との接合面のめっき除去工程（第４工程）の後に行った。しかし、これに限られず、第５工程の処理は、めっき工程（第１工程）の後であれば、どの段階で行ってもよい。但し、基材１５１における凸部１３０以外の部分が確実に窒化工程（第３工程）でマスクされるように、窒化工程の後に行うことが好ましい。また、めっき盛り上がり部１５４の除去工程（第５工程）と圧電素子１２０との接合面におけるめっき除去工程（第４工程）とを同時に行うことが好ましく、こうして製造工程を短縮し、簡便化することにより、安価に弾性体１１０を製造することができる。
【００３４】
更に、第１の製造方法では、めっき工程（第１工程）により、弾性体１１０におけるベース部材５００との接触面にめっき盛り上がり部１５４が形成されたため、このめっき盛り上がり部１５４を除去する工程（第５工程）を設けた。そこで、めっき盛り上がり部１５４が形成されないように、ベース部材５００との接触面の角部を大きなＲ形状としてもよく、これにより、第５工程を省略することができる。
【００３５】
上記の第１の製造方法では、めっき工程（第１工程）により基材１５１全体をめっき被膜１５３で覆った。これに対して、以下に説明する第２乃至第４の製造方法では、弾性体１１０においてめっき被膜１５３が不要な領域の一部又は全部に、めっき工程においてめっき被膜１５３が形成されないようにしている。
【００３６】
図５は、弾性体１１０の第２の製造方法を示す工程図である。第２の製造方法は、弾性体１１０において移動体１８０との摩擦面となる凸部１３０の表面をめっき工程においてマスキング部材によりマスクした製造方法である。第２の製造方法では、めっき工程と窒化工程との間に、マスキング部材を剥離する工程が必要になるが、めっき工程でマスクした面でのめっき除去工程が不要になる。つまり、第２の製造方法では、第１の製造方法と比較すると、窒化処理前に凸部１３０の表面に形成されるめっき被膜を除去する工程（第２工程）が不要になる。なお、マスキング部材としては、マスキング液やマスキングテープ等を用いることができる。
【００３７】
図６は、弾性体１１０の第３の製造方法を示す工程図である。第３の製造方法は、弾性体１１０において圧電素子１２０との接合面となる基材１５１の表面部分とベース部材５００との接触面となる基材１５１の表面部分とを、めっき工程においてマスキング部材によりマスクした製造方法である。第３の製造方法では、移動体１８０との摩擦面となる凸部１３０の表面に形成されためっき被膜の除去工程と凸部１３０の窒化工程との間に、マスキング部材を剥離する工程が必要になるが、めっき工程でマスクした面でのめっき除去工程が不要になる。即ち、第３の製造方法では、第１の製造方法における第４工程及び第５工程が不要になる。
【００３８】
図７は、弾性体１１０の第４の製造方法を示す工程図である。第４の製造方法は、弾性体１１０において移動体１８０との摩擦面となる凸部１３０の表面と、圧電素子１２０との接合面となる表面部分と、ベース部材５００との接触面となる表面部分とをマスキング部材によりマスクした製造方法である。第４の製造方法では、めっき工程と窒化工程との間でマスキング部材を剥離する工程が必要になるが、めっき工程でマスクした面でのめっき除去工程が不要になる。即ち、第４の製造方法では、第１の製造方法における第２工程、第４工程及び第５工程が不要になる。
【００３９】
なお、第３の製造方法と第４の製造方法では、凸部１３０の窒化工程において、めっき工程でマスクした面を金属部材等でマスクすることで、めっき工程でマスクした面を窒化から保護すればよい。また、第３の製造方法と第４の製造方法では、弾性体１１０においてベース部材５００との接触面となる表面部分をマスキング部材によりマスクしない形態へと変形することができる。その場合、弾性体１１０の取付部１１３におけるベース部材５００との接触面に形成されるめっき盛り上がり部１５４を、めっき工程後のいずれかのタイミングで除去するようにする。
【００４０】
本実施形態では、振動型アクチュエータ１０とその製造方法について、弾性体１１０の円環状の振動部１１１に移動体１８０との接触面となる凸部１３０を設け、凸部１３０の表面に窒化層１５２を形成したが、振動部１１１の構造はこれに限られるものではない。図８は、振動部１１１の変形例である振動部１１１Ａの構造を示す断面図である。振動部１１１Ａの表面には凸部１３０が設けられておらず、振動部１１１Ａは、基材１５１において振動部となる円環状の部分の上面全体に窒化層１５２が形成された構造を有する。振動部１１１Ａでもまた、例えば、振動部の表面全体を窒化した従来の構造と比較して、窒化処理による変形が抑制される。
【００４１】
＜第２実施形態＞
図９は、図１の振動型アクチュエータ１０を構成する振動体１００の変形例である振動体１００Ａの構造を示す断面図である。図９では、図３と同様に、構造を明確に示すために一部の構成部を拡大して示しており、これは後に説明する図１０についても同様である。ここでは、振動体１００Ａにおいて振動体１００と共通する構造要素については、同じ符号を付することとする。
【００４２】
振動体１００Ａを構成する弾性体１１０Ａは、弾性体１１０の接続部１１２に複数の貫通穴１４１を周方向に形成した接続部１１２Ａを有する。なお、接続部１１２に貫通穴１４１を形成して接続部１１２Ａとしても、振動型アクチュエータ１０の駆動性能を低下させる等のマイナスの影響はない。貫通穴１４１の内周面にはめっき被膜１５３が形成されており、貫通穴１４１は、以下に説明する通り、弾性体１１０Ａの製造方法における製造効率の向上と製造工程の短縮に寄与する。
【００４３】
図１０は、弾性体１１０Ａの製造方法を示す工程図である。弾性体１１０Ａの基材１５１は、鉄系金属材を切削或いは鍛造等することにより、凸部１３０と貫通穴１４１とを有するように製造されている。
【００４４】
第１工程は、基材１５１のめっき工程である。ここでは、２つの基材１５１を圧電素子１２０との接合面同士とベース部材５００との接触面同士とがそれぞれ密着するように重ね合わせた状態でめっき処理を行うことで、２つの基材１５１の表面に厚さ数μｍ〜数十μｍのめっき被膜１５３を形成する。このとき、接続部１１２Ａには貫通穴１４１が形成されているため、基材１５１において接続部１１２Ａ同士が対向する空間を形成している表面にもめっき被膜１５３が形成される。なお、めっき処理の条件等は、図４を参照して説明した弾性体１１０の第１の製造方法の第１工程と同じであるため、ここでの詳細な説明は省略する。
【００４５】
第２工程は、めっき被膜１５３のうち、重ね合わせられた２つの弾性体１１０の２カ所の凸部１３０の表面に形成されためっき被膜を機械加工により除去し、鉄系金属面１５５ａを露出させるめっき除去工程である。また、第３工程は、凸部１３０の窒化工程である。これら第２工程及び第３工程は、図４を参照して説明した第２工程及び第３工程と同様に行われるため、ここでの詳細な説明は省略する。
【００４６】
第４工程は、重ね合わせられた２つの弾性体１１０Ａの分離工程である。重ね合わせられた２つの弾性体１１０を衝撃力や機械加工等によって分離する。これにより、２つの弾性体１１０のそれぞれの圧電素子１２０との接合面を鉄系金属面１５５ｂとして露出させ、ベース部材５００との接触面を鉄系金属面１５５ｃとして露出させることができる。よって、図１０の製造方法によれば、２つの弾性体１１０Ａのそれぞれの圧電素子１２０との接合面及びベース部材５００との接触面でのめっき被膜の除去工程が不要となる。なお、鉄系金属面１５５ｂ，１５５ｃを露出させる理由は、図４の第４工程及び第５工程で説明した通りである。
【００４７】
図１０の製造方法では、２つの弾性体１１０Ａを圧電素子１２０との接合面同士とベース部材５００との接触面同士がそれぞれ密着するように重ね合わせることで、これらの面にめっき被膜が形成されないようにマスクしている。しかし、このようなマスク処理が完全でないことが原因となって、２つの弾性体１１０Ａの隙間（圧電素子１２０との接合面、ベース部材５００との接触面）にめっき被膜が形成される場合がある。その場合には、第４工程後に、圧電素子１２０との接合面とベース部材５００との接触面に形成された不要なめっき被膜を除去する加工処理を行うことが好ましい。
【００４８】
また、図１０の製造方法では、弾性体１１０におけるベース部材５００との接触面には、めっき盛り上がり部１５４が形成されないが、２つの弾性体１１０を分離した際に、めっき被膜１５３にバリが生じることがある。このようなめっき被膜１５３のバリは、圧電素子１２０の接合性やベース部材５００との位置決め精度を低下させるため、研磨等の機械加工により除去することが好ましい。
【００４９】
更に、第２工程でのめっき除去工程の後の凸部１３０の表面の平面度が良好であれば特に必要とされる工程ではないが、第３工程後に窒化層１５２の表面を選択的に研磨することにより、窒化層１５２の表面の平面度を向上させることが望ましい。図１０の製造方法では、凸部１３０のみを窒化処理しており、窒化処理時の弾性体１１０の変形が抑えられているため、窒化層１５２の削り量を少なく抑えることができる。こうして、移動体１８０との摩擦面である窒化層１５２の耐摩耗性を高く維持することができ、振動型アクチュエータ１０の耐久性の低下を防止することができる。
【００５０】
図１０の製造方法は、以下の通りに変形することができる。即ち、図１０の製造方法では、基材１５１における圧電素子１２０との接合面とベース部材５００との接触面とが同一平面にあるため、圧電素子との接合面同士及びベース部材５００との接触面同士が密着するように２つの弾性体１１０を重ね合わせた。しかし、基材１５１が、圧電素子１２０との接合面とベース部材５００との接触面とが同一平面にない形状を有する構造となっている場合が想定される。この場合には、圧電素子１２０との接合面同士とベース部材５００との接触面同士の一方を密着させることができるため、その状態で図１０の第１工程〜第４工程の処理を行い、不要なめっき被膜は機械加工により除去すればよい。
【００５１】
また、弾性体１１０Ａにおける移動体１８０との接触面である凸部１３０の表面同士の１面のみが密着するように２つの基材１５１を対向させた状態で、図１０の第１工程〜第４工程の処理を行ってもよい。更に、３つ以上の基材１５１を同種の面が互いに密着するように重ね合わせた状態として、図１０の第１工程〜第４工程の処理を行ってもよい。
【００５２】
以上の説明の通り、本発明に係る上記の各実施形態によれば、弾性体１１０の表面において窒化層１５２を形成する面積を簡便な方法で最小限に止めることができるため、弾性体１１０の変形を抑制して、形状精度を高めることができる。これにより、振動型アクチュエータ１０の性能と耐久性を向上させることができる。
【００５３】
＜第３実施形態＞
第３実施形態では、上述した本発明の実施形態に係る振動型アクチュエータを備える装置の一例としての画像形成装置の構成について、図１１乃至図１３を参照して説明する。図１１は、振動型アクチュエータを搭載したカラー画像形成装置２００の内部構成を示す側断面図である。カラー画像形成装置２００は、４つの画像形成手段Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄを備えるが、画像形成手段の数は４つに限定されるものではない。
【００５４】
画像形成手段Ｐａ〜Ｐｄはそれぞれ、実質的に同一の構成を有しており、回転駆動される像担持体である感光体ドラム２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃ，２０１ｄを有する。感光体ドラム２０１ａ〜２０１ｄのそれぞれの周辺には、感光体ドラム２０１ａ〜２０１ｄをそれぞれ一様に帯電させる帯電器２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃ，２０２ｄが設けられている。また、感光体ドラム２０１ａ〜２０１ｄのそれぞれの周辺には、感光体ドラム２０１ａ〜２０１ｄのそれぞれのドラム表面に形成された静電潜像を現像する現像器２０３ａ，２０３ｂ，２０３ｃ，２０３ｄ、現像された顕画像を転写材２３０へ転写する転写用の帯電器２０４ａ，２０４ｂ，２０４ｃ，２０４ｄ、感光体ドラム２０１ａ〜２０１ｄ上に残存するトナーを除去するクリーニング器２０５，２０５ｂ，２０５ｃ，２０５ｄが感光体ドラム２０１ａ〜２０１ｄの回転方向に順次配設されている。更に、感光体ドラム２０１ａ〜２０１ｄのそれぞれの上方には、露光装置２０６ａ，２０６ｂ，２０６ｃ，２０６ｄが配置されている。
【００５５】
搬送ベルト２２５は、駆動ローラ２２３によって図１１に示す矢印Ａ方向に駆動され、給送手段２１０を通じて送給される転写材２３０を担持しており、これらは、画像形成手段Ｐａ〜Ｐｄへ順次搬送する搬送手段を構成している。本発明の実施形態に係る振動型アクチュエータは、感光体ドラム２０１ａ〜２０１ｄを回転させるための駆動モータとして用いられる。また、搬送ベルト２２５を駆動するための駆動ローラ２２３を回転させるための駆動モータとしても、振動型アクチュエータが用いられる。
【００５６】
図１２は、感光体ドラム駆動用モータとして振動型アクチュエータを搭載するときの概略構成を示す斜視図である。感光体ドラム１５（感光体ドラム２０１ａ〜２０１ｄに対応する）の駆動軸１４に、振動型アクチュエータ１０をダイレクトに接続することができる。これにより、従来は必要であったギア等の減速手段を用いなくても済むため、色ずれを低減させて、印刷品位を向上させることができる。
【００５７】
図１３は、搬送ベルト駆動用モータとして振動型アクチュエータを搭載するときの概略構成を示す斜視図である。図１３において、駆動ローラ１７（駆動ローラ２２３に対応する）の駆動軸１４に振動型アクチュエータ１０をダイレクトに接続することができる。これにより、搬送ベルト１６の駆動においても感光体ドラムと同じように印刷品位を向上させることが可能となっている。
【００５８】
＜その他の実施形態＞
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。さらに、上述した各実施形態は本発明の一実施形態を示すものにすぎず、各実施形態を適宜組み合わせることも可能である。
【００５９】
例えば、上記実施形態では、振動部１１１に設けた凸部１３０を窒化し、或いは、振動部１１１の上面全体を窒化したが、振動部１１１は、このような構造に限定されるものではない。例えば、振動部１１１における移動体１８０との摩擦面に振幅拡大用の複数の溝と突起を形成し、その摩擦面（つまり、突起の上面）を窒化することによって、突起の上面部に窒化層を形成してもよい。また、上記実施形態では、円環状の弾性体１１０を取り上げたが、本発明に係る弾性体の製造方法は、振動型アクチュエータを構成する種々の弾性体の製造に適用することができる。例えば、本発明に係る弾性体の製造方法は、矩形平板型の弾性体における移動体との摩擦面に選択的に窒化層を形成する場合にも適用が可能である。
【符号の説明】
【００６０】
１０    振動型アクチュエータ
１００，１００Ａ    振動体
１１０，１１０Ａ    弾性体
１２０    圧電素子
１３０    凸部
１４１    貫通穴
１５１    基材
１５２    窒化層
１５３    めっき被膜
１５４    めっき盛り上がり部
１５５ａ，１５５ｂ，１５５ｃ    鉄系金属面
１８０    移動体
２００    カラー画像形成装置
３００    加圧機構
４００    シャフト
５００    ベース部材
【図１】
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【図２】
2015203130.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2015203130.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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