(57)【要約】【課題】振動子３００を用いた駆動機構５００のレイアウトの自由度を増す。【解決手段】回転駆動される搬送駆動ローラ１３２および記録用紙１７０を搬送駆動ローラ１３２に押し付けつつ連れ回される搬送従動ローラ１３４を含み、記録用紙１７０を搬送方向に搬送する搬送部１３０と、記録用紙１７０にインクを吐出して画像を形成する記録ヘッド１６４とを備えたインクジェット式記録装置１００であって、回転軸と同軸の円形をなすホイール部１３７と、ホイール部１３７の縁部から回転軸に対して平行に一方の方向に延在して形成された円筒部１３９とを有して、搬送駆動ローラ１３２に対して固定された駆動カップ１３６と、周期的に変化する電圧を印加されて伸縮運動する圧電材料板３２２を含み、伸縮運動の少なくとも一部において駆動カップ１３６の円筒部１３９に当接して駆動カップ１３６を回転軸の周りに回転させる超音波アクチュエータ４００とを備える。【選択図】図８
2008093996.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の搬送方向と直交する回転軸の周りに回転駆動される搬送駆動ローラ、および、前記搬送駆動ローラに向かって付勢されてシート状の被記録物を前記搬送駆動ローラに押し付けつつ連れ回される搬送従動ローラを含み、前記被記録物を前記搬送方向に搬送する搬送部と、
前記搬送部により搬送された前記被記録物に向かってインクを吐出して前記被記録物の表面に画像を形成する記録ヘッドと
を備えた記録装置であって、
前記回転軸と同軸の円形をなすホイール部と、前記ホイール部の縁部から前記回転軸に対して平行に一方の方向に延在して形成された円筒部とを有し、前記搬送駆動ローラに対して固定された駆動カップと、
周期的に変化する電圧を印加されて伸縮運動する圧電材料板を含み、前記伸縮運動の少なくとも一部において前記駆動カップの前記円筒部の内周に当接して前記駆動カップを前記回転軸の周りに回転させるアクチュエータと
を備える記録装置。
【請求項２】
前記アクチュエータは、前記駆動カップの径方向の成分を含む方向に周期的に伸縮運動する縦振動素子と、前記縦振動素子に駆動されて前記駆動カップに前記伸縮運動の少なくとも一部を周期的に伝達する当接部材とを有する請求項１に記載の記録装置。
【請求項３】
前記アクチュエータは、前記当接部を前記駆動カップのホイール部と平行に変位させる、前記縦振動素子と異なる位相で周期的に伸縮する屈曲振動素子を更に有し、
前記当接部が、前記縦振動素子および前記屈曲振動素子に同時に駆動されて、前記駆動カップの前記ホイール部と平行な面の上で円または楕円をなす軌道上を変位する請求項２に記載の記録装置。
【請求項４】
前記アクチュエータは、前記縦振動素子の伸縮方向について、前記駆動カップの前記円筒部に近づく方向に付勢される請求項２に記載の記録装置。
【請求項５】
前記アクチュエータは、前記搬送駆動ローラの前記回転軸の方向について、前記ホイール部により接近した位置において前記駆動カップの前記円筒部に当接する請求項１に記載の記録装置。
【請求項６】
前記駆動カップの前記円筒部は、前記ホイール部から、前記搬送駆動ローラを支持するフレームに対して接近する方向に向かって延在し、前記アクチュエータは、前記円筒部の内側において、前記ホイール部および前記フレームの間に配置される請求項１に記載の記録装置。
【請求項７】
前記フレームは、前記駆動カップの周囲において、前記円筒部に向かって接近する方向に延在するフランジ部を有する請求項６に記載の記録装置。
【請求項８】
前記駆動カップの前記円筒部は、歯車として機能する複数の歯を外面に有する請求項１に記載の記録装置。
【請求項９】
前記搬送駆動ローラを前記回転軸と平行なひとつの方向に付勢して、前記搬送駆動ローラを支持する部材に対して押し付ける付勢部を更に備える請求項１に記載器記録装置。
【請求項１０】
所定の搬送方向と直交する回転軸の周りに回転駆動される搬送駆動ローラ、および、前記搬送駆動ローラに向かって付勢されてシート状の被記録物を前記搬送駆動ローラに押し付けつつ連れ回される搬送従動ローラを含み、前記被記録物を前記搬送方向に搬送する搬送部と、
前記搬送部により搬送された前記被記録物に向かって液体を吐出して前記被記録物の表面に画像を形成する液体噴射ヘッドと
を備えた液体噴射装置であって、
前記回転軸と同軸の円形をなすホイール部と、前記ホイール部の縁部から前記回転軸に対して平行に一方の方向に延在して形成された円筒部とを有し、前記搬送駆動ローラに対して固定された駆動カップと、
周期的に変化する電圧を印加されて伸縮運動する圧電材料板を含み、前記伸縮運動の少なくとも一部において前記駆動カップの前記円筒部の内周に当接して前記駆動カップを前記回転軸の周りに回転させるアクチュエータと
を備える液体噴射装置。
【請求項１１】
所定の回転軸の周りに回転駆動される駆動軸を含む回転駆動機構であって、
前記回転軸と同軸の円形をなすホイール部と、前記ホイール部の縁部から前記回転軸に対して平行に一方の方向に延在して形成された円筒部とを有し、前記駆動軸に対して固定された駆動カップと、
周期的に変化する電圧を印加されて伸縮運動する圧電材料板を含み、前記伸縮運動の少なくとも一部において前記駆動カップの前記円筒部の内周に当接して前記駆動カップを前記回転軸の周りに回転させるアクチュエータと
を備える駆動機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録装置、液体噴射装置および駆動機構に関する。より詳細には、回転することにより被記録物を搬送する搬送駆動ローラを有する液体噴射装置と、それに使用できる回転駆動機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット式記録装置等の液体噴射装置においては、多くの部材が回転駆動される。即ち、被記録物を装置内部に取り込む給送ローラ、被記録物を内部で搬送する搬送駆動ローラ、記録後の被記録物を外部に送り出す排出ローラ、液体噴射ヘッドを往復移動させるタイミングベルトを走行させるプーリ等、多くの部材が回転駆動される。このため、部材毎に駆動源を装備するにせよ、ひとつの駆動源から伝達機構を介して複数の部材を駆動するにせよ、回転駆動に関与する部品の数は少なくない。また、多くの部品を実装するので、小型化を妨げにもなる。
【０００３】
そこで、液体噴射装置における種々の回転駆動源として、圧電材料を利用した超音波アクチュエータを使用することが提案される。下記特許文献１には、ロータの外周に形成した凹凸部と、突起状に形成した振動体の先端とを噛み合わせることにより、回転量を正確に制御できる動力伝達装置の構造が開示される。また、下記特許文献２には、環状の回転体の内側に振動体を当接させて駆動する回転型駆動装置の構造が開示される。この構造によれば、小型化と高トルク駆動を両立させ得ると記載される。また、下記特許文献３には、特定の方向に変位するように弾性支持した当接部を有する圧電アクチュエータの構造が開示される。このような構造により、圧電アクチュエータの動作が安定する旨が記載される。
【特許文献１】特開２００４−０７２９９３号公報
【特許文献２】特開２００４−１６６４７９号公報
【特許文献３】特開２００５−１６８０７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の各文献に記載された超音波アクチュエータは、腕時計に組み込めるほど小型化できる一方で、生体に匹敵するエネルギー変換効率で高い駆動力を発生できる。また、動作速度を電気的に制御できるので、減速機構なしに所望の速度で回転駆動できる。更に、動作に伴い磁界が発生しないので、精密電子機器の周辺でも使用できる。従って、回転駆動源として超音波アクチュエータを用いることは、液体噴射装置にも有利に作用し得る。
【０００５】
しかしながら、上記各特許文献に記載される回転駆動機構では、いずれの場合も、圧電素子による超音波アクチュエータが、被駆動体に対して、駆動される被駆動体の回転軸に直交する方向に当接する構造を有する。このため、液体噴射装置に超音波アクチュエータを実装する場合にはレイアウトに制限があった。
【０００６】
また、市場に供給される超音波アクチュエータの特性を、駆動される装置で求められる仕様に適合させる目的で何らかの減速機構が求められる場合がある。しかしながら、一般的な減速機構を併用することは、超音波アクチュエータを用いる利点を減じることになるので、超音波アクチュエータの特徴を活かした減速機構が求められる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そこで、上記課題を解決することを目的として、本発明の第１の形態として、所定の搬送方向と直交する回転軸の周りに回転駆動される搬送駆動ローラ、および、搬送駆動ローラに向かって付勢されてシート状の被記録物を搬送駆動ローラに押し付けつつ連れ回される搬送従動ローラを含み、被記録物を搬送方向に搬送する搬送部と、搬送部により搬送された被記録物に向かってインクを吐出して被記録物の表面に画像を形成する記録ヘッドとを備えた記録装置であって、回転軸と同軸の円形をなすホイール部と、ホイール部の縁部から回転軸に対して平行に一方の方向に延在して形成された円筒部とを有し、搬送駆動ローラに対して固定された駆動カップと、周期的に変化する電圧を印加されて伸縮運動する圧電材料板を含み、伸縮運動の少なくとも一部において駆動カップの円筒部の内周に当接して駆動カップを回転軸の周りに回転させるアクチュエータとを備える記録装置が提供される。これにより、圧電素子を含むアクチュエータを用いて、所望の駆動トルクを有する駆動機構を、プレス成形で製造できる廉価な駆動カップを用いて形成できる。また、駆動カップおよび超音波アクチュエータはいずれも薄型または小型でスペースを占有しない。更に、アクチュエータを駆動カップの内側に配置するので、駆動機構を小型化できると共に、アクチュエータが駆動カップにより保護される。
【０００８】
また、ひとつの実施形態によると、上記記録装置において、アクチュエータは、駆動カップの径方向の成分を含む方向に周期的に伸縮運動する縦振動素子と、縦振動素子に駆動されて駆動カップに伸縮運動の少なくとも一部を周期的に伝達する当接部材とを有する。これにより、短い周期で駆動カップを駆動するので、精密な回転制御ができる。
【０００９】
更に、他の実施形態によると、上記記録装置において、アクチュエータは、当接部を駆動カップのホイール部と平行に変位させる、縦振動素子と異なる位相で周期的に伸縮する屈曲振動素子を更に有し、当接部が、縦振動素子および屈曲振動素子に同時に駆動されて、駆動カップのホイール部と平行な面の上で円または楕円をなす軌道上を変位する。これにより、アクチュエータの当接部は単に当接するだけではなく、駆動すべき方向に駆動カップを押す作用が生じるので、高効率に駆動カップを回転駆動できる。
【００１０】
また他の実施形態によると、上記記録装置において、アクチュエータは、縦振動素子の伸縮方向について、駆動カップに近づく向きに付勢される。これにより、アクチュエータの駆動カップに対する接触が保たれ、駆動カップを効率よく回転駆動できる。また、アクチュエータが動作を停止場合も、アクチュエータ自体が駆動カップに当接して制動するので、精密な回転制御ができる。
【００１１】
また他の実施形態によると、上記記録装置において、アクチュエータは、搬送駆動ローラの回転軸の方向について、ホイール部により接近した位置において駆動カップの円筒部に当接する。これにより、駆動カップの実効的な剛性が高くなり、駆動カップの変形による駆動誤差の発生が抑制される。また、アクチュエータの駆動力が、駆動カップに効率よく伝達される。
【００１２】
また他の実施形態によると、上記記録装置において、駆動カップの円筒部は、ホイール部から、搬送駆動ローラを支持するフレームに対して接近する方向に向かって延在し、アクチュエータは、円筒部の内側において、ホイール部およびフレームの間に配置される。これにより、駆動機構が小型化されると共に、駆動カップによるアクチュエータの保護がより高められる。
【００１３】
また他の実施形態によると、上記記録装置において、フレームは、駆動カップの周囲において、円筒部に向かって接近する方向に延在するフランジ部を有する。これにより、駆動カップおよびフレームの間隙が狭くなり、物理的な浸入にからのアクチュエータ保護にとどまらず、インクミスト等による汚染からもアクチュエータが保護される。
【００１４】
また他の実施形態によると、上記記録装置において、前記駆動カップの前記円筒部は、歯車として機能する複数の歯を外面に有する。これにより、駆動カップを駆動歯車として利用することができ、他の部材にもアクチュエータの駆動力を伝達することができる。
【００１５】
また他の実施形態によると、上記記録装置において、搬送駆動ローラを回転軸と平行なひとつの方向に付勢して、搬送駆動ローラを支持する部材に対して押し付ける付勢部を更に備える。これにより、搬送駆動ローラとそれを支持する部材との間のガタが防止され、動作が安定すると共に、動作音も抑制される。
【００１６】
また、本発明の第２の形態として、所定の搬送方向と直交する回転軸の周りに回転駆動される搬送駆動ローラ、および、搬送駆動ローラに向かって付勢されてシート状の被記録物を搬送駆動ローラに押し付けつつ連れ回される搬送従動ローラを含み、被記録物を搬送方向に搬送する搬送部と、搬送部により搬送された被記録物に向かって液体を吐出して被記録物の表面に画像を形成する液体噴射ヘッドとを備えた液体噴射装置であって、回転軸と同軸の円形をなすホイール部と、ホイール部の縁部から回転軸に対して平行に一方の方向に延在して形成された円筒部とを有し、搬送駆動ローラに対して固定された駆動カップと、周期的に変化する電圧を印加されて伸縮運動する圧電材料板を含み、伸縮運動の少なくとも一部において駆動カップの円筒部の内周に当接して駆動カップを回転軸の周りに回転させるアクチュエータとを備える液体噴射装置が提供される。これにより、液体噴射装置においても、上記の効果を享受できる。
【００１７】
更に、本発明の第３の形態として、所定の回転軸の周りに回転駆動される駆動軸を含む回転駆動機構であって、回転軸と同軸の円形をなすホイール部と、ホイール部の縁部から回転軸に対して平行に一方の方向に延在して形成された円筒部とを有し、駆動軸に対して固定された駆動カップと、周期的に変化する電圧を印加されて伸縮運動する圧電材料板を含み、伸縮運動の少なくとも一部において駆動カップの円筒部の内周に当接して駆動カップを回転軸の周りに回転させるアクチュエータとを備える駆動機構が提供される。これにより、回転駆動機構を用いた多くの装置において、上記効果を享受できる。
【００１８】
なお、上記した発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた発明となり得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また実施形態の中で説明される特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００２０】
図１は、ひとつの実施形態に係るインクジェット式記録装置１００について、その上ケースを取り外して、下ケース１１０上に形成される機構の構造を示す斜視図である。同図に示すように、インクジェット式記録装置１００の後方には、給紙部１２０が形成される。給紙部１２０は、記録用紙１７０を後方から支持するペーパサポート１２２と、ペーパサポート１２２の両側部において記録用紙１７０の側端部を位置決めするサイドサポート１２４およびスライドサポート１２６とを備える。ここで、サイドサポート１２４は、ペーパサポート１２２の側端部に固定される。一方、スライドサポート１２６は、ペーパサポート１２２上を摺動して移動でき、幅の異なる記録用紙１７０が装填された場合にも記録用紙１７０の側端部に密着する。なお、この図では隠れるが、ペーパサポート１２２の下端近傍には、ペーパサポート１２２に装填された記録用紙１７０を１枚ずつインクジェット式記録装置１００に取り込む給送部が設けられる。
【００２１】
また、下ケース１１０上には、フレーム１１２に支持された内部機構が形成される。フレーム１１２は下ケース１１０の略全幅にわたって直立して、その前面にキャリッジ１６０を支持する。キャリッジ１６０は、フレーム１１２の一部であるガイド部１１６に沿って水平に移動できる。また、キャリッジ１６０およびフレーム１１２の間には、一対のプーリ１４８に張りわたされたタイミングベルト１４６が配置される。タイミングベルト１４６の一部はキャリッジ１６０に結合される。また、プーリ１４８の少なくとも一方は回転駆動されるので、タイミングベルト１４６はプーリ１４８間で水平に走行する。従って、タイミングベルト１４６の走行に従って、キャリッジ１６０は水平に往復移動する。
【００２２】
キャリッジ１６０は、インクを収容したインクカートリッジ１６２を装填されると共に、その底面に記録ヘッド１６４を備える。従って、ガイド部１１６に沿って往復移動しつつ、下方に向かってインクを吐出することができる。更に、キャリッジ１６０の往復移動範囲の下方にはプラテン１４０が配置される。プラテン１４０は、後述する搬送部１３０および排出部１５０により搬送される記録用紙１７０を下方から支持して、記録ヘッド１６４に対する記録用紙１７０の所定の間隔を維持する。これにより、プラテン１４０上において、記録ヘッド１６４は記録用紙１７０上の正確な位置に画像を形成できる。
【００２３】
プラテン１４０の後方には搬送部１３０が、前方には排出部１５０がそれぞれ配置される。搬送部１３０は、回転駆動される搬送駆動ローラ１３２と、搬送駆動ローラ１３２に連れ回される搬送従動ローラ１３４を含む。また、排出部１５０も、回転駆動される排出駆動ローラ１５２およびそれに連れ回される排出従動ローラ１５４を含むが、図１では排出部フレーム１５５に支持された排出従動ローラ１５４が見える。
【００２４】
フレーム１１２は、その両端において前方に延在してフレーム側部１１４を形成する。フレーム側部１１４は、搬送駆動ローラ１３２等を支持すると共に、フレーム１１２自体の剛性も補う。また、プラテン１４０の図上で右側の側部には、キャップ部材１６６等を含むホームポジションが形成される。このインクジェット式記録装置１００が稼働していない場合、キャリッジ１６０はホームポジションまで移動して、キャップ部材１６６により記録ヘッド１６４を覆われる。これにより、インクの乾燥による記録ヘッド１６４の目詰まりが防止される。更に、フレーム１１２の背面には、制御回路１９０が実装される。制御回路１９０は、インクジェット式記録装置１００各部の動作を制御すると共に、外部との信号の入出力等も制御する。
【００２５】
図２は、図１に示したインクジェット式記録装置１００における記録用紙１７０の搬送経路２００を模式的に示す図である。なお、図２において、図１と共通の構成要素には同じ参照符号を付して重複する説明を省く。
【００２６】
同図に示すように、給紙部１２０から内部に取り込まれた記録用紙１７０は、まず、搬送部１３０において搬送駆動ローラ１３２および搬送従動ローラ１３４に挟まれる。搬送部１３０においては、後述するように、搬送駆動ローラ１３２は回転駆動される。また、搬送従動ローラ１３４は、搬送駆動ローラ１３２に向かって付勢される。従って、搬送駆動ローラ１３２および搬送従動ローラ１３４に挟まれた記録用紙１７０は、回転する搬送駆動ローラ１３２に押し付けられ、その回転に従って移動してプラテン１４０上に送りこまれる。
【００２７】
プラテン１４０上を通過した記録用紙１７０の前端は、やがて排出部１５０に到達して、排出駆動ローラ１５２および排出従動ローラ１５４に挟まれる。ここでも、排出駆動ローラ１５２は回転駆動され、排出従動ローラ１５４は、排出駆動ローラ１５２に向かって付勢されると共に、排出駆動ローラ１５２に連れ回される。従って、排出駆動ローラ１５２および排出従動ローラ１５４に挟まれた記録用紙１７０は、排出駆動ローラ１５２の回転に従って移動して、最終的にインクジェット式記録装置１００の外部に送り出される。
【００２８】
このように、このインクジェット式記録装置１００においては、給紙部１２０から排出部１５０に至る搬送方向に記録用紙１７０が搬送される。従って、前記したキャリッジ１６０の往復移動と、記録用紙１７０の上記搬送への搬送を適宜組み合わせることにより、記録ヘッド１６４は、記録用紙１７０表面の所望の領域にインクを吐出して画像を形成できる。
【００２９】
搬送駆動ローラ１３２は、その端部に装着された駆動カップ１３６を介して、後述するアクチュエータ４００により駆動される。即ち、駆動カップ１３６は、搬送駆動ローラ１３２と同軸な円形の部材であり、搬送駆動ローラ１３２に装着されて一体に回転する。
【００３０】
上記のような動作を実行するインクジェット式記録装置１００において、搬送駆動ローラ１３２は、駆動カップ１３６を介して振動子３００により回転駆動される。即ち、振動子３００は、スペーサ４１２を介して下ケース１１０から持ち上げられたアクチュエータ４００に含まれ、後述するその当接部３１８は、駆動カップ１３６の外周近くを、駆動カップ１３６の周方向に駆動する。
【００３１】
また、図示は省略したが、搬送駆動ローラ１３２は、一体に回転するロータリスケールを備える。一方、フレーム側部１１４にはロータリエンコーダが装備され、搬送駆動ローラ１３２の回転量あるいは回転速度を高精度に検出できる。従って、制御回路１９０に実装された機能により、アクチュエータ４００の動作量、動作速度等を帰還制御して高精度な搬送制御ができる。
【００３２】
なお、排出駆動ローラ１５２は、後述するように、駆動カップ１３６の外周に形成された歯車部１３１から、中継歯車１８０および駆動歯車１５６を介して回転駆動される。中継歯車１８０は、駆動カップ１３６の歯車部１３１に噛み合う大径歯車１８２と、駆動歯車１５６に噛み合う小径歯車１８４とを同軸に備える。大径歯車１８２の歯数は駆動カップ１３６お歯車部１３１よりも少ないが、駆動歯車１５６は小径歯車１８４よりも歯数が大きく、且つ、駆動歯車１５６は排出駆動ローラ１５２によりも大径なので、搬送駆動ローラ１３２および排出駆動ローラ１５２は略同じ速度で記録用紙１７０を移動させる。
【００３３】
図３は、アクチュエータ４００において台座４１０上に装荷される振動子３００の構造を示す分解斜視図である。同図に示すように、振動子３００は、補強板３１０および補強板３１０を一体に挟む一対の圧電素子３２０を、ねじ３４０によりベースプレート３３０に固定して形成される。
【００３４】
補強板３１０は図示の形状に形成された１枚の金属板であり、圧電素子３２０と略同じ形状および寸法を有する矩形の補強部３１２と、補強部３１２の短辺の一方から突出する当接部３１８を含む。また、補強部３１２の各長辺の略中央からは、補強部３１２から外に向かって延在する一対の腕部３１４と、更に、腕部３１４の各々の先端に形成された丸穴３１６および長穴３１７を有する。
【００３５】
圧電素子３２０の各々は、補強部３１２と略同じ形状および寸法を有する圧電材料板３２２と、圧電材料板３２２の一方の面に全面にわたって形成された共通電極３２９と、圧電材料板３２２の他方の面を分割して形成された中央電極３２４および側部電極３２１、２３３、２３５、２３７を有する。ここで、中央電極３２４は、圧電材料板３２２の長手方向の全長にわたって形成される。また、中央電極３２４は、圧電材料板３２２の短辺方向について、その中央に配置される。一方、側部電極３２１、３２３、３２５、３２７は、それぞれ、圧電材料板３２２の長辺に沿って形成される。換言すれば、圧電材料板３２２の短辺方向については、側部電極３２１、３２３、３２５、３２７は、いずれも側方に偏って形成される。これら中央電極３２４および側部電極３２１、２３３、２３５、２３７は、相互に分離して形成されて電気的に独立する。従って、共通電極３２９といずれかの電極との間に電圧を印加した場合は、その電極が占める領域の圧電材料板３２２が伸張または収縮する。
【００３６】
上記のように形成された圧電素子３２０は、補強板３１０に対して全面にわたって接着して一体化される。従って、圧電素子３２０が変形した場合は、補強板３１０も一体に変形する。一方、圧電素子３２０と一体化された補強板３１０は、その腕部３１４先端の丸穴３１６および長穴３１７に挿通されたねじ３４０により、ベースプレート３３０に固定される。
【００３７】
ここで、丸穴３１６を先にねじ止めした後に、長穴３１７に挿通したねじ３４０を締結することにより、補強板３１０にストレスをかけることなく固定できる。また、ベースプレート３３０においてねじ穴３３２が形成された領域は、段差３３８により、中央部よりも厚く形成される。従って、ベースプレート３３０に固定された状態においても、圧電素子３２０はベースプレート３３０から浮いており、自由に変形できる。
【００３８】
なお、ベースプレート３３０において、段差３３８に挟まれた薄い部分には、同じ向きで形成された一対の長穴３３１、３３６が形成される。ベースプレート３３０は、これらの長穴３３１、３３６に挿通されたねじにより、後述する台座４１０上で位置決めされる。従って、位置決めされた後も、長穴３３１、３３６の長手方向については変位できる。
【００３９】
図４は、図３に示した圧電素子３２０の共通電極３２９および中央電極３２４の間に周期的に変化する電圧を印加した場合の動作を説明する図である。同図に示すように、圧電材料板３２２の中央に配置された中央電極３２４を介して電圧を印加することにより、圧電素子３２０は、その長手方向の長さが変化するように振動する。従って、補強板３１０の当接部３１８も、圧電材料板３２２の長手方向と平行な振幅をもって振動する（以下、中央電極３２４に印加した電圧により生じる振動を「縦振動」と記載する）。
【００４０】
図５は、図３に示した圧電素子３２０の側部電極３２１、３２３、３２５、３２７に周期的に変化する電圧を印加した場合の動作を説明する図である。ここでは、４つの側部電極３２１、３２３、３２５、３２７のうち、互いに対角に位置する側部電極３２１および３２５と側部電極３２３および３２７をそれぞれ電極対として、各電極対を形成する電極と共通電極３２９の間については同相の周期で変化する電圧を、また、電極対相互には共通電極３２９との間について逆相の周期で変化する電圧を印加する。前記したように、各側部電極３２１、３２３、３２５、３２７は圧電材料板３２２の中心からはずれた位置に配置されるので、各電極が伸張または収縮することにより圧電材料板３２２は全体に波打つように屈曲する。これにより、補強板３１０の当接部３１８は、圧電材料板３２２の短辺に平行な振幅をもって振動する（以下、側部電極３２１、２３３、２３５、２３７に印加した電圧により生じる振動を「屈曲振動」と記載する）。
【００４１】
図６は、上記縦振動および屈曲振動を同時に発生させた場合の、当接部３１８の変位を示す図である。同図に示すように、縦振動および屈曲振動の位相差および振幅差を適切に設定することにより、当接部３１８は略楕円軌道を描いて回転する。これにより、当接の対象物に対して、駆動方向には圧力を高めて摩擦力を増す。また、反駆動方向には離隔するため摩擦力を与えない。従って、楕円軌道上の一部の区間において当接部３１８を他の部材、例えば、図２に示した駆動カップ１３６に当接させることにより、それを特定の方向に駆動することができる。また、楕円軌道の形状を変えることにより、所望の駆動力や駆動速度を選択することができる。なお、振動子３００において駆動カップ１３６の駆動に直接に寄与するのは、補強板３１０における腕部３１４および当接部３１８の間の部分である。しかしながら、腕部３１４に対して当接部３１８と反対の側を対称に動作させることにより腕部３１４の両側の慣性モーメントを打ち消し合い、静かで高速な動作を実現できる。
【００４２】
ここで、圧電素子３２０に印加する電圧の周波数は、縦振動および屈曲振動の各共振周波数の間の周波数が適宜選択される。電圧の波形は特に限定されず、例えば正弦波、矩形波、台形波、鋸歯状波等を採用できる。
【００４３】
また、圧電材料板３２２の寸法および形状並びに各電極の分割形態により、圧電素子３２０の特性は変化する。即ち、上記圧電素子３２０において、縦振動および屈曲振動の各共振周波数は相互に近接することが好ましく、より具体的には共振周波数の差は３％以下であることが好ましい。両振動の共振周波数の差が３％よりも大きくなると、縦振動の共振点と屈曲振動の共振点とが大きく離れ、両振動の振幅が同時に大きくなる振動周波数を設定することが困難になる。
【００４４】
圧電材料板３２２の組成は特に限定されず、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ（登録商標））、水晶、ニオブ酸リチウム、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、メタニオブ酸鉛、ポリフッ化ビニリデン、亜鉛ニオブ酸鉛、スカンジウムニオブ酸鉛等を好ましく例示できる。また、各電極の材料は、ニッケル、金等を、めっき、スパッタ、蒸着、厚膜印刷等の方法で形成できる。更に、補強板３１０の材料としては、りん青銅を好ましく例示できる。
【００４５】
図７は、上記のような構造と機能を有する振動子３００を含むアクチュエータ４００の構造を示す平面図である。同図に示すように、アクチュエータ４００は、上記の振動子３００と、振動子３００を弾性支持しつつ前記したスペーサ４１２に固定される台座４１０とを含む。
【００４６】
前記したように、ベースプレート３３０は、長穴３３１、３３６に挿通されたねじ（不図示）で位置決めすることにより、長穴３３１、３３６の長手方向に変位できる。ただし、台座４１０上では、台座４１０側のばねガイド４４２とベースプレート３３０側のばねガイド３３４との間に挿入されたばね４４６により、ベースプレート３３０は、振動子３００の当接部３１８側に向かって付勢される。なお、ばねガイド４４２、３３４は、振動子３００が大きく後退した場合に当接して、極端な変位を防止するバンプストップの役割も果たす。なお、ばねガイド４４２は、ねじ４４４で固定された係止片４４０により台座４１０に固定される。
【００４７】
また、台座４１０は、１対のターミナル４３０を備える。各ターミナル４３０はそれぞれ一対の端子を有して、図示しないリード線により圧電素子３２０の電極に結合される。これにより、弾性支持された振動子３００に対して、外部との良好な電気的接続が得られる。更に、台座４１０は、その四隅にねじ穴を有して、ねじ４２０により他の部材に固定できる。従って、前記したスペーサ４１２等への実装が容易になる。
【００４８】
上記のような台座４１０を備えたアクチュエータ４００を供給することにより、弾性支持された振動子３００を容易に実装でき、被駆動体に対して良好な接触状態を得ることができる。また、台座４１０の取り付け用ねじ穴を利用することにより、振動子３００自体の実装および電気的接続も容易になる。
【００４９】
図８は、超音波アクチュエータ４００から搬送駆動ローラ１３２へ回転駆動力を伝達する駆動機構５００の構造を模式的に示す図である。同図に示すように、搬送駆動ローラ１３２は、軸受け１１５を介してフレーム側部１１４に支持され水平に配置される。フレーム側部１１４の内側において、搬送駆動ローラ１３２にはフランジ部１３３が形成されている。これにより、搬送駆動ローラ１３２は、フレーム側部１１４の外側へ抜けない。
【００５０】
また、フレーム側部１１４の外側においては、搬送駆動ローラ１３２の端部に、駆動カップ１３６が装着される。駆動カップ１３６は、搬送駆動ローラ１３２を中心とする円形のホイール部１３７と、ホイール部１３７の縁部からフレーム側部１１４に向かって延在する円筒部１３９を一体に備える。更に、フレーム側部１１４の外側において、駆動カップ１３６およびフレーム側部１１４の間に超音波アクチュエータ４００が配置される。超音波アクチュエータ４００は、駆動カップ１３６の内側から円筒部１３９に当接して、駆動カップ１３６を回転させる。
【００５１】
なお、ホイール部１３７の内側と、フレーム側部１１４の間には、伸長方向に付勢されたばね１３５が挟まれる。これにより、搬送駆動ローラ１３２は、図上で左方に付勢されるので、搬送駆動ローラ１３２のフランジ部１３３をフレーム側部１１４に当接させて、搬送駆動ローラ１３２のガタが防止される。
【００５２】
図９は、図８に示す駆動機構５００における駆動カップ１３６および超音波アクチュエータ４００の位置関係を示す斜視図である。同図に示すように、超音波アクチュエータ４００は、駆動カップ１３６の内側に位置して、その当接部３１８を、駆動カップ１３６の円筒部１３９の内面に当接させて駆動する。換言すれば、超音波アクチュエータ４００は、駆動カップ１３６によりカバーされており、外部からの接触等による損傷から保護される。
【００５３】
なお、駆動カップ１３６の円筒部１３９の外面には、外歯を有するリングギアである歯車部１３１が装着される。これにより、超音波アクチュエータ４００により駆動された駆動カップ１３６の回転は、図２に示した中継歯車１８０に伝達される。従って、単一の超音波アクチュエータ４００により、排出駆動ローラ１５２の駆動にも超音波アクチュエータ４００を利用できる。
【００５４】
図１０は、駆動機構５００の変形例を、図８に対照して示す図である。同図に示すように、この実施形態では、図８に示した場合と同様に、駆動カップ１３６はフレーム側部１１４の外側に配置される。また、フランジ部１３３およびばね１３５については、図８に示した場合と同じ構造を有する。
【００５５】
図８に示した構造に比較したこの実施形態の特徴は、搬送駆動ローラ１３２の回転軸に対して対称に配置された一対の超音波アクチュエータ４００を備える点にある。これにより、駆動カップ１３６に対して対称に駆動力が作用するので、駆動カップ１３６および搬送駆動ローラ１３２に作用する曲げモーメントが生じない。従って、搬送駆動ローラ１３２を一層円滑に回転させることができる。
【００５６】
図１１は、駆動機構５００の他の変形例を、図８に対照して示す図である。同図に示すように、この実施形態においても、図８に示した場合と同様に、駆動カップ１３６はフレーム側部１１４の外側に配置される。また、フランジ部１３３およびばね１３５に関しては、図８に示した場合と同じ構造を有する。
【００５７】
図８に示した構造に比較したこの実施形態の特徴は、大きな厚さを有するスペーサ４０１を介して超音波アクチュエータ４００が、フレーム側部１１４に装着されている点にある。これにより、超音波アクチュエータ４００の当接部３１８は、駆動カップ１３６のホイール部１３７からの間隔Ｄがより小さい位置において円筒部１３９に当接する。ホイール部１３７および円筒部１３９の結合部付近に近づくほど駆動カップ１３６の剛性が高いので、このような位置で超音波アクチュエータ４００を当接させることにより、駆動カップ１３６の変形の影響を低減して、駆動力を効率よく伝達できると共に、正確な駆動制御ができる。
【００５８】
図１２は、駆動機構５００の更に他の変形例を、図８に対照して示す図である。同図に示すように、この実施形態では、駆動カップ１３６は、フレーム側部１１４の内側に配置される。このため、フレーム側部１１４の外側において、搬送駆動ローラ１３２の端部にはフランジが形成され、ばね１３５の一端に当接する。これにより、搬送駆動ローラ１３２はフレーム側部１１４の外側に向かって付勢され、軸受け１１５との間にガタを生じない。
【００５９】
また、この実施形態では、駆動カップ１３６の周囲において、フレーム側部１１４に、内側に向かって隆起したフランジ部１１１が形成される。これにより、駆動カップ１３６およびフレーム側部１１４の間の間隙が屈曲する。これにより、記録動作において発生してインクジェット式記録装置１００の内部を浮遊するインクの微細な粒子であるインクミストが、超音波アクチュエータ４００および軸受け１１５に付着することが防止される。
【００６０】
なお、フレーム側部１１４に形成するフランジ部１１１は、駆動カップ１３６の内側に形成してもよい。また、このような防汚構造は、駆動カップ１３６がフレーム側部１１４の外側に装着された場合にも有効に形成できる。
【００６１】
以上説明した通り、上記のような駆動機構５００は小型でスペースを占有しない。また、超音波アクチュエータ４００を駆動カップ１３６の内側に配置する独特の構造により、回転トルクを効率よく伝達できる。従って、インクジェット式記録装置１００の搬送部１３０等において求められる精密な回転制御にも応じることができる。
【００６２】
なお、上記実施形態では液体噴射装置の例としてインクジェット式記録装置１００を挙げて説明したが、実施の形態がこれに限定されるわけではない。即ち、色材噴射ヘッドを備えたカラーフィルタ製造装置、有機ＥＬディスプレイ、ＦＥＤ（面発光ディスプレイ）等の製造に用いられる電極形成装置、バイオチップ製造装置等を他の液体噴射装置として例示できる。
【００６３】
更に、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加え得ることは当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態が本発明の技術的範囲に含まれ得ることは、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】ひとつの実施形態に係るインクジェット式記録装置１００の構造を示す斜視図である。
【図２】図１に示すインクジェット式記録装置１００における記録用紙１７０の搬送経路２００を示す模式的な断面図である。
【図３】振動子３００の構造を示す分解斜視図である。
【図４】振動子３００の縦振動動作を説明する図である。
【図５】振動子３００の屈曲振動動作を説明する図である。
【図６】振動子３００の当接部３１８の変位の軌跡を示す図である。
【図７】台座４１０に対して振動子３００を弾性支持したアクチュエータ４００の構造を示す平面図である。
【図８】駆動カップ１３６から搬送駆動ローラ１３２へ回転駆動力を伝達する駆動機構５００の構造を模式的に示す図である。
【図９】図８に示す駆動機構５００における駆動カップ１３６および超音波アクチュエータ４００の位置関係を示す斜視図である。
【図１０】駆動機構５００の変形例を、図８に対照して示す図である。
【図１１】駆動機構５００の他の変形例を、図８に対照して示す図である。
【図１２】駆動機構５００の更に他の変形例を、図８に対照して示す図である。
【符号の説明】
【００６５】
１００  インクジェット式記録装置、１１０  下ケース、１１１  フランジ部、１１２  フレーム、１１４  フレーム側部、１１５  軸受け、１１６  ガイド部、１２０  給紙部、１２２  ペーパサポート、１２４  サイドサポート、１２６  スライドサポート、１３０  搬送部、１３１  歯車部、１３２  搬送駆動ローラ、１３３  フランジ部、１３４  搬送従動ローラ、１３５、４４６、５２８  ばね、１３６  駆動カップ、１３７  ホイール部、１３９  円筒部、１４０  プラテン、１４６  タイミングベルト、１４８  プーリ、１５０  排出部、１５２  排出駆動ローラ、１５４  排出従動ローラ、１５５  排出部フレーム、１５６  駆動歯車、１６０  キャリッジ、１６２  インクカートリッジ、１６４  記録ヘッド、１７０  記録用紙、１８０  中継歯車、１８２  大径歯車、１８４  小径歯車、２００  搬送経路、３００  振動子、３１０  補強板、３１２  補強部、３１４  腕部、３１６  丸穴、３１７、３３１、３３６  長穴、３１８  当接部、３２０  素子、３２２  圧電材料板、３２１、３２３、３２５、３２７  側部電極、３２４  中央電極、３２９  共通電極、３３０  ベースプレート、３３２  ねじ穴、３３４、４４２  ばねガイド、３３８  段差、３４０、４２０、４４４  ねじ、４００  アクチュエータ、４０１、５１２  スペーサ、４１０、５２２  台座、４１２、５３２  スペーサ、４３０  ターミナル、４４０  係止片、５００  駆動機構
【図１】
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【図２】
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【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】
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【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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