(57)【要約】【課題】圧電素子を含む振動子３００を用いたインクジェット式記録装置１００において、アクチュエータ４００による搬送駆動ローラ１３２の回転駆動を円滑にする。【解決手段】回転駆動される搬送駆動ローラ１３２、搬送駆動ローラ１３２に連れ回される搬送従動ローラ１３４、および、駆動電圧を印加されて伸縮する圧電材料板３２２を含み周期的に伸縮運動する振動子３００および伸縮運動を伝達される当接部３１８を含み、伸縮運動の少なくとも一部において当接部３１８が被駆動ロータ１３８に対して振動を伝達して搬送駆動ローラ１３２を回転駆動するアクチュエータ４００を備えたインクジェット式記録装置１００であって、当接部３１８および被駆動ロータ１３８の接点３１９を通り、且つ、伸縮運動の方向と平行な直線３０１が被駆動ロータ１３８の回転軸と交差しない位置に、アクチュエータ４００が配置される。【選択図】図８
2007276969.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、
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、および、
周期的に変化する駆動電圧を印加されて伸縮する圧電材料板を含み前記搬送駆動ローラの表面に平行な成分および交差する成分を含む方向に周期的に伸縮運動する縦振動素子、および、前記伸縮運動を伝達される当接部を含み、前記当接部が前記伸縮運動の少なくとも一部において当接して前記搬送駆動ローラを回転駆動するアクチュエータ
を備えた搬送部と、
前記搬送部により搬送される前記被記録物に対向する位置において、前記被記録物に対してインクを吐出する記録ヘッドと
を備え、前記搬送部による前記被記録物の搬送、および、前記記録ヘッドによるインクの吐出を交互に実行する記録装置であって、
前記当接部および前記搬送駆動ローラの接点を通過し、且つ、前記伸縮運動の伸縮方向と平行な直線が前記搬送駆動ローラの回転軸と交差しない位置に、前記アクチュエータが配置された記録装置。
【請求項２】
前記アクチュエータが、前記縦振動素子の伸縮方向と平行な方向について、前記当接部を前記搬送駆動ローラに向かって付勢する付勢手段を更に含む請求項１に記載の記録装置。
【請求項３】
前記アクチュエータが、前記接点において前記搬送駆動ローラの回転軸に直交する方向に前記当接部を変位させる、前記縦振動素子と異なる位相で周期的に伸縮運動する部分を含む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、前記搬送駆動ローラの回転軸に直交する平面の上で円または楕円をなす軌道上を変位する請求項１に記載の記録装置。
【請求項４】
前記伸縮方向が、前記縦振動素子において伸縮運動の振幅が最大になる方向である請求項１に記載の記録装置。
【請求項５】
前記搬送駆動ローラの回転軸を通過し、且つ、前記伸縮運動の方向に平行な直線が前記搬送駆動ローラの表面と交差する交差点が、前記搬送駆動ローラの表面において、前記搬送駆動ローラの変位方向について前記交差点、前記接点の順で配列される請求項１に記載の記録装置。
【請求項６】
前記搬送駆動ローラが、前記搬送駆動ローラよりも大径であり、且つ、前記搬送駆動ローラに同軸に装着されて前記搬送駆動ローラと一体に回転する被駆動ロータを含む請求項１に記載の記録装置。
【請求項７】
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、
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、および、
周期的に変化する駆動電圧を印加されて伸縮する圧電材料板を含み搬送駆動ローラの表面に平行な成分および交差する成分を含む方向に周期的に伸縮運動する縦振動素子、および、前記伸縮運動を伝達される当接部を含み、前記当接部が前記伸縮運動の少なくとも一部において前記搬送駆動ローラに当接して回転駆動するアクチュエータ
を備えた搬送部と、
前記搬送部により搬送される前記被記録物に対向する位置において、前記被記録物に対して液体を吐出する液体噴射ヘッドと
を備え、前記搬送部による前記被記録物の搬送、および、前記液体噴射ヘッドによる液体の吐出を交互に実行する液体噴射装置であって、
前記伸縮運動の方向と平行であり、且つ、前記当接部が前記搬送駆動ローラに対して前記伸縮運動を伝達し始める伝達開始点を通過する直線が、前記搬送駆動ローラの回転軸と交差しない位置に、前記アクチュエータが配置されている液体噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録装置および液体噴射装置に関する。より詳細には、本発明は、被記録物を搬送すると共に、インクまたは液体を吐出して、被記録物の表面に画像を記録する記録装置および液体噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧電素子を用いたアクチュエータ、超音波モータ等と呼ばれるデバイスが知られている。下記特許文献１には、環状の出力部材を内側から駆動する超音波モータの構造が記載される。これにより、所望の駆動トルクを出力できる超音波モータが提供される。また、超音波モータの応用として、下記特許文献２には、超音波モータを電子写真装置における感光体の搬送部として用いることが記載されている。ただし、特許文献２には、超音波モータを用いると記載されているだけで、具体的な構成は記載されていない。更に、下記特許文献３には、搬送する用紙をプレートまたは曲面モールドリブにより進行波型超音波モータに押し付けて搬送し得ることが記載されている。これにより、超音波モータを用いてシート状の用紙を確実に搬送できるとされている。
【特許文献１】特開２００４−１６６４７９号公報
【特許文献２】特開平０５−０５３４５２号公報
【特許文献３】特開平０９−２０２４８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記のようなアクチュエータまたは超音波モータ（以下、まとめて「アクチュエータ」と記載する）において駆動力源となる圧電素子の動作は基本的に伸縮運動である。一方、記録装置におけるアクチュエータの駆動対象には、搬送駆動ローラ、排出ローラ等、回転運動するものが含まれる。このため、アクチュエータから駆動対象への駆動力の伝達に著しい損失が生じる場合があった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
そこで、上記課題を解決する目的で、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、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、および、周期的に変化する駆動電圧を印加されて伸縮する圧電材料板を含み搬送駆動ローラの表面に平行な成分および交差する成分を含む方向に周期的に伸縮運動する縦振動素子、および、伸縮運動を伝達される当接部を含み、当接部が伸縮運動の少なくとも一部において搬送駆動ローラに当接して回転駆動するアクチュエータを備えた搬送部と、搬送部により搬送される被記録物に対向する位置において、被記録物に対してインクを吐出する記録ヘッドとを備え、搬送部による被記録物の搬送、および、記録ヘッドによるインクの吐出を交互に実行する記録装置であって、当接部および搬送駆動ローラの接点を通過し、且つ、伸縮運動の方向と平行な直線が搬送駆動ローラの回転軸と交差しない位置に、アクチュエータが配置されている記録装置が提供される。
【０００５】
上記のようなアクチュエータの幾何的な配置は、アクチュエータの伸縮運動方向を搬送駆動ローラの回転軸に直交させて、当接部および搬送駆動ローラの接点を含み回転軸に直交する平面上で、搬送駆動ローラの回転の中心と接点とを含む直線に対して、アクチュエータの伸縮運動の方向を傾斜させることにより形成される。
【０００６】
上記のような構造により、電気エネルギから機械エネルギへの変換効率が高い縦振動が搬送駆動ローラの駆動に大きく寄与するので、搬送駆動ローラおよび当接部の間に作用する応力を効率よく回転駆動力に転換して、搬送駆動ローラを円滑に回転駆動させることができる。なお、ここでいう搬送駆動ローラは、被記録物の搬送に直接に関与する部材の他、補助的に付加されたロータ、輪列等を含む場合もあり得る。
【０００７】
また、ひとつの実施形態によると、上記記録装置において、アクチュエータが、縦振動素子の伸縮方向と平行な方向について、当接部を搬送駆動ローラに向かって付勢する付勢手段を更に含む。これにより、接点において搬送駆動ローラおよび当接部の接触が維持され、搬送駆動ローラを静粛かつ円滑に回転駆動できる。また、搬送駆動ローラおよび当接部の離間およびその後の衝突が抑制されるので、アクチュエータの劣化も防止される。
【０００８】
更に、他の実施形態によると、上記記録装置において、アクチュエータが、接点において搬送駆動ローラの回転軸に直交する方向に当接部を変位させる、縦振動素子と異なる位相で周期的に伸縮運動する部分を含む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、搬送駆動ローラの回転軸に直交する平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、当接部を搬送駆動ローラ表面の変位方向に倣って変位させることができるので、より高効率に搬送駆動ローラを回転駆動できる。
【０００９】
また他の実施形態によると、上記記録装置において、伸縮方向は、縦振動素子において伸縮運動の振幅が最大になる方向とすることができる。これにより、縦振動素子の縦振動を効率よく利用して搬送駆動ローラを回転駆動できる。
【００１０】
また他の実施形態によると、上記記録装置において、搬送駆動ローラの回転軸を通過し、且つ、伸縮運動の方向に平行な直線が搬送駆動ローラの表面と交差する交差点が、搬送駆動ローラの表面において、搬送駆動ローラの変位方向について交差点、接点の順で配列される。これにより、当接部および搬送駆動ローラの接点において生じた応力が、搬送駆動ローラの回転駆動力に効率よく転換される。また、搬送ローラの動作は正転方向への回転が大部分を占めるので、正転方向の駆動効率を向上させることにより、アクチュエータの動作全体の効率が向上される。
【００１１】
更に他の実施形態によると、上記記録装置において、搬送駆動ローラが、搬送駆動ローラよりも大径であり、且つ、搬送駆動ローラに同軸に装着されて搬送駆動ローラと一体に回転する被駆動ロータを含む。これにより、搬送駆動ローラを所望の回転トルクで回転駆動させることができる。また、発生させる回転トルクを、搬送駆動ローラおよび被駆動ロータの径比により容易に設定できるので、実装できるアクチュエータの選択範囲が拡大される。
【００１２】
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、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、および、周期的に変化する駆動電圧を印加されて伸縮する圧電材料板を含み搬送駆動ローラの表面に平行な成分および交差する成分を含む方向に周期的に伸縮運動する縦振動素子、および、伸縮運動を伝達される当接部を含み、当前記当接部が前記伸縮運動の少なくとも一部において前記搬送駆動ローラに当接して回転駆動するアクチュエータを備えた搬送部と、搬送部により搬送される被記録物に対向する位置において、被記録物に対して液体を吐出する液体噴射ヘッドとを備え、搬送部による被記録物の搬送、および、液体噴射ヘッドによる液体の吐出を交互に実行する液体噴射装置であって、伸縮運動の方向と平行であり、且つ、当接部が搬送駆動ローラに対して伸縮運動を伝達し始める伝達開始点を通過する直線が、搬送駆動ローラの回転軸と交差しない位置に、アクチュエータが配置されている液体噴射装置が提供される。これにより、各種液体噴射装置においても、上記の技術的効果を享受できる。
【００１３】
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】
【００１４】
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てい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。
【００１５】
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内部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の後部には、給紙部１２０が立ち上がる。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が装填された場合でも、記録用紙１７０の側端部に密着する。なお、この図では隠れているが、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。
【００１６】
下ケース１１０上にはその略全幅にわたってフレーム１１２が直立する。フレーム１１２の前面にはキャリッジ１６０が配置される。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、その一部はキャリッジ１６０の背面に結合される。また、プーリ１４８の少なくとも一方はキャリッジモータにより回転駆動されるので、タイミングベルト１４６はプーリ１４８の間で水平に走行する。従って、キャリッジ１６０は、タイミングベルト１４６の走行に従って、水平に往復移動する。
【００１７】
更に、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を搭載すると共に、その底面に記録ヘッド１６４を懸架する。記録ヘッド１６４は、インクカートリッジ１６２から供給されるインクを下方に向かって吐出する。従って、記録ヘッド１６４は、キャリッジ１６０と共に往復移動しつつ、下方に向かって任意の場所でインクを吐出できる。一方、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、記録用紙１７０および記録ヘッド１６４の間に一定の間隔を維持する。従って、プラテン１４０上において、記録ヘッド１６４は記録用紙１７０上の正確な位置にインクを付着させて画像を形成できる。
【００１８】
また、プラテン１４０の後方には搬送部１３０が、プラテン１４０の前方には排出部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従動ローラ１５４およびそれに連れ回される排出従動ローラ１５４を含む。ただし、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。
【００１９】
フレーム１１２は、その両端において前方に延在するフレーム側部１１４を有する。フレーム側部１１４は、搬送駆動ローラ１３２等の端部を支持すると共に、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。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が覆われる。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。
【００２０】
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。
【００２１】
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、フレーム側部１１４に固定されたアクチュエータ４００が、搬送駆動ローラ１３２に当接してこれを回転駆動する。なお、実際には、搬送駆動ローラ１３２は、より大きな径を有して同軸且つ一体に形成された被駆動ロータ１３８を含み、アクチュエータ４００は被駆動ロータ１３８に対して当接してこれを回転駆動する。一方、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。
【００２２】
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。
【００２３】
ここで、排出駆動ローラ１５２は、中継歯車１８０を介して、搬送駆動ローラ１３２の端部に装着された駆動歯車１３６により回転駆動される。即ち、中継歯車１８０は、駆動歯車１３６の歯１３７に噛み合う大径歯車１８２と、被駆動歯車１５６に噛み合う小径歯車１８４とを備える。駆動歯車１３６は、搬送駆動ローラ１３２と一体に回転するので、搬送駆動ローラ１３２がアクチュエータ４００により回転駆動された場合は、排出駆動ローラ１５２も同時に回転する。なお、大径歯車１８２の歯数は駆動歯車１３６よりも少ないが、被駆動歯車１５６は小径歯車１８４よりも歯数が多く、且つ、被駆動歯車１５６は排出駆動ローラ１５２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。
【００２４】
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とを交互に実行することにより、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。なお、図示は省略したが、搬送駆動ローラ１３２には、一体に回転するエンコーダスケールが装着される。一方、フレーム側部１１４にはエンコーダセンサが配置され、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。
【００２５】
図３は、搬送部１３０において搬送駆動ローラ１３２を回転駆動するアクチュエータ４００に実装される振動子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。
【００２６】
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。
【００２７】
圧電素子３２０の各々は、補強板３１０の補強部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とを有する。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の長辺縁部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おり電気的には独立する。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、各側部電極３２１、３２３、３２５、３２７が占める領域の圧電材料板３２２に電圧が印加され、伸張または収縮する。
【００２８】
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。更に、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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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を介して周期的に変化する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。なお、厳密には、圧電素子３２０は、その短尺方向にも伸縮するが、中央電極３２４が細長く形成されているので、振幅が最大になる長手方向が実効的な伸縮運動の方向となる。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。なお、以下の記載において、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。
【００３２】
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の短辺に略平行な振幅をもって振動する。なお、以下の記述において、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。
【００３３】
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は略円形または楕円形の軌道を描いて回転する。それにより、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と共に、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に示した被駆動ロータ１３８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、所望の駆動力あるいは駆動速度を選択することができる。
【００３４】
なお、振動子３００において被搬送物である記録用紙１７０の変位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の間の部分となる。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、静かで高速な動作が実現される。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
更に、圧電材料板３２２の長辺と短辺との長さ比は、長辺を１とした場合に短辺が０．２７４以上であることが望ましい。即ち、圧電材料板３２２の短辺と長辺の比がこれよりも大きくなると、縦振動の共振周波数が屈曲振動の共振周波数より大きくなり、当接部３１８において望ましい楕円軌道を形成できない。
【００３８】
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。
【００３９】
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を弾性支持する台座４１０とを含む。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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、振動子３００を弾性支持された状態で容易に実装でき、被駆動対象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。
【００４３】
図８は、図１に示したインクジェット式記録装置１００に実装されたアクチュエータ４００の詳細な配置を示す図である。なお、図８は、後述する図９および図１０との比較を容易にすべく、中央電極３２４が水平になるように描かれる。
【００４４】
同図に示すように、動作が停止した振動子３００は、腕部３１４を介して一対のばね４４６により付勢されて、その当接部３１８を被駆動ロータ１３８に当接させた状態になる。また、このとき、振動子３００自体は変形していない。
【００４５】
このようなアクチュエータ４００において、振動子３００の共通電極３２９および中央電極３２４の間に電圧が印加されて振動子３００の長手方向が伸長する変形を生じた場合、当接部３１８が当接する被駆動ロータ１３８は変位しないので、図中に点線で示すように、腕部３１４側が変位してばね４４６の一端を押す。一方、台座４１０はねじ４２０により固定されているので、ばね４４６は圧縮され、その反力により当接部３１８が被駆動ロータ１３８を押す圧力が上昇する。
【００４６】
ここで当接部３１８および被駆動ロータ１３８の接点３１９に着目すると、接点３１９を通り、且つ、振動子３００の縦振動に平行な直線３０１と、被駆動ロータ１３８の回転の中心を通り、且つ、直線３０１に平行な直線１３１の間には間隔Ｓがある。換言すれば、直線３０１は、駆動対象である被駆動ロータ１３８の回転の中心を通過しない。また、被駆動ロータ１３８表面において接点３１９近傍について着目すると、接点３１９が、被駆動ロータ１３８の回転方向について下流側に位置する。このような配置により、振動子３００の伸長変形により接点３１９において上昇した圧力は、被駆動ロータ１３８を効率よく回転駆動する。
【００４７】
図９は、アクチュエータ４００が動作して、振動子３００が屈曲変形を生じている場合の、駆動機構５００の状態を説明する図である。なお、振動子３００の形状を比較し易くする目的で、変形していない振動子３００の形状も点線で記入した。
【００４８】
同図に示すように、側部電極３２３、３２７およびと共通電極３２９の間に電圧が印加されてその領域の圧電材料板３２２が伸長したとき、振動子３００は図中に示すような屈曲変形を生じる。これにより、当接部３１８は、腕部３１４から遠ざかるだけではなく、図中で上方に変位する。従って、被駆動ロータ１３８および当接部３１８の接点３１９も上方に変位する。しかしながら、この駆動機構５００においては、接点３１９は、依然として直線１３１よりも下方に位置している。従って、接点３１９において被駆動ロータ１３８および当接部３１８の間に生じた圧力は、被駆動ロータ１３８を効率よく回転駆動する。
【００４９】
図１０は、振動子３００が図９の場合とは反対の方向に屈曲変形を生じている場合の、駆動機構５００の状態を説明する図である。なお、振動子３００の形状を比較し易くする目的で、変形していない振動子３００の形状も点線で記入した。
【００５０】
同図に示すように、側部電極３２１、３２５および共通電極３２９の間に電圧が印加されてその領域の圧電材料板３２２が伸長したとき、振動子３００は図中に示すような屈曲変形を生じる。これにより、当接部３１８は、腕部３１４から遠ざかった状態を維持しつつ、図中で下方に変位する。従って、被駆動ロータ１３８および当接部３１８の接点３１９も下方に変位する。この後、振動子３００における縦振動は振動子３００の伸長を解く期間に入る。従って、接点３１９における当接部３１８および被駆動ロータ１３８の間の圧力は減少する。しかしながら、接点３１９の下方への変位により、直線１３１および直線３０１の間隔Ｓは大きくなる。このため、当接部３１８および被駆動ロータ１３８の間の圧力はさらに効率よく被駆動ロータ１３８を回転駆動する。
【００５１】
以上説明したように、このインクジェット式記録装置１００は、そのアクチュエータ４００の独特の配置により、振動子３００および被駆動ロータ１３８の間に生じた圧力を、被駆動ロータ１３８の回転駆動力に効率よく転換する。従って、搬送駆動ローラ１３２を円滑且つ安定に回転させ、記録装置を良好に動作させることができる。
【００５２】
なお、上記の実施形態ではインクジェット式記録装置１００について説明したが、液体噴射装置がこれに限定されるわけではない。具体的には、ＬＣＤ用カラーフィルタ製造装置、有機ＥＬ用電極形成装置、バイオチップ製造用試料噴射ヘッドが液体噴射ヘッド等を例示できる。また、このような装置における搬送装置は、回路基板、光記録媒体、プレパラート等を搬送する。
【００５３】
以上、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。また、そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、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】
【００５４】
【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】インクジェット式記録装置１００に実装されたアクチュエータ４００の配置を示す図である。
【図９】振動子３００が屈曲変形を生じている場合の、駆動機構５００の状態を説明する図である。
【図１０】振動子３００が図９の場合とは反対の方向に屈曲変形を生じている場合の、駆動機構５００の状態を説明する図である。
【符号の説明】
【００５５】
１００  インクジェット式記録装置、１１０  下ケース、１１２  フレーム、１１４  フレーム側部、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、３０１  直線、１３２  搬送駆動ローラ、１３４  搬送従動ローラ、１３６  駆動歯車、１３７  歯、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  被駆動歯車、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、３１９  接点、３２０  圧電素子、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、４１０  台座、４３０  ターミナル、４４０  係止片、４４６  ばね、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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