(57)【要約】【課題】アクチュエータの特徴を活かして記録装置の構造を簡潔にする。【解決手段】搬送方向と直交する軸の周りに回転駆動される搬送駆動ローラ１３２、および、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を搬送する搬送部１３０と、記録用紙１７０に向かってインクを吐出する記録ヘッド１６４と、搬送方向と直交する軸の周りに回転駆動される排出駆動ローラ１５２、および、排出駆動ローラ１５２に連れ回される排出従動ローラ１５４を含み、記録用紙１７０を排出する排出部１５０と、を備えたインクジェット式記録装置１００であって、更に、周期的に変化する電圧を印加されて伸縮する圧電材料板３２２、および、一対の当接部３１８、３１９を有して、当接部３１８、３１９の一方が搬送駆動ローラ１３２を、他方が排出駆動ローラ１５２を駆動する振動子３００を備える。【選択図】図８
2007254098.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画像を形成する記録ヘッドと
前記搬送方向と直交する回転軸の周りに回転駆動される排出駆動ローラ、および、前記排出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排出駆動ローラに押し付けつつ連れ回される排出従動ローラを含み、前記被記録物を前記搬送方向に排出する排出部と、
を備えた記録装置であって、
更に、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、および、前記圧電材料板により変位される一対の当接部を有し、前記当接部の一方が前記搬送駆動ローラを当接対象として当接することにより駆動し、前記当接部の他方が前記排出駆動ローラを当接対象として当接することにより駆動するアクチュエータを備える記録装置。
【請求項２】
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つつシート状の被記録物に間欠的に接触する給送ローラを有し、前記被記録物を１枚ずつ取り込む給送部と、
前記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、
前記給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、
更に、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、および、前記圧電材料板により変位される一対の当接部を有し、前記当接部の一方が前記給送ローラを当接対象として当接することにより駆動し、前記当接部の他方が前記搬送駆動ローラを当接対象として当接することにより駆動するアクチュエータを備える記録装置。
【請求項３】
前記アクチュエータが、前記当接対象の表面に平行な成分および前記当接対象の表面に直角な成分を含む方向に周期的に伸縮運動する縦振動素子により駆動され、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当接対象に当接する請求項１または請求項２に記載の記録装置。
【請求項４】
前記アクチュエータが、前記当接部を前記当接対象の表面に平行に変位させる、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、前記当接対象の表面に直交する面の上で円または楕円をなす軌道上を変位する請求項３に記載の記録装置。
【請求項５】
前記当接対象が、前記給送ローラ、前記搬送駆動ローラおよび前記排出駆動ローラのうちの少なくともひとつの周面である請求項３または請求項４に記載の記録装置。
【請求項６】
前記当接対象が、前記給送ローラ、前記搬送駆動ローラおよび前記排出駆動ローラのうちの少なくともひとつに、前記給送ローラ、搬送駆動ローラまたは前記排出駆動ローラと一体且つ同軸に装着された駆動円板の周面である請求項３または請求項４に記載の記録装置。
【請求項７】
前記当接対象が、前記給送ローラ、前記搬送駆動ローラおよび前記排出駆動ローラのうちの少なくともひとつに、前記搬送駆動ローラまたは前記排出駆動ローラと一体且つ同軸に装着された駆動円板の周面に隣接する面である請求項３または請求項４に記載の記録装置。
【請求項８】
周期的に変化する電圧を印加されて周期的に伸縮運動する圧電材料板と、前記圧電材料板の両端にそれぞれ配置され、前記圧電材料板に駆動されて、前記伸縮運動の少なくとも一部において前記当接対象に当接して相互に反対方向に駆動する一対の当接部材とを備えるアクチュエータ。
【請求項９】
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噴射して画像を形成する液体噴射ヘッドと
前記搬送方向と直交する回転軸の周りに回転駆動される排出駆動ローラ、および、前記排出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排出駆動ローラに押し付けつつ連れ回される排出従動ローラを含み、前記被記録物を前記搬送方向に排出する排出部と、
を備えた液体噴射装置であって、
更に、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、および、前記圧電材料板により変位される一対の当接部を有し、前記当接部の一方が前記搬送駆動ローラを当接対象として当接することにより駆動し、前記当接部の他方が前記排出駆動ローラを当接対象として当接することにより駆動するアクチュエータを備える液体噴射装置。
【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つつシート状の被記録物に間欠的に接触する給送ローラを有し、前記被記録物を１枚ずつ取り込む給送部と、
前記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、
前記給送部により搬送された前記被記録物に向かって液体を噴射して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、
更に、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、および、前記圧電材料板により変位される一対の当接部を有し、前記当接部の一方が前記給送ローラを当接対象として当接することにより駆動し、前記当接部の他方が前記搬送駆動ローラを当接対象として当接することにより駆動するアクチュエータを備える液体噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録装置、アクチュエータおよび液体噴射装置に関する。特に本発明は、被記録物を搬送しつつ記録動作をする記録装置および液体噴射装置と、被記録物の搬送動作に用いることができるアクチュエータとに関する。
【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部材を駆動するにせよ、液体噴射装置全体で部品点数を低減することは難しく、また、そのことは液体噴射装置の小型化を妨げる原因にもなる。
【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いわゆる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である一方で、減速機構なしに生体に匹敵するエネルギー変換効率を実現できる駆動力を有する。また、非常に軽量で、出力／重量比では生体を大きく越える。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既に知られた回転駆動機構は、いずれも、電磁モータを超音波アクチュエータに置き換えたに過ぎず、その効果は限定的になる。従って、超音波アクチュエータの特徴をより一層活かした記録装置または液体噴射装置の構造が模索されている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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、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画像を形成する記録ヘッドと搬送方向と直交する回転軸の周りに回転駆動される排出駆動ローラ、および、排出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排出駆動ローラに押し付けつつ連れ回される排出従動ローラを含み、被記録物を搬送方向に排出する排出部と、を備えた記録装置であって、更に、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、および、圧電材料板により変位される一対の当接部を有し、当接部の一方が搬送駆動ローラを当接対象として当接することにより駆動し、当接部の他方が排出駆動ローラを当接対象として当接することにより駆動するアクチュエータを備える記録装置が提供される。これにより、ひとつのアクチュエータにより搬送駆動ローラおよび排出駆動ローラを両方駆動するので、記録装置の構成要素を減少させて、構造を簡素化できる。
【０００７】
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つつシート状の被記録物に間欠的に接触する給送ローラを有し、被記録物を１枚ずつ取り込む給送部と、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、給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画像を形成する記録ヘッドをを備えた記録装置であって、更に、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、および、圧電材料板により変位される一対の当接部を有し、当接部の一方が給送ローラを当接対象として当接することにより駆動し、当接部の他方が搬送駆動ローラを当接対象として当接することにより駆動するアクチュエータを備える記録装置が提供される。これにより、ひとつのアクチュエータにより給送ローラおよび搬送出駆動ローラを両方駆動するので、記録装置の構成要素を減少させて、構造を簡素化できる。
【０００８】
更に、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、当接対象の表面に平行な成分および当接対象の表面に直角な成分を含む方向に周期的に伸縮運動する縦振動素子により駆動され、当接部が伸縮運動の少なくとも一部において当接対象に当接する。これにより、短い周期で駆動円板を駆動するので、精密な回転制御ができる。
【０００９】
また、他の実施形態によると、上記記録装置において、アクチュエータが、当接部を当接対象の表面に平行に変位させる、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、当接対象の表面に直交する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、駆動すべき方向に当接対象を押す作用が生じるので、高効率に回転駆動できる。
【００１０】
また他の実施形態によると、上記記録装置において、当接対象が、給送ローラ、搬送駆動ローラおよび排出駆動ローラのうちの少なくともひとつの周面であり得る。これにより、アクチュエータと駆動対象との間に減速機構を設けることなく。各ローラを駆動できるので、記録装置の構造を一層簡素化できる。
【００１１】
また他の実施形態によると、上記記録装置において、当接対象が、給送ローラ、搬送駆動ローラおよび排出駆動ローラのうちの少なくともひとつに、給送ローラ、搬送駆動ローラまたは排出駆動ローラと一体且つ同軸に装着された駆動円板の周面であり得る。これにより、駆動対象のローラと駆動円板との径比に応じて減速しつつ回転駆動できるので、簡単な構造で所望の駆動トルクが得られる。
【００１２】
また他の実施形態によると、上記記録装置において、アクチュエータの当接対象は、給送ローラ、搬送駆動ローラおよび排出駆動ローラのうちの少なくともひとつに、給送ローラ、搬送駆動ローラまたは排出駆動ローラと一体且つ同軸に装着された駆動円板の周面に隣接する面であり得る。これにより、駆動対象のローラと駆動円板との径比に応じて減速しつつ回転駆動できるので、簡単な構造で所望の駆動トルクが得られる。
【００１３】
また本発明の第３の形態として、周期的に変化する電圧を印加されて周期的に伸縮する圧電材料板と、圧電材料板の両端にそれぞれ配置され、圧電材料板に駆動されて、前記伸縮運動の少なくもと一部において当接対象に周期的に当接して、当接対象を相互に反対方向に駆動する一対の当接部材とを備えるアクチュエータが提供される。これにより、複数の回転要素を有する装置において、一対の回転要素を同時に駆動できるアクチュエータが提供される。
【００１４】
更に、本発明の第４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噴射して画像を形成する液体噴射ヘッドと搬送方向と直交する回転軸の周りに回転駆動される排出駆動ローラ、および、排出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排出駆動ローラに押し付けつつ連れ回される排出従動ローラを含み、被記録物を搬送方向に排出する排出部と、を備えた液体噴射装置であって、更に、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、および、圧電材料板により変位される一対の当接部を有し、当接部の一方が搬送駆動ローラを当接対象として当接することにより駆動し、当接部の他方が排出駆動ローラを当接対象として当接することにより駆動するアクチュエータ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、ひとつのアクチュエータにより搬送駆動ローラおよび排出駆動ローラを両方駆動するので、記録装置の構成要素を減少させて、構造を簡素化できる。
【００１５】
また更に、本発明の第５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つつシート状の被記録物に間欠的に接触する給送ローラを有し、被記録物を１枚ずつ取り込む給送部と、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、給送部により搬送された被記録物に向かって液体を噴射して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、更に、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、および、圧電材料板により変位される一対の当接部を有し、当接部の一方が給送ローラを当接対象として当接することにより駆動し、当接部の他方が搬送駆動ローラを当接対象として当接することにより駆動するアクチュエータ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、ひとつのアクチュエータにより給送ローラおよび搬送出駆動ローラを両方駆動するので、記録装置の構成要素を減少させて、構造を簡素化できる。
【００１６】
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】
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
一方、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、その一部はキャリッジ１６０の背面に結合される。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。
【００２０】
また、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を装荷されると共に、インクカートリッジ１６２から供給されるインクを吐出する記録ヘッド１６４をその底面に懸架する。従って、記録ヘッド１６４は、キャリッジ１６０と共にガイド部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。
【００２１】
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の間で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との所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上の正確な位置に向かってインクを吐出して画像を形成できる。
【００２２】
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。
【００２３】
なお、フレーム１１２は、その両側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。一方、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設定される。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。
【００２４】
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の搬送機構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。
【００２５】
同図に示すように、給紙部１２０に装填された記録用紙１７０は、最上面の記録用紙１７０に間欠的に接触する給送ローラ２１２により１枚ずつインクジェット式記録装置１００の内部に取り込まれる。取り込まれた記録用紙１７０は、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。搬送駆動ローラ１３２は、後述する振動子３００により回転駆動される。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ので、記録用紙１７０を搬送駆動ローラ１３２に向かって押し付ける。従って、記録用紙１７０は、搬送駆動ローラ１３２の回転に従って移動して、プラテン１４０上に送りこまれる。
【００２６】
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は振動子３００により回転駆動され、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、インクジェット式記録装置１００の外部に送り出される。
【００２７】
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。
【００２８】
ここで、このインクジェット式記録装置１００においては、搬送駆動ローラ１３２および排出駆動ローラ１５２は、共通の振動子３００により駆動される。記録用紙１７０の搬送および排出にあたっては、多くの期間において搬送部１３０および排出部１５０が協働してひとつの記録用紙１７０を搬送するので、搬送部１３０および排出部１５０の実効的な搬送量は等しい。従って、搬送部１３０および排出部１５０を共通の振動子３００により駆動することにより、両者の動作を高度に同期させることができる。
【００２９】
また、振動子３００は、後述するばね４４６により、図中に矢印Ａで示す通り、その縦振動の伸縮方向について搬送駆動ローラ１３２に近づく向きに付勢されている。また、排出駆動ローラ１５２は、図中に矢印Ｂにより示す通り、ばね１５１により振動子３００に向かって付勢されている。従って、振動子３００の伸縮運動による寸法の変化にかかわらず、搬送駆動ローラ１３２および排出駆動ローラ１５２は、振動子３００に当接する。なお、ばね４４６およびばね１５１は、振動子３００の駆動対象である搬送駆動ローラ１３２および排出駆動ローラ１５２を振動子３００に当接させる機能を等しく果たす。従って、後述するアクチュエータ４００に装備されるばね４４６により振動子３００を排出駆動ローラ１５２に当接させ、搬送駆動ローラ１３２に付勢手段を設けてもよい。
【００３０】
また、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。
【００３１】
図３は、上記搬送機構２００において使用できる振動子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。
【００３２】
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の短辺からそれぞれ突出する当接部３１８、３１９を有する。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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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、３１９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。
【００３８】
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、３１９は、圧電材料板３２２の短辺に略平行な振幅をもって、互いに反対の方向に変位する。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。
【００３９】
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、３１９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、３１９はそれぞれ略楕円軌道を描いて回転する。それにより、当接の対象物に対し、駆動方向には圧力を高めて摩擦力を増し、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に示した搬送駆動ローラ１３２および排出駆動ローラ１５２に強く当接させることにより、それら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。ただし、当接部３１８、３１９は、互いに反対方向に回転するので、駆動対象を変位させる方向も互いに反対になる。
【００４０】
なお、振動子３００において、補強板３１０における腕部３１４と当接部３１８、３１９の各々との間が、当接部３１８、３１９の各々の変位に個別に寄与する。しかしながら、腕部３１４を中心として対称に動作することにより、腕部３１４の両側で発生する慣性モーメントを打ち消し合うので、振動子３００は静かで高速に動作できる。
【００４１】
また、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。
【００４２】
更に、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。
【００４３】
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。
【００４４】
図７は、上記のような構造と機能を有する振動子３００に付勢手段を付加して形成されたアクチュエータ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。
【００４５】
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により付勢される。これにより、図中に矢印Ａで示す通り、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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
図８は、他の実施形態に係るインクジェット式記録装置１００の搬送機構２００の構造を模式的に示す断面図である。なお、以下の説明において、図２に示した搬送機構２００と共通な部材については、同じ参照符号を付して重複する説明を省く。
【００４９】
同図に示すように、この実施形態では、給送ローラ２１２および搬送駆動ローラ１３２が、共通の振動子３００により回転駆動される。但し、この実施形態では、搬送駆動ローラ１３２が記録用紙１７０の上側に、搬送従動ローラ１３４が記録用紙１７０の下側にそれぞれ配置される。これにより、両端の当接部３１８、３１９において互いに反対の向きに当接対象を駆動する振動子３００を用いて、給送ローラ２１２および搬送駆動ローラ１３２を同じ回転方向に回転駆動できる。
【００５０】
なお、図２に示した実施形態と同様に記録用紙１７０の下側に搬送駆動ローラ１３２を配置する場合には、振動子３００および搬送駆動ローラ１３２の間、あるいは、給送ローラ２１２および搬送駆動ローラ１３２の間のいずれかに回転方向を反転させる伝達手段、例えば歯車を設ける。また、この実施形態で用いる振動子３００としては、寸法は異なるものの、図７に示したアクチュエータ４００を、取り付け方向を変えて用いることができる。即ち、アクチュエータ４００に実装されたばね４４６により、図中に矢印Ａで示す通り、当接方向に向かって付勢された一方の当接部３１８を搬送駆動ローラ１３２に当接させルことかできる。更に、図中に矢印Ｃにより示す通り、模式的に示すばね２０１により給送ローラ２１２を他方の当接部３１９に当接させることができる。
【００５１】
なお、給送ローラ２１２は、搬送駆動ローラ１３２および排出駆動ローラ１５２に対して異なる外径を有する。また、記録用紙１７０に対して間欠的に接触するという機能に応じて、その周面の一部が欠損した独特の形状を有する。このため、給送ローラ２１２および搬送駆動ローラ１３２を共通の振動子３００により駆動する場合は、給送ローラ２１２に単純に当接させて駆動させることはできない。そこで、この実施形態では、搬送駆動ローラ１３２と同じ外径を有する給送駆動ローラ２１４を給送ローラ２１２と一体に設け、振動子３００が給送駆動ローラ２１４に当接する構造を有する。これにより、給送ローラ２１２および搬送駆動ローラ１３２を同期して回転させることができる。
【００５２】
更に、給送ローラ２１２の外径は搬送駆動ローラ１３２よりも大きいので、給送ローラ２１２による記録用紙１７０の搬送速度は、搬送部１３０による搬送速度よりも大きい。しかしながら、記録用紙１７０が搬送部１３０に到達したときには、給送ローラ２１２はもはや記録用紙１７０には接していない。従って、給送ローラ２１２および搬送駆動ローラ１３２の各周面における変位速度が異なっていても差し支えない。なお、給送駆動ローラ２１４および給送ローラ２１２の間にクラッチ等の断続手段を設けることにより、給送ローラ２１２が記録用紙１７０を間歇的に搬送する構造とすることができる。
【００５３】
更に、この実施形態では、排出駆動ローラ１５２は、搬送駆動ローラ１３２から輪列を介して駆動される。即ち、搬送駆動ローラ１３２は、その端部に装着されて自身と一体に回転する駆動歯車１３６を備える。駆動歯車１３６の歯１３７は、中継歯車１８０の大径歯車１８２に噛み合う。さらに、中継歯車１８０の小径歯車１８４が、被駆動歯車１５６に噛み合う。被駆動歯車１５６は、排出駆動ローラ１５２の端部に装着され、排出駆動ローラ１５２と一体に回転する。なお、被駆動歯車１５６は小径歯車１８４よりも歯数が大きく、且つ、被駆動歯車１５６は排出駆動ローラ１５２によりも大径になる。従って、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。
【００５４】
図９は、更に他の実施形態に係る駆動機構５００の構造を模式的に示す斜視図である。また、図１０は、図９に示した駆動機構５００を、インクジェット式記録装置１００の正面側から見た様子を模式的に示す図である。なお、各要素の関係を示す目的で、図１０は、実際には他の部材に隠れる部分も見えるように一部を変形して描かれる。
【００５５】
同図に示すように、この実施形態においては、搬送駆動ローラ１３２および排出駆動ローラ１５２が共通の振動子３００により回転駆動される。また、搬送駆動ローラ１３２および排出駆動ローラ１５２は、同軸且つ一体に回転する駆動円板１３９、１５９をそれぞれの端部に有する。
【００５６】
一方、振動子３００は、駆動円板１３９、１５９の間に配置される。ここで、振動子３００は、その縦振動の方向が搬送駆動ローラ１３２および排出駆動ローラ１５２と平行になる向きに配置される。また、スペーサ４０１を介して、屈曲振動の方向が、搬送経路上の記録用紙１７０に対して直交する向きで固定される。更に、振動子３００の一方の当接部３１８は、駆動円板１３９の円形の面に対して、その前端近傍において当接する。これに対して、他方の当接部３１９は、駆動円板１５９の円形の面に対して、その後端近傍において当接する。
【００５７】
また、図示は省略したが、駆動円板１３９、１５９の各々は、それぞれ振動子３００に向かって付勢されることが好ましい。前記したばね４４６を備えたアクチュエータ４００の場合は、駆動円板１３９、１５９のいずれか一方に対して振動子３００を付勢できる。他方の駆動円板１３９、１５９については、搬送駆動ローラ１３２または排出駆動ローラ１５２を、その軸方向に付勢することにより、振動子３００に当接させることができる。また、搬送駆動ローラ１３２または排出駆動ローラ１５２に対して駆動円板１３９、１５９をスプライン構造により装着することにより、駆動円板１３９、１５９を付勢することもできる。
【００５８】
前記したように、振動子３００において、一対の当接部３１８、３１９は互いに反対の方向への駆動力を発生する。従って、上記のような構造により、搬送駆動ローラ１３２および排出駆動ローラ１５２を同じ回転方向に駆動できる。また、振動子３００は、搬送駆動ローラ１３２および排出駆動ローラ１５２よりも径の大きな駆動円板１３９、１５９を介して回転駆動するので、大きな駆動トルクが得られる。従って、実装できる振動子３００の選択範囲が広くなる。
【００５９】
以上説明した通り、振動子３００と駆動円板１３９、１５９を組み合わせて用いた駆動機構５００は、所望の駆動トルクを有する駆動機構５００を容易に形成できる。また、駆動円板１３９、１５９および振動子３００はいずれも薄型または小型でスペースを占有しない。
【００６０】
また、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。
【００６１】
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】
【００６２】
【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の搬送機構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】図６に示した振動子３００を含むアクチュエータ４００の構造を示す平面図である。
【図８】他の実施形態に係るインクジェット式記録装置１００における記録用紙１７０の搬送機構２００を示す模式的な断面図である。
【図９】更に他の実施形態に係る駆動機構５００の構造を模式的に示す斜視図である。
【図１０】図９に示した駆動機構５００を、インクジェット式記録装置１００の正面から見た様子を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００６３】
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、１３２  搬送駆動ローラ、１３４  搬送従動ローラ、１３６  駆動歯車、１３７  歯、１３９、１５９  駆動円板、１４０  プラテン、１４６  タイミングベルト、１４８  プーリ、１５０  排出部、１５１、２０１、４４６  ばね、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  搬送機構、２１２  給送ローラ、２１４  給送駆動ローラ、３００  振動子、３１０  補強板、３１２  補強部、３１４  腕部、３１６  丸穴、３１７、３３１、３３６  長穴、３１８、３１９  当接部、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、３３８  段差、３４０  ねじ、４００  アクチュエータ、４０１  スペーサ、４２０、４４４  ねじ、４１０  台座、４３０  ターミナル、４４０  係止片、４４６  ばね、５００  駆動機構
【図１】
2007254098.tif 000003
【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】
2007254098.tif 000009
【図８】
2007254098.tif 000010
【図９】
2007254098.tif 000011
【図１０】
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