JP2007237688A - 記録装置、液体噴射装置および回転駆動機構 - Google Patents

Abstract

【課題】振動子３００を用いた回転駆動機構５００の実装の自由度を増す。
【解決手段】回転駆動される搬送駆動ローラ１３２、および、シート状の記録用紙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、搬送部１３０により搬送された記録用紙１７０に向かってインクを吐出する記録ヘッド１６４とを備えたインクジェット式記録装置１００であって、搬送駆動ローラ１３２と一体に回転する駆動ディスク１３６と、周期的に変化する電圧を印加されて伸縮して、駆動ディスク１３６の円形の面に当接および離間を繰り返して駆動ディスク１３６を回転させる複数の振動子３００とを更に備え、複数の振動子３００が、駆動ディスク１３６に当接した場合に搬送駆動ローラ１３２に生じる曲げ応力を互いに打ち消し合う位置に配される。
【選択図】図８

Description

本発明は、記録装置、液体噴射装置および回転駆動機構に関する。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、それに使用し得る回転駆動機構に関する。

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、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。

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。
特開２００４−０７２９９３号公報 特開２００４−１６６４７９号公報 特開２００５−１６８０７５号公報

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きる一方で、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。

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、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に限られる。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。

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。

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、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駆動円板と、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を含み駆動円板の円形の面に当接および離間を繰り返して駆動円板を回転軸の周りに回転させる複数のアクチュエータとを更に備え、複数のアクチュエータが、駆動円板に当接した場合に搬送駆動ローラに生じる曲げ応力を互いに打ち消し合う位置に配された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容易に形成できる。また、駆動円板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、超音波アクチュエータ組立体の独特のレイアウトにより、被駆動体である搬送駆動ローラに対して曲げモーメントを生じさせることなく回転トルクを伝達することができる。従って、液体噴射装置の搬送部等において求められる精密な回転制御に対応できる。

また、ひとつの実施形態によると、上記記録装置において、複数のアクチュエータの各々が、駆動円板の周方向の成分を含む方向に周期的に伸縮する縦振動素子と、縦振動素子に駆動されて駆動円板に周期的に当接または離間する当接部材とを有する。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。

また、他の実施形態によると、上記記録装置において、複数のアクチュエータの各々が、当接部を駆動円板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て、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、駆動円板の表面に直角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円板を押す作用が生じるので、高効率に駆動円板を回転駆動できる。

また、いずれの実施形態も、上記記録装置において、複数のアクチュエータの各々が、縦振動素子の伸縮方向について、駆動円板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円板に対する接触が保たれ、駆動円板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円板に当接して制動するので、精密な回転制御ができる。

更に他の実施形態によると、上記記録装置において、前記複数のアクチュエータが、駆動円板を挟んで互いに対向して配置されて、互いに同期して動作する。これにより、互いに対向するアクチュエータが、回転軸と平行な方向に駆動円板を変形させる力を打ち消し合うので、駆動円板に変形が生じることがない。従って、駆動円板と一体化された搬送駆動ローラにも曲げモーメントが生じることがない。

更に他の実施形態によると、上記記録装置において、前記複数のアクチュエータが、駆動円板の周方向について等間隔に配置される。これにより、搬送駆動ローラの回転軸を中心として各アクチュエータが互いに対称に配置されるので、搬送駆動ローラに対する曲げモーメントを相互に打ち消し合う。従って、搬送駆動ローラにストレスがかからない。

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付着させる液体噴射ヘッドとを備えた液体噴射装置であって、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駆動円板と、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を含み駆動円板の円形の面に当接および離間を繰り返して駆動円板を回転軸の周りに回転させる複数のアクチュエータとを更に備え、複数のアクチュエータが、駆動円板に当接した場合に搬送駆動ローラに生じる曲げ応力を互いに打ち消し合う位置に配された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。

更に、本発明の第３の形態として、回転体を回転駆動する回転駆動機構であって、回転体に同軸に装着されて回転体と一体に回転する駆動円板、および、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を含み駆動円板の円形の面に当接および離間を繰り返して駆動円板を回転軸の周りに回転させる複数のアクチュエータを備え、複数のアクチュエータが、駆動円板に当接することにより回転体に生じる曲げ応力を互いに打ち消し合うように配置された回転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。

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。

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。

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。

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。即ち、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、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。

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、その底面に記録ヘッド１６４を懸架する。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上の正確な位置に画像を形成できる。

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。

なお、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。

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。

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、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。

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。

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。

なお、図２に示す通り、搬送駆動ローラ１３２は、その端部に装着された駆動ディスク１３６を介して、後述する超音波アクチュエータ４００により駆動される。即ち、駆動ディスク１３６は、搬送駆動ローラ１３２と同軸の円板状の部材であり、搬送駆動ローラ１３２に装着されて一体に回転する。駆動ディスク１３６の実効的な径、即ち、超音波アクチュエータ４００が駆動ディスク１３６に当接して駆動する位置は任意に選択できるので、搬送駆動ローラ１３２において求められる駆動トルクが得られる回転駆動機構を容易に形成できる。また、図示は省略したが、搬送駆動ローラ軸上に配置されるエンコーダスケール及びフレーム１１２に配置されるエンコーダセンサにより、搬送駆動ローラの回転量を計測して、記録用紙１７０の搬送速度をフィードバック制御する。

一方、排出駆動ローラ１５２は、駆動ディスク１３６の外周に形成された歯車部１３７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。なお、中継歯車１８０は、駆動ディスク１３６の歯車部１３７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とを備える。大径歯車１８２の歯数は駆動ディスク１３６お歯車部１３７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。

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、駆動ディスク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超音波アクチュエータ４００に含まれ、後述するその当接部３１８は、駆動ディスク１３６の外周近くを、駆動ディスク１３６の周方向に駆動する。

図３は、超音波アクチュエータ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。

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。

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、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。

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。

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。

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。

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）。

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）。

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。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に示した駆動ディスク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できる。なお、振動子３００において駆動ディスク３１８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する。

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。

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。

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。

図７は、上記のような構造と機能を有する振動子３００を含む超音波アクチュエータ４００の構造を示す平面図である。同図に示すように、超音波アクチュエータ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。

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。

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。

上記のような台座４１０を備えた超音波アクチュエータ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。

図８は、駆動ディスク１３６および超音波アクチュエータ４００を組み合わせた駆動機構５００のレイアウトを示す斜視図である。ここでは、被駆動体としての搬送駆動ローラ１３２、駆動ディスク１３６および超音波アクチュエータ４００を抜き出して、そのレイアウトを立体的に描いた。

同図に示すように、駆動ディスク１３６は、搬送駆動ローラ１３２の端部近傍に同軸に装着される。これら、駆動ディスク１３６および搬送駆動ローラ１３２は相互に固定される。また、搬送駆動ローラ１３２は、インクジェット式記録装置１００のフレーム側部１１４により回転できるように支持されるので、駆動ディスク１３６および搬送駆動ローラ１３２は、搬送駆動ローラ１３２の軸の周りで一体に回転する。なお、図２を参照して既に説明したように、駆動ディスク１３６の周囲には歯車部１３７が形成されるが、この歯車部１３７は、搬送駆動ローラ１３２の回転駆動には関与しない。

図９は、図８に示した駆動機構５００を、搬送駆動ローラ１３２の回転軸を含む面で切った断面図である。同図に示すように、この駆動機構５００は一対の超音波アクチュエータ４００を備える。超音波アクチュエータ４００は、駆動ディスク１３６の外周近傍において、駆動ディスク１３６の円形の面を側方から挟む。従って、各超音波アクチュエータ４００に搭載された振動子３００の当接部３１８は、搬送駆動ローラ１３２の回転軸と平行な方向の振動により駆動ディスク１３６に当接して、駆動ディスク１３６を回転させる。

ここで、一対の超音波アクチュエータ４００を相互に同期して動作させることにより、両者の当接部３１８を駆動ディスク１３６に対して同時に当接させることができる。これにより、駆動ディスク１３６を、その回転軸と平行に変位させる力が互いに打ち消され、駆動ディスク１３６に軸方向のストレスが生じることがない。従って、大径の駆動ディスク１３６をその外周付近において回転駆動するにもかかわらず、搬送駆動ローラ１３２に対して曲げモーメントＭが生じることがない。これにより、搬送駆動ローラ１３２の回転に脈動等の振動が生じ、あるいは、搬送駆動ローラ１３２の軸受けに曲げモーメントＭに起因するストレスがかかることがないので、搬送駆動ローラ１３２は円滑に回転駆動される。

図１０は、駆動ディスク１３６および超音波アクチュエータ４００を組み合わせた駆動機構５００のレイアウトを示す斜視図である。ここでも、搬送駆動ローラ１３２、駆動ディスク１３６および超音波アクチュエータ４００を抜き出して、そのレイアウトを立体的に描いた。

同図に示すように、駆動ディスク１３６は、搬送駆動ローラ１３２の端部近傍に同軸に装着される。これら、駆動ディスク１３６および搬送駆動ローラ１３２は相互に固定される。また、搬送駆動ローラ１３２は、インクジェット式記録装置１００のフレーム側部１１４により回転できるように支持されるので、駆動ディスク１３６および搬送駆動ローラ１３２は、搬送駆動ローラ１３２の軸の周りで一体に回転する。なお、駆動ディスク１３６の周囲に形成された歯車部１３７は、搬送駆動ローラ１３２の回転駆動には関与しない。

図１１は、図１０に示した駆動機構５００を、搬送駆動ローラ１３２の回転軸を含む面で切った断面図である。同図に示すように、この駆動機構５００は一対の超音波アクチュエータ４００を備える。ここで、超音波アクチュエータ４００は、駆動ディスク１３６の外周近傍において、搬送駆動ローラ１３２を中心にして対称な位置に配置される。下側の超音波アクチュエータ４００は、例えば下ケース１１０上に固定され、上側の超音波アクチュエータ４００は、例えば、フレーム１１２に対して固定される。

ここで、一対の超音波アクチュエータ４００を相互に同期して動作させることにより、両者の当接部３１８を駆動ディスク１３６に対して同時に当接させることができる。これにより、駆動ディスク１３６を、その回転軸と平行に変位させる力が互いに打ち消され、大径の駆動ディスク１３６をその外周付近において回転駆動するにもかかわらず、搬送駆動ローラ１３２に対して曲げモーメントＭが生じることがない。従って、搬送駆動ローラ１３２の回転に脈動等の振動が生じ、あるいは、搬送駆動ローラ１３２の軸受けに曲げモーメントＭに起因するストレスがかかることがないので、搬送駆動ローラ１３２は円滑に回転駆動される。

なお、上記の実施形態では、一対の超音波アクチュエータ４００を上下対称に配置したが、駆動ディスク１３６に対して周方向に均一に駆動力を作用させる配置であれば、他の配置でも差し支えない。また、超音波アクチュエータ４００の数を３個以上に増やしてもよい。

以上説明した通り、振動子３００と駆動ディスク１３６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、駆動ディスク１３６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。更に、超音波アクチュエータ４００の独特のレイアウトにより、被駆動体である搬送駆動ローラ１３２に対して曲げモーメントＭを生じさせることなく回転トルクを伝達することができる。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。

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。

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。

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。 振動子３００の構造を示す分解斜視図である。 振動子３００の縦振動動作を説明する図である。 振動子３００の屈曲振動動作を説明する図である。 振動子３００の当接部３１８の変位の軌跡を示す図である。 台座４１０に対して振動子３００を弾性支持した超音波アクチュエータ４００の構造を示す平面図である。 駆動ディスク１３６および超音波アクチュエータ４００を組み合わせた駆動機構５００のレイアウトを模式的に示す斜視図である。 図８に示した駆動機構５００を、搬送駆動ローラ１３２の回転軸を含む面で切った断面図である。 駆動ディスク１３６および超音波アクチュエータ４００を組み合わせた駆動機構５００の他のレイアウトを模式的に示す斜視図である。 図１０に示した駆動機構５００を、搬送駆動ローラ１３２の回転軸を含む面で切った断面図である。

符号の説明

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 駆動ディスク、１３７ 歯車部、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 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 超音波アクチュエータ、４１０ 台座、４１２ スペーサ、４３０ ターミナル、４４０ 係止片、４４６ ばね、５００ 駆動機構

Claims (8)

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
   を備えた記録装置であって、
   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駆動円板と、
   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を含み前記駆動円板の円形の面に当接および離間を繰り返して前記駆動円板を前記回転軸の周りに回転させる複数のアクチュエータと
   を更に備え、前記複数のアクチュエータが、前記駆動円板に当接した場合に前記搬送駆動ローラに生じる曲げ応力を互いに打ち消し合う位置に配された記録装置。
2. 前記複数のアクチュエータの各々が、前記駆動円板の周方向の成分を含む方向に周期的に伸縮する縦振動素子と、前記縦振動素子に駆動されて前記駆動円板に周期的に当接または離間する当接部材とを有する請求項１に記載の記録装置。
3. 前記複数のアクチュエータの各々が、前記当接部を前記駆動円板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、前記駆動円板の表面に直角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。
4. 前記複数のアクチュエータの各々が、前記縦振動素子の伸縮方向について、前記駆動円板に近づく向きに付勢される請求項２または請求項３に記載の記録装置。
5. 前記複数のアクチュエータが、前記駆動円板を挟んで互いに対向して配置された、互いに同期して動作する請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の記録装置。
6. 前記複数のアクチュエータが、前記駆動円板の周方向について等間隔に配置される請求項１から請求項５までのいずれか１項に複数の記録装置。
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、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付着させ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駆動円板と、
   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を含み前記駆動円板の円形の面に当接および離間を繰り返して前記駆動円板を前記回転軸の周りに回転させる複数のアクチュエータと
   を更に備え、前記複数のアクチュエータが、前記駆動円板に当接した場合に前記搬送駆動ローラに生じる曲げ応力を互いに打ち消し合う位置に配された液体噴射装置。
8. 回転体を回転軸の周りに回転駆動する回転駆動機構であって、
   前記回転体に同軸に装着されて前記回転体と一体に回転する駆動円板、および、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を含み前記駆動円板の円形の面に当接および離間を繰り返して前記駆動円板を前記回転軸の周りに回転させる複数のアクチュエータを備え、前記複数のアクチュエータが、前記駆動円板に当接することにより前記回転体に生じる曲げ応力を互いに打ち消し合うように配置された回転駆動機構。

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