JP2007260980A - Recorder and liquid jet apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
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。 The present invention relates to a recording apparatus and a liquid ejecting apparatus. More specifically, the present invention relates to a recording apparatus and a liquid ejecting apparatus that record an image on the surface of a recording medium by conveying the recording medium and discharging ink or liquid.
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。
上記のような振動型のアクチュエータを用いた搬送装置では、アクチュエータ自体が駆動対象に向かって付勢され、アクチュエータが状態でも駆動対象に対する接触を保つ構造を有する。これにより、アクチュエータが停止した場合に、惰性で変位し続けようとする駆動対象を制動できる。従って、アクチュエータの動作停止と駆動対象の動作停止を同期させて、正確な駆動制御を実行できる。 The conveyance device using the vibration type actuator as described above has a structure in which the actuator itself is biased toward the drive target and maintains contact with the drive target even when the actuator is in a state. As a result, when the actuator is stopped, it is possible to brake the drive target that is about to continue to be displaced by inertia. Therefore, accurate drive control can be executed by synchronizing the operation stop of the actuator and the operation stop of the drive target.
一方、何らかの原因により被記録物の搬送不良が生じた場合、記録装置の内部には搬送し切れなかった被記録物が残る。この被記録物を取り除くには、被記録物そのものを掴んで引き出す場合が多い。しかしながら、前述のように、アクチュエータが駆動対象を制動していると、被記録物を取り出す障害となる。また、アクチュエータの制動に抗して被記録物を取り出した場合は、アクチュエータを損傷する場合もある。更に、被記録物を強制的に取り出した場合、被記録物も損傷を受ける場合がある。 On the other hand, when a conveyance failure of the recording material occurs for some reason, the recording material that could not be conveyed remains inside the recording apparatus. In order to remove the recorded material, the recorded material itself is often grasped and pulled out. However, as described above, when the actuator brakes the drive target, it becomes an obstacle to take out the recording material. In addition, when the recording material is taken out against the braking of the actuator, the actuator may be damaged. Further, when the recording material is forcibly taken out, the recording material may be damaged.
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する記録ヘッドと、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、圧電材料板の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する当接部、および、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含むアクチュエータとを備えた記録装置であって、アクチュエータが動作し、当接部が搬送駆動ローラに対して回転駆動力を伝達して搬送駆動ローラを回転させる駆動動作モードと、アクチュエータが動作し、当接部が搬送駆動ローラの独自の回転を許容する期間を周期的に発生させる開放動作モードとを有する記録装置が提供される。これにより、開放動作モードにおいては、アクチュエータが搬送駆動ローラの独自の回転を許容するので、例えば、搬送不良により搬送経路上に残った被記録物を強制的に引き抜く場合に、アクチュエータに対する負荷を増すことがない。従って、アクチュエータの損傷を防止できると同時に、被記録物の損傷も防止できる。 Therefore, for the purpose of solving the above-mentioned problems, as a first embodiment of the present invention, the conveying drive roller that is rotationally driven around a rotation axis that is orthogonal to a predetermined conveying direction and the urging toward the conveying drive roller are energized. A conveyance driven roller that is rotated while pressing the sheet-like recording material against the conveyance driving roller, and a conveyance unit that conveys the recording material in the conveyance direction, and ink toward the recording material conveyed by the conveyance unit , A piezoelectric material plate that expands and contracts when a drive voltage that changes periodically is applied, an abutting portion that abuts on the transport driving roller in at least a part of the expansion and contraction motion of the piezoelectric material plate, and an abutting portion And an actuator including an urging means for urging the toner toward the conveyance driving roller, wherein the actuator operates and the contact portion transmits a rotational driving force to the conveyance driving roller. There is provided a recording apparatus having a drive operation mode for rotating the conveyance drive roller and an opening operation mode for periodically generating a period in which the actuator operates and the contact portion allows the rotation of the conveyance drive roller. . As a result, in the open operation mode, the actuator allows the rotation of the conveyance drive roller, so that, for example, when the recording material remaining on the conveyance path is forcibly pulled out due to conveyance failure, the load on the actuator is increased. There is nothing. Therefore, the actuator can be prevented from being damaged, and at the same time, the recorded material can be prevented from being damaged.
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な伸縮運動をする縦振動子を有し、駆動動作モードにおいて、縦振動子に駆動された当接部が、伸縮運動の一部を周期的に搬送駆動ローラに伝達する。これにより、短い周期で一定の駆動量ずつ搬送駆動ローラを駆動するので、連続的に回転する電磁モータよりも精密な回転制御ができる。 According to one embodiment, in the recording apparatus, the actuator includes a longitudinal vibrator that periodically expands and contracts in a direction including a component parallel to and intersecting a surface of the transport driving roller, and a driving operation mode. , The contact portion driven by the longitudinal vibrator periodically transmits a part of the expansion and contraction motion to the transport driving roller. As a result, the transport drive roller is driven by a constant drive amount in a short cycle, so that more precise rotation control can be performed than with a continuously rotating electromagnetic motor.
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、搬送駆動ローラの表面と平行な成分を含む方向に当接部を周期的に変位させる屈曲振動子を更に有し、駆動動作モードにおいて、縦振動子および屈曲振動子に駆動された当接部が、搬送駆動ローラ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、単に当接するだけではなく、駆動すべき方向に搬送駆動ローラを押す作用がアクチュエータに生じるので、高効率に搬送駆動ローラを回転駆動できる。 According to another embodiment, in the recording apparatus, the actuator further includes a bending vibrator that periodically displaces the contact portion in a direction including a component parallel to the surface of the transport driving roller, and a driving operation mode , The abutting portion driven by the longitudinal vibrator and the bending vibrator displaces on a trajectory forming a circle or an ellipse on a surface orthogonal to the surface of the transport driving roller. As a result, the actuator not only makes contact but also pushes the conveyance drive roller in the direction to be driven, so that the conveyance drive roller can be rotationally driven with high efficiency.
また他の実施形態によると、上記記録装置において、開放動作モードにおいて、当接部が搬送駆動ローラに加える圧力が低くなる期間がより長く発生するようにアクチュエータが動作する。これにより、搬送不良等により搬送経路上に残された被記録物等を取り除く場合に、アクチュエータにかかる負荷が一層軽減される。 According to another embodiment, in the recording apparatus, in the release operation mode, the actuator operates such that a period during which the pressure applied to the conveyance driving roller by the contact portion is low occurs longer. As a result, the load applied to the actuator is further reduced when removing the recording material remaining on the conveyance path due to conveyance failure or the like.
また他の実施形態によると、上記記録装置において、開放動作モードにおいて、アクチュエータが、搬送駆動ローラに対する当接部の圧力を周期的に変化させつつ、搬送駆動ローラに対する回転駆動力を発生させない。これにより、アクチュエータの駆動力から開放されるので、搬送駆動ローラの任意の回転が許容される。従って、搬送不良等により搬送経路上に残された被記録物等を、アクチュエータに負荷をかけることなく取り除くことができる。 According to another embodiment, in the recording apparatus, in the release operation mode, the actuator does not generate a rotational driving force for the transport driving roller while periodically changing the pressure of the contact portion with the transport driving roller. Accordingly, since the driving force of the actuator is released, arbitrary rotation of the transport driving roller is allowed. Accordingly, it is possible to remove the recording material remaining on the conveyance path due to conveyance failure or the like without applying a load to the actuator.
また他の実施形態によると、上記記録装置において、開放動作モードを任意の時期に起動する手段を備える。これにより、ユーザが所望する任意の時期に、上記開放動作モードを起動して、アクチュエータへの過大な負荷を回避できる。 According to another embodiment, the recording apparatus includes means for starting the opening operation mode at an arbitrary time. As a result, the opening operation mode is activated at any time desired by the user, and an excessive load on the actuator can be avoided.
また他の実施形態によると、上記記録装置において、駆動動作モードにおいてアクチュエータに対する負荷変動を検知する負荷変動検知手段を更に備え、負荷変動が検知された場合に開放動作モードが起動される。これにより、何らかの原因により搬送不良が発生した場合に、自動的に開放動作モードを起動できる。あるいは、警報を発生して、開放動作モードの起動をユーザに促すことができる。 According to another embodiment, the recording apparatus further includes load fluctuation detecting means for detecting a load fluctuation with respect to the actuator in the driving operation mode, and the release operation mode is activated when the load fluctuation is detected. Thereby, when a conveyance failure occurs for some reason, the opening operation mode can be automatically activated. Alternatively, an alarm can be generated to prompt the user to start the open operation mode.
また他の実施形態によると、上記記録装置において、負荷変動検知手段が、圧電材料板において生じた電圧変動を検出する電圧検出手段を含む。これにより、簡単な電気回路により搬送不良の発生を検知できる。また、アクチュエータに対して発生する負荷の増大を直接に検知して、アクチュエータを効果的に保護できる。 According to another embodiment, in the recording apparatus, the load fluctuation detecting means includes voltage detecting means for detecting voltage fluctuation generated in the piezoelectric material plate. As a result, the occurrence of conveyance failure can be detected by a simple electric circuit. Further, the actuator can be effectively protected by directly detecting an increase in load generated on the actuator.
また他の実施形態によると、上記記録装置において、負荷変動検知手段が、駆動動作モードにおける被記録物の実際の搬送量を測定する測定手段と、アクチュエータの動作量から予測される被記録物の予測搬送量を算出する予測搬送量算出部と、予測搬送量および実際の回転量との差分の変動を検出する差分検出部とを含む。これにより、アクチュエータに対する負荷の増加が発生し始めた段階で搬送不良の発生を検知できるので、アクチュエータに過剰な負荷を生じさせることなく開放動作モードを起動できる。 According to another embodiment, in the recording apparatus, the load fluctuation detecting means includes a measuring means for measuring an actual conveyance amount of the recording material in the driving operation mode, and a recording material predicted from the operation amount of the actuator. A predicted transport amount calculation unit that calculates the predicted transport amount and a difference detection unit that detects a change in the difference between the predicted transport amount and the actual rotation amount. Thereby, since the occurrence of a conveyance failure can be detected at the stage where an increase in the load on the actuator begins to occur, the release operation mode can be activated without causing an excessive load on the actuator.
また他の実施形態によると、上記記録装置の開放動作モードにおいて、アクチュエータに対する負荷の変動を打ち消す方向にアクチュエータを動作させる。これにより、搬送不良の発生に起因するアクチュエータの負荷増加を一層軽減できる。 According to another embodiment, in the opening operation mode of the recording apparatus, the actuator is operated in a direction that cancels the fluctuation of the load on the actuator. Thereby, the increase in the load of the actuator due to the occurrence of the conveyance failure can be further reduced.
更に、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噴射する液体噴射ヘッドと、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、圧電材料板の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する当接部、および、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含むアクチュエータとを備えた液体噴射装置であって、アクチュエータが動作し、当接部が搬送駆動ローラに対して回転駆動力を伝達して搬送駆動ローラを回転させる駆動動作モードと、アクチュエータが動作し、当接部が搬送駆動ローラの独自の回転を許容する期間を周期的に発生させる開放動作モードとを有す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各効果を享受できる。 Further, as a second embodiment of the present invention, a sheet-like recording material is urged toward the conveyance driving roller that is rotated around a rotation axis that is orthogonal to a predetermined conveyance direction. A transport driven roller that is rotated while being pressed against the transport driving roller, transports the recording material in the transport direction, and a liquid ejecting head that ejects liquid toward the recording material transported by the transport unit; Piezoelectric material plate that expands and contracts when a drive voltage that changes periodically is applied, an abutting portion that abuts the conveyance driving roller in at least a part of the expansion and contraction movement of the piezoelectric material plate, and the abutting portion toward the conveyance driving roller And an actuator including an urging means for urging the actuator, wherein the actuator operates, and the contact portion transmits a rotational driving force to the conveyance driving roller to rotate the conveyance driving roller. A drive operation mode in which the actuator is operated, the liquid ejecting apparatus is provided having an open mode of operation abutment generates the period that permits unique rotating periodically in the transport driving roller. Thereby, each of the above-described effects can be enjoyed also in the liquid ejecting apparatus.
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。 Note that the summary of the invention described above does not enumerate all necessary features of the present invention. In addition, a sub-combination of these feature groups can also be an invention.
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。 Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention, but the following embodiments do not limit the invention according to the claims. In addition, not all the combinations of features described in the embodiments are essential for the solving means of the invention.
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。
FIG. 1 is a perspective view showing an internal structure of a mechanism formed on a
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。
A
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。
Further, the
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。
In addition, a
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。
The
また、フレーム112の背面には、ケースに収容された電子回路190が実装されている。電子回路190は、このインクジェット式記録装置100の各部の動作を制御する。また、外部から供給される記録画像の処理も実行する。更に、後述する搬送障害への対応動作も、電子回路190に含まれる制御回路の制御の下に実行される。
An
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。
FIG. 2 is a diagram showing a
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。
As shown in the figure, the
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。
The front end of the
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。
As described above, in the ink
なお、図2に示す通り、インクジェット式記録装置100は、搬送駆動ローラ132を回転駆動するアクチュエータ400を備える。アクチュエータ400の構造と動作については後述する。また、記録用紙170の搬送経路200について搬送駆動ローラ132の直前および直後には、一対の紙端センサ131、133が配置される。紙端センサ、131、133は、記録用紙170の前端がその直上を通過したときに、そのことを後述する制御系500に通知する。
As shown in FIG. 2, the ink
また、搬送駆動ローラ132は、同軸に装着されて一体に回転するロータリエンコーダ138と、回転したロータリエンコーダ138の目盛りをカウントするカウンタ139を備えている。これにより、搬送駆動ローラ132が実際に回転した量を計測できる。なお、カウンタ139の計測結果は、後述する制御系500に通知される。
Further, the
更に、排出駆動ローラ152は、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。
Further, the
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、駆動歯車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、駆動歯車136の外周近くを、駆動歯車136の周方向に駆動する。
In the ink
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。
FIG. 3 is an exploded perspective view showing the structure of the
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。
The reinforcing
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。
Each of the
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。
The
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。
Here, after the
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。
In the
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。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。
FIG. 4 is a diagram for explaining the operation when a periodically changing voltage is applied between the
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。
FIG. 5 is a diagram for explaining the operation when a periodically changing voltage is applied to the
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。従って、楕円軌道上の一部の区間において振動を伝達することにより、搬送駆動ローラ132を特定の方向に駆動することができる。インクジェット式記録装置100が記録動作を実行する駆動動作モードにおいて、振動子300は、上記のように動作する。
FIG. 6 is a diagram showing the displacement of the
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。
The
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。
Here, as the frequency of the voltage applied to the
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等しいか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。
The characteristics of the
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近傍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大きくずれると、縦振動の共振周波数と屈曲振動の共振周波数が異なり、当接部318において望ましい楕円軌道を形成できない。
Furthermore, the length ratio of the long side to the short side of the
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。
The composition of the
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。
FIG. 7 is a plan view showing the structure of the
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により付勢されている。これにより、ベースプレート330は、図中に矢印Aで示すように、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。
As described above, the
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。
The
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を容易に実装できると共に、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の取り付け用の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。
By supplying the
図8は、上記のアクチュエータ400を備えたインクジェット式記録装置100に実装された制御系500の構造を模式的に示す図である。同図に示すように、この制御系500は、電子回路190に含まれる複数の要素と、搬送経路200上に配置されたロータリエンコーダ138、カウンタ139および紙端センサ131、133とを併せて形成される。
FIG. 8 is a diagram schematically illustrating the structure of the
電子回路190は、カウンタ139からカウント値を受ける回転量検出部510、紙端センサ131、133が検出した紙端通過のタイミングを受ける紙端通過検出部530、振動子300に縦振動を発生させる電極に生じる電位差、即ち、共通電極329および中央電極324の間の電圧を測定する縦振動電圧検出手段552、および、振動子300に屈曲振動を発生させる電極に生じる電位差、即ち、共通電極329および側部電極321、323、325、327の間の電圧を検出する屈曲振動電圧検出手段554を、入力部として備える。
The
回転量検出部510は、獲得した搬送駆動ローラ132の回転量を予測搬送量算出部520に入力する。予測搬送量算出部520は、搬送駆動ローラ132の回転量から予測される記録用紙170の搬送量を、予測搬送量として搬送不良検知部562に出力する。紙端通過検出部530は、記録用紙170の紙端が一対の紙端センサ131、133の位置を通過したタイミングを獲得して、実搬送量算出部540に入力する。実搬送量算出部540は、紙端センサ131、133が検出したタイミングを比較して、記録用紙170の実際の搬送量(搬送速度)を算出する。算出された実搬送量は、搬送不良検知部562に入力される。
The rotation
搬送不良検知部562は、上記予測搬送量および実搬送量に加えて、縦振動電圧検出手段552および屈曲振動電圧検出手段554の出力も入力される。搬送不良検知部562は、これらの情報に基づいて、後述する方法で搬送不良を検知して、ドライバ制御部564に通知する。ドライバ制御部564は、アクチュエータ400において縦振動を発生させる縦振動電圧を発生する縦振動ドライバ572と、アクチュエータ400において屈曲振動を発生させる屈曲振動電圧を発生する屈曲振動ドライバ574との動作を制御する。
In addition to the predicted conveyance amount and the actual conveyance amount, the conveyance
更に、制御回路190は、後述する開放動作モードを任意のときに起動できるスイッチ580を備えている。これにより、例えば、搬送不良が検出できなかった場合やユーザの意図で引き出したい場合に、ユーザがスイッチ580により開放動作モードを起動することにより、アクチュエータ400に負荷をかけることなく、搬送経路200上に残った記録用紙170を取り除くことができる。
Furthermore, the
上記のような要素を備える制御系500において、搬送不良検知部562は、いくつかの方法でアクチュエータ400に対する搬送負荷の変動を検出して搬送不良の発生を検知できる。例えば、予測搬送量算出部520が算出した予測搬送量と、実搬送量算出部540が算出した実搬送量との間に大きな隔たりがある場合は、記録用紙170が円滑に搬送されていないと判断できる。また、一対の紙端センサ131、133の一方が紙端の通過を検出してから、相当な時間が経過しても他方が紙端を検出しない場合は予測搬送量の値が著しく減少するので、実搬送量と比較するまでもなく搬送不良を検知できる。また、カウンタ139が計測するカウント値が著しく減少した場合も、搬送不良により搬送駆動ローラ132が円滑に回転していないと判断できる。
In the
更に、縦振動電圧検出手段552および屈曲振動電圧検出手段554が、アクチュエータ400の電極間に大きな電圧変動を検出した場合も、搬送不良が発生していると判断できる。これは、紙詰まり等の搬送不良によって搬送負荷が大きく変化した場合に、アクチュエータ400の圧電素子320の起電力により電極間に不慮の電圧が発生することを根拠としている。また、記録用紙170の引き抜き等により、アクチュエータ400に慮外の負荷がかかった場合にも、圧電素子320により、縦振動ドライバ572および屈曲振動ドライバ574がアクチュエータ400に印加した電圧とは別の電圧が発生する。従って、アクチュエータ400が動作していない場合でも、記録用紙170の引き抜き等が発生した場合は、アクチュエータ400に対する負荷の増加を検出できる。なお、縦振動電圧検出手段552および屈曲振動電圧検出手段554としては、振動子300の共通電極329と、中央電極324または側部電極321、323、325、327とを直接に利用することができる。また、これらの電極の近傍に別途電圧検出用電極を設けてもよい。
Further, when the longitudinal vibration voltage detection means 552 and the bending vibration voltage detection means 554 detect a large voltage fluctuation between the electrodes of the
上記のようにして搬送不良が検出された場合、ドライバ制御部564は、縦振動ドライバ572および屈曲振動ドライバ574の制御を変更して、アクチュエータ400に開放動作モードにおける動作を実行させる。即ち、搬送不良によりアクチュエータ400の動作が停止した場合、すでに説明したように、振動子300は搬送駆動ローラ132に向かって付勢されているので、搬送駆動ローラ132の回転を制動する。そのままの状態で記録用紙170を引き抜くと、搬送駆動ローラ132が制止されているので取り出し難い上に、記録用紙170に連れ回された搬送駆動ローラ132によりアクチュエータ400に大きな負荷がかかる場合がある。また、搬送不良が生じた状態でアクチュエータ400が動作を停止していない場合、搬送方向に逆らって記録用紙170を引き抜く場合は一層大きな負荷をアクチュエータ400にかける。
When a conveyance failure is detected as described above, the
そこで、搬送不良により搬送が停止した記録用紙170を引き抜く方向が判明している場合は、搬送駆動ローラ132の駆動方向を、記録用紙170が引き抜かれる方向に合わせることにより、アクチュエータ400にかかる負荷の増大を抑制できる。また、記録用紙170も引き易くなる。例えば、紙端センサ131、133の一方が記録用紙170の存在を検出して、他方が検出していない場合は、搬送駆動ローラ132に対して紙端センサ131、133が検出している側に記録用紙170が引き抜かれる。従って、搬送駆動ローラ132の回転方向を、記録用紙170の引き抜き方向に合わせることにより、記録用紙170の除去を補助することができる。
Therefore, when the direction in which the
また、記録用紙170の引き抜き方向が判明しない場合は、アクチュエータ400の当接部318および搬送駆動ローラ132が相互に離間している時間がより長くなるようにアクチュエータ400を動作させる。このとき、アクチュエータ400は、搬送駆動ローラ132に対して特定の方向への搬送力を発生しないことが好ましい。
Further, when the drawing direction of the
具体的には、屈曲振動ドライバ574の動作を停止して、アクチュエータ400全体を縦振動で動作させる。これにより、アクチュエータ400は搬送駆動ローラ132に対して回転駆動力を生じないと同時に、搬送駆動ローラ132の表面に対する当接部318の圧力を周期的に軽減する動作を続ける。また、縦振動ドライバ572および屈曲振動ドライバ574の発生する駆動電圧の位相と周波数を変更することにより当接部318が描く軌跡を変更して、搬送駆動ローラ132に対する接触期間をさらに短縮できる。このようして当接部318および搬送駆動ローラ132が相互に離間している期間は、アクチュエータ400に負荷をかけることなく記録用紙170を抜き取ることができる。なお、上記のような搬送駆動ローラ132に対して駆動力を発生しない開放動作モードは、前記したように記録用紙170を引き抜く方向が判明している場合においても、アクチュエータ400への負荷増大を有効に防止できる。
Specifically, the operation of the bending
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、開放動作モードにおける独特の動作により、例えば搬送不良等により搬送経路200上に残された記録用紙170を強制的に取り除く場合に、アクチュエータ400に過大な負荷が発生することを防止できる。従って、アクチュエータ400およびそれを装備したインクジェット式記録装置100全体を保護できると共に、記録用紙170の損傷も防止できる。
As described above, the ink
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。
In the above embodiment, the ink
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。 As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications or improvements can be added to the above-described embodiment. In addition, it is apparent from the scope of the claims that the embodiments added with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.
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、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、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、412 スペーサ、430 ターミナル、440 係止片、446 ばね、500 制御系、510 回転量検出部、520 予測搬送量算出部、530 紙端通過検出部、540 実搬送量算出部、552 縦振動電圧検出手段、554 屈曲振動電圧検出手段、562 搬送不良検知部、564 ドライバ制御部、572 縦振動ドライバ、574 屈曲振動ドライバ、580 スイッチ DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Inkjet recording device, 110 Lower case, 112 frame, 114 frame side part, 116 Guide part, 120 Paper feed part, 122 Paper support, 124 Side support, 126 Slide support, 130 Conveyance part, 132 Conveyance drive roller, 134 Conveyance driven Roller, 136 drive gear, 137 teeth, 140 platen, 146 timing belt, 148 pulley, 150 discharge unit, 152 discharge drive roller, 154 discharge driven roller, 155 discharge unit frame, 156 driven gear, 160 carriage, 162 ink cartridge, 164 recording head, 170 recording paper, 180 relay gear, 182 large diameter gear, 184 small diameter gear, 200 conveying path, 300 vibrator, 310 reinforcing plate, 312 reinforcing portion, 314 arm portion, 316 Round hole, 317, 331, 336 Long hole, 318 Contact part, 320 Piezo element, 322 Piezoelectric material plate, 321, 323, 325, 327 Side electrode, 324 Central electrode, 329 Common electrode, 330 Base plate, 332 Screw hole 334, 442 Spring guide, 338 Step, 340, 420, 444 Screw, 400 Actuator, 410 Base, 412 Spacer, 430 Terminal, 440 Locking piece, 446 Spring, 500 Control system, 510 Rotation amount detection unit, 520 Predictive conveyance Amount calculation unit, 530 Paper edge passage detection unit, 540 Actual conveyance amount calculation unit, 552 Longitudinal vibration voltage detection unit, 554 Bending vibration voltage detection unit, 562 Conveyance failure detection unit, 564 Driver control unit, 572 Vertical vibration driver, 574 Bending Vibration driver, 580 switch
Claims (11)
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する記録ヘッドと、
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、前記圧電材料板の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する当接部、および、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含むアクチュエータと
を備えた記録装置であって、
前記アクチュエータが動作し、前記当接部が前記搬送駆動ローラに対して回転駆動力を伝達して前記搬送駆動ローラを回転させる駆動動作モードと、
前記アクチュエータが動作し、前記当接部が前記搬送駆動ローラの独自の回転を許容する期間を周期的に発生させる開放動作モードと
を有する記録装置。 A conveyance drive roller that is driven to rotate around a rotation axis that is orthogonal to a predetermined conveyance direction, and a sheet-like recording material that is urged toward the conveyance drive roller and is pressed against the conveyance drive roller. A conveyance unit that conveys the recording material in the conveyance direction;
A recording head that ejects ink toward the recording material conveyed by the conveying unit;
A piezoelectric material plate that expands and contracts when a drive voltage that changes periodically is applied, a contact portion that contacts the transport driving roller in at least a part of the expansion and contraction motion of the piezoelectric material plate, and the transport driving the contact portion An actuator including an urging means for urging toward the roller,
A driving operation mode in which the actuator operates, and the contact portion transmits a rotational driving force to the transport driving roller to rotate the transport driving roller;
A recording apparatus having an opening operation mode in which the actuator operates and the contact portion periodically generates a period during which the conveyance driving roller is allowed to rotate independently;
前記駆動動作モードにおいて、前記縦振動子に駆動された前記当接部が、前記伸縮運動の一部を周期的に前記搬送駆動ローラに伝達する請求項1に記載の記録装置。 The actuator includes a longitudinal vibrator that periodically expands and contracts in a direction including a component parallel to and intersecting a surface of the transport driving roller;
The recording apparatus according to claim 1, wherein in the driving operation mode, the abutting portion driven by the longitudinal vibrator periodically transmits a part of the expansion and contraction motion to the transport driving roller.
前記駆動動作モードにおいて、前記縦振動子および前記屈曲振動子に駆動された前記当接部が、前記搬送駆動ローラ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2に記載の記録装置。 The actuator further includes a bending vibrator that periodically displaces the contact portion in a direction including a component parallel to a surface of the transport driving roller;
The contact portion driven by the longitudinal vibrator and the bending vibrator in the drive operation mode displaces on a trajectory forming a circle or an ellipse on a surface orthogonal to the surface of the transport drive roller. 2. The recording apparatus according to 2.
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する液体噴射ヘッドと、
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、前記圧電材料板の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する当接部、および、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含むアクチュエータと
を備えた液体噴射装置であって、
前記アクチュエータが動作し、前記当接部が前記搬送駆動ローラに対して回転駆動力を伝達して前記搬送駆動ローラを回転させる駆動動作モードと、
前記アクチュエータが動作し、前記当接部が前記搬送駆動ローラの独自の回転を許容する期間を周期的に発生させる開放動作モードと
を有する液体噴射装置。 A conveyance drive roller that is driven to rotate around a rotation axis that is orthogonal to a predetermined conveyance direction, and a sheet-like recording material that is urged toward the conveyance drive roller and is pressed against the conveyance drive roller. A conveyance unit that conveys the recording material in the conveyance direction;
A liquid ejecting head that ejects liquid toward the recording material conveyed by the conveying unit;
A piezoelectric material plate that expands and contracts when a drive voltage that changes periodically is applied, a contact portion that contacts the transport driving roller in at least a part of the expansion and contraction motion of the piezoelectric material plate, and the transport driving the contact portion A liquid ejecting apparatus including an actuator including an urging means for urging the roller,
A driving operation mode in which the actuator operates, and the contact portion transmits a rotational driving force to the transport driving roller to rotate the transport driving roller;
A liquid ejecting apparatus comprising: an opening operation mode in which the actuator is operated and the contact portion periodically generates a period during which the contact driving roller allows a unique rotation of the transport driving roller.
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