JP2002005693A - Movement detecting device for printer head - Google Patents
Movement detecting device for printer headInfo
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- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
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- B41J19/205—Position or speed detectors therefor
- B41J19/207—Encoding along a bar
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、プリンタヘッドの
移動検知装置に係わり、特に、高精度で量産可能なリニ
アエンコーダの構成に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a printer head movement detecting device, and more particularly to a configuration of a linear encoder which can be mass-produced with high accuracy.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来のプリンタヘッドの移動検知装置に
おけるプリント位置の検出は、多数個のスリットを有す
る円板状あるいは、直線状のスリットエンコーダと、そ
の光学検出手段とによりスリットを読んで位置を特定し
ていた。例えば、特開平１１−６９０９５号公報には、
多数個のスリットを有する円板状のスリット板であるエ
ンコーダにより、原稿からの反射光とスリット板の回転
角とを対応させて原稿サイズを特定する装置が記載され
ている。従来のプリンタヘッドの移動検知装置に用いら
れるリニアエンコーダは、長尺の薄いフィルムに所定の
間隔でスリットを形成したリニアエンコーダ本体をキャ
リッジに平行に設けて、そのスリットをＬＥＤ等を用い
て照射し、その透過光をフォトダイオードで検出してヘ
ッドの位置を特定するようにしている。2. Description of the Related Art In a conventional printer head movement detecting device, a print position is detected by reading a slit by using a disk-shaped or linear slit encoder having a large number of slits and its optical detecting means. Had been identified. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-69095 discloses that
An apparatus is described in which an encoder, which is a disk-shaped slit plate having a large number of slits, specifies a document size by associating reflected light from the document with a rotation angle of the slit plate. A linear encoder used in a conventional printer head movement detecting device is provided with a linear encoder body having slits formed on a long thin film at predetermined intervals in parallel with a carriage, and irradiating the slits with an LED or the like. The position of the head is identified by detecting the transmitted light with a photodiode.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
円板状のスリット板や、リニアエンコーダのスリット
は、基板、あるいはフィルム上にレジストを塗布して、
スリットのマスクを用いてエッチングして形成している
ので、スリットの解像度は１００〜２００ｄｐｉ程度と
低い。また、この低い解像度を補うために、３列または
４列のスリットを位相をずらせて設けることにより、高
解像度化することも試みられているが、構造が複雑で実
用的でない。また、従来のリニアエンコーダは、透過性
のものが多く、薄いフィルムで構成されていることか
ら、Ａ３サイズ用紙対応のプリンタに適用すると、中央
部がたるみ、水平に保つのが困難で、測定精度が低下す
る。また、スリットの加工には、各エンコーダごとに複
数工程を要し、生産性が悪く、コスト高になるという問
題があった。However, the above disk-shaped slit plate and the slit of the linear encoder are formed by applying a resist on a substrate or a film.
Since the slit is formed by etching using a mask for the slit, the resolution of the slit is as low as about 100 to 200 dpi. In order to compensate for the low resolution, it has been attempted to increase the resolution by providing three or four rows of slits with shifted phases, but the structure is complicated and impractical. In addition, since many conventional linear encoders are transparent and made of thin film, when applied to a printer compatible with A3 size paper, the central part is slack and it is difficult to keep it horizontal, and the measurement accuracy is low. Decrease. In addition, slit processing requires a plurality of steps for each encoder, resulting in poor productivity and high cost.
【０００４】本発明は、上記の課題を解消するものであ
り、高精度で安価であり、しかも、強度的にも高く、長
いものでも作成することが可能なプリンタヘッドの移動
検知装置を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned problems, and provides a printer head movement detecting device which is highly accurate and inexpensive, has high strength, and can be manufactured even if it is long. The purpose is to:
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明は、プリンタヘッドが搭戴さ
れたキャリッジの移動方向にパターンを有し同方向に長
く延びるリニアエンコーダと、このリニアエンコーダの
パターンを検出する光学検出手段とを備えたプリンタヘ
ッドの移動検知装置において、リニアエンコーダが樹脂
基板からなり、その表面に有するパターンが微細な凹凸
を形成したピットパターンから成り、光学検出手段はピ
ットパターンに対する投光の反射光を受光することによ
りピットパターンを読取るようにしたものである。In order to achieve the above object, the present invention is directed to a linear encoder having a pattern in a moving direction of a carriage on which a printer head is mounted and extending long in the same direction. In a printer head movement detecting device provided with an optical detecting means for detecting the pattern of the linear encoder, the linear encoder is formed of a resin substrate, and the pattern on the surface thereof is formed of a pit pattern having fine irregularities formed thereon. The detecting means reads the pit pattern by receiving the reflected light of the light projected on the pit pattern.
【０００６】上記構成においては、高解像度のピットパ
ターンを用いているので、高精度のプリンタヘッドの移
動検知が可能となる。また、リニアエンコーダを樹脂基
板で形成したので基板強度が強く、たるみを生じないよ
うになる。In the above configuration, since a high-resolution pit pattern is used, it is possible to detect the movement of the printer head with high accuracy. In addition, since the linear encoder is formed of a resin substrate, the substrate strength is high and no slack occurs.
【０００７】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
のプリンタヘッドの移動検知装置において、光学検出手
段が、レーザ光を出射する光源と、ピットパターンから
の反射光を受光する受光器で構成されたものである。こ
の構成においては、レーザ光で微細なピットパターンに
投光しているので、高精細な読取りが可能となる。According to a second aspect of the present invention, in the apparatus for detecting the movement of a printer head according to the first aspect, the optical detecting means includes a light source for emitting a laser beam and a light receiving device for receiving reflected light from a pit pattern. It is composed of In this configuration, laser light is projected onto a fine pit pattern, so that high-definition reading is possible.
【０００８】請求項３に記載の発明は、請求項１又は請
求項２に記載のプリンタヘッドの移動検知装置におい
て、ピットパターンは、ピットを形成した金型を用いて
作成されたものである。この構成においては、金型を用
いてリニアエンコーダを複製するので、高精度で安価な
リニアエンコーダの量産が可能となる。According to a third aspect of the present invention, in the printer head movement detecting device according to the first or second aspect, the pit pattern is created using a mold having pits formed thereon. In this configuration, since the linear encoder is duplicated using a mold, mass production of a highly accurate and inexpensive linear encoder becomes possible.
【０００９】請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請
求項３のいずれかに記載のプリンタヘッドの移動検知装
置において、プリントヘッドがインク液滴を噴射するこ
とにより記録を行うインクジェット方式であり、ピット
パターンの間隔が、略２．６μｍ前後としたものであ
る。この構成においては、高精細なピットパターンのリ
ニアエンコーダが形成されるので、高解像度のインクジ
ェット方式の記録制御が可能となる。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the printer head movement detecting device according to any one of the first to third aspects, wherein the print head performs recording by ejecting ink droplets. In this case, the interval between the pit patterns is about 2.6 μm. In this configuration, since a linear encoder having a high-definition pit pattern is formed, it is possible to perform high-resolution ink jet recording control.
【００１０】[0010]
【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施の形態に
よるプリンタヘッドの移動検知装置の構成を示す斜視図
である。図１において、プリンタ装置１０は、プリント
ヘッド１を塔戴したキャリッジ２が、ガイド棒３ａ及び
ガイドレール３ｂに沿って移動可能となっており、キャ
リッジ２が駆動手段４により移動してプリンタヘッド１
から用紙上にインクを噴射して記録を行うものである。
プリンタヘッド１の移動検知を行うために、微細な凹凸
のピットパターン１５ｃ（図２）が形成された長尺のリ
ニアエンコーダ５がキャリッジ２の移動方向に平行に配
設されている。キャリッジ２には、ピットパターン１５
ｃからの反射光を検出する光学検出手段１１が、ピット
パターン１５ｃに対向するように設けられている。FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of a printer head movement detecting device according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, a printing apparatus 10 includes a carriage 2 having a print head 1 movable along guide bars 3a and guide rails 3b.
The recording is performed by ejecting ink onto the paper from the printer.
In order to detect the movement of the printer head 1, a long linear encoder 5 having a fine pit pattern 15 c (FIG. 2) formed thereon is provided in parallel with the moving direction of the carriage 2. The carriage 2 has a pit pattern 15
An optical detection means 11 for detecting the reflected light from the pit pattern 15c is provided to face the pit pattern 15c.
【００１１】図２（ａ）（ｂ）は、リニアエンコーダ５
の構成を示す正面図、及び断面図である。リニアエンコ
ーダ５は、樹脂基板１５ａの表面に形成された多数の微
細な凹凸のピットパターン１５ｃを有しており、このピ
ットパターン１５ｃの凹凸面上に反射膜１５ｂが形成さ
れている。ピットパターン１５ｃは、キャリッジ４の移
動方向に連続的に、一定間隔を置いて配設されている。FIGS. 2A and 2B show the linear encoder 5.
3A and 3B are a front view and a sectional view showing the configuration of FIG. The linear encoder 5 has a large number of fine uneven pit patterns 15c formed on the surface of the resin substrate 15a, and a reflective film 15b is formed on the uneven surfaces of the pit patterns 15c. The pit patterns 15c are arranged continuously at regular intervals in the moving direction of the carriage 4.
【００１２】このリニアエンコーダ５は、レーザビーム
を用いて高精細のピットパターンを有するマスクが形成
された後、そのマスクを用いて形成された金型により複
製されたものである。プリンタ装置１０が、プリントヘ
ッド１からインク液滴を噴射することにより記録を行う
高解像度のインクジェット方式の場合は、噴射インクの
精度等を考慮してピットパターン１５ｃの間隔は、略
２．６μｍ前後で形成されればよい（解像度約９，６０
０ｄｐｉ）。The linear encoder 5 is obtained by forming a mask having a high-definition pit pattern using a laser beam, and then copying the mask using a mold formed using the mask. In the case of the high-resolution ink jet system in which the printer device 10 performs recording by ejecting ink droplets from the print head 1, the interval between the pit patterns 15c is approximately 2.6 μm in consideration of the accuracy of the ejected ink. (Resolution of about 9,60
0 dpi).
【００１３】図３は、プリンタ装置１０のキャリッジ２
に取付けられている光学検出手段１１の構成を示す断面
図である。光学検出手段１１には、リニアエンコーダ１
５に対向して、ピットパターン１５ｃにレンズ１６を介
して光を投光するレーザダイオード１７(光源)と、ピッ
トパターン１５ｃからの反射光をミラー１９を介して検
出するフォトダイオード１８(受光器)が設けられてい
る。フォトダイオード１９はフォトトランジスタであっ
てもよい。この光学検出手段１１は、コンパクトディス
ク(ＣＤ)の読み取りピックと同等のものである。FIG. 3 shows the carriage 2 of the printer 10.
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a configuration of an optical detection unit 11 attached to the optical detection unit. The optical detecting means 11 includes a linear encoder 1
5, a laser diode 17 (light source) for projecting light to the pit pattern 15c via the lens 16 and a photodiode 18 (light receiver) for detecting reflected light from the pit pattern 15c via a mirror 19. Is provided. The photodiode 19 may be a phototransistor. The optical detecting means 11 is equivalent to a compact disk (CD) reading pick.
【００１４】次に、図１から図３を参照して本実施形態
によるプリンタヘッドの移動検知装置の動作について説
明する。プリンタヘッドの移動位置は、キャリッジ２に
設けられた光学検出手段１１によりリニアエンコーダ５
上の微細な凹凸のピットパターン１５ｃにレーザダイオ
ード１７から投光したピットパターン１５ｃからの反射
光をフォトダイオード１８により読取ることにより検出
される。Next, the operation of the printer head movement detecting device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. The moving position of the printer head is determined by the optical encoder 11 provided on the carriage 2 by the linear encoder 5.
The reflected light from the pit pattern 15c projected from the laser diode 17 onto the pit pattern 15c having fine irregularities is detected by reading the reflected light from the photodiode 18.
【００１５】このリニアエンコーダ５は、レーザビーム
でピットパターンが形成されているので、例えば、イン
クジェット方式のプリンタ装置で用いる略２．６μｍ前
後のピット間隔は、容易に形成することができ、従っ
て、高精細な移動位置の特定が可能である。Since the linear encoder 5 has a pit pattern formed by a laser beam, for example, a pit interval of about 2.6 μm used in an ink jet printer can be easily formed. It is possible to specify a moving position with high definition.
【００１６】また、リニアエンコーダ５を樹脂基板で形
成したので、従来のフィルムを用いたものに比し、基板
強度が強く、中央部でたるむことがなく、長いものを作
成することができると共に、読取りエラーが低くなり、
信頼性の高いプリンタヘッドの移動検知ができるように
なる。Further, since the linear encoder 5 is formed of a resin substrate, the strength of the substrate is higher than that using a conventional film, and a longer one can be produced without sagging at the center portion. Lower read errors,
It is possible to detect the movement of the printer head with high reliability.
【００１７】また、金型を使ってピットパターンを複製
して製造すればよいので、高精細なリニアエンコーダ５
を安価に量産することができる。Since the pit pattern may be duplicated and manufactured by using a mold, a high-definition linear encoder 5 can be used.
Can be mass-produced at low cost.
【００１８】図４は、本実施形態によるプリンタヘッド
の移動検知装置に用いられるリニアエンコーダの製造に
用いるマスクの製造工程図である。まず、図４（ａ）に
示すように、ガラス基板２０上にフォトレジスト２１を
形成する。次ぎに、図４（ｂ）に示すように、このフォ
トレジスト２１上にレーザ光３０を走査しながら照射し
て、所定の間隔のピットパターンを照射する。図４
（ｃ）に示すように、これを現像することにより、ガラ
ス基板２０上にレジストピットパターン２１ａが形成さ
れる。次ぎに図４（ｄ）に示すように、このレジストピ
ットパターン２１ａ上にメッキを行って銀メッキ層２２
を形成する。これにより、ピットパターンを有するマス
ク２３が形成される。FIG. 4 is a manufacturing process diagram of a mask used for manufacturing a linear encoder used in the printer head movement detecting device according to the present embodiment. First, a photoresist 21 is formed on a glass substrate 20, as shown in FIG. Next, as shown in FIG. 4B, the photoresist 21 is irradiated with a laser beam 30 while scanning, thereby irradiating a pit pattern at a predetermined interval. FIG.
As shown in (c), by developing this, a resist pit pattern 21 a is formed on the glass substrate 20. Next, as shown in FIG. 4D, plating is performed on the resist pit pattern 21a to form a silver plating layer 22.
To form Thus, a mask 23 having a pit pattern is formed.
【００１９】図５は、本実施形態によるリニアエンコー
ダの製造に用いる金型の製造工程図である。まず、図５
（ａ）に示すように、マスク２３上にＮｉ層を形成す
る。次ぎに、図５（ｂ）に示すように、厚いＮｉ層で形
成された部分を取り外して、これをメタルマスク２４と
する。次ぎに、図５（ｃ）に示すように、このメタルマ
スク２４の上にさらにＮｉメッキを行い、メタルマスク
２４を取り外して、Ｎｉメッキされた部分を量産用の金
型２５とする。FIG. 5 is a manufacturing process diagram of a mold used for manufacturing the linear encoder according to the present embodiment. First, FIG.
As shown in (a), a Ni layer is formed on the mask 23. Next, as shown in FIG. 5B, a portion formed of a thick Ni layer is removed, and this is used as a metal mask 24. Next, as shown in FIG. 5C, Ni plating is further performed on the metal mask 24, the metal mask 24 is removed, and the Ni-plated portion is used as a mold 25 for mass production.
【００２０】図６は、本実施形態によるリニアエンコー
ダの製造方法を示す工程図である。図６（ａ）に示すよ
うに、金型２５上に溶融した高温の樹脂を流してこれを
冷却することにより樹脂モールド２６を形成する。この
樹脂モールド２６が前述の表面に微細な凹凸の所定のピ
ットパターン１５ｃを有する樹脂基板１５ａに相当する
ものとなる。次ぎに、図６（ｂ）に示すように、微細な
凹凸のピットパターン１５ｃ上にメタル層２７を形成
し、反射膜とする。次ぎに、図６（ｃ）に示すように、
さらに、この両面に所定の保護層２８を形成する。こう
して、前述のリニアエンコーダ１５を得ることができ
る。保護層２８を形成は、上面だけであってもよい。FIG. 6 is a process chart showing the method for manufacturing the linear encoder according to the present embodiment. As shown in FIG. 6A, a resin mold 26 is formed by flowing a molten high-temperature resin onto a mold 25 and cooling it. This resin mold 26 corresponds to the resin substrate 15a having the above-mentioned predetermined pit pattern 15c having fine irregularities on the surface. Next, as shown in FIG. 6B, a metal layer 27 is formed on the pit pattern 15c having fine irregularities to form a reflection film. Next, as shown in FIG.
Further, a predetermined protective layer 28 is formed on both surfaces. Thus, the above-described linear encoder 15 can be obtained. The protective layer 28 may be formed only on the upper surface.
【００２１】本実施形態によるリニアエンコーダ１５
は、図４、図５、図６に示した方法により製造すること
ができるので、レーザビームの精度でマスクが構成され
ており、高精細なピットパターンが得られると共に、製
造工程数が少なく、量産可能で安価となる。また、上述
の製造方法は、コンパクトディスク(ＣＤ)のピット生成
と同じ技術を用いればよく、ＣＤにおけるピット最小幅
は０．６μｍ、最大解像度４２，３３３ｄｐｉである
が、プリンタのヘッド移動検知に用いる場合には、イン
ク液滴の精度を考慮すると、２．６μｍ(解像度９，６
００ｄｐｉ)程度あればよい。この場合、ＣＤよりも略
４倍、精度を低くすることができ、量産に適する。な
お、リニアエンコーダ１５は、プリンタだけでなく、読
取り装置やその他移動位置検出を伴う装置にも適用可能
である。The linear encoder 15 according to the present embodiment
Can be manufactured by the method shown in FIGS. 4, 5 and 6, the mask is configured with the accuracy of the laser beam, a high-definition pit pattern is obtained, and the number of manufacturing steps is small. Mass production possible and inexpensive. The above-mentioned manufacturing method may use the same technology as that for generating pits on a compact disk (CD). The minimum pit width of a CD is 0.6 μm and the maximum resolution is 42,333 dpi. In this case, considering the accuracy of the ink droplet, 2.6 μm (resolution: 9,6
00 dpi). In this case, the accuracy can be reduced to approximately four times that of a CD, which is suitable for mass production. The linear encoder 15 can be applied not only to a printer but also to a reading device and other devices that detect a moving position.
【００２２】[0022]
【発明の効果】以上説明したように、本発明のプリンタ
ヘッドの移動検知装置によれば、レーザビーム等を用い
て、樹脂基板表面に微細な凹凸を形成したピットパター
ンを有するリニアエンコーダを用いるので、従来のフィ
ルムを用いたエンコーダに比し、解像度が高く高精度の
移動検知ができると共に、強度的にも強く、長尺状のも
のを作成することができる。As described above, according to the apparatus for detecting movement of a printer head of the present invention, a linear encoder having a pit pattern in which fine irregularities are formed on the surface of a resin substrate using a laser beam or the like is used. Compared with a conventional encoder using a film, a high resolution and high precision movement detection can be performed, and the strength can be increased and a long one can be produced.
【００２３】また、リニアエンコーダのピットパターン
を金型を使って複製することができるので、量産可能で
コスト低く抑えることができる。Further, since the pit pattern of the linear encoder can be duplicated using a mold, mass production is possible and cost can be reduced.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図１】 本発明の一実施形態によるプリンタヘッドの
移動検知装置の構成を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a printer head movement detecting device according to an embodiment of the present invention.
【図２】 同移動検地装置に用いられるリニアエンコー
ダの正面図及び断面図である。FIG. 2 is a front view and a cross-sectional view of a linear encoder used in the mobile detection device.
【図３】 同移動検知装置の光学検出手段の構成を示す
断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a configuration of an optical detection unit of the movement detection device.
【図４】 リニアエンコーダのマスクの製造工程図であ
る。FIG. 4 is a manufacturing process diagram of the mask of the linear encoder.
【図５】 リニアエンコーダの金型の製造工程図であ
る。FIG. 5 is a manufacturing process diagram of a mold for a linear encoder.
【図６】 リニアエンコーダの製造工程図である。FIG. 6 is a manufacturing process diagram of the linear encoder.
１ プリントヘッド ２ キャリッジ １１ 光学検出手段 １５ リニアエンコーダ １５ａ 樹脂モールド １５ｂ 反射膜 １５ｃ ピットパターン １７ レーザダイオード １８ フォトダイオード ２２ マスタ ２５ 金型 ２６ 樹脂モールド DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Print head 2 Carriage 11 Optical detection means 15 Linear encoder 15a Resin mold 15b Reflective film 15c Pit pattern 17 Laser diode 18 Photo diode 22 Master 25 Mold 26 Resin mold
Claims (4)
の移動方向にパターンを有し同方向に長く延びるリニア
エンコーダと、このリニアエンコーダのパターンを検出
する光学検出手段とを備えたプリンタヘッドの移動検知
装置において、 前記リニアエンコーダが樹脂基板からなり、その表面に
有するパターンが微細な凹凸を形成したピットパターン
から成り、 前記光学検出手段は前記ピットパターンに対する投光の
反射光を受光することにより該ピットパターンを読取る
ことを特徴とするプリンタヘッドの移動検知装置。1. A movement detection of a printer head comprising a linear encoder having a pattern in a moving direction of a carriage on which the printer head is mounted and extending long in the direction, and optical detecting means for detecting the pattern of the linear encoder. In the apparatus, the linear encoder is made of a resin substrate, and a pattern on a surface of the linear encoder is made of a pit pattern having fine irregularities. The optical detection means receives the reflected light of the light projected on the pit pattern to form the pit. A printer head movement detecting device for reading a pattern.
る光源と、前記ピットパターンからの反射光を受光する
受光器で構成されていることを特徴とする請求項１に記
載のプリンタヘッドの移動検知装置。2. The printer head according to claim 1, wherein said optical detecting means comprises a light source for emitting a laser beam and a light receiving device for receiving light reflected from said pit pattern. Movement detection device.
た金型を用いて作成されていることを特徴とする請求項
１又は請求項２に記載のプリンタヘッドの移動検知装
置。3. The printer head movement detecting device according to claim 1, wherein the pit pattern is created using a mold having pits formed thereon.
することにより記録を行うインクジェット方式であり、
前記ピットパターンの間隔が、略２．６μｍ前後である
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記
載のプリンタヘッドの移動検知装置。4. An ink jet system in which the print head performs recording by ejecting ink droplets,
4. The printer head movement detecting device according to claim 1, wherein an interval between the pit patterns is approximately 2.6 [mu] m.
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- 2000-06-20 JP JP2000184284A patent/JP2002005693A/en not_active Withdrawn
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