JP2005081691A

JP2005081691A - リニアスケールの位置検出精度維持装置及び該位置検出精度維持装置を備えた記録装置

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Publication number: JP2005081691A
Application number: JP2003316235A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Nakada; 聡中田; Hitoshi Igarashi; 人志五十嵐
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2003-09-09
Filing date: 2003-09-09
Publication date: 2005-03-31
Anticipated expiration: 2023-09-09
Also published as: JP4396194B2

Abstract

【課題】リニアスケールに付着するインクミスト等の精度低下要因を排除し、リニアスケールの位置検出精度の維持向上を図る。
【解決手段】上記課題を解決するために本発明のリニアスケールの位置検出精度維持装置１は、動的なキャリッジ搬送用ベルト９の近傍に静的なリニアスケール３を配置することによって生ずる精度低下要因の伝搬を回避するため、両者の間を仕切る仕切り部材として設けられている。また位置検出精度維持装置１として矩形平板状の遮蔽板３３を使用し、キャリッジ搬送用ベルト９における下部巻回部３１と上部巻回部３２、その上方に前記位置検出精度維持装置１である遮蔽板３３をそれぞれ水平に配置して３層の遮蔽構造を形成した。
【選択図】図３

Description

本発明は、動的なキャリッジ搬送用ベルトの近傍に静的なリニアスケールを配置することによって生ずる精度低下要因の伝搬を回避するリニアスケールの位置検出精度維持装置及び該位置検出精度維持装置を備えた記録装置に関する。
更に本発明はインク等の液体をそのヘッドから吐出（噴射）して被記録材（被液体噴射材）に記録を実行する（液体を付着する）インクジェット式記録装置などの液体噴射装置及び該液体噴射装置において使用されるリニアスケールの位置検出精度維持装置に関するものである。

ここで液体噴射装置とは、インクジェット式記録ヘッドが用いられ、該記録ヘッドからインクを吐出して被記録材に記録を行なうプリンタ、複写機およびファクシミリ等の記録装置に限らず、インクに代えてその用途に対応する液体を前記記録ヘッドに相当する液体噴射ヘッドから被記録材に相当する被液体噴射材に噴射して、前記液体を前記被液体噴射材に付着させる装置を含む意味で用いる。

液体噴射ヘッドとして、前記記録ヘッドの他に、液晶ディスプレー等のカラーフィルター製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレーや面発光ディスプレー（ＦＥＤ）等の電極形成に用いられる電極材（導電ペースト）噴射ヘッド、バイオチップ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド、精密ピペットとしての試料噴射ヘッド等が挙げられる。

例えば、インクジェット式記録装置等においてキャリッジの位置検出を行うには、キャリッジの移動方向に沿うように設けられるリニアスケールを使用して行なわれている。リニアスケールには、ストライプによるオン、オフ信号が形成されていて、キャリッジ側には上記オン、オフ信号を読み取るための光センサ等が設けられている。また記録装置本体の内部には記録ヘッドから吐出したインクミストが浮遊しており、このインクミストが上記リニアスケールに付着したならば、リニアスケールによるキャリッジの位置検出精度（以下単に位置検出精度という。）は低下してしまう。

下記特許文献１は、このようなインクミストの付着に伴う位置検出精度の低下を防止するために発案されたものであって、キャリッジ側にウレタン樹脂による清掃手段を設けておき、これをリニアスケールに対して当接するように作用させ、キャリッジの移動に伴い、同時にリニアスケール表面のクリーニングも行なわれるというものである。

特開２００２−３６１９０１号公報

前記清掃手段によるものは、リニアスケールに対して直接接触することによって汚れを拭き取るというクリーニング形態を採っており、このときリニアスケールを振動させてしまい、位置検出精度を低下させることが問題となっていた。また、上記拭き取り動作は、リニアスケールが汚れていると否とに拘らず、常に行なわれていたため、汚れていない新品のリニアスケールやクリーニング直後のリニアスケールに対しても不必要なクリーニングが実行されていた。

また、静的に配置されるリニアスケールの近傍には、駆動プーリと従動プーリとの間に巻回され、無端経路を移動する動的なキャリッジ搬送用ベルトが配置されている。従ってキャリッジ搬送用ベルトの振動等が精度低下要因となって、リニアスケールに伝搬し、位置検出精度の低下をもたらす事態も懸念されていた。

そこで本発明は、このような問題点の存在を踏まえ、リニアスケールの位置検出精度を維持するために発案されたものであって、インクミストのリニアスケールに対する流入経路を把握し、これに基づいて非接触で構造が簡単なリニアスケールの位置検出精度維持装置および該位置検出精度維持装置を備えた記録装置を提供することを課題とするものである。

上記課題を解決するために本発明の第１の態様に係るリニアスケールの位置検出精度維持装置は、キャリッジ搬送ベルトの回転に伴って、主走査方向に往復動するキャリッジの位置検出実行手段であるリニアスケールの位置検出精度維持装置であって、前記位置検出精度維持装置は動的なキャリッジ搬送用ベルトの近傍に静的なリニアスケールを配置することによって生ずる精度低下要因の伝搬を回避するため、両者の間を仕切る仕切り部材として設けられていることを特徴とするものである。

本発明の第１の態様によれば、キャリッジ搬送用ベルトとリニアスケールとの間は、位置検出精度維持装置によって仕切られるから、キャリッジ搬送用ベルトから発生する振動や記録装置本体内を浮遊し、リニアスケールに向けて流入するインクミストの付着等の精度低下要因の伝搬は位置検出精度維持装置によって防止され、リニアスケールの位置検出精度が維持される。

本発明の第２の態様に係るリニアスケールの位置検出精度維持装置は、第１の態様において、前記位置検出精度維持装置は矩形平板状の遮蔽板であることを特徴とするものである。
本発明の第２の態様によれば、極めて簡単な構造によって上記第１の態様による効果を得ることができる。

本発明の第３の態様に係るリニアスケールの位置検出精度維持装置は、第１または第２の態様において、前記位置検出精度維持装置はリニアスケールに沿うようにリニアスケールに対して非接触な状態で設けられていることを特徴とするものである。
本発明の第３の態様によれば、リニアスケールに接触しないから、接触によって発生するリニアスケールの振動を完全に防止することができる。またリニアスケールに対する不必要なクリーニングを行うこともない。

本発明の第４の態様に係るリニアスケールの位置検出精度維持装置は、第１〜第３のいずれか１つの態様において、前記キャリッジの背面には、キャリッジガイド軸の上方にキャリッジ搬送用ベルトにおける下部巻回部と上部巻回部、その上方に前記位置検出精度維持装置をそれぞれ水平に配置して、３層の遮蔽構造を形成すると共に、更にその上方に前記リニアスケールを前記３層の遮蔽構造と直角な起立姿勢で配置したことを特徴とするものである。
本発明の第４の態様によれば、３層の遮蔽構造が形成されるから、記録装置本体下部からリニアスケールに向けて上昇するインクミストの付着を効果的に防止することができる。

本発明の第５の態様に係るリニアスケールの位置検出精度維持装置は、第１〜第４のいずれか１つの態様において、キャリッジ搬送用ベルトは小径の駆動プーリと、大径の従動プーリとの間に巻回されており、これによりリニアスケールとキャリッジ搬送用ベルトにおける傾斜状態の上部巻回部との間には楔状スペースが形成され、この楔状スペースを利用して前記位置検出精度維持装置は設けられており、尚且つ、位置検出精度維持装置の幅寸法は日本工業規格に規定するＡ４サイズの用紙の幅寸法とほぼ一致するように設定されていることを特徴とするものである。
本発明の第５の態様によれば、リニアスケールとキャリッジ搬送用ベルトを可及的に接近させることができ、装置の小型化に寄与できる。また最も使用頻度の高いＡ４サイズの用紙に記録を実行するに当たり、効果的にインクミスト等の精度低下要因の伝搬を防止できる。

本発明の第６の態様に係るリニアスケールの位置検出精度維持装置を備えた記録装置は、駆動プーリと従動プーリとの間に巻回される無端帯状のキャリッジ搬送用ベルトと、記録ヘッドを取り付けた状態で主走査方向に往復動するキャリッジと、キャリッジの位置検出実行手段であるリニアスケールとを備える記録装置において、前記記録装置には第１〜第５の態様のいずれか１つに記載の位置検出精度維持装置を設けたことを特徴とするものである。
本発明の第６の態様によれば、キャリッジ搬送用ベルトから発生する振動や記録装置本体内を浮遊し、リニアスケールに向けて流入するインクミストの付着等の精度低下要因の伝搬を簡単な構造によって効果的に防止することができ、キャリッジの位置検出精度に優れる記録装置を提供することが可能となる。

本発明の第７の態様に係るリニアスケールの位置検出精度維持装置を備えた液体噴射装置は、駆動プーリと従動プーリとの間に巻回される無端帯状のキャリッジ搬送用ベルトと、液体噴射ヘッドを取り付けた状態で主走査方向に往復動するキャリッジと、キャリッジの位置検出実行手段であるリニアスケールとを備える液体噴射装置において、前記液体噴射装置には動的なキャリッジ搬送用ベルトの近傍に静的なリニアスケールを配置することによって生ずる精度低下要因の伝搬を回避するため、両者の間を仕切る仕切り部材として位置検出精度維持装置を設けたことを特徴とするものである。

以下、本願発明に係るリニアスケールの位置検出精度維持装置及び該位置検出精度維持装置を備えた液体噴射装置の一例である記録装置について説明する。最初に本願発明の液体噴射装置の一例である記録装置の一実施の形態としてインクジェット式記録装置を採り上げて、その全体構成の概略を図面に基づいて説明する。図１はインクジェット式記録装置の概略を示す側断面図である。

インクジェット式記録装置１００には、被液体噴射材の一例である被記録材Ｐ（以下単に用紙Ｐともいう。）に記録を実行する液体噴射実行手段の一例である記録実行手段の主たる構成要素として、主走査方向Ｘに往復可能にキャリッジガイド軸１２によって軸支されたキャリッジ１０が設けられている。そして、該キャリッジ１０には用紙Ｐ等に液体の一例であるインクを吐出（噴射）して記録を行なう液体噴射ヘッドの一例である記録ヘッド１３が搭載されている。またキャリッジ１０には液体カートリッジの一例であるインクカートリッジ１１が装着されている。

記録ヘッド１３の下方には、記録ヘッド１３と対向して記録ヘッド１３のヘッド面と用紙Ｐ等との間のギャップを規定するプラテン２８が設けられている。そしてキャリッジ１０とプラテン２８との間に用紙Ｐ等を主走査方向Ｘと直交する副走査方向Ｙに所定の搬送量で搬送する動作と、記録ヘッド１３を主走査方向Ｘに一往復させる間に記録ヘッド１３から用紙Ｐ等にインクを噴射する動作とを交互に繰り返すことによって用紙Ｐ等に記録が行われる。

次に、用紙Ｐの搬送経路に従ってインクジェット式記録装置１００の構成を更に説明する。先ず最も搬送方向上流側に用紙Ｐを積畳する被液体噴射材積畳部の一例である給送用トレイ５が設けられている。また、給送用トレイ５には、用紙Ｐの側端面に当接し、副走査方向Ｙへの円滑な搬送を案内するエッジガイド１５が設けられている。給送用トレイ５上の用紙Ｐは、給送用ローラ１４の回転軸１７の回転に伴って、ホッパ１６が所定のタイミングで上昇し、給送用ローラ１４に向けて押し上げられる。

また、これらの給送用トレイ５、給送用ローラ１４及びホッパ１６を含む装置は、自動給送装置２であり、給送用ローラ１４の回転に伴って最上面に位置する用紙Ｐから順番に給送用ローラ１４近傍に設けられる分離作用部の一例である分離パッド等の力を借りて単位数ずつピックアップして搬送方向下流に向かって送られる。

給送用ローラ１４の下流には、用紙Ｐの通過を検出する被液体噴射材検出手段の一例である図示しない被記録材検出手段（以下単に検出レバーという）が設けられており、検出レバーの下流には搬送用駆動ローラ１９ａと搬送用従動ローラ１９ｂとによって構成される搬送用ローラ１９が設けられている。このうち搬送用従動ローラ１９ｂは、搬送用従動ローラ用のローラホルダ１８の下流側において軸支され、当該ローラホルダ１８は、図示しない回転軸を中心に回動可能に設けられ、かつ図示しないねじりコイルばねによって搬送用従動ローラ１９ｂが常に搬送用駆動ローラ１９ａに圧接したニップ状態になるように回動付勢されている。

搬送用ローラ１９によって挟圧された状態で搬送される用紙Ｐは、記録ヘッド１３の下方の記録ポジション２６に導かれ、上述のキャリッジ１０及び用紙Ｐの動作によって用紙Ｐの記録面のほぼ全面に亘って所望の記録が実行される。記録ヘッド１３とその下方において、これと対向して設けられるプラテン２８とのギャップは、高精度の記録を実行する上で極めて重要な要素となっており、用紙Ｐの厚さの変化に応じて適宜調節されるようになっている。

記録ヘッド１３の下流には、排出用駆動ローラ２０ａと、排出用従動ローラ２０ｂとによって構成される被液体噴射材排出手段の一例である排出用ローラ２０が設けられ、この排出用ローラ２０によって排出された用紙Ｐは、更に下流に位置する被液体噴射材受け部の一例である排出用スタッカ５０上の載置面５１に排出されるようになっている。

排出用従動ローラ２０ｂは、その外周に複数の歯を有する歯付きローラであり、排出用従動ローラ用の図示しないローラホルダによって自由回転可能に軸支されている。排出用従動ローラ２０ｂの上流には、補助従動ローラ２２が設けられ、用紙Ｐは該補助従動ローラ２２によってやや下方に押し付けられるようになっている。また、搬送用従動ローラ１９ｂは、搬送用駆動ローラ１９ａよりその軸芯位置がやや下流側に配設されていて、更に排出用従動ローラ２０ｂは排出用駆動ローラ２０ａよりその軸芯位置がやや上流側に配設されている。

このような構成によって用紙Ｐは、搬送用ローラ１９と排出用ローラ２０との間において僅かに下に凸となる俗に「逆ぞり」と呼ばれている湾曲状態となり、記録ヘッド１３に対向する位置にある用紙Ｐはプラテン２８に押し付けられ、これにより用紙Ｐの浮き上がりが防止され、正常に記録が実行されるようになっている。尚、補助従動ローラ２２は、排出用従動ローラ２０ｂと同様に歯付きローラから構成されており、図示しない補助従動ローラ用のローラホルダに軸支されている。

次に、このようなインクジェット式記録装置１００に対して適用される本願発明に係るリニアスケールの位置検出精度維持装置１の構成及び設置部位周辺の諸部材の構成、これらの位置関係について説明する。図２は、キャリッジを本体フレームに装着した状態の斜め前方からの斜視図、図３は、キャリッジの側面図、図４はリニアスケール、キャリッジ搬送用ベルト及び位置検出精度維持装置の位置関係を模式的に示す正面図である。

キャリッジ１０における背面の中程から下方にかけての部位には、図２及び図３に示す如く、上方からリニアスケール３、本願発明の位置検出精度維持装置１、キャリッジ搬送用ベルト９が設けられている。リニアスケール３は、キャリッジ１０が主走査方向Ｘに往復動するのとは無関係に静的な状態で設けられている。リニアスケール３には、ストライプによるオン、オフ信号が形成されており、リニアスケール３を挟むように僅かな間隙をあけて図示しない光センサ等がキャリッジ１０に対して固定状態で配置されている。

また、リニアスケール３は、キャリッジ１０の移動範囲をカバーし得る長さを有し、キャリッジ１０の背面に対向する起立姿勢を保って主走査方向Ｘに対して平行に設けられている。キャリッジ搬送用ベルト９は、俗に「タイミングベルト」と呼ばれている無端帯状の歯付きベルトによって構成されており、図４に示す如く、小径の駆動プーリ７と大径の従動プーリ８との間に緊張状態で巻回されている。キャリッジ搬送用ベルト９の下部巻回部３１は、主走査方向Ｘに平行で連結保持構造６によってキャリッジ１０に連結されている。

一方、キャリッジ搬送用ベルト９の上部巻回部３２は、駆動プーリ７と従動プーリ８のプーリ径の違いにより幾分傾斜しており、これによりリニアスケール３との間には小径の駆動プーリ７側で広くなる楔状スペースＫが形成されている。

本願発明の位置検出精度維持装置１は、このようなリニアスケール３とキャリッジ搬送用ベルト９との間に、両者を仕切る仕切り部材として設けられている。本実施例では位置検出精度維持装置１として矩形平板状の遮蔽板３３を使用し、遮蔽板３３の後端縁に対して適宜の数設けた係止凸部３４を本体フレーム４に刻設されている係止穴部に係止することで、キャリッジ搬送用ベルト９のベルト面と対向する水平姿勢を保つようにして取り付けられている。

また、遮蔽板３３は、リニアスケール３に沿うようにリニアスケール３及びキャリッジ搬送用ベルト９に対して非接触な状態で設けられている。これにより図２〜４に示す如く、キャリッジ搬送用ベルト９における下部巻回部３１と上部巻回部３２及び遮蔽板３３とによって３層の遮蔽構造を形成し、記録装置本体下方からリニアスケール３に向けて上昇するインクミストの流入を効果的に防止している。

また、遮蔽板３３は、図４に示す如く、リニアスケール３とキャリッジ搬送用ベルト９における上部巻回部３２との間に形成されている楔状スペースＫを利用して設けられる。尚、遮蔽板３３の幅寸法は日本工業規格に規定するＡ４サイズの用紙の幅寸法（２１０ｍｍ）とほぼ一致するように設定されている。これは使用される用紙Ｐの大半がＡ４サイズであるという使用環境を考慮すると共に、駆動プーリ７側、即ちホームポジション側において多くインクミストが浮遊するという傾向を加味したものである。

図５は、リニアスケールの透過率と通紙枚数の関係を示すグラフである。図から明らかなように通紙枚数が増えればリニアスケールに付着するインクミストの量は多くなり、リニアスケール３の透過率は減少する。また、遮蔽板３３を設けた方が、設けない場合に比べて、リニアスケール３の透過率は高くなり、リニアスケール３に付着するインクミストの量は少なくなる。また、遮蔽板３３を設けた場合と設けない場合とで、計測値に基づいて図中破線で示す近似曲線を算出したところ、読み取り限界での用紙Ｐの枚数には大きな開きが生じ、遮蔽板３３を設けた方が、設けない場合に比べて２倍以上多く読み取ることができることが導き出された。

本願発明に係るリニアスケールの位置検出精度維持装置及び該位置検出精度維持装置を備えた記録装置は、以上述べたような構成を基本とするものであるが、本願発明の要旨を逸脱しない範囲内の部分的構成の変更や省略等を行なうことも勿論可能である。例えば、位置検出精度維持装置１は、矩形平板状の遮蔽板３３に限らず、図６（ａ）に示す如く、断面Ｌ字状のものや図６（ｂ）に示す如く、湾曲した翼片状のものであってもよい。

また、位置検出精度維持装置１は、本体フレーム４側に設ける他、キャリッジ１０側に設けることも可能である。図７は、本体フレーム４側とキャリッジ１０側の両方に遮蔽板３３を設けた実施例であり、このようにすればラビリンス様の構造になって更に遮蔽効果が向上する。

本発明は、キャリッジ搬送ベルトの回転に伴って、主走査方向に往復動するキャリッジの位置検出実行手段であるリニアスケールを備える記録装置、より具体的にはインクジェット式プリンタ等の記録装置の製造分野において、リニアスケールの位置検出精度の維持を図りたい場合に利用できる。

インクジェット式記録装置の概略を示す側断面図である。キャリッジを本体フレームに装着した状態の斜視図である。キャリッジの側面図である。位置検出精度維持装置の配置態様を示す正面図である。リニアスケールの透過率と通紙枚数の関係を示すグラフである。位置検出精度維持装置の他の形状を示す側断面図であり、（ａ）は断面Ｌ字状のもの、（ｂ）は湾曲した翼片状のものである。位置検出精度維持装置の他の配置態様を示す側断面図である。

符号の説明

１位置検出精度維持装置、２自動給送装置、３リニアスケール、
４本体フレーム、５給送用トレイ、６連結保持構造、７駆動プーリ、
８従動プーリ、９キャリッジ搬送用ベルト、１０キャリッジ、
１１インクカートリッジ、１２キャリッジガイド軸、１３記録ヘッド、
１４給送用ローラ、１５エッジガイド、１６ホッパ、１７回転軸、
１８ローラホルダ（搬送用従動ローラの）、１９搬送用ローラ、
１９ａ搬送用駆動ローラ、１９ｂ搬送用従動ローラ、２０排出用ローラ、
２０ａ排出用駆動ローラ、２０ｂ排出用従動ローラ、２２補助従動ローラ、
２６記録ポジション、２８プラテン、３１下部巻回部、３２上部巻回部、
３３遮蔽板、３４係止凸部、５０排出用スタッカ、５１載置面、
１００インクジェット式記録装置（記録装置）、Ｐ用紙（被記録材）、
Ｘ主走査方向、Ｙ副走査方向、Ｋ楔状スペース

Claims

キャリッジ搬送ベルトの回転に伴って、主走査方向に往復動するキャリッジの位置検出実行手段であるリニアスケールの位置検出精度維持装置であって、前記位置検出精度維持装置は動的なキャリッジ搬送用ベルトの近傍に静的なリニアスケールを配置することによって生ずる精度低下要因の伝搬を回避するため、両者の間を仕切る仕切り部材として設けられていることを特徴とするリニアスケールの位置検出精度維持装置。
請求項１において、前記位置検出精度維持装置は矩形平板状の遮蔽板であることを特徴とするリニアスケールの位置検出精度維持装置。
請求項１または２において、前記位置検出精度維持装置はリニアスケールに沿うようにリニアスケールに対して非接触な状態で設けられていることを特徴とするリニアスケールの位置検出精度維持装置。
請求項１〜３のいずれか１項において、前記キャリッジの背面には、キャリッジガイド軸の上方にキャリッジ搬送用ベルトにおける下部巻回部と上部巻回部、その上方に前記位置検出精度維持装置をそれぞれ水平に配置して、３層の遮蔽構造を形成すると共に、更にその上方に前記リニアスケールを前記３層の遮蔽構造と直角な起立姿勢で配置したことを特徴とするリニアスケールの位置検出精度維持装置。
請求項１〜４のいずれか１項において、前記キャリッジ搬送用ベルトは小径の駆動プーリと、大径の従動プーリとの間に巻回されており、これによりリニアスケールとキャリッジ搬送用ベルトにおける傾斜状態の上部巻回部との間には楔状スペースが形成され、この楔状スペースを利用して前記位置検出精度維持装置は設けられており、尚且つ、位置検出精度維持装置の幅寸法は日本工業規格に規定するＡ４サイズの用紙の幅寸法とほぼ一致するように設定されていることを特徴とするリニアスケールの位置検出精度維持装置。
駆動プーリと従動プーリとの間に巻回される無端帯状のキャリッジ搬送用ベルトと、記録ヘッドを取り付けた状態で主走査方向に往復動するキャリッジと、キャリッジの位置検出実行手段であるリニアスケールとを備える記録装置であって、前記記録装置には請求項１〜５のいずれか１項に記載の位置検出精度維持装置を設けたことを特徴とするリニアスケールの位置検出精度維持装置を備えた記録装置。
駆動プーリと従動プーリとの間に巻回される無端帯状のキャリッジ搬送用ベルトと、液体噴射ヘッドを取り付けた状態で主走査方向に往復動するキャリッジと、キャリッジの位置検出実行手段であるリニアスケールとを備える液体噴射装置であって、前記液体噴射装置には動的なキャリッジ搬送用ベルトの近傍に静的なリニアスケールを配置することによって生ずる精度低下要因の伝搬を回避するため、両者の間を仕切る仕切り部材として位置検出精度維持装置を設けたことを特徴とするリニアスケールの位置検出精度維持装置を備えた液体噴射装置。