JP2006142700A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明の課題は、スケールとエンコーダのディテクタの取り付け精度を向上し、高分解能、高精度で位置検出を行なえる光学式リニアエンコーダ、及びこれを用いて移動部材の位置検出を高分解能、高精度で行なえる電子装置、特に記録ヘッドを搭載したキャリッジの位置検出を高分解能、高精度に行なって高密度記録が可能で信頼性、耐久性の高いインクジェット記録装置を提供することにある。
【解決手段】 ＣＲのメインシャフト、サブシャフトの双方を動かし紙間隔の調整を行う場合、エンコーダのセンサ、フィルム間の精度が悪化し、耐久性が悪化する。これを簡易な方法で、適正精度に調整するための機構を提案する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば記録装置において記録ヘッドを搭載して往復移動するキャリッジの位置を検出する高精度位置検出手段として使用される光学式リニアエンコーダ、及びこれを用いる電子装置、特にインクジェット記録装置に関するものである。

従来より、例えば記録装置において往復移動するキャリッジの位置を高精度に検出する高精度位置検出手段には、様々な方式のリニアエンコーダが用いられてきた。中でも光学式のエンコーダは検出部がリニアスケールに非接触で検知可能で耐久性に優れ、磁界の変化などの外乱に強く、安価であり、また高精度、高分解能の位置検出に向いており、高性能記録装置においては主流となっている。
特開平１−２２１２７１号公報

しかしながら最近では、装置の高性能化の要求とともに、光学式リニアエンコーダに更なる高精度、高分解能が要求されており、それによって以下のような点が問題視されている。

記録装置内部はインク、紙紛、トナー等汚れの原因となるものが多く、リニアスケールの表面にこれが付着すると透過光が減少し、リニアエンコーダの信号出力を低下させる。特許文献１には、リニアスケールを走査した際のフォトインタラプタ出力に応じてフォトインタラプタの総合感度を所定値に制御する手段が提案されているが、これは若干の信号変化を補正するもので、スケール表面の汚れによる出力低下を解決できるものではない。同じ汚れでも、特に高分解能エンコーダでは、鋭敏化した感度上、この影響が大きい。

また、特にインクジェット方式の記録装置においては、記録ヘッドからのインク吐出時に微少のインクが霧状に空間に散乱する現象（以下、ミストと記す）が起こり、装置内部の部品にインクが付着しやすく、リニアスケール表面にも付着しやすい。

光学式リニアエンコーダにおいて、明暗スリットの本数を受光素子によって単純にカウントする方式では、水滴等の透過性をもちリニアスケール表面の曲率を変える汚れに対してスケールの透過光が正常な光路からはずれるため、受光部であるセンサに設計値とおりの均等なピッチで光が届かなく誤信号が発生する。

上記の誤信号による誤差は、例えばリニアエンコーダを用いる記録装置の印字性能を左右することは言うまでもなく、誤信号による誤差の積み重なりは停止位置を狂わせ、最悪の場合、高速で駆動されるキャリッジの他部品への衝突による機械破損、暴走等が生じ、信頼性、耐久性の低下につながる問題を招くおそれがある。

また耐久性に関する要求は増える一方で、最近はインクジェット方式でも５万枚ほどの実力を保証するプリンタも登場している。この傾向は増える一方で、プリンタの寿命を左右する要素のひとつであるキャリッジ用光学センサのミストによる汚れに対する耐汚性能が、いま求められている。

この誤信号の発生を最小限に抑えるのに、エンコーダセンサの受光面（以下、ディテクタと呼ぶ）とリニアスケールの遮光面を出来る限り近づける及び、出来るだけ平行にするといった取り付けの精度を向上することが、有効であることが実験的にわかっている。

このディテクタとのギャップを保つために、エンコーダフィルムとセンサをすらせてしまうような単純な構成もあるが、ヘビィデューティな仕様の場合、エンコーダフィルム表面の埃やインク、紙粉を一部にかき集めてしまい、やはりエンコーダとしての寿命を短くしてしまう。

そこで本発明の課題は、上述したスケールとエンコーダのディテクタの取り付け精度を向上し、高分解能、高精度で位置検出を行なえる光学式リニアエンコーダ、及びこれを用いて移動部材の位置検出を高分解能、高精度で行なえる電子装置、特に記録ヘッドを搭載したキャリッジの位置検出を高分解能、高精度に行なって高密度記録が可能で信頼性、耐久性の高いインクジェット記録装置を提供することにある。

上記の課題を解決するため、本発明は以下の構成を備える。

キャリッジ上に光学式エンコーダセンサをもち、記録装置の非稼動部に前記センサのリニアスケールを設けたことで、キャリッジの位置を検出するインクジェット記録装置において、
組み立て時にシャーシ両側板に対し、シャフトの位置を決めた後、荷重をかけることでキャリッジを主走査方向にガイドするメインシャフトに対し、そのラジアル方向に位置が決まるよう突き当て部が２点存在し、
かつキャリッジのメインシャフトに対する回転止めとなるサブシャフトもしくはサブガイド板金に対し、メインシャフトに対して回転を止める突き当て部が一点存在し、
かつその一部にリニアスケールの厚み方向の位置を決める突き当て面および長手方向もしくはスケール短手方向の位置決めリブをもち、
かつその一部にシャーシに対して位置を固定するためのねじ固定部をもつリニアスケール位置調整部材を設けたことを特徴とする。

本発明によれば、ガイド軸、サポート軸の位置調整を行ってもエンコーダセンサとエンコーダフィルムの平行度、ギャップ等の位置関係は一定に保たれ、高耐久機に求められるエンコーダ信号のマージンを確保できる。また本構成では特殊な工具や技術を求めないので、安価に調整が可能である。またサービス分解等でも特殊な工具を必要としないので、分解場所を選ばない。

また実施例２の効果としては、シャーシの剛性を格段向上することが可能で落下試験等に対し、マージンを向上することが可能である。

また実施例３の効果としては、実施例１の効果をさらに向上することが可能で、本構成を全く理解していない者でも、自動的に調整が終了する。

以下、図を参照して本発明の実施の形態を説明する。

図１〜図２において、１は記録ヘッド３を載せたヘッドカートリッジ、２はヘッドカートリッジ１上に、固定されるインクタンク、３はインクを吐出する記録ヘッド、５はヘッドカートリッジ１を固定し、Ａ方向に移動するキャリッジ、６はキャリッジ５上に固定された光学式エンコーダセンサ、８はそのセンサ６に対応したエンコーダフィルム、７はキャリッジ５を主走査方向にガイドするガイド軸、４はそのガイド軸７と平行に設けられたキャリッジ５の回転方向の規制をするためのサポート軸、９はシャーシ側板、１０は記録するための印字媒体、１２は媒体を印字後、搬送するための排紙ローラ、１１は対に設けられた拍車、１４は印字媒体１０を給紙するための給紙ローラ、１３はその対になるピンチローラ、１６はガイド軸７とサポート軸４上に、またがりエンコーダフィルム８の取り付け部分をもったエンコーダ調整板、１８はガイド軸７をキャリッジ５と印字媒体１０のギャップを保つための、ギャップ調整部を示している。

また図３は、１８のギャップ調整機構の一例を示している。

１５はシャーシ側板に対しシャフトを加圧固定するための線ばね、１７はガイド軸調整をシャーシに固定するためのねじを示している。

各、搬送系のローラで搬送された印字媒体に対し、ガイド軸７とサポート軸４は、その記録ヘッド３とのギャップを精度よく保つため、シャーシ側板９に調整後、固定される。

図１では、ガイド軸の調整板のみ図示しているが、サポート軸だけ、もしくは両方の調整があり得る。

その調整機構の一例を示したものが、図３である。

９のシャーシ側板には、上下方向にガイド軸７が移動可能な長溝が設けられている。

またシャーシ側板９には、ガイド軸調整板を回転のみの位置規制するエンボスが設けられている。さらにシャーシ側板９には、線ばね１５を固定するためのフックが設けられている。

さらにねじ１７を固定するためのねじ穴も設けられている。

ガイド軸調整板は、前記したシャーシ側板に設けられたエンボス部を中心に回転する。

その内側にはカムがあり、カム中心と回転中心はずれており、シャーシ側板９の長溝とカム面に沿って、ガイド軸７は上下する。

また方端部をシャーシ側板９に固定された、線ばね１５により、押しつける荷重を発生する。ガイド軸をギャップを測定しながら上下し、確定後、ねじ１７をガイド軸調整板のばか穴を貫通、シャーシ側板９にねじ止めすることで、ギャップ調整は終了する。

図２は、キャリッジを側方よりみた部分断面図である。

ここでは、記録装置にもっともよく使用される透過型光学式エンコーダセンサを図示している。

エンコーダセンサ６には、エンコーダフィルム８をまたがって発光側である６ａと受光側である６ｂが存在する。

通常、受光側にエンコーダフィルムを近づける方が、汚れに対してマージンが向上する。

またセンサの光軸とエンコーダフィルムのスリット面の垂直度も同様に、マージンに影響する。

図１１は従来のエンコーダフィルム調整機構のないものを図示している。

図３で説明したように、印字媒体１０と記録ヘッド３のギャップを調整すると、従来の構成では、図４に示すようにガイド軸５７とサポート軸５４の高さが印字媒体と記録ヘッドのギャップ調整でずれた場合、それにガイドされたキャリッジ５５は水平面から傾き、キャリッジ上に固定されたエンコーダセンサ５６も傾く。しかしエンコーダフィルム５８は、シャーシ側板５９に固定されているので、その相対位置は、ずれてしまうことになる。この場合、エンコーダフィルム５８と光軸の垂直度が狂ってしまう。

また図５に示すように、エンコーダセンサ５６とエンコーダフィルム５８の位置が公差等でずれた場合、５６ａに近い場合、エンコーダの信号マージンは減少し、５６ｂに近づきすぎた場合でも受光素子５６ｂ側に摺る可能性がある。この場合、エンコーダフィルム５６の表面に付着した汚れをかき集めてしまう可能性が高い。結果、エンコーダのマージンを縮めることになる。

これに対し、本発明では図１に示すようにガイド軸７とサポート軸４にまたがりシャーシ側板に対し本体内側より接し、その端部にエンコーダフィルムを固定可能にしたエンコーダ調整板金を持つ。

この構成でのエンコーダのギャップの挙動を示したものが、図６、７である。

図６、７は印字装置を側面よりみた断面を模式図で描いたものである。

ここでエンコーダ調整板１６は、自重と調整者の組み立て時の加圧力により、図６に示すような方向に加圧を受ける。

その加圧により、ガイド軸７に対し、２点が接触し、ラジアル方向に位置を決めることになる。

この図では、２点は直行方向に描かれているが、楔形状のようにＶ字になっていても無論かまわない。

また前記加圧により、エンコーダ調整板１６はサポート軸に対しても突き当たることになる。この突き当てにより１６はガイド軸に対して回転方向に規制されることになる。

以上３点により、エンコーダ調整板１６は、ガイド軸、サポート軸に対して描画平面上に位置を決める。

またエンコーダ調整板１６はシャーシ側板９に対して、面接触しておりシャーシと平行が保たれている。ここでシャーシ側板９に対し、ガイド軸調整板１８と裏表の関係にあるのは、上記平行度が出しやすく、逆に調整時に板金同士の摩擦負荷により、追従性が悪くなるのを避けるためであるが、その程度が許すならば、これも同方向に設けることもありうる。

次に記録ヘッド３と印字媒体１０のギャップ調整によりガイド軸と７とサポート軸４の記録装置からの平行が狂った場合を示す。

図７がその状態で、ここではサポート軸４が上方に持ち上げられた場合を示している。前記してきたように今までの構成ではエンコーダフィルムは印字装置に対し、位置を変えないので、サポート軸が位置を変えた場合、キャリッジが姿勢を変え、同キャリッジ上のセンサはやはり姿勢を変える。図４で前記した場合の逆向きになりセンサとフィルムはこすってしまう。

しかし図７に示すように、エンコーダ調整板上に固定された本発明の場合のエンコーダフィルムは、１６の軸に対する追従により、センサに対し同様に追従、センサとフィルムは常に平行に保たれる。ここでは、サポート軸が上方に上がった状態を示したが、メイン軸が変わっても同じである。

また従来例、図５で示したようにセンサ、フィルムの平行な位置変動も同様に、エンコーダ調整板１６がガイド軸に突き当たることにより追従することができる。

次に、図８、９は本発明の実施例２を示している。本実施例は基本的には実施例１の図１に示す構成と概略同様であるが、ガイド軸のスラスト方向の構成が異なる。

図９は、本発明の実施例２を示し、図８に示すのは印字装置正面方向からガイド軸の右端部を見た部分断面図である。

ここで２０は前記したガイド軸の端部近傍に凹溝を追加したものである。

ガイド軸２０は凹溝をガイド軸調整板の穴上部に乗せて組まれ、凹溝の上方に突き当たるようにエンコーダ調整板１６を組み込むことで、上下をガイド軸調整板１８とエンコーダ調整板１６で挟まれたガイド軸２０はスラスト方向に、抜けなくなる。

図３に示した加圧用の線ばねを、ガイド軸の溝に落とし込んで、抜け止めにすることが、印字装置のシャフトに多くみられるが、エンコーダ調整板を設けたことで、その線ばねを廃止することが可能である。

またこの抜け止めをガイド軸両端に設けることで、シャーシ側板９のシャフトスラスト方向の位置を決めることが可能で、そのシャーシの剛性を格段向上することも可能である。

またここでは、ガイドシャフト調整板とエンコーダ調整板で上下を挟みこむ例を示したが、シャーシ側板とエンコーダ調整板で挟み込んだ場合も同様の効果がある。

次に、図１０は本発明の実施例３を示している。本実施例は基本的には実施例１に示す構成と概略同様であるが、エンコーダ調整板２１に弾性変形部２１ａがあり、シャーシ側板９に９ａの２１ａの反力を受ける部分がある点が異なる。

エンコーダ調整板２１は、単品では点線にて図示した位置にあり、本構成のように取り付けた状態では、図の位置まで２１ａは弾性変形し、加圧力を発生する。

この加圧力は、前記してきた実施例の調整者が加えていた力と同様のもので、ガイド軸７にエンコーダ調整板２１をラジアル方向に固定する。

本構成のメリットは、調整者が加圧しなくてもエンコーダ調整板が追従するため、組み立てが容易になることである。

実施例１の全体図 実施例１の部分断面図 ギャップ調整の構成図 従来の構成での不具合を説明する図 従来の構成での不具合を説明する図 実施例１の効果を示す図 実施例１の効果を示す図 実施例２の構成を示した図 実施例２の全体構成図 実施例３の構成図 従来の構成図

符号の説明

１ ヘッドカートリッジ
２ インクタンク
３ 記録ヘッド
４ サポート軸
５ キャリッジ
６ エンコーダセンサ
７ ガイド軸
８ エンコーダフィルム
９ シャーシ側板
１０ 印字媒体
１１ 拍車
１２ 排紙ローラ
１３ ピンチローラ
１４ 給紙ローラ
１５ 線ばね
１６ エンコーダ調整板
１７ ねじ
１８ ガイド軸調整板
１９ ねじ
２０ ガイド軸
２１ エンコーダ調整板
２２ シャーシ側板
５１ ヘッドカートリッジ
５２ インクタンク
５３ 記録ヘッド
５４ サポート軸
５５ キャリッジ
５６ エンコーダセンサ
５７ ガイド軸
５８ エンコーダフィルム
５９ シャーシ側板
５１０ 印字媒体
５１１ 拍車
５１２ 排紙ローラ
５１３ ピンチローラ
５１４ 給紙ローラ
５１５ ギャップ調整部

Claims (7)

1. キャリッジ上に光学式エンコーダセンサをもち、記録装置の非稼動部に前記センサのリニアスケールを設けたことで、キャリッジの位置を検出するインクジェット記録装置において、
   組み立て時にシャーシ両側板に対し、シャフトの位置を決めた後、荷重をかけることでキャリッジを主走査方向にガイドするメインシャフトに対し、そのラジアル方向に位置が決まるよう突き当て部が２点存在し、
   かつキャリッジのメインシャフトに対する回転止めとなるサブシャフトもしくはサブガイド板金に対し、メインシャフトに対して回転を止める突き当て部が一点存在し、
   かつその一部にリニアスケールの厚み方向の位置を決める突き当て面および長手方向もしくはスケール短手方向の位置決めリブをもち、
   かつその一部にシャーシに対して位置を固定するためのねじ固定部をもつリニアスケール位置調整部材を、
   設けたことを特徴としたインクジェット記録装置。
2. シャーシの設けられた穴に、シャフトの一部に設けられた溝が落ち込み、前記シャフトの一部に設けた凹溝に、前記リニアスケール位置調整部材が落ち込んだ状態で、シャーシに前記リニアスケール位置調整部材をねじ固定し、シャフトのスラスト止めとしたことを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
3. 前記リニアスケール位置調整部材を左右に２個設けたことを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
4. シャーシの両側板にそれぞれ設けられた穴に、シャフトの左右２箇所に設けた凹溝が落ち込み、シャフトの左右２箇所に設けた凹溝に、前記リニアスケール位置調整部材がそれぞれ落ち込んだ状態で、シャーシ両側板に前記リニアスケール位置調整部材をねじ固定したことにより、シャフトのスラスト抜け止め、及びシャフトスラスト方向のシャーシ側板の剛性向上を図ったことを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
5. 前記リニアスケール位置調整部材が２個、同一プロセス、同一型にて成型された同一形状であることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
6. キャリッジ上に光学式エンコーダセンサをもち、記録装置の非稼動部に前記センサのリニアスケールを設けたことで、キャリッジの位置を検出するインクジェット記録装置において、
   組み立て時にシャーシに対し、シャフトの位置を決めた後、
   一方向に荷重をかけるように荷重を発生する弾性変形部を持ち、
   前記荷重によりキャリッジを主走査方向にガイドするメインシャフトに対し、そのラジアル方向に位置が決まるよう突き当て部が２点存在し、
   かつキャリッジのメインシャフトに対する回転止めとなるサブシャフトもしくはサブガイド板金に対し、メインシャフトに対して回転を止める突き当て部が一点存在し、
   かつその一部にリニアスケールの位置を決める突き当て面および位置決めリブをもち、
   かつその一部にシャーシに対して位置を固定するためのねじ固定部をもつリニアスケール位置調整部材を、
   設けたことを特徴としたインクジェット記録装置。
7. シャーシ側板に対して、シャフト位置調整構造の裏面にエンコーダ調整部材が設けられることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。

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