JP2006142701A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 紙間のギャップ調整に伴い、エンコーダセンサ〜エンコーダフィルムのギャップが狂ってしまい、エンコーダのセンサのミスト耐久性能が悪化するのを、容易に調整可能とする。
【解決手段】 キャリッジに設けた位置決めボスを利用して、調整、その後、破壊して可動範囲を確保する。
【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。

前記の課題を解決するため、本発明は以下の構成を備える。

記録装置シャーシの側板に、同板金面上で位置の微調整を可能にせしめ、調整後はねじにて前記側板に、固定することができるエンコーダフィルムの固定部材を有し、
エンコーダセンサの光軸方向に対し、精度が保証された位置決め部を有したキャリッジをもち、
その位置決め部は、組立までは、本体シャーシ側板の穴部から外側に貫通し、
エンコーダ調整板を位置決め部に組み込み、ねじで固定した後、
その位置決め部を破壊、削除する、
エンコーダセンサとエンコーダフィルムの光軸方向の位置を適正に保つ調整機構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部品が必要なく、組立にも特殊な工具も要せず、組立に特殊な技術を求めないので、安価、容易に調整が可能である。

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、１５はエンコーダ調整部材、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２０はキャリッジ上の位置決め部、２１はキャリッジ基板（図６、図７）、２２はねじを示している。

また図３は、１８のギャップ調整機構の一例を示している。

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、プリンタ本体の一部を側方よりみた部分分解図である。

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と受光側が存在する。

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１２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に示すように記録装置シャーシの側板に、同板金面上で位置の微調整を可能にせしめ、調整後はねじにて前記側板に、固定することができるエンコーダフィルムの固定部材を有し、エンコーダセンサの光軸方向に対し、精度が保証された位置決め部を有したキャリッジをもち、その位置決め部は、組立までは、本体シャーシ側板の穴部から外側に貫通し、エンコーダ調整板を位置決め部に組み込み、ねじで固定した後、その位置決め部を破壊、削除する、エンコーダセンサとエンコーダフィルムの光軸方向の位置を適正に保つ調整機構を設けた。

図２、６、７で調整部、位置決め部の動作を説明していく。

まず図２に示すように、キャリッジを図の左方向に組立作業者が寄せると、キャリッジ５上の位置決め部２０は、シャーシ側板９の穴を貫通する。

この際の位置関係を示したのが、図６、図７で、この図は、本体を上面からみた場合の部分断面図である。

キャリッジ５上のエンコーダセンサ６とエンコーダフィルム８の位置決めの考え方を図６、７で説明していく。

図６は、エンコーダ調整板１６の調整が終了した直後の状態を示している。

また図７は、調整終了後、位置決め部２０を破壊した状態（製品の完成状態）を示している。

図６において、エンコーダセンサ６は、キャリッジ基板２１に通常、実装されている。

キャリッジ基板２１は、キャリッジ５に止められ、その基板の取り付け面と、位置決め部２０は精度よく部品ができている。

図３で示したように、キャリッジの印字媒体に対するギャップ調整を行った後で、位置決め部２０は、キャリッジ５を図で左側に寄せた場合、シャーシ側板９を貫通する。そのシャーシ側板９か露出した部分に、エンコーダ調整板１６をはめ、エンコーダ調整板１６をシャーシ側板９にねじにて固定する。

その後、一度、キャリッジ５をシャーシ側板９から反対方向に離し、位置決め部２０を破壊する。その後、キャリッジ５をシャーシ側板９に近づけた状態が、図７である。

この際の、破壊された位置決め部を２０’とする。２０’を破壊することでキャリッジ５は、エンコーダ調整後もスムーズに動くことが可能である。

そしてその後、エンコーダフィルム８をエンコーダ調整板１６に固定して、組立終了である。

結果、キャリッジの紙間ギャップをどのように調整しても、エンコーダ調整板の内部公差、キャリッジの位置決め部とキャリッジ基板間の公差、キャリッジ基板の厚み公差、エンコーダセンサの内部公差だけで、エンコーダフィルムとエンコーダセンサの取り付け誤差が収まることになる。

またここでは位置決め部を片側２個設けたが、左右に同様の機構があってもよい。

またここでは位置決め部を片側２個設けたが、組立時に回転方向の調整が不要な場合（図５で説明したような状態）は位置決め部２０一個でもよい。

実施例１と基本的には、同じ考え方であるが、位置決め部２０の形状が異なる。

図８は、その一例を示した図である。実施例１の位置決め部２０に相当するのが、位置決め部２３である。この位置決め部２３は、根本に応力集中が起きやすいよう切り欠きが設けてある。

結果、少ない作業力で折ることが可能なだけでなく、破壊の位置を決めることが可能である。

実施例２と基本的には、同じ考え方であるが、位置決め部２３の形状が異なる。

図９は、その一例を示したものである。

実施例２の位置決め部２３に相当するのが、位置決め部２４である。この位置決め部２４は、作業者が位置決め部を破壊する際の手がかり部が設けてある。

結果、少ない作業力で折ることが可能なだけでなく、慣れない作業者でも間違った部分を破壊してしまうのを防ぐことも可能である。

実施例２と基本的には、同じ考え方であるが、位置決め部２３の形状が異なる。

図１０は、その一例を示したものである。

実施例２の位置決め部２３に相当するのが、位置決め部２５である。この位置決め部２５は、２つの位置決め部を載せた台座が根本に設けてあり、その台座部分に切り欠きを設けることでその部分から一度に、破壊することが可能である。

結果、破壊後の部品を集める作業等も含め、組み立て工数が減り、コストも下げることが可能である。

また図１１は、本実施例と実施例３を組み合わせた例である。

実施例１の全体図 実施例１の部分組立図 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を示す図 実施例１を示す図 その他の実施例を示す図 その他の実施例を示す図 その他の実施例を示す図 その他の実施例を示す図 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 位置決め部
２１ キャリッジ基板
２２ ねじ
２３〜２６ その他の位置決め部
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 (6)

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、
   記録装置シャーシの側板に、同板金面上で位置の微調整を可能にせしめ、調整後はねじにて前記側板に、固定することができるエンコーダフィルムの固定部材を有し、
   エンコーダセンサの光軸方向に対し、精度が保証された位置決め部を有したキャリッジをもち、
   その位置決め部は、組立までは、本体シャーシ側板の穴部から外側に貫通し、
   エンコーダ調整板を位置決め部に組み込み、ねじで固定した後、
   その位置決め部を破壊、削除する、
   エンコーダセンサとエンコーダフィルムの光軸方向の位置を適正に保つ調整機構を設けたことを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 同構成を左右に設け、そのうち一端は、エンコーダフィルムのテンションを発生する為の板バネ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。
3. 前記位置決め部の根本に切り欠きを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. 前記位置決め部の一部に、破壊時の手がかり部を設けたことを特徴とする請求項３に記載のインクジェット記録装置。
5. エンコーダの光軸方向の位置、および光軸に垂直な面での倒れを調整する第二の位置決め部を持ったことを特徴とする請求項１、３、４のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
6. 前記位置決め部が、根本で連結されていること特徴とする請求項１、３、４のいずれかに記載のインクジェット記録装置。

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