JP2006187899A - インクジェットプリンタ - Google Patents

Abstract

【課題】 ガタが発生した場合でもキャリッジの水平方向の位置を正確に検知することができるインクジェットプリンタを提供する。
【解決手段】 インクカートリッジを保持するキャリッジ２１と、キャリッジ２１を水平方向に貫通してキャリッジ２１をガイドするガイド軸４と、ガイド軸４に平行に張設されたエンコーダストリップ３と、キャリッジ２１に設けられた、エンコーダストリップ３に記録された位置情報を検出するセンサ３５と、キャリッジ２１の上端部をガイドする、ガイド軸４と平行に延びるガイドレール２ａとを備えている。ガイド軸４とエンコーダストリップ３とは、少なくともその一部が同じ高さに位置するように架設する。
【選択図】 図３

Description

この発明は、ガイド軸にガイドされたキャリッジを往復移動させながら印刷を行なうインクジェットプリンタに関する。

インクジェットプリンタにおいては、キャリッジに保持されたインクカートリッジからのインクを用紙の主面に吹き付けて、用紙に文字や画像を形成する。このキャリッジは、用紙の送り方向と直交する水平な方向に走査可能に構成されている。キャリッジは、その水平方向に往復移動するが、印字や画像形成を正しく行なうためにはキャリッジの水平方向の位置を正確に検出する必要がある。

このキャリッジの水平方向の位置を検出する装置として、エンコーダストリップと呼ばれる長尺のフィルム状の標識部材と、エンコーダストリップに記録された位置情報を検出するセンサとを用いたものが知られている。エンコーダストリップは、その主表面に所定の間隔で設けられた複数の透光部を有しており、キャリッジの走査方向に沿ってシャーシに張設される。センサは、発光部と受光部とからなり、キャリッジの背面に設けられる。このセンサは、発光部と受光部との間に隙間を有しており、エンコーダストリップはこの隙間に挿通される。

発光部から照射された光は、エンコーダストリップの透光部を透過し、受光部によって受光される。このとき、受光部において得られるパルス信号を読み取ることにより、エンコーダストリップの透光部の数をカウントし、キャリッジの位置が特定される。

通常、エンコーダストリップは、ユーザがインクカートリッジの交換時等に誤って触れることがないように、キャリッジの背面側に張設される。これに対応して、上述のセンサもキャリッジの背面に設けられている。

図５は上述のようなキャリッジを背面側から見た斜視図である。キャリッジ１２１の背面には、背面側に突出した一対のリブ１２２が設けられており、その下端部にはガイド軸１０４が貫通する貫通孔１２３が設けられている。キャリッジ１２１の上面には３つの突出片１２４が設けられており、突出片１２４は、突出片１２４間に位置し、水平方向に延びるレール２ａに摺動自在に当接している。このようにキャリッジ１２１は、その下部がガイド軸１０４にガイドされ、その上端部がレール２ａにガイドされながら、水平方向に移動可能とされている。

また、キャリッジ１２１の背面には、直立した回路基板１３１が配設されている。回路基板１３１のほぼ中央部に上述のセンサ１３２が設けられており、その隙間１３２ａにエンコーダストリップ１０３が挿通されている。

図５に示したキャリッジに類似するキャリッジを備えたインクジェットプリンタを開示したものとして、特許文献１（特開２００４−１８８７０１号公報）がある。
特開２００４−１８８７０１号公報

上述のように、キャリッジ１２１は、その下部をガイド軸１０４によりガイドされ、上端部をレール２ａにガイドされている。ガイド軸１０４は、ガイド軸１０４の軸方向およびガイド軸１０４を中心に回転する方向を除く方向へキャリッジ１２１の動きを拘束する。一方、レール２ａはガイド軸１０４を中心に回転する方向へのキャリッジ１２１の動きを拘束する。これらにより、ガイド軸１０４の軸方向を除く方向への動きが拘束されている。

ここで、ガイド軸１０４の外周面とキャリッジ１２１の貫通孔１２３の内周面との間には、これらの摺動を可能とするために多少の隙間が存在する。この隙間のために、キャリッジ１２１には、図６に誇張して示すようなガタが生じる。このガタは、ガイド軸１０４の外周面とキャリッジ１２１の貫通孔１２３の内周面との間の隙間により生じるので、主としてガイド軸１０４上の点を中心とする回転運動として生じる。

従来のインクジェットプリンタにおいては、キャリッジ１２１の位置を検出するための、エンコーダストリップ１０３およびセンサ１３５は、ガイド軸１０４から上方向に離れた位置に位置しているため、図６に示すようにガタの影響を受けやすい。ガタが発生した場合には、センサ１３５の検出点Ｐは水平方向に大きくずれることとなり、キャリッジ１２１の正確な水平方向の位置を検出することができないという問題点があった。

この発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、ガタが発生した場合でもキャリッジの水平方向の位置を正確に検知することができるインクジェットプリンタを提供することを目的とする。

この発明に基づいたインクジェットプリンタに従えば、インクカートリッジを保持するキャリッジと、上記キャリッジを水平方向に貫通して上記キャリッジをガイドするガイド軸と、上記ガイド軸に平行に設けられたエンコーダストリップと、上記キャリッジに設けられた、上記エンコーダストリップに記録された位置情報を検出するセンサと、上記キャリッジの上端部をガイドする、上記ガイド軸と平行に延びるガイドレールとを備え、上記ガイド軸と上記エンコーダストリップとは、少なくともその一部が同じ高さに位置するように架設されている。ここで「一部が同じ高さに位置する」とは、言い換えると、インクジェットプリンタを正面または背面から見て、ガイド軸の上端縁または下端縁とエンコーダストリップとが重なって見える状態を意味する。

この構成によると、ガイド軸とキャリッジとの隙間によるガタが発生しても、ガタによるキャリッジの回転運動の中心と、センサによりエンコーダストリップを検知する点が接近するので、位置検出におけるガタの発生の影響を小さくすることができる。これにより、ガタが発生した状態でも、キャリッジの位置を正確に検出することができる。

上記インクジェットプリンタにおいて好ましくは、上記ガイド軸の中心軸と上記エンコーダストリップの中心線とが同じ高さである。この構成によると、ガタの位置検出への影響を最小化することができる。

上記インクジェットプリンタにおいて、上記キャリッジの背面には後方に突出する一対のガイド軸保持部を設け、上記ガイド軸保持部には、上記ガイド軸が貫通する貫通孔と、上記ガイド軸保持部の基部に設けられた上記エンコーダストリップが挿通されるスリットとを設け、上記センサは、上記一対のガイド軸保持部の間に配設するようにしても良い。また、この構成において、ガイド軸保持部をキャリッジの後方に突出したアームとして構成し、そのアームの基部にエンコーダストリップを挿通するスリットを設けるようにしても良い。この構成によると、キャリッジとガイド軸との取り付け剛性を確保しながら、ガイド軸とエンコーダストリップとの少なくとも一部が同じ高さに位置するインクジェットプリンタを構成することができる。

本発明に係るインクジェットプリンタによると、キャリッジにガタが発生した場合でもキャリッジの水平方向の位置を正確に検出することができる。

以下、この発明に基づいた各実施の形態におけるインクジェットプリンタの構造について、図を参照しながら説明する。

本実施の形態に係るインクジェットプリンタは、インクカートリッジを保持するキャリッジ２１と、キャリッジ２１を水平方向に貫通してキャリッジ２１をガイドするガイド軸４と、ガイド軸４に平行に張設されたエンコーダストリップ３と、キャリッジ２１に設けられた、エンコーダストリップ３に記録された位置情報を検出するセンサ３５と、キャリッジ２１の上端部をガイドする、ガイド軸４と平行に延びるガイドレール２ａとを備えている。

図１は、本実施の形態に係るインクジェットプリンタの主要部の構造を示す斜視図である。図２は、図１におけるII−II矢視断面図であり、図３は、キャリッジのベース部を背面側から見た斜視図であり、図４は、本実施の形態に係るインクジェットプリンタの効果を説明する、キャリッジを背面側から見た図である。

図１に示すように、本実施の形態のインクジェットプリンタは、インクカートリッジを保持し、水平方向に移動自在に取り付けられたキャリッジ２１、このキャリッジ２１を保持するガイド軸４、およびこのガイド軸４が固定されたフレーム２などにより、その主要部１が構成されている。

キャリッジ２１には、金属製のガイド軸４が貫通しており、キャリッジ２１の下部はこのガイド軸によりガイドされている。また、キャリッジ２１の上面には３つの突出片２４が設けられており、その突出片２４の間に設けられたレール２ａによりキャリッジ２１の上端部がガイドされている。キャリッジ２１は、図示しないモータにより駆動されて、ガイド軸４およびレール２ａに沿って水平方向にスライドする。モータの駆動力は、図示しない水平方向に延びるベルトを介して、キャリッジ２１の背面のベルト保持部３９（図３参照）に伝達される。

キャリッジ２１の背面側は、直立したベース部２２により構成され、その正面側下部には、インクカートリッジの下部を収容するクレードル３３が取り付けられている。このベース部２２とクレードル３３とは、一体成型により製造しても良いし、別々に成型してビスなどにより固定して製造してもよい。

ベース部２２の正面側上部にはインクカートリッジの上方を覆う蓋体３２が設けられている。蓋体３２は、ベース部２２に軸着されており、必要に応じて開閉することができる。キャリッジ２１を構成する、ベース部２２、クレードル３３および蓋体３２は、いずれも合成樹脂製である。

キャリッジ２１の背面側には、水平方向に延びるエンコーダストリップ３が位置しており、キャリッジ２１の背面に設けられたセンサ３５（図３参照）により、キャリッジ２１の水平方向の位置を検出している。また、キャリッジ２１には、電気的信号を伝達するケーブル５が接続されている。

ガイド軸４の両端部およびエンコーダストリップ３の両端部は、フレーム２の側壁部にそれぞれ固定されている。また、上述のレール２ａは、フレーム２の上面を構成する部材の前端縁から垂下するリブにより構成されている。

図２および図３を参照して、キャリッジ２１の構造をより詳しく説明する。キャリッジ２１の背面側に位置するベース部２２には、背面側に突出した一対のアーム２３が設けられている。アーム２３には、その先端部側にガイド軸４が貫通する貫通孔２５が設けられており、基部側にはエンコーダストリップ３が挿通される縦長のスリット２６が設けられている。貫通孔２５の中心軸の高さと、スリット２６の中心の高さとは図２に示すように一致している。また、ガイド軸４の中心軸の高さと、エンコーダストリップ３の中心の高さも一致している。

アーム２３は、キャリッジ２１の本体をガイド軸４に摺動可能に連結する機能を有するので、十分な剛性を有するように、十分な肉厚を付与している。アーム２３はベース部２２の本体と一体成型しても良いし、別々に成型してビスなどで固定するようにしても良い。エンコーダストリップ３は、四方を囲まれたスリット２６に挿通されるので、ベース部２２からの脱落を防止することができる。スリット２６の周囲はテーパが形成され、スリット２６にエンコーダストリップ３を挿入する作業を容易にすると共に、スリット２６の周囲とエンコーダストリップ３とが接触することによるエンコーダストリップ３の損傷を抑制している。

キャリッジ２１の背面には、図３に示す直立した回路基板３１が配設されている。回路基板３１のほぼ中央部には、開口部３１ａが設けられており、その開口部３１ａにはベルト保持部３９が貫通している。回路基板３１の下端中央部は、下方に突出しており、その突出した部分にセンサ３５が固定されている。図３に示すように、センサ３５は、一対のアーム２３の間の中央部に位置する。センサ３５の隙間３５ａには、エンコーダストリップ３が挿通されている。

エンコーダストリップ３は、長尺のフィルム状の標識部材であり、その主表面には所定の間隔で並ぶ、縦長の透光部が複数個設けられている。センサ３５は、発光部と受光部とを有しており、発光部と受光部との間の隙間３５ａにエンコーダストリップ３が挿通されている。発光部から照射された光は、エンコーダストリップ３の透光部を透過し、受光部によって受光される。このとき、受光部において得られるパルス信号を読み取ることにより、エンコーダストリップ３の透光部の数をカウントし、キャリッジ２１の位置を特定する。

次に、本実施の形態のキャリッジ２１の動作について説明する。キャリッジ２１は、その下部をガイド軸４によりガイドされ、上端部をレール２ａにガイドされている。ガイド軸４は、ガイド軸４の軸方向およびガイド軸４を中心に回転する方向を除く方向へのキャリッジ２１の動きを拘束する。一方、レール２ａはガイド軸４を中心に回転する方向への動きを拘束する。これらにより、ガイド軸４の軸方向を除く方向へのキャリッジ２１の動きが拘束され、基本的には、ガイド軸の軸方向にのみ移動する。

但し、ガイド軸４の外周面とキャリッジ２１の貫通孔２５の内周面との間には隙間が存在する。この隙間のために、図４に誇張して示すような多少のガタが生じることがあり、このガタは、主としてガイド軸４上の点を中心とする回転運動として生じる。

本実施の形態のキャリッジ２１においては、ガイド軸４の中心軸の高さとエンコーダストリップ３の中心線の高さとが一致しているので、ガタによる回転運動は、エンコーダストリップ３の中心線上の点を中心とする運動となる。したがって、センサ３５によりエンコーダストリップ３を検出する検出点Ｐは、ガタが生じる前と後とでほとんどずれない。

特に、問題となるのは、貫通孔２５とガイド軸４との間の隙間による最大のガタが生じた場合であるが、この最大のガタは一方の貫通孔２５と他方の貫通孔２５とが逆方向にずれる場合に生ずる。最大のガタが生じたとき、キャリッジ２１の背面の回転中心は、ガイド軸４の中心軸上で、両貫通孔２５の中央の点となる。したがって、本実施の形態においては、この回転中心とセンサによる検出点Ｐとは一致するので、最大のガタが発生した場合でも、その影響を受けることなくエンコーダストリップ３とセンサ３５によりキャリッジ２１の位置を正確に検出することができる。

本実施の形態では、ガイド軸４の中心軸の高さとエンコーダストリップ３の中心線の高さとが一致するように構成したが、多少ずれていても実用上問題ない程度の効果が得られる。具体的には、ガイド軸４とエンコーダストリップ３とが、少なくともその一部が同じ高さに位置するように設けられていればよい。言い換えると、インクジェットプリンタを正面または背面から見て、ガイド軸４の上端縁または下端縁とエンコーダストリップ３とが重なって見える状態であれば、ガイド軸４の中心軸の高さとエンコーダストリップ３の中心線の高さが多少ずれていても、ガタの影響を実質的に受けることなく、キャリッジの位置を正確に検出することができる。

また、本実施の形態では、キャリッジ２１の背面に一対のアーム２３を突出させ、このアーム２３に貫通孔２５およびスリット２６を設けたが、キャリッジ２１の側面全体を後方に突出させるようにしてもよい。

また、この実施の形態では、アーム２３の先端側に貫通孔２５を設け、基部側にスリット２６を設けているが、この順序を逆にして、アームの先端側にスリット２６を設け、基部側に貫通孔２５を設けるようにしてもよい。この場合には、スリット２６の周辺に大きな剛性は必要とされないので、スリット２６の四方を囲む必要はない。したがって、従来のように、スリット２６の四方のいずれかの辺の一部が開放した切り込みによりスリット２６を構成しても良い。この場合には、エンコーダストリップ３をフレーム２に張設した後に、その開放した部分を介してエンコーダストリップ３をスリット２６に挿通することができる。

なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施の形態のみによって解釈されるのではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

この発明に基づいた実施の形態におけるインクジェットプリンタの主要部の構造を示す斜視図である。 この発明に基づいた実施の形態におけるインクジェットプリンタの、図１におけるII−II矢視断面図である。 この発明に基づいた実施の形態におけるキャリッジのベース部を背面側から見た斜視図である。 この発明に基づいた実施の形態におけるインクジェットプリンタの効果を説明する、キャリッジを背面側から見た図である。 従来のキャリッジのベース部を背面側から見た斜視図である。 従来のインクジェットプリンタの課題を説明する図である。

符号の説明

３ エンコーダストリップ、４ ガイド軸、２１ キャリッジ、２２ ベース部、２３ アーム（ガイド軸保持部）、２５ 貫通孔、２６ スリット、３２ 蓋体、３３ クレードル、３５ センサ。

Claims (4)

1. インクカートリッジを保持するキャリッジと、前記キャリッジを水平方向に貫通して前記キャリッジをガイドするガイド軸と、前記ガイド軸に平行に設けられたエンコーダストリップと、前記キャリッジに設けられた、前記エンコーダストリップに記録された位置情報を検出するセンサと、前記キャリッジの上端部をガイドする、前記ガイド軸と平行に延びるガイドレールと、を備え、
   前記キャリッジは、前記ガイド軸が貫通し、上端部を前記ガイドレールに係止された直立したベース部と、前記ベース部の前面に設けられたインクカートリッジを保持するクレードルとを有し、
   前記ベース部の背面には後方に突出する一対のアームが設けられており、前記アームには、前記ガイド軸が貫通する貫通孔と、前記エンコーダフィルムが挿通されるスリットとが、少なくともその一部が同じ高さに位置するように設けられ、
   前記センサは、前記一対のアームの間に配設されている、インクジェットプリンタ。
2. インクカートリッジを保持するキャリッジと、前記キャリッジを水平方向に貫通して前記キャリッジをガイドするガイド軸と、前記ガイド軸に平行に設けられたエンコーダストリップと、前記キャリッジに設けられた、前記エンコーダストリップに記録された位置情報を検出するセンサと、前記キャリッジの上端部をガイドする、前記ガイド軸と平行に延びるガイドレールと、を備え、
   前記ガイド軸と前記エンコーダストリップとは、少なくともその一部が同じ高さに位置するように架設されている、インクジェットプリンタ。
3. 前記ガイド軸の中心軸と前記エンコーダストリップの中心線とが同じ高さに位置する、請求項２に記載のインクジェットプリンタ。
4. 前記キャリッジの背面には後方に突出する一対のガイド軸保持部が設けられており、前記ガイド軸保持部は、前記ガイド軸が貫通する貫通孔と、前記ガイド軸保持部の基部に設けられた前記エンコーダストリップが挿通されるスリットとを有し、
   前記センサは、前記一対のガイド軸保持部の間に配設されている、請求項２または３に記載のインクジェットプリンタ。

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