JP2007078391A - 位置検出装置および液体吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 延命を図ることが可能な構成を備えた位置検出装置を提供すること。
【解決手段】 リニアエンコーダ３３は、発光部４１と、発光部４１からの光を透過する透光部３１ｅおよび発光部４１からの光を遮断する遮光部３１ｄが交互に形成されたリニアスケール３１と、透光部３１ｅを透過した光を受光する受光部４４とを備えている。受光部４４は、１８０°位相が異なる２つの信号をそれぞれ出力する第１の受光素子４４ａと第３の受光素子４４ｃとを備えている。遮光部３１ｄの幅Ｈ１は、遮光部３１ｄの幅Ｈ１と透光部３１ｅの幅Ｈ２との和である明暗ピッチＰ１内に第１の受光素子４４ａと第３の受光素子４４ｃとが配置されたときの配置ピッチＰ２よりも広く形成されている。
【選択図】 図６

Description

本発明は、位置検出装置およびそれを備える液体吐出装置に関する。

紙等の所定の媒体へ液体を吐出する液体吐出装置としてインクジェットプリンタが知られている。このインクジェットプリンタには、印刷対象物となる印刷用紙を搬送する搬送ローラを駆動するための紙送りモータや、印刷ヘッドが搭載されたキャリッジを駆動するためのキャリッジモータ等の各種のモータが搭載されている。かかるモータとしては、静音化等の目的で、ＤＣモータが広く利用されている。ＤＣモータが搭載されるプリンタは、ＤＣモータの位置制御や速度制御等を行うための位置検出装置として、発光素子と受光素子とを有するフォトセンサと、発光素子からの光を透過する透光部と発光素子からの光を遮断する遮光部とが交互に形成されたスケールとから構成されるエンコーダを備えている（たとえば、特許文献１参照）。

特許文献１には、直線状のリニアスケールと、発光素子と受光素子とによってリニアスケールを挟み込むように配置されたフォトセンサとから構成されるリニアエンコーダが開示されている。この特許文献１に記載されたリニアエンコーダでは、フォトセンサが、発光素子から出射された光を平行光にするコリメータレンズを備え、リニアスケールの透光部を通過した平行光が受光素子で検知されている。また、このリニアエンコーダでは、リニアスケールの透光部の幅と遮光部の幅とが等しく形成されている。

また、この種のエンコーダでは、一般に、フォトセンサは少なくとも４つの受光素子を備えている（たとえば、特許文献２参照）。すなわち、特許文献２に記載されたリニアエンコーダでは、フォトセンサは、第１の受光素子、第２の受光素子、第３の受光素子および第４の受光素子を備え、これら４つの受光素子がこの順番で隣接するように配置されている。そして、第１の受光素子と第３の受光素子とは、互いに１８０°位相が異なる信号を出力し、第２受光素子と第４の受光素子とは、１８０°位相が異なる信号を出力している。また、第１の受光素子から出力された信号と第３の受光素子から出力された信号とからＡ相の出力信号を生成し、第２の受光素子から出力された信号と第４の受光素子から出力された信号とからＢ相の出力信号を生成している。これらのＡ相の出力信号とＢ相の出力信号とはリニアエンコーダから出力されている。また、これらのＡ相の出力信号とＢ相の出力信号とでは、互いに９０°位相がずれている。

この特許文献２に記載されたリニアエンコーダでは、リニアスケールの透光部および遮光部の幅と、第１の受光素子と第３の受光素子との配置ピッチ（または、第２の受光素子と第４の受光素子との配置ピッチ）とが等しくなっている。

特開２００４−２０２９６３号公報（段落番号０００４から０００７、図２１等参照） 特開２００２−３４２７４号公報（図５等参照）

近年、インクジェットプリンタでは、印刷品質を向上させるため、高解像度での印刷が行われるようになってきている。高解像度で印刷が行われる場合には、印刷ヘッドから吐出されるインクの滴下量が減少する。そのため、従来に比べ、印刷ヘッドからインク滴が吐出される際、インク滴が印刷用紙等の印刷面に到達するまでの間、あるいは、インク滴が印刷面に到達した際に、インク滴の一部が霧状になって空気中を浮遊するインクミストが発生しやすくなっている。また、近年、インクジェットプリンタでは、印刷時間の短縮を図るため、キャリッジの高速化が要求されている。キャリッジが高速で移動すると、発生したインクミストは、プリンタ内部で拡散されやすくなり、インクミストはプリンタ内部の各構成に付着しやすくなる。たとえば、キャリッジモータや紙送りモータの制御に用いられるスケールにインクミストが付着しやすくなる。

ここで、スケールにインクミストが付着すると、インクミストの影響で、スケールは、発光素子から発光された光を適切に透過し、あるいは、遮断することができなくなる。また、特許文献１に記載されているように、従来から、エンコーダを構成するフォトセンサはコリメータレンズを備えているが、発光素子から出射された光を完全に平行光にすることは事実上不可能である。そのため、本来、スケールの遮光部よって発光素子からの光が遮られ、光を受光すべきでない受光素子が光を受光したり、透光部を透過した光を受光すべき受光素子が十分な光量の光を受光できないといった現象が生じる。そして、スケールに付着するインクミストの量がある一定量に達するとエンコーダは正確な信号を出力することができなくなる。すなわち、キャリッジモータや紙送りモータの回転位置や回転速度をエンコーダで検出できなくなり、スケールの清掃を行わない場合には、エンコーダの寿命が尽きる。

しかしながら、上述のように、印刷品質の向上や印刷時間の短縮化を図るため、スケールには、従来より多くのインクミストが付着しやすくなっている。その結果、エンコーダの寿命の短縮化の問題が顕著になりつつある。

そこで、本願発明者は、エンコーダの寿命を延ばすため（すなわち、エンコーダの延命を図るため）、種々の検討を行った。特に、スケールに形成される透光部および遮光部の幅に着目し、種々の検討を行った。その結果、従来は同じであった透光部の幅と遮光部の幅との比率を変更すると、エンコーダの延命効果を図れることを知見するに至った。

本発明は、かかる新たな知見に基づいてなされたものであり、本発明の課題は、延命を図ることが可能な構成を備えた位置検出装置および液体吐出装置を提供することにある。

上記の課題を解決するため、本発明の位置検出装置は、発光部と、発光部からの光を透過する透光部および発光部からの光を遮断する遮光部が交互に形成されたスケールと、透光部を透過した光を受光する受光部とを備え、遮光部の幅は、透光部の幅よりも広く形成されていることを特徴とする。

本発明の位置検出装置では、スケールに形成された遮光部の幅が透光部の幅よりも広くなっている。そのため、インクミストがスケールに付着しやすい状況下であっても、従来以上に位置検出装置の寿命を延ばすことができる。すなわち、本発明では、位置検出装置の延命を図ることが可能になる。

本発明において、遮光部の幅は、１つの遮光部の幅と１つの透光部の幅との和である明暗ピッチの７０％以下であることが好ましい。遮光部の幅が広すぎると、透光部を透過して受光部で受光される光量が低下するため、受光部での検出が不安定になるおそれがある。そのため、遮光部の幅を明暗ピッチの７０％以下とすると、受光部で受光される光量の低下を防止しつつ、位置検出装置の延命を図ることが可能になる。

本発明において、遮光部の幅は、明暗ピッチの５５％以上６０％以下であることが好ましい。このように構成すると、受光部で受光される光量の確保と位置検出装置の延命とを両立させることができる。すなわち、受光部で受光される光量の確保と位置検出装置の寿命とのバランスを図ることができる。

また、上記の課題を解決するため、本発明は、発光部と、発光部からの光を透過する透光部および発光部からの光を遮断する遮光部が交互に形成されたスケールと、透光部を透過した光を受光する受光部とを備える位置検出装置であって、受光部は、１８０°位相が異なる２つの信号をそれぞれ出力する少なくとも２つの受光素子を備え、遮光部の幅は、１つの遮光部の幅と１つの透光部の幅との和である明暗ピッチ内に２つの受光素子が配置されたときの配置ピッチよりも広く形成されていることを特徴とする。

本発明の位置検出装置では、スケールに形成された遮光部の幅が、１８０°位相が異なる２つの信号をそれぞれ出力する２つの受光素子が明暗ピッチ内に配置されたときの配置ピッチよりも広くなっている。そのため、インクミストがスケールに付着しやすい状況下であっても、従来以上に位置検出装置の寿命を延ばすことができる。すなわち、本発明では、位置検出装置の延命を図ることが可能になる。

本発明において、遮光部の幅は、配置ピッチの１．４倍以下であることが好ましい。このように構成すると、受光部で受光される光量の低下を防止しつつ、位置検出装置の延命を図ることができる。

本発明において、遮光部の幅は、配置ピッチの１．１倍以上１．２倍以下であることが好ましい。このように構成すると、受光部で受光される光量の確保と位置検出装置の延命とを両立させることができる。

本発明の位置検出装置は、所定の媒体に液体を吐出する液体吐出部を備える液体吐出装置に用いることができる。この液体吐出装置では、吐出された液体がミスト状になって、スケールに付着した場合であっても、位置検出装置の延命を図ることができる。

本発明の液体吐出装置の液体吐出部は、たとえば、顔料系インクを吐出する。顔料系インクがインクミストとなってスケールに付着すると、他のインクと比較して、スケールの透光部を通過する光に回折や拡散が生じやすくなる。このように、スケールの透光部を通過する光に回折や拡散が生じやすくなる場合であっても、本発明では、位置検出装置の延命を図ることができる。

以下、本発明の実施の形態にかかる位置検出装置および液体吐出装置を図面に基づいて説明する。

（液体吐出装置の概略構成）
図１は、本発明の実施の形態にかかる液体吐出装置（プリンタ）１の概略構成を示す斜視図である。図２は、図１のプリンタ１の紙送りに関する部分の概略構成を示す概略側面図である。図３は、図１のキャリッジ３および図２のＰＦ駆動ローラ６の検出機構を模式的に示す概略構成図である。図４は、図３のリニアスケール３１の一端部の取付状態を示した概略斜視図である。図５は、図３のリニアスケール３１の他端部の取付状態を示した概略斜視図である。

本形態の液体吐出装置１は、媒体としての印刷用紙Ｐ等に対して液体状のインクを吐出して印刷を行うインクジェットプリンタである。以下では、本形態の液体吐出装置１をプリンタ１と表記する。本形態のプリンタ１は、図１から図３に示すように、インク滴を吐出する印刷ヘッド２が搭載されたキャリッジ３と、主走査方向ＭＳのキャリッジ３を駆動するキャリッジモータ（ＣＲモータ）４と、印刷用紙Ｐを副走査方向ＳＳへ搬送する紙送りモータ（ＰＦモータ）５と、ＰＦモータ５に連結されたＰＦ駆動ローラ６と、印刷ヘッド２のノズル面（図２の下面）と対向するように配置されたプラテン７と、これらの構成が搭載された本体シャーシ８とを備えている。本形態では、ＣＲモータ４とＰＦモータ５とは、ともに直流（ＤＣ）モータである。

また、プリンタ１は、図２に示すように、印刷前の印刷用紙Ｐが載置されるホッパ１１と、ホッパ１１に載置された印刷用紙Ｐをプリンタ１の内部へ取り込むための給紙ローラ１２および分離パッド１３と、ホッパ１１からプリンタ１の内部へ取り込まれた印刷用紙Ｐの通過を検出する紙検出器１４と、プリンタ１の内部から印刷用紙Ｐを排出する排紙駆動ローラ１５とを備えている。

キャリッジ３は、本体シャーシ８に固定された支持フレーム１６に支持されたガイドシャフト１７と、タイミングベルト１８とによって主走査方向ＭＳに搬送可能に構成されている。すなわち、タイミングベルト１８は、その一部がキャリッジ３に固定されるとともに（図２参照）、ＣＲモータ４の出力軸に取り付けられたプーリ１９と支持フレーム１６に回転可能に取り付けられたプーリ２０とに掛け渡された状態で一定の張力を有するように配設されている。ガイドシャフト１７は、キャリッジ３を主走査方向ＭＳへ案内するように、キャリッジ３を摺動可能に保持している。また、キャリッジ３には、印刷ヘッド２に加え、印刷ヘッド２に供給される各種のインクが収納されたインクカートリッジ２１が搭載されている。

印刷ヘッド２には、図示を省略する複数のノズルが配設されている。また、印刷ヘッド２には、たとえば、各ノズルに対応するように、電歪素子の１つであって応答性に優れるピエゾ素子（図示省略）が配設されている。より具体的には、ピエゾ素子は、インク通路（図示省略）を形成する壁面に接する位置に配設されている。そして、このピエゾ素子の動作によって壁面が押されることで、印刷ヘッド２は、インク通路の端部に配設されたノズルからインク滴を吐出するようになっている。このように、本形態では、印刷ヘッド２は、印刷用紙Ｐに対して液体状のインクを吐出する液体吐出部となっている。

インクカートリッジ２１には、たとえば、発色が良く画質に優れる染料系インクや、耐水性や耐光性に優れる顔料系インク等が収納されている。すなわち、本形態では、液体吐出部としての印刷ヘッド２から染料系インクや顔料系インク等が吐出されるようになっている。

給紙ローラ１２は、図示を省略するギアを介してＰＦモータ５に連結され、ＰＦモータ５によって駆動されるようになっている。ホッパ１１は、図２に示すように、印刷用紙Ｐを載置可能な板状部材であり、図示を省略するカム機構によって、上部に設けられた回動軸２２を中心に揺動可能となっている。そして、カム機構による揺動によって、ホッパ１１の下端部が給紙ローラ１２に弾性的に圧接され、また、給紙ローラ１２から離間するようになっている。分離パッド１３は、摩擦係数の高い部材から形成され、給紙ローラ１２に対向する位置に配置されている。そして、給紙ローラ１２が回転すると、給紙ローラ１２の表面と分離パッド１３とが圧接するようになっている。そのため、給紙ローラ１２が回転すると、ホッパ１１に載置された印刷用紙Ｐのうち、一番上の印刷用紙Ｐは、給紙ローラ１２の表面と分離パッド１３との圧接部分を通過して排紙側へ送られるが、上から２番目以降に載置された印刷用紙Ｐは、分離パッド１３によって、排紙側への搬送が阻止されるようになっている。

ＰＦ駆動ローラ６は、ＰＦモータ５に直接あるいは図示を省略するギアを介して連結されている。また、図２に示すように、プリンタ１には、ＰＦ駆動ローラ６とともに印刷用紙Ｐを搬送するＰＦ従動ローラ２３が設けられている。ＰＦ従動ローラ２３は、回転軸２５を中心に揺動可能に構成された従動ローラホルダ２４の排紙側に回動可能に保持されている。従動ローラホルダ２４は、図示を省略するバネによって、ＰＦ従動ローラ２３がＰＦ駆動ローラ６へ向かう付勢力を常時受けるように、図示反時計方向へ付勢されている。そして、ＰＦ駆動ローラ６が駆動されると、ＰＦ駆動ローラ６とともに、ＰＦ従動ローラ２３も回転するようになっている。

紙検出器１４は、図２に示すように検出レバー２６とセンサ２７とから構成され、従動ローラホルダ２４の近傍に設けられている。検出レバー２６は、回転軸２８を中心に回動可能になっている。そして、図２に示す印刷用紙Ｐの通過状態から、検出レバー２６の下側を印刷用紙Ｐが通過し終わると、検出レバー２６が反時計方向へ回動するようになっている。検出レバー２６が回動すると、センサ２７の発光部から受光部へ向かう光を遮断して、印刷用紙Ｐの通過を検出できるようになっている。

排紙駆動ローラ１５は、プリンタ１の排紙側に配置され、図示を省略するギアを介してＰＦモータ５に連結されている。また、図２に示すように、プリンタ１には、排紙駆動ローラ１５とともに印刷用紙Ｐを排紙する排紙従動ローラ２９が設けられている。排紙従動ローラ２９も、ＰＦ従動ローラ２３と同様に、図示を省略するバネによって、常時、排紙駆動ローラ１５へ向かう付勢力を受けている。そして、排紙駆動ローラ１５が駆動されると、排紙駆動ローラ１５とともに、排紙従動ローラ２９も回転するようになっている。

また、プリンタ１は、図２から図５に示すように、ＣＲモータ４の回転位置（すなわち、主走査方向ＭＳにおけるキャリッジ３の位置）やＣＲモータ４の回転速度（すなわち、キャリッジ３の速度）等を検出する位置検出装置として、リニアスケール３１およびフォトセンサ３２を有するリニアエンコーダ３３を備えている。また、プリンタ１は、図３に示すように、副走査方向ＳＳにおけるＰＦモータ５の回転位置（すなわち、副走査方向ＳＳにおける印刷用紙Ｐの位置）やＰＦモータ５の回転速度（すなわち、印刷用紙Ｐの搬送速度）等を検出する位置検出装置として、ロータリスケール３４およびフォトセンサ３５を有するロータリエンコーダ３６を備えている。これらのリニアエンコーダ３３およびロータリエンコーダ３６から出力された信号は、図３に示すように、制御部３７へ入力され、プリンタ１の各種の制御が行われるようになっている。なお、図１では、便宜上、リニアスケール３１の図示を省略している。

リニアスケール３１は、透明な樹脂等の薄板から細長の直線状に形成され、主走査方向ＭＳと平行に支持フレーム１６に取り付けられている。より具体的には、リニアスケール３１の長手方向の両端側には、図４および図５に示すように、リニアスケール３１を支持フレーム１６に取り付けるための矩形状の取付孔３１ａ、３１ｂが形成されている。そして、図４に示すように、リニアスケール３１の一端側に形成された取付孔３１ａが、図１における支持フレーム１６の右側面に形成された係止フック１６ａに係止されている。また、図５に示すように、リニアスケール３１の他端側に形成された取付孔３１ｂが、図１における支持フレーム１６の左側面側に移動可能の取り付けられた係止部材３８のフック３８ａに係止されている。

リニアエンコーダ３３を構成するフォトセンサ３２は、図２および図３に示すように、発光部４１と受光部４２とを備え、キャリッジ３に固定されている。より具体的には、フォトセンサ３２は、キャリッジ３の背面（図１の紙面奥側の面）に固定されている。リニアスケール３１およびフォトセンサ３２の詳細な構成については後述する。

ロータリエンコーダ３６を構成するフォトセンサ３５は、発光素子（図示省略）を有する発光部と受光素子（図示省略）を有する受光部とを備え、図示を省略するブラケットを介して本体シャーシ８等に固定されている。

ロータリスケール３４は、たとえばステンレス製の薄鋼板や透明な樹脂製の薄板で、円盤状に形成されている。本形態のロータリスケール３４は、ＰＦ駆動ローラ６と一体で回転するように、ＰＦ駆動ローラ６に取り付けられている。すなわち、ＰＦ駆動ローラ６が１回転すると、ロータリスケール３４も１回転する。このロータリスケール３４には、フォトセンサ３５の発光素子からの光を透過する透光部（図示省略）と、フォトセンサ３５の発光素子からの光を遮断する遮光部（図示省略）とが、円周方向に沿って、交互に形成されている。そして、ロータリエンコーダ３６では、発光素子からロータリスケール３４に向かって発光され、ロータリスケール３４の透光部を透過した光を受光素子が受光して、所定の出力信号が出力されるようになっている。

なお、透明な樹脂の薄板でロータリスケール３４を形成する場合には、その表面に、円周方向に沿って所定幅の印刷を所定のピッチで施すことで、透光部と遮光部とを形成することができる。また、ステンレス製の薄鋼板でロータリスケール３４を形成する場合には、薄鋼板を貫通するスリット孔を、円周方向に沿って所定のピッチで形成することで、透光部と遮光部とを形成することができる。また、ロータリスケール３４を、ギア等を介してＰＦ駆動ローラ６に連結するようにしても良い。ただし、ロータリスケール３４をＰＦ駆動ローラ６と一体で回転するように直接取り付けることで、ギアの噛み合わせ部分に生じる遊び（ガタ）等の誤差を含むことなく、ロータリスケール３４の回転量とＰＦ駆動ローラ６の回転量とを正確に１対１で対応付けることができる。

制御部３７は、ＲＯＭやＲＡＭ等の各種メモリや、各種モータ等の駆動回路、ＣＰＵ、ＡＳＩＣ等を備えている。ＣＰＵおよびＡＳＩＣ等には、リニアエンコーダ３３やロータリエンコーダ３６等からの各出力信号が入力されるようになっている。

（リニアエンコーダの構成）
図６は、図２のリニアスケール３１とフォトセンサ３２との関係を示す模式図である。図７は、図２のリニアエンコーダ３３の電気回路を示す回路図である。図８は、図１のキャリッジ３の一方向への移動に伴って、リニアエンコーダ３３から出力される信号波形を示す図である。

リニアスケール３１は、上述のように、透明な樹脂等の薄板で形成されている。本形態のリニアスケール３１は、たとえば、厚さ１８０μｍの透明なポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）で形成され、一方の表面に光を遮断する黒色等の印刷が所定間隔で施されている。より具体的には、リニアスケール３１では、図６に示すように、ＰＥＴ製の基材３１ｃの図示下面に一定幅Ｈ１の黒色の印刷が一定のピッチＰ１で施されている。すなわち、リニアスケール３１には、黒色の印刷部分が縦縞をなすように（図４および図５参照）、主走査方向ＭＳでピッチＰ１を保った状態で、一定幅Ｈ１の黒色の印刷がリニアスケール３１の短手方向に施されている。この黒色の印刷が施された部分が、フォトセンサ３２の発光部４１からの光を遮断する遮光部３１ｄとなっている。また、各遮光部３１ｄ間の、黒色の印刷が施されていない部分が、発光部４１からの光を透過する透光部３１ｅとなっている。すなわち、リニアスケール３１には、遮光部３１ｄと透光部３１ｅとが交互に形成されている。なお、印刷部分の厚さは、たとえば、５μｍとなっている。

図６に示すように、１つの遮光部３１ｄの幅Ｈ１と１つの透光部３１ｅの幅Ｈ２との和がピッチＰ１となっている。すなわち、ピッチＰ１は、リニアスケール３１に形成された明暗ピッチになっており、遮光部３１ｄの幅Ｈ１と透光部３１ｅの幅Ｈ２との和が、リニアスケール３１に形成された明暗ピッチになっている。以下では、ピッチＰ１を明暗ピッチＰ１と表記する。

また、図６に示すように、遮光部３１ｄの幅Ｈ１は、透光部３１ｅの幅Ｈ２よりも広くなっている。より具体的には、幅Ｈ１と幅Ｈ２の比率は、たとえば、５．５対４．５〜６対４となっている。すなわち、遮光部３１ｄの幅Ｈ１は、明暗ピッチＰ１の５５％以上６０％以下となり、透光部３１ｅの幅Ｈ２は、明暗ピッチＰ１の４５％以下４０％以上となっている。

フォトセンサ３２は、図２および図３に示すように、略直方体形状のハウジングを備えている。このフォトセンサ３２では、ハウジングの一側面（図２の下面）からハウジングの中央部にかけて、凹部３２ａが形成されている。この凹部３２ａにおいて相対向する２つの面（図２の左右方向で対向する２つの面）の一方に発光部４１が配設され、他方に受光部４２が配設されている。より具体的には、図２等に示すように、キャリッジ３側の面に発光部４１が配設されている。また、凹部３２ａにおいて相対向する２つの面の距離は、たとえば、０．５ｍｍ〜１．５ｍｍとなっている。

また、図２等に示すように、フォトセンサ３２は、発光部４１と受光部４２とによってリニアスケール３１を挟み込むように、キャリッジ３に固定されている。そして、リニアエンコーダ３３では、発光部４１からリニアスケール３１に向かって発光され、透光部３１ｅを透過した光を受光部４２が受光して、所定の出力信号が出力されるようになっている。

発光部４１は、発光素子（図示省略）と、発光素子から出射された光を平行光にするためのコリメータレンズ（図示省略）とを備えている。発光素子は、たとえば発光ダイオードである。なお、本形態では、発光源となる発光素子は、図６において、発光部４１の略中心に配置されている。

受光部４２は、図６に示すように、基板４３と、この基板４３上に形成された複数の受光素子４４とを備えている。受光素子４４は、たとえばフォトダイオードであり、受光光量に応じたレベルの信号を出力するようになっている。また、受光部４２は、図７に示すように、第１から第４の４つのアンプ４５、４６、４７、４８と、第１差動信号生成回路４９と、第２差動信号生成回路５０とを備えている。

複数の受光素子４４は、キャリッジ３の移動方向（すなわち、主走査方向ＭＳ）に沿って、互いに隣接するように基板４３上に配置されている。より具体的には、第１の受光素子４４ａと第２の受光素子４４ｂと第３の受光素子４４ｃと第４の受光素子４４ｄとがこの順番で配置されるとともに、これら４つの受光素子４４ａ〜４４ｄが１セットとなっている。そして、この１セットの受光素子４４ａ〜４４ｄが複数組配置されている。

図６に示すように、１セットの受光素子４４ａ〜４４ｄの配置ピッチは、明暗ピッチＰ１と略一致している。また、受光素子４４ａ〜４４ｄはそれぞれ、略等ピッチで配置されている。すなわち、第１の受光素子４４ａと第３の受光素子４４ｃとは、明暗ピッチＰ１の２分の１の配置ピッチＰ２で配置され、第２の受光素子４４ｂと第４の受光素子４４ｄとは、明暗ピッチＰ１の２分の１の配置ピッチＰ２で配置されている。したがって、遮光部３１ｄの幅Ｈ１は、配置ピッチＰ２よりも広く、透光部３１ｅの幅は、配置ピッチＰ２よりも狭くなっている。より具体的には、遮光部３１ｄの幅Ｈ１は、配置ピッチＰ２の１．１倍以上１．２倍以下となり、透光部３１ｅの幅Ｈ２は、配置ピッチＰ２の０．９倍以下０．８倍以上となっている。

上述のように、第１の受光素子４４ａと第３の受光素子４４ｃとは、明暗ピッチＰ１の２分の１の配置ピッチＰ２で配置され、第２の受光素子４４ｂと第４の受光素子４４ｄとは、明暗ピッチＰ１の２分の１の配置ピッチＰ２で配置されている。そのため、第１の受光素子４４ａから出力されるレベル信号と、第３の受光素子４４ｃから出力されるレベル信号とは位相が１８０°異なっている。同様に、第２の受光素子４４ｂから出力されるレベル信号と、第４の受光素子４４ｄから出力されるレベル信号とは位相が１８０°異なっている。また、第１の受光素子４４ａと第２の受光素子４４ｂとは、明暗ピッチＰ１の４分の１のピッチで配置されている。そのため、第１の受光素子４４ａから出力されるレベル信号と、第２の受光素子４４ｂから出力されるレベル信号とは位相が９０°異なっている。

また、キャリッジ３が移動すると、フォトセンサ３２の発光部４１と受光部４２との間において、リニアスケール３１が相対的に移動する。そして、リニアスケール３１の相対的な移動に伴って、受光素子４４は、その受光光量にしたがったレベルの信号を出力するようになっている。すなわち、透光部３１ｅの位置に対応する受光素子４４は、ハイレベルの信号を出力し、遮光部３１ｄの位置に対応する受光素子４４は、ローレベルの信号を出力するようになっている。このように、受光素子４４は、リニアスケール３１の相対移動速度（すなわち、キャリッジ３の移動速度）に応じた周期で変化するレベル信号を出力するようになっている。

図７に示すように、第１から第４の４つのアンプ４５、４６、４７、４８および、第１差動信号生成回路４９、第２差動信号生成回路５０は、基板４３上に配設されている。

上述のように、第１の受光素子４４ａ、第２の受光素子４４ｂ、第３の受光素子４４ｃおよび第４の受光素子４４ｄが１セットとなって、この１セットの受光素子４４ａ〜４４ｄが複数組配置されている（図６参照）。そして、第１のアンプ４５には、複数の第１の受光素子４４ａが並列で接続されている。各第１の受光素子４４ａは、それぞれの受光光量に応じたレベル信号を出力するようになっている。また、第１のアンプ４５は、各第１の受光素子４４ａから出力されたレベル信号を増幅したアナログ波形の信号を出力するようになっている。

同様に、第２のアンプ４６には複数の第２の受光素子４４ｂが並列で接続され、第２のアンプ４６は、複数の第２の受光素子４４ｂが出力するレベル信号を増幅したアナログ波形の信号を出力するようになっている。第３のアンプ４７には複数の第３の受光素子４４ｃが接続され、第３のアンプ４７は、複数の第３の受光素子４４ｃが出力するレベル信号を増幅したアナログ波形の信号を出力するようになっている。第４のアンプ４８には複数の第４の受光素子４４ｄが接続され、第４のアンプ４８は、複数の第４の受光素子４８が出力するレベル信号を増幅したアナログ波形の信号を出力するようになっている。

第１のアンプ４５と第３のアンプ４７とは、第１差動信号生成回路４９へ、増幅したレベル信号を出力するようになっている。第１のアンプ４５により増幅されたレベル信号は、第１差動信号生成回路４９の非反転入力端子に入力され、第３のアンプ４７により増幅されたレベル信号は、第１差動信号生成回路４９の反転入力端子に入力されるようになっている。

第１差動信号生成回路４９は、非反転入力端子に入力される第１のアンプ４５の出力信号のレベルが、反転入力端子に入力される第３のアンプ４７の出力信号のレベルより高い場合、ハイレベルを出力し、逆の場合には、ローレベルを出力するようになっている。すなわち、第１差動信号生成回路４９は、図８に示すように、明暗ピッチＰ１に対応した周期Ｔのデジタル的な波形のＡ相信号Ｓ１を出力するようになる。

第２のアンプ４６と第４のアンプ４８とは、第２差動信号生成回路５０へ、増幅したレベル信号を出力するようになっている。第２のアンプ４６により増幅されたレベル信号は、第２差動信号生成回路５０の非反転入力端子に入力され、第４のアンプ４８により増幅されたレベル信号は、第２差動信号生成回路５０の反転入力端子に入力されるようになっている。

第２差動信号生成回路５０は、非反転入力端子に入力される第２のアンプ４６の出力信号のレベルが、反転入力端子に入力される第４のアンプ４８のレベルより高い場合、ハイレベルを出力し、逆の場合には、ローレベルを出力するようになっている。すなわち、第２差動信号生成回路５０は、図８に示すように、明暗ピッチＰ１に対応した周期Ｔのデジタル的な波形のＢ相信号Ｓ２を出力するようになる。

上述のように、第１の受光素子４４ａから出力されるレベル信号と、第２の受光素子４４ｂから出力されるレベル信号とは位相が９０°異なっている。そのため、図８に示すように、第１差動信号生成回路４９から出力されるＡ相信号Ｓ１と、第２差動信号生成回路５０から出力されるＢ相信号Ｓ２とは、位相が９０°ずれている。

（プリンタの概略動作）
以上のように構成されたプリンタ１では、給紙ローラ１２や分離パッド１３によってホッパ１１からプリンタ１の内部に取り込まれた印刷用紙Ｐを、ＰＦモータ５で回転駆動されたＰＦ駆動ローラ６で副走査方向ＳＳへ送りながら、ＣＲモータ４で駆動されたキャリッジ３が主走査方向ＭＳで往復移動する。キャリッジ３が往復移動する際には、印刷ヘッド２からインク滴が吐出され、印刷用紙Ｐへの印刷が行われる。また、印刷用紙Ｐへの印刷が終了すると、排紙駆動ローラ１５等によって印刷用紙Ｐはプリンタ１の外部へ排出される。

キャリッジ３が移動すると、リニアエンコーダ３３からＡ相信号Ｓ１およびＢ相信号Ｓ２が出力される。出力されたＡ相信号Ｓ１およびＢ相信号Ｓ２は、制御部３７の所定の処理回路（たとえば、ＡＳＩＣ等）へ入力される。入力されたリニアエンコーダ３３からのＡ相信号Ｓ１およびＢ相信号Ｓ２を利用して、制御部３７の所定の処理回路は、ＣＲモータ４の回転位置、回転方向および回転速度の検出を行う。そして、検出結果に基づいて、プリンタ１の制御を行う。たとえば、ＣＲモータ４の回転速度の制御等を行う。

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態では、リニアスケール３１に形成された遮光部３１ｄの幅Ｈ１が、透光部３１ｅの幅Ｈ２よりも広くなっている。また、本形態では、リニアスケール３１に形成された遮光部３１ｄの幅Ｈ１は、１８０°位相が異なる２つの信号をそれぞれ出力する第１の受光素子４４ａと第３の受光素子４４ｃとの配置ピッチＰ２（あるいは、第２の受光素子４４ｂと第４の受光素子４４ｄとの配置ピッチＰ２）よりも広くなっている。そのため、印刷ヘッド２からインク滴が吐出される際、インク滴が印刷用紙Ｐ等の印刷面に到達するまでの間、あるいは、インク滴が印刷面に到達した際に、インク滴の一部が、霧状になって空気中を浮遊するインクミストが発生し、このインクミストがリニアスケール３１に付着しやすい状況下であっても、従来以上にリニアエンコーダ３３の寿命を延ばすことができる。すなわち、本形態では、リニアエンコーダ３３の延命を図ることができる。

特に本形態では、遮光部３１ｄの幅Ｈ１は、明暗ピッチＰ１の５５％以上６０％以下となっている。また、遮光部３１ｄの幅Ｈ１は、配置ピッチＰ２の１．１倍以上１．２倍以下となっている。そのため、受光素子４４で受光される光量の確保とリニアエンコーダ３３の延命とを両立させることができる。すなわち、受光素子４４で受光される光量の確保とリニアエンコーダ３３の寿命とのバランスを図ることができる。

以上の本形態の効果をより具体的に説明する。

図９（Ａ）、（Ｂ）に示すように、透光部１３１ｅと遮光部１３１ｄとが同じ幅で形成された従来のリニアスケール１３１を本形態のプリンタ１に設置し、キャリッジ３を動作させ、各受光素子４４から出力されるアナログ波形の信号を調べた。このとき、リニアスケール１３１は、インクミストが付着した状態のものを用いた。

その結果、図９（Ａ）に示すように、顔料系インクＩ１が透光部３１ｅに付着すると、受光素子４４からの出力信号に乱れが生じるようになり、透光部３１ｅを通過する光に回折や拡散が生じることがわかった。すなわち、発光素子からの光が平行光Ｂ１であっても、透光部３１ｅを通過する光に回折や拡散が生じ、平行光Ｂ１であれば、本来、光を受光すべきでない受光素子４４ｃが光を受光していることがわかった。この光の回折や拡散の影響による受光素子４４からの出力信号の乱れは、発光部４１の略中心に配置された発光素子（図示省略）からの距離が遠い受光素子４４からの出力信号の方が大きいことがわかった。

また、染料系インクＩ２が透光部３１ｅに付着しても、透光部３１ｅを通過する光に回折や拡散がほとんど生じないことがわかった。一方、染料系インクが透光部３１ｅに付着した場合であっても、発光部４１の略中心に配置された発光素子（図示省略）からの距離が遠い受光素子４４からの出力信号に乱れが生じており、図９（Ｂ）に示すように、発光素子から発光される光が完全な平行光でない（傾斜光Ｂ２である）ことによる影響で、本来、光を受光すべきでない受光素子４４ｃが光を受光していることがわかった。

ここで、本願発明者は、遮光部３１ｄおよび透光部３１ｅの幅に着目し、遮光部３１ｄおよび透光部３１ｅの幅を変更しながら、本形態のリニアスケール３１を用い、各受光素子４４の出力信号を調べた。その結果、遮光部３１ｄの幅Ｈ１を透光部３１ｅの幅Ｈ２よりも広くすると（遮光部３１ｄの幅Ｈ１を配置ピッチＰ２よりも広くすると）、受光素子４４からの出力信号の乱れを低減できることがわかった。すなわち、リニアスケール３１の透光部３１ｅへの顔料系インクＩ１の付着による光の回折や拡散の影響を抑制できることがわかった。たとえば、図９（Ｃ）に示すように、平行光Ｂ１の回折や拡散によって、本来、光を受光すべきでない受光素子４４ｃが光を受光するという現象を防止できることがわかった。また、発光素子から発光される光が完全な平行光でないことによる影響も抑制できることがわかった。たとえば、図９（Ｄ）に示すように、傾斜光Ｂ２によって、本来、光を受光すべきでない受光素子４４ｃが光を受光するという現象を防止できることがわかった。

特に、遮光部３１ｄの幅Ｈ１を明暗ピッチＰ１の５５％以上６０％以下した場合（遮光部３１ｄの幅Ｈ１を配置ピッチＰ２の１．１倍以上１．２倍以下とした場合）には、リニアスケール３１の透光部３１ｅへの顔料系インクＩ１の付着による光の回折や拡散の影響や、発光素子から発光される光が完全な平行光でないことによる影響をより効果的に抑制できることがわかった。また、この場合には、遮光部３１ｄの幅Ｈ１を透光部３１ｅの幅Ｈ２よりも広くしても、位置検出を行うのに適切な光量を受光素子４４で受光できることがわかった。

このように、遮光部３１ｄの幅Ｈ１を透光部３１ｅの幅Ｈ２よりも広くすると（遮光部３１ｄの幅Ｈ１を配置ピッチＰ２よりも広くすると）、リニアスケール３１に顔料系インクＩ１が付着しても、光の回折や拡散の影響を抑制できる。そのため、受光素子４４で適切に光を受光することができる。その結果、リニアエンコーダ３３の延命を図ることが可能となる。また、発光素子から発光される光が完全な平行光でないことによる影響も抑制できるため、光を透過しない色のインク（顔料系インクＩ１および／または染料系インクＩ２）が透光部３１ｅに付着して受光素子４４で受光する光量がある程度低下しても、受光素子４４での適切な検出が可能となり、リニアエンコーダ３３の延命を図ることが可能となる。

特に、印刷ヘッド２が顔料系インクＩ１を吐出する場合には、リニアスケール３１への顔料系インクＩ１の付着による光の回折や拡散の影響と、発光素子から発光される光が完全な平行光でないことによる影響との複合的な影響で、リニアエンコーダ３３の寿命は短くなりやすい。しかし、この場合であっても、遮光部３１ｄの幅Ｈ１を透光部３１ｅの幅Ｈ２よりも広くすることで（遮光部３１ｄの幅Ｈ１を配置ピッチＰ２よりも広くすることで）、リニアエンコーダ３３の延命を図ることが可能となる。

また、遮光部３１ｄの幅Ｈ１を明暗ピッチＰ１の５５％以上６０％以下にすると（遮光部３１ｄの幅Ｈ１を配置ピッチＰ２の１．１倍以上１．２倍以下にすると）、リニアスケール３１への顔料系インクの付着による光の回折や拡散の影響や、発光素子から発光される光が完全な平行光でないことによる影響をより効果的に抑制できる。そのため、より効果的に、リニアエンコーダ３３の延命を図ることが可能となる。また、この場合には、位置検出を行うのに適切な光量を受光素子４４で受光できるため、受光素子４４で受光される光量の確保とリニアエンコーダ３３の延命とを両立させることができる。

（他の実施の形態）
上述した形態は、本発明の好適な実施の形態の例であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変形、変更が可能である。

上述した形態では、遮光部３１ｄの幅Ｈ１は、明暗ピッチＰ１の５５％以上６０％以下であるが、遮光部３１ｄの幅Ｈ１は、明暗ピッチＰ１の７０％以下であっても良い。また、遮光部３１ｄの幅Ｈ１は、配置ピッチＰ２の１．１倍以上１．２倍以下であるが、遮光部３１ｄの幅Ｈ１は、配置ピッチＰ２の１．４倍以下であっても良い。遮光部３１ｄの幅が広すぎると、透光部３１ｅを透過して受光部４２で受光される光量が低下するため、受光部４２での検出が不安定になるおそれがある。しかし、遮光部３１ｄの幅Ｈ１が明暗ピッチＰ１の７０％以下であれば、すなわち、遮光部３１ｄの幅Ｈ１を配置ピッチＰ２の１．４倍以下であれば、受光部４２で受光される光量の低下を防止することができる。そのため、この場合には、受光部４２で受光される光量の低下を防止しつつ、リニアエンコーダ３３の延命を図ることが可能になる。

また、上述した形態では、リニアエンコーダ３３を例に、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の構成は、ロータリエンコーダ３６にも適用することができる。たとえば、ロータリエンコーダ３６を構成するロータリスケール３４を透明な樹脂等の薄板で形成するとともに、その表面に光を遮断する黒色等の印刷を円周方向に所定間隔で施しても良い。この場合、ロータリスケール３４に形成される遮光部と透光部とは、リニアスケール３１に形成される遮光部３１ｄや透光部３１ｅと同様の状態で形成される。すなわち、図１０に示すロータリスケール３４のＸ−Ｘ断面は、図６に示すリニアスケール３１と同様の状態になる。また、ロータリエンコーダ３６を構成するフォトセンサ３５の発光部および受光部の構成もリニアエンコーダ３３を構成するフォトセンサ３２の発光部４１および受光部４２の構成と同様になる。さらに、ロータリスケール３４とフォトセンサ３５との関係も、図６に示すリニアスケール３１とフォトセンサ３２との関係と同様になる。このように構成した場合であっても、ロータリエンコーダ３６の延命を図ることができる。

さらに、上述した形態では、受光部４２には４つの受光素子４４ａ〜４４ｄが１セットとなって、この１セットの受光素子４４ａ〜４４ｄが複数組配置されている。この他にもたとえば、受光部４２には、１セットの受光素子４４ａ〜４４ｄが１組配設されても良い。また、２つの受光素子が１セットとなって、この１セットの受光素子が１組あるいは複数組配設されても良い。この場合には、１セットとなる２つの受光素子は、明暗ピッチＰ１の２分の１の配置ピッチＰ２で配置されれば良い。

さらにまた、上述した形態では、液体吐出装置としてプリンタ１を例に本発明の構成を説明したが、本発明の構成は、たとえば、カラーフィルタ製造装置、染色装置、微細加工装置、半導体製造装置、表面加工装置、三次元造形機、液体気化装置、有機ＥＬ製造装置（特に高分子ＥＬ製造装置）、ディスプレイ製造装置、成膜装置、ＤＮＡチップ製造装置等のインクジェット技術を応用した各種の液体吐出装置にも適用可能である。なお、これらの液体吐出装置で吐出される液体は、たとえば、金属材料、有機材料（特に高分子材料）、磁性材料、導電性材料、配線材料、成膜材料、電子インク等を含む液体や、加工液、遺伝子溶液等になる。

実施の形態にかかる液体吐出装置（プリンタ）の概略構成を示す斜視図。 図１のプリンタの紙送りに関する部分の概略構成を示す概略側面図。 図１のキャリッジおよび図２のＰＦ駆動ローラの検出機構を示す概略構成図。 図３のリニアスケールの一端部の取付状態を示した概略斜視図。 図３のリニアスケールの他端部の取付状態を示した概略斜視図。 図２のリニアスケールとフォトセンサとの関係を示す模式図。 図２のリニアエンコーダの電気回路を示す回路図。 図２のリニアエンコーダから出力される信号波形を示す図。 リニアスケールでの光の透過状態を模式的に示す模式図。 図２のロータリエンコーダを示す平面図。

符号の説明

１ プリンタ（液体吐出装置）、２ 印刷ヘッド（液体吐出部）、３１ リニアスケール（スケール）、３１ｄ 遮光部、３１ｅ 透光部、３３ リニアエンコーダ（位置検出装置）、３３ ロータリスケール（スケール）、３６ ロータリエンコーダ（位置検出装置）、４１ 発光部、４２ 受光部、４４ 受光素子、Ｈ１ 遮光部の幅、Ｈ２ 透光部の幅、Ｉ１ 顔料系インク、Ｐ 印刷用紙（媒体）、Ｐ１ 明暗ピッチ、Ｐ２ 配置ピッチ。

Claims (8)

1. 発光部と、該発光部からの光を透過する透光部および上記発光部からの光を遮断する遮光部が交互に形成されたスケールと、上記透光部を透過した光を受光する受光部とを備え、
   上記遮光部の幅は、上記透光部の幅よりも広く形成されていることを特徴とする位置検出装置。
2. 前記遮光部の幅は、１つの前記遮光部の幅と１つの前記透光部の幅との和である明暗ピッチの７０％以下であることを特徴とする請求項１記載の位置検出装置。
3. 前記遮光部の幅は、前記明暗ピッチの５５％以上６０％以下であることを特徴とする請求項２記載の位置検出装置。
4. 発光部と、該発光部からの光を透過する透光部および上記発光部からの光を遮断する遮光部が交互に形成されたスケールと、上記透光部を透過した光を受光する受光部とを備える位置検出装置であって、
   上記受光部は、１８０°位相が異なる２つの信号をそれぞれ出力する少なくとも２つの受光素子を備え、
   上記遮光部の幅は、１つの上記遮光部の幅と１つの上記透光部の幅との和である明暗ピッチ内に上記２つの受光素子が配置されたときの配置ピッチよりも広く形成されていることを特徴とする位置検出装置。
5. 前記遮光部の幅は、前記配置ピッチの１．４倍以下であることを特徴とする請求項４記載の位置検出装置。
6. 前記遮光部の幅は、前記配置ピッチの１．１倍以上１．２倍以下であることを特徴とする請求項５記載の位置検出装置。
7. 請求項１から６いずれかに記載の位置検出装置と、所定の媒体に液体を吐出する液体吐出部とを備えることを特徴とする液体吐出装置。
8. 前記液体吐出部は、顔料系インクを吐出することを特徴とする請求項７記載の液体吐出装置。

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