JP3709906B2 - プリンタのキャリッジ位置検出装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンタのキャリッジ位置検出装置に関し、特に、透光部と遮光部とを交互に微小目盛り状に形成したエンコーダ部材とキャリッジ側の光学センサとの位置関係を常に一定に保持して位置検出精度を高めたものに関する。
【0002】
【従来の技術】
一般的なプリンタには、記録ヘッド、記録ヘッドを搭載したキャリッジ、キャリッジを記録方向に往復移動駆動するキャリッジ駆動手段、キャリッジの位置を検出するキャリッジ位置検出装置が設けられている。そのキャリッジ位置検出装置としては、透光部と遮光部とを交互に微小目盛り状に形成したベルト状のエンコーダ部材をキャリッジの移動方向と平行に設け、キャリッジに装着した光学センサにより、エンコーダ部材の透光部と遮光部に夫々対応する検出信号を発生させ、その検出信号に基づいてキャリッジの位置を検出するものが広く適用されている。最近のプリンタの解像度は300DPI以上にもなっているため、キャリッジ位置検出装置により約30μm程度の高精度にキャリッジの位置を検出する必要がある。
【0003】
前記光学センサとしては、所定間隔あけて相対向状に設けられた発光部と受光部とを有するフォトインタラプタが一般に適用されている。合成樹脂製のベルト状のエンコーダ部材に張力を付与するため、エンコーダ部材の両端部は板バネを介してプリンタ本体の連結部に連結され、高さ位置規制部にて高さ位置が設定されており、エンコーダ部材は、光学センサの発光部と受光部との間を通り、光学センサの移動方向と平行になるように配設されている。従来のキャリッジ位置検出装置では、光学センサの付近において光学センサに対するエンコーダ部材の位置(光投射方向の高さ位置)を規制する機構が何ら設けられておらず、エンコーダ部材の位置はその両端部の位置で設定されるようになっている。
【0004】
尚、参考までに、特開平5−22445号公報に記載された搬送装置における移動体の位置検出装置においては、複数のスリットを形成したスリット形成板を搬送路に沿って移動する移動体に固定し、ベース板にスライド可能に支持されたスライダーに光学センサを設け、光学センサをスリット形成板に対して追従移動させることで、光学センサとスリット形成板との位置関係を一定にするように構成してある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
従来のプリンタのキャリッジ位置検出装置では、光学センサの付近において光学センサに対するエンコーダ部材の位置を規制する機構が何ら設けられていないので、光学センサに対するエンコーダ部材の位置を常に一定に維持することができないため、光学センサによる検出精度が低下し、印字品質が低下するという問題がある。
【0006】
すなわち、エンコーダ部材の両端部を連結する連結部を構成するプリンタ本体、板バネ、位置規制部等の製作誤差(加工誤差と組付け誤差)、光学センサが搭載されるキャリッジの製作誤差、キャリッジ案内機構の製作誤差、光学センサユニットの製作誤差等の種々の誤差要因より、光学センサに対するエンコーダ部材の位置(光投射方向の高さ位置)が一定にならず、その位置が変動すると光学センサでエンコーダ部材の透光部と受光部とを検出する微妙なタイミングが変動して検出精度が低下する。しかも、エンコーダ部材は両端支持されているだけであるので、キャリッジの移動に伴う振動によってもエンコーダ部材の高さ位置が変動し誤差要因になる。
【0007】
更に、光学センサに対してエンコーダ部材の位置が一定に維持されないため、エンコーダ部材と前記光学センサユニットが摺動し、エンコーダ部材の表面部が損傷したり摩耗することがある。特に、透明のフィルムの表面部にバーコード状の黒印刷を施して透光部と遮光部を形成したエンコーダ部材においては、前記光学センサユニットとの摺動により印刷された遮光部が剥離し易く、遮光部が剥離するとキャリッジの正確な位置が検出不能になる。
【0008】
尚、前記公報に記載の移動体の位置検出装置では、移動体側にスリット形成板を装備する必要があるので、プリンタのキャリッジ位置検出装置に適用することは殆ど不可能である。
本発明の目的は、光学センサに対してエンコーダ部材を常に一定の位置関係に保持して検出精度を高め得るようなプリンタのキャリッジ位置検出装置を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
請求項1のプリンタのキャリッジ位置検出装置は、記録ヘッドと、記録ヘッドを搭載したキャリッジと、キャリッジを記録方向に往復移動駆動するキャリッジ駆動手段と、キャリッジの移動位置を検出する為の透光部と遮光部とを交互に微小目盛り状に形成したベルト状のエンコーダ部材と、エンコーダ部材の両端部をプリンタ本体に連結する1対の連結部と、キャリッジに装着されてエンコーダ部材の透光部と遮光部に夫々対応する検出信号を発生する光学センサとを備えたプリンタにおいて、キャリッジに設けられた案内部材であって、エンコーダ部材と光学センサとを一定の位置関係に保持するように、エンコーダ部材の片面の幅方向両端部分に摺接して案内する案内部材と、1対の連結部の少なくとも一方に設けられ、エンコーダ部材が案内部材に接近する方向へ、エンコーダ部材の端部を付勢する付勢部材とを備えたものである。
【0010】
1対の連結部の少なくとも一方に設けられた付勢部材により、エンコーダ部材がキャリッジに設けられた案内部材に接近する方向へ、エンコーダ部材の端部が付勢されているため、エンコーダ部材の片面の幅方向両端部分に案内部材が摺接し、エンコーダ部材は張力が付与されて案内部材の近くの光学センサに案内される。それ故、エンコーダ部材と光学センサとは常に一定の位置関係に保持された状態で、キャリッジ駆動手段により、記録ヘッドを搭載したキャリッジが記録方向に往復移動駆動される。また、エンコーダ部材の片面の幅方向両端部分に案内部材が摺接するため、エンコーダ部材の幅方向中央部分、即ち、光学センサにより検出信号を発生させる部位が傷ついたり摩耗することがない。それ故、光学センサによる検出精度を非常に高めることが可能になる。
【0011】
請求項2のプリンタのキャリッジ位置検出装置は、請求項1の発明において、案内部材は、エンコーダ部材の幅方向両端面に摺接して案内する幅方向案内部を有することを特徴とするものである。それ故、エンコーダ部材の幅方向中央部分を、光学センサで検出信号を発生させ得る位置に確実に案内することができる。その他請求項1と同様の作用を奏する。
【0012】
請求項3のプリンタのキャリッジ位置検出装置は、請求項2の発明において、付勢部材はエンコーダ部材に張力を付与するバネ部材からなることを特徴とするものである。それ故、エンコーダ部材が案内部材に接近する方向へ、エンコーダ部材の端部を付勢するとともに、エンコーダ部材に張力を確実に付与することができる。その他請求項2と同様の作用を奏する。
【0013】
請求項4のプリンタのキャリッジ位置検出装置は、請求項1〜3の何れか1項の発明において、案内部材は光学センサの近くに光学センサとは独立に設けられたことを特徴とするものである。光学センサの近くに案内部材を設けることで、エンコーダ部材を光学センサに対して一定の位置関係になるように確実に案内することができ、また、案内部材と光学センサとを独立に設けることで、光学センサにおいては既存の光学センサをキャリッジに取付けて適用することが可能になる。その他請求項1〜3の何れか1項と同様の作用を奏する。
【0014】
請求項5のプリンタのキャリッジ位置検出装置は、請求項1〜3の何れか1項の発明において、案内部材は光学センサをキャリッジに支持する支持部材に設けられたことを特徴とするものである。それ故、キャリッジ位置検出装置が非常にコンパクトになり、しかも、エンコーダ部材は案内部材で光学センサの非常に近くで案内されるため、エンコーダ部材を光学センサに対して一定の位置関係になるように一層確実に案内することが可能になる。その他請求項1〜3の何れか1項と同様の作用を奏する。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
本実施形態は、C(シアン:青緑)、M(マゼンタ:赤紫)、Y(イエロー:黄)、K(ブラック:黒)の4色のインクを、4組の記録ヘッドから記録紙(記録媒体)に夫々噴射してカラー画像を記録するインクジェットプリンタにおいて、記録ヘッドを搭載したキャリッジの位置を検出するキャリッジ位置検出装置に、本発明を適用した場合の例である。
【0016】
図1、図2に示すように、インクジェットプリンタ1は、基本的に、本体カバー2内に設けられた本体フレーム3(プリンタ本体)に、ゴム製のプラテン11を含む用紙搬送機構10と、4組の記録ヘッド32〜35を搭載したキャリッジ18と、キャリッジ18を記録方向に往復移動駆動するキャリッジ駆動機構20と、記録紙Pにカラー画像を記録する記録機構30と、キャリッジ18の位置を検出するキャリッジ位置検出装置40等を設けた構造であり、キャリッジ18に固定されたホルダー19に、C、M、Y、Kの4色のインクを収容した4組のインクカートリッジ5〜8が夫々着脱自在に装着されている。
【0017】
前記用紙搬送機構10について説明すると、プラテン11は左右方向向きに配設され、その左右両端部のプラテン軸11aが本体フレーム3の側板3a,3bに回転自在に枢支され、左側のプラテン軸11aの左端部に取付けられたギヤ12と、側板3bに取付けられたフィードモータ17と、ギヤ14〜16を有するギヤ機構13等により回転駆動される。
【0018】
前記キャリッジ駆動機構20について説明すると、プラテン11の前側には、左右両端部が側板3a,3cに支持されたガイドロッド22がプラテン11と平行に配設され、ガイドロッド22の前側には、本体フレーム3の前端上部に形成されたガイドレール3dが、ガイドロッド22(プラテン11)と平行に設けられ、キャリッジ18はこれらガイドロッド22及びガイドレール3dに左右方向移動自在に支持されている。
【0019】
キャリッジ18の移動範囲の左端側には、本体フレーム3に回転自在に枢支された従動プーリー25が設けられ、キャリッジ18の移動範囲の右端側には、キャリッジ駆動モータ26及びその出力軸に取付けられた駆動プーリー27が設けられている。これら両プーリー25,27には、キャリッジ18に連結された無端状のタイミングベルト28が掛け渡され、キャリッジ駆動モータ26が回転駆動されると、キャリッジ18が左右方向へ往復移動駆動される。
【0020】
前記記録機構30について説明すると、記録機構30は、シアン用記録ヘッド32とマゼンタ用記録ヘッド33とイエロー用記録ヘッド34とブラック用記録ヘッド35と、シアン用インク導入部36とマゼンタ用インク導入部37とイエロー用インク導入部38とブラック用インク導入部39を有し、これら記録ヘッド32〜35とインク導入部36〜39は、キャリッジ18に固定された略箱型形状のホルダー19の後端部分に夫々設けられている。
【0021】
記録ヘッド32〜35は、ホルダー19の後端立壁部19aの背面部にキャリッジ18の移動方向に並設され、各記録ヘッド32〜35は、例えば約300DPIの複数の噴射ノズル(図示略)を有し、噴射機構(図示略)により噴射ノズルからインクを噴射可能に構成されている。インク導入部36〜39は対応する記録ヘッド32〜35に接続された状態で立壁部19aに挿通状に固定され、その前端部分が立壁部19aから前方へ突出し、ホルダー19にインクカートリッジ5〜8が装着されると、インクカートリッジ5〜8内のインクが、インク導入部36〜39を介して記録ヘッド32〜35へ夫々供給可能な状態になる。
【0022】
キャリッジ位置検出装置40について図3〜図7を参照して説明する。
キャリッジ位置検出装置40は、透光部42と遮光部43とを交互に微小目盛り状に形成したベルト状のエンコーダ部材41と、キャリッジ18に装着されたフォトインタラプタ50(光学センサ)と、キャリッジ18に固定されエンコーダ部材41とフォトインタラプタ50とを一定の位置関係に保持する為の案内部材60を有している。
【0023】
前記エンコーダ部材41は、例えば、透明のフィルムの表面部にバーコード状の黒印刷を施して、微小幅(例えば、約30μm )の透光部42と、微小幅(例えば、約30μm )の遮光部43とを交互に形成して構成されている。エンコーダ部材41の左右両端部は本体フレーム3の側板3c,3aの前端部分に1対の連結部47,48を介して夫々連結されて、エンコーダ部材41は、キャリッジ18の前部下側において、透光部42と遮光部43を形成した面を上方へ向け、キャリッジ18の移動方向と略平行に配設されている。
【0024】
図7に示すように、左側の連結部47においては、側板3cの上端部に立設された連結片3eに、エンコーダ部材41の左端部に形成された孔45を嵌込み、エンコーダ部材41の左端部は水平方向へ僅かに移動可能に連結されている。
一方、右側の連結部48においては、エンコーダ部材41の右端部がコイルバネ49を介して側板3aに連結されている。コイルバネ49は、エンコーダ部材41の右端部を上方へ付勢するとともに、エンコーダ部材41に張力を付与する為のもので、一端部がエンコーダ部材41の右端部に形成され孔46に連結され、他端部は側板3aの上端部に立設された連結片3fに連結されている。
【0025】
前記コイルバネ49によりエンコーダ部材41に張力が付与されることで、左側の連結部47において、エンコーダ部材41の左端部は水平方向の移動が拘束されて位置決めされる。ここで、左側の連結部47は案内部材60の第1案内部65と同じ高さに設けられ、右側の連結部48は左側の連結部47より僅かに高い位置に設けられているため、コイルバネ49によりエンコーダ部材41の右端部が上方へ付勢されて、エンコーダ部材41の上面の幅方向両端部分が案内部材61の第1案内部65に摺接し、エンコーダ部材41には張力が付与される。
【0026】
前記フォトインタラプタ50は、発光部51と受光部52を有し、支持部材55を介してキャリッジ18に支持されている。支持部材55は前後1対のセンサ取付け部55a,55bを有する側面視コの字型に形成され、センサ取付け部55aの上面部がキャリッジ18の前部下面の左部に固定されている。
【0027】
エンコーダ部材41はセンサ取付け部55a,55bとの間を通り、発光部51と受光部52は、エンコーダ部材41の幅方向中央部を挟んで対向するように、センサ取付け部55a,55bの内面部に夫々取付けられている。そして、キャリッジ18が移動すると、フォトインタラプタ50がエンコーダ部材41の透光部42と遮光部43に夫々対応するパルス信号を発生し、そのパルス信号に基づいて、プリンタ制御部によりキャリッジ18の位置が検出される。
【0028】
図6に示すように、前記案内部材60は、エンコーダ部材41の上面の幅方向両端部分に摺接して案内する第1案内部65と、エンコーダ部材41の幅方向両端面に摺接して案内する第2案内部66(幅方向案内部)を有する。案内部材60は、ブロック部材61に、下面側からエンコーダ部材41と略同じ幅の溝62を左右方向向きに形成し、更に溝62の上側にエンコーダ部材41より幅の短い溝63を左右方向向きに形成した形状で、溝62の前後1対の上面が1対の第1案内部65に、また、溝62の前後1対の両側面の上端部分が1対の第2案内部66をなしている。
【0029】
前記キャリッジ位置検出装置40の作用・効果について説明する。
エンコーダ部材41が案内部材60の第1案内部65に接近する方向(上方)へ、エンコーダ部材41の右端部がコイルバネ49により付勢されているので、エンコーダ部材41の上面の幅方向両端部分に案内部材60の1対の第1案内部65が摺接し、エンコーダ部材41の幅方向両端面に案内部材60の1対の第2案内部66が摺接して、エンコーダ部材41は張力が付与されて案内部材60の近くのフォトインタラプタ50に案内される。
【0030】
従って、エンコーダ部材41とフォトインタラプタ50とは常に一定の位置関係に保持された状態で、キャリッジ駆動機構20により、記録ヘッド32〜35を搭載したキャリッジ18が記録方向に往復移動駆動される。エンコーダ部材41の上面の幅方向両端部分に案内部材60の第1案内部65が摺接するため、エンコーダ部材41の幅方向中央部分、即ち、フォトインタラプタ50により検出信号を発生させる部位が傷ついたり摩耗することがない。
【0031】
また、案内部材60にエンコーダ部材41の幅方向両端面に摺接して案内する第2案内部66を設けたので、エンコーダ部材41の幅方向中央部分を、フォトインタラプタ50で検出信号を発生させ得る位置に確実に案内できる。
そして、このキャリッジ位置検出装置40においては、キャリッジ位置検出装置40の製作誤差(エンコーダ部材41や支持部材55を含むフォトインタラプタ50の加工誤差や組付け誤差)等、インクジェットプリンタ1の種々の製作誤差に関係なく、エンコーダ部材41とフォトインタラプタ50とを常に一定の位置関係に保持できるため、フォトインタラプタ50による検出精度が低下し、印字品質が低下するという問題を解消することができる。
【0032】
更に、フォトインタラプタ50近くに案内部材60を設けることで、エンコーダ部材41をフォトインタラプタ50に対して一定の位置関係になるように確実に案内することができ、しかも、案内部材60をフォトインタラプタ50とを独立に設けることで、フォトインタラプタ50においては既存の光学センサをキャリッジ18に取付けて適用することが可能になる。
また、右側の連結部48においては、左側の連結部47より高い位置に設け、コイルバネ49を介してエンコーダ部材41の右端部と本体フレーム3の側板3aとを連結することで、コイルバネ49により、エンコーダ部材41の右端部を上方へ付勢し、エンコーダ部材41に張力を確実に付与できるようになる。
【0033】
次に、別実施形態について図8、図9を参照して説明する。但し、前記実施形態と同じものには同一の符号を付し説明を省略する。別実施形態のキャリッジ位置検出装置40Aは、フォトインタラプタ50(発光部51,受光部52)をキャリッジ18に支持する支持部材55Aに、エンコーダ部材41とフォトインタラプタ50とを一定の位置関係に保持する案内部材60Aを設けたものである。
【0034】
案内部材60Aは、第1,第2案内部71,72を夫々有する1対の案内片70を有し、これら第1,第2案内部71,72は、エンコーダ部材41を挟んで、支持部材55Aのセンサ取付け部75,76に夫々固定され、1対の第1案内部71が、エンコーダ部材41の上方の面の幅方向両端部分に摺接して案内し、1対の第2案内部72が、エンコーダ部材41の幅方向両端面に摺接して案内するように構成されている。
【0035】
このキャリッジ位置検出装置40Aにおいては、前記実施形態と略同様の作用・効果を奏するが、案内部材60Aを支持部材55Aに設けたので、キャリッジ位置検出装置40Aがコンパクトになり、しかも、エンコーダ部材41を案内部材60Aによりフォトインタラプタ50の非常に近い部位において案内できるため、エンコーダ部材41をフォトインタラプタ50に対して一定の位置関係になるように一層確実に案内することが可能になる。
【0036】
前記実施形態及び別実施形態の変更形態について説明する。
1〕連結部47において、エンコーダ部材41の左端部を、コイルバネを介して本体フレーム3の側板3bに連結して連結部48のように構成してもよい。
2〕コイルバネ49の代わりに、エンコーダ部材41の端部を上方へ付勢する板バネ等の種々の付勢部材を適用してもよい。
3〕エンコーダ部材41の両端部においては、連結強度を高めるための補強部材を固定的に設け、この補強部材を介して本体フレーム3の側板3a,3cに連結するようにしてもよい。
4〕エンコーダ部材の下面にバーコード状の黒印刷を施すことで前記透光部42と遮光部43を形成してもよい。
5〕前記キャリッジ位置検出装置40,40Aにおいては、インクジェットプリンタに限らず、その他種々のプリンタにも勿論適用することができる。
【0037】
【発明の効果】
請求項1のプリンタのキャリッジ位置検出装置によれば、光学センサを装着したキャリッジに、エンコーダ部材の片面の幅方向両端部分に摺接して案内する案内部材を設け、エンコーダ部材の両端部をプリンタ本体に連結する1対の連結部の少なくとも一方に、エンコーダ部材が案内部材に接近する方向へエンコーダ部材の端部を付勢する付勢部材を設けたので、キャリッジ位置検出装置の製作誤差(エンコーダ部材や光学センサの加工誤差や組付け誤差)等に関係なく、エンコーダ部材を光学センサに確実に案内して、エンコーダ部材と光学センサを常に一定の位置関係に保持することが可能になる。
【0038】
請求項2のプリンタのキャリッジ位置検出装置によれば、請求項1と同様の効果を奏するが、案内部材はエンコーダ部材の幅方向両端面に摺接して案内する幅方向案内部を有するので、エンコーダ部材の幅方向中央部分を、光学センサで検出信号を発生させ得る位置に確実に案内することが可能になる。
【0039】
請求項3のプリンタのキャリッジ位置検出装置によれば、請求項2と同様の効果を奏するが、付勢部材はエンコーダ部材に張力を付与するバネ部材からなるので、エンコーダ部材が案内部材に接近する方向へ、エンコーダ部材の端部を付勢するとともに、エンコーダ部材に張力を確実に付与することができる。
【0040】
請求項4のプリンタのキャリッジ位置検出装置によれば、請求項1〜3の何れか1項と同様の効果を奏するが、案内部材を前記光学センサの近くに光学センサとは独立に設けたので、エンコーダ部材を光学センサに対して一定の位置関係になるように確実に案内することができ、また、光学センサにおいては既存の光学センサをキャリッジに取付けて適用することが可能になる。
【0041】
請求項5のプリンタのキャリッジ位置検出装置によれば、請求項1〜3の何れか1項と同様の効果を奏するが、案内部材を、前記光学センサをキャリッジに支持する支持部材に設けたので、キャリッジ位置検出装置が非常にコンパクトになり、更に、案内部材によりエンコーダ部材を光学センサの非常に近い部位において案内できるため、エンコーダ部材を光学センサに対して一定の位置関係になるように一層確実に案内することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係るインクジェットプリンタの斜視図である。
【図2】図1の要部平面図である。
【図3】図2のIII −III 矢視図である。
【図4】図3のIV−IV線断面図である。
【図5】図4の部分切欠き図である。
【図6】図5の要部拡大図である。
【図7】キャリッジ位置検出装置の要部拡大斜視図である。
【図8】別実施形態に係るインクジェットプリンタの要部正面図である。
【図9】図8のIX−IX線拡大断面図である。
【符号の説明】
1 インクジェットプリンタ
18 キャリッジ
20 キャリッジ駆動機構
32〜35 記録ヘッド
40,40A キャリッジ位置検出装置
41 エンコーダ部材
42 透光部
43 遮光部
47,48 連結部
49 コイルバネ(付勢部材)
50 フォトインタラプタ(光学センサ)
55,55A 支持部材
60,60A 案内部材
65,71 第1案内部
66,72 第2案内部
Claims (5)
- 記録ヘッドと、記録ヘッドを搭載したキャリッジと、キャリッジを記録方向に往復移動駆動するキャリッジ駆動手段と、キャリッジの移動位置を検出する為の透光部と遮光部とを交互に微小目盛り状に形成したベルト状のエンコーダ部材と、エンコーダ部材の両端部をプリンタ本体に連結する1対の連結部と、キャリッジに装着されてエンコーダ部材の透光部と遮光部に夫々対応する検出信号を発生する光学センサとを備えたプリンタにおいて、
前記キャリッジに設けられた案内部材であって、エンコーダ部材と光学センサとを一定の位置関係に保持するように、エンコーダ部材の片面の幅方向両端部分に摺接して案内する案内部材と、
前記1対の連結部の少なくとも一方に設けられ、エンコーダ部材が案内部材に接近する方向へ、エンコーダ部材の端部を付勢する付勢部材と、
を備えたことを特徴とするプリンタのキャリッジ位置検出装置。 - 前記案内部材は、エンコーダ部材の幅方向両端面に摺接して案内する幅方向案内部を有することを特徴とする請求項1に記載のプリンタのキャリッジ位置検出装置。
- 前記付勢部材はエンコーダ部材に張力を付与するバネ部材からなることを特徴とする請求項2に記載のプリンタのキャリッジ位置検出装置。
- 前記案内部材は、前記光学センサの近くに光学センサとは独立に設けられたことを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載のプリンタのキャリッジ位置検出装置。
- 前記案内部材は、前記光学センサをキャリッジに支持する支持部材に設けられたことを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載のプリンタのキャリッジ位置検出装置。
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