(57)【要約】【課題】  光透過式エンコーダを備えたインクジェット記録装置において、インクミスト等のインクの汚れによるエンコーダの読み取りエラーの発生を減少させる。【解決手段】  被記録媒体に対して往復移動するキャリッジ１０９と、光学式のエンコーダスケール１０７と備えるインクジェット記録装置に対して着脱可能に設けられるインクジェット記録ヘッド１０１において、エンコーダスケール１０７に対して発光可能な発光素子１０５および該発光素子からの光をエンコーダスケールを介して受光可能な受光素子１０６の少なくとも一方を有していることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。【選択図】  図１
2006150672.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被記録媒体に対して往復移動するキャリッジと光学式のエンコーダスケールとを備えるインクジェット記録装置に対して着脱可能に設けられるインクジェット記録ヘッドにおいて、
前記エンコーダスケールに対して発光可能な発光部および該発光部からの光をエンコーダスケールを介して受光可能な受光部の少なくとも一方を有していることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
【請求項２】
前記発光部を有す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ヘッド。
【請求項３】
インクを収納するインク収納部を一体的に有することを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項４】
被記録媒体に対して往復移動するキャリッジと光学式のエンコーダスケールとを備えるインクジェット記録装置に対して着脱可能に設けられる液体収納容器において、
前記エンコーダスケールに対して発光可能な発光部および該発光部からの光をエンコーダスケールを介して受光可能な受光部の少なくとも一方を有していることを特徴とする液体収納容器。
【請求項５】
前記発光部を有することを特徴とする請求項４に記載の液体収納容器。
【請求項６】
前記発光部と液体収納容器に関する情報を保持する情報記憶素子とを備えた基板を有することを特徴とする請求項５に記載の液体収納容器。
【請求項７】
被記録媒体に対して往復移動するキャリッジと光学式のエンコーダスケールとを備えるインクジェット記録装置において、
前記エンコーダスケールに対して発光可能な発光部を有するインクジェット記録ヘッドと、該発光部からの光をエンコーダスケールを介して受光可能な受光部を有するキャリッジとを有することを特徴とするインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紙や布などの記録媒体に対し液体を吐出させて記録を行うインクジェット記録ヘッド、該液体を収納する液体収納容器及びインクジェット記録装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
シリアルスキャン方式を用いたインクジェット記録装置は、記録手段であるインクジェット記録ヘッドから被記録材にインクを吐出して記録を行うものであり、記録手段のコンパクト化が容易であり、高精細な画像を高速で記録することができる等の利点を有している。このような記録装置では、キャリッジの移動位置に応じて所望の画像が記録媒体上に形成されるようなタイミングでインクの吐出が行われなければならないので、一般的にキャリッジの位置を検出するためのリニアエンコーダが備えられている。リニアエンコーダは、キャリッジの移動方向に張架され、キャリッジの移動量を検出する基準となるエンコーダスケールと、キャリッジに取り付けられ、エンコーダスケールからキャリッジの移動量を検出するセンサとから構成される。
【０００３】
図８に従来の記録装置の構成を示す斜視図を示す。この記録装置は、記録ヘッド１と、キャリッジ２と、キャリッジ基板３と、リニアエンコーダセンサ４と、リニアエンコーダスケール５５と、本体シャーシ６と、ガイド軸７と、板ばね９と、ねじ１０と、タイミングベルト１１と、アイドルプーリ１２と、駆動モータ１３とを備える。
【０００４】
本体シャーシ６は記録装置の筐体であり、本体シャーシ６には、２本のガイド軸７と、アイドルプーリ１２と、駆動モータ１３とがそれぞれ設置されている。２本のガイド軸７は、互いに平行に配設されており、アイドルプーリ１２と、駆動モータ７とは、本体シャーシ６の同じ側面に設置されている。そして、アイドルプーリ１２と駆動モータ１３が備えるプーリ（不図示）との間に、１本のタイミングベルト１１がガイド軸７と平行に張られている。
【０００５】
さらに、本体シャーシ６には板ばね９が設置されている。板ばね９は、それぞれ２本のガイド軸７の両端が接続される本体シャーシ６の側面のうちの１つに、ねじ１０によって固定されている。リニアエンコーダスケール５５は、一端が本体シャーシ６の側面に固定され、もう一端が板ばね９に接続されることによって、適当な値の張力に引張されながら２本のガイド軸７に平行に設置されている。記録ヘッド１が搭載されたキャリッジ２は、ガイド軸７に沿って摺動できるようにガイド軸７上に搭載されている。タイミングベルト１１の一部は、キャリッジ２と接続されており、駆動モータ３が回転することによってキャリッジ２はガイド軸７上に沿って移動することができるようになっている。リニアエンコーダセンサ４は、キャリッジ２上にキャリッジ基板３を介して固定されており、リニアエンコーダスケール５５を挟み込むように設置されている。
【０００６】
キャリッジ２が、駆動モータ１３の駆動により、ガイド軸７に沿って移動した場合、キャリッジ２に接続されたリニアエンコーダセンサ４もリニアエンコーダスケール５５上に沿って移動する。リニアエンコーダセンサ４は、リニアエンコーダスケール５５上の位置情報を、パルス信号に変換して、キャリッジ基板３からフレキシブルケーブル（不図示）などによってメイン基板（不図示）にそのパルス信号を伝え、メイン基板上の演算装置（不図示）に送る。演算装置は、そのパルス信号に基づいて、キャリッジ２の位置、速度を制御する。
【０００７】
リニアエンコーダには、磁気式や、光学式などの様々な種類のものがある。磁気式のリニアエンコーダでは、磁気センサと定ピッチの磁気情報を金属軸やシート材で構成されたスケールが用いられる。光学式のリニアエンコーダには、発光および受光素子と定ピッチの明暗パターンをスケール上に持つタイプや、定ピッチの凹凸形状をスケール上に持つタイプなどが存在する。
【０００８】
上述の各種方式のリニアエンコーダには、それぞれ長所と短所がある。前者の磁気式のリニアエンコーダでは、少量のインクの汚れ等が付着しても、性能には影響しないという長所があるが、一方で、エンコーダの分解能の高精細化が困難であり、エンコーダスケールとエンコーダセンサのギャップが広げづらく、取付け精度の問題やギャップに物が詰まりやすいという短所もある。また、磁気式のリニアエンコーダでは、磁気を帯びた工具等の取り扱いにも注意が必要となる。また、後者の光学式のリニアエンコーダでは、高精細化の容易さやエンコーダスケールとエンコーダセンサのギャップを比較的広くしやすく、組み立ても容易であるなどの長所がある反面、インクの汚れに対する性能劣化が大きいといった短所がある。
【０００９】
上述した従来の記録装置では、一般向けの安価なものでも、高精細化、高精度化が一段と進み、２５．４ｍｍ（１インチ）あたり１２００ドットといったピッチにインクを着弾させるものも現れてきた。このような間隔でインクが打ち込まれる場合、その着弾速度を向上させる必要があるのはいうまでもなく、さらにリニアエンコーダの高精細化が必要とされている。当然、２５．４ｍｍあたり１２００ドットのプリンタには、２５．４ｍｍあたり１２００ドット以上の分解能を有するリニアエンコーダが用いられることが理想であるが、価格、大きさといった制約から、２５．４ｍｍあたり３００ドット、６００ドットといったものを逓倍して使用する場合が多かった。
【００１０】
しかしながら、最近では、２５．４ｍｍあたり１２００ドットのリニアエンコーダも安価に製造することが可能になり、一般用プリンタに使用できる形態のものも現れ始めた。しかし、インク等による部品の汚れによって発生するセンサの出力信号の位相および振幅のずれなどによる影響は、リニアエンコーダの精度が上がるほど顕著となり、無視できないものになっている。
【００１１】
上述のようなインクの汚れに対し、特許文献１〜３において、リニアエンコーダのスケール上に付着するインクを除去するために清掃部材をリニアエンコーダのセンサ上に備える記録装置を開示している。
【特許文献１】特開平９−１８９５７４号公報
【特許文献２】特開２０００−１４１８０２号公報
【特許文献３】特開２００１−１２１７２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、位置を検出するためにセンサ側において光線の焦点が合っていなければならない光学式リニアエンコーダの場合には、リニアエンコーダのスケールの汚れよりも、エンコーダセンサの汚れの方が、より影響が大きいことが実験的に明らかとなっている。
【００１３】
また、リニアエンコーダの高精細化に伴い、使用されるインク滴も小液滴化し、記録媒体に着弾できない微少インク（以降、インクミストと称す）も発生しやすくなっている。さらにこのインクミストは、非常に微細であるためキャリッジの移動に伴い、リニアエンコーダの位置まで巻き上がりやすくなっており、リニアエンコーダのセンサの内部に侵入する可能性も大きい。よって、リニアエンコーダのスケールよりも、リニアエンコーダのセンサの方が先に汚れてしまうことが多いということが明らかとなっている。
【００１４】
上述のように、リニアエンコーダのセンサにインクミストが付着することにより、リニアエンコーダの耐久性が悪化し、読み取りエラーの発生により印字画像が乱れたり装置停止が発生するという問題があった。エンコーダスケールの汚れについては、定期的なサービスによる交換またはユーザー自身によって表面を清掃することが比較的容易に行うことが可能である。しかしながらリニアエンコーダのセンサ汚れについては、従来は発光部と受光部が一体構造で構成されており、清掃することが極めて困難である。更には、記録装置と一体的に構成されていることから、記録装置を解体して取り外す以外はリニアエンコーダのセンサ交換は不可能であり、交換の必要が発生したときには、ユーザーは本体をサービスに送付し部品交換対応を行うという大変不便な対応を強いられることになる。
【００１５】
したがって、本発明の目的は、特別な作業を行うことなく光透過式リニアエンコーダにおけるインクミスト汚れによる読み取りエラーの発生を減少させることができる液体収納容器、インクジェット記録ヘッド及びインクジェット記録装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成する本願発明は、被記録媒体に対して往復移動するキャリッジと、光学式のエンコーダスケールと備えるインクジェット記録装置に対して着脱可能に設けられるインクジェット記録ヘッドにおいて、前記エンコーダスケールに対して発光可能な発光素子および該発光素子からの光をエンコーダスケールを介して受光可能な受光素子の少なくとも一方を有していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
以上の構成によれば、記録装置のキャリッジの位置検出を行うリニアエンコーダの発光部（ＬＥＤ）または受光センサの少なくとも一方を記録装置に対し着脱可能なインクジェット記録ヘッドまたは液体収納に設けているので、印字により発生するミスト等の付着汚れが堆積する前に定期的に交換することが可能となり、記録装置の動作不良や印字不良の発生を減少させることができる。
【００１８】
また、発光ＬＥＤおよび受光センサは記録装置に対し着脱自在に構成されることから大掛かりな作業を必要とせずに発光ＬＥＤおよび受光センサの汚れを容易に清掃することも可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００２０】
＜第１の実施形態＞
図７は本発明の第１の実施の形態を説明するためのインクジェット記録装置の全体図である。同図において１０１は記録手段を構成する記録ヘッドであり、インクジェット記録装置１００に対し着脱可能な構成となっている。図１は本実施例におけるインクジ記録ヘッド部における断面を示す模式的断面図である。１０２はインクタンクであり、１０３はインクタンク１０２を保持するホルダユニットである。本実施例においてはホルダユニット１０３に対し着脱可能なインクタンク１０２を持つ構成について記述するが、吐出を行うチップユニット部とインクタンクを分離不可に一体的に構成したディスポーザブルタイプの記録ヘッドであってもよい。１０４はインクジェット記録装置本体と記録ヘッド１０１において、インク吐出に伴う駆動信号などの電気信号を伝達する電気基板である。１０９は記録ヘッドが搭載される搬送手段としてのプリンタキャリッジであり、このプリンタキャリッジによって記録ヘッドが被記録媒体に対して走査させられる。１０８はプリンタキャリッジ１０９に設けられ、記録ヘッド１０１と記録装置との電気的接続を行う為の電気接点を持つコネクタ基板である。１０７は走査方向での位置情報を示すためのエンコーダスケールであり、光式のエンコーダスケールには透明なポリエステルフィルムに遮光部分を印刷したものを用いている。エンコーダスケール１０７は他の構成として、エッチングで光透過スリットを設けたＮｉ−Ｃｕ−Ｎｉなどの多層金属薄板などを用いてもよい。１０６は該エンコーダスケールを読み取り位置情報を検出する位置検出手段としてのエンコーダの受光センサであり、フォトトランジスタを配置している。受光センサ１０６は、不図示のＦＰＣ（フレキシブルプリントケーブル）およびキャリッジ基板を介して、記録装置の制御部と電気的に接続されている。１０５はエンコーダスケール１０７を透過し検出部受光センサ１０６に向けて発光する発光ＬＥＤ１０５である。受光部センサ１０６はプリンタキャリッジ１０９に固定され、発光ＬＥＤ１０５は前述したフォトトランジスタを配置した受光センサ１０６に対向する記録ヘッド１０１上の位置に固定されている。１１２は発光ＬＥＤ１０５の発光光を受光センサ１０６に導光する為にプリンタキャリッジ１０９に設けられた開口部である。本実施形態においては、発光ＬＥＤ１０５は記録ヘッド１０１に設けた電気基板１０４上に実装し、電気基板１０４内の配線引き回しにおいてインクジェット記録装置１００と発光ＬＥＤ１０５との電気的接続を行っている。発光ＬＥＤ１０５の構成位置についてはこれに限られたものでなく、インクジェット記録装置に設けた受光センサ１０６に対向する位置であれば、電気配線の引き回しを行い記録ヘッド１０１の任意の位置に配置することが可能である。また導光部材により光をひきまわすことで、ＬＥＤの配置の自由度が高まるので好ましい。発光ＬＥＤ１０５は前述の電気接続により発光に必要とする駆動電圧供給を受けて発光する。発光制御については、記録ヘッド１０１のキャリッジ１０９への装着時においては、インクジェット記録装置電源ＯＮ時には常時発光とすることも可能であるが、インクジェット記録装置により位置検出必要時のみ発光制御を行っている。これにより、印字待機時等の消費電力を抑えることが可能となる。記録ヘッド１０１はプリンタキャリッジ１０９に固定されているため、記録ヘッド１０１に設けられた発光ＬＥＤ１０５はプリンタキャリッジ１０２の走査に伴ってエンコーダスケール１０７に沿って往復運動する。この往復運動に従動して受光センサ１０６はエンコーダスケール上にある位置情報を読み取り位置検出信号を出力する。
【００２１】
次にエンコーダスケールについて図２を用いて説明する。図２において、マーク１１０と１１１は該エンコーダスケール上にある位置情報を示すためのものである。例えば、１１０が光学的に透過部分とし、１１１が光学的に反射部分（又は非透過部分）とすることで、発光ＬＥＤ１０５より発光された光は透過部分１１０では透過して受光センサ１０６に受光され、反射部１１１では遮蔽されて受光部センサ１０６では受光されない。このような構成では、受光センサ１０６の出力は透過部分１１０と反射部分１１１とで相反する結果となるため、受光センサ１０６からの出力はパルス状の信号となる。このパルス状信号をカウントすることでプリンタキャリッジ１０９の位置を検出することが可能となる。
【００２２】
上記のように記録ヘッド１０１に発光ＬＥＤ１０５を設けることで、インクジェット記録装置の寿命内に少なくとも１回以上の記録ヘッド１０１の交換がなされるので、印字時に発生するインクミストやその他の機内浮遊物によって発光ＬＥＤ１０５表面に汚れが堆積することを減少させることが可能となる。これにより、汚れで発光ＬＥＤ１０５の発光量が低下しプリンタキャリッジ１０９の位置検出エラーによる記録装置の動作不良を防止すること可能である。また発光ＬＥＤは交換可能な記録ヘッドに配置されているので、必ずしもミスト付着防止用のカバーを設ける必要がない。よって記録ヘッド１０１を取り外すことで発光ＬＥＤ１０５部を容易に清掃することが可能となる。
【００２３】
また、インクミスト及びその他の機内浮遊物等による汚れは、発光ＬＥＤ１０５以外にも受光部センサ１０６およびエンコーダスケール１０７にも発生する。本実施形態における構成にて実験したところ、少なくとも発光ＬＥＤまたは受光部センサの少なくとも一方の汚れをリセットすることで、記録装置寿命内でのプリンタキャリッジ位置検出不良の発生はなかった。
【００２４】
図３は図１に示した構成に対し、発光ＬＥＤ１０５と受光センサ１０６の配置を逆にしたものである。本構成においては、受光センサ１０６の出力信号は電気基板１０４とコネクタ基板１０８を介して記録装置に出力される。図３の構成においても受光センサを交換可能にすることで記録装置寿命内でのプリンタキャリッジ位置検出不良を減少させることが可能となる。
【００２５】
＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について図４を用いて説明する。本実施形態は第１の実施形態における発光ＬＥＤの構成位置の変更を行ったものである。第一の実施形態と同じ構成部については、同一の番号を付し説明を省略する。
【００２６】
図４の模式的断面図において１２０はインクタンク１０２に固定され、電気基板１０４と電気接続を行う電気接点を持つ電気基板である。インクタンク１０２の装着により記録装置に設けた受光センサ１０６と対向する位置に対応させるように発光ＬＥＤ１０５はインクタンク１０２に構成されている。また発光ＬＥＤ１０５は、インクタンク１０２が正確に装着され、電気基板１０４と１２０の電気接続が正しく行われたときにのみ発光可能な状態となる。１１３は発光ＬＥＤ１０５による光を受光センサ１０６に導光する為にホルダユニット１０３に設けられた開口部である。本実施形態において発光ＬＥＤ１０５はインクタンク１０２に設けた電気基板１２０上に実装されている。さらに電気基板１２０は、インクタンクに関する情報を記憶する記憶素子１２１が実装されている。この場合記憶素子１２１の情報に基づき、記録装置によって発光ＬＥＤ１０５の発光量調整等の制御を行うことができる。また駆動電源の供給は、記憶素子駆動電源より制御基板内の引き回しによって得ることができる。この電気基板１２０と記録装置との電気的接続は記録ヘッドに設けた電気基板１０４を介して行っているが、記録装置上に電気接点が設置可能な場合には電気基板１２０と記録装置の電気接続とを直接行ってもよい。電気接続位置の制約により発光ＬＥＤ１０５の電気基板上への実装が困難な場合には、電気接点を電気フレキケーブルで構成し、電気フレキケーブルの引き回しにより発光ＬＥＤのインクタンク１０２上での構成位置において自由度上げることも可能である。本構成によれば、発光ＬＥＤ１０５をインク消費とともに必然的に交換されるインクタンク１０２に設けることで、記録装置における定量印字において発光ＬＥＤ１０５の交換が可能となり、より確実にインクミストによる汚れによって記録装置の動作不良の発生を回避することができる。
【００２７】
図５は第一の実施形態と同様に第２の実施形態において、発光ＬＥＤ１０５と受光センサ１０６との配置を入れ替えた構成であり、第一の実施形態に記述したのと同様の効果を得ることができる。
【００２８】
＜第３の実施形態＞
次に、本発明の第３の実施形態について図６を用いて説明する。本実施形態は第１の実施形態および第２の実施形態における発光ＬＥＤと受光センサの構成位置の変更を行ったものである。第１の実施形態および第２の実施形態と同じ構成部については、同一の番号を付し説明を省略する。
【００２９】
図６のインクジェット記録装置の断面の一部を示す模式的断面図において、１３０はエンコーダスケールであり、長尺状のフィルムに反射率の高い部分と低い部分とを交互に設けた反射型のスケールを用いている。本構成においては前述の反射型エンコーダスケール１３０を用いることで発光ＬＥＤ１０５と受光センサ１０６の両方をインクタンク１０２に設けている。本実施形態においてはインクタンク１０２に発光ＬＥＤ１０５および受光センサ１０６を設けているが、記録ヘッド１０１に設けることも可能である。エンコーダスケール１３０は樹脂フィルムに金属蒸着した反射板が用いており、反射部と非反射部を所定ピッチで設け、この反射率の差によって均一な間隔で設けられたコード状のパターンを受光センサ１０６で検出を行い記録装置制御部（不図示）に出力する事によりキャリッジの位置情報検出を行っている。このように反射型のエンコーダスケールを用いる場合にも本発明は適用することが可能である。
【００３０】
尚上述した各実施例においては、光学式のリニアエンコーダについて説明したが、本発明はこれに限られず例えば光学式のロータリーエンコーダにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図７の記録装置の断面の一部を示す模式的断面図である。
【図２】図１のエンコーダスケールの模式的拡大図である。
【図３】図１の記録装置の変形例を示す記録装置の模式的断面である。
【図４】本発明の第２の実施形態における記録装置の断面の一部を示す模式的断面である。
【図５】図５の記録装置の変形例を示す記録装置の模式的断面である。
【図６】本発明の第３の実施形態における記録装置の断面の一部を示す模式的断面である。
【図７】本発明の第１の実施形態における記録装置全体を示す模式的概略図である。
【図８】従来の記録装置全体を示す模式的概略図である。
【符号の説明】
【００３２】
１，１０１  記録ヘッド
２  キャリッジ
３  キャリッジ基板
４  リニアエンコーダセンサ
５  リニアエンコーダスケール
１１  タイミングベルト
１２  アイドルプーリ
１３  駆動モータ
１００  記録装置
１０２  インクタンク
１０３  ホルダユニット
１０４  電気基板
１０５  発光ＬＥＤ
１０６  受光センサ
１０７、１３０  エンコーダスケール
１０８  コネクタ基板
１０９  プリンタキャリッジ
１１２  キャリッジ開口
１１３  ホルダユニット開口
１１４  発光光
１２０，１３０  電気基板
１２１，記憶素子
１３１  反射光
【図１】
2006150672.tif 000003
【図２】
2006150672.tif 000004
【図３】
2006150672.tif 000005
【図４】
2006150672.tif 000006
【図５】
2006150672.tif 000007
【図６】
2006150672.tif 000008
【図７】
2006150672.tif 000009
【図８】
2006150672.tif 000010