(57)【要約】【課題】インク等の付着による汚れに対して標識検出性の低下を生じにくく、長期にわたって安定した標識検出性を付与することができる標識検出装置を提供する。【解決手段】磁気スケール２４に標識として着磁されたＮ又はＳの極性をキャリッジ部２１に設けられる磁気センサ２３で検出し、その着磁部検出信号をカウントして記録ヘッド部２のインク吐出動作を制御する。このことによりインク付着等の汚損による標識検出性の低下を回避できる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録ヘッド部と固定系の相対変位量を標識の計数に基づいて検出することによりインク吐出制御を行うインクジェット型記録装置の標識検出装置において、
前記記録ヘッド部および前記固定系の一方に設けられ、磁性材にＮ極およびＳ極を着磁して形成された前記標識を有する標識形成部と、
前記記録ヘッド部および前記固定系の他方に設けられ、前記標識を監視することに基づく標識検出信号を出力する標識検出部と、
前記標識検出信号に基づいて前記相対変位量を検出する制御部とを有することを特徴とする標識検出装置。
【請求項２】
前記標識形成部は、前記磁性材としての帯状の長尺部材にＮ極およびＳ極を着磁して形成した磁気標識を前記標識として担持させた位置検出ベルトであることを特徴とする請求項１記載の標識検出装置。
【請求項３】
前記標識検出部は、前記標識として磁性材にＮ極およびＳ極を着磁して形成した磁気標識を検出する磁気センサであることを特徴とする請求項１記載の標識検出装置。
【請求項４】
前記磁気センサは、少なくとも２つの前記磁気センサからなることを特徴とする請求項３記載の標識検出装置。
【請求項５】
前記磁気センサは、高透磁性を有する磁性材料を積層して形成されるコアと、
前記コアの周囲に導線を巻回して形成される第１のコイルと、
前記第１のコイルと同様に形成されるとともに前記第１のコイルに隣接して配置される第２のコイルと、
前記第１および前記第２のコイルの一端に前記コアに磁界を付与する磁石と、
前記第１および前記第２のコイルの他端に設けられて前記磁気標識に基づく磁界を付与される磁気検出面とを有することを特徴とする請求項３記載の標識検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェットプリンタ等の記憶装置において、記録ヘッドや記録用紙の位置制御用に用いられる標識検出装置に関し、特に、インク等の付着や埃等の汚れによる標識の検出精度低下を生じにくい標識検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のインクジェットプリンタとして、インクを収容したインクカートリッジと、インクカートリッジを搭載するインクキャリッジからなる記録ヘッドを有し、用紙搬送手段によって記録ヘッド部分に送り込まれる記録用紙に印刷を行うものがある。（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
記録ヘッドは、インクキャリッジを記録用紙の幅方向に移動させるとともに、所定の位置でインクカートリッジに設けられるヘッドからインクを吐出させることによって文字や画像に応じた印刷を行う。この記録ヘッドのインク吐出制御を所定の位置で精度良く行うために光学マーク等の標識を検出する標識検出部が設けられている。
【０００４】
特許文献１では、このような標識検出部として、インクキャリッジに取り付けられた無端ベルトと、この無端ベルトを往復搬送させるプーリと、プーリに同軸的に設けられた光学式の標識検出器が記載されている。
【０００５】
また、従来の他の標識検出器として、インクキャリッジの搬送方向に平行に張架された位置検出ベルトを有し、この位置検出ベルトに形成された光学マークを光学センサで読み取ることによって得られるパルスから記録ヘッドの位置を把握するようにしたものがある。
【０００６】
図８（ａ）から（ｃ）は、従来の記録装置に設けられる記録ヘッド部の各部を示す図である。
この記録ヘッド部２は、（ａ）に示すようにインクカートリッジ部２０と、インクカートリッジ部２０を搭載するキャリッジ部２１と、キャリッジ部２１に設けられる軸受２１Ａと、キャリッジ部２１に設けられる光学センサ部２１Ｂと、軸受２１Ａを介してキャリッジ部２１を往復移動方向に自在に支持する軸部２２と、キャリッジ部２１に取り付けられる無端状のベルト２５と、ベルト２５を張架するプーリ２６と、プーリ２６を駆動する駆動モータ２７と、標識としての光学マーク２９Ａおよび光透過部２９Ｂとを所定のピッチで交互に設けられる位置検出ベルト２９と、位置検出ベルト２９を固定する固定部２９０とを有する。
【０００７】
図８（ｂ）および（ｃ）は、位置検出ベルトの光学マーク検出動作を示す。
光学センサ部２１Ｂは、位置検出ベルト２９を介して発光素子２０１と受光素子２０２とを対向させた構成を有し、キャリッジ部２１の往復移動に伴って移動する。受光素子２０２は、（ｂ）に示すように光透過部２９Ｂを透過した光Ｌを受光すると図示しない制御部に受光信号を出力する。また、（ｃ）に示す位置に光学マーク２９Ａが位置するときは、発光素子２０１の光Ｌが遮光されて受光素子２０２には入射しないことから、制御部には受光信号が入力しない。
【０００８】
制御部は、受光素子２０２からベルト２５の搬送に伴ってパルス状に入力する受光信号をカウントして所定のカウント値となった位置でインクカートリッジ部２０の下部に設けられるヘッドからインクの吐出を行わせる。このようなインク吐出制御を繰り返しながら記録用紙への印刷が行われる。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００３−１１３９１号公報（第１図、第７図）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の標識検出装置によると、記録ヘッド部の近傍に位置検出用ベルトが設けられているため、飛散したインクが位置検出用ベルトに付着すると光学マークの読み取りができず、その結果、標識検出性が損なわれて印刷不良を生じるという問題がある。近年、プリンタの小型化要求に伴って記録ヘッドやその周辺機器が近接配置される傾向にあり、部品の高密度化によって上記した問題が顕著化している。また、記録装置の長期的な使用によってインクや埃が累積的に付着することにより光学マークの検出精度が序々に低下し、印刷品質を低下させるという問題がある。
【００１１】
従って、本発明は、インク等の付着による汚れに対して標識検出性の低下を生じにくく、長期にわたって安定した標識検出性を有する標識検出装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため、記録ヘッド部と固定系の相対変位量を標識の計数に基づいて検出することによりインク吐出制御を行うインクジェット型記録装置の標識検出装置において、
前記記録ヘッド部および前記固定系の一方に設けられ、磁性材にＮ極およびＳ極を着磁して形成された前記標識を有する標識形成部と、
前記記録ヘッド部および前記固定系の他方に設けられ、前記標識を監視することに基づく標識検出信号を出力する標識検出部と、
前記標識検出信号に基づいて前記相対変位量を検出する制御部とを有することを特徴とする標識検出装置を提供する。
【００１３】
このような構成によれば、磁性材に担持されたＮ極およびＳ極からなる磁気マークを検出することで、インクの付着による検出性の低下が生じず、かつ、非接触での標識検出が可能になる。
【００１４】
また、標識形成部は、磁性材としての帯状の長尺部材にＮ極およびＳ極を着磁して形成した磁気標識を標識として担持させた位置検出ベルトであることが好ましい。
【００１５】
標識検出部は、標識として磁性材にＮ極およびＳ極を着磁して形成した磁気標識を検出する磁気センサであり、磁気センサは、少なくとも２つの磁気センサを有することで標識検出信号の位相差に基づく記録ヘッド部の移動方向検出を行えるようになる。
【００１６】
また、磁気センサは、高透磁性を有する磁性材料を積層して形成されるコアと、コアの周囲に導線を巻回して形成される第１のコイルと、第１のコイルと同様に形成されるとともに第１のコイルに隣接して配置される第２のコイルと、第１および第２のコイルの一端にコアに磁界を付与する磁石と、第１および第２のコイルの他端に設けられて磁気標識に基づく磁界を付与される磁気検出面とを有するように形成することで、磁気センサと標識形成部とが離れた状態でも優れた磁気検出性を発揮する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【００１８】
図１は、第１の実施の形態に係るインクジェット型記録装置の側面を開放した図である。
この記録装置１は、樹脂等によって形成される本体部１Ａと、文字や画像等の印刷データに基づいて記録用紙等への記録動作を実行する記録ヘッド部２と、記録用紙Ｐを収容する給紙トレイ３と、給紙方向への回転動作に基づいて給紙トレイ３から記録用紙Ｐを送り出す給紙ローラ３Ａと、給紙トレイ３から送り出された記録用紙Ｐを記録ヘッド部２へ送り込む一対の送りローラ４と、記録用紙Ｐを記録ヘッド部２の印刷位置に導くプラテン５と、記録用紙Ｐを排紙トレイ７に排出させる排出ローラ６とを有する。
【００１９】
図２は、記録ヘッド部２およびその周囲の部分斜視図である。
記録ヘッド部２は、単色または複数のカラーのインクを収容したインクカートリッジ部２０と、インクカートリッジ部２０を搭載するキャリッジ部２１と、キャリッジ部２１に設けられる軸受２１Ａと、軸受２１Ａを介してキャリッジ部２１を往復移動方向に自在に支持する軸部２２と、キャリッジ部２１の背面側に設けられる磁気センサ２３と、ＮおよびＳの着磁部（後述）を長尺方向に交互に形成してなる標識（磁気標識）を表面に担持する長尺状の磁気スケール２４と、キャリッジ部２１に取り付けられる無端状のベルト２５と、ベルト２５を張架するプーリ２６と、プーリ２６を駆動する駆動モータ２７とを有する。
【００２０】
磁気スケール２４は、前述の本体部１Ａに設けられる図示しない固定部材によって長尺方向に弛みを生じないように張架されている。
【００２１】
ベルト２５は、図示しない従動側プーリとプーリ２６との間に弛みを生じないように張架されている。
【００２２】
磁気センサ２３は、磁気スケール２４と接触することのない距離で近接して設けられている。なお、磁気センサ２３と磁気スケール２４との接触を防ぐように磁気センサ２３の周囲にローラー等の接触防止部材を設けても良い。
【００２３】
図３は、磁気センサおよび磁気スケールの構成を示す部分拡大図であり、（ａ）は、磁気センサを平面方向より見た部分断面図である。
磁気センサ２３は、アモルファス合金等の高透磁性を有する磁性材料を積層して構成される磁心材２３ａと、磁心材２３ａを軸として巻回される導線２３ｂによって形成される１次コイル２３０および２次コイル２３１と、磁心材２３ａの磁気スケール配置側に設けられる磁気検出面２３ｄと、磁気検出面２３ｄの反対側より磁心材２３ａに磁界を付与する永久磁石２３２と、磁心材２３ａ，導線２３ｂ，１次コイル２３０，２次コイル２３１，および永久磁石２３２を一体的に封止する封止樹脂２３ｃとを有する。磁心材２３ａ，１次コイル２３０，および２次コイル２３１は、紙面奥方向に幅を有した扁平形状となっている。
【００２４】
このような磁気センサ２３は、以下のように形成される。
まず、厚さ１５μｍの薄膜状の高透磁性材料を所定の厚さに積層して磁心材２３ａを形成する。厚さは、磁気センサ２３に要求される磁気特性に基づいて定まる。この磁心材２３ａは任意の形状に変形可能な特性を有する。次に、磁心材２３ａの周囲に導線２３ｂを巻回して扁平状のコイルを形成する。このようにして形成された扁平状のコイルを２組（導線２３ｂの巻回数は同一）用意し、並列に配置する。次に、コイルから露出している磁心材２３ａの両端を図示するように近接させるとともに、その一端に近接して永久磁石２３２を配置する。ここでは、永久磁石２３２のＮ極を磁心材２３ａ側に向けている。次に、１次コイル２３０，２次コイル２３１，および永久磁石２３２をエポキシ樹脂からなる封止樹脂２３ｃで一体的に封止する。このとき、磁心材２３ａの他端が磁気検出面２３ｄに露出するようにする。
【００２５】
図３（ｂ）は、磁気スケールを示し、磁気スケール２４は、耐摩耗性、耐伸縮性に優れる樹脂材料からなる帯状の長尺基体に磁性材を薄膜状に塗布して形成されており、長尺方向にＮおよびＳの極性が所定の着磁幅Ｗで交互に着磁されている。なお、磁性材の剥離や摩耗を防ぐために磁気スケール２４の表面を保護被膜等でコーティングするようにしても良い。また、ＮおよびＳの極性の間に未着磁部分を設けて隣接する着磁部分との磁気干渉による磁気特性低下を防ぐようにしても良い。
【００２６】
図４は、第１の実施の形態に係る標識検出系を示す概略構成図である。
磁気センサ２３は、１次コイル２３０に接続されて高周波（波長λ）を付与する高周波信号発生部３０と、２次コイル２３１に接続されて電磁誘導に基づいて磁界の極性を検出する極性検出部３１とに接続されている。また、磁気スケール２４の着磁部２４Ａは、磁気センサ２３の良好な検出感度を確保するためにＮ極とＳ極とからなる１周期が高周波信号の波長λとなる着磁幅で形成されている。同図においては、着磁状態が明確となるように磁気スケール２４を実寸と異なるサイズ比で図示している。
【００２７】
高周波信号発生部３０は、磁気センサ２３の１次コイル２３０に着磁部２４Ａの極性検出用信号として１０ＭＨｚの高周波信号を付与する。
【００２８】
極性検出部３１は、１次コイル２３０、２次コイル２３１、および磁心材２３ａに基づいて形成される磁界に応じた電圧を入力し、着磁部２４ＡのＮ又はＳの極性に応じた信号波形に整流して図示しない制御部に出力する。
【００２９】
以下に、第１の実施の形態の動作について説明する。
キャリッジ部２１は、予め定められているホームポジションで待機している。図示しない制御部は、印刷動作の実行命令を受けると、記録用紙Ｐの搬送状態に応じて駆動モータ２７に通電する。駆動モータ２７は、通電に基づいて回転することにより、プーリ２６を介してベルト２５を所定の方向に搬送させる。また、制御部は、高周波信号発生部３０に通電開始信号を出力する。高周波信号発生部３０は、通電開始信号に基づいて磁気センサ２３の１次コイル２３０に高周波信号を付与する。キャリッジ部２１は、ベルト２５の搬送に基づいてベルト２５の長尺方向に移動する。磁気センサ２３は、記録ヘッド部２とともに移動する。
【００３０】
図５（ａ）は、極性検出部に入力する電圧を示す波形図である。
磁気センサ２３の磁気検出面２３ｄが着磁部２４ＡのＮ極部分を通過すると、磁心材２３ａは永久磁石２３２のＮ極性に基づく磁界を生じているので、Ｎ同士が反発して磁束の透過しない状態が形成されることより、２次コイル２３１には電圧Ｎが生じる。また、磁気検出面２３ｄが着磁部２４ＡのＳ極部分を通過すると、磁心材２３ａは永久磁石２３２のＮ極性に基づく磁界を生じているので、ＮからＳへ磁束が通過するとともに速やかに磁束飽和した状態となり、そのことによって２次コイル２３１には電圧Ｎより小なる電圧Ｓが生じる。このような電圧Ｎおよび電圧Ｓが極性検出部３１に出力される。
【００３１】
図５（ｂ）は、（ａ）の電圧波形を整流した波形図である。
極性検出部３１は、内蔵した整流回路でＨｉ信号およびＬｏ信号からなる電圧値への符号化を行う。このようにして所定の信号強度に符号化された値を磁気スケール２４の着磁部検出信号として制御部に出力する。制御部は、着磁部検出信号のＨｉ信号をカウントして所定のカウント値となったところで記録ヘッド部２にインク吐出動作を実行させる。
【００３２】
上記した第１の実施の形態によると、以下の効果が得られる。
（１）磁気スケール２４に標識として着磁されたＮ又はＳの極性を磁気センサ２３で検出し、その着磁部検出信号をカウントして記録ヘッド部２のインク吐出動作を制御するので、磁気スケール２４に対して記録ヘッド部２が接触することなく、接触摩耗を生じない標識検出構造とすることができ、かつ、インク付着等の汚損による標識検出性の低下を回避することができる。
（２）磁気センサ２３を用いることで、センサ部分の構成を小型化、軽量化できるので、記録ヘッド部２およびその周辺機器の高密度化を図ることができ、かつ、往復移動時の慣性量増大を防いで騒音や振動の少ない記録装置を実現できる。
【００３３】
なお、第１の実施の形態では、キャリッジ部２１の往復移動に基づく記録用紙Ｐへのインク吐出制御について説明したが、例えば、記録用紙Ｐの搬送系に上記した磁気センサ２３を設けて用紙搬送制御を行うことも可能である。また、この場合には、磁気スケールとして円板状部材の表面に磁性材を薄膜状に塗布して磁気円板を形成し、この磁気円板を用紙搬送ロール等の回転部材に取り付けて上記した磁気センサ２３で検出することで用紙搬送量を検出するようにしても良い。
【００３４】
また、第１の実施の形態では、磁気センサ２３を移動系に設け、磁気スケール２４を固定系に設ける構成を説明したが、磁気スケール２４を移動系に設け、磁気センサ２３を固定系に設ける構成としても良い。
【００３５】
図６は、第２の実施の形態に係る記録ヘッド部２およびその周囲の部分斜視図である。
記録ヘッド部２は、キャリッジ部２１に第１の実施の形態で説明した磁気センサ２３と同じ構成の２つの磁気センサ２３Ａおよび２３Ｂとを有して構成されている。
【００３６】
図７（ａ）は、第２の実施の形態に係る標識検出系を示す概略構成図である。
磁気センサ２３Ａおよび２３Ｂは、磁気スケール２４の長尺方向に（ｎλ＋λ／４）の距離で隔てられて配置されている。このように、ＮおよびＳの極性を交互に配置した着磁部２４Ａの１周期（λ）に対してλ／４の差を有して配置されることで、磁気センサ２３Ａおよび２３Ｂに生じる電圧波形に位相差が生じるようになっている。
【００３７】
図７（ｂ）および（ｃ）は、記録ヘッド部の移動に伴う電圧波形の位相差を示す波形図である。（ｂ）は磁気センサ２３Ａの電圧波形であり、（ｃ）は磁気センサ２３Ｂの電圧波形である。
キャリッジ部２１が矢印Ａ方向に移動すると、時刻ｔ１において磁気センサ２３Ｂから電圧Ｓが極性検出部３１に出力される。このとき、磁気センサ２３Ａは電圧Ｎを極性検出部３１に出力している。また、時刻ｔ２において、磁気センサ２３Ａは電圧Ｓを極性検出部３１に出力する。極性検出部３１は、第１の実施の形態で説明したように内蔵した整流回路で電圧値の符号化を行う。
【００３８】
上記した第２の実施の形態によると、キャリッジ部２１の移動に基づいて電圧波形に位相差が生じるように磁気センサ２３Ａおよび２３Ｂを配置したので、第１の実施の形態の好ましい特性に加えてキャリッジ部２１の移動方向を把握することが可能になる。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明の標識検出装置によると、標識形成部の複数の標識を標識検出部で監視して標識検出するようにしたため、インク等の付着による汚れに対して標識検出性の低下を生じにくく、長期にわたって安定した標識検出性を付与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る記録装置の側面を開放した図である。
【図２】記録ヘッド部およびその周囲の部分斜視図である。
【図３】磁気センサおよび磁気スケールの構成を示す部分拡大図である。
【図４】第１の実施の形態に係る標識検出系を示す概略構成図である。
【図５】（ａ）は、極性検出部に入力する電圧を示す波形図である。（ｂ）は、（ａ）の電圧波形を整流した波形図である。
【図６】第２の実施の形態に係る記録ヘッド部およびその周囲の部分斜視図である。
【図７】第２の実施の形態に係る標識検出系を示す概略構成図である。
【図８】（ａ）から（ｃ）は、記録ヘッドの位置を位置検出ベルトと光学センサに基づいて把握する記録装置の記録ヘッド部の部分斜視図である。
【符号の説明】
１、記録装置  １Ａ、本体部  ２、記録ヘッド部  ３、給紙トレイ
３Ａ、給紙ローラ  ４、送りローラ  ５、プラテン  ６、排出ローラ
７、排紙トレイ  ２０、インクカートリッジ部  ２１、キャリッジ部
２１Ａ、軸受  ２１Ｂ、光学センサ部  ２２、軸部  ２３、磁気センサ
２３Ａ、磁気センサ  ２３Ｂ、磁気センサ  ２３ａ、磁心材  ２３ｂ、導線
２３ｃ、封止樹脂  ２３ｄ、磁気検出面  ２４、磁気スケール
２４Ａ、着磁部  ２５、ベルト  ２６、プーリ  ２７、駆動モータ
３０、高周波信号発生部  ３１、極性検出部
２３０、１次コイル  ２３１、２次コイル  ２３２、永久磁石
２９０、固定部
【図１】
2004358707.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2004358707.tif 000007
【図６】
2004358707.tif 000008
【図７】
2004358707.tif 000009
【図８】
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