JPH09189574A - 光学式リニアエンコーダ、及びこれを用いた電子装置、記録装置 - Google Patents
光学式リニアエンコーダ、及びこれを用いた電子装置、記録装置Info
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- JPH09189574A JPH09189574A JP187496A JP187496A JPH09189574A JP H09189574 A JPH09189574 A JP H09189574A JP 187496 A JP187496 A JP 187496A JP 187496 A JP187496 A JP 187496A JP H09189574 A JPH09189574 A JP H09189574A
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- G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
- G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
- G01D5/347—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells using displacement encoding scales
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光学式リニアエンコーダのリニアスケール表
面の汚れによる誤信号の発生、信号出力の低下を防止す
る。 【解決手段】 リニアスケール２に沿って移動するキャ
リッジ５の背面には、スケール２を介してキャリッジ５
の位置を光学的に検出する検出部４が固定されており、
検出部４に清掃部材として液体を吸収可能な吸収体１が
固定されている。キャリッジ５の移動にともなって吸収
体１が移動してスケール２に対し摺動し、スケール２の
表面に付着したインクや水滴等の液体の汚れを吸収して
除去する。これにより、スケール表面の汚れによる誤信
号の発生、信号出力の低下を防止し、高分解能、高精度
で位置検出を行なえる。また、検出誤差の積み重なりに
よるキャリッジ５の暴走、衝突、破損を防止できる。
面の汚れによる誤信号の発生、信号出力の低下を防止す
る。 【解決手段】 リニアスケール２に沿って移動するキャ
リッジ５の背面には、スケール２を介してキャリッジ５
の位置を光学的に検出する検出部４が固定されており、
検出部４に清掃部材として液体を吸収可能な吸収体１が
固定されている。キャリッジ５の移動にともなって吸収
体１が移動してスケール２に対し摺動し、スケール２の
表面に付着したインクや水滴等の液体の汚れを吸収して
除去する。これにより、スケール表面の汚れによる誤信
号の発生、信号出力の低下を防止し、高分解能、高精度
で位置検出を行なえる。また、検出誤差の積み重なりに
よるキャリッジ５の暴走、衝突、破損を防止できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば記録装置に
おいて記録ヘッドを搭載して往復移動するキャリッジの
位置を検出する高精度位置検出手段として使用される光
学式リニアエンコーダ、及びこれを用いる電子装置、特
に記録装置に関するものである。
おいて記録ヘッドを搭載して往復移動するキャリッジの
位置を検出する高精度位置検出手段として使用される光
学式リニアエンコーダ、及びこれを用いる電子装置、特
に記録装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、例えば記録装置において往復
移動するキャリッジの位置を高精度に検出する高精度位
置検出手段には、様々な方式のリニアエンコーダが用い
られてきた。中でも光学式のエンコーダは検出部がリニ
アスケールに非接触で検知可能で耐久性に優れ、磁界の
変化などの外乱に強く、安価であり、また高精度、高分
解能の位置検出に向いており、高性能記録装置において
は主流となっている。
移動するキャリッジの位置を高精度に検出する高精度位
置検出手段には、様々な方式のリニアエンコーダが用い
られてきた。中でも光学式のエンコーダは検出部がリニ
アスケールに非接触で検知可能で耐久性に優れ、磁界の
変化などの外乱に強く、安価であり、また高精度、高分
解能の位置検出に向いており、高性能記録装置において
は主流となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら最近で
は、装置の高性能化の要求とともに、光学式リニアエン
コーダに更なる高精度、高分解能が要求されており、そ
れによって以下のような欠点が問題視されている。
は、装置の高性能化の要求とともに、光学式リニアエン
コーダに更なる高精度、高分解能が要求されており、そ
れによって以下のような欠点が問題視されている。
【０００４】記録装置内部はインク、紙紛、トナー等汚
れの原因となるものが多く、リニアスケールの表面にこ
れが付着すると透過光が減少し、リニアエンコーダの信
号出力を低下させる。特開平１−２２１２７１号には、
リニアスケールを走査した際のフォトインタラプタ出力
に応じてフォトインタラプタの総合感度を所定値に制御
する手段が提案されているが、これは若干の信号変化を
補正するもので、スケール表面の汚れによる出力低下を
解決できるものではない。同じ汚れでも、特に高分解能
エンコーダでは、鋭敏化した感度上、この影響が大き
い。
れの原因となるものが多く、リニアスケールの表面にこ
れが付着すると透過光が減少し、リニアエンコーダの信
号出力を低下させる。特開平１−２２１２７１号には、
リニアスケールを走査した際のフォトインタラプタ出力
に応じてフォトインタラプタの総合感度を所定値に制御
する手段が提案されているが、これは若干の信号変化を
補正するもので、スケール表面の汚れによる出力低下を
解決できるものではない。同じ汚れでも、特に高分解能
エンコーダでは、鋭敏化した感度上、この影響が大き
い。
【０００５】また、特にインクジェット方式の記録装置
においては、記録ヘッドからのインク吐出時に微少のイ
ンクが霧状に空間に散乱する現象（以下、ミストと記
す）が起こり、装置内部の部品にインクが付着しやす
く、リニアスケール表面にも付着しやすい。
においては、記録ヘッドからのインク吐出時に微少のイ
ンクが霧状に空間に散乱する現象（以下、ミストと記
す）が起こり、装置内部の部品にインクが付着しやす
く、リニアスケール表面にも付着しやすい。
【０００６】また、光学式リニアエンコーダにおいて、
単に明暗スリットの本数を受光素子によって単純にカウ
ントする方式に対し、反射、屈折等の光学現象を組み合
わせて利用して高分解能、高精度で検知する方式が登場
しているが、このような方式では、水滴等の透過性をも
ちリニアスケール表面の曲率を変える汚れに対してスケ
ールの透過光が正常な光路からはずれるため、ゲイン調
整では修正できない誤信号が発生する。
単に明暗スリットの本数を受光素子によって単純にカウ
ントする方式に対し、反射、屈折等の光学現象を組み合
わせて利用して高分解能、高精度で検知する方式が登場
しているが、このような方式では、水滴等の透過性をも
ちリニアスケール表面の曲率を変える汚れに対してスケ
ールの透過光が正常な光路からはずれるため、ゲイン調
整では修正できない誤信号が発生する。
【０００７】上記の誤信号による誤差は、例えばリニア
エンコーダを用いる記録装置の印字性能を左右すること
は言うまでもなく、誤信号による誤差の積み重なりは停
止位置を狂わせ、最悪の場合、高速で駆動されるキャリ
ッジの他部品への衝突による機械破損、暴走等が生じ、
信頼性、耐久性の低下につながる問題を招く。
エンコーダを用いる記録装置の印字性能を左右すること
は言うまでもなく、誤信号による誤差の積み重なりは停
止位置を狂わせ、最悪の場合、高速で駆動されるキャリ
ッジの他部品への衝突による機械破損、暴走等が生じ、
信頼性、耐久性の低下につながる問題を招く。
【０００８】そこで本発明の課題は、上述したスケール
表面の汚れの問題を解決し、高分解能、高精度で位置検
出を行なえる光学式リニアエンコーダ、及びこれを用い
て移動部材の位置検出を高分解能、高精度で行なえる電
子装置、特に記録ヘッドを搭載したキャリッジの位置検
出を高分解能、高精度に行なって高密度記録が可能で信
頼性、耐久性の高い記録装置を提供することにある。
表面の汚れの問題を解決し、高分解能、高精度で位置検
出を行なえる光学式リニアエンコーダ、及びこれを用い
て移動部材の位置検出を高分解能、高精度で行なえる電
子装置、特に記録ヘッドを搭載したキャリッジの位置検
出を高分解能、高精度に行なって高密度記録が可能で信
頼性、耐久性の高い記録装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明によれば、リニアスケールと、このリニアス
ケールに沿って移動する移動部材に固定されリニアスケ
ールを介して前記移動部材の位置を光学的に検出する検
出部とからなる光学式リニアエンコーダにおいて、前記
移動部材とともに移動して前記リニアスケールに対し摺
動し、該リニアスケールの表面に付着した汚れを除去す
る清掃部材を設けた構成を採用した。
め、本発明によれば、リニアスケールと、このリニアス
ケールに沿って移動する移動部材に固定されリニアスケ
ールを介して前記移動部材の位置を光学的に検出する検
出部とからなる光学式リニアエンコーダにおいて、前記
移動部材とともに移動して前記リニアスケールに対し摺
動し、該リニアスケールの表面に付着した汚れを除去す
る清掃部材を設けた構成を採用した。
【００１０】このような構成によれば清掃部材によりリ
ニアスケール表面の汚れを除去し、この汚れによる誤信
号の発生、信号出力の低下を未然に防止し、高分解能、
高精度で位置検出を行なうことができる。
ニアスケール表面の汚れを除去し、この汚れによる誤信
号の発生、信号出力の低下を未然に防止し、高分解能、
高精度で位置検出を行なうことができる。
【００１１】清掃部材は移動部材に固定された検出部に
固定してもよいし、移動部材に固定しても良い。
固定してもよいし、移動部材に固定しても良い。
【００１２】また、清掃部材として液体を吸収可能な吸
収体を設ければ、インクや水滴等の液体の汚れを効率良
く除去できる。
収体を設ければ、インクや水滴等の液体の汚れを効率良
く除去できる。
【００１３】また、リニアスケールに摺動する位置決め
摺動部材を検出部に設けるとともに、清掃部材として弾
性的な清掃部材を設け、清掃部材がリニアスケールを弾
性的に押圧し、位置決め摺動部材に押し付けて位置決め
する構成とすれば、リニアスケールを検出部に対して正
確に位置決めできる。
摺動部材を検出部に設けるとともに、清掃部材として弾
性的な清掃部材を設け、清掃部材がリニアスケールを弾
性的に押圧し、位置決め摺動部材に押し付けて位置決め
する構成とすれば、リニアスケールを検出部に対して正
確に位置決めできる。
【００１４】また、リニアスケールが該スケールを引張
する張力により清掃部材に押し付けられて位置決めされ
る構成とすれば、同様にリニアスケールを正確に位置決
めできる。
する張力により清掃部材に押し付けられて位置決めされ
る構成とすれば、同様にリニアスケールを正確に位置決
めできる。
【００１５】なお、上記の光学式リニアエンコーダは単
にリニアスケールのスリットの透過光により位置検出を
行なう方式に限らず、光の反射、屈折現象を利用して位
置検出を行なう方式のものでも良い。
にリニアスケールのスリットの透過光により位置検出を
行なう方式に限らず、光の反射、屈折現象を利用して位
置検出を行なう方式のものでも良い。
【００１６】また、上記の本発明に係る光学式リニアエ
ンコーダを電子装置に設け、このエンコーダにより所定
の移動部材の位置検出を行なうようにすれば、その移動
部材の位置検出を高分解能、高精度に行なえ、その電子
装置の性能を向上できる。
ンコーダを電子装置に設け、このエンコーダにより所定
の移動部材の位置検出を行なうようにすれば、その移動
部材の位置検出を高分解能、高精度に行なえ、その電子
装置の性能を向上できる。
【００１７】特に本発明に係る光学式リニアエンコーダ
を記録装置に設け、移動部材として記録ヘッドを搭載し
て移動するキャリッジの位置検出を光学式リニアエンコ
ーダにより行なう構成とすれば、キャリッジの位置検出
を高分解能、高精度に行なえ、高密度記録が可能にな
る。また、リニアスケール表面の汚れによるキャリッジ
位置検出の誤差の積み重なりによるキャリッジの衝突、
暴走等を防止でき、記録装置の信頼性、耐久性を向上で
きる。
を記録装置に設け、移動部材として記録ヘッドを搭載し
て移動するキャリッジの位置検出を光学式リニアエンコ
ーダにより行なう構成とすれば、キャリッジの位置検出
を高分解能、高精度に行なえ、高密度記録が可能にな
る。また、リニアスケール表面の汚れによるキャリッジ
位置検出の誤差の積み重なりによるキャリッジの衝突、
暴走等を防止でき、記録装置の信頼性、耐久性を向上で
きる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、図を参照して本発明の実施
の形態を説明する。ここでは第１〜第４の実施形態を説
明する。第２〜第４の実施形態を示す図４〜図１０にお
いて第１の実施形態を示す図１〜図３中と共通する部分
には共通の符号が付してあり、第２〜第４の実施形態の
説明において第１の実施形態と共通の部分の説明は省略
する。
の形態を説明する。ここでは第１〜第４の実施形態を説
明する。第２〜第４の実施形態を示す図４〜図１０にお
いて第１の実施形態を示す図１〜図３中と共通する部分
には共通の符号が付してあり、第２〜第４の実施形態の
説明において第１の実施形態と共通の部分の説明は省略
する。
【００１９】［第１の実施形態］図１〜図３は本発明の
第１の実施形態を説明するもので、記録装置においてリ
ニアエンコーダを設けたキャリッジ周辺部を示してい
る。
第１の実施形態を説明するもので、記録装置においてリ
ニアエンコーダを設けたキャリッジ周辺部を示してい
る。
【００２０】図１〜図３において、１は清掃部材であっ
てインクや水滴等の液体を吸収可能な吸収体、２はリニ
アエンコーダを構成する真っ直ぐなリニアスケール、３
はスケール２上の汚れ（インクや水滴、トナー、紙紛等
が考えられる）、４はスケール２とともにリニアエンコ
ーダを構成するリニアエンコーダ検出部である。この検
出部４には光信号発生素子４ａと受光素子４ｂが設けら
れている。５はリニアスケール２に沿って往復移動する
キャリッジ、６はキャリッジ５上に固定された記録ヘッ
ド、７はキャリッジ５を摺動可能に支持するガイド軸で
ある。
てインクや水滴等の液体を吸収可能な吸収体、２はリニ
アエンコーダを構成する真っ直ぐなリニアスケール、３
はスケール２上の汚れ（インクや水滴、トナー、紙紛等
が考えられる）、４はスケール２とともにリニアエンコ
ーダを構成するリニアエンコーダ検出部である。この検
出部４には光信号発生素子４ａと受光素子４ｂが設けら
れている。５はリニアスケール２に沿って往復移動する
キャリッジ、６はキャリッジ５上に固定された記録ヘッ
ド、７はキャリッジ５を摺動可能に支持するガイド軸で
ある。
【００２１】上記構成において、ガイド軸７とリニアス
ケール２は記録装置本体に固定されて互いに平行に横架
されており、そのガイド軸７上で記録ヘッド６を搭載し
たキャリッジ５が記録時に走行し、図１に矢印で示すよ
うにリニアスケール２に沿って往復移動する。
ケール２は記録装置本体に固定されて互いに平行に横架
されており、そのガイド軸７上で記録ヘッド６を搭載し
たキャリッジ５が記録時に走行し、図１に矢印で示すよ
うにリニアスケール２に沿って往復移動する。
【００２２】キャリッジ５の背面側にリニアエンコーダ
検出部４が固定されている。この検出部４は断面がＵ字
形に形成されており、そのＵ字の内側の対向し合う面の
それぞれに光信号発生素子４ａと受光素子４ｂが設けら
れており、そのＵ字の内側にリニアスケール２を挟み込
むような状態でキャリッジ５とともに移動する。
検出部４が固定されている。この検出部４は断面がＵ字
形に形成されており、そのＵ字の内側の対向し合う面の
それぞれに光信号発生素子４ａと受光素子４ｂが設けら
れており、そのＵ字の内側にリニアスケール２を挟み込
むような状態でキャリッジ５とともに移動する。
【００２３】ここに示したリニアスケール２と検出部４
からなるリニアエンコーダは、キャリッジ５の移動とと
もに、光信号発生素子４ａから発生した光が受光素子４
ｂに到達するのをリニアスケール２に所定ピッチで設け
られたスリット２ａの暗部が断続的に遮断することでパ
ルス状の信号を位置信号として出力する仕組になってい
る。この位置信号に同期して記録ヘッド６が駆動され記
録が行なわれる。本実施形態の記録装置がインクジェッ
ト記録装置である場合、記録ヘッド６の不図示のノズル
からインク滴が吐出され、キャリッジ６に対向して配置
された不図示のプラテン上に支持された記録用紙にイン
ク滴が付着して記録がなされる。
からなるリニアエンコーダは、キャリッジ５の移動とと
もに、光信号発生素子４ａから発生した光が受光素子４
ｂに到達するのをリニアスケール２に所定ピッチで設け
られたスリット２ａの暗部が断続的に遮断することでパ
ルス状の信号を位置信号として出力する仕組になってい
る。この位置信号に同期して記録ヘッド６が駆動され記
録が行なわれる。本実施形態の記録装置がインクジェッ
ト記録装置である場合、記録ヘッド６の不図示のノズル
からインク滴が吐出され、キャリッジ６に対向して配置
された不図示のプラテン上に支持された記録用紙にイン
ク滴が付着して記録がなされる。
【００２４】ところで従来の構成では、ここで記録の際
に発生したインクのミストなどによって、リニアスケー
ル２の表面に付着した汚れ３は、スケール２のスリット
２ａの暗部と同じく光信号発生素子４ａからの光が受光
素子４ｂに到達するのを遮断してしまう。
に発生したインクのミストなどによって、リニアスケー
ル２の表面に付着した汚れ３は、スケール２のスリット
２ａの暗部と同じく光信号発生素子４ａからの光が受光
素子４ｂに到達するのを遮断してしまう。
【００２５】そこで本実施形態では、リニアスケール２
に対し往復移動するリニアエンコーダ検出部４の側面に
清掃部材として吸収体１を固定して付設してあり、吸収
体１は記録の際にキャリッジ５とともにスケール２に対
して往復移動して摺動接触し、図３に示すようにスケー
ル２表面の汚れ３上に移動した際に、誤信号、信号出力
低下の原因となる汚れ３を吸収体１内部に吸収して除去
する。
に対し往復移動するリニアエンコーダ検出部４の側面に
清掃部材として吸収体１を固定して付設してあり、吸収
体１は記録の際にキャリッジ５とともにスケール２に対
して往復移動して摺動接触し、図３に示すようにスケー
ル２表面の汚れ３上に移動した際に、誤信号、信号出力
低下の原因となる汚れ３を吸収体１内部に吸収して除去
する。
【００２６】このように、本実施形態では、キャリッジ
５とともに移動する吸収体１がリニアスケール２に対し
摺動接触してその表面３の汚れを吸収して除去し、リニ
アスケール２の表面を清掃するので、前記汚れによる誤
信号の発生、信号出力の低下を未然に防止でき、キャリ
ッジ５の位置検出を高分解能、高精度に行なうことがで
き、高密度記録が可能となる。また、リニアスケール２
表面の汚れによるキャリッジ位置検出誤差の積み重なり
によるキャリッジ５の衝突、暴走等を防止でき、記録装
置の信頼性、安全性を向上できる。
５とともに移動する吸収体１がリニアスケール２に対し
摺動接触してその表面３の汚れを吸収して除去し、リニ
アスケール２の表面を清掃するので、前記汚れによる誤
信号の発生、信号出力の低下を未然に防止でき、キャリ
ッジ５の位置検出を高分解能、高精度に行なうことがで
き、高密度記録が可能となる。また、リニアスケール２
表面の汚れによるキャリッジ位置検出誤差の積み重なり
によるキャリッジ５の衝突、暴走等を防止でき、記録装
置の信頼性、安全性を向上できる。
【００２７】なお、上記構成では吸収体１はリニアエン
コーダ検出部４の側面に固定するものとしたが、キャリ
ッジ５の背面に固定して検出部４の近傍に設けても良
い。
コーダ検出部４の側面に固定するものとしたが、キャリ
ッジ５の背面に固定して検出部４の近傍に設けても良
い。
【００２８】また、吸収体１は検出部４もしくはキャリ
ッジ５に対して着脱可能で交換可能なものとした方が良
い。こうすれば、交換するかぎりいつまでも清掃を良好
に行なえ、エンコーダないし記録装置の耐久性を向上す
ることができる。また、吸収体１を小型化できる。
ッジ５に対して着脱可能で交換可能なものとした方が良
い。こうすれば、交換するかぎりいつまでも清掃を良好
に行なえ、エンコーダないし記録装置の耐久性を向上す
ることができる。また、吸収体１を小型化できる。
【００２９】また、吸収体１は記録時のキャリッジ５の
移動方向が一方向に限られている場合は、検出部４ない
しキャリッジ５に対して前記一方向の上流側に一個だけ
設ければ良いが、検出部４ないしキャリッジ５に対して
往復移動方向の両側に複数個設けるのが好ましい。
移動方向が一方向に限られている場合は、検出部４ない
しキャリッジ５に対して前記一方向の上流側に一個だけ
設ければ良いが、検出部４ないしキャリッジ５に対して
往復移動方向の両側に複数個設けるのが好ましい。
【００３０】また、上記構成では、リニアスケール２の
片面側のみに吸収体１を配置したが、リニアスケール２
の両面側に配置して両面とも清掃することも考えられ
る。
片面側のみに吸収体１を配置したが、リニアスケール２
の両面側に配置して両面とも清掃することも考えられ
る。
【００３１】さらに、上記構成では清掃部材としてイン
ク等の液体を吸収する吸収体１を示したが、これをゴ
ム、ブラシ等の弾性部材に置き換え、これによりリニア
スケール２表面の汚れ３を払い落とすことも考えられ
る。この場合、液状の汚れはもちろん、その他の部分で
発生した磨耗紛等固体のごみも同様に払い落とし取り除
ける。
ク等の液体を吸収する吸収体１を示したが、これをゴ
ム、ブラシ等の弾性部材に置き換え、これによりリニア
スケール２表面の汚れ３を払い落とすことも考えられ
る。この場合、液状の汚れはもちろん、その他の部分で
発生した磨耗紛等固体のごみも同様に払い落とし取り除
ける。
【００３２】［第２の実施形態］次に、図４は本発明の
第２の実施形態を示している。図４に示すように、本実
施形態は基本的には第１の実施形態の図２に示す構成と
同様であるが、リニアエンコーダ検出部４の構成が若干
異なり、検出部４のＵ字形の内側で光信号発生素子４ａ
が設けられた面の図中左右方向（キャリッジ５の移動方
法）の両端部のそれぞれに、断面が半円形の位置決め摺
動部材４ｃ，４ｃが突設されている。
第２の実施形態を示している。図４に示すように、本実
施形態は基本的には第１の実施形態の図２に示す構成と
同様であるが、リニアエンコーダ検出部４の構成が若干
異なり、検出部４のＵ字形の内側で光信号発生素子４ａ
が設けられた面の図中左右方向（キャリッジ５の移動方
法）の両端部のそれぞれに、断面が半円形の位置決め摺
動部材４ｃ，４ｃが突設されている。
【００３３】また、第１の実施形態の吸収体１の代わり
に、弾性的な清掃部材９が検出部４の図中左右方向の両
側面のそれぞれにおいてリニアスケール２を挟んで位置
決め摺動部材４ｃ，４ｃと反対側に固定されている。
に、弾性的な清掃部材９が検出部４の図中左右方向の両
側面のそれぞれにおいてリニアスケール２を挟んで位置
決め摺動部材４ｃ，４ｃと反対側に固定されている。
【００３４】このような構成において、キャリッジ５の
移動にともなって清掃部材９，９がリニアスケール２に
対して摺動し、スケール２の表面に付着した汚れ３を除
去して第１の実施形態と同様の作用効果が得られる。さ
らに、本実施形態では、弾性的な清掃部材９，９がリニ
アスケール２を弾性的に押圧し、位置決め摺動部材４
ｃ，４ｃに押し付ける。これにより、リニアスケール２
が受光素子４ｂから一定距離の位置に位置決めされ、受
光素子４ｂとリニアスケール２表面の距離を高精度に一
定に保つことができる。
移動にともなって清掃部材９，９がリニアスケール２に
対して摺動し、スケール２の表面に付着した汚れ３を除
去して第１の実施形態と同様の作用効果が得られる。さ
らに、本実施形態では、弾性的な清掃部材９，９がリニ
アスケール２を弾性的に押圧し、位置決め摺動部材４
ｃ，４ｃに押し付ける。これにより、リニアスケール２
が受光素子４ｂから一定距離の位置に位置決めされ、受
光素子４ｂとリニアスケール２表面の距離を高精度に一
定に保つことができる。
【００３５】このように本実施形態では、受光素子４ｂ
とリニアスケール２表面の距離を精度良く一定に保つこ
とができ、リニアエンコーダが高分解能にシフトしてい
くことによるリニアスケール２と検出部４間のギャップ
特性の鋭敏化に対応し、位置検出性能を安定化すること
ができる。
とリニアスケール２表面の距離を精度良く一定に保つこ
とができ、リニアエンコーダが高分解能にシフトしてい
くことによるリニアスケール２と検出部４間のギャップ
特性の鋭敏化に対応し、位置検出性能を安定化すること
ができる。
【００３６】なお、上記構成において位置決め摺動部材
４ｃ，４ｃの一方または両方、及び清掃部材９，９の一
方または両方の配置を逆にし、位置決め摺動部材４ｃを
受光素子４ｂ側、清掃部材９を光信号発生素子４ａ側に
配置してもよい。それぞれの両方の配置を逆にすればス
ケール２の反対側の表面を清掃でき、それぞれの一方の
配置を逆にすればスケール２の両側の表面を清掃でき
る。
４ｃ，４ｃの一方または両方、及び清掃部材９，９の一
方または両方の配置を逆にし、位置決め摺動部材４ｃを
受光素子４ｂ側、清掃部材９を光信号発生素子４ａ側に
配置してもよい。それぞれの両方の配置を逆にすればス
ケール２の反対側の表面を清掃でき、それぞれの一方の
配置を逆にすればスケール２の両側の表面を清掃でき
る。
【００３７】また、清掃部材９，９は、第１の実施形態
の変形例における吸収体１と同様に、キャリッジ５に固
定しても良い。また、検出部４ないしキャリッジ５に対
し着脱可能で交換可能とするのが良い。
の変形例における吸収体１と同様に、キャリッジ５に固
定しても良い。また、検出部４ないしキャリッジ５に対
し着脱可能で交換可能とするのが良い。
【００３８】［第３の実施形態］次に、図５は本発明の
第３の実施形態を示している。図５に示すように、本実
施形態の構成は基本的には第１の実施形態の図２に示し
た構成と同様であるが、異なる点として、第１の実施形
態の吸収体１の代わりに、検出部４に対してリニアスケ
ール２を位置決めする位置決め部材を兼ねた一対の清掃
部材１０，１０がエンコーダ検出部４の図中左右方向の
両側面のそれぞれに固定されている。また、本実施形態
では、リニアスケール２はごく僅か撓まされ、それを一
直線状にしようと引張する張力によって清掃部材１０，
１０に押し付けられている。
第３の実施形態を示している。図５に示すように、本実
施形態の構成は基本的には第１の実施形態の図２に示し
た構成と同様であるが、異なる点として、第１の実施形
態の吸収体１の代わりに、検出部４に対してリニアスケ
ール２を位置決めする位置決め部材を兼ねた一対の清掃
部材１０，１０がエンコーダ検出部４の図中左右方向の
両側面のそれぞれに固定されている。また、本実施形態
では、リニアスケール２はごく僅か撓まされ、それを一
直線状にしようと引張する張力によって清掃部材１０，
１０に押し付けられている。
【００３９】このような構成によれば、キャリッジ５の
移動とともに清掃部材１０，１０がリニアスケール２に
対し摺動してその表面の汚れ３を除去して清掃し、第１
の実施形態と同様の作用効果が得られる。更に、本実施
例では、上記のようにリニアスケール２が清掃部材１
０，１０に押し付けられることにより、リニアスケール
２が位置決めされ、受光素子４ｂとスケール２表面の間
隔が精度良く一定に保たれる。これにより第２の実施形
態と同様に、高分解能化によるリニアスケール２と検出
部４間のギャップ特性の鋭敏化に対応することができ、
位置検出性能を安定化することができる。
移動とともに清掃部材１０，１０がリニアスケール２に
対し摺動してその表面の汚れ３を除去して清掃し、第１
の実施形態と同様の作用効果が得られる。更に、本実施
例では、上記のようにリニアスケール２が清掃部材１
０，１０に押し付けられることにより、リニアスケール
２が位置決めされ、受光素子４ｂとスケール２表面の間
隔が精度良く一定に保たれる。これにより第２の実施形
態と同様に、高分解能化によるリニアスケール２と検出
部４間のギャップ特性の鋭敏化に対応することができ、
位置検出性能を安定化することができる。
【００４０】なお、図５の構成では清掃部材１０，１０
を受光素子４ｂ側に配置したが、光信号発生素子４ａ側
に配置しても良い。
を受光素子４ｂ側に配置したが、光信号発生素子４ａ側
に配置しても良い。
【００４１】また清掃部材１０，１０は、第１と第２の
実施形態の変形例と同様に、キャリッジ５に固定しても
良い。また、検出部４ないしキャリッジ５に対し着脱可
能で交換可能とするのが良い。
実施形態の変形例と同様に、キャリッジ５に固定しても
良い。また、検出部４ないしキャリッジ５に対し着脱可
能で交換可能とするのが良い。
【００４２】［第４の実施形態］次に、本発明の第４の
実施形態を図６〜図１０により説明する。
実施形態を図６〜図１０により説明する。
【００４３】図６は、本実施形態の構成を示している。
本実施形態ではリニアエンコーダが光の反射、屈折を利
用したもので、エンコーダ検出部１１とリニアスケール
１２の構成が他の実施形態と異なっている。
本実施形態ではリニアエンコーダが光の反射、屈折を利
用したもので、エンコーダ検出部１１とリニアスケール
１２の構成が他の実施形態と異なっている。
【００４４】エンコーダ検出部１１は全体として断面形
状がＵ字形であるが、そのＵ字の内側の一方の面に光信
号発生素子１１ａと受光素子１１ｂが並設されている。
また、Ｕ字の内側の前記一方の面と反対側の面には凹面
反射ミラー１１ｃが設けられ、光信号発生素子１１ａと
受光素子１１ｂに対向している。
状がＵ字形であるが、そのＵ字の内側の一方の面に光信
号発生素子１１ａと受光素子１１ｂが並設されている。
また、Ｕ字の内側の前記一方の面と反対側の面には凹面
反射ミラー１１ｃが設けられ、光信号発生素子１１ａと
受光素子１１ｂに対向している。
【００４５】また、リニアスケール１２は、一方の面に
長手方向に所定間隔で断面がＶ字形の溝１２ａが形成さ
れており、さらに両面に表面保護用フィルム１３，１３
が貼り付けられている。
長手方向に所定間隔で断面がＶ字形の溝１２ａが形成さ
れており、さらに両面に表面保護用フィルム１３，１３
が貼り付けられている。
【００４６】この他の構成は第１の実施形態と同様であ
り、エンコーダ検出部１１の一方の側面に清掃部材とし
ての吸収体１が固定されている。なお、スケール１２上
の符号１４で示した汚れは光透過性を持ちスケール１２
表面の曲率を変える汚れとし、ここでは特に水滴とす
る。
り、エンコーダ検出部１１の一方の側面に清掃部材とし
ての吸収体１が固定されている。なお、スケール１２上
の符号１４で示した汚れは光透過性を持ちスケール１２
表面の曲率を変える汚れとし、ここでは特に水滴とす
る。
【００４７】上記構成において、キャリッジ５の移動に
ともなって吸収体１がリニアスケール１２に対し摺動
し、第１の実施形態の場合と同様にリニアスケール１２
の清掃が行なわれる。
ともなって吸収体１がリニアスケール１２に対し摺動
し、第１の実施形態の場合と同様にリニアスケール１２
の清掃が行なわれる。
【００４８】ここで本実施形態では反射、屈折を利用し
たエンコーダの位置検出の原理が異なる。その原理を簡
単に説明すると、まず図６において光信号発生素子１１
ａから発生した光が矢印で示すようにフィルム１３，ス
ケール１２の本体，フィルム１３を通過し、凹面反射ミ
ラー１１ｃで２度反射されて逆進し、またフィルム１
３，スケール１２の本体，フィルム１３を通過して受光
素子１１ｂに到達する。
たエンコーダの位置検出の原理が異なる。その原理を簡
単に説明すると、まず図６において光信号発生素子１１
ａから発生した光が矢印で示すようにフィルム１３，ス
ケール１２の本体，フィルム１３を通過し、凹面反射ミ
ラー１１ｃで２度反射されて逆進し、またフィルム１
３，スケール１２の本体，フィルム１３を通過して受光
素子１１ｂに到達する。
【００４９】この際に、図７に矢印で示すように、光信
号発生素子１１ａからの光の往路でリニアスケール１２
に設けられたＶ字形の溝１２ａに到達した光は全反射に
よってスケール１２を通過できないようになっており、
また溝１２ａ以外の平面部に到達した光は素通りする。
号発生素子１１ａからの光の往路でリニアスケール１２
に設けられたＶ字形の溝１２ａに到達した光は全反射に
よってスケール１２を通過できないようになっており、
また溝１２ａ以外の平面部に到達した光は素通りする。
【００５０】このように、光信号発生素子１１ａからの
光の往路における反射を利用してスリットの格子状の明
暗をつくる。また格子状に明暗をもってスケール１２を
通過した光は、図８に矢印で示すように凹面反射ミラー
１１ｃで２度反射され、スケール１２に再度入射する。
その際に溝１２ａによって屈折する光、平面部で直進す
る光を作りだし、その組み合わせによって分解能を高め
る。
光の往路における反射を利用してスリットの格子状の明
暗をつくる。また格子状に明暗をもってスケール１２を
通過した光は、図８に矢印で示すように凹面反射ミラー
１１ｃで２度反射され、スケール１２に再度入射する。
その際に溝１２ａによって屈折する光、平面部で直進す
る光を作りだし、その組み合わせによって分解能を高め
る。
【００５１】このような原理のため、リニアスケール１
２の表面に付着した汚れ１４が光透過性のもので、例え
ばスケール１２表面にドーム状に付着した水滴の場合、
図９，１０に示すように、スケール１２表面の曲率を変
化させ、上記の検出光の往路と復路の光路を矢印で示す
ように変えて乱してしまい、これにより誤信号が発生し
てしまう。
２の表面に付着した汚れ１４が光透過性のもので、例え
ばスケール１２表面にドーム状に付着した水滴の場合、
図９，１０に示すように、スケール１２表面の曲率を変
化させ、上記の検出光の往路と復路の光路を矢印で示す
ように変えて乱してしまい、これにより誤信号が発生し
てしまう。
【００５２】これに対してキャリッジ５とともに往復移
動する吸収体１で汚れ１４を吸収して除去することによ
り、誤信号の発生を防止し、位置検出性能の劣化を防ぐ
ことができる。
動する吸収体１で汚れ１４を吸収して除去することによ
り、誤信号の発生を防止し、位置検出性能の劣化を防ぐ
ことができる。
【００５３】ここでは、光が往復して２回リニアスケー
ルを通過する方式を挙げたが、もちろん他の光学現象を
利用したリニアエンコーダでもスケールの清掃により同
様の効果が得られる。
ルを通過する方式を挙げたが、もちろん他の光学現象を
利用したリニアエンコーダでもスケールの清掃により同
様の効果が得られる。
【００５４】なお、上記構成において、第１の実施形態
の変形例と同様に吸収体１をゴム、ブラシ等の弾性部材
に置き換えても良い。また、吸収体１をキャリッジ５に
固定しても良く、着脱可能で交換可能なものとしても良
く、複数設けても良く、スケール１２の両側に設けても
良い。
の変形例と同様に吸収体１をゴム、ブラシ等の弾性部材
に置き換えても良い。また、吸収体１をキャリッジ５に
固定しても良く、着脱可能で交換可能なものとしても良
く、複数設けても良く、スケール１２の両側に設けても
良い。
【００５５】ところで、以上では本発明に係る光学式リ
ニアエンコーダを記録装置に設けた実施形態を示した
が、本発明に係る光学式リニアエンコーダを記録装置以
外の各種の電子装置に設け、一直線上を移動する所定の
移動部材の位置を検出するのに用いることができるのは
勿論である。また、以上の実施形態において記録装置と
してインクジェット記録装置を挙げたが、サーマル記録
方式など他の方式の記録装置でも本発明に係る光学式リ
ニアエンコーダを設けて同様の効果が得られることは勿
論である。
ニアエンコーダを記録装置に設けた実施形態を示した
が、本発明に係る光学式リニアエンコーダを記録装置以
外の各種の電子装置に設け、一直線上を移動する所定の
移動部材の位置を検出するのに用いることができるのは
勿論である。また、以上の実施形態において記録装置と
してインクジェット記録装置を挙げたが、サーマル記録
方式など他の方式の記録装置でも本発明に係る光学式リ
ニアエンコーダを設けて同様の効果が得られることは勿
論である。
【００５６】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、リニアスケールと、このリニアスケールに沿
って移動する移動部材に固定されリニアスケールを介し
て前記移動部材の位置を光学的に検出する検出部とから
なる光学式リニアエンコーダにおいて、前記移動部材と
ともに移動して前記リニアスケールに対し摺動し、該リ
ニアスケールの表面に付着した汚れを除去する清掃部材
を設けた構成を採用したので、移動部材の移動にともな
い清掃部材によりリニアスケール表面を清掃することが
でき、リニアスケール表面の汚れによる誤信号の発生、
信号出力の低下という位置検出性能の劣化を防止でき、
高分解能、高精度で位置検出を行なうことができる。ま
た、清掃部材を利用してリニアスケールを検出部に対し
位置決めすることにより、位置検出の高分解能化に応じ
たリニアスケール，検出部間のギャップ特性の鋭敏化に
対応し、位置検出性能を安定化することができる。ま
た、このような本発明の光学式リニアエンコーダを電子
装置に設けて所定の移動部材の位置検出を行なうことに
より、その電子装置の性能を向上できる。特に本発明の
光学式リニアエンコーダを記録装置に設け、移動部材と
して記録ヘッドを搭載して移動するキャリッジの位置検
出を光学式リニアエンコーダにより行なう構成とすれ
ば、キャリッジの位置検出を高分解能、高精度に行な
え、高密度記録が可能になる。また、リニアスケール表
面の汚れによるキャリッジ位置検出の誤差の積み重なり
によるキャリッジの他部品への衝突、暴走等を防止で
き、記録装置の信頼性、耐久性を向上できる。
によれば、リニアスケールと、このリニアスケールに沿
って移動する移動部材に固定されリニアスケールを介し
て前記移動部材の位置を光学的に検出する検出部とから
なる光学式リニアエンコーダにおいて、前記移動部材と
ともに移動して前記リニアスケールに対し摺動し、該リ
ニアスケールの表面に付着した汚れを除去する清掃部材
を設けた構成を採用したので、移動部材の移動にともな
い清掃部材によりリニアスケール表面を清掃することが
でき、リニアスケール表面の汚れによる誤信号の発生、
信号出力の低下という位置検出性能の劣化を防止でき、
高分解能、高精度で位置検出を行なうことができる。ま
た、清掃部材を利用してリニアスケールを検出部に対し
位置決めすることにより、位置検出の高分解能化に応じ
たリニアスケール，検出部間のギャップ特性の鋭敏化に
対応し、位置検出性能を安定化することができる。ま
た、このような本発明の光学式リニアエンコーダを電子
装置に設けて所定の移動部材の位置検出を行なうことに
より、その電子装置の性能を向上できる。特に本発明の
光学式リニアエンコーダを記録装置に設け、移動部材と
して記録ヘッドを搭載して移動するキャリッジの位置検
出を光学式リニアエンコーダにより行なう構成とすれ
ば、キャリッジの位置検出を高分解能、高精度に行な
え、高密度記録が可能になる。また、リニアスケール表
面の汚れによるキャリッジ位置検出の誤差の積み重なり
によるキャリッジの他部品への衝突、暴走等を防止で
き、記録装置の信頼性、耐久性を向上できる。
【図１】本発明の第１の実施形態を説明するもので、光
学式リニアエンコーダを設けた記録装置のキャリッジ周
辺の斜視図である。
学式リニアエンコーダを設けた記録装置のキャリッジ周
辺の斜視図である。
【図２】同キャリッジ周辺の上面図である。
【図３】同実施形態で清掃部材の吸収体がリニアスケー
ル表面の汚れを吸収した様子を示す上面図である。
ル表面の汚れを吸収した様子を示す上面図である。
【図４】第２の実施形態を示すキャリッジ周辺の上面図
である。
である。
【図５】第３の実施形態を示すキャリッジ周辺の上面図
である。
である。
【図６】第４の実施形態を示すキャリッジ周辺の上面図
である。
である。
【図７】同実施形態における位置検出の原理を説明する
説明図である。
説明図である。
【図８】同位置検出の原理を説明する説明図である。
【図９】同位置検出におけるスケール表面の汚れによる
検出光の往路の乱れを示す説明図である。
検出光の往路の乱れを示す説明図である。
【図１０】同位置検出におけるスケール表面の汚れによ
る検出光の復路の乱れを示す説明図である。
る検出光の復路の乱れを示す説明図である。
１ 清掃部材である吸収体 ２ リニアスケール ３ スケール上の汚れ ４ リニアエンコーダ検出部 ４ａ 光信号発生素子 ４ｂ 受光素子 ４ｃ 位置決め摺動部材 ５ キャリッジ ６ 記録ヘッド ７ ガイド軸 ９ 弾性的な清掃部材 １０ 位置決め部材を兼ねた清掃部材 １１ リニアエンコーダ検出部 １１ａ 光信号発生素子 １１ｂ 受光素子 １１ｃ 凹面反射ミラー １２ リニアスケール １２ａ 溝 １３ 表面保護用フイルム １４ スケール上の汚れ（水滴）
Claims (9)
- 【請求項１】 リニアスケールと、このリニアスケール
に沿って移動する移動部材に固定されリニアスケールを
介して前記移動部材の位置を光学的に検出する検出部と
からなる光学式リニアエンコーダにおいて、 前記移動部材とともに移動して前記リニアスケールに対
し摺動し、該リニアスケールの表面に付着した汚れを除
去する清掃部材を設けたことを特徴とする光学式リニア
エンコーダ。 - 【請求項２】 前記清掃部材を前記検出部に固定したこ
とを特徴とする請求項１に記載の光学式リニアエンコー
ダ。 - 【請求項３】 前記清掃部材を前記移動部材に固定した
ことを特徴とする請求項１に記載の光学式リニアエンコ
ーダ。 - 【請求項４】 前記清掃部材として液体を吸収可能な吸
収体を設けたことを特徴とする請求項１から３までのい
ずれか１項に記載の光学式リニアエンコーダ。 - 【請求項５】 前記リニアスケールに摺動する位置決め
摺動部材を前記検出部に設けるとともに、前記清掃部材
として弾性的な清掃部材を設け、該清掃部材が前記リニ
アスケールを弾性的に押圧し、前記位置決め摺動部材に
押し付けて位置決めするようにしたことを特徴とする請
求項１から３までのいずれか１項に記載の光学式リニア
エンコーダ。 - 【請求項６】 前記リニアスケールが該スケールを引張
する張力により前記清掃部材に押し付けられて位置決め
されるようにしたことを特徴とする請求項１から３まで
のいずれか１項に記載の光学式リニアエンコーダ。 - 【請求項７】 光の反射、屈折現象を利用して位置検出
を行なうことを特徴とする請求項１から６までのいずれ
か１項に記載の光学式リニアエンコーダ。 - 【請求項８】 請求項１から７までのいずれか１項に記
載の光学式リニアエンコーダを設け、該エンコーダによ
り所定の移動部材の位置検出を行なうことを特徴とする
電子装置。 - 【請求項９】 請求項１から７までのいずれか１項に記
載の光学式リニアエンコーダを設け、前記移動部材とし
て記録ヘッドを搭載して移動するキャリッジの位置検出
を前記光学式リニアエンコーダにより行なうことを特徴
とする記録装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP187496A JPH09189574A (ja) | 1996-01-10 | 1996-01-10 | 光学式リニアエンコーダ、及びこれを用いた電子装置、記録装置 |
| US08/774,878 US6264303B1 (en) | 1996-01-10 | 1996-12-27 | Optical linear encoder and recording apparatus using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP187496A JPH09189574A (ja) | 1996-01-10 | 1996-01-10 | 光学式リニアエンコーダ、及びこれを用いた電子装置、記録装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09189574A true JPH09189574A (ja) | 1997-07-22 |
Family
ID=11513710
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP187496A Pending JPH09189574A (ja) | 1996-01-10 | 1996-01-10 | 光学式リニアエンコーダ、及びこれを用いた電子装置、記録装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6264303B1 (ja) |
| JP (1) | JPH09189574A (ja) |
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| JP2009156862A (ja) * | 2007-11-01 | 2009-07-16 | Asml Netherlands Bv | 位置測定システムおよびリソグラフィ装置 |
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