エンコーダセンサ及び画像形成装置
【課題】エンコーダスケールのスリットに汚れが発生した場合には正確な検出を行なうことができない。
【解決手段】エンコーダセンサ２４は、エンコーダスケール２３のパターンを読み取る光透過型のエンコーダセンサであって、スリット２３Ａの長手方向の上下に配置された２つの光源１０１Ａ、１０１Ｂで構成される発光部１０１と、光源１０１Ａ、１０１Ｂから射出された光を、エンコーダスケール２３を介して受光する受光部１０２とを有し、２つの光源１０１Ａ、１０１Ｂからの光はいずれも受光部１０２に向かって射出される。
【解決手段】エンコーダセンサ２４は、エンコーダスケール２３のパターンを読み取る光透過型のエンコーダセンサであって、スリット２３Ａの長手方向の上下に配置された２つの光源１０１Ａ、１０１Ｂで構成される発光部１０１と、光源１０１Ａ、１０１Ｂから射出された光を、エンコーダスケール２３を介して受光する受光部１０２とを有し、２つの光源１０１Ａ、１０１Ｂからの光はいずれも受光部１０２に向かって射出される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエンコーダセンサ及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ、これらの複合機等の画像形成装置として、例えばインク液滴を吐出する記録ヘッドを用いた液体吐出記録方式の画像形成装置としてインクジェット記録装置などが知られている。この液体吐出記録方式の画像形成装置は、記録ヘッドからインク滴を、搬送される用紙に対して吐出して、画像形成（記録、印字、印写、印刷も同義語で使用する。）を行なうものであり、記録ヘッドが主走査方向に移動しながら液滴を吐出して画像を形成するシリアル型画像形成装置と、記録ヘッドが移動しない状態で液滴を吐出して画像を形成するライン型ヘッドを用いるライン型画像形成装置がある。
【０００３】
なお、本願において、「画像形成装置」は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の媒体にインクを着弾させて画像形成を行う装置を意味し、また、「画像形成」とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与すること（単に液滴を媒体に着弾させること）をも意味する。また、「インク」とは、インクと称されるものに限らず、記録液、定着処理液、液体、樹脂などと称されるものなど、画像形成を行うことができるすべての液体の総称として用いる。また、「用紙」とは、材質を紙に限定するものではなく、上述したＯＨＰシート、布なども含み、インク滴が付着されるものの意味であり、被記録媒体、記録媒体、記録紙、記録用紙などと称されるものを含むものの総称として用いる。また、「画像」とは平面的なものに限らず、立体的に形成されたものに付与された画像、また立体自体を３次元的に造形して形成された像も含まれる。
【０００４】
また、本発明では液体吐出方式の画像形成装置で説明するが、画像形成手段としては液体吐出ヘッドに限るものではない。
【０００５】
特にシリアル型画像形成装置において、液体吐出ヘッドを搭載したキャリッジの主走査方向に沿って配置したエンコーダスケールと、このエンコーダスケールのパターン（位置識別部）を読み取るエンコーダセンサとを含むリニアエンコーダ（位置検出装置）を備えて、キャリッジの位置及び速度を検出し、この検出結果に基づいてキャリッジの移動速度、液体吐出ヘッドの駆動などの制御を行うようにしている。また、画像形成装置においては、画像形成手段によって画像が形成される被記録媒体をローラ、ベルトなどの搬送手段によって搬送し、ローラなどに設けたホイール状のエンコーダスケール（エンコーダホイールともいう。）と、このエンコーダスケールのパターンを読み取るエンコーダセンサとを含むロータリエンコーダ（位置検出装置）を備えて、搬送手段の位置及び速度を検出し、この検出結果に基づいて搬送手段の駆動などの制御を行うようにしている。
【０００６】
従来のリニアエンコーダとしては、磁気式や光学式などの様々なものがある。磁気式のリニアエンコーダではリニアスケール表面に少量の汚れ等が付着しても性能には影響しないとういう長所があるが、一方でリニアエンコーダの分解能の高精細化が困難であり、リニアスケールとエンコーダセンサのギャップが広げづらく、取り付け精度の問題や、磁気を帯びた工具の取り扱いの問題がある。これに対して、光学式のリニアエンコーダは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げ易く、組立も容易で、高分解能化に向いている。
【０００７】
しかしながら、画像形成装置の高速度化、高精度化に伴ってリニアエンコーダの高分解能化が進み、装置内に飛散するインクなどの液体、紙粉等の付着による出力低下、誤信号の影響が無視できない問題となっている。例えば、長期間の使用によりインクミスト、紙粉がエンコーダスケールやエンコーダセンサに付着して読み取りエラーを生じ、キャリッジ位置ズレによる記録画像の乱れ、エラー発生によるマシン停止といった問題が生じる。
【０００８】
そこで、特許文献１に記載されているように、インクミストの色毎に吸収しやすい光の波長が異なることを利用して、エンコーダセンサに複数色のＬＥＤを備え、それまでに吐出したインク滴の数を数えるドットカウント値からエンコーダスケールに付着しているインクミストの色を想定して、光が吸収されにくくなるようにLEDの発光色を切り替えるインクジェット記録装置が、既に知られている。
【０００９】
また、特許文献２に記載されているように、エンコーダセンサの下側にエンコーダスケールの表面を清掃する清掃部材を取り付け、ギャップ位置変更手段によって清掃部材がエンコーダスケールの表面に接触する清掃位置と接触しない退避位置との間でキャリッジを昇降させる昇降手段を兼ねたギャップ位置変更手段を備え、清掃部材がエンコーダスケールの表面に接触する清掃位置にした状態でキャリッジを主走査方向に移動することで、清掃部材によってエンコーダスケールの表面に付着している汚れを払拭する画像形成装置が、既に知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００７−５５０５０号公報
【特許文献２】特開２００８−１７９１０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、エンコーダセンサに複数色のＬＥＤを備え、エンコーダスケールに付着したインクミストの色によってＬＥＤを切替える技術にあっては、使用するインクの特性によっては吸収する光の波長に差異がない場合もあり、このような場合には対応できないという課題がある。また、単一色のインクを大量に使用する場合にはある程度の性能低下を抑えられるが、全色を均一に使用する場合には、エンコーダセンサの性能低下を改善することができないという課題がある。さらに、インクミスト以外の汚れが付着した場合には対応できないという課題もある。
【００１２】
また、清掃部材によってエンコーダスケールの表面に付着している汚れを払拭する技術にあっては、清掃部材によって汚れを残さず拭ききることが困難で、検出精度の低下を十分に改善することが困難であるという課題がある。
【００１３】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、エンコーダスケールの汚れによるエンコーダセンサの検出精度の低下を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の課題を解決するため、本発明に係るエンコーダセンサは、
エンコーダスケールのパターンを読み取る光透過型のエンコーダセンサであって、
光を射出する発光部と、前記発光部からの光を受光する受光部と、を有し、
前記発光部は、前記パターンの並び方向と直交する方向の複数の箇所から前記受光部側に向けて光を射出する
構成とした。
【００１５】
ここで、前記発光部は、複数の光源を備えている構成とできる。
【００１６】
また、前記発光部は、１又は複数の光源と、前記光源から射出された光を前記受光部に向けて偏向するレンズとを備えている構成とできる。
【００１７】
また、前記発光部は、１又は複数の光源と、前記光源から射出された光を前記受光部に向けて反射するミラーとを備えている構成とできる。
【００１８】
本発明に係る画像形成装置は、本発明に係るエンコーダセンサを含むリニアエンコーダ及びロータリエンコーダの少なくともいずれかを備えているものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係るエンコーダセンサによれば、発光部は、エンコーダスケールのパターンの並び方向と直交する方向の複数の箇所から受光部側に向けて光を射出する構成としたので、エンコーダスケールの汚れに伴う検出精度の低下を抑制できる。
【００２０】
本発明に係る画像形成装置によれば、本発明に係るエンコーダセンサを含むエンコーダを備えているので、エンコーダスケールの汚れに伴う動作不良を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明を適用する画像形成装置としてのインクジェット記録装置の概略構成を示す平面説明図である。
【図２】同じく正面説明図である。
【図３】同装置の制御部の概要を示すブロック説明図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係るエンコーダセンサを含むエンコーダの説明に供する説明図である。
【図５】同実施形態の作用説明に供する説明図である。
【図６】比較例のエンコーダセンサを含むエンコーダの説明に供する説明図である。
【図７】同比較例のエンコーダセンサの作用説明に供する説明図である。
【図８】本発明の第２実施形態の第１例に係るエンコーダセンサを含むエンコーダの説明に供する説明図である。
【図９】本発明の第２実施形態の第２例に係るエンコーダセンサを含むエンコーダの説明に供する説明図である。
【図１０】同第２例の説明に供する説明図である。
【図１１】本発明の第３実施形態に係るエンコーダセンサを含むエンコーダの説明に供する説明図である。
【図１２】本発明の第４実施形態に係るエンコーダセンサを含むエンコーダの説明に供する説明図である。
【図１３】複数光源間の距離の説明に供する説明図である。
【図１４】同じく複数光源の配置範囲の説明に供する説明図である。
【図１５】比較例の複数の発行部の配置の説明に供する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。まず、本発明を適用する画像形成装置としてのインクジェット記録装置の概要について図１及び図２を参照して説明する。なお、図１は同インクジェット記録装置の概略構成を示す平面説明図、図２は同じく正面説明図である。
このインクジェット記録装置は、左右の側板１０１Ｌ，１０１Ｒ間に横架した主ガイドロッド１及び図示しない従ガイド部材でキャリッジ３を摺動自在に保持し、主走査モータ５によって、駆動プーリ６と従動プーリ７間に渡したタイミングベルト８を介して主走査方向に移動走査する。
【００２３】
このキャリッジ３には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のインク滴を吐出するための液体吐出ヘッドからなる記録ヘッド４ｙ、４ｍ、４ｃ、４ｋ（区別しないときは「記録ヘッド４」という。）を複数のノズルからなるノズル列を主走査方向と直交する副走査方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。
【００２４】
記録ヘッド４を構成する液体吐出ヘッドとしては、圧電素子などの圧電アクチュエータ、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いて液体の膜沸騰による相変化を利用するサーマルアクチュエータ、温度変化による金属相変化を用いる形状記憶合金アクチュエータ、静電力を用いる静電アクチュエータなどを、液滴を吐出するための圧力を発生する圧力発生手段として備えたものなどを使用できる。
【００２５】
一方、用紙１０を搬送するために、用紙を静電吸着して記録ヘッド４に対向する位置で搬送するための搬送手段である搬送ベルト１２を備えている。この搬送ベルト１２は、無端状ベルトであり、搬送ローラ1３とテンションローラ１４との間に掛け渡されて、ベルト搬送方向（副走査方向）に周回するように構成し、周回移動しながら帯電ローラ１５によって帯電（電荷付与）される。
【００２６】
また、搬送ベルト１２は、副走査モータ１６によってタイミングベルト１７及びタイミングプーリ１８を介して搬送ローラ１３が回転駆動されることによって、副走査方向に周回移動する。
【００２７】
さらに、キャリッジ３の主走査方向の一方側には搬送ベルト１２の側方に記録ヘッド４の維持回復を行う維持回復機構２１が配置され、他方側には搬送ベルト１２の側方に記録ヘッド４から空吐出を行う空吐出受け２１がそれぞれ配置されている。
【００２８】
なお、維持回復機構２０は、例えば記録ヘッド４のノズル面（ノズルが形成された面）をキャッピングする４個のキャップ部材３１、ノズル面を払拭するワイパ部材３２、画像形成に寄与しない液滴（空吐出滴）を受ける空吐出受け３３などで構成されている。
【００２９】
また、キャリッジ３の主走査方向に沿って両側板間に、主走査方向に並ぶ所定のパターン（位置識別部、目盛り、スリットなどともいう。）を形成したエンコーダスケール２３を張装し、キャリッジ２３にはエンコーダスケール２３のスリットを読取る透過型フォトセンサからなる本発明に係るエンコーダセンサ２４を設け、これらのエンコーダスケール２３とエンコーダセンサ２４によってキャリッジ２３の移動を検知するリニアエンコーダ（主走査エンコーダ）を構成している。
【００３０】
また、搬送ローラ１３の軸には周方向に並ぶ所定のパターンを形成したエンコーダスケール（コードホール）２５を取り付け、このエンコーダスケール２５に形成したパターン（スリット）を検出する透過型フォトセンサからなる本発明に係るエンコーダセンサ２６を設けて、これらのエンコーダスケール２５とエンコーダセンサ２６によって搬送ベルト１２の移動量及び移動位置を検出するロータリエンコーダ（副走査エンコーダ）を構成している。
【００３１】
このように構成したこの画像形成装置においては、図示しない給紙トレイから用紙１０が帯電された搬送ベルト１２上に給紙されて吸着され、搬送ベルト１２の周回移動によって用紙が副走査方向に搬送される。そこで、キャリッジ３を主走査方向に移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド４を駆動することにより、停止している用紙１０にインク滴を吐出して１行分を記録し、用紙を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号又は用紙１０の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、用紙を図示しない排紙トレイに排紙する。
【００３２】
次に、この画像形成装置の制御部の概要について図３を参照して説明する。なお、同図は同制御部の全体ブロック説明図である。
この制御部２００は、この装置全体の制御を司り、本発明における判別手段及びキャリッジの移動制御を行う手段を兼ねるＣＰＵ２０１と、ＣＰＵ２０１が実行する本発明に係るプログラムを含む各種プログラム、その他の固定データを格納するＲＯＭ２０２と、画像データ等を一時格納するＲＡＭ２０３と、装置の電源が遮断されている間もデータを保持するための書き換え可能な不揮発性メモリ２０４と、画像データに対する各種信号処理、並び替え等を行う画像処理やその他装置全体を制御するための入出力信号を処理するＡＳＩＣ２０５とを備えている。
【００３３】
また、この制御部２００は、ホスト側とのデータ、信号の送受を行うためのＩ／Ｆ２０６と、記録ヘッド４を駆動制御するためのデータ転送手段、駆動波形を生成する駆動波形生成手段を含む印刷制御部２０７と、キャリッジ３側に設けた記録ヘッド４を駆動するためのヘッドドライバ（ドライバＩＣ）２０８と、主走査モータ４及び副走査モータ３１を駆動するためのモータ駆動部２１０と、帯電ローラ３４にＡＣバイアスを供給するＡＣバイアス供給部２１２と、エンコーダセンサ２４、２６からの各検出信号、ドット形成位置のズレを来たす要因としての環境温度を検出する温度センサなどの各種センサ２１５からの検出信号を入力するためのＩ／Ｏ２１３などを備えている。また、この制御部２００には、この装置に必要な情報の入力及び表示を行うための操作パネル２１４が接続されている。
【００３４】
ここで、制御部２００は、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置、イメージスキャナなどの画像読み取り装置、デジタルカメラなどの撮像装置などのホスト側からの画像データ等をケーブル或いはネットを介してＩ／Ｆ２０６で受信する。
【００３５】
そして、制御部２００のＣＰＵ２０１は、Ｉ／Ｆ２０６に含まれる受信バッファ内の印刷データを読み出して解析し、ＡＳＩＣ２０５にて必要な画像処理、データの並び替え処理等を行い、この画像データをヘッド駆動制御部２０７からヘッドドライバ２０８に転送する。なお、画像出力するためのドットパターンデータの生成はホスト側のプリンタドライバで行っている。
【００３６】
印刷制御部２０７は、上述した画像データをシリアルデータでヘッドドライバ２０８に転送するとともに、この画像データの転送及び転送の確定などに必要な転送クロックやラッチ信号、滴制御信号（マスク信号）などをヘッドドライバ２０８に出力する以外にも、ＲＯＭに格納されている駆動信号のパターンデータをＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器及び電圧増幅器、電流増幅器等で構成される駆動波形生成部及びヘッドドライバに与える駆動波形選択手段を含み、１の駆動パルス（駆動信号）或いは複数の駆動パルス（駆動信号）で構成される駆動波形を生成してヘッドドライバ２０８に対して出力する。
【００３７】
ヘッドドライバ２０８は、シリアルに入力される記録ヘッド７の１行分に相当する画像データに基づいて印刷制御部２０７から与えられる駆動波形を構成する駆動信号を選択的に記録ヘッド７の液滴を吐出させるエネルギーを発生する駆動素子（例えば前述したような圧電素子）に対して印加することで記録ヘッド７を駆動する。このとき、駆動波形を構成する駆動パルスを選択することによって、例えば、大滴（大ドット）、中滴（中ドット）、小滴（小ドット）など、大きさの異なるドットを打ち分けることができる。
【００３８】
また、ＣＰＵ２０１は、リニアエンコーダを構成するエンコーダセンサ２４からの検出パルスをサンプリングして得られる速度検出値及び位置検出値と、予め格納した速度・位置プロファイルから得られる速度目標値及び位置目標値とに基づいて主走査モータ５に対する駆動出力値（制御値）を算出してモータ駆動部２１０を介して主走査モータ４を駆動する。同様に、ロータリエンコーダを構成するエンコーダセンサ２６からの検出パルスをサンプリングして得られる速度検出値及び位置検出値と、予め格納した速度・位置プロファイルから得られる速度目標値及び位置目標値とに基づいて副走査モータ１６対する駆動出力値（制御値）を算出してモータ駆動部２１０を介しモータドライバを介して副走査モータ６１を駆動する。
【００３９】
なお、制御部２００には、各種センサ２１５からの検知信号が入力され、また、この装置に必要な情報の入力及び表示を行うための操作パネル２１４が接続されている。
【００４０】
次に、本発明の第１実施形態に係るエンコーダセンサを含むエンコーダについて図４を参照して説明する。なお、図４（ａ）はエンコーダスケールの要部拡大説明図、（ｂ）はエンコーダスケールの透過部が対向する状態でのエンコーダの模式的説明図、（ｃ）はエンコーダスケールの遮光部が対向する状態でのエンコーダの模式的説明図である。
【００４１】
まず、エンコーダセンサ２４で読み取るエンコーダスケール２３には、図４（ａ）に示すように、光を遮断するスリット（遮光部）２３Ａと光を透過するスリット（透過部）２３Ｂが交互に長手方向に所定の幅で所定の間隔で主走査方向を並び方向として形成されたパターンが設けられている。
【００４２】
エンコーダセンサ２４は、図４（ｂ）、（ｃ）に示すように、スリット２３Ａ、２３Ｂの長手方向の上下、すなわちスリット２３Ａ、２３Ｂの並び方向と直交する方向に配置された２つの光源１０１Ａ、１０１Ｂで構成される発光部１０１と、光源１０１Ａ、１０１Ｂから射出された光を、エンコーダスケール２３を介して受光する受光部１０２とを有している。ここで、２つの光源１０１Ａ、１０１Ｂからの光はいずれも受光部１０２に向かって射出される。なお、「直交する方向」とは交差する方向の意味であり、本発明に係る効果を得られる限りにおいて、スリットの並び方向に対して傾斜する方向も含まれる。また、ロータリエンコーダの場合には、スリットの並び方向と直交する方向とは、接線方向と「直交する方向」の意味である。
【００４３】
光源１０１Ａ、１０１ＢとしてＬＥＤのような指向性がある光源を使用する場合には、受光感度を向上するため、光軸を受光部１０２に向けて設置することが好ましい。また、ここでは、光源１０１Ａ、１０１Ｂと受光部１０２との距離は同じにしている。
【００４４】
次に、このように構成した第１実施形態の作用について図５を参照して説明する。
エンコーダスケール２３とエンコーダセンサ２４が相対的に移動することで、受光部１０２からはＯＮ／ＯＦＦを繰り返すパルス信号が出力され、パルスが繰り返される回数から、エンコーダスケール２３とエンコーダセンサ２４の相対的な移動の距離（回転式であれば角度）を求めることができ、またパルスのエッジ間隔時間を測定することで、速度（回転式であれば角速度）を求めることができる。なお、本発明をエンコーダスケール２５及びエンコーダセンサ２６に適用した場合には、エンコーダスケール２５とエンコーダセンサ２６が相対的に移動することで、受光部１０２からはＯＮ／ＯＦＦを繰り返すパルス信号が出力され、パルスが繰り返される回数から、エンコーダスケール２５とエンコーダセンサ２６の相対的な角度を求めることができ、またパルスのエッジ間隔時間を測定することで、角速度を求めることができる。
【００４５】
ここで、エンコーダセンサ２４においては、図５に示すように、光源１０１Ａ、１０１Ｂからの光が受光部１０２に向けて、上下方向（エンコーダスケール２３上のスリット２３Ａ、２３Ｂが伸びる方向：スリットの長手方向）に並んだ複数の箇所から投光される。
【００４６】
これにより、図５に示すように、エンコーダスケール２３の透過部２３Ｂに汚れ３００が付着した場合、エンコーダスケール２３の汚れ３００によって一部の光が遮られるが、受光面１０４上には何れかの箇所から投光された光が当たる。例えば、図５（ａ）において、領域ａは光源１０１Ａ、１０１Ｂからのいずれの光も当たる領域、領域ｂは光源１０１Ａ、１０１Ｂのいずれかからの光が当たる領域となり、光源１０１Ａ、１０１Ｂのいずれの光も当たらない領域は汚れ３００付近の領域ｃとなり、受光部１０２は透過部２３Ｂと対向するときには確実に受光することができる。
【００４７】
すなわち、図５（ｂ）に示すように、エンコーダセンサ２３の透過部２３Ｂであるにもかかわらず、汚れ３００によって受光部１０２が発光部１０１の光を検出できなくなることはなく、汚れ３００が付着してもエンコーダセンサ２４は正常な読み取りを行なうことができる。
【００４８】
なお、複数箇所（例えば二箇所）から投光した場合であっても、エンコーダスケール２３の遮光部２３Ａは汚れ３００に対して十分に大きいため、図４（ｃ）に示すように、遮光部２３Ａの読み取りに影響は生じない。
【００４９】
このように、発光部は複数の箇所から受光部側に向けて光を射出する構成とすることで、エンコーダスケールの汚れに伴う検出精度の低下を抑制できる。
【００５０】
ここで、比較のために一般的なエンコーダセンサについて図６及び図７を参照して説明する。
一般的なエンコーダセンサ１０２４は、図６に示すように、１つの光源からなる発光部１１０１と、エンコーダスケール２３を挟んで１つの発光部（光源）１１０１に対向する１つの受光部１１０２とを有している。
【００５１】
ここで、図７に示すように、エンコーダスケール２３の透過部２３Ｂに汚れ３００が付着した場合、発光部（光源）１１０１からの光は汚れ３００に遮られ、受光部１１０２が配置された受光面１１０４上に光源（発光部１１０１）からの光が当たらない領域ｃが発生する。そのため、この領域ｃ内に受光部１１０２が配設されている場合、透過部２３Ｂであるにもかかわらず受光部１１０２が光を検出できないので、エンコーダセンサ１０２４は正常な読み取りができなくなる。
【００５２】
次に、本発明の第２実施形態の第１例について図８を参照して説明する。なお、図８は同実施形態のエンコーダを説明する説明図である。
ここでは、発光部１０１の２つの光源１０１Ａ、１０１Ｂと受光部１０２との距離Ｌ１、Ｌ２が異なっている。
【００５３】
このように構成することで、光源１０１Ａ、１０１Ｂからの両方の光が当たる場合（図８（ａ））、近い方の光だけが当たる場合（図８（ｂ））、遠い方の光が当たる場合（図８（ｃ））の、それぞれで受光部１０２が受光する光量が変化することから、汚れ３００がエンコーダスケール２３の上の方にあるのか、下の方にあるのか、つまり、汚れの位置を検出することができる。
【００５４】
なお、２つの光源１０１Ａ、１０１Ｂと受光部１０２との距離が同じ構成としても、各光源１０１Ａ、１０１Ｂの発光量を変えることで同様の検出を行なうこともできる。
【００５５】
次に、本発明の第２実施形態の第２例について図９を参照して説明する。なお、図９は同実施形態のエンコーダを説明する説明図である。
ここでは、発光部１０１の各光源として異なる色の光を射出する光源１０１Ｃ、１０１Ｄを有している。
【００５６】
これにより、受光部１０２が検出する色の違いから汚れ３００の位置を検出することができる。
【００５７】
なお、この場合、受光部１０２で受光した色の判別方法としては、一般的に光センサには、図１０に示すように光の波長に対する感度特性を有するので、センサ出力の大きさから、受光した色を判別することができる。なお、図１０の「色１」は光源１０１Ｃの光の色を、「色２」は光源１０１Ｄの光の色を意味している。
【００５８】
また、特定の色の光しか検知しない各色専用の受光部を設置することで、検知した受光部の種類から汚れの位置を判別することもできる。
【００５９】
これらの第２実施形態によれば、例えばエンコーダスケールを上下方向（スケール面に平行な方向でスリットの長手方向）に移動可能に配設し、上下方向の汚れの位置を検出して、例えばエンコーダスケールの上の方に汚れが検出された場合にはエンコーダスケールを機械的に上方向にずらすことで汚れの位置を避けるようにすることができる。
【００６０】
次に、本発明の第３実施形態について図１１を参照して説明する。なお、図１１は同実施形態のエンコーダを説明する説明図である。
ここでは、発光部１０１は、１（又は複数でもよい。）の光源１０５と、光源１０５からら光を偏向する（曲げる）レンズ１０６とで構成されている。この場合、レンズ１０６の焦点が受光部１０２になるようにレンズ１０６を設置することが好ましい。
【００６１】
このように構成することで、光源の数を増やすことなく、複数の箇所から受光部側に向けて光を射出する（投光する）ことができる。また、点光源であっても、受光部に向かわずに拡散してしまっていた光を受光部に向けることができので、同じ消費電力であってもセンサの感度が向上する、又は消費電力を低減しても同じ感度が得られる。
【００６２】
次に、本発明の第４実施形態について図１２を参照して説明する。なお、図１２は同実施形態のエンコーダを説明する説明図である。
ここでは、発光部１０１は、１（又は複数でもよい。）の光源１０５と、光源１０５からら光を反射するミラー１０７とで構成されている。この場合、上下方向の全ての反射光が受光部１０２に集中するよう、ミラー１０７を設置することが好ましい。
【００６３】
このように構成することで、光源が全方向に発光できる（極端な指向性がない）場合、これまで受光部と反対方向に発光し、無駄になっていた光を受光部に向けることができるので、同じ消費電力であってもセンサの感度が向上する、又は消費電力を低減しても同じ感度が得られる。また、上記第３実施形態と比較して、ミラーはレンズよりも安価に生産できるため、コストを低減することができる。
【００６４】
次に、複数の光源を有する場合における複数光源間距離について図１３及び図１４を参照して説明する。
まず、図１３に示すように、想定される汚れ３００の上下方向の幅をＸｍ、投光面１０３から受光面１０４までの距離をＸ０、エンコーダスケール２３の受光面側から受光面１０４までの距離をＸｓとすると、複数光源間１０１Ａ、１０１Ｂの距離（投光面上での距離）を、次の（１）式で得られる複数光源間の最小距離Ｘｗよりも大きく取ることで、受光面１０４上に何れの光源からの光も当たらない範囲ができないようにすることができる。
【００６５】
Ｘｗ＝Ｘｍ×Ｘ０／Ｘｓ …（１）
【００６６】
次に、図１４に示すように、受光部１０２とスリット２３Ａ、２３Ｂの上下限を結ぶ直線に囲まれる範囲Ｈより外側から投光した場合、遮光部２３Ａであっても光が遮光部２３Ａを超えて受光部１０２に検出されてしまい、正しく検出できない。したがって、この範囲Ｈの内側に光源を配置する必要がある。
【００６７】
つまり、エンコーダセンサ２４の複数光源の間隔は、（１）式の最小距離Ｘｗより大きく、かつ、受光部１０２とスリット上下限を結ぶ線分で囲まれた範囲内とする。
【００６８】
次に、複数の発光部を有する場合の複数の発光部とスリットの並び方向に関係について図１５も参照して説明する。なお、図１５では発光部がエンコーダスケールに対して移動したときの状態で図示している。
通常１つの発光部１０１１と１つの受光部１１０２を備える場合には、図１５（ａ）に示すように、横方向の位置によって検知（実線図示の射出光）と非検知（破線図示の射出光）を繰り返すので、エンコーダスケール２３のパターンに応じた出力を得ることができる。
【００６９】
しかしながら、図１５（ｂ）に示すように、複数の発光部１０１Ａ、１０１Ｂを有する場合には、複数の発光部１０１Ａ、１０１Ｂがスリットの並び方向に沿う方向に配置されていると、エンコーダスケール２３の非透過部２３Ａの位置にかかわらず、複数の発光部１０１Ａ、１０１Ｂからの射出光が受光部１０２に届き、エンコーダスケール２３のパターに応じた出力が得られなくなることがある。
【００７０】
そこで、本発明では、上述したようにエンコーダスケール２３のパターンの並び方向と直交する方向に複数の発光部を配置することで、エンコーダスケール２３のパターに応じた出力が得られるようにしている。
【００７１】
これの本発明に係るエンコーダセンサを前記画像形成装置におけるエンコーダセンサ２４、２６として使用することで、汚れによる検出精度の低下（読取誤り）が抑制され、高精度なキャリッジ位置、速度の制御、搬送ベルトなどの搬送手段の駆動送り制御を行なうことができて、高画質画像を形成することができ、また、エンコーダの読取り誤りによる動作不良などを防止できる。
【符号の説明】
【００７２】
３ キャリッジ
４ 記録ヘッド
２３ エンコーダスケール
２３Ａ スリット（遮蔽部）
２３Ｂ スリット（透過部）
２４ エンコーダセンサ
１０１ 発光部
１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃ、１０１Ｄ 光源
１０３ 投光面
１０４ 受光面
２００ 制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明はエンコーダセンサ及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ、これらの複合機等の画像形成装置として、例えばインク液滴を吐出する記録ヘッドを用いた液体吐出記録方式の画像形成装置としてインクジェット記録装置などが知られている。この液体吐出記録方式の画像形成装置は、記録ヘッドからインク滴を、搬送される用紙に対して吐出して、画像形成（記録、印字、印写、印刷も同義語で使用する。）を行なうものであり、記録ヘッドが主走査方向に移動しながら液滴を吐出して画像を形成するシリアル型画像形成装置と、記録ヘッドが移動しない状態で液滴を吐出して画像を形成するライン型ヘッドを用いるライン型画像形成装置がある。
【０００３】
なお、本願において、「画像形成装置」は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の媒体にインクを着弾させて画像形成を行う装置を意味し、また、「画像形成」とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与すること（単に液滴を媒体に着弾させること）をも意味する。また、「インク」とは、インクと称されるものに限らず、記録液、定着処理液、液体、樹脂などと称されるものなど、画像形成を行うことができるすべての液体の総称として用いる。また、「用紙」とは、材質を紙に限定するものではなく、上述したＯＨＰシート、布なども含み、インク滴が付着されるものの意味であり、被記録媒体、記録媒体、記録紙、記録用紙などと称されるものを含むものの総称として用いる。また、「画像」とは平面的なものに限らず、立体的に形成されたものに付与された画像、また立体自体を３次元的に造形して形成された像も含まれる。
【０００４】
また、本発明では液体吐出方式の画像形成装置で説明するが、画像形成手段としては液体吐出ヘッドに限るものではない。
【０００５】
特にシリアル型画像形成装置において、液体吐出ヘッドを搭載したキャリッジの主走査方向に沿って配置したエンコーダスケールと、このエンコーダスケールのパターン（位置識別部）を読み取るエンコーダセンサとを含むリニアエンコーダ（位置検出装置）を備えて、キャリッジの位置及び速度を検出し、この検出結果に基づいてキャリッジの移動速度、液体吐出ヘッドの駆動などの制御を行うようにしている。また、画像形成装置においては、画像形成手段によって画像が形成される被記録媒体をローラ、ベルトなどの搬送手段によって搬送し、ローラなどに設けたホイール状のエンコーダスケール（エンコーダホイールともいう。）と、このエンコーダスケールのパターンを読み取るエンコーダセンサとを含むロータリエンコーダ（位置検出装置）を備えて、搬送手段の位置及び速度を検出し、この検出結果に基づいて搬送手段の駆動などの制御を行うようにしている。
【０００６】
従来のリニアエンコーダとしては、磁気式や光学式などの様々なものがある。磁気式のリニアエンコーダではリニアスケール表面に少量の汚れ等が付着しても性能には影響しないとういう長所があるが、一方でリニアエンコーダの分解能の高精細化が困難であり、リニアスケールとエンコーダセンサのギャップが広げづらく、取り付け精度の問題や、磁気を帯びた工具の取り扱いの問題がある。これに対して、光学式のリニアエンコーダは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げ易く、組立も容易で、高分解能化に向いている。
【０００７】
しかしながら、画像形成装置の高速度化、高精度化に伴ってリニアエンコーダの高分解能化が進み、装置内に飛散するインクなどの液体、紙粉等の付着による出力低下、誤信号の影響が無視できない問題となっている。例えば、長期間の使用によりインクミスト、紙粉がエンコーダスケールやエンコーダセンサに付着して読み取りエラーを生じ、キャリッジ位置ズレによる記録画像の乱れ、エラー発生によるマシン停止といった問題が生じる。
【０００８】
そこで、特許文献１に記載されているように、インクミストの色毎に吸収しやすい光の波長が異なることを利用して、エンコーダセンサに複数色のＬＥＤを備え、それまでに吐出したインク滴の数を数えるドットカウント値からエンコーダスケールに付着しているインクミストの色を想定して、光が吸収されにくくなるようにLEDの発光色を切り替えるインクジェット記録装置が、既に知られている。
【０００９】
また、特許文献２に記載されているように、エンコーダセンサの下側にエンコーダスケールの表面を清掃する清掃部材を取り付け、ギャップ位置変更手段によって清掃部材がエンコーダスケールの表面に接触する清掃位置と接触しない退避位置との間でキャリッジを昇降させる昇降手段を兼ねたギャップ位置変更手段を備え、清掃部材がエンコーダスケールの表面に接触する清掃位置にした状態でキャリッジを主走査方向に移動することで、清掃部材によってエンコーダスケールの表面に付着している汚れを払拭する画像形成装置が、既に知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００７−５５０５０号公報
【特許文献２】特開２００８−１７９１０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、エンコーダセンサに複数色のＬＥＤを備え、エンコーダスケールに付着したインクミストの色によってＬＥＤを切替える技術にあっては、使用するインクの特性によっては吸収する光の波長に差異がない場合もあり、このような場合には対応できないという課題がある。また、単一色のインクを大量に使用する場合にはある程度の性能低下を抑えられるが、全色を均一に使用する場合には、エンコーダセンサの性能低下を改善することができないという課題がある。さらに、インクミスト以外の汚れが付着した場合には対応できないという課題もある。
【００１２】
また、清掃部材によってエンコーダスケールの表面に付着している汚れを払拭する技術にあっては、清掃部材によって汚れを残さず拭ききることが困難で、検出精度の低下を十分に改善することが困難であるという課題がある。
【００１３】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、エンコーダスケールの汚れによるエンコーダセンサの検出精度の低下を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の課題を解決するため、本発明に係るエンコーダセンサは、
エンコーダスケールのパターンを読み取る光透過型のエンコーダセンサであって、
光を射出する発光部と、前記発光部からの光を受光する受光部と、を有し、
前記発光部は、前記パターンの並び方向と直交する方向の複数の箇所から前記受光部側に向けて光を射出する
構成とした。
【００１５】
ここで、前記発光部は、複数の光源を備えている構成とできる。
【００１６】
また、前記発光部は、１又は複数の光源と、前記光源から射出された光を前記受光部に向けて偏向するレンズとを備えている構成とできる。
【００１７】
また、前記発光部は、１又は複数の光源と、前記光源から射出された光を前記受光部に向けて反射するミラーとを備えている構成とできる。
【００１８】
本発明に係る画像形成装置は、本発明に係るエンコーダセンサを含むリニアエンコーダ及びロータリエンコーダの少なくともいずれかを備えているものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係るエンコーダセンサによれば、発光部は、エンコーダスケールのパターンの並び方向と直交する方向の複数の箇所から受光部側に向けて光を射出する構成としたので、エンコーダスケールの汚れに伴う検出精度の低下を抑制できる。
【００２０】
本発明に係る画像形成装置によれば、本発明に係るエンコーダセンサを含むエンコーダを備えているので、エンコーダスケールの汚れに伴う動作不良を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明を適用する画像形成装置としてのインクジェット記録装置の概略構成を示す平面説明図である。
【図２】同じく正面説明図である。
【図３】同装置の制御部の概要を示すブロック説明図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係るエンコーダセンサを含むエンコーダの説明に供する説明図である。
【図５】同実施形態の作用説明に供する説明図である。
【図６】比較例のエンコーダセンサを含むエンコーダの説明に供する説明図である。
【図７】同比較例のエンコーダセンサの作用説明に供する説明図である。
【図８】本発明の第２実施形態の第１例に係るエンコーダセンサを含むエンコーダの説明に供する説明図である。
【図９】本発明の第２実施形態の第２例に係るエンコーダセンサを含むエンコーダの説明に供する説明図である。
【図１０】同第２例の説明に供する説明図である。
【図１１】本発明の第３実施形態に係るエンコーダセンサを含むエンコーダの説明に供する説明図である。
【図１２】本発明の第４実施形態に係るエンコーダセンサを含むエンコーダの説明に供する説明図である。
【図１３】複数光源間の距離の説明に供する説明図である。
【図１４】同じく複数光源の配置範囲の説明に供する説明図である。
【図１５】比較例の複数の発行部の配置の説明に供する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。まず、本発明を適用する画像形成装置としてのインクジェット記録装置の概要について図１及び図２を参照して説明する。なお、図１は同インクジェット記録装置の概略構成を示す平面説明図、図２は同じく正面説明図である。
このインクジェット記録装置は、左右の側板１０１Ｌ，１０１Ｒ間に横架した主ガイドロッド１及び図示しない従ガイド部材でキャリッジ３を摺動自在に保持し、主走査モータ５によって、駆動プーリ６と従動プーリ７間に渡したタイミングベルト８を介して主走査方向に移動走査する。
【００２３】
このキャリッジ３には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のインク滴を吐出するための液体吐出ヘッドからなる記録ヘッド４ｙ、４ｍ、４ｃ、４ｋ（区別しないときは「記録ヘッド４」という。）を複数のノズルからなるノズル列を主走査方向と直交する副走査方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。
【００２４】
記録ヘッド４を構成する液体吐出ヘッドとしては、圧電素子などの圧電アクチュエータ、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いて液体の膜沸騰による相変化を利用するサーマルアクチュエータ、温度変化による金属相変化を用いる形状記憶合金アクチュエータ、静電力を用いる静電アクチュエータなどを、液滴を吐出するための圧力を発生する圧力発生手段として備えたものなどを使用できる。
【００２５】
一方、用紙１０を搬送するために、用紙を静電吸着して記録ヘッド４に対向する位置で搬送するための搬送手段である搬送ベルト１２を備えている。この搬送ベルト１２は、無端状ベルトであり、搬送ローラ1３とテンションローラ１４との間に掛け渡されて、ベルト搬送方向（副走査方向）に周回するように構成し、周回移動しながら帯電ローラ１５によって帯電（電荷付与）される。
【００２６】
また、搬送ベルト１２は、副走査モータ１６によってタイミングベルト１７及びタイミングプーリ１８を介して搬送ローラ１３が回転駆動されることによって、副走査方向に周回移動する。
【００２７】
さらに、キャリッジ３の主走査方向の一方側には搬送ベルト１２の側方に記録ヘッド４の維持回復を行う維持回復機構２１が配置され、他方側には搬送ベルト１２の側方に記録ヘッド４から空吐出を行う空吐出受け２１がそれぞれ配置されている。
【００２８】
なお、維持回復機構２０は、例えば記録ヘッド４のノズル面（ノズルが形成された面）をキャッピングする４個のキャップ部材３１、ノズル面を払拭するワイパ部材３２、画像形成に寄与しない液滴（空吐出滴）を受ける空吐出受け３３などで構成されている。
【００２９】
また、キャリッジ３の主走査方向に沿って両側板間に、主走査方向に並ぶ所定のパターン（位置識別部、目盛り、スリットなどともいう。）を形成したエンコーダスケール２３を張装し、キャリッジ２３にはエンコーダスケール２３のスリットを読取る透過型フォトセンサからなる本発明に係るエンコーダセンサ２４を設け、これらのエンコーダスケール２３とエンコーダセンサ２４によってキャリッジ２３の移動を検知するリニアエンコーダ（主走査エンコーダ）を構成している。
【００３０】
また、搬送ローラ１３の軸には周方向に並ぶ所定のパターンを形成したエンコーダスケール（コードホール）２５を取り付け、このエンコーダスケール２５に形成したパターン（スリット）を検出する透過型フォトセンサからなる本発明に係るエンコーダセンサ２６を設けて、これらのエンコーダスケール２５とエンコーダセンサ２６によって搬送ベルト１２の移動量及び移動位置を検出するロータリエンコーダ（副走査エンコーダ）を構成している。
【００３１】
このように構成したこの画像形成装置においては、図示しない給紙トレイから用紙１０が帯電された搬送ベルト１２上に給紙されて吸着され、搬送ベルト１２の周回移動によって用紙が副走査方向に搬送される。そこで、キャリッジ３を主走査方向に移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド４を駆動することにより、停止している用紙１０にインク滴を吐出して１行分を記録し、用紙を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号又は用紙１０の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、用紙を図示しない排紙トレイに排紙する。
【００３２】
次に、この画像形成装置の制御部の概要について図３を参照して説明する。なお、同図は同制御部の全体ブロック説明図である。
この制御部２００は、この装置全体の制御を司り、本発明における判別手段及びキャリッジの移動制御を行う手段を兼ねるＣＰＵ２０１と、ＣＰＵ２０１が実行する本発明に係るプログラムを含む各種プログラム、その他の固定データを格納するＲＯＭ２０２と、画像データ等を一時格納するＲＡＭ２０３と、装置の電源が遮断されている間もデータを保持するための書き換え可能な不揮発性メモリ２０４と、画像データに対する各種信号処理、並び替え等を行う画像処理やその他装置全体を制御するための入出力信号を処理するＡＳＩＣ２０５とを備えている。
【００３３】
また、この制御部２００は、ホスト側とのデータ、信号の送受を行うためのＩ／Ｆ２０６と、記録ヘッド４を駆動制御するためのデータ転送手段、駆動波形を生成する駆動波形生成手段を含む印刷制御部２０７と、キャリッジ３側に設けた記録ヘッド４を駆動するためのヘッドドライバ（ドライバＩＣ）２０８と、主走査モータ４及び副走査モータ３１を駆動するためのモータ駆動部２１０と、帯電ローラ３４にＡＣバイアスを供給するＡＣバイアス供給部２１２と、エンコーダセンサ２４、２６からの各検出信号、ドット形成位置のズレを来たす要因としての環境温度を検出する温度センサなどの各種センサ２１５からの検出信号を入力するためのＩ／Ｏ２１３などを備えている。また、この制御部２００には、この装置に必要な情報の入力及び表示を行うための操作パネル２１４が接続されている。
【００３４】
ここで、制御部２００は、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置、イメージスキャナなどの画像読み取り装置、デジタルカメラなどの撮像装置などのホスト側からの画像データ等をケーブル或いはネットを介してＩ／Ｆ２０６で受信する。
【００３５】
そして、制御部２００のＣＰＵ２０１は、Ｉ／Ｆ２０６に含まれる受信バッファ内の印刷データを読み出して解析し、ＡＳＩＣ２０５にて必要な画像処理、データの並び替え処理等を行い、この画像データをヘッド駆動制御部２０７からヘッドドライバ２０８に転送する。なお、画像出力するためのドットパターンデータの生成はホスト側のプリンタドライバで行っている。
【００３６】
印刷制御部２０７は、上述した画像データをシリアルデータでヘッドドライバ２０８に転送するとともに、この画像データの転送及び転送の確定などに必要な転送クロックやラッチ信号、滴制御信号（マスク信号）などをヘッドドライバ２０８に出力する以外にも、ＲＯＭに格納されている駆動信号のパターンデータをＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器及び電圧増幅器、電流増幅器等で構成される駆動波形生成部及びヘッドドライバに与える駆動波形選択手段を含み、１の駆動パルス（駆動信号）或いは複数の駆動パルス（駆動信号）で構成される駆動波形を生成してヘッドドライバ２０８に対して出力する。
【００３７】
ヘッドドライバ２０８は、シリアルに入力される記録ヘッド７の１行分に相当する画像データに基づいて印刷制御部２０７から与えられる駆動波形を構成する駆動信号を選択的に記録ヘッド７の液滴を吐出させるエネルギーを発生する駆動素子（例えば前述したような圧電素子）に対して印加することで記録ヘッド７を駆動する。このとき、駆動波形を構成する駆動パルスを選択することによって、例えば、大滴（大ドット）、中滴（中ドット）、小滴（小ドット）など、大きさの異なるドットを打ち分けることができる。
【００３８】
また、ＣＰＵ２０１は、リニアエンコーダを構成するエンコーダセンサ２４からの検出パルスをサンプリングして得られる速度検出値及び位置検出値と、予め格納した速度・位置プロファイルから得られる速度目標値及び位置目標値とに基づいて主走査モータ５に対する駆動出力値（制御値）を算出してモータ駆動部２１０を介して主走査モータ４を駆動する。同様に、ロータリエンコーダを構成するエンコーダセンサ２６からの検出パルスをサンプリングして得られる速度検出値及び位置検出値と、予め格納した速度・位置プロファイルから得られる速度目標値及び位置目標値とに基づいて副走査モータ１６対する駆動出力値（制御値）を算出してモータ駆動部２１０を介しモータドライバを介して副走査モータ６１を駆動する。
【００３９】
なお、制御部２００には、各種センサ２１５からの検知信号が入力され、また、この装置に必要な情報の入力及び表示を行うための操作パネル２１４が接続されている。
【００４０】
次に、本発明の第１実施形態に係るエンコーダセンサを含むエンコーダについて図４を参照して説明する。なお、図４（ａ）はエンコーダスケールの要部拡大説明図、（ｂ）はエンコーダスケールの透過部が対向する状態でのエンコーダの模式的説明図、（ｃ）はエンコーダスケールの遮光部が対向する状態でのエンコーダの模式的説明図である。
【００４１】
まず、エンコーダセンサ２４で読み取るエンコーダスケール２３には、図４（ａ）に示すように、光を遮断するスリット（遮光部）２３Ａと光を透過するスリット（透過部）２３Ｂが交互に長手方向に所定の幅で所定の間隔で主走査方向を並び方向として形成されたパターンが設けられている。
【００４２】
エンコーダセンサ２４は、図４（ｂ）、（ｃ）に示すように、スリット２３Ａ、２３Ｂの長手方向の上下、すなわちスリット２３Ａ、２３Ｂの並び方向と直交する方向に配置された２つの光源１０１Ａ、１０１Ｂで構成される発光部１０１と、光源１０１Ａ、１０１Ｂから射出された光を、エンコーダスケール２３を介して受光する受光部１０２とを有している。ここで、２つの光源１０１Ａ、１０１Ｂからの光はいずれも受光部１０２に向かって射出される。なお、「直交する方向」とは交差する方向の意味であり、本発明に係る効果を得られる限りにおいて、スリットの並び方向に対して傾斜する方向も含まれる。また、ロータリエンコーダの場合には、スリットの並び方向と直交する方向とは、接線方向と「直交する方向」の意味である。
【００４３】
光源１０１Ａ、１０１ＢとしてＬＥＤのような指向性がある光源を使用する場合には、受光感度を向上するため、光軸を受光部１０２に向けて設置することが好ましい。また、ここでは、光源１０１Ａ、１０１Ｂと受光部１０２との距離は同じにしている。
【００４４】
次に、このように構成した第１実施形態の作用について図５を参照して説明する。
エンコーダスケール２３とエンコーダセンサ２４が相対的に移動することで、受光部１０２からはＯＮ／ＯＦＦを繰り返すパルス信号が出力され、パルスが繰り返される回数から、エンコーダスケール２３とエンコーダセンサ２４の相対的な移動の距離（回転式であれば角度）を求めることができ、またパルスのエッジ間隔時間を測定することで、速度（回転式であれば角速度）を求めることができる。なお、本発明をエンコーダスケール２５及びエンコーダセンサ２６に適用した場合には、エンコーダスケール２５とエンコーダセンサ２６が相対的に移動することで、受光部１０２からはＯＮ／ＯＦＦを繰り返すパルス信号が出力され、パルスが繰り返される回数から、エンコーダスケール２５とエンコーダセンサ２６の相対的な角度を求めることができ、またパルスのエッジ間隔時間を測定することで、角速度を求めることができる。
【００４５】
ここで、エンコーダセンサ２４においては、図５に示すように、光源１０１Ａ、１０１Ｂからの光が受光部１０２に向けて、上下方向（エンコーダスケール２３上のスリット２３Ａ、２３Ｂが伸びる方向：スリットの長手方向）に並んだ複数の箇所から投光される。
【００４６】
これにより、図５に示すように、エンコーダスケール２３の透過部２３Ｂに汚れ３００が付着した場合、エンコーダスケール２３の汚れ３００によって一部の光が遮られるが、受光面１０４上には何れかの箇所から投光された光が当たる。例えば、図５（ａ）において、領域ａは光源１０１Ａ、１０１Ｂからのいずれの光も当たる領域、領域ｂは光源１０１Ａ、１０１Ｂのいずれかからの光が当たる領域となり、光源１０１Ａ、１０１Ｂのいずれの光も当たらない領域は汚れ３００付近の領域ｃとなり、受光部１０２は透過部２３Ｂと対向するときには確実に受光することができる。
【００４７】
すなわち、図５（ｂ）に示すように、エンコーダセンサ２３の透過部２３Ｂであるにもかかわらず、汚れ３００によって受光部１０２が発光部１０１の光を検出できなくなることはなく、汚れ３００が付着してもエンコーダセンサ２４は正常な読み取りを行なうことができる。
【００４８】
なお、複数箇所（例えば二箇所）から投光した場合であっても、エンコーダスケール２３の遮光部２３Ａは汚れ３００に対して十分に大きいため、図４（ｃ）に示すように、遮光部２３Ａの読み取りに影響は生じない。
【００４９】
このように、発光部は複数の箇所から受光部側に向けて光を射出する構成とすることで、エンコーダスケールの汚れに伴う検出精度の低下を抑制できる。
【００５０】
ここで、比較のために一般的なエンコーダセンサについて図６及び図７を参照して説明する。
一般的なエンコーダセンサ１０２４は、図６に示すように、１つの光源からなる発光部１１０１と、エンコーダスケール２３を挟んで１つの発光部（光源）１１０１に対向する１つの受光部１１０２とを有している。
【００５１】
ここで、図７に示すように、エンコーダスケール２３の透過部２３Ｂに汚れ３００が付着した場合、発光部（光源）１１０１からの光は汚れ３００に遮られ、受光部１１０２が配置された受光面１１０４上に光源（発光部１１０１）からの光が当たらない領域ｃが発生する。そのため、この領域ｃ内に受光部１１０２が配設されている場合、透過部２３Ｂであるにもかかわらず受光部１１０２が光を検出できないので、エンコーダセンサ１０２４は正常な読み取りができなくなる。
【００５２】
次に、本発明の第２実施形態の第１例について図８を参照して説明する。なお、図８は同実施形態のエンコーダを説明する説明図である。
ここでは、発光部１０１の２つの光源１０１Ａ、１０１Ｂと受光部１０２との距離Ｌ１、Ｌ２が異なっている。
【００５３】
このように構成することで、光源１０１Ａ、１０１Ｂからの両方の光が当たる場合（図８（ａ））、近い方の光だけが当たる場合（図８（ｂ））、遠い方の光が当たる場合（図８（ｃ））の、それぞれで受光部１０２が受光する光量が変化することから、汚れ３００がエンコーダスケール２３の上の方にあるのか、下の方にあるのか、つまり、汚れの位置を検出することができる。
【００５４】
なお、２つの光源１０１Ａ、１０１Ｂと受光部１０２との距離が同じ構成としても、各光源１０１Ａ、１０１Ｂの発光量を変えることで同様の検出を行なうこともできる。
【００５５】
次に、本発明の第２実施形態の第２例について図９を参照して説明する。なお、図９は同実施形態のエンコーダを説明する説明図である。
ここでは、発光部１０１の各光源として異なる色の光を射出する光源１０１Ｃ、１０１Ｄを有している。
【００５６】
これにより、受光部１０２が検出する色の違いから汚れ３００の位置を検出することができる。
【００５７】
なお、この場合、受光部１０２で受光した色の判別方法としては、一般的に光センサには、図１０に示すように光の波長に対する感度特性を有するので、センサ出力の大きさから、受光した色を判別することができる。なお、図１０の「色１」は光源１０１Ｃの光の色を、「色２」は光源１０１Ｄの光の色を意味している。
【００５８】
また、特定の色の光しか検知しない各色専用の受光部を設置することで、検知した受光部の種類から汚れの位置を判別することもできる。
【００５９】
これらの第２実施形態によれば、例えばエンコーダスケールを上下方向（スケール面に平行な方向でスリットの長手方向）に移動可能に配設し、上下方向の汚れの位置を検出して、例えばエンコーダスケールの上の方に汚れが検出された場合にはエンコーダスケールを機械的に上方向にずらすことで汚れの位置を避けるようにすることができる。
【００６０】
次に、本発明の第３実施形態について図１１を参照して説明する。なお、図１１は同実施形態のエンコーダを説明する説明図である。
ここでは、発光部１０１は、１（又は複数でもよい。）の光源１０５と、光源１０５からら光を偏向する（曲げる）レンズ１０６とで構成されている。この場合、レンズ１０６の焦点が受光部１０２になるようにレンズ１０６を設置することが好ましい。
【００６１】
このように構成することで、光源の数を増やすことなく、複数の箇所から受光部側に向けて光を射出する（投光する）ことができる。また、点光源であっても、受光部に向かわずに拡散してしまっていた光を受光部に向けることができので、同じ消費電力であってもセンサの感度が向上する、又は消費電力を低減しても同じ感度が得られる。
【００６２】
次に、本発明の第４実施形態について図１２を参照して説明する。なお、図１２は同実施形態のエンコーダを説明する説明図である。
ここでは、発光部１０１は、１（又は複数でもよい。）の光源１０５と、光源１０５からら光を反射するミラー１０７とで構成されている。この場合、上下方向の全ての反射光が受光部１０２に集中するよう、ミラー１０７を設置することが好ましい。
【００６３】
このように構成することで、光源が全方向に発光できる（極端な指向性がない）場合、これまで受光部と反対方向に発光し、無駄になっていた光を受光部に向けることができるので、同じ消費電力であってもセンサの感度が向上する、又は消費電力を低減しても同じ感度が得られる。また、上記第３実施形態と比較して、ミラーはレンズよりも安価に生産できるため、コストを低減することができる。
【００６４】
次に、複数の光源を有する場合における複数光源間距離について図１３及び図１４を参照して説明する。
まず、図１３に示すように、想定される汚れ３００の上下方向の幅をＸｍ、投光面１０３から受光面１０４までの距離をＸ０、エンコーダスケール２３の受光面側から受光面１０４までの距離をＸｓとすると、複数光源間１０１Ａ、１０１Ｂの距離（投光面上での距離）を、次の（１）式で得られる複数光源間の最小距離Ｘｗよりも大きく取ることで、受光面１０４上に何れの光源からの光も当たらない範囲ができないようにすることができる。
【００６５】
Ｘｗ＝Ｘｍ×Ｘ０／Ｘｓ …（１）
【００６６】
次に、図１４に示すように、受光部１０２とスリット２３Ａ、２３Ｂの上下限を結ぶ直線に囲まれる範囲Ｈより外側から投光した場合、遮光部２３Ａであっても光が遮光部２３Ａを超えて受光部１０２に検出されてしまい、正しく検出できない。したがって、この範囲Ｈの内側に光源を配置する必要がある。
【００６７】
つまり、エンコーダセンサ２４の複数光源の間隔は、（１）式の最小距離Ｘｗより大きく、かつ、受光部１０２とスリット上下限を結ぶ線分で囲まれた範囲内とする。
【００６８】
次に、複数の発光部を有する場合の複数の発光部とスリットの並び方向に関係について図１５も参照して説明する。なお、図１５では発光部がエンコーダスケールに対して移動したときの状態で図示している。
通常１つの発光部１０１１と１つの受光部１１０２を備える場合には、図１５（ａ）に示すように、横方向の位置によって検知（実線図示の射出光）と非検知（破線図示の射出光）を繰り返すので、エンコーダスケール２３のパターンに応じた出力を得ることができる。
【００６９】
しかしながら、図１５（ｂ）に示すように、複数の発光部１０１Ａ、１０１Ｂを有する場合には、複数の発光部１０１Ａ、１０１Ｂがスリットの並び方向に沿う方向に配置されていると、エンコーダスケール２３の非透過部２３Ａの位置にかかわらず、複数の発光部１０１Ａ、１０１Ｂからの射出光が受光部１０２に届き、エンコーダスケール２３のパターに応じた出力が得られなくなることがある。
【００７０】
そこで、本発明では、上述したようにエンコーダスケール２３のパターンの並び方向と直交する方向に複数の発光部を配置することで、エンコーダスケール２３のパターに応じた出力が得られるようにしている。
【００７１】
これの本発明に係るエンコーダセンサを前記画像形成装置におけるエンコーダセンサ２４、２６として使用することで、汚れによる検出精度の低下（読取誤り）が抑制され、高精度なキャリッジ位置、速度の制御、搬送ベルトなどの搬送手段の駆動送り制御を行なうことができて、高画質画像を形成することができ、また、エンコーダの読取り誤りによる動作不良などを防止できる。
【符号の説明】
【００７２】
３ キャリッジ
４ 記録ヘッド
２３ エンコーダスケール
２３Ａ スリット（遮蔽部）
２３Ｂ スリット（透過部）
２４ エンコーダセンサ
１０１ 発光部
１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃ、１０１Ｄ 光源
１０３ 投光面
１０４ 受光面
２００ 制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンコーダスケールのパターンを読み取る光透過型のエンコーダセンサであって、
光を射出する発光部と、前記発光部からの光を受光する受光部と、を有し、
前記発光部は、前記パターンの並び方向と直交する方向の複数の箇所から前記受光部側に向けて光を射出する
ことを特徴とするエンコーダセンサ。
【請求項２】
前記発光部は、複数の光源を備えていることを特徴とする請求項１に記載のエンコーダセンサ。
【請求項３】
前記発光部は、１又は複数の光源と、前記光源から射出された光を前記受光部に向けて偏向するレンズとを備えていることを特徴とする請求項１に記載のエンコーダセンサ。
【請求項４】
前記発光部は、１又は複数の光源と、前記光源から射出された光を前記受光部に向けて反射するミラーとを備えていることを特徴とする請求項１に記載のエンコーダセンサ。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載のエンコーダセンサを含むリニアエンコーダ及びロータリエンコーダの少なくともいずれかを備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
エンコーダスケールのパターンを読み取る光透過型のエンコーダセンサであって、
光を射出する発光部と、前記発光部からの光を受光する受光部と、を有し、
前記発光部は、前記パターンの並び方向と直交する方向の複数の箇所から前記受光部側に向けて光を射出する
ことを特徴とするエンコーダセンサ。
【請求項２】
前記発光部は、複数の光源を備えていることを特徴とする請求項１に記載のエンコーダセンサ。
【請求項３】
前記発光部は、１又は複数の光源と、前記光源から射出された光を前記受光部に向けて偏向するレンズとを備えていることを特徴とする請求項１に記載のエンコーダセンサ。
【請求項４】
前記発光部は、１又は複数の光源と、前記光源から射出された光を前記受光部に向けて反射するミラーとを備えていることを特徴とする請求項１に記載のエンコーダセンサ。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載のエンコーダセンサを含むリニアエンコーダ及びロータリエンコーダの少なくともいずれかを備えていることを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１１−１６１６９５（Ｐ２０１１−１６１６９５Ａ）
【公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２４９１１（Ｐ２０１０−２４９１１）
【出願日】平成２２年２月６日（２０１０．２．６）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月６日（２０１０．２．６）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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