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発明の名称 位置決定装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−334734(P2001−334734A)
公開日 平成13年12月4日(2001.12.4)
出願番号 特願2000−156701(P2000−156701)
出願日 平成12年5月26日(2000.5.26)
代理人 【識別番号】100069420
【弁理士】
【氏名又は名称】奈良 武
【テーマコード(参考)】
2C061
2F065
2F069
2F103
【Fターム(参考)】
2C061 AQ05 BB08 BB28 
2F065 AA02 BB13 BB15 EE02 FF16
2F069 AA02 BB40 DD06 DD13 EE04 EE26 GG04 GG07 GG15 GG39 GG52 GG56 HH14 JJ02 JJ13 JJ19 JJ25 MM11 MM17 NN01 NN06 QQ05
2F103 BA02 BA04 DA12 EA15 EA19 EA20
発明者 林 孝枝
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 等間隔に目盛が記された薄板状のスケールをスケールベースに接着剤で接着固定した位置決定装置であって、前記接着剤は、剪断接着強さが2Mpa以上、剥離接着強さが10N/10mm以上、プラスチック硬度ショアがD75以上、室温下の油性インク浸漬による膨潤が0.3%以下であることを特徴とする位置決定装置。
【請求項2】 前記スケールベースには、両端部が各々曲面形状を呈する窓穴がその長さ方向に沿って設けられていることを特徴とする請求項1記載の位置決定装置。
【請求項3】 前記スケールは、その幅の70%以上がスケールベースに固定されていることを特徴とする請求項1記載の位置決定装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、プリンタおよびプロッタ等の印刷装置に用いられる位置決定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、紙等の記録材を所定方向に搬送し、これと直交する方向に走行する記録ヘッドから、画像信号に応じてインク等の画像形成剤を付与して印字画像形成を行う周知のプリンタやプロッタ等の印刷装置において、記録ヘッドが走行中にインクを吐出するタイミングを決定するために、記録ヘッドの走行方向に沿ってリニアスケールを配設している。
【0003】このリニアスケールは、例えば合成樹脂製の帯状部材又は板状部材からなり、記録ヘッドの走行方向と直交方向に等間隔に細かく目盛(ライン又はスリット)が付されて構成されている。
【0004】そして、リニアスケールは、記録ヘッドを搭載するキャリッジ等に設置されたフォトインタラプタ等の光センサにて光を透過させることでリニアスケールの目盛を読み取り、記録ヘッドのインクの吐出タイミングを決定している。このように、前記リニアスケールは光を透過させるために、透明な合成樹脂材料を用いて構成されている。
【0005】このリニアスケールの固定方法としては、その両端部を長手方向にテンションをかけながらスケールベースに固定する方法が取られている。
【0006】また、この他のリニアスケールの固定方法としては、特開平9−234925号公報に開示されたものが知られている。同号公報に開示されたリニアスケールの固定方法について図4を参照して説明する。
【0007】図4において、装置本体の基材(スケールベース)101に設けられたボス101aと、透明なフィルム又は合成樹脂製からなるリニアスケール102に設けられたボス穴102aとを嵌合させて、このリニアスケール102の全面を基材101上に両面テープ103を用いて接着している。
【0008】このように、装置本体の基材101に設けられたボス101aとリニアスケール102に設けられたボス穴102aとを嵌合させることにより、図示しない記録ヘッドのキャリッジの走行方向とリニアスケール102の長手方向との平行性調整が容易になる。
【0009】また、合成樹脂製のリニアスケール102以外には、金属製のリニアスケールが挙げられる。このリニアスケールは、記録ヘッドの走行方法と直交する方向に等間隔に細かくスリットを設け、このスリットに向けて光を照射し、スリットを通過した光を光センサで読み取ることで、記録ヘッドのインクを吐出するタイミングを決定している。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、合成樹脂製のリニアスケールの両端部をテンションをかけながら固定する方法は、リニアスケール自体に長時間テンションがかかるため、リニアスケールが変形し易く、徐々に目盛の間隔が広がり、位置精度が狂ってきてしまう。
【0011】また、金属製のリニアスケールを採用しても、スリットの数が多くなったり、スリットの幅が大きくなったり、リニアスケール自体が長くなると、リニアスケールの剛性が低下してしまい、合成樹脂製のリニアスケールと同様に変形してしまう。
【0012】さらに、特開平9−234925号公報に開示されている方法では、合成樹脂製のリニアスケール102に直接テンションをかけずに、基材101に固定することでリニアスケール102の変形を回避しているが、リニアスケール102の全面を両面テープ103で基材101に接着しているため、基材101とリニアスケール102の材質による線膨張率の差や湿度膨潤性、雰囲気中に飛散したインクヘの耐環境性において、両面テープ103は耐久性がなく、このリニアスケール102の場合も位置精度の確保が困難である。
【0013】本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、使用環境に起因するリニアスケールの位置精度変化を抑えた位置決定装置を提供することを目的とするものである。
【0014】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、等間隔に目盛が記された薄板状のスケールをスケールベースに接着剤で接着固定した位置決定装置であって、前記接着剤は、剪断接着強さが2Mpa以上、剥離接着強さが10N/10mm以上、プラスチック硬度ショアがD75以上、室温下の油性インク浸漬による膨潤が0.3%以下であることを特徴とするものである。
【0015】この発明によれば、固化された接着剤は、温湿度による変化が殆どないため、スケールベースやスケールの変形を抑制し、スケールの変形による位置出し精度の低下を防ぐことができる。
【0016】また、接着剤は、インク膨潤性が0.3wt%以下と低いため、図示しない記録ヘッドの使用環境中において飛散するインクが付着しても、寸法変化することがなく、この点からもスケールの変形による位置出し精度の低下を防ぐことができる。
【0017】また、スケールベースとスケールとの間の接着剤層においては、スケールとしてガラス製等の湿気の透過がないものを使用することにより、スケールの厚み方向からの湿気の侵入が防止されるため、湿気が行き渡りにくく、吸水による膨潤が生じず、スケールベースとスケールとの間の接着力の低下や剥離が発生しにくい。
【0018】請求項2記載の発明は、請求項1記載の位置決定装置において、前記スケールベースには、両端部が各々曲面形状を呈する窓穴がその長さ方向に沿って設けられていることを特徴とするものである。
【0019】この発明によれば、請求項1記載の発明の作用に加え、スケールベースには、両端部が各々曲面形状を呈する窓穴がその長さ方向に沿って設けられているので、スケールベースとスケールとの間に線膨張率の違いによるずれ力が生じても、この力に対する応力集中が生じることがなく、スケールベースとスケールとの剥離が防止される。
【0020】請求項3記載の発明は、請求項1記載の位置決定装置において、前記スケールは、その幅の70%以上がスケールベースに固定されていることを特徴とするものである。
【0021】この発明によれば、請求項1記載の発明の作用に加え、前記スケールは、その幅の70%以上がスケールベースに固定されているので、スケールの接着されていない未接着部分の平面性変化や寸法変形を抑制することができる。
【0022】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【0023】(実施の形態1)図1は本発明の実施の形態1の位置決定装置におけるスケール2とスケールベース1との接合状態を示す概略斜視図である。
【0024】図1において、スケール2は、帯状の透明なガラス製であり、その長手方向と直交する短手方向に目盛2aが等間隔に形成されている。
【0025】一方、スケール2を固定するスケールベース1は、SUS(ステンレス)製であり、その長手方向に沿って窓穴(長穴)4が穿設されている。この窓穴4の幅W1は、後述するスケール2の幅W2の30%以下の幅(本実施の形態ではW1=3mm,W2=10mm)としている。
【0026】また、窓穴4の一方の端部4aは、図2に示すように、窓穴4の短手方向の長さを直径とする半円弧状に形成している。窓穴4の他方の端部4bも、前記端部4aと同様窓穴4の短手方向の長さを直径とする半円弧状に形成している。
【0027】前記スケール2をスケールベース1上に接着固定するときには、まず、スケールベース1に形成された窓穴4の周囲に、粘度が300mPa・sで、剪断接着強さ2Mpa以上(本実施の形態1では2.6Mpa)、剥離接着強さ10N/10mm以上(本実施の形態1では12N/10mm)、プラスチック硬度ショアD75以上(本実施の形態1ではD82)、室温下の油性インク浸漬による膨潤0.3%以下(本実施の形態1では0.2%)である透明な室温硬化型のエポキシ系の接着剤3を塗布する。
【0028】その後、スケールベース1上に前記接着剤3を介してスケール2を貼り合せ、スケールベース1とスケール2全体とが互いが近接するように50Nの荷重を加えながら、室温下で48時間以上放置させ、スケールベース1とスケール2との間に介在された接着剤3を硬化させた。
【0029】本実施の形態1の位置決定装置によれば、上述したように、前記スケールベース1とスケール2とにそれぞれ強固に密着して固化した接着剤3により、スケールベース1、スケール2のうちの、温湿度による変化量が小さい部材、即ち、線膨張率が小さい部材(本実施の形態1ではスケールベース1)に、変化量が大きい部材、即ち、線膨張率が大きい部材(本実施の形態1ではスケール2)が引き寄せられる。
【0030】即ち、固化された接着剤3は、温湿度による変化が殆どないため、スケールベース1やスケール2の変形を抑制し、スケール2の変形による位置出し精度の低下を防ぐことができる。
【0031】特に、前記スケール2は、その外周がスケールベース1に接着固定されているため、変形が全体に亘って均一に抑制される。
【0032】また、スケールベース1の窓穴4の端部4a、4bが、角がない滑らかな半円弧状に形成されているため、スケール2の変形時におけるスケールベース1の応力が集中する部分がなく、応力集中によるスケール2と、スケールベース1との接着部分の剥離が発生しない。
【0033】さらに、前記接着剤3は、インク膨潤性が0.2wt%と低いため、図示しない記録ヘッドの使用環境中において飛散するインクが付着しても、寸法変化することがない。
【0034】さらにまた、スケールベース1とスケール2との間の接着剤層に対しては、ガラス製のスケール2を使用していることにより、スケール2の厚み方向からの湿気の侵入が防止されるため、湿気が行き渡りにくく、吸水による膨潤が生じず、スケールベース1とスケール2との間の接着力の低下や剥離が発生しにくい。
【0035】尚、本実施の形態1では、スケール2の材質として、ガラスを用いたが、透明であればこれに限ることなく、例えばPET(ポリエチレンテレフタレート)を用いても良い。この場合、エポキシ系の接着剤3に、この接着剤3の重量の1%のシランカップリング剤を添加することにより、PETへの接着性を向上させることができる。
【0036】次に、下記表1に示すように、SUS製のシート(スケールベース1)とPET製のシート(スケール2)とを数種類の接着剤で接着したものを用いて、剪断接着強さ、剥離接着強さ及び浸漬による膨潤についての評価を行った。
【0037】
【表1】

【0038】まず、SUS製のシートとPET製のシートを温度25℃、湿度35%の環境下で接着し、温度40℃、湿度25%の環境下に20時間放置した後、温度25℃、湿度35%の環境下に戻した。
【0039】接着されたSUS製のシートとPET製のシートとを、シートの面に沿って引っ張り、PET製のシートが剪断されるまでの力、即ち、剪断接着強さを測定した。また、接着されたSUS製のシートとPET製のシートとを剥すように互いのシートの面を90度配置にして引っ張り、剥離するまでの力、即ち、剥離接着強さを測定した。
【0040】さらに、所定の大きさ接着剤の塊を、油性インク内に約1ケ月浸漬させて、どれだけ膨潤したかを測定した。
【0041】本実施の形態1の接着剤3を用いた場合、剪断接着強さ、剥離接着強さ(90度)及び浸漬による膨潤のいずれについても耐性後問題がなかった。
【0042】比較例として、表1に示すように、比較接着剤(エポキシ変性シリコーン系接着剤)A、比較接着剤(エポキシ系接着剤)B及び比較接着剤(シリコーン系接着剤)Cの各接着剤を用いて同様の評価を行った。
【0043】比較接着剤A及び比較接着剤Cは、油性インク浸漬による膨潤が2wt%よりも大きく、また、比較接着剤Cは、剪断接着強さが10N/10mmよりも小さく、いずれの比較接着剤A、Cも耐性後問題が生じてしまった。
【0044】尚、本実施の形態1では、接着剤3の剪断接着強さを2.6Mpaとしたが、2Mpa以上であれば耐性後問題ない結果が得られる。
【0045】また、本実施の形態1では、前記接着剤3の剥離接着強さを、12N/10mmとしたが、10N/10mm以上であればやはり耐性後問題ない結果が得られる。
【0046】さらに、本実施の形態1では、接着剤のプラスチック硬度ショアをD82としたが、D75以上の範囲(実際上、D75乃至D95の範囲程度)内であればこれに限らない。
【0047】また、本実施の形態1では、油性インク浸漬による膨潤を0.2wt%としたが、2wt%以下であれば耐性後問題ない結果が得られる。
【0048】以上説明したように、本実施の形態1によれば、図示しない記録ヘッド等の使用環境においてスケール2の位置精度変化を抑えることができる位置決定装置を提供できる。
【0049】(実施の形態2)次に、図3を参照して本発明の実施の形態2の位置決定装置について説明する。
【0050】図3において、スケール12は、帯状の透明なPET製であり、その長手方向と直交する短手方向に目盛12aが等間隔に形成されている。
【0051】一方、スケール12を固定するためのスケールベース11は、SUS製であり、その短手方向の幅W3がスケール2の短手方向の幅W4よりも小さく(W3<W4)なっている。
【0052】前記スケール12をスケールベース11上に接着固定するときには、前記スケールベース11上に、粘度が750mPa・sで、剪断接着強さ2Mpa、剥離接着強さ12N/10mm、プラスチック硬度ショアD75、室温下の油性インク浸漬による膨潤2%である透明な紫外線硬化型アクリル系の接着剤13を塗布する。
【0053】その後、スケールベース11の短手方向の一方側(一方の長辺の端縁)とスケール12の短手方向の一方側(一方の長辺の端縁)とを揃え、スケールベース11の短手方向の他方側(他方の長辺の端縁)からスケール12の短手方向の他方側(他方の長辺の端縁)がはみ出す状態とする。
【0054】このスケールベース11からスケール12がはみ出す量、即ち、接着しない未接着部分は、スケール12の短手方向の幅W4の30%以下の幅であれば良く、本実施の形態2では、スケールベース11の幅W3を7mmとし、スケール12の幅W4を10mmとすることで、未接着部分の幅を3mmとした。
【0055】即ち、前記スケール12は、短手方向の幅W4の70%がスケールベース12に接着され、未接着部分の幅は残り30%になる。
【0056】この状態で、スケールベース11上に接着剤13を介してスケール12を貼り合せ、スケールベース11とスケール12に10N/cmのテンションを長手方向に加えながら、スケール12側から接着剤13全体に紫外線を4500mJ/cm以上照射し、スケールベース11とスケール12との間に介在させた接着剤13を瞬時に硬化させた。本実施の形態2のこの他の作用は、実施の形態1の場合と同様であるので、その説明を省略する。
【0057】本実施の形態2の接着剤13を用いて実施の形態1の場合と同様の評価を行った。表1に示すように、本実施の形態2の接着剤を用いた場合、剪断接着強さ、剥離接着強さ及び浸漬による膨潤のいずれについても耐性後問題がなかった。
【0058】本実施の形態2によれば、実施の形態1の効果に加え、紫外線硬化型接着剤が紫外線で瞬時に硬化し接着力を発揮するため、スケール12の位置ずれを起こしにくく、さらに、後続する工程の作業を直ちに行えるため、作業時間のロスが少なく短時間で効率よく位置決定装置を製造することができる。
【0059】また、前記スケール12は、短手方向の幅W4の70%以上がスケールベース11に接着されているため、接着されていない未接着部分の平面性変化や寸法変形を抑制することができる。
【0060】尚、本実施の形態2では、スケール12は、短手方向の幅W4の70%の領域をスケールベース11に接着する構成としたが、これに限らず、70〜95%の範囲内としてもよい。
【0061】以上説明した本発明によれば、以下の構成を付記することができる。
【0062】(付記1) 等間隔の目盛が記された薄板状のスケールをスケールベースに接着剤で固定してなる位置決定装置において、前記スケールとスケールベースが、剪断接着強さ2Mpa、剥離接着強さ10N/10mm、プラスチック硬度ショアD75以上、室温下の油性インク浸漬による膨潤が2wt%以下である接着剤で固定されたことを特徴とする位置決定装置。この構成によれば、前記スケールとスケールベースとが、前記特性を有する接着剤で固定されているので、スケールベースやスケールの変形を抑制し、スケールの変形による位置出し精度の低下を防ぐことができる。
【0063】(付記2) 前記薄板状スケールの幅の70%以上、薄板の幅が10mm以上においては、7mm以上がスケールベースに接着されたことを特徴とする付記1記載の位置決定装置。この構成によれば、スケールの接着されていない未接着部分の平面性変化や寸法変形を抑制することができる【0064】
【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、吸水による膨潤を防止でき、温湿度による変化が殆どなく、スケールベースやスケールの変形を抑制でき、スケールの変形や剥離による位置出し精度の低下を防ぐことができる位置決定装置を提供することができる。
【0065】請求項2記載の発明によれば、請求項1記載の発明の効果に加え、スケールベースとスケールとの剥離も防止できる位置決定装置を提供することができる。
【0066】請求項3記載の発明によれば、請求項1記載の発明の効果に加え、スケールの接着されていない未接着部分の平面性変化や寸法変形を抑制することができる位置決定装置を提供することができる。




 

 


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