JP2001130077A - シリアルプリンタ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 シリアルプリンタ装置における同期信号のデ
ューティ変動を抑える。 【構成】装置本体上で往復運動されかつ記録手段を搭載
したキャリッジの移動に対して同期を図りながら記録手
段により記録を行うシリアルプリンタ装置に、装置本体
上に設けられたリニアエンコーダのスケール部と、スケ
ール部の位置を検出するためにキャリッジに搭載された
リニアエンコーダの検出部と、検出部から出力される信
号を入力信号として受けて参照電圧と比較して同期信号
としてのパルス波形の出力信号を発生する同期信号発生
回路手段と、検出部の温度を測定して温度信号を出力す
る温度測定部と、温度測定部からの温度信号を処理して
温度特性を補償する参照電圧を生成する補償回路部とを
設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シリアルプリンタ装置
に関し、特に印字用ヘッドを搭載したキャリッジの移動
と記録ヘッドによる記録動作を同期させる同期信号発生
回路を備えたシリアルプリンタ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】シリアルプリンタは、記録手段の印字用
ヘッドを搭載するキャリッジを記録媒体に対して横方向
に走査させながら記録（印字）するものであるが、何ら
かの影響でキャリッジに速度変動が発生すると記録結果
の濃度ムラが起こる。特に、カラープリンタにおいては
カラーレジストレーションのズレが発生して問題とな
る。

【０００３】従来より、これらの問題を解消する１つの
方法として記録手段を搭載したキャリッジの装置本体に
対する移動量の検出を行い、この検出結果との同期を図
りながら記録手段による記録動作を行う構成が知られて
いる。

【０００４】即ち、本体側にリニアエンコーダのスケー
ル部を固定し、このスケール部に対して相対移動するキ
ャリッジ上にリニアエンコーダの検出部を搭載する一
方、この検出部からの出力信号を増幅してからキャリッ
ジの外部に取り出して、この増幅信号に同期して記録信
号を発生することにより、印字濃度ムラやカラーレジス
トレーションのズレの発生を防止するものである。

【０００５】従来例を図面を参照して説明すると、図１
０は従来例の同期信号発生回路の構成を示す回路図であ
り、上述のキャリッジに搭載されて、装置本体側に固定
されるリニアエンコーダのスケール部の検出を行ってキ
ャリッジの装置本体に対する相対移動位置の検出を行う
リニアエンコーダの検出部１０１は、磁気抵抗効果に基
づいて動作するＭＲ素子ヘッドなどから成り、一対の磁
気検出素子１０２、１０３を一体的に設けている。ま
た、この検出部１０１は図中破線で示したキャリッジに
搭載される基板５に接続されている。この基板５には定
電流回路を構成するためのアンプ１０４、１０５と、検
出された信号を増幅するアンプ１０６と、コンパレータ
１０７が周知のように接続されており、出力信号３０３
を出力する。そして、コンパレータ１０７には参照電圧
を決定するための可変抵抗器２０１が接続されており、
基板５上に実装されており、キャリッジ上で調整するよ
うになっている。

【０００６】以上の回路構成の動作を説明すると、磁気
検出素子１０２、１０３には各々定電流回路１０４、１
０５を介して一定電流が供給されている。検出部１０１
が一定間隔に磁気パターンが予め記録された、装置本体
側に固定されたリニアエンコーダのスケール部に対して
移動するにともない、磁気検出素子１０２、１０３の抵
抗値が変化し、その抵抗値変化量が電圧変化として検知
されて、アンプ１０６において増幅された後に、その増
幅信号がコンパレータ１０７の一方の入力端子に入力さ
れる。このコンパレータ１０７で、前述の増幅信号は、
可変抵抗器２０１の調整によって予め設定された、コン
パレータ１０７の他方の入力端子に入力される参照電圧
と比較され、同期信号として、出力信号３０３が得られ
る。

【０００７】また、検出デバイスおよび回路方式によっ
ては温度依存性が高いことから、印字記録結果に悪い影
響を与えることがある。図面に基づいて詳しく述べる
と、図１１（ａ）はコンパレータ１０７に入力される信
号と参照電圧の関係図であり、図１１（ｂ）は図１１
（ａ）とコンパレータの出力信号３０３の関係を示すパ
ルス波形図であり、コンパレータ１０７への入力信号３
０１は図示のように一定周期で変化するサイン波形に近
い波形を示す。

【０００８】一方、パルス状のコンパレータの出力信号
３０３は参照電圧をしきい値として得るようにしている
結果、図からも分かるように入力信号３０１と参照電圧
３０２のズレ分が出力信号のデューティ変動として表れ
る。この出力信号３０３に同期して記録印字動作を行う
と出力画像中の罫線ズレや濃度ムラが発生して記録品質
は著しく低下することになる。

【０００９】図１２は記録動作の説明図であり、上述の
出力信号３０３に同期して記録手段の駆動を記録媒体上
に実行してドットＤを記録した様子を示す。図示のよう
に、ドットＤ間のピッチＰに変動が認められることか
ら、記録結果の濃度ムラが起こり、特にカラープリンタ
においてはカラーレジストレーションのズレの原因とな
るものである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従来例では、検出ディ
バイスおよび回路方式によっては温度依存性が高いこと
から、印字記録結果に悪い影響を与えることがある。図
１３はＭＲ素子の磁気抵抗効果率の温度依存特性を示す
グラフであり、図１４はＭＲ素子の抵抗値の温度依存特
性を示すグラフである。また、このＭＲ素子の出力は次
式で表される。 ＶＳ ＝Ｋ×（△ρ／ρ）×Ｒ×ｉ ここで、Ｋは定数であり、△ρ／ρは磁気抵抗効果率で
あり、Ｒは電気抵抗であり、ｉは定格電流である。

【００１１】前述の式および図１３、図１４に示される
ようなＭＲ素子は、温度依存特性が大きいので、その出
力は図１７に示すようになる。

【００１２】このようなＭＲ素子をリニアエンコーダの
検出部に用いた場合の動作について述べると、図１５
（ａ）は、コンパレータ１０７に入力される信号３０１
と参照電圧３０２の関係を示す波形図であり、図１５
（ｂ）は図１５（ａ）で示す関係がある場合に得られる
同期用出力信号３０３の波形図である。コンパレータ１
０７への入力信号３０１は図示のように一定周期で変化
するサイン波形に近い波形を示す。

【００１３】一方、コンパレータの出力信号３０３は参
照電圧３０２をしきい値として得るようにしている結
果、図１１からも分かるように入力信号３０１と参照電
圧のズレ分が出力信号のデューティ変動として表れる。
この出力信号３０３に同期して記録印字動作を行うと出
力画像中の罫線ズレや濃度ムラが発生して記録品位は著
しく低下することになる。このため、図１２に関連して
既に説明したように、ドットＤ間のピッチＰに変動が認
められることから、記録結果の濃度ムラが起こり、特に
カラープリンタにおいてはカラーレジストレーションの
ズレの原因となるものである。

【００１４】したがって、本発明の目的は、デューティ
変動を抑えることができるシリアルプリント装置を提供
することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めに、本発明は、装置本体上で往復運動されかつ記録手
段を搭載したキャリジの移動に対して同期を図りながら
記録手段により記録を行うシリアルプリンタ装置におい
て、装置本体上に設けられたリニアエンコーダのスケー
ル部と、前記スケール部の位置を検出するために前記キ
ャリッジに搭載されたリニアエンコーダの検出部と、該
検出部から出力される信号を入力信号として受けて参照
電圧と比較して同期信号としてのパルス波形の出力信号
を発生する同期信号発生回路手段と、前記検出部の温度
を測定して温度信号を出力する温度測定部と、該温度測
定部からの温度信号を処理して温度特性を補償する前記
参照電圧を生成する補償回路部と、を有することを特徴
とするシリアルプリンタ装置を採用するものである。

【００１６】

【実施例】以下に本発明の好ましい実施例を図面を参照
して説明する。図１は記録媒体と共に示すシリアルプリ
ンタ装置の要部斜視図である。図１において、一点鎖線
で示すキャリッジ１はインクジェット記録方式などの記
録部１ｈを搭載する一方、外周面上に螺旋溝を形成した
案内軸体１１によって案内され、案内軸体１１の回転に
よって係止部（図示せず）が螺旋溝に沿うように駆動さ
れて、プラテン１２の外周面に巻き付けられている記録
シート１３に対して図中の矢印方向に往復駆動されなが
ら、記録シート（記録媒体）１３上にピッチＰでドット
Ｄを記録して画像、文字を形成するいわゆるシリアルプ
リンタを構成している。

【００１７】このように構成されるキャリッジ１には同
期信号を得るためのエンコーダが内装されている。この
エンコーダは磁気式リニアエンコーダであり、針金の表
面上に形成された磁性体に例えば１８０ドット／インチ
（ｄｐｉ）や３６０ｄｐｉに相当する印字ピッチ密度で
磁気パターンを記録したり、リニアエンコーダのスケー
ル部５０１が装置本体１００に固定される一方、ＭＲ素
子などから成る磁気ヘッド本体５０２がキャリッジ１の
内部に固定されており、キャリッジ１の移動による位置
検出を可能にしている。

【００１８】また、磁気ヘッド本体５０２には磁気ヘッ
ド中のＭＲ素子からの出力信号を外部に引き出すための
フレキシブルプリント基板５０３が接続されており、コ
ネクタ（図示せず）に接点部５０４を接続するようにし
て、キャリッジ１上に搭載される図中の破線図示の基板
５に接続するようにしている。

【００１９】（第１実施例）図２は第１実施例の回路図
である。検出部１０１は、磁気ヘッド本体５０２に内蔵
されると共に、ＭＲ（磁気抵抗）効果により動作する素
子である磁気検出素子１０２、１０３で構成されてい
る。各磁気検出素子１０２、１０３は、やはり同様に、
定電流回路を構成するアンプ１０４、１０５に接続され
ている。アンプ１０４、１０５はさらに検出された信号
を増幅するアンプ１０６、コンパレータ１０７に接続さ
れている。この実施例では、サーミスタ等の温度により
抵抗値が変化する素子で構成される温度測定部１１０が
検出部１０１内に設けられており、この素子は定電流を
流すと温度の変化量が電圧変動として検出されるもので
ある。この温度測定部１１０は磁気検出素子１０２、１
０３の温度特性を補償する補償回路部１０９に接続され
ており、補償回路部１０９は、温度測定部１１０の出力
電圧により、コンパレータ１０７の参照電圧を設定して
出力するようになっている。

【００２０】図３は補償回路部１０９の内部回路構成を
示す。図３に示すように、この補償回路部１０９には、
Ａ／Ｄコンバータ６０１、メモリ６０２、Ｄ／Ａコンバ
ータ６０３が組み込まれている。メモリ６０２には、図
４（ｃ）に示すように、温度測定部１１０の出力電圧Ｖ
Ｏ に対応するコンパレータ１０７の参照電圧ＶＳ のデ
ータが予め記憶されている。ここで、図４（ａ）は、温
度に対する理想的な参照電圧の関係を示すグラフであ
り、図４（ｂ）は、温度に対する温度測定部の出力電圧
の関係を示すグラフであり、図４（ｄ）は、温度に対す
るメモリのデータで与えられる参照電圧の関係を示すグ
ラフである。即ち、或る温度に対して得られる温度測定
部の出力電圧に対応する理想的な参照電圧の値をメモリ
に予め記憶しておき、以下に説明するように、コンパレ
ータの参照電圧として用いるものである。

【００２１】補償回路部１０９は、測定回路部１１０の
出力電圧をＡ／Ｄコンバータ６０１でＡ／Ｄ（アナログ
／デジタル）変換し、その値に対応したデータをメモリ
６０２から読み出した後、Ｄ／Ａコンバータ６０３でＤ
／Ａ（デジタル／アナログ）変換し、コンパレータ１０
７の参照電圧として出力することで、温度変化の影響を
なくしている。一例を挙げると、温度がＴｋのとき、温
度測定部１１０の出力電圧はＶｏｋであり、この値がＡ
／Ｄコンバータ６０１を介してメモリ６０２に入力され
る。メモリ６０２はこのＶｏｋに対応する参照電圧Ｖｓ
ｋ（デジタル値）を出力し、このデジタル値の参照電圧
ＶｓｋをＤ／Ａコンバータ６０３を介してアナログ変換
した後、コンパレータ１０７に入力する。

【００２２】図５（ａ）は、コンパレータの出力信号を
示し、図５（ｂ）は、出荷前に行われる参照電圧の設定
値をメモリに書き込む動作のフローチャートを示し、図
５（ｃ）は、出荷後の参照電圧の設定動作のフローチャ
ートを示す。

【００２３】図５（ａ）で示すように、Ｔｈは出力信号
３０３のパルスがハイとなっている時間（即ち、ハイレ
ベル時のパルス幅）を示しており、Ｔｌは出力信号３０
３がローとなっている時間（即ち、ローレベル時のパル
ス幅）を示す。図５（ｂ）に示す動作では、パルスのデ
ューティ比を測定しながら、Ｄ／Ａコンバータを介して
逐次参照電圧を設定し、デューティ比が予め定められた
範囲に入った時点で設定を終了している。ＴｈとＴｌの
差分が所定値に等しいかまたは所定値内に収まるように
参照電圧を自動設定するために、ステップＳ３１におい
て、キャリッジを移動させ、次にステップＳ３２に進
み、キャリッジの移動に伴って出力される出力信号３０
３のパルスのＴｈ、Ｔｌを測定する。ステップＳ３３で
は、ＴｈからＴｌを差し引いた絶対値が所定値Ｔｔｙｐ
に以下か（等しいかまたは小さいか）否かが判断され
る。以下の場合には適正な参照電圧になっていると判断
して、調整が必要がないことから、ステップＳ３４に進
み、温度測定部の出力電圧を補償回路部に送る。ステッ
プＳ３５では、温度（実際には温度測定部の出力電圧）
と参照電圧の設定値をメモリに記憶させる。ステップＳ
３６では、キャリッジをホームポジションに戻して調整
を終了する。

【００２４】一方、ステップＳ３３で差分が所定値Ｔｔ
ｙｐを越えている場合には、ステップＳ３７に進み、Ｔ
ｈ＞Ｔｌであるが否か判断され、Ｔｈ＞Ｔｌの場合、ス
テップＳ３８において、Ｄ／Ａコンバータに入力される
前述の参照電圧の設定値を大きくし、またＴｈ＜Ｔｌの
場合にはステップＳ３９において、Ｄ／Ａコンバータに
入力される前述の参照電圧の設定値を小さくして、適切
な参照電圧を設定するためにステップＳ３２に戻り、所
定値Ｔｔｙｐ以下になったら終了する。

【００２５】以上のような課程により、前述した図５
（ｃ）に示すようなデータがメモリに記憶される。な
お、図１７にＭＲ素子の出力と温度の関係を示すグラフ
であるが、このグラフは図４（ａ）に対応したものであ
る。

【００２６】図５（ｃ）は、図５（ｂ）に関連して説明
した参照電圧の設定値をメモリに書き込む動作の後、出
荷された製品における参照電圧を設定する動作を示して
いる。ステップＳ４１において、温度測定部の出力電圧
を得る。ステップＳ４２で、ステップＳ４１で得られた
出力電圧をＡ／Ｄ変換し、メモリに記憶されている参照
電圧の設定値を読み、この設定値をＤ／Ａ変換すること
によって参照電圧を設定している。実際の製品の使用中
の参照電圧の設定は次のように行われる。例えば、図４
（ｂ）に示す温度ＴｋからＴｋ＋１の間では、温度測定
部の出力電圧Ｖｏｋが補償回路部のＡ／Ｄコンバータ６
０１（図３参照）に入力される。メモリ６０２はＡ／Ｄ
コンバータの出力に対応する参照電圧Ｖｓｋを読み出し
てＤ／Ａコンバータ６０３を介して参照電圧として出力
する。

【００２７】ここで、ＴｋとＴｋ＋１の間隔を小さくし
てデータを多くすれば、図４（ａ）の理想的な参照電圧
に近づくことになる。また、図５（ｂ）および図５
（ｃ）の動作は、通常、カウンタ機能、コンパレータ機
能等のＴＴＬ半導体の組み合わせ、またはマイコン等を
使用したソフトウエアにより容易に実現できる。

【００２８】さらに、個々のシリアルプリンタ装置につ
いて調整を行わず、共通のＲＯＭを使用すると、必要な
精度が若干落ちるが、出荷時の調整が不要となり、さら
に、ＲＯＭにすることでコストダウンもできる。また、
製品化された後に磁気ヘッドの仕様が変更になっても、
ＲＯＭの変更のみで簡単に対応できる。

【００２９】（第２実施例）第１実施例では、補償回路
部１０９に、Ａ／Ｄコンバータ、Ｄ／Ａコンバータ、メ
モリを用いたが、本発明はこれに限定されることなくオ
ペアンプ等を用いてもよい。なお、前者の場合には、よ
り高精度な印字が可能になるが、コストは高くなる。ま
た、後者の場合には、必要な精度が若干落ちるが安価な
部品を用いることによりコストダウンが可能になり、ま
たＣＰＵの制御が不要になるので取付けの際制限を受け
なくなる。

【００３０】オペアンプを用いて参照電圧を設定する方
法は、図４（ｂ）で表されるような温度測定部の出力電
圧を図４（ａ）の理想的な参照電圧と近似されると見な
して、オペアンプで所望の倍率に増幅するものである。
図７（ａ）は、前述の方法の場合の補償回路部１０９を
示す。この回路は、いわゆる非反転増幅回路であり、Ｒ
ｆとＲｓの比で増幅度を調整する。

【００３１】（第３実施例）第１実施例および第２実施
例では、図８（ａ）および図８（ｂ）に表されるよう
に、コンパレータの参照電圧３０２を変化させる方法に
よりデューティ変動をなくそうとしているが、本発明は
これに限定されるものではなく、磁気検出素子の出力信
号を変化させる方法を採用してもよい。後者は図２０に
表される回路により構成される。この場合、補償回路部
１０９は、温度測定部１１０の出力を反転させ、その信
号に応じて、磁気検出素子の信号を増幅するように機能
する。図７（ｂ）は、前述の方法の場合の補償回路部１
０９を示す。この回路では、オペアンプによるいわゆる
反転増幅回路と、差動増幅回路であり、ＲｆとＲｓの比
で出力を調整する。

【００３２】なお、回路構成は図２に限定されるもので
はなく、ヘッドの駆動回路、アンプ、コンパレータの機
能を備えるものであれば、いかなる構成でもよい。ま
た、実施例では、温度測定部の検出素子にサーミスタを
用いたが、これに限定されることなく、熱電対（銅と鉄
または銅とコンスタンタン）、抵抗温度形（白金または
ニッケル）等を用いてもよい。また、実施例では、磁気
ヘッド本体に温度測定装置を隣接させたが、これに限定
されることなく、磁気ヘッド本体内、または装置内のし
かるべき位置に配置してもよい。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
温度変化によるデューティ変動を抑えることができるシ
リアルプリンタ装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明のシリアルプリンタ装置の要部
の斜視図である。

【図２】図２は、本発明の第１実施例の回路図である。

【図３】図３は、第１実施例の温度補償回路図である。

【図４】図４（ａ）は理想的な参照電圧と温度の関係を
示すグラフであり、図４（ｂ）は温度測定部の出力電圧
と温度の関係を示すグラフであり、図４（ｃ）はメモリ
に記憶される温度測定部の参照電圧と参照電圧の設定値
を示す表であり、図４（ｄ）はメモリのデータで与えら
れた参照電圧と温度の関係を示すグラフである。

【図５】図５（ａ）はコンパレータの出力信号を示す波
形図であり、図５（ｂ）は参照電圧の設定値をメモリに
書き込む動作を示すフローチャートであり、図５（ｃ）
は参照電圧の設定動作を示すフローチャートである。

【図６】図６はＭＲ素子の出力と温度の関係を示すグラ
フである。

【図７】図７（ａ）は補償回路部の回路図であり、図７
（ｂ）は他の補償回路部の回路図である。

【図８】図８（ａ）は第１実施例の回路構成におけるコ
ンパレータに対する入力信号と参照電圧との関係を示す
波形図であり、図８（ｂ）は、そのコンパレータの出力
信号を示す波形図である。

【図９】図９は第３実施例の回路図である。

【図１０】図１０は、従来例の同期信号発生回路図であ
る。

【図１１】図１１は、従来例の同期信号発生回路の入力
信号波形と出力信号波形を説明するための波形図であ
る。

【図１２】図１２は、従来例の同期信号発生回路に基づ
く記録動作を説明するための図である。

【図１３】図１３は、磁気抵抗効果率と温度の関係を示
すグラフである。

【図１４】図１４は、ＭＲ素子の抵抗値と温度の関係を
示すグラフである。

【図１５】図１５は、従来例の同期信号発生回路に基づ
く記録動作を説明するための図である。

【符号の説明】 １ キャリッジ ２ フレキシブルケーブル ４ プリンタ制御回路基板 ５ 基板 １１ 案内軸体 １０２、１０３ 磁気検出素子 １０７ アンプ １０８ 同期出力信号線 ５０１ リニアエンコーダのスケール部 ２１１ 直流電圧源 ２１５ デューティ変動抑圧手段 １０９ Ｄ／Ａコンバータ １１０ 温度測定部 ６０１ Ｄ／Ａコンバータ ６０２ メモリ ６０２ Ａ／Ｄコンバータ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 装置本体上で往復運動されかつ記録手段
   を搭載したキャリジの移動に対して同期を図りながら記
   録手段により記録を行うシリアルプリンタ装置におい
   て、 装置本体上に設けられたリニアエンコーダのスケール部
   と、 前記スケール部の位置を検出するために前記キャリッジ
   に搭載されたリニアエンコーダの検出部と、 該検出部から出力される信号を入力信号として受けて参
   照電圧と比較して同期信号としてのパルス波形の出力信
   号を発生する同期信号発生回路手段と、 前記検出部の温度を測定して温度信号を出力する温度測
   定部と、 該温度測定部からの温度信号を処理して温度特性を補償
   する前記参照電圧を生成する補償回路部と、 を有することを特徴とするシリアルプリンタ装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のシリアルプリンタ装置に
   おいて、前記温度測定部は温度／電圧変換素子を有し、
   前記温度信号を電圧として得ることを特徴とするシリア
   ルプリンタ装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載のシリアルプリンタ装置に
   おいて、前記補償回路部は、前記温度信号の各々の値に
   対応する適切な参照電圧を記憶するメモリを有すること
   を特徴とするシリアルプリンタ装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載のシリアルプリンタ装置に
   おいて、前記補償回路部は、電圧としての温度信号をＡ
   ／Ｄ変換するＡ／Ｄコンバータと、前記メモリから出力
   信号をＤ／Ａ変換するＤ／Ａコンバータとをさらに有す
   ることを特徴とするシリアルプリンタ装置。
5. 【請求項５】 請求項３記載のシリアルプリンタ装置に
   おいて、前記メモリは同期発生回路手段の出力信号のパ
   ルスのハイレベル幅とローレベル幅との差部が所定値以
   下になる電圧値を温度毎に記憶することを特徴とするシ
   リアルプリンタ装置。
6. 【請求項６】 請求項１記載のシリアルプリンタ装置に
   おいて、前記補償回路部は、前記温度測定部からの温度
   信号を入力として適切な参照電圧を出力するように所定
   の倍率で増幅するオペアンプを有することを特徴とする
   シリアルプリンタ装置。
7. 【請求項７】 請求項１記載のシリアルプリンタ装置に
   おいて、前記補償回路部は、前記温度測定部からの温度
   信号を入力として所定の倍率の出力する第１オペアンプ
   と、前記第１オペアンプの出力と前記測定部の出力を入
   力として所定の倍率に差動増幅する第２オペアンプとを
   有することを特徴とするシリアルプリンタ装置。