JP2001162891A - 印字装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】印字実行によりプラテンの温度が上昇すること
により、プラテンと印字ヘッドとの間隔（ｄ）が変化し
て印字品質が変動することを回避する。 【解決手段】プラテンの温度を簡単な温度検出手段によ
り検出し、その温度にしたがって、上記間隔の標準値
（ｄ0 ）に対してあらかじめ設定した調節すべき値（±
Δｄ）だけプラテンの位置を機械的に変更する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ドットインパクト
型の印字装置に利用する。本発明は、印字ヘッドと用紙
との距離を調整する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】ドットインパクト型の印字装置は、文字
を構成するドットに対応して設けられた針を備えた印字
ヘッドが、入力する文字情報に対応してその針の突出位
置を変更するとともに、インクリボンを介してプラテン
に装着された用紙表面を叩くことにより印字を行う。印
字ヘッドのストローク距離を大きくすると印字は薄くな
り、印字ヘッドのストローク距離を小さくすると印字は
濃くなる。したがって一様な印字を行うには、このスト
ローク距離が一定になるように、すなわち印字ヘッドと
用紙表面との距離を一定に維持しなければならない。

【０００３】これは、印字ヘッドとプラテン表面との間
隔を一定に維持することではまだ不十分であり、印字ヘ
ッドとプラテンとの間に供給される用紙をユーザが自由
に選択できる装置では、そのときに供給された用紙の厚
さを検出して、それに応じて印字ヘッドとプラテンとの
間隔を調節しなければならない。このための従来例装置
として、フィードローラからプラテンに供給される用紙
の厚さを検出する用紙厚検出器を設け、この用紙厚検出
器が出力する用紙の厚さ情報により印字ヘッドに対する
プラテンの軸位置を自動的に変更する装置が知られてい
る（特開平１１−００２１５９号公報）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】近年このようなドット
インパクト型の印字装置に対して、高速印字を行うこと
ができるようにとの要望があり、この要望に応えて印字
ヘッドの針の縦配列数を大きくすることが行われるよう
になった。すなわち、印字ヘッドを縦に長く形成して、
複数の行を同時に印字することができるように構成する
技術が開発された。これに伴い、プラテンの直径が必然
的に大きくなる。プラテンはアルミニウムなどの軽量合
金の円筒を基体として、その表面に硬度の高いゴム素材
を貼り付けて形成されたものであるが、プラテンの直径
を大きくすると、その回転駆動モーメントが大きくなる
ことから、できるだけ軽量の合金をその基材として使用
し、その円筒の肉厚を薄くするように設計することにな
った。

【０００５】一方、プラテンは印字ヘッドの機械的な衝
撃を吸収するから印字を行うと発熱する。プラテン円筒
の肉厚を薄くすると熱容量は小さくなって、印字実行、
一時休止、などを繰り返すとその温度変動は大きくな
る。この温度変動に応じて、金属材料の熱膨張および収
縮によりプラテンの直径が変化し、印字ヘッドと用紙表
面との間隔が変化することになる。プラテンの基材の選
択は、軽量化や硬度などの観点が重視され、現実には基
材となる金属材料の熱膨張係数を小さくする材質を選択
するなどの配慮には及ばない。

【０００６】印字ヘッドと用紙表面との距離は、上述の
ように印字品質にとって重要であり、印字実行中にこの
距離が変化すると印字濃度が変化することになる。ま
た、実際の装置では、この熱膨張によるこの距離の変化
が大きいものでは、インクリボンが用紙表面に接触し
て、印刷仕上がりの紙面に汚れを発生させるなどの現象
が見られることになった。

【０００７】これを救済するために、印字ヘッドと用紙
表面との距離を検出し、これが常に一定になるように自
動的な制御を行うことが考えられるが、印字動作実行中
にこの間隔をきわめて精密に、しかも非接触に検出する
ことは簡単ではない。光や超音波などを用いてこれを実
現してもきわめて高価な装置になってしまい、ドットイ
ンパクト型の印字装置が安価に供給できるという利点を
失うことになる。

【０００８】本発明はこのような背景に行われたもので
あって、プラテンの温度変化に対応して印字品質が変化
しない印字装置を提供することを目的とする。本発明
は、プラテンの温度変化に対応して印字品質が変化しな
い印字装置を安価に提供することを目的とする。本発明
は、プラテンの肉厚を薄くすることによりプラテンの熱
容量が小さくなり、プラテン形状の温度変化にたいする
影響が大きくなっても、一定の印字品質を維持すること
ができる印字装置を提供することを目的とする。本発明
は、プラテンの基材の材料選択の自由度を大きくするこ
とを目的とする。本発明は、すでに利用する用紙の厚さ
に応じて印字ヘッドと用紙表面との距離を調節する機構
を有する印字装置には、わずかな設計変更により温度変
化に対応して印字品質が変化しない装置を提供すること
を目的とする。本発明は、印字実行中にプラテンの温度
が変化しても印字品質が変わらない印字装置を提供する
ことを目的とする。さらに本発明は、温度変化に対応す
る印字ヘッドと用紙表面との間隔を制御することによ
り、一行の途中で印字変化が目立つことがない印字装置
を提供することを目的とする。本発明は、連続印刷や印
刷中断などを行っても、それに伴い印字品質が変化する
ことがない印字装置を提供することを目的とする。本発
明は、インクリボンが不用意に印刷用紙の表面に接触し
て、印刷仕上がりの紙面に汚れを発生させることのない
印字装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、印字ヘッドと
用紙表面との距離を、プラテンの温度変化に対応して調
節制御する手段を備えたことを最大の特徴とする。

【００１０】すなわち本発明は、印字ヘッド（１）と、
この印字ヘッドに間隔を設けて対峙されたプラテン
（２）と、前記印字ヘッド（１）と前記プラテン（２）
との間に用紙（３）を供給する手段（１３）とを備えた
印字装置において、前記プラテンの温度を検出する手段
（５）と、この温度を検出する手段が出力する温度情報
に対応して前記間隔（ｄ）の変動が少なくなるようにあ
らかじめ設定された値（±Δｄ）だけこの間隔を自動的
に調整する手段（１０、１１）とを備えたことを特徴と
する。

【００１１】上記括弧内の数字はあとから説明する実施
例図面の参照数字である。これは、構成が理解しやすい
ように便宜的に付けたものであって、この発明を実施例
に限定して解釈するためのものではない。

【００１２】本発明は、プラテンの温度をサーミスタそ
の他比較的安価な温度電気変換素子により検出し、この
電気出力を温度情報として、この温度情報に対応する印
字ヘッドとプラテンとの間隔の標準値に対して調節すべ
き値（±Δｄ）をあらかじめ現物または製造サンプルに
ついて記録しておき、この記録した情報を利用して、温
度情報を与えることにより前記間隔を機械的に調節すべ
き数値を認識させて制御を行うものである。

【００１３】本発明の装置は、印字ヘッドとプラテンと
の間隔を印字実行中に直接に検出する構成ではない。ま
た調節の都度その間隔を検出してそれが常に一定になる
ように制御する閉ループ形の自動制御装置でもない。こ
の構成により、印字品質を実用的に十分な程度に均一に
制御することができる。

【００１４】この構成により、非接触手段により印字ヘ
ッドとプラテンとの間隔を検出する、あるいは閉ループ
の自動制御回路を設けるなどの高価な装置を必要とする
ことなく、安価に実用的に十分な程度に印字品質を均一
にすることができるドットインパクト型の印字装置を提
供することができる。

【００１５】この構成は、利用する用紙の厚さに応じて
前記間隔を自動的に調節する手段を備えた従来装置に
は、わずかな設計変更により実施することができる。す
なわち、前記用紙の厚さ情報を検出する手段と、前記用
紙の厚さ情報および前記温度情報を共に利用して前記間
隔を自動的に調整する手段を駆動する構成とすることが
できる。

【００１６】この用紙の厚さ情報および温度情報を共に
利用して前記間隔を自動的に調整する手段は、用紙の厚
さ情報に対して設定すべき間隔をあらかじめ記録した紙
厚テーブルと、温度情報について変更すべき間隔をあら
かじめ記録した温度テーブルと、用紙が供給されたとき
にその用紙の厚さ情報を取込み前記紙厚テーブルを参照
して前記間隔を調節する第一の制御手段と、印字の実行
中に前記温度情報を取込み前記温度テーブルを参照して
前記間隔を調節する第二の制御手段とを含む構成とする
ことができる。

【００１７】この構成は、用紙の厚さに対応して間隔を
調整することができる従来例装置に、温度情報を検出し
てこれを制御回路に供給するハードウエア手段を増設す
るだけで、ほかにハードウエアを追加することなく、制
御用のソフトウエアを変更することにより実現すること
ができる。

【００１８】この第二の制御手段は、印字の改行動作を
実行中に前記間隔の調節を実行するように設定すること
が望ましい。この構成により、印字を実行中に前記間隔
を変更しても、仕上がり状態で印字のむらがめだたなく
なる。

【００１９】また、この第二の制御手段は、印字の実行
中に行う間隔の調節幅を印字品位の変化が認識できる程
度以下の小刻みな幅毎に実行することにより、印字の仕
上がりを自然にすることができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】（第一実施例）図１は本発明第一
実施例装置の要部構成図である。この装置は、印字ヘッ
ド１と、この印字ヘッドに間隔を設けて対峙されたプラ
テン２と、前記印字ヘッド１と前記プラテン２との間に
用紙３を供給する手段としてのフィードローラ１３とを
備えた印字装置において、前記プラテンの温度を検出す
る手段としてのサーミスタ５と、この温度を検出する手
段が出力する温度情報に対応して前記間隔（ｄ）の変動
が少なくなるようにあらかじめ設定された値（±Δｄ）
だけこの間隔を自動的に調整する手段としての制御部１
０およびプラテン駆動部１１とを備えたことを特徴とす
る。

【００２１】この装置では、ＡＧＡフレーム６の二つの
壁の間にプラテン２の中心軸が支持されている。このＡ
ＧＡフレーム６の上部に設けた軸受け部７により軸８に
垂下された構造であり、この軸８のまわりにわずかにＡ
ＧＡフレーム６が回動できるように構成されている。制
御部１０はプログラム制御回路により構成され、その制
御出力がプラテン駆動部１１により供給される。プラテ
ン駆動部１１は電気機械変換手段を含む機械装置であ
り、ＡＧＡフレーム６の位置をその軸まわりに変更する
ことができる。

【００２２】図２は、プラテンとサーミスタとの位置関
係を説明する図である。すなわち、このプラテン２に近
接して３個のサーミスタ５が設けられ、このプラテンの
温度に応じた電気信号を温度情報として制御部１０に供
給する。

【００２３】印字ヘッド１は印字機構部１２により駆動
される。印字ヘッド１とプラテン２との間隔はｄであ
る。用紙３は一対のフィードローラ１３から供給され、
プラテン２と印字ヘッド１の間隔を通過して、トラクタ
４により印字の状態に合わせて駆動される。この用紙の
供給は給紙機構部１４により制御される。

【００２４】この用紙は用紙厚検出部１５を通過しその
厚さが検出される。すなわち、用紙はレバーアーム１６
とセンサポート１７との間を通過し、このレバーアーム
が用紙を押しつける角度によりその厚さが電気信号とし
て検出され、これを厚さ情報として制御部１０に与え
る。

【００２５】制御部１０は、温度テーブル１８および厚
さテーブル１９を備える。またプラテン調整単位メモリ
２０から印字ヘッドとプラテン表面との間隔ｄの調整単
位が与えられる。すなわち、この制御部１０は、用紙厚
検出部１５から入力する厚さ情報から厚さテーブル１９
を参照して、プラテン位置の変更量を演算し、プラテン
駆動部１１によりプラテン位置を変更する。またこの制
御部１０は、サーミスタ５から入力する温度情報から温
度テーブル１８を参照して、その温度情報に該当するプ
ラテン位置の変更量を認識し、プラテン調整単位メモリ
２０で指示された調整単位だけ、プラテン駆動部１１に
より、印字動作の改行期間中にプラテン位置を変更す
る。

【００２６】このプラテン調整単位メモリ２０には、い
ちどに調整することができる単位距離の情報が記憶され
ている。すなわち、ここに記憶されている調整単位で前
記間隔を調節しても、その印字仕上がり面でその濃度の
変化が目立たない程度の単位距離の情報に相当する。ま
たこの調整単位に達しない値を調節することになった場
合には、その調節を一時保留して調節すべき値がこの調
整単位に達したときにまとめて調節を実行するように構
成することがよい。

【００２７】図３に制御部１０がこの動作を行うための
制御ソフトウエアの要部をフローチャートとして示す。
このプラテン位置調整の動作を簡単に説明すると、用紙
が供給されるとその用紙厚さ情報を取込む（Ｓ1 ）。厚
さテーブルを参照して（Ｓ2）その調整量を認識し（Ｓ3
）、プラテン位置調整を実行する（Ｓ4 ）。つぎにプ
ラテン温度情報を取込み（Ｓ5 ）、温度テーブルを参照
して（Ｓ6 ）、その調整量を認識する（Ｓ7 ）。ここ
で、その調整量が調整すべき量まで達したかを判断し
（Ｓ8 ）、達していなければ温度情報取込（Ｓ5 ）に戻
り、達していればさらに印字動作が休止中か動作中かを
調べ（Ｓ9 ）、動作中であればさらに改行動作中である
かを調べて（Ｓ10）、改行実行のタイミングまで待って
（Ｓ11）、プラテン位置調整を実行する（Ｓ12）。

【００２８】図４はプラテン駆動部１１の機構説明図で
ある。プラテン駆動部１１には、制御部１０により制御
されるモータ２１を備え、このモータ２１の回転動力は
複数の伝達ギヤ２２によりカム２３に伝達され、このカ
ム２３が回転することによりＡＧＡフレーム６を押し出
し、ＡＧＡフレーム６はその軸８を中心にして回動する
ように構成されている。すなわち、モータ２１が正方向
に回転することによりプラテン２はＡＧＡフレーム６と
ともに図の左方に押されて、プラテン２と印字ヘッドと
の間隔が短くなり、モータ２１が逆方向に回転すること
により、プラテン２は右方に戻されて、プラテン２と印
字ヘッドとの間隔が長くなる。そのほかの構造について
は、本発明に直接関係がないので説明を省略するが、そ
れぞれ図１と同一の符号が付してあるので、構造の要部
を理解することができる。

【００２９】（第二実施例）図５は第二実施例装置の要
部ブロック構成図である。この第二実施例装置の特徴
は、上で説明したプラテン２と印字ヘッド１との間隔ｄ
の標準値（ｄ0 ）からの調節値（±Δｄ）に相当する値
をｎ×ｍ個のマトリクス状のメモリに記憶しておくこと
にある。この他の構成については前述の第一実施例と同
等である。

【００３０】すなわち、用紙の厚さ情報を複数ｎ段階に
区分し前記温度情報を複数ｍ段階に区分し、これに対応
してｎ×ｍ個の調節値（±Δｄ）に相当する値を記録し
たマトリクス状の制御テーブルをメモリ内に設け、用紙
の厚さ情報および温度情報を取込みこの制御テーブルを
参照して前記ｎ×ｍ個の調節値のうち該当する一つを読
出す。そして間隔ｄがｄ0 ±Δｄになるように、プラテ
ン調整単位ごとに調節を行う。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、印
字動作中に生じるプラテンの温度変化に対応して印字品
質が変化しない印字装置を提供することができる。本発
明は、このような印字装置を安価に提供することができ
る。本発明の装置は、連続印刷や印刷中断などを行って
も、それに伴い印字品質が変化することがない。またイ
ンクリボンが不用意に印刷用紙の表面に接触して、印刷
仕上がりの紙面に汚れを発生させることがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明第一実施例装置のブロック構成図。

【図２】本発明第一実施例装置の温度検出手段の構成を
示す図。

【図３】本発明第一実施例装置の制御部の制御手順を説
明する要部フローチャート。

【図４】本発明第一実施例装置の間隔ｄを調節するため
の機構を説明する図。

【図５】本発明第二実施例装置の要部ブロック構成図。

【符号の説明】

１ 印字ヘッド ２ プラテン ３ 用紙 ４ トラクタ ５ サーミスタ ６ ＡＧＡフレーム ７ 軸受け部 ８ 軸 １０ 制御部 １１ プラテン駆動部 １２ 印字機構部 １３ フィードローラ １４ 給紙機構部 １５ 用紙厚検出部 １６ レバーアーム １７ センササポート １８ 温度テーブル １９ 厚さテーブル ２０ プラテン調整単位メモリ ２１ モータ ２２ 伝達ギヤ ２３ カム ３０ ｎ×ｍマトリクステーブル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 永井 幹夫 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気株 式会社内 (72)発明者 藤元 俊弘 東京都調布市上石原３丁目49番地１ 日本 電気データ機器株式会社内 (72)発明者 中山 昌平 東京都江東区豊洲３丁目３番３号 株式会 社エヌ・ティ・ティ・データ内 Ｆターム(参考） 2C058 AB17 AC04 AF23 AF26 AF31 DE03 DE19 DE23 DE39 2C064 CC08 DD05 DD08 DD13 DD16 2C069 CA02 CB01 CB10

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】印字ヘッドと、この印字ヘッドに間隔を設
   けて対峙されたプラテンと、前記印字ヘッドと前記プラ
   テンとの間に用紙を供給する手段とを備えた印字装置に
   おいて、 前記プラテンの温度を検出する手段と、この温度を検出
   する手段が出力する温度情報に対応して前記間隔の温度
   変化が少なくなるようにあらかじめ設定された値だけ前
   記間隔を自動的に調整する手段とを備えたことを特徴と
   する印字装置。
2. 【請求項２】前記用紙の厚さ情報を検出する手段と、前
   記用紙の厚さ情報および前記温度情報を共に利用して前
   記間隔を自動的に調整する手段とを備えた請求項１記載
   の印字装置。
3. 【請求項３】前記用紙の厚さ情報および前記温度情報を
   共に利用して前記間隔を自動的に調整する手段は、その
   用紙の厚さ情報に対して設定すべき間隔をあらかじめ記
   録した紙厚テーブルと、その温度情報について変更すべ
   き間隔をあらかじめ記録した温度テーブルと、用紙が供
   給されたときにその用紙の厚さ情報を取込み前記紙厚テ
   ーブルを参照して前記間隔を調節する第一の制御手段
   と、印字の実行中に前記温度情報を取込み前記温度テー
   ブルを参照して前記間隔を調節する第二の制御手段とを
   含む請求項２記載の印字装置。
4. 【請求項４】前記第二の制御手段は、印字の改行動作を
   実行中に前記間隔の調節を実行するように設定された請
   求項３記載の印字装置。
5. 【請求項５】前記第二の制御手段は、印字の実行中に行
   う間隔の調節幅を印字品位の変化が認識できる程度以下
   の小刻みな幅毎に実行するように設定された請求項３記
   載の印字装置。
6. 【請求項６】前記間隔を自動的に調整する手段は、前記
   用紙の厚さ情報を複数ｎ段階に区分し前記温度情報を複
   数ｍ段階に区分しこれに対応してｎ×ｍ個の間隔の情報
   を記録した制御テーブルを設け、前記用紙の厚さ情報お
   よび前記温度情報を取込みこの制御テーブルを参照して
   前記ｎ×ｍ個の間隔の情報のうち該当する一つを利用し
   て前記間隔を調節する制御手段を備えた請求項２記載の
   印字装置。