JP2694012B2

JP2694012B2 - 印字ヘッドギャップ自動調整機構

Info

Publication number: JP2694012B2
Application number: JP1137535A
Authority: JP
Inventors: 誠清水
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1989-06-01
Filing date: 1989-06-01
Publication date: 1997-12-24
Anticipated expiration: 2012-12-24
Also published as: JPH035183A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、印字ヘッドの先端部及びプラテン間におけ
るギャップを自動調整するための機構に関するものであ
る。

（従来の技術）従来、ワイヤドット印字ヘッドの印字動作を行う場
合、印字信号に応じて印字ヘッド内の駆動機構がドット
ワイヤを駆動し、その先端部を印字ヘッド前端面から突
出させるようになっている。この時、ドットワイヤの先
端部はインクリボンを介してプラテン上の用紙を打撃
し、ドット構成による文字、記号等を用紙上に印字す
る。

この種のインパクトプリンタにおいては、印字動作を
高速化するためにドットワイヤの動作ストロークをでき
る限り小さくする必要がある。しかしながら、インパク
トプリンタに使用される用紙は多種多様にわたってお
り、その厚さも0.05mm程度の薄いものから1.5mmを越え
る厚いものまで広い範囲に及んでいて、使用する用紙の
厚さに応じて印字ヘッド先端部とプラテンのギャップ
（以下「印字ヘッドギャップ」と言う。）を最適値に調
整する必要がある。

このように種々の厚さの印字用紙に対して印字ヘッド
ギャップを自動的に調整する場合、第６図に示すような
印字ヘッドギャップ自動調整機構が提供されている。該
印字ヘッドギャップ自動調整機構においては、印字ヘッ
ド１を搭載したキャリッジ２にリニア出力装置３が取り
付けられており、図示しないコントロール部によってパ
ルスモータ５が時計方向に回転させられる。

この回転により、ドライブギヤ６及びドリブンギヤ７
を介して、ガイドシャフト８の両端に固着されたカム4
a,4bが回転させられると、サイドフレーム11a,11bに回
転自在に取り付けられたローラ12a,12bによって、キャ
リッジ２がプラテン９側へ移動させられる。そして、キ
ャリッジ２に固着されたリニア出力装置３の接触子3a
は、用紙10に接触し、更にストロークＳだけ押し込まれ
ると、リニア出力装置３の出力電圧が初期電圧V₁からV₂
に変化する。

この出力電圧の変化量Ｖは、予めコントロール部に設
定された電圧と比較され、等しくなった時、ステッピン
グモータ５が反時計方向に一定量回転させられ、この動
作により印字ヘッドギャップが設定される。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、上記構成の印字ヘッドギャップ自動調
整機構においては、カム4a,4bの回転角に対するリフト
量によって印字ヘッドの位置決めを行っているため、カ
ムの回転角とリフト量の関係をリニアにする必要があ
り、精度の高いリニアカムを製造するためのコストが高
くなる。

また、リニア出力装置３の接触子3aを用紙に当接させ
る時のステッピングモータ５の回転方向（時計方向）
と、接触子3aをストロークＳだけ押し込んだ後の回転方
向（反時計方向）が逆であるため、回転が逆になる際
に、動力伝達系の遊び（ギヤ列のバックラッシュや摺
動、回転部の遊び等）が反転する。そのため、反時計方
向に所定量（定パルス数）の回転パルスを与えても、上
記遊びが反転する分だけ誤差が生じ、安定した印字ヘッ
ドギャップを設定することが困難となる。

また、リニア出力装置３の接触子3aが印字ライン上に
位置しているため、印字直後でインクがまだ乾いていな
い用紙上を接触してこするため、用紙が汚れることがあ
る。

本発明は、上記従来の印字ヘッドギャップ自動調整機
構の問題点を解決して、ギャップを正確に設定すること
ができ、ギャップを設定する際に動力伝達系の遊びの影
響を受けることがない印字ヘッドギャップ自動調整機構
を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段）そのために、本不明の印字ヘッドギャップ自動調整機
構においては、プラテン部及び印字ヘッド部の少なくと
も一方に配設され、両者の相対的位置を変えるための駆
動装置と、上記印字ヘッド部においてプラテン上の用紙
と対向させて配設され、用紙との接触により移動可能な
接触子を備えたリニア出力装置と、上記駆動装置を駆動
して接触子を用紙に接触させ、そのときの上記リニア出
力装置の第１の出力を求め、接触子を用紙に接触させた
後、上記プラテン部と印字ヘッド部との間のギャップを
減少させる方向に上記駆動装置を更に駆動し、そのとき
の上記リニア出力装置の第２の出力を求め、該第２の出
力と第１の出力との差と、設定値とを比較し、比較結果
に基づいて用紙の表面位置を検出する手段と、用紙の表
面位置が検出された後、上記ギャップを増加させる方向
に駆動装置を所定量駆動し、続いて、上記ギャップを減
少させる方向に駆動装置を所定量駆動して停止させる手
段とを有する。

本発明の他の印字ヘッドギャップ自動調整機構におい
ては、さらに、上記プラテン部の印字面は平面であり、
上記接触子の用紙への接触位置は印字ヘッドの印字領域
外に設定される。

（作用）本発明によれば、上記のように印字ヘッドギャップ自
動調整機構においては、プラテン部及び印字ヘッド部の
少なくとも一方に配設され、両者の相対的位置を変える
ための駆動装置と、上記印字ヘッド部においてプラテン
上の用紙と対向させて配設され、用紙との接触により移
動可能な接触子を備えたリニア出力装置と、上記駆動装
置を駆動して接触子を用紙に接触させ、そのときの上記
リニア出力装置の第１の出力を求め、接触子を用紙に接
触させた後、上記プラテン部と印字ヘッド部との間のギ
ャップを減少させる方向に上記駆動装置を更に駆動し、
そのときの上記リニア出力装置の第２の出力を求め、該
第２の出力と第１の出力との差と、設定値とを比較し、
比較結果に基づいて用紙の表面位置を検出する手段と、
用紙の表面位置が検出された後、上記ギャップを増加さ
せる方向に駆動装置を所定量駆動し、続いて、上記ギャ
ップを減少させる方向に駆動装置を所定量駆動して停止
させる手段とを有する。

この場合、用紙がプラテンにセットされると、上記駆
動装置が駆動されて接触子が用紙に接触させられ、その
ときの上記リニア出力装置の第１の出力が求められる。

続いて、上記プラテン部と印字ヘッド部との間のギャ
ップを減少させる方向に上記駆動装置が更に駆動され、
そのときの上記リニア出力装置の第２の出力が求められ
る。そして、該第２の出力と第１の出力との差と、設定
値とが比較され、比較結果に基づいて用紙の表面位置が
検出される。

このようにして、用紙の表面位置が検出されると、上
記ギャップを増加させる方向に駆動装置が所定量駆動さ
れ、続いて、上記ギャップを減少させる方向に駆動装置
が所定量駆動され、停止させられる。

この場合、上記駆動装置がプラテン部と印字ヘッド部
との間の相対的位置を変える際に、上記接触子は、印字
ヘッドの印字領域外において用紙に接触する。

（実施例）以下、本発明の実施例について図面を参照しながら詳
細に説明する。

第１図は本発明の印字ヘッドギャップ自動調整機構を
採用したプリンタの平面図、第２図は同右側側面図、第
３図は同要部正面図、第４図は本発明の印字ヘッドギャ
ップ自動調整機構のブロック図、第５図は本発明の印字
ヘッドギャップ自動調整機構の動作説明図である。

第１図〜第３図において、20は印字ヘッド、21は該印
字ヘッド20を搭載したキャリッジである。該キャリッジ
21のアーム部21aにはリニア出力装置22が用紙23と対向
するように設けられている。なお、印字ヘッド部は印字
ヘッド20、キャリッジ21及びリニア出力装置22からな
る。該リニア出力装置22の接触子22aは、印字ヘッド先
端部20aよりわずかに突出するように、ナット24a,24bに
よって調整されて取り付けられており、用紙23の表面と
接触する。

リニア出力装置22は、接触子22aが第３図の矢印方向
に押し込まれると、押込量に比例して変化する出力電圧
を発生する。

なお、上記接触子22aは、ストロークに対応して出力
電圧が単調に増加又は減少するものであればよい。ま
た、必ずしも出力電圧によって相対的位置関係を検出す
る必要はない。

そして、例えば、接触子22aに永久磁石を固定し、フ
レーム22b内にホール素子を内蔵して、その相対位置関
係によってホール素子から出力電圧を得るようにしてい
る。また、上記接触子22aはフレーム22bに対して、軸方
向に摺動可能に支持されている。接触子22aの動作力
は、フレーム22b内に設けられたスプリングにより任意
に設定することができる。また、接触子22aの先端部は
半球形状に形成され、用紙23との接触が良好になるよう
にしてある。

25は上記キャリッジ21の前部に貫通させて係合したガ
イドシャフト、26は、上記キャリッジ21の後部に設けら
れたベアリング27及びガイド28に係合するスライドビー
ムであり、その左右両端はサイドフレーム29,30に固定
されている。キャリッジ21は、図示しない駆動源により
動力伝達機構を介して駆動され、ガイドシャフト25に沿
って移動可能となっている。

31は印字ヘッド20との対向部を平らに形成したフラッ
トプラテンであり、その両端部はサイドフレーム29,30
の溝部32,33に上下方向に摺動可能に支持されるととも
に、その両外側にはラック34,35が固着されている。な
お、プラテン部はフラットプラテン31、ラック34,35及
びポスト36,37よりなる。該ラック34,35には、ポスト3
6,37が植設されていて、サイドフレーム29,30に設けら
れた長穴38,39に摺動自在に支持される。40,41は上記ラ
ック34,35とサイドフレーム29,30間に張設されたスプリ
ングであり、上記フラットプラテンを下側に付勢する。

42はステッピングモータであり、図示しないブラケッ
トを介してサイドフレーム30に取り付けられている。該
ステッピングモータ42の軸にはドライブギヤ43が固定さ
れている。

44,45は大、小の歯車を一体に形成した減速ギヤであ
り、前記図示しないブラケットに回転自在に支持されて
いる。

上記ドライブギヤ43は、減速ギヤ44の大歯車に、減速
ギヤ44の小歯車は減速ギヤ45の大歯車に各々噛合してい
る。

ピニオンギヤ46は大小の歯車を一体に形成したもの
で、ボス部46aはピン47によってシャフト48に固着され
ている。そして、減速ギヤ45の小歯車はピニオンギヤ46
の大歯車に、ピニオンギヤ46の小歯車はラック35に噛合
している。また、上記シャフト48の他端にはピニオンギ
ヤ49が押しねじ50a,50bによって固定され、ラック34と
噛合している。

上記シャフト48はサイドフレーム29,30に回動自在に
支持されている。また、ピニオンギヤ46の小歯車の歯数
はピニオンギヤ49の歯数と同じであり、シャフト48が回
転するとサイドフレーム29,30の溝32,33に沿ってフラッ
トプラテン31が上下に平行移動する。

そして、用紙23は図示しないフィードローラにより第
２図の矢印方向に移動可能になっている。51はインクリ
ボンカセットである。

次に第４図において、52はステッピングモータ駆動回
路であり、コントロール部53からの指令に従いステッピ
ングモータ42を駆動する。54はリニア出力装置22からの
アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ−Ｄコンバー
タであり、デジタル信号をコントロール部53に出力す
る。

次に、上述の構成による本発明の印字ヘッドギャップ
自動調整機構の作用について説明する。

プリンタの電源がONされると、初期動作として媒体の
装着の有無にかかわらず、リバース信号がコントロール
部53からステッピングモータ駆動回路52へ出力され、ス
テッピングモータ42を第２図において時計方向に回転さ
せる。ステッピングモータ42が時計方向に回転すると、
ドライブギヤ43、減速ギヤ44,45を介して回転が伝達さ
れ、ピニオンギヤ46及びシャフト48が反時計方向に回転
し、ピニオンギヤ49も反時計方向に回転する。シャフト
48の両端に取り付けられたピニオンギヤ46,49が一体的
に反時計方向に回転すると、それらに噛合するラック3
4,35が降下し、フラットプラテン31はサイドフレーム2
9,30の溝32,33に沿って印字ヘッドギャップを広げる方
向に平行移動する。

このとき、ステッピングモータ駆動回路52は予め設定
されたリバースパルス数をステッピングモータ42に出力
する、該パルス数は、ラック34,35に植設されたポスト3
6,37がサイドフレーム29,30に設けられた長穴38,39の下
端に当接し、パルスモータ42が脱調するのに十分な一定
のパルス数とされる。

すなわち、フラットプラテン31の位置がどこにあって
も、必ずステッピングモータ42を脱調させ、更にステッ
ピングモータ42の脱調を無視して、予め設定されている
一定のパルスを送る。この状態において、印字ヘッドギ
ャップは、用紙を装着し、インクリボンカセットを交換
するのに十分な量となっている。

次に、用紙23がフラットプラテン31に装着され、印字
データが図示しないホストコンピュータ等から送信され
てくると、第４図、第５図に示すようにフォワード信号
がコントロール部53からステッピングモータ駆動回路52
に出力され、ステッピングモータ42を反時計方向に回転
する。該回転により、ステッピングモータ42は、フラッ
トプラテン31を初期位置から印字ヘッド20側に平行移動
させる。

ここで、ステッピングモータ42の回転角（パルス数）
とフラットプラテン31の上下方向の移動量はラック34,3
5とピニオンギヤ49,46により正確に比例させられる。ま
た、キャリッジ21の移動範囲でフラットプラテン31の平
行度が不良である場合は、ピニオンギヤ49の押しねじ50
a,50bをゆるめ、ピニオンギヤ49,46の回転方向の位相を
相互にずらすことにより、容易に調整することができ
る。

上記フォワード信号を送り続けると、キャリッジ21に
固定されたリニア出力装置22の接触子22aと用紙23の表
面の隙間が狭くなり、接触子22aが用紙23の表面に接触
する。更にフォワード信号を送り続けると、接触子22a
がストロークＳだけ押し込まれ、リニア出力装置22から
の出力電圧が初期電圧V₁からV₂に変化する。この出力電
圧の変化量ＶをＡ−Ｄコンバータによりデジタル信号に
変換し、予めコントロール部53に設定された電圧と比較
して等しくなった時、ステッピングモータ駆動回路52へ
の出力信号がフォワード方向からリバース方向に切り換
えられる。

ここで、所定の印字ヘッドギャップを確保するために
αパルスのリバースパルスが必要であるとき、コントロ
ール部53は一旦α＋βパルスのリバースパルスを送った
後、フォワードパルスをβパルス分送り、ステッピング
モータ42をフォワード方向の状態で停止させる。

すなわち、用紙23の表面位置を検出した時と同じフォ
ワード方向の回転をさせながらαパルス分の所定量の印
字ヘッドギャップを得ることができる。

したがって、用紙23の厚さが異なっても、動力伝達系
の遊びが経時的に変化しても、常に一定量の印字ヘッド
ギャップを確保することができる。

また、印字ヘッドギャップは通常0.3mm〜0.5mmと非常
に狭く、用紙23がプラテン31から浮き上がると、印字直
後でインクが乾いていない状態で接触子22aが用紙に当
接し、キャリッジ21が左右方向に移動するのに伴い、か
すれが発生することがある。

そのため、第１図に示すように、印字ヘッドの印字領
域より外した位置、すなわち、紙送り方向における印字
幅をＢとした場合、リニア出力装置22の接触子22aの位
置を印字ヘッドの中心からＡ（Ａ＞1/2B）だけずらして
ある。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではな
く、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、
これらを本発明の範囲から排除するものではない。

（発明の効果）以上詳細に説明したように、本発明によれば、印字ヘ
ッドギャップ自動調整機構においては、プラテン部及び
印字ヘッド部の少なくとも一方に配設され、両者の相対
的位置を変えるための駆動装置と、上記印字ヘッド部に
おいてプラテン上の用紙と対向させて配設され、用紙と
の接触により移動可能な接触子を備えたリニア出力装置
と、上記駆動装置を駆動して接触子を用紙に接触させ、
そのときの上記リニア出力装置の第１の出力を求め、接
触子を用紙に接触させた後、上記プラテン部と印字ヘッ
ド部との間のギャップを減少させる方向に上記駆動装置
を更に駆動し、そのときの上記リニア出力装置の第２の
出力を求め、該第２の出力と第１の出力との差と、設定
値とを比較し、比較結果に基づいて用紙の表面位置を検
出する手段と、用紙の表面位置が検出された後、上記ギ
ャップを増加させる方向に駆動装置を所定量駆動し、続
いて、上記ギャップを減少させる方向に駆動装置を所定
量駆動して停止させる手段とを有する。

この場合、接触子が用紙に接触させられたときの第１
の出力と、駆動装置が更に駆動されたときの第２の出力
が求められ、該第２の出力と第１の出力との差と、設定
値とが比較され、比較結果に基づいて用紙の表面位置が
検出される。

続いて、上記ギャップを増加させる方向に駆動装置が
所定量駆動された後、ギャップを減少させる方向に駆動
装置が所定量駆動され、停止させられる。

したがって、用紙の表面位置が検出されたときの上記
駆動装置の駆動方向と、駆動装置を停止させたときの上
記駆動装置の駆動方向とが同じになるので、動力伝達系
の遊びが反転することがなくなる。

その結果、上記遊びの反転による誤差が生じるのを防
止することができるので、安定したギャップを設定する
ことができる。

また、第２の出力と第１の出力との差と、設定値とが
比較され、比較結果に基づいて用紙の表面位置が検出さ
れ、該表面位置が基準になってギャップの設定が行われ
るので、用紙の厚さが変動しても安定したギャップを設
定することができる。

この場合、上記接触子は、印字ヘッドの印字領域外に
おいて用紙に接触することになるので、印字直後のイン
クが乾いていない状態でギャップの調整を行っても、用
紙に印字汚れが発生するのを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の印字ヘッドギャップ自動調整機構を採
用したプリンタの平面図、第２図は同右側面図、第３図
は同要部正面図、第４図は本発明の印字ヘッドギャップ
自動調整機構のブロック図、第５図は本発明の印字ヘッ
ドギャップ自動調整機構の動作タイムチャート、第６図
は従来の印字ヘッドギャップ自動調整機構の側面図であ
る。 1,20……印字ヘッド、2,21……キャリッジ、3,22……リ
ニア出力装置、3a,22a……接触子、5,42……ステッピン
グモータ、25……ガイドシャフト、31……フラットプラ
テン、34,35……ラック、46,49……ピニオンギヤ。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）プラテン部及び印字ヘッド部の少な
くとも一方に配設され、両者の相対的位置を変えるため
の駆動装置と、（ｂ）上記印字ヘッド部においてプラテン上の用紙と対
向させて配設され、用紙との接触により移動可能な接触
子を備えたリニア出力装置と、（ｃ）上記駆動装置を駆動して接触子を用紙に接触さ
せ、そのときの上記リニア出力装置の第１の出力を求
め、接触子を用紙に接触させた後、上記プラテン部と印
字ヘッド部との間のギャップを減少させる方向に上記駆
動装置を更に駆動し、そのときの上記リニア出力装置の
第２の出力を求め、該第２の出力と第１の出力との差
と、設定値とを比較し、比較結果に基づいて用紙の表面
位置を検出する手段と、（ｄ）用紙の表面位置が検出された後、上記ギャップを
増加させる方向に駆動装置を所定量駆動し、続いて、上
記ギャップを減少させる方向に駆動装置を所定量駆動し
て停止させる手段とを有することを特徴とする印字ヘッ
ドギャップ自動調整機構。
【請求項２】上記プラテン部の印字面は平面であり、上
記接触子の用紙への接触位置は印字ヘッドの印字領域外
に設定される請求項１に記載の印字ヘッドギャップ自動
調整機構。