JP2767823B2 - プリンタにおけるプラテンギャップ自動調整装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、印字用紙の厚みを検出してプラテンギャッ
プを最適値に自動調整する技術に関する。

（従来技術） ワイヤドット式や熱転写式のプリンタにおいては、印
字ヘッドと印字用紙との間隙長により印字濃度が変化す
るため、通常印字用紙の厚みを検出し、この検出信号に
より印字ヘッドを搭載しているキャリッジを移動させて
印字ヘッドとプラテンとの距離、所謂プラテンギャップ
を調整することが行われている。

すなわち、特開昭60−234872号公報に示されたよう
に、プラテンに対して垂直方向に移動可能に設けられた
キャリッジに感圧素子を固定し、用紙の厚みを電気信号
として検出して、この信号に基づいてプラテンギャップ
を自動的に調整するものが提案されている。

（解決すべき課題） この装置においては、印字用紙の厚さを検出する場合
にはキャリッジを垂直方向に移動させる必要があるた
め、応答速度が低いばかりでなく、プラテンとの相対距
離が変動するキャリッジを介して測定するため、用紙厚
の検出過程に測定誤差を生じる虞があり、プラテンギャ
ップ調整の信頼性が低いという問題がある。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであ
って、その目的とするところは、印字用紙の厚みを確
実、かつ高速度で調整することができるプラテンギャッ
プ調整装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段） このような問題を解消するために本発明においては、
プラテンに対して平行にキャリッジを案内すると共に、
プラテンとの相対間隙を調整するキャリッジ案内軸を基
台に備えたものにおいて、前記基台に設けられた軸に枢
支され、一端が前記プラテンに当接可能で、かつ常時は
前記プラテンから離間するように付勢されたレバー部材
と、前記基台に設けられて前記レバー部材の他端の変位
量を検出する変位検出手段と、該変位検出手段からの信
号により前記キャリッジ案内軸を制御する手段を備える
ようにした。

（作用） プラテンを固定している基台を基準に用紙の厚みの検
出ができ、またレバー部材の回動支点を調節することに
より変位倍率を自由に調整することができ、プラテンギ
ャップを高い精度で調整可能ならしめる。

（実施例） そこで、以下に本発明の詳細を図示した実施例の基づ
いて説明する。

第１図は、本発明の一実施例を示すものであって、図
中符号１は、プラテンで、プリンタ基台をなす左右のフ
レーム５、６に回転可能に設けられ、駆動ピニオンギア
３、伝達ギア４を介して用紙送り用モータ２に接続さ
れ、これの前方側にはプラテン１に平行にキャリッジガ
イド軸７が配設されている。このキャリッジガイド軸７
は、偏心状態で透孔８、９に回転可能に取り付けられ、
一端にはプラテンギャップ調整ギア12が固定され、駆動
ギア10、伝達ギア11を介してギャップ調整用モータ13に
接続されている。プラテン調整ギア12の側面には、この
ギア12の回動量を光量に変換する位置検出板14が固定さ
れ、また基台側には検出板14の回動量を電気信号に変換
するめの発光素子と受光素子からなるフォトセンサー15
が配設されている。

16は、印字ヘッド17を搭載したキャリッジで、ガイド
軸７と、これに平行な第２のガイド軸18に支持され、キ
ャリッジ駆動モータ21のピニオンギア22とアイドルロー
ラ24の間に掛渡されたタイミングベルト23により、プラ
テン軸方向に往復動される一方、ガイド軸７の回動によ
りプラテン１に対して垂直方向にも移動可能に構成され
ている。

20は基台33に取り付けられた用紙厚検出機構であっ
て、図中符号28は、用紙厚検出レバーで、軸29により回
動可能に基台に取り付けられると共に、バネ35により常
時プラテン１から離れた状態を維持するように設けら
れ、また先端が用紙案内板25の窓から突出可能に、さら
に後端がソレノイド30により駆動されるプランジャ32に
軸31を介して取り付けられている。この用紙厚検出レバ
ー38の後端側には後述する変位検出器20が配設されてい
る。

第３図は、前述の用紙厚検出機構20の一実施例を示す
ものであって、図中符号37は、外部から加えられた圧力
により電気抵抗が変化する感圧導電ゴムからなる感圧素
子で、一方の面は電極を兼ねた保護板39を介してフレー
ム40に固定され、また他方の面は保護板38を介して用紙
厚検出レバー28の押圧部36に当接するように構成されて
いる。なお、図中符号27は、用紙の挿入によりレバー26
を介して作動する用紙検出器である。

第４図は、プラテンギャップ制御回路の一実施例を示
すものであって、図中符号45、46は、用紙厚検出機構20
の感圧素子37からの第１信号、第２信号を格納する記憶
回路、47は、プラテンギャップ調整動作を統括するCPU
で、用紙検出器27及び信号記憶回路45、46からの信号が
入力するとともに、後述するフローチャートに基づいて
モータ２、13、及びソレノイド30を制御するように構成
されている。

次に、このように構成した装置の動作を第５図に示し
たフローチャートに基づいて説明する。

［初期調整］ 組立が終了した段階で、ゲージ等を用いてプラテン１
と印字ヘッド17、もしくはキャリッジ16の間隙が基準値
となるように偏心ガイド軸７を回動させる。この状態
で、フォトセンサー15と位置検出板14を相対的に移動さ
せて、印字ヘッド17をプラテン１の表面に対して一定の
ギャップ長に調整し、ここを基準位置として設定する。

この位置で、ソレノイド30を付勢して用紙厚検出レバ
ー28を引き、レバー先端の当接部34をプラテン１の表面
に当接させる。これにより、レバー28の当接部34とプラ
テン１表面までの距離に比例した圧力で感圧素子37が押
圧部36により押圧され、変位検出器20から電気信号が出
力する。この電気信号は、記憶回路45に入力して初期値
として記憶される。

［プラテンギャップ調整動作］ 印刷を行うべくプリンタに電源を入れると（ａ）、モ
ータ13が作動して偏心ガイド軸７を回動させてキャリッ
ジ17をプラテン１の表面に対して垂直に移動させる。こ
のようにして、印字ヘッド17がプラテン表面に対して基
準ギャップ長Gsとなる位置まで移動すると、基準位置検
出板14が基準位置に到達してフォトセンサー15から信号
が出力し、モータ13の回転が停止する（ｂ）。

この状態で、印刷用紙を用紙案内25に沿わせて挿入す
ると、検出レバー26が押し下げられて用紙検出器27から
用紙検出信号が出力する（ｃ）。この信号により、CPU4
7はソレノイド30を励磁して検出レバー28の当接部34を
プラテン１の表面に押し付ける（ｄ）。これにより、用
紙が存在しない時の圧力信号、つまり基準ギャップ長Gs
における第１信号E1が出力し、記憶回路45に格納される
（ｅ）。

初期信号が出力された時点で、ソレノイド30を消勢し
て検出レバー28のプラテン表面への圧接を解除し、つづ
いて印刷用紙送り用モータ２を作動させて印刷用紙Ｐを
初期印刷位置まで移動させる。

初期印刷位置に印刷用紙がセットされた段階で
（ｆ）、CPU47は、ソレノイド30を再び励磁し、検出レ
バー28の当接部34をプラテン１に押圧する（ｇ）。今の
場合にはプラテン表面に印刷用紙が存在するから、レバ
ー28の当接部34は、用紙が存在しない場合に比較して印
刷用紙の厚みΔＤだけ変位検出機構20側に上昇した状態
となり、これに相当する第２信号E2が出力して、第２信
号記憶回路46に格納される（ｈ）。

これら第２信号と第１信号の差分E2−E1は、印刷用紙
の厚みΔＤを表わすことになるから、CPU47は、差分E2
−E1により用紙Ｐの厚みΔＤを算出し（ｊ）、予め設定
されている用紙厚とギャップ長との関係を満足するよう
に、モータ13の回転量を制御して偏心ガイド軸７を回動
させてキャリッジ16の案内面をプラテン１の垂直方向に
移動させて、印字ヘッド17とプラテン１とのギャップを
印刷用紙の厚みΔＤに最適な値に調整する（ｋ）。

第６図は、本発明の第２実施例を示すものであって、
図中符号50は、用紙厚検出機構で、同図に示したように
印刷用紙厚検出レバー28の後端部に取り付けた遮光板51
と、これを挟むように対向配設した発光素子52と受光素
子53からなる変位検出器53から構成されている。

第７図は、前述の変位検出器からの信号に基づいて用
紙厚を検出する測定回路の一実施例を示すものであっ
て、図中符号53は変位検出器54を構成する受光素子で、
抵抗55を介して電圧調整回路56に接続され、その出力は
バッファ増幅器58を介して後述する演算増幅器59に入力
している。

59は、前述の演算増幅器で、非反転入力端子にはバッ
ファ増幅器58からの信号が入力すると共に、出力端子と
の間には出力信号の傾斜調整用、つまりスパン調整用の
可変抵抗器60が接続され、また反転入力端子には基準電
圧発生器61からのゼロ点調整電圧が入力している。

62は、演算増幅器からなる光量検出回路で、非反転入
力端子にはバッファ増幅器58からの信号が、また反転入
力端子には基準照度設定器63からの信号が入力してい
る。64は、時定数設定回路で、高抵抗65とコンデンサ66
からなる主時定数設定部と、抵抗65よりも２桁程度抵抗
値の小さいな低抵抗67と光量検出回路62の出力が反転し
た時導通するダイオード68からなる直列回路を高抵抗65
に並列に接続し、用紙厚検出動作の期間は後述する発光
素子出力調整回路69を不作動にする一方、用紙厚測定の
終了後、検出レバー28が復帰した時点で急速に初期電圧
値に回復させ、次の測定動作が可能となるように構成さ
れている。

69は、発光素子出力調整回路で、光量検出回路62から
の信号によりトランジスタ70を制御して発光ダイオード
52に流れる電流を調整して受光側トランジスタ53の基準
出力値を一定にするものである。

次に、このように構成した装置の動作について説明す
る。

［初期調整］ 組立が終了した段階で、ソレノイド30を付勢して衝撃
的に短時間、例えば25ミリ秒だけ用紙厚検出レバー28の
当接部34をプラテン１に当接させて、変位検出器54の発
光素子52から最小光量を受光素子53に入射させる。この
ときのセンサー出力が設定値となるように光量調整回路
63を設定すると共に、このときの出力信号が所定値とな
るようにゼロ点調整回路61を調整する。

次に、プラテン１と印字ヘッド17、もしくはキャリッ
ジ16との間隙をゲージ等を用いて基準値となるように偏
心ガイド軸７を回動させる。この状態で、フォトセンサ
ー15と位置検出板14を相対的に移動させて、印字ヘッド
17をプラテン１の表面に対して所定のギャップ長に調整
し（第１図）、ここを基準位置に設定する。

次に、規定の厚さの用紙を挿入した状態でソレノイド
30を付勢して用紙厚検出レバー28を引き、レバー先端の
当接部34を規定の厚さの用紙の表面に当接させる。これ
により、レバー28の当接部34の規定の厚さの用紙表面ま
での距離に対応して遮光板51が移動するから、規定の厚
さの用紙厚に一致した光量の光が変位検出器54の受光素
子53に入力する。この段階で、この規定の厚さの用紙厚
に対応する出力信号がでるように、スパン調整用の抵抗
61を設定する。

［プラテンギャップ調整動作］ 印刷を行うべくプリンタに電源を入れると、モータ13
が作動して偏心ガイド軸７を回動させてキャリッジ17を
プラテン１の表面に対して垂直に移動させる。このよう
にして、印字ヘッド17がプラテン表面に対して基準ギャ
ップ長Gsとなる位置まで移動すると、基準位置検出板14
が設定された基準位置に到達してフォトセンサー15から
信号が出力し、モータ13の回転が停止する。

この状態で、印刷用紙を用紙案内25に沿わせて挿入す
ると、検出レバー26が押し下げられて用紙検出器27から
用紙検出信号が出力するから、CPU72は、印刷用紙送り
用モータ２を作動させて印刷用紙Ｐを初期印刷位置まで
移動させる。

初期印刷位置に印刷用紙がセットされた段階で、CPU7
2は、ソレノイド30を瞬間励磁し、検出レバー28の当接
部34を印刷用紙Ｐを介してプラテン１に衝撃的に短時
間、例えば25ミリ秒だけ圧接する。これにより、遮光板
51は、先の最大遮光時に比較して印刷用紙の厚みΔＤに
相当するだけ上昇した状態で停止することになり、受光
素子53から用紙厚に比例した信号が出力することにな
る。

ところで、今の場合、光量が増加する方向に変化する
ため、時定数設定回路64のダイオード68は、非導通状態
を維持する。これにより、時定数設定回路64は、少なく
とも測定期間内においては光量検出回路62からの出力変
化に起因する信号を調整回路69に出力するようなことが
なく、したがって用紙の挿入によっては発光ダイオード
52の出力光が変化するようなことにならず、用紙厚検出
動作を妨害するようなことにはならない。

一方、バッファ増幅器58からの信号は、演算増幅器59
により用紙厚に変換されてCPU72に入力する。CPU72は、
モータ13を回動させてこの用紙厚み一致したプラテンギ
ャップを設定する。

１枚の用紙に対する紙厚測定動作が終了して、変位検
出器54の光路から遮光板51が退避すると、光量検出回路
62の出力は、紙厚測定動作時とは逆方向に変化するた
め、時定数回路64のダイオード68が導通し、低抵抗67と
コンデンサ66による小さな時定数に切換えられることに
なる。

このようにして、用紙厚を測定していない状態におい
て、電源電圧の変動や、発光素子52、受光素子53の劣化
により受光素子53の出力レベルが低下すると、光量検出
回路62は光量設定回路63の設定値に一致させるように信
号を出力して、調整回路69、トランジスタ70を作動させ
て発光素子52への電流を調整する。これにより、素子5
2、53などの劣化に関わりなく受光素子53からの出力が
一定レベルに維持され、したがって素子等の劣化に関わ
りなく高い精度による用紙厚の検出が可能となる。

なお、この実施例においては、１枚の印刷用紙に対し
て１回の測定を行うようにしているが、レバー部材を間
欠的に複数回作動させ、これの平均値に基づいてプラテ
ンギャップを調整したり、また印刷初期における第１枚
目の用紙だけ測定して、これに基づいてプラテンギャッ
プを調整するようにしても同様の作用を奏することは、
明らかである。

（効果） 以上説明したように本発明においては、プラテンに対
して平行にキャリッジを案内すると共に、プラテンとの
相対間隙を調整するキャリッジ案内軸を基台に備えたも
のにおいて、基台に設けられた軸に枢支され、一端がプ
ラテンに当接可能で、かつ常時はプラテンから離間する
ように付勢されたレバー部材と、基台に設けられてレバ
ー部材の他端の変位量を検出する変位検出手段と、変位
検出手段からの信号によりキャリッジ案内軸を制御する
手段を備えたので、レバーの回動支点を調整することに
より変位検出手段に伝達される変位量を、変位検出手段
に適したものに調整することができ、またプラテンを取
り付けている基台を基準に用紙厚を測定して、用紙厚を
高い精度で測定でき、プラテンギャップ調整の信頼性
と、調整精度の向上を図ることができる。

またキャリッジに比較して据え付け可能面積が広い基
台に用紙厚検出手段を設けるため、用紙厚検出手段の無
理な小型化を不要として構造、及び取り付け作業の簡素
化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明が適用されたプリンタの要部を示す平
面図、第２図は同上装置の断面図、第３図は印刷用紙厚
検出機構の一実施例を示す側面図、第４図は制御回路の
一実施例を示すブロック図、第５図は同上装置の動作を
示すフローチャート、第６図は本発明の他の用紙厚検出
機構を用いたプリンタの要部を示す断面図、第７図は第
６図装置における用紙厚検出機構の要部を示す側面図、
及び第８図は同上装置を駆動させる動作回路の一実施例
を示す回路図である。 １……プラテン、２……用紙送りモータ ７……偏心ガイド軸、16……キャリッジ 17……印字ヘッド、28……用紙厚検出レバー 30……ソレノイド、33……基台

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B41J 25/308

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プラテンに対して平行にキャリッジを案内
   すると共に、プラテンとの相対間隙を調整するキャリッ
   ジ案内軸を基台に備えたものにおいて、前記基台に設け
   られた軸に枢支され、一端が前記プラテンに当接可能
   で、かつ常時は前記プラテンから離間するように付勢さ
   れたレバー部材と、前記基台に設けられて前記レバー部
   材の他端の変位量を検出する変位検出手段と、該変位検
   出手段からの信号により前記キャリッジ案内軸を制御す
   る手段を備えてなるプリンタにおけるプラテンギャップ
   自動調整装置。
2. 【請求項２】前記変位検出手段が感圧素子により構成さ
   れている特許請求の範囲の第１項に記載のプリンタにお
   けるプラテンギャップ自動調整装置。
3. 【請求項３】前記変位検出手段が発光素子と受光素子に
   より構成されている特許請求の範囲の第１項に記載のプ
   リンタにおけるプラテンギャップ自動調整装置。