JP2817309B2

JP2817309B2 - 印字装置

Info

Publication number: JP2817309B2
Application number: JP2021406A
Authority: JP
Inventors: 規次伊藤; 郁次川原
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 1990-01-31
Filing date: 1990-01-31
Publication date: 1998-10-30
Anticipated expiration: 2013-10-30
Also published as: JPH03224773A; US5088842A; EP0440464A1

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は例えばドットプリンタなどの印字装置に関す
る。

（従来の技術）例えばワイヤドットインパクト方式のプリンタは、プ
ラテンに沿って設けられたガイドバーを摺動するキャリ
ッジに、先端から印字ワイヤを出没させる印字ヘッドや
インクリボンなどを備えて構成されている。そして、ロ
ーラー状をなすプラテン上にセットされ該プラテンの回
動により送られる印字用紙に、前記印字ワイヤをインク
リボンを介して打付けることにより印字を行うようにな
っている。

而して、かかるプリンタにあっては、適切な印字を行
うために、印字用紙の紙面と印字ヘッド先端（印字ワイ
ヤ）との間に適切な距離のギャップが存在することが必
要となる。近年、このギャップの調整を自動的に行う調
整機構を組込んだものが開発されている。この調整機構
は、例えば前記ガイドバーを例えばその軸心から偏心し
た軸を中心に回動させてキャリッジを前記プラテンに対
して接離方向に移動させる接離機構により、印字動作を
開始する前に、キャリッジの先端部分に設けられたリボ
ンマスクをプラテン上の印字用紙に所定の圧力で押当て
た後、キャリッジを紙面から適切な距離だけ引離すよう
に構成されている。この場合、マイクロコンピュータな
どからなる制御装置には、例えば出荷時において、リボ
ンマスクを前記所定圧力と同等の圧力でプラテンに押当
ててこのときのキャリッジの位置が基準位置として予め
記憶されている。そして、この記憶された基準位置と前
記リボンマスクを印字用紙に押当てたときのキャリッジ
の位置との差から、印字用紙の厚みが検出され、この印
字用紙の厚みに応じて予め設定されている適切な距離だ
けキャリッジが紙面から引離されるようになっている。
これにより、様々な厚みの印字用紙に対して、印字ヘッ
ドが印字に適する距離だけ離れた状態で印字動作を行う
ことができる。

（発明が解決しようとする課題）ところで、前記プラテンはモータにより回転駆動され
て用紙送り機構を構成するものであるが、加工上さほど
の高い精度が得られない事情があり、僅かではあるが回
転軸心から偏心した状態に取付けられることがある。こ
のような偏心があった場合、プラテンの円周上の部位に
より、回転軸心からの距離が異なってしまうことにな
る。

ところが、上記した従来の調整機構では、いわばプラ
テンの円周を回転軸心から等距離にある真円と仮定し
て、その任意の一箇所にキャリッジを押当てたときの該
キャリッジの位置を基準位置としている。そのため、上
述のようにプラテンの回転軸心に対する偏心があると、
次のような不具合が生じてしまう。即ち、基準位置を得
るためにキャリッジを押当てたプラテンの当接部位が例
えば円周上の他の部位に比べて軸心からの距離が長い場
合には、基準位置がプラテンの標準的な円周面からキャ
リッジ寄りに離れることになりその位置からキャリッジ
を所定距離だけ引離すと、ギャップの間隔が大きくなり
すぎて、ひいては印字濃度が薄くなったりドット抜け等
が発生してしまう。一方、基準位置を得るためにキャリ
ッジを押当てたプラテンの当接部位が例えば円周上の他
の部位に比べて軸心からの距離が短い場合には、それと
は逆に基準位置がプラテンの標準的な円周面よりも内側
にくることになり、ひいてはギャップの間隔が小さくな
りすぎて、印字濃度が濃くなったりリボン引掛け等が発
生してしまう。

このように、従来のものでは、プラテンの円周面のう
ちの軸心から標準的な距離にある部位に基づいた基準位
置を設定できないことがあり、この結果、印字用紙に対
する印字ヘッドの適切な間隔のギャップを形成すること
ができず、ひいては、印字品質の低下を招く虞があっ
た。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的
は、プラテンに回転軸心に対する偏心がある状態でも、
印字用紙と印字ヘッドとの間のギャップの調整を適切に
行うことができる印字装置を提供するにある。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明の印字装置は、キャリッジをプラテンに対して
接離方向に移動させる接離機構を設け、印字用紙がプラ
テン上にセットされていない状態で接離機構により該プ
ラテンにキャリッジ先端を押当ててこのときのキャリッ
ジの位置を検出する動作をプラテンがキャリッジに対し
て互いに異なる回動角度にあるときに実行してプラテン
の円周上の複数箇所に対してキャリッジの各位置を検出
する基準位置検出手段を設け、この基準位置検出手段が
検出したキャリッジの各位置を平均化する手段を設け、
この平均化した基準位置を記憶する記憶手段を設け、こ
の記憶手段が記憶しているキャリッジの基準位置に基づ
いて接離機構を駆動して印字用紙とキャリッジとの間の
間隔を調整する手段を設けた構成に特徴を有する。

（作用）上記手段によれば、基準位置は、基準位置検出手段が
検出したプラテンの円周上の複数箇所に対するキャリッ
ジの当接部位の平均的な位置となる。従って、たとえプ
ラテンが回転軸心に対して偏心していたとしても、プラ
テンの円周面のうちの軸心から標準的な距離にある部位
に基づいた基準位置を設定することができ、ひいては、
印字用紙と印字ヘッドとの間に常に適切なギャップを形
成することができる。

（実施例）以下本発明をドットプリンタに適用した一実施例につ
いて図面を参照して説明する。

まず、印字装置たるドットプリンタの要部の概略的な
構成を示す第２図において、キャリッジ１は、プラテン
２に沿って設けられたガイドバー３に摺動自在に取付け
られている。また、キャリッジ１の図で手前側に設けら
れたスライド孔1aに、前記ガイドバー３と平行に設けら
れた固定バー４が遊挿されている。このキャリッジ１
は、図示しない一対のプーリー，ベルト及び駆動用モー
タ５（第３図参照）などからなる周知のキャリッジ駆動
機構により、ガイドバー３に沿って移動されるようにな
っている。また、第４図乃至第６図に示すように、プラ
テン２の近傍には、該プラテン２上に印字用紙６がセッ
トされているかどうかを検出する用紙検出センサ７が配
設されている。

そして、前記キャリッジ１には、例えばドットインパ
クト方式の印字ヘッド８がプラテン２に対向して設けら
れていると共に、図示しないインクリボンカセットが交
換可能に取付けられている。さらに、このキャリッジ１
の先端部分には、インクリボン（図示せず）による前記
印字用紙６汚れを防止するためのリボンマスク９が取付
けられている。周知のように、前記印字ヘッド８は、先
端部に多数本が縦に並んだ印字ワイヤを備え、この印字
ワイヤをプラテン２側に突出させ、インクリボンをリボ
ンマスク９の透孔9aを通して前方へ押付けるようになっ
ている。これにより、印字ヘッド８は、キャリッジ１の
移動に伴い前記プラテン２上にセットされた印字用紙６
に対して横方向に移動しつつ、該印字用紙６の紙面にイ
ンクリボンのインクを打付けて印字を行うようになって
いる。また、前記プラテン２は、第４図に示すように両
端の軸部2aがプリンタ本体に回動自在に取付けられてい
ると共に、図示しないモータ等からなる用紙送り機構10
（第３図参照）により回転軸心ｏを中心に回動されるよ
うになっており、この用紙送り機構10により印字用紙６
がプラテン２上を送られるようになっている。

而して、前記印字ヘッド８による適切な印字を行うた
めには、印字用紙６の紙面と印字ヘッド８の先端との間
に適切な距離のギャップＧが形成されていることが必要
となる。ここで、このギャップＧを調整するための機構
について説明する。

即ち、第２図に示すように、前記ガイドバー３の両端
には、その軸心から偏心した位置に偏心軸部3a（片側の
み図示する）が一体的に設けられている。この偏心軸部
3aは前記側板に回動自在に支持され、これによりガイド
バー３はその軸心から編心した軸を中心に矢印Ｘ及びＹ
方向（第５図参照）に回動可能とされ、以てガイドバー
３の回動に伴って前記キャリッジ１が前記プラテン２に
対して接する方向及び離れる方向に移動するようになっ
ている。そして、一方の偏心軸部3aが接離機構11に連結
され、この接離機構11によりガイドバー３が正逆回転す
るようになっている。この接離機構11は、この場合ステ
ップモータ12の回転力が軸13に回動自在に設けられた駆
動ギア14に減速されて伝達され、この駆動ギア14の回転
力が前記軸13に回動自在に設けられた従動ギア15にピン
16を介して伝達され、さらに従動ギア15の回転力が偏心
軸部3aの端部に固着された揺動ギア17に伝達される構成
となっている。このとき、前記ピン16は、一端部が従動
ギア15に固定され、他端部分が、駆動ギア14に周方向に
延びて形成された長孔18に挿通されており、これと共
に、該駆動ギア14に設けられたねじりコイルばね19のば
ね力により長孔18の一端部18a側に押付けられている。

これにて、ステップモータ12の正回転による駆動ギア
14の矢印Ｙ′方向の回転はそのまま従動ギア15に伝達さ
れてガイドバー３が矢印Ｙ方向に回動され、以て、キャ
リッジ１がプラテン２から離間する方向に後退するよう
になっている。一方、それとは反対のステップモータ12
の逆回転による駆動ギア14の矢印Ｘ′方向の回転は、ね
じりコイルばね19を介して従動ギア15に伝達されてガイ
ドバー３が矢印Ｘ方向に回動され、以て、キャリッジ１
がプラテン２に近接する方向に前進するようになってい
る。このとき、このキャリッジ１の前進方向への移動
は、キャリッジ１先端のリボンマスク９がプラテン２あ
るいはプラテン２上にセットされた印字用紙６に当接す
ることにより規制されるものであるが、この規制により
従動ギア15の負荷トルクが所定の大きさ以上となると、
ねじりコイルばね19が変形してピン17に回転力が伝達さ
れなくなり従動ギア15が停止するようになっている。言
換えるならば、キャリッジ１がプラテン２あるいは印字
用紙６に押当てられるときの押付け力は、ねじりコイル
ばね19のばね力に対応した圧力となっている。

また、この接離機構11には、従動ギア15に取付けられ
た多数のスリット20aを有する回転円板20と、この回転
円板20の光の透過・遮断を検出するホトインタラプタ21
とからなるエンコーダ22が設けられている。このエンコ
ーダ22は、キャリッジ１のプラテン２あるいは印字用紙
６への押当て時に従動ギア15が停止したことを検出する
ため、及び、キャリッジ１をプラテン２から十分離間し
た所定の位置（以下原点Ｏを称する）に停止させるため
のもので、詳しくは後述するがその出力が制御装置23
（第３図参照）に与えられるようになっている。

さて、制御装置23は、第３図に示すように、CPU（中
央演算処理装置）24、後述のプログラム等を記憶するRO
M（リードオンリーメモリー）25、各種のデータを一旦
記憶するRAM（ランダムアクセスメモリー）26及びこれ
らを相互に接続するバス27から構成されている。この制
御装置23は、前記用紙検出センサ７及び前記エンコーダ
22の出力に基づき、後述するようなプログラムに従っ
て、前記ステップモータ12及び用紙送り機構10の通断電
制御を実行し、本発明にいう各手段を構成するようにな
っている。この場合、制御装置23は、ステップモータ12
に通電を開始してから停止するまでに要した駆動パルス
数をカウントすることにより、キャリッジ１の位置即ち
原点Ｏからの距離（移動距離）を、ステップモータ12の
駆動パルス数として検出するようになっている。そし
て、制御装置23の前記ROM25には、印字を行う最適なギ
ャップＧを形成するためのキャリッジ１の印字用紙６紙
面からの引離し駆動パルス数N_Bのデータが予め記憶され
ている。本実施例では、印字用紙６の厚みＡ（後述する
駆動パルス数N_A）によって最適なギャップＧの間隔が異
なるようにしてあり、印字用紙６の厚みが大きいもので
は、厚みの薄いものに比べてギャップＧ間隔を小さくし
て印字ヘッド８のインパクト力を大きくしている。従っ
て、前記駆動パルス数N_Bのデータは駆動パルス数N_Aに対
応した夫々異なった値とされている。

尚、制御装置23は、前記キャリッジ駆動機構も制御す
るようになっている。また、プリンタには、印字用紙６
が単票か連帳かを検知するためのリミットスイッチなど
の用紙種検知手段28が設けられ、その出力が制御装置23
に与えられるようになっている。

次に、上記構成の作用について説明する。プリンタの
図示しない電源スイッチがオン操作されて電源が投入さ
れると、制御装置23により、ROM25に記憶されている第
１図のフローチャートに示す手順（プログラム）にて、
印字用紙６の紙面と印字ヘッド８の先端との間のギャッ
プＧ間隔が調整される。

まず、ステップS1〜ステップS4は印字動作の準備段階
であり、任意の位置にあるキャリッジ１を印字開始位置
に移動させる動作が行われる。ステップS1では、接離機
構11によりキャリッジ１をプラテン２から後退（矢印Ｙ
方向）移動させて原点Ｏに停止させる。この停止即ちス
テップモータ12の駆動の停止は、エンコーダ22の出力に
基づいてなされる。つまり、キャリッジ１の移動中に
は、エンコーダ22からの信号波形は短い時間間隔にて交
互にハイレベルとローレベルとに変化するが、原点Ｏに
キャリッジ１が到達したときには、信号波形の変化がな
くなってローレベル（またはハイレベル）が一定時間続
くようになり、これを検出することに基づいてステップ
モータ12の駆動が停止されるのである。そして、キャリ
ッジ駆動機構によりキャリッジ１をホームポジションを
検知するまで移動させ（ステップS2,S3）た後、所定距
離だけ移動させて印字開始位置に停止させる（ステップ
S4）。

次のステップS5では、用紙種検知手段28により、セッ
トされている印字用紙６が単票か連帳かの判断がなされ
る。ここで単票のときには、次のステップS6にて、用紙
検出センサ７によりプラテン２上に印字用紙６がセット
されているかどうか（Paper Endが検知されないかどう
か）が判断され、ここで印字用紙６がセットされている
場合には用紙送り機構10により印字用紙６を排出し（ス
テップS7）、プラテン２上に印字用紙６がない状態とし
てから、次のステップS9に進む。一方、連帳のときに
は、ステップS8において、プラテン２上に印字用紙６が
セットされていない場合（Yes）には、前記単票の場合
と同様にステップS9に進み、セットされている場合（N
o）にのみ、後述するステップS17に進むようになってい
る。

さて、ステップS9〜ステップS14にて、上述のように
印字用紙６がプラテン２上にセットされていない状態
で、プラテン２にキャリッジ１先端のリボンマスク９を
押当てたときの該キャリッジ１の位置を、プラテン２の
円周上の複数箇所に対して検出することが行われる。こ
れにて、本発明にいう基準位置検出手段が実現される。
即ち、ステップS9にて、ステップモータ12に駆動パルス
を与えて接離機構11により原点Ｏにあったキャリッジ１
を前進（Ｘ方向）させる。このキャリッジ１の前進によ
り、リボンマスク９が任意の回動角度にあるプラテン２
に当接するようになる（第４図（ａ）参照）。このと
き、前述のようにねじりコイルばね19のばね力に応じた
押付け力にてキャリッジ１はプラテン２に押当てられ、
このときの従動ギア15の停止に伴う回転円板20の停止を
エンコーダ22が検出することにより（ステップS10）ス
テップモータ12への電通が停止される。そして、この停
止したときまでにステップモータ12に与えた駆動パルス
数N_L1がキャリッジ１の原点Ｏからの移動距離L1（位
置）としてRAM26に記憶される（ステップS11）。この
後、ステップモータ12に通電されてキャリッジ１は原点
Ｏまで後退される（ステップS12）。そして、次のステ
ップS13では、用紙送り機構10によりプラテン２を一定
角度例えば45度回動させる。これにより、プラテン２は
キャリッジ１に対して前回の検出時とは異なる回動角度
にある状態にて該キャリッジ１に対向され、このときプ
ラテン１はまだ一回転していないので（ステップS14でN
o）、ステップS9に戻り、再びキャリッジ１を前進させ
てプラテン２に押当て、停止したときまでにステップモ
ータ12に与えた駆動パルス数N_L2がキャリッジ１の原点
Ｏからの移動距離L2（位置）としてRAM26に記憶される
（ステップS11）。そして、キャリッジ１を原点Ｏまで
後退させた（ステップS12）後、再度プラテン２を45度
回動させる。プラテン１が一回転するまで（ステップS1
4でYes）、上述のような動作が繰返され（第４図
（ｂ），（ｃ）参照）、この場合、プラテン２の円周上
８か所に対してのキャリッジ１の各位置即ち原点Ｏから
の移動距離L1〜L8が駆動パルス数N_L1〜N_L8として検出さ
れRAM26に記憶される。

次のステップS15では、キャリッジ１の原点Ｏからの
各移動距離L1〜L8の平均化がなされて、基準位置が原点
Ｏからの平均距離Ｌとして求められる。これは駆動パル
ス数N_L1〜N_L8の平均として演算され、その結果が平均駆
動パルス数N_LとしてRAM26に記憶される。従って、この
ステップS15により、本発明にいう平均化手段及び記憶
手段が実現される。続いて、用紙送り機構10により印字
用紙６の吸入が行われてプラテン２上にセットされる
（ステップS16）。

このように印字用紙６がプラテン２上にセットされる
と、ステップS17〜ステップS22にて印字を開始するにあ
たってのギャップＧの調整が行われる。まず、ステップ
S17にて、ステップモータ12に駆動パルスを与えて接離
機構11により原点Ｏにあったキャリッジ１を前進（Ｘ方
向）させる。このキャリッジ１の前進により、該キャリ
ッジ１は今度は印字用紙６の紙面に当接するようになる
（第５図参照）。このときも同様に、ねじりコイルばね
19のばね力に応じた押付け力にてキャリッジ１は印字用
紙６に押当てられ、このときの従動ギア15の停止に伴う
回転円板20の停止をエンコーダ22が検出することにより
（ステップS18）ステップモータ12への通電が停止され
る。そして、この停止したときまでにステップモータ12
に与えた駆動パルス数N_Mがキャリッジ１の原点Ｏからの
移動距離Ｍ（位置）とされる（ステップS19）。

そして、ステップS20〜ステップS22にて、本発明にい
う調整手段が実現される。即ち、ステップS20にて、平
均距離Ｌと距離Ｍとの差、即ちRAM26に記憶されている
平均駆動パルス数N_Lと駆動パルス数N_Mとの差が演算され
る。このとき、平均駆動パルス数N_Lと駆動パルス数N_Mと
の差は、平均距離Ｌと距離Ｍとの差が印字用紙６の厚み
Ａにほぼ相当することから、厚みＡに相当する駆動パル
ス数N_Aとなる。ステップS21では、ROM25に記憶されてい
るデータから、演算された駆動パルス数N_Aに対応した引
離し駆動パルス数N_Bが読出され、次のステップS22に
て、その引離し駆動パルス数N_Bだけステップモータ12に
通電され、キャリッジ１はその分だけ印字用紙６の紙面
から後退してギャップＧが形成される（第６図参照）。
以上の動作により、印字用紙６の紙面と印字ヘッド８と
の間のギャップＧの調整が完了し、印字動作開始が可能
となる。尚、前記ステップS20にて、ステップS8で「N
o」であってそのときに平均駆動パルス数N_Lの検出がな
されていないときには、基準位置としては、前回検出さ
れRAM26に記憶されている平均駆動パルス数N_Lの値がそ
のまま使用されるようになっている。

このように本実施例では、プラテン２の円周上の45度
づつ回動角度の異なる８箇所に対してキャリッジ１を押
当ててそのときの各位置（駆動パルス数N_L1〜N_L8）を平
均化して基準位置（平均駆動パルス数N_L）とした。従っ
て、従来のようなプラテンの任意の一箇所にキャリッジ
を押当てたときの該キャリッジの位置を基準位置として
いて印字用紙に対する印字ヘッドの適切な間隔のギャッ
プを形成することができない虞のあったものと異なり、
第４図に示すようにたとえプラテン２が回転軸心ｏに対
して偏心していたとしても、プラテン２の円周面のうち
の軸心ｏから標準的な距離にある部位に基づいた基準位
置を設定することができる。この結果、印字用紙６と印
字ヘッド９との間に常に適切な間隔のギャップＧを形成
することができ、ひいては、リボン引掛けやドット抜け
が発生することなく、適切な印字濃度の印字を行うこと
ができるものである。

また、特に本実施例では、電源投入の都度、プラテン
２上に印字用紙６がセットされていない状態でその使用
時における基準位置（平均駆動パルス数N_L）を検出する
ようにしたので、例えば基準位置が使用開始当初（出荷
時）のものに固定されるものと比較すれば、例えば長期
間の使用によるプラテン２のたわみ変形などがあって
も、確実な基準位置を設定できてより高い信頼性を得る
ことができるものである。

尚、上記実施例では、基準位置を検出し記憶する動作
をプリンタの電源投入直後に毎回行うようにしたが、出
荷時にのみ実行するようにしても良く、あるいは適宜な
時期に間欠的に実行させるようにしても良い。また、ギ
ャップＧ間隔は、印字用紙６の厚みにかかわらず同等の
間隔とするようにしても良い。

その他、本発明は要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更
して実施し得るものである。

［発明の効果］以上の説明にて明らかなように、本発明の印字装置に
よれば、たとえプラテンが回転軸心に対して偏心がある
状態でも、プラテンの円周面のうちの軸心から標準的な
距離にある部位に基づいた基準位置を設定することがで
き、この結果、印字用紙と印字ヘッドとの間のギャップ
の調整を適切に行うことができ、ひいては適切な印字を
行うことができるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図はギャッ
プ調整のフローチャート、第２図はプリンタの要部を示
した斜視図、第３図は全体のブロック図、第４図
（ａ），（ｂ），（ｃ）は軸心に対しての偏心状態を誇
大的に示したプラテン及びキャリッジ部分を示す縦断側
面図であり、夫々キャリッジに対してプラテンの回動角
度を45度づつ異ならせた様子を示すものである。第５図
はキャリッジをプラテン上の印字用紙に押当てた状態を
示す縦断側面図、第６図はギャップ調整が完了した状態
を示す縦断側面図である。図面中、１はキャリッジ、２はプラテン、３はガイドバ
ー、3aは偏心軸部、６は印字用紙、７は用紙検出セン
サ、８は印字ヘッド、９はリボンマスク、10は用紙送り
機構、11は接離機構、12はステップモータ、22はエンコ
ーダ、23は制御装置（各手段）を示す。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】キャリッジをプラテンに沿って移動させつ
つ該キャリッジの先端部に設けられた印字ヘッドにより
前記プラテン上の印字用紙に印字を行うものにおいて、
前記キャリッジを前記プラテンに対して接離方向に移動
させる接離機構と、前記印字用紙がプラテン上にセット
されていない状態で前記接離機構により該プラテンにキ
ャリッジ先端を押当ててこのときのキャリッジの位置を
検出する動作を該プラテンが該キャリッジに対して互い
に異なる回動角度にあるときに実行して該プラテンの円
周上の複数箇所に対してキャリッジの各位置を検出する
基準位置検出手段と、この基準位置検出手段が検出した
キャリッジの各位置を平均化する手段と、この平均化し
た基準位置を記憶する記憶手段と、この記憶手段が記憶
しているキャリッジの基準位置に基づいて前記接離機構
を駆動して前記印字用紙と前記キャリッジとの間の間隔
を調整する手段とを具備したことを特徴とする印字装
置。