JP3019124B2 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プラテンと印字ヘッド
とのギャップを記録用紙の厚みに応じて自動的に調整す
る技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】記録ヘッド、特にインクリボンを介して
記録用紙にワイヤを打撃して印字するワイヤドット型記
録ヘッドにおいては、高速印字を図るためにはワイヤの
打撃ストロークを可及的に小さくする必要がある。

【０００３】一方、ワイヤドット型記録ヘッドは、機械
的強度が大きく、しかも複写材を介するとコピーが可能
であるため、印刷可能な記録用紙の種類が多く、記録ヘ
ッドと記録用紙との距離が他の形式のプリンタの場合に
比較して大きく変動する。

【０００４】このため、ワイヤドット型記録ヘッドを使
用するプリンタは、通常プラテンと記録ヘッドとの相対
ギャップ長を調整するための機構を備えているが、記録
用紙毎に最適なギャップを選択するには熟練を要するば
かりでなく、作業が面倒であるという問題を抱えてい
る。

【０００５】このような問題を解消するために、例えば
特公平4-14634号公報に示されたように、キャリッジの
初期位置からの移動に伴ってパルス信号を発生するエン
コーダと、エンコーダからのフィードバックパルス信号
を処理する制御部を備え、記録ヘッドが記録用紙に当接
してキャリッジを駆動するパルスモータが脱調し始めた
ことをエンコーダのパルス数の変化から検出して、この
当接時点までのキャリッジの移動量に基づいて記録用紙
の厚みを求め、これのデータによりキャリッジの位置を
制御するようにしたプリンタが提案されている。

【０００６】しかしながら、パルスモータが脱調を起こ
すまで記録用紙を圧接するため、複写用紙のように外部
力に感応して発色する記録用紙にあっては、圧痕を生じ
る恐れがあるという問題を抱えている。このような問題
を解消するため、特開平2-122966号公報に見られるよう
に、キャリッジをプラテンに対して垂直方向に移動させ
る駆動軸に、スリットが形成された回転円板を設け、こ
のスリットからの光をフォトセンサにより検出して、フ
ォトセンサからのパルス幅と、キャリッジを駆動するパ
ルスモータを制御するモータ回転指令部からの指令パル
スのパルス間隔とを比較する方法も提案されている。し
かしながら、パルスモータを駆動するパルス信号の間隔
と、フォトセンサーからのパルス信号のパルス幅とを比
較するため、異なる２種類のパルスの幅を測定する手
段、及び２つのパルスの幅の差を検出する手段を必要と
して、回路構成が複雑化するという問題を抱えている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】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、当接判定手段の簡素化を図りつつ、必要最小限の
力でキャリッジを記録用紙に圧接させて記録用紙の厚み
に対応したプラテンギャップを設定することができるプ
ラテンギャップ自動調整装置を提供することである。

【０００８】

【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、記録ヘッドを搭載するキャ
リッジをプラテン軸の垂直方向に移動させるステッピン
グモータと、前記キャリッジの移動に対応してパルス信
号を出力する移動量検出手段と、前記ステッピングモー
タを駆動する駆動パルスの出力時点から、当該駆動パル
スによる駆動に対応して前記移動量検出手段から出力さ
れるパルス信号の出力時点までの時間が、所定量増加し
た時点で信号を出力する当接判定手段と、該当接判定手
段から信号が出力された時点における前記キャリッジの
基準位置からの移動量を前記移動量検出手段により検出
し、前記移動量に基づいて記録用紙の厚みを算定する用
紙厚み算出手段と、該用紙厚み算出手段のデータに基づ
いて前記ステッピングモータを駆動して前記キャリッジ
とプラテンとの相対間隙長を調整する制御手段と、を備
えるようにした。

【０００９】

【作用】キャリッジを移動させるステッピングモータを
駆動するパルス信号の発生時点と、移動検出手段からの
パルス信号の発生時点との時間差を検出して当接を判定
するため、２つのパルス信号の時間差を測定する簡単な
回路構成で当接判定手段を構成できる。

【００１０】

【実施例】そこで以下に本発明の詳細を図示した実施例
に基づいて説明する。

【００１１】図２は本発明が適用されるシリアルプリン
タにおけるプラテンと記録ヘッドとの相対間隙長を調整
する機構の一実施例を示すものであって、図中符号１
は、記録ヘッド２が搭載されるキャリッジで、偏心状態
で回動可能に基台に取り付けられたガイド軸３に設けら
れ、プラテン４との相対間隙長Ｇを調整できるように構
成されている。

【００１２】５は、ステッピングモータで、この実施例
では２−２相励磁で、周期３．５ミリ秒により駆動され
るものであって、減速歯車６を介してガイド軸３の被駆
動車７に接続され，また軸９には移動検出手段をなす、
回転角に比例する数のパルス信号を出力するロータリエ
ンコーダ１２の符号板１０が取り付けられている。この
符号板１０の符号パターンは、ステッピングモータ５の
１相駆動に同期して１パルス幅を出力するように選択さ
れている。１１は、キャリッジ１がプラテン２から最も
後退した位置に設定されている基準位置を検出するため
の位置検出器で、例えばマイクロスイッチで構成されて
いる。なお図中符号１３は、ロータリエンコーダ１２を
構成している符号検出手段であり、また符号１５は、キ
ャリッジ１の他端を支持するガイド部材を示す。

【００１３】これら位置検出器１１，ロータリエンコー
ダ１２からの信号は後述する制御装置１６に入力して、
記録用紙の厚みに最適な間隙長を求めるのに供される。
そして、制御装置１６は、ステッピングモータ５を駆動
してキャリッジ１を図中矢印Ａ方向に移動させて記録ヘ
ッド２とプラテン４の間隙長Ｇを最適な値に調整する。

【００１４】図１は、前述の制御装置の一実施例を示す
ものであって、図中符号は、２０は、ステッピングモー
タの回転を制御するための制御手段で、図示しないロー
デングスイッチが押下されたことにより、キャリッジ１
をプラテン４から離れる方向に、位置検出器１１から信
号が出力するまで後退させて基準位置にセットし、つい
でキャリッジ１をプラテン方向に移動させて記録ヘッド
２を記録用紙に当接させ、さらに厚み検出後には装填さ
れた記録用紙に最適な間隙長となるようにステッピング
モータ５を駆動するものである。

【００１５】２１は、時間検出手段で、ステッピングモ
ータ５の駆動信号発生時点から、ロータリエンコーダ１
２からのパルス信号発生時点迄の時間を検出し、その時
間を出力するように構成されている。２２は、時間差算
出手段で、当接開始前、例えばステッピングモータ回転
開始後３０ステップ目の時間検出手段２１からの出力時
間値と、３１ステップ目以後の前記出力時間値との差Δ
Ｔnを算出し、後述する当接判定手段２３に出力するも
のである。

【００１６】２３は、当接判定手段で、時間差算出手段
２２からの時間差値が、設定値、この実施例ではステッ
ピングモータの駆動パルスの周期の１／２以下、例えば
１．５ミリ秒に一致した時点で信号を出力するように構
成されている。

【００１７】２４は、用紙厚み算出手段で、位置検出器
１１からの信号によりロータリエンコーダ１３からのパ
ルス信号を計数し、また当接判定手段２３からの信号に
より計数動作を停止して、パルス信号数に基づいて記録
用紙の厚みを算出するものである。

【００１８】次にこのように構成した装置の動作を図３
のフローチャートに基づいて説明する。

【００１９】記録用紙を装填すべく図示しないローデン
グスイッチを押下すると（ステップイ）、制御手段２０
は、キャリッジ１を印字領域のほぼ中央に移動させた後
（ステップ ロ）、ステッピングモータ５を逆転駆動し
てキャリッジ１を位置検出器１１の方向に移動させ（ス
テップ ハ）、位置検出器１１から信号が出力した時点
でステッピングモータ５を停止させる（ステップ
ニ）。

【００２０】ついで制御手段２０は、ステッピングモー
タ５を所定の回転速度で正転駆動してキャリッジ１をプ
ラテン４の方向に移動させ、同時にロータリエンコーダ
１２からのパルス信号の数を計数する。なおこのキャリ
ッジの移動当初は、ステッピングモータ５に回転ムラが
生じやすいので本実施例においては３０パルス回転が進
行するまでロータリエンコーダ１２のパルス信号とステ
ッピングモータ５の駆動パルスとの時間差検出を停止さ
せている。

【００２１】このようにして所定パルス数移動が行われ
た後、時間検出手段２１はステッピングモータ５の駆動
パルス発生時点から、ロータリエンコーダ１２のパルス
信号発生時点までの時間（ＡまたはＡ＋ΔＴn）を検出
し、時間差算出手段２２は、所定パルス数分ステッピン
グモータが移動し、かつ明らかに記録ヘッド２が当接す
る以前、本実施例では３０パルス目の前記時間と、さら
に前記ステッピングモータを駆動した後の時間検出手段
２１の出力時間との差を算出する。いうまでもなく記録
ヘッド２が記録用紙に当接するまではステッピングモー
タ５に作用する負荷量は一定であるから、前記時間検出
手段２１からの出力時間値は一定である。従って時間差
算出手段２２の出力は零である。（図４）（ステップ
ホ）。

【００２２】このようにして記録ヘッド２が記録用紙に
当接し始めると、キャリッジ１に負荷が掛かってロータ
リエンコーダ１２の回転速度が低下してステッピングモ
ータ５の駆動タイミングに対してパルス信号のパルス発
生時期が遅れるため、時間差ΔＴnが生じるようにな
る。時間差算出手段２２は、この時間差ΔＴnを当接判
定手段２３に出力する。このようにしてキャリッジ１が
プラテン方向に移動する程負荷が大きくなって時間差Δ
Ｔnが急激に増加して設定値に到達すると（ステップ
ヘ）、当接判定手段２３は、記録ヘッド２が記録用紙に
当接したもののと判定して信号を出力する。

【００２３】制御手段２０は、当接判定手段２３からの
信号を受けてステッピングモータ５の回転を停止させ、
また用紙厚み算出手段２４は、当接判定手段２３からの
信号によりロータリエンコーダ１２からのパルスの計数
を停止して用紙の厚みを算出する（ステップ ト）。制
御手段２０は、算出された用紙の厚みに基づいて間隙長
となるようにステッピングモータ５を駆動してキャリッ
ジ１を図２の符号Ａ方向に移動させて最適な位置に固定
する（ステップ チ）。いうまでもなく、キャリッジ１
が記録用紙に当接したものの、ステッピングモータ５が
脱調を起こす以前に、記録用紙に当接したとの判定を下
して、ステッピングモータ５への無用な駆動パルスの供
給を停止しているので、記録用紙に無用な圧痕を付ける
虞れがない。

【００２４】ところで、記録ヘッド２が記録用紙に当接
し始めた以降における時間差値ΔＴnの増加形態は、図
５に示したようにクラフト紙のような硬質の紙の場合に
は、記録ヘッド２による押圧によってもほとんど変形し
ないため、急激な増加となり（曲線Ａ）、また複数枚を
重ねたコピー用紙の場合には記録ヘッド２の押圧により
幾分変形するので、比較的穏やかな増加を示すことにな
る（曲線Ｂ）。このようなパルス数の変化形態を判定情
報に使用すると、記録用紙の厚みだけではなく、紙質を
も考慮に入れて間隙長を設定することが可能で、より品
質の高い印刷が可能となる。

【００２５】なお、上述の実施例においては基準位置検
出手段１１を設けて基準位置を出すようにしているが、
キャリッジを任意の位置からプラテン表面までの距離を
前述の当接判定方法を適用して測定し、その後元の位置
までキャリッジを後退させ、その後記録用紙をプラテン
に装填してキャリッジが当接するまでの距離とを求める
ようにしても同様の作用を奏することは明らかである。

【００２６】すなわち、図６に示したように基準位置検
出手段２５を設け、キャリッジをプラテン方向に移動さ
せて当接判定手段２３から信号が出力したときを検出し
て、プラテン表面から所定距離だけキャリッジを後退さ
せてこの距離を駆動パルス数として基準位置検出手段２
５に記憶させる。ついで記録用紙を装填してから基準位
置検出手段２５のデータに基づいて前述の実施例と同様
の工程を踏むことにより記録用紙の厚みを検出すること
ができる。

【００２７】さらには、図７に示したようにキャリッジ
１を駆動する手段、例えば被駆動車７に度当たり７ａ
を、また静止側に度決め用ピン３０を設け、これら手段
により機械的に基準位置を設定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。

【００２８】なお、この実施例においてはキャリッジ１
のプラテン方向ヘの移動量をステッピングモータ５に取
り付けたロータリエンコーダ１２で検出しているが、キ
ャリッジ１と基台との間にマグネットスケールのような
直線距離をパルス数に変換する変位測定手段を取り付け
ても同様の作用を奏することは明らかである。

【００２９】また、この実施例においてはキャリッジを
駆動するステッピングモータの駆動信号とロータリエン
コーダ１２のパルス信号が同期するように構成している
が、信号周期がロータリエンコーダ１２のパルス信号の
周期よりも大幅に小さい場合には、パルス信号周期中に
含まれる駆動パルスの個数により、キャリッジの移動状
態を判定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。

【００３０】さらに上述の実施例においてはキャリッジ
をプラテン軸の垂直方向に移動させるために専用のステ
ッピングモータを用いているが、印刷時にキャリッジを
往復動させるステッピングモータに伝達機構を介して連
動させることにより専用のものを不要とすることができ
る。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように本発明においては、
記録ヘッドを搭載するキャリッジをプラテン軸の垂直方
向に移動させるステッピングモータと、キャリッジの移
動に対応してパルス信号を出力する移動量検出手段と、
ステッピングモータを駆動する駆動パルスの出力時点か
ら、当該駆動パルスによる駆動に対応して移動量検出手
段から出力されるパルス信号の出力時点までの時間が、
所定量増加した時点で信号を出力する当接判定手段と、
該当接判定手段から信号が出力された時点におけるキャ
リッジの基準位置からの移動量を移動量検出手段により
検出し、この移動量に基づいて記録用紙の厚みを算定す
る用紙厚み算出手段と、用紙厚み算出手段のデータに基
づいて前記ステッピングモータを駆動してキャリッジと
プラテンとの相対間隙長を調整する制御手段とを備えた
ので、キャリッジを移動させるステッピングモータを駆
動するパルス信号の発生時点と、移動検出手段からのパ
ルス信号の発生時点との時間差を検出するという簡単な
回路構成で当接時点を判定でき、構造の簡素化を図るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。

【図２】本発明が適用されるシリアルプリンタにおける
ギャップ長調整機構周辺の構造を示す図である。

【図３】同上装置の動作を示すフローチャートである。

【図４】同上装置の動作を示す波形図である。

【図５】用紙の種類とカウントされる駆動パルス数との
関係を示す線図である。

【図６】本発明の他の実施例を示す構成図である。

【図７】本発明の他の実施例を示す構成図である。

【符号の説明】

１ キャリッジ ２ 記録ヘッド ３ 偏心軸 ４ プラテン ５ ステッピングモータ １１ 位置検出器 １２ ロータリエンコーダ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録ヘッドを搭載するキャリッジをプラ
   テン軸の垂直方向に移動させるステッピングモータと、前記 キャリッジの移動に対応してパルス信号を出力する
   移動量検出手段と、 前記ステッピングモータを駆動する駆動パルスの出力時
   点から、当該駆動パルスによる駆動に対応して前記移動
   量検出手段から出力されるパルス信号の出力時点までの
   時間が、所定量増加した時点で信号を出力する当接判定
   手段と、 該当接判定手段から信号が出力された時点における前記
   キャリッジの基準位置からの移動量を前記移動量検出手
   段により検出し、前記移動量に基づいて記録用紙の厚み
   を算定する用紙厚み算出手段と、 該用紙厚み算出手段のデータに基づいて前記ステッピン
   グモータを駆動して前記キャリッジとプラテンとの相対
   間隙長を調整する制御手段と、 を備えたプリンタにおけるプラテンギャップ自動調整装
   置。