JP3019129B2 - プリンタにおけるプラテンギャップ自動調整装置 - Google Patents

プリンタにおけるプラテンギャップ自動調整装置

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JP3019129B2
JP3019129B2 JP5341311A JP34131193A JP3019129B2 JP 3019129 B2 JP3019129 B2 JP 3019129B2 JP 5341311 A JP5341311 A JP 5341311A JP 34131193 A JP34131193 A JP 34131193A JP 3019129 B2 JP3019129 B2 JP 3019129B2
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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、より詳細には装填された記録用紙の厚みを判定
して最適なギャップ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。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。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。
【0003】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。
【0004】しかしながら、このようにしてプラテンギ
ャップを調整したとしても、プラテンに対する記録用紙
の密着度が悪い場合には、記録ヘッドやインクリボンが
記録用紙に接触するため、記録ヘッドの破損や汚れが生
じるという問題がある。
【0005】
【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、必要最小限の力でキャリッジを記録用紙に圧接させ
るだけで記録用紙の厚みを正確に測定するとともに、記
録ヘッドと記録用紙との間隙を自動的に判定して、ヘッ
ドの破損や汚染を防止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。
【0006】
【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に平行に駆動するキャリッジモータ
と、前記プラテン軸に平行に一定速度で移動させたとき
の前記キャリッジモータの負荷電流から負荷量を検出す
る手段と、記録用紙が装填されていない時の前記負荷量
を初期負荷量として格納する初期負荷量記憶手段と、記
録用紙が装填された時の前記負荷量と前記初期負荷量と
を比較し、両者間の差分が設定値以上の場合に前記記録
ヘッドが記録用紙に接触していると判定する接触判定手
段と、前記キャリッジを前記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、前記キャリッジの前記
プラテン軸の垂直方向への移動量に比例した個数のパル
ス信号を出力する移動量検出手段と、前記キャリッジを
基準位置からプラテン方向ヘ移動させ、前記ステッピン
グモータの各駆動パルスと、前記駆動パルスによる駆動
に起因して前記移動量検出手段から出力されるパルス信
号との時間差を積分し、時間差積分値が所定値に達した
ことを検出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で前記移動量検出手段の信号に基づ
いて前記キャリッジの基準位置からの移動量に基づい
て、記録用紙の厚みを算定する用紙厚み算出手段と、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。
【0007】
【作用】基準位置からプラテン方向への移動量を計数し
つつ、ステッピングモータを駆動するパルスと移動検出
手段のパルス信号との時間差を検出し、この時間差の積
分値が設定値に到達して、脱調前の段階で記録ヘッドが
記録用紙に当接したと判断し、このときまでのキャリッ
ジの移動量から記録用紙の厚みを算出してプラテンとキ
ャリッジとの相対ギャップ長を最適な値に設定する。そ
して、プラテンギャップ調整後にキャリッジを主走査方
向に移動させてキャリッジモータの負荷量と、記録用紙
が装填されていない時の負荷量とを比較して、記録ヘッ
ドが記録用紙に接触していないことを確認する。
【0008】
【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。図1(イ)、(ロ)はそれぞれ本
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、インパクトワイヤ式
の記録ヘッド2が搭載されたキャリッジで、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、及び固定
ガイド軸4に設けられ、図中矢印Aで示す方向に移動可
能に構成されている。これによりプラテン5との相対間
隙長Gをガイド軸3の回動量により変更調整することが
できる。またキャリッジ1は、タイミングベルト9を介
してキャリッジモータ6、この実施例では直流モータに
接続されていて、ガイド軸3により調整されたギャップ
Gで図中矢印Bで示すプラテン軸方向に往復動可能とな
っている。
【0009】10は、前述のガイド軸3を回動させるス
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11を介してガイド軸3の被駆動車12に接続され
ている。ステッピングモータ10の軸13には、回転角
に比例する数のパルス信号を出力する第1のエンコーダ
14の符号板15が取り付けられている。この符号板1
5の符号パターンは、ステッピングモータ10の1相駆
動に同期して符号検出器16から1パルス幅の信号出力
できるように設定されている。18は、位置検出手段
で、キャリッジ1がプラテン5から最も後退して基準位
置に到達したときに信号を出力するように位置決めされ
ており、この実施例ではマイクロスイッチが使用されて
いる。
【0010】一方、キャリッジ1を主走査方向に駆動す
る部材、この実施例ではタイミングベルト9のアイドラ
20に符号板22が固定され、これの符号を検出する符
号検出器24とからなる第2のエンコーダ25が設けら
れている。26は、制御装置で、第1、第2のエンコー
ダ14、25、及び位置検出器18からの信号を受け、
キャリッジモータ6や、ステッピングモータ10を制御
するものである。
【0011】図2は、前述の制御装置26の一実施例を
示すものであって、図中符号30は、キャリッジ1を主
走査方向に移動させるモータ6のモータ駆動手段で、制
御手段46からの信号により起動して第2のエンコーダ
25からの信号によりキャリッジ1の移動速度を判定
し、この移動速度が一定になるようにキャリッジモータ
6に供給する電流パルスのデユテイを調整するように構
成されている。
【0012】31は、負荷量検知手段で、キャリッジモ
ータ6に供給されている電流パルスのデユテイに基づい
てキャリッジモータ6に掛かっている負荷量を検出し、
記録用紙が装填されていない場合には、その値を初期負
荷量記憶手段32に出力するように構成されている。3
3は、接触判定手段で、記録用紙が装填されたときの負
荷量検知手段31からの信号と、初期負荷量記憶手段3
2の値との差分を求め、この差分と基準値とを比較し、
基準値を越えた場合には記録ヘッド2が記録用紙に接触
していると判定するものである。
【0013】40は、モータ駆動手段で、キャリッジ1
をプラテン5の垂直方向に移動させるようにステッピン
グモータ10を駆動するものである。41は時間差検出
手段で、第1のエンコーダ14からのパルス信号の周期
とステッピングモータ10の駆動信号の周期との間の時
間差に変化が生じるか否かを判定し、時間差が生じた場
合には時間差の変化分ΔTnを出力するように構成され
ている。42は、時間差積分手段で、時間差の変化分Δ
Tnの積分値Σ(ΔTn)を算出して後述する当接判定手
段43に出力するものである。
【0014】43は、当接判定手段で、時間差積分手段
42からの時間差の変化分の積分値が、基準値、この実
施例ではステッピングモータ10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。
【0015】44は、用紙厚み算出手段で、位置検出器
18からの信号によりエンコーダ14からのパルス信号
を計数し、また当接判定手段43からの信号により計数
動作を停止して、カウントされた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。46は、制御
手段で、プラテンギャップを調整するためにステッピン
グモータ10を制御するとともに、プラテンギャップ調
整後に記録用紙と記録ヘッド2とが接触していないかを
確認するための検査を行うためのシーケンス制御を行う
ものであって、電源投入時など記録用紙が装填されてい
ない状態でキャリッジモータ6を駆動させ、また図示し
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を駆動させ、さらにプラテンギャップ
調整後に再びキャリッジモータ6を駆動させるものであ
る。
【0016】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。図示しないプリ
ンタの電源スイッチが投入されると(ステップ イ)、
制御手段46は、キャリッジモータ6を駆動してキャリ
ッジ1をプラテン5に沿って移動させる(ステップ
ロ)。キャリッジ1が予め定められた一定速度に到達す
ると(ステップ ハ)、負荷量検知手段31はキャリッ
ジモータ6に供給されている電流パルスのデユテイによ
りモータ6の負荷量を検出し、これを記録ヘッド6が記
録用紙に接触していない時のキャリッジの基準負荷とし
て初期負荷量記憶手段32に記憶させる(ステップ
ニ)。
【0017】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(ステップホ)、図示しないロ
ーデング機構により記録用紙がプラテン5にセットされ
る(ステップ ヘ)。ついで制御手段46は、モータ駆
動手段30によりキャリッジ1を移動制御して、キャリ
ッジ1を印字領域のほぼ中央に移動させ(ステップ
ト)、ステッピングモータ5を一旦、逆転駆動してキャ
リッジ1をプラテン5と反対の方向に後退、つまり位置
検出器18の方向に移動させる。このようにしてプラテ
ン5が基準位置に到達すると、位置検出器18から信号
が出力するので、制御手段46はステッピングモータ1
0を停止させる(ステップ チ)。
【0018】ついで制御手段46は、ステッピングモー
タ10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5の方向に移動させ、同時に第1のエンコーダ
14からのパルス信号の数を計数する。このようにして
所定パルス数分だけ移動が行われた後、時間差検出手段
41は、ステッピングモータ10の駆動パルス周期とロ
ータリエンコーダ14のパルス信号周期との間に時間差
が生じるかどうかを判断する。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10に掛かる負
荷量は一定であるから、この期間内におけるロータリエ
ンコーダ14からの各パルス信号の周期とステッピング
モータの駆動パルスの周期との間には時間差が生じない
ので、その積分値も零を維持する(図4)(ステップ
リ)。
【0019】キャリッジ1がプラテン5の方向にさらに
移動すると、記録ヘッド2が記録用紙に当接し始めるの
で、キャリッジ1に負荷が掛かって第1のエンコーダ1
4の回転速度が低下する。このためエンコーダ14から
のパルス信号の周期が間延びして、ステッピングモータ
10の駆動信号との間に時間差Tに変化分ΔTnが生じ
るようになる。時間差積分手段32は、この時間差の変
化分ΔTnを順次積分し、この積分値を当接判定手段4
3に出力する。キャリッジ1のプラテン方向への移動量
が大きくなるほどステッピングモータ10の負荷が大き
くなって(図5)時間差の変化分ΔTnの積分値Σ(Δ
Tn)が急激に増加して設定値に到達する(ステップ
ヌ)。これにより当接判定手段43は、記録ヘッド2が
記録用紙に当接したものと判定して信号を出力する。
【0020】制御手段46は、当接判定手段43からの
信号を受けてステッピングモータ10の回転を停止さ
せ、また用紙厚み算出手段44は、当接判定手段43か
らの信号により第1のエンコーダ14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 ル)。
制御手段46は、算出された用紙の厚みに基づいてこの
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10を駆動してキャリッジ1をプラテン5から後退さ
せて最適な位置に固定する(ステップ オ)。
【0021】プラテンギャップの調整が終了した段階
で、制御手段46は再びキャリッジモータ6を駆動させ
てキャリッジ1をプラテン5に平行に移動させる(ステ
ップワ)。キャリッジ1の速度が一定速度に到達すると
(ステップ カ)、負荷量検知手段31がキャリッジモ
ータ6を駆動する電流パルスのデユテイに基づいてキャ
リッジ1を駆動するに要する負荷量を検出する(ステッ
プ ヨ)。接触判定手段は、今検知した負荷量と、初期
負荷量記憶手段32に格納されている負荷量との差分を
求める(ステップ タ)。この差分が基準値よりも小さ
い場合には(ステップ タ)、印刷可能であるからスタ
ンバイ状態で待機する。
【0022】一方、前記差分が基準値よりも大きい場合
には(ステップ レ)、記録ヘッド2やインクリボンが
記録用紙と接触しているため、キャリッジ1の走行抵抗
が増大しているので、制御手段46は、ステッピングモ
ータ10にキャリッジ1をプラテン5から所定量、例え
ば1ステップ分、後退させるための駆動パルスを出力し
てプラテンギャップを拡大させる(ステップ ソ)。そ
して再びキャリッジモータ6を駆動してキャリッジ1を
プラテン5の軸方向に移動させる(ステップツ)。キャ
リッジ1が一定速度に到達した時点で(ステップ
ネ)、キャリッジモータ6の負荷量を検出し(ステップ
ナ)、初期負荷量記憶手段32の負荷量との差分を求
める(ステップ ナ)。この差分が基準値よりも小さい
場合には(ステップ ラ)、再調整後のプラテンギャッ
プ量でもってスタンバイ状態に移り、印刷データの入力
を待つ。一方、プラテンギャップの再調整にも関らず、
負荷量が低下しない場合には(ステップ ラ)、記録用
紙の装填ミスであると判定して排紙を行い(ステップ
ム)、必要に応じて警報を発して、ユーザに調査を促
す。
【0023】なお、上述の実施例においては、記録用紙
が装填されていないときのキャリッジモータの負荷量を
その都度実測するようにしていうるが、既定値として記
憶手段に格納させておくようにしても同様の作用を奏す
ることは明らかである。
【0024】なお、上述の実施例においては基準位置検
出手段18を設けて基準位置の位置出しを行うようにし
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。
【0025】さらには、図6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12に度当たり12
aを、また静止側に度決め用ピン50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。
【0026】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、及びキャリッジの速度をロ
ータリエンコーダで検出しているが、マグネットスケー
ル等のような直線距離をパルス数に変換する線形検出器
を用いても同様の作用を奏することは明らかである。
【0027】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14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14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。
【0028】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、キャリッジモータに伝
達機構により選択的に接続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。
【0029】さらに、上述の実施例においてはキャリッ
ジの駆動に直流モータを使用しているが、パルスモータ
を用いても同様の作用を奏することは明らかである。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように本発明においては、
プラテン軸に平行にキャリッジを一定速度で移動させた
ときのキャリッジモータの負荷電流から負荷量を検出す
る手段と、記録用紙が装填されていない時の負荷量を初
期負荷量として格納する初期負荷量記憶手段と、記録用
紙が装填された時の負荷量と初期負荷量とを比較し、両
者間の差分が設定値以上の場合に記録ヘッドが記録用紙
に接触していると判定する接触判定手段と、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、キャリッジのプラテン軸の垂直方向への移動量に
比例した個数のパルス信号を出力する移動量検出手段
と、キャリッジを基準位置からプラテン方向ヘ移動さ
せ、ステッピングモータの各駆動パルスと、駆動パルス
による駆動に起因して移動量検出手段から出力されるパ
ルス信号との時間差を積分し、時間差積分値が所定値に
達したことを検出する当接判定手段と、当接判定手段か
ら信号が出力された時点で移動量検出手段の信号に基づ
いてキャリッジの基準位置から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、記録用紙を無用に大きな力でに
圧接することなく、当接時点を判定してプラテンギャッ
プを最適な値に設定することができるばかりでなく、プ
ラテンギャップ設定後に記録ヘッドと記録用紙との接触
の有無を確認して、記録用紙の装填ミスに起因するヘッ
ドの破損や印刷汚れを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図(イ)、(ロ)は、それぞれ本発明が適用さ
れるシリアルプリンタにおけるキャリッジ駆動機構の一
実施例を示す図である。
【図2】本発明の一実施例を示す構成図である。
【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】記録ヘッドが記録用紙に当接し始めたときの時
間差積分値の変化を示す線図である。
【図6】本発明の他の実施例を示す構成図である。
【符号の説明】
1 キャリッジ 2 記録ヘッド 3 偏心軸 5 プラテン 6 キャリッジモータ 10 ステッピングモータ 18 位置検出器 14、25 ロータリエンコーダ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−251769(JP,A) 特開 平2−122966(JP,A) 特開 平2−295781(JP,A) 特開 平3−140276(JP,A) 米国特許5476328(US,A) 欧州特許出願公開393759(EP,A 2) 欧州特許出願公開657294(EP,A 2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B41J 25/308

Claims (2)

    (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
    テン軸に平行に駆動するキャリッジモータと、 前記プラテン軸に平行に一定速度で移動させたときの前
    記キャリッジモータの負荷電流から負荷量を検出する手
    段と、 記録用紙が装填されていない時の前記負荷量を初期負荷
    量として格納する初期負荷量記憶手段と、 記録用紙が装填された時の前記負荷量と前記初期負荷量
    とを比較し、両者間の差分が設定値以上の場合に前記記
    録ヘッドが記録用紙に接触していると判定する接触判定
    手段と、 前記キャリッジを前記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、 前記キャリッジの前記プラテン軸の垂直方向への移動量
    に比例した個数のパルス信号を出力する移動量検出手段
    と、 前記キャリッジを基準位置からプラテン方向ヘ移動さ
    せ、前記ステッピングモータの各駆動パルスと、前記駆
    動パルスによる駆動に起因して前記移動量検出手段から
    出力されるパルス信号との時間差を積分し、時間差積分
    値が所定値に達したことを検出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で前記移動量
    検出手段の信号に基づいて前記キャリッジの基準位置か
    ら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、 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】 前記接触判定手段により記録ヘッドが記
    録用紙に接触していることが検知された場合に、前記ス
    テッピングモータを所定量駆動してキャリッジをプラテ
    ンから後退させる制御手段を備えてなる請求項1のを備
    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。
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