JP3036624B2 - プリンタのヘッドギャップ調整機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ドット印字ヘッドを有
するプリンタにおけるヘッドギャップ調整機構に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】プリンタには、フレーム側に保持された
プラテンと、キャリッジ側に保持され、このプラテンと
対向する印字ヘッドとを備えたものがある。この種のプ
リンタにおいて、プラテンと印字ヘッドとの間隙（ヘッ
ドギャップ）を調整するヘッドギャップ調整機構は、例
えば、キャリッジを支持する２本のシャフトのうちプラ
テンから遠い側のシャフトを偏心シャフトとして回転さ
せることにより、他方のシャフトを中心にキャリッジを
回転運動させ、キャリッジ上の印字ヘッドをプラテンに
対して近接或いは離反させるものであり、印字媒体をプ
ラテンとリボンプロテクタで挟持し、その位置からプラ
テンを一定量戻して必要なヘッドギャップを確保してい
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のヘッドギャップ調整機構では、シャフト及びキ
ャリッジを介して間接的に印字ヘッドを動かしていたの
で、キャリッジを支持するシャフトとキャリッジとの間
にガタが生じたり、駆動機構に摩擦等があると、ヘッド
ギャップの精度が低下してしまうという欠点があった。
また、プリンタ組立時等には、一般的にヘッドギャップ
の確認補正作業が行われ、この作業では印字ヘッドを動
作させてヘッドギャップを確保し、その値が適正値であ
るかをシックネスゲージを用いて確認していた。そし
て、計測値が適正値でない場合、制御部のプログラムデ
ータを変更してプラテンの移動量を補正し、再度機構を
動作させてヘッドギャップの確認作業を行うことになる
が、これら一連の補正確認作業は一度で終了することは
殆どなく、ヘッドギャップが適正値になるまで何回も繰
り返されるのが実情であり、極めて煩雑な作業であっ
た。本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、補正値
を自動的に決定でき、安定したギャップを常に維持する
ことができるプリンタのヘッドギャップ調整機構を提供
し、装置の安定性向上、及びヘッドギャップ確認補正作
業の省力化を図ることを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係るプリンタのヘッドギャップ調整機構の構
成は、プラテンを所定位置に位置づけるプラテン基本移
動量記憶部と、前記プラテンの移動をタイムラグなしに
検知する第１検知手段と、印字ヘッド側に固定されたリ
ボンプロテクタと前記プラテンとの接触をタイムラグあ
りで検知する第２検知手段と、前記プラテンとリボンプ
ロテクタとの接触を第１検知手段が検知した位置の値を
記憶する第１の位置記憶部と、第１検知手段の検出後に
第２検知手段が検知した位置の値を記憶する第２の位置
記憶部と、前記各記憶部の値の差を記憶する補正値記憶
部とを備え、前記プラテン基本移動量記憶部の値および
前記補正値記憶部の値に基づいてプラテンを所定位置に
位置づけることを特徴とする。そして、前記第１検知手
段をリニアセンサにて構成するとともに、又斯る第１検
知手段はリボンプロテクタとプラテンとの接触を電気的
に検知するものからなり、その上リボンプロテクタとプ
ラテンとの接触を電気的に検知可能な治具を着脱自在に
備えることを特徴とするものである。

【０００５】

【作用】プラテンの移動を検知する第１検知手段がプラ
テンに設けられ、さらに前記プラテンとリボンプロテク
タとの接触を検知する第２検知手段を設けることによっ
て、プラテンとリボンプロテクタの接触が正確に検知可
能となり、この第１検知手段、第２検出手段から補正値
を算出して間隙を調整する制御手段が駆動機構に備えら
れ、従来センサ検知のタイムラグによって装置個別に必
要であった補正値の決定及び当該補正値に基づくギャッ
プ調整が、自動で且つ常に最適に行われるようになる。

【０００６】

【実施例】以下、本発明に係るプリンタのヘッドギャッ
プ調整機構の好適な実施例を図面を参照して詳細に説明
する。図１は本発明ヘッドギャップ調整機構の要部正面
図、図２は本発明ヘッドギャップ調整機構の概略側面
図、図３は印字部の概略斜視図、図４は制御手段のブロ
ック図である。図２に示すように、キャリッジシャフト
１にはキャリッジ３が摺動自在に支持され、キャリッジ
３は印字ヘッド５を搭載している。また、キャリッジ３
にはリボンプロテクタ７が備えられ、リボンプロテクタ
７は第２検知手段である接触検知センサ９を搭載してい
る。印字ヘッド５の下方にはプラテン１１が対向して設
けられ、プラテン１１はリボンプロテクタ７との間に用
紙走行路１３を形成している。図１に示すように、プラ
テン１１にネジ固定されたブラケット１５には第１検知
手段であるリニアセンサ１７がナット１９により挟持状
態で固定され、リニアセンサ１７は先端がプラテン１１
の上面より寸法ｔだけ突出している。

【０００７】図２に示すように、プラテン１１にはギア
２１ａと噛み合うラック２３が設けられ、更にギア２１
ａはギア２１ｂを介してパルスモータ（Ｕ／Ｄモータ）
２５の駆動ギア２７と噛み合っている。即ち、プラテン
１１はパルスモータ２５の駆動により、ラック２３、ギ
ア２１ａ、２１ｂ、駆動ギア２７を介して上下動する。
また、パルスモータ２５の駆動軸にはスリット円板２９
が取り付けられ、スリット円板２９はフォトセンサ３１
に挟まれている。そして、プラテン１１はフォトセンサ
３１の出力信号が後述する制御部に送られることで、当
該駆動機構によって位置制御が可能となっているのであ
る。

【０００８】また、上述のキャリッジ３、印字ヘッド
５、リボンプロテクタ７は、所謂、キャリッジユニット
と称され、図３に示すように、キャリッジユニット３３
は前述のキャリッジシャフト１に加え、サブシャフト３
５により支持される。キャリッジユニット３３にはベル
ト３７が固着され、ベルト３７はスペーシングモータ３
９の駆動軸に張架されている。即ち、キャリッジユニッ
ト３３は、スペーシングモータ３９の駆動により、ベル
ト３７を介して左右に移動自在となっている。また、ス
ペーシングモータ３９の駆動軸にはスリット円板４１が
取り付けられ、スリット円板４１はフォトセンサ４３に
挟まれている。そして、キャリッジユニット３３はフォ
トセンサ４３の出力信号が後述する制御部に送られるこ
とによって、位置制御されるようになっているのであ
る。

【０００９】図４に示すように、キャリッジ移動部のス
ペーシングモータ３９、フォトセンサ４３、及びプラテ
ン移動部のパルスモータ２５、フォトセンサ３１、接触
検知センサ９、リニアセンサ１７はマイクロプロセッサ
４５に接続される。また、マイクロプロセッサ４５には
キャリッジ位置管理部４７、プラテン位置管理部４９、
演算部５１、プラテン基本移動量記憶部５３、補正値記
憶部５５、リニアセンサ接触位置記憶部５７、接触検知
センサ接触位置記憶部５９が接続され、これらが制御手
段６１を構成して以下に述べる動作制御を実現してい
る。接触検知センサ９、プラテン１１、リニアセンサ１
７、キャリッジユニット３３、制御手段６１を主な部材
として、本実施例に係るプリンタのヘッドギャップ調整
機構６３が構成されている。

【００１０】このように構成されたヘッドギャップ調整
機構６３の動作を図５に基づいて説明する。図５はヘッ
ドギャップ調整手順を表すフローチャートである。補正
自動入力開始の命令が発せられると、マイクロプロセッ
サ４５は、スペーシングモータ３９を駆動し、予め設定
してあるプラテンホームポジション検知位置（Ｈ．
Ｐ．）へキャリッジユニット３３を移動させる（ｓｔ．
１）。例えば、図１に示すリボンプロテクタ７の二点鎖
線の位置とする（又は、リニアセンサ１７上の実線の位
置でもよい）。この補正自動入力開始の命令が発せられ
るタイミングは、例えば、電源投入時とする他、、所定
印字量毎又は所定時間毎の定期的なもの、取引件数毎、
或いは任意のオペレーションによる入力毎とすることが
できる。

【００１１】次に、パルスモータ２５を駆動し、リボン
プロテクタ７の接触検知センサ９がＯＮするまでプラテ
ン１１を上昇させる（ｓｔ．３）。そして、接触検知セ
ンサ９がＯＮした位置から、予め決めてある原点位置へ
プラテン１１をダウンさせる（ｓｔ．５）。この時、マ
イクロプロセッサ４５により、プラテン位置管理部４９
のプラテン位置を“０”クリアする（ｓｔ．７）。次
に、キャリッジユニット３３を上述と同様の手順により
リニアセンサ１７の位置（図１中、リボンプロテクタ７
の実線の位置）へ移動させる（ｓｔ．９）。そして、プ
ラテン１１を上昇させると、リニアセンサ１７はリボン
プロテクタ７に接近し、接触する。その後、更にプラテ
ン１１が上昇すると、リニアセンサ１７の先端部分がス
ライドし始める。すると、図６（Ａ）に示すように、先
端部分のスライドのストロークに応じて出力電圧の低下
がリニアセンサ１７に発生する。引き続きプラテン１１
が上昇すると、リボンプロテクタ７がプラテン１１と接
触する。

【００１２】そして、更にプラテン１１が上昇してもリ
ニアセンサ１７の端子は、これ以上押されることがない
ので、電圧低下が止まる。図６（Ｂ）は、一定の速度で
端子が押されている時の電圧と時間の関係を表した説明
図であり、点線は、端子が押され続けている状態（端子
がスライドしている状態）を表し、実線は、途中で端子
のスライドが停止し、電圧低下が停止した状態である。
つまり、リニアセンサ１７の電圧低下が止まったことを
検知することにより、プラテン１１とリボンプロテクタ
７の接触が検知可能となるのである（ｓｔ．１１）。

【００１３】マイクロプロセッサ４５は、上述の接触ポ
ジションを第１の位置“Ｐ1 ”としてリニアセンサ接触
位置記憶部５７に記憶する（ｓｔ．１３）。更に、プラ
テン１１が上昇を続けると、接触検知センサ９がＯＮす
る（ｓｔ．１５）。この時の接触ポジションを第２の位
置“Ｐ2 ”として接触検知センサ接触位置記憶部５９に
記憶する（ｓｔ．１７）。ここで、マイクロプロセッサ
４５は、Ｐ1 とＰ2 の差“Ｎ”を算出し（ｓｔ．２
１）、その機械の固有の補正値として登録する（ｓｔ．
２３）。そして、プラテン１１を所定の位置へ降下させ
て（ｓｔ．２５）、補正値の自動入力は終了する。

【００１４】実際の運用において、吸入された媒体に対
して印字に必要なギャップを形成する時は、プラテン１
１を上昇させて媒体に押し付けると、じきに接触検知セ
ンサ９がＯＮする。そして、この位置から一定量の固定
値に補正値分を増減した量で、プラテン１１を下げるこ
とにより、印字ヘッド５と媒体の間隙が常に適正に保た
れることになるのである。なお、リニアセンサ１７も他
のセンサと同様に、接触時はタイムラグ（検知時のズ
レ）が発生するが、ストロークに対してはリニアに反応
し、タイムラグが発生することがない。

【００１５】上述のヘッドギャップ調整機構６３によれ
ば、プラテン１１とリボンプロテクタ７との接触を正確
に検知することが可能となるとともに、センサ検知のタ
イムラグ等により機械個別に必要であった補正値を自動
的に算出・入力することができるので、迅速にしかも正
しく補正値を求めることができる。更に、電源投入時や
イニシャル時毎の補正値の再設定が可能となるため、運
用中に調整量が変動しても、イニシャル動作により常に
最適な補正値でギャップが確保され、装置の安定性を著
しく向上させることができる。

【００１６】次に、ヘッドギャップ調整機構の他の実施
例を説明する。図７は他の実施例に係るヘッドギャップ
調整機構の概略側面図である。なお、図１に示した部材
と同一の部材には同一の符号を付し、重複する説明は省
略することとする。プラテン７１は先端側７１ａと基端
側７１ｂとに分割して形成され、先端側７１ａと基端側
７１ｂは絶縁材７３を介して接合されている。つまり、
プラテン先端側７１ａは、図示しないフレームに対し
て、電気的に絶縁されているのである。そして、プラテ
ン先端側７１ａとリボンプロテクタ７は、制御手段であ
る制御部８１に接続された接触検知回路８３に、電線８
５、８７によって接続されている。

【００１７】図８は制御部のブロック図である。制御部
８１は、プラテン動作量算出判断部８９、スリット停止
・逆転判断部９１、スリットカウンタ９３、スリット動
作量記憶部９５、プラテン駆動部９７とから構成され
る。そして、スリット停止・逆転判断部９１にはフォト
センサ３１が接続され、スリットカウンタ９３にはフォ
トセンサ３１、接触検知センサ１０１、紙厚検知センサ
１０３が接続され、プラテン駆動部９７にはパルスモー
タ２５が接続されている。プラテン７１、絶縁材７３、
制御部８１、接触検知回路８３を主な部材として、本実
施例に係るヘッドギャップ調整機構１０７が構成されて
いる。

【００１８】ここで、紙厚検知位置、及びヘッドギャッ
プについて説明する。図９は紙厚検知位置を示す説明
図、図１０はヘッドギャップを示す説明図である。リボ
ンプロテクタ７は印鑑シール、磁気ストライプ等の厚さ
変化を有する媒体上をも印字する必要があるため、通常
印字位置より、上昇できる機構が必要となる。そのた
め、通常印字位置より一定量上昇した位置であることを
検知する手段を有している。以下、通常印字位置より一
定量の上昇を検知した位置を「紙厚検知位置」と称する
こととする。この紙厚検知位置と把握手段（紙厚検知手
段）としては、プラテン７１とリボンプロテクタ７との
圧接時におけるモータの過負荷状態を通常時と比較して
紙厚を検知する、所謂、脱調検知方式、又は、ハードプ
ロテクタの撓み量を検知するインピーダンス方式、又
は、圧力センサによる検知方式を用いることができる。
このうち、本実施例では、微小圧力にも反応が可能で、
検知圧力範囲を広く確保することができる圧力センサ方
式の紙厚検知センサ１０３が設けられる。

【００１９】また、ヘッドギャップＧは、印字ヘッド５
とリボンプロテクタ７との間隙ｇ１と印字媒体表面とリ
ボンプロテクタ７との間隙ｇ０とからなっている。ｇ１
は印字ヘッド及びリボンプロテクタ７の加工精度等によ
り確保されるギャップである一方、ｇ０は紙厚検知によ
りプラテン位置を制御して確保するギャップである。従
来技術では、このｇ０をシックネスゲージで計測し、動
作補正を入れて確保していた。これは、接触検知位置、
及びこの点から紙厚検知位置までの差Ｃ（図９参照）を
検知する手段がないためであった。

【００２０】以下、上述のヘッドギャップ調整機構１０
７の動作を説明する。図１１はイニシャル動作時のフロ
ーチャート、図１２は紙厚検知時のフローチャート、図
１３はイニシャル動作時におけるギャップ出しの説明
図、図１４は紙厚検知時におけるギャップ出しの説明図
である。初期確認動作（イニシャル動作）時、又は保守
確認動作時において、リボンプロテクタ７は外部より圧
力が加わらない状態（図１３の「通常の印字位置」参
照）に水平に静止している。

【００２１】プラテン７１は前述した機構により上昇し
（ｓｔ．３１）、接触検知位置にてリボンプロテクタ７
と接触する。この際、この接触を接触検知回路８３にて
検知し（ｓｔ．３３）、制御部８１にてその検知時のス
リット円板２９の位置Ｑ1 を更に上昇することにより、
リボンプロテクタ７は紙厚検知位置に到達し、その位置
が紙厚検知センサ１０３によって検知される（ｓｔ．３
７）。そして、この紙厚検知位置Ｐ2 もスリット円板２
９の回転位置Ｑ2 として制御部８１に記憶し、接触検知
位置Ｑ1 、及びこの点から紙厚検知位置Ｑ2 までの差Ｃ
1 を算出・記憶する（ｓｔ．３９）。

【００２２】その後、プラテン７１を停止させ（ｓｔ．
４１）、次いで、下降動作に移り（ｓｔ．４３）、紙厚
検知ＯＦＦ（ｓｔ．４５）、接触検知ＯＦＦ（ｓｔ．４
７）を経て、接触検知ＯＦＦ位置Ｑ3 を検知すると同時
に、紙厚検知位置Ｑ2 から接触検知ＯＦＦ位置Ｑ3 まで
の差Ｃ2 を算出・記憶（ｓｔ．４９）する。そして、プ
ラテン７１をスタンバイ位置で停止し（ｓｔ．５１）、
イニシャル動作を終了するのである。

【００２３】次に、このようにしてイニシャル動作で検
知・記憶されたＣ（Ｃ1 又はＣ2 ）を利用して、ギャッ
プ出しを行う。即ち、図１２に示すように、媒体を印字
位置へ搬送した後、フィードローラを停止し（ｓｔ．５
３）、プラテン７１を上昇させる（ｓｔ．５５）。そし
て、紙厚検知ＯＮとなった際（ｓｔ．５７）、その位置
Ｑ4 を記憶し、プラテン７１を一旦停止させた後（ｓ
ｔ．５９）、プラテン７１を下降させる（ｓｔ．６
１）。この際、紙厚検知からＣ＋ｋだけプラテン７１を
下げ（ｓｔ．６３）、プラテン７１を停止することによ
り（ｓｔ．６５）、ギャップ出しを終了させるのであ
る。なお、ｋは、ギャップｇ0 に対応したプラテン移動
量である。

【００２４】このように、上述のヘッドギャップ調整機
構１０７によれば、従来では不可能であった、リボンプ
ロテクタ７の通常の印字位置が検知できるとともに、こ
の位置に対する紙厚検知位置の差Ｃが明確に計測するこ
とができる。この結果、予め接触検知位置を認識し、紙
厚検知位置との差Ｃを計測・記憶することで、このＣの
値を利用してＣ＋ｇ0 だけ紙厚検知位置よりプラテン７
１を下げ、任意の媒体の適正ギャップを確保することが
可能となる。そして、これらの計測・検知が可能となる
ことで、工場出荷及び保守時にシックネスゲージ等を用
いてｇ0 を計測し、それを補正する作業がなくなり、完
全に自動でギャップＧを確保することができるようにな
る。また、本実施例では、リボンプロテクタ７の位置、
及びこの点から紙厚検知位置までの差Ｃを監視すること
で、ギャップ機構の安定度を判別することが可能とな
る。即ち、図１５に示すように、Ｃの値を監視し、その
値に管理範囲を設定し（例えば、±０．０４ｍｍ）、こ
れを越えた場合は、装置障害となる可能性があるとし
て、保守者にプレアラームを発報させる如くである。

【００２５】次に、治具を使用した他の実施例を説明す
る。図１６はギャップ検知に用いられる治具の斜視図で
ある。上述のヘッドギャップ調整機構１０７では、プラ
テン７１の先端を絶縁することにより、問題点を解決し
たが、本実施例では、図に示す治具１１１が使用され
る。治具１１１は電極１１３ａ、１１３ｂを有し、マグ
ネット等の固定手段１１５によりプラテンに密着固定で
きるようになっている。電極１１３ａ、１１３ｂは、コ
ネクタ１１７を介して、前述の接触検知回路８３、制御
部８１に接続されている。この治具１１１を用いた動作
は、初期動作確認時にプラテンに治具１１１を装着し、
ギャップ出し動作時には取り外す以外は、上述のヘッド
ギャップ調整機構１０７の動作と同様である。この治具
１１１を用いた実施例によれば、上述したヘッドギャッ
プ調整機構１０７の効果に加え、治具化されていること
により、装置本体を大幅に変更する必要がなくなり、コ
ストアップを最小限に抑えることができる。

【００２６】なお、ヘッドギャップ調整機構１０７で
は、紙厚検知手段として、圧力センサ方式の紙厚検知セ
ンサ１０３を用いた場合を例に説明したが、紙厚検知手
段は、プラテンをリボンプロテクタに押し付けて紙厚を
検知する方式であれば、上述の脱調検知方式、又は、イ
ンピーダンス方式を用いるものであっても勿論良い。

【００２７】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
るプリンタのヘッドギャップ調整機構によれば、プラテ
ンとプロテクタの接触を正確に検知可能となるので、セ
ンサ検知のタイムラグ等により装置個別に必要であった
補正値を自動的に算出することができ、高精度にしかも
迅速に補正値を求めることができる。また、電源投入時
やイニシャル時毎に補正値の再設定が可能となるので、
運用中に調整値が変動しても、イニシャル動作等によっ
て、常に最適な補正値でギャップが確保される。従っ
て、装置毎に印字の安定性が著しく向上する。しかも、
ギャップが常に一定に維持されるため、ヘッドギャップ
確認補正作業を大幅に省力化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明ヘッドギャップ調整機構の要部正面図で
ある。

【図２】本発明ヘッドギャップ調整機構の概略側面図で
ある。

【図３】印字部の概略斜視図である。

【図４】制御手段のブロック図である。

【図５】ヘッドギャップ調整手順を表すフローチャート
である。

【図６】リニアセンサの出力特性図である。

【図７】他の実施例に係るヘッドギャップ調整機構の概
略側面図である。

【図８】制御部のブロック図である。

【図９】紙厚検知位置を示す説明図である。

【図１０】ヘッドギャップを示す説明図である。

【図１１】イニシャル動作時のフローチャートである。

【図１２】紙厚検知時のフローチャートである。

【図１３】イニシャル動作時におけるギャップ出しの説
明図である。

【図１４】紙厚検知時におけるギャップ出しの説明図で
ある。

【図１５】ギャップ機構監視時の説明図である。

【図１６】ギャップ検知に用いられる治具の斜視図であ
る。

【符号の説明】

５ 印字ヘッド ７ リボ
ンプロテクタ ９ 接触検知センサ（第２検知手段） １１、７
１ プラテン １７ リニアセンサ（第１検知手段） ６１、８
１ 制御手段 ６３、１０７ プリンタのヘッドギャップ調整機構 ７１ａ プラテン先端 ７３ 絶
縁材 ８３ 接触検知回路 １１１
治具 １１３ａ、１１３ｂ 電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堀口 智弘 東京都港区虎ノ門１丁目７番12号 沖電 気工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平５−221048（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−62076（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−178979（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41J 11/00 - 11/70 B41J 29/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 印字ヘッドに対してプラテンを接近離反
   自在に設け、厚さの異なる印字媒体の印刷に際して前記
   印字ヘッドと前記プラテンとの間隙を可変させるプリン
   タのヘッドギャップ調整機構において、前記プラテンを所定位置に位置づけるプラテン基本移動
   量記憶部と、 前記プラテンの移動をタイムラグなしに検知する第１検
   知手段と、 前記印字ヘッド側に固定されたリボンプロテクタと前記
   プラテンとの接触をタイムラグありで検知する第２検知
   手段と、 前記プラテンとリボンプロテクタとの接触を第１検知手
   段が検知した位置の値を記憶する第１の位置記憶部と、 第１検知手段の検出後に第２検知手段が検知した位置の
   値を記憶する第２の位置記憶部と、 前記各記憶部の値の差を記憶する補正値記憶部とを備
   え、 前記プラテン基本移動量記憶部の値および前記補正値記
   憶部の値に基づいてプラテンを所定位置に位置づけるこ
   とを特徴とするプリンタのヘッドギャップ調整機構。
2. 【請求項２】 前記第１検知手段をリニアセンサにて構
   成した請求項１記載のプリンタのヘッドギャップ調整機
   構。
3. 【請求項３】 前記第１検知手段はリボンプロテクタと
   プラテンとの接触を電気的に検知する請求項１記載のプ
   リンタのヘッドギャップ調整機構。
4. 【請求項４】 前記第１検知手段に代えて、リボンプロ
   テクタとプラテンとの接触が電気的に検知可能な治具を
   着脱自在に備えた請求項３記載のプリンタのヘッドギャ
   ップ調整機構。