JPH04355177A - 印字ヘッドのギャップ調整装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、印字用紙が装着された
プラテンと印字ヘッドとの間のギャップが印字用紙の紙
厚に対応して適正に設定されているかどうか判断可能な
印字ヘッドのギャップ調整装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来この種装置では、印字用紙上に印字
される文字等の印字濃度を変化させる場合、印字用紙の
紙厚に従ってプラテンと印字ヘッドとの間のギャップを
経験に基づく人為操作により行っていた。

【０００３】また、紙厚の異なる印字用紙に並行して印
字を行う場合、例えば、印字用紙上にラベル部分を有す
るものにラベル部分と並行して印字用紙部分にも印字を
行う場合、両方の部分の紙厚が異なることが多く、かか
る場合には、両部分の紙厚の中間的紙厚に基づいて上記
ギャップを経験的人為操作により決定していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のように
プラテンと印字ヘッド間のギャップが経験的人為操作に
より設定された場合、そのギャップは必ずしも適正なギ
ャップ範囲にあるとは限らず、不適正なことが多かった
。このように、ギャップが不適正な場合に印字を強行す
ると、印字ヘッドの著しい劣化を招来するとともに、ヘ
ッドの交換によるランニングコストの高騰を招き、また
、印字品質がきわめて悪いため再印字を余儀なくされる
ことが多い。

【０００５】特に、印字ヘッドがワイヤドットヘッドで
印字リボンを介して印字を行うような場合には、ワイヤ
の折損や印字リボンの破損によるリボンのジャムが発生
する等の問題点があった。

【０００６】また、ギャップを自動調節可能な装置も公
知であるが、ラベル紙等の印字においては依然人為的調
整が必要となる。このとき、自動／人為的調整のモード
の変更のし忘れ等により、不適正なギャップのまま印字
がなされることがあった。

【０００７】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたものであり、プラテンと印字ヘッドとの間に設定
されたギャップが、印字用紙の紙厚を勘案して適正範囲
内にあるかどうかを判断可能とし、もって印字品質を良
好に保持できるとともに、印字ヘッドの劣化を防止し得
る印字ヘッドのギャップ調整装置を提供することを目的
とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、印字用紙が装着されたプラテンと印字用紙
に対向する印字ヘッドとの間のギャップを調整する印字
ヘッドのギャップ調整装置において、人為的に前記印字
ヘッドをプラテンに対し進退可能とし、前記ギャップを
設定するギャップ設定手段と、前記ギャップを検出する
ギャップ検出手段と、前記印字用紙の紙厚を検出する紙
厚検出手段と、前記ギャップ設定手段により設定された
ギャップが前記紙厚検出手段により検出された紙厚に基
づき設定される適正ギャップの範囲内にあるかどうかを
判断し、前記ギャップが適正ギャップの範囲内にないと
判断された場合、信号を発する信号発生手段とを備えた
構成とされている。

【０００９】

【作用】上記構成を有する本発明に係る印字ヘッドのギ
ャップ調整装置では、ギャップ設定手段により設定され
たギャップを検出するととともに、紙厚検出手段により
プラテンに装着された印字用紙の紙厚を検出する。この
ように検出された紙厚の印字用紙に対応して設定された
ギャップが適正ギャップの範囲内にあるかどうかを判断
し、適正ギャップの範囲内にないと判断された場合、信
号発生手段により信号を発する。

【００１０】

【実施例】以下、本発明をドットプリンタに具体化した
一実施例に基づいて図面を参照しつつ詳細に説明する。 図１はドットプリンタの印字機構の要部の概略的構成を
示す説明図であり、キャリッジ１はプラテン２に沿って
平行に設けられたガイドバー３に摺動自在に取り付けら
れており、また、図中手前側に設けられたキャリッジ１
のスライド溝１ａには固定バーが遊嵌されている。かか
るキャリッジ１は、図示しない一対のプーリ、ベルト及
び駆動用モータ５（図５参照）等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に沿って移動可能と
されている。

【００１１】尚、これらプラテン２、ガイドバー３、固
定バー４は、その両端部分がプリンタの本体に設けられ
た図示しない側板に支持されている。また、プラテン２
の近傍には、図２乃至図４に示すように、プラテン２に
印字用紙６が装着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。

【００１２】また、キャリッジ１上には、ドットインパ
クト方式の印字ヘッド８が塔載されているとともに、図
示しなインクリボンカセットが交換可能に取り付けられ
ている。更に、印字ヘッド８の先端部分には、インクリ
ボン（図示せず）による印字用紙６の汚損を防止するた
めのリボンマスク９が設けられている。

【００１３】印字ヘッド８は周知のように先端部に印字
ワイヤを多数備えてなり、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の切欠９
ａから前方へ押し付ける。これにより、印字ヘッド８は
、キャリッジ１の移動に伴いプラテン２上に装着された
印字用紙６幅方向に移動しつつ、印字用紙６の紙面にイ
ンクリボンのインクを打ちつけて印字を行う。

【００１４】このとき、印字用紙６は、プラテン２等を
回転駆動する用紙送り機構１０（図５参照）により送ら
れる。また、プリンタの図示しない外部操作パネルには
、警告装置３０（図５参照）が設けられており、警告装
置３０は後述のようにプラテン２と印字ヘッド８の先端
部との間に適正なギャップ（図４参照）が形成されてい
ない場合、そのギャップ異常を外部に警告するためのも
のであり、ＬＣＤやチェック用ランプからなる。

【００１５】かかるように構成された印字ヘッド８によ
り適切な印字を行うためには、印字用紙６の紙厚に対応
してプラテン２と印字ヘッド８の先端部との間に適正な
距離のギャップＧが形成されている必要がある。次に、
適正な印字に必要なかかるギャップＧの調整するための
機構について説明する。

【００１６】図１において、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
）が一体に延設されている。この偏心軸３ａは図示しな
い側板に回動自在に支持されており、よってガイドバー
３はその軸心から偏心した軸を中心に矢印Ｘ及びＹ方向
（図２参照）に回動可能とされている。

【００１７】また、偏心軸部３ａには、ギャップ調整レ
バー２９が固設されており、使用者はこのギャップ調整
レバー２９を介してプラテン２と印字ヘッド８との間の
ギャップＧを任意に調節できる。この調節レバー２９は
、プリンタの上部カバーに隠れる位置にある。これによ
り、調整レバー２９を矢印Ｘ又はＹ方向に回動させるこ
とによりガイドバー３が偏心した軸部３ａを中心に回動
され、キャリッジ１に塔載された印字ヘッド８がプラテ
ン２に対して接する方向又は離れる方向に移動できる。

【００１８】また、偏心軸部３ａは接離機構１１に連結
され、かかる接離機構１１によってもガイドバー３は矢
印Ｘ、Ｙ方向に回動するようにされている。この接離機
構１１では、ステップモータ１２の回転力がギヤ１２ａ
を介して軸１３に回動可能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の回転力が同じ
く軸１３に回動可能に設けられた従動ギア１５にピン１
６の作用で伝達され、更に従動ギア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。

【００１９】ここに、ピン１６は、一端部が従動ギア１
５に固定され、他端部が駆動ギア１４に周方向に延びて
形成され長孔１８に挿通されており、これと共に駆動ギ
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側に押し付けられている。

【００２０】これにより、ステップモータ１２の正回転
による駆動ギア１４の矢印Ａ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、よって印字ヘッド８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。

【００２１】一方、これとは反対に、ステップモータ１
２の逆回転による駆動ギア１４の矢印Ｂ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、もって印字ヘッ
ド８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。

【００２２】このとき、印字ヘッド８の前進方向への移
動は、印字ヘッド８の先端部のリボンガイド９がプラテ
ン２上に装着された印字用紙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になるとねじりコイルば
ね１９が変形してピン１６に回転力が伝達されなくなり
、従動ギア１５が停止する。

【００２３】換言すれば、印字ヘッド８先端部のリボン
ガイド９がプラテン２あるいは印字用紙６に押し当てら
れるときの押し付け力は、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。

【００２４】また、接離機構１１には、従動ギア１５に
取り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による光の透過・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。エンコーダ２２は、リボンガイド９の
プラテン２あるいは印字用紙６への押し当て時に従動ギ
ア１５が停止したことを検出するため、及び、印字ヘッ
ド８をプラテン２から十分離間した所定の位置（以下、
基準位置Ｏと称する）に停止制御するためのものであり
、その出力は後述する制御装置２３に入力される。

【００２５】尚、前記ギャップ調整レバー２９を回動さ
せ得る状態においては、前記ステップモータ１２は非励
磁状態となっている。従って、前記調整レバー２９を回
動させれば、前記コイルばね１９の付勢力により駆動ギ
ヤ１４も従動し、ピン１６は長孔１８の端に接した状態
となる。またね印字中においては、前記ステップモータ
１２は励磁によりその位相が保持された状態となる。

【００２６】続いて、図５に基づきギャップ調整装置の
制御装置について説明する。図において、制御装置２３
はＣＰＵ（中央演算処理装置）２４、後述のプログラム
等を記憶するＲＯＭ（リードオンリメモリ）２５、各種
のデータを一時的に記憶するＲＡＭ（ランダムアクセス
メモリ）２６及びこれらを相互に接続するバス２７から
なる。

【００２７】ここに、ＲＯＭ２５には、印字用紙６の紙
厚に対応して印字を行うに最適なギャップＧに関するデ
ータ（実験により求められた印字用紙６の紙厚に対応す
る適正なギャップ量のデータ）が予め格納されている。 本実施例では、印字用紙６の紙厚（図３参照）ｔｐによ
って最適なギャップＧの間隔が異なるようにしており、
印字用紙６の紙厚ｔｐが大きなものでは小さなものに比
べてギャップＧの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。

【００２８】また、制御装置２３には、エンコーダ２２
及びステップモータ１２が接続されており、制御装置２
３はこのエンコーダ２２からの出力及び用紙検出センサ
７からの出力に基づき、ステップモータ１２の通断電制
御を実行する。更に、制御装置２３は、基準位置Ｏにあ
るステップモータ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、印
字ヘッド８がその基準位置Ｏから移動した距離をステッ
プモータ１２のパルス数として検出する。

【００２９】更に、制御装置２３には、プリンタに配設
され、印字用紙６が単票か連票かを検知するためのリミ
ットスイッチ等の用紙種検知手段２８が接続されており
、かかる検知手段２８からの出力が制御装置２３に入力
される。

【００３０】また、制御装置２３には、警告装置３０が
接続されており、後述のようにギャップ調整レバー２９
により設定されたギャップＧが適正範囲内にないと判断
された場合に警告装置３０に通電し、外部に警告を発す
る。尚、制御装置２３は、キャリッジ駆動機構のモータ
５や用紙送り機構１０も制御する。

【００３１】次に、図６を参照して上記制御装置の作用
について説明する。図６は本実施例の制御手順を示すフ
ローチャートであり、電源スイッチがオン操作されて電
源が投入された場合、プリンタカバーが閉じられセレク
トスイッチのオンが確認された場合、または、給紙動作
が完了した場合、ＲＯＭ２５に記憶されているプログラ
ムに基づいて、ギャップ調整レバー２９により設定され
た印字ヘッド８とプラテン２とのギャップＧがＲＯＭ２
５に記憶された最適ギャップの範囲内にあるかどうかの
確認動作が実行される。

【００３２】まず、ステップ（以下、Ｓと略記する）１
において、プリンタが自動的に印字用紙６の紙厚ｔｐに
対応して印字ヘッド８と印字用紙６間のギャップＧを設
定する自動紙厚調整モードか、又は、使用者がギャップ
Ｇを手動にて調整する手動紙厚調整モードかを判断する
。

【００３３】Ｓ１における判断がＹＥＳならばＳ２に進
み、印字用紙６の紙厚ｔｐに対応する適正なギャップＧ
の値の範囲をＲＯＭ２５から読み出し、印字ヘッド８を
そのギャップＧに従って移動させ、続いてＳ３で印字を
行う。この処理は公知であるので、その詳細を省く。

【００３４】Ｓ２における判断がＮＯの場合Ｓ４に進み
、ギャップ調整レバー２９を介して使用者により設定さ
れたギャップＧがＲＯＭ２５に格納された適正ギャップ
データの範囲内にあるかどうかの判断が以下の手順に従
って行われる。Ｓ４では、接離機構１１により印字ヘッ
ド８をプラテン２から後退（図２、図７の矢印Ｙ方向）
移動させ、基準位置Ｏに停止させる。

【００３５】かかるステップモータ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。即ち、印
字ヘッド８の移動中には、エンコーダ２２からの信号波
形は短い時間間隔で交互にハイレベルとローレベルとに
変化するが、基準位置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。

【００３６】かかる動作が基準位置Ｏを検出するまで行
われる（Ｓ５）。印字ヘッド８が基準位置Ｏに到達した
ことが検出されると、Ｓ６でステップモータ１２が停止
されるまでに駆動に要したパルス数Ｎ１をＲＡＭ２６に
記憶する。次に、キャリッジ駆動機構のモータ５により
キャリッジ１を、印字開始位置の近傍にあるホームポジ
ションを検知するまで移動させる（Ｓ７、Ｓ８）。

【００３７】次のＳ９では、用紙種検知手段２８の検出
に基づいて、プラテン２に装着されている印字用紙６が
単票か連票かの判断がなされる。ここで、単票のときに
は、Ｓ１０にて用紙検出センサ７によりプラテン２上に
印字用紙が装着されているかどうか（ペーパーエンドが
検知されないかどうか）が判断され、印字用紙６が装着
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（Ｓ１１）、次の印字用紙６を吸入してプラテ
ン２上に印字用紙６が装着されている状態として後（Ｓ
１３）、Ｓ１４に進む。

【００３８】一方、Ｓ９における判断が連票の場合Ｓ１
２に進み、Ｓ１２でプラテン２上に印字用紙６が装着さ
れていないと判断されれば（ＹＥＳ）単票の場合と同様
Ｓ１３にて印字用紙６がプラテン２に装着された後、Ｓ
１４に進む。Ｓ１２で印字用紙６がプラテン２に装着さ
れていると判断された場合（ＮＯ）、直ちにＳ１４に進
む。

【００３９】次に、Ｓ１４乃至Ｓ１６において、基準位
置Ｏにある印字ヘッド８が接離機構１１を介してプラテ
ン２方向に、印字ヘッド８の停止が検出されるまで前進
され、印字ヘッド８先端のリボンマスク９をプラテン２
上の印字用紙６に押し当てたときの印字ヘッド８の位置
が検出されてＲＡＭ２６に記憶される。即ち、ステップ
モータ１２に駆動パルスを与えると、基準位置Ｏにあつ
た印字ヘッド８はＸ方向（図２、図７参照）に前進し、
この前進によりリボンマスク９がプラテン２上の印字用
紙６に当接する。

【００４０】このとき、ねじりコイルばね１９のばね力
に応じた押圧力にて印字ヘッド８先端のリボンマスク９
はプラテン２上の印字用紙６に押し当てられ、この状態
での従動ギヤ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モータ１２
への通電が停止される。そして、このように停止したと
きまでにステップモータ１２に与えた駆動パルス数Ｎ２
が印字ヘッド８の基準位置Ｏからの移動距離としてＲＡ
Ｍ２６に記憶されるものである。

【００４１】この後、Ｓ１７において、ステップモータ
１２に再度通電され、印字ヘッド８がギャップ調整レバ
ー２９により設定されていた元の位置まで、即ち、（Ｎ
２−Ｎ１）パルスの駆動により後退される。

【００４２】次に、Ｓ１８において、上記のように求め
られた駆動パルス数Ｎ２に基づいて印字用紙６の紙厚ｔ
ｐが以下の条件を加味して演算される。 （１）ステップモータ１２の１パルス当りの印字ヘッド
８の移動距離をｌと近似する。 （２）基準位置Ｏからプラテン２までの距離をＬとする
。 （３）リボンマスク９の厚みをｔｍとする。 （４）インクリボンの厚みをｔｒとする。 （５）印字用紙６の紙厚をｔｐとする。 以上の条件から、印字用紙６の紙厚ｔｐは次の式から求
められる。

【数１】

【００４３】また、Ｓ１９では、Ｓ６にて求めた駆動パ
ルス数Ｎ１に基づいて、ギャップ調整レバー２９により
設定されているギャップＧを次の式から求める。

【数２】

【００４４】続いて、Ｓ２０において、Ｓ１８にて演算
した印字用紙６の紙厚ｔｐに基づいてこれに対応する適
正なギャップの値の範囲をＲＯＭ２５から読み出し、Ｓ
１９で求めたギャップＧが適正なギャップの範囲にある
かどうかが判断される。Ｓ２０における判断がＹＥＳの
場合、Ｓ２１で印字動作が開始される。

【００４５】一方、Ｓ２０における判断がＮＯの場合、
ギャップ調整レバー２９により設定されているギャップ
Ｇが印字用紙６に対して適正な範囲にないため、Ｓ２２
でこの状態をインターフェイス信号として外部装置に出
力するとともに、Ｓ２３で警告装置３０のＬＣＤやチェ
ックランプを点灯してして外部に知らせる。これにより
、スイッチによって強行動作が指示されない限り印字動
作は不可能となり、印字用紙６の紙厚ｔｐに対してギャ
ップが異常な状態での印字動作を未然に防止し得る。

【００４６】警告装置３０が点灯すると、使用者は必要
に応じて上部カバーを開けて調整レバー２９を調整する
。その後、上部カバーを閉じると（Ｓ２５）、再び上記
の動作を繰り返す。但し、この場合は、Ｓ１１は処理を
行わない。また、Ｎ２を測定する一連の処理も省くこと
ができる。

【００４７】以上詳細に説明した通り、本実施例のギャ
ップ調整装置では、印字ヘッド８は印字用紙６の紙厚ｔ
ｐに対応した適正なギャップをもって印字動作を行うこ
ととなり、従って、高い印字品質を維持しつつ印字する
ことができる。また、印字用紙６の紙厚ｔｐに対してギ
ャップが異常な状態での印字動作を未然に防止すること
により、ギャップ距離が小さい場合に生じる印字汚れや
インクリボンの破損を防止できるとともに、ギャップ距
離が大きい場合に生じるワイヤ支持用のばね等の折損や
ワイヤガイドの摺動摩擦の増大に伴う摩滅を防止できる
。これにより、印字ヘッド８の寿命を格段に長くするこ
とができる。

【００４８】尚、本実施例では、印字用紙６の紙厚ｔｐ
と適正なギャップの値の範囲をＲＯＭ２５から読み出す
ようにしているが、例えば、次式の様にして計算するこ
とも可能である。

【数３】

【数４】

【００４９】また、本実施例では、Ｎ１、Ｎ２をステッ
プモータ１２の駆動パルス数としているが、エンコーダ
により発生するパルス数とすればより正確に測定できる
。更に、本発明は非回転型の平プラテンを用いた装置、
圧電型ヘッドを用いた装置にも適用できる。

【００５０】特に、圧電素子を使用した印字ヘッドを用
いた場合においては、印字時、印字ワイヤの印字用紙に
おけるはね返りに起因して発生する圧電素子にかかる圧
力を、該圧電素子に発生する起電力を監視することによ
り調べ、印字後該起電力の発生までの時間により印字ギ
ャップを算出すれば、ラベル紙等凹凸のある用紙につい
て実時間で印字ギャップを算出し、必要に応じて警告を
発生できる。更に、このとき警告時に印字を中断するよ
うにしてもよい。

【００５１】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明はプラテンと
印字ヘッドとの間に設定されたギャップが、印字用紙の
紙厚を勘案して適正範囲内にあるかどうかを判断可能と
し、もって印字品質を良好に保持できるとともに、印字
ヘッドの劣化を防止し得る印字ヘッドのギャップ調整装
置を提供し得、その産業上奏する効果は大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】ドットプリンタの印字機構の概略的構成を示す
説明図である。

【図２】基準位置にある印字ヘッドとプラテン間の距離
を示す説明図である。

【図３】プラテンに装着された印字用紙の紙厚を示す説
明図である。

【図４】印字ヘッドとプラテン間に設定されたギャップ
を示す説明図である。

【図５】ギャップ調整装置の制御部を示すブロック図で
ある。

【図６】ギャップ調整装置の制御手順を示すフローチャ
ートである。

【図７】印字ヘッドのギャップ確認動作のイメージを示
す説明図である。

【符号の説明】

２　　　　　　　　　　　　　　　　プラテン６　　　
　　　　　　　　　　　　　印字用紙８　　　　　　　
　　　　　　　　　印字ヘッド１１　　　　　　　　　
　　　　　接離機構１２　　　　　　　　　　　　　　
ステップモータ２２　　　　　　　　　　　　　　エン
コーダ２３　　　　　　　　　　　　　　制御装置２５
　　　　　　　　　　　　　　ＲＯＭ２６　　　　　　
　　　　　　　　ＲＡＭ３０　　　　　　　　　　　　
　　警告装置Ｇ　　　　　　　　　　　　　　　　ギャ
ップｔｐ　　　　　　　　　　　　　　紙厚Ｓ１８　　
　　　　　　　　　　紙厚検出手段に対応する処理ブロ
ック Ｓ１９　　　　　　　　　　　　ギャップ検出手段に対
応する処理ブロック

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　印字用紙が装着されたプラテンと印字
   用紙に対向する印字ヘッドとの間のギャップを調整する
   印字ヘッドのギャップ調整装置において、人為的に前記
   印字ヘッドをプラテンに対し進退可能とし、前記ギャッ
   プを設定するギャップ設定手段と、前記ギャップを検出
   するギャップ検出手段と、前記印字用紙の紙厚を検出す
   る紙厚検出手段と、前記ギャップ設定手段により設定さ
   れたギャップが前記紙厚検出手段により検出された紙厚
   に基づき設定される適正ギャップの範囲内にあるかどう
   かを判断し、前記ギャップが適正ギャップの範囲内にな
   いと判断された場合、信号を発する信号発生手段とを備
   えたことを特徴とする印字ヘッドのギャップ調整装置。