KR20010088280A - 검출기구, 캐리지 모니터 장치 및 그것을 이용한 프린터 - Google Patents
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Abstract
구동 전달 기어인 검출 기어(11)와, 그것을 지지하는 프레임(2) 사이에는 광 센서(15)를 수용하기 위한 공간(S)이 형성되어 있다. 검출 기어(11)의 내벽에는 빗살형 피 검출부(11c)가 일체적으로 형성되어 있다. 그 검출부(11c)가 광 센서(15)의 발광부(15a) 및 수광부(15b) 사이를 통과하도록 광 센서(15)가 배치되어 있다. 광 센서는 검출 기어(11)와 프레임(2)에 의해서 외란광이나 종이가루 등의 외란물로부터 보호되기 때문에, 신뢰성이 높은 소형 검출기구를 얻을 수 있다.
Description
일반적으로, 시리얼 프린터(serial printer)에 있어서는 기록지에 프린트를 실행하는 프린트 헤드를 탑재한 캐리지를 왕복운동시키기 위한 모터(예컨대 스테핑 모터 등)가 설치되고, 이 모터의 구동력이 기어·벨트·풀리 등으로 이루어지는 전달기구를 거쳐서, 캐리지를 구동하도록 구성된 기구가 사용되고 있다.
이러한 기구에 있어서는 프린터에 설치된 컨트롤러가 모터를 구동시키기 위한 구동 신호를 발신하고 있다. 그리고, 그 구동 신호에 의해서 구동되는 모터에 응답하여 캐리지가 정상적으로 왕복운동하고 있는가를 감시하기 위한 검출기구가 설치되어 있다.
이러한 검출기구로서, 종래부터 예컨대 도 13 및 도 14에 도시된 바와 같은 검출기구(101, 201)가 알려져 있다.
도 13에 도시된 바와 같이, 이 검출기구(101)에는 모터의 구동력을 전달하는 복수의 기어로 이루어진 기어열(103)이 프레임(102)에 설치되어 있다. 또한, 프레임(102)에는 기어(104)가 회전 가능하게 설치되고, 기어열(103)중 특정한 기어와 맞물리도록 배치되어 있다.
기어(104)의 지지축(104a)에는 대략 원판형상의 검출판(105)이 설치되고, 검출판(105)은 기어(104)와 함께 회전하도록 구성되어 있다. 이 검출판(105)의 주연 부분에는 소정 개수의 날개(105a) 및 노치부(105b)가 설치되어 있다.
검출판(105)과 근접하는 부위에는 투과형 광 센서(106)가 설치되어, 검출판(105)의 날개(105a)에 의해서 차단되는 빛에 따라 출력되는 신호와, 모터의 구동 신호를 비교함으로써, 프린트 헤드가 정상적으로 왕복 동작을 하고 있는지 감시하도록 하고 있다.
또한, 도 14에 도시된 바와 같이 이 검출기구(201)에는 기어열(203)중, 특정한 기어(203b)의 지지축(203a)에 검출판(105)과 동일한 형상을 갖는 검출판(205)이 설치되어, 투과형 광 센서(206)에 의해서 검출판(205)의 날개(205a)를 검출하고, 동일한 처리를 실행함으로써 프린트 헤드가 정상적으로 왕복 동작을 하고 있는지 판단하도록 하고 있다.
또한, 미국 특허 제 5,090,829 호, 일본 특허 공개 공보 제 1989-202462 호, 일본 특허 공개 공보 제 1995-186478 호에도 상술한 검출기구와 같은 검출기구가 개시되어 있다.
그러나, 이러한 종래의 검출기구에 있어서, 다음과 같은 문제가 있었다.
즉, 예컨대 검출기구(101)에는 검출판(105)용 기어(104)가 별도로 설치되어 있기 때문에, 그 부품수가 증가하고, 또한 기어(104) 및 검출판(105)의 설치 공간이 여분으로 필요하게 되어 프린터의 소형화를 저해한다고 하는 문제가 있었다.
한편, 검출기구(101) 및 검출기구(201)의 어느 것에서도, 일광이나 실내등 등의 외란광에 의해서, 광 센서(106, 206)가 검출 오류를 일으키는 일이 있었다. 이러한 검출 오류를 방지하기 위해서는 외란광으로부터 광 센서(106, 206)를 보호하는 부재를 별도로 설치할 필요가 있었다.
종이가루나, 구동기구의 유지보수를 위해서 주유된 윤활유에 의해서, 광 센서(106, 206)가 기능하지 않게 되는 경우가 있었다. 이 때문에, 유지보수를 위해 윤활유를 주유할 때에 세심한 주의를 기울여야 했다.
본 발명은 이러한 종래 기구의 기술적 문제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 그 목적은 검출기를 보호하는 보호 부재를 별도로 설치하지 않고 외란광이나 종이가루 등의 외란물을 확실하게 차단할 수 있는 신뢰성이 높은 소형의 검출기구 및 그것을 이용한 프린터를 제공하는 것에 있다.
발명의 요약
상기 목적을 달성하기 위해서 이루어진 본 발명은, 모터와, 상기 모터의 구동력을 전달하여 대상물을 이동시키는 구동기구를 구비한 장치에 설치되어, 상기 대상물의 움직임을 모니터하기 위한 검출기구에 있어서, 상기 구동기구의 일부를 구성하는 회전체와, 상기 회전체를 회전 가능하게 지지함과 동시에, 상기 회전체와의 사이에 거의 밀폐된 공간을 형성하는 베이스와, 상기 공간의 내부에 배치되어,상기 회전체의 회전을 모니터하는 검출기를 포함하는 것을 특징으로 하는 검출기구이다.
이러한 구성에 의하면, 회전체가 베이스와 협력하여, 거의 밀폐된 내부 공간 내에서 검출기를 외부로부터 확실하게 차단한다. 그리고, 회전체가 회전하는 경우, 그 공간 내에서 검출기가 회전체의 회전을 검출하도록 되어 있다. 회전체의 밀폐된 내부 공간 내에서 검출기가 외부로부터 확실하게 차단됨으로써, 검출기를 보호하는 보호 부재를 별도로 설치하지 않고, 외란광이나 종이가루 등의 외란물로부터 검출기를 확실하게 차단하여 검출기의 검출 오류 및 검출 불능을 방지할 수 있어, 신뢰성이 높은 검출기구를 얻을 수 있다. 또한, 회전체의 회전에 따라 윤활유가 비산하더라도 그 내부에 배치된 검출기에 아무런 영향이 없으므로, 인접하는 구동·전달기구에 주유하는 윤활유의 양을 관리하는 수고를 생략할 수 있다.
또한, 검출기를 보호하기 위한 부재를 설치할 필요가 없어지고, 또한 피 검출부나 피 검출부용 부재를 별도로 마련할 필요도 없으므로, 부품수의 삭감을 도모할 수 있음과 동시에, 설치 공간이 작아도 되므로 장치의 소형화를 달성할 수 있다.
본 발명이 적용되는 회전체로는 구동·전달기구의 1구성 부품인 기어나 풀리를 들 수 있다. 기어를, 일체적 플라스틱 성형에 의해서, 검출기가 그내에 밀봉될 수 있는 내부 공간을 갖도록 형성하면, 하나의 부품으로 구동력을 전달하는 기능과, 간소한 구성으로 검출기를 보호하는 기능과, 피 검출부로서의 기능을 제공할 수 있다. 이 때문에, 콤팩트한 검출기구를 얻을 수 있다. 또한, 이러한 경우에윤활유의 부착이나 관리의 점에서 종래의 과제를 해소할 수 있어 특히 효과적이다.
회전체와 그것을 지지하는 베이스 사이에 거의 밀폐된 공간을 형성하기 위해서는 회전체와 베이스의 서로 마주 보는 면의 적어도 한쪽에, 오목부를 마련하면 좋다. 이 경우, 상기 베이스측에, 상기 회전체와 동심원형상이고 그 직경이 상기 회전체의 직경보다 약간 크게 형성된 오목부를 마련하고, 회전체를 그 오목부에 장착하는 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써, 피 검출용 구동 전달 부재의 내부 공간과 베이스의 밀폐성을 보다 높일 수 있어, 검출기의 보호를 한층 더 확실하게 실행할 수 있다.
광 센서를 검출기로 이용한 경우, 본 발명의 검출기구는 외란광의 영향을 받지 않는 점에서 특히 효과적이다.
서로 대향하게 배치된 발광부와 수광부를 갖는 투과형 광 센서를 이용하는 경우에는 회전체에 빗살(櫛齒: comb teeth)형 피 검출부를 설치하고, 그 피 검출부를 상기 발광부 및 수광부 사이를 통과하도록 배치하면 좋다. 이 경우, 빗살형 피 검출부를, 예컨대 기어의 회전중심에서 근접한 부위에 마련하면, 기어의 회동에 따르는 돌출부의 진동이 작아지므로, 이 돌출부를 검출하는 검출기의 검출 정밀도가 향상되고, 나아가서는 정밀도가 높은 검출기구를 얻을 수 있게 된다.
한편, 서로 인접하게 배치된 발광부와 수광부를 갖는 반사형 광 센서를 이용하는 경우에는, 회전체에, 서로 인접하여 배치되고 상기 발광부로부터의 빛을 반사하는 특성이 다른 제 1 세그먼트와 제 2 세그먼트를 구비하도록 하면 좋다.
제 2 세그먼트의 반사 특성을 제 1 세그먼트의 반사 특성과 다르게 하기 위해서는, 예컨대 발광부 또는 수광부로부터 각 세그먼트까지의 거리를 서로 다르게 하면 좋다. 즉, 회전체의 내벽에 단차를 형성하면 좋다. 이것에 의하면, 예컨대 기어 및 피 검출부를 수지 등에 의해서 일체적으로 형성하는 경우에 있어서, 기어의 내벽에 단차를 형성하면 용이하게 본 발명을 구성할 수 있으므로, 높은 치수 정밀도가 요구되지 않아 금형 제작 등이 용이하게 되며 또한 비용적으로 유리해진다고 하는 장점이 있다.
또한, 이러한 단차를 마련하지 않고, 각 세그먼트의 반사율(광학적 농도)을 다르게 해도 무방하다. 예컨대, 흑백의 스트라이프를 기어의 내벽에 방사형상으로 인쇄하면 좋다. 이 경우, 예컨대 기어의 내벽에 단차를 마련할 필요가 없으므로 금형 제작 등이 용이하게 되는 것에 더해, 광 센서가 피 검출부를 검출하는 정밀도를 향상시킬 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 검출기구는 기록지에 프린트를 실행하는 프린트 헤드와, 상기 프린트 헤드를 탑재한 캐리지와, 모터와, 상기 모터의 구동력을 전달하여 상기 캐리지를 왕복 이동시키는 구동기구를 구비한 프린터에 이용할 수 있다. 즉, 전술한 검출기구를 캐리지의 구동기구에 접속하고, 컨트롤러에 의해서 검출기구의 출력 펄스를 상기 모터의 구동 펄스와 비교하여 캐리지의 동작을 감시하면 된다. 이것에 의하면, 간소한 구성으로 외란광이나 종이가루 등의 외란물의 영향을 받지 않는 신뢰성이 높은 소형의 프린터를 얻을 수 있다.
또한, 잉크 리본을 반송하는 리본 반송기구와, 캐리지를 왕복 이동시키는 구동기구에 접속하여, 모터의 구동력을 리본 반송기구에 전달하는 전달기구를 구비한프린터에서는 검출기구의 회전체를 전달기구의 일부에 배치하면, 잉크 리본의 반송에 불량이 있을 경우에도, 그것을 검출할 수 있다.
본 발명은, 예컨대 프린터의 구동기구에 있어서의 검출기구에 관한 것으로, 특히 프린트 헤드를 탑재한 캐리지의 왕복 동작을 감시하는 장치에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프린터의 개략적 구성을 도시한 개략구성도,
도 2는 도 1에 도시한 프린터의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 검출기구의 개략적 구성을 도시한 일부 절결 사시도,
도 4는 도 3에 도시한 검출기구의 내부 구성을 도시한 일부 단면 측면도,
도 5는 도 3에 도시한 검출기구의 구성 부품인 기어를 뒤쪽에서 본 사시도,
도 6은 도 1에 도시한 프린터에 있어서 모터의 구동 신호와 검출기구의 출력 신호의 타이밍차트,
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 검출기구의 개략적 구성을 도시한 일부 절결 사시도,
도 8은 도 7에 도시한 검출기구의 내부 구성을 도시한 일부 단면 측면도,
도 9는 도 7에 도시한 검출기구의 구성 부품인 기어를 뒤쪽에서 본 사시도,
도 10은 검출기구의 기어의 다른 예를 도시한 사시도,
도 11은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 검출기구의 개략적 구성을 도시한 일부 절결 사시도,
도 12는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 검출기구의 개략적 구성을 도시한 일부 절결 사시도,
도 13은 종래의 검출기구의 개략적 구성을 도시한 사시도,
도 14는 종래의 검출기구의 개략적 구성을 도시한 사시도.
이하, 본 발명에 관한 검출기구를 프린터를 예로 들어 그 몇개의 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예의 프린터의 개략적 구성을 도시한 개략 구성도이며, 도 2는 도 1에 도시한 프린터의 평면도이다. 도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 검출기구의 개략적 구성을 도시한 일부 절결 사시도이며, 도 4는 그 검출기구의 내부 구성을 도시한 일부 단면 측면도이며, 도 5는 그 검출기구의 구성 부품인 기어를 배면측으로부터 본 사시도이다. 도 6은 도 1에 도시한 프린터에 있어서의, 모터의 구동 신호와 검출기구의 출력 신호의 타이밍차트이다.
본 발명에 따른 프린터는, 예컨대 POS 시스템 등에 이용되는 전자 캐시 레지스터(electronic cash registor) 등에 적용되는 것이다.
도 1에 도시한 바와 같이 프린터(1)는, 예컨대 영수증에 이용되는 롤지, 또는 퍼스널 체크지 등의 단표지 등의 기록지(P)를 도시하지 않은 반송기구에 의해 플래튼(platen)(PL)상에 반송하고, 잉크 리본(IR)을 이용하여, 도트 임팩트방식의 프린트 헤드(5)에 의해, 기록지(P) 상에 프린트를 실행하는 것이다.
도 2에 도시한 바와 같이 프린터(1)는, 예컨대 금속으로 이루어지는 프레임(2)을 갖는다. 이 프레임(2)은 직사각형 평판형상의 베이스(2a)와, 그 길이 방향의 양단측에 베이스(2a)에 대하여 수직으로 마련된 측부(2b)로 개략구성된다.
프레임(2)의 측부(2b)의 후방측(도 2의 상측) 부위에는 베이스(2a)의 길이 방향과 평행하게 막대 형상의 캐리지지축(3)이 장착되어 있다. 프레임(2)의 베이스(2a)의 후방측(도 2의 하측) 부위에는 캐리지지축(3)과 평행하게 가이드 부재(4)가 설치되어 있다.
프레임(2)의 베이스(2a)의 뒤편에는 후술하는 프린트 헤드(5)를 왕복 구동함과 동시에 잉크 리본(IR)을 이송시키기 위한 스테핑 모터(6)가 설치되어 있다. 이 모터(6)는 캐리지지축의 한쪽 단부측 부위에 배치되고, 그 구동축(60)에는 구동 기어(6a)가 고정되어 있다. 그리고, 구동 기어(6a)는 베이스(2a)의 표면측에 배치되도록 되어 있다.
베이스(2a)상의 모터(6)의 구동 기어(6a) 근방에는, 기어(7a)와 동심 소직경의 풀리(7b)가 일체적으로 형성된 구동 풀리(7)가 배치되고, 이 기어(7a)가 구동 기어(6a)와 맞물리도록 구성되어 있다. 또한, 베이스(2a)상의 캐리지지축(3)의 다른쪽의 단부측 부위에는 기어(9a)와 동심 소직경의 내측 풀리(9b)가 일체적으로 형성된 회동 가능한 종동 풀리(9)가 배치되어 있다. 그리고, 이들 풀리(7b)와 풀리(9b)에 무단(無端) 톱니 벨트(8)가 장착되어 있다.
캐리지지축(3)에는 캐리지(5b)가 지지되어 있고, 캐리지(5b)상에는 도트 임팩트방식의 프린트부(5a)를 구비한 프린트 헤드(5)가 탑재되어 있다. 여기서, 캐리지(5b)는 구동벨트(8)의 한쪽 벨트에 고정되고, 이에 의해 캐리지지축(3)을 따라 화살표 A 또는 B 방향으로 이동할 수 있도록 되어 있다.
또한, 캐리지(5b)에서 후단부측을 향하여 연장하도록 마련된 결합부(5c)는 상술한 가이드 부재(4)에 의해서 지지된다. 이에 따라 캐리지(5b)는 소정의 자세를 유지하고, 화살표 A, B 방향으로 왕복 이동할 수 있다. 결합부(5c)의 아래쪽으로는 검출판(5d)이 캐리지(5b)에 일체적으로 형성되어 있다. 프레임(2)의 한쪽 단부에는 포토 인터럽터(photointerrupter)로 이루어지는 홈 포지션 검출기(HP)가 설치되어 있다. 캐리지(5b)가 홈 포지션으로 이동해 왔을 때, 검출판(5d)이 검출기(HP)에 의해서 검출된다.
종동 풀리(9)의 근방에는 그 기어(9a)와 맞물리는 검출 기어(11)가 설치되어 있다. 이 검출 기어(11)의 내부에는 후술하는 바와 같이, 공간(S)이 형성되고, 이 내부 공간(S)에 검출기가 배치되어 있다.
또한, 검출 기어(11)의 근방에는 지지축을 중심으로 회동이 가능하게 지지된 기어(31)가 설치되어 있다. 이 기어(31)는 외부 기어(31a)와 동심 소직경의 내부 기어(31b)가 일체적으로 형성되고, 그 외부 기어(31a)가 검출 기어(11)와 맞물리도록 구성되어 있다.
그리고, 지지축(32)에는 그 지지축(32)에 회동이 가능하게 지지된 평판형상의 레버(41)가 설치되어 있다. 이 레버(41)의 하면측 부위에는 지지축(33)이 설치되고, 이 지지축(33)에는 기어(31b)에 맞물리도록 유성 기어(42)가 지지되어 있다. 또한, 유성 기어(42)와 레버(41) 사이에는 도시하지 않은 스프링 부재가 협지되어있다. 즉, 유성 기어(42)는 기어(31b)와 맞물린 상태로, 상기 스프링 부재에 의해서 마찰력이 부여되면서도, 지지축(33)을 중심으로 회전이 가능하게 지지되어 있다.
또한, 기어(43)는 외부 기어(43a)와 동심 소직경의 내부 기어(43b)가 일체적으로 형성되어 구성되고, 지지축(44)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다. 기어(43b)는 권취 스풀(50)의 베이스에 설치된 기어(51)와 상시 맞물리고 있다.
또한, 레버(41)는 기어(43)의 지지축(44)이 관통하는 가이드 홈(41a)을 구비하고 있고, 레버(41)의 상하 방향의 이동이 이 지지축(44)과 가이드 홈(41a)에 의해서 제한된다. 또한, 레버(41)가 지지축(32)을 중심으로 회동하는 범위는 가이드 홈(41a)의 길이에 의해서 정해지고 있다. 즉, 본 예의 프린터(1)에서는 레버(41)의 회동에 따라, 유성 기어(42)와 기어(31b)가 맞물리거나 또는 분리되도록 구성되어 있다.
프레임(2)에는 무한궤도형 잉크 리본(IR)을 수용한 리본 카세트(도시하지 않음)가 장착된다. 이 리본 카세트의 내부에는 잉크 리본(IR)을 감아 올려 순환시키기 위한 권취 롤러(도시하지 않음)가 내장되어 있다. 리본 카세트가 프레임에 장착되면, 이 권취 롤러가 권취 스풀(50)과 결합하고, 모터(6)의 구동력이 권취 롤러에 전달되도록 되어 있다.
따라서, 프린터(1)에 있어서는 모터(6)의 구동력을 구동 풀리(7), 벨트(8)를 거쳐서 전달함으로써, 프린트 헤드(5)가 캐리지지축(3)을 따라 화살표 A 또는 B 방향으로 왕복 운동한다. 여기서, 프린트 헤드(5)가 화살표 A 방향으로 이동하고 있는 경우에는 기어(31)는 반시계 방향(도 2에 있어서)으로 회전하여, 유성 기어(42)를 시계 방향으로 회전시키고자 한다. 그러나, 유성 기어(42)와 레버(41) 사이에 삽입된 스프링 부재에 의한 마찰부하 때문에, 유성 기어(42)는 그 지지축(33)에 대하여 회전하지 않는다. 이 때문에, 레버(41)는 지지축(32)을 중심으로 반시계 방향, 즉 화살표 E 방향으로 회동한다.
이 때, 레버(41)는 레버(41)에 마련된 가이드 홈(41a) 내에 삽입되어 있는 기어(43)의 지지축(44)에 가이드되어, 유성 기어(42)가 기어(43a)에 맞물리는 위치까지 화살표 E 방향으로 회동한다. 유성 기어(42)가 기어(43a)에 맞물리는 위치에 이른 후에, 다시 기어(31)가 반시계 방향으로 회전하면, 유성 기어(42)는 레버(41)와의 마찰력에도 불구하고, 지지축(33)을 중심으로 시계 방향으로 회전하여, 기어(43)에 구동력을 전달한다. 이에 의해, 기어(43)는 반시계 방향으로 회전한다. 그리고, 이것과 맞물려 있는 기어(51)는 시계 방향(화살표 C 방향)으로 회전한다.
또한, 프린트 헤드(5)가 화살표 A 방향으로부터 방향 전환하여 화살표 B 방향으로 이동하는 경우에는, 기어(31)는 전술한 경우와 역 방향으로 회전하고, 레버(41)는 지지축(32)을 중심으로 시계 방향(화살표 F 방향)으로 회전하고, 유성 기어(42)와 기어(43a)의 결합이 해제된다. 이 때, 레버(41)는 레버(41)에 마련된 가이드 홈(41a) 내에 삽입되어 있는 지지축(44)에 가이드되어, 가이드 홈(41a)의 한쪽 단부에 지지축(44)이 접촉할 때까지 화살표 F 방향으로 회동한다.
이와 같이, 프린트 헤드(5)가 화살표 A 방향으로 이동한 경우에만,구동모터(6)의 구동력이 전달기구(45)[기어(11)-기어(43)]를 거쳐서 권취 스풀(50)에 전달되고, 이에 의해 잉크 리본(IR)이 화살표 D 방향으로 반송된다.
도 3 및 도 4에 도시하는 바와 같이, 검출기구(10)는 캐리지(5b)의 왕복 이동에 따라 회전하는 검출 기어(11)와, 그 검출 기어(11)의 회전을 검출하는 투과형 광 센서(포토 인터럽터)(15)를 갖는다.
지지축(12)은, 예컨대 코킹에 의해서 프레임(2)의 베이스(2a)에 고정되어, 검출 기어(11)를 회전 가능하게 지지한다.
검출 기어(11)는 그 중심측에 지지축(12)에 결합하는 베어링(11d)이 형성되고, 외주 부분(11a)에 기어(9a) 및 기어(31b)와 맞물리는 톱니가 형성된 수지제의 평기어이다. 검출 기어(11)의 한쪽 면, 즉 베이스(2b)와 마주 보는 측의 면에는 베어링(11d)과 동심 형상으로 오목부(11b)가 형성되어 있다. 그리고, 검출 기어(11)는 그 오목부(11b)가 베이스(2b)를 향하도록, 지지축(12)에 장착되어 있다. 이에 따라, 베이스(2b)와 검출 기어(11)의 사이에는 광 센서(15)를 배치하기 위한 공간(S)이 형성된다.
도 3 내지 도 5에 도시한 바와 같이 오목부(11b)의 바닥면이 되는 내벽(11e)에는 검출 기어(11)와 동심 형상으로 빗살형 톱니 부재(11c)가 설치되어 있다. 빗살형 톱니 부재(11c)의 각 톱니는 소정의 폭을 갖고, 인접하는 톱니와 소정의 간격을 두고, 검출 기어(11)의 회전중심으로부터 거리(L1)만큼 떨어진 위치에 동심 형상으로 배치되어 있다. 또한, 빗살형 톱니 부재(11c)는 검출 기어(11)와 일체 성형에 의해서 형성되어 있다. 또한, 이 거리(L1)는 가능한 한 작게 설정하는 것이바람직하다. 그것은 검출 기어(11)의 회전에 따라 발생하는 빗살형 톱니 부재(11c)의 진동이 작아지기 때문에, 광 센서(15)가 빗살형 톱니 부재(11c)를 검출하는 정밀도가 향상되는 것을 기대할 수 있기 때문이다.
투과형 광 센서(15)는 배선 기판(17)에 고정되어 있다. 광 센서(15)의 단자는 배선 기판(17)의 배면에 인쇄된 리드(17a)에 접속하고, 또한 이 리드(17a)는 후술하는 컨트롤러(70)에 접속하고 있다.
프레임(2)의 베이스(2b)에는 광 센서(15)보다 약간 큰 구멍(18)이 설치되어 있다. 그리고, 광 센서(15)가 구멍(18)을 통해서 베이스(2b) 위로 노출되고, 배선 기판(17)이 베이스(2b)의 배면에 밀착하도록, 배선 기판(17)이 프레임(2)에 고정되어 있다.
광 센서(15)는 2개의 아암을 구비하고, 한쪽 아암에는 발광부(15a)가, 다른쪽 아암에는 수광부(15b)가 서로 마주 보도록 배치되어 있다. 그리고, 빗살형 톱니 부재(11c)가 발광부(15a) 및 수광부(15b) 사이를 통과하도록, 광 센서(15)는 검출 기어(11)와 베이스(2b) 사이에 형성된 공간(S) 내에 배치되어 있다. 따라서, 검출 기어(11)가 회전하고, 발광부(15a)와 수광부(15b) 사이에 빗살형 톱니 부재(11c)의 톱니가 있을 때에는 발광부(15a)에서 수광부(15b)로 향하는 빛이 차단되고, 인접하는 톱니의 사이에 있을 때에는 발광부(15a)에서 발생한 빛은 수광부(15b)에 입사한다. 이에 따라, 검출 기어의 회전 속도에 따른 주기의 펄스가 광 센서(15)로부터 출력된다.
또한, 검출 기어(11)의 외주 부분(11c)과 베이스(2a) 사이에는 약간의간극(G)이 형성되어 있다. 간극(G)의 크기는 검출 기어(11)의 회전에 지장이 없는 정도, 즉 관련되는 부품의 공차를 고려하여 외주 부분(11c)이 베이스(2a)에 접촉하지 않는 정도이고, 또한 공간(S)의 밀폐성을 손상시키지 않는 정도로 설정되어 있다. 이러한 구성에 의해, 광 센서(15)는 검출 기어(11)와 베이스(2a)에 의해서 덮이고, 광 센서(15)가 배치되는 공간(S)은 거의 밀폐된 상태로 유지된다.
이상 서술한 바와 같이, 검출기구(10)의 광 센서(15)는 검출 기어(11)와 베이스(2a)에 의해서 거의 밀폐된 내부 공간(S) 내에 수용되어 있기 때문에, 외란광의 영향을 받지 않으므로, 그것에 의해서 검출 오류가 발생하는 일이 없다. 또한, 기어 등에 주유된 윤활유, 또는 기록지에 부착해 있던 종이가루 등으로부터도 보호된다. 또한, 기어의 내부에 수용되기 때문에, 설치 공간이 작아도 되므로 장치의 소형화에도 유리하다.
다음에, 도 1 및 도 6을 이용하여 캐리지의 왕복 동작을 모니터하는 컨트롤러 및 그 방법에 대하여 설명한다.
도 1에 도시하는 바와 같이 프린터(1)를 제어하는 컨트롤러(70)는 호스트로부터 수신한 인쇄 데이터 및 명령에 근거하여, 드라이버(71b)를 통해 프린트 헤드(5)를, 또한 드라이버(71a)를 통해 모터(6)를 제어한다. 컨트롤러(60)에는 모터(6)에 출력되는 구동 펄스를 카운트하는 카운터(72)가 접속된다. 컨트롤러(70)는 마이크로 프로세서와 그 동작을 규정하는 프로그램 등을 저장한 ROM, 인쇄 데이터 등을 일시적으로 기억하는 RAM 등으로 구성되어 있고, 이하에 서술하는 프로세스를 실행한다.
도 6은 프린터(1)에서의 모터의 구동 신호와 검출기구의 출력 신호를 도시한 타이밍 차트이다.
호스트로부터 인쇄 데이터를 수신하면, 컨트롤러(70)는 홈 포지션에 있는 프린트 헤드(5)가 홈 포지션으로부터 프린트 영역을 향해서(도 1에 있어서, HP에서 화살표 B 방향을 향해) 이동하도록, 스테핑 모터(6)에 구동 펄스(P0)를 인가한다. 프린트 헤드(5)가 인쇄 영역에 이른 후에, 구동 펄스(P0)에 동기하여, 인쇄 데이터에 따라서 선택적으로 프린트 헤드(5)로 통전이 실행된다.
스테핑 모터(5)가 구동되면, 검출 기어(11)도 회전되고, 그 회전에 따라서 검출 기어(15)내에 장착된 광 센서로부터 검출 펄스(P1)가 출력된다. 도 6에 도시하는 바와 같이, 본 예의 프린터(1)에서는 모터(6)가 6단계 회전하면 1주기분의 검출 펄스(P1)가 출력되도록 되어 있고, 검출 펄스(P1)를 모터의 구동 펄스(P0)와 비교하여 캐리지의 동작을 감시한다.
카운터(72)는 모터(6)의 구동 펄스(P0)의 1주기에서 한 번 카운트한다. 시각(T1)에서 카운터(72)는 1로 카운트하고, 이 때 컨트롤러(70)는 검출 펄스(P1)가 H인가, L인가를 조사하여, 그 검출한 상태를 일시적으로 기억한다. 도 6에 있어서는 시각(T1)에서 검출 펄스의 상태는 H이므로 그것이 기억된다.
시각(T2)에서 다시 검출 펄스의 상태가 조사되고, 전회[시각(T1)]와 검출 펄스의 상태가 같으면, 카운터(72)의 카운트값이 1증가한다. 한편, 전회와 검출 펄스의 상태가 다르면, 카운터(72)의 값은 리세트되어 1로 된다.
도 6에서 시각(T2)에서의 검출 펄스의 상태는 시각(T1)의 그것과 같고, 또한시각(T3)에서의 검출 펄스의 상태는 시각(T2)의 그것과 같으므로, 시각(T3)에서의 카운터의 값은 3이 된다. 한편, 시각(T4)에서는 전회[시각(T3)]와, 검출 펄스의 상태가 다르기 때문에, 카운터(72)의 값은 리세트되어 1로 된다.
캐리지가 정상적으로 구동되고 있으면, 검출 펄스(P1)의 위상(H, L)은 주기적으로 전환되므로, 카운터의 값은 소정의 값(본 예에서는 3)을 세면 항상 리세트된다. 한편, 모터(6)가 어떠한 원인에 의해 탈조(脫調: loss of synchronism)하여, 캐리지가 정상적으로 구동되고 있지 않은 경우에는 검출 펄스(P1)의 위상은 전환되지 않는다. 이러한 경우, 카운터(72)의 카운트값도 정상적인 경우의 값보다 커진다. 도 6에 있어서 2점쇄선으로 도시하는 바와 같이, 이상이 발생한 경우에 시각(T5)에서 검출 펄스(P1)의 위상이 H에서 L로 전환되지 않는다. 이 경우, 시각(T4)에서 카운터의 값은 증가하여 4로 된다.
이와 같이, 카운터(72)의 값이 검출 펄스(P1)의 1/2주기에 상당하는 구동 펄스(P0)의 수에 1을 더한 수(본 예에서는 4)로 된 경우에 컨트롤러(70)는 캐리지가 정상적으로 구동되고 있지 않은 것으로 판단하여, 인쇄 처리를 중단하고 프린터의 케이스에 마련된 LED 등을 이용하여, 오류가 일어난 것을 표시한다.
다음에, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 검출기구에 대하여, 도 7 내지 도 10을 이용하여 설명한다. 도 7은 본 발명의 제 2 실시예의 개략적 구성을 도시한 일부 절결 사시도 이며, 도 8은 상기 실시예의 검출기구를 도시한 일부 절결 측면도이다. 또한, 도 9는 그 검출기구의 구성 부품인 기어를 배면측으로부터 본 사시도이다. 또한, 상기 실시예와 대응하는 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하여 상세한 설명을 생략한다.
본 실시예의 검출기구(10A)는 상기 검출 기어(11)와 형상이 다른 검출 기어(21)를 갖고, 반사형 광 센서(16)를 이용하고 있는 점이 상기 실시예와 다르다.
본 실시예의 경우도 검출 기어(21)에 대하여, 동심원형상으로 마련된 오목부(21b)에 의해서, 광 센서를 수용하기 위한 공간(S)이 형성된다. 단지, 그 오목부(21b)의 바닥면인 벽(22)에는 서로 두께가 다른 검출 세그먼트(22a, 22b)가 둘레 방향을 따라서 주기적으로 배치되어 있다.
제 1 세그먼트(22a)는 벽(22)의 두께가 t1인 부분에 의해 형성되고, 제 2 세그먼트(22b)는 벽의 두께가 t2인 부분에 의해 형성된다(t2>t1). 광 센서(16)의 상면에는 발광부(16a) 및 수광부(16b)가 소정의 간격으로 배치되어 있다. 그리고, 제 1 세그먼트(22a)로부터 광 센서(16)의 발광부(16a) 또는 수광부(16b)까지의 거리(L2)는 제 2 세그먼트(22b)로부터 발광부(16a) 또는 수광부(16b)까지의 거리(L3)보다 크다.
따라서, 제 2 세그먼트(22b)가 발광부(16a)에 대향하고 있을 때에는 제 1 세그먼트(22a)가 발광부(16a)에 대향하고 있을 때보다도 수광부(16b)에 입사하는 빛의 광도는 커진다. 따라서, 검출 기어(21)가 회전하면, 검출 기어(21)의 회전 속도에 따른 주기의 펄스가 광 센서(16)로부터 출력된다.
이와 같이, 반사형 광 센서를 이용하는 경우에 서로 센서로부터의 거리가 다른 검출 세그먼트를 마련한 검출 기어(22) 대신에, 도 10에 도시한 검출세그먼트(24a, 24b)를 오목부(23c)의 바닥면(24)에 마련한 검출 기어(24)를 채용해도 무방하다. 검출 기어(24)의 제 1 세그먼트(24a)의 표면에는 비교적 반사율이 낮은 색(예컨대 흑)이 인쇄되어 있고, 제 2 세그먼트(24b)의 표면에는 비교적 반사율이 높은 색(예컨대 백, 은)이 인쇄되어 있다. 검출 기어(21)와 같이, 제 2 세그먼트(24b)가 발광부(16a)에 대향하고 있을 때에는 제 1 세그먼트(24a)가 그것에 대향하고 있을 때보다도, 수광부(16b)에 입사하는 빛의 광도는 높아져, 검출 기어(21)가 회전하면, 검출 기어(21)의 회전 속도에 따른 주기의 펄스가 광 센서(16)로부터 출력된다.
또한, 서로 광 센서부터의 거리를 다르게 한 검출 세그먼트와, 서로 반사율을 다르게 한 것을 병용해도 무방하다.
도 11은 본 발명에 따른 검출기구의 제 3 실시예의 내부 구성을 도시한 일부 단면 측면도이며, 이하, 상기 실시예와 대응하는 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하여 그 상세한 설명을 생략한다. 도 11에 도시하는 바와 같이 본 실시예의 검출기구(10B)에서는 프레임(2)의 베이스(2a)의 형상이 상기 실시예와 다르다. 즉, 프레임(2)의 베이스(2a)에 검출 기어(11)의 직경보다 약간 큰 직경의 오목부(20)가 형성되고, 이 오목부(20)에 검출 기어(11)가 장착되도록 되어 있다.
오목부(20)의 내벽부(20a)는 바닥부(20b)에 대하여 수직이 되도록 형성되고, 또한 오목부(20)의 깊이(d)는 검출 기어(11)의 외주 부분(11a)과 프레임(2)의 바닥부(20b) 사이의 간극(G)의 크기보다 깊게 형성되어 있다. 이에 따라, 검출 기어(11)의 내부 공간(S)의 밀폐성을 보다 높일 수 있어, 광 센서(15)의 보호를 보다 확실하게 실행할 수 있다.
또한, 본 예에서는 투과형 광 센서를 이용한 것을 설명했지만, 대신에 도 7에 도시한 반사형 광 센서와 그것에 대응하는 검출 기어를 이용해도 무방하다. 그 밖의 구성 및 작용 효과에 대해서는 상기 실시예와 동일하므로 그 상세한 설명을 생략한다.
도 12는 본 발명에 따른 검출기구의 제 4 실시예의 내부 구성을 도시한 일부 단면 측면도이며, 이하 상기 실시예와 대응하는 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하여 그 상세한 설명을 생략한다. 도 12에 도시하는 바와 같이 본 실시예의 검출기구(10C)에서는 광 센서(15)를 수용하기 위한 공간(S)을 주로 프레임(2)의 베이스(2a)에 마련한 오목부(20d)에 의해 형성한다. 즉, 프레임(2)의 베이스(2a)에 검출 기어(25)의 직경보다 작은 직경의 오목부(20d)가 형성되고, 이 오목부(20d)에 검출 기어(25)가 장착되도록 되어 있다. 검출 기어(25)의 베이스(2a)에 대향하는 면에는 빗살형 피 검출 부재(25c)가 설치되어 있다. 기어(25)를 금속으로 형성하는 경우에는 기어측의 형상을 이와 같이 단순하게 하는 편이 용이하게 제조할 수 있고, 비용 면에서 유리하다. 물론, 본 예에 있어서도 반사형 광 센서를 이용할 수 있고, 그 경우에 빗살형 피 검출 부재가 불필요해지기 때문에, 더욱 기어의 가공을 용이하게 실행할 수 있다.
또한, 본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 않고, 여러가지 변경을 실행할 수 있다.
또한, 상기 실시예에 있어서는 검출기구의 검출기로서 광 센서를 이용했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 검출기로 자기 센서 등의 비접촉형 센서 외에 여러가지 센서를 적용할 수 있다. 단지, 전술한 실시예와 같이 광 센서를 이용하면 소형 검출기구를 얻을 수 있다고 하는 장점이 있다. 또한, 상기 실시예에 있어서는 검출기구의 회전체로서 기어를 예로 들어 설명했지만, 구동기구의 한 요소가 되는 풀리와, 이것을 지지하는 베이스 사이에 검출기를 수용하는 공간을 형성해도 무방하다.
또한, 본 발명의 검출기구를 도트 임팩트방식의 프린트 헤드의 구동기구에 이용했지만, 감열 방식이나 잉크젯 방식의 프린터의 캐리지 이송기구에 적용하는 것도 가능하다. 또한, 이들 프린터의 다른 구동기구에 이용할 수도 있다. 예컨대, 프린터 등의 종이 보내기 기구에 있어서, 종이 보내기 롤러의 동작을 감시하는 검출기구에 이용해도 무방하고, 테이프 프린터의 테이프·리본 이송기구에 있어서, 그것들을 반송하기 위한 롤러, 스풀의 동작을 감시하는 검출기구에 이용할 수도 있다.
또한, 프린터에 한하지 않고, 외란광이나 외란물 등으로부터 검출기를 보호해야 하는 여러가지 기구에 적용하는 것도 가능하다. 예컨대, 펜을 캐리지에 탑재하고 캐리지를 주사하여 용지에 인쇄를 실행하는 XY 플로터, 커터를 캐리지에 탑재하고 용지 등을 절단하는 커팅 장치, 광원 및 광학 센서를 탑재한 캐리지를 주사하여 화상을 입력하는 이미지 스캐너 등 캐리지의 동작을 감시하는 검출기구에 적용할 수 있다.
Claims (12)
- 모터와 상기 모터의 구동력을 전달하여 대상물을 이동시키는 구동기구를 포함한 장치에 설치되고, 상기 대상물의 움직임을 모니터하기 위한 검출기구에 있어서,상기 구동기구의 일부를 구성하는 회전체와,상기 회전체를 회전 가능하게 지지함과 동시에 상기 회전체와의 사이에 거의 밀폐된 공간을 형성하는 베이스와,상기 공간의 내부에 배치되어 상기 회전체의 회전을 모니터하는 검출기를 갖는 것을 특징으로 하는 검출기구.
- 제 1 항에 있어서,상기 회전체는 기어 또는 풀리를 포함하는 것을 특징으로 하는 검출기구.
- 제 1 항에 있어서,상기 회전체와 상기 베이스가 서로 대향하는 면의 적어도 한쪽에는 오목부가 마련되고, 상기 오목부에 의해서 상기 공간이 형성되는 것을 특징으로 하는 검출기구.
- 제 3 항에 있어서,상기 베이스측에는 상기 회전체와 동심원형상이고 그 직경이 상기 회전체의 직경보다도 약간 크게 형성된 오목부가 마련되고, 상기 회전체는 상기 오목부에 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 검출기구.
- 제 1 항에 있어서,상기 검출기는 광 센서인 것을 특징으로 하는 검출기구.
- 제 5 항에 있어서,상기 광 센서는 서로 대향하여 배치된 발광부와 수광부를 갖는 투과형 광 센서이고,상기 회전체는 빗살(comb teeth)형 피 검출부를 갖고, 상기 피 검출부는 상기 발광부 및 수광부 사이를 통과하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 검출기구.
- 제 5 항에 있어서,상기 광 센서는 서로 인접하게 배치된 발광부와 수광부를 갖는 반사형 광 센서이고,상기 회전체는, 서로 인접하게 배치되고 상기 발광부로부터의 빛을 반사하는 특성이 다른 제 1 세그먼트와 제 2 세그먼트를 갖는 것을 특징으로 하는 검출기구.
- 제 7 항에 있어서,상기 제 1 세그먼트는 상기 광 센서로부터 제 1 거리만큼 떨어진 위치에 배치되고, 상기 제 2 세그먼트는 상기 광 센서로부터 제 1 거리와는 다른 제 2 거리만큼 떨어진 위치에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 검출기구.
- 제 7 항에 있어서,상기 제 1 세그먼트의 반사율은 상기 제 2 세그먼트의 반사율과 다른 것을 특징으로 하는 검출기구.
- 기록지에 프린트를 실행하는 프린트 헤드와,상기 프린트 헤드를 탑재한 캐리지와,모터와,상기 모터의 구동력을 전달하여 상기 캐리지를 왕복 이동시키는 구동기구와,상기 구동기구에 연결된, 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 검출기구와,상기 검출기구의 출력 펄스를 상기 모터의 구동 펄스와 비교하여 캐리지의 동작을 감시하는 컨트롤러를 갖는 것을 특징으로 하는 캐리지 모니터 장치.
- 기록지에 프린트를 실행하는 프린트 헤드와,상기 프린트 헤드를 탑재한 캐리지와,모터와,상기 모터의 구동력을 전달하여 상기 캐리지를 왕복 이동시키는 구동기구와,상기 구동기구에 연결된, 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 검출기구와,상기 검출기구의 출력 펄스를 상기 모터의 구동 펄스와 비교하여 캐리지의 동작을 감시하는 컨트롤러를 갖는 것을 특징으로 하는 프린터.
- 제 11 항에 있어서,또한 잉크 리본을 반송하는 리본 반송기구와,상기 캐리지를 왕복 이동시키는 구동기구에 연결되어, 상기 모터의 구동력을상기 리본 반송기구에 전달하는 전달기구를 갖고,상기 검출기구의 회전체는 상기 전달기구의 일부로서 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 프린터.
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