JP2000296946A - プリンタにおける用紙厚さ測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 用紙の硬さ等に関わる各水準の用紙厚さを正
確に測定可能にする。 【解決手段】 ステッピングモータを駆動させて記録ヘ
ッドを搭載したキャリッジをプラテン側に移動させ、そ
の移動に伴って駆動パルスと同一周期で且つ該移動に伴
って発生するパルス信号と、駆動パルスとの時間差を逐
次積分して、これと時間差積分の設定値と一致したこと
で用紙厚さを測定する方法であって、記録ヘッドが標準
の水準の用紙に当接してから圧接される際の駆動パルス
数と、該駆動パルス数と前記時間差の積分値との標準特
性曲線Ｂと、該曲線Ｂにおける標準特性設定点Ｋ_Ｂと該
設定点Ｋ_Ｂにおける法線とを予め求め、各用紙水準の用
紙に対応させた特性曲線Ａ，Ｃと、設定点Ｋ_Ｂを通り且
つ曲線Ａ，Ｂ，Ｃに対する法線の組よりなる法線曲線Ｋ
と当該用紙水準の曲線Ａ，Ｃとの交点Ｋ_Ａ，Ｋ_Ｃにおけ
る時間差の積分値を、これら各用紙水準の時間差積分の
設定値とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリンタにおける
用紙厚さ測定方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】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で
きるだけ小さくする必要がある。一方、この記録ヘッド
は複写材を介してコピーを可能にする等で、印刷可能な
用紙の種類が多く、記録ヘッドと記録用紙との間隔が他
の形式のプリンタと比較して大きく変動する。よってこ
の種のプリンタは、プラテンと記録ヘッドとの間隔を調
整するための機構を備えている。

【０００３】この調整のための用紙厚さ測定方法が、本
出願人と同一出願人による出願の特開昭・・・号公報
（註：整理番号ＳＥ−２７８）に記載されている。該記
載の技術は、記録ヘッドを搭載した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を備
え、キャリッジの移動量と比例した周期のパルス信号を
発生させ、予め設定されたキャリッジの基準位置からス
テッピングモータを駆動させてその駆動パルスと前記パ
ルス信号との時間差を逐次算出して積分し、その積分値
が所定の値に達した時点と記録ヘッドが用紙に当接した
時点とがほぼ一致することから、前記基準位置の時点か
ら所定の時間差積分値に達した時点に至るまでの駆動パ
ルス数を測定し、これに対応の前記移動量に基づいて用
紙厚さが測定されるようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の技術において
は、記録ヘッドが用紙に当接してから圧接される際の駆
動パルスと時間差積分値との特性曲線として、用紙の硬
さ等に関わる各水準の用紙に対して、それぞれ固有な特
性曲線を使用しているが、これらに共通な所定の時間差
積分値を用いて、記録ヘッドが用紙に当接した時点を判
別している。しかしながら、用紙の種類等によってその
特性曲線の傾斜が異なると、特にその傾斜が緩やかな場
合には、前記所定の時間差積分値に到達する時点は、実
際に記録ヘッドが用紙に当接した時点よりもかなり遅れ
る。よって各水準の用紙の厚さを正確に測定し得ない。

【０００５】本発明は、上記の問題点を解決するため
に、各水準の用紙に対応させて、記録ヘッドが用紙に当
接してから圧接される際の駆動パルスと時間差積分値の
特性曲線に対する前記所定の時間差積分値を各水準の用
紙毎に適正に設定し、用紙に当接した時点が的確に把握
されるようにして、各水準の用紙の厚さを正確に測定可
能にしたプリンタにおける用紙厚さ測定方法を提供する
ことを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的達成のために請
求項１記載の発明は、ステッピングモータを駆動して記
録ヘッド搭載したキャリッジをプラテン軸の垂直方向に
移動させ、その駆動パルスと、キャリッジの移動量と比
例した周期のパルス信号との時間差を積分し、所定の時
間差積分設定値に至るまでの移動量に基づいて用紙厚さ
を測定する用紙厚さ測定方法において、標準の水準の用
紙に対して、記録ヘッドが用紙に当接してから圧接され
る際の駆動パルス数と前記時間差積分値との特性曲線よ
りなる標準特性曲線と、該標準特性曲線における前記所
定の時間差積分設定値を表す積分値直線との交点よりな
る標準特性設定点と該標準特性設定点における法線とを
予め求めておき、紙質の異なる各用紙水準の用紙に対応
した各々の前記特性曲線と、前記標準特性設定点を通り
且つ該各特性曲線に対する法線の組よりなる法線曲線と
を用いて、該法線曲線と当該用紙水準の特性曲線との交
点よりなる当該水準特性・法線交点における当該時間差
積分値を、前記当接の時点に関わる当該用紙水準の時間
差積分設定値としたことを特徴としている。

【０００７】よって各用紙水準に固有の時間差積分設定
値が使用されて、前記移動の基準位置の時点から当該時
間差積分値に達した時点に至るまでの駆動パルス数が、
該移動量に関わる値として取り入れられる。

【０００８】請求項２記載の発明は、請求項１における
標準特性設定点と適宜の水準の前記特性曲線に対する前
記水準特性・法線交点との相互間を結ぶ法線曲線に代え
て該相互間を結ぶ直線を使用し、該直線と当該用紙水準
の前記特性曲線との交点よりなる当該水準特性・直線交
点における当該時間差積分値を、前記当接の時点に関わ
る当該水準の時間差積分設定値としたことを特徴として
いる。よって請求項１における作用に準じて同様に作用
する。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態について添付図面を参照しつつ説明する。

【００１０】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ギャップＧを調整
する機構例を示す図である。同図において、１は記録ヘ
ッドを移動させるためのキャリッジで、該記録ヘッド２
を搭載していて、偏心状態で回動可能に基台に取り付け
られたガイド軸に設けられ、プラテン４とのギャップＧ
を調整できるように構成されている。

【００１１】５はステッピングモータで、この場合、２
−２相励磁式であって、周期３．５ミリ秒により駆動さ
れ、減速歯車６を介してガイド軸３の被駆動車７に接続
されている。１０ロータリエンコーダで、ステッピング
モータ５の軸８に取り付けられた符合板１１と、符合板
１１の符号パターンを読み取るパターン検出器１２とよ
りなる。該ロータリエンコーダ１０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
に設定されていて、その回転角に比例する数のパルス信
号を出力する。１３はキャリッジ１が最も後退した状態
の基準位置を検出するための位置検出器で、例えばマイ
クロスイッチよりなる。１４はキャリッジ１の他端を支
持しているガイド部材である。

【００１２】１５は制御装置で、後記するように、位置
検出器１３とロータリエンコーダ１０の信号を受けて、
該各信号に基づいてステッピングモータ５を駆動し、キ
ャリッジ１を図中の矢印Ｅ方向に移動させて、ギャップ
Ｇを記録用紙の厚さに適合させた値に調整すべく制御す
る。

【００１３】図１は本発明の実施形態例を示す用紙厚さ
測定用の制御装置のブロック図である。同図において、
２０はステッピングモータ５の回転を制御するモータ駆
動制御手段で、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
方向に後退させ、所定の基準位置到達すると位置検出器
１３から基準位置検出信号を受けて、該基準位置にセッ
トさせる。次いで、キャリッジ１をプラテン４方向に移
動させて記録ヘッド２を用紙に当接させ、更に、用紙厚
さを検出されると、ギャップＧが適切になるようにステ
ッピングモータ５を駆動させる。

【００１４】２１は時間差検出手段で、ロータリエンコ
ーダ１０から出力されたパルス信号の周期とステッピン
グモータ５の駆動パルスの周期との時間差に変化が生じ
たことを検出し、その各時間差△Ｔ_ｎを出力する。２２
は時間差積分手段で、各時間差△Ｔ_ｎの積分値Σ（△Ｔ
_ｎ）を算出して、後述する当接判定手段２３に出力す
る。

【００１５】２３は当接判定手段で、時間差積分値Σ
（△Ｔ_ｎ）が後述する積分値判定水準設定手段２６によ
って指定されている判定水準値（時間差積分設定値）と
一致した時点で、当接判定信号を出力する。該当接判定
信号は後述するように、記録ヘッド２が用紙に当接した
ことを示している。

【００１６】２４は用紙厚さ検出手段で、位置検出器１
３から基準位置検出信号が出力された時点を始点とし
て、当接判定手段２３から当接判定信号が出力されるま
で、ロータリエンコーダ１０から出力されるパルス信号
を計数して、その計数値に基づいて用紙の厚さを算出す
る。

【００１７】２５は用紙水準指定手段で、用紙の硬さ等
に関する各用紙水準が指定される。２６は積分値判定水
準設定手段で、時間差積分手段２２による積分値と比較
するための判定水準値を、用紙水準指定手段２５による
用紙水準指定に基づいて設定して、該判定水準値を当接
判定手段２３に与える。

【００１８】積分値判定水準設定手段２６は、指定され
た用紙水準毎に、適切な判定水準値（時間差積分設定
値）を設定するようにしている。プリンタに使用される
用紙は例えば、その硬さによって用紙水準を区分するこ
とができる。記録ヘッド２を用紙に当接させて用紙厚さ
を検出するに当たって、複写紙のような比較的に柔らか
い用紙は、記録ヘッド２が用紙に当接して圧接される際
に無理なく押し込まれるので、駆動パルスの進行に対し
て前述の各時間差△Ｔ_ｎの積分値Σ（△Ｔ_ｎ）が緩やか
に増進する。よってこの時間差積分値Σ（△Ｔ_ｎ）より
なる判定水準値を、柔らかい用紙に対しては比較的に小
さく設定しておくことが望ましい。

【００１９】図３は積分値判定水準設定手段２６におけ
る判定水準値の設定に関する図である。同図において、
横軸はステッピングモータ５の駆動パルス数（ロータリ
エンコーダ１０の出力パルス数と同等）、縦軸は時間差
積分値Σ（△Ｔ_ｎ）で、同図中、Ａ，Ｂ，Ｃで示した実
線とその各間に示した破線は各水準の用紙に対する駆動
パルス数と時間差積分値Σ（△Ｔ_ｎ）の特性曲線であ
り、曲線Ｂは標準の硬さの用紙に対する標準特性曲線、
曲線Ａは比較的に固い用紙の特性曲線、そして曲線Ｃは
比較的に柔らかい用紙の特性曲線をそれぞれ示してい
る。Ｉは標準特性曲線Ｂに対して予め設定されている標
準の時間差積分設定値である。尚、同図の原点は、記録
ヘッド２が用紙に当接開始した時点を示している。

【００２０】該各特性曲線は例えば、各種の水準の用紙
をその硬さによって適宜に区分して、その代表の各用紙
をプリンタにセットし、ステッピングモータ５を駆動し
て、駆動パルス数と時間差積分値Σ（△Ｔ_ｎ）とを実測
して求める。同図に示すように、用紙が柔らかいほど曲
線の傾斜が緩やかになる。

【００２１】曲線Ｋは、標準特性曲線Ｂと標準の時間差
積分設定値Ｉを表す積分値直線との交点を通り且つ各特
性曲線Ａ，Ｂ，Ｃ等に対してそれぞれ法線をなしている
法線曲線である。該法線曲線Ｋと各特性曲線Ａ，Ｂ，Ｃ
との交点Ｋ_Ａ，Ｋ_Ｂ，Ｋ_Ｃは、積分値判定水準設定手段
２６によって設定される各判定水準値と当該各駆動パル
ス数を表している。

【００２２】同図に示す横軸をｘとし縦軸をｙとして標
準特性曲線Ｂを式、ｙ＝ｆ（ｘ）で表した場合に、各水
準毎の適宜の係数、例えば係数ａ１又は係数ａ２を該式
に乗ずることによって各特性曲線Ａ又はＢが得られると
すると、各交点Ｋ_Ａ，Ｋ_Ｃにおける接線の式も、交点Ｋ
_Ｂから同様にして得られる。即ち、各特性曲線Ａ又はＣ
に対する各時間差は、標準特性曲線Ｂに対する時間差△
Ｔ_ｎを係数ａ１又は係数ａ２で除した値△Ｔ_ｎ／ａ１又
は△Ｔ_ｎ／ａ２になる。

【００２３】よって標準特性曲線Ｂに対する時間差積分
値Σ（△Ｔ_ｎ）と、各特性曲線Ａ，Ｃに対する時間差積
分値Σ（△Ｔ_ｎ／ａ１）又はΣ（△Ｔ_ｎ／ａ２）とは、
積分値判定水準としての同等な水準値とみなし得る。こ
れら各時間差積分値をなしている各交点Ｋ_Ａ，Ｋ_Ｂ，Ｋ
_Ｃの座標は、各係数ａ１又はａ２等に関わる各接線に対
して定義づけられているので、これを該各座標における
各法線によって定義づけることができる。よって法線曲
線Ｋは、これら法線の組み合わせによって作成される。
同図中、破線で示す各用紙特性に対しても、上記に準じ
て設定される。

【００２４】次にこのように構成した装置の動作を説明
する。図４は制御装置１５の動作を示すフローチャート
である。尚、以降の説明において、上記の時間差に関わ
る各値（△Ｔ_ｎ／ａ１）又は（△Ｔ_ｎ／ａ２）を値（△
Ｔ_ｎ）に読み替えて扱う。

【００２５】用紙水準指定手段２５によって用紙水準が
指定されると、積分値判定水準設定手段２６によって各
特性Ａ，Ｂ，Ｃ等から当該用紙水準の時間差積分設定値
（これら時間差積分設定値をＴ_Ｋとする）が指定される
（Ｓ１）。そして用紙が装填されて図示しないローデン
グスイッチが押下されると（ステップＳ２）、モータ駆
動制御手段２０によってステッピングモータ５が正転駆
動されて、キャリッジ１は印字領域のほぼ中央に移動さ
れる（Ｓ３）。引き続き逆転駆動されて、キャリッジ１
が位置検出器１３に向けて移動され（Ｓ４）、位置検出
器１３から位置検出信号が出力されると（Ｓ５）、ステ
ッピングモータ５は停止する（Ｓ６）。

【００２６】引き続き、ステッピングモータ５が所定の
回転速度で正転駆動されて、キャリッジ１がプラテン４
に向けて移動され（Ｓ７）、同時にロータリエンコーダ
１０からパルス信号が発生する。尚、キャリッジ１の移
動当初においてはステッピングモータ５に回転ムラが生
じ易いので、これが安定した後に以降の検出等を実行さ
せる。

【００２７】図５は制御装置１５の動作に関わる信号の
波形図である。同図を参照し、記録ヘッド２が用紙に当
接するまでは、ステッピングモータ５に作用する負荷が
ほぼ一定であるから、ロータリエンコーダ１０から出力
される各パルス信号の周期Ｔと駆動パルス信号の周期Ｔ
とは等しい。該各周期に差が生ずると、時間差検出手段
２１は、該各信号の時間差△Ｔを検出する（Ｓ８）。

【００２８】時間差積分手段２２によって時間差積分値
Σ（△Ｔ_ｎ）（但しｎは時間差△Ｔの発生順序数）が逐
次演算される（Ｓ９）。該当接に至るまでは時間差△Ｔ
が生じないので、当該時間差積分値Σ（△Ｔ_ｎ）は０と
なる。記録ヘッド２が用紙に当接し始めると、キャリッ
ジ１に負荷が掛ってロータリエンコーダ１０のパルス信
号の周期が長くなるので、時間差△Ｔが生じ、時間差積
分値Σ（△Ｔ_ｎ）が漸増する。

【００２９】当接判定手段２３により、時間差積分値Σ
（△Ｔ_ｎ）と時間差積分設定値Ｔ_Ｋとが比較されて（Ｓ
１０）、一致すると（Ｓ１１）、用紙厚さ検出手段２４
によって、当該時間差積分値Σ（△Ｔ_ｎ）に至るまでの
駆動パルス数に対応の用紙厚さが検出される（Ｓ１
２）。モータ駆動制御手段２０は用紙厚さ検出手段２４
からその検出信号を受けて、キャリッジ１の移動を停止
させる（Ｓ１３）。

【００３０】該停止位置は、当該用紙水準に適正な判定
水準値を用いて調節された位置であるから、記録ヘッド
２とプラテン４とのギャップＧは当該用紙水準に適合さ
せた値になる。

【００３１】前述の図３の説明においては、法線曲線Ｋ
は曲線をなしているが、これに代えて、直線を使用して
もよい。この場合は、標準特性設定点（交点Ｋ_Ｂ）と適
宜の水準の特性曲線、例えば特性Ｃに対する交点Ｋ_Ｃと
を直線で結んで、該各直線と破線で示す特性曲線との交
点における各値を、該各用紙水準の時間差積分設定値
（これをＴ_Ｍと称す）として設定してもよい。この各時
間差積分設定値Ｔ_Ｍは一般に、法線曲線Ｋを用いた場合
の各積分判定設定値Ｔ_Ｋと近似するので、前者に近似さ
せた値にギャップＧが設定される。

【００３２】尚、前述した各積分判定設定値Ｔ_Ｍは、用
紙水準の指定に基づいて、積分値判定水準設定手段２６
によって各特性Ａ，Ｂ，Ｃ等から当該用紙水準の時間差
積分設定値Ｔ_Ｋが指定されるものとしたが、適宜の水準
の用紙が装着されてステッピングモータ５によってキャ
リッジ１がプラテン４側に移動される際に、各パルス周
期Ｔ毎の接線の傾斜（△Ｔ／Ｔ）を演算し、これを組み
合わせて当該特性曲線を求め、これを標準特性曲線と比
較して該標準特性曲線に対する傾斜係数の乗数を求め
て、前述と同様にして当該時間差積分設定値Ｔ_Ｋを求め
てもよい。

【００３３】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、標準の水
準の用紙に対して、記録ヘッドが用紙に当接してから圧
接される際の駆動パルス数と前記時間差積分値との標準
特性曲線と、該標準特性曲線における標準特性設定点と
該標準特性設定点における法線とを予め求め、紙質の異
なる各用紙水準の用紙に対応させた前記特性曲線と、標
準特性設定点を通り且つ該各特性曲線に対する法線の組
よりなる法線曲線と当該用紙水準の特性曲線との交点よ
りなる当該水準特性・法線交点における当該時間差積分
値を、前記当接の時点に関わる当該用紙水準の時間差積
分設定値としたので、前記当接の時点が用紙水準毎に適
正に判定されて、用紙厚さが正確に測定される。よって
記録ヘッドとプラテンとのギャップＧが用紙水準毎に適
正に設定される。

【００３４】請求項２記載の発明によれば、請求項１に
おける標準特性設定点と適宜の水準の前記特性曲線に対
する前記水準特性・法線交点との相互間を結ぶ法線曲線
に代えて該相互間を結ぶ直線を使用し、該直線と当該用
紙水準の前記特性曲線との交点よりなる当該水準特性・
直線交点における当該時間差積分値を、前記当接の時点
に関わる当該水準の時間差積分設定値としていて、該時
間差積分設定値は、法線曲線を使用して得られる時間差
積分設定値と近似するので、請求項１におけると同様な
効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態例を示す用紙厚さ測定用の制
御装置のブロック図である。

【図２】本発明に関わるプラテンと記録ヘッドとのギャ
ップを調整する機構例を示す図である。

【図３】積分値判定水準設定手段における判定水準値の
設定に関する図である。

【図４】制御装置の動作を示すフローチャートである。

【図５】制御装置の動作に関わる信号の波形図である。

【符号の説明】

１０ ロータリエンコーダ １３ 位置検出器 １５ 制御装置 ２０ モータ駆動制御手段 ２１ 時間差検出手段 ２２ 時間差積分手段 ２３ 当接判定手段 ２４ 用紙厚さ検出手段 ２５ 用紙水準指定手段 ２６ 積分値判定水準設定手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録ヘッドを搭載したキャリッジをプラ
   テン軸の垂直方向に移動させるステッピングモータを備
   え、キャリッジの移動量と比例した周期のパルス信号を
   発生させ、予め設定されたキャリッジの基準位置からス
   テッピングモータを駆動させてその駆動パルスと前記パ
   ルス信号との時間差を逐次算出して積分し、所定の時間
   差積分設定値に至るまでの前記移動量に基づいて用紙厚
   さを測定する用紙厚さ測定方法において、用紙の硬さ等
   に関わる標準の水準の用紙に対して、記録ヘッドが用紙
   に当接してから圧接される際の駆動パルス数と前記時間
   差積分値との特性曲線よりなる標準特性曲線と、該標準
   特性曲線における前記所定の時間差積分設定値を表す積
   分値直線との交点よりなる標準特性設定点と該標準特性
   設定点における法線とを予め求めておき、紙質の異なる
   各用紙水準に対応した各々の前記特性曲線と、前記標準
   特性設定点を通り且つ該各特性曲線に対する法線の組よ
   りなる法線曲線とを用いて、該法線曲線と当該用紙水準
   の特性曲線との交点よりなる当該水準特性・法線交点に
   おける当該時間差積分値を、当該用紙水準の時間差積分
   設定値とし、ことを特徴とするプリンタにおける用紙厚
   さ測定方法。
2. 【請求項２】 前記標準特性設定点と適宜の水準の前記
   特性曲線に対する前記水準特性・法線交点との相互間を
   結ぶ法線曲線に代えて該相互間を結ぶ直線を使用し、該
   直線と当該用紙水準の前記特性曲線との交点よりなる当
   該水準特性・直線交点における当該時間差積分値を、前
   記当接の時点に関わる当該用紙水準の時間差積分設定値
   とした、ことを特徴とする請求項１記載のプリンタにお
   ける用紙厚さ測定方法。