JPH04104511U

JPH04104511U - プリンタの用紙厚さ測定装置

Info

Publication number: JPH04104511U
Application number: JP784291U
Authority: JP
Inventors: 孝夫酒井
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1991-02-21
Filing date: 1991-02-21
Publication date: 1992-09-09

Abstract

(57)【要約】【目的】接触子が用紙に接触したときに用紙が局部的に
変形して測定した用紙の厚さにばらつきが生ずるのを防
止する。【構成】用紙２を支持する基準プレート３に対してスク
リュシャフト８が接離自在に配設されていて、該スクリ
ュシャフト８の先端には用紙２の厚さを測定するための
接触子５２が取り付けられる。スクリュシャフト８は前
進させられ、先端の接触子５２が用紙２に接触したこと
を検出して停止する。続いて、スクリュシャフト８をホ
ーム位置まで後退させ、用紙２に接触子５２が接触する
点とホーム位置間の間隔を求める。これを、用紙２を介
在させない状態の時の間隔と比較することによって用紙
２の厚さを測定する。また、上記接触子５２の上記基準
プレート３に対向する面は球面形状となっているので、
スクリュシャフト８が傾斜した状態で取り付けられてい
ても、接触子５２の先端面の加工精度が悪くても、用紙
２に局部的な圧力を与えることはない。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、プラテンに対向して印字方向に往復運動する印字ヘッドによって印字を行うプリンタにおける用紙厚さ測定装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、印字ヘッドをプラテンに対向して往復運動させて印字を行うプリンタにおいては、印字品位の低下、印字ヘッドのワイヤ折れ、インクリボンによる汚れ、キャリッジのスペース動作不良等を防止するために、用紙の表面から印字ヘッドの先端までの距離を適正な値に保つ必要がある。しかし、プリンタには各種厚さの用紙が使用されるため、オペレータは異なる厚さの用紙を装着するたびに、用紙の表面から印字ヘッドの先端までの距離が適正な値となるようにプリンタを操作しなければならない。

【０００３】そこで、印字ヘッドとプラテン上の用紙表面の間の距離を調整するヘッドギャップ調整機構と、用紙厚さ測定装置を設けたものが提供されている（実開昭６４ −５７０５４号、実開平２−１０４２４８号公報参照）。この場合、プラテンに用紙が装着されると、用紙厚さ測定装置が用紙の厚さを測定し、演算手段がこの厚さに基づいてプラテン位置調整機構の駆動手段の動作量を演算する。そして、この演算された動作量に基づいて駆動手段の駆動制御が行われ、プラテンが印字ヘッドに対して適正量接離させられて、用紙の厚さに対する良好なヘッドギャップが確保される。

【０００４】図２は従来のプリンタの用紙厚さ測定装置の要部側面図、図３は従来のプリンタの用紙厚さ測定装置におけるスリットディスクの正面図、図４は接触子の接触状態を示す図、図５は接触子による発色を示す図、図６は接触子の他の接触状態を示す図である。図２において、用紙厚さ測定装置１は、用紙２の通路に配置した基準プレート３と対向して設けられている。上記用紙厚さ測定装置１のベースフレーム４ａ，４ｂは間隔を置いて設けられていて、ボールベアリング５ａ，５ｂを介してリードナット６を回転自在に支持している。該リードナット６の外周には、リードナットギヤ７が固定されており、内周にはねじ部６ａが形成されている。

【０００５】一方、ねじ部８ａを有するスクリュシャフト８が上記リードナット６内を貫通しており、リードナット６のねじ部６ａにねじ部８ａを螺合させている。また、スクリュシャフト８は２個のボールベアリング９ａ，９ｂによってリードナット６に対して回転自在、かつ摺動自由に支持されている。したがって、上記リードナットギヤ７を回転させることにより、スクリュシャフト８を前後に移動させることができる。スクリュシャフト８の先端には、基準プレート３又は用紙２に接触する接触子１０が固定されている。

【０００６】また、モータ１１に固定されたモータギヤ１２はクラッチドライブギヤ１３と噛合し、クラッチドリブンギヤ１４は上記リードナットギヤ７と噛合している。上記クラッチドライブギヤ１３とクラッチドリブンギヤ１４は、ベースフレーム４ｂに固定されたスタッド１５に対してそれぞれが独立して回転自在に、かつ同軸上に取り付けられている。そして、クラッチドライブギヤ１３とクラッチドリブンギヤ１４は、図の破線で示すようにそれぞれ円筒形状のディスク部分１３ａ，１４ａを有しており、両ディスク部分１３ａ，１４ａの外周には、クラッチスプリング１６が右ねじ方向にコイル状に巻かれ、該クラッチスプリング１６によってクラッチドライブギヤ１３とクラッチドリブンギヤ１４が連結されている。上記クラッチスプリング１６の非付勢時の内径ｄ′は、ディスク部分１３ａ，１４ａの外径ｄより小さく設定されΔｄ＝ｄ−ｄ′の締め代が形成される。

【０００７】また、ベースフレーム４ｂにはポスト１７が固定され、スクリュシャフト８に固定されているガイドレバー１８と摺動可能に係合していて、リードナットギヤ７の回転に伴うスクリュシャフト８の回転を規制し、該スクリュシャフト８を基準プレート３に対して接離させる。上記リードナット６の外周には、円盤状のスリットディスク１９が固定されている。該スリットディスク１９には、図３に示すように回転角を検出するための複数の外周スリット１９ａが周方向に等角度で設けられているとともに、外周スリット１９ａの内側にはホーム位置検出用のホームスリット１９ｂが１個設けられている。これら外周スリット１９ａ及びホームスリット１９ｂは、図３に示すスリット検出用フォトセンサ２０ａ，２０ｂにそれぞれ対応して配設される。

【０００８】上記構成の用紙厚さ測定装置１において、プリンタに用紙２が装着されると、基準プレート３と用紙厚さ測定装置１の間にある用紙２の厚さが測定される。すなわち、まずモータ１１を駆動し、モータギヤ１２を図示矢印Ａ方向に回転させ、クラッチドライブギヤ１３を図示矢印Ｂ方向に回転させる。クラッチドライブギヤ１３からクラッチドリブンギヤ１４への回転トルクは、クラッチスプリング１６を介して伝達される。そして、クラッチドリブンギヤ１４はリードナットギヤ７と噛合しているため、リードナット６は図示矢印Ｃ方向に回転し、スクリュシャフト８は図示矢印Ｄ方向に移動し、接触子１０が用紙２を介して基準プレート３を押圧する。

【０００９】上記クラッチドライブギヤ１３からクラッチドリブンギヤ１４への回転トルクは、クラッチドライブギヤ１３とクラッチドリブンギヤ１４のディスク部分１３ａ，１４ａと、それらの外周に巻かれたクラッチスプリング１６間の摩擦により生ずるすべりトルクによって伝達される。すなわち、伝達される回転トルクの最大値をＴ〔Ｋｇｍｍ〕とすると、その値は次の（１）式のようになる。

【００１０】Ｔ＝２ＥＩΔｄ〔１−ＥＸＰ（−μ×φ）〕／ｄ² （１）ここで、Ｅ〔Ｋｇ／ｍｍ²〕：クラッチスプリング１６の材料の縦弾性係数Ｉ〔ｍｍ⁴〕：クラッチスプリング１６の断面二次モーメント Δｄ〔ｍｍ〕：クラッチスプリング１６の締め代 μ ：クラッチスプリング１６とディスク部分１３ａ，１４ａの摩擦係数 φ〔ｒａｄ〕：クラッチスプリング１６のディスク巻付け角度ｄ〔ｍｍ〕：ディスク部分１３ａ，１４ａの外径である。そして、クラッチスプリング１６のディスク巻付け角度φが大きくなると、ＥＸＰ（−μ×φ）≒０となることから、Ｔ≒２ＥＩΔｄ／ｄ² （２）に近似される。

【００１１】したがって、ディスク巻付け角度φを大きく設定することにより、クラッチスプリング１６とディスク部分１３ａ，１４ａの摩擦係数μは関係なくなり、安定したすべりトルクが得られる。用紙２に接触子１０が接触し、接触子１０の接触力に伴いリードナット６の回転負荷が増加し、上記（１）式又は（２）式の回転トルクＴに達すると、クラッチドリブンギヤ１４の回転が停止し、スクリュシャフト８は用紙２に接触子１０を接触させて停止する。

【００１２】スクリュシャフト８の回転が停止すると、スクリュシャフト８に固定されているスリットディスク１９も回転を停止し、該スリットディスク１９の外周スリット１９ａに対応するスリット検出用フォトセンサ２０ａは出力の変化が無くなる。この変化が無くなったことを回路などが検出すると、接触子１０が用紙２に接触したと判定される。

【００１３】接触子１０の接触判定条件が成立した後、モータ１１が逆回転させられ接触子１０は用紙２から離れる。そして、ホームスリット１９ｂが検出されるまでスリットディスク１９を回転させ、この時スリット検出用フォトセンサ２０ａによって外周スリット１９ａを計数し、これを用紙２の無い場合と比較する。用紙２の厚さに相当するスリット数から用紙２の厚さを測定することができる。この時、クラッチスプリング１６は締まり方向に力が作用するため伝達トルクは大きく、モータ１１の駆動トルク以上に設定しておけば、クラッチスプリング１６は滑ることなく回転を伝達する。

【００１４】上述したように、クラッチスプリング１６のすべりトルクを利用して、スクリュシャフト８の先端の接触子１０を移動させているため、一定の力で用紙２と接触子１０を接触させることができる。さらに、スクリュシャフト８及びリードナット６をボールベアリング９ａ，９ｂで支持しているので、接触子１０と用紙２の接触時における摩擦負荷トルクのばらつきが小さくなり、接触子１０と用紙２間の接触力はより安定したものとなる。そして、接触力を一定に保ちながら接触したか否かの判定を行うことができるため、用紙２の正確な厚さを測定することができる。したがって、ヘッドギャップ調整機構を併用することにより、用紙２の厚さに対応する良好なヘッドギャップを設定し、印字品位の低下、インクリボンによる汚れ等を除去することができる。

【００１５】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上記従来のプリンタの用紙厚さ測定装置においては、スクリュシャフト８の取付精度が悪いと、先端に固定される接触子１０の表面と基準プレート３の表面が平行にならず、図４に示すように接触子１０の一部分のみが用紙２に接触する。その場合、用紙２には局部的に圧力が加わり、その部分に用紙２の変形が集中し、用紙２は実際より薄く測定されることがあり、測定にばらつきが生じてしまう。

【００１６】また、図５に示すように、複写紙のようなある一定以上の圧力が加わることによって発色する用紙２ａでは、接触子１０によって局部的に圧力が加わると、圧力が加わった部分２１のみが発色してしまう。また、図６に示すように、スクリュシャフト８の先端に固定されている接触子１０の表面１０ａの加工精度が悪く軸方向に対して直角になっていない場合においても、接触子１０の一部分のみが用紙２に接触するため、用紙２には局部的に圧力が加わり、その部分に用紙２の変形が集中し、用紙２は実際より薄く測定される。

【００１７】スクリュシャフト８の取付精度を良くし、接触子１０の表面１０ａと基準プレート３の表面３ａを平行にするとともに、接触子１０の表面１０ａをスクリュシャフト８の軸方向に対して直角にするためには、基準ガイドを配設したり十分な調整を行ったり、部品精度を高くする必要があり、構造が複雑となるだけでなく製造コストを上昇させてしまう。

【００１８】本考案は、上記従来のプリンタの用紙厚さ測定装置の問題点を解決して、接触子が用紙に接触したときに用紙が局部的に変形して測定した用紙の厚さにばらつきが生ずるのを防止し、用紙の厚さに対する良好なヘッドギャップを確実に設定し、印字品位の低下、インクリボンによる汚れが発生するのを防止することができるだけでなく、接触圧力の局部的な上昇によって、複写紙が発色するのを防止することができるプリンタの用紙厚さ測定装置を提供することを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】

そのために、本考案のプリンタの用紙厚さ測定装置においては、用紙を支持する基準プレートに対してスクリュシャフトが接離自在に配設されていて、該スクリュシャフトの先端には基準プレート又は用紙に接触して用紙の厚さを測定するための接触子が取り付けられる。上記スクリュシャフトは、駆動源によって駆動されて前後進するようになっている。

【００２０】そして、上記接触子が上記基準プレート及び用紙のいずれかに接触したことを検出して上記スクリュシャフトを停止させる手段と、上記基準プレートに接触子が接触する点とホーム位置間の間隔と、上記用紙に接触子が接触する点とホーム位置間の間隔を求め、それらを比較して用紙の厚さを測定する手段を有している。

【００２１】上記接触子の上記基準プレートに対向する面は球面形状とされていて、用紙に接触して所定の押圧力が加わっても用紙に局部的な圧力を与えない。

【００２２】

【作用】

本考案によれば、上記のように用紙を支持する基準プレートに対してスクリュシャフトが接離自在に配設されていて、該スクリュシャフトの先端には基準プレート又は用紙に接触して用紙の厚さを測定するための接触子が取り付けられる。上記スクリュシャフトは、駆動源によって駆動されて前後進するようになっている。

【００２３】そして、上記スクリュシャフトは前進させられ、先端の接触子が用紙に接触したことを検出して上記スクリュシャフトを停止させる。続いて、上記スクリュシャフトをホーム位置まで後退させ、用紙に接触子が接触する点とホーム位置間の間隔を求める。この間隔を、上記基準プレートと接触子間に用紙を介在させない状態の時の間隔と比較することによって用紙の厚さを測定することができる。

【００２４】また、上記接触子の上記基準プレートに対向する面は球面形状となっているので、スクリュシャフトが傾斜した状態で取り付けられていても、接触子の先端面の加工精度が悪くても、接触子が用紙に接触した時に用紙に局部的な圧力を与えることはない。

【００２５】

【実施例】

以下、本考案の実施例について図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本考案の実施例におけるプリンタの用紙厚さ測定装置における接触子の接触状態を示す図、図７は本考案の実施例を示すプリンタの用紙厚さ測定装置の要部側面図、図８は接触子の他の接触状態を示す図である。

【００２６】図７において、用紙厚さ測定装置１は、用紙２の通路に配置した基準プレート３と対向して設けられている。上記用紙厚さ測定装置１のベースフレーム４ａ，４ｂは間隔を置いて設けられていて、ボールベアリング５ａ，５ｂを介してリードナット６を回転自在に支持している。該リードナット６の外周には、リードナットギヤ７が固定されており、内周にはねじ部６ａが形成されている。

【００２７】一方、ねじ部８ａを有するスクリュシャフト８が上記リードナット６内を貫通しており、リードナット６のねじ部６ａにねじ部８ａを螺合させている。また、スクリュシャフト８は２個のボールベアリング９ａ，９ｂによってリードナット６に対して回転自在、かつ摺動自由に支持されている。したがって、上記リードナットギヤ７を回転させることにより、スクリュシャフト８を前後に移動させることができる。スクリュシャフト８の先端には、基準プレート３又は用紙２に接触する接触子５２が固定されている。

【００２８】また、モータ１１に固定されたモータギヤ１２はクラッチドライブギヤ１３と噛合し、クラッチドリブンギヤ１４は上記リードナットギヤ７と噛合している。上記クラッチドライブギヤ１３とクラッチドリブンギヤ１４は、ベースフレーム４ｂに固定されたスタッド１５に対してそれぞれが独立して回転自在に、かつ同軸上に取り付けられている。そして、クラッチドライブギヤ１３とクラッチドリブンギヤ１４は、図の破線で示すようにそれぞれ円筒形状のディスク部分１３ａ，１４ａを有しており、両ディスク部分１３ａ，１４ａの外周には、クラッチスプリング１６が右ねじ方向にコイル状に巻かれ、該クラッチスプリング１６によってクラッチドライブギヤ１３とクラッチドリブンギヤ１４が連結されている。上記クラッチスプリング１６の非付勢時の内径ｄ′は、ディスク部分１３ａ，１４ａの外径ｄより小さく設定されΔｄ＝ｄ−ｄ′の締め代が形成される。

【００２９】また、ベースフレーム４ｂにはポスト１７が固定され、スクリュシャフト８に固定されているガイドレバー１８と摺動可能に係合していて、リードナットギヤ７の回転に伴うスクリュシャフト８の回転を規制し、該スクリュシャフト８を基準プレート３に対して接離させる。上記リードナット６の外周には、円盤状のスリットディスク１９が固定されている。該スリットディスク１９には、図３に示すように回転角を検出するための複数の外周スリット１９ａが周方向に等角度で設けられているとともに、外周スリット１９ａの内側にはホーム位置検出用のホームスリット１９ｂが１個設けられている。これら外周スリット１９ａ、ホームスリット１９ｂは、図３に示すスリット検出用フォトセンサ２０ａ，２０ｂにそれぞれ対応して配設される。

【００３０】図１において、スクリュシャフト８の先端に固定されている接触子５２が用紙２に接触する表面５２ａは、球面形状としてある。上記構成の用紙厚さ測定装置１において、プリンタに用紙２が装着されると、基準プレート３と用紙厚さ測定装置１の間にある用紙２の厚さが測定される。すなわち、まず図７のモータ１１を駆動し、モータギヤ１２を図示矢印Ａ方向に回転し、クラッチドライブギヤ１３を図示矢印Ｂ方向に回転させる。クラッチドライブギヤ１３からクラッチドリブンギヤ１４への回転トルクは、クラッチスプリング１６を介して伝達される。そして、クラッチドリブンギヤ１４はリードナットギヤ７と噛合しているため、リードナット６は図示矢印Ｃ方向に回転し、スクリュシャフト８は図示矢印Ｄ方向に移動し、用紙２を介して基準プレート３に接触子５２を押圧させる。

【００３１】このとき、上記接触子５２の表面５２ａは球面形状で曲率が一定であるため、基準プレート３の表面に対するスクリュシャフト８の角度に関係なく、常に接触子５２の表面５２ａは一定の曲率で用紙２に接触する。クラッチドライブギヤ１３からクラッチドリブンギヤ１４への回転トルクは、クラッチドライブギヤ１３とクラッチドリブンギヤ１４のディスク部分１３ａ，１４ａと、それらの外周に巻かれたクラッチスプリング１６間の摩擦により生ずるすべりトルクによって伝達される。このすべりトルクの最大値は式（１）及び（２）式によって表される値Ｔに等しい。

【００３２】用紙２に接触子５２が接触し、接触子５２の接触力に伴いリードナット６の回転負荷が増加し、上記（１）式又は（２）式の回転トルクの最大値Ｔに達すると、クラッチドリブンギヤ１４の回転が停止し、スクリュシャフト８は用紙２に接触子５２を接触させて停止する。スクリュシャフト８の回転が停止すると、スクリュシャフト８に固定されているスリットディスク１９も回転を停止し、該スリットディスク１９の外周スリット１９ａに対応するスリット検出用フォトセンサ２０ａは出力の変化が無くなる。この変化が無くなったことを回路などが検出すると、接触子５２が用紙２に接触したと判定する。

【００３３】接触子５２の接触判定条件が成立した後、モータ１１が逆回転させられ接触子５２は用紙２から離れる。そして、ホームスリット１９ｂが検出されるまでスリットディスク１９を回転させ、この時、スリット検出用フォトセンサ２０ａによって外周スリット１９ａを計数し、これを用紙２の無い場合と比較する。用紙２の厚さに相当するスリット数から用紙２の厚さを測定する。この時、クラッチスプリング１６は締まり方向に力が作用するため伝達トルクは大きく、モータ１１の駆動トルク以上に設定しておけば、クラッチスプリング１６は滑ることなく回転を伝達する。

【００３４】なお、本考案は上記実施例に限定されるものではなく、本考案の趣旨に基づいて種々変形することが可能であり、それらを本考案の範囲から排除するものではない。

【００３５】

【考案の効果】

以上詳細に説明したように、本考案によれば、用紙を支持する基準プレートに対してスクリュシャフトが接離自在に配設されていて、該スクリュシャフトの先端には球面形状の面を有する接触子が取り付けられる。そして、上記スクリュシャフトは前進させられ、先端の接触子を用紙に接触させることによって用紙の厚さを測定するようになっているので、基準プレートの表面に対して、スクリュシャフトの角度に関係なく、常に接触子の面が用紙に対して一定の曲率で接触する。

【００３６】したがって、用紙厚さ測定装置を取り付けたとき、基準プレートの表面に対してスクリュシャフトの取付精度が良くなくても、接触力が変化することがない。そのため、接触子の接触によって用紙が局部的に変形することがなくなり、測定値にばらつきが発生することがない。そして、用紙の厚さに対応して良好なヘッドギャップを設定することができ、印字品位を向上し、インクリボンによる汚れなどが発生するのを防止することができる。

【００３７】また、ある一定以上の圧力が加わることによって発色する複写紙のような用紙においても、接触子の先端の曲率が一定であるため、基準プレートの表面に対するスクリュシャフトの取付精度が悪くても接触子の局部的な接触によって複写紙が発色してしまうことがなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例におけるプリンタの用紙厚さ測
定装置における接触子の接触状態を示す図である。

【図２】従来のプリンタの用紙厚さ測定装置の要部側面
図である。

【図３】従来のプリンタの用紙厚さ測定装置におけるス
リットディスクの正面図である。

【図４】接触子の接触状態を示す図である。

【図５】接触子による発色を示す図である。

【図６】接触子の他の接触状態を示す図である。

【図７】本考案の実施例を示すプリンタの用紙厚さ測定
装置の要部側面図である。

【図８】接触子の他の接触状態を示す図である。

【符号の説明】

２用紙３基準プレート８スクリュシャフト５２接触子５２ａ表面

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ４１Ｊ 29/00 Ｂ６５Ｈ 7/02 9037−3Ｆ

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】（ａ）用紙を支持する基準プレートと、
（ｂ）先端に接触子が取り付けられるとともに上記基準
プレートに対して接離自在に配設されるスクリュシャフ
トと、（ｃ）該スクリュシャフトを前後進させる駆動源
と、（ｄ）上記接触子が上記基準プレート及び用紙のい
ずれかに接触したことを検出して上記スクリュシャフト
を停止させる手段と、（ｅ）ホーム位置から上記基準プ
レートに接触子が接触する点までの間隔と、ホーム位置
から上記用紙に接触子が接触する点までの間隔を求め、
両間隔を比較して用紙の厚さを測定する手段を有し、
（ｆ）上記接触子の上記基準プレートに対向する面を球
面形状とすることを特徴とするプリンタの用紙厚さ測定
装置。