JPS63306069A - プラテンギヤツプ調整装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、プラテンに対向してスペース移動するプリン
トヘッドにより印字を行うプリンタの前記プリントヘッ
ドの先端と、フリテンにセットした用紙表面の距離を調
整するプラテンキャップ調整装置に関する。

〔従来の技術〕

プラテンに対向してスペース移動するプリントヘッドに
より印字を行うプリンタにおいては、印字品質の低下、
ヘッドビンの折れ、インクリボン汚染、キャリッジのス
ペース動作不良を除去するために、紙厚の異なる用紙に
対して、常に用紙の表面からプリントヘッド先端までの
距離を一定に保つ必要がある。

このような操作はオペレータの手によるマニュアルなも
のであると、個々のオペレータにより差−異が生じ７’
（シ、またミスセント等が生じ、調整の目的を達成しな
い。

そこで、従来よシ、上記操作の自動化が進んできている
。

第１３医は、この種のプリンタの従来例を示す斜視図で
ある。

図において１はプラテン、２は該プラテン１に対向した
プリントヘッドであり、該プリントヘッド２はキャリッ
ジシャフト３にそってスペース移動するキャリッジ４に
搭載され印字動作を行う。

前記キャリッジシャフト３の両端はカム５に固定しであ
る。６はギヤ７ａ、７ｂを介して該カム５を回転するパ
ルスモータ、８はスプリングである。９はスリット円板
、１０は該スリット円板９の回転によりパルスを検出す
るフォトセンサであり、これらスリット円板９とフォト
センサ１０に１）電気的にパルスモータ６の脱調を検知
する。

１１は前記プラテン１とプリントヘッド２間にセットさ
れた用紙、１２はインクリボンである。

以上の構成により、従来は、紙厚の異なる用紙に対して
、常に用紙の表面からプリントヘッド光漏までの距離を
一定に保つために以下の動作を行っていた。

まず、用紙１１がプラテン１に巻付けられると、パルス
モータ６が正回転し、ギヤ７ａ、７ｂを介してキャリッ
ジシャフト３に固定されたカム５が回転し、キャリッジ
シャフト３をプラテン１から遠ざける方向に回転しなが
ら移動する。

このとき、キャリッジ４及びキャリッジ４に搭載されて
いるプリントヘッド２も同時にプラテン１から遠ざかる
方向に移動し、所定の位置で停止する。

続いてパルスモータ６が逆回転し、プリントヘッド２は
プラテン１に近づく方向に移動し、用紙１１とインクリ
ボン１２をはさんでプラテン１に突当る。

ここでプリントヘッド２はそれ以上プラテン１方向に移
動できなくなシ、パルスモータ６が脱調する。

この時、スリット円板９の回転も停止し、フォトセンサ
１０にパルスが出なくなり、これによりモータが脱調し
ていることを検知し、この時点で、パルスモータ９が再
び、あらかじめ定められた規定の回転量だけ正回転し、
用紙１１の表面と、プリントヘッドの先端は一定のギャ
ップを得る。

上記規定の回転量は、常に同じであるため、紙厚が異っ
ても、用紙１１の表面とプリントヘッド゛　２の先端は
一定のギャップを保つことができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、以上説明した機構では、プラテンギャッ
プ調整の際に毎回印字ヘッドがプラテンに当るまで移動
するため、調整動作において多くの時間がかかシ、例え
ばペーパエンド検出信号を利用して印字用紙を交換する
度にプラテンギャップを調整するように制御を行なうと
すれば、単票紙を新たに挿入するたびに印字ヘッドは前
記調整動作を繰返し、それに要する時間は無視できない
ものとなる。

また、上述した構成の従来技術では、プラテンギャップ
調整はキャリッジシャフトの位置調整という間接的な手
段で行われるため、キャリッジシャフトにゆがみ等があ
っても、それは考慮に入らず、結果的に規定量に士ゆが
み分が発生し、厳密な意味で調整の目的が十分達成され
ないという問題がある。

また、キャリッジシャフトを回転してプラテンギャップ
を調整せんとするので、ギヤ等の回転手段及びこの回転
手段を駆動するモータ等の、駆動手段をキャリッジシャ
フトの一端に設けなければならなく装置が大型化する問
題がある。

さらに、上述した構成の従来技術には、第１４図に示す
ような特性があるため、以下の問題が生ずる。

すなわち、従来技術によれば、プリントヘッドが用紙と
インクリ゛ボンを圧縮し、さらにキャリッジシャツトラ
たわませながら、パルスモータは回転し、このような反
力がパルスモータのトルクと一致した時にパルスモータ
が脱調して止まるため、常にギャップゼロの状態からΔ
Ｎだけパルスモータがオーバ２ンした状態でパルスモー
タか止まることになる。

このオーバランの量ΔＮはパルスモータのトルク差に依
存するため、パルスモータの初期トルクのばらつき、温
度上昇によるトルクの低下、または電圧の変動等がある
と、オーバランの量が変化し、その結果プリントヘッド
の戻シ量Ｘが不安定になるという問題があった。

また、スリット円板やフォトセンサを使用するために、
装置が高価格になるという問題があった。

本発明は以上の問題点に鑑み、プラテンギャップを印字
動作と平行して調整する装置を実現して、印字処理の速
度に支障をきたさないでプラテンギャップ調整を行うこ
とを目的とする。

本発明はさらに、プリントヘッドのプラテンギャップ調
整機構に、調整に支障をきたすような物理的反力をあた
えることなく用紙の紙厚を検知して、紙厚の異なる用紙
に対して、常に用紙の表面からプリントヘッド先端まで
の距離を正確に一定に保つ事を目的とする。

本発明はさらに、駆動に関する構成が装置の大型化を引
きおこさないプラテンギャップ調整装置を得ることを目
的とする。

本発明はさらに、紙厚の異なる用紙に対して、常に用紙
の表面からプリントヘッド先端までの距離を正確に一定
に保つ事で、プリンタ自身の印字品質の低下、ヘッドピ
ンの折れ、インクリボン汚染、キャリッジのスペース動
作不良を除去する事を目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明は、印字動作中に、イ
ンクパクトの反力を利用してプラテンギャップを求め、
調整が必要であれば逐次これを実行するようにする。

すなわち、本発明は、プラテンと平行に配置したキャリ
ジシャフ゛トと、該キャリッジシャフトに平行に配置し
たガイドと、前後端をそれぞれキャリッジシャフト及び
ガイドにスライド可能に係合してプラテンに対してスペ
ース移動するキャリッジと、該キャリッジに搭載され、
プラテンに対してスに一ス移動しながら印字動作を行う
ワイヤドツトインパクト式のプリントヘッドとを有する
ワイヤドツトプリンタのプラテンギャップ調整装置にお
いて、前記キャリッジをキャリッジシャフトを軸にして
回動可能に取付け、この回動角を微量調整する回動手段
と、同キャリッジ上に搭載され、前記回動手段を駆動す
る駆動手段とを有する。

そして、前記プリントヘッドの背面に固着し、印字時に
プリントヘッドのワイヤのプラテンへの衝突により反力
を受けてパルス状の電圧を出力する圧電素子と、プリン
トヘッドのドライブ信号の立上シ時から前記圧電素子の
出力電圧発生までの時間を計数して印字時間を求め、こ
の印字時間からプラテンギャップを求めるプラテンギャ
ップ演算手段と、該プラテンギャップ演算手段により求
めたプラテンギャップを基準値と比較し、差異が有る場
合、この差異を補正するために必要な駆動手段のドライ
ブデータを演算するドライブデータ演算手段とを有し、
インパクト時、プラテンギャップが基準値と異ると、こ
れを修正するドライブデータを得て、このドライブデー
タに従って回動手段を駆動してキャリッジの回動角を調
整し、プラテンギャップを基準値に修正することを特徴
とする。

〔作　用〕

以上の構成により本発明は、印字時、プリントヘッドの
ワイヤがプラテンへ衝突すると、圧電素子がこの反力を
受けてパルス状の電圧を出力し、プラテンギャップ演算
手段かプリントヘッドのドライブ信号の立上シ時から前
記圧電素子の出力電圧発生までの時間を計数して印字時
間を求め、この印字時間からプラテンギャップを求め、
ドライブデータ演算手段により、このプラテンギャップ
と基準値を比較し、差異が有る場合、この差異を補正す
るために必要な駆動手段のドライブデータを得て、この
ドライブデータに従って回動手段を駆動してキャリッジ
の回動角を調整し、プラテンギャップを基準値に修正す
ることができる。

〔実施例〕

以下図面に従って実施例を説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す側面図、第２図は同斜
視図である。

図において１３はプラテン、１４は該プラテン１３と平
行に配置したキャリッジシャフト、１５は該キャリッジ
シャフト１４に平行に配置したガイド、１６は前端をキ
ャリッジシャフト１４に後端をガイド１５にスライド可
能に係合してプラテン１３に対してスペース移動するキ
ャリッジでちり、該キャリッジ１６はキャリッジシャフ
ト１４を軸にして矢印方向へ回動し回動角θを変化する
ことができる。

１Ｔは前記キャリッジ１６に搭載され、プラテンに対し
てスペース移動しながら印字動作を行うワイヤドツトイ
ンパクト式のプリントヘッドであシ、上述したキャリッ
ジ１６の回動角θが大きければプリントヘッド１７の先
端とプラテン１３間のプラテンギャップＸは小さくなシ
、逆に回動角θが小さければプラテンギャップＸは大き
くなる。

１８はキャリッジ１４の回動角を微量調整する回動手段
としての回転子、１９はキャリッジ１６の後端部に圧入
固定され、内径部にめねじを有するプッシュである。

回転子１８は軸部１８ａ１円板ヨーク１８ｂより構成し
たものであり、軸部１８ａには前記プッシュ１９のめね
じに対応したおねじを切って、これにねじ係合している
。

この構成により、回転子１８の円板ヨーク１８ｂを回転
させると、軸部１８ａのプッシュ１９からの突出量、す
なわちガイド１５とキャリッジ１６の距離ｄを変化させ
、キャリッジ１６の回動角を自在に微量調整する。

この回転子１８の回転方向と距離ｄの増減は、ねじの切
り方において決定され、本実施例では回転子１８０時計
方向（以下ＣＷ　）の回転で距離ｄが小さくなり、反時
計方向（以下ＣＣＷ　）の回転で大きくなるように、す
なわち、ＣＷ回しで抜け、ＣＣＷ回しでしめ込むように
ねじが切られている。

このような回転子１８の円板ヨーク１８ｂを駆動するの
はパルスモータ構造２０でアシ、以下にその構成の詳細
を説明する。

第３図は本実施例の駆動手段の構成を示す要部分解斜視
図、第４図は同側断面図である。

図において２１は回転子１８の円板ヨーク１８ｂに設け
た永久磁石であり、該永久磁石２１と回転子１８は機能
が異なるため名称は分けたが、実際はプラスチックマグ
ネットを一体に成形した単一の部品である。

２２ａ、２２ｂは軟磁性部材よりなるキャリッジフレー
ム１６ａを折曲げて形成したコアで１、該コア２２ａ、
２２ｂに励磁用コイルが巻かれたボビン２３＆、２３ｂ
が挿入されている。

ボビン２３＆、２３ｂは各々バイファイラ巻きされてお
シ、励磁用コイルは４相となっておシ、その端子部は配
線基板２４ｆ７）スルーホール２５ａ。

２５ｂに挿入され裏面よりハンダ付される。一方永久磁
石２１は、コア２２＆、２２ｂに対向しており、第５図
（ａ）に示す如く円周方向にＮ極Ｓ極交互に２４等分割
すなわち着磁ピッチ１５°で分割着磁されている。

一方コア２２ａ、２２ｂはくし状になって磁極歯を形成
しそのピッチは第５図軸）に示すように永久磁石２１の
作る磁界のピッチに等しい３０°になっている。

また、コア２２ａの４つの磁極歯とコア２２ｂの４つの
磁極歯は第５図（ｂ）に示すように電気角で９０’位相
がずれている。

今、第６図の１１の方向に電流を流すと、コア２２ｂの
磁極歯の先端はＮ極となるため、対向する永久磁石２１
のＳ極が引寄せられて、第７図（ａ）の位置で止まる。

次に第６図１２の方向に電流を流すと、コア２２ｍの磁
極歯の先端はＳ極となシ、対向する永久磁石２２のＮ極
が引寄せられて、電気角で９０°回転して第７図（ｂ）
の位置で止まる。同様にｉ、→１１４　　と電流を流す
と永久磁石２１は電気角で９０°回転し、第７図（ｃ）
（ｄ）の位置で止まる。

これを連続して繰返すことにより、永久磁石２１は一定
方向（本実施例ではＣＷ）に回転する。

通電のシーケンスを加えてＬ１４＋→１１５→１２→ｉ
工の屓に通電すると、永久磁石２１は前記と反対方向（
本実施例ではＣＣＷ）に回転する。

すなわち、言いかえれば、本実施例における回転子１８
はパルスモータ構造２０の回転体でもあるわけである。

したがって、永久磁石２１をＣＷ回転すると回転子１８
のＣＷ回転が得られ、よって距離ｄが小さくなり、永久
磁石２１をＣＣＷ回転すると、回転子１８のＣＣＷ回転
が得られ、よって距離ｄが大きくなる。

次に、上述したパルスモータ構造２０の駆動制御に係る
構成の説明を行う。

第１図にもどり、２６はプリントヘッド１７の背面に固
着し、印字時にプリントヘッド１７のワイヤのプラテン
への衝突により反力を受けてパルス状の電圧を出力する
圧電素子であシ、該圧電素子２６はプリントヘッド１７
に固定した配線基板２７に固着しである。２８はコネク
タである。

尚、本実施例で配線基板２７はプリントヘッド１７内の
図では省略されている励磁コイルへの給電用配線板であ
ると同時に、圧電素子２６の出力電圧用配線板でもある
。このような兼用を行うことと、圧電素子２６を直接固
着することにより配線作業が簡略化される。

第８図は本実施例の制御系のブロック図、第９図はその
動作波形図であシ、図において２９はリセット付の繰返
し動作可能なタイマー、３０は該タイマー２９のクロッ
クを作る発振回路、３１はタイマー２９の値をラッチす
るラッチ回路、３２は圧電素子２６の出力を増幅する増
幅器（ＡＭＰ）、３３は波形成形回路、３４はパルスモ
ータ構造２０すなわち回転子１８を駆動する駆動回路、
３５は制御回路であり、本実施例においては該制御回路
３５が、プラテンギャップ演算手段及びドライブデータ
演算手段を兼ねて９る。　　　゛以上の構成による本実
施例の作用を説明する。

第１０図は本実施例の作用を示すフローチャートである
。

まず制御回路３５は第１１図（ａ）に示すプリントヘッ
ド１７のドライブ信号の立上げ時に同期して第１１図（
ｄ）のリセット信号をタイ°マー２９に送る（Ｓ工）。

これにより、それ以前まで繰返し動作を行っていたタイ
マー２９は０からカウントを開始する。

続いてプリントヘッドがドライブしく−８２）、ワイヤ
がプラテン１３に衝突したとき、プリントヘッド１７は
プラテン１３よシ反力を受け、圧電素子２６は第１１図
（ｃ）に示すパルス状の電圧を出力する（Ｓ、）。

圧電素子２６の出力はＡＭＰ３２で増幅され波形成形回
路３３でパルス波形になシ、ラッチ回路３１のラッチ入
力として入シ、その時点でのタイマー２９の値ＴＭをラ
ンチ回路３１にラッチさせる。タイマー２９の値ＴＭは
、プリントヘッド１７のドライブ信号の立上シ時から圧
電素子２６の出力電圧発生までの時間、すなわち印字時
間であり、制御回路３５は演算によ）この値ＴＭからプ
ラテンギャップを求める（Ｓ、）。

第１２図は永久磁石を使用したバネチャージ式のプリン
トヘッドの印字時間とプラテンギャップとの関係を示す
グラフである。印字時間とプラテンギャップは一定の関
係があシ印字時間が判ればプラテンギャップが求まる。

第１２図のプリントヘッドでは、プラテンギャップが基
準値（０，４２５〜０．４７５ｍｍ）のときの印字時間
は３３０〜３５０μ冠である。

制御回路は以上の如くしてプラテンギャップを求めると
続いて、これを基準値と比較しくＳ、）、等しければそ
れで終了となるが、等しくない場合、つまりヘッドギャ
ップが基準値と合っていない場合は、この差異を修正す
るために必要なパルスモータ構造２０のドライブデータ
を演算し、このデータを駆動回路３４へ送る。

例えば、印字時間の基準値よりタイマー値ＴＭＯ方が大
きい場合は、プラテンギャップが基準値よシ大きいこと
になるから、これを修正するための適切なパルス数（ｅ
　ｘ−ｔ　Ｏ−０１ｖｒｗ／パルス）を図示せぬテーブ
ルよシ参照してセットしくＳ６）、　　さらにパルスモ
ータ構造２０の回転方向（本実施例ではＣＣＷ）をセッ
トして（ｓ７）、このドライブデータの信号を駆動回路
３４に送って（ｓ８）パルスモータ構造２０を駆動させ
、キャリッジ１６とガイド１５め距離ｄを大きくして、
回動角θを広げ、プラテンギャップＸを小さくする。

逆に、印字時間の基準値よυタイマー値ＴＭが小さい場
合は、プラテンギャップが基準値よシ小さいことになる
から、これを修正するための適切なパルス数と回転方向
（本実施例ではＣＷ）をセットして（８９１８１０）こ
のドライブデータの信号を駆動回路３４に送！Ｄ（Ｓ８
）、パルスモータ構造２０を駆動させ、キャリッジ１６
とガイド１５の距離ｄを小さくして、回転角θを広げ、
プラテンギャップＸを大きくする。

以上の動作でプラテンギャップの基準値に対するずれは
、印字動作が行われる限シ監視され、ずれが生ずると、
逐次調整が実行される。

尚、回転子１８が回転すると永久磁石２１とコア２２ａ
　、２２ｂとのギャップδが変化するが、プラテンギャ
ップの調整範囲が±０．２　ｍｘ程度でありδの変化量
もわずかであるので、δの設定値を１ｕ程度にしておけ
ば問題はない。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明した如く、本発明によれば、プリントヘ
ッドを搭載してフリテンに沿ってスペース移動するキャ
リッジを、キャリッジシャフトを軸にして回動可能に取
付け、この回動角を微量調整する回動手段と、同キャリ
ジ上に搭載され、前記回動手段を駆動する駆動手段とを
設け、さらに印字時にプリントヘッドのワイヤのプラテ
ンへの衝突により反力を受けてパルス状の電圧を出力す
る圧電素子と、プリントヘッドのドライブ信号の立上シ
時から前記圧電素子の出力電圧発生までの時間を計数し
て印字時間を求め、この印字時間からプラテンギャップ
会求めるプラテンギャップ演算手段と、該プラテンギャ
ップ演算手段により求めたプラテンギャップを基準値と
比較し、差異が有る場合、この差異を補正するために必
要な駆動手段のドライブデータを演算するドライブデー
タ演算手段とを設け、インパクト時、プラテンギャップ
が基準値と異ると、これを修正するドライブデータを得
て、このドライブデータに従って回動手段を駆動してキ
ャリッジの回動角を調整し、プラテンギヤジブを基準値
に修正するようにしたので、印字動作中に、プラテンギ
ャップを求め、調整が必要であれば逐次これを実行でき
る。

これにより、プラテンギャップを印字動作と平行して調
整する装置が実現し、印字処理の速度に支障をきたさな
いでプラテンギャップ調整を行うことができるという効
果がある。

゛さらに、本発明によれば、インパクトの反力を利用し
てプラテンギャップを求めるので、従来のような間接的
な調整及び物理的反力から生ずるプリントヘッドのプラ
テンギャップ調整量の不均一がなくなシ、紙厚の異なる
用紙に対して常に用紙の表面からプリントヘッド先端ま
での距離を正確に一定に保つ事が可能となるという効果
がある。

また、本発明によれば、調整の駆動に関する構成が全て
キャリッジに搭載されているので、装置の大型化を引き
おこすことはない。

さらに、本発明によれば、上述の如く、紙厚の異なる用
紙に対して常に用紙の表面からプリントヘッド先端まで
の距離を正確に一定に保てるので、印字品質が良く、ヘ
ッドピンの折れ、インクリボン汚染、キャリッジのスペ
ース動作不良の無いブリンクを得ることができるという
効果がある。

さらに、本発明によれば、従来の如くプラテンギャップ
基準位置を検知するためにスリット円板や７オトセンサ
を具備する必要が無くなるので、装置の低価格化が期待
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す側面図、第２図は同斜
視図、第３図は同実施例の要部分解斜視図、第４図は同
側断面図、第５図は本実施例のパルスモータ構造を示す
平面図、第６図は同パルスモータ構造の作用を示す平面
図、第７図は同パルスモータ構造の作用を示す説明図、
第８図は同実施例のブロック図、第９図は同動作波形図
、第１０図は同実施例の動作フローチャート、第１１図
は同実施例のタイムチャート、第１２図は印字時間とプ
ラテンギャップの関係を示すグラフ、第１３図は従来例
の斜視図、第１４図は従来例の特性を示すグラフである
。 １３・・・プラテン　１４・・・キャリッジシャフト１
５・・・ガイド　１６・・・キャリッジ　１Ｔ・・・プ
リントヘッド　１８・・・回転子　１９・・・プッシュ
　２０・・・パルスモータ構造　２６・・・圧電素子　
２７・・・配線基板

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、プラテンと平行に配置したキャリッジシャフトと、 該キャリッジシャフトに平行に配置したガイドと、 前後端をそれぞれキャリッジシャフト及びガイドにスラ
   イド可能に係合してプラテンに対してスペース移動する
   キャリッジと、 該キャリッジに搭載され、プラテンに対してスペース移
   動しながら印字動作を行うワイヤドットインパクト式の
   プリントヘッドとを有するワイヤドットプリンタのプラ
   テンギャップ調整装置において、 前記キャリッジをキャリッジシャフトを軸にして回動可
   能に取付け、 この回動角を微量調整する回動手段と、 同キャリッジ上に搭載され、前記回動手段を駆動する駆
   動手段と、 プリントヘッドの背面に固着し、印字時にプリントヘッ
   ドのワイヤのプラテンへの衝突により反力を受けてパル
   ス状の電圧を出力する圧電素子と、 プリントヘッドのドライブ信号の立上り時から前記圧電
   素子の出力電圧発生までの時間を計数して印字時間を求
   め、この印字時間からプラテンギャップを求めるプラテ
   ンギャップ演算手段と、 該プラテンギャップ演算手段により求めたプラテンギャ
   ップを基準値と比較し、差異が有る場合、この差異を補
   正するために必要な駆動手段のドライブデータを演算す
   るドライブデータ演算手段とを有し、 インパクト時、プラテンギャップが基準値と異ると、こ
   れを修正するドライブデータを得て、このドライブデー
   タに従って回動手段を駆動してキャリッジの回動角を調
   整し、プラテンギャップを基準値に修正することを特徴
   とするプラテンギャップ調整機構。 ２、圧電素子はプリントヘッドに固定された配線基板上
   に固着されていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載のプラテンギャップ調整機構。 ３、回動手段として、 キャリッジの後端部に設けたプッシュと、 該プッシュにねじ係合し、先端をガイドに直角に接触し
   たネジ式の回転子とを設け、 駆動手段として、 前記回転子に永久磁石を搭載し、キャリッジ上にこの永
   久磁石に対向するコア及び励磁用コイルを固設したこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項及び第２項記載のプ
   ラテンギャップ調整機構。 ４、回転子はプラスチックマグネットからなることを特
   徴とする特許請求の範囲第３項記載のプラテンギャップ
   調整機構。 ５、コアが軟磁性部材よりなるキャリッジフレームの一
   部を折曲げたものであることを特徴とする特許請求の範
   囲第３項記載のプラテンギャップ調整機構。