CN1013840B - 打印机的压纸卷筒间隙的自动调整机构 - Google Patents

Abstract

本发明设置有控制杆构件、位移检测器和控制器，可高精度地测定打印纸的厚度，因此，可望提高压纸卷筒间隙调整的可靠性和调整精度。

此外，由于本发明设置有控制杆构件、位移检测器、光量检测器、时间常数设定器和调整器，所以，可以将打印纸厚度变换为光量信号而不受打印纸的纸质影响。

Description

本发明涉及检测出打印纸的厚度后将压纸卷筒间隙自动调整为最佳值的技术。

在先有的针极点阵式和热敏式打印机中，由于打印头与打印纸之间的间隙宽度不同导致印字浓度的不同，通常要通过检测打印纸的厚度，并利用该检测信号使装着打印头的打印头滑架移动，从而调整打印头与压纸卷筒之间的距离即所谓的压纸卷筒间隙。

也就是说，如日本国特开昭60-234872号公报发表的专利那样，是将压敏元件固定在一个可在压纸卷筒的垂直方向上自由移动的打印头滑架上，以电信号的方式检测打印纸的厚度，并根据该信号自动地调节压纸卷筒间隙。

该装置在检测打印纸的厚度时，必须使压纸卷筒沿垂直方向移动，这样，不仅响应速度慢，而且，是通过变动的打印头滑架来测定与压纸卷筒的相对距离的，所以，在检测打印纸的厚度过程中，有时会发生测量误差，调整压纸卷筒的可靠性较低。

如上所述，由于本发明设有安装在基座上的可与压纸卷筒表面接触或分离的控制杆构件、检测该控制杆构件距离压纸卷筒表面的位移量的位移检测器和根据位移检测器的信号控制上述打印头滑架导引轴的控制器，所以，能够以安装着压纸卷筒的基座为基准测定打印纸厚度，并且可以高精度测定打印纸的厚度，因而可望提高调整压纸卷筒间隙可靠性和调整精度。

另外，由于将打印纸厚度检测机构安装在可安装面积比打印头滑架大得多的基座上，所以，可以不必过分追求打印纸厚度检测机构的 小型化，所以，结构简单，安装方便。

进而，由于本发明设有安装在基座上的可与压纸卷筒表面接触或分离的控制杆构件、由将该控制杆构件距离压纸卷筒表面的位移量变换为光量的发光元件和光敏元件构成的位移检测器、将上述位移检测器的信号与基准值进行比较而输出其差分信号的光量检测器、将进行测定动作时的时间常数设定得较长而将解除测定动作时的时间常数设定得短的时间常数设定器和利用通过该时间常数设定器输出的上述光量检测器的信号，调整供给上述发光元件的电能的调整器，所以，在把控制杆距压纸卷筒的位移量变换为光量的变化后，可以不受打印纸的纸质影响而将打印纸厚度变换为光量信号，并且，由于是将检测控制杆的位移变换为光量的，所以，可以使打印纸厚度的变化与光量变化尽可能保持直线性，从而可以扩大测量范围。

另外，由于利用时间常数设定电路设定了两种时间常数，所以，测量时可以使自动光量调整机构不动作而根据打印纸厚度产生光量变化，当打印纸厚度测定动作结束后，使自动光量调整机构迅速恢复原状，准备下一次测定打印纸厚度的动作。

图1是本发明应用于打印机的主要部分的平面图，图2是该装置的剖面图，图3是打印纸厚度检测机构的一个实施例的侧视图，图4是控制电路的一个实施例的框图，图5是该装置的动作流程图，图6是本发明的打印纸厚度检测机构的第二个实施例的侧视图，图7是驱动该装置的工作电路的一个实施例的电路图。

下面，根据图示的实施例说明本发明的详细情况。图1是本发明的一个实施例，图中，1是压纸卷筒，安装在打印机基座左右两边的机架5和6上，卷筒可以自由转动，并通过传动齿轮4和驱动小齿轮3与进纸电机2连接，在其前方设置有与该压纸卷筒1平行的打印头滑架 导引轴7。该打印头滑架导引轴7成偏心状态（见图2）安装在孔8和孔9内，它可以自由转动，其一端固定着压纸卷筒间隙调整齿轮12，通过驱动齿轮10和传动齿轮11与间隙调整电机13连接。在压纸卷筒间隙调整齿轮12的侧面，固定有将该齿轮12的旋转量变换为光量的位置检测板14，另外，在基座的一侧装配有将检测板14的旋转量变换为电信号的由发光元件和光敏元件构成的光电传感器15。

16是安装着打印头17的打印头滑架，支持在导引轴7和与导引轴7平行的第二导引轴18上，依靠套在打印头滑架驱动电机21上的小齿轮22和惰轮24之间的定时传动带23，可沿压纸卷筒1的轴向作往复运动，另外，依靠导引轴7的转动，还可以沿着与压纸卷筒1的垂直方向移动。

20是安装在基座33上的打印纸厚度检测机构，图中，28是打印纸检测控制杆，其前端可以从印刷纸导引板25上的窗口中突出，其后端安装在由螺线管30驱动的插棒式铁心32上，并可绕转轴29进行转动。对于该打印纸厚度检测控制杆28后端的侧面，利用图3进行说明。35对打印纸检测控制杆28施加作用力使其离开压纸卷筒1的弹簧。

图3是上述打印纸厚度检测机构20的一个实施例，图中，37是由压敏导电橡胶制成的压敏元件，其电阻随外加压力而变化，它的一个端面通过兼作电极的保护板39固定在框架40上，其另一端面通过保护板38与打印纸厚度检测控制杆28的按压部36相接触。另外，图中的27是随着打印纸的***并通过控制杆26而动作的打印纸检测器。

图4是压纸卷筒间隙控制电路的一个实施例，图中，45和46是存储压力检测机构的压敏元件37的第1信号和第2信号的存储电路，47是控制压纸卷筒间隙的调整动作的CPU（中央处理器），在打印纸控制器27和信号存储电路45及46的信号输入CPU的同时，该CPU按照下述流 程图控制电机2和电机13以及螺线管30的动作。

下面，参照图5所示的流程图说明这样构成的装置的动作。

组装工作结束之后，转动偏心导引轴7，利用量规等器具进行调整，使压纸卷筒1与打印头17或者与打印头滑架16之间的间隙成为基准值。在该状态下，使光电传感器15和位置检测板14产生相对移动，调整打印头17与压纸卷筒1的表面之间具有一定的间隙宽度，并以此为基准位置进行设定。

在该位置，给螺旋管30通电，将打印纸厚度检测控制杆28拉出，使控制杆前端的接触头34与压纸卷筒1的表面接触。通过这种接触，利用与控制杆28的接触头34到压纸卷筒1表面的距离成正比的压力，由按压部36按压压敏元件37，从打印纸厚度检测机构20输出电信号，该电信号输入存储电路45，作为初始值存储起来。

如果给打印机接通电源如图5（a），电机13便开始工作，驱动偏心导引轴7转动，使打印头17沿垂直于压纸卷筒1的表面移动。这样，当打印头17移动到与压纸卷筒表面之间成为基准间隙宽度G₅的位置，基准位置检测板14到达设定的基准位置后，光电传感器15便输出信号，使电机13停止转动（b）。

在该状态下，如果将打印纸沿着打印纸导引板25***，将检测控制杆26按下之后，打印纸检测器27便输出检测信号（c）。CPU45按照该信号激励螺旋管30，使检测控制杆28的接触头34压在压纸卷筒1的表面上（d）。由此便得到不存在打印纸时的压力信号即基准间隙宽度下的第1信号E1，并把它存储在存储电路45内（e）。

在输出初始信号时，切断螺旋管30的电源，解除检测控制杆28对压纸卷筒表面的挤压，然后，使进纸电机2工作，将打印纸P移动到初始打印位置。

在打印纸放置在初始打印位置的阶段（f），CPU47再次激励螺线管30，使检测控制杆28的接触头34压在压纸卷筒1上（g）。这时，由于在压纸卷筒表面有打印纸，所以，控制杆28的接触头34比不存在打印纸时向打印纸厚度检测机构20一边下降了等于打印纸厚度△D的距离，并输出一此相当的第2信号E2，存储在第2信号存储电路46中（h）。

第二信号与第一信号的差分E2-E1表示打印纸厚度△D，所以，CPU47根据该差分E2-E1算出打印纸P的厚度△D（j），控制电机13的旋转量，驱动偏心导引轴7转动，使打印头滑架16的导引面向压纸卷筒1的垂直方向移动，将打印头17与压纸卷筒1之间的压纸卷筒间隙调整为与打印纸厚度△D相适应的最佳值（k），以达到满足予先设定的打印纸厚度与间隙宽度之间的关系的位置。

图6是本发明的第二个实施例，图中，50是打印纸检测机构，如该图所示，由安装在打印纸厚度检测控制杆28的后端侧面的遮光板51和该遮光板51***其中的由相向配置的发光元件52与光敏元件53组成的位移检测器54构成。

图7是根据上述位移检测器54的信号检测打印纸厚度的测量电路的一个实施例，图中，53是构成位移检测器54的光敏元件，它通过电阻55与电压调整电路56相连接，它的输出通过缓冲放大器58输给下述运算放大器59。

59是上面所述的运算放大器，缓冲放大器58的信号输入其非反相输入端，并且其非反相输入端与输出端之间连接着用来调整输出信号斜率的可变电阻60，另外，标准电压发生器61的零点调整电压输入其反相输入端。

62是由运算放大器构成的光量检测电路，缓冲放大器58的信号输入其非反相输入端，标准照度设定器63的信号输入其反相输入端。64 是时间常数设定电路，其中，高电阻65与电容器66组成的主时间常数设定部分，由比电阻65小两个数量级的低电阻67与二极管68（该二极管在光量检测电路62的输出反相时导通）组成的串联电路同高电阻65并联连接，在打印纸厚度检测动作期间，使下述发光元件的输出调整电路69不工作，在打印纸的厚度测定结束之后，检测控制杆28复位时，迅速地恢复到初始电压值，可以进行下一次的测定。

69是发光元件的输出调整电路，它根据光量检测电路62的信号控制晶体三极管70，调整流过发光二极管52的电流，使光敏三极管53的基准输出值保持恒定。

下面说明这样构成的装置的动作。

组装工作结束之后，给螺线管30通电，使打印纸厚度检测控制杆28的接触头34与压纸卷筒1接触，将位移检测器54的发光元件52发出的最小光量入射到光敏元件53上。这时，设定光量调整电路63，以使传感器的输出达到设定值，同时，调整零点调整电路61，使这时的输出信号达到指定值。

其次，转动偏心导引轴7，用量规等进行调整，使压纸卷筒1与打印头17或者打印头滑架16之间的间隙成为基准值。在此状态下，使光电传感器15与位置检测板14产生相对移动，调整打印头17与压纸卷筒1的表面之间具有一定的间隙（见图1），并以此为基准位置进行设定。

然后，在***规定厚度的打印纸的状态下，给螺线管30通电，将打印纸厚度检测控制杆28拉出，使控制杆前端的接触头34与规定厚度的打印纸的表面接触。由于遮光板51的移动对应于控制杆28的接触头34到规定厚度的打印纸表面的距离，所以，便将与规定厚度的打印纸厚度一致的光量的光入射到位移检测器54的光敏元件53上。在此阶段，调整输出信号的斜率调整电阻61，以便输出与规定厚度的打印纸 厚度一致的输出信号。

给打印机接通电源后，电机13便开始工作，驱动偏心导引轴7转动，使打印头17沿垂直于压纸卷筒1的表面移动。这样，当打印头17移动到与压纸卷筒表面之间成为基准间隙G₅的位置，并且基准位置检测板14到达设定的基准位置后，光电传感器15便输出信号，使电机13停止转动。

在此状态下，如果将打印纸沿着打印纸导引板25***，将检测控制杆26按下之后，打印纸检测器27便输出打印纸检测信号，所以，CPU72便驱动进纸电机2，将打印纸P移动到初始打印位置。

在打印纸放置在初始打印位置的阶段，CPU72激励螺线管30，使检测控制杆28的触头34通过打印纸P压在压纸卷筒1上。因此，遮光板51停止在比先前最大遮光时上升了一段相当于打印纸厚度△D的距离的状态，从而由光敏元件53输出与打印纸厚度成正比的信号。

然而，这时，由于光量向增加的方向发生变化，所以，时间常数设定电路64的二极管68保持在截止状态。因此，至少在测定时间内，时间常数设定电路64不会将由光量检测电路62的输出信号变化而引起的信号输给调整电路69，这样，发光二极管52的输出光便不随打印纸的***而变化，从而不会影响检测打印纸厚度的动作。

另外，缓冲放大器58的信号由运算放大器59变换为打印纸厚度信号后，输给CPU72，启动电机13，设定与该打印纸厚度一致的压纸卷筒间隙。

对一张打印纸进行测定的动作结束之后，如果遮光板51离开位移检测器54的光路，光量检测电路62的输出信号便向打印纸厚度测定动作的相反方向变化，所以，时间常数电路64的二极管68导通，从而转换为由低电阻67和电容器66决定的较小的时间常数。

这样，在不测定打印纸厚度的状态下，如果光敏元件53的输出电平因电源电压的变化和发光元件52及光敏元件53的老化而降低，光量检测电路62便输出使与光量设定电路63的设定值一致的信号，于是，使调整电路69、晶体三极管70动作，调整流向发光元件52的电流。因此，可使光敏元件53的输出信号不受元件52和53的老化影响而保持恒定的电平，从而可以尽可能防止长时间使用而发生的误差。

Claims (1)

1. 一种打印机，包括压纸滚筒(1)，打印头(17)，和调整打印头与压纸滚筒之间的间隙的装置(7，13，50，72)，其特征在于，所述调整装置包括：可向着或背离压纸滚筒运动的部件(28)，由发光元件(52)和光敏元件(53)组成的、测定所述可运动部件相对于压纸滚筒的位置并产生一个相应输出信号的检测装置(54)，监控所述输出信号的装置(62)，在进行测定时把时间常数设定的较大，在测定完成时把时间常数设定的较小的装置(64)，以及由所述监控装置和所述时间常数设定装置控制的、用于调整向所述发光元件输送的电能的装置(69，70，56)。

Images