专利名称：打印机用步进马达的传动结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及打印机用步进马达的传动结构，特别是涉及使装有打印头的起纸机构轴相对于印字压板作上下移动以调节打印头与打印纸之间的间隙(head gap)的步进马达的传动结构。
采用步进马达使打印机的起纸机构相对于印字压板作接近或离开移动。将设置在起纸机构上的打印头与设置在印字压板上的打印纸之间的间距作为打印头间隙，可根据纸张的厚度调节打印头间隙的打印机为数众多(例如日本专利申请、特愿平7-87217号)。
上述特愿平7-87217号中提出的打印机具有上面平坦并水平设置的印字压板及设置在印字压板的上方，可沿印字压板作自由往复移动的打印头，一般被称为平板式打印头打印机。它通过步进马达使打印机的起纸机构相对于印字压板作上下移动，使设置在起纸机构上的打印头相对于印字压板作接近或离开移动，以此根据纸张的厚度任意调节打印头间隙。
例如，打印头间隙一般可以适用厚度为0.05mm～2mm的纸张，为了保证打印质量，打印纸与打印头之间间距的精度要求为±30μm，而步进马达的每一步幅的打印头间隙的变化量一般为10μm。此外，打印头相对于印字压板的标准位置是固定的，在生产组装打印机时，其标准位置的误差必须在要求公差±30μm以内。
可是，由于步进马达本身没有检测位置的手段，进行精确定位时则需要借助外部位置检测手段。
以往，通过步进马达移动起纸机构以决定打印头相对于印字压板的标准位置时，采用的位置检测方法是通过起纸机构的某一部分控制固定在框架上的机械式开关或光学开关。
本发明的目的是提供一种打印机用步进马达的传动机构，该传动机构不必设置外部的位置检测手段，仅通过步进马达移动起纸机构便可实现打印头相对于印字压板的标准位置的定位。
为了达到上述目的，本发明的打印机用步进马达的传动机构设有励磁相设定手段，在具有借助传动脉冲使各相顺次励磁而旋转的复数相步进马达、输出上述传动脉冲的步进马达传动电路、由步进马达旋转传动的活动部件、与活动部件接触以限制活动部件移动的挡板、在活动部件与挡板接触的状态下仍然继续输出传动脉冲而使步进马达失步，然后停止输出传动脉冲的传动脉冲控制手段的打印机中，设定步进马达失步后，步进马达开始向上述活动部件远离上述挡板方向传动时的励磁相。
其优点之一是具有在画面上显示由励磁相设定手段设定之相的显示手段。
其优点之二是步进马达为传动源，打印机的起纸机构借助其传动作接近或远离印字压板的运动。
在本发明的打印机用步进马达的传动机构中，由于能够在步进马达作正向传动使活动部件接触挡板，在步进马达处于失步状态后停止步进马达，在步进马达朝活动部件远离挡板方向作反向传动时，相对于使步进马达反向旋转的传动脉冲，设定稳定且不会出现应答偏差的停止相，即能够设定步进马达停止正向旋转传动时的励磁相，因此不需要设置外部位置检测手段，而能够使活动部件停止在离开挡板的标准位置上，实现了通过步进马达移动起纸机构，以确定打印头相对于印字压板的标准位置的定位。
图1是采用本发明打印机用步进马达传动机构的点击打式打印机主要部分的斜视图。
图2是1所示打印机打印头间隙调节机构部的部分放大斜视图。
图3是设置在图1打印机右侧框架上的打印头间隙调节机构部的正视图。
图4表示活动部件在图3所示打印头间隙调节机构部中受到挡板的限制，打印机间隙处于最大状态。
图5表示图3所示打印头间隙调节机构部中活动部件所处的位置(标准位置)其位置与印字压板上没有纸张时打印头所处位置相对应。
图6是采用本发明打印机用步进马达传动机构的点击打式打印机外观的斜视图。
图7表示采用本发明打印机用步进马达传动机构调节打印头间隙时的原理图。
图8是步进马达转子旋转的说明图。
图9是图8所示步进马达转子的旋转状态模型图。
图10表示相对于步进马达各定子相的转子停止位置与挡板之间的关系。
图11是采用本发明的打印机用步进马达传动机构进行步进马达定位调节时所用的打印头间隙测试器具千分表的斜视图。
图12是采用本发明的打印机用步进马达传动机构进行步进马达定位调节的程序图。
图13是图12所示程序图的后续部分。
图14是图12及图13所示处理时使用的操作盘。
图15是图12及图13所示处理时使用的液晶显示部分。
参照图1说明采用了本发明打印机用步进马达传动机构的点击打式打印机。
起纸机构轴4被水平地横架固定在打印机1左右两个相对的侧面框架2、3之间，可以作上下方向的移动(后述)。起纸机构轴4中嵌合有可自由滑动的起纸机构5。打印头6采用螺丝等安装在起纸机构5内，可拆卸，其击打针6a垂直向下。打印头6沿起纸机构轴4的轨迹的正下方设置有与起纸机构轴4平行，且上面平坦的印字压板7。打印机1右方侧面框架3的外侧设置有打印头间隙调节机构8和送纸传动机构9，可使起纸机构5作上下移动。
图1中，符号10与符号11表示辊轴，其分别与印字压板7平行，被横架在打印机1左右的侧面框架2、3之间，将印字压板7夹在其中间，且可前后自由旋转。辊轴10、11分别借助送纸传动机构9朝送纸方向旋转动作。辊轴10、11分别设置有送纸轴手段12、13。此外，符号14表示主给纸口，打印纸(图中没有标明)从主给纸口14水平地送入打印头6。印字压板7与打印头6顶端之间形成有打印头间隙以便打印纸通过主给纸口14进入打印机。
参照图2和图3说明打印机1的打印头间隙调节机构部。
如图3所示，右侧框架3上固定有轴承15，该轴承15中嵌合有可自由旋转的变位用齿轮部件16的轴部17。该轴部17固定时，起纸机构轴4的右端处于相对于变位用齿轮部件16的轴部17的旋转中心的偏心位置。
此外，如图1所示，左侧框架2中嵌合有可相对于左侧框架2作自由旋转的轴承18。该轴承18固定时，起纸机构轴4的左端相对于轴承18的旋转中心。处于与右端相同的偏心位置。
为此，起纸机构轴4被水平地横架固定在左右的侧面框架2、3之间，同时通过支撑其一侧的变位用齿轮部件16的旋转来改变上下方向。
如图2及图3所示，被固定在右侧框架3上且可自由旋转的变位用齿轮部件16上一体形成有扇形齿轮19，其处于侧面框架3的外侧，以变位用齿轮部件16的旋转中心为中心向周围扩展。此外，夹着旋转中心，扇形齿轮19的相反侧一体形成有活动部件间隙调节杆20。
如图3所示，侧面框架3中设置有以变位用齿轮部件16的旋转中心为中心，其上方为圆弧状的导向孔21。在导向孔21左侧的下方设置有贯穿孔22。侧面框架3的外面，相对于圆弧状导向孔21设置有1块挡板23，而侧面框架3的内侧则设置有作为打印头间隙调节机构8的传动源的步进马达M，步进马达M的传动轴24穿过侧面框架3的贯穿孔22，突出于侧面框架3的外侧。此外，侧面框架3上还分别固定设置有3根轴25、26、27。面向外侧且与传动轴24平行。
如图2及图3所示，步进马达M的传动轴24的顶端固定有小齿轮28。轴25中设置有可自由旋转的空转齿轮29。轴26中设置有可自由旋转的空转齿轮30，轴27中设置有可自由旋转的空转齿轮31。空转齿轮29的轴方向分两排形成有小齿轮齿部29a和外齿29b。空转齿轮31的轴方向分两排形成有大径的外齿31a和小径的外齿31b。
设置在步进马达M的传动轴24顶端的小齿轮28与空转齿轮29的外齿29b啮合，空转齿轮29的小齿轮齿部29a与空转齿轮30啮合，空转齿轮30与空转齿轮31的大径外齿31a啮合，空转齿轮31的小径外齿31b与变位用齿轮部件16的扇形齿轮19啮合，由小齿轮28、空转齿轮29、空转齿轮30、空转齿轮31和扇形齿轮19形成减速轮组32，步进马达M的旋转传动力经由减速轮组32传到变位用齿轮部件16，经由设置在右侧框架3上的轴承15使变位用齿轮部件16旋转。同时，使设置在右左侧框架2上的轴承18旋转，以此使起纸机构轴4围绕旋转轴线旋转，打印头6与起纸机构5共同作上下移动。
例如，变位用齿轮部件16如图3作顺时针旋转时，起纸机构轴4下降，打印头6也随之作垂直方向下降。相反，变位用齿轮部件16如图3作逆时针旋转时，起纸机构轴4上升。打印头6也随之作垂直方向上升。此外，如图3所示，间隙调节杆20的顶端设置有导向销33，该导向销33穿过形成于侧面框架3上的圆弧状导向孔21。
下面参照图4及图5说明间隙调节杆20的摇动范围与打印头之间的关系。
间隙调节杆20的摇动范围由一块挡板23限定。图4所示间隙调节杆20处于打印头间隙为最大的标准位置状态，图3所示间隙调节杆20处于打印头间隙为最小的位置状态。
如图4所示，挡板23中具有第一挡板34和第二挡板35，当图3所示步进马达M朝打印头6远离印字压板7方向传动时，第一挡板34与间隙调节杆20接触以限制打印头6向远离印字压板7的方向变位，当图3所示步进马达M朝打印头6接近印字压板7方向传动时，第二挡板35与间隙调节杆20接触以限制打印头6向接近印字压板7的方向变位。
此外，步进马达M如图3实线箭头所示作逆时针方向旋转，向打印头6远离印字压板7方向传动时称为正向旋转，打印头6远离印字压板7的方向称为正方向。相反，步进马达M如图3链状线箭头所示作顺时针方向旋转，向打印头6接近印字压板7方向传动时称为反向旋转，打印头6接近印字压板7的方向称为反方向。
如图4所示，间隙调节杆20与第一挡板34接触后，由于步进马达M不断旋转的结果，步进马达M失步，间隙调节杆20由此恢复初期状态。从该初期状态开始，根据步长数控制步进马达的旋转量，而间隙调节杆20则根据该旋转量传动。打印头6根据间隙调节杆20的移动作上下方向的变位。
如图3所示，间隙调节杆20与第二挡板35接触后，打印头6与印字压板7之间的最小间隙受到限制，该最小间隙被设定在打印头6与印字压板7接触而不会引起打印头6受伤的位置。此外，挡板23借助长圆形导向孔36、36被固定在侧面框架3上，为了能够对打印头间隙进行微调，其水平方向的安装位置可以调节。
图5是打印头间隙调节机构8的部分正视图，表示间隙调节杆20处于打印头6的标准位置，即是印字压板7上没有打印纸时的打印头间隙位置。在图4所示标准位置上停止间隙调节杆20后，使步进马达M作预定步长数的反向旋转，使间隙调节杆20离开第一挡板34而停止在标准位置。
而且，如后面部分所述，步进马达M由4相永磁型步进马达构成，A相、B相、C相和D相的各励磁相根据所定的步进周期被顺次励磁，而使转子相对于定子作步进旋转。减速轮组32的齿轮比被设定为0.037，步进马达M每旋转1个步长数，起纸机构5则向上或向下移动0.01mm(10μm)。
如图6所示，打印机1的机壳37的一侧上面设置有操作盘38。操作盘38中设置有液晶显示部39和输入键40至45。
参照图7的方块图就打印头6的打印头间隙的主要调节部分进行说明。
打印机1的控制部分46由控制打印机各传动部分的CPU47、记忆有CPU运行的控制程序的ROM48、能够随机写入读出的RAM49以及能够随机读写、电源切断后其记忆数据也不会消失的EEPROM50所组成。
CPU47中，ROM48、RAM49以及EEPROM50采用母线连接。该母线进一步与开关输入测试电路51连接，通过设置于打印机装置1的操作键开关40～45输入后，键输入信号经由该开关输入测试电路51分别或同时被输入到CPU47。此外，该母线上还连接有显示用驱动器52以及马达驱动器53。CPU47的显示输出信号经由显示用驱动器52被送到并显示于液晶显示部分39。此外，通过起纸机构轴4的上下变位调节起纸机构5，同时调节打印头6与打印纸之间间隙的打印头间隙调节用步进马达经由马达驱动器53，根据CPU47的传动输出动作。
记忆在ROM48中的控制程序中包括用于设定相(停止相)的程序，即设定通过步进马达M的传动，经由打印头间隙调节机构8使起纸机构5上下移动以确定打印头相对于印字压板7的标准位置之际的、步进马达M从正向传动变成反向传动时的相(停止相)的程序。EEPROM50中储存有程序执行后获取的停止相。
如图4所示，当间隙调节杆20与第一挡板34接触后，由于步进马达M不断旋转的结果，步进马达M失步，间隙调节杆20由此恢复初期状态。可是，如果该初期状态中步进马达M停止传动时的相(停止相)不合适，间隙调节杆20的停止位置就不稳定，为此，以间隙调节杆20的初期状态为依据，按预先决定的步长数反向旋转步进马达M而设定的标准位置(图5)也不稳定。即，因为电源接通后的间隙调节杆20的初期状态不稳定，每次电源接通时的打印头间隙不相同而引起打印质量不稳定。为了解决这一问题，在本发明中作了可使步进马达M停止相变得合适的停止相设定，保证了间隙调节杆20的初期状态一直处于稳定位置。
在此，参照图8及图9就步进马达M的概要进行说明。
步进马达M为4相8极的永磁型马达。步进马达M的定子(stator)54中设置有按45°间隔设置的8个极齿55-1、56-1、55-2、56-2、55-3、56-3、55-4和56-4按90°间隔设置的4个极齿构成一个相，以中心相对的2个极齿同极励磁，相邻的极齿异极励磁。
设置在步进马达M的定子54内侧的转子(rotor)57中设置有按60°间隔设置的6个极齿58-1、58-2、58-3、58-4、58-5、和58-6，各极齿中设置有同极的永久磁铁。
图8(a)表示转子的各极齿为N极，通过A相励磁，极齿55-1和55-3被S极励磁，55-2和55-4被N极励磁时转子57停止时的状态。
在转子57停止在图8(a)所示定子54的A相的状态下，停止对A相的励磁，而转换向B相励磁后，定子54的极齿56-1和56-3被S极励磁，极齿56-2和56-4被N极励磁，定子54的极齿56-1与转子57的极齿58-2啮合，定子54的极齿56-3与转子57的极齿58-5啮合，而使转子57相对于定子54作15°的逆时针旋转。
图8(b)表示B相被励磁时的转子57停止状态。此时，定子54的极齿56-1、56-3被S极励磁，极齿56-2和56-4被N极励磁。
图8(c)表示C相被励磁时的转子57停止状态。此时，定子54的极齿55-1、55-3被N极励磁，极齿55-2和55-4被S极励磁。
图8(d)表示D相被励磁时的转子57停止状态。此时，定子54的极齿56-1、56-3被N极励磁，极齿56-2和56-4被S极励磁。
如上所述，步进马达M按定子54的A相、B相、C相和D相的顺序循环切换励磁，每切换励磁一次，其转子57相对于定子54作15°步进角的逆时针旋转。图9是上述图8所示步进马达M的旋转情况的模型图。
参照图10就步进马达M的转子57(即与其一体动作的间隙调节杆20)相对于定子54的4个相(即A相、B相、C相和D相)的停止位置与第一挡板34之间的关系进行说明。
参照图10就间隙调节杆20接触第一挡板时的动态进行说明。
在图10中，数字1至8表示步进马达M各极齿的位置。举例中的第一挡板34处于数字4所示的D相附近的位置。
在图10数字1～4所示位置之前，间隙调节杆20不会接触第一挡板34，第一挡板34如图3所示，与步进马达M传动轴24的逆时针旋转联动。即在步进马达M中，如图8所示，步进马达M的转子57追随由传动脉冲进行励磁切换的定子54的励磁相作每一步15°步进角的逆时针旋转。
当间隙调节杆20接触第一挡板34后，由于第一挡板34的原因，间隙调节杆20的逆时针旋转移动(步进马达M的正向旋转)受到阻止，图3所示减速轮组32传递旋转力的传动动作被强迫停止，为此，步进马达M的传动轴24的逆时针旋转被强制停止，步进马达M呈失步状态。
即，即使按步进马达M的定子54的A相、B相、C相、D相、A相…的顺序循环切换励磁，转子57也不会追随定子的励磁相旋转移动，转子57处于相对于定子54D相的状态而无法进一步作逆时针旋转。
在上述前提条件下，由于为停止步进马达M的失步状态而停止励磁时的相(停止相)的不同，转子57的停止位置有时稳定，有时不稳定。以下就其进行说明。
如图10(a)所示，以A相为停止相时，在数字4所示位置上接触而停止的转子57被吸引到受到励磁的A相中数字1与数字5所示的位置。此时，相对于数字4所示的转子停止位置，因数字5的位置比数字1的位置更接近，所以转子57被吸引至数字5的方向。可是，因间隙调节杆20已经接触第一挡板34，转子57无法移至数字5所示位置，而停止在数字4所示位置。即，如图10(a)所示，间隙调节杆20停止且稳定在数字4所示位置。
如图10(b)所示，以B相为停止相时，在数字4所示位置上接触而停止的转子57被吸引到受到励磁的B相中数字2与数字6所示的位置。此时，相对于数字4所示的转子57停止位置，数字2与数字6所示的位置距离几乎相等，因数字2所示位置与数字6所示位置的吸引力的平衡和外力等因素，转子57有停止在数字4所示位置和被吸引到数字2所示位置的可能性，间隙调节杆20的停止位置不稳定。
如图10(c)所示，以C相为停止相时，在数字4所示位置上接触而停止的转子57被吸引到受到励磁的C相中数字3与数字7所示的位置。此时，相对于数字4所示的转子57停止位置，因数字3所示位置比数字7所示位置更接近，转子57被吸引到数字3所示位置，转子57从数字4所示位置被吸引到数字3所示位置后停止。为此，在图10(c)中，与转子57联动的间隙调节杆20回到与第一挡板34(数字4所示位置)分开的数字3所示位置后停止并稳定下来。
如图10(d)所示，以D相为停止相时，在数字4所示位置上接触而停止的转子57被吸引到受到励磁的D相中数字4所示的位置。此时，相对于数字4所示的转子停止位置，因数字8所示位置的吸引力不具有影响力，转子57在数字4所示位置停止后不动。为此，在图10(d)中，间隙调节杆20被吸引至数字4所示位置后停止且稳定下来。
这样，第一挡板34在D相附近时，以B相作为步进马达M停止相时的间隙调节杆20的位置不稳定。此外，即使第一挡板34不在D相附近，如果将与第一挡板34邻近相隔开两个相的相作为停止相时，间隙调节杆20的位置不稳定。第一挡板34在A相附近时，以C相为停止相时的间隙调节杆20的位置不稳定，即第一挡板34在B相附近时，以D相为停止相时的间隙调节杆20的位置不稳定，第一挡板34在C相附近时，以A相为停止相时的间隙调节杆20的位置不稳定。为此，如步进马达M的停止相选择正确，步进马达传动停止时的转子57的停止位置就稳定。
以下说明通过步进马达M的传动，经由打印头间隙调节机构8使起纸机构5上下移动以确定打印头6相对于印字压板7的标准位置之际的步进马达M的转子57相对于4相定子54的定位方法。
为了实际测试打印头间隙，拆下安装在起纸机构5的打印头6，在起纸机构5上安装测试器具。
图11是在起纸机构5安装打印头的位置上装上打印头间隙测试器具千分表63后的斜视图。
千分表63的接触体64与印字压板7接触，打印头间隙的测试值通过旋转指针65的位置和测试值指示盘66进行模拟测试，其精度为5μm。
首先使步进马达M正向旋转第一步长数后停止，朝打印头间隙扩大的方向移动起纸机构5，在间隙调节杆20接触第一挡板34后停止。此外，由于要使间隙调节杆20与第一挡板34接触，所以第一步长数大于与间隙调节杆20的活动范围相对应的步长数。
然后，使步进马达M反向旋转第二步长数后停止，朝打印头间隙缩小方向移动起纸机构5，使间隙调节杆20停止在标准位置上。此外，由于要使间隙调节杆20在间隙调节杆20的活动范围内停止，所以第二步长数小于与间隙调节杆20的活动范围相对应的步长数。随着起纸机构5的移动，固定在动起纸机构5上的千分表63的接触体64在维持与印字压板7接触的状态下作收缩动作，根据其收缩变化，旋转指针65所示测试值作模拟变化。读取停止在标准位置时的旋转指针65所示测试值“将该测试值与已知的标准位置额定值比较，确认测试值是否出现有相当于步进马达M的一个步长数的误差(10μm)。
如果出现误差，改变步进马达M的停止相(即改变第一步长数)。再次使步进马达M作正向旋转，间隙调节杆20与第一挡板34接触使步进马达M失步后，使步进马达M停止在变更后的停止相，然后使步进马达M反向旋转第二步长数后停止，读取千分表63的旋转指针65所示测试值。将该测试值与已知的标准位置额定值比较。如果上述测试作业中没有出现误差，步进马达M的转子57相对于4相定子54的定位设定到此结束。
以下参照图12及图13所示CPU47实施定位用程序的流程图对步进马达M的转子57定位进行说明。
电源接通后，由CPU47识别是否进行步进马达M的转子定位处理。操作人员按操作盘38的输入键40和输入键41，使打印机1处于停止相设定状态。
电源接通后，由CPU47识别是否有输入键40的输入(步骤S01)信号，如果没有输入键40的输入信号，CPU47进入待机状态，反复进行步骤S01的识别处理。如果有输入键40的输入信号，CPU47进入步骤S02，识别是否有输入键41的输入(步骤S02)信号，如果没有输入键41的输入信号，CPU47进入待机状态，反复进行步骤S02的识别处理。
如果有输入键41的输入信号，CPU47将规定A相的值设定在停止储存器SOU中，并将A相暂定为停止相(步骤S03)。之后，CPU47开始停止相设定模式处理，进入步骤S04以下的处理。
图14表示停止相设定模式处理时操作盘38上各输入键40～45的功能分配情况。如图14所示，CPU47进入停止相设定模式处理时，操作盘38的输入键41～43以及输入键45的功能分配如下所示。
输入键41＝(向上键)输入键42＝(向下键)输入键43＝(保存键)输入键45＝(结束键)输入键40与输入键44没有分配功能。
通过操作向上键41，将此时设定在停止相储存器SOU中的停止相的值更改设定为下一个励磁相的值。例如，如果此时作为停止相设定在停止相储存器SOU中的停止相是A相，通过按一次向上键41，设定在停止相储存器SOU中的停止相就被更改设定为B相。同样，如果此时的设定值是B相，则被更改设定为C相，此时的设定值是C相，则被更改设定为C相，则被更改设定为D相，此时的设定值是D相，则被更改设定为A相。
按向下键42，将此时设定在停止相储存器SOU中的停止相值更改设定呈前一个励磁相的值。例如，此时作为停止相设定在停止相储存器SOU中的停止相是A相，通过按一次向下键42，设定在停止相储存器SOU中的停止相就被更改设定为D相。同样，此时的设定值如果是B，则被更改设定为A相，此时的设定值是C相，则被更改设定为B相，此时的设定值如果是D，则被更改设定成C相。
按保存键43，此时设定在停止相储存器SOU中的停止相内容被送往EEPROM50中记忆保存起来。此外，按结束键45可以结束CPU47的停止相设定模式处理。
CPU47处理完步骤S03的处理，进入步骤S04以下的停止相设定模式处理后，按向上键41、向下键42、保存键43以及结束键45的顺序识别有无其输入信号。
在步骤S04中识别是否有向上键41的输入(步骤S04)信号。按输入键41，在CPU47经由步骤S02和步骤S03进入步骤S04时，可以认为此时操作人员还没有按过向上键41、向下键42、保存键43以及结束键45中的任何一个键。为此，CPU47将步骤S04识别为假信号而进入步骤S05。
在步骤S05中识别是否有向下键42的输入(步骤S05)信号。依据步骤S04中所述的同样理由，CPU47将步骤S05识别为假信号而进入步骤S06。
在步骤S06中识别是否有保存键43的输入(步骤S06)信号。依据步骤S04中所述的同样理由，CPU47将步骤S06识别为假信号而进入步骤S07。
在步骤S07中，CPU47在液晶显示部39中显示表示停止相设定模式的模式显示，同时显示此时设定在停止相储存器SOU中的停止相内容(步骤S07)。此外，图15举例表示了液晶显示部39中模式显示以及停止相内容显示的情况。图15表示A相被设定为停止相的情况。CPU47在处理步骤S07后进入步骤S08的处理。
在步骤S08中识别是否有结束键45的输入(步骤S08)信号。依据步骤S04中所述的同样理由，CPU47将步骤S08识别为假信号而回到步骤S04。
以下，在操作人员操作向上键41、向下键42、保存键43以及结束键45的任何一个键之前，CPU47处于待机状态，反复进行由步骤S04、步骤S05、步骤S06、步骤S07、步骤S08以及步骤S04形成的循环待键操作处理。
操作人员识别液晶显示部39中显示的停止相内容后，进行向上键41、向下键42、保存键43以及结束键45中的任何一个键的操作。此时，由于操作人员还没有读取由千分表54测试的停止相相对于A相～D相的测试值，为此，当停止相为A相时，操作人员使步进马达M正向旋转第一步长数后停止，然后使步进马达M反向旋转第二步长数后停止，读取千分表的测试值。此外，在本实施形态中，上述的测试动作重复进行5次。
操作人员按保存键43以开始停止相为A相时的测试。CPU47将步骤S06的识别处理识别为真信号而进入步骤S11以下的处理。
进入步骤S11处理后的CPU47将此时设定在停止相储存器SOU中的停止相内容送往EEPROM50中记忆保存(步骤S11)起来。此时，A相作为停止相的内容被记忆保存在EEPROM50中规定的记忆区域中。然后，CPU47将测试次数计数器C1复位至零(步骤S12)，进入步骤S13以下的测试处理程序。
在步骤S13中，CPU47经由马达驱动器53使步进马达M正向旋转第一步长数，并使其在此时记忆保存在EEPROM50中的相(停止相)处停止(步骤S13)。如上所述，第一步长数大于与间隙调节杆20的活动范围相对应的步长数，间隙调节杆20与第一挡板34接触，步进马达M处于失步状态后，转子57在记忆保存在EEPROM50中的定子54停止相上停止，间隙调节杆20在标准位置处停止。
在步进马达M开始正向旋转时，转子57相对于定子54的停止位置不稳定。即无法确定转子57停止在定子54的A相至D相的哪一相。为此，在步进马达M开始正向旋转时，假定转子57停止在定子54的A相，从B相开始正转时的励磁，然后通过传动脉冲，按顺序对C相、D相、A相。B相和C相进行励磁，每励磁一相，步进马达M作一个步长数的正向传动。
预先设定的第一步长数的传动结束后，步进马达M停止。根据正转开始时的相与步进马达的极数决定停止时的相(停止相)。
例如，4相(A相、B相、C相、D相)步进马达M从B相开始正向传动为4的倍数的第一步长数后，其停止相为A相。如果在第一步长数的4倍数中加1，B相成为停止相。同样，如果在第一步长数的4倍数中加2，C相成为停止相，在第一步长数的4倍数中加3，D相变成停止相。这样，可以通过选择第一步长数来选择停止相。
又例如，当设定在停止相储存器SOU的相是A相时，定子A相受到励磁时，转子57停止旋转。可是，假定停止时的停止相是A相，如上所述，如果第一挡板34在C相附近，间隙调节杆20的位置则不稳定。
在步骤S13的处理结束后，相对于间隙调节杆20与第一挡板34接触的步进马达M的停止相，CPU47经由马达驱动器53使步进马达M从相邻于逆转方向侧的相开始传动，并使步进马达M在反向旋转第二步长数后停止(步骤S14)。
即，根据记忆在EEPROM50中的停止相设定逆转时的传动开始相，然后从设定的传动开始相开始，通过传动脉冲使步进马达M向逆转方向逆转第二步长数后停止。例如，停止相为A相时，将D相设定为逆转时的传动开始相，然后按D相、C相、B相、A相和D相的顺序通过传动脉冲进行传动，传动第二步长数后停止。又，停止相为B相时，将A相设定为逆转时的传动开始相，然后按A相、D相、C相、B相和A相的顺序通过传动脉冲进行传动，传动第二步长数后停止。同样，停止相为C相时，将B相设定为逆转时的传动开始相，停止相为D相时，将C相设定为逆转时的传动开始相，按顺序通过传动脉冲进行传动，传动第二步长数后停止。
步骤S14的处理结束后，进入一定时间的待机状态(步骤S15)。如上所述，使步进马达M反向传动第二步长数后停止后，间隙调节杆20则停止在图5所示的标准位置，在CPU47进入步骤S15的处理而处于待机状态时，例如待机1秒钟，操作人员读取千分表测得的打印头间隙测试值。
从进入步骤S15处理时起算，经过一定时间后，CPU47进入下一步骤的处理在测试次数计数器C1的数值中加工(步骤S16)，识别测试次数计数器C1的数值是否达到所定的测试次数5(步骤S17)。
如果测试次数计数器C1的数值没有达到所定的测试次数5，CPU47返回到步骤S13，执行步骤S13～步骤S17的测试动作处理程序。以下，CPU47反复执行步骤S13～步骤S17的测试动作处理程序，直到测试次数计数器C1的数值达到所定的测试次数5为止。
当测试次数计数器C1的数值达到所定的测试次数5后，在步骤S17的识别处理时将其作为真信号识别，回到步骤S04，进入循环待键操作处理程序。其结果，如果此时设定在停止相储存器SOU中的停止相为A相，操作人员可以从千分表63读到5个打印头间隙的测试值。
操作人员将读取的5个测试值与已知的标准位置额定值比较，判断5个测试值是否出现有相当于步进马达M的一个步长数的误差(10μm)。
然后对5个测试值进行确认，如发生误差，按向上键41或向下键42改变步进马达M的停止相。
操作人员按向上键41后，CPU47将步骤S04的识别处理作为真信号识别，将此时设定在停止相储存器SOU中的停止相内容更新设定为后一个励磁相(步骤S09)，通过步骤S07的处理，将变更后的励磁相内容与停止相设定模式同时显示在液晶显示部39，将步骤S08的识别处理作为假信号识别后回到步骤S04，进入循环待键操作处理。被变更设定的内容如上所述。例如，如果此时设定在停止相储存器SOU中的停止相是A相，按一次向上键41，设定在停止相储存器SOU中的停止相则被变更设定为B相。
此外，操作人员按向下键42后，CPU47将步骤S05的识别处理作为真信号识别，将此时设定在停止相储存器SOU中的停止相内容更新设定为前一个励磁相(步骤S10)，通过步骤S07的处理，将变更后的励磁相内容与停止相设定模式同时显示在液晶显示部39，将步骤S08的识别处理作为假信号识别后回到步骤S04，进入循环待键操作处理。被变更设定的内容如上所述。例如，如果此时设定在停止相储存器SOU中的停止相是A相，按一次向下键42，设定在停止相储存器SOU中的停止相则被变更设定为D相。
此后，操作人员按保存键43，根据变更后的停止相进行步骤S11以下的处理。CPU47将步骤S06作为真信号识别，通过步骤S11，将变更后的停止相内容记忆保存在EEPROM50中，按顺序执行步骤S12后，反复进行步骤S13至步骤S17的循环测试动作处理后再次回到步骤S04，进入循环待键处理程序。其结果，由操作人员读取5个由千分表63测得的变更后停止相的打印头间隙测试值，将取得的5个测试值与已知的额定值比较以判断5个测试值中是否产生相当于步进马达M一个步幅的误差(10μm)。
对5个测试值进行确认，如发生误差，再次按向上键41或向下键42改变步进马达M的停止相，按保存键43，将变更后的停止相内容以及保存在EEPROM50中，由操作人员读取5个由千分表63测得的变更后停止相的打印头间隙测试值，将读取的5个测试值与已知的标准位置额定值比较以判断5个测试值中是否产生相当于步进马达M一个步幅的误差(10μm)。
操作人员将通过步骤S13～步骤S17的循环测试动作处理测试出的5个测试值与已知的标准位置额定值比较，如果5个测定值中没有出现相当于步进马达M一个步幅的误差(10μm)，步进马达M的转子相对于4相定子的定位设定结束，按结束键45。CPU47在循环待键操作处理时将步骤S08作为真信号识别，停止相设定模式处理结束。此外，设定在停止相储存器SOU中的停止相内容由步骤S11的处理而被记忆保存在EEPROM50中。
此后，从起纸机构5的打印头安装部拆下千分表63，再将打印头6重新安装在起纸机构5的打印头安装部。
被记忆保存在EEPROM50中的停止相内容在每次接通打印机1的电源后，通过步进马达M的传动，借助打印头间隙调节机构8使起纸机构5上下移动以确定打印头6相对于印字压板7的标准位置时使用。
即，首先使步进马达M正向传动第一步长数后停止，向打印头间隙扩大方向移动打印头6，使间隙调节杆20接触第一挡板34，使步进马达M失步并在EPROM50中保存的相(停止相)上停止传动。这样，步进马达M的转子57相对于定子54的停止相就能准确定位而不会出现波动，间隙调节杆20在标准位置处的定位也不会出现波动。然后，以标准位置为基础，使步进马达M从与停止相逆转方向相邻的相开始反向旋转第二步长数后停止。这样确定的打印头6的标准位置也很稳定，即，没有打印纸时的打印头6的打印头间隙也被控制在额定误差的范围内，可以得到稳定的预期打印质量。
以下参照图10就转子相对于定子的定位方法作补充说明。
(1)图10(a)中，如果间隙调节杆20在位置4上第一次步进时，D相励磁→间隙调节杆不动第二次步进时，C相励磁→间隙调节杆移到3第三次步进时，B相励磁→间隙调节杆移到2第四次步进时，A相励磁→间隙调节杆移到1(2)图10(b)中，5次测试中，间隙调节杆20有时从位置4开始反向旋转，有时从位置2开始反向旋转，测试值出现偏差。
(3)图10(c)中，如果间隙调节杆20在位置3上，第一次步进时，B相励磁→间隙调节杆移到2第二次步进时，A相励磁→间隙调节杆移到1(4)图10(d)中，如果间隙调节杆20在位置4上，
第一次步进时，C相励磁→间隙调节杆移到3第二次步进时，B相励磁→间隙调节杆移到2第三次步进时，A相励磁→间隙调节杆移到1以上，马达M从逆转开始起至到达位置1上，图10(a)时旋转了4个步长数，图10(b)时旋转了2个步长数，图10(c)时旋转了3个步长数。
如果从转子的位置处于图10(a)所示状态开始，将马达M旋转移动一定步长数后的位置设定为标准位置，图10(b)中的测试值会出现偏差，图10(c)中出现2个步长数的偏差，图10(d)中出现1个步长数的偏差。因此，只能够设定图10(a)的场合，而不能设定图10(c)和图10(d)的场合，即使稳定也不能设定。
根据上述步进马达M的传动机构，在具有由步进马达M传动的间隙调节杆20和限制间隙调节杆20移动范围的第一挡板34的打印机1中，在间隙调节杆20与第一挡板34接触而停止移动的状态下，将转子相对于步进马达M所有的复数个定子相的停止位置作为步进马达的停止相在液晶显示部39上显示，按输入键41和42改变步进马达M停止相的设定，按输入键43将输入设定的停止相保存在不需要切断电源便可保存停止相记忆状态的EEPROM50中，使步进马达M正向传动事先规定的第一步长数以移动间隙调节杆20而使其与第一挡板34接触，使步进马达M处于失步状态后在EEPROM50中保存的停止相上停止，然后使步进马达M从与停止相逆转方向相邻的相开始传动，反向旋转事先规定的第二步长数后停止，可以不依靠外部检测手段而使间隙调节杆20离开第一挡板34而停止在标准位置上。
权利要求
1.一种打印机用步进马达的传动机构，其特征是在具有借助传动脉冲使各相顺次励磁而进行旋转的复数相步进马达，以及输出上述传动脉冲的步进马达的传动电路，以及与活动部件接触而限制活动部件移动的挡板，以及由步进马达旋转传动的活动部件，以及限制活动部件与挡板接触后依然继续输出传动脉冲，使步进马达失步后停止输出传动脉冲的传动脉冲控制手段的打印机中设置励磁相设定手段，即，设定步进马达失步后，步进马达开始向上述活动部件离开挡板的方向传动时的励磁相的励磁相设定手段。
2.根据权利要求书第1项记载的打印机用步进马达的传动机构，其具有在画面上显示由上述励磁相设定手段设定的相的显示手段。
3.根据权利要求书第1项记载的打印机用步进马达的传动机构，上述步进马达是传动打印机的起纸机构，使其接近或远离印字压板的传动源。
4.用于传动装有打印机用打印头的起纸机构，使其接近或远离印字压板的传动源复数相步进马达的相对于定子的转子定位方法的一种，包括以下步骤(a)向上述步进马达输出事先规定的第一数量的传动脉冲使其传动，待安装在步进马达上的活动部件与设置在步进马达上的挡板接触后使步进马达失步，然后任意暂定一相为步进马达停止传动时的步进马达励磁相，(b)将上述活动部件停止在离开上述挡板任意距离的位置后传动步进马达，使该活动部件向接近上述挡板的方向移动并接触挡板，使步进马达在失步状态下在上述(a)中暂定的相停止传动，(c)向上述(b)项中停止传动的步进马达输出事先规定的第二数量的传动脉冲，使其向活动部件离开挡板的方向传动后停止传动，(d)上述步进马达在旋转了上述(c)项所述事先规定的步长数后停止的时间内，测试打印体的打印头与印字压板之间的间距，(e)反复数次上述(b)项至(d)项的处理，读取复数个测试值，将这些测试值与打印头和印字压板之间的标准间距比较，判断是否具有相当于步进马达1个步幅的误差，(f)如果没有出现上述误差，直接将上述(a)项中暂定的相设定为励磁相以确定挡板与该相的关系，如果发现有误差，则舍去上述(a)项中暂定的相，而重新设定励磁相，反复进行上述(b)项以下的步骤，以得到步进马达停止传动时的转子稳定的停止位置。
5.根据权利要求书第4项记载的步进马达的转子相对于定子的定位方法，在测试上述(d)项所示打印机的打印头与印字压板之间的间距时，应先从打印机的起纸机构上拆上安装在该起纸机构上的打印头，并以夹具形式在起纸机构上安装千分表后进行测试。
6.根据权利要求书第4项记载的步进马达的转子相对于定子的定位方法，如所述(f)项所示，在舍去以前暂定的相，而重新设定其他相时，应通过改变上述第一数量的传动脉冲数来进行。
全文摘要
在具备传动脉冲控制手段,当活动部件(20)接触挡板(34)后,继续输出传动脉冲以使步进马达(M)失步后再停止传动脉冲的打印机中设置设定手段,将使步进马达(M)失步的旋转传动方向作为正向旋转传动,以设定步进马达(M)从正向旋转传动转变为反向旋转传动时的停止相。
文档编号B41J29/38GK1198131SQ97190979
公开日1998年11月4日 申请日期1997年7月28日 优先权日1996年7月26日
发明者菅井诚, 加藤义郎, 加藤幸久 申请人:西铁城钟表株式会社