JP2004230852A - サーマルプリンタ - Google Patents

Abstract

【課題】印字の停止時には通電を停止して消費電力の低減を図るとともに、用紙を搬送するプラテンローラの回転トルクを重くして用紙の位置ずれ防止が図れるようにしたサーマルプリンタを提供すること。
【解決手段】印字の終了に伴って、ＣＰＵ２１からステッピングモータ１８の所定の相に相励磁を固定するための制御信号をドライバ２２に供給し、ステッピングモータ１８を停止させる。さらに、ＣＰＵ２１からリレー切替え装置２３に制御信号が供給されると、制御信号を受けたリレー切替え装置２３は第１のリレー３２をＯＦＦ側に切り替え、それと同時、またはそれに続いて第２のリレー３３をＯＦＦ側に切り替えてモータを短絡させる。この状態でステッピングモータ１８の回転子２４を回転させると、回転子２４の磁石による誘電起電力で固定子のコイル２５に電流が流れ、回転子２４が回転するのを妨げるように磁場が発生するようにした。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はサーマルプリンタにかかるもので、特に印字停止時の消費電力の低減を図ったサーマルプリンタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、現場に持ち運んで文字情報やバーコード等の印字物を発行するのに使用される、小型軽量でバッテリー駆動のサーマルプリンタが知られている。一般に、この種のサーマルプリンタは、ステッピングモータに連動して回転駆動するプラテンローラと、複数の発熱体を有するサーマルヘッドとの間に用紙を挿通して圧接し、プラテンローラの回転駆動力により用紙を搬送しながら印字を行うようになっている。このようなバッテリーで駆動するサーマルプリンタは、一回の充電で出来るだけ長時間使用できるのが好ましく、そのためには、印字を停止している間や作業現場を移動する間は、ステッピングモータ等への通電を極力おさえるようにして、バッテリーの消耗防止を図っている。
【０００３】
図３は、従来のバッテリーで駆動するサーマルプリンタの基本的な駆動回路図である。プラテンローラを回転駆動させるために用いられるステッピングモータ１には、電力を供給するバッテリー２と、ステッピングモータ１を制御するドライバ３とに接続され、これらのドライバ３はＣＰＵ４からの指示を受けて作動するようになっている。またステッピングモータ１は、回転子５を永久磁石とし、各々の相を形成する固定子（図示せず）には、コイル６が巻かれている。
【０００４】
ところで、上記構成のサーマルプリンタにおいて、ステッピングモータ１への通電を完全に停止した場合には、固定子のコイル６が消磁して、固定子およびコイル６と回転子５の永久磁石との引き合う力が低下するため、回転子５に連動して設けられたプラテンローラを手動で回転させる際のトルクも低下する。この状態で用紙を引っ張りながら用紙を切断したり、サーマルプリンタを使用現場に持ち運んで振動を与えたりした場合などは、プラテンローラが回転して用紙の位置ずれが発生するなどの不都合が生じることがあった。そこで、一時的に印字や用紙の搬送を停止する場合は、ＣＰＵ４から所定の相に相励磁を固定するための制御信号をドライバ３に供給し、ステッピングモータ１のコイル６を励磁した状態で停止させることが行われている。このようにすれば、ステッピングモータ１の停止に伴ってそれに連動するプラテンローラも停止するので、プラテンローラとサーマルヘッドとの間に挿通した用紙も固定され、位置ずれの発生が防止できる。しかしながら、この状態を保持するためには、回転子５を固定するための電流をステッピングモータ１に供給し続ける必要があり、このような状態で長期間放置すればバッテリー２に負担を与え、消耗を早めることになるため、改善が求められていた。
【０００５】
このような対策として、例えば、サーマルプリンタが停止状態のときは、ステッピングモータへの通電を停止して、サーマルプリンタの電源切断前におけるステッピングモータへの通電状態を不揮発メモリに書き込み、電源再投入時に以前の通電状態を読み出して用紙位置を復元することにより用紙の位置ずれ防止と消費電力の低減を図ることが試みられている（特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平８−２５６０４号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の方法は、一度位置ずれを起こした用紙を元の位置に復元するというものであり、ステッピングモータへの通電停止に伴う用紙の位置ずれの発生自体を防止するようにはなっていない。すなわち、この方法では、ステッピングモータへの電力供給を停止した結果、前記のような理由によりサーマルプリンタから用紙が排出され、この排出された用紙の端部に体などが接触した場合に、用紙の端部が折れ曲って用紙が無駄になるようなことがあり、またこのように折れ曲がった用紙に印字することにより、印字に乱れが生ずるなどという問題があった。
【０００８】
本発明は以上のような諸問題にかんがみなされたものであり、サーマルプリンタ、特にバッテリーで駆動する小型のサーマルプリンタにおいて、印字の停止時には通電を停止して消費電力の低減を図るとともに、用紙を搬送するプラテンローラの回転を規制することにより用紙の位置ずれ防止を図ったサーマルプリンタの提供を課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、用紙を搬送するプラテンローラと、複数の発熱体を備え前記プラテンローラに接離可能なサーマルヘッドと、前記プラテンローラに回転駆動力を与えるモータと、前記モータを制御する制御装置と、を有し、前記プラテンローラと前記サーマルヘッドとの間に挿通した用紙を圧接して搬送しながら印字を行うサーマルプリンタであって、前記モータへの通電停止時には、前記モータと前記制御装置との間の接続を切り離し、モータ固定子のコイル端子を短絡するようにしたことを特徴とするサーマルプリンタである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
つぎに本発明の実施の形態によるサーマルプリンタを図１、図２にもとづき説明する。
【００１１】
図１は本発明の実施の形態によるサーマルプリンタ１０の構成を示す図、図２は同基本的な駆動回路図である。
【００１２】
図１に示すように、本実施の形態にかかるサーマルプリンタ１０は、用紙１１を軸支すると共に用紙１１を巻き出すための供給軸１２と、用紙１１の搬送を助けるガイドローラ１３と、用紙１１の先頭や終端などを検出するためのピッチセンサ１４と、用紙１１を搬送するための駆動力を供給するプラテンローラ１５と、そのプラテンローラ１５に対して印字を行う用紙１１の上から接離可能に圧接すると共に、発熱体（図示せず）を発熱させて用紙１１に印字を行うサーマルヘッド１６と、タイミングベルト１７などの動力伝達手段を介してプラテンローラ１５を回転駆動するステッピングモータ１８と、サーマルヘッド１６の発熱体の発熱やステッピングモータ１８の動作などを制御する制御装置１９と、バッテリー２０とを備える。
【００１３】
また図２に示すように、この制御装置１９は、図示せぬＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）に記憶された各種制御プログラムに従って動作し各部を制御するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２１、ステッピングモータ１８の動作を制御するドライバ２２、ステッピングモータ１８をバッテリー２０やドライバ２２等から切り離して短絡するためのリレー切替え装置２３などを備える。
【００１４】
プラテンローラ１５を回転駆動するためのステッピングモータ１８は、回転子２４を永久磁石とし、２つの相を形成する４つの固定子（図示せず）にはコイル２５が巻かれると共に、各々のコイル２５の端子をＡ端子２６、Ｂ端子２７、Ｃ端子２８、Ｄ端子２９、ＣＯＭ１端子３０、ＣＯＭ２端子３１としている。このステッピングモータ１８は、ＣＯＭ１端子３０とＣＯＭ２端子３１に第１のリレー３２を介して結線されたバッテリー２０から電力の供給を受けると共に、ステッピングモータ１８のＡ端子２６、Ｂ端子２７、Ｃ端子２８、Ｄ端子２９に第２のリレー３３を介して結線されたドライバ２２によりステッピングモータ１８の消磁、励磁などの制御を受け、さらに第１のリレー３２および第２のリレー３３には切り替え信号を発信するリレー切替え装置２３がつながると共に、これらのドライバ２２やリレー切替え装置２３はＣＰＵ２１からの指示を受けて作動するようになっている。
【００１５】
以下、図１および図２を参照して、本実施の形態によるサーマルプリンタ１０の動作を説明する。まず通紙は、供給軸１２で軸支されたロール状の用紙１１を巻き出し、ガイドローラ１３に案内されてサーマルヘッド１６とプラテンローラ１５との間に挿通し、サーマルヘッド１６をプラテンローラ１５側に圧接して行う。印字に当たってはステッピングモータ１８に通電し、ステッピングモータ１８の回転駆動力をプラテンローラ１５にタイミングベルト１７を介して伝達し、用紙１１の裏面に形成した印字の先頭等を検出するためのタイミングマーク（図示せず）をピッチセンサ１４で検出しながら、ＣＰＵ２１からの制御信号によりサーマルヘッド１６の発熱体を発熱して行う。このとき、第１のリレー３２と第２のリレー３３とは、リレー切替え装置２３からの信号によりいずれもＯＮ側にセットした状態とする。この状態ではＣＰＵ２１からの制御信号を受けたドライバ２２は、バッテリー２０からの電力を受けながら制御信号に基づいて所定の相を順次相励磁し、回転子２４の永久磁石との反発力と吸引力とを利用して回転子２４を回転させるようになっている。
【００１６】
印字の終了に伴って用紙１１の搬送を中止する場合は、ＣＰＵ２１から所定の相に相励磁を固定するための制御信号をドライバ２２に供給し、ステッピングモータ１８を停止させる。ステッピングモータ１８の停止に伴い、それに連動するプラテンローラ１５も停止し、プラテンローラ１５とサーマルヘッド１６との間に挿通された用紙１１が固定される。この状態では、回転子２４を固定するために必要な電流がステッピングモータ１８に供給され、そのための電力が消費されている。
【００１７】
さらに一定時間印字を中断して電源の切断を行う場合には、ＣＰＵ２１からリレー切替え装置２３に対してリレーをＯＦＦ側に切り替える制御信号が供給され、制御信号を受けたリレー切替え装置２３は、バッテリー２０に結線した第１のリレー３２をＯＦＦ側に切り替え、それと同時、又はそれに続いてドライバ２２に結線した第２のリレー３３をＯＦＦ側に切り替えてステッピングモータ１８を短絡させる。この結果、ステッピングモータ１８への電力の供給が停止し、ステッピングモータ１８の回転子２４を固定するために要した電力の消費がなくなる。この時点ではステッピングモータ１８各相のコイル２５や固定子が消磁するので、回転子２４の永久磁石との反発力は消失し、回転子２４の永久磁石によりコイル２５や固定子を引きつける力のみが、回転子２４を固定するための力となる。この力は固定子に電流を供給して励磁した場合に比べれば小さい。
【００１８】
ところが、この状態でステッピングモータ１８の回転子２４を回転させようとすると、誘電起電力によりコイル２５および固定子に電流が流れ、さらにこの電流により回転子２４が回転するのを妨げる方向に働く磁場が発生する。すなわち、プラテンローラ１５を回そうとしても、回転子２４が回転するのを妨げる方向に発生した磁場により回転子２４の回転が妨げられ、それに連動するプラテンローラ１５の回転も妨げられるので、ステッピングモータ１８への電力の供給を断った後でも、プラテンローラ１５の回転による用紙１１の位置ずれの防止を図ることが可能となる。
【００１９】
また、装置の電源を切った際にも第１のリレー３２および第２のリレーはＯＦＦ側に切り替わるので、上記と同様の効果を得ることができる。
【００２０】
なお、上記実施の形態においてはステッピングモータ１８を用いた場合について説明したが、ステッピングモータ１８に代えてＤＣモータを使用した場合であっても同様に適用可能である。
また、プラテンローラ１５とステッピングモータ１８を連動するタイミングベルト１７はギヤ等の公知の伝達機構を用いてもよい。
【００２１】
【発明の効果】
以上のように、本発明のサーマルプリンタによれば、印字の停止時にはモータへの通電を停止するようにしたので、サーマルプリンタの消費電力が低減され、バッテリーの長寿命化を図ることができる。また、印字の停止時あるいはサーマルプリンタの電源切断時には、モータを短絡するようにしたので、短絡しないで通電を停止した場合と比べて、用紙を搬送するプラテンローラを回転するための力が大きくなるため、用紙の位置ずれが防止可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態によるサーマルプリンタ１０の構成を示す図。
【図２】同基本的な駆動回路図。
【図３】従来のサーマルプリンタの基本的な駆動回路図。
【符号の説明】
１ ステッピングモータ（図３）
２ バッテリー
３ ドライバ
４ ＣＰＵ
５ 回転子
６ コイル
１０ サーマルプリンタ（図１）
１１ 用紙
１２ 供給軸
１３ ガイドローラ
１４ ピッチセンサ
１５ プラテンローラ
１６ サーマルヘッド
１７ タイミングベルト
１８ ステッピングモータ
１９ 制御装置
２０ バッテリー
２１ ＣＰＵ（図２）
２２ ドライバ
２３ リレー切替え装置
２４ 回転子
２５ コイル
２６ Ａ端子
２７ Ｂ端子
２８ Ｃ端子
２９ Ｄ端子
３０ ＣＯＭ１端子
３１ ＣＯＭ２端子
３２ 第１のリレー
３３ 第２のリレー

Claims (1)

1. 用紙を搬送するプラテンローラと、
   複数の発熱体を備え前記プラテンローラに接離可能なサーマルヘッドと、
   前記プラテンローラに回転駆動力を与えるモータと、
   前記モータを制御する制御装置と、を有し、前記プラテンローラと前記サーマルヘッドとの間に挿通した用紙を圧接して搬送しながら印字を行うサーマルプリンタであって、
   前記モータへの通電停止時には、前記モータと前記制御装置との間の接続を切り離し、モータ固定子のコイル端子を短絡するようにしたことを特徴とするサーマルプリンタ。

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