JP2011206950A - プリンタ - Google Patents

Abstract

【課題】サーマルヘッドの異常加熱を防止・抑制できるプリンタを提供する。
【解決手段】サーマルヘッド１と、駆動電圧をサーマルヘッド１に出力する電源装置５と、サーマルヘッド１にフレキシブルフラットケーブル７を介して接続され、且つサーマルヘッド１の通電信号を検知する通電信号検知手段６１及び電源装置５からサーマルヘッド１への駆動電圧出力を調整可能な駆動電圧出力調整手段６２を有する制御部６とを備え、電源装置５として、駆動電圧の出力を急変させた場合に全出力を停止する保護回路５１を設けたものを適用し、通電信号検知手段６１によりサーマルヘッド１が所定時間以上継続して通電していることを検知した場合に、駆動電圧出力調整手段６２により駆動電圧出力を急変させるようにした。
【選択図】図２

Description

本発明は、サーマルヘッドを備えたプリンタに関し、特にサーマルヘッドの異常加熱に対する防止対策を施したものである。

従来より、用紙等の印刷対象物の幅方向に配列した複数の発熱素子を有するサーマルヘッドで印刷対象物に熱転写プリント処理を行うプリンタが知られている。この種のプリンタは、インクリボンを重ね合わせた状態でサーマルヘッドとプラテンとの間に挟み込まされる印刷対象物に対して、発熱素子により加熱されたインクリボンのインクを熱転写するように構成されている。

サーマルヘッドは、電源装置から供給される駆動電圧により適宜駆動するように構成されており、また、この電源装置からサーマルヘッドへの駆動電圧出力は制御部で制御されるように構成されている。

通常、サーマルヘッドと制御部とは概略帯状をなすフレキシブルフラットケーブル（「ＦＦＣ」と略称される場合がある）によって接続されている（特許文献１参照）。

特開平１１−４５６２１号公報

ところが、フレキシブルフラットケーブルをサーマルヘッド側のコネクタに挿入して接続する態様において、フレキシブルフラットケーブルをサーマルヘッド側のコネクタに対して真っ直ぐ挿入できずに、いわゆる斜め挿しの状態で接続した場合には、フレキシブルフラットケーブルの各信号ピンがショートしたり、接触不良によりサーマルヘッドが通電したままの状態になり、サーマルヘッドの異常加熱を引き起こすという問題があった。

本発明は、このような問題に着目してなされたものであって、主たる目的は、サーマルヘッドの異常加熱を防止・抑制できるプリンタを提供することにある。

すなわち本発明は、サーマルヘッドと、サーマルヘッドを駆動するための駆動電圧をサーマルヘッドに出力する電源装置と、サーマルヘッドにフレキシブルフラットケーブルを介して接続した制御部とを備えたプリンタに関するものである。

そして、本発明のプリンタは、制御部として、サーマルヘッドの通電信号を検知する通電信号検知手段と、電源装置からサーマルヘッドへの駆動電圧出力を調整可能な駆動電圧出力調整手段とを備えたものを適用するとともに、電源装置として、駆動電圧の出力を急変させた場合に全出力を停止する保護回路を備えたものを適用し、制御部の通電信号検知手段によりサーマルヘッドが所定時間以上継続して通電状態にあることを検知した場合に、駆動電圧出力調整手段により電源装置の駆動電圧出力を急変させるように構成していることを特徴としている。

上述したように、サーマルヘッドにフレキシブルフラットケーブルをいわゆる斜め挿しの状態で接続した場合に、サーマルヘッドが通電したままの状態になり異常加熱を招来し得るが、本発明のプリンタであれば、制御部の通電信号検知手段によってサーマルヘッドが所定時間以上継続して通電状態にあることを検知した場合に、駆動電圧調整手段により、電源装置からサーマルヘッドへ供給する駆動電圧出力を急変させるように構成している。ここで、「駆動電圧出力を急変させる」とは、駆動電圧出力を所定の短時間の間に一回または複数回急激に変化させることを意味する。そのため、電源装置に設けた保護回路が作動して電源装置からの全出力を停止し、サーマルヘッドへの駆動電圧出力も停止する。したがって、ユーザの意図しないところでサーマルヘッドが通電状態のまま放置される事態を回避することができ、サーマルヘッドの異常加熱を防止・抑制することができる。

また、本発明のプリンタでは、印刷対象物を搬送する搬送機構の一部を構成するローラをステッピングモータで駆動するように構成し、制御部として、通電信号検知手段によりサーマルヘッドが所定時間以上継続して通電状態にあることを検知した場合に、ステッピングモータの脱調現象を生じさせ得る脱調指令信号をステッピングモータに出力する脱調制御手段をさらに備えたものを適用することができる。このようなプリンタであれば、脱調制御手段でステッピングモータの回転駆動を制御するパルス周期を変動させて脱調現象を生じさせ得る脱調指令信号を生成してステッピングモータへ出力することにより、ステッピングモータを意図的に脱調させて異常音（脱調音）を生じさせるようにすれば、異常が発生したことをユーザに知らせることができる。

本発明によれば、サーマルヘッドに対するフレキシブルフラットケーブルの接続状態が適切でない場合であっても、サーマルヘッドが通電したままの状態になることを回避し、サーマルヘッドの異常加熱を防止・抑制できるプリンタを提供することができる。

本発明の一実施形態に係るプリンタの要部構成原理図。 同実施形態におけるプリンタの要部機能ブロック図 同実施形態に係るプリンタによる電源装置緊急停止制御処理のフローチャート。

以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。

本実施形態に係るプリンタＸは、図１に示すように、印刷対象物である用紙Ｓに熱転写プリント処理を行うサーマルヘッド１と、用紙Ｓを搬送する搬送機構２と、搬送機構２の一部を構成するフィードローラ２２を駆動するステッピングモータ３と、サーマルヘッド１を駆動するための駆動電圧をサーマルヘッド１に出力する電源装置５と、これら各部の作動を制御する制御部６とを備えたものである。

サーマルヘッド１は、多数の発熱素子（図示省略）を用紙Ｓの幅方向に１列または複数列で配置し、画像データ等に基づいて発熱素子を発熱させて用紙Ｓに熱転写プリント処理を行う周知のものである。

搬送機構２は、サーマルヘッド１との間で用紙Ｓを押し付けて挟み込むプラテンローラ２１と、プラテンローラ２１よりも用紙搬送方向（例えば図１における矢印Ａ方向）の上流側に配置されたフィードローラ２２及びピンチローラ２３の組と、プラテンローラ２１よりも用紙搬送方向Ａの下流側に配置されたフィードローラ２２及びピンチローラ２３の組とを用いて構成したものである。なお、各ピンチローラ２３は、対向する各フィードローラ２２との間で用紙Ｓを挟み込み得る挟込位置と、対向する各フィードローラ２２から離間してフィードローラ２２との間で用紙Ｓを挟み込み得ない非挟込位置（図示省略）との間で移動可能に設けられている。また、各フィードローラ２２は正逆回転可能であって常に同期回転ないし略同期回転し、プラテンローラ２１はフィードローラ２２に同期又は追従して回転する。

本実施形態の熱転写プリンタＸは、図１に示すように、サーマルヘッド１とプラテンローラ２１との間に用紙Ｓとともにインクリボン４を通過させ、このインクリボン４をサーマルヘッド１で加熱することによりインクを昇華させて用紙Ｓに転着させるようにしたいわゆる昇華型プリンタＸである。インクリボン４は、供給側リボンコア４１から巻き出されて供給側ガイドローラ４２によってサーマルヘッド１側に案内され、用紙Ｓに密着した状態でサーマルヘッド１を通過した後に剥離ガイドローラ４３によって用紙Ｓから剥離され、巻取側リボンコア４４に巻き取られる周知のものである。用紙Ｓを搬送方向Ａへ搬送しながら熱転写プリント処理を行う本実施形態では、供給側リボンコア４１及び供給側ガイドローラ４２をサーマルヘッド１よりも用紙搬送方向Ａの上流側に配置し、剥離ガイドローラ４３及び巻取側リボンコア４４をサーマルヘッド１よりも用紙搬送方向Ａの下流側に配置している。なお、用紙Ｓを戻し方向Ｂへ搬送しながら熱転写プリント処理を行う態様であれば、供給側リボンコア４１及び供給側ガイドローラ４２はサーマルヘッド１よりも用紙戻し方向Ｂの上流側に配置され、剥離ガイドローラ４３及び巻取側リボンコア４４はサーマルヘッド１よりも用紙戻し方向Ｂの下流側に配置されることになる。

ステッピングモータ３は、上述した各フィードローラ２２を同期回転駆動させるものである。なお、各フィードローラ２２をそれぞれ別のステッピングモータ３で回転駆動させる態様を採用することも可能であるが、本実施形態では、各フィードローラ２２を共通のステッピングモータ３で回転駆動させるように構成している。ステッピングモータ３は、制御部６から入力される駆動パルス信号（駆動パルス列）に基づいて回転駆動するものである。すなわち、制御部６からステッピングモータ３に駆動パルス信号が入力されると、ステッピングモータ３は、駆動パルス信号に対応付けられているパルス周期及びパルス幅（パルス持続時間）に応じて起動、停止を繰り返しながら所定角度ずつ進角し、この進角分に応じた角度だけ各フィードローラ２２を直接または図示しない伝達機構を介して回転させる。

電源装置５は、サーマルヘッド１を駆動するための駆動電圧をサーマルヘッド１に出力するものであり、本実施形態では、この電源装置５内に、駆動電圧の出力を急変させた場合に全出力を停止する保護回路５１を設けている。本実施形態のプリンタＸは、保護回路５１として、出力電圧の大きさが予め設定された所定値以下になった場合に電源装置５からサーマルヘッド１への電力供給動作を停止する低電圧保護回路を適用している。

制御部６は、各部と通信可能に接続された図示しないＣＰＵ等によって構成したものであり、この制御部６により、電源装置５からサーマルヘッドへの電圧出力や、サーマルヘッド１において幅方向に並ぶ発熱素子のうち通電する発熱素子の領域（通電エレメント）を設定したり、また、搬送機構２による用紙Ｓの搬送動作、サーマルヘッド１のヘッドアップ動作やヘッドダウン動作、図示しない給紙部による用紙供給動作、カット部による切断動作、上述したステッピングモータ３の回転駆動制御等、本プリンタＸの動作全般を制御している。

本実施形態では、制御部６とサーマルヘッド１とをフレキシブルフラットケーブル７７を介して接続している。フレキシブルフラットケーブル７は、概略帯状をなし、所定間隔で相互に平行に配置された複数の導体の両面を樹脂フィルム（絶縁フィルム）で被覆した周知のものである。このフレキシブルフラットケーブル７の端部をサーマルヘッド１の一部に設けた図示しないコネクタに挿入した状態で、フレキシブルフラットケーブル７の端部において露出している導体（信号ピン）がコネクタの端子部に接触する。なお、フレキシブルフラットケーブル７はその全長に亘って例えばアルミニウム等のシールド層が形成され、このシールド層を両端部に設けたグランド板（コネクタに挿入した際にコネクタのグランド端子と接触する部材）と導通させて接地電位とすることが可能である。

このような熱転写プリンタＸは、搬送機構２を構成する各フィードローラ２２をステッピングモータ３によって同一方向に回転させて、図示しない給紙部において例えばロール状に巻回している用紙Ｓを各フィードローラ２２と挟込位置にある各ピンチローラ２３との間を通過させながら搬送方向Ａへ送り出す際に、サーマルヘッド１の発熱素子を適宜通電させて用紙Ｓ上のプリント領域にインクリボン４のインクを熱転写プリントすることができる。なお、このプリンタＸでは、サーマルヘッド１による昇華プリント処理を行わずに用紙Ｓを搬送方向（用紙送り出し方向）Ａまたは用紙戻し方向Ｂへ搬送する場合には、サーマルヘッド１をプラテンローラ２１との間で用紙Ｓを挟み得ない位置（ヘッドアップ位置）に待機させて、用紙Ｓのスムーズな搬送を実現している。

ところで、サーマルヘッド１に対するフレキシブルフラットケーブル７の接続状態が適切でない場合、例えばフレキシブルフラットケーブル７の端部をサーマルヘッド１のコネクタに真っ直ぐ挿入できずに所定角度傾斜した状態のまま挿し込んで接続した場合（いわゆる「斜め挿し」）や接触不良が生じている場合、ユーザの意図していないところでサーマルヘッド１が通電したままの状態になり、異常加熱するおそれがあった。

そこで、本実施形態に係るプリンタＸは、例えば電源起動時（電源Ｏｎ時）にサーマルヘッド１の通電継続時間を監視し、サーマルヘッド１の通電状態が所定時間以上継続した場合には、電源装置５からサーマルヘッド１への電力供給を停止させて、サーマルヘッド１の異常加熱を防止できるようにしている。

すなわち、本発明の熱転写プリンタＸは、制御部６として、図２に示すように、通電信号検知手段６１と、駆動電圧出力調整手段６２と、脱調制御手段６３とを備えたものを適用している。

通電信号検知手段６１は、サーマルヘッド１が通電状態にある場合にその通電信号を検知するものであり、本実施形態では、電源装置から駆動電圧がサーマルヘッド１に供給されている間は通電検知手段によりサーマルヘッド１の通電信号を常時監視できるように設定している。

駆動電圧出力調整手段６２は、電源装置５からサーマルヘッド１への駆動電圧出力を調整するものである。本実施形態では、この駆動電圧出力調整手段６２により、駆動電圧出力を最大値（Ｍａｘ）と最小値（Ｍｉｎ）との間で所定の短時間（例えば数秒）間隔ごとに変動可能に設定している。

脱調制御手段６３は、ステッピングモータ３の回転駆動を制御する駆動パルス信号として、基準となるパルス周期を大きく変動させて脱調現象を招来し得る変動パルス周期からなる脱調用駆動パルス信号（本発明の「脱調指令信号」に相当）を生成し、この脱調用駆動パルス信号をステッピングモータ３へ出力するものである。

次に、本実施形態に係るプリンタＸおいてサーマルヘッド１の通電継続時間に応じて電源装置５からサーマルヘッド１への電力供給を緊急停止させる方法及び作用について、制御部６の作動（制御仕様）を中心に説明する。

先ず、フレキシブルフラットケーブル７により制御部６とサーマルヘッド１とを接続した状態において、所定の操作により電源装置５からサーマルヘッド１への駆動電圧供給を開始する（電源Ｏｎ）。すると、本実施形態のプリンタＸは、制御部６の通電信号検知手段６１により、電源装置５からサーマルヘッド１への駆動電圧出力に応じてサーマルヘッド１が出力する通電信号を監視・検知する（通電信号検知工程Ｓ１、図３参照）。そして、通電信号検知手段６１により、電源装置５からサーマルヘッド１への駆動電圧出力が所定時間以上継続していることを検知した場合、換言すれば、フレキシブルフラットケーブル７の接続状態がいわゆる斜め挿し状態であるためにフレキシブルフラットケーブル７の各信号ピンがショートしたり、接触不良によりサーマルヘッド１が通電したままの状態であることを検知した場合には、脱調制御手段６３により、上述した脱調用駆動パルス信号を生成して、この脱調用駆動パルス信号をステッピングモータ３へ出力する（脱調指令信号出力工程Ｓ２、図３参照）。すると、ステッピングモータ３はこの脱調用駆動パルス信号に基づいて回転駆動を行い、脱調現象に起因する警告音（脱調音）を発する。これにより、ユーザはプリンタＸの異常を直感的に把握することができる。

一方、通電信号検知手段６１により電源装置５からサーマルヘッド１への駆動電圧出力継続時間が所定時間未満である場合、本実施形態のプリンタＸは、サーマルヘッド１に対するフレキシブルフラットケーブル７の接続状態が正常であると判定し、通常の待機状態となる。

また、本実施形態のプリンタＸは、電源装置５からサーマルヘッド１への駆動電圧出力が所定時間以上継続している場合、つまり通電信号検知手段６１によりサーマルヘッド１が所定時間以上通電状態にあることを検知した場合に、脱調指令信号出力工程Ｓ２に引き続いて、制御部６の駆動電圧出力調整手段６２により電源装置５からサーマルヘッド１への駆動電圧出力を調整し、その調整した駆動電圧出力を駆動電圧出力制御信号として電源装置５へ出力する（駆動電圧出力調整工程Ｓ３）。具体的には、駆動電圧出力調整手段６２により駆動電圧出力を短時間サイクルで最大値（Ｍａｘ）から最小値（Ｍｉｎ）へ急変させることを繰り返す駆動電圧出力制御信号を電源装置５へ出力する。本実施形態のプリンタＸは、制御部６からの駆動電圧出力制御信号を電源装置５が受信すると、電源装置５の保護回路５１が機能（作動）し、電源装置５自体が全出力を停止する（緊急電源停止）。その結果、電源装置５からサーマルヘッド１の駆動電圧供給も当然のことながら停止する。

以上の手順により本実施形態に係るプリンタＸは、フレキシブルフラットケーブル７の接続状態が適切でない場合に生じ得る不具合、すなわちサーマルヘッド１への駆動電力供給が意図せずに継続して行われて、サーマルヘッド１が異常加熱するという不具合を防止することができる。

また、本実施形態では、サーマルヘッド１の通電状態が所定時間以上継続した場合に、電源装置５を強制的に電源停止状態にするとともに、ステッピングモータ３の脱調音を発するように設定しているため、ユーザにプリンタＸが適切な待機状態にないことを的確に知らせることができる。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。例えば制御部は少なくとも通電信号検知手段と駆動電圧出力調整手段とを備えたものであればよく、脱調制御手段を備えていなくてもよい。

また、上述した実施形態ではステッピングモータの駆動対象としてフィードローラを例示したが、フィードローラに代えて、または加えて、搬送機構を構成する他のローラ（例えばプラテンローラ等）をステッピングモータで駆動するように構成することもできる。

また、駆動電圧出力調整手段により調整（生成）して電源装置へ出力する駆動電圧出力制御信号は、電源装置からサーマルヘッドへの駆動電圧供給を停止させる制御信号（駆動パルス信号）であればよく、駆動電圧出力を急変させる間隔や回数、変動幅は変更・設定することができる。

また、電源装置内に設ける保護回路は、低電圧保護回路以外の回路であってもよい。

また、サーマルヘッドを備えたプリントユニットを搬送方向に沿って複数配置したマルチヘッドタイプのプリンタであってもよい。この場合、各プリントユニットにはそれぞれ異なる色のインクをリボンに塗布したインクリボンをセットし、所定方向に搬送される用紙のプリント面に順次熱転写プリント処理を行うことができる。

また、上述した実施形態では昇華式の熱転写プリンタを例示したが、溶融式など他の熱転写プリンタであってもよい。

また、印刷対象物として感熱紙を適用し、この感熱紙に対してサーマルヘッドで加熱することによりプリント処理を施すことが可能な直接感熱方式プリンタであっても構わない。印刷対象物としてカット紙を採用することもできる。

また、本発明の技術的思想は、熱転写プリント方式以外のプリント方式、例えばインクジェットプリント方式やレーザー方式を採用したプリンタにも適用することができる。

その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

１…サーマルヘッド
２…搬送機構
２２…ローラ（フィードローラ）
３…ステッピングモータ
５…電源装置
５１…保護回路
６…制御部
６１…通電信号検知手段
６２…駆動電圧出力調整手段
６３…脱調制御手段
７…フレキシブルフラットケーブル
Ｓ…印刷対象物（用紙）
Ｘ…プリンタ

Claims (2)

1. サーマルヘッドと、
   当該サーマルヘッドを駆動するための駆動電圧をサーマルヘッドに出力する電源装置と、前記サーマルヘッドにフレキシブルフラットケーブルを介して接続され、且つサーマルヘッドの通電信号を検知する通電信号検知手段及び前記電源装置から前記サーマルヘッドへの駆動電圧出力を調整可能な駆動電圧出力調整手段を有する制御部とを備えたプリンタであり、
   前記電源装置が、前記駆動電圧の出力を急変させた場合に全出力を停止する保護回路を備え、
   前記制御部が、前記通電信号検知手段により前記サーマルヘッドが所定時間以上継続して通電状態にあることを検知した場合に、前記駆動電圧出力調整手段により前記駆動電圧出力を急変させるものであることを特徴とするプリンタ。
2. 印刷対象物を搬送する搬送機構の一部を構成するローラをステッピングモータで駆動するプリンタであって、
   前記制御部が、前記通電信号検知手段により前記サーマルヘッドが所定時間以上継続して通電状態にあることを検知した場合に、前記ステッピングモータの脱調現象を生じさせ得る脱調指令信号をステッピングモータに出力する脱調制御手段をさらに備えたものである請求項１に記載のプリンタ。

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