JP2013035648A - プリンタ - Google Patents

Abstract

【課題】用紙残量把握のためのセンサを有するプリンタにおいて、センサ取り付け位置等によっては、用紙残量があるにもかかわらず、残量が無い旨の警告を行ってしまう場合がある
【解決手段】ロール状に巻き回された帯状体を繰り出し搬送する搬送部と、前記ロール状に巻き回された帯状体の外径が所定の外径に達したか否かを検出する検出部と、この検出部により前記帯状体が所定の外径に達したことを検出した場合、前記搬送部により搬送される帯状体の搬送距離の計測を開始する計測部と、前記帯状体の外径が所定の外径に達した際におけるその後用紙搬送が可能な前記帯状体の長さであるしきい値を記憶する記憶部と、前記計測部により計測した搬送距離と前記記憶部に記憶されたしきい値とを比較する比較部と、この比較部による比較の結果、前記計測部にて計測した搬送距離が前記しきい値以上である場合、所定の報知を行う報知部と、を備える。
【選択図】図６

Description

本発明の実施形態は、印字媒体に印字を行うプリンタに関する。

従来、ロール状に巻き回された帯状体のロール紙を順次、搬送方向に繰り出し搬送して印字を行うプリンタがある。この種のプリンタは、ロール紙の残量を把握するために、ロール径の状態（外径）等を検出するセンサを有する。このセンサにより用紙残量検出を行い、残量が少なくなったことを検出するとその旨をプリンタの使用者に報知する（例えば、特許文献１）。

特開２００２−２７３９５４号公報

係るセンサにより用紙残量の検出を行う場合、センサの取り付け位置等によっては、十分な用紙残量があるにもかかわらず、残量が無い旨の警告を行ってしまう場合がある。

本実施形態のプリンタは、ロール状に巻き回された帯状体を繰り出し搬送する搬送部と、前記ロール状に巻き回された帯状体の外径が所定の外径に達したか否かを検出する検出部と、この検出部により前記帯状体が所定の外径に達したことを検出した場合、前記搬送部により搬送される帯状体の搬送距離の計測を開始する計測部と、前記帯状体の外径が所定の外径に達した際におけるその後用紙搬送が可能な前記帯状体の長さであるしきい値を記憶する記憶部と、前記計測部により計測した搬送距離と前記記憶部に記憶されたしきい値とを比較する比較部と、この比較部による比較の結果、前記計測部にて計測した搬送距離が前記しきい値以上である場合、所定の報知を行う報知部と、を備える。

本実施形態に係るプリンタの内部構造を示す概略図。 本実施形態に係るロール紙とセンサの位置関係を示す図。 本実施形態に係るロール紙とセンサの位置関係を示す図。 本実施形態に係るロール紙とセンサの位置関係を示す図。 本実施形態に係るプリンタの電気的接続を示す図。 本実施形態に係るＲＡＭ１０３に構成されるメモリテーブル。 本実施形態に係るプリンタのＣＰＵが実行するフローチャート。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態に係るプリンタの一実施形態を詳細に説明する。本実施形態では、サーマルヘッドの発熱素子を発熱させることによりインクリボンを溶かして用紙に印字を行う熱転写方式のサーマルプリンタに適用した例を用いて説明する。

図１は、サーマルプリンタ１の内部構造を示す概略図である。サーマルプリンタ１は、筐体２の内部に用紙保持軸３とニアエンドセンサ４と搬送部５とサーマルヘッド１３を有する印字部とインクリボン供給軸１５とインクリボン巻取軸１６とを主として備える。

用紙保持軸３は、ロール状に巻き回された帯状体のロール紙Ｒを搬送方向Ｆの下流側に向けて繰り出し可能に保持する。用紙保持軸３には、ロール紙Ｒの幅方向の動きを規制する用紙ガイド（図示せず）が取り付けられる。

ニアエンドセンサ４は、用紙保持軸３に設けられたロール紙Ｒの有無を光学的に検出する。ニアエンドセンサ４は、例えば、透過型センサであり、発光部が筐体２側に、発光部から発光された光を受光する受光部が用紙ガイドにそれぞれ設けられる。また、ニアエンドセンサ４は、ロール紙Ｒが所定の外径よりも小さくなりニアエンド状態となった状態を検出可能な位置に設けられている。ニアエンドセンサ４によるニアエンド検出については後述する。

なお、ニアエンドセンサ４は、発光部と受光部とを一体型に設けた反射型の光学センサであってもよく、この場合、例えば、用紙保持軸３が取り付けられている筐体２側若しくは用紙ガイド側のいずれか一方にニアエンドセンサが設けられる形態であればよい。

搬送部５は、用紙保持軸３に保持されたロール紙Ｒを搬送路６の下流に位置する印字部に向けて繰り出し搬送する。搬送部５は、用紙搬送ローラ２１と、この用紙搬送ローラ２１に搬送路６を介して当接するピンチローラ２２とを主として構成される。用紙搬送ローラ２１は、下部フレーム１１に回転自在に取り付けられ、駆動構造（図示しない）に駆動されて回転する。ピンチローラ２２は、全体を図示しないフレーム構造の一部をなす搬送路フレーム２３に揺動自在に取り付けられたピンチローラフレーム２４に回転自在に支持される。用紙搬送ローラ２１の駆動によりロール紙Ｒは印字部に向けて搬送される。

印字部は、プラテン１２とこのプラテン１２に搬送路５を介して当接するライン型のサーマルヘッド１３とによって構成される。プラテン１２は下部のフレーム１１に回動自在に取り付けられ、駆動構造（図示しない）により駆動されて回転する。サーマルヘッド１３は、上部フレーム構造（図示しない）に回動自在に取り付けられたヘッド保持フレーム１４に固定されている。サーマルヘッド１３は、サーマルヘッド１３が有する発熱素子を発熱させることで後述するインクリボンＩを溶かしてロール紙Ｒに印字を行う。本実施形態の印字部は、熱転写方式にてロール紙Ｒに印字を行う。

インクリボン供給部は、リボン供給軸１５とリボン巻取軸１６とから構成される。インクリボン供給部は、リボン供給軸１５からプラテン１２とサーマルヘッドと１３の間を通ってリボン巻取軸１６に至るインクリボン経路にインクリボンＩを搬送する。リボン供給軸１５は、未使用のロール状に巻き回された帯状体のインクリボンＩを保持し、リボン巻取軸１６は印字に使用された後のインクリボンＩを巻き取る。リボン供給軸１５に保持されたインクリボンＩは、リボン巻取軸１５の回転駆動を受けて、サーマルヘッド１３を有する印字部へと繰り出される。インクリボンＩは、サーマルヘッド１３とプラテン１２との間を経由してリボン巻取軸１６に巻き取られる。すなわち、リボン巻取軸１６は、リボンモータの回転駆動によりインクリボンＩを巻き取る。

図２は、二アエンドセンサ４が取り付けられている状態を示した図である。また、図３は、ニアエンドセンサ４とロール紙との位置関係をそれぞれ示した図である。特に、図３（ａ）は、ロール紙の残量が充分に残っている状態を示しており、図３（ｂ）は、ロール紙の残量が殆ど残っていない状態を示している。以下、図２及び図３を用いてニアエンドセンサ４によるロール紙Ｒの用紙残量検出について説明する。

ニアエンドセンサ４は、筐体２側及び図示しない用紙ガイドに設けられた透過型センサであり、ロール紙Ｒが所定の外径よりも小さくなってニアエンド状態となった状態を検出可能な位置に設けられている。なお、ここでの「ニアエンド状態」とは、ニアエンドセンサ４によりロール紙Ｒの外径が所定の外径よりも小さくなったことを検出した状態を意味する。

ロール紙Ｒの外径が所定の外径（言い換えると、ニアエンドセンサによりニアエンド検出されない径）よりも大きい場合（図３（ａ）の状態）、ニアエンドセンサ４の発光部から発光された光はロール紙Ｒの端面により遮断されるため、受光部によるセンサの出力はオフとなり、ニアエンド検出は行われない。一方、用紙保持軸３に保持されたロール紙Ｒが印字搬送されることにより使用され、所定の外径よりも小さくなった場合（（図３（ｂ）の状態））、発光部から発光された光は、ロール紙Ｒの端面に遮断されることなく、受光部に受光される。これにより、受光部のセンサ出力がオンとなる。係る場合、ニアエンドセンサ４によりニアエンド検出が行われ、ロール紙の外径が所定の外径よりも小さい状態であることを検出する。

ここで、図２に戻ると本実施形態では、ニアエンドセンサ４は、ロール紙Ｒの紙管端部の位置ｘから距離ｗだけ離れた位置ｘ´に配置されている（位置ｘから位置ｘ´までの距離はｗ）。従って、この距離ｗとロール紙Ｒの紙厚ａとを用いて、ニアエンドセンサ４によりニアエンド検出された後に、搬送可能なロール紙Ｒの残量（長さ）を計算式により概算して求めることができる。

以下に計算式の一例を示す。ロール紙Ｒの紙管端部の位置ｘからニアエンドセンサが配置されている位置ｘ´までの距離ｗ、ロール紙の紙厚がａとした場合、位置ｘから位置ｘ´（距離ｗ）の間に積層されているロール紙Ｒの枚数（別の言い方をすると層の数）はＮ=ｗ／ａ（枚）となる。なお、ここでは、便宜上小数点以下の値は切り捨てることとする。

ここで、ロール紙Ｒの紙管の半径をｒとすると、紙管に巻き回されているロール紙Ｒの１周分（円周）の長さＬは２πｒとなる。紙管にロール紙Ｒが２周分巻き回されている場合のロール紙の長さＬは、Ｌ＝２πｒ＋２π（ｒ＋ａ）と概算することができる。紙管にロール紙Ｒが３周分巻き回されている場合のロール紙の長さは、Ｌ＝２πｒ＋２π（ｒ＋ａ）＋２π（ｒ＋２ａ）と推定できる。これらを一般化すると、Ｎ層分が巻き回されている時の理論上のロール紙の長さＬは、以下の通りに概算できる。

したがって、上記の計算式によりロール紙Ｒの紙管端部から距離ｗだけ離れた位置にニアエンドセンサ４が配置されている場合、ニアエンドセンサ４によりニアエンド検出された後に、搬送可能なロール紙Ｒの残量（長さ）はＬと推定される。以降、上記したロール紙の残量（長さ）Ｌを理論残量値という。

図４は、サーマルプリンタ１の電気的接続を示すブロック図である。

本実施形態のサーマルプリンタ１は、各部を集中的に制御するＣＰＵ１０１にバスライン１１０を介して、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、入力部１０４、通信インターフェース１０５、各種のセンサ類１０６、ステッピングモータ１０７、リボンモータ１０８、サーマルヘッド１３等とが接続される。

ＲＯＭ１０２は動作プログラムを含む各種の固定データを固定的に格納する。ＲＡＭ１０３は、各種の可変データを書き換え自在に記憶してワークエリアとして使用される。入力部１０４は、プリンタ本体の操作パネルに設けられた操作入力用の入力キーや後述する表示部１０９上に設けられたタッチパネル等で構成される。通信インターフェース１０５はパーソナルコンピュータ等の外部機器と通信する際に機能する。各種のセンサ類１０６はニアエンドセンサ４、用紙センサ及びリボンエンドセンサなどである。ステッピングモータ１０７は、印字部のプラテン１２及び搬送部７の用紙搬送ローラ２１の駆動源として機能する。リボンモータ１０８は、インクリボン供給部のインクリボン供給軸１５及びインクリボン巻取軸１６の駆動源として機能する。

図５は、ＲＡＭ１０３に構成されるメモリテーブルである。メモリテーブルにはしきい値エリア１０３１、累積搬送距離エリア１０３２、残量エリア１０３３が形成されている。

しきい値エリア１０３１は、予め定められた値であるしきい値が記憶される。具体的には、上記した数式から算出される理論残量値Ｌの値が記憶される。この理論残量値Ｌは、ニアエンドセンサによりニアエンド検出された後に、プリンタにより用紙搬送が可能なロール紙長さに相当するものである。しきい値エリア１０３１に記憶される理論残量値Ｌは、入力部１０４であるプリンタ本体の操作パネルがユーザーにより操作入力されることにより設定される。または、通信インターフェースを介してプリンタ１に接続しているパーソナルコンピュータ等から送信される情報に基づいて設定される。

累積搬送距離エリア１０３２には、ニアエンドセンサ４によりロール紙がニアエンド状態となっていることを検出した後に、実際に搬送部により搬送されたロール紙の搬送距離の値が記憶される。例えば、ステッピングモータ１０７のステップ数を基にロール紙Ｒが搬送された距離を算出し、算出された値がこの累積搬送距離エリアに記憶される。

残量エリア１０３３には、しきい値エリア１０３１に記憶されている理論残量値から累積搬送距離エリア１０３２に記憶される実際に搬送されたロール紙の搬送距離を差し引いた差分値が記憶される。

図６は、制御部であるＣＰＵ１０１により実行される印字搬送動作及び警報報知処理を示したフローチャートである。

まず、ＣＰＵ１０１は、印字データの受信を待機する（Ａｃｔ６０１）。ＣＰＵ１０１は、印字データを受信すると（Ａｃｔ６０１のＹｅｓ）、印字動作を開始させる（Ａｃｔ６０２）。印字動作は以下のように実行される。

ＣＰＵ１０１はステッピングモータ１０７等を駆動させることで用紙搬送ローラを回転させ、用紙保持軸３に保持されているロール紙Ｒを、用紙保持部よりも下流側に位置する印字部に向けて搬送し（Ａｃｔ６０３）サーマルヘッド１３が、発熱素子を発熱させることにより、サーマルヘッドとロール紙との間に介在するインクリボンＩを溶かしてロール紙に転写することで印字を行う。また、インクリボン巻取軸１６は、印字の際にリボンモータ１０８を駆動させることにより、回転し、インクリボン供給軸１６に保持されたインクリボンＩを印字部に供給する。

次に、ＣＰＵ１０１は、ニアエンドセンサ４からニアエンド検出信号を受信したか否かを確認する（Ａｃｔ６０４）。

ＣＰＵ１０１は、ニアエンド検出信号を受信しない場合（Ａｃｔ６０４のＮｏ）、受信した印字データを全て印字したか否かを判断し（Ａｃｔ６１４）、印字データを全て印字していない場合、印字動作が終了していないと判断し（Ａｃｔ６１４のＮｏ）、Ａｃｔ６０３の処理に戻り、印字動作を継続する。一方、印字データを全て印字している場合、印字動作が終了したと判断して（Ａｃｔ６１４のＹｅｓ）、ＣＰＵ１０１は印字動作を停止する（Ａｃｔ１５）。

一方、ＣＰＵ１０１は、ニアエンド検出信号を受信した場合（Ａｃｔ６０４のＹｅｓ）、表示部１０９である液晶ディスプレイ上にロール紙Ｒがニアエンド状態（言い換えると、用紙保持軸３に保持されたロール紙の外径が所定の外径よりも小さくなった状態）となったことを示すメッセージを表示出力させる（Ａｃｔ６０５）。なお、ここでのニアエンド状態の報知は、表示部１０９上にメッセージを表示出力することに限られるものではなく、例えば、表示部上に設けられたＬＥＤ(Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ)を発光させることで報知させてもよいし、スピーカー等の音声出力部を通してブザー音を鳴らすなどして報知させてもよい。

次に、ＣＰＵ１０１は、ニアエンドセンサ４からニアエンド検出の信号を受信したことに応じて、搬送部５により搬送されるロール紙Ｒの搬送距離の計測を開始する（Ａｃｔ６０６）。すなわち、ＣＰＵ１０１は、ニアエンドセンサ４によりロール紙がニアエンド状態に至ったことを検出した後に搬送部により搬送されるロール紙Ｒの搬送距離を計測する。ここで、ＣＰＵ１０１は、ステッピングモータ１０７のステップ数を基にロール紙Ｒが搬送された距離を算出する。

ＣＰＵ１０１は、ロール紙Ｒの搬送距離を累積して計測し、ＲＡＭ１０３のメモリテーブル内の累積搬送距離エリア１０３２に搬送距離を記憶させる（Ａｃｔ６０７）。次に、ＣＰＵ１０１は、残量エリア１０３３に記憶されている値（理論残量値と累積搬送距離値との差分値）を読み出して、逐次、表示部１０９に用紙残量を示す数値情報を表示させる（Ａｃｔ６０８）。

次に、ＣＰＵ１０１は、累積搬送距離エリア１０３２に記憶されている搬送距離としきい値エリア１０３１に記憶されているしきい値とを比較する（Ａｃｔ６０９）。この比較の結果、累積搬送距離エリア１０３２に記憶されている累積搬送距離の値が、しきい値エリア１０３１に記憶されている値よりも小さいと判断された場合（Ａｃｔ６０９のＮｏ）、印字が終了しているか否かを判定し（Ａｃｔ６１２のＮｏ）、印字が終了していなければ、印字動作を継続させ（Ａｃｔ６１３）、Ａｃｔ６０７の処理に戻る。すなわち、Ａｃｔ６０９のＮｏの場合は、以下を意味する。ニアエンドセンサ４にてニアエンド状態（用紙保持軸に保持されたロール紙の外径が所定の外径よりも小さくなった状態）が検出されている状態であるものの、用紙保持軸３にセットされているロール紙Ｒは、印字可能な用紙残量が未だ存在する状態であることを示している。

一方、Ａｃｔ６０９の比較の結果、累積搬送距離エリア１０３２に記憶されている累積搬送距離の値が、しきい値エリア１０３１に記憶されているしきい値（理論残量値）の値を超えたと判断された場合（Ａｃｔ６０９のＹｅｓ）、用紙残量がなくなった旨を報知する（Ａｃｔ６１０）。この報知は、Ａｃｔ６０４で行う報知と同様に、表示部上にメッセージを表示出力する、ＬＥＤを点灯表示させる、スピーカー等の音声出力部を通してブザー音を鳴らすなどして報知させることが考えられる。なお、Ａｃｔ６０５での報知とＡｃｔ６１０での報知とを異ならせるように構成することで、ユーザーに対して報知方法の違いによりニアエンド状態であるか、若しくはニアエンド後の理論残量値に達した状態で、もはや使用不可能である状態かを確認させることが可能となる。

Ａｃｔ６１０にて、所定の報知を実行した後、プリンタは印字発行処理を停止する。

本実施形態によれば、用紙がニアエンド状態に至ったことを検出した後に搬送部により搬送されるロール紙の搬送距離を計測し、この実際に搬送された搬送距離と記憶部に記憶されているしきい値（理論残量値）とを比較して、残量管理を行うので、ニアエンドセンサの取り付け位置に依存することなく、用紙残量の管理を行うことが出来る。

なお、用紙残量検知の方法は、例えば、未使用のロール紙の全ロール長を予めプリンタのＲＡＭ等に記憶させておき、実際に印字に使用したロール紙長さをその都度プリンタに記憶させて全ロール長と使用済ロール紙長さとの比較を行うことで、用紙残量が少なくなったことを検出する形態も考えられる。

しかしながら、本実施形態によれば、ニアエンド検出後に搬送部により搬送されるロール紙の搬送距離を計測し、この計測された搬送距離と記憶部に記憶されているしきい値とを比較するので、ユーザーにより印字途中で用紙交換された場合であっても、正確に用紙残量の管理を行うことができ、無駄なくロール紙を使い切ることが可能となる。

また、表示部に現在の残量値（しきい値エリアに記憶されている理論残量値から累積搬送距離エリアに計数される実際に搬送されたロール紙の搬送距離を差し引いた差分値）を逐次数値情報として表示出力するので、使用者に対して事前に用紙残量の確認を促すことが可能となり、印刷途中で用紙切れとなる事態を未然に防ぐことができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

例えば、変形例として、本実施形態と同様の構成にて、ロール状に巻き回された帯状体のインクリボンＩ等の残量検出処理に使用することも可能である。

また、本実施形態ではインクリボンを用いた熱転写式のプリンタを例に説明を行ったが、レシート紙等の感熱紙を印字媒体としたプリンタにも使用することが可能である。

また、印字媒体の両面に印字を行う両面印字プリンタ等にも使用することが可能である。

１ プリンタ
２ 筐体
３ 用紙保持軸
４ ニアエンドセンサ
５ 搬送路
１３ サーマルヘッド
１５ リボン供給軸
１６ リボン巻取軸
１０１ ＣＰＵ
１０３１ しきい値エリア
１０３２ 累積搬送距離エリア
１０３３ 残量エリア
Ｒ ロール紙
Ｉ インクリボン

Claims (5)

1. ロール状に巻き回された帯状体を繰り出し搬送する搬送部と、
   前記ロール状に巻き回された帯状体の外径が所定の外径に達したか否かを検出する検出部と、
   この検出部により前記帯状体が所定の外径に達したことを検出した場合、前記搬送部により搬送される帯状体の搬送距離の計測を開始する計測部と、
   前記帯状体の外径が所定の外径に達した際におけるその後用紙搬送が可能な前記帯状体の長さであるしきい値を記憶する記憶部と、
   前記計測部により計測した搬送距離と前記記憶部に記憶されたしきい値とを比較する比較部と、
   この比較部による比較の結果、前記計測部にて計測した搬送距離が前記しきい値以上である場合、所定の報知を行う報知部と、
   を備えることを特徴とするプリンタ。
2. 外部機器と通信を行なう通信部と、
   この通信部を介して受信した情報に基づいて前記記憶部に記憶するしきい値を設定する設定部と、
   をさらに備えることを特徴とする請求項１記載のプリンタ。
3. ユーザーによる操作入力を受け付ける入力部と、をさらに備え、
   この入力部により入力された情報に基づいて前記記憶部に記憶するしきい値を設定する設定部と、
   をさらに備えることを特徴とする請求項１記載のプリンタ。
4. 前記報知部は、
   前記検出部により前記ロール状に巻き回された帯状体が所定の外径に達したことを検出した場合、その旨を報知する第２の報知を行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載のプリンタ。
5. 前記報知部は、
   前記帯状体の残量を数値情報として報知することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一つに記載のプリンタ。

Images