JP2013184340A - サーマルプリンタ - Google Patents

Abstract

【課題】装置をコストアップすることなく、装置自体の形状自由度や割り込みポートの使用自由度を制限することなく、記録ヘッドが設けられた蓋の開閉を検知することを目的とする。
【解決手段】プリンタは、本体と、蓋と、前記蓋に設けられた記録ヘッドと、前記本体に設けられたプラテンローラと、前記記録ヘッドと前記プラテンローラとの間に記録媒体を挟持しつつ前記蓋を前記本体に対して閉成することにより前記プラテンローラを前記記録ヘッドに圧接した状態で前記プラテンローラを回動させることにより前記記録媒体に記録を行う記録部と、前記プラテンローラの回転を駆動するモータと、前記モータの回転に応じた信号を発生するエンコーダと、該エンコーダが発生する信号に基づいて、前記モータの回転速度を制御する制御部と、前記エンコーダの発生する信号に基づいて前記プラテンローラの回転を検出することにより、前記蓋の開閉状態を判定する判定部と、を備えることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明はプラテンローラからサーマルヘッドを離間させるヘッド解除機構を有するサーマルプリンタに関する。

サーマルヘッドが蓋側に設けられ、本体に対して蓋を閉じて本体側に設けられたプラテンローラにサーマルヘッドを圧接して印刷を行うヘッド解除機構を有するサーマルプリンタが知られている。例えば、特許文献１は支軸を中心としてプラテンローラが設けられた本体に対して蓋を開閉可能に取り付け、サーマルヘッドが設けられた蓋を本体側に閉じることによって、サーマルヘッドをプラテンローラに圧接し、サーマルヘッドとプラテンローラ間に用紙とインクシートを挟持搬送し、用紙にデータを印刷する熱転写プリンタを開示し、更に複数のプーリと歯付きベルトを使用して用紙とインクシートを離反させる構成を開示する。

上記のようなサーマルプリンタでは、例えば蓋の開閉はレバーによって行われ、蓋の開閉を確認する為の検知センサが設けられている。

特開平６−２２７０８３号公報

しかしながら、蓋の開閉を確認する為の検知センサを実装することは装置のコストアップの原因となる。また、検知センサを配設する為、装置自体の形状の自由度が制限され、更に制御回路の割り込みポートの使用自由度も制限される。一方、コストダウン等の為、検知センサを実装しない場合、蓋が開いた状態での所謂空印刷を行うことはサーマルヘッドに悪影響を与えるだけでなく、空印刷中にサーマルヘッドが加熱し、指等が触れると、火傷する危険もある。

そこで、本発明は装置をコストアップすることなく、装置自体の形状自由度や割り込みポートの使用自由度を制限することなく、サーマルヘッドが設けられた蓋の開閉を検知することができるサーマルプリンタを提供するものである。

上記課題は本発明によれば、本体と、蓋と、前記蓋に設けられた記録ヘッドと、前記本体に設けられたプラテンローラと、前記記録ヘッドと前記プラテンローラとの間に記録媒体を挟持しつつ前記蓋を前記本体に対して閉成することにより前記プラテンローラを前記記録ヘッドに圧接した状態で前記プラテンローラを回動させることにより前記記録媒体に記録を行う記録部と、前記プラテンローラの回転を駆動するモータと、前記モータの回転に応じた信号を発生するエンコーダと、該エンコーダが発生する信号に基づいて、前記モータの回転速度を制御する制御部と、前記エンコーダの発生する信号に基づいて前記プラテンローラの回転を検出することにより、前記蓋の開閉状態を判定する判定部と、を備えるプリンタを提供することによって達成できる。

本発明によれば、印刷開始時及び印刷処理中においても蓋の解放を検知でき、蓋が開いた状態での空印刷を回避でき、サーマルヘッドに悪影響を与えることなく、空印刷によるサーマルヘッドの加熱も防止できる。

本実施形態のサーマルプリンタの回路構成を説明する図である。 （ａ）は本実施形態のサーマルプリンタの外観図であり、（ｂ）はサーマルプリンタのカバーを解放した状態を示す図である。 （ａ）はカバーを閉じた状態のサーマルプリンタの模式図であり、（ｂ）はカバーを開いた状態のサーマルプリンタの模式図であり、（ｃ）はＤＣモータ及びＤＣモータ近傍に設けられたエンコーダ等の構成を説明する図である。 ＤＣモータの駆動回路を説明する回路図である。 印刷開始時において、カバーの開閉状態を検出する処理を説明するフローチャートである。 印刷処理中において、カバーの開閉状態を検出する処理を説明するフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図２（ａ）は本実施形態のサーマルプリンタ１の外観図であり、同図（ｂ）はサーマルプリンタ１の本体２に対してカバー３を解放した状態を示す図である。尚、本例のサーマルプリンタ１はラベルプリンタとして機能する。

サーマルプリンタ１の本体２には、プリンタユニット４、プラテンローラ５、感熱ロールテープ６、及び後述する直流モータ（以下、ＤＣモータで示す）等が設けられ、ＤＣモータの回転駆動力は後述する複数のギヤ等で構成される伝達機構によってプラテンローラ５に伝達される。
また、本体２の前側面下部にはホスト機器である、例えばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）に接続する為のＵＳＢ端子１１も設けられ、更に本体２にはBluetooth(登録商標)通信を行う為のBluetooth(登録商標)モジュールも設けられている。

一方、カバー３にはサーマルヘッド７やカッター８が配設され、カバー３は支軸９を回転中心として本体２に対して開閉可能に構成されている。このカバー３を閉じることによって、プラテンローラ５とサーマルヘッド７は所定の圧力（例えば、４００〜５００ｇ／ｃｍの圧力）で当接する。また、プラテンローラ５とサーマルヘッド７間には引き出された感熱ロールテープ６の先端が狭持され、ＤＣモータを駆動することによってプラテンローラ５が回動し、サーマルヘッド７によって感熱ロールテープ６に印刷が行われる。尚、印刷が行われた感熱ロールテープ６は機外に排出され、所定のタイミングでカッター８によって切断される。

また、サーマルプリンタ１のカバー３には開閉レバー１０が設けられており、この開閉レバー１０を操作することによって、カバー３を開閉することができる。

図３は上記カバー３の開閉状態、及び本体２に設けられたモータ近傍の機構構成を模式的に示す図であり、同図（ａ）はカバー３を閉じた状態を示す図であり、同図（ｂ）はカバー３が開いた状態を示す図であり、同図（ｃ）はＤＣモータ１３及びＤＣモータ１３の近傍に設けられた回転伝達機構やエンコーダ１４の構成を説明する図である。

ＤＣモータ１３の回転軸１５には、複数の歯付きギヤ１６ａ、１６ｂ、１６ｃが設けられ、ＤＣモータ１３の回転力を前述のプラテンローラ５に伝達する。また、ＤＣモータ１３の回転軸１５には、４枚の羽根１７が取り付けられ、ＤＣモータ１３の回転によって４枚の羽根１７を回転し、エンコーダ１４によってＤＣモータ１３の回転周期を検出する。

図１は上記サーマルプリンタ１の回路構成を説明する図である。サーマルプリンタ１は、中央制御回路１８、メモリ制御回路１９、表示画面制御回路２０、表示デバイス２１、ユーザインターフェース（以下、ＵＩで示す）制御回路２２、電源回路２３、及び前述のサーマルヘッド７や、ＵＳＢ端子１１、Bluetooth(登録商標)モジュール１２、ＤＣモータ１３、エンコーダ１４で構成されている。

メモリ制御回路１９は内部にＲＯＭ及びＲＡＭを備え、ＲＯＭに記憶されたプログラムによって中央制御回路１８は、サーマルプリンタ１のシステム制御を行う。また、ＲＡＭは中央制御回路１８が処理を行う際のワークエリアとして使用される。

表示デバイス２１は、例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等のディスプレイであり、表示画面制御回路２０によって中央制御回路１８からの表示データの転送が行われ、また表示画面制御回路２０によってバックライト等の制御が行われる。また、ＵＩ制御回路２２は、例えばキーボードやマウス、又はリモコンやタッチパネル等の入力デバイスから入力された情報に基づいて、例えばメニュー画面表示等の制御を中央制御回路１８に行なわせる。

電源回路２３は、サーマルヘッド７や、ＤＣモータ１３、中央制御回路１８等に電源供給を行う。サーマルヘッド７は電源回路２３から電源供給を受けると共に、中央制御回路１８から出力されたデータと印刷信号を受け取り、内部のドライバＩＣによって制御を行い、サーマルヘッド７に圧接する感熱ロールテープ６に対して印刷を行う。

一方、ＤＣモータ１３は、中央制御回路１８から出力されるＰＷＭ信号に従って駆動し、中央制御回路１８はエンコーダ１４からのＤＣモータ１３の回転周期の情報を受信し、ＰＷＭ信号のデューティ比を可変する。例えば、感熱ロールテープ６の搬送負荷等の変動によりＤＣモータ１３の回転周期が低下すると、中央制御回路１８はＰＷＭ信号のデューティ比を上げ、ＤＣモータ１３の回転速度を増し、ＤＣモータ１３の回転周期が高くなるとＰＷＭ信号のデューティ比を下げ、ＤＣモータ１３の回転速度を低下させる。

尚、ＤＣモータ１３を駆動させるほどの電流を中央制御回路１８から出力することは困難であり、回転に必要な電力は電源回路２３から受け取り、中央制御回路１８からのＰＷＭ信号によってＤＣモータ１３に供給する電圧を制御する。

図４はＤＣモータ１３の駆動回路を説明する回路図である。ＤＣモータ１３はトランジスタ２５のベース（Ｂ）に供給されるＰＷＭ信号に従って駆動し、ＤＣモータ１３には電源回路２３から、例えば５Ｖの直流電圧が供給される。トランジスタ２５はベースに供給されるＰＷＭ信号の電圧値に従ってＤＣモータ１３に印加する電圧値を可変し、ＤＣモータ１３の回転速度を制御する。

また、ＤＣモータ１３の回転軸１５には前述のようにエンコーダ１４が配設され、エンコーダ１４を構成するフォトトランジスタ１４ａにより４枚の羽根１７を介して入力する光のオン、オフを検出し、ＤＣモータ１３の回転周期を検出する。尚、図４に示す抵抗Ｒは所謂プルアップ抵抗であり、またＤＣモータ１３には並列に逆電流保護用のダイオードＤが接続されている。

尚、サーマルプリンタ１のＵＳＢ端子１１に、例えばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）が接続されている場合、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）から印刷データをサーマルプリンタ１に供給し、サーマルヘッド７によって印刷データに基づく印刷を感熱ロールテープ６に行うことができる。また、Bluetooth(登録商標)モジュール１２を介して印刷データを受信することも可能であり、上記と同様受信した印刷データをサーマルプリンタ１に供給し、サーマルヘッド７によって印刷データに基づく印刷を感熱ロールテープ６に行う。

以上の構成において、以下に本例の処理動作を説明する。
図５は本例の処理動作を説明するフローチャートであり、例えば印刷開始時においてカバー３の開閉を検出する処理を説明するものである。先ず、サーマルプリンタ１の電源を投入し、例えばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）から印刷データを受信し、印刷指示を行うと、中央制御回路１８はＤＣモータ１３に低電圧を印加する（ステップ（以下、Ｓで示す）１）。この低電圧の印加は、中央制御回路１８からＰＷＭ信号をトランジスタ２５のベースに出力し、例えば定格電圧の１／３程度の電圧をＤＣモータ１３に印加し、ＤＣモータ１３を駆動する。

この状態において、次にエンコーダ１４から中央制御回路１８に割り込み信号が入力するか判断する（Ｓ２）。前述のようにＤＣモータ１３が駆動すると複数のギヤ１６ａ〜１６ｃを介してプラテンローラ５を回動するが、カバー３が閉じている場合、プラテンローラ５とサーマルヘッド７とは前述の所定圧力で当接しており、感熱ロールテープ６を搬送する負荷を有する。この為、前述のように、例えば定格電圧の１／３程度の電圧をＤＣモータ１３に印加しても上記負荷によってプラテンローラ５は回動しない。

この場合、ＤＣモータ１３の回転軸１５に取り付けられた４枚の羽根１７も回転しない為、エンコーダ１４から中央制御回路１８に割り込み信号が出力しない（Ｓ２がＮＯ）。したがって、この場合カバー３は閉状態であると判断され（Ｓ３）、中央制御回路１８は印刷データの印刷処理を開始する（Ｓ４）。例えば、その後中央制御回路１８から定格のＰＷＭ信号を出力し、ＤＣモータ１３を駆動して感熱ロールテープ６を搬送し、感熱ロールテープ６に印刷処理を行う。

一方、前述のカバー３が開いている場合、プラテンローラ５はサーマルヘッド７と圧接しておらず、感熱ロールテープ６を搬送する為の負荷も掛からない。この為、例えば定格電圧の１／３程度の電圧をＤＣモータ１３に印加してもプラテンローラ５は回動し、従ってＤＣモータ１３の回転軸１５に取り付けられた４枚の羽根１７も回転する。従ってこの場合、エンコーダ１４から中央制御回路１８に割り込み信号が出力され（Ｓ２がＹＥＳ）、カバー３が開状態であると判断し（Ｓ５）、直ちに印刷を中止する（Ｓ６）。このように処理することによって、カバー３が開いた状態での空印刷を回避でき、サーマルヘッド７に悪影響を与えることなく、空印刷によるサーマルヘッド７の加熱も防止できる。

また、上記処理を行っても、ＤＣモータ１３に低電圧を印加する時間は短く、感熱ロールテープ６の搬出に影響を与えるものではない。例えば、ＤＣモータ１３が１回転する間の感熱ロールテープ６の搬出長は０，１２５ｍｍ程度であり、しかも４枚の羽根１７の中の１枚の羽根の通過がエンコーダ１４によって検知されるとエンコーダ１４から割り込み信号が直ちに出力され、カバー３の開状態が検知されることから、感熱ロールテープ６の搬出長は０，１２５／４ｍｍとなり、感熱ロールテープ６の搬出に影響はない。

次に、図６に示すフローチャートを用いて、印刷処理中におけるカバー３の開閉状態を検知する処理について説明する。先ず、印刷処理を開始する際、ＤＣモータ１３の駆動開始に基づく助走処理が行われ（ステップ（以下、ＳＴで示す）１）、以後ＰＷＭ信号のデューティ比を一定にしてＤＣモータ１３の駆動を行なう（ＳＴ２）。その後、印刷処理中、中央制御回路１８はエンコーダ１４からの割り込み信号の周期を測定し（ＳＴ３）、割り込み信号が設定範囲内の周期であるか判断する（ＳＴ４）。

例えば、カバー３が閉状態であり、前述のようにプラテンローラ５とサーマルヘッド７が所定の圧力で当接し、感熱ロールテープ６を搬送している場合には、エンコーダ１４から設定範囲内の周期で割り込み信号が中央制御回路１８に入力する（ＳＴ５がＹＥＳ）。したがって、この場合中央制御回路１８は印刷処理を継続する（ＳＴ６）。

一方、印刷処理中、何らかの原因でカバー３が開いた場合、プラテンローラ５とサーマルヘッド７が離間し、プラテンローラ５の回転負荷が極端に低下する。この為、ＤＣモータ１３の回転数が増し、ＤＣモータ１３の回転軸１５に取り付けられた４枚の羽根１７の回転数も高くなる。この場合、エンコーダ１４から中央制御回路１８への割り込み信号の周期が速くなり、設定範囲内の周期を超える（ＳＴ５がＮＯ）。この場合、中央制御回路１８はＤＣモータ１３の駆動を停止すべく、直ちに印刷中止の指示を行う（ＳＴ７）。このように処理することによって、印刷処理中にカバー３が開いた場合でも、空印刷を回避し、サーマルヘッド７に悪影響を与えることなく、空印刷によるサーマルヘッド７の加熱も防止できる。

また、例えば中央制御回路１８の割り込みポートの数が制限されている場合、本例の処理によって割り込みポートの使用自由度を向上させることができる。例えば、本例の場合、中央制御回路１８は上記エンコーダ１４からの割り込み以外に、例えば表示画面制御回路２０から入力する表示デバイス２１への入力操作に基づく割り込み処理や、不図示のＡＣアダプタの接続確認の割り込み処理等、複数の割り込み処理を行っている。したがって、元々行っているエンコーダ１４からの割り込み信号を利用してカバー３の開閉状態の判断を行うことができれば、検知センサの為の割り込み処理を行う必要が無く、割り込みポートを有効利用することができ、割り込みポートの使用自由度を向上させることができる。

さらに、従来使用していたカバー３の開閉検知のための検知センサを実装する必要がなく、装置をコストアップすることがなく、装置自体の形状自由度も向上する。
尚、上記実施形態の説明において、サーマルヘッド７により記録処理が行われる記録媒体を感熱ロールテープ６で構成する例を示したが、記録媒体は、サーマルヘッドの発熱に応じてインクリボンのインクを記録紙に付着させて記録を行う熱転写方式のサーマルプリンタであっても良い。

本発明はいくつかの実施形態を説明したが、本発明は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。以下、本件特許出願の出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。

付記１
本体と、
蓋と、
前記蓋に設けられた記録ヘッドと、
前記本体に設けられたプラテンローラと、
前記記録ヘッドと前記プラテンローラとの間に記録媒体を挟持しつつ前記蓋を前記本体に対して閉成することにより前記プラテンローラを前記記録ヘッドに圧接した状態で前記プラテンローラを回動させることにより前記記録媒体に記録を行う記録部と、
前記プラテンローラの回転を駆動するモータと、
前記モータの回転に応じた信号を発生するエンコーダと、
該エンコーダが発生する信号に基づいて、前記モータの回転速度を制御する制御部と、
前記エンコーダの発生する信号に基づいて前記プラテンローラの回転を検出することにより、前記蓋の開閉状態を判定する判定部と、
を備えることを特徴とするプリンタ。

付記２
前記蓋の開閉状態の判定は、前記記録部の記録処理中に前記モータに印加される電圧より低い電圧で前記モータが駆動された状態で、前記エンコーダからの割り込み信号が入力することにより前記蓋が開状態であると判断することを特徴とする付記１に記載のプリンタ。

付記３
前記モータへ印加される前記低い電圧は、前記モータに直列に接続されたトランジスタに供給するＰＷＭ信号のデューティ比を可変して行うことを特徴とする付記１、又は２に記載のプリンタ。

付記４
前記記録ヘッドは、与えられる画像信号に応じて発熱し前記記録媒体に記録を行うサーマルヘッドであることを特徴とする付記２、又は３に記載のプリンタ。

付記５
前記判定部は前記記録部が記録処理中、前記エンコーダからの割り込み信号の入力周期を検出し、該入力周期が所定範囲を超えた場合、前記蓋が開状態であると判断することを特徴とする付記４に記載のプリンタ。

付記６
前記入力周期の所定範囲は、前記記録部が記録を行っている最中に前記エンコーダから出力される割り込み信号の出力周期の範囲であることを特徴とする付記５に記載のプリンタ。

１・・・サーマルプリンタ
２・・・本体
３・・・カバー
４・・・プリンタユニット
５・・・プラテンローラ
６・・・感熱ロールテープ
７・・・サーマルヘッド
８・・・カッター
９・・・支軸
１０・・開閉レバー
１１・・ＵＳＢ端子
１２・・Bluetooth(登録商標)モジュール
１３・・ＤＣモータ
１４・・エンコーダ
１５・・回転軸
１６ａ、１６ｂ、１６ｃ・・ギヤ
１７・・羽根
１８・・中央制御回路
１９・・メモリ制御回路
２０・・表示画面制御回路
２１・・表示デバイス
２２・・ＵＩ制御回路
２３・・電源回路
２５・・トランジスタ
Ｒ・・・抵抗
Ｄ・・・ダイオード

Claims (6)

1. 本体と、
   蓋と、
   前記蓋に設けられた記録ヘッドと、
   前記本体に設けられたプラテンローラと、
   前記記録ヘッドと前記プラテンローラとの間に記録媒体を挟持しつつ前記蓋を前記本体に対して閉成することにより前記プラテンローラを前記記録ヘッドに圧接した状態で前記プラテンローラを回動させることにより前記記録媒体に記録を行う記録部と、
   前記プラテンローラの回転を駆動するモータと、
   前記モータの回転に応じた信号を発生するエンコーダと、
   該エンコーダが発生する信号に基づいて、前記モータの回転速度を制御する制御部と、
   前記エンコーダの発生する信号に基づいて前記プラテンローラの回転を検出することにより、前記蓋の開閉状態を判定する判定部と、
   を備えることを特徴とするプリンタ。
2. 前記蓋の開閉状態の判定は、前記記録部の記録処理中に前記モータに印加される電圧より低い電圧で前記モータが駆動された状態で、前記エンコーダからの割り込み信号が入力することにより前記蓋が開状態であると判断することを特徴とする請求項１に記載のプリンタ。
3. 前記モータへ印加される前記低い電圧は、前記モータに直列に接続されたトランジスタに供給するＰＷＭ信号のデューティ比を可変して行うことを特徴とする請求項１、又は２に記載のプリンタ。
4. 前記記録ヘッドは、与えられる画像信号に応じて発熱し前記記録媒体に記録を行うサーマルヘッドであることを特徴とする請求項２、又は３に記載のプリンタ。
5. 前記判定部は前記記録部が記録処理中、前記エンコーダからの割り込み信号の入力周期を検出し、該入力周期が所定範囲を超えた場合、前記蓋が開状態であると判断することを特徴とする請求項４に記載のプリンタ。
6. 前記入力周期の所定範囲は、前記記録部が記録を行っている最中に前記エンコーダから出力される割り込み信号の出力周期の範囲であることを特徴とする請求項５に記載のプリンタ。