JP2016023067A - ロール紙搬送制御方法、ロール紙搬送装置、及び、プリンター - Google Patents

ロール紙搬送制御方法、ロール紙搬送装置、及び、プリンター Download PDF

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Abstract

【課題】ロール紙の弛みを取る動作に要する時間を短くする。
【解決手段】給紙モーター25によりロール体を回転させて記録紙3の弛みを巻き取る巻き取り動作の際に、記録紙3に張力を付与する方向に押されて記録紙3に作用する張力の変動に応じて移動する移動部材27の動きを検出し、移動部材27の動きに応じて、給紙モーター25を制御する。
【選択図】図1

Description

本発明は、ロール紙搬送制御方法、ロール紙搬送装置、及び、プリンターに関する。
従来、ロール紙に、所定方向に押された、又は引っ張られた移動部材(可動部材)を接触させ、移動部材によりロール紙に張力を付与してロール紙の弛みを取り、印刷を実行するロール紙搬送装置(ロール給紙装置)が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
特開昭62−83968号公報
上述した特許文献1のロール紙搬送装置のように、移動部材によってロール紙の弛みを取り、印刷を実行するものでは、印刷前に、ロール紙を所定のテンションとするため、弛みを取る必要がある。そして、ロール紙の弛みを取る動作に要する時間が長ければ長いほど印刷のスループットが低下するため、ロール紙の弛みを取る動作に要する時間を短くし、スループットを向上したいとするニーズがある。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、ロール紙搬送制御方法、ロール紙搬送装置、及び、プリンターについて、ロール紙の弛みを取る動作に要する時間を短くすることを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明は、ロール体から繰り出される媒体を搬送する搬送機構と、前記ロール体を回転させる媒体供給モーターと、を備える媒体搬送装置のロール紙搬送制御方法であって、前記媒体供給モーターにより前記ロール体を回転させて前記媒体の弛みを巻き取る巻き取り動作の際に、前記媒体に作用する張力の変動に応じて移動する移動部材の動きを検出し、前記移動部材の動きに応じて、前記媒体供給モーターを制御することを特徴とする。
本発明によれば、巻き取り動作の際に、移動部材の動きに応じて、換言すれば、移動部材によって媒体に付与される張力の変化に応じて、媒体供給モーターが制御されるため、巻き取り動作の実行中、媒体供給モーターを、張力の変化を反映させて効率よく駆動させることができ、ロール紙の弛みを取る動作に要する時間を短くできる。
また、本発明は、前記媒体供給モーターの制御の方法について、態様の異なる複数の制御の方法を予め用意し、前記巻き取り動作の際に、前記移動部材の動きを検出し、前記移動部材の動きに応じて、前記媒体供給モーターの制御の方法を切り替えることを特徴とする。
本発明によれば、移動部材の動きに応じて、媒体供給モーターの制御の方法を切り替えることによって、媒体供給モーターを、張力の変化を反映させて効率よく駆動させることができ、ロール紙の弛みを取る動作に要する時間を短くできる。
また、本発明は、前記巻き取り動作の際に、前記媒体供給モーターの駆動を開始した後、前記移動部材の位置が変化したことを検出した場合、前記媒体供給モーターの回転速度を速くすることを特徴とする。
本発明によれば、媒体の弛み量を把握することができない巻き取り動作の開始時点では、ロール体が媒体を巻き取りすぎてしまうことがない速度で媒体供給モーターを駆動することができ、また、媒体の巻き取りが進んで、移動部材の位置が媒体の弛み量を反映する状態となった後は、媒体供給モーターの回転速度を速くして、媒体の巻き取りを高速に行うことができる。このため、媒体の巻き取りすぎに起因した移動部材の破損を防止しつつ、媒体の巻き取りを高速で行って、ロール紙の弛みを取る動作に要する時間を短くできる。
また、本発明は、前記媒体供給モーターの制御の方法について、第1の制御方法と、前記第1の制御方法と制御の方法の態様が異なる第2の制御方法とを予め用意し、前記巻き取り動作の際に、前記第1の制御方法に基づいて前記媒体供給モーターの駆動を開始した後、前記移動部材の位置が変化したことを検出した場合、前記第2の制御方法に基づいて前記媒体供給モーターを駆動することを特徴とする。
本発明によれば、巻き取り動作の実行中に、移動部材の位置が変化したことを検出した場合に、媒体供給モーターの制御方法を第1の制御方法から第2の制御方法へと切り替える処理により、媒体の巻き取りすぎに起因した移動部材の破損を防止しつつ、媒体の巻き取りを高速で行って、ロール紙の弛みを取る動作に要する時間を短くできる。
また、本発明は、前記巻き取り動作は、前記媒体供給モーターにより前記ロール体を回転させて前記移動部材を巻き取り目標位置に配置する動作であり、前記第1の制御方法、及び、前記第2の制御方法は、前記移動部材の位置及び前記巻き取り目標位置の離間距離と、前記媒体供給モーターの制御量との関係を規定するものであり、同一の前記離間距離に対応する前記媒体供給モーターの制御量は、前記第2の制御方法の方が、前記第1の制御方法よりも大きいことを特徴とする。
本発明によれば、巻き取り動作の実行中に、移動部材の位置が変化したことを検出した場合、媒体供給モーターの制御方法を第1の制御方法から第2の制御方法へと切り替える処理により、媒体の巻き取りすぎに起因した移動部材の破損を防止しつつ、離間距離に応じた制御量で媒体供給モーターを駆動することによって媒体の巻き取りを高速で行って、ロール紙の弛みを取る動作に要する時間を短くできる。
また、本発明は、前記第1の制御方法、及び、前記第2の制御方法において、前記離間距離と、前記媒体供給モーターの制御量とは比例関係にあり、前記第1の制御方法、及び、前記第2の制御方法は、前記離間距離と、前記媒体供給モーターの制御量との比例関係に係る比例定数を規定するものであり、前記巻き取り動作の際に、前記移動部材の位置が変化したことを検出した場合、前記媒体供給モーターを制御するときの制御の方法を前記第1の制御方法から前記第2の制御方法へと切り替え、さらに、前記巻き取り目標位置を、前記移動部材の位置に近づくように切り替えることを特徴とする。
本発明によれば、巻き取り動作の実行中に、移動部材の位置が変化したことを検出した場合、媒体供給モーターの制御方法を、離間距離と媒体供給モーターの制御量との比例関係に係る比例定数を規定した第1の制御方法から第2の制御方法へと切り替える処理により、媒体の巻き取りすぎに起因した移動部材の破損を防止しつつ、離間距離に応じた制御量で媒体供給モーターを駆動することによって媒体の巻き取りを高速で行って、ロール紙の弛みを取る動作に要する時間を短くできる。
また、本発明は、前記巻き取り動作は、前記媒体供給モーターにより前記ロール体を回転させて前記移動部材を巻き取り目標位置に配置する動作であり、前記巻き取り動作の際に、前記媒体供給モーターの駆動を開始した後、前記移動部材の位置が変化したことを検出した場合、前記媒体供給モーターを前記巻き取り目標位置に対する前記移動部材の位置の位置偏差に基づくPID制御で駆動することを特徴とする。
本発明によれば、巻き取り動作の開始後、媒体の巻き取りが進んで、移動部材の位置が媒体の弛み量を反映する状態となった後は、巻き取り目標位置に対する移動部材の位置の位置偏差に基づくPID制御によって媒体供給モーターを駆動して、移動部材を巻き取り目標位置に配置できる。
また、本発明は、前記巻き取り動作の終了後、設定時間が経過した後に、前記搬送機構による前記媒体の搬送を開始することを特徴とする。
本発明によれば、巻き取り動作の終了後に媒体の張力状態が安定するのを待って、搬送機構による媒体の搬送を開始できる。
また、上記課題を解決するために、本発明のロール紙搬送装置は、ロール体から繰り出される媒体を搬送する搬送機構と、前記ロール体を回転させる媒体供給モーターと、前記媒体に張力を付与する方向に押されて前記媒体に作用する張力の変動に応じて移動する移動部材と、前記媒体供給モーターにより前記ロール体を回転させて前記媒体の弛みを巻き取る巻き取り動作の際に、前記移動部材の動きを検出し、前記移動部材の動きに応じて、前記媒体供給モーターを制御する制御部と、を備えることを特徴とする。
本発明によれば、巻き取り動作の際に、移動部材の動きに応じて、換言すれば、移動部材によって媒体に付与される張力の変化に応じて、媒体供給モーターが制御されるため、巻き取り動作の実行中、媒体供給モーターを、張力の変化を反映させて効率よく駆動させることができ、ロール紙の弛みを取る動作に要する時間を短くできる。
また、上記課題を解決するために、本発明のプリンターは、ロール体から繰り出される媒体を搬送する搬送機構と、前記搬送機構により搬送される前記媒体に印刷する印刷機構と、前記ロール体を回転させる媒体供給モーターと、前記媒体に張力を付与する方向に押されて前記媒体に作用する張力の変動に応じて移動する移動部材と、前記媒体供給モーターにより前記ロール体を回転させて前記媒体の弛みを巻き取る巻き取り動作の際に、前記移動部材の動きを検出し、前記移動部材の動きに応じて、前記媒体供給モーターを制御する制御部と、を備えることを特徴とする。
本発明によれば、巻き取り動作の際に、移動部材の動きに応じて、換言すれば、移動部材によって媒体に付与される張力の変化に応じて、媒体供給モーターが制御されるため、巻き取り動作の実行中、媒体供給モーターを、張力の変化を反映させて効率よく駆動させることができ、ロール紙の弛みを取る動作に要する時間を短くできる。
また、上記の課題を解決するために、本発明は、ロール体から繰り出される長尺状の媒体を搬送する搬送機構と、前記ロール体を回転させるための媒体供給モーターとを有する媒体搬送装置の媒体搬送制御方法において、前記ロール体と前記搬送機構との間に、バネによって前記媒体に張力を付与する方向に押された状態で当該媒体に作用する張力の変動に追従して移動可能な移動部材を配置し、前記移動部材が前記バネの押圧力によってその可動領域の一方端に位置している場合に、前記媒体供給モーターを駆動して前記ロール体を回転させて前記移動部材を前記可動領域内の前記一方端を除いた位置に設定した巻き取り目標位置に配置する巻き取り動作を行い、前記巻き取り動作では、前記移動部材が移動する移動位置と前記巻き取り目標位置との離間距離を連続的或いは間欠的に取得して当該離間距離と前記媒体供給モーターの制御量とが正比例する制御関数に基づいて当該媒体供給モーターを駆動するとともに当該制御関数として比例定数の異なる複数の制御関数を備えておき、前記移動位置に基づいて前記制御関数を切り替えることを特徴とする。
本発明では、媒体の巻き取り動作中に、媒体供給モーターを駆動する制御関数を切り替える。ここで、制御関数は移動部材の移動位置から巻き取り目標位置までの離間距離と媒体搬送モーターの制御量とが正比例の関係となっているものなので、制御関数を切り替えると離間距離に対応する媒体搬送モーターの制御量を変化させることができ、媒体搬送モーターの速度を変更できる。従って、本発明によれば、媒体の弛み量を把握することができない巻き取り動作の開始時点では、ロール体が媒体を巻き取り過ぎてしまうことがない速度で媒体搬送モーターを駆動することができ、移動部材が可動領域の一方端から移動して移動位置が媒体の弛み量を反映するものとなった後には、制御関数を切り替えて媒体搬送モーターをより高速に駆動して移動部材を巻き取り目標位置に位置させることができる。よって、ロール体が媒体を巻き取り過ぎてしまうことがない速度で媒体供給モーターを駆動し続ける場合と比較して、巻き取り動作を短時間で行うことができる。また、本発明によれば、移動部材の可動範囲を大きくしなくても、媒体供給モーターの高速な駆動によってロール体が媒体を巻き取り過ぎてしまうことを回避できる。従って、装置が大型化することを回避できる。ここで、媒体供給モーターの制御量とは、例えば、媒体供給モーターがPWM駆動されている場合には、デューティ値である。
本発明において、前記制御関数として、第1比例定数の第1制御関数と、前記第1比例定数よりも大きな第2比例定数の第2制御関数を備え、前記巻き取り動作の開始時点では、前記第1制御関数を用いて前記媒体供給モーターを駆動し、前記移動位置が変化すると、前記第1制御関数を前記第2制御関数に切り替えて前記媒体供給モーターを駆動することが望ましい。このようにすれば、弛み量を把握することができない巻き取り動作の開始時点では、ロール体が媒体を巻き取り過ぎてしまうことがない第1速度で媒体搬送モーターを駆動し、移動部材が可動領域の一方端から移動してその移動位置が媒体の弛み量を反映するものとなった後には、媒体搬送モーターを第1速度よりも高速な第2速度で駆動することが容易となる。
本発明において、前記制御関数の切り替えと同時に前記巻き取り目標位置の設定を変更することができる。巻き取り目標位置の設定を変更すれば(巻き取り目標位置を移動部材の可動領域内で別の位置に移動させれば)、離間距離が変化するので、媒体搬送モーターの制御量が変化する。従って、巻き取り目標位置を変更することにより、媒体搬送モーターの速度を調節できる。よって、制御関数の切り替えと同時に巻き取り目標位置の設定の切り替えを行えば、制御関数を切り替えたときの媒体搬送モーターの速度の急激な変化を抑制できる。
本発明において、前記移動位置が変化した後に、前記媒体供給モーターを前記巻き取り目標位置に対する前記移動位置の位置偏差に基づくPID制御で駆動してもよい。すなわち、移動部材が可動領域の一方端から移動すると、その移動位置が媒体の弛み量を反映するものとなるので、目標位置に対する移動位置の位置偏差に基づくPID制御によって媒体供給モーターを駆動して移動部材を巻き取り目標位置に配置できる。
本発明において、前記巻き取り動作によって前記移動部材が前記巻き取り目標位置に配置されると、予め定めた設定時間が経過した後に前記搬送機構による前記媒体の搬送を開始することが望ましい。すなわち、巻き取り動作の終了後に媒体の張力状態が安定するのを待って、搬送機構による媒体の搬送を開始するようにしてもよい。
次に、本発明は、ロール体から繰り出される長尺状の媒体を搬送する搬送機構と、前記ロール体を回転させるための媒体供給モーターとを有するプリンターにおいて、前記ロール体と前記搬送機構との間に配置され、前記媒体に作用する張力変動に追従して移動可能な移動部材と、前記移動部材を前記媒体に張力を付与する方向に押圧するバネと、前記移動部材の移動位置を連続的または間欠的に取得する検出器と、前記移動部材が前記バネの押圧力によってその可動領域の一方端に位置している場合に、前記媒体供給モーターを駆動して前記ロール体を回転させて前記移動部材を前記可動領域内の前記一方端を除いた位置に設定した巻き取り目標位置に配置する巻き取り動作を行う巻き取り制御部と、を有し、前記巻き取り制御部は、前記移動部材の移動位置と前記巻き取り目標位置との離間距離を連続的或いは間欠的に取得する離間距離取得部と、前記媒体供給モーターの制御量と前記離間距離とが正比例する制御関数として、複数の前記制御関数を記憶保持している記憶部と、前記制御関数に基づいて前記媒体供給モーターを駆動する駆動制御部と、前記移動位置に基づいて前記駆動制御部が媒体供給モーターを駆動する前記制御関数を切り替える制御関数切替部と、を備えることを特徴とする。
本発明によれば、制御関数切替部は、媒体の巻き取り動作中に駆動制御部が媒体供給モーターを駆動している制御関数を切り換える。ここで、制御関数は移動部材の移動位置から巻き取り目標位置までの離間距離と媒体搬送モーターの制御量とが正比例の関係となっているものなので、制御関数を切り替えると離間距離に対応する媒体搬送モーターの制御量を変化させることができ、媒体搬送モーターの速度を変更できる。従って、本発明によれば、媒体の弛み量を把握することができない巻き取り動作の開始時点では、ロール体が媒体を巻き取り過ぎてしまうことがない速度で媒体搬送モーターを駆動することができ、移動部材が可動領域の一方端から移動して移動位置が媒体の弛み量を反映するものとなった後には、制御関数を切り替えて媒体搬送モーターをより高速に駆動して移動部材を巻き取り目標位置に位置させることができる。よって、ロール体が媒体を巻き取り過ぎてしまうことがない速度で媒体供給モーターを駆動し続ける場合と比較して、巻き取り動作を短時間で行うことができる。また、本発明によれば、移動部材の可動範囲を大きくしなくても、媒体供給モーターの高速な駆動によってロール体が媒体を巻き取り過ぎてしまうことを回避できる。従って、装置が大型化することを回避できる。ここで、媒体供給モーターの制御量とは、例えば、媒体供給モーターがPWM駆動されている場合には、デューティ値である。
本発明において、前記制御関数として、第1比例定数の第1制御関数と、前記第1比例定数よりも大きな第2比例定数の第2制御関数を備え、前記駆動制御部は、前記巻き取り動作の開始時に前記第1制御関数に基づいて前記媒体供給モーターを駆動し、前記制御関数切替部は、前記移動位置が変化すると、前記駆動制御部が媒体供給モーターを駆動する前記制御関数を前記第1制御関数から前記第2制御関数に切り換えるものとすることができる。このようにすれば、弛み量を把握することができない巻き取り動作の開始時点では、ロール体が媒体を巻き取り過ぎてしまうことがない第1速度で媒体搬送モーターを駆動し、移動部材が可動領域の一方端から移動してその移動位置が媒体の弛み量を反映するものとなった後には、媒体搬送モーターを第1速度よりも高速な第2速度で駆動することが容易となる。
本発明において、前記制御関数切替部は、前記制御関数の切り替えと同時に前記巻き取り目標位置の設定を変更するものとすることができる。巻き取り目標位置の設定を変更すれば、離間距離が変化するので、媒体搬送モーターの制御量が変化する。従って、巻き取り目標位置を変更することにより、媒体搬送モーターの速度を調節できる。よって、制御関数の切り替えと同時に巻き取り目標位置の設定の切り替えを行えば、制御関数を切り替えたときの媒体搬送モーターの速度の急激な変化を抑制できる。
本発明において、前記駆動制御部は、前記移動位置が変化した後に、前記媒体供給モーターを前記離間距離に基づくPID制御で駆動することができる。すなわち、移動部材が可動領域の一方端から移動すると、その移動位置が媒体の弛み量を反映するものとなるので、目標位置に対する移動位置の位置偏差に基づくPID制御によって媒体供給モーターを駆動して移動部材を巻き取り目標位置に配置できる。
本発明において、前記巻き取り動作によって前記移動部材が前記巻き取り目標位置に配置されると、予め定めた設定時間が経過した後に前記搬送機構による前記媒体の搬送を開始する搬送制御部を備えることができる。すなわち、巻き取り動作の終了後に媒体の張力状態が安定するのを待って、搬送機構による媒体の搬送を開始するようにしてもよい。
本発明を適用したプリンターの概略構成図である。 移動部材が移動する許容移動領域の説明図である。 図1のプリンターの制御系を示す概略ブロック図である。 給紙モーターを制御するためのゲインのグラフである。 プリンターの印刷処理動作のフローチャートである。 巻き取り動作の説明図である。
以下に、図面を参照して、本発明を適用したプリンターの実施の形態を説明する。
図1は本発明を適用したプリンターの概略構成図である。図2は移動部材の許容移動領域の説明図である。本例のプリンター1(ロール紙搬送装置)はロール紙(ロール体)2から繰り出される長尺状の記録紙(媒体)3に印刷を施すロール紙プリンターである。また、本例のプリンター1は印刷ヘッド5(印刷機構)としてライン型のインクジェットヘッドを備えるラインプリンターである。図1に示すように、プリンター1は、想像線で示すプリンター筐体6の内部に、ロール紙2を収納するロール紙収納部7と、ロール紙2から引き出された記録紙3を搬送するための紙搬送路8を備えている。紙搬送路8は、ロール紙収納部7から印刷ヘッド5による印刷位置Aを経由してプリンター筐体6の前面6aの上側部分に設けられた排紙口9に達している。印刷ヘッド5はロール紙収納部7よりも上方に配置されている。
印刷ヘッド5の下方にはプラテンユニット11が配置されている。プラテンユニット11は印刷ヘッド5と所定のギャップを開けて対向するプラテン面11aを備えている。印刷位置Aはプラテン面11aによって規定されている。プラテンユニット11には、記録紙3を紙搬送路8に沿って搬送するための搬送機構12が搭載されている。
搬送機構12は、無端の搬送ベルト15と、この搬送ベルト15が架け渡されているベルト駆動ローラー16および複数のガイドローラー17〜20を備えている。また、搬送機構12は駆動源として搬送モーター21を備えている。搬送モーター21の駆動力はベルト駆動ローラー16に伝達され、ベルト駆動ローラー16が回転駆動させることによって搬送ベルト15が回転する。
搬送ベルト15は、プラテンユニット11の上面に沿って水平に延びる水平ベルト部分15aを備えている。水平ベルト部分15aはプラテン面11aを規定している。水平ベルト部分15aにおける搬送方向Bの上流端および下流端には、ピンチローラー22が配置されている。ピンチローラー22は水平ベルト部分15aに押圧されており、記録紙3はピンチローラー22と水平ベルト部分15aの間に挟まれた状態で搬送される。
ロール紙収納部7には媒体供給機構23が配置されている。媒体供給機構23は、ロール紙2の紙芯2aを保持するロール紙装着軸24と、ロール紙装着軸24を回転させるための給紙モーター(媒体供給モーター)25を備えている。給紙モーター25はPWM駆動され、その駆動力は輪列26を介してロール紙装着軸24に伝達される。給紙モーター25が駆動されてロール紙装着軸24が回転すると、ロール紙装着軸24に装着されたロール紙2はロール紙装着軸24と一体に回転する。
紙搬送路8におけるロール紙収納部7と搬送機構12の間には、記録紙3に作用する張力の変動に追従して移動可能な移動部材27が配置されている。移動部材27は、下端部分を記録紙3の紙幅方向と平行に延びる回転中心軸C回りを回転可能に支持された弛みレバー28と、弛みレバー28の上端部分に回転可能に取り付けられた弛みローラー29を備えている。弛みレバー28はコイルバネ(付勢部材)30によって所定の力で後方に押されている。すなわち、移動部材27はコイルバネ30によって記録紙3に張力を付与する方向に押された状態とされている。ここで、ロール紙収納部7に収納されたロール紙2から上方に向かって引き出された記録紙3は、弛みローラー29に架け渡され、当該弛みローラー29に沿って前方に湾曲させられた後に前方に延びている。なお、コイルバネ30の替わりに弛みレバー28に回転中心軸Cの近傍の部位に弦巻バネを配置し、この弦巻バネによって弛みレバー28を弛みローラー29が後方に移動する方向に押圧することもできる。
弛みレバー28の回転中心軸Cの近傍の部位には、移動部材27(弛みレバー28)の移動位置を検出するロータリーエンコーダー(検出器)31が配置されている。ロータリーエンコーダー31は、回転中心軸C回りを弛みレバー28と一体に回動するエンコード盤32と、エンコード盤32の外周縁部分に対峙する固定位置に配置した検出部33を備えている。検出部33からは移動部材27の移動位置が出力される。
ここで、図2に示すように、移動部材27は、弛みレバー28が垂直に近い状態まで起立する緊張側限界位置27Aと、弛みレバー28が後方に傾斜した姿勢となる弛み側限界位置27Bの間を移動する。すなわち、緊張側限界位置27Aと弛み側限界位置27Bの間が移動部材27の許容移動領域(可動領域)E0とされている。緊張側限界位置27Aは弛み側限界位置27Bよりも前方に位置している。許容移動領域E0における移動部材27の移動方向の中央に対応する位置には目標位置27Cが設けられている。目標位置27Cは記録紙3の搬送中に移動部材27を配置する目標である。また、許容移動領域E0内には、記録紙3の搬送開始時に移動部材27を配置する巻き取り目標位置が設定される。
(制御系)
図3はプリンター1の制御系の主要部分を示す概略ブロック図である。図4は給紙モーター25を制御するためのゲインのグラフである。図3に示すように、プリンター1の制御系はCPUやメモリーを備えるプリンター制御部34を中心に構成されている。プリンター制御部34には外部の機器との間を通信可能に接続する通信部35とロータリーエンコーダー31の検出部33が接続されている。プリンター制御部34の出力側には印刷ヘッド5、搬送モーター21、給紙モーター25が不図示のドライバーを介して接続されている。
プリンター制御部34は、通信部35を介して外部の機器から印刷データが供給されると搬送モーター21および印刷ヘッド5を駆動制御して印刷を行う。すなわち、プリンター制御部34は、搬送モーター21を駆動制御して搬送機構12によって記録紙3を一定速度で搬送するとともに、印刷ヘッド5を駆動制御して印刷位置Aを通過する記録紙3に印刷データを印刷する。
また、プリンター制御部34は、給紙モーター25を駆動制御する制御部として、搬送制御部36と巻き取り制御部37を備えている。
搬送制御部36は、搬送機構12による記録紙3の搬送時に給紙モーター25を駆動制御してロール紙2を回転させ、これによりロール紙2からの記録紙3の繰り出しまたはロール紙2への記録紙3の巻き取りを行って移動部材27を目標位置27Cに配置して、記録紙3に作用する張力の変動を抑制する。搬送制御部36は、偏差取得部38とPID制御部39を備えている。
偏差取得部38には、検出部33から移動部材27の移動位置を示す値が入力されている。偏差取得部38は、予め定めた所定の周期で目標位置27Cを示す値から移動部材27の現在の移動位置を示す値を減算して位置偏差を取得する。目標位置27Cを示す値は予めメモリーなどに記憶保持されている。本例において位置偏差を取得する周期は1ミリ秒である。
PID制御部39は、給紙モーター25を駆動するPWM信号のデューティ値を制御することにより給紙モーター25を駆動制御する。PID制御部39は、偏差取得部38によって逐次に取得される位置偏差に基づいて、位置偏差を小さくするように給紙モーター25をフィードバック制御して移動部材27を目標位置27Cに位置させる。すなわち、搬送制御部36は、搬送機構12による記録紙3の搬送中にPID制御により移動部材27を目標位置27Cに位置させるように、給紙モーター25を駆動する。
巻き取り制御部37は、記録紙3の搬送を開始する前に、移動部材27がコイルバネ30の押圧力によって弛み側限界位置27B(可動領域の一方端)に位置している場合に、給紙モーター25を駆動してロール紙2を回転させて移動部材27を所定の巻き取り目標位置に配置する巻き取り動作を行う。ここで、巻き取り目標位置は、弛み側限界位置27Bを除いた位置に設定されている。本例では、巻き取り目標位置は、巻き取り動作の途中で第1巻き取り目標位置から第2巻き取り目標位置にその設定が変更される(その位置が移動する)。また、本例では、第1巻き取り目標位置を緊張側限界位置27Aとし、第2巻き取り目標位置を目標位置27Cとしている。なお、第1巻き取り目標位置は第2巻き取り目標位置と比較して、離間距離Lが長く算出される位置に設定することができる。例えば、目標位置27Cよりも緊張側限界位置27Aの側の任意の位置とすることができる。巻き取り制御部37は、離間距離取得部40、ROMなどのメモリー(記憶部)41、駆動制御部42、および、ゲイン切替部(制御関数)43を備えている。
離間距離取得部40には検出部33から移動部材27の移動位置を示す値が入力されている。離間距離取得部40は、記録紙3の巻き取り動作が行われる間、予め定めた所定の周期で、設定されている巻き取り目標位置(第1巻き取り目標位置または第2巻き取り目標位置)を示す値から移動部材27の現在の移動位置を示す値を減算して離間距離Lを取得する。本例において離間距離Lを取得する周期は1ミリ秒である。第1巻き取り目標位置を示す値および第2巻き取り目標位置を示す値は、予めメモリー41に記録保持されている。
メモリー41には、給紙モーター25を駆動制御するためのゲインG(制御の方法、制御関数)が記録保持されている。ゲインGは、図4に示すように、離間距離Lと給紙モーター25の制御量Dが正比例の関係にある関数である。すなわち、ゲインGは、離間距離Lが長くなる(遠くなる)のに伴って給紙モーター25の制御量Dが一定の割合で増加する関係にあるものである。
本例では、ゲインGとして、第1ゲインG1(第1の制御方法)と第2ゲインG2(第2の制御方法)を備えている(用意している)。第2ゲインG2の比例定数は第1ゲインG1の比例定数よりも大きい。本例では、給紙モーター25の制御量Dは、給紙モーター25をPWM駆動するデューティ値である。なお、デューティ値の大小は、駆動制御される給紙モーター25の速度(回転速度)およびトルクに対応している。すなわち、デューティ値が大きくなれば、給紙モーター25は高速に駆動され、そのトルクは上昇する。一方、デューティ値が小さくなれば、給紙モーター25の速度は低下し、そのトルクは低くなる。
駆動制御部42は、記録紙3の巻き取り動作時に、メモリー41に記憶保持されているゲインGに基づいて給紙モーター25を駆動する。駆動制御部42は、巻き取り動作の開始時点では、第1ゲインG1を用いて給紙モーター25を駆動する。また、駆動制御部42は、巻き取り動作の開始時点で、巻き取り目標位置を第1巻き取り目標位置(緊張側限界位置27A)に設定して給紙モーター25を駆動する。
ゲイン切替部43は、移動部材27の移動位置に基づいて、駆動制御部42が給紙モーター25を駆動するゲインGを切り替える。本例では、ゲイン切替部43は、移動位置が変化すると、駆動制御部42が給紙モーター25を駆動するゲインGを第1ゲインG1から第2ゲインG2に切り換える。すなわち、ゲイン切替部43は、移動部材27が弛み側限界位置27Bから緊張側限界位置27Aの側に僅かでも移動すると、ゲインGを第1ゲインG1から第2ゲインG2に切り換える。また、ゲイン切替部43は、ゲインG1、G2を切り替えるのと同時に、巻き取り目標位置の設定を第1巻き取り目標位置(緊張側限界位置27A)から第2巻き取り目標位置(目標位置27C)に変更する。つまり、巻き取り目標位置を、移動部材の位置に近づくように切り替える。
(印刷処理動作)
図4乃至図6を参照してプリンター1による印刷処理動作を説明する。図5はプリンター1による印刷処理動作のフローチャートである。図6は巻き取り動作の説明図である。図6(a)は記録紙3が搬送機構12とロール体の間で弛んだ状態を示し、図6(b)は移動部材27が弛み側限界位置27Bから緊張側限界位置27Aの側に移動する瞬間を示し、図6(c)は移動部材が第2巻き取り目標位置に配置された状態を示す。
印刷に際して、記録紙3は、ロール紙装着軸24に装着されたロール紙2から上方に引き出された後に、移動部材27の弛みローラー29に架け渡されて前方に湾曲させられ、その後に印刷位置Aを経由するようにして紙搬送路8に沿ってセットされている。ここで、本例では、図6(a)に示すように、記録紙3をセットした後に、記録紙3が搬送機構12とロール体の間で弛んだ状態となっており、移動部材27は、コイルバネ30の押圧力によって弛み側限界位置27Bに張り付いた状態となっているものとする。
図5に示すように、記録紙3が紙搬送路8にセットされた状態で外部の機器から印刷データが供給されると(ステップST1)、巻き取り制御部37は、給紙モーター25を駆動してロール紙2を回転させて移動部材27を巻き取り目標位置に配置する巻き取り動作を行う。
巻き取り動作では、離間距離取得部40は一定周期で離間距離Lを取得している。また、駆動制御部42は、巻き取り目標位置を第1巻き取り目標位置(緊張側限界位置27A)に設定し、第1ゲインG1を用いて給紙モーター25の駆動を開始する(ステップST2)。巻き取り動作開始時点における離間距離Lは、図4に示すように、L1である。従って、巻き取り動作が開始すると、給紙モーター25はデューティ値D1(制御量D1)で駆動される。デューティ値D1による給紙モーター25の駆動によって、給紙モーター25は、ロール紙2が記録紙3を巻き取り過ぎてしまうことがない第1速度V1で駆動される。
ここで、給紙モーター25を第1ゲインG1で駆動する場合には、図4に示すように、給紙モーター25を第2ゲインG2で駆動する場合と比較して、同じ離間距離Lに対する給紙モーター25の制御量Dが小さく、制御量Dに対応する給紙モーター25のトルクも小さい。よって、巻き取り動作開始時点では第1巻き取り目標位置を緊張側限界位置27Aなど遠い位置に設定することによって離間距離取得部40に取得される離間距離Lを長くし、これにより、給紙モーター25が、コイルバネ30による押圧力に抗して記録紙3を巻き取ることができるトルクを発生させるようにしている。
その後、記録紙3のロール紙2の巻き取りにより、移動部材27が弛み側限界位置27Bから緊張側限界位置27Aに向かう方向に移動するまでは(ステップST3:No)、移動部材27の移動位置が変化しない。従って、給紙モーター25はデューティ値D1で駆動され続ける。
そして、図6(b)に示すように、記録紙3のロール紙2の巻き取りにより、移動部材27が弛み側限界位置27Bから緊張側限界位置27Aに向かう方向に移動すると(ステップST3:Yes)、移動部材27の移動位置が変化する。移動部材27の移動位置が変化すると、ゲイン切替部43は駆動制御部42が給紙モーター25を駆動しているゲインGを第1ゲインG1から第2ゲインG2に切り換える。また、巻き取り目標位置を第1巻き取り目標位置(緊張側限界位置27A)から第2巻き取り目標位置(目標位置27C)に切り換える(ステップST4)。
本例では、ゲインGおよび巻き取り目標位置が切り替えられると、離間距離L(移動部材27の現在の移動位置と第2目標位置27Cとの間の距離)がL2となる。従って、移動部材27の移動位置が変化した直後には、図4に示すように、給紙モーター25はデューティ値D2(制御量D2)で駆動される。デューティ値D2による給紙モーター25の駆動により、給紙モーター25は第1速度V1よりも高速な第2速度V2で駆動される。
ここで、給紙モーター25を第2ゲインG2で駆動する場合には、給紙モーター25を第1ゲインG1で駆動している場合と比較して、同じ離間距離Lに対する給紙モーター25の制御量Dが大きく、制御量Dと対応する給紙モーター25のトルクも大きい。従って、ロール紙2による記録紙3の巻き取りによって移動部材27が第2巻き取り目標位置へ接近していき、逐次に取得される離間距離Lが短くなっていっても、給紙モーター25は、コイルバネ30による押圧力に抗して記録紙3を巻き取ることができるだけのトルクを発揮できる。
その後、給紙モーター25は、離間距離取得部40によって逐次に取得される離間距離Lと、第2ゲインG2に基づいて駆動制御される。これにより、移動部材27は、図6(c)に示す第2巻き取り目標位置(目標位置27C)に配置され、記録紙3の張力状態は所望の張力状態となる(ステップST5)。
移動部材27が目標位置27Cに配置されると、プリンター制御部34は印刷データの印刷を開始する(ステップST6)。記録紙3が搬送される印刷中には、搬送制御部36は目標位置27Cに対する移動部材27の位置偏差を一定周期で取得し、逐次に取得される位置偏差に基づいてP項、I項およびD項を算出してPID制御により給紙モーター25を駆動する。これにより、記録紙3に作用する張力の変動を抑制し、張力の変動に起因して記録紙3の搬送速度が変動することを抑制する。
例えば、記録紙3の搬送中に、ロール紙2のイナーシャ等に起因して、搬送される記録紙3が搬送方向Bとは逆方向に引っ張られた場合には、移動部材27は目標位置27Cから緊張側限界位置27Aに向けて回動する。この場合には、図2に示すように、位置偏差が+方向(張力が増加する方向)に増加するので、この位置偏差を小さくするために、ロール紙2から記録紙3が繰り出されるように給紙モーター25が駆動される。これにより、移動部材27が目標位置27Cに配置され、記録紙3に作用する張力の変動が抑制される。また、記録紙3の搬送中に、ロール紙2のイナーシャ等に起因して、記録紙3が搬送速度よりも速く搬送方向Bに繰り出された場合には、移動部材27は目標位置27Cから弛み側限界位置27Bに向けて回動する。この場合には、図2に示すように、位置偏差が−方向(張力が減少する方向)に増加するので、この位置偏差を小さくするために、記録紙3がロール紙2に巻き取られるように給紙モーター25が駆動される。これにより、移動部材27が目標位置27Cに配置され、記録紙3に作用する張力の変動が抑制される。
印刷が終了すると、記録紙3は印刷の施された部分が排紙口9よりも外側に位置するまで搬送させる。その後に、搬送モーター21の駆動が停止されて記録紙3の搬送が停止する。
(作用効果)
本例では、巻き取り動作の際に、移動部材27の動きに応じて、換言すれば、移動部材27によって記録紙3に付与される張力の変化に応じて、給紙モーター25が制御されるため、巻き取り動作の実行中、給紙モーター25を、張力の変化を反映させて効率よく駆動させることができ、記録紙3の弛みを取る動作に要する時間を短くできる。より詳細には、記録紙3の弛み量を把握することができない巻き取り動作の開始時点では、ロール紙2が記録紙3を巻き取り過ぎてしまうことがない第1速度V1で給紙モーター25を駆動し、移動部材27が弛み側限界位置27Bから移動して移動位置が記録紙3の弛み量を反映するものとなった後には、給紙モーター25をより高速の第2速度V2で駆動してロール紙2を回転させて、移動部材27を巻き取り目標位置27Cに位置させている。従って、ロール紙2が記録紙3を巻き取り過ぎてしまうことがない速度(第1速度V1)で給紙モーター25を駆動し続ける場合と比較して、巻き取り動作を短時間で行うことができる。
また、ロール紙2が記録紙3を巻き取り過ぎてしまっても移動部材27、その他の部材が破損しないように、移動部材27の可動領域を広くとる必要がなく、プリンター1の筐体が大型化するのを抑制できる。また、巻き取り動作を短時間で行うことができるため、印刷の開始前に、その都度、巻き取り動作を行った場合であっても、スループットの低下が抑制される。このため、スループットの抑制を防止するために、印刷をしていないときも弛みを取る処理を実行する必要がなく、また、このような構成とする場合と比較して省電力を実現できる。
ここで、本例では、ゲインGを切り替える際に、巻き取り目標位置の設定を変更し、これにより離間距離Lを変化させて給紙モーター25の制御量Dを変化させている。従って、巻き取り目標位置をどのような位置に設定するかによって、ゲインGを切り替えた直後の給紙モーター25の速度を調節できる。よって、ゲインGを切り替えた直後に給紙モーター25の速度が大きく変化することを抑制して、給紙モーター25を滑らかに制御することができる。
(その他の実施の形態)
上記の例では、巻き取り動作中にゲインGを第1ゲインG1と第2ゲインG2の間で切り替えているが、ゲインGとして3以上の複数のゲインGを備え、これら移動部材27の移動位置に基づいて複数のゲインGを切り替えて用いてもよい。例えば、巻き取り動作の開始時点では、第1比例定数の第1ゲインを用い、移動部材27の移動位置が変化すると、第1比例定数よりも大きな第2比例定数の第2ゲインG2に切り替え、さらに、その後の移動部材27の移動位置に基づいて、第2比例定数よりも比例定数の大きな第3比例定数の第3ゲインに切り替えて給紙モーター25を駆動して移動部材27を目標位置27Cに配置してもよい。また、この場合には、ゲインGを切り換えるときに、巻き取り目標位置を、移動部材27の移動位置との間の離間距離Lが短くなる位置に設定変更していけば、コイルバネ30の押圧力に抗して移動部材27を移動させるトルクを給紙モーター25に確保しながら給紙モーター25の速度を上昇させて、巻き取り動作にかかる時間を短縮できる。また、巻き取り目標位置の設定によってゲインGを切り替えた直後の給紙モーター25の速度を調節できるので、給紙モーター25の速度が大きく変化することを抑制して、給紙モーター25を滑らかに制御することができる。
また、上記の例では、給紙モーター25は、PWM駆動されるモーターであった。しかしながら、給紙モーター25の駆動方式は、どのようなものであってよい。なお、給紙モーターがPWM駆動以外の駆動方式で駆動されるモーターの場合、巻き取り動作の開始後、移動部材27の位置が変化する前における給紙モーター25の制御の方法(本実施形態の第1ゲインG1に相当する情報)、及び、移動部材27の位置が変化した後における給紙モーター25の制御の方法(本実施形態の第2ゲインG2に相当する情報)は、給紙モーター25の駆動方式に対応した情報とされる。
また、上記の例では、離間距離LとゲインGに基づいて給紙モーター25を制御しているが、移動部材27が弛み側限界位置27Bから移動すると、その後は移動位置が記録紙3の弛み量を反映するものとなるので、移動部材27が弛み側限界位置27Bから移動した後には、その後の任意の時点から、給紙モーター25の駆動を目標位置27Cに対する移動位置の位置偏差に基づくPID制御に切り替えて移動部材27を巻き取り目標位置に配置してもよい。
さらに、上記の例では、巻き取り動作が終了するとプリンター制御部34が遅滞なく印刷データの印刷を開始しているが、プリンター制御部(搬送制御部)34は、巻き取り動作が終了してから、予め定めた設定時間が経過した後に、印刷データの印刷を開始するようにしてもよい。すなわち、巻き取り動作の終了後に記録紙3の張力状態が安定するのを待って、搬送機構12による記録紙3の搬送を開始するようにしてもよい。
また、上記の例では、ゲイン切替部43は、ゲインGの切り替えと同時に巻き取り目標位置の設定を変更しているが、巻き取り目標位置の設定の変更を行うことなく、ゲインGの切り替えのみによって巻き取り動作を行うこともできる。
さらに、上記の例では、記録紙3の搬送中に、PID制御によって給紙モーター25を駆動しているが、PD制御やPI制御によって給紙モーター25を駆動するものとしてもよい。
また、上記の例では、移動部材27は回転中心軸Cを中心として回動しているが、記録紙3に作用する張力の変動に追従して直動するものとしてもよい。さらに、上記の例では、搬送機構12は搬送モーター21によって搬送ベルト15を駆動して記録紙3を搬送するものであるが、搬送機構12として、搬送モーターによって搬送ローラーを駆動して記録紙3を搬送するものを採用してもよい。
1・・プリンター(ロール紙搬送装置)、2・・ロール紙(ロール紙2)、2a・・紙芯、3・・記録紙(媒体)、5・・印刷ヘッド(印刷機構)、6・・プリンター筐体、6a・・前面、7・・ロール紙収納部、8・・紙搬送路、9・・排紙口、11・・プラテンユニット、11a・・プラテン面、12・・搬送機構、15・・搬送ベルト、15a・・水平ベルト部分、16・・ベルト駆動ローラー、17・・ガイドローラー、21・・搬送モーター、22・・ピンチローラー、23・・媒体供給機構、24・・ロール紙装着軸、25・・給紙モーター(媒体供給モーター)、26・・輪列、27・・移動部材、27A・・緊張側限界位置(第1巻き取り目標位置)、27B・・弛み側限界位置、27C・・目標位置(第2巻き取り目標位置)、28・・弛みレバー、29・・弛みローラー、30・・コイルバネ(付勢部材)、31・・ロータリーエンコーダー(検出器)、32・・エンコード盤、33・・検出部、34・・プリンター制御部(搬送制御部)、35・・通信部、36・・搬送制御部、37・・巻き取り制御部、38・・偏差取得部、39・・PID制御部、40・・取得部、40・・離間距離取得部、41・・メモリー、42・・駆動制御部、43・・ゲイン切替部(制御関数切替部)、A・・印刷位置、B・・搬送方向、C・・回転中心軸、D・・制御量、D1・・デューティ値(制御量)、D2・・デューティ値(制御量)、E0・・許容移動領域、G・・ゲイン、G1・・第1ゲイン、G2・・第2ゲイン、L1・L2・・離間距離、V1・・第1速度、V2・・第2速度

Claims (10)

  1. ロール体から繰り出される媒体を搬送する搬送機構と、前記ロール体を回転させる媒体供給モーターと、を備えるロール紙搬送装置のロール紙搬送制御方法であって、
    前記媒体供給モーターにより前記ロール体を回転させて前記媒体の弛みを巻き取る巻き取り動作の際に、前記媒体に作用する張力の変動に応じて移動する移動部材の動きを検出し、前記移動部材の動きに応じて、前記媒体供給モーターを制御することを特徴とするロール紙搬送制御方法。
  2. 前記媒体供給モーターの制御の方法について、態様の異なる複数の制御の方法を予め用意し、
    前記巻き取り動作の際に、前記移動部材の動きを検出し、前記移動部材の動きに応じて、前記媒体供給モーターの制御の方法を切り替えることを特徴とする請求項1に記載のロール紙搬送制御方法。
  3. 前記巻き取り動作の際に、前記媒体供給モーターの駆動を開始した後、前記移動部材の位置が変化したことを検出した場合、前記媒体供給モーターの回転速度を速くすることを特徴とする請求項1に記載のロール紙搬送制御方法。
  4. 前記媒体供給モーターの制御の方法について、第1の制御方法と、前記第1の制御方法と制御の方法の態様が異なる第2の制御方法とを予め用意し、
    前記巻き取り動作の際に、前記第1の制御方法に基づいて前記媒体供給モーターの駆動を開始した後、前記移動部材の位置が変化したことを検出した場合、前記第2の制御方法に基づいて前記媒体供給モーターを駆動することを特徴とする請求項3に記載のロール紙搬送制御方法。
  5. 前記巻き取り動作は、
    前記媒体供給モーターにより前記ロール体を回転させて前記移動部材を巻き取り目標位置に配置する動作であり、
    前記第1の制御方法、及び、前記第2の制御方法は、
    前記移動部材の位置及び前記巻き取り目標位置の離間距離と、前記媒体供給モーターの制御量との関係を規定するものであり、
    同一の前記離間距離に対応する前記媒体供給モーターの制御量は、前記第2の制御方法の方が、前記第1の制御方法よりも大きいことを特徴とする請求項4に記載のロール紙搬送制御方法。
  6. 前記第1の制御方法、及び、前記第2の制御方法において、前記離間距離と、前記媒体供給モーターの制御量とは比例関係にあり、
    前記第1の制御方法、及び、前記第2の制御方法は、前記離間距離と、前記媒体供給モーターの制御量との比例関係に係る比例定数を規定するものであり、前記第2の制御方法の比例定数の方が、前記第1の制御方法の比例定数よりも大きく、
    前記巻き取り動作の際に、前記移動部材の位置が変化したことを検出した場合、前記媒体供給モーターを制御するときの制御の方法を前記第1の制御方法から前記第2の制御方法へと切り替え、さらに、前記巻き取り目標位置を、前記移動部材の位置に近づくように切り替えることを特徴とする請求項5に記載のロール紙搬送制御方法。
  7. 前記巻き取り動作は、
    前記媒体供給モーターにより前記ロール体を回転させて前記移動部材を巻き取り目標位置に配置する動作であり、
    前記巻き取り動作の際に、前記媒体供給モーターの駆動を開始した後、前記移動部材の位置が変化したことを検出した場合、前記媒体供給モーターを前記巻き取り目標位置に対する前記移動部材の位置の位置偏差に基づくPID制御で駆動することを特徴とする請求項1に記載のロール紙搬送制御方法。
  8. 前記巻き取り動作の終了後、設定時間が経過した後に、前記搬送機構による前記媒体の搬送を開始することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載のロール紙搬送制御方法。
  9. ロール体から繰り出される媒体を搬送する搬送機構と、
    前記ロール体を回転させる媒体供給モーターと、
    前記媒体に張力を付与する方向に押されて前記媒体に作用する張力の変動に応じて移動する移動部材と、
    前記媒体供給モーターにより前記ロール体を回転させて前記媒体の弛みを巻き取る巻き取り動作の際に、前記移動部材の動きを検出し、前記移動部材の動きに応じて、前記媒体供給モーターを制御する制御部と、
    を備えることを特徴とするロール紙搬送装置。
  10. ロール体から繰り出される媒体を搬送する搬送機構と、
    前記搬送機構により搬送される前記媒体に印刷する印刷機構と、
    前記ロール体を回転させる媒体供給モーターと、
    前記媒体に張力を付与する方向に押されて前記媒体に作用する張力の変動に応じて移動する移動部材と、
    前記媒体供給モーターにより前記ロール体を回転させて前記媒体の弛みを巻き取る巻き取り動作の際に、前記移動部材の動きを検出し、前記移動部材の動きに応じて、前記媒体供給モーターを制御する制御部と、
    を備えることを特徴とするプリンター。
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