JP5769745B2

JP5769745B2 - プリンタ

Info

Publication number: JP5769745B2
Application number: JP2013050801A
Authority: JP
Inventors: 和幸吉越
Original assignee: Toshiba TEC Corp
Current assignee: Toshiba TEC Corp
Priority date: 2013-03-13
Filing date: 2013-03-13
Publication date: 2015-08-26
Anticipated expiration: 2033-03-13
Also published as: JP2014176978A

Description

本実施形態は、消費電力を抑えたプリンタに関し、特に媒体に情報を印刷する熱転写／感熱プリンタに関する。

従来より、プリンタは印字内容により消費電力が異なる場合があり、特に熱転写や感熱プリンタでは印字率（印字ドット数／発熱素子数）が大きいほど消費電力量が大きい。

このようなプリンタにおいて、商用ＡＣ電源を使用する機種についてはコンセントのＷ数以内に入っていれば動作時の消費電力の変動に気を配る必要はない。しかしながら、昨今の電力会社からの電力抑制や輪番停電の措置により、以下の問題が浮上してきた。

即ち、突然の停電を考慮し、無停電電源装置（Uninterruptible Power Supply、以下「UPS」ともいう。）を使用する場合には消費できる電力量に制限を受ける場合があること、プリンタの消費電力量を抑えたいが従来のプリンタでは使用者が消費電力量を自由に決めることができない等である。

一方、このような電力量の制限された環境下で一番電力効率のよい印字速度で印字処理を行いたいという要請がある。

特開平５−７２８４４号公報

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的はユーザがプリンタにおける消費電力量の設定が可能であり、印字する内容から消費電力量を予測し、その予測に基づき消費電力量を調整できるプリンタを提供することにある。

本実施形態に係るプリンタは、複数の発熱素子がライン状に配設されてなり、媒体に対しイメージバッファに描画されたデータに基づき１ライン毎に印字を行うサーマルヘッドを駆動するサーマルヘッド駆動部と、上記媒体を搬送するためのモータ駆動部と、通常モードと節電モードとを切り替えるモード切替部と、上記イメージバッファに描画されたデータから予め１ライン毎の印字ドット数を抽出し、1ライン当たりの消費電力量に換算して予測消費電力量とする予測消費電力量演算部と、外部入力された値を上記予測消費電力量に対する上限値とする電力量設定部と、前記節電モードの信号が入力された場合に、上記予測消費電力量演算部と上記電力量設定部から上記予測消費電力量と上記上限値をそれぞれ呼び出し、上記予測消費電力量と上記上限値とを比較する電力量比較部と、上記予測消費電力量が上記上限値を超える場合に、上記上限値以下となるよう上記サーマルヘッド駆動部および上記モータ駆動部に対し消費電力量を抑制するよう制御する消費電力量抑制部とを備えることを特徴としている。

また、本実施形態に係るプリンタは、上記構成に加え、商用電源の遮断を検知した場合に上記モード切替部へ停電信号を出力する商用電源監視部を有する無停電電源を備え、上記モード切替部は、上記停電信号を入力された場合に節電モードに切り替わることを特徴としている。

このような構成により、ユーザがプリンタにて消費できる電力を設定可能であり、設定した電力を超えないように印字する内容から消費電力を予測し、その予測に基づいて調整することができるため、電力量が制限された環境下において、消費電力量を節約することができる。

本実施形態のプリンタによれば、ユーザがプリンタにて消費できる電力を設定可能であり、設定した電力を超えないように印字する内容から消費電力を予測し、その予測に基づいて調整することができる。

本実施形態に係るプリンタの要部構成のブロック図。本実施形態に係る機能構成のブロック図。本実施形態に係るプリンタの設定時間帯による節電モード動作を示すフローチャート。本実施形態に係るプリンタの無停電電源による節電モード動作を示すフローチャート。本実施形態に係るプリンタの消費電力量と印字ラインにおける動作の関係を示すグラフ。

以下、本実施形態に係るプリンタについて、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は本発明の一例に過ぎず、各部の構成は本発明の趣旨を達成できるものであれば、その範囲で適宜変更や修正を行えることを勿論である。また、以下の説明において同一の符号が使われている場合、その同一の符号は、同様の構成・機能を有していることを意味する。

図１は、本実施形態に係るプリンタの要部構成を示すブロック図であり、図２は本実施形態に係るプリンタの機能ブロック図を示し、図３及び図４は、本実施形態に係るプリンタの動作のフローチャートを示し、図５は、本実施形態に係るプリンタの各モードにおける消費電力量と印字動作の関係を示し、（a）は通常モード中における消費電力量と印字動作の関係を、（ｂ）は節電モードにおける消費電力量と印字動作の関係を示している。

図１に示すように、本実施形態に係るサーマルプリンタ１００は、各部の制御を行うＣＰＵ１を備え、ＣＰＵ１にはＲＯＭ２と、ＲＡＭ３と、プリンタ１００の各種設定等の操作を行うユーザインターフェース４と、各種情報を表示するディスプレイ５と、印字媒体を搬送する等のモータ６と、プリンタ１００内において搬送される印字媒体の位置を検知するセンサ７と、印字媒体の印字面を加熱して印字を行うサーマルヘッド８と、商用ＡＣ電源に代わり電源を供給するための無停電電源９と、他のデバイスと通信を行う通信装置１０がバス１１を介して接続されている。

ＲＯＭ２は、プリンタの動作させるための制御プログラム等を記憶しており、通常動作を行うプログラムや、後述の節電動作を行うプログラム等が記憶されている。ＲＡＭ３は、各種のデータを書き換え可能に記憶し、ラベルデータのイメージが展開されるイメージバッファ１２（図２に図示）を有している。イメージバッファ１２は、ラベル等に印字するイメージを描画するものであり、例えば２次元コードやキャラクター等が描画される。イメージバッファ１２は、所定の媒体サイズに合わせたものとなっており、イメージバッファに描画されたデータが１ライン毎にサーマルヘッド８に転送され、印字が行われる。

ユーザインターフェース４は、ユーザによって操作される各種設定用の操作ボタン、テンキー又はタッチパネル等で構成され、ユーザインターフェース４からの信号はＣＰＵ１へ入力される。ディスプレイ５は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等のディスプレイの他、各種ステータスをユーザに知らせるためのＬＥＤ等で構成されている。

モータ６は、供給される駆動パルスの周期によって回転速度が可変なパルスモータであり、搬送ローラ等を回転させることで印字媒体を搬送する。モータ６は、モータ駆動部１３（図２に図示）により所定の速度で回転する。センサ７は、例えば印字媒体が所定の箇所にセットされているか否かを検知する印字媒体センサ、印字媒体の先端や後端を検知するエッジセンサやサーマルヘッド８の温度を検知するサーミスタ等である。センサ７からの信号はＣＰＵ１へ入力される。

サーマルヘッド８は、ライン状に配列された多数の発熱素子を有し、これら発熱素子への通電タイミングを制御して、印字媒体に印字パターンを形成する印字処理を行うものである。印字パターンは、ＲＡＭ３に格納されているイメージバッファ１２に描画されたデータに基づくもので、サーマルヘッド８は、サーマルヘッド駆動部１４（図２に図示）により印字媒体に印字するよう駆動する。また、サーマルヘッド８は、各発熱素子を複数のブロックに分け、ブロック毎に通電制御を行うことができるようになっている。

無停電電源９は、停電等により商用電源からの電源供給が遮断した時に所定の時間電源供給を行うものである。無停電電源９は、コンピュータ等に用いられているものと同様の装置であり、バッテリ部の他、商用電源の遮断を検知する商用電源監視部１５（図２に図示）を有し、商用電源監視部１５は商用電源の遮断を検知した場合にＣＰＵ１に電源が遮断された旨の信号（以下、「停電信号」とも言う。）を出力する。この信号が入力されたＣＰＵ１は無停電電源９のバッテリ部からの電源が各所に供給されるよう制御する。

一方、商用電源からの電源供給が再開された場合には、商用電源監視部１５はＣＰＵ１に電源が再開された旨の信号を出力し、無停電電源９からの電源供給から商用電源からの電源供給へ戻る。また、無停電電源９は自動的にシャットダウンを行う機能を有しており、シャットダウンを行う旨の信号（以下、「終了モード信号」とも言う。）をＣＰＵ１に出力することにより、ＣＰＵ１は電力事情によりプリンタが印字動作できない状態、または、印字データを受信しても、現在シャットダウン中である等を通知して印字データを受けない、又は印字データを受信してもＲＡＭ３にデータを保存し、商用電源からの供給が再開し、印刷可能な状態になった場合に印字を行うよう設定できるこれに、ホストからのデータの欠損をなくすことができる。

通信装置１０は、他のデバイスと有線、又は無線により通信を行うものであり、例えばコンピュータからラベルデータをプリンタ１００に送信等をすることができる。

図２は、本実施形態に係るプリンタ１００の機能構成のブロック図を示している。
図２に示すように、本実施形態に係るプリンタ１００は、モード切替部１６と、予測消費電力量演算部１７と、電力量設定部１８と、電力量比較部１９と、消費電力量抑制部２０を有し、消費電力抑制部はモータ駆動部１３と、サーマルヘッド駆動部１４に接続されている。なお、図２において消費電力量抑制部２０は、モータ駆動部１３とサーマルヘッド駆動部１４にのみ接続された態様を示しているが、これらに限定されず、例えばディプレイ等の電力を消費する他の各部と接続しているのは勿論である。

モード切替部１６は、消費電力量を制限されず通常の処理動作を行うモード（以下、「通常モード」とも言う。）、所定の消費電力量で処理動作を行うモード（以下、「節電モード」とも言う。）およびシャットダウンの処理動作を行うモード（以下、「終了モード」とも言う。）を切り替えるものであり、無停電電源９の商用電源監視部１５からの信号、又はユーザインターフェースからの入力信号に基づきモード切り替えが行われる。モード切替部１６は、処理動作を行うモードが切り替わる毎にその信号を電力量比較部１９に出力する。なお、プリンタに内蔵されるＲＴＣ（real time clock）２１に基づき、日付、時間等を把握することができるため、所定の時間帯に節電モードに切り替わる設定とすることもできる。このような設定は、ユーザインターフェース４により設定することができる。

予測消費電力量演算部１７は、ラベル等のデータが展開されたイメージバッファ１２から１ライン当たりの印字するドット数を抽出して消費電力量に換算し、１ライン当たりの予測消費電力量とするものである。予測消費電力量の値は消費電力量比較部１９へ出力される。なお、他の機能デバイスについての消費電力量を予め計算しておくことで、印字するデータが変化しても１ライン当たりに消費する電力量を推測できる。

電力量設定部１８は、節電モード中におけるサーマルヘッド８の１ライン当たりの消費電力量の上限値（閾値）を設定するものである。上限値（閾値）の設定は、ユーザがユーザインターフェース４により設定できる。電力量設定部１８は、この上限値（閾値）を消費電力量比較部１９へ出力する。

電力量比較部１９は、予測消費電力量演算部１７で算出された１ライン毎の消費電力量と電力量設定部１８で設定された上限値（閾値）とを比較するものである。モード切替部１６から節電モード信号が入力されると、予測消費電力量演算部１７から１ライン毎の予測消費電力量を取得すると共に電力量設定部１８から上限値（閾値）を取得し、予測消費電力量と上限値（閾値）との比較処理を行う。予測消費電力量が上限値（閾値）を超える場合には消費電力抑制部２０にその信号を出力する。一方、モード切替部１６から通常モード信号が入力されると、上記比較処理を停止する。

消費電力量抑制部２０は、予測消費電力量が上限値（閾値）を超えないよう消費電力量を調整するものであり、電力量比較部１９から信号が入力されると、その信号に基づき、その上限値（閾値）を超えた分の消費電力量を上限値（閾値）以下に抑制するよう制御する。プリンタでは印字処理が最も電力を消費し、サーマルヘッドの１ライン当たりの消費電力量は印刷イメージやサーマルヘッド自体への熱量コントロールにより変化する。そこで、具体的には、上限値（閾値）を超えた印字ラインについて印刷速度を遅くするようモータ駆動部１３の制御や時分割印字等のサーマルヘッド駆動部１４の制御等を行う。

次に、本実施形態に係るプリンタの動作について図３及び図４を参照して詳細に説明する。
図３は、本実施形態に係るプリンタの所定の時間帯に節電モードとなる場合におけるフローチャートを示している。

先ず、プリンタ起動後、ユーザによりユーザインターフェース４にて節電モードで動作する時間帯および消費電力量の上限値（閾値）が設定される（Ｓ１０１）。モード切替部１６は、ＲＴＣ２１に基づいて時間を把握しており、設定された時間帯になるまで節電モードへの切り替えは行わないため、プリンタ１００は、通常モードでの印字処理を行う（Ｓ１０２、Ｓ１０３）。モード切替部１６は、設定した時間に通常モードから節電モードに切り替え（Ｓ１０４）、節電モードによる印字処理に移行する（Ｓ２００）。

モード切替部１６は節電モードに切り替わると、節電モードに切り替わった旨の信号（以下、「節電モード信号」とも言う。）を電力量比較部１９へ出力する（Ｓ２０１）。電力量比較部１９は、節電モード信号が入力されると電力量設定部１７から予めユーザが入力した上限値（閾値）と、消費電力量演算部１７で演算された１ライン毎の予測消費電力量を取得する（Ｓ２０２）。電力量比較部１９は、取得した予測消費電力量と上限値の値を比較する（Ｓ２０３）。電力量比較部１９は、２つの値を比較した結果、予測消費電力量が上限値（閾値）を超える場合には、その信号を消費電力量抑制部２０に出力する（Ｓ２０４）。消費電力量抑制部２０はその信号が入力されると、その信号に基づいて消費電力量が上限値（閾値）を以下になるようその印字ラインについて印刷速度を遅くするようモータ駆動部１３の制御や時分割印字等のサーマルヘッド駆動部１４の制御等を行う（Ｓ２０５）。

設定した節電モード時間が終了すると、モード切替部１６は節電モードから通常モードに切り替わり（Ｓ２０６）、通常モードによる印字処理に移行する（Ｓ１０２へ）。これに合わせてモード切替部１６は、電力量比較部１９に通常モード信号を出力する。電力量比較部１９は、通常モード信号が入力されると、電力量の比較処理動作を停止し、また予測電力量演算部１７からの予測消費電力量の取得も行わない。

図４は、本実施形態に係るプリンタの停電等により商用電源から無停電電源に切り替わった場合におけるフローチャートを示している。
先ず、プリンタ起動後、ユーザによりユーザインターフェース４にて消費電力量の上限値（閾値）が設定される（Ｓ３０１）。プリンタ１００は、通常モードで動作しており（Ｓ３０２）、無停電電源９に内蔵されている商用電源監視部１５は、商用電源の遮断を検知している（Ｓ３０３）。商用電源監視部１５は商用電源の遮断を検知すると、モード切替部１６へ停電信号を出力する（Ｓ３０４）。モード切替部１６は、停電信号が入力されると通常モードから節電モードに切り換わり（Ｓ３０５）、節電モードによる印字処理に移行する（Ｓ４００）。

モード切替部１６は節電モードに切り替わると、節電モード信号を電力量比較部１９へ出力する（Ｓ４０１）。電力量比較部１９は、節電モード信号が入力されると電力量設定部１８から予めユーザが入力した上限値（閾値）と、消費電力量演算部１７で演算された１ライン毎の予測消費電力量を取得する（Ｓ４０２）。電力量比較部１９は、取得した予測消費電力量と上限値の値を比較する（Ｓ４０３）。電力量比較部１９は、２つの値を比較した結果、予測消費電力量が上限値（閾値）を超える場合には、その信を消費電力量抑制部１９に出力する（Ｓ４０４）。消費電力量抑制部２０は、その信号が入力されると、その信号に基づいて消費電力量が上限値（閾値）以下となるよう上記のようにモータ駆動部１３やサーマルヘッド駆動部１４を制御する（Ｓ４０５）。

節電モード中に商用電源からの電源の再開を検知すると、商用電源監視部１５は、モード切替部１６に商用電源が再開した旨の信号（以下、「電源再開信号」とも言う。）を出力する（Ｓ４０６）。モード切替部１６は、電源再開信号が入力されると節電モードから通常モードに切り替わり、通常モードによる印字処理に移行する（Ｓ３０１へ）。これに合わせてモード切替部１６は、電力量比較部１９に通常モード信号を出力する。電力量比較部１９は、通常モード信号が入力されると、電力量の比較処理動作を停止し、また予測電力量演算部１７からの予測消費電力量の取得も行わない。

一方、節電モード中に商用電源からの電源の再開がされる前に無停電電源９の電源が切れるような場合には、商用電源監視部１５は、シャットダウン信号をモード切替部１６へ出力し、モード切替部１６は、この信号が入力されると上記した自動シャットダウンを行い、全システムを停止する。

図５は、本実施形態に係るプリンタの各モードにおける、同一の印字データに対する消費電力量と印字ラインにおける動作との関係を示し、(a)は通常モード中を示し、（ｂ）は節電モード中を示している。

通常モード中の印字処理においては、図５（a）に示すように、ユーザが設定した上限値（閾値）に関わらず印字動作が行われる。一方、節電モード中においては、図５（ｂ）に示すように、１ライン当たりの消費電力量が上限値（閾値）を超えるライン（図５；両矢印Ａ）については、上記した印字速度等の制御により上限値（閾値）以下となる。なお、図５（ｂ）に示すように消費電力量が上限値と同じ値となるよう印字速度を調整することで、電力量が制限された環境において最適な印字速度で印字が可能となる。

以上、本実施形態に係るプリンタによれば、ユーザがプリンタにおける消費電力量の設定が可能であり、印字する内容から消費電力量を予測し、その予測に基づき消費電力量を調整できるため、電力量が制限された環境下において、消費電力量を節約することができる。また、節電モード中においてスリープモードへの移行時間を早める設定とすることで更なる消費電力量を節約することが可能となる。

１… ＣＰＵ
２… ＲＯＭ
３… ＲＡＭ
４… ユーザインターフェース
５… ディスプレイ
６… モータ
７… センサ
８… サーマルヘッド
９… 無停電電源
10… 通信装置
11… バス
12… イメージバッファ
13… モータ駆動部
14… サーマルヘッド駆動部
15… 商用電源監視部
16… モード切替部
17… 予測消費電力量演算部
18… 電力量設定部
19… 電力量比較部
20… 消費電力量抑制部
21… ＲＴＣ
100…プリンタ

Claims

複数の発熱素子がライン状に配設されてなり、媒体に対しイメージバッファに描画されたデータに基づき１ライン毎に印字を行うサーマルヘッドを駆動するサーマルヘッド駆動部と、
前記媒体を搬送するためのモータ駆動部と、
通常モードと節電モードとを切り替えるモード切替部と、
前記イメージバッファに描画されたデータから予め１ライン毎の印字ドット数を抽出し、1ライン当たりの消費電力量に換算して予測消費電力量とする予測消費電力量演算部と、
外部入力された値を前記予測消費電力量に対する上限値とする電力量設定部と、
前記節電モードの信号が入力された場合に、前記予測消費電力量演算部と前記電力量設定部から前記予測消費電力量と前記上限値をそれぞれ取得し、前記予測消費電力量と前記上限値とを比較する電力量比較部と、
前記予測消費電力量が前記上限値を超える場合に、前記上限値以下となるよう前記サーマルヘッド駆動部および前記モータ駆動部に対し消費電力量を抑制するよう制御する消費電力量抑制部とを備え、
前記モード切替部は、外部入力により設定された時間帯に節電モードに切り替わることを特徴とするプリンタ。
さらに、商用電源の遮断を検知した場合に前記モード切替部へ停電信号を出力する商用電源監視部を有する無停電電源を備え、
前記モード切替部は、前記停電信号が入力された場合に節電モードに切り替わることを特徴とする請求項１に記載のプリンタ。
前記消費電力量抑制部は、前記上限値を超える印字ラインについて印字速度を低速とすることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のプリンタ。
前記消費電力量抑制部は、前記上限値を超える印字ラインについて分割印字をすることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載のプリンタ。
前記モード切替部は、さらに終了モードへの切り替えを有し、前記終了モード中は前記媒体に対する印字処理を停止することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載のプリンタ。