JP6669108B2 - 印刷装置、及び、印刷装置の制御方法 - Google Patents

印刷装置、及び、印刷装置の制御方法 Download PDF

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Description

本明細書は、印刷装置、及び、印刷装置の制御方法に関する。
従来から、サーマルプリンタの分野では可変分割印刷技術が知られている。可変分割印刷技術は、１印刷ラインの印刷で通電すべき発熱素子の数が所定数を超えるとき、１印刷ラインを複数のブロックに分けてブロック毎に時分割で印刷する分割印刷を行い、１印刷ラインの印刷で通電すべき発熱素子の数が所定数を超えないときは、１印刷ラインを一括して一度に印刷する一括印刷を行う技術である。この可変分割印刷技術を用いることで、ＡＣアダプタの電源容量に起因する制限を回避することができる。
その一方で、１印刷ラインに対して分割印刷を行うと、一括印刷を行う場合に比べて、１印刷ラインの印刷に要する時間が増加して印刷速度が低下してしまう。このため、大容量のコンデンサを用いてＡＣアダプタの電源容量以上の電力を必要とする電流を流すことが可能な高速印刷に対応したサーマルプリンタも提案されている。そのような技術は、例えば、特許文献１に記載されている。
特開平５−７７５２６号公報
しかしながら、大容量のコンデンサを用いるとコンデンサに電圧を印加した際に比較的大きな電流値の突入電流が発生してしまう。以上のような実情を踏まえ、本発明の一側面に係る目的は、大きな電流値の突入電流の発生を抑制しながら高速印刷を実現する技術を提供することである。
本発明の一態様に係る印刷装置は、被印刷媒体に印刷を行うサーマルヘッドを駆動するヘッド駆動回路と、前記被印刷媒体を搬送するための動力を発生するモータを駆動するモータ駆動回路と、コンデンサと第１のスイッチング回路とを有し、該第１のスイッチング回路を介して前記コンデンサに充電を行うとともに、前記コンデンサを介して、前記ヘッド駆動回路と前記モータ駆動回路へ電力を供給する電源回路と、制御回路と、を備え、前記制御回路は、前記モータの駆動を開始するときに、前記コンデンサへの電流の供給と遮断を交互に切り替えるように前記第１のスイッチング回路を制御し、前記印刷装置の動作を停止させるときに、前記コンデンサに充電されている電荷を前記モータ駆動回路及び前記モータを介して放電させるように制御する。
本発明の別の態様に係る印刷装置は、被印刷媒体に印刷を行うサーマルヘッドを駆動するヘッド駆動回路と、前記被印刷媒体を搬送するための動力を発生するモータを駆動するモータ駆動回路と、コンデンサと第１のスイッチング回路とを有し、該第１のスイッチング回路を介して前記コンデンサに充電を行うとともに、前記コンデンサを介して、前記ヘッド駆動回路と前記モータ駆動回路へ電力を供給する電源回路と、制御回路と、前記モータ駆動回路と前記第１のスイッチング回路の両方と前記ヘッド駆動回路との間に配置された第２のスイッチング回路と、を備え、前記制御回路は、前記印刷装置の動作を停止させるときに、前記コンデンサに充電されている電荷を前記モータ駆動回路及び前記モータを介して放電させるように制御する。
本発明の一態様に係る制御方法は、印刷装置の制御方法であって、前記印刷装置は、コンデンサと第１のスイッチング回路とを有し、該第１のスイッチング回路を介して前記コンデンサに充電を行うとともに、前記コンデンサを介して、被印刷媒体に印刷を行うサーマルヘッドを駆動するヘッド駆動回路と前記被印刷媒体を搬送するための動力を発生するモータを駆動するモータ駆動回路とへ電力を供給する電源回路を備え、前記モータの駆動を開始するときに、前記コンデンサへの電流の供給と遮断を交互に切り替えるように前記第１のスイッチング回路を制御し、前記印刷装置の動作を停止させるときに、前記コンデンサに充電されている電荷を前記モータ駆動回路及び前記モータを介して放電させる。
本発明の別の態様に係る制御方法は、印刷装置の制御方法であって、前記印刷装置は、コンデンサと第１のスイッチング回路とを有し、該第１のスイッチング回路を介して前記コンデンサに充電を行うとともに、前記コンデンサを介して、被印刷媒体に印刷を行うサーマルヘッドを駆動するヘッド駆動回路と前記被印刷媒体を搬送するための動力を発生するモータを駆動するモータ駆動回路へ電力を供給する電源回路と、前記モータ駆動回路と前記第１のスイッチング回路の両方と前記ヘッド駆動回路との間に配置された第２のスイッチング回路と、を備え、前記印刷装置の動作を停止させるときに、前記コンデンサに充電されている電荷を前記モータ駆動回路及び前記モータを介して放電させる。
上記の態様によれば、比較的大きな電流値の突入電流の発生を抑制しながら高速印刷を実現することができる。
印刷装置１の斜視図である。 印刷装置１に収納されるテープカセット３０の斜視図である。 印刷装置１のカセット収納部１９の斜視図である。 印刷装置１の断面図である。 印刷装置１のハードウェア構成を示したブロック図である。 印刷装置１に設けられた電源回路４０の構成を示したブロック図である。 モータ駆動制御処理のフローチャートである。 コンデンサ４４に蓄えられた電荷量とＭＯＳ−ＦＥＴ４３ａのゲート電圧を示すタイミングチャートである。 サーマルヘッド駆動制御処理のフローチャートである。 異常検知用タイマー割り込み処理のフローチャートである。 積算電力算出用タイマー割り込み処理のフローチャートである。 印刷装置１ａに設けられた電源回路４０の構成を示したブロック図である。 印刷装置１ｂに設けられた電源回路４０ａの構成を示したブロック図である。
［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態に係る印刷装置１の斜視図である。印刷装置１は、被印刷媒体に印刷を行うサーマルヘッドを備える印刷装置であり、例えば、長尺状の被印刷媒体Ｍに、シングルパス方式で印刷を行うラベルプリンタである。以降では、インクリボンを使用する熱転写方式のラベルプリンタを例にして説明するが、印刷方式は特に限定されない。例えば、感熱紙を使用する感熱方式であってもよい。被印刷媒体Ｍは、例えば、接着層を有する基材と、接着層を覆うように剥離可能に基材に貼付された剥離紙と、を有するテープ部材である。被印刷媒体Ｍは、離型紙なしのテープ部材であってもよい。
印刷装置１は、図１に示すように、装置筐体２と、入力部３と、表示部４と、開閉蓋１８と、カセット収納部１９を備える。装置筐体２の上面には、入力部３、表示部４、及び開閉蓋１８が配置されている。また、図示しないが、装置筐体２には、電源コード接続端子、外部機器接続端子、記憶媒体挿入口等が設けられている。
入力部３は、入力キー、十字キー、変換キー、決定キーなどの種々のキーを備える。表示部４は、例えば液晶表示パネルであり、入力部３からの入力に対応する文字等、各種設定のための選択メニュー、各種処理に関するメッセージ等を表示する。また、印刷中には、被印刷媒体Ｍへの印刷が指示された文字や図形等の内容（以降、印刷内容と記す）が表示され、印刷処理の進捗状況が表示されてもよい。なお、表示部４にはタッチパネルユニットが設けられていてもよく、その場合、表示部４を入力部３の一部として看做してもよい。また、表示部４は、印刷装置１の異常が検知されたときに所定のメッセージを表示して、印刷装置１の異常を利用者に報知してもよい。即ち、表示部４は、印刷装置１の異常を報知する報知部である。
開閉蓋１８は、カセット収納部１９の上部に開閉可能に配置されている。開閉蓋１８は、ボタン１８ａを押下されることにより開放される。開閉蓋１８には、この開閉蓋１８が閉じた状態でもカセット収納部１９にテープカセット３０（図２参照）が収納されているか否かを目視で確認可能とするために、窓１８ｂが形成されている。また、装置筐体２の側面には、排出口２ａが形成されている。印刷装置１内で印刷が行われた被印刷媒体Ｍは、排出口２ａから装置外へ排出される。
図２は、印刷装置１に収納されるテープカセット３０の斜視図である。図３は、印刷装置１のカセット収納部１９の斜視図である。図４は、印刷装置１の断面図である。図２に示すテープカセット３０は、図３に示すカセット収納部１９に着脱自在に収納される。図４には、テープカセット３０がカセット収納部１９に収納された状態が示されている。
テープカセット３０は、図２に示すように、サーマルヘッド被挿入部３６及び係合部３７が形成された、被印刷媒体ＭとインクリボンＲを収容するカセットケース３１を有する。カセットケース３１には、テープコア３２とインクリボン供給コア３４とインクリボン巻取りコア３５が設けられている。被印刷媒体Ｍは、カセットケース３１内部のテープコア３２にロール状に巻かれている。また、熱転写用のインクリボンＲは、その先端がインクリボン巻取りコア３５に巻きつけられた状態で、カセットケース３１内部のインクリボン供給コア３４にロール状に巻かれている。
装置筐体２のカセット収納部１９には、図３に示すように、テープカセット３０を所定の位置で支持するための複数のカセット受け部２０が設けられている。また、カセット受け部２０には、テープカセット３０が収容するテープ（被印刷媒体Ｍ）の幅を検出するためのテープ幅検出スイッチ２４が設けられている。テープ幅検出スイッチ２４は、カセットの形状に基づいて被印刷媒体Ｍの幅を検出する幅検出部である。
カセット収納部１９には、さらに、複数の発熱素子を有し、被印刷媒体Ｍに印刷を行うサーマルヘッド１０と、被印刷媒体Ｍを搬送する搬送部であるプラテンローラ２１と、テープコア係合軸２２と、インクリボン巻取り駆動軸２３が設けられている。さらに、サーマルヘッド１０には、サーミスタ１３が埋め込まれている。サーミスタ１３は、サーマルヘッド１０の温度を測定するヘッド温度測定部である。
テープカセット３０がカセット収納部１９に収納された状態では、図４に示すように、カセットケース３１に設けられた係合部３７がカセット収納部１９に設けられたカセット受け部２０に支持されて、サーマルヘッド１０がカセットケース３１に形成されたサーマルヘッド被挿入部３６に挿入される。また、テープコア係合軸２２には、テープカセット３０のテープコア３２が係合し、さらに、インクリボン巻取り駆動軸２３には、インクリボン巻取りコア３５が係合する。
印刷装置１に印刷指示が入力されると、被印刷媒体Ｍは、プラテンローラ２１の回転によりテープコア３２から繰り出される。この際、インクリボン巻取り駆動軸２３がプラテンローラ２１に同調して回転することで、被印刷媒体ＭとともにインクリボンＲがインクリボン供給コア３４から繰り出される。これにより、被印刷媒体ＭとインクリボンＲは重なった状態で搬送される。そして、サーマルヘッド１０とプラテンローラ２１の間を通過する際にインクリボンＲがサーマルヘッド１０によって加熱されることで、インクが被印刷媒体Ｍに転写され、印刷が行われる。
サーマルヘッド１０とプラテンローラ２１の間を通過した使用済みのインクリボンＲは、インクリボン巻取りコア３５に巻き取られる。一方、サーマルヘッド１０とプラテンローラ２１の間を通過した印刷済みの被印刷媒体Ｍは、ハーフカット機構１６及びフルカット機構１７で切断され、排出口２ａから排出される。
図５は、印刷装置１のハードウェア構成を示したブロック図である。印刷装置１は、上述の入力部３、表示部４、サーマルヘッド１０、サーミスタ１３、ハーフカット機構１６、フルカット機構１７、プラテンローラ２１、テープ幅検出スイッチ２４に加えて、制御装置５、ＲＯＭ（Read Only Memory）６、ＲＡＭ（Random Access Memory）７、表示部駆動回路８、ヘッド駆動回路９、搬送用モータ駆動回路１１、ステッピングモータ１２、カッターモータ駆動回路１４、カッターモータ１５、及び、電源回路４０を備える。なお、少なくとも制御装置５、ＲＯＭ６、及びＲＡＭ７は、印刷装置１のコンピュータを構成する。
制御装置５は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサ５ａを含む。制御装置５は、ＲＯＭ６に記憶されているプログラムをＲＡＭ７に展開し実行することで、印刷装置１の各部の動作を制御する。
制御装置５は、例えば、ストローブ信号と印刷データと対策データをヘッド駆動回路９へ供給し、ヘッド駆動回路９を介してサーマルヘッド１０を制御する。また、制御装置５は、モータ駆動回路（搬送用モータ駆動回路１１、カッターモータ駆動回路１４）を介してモータ（ステッピングモータ１２、カッターモータ１５）を制御する。
ＲＯＭ６は、被印刷媒体Ｍに印刷を行う印刷プログラム、印刷プログラムの実行に必要な各種データ（例えば、フォント等）を記憶する。ＲＯＭ６は、制御装置５によって読取り可能なプログラムが記憶された記憶媒体としても機能する。ＲＡＭ７は、印刷内容のパターンを示すデータ（以降、印刷データと記す）を記憶する印刷データ記憶部を含む。さらに、ＲＡＭ７は、表示データを記憶する表示データ記憶部を含む。
表示部駆動回路８は、ＲＡＭ７に記憶された表示データに基づいて表示部４を制御する。表示部４は、表示部駆動回路８の制御下で、例えば、印刷処理の進捗状況が認識可能な態様で印刷内容を表示してもよい。
ヘッド駆動回路９は、制御装置５から供給されたストローブ信号と印刷データに基づいてサーマルヘッド１０を駆動するヘッド駆動部である。より詳細には、ストローブ信号がＯＮである通電期間中に、印刷データに基づいて複数の発熱素子１０ａに対して電流の通電又は非通電を制御する。
サーマルヘッド１０は、主走査方向に配列された複数の発熱素子１０ａを有する印刷ヘッドである。ヘッド駆動回路９が、制御装置５から供給されたストローブ信号の通電期間中に、印刷データに応じて発熱素子１０ａへ電流を選択的に流すことで、発熱素子１０ａが発熱してインクリボンＲを加熱する。これにより、サーマルヘッド１０は、熱転写により被印刷媒体Ｍに１ラインずつ印刷を行う。即ち、印刷装置１は、サーマルラインプリンタである。
搬送用モータ駆動回路１１は、ステッピングモータ１２を駆動する。ステッピングモータ１２は、プラテンローラ２１を回転させる。プラテンローラ２１は、ステッピングモータ１２の動力によって回転し、被印刷媒体Ｍの長手方向（副走査方向）に被印刷媒体Ｍを搬送する搬送部である。
カッターモータ駆動回路１４は、カッターモータ１５を駆動する。ハーフカット機構１６及びフルカット機構１７は、カッターモータ１５の動力によって動作し、被印刷媒体Ｍをハーフカット又はフルカットする。フルカットとは、被印刷媒体Ｍの基材を剥離紙とともに幅方向に沿って切断する動作のことであり、ハーフカットは、基材のみを幅方向に沿って切断する動作のことである。
電源回路４０は、ＡＣアダプタ５０からの直流電圧（例えば、２４Ｖ）から出力電圧を生成し、印刷装置１の各部に電力を供給する。
図６は、印刷装置１に設けられた電源回路４０の構成を示したブロック図である。なお、図６では、電源回路４０から制御装置５、ヘッド駆動回路９、及び、搬送用モータ駆動回路１１へ電力を供給する例が示されているが、電源回路４０は、他の駆動回路へ電力を供給してもよい。
電源回路４０は、図６に示すように、ヒューズ４１、ＤＣＤＣコンバータ４２、スイッチング回路４３、コンデンサ４４、スイッチング回路４５、及び、オペアンプ４６を備えている。
ＤＣＤＣコンバータ４２は、ヒューズ４１を介して入力されたＡＣアダプタ５０からの出力電圧を降圧し、制御装置５に供給する。
スイッチング回路４３は、ＭＯＳ−ＦＥＴ４３ａとトランジスタ４３ｂを含む第１のスイッチング回路であり、制御装置５から制御信号Ｃ１が供給される。半導体スイッチング素子（ＭＯＳ−ＦＥＴ４３ａ、トランジスタ４３ｂ）を含むことで、スイッチング回路４３は高速なスイッチングが可能である。スイッチング回路４３は、主に、コンデンサ４４への比較的大きな電流値の突入電流の発生を抑制するために、制御装置５によって制御される。
コンデンサ４４は、電解コンデンサであり、主に、ＡＣアダプタの電源容量以上の電力を要する電流を流すために、実装される。コンデンサ４４の容量は、大容量であり、例えば、4700μＦである。コンデンサ４４は、搬送用モータ駆動回路１１とヘッド駆動回路９の両方とスイッチング回路４３との間に配置されることが望ましい。このように配置することで、コンデンサ４４に蓄えられた電荷を印刷処理終了後に確実に放電することができる。
スイッチング回路４５は、ＭＯＳ−ＦＥＴ４５ａとトランジスタ４５ｂを含む第２のスイッチング回路であり、制御装置５から制御信号Ｃ２が供給される。半導体スイッチング素子（ＭＯＳ−ＦＥＴ４５ａ、トランジスタ４５ｂ）を含むことで、スイッチング回路４５は高速なスイッチングが可能である。スイッチング回路４５は、主に、サーマルヘッド１０を使用しないときに、サーマルヘッド１０（ヘッド駆動回路９）へ電圧を印加することを避けるために設けられる。スイッチング回路４５は、搬送用モータ駆動回路１１とスイッチング回路４３の両方とヘッド駆動回路９との間に配置されることが望ましい。このように配置することで、搬送用モータ駆動回路１１よりも大きな電流が流れて、例えばそれによるノイズが発生し得るヘッド駆動回路９から搬送用モータ駆動回路１１へのノイズの伝搬を抑制することができる。このため、ノイズに起因するステッピングモータ１２の脱調を回避することができる。
オペアンプ４６は、スイッチング回路４３（より詳細には、ソース・ドレイン間）で生じる電圧降下を増幅するための増幅回路である。オペアンプ４６は、主に、スイッチング回路４３に流れる電流を測定するために設けられる。オペアンプ４６からの出力は、制御装置５に入力される。
制御装置５は、以上のように構成された電源回路４０を制御して、ステッピングモータ１２及びサーマルヘッド１０の動作を制御する。
制御装置５は、例えば、ステッピングモータ１２の駆動を開始するときに、比較的大きな電流値の突入電流の発生を抑制するため、コンデンサ４４への電流の供給と遮断を交互に切り替えるようにスイッチング回路４３を制御する。
具体的には、制御装置５がスイッチング回路４３に対する制御信号Ｃ１のレベルをＨレベルに変更してトランジスタ４３ｂのベースに電流を流す。これによりトランジスタ４３ｂがＯＮになり、トランジスタ４３ｂのコレクタに電流が流れる。これにより、ＭＯＳ−ＦＥＴ４３ａのゲート・ソース間に閾値を越える電圧が印加され、ＭＯＳ−ＦＥＴ４３ａがＯＮになる。その結果、コンデンサ４４へ電流が供給される。また、制御装置５が制御信号Ｃ１のレベルをＬレベルに変更すると、トランジスタ４３ｂがＯＦＦになる。これにより、ＭＯＳ−ＦＥＴ４３ａのゲート・ソース間が同電位となり、ＭＯＳ−ＦＥＴ４３ａがＯＦＦになる。その結果、コンデンサ４４への電流の供給が遮断される。制御装置５は、制御信号Ｃ１のレベルをＨレベルとＬレベルの間で切り替えるパルス変調制御を行うことで、ステッピングモータ１２の駆動を開始するときにコンデンサ４４へ比較的大きな電流値の突入電流が流れることを抑制して、装置の誤動作等を回避することができる。なお、制御装置５が行うパルス変調制御は、例えば、ＰＷＭ制御である。
制御装置５は、例えば、印刷装置１の動作を停止させる操作が行われてステッピングモータ１２の駆動を停止させるときに、搬送用モータ駆動回路１１の動作モードをブレーキモードに変更してコンデンサ４４に充電されている電荷を搬送用モータ駆動回路１１からステッピングモータ１２を介して放電させるようにしてもよい。
具体的には、制御装置５は、印刷装置１の動作を停止させる操作が行われたとき、まず、制御信号Ｃ１のレベルをＬレベルに変更して、トランジスタ４３ｂ及びＭＯＳ−ＦＥＴ４３ａをＯＦＦにする。これによりコンデンサ４４は充電が停止された状態となる。その後、制御装置５は、搬送用モータ駆動回路１１の動作モードをブレーキモードに変更し、ステッピングモータ１２を通電状態で停止させる。これにより、コンデンサ４４から搬送用モータ駆動回路１１を介してステッピングモータ１２へ電流が流れるため、コンデンサ４４に充電された電荷を放電することができる。
制御装置５は、例えば、サーマルヘッド１０の駆動に合わせてスイッチング回路４５を制御してもよい。
具体的には、制御装置５は、スイッチング回路４３のＭＯＳ−ＦＥＴ４３ａがＯＮであるステッピングモータ１２の駆動期間中に、サーマルヘッド１０の駆動タイミングに合わせてスイッチング回路４５のＯＮ／ＯＦＦ制御を行うことで、サーマルヘッド１０へ不必要に電圧が印加されることを防止することができる。これにより、サーマルヘッド１０の故障を回避し、サーマルヘッド１０の寿命を延ばすことができる。
さらに、制御装置５は、オペアンプ４６からの出力信号に基づいて印刷装置１を監視してもよい。
制御装置５は、例えば、オペアンプ４６からの出力信号に基づいて印刷装置１の異常を検知してもよく、異常を検知したときに、報知部に印刷装置１の異常を報知させてもよい。
具体的には、制御装置５は、オペアンプ４６からの出力信号（電圧値）とスイッチング回路４３のＭＯＳ−ＦＥＴ４３ａのソース・ドレイン間の抵抗値とに基づいて、スイッチング回路４３に流れるドレイン電流値を算出する。なお、スイッチング回路４３の温度が測定可能であれば、制御装置５は、更に、電圧値とスイッチング回路４３の抵抗値と測定温度とに基づいて、ドレイン電流値を算出してもよい。そして、制御装置５は、ドレイン電流値が過度に大きい場合には、短絡などによる装置の故障が疑われるため、印刷装置１が異常な状態であると判断し、印刷装置１の異常を検知する。その後、制御装置５は、報知部である表示部４に例えば所定のメッセージを表示させて、利用者に印刷装置１の異常を報知する。これにより、利用者が印刷装置１の異常を把握することができる。
制御装置５は、例えば、オペアンプ４６からの出力信号に基づいて電源回路４０に供給された電力の積算値を積算電力量として算出してもよく、積算電力量に基づいて推定される印刷装置１の状態に応じて印刷装置１の動作を制御しても良い。
具体的には、制御装置５は、オペアンプ４６からの出力信号（電圧値）に基づいて算出される電流値とＡＣアダプタ５０からの出力電圧値と経過時間とに基づいて、単位時間当たりの電力量を算出し、電力量についての算出時間間隔を考慮して積算電力量を算出する。そして、制御装置５は、積算電力量に基づいて、例えばサーマルヘッド１０の温度を推定し、推定した温度に応じて例えば印刷処理を一時停止したり中止したりする。これにより、印刷装置１の故障を未然に防いだり、寿命を延ばしたりすることができる。
図７は、モータ駆動制御処理のフローチャートである。図８は、コンデンサ４４に蓄えられている電荷量とＭＯＳ−ＦＥＴ４３ａのゲート電圧を示すタイミングチャートである。以下、図６から図８を参照しながら、制御装置５が行うモータ駆動制御処理について具体的に説明する。
制御装置５は、印刷データが入力されて印刷開始が指示されると、モータの駆動開始が指示されたと判断し（ステップＳ１０１ＹＥＳ）、まず、制御装置５に設けられたカウンタをリセットする（ステップＳ１０２）。
次に、制御装置５は、制御信号Ｃ１のレベルをＨレベルに変更してＭＯＳ−ＦＥＴ４３ａをＯＮにし（ステップＳ１０３）、所定時間待機する（ステップＳ１０４）。さらに、制御装置５は、制御信号Ｃ１のレベルをＬレベルに変更してＭＯＳ−ＦＥＴ４３ａをＯＦＦにして（ステップＳ１０５）、再び所定時間待機する（ステップＳ１０６）。なお、ステップＳ１０４における所定時間とステップＳ１０６における所定時間は同じであっても異なっていてもよい。
その後、制御装置５は、ステップＳ１０２でリセットしたカウンタの値（以降、カウンタ値と記す）をインクリメントし（ステップＳ１０７）、カウンタ値が所定値Ｎに達した否かを判定する（ステップＳ１０８）。
制御装置５は、カウンタ値が所定値Ｎに達していない場合には（ステップＳ１０８ＮＯ）、カウンタ値が所定値Ｎになるまで、ステップＳ１０３からステップＳ１０８の処理を繰り返す。これにより、図８の時刻ｔ１から時刻ｔ２に示すように、ＭＯＳ−ＦＥＴ４３ａのゲートに一定周波数でパルス電圧が印加され、コンデンサ４４に電荷が徐々に充電される。このため、コンデンサ４４へ比較的大きな電流値の突入電流が流れることが抑制される。
そして、制御装置５は、カウンタ値が所定値Ｎに達すると（ステップＳ１０８ＹＥＳ）、ＭＯＳ−ＦＥＴ４３ａをＯＮにする（ステップＳ１０９）。これにより、図８の時刻ｔ２から時刻ｔ３に示すように、モータの駆動停止指示が入力されるまで、ＭＯＳ−ＦＥＴ４３ａのＯＮ状態が維持され、モータへの電力供給が継続される。
制御装置５は、印刷装置１の動作を停止させる操作が行われてモータの駆動を停止させるときには（ステップＳ１１０ＹＥＳ）、まず、ＭＯＳ−ＦＥＴ４３ａをＯＦＦにして（ステップＳ１１１）、ＡＣアダプタ５０からの電力供給を停止する。
その後、制御装置５は、搬送用モータ駆動回路１１の動作モードをブレーキモードに変更する（ステップＳ１１２）。これにより、搬送用モータ駆動回路１１がステッピングモータ１２を制動し、ステッピングモータ１２の駆動が停止する。その後、制御装置５は、所定時間待機する（ステップＳ１１３）。この間、ステッピングモータ１２は、自己保持力が発生するように通電されているため、コンデンサ４４から搬送用モータ駆動回路１１を介してステッピングモータ１２へ電流が流れ、コンデンサ４４に充電されていた電荷が搬送用モータ駆動回路１１を介してステッピングモータ１２へ流れて放電される。これにより、印刷処理が終了しモータの駆動を停止した後に、コンデンサ４４に蓄えられていた電荷を確実に放電させることができる。
図９は、サーマルヘッド駆動制御処理のフローチャートである。以下、図６、図８及び図９を参照しながら、制御装置５が行うサーマルヘッド駆動制御処理について具体的に説明する。
制御装置５は、サーマルヘッド１０の駆動開始が指示されると（ステップＳ２０１ＹＥＳ）、モータの駆動が開始されているか否かを判定する（ステップＳ２０２）。具体的には、制御装置５は、図７に示すステップＳ１０１からステップＳ１０９の処理が終了し、ステッピングモータ１２に対して連続通電中であるか否かを判定する。即ち、ステップＳ２０２では、図８に示す時刻ｔ２以降の状態か否かが判定される。
その後、制御装置５は、駆動開始済みであると判断すると、制御信号Ｃ２のレベルをＨレベルに変更してＭＯＳ−ＦＥＴ４５ａをＯＮにする（ステップＳ２０３）。これにより、サーマルヘッド１０へ電力が供給されるため、印刷データに応じて発熱素子１０ａを選択的に加熱することができる。また、モータの駆動開始済みを確認してからサーマルヘッド１０への電力供給が開始されるため、サーマルヘッド１０へ電力供給時にはコンデンサ４４は充電済みの状態になっている。このため、印刷データに基づいて選択された発熱素子１０ａの数が多く、ＡＣアダプタの電源容量以上の電流がサーマルヘッド１０で必要とされる場合であっても、コンデンサ４４からの電荷の放電を利用することで必要な電流をサーマルヘッド１０へ供給することができる。これにより、電流を制限するために分割印刷を行うことがないため、高速に印刷を行うことができる。図８において時刻ｔ２からｔ３の間の放電と記した期間は、上記のサーマルヘッド１０への電力供給時にコンデンサ４４からの電荷の放電が利用されている期間を示している。このとき、コンデンサ４４からの電荷の放電が行われるために一時的にコンデンサ４４に充電されている電荷量が減少することになるが、このときＭＯＳ−ＦＥＴ４３ａは継続してＯＮになっているため、コンデンサ４４は常に充電が行われている状態である。このため、コンデンサ４４からの電荷の放電が行われても、充電によって電荷がすぐに補われることになり、コンデンサ４４の電荷量は、実際にはほぼ一定の状態に保たれることになる。図８では、上記の動作の説明のため、コンデンサ４４の電荷量の変化をやや誇張して示している。
また、制御装置５は、サーマルヘッド１０の駆動を停止させるときには（ステップＳ２０４ＹＥＳ）、ＭＯＳ−ＦＥＴ４５ａをＯＦＦにし（ステップＳ２０５）、サーマルヘッド１０への電力の供給を停止する。これにより、ステッピングモータ１２とサーマルヘッド１０で電源回路４０を共有しているにも関わらず、サーマルヘッド１０を使用しない期間中、ステッピングモータ１２への電力供給を停止することなくサーマルヘッド１０への電力供給を停止することができる。このため、サーマルヘッド１０へ不必要に電圧が印加されることを防止することが可能であり、サーマルヘッド１０の故障を回避し、サーマルヘッド１０の寿命を延ばすことができる。
図１０は、異常検知用タイマー割り込み処理のフローチャートである。以下、図６及び図１０を参照しながら、制御装置５が行う異常検知用タイマー割り込み処理について具体的に説明する。なお、異常検知用タイマー割り込み処理は、例えば、予め決められた一定時間間隔毎に発生するように設定されている。また、異常検知用タイマー割り込み処理は、図８に示す時刻ｔ２以降の連続通電期間中に発生するように設定されていることが望ましい。
制御装置５は、異常検知用タイマー割り込み処理を開始すると、まず、ＭＯＳ−ＦＥＴ４３ａのドレイン電流値を算出する（ステップＳ３０１）。ここでは、制御装置５は、オペアンプ４６からの出力であるＭＯＳ−ＦＥＴ４３ａのドレイン・ソース間の電圧値ＶＤＳをＭＯＳ−ＦＥＴ４３ａのドレイン・ソース間の抵抗値ＲＤＳで割ることで、ドレイン電流値ＩＤＳを算出する。なお、抵抗値ＲＤＳには、例えば、基準温度下での抵抗値が用いられる。また、ＭＯＳ−ＦＥＴ４３ａの温度が測定できる場合には、測定された温度下での抵抗値が用いられてもよい。
ドレイン電流値が算出されると、制御装置５は、算出されたドレイン電流値が規定された範囲内か否かを判定する（ステップＳ３０２）。電流値の規定された範囲は、少なくとも印刷処理を停止すべき異常な電流値を含まないように設定されている。
ドレイン電流値が規定された範囲内であれば（ステップＳ３０２ＹＥＳ）、制御装置５は、そのまま異常検知用タイマー割り込み処理を終了する。一方、ドレイン電流値が規定された範囲外であれば（ステップＳ３０２ＮＯ）、制御装置５は、ＭＯＳ−ＦＥＴ４３ａをＯＦＦにする（ステップＳ３０３）。これにより、例えば、短絡等により非常に大きな電流が流れたときに、ヘッド駆動回路９及び搬送用モータ駆動回路１１への電力供給が素早く停止されるため、例えば、ヒューズが溶解する前に印刷処理を停止することができる。
その後、制御装置５は、報知部を制御して利用者に印刷装置１の異常を報知し（ステップＳ３０４）、異常検知用タイマー割り込み処理を終了する。これにより、利用者が印刷装置１の異常を把握することができる。
図１１は、積算電力算出用タイマー割り込み処理のフローチャートである。以下、図６及び図１１を参照しながら、制御装置５が行う積算電力算出用タイマー割り込み処理について具体的に説明する。なお、積算電力算出用タイマー割り込み処理は、例えば、予め決められた一定時間間隔毎に発生するように設定されている。
制御装置５は、積算電力算出用タイマー割り込み処理を開始すると、まず、ＭＯＳ−ＦＥＴ４３ａのドレイン電流値を算出する（ステップＳ４０１）。この処理は、図１０に示すステップＳ３０１の処理と同様である。
その後、制御装置５は、算出したドレイン電流値に基づいて積算電力量を算出し更新する（ステップＳ４０２）。ここでは、制御装置５は、例えば、ステップＳ４０１で算出したドレイン電流値ＩＤＳとＡＣアダプタ５０からの出力電圧値Ｖ１と割り込み処理の発生時間間隔Ｔ１に基づいて、前回の割り込み処理以降に消費された電力量Ｗ１（＝ＩＤＳ×Ｖ１×Ｔ１）を算出する。そして、算出された電力量Ｗ１を積算電力量ＷＳに加算して、積算電力量ＷＳ（＝ＷＳ＋Ｗ１）を更新する。これにより、印刷装置１の状態を推定することができる。例えば、積算電力量に基づいてサーマルヘッド１０の温度を推定し、推定した温度に応じて印刷処理を一時停止したり、中止したりしてもよい。その場合、印刷装置１の故障を未然に防ぐことができる。
本実施形態に係る印刷装置１によれば、サーマルヘッド１０に電力を供給する電源回路４０がコンデンサ４４を備えているため、サーマルヘッド１０へＡＣアダプタの電源容量以上の大きな電流を流すことができる。例えば、ＡＣアダプタ５０の出力電圧が２４Ｖで、コンデンサ４４が４７００μＦの容量を有する場合であれば、コンデンサ４４からの放電により１０Ａの電流を５ｍｓ程度流すことが可能である。サーマルヘッド１０の１回の通電期間は例えば１ｍｓ未満と短いため、コンデンサ４４に蓄えられた電荷を用いることで必要な電流を十分に賄うことができる。従って、分割印刷を行うことなく高速に印刷を行うことができる。
また、印刷装置１によれば、ステッピングモータ１２に電力を供給する電源回路４０がコンデンサ４４とスイッチング回路４３を有し、ステッピングモータ１２の駆動を開始するときにコンデンサ４４への電流の供給と遮断を交互に切り替えるようにスイッチング回路４３が制御されるため、コンデンサ４４へ比較的大きな電流値の突入電流が流れることを抑制することができる。従って、装置の誤作動等を防止することができる。
さらに、印刷装置１によれば、コンデンサ４４が搬送用モータ駆動回路１１とヘッド駆動回路９の両方とスイッチング回路４３との間に配置され、印刷装置１の動作を停止させる操作が行われてステッピングモータ１２の駆動を停止させるときに搬送用モータ駆動回路１１の動作モードがブレーキモードに変更されるため、印刷処理が終了しモータの駆動を停止した後に、コンデンサ４４の充電が停止された状態で、コンデンサ４４に蓄えられていた電荷を確実に放電させることができる。
さらに、印刷装置１によれば、スイッチング回路４５が搬送用モータ駆動回路１１とスイッチング回路４３の両方とヘッド駆動回路９との間に配置されているため、搬送用モータ駆動回路１１よりも大きな電流が流れ得るヘッド駆動回路９から搬送用モータ駆動回路１１へのノイズの伝搬を抑制することができる。従って、ノイズに起因するステッピングモータ１２の脱調を回避することができる。また、サーマルヘッド１０を使用しない期間中、ステッピングモータ１２への電力供給を停止することなくサーマルヘッド１０への電力供給を停止することができる。従って、サーマルヘッド１０へ不必要に電圧が印加されることを防止することが可能である。
さらに、印刷装置１によれば、オペアンプ４６からの信号に基づいて印刷装置１を監視することができるため、印刷装置１の故障を未然に防ぐことができる。また、印刷装置１の異常を検知した場合には、素早く異常を利用者に報知することができる。
［第２の実施形態］
図１２は、第２の実施形態に係る印刷装置１ａに設けられた電源回路４０の構成を示したブロック図である。印刷装置１ａは、電源回路４０と、制御装置５と、ヘッド駆動回路９と、搬送用モータ駆動回路１１を備える。印刷装置１ａは、スイッチング回路４５がヘッド駆動回路９とスイッチング回路４３の両方と搬送用モータ駆動回路１１との間に配置されている点が、第１の実施形態の印刷装置１とは異なる。その他の構成は、印刷装置１と同様である。
印刷装置１ａでも、印刷装置１と同様に、図７に示すモータ駆動制御処理、図１０に示す異常検知用タイマー割り込み処理、図１１に示す積算電力量算出用タイマー割り込み処理が行われる。
印刷装置１ａによっても、サーマルヘッド１０へＡＣアダプタの電源容量以上の大きな電流を流すことが可能であり、分割印刷を行うことなく高速に印刷を行うことができる。また、コンデンサ４４へ大きな電流値の突入電流が流れることを抑制し、装置の誤作動等を防止することができる点も印刷装置１と同様である。また、印刷処理が終了しモータの駆動を停止した後に、コンデンサ４４の充電が停止された状態で、コンデンサ４４に蓄えられていた電荷を確実に放電することができる。さらに、印刷装置１ａを監視することで、印刷装置１の故障を未然に防ぐことが可能であり、印刷装置１の異常を検知した場合には、素早く異常を利用者に報知することができる。
［第３の実施形態］
図１３は、第３の実施形態に係る印刷装置１ｂに設けられた電源回路４０ａの構成を示したブロック図である。印刷装置１ｂは、電源回路４０ａと、制御装置５と、ヘッド駆動回路９と、搬送用モータ駆動回路１１を備える。印刷装置１ｂは、電源回路４０の代わりに電源回路４０ａを備える点が、第１の実施形態の印刷装置１とは異なる。その他の構成は、印刷装置１と同様である。また、電源回路４０ａは、スイッチング回路４５を有しない点が、第１の実施形態の電源回路４０とは異なる。
印刷装置１ｂでも、印刷装置１と印刷装置１ａと同様に、図７に示すモータ駆動制御処理、図１０に示す異常検知用タイマー割り込み処理、図１１に示す積算電力量算出用タイマー割り込み処理が行われる。
印刷装置１ｂによっても、印刷装置１ａと同様の効果を得ることができる。
上述した実施形態は、発明の理解を容易にするために具体例を示したものであり、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。印刷装置、及び、印刷装置の制御方法は、特許請求の範囲の記載を逸脱しない範囲において、さまざまな変形、変更が可能である。
例えば、上述した実施形態では、入力部３と表示部４を有する印刷装置１を例示したが、印刷装置は、入力部３又は表示部４の少なくとも一方を有しない印刷装置であってもよく、印刷データを印刷装置１とは異なる外部装置（例えば、パーソナルコンピュータなど）から受信する印刷装置であってもよい。また、上述した実施形態では、異常を報知する報知部の一例として表示部４を例示したが、報知部は、表示部４に限らない。例えば、報知部はＬＥＤであってもよく、ＬＥＤの点灯や点滅により異常を報知してもよい。また、報知部は警告音等を出力する音声出力部であってもよい。
以下、本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］
印刷装置であって、
被印刷媒体に印刷を行うサーマルヘッドを駆動するヘッド駆動回路と、
前記被印刷媒体を搬送するための動力を発生するモータを駆動するモータ駆動回路と、
コンデンサと第１のスイッチング回路とを有し、該第１のスイッチング回路を介して前記コンデンサに充電を行うとともに、前記コンデンサを介して、前記ヘッド駆動回路と前記モータ駆動回路へ電力を供給する電源回路と、
制御回路と、
を備え、
前記制御回路は、前記印刷装置の動作を停止させるときに、前記コンデンサに充電されている電荷を前記モータ駆動回路及び前記モータを介して放電させるように制御する、
ことを特徴とする印刷装置。
［付記２］
付記１に記載の印刷装置において、
前記制御回路は、前記印刷装置の動作を停止させるときに、前記モータ駆動回路により前記モータをブレーキモードに設定して前記モータが前記動力を発生しない状態にし、前記コンデンサから前記モータ駆動回路を介して前記モータに電流が流れるようにする、
ことを特徴とする印刷装置。
［付記３］
付記１又は付記２に記載の印刷装置において、
前記モータの駆動を開始するときに、前記コンデンサへの電流の供給と遮断を交互に切り替えるように前記第１のスイッチング回路を制御する、
ことを特徴とする印刷装置。
［付記４］
付記１乃至付記３のいずれかに記載の印刷装置は、さらに、
前記モータ駆動回路と前記第１のスイッチング回路の両方と前記ヘッド駆動回路との間に配置された第２のスイッチング回路を備える、
ことを特徴とする印刷装置。
［付記５］
付記１乃至付記４のいずれかに記載の印刷装置において、さらに、
前記第１のスイッチング回路で生じる電圧降下を増幅する増幅回路を備え、
前記制御装置は、前記増幅回路からの出力信号に基づいて前記印刷装置を監視する
ことを特徴とする印刷装置。
［付記６］
付記５に記載の印刷装置において、さらに、
前記印刷装置の異常を報知する報知部を備え、
前記制御装置は、前記増幅回路からの出力信号に基づいて前記印刷装置の異常を検知したときに、前記報知部に前記印刷装置の異常を報知させる、
ことを特徴とする印刷装置。
［付記７］
付記１乃至付記６のいずれかに記載の印刷装置において、
前記第１のスイッチング回路は、半導体スイッチング素子を含む、
ことを特徴とする印刷装置。
［付記８］
印刷装置の制御方法であって、
前記印刷装置は、コンデンサと第１のスイッチング回路とを有し、該第１のスイッチング回路を介して前記コンデンサに充電を行うとともに、前記コンデンサを介して、被印刷媒体に印刷を行うサーマルヘッドを駆動するヘッド駆動回路と前記被印刷媒体を搬送するための動力を発生するモータを駆動するモータ駆動回路とへ電力を供給する電源回路を備え、
前記印刷装置の動作を停止させるときに、前記コンデンサに充電されている電荷を前記モータ駆動回路及び前記モータを介して放電させる、
ことを特徴とする印刷装置の制御方法。
［付記９］
付記８に記載の印刷装置の制御方法において、
前記印刷装置が前記モータの駆動を開始するときに、前記コンデンサへの電流の供給と遮断を交互に切り替えるように前記第１のスイッチング回路を制御する、
ことを特徴とする印刷装置の制御方法。
１、１ａ、１ｂ・・・印刷装置、２・・・装置筐体、２ａ・・・排出口、３・・・入力部、４・・・表示部、５・・・制御装置、５ａ・・・プロセッサ、６・・・ＲＯＭ、７・・・ＲＡＭ、８・・・表示部駆動回路、９・・・ヘッド駆動回路、１０・・・サーマルヘッド、１０ａ・・・発熱素子、１１・・・搬送用モータ駆動回路、１２・・・ステッピングモータ、１３・・・サーミスタ、１４・・・カッターモータ駆動回路、１５・・・カッターモータ、１６・・・ハーフカット機構、１７・・・フルカット機構、１８・・・開閉蓋、１８ａ・・・ボタン、１８ｂ・・・窓、１９・・・カセット収納部、２０・・・カセット受け部、２１・・・プラテンローラ、２２・・・テープコア係合軸、２３・・・インクリボン巻取り駆動軸、２４・・・テープ幅検出スイッチ、３０・・・テープカセット、３１・・・カセットケース、３２・・・テープコア、３４・・・インクリボン供給コア、３５・・・インクリボン巻取りコア、３６・・・サーマルヘッド被挿入部、３７・・・係合部、４０、４０ａ・・・電源回路、４１・・・ヒューズ、４２・・・ＤＣＤＣコンバータ、４３、４５・・・スイッチング回路、４３ａ、４５ａ・・・ＭＯＳ−ＦＥＴ、４３ｂ、４５ｂ・・・トランジスタ、４４・・・コンデンサ、４６・・・オペアンプ、５０・・・ＡＣアダプタ、Ｍ・・・被印刷媒体、Ｒ・・・インクリボン、Ｖ・・・電圧、Ｑ・・・電荷

Claims (10)

  1. 印刷装置であって、
    被印刷媒体に印刷を行うサーマルヘッドを駆動するヘッド駆動回路と、
    前記被印刷媒体を搬送するための動力を発生するモータを駆動するモータ駆動回路と、
    コンデンサと第１のスイッチング回路とを有し、該第１のスイッチング回路を介して前記コンデンサに充電を行うとともに、前記コンデンサを介して、前記ヘッド駆動回路と前記モータ駆動回路へ電力を供給する電源回路と、
    制御回路と、
    を備え、
    前記制御回路は、
    前記モータの駆動を開始するときに、前記コンデンサへの電流の供給と遮断を交互に切り替えるように前記第１のスイッチング回路を制御し、
    前記印刷装置の動作を停止させるときに、前記コンデンサに充電されている電荷を前記モータ駆動回路及び前記モータを介して放電させるように制御する、
    ことを特徴とする印刷装置。
  2. 請求項１に記載の印刷装置において、
    前記制御回路は、前記印刷装置の動作を停止させるときに、前記モータ駆動回路により前記モータをブレーキモードに設定して前記モータが前記動力を発生しない状態にし、前記コンデンサから前記モータ駆動回路を介して前記モータに電流が流れるようにする、
    ことを特徴とする印刷装置。
  3. 請求項１又は請求項２に記載の印刷装置は、さらに、
    前記モータ駆動回路と前記第１のスイッチング回路の両方と前記ヘッド駆動回路との間に配置された第２のスイッチング回路を備える、
    ことを特徴とする印刷装置。
  4. 印刷装置であって、
    被印刷媒体に印刷を行うサーマルヘッドを駆動するヘッド駆動回路と、
    前記被印刷媒体を搬送するための動力を発生するモータを駆動するモータ駆動回路と、
    コンデンサと第１のスイッチング回路とを有し、該第１のスイッチング回路を介して前記コンデンサに充電を行うとともに、前記コンデンサを介して、前記ヘッド駆動回路と前記モータ駆動回路へ電力を供給する電源回路と、
    制御回路と、
    前記モータ駆動回路と前記第１のスイッチング回路の両方と前記ヘッド駆動回路との間に配置された第２のスイッチング回路と、
    を備え、
    前記制御回路は、前記印刷装置の動作を停止させるときに、前記コンデンサに充電されている電荷を前記モータ駆動回路及び前記モータを介して放電させるように制御する、
    ことを特徴とする印刷装置。
  5. 請求項４に記載の印刷装置において、
    前記制御回路は、前記印刷装置の動作を停止させるときに、前記モータ駆動回路により前記モータをブレーキモードに設定して前記モータが前記動力を発生しない状態にし、前記コンデンサから前記モータ駆動回路を介して前記モータに電流が流れるようにする、
    ことを特徴とする印刷装置。
  6. 請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の印刷装置において、さらに、
    前記第１のスイッチング回路で生じる電圧降下を増幅する増幅回路を備え、
    前記制御回路は、前記増幅回路からの出力信号に基づいて前記印刷装置を監視する
    ことを特徴とする印刷装置。
  7. 請求項６に記載の印刷装置において、さらに、
    前記印刷装置の異常を報知する報知部を備え、
    前記制御回路は、前記増幅回路からの出力信号に基づいて前記印刷装置の異常を検知したときに、前記報知部に前記印刷装置の異常を報知させる、
    ことを特徴とする印刷装置。
  8. 請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の印刷装置において、
    前記第１のスイッチング回路は、半導体スイッチング素子を含む、
    ことを特徴とする印刷装置。
  9. 印刷装置の制御方法であって、
    前記印刷装置は、コンデンサと第１のスイッチング回路とを有し、該第１のスイッチング回路を介して前記コンデンサに充電を行うとともに、前記コンデンサを介して、被印刷媒体に印刷を行うサーマルヘッドを駆動するヘッド駆動回路と前記被印刷媒体を搬送するための動力を発生するモータを駆動するモータ駆動回路とへ電力を供給する電源回路を備え、
    前記モータの駆動を開始するときに、前記コンデンサへの電流の供給と遮断を交互に切り替えるように前記第１のスイッチング回路を制御し、
    前記印刷装置の動作を停止させるときに、前記コンデンサに充電されている電荷を前記モータ駆動回路及び前記モータを介して放電させる、
    ことを特徴とする印刷装置の制御方法。
  10. 印刷装置の制御方法であって、
    前記印刷装置は、
    コンデンサと第１のスイッチング回路とを有し、該第１のスイッチング回路を介して前記コンデンサに充電を行うとともに、前記コンデンサを介して、被印刷媒体に印刷を行うサーマルヘッドを駆動するヘッド駆動回路と前記被印刷媒体を搬送するための動力を発生するモータを駆動するモータ駆動回路へ電力を供給する電源回路と、
    前記モータ駆動回路と前記第１のスイッチング回路の両方と前記ヘッド駆動回路との間に配置された第２のスイッチング回路と、
    を備え、
    前記印刷装置の動作を停止させるときに、前記コンデンサに充電されている電荷を前記モータ駆動回路及び前記モータを介して放電させる、
    ことを特徴とする印刷装置の制御方法。
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