JP6859122B2

JP6859122B2 - 搬送速度制御装置

Info

Publication number: JP6859122B2
Application number: JP2017021336A
Authority: JP
Inventors: チェンパンリム; 典幸渡辺
Original assignee: Toshiba TEC Corp
Current assignee: Toshiba TEC Corp
Priority date: 2017-02-08
Filing date: 2017-02-08
Publication date: 2021-04-14
Anticipated expiration: 2037-02-08
Also published as: US10328729B2; JP2018129934A; US20180222223A1; EP3360684A1

Description

本発明の実施形態は、搬送速度制御装置に関する。

ＰＯＳ（Point Of Sales）端末に用いられるプリンタにおいて、レシート用紙等の記録媒体に印字される取引情報を表す印字データの印字率に応じて、記録媒体の搬送速度を制御することによって印字品質と印字スピードの両立を図る技術が知られている。

特開平６−１２７０４９号公報特開２０１３−２２９２５号公報特開平７−３２９３８８号公報

プリンタは、目標の搬送速度に到達するまでの搬送速度を適切に制御する必要がある。搬送可能な速度が複数あり、搬送可能な速度毎に目標の搬送速度との組み合わせに応じて搬送速度に到達させるための制御情報を備える場合、搬送可能な速度の数が増えるにつれ当該制御情報の数も増える。例えば、搬送可能な速度が３つある場合は６つの制御情報が必要となり、搬送可能な速度が５つある場合は２０の制御情報が必要となる。このように、制御情報の数が増えるとコストがかかる。

本発明が解決しようとする課題は、搬送可能な速度の数を保って、目標の搬送速度に到達させるための制御情報の数を低減できる搬送速度制御装置を提供することを目的とする。

実施形態の搬送速度制御装置は、１行毎の印字率に基づいて記録媒体を搬送する目標の搬送速度を１行毎に設定する目標速度設定手段と、目標速度設定手段によって設定される目標速度の最小値と最大値との間が予め複数の区間に区分けされた中間速度の中から、目標速度設定手段によって設定された次の行に対する目標の搬送速度と現在の行に対する目標の搬送速度との間の中間速度を取得する中間速度取得手段と、中間速度取得手段が取得した中間速度によって区分けされる、現在の行に対する目標の搬送速度から次の行に対する目標の搬送速度までの区間毎の予め定められた搬送速度に対応する制御情報に基づいて、記録媒体に印字される印字データの解像度に応じて、記録媒体に現在の行を印字してから次の行を印字するまでの間に、記録媒体の搬送速度を中間速度及び次の行に対する目標の搬送速度に順次到達させる搬送制御手段と、を備える。搬送制御手段は、次式を満たすように記録媒体の搬送速度を決めるステッピングモータの１秒当たりのステップ数の変化量を設定する、搬送速度制御装置。
ステップ数の変化量＝｜次の行に対する目標の搬送速度−現在の行に対する目標の搬送速度｜÷解像度

実施形態の搬送速度制御装置（サーマルプリンタ）の斜視図である。図１に示した搬送速度制御装置の構成を示すブロック図である。図２に示したプラテンローラとサーマルヘッドとの配置位置の関係を示した図である。図３に示したサーマルヘッドを上方から見た図である。搬送速度データの構成を示した図である。搬送パルス制御データの構成を示した図である。搬送パルス制御情報の設定例を説明するための図である。搬送パルス制御情報の他の設定例を説明するための図である。実施形態の搬送速度制御装置が実行する搬送速度制御処理を示すフローチャートである。図９に示した速度変更処理を示したフローチャートである。

以下、発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。本実施形態に係る搬送速度制御装置は、ＰＯＳ（Point Of Sales）端末に用いられるサーマルプリンタである。なお、図中、同一または同等の部分には同一の符号を付す。

図１に示すように、サーマルプリンタ１は、ロール紙ＰＲを着脱自在に格納、保持するホルダＨを備える。ロール紙ＰＲは、加熱によって発色される感熱紙が巻かれたものである。ホルダＨによって保持されたロール紙ＰＲは、その先端からロール紙ＰＲの回転軸と直交する方向に連続的に搬送され、搬送された用紙には取引明細（買い物した内容）等の情報が印字される。サーマルプリンタ１は、取引明細情報を表す印字データの印字率に応じて、用紙の搬送速度を制御する機能を有する。

図２に示すように、サーマルプリンタ１は、制御部１０１と、記憶部１０２と、操作部１０３と、表示部１０４と、通信部１０５と、モータ駆動部１０６と、ステッピングモータ（パルスモータ）１０７と、変速部１０８と、プラテンローラ１０９と、ヘッド駆動部１１０と、サーマルヘッド１１１とを備える。

操作部１０３は、ロール紙ＰＲを着脱するためのカバー開閉ボタン、サーマルプリンタ１の電源のオンオフを切り替えるための電源ボタン、用紙Ｐを搬送させるためのフィードボタン、用紙を切り取るためのカットボタン等、ユーザによって操作される入力インタフェース装置から構成される。

表示部１０４は、液晶ディスプレイ等の表示装置やＬＥＤ（Light Emitting Diode）ランプ等の点灯装置を備える。表示部１０４は、サーマルプリンタ１の各種状態を表す情報を表示する。例えば、表示部１０４は、印刷実行の状態、カバーの開閉状態、ロール紙ＰＲの量等を表示する。

通信部１０５は、ＰＯＳ（Point Of Sales）端末等の外部機器と通信を行う通信インタフェース装置から構成される。通信部１０５は、外部機器からネットワークを介して、取引明細（買い物した内容）等の情報を表す印字データを受信する。通信部１０５は、受信した印字データを制御部１０１に供給する。なお、外部機器との接続手段は有線、無線の何れでもよい。

モータ駆動部１０６は、制御部１０１の制御のもとステッピングモータ１０７に搬送パルス信号を供給し、ステッピングモータ１０７を駆動する。

ステッピングモータ１０７は、モータ駆動部１０６から搬送パルス信号を受け取り、受け取った搬送パルス信号に応じて、１パルス当たり予め定められた角度（ステップ角）だけ回転する。

変速部１０８は、複数の歯車列等を備えた減速機構から構成される。変速部１０８は、ステッピングモータ１０７とプラテンローラ１０９との間に設けられる。変速部１０８は、ステッピングモータ１０７の回転力をプラテンローラ１０９に伝達させ、プラテンローラ１０９を回転させる。

プラテンローラ１０９は、ステッピングモータ１０７の回転力が変速部１０８を介して伝達されることにより回転する。また、プラテンローラ１０９は、図３に示すように、サーマルヘッド１１１と対向した位置に設けられている。ロール紙ＰＲの先端から引き出された用紙Ｐは、プラテンローラ１０９の回転によって搬送方向（副走査方向）に搬送される。

ヘッド駆動部１１０は、制御部１０１の制御のもとサーマルヘッド１１１に発熱パルス信号（ストローブ信号）を供給し、サーマルヘッド１１１に備えられた発熱素子１１１ａを駆動する。

サーマルヘッド１１１は、ヘッド駆動部１１０から発熱パルス信号を受け取り、受け取った発熱パルス信号に応じて、プラテンローラ１０９と対向する位置で用紙Ｐに１ドットライン分の印字を行う。

また、サーマルヘッド１１１は、図４に示すように、搬送方向と直交する方向（主走査方向）に、ライン状に複数の発熱素子１１１ａを備える。各発熱素子１１１ａは、発熱パルス信号によって発熱される。各発熱素子１１１ａは、複数のブロック（素子群）に分割され、１ドットライン毎に時分割駆動される。

記憶部１０２は、ＨＤＤ（Hard disk drive）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ等の記憶装置から構成される。記憶部１０２は、制御部１０１が各種処理を行うためのプログラムおよびデータ、制御部１０１が各種処理を行うことにより生成、取得されたデータを記憶する。

また、記憶部１０２は、図５に示すように、印字率の範囲と搬送速度とが対応付けられたデータ（搬送速度データ）が記憶されている。これにより、印字データの印字率に応じて、用紙Ｐを搬送する目標の搬送速度が設定される。

また、記憶部１０２は、図６に示すように、搬送速度の予め定められた区間と搬送パルス制御情報とが対応付けられたデータ（搬送パルス制御データ）が記憶されている。搬送速度の区間は、搬送速度の最小値と最大値との間の少なくとも１以上の中間速度によって区分けされる。図５に示した搬送速度データは１．０（IPS）毎に１４の搬送速度を有する。この場合において、中間速度は、搬送速度の最小値（０（IPS））と最大値（１４．０（IPS））との間で、１．０、２．０、４．０、６．０、８．０、１０．０、１４．０（IPS）というように少なくとも１以上設定される。この場合、搬送速度の区間は７つに区分けされる。

搬送パルス制御情報は、搬送速度を変化させるための制御情報であり、区間毎に定められる。制御部１０１は、目標の搬送速度に到達するまで、区間毎に定められた搬送パルス制御情報に基づいて搬送速度を制御する。例えば、現在の搬送速度が３．０（IPS）で、目標の搬送速度が７．０（IPS）に設定されたので、制御部１０１は、区間Ｎｏ．３からＮｏ．５に設定された搬送パルス制御情報ＦＣ３、ＦＣ４、ＦＣ５に基づいて、用紙Ｐの搬送速度を３．０から４．０（IPS）、４．０から６．０（IPS）、６．０から７．０（IPS）というように各中間速度と目標速度に順次到達させる。

パルス制御情報は、図７に示すように、予め定められた搬送速度の区間において、ステッピングモータ１０７の搬送周波数（パルスレート）が一定の割合で変化するよう設定される。この場合、印字解像度に応じてステップ数を設定し、１ステップ当たりの搬送周波数の変化量を変化させてもよい。

例えば、｜目標の搬送速度−現在の搬送速度｜÷解像度＝ステップ数
というように、現在の搬送速度と目標の搬送速度との差分の絶対値を印字解像度で割ることによりステップ数を求め、１ステップ当たりの搬送周波数の変化量が定められる。なお、図７には、全ての区間で搬送周波数の変化率が同一である例が示されているが、各区間で搬送周波数の変化率が互いに異なるように定められてもよい。

また、これ以外の手法でパルス制御情報が設定されてもよい。例えば、パルス制御情報は、図８に示すように、予め定められた搬送速度の区間において、用紙Ｐの搬送距離と加速度が設定されてもよい。この場合、印字解像度に応じてステップ数が設定されてもよい。
例えば、「Ｖｆ^２−Ｖ０^２＝２×Ａ×Ｌ」の式により加速度（Ａ）は設定される。
Ｖｆ：目標の搬送速度
Ｖ０：現在の搬送速度

図２に戻り、制御部１０１は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)、ＣＰＵのメインメモリとして機能するＲＡＭ（Random Access Memory）、タイマ等から構成される。なお、制御部１０１は、一部がＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等の専用回路から構成されてもよい。

また、制御部１０１は、記憶部１０２に記憶されたプログラムを実行することにより、印字率取得部１０１ａ、目標速度設定部１０１ｂ、中間速度取得部１０１ｃ、搬送制御部１０１ｄとして機能する。

以上のように構成されたサーマルプリンタ１によって行われる搬送速度制御処理について、以下、図９および図１０を参照して説明する。

サーマルプリンタ１の制御部１０１は、サーマルプリンタ１の電源の投入に応じて記憶部１０２に記憶されたプログラムを実行する。これにより、制御部１０１は、印字率取得部１０１ａ、目標速度設定部１０１ｂ、中間速度取得部１０１ｃ、搬送制御部１０１ｄとして機能する。

印字率取得部１０１ａは、通信部１０５を介してＰＯＳ端末等の外部機器から印字データを取得する。印字率取得部１０１ａは、印字データを取得したタイミングで、ドットラインを表すＮを「Ｎ＝０」とし（ＡＣＴ１１）、その後「Ｎ＝Ｎ＋１」とする（ＡＣＴ１２）。

印字率取得部１０１ａは、印字データのＮ行目の印字率を取得する（ＡＣＴ１３）。ここでいう印字率とは、ドットラインの総ドット数に対する印字ドット数の割合である。印字データ取得後の最初の処理（Ｎ＝１）では、印字率取得部１０１ａは、印字データの１行目の印字率を取得する。

目標速度設定部１０１ｂは、図５に示した搬送速度データを参照し、印字率取得部１０１ａによって取得された印字率に対応する搬送速度を目標の搬送速度として設定する（ＡＣＴ１４）。例えば、ＡＣＴ１３で取得された印字率Ｒが「Ｒｆ≦Ｒ≦Ｒｇ」の範囲に含まれている場合、当該印字率Ｒに対応する搬送速度は「７．０（IPS）」が目標の搬送速度として設定される。

目標速度設定部１０１ｂは、設定した目標の搬送速度が現在の搬送速度から変化するか否かを判別する（ＡＣＴ１５）。印字データ取得後の最初の処理（Ｎ＝１）では、現在の搬送速度は「０（IPS）」なので、ここでは目標速度設定部１０１ｂは変化すると判別する（ＡＣＴ１５；ＹＥＳ）。この場合、中間速度取得部１０１ｃは、搬送速度変更処理を実行する（ＡＣＴ１６）。

図１０に示すように、中間速度取得部１０１ｃは、目標速度設定部１０１ｂによって設定された目標の搬送速度と現在の搬送速度との間の予め定められた中間速度を取得する（ＡＣＴ１６１）。印字データ取得後の最初の処理（Ｎ＝１）では、現在の搬送速度は「０（IPS）」である。また、上述した中間速度は１．０、２．０、４．０、６．０、８．０、１０．０、１４．０（IPS）と定められている。よって、ここでは中間速度取得部１０１ｃは、中間速度「１．０（IPS）」、「２．０（IPS）」、「４．０（IPS）」、「６．０（IPS）」を取得する。

搬送制御部１０１ｄは、図６に示した搬送パルス制御データを参照し、中間速度取得部１０１ｃが取得した中間速度によって区分けされる、現在の搬送速度から目標の搬送速度までの区間を選択し、当該区間毎の搬送パルス制御情報を取得する（ＡＣＴ１６２）。現在の搬送速度が０（IPS）であって、目標の搬送速度が７．０（IPS）で設定された場合、搬送制御部１０１ｄは、区間Ｎｏ．１からＮｏ．５に設定された搬送パルス制御情報ＦＣ１からＦＣ５を取得する。

そして、搬送制御部１０１ｄは、ＡＣＴ１６２で取得した搬送パルス制御情報のうち、現在の搬送速度を含む区間に対応する搬送パルス制御情報を選択する（ＡＣＴ１６３）。現在の搬送速度が０（IPS）の場合、搬送制御部１０１ｄは、区間Ｎｏ．１に対応する搬送パルス制御情報ＦＣ１を選択する。

搬送制御部１０１ｄは、選択した搬送パルス制御情報に基づいて搬送速度を変更する（ＡＣＴ１６４）。ここでは搬送パルス制御情報ＦＣ１に基づいて、搬送速度「０（IPS）」が変更される。

搬送制御部１０１ｄは、搬送速度の変更を行いながら、目標の搬送速度または対象区間の最終速度に達したか否かを判別する（ＡＣＴ１６５，ＡＣＴ１６６）。対象区間の最終速度に達したと判別した場合（ＡＣＴ１６６；ＹＥＳ）、搬送制御部１０１ｄは、ＡＣＴ１６３に戻る。この場合、搬送制御部１０１ｄは、次の区間（現在の搬送速度を含む区間）に対応する搬送パルス制御情報を選択し、ＡＣＴ１６４においても上記と同様の処理を行う。例えば、区間Ｎｏ．１に対応する搬送パルス制御情報ＦＣ１に基づいて、当該区間Ｎｏ．１の最終速度である１．０（IPS）に到達した場合には、区間Ｎｏ．２に対応する搬送パルス制御情報ＦＣ２に基づいて、搬送速度を変更する処理を行う。

搬送制御部１０１ｄは、ＡＣＴ１６３からＡＣＴ１６６の処理を繰り返し行うことにより、搬送パルス制御情報ＦＣ１からＦＣ５に基づいて、用紙Ｐの搬送速度を各中間速度（１．０、２．０、４．０、６．０（IPS））に順次到達させて、目標速度（７．０（IPS））に到達させる。そして、当該目標の搬送速度に達した場合には（ＡＣＴ１６５；ＹＥＳ）、図９に示したＡＣＴ１７に進む。

図９に戻り、ＡＣＴ１５で搬送速度が変化しないと判別された場合（ＡＣＴ１５；ＮＯ）やＡＣＴ１６の処理を行った後は、搬送制御部１０１ｄは、現在の搬送速度（７．０（IPS））に対応する、定速時の搬送周波数のパルス信号に基づいてステッピングモータ１０７を駆動し、Ｎ行目に対応する搬送を行う。

その後、搬送制御部１０１ｄは、Ｎが最終行であるか否かを判別する（ＡＣＴ１８）。搬送制御部１０１ｄは、Ｎが最終行でなければＡＣＴ１２に戻ってＮをインクリメントして上記と同様の処理を行う（ＡＣＴ１８；ＮＯ）。一方、搬送制御部１０１ｄは、Ｎが最終行であれば搬送速度制御処理を終了する（ＡＣＴ１８；ＹＥＳ）。

以上、本実施形態に係るサーマルプリンタ１は、目標の搬送速度と現在の搬送速度との間の予め定められた少なくとも１以上の中間速度を取得し、取得した中間速度によって区分けされる、現在の搬送速度から目標の搬送速度までの区間毎の搬送パルス制御情報に基づいて、用紙Ｐの搬送速度を中間速度および目標の搬送速度に順次到達させる。これにより、搬送可能な速度の数を保って、目標の搬送速度に到達させるための制御情報の数を低減できる。

なお、上記実施形態は一例を示したものであり、種々の変更及び応用が可能である。

例えば、上記実施形態に係る搬送速度制御装置は、サーマルプリンタである例を説明したが、ドットインパクト方式、インクジェット方式、または、電子写真方式のプリンタを搬送速度制御装置としてもよい。また、搬送速度制御装置は、搬送機構を制御する装置として、搬送機構とは独立した装置として構成されてもよい。搬送速度制御装置は、プリンタ以外のＰＯＳ端末やＡＴＭ（Automated Teller Machine）端末によって構成されてもよい。

また、上記実施形態では、印字率に応じて目標の搬送速度が定められる例を説明したが、目標の搬送速度は、印字率と他の基準を併せて、または、印字率を含まない基準によって設定されてもよい。他の基準としては、例えば、サーマルヘッド１１１の発熱素子１１１ａをブロック単位で駆動する場合の駆動ブロック数がある。

また、上記実施形態では、ロール紙ＰＲの搬送速度を制御する例を説明したが、搬送対象となる用紙Ｐは、定型紙や折り畳み連続紙でもよい。

本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、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。この新規な実施形態は、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、変更を行うことが出来る。この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。

１…サーマルプリンタ（搬送速度制御装置）
１０１…制御部
１０１ａ…印字率取得部
１０１ｂ…目標速度設定部
１０１ｃ…中間速度取得部
１０１ｄ…搬送制御部
１０２…記憶部
１０３…操作部
１０４…表示部
１０５…通信部
１０６…モータ駆動部
１０７…ステッピングモータ
１０８…変速部
１０９…プラテンローラ
１１０…ヘッド駆動部
１１１…サーマルヘッド
１１１ａ…発熱素子
ＰＲ…ロール紙
Ｐ…用紙（記録媒体）
Ｈ…ホルダ

Claims

１行毎の印字率に基づいて記録媒体を搬送する目標の搬送速度を１行毎に設定する目標速度設定手段と、
前記目標速度設定手段によって設定される目標速度の最小値と最大値との間が予め複数の区間に区分けされた中間速度の中から、前記目標速度設定手段によって設定された次の行に対する目標の搬送速度と現在の行に対する目標の搬送速度との間の前記中間速度を取得する中間速度取得手段と、
前記中間速度取得手段が取得した中間速度によって区分けされる、前記現在の行に対する目標の搬送速度から前記次の行に対する目標の搬送速度までの区間毎の予め定められた搬送速度に対応する制御情報に基づいて、前記記録媒体に印字される印字データの解像度に応じて、前記記録媒体に前記現在の行を印字してから前記次の行を印字するまでの間に、前記記録媒体の搬送速度を中間速度及び前記次の行に対する目標の搬送速度に順次到達させる搬送制御手段と、を備え、
前記搬送制御手段は、次式を満たすように前記記録媒体の搬送速度を決めるステッピングモータの１秒当たりのステップ数の変化量を設定する、搬送速度制御装置。
ステップ数の変化量＝｜次の行に対する目標の搬送速度−現在の行に対する目標の搬送速度｜÷解像度
１行毎の印字率に基づいて記録媒体を搬送する目標の搬送速度を１行毎に設定する目標速度設定手段と、
前記目標速度設定手段によって設定される目標速度の最小値と最大値との間が予め複数の区間に区分けされた中間速度の中から、前記目標速度設定手段によって設定された次の行に対する目標の搬送速度と現在の行に対する目標の搬送速度との間の前記中間速度を取得する中間速度取得手段と、
前記中間速度取得手段が取得した中間速度によって区分けされる、前記現在の行に対する目標の搬送速度から前記次の行に対する目標の搬送速度までの区間毎の予め定められた搬送速度に対応する制御情報に基づいて、前記記録媒体に前記現在の行を印字してから前記次の行を印字するまでの間に、前記記録媒体の搬送速度を中間速度及び前記次の行に対する目標の搬送速度に順次到達させる搬送制御手段と、を備え、
前記搬送制御手段は、次式を満たすように前記記録媒体の搬送加速度を設定する、搬送速度制御装置。
Ｖｆ^２−Ｖ０^２＝２×Ａ×Ｌ
Ｖｆ：次の行に対する目標の搬送速度
Ｖ０：現在の行に対する目標の搬送速度
Ａ：記録媒体の搬送加速度
Ｌ：記録媒体の搬送距離
１行毎の印字率に基づいて記録媒体を搬送する目標の搬送速度を１行毎に設定する目標速度設定手段と、
前記目標速度設定手段によって設定される目標速度の最小値と最大値との間が予め複数の区間に区分けされた中間速度の中から、前記目標速度設定手段によって設定された次の行に対する目標の搬送速度と現在の行に対する目標の搬送速度との間の前記中間速度を取得する中間速度取得手段と、
前記中間速度取得手段が取得した中間速度によって区分けされる、前記現在の行に対する目標の搬送速度から前記次の行に対する目標の搬送速度までの区間毎の予め定められた搬送速度に対応する制御情報に基づいて、前記記録媒体に前記現在の行を印字してから前記次の行を印字するまでの間に、前記記録媒体の搬送速度を中間速度及び前記次の行に対する目標の搬送速度に順次到達させる搬送制御手段と、を備え、
前記搬送制御手段は、前記中間速度取得手段が取得した中間速度によって区分けされる前記区間内において、前記搬送速度が一定の割合で変化するように前記記録媒体の搬送速度を制御する、搬送速度制御装置。