JP7261638B2 - プリンタ、プリンタの制御方法、及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、プリンタ、プリンタの制御方法、及びプログラムに関する。

特許文献１には、印字後に排出される用紙を自動的に切断するカッタ機構を備えたプリンタが開示されている。

特開２００９－２０２４５０号公報

近年、環境への配慮や経済的な観点等から、様々な機器への省電力化の要請が高まっている。これは、上記のようなプリンタにおいても同様である。

ここで、カッタ機構は、プリンタで用いられる様々な印字媒体を確実に切断することが求められるので、常にできるだけ高い駆動力を確保できるように構成することが一般的である。そのため、電力を過剰に消費している可能性があり、改善の余地があると考えられる。

本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたもので、カッタ機構の消費電力を抑制することを目的とする。

本発明のある態様によれば、帯状の印字媒体に印字を行う印字部と、前記印字媒体の搬送方向における前記印字部の下流側に設けられ、前記印字媒体を切断するカッタ機構と、前記印字媒体を切断したときの前記カッタ機構の作動時間に基づいて、前記カッタ機構の駆動源の駆動トルクを調整する制御部と、を備えるプリンタであって、 前記制御部は、前記プリンタの起動後又は前記印字媒体の前記プリンタへのセット後において最初に前記印字媒体を切断したときの前記カッタ機構の作動時間に基づいて、次回以降に前記カッタ機構を作動させる際の前記カッタ機構の作動時間が所定の適正時間に近くなるように、前記駆動源に供給する電圧を予め設定された複数の設定電圧から選択した電圧に調整することで、前記駆動源の駆動トルクを調整する、プリンタが提供される。

上記態様によれば、カッタ機構が印字媒体を切断したときの作動時間に基づいて駆動源の駆動トルクが変更される。カッタ機構の作動時間が短いほど、印字媒体を切断するときに駆動源にかかる負荷に対して駆動トルク、すなわち供給電力が過剰となる。反対に、作動時間が長いほど、駆動源にかかる負荷が大きく、供給電力が熱に変換されてロスになる。よって、カッタ機構の作動時間に基づいて駆動源の駆動トルクを調整することで、次に印字媒体を切断するときの駆動源への供給電力が適正となり、消費電力を抑制できる。

本発明の実施形態に係るプリンタの概略構成図である。 コントローラが実行する電圧調整処理を示すフローチャートである。 直流モータの駆動電圧とカッタ機構の作動時間との関係を示すマップである。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

図１は、本発明の実施形態に係るプリンタ１００の概略構成図である。

プリンタ１００は、インクリボンＲを熱してインクリボンＲのインクを印字媒体Ｍに転写することで印字を行う熱転写方式のプリンタである。

プリンタ１００は、印字指示データに基づいて、価格、バーコード、その他の商品情報、物品あるいはサービスに関する管理情報等の可変情報を印字媒体Ｍに印字する。

印字媒体Ｍとしては、例えば、ロール紙や、帯状の台紙に複数のラベルを所定の間隔で連続して仮着してロール状にしたロールラベル、表面に剥離剤を設けた帯状のラベルをロール状にした台紙なしラベル、タグの連続体、リストバンドの連続体、等が用いられる。

プリンタ１００は、図１に示すように、印字機構１０と、リボン供給軸２０と、リボン巻取軸３０と、媒体供給軸４０と、カッタ機構５０と、媒体位置検出センサ６０と、制御部としてのコントローラ（コンピュータ）７０と、を備える。

印字機構１０は、ヘッドユニット１１と、プラテンローラ１２と、ステッピングモータ１６と、を備え、印字媒体Ｍへの印字と、印字媒体Ｍ及びインクリボンＲの搬送と、を行う機構である。

ヘッドユニット１１は、サーマルヘッド１３の発熱素子を下面から露出させた状態でサーマルヘッド１３を保持する。プラテンローラ１２は、サーマルヘッド１３の直下に配置され、印字媒体Ｍに印字を行う印字部１５をサーマルヘッド１３とともに構成する。

ヘッドユニット１１は、支持軸１４により図１の矢印の方向に揺動可能に支持される。ヘッドユニット１１は、サーマルヘッド１３がプラテンローラ１２から離間するヘッドオープン位置と、サーマルヘッド１３がプラテンローラ１２に当接するヘッドクローズ位置と、に移動させることができる。図１では、ヘッドユニット１１はヘッドクローズ位置である。ヘッドユニット１１がヘッドクローズ位置であることは、ヘッド位置検出センサ（図示せず）によって検出される。

ステッピングモータ１６は、ベルト、ギヤ等を介してプラテンローラ１２を駆動する。

リボン供給軸２０は、印字部１５に供給されるインクリボンＲをロール状に保持する。リボン供給軸２０から印字部１５に供給されたインクリボンＲは、サーマルヘッド１３とプラテンローラ１２との間に挟持される。

媒体供給軸４０は、印字部１５に供給される印字媒体Ｍをロール状に保持する。媒体供給軸４０から印字部１５に供給された印字媒体Ｍは、サーマルヘッド１３とプラテンローラ１２との間にインクリボンＲとともに挟持される。

印字媒体Ｍ及びインクリボンＲがサーマルヘッド１３とプラテンローラ１２との間に挟持された状態でサーマルヘッド１３の発熱素子への通電が行われると、発熱素子の熱によってインクリボンＲのインクが印字媒体Ｍに転写され、印字媒体Ｍへの印字が行われる。また、ステッピングモータ１６によってプラテンローラ１２が正回転（図１では反時計回り）すると、印字媒体Ｍ及びインクリボンＲが下流側へと搬送され、印字媒体Ｍが筐体８０に設けられた排出口８１からプリンタ１００の外部に排出される。

印字部１５の下流側において排出口８１の近傍にはカッタ機構５０が設けられ、連続状に形成された印字媒体Ｍを単枚に切断することができる。

カッタ機構５０は、印字媒体Ｍの印字面側に設けられた固定刃５１と、印字媒体Ｍの印字面とは反対の面側に設けられた可動刃５２と、可動刃５２を上下方向に移動させる移動機構５３と、駆動源としての直流モータ５４と、可動刃５２の位置を検出する可動刃位置検出センサ５５と、を備える。

移動機構５３は、例えばクランク機構であって、直流モータ５４の回転運動を上下方向の往復運動に変換して可動刃５２に伝達する。これにより、直流モータ５４を作動させると、可動刃５２は、下限位置である初期位置と、上限位置である切断位置と、の間で往復する。図１では、可動刃５２は初期位置である。

印字媒体Ｍが固定刃５１と可動刃５２との間にある状態で可動刃５２を初期位置から切断位置に移動させると、印字媒体Ｍが切断される。

直流モータ５４は、モータドライバ９０から供給される電力により作動する。モータドライバ９０には、直流モータ５４に供給される電力の電源として、２４Ｖを出力する第１電源９１、１７Ｖを出力する第２電源９２、１０Ｖを出力する第３電源９３が接続される。これについては後で詳しく説明する。

可動刃位置検出センサ５５は、可動刃５２が初期位置にあることを検出するセンサである。

使用済のインクリボンＲは、ステッピングモータ１６とのギヤ（図示せず）の連結によってリボン巻取軸３０が回転すると、その外周に巻き取られる。なお、ヘッドユニット１１がヘッドオープン位置になっている場合は、リボン巻取軸３０を回転させることで、インクリボンＲのみをフィードすることができる。

媒体位置検出センサ６０は、反射型光電センサであって、印字媒体Ｍの印字面とは反対の面に所定ピッチで予め印刷されている位置検出用のアイマーク（図示せず）を検出することで、連続して印字発行するときに、印字部１５に対する印字媒体Ｍの相対的位置を検出する。

コントローラ７０は、マイクロプロセッサ、ＲＯＭやＲＡＭ等の記憶装置、入出力インターフェース、これらを接続するバス等で構成される。コントローラ７０は、複数のマイクロコンピュータで構成することも可能である。コントローラ７０には、入出力インターフェースを介して、外部コンピュータからの印字指示データ、媒体位置検出センサ６０の検出信号、可動刃位置検出センサ５５の検出信号、ヘッド位置検出センサの検出信号等が入力される。

コントローラ７０は、記憶装置に格納されている各種制御プログラムをマイクロプロセッサによって実行し、サーマルヘッド１３の発熱素子への通電、ステッピングモータ１６への通電、直流モータ５４への通電等を制御する。サーマルヘッド１３の発熱素子への通電は、コントローラ７０から指示を受けたヘッドドライバ（図示せず）によって行われる。同様に、ステッピングモータ１６への通電はモータドライバ（図示せず）によって行われ、直流モータ５４への通電はモータドライバ９０によって行われる。

コントローラ７０が実行する各種プログラムは、例えばＣＤ－ＲＯＭ等の非一過性の記録媒体に記憶されたものを用いてもよい。

ところで、近年、環境への配慮や経済的な観点等から、プリンタにおいても省電力化の要請が高まっている。

これに対して、本実施形態のコントローラ７０は、図２に示す電圧調整処理を実行することで、カッタ機構５０の消費電力の抑制を図っている。

以下、図２のフローチャートを参照しながらコントローラ７０が実行する電圧調整処理について説明する。

コントローラ７０は、カッタ機構５０を作動させて印字媒体Ｍの切断を行う際は、今回の印字媒体Ｍの切断が、プリンタ１００の起動後において最初の印字媒体Ｍの切断と、印字媒体Ｍのプリンタ１００へのセット後において最初の印字媒体Ｍの切断と、のいずれかに該当するかを判定する（ステップＳ１１）。

なお、プリンタ１００では、ヘッドユニット１１がヘッドオープン位置からヘッドクローズ位置になると、印字媒体Ｍがプリンタ１００にセットされたと判定される。

具体的には、コントローラ７０は、カッタ機構５０の作動回数をカウンタによってカウントするようになっている。カウンタは、プリンタ１００の電源がオフになった場合と、ヘッドユニット１１がヘッドオープン位置になった場合と、にリセットされて「０」になる。

よって、コントローラ７０は、カッタ機構５０を作動させる前にカウンタのカウント数を確認し、カウント数が「０」であれば、今回の印字媒体Ｍの切断が、プリンタ１００の起動後又は印字媒体Ｍのプリンタ１００へのセット後における最初の印字媒体Ｍの切断であると判定し、処理をステップＳ１２に移行する。

また、コントローラ７０は、カウンタのカウント数が「０」でない場合は、今回の印字媒体Ｍの切断が、プリンタ１００の起動後又は印字媒体Ｍのプリンタ１００へのセット後における最初の印字媒体Ｍの切断ではないと判定し、処理をステップＳ１４に移行する。

ステップＳ１２では、コントローラ７０は、直流モータ５４に最大電圧を供給してカッタ機構５０を作動させるとともに、カッタ機構５０の作動時間を計測する。

具体的には、コントローラ７０は、モータドライバ９０に接続される第１電源９１～第３電源９３のうち、最大電圧である２４Ｖを出力する第１電源９１を用いて直流モータ５４に電力を供給するように、モータドライバ９０に制御信号を送信する。これにより、直流モータ５４の駆動トルクが最大となる。

カッタ機構５０の作動時間とは、可動刃５２が初期位置から切断位置に移動して再び初期位置に戻るまでの時間、すなわちサイクルタイムであって、可動刃位置検出センサ５５の検出信号に基づいて計測される。

ステップＳ１３では、コントローラ７０は、図３に示すマップを参照して、次回以降にカッタ機構５０を作動させる際に直流モータ５４に供給する電圧を調整する。調整後の電圧は、調整後電圧としてコントローラ７０に設定される。

図３は、直流モータ５４の駆動電圧とカッタ機構５０の作動時間との関係を示すマップであり、予め実験等により求められる。カッタ機構５０の作動時間は、印字媒体Ｍを切断するときの負荷が大きいほど長くなる。

図３では、直流モータ５４を２４Ｖで駆動して印字媒体Ｍａを切断したときのカッタ機構５０の作動時間はＡ［ｓｅｃ］である。また、図３では、印字媒体Ｍａについては、直流モータ５４を１０Ｖで駆動すれば、カッタ機構５０の作動時間が適正時間に最も近くなることが示されている。

ここで、適正時間について説明する。カッタ機構５０の作動時間が短いほど、印字媒体Ｍを切断するときに直流モータ５４にかかる負荷に対して駆動トルク、すなわち供給電力が過剰となる。反対に、カッタ機構５０の作動時間が長いほど、直流モータ５４にかかる負荷が大きく、供給電力が熱に変換されてロスになる。これは、直流モータ５４の駆動トルクが不足している状態である。そして、供給電力が過剰となる状態と熱ロスになる状態との中間の供給電力（駆動トルク）とした場合のカッタ機構５０の作動時間が適正時間である。

つまり、印字媒体Ｍａを切断する場合に、直流モータ５４を２４Ｖで駆動すると、供給電力が過剰となる。この場合は、直流モータ５４の駆動電圧を低下させることで供給電力が適正化される。

よって、コントローラ７０は、最初の印字媒体Ｍの切断において、カッタ機構５０の作動時間がＡ［ｓｅｃ］だった場合は、次回以降にカッタ機構５０を作動させる際に直流モータ５４に供給する電圧を１０Ｖに調整して駆動トルクを低下させる。つまり、次回以降の印字媒体Ｍの切断を、第３電源９３を用いて行う。これにより、カッタ機構５０の作動時間が最も適正時間に近くなる。

また、直流モータ５４を２４Ｖで駆動して印字媒体Ｍｂを切断したときのカッタ機構５０の作動時間はＢ［ｓｅｃ］である。この場合は、１７Ｖを供給する第２電源９２を用いて直流モータ５４を駆動することで、カッタ機構５０の作動時間が最も適正時間に近くなる。

よって、コントローラ７０は、最初の印字媒体Ｍの切断において、カッタ機構５０の作動時間がＢ［ｓｅｃ］だった場合は、次回以降にカッタ機構５０を作動させる際に直流モータ５４に供給する電圧を１７Ｖに調整して駆動トルクを低下させる。つまり、次回以降の印字媒体Ｍの切断を、第２電源９２を用いて行う。これにより、カッタ機構５０の作動時間が最も適正時間に近くなる。

また、直流モータ５４を２４Ｖで駆動して印字媒体Ｍｃを切断したときのカッタ機構５０の作動時間はＣ［ｓｅｃ］である。この場合は、２４Ｖを供給する第１電源９１を用いて直流モータ５４を駆動することで、カッタ機構５０の作動時間が最も適正時間に近くなる。

よって、コントローラ７０は、最初の印字媒体Ｍの切断において、カッタ機構５０の作動時間がＣ［ｓｅｃ］だった場合は、次回以降にカッタ機構５０を作動させる際に直流モータ５４に供給する電圧を２４Ｖとして現状の駆動トルクを維持する。つまり、次回以降の印字媒体Ｍの切断を、引き続き第１電源９１を用いて行う。これにより、カッタ機構５０の作動時間が最も適正時間に近い状態が維持される。

ステップＳ１４では、コントローラ７０は、直流モータ５４に調整後電圧を供給してカッタ機構５０を作動させる。

印字媒体Ｍは連続状に形成されており、印字媒体Ｍを連続して印字発行する場合は、印字媒体Ｍを切断するときの負荷が大きく変化することがない。よって、連続して印字発行する場合の２枚目以降の印字媒体Ｍの切断においては、ステップＳ１３で調整、設定された調整後電圧で直流モータ５４を駆動する。

なお、印字媒体Ｍを切断する都度、直流モータ５４の駆動トルクを調整するようにしてもよい。

以上述べたように、本実施形態のプリンタ１００は、帯状の印字媒体Ｍに印字を行う印字部１５と、印字媒体Ｍの搬送方向における印字部１５の下流側に設けられ、印字媒体Ｍを切断するカッタ機構５０と、印字媒体Ｍを切断したときのカッタ機構５０の作動時間に基づいて、カッタ機構５０の直流モータ５４の駆動トルクを調整するコントローラ７０と、を備える。

本実施形態では、コントローラ７０は、直流モータ５４に供給する電圧を調整することで、直流モータ５４の駆動トルクを調整する。

これによれば、カッタ機構５０が印字媒体Ｍを切断したときの作動時間に基づいて直流モータ５４の駆動トルクが変更される。カッタ機構５０の作動時間が短いほど、印字媒体Ｍを切断するときに直流モータ５４にかかる負荷に対して駆動トルク、すなわち供給電力が過剰となる。反対に、作動時間が長いほど、直流モータ５４にかかる負荷が大きく、供給電力が熱に変換されてロスになる。よって、カッタ機構５０の作動時間に基づいて直流モータ５４への供給電力（駆動トルク）を調整することで、次に印字媒体Ｍを切断するときの直流モータ５４への供給電力が適正となり、消費電力を抑制できる。また、直流モータ５４の発熱が抑制されることで、直流モータ５４及び周辺部品の劣化も抑制される。

なお、直流モータ５４に供給する電流を調整することで、直流モータ５４の駆動トルクを調整してもよい。この場合は、上述したステップＳ１３の処理を、直流モータ５４の駆動電流とカッタ機構５０の作動時間との関係を示すマップを参照して行う。

また、コントローラ７０は、プリンタ１００の起動後又は印字媒体Ｍのプリンタ１００へのセット後において最初に印字媒体Ｍを切断したときのカッタ機構５０の作動時間に基づいて、直流モータ５４の駆動トルクを調整する。

プリンタ１００の電源がオフになっている間やヘッドユニット１１がヘッドオープン位置になっている間には、印字媒体Ｍが仕様が異なる別の印字媒体Ｍに交換され得る。よって、このような場合は、直流モータ５４への供給電力（駆動トルク）を調整することで、２枚目以降の印字媒体Ｍを切断するときの直流モータ５４への供給電力を適正にでき、消費電力を抑制できる。

また、コントローラ７０は、プリンタ１００の起動後又は印字媒体Ｍのプリンタ１００へのセット後において最初に印字媒体Ｍを切断するときの直流モータ５４の駆動トルクを最大にする。

プリンタ１００の電源がオフになっている間やヘッドユニット１１がヘッドオープン位置になっている間に印字媒体Ｍが仕様が異なる別の印字媒体Ｍに交換されていた場合は、厚さの違いや材質の違い等により、交換前の印字媒体Ｍよりも交換後の印字媒体Ｍのほうが切断する際の負荷が大きくなることが考えられる。よって、このような場合は、直流モータ５４への供給電力（駆動トルク）を予め最大にしておくことで、最初の印字媒体Ｍを確実に切断することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一つを示したものに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

例えば、上記実施形態では、プリンタ１００を、インクリボンＲを熱してインクリボンＲ上のインクを印字媒体Ｍに転写して印字する熱転写方式の装置として説明している。しかしながら、プリンタ１００は、感熱媒体を熱して印字する感熱発色方式の装置やインクジェット方式の装置であってもよい。

また、上記実施形態では、プリンタ１００の起動後又は印字媒体Ｍのプリンタ１００へのセット後において最初に印字媒体Ｍを切断したときのカッタ機構５０の作動時間に基づいて、直流モータ５４の駆動トルクを調整している。しかしながら、例えば、透過型光電センサにより印字媒体Ｍの透過率を検出することで印字媒体Ｍの厚さを推定し、推定した厚さに基づいて直流モータ５４の駆動トルクを調整してもよい。この場合は、最初の印字媒体Ｍの切断を行うときから、直流モータ５４の駆動トルクを調整できる。よって、直流モータ５４への供給電力が適正になり、消費電力を抑制できる。

また、上記実施形態では、プリンタ１００は、直流モータ５４に電圧を供給する電源として、第１電源９１、第２電源９２、及び第３電源９３を備える。しかしながら、直流モータ５４に電圧を供給する電源は、２つ以上であれば、直流モータ５４の駆動トルクを調整することができる。

また、直流モータ５４に電圧を供給する電源として、可変電圧電源を１つ設けてもよい。この場合は、電圧を精細に調整できるので、消費電力を効率よく抑制できる。

また、上記実施形態では、カッタ機構５０は、印字媒体Ｍの印字面側に設けられた固定刃５１と、印字媒体Ｍの印字面とは反対の面側に設けられた可動刃５２と、を備える。しかしながら、固定刃５１と可動刃５２とは、位置が逆に設けられていてもよい。

また、上記実施形態では、カッタ機構５０を、可動刃５２が上下方向に往復移動する構成としている。しかしながら、カッタ機構５０は、サークルカッタ等の他の周知のカッタ機構としてもよい。

１０ 印字機構
１１ ヘッドユニット
１２ プラテンローラ
１３ サーマルヘッド
１４ 支持軸
１５ 印字部
１６ ステッピングモータ
２０ リボン供給軸
３０ リボン巻取軸
４０ 媒体供給軸
５０ カッタ機構
５１ 固定刃
５２ 可動刃
５３ 移動機構
５４ 直流モータ
５５ 可動刃位置検出センサ
６０ 媒体位置検出センサ
７０ コントローラ（制御部、コンピュータ）
８０ 筐体
８１ 排出口
９０ モータドライバ
９１ 第１電源
９２ 第２電源
９３ 第３電源
１００ プリンタ
Ｍ 印字媒体
Ｒ インクリボン

Claims (6)

1. 帯状の印字媒体に印字を行う印字部と、
   前記印字媒体の搬送方向における前記印字部の下流側に設けられ、前記印字媒体を切断するカッタ機構と、
   前記印字媒体を切断したときの前記カッタ機構の作動時間に基づいて、前記カッタ機構の駆動源の駆動トルクを調整する制御部と、
   を備えるプリンタであって、
   前記制御部は、前記プリンタの起動後又は前記印字媒体の前記プリンタへのセット後において最初に前記印字媒体を切断したときの前記カッタ機構の作動時間に基づいて、次回以降に前記カッタ機構を作動させる際の前記カッタ機構の作動時間が所定の適正時間に近くなるように、前記駆動源に供給する電圧を予め設定された複数の設定電圧から選択した電圧に調整することで、前記駆動源の駆動トルクを調整する、
   プリンタ。
2. 請求項１に記載のプリンタであって、
   前記所定の適正時間は、前記印字媒体の種類に関係なく定められた一定の時間である、
   プリンタ。
3. 請求項１又は２に記載のプリンタであって、
   前記制御部は、前記プリンタの起動後又は前記印字媒体の前記プリンタへのセット後において最初に前記印字媒体を切断するときの前記駆動源の駆動トルクを最大にする、
   プリンタ。
4. 請求項１から３のいずれか１つに記載のプリンタであって、
   前記制御部は、前記印字媒体の種類と、前記駆動源に供給する電圧と、前記カッタ機構の作動時間と、の関係を示すマップを参照して前記駆動源に供給する電圧を調整することで、前記駆動源の駆動トルクを調整する、
   プリンタ。
5. 帯状の印字媒体に印字を行う印字部と、前記印字媒体の搬送方向における前記印字部の下流側に設けられ、前記印字媒体を切断するカッタ機構と、を備えるプリンタの制御方法であって、
   前記プリンタの起動後又は前記印字媒体の前記プリンタへのセット後において最初に前記印字媒体を切断したときの前記カッタ機構の作動時間に基づいて、次回以降に前記カッタ機構を作動させる際の前記カッタ機構の作動時間が所定の適正時間に近くなるように、前記カッタ機構の駆動源に供給する電圧を予め設定された複数の設定電圧から選択した電圧に調整することで、前記駆動源の駆動トルクを調整する、
   プリンタの制御方法。
6. 帯状の印字媒体に印字を行う印字部と、前記印字媒体の搬送方向における前記印字部の下流側に設けられ、前記印字媒体を切断するカッタ機構と、を備えるプリンタのコンピュータが実行可能なプログラムであって、
   前記プリンタの起動後又は前記印字媒体の前記プリンタへのセット後において最初に前記印字媒体を切断したときの前記カッタ機構の作動時間に基づいて、次回以降に前記カッタ機構を作動させる際の前記カッタ機構の作動時間が所定の適正時間に近くなるように、前記カッタ機構の駆動源に供給する電圧を予め設定された複数の設定電圧から選択した電圧に調整することで、前記駆動源の駆動トルクを調整する手順を前記コンピュータに実行させる、
   プログラム。

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