JP2005329564A - サーマルプリンタ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 サーマルプリンタ装置において、サーマルヘッドの昇降状態を検出し、又は用紙が正確に搬送されているかを検出し、サーマルヘッドへの電力の供給あるいは遮断を行う。
【解決手段】 本発明は、プラテンローラと平行にサーマルヘッド昇降用カムを取り付け、その回転パルスを検知する。すなわち、短径部がサーマルヘッドと当接している場合は、サーマルヘッドが下降しており、長径部がサーマルヘッドと当接している場合は、サーマルヘッドが上昇している。これらの状態を検出する事を特徴とする。また、用紙が正確に搬送されているかどうかを用紙センサにより、検知することを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、サーマルヘッドを備えた感熱式印字装置、いわゆるサーマルプリンタに関するものである。

サーマルプリンタは、発熱素子であるサーマルヘッドに電流を流し、これを加熱することによって感熱紙に画像を形成するプリンタである。

画像の形成はサーマルヘッドの発する熱量に依存するため、サーマルヘッドの熱量を制御することは重要である。又、過度に用紙を加熱することになれば、用紙が発火する可能性もある。更に、用紙ガイド等に詰まった用紙を詰まった状態で加熱することも同様に危険である。このように、安全性の点からもサーマルヘッドの熱量を制御することが重要である。
特開２００２−３３１６９７号公報

用紙に画像を印刷する際、サーマルヘッドがプラテンローラに押圧されていない状態でサーマルヘッドに加熱電流を印加すると、放熱しない状態で加熱のみ行われるため、サーマルヘッドが過熱して損傷してしまう恐れがあった。

また、ジャムした状態で、サーマルヘッドに通電を維持した場合も、サーマルヘッドは、用紙の同じ位置のみを加熱しつづけるため、温度が上昇してしまう問題点があった。

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、サーマルヘッドの昇降位置、用紙の搬送状況を検出してサーマルヘッドの加熱制御を行うことができるサーマルプリンタ装置提供しようとするものである。

本発明は、上記課題を解決するために、用紙に画像を印刷するサーマルヘッドと、前記サーマルヘッドに対向するプラテンローラと、前記サーマルヘッドを前記プラテンローラに対して昇降させて押圧および押圧を解除するヘッド昇降機構と、前記サーマルヘッドの前記プラテンローラに対する昇降状態を検出するヘッド昇降位置センサと、前記サーマルヘッドに対して加熱電流を供給するヘッド駆動動作を行うヘッドドライバ回路と、前記サーマルヘッドが前記プラテンローラに対して押圧されていない状態であることを前記ヘッド昇降位置センサが検出したとき、前記ヘッドドライバ回路に対して前記ヘッド駆動動作を停止させる制御手段と、を有することを特徴とする。

この発明では、サーマルヘッドはヘッド昇降機構により、上昇または下降するように構成されている。サーマルヘッド昇降位置センサによりサーマルヘッドの昇降状態を検出し、サーマルヘッドが用紙に押圧されていないときには、印字タイミングであってもサーマルヘッドへの通電を禁止する。

また、本発明は、用紙に画像を印刷するサーマルヘッドと、前記サーマルヘッドに対向するプラテンローラと、前記サーマルヘッドに対して加熱電流を供給するヘッド駆動動作を行うヘッドドライバ回路と、前記サーマルヘッドの位置に用紙が有るか否かを検出する用紙センサと、前記プラテンローラが回転しているか否かを検出する回転センサと、を備え、前記制御手段は、前記用紙センサがサーマルヘッドの位置に用紙が無いことを検出したとき、または、回転センサがプラテンローラが回転していないことを検出したとき前記ヘッドドライバ回路に対してヘッド駆動動作を停止させる制御手段と、を備えたことを特徴とする。

この発明では、用紙センサにより、用紙の搬送が正確に行われているかどうかを検出し、用紙がジャムしている場合には、印字タイミングであってもサーマルヘッドへの電力供給を遮断する。

本発明によれば、印字動作に際し、サーマルヘッドの昇降状態を常時サーマルヘッド昇降位置センサで監視し、サーマルヘッドが下降点の位置にない状態または、プラテンローラに押圧されていない状態では、サーマルヘッドへの電力供給を停止することにより、サーマルヘッドの過熱を防ぎ、サーマルヘッドの損傷を回避する。

また、用紙が搬送されているかどうかを用紙センサにて検知し、用紙がジャムした際には、サーマルヘッドへの電力供給を停止することにより、サーマルヘッドの許容温度範囲（−３０°Ｃ〜＋７０°Ｃ）以上の温度上昇を防止することができる。

図１は、本発明の実施形態であるサーマルプリンタ装置１の外観を示す図である。

図１において、サーマルプリンタ装置１の背面上部には給紙トレイ２、サーマルプリンタ装置１上面にはトップカバー３、サーマルプリンタ装置１上面右側には操作パネル４、サーマルプリンタ装置１前面には排紙トレイ５が、それぞれ設けられている。トップカバー３の内部には、図２に示す機構部が収納されている。

図２はサーマルプリンタ装置１の機構部の側面図である。図２において、揺動部２１の下側に用紙ガイド２２が形成され、前記揺動部２１と用紙ガイド２２の間に用紙搬送路が形成されている。用紙ガイド２２に沿って給紙側から排紙側にむけて、用紙上の画像の消去処理部２８、印字処理部２９、が設けられている。前記消去処理部２８と前記印字処理部２９の間には、冷却ファン２５が設けられている。前記冷却ファン２５は消去ローラ２３の温度により、蓄熱した用紙および用紙ガイド２２を冷却する。このことにより、安定した印刷濃度を維持できる。

印字処理部２９には、昇降用カム３０、図示しないサーマルヘッド昇降用モータ、サーマルヘッド昇降位置センサ３１が設けられている。

昇降用カム３０は、プラテンローラ２６の排紙側に平行に取り付けられている。前記昇降用カム３０は短径部、長径部を有しており、この昇降用カムがモータによって回転することにより、サーマルヘッド２７が昇降する。すなわち、短径部がサーマルヘッドホルダに当接しているときは、サーマルヘッドが下降して用紙に押圧している状態であり、長径部がサーマルヘッドホルダに当接しているときは、サーマルヘッドが上昇している状態である。

サーマルヘッド昇降位置センサ３１は、前記昇降用カムの周囲２箇所に配置されている。前記サーマルヘッド昇降位置センサ３１はフォトセンサであり、昇降用カム３０に取り付けられている図示しない検出用円盤のボスがサーマルヘッド昇降位置センサを遮断することで、サーマルヘッド２７の昇降位置が検出される。

図示しないサーマルヘッド昇降用モータは、プラテンローラ２６の給紙側に前記プラテンローラ２６と平行に設けられている。このサーマルヘッド昇降用モータが駆動することにより、昇降用カム３０が回転する。

本発明において、例えば、用紙上の画像の消去、印刷処理を連続して行う場合、まず図１の操作パネル４の操作を選択する。操作パネル４の操作を選択すると、制御部３３（図３参照）にデータが送信される。その送信されたデータに基づいて、前記制御部３３が印刷を開始するかどうかの判断をする。

制御部３３が印刷開始の判断をした場合、制御部３３から駆動回路３８（図３参照）へ信号が送られる。前記駆動回路３８に信号が送信されると、前記駆動回路３８がモータ３７（図３参照）を駆動し、給紙ローラ２０（図２参照）により、給紙トレイ２にセットされた用紙が、給紙側から排紙側へ、すなわち消去ローラ２３側へ搬送される。用紙の搬送が開始されると、用紙センサ４０が用紙搬送が正確に行われているかどうかを検出する。用紙が正確に搬送されている場合は、制御部３３がヒータ処理部３６（図３参照）へ信号を送信する。前記ヒータ処理部３６が消去ローラ２３を加熱し、消去ローラ２３を駆動させる。それと同時に制御部３３が駆動回路３８に信号を送信し、送信した信号に基づいてプラテンローラ２４が駆動される。

消去ローラ２３が用紙上の画像を消去すると、用紙がサーマルヘッド２７の位置まで搬送される。その時、用紙センサ４０により用紙の搬送が正確に行われているかどうかを検出する。用紙が正確に搬送されている場合、回転センサ４１（図３参照）が昇降カム３０の位置を検出し、サーマルヘッド２７の昇降状態を検出する。サーマルヘッド２７が、プラテンローラ２６に押圧されていることが検出されると、制御部３３がヘッドドライバ回路３５（図３参照）に信号を送信する。前記ヘッドドライバ回路３５に信号が送信されると、前記ヘッドドライバ回路３５が、サーマルヘッド２７を加熱する。

この時、図示しないサーマルヘッド２７に内蔵された温度センサが、サーマルヘッド２７近傍の温度上昇を読み取り監視する。許容温度範囲は−３０°Ｃ〜＋７０°Ｃであり、上限７０°Ｃに近い例えば６８°Ｃを超えた時点で、印刷処理中の印刷を終えると、次の用紙の読み取り動作を一時停止状態とし、引き続き温度を監視する。印字再開可能な例えば６５°Ｃの温度まで下がったら、自動的に印字動作を再開させる。

印刷中は、図示しない用紙搬送路に設けた用紙センサ４０にて用紙終端を検知し、残りの印字量が用紙終端までに入りきらないと判断できる場合は、残りの印字量を制限することで、印字状態のまま用紙終端がサーマルヘッド２７を通過する事を防止する。

用紙への印刷が終了すると、排紙トレイに用紙が積載される。

図３は、本発明に係るホサーマルプリンタ装置１のブロック図である。

本発明のサーマルプリンタ装置１は、サーマルヘッド２７に所定の通電を行いサーマルヘッド２７を加熱することにより用紙に対する印刷を行うホサーマルプリンタ装置１である。ホストコンピュータ（ホストマシーン）４２の画像データに基づいてホサーマルプリンタ装置１が印刷する。

サーマルプリンタ装置１は、制御部３３、コントロールＩ／Ｆ３４、操作部３２、サーマルヘッド２７、ヘッドドライバ回路３５、用紙センサ４０、回転センサ４１、消去ローラ２３、ヒータ処理部３６、モータ３７、駆動回路３８、昇降機構３９を備えている。

印刷するための画像データや印刷の指示などは、ＲＯＭやＲＡＭ、ＣＰＵなど必要な周辺回路からなる制御部３３に対して供給される。

コントロールＩ／Ｆ３４は、ホストコンピュータ（ホストマシーン）４２から制御部３３に対して送信される信号あるいは、制御部３３からホストコンピュータ（ホストマシーン）４２に対して送信される信号を変換する。操作部３２は、ユーザが操作を選択すると、操作部３２が制御部に対して信号を送信する。サーマルヘッド２７はこれにより、用紙へドット単位の印刷を行う。

ドライバ３５は、制御部３３からの指示により、サーマルヘッド２７をドット単位で加熱する駆動信号を生成する。

用紙センサ４０は、用紙が正確に搬送されているかを監視する。用紙が正確に搬送されていない場合は、制御部３３がサーマルヘッド２７への駆動電圧を遮断し、サーマルヘッド２７への電力供給を停止する。

回転センサ４１は、サーマルヘッド２７の昇降状態を監視する。プラテンローラ２６と平行位置の排紙側に取り付けられた昇降用カム３０の位置をセンサ４１が検出し、サーマルヘッド２７が完全に下降していない時には、制御部３３がサーマルヘッド２７への駆動電圧を遮断し、サーマルヘッド２７への電力供給を停止する。

消去ローラ２３は、用紙上の画像の加熱消去を行う。
ヒータ処理部３６は、制御部３３からの指示により、消去ローラ２３の加熱を行う。
モータ３７は、用紙ガイド２２上に設けられており、これにより用紙が搬送される。
駆動回路３８は、制御部３３から出された指示により、モータ３７を駆動させる。
昇降機構３９は、サーマルヘッド２７を昇降させる。
例えば、操作部３２の印刷操作をユーザが選択した場合、操作部３２から制御部３３にデータが送信される。その送信されたデータに基づいて、前記制御部３３が印刷を開始するかどうかの判断をする。

制御部３３が印刷開始の判断をした場合、制御部３３から駆動回路３８へ信号が送られる。駆動回路３８に信号が送信されると、駆動回路３８がモータ３７を駆動させる。モータ３７が駆動すると、給紙ローラ２０が給紙トレイ２にセットされた用紙を、給紙側から排紙側へ、すなわち消去ローラ２３側へ搬送する。

次いで、用紙搬送が正確に行われているかどうかを用紙センサ４０が検出する。用紙が正確に搬送されている場合は、回転センサ４１が昇降機構３９の昇降用カム３０の位置を検出する。昇降用カム３０の位置を検出した結果、サーマルヘッド２７がプラテンローラ２６に押圧されている場合は、制御部３３がヘッドドライバ回路３５へ信号を送信する。ヘッドドライバ回路３５へ信号が送信されると、サーマルヘッド２７が許容温度範囲内で加熱される。サーマルヘッド２７が許容温度内で加熱されると、サーマルヘッド２７が用紙に印刷を行う。この時、許容温度範囲（−３０°Ｃ〜＋７０°Ｃ）の上限７０°Ｃに近い例えば６８°Ｃを超えた時点で、印刷処理中の用紙の印刷を終えると、次の用紙の取り込み動作を取り込み動作を一時停止状態とし、引き続き温度を監視し、印字再開可能な例えば６５°Ｃ温度まで下がったら、自動的に印字動作を再開させる。

一方、サーマルヘッド２７がプラテンローラ２６に押圧されていない場合は、制御部３３がサーマルヘッド２７への電力供給を遮断する。

用紙への印刷が終了すると、排紙トレイに用紙が積載される。

次に図４を用いて、サーマルプリンタ装置１の詳しい動作を説明する。図４は、本発明に係るサーマルプリンタ装置１の実施形態のフローを示している。

まず、ホストコンピュータ（ホストマシン）４３から送信されたジョブデータを制御部３３が受信し、入力する（Ｓ１）。この時、消去データ又は消去し印刷するデータを受信した場合には、消去ローラ２３を消去可能な温度（１２０〜２００°Ｃ）に上昇させる。次いで、制御部３３は入力データに基づき、用紙に印刷を開始するか否かを判断する（Ｓ２）。開始しないときはスタートに戻る。
一方、印刷を開始するときは、給紙ローラ２０が用紙をサーマルヘッド２７の位置に搬送する（Ｓ３）。用紙がサーマルヘッド２７に到達すると、用紙が搬送されているかどうかを検出する（Ｓ４）。検出したデータが制御部３３に入力されと、制御部３３は入力データに基づき、用紙が正確に搬送されていない場合は、サーマルヘッド２７への電力供給を停止する（Ｓ５）。その後、エラー停止を行い（Ｓ６）、揺動部２１を開口させ用紙を取り出すと（Ｓ７）スタートへ戻る。

用紙が正確に搬送されている場合は、昇降用カムの位置を検出し、サーマルヘッド２７が下降点に位置しているかどうかを検出する（Ｓ８）。検出したデータは制御部３３に入力される。その後、制御部３３は入力データに基づき、サーマルヘッド２７が下降点にある場合は、用紙に印刷を行う（Ｓ９）。

印刷処理を終えたら、用紙を用紙トレイ５に排出する（Ｓ１０）。

印刷処理中には、用紙が搬送されているかどうか、サーマルヘッド２７が下降点にあるかどうかを常に監視し、用紙が正確に搬送されていない場合、あるいはサーマルヘッドが下降点にない場合はサーマルヘッド２７への電力供給を停止し、用紙を用紙トレイ５に排出する。

本発明のサーマルプリンタ装置を示す外観図 本発明の実施に係るサーマルプリンタ装置を示す内部の断面図 本発明に係る印刷システムの全体構成を示すブロック図 本発明に係る印刷システムの印刷許可の判断手順を示すフロー図

符号の説明

１−サーマルプリンタ装置
２−給紙トレイ
３−トップカバー
４−操作パネル
５−排紙トレイ
２０−給紙ローラ
２１−揺動部
２２−用紙ガイド
２３−消去ローラ
２４−プラテンローラ
２５−冷却ファン
２６−プラテンローラ
２７−サーマルヘッド
２８−消去処理部
２９−印字処理部
３０−昇降用カム
３１−サーマルヘッド昇降位置センサ
３２−操作部
３３−制御部
３５−ヘッドドライバ回路
３６−ヒータ処理部
３７−モータ
３８−駆動回路
３９−昇降機構
４０−用紙センサ
４１−回転センサ
４２−ホストコンピュータ（ホストマシーン）

Claims (2)

1. 用紙に画像を印刷するサーマルヘッドと、
   前記サーマルヘッドに対向するプラテンローラと、
   前記サーマルヘッドを前記プラテンローラに対して昇降させて押圧および押圧を解除するヘッド昇降機構と、
   前記サーマルヘッドの前記プラテンローラに対する昇降状態を検出するヘッド昇降位置センサと、
   前記サーマルヘッドに対して加熱電流を供給するヘッド駆動動作を行うヘッドドライバ回路と、
   前記サーマルヘッドが前記プラテンローラに対して押圧されていない状態であることを前記ヘッド昇降位置センサが検出したとき、前記ヘッドドライバ回路に対して前記ヘッド駆動動作を停止させる制御手段と、
   を有することを特徴とするサーマルプリンタ装置。
2. 用紙に画像を印刷するサーマルヘッドと、
   前記サーマルヘッドに対向するプラテンローラと、
   前記サーマルヘッドに対して加熱電流を供給するヘッド駆動動作を行うヘッドドライバ回路と、
   前記サーマルヘッドの位置に用紙が有るか否かを検出する用紙センサと、
   前記プラテンローラが回転しているか否かを検出する回転センサと、
   を備え、
   前記制御手段は、前記用紙センサがサーマルヘッドの位置に用紙が無いことを検出したとき、または、回転センサがプラテンローラが回転していないことを検出したとき前記ヘッドドライバ回路に対してヘッド駆動動作を停止させる制御手段と、
   を備えたサーマルプリンタ装置。

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