JP3877592B2 - プリンターの印字トルク切替え装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はプリンターの印字トルク切替え装置にかかるもので、とくに各種プリンターに装填されて印刷を施される帯状のラベルやタグなどの印字用紙を所定の移送路上に移送するためのプリンターの印字トルク切替え装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のプリンターは、印字用紙をロール状に卷いた状態でプリンター本体に装填し、これを移送路上に帯状に繰り出して印字部において印字しているが、年々印字速度が高速化するにともなって一日に消費される印字用紙の量が増加している。プリンターを使用する現場では、印字用紙がなくなるたびに新しい印字用紙を装填する作業がわずらわしいため、とくに用紙供給部をプリンター本体の外部に持つプリンターにおいては、一回のロール用紙の供給量をできるだけ多くすることにより、新しい印字用紙を用紙供給部にセットする回数を減らそうとすることがたびたびある。
【０００３】
したがって、供給する印字用紙の巻径が大きい場合や用紙幅が大きい場合には、ロール用紙全体の重量が重たくなり、プリンターに装填されて印字の途中で印字用紙が弛んでいる状態から張った状態になるときなどには慣性力が作用するなどの結果、印字用紙にかかる張力が常に一定とは限らず、ロール重量が大きいほど、その張力変化の影響が印字部に出やすいという問題がある。
すなわち、印字部（サーマルヘッド、プラテンローラー）において移送モーターによりプラテンローラーの加減速を行っている構造のサーマルプリンターなどのプリンターでは、たとえば印字部において加速を行っているタイミングで用紙供給部側からの引力（張力）を受けた場合には、移送モーターすなわちプラテンローラーの移送トルクないし印字トルクに不足が生じて、印字位置がずれたり、印字文字がつぶれて印字されたりする不具合が生じ、最悪の場合には、移送モーターの脱調による印字用紙の移送停止という自体が発生するなどの諸問題がある。
【０００４】
従来は、印字部への張力の影響を緩和する緩衝アームなどのダンパーやローラー機構（図示せず）を設けているが、既述のように巻径の大径化あるいは重量化にともない、必ずしも有効に防止することができているわけではないという問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は以上のような諸問題にかんがみなされたもので、用紙供給部におけるロール径が大きくても安定して印字部の適正な駆動を行うことができるようにしたプリンターの印字トルク切替え装置を提供することを課題とする。
【０００６】
また本発明は、帯状の印字用紙への張力の変化があっても印字部への影響を極力少なくすることができるようにしたプリンターの印字トルク切替え装置を提供することを課題とする。
【０００７】
また本発明は、とくに用紙供給部をプリンター本体の外部に有するプリンターにおいて、印字部における印字位置のずれや印字つぶれ、さらに移送モーターの脱調などを回避可能なプリンターの印字トルク切替え装置を提供することを課題とする。
【０００８】
また本発明は、帯状の印字用紙における張力を検出し、これに対応して移送モーターの加減速カーブを変更するようにしたプリンターの印字トルク切替え装置を提供することを課題とする。
【０００９】
また本発明は、帯状の印字用紙における張力を検出し、これに対応して移送モーターの移送パワーを変更するようにしたプリンターの印字トルク切替え装置を提供することを課題とする。
【００１０】
また本発明は、帯状の印字用紙における張力を検出し、これに対応して移送モーターの回転速度を変更するようにしたプリンターの印字トルク切替え装置を提供することを課題とする。
【００１１】
すなわち本発明は、印字用紙にかかる張力を検出し、その検出信号に応じて移送モーターによる印字用紙の移送トルクを変更することに着目したもので、ロール状の印字用紙を移送路に帯状に繰り出して移送モーターにより移送するとともに印字部において印字を行うプリンターの印字トルク切替え装置であって、少なくとも、前記印字用紙の移送路においてこの印字用紙に接触する接触ローラーと、この接触ローラーを取り付けた揺動アームと、この揺動アームに一定方向の付勢力を付与する付勢部材と、この揺動アームの移動に応じて前記印字用紙への張力を検出可能とするアームセンサーとからなり、前記印字用紙の移送中において、前記印字用紙にかかる張力を検出する張力検出部を設け、この張力検出部の検出信号に応じて前記移送モーターによる移送距離に対するその加減速カーブを変更することを特徴とするプリンターの印字トルク切替え装置である。
【００１２】
ロール状の印字用紙を移送路に帯状に繰り出して移送モーターにより移送するとともに印字部において印字を行うプリンターの印字トルク切替え装置であって、少なくとも、前記印字用紙の移送路においてこの印字用紙に接触する接触ローラーと、この接触ローラーを取り付けた揺動アームと、この揺動アームに一定方向の付勢力を付与する付勢部材と、この揺動アームの移動に応じて前記印字用紙への張力を検出可能とするアームセンサーとからなり、前記印字用紙の移送中において、前記印字用紙にかかる張力を検出する張力検出部を設け、この張力検出部の検出信号に応じて前記移送モーターの相の切り替えを行うことを特徴とするプリンターの印字トルク切替え装置である。
【００１３】
ロール状の印字用紙を移送路に帯状に繰り出して移送モーターにより移送するとともに印字部において印字を行うプリンターの印字トルク切替え装置であって、少なくとも、前記印字用紙の移送路においてこの印字用紙に接触する接触ローラーと、この接触ローラーを取り付けた揺動アームと、この揺動アームに一定方向の付勢力を付与する付勢部材と、この揺動アームの移動に応じて前記印字用紙への張力を検出可能とするアームセンサーとからなり、前記印字用紙の移送中において、前記印字用紙にかかる張力を検出する張力検出部を設け、この張力検出部の検出信号に応じて前記移送モーターの回転速度を変更することを特徴とするプリンターの印字トルク切替え装置である。
【００２２】
本発明によるプリンターの印字トルク切替え装置においては、印字用紙にかかる張力を張力検出部により検出し、その検出信号に応じて移送モーターによる印字用紙の移送トルクを変更するようにしたので、帯状の印字用紙に過大な張力がかかる場合には、移送モーターの加減速勾配などの加減速カーブを変更する、相を切り替えるあるいは回転速度を変更して、移送モーターによる移送トルクを増強することができ、印字部における印字トルクを印字用紙の張力に対応させて過不足なく増減することができる。したがって、印字部における移送モーターの印字トルクを適正に制御し、印字のずれやつぶれを回避して、安定した印字品質を得ることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
つぎに本発明の第１の実施の形態によるプリンターの印字トルク切替え装置を図１ないし図５にもとづき説明する。
図１は、プリンター１の概略側面図であって、プリンター１は、プリンターフレーム２と、用紙供給部３と、移送路４における張力検出部５、ガイドローラー６、ピッチセンサー７および印字部８と、印字トルク切替え装置９と、を有する。
【００２４】
用紙供給部３は、ラベルやタグなどの帯状の印字用紙Ｌをロール状に卷いた状態で保持し、必要に応じて各種のブレーキ機構（図示せず）を装備して、印字部８における印字用紙Ｌへの移送作用（引っ張り作用）により、移送路４に沿って印字部８に向かって所定の張力を持って帯状に繰り出すことができるようになっている。
【００２５】
図２は、張力検出部５の図１とは反対側からみた（プリンターフレーム２の裏側の）概略拡大側面図であって、張力検出部５は、接触ローラー１０と、揺動アーム１１と、引っ張りスプリング１２（付勢部材）と、アームセンサー１３と、を有する。
【００２６】
接触ローラー１０は、印字用紙Ｌの移送路４において印字用紙Ｌに接触するもので、印字用紙Ｌは、用紙供給部３とガイドローラー６との間で所定の張力で張られ、かつその移送にともない張力が変化し、接触ローラー１０はこれに追随可能となっている。
【００２７】
揺動アーム１１は、プリンターフレーム２に設けた揺動軸１４のまわりに揺動可能であって、その先端部にピン１５を介して上記接触ローラー１０を取り付けてあり、プリンターフレーム２に形成した弧状の揺動窓１６に沿ってピン１５および接触ローラー１０が移動可能である。
揺動アーム１１のアームセンサー１３側の端部は、これを被検出端部１１Ａとしてあり、アームセンサー１３により検出可能としてある。
【００２８】
引っ張りスプリング１２は、接触ローラー１０に一定方向（図１および図２中下方向）の付勢力を付与することにより、接触ローラー１０が印字用紙Ｌに対し常時接触可能で、その動きに追随可能としている。。
【００２９】
アームセンサー１３は、揺動アーム１１（被検出端部１１Ａ）の移動に応じて印字用紙Ｌへの張力を検出する。すなわち、揺動アーム１１が引っ張りスプリング１２の付勢力に抗して図中上昇してアームセンサー１３が被検出端部１１Ａを検出したときが印字用紙Ｌへの張力が増加した状態であり、非検出状態が張力が通常レベルに低下した状態を示す。
【００３０】
ピッチセンサー７は、印字部８において印字される印字用紙Ｌの印字ピッチを検出する。
印字部８は、サーマルヘッド１７と、プラテンローラー１８と、移送モーター１９と、を有する。
サーマルヘッド１７は、印字用紙Ｌの幅方向に複数本の加熱素子（図示せず）を有し、印字情報によるドットパターンに応じてこれらの加熱素子が駆動される。
プラテンローラー１８は、移送モーター１９によりこれを回転駆動し、サーマルヘッド１７との間に挟持した印字用紙Ｌを移送および停止を交互に行って印字動作を行う。この印字用紙Ｌの移送により一ライン分の移送を行い、停止した状態で上記加熱素子による一ライン分の発熱印字を行う。
【００３１】
移送モーター１９は、たとえばこれをステッピングモーターとするもので、第２の実施の形態において後述のように（図６、図７）、その駆動方式を１−２相式あるいは２相式に切り替え可能としてある。
１−２相式は、移送モーター１９の回転子（図示せず）の回転角度を４５度づつとし、その移送パワーとしては比較的弱い方式である。
２相式は、移送モーター１９の回転子の回転角度を９０度づつとし、その移送パワーとしては比較的強い方式である。
【００３２】
図３は、プリンター１の制御回路２０および印字トルク切替え装置９のブロック図であって、制御回路２０は、ＣＰＵ２１（中央処理装置）と、バス２２と、バス２２に接続したＲＯＭ２３（記憶部）、ＲＡＭ２４、外部インターフェース２５、キー入力部２６および表示部２７と、を有するとともに、バス２２に上述したピッチセンサー７、アームセンサー１３、サーマルヘッド１７および移送モーター１９を接続してある。
【００３３】
ＲＯＭ２３は、制御用の各種プログラムを記憶しているとともに、印字トルク切替え装置９による印字トルクを切り替えのためのトルク制御テーブル２８を有する。
トルク制御テーブル２８には、後述する移送モーター１９の移送トルク（印字トルク）の加減速カーブ（図５）のデータを記憶している。
【００３４】
印字トルク切替え装置９は、上記ＣＰＵ（中央処理装置）２１、ＲＯＭ２３およびＲＡＭ２４と、張力検出部５およびそのアームセンサー１３と、移送モーター１９と、トルク制御テーブル２８と、を有するもので、アームセンサー１３による検出信号に応じて印字用紙Ｌの張力の変化を検出し、これに応じて移送モーター１９の移送トルクをトルク制御テーブル２８のデータにしたがって制御する。
【００３５】
こうした構成のプリンター１および印字トルク切替え装置９において、印字動作にともなって印字用紙Ｌにかかる張力の程度に応じて移送モーター１９の移送トルクの制御を行う。
すなわち、図４は、制御のフローチャート図であって、ステップＳ４１において、揺動アーム１１が上昇したか否かを判断する。揺動アーム１１の上昇は、アームセンサー１３により検出され、印字用紙Ｌにかかる張力が増加したことを示す。
揺動アーム１１が上昇しなければ、用紙供給部３からの印字用紙Ｌは通常の張力レベルで張力検出部５を通過しているので、ステップＳ４２においてトルク制御テーブル２８の中の通常加減速テーブルを呼び出し、移送モーター１９をこの通常加減速テーブルのデータにしたがって、回転駆動する。
ステップＳ４１において揺動アーム１１が上昇すれば、印字用紙Ｌには比較的大きな張力が作用していることになり、ステップＳ４３においてトルク制御テーブル２８の中の低速加減速テーブルを呼び出し、移送モーター１９をこの低速加減速テーブルのデータにしたがって、回転駆動する。
【００３６】
図５は、トルク制御テーブル２８の中の上記通常加減速テーブルおよび上記低速加減速テーブルによる移送モーター１９の駆動方式の説明図であって、横軸がプラテンローラー１８の移動距離を示し、縦軸が移送モーター１９の回転速度を示している。
揺動アーム１１が上昇せず（すなわち、印字用紙Ｌの張力が通常レベルの場合）、移送モーター１９の印字トルクが通常トルクでよい場合には、図５の通常トルクの加減速カーブが示すように移送モーター１９を回転駆動し、揺動アーム１１が上昇し（すなわち、印字用紙Ｌの張力が通常レベルをこえた場合）、移送モーター１９の印字トルクを高トルクとする場合には、図５の高トルクの加減速カーブが示すように移送モーター１９を回転駆動する。
図示のように、通常トルクでは加速領域で比較的すみやかに所定の回転速度（等速領域）まで加速し、高トルクでは比較的ゆっくりと加速して、必要な印字トルクを得ることができたのち等速領域に移行する。通常トルクおよび高トルクともに等速領域の回転速度自体は同じである。
減速領域においても同様に、通常トルクでは減速領域で比較的すみやかに停止領域まで減速し、高トルクでは比較的ゆっくりと減速して、必要な印字トルクを得ることができたのち停止領域に移行する。
【００３７】
さらに、当該プリンター１では、バックフィード領域において印字用紙Ｌをバックフィードして、すなわち、わずかに印字用紙Ｌを上流側（用紙供給部３側）に逆移送してつぎの印字位置を調節し、つぎのサイクルに移行する。
このバックフィード領域において、通常トルクでは移送モーター１９を所定の速度で逆回転させ、高トルクでは移送モーター１９の自起動速度（駆動電流を流した瞬間に回転することができる速度）でゆっくりと逆転させる。
【００３８】
かくして、印字用紙Ｌにかかる張力を張力検出部５で検出し、その張力の程度に応じて移送モーター１９の駆動カーブ（加減速カーブ）を選択するようにしたので、印字部８において必要な印字トルクを適正に得ることができる。
【００３９】
なお、アームセンサー１３を複数個設けて、多段階的に張力のレベルを検出し、多段階的に印字トルクを切り替えるように制御することも可能である。
【００４０】
また、張力検出部についても、用紙供給部３に印字用紙Ｌへの負荷ないし張力を検出可能な構成を設けることができ、あるいは移送路４中の印字用紙Ｌに接触させるマイクロリミッターなど、任意の構造を採用可能である。
【００４１】
本発明においては、移送モーター１９によるプラテンローラー１８ないし印字部８部分の印字トルクの調節は、上述のような加減速カーブの制御に限らず、移送モーター１９の移送パワーあるいは回転速度自体の制御によってもこれを行うことができる。
【００４２】
たとえば、図６は、本発明の第２の実施の形態による印字トルク切替え装置における制御のフローチャート図であって、図４に示したフローチャート図の場合と同様に、ステップＳ６１で揺動アーム１１の上昇を検出し、上昇しなければ、一定移送パワーテーブルを呼び出して移送モーター１９の移送パワーを全領域にわたって一定レベルとし（ステップＳ６２）、揺動アーム１１が上昇すれば、切替え移送パワーテーブルを呼び出して移送モーター１９の移送パワーのレベルを切り替えて（ステップＳ６３）、必要な移送トルクを得るようにする。
【００４３】
図７は、トルク制御テーブル２８の中の上記一定移送パワーテーブルおよび上記切替え移送パワーテーブルによる移送モーター１９の駆動方式の説明図であって、ＲＯＭ２３内のトルク制御テーブル２８に、ステッピングモーターによる移送モーター１９の１−２相式および２相式の制御テーブル（すなわち、一定移送パワーテーブルおよび切替え移送パワーテーブル）を記憶しておき、張力の変化が所定範囲内の場合には、加速領域、等速領域および減速領域のいずれにおいても、上記一定移送パワーテーブルのデータにもとづき、印字用紙Ｌの移送速度に応じて２相式あるいは１−２相式のみでの駆動を行う。
張力の変化が所定範囲をこえており、高トルクで駆動する必要がある場合には、切替え移送パワーテーブルのデータにより、加速領域および減速領域においては移送パワーの比較的大きな２相式で駆動を行うとともに、等速領域では移送パワーの比較的小さな１−２相式で駆動を行うように切り替える。
【００４４】
かくして、印字用紙Ｌにかかる張力を張力検出部５で検出し、その張力の程度に応じて移送モーター１９の移送パワーを切り替えるようにしたので、印字部８において必要な印字トルクを適正に得ることができる。
【００４５】
さらに、図８は、本発明の第３の実施の形態による印字トルク切替え装置における制御のフローチャート図であって、図４および図６に示したフローチャート図の場合と同様に、ステップＳ８１で揺動アーム１１の上昇を検出して、上昇しなければ、高回転速度テーブルを呼び出して移送モーター１９の回転速度（プラテンローラー１８による印字速度）を比較的早い通常レベルとし（ステップＳ８２）、揺動アーム１１が上昇すれば、低回転速度テーブルを呼び出して移送モーター１９の回転速度を比較的低速として（ステップＳ８３）、必要な移送トルクを得るようにする。
【００４６】
図９は、トルク制御テーブル２８の中の上記高回転速度テーブルおよび上記低回転速度テーブルによる移送モーター１９の駆動方式の説明図であり、トルク制御テーブル２８に、移送モーター１９の回転数の制御テーブル（すなわち、高回転速度テーブルおよび低回転速度テーブル）を記憶しておき、張力の変化が所定範囲内の場合には、高回転速度テーブルのデータにもとづき移送モーター１９の回転数を制御して高速回転とすることにより移送トルクを比較的小さくする。
張力の変化が所定範囲をこえている場合には、低回転速度テーブルのデータにもとづき移送モーター１９の回転数を制御して低速回転とすることにより移送トルクを比較的大きくする。
【００４７】
かくして、印字用紙Ｌにかかる張力を張力検出部５で検出し、その張力の程度に応じて移送モーター１９の回転速度を切り替えるようにしたので、印字部８において必要な印字トルクを適正に得ることができる。
【００４８】
以上のように本発明によれば、印字部の部分における印字の間欠的な速度変化およびこれに関連して用紙供給部から繰り出される印字用紙の緊張および緩みなどにともなう印字用紙への張力の変化に応じて、移送モーターの加減速カーブを変更する、相を切り替えるあるいは回転速度を変更して駆動制御を行うようにしたので、印字トルクを適正に制御し、印字品質を安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による印字トルク切替え装置９を装備したプリンター１の概略側面図である。
【図２】同、張力検出部５の図１とは反対側からみた（プリンターフレーム２の裏側の）概略拡大側面図である。
【図３】同、プリンター１の制御回路２０および印字トルク切替え装置９のブロック図である。
【図４】同、制御のフローチャート図である。
【図５】同、トルク制御テーブル２８の中の通常加減速テーブルおよび低速加減速テーブルによる移送モーター１９の駆動方式の説明図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態による印字トルク切替え装置における制御のフローチャート図である。
【図７】同、トルク制御テーブル２８の中の一定移送パワーテーブルおよび切替え移送パワーテーブルによる移送モーター１９の駆動方式の説明図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態による印字トルク切替え装置における制御のフローチャート図である。
【図９】同、トルク制御テーブル２８の中の高回転速度テーブルおよび低回転速度テーブルによる移送モーター１９の駆動方式の説明図である。
【符号の説明】
１ プリンター（図１）
２ プリンターフレーム
３ 用紙供給部
４ 印字用紙Ｌの移送路
５ 張力検出部
６ ガイドローラー
７ ピッチセンサー
８ 印字部
９ プリンター１の印字トルク切替え装置（第１の実施の形態、図１）
１０ 接触ローラー
１１ 揺動アーム
１１Ａ 揺動アーム１１の被検出端部
１２ 引っ張りスプリング（付勢部材）
１３ アームセンサー
１４ 揺動軸
１５ ピン
１６ 揺動窓
１７ サーマルヘッド
１８ プラテンローラー
１９ 移送モーター
２０ 制御回路
２１ ＣＰＵ（中央処理装置）
２２ バス
２３ ＲＯＭ（記憶部）
２４ ＲＡＭ
２５ 外部インターフェース
２６ キー入力部
２７ 表示部
２８ トルク制御テーブル
Ｌ 印字用紙（ラベル、タグなど）

Claims (3)

1. ロール状の印字用紙を移送路に帯状に繰り出して移送モーターにより移送するとともに印字部において印字を行うプリンターの印字トルク切替え装置であって、
   少なくとも、前記印字用紙の移送路においてこの印字用紙に接触する接触ローラーと、この接触ローラーを取り付けた揺動アームと、この揺動アームに一定方向の付勢力を付与する付勢部材と、この揺動アームの移動に応じて前記印字用紙への張力を検出可能とするアームセンサーとからなり、前記印字用紙の移送中において、前記印字用紙にかかる張力を検出する張力検出部を設け、この張力検出部の検出信号に応じて前記移送モーターによる移送距離に対するその加減速カーブを変更することを特徴とするプリンターの印字トルク切替え装置。
2. ロール状の印字用紙を移送路に帯状に繰り出して移送モーターにより移送するとともに印字部において印字を行うプリンターの印字トルク切替え装置であって、
   少なくとも、前記印字用紙の移送路においてこの印字用紙に接触する接触ローラーと、この接触ローラーを取り付けた揺動アームと、この揺動アームに一定方向の付勢力を付与する付勢部材と、この揺動アームの移動に応じて前記印字用紙への張力を検出可能とするアームセンサーとからなり、前記印字用紙の移送中において、前記印字用紙にかかる張力を検出する張力検出部を設け、この張力検出部の検出信号に応じて前記移送モーターの相の切り替えを行うことを特徴とするプリンターの印字トルク切替え装置。
3. ロール状の印字用紙を移送路に帯状に繰り出して移送モーターにより移送するとともに印字部において印字を行うプリンターの印字トルク切替え装置であって、
   少なくとも、前記印字用紙の移送路においてこの印字用紙に接触する接触ローラーと、この接触ローラーを取り付けた揺動アームと、この揺動アームに一定方向の付勢力を付与する付勢部材と、この揺動アームの移動に応じて前記印字用紙への張力を検出可能とするアームセンサーとからなり、前記印字用紙の移送中において、前記印字用紙にかかる張力を検出する張力検出部を設け、この張力検出部の検出信号に応じて前記移送モーターの回転速度を変更することを特徴とするプリンターの印字トルク切替え装置。

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