JP4593258B2 - 連続体巻取り装置 - Google Patents

Description

本発明は、帯状の台紙に仮着された複数のラベルやタグ製造用の帯状のシート等に印字を行うプリンタに接続され、該プリンタから排出されるラベル付きの台紙や帯状のシート等（これらをまとめて「連続体」という）を巻き取ってロール状に巻回する連続体巻取り装置に関する。

例えば、ラベルプリンタにおいては、台紙（セパレータ）上に一定間隔で複数のラベルが剥離可能に貼り付けられているラベル連続体が用いられる。ラベルプリンタによって各々のラベルに印字される毎に、ラベル連続体が所定の速度で搬送される。その際に、ラベルプリンタから排出されるラベル連続体を順次巻き取るために、ラベルプリンタの外部に巻取り装置を設置することが行われている。

巻取り装置はラベルプリンタに固定されて使用されるが、巻取り装置とラベルプリンタとの間で機械的な接続と共に電気的な接続を行うことにより、ラベルプリンタから巻取り装置に電力を供給することも行われている。しかしながら、その場合に、巻取り装置において負荷の大きい動作を行うと、過電流が発生して、ラベルプリンタに悪影響を及ぼすおそれがある。

例えば、巻取り装置が巻き取ったラベル連続体の径が大きくなる程、巻取り軸を駆動するモータを回転させるために大きな電流が必要となるので、ラベルプリンタ側の電流供給能力を超えてしまうという事態が生じる。その結果として、ラベルプリンタにおいて電源電圧が降下したり、保護回路が働く等の悪影響がある。

ラベルプリンタにおいて電源電圧が降下すると、印字ヘッドを駆動するための電圧が下がって印字かすれが起きたり、ＤＣモータを使用している場合には、電圧降下が大きいと回転数が低下して、ラベル連続体を搬送するタイミングが合わなくなることも考えられる。さらに電圧降下が大きくなると、保護回路が働いてラベルプリンタの動作がリセット（再起動）されるという問題があった。また、ラベルプリンタにおける搬送速度が大きい場合にも、巻取り速度を上げる必要があり、上記と同様の問題があった。

関連する技術として、下記の特許文献１には、ラベル発行装置の始動時、再開時、通常作業への復帰時等に発生する印字ずれや印字ぶれ等の印字不良を抑制することが開示されている。始動時にアームが下死点にあればラベルシートが自重で垂れ下がり、ラベル発行装置は、ローラとシートとの接触が外れていると判定する。その場合に、コントロールユニットは、プリンタによるラベルの発行を停止し、巻取り装置によるシートの巻取りだけを開始して、シートの弛みを取る。しかしながら、特許文献１には、巻取り装置における負荷の増大により発生する過電流の問題を解決することに関しては、何ら開示されていない。
特開２００３−２５２５０１号公報（第１頁、図１）

そこで、上記の点に鑑み、本発明は、印字媒体となる連続体に印字を行うプリンタから電力を供給されて動作することが可能な連続体巻取り装置において、プリンタに過度な負担をかけないようにして、安定した印字動作を実現することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の第１の観点に係る連続体巻取り装置は、印字媒体となる連続体に印字を行うプリンタから排出される連続体を巻き取るための装置であって、連続体を巻き取る巻取り手段と、プリンタから電力が供給される第１の電源端子と、プリンタ以外の外部電源から電力が供給される第２の電源端子と、第１の電源端子に電力が供給されているか否かを検出する第１の電源検出手段と、第２の電源端子に電力が供給されているか否かを検出する第２の電源検出手段と、前記第１の電源検出手段のみから電力の供給が検出されている場合において、少なくとも前記第２の電源検出手段から電力の供給が検出されている場合に比べて前記巻取り手段における巻取り速度を制限する巻取り動作制御手段とを具備する。

また、本発明の第２の観点に係る連続体巻取り装置は、印字媒体となる連続体に印字を行うプリンタから排出される連続体を巻き取るための装置であって、連続体を巻き取る巻取り手段と、プリンタから電力が供給される第１の電源端子と、プリンタ以外の外部電源から電力が供給される第２の電源端子と、第１の電源端子の電圧値を検出する第１の電源検出手段と、第２の電源端子の電圧値を検出する第２の電源検出手段と、第１及び第２の電源検出手段の両方から検出された合計の電圧値に基づいて、前記合計の電圧値が低い場合に前記合計の電圧値が高い場合に比べて前記巻取り手段における巻取り速度を制限する巻取り動作制御手段とを具備する。

本発明によれば、複数の電源端子のそれぞれに電力が供給されているか否かを検出する電源検出手段によって得られた検出結果に基づいて、巻取り手段における巻取り速度を制限することにより、プリンタに過度な負担をかけないようにして安定した印字動作を実現すると共に、安定した巻取り動作を行うことができる連続体巻取り装置を提供することが可能である。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。本実施形態においては、台紙に仮着されたラベルに印字を行う場合を例として説明する。なお、同一の構成要素には同一の参照番号を付して、説明を省略する。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る連続体巻取り装置がラベルプリンタに接続されている状態を示す模式図であり、筐体内部の構造を示している。プリンタ２０の供給リール２１には、ラベル連続体２２が巻かれている。ラベル連続体２２は、複数のラベル２３を剥離可能に台紙２４に仮着して構成したものである。ラベル２３としては、例えば、ある温度領域に達すると特定の色（黒や赤等）を発色するサーマル紙等が用いられる。

ステッピングモータ２５がベルトを介してプラテンローラ２６を回転させることにより、ラベル連続体２２が図中右側（搬送方向上流側）から左側（搬送方向下流側）に搬送される。ラベル連続体２２の搬送は、センサ２７の検出結果に基づいて制御部２８によって制御され、サーマルヘッド２９がラベル２３に印字を行う。電源部３０は、プリンタ２０の各部と巻取り装置１０に電力を供給する。

巻取り装置１０は、プリンタ２０に機械的かつ電気的に接続されて使用される。これにより、プリンタ２０から巻取り装置１０に電力を供給することが可能になる。さらに、巻取り装置１０には、ＡＣアダプタやその他の外部電源を接続することも可能である。巻取り装置１０には、これらの外部電源から供給される電源電圧を検出するために電圧検出部１１が設けられており、電圧検出部１１において生成された検出信号は、巻取り装置１０の各部を制御する制御部１２に出力される。

また、巻取り装置１０は、プリンタ２０から排出されるラベル連続体２２の搬送をガイドする第１ガイドローラ１３及び第２ガイドローラ１４と、第１ガイドローラ１３と第２ガイドローラ１４との間に架け渡されたラベル連続体２２に当接してラベル連続体２２にテンションをかけるテンションローラ１５と、テンションローラ１５の位置を検出するセンサ１６と、第２ガイドローラ１４から送られてくるラベル連続体２２を巻き取る巻取り軸１７と、巻取り軸１７の両側に設けられたガイド１８と、巻取り軸１７を駆動するモータ１９と、エラーの発生を報知するためのブザーやＬＥＤ等を含む報知部９とを有している。

モータ１９がベルトを介して巻取り軸１７を回転させることによって、ラベル連続体２２が巻取り軸１７に巻き取られる。テンションローラ１５は、その自重あるいは引っ張りバネの付勢力によって、最下点に移行するようになっている。従って、センサ１６を用いてテンションローラ１５の位置を検出することにより、ラベル連続体２２にかかるテンションを測定することができる。巻取り軸１７の回転は、テンションローラ１５の位置を検出するセンサ１６の出力信号に基づいて、制御部１２によって制御される。

図２は、図１に示す巻取り装置の電圧検出部の構成例を示すブロック図である。図２に示すように、電圧検出部１１は、コンパレータ１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、・・・と、閾値電圧Ｖ_Ｔを生成する電圧源とを含んでいる。コンパレータ１１ａは、外部電源Ａとしてプリンタの電源回路が接続される電源端子に接続され、コンパレータ１１ｂは、外部電源ＢとしてＡＣアダプタが接続される電源端子に接続され、コンパレータ１１ｃは、外部電源Ｃとしてその他の外部電源が接続される電源端子に接続されている。このように、本実施形態に係る巻取り装置には複数種類の外部電源が接続可能であり、その数は任意である。

コンパレータ１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、・・・の各々は、それぞれの電源端子の電圧を閾値電圧Ｖ_Ｔと比較することにより、その電源端子に外部電源から電力が供給されているか否かを検出し、検出結果を表す検出信号を制御部１２に出力する。また、各々の電源端子に供給された電源電圧は、逆流防止用のダイオード等を介して、巻取り装置の各部に供給される。さらに、必要に応じて、電源電圧を安定化するための安定化回路を設けても良い。

図３は、図１に示す巻取り装置の制御部の構成例を示すブロック図である。制御部１２のＲＯＭ（read only memory）１２１には、ＣＰＵ（central processing unit）１２０において巻取り装置１０の各部を制御するために実行される制御プログラムが予め格納されている。一方、ＲＡＭ（random access memory）１２２には、検出動作等によって得られたデータが一時的に記憶される。

アーム位置検出回路１２５は、テンションローラの位置を検出するセンサ１６の出力信号を入力して、アーム位置の検出結果を表すデータを生成する。ＣＰＵ１２０は、このデータに基づいて、巻取り装置１０の巻取り動作を制御する。ＣＰＵ１２０の制御の下で、巻取り制御回路１２３がモータ１９を駆動することにより、図１に示すラベル連続体２２が、適切なテンションを受けながら巻取り軸１７に巻き取られる。また、ラベル連続体２２に弛みが生じた場合には、テンションローラ１５が最下点に移行するので、アーム位置検出回路１２５は、センサ１６の出力信号に基づいて、ラベル連続体２２の弛みを検出することができる。

また、制御部１２は、電圧検出部１１から検出信号を入力すると共に報知部９にブザーやＬＥＤ等を駆動ための信号を出力する内部インタフェース１２４と、プリンタ２０との間で通信を行うための外部インタフェース１２６とを含んでいる。電圧検出部１１のコンパレータ１１ａ〜１１ｃ（図２参照）から出力される検出信号は、内部インタフェース１２４を介してＣＰＵ１２０に入力される。ＣＰＵ１２０は、これらの検出信号に基づいて、どの外部電源から電源電圧が供給されているかを把握して、巻取り速度に制限を設け、巻取り制御回路１２３が、それに応じてモータ１９を駆動することにより、巻取り速度が制御される。

例えば、プリンタのみから電源電圧が供給されている場合には、ＣＰＵ１２０は、モータ１９を駆動するための駆動信号に含まれているパルスの周期を２０００ｐｐｓ（パルス／秒）以下に制限する。なお、本実施形態において、駆動信号に含まれているパルスの周期２０００ｐｐｓは、巻取り軸が１秒間に１度〜２度回転する回転速度（巻取り回転速度）に相当する。

また、ＡＣアダプタのみから電源電圧が供給されている場合には、ＣＰＵ１２０は、駆動信号に含まれているパルスの周期を３０００ｐｐｓ以下に制限する。あるいは、プリンタとＡＣアダプタとの両方から電源電圧が供給されている場合には、駆動信号に含まれているパルスの周期を４０００ｐｐｓ以下に制限するようにしても良い。

上記の条件によって制限された最大巻取り速度において巻取り軸がラベル連続体２２を巻き取っている場合に、テンションローラ１５の位置に基づいてラベル連続体の弛みが検出されたとき、即ち、テンションローラ１５が最下点に到達したことが検出されたときには、ＣＰＵ１２０が、報知部９のブザーを鳴らしたりＬＥＤを点灯させたりすることにより、エラーの発生を報知する。

あるいは、ＣＰＵ１２０は、外部インタフェース１２６を介してプリンタ２０にエラーの発生を報知するようにしても良い。エラー発生の通知を受けたプリンタ２０は、ラベル連続体２２の搬送速度を低下させることにより、エラーを解消させる。このようにすれば、プリンタやＡＣアダプタ等の外部電源における過電流が防止されて印字ミスや誤動作も発生しないし、巻取りエラーも発生しない。

次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
図４は、本発明の第２の実施形態に係る連続体巻取り装置がラベルプリンタに接続されている状態を示す模式図であり、筐体内部の構造を示している。第２の実施形態に係る巻取り装置４０においては、図１に示す第１の実施形態に係る巻取り装置１０の電圧検出部１１が電圧検出部４１に置き換わっており、それ以外の部分については第１の実施形態と同様である。

図５は、図４に示す巻取り装置の電圧検出部の構成例を示すブロック図である。図５に示すように、電圧検出部４１は、Ａ／Ｄ変換器４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、・・・を含んでいる。Ａ／Ｄ変換器４１ａは、外部電源Ａとしてプリンタの電源回路が接続される電源端子に接続され、Ａ／Ｄ変換器４１ｂは、外部電源ＢとしてＡＣアダプタが接続される電源端子に接続され、Ａ／Ｄ変換器４１ｃは、外部電源Ｃとしてその他の外部電源が接続される電源端子に接続されている。このように、本実施形態に係る巻取り装置には複数種類の外部電源が接続可能であり、その数は任意である。

Ａ／Ｄ変換器４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、・・・の各々は、それぞれの電源端子の電圧をＡ／Ｄ変換することにより電圧値を検出し、それぞれの電圧値を表す８ビットのディジタル信号を制御部１２に出力する。また、各々の電源端子に供給された電源電圧は、逆流防止用のダイオード等を介して、巻取り装置の各部に供給される。さらに、必要に応じて、電源電圧を安定化するための安定化回路を設けても良い。

制御部１２の構成は、図３に示す第１の実施形態におけるのと同様であるが、第２の実施形態においては、制御部１２が、電圧検出部４１によって検出された電圧値に基づいて、リアルタイムに巻取り動作を制御する。即ち、制御部１２は、どの電源端子に外部電源から電力が供給されているかという情報のみならず、供給されている電源電圧に応じて、巻取り動作を適切に制御する。

具体的には、制御部１２のＣＰＵ１２０が、電圧検出部４１によって検出された電圧値に基づいて、巻取り軸の回転速度を決定するための制御方程式における制御パラメータの値を決定し、巻取り制御回路１２３が、この制御方程式に従ってモータ１９を駆動することにより、巻取り動作が制御される。

最初に、制御部１２は、ラベル連続体を巻き取らずに、プリンタがラベル連続体を排出する速度を測定する。即ち、ＣＰＵ１２０が、アーム位置検出回路１２５から出力されるアーム位置の検出結果を表すデータに基づいて、プリンタからのラベル連続体の排出速度を算出する。単位時間Ｔの間にアームの位置が距離Ｌだけ移動したとすると、プリンタからのラベル連続体の排出速度Ｖは、次式で表される。
Ｖ＝２・Ｌ／Ｔ

巻取り装置４０において単位時間に巻き取られるラベル連続体の長さ、即ち、巻取り直線速度をプリンタからのラベル連続体の排出速度Ｖに合わせることにより、スムーズな巻取り動作を行うことができる。そのためには、静止している巻取り軸を加速しながら回転させなければならない。ここで、巻取り軸の回転速度Ｙを、次式のような時間ｔの２次関数として表すことができる。
Ｙ＝ａｔ^２＋ｂｔ＋ｃ
この式が、巻取り軸の回転速度Ｙを制御するための制御方程式となる。この式において、通常はｃ＝０である。また、ａ及びｂは制御パラメータであり、電圧検出部４１によって検出された電圧値に基づいて、ＣＰＵ１２０によって決定される。

図６は、制御方程式における巻取り軸の回転速度と時間との関係を示す図である。回転速度Ｙの目標値がＹ０である場合に、制御特性は、制御パラメータの値によって、図６に示す曲線Ａ〜Ｃのように変化する。これにより、電源電圧の値に応じて、巻取り軸の回転が適切に加速されるので、外部電源への負担を抑制して、電源電圧の降下を防止することができる。

また、回転速度Ｙの目標値がＹ０よりも高い場合において、例えば、プリンタのみから電源電圧が供給されている場合には、ＣＰＵ１２０は、モータ１９を駆動するための駆動信号に含まれているパルスの周期を２０００ｐｐｓ（パルス／秒）以下に制限する。これにより、巻取り軸の回転速度Ｙは、駆動信号に含まれているパルスの周期２０００ｐｐｓに対応する回転速度Ｙ１に制限される。

一方、ＡＣアダプタのみから電源電圧が供給されている場合には、ＣＰＵ１２０は、駆動信号に含まれているパルスの周期を３０００ｐｐｓ以下に制限する。これにより、巻取り軸の回転速度Ｙは、駆動信号に含まれているパルスの周期３０００ｐｐｓに対応する回転速度Ｙ２に制限される。

あるいは、プリンタとＡＣアダプタとの両方から電源電圧が供給されている場合には、駆動信号に含まれているパルスの周期を４０００ｐｐｓ以下に制限するようにしても良い。これにより、巻取り軸の回転速度Ｙは、駆動信号に含まれているパルスの周期４０００ｐｐｓに対応する回転速度Ｙ３に制限される。

上記の条件によって制限された最大巻取り速度においてラベル連続体を巻き取っている場合に、テンションローラの位置に基づいてラベル連続体の弛みが検出されたとき、即ち、テンションローラ１５が最下点に到達したことが検出されたときには、ＣＰＵ１２０が、報知部９のブザーを鳴らしたりＬＥＤを点灯させたりすることにより、エラーの発生を報知する。

あるいは、ＣＰＵ１２０は、外部インタフェース１２６を介してプリンタ２０にエラーの発生を報知するようにしても良い。エラー発生の通知を受けたプリンタ２０は、ラベル連続体の搬送速度を低下させることにより、エラーを解消させる。このようにすれば、プリンタやＡＣアダプタ等の外部電源における過電流が防止されて印字ミスや誤動作も発生しないし、巻取りエラーも発生しない。

本発明は、印字媒体となる連続体に印字を行うプリンタに接続され、該プリンタから排出される連続体を巻き取ってロール状に巻回する巻取り装置において利用可能である。

本発明の第１の実施形態に係る連続体巻取り装置がラベルプリンタに接続されている状態を示す模式図である。 図１に示す巻取り装置の電圧検出部の構成例を示すブロック図である。 図１に示す巻取り装置の制御部の構成例を示すブロック図である。 本発明の第２の実施形態に係る連続体巻取り装置がラベルプリンタに接続されている状態を示す模式図である。 図４に示す巻取り装置の電圧検出部の構成例を示すブロック図である。 制御方程式における巻取り軸の回転速度と時間との関係を示す図である。

符号の説明

９ 報知部
１０、４０ 巻取り装置
１１、４１ 電圧検出部
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、・・・ コンパレータ
４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、・・・ Ａ／Ｄ変換器
１２ 制御部
１３ 第１ガイドローラ
１４ 第２ガイドローラ
１５ テンションローラ
１６ センサ
１７ 巻取り軸
１８ ガイド
１９ モータ
２０ ラベルプリンタ
２１ 供給リール
２２ ラベル連続体
２３ ラベル
２４ 台紙
２５ ステッピングモータ
２６ プラテンローラ
２７ センサ
２８ 制御部
２９ サーマルヘッド
３０ 電源部

Claims (6)

1. 印字媒体となる連続体に印字を行うプリンタから排出される連続体を巻き取るための装置であって、
   連続体を巻き取る巻取り手段と、
   プリンタから電力が供給される第１の電源端子と、
   プリンタ以外の外部電源から電力が供給される第２の電源端子と、
   前記第１の電源端子に電力が供給されているか否かを検出する第１の電源検出手段と、
   前記第２の電源端子に電力が供給されているか否かを検出する第２の電源検出手段と、
   前記第１の電源検出手段のみから電力の供給が検出されている場合において、少なくとも前記第２の電源検出手段から電力の供給が検出されている場合に比べて前記巻取り手段における巻取り速度を制限する巻取り動作制御手段と、
   を具備する連続体巻取り装置。
2. 前記巻取り動作制御手段は、前記第２の電源検出手段からのみ電力の供給が検出されている場合において、前記第１の電源検出手段および前記第２の電源検出手段の両方から電力の供給が検出されている場合に比べて前記巻取り手段における巻取り速度を制限することを特徴とする請求項１記載の連続体巻取り装置。
3. 前記第１及び第２の電源検出手段が、前記第１及び第２の電源端子の電圧を閾値電圧と比較することにより、前記第１及び第２の電源端子に電力が供給されているか否かをそれぞれ検出することを特徴とする請求項１または２に記載の連続体巻取り装置。
4. 印字媒体となる連続体に印字を行うプリンタから排出される連続体を巻き取るための装置であって、
   連続体を巻き取る巻取り手段と、
   プリンタから電力が供給される第１の電源端子と、
   プリンタ以外の外部電源から電力が供給される第２の電源端子と、
   前記第１の電源端子の電圧値を検出する第１の電源検出手段と、
   前記第２の電源端子の電圧値を検出する第２の電源検出手段と、
   前記第１及び第２の電源検出手段の両方から検出された合計の電圧値に基づいて、前記合計の電圧値が低い場合に前記合計の電圧値が高い場合に比べて前記巻取り手段における巻取り速度を制限する巻取り動作制御手段と、
   を具備する連続体巻取り装置。
5. 前記巻取り手段によって巻き取られる連続体のテンションを検出するテンション検出手段と、
   前記巻取り動作制御手段によって制限された最大巻取り速度において連続体が巻き取られている場合に、前記テンション検出手段によって連続体の弛みが検出されたときにエラーの発生を報知するエラー報知手段を更に具備する請求項１ないし４のいずれかに記載の連続体巻取り装置。
6. 前記巻取り動作制御手段が、前記第１及び第２の電源検出手段の両方から検出された合計の電圧値に基づいて、制御方程式における制御パラメータの値を決定することにより、前記制御方程式に従って前記巻取り手段における巻取り速度を制限することを特徴とする請求項４記載の連続体巻取り装置。

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