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技術 サーマルプリンタ

出願人 シチズン時計株式会社
発明者 水戸賢司野口義一
出願日 2005年5月18日 (15年6ヶ月経過) 出願番号 2005-144852
公開日 2006年11月30日 (13年11ヶ月経過) 公開番号 2006-321077
状態 未査定
技術分野 サーマルプリンタ(制御)
主要キーワード サンプリング検出 検出サンプリング 加算カウンタ 残り領域 切り換え条件 切り替え条件 サンプリング電圧 同時印字
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (20)

課題

平均電圧による通電制御において、印字初期時の印字濃度を一定とし、かつ、印字速度を高速とする。

解決手段

直流電源の平均電圧に基づいてサーマルヘッドへの通電時間を制御するサーマルプリンタにおいて、サーマルヘッドが備える複数ドットの内で、同時駆動するドット数を、印字初期時用に設定される初期値から複数の印字処理毎に段階的に所定増加数を増加させて設定する。同時駆動するドット数は、初期値から段階的に所定増加数を単位として増加させ、そのドット数の増加は複数の印字処理毎に行うことによって、印字初期時には初期値で設定された少ないドット数で印字処理する。印字するドット数を少なくすることで、電源内部抵抗等の電圧降下による電圧の低下を小さくし、平均電圧と実際の電圧との電圧差が小さく、この電圧差による印字の濃度斑を軽減させる。

概要

背景

サーマルプリンタは、ライン状のサーマルヘッドを構成する複数の発熱素子を駆動することによって印字動作を行う装置であり、1ラインに配列された全発熱素子の内で同時駆動可能な最大ドット数時分割駆動している。

これは、1ライン中の全発熱素子を同時に駆動すると、消費電力が増大し、各発熱素子印加される電圧が低下するためであり、発熱素子に印加される電圧が低下すると、印字濃度の低下や、印字むらの原因となるためである。

そこで、同時駆動可能な最大のドット数を設定し、1ライン中に配列された発熱素子を設定された最大ドット数の発熱素子を単位として分割して駆動することが行われている。例えば、1ライン中に256ドットの発熱素子が配列されるサーマルヘッドにおいて、同時駆動可能な最大ドット数として64ドットを設定した場合には、1ラインを4分割(4=256/64)して、64ドットを1単位とする駆動を4回行うことによって、1ラインの全ドットを駆動する。

この同時駆動可能な最大ドット数が多いほど印字速度を高めることができるが、前記したように同時駆動する発熱素子のドット数を増やすとその分電圧降下が増大し、電源出力電圧プリンタ動作保証電圧以下となり、印字動作が保証されなくなる。

電圧降下は、電源の内部抵抗ヘッド抵抗、ヘッド以外の抵抗等に依存し、これらの抵抗値は製造ばらつきや電池特性によって変化する。そのため、従来、同時駆動可能な最大ドット数は、これら要因を考慮して、電源出力端子の電圧を予想される最も悪い状態で設定している。

上記したように設定された同時駆動可能な最大のドット数は、サーマルヘッドが備える能力を十分に発揮することができないという問題がある。そこで、この問題に鑑み、同時駆動可能な最大のドット数を印字動作中に決定することで、製造中のばらつきや電源状態に影響されることなく、高速印字を実現することが提案されている。

ここでは、予め初期値として設定されている同時駆動ドット数を呼び出し、その同時駆動ドット数に相当するドット数分の印字データを同時に印字出力すると共に、印字中における電源側からのプリンタ供給電圧を検出し、検出されたプリンタ供給電圧が所定電圧まで低下するまで同時駆動ドット数を1印字処理毎に増加させ、プリンタ供給電圧が所定電圧まで低下した場合には、そのときの同時駆動ドット数を最大同時駆動ドット数として設定している(特許文献1参照)。

他方、電池駆動のサーマルプリンタにおいて、印字中の電源電圧の変動による濃度斑を防ぐために、電源の平均電圧を検出し、この平均電圧に基づいてヘッドに対する通電時間を制御することが知られている。

この電源の平均電圧による通電制御は、印字濃度が発熱素子に印加される電圧と通電時間との積に関連することに基づくものであり、平均電圧が高い場合には発熱素子に対する通電時間を短くし、平均電圧が低い場合には発熱素子に対する通電時間を長くすることによって、印字濃度を一定に制御している。

図20,図21は、平均電圧による通電制御において、同時駆動ドット数を説明するための図、及び電圧状態を説明するためのタイミング図である。

図20は、平均電圧による通電制御において、同時駆動するドット数を最大同時駆動ドット数に設定し、印字初期段階から最大同時駆動ドット数で印字を行う状態を示している。サーマルプリンタのヘッドは、印字媒体プリント用紙)に対してライン単位で印字を行い、一ラインの印字が終了すると、ヘッドと印字媒体とを相対的に移動させることで次のラインで印字を行う。

各ラインでは、同時駆動するドット数を単位として印字処理を行う。ここでは、同時駆動するドット数を最大同時駆動ドット数の64ドットに設定した場合を示している。各ライン21a…では、ラインが備える全ドットの内、入力された印字データに基づいて定められる印字位置のドットに電圧を印加することで印字を行う。一つに印字処理ではラインが備える全ドット中の64ドット分について印字を行う。この印字処理を繰り返すことによって各ラインの印字を行う。

電池電圧の平均電圧(図21(e))は、電池電圧(図21(d))を電圧検出サンプリング(図21(a))に示すサンプリング間隔で検出し、複数の検出電圧算術平均することで得られる。図21(e)中の破線は電池電圧を示し、実線は平均電圧を示している。各印字動作は、ヘッド通電タイミング(図21(b))の時点でヘッドに通電することで行う。ヘッドに対する通電時間(図21(c))は電池電圧の平均電圧に応じて設定され、平均電圧が高い場合には短く設定され、平均電圧が低い場合には長く設定される。図21(c)は、各通電時においては64ドット(ここでの最大同時駆動ドット数とする)に通電される。ヘッドに通電することで、電池電圧は駆動されるドット数に応じて電圧降下する。
特開2001−47656号公報

概要

平均電圧による通電制御において、印字初期時の印字濃度を一定とし、かつ、印字速度を高速とする。直流電源の平均電圧に基づいてサーマルヘッドへの通電時間を制御するサーマルプリンタにおいて、サーマルヘッドが備える複数ドットの内で、同時駆動するドット数を、印字初期時用に設定される初期値から複数の印字処理毎に段階的に所定増加数を増加させて設定する。同時駆動するドット数は、初期値から段階的に所定増加数を単位として増加させ、そのドット数の増加は複数の印字処理毎に行うことによって、印字初期時には初期値で設定された少ないドット数で印字処理する。印字するドット数を少なくすることで、電源の内部抵抗等の電圧降下による電圧の低下を小さくし、平均電圧と実際の電圧との電圧差が小さく、この電圧差による印字の濃度斑を軽減させる。

目的

このことは、前記した最大同時駆動ドット数の設定方法は、製造中のばらつきや電源状態の影響を防いで高速印字を実現することを目的とするものであり、平均電圧によって通電時間を制御するという制御方法が有している、印字開始時において算出される平均電圧が実際の電圧よりも高くなるという特有の問題点を考慮していないためである。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

直流電源平均電圧に基づいてサーマルヘッドへの通電時間を制御するサーマルプリンタにおいて、前記サーマルヘッドが備える複数ドットの内で、同時駆動するドット数を、印字初期時用に設定される初期値から複数の印字処理毎に段階的に所定の増加数を単位として増加させて設定することを特徴とするサーマルプリンタ。

請求項2

前記同時駆動するドット数を増加させる駆動ドット数の設定は、同時駆動の累積回数設定回数となること、同時駆動の経過時間が設定時間となること、あるいは電源の平均電圧が設定電圧以下となることの何れかを切り替え条件として複数の印字処理毎に行うことを特徴とする請求項1に記載のサーマルプリンタ。

請求項3

直流電源の平均電圧に基づいてサーマルヘッドへの通電時間を制御するサーマルプリンタにおいて、前記サーマルヘッドが備えるドットの内で駆動するドットを制御して印字を行わせる印字制御手段と、同時サーマルヘッドが備える複数のドットの内で同時に駆動するドット数を設定する同時駆動ドット数設定手段とを備え、前記同時駆動ドット数設定手段は、印字開始時には予め設定された初期値を同時駆動ドット数として設定し、切り替え条件に基づいて同時駆動ドット数を複数の印字処理毎に段階的に所定の増加数を単位として増加させて設定し、前記印字制御手段は、印字データを読み込んで解析し、前記同時駆動ドット数設定手段で設定した同時駆動ドット数に相当するドット数分のデータによって駆動するドットを選択し、前記選択したドットに、前記直流電源の平均電圧に基づいて定めたパルス幅だけ通電することを特徴とするサーマルプリンタ。

請求項4

前記切り替え条件は、同時駆動の累積回数が設定回数となること、同時駆動の経過時間が設定時間となること、あるいは電源の平均電圧が設定電圧以下となることの何れかであり、前記同時駆動ドット数設定手段は、同時駆動の累積回数、同時駆動の経過時間、あるいは、電源の平均電圧の何れかを取り込んで、設定値と比較する比較手段を備え、当該比較手段の比較結果に基づいて同時駆動するヘッド数を増加させる駆動ドット数を設定することを特徴とする請求項3に記載のサーマルプリンタ。

請求項5

前記設定回数、設定時間、設定電圧の各設定値は、駆動ドット数の各設定時において、同一の設定値、又は当該設定時において同時駆動するドット数に応じて予め設定した設定値であることを特徴とする請求項2又は4に記載のサーマルプリンタ。

請求項6

前記駆動ドット数の設定において増加させる増加数は、駆動ドット数の各設定時において、同一の設定数、又は同時駆動するドット数に応じて設定する設定値であることを特徴とする請求項1乃至5の何れかに記載のサーマルプリンタ。

請求項7

前記同時駆動するドット数に応じた設定値は、前記初期値に対して予め設定した増加数を、駆動ドット数の設定毎に順次加算して設定することを特徴とする請求項6に記載のサーマルプリンタ。

請求項8

前記ドット数の増加切り替えによる印字は、当該印字ライン中において前記切り替え条件を満たした時点のライン上の位置から、又は前記切り替え条件を満たした後の次の印字ラインの先頭位置から行うことを特徴とする、請求項2乃至7の何れかに記載のサーマルプリンタ。

請求項9

前記直流電源は、電池であることを特徴とする請求項1乃至8の何れかに記載のサーマルプリンタ。

技術分野

0001

本発明は、サーマルプリンタに関し、特にサーマルヘッドへの通電制御に関する。

背景技術

0002

サーマルプリンタは、ライン状のサーマルヘッドを構成する複数の発熱素子を駆動することによって印字動作を行う装置であり、1ラインに配列された全発熱素子の内で同時駆動可能な最大ドット数時分割駆動している。

0003

これは、1ライン中の全発熱素子を同時に駆動すると、消費電力が増大し、各発熱素子印加される電圧が低下するためであり、発熱素子に印加される電圧が低下すると、印字濃度の低下や、印字むらの原因となるためである。

0004

そこで、同時駆動可能な最大のドット数を設定し、1ライン中に配列された発熱素子を設定された最大ドット数の発熱素子を単位として分割して駆動することが行われている。例えば、1ライン中に256ドットの発熱素子が配列されるサーマルヘッドにおいて、同時駆動可能な最大ドット数として64ドットを設定した場合には、1ラインを4分割(4=256/64)して、64ドットを1単位とする駆動を4回行うことによって、1ラインの全ドットを駆動する。

0005

この同時駆動可能な最大ドット数が多いほど印字速度を高めることができるが、前記したように同時駆動する発熱素子のドット数を増やすとその分電圧降下が増大し、電源出力電圧プリンタ動作保証電圧以下となり、印字動作が保証されなくなる。

0006

電圧降下は、電源の内部抵抗ヘッド抵抗、ヘッド以外の抵抗等に依存し、これらの抵抗値は製造ばらつきや電池特性によって変化する。そのため、従来、同時駆動可能な最大ドット数は、これら要因を考慮して、電源出力端子の電圧を予想される最も悪い状態で設定している。

0007

上記したように設定された同時駆動可能な最大のドット数は、サーマルヘッドが備える能力を十分に発揮することができないという問題がある。そこで、この問題に鑑み、同時駆動可能な最大のドット数を印字動作中に決定することで、製造中のばらつきや電源状態に影響されることなく、高速印字を実現することが提案されている。

0008

ここでは、予め初期値として設定されている同時駆動ドット数を呼び出し、その同時駆動ドット数に相当するドット数分の印字データを同時に印字出力すると共に、印字中における電源側からのプリンタ供給電圧を検出し、検出されたプリンタ供給電圧が所定電圧まで低下するまで同時駆動ドット数を1印字処理毎に増加させ、プリンタ供給電圧が所定電圧まで低下した場合には、そのときの同時駆動ドット数を最大同時駆動ドット数として設定している(特許文献1参照)。

0009

他方、電池駆動のサーマルプリンタにおいて、印字中の電源電圧の変動による濃度斑を防ぐために、電源の平均電圧を検出し、この平均電圧に基づいてヘッドに対する通電時間を制御することが知られている。

0010

この電源の平均電圧による通電制御は、印字濃度が発熱素子に印加される電圧と通電時間との積に関連することに基づくものであり、平均電圧が高い場合には発熱素子に対する通電時間を短くし、平均電圧が低い場合には発熱素子に対する通電時間を長くすることによって、印字濃度を一定に制御している。

0011

図20図21は、平均電圧による通電制御において、同時駆動ドット数を説明するための図、及び電圧状態を説明するためのタイミング図である。

0012

図20は、平均電圧による通電制御において、同時駆動するドット数を最大同時駆動ドット数に設定し、印字初期段階から最大同時駆動ドット数で印字を行う状態を示している。サーマルプリンタのヘッドは、印字媒体プリント用紙)に対してライン単位で印字を行い、一ラインの印字が終了すると、ヘッドと印字媒体とを相対的に移動させることで次のラインで印字を行う。

0013

各ラインでは、同時駆動するドット数を単位として印字処理を行う。ここでは、同時駆動するドット数を最大同時駆動ドット数の64ドットに設定した場合を示している。各ライン21a…では、ラインが備える全ドットの内、入力された印字データに基づいて定められる印字位置のドットに電圧を印加することで印字を行う。一つに印字処理ではラインが備える全ドット中の64ドット分について印字を行う。この印字処理を繰り返すことによって各ラインの印字を行う。

0014

電池電圧の平均電圧(図21(e))は、電池電圧(図21(d))を電圧検出サンプリング図21(a))に示すサンプリング間隔で検出し、複数の検出電圧算術平均することで得られる。図21(e)中の破線は電池電圧を示し、実線は平均電圧を示している。各印字動作は、ヘッド通電タイミング(図21(b))の時点でヘッドに通電することで行う。ヘッドに対する通電時間(図21(c))は電池電圧の平均電圧に応じて設定され、平均電圧が高い場合には短く設定され、平均電圧が低い場合には長く設定される。図21(c)は、各通電時においては64ドット(ここでの最大同時駆動ドット数とする)に通電される。ヘッドに通電することで、電池電圧は駆動されるドット数に応じて電圧降下する。
特開2001−47656号公報

発明が解決しようとする課題

0015

この平均電圧による通電制御において、印字速度を速めるために同時駆動可能な最大のドット数を多く設定すると、印字に濃度斑が発生するという問題が生じる。

0016

平均電圧に基づいて発熱素子に通電する時間を制御する際に用いる平均電圧は、通常、電源の端子電圧所定時間間隔サンプリングし、このサンプリングで得られる複数の電圧値を算術平均することによって求める。このサンプリングにおいて、印字初期時には、サンプリングで得られる電圧値の多くは、通電による電圧降下が無く電源電圧に近い高い電圧であるため、これらのサンプリング電圧を算術平均して得られる平均電圧は電源電圧に近い高い電圧となり、通電後の電圧降下によって下がった実際の電圧よりも高い電圧となる。したがって、この平均電圧に基づいて通電時間を制御すると、印字初期時の通電時間は、望まれる通電時間よりも短く制御されることになる。

0017

実際には、通電時に発熱素子に印加される電圧は電池内部の電圧降下等によって下がっているため、平均電圧から求めた高い平均電圧に基づいて設定された短い通電時間では、発熱素子に十分な給電が行われず、本来望まれる印字濃度が得られないことになる。

0018

このように、平均電圧による通電制御では、印字初期時において平均電圧と実際の電圧との差異によって生じる濃度斑の問題がある。

0019

この平均電圧による通電制御において、製造中のばらつきや電源状態に影響されることなく高速印字を実現させようとして、前記した同時駆動可能な最大のドット数を1印字処理毎に増加させ、プリンタ供給電圧が所定電圧まで低下したときの同時駆動ドット数を最大同時駆動ドット数として設定する制御を適用させると、サンプリングで得られる平均電圧が依然高い段階で最大同時駆動ドット数の設定が行われるため、望ましい通電時間よりも短い時間で通電が行われることになり、印字濃度が一定しないという問題が発生する。

0020

このことは、前記した最大同時駆動ドット数の設定方法は、製造中のばらつきや電源状態の影響を防いで高速印字を実現することを目的とするものであり、平均電圧によって通電時間を制御するという制御方法が有している、印字開始時において算出される平均電圧が実際の電圧よりも高くなるという特有の問題点を考慮していないためである。

0021

したがって、平均電圧による通電制御では、印字初期時に、同時駆動するドット数を多く設定すると、通電時間を定めるために求めた平均電圧と、実際の通電時での電圧との間に差異が生じ、濃度斑の原因となるという問題がある。

0022

また、この平均電圧による通電制御において、同時駆動するドット数を少なく設定すれば、平均電圧と実際の通電時での電圧との間の電圧差は小さく抑えることができるが、同時駆動するドット数が少ないため、印字時間が長くなり高速印字ができないという問題があり、この印字速度の問題を解決しようとして、同時駆動可能な最大のドット数を1印字処理毎に増加させることで最大同時駆動ドット数を設定する制御を適用させると、印字初期時の印字濃度が一定しないという問題が発生する。

0023

そこで、本発明は従来の問題を解決し、平均電圧による通電制御において、印字初期時の印字濃度を一定とし、かつ、印字速度を高速とすることを目的とする。

課題を解決するための手段

0024

本発明のサーマルプリンタは、直流電源の平均電圧に基づいてサーマルヘッドへの通電時間を制御するサーマルプリンタにおいて、サーマルヘッドが備える複数ドットの内で、同時駆動するドット数を、印字初期時用に設定される初期値から複数の印字処理毎に段階的に所定増加数を増加させて設定する。

0025

同時駆動するドット数は、初期値から段階的に所定増加数を単位として増加させ、そのドット数の増加は複数の印字処理毎に行う。これによって、印字初期時には初期値で設定された少ないドット数で印字処理が行われる。印字するドット数を少なくすることで、電源の内部抵抗等の電圧降下による電圧の低下が小さくなり、平均電圧と実際の電圧との電圧差が小さくすることができ、この電圧差による印字の濃度斑を軽減させることができる。

0026

初期値から所定増加数を単位としてドット数を段階的に増加させることで、平均電圧と実際の電圧との電圧差が拡大することなく、同時駆動するドット数を増やすことができ、印字濃度のを抑制しながら、高速印刷を行うことができる。ここで、同時駆動可能な最大のドット数を1印字処理毎に増加させた場合には、同時駆動するドット数を増やすことで高速印刷は可能となるものの、平均電圧に基づいて通電時間を制御する制御方法では、平均電圧と実際の電圧との電圧差が拡大するため、印字濃度に斑が発生する。本発明では、所定増加数を単位としてドット数を段階的に増加させることによって、平均電圧と実際の電圧との電圧差の拡大を抑制して印字濃度の斑の発生を軽減する。

0027

本発明において、同時駆動するドット数を増加させる駆動ドット数の設定は、複数の態様の切り替え条件に基づいて行うことができる。

0028

切り替え条件の第1の態様は、同時駆動の累積回数設定回数となることを設定条件とするものであり、あるドット数で同時駆動する回数を定めておき、そのドット数による同時駆動の累積回数が設定回数となったときに同時駆動するドット数を増加させ、次段階の印字処理では増加させたドット数によって同時駆動を行う。この次段階での同時駆動においても同様にして、同時駆動の累積回数が設定回数となるまで行い、累積回数が設定回数となったときに同時駆動するドット数を再度増加させ、次段階の印字処理では増加させたドット数で同時駆動を行う。

0029

切り替え条件の第2の態様は、同時駆動の経過時間が設定時間となることを設定条件とするものであり、あるドット数で同時駆動する時間幅を定めておき、そのドット数による同時駆動の経過時間が設定時間となったときに同時駆動するドット数を増加させ、次段階の印字処理では増加させたドット数によって同時駆動を行う。この次段階での同時駆動においても同様にして、同時駆動の経過時間が設定時間となるまで行い、経過時間が設定時間となったときに同時駆動するドット数を再度増加させ、次段階の印字処理では増加させたドット数で同時駆動を行う。

0030

切り替え条件の第3の態様は、電源の平均電圧が設定電圧以下となることを設定条件とするものであり、あるドット数で同時駆動する平均電圧の電圧値を定めておき、そのドット数による同時駆動において、平均電圧が設定電圧以下となったときに同時駆動するドット数を増加させ、次段階の印字処理では増加させたドット数によって同時駆動を行う。この次段階での同時駆動においても同様にして、平均電圧が設定電圧以下となったときに同時駆動するドット数を再度増加させ、次段階の印字処理では増加させたドット数で同時駆動を行う。

0031

また、本発明のサーマルプリンタの構成は、直流電源の平均電圧に基づいてサーマルヘッドへの通電時間を制御するサーマルプリンタにおいて、サーマルヘッドが備えるドットの内で駆動するドットを制御して印字を行わせる印字制御手段と、同時サーマルヘッドが備える複数のドットの内で同時に駆動するドット数を設定する同時駆動ドット数設定手段とを備える。

0032

ここで、同時駆動ドット数設定手段は、印字開始時には予め設定された初期値を同時駆動ドット数として設定し、切り替え条件に基づいて同時駆動ドット数を複数の印字処理毎に段階的に所定の増加数を単位として増加させて設定する。また、印字制御手段は、印字データを読み込んで解析し、同時駆動ドット数設定手段で設定した同時駆動ドット数に相当するドット数分のデータによって駆動するドットを選択し、選択したドットに、直流電源の平均電圧に基づいて定めたパルス幅だけ通電を行う。

0033

同時駆動ドット数設定手段において、同時駆動ドット数を切り替える切り替え条件として、同時駆動の累積回数が設定回数となる態様、同時駆動の経過時間が設定時間となる態様、電源の平均電圧が設定電圧以下となる態様の各態様を用いることができる。

0034

また、同時駆動ドット数設定手段は、これら各態様に応じて、同時駆動の累積回数、同時駆動の経過時間、あるいは、電源の平均電圧の何れかを取り込んで、設定値と比較する比較手段を備え、比較手段の比較結果に基づいて同時駆動するヘッド数を増加させる駆動ドット数を設定する。

0035

設定回数、設定時間、設定電圧の各設定値は、駆動ドット数の各設定時において、同一の設定値、又はその設定時において同時駆動するドット数に応じて予め設定した設定値とすることができる。

0036

また、駆動ドット数の設定において増加させる増加数についても、駆動ドット数の各設定時において、同一の設定数、又は同時駆動するドット数に応じて設定する設定値とすることができる。

0037

同時駆動するドット数に応じて設定値を設定する場合には、初期値に対して予め設定した増加数を、駆動ドット数の設定毎に順次加算して設定することができる。

0038

ドット数を増加する切り替え条件を満たす時点と、印字ライン末尾とは必ずしも一致しない。ドット数の増加切り替えによる印字は、その印字ライン中において切り替え条件を満たした時点のライン上の位置から行う態様とする他、切り替え条件を満たした後の次の印字ラインの先頭位置から行う態様とすることができる。

0039

直流電源は電池とすることができ、これによってサーマルプリンタは携帯型情報端末等の小型電子機器に適用することができる。

発明の効果

0040

本発明のサーマルプリンタは、平均電圧による通電制御において、印字初期時における印字の濃度斑の抑制と、印字速度の高速化の両要求を満足させることができる。

発明を実施するための最良の形態

0041

以下、本発明のサーマルプリンタについて図を用いて詳細に説明する。

0042

図1は本発明のサーマルプリンタの概略機能を説明するための図である。

0043

サーマルプリンタ1は、複数の発熱素子3をライン状に配列して形成されるヘッド2を有する。印字制御手段4は、印字データに基づいてこれら複数の発熱素子3の内から駆動する発熱素子を選択的に駆動することによって、各発熱素子に対応して印字媒体(感熱用紙)にドットを形成することで印字を行う。発熱素子3の駆動制御は、所定間隔印字タイミング毎に電源との接続をオンオフすることによって行い、そのときの駆動時間は直流電源5の平均電圧に基づいて行う。なお、直流電源5は電池とすることができる。

0044

印字制御手段4は、入力した印字データを解析して印字パターンを形成する印字データ解析手段4cと、解析した印字パターンに基づいて同時駆動するドットを選択する同時駆動ドット選択手段4bと、選択したドットの発熱素子に通電を行う時間を制御するパルス幅制御手段4aとを備える。パルス幅制御手段4aは、選択したドットの発熱素子3に対して、平均電圧に応じて設定された時間だけ通電を行う制御を行う。

0045

直流電源5の平均電圧は、電源電圧検出手段11で直流電源5の電圧を所定のサンプリング間隔で検出し、平均電圧算出手段12によってこの検出電圧の平均を算出することで求める。平均電圧算出手段12は、平均電圧を算出するために、例えば、複数のサンプリング値を累積し、この累積値サンプリング回数除算することで求めることができる。通常、サンプリング回数は予め定めておいた設定回数とし、累積値はこの設定回数分の検出電圧値加算することで求め、求めた累積値を設定回数で除算することで平均電圧を求めることができる。累積値は、サンプリングを行う毎に最も古いサンプリング値を消去し、最も新しいサンプリング値を加えることで更新され、平均電圧もサンプリング毎に更新される。

0046

平均電圧算出手段12で算出した平均電圧は、前記したパルス幅制御手段4aに入力され、選択されたドットに対応する発熱素子3に対する通電時間を制御する。通電制御は、平均電圧が高い場合には発熱素子3への通電時間を短くし、平均電圧が低い場合には発熱素子3への通電時間を長くすることで、印字濃度が一定となるように制御する。なお、通電時間は、平均電圧と通電時間と印字濃度の間の関係を演算式やテーブル等の任意の形式で予め求めておき、平均電圧算出手段12で得られた平均電圧をこの関係に当てはめることで求めることができる。

0047

また、パルス幅制御手段4aは、上記した平均電圧に基づいて発熱素子への通電時間を制御する他に、図示していない温度検出手段によってヘッドの温度を検出し、この温度に基づく制御を追加してもよい。例えば、ヘッド温度が高い場合には通電時間を短く制御し、ヘッド温度が低い場合には通電時間を長く制御する。

0048

本発明のサーマルプリンタ1は、上記した平均電圧による通電制御において、同時駆動を行うドット数を設定する同時駆動ドット数設定手段13を備える。同時駆動ドット数設定手段13は、同時駆動するドット数を、切り替え条件に基づいて初期値から複数の印字処理毎に段階的に所定の増加数を単位として増加させていき、直流電源5の平均電圧と、実際に発熱素子3に印加される電圧との電圧差を抑制して、この電圧差による印字の濃度斑の発生を軽減する。

0049

同時駆動するドット数を切り替える条件の態様としては、例えば、同時駆動の累積回数が設定回数となる態様、同時駆動の経過時間が設定時間となる態様、電源の平均電圧が設定電圧以下となる態様があり、累積回数の場合にはそのドット数で駆動した駆動回数計数する計数手段15を備え、経過時間の場合にはそのドット数で駆動した累積時間を計時する計時手段16を備え、計数及び計時を同時駆動ドット数設定手段13に入力する。また、電源の平均電圧の場合には、そのドット数で駆動している間の電圧を平均電圧算出手段12から入力する。

0050

同時駆動ドット数設定手段13は比較手段13aを備え、設定値記憶手段14に記憶しておいた設定値を比較基準とする比較を行って切り替え条件を判定する。

0051

例えば、同時駆動の累積回数による態様では、設定値として次の同時駆動ドット数に切り替えるための設定回数を記憶しておき、計数手段15で計数する駆動の累積回数をこの設定回数と比較し、累積回数が設定回数を越えたときに、同時駆動ドット数の切り替えを印字制御手段4に指令する。

0052

また、同時駆動の計時時間による態様では、設定値として次の同時駆動ドット数に切り替えるための設定時間を記憶しておき、計時手段16で計時するそのドット数による駆動の経過時間をこの設定時間と比較し、経過時間が設定時間を越えたときに、同時駆動ドット数の切り替えを印字制御手段4に指令する。

0053

また、電源の平均電圧による態様では、設定値として次の同時駆動ドット数に切り替えるための平均電圧を記憶しておき、平均電圧算出手段12で算出するその時の平均電圧をこの設定電圧と比較し、平均電圧が設定電圧よりも低下したときに、同時駆動ドット数の切り替えを印字制御手段4に指令する。

0054

図2は本発明の同時駆動ドット数設定手段による動作を設定するためのサーマルヘッドの回路構成を示し、図3は同時駆動ドット数を段階的に増加したときの印字領域を示している。

0055

図2(a)において、サーマルヘッドの回路概略構成は、内部抵抗5aを含む直流電源5と、回路内部抵抗6と、直流電源5に接続される発熱素子の抵抗2aとを含み、複数の発熱素子は同時駆動する発熱素子群2A,2B,…,2Nを形成している。各発熱素子群2A,2B,…は、切り替え手段2bによって発熱素子群を単位として駆動される。発熱素子群は、例えば、8個や16個の発熱素子を単位として構成することができる。この発熱素子群は、同時駆動ドット数を段階的に増加させる際の単位となる所定の増加数に相当し、同時駆動ドット数はこの個数を単位として増加する。

0056

なお、図2では、同時駆動する発熱素子の個数が段階的に変化することを説明ために、各発熱素子群は同じく組み合わせの発熱素子から形成される構成としているが、組み合わせる発熱素子は同じく組み合わせに限らず印字データに応じて種々変化するものである。

0057

発熱素子群を構成する発熱素子の個数は、上記した8個や16個に限らず任意の個数とすることができるが、ビットの形式で表される印字データとの対応関係ハードあるいはソフトで構成する際に簡易性から2のべき乗の個数とすることが適当である。

0058

図2(b)は、発熱素子群2Aのみを同時駆動する場合の構成であり、一印字処理において同時駆動する発熱素子は前記で設定した所定数のみである。図2(c)は発熱素子群2Aと2Bとを同時駆動する場合の構成であり、一印字処理において同時駆動する発熱素子は前記で設定した所定数をそれぞれ加算した個数である。また、図2(d)は発熱素子群2A〜2Nを同時駆動する場合の構成であり、一印字処理において同時駆動する発熱素子は、ヘッドに設定される最大の同時駆動ドット数に相当する。

0059

図2(b)に示すように同時駆動される発熱素子の個数が少なく設定されている場合には、回路内部抵抗6による電圧降下は小さく、図2(d)に示すように同時駆動される発熱素子の個数が多く設定されている場合には回路内部抵抗6による電圧降下は大きくなる。

0060

図3は、同時駆動するドット数を段階的に増加させた場合の印字領域を模式的に表している。なお、ここでは、初期値として8ドット(N=8)とし、次に16ドット(N=16)とし、その後順に24ドット(N=24)、32ドット(N=32)、48ドット(N=48)とする例を示している。

0061

このドット数の設定では、ライン21aについては8ドット分の印字が行われる領域22Aを単位として印字処理され、ライン21b,21cについては16ドット分の印字が行われる領域22Bを単位として印字処理され、ライン21d,21e,21fについては24ドット分の印字が行われる領域22Cを単位として印字処理され、以下同様にして同時駆動されるドット数を段階的に増加させていく。

0062

次に、同時駆動するドット数の切り替えを、同時駆動の累積回数が設定回数となることで行う第1の態様、同時駆動の経過時間が設定時間となることで行う第2の態様、電源の平均電圧が設定電圧以下となることで行う第3の態様の各態様で行う例について説明する。

0063

以下、同時駆動するドット数の切り替えについて、第1の態様について図4図15を用いて説明し、第2の態様について図16,17を用いて説明し、第3の態様について図18,19を用いて説明する。なお、第1の態様では、ドット数の切り替えをラインの途中で行う例と、ラインの先頭から行う例についても説明する。

0064

図4,5は、本発明のサーマルプリンタによる動作を説明するフローチャート、及びタイミング図であり、同時駆動の累積回数が設定回数となることを切り替え条件として、同時駆動するドット数の切り替えを行う第1の態様の動作を説明する。

0065

図4のフローチャートにおいて、xは同時駆動するドット数を段階的に増加させるための係数を定める計数値であり、nはドット数の増加分であり、Nは同時駆動されるドット数であり、Nmは同時駆動される最大のドット数であり、tは設定したドット数による印字の繰り返し回数を計数する計数値であり、tmは設定したドット数によって印字する繰り返し回数である。また、Vbは電源電圧の検出電圧であり、Vaは平均電圧である。

0066

印字開始が指令されると、加算カウンタの計数値xに“0”をセットする(S1)。この計数値xは、同時駆動するドット数を段階的に増加させるための係数を計数するためのものであり、この係数値xを逐次増加させることによって、同時駆動するドット数Nを増加させて設定する(S2)。同時駆動するドット数Nは、係数値xにドット数の増加分nを乗じる演算N=n・xによって設定することができる。ドット数の増加分nは、例えば、8ドットや16ドット等の2のべき乗で定まる値により設定することができる。ドット数の増加分nとして8ドットを設定した場合には、同時駆動するドット数Nは、x=1の場合には8ドットが設定され、工程S2でx=2(=1+1)とすることで16ドットが設定され、x=3(=2+1)とすることで24ドットが設定される(S3)。

0067

次に、Nドットの印字の繰り返し回数tmを設定する。繰り返し回数tmは、S3の工程で設定した同時駆動のドット数N毎に異なる回数を設定することも、あるいは、共通の回数を設定することもできる(S4)。加算カウンタの計数値tに“0”をセットする(S5)。この計数値tは、S3の工程で設定したドット数Nによる印字の繰り返し回数を計数するための計数値であり(S5)、この計数値tを逐次増加させることによって、印字回数を計数する(S6)。

0068

計数値tを予め設定しておいた繰り返し回数tmとを比較することによって、印字回数が設定した回数分繰り返したかを判定する(S7)。

0069

S7の工程において、計数値tが繰り返し回数tmを越えた場合には、S3で設定した同時駆動ドット数Nによる印字が設定した繰り返し回数tm行われたため、S2に戻って加算カウンタの計数値xに“1”を加算して、S3の工程で次に同時駆動するドット数Nを増加させて設定する。

0070

同様に、S2〜S7の工程を繰り返すことよって、同時駆動するドット数Nを段階的に増加させることができる。なお、このフローチャートでは示していないが、最大同時駆動ドット数が設定されている場合には、S3の工程において最大同時駆動ドット数に達した時点でこの最大同時駆動ドット数に固定する。

0071

S7の工程において、計数値tが繰り返し回数tmに達していない場合には、以下のS100の工程で平均電圧による同時駆動ドット数の制限処理を行った後、平均電圧による通電制御でNドット分を同時駆動して印字を行う(S8)。

0072

この同時駆動ドット数の制限処理(S100)は、直流電源の電圧を検出し検出電圧Vbを所定のサンプリング間隔で取得し(S101)、既に取得しておいた所定回数分サンプリング検出電圧Vbと共に平均電圧Vaを算出する(S102)。

0073

この平均電圧Vaに対して予め最大同時駆動ドット数Nmを読み出し(S103)、その読み出した最大同時駆動ドット数NmとS3の工程で設定した同時駆動ドット数Nとを比較する。この比較において、同時駆動ドット数Nが最大同時駆動ドット数Nmを越える場合には、N=Nmとして、同時駆動ドット数Nを最大同時駆動ドット数Nmに下げて制限する(S105)。また、S104の工程の比較において、同時駆動ドット数Nが最大同時駆動ドット数Nmを越えていない場合には、S3の工程で設定した同時駆動ドット数Nをそのまま用いて、S8の工程によりNドット分を同時駆動して印字を行う。

0074

S8の同時印字を行った後、次の印字データが入力されない状態が所定時間継続したかを判定する。印字データが入力されない状態が所定時間継続している間、平均電圧を測定するサンプリングは中断されることなく継続されて行われる。印字が行われない場合には、電源の電圧降下は発生しないため、サンプリングで検出される電圧は高い電圧となり、平均電圧も高くなり、初期状態と同様の状態の戻ることになる。そこで、サンプリングによる平均電圧が高く初期状態となる程度の所定時間が、印字が行われることなく継続した場合には、最初のS1の工程に戻り、はじめからの工程を繰り返す(S9)。

0075

所定時間内において、印字が終了していない場合には、S6の工程に戻って、加算カウンタの計数値tに“1”を加算して印字回数を増加させる(S6)。

0076

図5のタイミング図において、図5(a)は電源電圧の検出サンプリングを示し、図5(b)はヘッドの通電タイミングを示し、図5(c)はヘッドの通電時間を示し、図5(d)は電池電圧を示し、図5(e)は電池電圧の平均電圧を示している。

0077

初期状態のサンプリング時刻においては(図中のA参照)、電池電圧は高い状態にあるため(図中のB参照)、平均電圧も高い電圧を示すことになる(図中のC参照)。この状態でヘッドに通電を開始すると(図中のD参照)、初期状態では同時駆動するドット数は小さく設定されている(例えば、16ドット)ため、電池電圧の電圧降下は小さく(図中のE参照)、平均電圧との電圧差は小さく抑えることができる(図中のF参照)。

0078

同時駆動するドット数を小さくした状態で印字を複数回繰り返した後(図では16ドットによる同時印字を4回)、同時駆動するドット数を増加させる。図中のGは同時駆動するドット数を24ドットに増加させて場合を示し、図中のH,Iは同時駆動するドット数を48ドット、64ドットに増加させて場合を示している。同時駆動するドット数を増加させることによって、電源電圧の電圧降下は大きくなるが、平均電圧も同様に低下するため、電圧差は大きくならず、電圧差による印字の濃度斑は軽減される。

0079

図6は本発明のサーマルプリンタの概略構成を説明するためのブロック図である。図6において、

0080

サーマルプリンタは、CPU100に、ROM101,RAM102,表示装置103,入力装置104,電源105,電圧検出部106,温度検出部107,モーター制御部108、サーマルヘッド109を接続して構成される。

0081

CPU100は、ROM101内に格納されるオペレーティングシステムや各種アプリケーションソフトに従ってサーマルプリンタ全体の動作を制御する。また、ROM101には、データベース文字フォントを格納することができる。RAM102は、演算中の一次データを格納する他、他の機器から送信されたプログラムやデータを格納することができる。

0082

表示装置103や入力装置104は入出力周辺デバイスであり、表示装置103は液晶やCRTプラズマ表示装置等の任意の表示デバイスを用いることができ、入力装置104はキーボードポインティングデバイス等により文字列データや各種コマンドを入力する。

0083

サーマルヘッド109は、複数の発熱素子をライン状に配列してラインプリンタを構成する。CPU100の制御は、同時駆動ドット数に従ってサーマルヘッド109の発熱素子に対する通電を時分割制御する。

0084

電源105は二次電池であり、電圧検出部106はサーマルプリンタに供給する電圧を検出し、検出した電圧から平均電圧を算出し、平均電圧に基づいて通電制御を行う他、同時駆動するドット数の設定を行う。

0085

また、温度検出部107はヘッドの温度を検出する。CPU100は、電源105の平均電圧に基づく通電時間の制御に加えて、ヘッドの温度に基づく通電時間の制御を行うことができる。

0086

図7は、同時駆動するドット数を段階的に増加させる状態を説明するための概略図である。図7に示す印字状態20において、印字開始時には初期値として設定した同時駆動ドット数(N=8ドット)による所定回数(図では8回)の印字処理の結果を印字領域22A(22A-1〜22A-8)で示し、この同時駆動ドット数(N=8ドット)による所定回数分の印字処理が終了した後は、同時駆動ドット数を増加して(N=16ドット)として所定回数(図では8回)印字処理を行う。図中の領域22B(22B-1〜22B-8)はこの印字処理による印字領域を示している。以下、同様にして、同時駆動ドット数を最大同時駆動ドット数まで段階的に増加させていく。

0087

第1の態様では、同時駆動ドット数の切り替えは、その同時駆動ドット数による印字処理の回数を切り替え条件として行うため、同時駆動ドット数の切り替えとヘッドの1ライン上のドット位置とは必ずしも一致せず、印字位置がライン上の途中位置において同時駆動ドット数の切り替え条件が満たされる場合が生じる。

0088

本発明のサーマルプリンタは、印字位置がライン上の途中位置にあるときに、同時駆動ドット数の切り換え条件が満たされたときの印字処理として、ライン上の途中位置から同時駆動ドット数の切り換えを行う処理と、切り換え条件が満たされたときのラインの次のラインの先頭位置から同時駆動ドット数の切り換えを行う処理を行うことができる。

0089

以下、図8図11を用いてライン上の途中位置から同時駆動ドット数の切り換えを行う処理を説明し、図12図15を用いてラインの先頭位置から同時駆動ドット数の切り換えを行う処理を説明する。

0090

はじめに、ライン上の途中位置から同時駆動ドット数の切り換えを行う処理の態様について説明する。

0091

図8のフローチャートにおいて、x,n,N,Nm,t,tm,Vb,Vaの各符号は図4のフローチャートと同様であり、DLは1ライン中に含まれる印字ドット数を表し、Dは1ライン中で印字中の残りの印字ドット数を表している。なお、図4のフローチャートと共通する動作については同じ(S)の符号を付して説明している。

0092

前記図4のフローチャート中のS1〜S7の工程に従ってNドット分について発熱素子を同時駆動する設定を行った後、印字処理により入力データを解析し、得られた印字データから1ライン分のデータを取り込む(S11)。取り込んだ1ライン中に含まれるドット数DLを求める。このドット数DLは、例えば、1ラインが備える全ドットを印字する場合には1ラインに配置された発熱素子の個数と同数となり、そのラインで印字を行わない場合には“0”となる(S12)。

0093

1ライン中において、印字が完了していない残りのドット数をDとし、そのラインの印字開始時においては、S2で求めたドット数DLの全てが未印字であるため、D=DLとする(S13)。

0094

この後、前記図4のフローチャート中のS100,S8の工程に従ってNドット分について発熱素子を同時駆動して同時印字する。この同時印字により、1ライン中で印字すべきドット数DはNドット分だけ減少し、“D−N”となる(S14)。

0095

S14の工程で算出したドット数Dの正負を判定する(S15)。S15の判定において、ドット数Dが正である場合には、そのライン中で印字すべきドットが残っているため、S9の工程で所定時間経過して平均電圧が高くなっておらず、また、S10の工程で印字が終了していない場合には、S6にもどって同時駆動の回数を加算し、S8の工程でNドットの同時印字を行う。

0096

また、S15の判定において、ドット数Dが負又は“0”である場合には、そのラインにおける印字は完了して印字すべきドットが残っていないため、S11の工程に戻って、次のラインのデータを取り込み、同様の処理を繰り返す。

0097

図9図11は、ライン上の途中位置から同時駆動ドット数の切り換えを行う処理での、ライン中の印字領域の概略を示し、同時印字を8回繰り返した時点で、同時駆動するドット数を増加する例を示している。

0098

図9(a)はライン21aについて印字処理前の状態を示している。ここでは、ライン21aの1ライン中に印字可能なドット数をDLとしている。

0099

設定された同時駆動のドット数N1において、最初に行う同時印字(t=1)の印字処理によってN1ドット分の印字を行うことで、領域22A-1の印字が完了する。なお、この領域22A-1に含まれるドット数は、印字を行うN1のドット数と印字を行わないドット数との和であり、この領域のドット数は印字データに応じて異なることになる(図9(b))。

0100

この印字によって、ライン21aには、“DL−N1”のドット数の未印字部分が残ることになる。次の同時印字(t=2)の印字処理によってN1ドット分の印字を行うことで、領域22A-2の印字が完了する。この領域22A-2においても、領域のドット数は印字データに応じて異なることになる(図9(c))。この印字によって、ライン21aには、“DL−2・N1”のドット数の未印字部分が残る(図9(d))。

0101

図9(f)は、上記した同時印字を繰り返した後、同時印字(t=5)の印字処理を行う。このとき、残っている領域のドット数“DL−4・N1”が設定した同時駆動ドット数N1よりも小さい場合を示している。ドット数“DL−4・N1”は同時駆動ドット数N1よりも小さいが、ライン21aの端部部分のデータはこの残りのドット数“DL−4・N1”内に印字される。

0102

図10(a)は、ライン21aの印字が終了した後、次のライン21bのデータを取得した状態を示している。ライン21bの1ライン中に印字可能なドット数もDLとしている。
設定された同時駆動のドット数N1において、同時印字(t=6)の印字処理によってN1ドット分の印字を行うことで、領域22A-6の印字が完了する(図10(b))。

0103

この印字によって、ライン21bには、“DL−N1”のドット数の未印字部分が残ることになる。次の同時印字(t=7)の印字処理によってN1ドット分の印字を行うことで、領域22A-7の印字が完了する(図10(c))。この印字によって、ライン21bには、“DL−2・N1”のドット数の未印字部分が残る。

0104

次の同時印字(t=8)の印字処理によってN1ドット分の印字を行うことで、領域22A-8の印字が完了する。この印字処理によって、予め設定した繰り返し回数(ここでは8回)に達しため、同時駆動するドット数をN1からN2に切り替える。この同時駆動するドット数の切り替えは、ライン21bの途中である。この態様では、ライン21bの途中から同時駆動するドット数の切り替えを行い、切り替えたドット数N2によって同時印字を開始する。図10(f)は、ライン21bの途中から、同時駆動のドット数N2による同時印字(t=1)を開始する状態を示し、同時印字(t=1)の印字処理によってN2ドット分の印字を行うことで、領域22B-1の印字を行う。

0105

図11(a)は、ライン21bの印字が終了した後、次のライン21cのデータを取得した状態を示している。ライン21cの1ライン中に印字可能なドット数もDLとしている。

0106

切り替えた同時駆動のドット数N2において、同時印字(t=2)の印字処理によってN2ドット分の印字を行うことで、領域22B-2の印字が完了する(図11(b))。

0107

この印字によって、ライン21bには、“DL−N2”のドット数の未印字部分が残ることになる(図11(c))。

0108

以下、同様に印字処理を繰り返し、同時駆動のドット数N2による同時印字の回数が設定した回数(ここでは8回としている)に達した時点で、同時駆動のドット数をN2からN3に増加させ、この同時駆動ドット数N3によって同様の印字処理を繰り返す(図11(d))。

0109

次に、ラインの先頭位置から同時駆動ドット数の切り替えを行う処理の態様について、図12図15を用いて説明する。

0110

図12のフローチャートにおいて、x,n,N,Nm,t,tm,Vb,Va,DL,Dの各符号は図8のフローチャートと同様である。なお、図4及び図8のフローチャートと共通する動作については同じ(S)の符号を付して説明している。

0111

この切り替えの処理態様は、図8のフローチャートで示した処理態様とほぼ同様であり、S7の工程において、同時印字の繰り返し回数tが設定回数tmを越えたときの処理において相違している。以下、相違する処理についてのみ説明し、図8のフローチャートと共通する工程については説明を省略する。

0112

S7の工程において、同時印字の繰り返し回数tが設定回数tmを越えた場合には、そのラインについては、現状の同時駆動のドット数によって同時印字を行った後、S2の工程に戻る(S21)。

0113

図13図15は、ライン上の先頭位置から同時駆動ドット数の切り換えを行う処理での、ライン中の印字領域の概略を示し、同時印字を8回繰り返した時点で、同時駆動するドット数を増加する例を示している。なお、図13は前記した図9と同様である。

0114

図13(a)はライン21aについて印字処理前の状態を示している。ここでは、ライン21aの1ライン中に印字可能なドット数をDLとしている。

0115

設定された同時駆動のドット数N1において、最初に行う同時印字(t=1)の印字処理によってN1ドット数の印字を行うことで、領域22A-1の印字が完了する。なお、この領域22A-1に含まれるドット数は、印字を行うN1のドット数と印字を行わないドット数との和であり、この領域のドット数は印字データに応じて異なることになる(図13(b))。

0116

この印字によって、ライン21aには、“DL−N1”のドット数の未印字部分が残ることになる。次の同時印字(t=2)の印字処理によってN1ドット分の印字を行うことで、領域22A-2の印字が完了する。この領域22A-2においても、領域のドット数は印字データに応じて異なることになる(図13(c))。この印字によって、ライン21aには、“DL−2・N1”のドット数の未印字部分が残る(図13(d))。

0117

図13(f)は、上記した同時印字を繰り返した後、同時印字(t=5)の印字処理を行う。このとき、残っている領域のドット数“DL−4・N1”が設定した同時駆動ドット数N1よりも小さい場合を示している。ドット数“DL−4・N1”は同時駆動ドット数N1よりも小さいが、ライン21aの端部部分のデータはこの残りのドット数“DL−4・N1”内に印字される。

0118

図14(a)は、ライン21aの印字が終了した後、次のライン21bのデータを取得した状態を示している。ライン21bの1ライン中に印字可能なドット数もDLとしている。

0119

設定された同時駆動のドット数N1において、同時印字(t=6)の印字処理によってN1ドット分の印字を行うことで、領域22A-6の印字が完了する(図14(b))。

0120

この印字によって、ライン21bには、“DL−N1”のドット数の未印字部分が残ることになる。次の同時印字(t=7)の印字処理によってN1ドット分の印字を行うことで、領域22A-7の印字が完了する(図14(c))。この印字によって、ライン21bには、“DL−2・N1”のドット数の未印字部分が残る。

0121

次の同時印字(t=8)の印字処理によってN1ドット分の印字を行うことで、領域22A-8の印字が完了する。この印字処理によって、予め設定した繰り返し回数(ここでは8回)に達しため、同時駆動するドット数をN1からN2に切り替える。この同時駆動するドット数の切り替えは、ライン21bの途中である。この態様では、ライン21bの途中では同時駆動するドット数の切り替えを行わず、次にラインの先頭位置から切り替えたドット数N2によって同時印字を開始する。図14(f)は、ライン21bでは、前の同時駆動ドット数による同時駆印字の回数が設定回数に達した場合であっても、ドット数を増加させずに、N1のドット数によって、領域22A-9の同時印字の印字処理を行う。

0122

図15(a)は、ライン21bの印字が終了した後、次のライン21cのデータを取得した状態を示している。ライン21cの1ライン中に印字可能なドット数もDLとしている。

0123

ライン21cにおいて、同時駆動のドット数をN1からN2に切り替え、切り替えた同時駆動のドット数N2において、同時印字(t=1)の印字処理によってN2ドット数の印字を行うことで、領域22B-1の印字が完了する(図15(b))。

0124

この印字によって、ライン21bには、“DL−N2”のドット数の未印字部分が残ることになる(図15(c))。

0125

以下、同様に印字処理を繰り返し、同時駆動のドット数N2による同時印字の回数が設定した回数(ここでは8回としている)に達した後、そのライン21eの残りの部分はドット数N2で同時印字の印字処理を行い(領域22B-9)、次のラインの先頭から同時駆動のドット数をN2からN3に増加させ、この同時駆動ドット数N3によって同様の印字処理を繰り返す(図15(d))。

0126

次に、同時駆動の経過時間が設定時間となることを切り替え条件として、同時駆動するドット数の切り替えを行う第2の態様の動作を説明する。図16,17は、第2の態様の動作を説明するフローチャート、及びタイミング図である。

0127

図16のフローチャートは、前記した図4のフローチャートとほぼ同様であり、図4のフローチャート中のS4〜S7の工程のみが相違し、その他の工程は同様である。そこで、以下では相違する工程のみ説明し、共通する工程については説明を省略する。

0128

なお、図16のフローチャートのS31〜S33は図4のフローチャートのS1〜S3に対応し、図16のフローチャートのS100,S38〜S40は図4のフローチャートのS100,S8〜S10に対応している。

0129

この第2の態様では、S33〜S37の工程によって同時駆動の経過時間が設定時間となったときに同時駆動のドット数を増加させ処理を行う。

0130

S33において同時駆動ドット数Nを設定した後、その同時駆動ドット数Nによる同時印字を繰り返すための繰り返し時間Tmを設定する(S34)。

0131

経過時間を計時するためのタイマリセットして経過時間Tを“0”とし(S35)、計時を開始する(S36)。このタイマの計時を監視して、S34で設定した繰り返し時間Tmを越えたか否かを判定する(S37)。

0132

経過時間Tが繰り返し時間Tmを越えるまでの間は、前記したと同様にS100〜S40によって同時印字の印字処理を行う。その後、経過時間Tが繰り返し時間Tmを越えた場合には、S32に戻って同時駆動のドット数を増加させ、そのドット数で同様の処理を繰り返す。

0133

図17のタイミング図において、図17(a)は電源電圧の検出サンプリングを示し、図17(b)はヘッドの通電タイミングを示し、図17(c)はヘッドの通電時間を示し、図17(d)は電池電圧を示し、図17(e)は電池電圧の平均電圧を示している。

0134

初期状態のサンプリング時刻においては(図中のA参照)、電池電圧は高い状態にあるため(図中のB参照)、平均電圧も高い電圧を示すことになる(図中のC参照)。この状態でヘッドに通電を開始すると(図中のD参照)、初期状態では同時駆動するドット数は小さく設定されている(例えば、16ドット)ため、電池電圧の電圧降下は小さく(図中のE参照)、平均電圧との電圧差は小さく抑えることができる(図中のF参照)。ここまでの動作は、前記した図5と同様である。

0135

同時駆動するドット数を小さくした状態で印字を繰り返し、設定した時間(ここではT1,T2,T3,…)経過した後、同時駆動するドット数を増加させる。図中のGは同時駆動するドット数を24ドットに増加させて場合を示し、図中のH,Iは同時駆動するドット数を48ドット、64ドットに増加させて場合を示している。同時駆動するドット数を増加させることによって、電源電圧の電圧降下は大きくなるが、平均電圧も低下する同様に低下するため、電圧差は大きくならず、電圧差による印字の濃度斑は軽減される。

0136

次に、電源の平均電圧が設定電圧以下となることを切り替え条件として、同時駆動するドット数の切り替えを行う第3の態様の動作を説明する。図18,19は、第3の態様の動作を説明するフローチャート、及びタイミング図である。

0137

図18のフローチャートは、前記した図4のフローチャートとほぼ同様であり、図4のフローチャート中のS4〜S7の工程のみが相違し、その他の工程は同様である。そこで、以下では相違する工程のみ説明し、共通する工程については説明を省略する。

0138

なお、図18のフローチャートのS51〜S53は図4のフローチャートのS1〜S3に対応し、図18のフローチャートのS100,S58〜S60は図4のフローチャートのS100,S8〜S10に対応している。

0139

この第3の態様では、S53〜S57の工程によって電源の平均電圧が設定電圧以下となったときに同時駆動のドット数を増加させ処理を行う。

0140

S53において同時駆動ドット数Nを設定した後、その同時駆動ドット数Nによる同時印字を繰り返す期間を定める切り替え比較電圧Vmを設定する(S54)。

0141

所定のサンプリング時間で電源電圧Vbを検出し(S55)、過去のサンプリングで検出した複数の電源電圧と共に平均電圧Vaを算出する(S56)。算出した平均電圧VaとS54の工程で設定した比較電圧Vmとを比較し、平均電圧Vaが比較電圧Vmを下回ったか否かを判定する(S57)。

0142

通常、印字を開始した初期状態では、平均電圧Vaは電圧降下による影響を受けていないため高い電圧であり、比較電圧Vmよりも高い。平均電圧Vaが比較電圧Vmよりも高い間は、前記したと同様にS100〜S60によって同時印字の印字処理を行う。その後、平均電圧Vaが降下して、比較電圧Vmを下回った場合には、S52に戻って同時駆動のドット数を増加させ、そのドット数で同様の処理を繰り返す。

0143

図19のタイミング図において、図19(a)は電源電圧の検出サンプリングを示し、図19(b)はヘッドの通電タイミングを示し、図19(c)はヘッドの通電時間を示し、図19(d)は電池電圧を示し、図19(e)は電池電圧の平均電圧を示している。

0144

初期状態のサンプリング時刻においては(図中のA参照)、電池電圧は高い状態にあるため(図中のB参照)、平均電圧も高い電圧を示すことになる(図中のC参照)。この状態でヘッドに通電を開始すると(図中のD参照)、初期状態では同時駆動するドット数は小さく設定されている(例えば、16ドット)ため、電池電圧の電圧降下は小さく(図中のE参照)、平均電圧との電圧差は小さく抑えることができる(図中のF参照)。ここまでの動作は、前記した図5と同様である。

0145

同時駆動するドット数を小さくした状態で印字を繰り返す間に平均電圧Vaは低下する。平均電圧Vaが低下して、設定した比較電圧Vm1を下回った時点(図中のG参照)で、同時駆動ドット数を16ドットから24ドットに切り替える(図中のH参照)。なお、ここでは、同時駆動ドット数を16ドットから24ドットへ切り替えて設定するための比較電圧VmとしてVm1が設定されているものとする。その後は、同時駆動するドット数を24ドットで同時印字を行う。

0146

同時駆動するドット数を24ドットで同時印字を繰り返す間に平均電圧Vaはさらに低下する。平均電圧Vaが低下して、設定した比較電圧Vm2を下回った時点(図中のI参照)で、同時駆動ドット数を24ドットから32ドットに切り替える(図中のJ参照)。なお、ここでは、同時駆動ドット数を24ドットから32ドットへ切り替えて設定するための比較電圧VmとしてVm2が設定されているものとする。その後は、同時駆動するドット数を32ドットで同時印字を行う。

0147

その後、同時駆動するドット数を32ドットで同時印字し、そのときの平均電圧Vaと設定した比較電圧Vm3との比較(図中のK参照)によって、同時駆動ドット数を32ドットから40ドットに増加し(図中のL参照)、次に、同時駆動するドット数を40ドットで同時印字し、そのときの平均電圧Vaと設定した比較電圧Vm4との比較(図中のM参照)によって、同時駆動ドット数を40ドットから48ドットに増加し(図中のN参照)するといったように、同時駆動ドット数を段階的に増加させていく。

0148

同時駆動するドット数を増加させることによって、電源電圧の電圧降下は大きくなるが、平均電圧も低下する同様に低下するため、電圧差は大きくならず、電圧差による印字の濃度斑は軽減される。

0149

本発明のサーマルプリンタは、携帯型情報端末等の小型電子機器に適用することができる。

図面の簡単な説明

0150

本発明のサーマルプリンタの概略機能を説明するための図である。
本発明の同時駆動ドット数設定手段による動作を設定するためのサーマルヘッドの回路構成を示す図である。
本発明の同時駆動ドット数を段階的に増加したときの印字領域を示す図である。
本発明のサーマルプリンタによる同時駆動するドット数の切り替えの第1の動作態様を説明するためのフローチャートである。
本発明のサーマルプリンタによる同時駆動するドット数の切り替えの第1の動作態様を説明するためのタイミング図である。
本発明のサーマルプリンタの概略構成を説明するためのブロック図である。
本発明の同時駆動するドット数を段階的に増加させる状態を説明するための概略図である。
本発明のサーマルプリンタにおいてライン上の途中位置から同時駆動ドット数の切り換えを行う処理を説明ためのフローチャートである。
本発明のサーマルプリンタにおいてライン上の途中位置から同時駆動ドット数の切り換えを行う処理でのライン中の印字領域の概略を示す図である。
本発明のサーマルプリンタにおいてライン上の途中位置から同時駆動ドット数の切り換えを行う処理でのライン中の印字領域の概略を示す図である。
本発明のサーマルプリンタにおいてライン上の途中位置から同時駆動ドット数の切り換えを行う処理でのライン中の印字領域の概略を示す図である。
本発明のサーマルプリンタにおいてラインの先頭位置から同時駆動ドット数の切り替えを行う処理の態様を説明するためのフローチャートである。
本発明のサーマルプリンタにおいてラインの先頭位置から同時駆動ドット数の切り替えを行う処理でのライン中の印字領域の概略を示す図である。
本発明のサーマルプリンタにおいてラインの先頭位置から同時駆動ドット数の切り替えを行う処理でのライン中の印字領域の概略を示す図である。
本発明のサーマルプリンタにおいてラインの先頭位置から同時駆動ドット数の切り替えを行う処理でのライン中の印字領域の概略を示す図である。
本発明のサーマルプリンタによる同時駆動するドット数の切り替えの第2の動作態様を説明するためのフローチャートである。
本発明のサーマルプリンタによる同時駆動するドット数の切り替えの第2の動作態様を説明するためのタイミング図である。
本発明のサーマルプリンタによる同時駆動するドット数の切り替えの第3の動作態様を説明するためのフローチャートである。
本発明のサーマルプリンタによる同時駆動するドット数の切り替えの第3の動作態様を説明するためのタイミング図である。
平均電圧による通電制御において、同時駆動ドット数を説明するための図である。
平均電圧による通電制御において、電圧状態を説明するためのタイミング図である。

符号の説明

0151

1サーマルプリンタ
2発熱素子
2a抵抗
2b切替手段
2A〜2N発熱素子群
3ドット
4印字制御手段
4aパルス幅制御手段
4b同時駆動ドット選択手段
4c印字データ解析手段
5直流電源
6回路内部抵抗
11電源電圧検出手段
12平均電圧算出手段
13同時駆動ドット数設定手段
13a 比較手段
14設定値記憶手段
15計数手段
16 計時手段
20印字状態
21a〜21oライン
22,22A〜22E印字領域
23残り領域
100 CPU
101 ROM
102 RAM
103表示装置
104入力装置
105電池
106電圧検出部
107温度検出部
108モーター制御部

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