JP2003159832A - サーマルヘッドの制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、上記のような問題に着目してなさ
れたものであって、サーマルヘッドの抵抗値にバラツキ
があっても、印字装置におけるサーマルヘッドの取付け
時あるいは交換時、サーマルヘッドのランク設定、濃度
調整を容易とするサーマルヘッドの制御方法を提供する
ことを課題とする。 【解決手段】 電圧Ｖが供給されることにより発熱する
複数の発熱体と、発熱体が発熱するときの標準の印加エ
ネルギー値ＪＳを記憶する標準印加エネルギー値記憶手
段と、複数の発熱体の各々に微小な電流ＩＮを流す電流
供給手段と、電流供給手段による個々の発熱体への電流
供給によって発熱体にて発生する電圧値ＶＮを読取って
記憶する電圧値記憶手段と、電流値ＩＮ及び電圧値ＶＮ
から発熱体の抵抗値Ｒを算出する抵抗値算出手段と、電
圧値記憶手段に記憶された電圧値ＶＮ及び電流値ＩＮよ
り標準の印加エネルギー値ＪＳに到達する時間ｔ２を算
出する時間算出手段と、時間算出手段により算出された
所定時間ｔ２発熱体に電流を通電する通電時間監視手段
と、から成ることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、ラベルプリンタ等
の印字装置において使用されるサーマルヘッドの制御方
法に関し、特に、発熱体において発生する印加エネルギ
ーに着目し、所定の印加エネルギー値に制御するサーマ
ルヘッドの制御方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】サーマルヘッドは、電流を通すことによ
って発熱する微細な発熱体の集合を有している。この発
熱によりラベルプリンタ等の印字装置に装着された感熱
紙を変色させたり、リボンに塗布されているインクを転
写させたりして印字を行う。 【０００３】ところで、このようなサーマルヘッドはヘ
ッドメーカーの出荷段階で測定がなされ、電流値あるい
は抵抗値などの測定結果、及び測定結果に基づくランク
分けなどを記入したリストをユーザーに提供するように
なっている。これは、同じ種類（機種）のサーマルヘッ
ドであっても、製造ロットにより抵抗値などが仕様内で
あってもある範囲に固まる傾向があるため、カタログや
仕様書（以下、仕様書等と称す）に表示した「標準値」
に補正するような作業を行う。前記ランク分けは、例え
ば、抵抗値８００Ωの標準仕様に対し、７５０〜７９０
ΩはＡランク、７９１〜８２０ΩはＢランク、８２１〜
８５０ΩはＣランクといった、標準値８００Ωをセンタ
ーとしたバラツキの分布を示すものであり、前記電流
値、抵抗値、あるいは、ランク分けをヘッドメーカーか
ら受け取ったユーザーでは、仕様書等に表示された「標
準値」に対し、ランク分けに基づく段階的な差異を加味
した上で印字装置のハードウエアの設定を行うようにし
ている。即ち、サーマルヘッドの抵抗値などのバラツキ
による印字濃度のバラツキを抑えるため、前記標準値と
バラツキの差異を僅差にすべく補正値を設定するように
なっている。 【０００４】しかしながら、サーマルヘッドを用いた印
字装置にあっては、ディップスイッチなどを用いて制御
ボードに補正値を設定するなど、作業が面倒であった。
また、発熱体を流れる電流の微細な違いが印字濃度（印
字文字の濃淡）に影響を与えるため、個別のサーマルヘ
ッドに合わせた調整が必要であり、所望の印字品質（印
字濃度）を得るため電流値を調整したり、あるいは、用
紙の搬送速度を調整するような作業が行われていた。更
に、不良によりサーマルヘッドを交換したような場合は
都度、調整を行い、特に、使用前の状態に近い印字濃度
に調整・設定する必要があった。この調整・設定作業
は、該当サーマルヘッドが搭載された印字装置を駆動し
用紙に印字しながら行うものであり、専門性を有する技
術者が必要となるばかりか、技術者であっても調整に手
間が掛かるという問題点があった。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な問題に着目してなされたものであって、サーマルヘッ
ドの抵抗値にバラツキがあっても、印字装置におけるサ
ーマルヘッドの取付け時あるいは交換時、サーマルヘッ
ドのランク設定、濃度調整を容易とするサーマルヘッド
の制御方法を提供することを課題とする。 【０００６】 【課題を解決するための手段】すなわち本発明に係るサ
ーマルヘッドの制御方法は、電圧が供給されることによ
り発熱する複数の発熱体からなるサーマルヘッドの制御
方法であって、電圧が供給されることにより発熱する複
数の発熱体と、上記発熱体が発熱するときの標準の印加
エネルギー値を記憶する標準印加エネルギー値記憶手段
と、上記複数の発熱体の各々に微小な電流を流す電流供
給手段と、上記電流供給手段による個々の発熱体への電
流供給によって発熱体にて発生する電圧値を読取って記
憶する電圧値記憶手段と、上記電流供給手段により供給
された電流の値及び発生した電圧値から発熱体の抵抗値
を算出する抵抗値算出手段と、上記電圧値記憶手段にて
記憶された上記電圧値及び電流値より上記標準の印加エ
ネルギー値に到達する時間を算出する時間算出手段と、
上記時間算出手段により算出された所定時間分前記発熱
体に電流を通電する通電時間監視手段と、から成ること
を特徴とする。 【０００７】 【発明の実施の形態】以下、図１ないし図５を参照し
て、本発明の好適な一実施の形態を説明する。図１は、
本発明のサーマルヘッドが搭載される印字装置としての
ラベルプリンタ２１の一実施の形態の構成例を示す図で
ある。同図に示すように、ラベルプリンタ２１は、各部
を制御する制御部１０と、ラベル１の搬送方向と直交す
る方向に１列に並べられた複数の発熱体を発熱させてラ
ベル１に印字を行うサーマルヘッド５と、制御部１０の
制御により駆動されるステッピングモータ（以下では、
適宜単にモータと記載する）７と、ベルト８を介して伝
達されるモータ７の回転力によって回転し、後述する供
給軸４にセットされたラベル連続体３を構成する台紙２
及び台紙２に剥離可能に貼付されたラベル１を搬送する
とともに、ラベル１をサーマルヘッド５に押圧するプラ
テンローラ６と、ラベル連続体３を回転自在に支持する
供給軸４と、所定の光を出射する発光部と、発光部から
出射された光を受光し、受光した光量に対応する電気信
号を出力する受光部とからなり、台紙２及びラベル１を
挟むように発光部と受光部を配し、ラベル１とギャップ
（ラベル１とラベル１の間の台紙のみの部分）を受光部
の受光量に基づいて検出する位置検出センサ（以下で
は、適宜単にセンサという）９とを備えている。 【０００８】図２は、図１の実施の形態の電気的な構成
例を示すブロック図である。同図に示すように、制御部
１０は、所定の制御プログラムを記憶するＲＯＭ（ｒｅ
ａｄｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）１２と、ＲＯＭ１２に記
憶されている制御プログラムに従って動作し、各部を制
御するＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ
ｕｎｉｔ）１１と、ＣＰＵ１１が動作する上で必要とな
る各種データや印字イメージを記憶するＲＡＭ（ｒａｎ
ｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）１３と、ステッピ
ングモータ７にパルス信号を供給し、ステッピングモー
タ７を回転させるモータ制御部１４と、ＣＰＵ１１か
ら、ＲＡＭ１３に記憶された印字イメージに基づいて供
給される印字すべき文字、図形、及びバーコードなどの
印字データに対応する制御信号を生成し、サーマルヘッ
ド５に供給し、印字動作を行わせる印字制御部１５と、
ＣＰＵ１１の制御下、センサ９の発光部を制御し、光を
出射させるとともに、受光部から出力される電気信号を
受け取り、ＣＰＵ１１に供給するセンサ制御部１６と、
各種データを入力するための入力部１８と、入力部１８
からの入力データや、各種情報を表示するためのモニタ
１９とを備えている。入力部１８より入力された入力デ
ータは、インタフェース２０を介してＣＰＵ１１に供給
され、モニタ１９に表示される各種情報に対応する表示
データは、インタフェース２０を介してＣＰＵ１１より
供給されるようになされている。また、外部インタフェ
ース１７を介して、外部に接続されたコンピュータ等の
機器との間でデータの送受信を行うことができるように
なされている。 【０００９】ＲＡＭ１３には、標準印加エネルギー値記
憶部２２や後述する個々の電圧値ＶＮ、抵抗値Ｒなどの
データが一時的に記憶される電圧値記憶部２３、抵抗値
記憶部２４、算出エネルギー値記憶部２５、通電時間記
憶部２６、発熱体数記憶部２７などが設けられている。 【００１０】前記標準印加エネルギー値記憶部２２に
は、この機種の「ラベルプリンタ」における印字ヘッド
の標準の印加エネルギー値ＪＳが入力されて記憶され
る。すなわち、ヘッドメーカーから提供された仕様書等
に表示された抵抗値や電流値などの「標準値」、及びラ
ベル１に印字した際の顧客の濃度の好み（濃い目か薄目
か）から算出された標準の印加エネルギー値ＪＳが記憶
されるようになっており、印加エネルギー値ＪＳは、ボ
ルトで表した物質の電気的な電圧値Ｖとアンペアで表し
た電流値Ｉとの積から算出される単位時間当りの発熱量
（以下、標準の単位時間当りのエネルギー値と称する）
ＥＳに、さらに、適正時間を掛けて得られた熱量であ
り、機種別、顧客別に予め標準の印加エネルギー値ＪＳ
として設定・記憶される。 【００１１】次に、図３に、サーマルヘッド５の等価回
路の一例を示す。サーマルヘッド５においては、抵抗値
で表されるＮ個の発熱体Ｒ１〜ＲＮが一ラインに並んで
いる。これらの発熱体Ｒ１〜ＲＮの第１の端子には電源
電圧Ｖが印加されており、第２の端子にはＮＡＮＤ型の
ゲート回路Ｇ１〜ＧＮの出力がそれぞれ接続されてい
る。ゲート回路Ｇ１〜ＧＮの一方の入力にはストローブ
信号ＳＴＲＯＢＥが供給され、他方の入力はラッチ回路
２７の出力に接続されている。ラッチ回路２７は、外部
からシリアルに入力される一ライン分の印字データＤＡ
ＴＡを一時的に格納する。各々のゲート回路は、対応す
る印字データとストローブ信号ＳＴＲＯＢＥとの論理積
を求めて、その結果を反映して出力する。例えば、Ｎ番
目の印字データがハイレベルでストローブ信号ＳＴＲＯ
ＢＥもハイレベルのときに、Ｎ番目のゲート回路ＧＮの
出力がローレベルとなり、電源電圧Ｖから発熱体ＲＮを
介してゲート回路ＧＮの出力に微細の一定電流ＩＮを流
すことにより発熱体ＲＮが発熱する。このときの電源電
圧Ｖと発熱体ＲＮに流れる一定電流ＩＮの値に基づき、
発熱体ＲＮの抵抗値Ｒ及び電圧ＶＮが次式より算出さ
れ、かつ、発熱体ＲＮの単位時間当たりのエネルギー値
ＥＮが以下の式で算出される。 【００１２】Ｒ＝Ｖ／ＩＮ ＶＮ＝ＩＮ×Ｒ ＥＮ＝ＶＮ×ＩＮ なお、エネルギー値ＥＮは、発熱体ＲＮの抵抗値Ｒと、
発熱体ＲＮに供給する一定電流ＩＮより、以下の式でも
算出できる。 ＥＮ＝ＩＮ×ＩＮ×Ｒ 【００１３】上記発熱体に対する微細な一定の電流の通
電による測定は、エネルギー値が印字品質（濃度）に与
える影響を考慮して印字する前に全ての発熱体Ｒ１〜Ｒ
Ｎに対して行われ、個々に測定・算出された電圧値やエ
ネルギー値はＲＡＭ１３に記憶される。すなわち、測定
されたＮ番目の電圧値ＶＮはＲＯＭ１３の電圧値記憶部
２３に、算出された抵抗値Ｒは抵抗値記憶部２４に、そ
して、電流値ＩＮ及び電圧値ＶＮより算出されたエネル
ギー値ＥＮは算出エネルギー値記憶部２５に各々記憶さ
れるようになっている。したがって、各記憶部２３〜２
５は、少なくとも発熱体の本数分記憶できるようになっ
ている。また、発熱体数記憶部２７には、発熱体Ｒ１〜
ＲＮの発熱体数を記憶する。なお、これら測定値に基づ
く算出や記憶部２３〜２５、２７への記憶処理は、ＣＰ
Ｕ１１を介して実行されるようになっている。 【００１４】次に、図４に基づき、発熱体への印加処理
につき説明する。図４は、単位時間当りのエネルギー値
Ｅ対、印加時間（ストローブ時間）Ｔとの関係を示す説
明図であり、図４（ａ）は標準の印加エネルギー値ＪＳ
を示し、また、図４（ｂ）は標準の印加エネルギー値Ｊ
Ｓに対する補正状態を示す図である。 【００１５】図４（ａ）は、標準の単位時間当りのエネ
ルギー値ＥＳと適正時間ｔ１との積により表された標準
の印加エネルギー値ＪＳを示す。 【００１６】また、図４（ｂ）は、標準の印加エネルギ
ー値ＪＳに対する補正の状態を示す図であり、交換など
により新たに取付けたサーマルヘッドの単位時間当りの
エネルギー値ＥＮと標準の単位時間当りのエネルギー値
ＥＳとに差が生じているので、標準の印加エネルギー値
ＪＳを得るために時間ｔ２の印加を実施する例を示して
おり、ＥＳ×ｔ１で表される標準の印加エネルギー値Ｊ
Ｓの面積と、ＥＮ×ｔ２で表される補正後の印加エネル
ギーＪＮの面積が同一であることを示している。すなわ
ち、標準の印加エネルギー値ＪＳを得るべく単位時間当
りの印加エネルギー値ＥＳ、ＥＮの差を時間の長短調整
によって補正するものであり、ｔ２＝ＪＳ／ＥＮで算出
される。 【００１７】次に、主に、図５のフローチャートを参照
して、サーマルヘッドの制御処理手順につき説明する。
なお、以下においては、一ライン分の制御処理手段につ
き説明する。 【００１８】ステップＳ１では、標準の印加エネルギー
値ＪＳを設定する。この印加エネルギー値ＪＳは、標準
の単位時間当りのエネルギー値ＥＳに顧客の濃度嗜好な
どを考慮した適正時間を掛けて得られた熱量であり、機
種別、顧客別に予め標準の印加エネルギー値ＪＳとして
設定され、ＲＡＭ１３の標準印加エネルギー値記憶部２
２に記憶される。 【００１９】ステップＳ２では、上記標準の印加エネル
ギー値ＪＳが設定・記憶されているか判定し、設定され
ている場合は次ステップ（ステップ３）に進む。また、
設定されていない場合はステップ１に戻り、標準の印加
エネルギー値ＪＳが設定・記憶されるまで待つ。 【００２０】ステップ３では、サーマルヘッド５の発熱
体の数Ｎをセットする。この発熱体の数Ｎは、ＲＡＭ１
３の発熱体数記憶部２７に記憶される。 【００２１】ステップ４では、Ｎ番目の発熱体ＲＮに微
細な一定の電流ＩＮを通電する。 【００２２】ステップ５では、前記通電によって得られ
るＮ番目の発熱体ＲＮのエネルギー値ＥＮを算出する。
即ち、発熱体ＲＮを介してゲート回路ＧＮの出力に流れ
る微小な一定電流値ＩＮと、この電流値ＩＮを発熱体Ｒ
Ｎに通電することにより起きる電圧ＶＮを測定してＲＡ
Ｍ１３の電圧値記憶部２３に記憶すると共に、抵抗値Ｒ
及び発熱体の単位時間当たりのエネルギー値ＥＮを以下
の式で算出する。 Ｒ＝Ｖ／ＩＮ ＶＮ＝ＩＮ×Ｒ ＥＮ＝ＶＮ×ＩＮ このとき発熱体の抵抗値Ｒは一本一本異なる場合が多い
が、Ｎ番目の発熱体ＲＮに通電する微小な一定の電流値
ＩＮ及びこの通電により得られる電圧値ＶＮからエネル
ギー値ＥＮの算出が可能となる。算出した抵抗値Ｒは抵
抗値記憶部２４に、エネルギー値ＥＮは算出エネルギー
値記憶部２５に、また、測定した電圧値ＶＮは電圧値記
憶部２３に、各々記憶される。 【００２３】ステップ６では、補正時間値ｔ２を算出す
る。補正時間値ｔ２は、標準印加エネルギー値記憶部２
２に記憶されている標準の印加エネルギー値ＪＳを単位
時間当たりのエネルギー値ＥＮで除した以下の式で計算
される。 ｔ２＝ＪＳ／ＥＮ 上式で算出された補正時間値ｔ２は、通電時間記憶部２
６に記憶される。 【００２４】ステップ７では、発熱体数Ｎより１減算す
る。 【００２５】ステップ８では、全ての発熱体Ｒ１〜ＲＮ
に対して通電及び補正時間ｔ２の算出・記憶が完了した
か否かを判定する。まだ完了していない場合は、ステッ
プ４に戻って、ステップ４からステップ８の発熱体に対
する通電・算出・記憶を繰り返す。また、完了した場合
は、ステップ９に進む。 【００２６】ステップ９では、一ラインの発熱体Ｒ１〜
ＲＮのうち、印字すべきデータが存在する発熱体に対し
一斉に印加をはじめ、各々の発熱体Ｒ１〜ＲＮに対応し
て算出された補正時間値ｔ２分印加する。この補正時間
ｔ２の通電監視は、ＣＰＵ１１を介して行われる。この
ように個々の発熱体の抵抗値が異なっても、個々の発熱
体に通電する微小な一定の電流と、通電により測定され
る電圧値ＶＮ、並びに抵抗値Ｒから算出される個々の単
位時間当たりのエネルギー値ＥＮより、標準の印加エネ
ルギー値ＪＳを得るための補正時間ｔ２が算出可能なた
め、ラベル１に対するエネルギー値が一定となり、以っ
てラベル１に印加した際の印字濃度が一定となり、濃淡
度合いのバラツキのない印字品質が自動的に得られるこ
とになる。 【００２７】なお、上記実施の形態では、個々の発熱体
Ｒ１〜ＲＮに通電し、その結果得られた電圧値、抵抗
値、及びこれらの値より算出した補正時間ｔ２を、各々
の発熱体Ｒ１〜ＲＮに個々に通電した例で説明したがこ
れに限定されないことは勿論であり、簡易的には、個々
に測定された電圧値の平均を取るようなことも可能であ
る。 【００２８】 【発明の効果】以上説明したように、本発明のサーマル
ヘッドの制御方法は、個々の発熱体に通電し、この通電
により得られる個々の発熱体の電圧値及び抵抗値より、
標準の印加エネルギー値に達する補正時間を算出し、こ
の補正時間を個々の発熱体に通電するようにしたので、
ラベルに対するエネルギー値が一定となり、濃淡度合い
のバラツキのない印字品質が自動的に得られるという効
果がある。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明に係るサーマルヘッドの制御方法を実現
するための印字装置の概略説明図である。 【図２】図１の制御部の電気的な構成例を示すブロック
図である。 【図３】印字装置において使用されるサーマルへッドの
等価回路の一例を示す図である。 【図４】単位時間当りのエネルギー値Ｅ対、印加時間
（ストローブ時間）Ｔとの関係を示す説明図である。 【図５】本発明のサーマルヘッドの制御処理手順を説明
するフローチャートである。 【符号の説明】 Ｒ 抵抗値 Ｉ 電流値 Ｖ 供給電圧 ＪＳ 標準の印加エネルギー値 ＪＮ Ｎ番目の印加エネルギー値 Ｔ、ｔ１、ｔ２ 印加時間（ストローブ時間） ＥＳ 標準の単位時間当りのエネルギー値 ＥＮ Ｎ番目の単位時間当りのエネルギー値 １ ラベル ２ 台紙 ３ ラベル連続体 ４ 供給軸 ５ サーマルヘッド ６ プラテンローラ ７ ステッピングモータ（モータ） ８ ベルト ９ 位置検出センサ（センサ） １０ 制御部 １１ ＣＰＵ １２ ＲＯＭ １３ ＲＡＭ １４ モータ制御部 １５ 印字制御部 １６ センサ制御部 １７ 外部インタフェース １８ 入力部 １９ モニタ ２０ インタフェース ２１ ラベルプリンタ ２２ 標準印加エネルギー値記憶部 ２３ 電圧値記憶部 ２４ 抵抗値記憶部 ２５ 算出エネルギー値記憶部 ２６ 通電時間記憶部 ２７ 発熱体数記憶部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 電圧が供給されることにより発熱する複
   数の発熱体からなるサーマルヘッドの制御方法であっ
   て、 電圧が供給されることにより発熱する複数の発熱体と、 この発熱体が発熱するときの標準の印加エネルギー値を
   記憶する標準印加エネルギー値記憶手段と、 前記複数の発熱体の各々に微小な電流を流す電流供給手
   段と、 この電流供給手段による個々の発熱体への電流供給によ
   って発熱体にて発生する電圧値を読取って記憶する電圧
   値記憶手段と、 前記電流供給手段により供給された電流の値及び発生し
   た電圧値から発熱体の抵抗値を算出する抵抗値算出手段
   と、 前記電圧値記憶手段にて記憶された前記電圧値及び電流
   値より前記標準の印加エネルギー値に到達する時間を算
   出する時間算出手段と、 この時間算出手段により算出された所定時間分前記発熱
   体に電流を通電する通電時間監視手段と、 から成ることを特徴とするサーマルヘッドの制御方法。