JP2003326753A - サーマルプリンタ、用紙搬送速度制御方法、サーマルヘッド通電制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 サーマルプリンタにおけるＤＣモータの回転
速度の変動に起因した用紙搬送速度の変動を抑制する用
紙搬送速度制御方法を提供すること。 【解決手段】 フィードローラを駆動するためのＤＣモ
ータを一定の電圧で作動させると共に、一定のエネルギ
ーでサーマルヘッドを発熱させて用紙を搬送させ、この
搬送される用紙の搬送速度を計測する（ステップＳ１
１）。続いて、計測された搬送速度から用紙の平均搬送
速度を算出する（ステップＳ１２）。続いて、算出され
た平均搬送速度が目標範囲以内か否かを判定する（ステ
ップＳ１３）。そして、その判定結果に基づき、上述の
平均搬送速度が目標範囲以内になるようにＤＣモータに
供給すべき電圧を修正する（ステップＳ１４）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、サーマルヘッドを
用いてプリンタ用紙に画像を形成するサーマルプリンタ
の用紙搬送速度制御方法およびサーマルヘッドの通電制
御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】サーマルプリンタは、サーマルヘッドで
色素を加熱し、熱による物性の変化を利用して発色させ
ることにより用紙に画像を形成するプリンタであって、
フルカラー用として、例えば以下の昇華方式、溶融方
式、感熱方式が知られている。 （１）昇華方式プリンタ 昇華方式プリンタは、昇華性染料を塗工したインクリボ
ンと、昇華染料の受像層が表面にコートされた専用の用
紙とを基本メディアとし、サーマルヘッドにより加熱し
てインクリボンの染料を用紙表面の受像層に昇華・拡散
させることにより、用紙に画像を転写するものである。 （２）溶融方式プリンタ 溶融方式プリンタは、顔料をワックスに混ぜて塗工した
インクリボンと、通常の用紙とを基本メディアとし、サ
ーマルヘッドによりインクリボンを加熱して顔料を溶融
することにより、用紙に画像を転写するものである。

【０００３】（３）感熱フルカラープリンタ 感熱フルカラープリンタの代表的な方式としてＴＡ方式
がある。このＴＡ方式の感熱フルカラープリンタは、色
毎にマイクロカプセルに閉じ込められて分離された染料
とカプラーとが混合され、これら染料とカプラーとが用
紙表面に一様に塗工された用紙を基本メディアとし、サ
ーマルヘッドにより用紙表面を加熱することにより発色
させるものである。モノクロプリントであっても多色プ
リントであっても、上述の３方式が代表的なプリント方
式となる。

【０００４】図１を援用して、昇華方式のサーマルプリ
ンタを概略的に説明する。なお、後述するように、図１
において符号７はＤＣモータを表すが、ここでは、符号
７はパルスモータを表すものとし、パルスモータ（７）
と表記する。図１において、繰り出しローラ１０により
用紙トレー９から用紙１が１枚ずつ繰り出される。繰り
出された用紙１は、インクリボンロール２から巻き出さ
れたインクリボンと重ね合わせられてサーマルヘッド３
とプラテン５との間を通過する。また、繰り出された用
紙１は、ピンチローラ１２とフィードローラ１１との間
に挟み込まれ、フィードローラ１１が回転することによ
り、用紙１が１ラインずつ送られる。フィードローラ１
１は、ギヤ６を介してパルスモータ（７）に連結されて
おり、このパルスモータ（７）がギヤ６を介してフィー
ドローラ１１を回転駆動する。パルスモータ（７）の制
御はコントローラ８により行われる。

【０００５】このサーマルプリンタによれば、１枚の用
紙１に対し、Ｙ色（イエロー）、Ｍ色（マゼンタ）、Ｃ
色（シアン）の順で３色が重ねられてプリントされ、フ
ルカラーの画像が形成される。この例では、フィードロ
ーラ１１を回転駆動するための動力源としてパルスモー
タ（７）を採用しており、このパルスモータの特性上、
負荷が変化しても回転速度が一定に保たれる。このた
め、３色を重ねてプリントする際に色ズレや濃度ムラな
どが発生しにくいというメリットがある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、フィードロ
ーラ１１を駆動するための動力源として、上述のパルス
モータ（７）に代えてＤＣモータを採用したサーマルプ
リンタがある。ＤＣモータを採用するメリットは次のよ
うである。第１に、制御部も含めてモータ全体として捉
えた場合、ＤＣモータはパルスモータに比べてコストが
格段に安く、装置コストを低減できる。第２に、ＤＣモ
ータはパルスモータに比べて小さく、装置を小型に実現
できる。第３に、ＤＣモータは騒音が小さく、従って静
音性に優れた装置を実現できる。

【０００７】しかしながら、ＤＣモータを採用した場
合、第１の問題として、パルスモータに比較して回転速
度が変化しやすいために、色ズレや濃度ムラが発生し易
いという問題がある。ＤＣモータの回転速度が変化する
要因としては、以下に説明するように、大きくはＤＣモ
ータ自体の基本特性と負荷変動との２つがある。Ａ．Ｄ
Ｃモータの基本特性による回転速度の変化基本的には、
電源電圧が一定であればＤＣモータの回転速度も一定と
なるが、電源電圧が一定であっても次の場合にはＤＣモ
ータの回転速度が変化する。 （ａ）ＤＣモータ自体の温度が上昇した場合 ＤＣモータの起動に伴い、ＤＣモータ自身の温度が上昇
する結果、ＤＣモータの巻線抵抗が増加し、回転速度が
低下する。

【０００８】（ｂ）ＤＣモータ内部の潤滑特性が変化し
た場合 ＤＣモータの環境温度が変化すると、ＤＣモータ内部の
軸受けグリースなどの潤滑特性が変化し、始動時に負荷
となって回転速度が必ずしも一定にならない。特に冬季
と夏期では大きな違いが見られ、ＤＣモータの運転履歴
や使用環境によって回転速度が大きく変化する。 （ｃ）ＤＣモータに個体差が存在する場合 ＤＣモータ自体の品質上のバラツキにより個体差が生
じ、固体によって回転速度が異なったものになる。ま
た、ＤＣモータの制御回路を構成する素子特性のバラツ
キによっても回転速度が変化し、結果として個体差が生
じる。

【０００９】Ｂ．負荷変動による回転速度の変化 負荷の変動によってもＤＣモータの回転速度が変化す
る。図１において、用紙１とサーマルヘッド３との間の
摩擦力は、フィードローラ１１を駆動するＤＣモータの
負荷となる。即ち、サーマルヘッド３は固定されてお
り、インクリボンはサーマルヘッド３の表面をスライド
するので、サーマルヘッド３の表面とインクリボンとの
間に大きな摩擦力が発生する。この摩擦力がＤＣモータ
の負荷となる。また、サーマルヘッド３の表面とインク
リボンとの間の摩擦係数は、サーマルヘッド３の発熱状
態に大きく依存し、プリント時の発熱条件以外にも環境
温度や熱履歴の影響を受ける。さらに、プリント時には
印画パターンによってサーマルヘッドの発熱量が絶えず
変化する。このため、熱的な影響を受けることによって
サーマルヘッドとインクリボンとの間の摩擦係数が変化
する結果、ＤＣモータの負荷が変化して回転速度が変動
する。

【００１０】上述のように、ＤＣモータをフィードロー
ラ１１の動力源として採用した場合、用紙１の搬送速度
が絶えず変動するため、一定の時間間隔で通電パルスを
発生させたのでは、用紙１の搬送量との同期がとれなく
なり、従って３色を重ねてプリントする際に色ズレや濃
度ムラなどが発生することになる。この問題を解決する
ための従来技術として、例えば、特公平７−８０３２０
号公報、実開昭５５−７８４４１号公報に開示された技
術が知られている。この従来技術の要点は以下のようで
ある。図８に示すように、ＤＣモータの回転軸１００に
スリットが形成された円盤１０１を取り付け、この円盤
１０１を挟んでレーザダイオードの発光素子１０２と、
フォトセンサの受光素子１０３とを対向配置する。発光
素子１０２から放出した光は、円盤１０１のスリットを
通過して受光素子に照射される。

【００１１】ここで、ＤＣモータが回転軸１００が回転
して円盤１０１が回転すると、発光素子１０２から放出
された光の通過と遮断が交互に繰り返し行われる。この
結果、受光素子１０３には断続的に光が照射され、パル
ス信号が受光素子１０３から出力される。用紙１の搬送
量（移動量）は、ＤＣモータの回転軸１００回転量（即
ち円盤１０１の回転量）と対応関係にあるから、用紙１
の搬送量は受光素子１０３から出力されるパルス数をカ
ウントすることにより把握される。そして、サーマルヘ
ッドの通電タイミングを受光素子１０３から出力される
パルス信号に同期させて用紙を一定量だけ搬送し、用紙
の搬送を一旦停止させた状態でプリントを行う。これに
より、用紙の搬送量が正確に制御され、３色を重ねてプ
リントする際の色ズレや濃度ムラが防止される。しかし
ながら、この従来技術によれば、通電時に用紙の搬送を
一旦停止させるため、高速化が困難である。

【００１２】次に、ＤＣモータを用いた場合の第２の問
題として、回転速度が変化することに伴って用紙にプリ
ントされる１ドット当たりの印画領域（インクが転写さ
れる領域）が変動し、これにより濃度ムラが発生すると
いう問題がある。即ち、プリント時間の短い高速プリン
トでは、用紙を停止させず、連続的に用紙を搬送してプ
リントが行われる。このとき、ＤＣモータの回転速度が
変化すると、サーマルヘッドの通電時間ｔで搬送される
用紙の移動量が変動し、濃度ムラが発生する。

【００１３】図９を用いて、濃度ムラの発生メカニズム
をさらに詳細に説明する。同図において、Ｌは１ドット
の長さを表し、Ｌ０〜Ｌ２は、通電時間ｔで用紙が搬送
される距離（即ち用紙の搬送量）を表す。１ドット当た
りの印画領域は、距離Ｌ０〜Ｌ２で規定される領域に相
当し、１ドット内でインクが実際に転写される領域であ
る。同図（ａ）は、通電時間ｔの間に標準の距離Ｌ０だ
け用紙が搬送される場合を示し（搬送速度Ｖ０＝Ｌ０／
ｔ）、同図（ｂ）は、通電時間ｔの間に用紙が距離Ｌ１
だけ搬送される場合を示し（搬送速度Ｖ１＝Ｌ１／
ｔ）、同図（ｃ）は、通電時間ｔの間に用紙が距離Ｌ２
だけ搬送される場合を示す（搬送速度Ｖ２＝Ｌ２／
ｔ）。

【００１４】距離Ｌ０〜Ｌ２の間には、「Ｌ２＜Ｌ０＜
Ｌ１」の大小関係がある。通電時間ｔが同じであり、且
つ投入エネルギーＥ（電力と時間との積）が同じであれ
ば、印画領域の濃度は同図（ｃ）に示す場合が最も濃
く、同図（ｂ）に示す場合が最も薄くなる。即ち、各印
画領域の濃度は、通電時間ｔで用紙が移動した距離が小
さいほど高くなる（第１の関係）。一方、印画されない
領域の長さ（Ｌ−Ｌ０，Ｌ−Ｌ１，Ｌ−Ｌ２）について
検討すると、図４に示す例では、「Ｌ−Ｌ１＜Ｌ−Ｌ０
＜Ｌ−Ｌ２」の大小関係が成り立つ。

【００１５】ここで、１ドットの長さはＬであり、この
長さＬの１ドットに着目して濃度を評価すると、印画さ
れない領域の面積が最も広い同図（ｃ）に示す場合が最
も薄く、印画されない領域の面積が最も狭い同図（ｂ）
に示す場合が最も濃くなる。即ち、各ドットの濃度の大
小関係は、通電時間ｔの間に用紙が移動した距離が大き
いほど高くなる（第２の関係）。上述の第１の関係と第
２の関係は、一見して互いに矛盾するような内容である
が、このことは、人間の視覚上、局部的に印画濃度が濃
くても、印画されない領域の面積が大きいと全体的に印
画濃度が薄く感じられることを意味している。

【００１６】結局、目的とする標準の印画濃度を与える
搬送速度に対し（図４（ａ））、用紙の搬送速度が速い
場合には（図４（ｂ））、印画濃度が高くなったように
感じられ、逆に搬送速度が遅い場合には（図４
（ｃ））、印画濃度が低くなったように感じられる。印
画領域の長短（用紙の搬送距離の変動）は、Ｙ，Ｍ，Ｃ
の３色を重ねても発生するため、色ズレの原因にもな
る。

【００１７】次に、ＤＣモータを用いた場合の第３の問
題として、回転速度が変化することに伴って、サーマル
ヘッドの発熱抵抗体の冷却期間が変動し、これにより濃
度ムラが発生するという問題がある。図１０に、ライン
毎の用紙１の搬送量と通電パルスとの関係について時間
を横軸にとって示す。通電パルスの発生タイミングは用
紙の搬送量に同期させている。この例では、第１ライン
目から第３ライン目まで順次搬送時間が増えており（搬
送量は一定）、従ってＤＣモータの回転速度が遅くなっ
ている。

【００１８】ここで、通電パルスの幅は一定であるか
ら、第１ライン目から第３ライン目のパルス休止期間
（非通電期間）Ａ，Ｂ，Ｃの間には、「Ａ＜Ｂ＜Ｃ」な
る大小関係が成り立つ。このパルス休止期間は、サーマ
ルヘッドの発熱抵抗体の冷却期間となり、この冷却期間
が長いほど発熱抵抗体が冷却され易く、この冷却期間が
短いほど発熱抵抗体が冷却され難くなる。発熱発熱体の
温度は直前のラインにおける冷却期間の影響を受け、こ
の冷却期間の長短に応じて新たなラインでの発熱抵抗体
の温度が変化し、この結果、濃度ムラが発生することに
なる。

【００１９】この発明は、上記事情に鑑みてなされたも
ので、第１の目的は、サーマルプリンタにおけるＤＣモ
ータの回転速度の変動に起因した用紙搬送速度の変動を
抑制することが可能な用紙搬送速度制御方法を提供する
ことにある。また、第２の目的は、サーマルプリンタに
おける各ドットの印画領域の変動を抑制することが可能
なサーマルヘッドの通電制御方法を提供することにあ
る。さらに、第３の目的は、サーマルプリンタにおける
サーマルヘッドの冷却期間の変動を抑制することが可能
なサーマルヘッドの通電制御方法を提供することにあ
る。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、この発明は以下の構成を有する。請求項１に記載さ
れた発明は、用紙を搬送するための動力源としてＤＣモ
ータを内蔵したサーマルプリンタの用紙搬送速度制御方
法において、（ａ）前記ＤＣモータを一定の電圧で作動
させると共に、一定のエネルギーでサーマルヘッドを発
熱させて前記用紙を搬送させる第１のステップと、
（ｂ）前記第１のステップで搬送される用紙の搬送速度
を計測する第２のステップと、（ｃ）前記第２のステッ
プで計測された搬送速度から前記用紙の平均搬送速度を
算出する第３のステップと、（ｄ）前記第３のステップ
で算出された平均搬送速度が目標範囲以内か否かを判定
する第４のステップと、（ｅ）前記第４のステップでの
判定結果に基づき、前記第３のステップで算出される平
均搬送速度が前記目標範囲以内になるように前記ＤＣモ
ータに供給すべき電圧を修正する第５のステップと、を
含むことを特徴とする。

【００２１】請求項２に記載された発明は、用紙を搬送
するための動力源としてＤＣモータを内蔵したサーマル
プリンタのサーマルヘッド通電制御方法において、
（ａ）サーマルヘッドとインクリボンとの間の摩擦力を
求める第１のステップと、（ｂ）前記第１のステップで
求めた摩擦力に基づき前記ＤＣモータによる前記用紙の
搬送速度を算出する第２のステップと、（ｃ）前記第２
のステップで算出された搬送速度から階調ごとに標準の
搬送距離に対する通電パルス時間を算出する第３のステ
ップと、（ｄ）前記第３のステップで算出された階調ご
との標準通電パルス時間に通電時間から決まる補正値を
加え、印画諧調に対応する通電電力を算出する第４のス
テップと、を含むことを特徴とする。これにより、通電
電力を最適化する。ここで、第１のステップでは、例え
ば、現時点でのサーマルヘッドの温度と、次ラインでプ
リントに投入する標準エネルギーとから、サーマルヘッ
ドとインクリボンとの間の摩擦係数が算出され、摩擦力
が求まる。標準エネルギーは、例えば全発熱体に投入さ
れるエネルギーであり、階調数で決まる。

【００２２】請求項３に記載された発明は、用紙を搬送
するための動力源としてＤＣモータを内蔵したサーマル
プリンタのサーマルヘッド通電制御方法において、
（ａ）ライン毎に前記ＤＣモータによる用紙の搬送時間
を算出する第１のステップと、（ｂ）前記第１のステッ
プで算出された搬送時間と標準の搬送時間との差を算出
する第２のステップと、（ｃ）前記第２のステップで算
出された搬送時間の差と諧調値とからサーマルヘッドの
通電パルス時間を補正する第３のステップと、を含むこ
とを特徴とする。請求項４に記載された発明は、用紙を
搬送するための動力源としてＤＣモータを内蔵したサー
マルプリンタであって、前記請求項１に記載された用紙
搬送速度制御方法を用いて用紙の搬送速度を制御するよ
うに構成されたことを特徴とする。請求項５に記載され
た発明は、用紙を搬送するための動力源としてＤＣモー
タを内蔵したサーマルプリンタであって、前記請求項２
に記載されたサーマルヘッド通電制御方法を用いてサー
マルヘッドの通電を制御するように構成されたことを特
徴とする。請求項６に記載された発明は、用紙を搬送す
るための動力源としてＤＣモータを内蔵したサーマルプ
リンタであって、前記請求項３に記載されたサーマルヘ
ッド通電制御方法を用いてサーマルヘッドの通電を制御
するように構成されたことを特徴とする。請求項７に記
載された発明は、用紙を搬送するための動力源としてＤ
Ｃモータを内蔵したサーマルプリンタであって、前記請
求項１に記載された用紙搬送速度制御方法を用いて用紙
の搬送速度を制御すると共に、前記請求項２に記載され
たサーマルヘッド通電制御方法を用いてサーマルヘッド
の通電を制御するように構成されたことを特徴とする。
請求項８に記載された発明は、用紙を搬送するための動
力源としてＤＣモータを内蔵したサーマルプリンタであ
って、前記請求項１に記載された用紙搬送速度制御方法
を用いて用紙の搬送速度を制御すると共に、前記請求項
３に記載されたサーマルヘッド通電制御方法を用いてサ
ーマルヘッドの通電を制御するように構成されたことを
特徴とする。請求項９に記載された発明は、用紙を搬送
するための動力源としてＤＣモータを内蔵したサーマル
プリンタであって、前記請求項２と前記請求項３とに記
載されたサーマルヘッド通電制御方法を用いてサーマル
ヘッドの通電を制御するように構成されたことを特徴と
する。請求項１０に記載された発明は、用紙を搬送する
ための動力源としてＤＣモータを内蔵したサーマルプリ
ンタであって、前記請求項１に記載された用紙搬送速度
制御方法を用いて用紙の搬送速度を制御すると共に、前
記請求項２と前記請求項３とに記載されたサーマルヘッ
ド通電制御方法を用いてサーマルヘッドの通電を制御す
るように構成されたことを特徴とする。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、この
発明に係る実施の形態を説明する。 （実施の形態１）図１に、この実施の形態１に係る昇華
方式のサーマルプリンタの構成を示す。このサーマルプ
リンタは、昇華式のプリンタであって、フィードローラ
１１を駆動するための動力源としてＤＣモータ７を内蔵
しており、用紙１の搬送速度を一定とするようにＤＣモ
ータ７を制御する機能を備える。同図に示すように、用
紙トレー９には、複数枚の用紙１が収納されており、繰
り出しローラ１０により１枚ずつ用紙トレー９から搬送
経路上に繰り出される。

【００２４】用紙１の上面側には、この用紙１の搬送経
路に沿って、巻き出し側のインクリボンロール２（未使
用部分）、サーマルヘッド３、巻き取り側のインクリボ
ン巻芯４（使用済み部分）が順に配置される。また、用
紙１の搬送経路の下流側にはピンチローラ１２が配置さ
れている。インクリボンロール２から巻き出されたイン
クリボンは、用紙トレー９から繰り出された１枚の用紙
１と重ね合わせられてサーマルヘッド３とプラテン５と
の間を通過した後、インクリボンコア４に巻き取られ
る。

【００２５】用紙１の下面側には、サーマルヘッド３に
対向する位置にプラテン５が配置され、このプラテン５
により用紙１がサーマルヘッド３の発熱抵抗体（図示な
し）に適度に押圧される。また、ピンチローラ１２に対
向する位置にはフィードローラ１１が配置される。これ
らピンチローラ１２とフィードローラ１１との間に用紙
１を挟み込んでフィードローラ１１が回転することによ
り、用紙１が搬送される。フィードローラ１１は、ギヤ
６を介してパルスモータ７に連結されており、このパル
スモータ７がギヤ６を介してフィードローラ１１を駆動
する。パルスモータ７の制御はコントローラ８により行
われ、このコントローラ８の制御の下に用紙が１ライン
ずつ搬送される。なお、特に図示しないが、全体の動作
を制御するためのマイクロコンピュータが搭載されてお
り、このマイクロコンピュータによって、以下に説明す
る用紙搬送速度制御に必要とされる一連の処理が実行さ
れる。

【００２６】このサーマルプリンタの動作を説明する。
先に一般的なプリント動作を説明し、その後に用紙の搬
送速度を一定に保つための制御（以下、用紙搬送速度制
御と称す）の方法を説明する。 （１）プリント動作 初期状態ではピンチローラ１２がフィードローラ１１か
ら離間した位置で待機している。動作が開始すると、用
紙トレー９に収納された用紙１が、繰り出しローラ１０
により１枚ずつ搬送経路上に繰り出され、図１において
左方から右方に搬送される。繰り出された用紙１の先端
部がフィードローラ１１とピンチロータ１２との間を通
過し、図示しないセンサにより検知されると、ピンチロ
ーラ１２が上方より図示されないバネ機構によりフィー
ドローラ１１に押し付けられ、これにより用紙１がフィ
ードローラ１１とピンチローラとの間に挟み込まれる。
このときの用紙１の位置がプリントのスタート位置とさ
れる。

【００２７】次いで、プリント用の画像データに従って
サーマルヘッド３に通電パルスが供給され、サーマルヘ
ッド３の抵抗体が発熱することで、１ラインずつ用紙１
の上に画像がプリントされる。この場合、まずＹ色（イ
エロー）がプリントされ、その後、用紙１が一旦スター
ト位置に戻され、Ｍ色（マゼンタ）およびＣ色（シア
ン）の順で、３色が重なるように繰り返しプリントが行
われる。最後に、必要に応じて用紙１のプリント面を保
護するためのオーバコート層がプリントされる。

【００２８】（２）用紙搬送速度制御 続いて、上述のプリント動作と並行して、以下に説明す
るように、用紙の搬送速度を一定に保つための用紙搬送
速度制御が行われる。以下、図２に示すフローに沿っ
て、この用紙搬送速度制御の方法を説明する。先ず、用
紙１の搬送速度を算出する（ステップＳ１１）。具体的
には、ＤＣモータ７を一定の電圧で作動させると共に、
サーマルヘッド３を一定のエネルギー（電力）で発熱さ
せ、これによりプリント動作をさせる。そして、このと
きの用紙１の搬送速度を計測する。用紙１の搬送速度
は、例えば、前述の図８に示す発光素子１０２から放出
された光が円盤１０１のスリットを通過して受光素子１
０３に照射されることにより発生するパルス信号をカウ
ントすることによって計測される。用紙１の搬送速度
は、受光素子１０３から出力されるパルス信号のパルス
数を時間で除算して算出する。

【００２９】続いて、用紙１の平均搬送速度を算出する
（ステップＳ１２）。この平均搬送速度は、上述のステ
ップＳ１１で計測された搬送速度に所定の係数を乗算す
ることにより算出する。この係数は、パルス数を搬送速
度に換算するためのものであると共に、プリントパター
ンによって変動する搬送速度を補正するものである。続
いて、上述のステップＳ１２で算出された平均搬送速度
が目標範囲内か否かを判定する（ステップＳ１３）。

【００３０】ここで、平均搬送速度が目標範囲内にない
場合（ステップＳ１３；ＮＯ）、目標範囲に対する搬送
速度（算出値）の変分に応じて、ＤＣモータ７の電源電
圧が修正される（ステップＳ１４）。即ち、算出された
平均搬送速度が目標範囲の上限値よりも高い場合、ＤＣ
モータ７の電源電圧を下げ、このＤＣモータの回転速度
を低下させることにより、用紙１の搬送速度を下げる。
逆に、算出された平均搬送速度が目標範囲の下限値より
も低い場合、ＤＣモータ７の電源電圧を上げることによ
り搬送速度を上昇させる。用紙１の平均搬送速度が目標
範囲に収まるまで、上述のステップＳ１１〜Ｓ１４を繰
り返し行う。そして、用紙１の平均搬送速度が目標範囲
内に収まると（ステップＳ１３；ＹＥＳ）、その時点で
設定されているＤＣモータ７の電源電圧が保持され、用
紙１の搬送が行われる。以上の用紙搬送速度制御によ
り、サーマルヘッド３と用紙１との摩擦力が変動し、Ｄ
Ｃモータ７の負荷が変動したとしても、用紙１の搬送速
度が一定となるようにＤＣモータ７の回転速度が制御さ
れる。従って、ＤＣモータの回転速度が変化するもとに
起因した濃度ムラや色ズレが防止される。

【００３１】上述の実施の形態１では、ＤＣモータ７に
供給される電源の電圧値を制御することにより回転速度
を制御しているが（電圧制御）、チョッピング制御によ
りＤＣモータ７の電圧を供給している場合には、チョッ
ピングのデューティを制御して回転速度を一定に調節す
ればよい。また、上述の用紙搬送速度制御を２回以上繰
り返し行うことにより、ＤＣモータの特性を安定化させ
ることができる。さらに、上述の用紙搬送速度制御は、
プリンタの工場出荷時、毎日のプリンタの立ち上げ時
（電源投入時）、毎回のプリントの開始時（プリント動
作開始時）など、各レベルで実施可能である。さらにま
た、プリンタ自体で自己完結できる仕組み（プログラ
ム）を組み込んでもよい。さらにまた、ラインごとにＤ
Ｃモータの平均速度を測定し、ラインごとにＤＣモータ
の電源電圧を再設定する手法をとってもよい。但しこの
場には上述の用紙搬送速度制御が複数回繰り返されるこ
とになる。

【００３２】（実施の形態２）以下、この発明の実施の
形態２を説明する。上述の実施の形態１では、ＤＣモー
タ７の回転速度を一定に制御するものとしたが、この実
施の形態２では、サーマルヘッドの通電時間と通電電力
を制御することにより、濃度ムラの発生を防止する。こ
の実施の形態２に係るサーマルプリンタは、前述の図１
に示す実施の形態１の構成に対し、ＤＣモータ７が一定
電圧で作動する点と、サーマルヘッドの制御回路（図示
なし）が通電時間および通電電力を最適に制御する機能
を有する点で相違する。なお、前述のマイクロコンピュ
ータによって、以下に説明する通電制御に必要とされる
一連の処理が実行される。

【００３３】以下、この実施の形態２に係るサーマルプ
リンタの動作（サーマルヘッドの通電制御方法）につい
て、図３に示すフローに沿って説明する。先ず、サーマ
ルヘッド３とインクリボンの実温度を予測する（ステッ
プＳ２１）。即ち、サーマルヘッドの発熱条件（印画パ
ターン）、周囲温度、サーマルヘッド温度、熱履歴、実
質的に用紙とインクリボンに加えられるエネルギーか
ら、サーマルヘッド表面とインクリボンとの接触界面の
温度を予測する。続いて、上述のステップＳ２１で予測
された温度でのサーマルヘッド３とインクリボンとの間
の摩擦係数を算出し、摩擦力を求める（ステップＳ２
２）。この摩擦力の算出にあたっては、予め実験的に摩
擦係数の温度依存性を把握しておく。続いて、ステップ
Ｓ２２で算出された摩擦係数に基づきＤＣモータによる
用紙１の搬送速度Ｍを算出する（ステップＳ２３）。

【００３４】次に、ステップＳ２３で算出された搬送速
度Ｍから、階調ごとに標準の搬送距離に対する通電時間
ｔを算出する。即ち、搬送速度Ｍで用紙１を搬送した時
に、目標とする１ドットあたりのプリントの長さＬ０を
得るための標準の通電時間ｔ（＝Ｌ０／Ｍ）を階調値ご
とに算出する（ステップＳ２４）。続いて、印画階調に
対応するエネルギーＥと、上述のステップＳ２４で算出
された標準の通電時間（標準通電パルス時間）ｔとか
ら、印画階調に対応する通電電力（印画電力）Ｗ（＝Ｅ
／ｔ）を算出する（ステップＳ２５）。エネルギーＥ
は、階調数から標準的に決まるエネルギー値に、印画階
調値と通電時間とから決まる補正エネルギー値を加えて
得る。従って、通電電力Ｗは、上述のステップＳ２４で
算出された階調ごとの標準通電パルス時間に通電時間か
ら決まる補正値を加えて算出されたものとなる。ここ
で、サーマルヘッドの発熱量を電圧Ｖにより制御する方
式の場合、通電電力Ｗは、式「Ｖ²／Ｒ」により算出さ
れる。また、サーマルヘッドの発熱量を電流ｉにより制
御する方式の場合、通電電力Ｗは、式「ｉ²×Ｒ」によ
り算出される。Ｒはサーマルヘッドの発熱抵抗体の抵抗
値である。制御は総ドットのトータル電流で行う。以上
により、この実施の形態２によれば、用紙１の搬送速度
が変動しても、通電時間ｔと通電電力Ｗが最適に制御さ
れ、濃度ムラの発生が防止される。

【００３５】（実施の形態３）以下、この発明の実施の
形態３を説明する。この実施の形態３では、ＤＣモータ
７の回転速度の変動に伴うサーマルヘッドの放熱特性の
変動に起因した濃度ムラの発生を防止するものであっ
て、通電パルス時間を補正する機能を備えて構成され
る。即ち、この実施の形態３に係るサーマルプリンタ
は、前述の図１に示す構成に対し、コントローラ８に代
えてコントローラ２０を備えて構成され、コントローラ
２０は、図４に示すように、エンコーダ３０の出力信号
から通電パルスの補正量を演算する演算部２１と、この
演算結果と外部からのプリントデータとから通電パルス
を生成してサーマルヘッド３に供給するヘッド制御部２
２から構成される。なお、演算部２１は時間の経過を計
測する機能をも有している。なお、前述のマイクロコン
ピュータによって、以下に説明する通電制御に必要とさ
れる一連の処理が実行される。

【００３６】以下、図６に示すフローに沿って、この実
施の形態３の動作（サーマルヘッドの通電制御方法）を
説明する。先ず、ライン毎にＤＣモータ７による用紙１
の搬送時間を算出する（ステップＳ３１）。即ち、演算
部２１は、図８に示す受光素子１０３から出力されるパ
ルス信号のパルス数と経過時間とから、用紙１を１ライ
ン分だけ搬送するのに要する搬送時間ｔｐをライン毎に
算出する。具体的には、パルス数と経過時間から、１ラ
イン分の用紙１の搬送距離Ｌｐと搬送速度Ｍｐと算出
し、搬送距離Ｌｐを搬送速度Ｍｐで除算することにより
搬送時間ｔｐ（＝Ｌｐ／Ｍｐ）を得る。

【００３７】続いて、演算部２１は、上述のステップＳ
３１で算出された搬送時間ｔｐと標準の搬送時間ｔｓと
の差分Δｔ（＝（Ｌ／Ｍ）−（Ｌ０／Ｍ０））を算出す
る（ステップＳ３２）。ここで、標準の搬送時間ｔｓ
は、標準的な１ライン分の搬送距離Ｌ０を標準的な搬送
速度Ｍ０で除算して得られる値であり、目標とする搬送
時間である。続いて、演算部２１は、上述のステップＳ
３２で算出された差分と、パターンデータとして外部か
ら与えられる階調値に基づき通電時間の補正量を求める
（ステップＳ３３）。ここで、演算部２１は、階調値と
差分Δｔとをパラメータとして補正量ΔＰが規定された
テーブルを有している。このテーブルによれば、上述の
ステップＳ３２で算出された差分Δｔに対してパターン
データに応じた所望の階調を得るための通電時間ｔの補
正量ΔＰが得られる。続いて、上述のステップＳ３３で
算出された補正量ΔＰを用いて、通電時間（即ち通電パ
ルスの幅）ｔを補正する（ステップＳ３４）。具体的に
は、通電時間ｔに補正量ΔＰを加算して、この加算結果
を新たに通電時間ｔとする。

【００３８】図７に、通電パルスの補正例を示す。同図
において、プリントの第１ライン目から各ラインのプリ
ント時間を測定し、ＤＣモータの回転速度が遅くなった
場合には、逐次通電パルスの幅を補正する。この例で
は、第１ライン目よりも搬送速度が遅い第２ライン目で
は通電パルスの幅が補正量ΔＰ１だけ延長されている。
また、第２ライン目よりもさらに搬送速度が遅い第３ラ
イン目では、通電パルスの幅が補正量ΔＰ２（＞ΔＰ
１）だけ延長されている。このとき、補正量ΔＰは、そ
のときの搬送速度に応じて、パターンデータにより与え
られる印画濃度となるような値に選ばれる。逆に言え
ば、パターンデータにより与えられる印画濃度が得られ
るように、冷却期間を修正するものである。以上によ
り、この実施の形態３によれば、冷却特性が変化して
も、パターンデータに応じた印画濃度階調を得ることが
でき、濃度ムラを防止することが可能になる。

【００３９】以上、この発明の一実施形態を説明した
が、この発明は、上述の実施の形態に限られるものでは
なく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等が
あっても本発明に含まれる。例えば上述の実施の形態１
に係る用紙搬送速度制御方法に、実施の形態２に係るサ
ーマルヘッド通電制御方法を組み合わせてサーマルプリ
ンタを構成してもよい。また、例えば上述の実施の形態
１に係る用紙搬送速度制御方法に、実施の形態３に係る
サーマルヘッド通電制御方法を組み合わせてサーマルプ
リンタを構成してもよい。さらに、例えば上述の実施の
形態２に係るサーマルヘッド通電制御方法に、実施の形
態３に係るサーマルヘッド通電制御方法を組み合わせて
サーマルプリンタを構成してもよい。さらにまた、例え
ば上述の実施の形態１に係る用紙搬送速度制御方法に、
実施の形態２に係るサーマルヘッド通電制御方法と、実
施の形態３に係るサーマルヘッド通電制御方法とを組み
合わせてサーマルプリンタを構成してもよい。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、用紙の搬送速度を計測し、この計測された搬送速度
から用紙の平均搬送速度を算出し、この算出された平均
搬送速度が目標範囲以内か否かを判定し、この判定結果
に基づき、平均搬送速度が目標範囲以内になるようにＤ
Ｃモータに供給すべき電圧を修正するようにしたので、
サーマルプリンタにおけるＤＣモータの回転速度の変動
に起因した用紙搬送速度の変動を抑制することが可能と
なる。また、サーマルヘッドと用紙との間の摩擦係数に
基づきＤＣモータによる用紙の搬送速度を算出し、この
搬送速度から標準の搬送距離に対する通電パルス時間を
算出し、この通電パルス時間から印画諧調に対応する通
電電力を算出するようにしたので、サーマルプリンタに
おける各ドットの印画領域の変動を抑制することが可能
となる。さらに、ライン毎にＤＣモータによる用紙の搬
送時間を算出し、この搬送時間と標準の搬送時間との差
を算出し、この搬送時間の差と諧調値とからサーマルヘ
ッドの通電パルス時間を補正するようにしたので、サー
マルプリンタにおけるサーマルヘッドの冷却期間の変動
を抑制することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１に係るサーマルプリ
ンタの構成を示す図である。

【図２】 この発明の実施の形態１に係るサーマルプリ
ンタの動作の流れを説明するためのフローチャートであ
る。

【図３】 この発明の実施の形態２に係るサーマルプリ
ンタの動作の流れを説明するためのフローチャートであ
る。

【図４】 この発明の実施の形態３に係るサーマルプリ
ンタのコントローラ部の構成を示す図である。

【図５】 この発明の実施の形態３に係るサーマルプリ
ンタのコントローラ部が備えるテーブルの構成を示す図
である。

【図６】 この発明の実施の形態３に係るサーマルプリ
ンタの動作の流れを説明するためのフローチャートであ
る。

【図７】 この発明の実施の形態３に係るサーマルプリ
ンタにおける通電ンパルスの補正例を示す波形図であ
る。

【図８】 用紙搬送距離を計測するための技術を説明す
るための図である。

【図９】 ＤＣモータの回転速度の変動に起因した問題
（印画領域の変動）を説明するための図である。

【図１０】 ＤＣモータの回転速度の変動に起因した問
題（冷却期間の変動）を説明するための図である。

【符号の説明】

１…用紙、２…インクリボンロール（巻き出し側）、３
…サーマルヘッド、４…インクリボンコア（巻き取り
側）、５…プラテン、６…ギア、７…ＤＣモータ、８…
コントローラ部、９…用紙トレー、１０…繰り出しロー
ラ、２０…コントローラ部、２１…演算部、２２…ヘッ
ド制御部。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 用紙を搬送するための動力源としてＤＣ
   モータを内蔵したサーマルプリンタの用紙搬送速度制御
   方法において、 （ａ）前記ＤＣモータを一定の電圧で作動させると共
   に、一定のエネルギーでサーマルヘッドを発熱させて前
   記用紙を搬送させる第１のステップと、 （ｂ）前記第１のステップで搬送される用紙の搬送速度
   を計測する第２のステップと、 （ｃ）前記第２のステップで計測された搬送速度から前
   記用紙の平均搬送速度を算出する第３のステップと、 （ｄ）前記第３のステップで算出された平均搬送速度が
   目標範囲以内か否かを判定する第４のステップと、 （ｅ）前記第４のステップでの判定結果に基づき、前記
   第３のステップで算出される平均搬送速度が前記目標範
   囲以内になるように前記ＤＣモータに供給すべき電圧を
   修正する第５のステップと、 を含むことを特徴とするサーマルプリンタの用紙搬送速
   度制御方法。
2. 【請求項２】 用紙を搬送するための動力源としてＤＣ
   モータを内蔵したサーマルプリンタのサーマルヘッド通
   電制御方法において、 （ａ）サーマルヘッドとインクリボンとの間の摩擦力を
   求める第１のステップと、 （ｂ）前記第１のステップで求めた摩擦力に基づき前記
   ＤＣモータによる前記用紙の搬送速度を算出する第２の
   ステップと、 （ｃ）前記第２のステップで算出された搬送速度から階
   調ごとに標準の搬送距離に対する通電パルス時間を算出
   する第３のステップと、 （ｄ）前記第３のステップで算出された階調ごとの標準
   通電パルス時間に通電時間から決まる補正値を加え、印
   画諧調に対応する通電電力を算出する第４のステップ
   と、 を含むことを特徴とするサーマルヘッド通電制御方法。
3. 【請求項３】 用紙を搬送するための動力源としてＤＣ
   モータを内蔵したサーマルプリンタのサーマルヘッド通
   電制御方法において、 （ａ）ライン毎に前記ＤＣモータによる用紙の搬送時間
   を算出する第１のステップと、 （ｂ）前記第１のステップで算出された搬送時間と標準
   の搬送時間との差を算出する第２のステップと、 （ｃ）前記第２のステップで算出された搬送時間の差と
   諧調値とからサーマルヘッドの通電パルス時間を補正す
   る第３のステップと、 を含むことを特徴とするサーマルヘッド通電制御方法。
4. 【請求項４】 用紙を搬送するための動力源としてＤＣ
   モータを内蔵したサーマルプリンタであって、前記請求
   項１に記載された用紙搬送速度制御方法を用いて用紙の
   搬送速度を制御するように構成されたことを特徴とする
   サーマルプリンタ。
5. 【請求項５】 用紙を搬送するための動力源としてＤＣ
   モータを内蔵したサーマルプリンタであって、前記請求
   項２に記載されたサーマルヘッド通電制御方法を用いて
   サーマルヘッドの通電を制御するように構成されたこと
   を特徴とするサーマルプリンタ。
6. 【請求項６】 用紙を搬送するための動力源としてＤＣ
   モータを内蔵したサーマルプリンタであって、前記請求
   項３に記載されたサーマルヘッド通電制御方法を用いて
   サーマルヘッドの通電を制御するように構成されたこと
   を特徴とするサーマルプリンタ。
7. 【請求項７】 用紙を搬送するための動力源としてＤＣ
   モータを内蔵したサーマルプリンタであって、前記請求
   項１に記載された用紙搬送速度制御方法を用いて用紙の
   搬送速度を制御すると共に、前記請求項２に記載された
   サーマルヘッド通電制御方法を用いてサーマルヘッドの
   通電を制御するように構成されたことを特徴とするサー
   マルプリンタ。
8. 【請求項８】 用紙を搬送するための動力源としてＤＣ
   モータを内蔵したサーマルプリンタであって、前記請求
   項１に記載された用紙搬送速度制御方法を用いて用紙の
   搬送速度を制御すると共に、前記請求項３に記載された
   サーマルヘッド通電制御方法を用いてサーマルヘッドの
   通電を制御するように構成されたことを特徴とするサー
   マルプリンタ。
9. 【請求項９】 用紙を搬送するための動力源としてＤＣ
   モータを内蔵したサーマルプリンタであって、前記請求
   項２と前記請求項３とに記載されたサーマルヘッド通電
   制御方法を用いてサーマルヘッドの通電を制御するよう
   に構成されたことを特徴とするサーマルプリンタ。
10. 【請求項１０】 用紙を搬送するための動力源としてＤ
    Ｃモータを内蔵したサーマルプリンタであって、前記請
    求項１に記載された用紙搬送速度制御方法を用いて用紙
    の搬送速度を制御すると共に、前記請求項２と前記請求
    項３とに記載されたサーマルヘッド通電制御方法を用い
    てサーマルヘッドの通電を制御するように構成されたこ
    とを特徴とするサーマルプリンタ。