JP2007307808A - サーマルプリンタ - Google Patents

Abstract

【課題】ヘッド全体において温度分布の偏りを低減し、スティッキングと印刷品質の低下を抑制する。
【解決手段】感熱紙を搬送する紙送り手段と、紙送り方向と直交するライン上に複数の発熱体を線状に配置するサーマルヘッドとを備えるサーマルプリンタにおいて、通電する発熱体を選択する選択手段を備え、この選択手段により複数の発熱体の内から通電する発熱体を選択する複数の分散パターンを切り替え、一ライン分の印字データとの論理積を順次とることによって通電する発熱体を選択する。分散パターンを用いることで、一ライン上において通電されて加熱される発熱体を分散させ、加熱後の冷却による温度分布の偏りを低減させて、温度分布の偏りによるスティッキングの発生を抑制する。
【選択図】図１

Description

本発明は、サーマルラインヘッドによって感熱記録を行うサーマルプリンタおよび駆動方法に関し、特に、スティッキングの防止に関する。

複数の発熱体を線状に配列して構成されるサーマルラインヘッドを用いて感熱紙に画像や文字を記録するサーマルプリンタが知られている。このサーマルプリンタでは、ラインが有する全発熱体に通電して同時駆動した場合に、大きな駆動電力を要し、また、電源装置も大型化するため、サーマルラインヘッドを複数のブロックに分割し、各ブロックを単位とした駆動制御が採用されている（例えば、特許文献１参照）。

このようなサーマルプリンタでは、サーマルラインヘッドが有する全発熱体の内で発熱駆動される発熱体の比率が高い（高い印字率）で駆動した場合や、低温度の環境下で駆動した場合には、スティッキングと呼ばれる現象が発生することが知られている。このスティッキングは、ベース紙上に感熱層とオーバーコート層を積層してなる感熱紙を発熱体で加熱した際に、溶融したオーバーコート層が凝固することによって、発熱体の表面が感熱紙に貼り付く現象であり、このスティッキングが発生した場合には、感熱紙の正確な紙送りが困難となり、ピッチむらが発生して印刷品質が低下するといった不具合の要因となる。

図１９，図２０は従来のサーマルプリンタによる印字動作を説明するための説明図およびフローチャートである。一ラインを複数のブロックの発熱体を順次分割して通電する。図１９は３ブロック分を３回の通電で駆動する状態を示し、図２０は６ブロックを順次通電する状態を示しいている。図２０において、ステッピングモータの一ステップ動作の期間Ｔｃ内に、全ブロックの印字を時分割によって順次行う。このとき、ブロック１のヘッドが加熱されて印刷が終了した時点から、ブロック６のヘッドによる印刷が終了した後モータによって次のステップ動作が行われるまでに比較的長時間ｔ１を要するため、ブロック１や、ブロック２〜ブロック５のヘッドの加熱によって一旦溶融された感熱紙のオーバーコート層が冷えて固化し、スティッキングが発生する。

そこで、このようなスティッキングを防ぐために、全ブロックへの通電が終了した後に再度全ブロックのヘッドに短いパルスを印加することによってオーバーコート層を溶融することが提案されている。

また、上記した全ブロックのヘッドに対して短パルスを再印加する場合に、各ブロックへの短パルスの印加間隔が長いと、やはりスティッキングが発生するという問題があるため、サーマルラインヘッドの発熱体を複数のブロックに分割し、さらに複数のブロックによってグループを形成し、このグループを順次駆動し、各駆動後に１ドットよりも少ない紙送りを行うことによってスティッキングを防ぐことが提案されている（特許文献２参照）。

図２１，図２２は、グループの順次駆動と、各駆動後の１ドットよりも少ない紙送りとを行う動作例を説明するためのフローチャートおよび動作説明図である。図２１（ａ）は、二つのブロックからなるグループにおいて各ブロックを交互に駆動し、グループの駆動後に紙送り（ｕ１，ｕ２，ｕ３，ｕ４，…）を行う例であり、図２１（ｂ）はグループ内の二つのブロックを同時駆動し、グループ駆動後に紙送り（ｕ11，ｕ12，ｕ13，ｕ14，…）を行う例である。

グループを単位とする駆動と紙送りを繰り返した場合には、図２２に示すように、一ライン分の印字において、印字の走査を開始する端部と走査を終了する端部との間にかけて、各紙送りの移動量を加算した段差が生じる。
特開平０３−２６６６５７号公報 特開２００１−６３１２４号公報

従来のようにブロック毎に通電を行う場合には、ラインヘッドの走査方向において、最初のブロックは、そのブロックでの印字が終了してから最後のブロックの印字が終了するまでの間、感熱紙と接触した状態となり、最後のブロックの印字が終了するころには温度が低下して、スティッキングが発生し易く成る。

また、スティッキングの発生を防ぐためにブロック毎に通電と紙送りを繰り返す構成においても、ブロックを単位として通電が行われるため、ヘッド全体からみると温度分布に偏りが生じる。そのため、スティッキングを良好に防ぐにはブロック長を短くする必要があるが、このようにブロック長を短くすると紙送りの回数が増加し、印字の走査を開始する端部と走査を終了する端部との間の段差が大きくなるという問題がある。

そこで、本発明は上記の課題を解決して、スティッキングを抑制することを目的とし、これによって、印刷品質の低下を抑制することを目的とする。

また、ヘッド全体において温度分布の偏りを低減することを目的とする。

本発明は、サーマルプリンタのヘッド全体にわたって発熱体を分散させて通電することによって、ヘッドの温度分布の偏り、特に、ヘッドにおいて加熱後の温度低下部の偏りを抑制し、これによってスティッキングの発生を抑制する。なお、以下では、サーマルプリンタは、ホスト等か送られた印字データに基づいて印字動作を行うものとする。また、ここで、印字データは、文字データに限らず画像データも含むものとし、文字データと画像データの両データを含めた印字データとする。

本発明は、第１の態様としてサーマルプリンタの駆動方法を有し、第２の態様としてサーマルプリンタを有する。

本発明の第１の態様は、紙送り方向と直交するライン上に複数の発熱体を線状に配置するサーマルンヘッドによって紙送りされる感熱紙に感熱記録を行うサーマルプリンタの駆動方法であり、複数の発熱体の内から通電する発熱体を選択する複数の分散パターンを有し、この分散パターンと一ラインの印字データとの論理積をとることによって一ラインの発熱体から通電する発熱体を選択する。選択された発熱体は、一ライン上で印字されるドットの内から各分散パターンによって選択されたものであって、この発熱体に通電することによって印字データの一部が印字される。一分散パターンのみでは、一ラインデータの一部のみが印字されるに過ぎないが、複数の分散パターンによる印字を組み合わせることで、一ラインデータの全ての印字が行われる。

また、本発明のサーマルプリンタの第２の態様は、感熱紙を搬送する紙送り手段と、紙送り方向と直交するライン上に複数の発熱体を線状に配置するサーマルンヘッドとを備えるサーマルプリンタである。サーマルプリンタは、通電する発熱体を選択する選択手段を備えており、選択手段は、複数の発熱体の内から通電する発熱体を選択する複数の分散パターンを切り替え、一ライン分の印字データとの論理積を順次とることによって通電する発熱体を選択する。

分散パターンを用いることで、一ライン上において通電されて加熱される発熱体を分散させることができ、加熱後の冷却による温度分布の偏りを低減させることができ、これによって、温度分布の偏りによるスティッキングの発生を抑制することができる。

分散パターンは、複数の態様とすることができる。分散パターンの第１の態様は、サーマルヘッドを複数のブロックに分割する形態に適用することができる。この態様の分散パターンは、各ブロックが備える発熱体の内から通電する発熱体を選択するパターンである。各分散パターンは、ブロック内の１つあるいは複数の発熱体を選択する。これら分散パターンは選択する発熱体を異ならせた複数のパターンを有し、これら分散パターンを組み合わせることで全分散パターンを構成することができる。この全分散パターンを用いることによって、サーマルヘッドが備える一ライン上で有する全ての発熱体を一回だけ選択する。したがって、各分散パターンを用いることによって、印字データを分散させながら印字することができる。

このブロックに分割する形態において、分散パターンは、各ブロックに含まれる発熱体の内の一つあるいは複数の発熱体を通電する発熱体として選択する。ｎ個の発熱体を有するブロックにおいて、一つの発熱体を選択する分散パターンの場合にはｎ個の分散パターンによって全ての発熱体を選択することができる。また、ｎ個の発熱体を有するブロックにおいて、ｍ個の発熱体を選択する分散パターンの場合にはｎ個からｍ個を重複なく選び出す組み合わせの個数である_ｎＣ_ｍ個の分散パターンによって全ての発熱体を選択することができる。また、複数の発熱体を選択する分散パターンは、各ブロックにおいて同数の発熱体を通電する発熱体として選択することができる。

印字データに対して複数の分散パターンを適用する際には、一分散パターン毎に切り替えて適用する。この複数の分散パターンを適用する際の一態様は、分散パターンを予め記録しておき、記録した複数の分散パターンから順次読み出すことにより使用する分散パターンを切り替える。また、他の態様では、複数の分散パターンを、一ラインの印字データに対して重複を避けて順次形成し、順次形成した分散パターンを使用することにより分散パターンを切り替える。

記録手段は、複数の分散パターンを記録する。記録手段から複数の分散パターンを順次循環させて読み出すことで、分散パターンの切り替えを行う。また、分散パターン形成手段は、複数の分散パターンを順次形成する。分散パターン形成手段から複数の分散パターンを順次形成することで、分散パターンの切り替えを行う。

紙送り手段は、各通電の後に感熱紙を搬送する他、一ラインの印字データの印字が終了した後に感熱紙を搬送するようにしてもよい。

本発明のサーマルプリンタおよびサーマルプリンタの駆動方法によれば、スティッキングを抑制することができ、印刷品質の低下を抑制することができる。また、ヘッド全体において温度分布の偏りを低減することができる。

はじめに、本発明のサーマルプリンタの態様について説明する。

図１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図である。図１において、サーマルプリンタ１は、ＣＰＵ２の処理によって、紙送りモータ３４によって紙送りされる感熱紙（図示していない）に対して、紙送り方向と直交するライン上に複数の発熱体（図示していない）を線状に配置するサーマルラインヘッド３を駆動して感熱記録を行う。

ＣＰＵ２は、ホスト１０から印字データを入力し、この印字データと分散パターン４に基づいて、サーマルラインヘッド３で処理可能な信号形態に変換する。ＣＰＵ２は、変換した印字データ信号（DATA）をクロック信号（CLOCK）の周期でサーマルラインヘッド３に送り、ラッチ信号（LATCH）によってその印字データ信号（DATA）を保持させ、その後、ストローブ信号（STB1〜STB3、…）等によってブロック毎に印字動作を行う。また、ＣＰＵ２は、ドライバ２４によって紙送りモータ３４を駆動する。

本発明のサーマルプリンタ１は、ＣＰＵ２から入力した印字データに対して分散パターン４を用いて印字パターンを形成する。分散パターンを用いることで、印字動作時における印字パターンの印字ドットが偏らないように分散させ、これにより、温度分布が偏ることを抑制する。

図２は、本発明の分散パターンを用いて印字パターンの形成を説明するための概略図である。なお、図２では、４つの分散パターンを用いる例を示している。４つの分散パターンを用いた場合には、一ラインの印字データは、４つの分散パターンによって４つの印字パターンに変換される。サーマルラインヘッド上に配列される複数の発熱体の内で、各印字パターンに対応する発熱体に通電が行われてドット印字が行われる。ここでは、４つの分散パターンによる４つの印字パターンを備えるため、１回目通電〜４回目通電の４回の通電によって、一ラインの印字データについて印字が行われる。

一ライン分の印字が終了した後、次の一ラインの印字データについて、前回の印字処理と同様にして、４つの印字パターンを１回目通電〜４回目通電の４回で通電し、一ラインの印字データを印字する。

なお、ここで、各印字パターンの通電の間では、紙送りを行う態様の他に、紙送りを行わない態様としてもよい。各印字パターンの通電の間において紙送りを行う態様によれば、前回の通電箇所と次の通電箇所は、一ライン上で移動ピッチ分だけ異なるライン位置となるため、スティッキングを低減することができる。なお、移動ピッチ分を一ラインの１／４とすることによって、印字箇所の移動による位置ずれを低減する。

また、各印字パターンの通電の間において紙送りを行わない態様によれば、前回の通電箇所と次の通電箇所は一ライン上の同じライン位置となるが、分散パターンを用いることによって各通電において近傍箇所が加熱されることになるため、加熱後の冷却の程度を抑えることができ、スティッキングを低減することができる。

次に、図３を用いて、本発明のサーマルプリンタのより詳細な構成例について説明する。図３において、サーマルプリンタ１は、ＣＰＵ２を含む制御部２０と、ラインヘッド部３３を含むプリンタ機構３０を備える。ここでは、ホストコンピュータ１０から印字データを入力し、制御部２０でラインヘッド部３３での印字処理が可能な印字パターンに変換し、この印字パターンに基づいてプリンタ機構３０のラインヘッド部３３で印字する例を示している。

制御部２０は、コネクタ２５を介して接続されたホストコンピュータ１０から印字データを入力する。制御部２０には、ＲＯＭ２１，ＲＡＭ２２，ゲートアレイ２３，モータドライバ２４等が接続される。ＲＯＭ２１は印字動作を制御する印字制御プログラムや分散パターン等を格納し、ＲＡＭ２２はホストコンピュータ１０から入力した印字データ（第１の印字データ）や、この印字データを変換して得られたドットラインデータ（第２の印字データ）等を格納する。また、ゲートアレイ２３は分散データをプリンタ機構３０に送る。

制御部２０は、コネクタ２６を介して、ゲートアレイ２３から分散データをプリンタ機構３０に送る他、変換後の印字パターンのデータＣ、このデータＣを送るためのクロック信号Ｂ、ラッチ信号Ａをプリンタ機構３０に送る。

また、制御部２０は、モータドライバ２４を有し、コネクタ２７を介してプリンタ機構３０の紙送りモータ３４を駆動制御する。また、このコネクタ２７は、プリンタ機構３０が備えるヘッドセンサ３５，用紙センサ３６，温度センサ３７等の各センサのセンサ信号を入力し、ＣＰＵ２に送る。なお、ヘッドセンサ３５は、サーマルラインヘッド３の感熱紙との圧接または離間を検出し、用紙センサ３６は用紙の搬送位置や有無等を検出し、温度センサ３７はラインヘッド部３３の温度を検出する。

また、制御部２はＡ／Ｄ変換部２８を備え、コネクタ２６を介してプリンタ機構３０から受け取ったアナログ信号（図示していない）をデジタル信号に信号変換する。

図４は、本発明の制御部２０が備えるＲＯＭ２１およびＲＡＭ２２が格納するデータを説明する図である。

図４において、ＲＯＭ２１は、印字制御プログラム、キャラクタジェネレータ（フォントデータ）、分散データ等を格納する。印字制御プログラムは、印字動作に係わる制御をＣＰＵに実行させるための制御プログラムであり、例えば、各コネクタ２５，２６，２７を介して行うデータの授受の制御、ホストコンピュータ１０から取り込んだ印字データ（第１印字データ）を、ドットラインヘッド３３を駆動するドットラインデータ（第２印字データ）に変換する制御、モータドライバ２４の制御等の各種制御を行う。キャラクタジェネレータは、ドットラインヘッド３３に印字を形成するためのフォントデータである。

また、分散データは、ドットラインデータをライン上で分散させて印字させる分散パターンを形成するためのパターンデータである。ここでは、予め形成しておいたパターンデータをＲＯＭ２１内に格納しておき、順次読み出して使用する。なお、分散データは、ＲＯＭ２１内に格納しておく他、処理毎に形成してＲＡＭ２２に一時的に格納する形態としてもよい。この分散パターンを形成して使用する構成については後述する。

また、ＲＡＭ２２は、ホストコンピュータ１０から入力した印字データ（第１印字データ）と、この印字データを変換して得られたドットラインデータ（第２印字データ）を格納する。第１印字データは、印字内容を表すキャラクタコードデータや画像データ、および印字制御コードデータ等を含み、第２印字データは各ラインに展開したドットラインデータ、およびストローブデータであり、ＣＰＵ２はＲＡＭ２２に書き込まれた第１印字データを読み出して解析した後、ＲＡＭ２２に書き込む。書き込まれた第２印字データは、ＣＰＵ２によって順次読み出されゲートアレイ２３を介してプリンタ機構３０の第１バッファ３１に送られる。

図３において、プリンタ機構３０は、第１バッファ３１と第２バッファ３２とラインヘッド部３３を備える他、用紙を紙送りする紙送りモータ３４や、ヘッドセンサ３５，用紙センサ３６，温度センサ３７等の各紙センサを備える。第１バッファ３１、第２バッファ３２、およびラインヘッド部３３はサーマルラインヘッド３を構成している。

ＣＰＵ２は、ＲＡＭ２２に格納しているドットラインデータをライン毎に読み出し、コネクタ２６から第１バッファ３１に送る。第１バッファ３１は、クロック信号に基づいて１ライン分のドットラインデータを順次取り込む。図３ではドットラインデータをデータＣで示し、クロック信号をクロックＢで示している。また、第２バッファ３２は、制御部２０からのラッチ信号Ａに基づいて、第１バッファ３１に格納しているドットラインデータを転送する。第２バッファ３２は、ラインヘッド部３３を駆動するためにドットラインデータを保持する一時メモリである。第１バッファ３１に保持されたドットラインデータは第２バッファ３２に転送される。本発明は、このデータ転送において、全データを同時に行わずに分散して行う。この第１バッファ３１から第２バッファ３２への分散によるデータ転送は、ＲＯＭ２１あるいはＲＡＭ２２からゲートアレイ２３を介して送られる分散データによって、第１バッファ３１に保持されたドットラインデータを選択することで行う。ラインヘッド部３３は、第２バッファに転送されたドットラインデータを用いて印字を行う。

上記したようにドットラインデータは分散データによって選択されたデータのみが第２バッファ３２に転送され、転送されたドットラインデータのみが印字されるため、一つの分散データのみによる転送では第１バッファには転送されないドットラインデータが残り、このままでは印字が完了しないことになるが、全ドットをカバーする複数の異なる分散データを用い、この各分散データを順に用いてデータ転送と印字とを繰り返すことによって、全てにドットラインデータを印字することができる。

このように、分散データを用いて複数回の動作でドットラインデータを印字することで、ラインヘッド部に供給する電力を低減することができ、また、ライン状に配列された発熱体において駆動する発熱体を分散させることによって、駆動間隔の時間があくことによってヘッド部分が局所的に冷却されることを防いで、スティッキングの発生を抑制することができる。

なお、ライン状に配列された発熱体において、実際に駆動する発熱体は分散データで定まる分散パターンのみで決まるのではなく、印字データから得られるドットラインデータと分散データとの論理積で得られる重なり部分であるため、必ずしも分散パターンで定めるような熱分布とはならないが、印字データのばらつきから統計的にはヘッド部分の局所的な冷却は回避される方向となる。

なお、図３では、ラインヘッド部３３は複数のブロック（ブロック１，ブロック２，〜，ブロックｎ）に分割された例を示している。この複数のブロックを備えるラインヘッド部３３の場合には、各ブロック内で分散パターンを形成することができるが、必ずしもブロックを単位として分散パターンを形成する必要はなく、複数のブロックを組み合わせたものを単位として分散パターンを形成したり、ブロックに依存することなく、ラインヘッド部が備えるドット（発熱体）について分散パターンを形成してもよい。また、複数のブロックを組み合わせたものを単位として分散パターンを形成する場合には、複数のブロックは隣接するブロックに限らず、ブロックについても分散させてもよい。

次に、図１，および図５〜図７を用いて本発明のサーマルプリンタの動作について説明する。なお、図５はサーマルプリンタの動作を説明するためのフローチャートであり、図６はサーマルプリンタの動作を説明するためのタイムチャートであり、図７はゲートアレイの動作を説明するための説明図である。

ホストコンピュータ１０からサーマルプリンタ１の制御部２０に印字データを送信する。なお、ここでは、印字データはサーマルプリンタによって印刷を行うためのデータであり、文字データに限らず画像データを含むものとする。また、印字の用語についても、文字に限らず画像を含むものとする（Ｓ１）。制御部２０のＣＰＵ２は、コネクタ２５を介して入力した印字データをＲＡＭ２２内に第１印字データとして格納する（Ｓ２）。

ＣＰＵ２は、ＲＡＭ２２から第１印字データに含まれるキャラクタコードデータや印字制御コードデータを読み出して解析し、ラインヘッドによって用紙上に印字を行うためのドットラインデータやストローブデータを形成し（Ｓ３）、形成した第２印字データをＲＡＭ２２に格納する。なお、このデータ解析については、通常知られた処理であるため、ここでの説明は省略する（Ｓ４）。

ＣＰＵ２は、ＲＡＭ２２からドットラインデータ（図６中のデータＣ）（図６（ａ）に示す）を一ライン分読み出して、コネクタ２６を通してクロックＢ（図６（ｂ）に示す）に同期して第１バッファ３１に順次送り、格納する（Ｓ５，Ｓ６）。ラッチ信号（図６（ｃ）に示す）によって第１バッファ３１にラッチされたドットラインデータは、ゲートアレイ２３から送られる分散データで定められるデータのみが選択されて第２バッファ３２に転送される（Ｓ７）。

図７は、ゲートアレイの動作、および分散データによる第１バッファ３１から第２バッファ３２へのドットラインデータの選択的な転送動作を示している。なお、図７は、ブロック単位に分散データを設定する例を示し、分散データとして４ドット分の駆動を定める分散パターンの例を示している。

ＣＰＵ２は分散データを選択し（Ｓ８）、ＲＯＭ２１から選択した分散データ（ここでは４ビット分のデータ）を取り込んでゲートアレイ２３に送る（Ｓ９）。ゲートアレイ２３は、ラッチ信号Ａ（図６中の（ｈ））に同期して分散データ（図６中の分散データ（ｄ）〜（ｇ））をバッファに送る。ここでは、［１０００］の分散データの例を示している。

第２バッファ３２は、送られた分散データに基づいて選択したドットラインデータを第１バッファ３１から取り込む。ここで、第１バッファ３１に格納されるデータの内で、分散データで定まるビット部分のデータのみが第２バッファ３２に転送される。図７では、各ブロックにおいて、［１０００］の分散データで定められた第１番目のビットのドットラインデータのみが第２バッファ３２に転送され、第２〜４番目のビットのドットラインデータは第２バッファ３２には転送されず、データ無しの状態を維持する。なお、ここでは、第２バッファ３２は、各印字動作後にはクリアされて初期状態に戻るものとする。

図７では、第１バッファに格納されるドットラインデータは全ドットに対応するビット部分に印字を有効とするデータ（●で示す）を有する例を示しているため、第２バッファ３２の各ブロックの第１番目のビット部分（図中の左端）にはデータ（●で示す）が格納される。仮に、第１番目のビット部分のドットラインデータが印字を無効とするデータの場合には、この分散データで選択されなかったビット部分と実質的に同様の初期状態となる（Ｓ１０）。第２バッファ３２に格納されたデータはラインヘッド部３３に送られる（Ｓ１１）。ラインヘッド部３３は、各ブロックでドット印字を行う。一つの分散データによる印字は、全ドットラインデータの一部のみを印字するものであり、残余の分散データによる印字を全て行うことで、一ライン分の印字が行われる。図６（ｉ）は第１の分散データによる印字に対応する。

図７に示すように、４つの分散データを備える場合には、Ｓ８の工程で分散データを変更しながらＳ９〜Ｓ１２の工程を繰り返すことによって、一ライン分の印字が完了するし、図６（ｊ）〜図６（ｌ）は第２の分散データ〜第４の分散データによる印字に対応している（Ｓ１２）。

ここで、ＣＰＵ２は、各分散データによる印字が完了する度に、モータドライバ２４によって紙送りモータ３４を駆動して紙送りを行うことによって、スティッキングをより有効的に抑制することができる（図６中の（ｍ））。この紙送りの送り量は、一ライン分の送り量を分散処理の回数分で除算した量とすることができ、これによって、分散による複数の印字動作が完了した時点で、ライン幅内において一ライン分の印字が行われる（Ｓ１３）。

一ライン分の印字が完了した場合には（Ｓ１４）、次のドットラインデータを第１バッファに取り込み、Ｓ６〜Ｓ１４の工程を繰り返すことによって、次のラインを印字する（Ｓ１５）。

分散パターンは種々のパターンを用いることができる。図８はブロック内において１つのドットを選択して印字を分散パターンの例を示し、図９はブロック内において２つのドットを選択して印字を分散パターンの例を示している。

図８に示す例は、４ドット分を１ブロックとし、このブロック中の１ドットを選択するときの分散パターンの一例であり、前記図７に示した例と同じ例を示している。ここでは、４ドットから１ドットを選択するため４つの分散パターンを含む。図８に示す分散パターンは、［１０００］，［０１００］，［００１０］，［０００１］の４つの分散パターンを含む。図８において、第１の分散パターン［１０００］はブロック内の第１番目のビットを選択して印字を行い、第２の分散パターン［０１００］はブロック内の第２番目のビットを選択して印字を行う。同様に、第３の分散パターン［００１０］はブロック内の第３番目のビットを選択して印字を行い、第４の分散パターン［０００１］はブロック内の第４番目のビットを選択して印字を行う。

この各分散パターンによる印字間で紙送りを行う場合には、ｔ１〜ｔ４の１サイクルで一ライン分の印字が行われる。次のｔ５〜ｔ８（図８ではｔ５，ｔ６までを示している）の１サイクルで次の一ライン分の印字が行われる。なお、ここでは、ドットラインデータは、各ドットにおいて印字を行うデータである例を示している。

図１０（ａ）は、図８の分散パターンによる通電状態を示している。また、図１０（ｂ）は、１ドットを選択する別の分散パターンによる通電状態を示している。図１０（ａ）の分散パターン例はドットを順に選択する例であり、図１０（ｂ）の分散パターン例はドットを任意の順で選択する例である。

図１０（ａ）の分散パターンによれば、一ラインの直線はブロックを単位とする斜線の繰り返しによって印字される。また、図１０（ｂ）の分散パターンによれば、一ラインの直線は分散されて印字される。

図９に示す例は、４ドット分を１ブロックとし、このブロック中の２ドットを選択するときの分散パターンの一例である。ここでは、４ドットから１ドットを選択するため２つの分散パターンを含む。図９に示す分散パターンは、［１０１０］，［０１０１］の２つの分散パターンを含む。図９において、第１の分散パターン［１０１０］はブロック内の第１番目と第３番目のビットを選択して印字を行い、第２の分散パターン［０１０１］はブロック内の第２番目のビットと第４番目のビットを選択して印字を行う。

この各分散パターンによる印字間で紙送りを行う場合には、ｔ１，ｔ２の１サイクルで一ライン分の印字が行われ、次のｔ３，ｔ４の１サイクルで次の一ライン分の印字が行われる。なお、ここでは、ドットラインデータは、各ドットにおいて印字を行うデータである例を示している。図１０（ｃ）は、図９の分散パターンによる通電状態を示している。また、図１０（ｄ）は、２ドットを選択する別の分散パターンによる通電状態を示している。

本発明のサーマルプリンタは、上述した本発明の分散パターンを用いて各ブロックが有するドットの発熱体を分散して通電する態様（以下、分散通電という）と、ブロックが有するドットの発熱体を同時に通電する態様（以下ブロック通電という）とを、印字データの印字率あるいはラインヘッド部の温度に応じて切り替えて制御することができる。

分散通電と紙送りとを組み合わせる動作態様では、１ライン分のドットラインデータを印字した際に、印字されるドットが分散パターンに応じてばらつくために印字状態も用紙の搬送方向においてばらつくことになる。また、ブロック通電においても、ブロックを印字する度に紙送りを行う動作態様では、１ライン分のドットラインデータを印字した際に、隣接するブロック間において用紙の搬送方向に印字がずれることが起きる。

このふたつの動作態様における印字状態を比較すると、ブロック通電による場合には少なくともブロック内では搬送方向の印字ずれはなく、ブロックに含まれるドット数が多いほど印字ずれの影響も緩和される。しかしながら、ブロック通電はブロックを単位として通電を行うため、印字データの印字率が高い場合には、供給電力が制限されている。そのため、同時に通電することができるブロック数が制限され、同じブロックで通電が行われる時間間隔が長くなってスティッキングが生じやすくなる。そのため、ブロック通電は、スティッキングが発生しにくい印字率が低い場合に適用することができる。

そこで、印字データの印字率に応じて分散通電とブロック通電とを切り替えて行うことによって、スティッキングを抑制すると共に、印字品質の低下を抑制する。図１１，１２は、分散通電とブロック通電との切り替え動作を説明するためのフローチャートである。

図１１のフローチャートにおいて、ホストコンピュータから送信された印字データをＲＡＭに格納し（Ｓ２１，Ｓ２２）、印字データを解析してドットラインデータを形成する（Ｓ２３）。

この一ライン分のドットラインデータについて印字率を求め、予め設定しておいた印字率と比較する（Ｓ２４）。印字率が設定値よりも高い場合には、分散パターンを用いた分散通電を行い（Ｓ２５）、印字率が設定値よりも低い場合には、ブロックを単位としたブロック通電を行う（Ｓ２６）。この通電処理は、一ライン毎に行うことができる。

また、スティッキングは、サーマルプリンタのラインヘッド部の温度が高温の場合には発生しにくいため、ラインヘッド部の温度が高温の場合にブロック通電を行い、ラインヘッド部の温度が低いに分散通電を行うように切り替えることによって、スティッキングを抑制すると共に、印字品質の低下を抑制することができる。

図１２のフローチャートにおいて、ホストコンピュータから送信された印字データをＲＡＭに格納し（Ｓ３１，Ｓ３２）、印字データを解析してドットラインデータを形成する（Ｓ３３）。

ここで、温度センサ３７等で検出したラインヘッド部の温度と予め設定しておいた温度とを比較する（Ｓ３４）。ラインヘッド部の温度が設定値よりも低い場合には、分散パターンを用いた分散通電を行い（Ｓ３５）、ラインヘッド部の温度が設定値よりも高い場合には、ブロックを単位としたブロック通電を行う（Ｓ３６）。この通電処理は、一ライン毎に行うことができる。

図１３は、ブロック通電と分散通電とを切り替えて印字する状態を説明するための図である。図１３（ａ），（ｂ）は印字データを示し、図１３（ｃ），（ｄ）は印字状態を示している。図１３（ａ）は印字率が高い場合を示し、図１３（ｂ）は印字率が低い場合を示している。印字率が高い場合には図１３（ｃ）に示すように分散通電を行い、印字率が低い場合には図１３（ｄ）に示すようにブロック通電を行う。

上述した例では、分散パターンを予め設定してＲＯＭ２１内に格納しておき、順次読み出してドットラインデータから印字を行うドットを選択しているが、分散パターンはライン毎に設定してもよい。図１４は、各ラインのドットラインデータ毎に分散パターンを形成する例を示している。図１４（ａ）は、１ライン目と２ライン目の各通電時における分散パターンを示している。ここで、各ラインで用いる各分散パターンは、１ライン上のドットについて漏れなく、また重複することなく設定する。この分散パターンの設定は、例えば、１ライン上の全ドット数を通電回数（図１４では４回の通電で全ドットを駆動する場合を示している）で除算して各通電動作において通電を行うドット数を定め、はじめに１ライン上の全ドットの中から定めた個数のドットを分散させて選択して１回目通電用の分散パターンを形成し、次に、１ライン上の残りのドットの中から定めた個数のドットを分散させて選択して２回目通電用の分散パターンを形成する。３回目通電用の分散パターンおよび４回目通電用の分散パターンについても同様にして、１ライン上の残りのドットの中から定めた個数のドットを分散させて選択することで分散パターンを形成する。

図１４（ａ），（ｂ）は、１ライン全体を範囲として分散パターンを形成する例を示しているが、１ライン全体を複数の分割し、分割した範囲内で分散パターンを形成してもよい。図１４（ｃ），（ｄ）は、１ライン全体を２分割し、各分割範囲内で分散パターンを形成する。

上記した分散パターンの形成は、ライン毎あるいは複数のライン毎に定めることができ、また、１ライン全体を範囲とする分散パターンの形成と、分割範囲による分散パターンの形成とを、印字データ等に応じて選択して組み合わせてもよい。

上記した分散パターンは、例えば、図１５に示すようにＣＰＵ２で形成する毎にＲＡＭ２２内に格納して用いることができる。

図１６は、分散パターンを形成する態様において、ゲートアレイの動作、および分散データによる第１バッファ３１から第２バッファ３２へのドットラインデータの選択的な転送動作を示している。なお、図１６は、形成した１つの分散パターンの例のみを示している。

ＣＰＵ２は、分散パターン形成部で分散データ（ここでは、［１０００１００１０…］）を形成し、ＲＡＭ２２に一時記憶し、ゲートアレイ２３に送る。ゲートアレイ２３は、ラッチ信号Ａに同期して分散データをバッファに送る。ここでは、［１０００］の分散データの例を示している。

第２バッファ３２は、送られた分散データに基づいて選択したドットラインデータを第１バッファ３１から取り込む。ここで、第１バッファ３１に格納されるデータの内で、分散データで定まるビット部分のデータのみが第２バッファ３２に転送される。図１６では、［１０００１００１０…］の分散データで定められた第１，５，８，…番目のビットのドットラインデータのみが第２バッファ３２に転送され、その他のビットのドットラインデータは第２バッファ３２には転送されず、データ無しの状態を維持する。なお、ここでは、第２バッファ３２は、各印字動作後にはクリアされて初期状態に戻るものとする。

図１６では、第１バッファに格納されるドットラインデータは全ドットに対応するビット部分に印字を有効とするデータ（●で示す）を有する例を示しているため、第２バッファ３２の第１，５，８，…番目のビット部分（図中の左端）にはデータ（●で示す）が格納される。仮に、第１番目のビット部分のドットラインデータが印字を無効とするデータの場合には、この分散データで選択されなかったビット部分と実質的に同様の初期状態となる。第２バッファ３２に格納されたデータはラインヘッド部３３に送られ、ラインヘッド部３３はドット印字を行う。一つの分散データによる印字は、全ドットラインデータの一部のみを印字するものであり、残余の分散データによる印字を全て行うことで、一ライン分の印字が行われる。

図１７は、４回の通電によって１ライン分の印字を行う場合を示している。分散パターン形成部は、各通電において分散パターンを形成する。各分散パターンによる印字間で紙送りを行う場合には、ｔ１〜ｔ４の１サイクルで一ライン分の印字が行われる。次のｔ５〜ｔ８（図１７では示していない）の１サイクルにおいて次の一ライン分の印字が行われる。

図１８は、形成した分散パターンによって印字を行う態様を説明するためのフローチャートである。

はじめに、前回形成した分散パターンがＲＡＭに残っている場合にはクリアし（Ｓ４１）、１ラインの全ドットから設定個数のドットを選択する。この設定個数は、前述したように、全ドット数を通電回数で除算することによって各通電動作において通電を行うドット数を定めることができる（Ｓ４２）。

選択したドットのパターンを分散パターンとしてＲＡＭに記憶し（Ｓ４３）、ＲＡＭに記憶した分散パターンを用いて印字を行う（Ｓ４４）。次に、１ライン上の残りのドットの中から定めた個数のドットを選択して次回の通電用の分散パターンを形成し（Ｓ４５）、ＲＡＭに記憶した分散パターンを用いて印字を行う（Ｓ４６）。Ｓ４５，Ｓ４６の工程を、一ラインの全ドットを選択し終えるまで繰り返す（Ｓ４７）。

上記した本発明の構成により、サーマルプリンタのヘッド全体にわたって発熱体を分散させて通電することによって、ヘッドにおいて加熱後の温度低下部の偏りを抑制することができ、これによってスティッキングの発生を抑制することができる。また、スティッキングの抑制により印字品質の劣化を抑制することができる。

なお、上記した構成例は一例であり、本発明はこれらの例に限定されるものではなく、各種変更を含むものである。

例えば、プリンタ機構３０に含まれる第１バッファ３１から第２バッファ３２への分散データによるドットラインデータの転送のための回路を、制御部２０のゲートアレイ２３に含める構成とすることも可能である。

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図である。 発明の分散パターンを用いて印字パターンの形成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のより詳細な構成例を説明するための概略図である。 本発明の制御部が備えるＲＯＭおよびＲＡＭが格納するデータを説明する図である。 サーマルプリンタの動作を説明するためのフローチャートである。 サーマルプリンタの動作を説明するためのタイムチャートである。 ゲートアレイの動作を説明するための説明図である。 ブロック内において１つのドットを選択して印字を分散パターンの例を示す図である。 ブロック内において２つのドットを選択して印字を分散パターンの例を示す図である。 分散パターンによる通電状態を示す図である。 分散通電とブロック通電との切り替え動作を説明するためのフローチャートである。 分散通電とブロック通電との切り替え動作を説明するためのフローチャートである。 ブロック通電と分散通電とを切り替えて印字する状態を説明するための図である。 各ラインのドットラインデータ毎に分散パターンを形成する例を示す図である。 本発明の制御部が備えるＲＯＭおよびＲＡＭが格納するデータを説明する図である。 ゲートアレイの別の動作を説明するための説明図である。 ブロック内において選択して印字を分散パターンの例を示す図である。 形成した分散パターンによって印字を行う態様を説明するためのフローチャートである。 従来のサーマルプリンタによる印字動作を説明するための説明図である。 従来のサーマルプリンタによる印字動作を説明するためのフローチャートである。 グループの順次駆動と、各駆動後の１ドットよりも少ない紙送りとを行う動作例を説明するためのフローチャートである。 グループの順次駆動と、各駆動後の１ドットよりも少ない紙送りとを行う動作例を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１ サーマルプリンタ
２ ＣＰＵ
３ サーマルラインヘッド
４ 分散パターン
１０ ホストコンピュータ
２０ 制御部
２１ ＲＯＭ
２２ ＲＡＭ
２３ ゲートアレイ
２４ モータドライバ
２５、２６，２７ コネクタ
２８ Ａ／Ｄコンバータ
３０ プリンタ機構
３１ 第１バッファ
３２ 第２バッファ
３３ ヘッド部
３４ モータ
３５ ヘッドセンサ
３６ 用紙センサ
３７ 温度センサ

Claims (18)

1. 紙送り方向と直交するライン上に複数の発熱体を線状に配置するサーマルンヘッドによって紙送りされる感熱紙に感熱記録を行うサーマルプリンタの駆動方法において、
   前記複数の発熱体の内から通電する発熱体を選択する複数の分散パターンを有し、
   前記分散パターンと一ラインの印字データとの論理積をとることによって一ラインの発熱体から通電する発熱体を選択し、選択した発熱体の同時駆動を複数の分散パターンを順次切り替えて行うことを特徴とする、サーマルプリンタの駆動方法。
2. 前記分散パターンは、サーマルヘッドを分割するブロックが備える発熱体の内から通電する発熱体を選択するパターンであり、
   全分散パターンによって、サーマルヘッドが備える全ての発熱体を一回のみ選択することを特徴とする、請求項１に記載のサーマルプリンタの駆動方法。
3. 前記分散パターンは、前記分割ブロックに含まれる発熱体の内の一つの発熱体を通電する発熱体として選択することを特徴とする、請求項２に記載のサーマルプリンタの駆動方法。
4. 前記分散パターンは、前記分割ブロックに含まれる発熱体の内の複数の発熱体を通電する発熱体として選択することを特徴とする、請求項２に記載のサーマルプリンタの駆動方法。
5. 前記分散パターンは、サーマルヘッドが備える全発熱体の内から通電する発熱体を選択するパターンであり、
   全分散パターンによって、サーマルヘッドが備える全ての発熱体を一回のみ選択することを特徴とする、請求項１に記載のサーマルプリンタの駆動方法。
6. 前記各分散パターンは、同数の発熱体を通電する発熱体として選択することを特徴とする、請求項５に記載のサーマルプリンタの駆動方法。
7. 前記複数の分散パターンを予め記録しておき、順次読み出すことにより使用する分散パターンを切り替えることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一つに記載のサーマルプリンタの駆動方法。
8. 前記複数の分散パターンを、一ラインの印字データに対して重複を避けて順次形成し、順次形成した分散パターンを使用することにより分散パターンを切り替えることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一つに記載のサーマルプリンタの駆動方法。
9. 前記紙送りは、前記各通電の後に感熱紙を搬送することを特徴とする、請求項１から８いずれか一つに記載のサーマルプリンタの駆動方法。
10. 感熱紙を搬送する紙送り手段と、
    紙送り方向と直交するライン上に複数の発熱体を線状に配置するサーマルンヘッドとを備えるサーマルプリンタにおいて、
    前記複数の発熱体の内から通電する発熱体を選択する複数の分散パターンを有し、前記複数の分散パターンを切り替え、一ライン分の印字データとの論理積を順次とることによって通電する発熱体を選択する選択手段を備えることを特徴とする、サーマルプリンタ。
11. 前記分散パターンは、サーマルヘッドを分割するブロックが備える発熱体の内から通電する発熱体を選択するパターンであり、
    全分散パターンによって、サーマルヘッドが備える全ての発熱体を一回のみ選択することを特徴とする、請求項１０に記載のサーマルプリンタ。
12. 前記分散パターンは、前記分割ブロックに含まれる発熱体の内の一つの発熱体を通電する発熱体として選択するパターンであることを特徴とする、請求項１１に記載のサーマルプリンタ。
13. 前記分散パターンは、前記分割ブロックに含まれる発熱体の内の複数の発熱体を通電する発熱体として選択するパターンであることを特徴とする、請求項１１に記載のサーマルプリンタ。
14. 前記分散パターンは、サーマルヘッドが備える全発熱体の内から通電する発熱体を選択するパターンであり、
    全分散パターンによって、サーマルヘッドが備える全ての発熱体を一回のみ選択することを特徴とする、請求項１０に記載のサーマルプリンタ。
15. 前記各分散パターンは、同数の発熱体を通電する発熱体として選択することを特徴とする、請求項１４に記載のサーマルプリンタ。
16. 前記複数の分散パターンを記録し、前記複数の分散パターンを順次循環させて読み出す記録手段を備えることを特徴とする、請求項１０から１５のいずれか一つに記載のサーマルプリンタ。
17. 前記複数の分散パターンを順次形成する分散パターン形成手段を備えることを特徴とする、請求項１０から１５のいずれか一つに記載のサーマルプリンタ。
18. 前記紙送り手段は、前記各通電の後に感熱紙を搬送することを特徴とする、請求項１０から１７のいずれか一つに記載のサーマルプリンタ。

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