JP2007313848A - サーマルプリンタおよびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 迅速でしかも安定した濃度の両面プリントが可能なサーマルプリンタおよびその制御方法を提供できる。
【解決手段】 両面に感熱層を有するサーマル用紙１の表面１ａおよび裏面１ｂに対するプリントを行うサーマルヘッド２，４を設け、これらサーマルヘッド２，４をプリント用データに応じて駆動することにより、サーマル用紙１に対する両面プリントを行う。そして、サーマルヘッド２，４の温度Ｔ１，Ｔ２が設定値Ｔ１ｓ，Ｔ２ｓとなるように、サーマルヘッド２，４の各発熱素子に対する通電オン時間を制御する。
【選択図】 図６

Description

この発明は、両面に感熱層を有するサーマル用紙を用いるサーマルプリンタおよびその制御方法に関する。

サーマルプリンタで用いられるサーマル用紙は、片面に感熱層を有している。これに伴い、サーマルプリンタは、外部から入力されるプリント用データを１つのサーマルヘッドによりサーマル用紙の片面にプリントする。プリントされたサーマル用紙は、カッタによりカットされて利用者に提供される。

入力されるプリント用データのデータ量が多い場合、プリントされるサーマル用紙が長くなり、利用者にとって扱い難いものとなる。

一方、最近、両面に感熱層を有するサーマル用紙が開発され、実用化されつつある。このサーマル用紙に対する両面プリントを行うためには、例えば複写機の両面コピーのように、感光体ドラムや現像ユニットなどの像形成部に用紙を送り込んで用紙の一方の面に像を形成し、その形成が済んだ用紙を反転しながら像形成部に戻し、その像形成部で用紙の他方の面に像を形成するなどの処置が必要となる（例えば特許文献１，２）。
特開平９−２３３２５６号公報 特開平６−２４０８２号公報

しかしながら、上記の複写機のような処置には時間がかかり、商店などで顧客への販売レシート発行などに使用されるサーマルプリンタには適用が不可能である。
また、サーマル用紙に対する両面プリントに際しては、安定した濃度のプリントを行う上で、サーマルヘッドの温度管理が重要な要素となる。

この発明は、上記の事情を考慮したもので、迅速でしかも安定した濃度の両面プリントが可能なサーマルプリンタおよびその制御方法を提供することを目的とする。

請求項１に係る発明のサーマルプリンタは、両面に感熱層を有し所定方向に給紙されるサーマル用紙と、このサーマル用紙の給紙方向と直交する方向に配列された複数の発熱素子を有しそのサーマル用紙の一方の面に対するプリントを行う第１サーマルヘッドと、上記サーマル用紙の給紙方向と直交する方向に配列された複数の発熱素子を有しそのサーマル用紙の他方の面に対するプリントを行う第２サーマルヘッドと、上記第１サーマルヘッドの温度を検知する第１温度センサと、上記第２サーマルヘッドの温度を検知する第２温度センサと、プリント用データに応じて上記各サーマルヘッドの発熱素子に対する通電をオン，オフする駆動手段と、上記第１サーマルヘッドの各発熱素子に対する通電オン時間を上記第１温度センサの検知温度が設定値となるように制御し、上記第２サーマルヘッドの各発熱素子に対する通電オン時間を上記第２温度センサの検知温度が設定値となるように制御する制御手段と、を備える。

この発明のサーマルプリンタおよびその制御方法によれば、迅速でしかも安定した濃度の両面プリントが可能なサーマルプリンタおよびその制御方法を提供できる。

以下、本発明の一実施形態のサーマルヘッドについて、図面を参照して説明する。まず、要部の構成を図１に示している。
１はサーマル用紙で、一方の面（表面という）１ａおよび他方の面（裏面という）１ｂにそれぞれ感熱層を有し、表面１ａが内側となる状態にロール状に巻かれ、後述の給紙機構２２により図示矢印の方向に給紙される。上記感熱層は、所定の温度以上に加熱されたときに、例えば黒色あるいは赤色に発色する材料によって形成されている。
このサーマル用紙１の給紙方向に沿って、サーマル用紙１の表面１ａに接してその表面１ａに対するプリントを行う第１サーマルヘッド２、裏面１ｂに接してその裏面１ｂに対するプリントを行う第２サーマルヘッド４が設けられている。これら第１および第２サーマルヘッド２，４は、サーマル用紙１の給紙方向と直交する方向に配列された多数の発熱素子を有するとともに、サーマル用紙１の給紙方向に沿って互いに離れた位置に配設されている。第１サーマルヘッド２の方が、第２サーマルヘッド４よりも給紙方向の下流側に存している。

そして、第１および第２サーマルヘッド２，４に、第１および第２温度センサ７，８がそれぞれ装着されている。これら温度センサ７，８により、第１および第２サーマルヘッド２，４の温度Ｔ１，Ｔ２が検知される。

また、サーマル用紙１を挟んで第１サーマルヘッド２と対向する位置に第１プラテンローラ３が配設され、サーマル用紙２を挟んで第２サーマルヘッド４と対向する位置に第２プラテンローラ５が配設されている。さらに、第１サーマルヘッド２よりも給紙方向の下流側に、サーマル用紙１をそのプリント領域よりも後側でカットするカッタ６が配設されている。上流側の第２サーマルヘッド４と下流側の第１サーマルヘッド２との間の距離はＸ、第１サーマルヘッド２とカッタ６との間の距離はＹである。

図２に、図１の構成を含むサーマルプリンタ本体１０の制御回路を示している。
主制御部であるＣＰＵ１１に、制御プログラム記憶用のＲＯＭ１２、データ記憶用のＲＡＭ１３、ホスト装置３０とのデータ送受信を行う通信インタフェース１４、動作条件設定用の操作表示部１５、サーマル用紙１の給紙機構１６を駆動する給紙駆動回路２１、カッタ６を駆動するカッタ駆動回路２２、後述の第１プリント用データＤ１に応じて第１サーマルヘッド２を駆動する第１ヘッド駆動回路２３、後述の第２プリント用データＤ２に応じて第２サーマルヘッド４を駆動する第２ヘッド駆動回路２４、および上記温度センサ７，８などが接続されている。

一方、ＣＰＵ１１は、主要な機能として次の（１）〜（５）の手段を備えている。
（１）外部のホスト装置３０から入力されるプリント用データＤ０を、サーマル用紙１の表面１ａに対する第１プリント用データＤ１と、裏面１ｂに対する第２プリント用データＤ２とに分ける制御手段。

（２）第１プリント用データＤ１に応じた第１サーマルヘッド２の発熱素子に対する通電オン，オフの駆動を制御し、第２プリント用データＤ２に応じて第２サーマルヘッド４の発熱素子に対する通電オン，オフの駆動を制御する制御手段。

（３）第１サーマルヘッド２の各発熱素子に対する通電オン時間を温度センサ７の検知温度Ｔ１が予め定められた設定値Ｔ１ｓとなるように制御し、第２サーマルヘッド４の各発熱素子に対する通電オン時間を温度センサ８の検知温度Ｔ２が予め定められた設定値Ｔ２ｓとなるように制御する制御手段。

（４）サーマル用紙１を給紙しながら、第２プリント用データＤ２に応じた第２サーマルヘッド４の駆動を先ず開始し、その駆動に基づくプリント開始位置が第１サーマルヘッド２に対応したところで第１プリント用データＤ１に応じた第１サーマルヘッド２の駆動を開始する制御手段。

（５）温度センサ７の検知温度Ｔ１が異常上昇して上限値Ｔ１maxに達したとき、あるいは温度センサ８の検知温度Ｔ２が異常上昇して上限値Ｔ２maxに達したとき、安全のために、第１および第２サーマルヘッド２，４の駆動を停止し、その停止の旨を操作表示部１５の表示により報知する制御手段。

なお、上記第１サーマルヘッド２は、図３に示すように、ラッチ回路４１、通電制御回路４２、およびエッジヘッド４３により構成されている。エッジヘッド４３は、ライン状に配列された熱転写用の多数の発熱素子４３ａ，４３ｂ，…４３ｎを有している。ラッチ回路４１は、ヘッド駆動回路２３から供給される第１プリント用データＤ１を、同ヘッド駆動回路２３からストローブ信号ＳＴＢに応じて１ライン毎にラッチする。通電制御回路４２は、エッジヘッド４３の発熱素子４３ａ，４３ｂ，…４３ｎに対する通電を、ラッチ回路４１内のデータに応じて、かつヘッド駆動回路２３から供給されるイネーブル信号ＥＮＢがアクティブとなるタイミングで、オン，オフ制御する。

イネーブル信号ＥＮＢがアクティブとなる時間の長さを変えることにより、各発熱素子に対する通電オン時間が変化する。通電オン時間が変化すると、各発熱素子の発熱温度が変化する。

第２サーマルヘッド４の構成も、第１サーマルヘッド２と同じある。よって、その説明は省略する。

つぎに、作用を説明する。
外部のホスト装置３０から当該サーマルプリンタにプリント用データＤ０が入力されると、そのプリント用データＤ０がＲＡＭ１３に記憶される。この記憶に伴い、プリント用データＤ０が、第１プリント用データＤ１と第２プリント用データＤ２とに振り分けられる。振り分けの分量あるいは条件は、操作部１５の操作あるいはホスト装置３０からの指令によって設定される。振り分けの分量として例えば“５０％対５０％”があり、振り分けの条件として例えばデータ種別がある。データの種類として、例えば店舗の販売用レシートの場合、金銭文字、顧客へのお知らせ文、宣伝文、イラストなどがある。

プリント用データＤ０が第１プリント用データＤ１と第２プリント用データＤ２とに振り分けられた例を図４に示している。
すなわち、第１行目から第１００行目の印字データからなるプリント用データＤ０が、中央の境界位置Ｃを境に、第１行目から第５０行目の印字データからなる第１プリント用データＤ１と、第５１行目から第１００行目の印字データからなる第２プリント用データＤ２とに、振り分けられている。振り分けられた第１プリント用データＤ１および第２プリント用データＤ２は、ＲＡＭ１３に記憶される。境界位置Ｃ上にデータが存在する場合は、そのデータが予め定められている条件に従って第１プリント用データＤ１および第２プリント用データＤ２のいずれか一方に振り分けられる。

この振り分け後、サーマル用紙１の給紙が開始されて、第２プリント用データＤ２に応じた第２サーマルヘッド４の駆動が先ず開始され、サーマル用紙１の裏面１ｂに第５１行目から第１００行目までの印字データがプリントされる。サーマル用紙１の給紙が進んで、第２サーマルヘッド４の駆動に基づく裏面１ｂ側のプリント開始位置が第１サーマルヘッド２に対応する状態になったとき、第１プリント用データＤ１に応じた第１サーマルヘッド２の駆動が開始され、サーマル用紙１の表面１ａに第１行目から第５０行目までの印字データがプリントされる。

こうして、図５に示すように、第１プリント用データＤ１である第１行目から第５０行目までの印字データがサーマル用紙１の表面１ａにプリントされ、第２プリント用データＤ２である第５１行目から第１００行目までの印字データがサーマル用紙１の裏面１ｂにプリントされる。この場合、サーマル用紙１の表面１ａにおいて、プリントされる各文字行の開始位置と幅方向一端Ｑ１との間に、幅ＳＰ１の空白領域が確保されている。サーマル用紙１の裏面１ｂでは、プリントされる各文字行の開始位置と幅方向他端Ｑ２との間に、幅ＳＰ２の空白領域が確保されている。

表面１ａおよび裏面１ｂの先端側には、カッタ６から第１サーマルヘッド２までの距離Ｙに対応する空白領域Ｌｙが生じるとともに、第１サーマルヘッド２から第２サーマルヘッド４までの距離Ｘに対応する空白領域Ｌｘが生じる。

プリントが済んだサーマル用紙１は、カッタ６でカットされて、利用者に提供される。

このプリントに際し、図６のフローチャートに示すように、第１サーマルヘッド２の温度Ｔ１が温度センサ７により検知され、第２サーマルヘッド４の温度Ｔ２が温度センサ８により検知される。

検知温度Ｔ１，Ｔ２が上限値Ｔ１max，Ｔ２max未満であれば（ステップ１０３のＮＯ、ステップ１０４のＮＯ）、検知温度Ｔ１が設定値Ｔ１ｓとなるように、第１サーマルヘッド２の各発熱素子に対する通電オン時間が制御される（ステップ１０５）。同時に、温度センサ８の検知温度Ｔ２が設定値Ｔ２ｓとなるように、第２サーマルヘッド４の各発熱素子に対する通電オン時間が制御される（ステップ１０６）。すなわち、検知温度が設定値より高い場合は発熱素子の発熱量が少なくても十分な濃度のプリントが可能であるとの判断の下に、発熱量が低減される。検知温度が設定値より低い場合は発熱素子の発熱量を多くしなければ十分な濃度のプリントが得られないとの判断の下に、発熱量が増大される。

検知温度Ｔ１が異常上昇して上限値Ｔ１maxに達した場合、あるいは温度センサ８の検知温度Ｔ２が異常上昇して上限値Ｔ２maxに達した場合には、安全のために、第１および第２サーマルヘッド２，４の駆動が停止される（ステップ１０７）。そして、停止の旨が操作表示部１５の表示により報知される（ステップ１０８）。

以上のように、両面に感熱層を有するサーマル用紙１の表面１ａおよび裏面１ｂに対するプリントを行う第１および第２サーマルヘッド２，４を設け、これらサーマルヘッド２，４をプリント用データに応じて駆動することにより、迅速な両面プリントが可能となる。

とくに、第１サーマルヘッド２の温度Ｔ１が設定値Ｔ１ｓとなるように第１サーマルヘッド２の各発熱素子に対する通電オン時間を制御し、かつ第２サーマルヘッド４の温度Ｔ２が設定値Ｔ２ｓとなるように第２サーマルヘッド４の各発熱素子に対する通電オン時間を制御する温度管理により、常に安定した濃度の両面プリントを行うことができる。

なお、この発明は上記実施形態に限定されるものではなく、要旨を変えない範囲で種々変形実施可能である。

一実施形態の要部の構成を示す図。 一実施形態の制御回路のブロック図。 一実施形態におけるサーマルヘッドの具体的な構成を示すブロック図。 一実施形態におけるプリント用データＤ０のフォーマットを示す図。 一実施形態におけるプリント結果を示す図。 一実施形態の作用を説明するためのフローチャート。

符号の説明

１…サーマル用紙、１ａ…表面（一方の面）、１ｂ…裏面（他方の面）、２…第１サーマルヘッド、３…第１プラテンローラ、４…第２サーマルヘッド、５…第２プラテンローラ、６…カッタ、７…第１温度センサ、８…第２温度センサ、１１…ＣＰＵ、１３…ＲＡＭ、１５…操作表示部、１６…給紙機構、２３…第１ヘッド駆動回路、２４…第２ヘッド駆動回路、４１…ラッチ回路、４２…通電制御回路、４３…エッジヘッド、４３ａ，４３ｂ，…４３ｎ……発熱素子

Claims (7)

1. 両面に感熱層を有し所定方向に給紙されるサーマル用紙と、
   前記サーマル用紙の給紙方向と直交する方向に配列された複数の発熱素子を有し、そのサーマル用紙の一方の面に対するプリントを行う第１サーマルヘッドと、
   前記サーマル用紙の給紙方向と直交する方向に配列された複数の発熱素子を有し、そのサーマル用紙の他方の面に対するプリントを行う第２サーマルヘッドと、
   前記第１サーマルヘッドの温度を検知する第１温度センサと、
   前記第２サーマルヘッドの温度を検知する第２温度センサと、
   前記各サーマルヘッドの発熱素子に対する通電をオン，オフする駆動手段と、
   前記第１サーマルヘッドの各発熱素子に対する通電オン時間を前記第１温度センサの検知温度が設定値となるように制御し、前記第２サーマルヘッドの各発熱素子に対する通電オン時間を前記第２温度センサの検知温度が設定値となるように制御する制御手段と、
   を備えていることを特徴とするサーマルプリンタ。
2. 前記第１温度センサの検知温度が予め定められた上限値に達したとき、あるいは前記第２温度センサの検知温度が予め定められた上限値に達したとき、前記第１および第２サーマルヘッドの駆動を停止する制御手段と、
   をさらに備えていることを特徴とするサーマルプリンタ。
3. 外部から入力されるプリント用データを、前記サーマル用紙の一方の面に対する第１プリント用データと、前記サーマル用紙の他方の面に対する第２プリント用データとに分ける制御手段をさらに備え、
   前記駆動手段は、前記第１プリント用データに応じて前記第１サーマルヘッドの発熱素子に対する通電をオン，オフし、前記第２プリント用データに応じて前記第２サーマルヘッドの発熱素子に対する通電をオン，オフする、
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のサーマルプリンタ。
4. 前記第１サーマルヘッドおよび前記第２サーマルヘッドは、前記サーマル用紙の給紙方向に沿って互いに離れた位置に設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のサーマルプリンタ。
5. 前記第１サーマルヘッドは、前記第２サーマルヘッドよりも、前記給紙方向の下流側に存することを特徴とする請求項４に記載のサーマルプリンタ。
6. 前記サーマル用紙を給紙しながら、前記第２プリント用データに応じた前記第２サーマルヘッドの駆動を開始し、その駆動に基づくプリント開始位置が前記第１サーマルヘッドに対応したところで前記第１プリント用データに応じた前記第１サーマルヘッドの駆動を開始する制御手段、をさらに備えてい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。
7. 両面に感熱層を有し所定方向に給紙されるサーマル用紙と、このサーマル用紙の給紙方向と直交する方向に配列された複数の発熱素子を有しそのサーマル用紙の一方の面に対するプリントを行う第１サーマルヘッドと、前記サーマル用紙の給紙方向と直交する方向に配列された複数の発熱素子を有しそのサーマル用紙の他方の面に対するプリントを行う第２サーマルヘッドと、前記第１サーマルヘッドの温度を検知する第１温度センサと、前記第２サーマルヘッドの温度を検知する第２温度センサと、これら温度センサの検知温度に応じて前記各サーマルヘッドを制御するための制御部とを備えたサーマルプリンタにおいて、
   前記制御部は、
   プリント用データに応じて前記各サーマルヘッドの発熱素子に対する通電をオン，オフするステップと、
   前記第１サーマルヘッドの各発熱素子に対する通電オン時間を、前記第１温度センサの検知温度が設定値となるように制御するステップと、
   前記第２サーマルヘッドの各発熱素子に対する通電オン時間を、前記第２温度センサの検知温度が設定値となるように制御するステップと、
   を備えていることを特徴とするサーマルプリンタの制御方法。

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