JP2011110816A

JP2011110816A - サーマル式プリンタ

Info

Publication number: JP2011110816A
Application number: JP2009269586A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Yamamoto; 義典山本; Takashi Hatanaka; 貴志畠中
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2009-11-27
Filing date: 2009-11-27
Publication date: 2011-06-09
Anticipated expiration: 2029-11-27
Also published as: JP5610750B2

Abstract

【課題】印画の高速化、消費電力の低減、本体コストの低減を実現しうるサーマル式プリンタを提供する。
【解決手段】サーマルヘッド７と、サーマルヘッド７を駆動するプリントエンジン部１０と、プリントエンジン部１０を制御する制御部１１と、プリントエンジン部１０および制御部１１に電力を供給する電源部１２とを備えるメインユニット１３と、メインユニット１３と連動するサブユニット１４とを備え、サブユニット１４は、サーマルヘッド１５と、サーマルヘッド１５を駆動するプリントエンジン部１８とを備え、制御部１１は、プリントエンジン部１８を制御し、電源部１２は、プリントエンジン部１８に電力を供給する。
【選択図】図１

Description

本発明はサーマル式プリンタに関し、特に、複数のサーマルヘッドおよびサーマルヘッドを駆動するプリントエンジン部を連動したサーマル式プリンタを制御可能としたものに関する。

従来のサーマル式プリンタは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）と各染料の変色や褪色等を防止するための保護層（ＯｖｅｒＰｒｉｎｔｉｎｇｌａｙｅｒ）を有し、それらを印画紙の同じ位置に熱転写する方式で印画するものであった。そして、実際に印画動作をしている実印画動作と紙の引き戻し動作とを交互に行いながら１色ずつ面順次で転写し、３色の重ね合わせでカラー画像を形成していた。

よって従来のサーマル式プリンタは、印画動作に際し、必ず紙の引き戻し時間が必要となり、そのことによって１枚の印画時間が高速化できない問題があった。

これに対し、印画の高速化の手段として、サーマル式プリンタを複数台設置し、要求される印画枚数によって印画を担当するプリンタを切り替え、印画時間の短縮を実現しようとする試みがある（特許文献１）。

特開２０００−３４３７９１号公報

特許文献１に示されるサーマル式プリンタでは、複数のサーマル式プリンタを同時使用することで時間当たりの印画枚数が増え、複数枚を印画する時間の短縮は見込めるが、複数のサーマル式プリンタを備えたシステムの構築にプリンタ台数分のコストがかかり、また複数台のプリンタによる同時印画となるので、システム全体への供給源の電源も容量が大きなものが必要となるという問題があった。

本発明は、上記の問題点を解消するためになされたもので、単位時間当たりの印画枚数の向上、製造コストの低減、最大消費電力の低減を実現するサーマル式プリンタの提供を目的とする。

本発明の第１の態様にかかるサーマル式プリンタは、第１サーマルヘッドと、前記第１サーマルヘッドを駆動する第１プリントエンジン部と、前記第１プリントエンジン部を制御する制御部と、前記第１プリントエンジン部および前記制御部に電力を供給する電源部とを備えるメインユニットと、前記メインユニットと連動するサブユニットとを備え、前記サブユニットは、第２サーマルヘッドと、前記第２サーマルヘッドを駆動する第２プリントエンジン部とを備え、前記制御部は、前記第２プリントエンジン部を制御し、前記電源部は、前記第２プリントエンジン部に電力を供給する。

また、本発明の第２の態様にかかるサーマル式プリンタは、第１サーマルヘッドと、前記第１サーマルヘッドを駆動する第１プリントエンジン部と、第２サーマルヘッドと、前記第２サーマルヘッドを駆動する第２プリントエンジン部と、前記第１、第２プリントエンジン部を制御する制御部と、前記第１、第２プリントエンジン部および前記制御部に電力を供給する電源部とを１ユニット内に備える。

本発明の第１の態様にかかるサーマル式プリンタによれば、第１サーマルヘッドと、前記第１サーマルヘッドを駆動する第１プリントエンジン部と、前記第１プリントエンジン部を制御する制御部と、前記第１プリントエンジン部および前記制御部に電力を供給する電源部とを備えるメインユニットと、前記メインユニットと連動するサブユニットとを備え、前記サブユニットは、第２サーマルヘッドと、前記第２サーマルヘッドを駆動する第２プリントエンジン部とを備え、前記制御部は、前記第２プリントエンジン部を制御し、前記電源部は、前記第２プリントエンジン部に電力を供給することにより、単位時間当たりの印画枚数を向上させるとともに、プリンタの製造コストおよび最大消費電力を低減することが可能となる。

また、本発明の第２の態様にかかるサーマル式プリンタによれば、第１サーマルヘッドと、前記第１サーマルヘッドを駆動する第１プリントエンジン部と、第２サーマルヘッドと、前記第２サーマルヘッドを駆動する第２プリントエンジン部と、前記第１、第２プリントエンジン部を制御する制御部と、前記第１、第２プリントエンジン部および前記制御部に電力を供給する電源部とを１ユニット内に備えることにより、単位時間当たりの印画枚数を向上させるとともに、プリンタの製造コストおよび最大消費電力を低減することが可能となる。

実施の形態１にかかる多段接続サーマル式プリンタの構成図である。実施の形態１にかかる多段接続サーマル式プリンタのタイミングチャートである。実施の形態１にかかる多段接続サーマル式プリンタのサーマルヘッド動作のフローチャートである。実施の形態１にかかるサーマル式プリンタ印画時の、消費電力を表す図である。実施の形態２にかかる１つの筐体内でのサーマル式プリンタ配置図である。従来のサーマル式プリンタの構成図である。従来のサーマル式プリンタのタイミングチャートである。

まず、従来のサーマル式プリンタについて図６を用いて説明する。従来のサーマル式プリンタは、サーマルヘッド１と、サーマルヘッド１の発熱体の熱で溶融または昇華される塗料を塗布したインクリボン２と、インクリボン２により印画紙３に画像を印画するべく、サーマルヘッド１を駆動させるプリントエンジン部４と、プリントエンジン部４を制御する制御部５と、プリントエンジン部４および制御部５に電力を供給する電源部６とを備える。

従来のサーマル式プリンタのインクリボン２は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）と、各染料の変色や褪色等を防止するための保護層（ＯｖｅｒＰｒｉｎｔｉｎｇｌａｙｅｒ）とを有し、それらを印画紙３の同じ位置に熱転写する。よって、実印画動作と引き戻し（スイングバック、Ｓ／Ｂ）動作を交互に行いながら１色ずつ順次で転写し、３色の重ね合わせでカラー画像を形成する。

従来のサーマル式プリンタの印画タイミングチャートを図７に示す。まずイエロー（Ｙ）の印画動作を時間Ｔ₁で行う。次に、イエロー（Ｙ）と同じ位置に重ねて印画するため、紙の引き戻し（スイングバック、Ｓ／Ｂ）動作を時間Ｔ₂で行う。その後も同様に、マゼンタ（Ｍ）実印画動作（Ｔ₃）、紙の引き戻し動作（Ｔ₄）、シアン（Ｃ）実印画動作（Ｔ₅）、紙の引き戻し動作（Ｔ₆）、ＯＰ実印画動作（Ｔ₇）を行い、１枚の印画を完成させる。

よって、１枚の印画を完成させるために必要となる時間Ｔ_aは、Ｔ_a＝Ｔ₁＋Ｔ₂＋Ｔ₃＋Ｔ₄＋Ｔ₅＋Ｔ₆＋Ｔ₇となる。

従来のサーマル式プリンタではこのようなタイミングで動作するので、必ず引き戻し時間Ｔ₂、Ｔ₄、Ｔ₆が必要となり、１枚の印画時間が高速化できない問題があった。

＜Ａ．実施の形態１＞
以下、上記問題を解決した本発明に係るサーマル式プリンタについて説明する。

＜Ａ−１．構成＞
図１は、本発明による実施の形態１のサーマル式プリンタの構成を示した図である。図１においてサーマル式プリンタは、メインユニット１３と、メインユニット１３と連動するサブユニット１４とを備える。

メインユニット１３は、第１サーマルヘッドとしてのサーマルヘッド７と、サーマルヘッド７の発熱体の熱で溶融または昇華される塗料を塗布したインクリボン８と、インクリボン８を用いて印画紙９に画像を印画するべく、サーマルヘッド７を駆動させる第１プリントエンジン部としてのプリントエンジン部１０と、プリントエンジン部１０を制御する制御部１１と、プリントエンジン部１０と制御部１１とに電力を供給する電源部１２を備える。

サブユニット１４は、第２サーマルヘッドとしてのサーマルヘッド１５と、サーマルヘッド１５の発熱体の熱で溶融または昇華される塗料を塗布したインクリボン１６と、インクリボン１６を用いて印画紙１７に画像を印画すべく、サーマルヘッド１５を駆動させる第２プリントエンジン部としてのプリントエンジン部１８とを備え、プリントエンジン部１８はメインユニット１３の制御部１１により制御され、また、プリントエンジン部１８はメインユニット１３の電源部１２から電力の供給を受ける。

制御部１１と電源部１２を持たないサブユニット１４をメインユニット１３と連動させ、制御部１１および電源部１２を共通とするものである。

＜Ａ−２．動作＞
次に、図１のように構成されたサーマル式プリンタの動作について、図２および図３を用いて説明する。まず、サーマルヘッド７を有するメインユニット１３のみの動作を図２のタイミングチャートで説明する。

時刻ｔ₁に印画紙９に対し印画が開始された場合、初めにイエロー（Ｙ）を所要時間Ｔ₁で印画し、所要時間Ｔ₂でスイングバック（Ｓ／Ｂ）する。次に、マゼンタ（Ｍ）を所要時間Ｔ₃で印画し、所要時間Ｔ₄でスイングバック（Ｓ／Ｂ）する。

続いてシアン（Ｃ）を所要時間Ｔ₅で印画し、所要時間Ｔ₆でスイングバック（Ｓ／Ｂ）する。最後に、所要時間Ｔ₇でＯＰを印画し、所要時間Ｔ₈でスイングバック（Ｓ／Ｂ）し、次の印画動作に移行する。

本実施の形態１のサーマル式プリンタでは、以上のようなメインユニット１３の動作に加え、サーマルヘッド１５を有するサブユニット１４が、メインユニット１３のスイングバック（Ｓ／Ｂ）動作の時間であるＴ₂、Ｔ₄、Ｔ₆、Ｔ₈の間に、実印画動作するように制御される。すなわち、サーマルヘッド７とサーマルヘッド１５は同時に実印画動作せず、印画動作工程において、一方を実印画動作期間に割り当てる間は、他方はスイングバック（Ｓ／Ｂ）動作期間に割り当てるように、制御部１１によってプリントエンジン部１０、１８を制御する。

図３に、サーマルヘッド７、１５を用いて２枚の印画をする場合の、サーマルヘッド７およびサーマルヘッド１５の動作をフローチャートで示す。図２は、その場合のタイミング図に相当する。

印画動作工程が開始（ステップＳ１）されると、まずメインユニット１３でイエロー（Ｙ）の印画（実印画）が開始される（ステップＳ２）。メインユニット１３のイエロー（Ｙ）の印画が完了（ステップＳ３）すると、メインユニット１３がスイングバック（Ｓ／Ｂ）動作をし（ステップＳ４）、それと同時に、サブユニット１４がイエロー（Ｙ）の印画を開始するよう、制御部１１がプリントエンジン部１０、１８を制御する（ステップＳ５）。

メインユニット１３のスイングバック（Ｓ／Ｂ）動作は、サブユニット１４のイエロー（Ｙ）の印画中に終了する（ステップＳ６）。サブユニット１４でイエロー（Ｙ）の印画が完了（ステップＳ７）すると、サブユニット１４がスイングバック（Ｓ／Ｂ）動作をし（ステップＳ８）、それと同時に、メインユニット１３がマゼンタ（Ｍ）の印画を開始するよう、制御部１１がプリントエンジン部１０、１８を制御する（ステップＳ９）。

サブユニット１４のスイングバック（Ｓ／Ｂ）動作は、メインユニット１３のマゼンタ（Ｍ）の印画中に終了する（ステップＳ１０）。メインユニット１３でマゼンタ（Ｍ）の印画が完了（ステップＳ１１）すると、メインユニット１３がスイングバック（Ｓ／Ｂ）動作をし（ステップＳ１２）、それと同時に、サブユニット１４がマゼンタ（Ｍ）の印画を開始するよう、制御部１１がプリントエンジン部１０、１８を制御する（ステップＳ１３）。

メインユニット１３のスイングバック（Ｓ／Ｂ）動作は、サブユニット１４のマゼンタ（Ｍ）の印画中に終了する（ステップＳ１４）。サブユニット１４のマゼンタ（Ｍ）の印画が完了（ステップＳ１５）すると、サブユニット１４がスイングバック（Ｓ／Ｂ）動作をし（ステップＳ１６）、それと同時に、メインユニット１３がシアン（Ｃ）の印画を開始するよう、制御部１１がプリントエンジン部１０、１８を制御する（ステップＳ１７）。

サブユニット１４のスイングバック（Ｓ／Ｂ）動作は、メインユニット１３のシアン（Ｃ）の印画中に終了する（ステップＳ１８）。メインユニット１３でシアン（Ｃ）の印画が完了（ステップＳ１９）すると、メインユニット１３がスイングバック（Ｓ／Ｂ）動作をし（ステップＳ２０）、それと同時に、サブユニット１４がシアン（Ｃ）の印画を開始するよう、制御部１１がプリントエンジン部１０、１８を制御する（ステップＳ２１）。

メインユニット１３のスイングバック（Ｓ／Ｂ）動作は、サブユニット１４のシアン（Ｃ）の印画中に終了する（ステップＳ２２）。サブユニット１４でシアン（Ｃ）の印画が完了（ステップＳ２３）すると、サブユニット１４がスイングバック（Ｓ／Ｂ）動作をし（ステップＳ２４）、それと同時に、メインユニット１３がＯＰ印画を開始するよう、制御部１１がプリントエンジン部１０、１８を制御する（ステップＳ２５）。

サブユニット１４のスイングバック（Ｓ／Ｂ）動作は、メインユニット１３のＯＰ印画中に終了する（ステップＳ２６）。メインユニット１３でＯＰ印画が完了（ステップＳ２７）すると、メインユニット１３がスイングバック（Ｓ／Ｂ）動作をし（ステップＳ２８）、それと同時に、サブユニット１４がＯＰ印画を開始するよう、制御部１１がプリントエンジン部１０、１８を制御する（ステップＳ２９）。

メインユニット１３のスイングバック（Ｓ／Ｂ）動作は、サブユニット１４のＯＰ印画中に終了する（ステップＳ３０）。サブユニット１４がＯＰ印画を完了（ステップＳ３１）すると、印画完了（ステップＳ３２）となる。

なお、それぞれのユニットのインクリボン８、１６はイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）と各染料の変色や褪色等を防止するための保護層（ＯＰ層：ＯｖｅｒＰｒｉｎｔｉｎｇｌａｙｅｒ）を有し、それらを印画用紙の送り出しと引き戻し（Ｓ／Ｂ：以下スイングバック）を交互に行いながら同一面に１色ずつ順次で重ねて転写する。

一方、サーマル式プリンタの消費電力は、図７に示すようにＹ、Ｍ、Ｃの実印画動作時が最大を示し、Ｓ／Ｂ動作時はあまり大きな値を示さないのが一般的である。図４に、従来の２台のサーマル式プリンタを動作させた場合に、その実印画動作を割り当てた期間が重なった時の消費電力の変動を示す。ｔ₁を１台目のサーマル式プリンタの印画開始時刻、ｔ₂を２台目のサーマル式プリンタの印画開始時刻とすると、１台目のサーマル式プリンタの印画開始時刻ｔ₁からＴ_c経過したときに、２台目のサーマル式プリンタのＹ印画動作と時間Ｔ_dの間動作が重なり、その期間については、全体として消費電力が２倍になる。以降の各実印画動作においてもＭ印画時には時間Ｔ_h、Ｃ印画時には時間Ｔ_lの間、消費電力が２倍になる。従来のサーマル式プリンタではＹ、Ｍ、Ｃ印画時に５００Ｗの電力供給が必要であるとすると、２台使用した場合に実印画動作が重なると５００Ｗ＋５００Ｗで、１ＫＷの電力供給設備が必要となる。

本発明では図２の実印画動作に割り当てる期間を制御部１１により制御し、２台のサーマルヘッド７、１５が同時に実印画動作を行うことがないため、１ＫＷの電力を消費することがなく、５００Ｗの供給設備で印画に必要な消費電力を補うことが可能となる。よってコストの低い設備でのシステムアップも可能となる。

＜Ａ−３．効果＞
本発明にかかる実施の形態１によれば、サーマル式プリンタにおいて、第１サーマルヘッドであるサーマルヘッド７と、サーマルヘッド７を駆動する第１プリントエンジン部であるプリントエンジン部１０と、プリントエンジン部１０を制御する制御部１１と、プリントエンジン部１０および制御部１１に電力を供給する電源部１２とを備えるメインユニット１３と、メインユニット１３と連動するサブユニット１４とを備え、サブユニット１４は、第２サーマルヘッドであるサーマルヘッド１５と、サーマルヘッド１５を駆動する第２プリントエンジン部であるプリントエンジン部１８とを備え、制御部１１は、プリントエンジン部１８を制御し、電源部１２は、プリントエンジン部１８に電力を供給することで、複数のサーマルヘッド７、１５で単位時間当たりの印画枚数を向上させるとともに、制御部１１および電源部１２が共通に使用されるので、サーマル式プリンタの製造コストおよび最大消費電力を低減することが可能となる。

高速化するために２台のサーマル式プリンタを積んだ場合（図６）と比較して、制御部１１と電源部１２が１台分の構成ですむため、製造コストの低減が可能となる。

また、本発明にかかる実施の形態１によれば、サーマル式プリンタにおいて、メインユニット１３と複数のサブユニット１４は多段接続可能であるので、制御部１１および電源部１２を共通に使用し、製造コストを低減することができる。

また、本発明にかかる実施の形態１によれば、サーマル式プリンタにおいて、制御部１１は、第１および第２サーマルヘッドであるサーマルヘッド７、１５を用いた印画動作工程において、一方のサーマルヘッドを駆動させる間は、他方のサーマルヘッドを駆動させないよう第１および第２プリントエンジン部であるプリントエンジン部１０、１８を制御することで、サーマルヘッド７、１５の両方が同時に実印画動作をすることがなく、最大消費電力を低減することができる。

２つのサーマルヘッド７、１５を用いて印画動作を行うため、Ｔ_aの時間で２枚の印画が可能となり、複数枚の処理時間は従来の場合の約半分の時間で済む。また、互いのサーマルヘッド７、１５のデッドタイムが重ならないように制御すれば、一方のスイングバック（Ｓ／Ｂ）動作の時間を他方の実印画動作の時間に割り当てることができ、最大消費電力を低減することができる。

また、本発明にかかる実施の形態１によれば、サーマル式プリンタにおいて、制御部１１は、第１および第２サーマルヘッドであるサーマルヘッド７、１５を用いた印画動作工程において、一方のサーマルヘッドを実印画動作期間に割り当てる間は、他方のサーマルヘッドをスイングバック動作期間に割り当てるよう第１および第２プリントエンジン部であるプリントエンジン部１０、１８を制御することで、サーマルヘッド７、１５の両方が同時に実印画動作をすることがなく、最大消費電力を低減することができる。

サーマル式プリンタにとってのデッドタイムを利用した交互印画が可能となり、動作させる電源設備の低減が可能となる。

＜Ｂ．実施の形態２＞
＜Ｂ−１．構成＞
図５は、本発明による実施の形態２のサーマル式プリンタの構成を示した図である。図５においてサーマル式プリンタは、第１サーマルヘッドであるサーマルヘッド１９と、サーマルヘッド１９の発熱体の熱で溶融または昇華される塗料を塗布したインクリボン２０と、インクリボン２０を用いて印画紙２１に画像を印画するべく、サーマルヘッド１９を駆動する第１プリントエンジン部であるプリントエンジン部２２と、第２サーマルヘッドであるサーマルヘッド２５と、サーマルヘッド２５の発熱体の熱で溶融または昇華される塗料を塗布したインクリボン２６と、インクリボン２６を用いて印画紙２７に画像を印画するべく、サーマルヘッド２５を駆動する第２プリントエンジン部であるプリントエンジン部２８と、プリントエンジン部２２、２８を制御する制御部２３と、プリントエンジン部２２、２８および制御部２３に電力を供給する電源部２４とを１つのプリンタユニット２９内に備える。

＜Ｂ−２．動作＞
サーマルヘッド１９、２５はそれぞれプリントエンジン部２２、２８により駆動され、プリントエンジン部２２、２８は制御部２３によって制御され、サーマルヘッド１９、２５の加熱は電源部２４によって行う。このサーマルヘッド１９、２５の発熱体の熱で溶融または昇華される塗料を塗布したインクリボン２０、２６を用いて、印画紙２１、２７に画像を印画する。

＜Ｂ−３．効果＞
本発明にかかる実施の形態２によれば、サーマル式プリンタにおいて、第１サーマルヘッドであるサーマルヘッド１９と、サーマルヘッド１９を駆動する第１プリントエンジン部であるプリントエンジン部２２と、第２サーマルヘッドであるサーマルヘッド２５と、サーマルヘッド２５を駆動する第２プリントエンジン部であるプリントエンジン部２８と、プリントエンジン部２２、２８を制御する制御部２３と、プリントエンジン部２２、２８および制御部２３に電力を供給する電源部２４とを１ユニットであるプリンタユニット２９内に備えることで、複数のサーマルヘッド７、１５で単位時間当たりの印画枚数を向上させるとともに、制御部１１および電源部１２が共通に使用されるので、サーマル式プリンタの製造コストおよび最大消費電力を低減することが可能となる。

１，７，１５，１９，２５サーマルヘッド、２，８，１６，２０，２６インクリボン、３，９，１７，２１，２７印画紙、４，１０，１８，２２，２８プリントエンジン部、５，１１，２３制御部、６，１２，２４電源部、１３メインユニット、１４サブユニット、２９プリンタユニット。

Claims

第１サーマルヘッドと、
前記第１サーマルヘッドを駆動する第１プリントエンジン部と、
前記第１プリントエンジン部を制御する制御部と、
前記第１プリントエンジン部および前記制御部に電力を供給する電源部とを備えるメインユニットと、
前記メインユニットと連動するサブユニットとを備え、
前記サブユニットは、
第２サーマルヘッドと、
前記第２サーマルヘッドを駆動する第２プリントエンジン部とを備え、
前記制御部は、前記第２プリントエンジン部を制御し、
前記電源部は、前記第２プリントエンジン部に電力を供給する、
サーマル式プリンタ。
前記メインユニットと前記複数のサブユニットは多段接続される、
請求項１に記載のサーマル式プリンタ。
前記制御部は、前記第１および第２サーマルヘッドを用いた印画動作工程において、一方のサーマルヘッドを駆動させる間は、他方のサーマルヘッドを駆動させないよう前記第１および第２プリントエンジン部を制御する、
請求項１または２に記載のサーマル式プリンタ。
前記制御部は、前記第１および第２サーマルヘッドを用いた印画動作工程において、一方のサーマルヘッドを実印画動作期間に割り当てる間は、他方のサーマルヘッドをスイングバック動作期間に割り当てるよう前記第１および第２プリントエンジン部を制御する、
請求項１〜３のいずれかに記載のサーマル式プリンタ。
第１サーマルヘッドと、
前記第１サーマルヘッドを駆動する第１プリントエンジン部と、
第２サーマルヘッドと、
前記第２サーマルヘッドを駆動する第２プリントエンジン部と、
前記第１、第２プリントエンジン部を制御する制御部と、
前記第１、第２プリントエンジン部および前記制御部に電力を供給する電源部とを１ユニット内に備える、
サーマル式プリンタ。