JP2013052539A - サーマルプリンタ及びサーマルプリンタの制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】低温環境下においてもスティッキング発生を防止でき、高い印字品質が得られるサーマルプリンタ及びサーマルプリンタの制御プログラムを提供する。
【解決手段】環境温度を検出して、この検出された環境温度に対応する印加エネルギー量を印加エネルギーテーブルから取得し、同じく検出された環境温度に対応する休止時間を休止時間設定テーブルから取得し、１ライン毎の予め求められた印字周期から環境温度に対応する休止時間を除いた１ライン毎のトータル通電時間と、予め設定されたチョッピングのオン／オフ比と、環境温度に対応する印加エネルギー量とから、この印加エネルギー量に相当する非チョッピング通電時間とチョッピング通電時間とをそれぞれ求め、サーマルヘッドへの通電を制御することでスティッキングを防止する。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、POS、ECR、バーコード、計量器等に使用されるサーマルプリンタ及びこのサーマルプリンタの制御プログラムに関する。

従来のサーマルプリンタでは、印字速度、外部温度や使用する感熱紙、または熱転写リボンおよび受容紙に対応して設定された印加エネルギー量を、サーマルヘッドに印加することで印字を行っている。このようなサーマルプリンタでは印字速度が遅い場合、特に低温環境下で感熱紙を印字する場合は、感熱紙とサーマルヘッド表面が張り付き、異常な印字音を発し、送りピッチムラによる印字品質の低下を招くスティッキングと呼ばれる現象が発生する場合がある。

このスティッキングが生じる主な原因は、印字のための１ライン分のエネルギー印加が終わった後、次の１ライン分のエネルギー印加が開始されるまでの休止時間が長い場合、低温環境下において印字されたインクが固着するためである。

こうした印字速度が遅く、低温環境において発生する印字品質低下を防止する手段としては、印字のためのエネルギーの印加後に、固着したインクを溶融するための微小なエネルギーを印加することが提案されている。また、チョッピング制御を実行することでも、同様の効果を得ることが出来る。すなわち、チョッピング制御とは、印加エネルギーを与えるための通電パルスを間欠的に印加する通電制御のことで、チョッピング制御を実施しない場合に比べ通電時間を長く設定でき、休止時間を短くすることで、冷却によるスティッキング発生を防止できる。

特開平１０−１０９４３５号公報 特開２００５−２３１１８０号公報

しかしながら、固着したインクを溶融するために微小なエネルギーを印加する手段では、インクを溶融するエネルギーを印加するため、わずかに印字される場合がある。その場合画質の端部に二重画像化や不鮮明化が起こり、印字品質が低下する場合がある。

チョッピング制御を行う場合、低温環境では印字に必要な印加エネルギーが多いため、通電パルスにおける間欠時間をあまり長く設定できない。また、低温よりやや温度が高くなると印字に必要な印加エネルギーが少なくなるため、逆に間欠時間が短いと休止時間が長くなりスティッキングを起こす。このように、温度環境の変化に対し、休止時間をスティッキングが発生しないようにチョッピング期間を設定することが難しかった。

本発明の実施の形態によるサーマルプリンタは、サーマルヘッドの発熱部に通電して発熱させ、被印字物に対して１ライン毎に印字を行うサーマルプリンタであって、環境温度を検出する環境温度検出手段と、前記環境温度に対応して、前記発熱部へ通電される印加エネルギー量が設定されている印加エネルギーテーブルと、前記環境温度検出手段により検出された環境温度に対応する印加エネルギー量を前記印加エネルギーテーブルから取得する印加エネルギー設定手段と、前記環境温度に対応して、前記発熱部に対する前記１ライン分の通電終了から次の１ライン分の通電開始までの休止時間が設定されている休止時間設定テーブルと、前記環境温度検出手段により検出された環境温度に対応する休止時間を前記休止時間設定テーブルから取得する休止時間設定手段と、前記１ライン毎の予め求められた印字周期から前記環境温度に対応する休止時間を除いた１ライン毎のトータル通電時間と、予め設定されたチョッピングのオン／オフ比（通電オン時間／通電オフ時間）と、前記環境温度に対応する印加エネルギー量とから、この印加エネルギー量に相当する非チョッピング通電時間とチョッピング通電時間とをそれぞれ求めるチョッピング設定手段と、このチョッピング設定手段により求められた非チョッピング通電時間とチョッピング通電時間とに基づき前記サーマルヘッドへの通電を制御するサーマルヘッド制御手段とを備えた。

また、本発明の実施の形態によるサーマルプリンタの制御プログラムは、サーマルヘッドの発熱部に通電して発熱させ、被印字物に対して１ライン毎に印字を行うサーマルプリンタの、コンピュータで処理可能な制御プログラムであって、環境温度検出手段が検出する環境温度を入力する処理と、前記環境温度に対応して、前記発熱部へ通電される印加エネルギー量が設定されている印加エネルギーテーブルから、前記環境温度検出手段により検出された環境温度に対応する印加エネルギー量を取得する処理と、前記環境温度に対応して、前記発熱部に対する前記１ライン分の通電終了から次の１ライン分の通電開始までの休止時間が設定されている休止時間設定テーブルから、前記環境温度検出手段により検出された環境温度に対応する休止時間を取得する処理と、前記１ライン毎の予め求められた印字周期から前記環境温度に対応する休止時間を除いた１ライン毎のトータル通電時間と、予め設定されたチョッピングのオン／オフ比（通電オン時間／通電オフ時間）と、前記環境温度に対応する印加エネルギー量とから、この印加エネルギー量を実現する非チョッピング通電時間とチョッピング通電時間とをそれぞれ求める処理と、この求められた非チョッピング通電時間とチョッピング通電時間とに基づき前記サーマルヘッドへの通電を制御する処理とを有する。

本発明の一実施の形態に係るサーマルプリンタの機能ブロックの図である。 本発明の他の実施の形態に係るサーマルプリンタの機能ブロックの図である。

以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１はこの実施の形態に係るサーマルプリンタの構成を示している。このサーマルプリンタは、環境温度検出手段２とサーマルヘッド３、サーマルヘッド３を制御して印字を実行させる印字制御手段４から構成される。このサーマルプリンタは、サーマルヘッド３の発熱部に通電して発熱させ、被印字物に対して１ライン毎に印字を行うものである。また、印字制御手段４は、コンピュータにより実現されるものであり、機能実現手段として印加エネルギー設定手段４１、休止時間設定手段４２、チョッピング設定手段４３、サーマルヘッド制御手段４４を有し、印加エネルギーテーブル４７およびチョッピング制御テーブル４８と共に構成される。

環境温度検出手段２は、サーマルプリンタ周囲の、サーマルヘッド３近くの周囲温度を環境温度として検出する。

印加エネルギーテーブル４７には、環境温度に対応して、適切な印字を行うために必要なサーマルヘッド３の発熱部へ通電される印加エネルギー量が設定されている。例えば、表１で示すように、環境温度が５℃のとき、サーマルヘッド３の発熱部へ通電すべき印加エネルギー量は、通電時間として６３０μｓｅｃが設定されている。同様に環境温度が１０℃のとき印加エネルギー量は６００μｓｅｃ、環境温度が１５℃のとき印加エネルギー量は５７０μｓｅｃ、環境温度が２０℃のとき印加エネルギー量は５４０μｓｅｃがそれぞれ設定されている。

なお、表１乃至後述する表４は、印字速度が２ｉｐｓ（１ラインの印字周期１６６７μｓｅｃ）の場合である。また、表１中の通電時間は、チョッピング制御を行わない場合の印字に必要な通電時間である。

印加エネルギー設定手段４１は、環境温度検出手段２により検出された環境温度に対応する印加エネルギー量を、上述した印加エネルギーテーブル４７から取得する。すなわち、検出された環境温度が５℃の場合は、サーマルヘッド３の発熱部へ通電すべき印加エネルギー量は６３０μｓｅｃと取得する。

休止時間設定テーブル４８は、環境温度に対応して、スティッキングを生じさせない休止時間が設定されている。ここで、休止時間とは、サーマルヘッド３の発熱部に対する１ライン分の通電終了から次の１ライン分の通電開始までの休止時間を言う。例えば、表２で示すように、環境温度が５℃のとき、サーマルヘッド３の発熱部に対する１ライン分の通電終了から次の１ライン分の通電開始までの休止時間は６７μｓｅｃ、休止時間割合（１ライン分の印字周期１６６７μｓｅｃに対する割合）は４％と設定されている。同様に環境温度が１０℃のとき休止時間は１００μｓｅｃ、休止時間割合は６％、環境温度が１５℃のとき休止時間は１６７μｓｅｃ、休止時間割合は１０％、環境温度が２０℃のとき休止時間は３００μｓｅｃ、休止時間割合は１８％、がそれぞれ設定されている。表２から明らかなように、環境温度が低いほど休止時間は短くなる。すなわち、環境温度が低く、休止時間が長いほどスティッキングが生じやすくなるので、環境温度が低いほど休止時間を短くして、スティッキングが生じないようにしている。

休止時間設定手段４２は、環境温度検出手段２により検出された環境温度に対応する休止時間を上述した休止時間設定テーブル４８から取得する。すなわち、検出された環境温度が５℃の場合は、休止時間は６７μｓｅｃと取得する。

チョッピング設定手段４３は、表１で示した印加エネルギーを満足する通電時間を、チョッピングにより延ばして、表２で示す休止時間を実現するためのもので、表３で示すように、非チョッピング通電時間とチョッピング通電時間とをそれぞれ求め、設定する。

チョッピング設定手段４３では、まず、表３に示す１ライン毎のトータル通電時間（非チョッピング通電時間とチョッピング通電時間との合計時間）を求める。すなわち、１ライン毎の予め求められた印字周期（１６６７μｓｅｃ）から、検出された環境温度（５℃とする）のときの休止時間６７μｓｅｃを除いた１６００μｓｅｃが１ライン毎のトータル通電時間となる。そして、予め設定されたチョッピングのオン／オフ比（通電オン時間／通電オフ時間）と、表１から取得された環境温度に対応する印加エネルギー量とから、この印加エネルギー量に相当する非チョッピング通電時間とチョッピング通電時間とを求める。

ここで、上述したチョッピングのオン／オフ比とは、チョッピング制御における通電オン時間の、通電オフ時間に対する割合であり、後述するように、例えば、チョッピングの通電オン時間を１０μｓｅｃ、通電オフ時間を２０μｓｅｃと設定した場合、チョピングのオン／オフ比は１０μｓｅｃ／２０μｓｅｃ＝０．５となる。

非チョッピング通電時間とチョッピング通電時間とを求める場合、まず（１）式により非チョッピング通電時間を求める。

非チョッピング通電時間
＝印加エネルギー量＋（印加エネルギー量−トータル通電時間）
×チョッピングのオン／オフ比・・・（１）
ここで、チョッピングを行う場合、そのチョッピングデューティ比は通常、予め設定されており、この実施の形態では３３％とする。チョッピングデューティ比は、デューティ比＝通電オン時間／（通電オン時間＋通電オフ時間）であり、通電オン時間１０μｓｅｃ、通電オフ時間２０μｓｅｃであれば、デューティ比は３３％となる。この場合、チョピングのオン／オフ比は、前述したように、オン／オフ比＝通電オン時間／通電オフ時間 であるから、上述したデューティ比３３％の場合、チョピングのオン／オフ比は１０μｓｅｃ／２０μｓｅｃとなる。

上記（１）式でチョッピングを行わない印加エネルギー（非チョッピング通電時間）を求めた後、次に、チョッピングを行う印加エネルギー（チョッピング通電時間）を算出する。チョッピング通電時間は、トータル通電時間から非チョッピング通電時間を減じた時間となる。

表４は本実施例における表１で示す印加エネルギーテーブルによる通電時間と、チョッピング設定手段４３によって算出されるトータル通電時間の割合である。この割合が、非チョッピング通電時間がゼロとなる場合のチョッピングのデューティ比となる。予め設定されたチョッピングデューティ比がこの値より大きいと、（１）式で算出される非チョッピング通電時間は負の数となり、制御不能となるので、設定されるデューティ比はこの値より小さくする必要がある。

サーマルヘッド制御手段４４は、チョッピング設定手段４３により求められた非チョッピング通電時間とチョッピング通電時間とに基づき前記サーマルヘッド３への通電を制御する。

次に、このサーマルプリンタの制御プログラムを説明する。

この制御プログラムは、サーマルヘッド３の発熱部に通電して発熱させ、被印字物に対して１ライン毎に印字を行うサーマルプリンタの制御プログラムであり、コンピュータによる印字制御手段４で実行される以下の処理を有する。

まず、環境温度検出手段２が検出する環境温度を入力する。次に、印加エネルギー設定手段４１により、印加エネルギーテーブル４７から、環境温度検出手段２により検出された環境温度に対応する印加エネルギー量を取得する。また、休止時間設定手段４２により、休止時間設定テーブル４８から、環境温度検出手段２により検出された環境温度に対応する休止時間を取得する。そして、チョッピング設定手段４３により、１ライン毎の予め求められた印字周期から環境温度に対応する休止時間を除いた１ライン毎のトータル通電時間を求め、予め設定されたチョッピングのオン／オフ比（通電オン時間／通電オフ時間）と、環境温度に対応する印加エネルギー量とから、この印加エネルギー量に相当する非チョッピング通電時間とチョッピング通電時間とをそれぞれ求める。サーマルヘッド制御手段４４は、この求められた非チョッピング通電時間とチョッピング通電時間とに基づき、サーマルヘッド３への通電を制御する。

次に、この実施の形態によるサーマルプリンタの動作を説明する。温度検出手段２は、サーマルプリンタ周囲の環境温度を検出する。検出された環境温度情報は印字制御手段４に入力される。この環境温度情報を受け取った印字設定手段４１は、検出された環境温度に応じて、印加エネルギーテーブル４７から、サーマルヘッド３に通電すべき印加エネルギー量を取得し、設定する。同じく休止時間設定手段４２は、検出された環境温度に応じて、休止時間設定テーブル４８から１ラインの印字周期における休止時間を取得し、設定する。例えば、環境温度が５℃であれば、表１から印加エネルギー量として通電時間６３０μｓｅｃと、表２から休止時間６７μｓｅｃがそれぞれ取得され、設定される。以下の説明は環境温度が５℃であるものとして行う。

チョッピング設定手段４３は、設定された印加エネルギー量（＝通電時間６３０μｓｅｃ）と休止時間（６７μｓｅｃ）から、チョッピングを行う印加エネルギー（チョッピング通電時間）と、チョッピングを行わない印加エネルギー（非チョッピング通電時間）とを、予め決められたチョッピングのデューティ比（ここでは３３％とする）により算出する。

この場合、チョッピング設定手段４３では、まず、１ラインの印字周期（１６６７μｓｅｃ）と休止時間（６７μｓｅｃ）から、表３で示すトータル通電時間（１６００μｓｅｃ）を算出する。トータル通電時間は印字周期から休止時間を減じた時間となる。次に、印加エネルギー量（６３０μｓｅｃ）、トータル通電時間（１６００μｓｅｃ）とチョッピングデューティ比（３３％）からチョッピングを行わない印加エネルギー（非チョッピング通電時間）を（１）式で算出する。チョッピングデューティ比は、前述のように予め設定されており、３３％（例えば、通電オン時間１０μｓｅｃ、通電オフ時間２０μｓｅｃ）である。この場合、チョッピングのオン／オフ比は１０μｓｅｃ／２０μｓｅｃとなる。したがって、前述した（１）式から、表３で示すように、非チョッピング通電時間は１４５μｓｅｃとなる。また、チョッピング通電時間はトータル通電時間（１６００μｓｅｃ）から非チョッピング通電時間（１４５μｓｅｃ）を減じた時間であり、チョッピング通電時間＝１４５５μｓｅｃとなる。

サーマルヘッド制御手段４４は、チョッピング設定手段４３により求められた通電時間を、チョッピングを行わない印加エネルギー（非チョッピング通電時間）、チョッピングを行う印加エネルギー（チョッピング通電時間）の順にサーマルヘッド３に印加する。

このように制御することで、環境温度に即したスティッキング現象を起こさない休止時間でサーマルヘッド３への印加エネルギーを制御することができる。

次に、図２で示す実施の形態を説明する。図２では、印字制御手段４は複数の印加エネルギーテーブル４７及び印加エネルギー選定手段４５と、複数の休止時間設定テーブル４８および休止時間設定テーブル選定手段４６を持つ。すなわち、印加エネルギーテーブル４７及び休止時間設定テーブル４８は、検出温度に対応した印加エネルギー量及び休止時間がそれぞれ互いに異なる複数のテーブル（第１〜第ｎ）にて構成される。印加エネルギー設定手段４１及び休止時間設定手段４２は、検出温度に対応した印加エネルギー量及び休止時間を、サーマルヘッド３により加熱される対象に応じて、印加エネルギーテーブル選定手段４５、休止時間設定テーブル選定手段４６により選定された対応するテーブルから取得する。

ここで、印加エネルギーテーブル４７及び休止時間設定テーブル４８を構成する第１〜第ｎのテーブルは、サーマルヘッド３により加熱される対象である感熱紙もしくは熱転写リボン及び受容紙毎に設けられたものである。印加エネルギー選定手段４５及び休止時間設定テーブル選定手段４６は、サーマルヘッド３により加熱される対象である感熱紙もしくは熱転写リボン及び受容紙に対応して、該当するテーブルを選定し、印加エネルギー設定手段４１及び休止時間設定手段４２は、選定されたテーブルから検出温度に対応した印加エネルギー量及び休止時間を取得する。

このようにして設定された印加エネルギー量及び休止時間により、チョッピング設定手段４３は、非チョッピング通電時間及びチョッピング通電時間を求め、これらにより印加エネルギーの補正を行う。そして、サーマルヘッド制御手段４４から、印加エネルギーをサーマルヘッド３に印加する。

この実施の形態では、印加エネルギーテーブル４７および休止時間設定テーブル４８は複数のテーブルにより構成されており、印字する感熱紙または熱転写リボンおよび受容紙に応じた印加エネルギーテーブルおよび休止時間設定テーブルを選定することができる。このため、印字する感熱紙もしくは熱転写リボンおよび受容紙により、印字に必要な通電時間やスティッキング現象の発生の度合いが異なる場合に対し、それぞれに適した通電時間および休止時間を設定可能にし、スティッキング現象の発生を防止することができる。

このように、検出された環境温度に対応して休止時間を設定し、環境温度に適したチョッピング制御でサーマルヘッド３を制御することで、環境温度によらず、スティッキング現象を防止し、画質良好な印字を行うことができる。

前記実施の形態では、チョッピング設定手段４３は、１ライン毎の予め求められた印字周期から環境温度に対応する休止時間を除いた１ライン毎のトータル通電時間と、予め設定されたチョッピングのオン／オフ比（通電オン時間／通電オフ時間）と、環境温度に対応する印加エネルギー量とから、この印加エネルギー量に相当する非チョッピング通電時間とチョッピング通電時間とをそれぞれ都度算出しているが、環境温度毎に非チョッピング通電時間とチョッピング通電時間とをそれぞれ予め算出しておき、これらを表３で示すように保持するチョッピングテーブルを有する構成でもよい。このようにすれば、検出された環境温度に対応する非チョッピング通電時間とチョッピング通電時間とを、このチョッピングテーブルから取得して求めることができ、都度演算する必要はない。

また、チョッピングのオン／オフ比は３３％を例示したが、勿論これに限定されるものではなく、表４で示したような任意の値に設定してもよい。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他のさまざまな形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

２・・・温度検出手段
３・・・サーマルヘッド
４１・・・印加エネルギー設定手段
４２・・・休止時間設定手段
４３・・・チョッピング設定手段
４４・・・サーマルヘッド制御手段
４５・・・印加エネルギーテーブル選定手段
４６・・・休止時間設定テーブル選定手段
４７・・・印加エネルギーテーブル
４８・・・休止時間設定テーブル

Claims (6)

1. サーマルヘッドの発熱部に通電して発熱させ、被印字物に対して１ライン毎に印字を行うサーマルプリンタであって、
   環境温度を検出する環境温度検出手段と、
   前記環境温度に対応して、前記発熱部へ通電される印加エネルギー量が設定されている印加エネルギーテーブルと、
   前記環境温度検出手段により検出された環境温度に対応する印加エネルギー量を前記印加エネルギーテーブルから取得する印加エネルギー設定手段と、
   前記環境温度に対応して、前記発熱部に対する前記１ライン分の通電終了から次の１ライン分の通電開始までの休止時間が設定されている休止時間設定テーブルと、
   前記環境温度検出手段により検出された環境温度に対応する休止時間を前記休止時間設定テーブルから取得する休止時間設定手段と、
   前記1ライン毎の予め求められた印字周期から前記環境温度に対応する休止時間を除いた１ライン毎のトータル通電時間と、予め設定されたチョッピングのオン／オフ比（通電オン時間／通電オフ時間）と、前記環境温度に対応する印加エネルギー量とから、この印加エネルギー量に相当する非チョッピング通電時間とチョッピング通電時間とをそれぞれ求めるチョッピング設定手段と、
   このチョッピング設定手段により求められた非チョッピング通電時間とチョッピング通電時間とに基づき前記サーマルヘッドへの通電を制御するサーマルヘッド制御手段と、
   を備えたことを特徴とするサーマルプリンタ。
2. 前記印加エネルギーテーブル及び休止時間設定テーブルは検出温度に対応した印加エネルギー量及び休止時間がそれぞれ互いに異なる複数のテーブルから成り、前記印加エネルギー設定手段及び休止時間設定手段は、検出温度に対応した印加エネルギー及び休止時間を、前記サーマルヘッドにより加熱される対象に応じた対応するテーブルから取得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。
3. 前記印加エネルギーテーブル及び休止時間設定テーブルを構成する複数のテーブルは、前記サーマルヘッドにより加熱される対象である感熱紙もしくは熱転写リボン及び受容紙毎に設けられたものであ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。
4. 前記チョッピング設定手段は、前記1ライン毎の予め求められた印字周期から前記環境温度に対応する休止時間を除いた１ライン毎のトータル通電時間と、予め設定されたチョッピングのオン／オフ比（通電オン時間／通電オフ時間）と、前記環境温度に対応する印加エネルギー量とから求められた、この印加エネルギー量に相当する非チョッピング通電時間とチョッピング通電時間とをそれぞれ保持するチョッピングテーブルを有し、前記検出された環境温度に対応する非チョッピング通電時間とチョッピング通電時間とを前記チョッピングテーブルから取得して求めることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のサーマルプリンタ。
5. 前記チョッピングのオン／オフ比は任意の値に設定可能であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のサーマルプリンタ。
6. サーマルヘッドの発熱部に通電して発熱させ、被印字物に対して１ライン毎に印字を行うサーマルプリンタの、コンピュータで処理可能な制御プログラムであって、
   環境温度検出手段が検出する環境温度を入力する処理と、
   前記環境温度に対応して、前記発熱部へ通電される印加エネルギー量が設定されている印加エネルギーテーブルから、前記環境温度検出手段により検出された環境温度に対応する印加エネルギー量を取得する処理と、
   前記環境温度に対応して、前記発熱部に対する前記１ライン分の通電終了から次の１ライン分の通電開始までの休止時間が設定されている休止時間設定テーブルから、前記環境温度検出手段により検出された環境温度に対応する休止時間を取得する処理と、
   前記1ライン毎の予め求められた印字周期から前記環境温度に対応する休止時間を除いた１ライン毎のトータル通電時間と、予め設定されたチョッピングのオン／オフ比（通電オン時間／通電オフ時間）と、前記環境温度に対応する印加エネルギー量とから、この印加エネルギー量を実現する非チョッピング通電時間とチョッピング通電時間とをそれぞれ求める処理と、
   この求められた非チョッピング通電時間とチョッピング通電時間とに基づき前記サーマルヘッドへの通電を制御する処理と、
   を有することを特徴とするサーマルプリンタの制御プログラム。

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