JP2017030243A - サーマルプリンタ、制御方法及びコンピュータプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】印刷品質の低下を抑制することができるサーマルプリンタ、制御方法及びコンピュータプログラムを提供する。
【解決手段】サーマルプリンタは、複数の発熱素子と、印刷制御部４４と、印刷部とを持つ。発熱素子は、電力の印加によって発熱する。印刷制御部４４は、複数の発熱素子のうち印刷に使用されない発熱素子の数に応じた第一の電力を印刷に使用されない発熱素子に印加する。印刷部は、複数の発熱素子を用いて印刷を行う。
【選択図】図４

Description

本発明の実施形態は、サーマルプリンタ、制御方法及びコンピュータプログラムに関する。

従来、サーマルプリンタでは、サーマルヘッドに内蔵された複数の発熱素子に電圧を印加することによって発熱素子を加熱し、加熱された発熱素子の熱を利用することで印刷が行われる。このような印刷方式は、熱転写方式や感熱方式などと呼ばれる。これらの印刷方式において従来は、環境温度の変化、印刷するパターン及び印刷速度などに応じて発熱素子に印加する電力を調整し、いかなる使用条件においてもできるだけ一定の印刷品質を保つ工夫がなされていた。
しかしながら、使用条件によっては、印刷中、特に印刷開始時における過渡的な印刷の不安定性が顕著に見られることがある。そのため、印刷が安定するまでの間に印刷不可あるいは印刷不良（例えば、かすれなど）の状態が続いてしまうことによって印刷品質が低下してしまう場合があった。

特開平７−８１１０８号公報 特開平９−３１４８８６号公報 特開平１０−１８１０６９号公報 特開２００６−１１６９５２号公報

本発明が解決しようとする課題は、印刷品質の低下を抑制することができるサーマルプリンタ、制御方法及びコンピュータプログラムを提供することである。

実施形態のサーマルプリンタは、複数の発熱素子と、印刷制御部と、印刷部とを持つ。発熱素子は、電力の印加によって発熱する。印刷制御部は、前記複数の発熱素子のうち印刷に使用されない発熱素子の数に応じた第一の電力を印刷に使用されない発熱素子に印加する。印刷部は、前記複数の発熱素子を用いて印刷を行う。

実施形態のサーマルプリンタ１００の構成の外観図。 実施形態のサーマルプリンタ１００の内部構成の一例を示す側面図。 実施形態のサーマルプリンタ１００の内部構成の一例を示す側面図。 制御装置４００の機能構成を表す概略ブロック図。 Ｓ電力値情報テーブルの具体例を示す図。 Ｓ温度・Ｓ停止電力値情報テーブルの具体例を示す図。 サーマルヘッド６の内部の模式図。 本実施形態におけるサーマルプリンタ１００の処理の流れを示すフローチャート。 従来の方法と本実施形態における方法との比較結果を表す図。

以下、実施形態のサーマルプリンタ、制御方法及びコンピュータプログラムを、図面を参照して説明する。
図１は、実施形態のサーマルプリンタ１００の構成の外観図である。
サーマルプリンタ１００は、シート上に所定の画像を印刷し、画像が印刷されたシートを発行する。シートの一例として、ラベルロール紙が使用される。
サーマルプリンタ１００は、図１に示されるように、表示部２００、操作部３００及び排出口３５０を備える。

表示部２００は、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ等の画像表示装置である。表示部２００は、出力インタフェースとして動作し、文字や画像の表示を行う。また、表示部２００は、入力インタフェースとして動作し、ユーザから指示の入力を受け付けてもよい。
操作部３００は、ボタン等の既存の入力装置を用いて構成される。操作部３００は、ユーザの指示をサーマルプリンタ１００に入力する際にユーザによって操作される。例えば、操作部３００は、印刷開始の指示の入力を受け付ける。
排出口３５０は、画像が印刷されたシートを排出する。

図２及び図３は、実施形態のサーマルプリンタ１００の内部構成の一例を示す側面図である。図２及び図３には、サーマルプリンタ１００の内部構成をそれぞれ異なる側面から見た図が示されている。サーマルプリンタ１００は、図２及び図３に示されるように筺体内に第１室Ｓ１と第２室Ｓ２とを有する。第１室Ｓ１と第２室Ｓ２とは、縦壁ａ１によって区分けされている。まず、図２を用いて第１室Ｓ１内の構成について説明する。

第１室Ｓ１内には、シート１、インクリボン３、インクリボン３の供給軸４、インクリボン３の巻取軸５、サーマルヘッド６、ピンチローラＰ、搬送ローラＲ及びプラテンローラＰＲが備えられる。
シート１は、帯状の用紙である。シート１は、ロール状に巻回されることによってロール部２を構成する。シート１は、ロール部２から引き出されることによって搬送路７に搬送される。

また、図２に実線で示すシートは、ロール部２の径が比較的に大きい状態のシート１を示している。一方、図２に示す一点鎖線Ｌ１は、ロール部２の径が比較的に小さくなった状態のシート１の位置を示している。また、図２に示す矢印１Ａは、シート１の送り出し方向を示す。
インクリボン３は、テープ状のインクカートリッジである。インクリボン３は、シート１とともに、サーマルヘッド６とプラテンローラＰＲとの間に挟持される。インクリボン３のインクは、サーマルヘッド６から与えられる熱によってシート１に転写される。

インクリボン３の供給軸４は、インクリボン３を送り出す軸である。供給軸４は、インクリボン３の送り出し側に設けられる。供給軸４には、インクリボン３のロール部４ａがセットされる。以下、インクリボン３のロール部４ａをリボンロールと記載する。供給軸４は、ＤＣモータ、ギヤ及びベルト等を含む回転駆動機構によって回転駆動される。

インクリボン３の巻取軸５は、インクリボン３を巻き取る軸である。巻取軸５は、インクリボン３の巻き取り側に設けられる。巻取軸５は、ＤＣモータ、ギヤ及びベルト等を含む回転駆動機構によって回転駆動される。巻取軸５の回転によって、インクリボン３が巻取軸５に巻き取られてリボンロールから引き出される。

ピンチローラＰは、搬送ローラＲに対向配置される。
搬送ローラＲは、不図示のモータにより駆動され、シート１を搬送する。
プラテンローラＰＲは、ステッピングモータ等の不図示のモータ、ギヤ及びベルト等を含む不図示の回転駆動機構によって回転駆動される。プラテンローラＰＲは、印刷ヘッド６−１に備えられるサーマルヘッド６に対向して配置される。

印刷ヘッド６−１は、シートに画像を印刷する。印刷ヘッド６−１は、サーマルヘッド６を備える。また、印刷ヘッド６−１は、周辺温度計測センサを備えることが望ましい。
サーマルヘッド６は、プラテンローラＰＲの上方でプラテンローラＰＲと対向配置されている。サーマルヘッド６は、搬送されたシートに、インクリボン３を用いるか、もしくは、インクリボン３を用いずに感熱紙を用いることによって印刷する。なお、インクリボン３を用いずに感熱紙を用いる場合、サーマルプリンタ１００はインクリボン３を備えなくてもよい。以下の説明では、サーマルヘッド６がインクリボン３を用いて印刷する場合を例に説明する。サーマルヘッド６は、サーマルヘッド６とプラテンローラＰＲとの間を搬送されるシートをプラテンローラＰＲに押し付ける。サーマルヘッド６は、一列に配置された複数の発熱素子を有している。発熱素子は、電力の印加によって発熱する。サーマルヘッド６は、複数の発熱素子に選択的に電力を印加することで発熱素子を発熱させる。サーマルヘッド６は、発熱素子の発熱によりインクリボン３のインクを溶融あるいは昇華させてシートにインクを転写して印刷する。サーマルヘッド６には、サーミスターなどの温度センサが備えられる場合がある。温度センサは、ヘッド中央の発熱素子に近い位置に配置され、サーマルヘッド６の温度を計測する。以下、サーマルヘッド６の温度をヘッド温度と記載する。

また、以下の説明では、サーマルヘッド６、インクリボン３、供給軸４、巻取軸５、回転駆動機構及びプラテンローラＰＲによって構成される機構を印刷機構（印刷部）と記載する。また、以下の説明では、複数の発熱素子のうち印刷に使用される発熱素子を印刷使用素子と記載し、印刷に使用されない発熱素子を非印刷使用素子と記載する。例えば、サーマルヘッド６が有する複数の発熱素子のうち印刷使用素子を除いた残りの発熱素子が非印刷使用素子である。ここで、以下の説明では、印刷使用素子及び非印刷使用素子を特に区別しない場合には単に発熱素子と記載する。
周辺温度計測センサは、ヘッド温度の影響を受けない範囲でサーマルヘッド６に近い位置において、サーマルプリンタ１００内部の温度を計測する。以下、サーマルプリンタ１００内部の温度を周辺温度と記載する。

次に、図３を用いて第２室Ｓ２内の構成について説明する。
図３に示すように、第２室Ｓ２には、制御装置４００及び電源供給ユニット５００が備えられる。
制御装置４００は、サーマルプリンタ１００全体の動作を制御する。例えば、制御装置４００は、搬送ローラＲのモータを制御することによってシート１の搬送を制御する。また、制御装置４００は、印刷機構を制御して、印刷対象となるデータ（以下、「印刷データ」という。）をシート１に印刷する。制御装置４００は、印刷データに基づいて、非印刷使用素子に印加する電力を決定し、決定した電力を非印刷使用素子に印加する。ここで、非印刷使用素子に印加する電力が第一の電力に相当する。また、非印刷使用素子に印加する電力の合計電力が第一合計電力に相当する。制御装置４００は、印刷データに基づいて、印刷使用素子に印加する電力を決定し、決定した電力を印刷使用素子に印加する。ここで、印刷使用素子に印加する電力が第二の電力に相当する。また、印刷使用素子に印加する電力の合計電力が第二合計電力に相当する。
電源供給ユニット５００は、サーマルプリンタ１００に電源を供給する。破線２３は、サーマルプリンタ１００に備えられる表示部２００と制御装置４００との間でデータが通過する経路を表す。破線２４は、制御装置４００と操作部３００との間でデータが通過する経路を表す。

図４は、制御装置４００の機能構成を表す概略ブロック図である。
制御装置４００は、バスで接続されたＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリや補助記憶装置などを備え、制御プログラムを実行する。制御プログラムの実行によって、制御装置４００は、記憶部４１、取得部４２、搬送制御部４３、印刷制御部４４を備える装置として機能する。なお、制御装置４００の各機能の全て又は一部は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアを用いて実現されてもよい。また、制御プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。また、制御プログラムは、電気通信回線を介して送受信されてもよい。

記憶部４１は、各種情報を記憶する。記憶部４１は、Ｓ電力値情報記憶部４１１及びＳ温度・Ｓ停止電力値情報記憶部４１２で構成される。
Ｓ電力値情報記憶部４１１は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの記憶装置を用いて構成される。Ｓ電力値情報記憶部４１１は、Ｓ電力値情報テーブルを記憶する。Ｓ電力値情報テーブルは、Ｓ電力値に関する情報を表すレコード（以下、「Ｓ電力値情報レコード」という。）で構成される。Ｓ電力値とは、印刷時に想定される印刷パターンにおける印刷タイミング毎の印刷使用素子のうち印刷使用素子の数が最も多い場合の印刷使用素子に印加される電力の合計電力（印刷使用素子の数が最も多い場合の第二合計電力）を表す。以下、印刷時に想定される印刷パターンにおける印刷タイミング毎の印刷使用素子のうち印刷使用素子の数が最も多い場合の印刷使用素子を総称して最大印刷使用素子と記載する。印刷時に想定される印刷パターンとは、例えば印刷フォーマットである。

図５は、Ｓ電力値情報テーブルの具体例を示す図である。
Ｓ電力値情報テーブルは、Ｓ電力値情報レコード５０を複数有する。Ｓ電力値情報レコード５０は、ヘッド温度、周辺温度及びＳ電力値の各値を有する。ヘッド温度の値は、サーマルヘッド６の温度を表す。周辺温度の値は、サーマルプリンタ１００内部の温度を表す。Ｓ電力値の値は、同じＳ電力値情報レコード５０のヘッド温度及び周辺温度環境下で、最大印刷使用素子に印加される電力の合計値を表す。Ｓ電力値情報テーブルには、一定間隔のヘッド温度及び周辺温度毎のＳ電力値が登録される。一定間隔は、例えば１度毎であってもよいし、５度毎であってもよいし、その他であってもよい。なお、Ｓ電力値情報テーブルには、ヘッド温度及びＳ電力値の２つ値だけが登録されてもよい。また、電力値情報テーブルには、周辺温度及びＳ電力値の２つ値だけが登録されてもよい。Ｓ電力値情報テーブルには、通常の使用形態における印刷濃度のおよその最大値を経験的あるいは統計的に求めておき、その場合の合計電力値を紙送り速度、紙種、インクリボン種、サーマルヘッド特性、ヘッド温度、周囲温度や履歴補償などの条件に基づいて算出されたＳ電力値が登録される。なお、Ｓ電力値情報テーブルには、必ずしもヘッド温度、周辺温度及びＳ電力値の全ての組合せのデータが登録されている必要はなく、例えばＳ電力値情報テーブルには一部の組合せのデータが登録されていてもよい。ここで全て組合せとは、上記の一定間隔の組合せである。Ｓ電力値情報テーブルに一部の組合せのデータが登録されている場合、必要なデータは補正係数や補間式などが用いられることによって算出されてもよい。

図４に戻って、制御装置４００の説明を続ける。
Ｓ温度・Ｓ停止電力値情報記憶部４１２は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの記憶装置を用いて構成される。Ｓ温度・Ｓ停止電力値情報記憶部４１２は、Ｓ温度・Ｓ停止電力値情報テーブルを記憶する。Ｓ温度・Ｓ停止電力値情報テーブルは、Ｓ温度及びＳ停止電力値に関する情報を表すレコード（以下、「Ｓ温度・Ｓ停止電力値情報レコード」という。）で構成される。Ｓ温度とは、シート１の搬送中にＳ電力値を印加して印刷を続けた場合にサーマルヘッド６が到達することが想定される温度を表す。Ｓ停止電力値とは、シート１を搬送しない状態で全ての発熱素子に同じ電力を印加し、ヘッド温度がＳ温度まで上昇するために必要な電力値を表す。

図６は、Ｓ温度・Ｓ停止電力値情報テーブルの具体例を示す図である。
Ｓ温度・Ｓ停止電力値情報テーブルは、Ｓ温度・Ｓ停止電力値情報レコード６０を複数有する。Ｓ温度・Ｓ停止電力値情報レコード６０は、周辺温度、Ｓ電力値、Ｓ温度及びＳ停止電力値の各値を有する。周辺温度の値は、サーマルプリンタ１００内部の温度を表す。Ｓ電力値の値は、同じＳ温度・Ｓ停止電力値情報レコード６０の周辺温度環境下で、最大印刷使用素子に印加される電力の合計値を表す。Ｓ温度は、同じＳ温度・Ｓ停止電力値情報レコード６０の周辺温度環境下及びＳ電力値である場合に、シート１の搬送中にＳ電力値を印加して印刷を続けた場合にサーマルヘッド６が到達することが想定される温度を表す。Ｓ停止電力値は、同じＳ温度・Ｓ停止電力値情報レコード６０の周辺温度環境下及びＳ電力値である場合に、シート１を搬送しない状態で全ての発熱素子に同じ電力を印加し、ヘッド温度がＳ温度まで上昇するために必要な電力値を表す。Ｓ温度・Ｓ停止電力値情報テーブルには、想定されるあらゆるパターンの周辺温度、Ｓ電力値、Ｓ温度及びＳ停止電力値が登録される。Ｓ温度・Ｓ停止電力値情報テーブルの生成方法については後述する。なお、Ｓ温度・Ｓ停止電力値情報テーブルには、必ずしも周辺温度、Ｓ電力値、Ｓ温度及びＳ停止電力値の全ての組合せのデータが登録されている必要はなく、例えばＳ温度・Ｓ停止電力値情報テーブルには一部の組合せのデータが登録されていてもよい。ここで全て組合せとは、上記のあらゆるパターンの組合せである。Ｓ温度・Ｓ停止電力値情報テーブルに一部の組合せのデータが登録されている場合、必要なデータは補正係数や補間式などが用いられることによって算出されてもよい。

図４に戻って、制御装置４００の説明を続ける。
取得部４２は、各種情報を取得する。例えば、取得部４２は、周辺温度計測センサから周辺温度の情報を取得する。取得部４２は、温度センサからヘッド温度の情報を取得する。取得部４２は、取得した温度情報に基づいてＳ電力値の情報を取得する。取得部４２は、取得したＳ電力値の情報に基づいてＳ温度の情報を取得する。取得部４２は、取得したＳ電力値の情報に基づいてＳ停止電力値の情報を取得する。

搬送制御部４３は、シート１の搬送を制御する。具体的には、搬送制御部４３は、搬送ローラＲ及びプラテンローラＰＲを制御してシート１を搬送する。
印刷制御部４４は、印刷機構を制御してシート１に印刷データを印刷する。この際、印刷制御部４４は、プラテンローラＰＲが有する複数の発熱素子のうち非印刷使用素子の数に応じた電力を非印刷使用素子に印加する。また、印刷制御部４４は、非印刷使用素子に印加する電力より高い電力を印刷使用素子に印加する。

次に、Ｓ温度・Ｓ停止電力値情報テーブルの作成方法について説明する。
まず、Ｓ温度とＳ停止電力値は、Ｓ電力値を算出した際の条件にて実際にテスト印刷を続けてサーマルヘッド６が到達する温度や電力値を計測した値が用いられてもよいし、数値シミュレーションあるいは経験的手法などによって求められた値が用いられてもよい。ただし、サーマルプリンタ１００の製造販売前の開発段階にて、様々な条件を想定してあらかじめ求めておくことが望ましい。そして、上記のように得られたＳ温度及びＳ停止電力値と、他の条件（周辺温度及びＳ電力値）とが登録されることによってＳ温度・Ｓ停止電力値情報テーブルが作成される。Ｓ電力値からＳ温度及びＳ停止電力値の算出は上記の方法によってあらかじめ作成されたＳ温度・Ｓ停止電力値情報テーブルにより行われてもよい。なお、予めＳ温度・Ｓ停止電力値情報テーブルを作成する際には、Ｓ電力値を求める際と同じ周囲温度とする、あるいは絶対的な温度ではなく周囲温度との温度差として扱うなど、搬送以外の条件をそろえた方が精度の高い効果が期待できる。また、Ｓ停止電力値はＳ電力値と比べて通常は低い値となるが、インクリボン、感熱紙などの変質や変色、素子の劣化や破損などが生じる場合にはこれらが生じない電力値を上限とする。
以上で、Ｓ温度・Ｓ停止電力値情報テーブルの作成方法についての説明を終了する。

図７は、サーマルヘッド６の内部の模式図である。
図７に示されるように、サーマルヘッド６の内部には、複数の発熱素子Ｒ１〜Ｒ６４０及び複数のＩＣ１〜１０が備えられる。各ＩＣには、複数の発熱素子が接続される。例えば、ＩＣ１０には、発熱素子Ｒ１〜Ｒ６４が接続される。各発熱素子の一方の端子は、ＩＣに接続され、他方の端子はＶＨの線分に接続される。ＶＨの端子には、発熱素子Ｒ１〜Ｒ６４０に印加される電力の合計値で表される電力が流れる。つまり、ＶＨの端子には、Ｓ電力値やＳ停止電力値で表される電力が流れる。また、ＤＩの端子には制御信号が入力される。制御信号は、各発熱素子に加える電力を示す情報などが含まれる。各発熱素子に流す電力の制御は、各発熱素子につながれた不図示の個別のスイッチで行われる。

図８は、本実施形態におけるサーマルプリンタ１００の処理の流れを示すフローチャートである。図８の処理は、印刷開始の指示が入力された場合に実行される。
取得部４２は、周辺温度計測センサ及び温度センサから温度情報を取得する（ステップＳ１０１）。具体的には、取得部４２は、周辺温度計測センサから周辺温度の情報を取得し、温度センサからヘッド温度の情報を取得する。そして、取得部４２は、Ｓ電力値情報テーブルを参照し、取得した温度情報に基づいてＳ電力値を取得する（ステップＳ１０２）。具体的には、取得部４２は、Ｓ電力値情報記憶部４１１に記憶されているＳ電力値情報テーブルを読み出す。次に、取得部４２は、読み出したＳ電力値情報テーブルのＳ電力値情報レコード５０のうち、取得されたヘッド温度及び周辺温度に対応するＳ電力値情報レコード５０を取得する。そして、取得部４２は、取得したＳ電力値情報レコード５０のＳ電力値の項目に登録されているＳ電力値を取得する。

次に、取得部４２は、取得したＳ電力値に基づいて、Ｓ温度・Ｓ停止電力値情報テーブルを参照してＳ温度情報及びＳ停止電力値情報を取得する（ステップＳ１０３及びステップＳ１０４）。具体的には、取得部４２は、Ｓ温度・Ｓ停止電力値情報記憶部４１２に記憶されているＳ温度・Ｓ停止電力値情報テーブルを読み出す。次に、取得部４２は、読み出したＳ温度・Ｓ停止電力値情報テーブルのＳ温度・Ｓ停止電力値情報レコード６０のうち、周辺温度及び取得されたＳ電力値に対応するＳ温度・Ｓ停止電力値情報レコード６０を取得する。そして、取得部４２は、取得したＳ温度・Ｓ停止電力値情報レコード６０のＳ温度の項目に登録されているＳ温度の情報及びＳ停止電力値の項目に登録されているＳ停止電力値の情報を取得する。

印刷制御部４４は、取得されたＳ停止電力値情報で示されるＳ停止電力を各発熱素子に印加する（ステップＳ１０５）。具体的には、印刷制御部４４は、Ｓ停止電力を全発熱素子の数で按分した電力を各発熱素子に印加する。これにより、各発熱素子に印加される電力は同じになる。印刷制御部４４は、ヘッド温度がＳ温度近傍に達したか否か判定する（ステップＳ１０６）。ヘッド温度がＳ温度近傍に達したか否かの判定は、取得部４２によって定期的に温度センサから取得されるヘッド温度の情報に基づいてなされてもよいし、あるいは、予め設定された一定時間を経過したか否かに基づいてなされてもよい。ヘッド温度がＳ温度近傍に達していない場合（ステップＳ１０６−ＮＯ）、印刷制御部４４はステップＳ１０５以降の処理を実行する。
一方、ヘッド温度がＳ温度近傍に達した場合（ステップＳ１０６−ＹＥＳ）、印刷制御部４４はヘッド温度がＳ温度近傍に達した旨を搬送制御部４３に通知する。

搬送制御部４３は、搬送ローラＲ及びプラテンローラＰＲを回転させることによってシート１を搬送する（ステップＳ１０７）。搬送制御部４３は、シート１の搬送速度が目標速度に到達したか否か判定する（ステップＳ１０８）。目標速度に到達したか否かの判定は、シート１の線速度を実際に測定することによって行われてもよいし、事前に設定された一定時間を経過したか否かによって行われてもよいし、プラテンローラＰＲの回転数をエンコーダー等で測定することによって行われてもよい。

シート１の搬送速度が目標速度に到達していない場合（ステップＳ１０８−ＮＯ）、搬送制御部４３は搬送速度が目標速度に到達するまで待機する。
一方、シート１の搬送速度が目標速度に到達した場合（ステップＳ１０８−ＹＥＳ）、搬送制御部４３は搬送速度が目標速度に到達した旨を印刷制御部４４に通知する。印刷制御部４４は、搬送制御部４３からの通知がなされると、印刷データに基づいて印刷使用素子を決定する（ステップＳ１０９）。次に、印刷制御部４４は、印刷使用素子に印加する電力を決定する（ステップＳ１１０）。印刷使用素子に印加する電力は、Ｓ電力値を最大印刷使用素子の数で按分することによって決定される。例えば、Ｓ電力値が５００であり、最大印刷使用素子の数が５０である場合、各印刷使用素子に印加される電力は１０となる。

次に、印刷制御部４４は、非印刷使用素子に印加する電力を決定する（ステップＳ１１１）。非印刷使用素子に印加する電力は、Ｓ電力値で示されるＳ電力と第二合計電力との差（第一合計電力）を、非印刷使用素子の数で按分することによって決定される。例えば、サーマルヘッド６が有する発熱素子の数を１００、Ｓ電力値を５００、印刷使用素子の数を２０、非印刷使用素子の数を８０、印刷使用素子に印加する電力を１０とした場合を例に非印刷使用素子に印加する電力の決定方法について説明する。

まず、印刷制御部４４は、第二合計電力を算出する。この場合、第二合計電力が２００となる。次に、印刷制御部４４は、Ｓ電力値と第二合計電力との差を算出する。この場合、差は３００となる。そして、印刷制御部４４は、算出された差を非印刷使用素子の数で按分することによって各非印刷使用素子に印加する電力を決定する。この場合、各非印刷使用素子に印加される電力は３．７５となる。

印刷制御部４４は、ステップＳ１１０及びステップＳ１１１の処理で決定した電力を、印刷使用素子及び非印刷使用素子にそれぞれ印加する（ステップＳ１１２）。その後、印刷制御部４４は、印刷機構を制御してシート１に印刷データを印刷する（ステップＳ１１３）。印刷制御部４４は、全印刷が終了したか否か判定する（ステップＳ１１４）。例えば、印刷データの印刷が完了した場合、印刷制御部４４は全印刷が終了したと判定する。
一方、印刷データの印刷が完了していない場合、印刷制御部４４は全印刷が終了していないと判定する。

全印刷が終了した場合（ステップＳ１１４−ＹＥＳ）、サーマルプリンタ１００は処理を終了する。
一方、全印刷が終了していない場合（ステップＳ１１４−ＮＯ）、搬送制御部４３は搬送ローラＲ及びプラテンローラＰＲを回転させることによってシート１を搬送する（ステップＳ１１５）。その後、ステップＳ１０９以降の処理が実行される。

図９は、従来の方法と本実施形態における方法との比較結果を表す図である。
図９を説明するにあたり、前提として全発熱素子数を１００、Ｓ電力値を５００、印刷使用素子１個あたりに印加される電力値を１０とする。全発熱素子数とは、サーマルヘッド６が有する全ての発熱素子の数である。
図９に示される例では、印刷使用素子数が０、１０、２０、３０、４０及び５０の場合についての従来の方法と本実施形態における方法との比較結果が示されている。以下、図９を用いて具体的に説明する。

従来の方法では、印刷使用素子数が０個の場合、全発熱素子に印加される電力の合計電力値が０である。この場合、発熱素子が全く発熱しないためヘッド温度が低下する。また、従来の方法では、印刷使用素子数が２０個の場合、全発熱素子に印加される電力の合計電力値が２００である。この場合、発熱素子が発熱してヘッド温度が上昇する。また、従来の方法では、印刷使用素子数が５０個の場合、全発熱素子に印加される電力の合計電力値が５００である。この場合、発熱素子が発熱してヘッド温度が上昇する。このように、従来の方法では印刷使用素子数に応じてヘッド温度が変動する。つまり、ヘッド温度が印刷データに応じて変動してしまう。

これに対して、本実施形態における方法では、印刷使用素子数が０個の場合、全発熱素子に印加される電力の合計電力値が５００である。より具体的には、印刷使用素子数に印加される電力の合計（第二合計電力）が１０×０＝０であり、非印刷使用素子に印加される電力の合計（第一合計電力）が５００である。ここで、各非印刷使用素子に印加される電力は、全発熱素子に印加される電力の合計電力値がＳ電力値（図８の場合、５００）となるように決定される。印刷使用素子数が０個の場合、非印刷使用素子数が１００個である。つまり、第二合計電力が０であるため、第一合計電力が５００となる。そして、５００÷１００＝５となり、各非印刷使用素子に印加される電力は５となる。これにより、発熱素子が合計で電力値５００だけの発熱をする。

また、本実施形態における方法では、印刷使用素子数が２０個の場合、全発熱素子に印加される電力の合計電力値が５００である。より具体的には、印刷使用素子数に印加される電力の合計（第二合計電力）が１０×２０＝２００であり、非印刷使用素子に印加される電力の合計（第一合計電力）が３００である。ここで、各非印刷使用素子に印加される電力は、全発熱素子に印加される電力の合計電力値がＳ電力値（図９の場合、５００）となるように決定される。印刷使用素子数が２０個の場合、非印刷使用素子数が８０個である。つまり、第二合計電力が１０×２０＝２００であるため、第一合計電力が３００となる。そして、３００÷８０＝３．７５となり、各非印刷使用素子に印加される電力は３．７５となる。これにより、発熱素子が合計で電力値５００だけの発熱をする。

また、本実施形態における方法では、印刷使用素子数が５０個の場合、全発熱素子に印加される電力の合計電力値が５００である。より具体的には、印刷使用素子数に印加される電力の合計（第二合計電力）が１０×５０＝５００であり、非印刷使用素子に印加される電力の合計（第一合計電力）が０である。ここで、各非印刷使用素子に印加される電力は、全発熱素子に印加される電力の合計電力値がＳ電力値（図９の場合、５００）となるように決定される。印刷使用素子数が５０個の場合、非印刷使用素子数が０個である。つまり、第二合計電力が１０×５０＝５００であるため、第一合計電力が０となる。そして、０÷５０＝０となり、各非印刷使用素子に印加される電力は０となる。これにより、発熱素子が合計で電力値５００だけの発熱をする。
以上のように本実施形態における方法では、非印刷素子数が上記以外の場合であっても同様に全発熱素子の合計電力値がＳ電力値となるように発熱させる。したがって、印刷データによらず、ヘッド温度が一定値（Ｓ温度）を保つことができる。

以上のように構成されたサーマルプリンタ１００によれば、印刷品質の低下を抑制することができる。以下、この効果について詳細に説明する。
サーマルプリンタ１００は、サーマルヘッド６が有する複数の発熱素子のうち印刷に使用されない非印刷発熱素子の数に応じた電力を非印刷発熱素子に印加する。これにより、印刷に使用されない発熱素子に対しても電力が印加される。さらに、非印刷発熱素子には、非印刷発熱素子の数に応じた電力が印加される。つまり、各非印刷発熱素子で等しい電力が非印刷発熱素子に印加される。したがって、サーマルプリンタ１００は、印刷前にサーマルヘッド６全体の温度を高めておくことができる。そのため、印刷品質の低下を抑制することが可能になる。

また、サーマルプリンタ１００は、各非印刷発熱素子に印加される電力よりも高い電力を各印刷発熱素子に印加する。これにより、サーマルプリンタ１００は、全発熱素子に対して電力を印加したとしても、印刷発熱素子だけで印刷データの印刷を行うことができる。
また、サーマルプリンタ１００は、Ｓ電力値と印刷使用素子に印加される電力の合計電力値との差と、非印刷発熱素子の数とに基づいて非印刷使用素子に印加する電力を決定する。例えば、サーマルプリンタ１００は、非印刷発熱素子の数で差を按分することによって各非印刷使用素子に印加する電力を決定する。したがって、非印刷発熱素子の数によらず、全発熱素子に印加される電力の合計値が一定になる。そのため、ヘッド温度を一定に保つことができる。

以下、サーマルプリンタ１００の変形例について説明する。
本実施形態では、ラベルロール紙１を例に説明したが、サーマルプリンタ１００は単票紙にも適用することができる。
本実施形態では、サーマルヘッド６が有する全発熱素子に電力を印加する構成を示したが、電力の印加についてはこれに限定される必要はない。例えば、サーマルプリンタ１００は、サーマルヘッド６が有する全発熱素子のうち、印刷に使用されることが無い発熱素子を除いた残りの発熱素子をサーマルヘッド６が有する全発熱素子として電力を印加するように構成されてもよい。
以上の説明における電力の印加は、直流印加、パルス印加、交流印加のいずれの方法によって行われても構わない。ただし、通常はパルス印加が用いられ、電圧値一定のもとでパルス幅を調整することによって電力値を調整する手段がとられる。これは、電圧値の調整よりもパルス幅の調整の方が容易なためである。

Ｓ電力値について、同時に印刷に使用される印刷使用素子の最大数が多く、サーマルヘッド６が有する全発熱素子数のかなりの割合（例えば、８０％）を占めるような場合、Ｓ電力値が大きくなりすぎてしまう。このような場合が想定されるため、Ｓ電力値の閾値が設定されてもよい。例えば、図９の説明に利用した前提条件で、Ｓ電力値が１０００であった場合を考える。全発熱素子が同時に印刷する印刷パターン、例えばサーマルヘッド６に沿った方向の幅いっぱいの横線のパターンがあるとするとＳ電力値は１０００となる。このような場合に、印刷使用素子が０個の印刷データがあった場合、非印刷使用素子にそれぞれ１０の電力値を加える必要がある。そうすると、印刷使用素子１個あたりに印加される電力値１０と等しくなってしまうため、非印刷使用素子にもかかわらず印刷してしまう結果となる場合が想定される。つまり、Ｓ電力値が想定可能な最大値１０００に近づくほど、印刷使用素子と非印刷使用素子の電力値の差が小さくなり、マージンの小さな状態になってしまうわけである。そこで、このような場合を防ぐためにＳ電力値の閾値を設けることでＳ電力値が小さくなるようにする。それにより、Ｓ電力値を超えるような局所的な印刷パターンにおけるサーマルヘッド６の短期的な温度上昇を許容することで、マージンを大きくして、印刷品位への悪影響をできるだけ小さくすることが可能である。

また、サーマルプリンタ１００は、周囲温度が印刷中に大きく変動するような場合、Ｓ電力値を印刷中に変更するように構成されてもよい。例えば、長期間の連続した印刷を行っている最中に室温が大きく変動してしまうような場合、周囲温度が影響を受けて変動する。その場合、ヘッド温度が影響を受けて印刷品位に悪影響を及ぼすことがある。このような場合、サーマルプリンタ１００は周囲温度に基づいてＳ電力値を一時的に変更し、ヘッド温度が一定に保たれるようにする。例えば、取得部４２が、Ｓ電力値情報テーブルから周囲温度に基づくＳ電力値の情報を取得する。そして、印刷制御部４４は、取得された情報からＳ電力値を新たに取得されたＳ電力に変更する。

図８のステップＳ１０６の処理においては、ヘッド温度がＳ温度近傍に達するまで過不足のない期間だけ印加することが望ましく、印刷開始までの時間や消費電力の節約などの点で適切である。しかし、サーマルプリンタ１００に電源が投入された後に、サーマルプリンタ１００は印刷の開始とは関係なく常に電力を印加していても構わないし、印刷品位への影響が許容範囲であればＳ温度近傍に達するまでの期間よりも短い期間の電力印加でも構わない。例えば、サーマルプリンタ１００は、アイドリングと即時印刷可能な状態の２段階の状態を想定し、これに応じて電力値を切り替えて発熱素子に印加し、アイドリング時にはＳ停止電力値よりも低い電力を発熱素子に印加し、即時印刷可能な状態の場合にはＳ停止電力値を発熱素子に印加するなどの調節を行うことで、消費電力の削減と印刷開始までの時間短縮の両立を図っても構わない。

また、印刷ヘッド６−１は、ヘッド温度の加熱手段もしくは冷却手段、あるいは、周囲温度の加熱手段もしくは冷却手段を備えるように構成されてもよい。
また、サーマルプリンタ１００は、同じ印刷使用素子による印刷が続く、印刷使用素子に隣接する発熱素子も同時に印刷するなどの場合には発熱素子の温度が過度に上昇しないようにパルスの長さや電圧値を調整する、いわゆる履歴補償を行うように構成されてもよい。

また、サーマルプリンタ１００は、ヘッド温度に基づいて補正された電力を発熱素子に印加するように構成されてもよい。例えば、サーマルプリンタ１００は、ヘッド温度に基づいて補正された、非印刷使用素子に印加される電力を非印刷使用素子に印加する。また、サーマルプリンタ１００は、ヘッド温度に基づいて補正された、印刷使用素子に印加される電力を印刷使用素子に印加する。サーマルプリンタ１００は、ヘッド温度に基づいて補正された電力を発熱素子に印加する処理を、印刷を行っている期間もしくは印刷を行わないでシートの搬送を停止している期間に行う。以下、印刷を行っている期間に、ヘッド温度に基づいて補正された電力を発熱素子に印加する処理について具体的に説明する。

ヘッド温度が過度に高い場合、例えば連続して印刷が行われることによってヘッド温度が過度に高い場合、発熱素子の温度も上昇する。そのため、印刷制御部４４は、ヘッド温度が過度に高い場合、図８のステップＳ１１０の処理で決定された各印刷使用素子に印加する電力を補正する。例えば、印刷制御部４４は、図８のステップＳ１１０の処理で決定された各印刷使用素子に印加する電力よりも低い電力を、各印刷使用素子に印加する電力に決定する。その後、印刷制御部４４は、非印刷使用素子に印加する電力を決定する。非印刷使用素子に印加する電力は、上述したように、Ｓ電力値で示されるＳ電力と第二合計電力との差（第一合計電力）を、非印刷使用素子の数で按分することによって決定される。このようにして、印刷制御部４４は、ヘッド温度に基づいて補正された電力を発熱素子に印加する。なお、ヘッド温度が過度に高い場合に、各印刷使用素子に印加する電力はテーブルなどで予め設定されていてもよい。
以上で、印刷を行っている期間に、ヘッド温度に基づいて補正された電力を発熱素子に印加する処理についての説明を終了する。

印刷を行わないでシートの搬送を停止している期間に、ヘッド温度に基づいて補正された電力を発熱素子に印加する処理は、以下のように行われる。
ヘッド温度が過度に高い場合、例えば連続して印刷が行われることによってヘッド温度が過度に高い場合、発熱素子の温度も上昇する。そのため、印刷制御部４４は、ヘッド温度が過度に高い場合、図８のステップＳ１０５の処理で全発熱素子に印加されているＳ停止電力を補正する。例えば、印刷制御部４４は、図８のステップＳ１０５の処理で全発熱素子に印加されているＳ停止電力よりも低い電力を、全発熱素子に印加するＳ停止電力に決定する。このようにして、印刷制御部４４は、ヘッド温度に基づいて補正された電力を発熱素子に印加する。なお、ヘッド温度が過度に高い場合に、全発熱素子に印加するＳ停止電力はテーブルなどで予め設定されていてもよい。
以上で、印刷を行わないでシートの搬送を停止している期間に、ヘッド温度に基づいて補正された電力を発熱素子に印加する処理についての説明を終了する。

サーマルプリンタ１００は、周囲温度に基づいて補正された電力を発熱素子に印加するように構成されてもよい。この処理については、ヘッド温度に基づいて補正された電力を発熱素子に印加する処理と同様の処理が行なわれるため説明を省略する。
サーマルプリンタ１００は、ユーザから入力された温度（例えば、周囲温度など）を設定する設定部を備えるように構成されてもよい。このように構成される場合、サーマルプリンタ１００は、設定部によって設定された温度によって補正された電力を発熱素子に印加する。サーマルプリンタ１００は、設定部によって設定された温度に基づいて補正された電力を発熱素子に印加する処理を、印刷を行っている期間もしくは印刷を行わないでシートの搬送を停止している期間に行う。なお、実際の処理については、上記ヘッド温度もしくは周囲温度に基づいて補正された電力を発熱素子に印加する処理と同様の処理が行なわれるため説明を省略する。

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、電力の印加によって発熱する複数の発熱素子と、複数の発熱素子のうち非印刷使用素子の数に応じた電力を非印刷使用素子に印加する印刷制御部４４と、複数の発熱素子を用いて印刷を行う印刷部とを持つことにより、印刷品質の低下を抑制することができる。

上述した実施形態におけるサーマルプリンタ１００の一部の機能をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録する。そして、上述したプログラムを記録した記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、オペレーティングシステムや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、可搬媒体や記憶装置等のことをいう。可搬媒体は、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等である。また、記憶装置は、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等である。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するものである。通信回線は、インターネット等のネットワークや電話回線等である。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」は、サーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリであってもよい。揮発性メモリは、一定時間プログラムを保持しているものである。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。また上記プログラムは、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。

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。これら実施形態は、その他の様々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。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、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ものである。

１…シート，２…ロール部，３…インクリボン，４…供給軸，５…巻取軸，６…サーマルヘッド，６−１…印刷ヘッド，７…搬送路，１００…サーマルプリンタ，２００…表示部，３００…操作部，４００…制御装置，４１…記憶部，４１１…Ｓ電力値情報記憶部，４１２…Ｓ温度・Ｓ停止電力値情報記憶部，４２…取得部，４３…搬送制御部，４４…印刷制御部，５００…電源供給ユニット

実施形態のサーマルプリンタは、複数の発熱素子と、印刷制御部と、印刷部とを持つ。発熱素子は、電力の印加によって発熱する。印刷制御部は、前記複数の発熱素子のうち印刷データの１ライン中において連続する複数の画素からなる領域の印刷に使用されない発熱素子に第一の電力を印加し、前記複数の発熱素子のうち印刷に使用される発熱素子に前記第一の電力より高い第二の電力を印加し、前記複数の発熱素子に印加される電力の合計を表す合計電力と前記第二の電力の合計を表す第二合計電力との差と、前記印刷に使用されない発熱素子の数とに応じて前記第一の電力を決定する。印刷部は、前記複数の発熱素子を用いて印刷を行う。

Claims (10)

1. 電力の印加によって発熱する複数の発熱素子と、
   前記複数の発熱素子のうち印刷に使用されない発熱素子の数に応じた第一の電力を印刷に使用されない発熱素子に印加する印刷制御部と、
   前記複数の発熱素子を用いて印刷を行う印刷部と、
   を備えるサーマルプリンタ。
2. 前記印刷制御部は、前記複数の発熱素子のうち印刷に使用される発熱素子に前記第一の電力より高い第二の電力を印加する、請求項１に記載のサーマルプリンタ。
3. 前記印刷制御部は、前記複数の発熱素子に印加される電力の合計を表す合計電力と前記第二の電力の合計を表す第二合計電力との差と、前記印刷に使用されない発熱素子の数とに基づいて前記第一の電力を決定する、請求項２に記載のサーマルプリンタ。
4. 前記印刷制御部は、前記印刷に使用されない発熱素子の数で、前記差を按分することによって前記第一の電力を決定する、請求項３に記載のサーマルプリンタ。
5. 前記合計電力は、前記印刷に使用されない発熱素子の数によらず一定である、請求項３又は４に記載のサーマルプリンタ。
6. 前記合計電力は、前記印刷に使用される発熱素子の数が最も多い場合の前記第二合計電力と同一である、請求項３又は４に記載のサーマルプリンタ。
7. 前記印刷制御部は、印刷を行っていない期間においても前記複数の発熱素子の一部又は全てに同じ第三の電力を印加する、請求項１から６のいずれか一項に記載のサーマルプリンタ。
8. サーマルヘッドのヘッド温度、もしくは、周囲温度を計測するセンサ、もしくは温度を設定する設定部をさらに備え、
   前記印刷制御部は、印刷を行っている期間もしくは印刷を行わないで媒体の搬送を停止している期間において、計測もしくは設定された温度により補正された電力の印加を前記発熱素子に行う、請求項１から７のいずれか一項に記載のサーマルプリンタ。
9. 電力の印加によって発熱する複数の発熱素子のうち印刷に使用されない発熱素子の数に応じた第一の電力を印刷に使用されない発熱素子に印加する印刷制御ステップと、
   前記複数の発熱素子を用いて印刷を行う印刷ステップと、
   を有する制御方法。
10. 電力の印加によって発熱する複数の発熱素子のうち印刷に使用されない発熱素子の数に応じた第一の電力を印刷に使用されない発熱素子に印加する印刷制御ステップと、
    前記複数の発熱素子を用いて印刷を行う印刷ステップと、
    をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラム。

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