JP2018126876A - 発熱制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】搬送可能な速度の数を保って、目標の搬送速度に到達するまでの発熱素子の制御情報の数を低減できる発熱制御装置を提供する。
【解決手段】実施形態のサーマルプリンタ（発熱制御装置）１は、目標速度設定部１０１ｂ、中間速度取得部１０１ｃおよび発熱制御部１０１ｄを備える。目標速度設定部１０１ｂは、用紙Ｐを搬送する目標の搬送速度を設定する。中間速度取得部１０１ｃは、目標速度設定部１０１ｂによって設定された目標の搬送速度と現在の搬送速度との間の予め定められた少なくとも１以上の中間速度を取得する。発熱制御部１０１ｄは、中間速度取得部１０１ｃが取得した中間速度によって区分けされる、現在の搬送速度から目標の搬送速度までの区間毎の予め定められた制御情報に基づいて、前記記録媒体の搬送速度が前記目標の搬送速度に到達するまで印字用発熱素子１１１ａを制御する。
【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、発熱制御装置に関する。

ＰＯＳ（Point Of Sales）端末に用いられるサーマルプリンタは、レシート用紙等の記録媒体に印字される印字データの印字率に応じて、記録媒体の搬送速度を制御する。また、サーマルプリンタは、搬送方向と直交する方向にライン状に配列された複数の発熱素子を備え、搬送速度に対応する予め定められたパルス幅（ストローブ時間）のパルス信号によって発熱素子を駆動する。

特開平１０−１９３６６４号公報 特開２００９−１１３４４５号公報 国際公開第２０１２／１３２９８７号

サーマルプリンタは、目標の搬送速度に到達するまでの発熱素子を適切に制御する必要がある。目標の搬送速度に到達するまでの発熱素子の制御情報を、搬送可能な速度毎に目標の搬送速度との組み合わせに応じて備える場合、搬送可能な速度の数が増えるにつれ発熱素子の制御情報の数も増える。例えば、搬送可能な速度が３つある場合は６つの制御情報が必要となり、搬送可能な速度が５つある場合は２０の制御情報が必要となる。このように、制御情報の数が増えるとコストがかかる。

本発明が解決しようとする課題は、搬送可能な速度の数を保って、目標の搬送速度に到達するまでの発熱素子の制御情報の数を低減できる搬送速度制御装置を提供することを目的とする。

実施形態の発熱制御装置は、記録媒体を搬送する目標の搬送速度を設定する目標速度設定手段と、前記目標速度設定手段によって設定された前記目標の搬送速度と現在の搬送速度との間の予め定められた少なくとも１以上の中間速度を取得する中間速度取得手段と、前記中間速度取得手段が取得した中間速度によって区分けされる、前記現在の搬送速度から前記目標の搬送速度までの区間毎の予め定められた制御情報に基づいて、前記記録媒体の搬送速度が前記目標の搬送速度に到達するまで、前記記録媒体に印字する印字用発熱素子を制御する発熱制御手段と、を備える。

実施形態の発熱制御装置（サーマルプリンタ）の斜視図である。 図１に示した発熱制御装置の構成を示すブロック図である。 図２に示したプラテンローラとサーマルヘッドとの配置位置の関係を示した図である。 図３に示したサーマルヘッドを上方から見た図である。 搬送速度データの構成を示した図である。 定速時制御データの構成を示した図である。 変速時制御データの構成を示した図である。 ステップ毎に発熱パルス信号のパルス幅が定められた変速時制御データの構成を示した図である。 実施形態の発熱制御装置が実行する発熱制御処理を示すフローチャートである。 図９に示した変速時発熱処理を示すフローチャートである。

以下、発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。本実施形態に係る発熱制御装置は、ＰＯＳ（Point Of Sales）端末に用いられるサーマルプリンタである。なお、図中、同一または同等の部分には同一の符号を付す。

図１に示すように、サーマルプリンタ１は、ロール紙ＰＲを着脱自在に格納、保持するホルダＨを備える。ロール紙ＰＲは、加熱によって発色される感熱紙が巻かれたものである。ホルダＨによって保持されたロール紙ＰＲは、その先端からロール紙ＰＲの回転軸と直交する方向に連続的に搬送され、搬送された用紙には取引明細（買い物商品の内容）等の情報が印字される。

サーマルプリンタ１は、取引明細情報を表す印字データの印字率に応じて、用紙の搬送速度を制御する機能を有する。また、サーマルプリンタ１は、搬送方向（副走査方向）と直交する方向（主走査方向）にライン状に配列された複数の発熱素子を備える。サーマルプリンタ１は、搬送速度に応じて発熱素子を制御する機能を備える。

図２に示すように、サーマルプリンタ１は、制御部１０１と、記憶部１０２と、操作部１０３と、表示部１０４と、通信部１０５と、モータ駆動部１０６と、ステッピングモータ（パルスモータ）１０７と、変速部１０８と、プラテンローラ１０９と、ヘッド駆動部１１０と、サーマルヘッド１１１とを備える。

操作部１０３は、ロール紙ＰＲを着脱するためのカバー開閉ボタン、サーマルプリンタ１の電源のオンオフを切り替えるための電源ボタン、用紙Ｐを搬送させるためのフィードボタン、用紙を切り取るためのカットボタン等、ユーザによって操作される入力インタフェース装置から構成される。

表示部１０４は、液晶ディスプレイ等の表示装置やＬＥＤ（Light Emitting Diode）ランプ等の点灯装置を備える。表示部１０４は、サーマルプリンタ１の各種状態を表す情報を表示する。例えば、表示部１０４は、印刷実行の状態、カバーの開閉状態、ロール紙ＰＲの量等を表示する。

通信部１０５は、ＰＯＳ（Point Of Sales）端末等の外部機器と通信を行う通信インタフェース装置から構成される。通信部１０５は、外部機器からネットワークを介して、取引明細（買い物商品の内容）等の情報を表す印字データを受信する。通信部１０５は、受信した印字データを制御部１０１に供給する。なお、外部機器との接続手段は有線、無線の何れでもよい。

モータ駆動部１０６は、制御部１０１の制御のもとステッピングモータ１０７に搬送パルス信号を供給し、ステッピングモータ１０７を駆動する。

ステッピングモータ１０７は、モータ駆動部１０６から搬送パルス信号を受け取り、受け取った搬送パルス信号に応じて、１パルス当たり予め定められた角度（ステップ角）だけ回転する。

変速部１０８は、複数の歯車列等を備えた減速機構から構成される。変速部１０８は、ステッピングモータ１０７とプラテンローラ１０９との間に設けられる。変速部１０８は、ステッピングモータ１０７の回転力をプラテンローラ１０９に伝達させ、プラテンローラ１０９を回転させる。

プラテンローラ１０９は、ステッピングモータ１０７の回転力が変速部１０８を介して伝達されることにより回転する。また、プラテンローラ１０９は、図３に示すように、サーマルヘッド１１１と対向した位置に設けられている。ロール紙ＰＲの先端から引き出された用紙Ｐは、プラテンローラ１０９の回転によって搬送方向（副走査方向）に搬送される。

ヘッド駆動部１１０は、制御部１０１の制御のもとサーマルヘッド１１１に発熱パルス信号（ストローブ信号）を供給し、サーマルヘッド１１１に備えられた複数の発熱素子１１１ａを駆動する。

サーマルヘッド１１１は、ヘッド駆動部１１０から発熱パルス信号を受け取り、受け取った発熱パルス信号に応じて、プラテンローラ１０９と対向する位置で用紙Ｐに１ドットライン分の印字を行う。

各発熱素子１１１ａは、図４に示すように、搬送方向と直交する方向（主走査方向）に、ライン状に配列されている。各発熱素子１１１ａは、発熱パルス信号によって駆動され、発熱する。また、各発熱素子１１１ａは、複数のブロック（素子群）に分割され、１ドットライン毎に時分割駆動される。図４には、複数の発熱素子１１１ａを４つのブロック（素子群）に分割した例が示され、制御部１０１の制御のもとブロック毎に駆動される。

記憶部１０２は、ＨＤＤ（Hard disk drive）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ等の記憶装置から構成される。記憶部１０２は、制御部１０１が各種処理を行うためのプログラムおよびデータ、制御部１０１が各種処理を行うことにより生成、取得されたデータを記憶する。

また、記憶部１０２は、図５に示すように、印字率の範囲と搬送速度と搬送周波数（ＰＰＳ：パルスレート）とが対応付けられたデータ（搬送速度データ）が記憶されている。これにより、印字データの印字率に応じて、用紙Ｐを搬送する目標の搬送速度と、ステッピングモータ１０７の搬送周波数が設定される。

また、記憶部１０２は、図６に示すように、搬送速度と発熱素子通電パルス幅と発熱素子ブロック数とが対応付けられた定速時制御データが記憶されている。定速時制御データは、定速時に発熱素子１１１ａを制御するためのデータである。

搬送速度は、用紙Ｐを搬送可能な速度を表す。ここでは、１４．０、１０．０、８．０、６．０、４．０、２．０、１．０（IPS）から構成される７つの搬送速度を有する。発熱素子通電パルス幅は、ヘッド駆動部１１０がサーマルヘッド１１１に供給する発熱パルス信号のパルス幅（ストローブ時間）を表す。発熱素子通電ブロック数はヘッド駆動部１１０によって駆動される発熱素子１１１ａのブロックの数を表す。

また、記憶部１０２は、図７に示すように、搬送速度の区間と発熱素子制御情報とが対応付けられた変速時制御データが記憶されている。変速時制御データは、搬送速度が変化するときの発熱素子１１１ａを制御するためのデータである。

搬送速度の区間は、搬送速度の最小値と最大値との間の少なくとも１以上の中間速度によって区分けされる。ここでは、図５に示した搬送速度データにより表される搬送可能な速度が中間速度に定められ、搬送速度の区間が定められている。つまり、ここでは、搬送速度の最小値（０（IPS））と最大値（１４．０（IPS））との間で７つの区間を有する。

発熱素子制御情報は、発熱素子通電パルス幅および発熱素子ブロック数を有する。発熱素子ブロック数は、定速時制御データのものと同様、ヘッド駆動部１１０によって駆動される発熱素子１１１ａのブロックの数を表す。

発熱素子通電パルス幅は、ヘッド駆動部１１０がサーマルヘッド１１１に供給する発熱パルス信号のパルス幅（ストローブ時間）を表し、予め定められた演算式によって求められる。ここでは、現在の搬送速度の区間における最大値に対応する搬送周波数と現在の搬送周波数との比率に当該最大値に対応する発熱パルス信号のパルス幅を掛けることにより発熱パルス信号のパルス幅を求める演算式が示されている。例えば、現在の搬送速度が、図７に示した搬送速度１０．０から１４．０（IPS）の区間に含まれる場合、当該区間における最大値（１４．０（IPS））に対応する搬送周波数（ＭＦ１）と現在の搬送周波数との比率を、当該最大値（１４．０（IPS））に対応する発熱パルス信号のストローブ時間で掛けることにより、ヘッド駆動部１１０に供給される発熱パルス信号のストローブ時間が求められる。

また、演算式の代わりに、図８に示すように、発熱素子１１１ａを駆動するパルス信号のパルス幅を区間内で段階的に変化させる情報が定められてもよい。具体的には、搬送速度１０．０から１４．０（IPS）の区間が、予め定められた８つのステップで搬送速度が変化されるように制御される場合、８つのステップにそれぞれ対応するＥＴ１１からＥＴ１８のパルス幅（ストローブ時間）が設定される。

図２に戻り、制御部１０１は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)、ＣＰＵのメインメモリとして機能するＲＡＭ（Random Access Memory）、タイマ等から構成される。なお、制御部１０１は、一部がＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等の専用回路から構成されてもよい。

また、制御部１０１は、記憶部１０２に記憶されたプログラムを実行することにより、印字率取得部１０１ａ、目標速度設定部１０１ｂ、中間速度取得部１０１ｃ、発熱制御部１０１ｄとして機能する。

以上のように構成されたサーマルプリンタ１によって行われる発熱制御処理について、以下、図９および図１０を参照して説明する。

サーマルプリンタ１の制御部１０１は、サーマルプリンタ１の電源の投入に応じて記憶部１０２に記憶されたプログラムを実行する。これにより、制御部１０１は、印字率取得部１０１ａ、目標速度設定部１０１ｂ、中間速度取得部１０１ｃ、発熱制御部１０１ｄとして機能する。

印字率取得部１０１ａは、通信部１０５を介してＰＯＳ端末等の外部機器から印字データを取得する。印字率取得部１０１ａは、印字データを取得したタイミングで、ドットラインを表すＮを「Ｎ＝０」とし（ＡＣＴ１１）、その後「Ｎ＝Ｎ＋１」とする（ＡＣＴ１２）。

印字率取得部１０１ａは、印字データのＮ行目の印字率を取得する（ＡＣＴ１３）。ここでいう印字率とは、ドットラインの総ドット数に対する印字ドット数の割合である。印字データ取得後の最初のＡＣＴ１３の処理では、印字率取得部１０１ａは、印字データの１行目の印字率を取得する。

目標速度設定部１０１ｂは、図５に示した搬送速度データを参照し、印字率取得部１０１ａによって取得された印字率に対応する搬送速度、搬送周波数を目標の搬送速度、搬送周波数として設定する（ＡＣＴ１４）。例えば、ＡＣＴ１３で取得された印字率Ｒが「Ｒｂ≦Ｒ≦Ｒｃ」の範囲に含まれている場合、当該印字率Ｒに対応する８．０（IPS）が目標の搬送速度として設定され、ＭＦ３（PPS）が搬送周波数として設定される。

目標速度設定部１０１ｂは、設定した目標の搬送速度が現在の搬送速度から変化するか否かを判別する（ＡＣＴ１５）。印字データ取得後の最初の処理（Ｎ＝１）では、現在の搬送速度は０（IPS）なので、ここでは目標速度設定部１０１ｂは変化すると判別する（ＡＣＴ１５；ＹＥＳ）。この場合、中間速度取得部１０１ｃは、変速時発熱処理を実行する（ＡＣＴ１６）。

図１０に示すように、中間速度取得部１０１ｃは、目標速度設定部１０１ｂによって設定された目標の搬送速度と現在の搬送速度との間の予め定められた中間速度を取得する（ＡＣＴ１６１）。中間速度は１．０、２．０、４．０、６．０、８．０、１０．０、１４．０（IPS）と定められている。よって、ここでは中間速度取得部１０１ｃは、１．０、２．０、４．０、６．０（IPS）を中間速度として取得する。

発熱制御部１０１ｄは、図７に示した変速時制御データを参照し、中間速度取得部１０１ｃが取得した中間速度によって区分けされる、現在の搬送速度から目標の搬送速度までの区間を選択し、当該区間毎の発熱素子制御情報を取得する（ＡＣＴ１６２）。現在の搬送速度が０（IPS）であって、目標の搬送速度が８．０（IPS）で設定されたので、発熱制御部１０１ｄは、区間Ｎｏ．３からＮｏ．７に設定された各発熱素子制御情報を取得する。

そして、発熱制御部１０１ｄは、ＡＣＴ１６２で取得した発熱素子制御情報のうち、現在の搬送速度を含む区間に対応する発熱素子制御情報を選択する（ＡＣＴ１６３）。現在の搬送速度が０（IPS）の場合、発熱制御部１０１ｄは、区間Ｎｏ．７に対応する発熱素子制御情報を選択する。

発熱制御部１０１ｄは、選択した発熱素子制御情報に基づいて発熱素子１１１ａを制御する（ＡＣＴ１６４）。具体的には、発熱制御部１０１ｄは、「（ＭＦ７／Current ＭＦ）＊ＥＴ７」の演算式によって、区間Ｎｏ．７における発熱パルス信号のパルス幅（ストローブ時間）を求める。また、区間Ｎｏ．７における発熱素子ブロック数は「４」である。よって、発熱制御部１０１ｄは、４つ（全て）のブロックに対応する発熱素子１１１ａを、求めたパルス幅の発熱パルス信号によって駆動する。

発熱制御部１０１ｄは、目標の搬送速度または対象区間の最終速度に達したか否かを判別する（ＡＣＴ１６５，ＡＣＴ１６６）。対象区間の最終速度に達したと判別した場合（ＡＣＴ１６６；ＹＥＳ）、発熱制御部１０１ｄは、ＡＣＴ１６３に戻る。この場合、発熱制御部１０１ｄは、次の区間（現在の搬送速度を含む区間）に対応する発熱素子制御情報を選択し、ＡＣＴ１６４においても上記と同様の処理を行う。例えば、区間Ｎｏ．７の最終速度である１．０（IPS）に到達した場合には、発熱制御部１０１ｄは、区間Ｎｏ．２に対応する発熱素子制御情報に基づいて、発熱素子１１１ａを制御する処理を行う。

発熱制御部１０１ｄは、ＡＣＴ１６３からＡＣＴ１６６の処理を繰り返し行うことにより、用紙Ｐの搬送速度が目標の搬送速度（８．０（IPS））に到達するまで、各区間の発熱素子制御情報に基づいて発熱素子１１１ａを制御する。そして、当該目標の搬送速度に達した場合には（ＡＣＴ１６５；ＹＥＳ）、図９に示したＡＣＴ１６に進む。

図９に戻り、ＡＣＴ１５で搬送速度が変化しないと判別された場合（ＡＣＴ１５；ＮＯ）やＡＣＴ１６の処理を行った後は、発熱制御部１０１ｄは、図６に示した定速時制御データの現在の搬送速度（一定の速度）に対応するパルス幅の発熱パルス信号と、設定されたブロック数とによって、Ｎ行目の印字が終わるまで発熱素子１１１ａを制御する。

その後、発熱制御部１０１ｄは、Ｎが最終行であるか否かを判別する（ＡＣＴ１８）。発熱制御部１０１ｄは、Ｎが最終行でなければＡＣＴ１２に戻ってＮをインクリメントして上記と同様の処理を行う（ＡＣＴ１８；ＮＯ）。一方、発熱制御部１０１ｄは、Ｎが最終行であれば発熱制御処理を終了する（ＡＣＴ１８；ＹＥＳ）。

以上、本実施形態に係るサーマルプリンタ１は、目標の搬送速度と現在の搬送速度との間の予め定められた少なくとも１以上の中間速度を取得し、取得した中間速度によって区分けされる、現在の搬送速度から目標の搬送速度までの区間毎の発熱素子制御情報に基づいて、用紙Ｐの搬送速度が目標の搬送速度に到達するまで、発熱素子１１１ａを制御する。これにより、搬送可能な速度の数を保って、目標の搬送速度に到達するまでの発熱素子の制御情報の数を低減できる。

なお、上記実施形態は一例を示したものであり、種々の変更及び応用が可能である。

例えば、上記実施形態に係る発熱制御装置は、発熱素子を制御する装置として、発熱素子１１１ａとは独立した装置として構成されてもよい。また、発熱制御装置は、ＰＯＳ端末やＡＴＭ（Automated Teller Machine）端末によって構成されてもよい。

また、上記実施形態では、搬送可能な速度の全てが中間速度として定められた例を説明したが、搬送可能な速度の一部でもよい。例えば、図５に示した、４．０、６．０、１０．０（IPS）が中間速度として定められてもよい。また、搬送可能な速度以外の速度（３．０、５．０、７．０（IPS）等）が中間速度として定められてもよい。

また、上記実施形態の発熱素子通電パルス幅を求める演算式において、搬送速度の最大値に対応する搬送周波数や発熱パルス信号のパルス幅（ストローブ時間）が用いられたが、それぞれ搬送速度の最大値以外の値（最小値や平均値）に対応するものが用いられてもよい。

また、上記実施形態では、印字率に応じて目標の搬送速度が定められる例を説明したが、目標の搬送速度は、印字率と他の基準を併せて、または、印字率を含まない基準によって設定されてもよい。他の基準としては、例えば、サーマルヘッド１１１の発熱素子１１１ａをブロック単位で駆動する場合の駆動ブロック数がある。

また、上記実施形態では、ロール紙ＰＲを格納するサーマルプリンタを例に説明したが、発熱制御装置は、定型紙や折り畳み連続紙に印字を行う発熱素子を制御するものでもよい。

本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、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。この新規な実施形態は、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、変更を行うことが出来る。こ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ともに、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。

１…サーマルプリンタ（発熱制御装置）
１０１…制御部
１０１ａ…印字率取得部
１０１ｂ…目標速度設定部
１０１ｃ…中間速度取得部
１０１ｄ…発熱制御部
１０２…記憶部
１０３…操作部
１０４…表示部
１０５…通信部
１０６…モータ駆動部
１０７…ステッピングモータ
１０８…変速部
１０９…プラテンローラ
１１０…ヘッド駆動部
１１１…サーマルヘッド
１１１ａ…発熱素子
ＰＲ…ロール紙
Ｐ…用紙（記録媒体）
Ｈ…ホルダ

Claims (5)

1. 記録媒体を搬送する目標の搬送速度を設定する目標速度設定手段と、
   前記目標速度設定手段によって設定された前記目標の搬送速度と現在の搬送速度との間の予め定められた少なくとも１以上の中間速度を取得する中間速度取得手段と、
   前記中間速度取得手段が取得した中間速度によって区分けされる、前記現在の搬送速度から前記目標の搬送速度までの区間毎の予め定められた制御情報に基づいて、前記記録媒体の搬送速度が前記目標の搬送速度に到達するまで、前記記録媒体に印字する印字用発熱素子を制御する発熱制御手段と、を備える、
   発熱制御装置。
2. 前記記録媒体の搬送可能な速度の最小値と最大値との間の予め定められた少なくとも１以上の中間速度によって区分けされる区間毎に、前記印字用発熱素子を駆動するパルス信号のパルス幅を求める演算式を記憶した記憶手段を備え、
   前記発熱制御手段は、前記中間速度によって区分けされる前記目標の搬送速度までの区間毎に、対応する前記演算式を前記記憶手段から読み出し、読み出した前記演算式によって求められたパルス幅に基づいて前記印字用発熱素子を制御する、
   請求項１に記載の発熱制御装置。
3. 前記記録媒体の搬送可能な速度の最小値と最大値との間の予め定められた少なくとも１以上の中間速度によって区分けされる区間毎に、前記印字用発熱素子を駆動するパルス信号のパルス幅を当該区間内で段階的に変化させる情報を記憶した記憶手段を備え、
   前記発熱制御手段は、前記中間速度によって区分けされる前記目標の搬送速度までの区間毎に、対応する前記段階的に変化させる情報を前記記憶手段から読み出し、読み出した当該情報に基づいて前記印字用発熱素子を制御する、
   請求項１に記載の発熱制御装置。
4. 前記記憶手段は、複数の素子群に分割された前記印字用発熱素子のうち駆動対象のブロック数を前記区間毎に有し、
   前記発熱制御手段は、前記現在の搬送速度から前記目標の搬送速度までの区間毎の前記ブロック数に基づいて前記印字用発熱素子を制御する、
   請求項２または３に記載の発熱制御装置。
5. 前記記録媒体に印字される対象である印字データの印字率を取得する印字率取得手段を備え、
   前記目標速度設定手段は、前記印字率取得手段によって取得された前記印字率に基づいて前記目標速度を設定する、
   請求項１から４の何れか１項に記載の発熱制御装置。

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