JP3586584B2

JP3586584B2 - サーマルプリンタ

Info

Publication number: JP3586584B2
Application number: JP13432599A
Authority: JP
Inventors: 孝一山田; 博明片平; 浩之古山; 克宗林
Original assignee: Toshiba TEC Corp
Current assignee: Toshiba TEC Corp
Priority date: 1999-05-14
Filing date: 1999-05-14
Publication date: 2004-11-10
Anticipated expiration: 2019-05-14
Also published as: JP2000318197A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サーマルプリンタに関し、特に、印加される印字エネルギーに応じて異なる色を発色する特性を有する二色発色感熱印字媒体（二色発色感熱紙）に対して印字するサーマルプリンタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ＰＯＳ（ＰｏｉｎｔｏｆＳａｌｅｓ：販売時点管理）端末等の商品販売登録データ処理装置は、一取引毎に販売情報を印字してレシートとして発行するためのレシートプリンタ等を備えている。このようなレシートプリンタには、静寂性に優れたライン型のサーマルヘッドを備えたサーマルプリンタを用いたものがある。このサーマルプリンタは、具体的には、ライン型のサーマルヘッドを構成する多数の抵抗発熱体の配列方向に直交する方向に感熱紙からなるロール状のレシート用紙を順次紙送りさせながら、ドット印字を行なう構造とされている。また、この種のサーマルヘッドは、ヘッド自体の温度や前回の印字動作に伴う発熱による保温層の蓄熱（熱履歴）などの温度条件によって抵抗発熱体の発熱状態が変化し、この変化が印字濃度の変化として現れることにより、印字品質が低下する性質を有している。そのため、通常は、サーマルヘッドに関して各種温度毎の適正な通電パルス幅（通電時間）を予め設定しておくとともに、サーマルヘッドの温度を常時検出するサーミスタを設け、印字動作に際してはサーミスタによって検出されたサーマルヘッドの温度情報や抵抗発熱体の抵抗値等に基づきこのサーマルヘッドの抵抗発熱体に対する通電パルス幅を制御するようにしている。
【０００３】
ところで、近年、サーマルヘッドを使用するサーマルプリンタに用いられる感熱印字媒体（感熱紙）として、二色（例えば、黒色と青色）に発色する二色発色感熱紙が開発され、利用に供されている。このような二色発色感熱紙としては、黒色発色層と青色発色層との二層で構成される加色型の二色発色感熱紙と、青色発色層と消色層と黒色発色層との三層で構成される消色型の二色発色感熱紙とがある。加色型の二色発色感熱紙と消色型の二色発色感熱紙とを比較した場合、加色型の二色発色感熱紙の方が、消色層を必要としない分だけより高い保存性を備えている点で優れている。
【０００４】
加色型の二色発色感熱紙（以下、二色発色感熱紙という。）は、原紙の上に黒色の発色層、さらにその上に例えば青色の発色層を順に積層させた構造とされている。このような二色発色感熱紙を発色させて印字する場合について以下に説明する。ここで、図１１は二色発色感熱紙の発色特性を示すグラフであって、縦軸は記録濃度を示し、横軸はサーマルヘッドによって印加される印字エネルギー（ｍｊ／ｄｏｔ）を示す。図中破線Ａは“青色”の発色特性を示しており、図中実線Ｂは“黒色”の発色特性を示している。図１１に示すように、“青色”は“黒色”に比べて低い印字エネルギーが印加された場合に発色し、“黒色”はその“青色”が発色する印字エネルギーより大きな印字エネルギーが印加された場合に“青色”に重なって発色することになる。このような発色特性を有する二色発色感熱紙を利用して印字するサーマルプリンタにおいては、例えば、“青色”で印字する場合には印字エネルギーＥ１（約０．２０（ｍｊ／ｄｏｔ））を印加して発色させ、“黒色”で印字する場合には印字エネルギーＥ２（約０．４０（ｍｊ／ｄｏｔ））を印加して発色させるように通電パルス幅を制御するようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のこの種のサーマルプリンタにおいては、例えば“青色”を印字するために印字エネルギーＥ１（約０．２０（ｍｊ／ｄｏｔ））を印加する場合には抵抗発熱体の通電パルス幅を短く制御し、“黒色”を印字するために印字エネルギーＥ２（約０．４０（ｍｊ／ｄｏｔ））を印加する場合には抵抗発熱体の通電パルス幅を長く制御していた。このため、印字エネルギーＥ２に比べてエネルギーの小さな印字エネルギーＥ１で発色する“青色”でドット印字する場合にはその印字に必要な印字エネルギーＥ１が急激に印加されてしまっていたので、エネルギーの大きな印字エネルギーＥ２で発色する“黒色”の影響を受けてしまい“青色”が鮮明に発色しないという問題があった。
【０００６】
本発明の目的は、印加される印字エネルギーに応じて異なる色を発色する特性を有する二色発色感熱印字媒体（二色発色感熱紙）が発色する二色の内、小さな印字エネルギーの印加で発色する第一の色を鮮明に発色させることができるサーマルプリンタを得ることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、第一の色を発色させる第一の印字エネルギーと第二の色を発色させる前記第一の印字エネルギーより大きい第二の印字エネルギーとの印加により二色の発色特性を有する二色発色感熱印字媒体に対し、サーマルヘッドの各抵抗発熱体を選択的に駆動して前記第一または第二の印字エネルギーを印加することでドット印字を行うサーマルプリンタにおいて、前記第一の色のドット印字を行う際には、前記サーマルヘッドの各抵抗発熱体を駆動することにより前記二色発色感熱印字媒体を発色させない程度に印字エネルギーを一時的に印加するプレヒート処理を実行した後、前記二色発色感熱印字媒体に対して前記第一の印字エネルギーに達するまで上乗せしてエネルギー印加し、前記第二の色のドット印字を行う際には、前記プレヒート処理を実行することなく、前記サーマルヘッドの各抵抗発熱体を駆動することにより前記二色発色感熱印字媒体に対して前記第二の印字エネルギーを印加する。
【０００８】
したがって、第二の色に比べて小さな印字エネルギーの印加で発色する第一の色のドット印字を行う際には、サーマルヘッドの各抵抗発熱体を駆動させることにより二色発色感熱印字媒体を発色させない程度の印字エネルギーを一時的に印加して温めた後、第一の印字エネルギーに達するまで上乗せしてエネルギー印加させることにより、二色発色感熱印字媒体に対して印字エネルギーを徐々に印加させることが可能になるので、第一の色の発色を鮮明にすることが可能になる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態を図１ないし図１０に基づいて説明する。本実施の形態のサーマルプリンタは、ＰＯＳ端末やＥＣＲに内蔵されるレシートプリンタであって、特に図１１において説明した特性により青色（第一の色）と黒色（第二の色）の二色で印字が可能な二色発色感熱印字媒体である二色発色感熱紙を使用するサーマルプリンタへの適用例である。
【００１０】
ここで、図１はレシートプリンタ１の構造を概略的に示す縦断側面図、図２はその外観斜視図である。レシートプリンタ１は、上面開放の筐体構造のプリンタ本体２とプリンタカバー３とを備えている。プリンタカバー３は、プリンタ本体２に対して支軸４を中心に開閉自在とされている。プリンタ本体２には、ローラ構造のプラテン５と円弧状の用紙収納部６とが設けられ、用紙収納部６にはロール状の二色発色感熱紙であるレシート用紙７が収納保持されている。一方、プリンタカバー３側にはプラテン５に対向接触して印字部８を構成するライン型のサーマルヘッド９が設けられている。これにより、プリンタカバー３が閉じられた場合に、用紙収納部６から印字部８を経て排紙側につながる搬送経路１０が形成され、この搬送経路１０を介してサーマルヘッド９をプラテン５に所定の加圧力で当接させることができるように構成されている。
【００１１】
ここで、サーマルヘッド９は、プラテン５に対向接触する部分に多数の抵抗発熱体をライン方向（レシート用紙７の搬送方向に対して直交する方向）に一列に配列している。詳細については後述するが、このようなサーマルヘッド９においては、それらの抵抗発熱体のヘッド抵抗値の仕様が適用されるＰＯＳ端末等の仕様に応じて選択可能とされている。
【００１２】
また、搬送経路１０の排紙側出口には、カッタ機構１１が設けられている。このカッタ機構１１は、ともに平板長板状の固定刃１２と可動刃１３とを組み合わせてなり、固定刃１２に対して可動刃１３が摺動することにより搬送経路１０を搬送されるレシート用紙７を切断する構造のものである。なお、固定刃１２はプリンタカバー３側に設けられ、可動刃１３はプリンタ本体２側に設けられた分離型構造とされている。
【００１３】
次に、レシートプリンタ１に内蔵された各部の電気的接続について図３を参照して説明する。図３に示すように、レシートプリンタ１には、全体の制御を受け持つＣＰＵ１４が設けられている。このＣＰＵ１４のＩ／Ｏポートには、サーマルヘッド９が接続されている。このサーマルヘッド９は、ＣＰＵ１４からのクロック（ＣＬＫ）、データ（ＤＡＴＡ）及びストローブ（ＳＴＲＯＢＥ）の各信号に基づき駆動される。また、サーマルヘッド９のヘッド基板（図示せず）にはサーミスタ１５が取り付けられており、このサーミスタ１５による検出信号（ヘッド温度情報）はＡ／Ｄ変換器１６を介してデジタル値としてＣＰＵ１４のＩ／Ｏポートに取り込まれるように接続されている。
【００１４】
また、ＣＰＵ１４には、データバス、アドレスバス等のバスラインを介してＲＯＭ１７，ＲＡＭ１８及びキャラクタジェネレータ用ＲＯＭ１９が接続されている。ＲＯＭ１７は固定的なデータを格納したものであり、ＲＡＭ１８は可変的なデータを一時的に書き換え自在に格納したものである。
【００１５】
ここで、図４はＲＯＭ１７中の記憶エリアを示す説明図である。図４に示すように、ＲＯＭ１７には、制御プログラムを格納するプログラム記憶エリア１７ａ、サーマルヘッド９のヘッド抵抗値ランクテーブル２０（図５参照）等を格納するテーブルその他の記憶エリア１７ｂ、サーミスタ値別ヘッド通電テーブル１７ｃをヘッド抵抗値ランク別に格納するサーミスタ値別ヘッド通電テーブル記憶エリア１７ｄが確保されている。
【００１６】
ここで、図５はヘッド抵抗値ランクテーブル２０を示す説明図である。図５に示すように、テーブルその他の記憶エリア１７ｂに格納されているヘッド抵抗値ランクテーブル２０は、ヘッド抵抗値の範囲を１〜１６なる１６段階のランクに渡って用意したものである。何れのヘッド抵抗値ランクを使用するかはジャンパ（図示せず）によって予め設定される。
【００１７】
また、ＲＯＭ１７のサーミスタ値別ヘッド通電テーブル１７ｃは、サーミスタ１５により検出された温度情報に対応するサーマルヘッド９の抵抗発熱体への二色分（黒色と青色）の通電パルス幅が予め設定されたものであり、ヘッド抵抗値ランク１〜１６の１６段階分のテーブルが用意されている。ここに、図４（ｂ）に、例えばランク１のサーミスタ値別ヘッド通電テーブル１７ｃの設定内容の一例を模式的に例示する。温度ランク０〜Ｆに示す各ヘッド温度範囲別に設定される黒色の通電パルス幅及び青色の通電パルス幅の各通電幅データは、ヘッド温度に対して反比例するように設定されている。このように設定することにより、サーマルヘッド９の温度変動によって印字濃度にムラが発生しにくくなっている。
【００１８】
次に、ＲＡＭ１８について説明する。ここで、図６はＲＡＭ１８中の記憶エリアを示す説明図である。図６に示すように、ＲＡＭ１８には、サーマルヘッド９のヘッド抵抗値ランクに対応したサーミスタ値別ヘッド通電テーブル１７ｃを展開するエリア１８ａ、受信した印字データを一時格納する受信バッファ１８ｂ、この受信バッファ１８ｂに格納した印字データをドット展開する編集バッファ１８ｃ、ポインタエリア１８ｄ、フラグエリア１８ｅ等が確保されている。なお、例えばホスト装置等から送信されて受信バッファ１８ｂに一時格納される印字データは、図７に示すように、文字コード等からなる１行印字データ２１、この１行印字データ２１が印字データであることを特定する印字コマンド２２、印字データの色情報等を示す文字属性コード２３、印字データの終了を示す行終了コード２４によって構成されている。
【００１９】
さらに、図３に示すように、ＣＰＵ１４には、プラテン５を駆動してレシート用紙７を搬送するためのレシートモータ２５がドライバＩＣ２６を介して接続され、カッタ機構１１の可動刃１３を駆動してレシート用紙７を切断するためのカッタモータ２７がドライバＩＣ２８を介して接続されている。
【００２０】
続いて、ＲＯＭ１７に格納された制御プログラムがＣＰＵ１４に実行させる機能について説明する。ここで、図８は、印字処理の流れを概略的に示すフローチャートである。図８に示すように、電源が投入されると（ステップＳ１のＹ）、ジャンパによって設定されたサーマルヘッド９のヘッド抵抗値ランクを読み取ってヘッドランクを判別し（ステップＳ２）、ＲＯＭ１７のサーミスタ値別ヘッド通電テーブル記憶エリア１７ｄから該当するヘッドランクのサーミスタ値別ヘッド通電テーブル１７ｃをＲＡＭ１８のサーミスタ値別ヘッド通電テーブル展開エリア１８ａに展開して設定する（ステップＳ３）。例えば、サーマルヘッド９のヘッド抵抗値ランクがランク１であれば、図４（ｂ）に示したような情報がサーミスタ値別ヘッド通電テーブル展開エリア１８ａに展開されて設定される。
【００２１】
このような状態で例えばホスト装置等からの印字指令の伝送に待機し（ステップＳ４）、印字指令として図７に示したような印字データが伝送された場合には（ステップＳ４のＹ）、ステップＳ５に進む。ステップＳ５においては、伝送された印字データを一時的に受信バッファ１８ｂに格納した後、キャラクタジェネレータ用ＲＯＭ１９を参照して印字データの１行印字データ２１を編集バッファ１８ｃにドット展開する。
【００２２】
次に、印字データの印字色が二色発色感熱紙であるレシート用紙７の黒色であるか青色であるかについて、印字データ中の文字属性コード２３に基づいて判別する（ステップＳ６）。
【００２３】
編集バッファ１８ｃにドット展開された１行印字データ２１の印字色が黒色である場合には（ステップＳ６のＹ）、ステップＳ７に進み黒色印字処理を実行する。次に、黒色印字処理について図９を参照して説明する。図９に示すように、黒色印字処理は、まず、サーマルヘッド９のヘッド基板に取り付けられたサーミスタ１５によってヘッド温度を検出し（ステップＳ１１）、ＲＡＭ１８のサーミスタ値別ヘッド通電テーブル展開エリア１８ａに設定されているサーミスタ値別ヘッド通電テーブル１７ｃを参照してサーミスタ１５によって検出したヘッド温度が含まれている温度ランクに対応した黒色の通電パルス幅を読み込み（ステップＳ１２）、その通電パルス幅をヘッドストローブ時間として印字ドットに対応するサーマルヘッド９の抵抗発熱体を駆動する（ステップＳ１３）。これにより、レシート用紙７への黒色印字が行われ、黒色印字処理が終了する。
【００２４】
一方、編集バッファ１８ｃにドット展開された１行印字データ２１の印字色が青色である場合には（ステップＳ６のＮ）、ステップＳ８に進み青色印字処理を実行する。次に、青色印字処理について図１０を参照して説明する。図１０に示すように、青色印字処理は、まず、プレヒート処理を実行する（ステップＳ２１）。プレヒート処理は、具体的には、レシート用紙７が発色しない程度、つまり、レシート用紙７の発色温度よりは低い温度にサーマルヘッド９の抵抗発熱体を発熱させることにより実行される。このプレヒート処理におけるサーマルヘッド９のヘッド温度は、サーマルヘッド９のヘッド基板に取り付けられたサーミスタ１５によって検出され、制御される。所定の温度に達した後、サーマルヘッド９のヘッド基板に取り付けられたサーミスタ１５によってヘッド温度を検出し（ステップＳ２２）、ＲＡＭ１８のサーミスタ値別ヘッド通電テーブル展開エリア１８ａに設定されているサーミスタ値別ヘッド通電テーブル１７ｃを参照してサーミスタ１５によって検出したヘッド温度が含まれている温度ランクに対応した青色の通電パルス幅を読み込み（ステップＳ２３）、その通電パルス幅をヘッドストローブ時間として印字ドットに対応するサーマルヘッド９の抵抗発熱体を駆動する（ステップＳ２４）。これにより、レシート用紙７への青色印字が行われ、青色印字処理が終了する。
【００２５】
以上のように、１行印字データ２１のレシート用紙７への印字が終了すると、編集バッファ１８ｃがクリアされるとともにレシート用紙７がレシートモータ２５の駆動によって１行紙送りされ（ステップＳ９）、ステップＳ４に戻って印字指令の伝送に再び待機する。
【００２６】
ここに、黒色に比べて小さな印字エネルギーの印加で発色する青色のドット印字を行う際には、サーマルヘッド９の各抵抗発熱体を駆動させることにより二色発色感熱紙であるレシート用紙７を発色させない程度の印字エネルギーを一時的に印加して温めた後、印字エネルギーＥ１（約０．２０（ｍｊ／ｄｏｔ））に達するまで上乗せして二色発色感熱紙であるレシート用紙７に対してエネルギーを印加させる。これにより、青色の印字の際には、印字エネルギーを徐々に印加させることが可能になるので、青色の発色を鮮明にすることができる。また、黒色については、従来通り印字エネルギーを急激に印加することができ、鮮明に発色させることができる。
【００２７】
なお、本実施の形態においては、二色発色感熱紙が発色する色を青色と黒色との組み合わせとしたが、これに限るものではなく、赤色と黒色との組み合わせ等であっても良い。
【００２８】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、第二の色に比べて小さな印字エネルギーの印加で発色する第一の色のドット印字を行う際には、サーマルヘッドの各抵抗発熱体を駆動することにより二色発色感熱印字媒体が発色しない程度の印字エネルギーを一時的に印加して温めた後、第一の印字エネルギーに達するまで上乗せしてエネルギーを印加することにより、二色発色感熱印字媒体に対して印字エネルギーを徐々に印加することができるので、第一の色を鮮明に発色させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態のレシートプリンタの構造を概略的に示す縦断側面図である。
【図２】その外観斜視図である。
【図３】レシートプリンタに内蔵された各部の電気的接続を示すブロック図である。
【図４】ＲＯＭ中の記憶エリアを示す説明図である。
【図５】ヘッド抵抗値ランクテーブルを示す説明図である。
【図６】ＲＡＭ中の記憶エリアを示す説明図である。
【図７】印字データのデータ構造を示す説明図である。
【図８】印字処理の流れを概略的に示すフローチャートである。
【図９】黒色印字処理の流れを概略的に示すフローチャートである。
【図１０】青色印字処理の流れを概略的に示すフローチャートである。
【図１１】二色発色感熱紙の発色特性を示すグラフである。
【符号の説明】
１サーマルプリンタ
７二色発色感熱印字媒体
９サーマルヘッド
Ｅ１第一の印字エネルギー
Ｅ２第二の印字エネルギー

Claims

第一の色を発色させる第一の印字エネルギーと第二の色を発色させる前記第一の印字エネルギーより大きい第二の印字エネルギーとの印加により二色の発色特性を有する二色発色感熱印字媒体に対し、サーマルヘッドの各抵抗発熱体を選択的に駆動して前記第一または第二の印字エネルギーを印加することでドット印字を行うサーマルプリンタにおいて、
前記第一の色のドット印字を行う際には、前記サーマルヘッドの各抵抗発熱体を駆動することにより前記二色発色感熱印字媒体を発色させない程度に印字エネルギーを一時的に印加するプレヒート処理を実行した後、前記二色発色感熱印字媒体に対して前記第一の印字エネルギーに達するまで上乗せしてエネルギー印加し、
前記第二の色のドット印字を行う際には、前記プレヒート処理を実行することなく、前記サーマルヘッドの各抵抗発熱体を駆動することにより前記二色発色感熱印字媒体に対して前記第二の印字エネルギーを印加する、
ことを特徴とするサーマルプリンタ。