JP4581606B2 - 印刷装置及びその印刷制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、電源の能力（電源容量）に応じて印刷制御を行う印刷装置に関するものであり、特に、現実の印刷動作による電源の状態に応じて、電源の能力に見合った適切な印刷負荷となるように印刷を制御し、電源の瞬断や電圧降下による印刷品質の劣化を防止しつつ、電源能力を最大限利用することのできる印刷装置及び印刷制御方法に関する。

例えば、感熱方式のラインプリンタは、行方向の印刷幅にあわせて横一列に整列された印刷ドットを有する印刷ヘッドをプラテンと対向するように配置し、搬送モータによりプラテンと印刷ヘッドの間を通過するように印刷用紙を搬送させながら、印刷ドットを駆動して発熱させ、発熱した印刷ドットと接触している部分の印刷用紙を黒色等に発色させて印刷を行う。このような、横一列の印刷ドットに対応する高さ１ドットからなる１行を１ドットラインと称する。１ドットラインを印刷する際に駆動される印刷ドットの数は、印刷データによって異なる。例えば、横方向に最長の直線を印刷する場合には、１ドットラインの全ての印刷ドットを印刷することになるため、１ドットライン中の全ての印刷ドットが駆動されることになる。この際、１ドットライン中の全印刷ドットを同時に駆動すると、１ドットラインの印刷が一度に完了する。

しかし、このように、多くの印刷ドットを同時に駆動するような印刷負荷が大きく、印刷する密度の高い場合は、瞬間的に大きなヘッド駆動電流が消費される。１ドットラインの印刷ドットを同時に多数駆動するには、大きな消費電力を必要とするため、電源容量の大きい電源が必要となる。一方、同時に多くの印刷ドットを駆動することは、印刷速度を速くすることを可能とする。

電源容量が十分でない電源を用いて、高密度の印刷又は高速印刷を行うと、瞬間的に電源容量を超える大電流が流れて、大きな電圧降下を引き起こす場合がある。このような電圧の低下は、印刷濃度が薄くなる場合や印刷濃度にムラが発生する等の印刷品質の劣化につながる恐れがある。電源自体も、電源容量を越える大電流が流れると、回路構成によっては安全装置が作動して、電力供給を遮断してしまうものがあり、さらには電力供給が遮断された状態から簡単に復帰しないものもある。

従来技術においては、印刷装置や電源の小型化及び消費電力の低減化の要請から、電源容量を小さく抑えつつ、電流が瞬間的に大量消費されることを防止するため、印刷実行前に印刷予定の印刷データを調べ、１ドットライン中に印刷すべきドット数が多いときには、１ドットラインの印刷ドットを複数単位に分け、各単位に複数回駆動パルスを与えて駆動し印刷する分割印刷と称する制御を行っている。分割印刷の際には１ドットラインの印刷ドットを複数回に分けて駆動することから、印刷用紙の搬送速度も抑制されるので、印刷速度は遅くなる。しかし、印刷速度が遅くなることで、搬送モータの消費電力も抑えられ、消費電力はさらに抑制されることになる（特許文献１参照）。また、シリアルプリンタにおいて、電圧低下の時間変化率が所定値以上の場合に印字速度を減速するよう制御する従来技術も存在する（特許文献２参照）
特開２００１−８４３７１ 特開平５−４４０２

しかし、特許文献１による印刷負荷の制御は、設計上の基準を満たす所定の電源を使用することを前提にして、その電源容量を超えないように印刷内容を制御するものである。そのため、設計上の基準に適合しない電源が使用された場合には、適切な制御が困難となる。また。特許文献２による制御も、測定時点のみの電圧低下の変化率だけで印刷制御の必要性を判断するので、電圧低下傾向を正確に把握することができず、電源に最適な印刷制御を行うことができない場合もある。

現実の使用環境においては、印刷装置メーカーから提供される電源以外に、印刷装置使用者の保有するＡ／Ｃアダプタ（例えば１００Ｖ交流を所定電圧のＤＣに変換するアダプタ）、または、印刷装置が接続されるホスト装置（ＰＯＳシステム等）から供給されるシステム電源が、印刷装置の電源として用いられる場合等もあり、このような場合の印刷制御が問題となる。また、長期間の使用による電源能力の劣化に伴い、適切な印刷負荷の制御が困難となる場合もある。また、このような電源は負荷特性が印刷装置に適したものでないため、印刷負荷の変動により、電圧が不安定に変化する場合もある。

本発明は上述のような従来技術の課題に鑑みなされたもので、電源の出力電圧に応じて適切な印刷制御を行い、また適切な印刷品質を得ることのできる印刷装置及びその印刷制御方法を提供することを目的とするものである。

本発明は、電源からの出力電圧の現在の変化の状況を示す電圧情報を検出し出力する手段と、将来の電圧変化を予測する手段と、予測結果に応じて前記電源に対する印刷負荷を制御するための印刷制御条件を変更する印刷条件選択手段とを設けて、上記課題を達成する。

本発明の第１の態様にかかる印刷装置は、電源に接続可能な印刷装置であって、電源の出力電圧を検知し、該出力電圧の変化速度及び該出力電圧の変化速度の変化率（変化加速度）を含む電圧情報を出力する電圧検出部と、電圧情報に基づき、少なくとも出力電圧の回復基調を含む該出力電圧の変化を予測する電圧予測部と、電圧予測部の予測した出力電圧の変化に基づいて、印刷制御条件を変更する印刷条件選択部と、変更された印刷制御条件に基づいて、印刷ヘッド及び搬送モータの駆動制御を行う印刷制御部及び搬送制御部とを備えることを特徴とする。

この態様によると、電源からの出力電圧の一次微分値及び二次微分値により、電圧の変化速度及び電圧の変化速度の変化率を取得し、これに基づいて、将来の電圧の変化傾向を予測する。電圧の変化傾向が予測できると、電源に対する現在の印刷負荷の妥当性が判断できるので、これに基づいて次回印刷の負荷条件を制御する印刷制御条件を選択する。これにより、電源の実際の能力に応じて、適切な印刷負荷を選択することが可能となるので、印刷品質を維持しつつ効率的な印刷を実現することが可能となる。

本発明の他の態様にかかる印刷装置は、電圧予測部が、電圧情報に基づき検知後の出力電圧を予測し、印刷条件選択部は、電圧予測部の予測した出力電圧に応じて、印刷制御条件を変更することを特徴とする。この態様では、電圧情報に基づいて、現在の負荷が継続した場合の将来の電圧を具体的に予測し、その予測電圧に基づいて、最適な制御をするものである。具体的な予測電圧がわかると、現在負荷に比べて次回印刷ではどの程度の負荷をかけてよいのかより適切に画定することが可能となる。

本発明の他の態様にかかる印刷装置は、電圧予測部が、検知時の出力電圧Ｖ_０及び出力電圧の変化速度ｄｖ／ｄｔに基づき、検知時からｔ_１秒後の予測電圧Ｖ_１を、下記式（１）に基づき予測することを特徴とする。

Ｖ_１＝Ｖ_０＋ｄｖ／ｄｔ・ｔ_１・・・（１）
この態様では、電圧降下速度を表す微分値からｔ_１秒後の電圧を予測する。例えば、ｔ_１秒は、１ドットラインの印刷周期や分割周期、印刷ヘッドの駆動タイミング間隔、若しくは搬送モータの駆動タイミング、例えばパルスモータの場合は相切換えタイミング周期のいずれかとすることができる。

本発明の他の態様にかかる印刷装置は、印刷条件選択部が、同一内容の印刷を異なる消費電流により実行可能な複数の印刷制御条件を記憶しており、予測電圧Ｖ_１の大きさに応じて、印刷制御条件を変更することを特徴とする。

本発明の他の態様にかかる印刷装置は、印刷条件選択部が、複数の印刷制御条件を記憶しており、出力電圧の変化速度の値と、出力電圧の変化速度の変化率の値が正であるか負であるかの組み合わせにより、印刷制御条件を変更することを特徴とする。微分値ｄｖ／ｄｔの傾きは電圧の降下速度または上昇速度を表し、２回微分値ｄ^２ｖ／ｄｔ^２は変化速度の変化率である変化加速度を表す。例えば、一回微分値が負で２回微分値も負のときには、電圧降下速度が増加しつつあることを表し、１回微分値が負で２回微分値が正のときには、電圧降下状態ではあるものの電圧が回復基調にあることを示している。従って、これらのデータから、現在の負荷が継続した場合の将来の電圧の変化傾向を把握することができ、次回印刷のための適切な負荷を選択することが可能となる。

本発明の他の態様にかかる印刷装置は、印刷制御条件は、少なくとも、１ドットラインの印刷ドットの分割印刷数、印刷ヘッドの同時駆動ドット数、印刷ヘッドへの駆動時間、印刷用紙の搬送速度のいずれかを変化することにより印刷に伴う消費電流を制御する制御情報を含むことを特徴とする。印刷制御条件を選択することにより、これらの各要素を制御する所定の制御情報が選択され、当該制御情報に基づいて、印刷制御及び搬送制御が実行される。これらの制御情報は、選択された印刷制御条件下における最大印刷負荷を規定するものであることが望ましい。

本発明の他の態様にかかる印刷装置は、電源の出力電圧の変化速度の変化率が所定値以下の場合に、印刷制御条件の変更を実行することを特徴とする。２回微分値が所定値以下の負の値である場合には、急激な電圧降下が発生していると考えられるので、これをトリガとして印刷制御条件の選択処理を起動するものである。

本発明の他の態様にかかる印刷装置は、搬送モータの駆動タイミングごとに印刷制御条件の変更処理を実行することを特徴とする。通常、搬送モータの駆動タイミングと印刷周期とはほぼ同期或いはその周期と分周、倍周しているので、これをトリガとして印刷制御条件の選択処理を起動するものである。

本発明の第１の態様にかかる印刷装置の印刷制御方法は、電源に接続可能な印刷装置の印刷制御方法であって、（ａ）電源の出力電圧を検知し、該出力電圧の変化速度及び該出力電圧の変化速度の変化率を含む電圧情報を出力する工程と、（ｂ）電圧情報に基づき、少なくとも前記出力電圧の回復基調を含む該出力電圧の変化を予測する工程と、（ｃ）電圧予測部の予測した出力電圧の変化に基づいて、印刷制御条件を変更する工程と（ｄ）変更された印刷制御条件に基づいて、印刷ヘッド及び搬送モータの駆動制御を行う工程とを備えることを特徴とする。

本発明の他の態様にかかる印刷装置の印刷制御方法は、工程（ｂ）が、検知時の出力電圧Ｖ_０及び出力電圧の変化速度ｄｖ／ｄｔに基づき、検知時からｔ_１秒後の予測電圧Ｖ_１を、下記式（１）に基づき予測し、
Ｖ_１＝Ｖ_０＋ｄｖ／ｄｔ・ｔ_１・・・（１）
工程（ｃ）が、予測電圧Ｖ_１の大きさに応じて、印刷制御条件を変更することを特徴とする。

本発明の他の態様にかかる印刷装置の印刷制御方法は、工程（ｃ）が、出力電圧の変化速度の値と、出力電圧の変化速度の変化率の値が正であるか負であるかの組み合わせにより、印刷制御条件を変更することを特徴とする。

本発明によると、印刷動作時に、リアルタイムで電源電圧の変化状況を検出して、変化動向を予測し、予測に基づいて最適な負荷制御を行うことにより、電源能力に応じた適切な印刷動作を実行すること及び適切な印刷品質の確保が可能となる。

図面を用いて本発明の最良の実施形態を説明する。

図１（ａ）に本発明の説明に最適な例として、印刷装置１０に電源として汎用のＡＣアダプタ５０が使用される例を示す。このような印刷装置メーカーから提供される定格電源以外の電源が使用された場合に、電圧降下が発生しやすい。図１（ｂ）は、レシート印刷の例を示しており、図１（ｃ）は、図１（ｂ）に例示するレシート６０の印刷に伴う電源の出力電圧Ｖ（ｔ）の変化、及び印刷速度Ｐｓの変化を例示している。

図１（ｃ）中、Ｖは電源の出力電圧を示し、ｔは時間を示す。印刷装置の定格電圧を２４Ｖ（ボルト）とし、１９Ｖを許容最低電圧値として例示している。電源の出力電圧が２４Ｖから１９Ｖに低下するまでは、印刷装置１０の印刷制御条件（印刷ヘッドの分割数、印刷ヘッドの駆動時間、搬送モータの速度）を変更する範囲で、適切な印刷品質のレシート６０を印刷できるようにするが、１９Ｖ以下になると印刷濃度が薄くなり印刷内容が判別できなくなるとか、用紙送りが円滑にできなくなるなど、印刷装置１０の動作自体や適切な印刷品質の確保などができなくなる。

尚、ＡＣアダプタ５０を使用した場合が、本発明の機能を発揮できる典型例であるので、図１（ａ）では、ＡＣアダプタ５０を用いた例を示した。しかし、本発明は、ＡＣアダプタに限らず、システム電源を用いた場合等を含む印刷装置の電源制御にあまねく適用可能であるので、以下の説明においては、いずれの電源も含むという意味で、単に「電源５０」と称することとする。また、説明を簡単にするために、印刷制御は、横一列に１ドットライン分の印刷ドットが配列されたラインドットプリンタの制御例を用いて説明する。

図１（ｂ）、（ｃ）において示されている領域Ａがすでに印刷した部分を示し、領域Ｂは最近印刷した部分、領域Ｃはこれから印刷する部分を示している。電源容量が十分でない場合には、印刷負荷が大きくなると、出力電圧の電圧降下が発生する。図１（ｂ）、（ｃ）からわかるように、領域Ａの部分の文字等の印刷の場合には、印刷負荷がそれほど大きくないので電圧降下は大きくない。しかし、領域Ｂの部分に示すように、黒く塗りつぶされたイメージまたはバーコードのような印刷密度の高い印刷データの場合には印刷負荷が大きく、印刷ヘッドへの駆動電流が増大するため、電源の出力電圧が大きく低下する。

このような場合に、今までと同様の印刷制御を続けると、出力電圧が許容電圧以下になり、印刷不良や印刷装置の動作不良を起こし、ひいては電源が電力供給を遮断する恐れがある。そのため、電源容量以上の大電流が流れることの無いように、電源の出力電圧に応じて印刷負荷を軽減することが望ましい。具体的には、１ドットラインをいくつかに分割し、複数回に分けて印刷することや、搬送モータによる搬送速度を低下させる。また、印刷ヘッドに対する駆動時間を減少させるように制御することも可能である。このような制御をすることにより、領域Ｃに示すように、印刷速度は低下するが適切な印刷品質を確保しながら、電源の出力電圧を回復させていくことができる。このような印刷負荷の変動においては、印刷品質を維持しつつ、電源能力を最大限利用可能となるような効率的な印刷負荷制御が望まれる。

図２に本発明の一実施形態にかかる印刷装置の構成を示し、第３図にその機能ブロック図を示す。制御部３０は、ＣＰＵ１１、通信Ｉ／Ｆ１２、ＲＯＭ１３、ＲＡＭ１４、入出力Ｉ／Ｆ１５等からなり、ＣＰＵ１１とその他の各部はバス１６により接続されている。ＲＯＭ１３、ＲＡＭ１４には制御プログラム、制御データが記憶されており、ＣＰＵ１１が制御プログラムの制御に基づき印刷装置全体の制御、印刷ヘッド制御、搬送制御を実行する。これら以外にもスイッチやセンサなど各種制御ロジック回路を備えているが、本発明の説明にとって重要でない部分は省略している。

ヘッド駆動回路２１は、制御部３０からの印刷データに基づいて１ドットラインに対応して配列されている印刷ドットからなる印刷ヘッド２２を駆動させる。モータ駆動回路２３は、制御部３０からの制御に基づいて、搬送モータ２４を所定の速度で駆動させる。搬送モータがステップモータの場合は相切換えにより駆動され、直流モータの場合は不図示の回転検出器の出力信号に基づき所定速度になるように電力供給をオン、オフ駆動する。印刷ヘッド２２、搬送モータ２４には、電源５０から駆動電流が供給される。

電源５０の出力電圧は、電圧検知回路２６により検出され微分回路２７により微分（電圧を時間で微分）され、微分電圧はＡ／Ｄ変換器２５を介して、制御部３０に入力される。その際、電圧検知回路２６により、出力電圧が所定の制御閾値電圧Ｖａより低下したときに、不図示の比較回路によりＣＰＵ１１に割り込み信号を送り、割り込み処理により印刷負荷制御を変更（印刷制御条件を変更）するようにしてもよい。

また、微分回路２７は、一回の微分に加えて、出力電圧の２回微分値を出力可能に構成することも可能である。出力電圧を２回微分することにより、電圧降下速度（又は上昇速度）の変化率（加速度）を知ることができる。この電圧降下の変化率（２回微分値）が所定の負の閾値（変化閾値）Ｓｔより小さい場合のみ、不図示の比較回路により割り込み信号を出力して割り込み処理を実行するように構成してもよい。割り込み信号により、ＣＰＵ１１は、割り込み処理により、電圧の予測処理、予測結果に基づく印刷制御条件の選択処理等を実行する。

図３の機能ブロック図を用いて説明する。図３は図２の制御部３０の部分を機能ブロックにより表している。制御部３０は、主制御部３１と、印刷制御部３２、印刷バッファ３３、印刷条件選択部３４、搬送制御部３５、電圧予測部３６を備えている。主制御部３１は、制御部３０内の各部を制御する。

印刷制御部３２は、印刷データを印刷イメージのドットパターンデータに展開して、印刷バッファ３３に出力するとともに、ヘッド駆動回路２１を制御する。印刷バッファ３３は印刷イメージのドットパターンを記憶し、印刷ヘッド２２に対応する１ドットラインごと、或いは印刷ヘッド２２のシフトレジスタの構成や配線により転送可能な印刷データ単位ごと複数回に分けて、印刷データをヘッド駆動回路２１に出力する。ヘッド駆動回路２１により、印刷ヘッド２２中の印刷データに対応する印刷ドットを一度に駆動させることにより、１ドットラインが同時に印刷される。１ドットラインの印刷ヘッド２２を印刷ドット単位に２分割、３分割、４分割等に分割して、順次駆動させることにより、所定の分割印刷が実行されることになる。駆動回路２１をどのように駆動させるか、すなわち印刷を１ドットライン同時印刷するか、分割印刷するかは、印刷制御部３２により制御される。

搬送制御部３５は、モータ駆動回路２３を制御して印刷用紙の搬送タイミング及び搬送速度を制御する。分割印刷時は１ドットライン印刷時に比べて、１ドットラインの印刷を複数回に分けて印刷するため時間がかかるので、分割の程度に応じて、搬送速度を遅く制御する。また、改行、空白のみの印刷等の場合には、分割せずさらに通常の印刷時よりも搬送速度をあげることが可能となる。搬送制御部３５は、主制御部３１の制御の下、印刷状況等に応じて、紙送り動作を制御する。

電圧予測部３６は、電圧検出部３７からの電圧情報に基づいて、現在の負荷が継続した場合の電圧変化を予測し、予測結果を印刷条件選択部３４に出力する。印刷条件選択部３４は、予測結果に基づいて、通常印刷の場合に比べて印刷負荷が大きくなることが予測される場合、印刷負荷が少なくなるような印刷制御条件を選択し、印刷制御部３２、搬送制御部３５に出力する。印刷制御部３２及び搬送制御部３５は、指定された印刷制御条件により印刷制御及び搬送制御を実行する。

尚、図３においては、微分回路２７を制御部３０の外に設けたが、制御部３０内に微分処理部（図示せず）を設けて、電圧検知回路２６により検出した電圧値をＡ／Ｄ変換器２５によりデジタル変換して制御部３０に入力し、微分処理部により電圧を時間で微分した微分値ｄｖ／ｄｔ、及びその微分値をさらに時間で微分した２回微分値ｄ^２ｖ／ｄｔ^２を算出するように構成することも可能である。

（印刷制御条件の選択処理手順の第１の実施形態）
図４及び図５を参照して、印刷制御条件選択の第１の実施形態を説明する。図４は、本発明の第１の実施形態にかかる印刷制御条件の選択処理手順を示すフローチャートであり、図５は、印刷制御条件選択基準の一例を示すテーブルである。

電圧検出部３７からの電圧情報より、電源電圧が所定の制御閾値電圧Ｖａより大きい場合には（Ｓ１０１；Ｎｏ）、印刷制御条件の変更は行われず、電圧監視が継続される（Ｓ１０１）。電源電圧が制御閾値電圧Ｖａ以下になると（Ｓ１０１；Ｙｅｓ）、電圧の時間に対する一次微分値ｄｖ／ｄｔ、二次微分値ｄ^２ｖ／ｄｔ^２が算出される（Ｓ１０２）。次に二次微分値が負であるかどうかが確認される（Ｓ１０３）。

二次微分値ｄ^２ｖ／ｄｔ^２が０以上の場合には、印刷制御条件の変更は行われず、電圧監視が継続される（Ｓ１０１）。二次微分値ｄ^２ｖ／ｄｔ^２の負の値が大きいほど、電圧降下速度が漸次速まっていることを示しており、電源能力に比して負荷が極めて大きい状態であることを示している。従って、二次微分値ｄ^２ｖ／ｄｔ^２が所定の負の値Ｓｔより小さい場合には（Ｓ１０３；Ｙｅｓ）、次の処理に進む。Ｓｔより大きい場合には（Ｓ１０３；Ｎｏ）、印刷制御条件の変更は行われず、電圧監視が継続される（Ｓ１０１）。

ここまでの処理は電圧予測部３６を使用しなくても済み、制御部３０の外に設けた電圧検出部３７内にコンパレータ（比較器）を設けることにより分岐処理するよう構成することも、制御部３０内において、電圧検出部３７からの入力電圧に基づいて分岐処理するよう構成することも可能である。

二次微分値ｄ^２ｖ／ｄｔ^２が負でＳｔより小さい場合には（Ｓ１０３；Ｙｅｓ）、電圧予測部３６により、このままの負荷で印刷を続行した場合にｔ_１秒後にどの程度の電圧なるかを予測する（Ｓ１０４）。

電圧予測部３６による電圧予測は、例えば、電圧検出部３７で検出された現在の出力電圧Ｖ_０のｔ_１秒後の出力電圧Ｖ_１を次の式を用いて予測することができる。
Ｖ_１＝Ｖ_０＋ｄｖ／ｄｔ・ｔ_１・・・（１）

電圧予測部３６の予測電圧Ｖ_１は、印刷条件選択部３４に出力されて、ｔ_１秒後の予測電圧Ｖ_１の値に応じて、次回印刷のための印刷制御条件が選択される（Ｓ１０５）。印刷制御条件は、前述したような１ドットラインの同時印刷の範囲を増減する印刷ヘッドの分割数、搬送速度、印刷ヘッドに対する駆動時間を制御する制御情報を条件要素として定めることができる。

例えば、設計上の定格電源を用いた場合の印刷制御を基本印刷制御条件（ＰＣｓ）とし、基本印刷制御条件（ＰＣｓ）を基準にして、これより印刷負荷が小さくなるように制御するレベルダウンした印刷制御条件（ＰＣｘ；ｘ＝１〜ｎ）を複数段階定めておき、電圧予測部の出力電圧が制御閾値電圧Ｖａより下がり（Ｓ１０３；Ｙｅｓ）に至ると、予測電圧Ｖ_１に応じて、印刷制御条件（ＰＣｘ；ｘ＝１〜ｎ）のいずれかを選択するように構成することができる。

ここで、基本印刷制御条件（ＰＣｓ）として、従来技術において説明した次回印刷ドット数に応じて印刷分割を制御するような通常の印刷制御を採用することが望ましい。各印刷制御条件は、それぞれの条件要素（印刷ヘッド分割数、搬送速度、印刷駆動時間等）を制御する制御情報とリンクされており、ひとつの印刷制御条件が選択されると、対応する一つの制御情報群が選択され、それに基づいて各部の制御が行われる。また、それぞれの条件要素の中で、どれを優先し選択するかもできるように構成される。

印刷制御条件の選択基準の例を図５の表に示す。図５の例では、予測電圧Ｖ_１が所定の第１の予測電圧閾値Ｖｂより大きい場合には、現在の印刷制御条件よりも印刷制御条件を１ランクダウンさせ、予測電圧Ｖ_１が第１の予測電圧閾値Ｖｂ以下第２の予測電圧閾値Ｖｃ以上の場合には２ランクダウンさせ、予測電圧Ｖ_１が第２の予測電圧閾値Ｖｃ以下の場合には、３ランクダウンさせている。

直前の印刷制御条件として基本印刷制御条件（ＰＣｓ）が設定されていた場合には、予測電圧Ｖ_１に応じてそれぞれ印刷制御条件（ＰＣ１〜ＰＣ３）が設定されることになる。現在の印刷制御条件がＰＣ１の場合には、それぞれ印刷制御条件（ＰＣ２〜４）が選択される。すなわち、電圧降下時の印刷制御条件を基準にして、次回の印刷制御条件（ＰＣｘ）を選択する。ランクレベルダウンは、それぞれの条件要素（印刷ヘッド分割数、搬送速度、印刷駆動時間）の優先する一つか、優先する二つの組み合わせ、或いは三つの組み合わせからなる条件要素の変更でもよい。

図５のテーブルでは、電圧降下時の印刷条件の選択の制御について示したが、電源の出力電圧が所定の電圧以上に回復したら、印刷制御条件を基本印刷制御条件ＰＣｓに戻すようにすることが望ましい。また、電圧上昇時に、電圧上昇の変化率上昇比率に応じて負荷を増減させることも可能である。

（印刷制御条件選択基準の第２の例）
図６に、印刷制御条件選択基準の第２の例を示す。図６の例では、印刷制御条件を選択パラメータとして、次回印刷予定の１ドットライン中の印刷ドット数の条件を加えている。すなわち、次回印刷予定のドット数が前回印刷ドット数よりも多い場合には、さらに印刷負荷が増大するため、より多くの印刷負荷の軽減が望まれる。他方、次回印刷ドット数が前回に比べてかなり減少する場合には、印刷制御全体として、印刷負荷の軽減程度を抑制可能であることが予想される。そのため、図６の選択基準では、閾値電圧Ｖｂ、Ｖｃに加えて、下記の式から、前回に対する次回の印刷ドット数の割合であるＰｄを求めて、印刷ドット数割合Ｐｄを所定の閾値で区分けすることにより、印刷制御条件を選定している。
Ｐｄ＝次回１ドットライン中の印刷ドット数／直前１ドットライン中の印刷ドット数

図６では、次回印刷の濃度割合Ｐｄが０．６以下の場合には、予測電圧Ｖ_１による印刷制御条件より印刷制御条件を１ランク緩和し、逆にＰｄが１．３以上の場合には、印刷制御条件を１ランク厳しくしている。これにより、次回印刷条件により適した印刷制御条件の設定が可能となる。図６ではさらに、印刷制御条件の変更例として、１ドットラインの分割数をかっこ書きで例示しており、制御レベルのランクを低下させる毎に、分割数を増やしている。

これらは全て例示であり、閾値の数を何個設けてどのような範囲でどのような印刷制御条件を優先して変更するかは自由に設定することが可能である。また、印刷制御条件の変更として、１ドットラインの分割数の変更と、搬送速度及び印刷ヘッドへの駆動時間等の変更を組み合わせることもできる。また、印刷ヘッドを複数の分割数にすることを優先した場合、分割数が同等となるため、分割ごとに印刷するドット数の割合を算出し、搬送速度及び印刷ヘッドへの駆動時間を組み合わせて変更することもできる。

（印刷制御条件の選択処理手順の第２の実施形態）
図７のフローチャートを用いて、本発明の印刷制御条件の設定処理手順の第２の実施形態を説明する。この実施形態では、二次微分値ｄ^２ｖ／ｄｔ^２の出力ではなく、紙送りを行う搬送モータ２４の駆動パルスの位相切り替え時、もしくは、印刷ヘッドの分割制御時も含む印刷ヘッドの駆動直後（駆動パルス出力直後）のタイミングで、印刷制御条件の見直し処理を起動するものである。相切換え及び印刷ヘッドの駆動は、ほぼ一定の周期で繰り返され大電流が消費され、大きな電流が消費されるタイミングであるため、これを起動タイミングとするものである。これらのタイミングは、印刷制御部３２の印刷ヘッド駆動パルス制御信号、搬送制御部３５のモータ駆動パルス制御信号を監視することにより、確認可能である。

図７を用いて順次説明する。まず、搬送モータの相切り替えタイミングかどうかを監視している（Ｓ２０１；Ｎｏ）。図７では、搬送モータの相切り替えタイミングを基準にしたフローチャートを示しているが、これに換えて、印刷ヘッドの駆動直後のタイミングを起動開始タイミングとすることも可能である。相切り替えタイミングになると（Ｓ２０１；Ｙｅｓ）、さらに電源の出力電圧Ｖ_０が制御閾値電圧Ｖａより小さいかどうかが確認され（Ｓ２０２）、電源の出力電圧Ｖ_０が制御閾値電圧Ｖａより大きい場合には（Ｓ２０２；Ｎｏ）、印刷制御条件の変更は必要無いものとして、変更処理を行わず、次の相切り替えタイミングを待つ（Ｓ２０１）。

電源の出力電圧Ｖ_０が制御閾値電圧Ｖａより小さい場合には（Ｓ２０２；Ｙｅｓ）、微分値ｄｖ／ｄｔを算出し、もしくは微分回路の出力から取得し（Ｓ２０３）、ｔ_１秒後の予測電圧Ｖ_１を上述した式（１）に基づき算出（予測）する（２０４）。さらに予測電圧Ｖ_１に基づき印刷制御条件の変更を行う（Ｓ２０５）。印刷制御条件の変更には、図５、図６で示したのと同様の印刷制御条件基準を適用することも、その他の任意の基準を適用することも可能である。

この実施態様の場合も第１の実施態様の場合と同様に、電源の出力電圧が所定の電圧以上に回復したら、印刷制御条件を基本印刷制御条件ＰＣｓに戻すようにすることが望ましい。また、電圧上昇時に、電圧上昇の変化率上昇比率に応じて負荷を増減させることも可能である。

（印刷制御条件の選択処理手順の第３の実施形態）
図８に本発明の印刷制御条件の設定処理手順にかかる第３の実施形態のフローチャートを示す。搬送モータの相切り替えタイミング（Ｓ３０１；Ｙｅｓ）、及び電源電圧Ｖ_０が制御閾値電圧Ｖａ以下（Ｓ３０２；Ｙｅｓ）のときに、本印刷制御条件の変更処理フローが開始されるのは、図７の場合と同じである。

次に、印刷条件変更フラグＣｆがＯＮにされる（Ｓ３０３）。これにより出力電圧Ｖ_０が制御閾値電圧Ｖａより大きい場合であっても、印刷条件変更フラグＣｆがＯＮのときには、本処理フローが実行される（Ｓ３０２；Ｙｅｓ）。これは、電圧降下後に印刷制御条件を変更した後に、出力電圧Ｖ_０が回復した場合に、印刷制御条件を通常状態での制御である基本印刷条件制御ＰＣｓに戻す処理を実行するためである。このような、電圧回復後に基本印刷制御条件ＰＣｓに戻す処理については、図４、図７の第１及び第２の実施形態でも同様の構成を導入することが可能である。

次に、第３の実施形態では、微分値ｄｖ／ｄｔ及び二次微分値ｄ^２ｖ／ｄｔ^２を算出し（Ｓ３０４）、算出した微分値ｄｖ／ｄｔ及び二次微分値ｄ^２ｖ／ｄｔ^２が正であるか負であるかの組み合わせと、所定の組み合せから印刷制御条件を選択するためのテーブルの内容とを比較する（Ｓ３０５）。比較した結果に基づき、合致する組み合わせに対応する印刷制御条件をテーブルから読み出し、次回の印刷制御条件として選択する（Ｓ３０６）。出力電圧Ｖ_０が所定レベルまで回復したら、印刷制御条件は基本印刷制御条件ＰＣｓに戻され（Ｓ３０６）、この場合には、印刷条件フラグＣｆがＯＦＦにされる（Ｓ３０７）。

図９に図８の工程Ｓ３０６で使用する印刷制御条件の選択テーブルの一例を示す。図９のテーブルでは、印刷条件を選定するパラメータとして、出力電圧Ｖ_０、微分値ｘ＝ｄｖ／ｄｔ、二次微分値α＝ｄ^２ｖ／ｄｔ^２を用いている。表中のケース（１）に示す出力電圧Ｖ_０が制御閾値電圧Ｖａより大きい場合は、すでに行われた印刷制御条件の変更により、出力電圧Ｖ_０が所定値以上に回復した場合を表している。この場合、一次微分値ｘ及び二次微分値αはどのような値であっても、印刷制御条件は、通常制御である基本印刷条件ＰＣｓに戻される。尚、このケース（１）の条件を満たすための回復閾値電圧は、任意大きさに設定可能であり、制御閾値電圧Ｖａとは異なる電圧とすることも可能である。

図９のケース（２）は、出力電圧Ｖ_０が制御閾値電圧Ｖａ以下の場合であって、一次微分値ｘが負、二次微分値αも負の場合である。一次微分値ｘは、電圧変化の傾きである電圧降下速度を表しており、二次微分値αは、その電圧降下速度がさらに増す傾向にあるか減少する傾向にあるかを示している。これらの双方が負であるということは、急激な電圧降下傾向を示している。この急激な電圧降下を阻止するために、電源に対する負荷を現在の負荷に比べて大幅に減少させる印刷制御条件が選択される。

ケース（３）は、一次微分値ｘは負であるが二次微分値αは正（０以上）である。これは、電圧降下中ではあるものの、さらに電圧降下速度が増加している状況ではないことを示している。一次微分値ｘの大きさによっては、緩やかな電圧降下とはいえない可能性があるが、ケース（２）に比べると、負荷軽減の必要性の緊急度は低い。従って、選択する印刷条件は（２）に比べて小幅な減少となる。もっとも、一次微分値ｘの大きさが大きな負の値をとる場合には、比較的大幅な負荷の軽減が必要な場合もあるので、一次微分値ｘに応じて、さらに細かく、印刷制御条件の変更を行うように構成することも可能である。

ケース（４）及びケース（５）は、ケース（２）及びケース（３）の逆で、急激な回復基調、及び緩やかな回復基調を示しているので、これらの傾向に応じて適切な印刷制御条件が選択される。さらに正確な制御を行うために、次回印刷予定の１ドットライン中の印刷ドット数や分割制御時の印刷ドット数を、印刷制御条件を選定するための条件パラメータとして加えることも可能である。

以上、出力電圧状態に応じて印刷制御条件を変更する種々の実施形態を示したが、本発明は、要するに、現実の電圧の変化速度（降下、及び上昇）及び、その速度の変化率を含めた実際の電圧情報を取得し、それに基づいて電源の負荷条件を変更するものである。その制御方法のひとつが、電圧変化速度に基づき近い将来の電圧を予測し、予測電圧に応じて印刷条件を変更するものであり、他の方法として、電圧変化速度と電圧変化速度の変化率の状態の組み合わせに基づき電圧変動状況を予測し、予測結果に応じて適切な印刷制御条件を選択するものである。このように、正確に電圧変動を予測し、電源に応じた適切な負荷条件による印刷制御を行うことにより、電源に応じた最適な印刷品質と印刷パフォーマンスを引き出すことが可能となる。

上記説明においては、ラインドットプリンタを用いた例を示したが、本発明はシリアルプリンタにも適用可能である。この場合、印刷ヘッドを横方向に移送する移送モータの駆動電流、印刷ヘッドの駆動電流が印刷制御条件により指定される制御情報となる。

（ａ）は、電源として汎用のＡＣアダプタが使用された接続例の外観図を示し、（ｂ）は、レシート６０への印刷の例、（ｃ）は、（ｂ）のレシート印刷例を印刷した場合の電源電圧の変化及び印刷速度の変化を例示するグラフである。 本発明の一実施形態にかかる印刷装置の構成を示すブロック図である。 第２図に印刷装置の機能ブロック図である。 本発明の第１の実施形態にかかる印刷制御条件の選択処理手順を示すフローチャートである。 印刷制御条件選択基準の一例を示すテーブルである。 印刷制御条件選択基準の第２の例を示すテーブルである。 本発明の印刷制御条件の設定処理手順の第２の実施形態を説明するためのフローチャートである。 本発明の印刷制御条件の設定処理手順にかかる第３の実施形態のフローチャートである。 図８の工程Ｓ３０６で使用する印刷制御条件の選択テーブルの一例を示す図である。

符号の説明

１０ 印刷装置 １１ ＣＰＵ
１２ 通信Ｉ／Ｆ １３ ＲＯＭ
１４ ＲＡＭ置 １５ 入出力Ｉ／Ｆ
２１ ヘッド駆動回路 ２２ 印刷ヘッド
２３ モータ駆動回路 ２４ 搬送モータ
２５ Ａ／Ｄ変換器 ２６ 電圧検知回路
２７ 微分回路 ３０ 制御部
３１ 主制御部 ３２ 印刷制御部
３３ 印刷バッファ ３４ 印刷条件選択部
３５ 搬送制御部 ３６ 電圧予測部
５０ 電源 ６０ レシート
Ａ 過去印刷領域 Ｂ 最近印刷領域
Ｃ 将来印刷領域 Ｐｓ 印刷速度

Claims (11)

1. 電源に接続可能な印刷装置であって、
   前記電源の出力電圧を検知し、該出力電圧の変化速度及び該出力電圧の変化速度の変化率を含む電圧情報を出力する電圧検出部と、
   前記電圧情報に基づき、少なくとも前記出力電圧の回復基調を含む該出力電圧の変化を予測する電圧予測部と、
   前記電圧予測部の予測した出力電圧の変化に基づいて、印刷制御条件を変更する印刷条件選択部と、
   前記変更された印刷制御条件に基づいて、印刷ヘッド及び搬送モータの駆動制御を行う印刷制御部及び搬送制御部と、
   を備えることを特徴とする印刷装置。
2. 前記電圧予測部は、前記電圧情報に基づき検知後の出力電圧を予測し、
   前記印刷条件選択部は、前記電圧予測部の前記予測した出力電圧に応じて、前記印刷制御条件を変更することを特徴とする請求項１に記載の印刷装置。
3. 前記電圧予測部は、検知時の前記出力電圧Ｖ_０及び前記出力電圧の変化速度ｄｖ／ｄｔに基づき、検知時からｔ_１秒後の予測電圧Ｖ_１を、下記式（１）に基づき予測することを特徴とする請求項２に記載の印刷装置。
   Ｖ_１＝Ｖ_０＋ｄｖ／ｄｔ・ｔ_１・・・（１）
4. 前記印刷条件選択部は、同一内容の印刷を異なる消費電流により実行可能な複数の印刷制御条件を記憶しており、前記予測電圧Ｖ_１の大きさに応じて、前記印刷制御条件を変更することを特徴とする請求項３に記載の印刷装置。
5. 前記印刷条件選択部は、複数の前記印刷制御条件を記憶しており、前記出力電圧の変化速度の値と、前記出力電圧の変化速度の変化率の値が正であるか負であるかの組み合わせにより、前記印刷制御条件を変更することを特徴とする請求項１に記載の印刷装置。
6. 前記印刷制御条件は、少なくとも、印刷ヘッドの同時駆動ドット数、印刷ヘッドへの駆動時間、印刷用紙の搬送速度のいずれかを変化させることにより印刷に伴う前記消費電流を制御する制御情報を含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の印刷装置。
7. 前記電源の出力電圧の変化速度の変化率が所定値以下の場合に、前記印刷制御条件の変更を実行することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の印刷装置。
8. 前記搬送モータの駆動タイミングごとに、または前記印刷ヘッドの駆動タイミングごとに前記印刷制御条件の変更処理を実行することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の印刷装置。
9. 電源に接続可能な印刷装置の印刷制御方法であって、
   （ａ） 前記電源の出力電圧を検知し、該出力電圧の変化速度及び該出力電圧の変化速度の変化率を含む電圧情報を出力する工程と、
   （ｂ） 前記電圧情報に基づき、少なくとも前記出力電圧の回復基調を含む該出力電圧の変化を予測する工程と、
   （ｃ） 前記電圧予測部の予測した出力電圧の変化に基づいて、印刷制御条件を変更する工程と、
   （ｄ） 前記変更された印刷制御条件に基づいて、印刷ヘッド及び搬送モータの駆動制御を行う工程と、
   を備えることを特徴とする印刷装置の印刷制御方法。
10. 前記工程（ｂ）は、検知時の前記出力電圧Ｖ_０及び前記出力電圧の変化速度ｄｖ／ｄｔに基づき、検知時からｔ_１秒後の予測電圧Ｖ_１を、下記式（１）に基づき予測し、
    Ｖ_１＝Ｖ_０＋ｄｖ／ｄｔ・ｔ_１・・・（１）
    前記工程（ｃ）は、前記予測電圧Ｖ_１の大きさに応じて、前記印刷制御条件を変更する、
    ことを特徴とする請求項９に記載の印刷装置の印刷制御方法。
11. 前記工程（ｃ）は、前記出力電圧の変化速度の値と、前記出力電圧の変化速度の変化率の値が正であるか負であるかの組み合わせにより、前記印刷制御条件を変更することを特徴とする請求項９に記載の印刷装置の印刷制御方法。

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