JP7183100B2 - プリンタ、プリンタの制御方法、及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、プリンタ、プリンタの制御方法、及びプログラムに関する。

特許文献１には、プラテンローラを回転させてプラテンローラとサーマルヘッドとの間に挟持された被印刷媒体を搬送しながら印刷を行う印刷装置が開示されている。

上記の印刷装置では、サーマルヘッドにライン状に配列された複数の発熱素子に選択的に通電することでインクリボンを加熱して、熱転写により被印刷媒体に１ラインずつ印刷を行う。

特開２０１８－５２１０５号公報

上記の印刷装置のようなプリンタにおいては、１ラインの印字を行う１サイクルの通電処理が行われる間にも、印字媒体が搬送される。つまり、１サイクルの通電処理中に、サーマルヘッドに対する印字媒体の位置が変化し続ける。

よって、１サイクルの通電処理の間に発熱素子の温度が大きく変化した場合、１サイクルの通電処理において１つの発熱素子によって印字される１ドットの印字範囲内でも印字濃度にばらつきが生じ得る。

本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたもので、１ドットの印字範囲内の印字濃度のばらつきを抑制することを目的とする。

本発明のある態様によれば、ライン状に配列された複数の発熱素子を有するサーマルヘッドと、前記複数の発熱素子への通電を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、１ラインの印字を行う１サイクルの通電処理の途中で、前記複数の発熱素子に印加される通電パルスのデューティ比を低下させる変調処理を行い、前記１サイクルの通電処理における累計通電時間が所定のタイミングで所定の通電時間になるように、前記変調処理後の前記通電パルスのデューティ比を決定する、プリンタが提供される。

上記態様によれば、１サイクルの通電処理の途中で通電パルスのデューティ比を低下させるので、その後の発熱素子の温度を安定させることができる。よって、１ドットの印字範囲内の印字濃度のばらつきを抑制できる。

本発明の実施形態に係るプリンタの概略構成図である。 サーマルヘッド及び印字媒体を印字面側から見た図である。 １サイクルの通電処理を示すフローチャートである。 通電処理が行われる様子を模式的に示すタイムチャートである。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

図１は、本発明の実施形態に係るプリンタ１００の概略構成図である。

プリンタ１００は、インクリボンＲを熱してインクリボンＲのインクを印字媒体Ｍに転写することで印字を行う熱転写方式のプリンタである。

プリンタ１００は、印字指示データに基づいて、価格、バーコード、その他の商品情報、物品あるいはサービスに関する管理情報等の可変情報を印字媒体Ｍに印字する。

印字媒体Ｍとしては、例えば、タグ、ラベル、リストバンド等がある。図１では、印字媒体Ｍは長尺台紙に連なって仮着されたラベルであって、印字媒体Ｍの連続体ＭＬとしてプリンタ１００にセットされている。

プリンタ１００は、図１に示すように、印字機構１０と、リボン供給軸２０と、リボン巻取軸３０と、媒体供給軸４０と、位置検出センサ６０と、制御部としてのコントローラ（コンピュータ）７０と、を備える。

印字機構１０は、ヘッドユニット１１と、プラテンローラ１２と、ステッピングモータ１６と、を備え、印字媒体Ｍへの印字と連続体ＭＬ及びインクリボンＲの搬送を行う機構である。

ヘッドユニット１１は、サーマルヘッド１３の複数の発熱素子Ｈ（図２参照）を下面から露出させた状態でサーマルヘッド１３を保持する。プラテンローラ１２は、サーマルヘッド１３の直下に配置され、印字媒体Ｍに印字を行う印字部１５をサーマルヘッド１３とともに構成する。サーマルヘッド１３については後で詳しく説明する。

ヘッドユニット１１は、支持軸１４により図１の矢印の方向に揺動可能に支持される。ヘッドユニット１１は、サーマルヘッド１３がプラテンローラ１２から離間するヘッドオープン位置と、サーマルヘッド１３がプラテンローラ１２に当接するヘッドクローズ位置と、に移動させることができる。図１では、ヘッドユニット１１はヘッドクローズ位置である。

ステッピングモータ１６は、ベルト、ギヤ等を介してプラテンローラ１２を駆動する。

リボン供給軸２０は、印字部１５に供給されるインクリボンＲをロール状に保持する。リボン供給軸２０から印字部１５に供給されたインクリボンＲは、サーマルヘッド１３とプラテンローラ１２との間に挟持される。

媒体供給軸４０は、印字部１５に供給される連続体ＭＬをロール状に保持する。媒体供給軸４０から印字部１５に供給された連続体ＭＬは、サーマルヘッド１３とプラテンローラ１２との間にインクリボンＲとともに挟持される。

印字媒体Ｍ及びインクリボンＲがサーマルヘッド１３とプラテンローラ１２との間に挟持された状態でサーマルヘッド１３の複数の発熱素子Ｈへの通電が行われると、複数の発熱素子Ｈの熱によってインクリボンＲのインクが印字媒体Ｍに転写され、印字媒体Ｍへの印字が行われる。また、ステッピングモータ１６によってプラテンローラ１２が正回転（図１では反時計回り）すると、連続体ＭＬ及びインクリボンＲが下流側（白抜き矢印で示す搬送方向）へと搬送される。

使用済のインクリボンＲは、ステッピングモータ１６とのギヤの連結によってリボン巻取軸３０が回転すると、その外周に巻き取られる。なお、ヘッドユニット１１がヘッドオープン位置になっている場合は、リボン巻取軸３０を回転させることで、インクリボンＲのみをフィードすることができる。

位置検出センサ６０は、反射型光電センサであって、連続体ＭＬに所定ピッチで予め印刷されている位置検出用のアイマーク（図示せず）を検出することで、連続して印字発行するときに、印字部１５に対する印字媒体Ｍの相対的位置を検出する。

コントローラ７０は、マイクロプロセッサ、ＲＯＭやＲＡＭ等の記憶装置、入出力インターフェース、これらを接続するバス等で構成される。コントローラ７０は、複数のマイクロコンピュータで構成することも可能である。コントローラ７０には、入出力インターフェースを介して、外部コンピュータからの印字指示データ、位置検出センサ６０の検出信号、サーマルヘッド１３に設けられた温度センサ１３ａ（図２参照）の検出信号等が入力される。

コントローラ７０は、記憶装置に格納されている各種制御プログラムをマイクロプロセッサによって実行し、サーマルヘッド１３の複数の発熱素子Ｈへの通電、ステッピングモータ１６への通電等を制御する。なお、コントローラ７０が実行する各種プログラムは、例えばＣＤ－ＲＯＭ等の非一過性の記録媒体に記憶されたものを用いてもよい。

図２は、サーマルヘッド１３及び印字媒体Ｍを印字面側から見た図であり、印字媒体Ｍにバーコード、送り先、商品名等を含む印字情報５０を印字している状態を示している。

図２に示すように、サーマルヘッド１３は、複数の発熱素子Ｈと、温度センサ１３ａと、を有する。

複数の発熱素子Ｈは、サーマルヘッド１３の下面において、印字媒体Ｍの幅方向に沿ってライン状に配列される。

温度センサ１３ａは、複数の発熱素子Ｈの近傍に設けられる。

プリンタ１００では、ステッピングモータ１６によりプラテンローラ１２が正回転して印字媒体Ｍが搬送方向へと搬送されるとともに、印字指示データに基づいて、複数の発熱素子Ｈに選択的に通電パルスが印加されて１ラインずつ印字が行われる。１ラインの印字を行うと、１つの発熱素子Ｈにおいては、１ドットの印字がなされることになる。

ところで、プリンタ１００では、１ラインの印字を行う１サイクルの通電処理が行われる間にも、連続体ＭＬが搬送される。つまり、１サイクルの通電処理中に、サーマルヘッド１３に対する印字媒体Ｍの位置が変化し続ける。

よって、１サイクルの通電処理中にある発熱素子Ｈの温度が大きく変化した場合は、１サイクルの通電処理において当該発熱素子Ｈによって印字される１ドットの印字範囲内でも、印字濃度にばらつきが生じ得る。

これに対して、本実施形態のコントローラ７０は、１ドットの印字範囲内の印字濃度のばらつきを抑制できるように、図３に示すフローチャートに従って１サイクルの通電処理を実行する。

以下、図３のフローチャートを参照しながら、コントローラ７０が実行する１サイクルの通電処理について説明する。

コントローラ７０は、通電サイクルが開始されると、複数の発熱素子Ｈのうち１ライン分の印字指示データに基づいて選択された発熱素子Ｈに対して、第１デューティ比で通電パルスを印加する（ステップＳ１１）。１ライン分の印字指示データは、印字情報全体の印字指示データに基づいて生成される。

通電パルスの周期は、実験等により予め定められる。なお、通電パルスの周期は、任意に設定変更できるようにしてもよい。

第１デューティ比は、インクリボンＲのインクを印字媒体Ｍに転写可能な温度まで発熱素子Ｈを速やかに発熱させることができるデューティ比とされる。例えば、ディーティ比は１であってもよい。

ステップＳ１２では、コントローラ７０は、温度センサ１３ａの検出信号に基づいて、サーマルヘッド１３の温度が所定の第１温度以上になったか判定する。

所定の第１温度は、インクリボンＲのインクを印字媒体Ｍに転写した際の濃度、すなわち印字濃度が、予め設定された濃度になる温度である。なお、プリンタ１００では、印字濃度をユーザが所望する濃度に段階的に設定できるようになっている。

所定の第１温度は、例えば、印字濃度とサーマルヘッド１３の温度とのマップに基づいて、ユーザが設定した印字濃度に応じて自動的に定まるようになっている。

コントローラ７０は、サーマルヘッド１３が所定の第１温度以上になったと判定すると、処理をステップＳ１３に移行する。また、コントローラ７０は、サーマルヘッド１３が所定の第１温度未満と判定すると、ステップＳ１１に戻って第１デューティ比による通電パルス印加を継続する。

ステップＳ１３では、コントローラ７０は、通電パルスの第２ディーティ比を決定する。第２ディーティ比は、第１デューティ比より小さい値とされる。ステップＳ１４では、コントローラ７０は、複数の発熱素子Ｈのうち１ライン分の印字指示データに基づいて選択された発熱素子Ｈに対して、第２デューティ比で通電パルスを印加する。

つまり、ステップＳ１３～ステップＳ１４の処理は、第１デューティ比から第２デューティ比に通電パルスを変調させる変調処理である。

具体的には、第２デューティ比は、１サイクルの通電処理における累計通電時間が所定の通電終了タイミングで所定の通電時間になるように決定される。

１サイクルの通電処理における所定の通電時間は、インクリボンＲ、印字媒体Ｍ、及びサーマルヘッド１３がそれぞれ許容できるエネルギー量を考慮して、１サイクルの通電処理の時間に応じて予め設定されている。

１サイクルの通電処理の時間が２０００μｓであれば、所定の通電時間は、例えば１０００μｓである。なお、１サイクルの通電処理の時間が長いほどプリンタ１００の印字速度は遅くなり、１サイクルの通電処理の時間が短いほどプリンタ１００の印字速度は速くなる。

所定の通電終了タイミングは、次の通電サイクルが開始される前の冷却期間を考慮して定められる。例えば、１サイクルの通電処理が終了する２００μｓ前のタイミングとされる。よって、１サイクルの通電処理の時間を短くした場合、すなわち、印字速度を速くした場合は、所定の通電時間も必要に応じて短くなる。

例えば、１サイクルの通電処理の時間が２０００μｓであれば、所定の通電終了タイミングは通電サイクルの開始から１８００μｓ後となる。また、１サイクルの通電処理の時間が１０００μｓであれば、所定の通電終了タイミングは通電サイクルの開始から８００μｓ後となる。

ここで、１サイクルの通電処理の時間が２０００μｓの場合の所定の通電時間が１０００μｓであったとしても、１サイクルの通電処理の時間を１０００μｓにした場合は、所定の通電時間を１０００μｓとすることはできない。よって、この場合の所定の通電時間は、例えば６００μｓとされる。

仮に、第２デューティ比を第１デューティ比と同じ値にしたとしても所定の通電終了タイミングまでに所定の通電時間に達しない場合は、所定の通電終了タイミングが所定の通電時間よりも優先される。よって、この場合は例外的に、第２デューティ比は第１デューティ比と同じ値に設定される（ステップＳ１３）。このような状態は、印字速度を速くしていくと発生し得る。

ステップＳ１５では、コントローラ７０は、温度センサ１３ａの検出信号に基づいて、サーマルヘッド１３の温度が所定の第２温度以上になったか判定する。

所定の第２温度は、所定の第１温度よりも高い温度とされる。所定の第２温度としては、例えば、インクリボンＲの許容温度に基づいて設定することができる。また、サーマルヘッド１３自体の許容温度に基づいて設定してもよい。

コントローラ７０は、サーマルヘッド１３が所定の第２温度以上になったと判定すると、処理をステップＳ１８に移行する。また、コントローラ７０は、サーマルヘッド１３が所定の第２温度未満と判定すると、処理をステップＳ１６に移行する。

ステップＳ１８では、コントローラ７０は、印字を中止する。これにより、所定の第２温度をインクリボンＲの許容温度に基づいて設定した場合は、インクリボンＲの溶解や皺の発生を防止できる。また、所定の第２温度をサーマルヘッド１３自体の許容温度に基づいて設定した場合は、サーマルヘッド１３の劣化を抑制できる。

ステップＳ１６では、コントローラ７０は、所定の通電終了タイミングになったか判定する。

コントローラ７０は、所定の通電終了タイミングになったと判定すると、処理をステップＳ１７に移行する。また、コントローラ７０は、所定の通電終了タイミングになっていないと判定すると、ステップＳ１４に戻って第２デューティ比による通電パルス印加を継続する。

ステップＳ１７では、コントローラ７０は、通電パルスの印加を終了して１サイクルの通電処理の時間が経過するまで待機する。待機期間は、上述した冷却期間である。

以上の処理が終了すると、コントローラ７０は、次の通電サイクルを開始する。

続いて、図４を参照しながら、１サイクルの通電処理が行われる様子について説明する。

時刻ｔ１で通電サイクルが開始されると、複数の発熱素子Ｈに第１デューティ比で通電パルスが印加される。図４では、第１デューティ比は１である。

時刻ｔ２でサーマルヘッド１３の温度が所定の第１温度になり、デューティ比の変調処理が行われる。これにより、通電パルスが第２デューティ比に低下する。図４では、第２デューティ比は０．５である。

通電パルスが第１デューティ比から第２デューティ比に低下したことで、サーマルヘッド１３の温度が所定の第１温度付近で安定して維持される。つまり、通電パルスが印加されている複数の発熱素子Ｈの温度が安定した状態となる。

時刻ｔ３で通電終了タイミングとなり、第２デューティ比による複数の発熱素子Ｈへの通電パルスの印加が終了する。

第２デューティ比による通電パルスの印加が終了すると、サーマルヘッド１３の冷却期間を経て、時刻ｔ４で１サイクルの通電処理が終了する。そして、次の通電サイクルが開始される。

以上述べたように、本実施形態のプリンタ１００は、ライン状に配列された複数の発熱素子Ｈを有するサーマルヘッド１３と、複数の発熱素子Ｈへの通電を制御するコントローラ７０と、を備え、コントローラ７０は、１ラインの印字を行う１サイクルの通電処理の途中で、複数の発熱素子Ｈに印加される通電パルスのデューティ比を低下させる変調処理を行う。

これによれば、１サイクルの通電処理の途中で通電パルスのデューティ比を低下させるので、その後の複数の発熱素子Ｈの温度を安定させることができる。よって、１ドットの印字範囲内の印字濃度のばらつきを抑制できる。また、複数の発熱素子Ｈの温度が過度に上昇することがないので、インクリボンＲの溶解や皺の発生も防止できる。

また、プリンタ１００は、サーマルヘッド１３の温度を検出する温度センサ１３ａを備え、コントローラ７０は、サーマルヘッド１３の温度が所定の第１温度以上になると、変調処理を行う。

これによれば、サーマルヘッド１３の温度に基づいて変調処理を行うので、複数の発熱素子Ｈの温度の制御性が向上する。よって、所望する印字濃度を容易に実現できる。

また、コントローラ７０は、サーマルヘッド１３の温度が所定の第１温度よりも高い所定の第２温度以上になると、印字を中止する。

これによれば、所定の第２温度をインクリボンＲの許容温度に基づいて設定した場合は、インクリボンＲの溶解や皺の発生を防止できる。また、所定の第２温度をサーマルヘッド１３自体の許容温度に基づいて設定した場合は、サーマルヘッド１３の劣化を抑制できる。

また、コントローラ７０は、１サイクルの通電処理における累計通電時間が所定の通電終了タイミングで所定の通電時間になるように、変調処理後の通電パルスである第２デューティ比を決定する。

これによれば、複数の発熱素子Ｈの発熱を、インクリボンＲ、印字媒体Ｍ、及びサーマルヘッド１３が許容できるエネルギー量に収めることができる。また、次の通電サイクルに備えるための適切なタイミングで複数の発熱素子Ｈへの通電パルスの印加を終了させることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一つを示したものに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

例えば、上記実施形態では、プリンタ１００を、インクリボンＲを熱してインクリボンＲ上のインクを印字媒体Ｍに転写して印字する熱転写方式の装置として説明している。しかしながら、プリンタ１００は、感熱媒体を熱して印字する感熱発色方式の装置であってもよい。この場合は、インクリボンＲに関する効果を除き、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。

１００ プリンタ
１０ 印字機構
１１ ヘッドユニット
１２ プラテンローラ
１３ サーマルヘッド
１３ａ 温度センサ
１４ 支持軸
１５ 印字部
１６ ステッピングモータ
２０ リボン供給軸
３０ リボン巻取軸
４０ 媒体供給軸
５０ 印字情報
６０ 位置検出センサ
７０ コントローラ（制御部、コンピュータ）
Ｈ 発熱素子
Ｍ 印字媒体
ＭＬ 連続体
Ｒ インクリボン

Claims (5)

1. ライン状に配列された複数の発熱素子を有するサーマルヘッドと、
   前記複数の発熱素子への通電を制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、１ラインの印字を行う１サイクルの通電処理の途中で、前記複数の発熱素子に印加される通電パルスのデューティ比を低下させる変調処理を行い、前記１サイクルの通電処理における累計通電時間が所定のタイミングで所定の通電時間になるように、前記変調処理後の前記通電パルスのデューティ比を決定する、
   プリンタ。
2. 請求項１に記載のプリンタであって、
   前記サーマルヘッドの温度を検出する温度センサをさらに備え、
   前記制御部は、前記サーマルヘッドの温度が所定の第１温度以上になると、前記変調処理を行う、
   プリンタ。
3. 請求項２に記載のプリンタであって、
   前記制御部は、前記サーマルヘッドの温度が前記所定の第１温度よりも高い所定の第２温度以上になると、印字を中止する、
   プリンタ。
4. ライン状に配列された複数の発熱素子を有するサーマルヘッドを備えるプリンタの制御方法であって、
   １ラインの印字を行う１サイクルの通電処理の途中で、前記複数の発熱素子に印加される通電パルスのデューティ比を、前記１サイクルの通電処理における累計通電時間が所定のタイミングで所定の通電時間になるように低下させる、
   プリンタの制御方法。
5. ライン状に配列された複数の発熱素子を有するサーマルヘッドを備えるプリンタのコンピュータが実行可能なプログラムであって、
   １ラインの印字を行う１サイクルの通電処理の途中で、前記複数の発熱素子に印加される通電パルスのデューティ比を、前記１サイクルの通電処理における累計通電時間が所定のタイミングで所定の通電時間になるように低下させる手順を前記コンピュータに実行させる、
   プログラム。

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