JPH05112027A

JPH05112027A - サーマルプリンタ制御装置

Info

Publication number: JPH05112027A
Application number: JP27579291A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Takahara; 雅彦高原; Koji Koyama; 幸次小山
Original assignee: Furuno Electric Co Ltd
Current assignee: Furuno Electric Co Ltd
Priority date: 1991-10-23
Filing date: 1991-10-23
Publication date: 1993-05-07
Anticipated expiration: 2016-02-05
Also published as: JP3132769B2

Abstract

(57)【要約】【目的】限られた容量の電池を電源として、サーマルプ
リンタの長時間の稼動を可能とする。【構成】ラッチレジスタ３の内容に応じて発熱体６に通
電を行う場合、ゲート回路４を予め複数のグループにグ
ループ化しておき、ストローブ信号ＳＴＢ１〜ＳＴＢ４
の選択出力によって１ラインを分割印字可能とする。そ
して、電源電圧ＶＰを読み取って、電源電圧が低下する
程印字分割数を増やす。【効果】電池の残容量が減少して、電池の内部抵抗が増
大する程、消費電流が抑えられるため、電源電圧が許容
下限を下回らない範囲で長時間使用できるようになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、印字データに基づき
サーマルヘッドを通電制御して印字を行うサーマルプリ
ンタ制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にサーマルプリンタは、高細度のド
ットパターン印字ができ、しかも機構が簡単であること
から、携帯型電子機器の印字出力装置として好適であ
る。

【０００３】携帯型電子機器は例えば商用電源を使用す
る据置型の電子機器とは異なり、電池を電源として動作
しなければならず、しかも使用時の環境温度の変化幅が
大きい。そのため携帯型電子機器の使用形態や使用目的
に応じて、サーマルプリンタ制御装置を設計しなければ
ならない。すなわち、サーマルプリンタは、サーマルヘ
ッドの各発熱体に印加するエネルギーと周囲温度によっ
て印字濃度が大きく変化する。そのため、従来はサーマ
ルヘッドに対する印加エネルギーを各発熱体の通電時間
幅の制御により行うようにし、電池電圧に応じて通電時
間幅を制御するとともに、周囲温度を検出してその通電
時間幅を補正するようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】携帯型電子機器を設計
する際、その負荷特性に応じて電池の種類や容量が設計
される。例えば目標とする使用時間と負荷電流の積によ
って電池の容量が定められる。しかし負荷電流は一定で
あるとは限らず、電池の放電率によっても容量が変化す
るため、二次電池の場合、設計使用時間に達するまでに
充電が必要となる場合があった。特にラインサーマルプ
リンタの場合、サーマルヘッドに設けられている発熱体
の印字率（１ライン当りの選択率）が高い程負荷電流が
増大する。

【０００５】そのため、電池容量が減少して内部抵抗が
増大している状態で、印字率の高い印字を行えば、電源
電圧が大きく低下するため、電源電圧が許容下限電圧を
下回って印字が強制停止されることになる。さらに、例
えばニッケル−カドミウム電池などの二次電池を電源と
して用いる場合、比較的残容量の多い状態であっても、
例えばサーマルヘッドの全発熱体を同時に駆動したよう
な場合、電源電圧が急激に低下して、低電圧の警告がな
される。このような比較的残容量の多い状態で充電を行
うような使用方法であれば、浅い充電／浅い放電が繰り
返されることになり、所謂メモリ効果によって電池容量
が低下し、使用可能時間がますます短くなることにな
る。

【０００６】この発明の目的は、限られた容量の電池を
用いて稼動時間を極力延長できるようにしたサーマルプ
リンタ制御装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、ラインサー
マルヘッドの各発熱体毎の印字データを入力するレジス
タと、このレジスタの各ビット出力の状態に応じて通電
すべき発熱体を電池を電源として駆動する発熱体駆動回
路を備えたサーマルプリンタ制御装置において、前記レ
ジスタの内容を複数ビット毎にグループ化して選択出力
するグループ別ゲート回路と、前記グループ別ゲート回
路を印字分割数に応じて時分割的に選択して、１ライン
分の印字を行う分割印字制御手段と、サーマルヘッドの
共通電極側への印加電圧または電池電圧を測定する電圧
測定手段と、測定電圧の低下にともなって印字分割数を
増す分割数切り替え手段を設けたことを特徴とする。

【０００８】

【作用】この発明のサーマルプリンタ制御装置では、グ
ループ別ゲート回路は、印字データを入力するレジスタ
の内容を複数ビット毎にグループ化して選択的に出力す
る。分割印字制御手段は、印字分割数に応じてグループ
別ゲート回路を時分割的に選択して、１ライン分の印字
を行う。電圧測定手段は、サーマルヘッドの共通電極側
への印加電圧または電池電圧を測定し、分割数切替手段
は、測定電圧の低下に伴って印字分割数を増やす。従っ
て、サーマルヘッドの共通電極側への印加電圧また電池
電圧の低下に伴い、印字分割数が増加し、１ライン分の
発熱体が複数のグループに分けられ、時分割的に印字が
行われる。そのため、同時に通電される発熱体の最大数
が減少し、サーマルヘッドの共通電極側への印加電圧ま
たは電池電圧が低下するほど、電池にとっての負荷電流
が制限され、電圧低下が抑制される。これにより残容量
の少なくなった状態でも電源電圧が許容下限を下回らな
い範囲で印字制御が行われる。逆に残容量が十分にあっ
て電源電圧が高い場合には印字分割数が減少し、例えば
１ライン分の選択発熱体を同時に印字することになり、
高速印字が可能となる。

【０００９】

【実施例】この発明の実施例であるサーマルプリンタ制
御装置の構成を回路図として図１に示す。図１において
ＣＰＵ１はＲＯＭ，ＲＡＭおよびＡ／Ｄコンバータを含
み、サーマルプリント制御を行う。シフトレジスタ２は
ＣＰＵ１からの印字データをシリアルに入力する。ラッ
チレジスタ３はラッチ信号を受けてシフトレジスタ２の
内容をラッチする。ゲート回路４はストローブ信号（Ｓ
ＴＢ１〜ＳＴＢ４）が与えられたとき、ラッチレジスタ
３の内容に応じて駆動トランジスタ５を選択駆動する。
ゲート回路４のゲート記号中に示す番号は対応する選択
すべき発熱体の番号である。図１に示した接続の場合、
ストローブ信号ＳＴＢ１が有効であるとき、ラッチレジ
スタ３に設定されている１ライン分の印字データのう
ち、発熱体番号１〜１２８のビットデータに応じて発熱
体番号１〜１２８の発熱体が選択的に通電される。スト
ローブ信号ＳＴＢ２が有効であるとき、ラッチレジスタ
３に設定されている１ライン分の印字データのうち、発
熱体番号１２９〜１９２のビットデータに応じて発熱体
番号１２９〜１９２の発熱体が選択的に通電される。同
様に、ストローブ信号ＳＴＢ３が有効であるとき、発熱
体番号１９３〜２５６の発熱体が選択的に通電され、ス
トローブ信号ＳＴＢ４が有効であるとき、発熱体番号２
５７〜３８４の発熱体が選択的に通電される。また、図
１において６はラインサーマルヘッドの各ドットを構成
する発熱体であり、３８４ドット分の発熱体からなる。
ＶＰはサーマルヘッドの発熱体６の共通電極側に印加す
る電源電圧であり、例えばｐチャンネルＦＥＴを介して
電池電圧が直接与えられる。抵抗Ｒ１，Ｒ２はヘッド駆
動電圧ＶＰを所定の分圧比で分圧する。ＣＰＵ１はアナ
ログ入力ポートＡ１からその分圧値を読み取って、ヘッ
ド駆動電圧ＶＰを測定する。

【００１０】次にＣＰＵの処理手順をフローチャートと
して図２〜図５に示し、各出力信号のタイミングチャー
トを図６に示す。

【００１１】図２および図３はマスタＣＰＵなどの外部
から与えられるデータを受けて印字制御を行う全体の処
理手順を示す。ＣＰＵは先ずマスタＣＰＵ（不図示）か
らコードを入力するが、ＣＲ（キャリッジリターン）コ
ードまたは終了コードを入力するまでは、キャラクタコ
ードを内部のレジスタに記憶する（ｎ１→ｎ２→ｎ３→
ｎ４→ｎ１・・・・）。１行分のキャラクタコードを受
信した後、ＣＲコードを受信すれば、ライン番号ＬＮに
初期値０を設定する（ｎ５）。このライン番号ＬＮはあ
る文字の何ライン目を印字すべきかを示すカウンタであ
る。その後、１行分のキャラクタコード列とライン番号
ＬＮとによって１ライン分の印字データをデコードする
（ｎ６）。そしてそのラインの印字率（選択ドットの比
率）をカウントする（ｎ７）。そして、デコードした１
ライン分のデータを図１に示すシフトレジスタ２へ転送
し、転送後ラッチレジスタ３へラッチさせる（ｎ８→ｎ
９）。その後、図３に示す処理へ移る。図３においてＤ
は印字分割数であり、後述するようにヘッド駆動電圧Ｖ
ＰによってＤの値は定められる。既に定められている分
割数Ｄが１（一括印字）であれば、印字率が５０％を超
えるか否かの判定をおこなう（ｎ１０→ｎ１１）。５０
％未満であれば後述する処理によって１ライン分を同時
に印字する（ｎ１２）。その後、印字紙の紙送り用モー
タを所定ステップ数だけ駆動して、印字紙を１ライン分
搬送する（ｎ１３）。そして、ライン番号ＬＮをインク
リメントして、再び１行分のキャラクタコード列とライ
ン番号ＬＮとによってＬＮ番目の印字データを求め、同
様に処理を行う（ｎ１４→ｎ１５→ｎ６→・・・・）。
印字分割数Ｄが１であっても、そのラインの印字率が５
０％を超える場合には、強制的に２分割印字を行う（ｎ
１１→ｎ１７）。また、印字分割数Ｄが２であれば無条
件に２分割印字を行う（ｎ１６→ｎ１７）。印字分割数
Ｄが３であれば無条件に３分割印字を行う（ｎ１８→ｎ
１９）。もし、印字分割数Ｄが４であれば低電圧警告を
行い、印字処理を中断する（ｎ１８→ｎ２０→ＥＮ
Ｄ）。正常に１行分の印字を終了したなら、次行のキャ
ラクタコード列を受信する（ｎ１４→ｎ１→ｎ２→ｎ３
→ｎ４→ｎ１・・・・）。その後、終了コードを受信し
て、１連の印字処理を終了する（ｎ３→ＥＮＤ）。

【００１２】図４は図３のステップｎ１２の具体的な処
理手順を示す。先ず、ストローブ信号ＳＴＢ１，２，
３，４の全てを“Ｈ”（有効）にして、図１に示したゲ
ート回路４に対しストローブ信号を与える。これにより
ラッチレジスタ３の全ての内容が同時に駆動トランジス
タ５に与えられる（ｎ３０）。この状態でヘッド駆動電
圧ＶＰを測定する（ｎ３１）。その後、ＶＰに応じて次
ラインの印字分割数を決定する。例えばＶＰが４．４Ｖ
以上であれば印字分割数Ｄに１を設定する（ｎ３２→ｎ
３３）。続いて、ヘッド駆動電圧ＶＰと周囲温度によっ
て通電時間を算出し、通電時間をカウントするためのカ
ウンタに通電時間を設定する（ｎ３７→ｎ３８）。その
後、カウンタをスタートさせ、前記カウンタが所定値に
達して通電時間の終了を検出したなら、ストローブ信号
ＳＴＢ１，２，３，４の全てを“Ｌ”にして発熱体の通
電を終了する（ｎ３９→ｎ４０→ｎ４１）。もし、ヘッ
ド駆動電圧ＶＰが４．２Ｖ以上４．４Ｖ未満の値であれ
ば印字分割数Ｄに２を設定する（ｎ３２→ｎ３４）。ヘ
ッド駆動電圧ＶＰが４．０Ｖ以上４．２Ｖ未満であれば
印字分割数Ｄに３を設定する（ｎ３２→ｎ３５）。ヘッ
ド駆動電圧ＶＰが４．０Ｖ未満であれば印字分割数Ｄに
４を設定する（ｎ３２→ｎ３６）。従ってＤの値が１で
あれば次のラインを一括印字し、Ｄ＝２であれば次のラ
インを２分割印字し、Ｄ＝３であれば次のラインを３分
割印字することになる。もし、Ｄ＝４となれば、次のラ
インの印字の際、低電圧警告を行って印字を中断するこ
とになる。

【００１３】図５は図３におけるステップｎ１７の処理
手順を示す。先ず、ストローブ信号ＳＴＢ１，２のみ
“Ｈ”とする（ｎ５０）。これにより図１に示したゲー
ト回路４のうち発熱体番号１〜１９２、即ち１ラインの
左半分の発熱体がラッチレジスタ３の内容に基づいて選
択的に通電されることになる。この状態でヘッド駆動電
圧ＶＰを測定する（ｎ５１）。その後、ＶＰに応じて次
ラインの印字分割数を決定する。例えばＶＰが４．４Ｖ
以上であれば印字分割数Ｄに１を設定する（ｎ５２→ｎ
５３）。ＶＰが４．２Ｖ以上４．４Ｖ未満であれば印字
分割数Ｄに２を設定する（ｎ５２→ｎ５４）。ＶＰが
４．０Ｖ以上４．２Ｖ未満であれば印字分割数Ｄに３を
設定する（ｎ５２→ｎ５５）。ＶＰが４．０Ｖ未満であ
れば印字分割数Ｄに４を設定する（ｎ５２→ｎ５６）。
続いて、ヘッド駆動電圧ＶＰと周囲温度によって通電時
間を算出し、通電時間をカウントするためのカウンタに
通電時間を設定する（ｎ５７→ｎ５８）。その後、カウ
ンタをスタートさせ、前記カウンタが所定値に達して通
電時間の終了を検出したなら、ストローブ信号ＳＴＢ
１，２を“Ｌ”にして発熱体の通電を終了する（ｎ５９
→ｎ６０→ｎ６１）。続いてストローブ信号ＳＴＢ３，
４を“Ｈ”とする（ｎ６２）。これにより図１に示した
ゲート回路４のうち発熱体番号１９３〜３８４の発熱
体、すわなち右半分の発熱体がラッチレジスタ３の内容
に基づいて選択的に通電が開始されることになる。そし
て通電時間をカウントするためのカウンタにステップｎ
５７で求めた通電時間を設定する（ｎ６３）。その後、
カウンタをスタートさせ、前記カウンタが所定値に達し
て通電時間の終了を検出したなら、ストローブ信号ＳＴ
Ｂ３，４を“Ｌ”にして発熱体の通電を終了する（ｎ６
４→ｎ６５→ｎ６６）。

【００１４】図３に示したステップｎ１９の３分割印字
についても略同様であり、ストローブ信号ＳＴＢ１を有
効にして、１ラインの左１／３の印字を行い、その後ス
トローブ信号ＳＴＢ２，３を有効にして、１ラインの中
央１／３を印字し、さらにストローブ信号４を有効にし
て１ラインの右１／３を印字する。そして、いずれかの
印字中（通電中）にヘッド駆動電圧ＶＰを測定して、そ
の電圧に応じて印字分割数Ｄの値を設定すればよい。

【００１５】図６はＣＰＵの出力する各信号のタイミン
グを示す図であり、時刻ｔ１で１ライン分の印字データ
のシフトレジスタ２への転送を開始し、ラッチ信号を出
力した後、ｔ２でストローブ信号ＳＴＢ１〜ＳＴＢ４を
全て“Ｈ”とする。このｔ２〜ｔ３で、選択された発熱
体に通電が行われる。２分割印字の場合には、ｔ５〜ｔ
７に示すように、先ずｔ５〜ｔ６の期間に１ラインの左
半分について選択された発熱体が通電され、ｔ６〜ｔ７
の期間に１ラインの右半分について選択された発熱体が
通電される。また、３分割印字の場合、ｔ９〜ｔ１２に
示すように、先ず９〜１０の期間に１ラインの左１／３
について選択された発熱体に通電が行われ、ｔ１０〜ｔ
１１の期間に１ラインの中央１／３について選択された
発熱体に通電が行われ、ｔ１１〜ｔ１２の期間に、１ラ
インの右１／３について選択された発熱体に通電が行わ
れる。

【００１６】このように電源電圧が低下するに伴って印
字分割数が増大することにより、電源電圧が低下する程
１回の印字当たりの印字率が減少する。そのため電圧低
下率が小さくなり、残容量の少ない電池を用いても電源
電圧を大きく低下させることなく印字制御を行うことが
できる。また、電源電圧の高い状態であっても、印字率
が高けれは強制的に２分割印字されるため、電源である
電池の放電率が抑えられ、電池の寿命を長く保つことが
できる。

【００１７】

【発明の効果】この発明のサーマルプリンタ制御装置に
よれば、同一内容の印字を行う場合でも、電源電圧の低
下に伴って消費電流が抑えられるため、電池の内部抵抗
による電圧降下が少なくなり、電源電圧を一定レベル以
上に維持することができ、サーマルプリンタを用いた長
時間の稼動が可能となる。しかも、電池の容量がまだ十
分にあって、電源電圧が高い状態では印字分割数が少な
くなる（例えば一括印字）ため、高速で印字を行うこと
ができる。また、この発明のサーマルプリンタ制御装置
を、二次電池を電源とする電子機器に組み込む場合、二
次電池が必要十分な量に放電されるまで使用可能である
ため、その後の充電時に十分な充電が行われ、所謂メモ
リ効果が排除され、二次電池を常に良好な状態に維持す
ることができ、二次電池の寿命を長く保つことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例であるサーマルプリンタ制御
装置の回路図である。

【図２】この発明の実施例であるサーマルプリンタ制御
装置の主要部の処理手順を示すフローチャートである。

【図３】この発明の実施例であるサーマルプリンタ制御
装置の主要部の処理手順を示すフローチャートである。

【図４】一括印字の処理手順を示すフローチャートであ
る。

【図５】２分割印字の処理手順を示すフローチャートで
ある。

【図６】ＣＰＵの出力する各種信号のタイミングを示す
図である。

【符号の説明】

４−ゲート回路６−発熱体ＶＰ−ヘッド駆動電圧ＳＴＢ１〜ＳＴＢ４−ストローブ信号

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ラインサーマルヘッドの各発熱体毎の印字
データを入力するレジスタと、このレジスタの各ビット
出力の状態に応じて通電すべき発熱体を電池を電源とし
て駆動する発熱体駆動回路を備えたサーマルプリンタ制
御装置において、前記レジスタの内容を複数ビット毎にグループ化して選
択出力するグループ別ゲート回路と、前記グループ別ゲート回路を印字分割数に応じて時分割
的に選択して、１ライン分の印字を行う分割印字制御手
段と、サーマルヘッドの共通電極側への印加電圧または電池電
圧を測定する電圧測定手段と、測定電圧の低下にともなって印字分割数を増す分割数切
り替え手段を設けたことを特徴とするサーマルプリンタ
制御装置。