JPH0825680A - サーマルプリンタ駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 プリンタ動作中に一定負荷状態で安定的に電
池の出力電圧を検出できるようにする。 【構成】 印字制御部４は、ドライバ部２がサーマルヘ
ッド部１を駆動するタイミングと、モータドライバ６が
ステッピングモータ７を駆動するタイミングとが重複し
ないように、モータアクティブ信号とストローブ信号と
を制御し、ステッピングモータ７とサーマルヘッド部１
とを時分割駆動させる。そして、電圧検出部９は印字制
御部４がステッピングモータ７を駆動するタイミング
で、印字制御部４からの電圧検出タイミング信号に応じ
て駆動用電池８の出力電圧を検出し、検出出力を印字制
御部４に出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、サーマルプリンタに
おけるサーマルプリンタ駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、携帯型端末装置等の小型電子機器
では、複数の発熱素子を１ライン上に配列したサーマル
ヘッドを有するサーマルプリンタが使用されている。こ
の種のサーマルプリンタは、サーマルヘッドに対して印
字用紙を紙送り方向にフィードするプラテンを回転させ
るステッピングモータを具備している。この種のサーマ
ルプリンタを駆動するサーマルプリンタ駆動装置は、次
のような動作を行なっている。まず、シフトレジスタに
対して１ライン分の印字データを記憶する。次に、サー
マルヘッドにストローブ信号を供給してサーマルヘッド
を発熱させて１ラインの印字を行なうと共に、ステッピ
ングモータをステップ動作させて印字用紙をフィードさ
せ、次のラインまで紙送りする。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】即ち、従来のサーマル
プリンタ駆動装置はステッピングモータの駆動タイミン
グとサーマルヘッドの駆動タイミングとが同時であっ
た。そのため、ステッピングモータとサーマルヘッドと
で同時に電流消費が起こり、完全に合成電流となってし
まい、ピーク電流が増大していた。

【０００４】一方、サーマルプリンタでは電池の出力電
圧を常に検出している。この電圧検出の目的は、電池の
出力電圧に応じて印字エネルギーを補正してサーマルヘ
ッドを最適状態で発熱させて印字品質を良くするため
と、電池の出力電圧が基準値以下に低下した場合は直ち
に動作を停止して誤動作を防止するためである。

【０００５】この場合、サーマルプリンタ動作中に電池
の出力電圧を検出すれば、電圧を正確に検出できるので
最も良い。しかし、従来のサーマルプリンタ駆動装置で
は、上述したようにピーク電流がモータ消費電流とヘッ
ド消費電流との合成電流であるから、印字パターンに応
じて消費電流および電圧降下が変化してしまう。従っ
て、安定した電圧を検出するためには、プリンタ動作を
停止する必要があった。そのため、電圧検出タイミング
分だけ印字スピードが低下するという不都合があった。

【０００６】この発明の課題は、プリンタ動作中に一定
負荷状態で安定的に電池の出力電圧を検出できるように
することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、複数の発熱
素子を１ライン上に配列したサーマルヘッドと、このサ
ーマルヘッドを駆動するヘッド駆動手段と、印字用紙を
紙送り方向にフィードさせるためのモータと、このモー
タを駆動するモータ駆動手段と、上記サーマルヘッドの
駆動用および上記モータの駆動用の電源として用いられ
る駆動用電池と、上記モータ駆動手段が上記モータを駆
動するタイミングと上記ヘッド駆動手段が上記サーマル
ヘッドを駆動するタイミングとが重複しないように上記
モータと上記サーマルヘッドとを時分割駆動させる駆動
制御手段と、この駆動制御手段が上記モータを駆動する
タイミングで上記駆動用電池の出力電圧を検出する電圧
検出手段とを具備したことを特徴とする。

【０００８】

【作用】この発明の手段の作用は次の通りである。駆動
制御手段は、ヘッド駆動手段がサーマルヘッドを駆動す
るタイミングと、モータ駆動手段がモータを駆動するタ
イミングとが重複しないようにモータとサーマルヘッド
とを時分割駆動させ、電圧検出手段は駆動制御手段がモ
ータを駆動するタイミングで駆動用電池の出力電圧を検
出する。従って、プリンタ動作中に一定負荷状態で安定
的に電池の出力電圧を検出できる。

【０００９】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図１ないし図３
を参照して説明する。図１は、この発明を適用したサー
マルプリンタ駆動装置の回路構成を示すブロック図であ
る。このサーマルプリンタ駆動装置は、例えば携帯型端
末機（ハンディターミナル），ワードプロセッサ等の電
子機器に使用されるサーマルプリンタに内蔵されるもの
である。

【００１０】サーマルヘッド部１は、１ライン上に２５
６ドットの発熱素子を配設したものである。ドライバ部
２は、後述するストローブ信号に応じて、サーマルヘッ
ド部１に対して発熱素子を発熱させる駆動電圧を印加し
て印字動作を行なわせるものである。ドライバ部２は図
示しないが１ラインの印字データを記憶する２５６ビッ
ト構成のシフトレジスタを内蔵している。そして、ドラ
イバ部２にはデータバッファ３から印字データがシリア
ルデータとして供給され、印字制御部４からのシフトク
ロックに同期して記憶される。

【００１１】データバッファ３は、図示しない電子機器
本体から供給される印字データを記憶するもので、例え
ばＲＡＭ，シフトレジスタ等のメモリ装置により構成さ
れている。なお、データバッファ３は、印字データを１
ライン分（２５６ビット）あるいは複数ライン分（５１
２ビット以上）記憶できる記憶容量を有する。また、デ
ータバッファ３は印字データを記憶すると、印字制御部
４に対して印字スタート信号を出力し、印字データが記
憶されたことを通知する。そして、データバッファ３は
印字制御部４から出力されるシフトクロックに同期して
印字データをシリアルデータとしてドライバ部２に供給
する。

【００１２】印字制御部４は、図示しないがマイクロプ
ロセッサ，タイミング発生回路，タイマ回路等を内蔵し
ており、各部に対して制御信号を出力する。即ち、印字
制御部４はドライバ部２に対してサーマルヘッド部１を
駆動（通電）させるための所定期間のストローブ信号を
出力する。また、印字制御部４はシフトクロックをドラ
イバ部２およびデータバッファ３に供給する。

【００１３】モータ制御部５は、印字制御部４から出力
されるモータステップ信号に応じてモータ駆動信号Ａ，
Ｂをモータドライバ６に出力する。モータドライバ６
は、ステッピングモータ７にステップ電圧を供給してス
テップ動作を行なわせる。ステッピングモータ７は、ス
テップ動作によって印字用紙を紙送り方向にフィードす
るプラテンを回転させるものである。この実施例では、
２ステップのステップ動作によって印字用紙を次のライ
ンまでフィードする。

【００１４】駆動用電池８は、サーマルヘッド部１，ス
テッピングモータ７を駆動するための電池である。な
お、駆動用電池８は１次電池または２次電池、或いはこ
れらの組み合わせにより構成されるもので、例えばリチ
ウム電池，リチウム−イオン電池，アルカリ電池，マン
ガン電池，ニッケル−カドミウム電池，鉛蓄電池，酸化
銀電池等により構成されている。

【００１５】電圧検出部９は、印字制御部４から供給さ
れる電圧検出タイミング信号に応じて駆動用電池８の出
力電圧を検出し、検出出力を印字制御部４に出力する。
この場合、検出出力は駆動用電池８の出力電圧に対応す
るデジタル値、基準電圧と比較した比較値、或いは出力
電圧が基準値以下に低下したことを示す警報出力であ
る。

【００１６】次に、図２および図３を参照して上記実施
例の動作を説明する。図２は、印字制御部４の動作を示
すフローチャートである。図３は、上記実施例における
動作タイミングとピーク電流波形を示すタイムチャート
である。サーマルプリンタに接続された電子機器から印
字命令が出力されると、印字制御部４が図２の処理を開
始する。

【００１７】まず、ステップＳ１では印字データ有りか
否か否かが判別される。即ち、データバッファ２に印字
データが記憶されているか否かが判別されるもので、印
字制御部１はデータバッファ２から出力される印字スタ
ート信号によって印字データの有無を判別する。印字デ
ータが記憶されていない状態では、データバッファ２は
スタート信号を出力していない。そして、データバッフ
ァ２に印字データが記憶されると、印字制御部４に対し
て印字スタート信号が出力され、ステップＳ１でＹＥＳ
と判断されてステップＳ２に進む。

【００１８】ステップＳ２に進むと、１ステップ目のモ
ータ駆動タイミングがスタートする。即ち、印字制御部
４は１ステップ目のモータステップ信号をモータ制御部
５に出力すると共に、これに同期して１ステップ目のモ
ータアクティブ信号をモータドライバ６に出力する。モ
ータドライバ６はモータアクティブ信号が入力されてい
るタイミングをモータ駆動期間として、このタイミング
のみステッピングモータ７にステップ電圧を供給してス
テップ動作を行なわせる。この結果、ステッピングモー
タ７がステップ動作を開始して、プラテンを回転させて
印字用紙を１／２ライン分フィードする。この間、図３
に示すように、モータ消費電流が徐々に増加していく。

【００１９】ステップＳ３において、電圧検出をスター
トする。即ち、印字制御部４は電圧検出部９に対して電
圧検出タイミング信号（電圧読みとりタイミング信号）
を出力する。つまり、図３に示すように、モータ駆動期
間内に駆動用電池８の出力電圧を検出するものである。
電圧検出部９では、電圧検出タイミング信号を受ける
と、駆動用電池８の出力電圧を検出し、その出力電圧に
対応するデジタル値を検出出力として印字制御部４に出
力する。

【００２０】或いは、電圧検出部９が電圧検出タイミン
グ信号を受けると、駆動用電池８の出力電圧を検出し、
出力電圧が予め設定された基準電圧値（例えば定格電圧
が６Ｖの場合は、基準電圧値を５．０Ｖとする）以下に
低下したか否かを判別し、もし駆動用電池８の出力電圧
が５．０Ｖ以下であれば印字制御部４に対して比較出力
信号または電池消耗信号（電池切れ検出信号）を出力す
るようにしてもよい。ステップＳ３の実行後はステップ
Ｓ４に進む。

【００２１】ステップＳ４では、例えば５０［msec］に
設定されたモータアクティブ時間（モータ駆動期間）が
終了したか否かが判別される。ステップＳ４で、モータ
アクティブ時間が終了していない場合は、ステップＳ４
を繰り返し実行してモータアクティブ信号を出力し続け
る。そして、１ステップ目のスタートから５０［msec］
経過してモータアクティブ時間が終了すると、ステップ
Ｓ４からステップＳ５に進み、モータアクティブ信号を
オフする。この結果、ステッピングモータ７がステップ
動作を停止して、図３に示すようにモータ消費電流が一
気に“０”レベルにダウンする。

【００２２】ステップＳ５において、サーマルヘッド部
１に対するヘッドストローブをスタートする。即ち、印
字制御部４がドライバ部２に対するストローブ信号の供
給を開始する。ドライバ部２は印字制御部４からストロ
ーブ信号が供給されているタイミングをヘッド駆動期間
として、このタイミングのみサーマルヘッド部１に発熱
素子を発熱させるための駆動電圧を印加して印字動作を
行なわせる。この結果、サーマルヘッド部１が印字動作
を開始して、図３に示すようにヘッド消費電流が一定レ
ベルまで一気に増加する。この場合、ヘッド消費電流の
大きさは印字ドット数に依存するものであり、印字ドッ
ト数が多いほど即ち１ラインで同時に駆動される発熱素
子が多いほどヘッド消費電流が大きくなる。

【００２３】次のステップＳ６では、例えば５０［mse
c］に設定されたヘッドストローブ時間（ヘッド駆動期
間）が終了したか否かが判別される。ヘッドストローブ
時間が終了していない場合はステップＳ６を繰り返し実
行してストローブ信号を出力し続ける。そして、ヘッド
ストローブのスタートから５０［msec］経過してヘッド
ストローブ時間が終了すると、ステップＳ６からステッ
プＳ７に進み、ストローブ信号をオフする。この結果、
ドライバ部２が駆動電圧の印加を停止し、サーマルヘッ
ド部１が印字を停止するので、図３に示すようにモータ
消費電流が“０”になる。

【００２４】ステップＳ７に進むと、２ステップ目のモ
ータ駆動タイミングがスタートする。即ち、印字制御部
１は２ステップ目のモータステップ信号をモータ制御部
５に出力すると共に、これに同期して２ステップ目のモ
ータアクティブ信号をモータドライバ６に出力する。上
記ステップＳ２と同様に、モータドライバ６はモータア
クティブ信号が入力されているタイミングをモータ駆動
期間として、このタイミングのみステッピングモータ６
にステップ電圧を供給してステップ動作を行なわせる。
この結果、ステッピングモータ７がステップ動作を開始
を開始して、プラテンを回転させて印字用紙を１／２ラ
イン分フィードする。この間、図３に示すように、モー
タ消費電流が徐々に増加していく。

【００２５】次のステップＳ８において、上記ステップ
Ｓ３と同様に、電圧検出をスタートする。即ち、印字制
御部４は電圧検出部９に対して電圧検出タイミング信号
（電圧読みとりタイミング信号）を出力する。電圧検出
部９では電圧検出タイミング信号を受けると、駆動用電
池８の出力電圧を検出し、その出力電圧に対応するデジ
タル値を検出出力として印字制御部４に出力する。ステ
ップＳ８からはステップＳ９に進む。

【００２６】ステップＳ９では、ステップＳ４と同様
に、５０［msec］に設定されたモータアクティブ時間
（モータ駆動期間）が終了したか否かが判別される。モ
ータアクティブ時間が終了していない場合は、ステップ
Ｓ９を繰り返し実行してモータアクティブ信号を出力し
続ける。そして、２ステップ目のスタートから５０［ms
ec］経過してモータアクティブ時間が終了すると、ステ
ップＳ９からステップＳ１０に進み、モータアクティブ
信号をオフする。この結果、ステッピングモータ７がス
テップ動作を停止して、図３に示すようにモータ消費電
流が一気に“０”になる。

【００２７】ステップＳ１０においては、印字終了か否
かが判別される。即ち、まだ印字しないない印字データ
がデータバッファ３に残っているか否かが判別される。
未印字の印字データがデータバッファ３に残っていない
場合は、印字終了と判別して図２の処理を終了する。し
かし、未印字の印字データがデータバッファ３に残って
いる場合は、ステップＳ１に戻って、上述と同様に、ス
テップＳ１〜Ｓ１０の各処理を繰り返し実行する。

【００２８】次に、図３のタイムチャートを参照して、
上記実施例における動作タイミングとピーク電流の波形
を説明する。

【００２９】まず、モータステップ信号は各ラインのタ
イミングで見た場合、１ステップ目と２ステップ目で構
成されたパルス信号である。モータ制御部５は、モータ
ステップ信号の１ステップ目が入力されるとモータ駆動
信号Ａを反転し、モータステップ信号の２ステップ目が
入力されるとモータ駆動信号Ｂを反転する。

【００３０】次に、モータアクティブ信号はステッピン
グモータ７を駆動するモータ駆動期間を制御するために
モータドライバ６に対して供給される信号である。図３
からも分かるように、モータアクティブ信号はモータス
テップ信号に同期して、１ライン毎に２回出力される。
即ち、モータアクティブ信号は例えば５０［msec］とい
う一定の時間幅を持つ１ステップ目と２ステップ目とで
構成されている。つまり、モータステップ信号の１ステ
ップ目に同期してモータアクティブ信号の１ステップ目
が出力され、モータステップ信号の２ステップ目に同期
してモータアクティブ信号の２ステップ目が出力され
る。

【００３１】そして、モータドライバ６はモータアクテ
ィブ信号とモータ駆動信号ＡのＡＮＤ条件、またはモー
タアクティブ信号とモータ駆動信号ＢとのＡＮＤ条件に
よりステッピングモータ７に対してステップ電圧を供給
して１ステップ駆動する。この結果、ステッピングモー
タ７は図示しないサーマルプリンタにおいて印字用紙を
紙送りするためのプラテンを１／２ラインの長さに相当
する分だけ回転させる。モータ駆動期間では、モータ消
費電流波形は徐々に増加していく。

【００３２】ヘッドストローブ信号は、サーマルヘッド
部１を駆動するヘッド駆動期間を制御するためにドライ
バ部２に対して供給される信号である。図３からも分か
るように、モータアクティブ信号と重複しないように、
モータアクティブ信号がオフされるタイミングで印字制
御部４から出力される。

【００３３】ヘッド消費電流波形はヘッド駆動期間にお
けるサーマルヘッド部１での消費電流を示すものであ
る。図３からも明らかなように、サーマルヘッド部１が
印字動作を開始するとヘッド消費電流は、印字ドット数
に依存するレベルまで一気に増加し、ヘッド駆動期間に
おいては同一レベルで継続する。ヘッド消費電流の大き
さは印字ドット数が多いほど大きくなる。

【００３４】合成電流波形は、モータ消費電流波形とヘ
ッド消費電流波形とを合成したものである。この場合、
ピーク電流はヘッド駆動期間におけるヘッド電流のみに
よって決まるもので、モータ消費電流がヘッド消費電流
に加算されない。従って、従来のサーマルプリンタ駆動
装置に比べてピーク電流が大幅に低減している。その結
果、図３に示すように、電圧ドロップ量が低減するので
消費電力も大幅に低減する。

【００３５】電圧読みとりタイミング信号（電圧検出タ
イミング信号）は、図３に示すように、モータ駆動期間
に同期して出力される。即ち、モータ駆動期間はステッ
ピングモータ７だけが駆動されているタイミングであ
り、駆動用電池８に対する負荷はステッピングモータ７
の消費電流だけである。従って、モータ駆動期間におい
ては、サーマルヘッド部１の印字動作による負荷変更の
影響を受けず、一定負荷状態である。つまり、このモー
タ駆動期間に駆動用電池８の出力電圧を検出すれば、サ
ーマルプリンタの動作中であっても常に安定した電圧を
検出することができる。

【００３６】

【発明の効果】この発明によれば、印字エネルギの補正
等に必要な電池の出力電圧値を、サーマルプリンタの動
作中であっても一定負荷状態で安定的に検出でき、連続
した印字中でも適切な印字エネルギの補正が可能にな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】回路構成を示すブロック図である。

【図２】動作を示すフローチャートである。

【図３】動作タイミングを示すタイムチャートである。

【符号の説明】

１ サーマルヘッド部 ２ ドライバ部 ３ データバッファ ４ 印字制御部 ５ モータ制御部 ６ モータドライバ ７ ステッピングモータ ８ 駆動用電池 ９ 電圧検出部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の発熱素子を１ライン上に配列したサ
   ーマルヘッドと、 このサーマルヘッドを駆動するヘッド駆動手段と、 印字用紙を紙送り方向にフィードさせるためのモータ
   と、 このモータを駆動するモータ駆動手段と、 上記サーマルヘッドの駆動用および上記モータの駆動用
   の電源として用いられる駆動用電池と、 上記モータ駆動手段が上記モータを駆動するタイミング
   と上記ヘッド駆動手段が上記サーマルヘッドを駆動する
   タイミングとが重複しないように上記モータと上記サー
   マルヘッドとを時分割駆動させる駆動制御手段と、 この駆動制御手段が上記モータを駆動するタイミングで
   上記駆動用電池の出力電圧を検出する電圧検出手段とを
   具備したことを特徴とするサーマルプリンタ駆動装置。