KR101422967B1 - 서멀 프린터 및 그 통전 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

발열 소자를 갖는 서멀 헤드를 구비하고, 그 발열 소자에 통전하는 것에 의해 기록 매체를 가열하여 인쇄 도트를 형성하는 서멀 프린터에 있어서, 상기 기록 매체의 반송 속도가 소정의 임계치를 상회할 때에는, 상기 인쇄 도트를 형성하기 위한 제 1 기간에 걸쳐 연속적으로 통전을 행하는 제 1 통전 펄스를 생성하고, 상기 기록 매체의 반송 속도가 상기 임계치 이하일 때에는, 상기 제 1 기간보다 짧은 제 2 기간의 통전과 제 3 기간의 비통전을, 상기 제 1 기간에 걸쳐 교대로 반복하는 제 2 통전 펄스를 생성한다.

Description

서멀 프린터 및 그 통전 제어 방법{THERMAL PRINTER AND METHOD FOR CONTROLLING CURRENT PASSAGE THEREIN}
본 발명은, 서멀 헤드의 발열 소자에 통전하여 가열하는 것에 의해 기록지에 인쇄 도트를 형성하는 서멀 프린터, 및 그 통전 제어 방법에 관한 것이다.
서멀 헤드와 플래튼 롤러(platen roller)의 사이에 감열지 등의 기록지를 끼워 넣고, 서멀 헤드의 발열 소자에 통전하여 가열하는 것에 의해, 이 발열 소자에 접촉하고 있는 기록지의 부위를 발색시켜 인쇄 도트를 형성하는 서멀 프린터에서는, 기록지의 반송 동작과 동기시켜 인쇄 도트 위치에 대응하는 발열 소자로의 통전 제어를 행하고, 이에 의해 인쇄 도트 형성 위치로의 가열 온도나 가열 시간을 제어하여, 인쇄 도트를 소망하는 크기로 형성하도록 하고 있다.
특허 문헌 1에는, 기록지의 반송 속도(인쇄 속도)가 각종 파라미터에 따라 변동하는 경우에, 이 속도 변동의 영향을 고려하여 서멀 헤드의 통전 제어를 행하는 서멀 프린터가 기재되어 있다. 특허 문헌 1에서는, 저속 상태에서 서멀 헤드에 통전할 때에는, 통상의 속도일 때보다 인쇄 도트 사이에 있어서의 비통전 시간이 길어지기 때문에, 이 비통전 시간에 있어서의 냉각을 고려하여 통전 시간을 결정하고 있다. 구체적으로는, 인쇄 도트를 연속하여 형성할 때에, 연속하여 통전되는 것에 의해 과도하게 축열량이 증가하는 것을 억제하기 위해, 뒤에 형성되는 인쇄 도트에 대해서는 가열 시간을 단축하고 있지만, 저속 인쇄일 때에는, 이 단축 시간을 적게 하도록 하고 있다.
(선행 기술 문헌)
(특허 문헌)
(특허 문헌 1) 일본 특허 출원 공개 2007-55239호 공보
여기서, 기록지(감열지)의 반송 속도를 저속으로 하여 인쇄를 행하는 경우에는, 감열지의 발색 재료가 서멀 헤드에 녹아 붙은 상태가 되는 현상(스티킹)이 발생한다. 스티킹이 발생하면, 정확한 종이 이송을 할 수 없게 되어, 종이 이송 속도가 달라지기 때문에, 인쇄 품질이 저하된다고 하는 문제점이 있다.
본 발명의 과제는, 이러한 점을 감안하여, 저속 인쇄일 때의 스티킹을 억제하여 인쇄 품질의 향상을 도모하는 것이 가능한 서멀 프린터 및 그 통전 제어 방법을 제안하는 것에 있다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 의하면, 발열 소자를 갖는 서멀 헤드를 구비하고, 그 발열 소자에 통전하는 것에 의해 기록 매체를 가열하여 인쇄 도트를 형성하는 서멀 프린터에 있어서의 통전 제어 방법으로서, 상기 기록 매체의 반송 속도가 소정의 임계치를 상회할 때에는, 상기 인쇄 도트를 형성하기 위한 제 1 기간에 걸쳐 연속적으로 통전을 행하는 제 1 통전 펄스를 생성하고, 상기 기록 매체의 반송 속도가 상기 임계치 이하일 때에는, 상기 제 1 기간보다 짧은 제 2 기간의 통전과 제 3 기간의 비통전을, 상기 제 1 기간에 걸쳐 교대로 반복하는 제 2 통전 펄스를 생성하는 것을 특징으로 하는 것이 제공된다.
이른바 저속 인쇄시에 있어서 제 1 기간에 있어서의 통전을 간헐적으로 행하는 것에 의해, 발열 소자가 기록 매체를 가열하고 있는 동안의 발열량을 억제하여, 발열 소자가 과도하게 고온이 되는 것을 억제할 수 있다. 이에 의해, 가열 중의 발열 소자를 적정한 온도로 유지할 수 있어, 고온의 발열 소자에 의해 기록 매체 표면의 발색 재료 등이 용융되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 스티킹에 의한 인쇄 품질의 저하를 억제할 수 있다.
상기 제 2 통전 펄스에 있어서, 상기 제 2 기간과 상기 제 3 기간의 적어도 한쪽을, 상기 인쇄 도트의 농도와 상기 서멀 헤드의 환경 온도의 적어도 한쪽에 따라 가변으로 하는 구성으로 하더라도 좋다. 이 경우, 비통전 시간의 증감에 의해 발열량을 조정할 수 있으므로, 가열 온도가 적정 범위가 되도록 조정하여 인쇄 품질을 향상시킬 수 있다.
상기 제 2 통전 펄스에 있어서, 상기 제 2 기간을 일정하게 함과 아울러, 상기 제 3 기간을 가변으로 하는 구성으로 하더라도 좋다.
상기 제 2 통전 펄스는, 초핑(chopping)에 의해 생성되는 구성으로 하더라도 좋다.
본 발명에 의하면, 발열 소자를 갖는 서멀 헤드와 상기 서멀 헤드에 대치하는 위치를 경유하여 기록 매체를 반송하는 반송 수단과, 상기 발열 소자에 통전하는 것에 의해 상기 기록 매체를 가열하여 인쇄 도트를 형성하는 제어 수단을 구비하고, 상기 제어 수단은, 상기 반송 수단에 의한 상기 기록 매체의 반송 속도가 소정의 임계치를 상회할 때에는, 상기 인쇄 도트를 형성하기 위한 제 1 기간에 걸쳐 연속적으로 통전을 행하는 제 1 통전 펄스를 생성하고, 상기 반송 속도가 상기 임계치 이하일 때에는, 상기 제 1 기간보다 짧은 제 2 기간의 통전과 제 3 기간의 비통전을, 상기 제 1 기간에 걸쳐 교대로 반복하는 제 2 통전 펄스를 생성하는 것을 특징으로 하는 서멀 프린터도 제공된다.
상기 제 2 통전 펄스에 있어서, 상기 제 2 기간과 상기 제 3 기간의 적어도 한쪽을, 상기 인쇄 도트의 농도와 상기 서멀 헤드의 환경 온도의 적어도 한쪽에 따라 변경하는 조정 수단을 더 구비하는 구성으로 하더라도 좋다. 이 경우, 사용자가, 요구 품질에 따라 적당하게 설정 변경을 행할 수 있다.
상기 제어 수단은, 초핑에 의해 상기 제 2 통전 펄스를 생성하는 구성으로 하더라도 좋다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 서멀 프린터의 개략 구성도이다.
도 2는 도 1에 나타내는 서멀 프린터의 제어 블록도이다.
도 3은 고속 인쇄시에 발열 소자의 구동 회로에 인가되는 통전 제어 신호(스트로브 신호)를 나타내는 타이밍 차트이다.
도 4는 저속 인쇄시에 발열 소자의 구동 회로에 인가되는 통전 제어 신호(스트로브 신호)를 나타내는 타이밍 차트이다.
첨부의 도면을 참조하면서, 본 발명을 적용한 서멀 프린터의 실시 형태에 대하여 이하 상세하게 설명한다.
(전체 구성)
도 1에 나타내는 바와 같이, 서멀 프린터(1)는, 긴 형상의 기록지를 롤 형상으로 감은 롤지를 수용하는 롤지 수용부(2)와, 이 롤지 수용부(2)에 수용된 롤지로부터 보내어지는 기록지(3)를 프린터 내부의 반송 경로를 따라 반송하는 기록지 반송 기구(4)(반송 수단)와, 반송 경로상의 인쇄 위치에 발열 부분을 향하여 배치된 서멀 헤드(5)를 구비하고 있다. 기록지(3)는, 긴 형상의 감열지나, 긴 형상의 대지(臺紙)에 감열지의 라벨을 붙인 라벨지 등이 이용된다.
기록지 반송 기구(4)는, 서멀 헤드(5)에 대향 배치된 플래튼 롤러(6)와, 이 플래튼 롤러(6)를 구동하는 도시하지 않는 반송 모터 등을 구비하고 있다. 롤지로부터 보내어진 기록지(3)는, 서멀 헤드(5)와 플래튼 롤러(6)의 사이를 지나도록 장전되어 있고, 이 기록지(3)에 접촉하고 있는 플래튼 롤러(6)의 회전에 따라 기록지(3)가 반송된다.
서멀 헤드(5)에 있어서의 플래튼 롤러(6)에 대향하고 있는 부분에는, 기록지(3)의 폭 방향으로 배열한 복수의 발열 소자가 마련되어 있다. 서멀 헤드(5)와 플래튼 롤러(6)의 사이에 끼운 기록지(3)에 각 발열 소자를 압접하고, 이 상태에서 각 발열 소자에 소정의 전압을 인가하여 발열시키면, 각 발열 소자에 접촉한 기록지(3)의 부분이 가열되어 발색하여, 인쇄 도트가 형성된다. 서멀 헤드(5)에는, 근방의 환경 온도를 검출하기 위해, 서미스터 등의 온도 검출 소자(7)(도 2 참조)가 마련되어 있다.
서멀 헤드(5)는, 각 발열 소자를 각각 독립하여 가열 구동할 수 있는 구성으로 되어 있고, 인쇄 데이터의 각 도트 라인의 화소 데이터에 대응하여, 도트가 인쇄되는 위치에 대응하는 발열 소자를 선택적으로 구동한다. 이에 의해, 기록지(3)상에 인쇄 데이터의 각 도트 라인의 화소 데이터에 대응하는 인쇄 도트열을 동시에 형성한다. 서멀 프린터(1)는, 이러한 각 도트 라인의 인쇄 동작에 동기시켜 플래튼 롤러(6)를 회전시켜 기록지(3)를 반송하는 것에 의해, 기록지(3)로의 인쇄를 행한다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 서멀 프린터(1)의 제어부(8)(제어 수단)는, CPU, ROM, RAM 등을 구비하여 구성되어 있다. ROM에는, 서멀 프린터(1)의 각종 기능을 실현하기 위한 소프트웨어(펌웨어도 포함한다) 및 데이터가 기록되어 있고, CPU가 이것을 읽어내어 실행하는 것에 의해, 서멀 프린터(1)의 각종 기능이 실현된다. RAM은, 서멀 프린터(1)의 각종 기능을 실현할 때에 필요한 데이터의 일시 기억 장치로서 기능한다. 서멀 프린터(1) 내의 제어 기판상에는, 제어부(8)를 구성하는 이들 각 구성 외에, 통신 인터페이스, 반송 모터를 제어하기 위한 모터 드라이버, 서멀 헤드(5)를 구동하는 집적 회로(게이트 어레이) 등이 마련되어 있다.
제어부(8)는, 통신 인터페이스를 통해 호스트 컴퓨터 등의 상위 장치(9)와 접속되어 있고, 상위 장치(9)로부터 제어부(8)에, 인쇄 데이터나 각종 제어 커멘드 등이 송신된다. 또한, 제어부(8)에는, 상기 온도 검출 소자(7) 등의 각종 센서로부터의 검출 출력이 입력된다.
(서멀 헤드의 통전 제어)
도 3은 고속 인쇄시에 있어서 서멀 헤드의 각 발열 소자의 구동 회로에 인가되는 통전 제어 신호(스트로브 신호)를, 도 4는, 저속 인쇄시에 있어서 서멀 헤드의 각 발열 소자의 구동 회로에 인가되는 통전 제어 신호(스트로브 신호)를 나타낸다. 스트로브 신호가 「ON」인 기간에는 구동 회로에 소정의 전압이 인가되어 발열 소자에 통전되고, 스트로브 신호가 「OFF」인 기간에는 통전이 정지된다. 스트로브 신호의 「ON」 기간에 있어서의 인가 전압은 일정치이다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 기록지 반송 속도가 고속일 때에는, 1개의 인쇄 도트 형성을 위한 통전 기간 PLS( 제 1 기간)의 전체 범위에 걸쳐 연속한 스트로브 신호가 공급되고 있고, 이 기간의 전체 범위에 걸쳐 연속적으로 통전하고 있다. 한편, 기록지 반송 속도가 저속일 때에는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 짧은 통전 펄스로 분할한 스트로브 신호가 공급되고 있고, 이 통전 기간 PLS의 전체 범위에 걸쳐 짧은 통전 펄스를 간헐적으로 인가하는 초핑이 행해지고 있다. 초핑에 의한 통전은, 각 통전 펄스를 구성하는 단시간의 통전 기간(초핑 ON 시간 T1; 제 2 기간)과, 각 통전 펄스 사이의 비통전 기간(초핑 OFF 시간 T2; 제 3 기간)을 교대로 마련하는 것에 의해 실행된다.
연속 통전을 행하거나, 초핑을 행하는지 여부의 임계치가 되는 기록지 반송 속도의 값은 적당하게 설정이 가능하고, 예컨대, 60㎜/초로 설정할 수 있다. 제어부(8)는, 인쇄 도트 형성시에 기록지 반송 속도가 이 임계치 속도 이하가 되는 경우에는, 도 4에 나타내는 통전 제어를 행한다. 즉, 제어부(8)는, 기록지 반송 기구(4)의 반송 모터의 회전수를 검출하는 것에 의해, 인쇄 동작 중의 각 시점에 있어서의 기록지 반송 속도를 파악한다. 그리고, 파악한 기록지 반송 속도가 임계치 속도 이하인지 여부를 판정하여, 판정 결과에 근거하여, 초핑을 행하는지 여부를 결정한다.
통전 기간 PLS( 제 1 기간)는, 발열 소자를 기록지(3)의 인쇄 도트 형성 위치에 접촉시켜 해당 위치를 가열하고 있는 동안의 통전 기간이다. 또, 1개의 인쇄 도트 형성을 위한 통전 기간 PLS의 종료 후, 다음 인쇄 도트 형성을 위한 통전 기간 PLS가 개시될 때까지의 사이에는, 소정의 통전 휴지 기간 T가 마련되어 있다. 통전 기간 PLS는, 기록지 반송 속도에 따른 길이로 되어 있어, 고속 인쇄일 때에는 짧고, 저속 인쇄일 때에는 긴 기간으로 되어 있다. 통전 기간 PLS와 통전 휴지 기간 T의 비율에 대해서는 적당하게 설정할 수 있다.
초핑 ON 시간 T1(제 2 기간) 및 초핑 OFF 시간 T2(제 3 기간)의 길이 및 그 비율은, 미리, 적정한 값으로 설정되어 있다. 본 실시 형태에서는, 초핑 ON 시간 T1에 대해서는 고정치로 설정되어 있어, 어느 인쇄 조건이나 인쇄 설정에서도 일정한 값으로 되어 있다. 한편, 초핑 OFF 시간 T2에 대해서는, 서멀 프린터(1)의 본체에 마련되어 있는 DIP 스위치(10)(조정 수단/도 2 참조) 등의 조작에 의해 조정이 가능하다. 사용자는, 이 DIP 스위치(10)를 조작하여, 각 통전 펄스의 통전 시간을 변경할 수 있다. 이에 의해, 통전 기간 PLS 중에 있어서의 총 통전 시간을 변경하고, 이에 따라 인쇄 도트 형성 중의 발열량 및 기록지(3)의 가열 온도를 변경하여, 인쇄 도트의 농도를 조정할 수 있다.
또한, 상위 장치(9)로부터 제어부(8)에 인쇄 농도 설정 커멘드를 송신하고, 이 인쇄 농도 설정 커멘드에 근거하여 초핑 OFF 시간 T2의 설정을 변경 가능하게 하는 것도 가능하다. 혹은, 인쇄 데이터 중에 인쇄 농도 설정 커멘드를 포함시켜 두고, 인쇄 중에 그 내용에 따라 인쇄 농도의 조정을 행하더라도 좋다.
본 실시 형태에서는, 이와 같이, 저속 인쇄일 때에는, 서멀 헤드(5)의 발열 소자에 의해 기록지(3)를 가열하여 인쇄 도트를 형성하고 있는 통전 기간 PLS(제 1 기간)의 기간의 전체에 걸쳐 초핑을 실행하므로, 저속 인쇄일 때에 발열 소자가 과도하게 고온이 되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 스티킹을 억제할 수 있어, 인쇄 품질의 저하를 억제할 수 있다.
(변형예)
(1) 상기 실시 형태에서는, 초핑 OFF 시간 T2의 조정을 인쇄 농도에 근거하여 행하고 있었지만, 이에 대신하거나 혹은 이에 더하여, 다른 파라미터에 근거하여 행할 수도 있다. 예컨대, 온도 검출 소자(7)에 의해 검출한 서멀 헤드(5)의 환경 온도에 근거하여 초핑 OFF 시간 T2의 설정을 변경할 수도 있다. 이와 같이 하면, 환경 온도를 고려한 발열량으로 할 수 있으므로, 기록지(3)의 가열 온도를 항상 적정 온도로 유지할 수 있다. 또한, 기록지(3)의 종류에 따른 스티킹의 발생 조건의 차이를 고려하여, 기록지(3)의 종류에 따라 초핑 OFF 시간 T2를 조정하더라도 좋다. 혹은, 통전할 때의 인가 전압의 설정이나, 서멀 헤드(5)의 축열 특성 등에 따라 초핑 OFF 시간 T2를 조정하더라도 좋다. 또한, 기록지 반송 속도에 따라, 초핑 OFF 시간 T2를 조정하더라도 좋다. 예컨대, 기록지 반송 속도가 저속이 될수록, 초핑 OFF 시간을 길게 할 수도 있다.
(2) 상기 실시 형태에서는, 초핑 ON 시간 T1을 고정치로 하고, 초핑 OFF 시간 T2를 각종 파라미터에 근거하여 조정하고 있었지만, 초핑 ON 시간 T1과 초핑 OFF 시간 T2를 모두 변경하더라도 좋다. 예컨대, 기록지 반송 속도가 저속이 될수록, 초핑 ON 시간 T1과 초핑 OFF 시간 T2를 모두 짧게 하더라도 좋다. 또한, 상술한 각종 파라미터에 근거하여 초핑 OFF 시간 T2를 변경하는 대신에, 초핑 ON 시간 T1만을 변경하더라도 좋다.
(3) 상기 실시 형태에서는, 초핑을 행할지 연속 통전으로 할지를 결정하기 위한 판정용의 임계치 속도를 60㎜/초로 설정하고 있었지만, 이 값을, 기록지(3)의 종류나 서멀 헤드(5)의 환경 온도 등에 따라 적당하게 변경할 수도 있다.
본 출원은, 2009년 11월 2일에 제출된 일본 특허 출원(특원 2009-251746)에 근거하는 것이며, 그 내용은 여기에 참조로서 포함된다.

Claims (7)

  1. 발열 소자를 갖는 서멀 헤드(thermal head)를 구비하고, 그 발열 소자에 통전하는 것에 의해 기록 매체를 가열하여 인쇄 도트를 형성하는 서멀 프린터에 있어서의 통전 제어 방법으로서,
    인쇄 도트 형성시의 상기 기록 매체의 반송 속도를 검출하고,
    검출된 상기 기록 매체의 반송 속도가 소정의 임계치를 상회할 때에는, 상기 인쇄 도트를 형성하기 위한 제 1 기간에 걸쳐 연속적으로 통전을 행하는 제 1 통전 펄스를 생성하고,
    검출된 상기 기록 매체의 반송 속도가 상기 임계치 이하일 때에는, 상기 제 1 기간보다 짧은 제 2 기간의 통전과 제 3 기간의 비통전을, 상기 제 1 기간에 걸쳐 교대로 반복하는 제 2 통전 펄스를 생성하는
    것을 특징으로 하는 통전 제어 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 통전 펄스에 있어서, 상기 제 2 기간과 상기 제 3 기간의 적어도 한쪽을, 상기 인쇄 도트의 농도와 상기 서멀 헤드의 환경 온도의 적어도 한쪽에 따라 가변으로 하는 것을 특징으로 하는 통전 제어 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 통전 펄스에 있어서, 상기 제 2 기간을 일정하게 함과 아울러, 상기 제 3 기간을 가변으로 하는 것을 특징으로 하는 통전 제어 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 통전 펄스는, 초핑(chopping)에 의해 생성되는 것을 특징으로 하는 통전 제어 방법.
  5. 발열 소자를 갖는 서멀 헤드와,
    상기 서멀 헤드에 대치하는 위치를 경유하여 기록 매체를 반송하는 반송 수단과,
    상기 발열 소자에 통전하는 것에 의해 상기 기록 매체를 가열하여 인쇄 도트를 형성하는 제어 수단
    을 구비하고,
    상기 제어 수단은,
    인쇄 도트 형성시의 상기 기록 매체의 반송 속도를 검출하고,
    검출된 상기 반송 수단에 의한 상기 기록 매체의 반송 속도가 소정의 임계치를 상회할 때에는, 상기 인쇄 도트를 형성하기 위한 제 1 기간에 걸쳐 연속적으로 통전을 행하는 제 1 통전 펄스를 생성하고,
    검출된 상기 반송 수단에 의한 상기 기록 매체의 반송 속도가 상기 임계치 이하일 때에는, 상기 제 1 기간보다 짧은 제 2 기간의 통전과 제 3 기간의 비통전을, 상기 제 1 기간에 걸쳐 교대로 반복하는 제 2 통전 펄스를 생성하는
    것을 특징으로 하는 서멀 프린터.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 2 통전 펄스에 있어서, 상기 제 2 기간과 상기 제 3 기간의 적어도 한쪽을, 상기 인쇄 도트의 농도와 상기 서멀 헤드의 환경 온도의 적어도 한쪽에 따라 변경하는 조정 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 서멀 프린터.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어 수단은, 초핑에 의해 상기 제 2 통전 펄스를 생성하는 것을 특징으로 하는 서멀 프린터.
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