WO2006008857A1

WO2006008857A1 - サーマルプリンタ装置

Info

Publication number: WO2006008857A1
Application number: PCT/JP2005/005835
Authority: WO
Inventors: Makoto Sawada
Original assignee: Sanwa Newtec Co., Ltd.
Priority date: 2004-07-21
Filing date: 2005-03-29
Publication date: 2006-01-26
Also published as: JP2006027216A; TWI261031B; JP3996149B2; TW200604032A

Abstract

　サーマルプリンタ装置（１）は、昇降可能なサーマルヘッド（２７）と、このサーマルヘッド（２７）を昇降させる昇降モータ（３０）と、サーマルヘッド（２７）の上流側に配置される用紙検出センサ（Ｓ１）を備えている。用紙搬送路を通過する用紙の先端が用紙検出センサ（Ｓ１）で検出されると、その後Ｌ１だけ搬送された後にサーマルヘッド（２７）の下降が開始する。用紙の先端が記録位置に達すると、その時同時にサーマルヘッド（２７）のヘッド加熱部も記録位置Ｐにおいて用紙の先端に当接する。このようにすると、用紙を記録位置で一旦停止する必要がなく、処理時間を短縮することができる。

Description

明細書

サーマルプリンタ装置

技術分野

[0001] 本発明は、ロイコ染料と可逆顕色剤を用いた発色型可逆感熱記録材料や、その他の感熱記録材料を使用して、サーマルヘッドにより画像記録を行うことのできるサーマルプリンタ装置に関する。

背景技術

[0002] 感熱記録材料に対しサーマルヘッドを接触させて画像記録を行うサーマルプリンタ装置につ、ては多数の提案がされて、るが、ある種のタイプのサーマルプリンタ装置、たとえば、ロイコ染料と可逆顕色剤を用いた発色型可逆感熱記録材料 (例えば、特許文献 1参照。）を使用して画像記録を行うサーマルプリンタ装置では、サーマルへッドにより画像記録を行うとともに、消去ローラを使用して画像を消去できるようにしている（例えば、特許文献 2参照。 ) ₀

特許文献 1 :特開 2004— 106308公報

特許文献 2 :特開 2002— 331697公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0003] しかしながら、上記のようなサーマルプリンタ装置において、サーマルヘッドを同へッドに対向するプラテンローラ等に、常時、接触させる構造にしておくと、用紙が通過しない間に誤ってサーマルヘッドを駆動したときにサーマルヘッドの熱がプラテン口ーラにカ卩えられることになりプラテンローラゃサーマルヘッドの性能劣化等を引き起こす。そこで、用紙上に画像記録を行う場合には、用紙がサーマルヘッドの位置に搬送された時にのみサーマルヘッドを下降させ、それ以外は同ヘッドを上昇させる昇降装置を設けるようにしている。

[0004] ところが、用紙を記録位置に搬送してサーマルヘッドを下降させるようにすると、用紙を記録位置に搬送したタイミングで同用紙の搬送をー且停止する必要がある。

[0005] 本発明は、用紙の搬送動作が中断することなくスムーズとなるサーマルプリンタ装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

[0006] 本発明は、用紙を搬送する用紙搬送路と、

前記用紙搬送路上を搬送されてきた用紙に画像を記録するサーマルヘッドと、前記サーマルヘッドを昇降する昇降装置と、

前記サーマルヘッドの上流側に配置され、用紙が特定位置に搬送された状態を検出する用紙検出センサと、

前記用紙検出センサにより用紙が特定位置に搬送されたことを検出すると、その検出タイミングに基づいて前記昇降装置を駆動して前記サーマルヘッドの下降を開始する制御部と、

を備えてなることを特徴とする。

[0007] 本発明では、用紙検出センサにより用紙が特定位置に搬送されたことを検出すると、その検出タイミングに基づいて昇降装置を駆動してサーマルヘッドの下降を開始する。これにより、用紙が記録位置に到達するタイミングとサーマルヘッドが同位置にまで下降するタイミングとを合わせることができるため、用紙を記録位置でー且停止する必要がない。このため、用紙の搬送がスムーズとなり、処理時間を短縮することができる。特定位置は、例えば、用紙の先端位置である。

[0008] 本発明の制御部は、用紙の搬送速度がモードによって変わる場合、サーマルへッドの下降開始タイミングを制御する事ができる。たとえば、画像記録用のサーマルへッドにカ卩えて、画像消去用の消去ローラを備えている装置では、消去ローラで画像を消去した後サーマルヘッドで画像記録を行うモード (消去 ·記録モード）が選択できる力このモードのときの用紙搬送速度と、消去を行わずにサーマルヘッドによる画像記録だけを行う場合のモード (記録モード）のときの用紙搬送速度とでは、用紙の蓄積熱量が異なるために、両者の搬送速度を変えることが必要になってくる。そこで、制御部において、このような場合に用紙搬送速度に基づいてサーマルヘッドの下降開始タイミングを制御することで、用紙が記録位置に到達するタイミングとサーマルへッドが同位置にまで下降するタイミングとを、常に、合わせることができる。

[0009] また、本発明の制御部は、用紙の後端を選出した時に、残りの印字ライン数を演算し、用紙が通過した状態にぉ、てサ一マルヘッドによる加熱がされな、ようにする。すなわち、用紙後端検出センサが用紙の後端を検出した時に、サーマルヘッドによる残りの印字ライン数と、用紙後端までの印字可能ライン数 (すなわち、記録位置から用紙後端検出センサまでの長さ）とを比較し、前者が後者よりも大きい場合に、残りの印字ライン数を印字可能ライン数以下に設定する。これにより、サーマルヘッドが用紙後端に達したときに残りの印字ライン数がゼロとなるから、そのときサーマルヘッドを上昇させることができる。サーマルヘッドが上昇することにより、サーマルヘッドが回転しているプラテンローラに接触して損傷するのを防ぐことができる。なお、用紙後端検出センサは、用紙の特定位置を検出する用紙検出センサで兼用することが可能である。

[0010] 本発明の好ましい実施形態では、上記サーマルヘッドと、用紙上の画像を消去させる消去ローラとを備える。消去ローラは、前記サーマルヘッドの上流側の搬送路に配置され、また、用紙検出センサは、前記サーマルヘッドと前記消去ローラとの間に配置される。そして、用紙は、加熱後の冷却速度を変えることにより印字と消去を可能にする可逆性感熱記録用紙 (例えば、ロイコ染料と可逆顕色剤を用いた発色型可逆感熱記録材料)で構成される。この実施形態では、（1)記録モード、（2)消去'記録モード、（3)消去モードの 3つのモードが実現可能である。（1)の記録モードでは、消去ローラは加熱されない。（2)の消去'記録モードでは、消去ローラで用紙上の画像が消去されたのち、サーマルヘッドが下降して用紙上に画像の記録が行われる。（ 3)の消去ローラでは、消去ローラで用紙上の画像が消去されるだけであり、サーマルヘッドは上昇したままとなる。なお、サーマルヘッドによりエネルギーを各画素毎に印加すると、同ヘッド通過後にはその画素が急激に冷却される。一方、熱容量の大きな消去ローラにより用紙全体を加熱すると、用紙全体が蓄熱しているため、そのローラ通過後は各画素が徐々に冷却される。このような挙動により、サーマルヘッドによる各画素毎の記録と、消去ローラによる用紙全体の消去が行われる。

発明の効果

[0011] 本発明によれば、サーマルヘッドの上流側の特定位置に用紙が搬送されると、昇降装置によってサーマルヘッドの用紙の下降を開始するために、用紙の搬送を停止させなくても、用紙が記録位置に到達するタイミングとサーマルヘッドが同位置にまで下降するタイミングとを合わせることができる。このため、用紙を記録位置でー且停止する必要がなぐ用紙の搬送力スムーズとなり、処理時間を短縮することができる。図面の簡単な説明

[0012] [図 1]本発明の実施形態であるサーマルプリンタ装置の外観図である。

[図 2]用紙搬送路周辺の構成図である。

[図 3]制御部の構成図である。

[図 4]印字パルスパターンについて説明する図である。

[図 5]履歴制御部の動作について説明する図である。

[図 6]記録モード時の制御動作を示すフローチャートである。

[図 7]「温度低下待ち」の制御動作を示すフローチャートである。

[図 8]「温度検知」の制御動作を示すフローチャートである。

[図 9]サーマルヘッド下降時の制御について説明する図をである。

[図 10]「サーマルヘッド下降」の制御動作を示すフローチャートである。

[図 11]印字通電と印字データ転送のタイミング波形図である。

[図 12]「用紙終端処理」の動作内容について説明する図である。

[図 13]「用紙終端処理」の制御動作を示すフローチャートを示す。

[図 14]消去モード時の制御動作を示すフローチャートを示す。

[図 15]消去ローラに対する通電開始を行うための構成図および動作説明図である。

[図 16]設定温度と強制 OFF時間について説明する図である。

[図 17]消去モード時のタイマ割り込み動作を示すフローチャートである。

[図 18]上記サーマルプリンタ装置に使用可能な感熱用紙の可逆感熱層の発色濃度と温度の関係を表す図である。

発明を実施するための最良の形態

[0013] 図 1は、本発明の実施形態であるサーマルプリンタ装置の外観図を示している。

[0014] このサーマルプリンタ装置 1は、印字ヘッドであるサーマルヘッド 27と消去ローラ 23 とを備えている。このサーマルプリンタ装置 1は、前記サーマルヘッド 27により図示しないホストコンピュータカゝら受信した画像を、例えば、ロイコ染料と可逆顕色剤を用いた発色型可逆加熱記録材料力もなる用紙 60 (図 2参照。）に印刷し、前記消去ローラ 23によって、一度印刷した同加熱記録紙の画像を消去することによりこれを再利用できるようになつている。

[0015] ここで、発色性可逆感熱記録材料は、例えば、基材と、ロイコ染料と可逆顕色剤からなる可逆感熱層と、保護層とで構成される。可逆感熱層は、例えば、特許文献 1〖こ記載されている。可逆感熱層の性質は以下の通りである。すなわち、図 18の通り、感熱層を加熱して溶融状態にした後（溶融点 101を超えるように加熱する）、急速に冷却すると経路 103を迪つて、発色状態 102となる。一方、加熱して溶融状態にした後、緩やかに冷却すると経路 104を迪つて消色状態 105となる。発色状態 102において、溶融点 101よりもやや低い温度で保持しても経路 106を迪つて消色状態となる。

[0016] 上記用紙 60を使用することにより、サーマルヘッド 27によりエネルギーを各画素毎に印加すると、同ヘッド通過後にはその画素が急激に冷却され、熱容量の大きな消去ローラ 23により用紙 60全体を加熱すると、用紙 60全体が蓄熱しているため、そのローラ通過後は各画素が徐々に冷却される。このような挙動により、サーマルヘッド 2 7による各画素毎の記録と、消去ローラ 23による用紙 60全体の消去が行われる。

[0017] 図 1において、サーマルプリンタ装置 1は、上記用紙 60をセットする給紙トレイ 2を上部背面（上部供給側）に備え、また、サーマルプリンタ装置 1の下部前面（下部排紙側）に排紙トレイ 5を備えている。前記給紙トレイ 2と排紙トレイ 5との間には、装置本体内に用紙搬送部が配置されており、この用紙搬送部に沿って、後述のサーマルへッド 27と消去ローラ 23とが配置されている。また、装置本体の上部にはトップカバー 3 が開閉可能に設けられ、さらに、このトップカバー 3の右側部に操作部 4が設けられている。この操作部 4は、（1)記録モード、（2)消去'記録モード、（3)消去モードの 3つのモードの中カゝらいずれかを選択できる。記録モードは、用紙 60に対して画像を記録するだけのモード、消去モードは、用紙 60に記録されている画像を消去するだけのモード、消去'記録モードは、用紙 60に記録されている画像を消去した後続けて画像を記録するモードである。各モードにおいての用紙搬送速度 Vは、同一ではなく異なっている。すなわち、同速度 Vについては、記録モード >消去'記録モード（= 消去モード)である。 [0018] 図 2は、用紙搬送部を側面から見たときの構成図である。

[0019] 給紙トレイ 2と排紙トレイ 5間に配置される用紙搬送部には、上流側から下流側にかけて順に、給紙ローラ 20、用紙搬送路 22、消去処理部 28、冷却ファン 25、記録処理部 29、サーマルヘッド昇降位置検出センサ 33、サーマルヘッドの昇降用カム 32 が配置されている。

[0020] 消去処理部 28は、内部にヒータランプ 53を備え、アルミパイプ力もなる消去ローラ 2 3と、用紙搬送路 22を挟んで同ローラ 23に対向配置されるプラテンローラ 24を備えている。

[0021] また記録処理部 29は、サーマルヘッド 27と、用紙搬送路 22を挟んでこのサーマルヘッド 27に対向配置されるプラテンローラ 26を備えている。

[0022] これらの部材のうち、用紙搬送路 22の上方に位置するものは、可動部 21内に収納され、この可動部 21は、給紙側の端部を支点として排紙側の端部が上側に回動可能な構成となっている。この可動部 21を上記支点として回動することによって、搬送路上のジャム用紙の取り除きを容易にする。

[0023] 上記用紙搬送路 22の上方にはトップカバー 3が位置しており、また下方にはサーマルヘッド 27を昇降させるための昇降モータ 30と、用紙 60を搬送するための LF (ラインフィードの略）モータ 31とが配置されている。

[0024] 冷却ファン 25は、消去.記録モードのときに、サーマルヘッド 27による記録画像の濃度が低くならないように、消去ローラ 23を通過した用紙 60の全体を強制空冷するためのものである。

[0025] センサ類としては、トップカバー 3の開閉を検出するカバー開閉センサ S4と、用紙搬送路 22上に沿って配置され、サーマルヘッド 27と消去ローラ 23との間に配置され、用紙 60が特定位置に搬送された状態を検出する用紙検出センサ S1が設けられている。このセンサは、具体的には搬送されてきた用紙 60の先端を検出する。また、後述のように、用紙 60の後端も検出する。さらに、図示していないが、装置の周囲温度 αを検出する周囲温度検出センサを設けられている。

[0026] 前記昇降モータ 30は昇降用カム 32に連結され、消去モードの時に、サーマルへッド 27を収納するサーマルヘッドホルダ（図示せず）を上昇させ、記録モードまたは消去 ·記録モードの時にはサーマルヘッドホルダを下降させる。サーマルヘッドホルダには楕円形状の昇降用カム 32が当接していて、その長径部が上方を向く角度になるように回転させることでサーマルヘッドホルダを押し上げて上昇させ、短径部が上方を向く角度になるように回転させることでサーマルヘッドホルダをスプリング押圧及び自重により下降させる。昇降用カムの回転角度は、直角に配置された 2つのサーマルヘッド 27の昇降位置センサ 33により検出される。

[0027] 用紙検出センサ S1は、用紙 60先端の検出と用紙 60後端の検出を兼用する。用紙 60先端を検出する時には、その検出信号を制御回路 50に送り、制御回路 50においてサーマルヘッド 27の下降を開始させる。また、用紙 60後端を検出する時には、その信号を制御回路 50に送り、制御回路 50において残りの印字ライン数が用紙 60後端までの印字可能ライン数 (センサ S 1とサーマルヘッド 27による記録位置との距離に基づくライン数)よりも大きい場合に、前記残りの印字ライン数を前記印字可能ライン数以下に設定する。

[0028] 前記サーマルヘッド 27には、その内部に図示しない温度センサが設けられ、このセンサ出力が制御回路 50において監視されている。また、アルミパイプ力もなる消去口ーラ 23の温度センサも設けられており、このセンサ出力が制御回路 50にお、て監視されるようになつている。

[0029] 図 3は、制御部のブロック図である。制御回路 50からは、サーマルヘッド 27に対して記録のための印字データ等が出力され、前記昇降モータ 30、 LFモータ 31に対しては、駆動部 51、 52を介して駆動信号が出力される。 LFモータ 31に対して駆動信号を出力する駆動部 52に対しては、記録モード時の速度 VIに対するモータ駆動パルスと消去 ·記録モード時又は消去モード時の速度 V2に対するモータ駆動パルスとが出力される。また、消去ローラ 23内に配置されているハロゲンランプ力もなるヒータランプ 53に対しては、駆動部 54を介して駆動信号が出力される。

[0030] サーマルヘッド 27は、ヘッド部 27a、駆動部 27b、履歴制御部 27cを有し、また、へッド部 27aの温度を監視するための温度センサ S2が設けられている。この温度センサ S2の温度検出信号は制御回路 50に入力する。同様に、消去ローラ 23にはその表面温度を検出するための温度センサ S3が設けられており、このセンサ出力が制御回路 50に入力する。

[0031] また、制御回路 50には、操作部 4、各種センサ Sおよびホストコンピュータに接続するためのインターフェイス 55が接続されて!、る。ホストコンピュータにはプリンタ装置のドライバがインプリメントされていて、ホストコンピュータにおいて画像データに対する印刷コマンドが発生すると、その画像データがインターフェイス 55を介して制御回路 50に入力する。

[0032] さらに、制御回路 50には、テーブル TB1〜TB3がそれぞれ接続されている。印字パルスパターンテーブル TBIは、用紙 60の搬送速度に基づいて 1ドット（1画素）当たりの印字パルスパターンを設定するテーブルである。搬送速度は、記録モードの時の方が消去 ·記録モードの時よりも速く設定される。搬送速度が速い時には、あるラインの印字を行う時に、前のラインを印字した時の熱の影響度が大きいため、そのラインに対する印加工ネルギはより小さくしなければならない、そこで、一般には、搬送速度 Vが速い場合の印字パルスパターンのパルス幅は短く設定される。図 4は、 1ドットに対する上記印字パルスパターンを示している。横軸が時間、縦軸が印字パルスのオンオフを表す。図に示す印字パルスパターンのパルス幅は TEである。また、印字パルスパターンは、 1〜20の制御区間で構成され、後述のように、各制御区間のデータ（1か 0)が DMAにより制御回路 50からサーマルヘッド 27の履歴制御部 27cに対して送信される。

[0033] 図 3のタイマ値テーブル TB2は、周囲温度 (Xに基づいた上記制御区間 T (即ちタイマ値）を示している。制御区間 Tの値が大きくなれば、パルス幅 TEが広くなるため、 1 ドットあたりの印加工ネルギが大きくなる。

[0034] したがって、搬送速度 Vおよび周囲温度 αによって 1ドット当たりにカ卩えられるエネルギの大きさが変わることとなる。この例では、 1ドット当たりにカ卩えるエネルギの大きさを決めるパラメータを、搬送速度 Vと周囲温度 αとしたが、これ以外にもパラメータを設定することも可能である。

[0035] さらに、制御回路 50に接続されるヒーター温度制御テーブル ΤΒ3は、ヒータランプ 53の温度制御テーブルを示し、駆動開始時の周囲温度 aに基づいて目標となる設定温度や強制 OFF時間を設定する。これらの各テーブルを用いた詳細な制御動作については後述する。

[0036] 前記サーマルヘッド 27内に設けられている履歴制御部 27cは、搬送方向の同一ライン上の各ドットの ONZOFF履歴を考慮して今回のドットに対する印字パルスパターンを制御する。図 5はこの履歴制御部 27cの動作を示している。

[0037] 図 5 (A)において、用紙 60は、図中縦軸の矢印に示す用紙搬送方向に搬送され、サーマルヘッド 27は横軸ライン上にある。今回印字しょうとする印字ライン上の A〜C のドットを注目すると、 Aについては前回のドット Al、および前々回のドット A2が印字されていない。 Bについては前回のドット B1および前々回のドット B2がともに印字されている。 Cについては、前回のドット C1は印字され、前々回のドット C2は印字されていない。そこで、図 5 (C)の通り、今回、履歴制御部 27cに対して、印字パルスパターンテーブル TBI (図 3参照。）で選択された印字パルスパターンが入力されると、図 5 (B)—Aの通り、 Aについては、入力された印字パルスパターンのパルス幅 TEをそのまま維持したエネルギが印加され、 Bのドットに対しては、前回ドット B1および前々回ドット 1B2に対して印加したエネルギに基づく熱エネルギの影響が残っているから、図 5 (B)—Bの通り、 Aに対する 70%のエネルギの印加を行い、 Cに対しては、図 5 (B) Cの通り、前回ドット C1に対して印加したエネルギに基づく熱エネルギが残つているから、 85%のエネルギを印加する。

[0038] このようにして、履歴制御部 27cは、前回、前々回のエネルギ ONZOFF履歴に基づいて、今回のエネルギ印加量を制御する。こうすると、今回のドットに対して正確なエネルギ印加が可能になる。

[0039] 次に制御回路 50の詳細な動作についてフローチャートを参照しながら説明する。

[0040] 図 6は、記録モードが選択された場合の動作を示すフローチャートである。この記録モードは、記録モード、または消去 ·記録モードが選択された場合に実行される。

[0041] ホストコンピュータから記録すべき画像のデータを受信すると（ST1)、 ST2においてサーマルヘッド 27の「温度低下待ち」を実行する。 ST2にお!/ヽてサ一マルヘッド 2

7の温度が低下すると、 ST3において記録位置まで用紙 60を搬送するとともに、 ST

4にお!/、て「サーマルヘッド下降」の制御を行う。

[0042] 続いて、 1ドット内の印字パルスパターンの選択を行う（ST5)。この印字パルスパターンの選択は、その時の用紙搬送速度 Vに基づいて印字パルスパターン TBIを参照して行う。すなわち、記録モードが選択されている時には速度 VI、消去'記録モードが選択されている時には速度 V2 (V2く VI)であるから、設定されているモードが記録モードか消去 ·記録モードであるかによってそれぞれの印字パルスパターンが選択される。

[0043] 続いて、最初のラインの印字データが制御回路 50からヘッド部 27aに対して転送される（ST6)。

[0044] 続!、て、ステップ ST7にお!/、てタイマ値 Tの設定をタイマ値テーブル TB2を参照して行う。このタイマ値 Tは、その時の周囲温度 αに基づいて設定される。タイマ値 Τは、図 4において説明したように、印字パルスパターンの制御区間 Τを決めるためのものである。

[0045] 次に、 ST8において、 ST5〜ST7において決められた印字パルスパターン（タイマ値も含む）の DMA (ダイレクトメモリアクセス)転送が履歴制御部 27cに対して行われる。すなわち、制御区間は 1〜20であるために、各制御区間 Tに対応するデータ (0 又は 1)が 20回履歴制御部 27cに対して DMA転送される。制御回路 50は、 DMA 制御部を内蔵しているために、この ST8の DMA転送する時には、制御回路 50は（実際は CPU) DMA設定するだけでよぐその設定後は CPUは直ちに開放されるため、その他の処理を行うことができる。このため非常に効率的であり高速ィ匕に寄与することがでさる。

[0046] 上記 ST9においては、サーマルヘッド 27のへット部 27aに対し次のラインの印字データを転送する（次のラインの処理のための準備)。続いて、 ST10において用紙 60 を 1ステップ送り、 ST11において後述の「用紙終端処理」を行う。全ラインの印字が終了していなければ（ST12)、再び ST7以下の処理を行う。全ラインの印字を終了すると、サーマルヘッド 27を上昇させ (ST13)、用紙 60を排出して（ST14)終了する

[0047] 図 7は、上記 ST2の「温度低下待ち」の制御動作を示している。

[0048] ST20にお、て、上限温度フラグをチェックし、リセット状態であればなにもしな!、。

この上限温度フラグは、後述の「温度検知」によってセットされるフラグである。このフラグがセットしていれば、サーマルヘッド 27の温度を温度センサ S2によって読み取り (ST21)、 65° C以下になるまで待つ（ST22)。 65° C以下になれば、上限温度フラグをクリアして（ST23)リターンする。

[0049] 図 8は、タイマ割り込みによって一定時間ごとに実行される「温度検知」の制御動作を示している。

[0050] 最初に、サーマルヘッド 27の温度を温度センサ S2によって読み取り（ST30)、 68 ° C以上であるかどうかを判定し（ST31)、 68° C未満であれば、上限温度フラグをクリアし（ST32)リターンする。 68° C以上であれば、上限温度フラグをセットして（S T33)リターンする。

[0051] 次に、図 6の ST4の「サーマルヘッド下降」について説明する。

[0052] 図 9は、「サーマルヘッド下降」の動作の概要を示す図である。

[0053] 用紙搬送路 22上を搬送されてくる用紙 60の先端を用紙検出センサ S1が検出すると、その検出信号は制御回路 50に出力され、その検出タイミングに基づいて制御回路 50は昇降モータ 30を駆動するタイミングを決定して、サーマルヘッド 27の下降を開始させる。図 9 (A)は用紙 60の先端を用紙検出センサ S1が検出したときを示す。図 9 (B)は、用紙 60がさらに搬送され、距離 L1だけ進んだ状態を示す。このとき、サ一マルヘッド 27の下降が開始される。図 9 (C)の通り、用紙 60が記録位置 Pに達すると、その時同時にサーマルヘッド 27のヘッド加熱部が用紙 60先端に当接する。この後、用紙 60の搬送とともにサーマルヘッド 27による画像の印字動作が行われていく。上記距離 L1は、用紙 60の搬送速度に応じて変えられる。搬送速度が早ければ、 L 1は短くなる。

[0054] 図 10は、「サーマルヘッド下降」の制御動作を示している。

[0055] ST40において用紙検出センサ S1によって用紙 60の先端を検知すると、サーマルヘッド 27の下降開始位置までのパルス数 (用紙 60の搬送ステップ数で表され、距離 L1に相当する。）Nを設定する。なお、パルス数 Nは、記録モードと消去'記録モードとでは用紙 60の搬送速度が異なるためにそれらのモードによって変わってくる。記録モードのときの搬送速度は 50mmZsであり、消去 ·記録モードのときの搬送速度は 3 OmmZsである。パルス数 Nは、搬送速度が早い記録モードの方が大きく設定される。そこで、この ST41において、設定されているモードに応じてパルス数 Nを設定する。 ST42、 ST43において、設定されたパルス数 Nが 0になるまで待ち、 N = 0となつときにサーマルヘッド 27の下降を開始する。 N = 0の状態が図 9 (B)に示す状態である

[0056] 以上の動作により、記録位置 Pにおいて、サーマルヘッド 27のヘッド加熱部と用紙 60との先端とを正確に一致させることができ、記録位置 Pにおいて用紙 60をー且停止させる必要がない。また、制御回路 50は、用紙 60の先端が記録位置 Pに達し、且つその時にサーマルヘッド 27のヘッド加熱部が用紙先端に当接しているタイミングを知ることができるために、この時力サーマルヘッド 27に対して画像データに基づく印字エネルギを印加することで、負荷のな、状態でサーマルヘッド 27にエネルギを印加することを防ぐことができるとともに、サーマルヘッド 27が回転しているプラテン口ーラ 26に接するのを防ぐこともできる。

[0057] 次に、図 6の ST5〜ST9の動作について図 11を参照して説明する。

[0058] ST5においては、 1ドット内の印字パルスパターンが印字パルスパターンテーブル TBI (図 3参照。）に基づいて選択され、 ST6において最初のラインの印字データがサーマルヘッド 27のヘッド部 27aに転送される。図 11においては、横軸が時間軸である。前記最初のラインの印字データが「印字データ転送」の Aに対応している。なお、用紙 60の搬送速度は、この例では、 50mmZsに設定されており、これにより、図 1 1に示すとおり、 2. 5ms毎にタイマ割り込みが発生してモータ送りが行われる。

[0059] 「印字データ転送」の Aで示す最初の印字データがヘッド部 27aに転送されてラッチされると、図 11の（a)のタイミングで印字通電が開始される。すなわち、 ST8において印字パルスパターンの DMA転送が行われる。この DMA転送と同時に（（b)のタイミングで)次のラインの印字データ (Bで示す）が転送される。上記 (a)のタイミングでサーマルヘッド 27の履歴制御部 27cに対して DMA転送される印字パルスパターンは、上述のように、印字パルスパターンテーブル TBIおよびタイマ値テーブル TB2を参照して ST5および ST7によって設定されている。なお、図に示す例では、印字通電区間をサーマルヘッド 27の右半分と左半分に分けて行って!/、る。このようにして、印字パルスパターンを (a)のタイミングで DMA転送させることで、制御回路 50の CP Uは（a)のタイミング直後、印字パルスパターン送信に関するソフト的な負担から開放されるから他の動作を行うことが可能になる。このため、高速処理が可能となる。

[0060] 次に、図 6の ST11の「用紙終端処理」について、図 12、図 13を参照して説明する

[0061] 図 12は、用紙検出センサ S1が用紙 60の後端を検出した状態を示している。制御回路 50に含まれている画像データ記憶メモリ 80には、サーマルヘッド 27により印字する画像データが記憶され、 1ページ毎に更新される。また、 RAM上には、サーマルヘッド 27による残りの印字ライン数 Rが記憶されている。この残りの印字ライン数尺がゼロになった時点でサーマルヘッド 27の印字が終わる。

[0062] 図 12において、センサ S1と記録位置 Pとの間隔 Qは、用紙 60後端までの印字可能ライン数 Rを示している。この状態において、図 12に示すように、 R> (いであるなら、 R =Qとなるように、 RAM上の残りの印字ライン数を R Qに書き換える。これにより、後述するように、用紙 60後端 60が記録位置 Pを通過した時には画像データ記憶メモリ M内に印字すべき画像データが残っていても、サーマルヘッド 27が上昇し、それ以降、サーマルヘッド 27にエネルギが印加されることがなぐまた、回転しているプラテンローラ 26にサーマルヘッド 27が接することもな!/、。

[0063] 図 13は、「用紙終端処理」の制御動作を示すフローチャートである。

[0064] ST50において、用紙 60後端が用紙検出センサ S1で検知されると、 R>Qの判定が行われ、 R>Qであれば、 Rを Qに設定する（ST52)。

[0065] 上記のようにして印字動作が行われ全てのラインに対する印字が終了すると（図 6 の ST12)、制御回路 50は昇降モータ 30を駆動することによってサーマルヘッド 27を上昇をさせる（図 6の ST13)。

[0066] 次に、消去モード時の動作について説明する。この消去モードは、消去モード、および、消去 ·記録モードの時に実行される。

[0067] 図 14は、この消去モード時の制御動作を示すフローチャートである。

[0068] ST60において、「消去ローラ通電開始」を実行する。続いて、温度センサ S3による消去ローラ 23の表面温度を計測し、 ST62において、ヒーター温度制御テーブル TB 3を参照して、その時の温度（開始時温度）に対応して制御目標となる設定温度と強制 OFF時間を設定する。ヒーター温度制御テーブル TB3を参照すると、たとえば、開始時温度が 100° C以上であれば、設定値が 147° Cであり、強制 OFF時間は 1 00msである。また、開始時温度が 20° Cから 100° Cの間である時は、設定値が 14 5° Cであって、強制 OFF時間が 50msである。

[0069] 次に、 ST63に進んでタイマ割り込みにより「消去割り込みスタート」を実行する。 ST 64において、目標温度に達したかどうかを判断し、達していれば、 ST65において用紙 60の搬送を開始する。なお、サーマルヘッド 27はこの時上昇している力消去 '記録モードの場合は、用紙 60先端が用紙検出センサ S1に達するとサーマルヘッド 27 の下降が開始される。

[0070] 図 15は、 ST60の「消去ローラ通電開始」を実行するための構成図および波形図を示している。商用電源 70は、リアタトル 71およびトライアツク 72を介してハロゲンランプカもなるヒータランプ 53に供給されている。トライアツク 72は、ゼロクロス制御回路 7 3でゼロクロス制御され、さらにこのゼロクロス制御回路 73には、駆動部 54から制御パルスが入力する。ゼロクロス制御回路 73は，トライアツク 72の ONZOFFタイミングを電源電圧のゼロクロスタイミングとするゼロクロス制御を行う回路であって、このゼロクロス制御を行うことによって通電時の突入電流を防ぐことができる。また、このゼロクロス制御回路 73に対して図 15 (C)に示すように通電開始時力徐々にゼロクロス制御期間を増やす制御パルスを入力する。これにより、図 15 (B)に示すように、ゼロクロス制御を行いながら、トライアツク 72に通電する時間を徐々に長くしていくことができる。したがって、ヒータランプ 53には一気に電流が流れることがなくなり、突入電流が流れることによる部品の性能劣化や破損、また、周囲の電子機器に対する悪影響を防止することができる。

[0071] 図 16は、 ST62において設定する設定温度および強制 OFF時間について説明する図である。横軸が時間軸、縦軸が消去ローラ温度ないし、ヒータランプ 53の通電のオンオフを表す。ヒータランプ 53に対して通電する時の開始時の消去ローラ温度が低い場合と高い場合とでは、その後の通電に伴う温度上昇の挙動が異なってくる。すなわち、消去ローラ 23の熱容量が大きいと、加熱に対する温度上昇の変化が鈍くなるために、温度センサにて目標温度を確認した時点で通電を OFFしても、しばらくは温度上昇が続く。また、ヒータランプ 53に対して通電する時の開始時の消去ローラ温度が低い場合と高い場合とでは、その温度上昇の程度が異なる。そこで、ヒータランプ 53への通電を開始した時には、目標温度よりも手前に一定の設定温度を設定し、また、ヒータランプ 53に対して通電開始した時の開始時温度（消去ローラ 23の温度）によってその設定温度を変える（開始時温度の高い場合の設定温度をより高くする）。そして、この設定温度に達した時点で電力供給を OFFする。また、設定温度に達した時から一定の強制 OFF時間を設定し、その OFF時間を経過した後に温度コント口ールを可能にするとともに、その強制 OFF時間はヒータランプ 53に対して通電開始した時の開始時温度によってその長さを変えている。

[0072] 上記のように制御する理由は、ヒータランプ 53に対して通電開始した時の開始時温度がより高い場合のほうが消去ローラ 23に対する蓄熱量が大きいため、設定温度をより高くしたり強制 OFF時間をより長く設定するほうが望ましいからである。

[0073] そこで、図 3のヒーター温度制御テーブル TB3に示すように、開始時温度が 20° C 〜100° Cの場合には、設定温度を 145° C、強制 OFF時間を 50msに設定し、開始時温度が 100° C以上の場合には、設定温度を 147° C、強制 OFF時間を 100 msに設定する。

[0074] 図 17は、図 14の ST63の「消去割込スタート」のタイマ割込動作を示している。

[0075] ST70にお!/、て強制 OFFフラグがセットされて!/、るかどうかの判定を行、、 ST71において消去ローラ 23の温度計測を温度センサ 53において行う。温度が異常時である場合には（ST72)、エラーフラグをセットし（ST73)、ヒータランプ 53を OFFして（S T74)リターンする。

[0076] 上記 ST72において、計測温度が正常時の時には、 ST75において、計測温度が設定値をオーバーしているかどうかの判定を行う。この設定値は、図 14の ST62において、ヒーター温度制御テーブル TB3を参照して得られた値である。設定値をォーバーしていなければ、 ST76においてヒータランプ 53を ONしてリターンする。

[0077] ST75において、設定値をオーバーしていれば、 ST77において強制 OFFフラグをセットし、 ST78において強制 OFF時間 Mを設定し、ヒーターを OFFする（ST79)。

[0078] 上記 ST70において、強制 OFFフラグがセットしていれば、 ST80において、強制 O FF時間 Mから 1単位時間（ここでは、 25ms)デクリメントし、 ST81において、 M = 0 かどうかの判断を行い、 M = 0の時に強制 OFFフラグをクリアする（ST82)。 M = 0でない場合には、 ST74に進んでヒーターを OFFする。したがって、強制 OFFフラグがセットされると、 ST78で設定された強制 OFF時間 Mだけヒータランプ 53に対する電力供給が OFF状態となる。

[0079] このようにして、消去モード時と記録 ·消去モード時の消去期間には、消去ローラ 23 のヒータランプ 53に対し、目標温度の手前の設定温度に対する温度制御が行われ、図 14の ST64において目標温度に達するのを待ち、目標温度に達した段階で用紙 6 0の搬送が行われる。したがって、この制御によれば、消去ローラ 23の熱容量を考慮して、より正確に目標温度に制御されるようになる。

[0080] 本実施形態ではさらに次の制御が行われる。

[0081] 第 1に、サーマルヘッド 27を保護するために、サーマルヘッド 27の昇降状態をサーマルヘッド 27の昇降位置センサ 33で常時監視し、サーマルヘッド 27が上昇位置（待機位置)またはプラテンローラ 26に接していない状態では、サーマルヘッド 27に対し駆動信号が出力されないようにし、また、サーマルヘッド 27への駆動電圧が遮断されるようにする。これにより、サーマルヘッド 27が上昇位置にある時には、誤ってサーマルヘッド 27に対しエネルギが印加されるのを防ぐことができる。

[0082] 第 2に、サーマルヘッド 27に対してエネルギを印加して印字動作を行っている時に、用紙検出センサ S1と他の図示しない搬送路上に設けられているセンサとによって、用紙 60のジャムが生じたかどうかを監視する。用紙 60のジャムが生じた場合には、直ちにサーマルヘッド 27に対するエネルギの印加を停止する。これによつて、サーマルヘッド 27の温度上昇が過度になるのを防ぐことができる。

[0083] 第 3に、図 17の ST72において、消去ローラ 23の温度計測値が異常値であるかどうかの判定をしている力この判定は、計測した温度自体が異常である場合は勿論、前回の計測温度値力異常な変化をした場合 (微分値が大き!/、)も異常値であるとして検出する。

Claims

請求の範囲

[1] 用紙を搬送する用紙搬送路と、

前記サーマルヘッドの上流側に配置され、用紙が特定位置に搬送されたことを検出する用紙検出センサと、

を備えてなるサーマルプリンタ装置。

[2] 前記制御部は、用紙搬送路上を搬送される用紙の搬送速度を設定可能であって、前記用紙搬送速度設定手段により設定された用紙搬送速度に基づいて前記サーマルヘッドの下降開始タイミングを制御することを特徴とする請求項 1記載のサーマルプリンタ装置。

[3] 前記用紙検出センサは、用紙の先端が特定位置に搬送された状態を検出する請求項 1又は 2記載のサーマルプリンタ装置。

[4] 前記サーマルヘッドの上流側に配置され、搬送されている用紙の後端を検出する用紙後端検出センサを備え、

前記制御部は、前記用紙後端検出センサが前記用紙の後端を検出したときに、前記サーマルヘッドによる残りの印字ライン数と、前記用紙後端までの印字可能ライン数とを比較し、前記サーマルヘッドによる残りの印字ライン数が前記用紙後端までの印字可能ライン数よりも大きい場合に、前記残りの印字ライン数を前記印字可能ライン数以下に設定すること特徴とする請求項 1〜3のいずれかに記載のサーマルプリンタ装置。

[5] 前記用紙を、加熱後の冷却速度を変えることにより印字と消去を可能にする可逆性感熱記録用紙で構成し、

前記サーマルヘッドの上流側の搬送路に配置され、用紙を加熱することにより、その加熱後の徐冷によって用紙上の画像を消去させる消去ローラを備え、前記用紙検出センサを、前記サーマルヘッドと前記消去ローラとの間に配置した、請求項 1〜4のいずれかに記載のサーマルプリンタ装置。