JP2013203011A

JP2013203011A - プリンタ

Info

Publication number: JP2013203011A
Application number: JP2012076656A
Authority: JP
Inventors: Yuichiro Hatanaka; 雄一郎畠中
Original assignee: Toshiba Tec Corp
Current assignee: Toshiba Tec Corp
Priority date: 2012-03-29
Filing date: 2012-03-29
Publication date: 2013-10-07

Abstract

【課題】バッテリを用いて印字するときに、印字によるバッテリの電圧降下を見込んだ通電制御を行なうことで、印字品質の良いプリンタを提供する。
【解決手段】バッテリにより供給された電力で駆動される印字画素がライン状に配列された印字ヘッドを用いて印字媒体に印字するプリンタにおいて、前記印字ヘッドの１行の印字ラインで同時に通電するドット数を計数する計数手段と、第１印字ラインに通電する前記計数手段で計数したドット数を通電することで降下する前記バッテリの降下電圧を予測する第１予測手段と、前記第１印字ラインの次に印字する第２ラインに同時に通電する前記計数手段で計数したドット数を通電することで降下する前記バッテリの降下電圧を予測する第２予測手段と、前記第１予測手段と第２予測手段で予測された予測降下電圧に基づいて、前記第２ラインを印字する前記印字ヘッドの通電時間を決定する電力決定手段とを備えたプリンタとした。
【選択図】図４

Description

本発明の実施形態は、バッテリにより電力供給を受けて印字するプリンタに関する。

用紙に印字するために、サーマルヘッドを用いて感熱式の用紙に過熱して発色させる、あるいは、サーマルヘッドの熱によって、転写リボンのインクを用紙に転写して印字するプリンタが知られている。また、印字ヘッドを動かすことなく用紙の横幅方向の１ラインを印字できるようにするために、サーマルヘッドの長さを用紙の幅程度としたラインサーマルヘッドを用いたものがある。このようなラインサーマルヘッドは、長さが例えば２インチや４インチ程度のものであり、１インチ当たり２００ないし３００ドットの画素（発熱体）があるものが用いられることがある。

ラインサーマルヘッドを用いることで、用紙を搬送しながら用紙の幅全体にわたって一度に印字するために、印字速度が速くすることができる。

ところで、サーマルヘッドは、他の印字ヘッドなどを用いたプリンタに比べて小型化しやすいために、バッテリで駆動されるプリンタに多く用いられる。しかし、一度に多くの画素を通電する場合、例えば用紙の幅全体にわたる罫線を印字する場合に、通電する画素の数が非常に大きく、バッテリに大きな負荷がかかる。

そこで、バッテリの負荷を減らすために、罫線の１ラインの印字を複数回の通電に分けて印字することが行なわれているが、１本であるはずの印字結果を見るとラインに段差がある線で印字されてしまうことがあり、また、１本のラインを複数回の通電で印字するために多くの時間が必要となり、高速の印字には適さない。

このために、一度の通電で罫線全体を印字することが望まれるが、このような印字を行なうと、つまり、一度に大量の画素に通電を行なうと、きわめて大きな電流が流れるため、バッテリの電圧が低下して思うような印字結果が得られないことがある。

ところで、バッテリで駆動する印刷装置において、次のラインに印字するデータから、次のラインが印字できるか否かを判断し、印字できないようであれば印字できる文字サイズを小さくするものがある。

特開２００６−１５９８２４号公報

次のラインの印字を行なうために十分なバッテリ電圧があったとしても、印字することによりバッテリの電圧は低下する。また、この現象は、多くの画素に通電を行なうと顕著に現れる。当該印字ラインの電圧降下を予測して、文字を小さくするなどができれば通電量を少しは抑制可能であるが、罫線のようにサイズを変えられない印字を行なう場合には、通電量は変えられない。また、できるだけ速い印字速度とするためには、直前の印字ラインの通電が終わってから当該印字ラインへ通電するまでが極めて短い時間であるため、バッテリ電圧を計測してから電圧降下を予測する処理が間に合わない可能性がある。

ここで、バッテリ電圧が降下すると、通電によるサーマルヘッドの各画素が印字に十分な温度に足りずに、印字結果がかすれたり薄く見えたりする。

本実施例では、バッテリにより供給された電力で駆動される印字画素がライン状に配列されたドットヘッドを用いて印字媒体に印字するプリンタにおいて、前記ドットヘッドの１行の印字ラインで同時に通電するドット数を計数する計数手段と、第１印字ラインに通電する前記計数手段で計数したドット数を通電することで降下する前記バッテリの降下電圧を予測する第１予測手段と、前記第１印字ラインの次に印字する第２ラインに同時に通電する前記計数手段で計数したドット数を通電することで降下する前記バッテリの降下電圧を予測する第２予測手段と、前記第１予測手段と第２予測手段で予測された予測降下電圧に基づいて、前記第２ラインを印字する前記ドットヘッドの通電時間を決定する電力決定手段とを備えたプリンタとした。

この実施の形態のサーマルプリンタの電気ブロック図。このサーマルプリンタに設けられたＲＯＭ内に形成された標準通電時間を記憶するエリアを示す図。このサーマルプリンタに設けられたＲＯＭ内に形成された印字ドットすうと温度によって降下する予測電圧を記憶するエリアを示す図。このサーマルプリンタが実行する処理を示すフローチャート。このサーマルプリンタが実行する処理を示すフローチャート。このサーマルプリンタで印刷した場合の具体的な例を示す図。このサーマルプリンタで補正した通電時間および、供給電圧で比較した比を示す図。

以下、図１ないし図６を用いて、この実施の形態のサーマルプリンタをラベルに印字するラベルプリンタで説明する。

図１はこの実施の形態のサーマルプリンタの電気ブロック図、図２はこのサーマルプリンタに設けられたＲＯＭ内に形成された標準通電時間を記憶するエリアを示す図、図３はこのサーマルプリンタに設けられたＲＯＭ内に形成された印字ドット数と温度によって降下する予測電圧を記憶するエリアを示す図、図４はこのサーマルプリンタが実行する処理を示すフローチャート、図５はこのサーマルプリンタが実行する処理を示すフローチャート、図６はこのサーマルプリンタで印刷した場合の具体的な例を示す図、図７はこのサーマルプリンタで補正した通電時間と、供給電圧で比較した比を示す図である。

ラベルプリンタ１は、長尺の台紙に複数のラベルが連続して貼り付けられたラベル用紙に印字するもので、図１に示すように、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）２、後述する領域が形成されたＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）３、表示用のバッファや印字バッファ、その他のワークエリアとして機能するＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）４、ラベルに印字するための画素（発熱抵抗体）が用紙の幅方向に１つのラインとして配列されたサーマルヘッド５、各種データを入力するキーボード６、キーボード６から入力されたデータなどを表示する表示器７、ラベル用紙を搬送するためサーマルヘッド５に対向して配置されたモータ８、センサ制御部９がバスライン１０によって接続されている。センサ制御部９には、温度センサ１１と電圧センサ１２が接続されている。温度センサ１１はプリンタ内の周囲温度を検出するセンサで、電圧センサ１２はバッテリ１３の出力電圧を計測するセンサである。

ＲＯＭ３には、図２に示す標準のサーマルヘッド５への通電時間テーブル２１と、図３に示す印字するときに通電するドット数と温度センサ１１によって計測された温度に応じて変わる印字後に降下する予測電圧を記憶する予測電圧テーブル２２が設けられている。

通電時間テーブル２１は、バッテリ１３に電圧降下がないときの標準の通電時間を示すものである。すなわち、バッテリ１３が満充電の状態である場合に、温度センサ１１で計測した温度に応じて、サーマルヘッド５に通電する通電時間を変えるようにするためである。この例では、周囲温度が０度、１０度、２０度、３０度、４０度の温度の場合の通電時間を示してあるが、計測した温度が表の各温度のプラス５度からマイナス５度の範囲にある場合に、この表にある通電時間を用いてもよいし、計測した温度が入る範囲の２つの温度から所定の計算式で通電時間を求めるようにしてもよい。

図３は、１ラインで降下するバッテリ１３の出力電圧を、周囲温度と印字ドット数、さらにはバッテリ１３の初期電圧に応じてマトリックス状に示したものである。なお、この初期電圧値とは、印字を開始する前に計測した電圧値である。また、処理の詳細は後述するが、当該ライン降下電圧はあるラインを印字中にこのラインの印字で降下する電圧であり、次ライン降下電圧とは当該ラインの次のラインの印字で降下する電圧である。

次に、このラベルプリンタ１が実行する処理を説明する。電源が投入されると、今回の電源投入の前に表示されていた情報が表示器７に表示される。通常は、ラベルを印字発行するための印字情報である。次に、今から印字するラベルの情報を入力する。印字フォーマットを変えなければ印字データだけを入力し、印字フォーマットが変わる場合には、ＲＯＭ２などに記憶しているフォーマットを呼び出すことで、印字フォーマットは変更可能である。

キーボード６から印字指令が入力されると、図４および図５に示すフローチャートが実行される。まず、ＲＡＭ４に設けた印字するラインをカウントするカウンタの値Ｎを「０」とし（Ａｃｔ１）、温度センサ１２で周囲温度を検出し（Ａｃｔ２）、バッテリ１３の初期電圧を取得し（Ａｃｔ３）、第Ｎライン目のデータを読み出す（Ａｃｔ４）。ところで、０ライン目に印字するデータはない。第Ｎラインのデータを読み出したら、図２の通電時間エリアから周囲温度に応じた通電時間を決定し（Ａｃｔ５）、読み出した通電する画素数と周囲温度およびバッテリ電圧から予測されるバッテリの降下電圧を演算する（Ａｃｔ６）。そして、次のライン、つまり第（Ｎ＋１）ラインのデータを読み出して（Ａｃｔ７）、バッテリ１３の電圧を電圧センサ１２で検出して（Ａｃｔ８）、第Ｎラインの通電時間を補正する（Ａｃｔ９）。

そして、サーマルヘッド５への第Ｎラインの通電を行なう（Ａｃｔ１０）。なお、０ライン目の場合には、この通電処理を行なわないようにしてもよい。そして、サーマルヘッド５に通電を行なっている間に、第Ｎラインの通電する画素数と周囲温度から予測されるバッテリ１３の降下電圧を演算し（Ａｃｔ１１）、第Ｎ＋１ラインの通電する画素数と周囲温度から予測されるバッテリ１３の降下電圧を演算する（Ａｃｔ１２）。そして、通電を開始してからＡｃｔ９で決定した通電時間が経過したかを判断して（Ａｃｔ１３）、経過していなければ経過するまでＡｃｔ１３の処理を繰り返して行い、経過すれば通電を停止し（Ａｃｔ１４）、次の行の処理にするためにカウンタＮに１を加えて（Ａｃｔ１５）、すべての印字が終了したか、つまり、印字バッファに保存したすべての印字データをサーマルヘッドに供給したかを判断し（Ａｃｔ１６）、印字が終了していなければＡｃｔ７の処理から行なう。印字が終了したならば、このフローチャートから抜ける。

次に、印字を開始するときのバッテリの初期電圧が１２．３Ｖ、周囲温度０度で、６００画素を連続５ライン印字するときの例で説明する。

まず、１ライン目の通電時間を決めるために、０ライン目でのバッテリ１３の電圧降下を求める。ここで、０ライン目では図３のテーブルからバッテリ１３の電圧降下は発生しない。従って、図６の当該ライン降下電圧は０となる。次に、１ライン目は、６００画素の印字データがあるので、図３のテーブルから０．７Ｖの電圧降下が見込まれることが分かる。そこで図６の次ライン降下電圧は０．７となる。次に、予測降下電圧を計算する。予測降下電圧は、次の式で表される。

予測降下電圧＝計測電圧＋当該ライン降下電圧＋次ライン降下電圧
−初期電圧
なお、予測降下電圧が０よりも小さい値となったときには、０とする。
この予測降下電圧を用いて、予測電圧を次の式で計算する。
予測電圧＝計測電圧−予測降下電圧
この予測電圧は、当該ラインの印字中に当該ラインを印字していることで発生するバッテリ１３の電圧降下と、次ラインを印字したときに発生する電圧降下を予測して、次ラインに供給する通電時間を決めるために行なうものである。供給されるバッテリ電圧が低下すると、各画素に供給されるエネルギーが小さくなるため、これを補填するために通電時間を長くする。

図６について、あらためて説明する。まず、当該ライン降下電圧は、前述したように図３の予測電圧テーブル２２から、１ライン目：０．７、２ライン目：０．７、３ライン目：０．７、４ライン目：０．７、５ライン目：０となり、次ライン降下電圧は、同様に１ライン目：０．７、２ライン目：０．７、３ライン目：０．７、４ライン目：０．７、５ライン目：０．７となる。計測電圧は、図４のＡｃｔ８で計測した電圧である。供給電圧は実際に供給された電圧、つまり、各ラインの印字後に測った電圧であって、次のラインの計測電圧と同じものである。予測降下電圧および予測電圧は、上述した計算式で求めたものである。

具体的な例として、図６の１ライン目と４ライン目について、さらに詳細に説明する。１ライン目では計測電圧が１２．３Ｖとなり、供給電圧は１１．６Ｖとなる。そして、当該ライン降下電圧、次ライン降下電圧はともに、０．７Ｖとなることから、予測降下電圧は１．４Ｖ（＝計測電圧１２．３Ｖ＋当該ライン降下電圧０．７Ｖ＋次ライン降下電圧０．７Ｖ−初期電圧１２．３Ｖ）となり、予測電圧は１０．９Ｖ（＝計測電圧１２．３Ｖ−予測降下電圧１．４Ｖ）となる。

同様に４ライン目について、計測電圧は１０．８Ｖで、供給電圧は１０．７Ｖ、当該ライン降下電圧と次ライン降下電圧はともに０．７Ｖであり、計算式によると−０．１Ｖになるが、マイナスの数値の場合には０Ｖとするので、予測降下電圧は０となる。これにより予測電圧は計測電圧と同じ１０．８Ｖとなる。

図７は、このサーマルプリンタで補正した場合に、計算式から求められる通電時間と、予測電圧と供給電圧で比較した比を示す図である。

まず、通電時間は、上述したように予測電圧が求められるので、所定の計算式から適正なエネルギーとなるようにすることができる。

次に、予測されるバッテリ１３の電圧が求められるので、印加されるエネルギーは次の計算式で求めることが可能である。つまり、
補正後の印加エネルギー＝補正前の印加エネルギー×(印字開始時電圧)^２
÷(予測電圧)^２
となる。

この補正後の印加エネルギーは１ライン先、つまり次ラインの印加エネルギーとなる。図６に示す供給電圧から求めたエネルギーと予測電圧から求めたエネルギーを比べると、その差は最大で３％である。電圧降下を予測せずに印字を行った場合はエネルギーの差が２０％程度になることに比べると、印字をほぼ適正な印加エネルギーとなっている。つまり、１ライン前に補正した印加エネルギーを算出することで、それぞれのラインに応じた印加エネルギーを得ることができ、良好な品質の画像を得ることができる。

ところで、バッテリ１３の特性として、この実施の形態で１１．４Ｖ以上と電圧が十分に高いときに１ラインの印字を行なうと、０．７Ｖの電圧降下が発生するが、通電を繰り返し行なってバッテリ電圧がある電圧まで低くなったときに１ラインの印字を行なっても、電圧降下が発生しなくなる。

このように、このラベルプリンタ１では、サーマルヘッド５に供給される印字中のラインの次のラインの電圧を、印字中の当該ラインとその次に印字する次ラインのドット数、周囲温度、バッテリ１３の初期電圧、と当該ラインの印字直前に測定した計測電圧によって算出する。そして、この計測した電圧に応じた通電時間を設定することで、サーマルヘッド５に必要にして十分な電気エネルギーを与えることができるので、印字品質の良い印字を行なうことができる。また、印字する画素数に応じて印字により降下する電圧を異なるものとしていることから、バッテリから電流が多く流れる場合と、電流が比較的少なく流れる場合とで、予測するバッテリ１３の電圧降下を変えているため、より適正な電気エネルギーをサーマルヘッドに与えることができる。

上記したテーブルは、バッテリ１３やサーマルヘッド５、用紙を搬送するためのモータ８、その他制御部での電力消費に応じて設定する必要がある。

また、サーマルヘッド５以外でも、バッテリ１３で駆動することができ、通電する画素数に応じて通電量が変わるラインヘッドであれば、インクジェット式プリンタやドットインパクト式プリンタなどにも適用できる。

このように、上記の実施の形態例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、修正を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１・・ラベルプリンタ
５・・サーマルヘッド
６・・キーボード
８・・モータ
１１・・温度センサ
１２・・電圧センサ
１３・・バッテリ

Claims

バッテリにより供給された電力で駆動される印字画素がライン状に配列された印字ヘッドを用いて印字媒体に印字するプリンタにおいて、
前記印字ヘッドの１行の印字ラインで同時に通電するドット数を計数する計数手段と、
第１印字ラインに通電する前記計数手段で計数したドット数を通電することで降下する前記バッテリの降下電圧を予測する第１予測手段と、
前記第１印字ラインの次に印字する第２ラインに同時に通電する前記計数手段で計数したドット数を通電することで降下する前記バッテリの降下電圧を予測する第２予測手段と、
前記第１予測手段と第２予測手段で予測された予測降下電圧に基づいて、前記第２ラインを印字する前記印字ヘッドの通電時間を決定する電力決定手段と
を備えたプリンタ。
前記印字ヘッドで前記第１印字ラインの印字を開始する電圧を計測する電圧計測手段をさらに備え、
前記電力決定手段は、前記電圧計測手段で計測した電圧から前記第１予測手段と前記第２予測手段で予測した予測降下電圧を引いた電圧に基づいて通電時間を決定する
請求項１記載のプリンタ。
１ライン中に同時に通電するドット数で前記印字ヘッドの１ラインを印字した場合に前記バッテリが降下する電圧値を想定したテーブルをさらに備え、
前記第１予測手段は前記電圧計測手段で計測した電圧値から前記テーブルの該当電圧を引いて求める
請求項２記載のプリンタ。
周囲温度を計測する温度センサと、
前記温度センサが計測した温度に応じて前記印字ヘッドの１ラインを印字した場合に前記バッテリが降下する電圧値を想定したテーブルをさらに備え、
前記第１予測手段は前記電圧計測手段で計測した電圧から前記テーブルの該当電圧を引いて求める
請求項２記載のプリンタ。
前記第２予測手段は前記第１予測手段で予測した電圧値から前記テーブルの該当電圧を引いて求める
請求項２または請求項３に記載のプリンタ。
前記テーブルは、前記電圧計測手段で計測した電圧値によって降下する電圧が異なるテーブルである
請求項３ないし請求項５のいずれか記載のプリンタ。