(57)【要約】【課題】熱履歴制御または階調制御と高周波駆動による消音制御とを両立することができるサーマルプリンタを提供する。【解決手段】ライン状に配列された複数の発熱素子を有するサーマルヘッド１２と、１ラインの印字周期を複数の分割周期に分割する印字周期タイマ４２と、印刷するデータに応じた印刷密度を発熱素子ごとに決定する履歴データ生成回路４３と、決定された印刷密度に対応する通電単位時間のうち、少なくとも１番目の通電単位時間を含むｍ個の通電単位時間のそれぞれを分割して得られる複数の分割通電時間の通電パルスを、印字周期内で略等間隔となるように複数の分割周期のいずれかに同期してサーマルヘッド１２に出力するタイミングコントローラ４６と、を備えた。【選択図】        図４
2010069721.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ライン状に配列された複数の発熱素子を有するサーマルヘッドと、
１ラインの印字周期を予め定められた第１分割数の分割周期に分割する分割部と、
順序が定められたｎ（正の整数）個の通電単位時間を１番目からｎ番目まで加算して得られるｎ個の通電時間それぞれに対応するｎ段階の印刷密度のうち、印刷するデータに応じた印刷密度を前記発熱素子ごとに決定する決定部と、
決定された印刷密度に対応する前記通電単位時間のうち、少なくとも１番目の前記通電単位時間を含むｍ（ｍ＜ｎを満たす正の整数）個の前記通電単位時間のそれぞれを予め定められた第２分割数で分割して得られる複数の分割通電時間の通電パルスを、前記印字周期内で略等間隔となるように複数の前記分割周期のいずれかに同期して前記サーマルヘッドに出力する制御部と、
を備えたことを特徴とするサーマルプリンタ。
【請求項２】
前記印刷密度ごとに、複数の前記分割通電時間の通電パルスを前記印字周期内で略等間隔となるように同期して出力する前記分割周期を記憶する記憶部をさらに備え、
前記決定部は、さらに、決定した印刷密度に対応する前記分割周期を前記記憶部から読み出し、
前記制御部は、複数の前記分割通電時間の通電パルスを、読み出された前記分割周期に同期して前記サーマルヘッドに出力すること、
を特徴とする請求項１に記載のサーマルプリンタ。
【請求項３】
前記制御部は、決定された印刷密度に対応する前記通電単位時間のうち、前記第２分割数で分割した前記通電単位時間以外の前記通電単位時間の通電パルスを、前記分割周期のいずれか１つに同期して前記サーマルヘッドに出力すること、
を特徴とする請求項１に記載のサーマルプリンタ。
【請求項４】
前記決定部は、印刷するデータより前に印刷したデータに応じて印刷密度を補正する熱履歴制御により、印刷するデータに応じた印刷密度を決定すること、
を特徴とする請求項１に記載のサーマルプリンタ。
【請求項５】
前記決定部は、印刷するデータの階調に応じて印刷密度を決定すること、
を特徴とする請求項１に記載のサーマルプリンタ。
【請求項６】
ライン状に配列された複数の発熱素子を有するサーマルヘッドを備えたサーマルプリンタで実行させるためのサーマルヘッド制御プログラムであって、
１ラインの印字周期を予め定められた第１分割数の分割周期に分割する分割手順と、
順序が定められたｎ（正の整数）個の通電単位時間を１番目からｎ番目まで加算して得られるｎ個の通電時間それぞれに対応するｎ段階の印刷密度のうち、印刷するデータに応じた印刷密度を前記発熱素子ごとに決定する決定手順と、
決定された印刷密度に対応する前記通電単位時間のうち、少なくとも１番目の前記通電単位時間を含むｍ（ｍ＜ｎを満たす正の整数）個の前記通電単位時間のそれぞれを予め定められた第２分割数で分割して得られる複数の分割通電時間の通電パルスを、前記印字周期内で略等間隔となるように複数の前記分割周期のいずれかに同期して前記サーマルヘッドに出力する制御手順と、
を前記サーマルプリンタに実行させるためのサーマルヘッド制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、印字時に発生する異音を低減するようにサーマルヘッド駆動信号を制御するサーマルプリンタおよびサーマルヘッド制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ラインサーマルプリンタは、ライン状に構成された発熱体（発熱素子）に電圧を印加して感熱紙を発色させるか、または、インクリボンのインクを用紙に転写させることにより印字を得るプリンタである。この発色または転写の際に、用紙とサーマルヘッドまたはインクリボンとの間に食いつきが発生し、その結果として異音が発生する。ライン周期４００μｓ〜２ｍｓ程度で駆動するラインサーマルプリンタの場合、このライン周期を周波数に換算すると２．５ＫＨｚ以下となる。
【０００３】
人の耳に聞こえる可聴音周波数は２０ＫＨｚ以下であることから、サーマルヘッド駆動信号を例えば１／１６に分割することにより、周波数を増加させて可聴音域外の周波数でサーマルヘッドを駆動して印字を実行し、異音を防止する技術が提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
また、サーマルプリンタは、印字動作によりサーマルヘッドが蓄熱し、印字品質を劣化させることがある。このため、発熱素子ごとに過去の印字状態により印字時間を異ならせるようにエネルギーを制御して印字品質を確保する、いわゆる熱履歴制御を行うサーマルプリンタも存在する。熱履歴制御では、印字開始時のように過去の所定数のドット（例えば過去３ドット）の印字状態が印字なしの場合、所定の全印字時間で印字するように制御される。また、べた印字時のように過去の所定数ドットの印字状態がすべて印字ありの場合、最小限の印字時間で印字するように制御される。用紙とサーマルヘッドまたはインクリボンとの間の食いつきは主にベタ印字時に発生するため、ベタ印字時の異音が最も大きくなる傾向がある。
【０００５】
特許文献２では、熱履歴制御を行うサーマルプリンタで、１ラインの印字周期を複数に等分し、等分した周期に同期して各印刷データをサーマルヘッドに転送して駆動することにより、印字周波数を可聴音域外とし、消音効果を達成する技術が提案されている。図１２は、特許文献２のサーマルプリンタの駆動状態を示すタイミングチャートである。同図に示すように、特許文献２の方法では、印刷密度の基準となる４つのランクに対応する通電時間のそれぞれをさらに４つに分割し、４００μｓの印字周期を４等分した分割周期に同期して、各ランクに対応する印刷データを転送している。
【０００６】
また、熱履歴制御と同様に印刷密度を調整する制御手法として、発熱素子への電圧印加の程度を変更して発熱素子の温度を調整して、複数階調の印刷を実現する階調制御が知られている。
【０００７】
ここで、従来のサーマルヘッドの構成について図１３を用いて説明する。図１３は、従来のサーマルヘッド装置のブロック図である。同図に示すように、従来のサーマルヘッド１００は、発熱素子１０１−１〜１０１−ｎと、１４４ｂｉｔシフトレジスタ１０２ａ〜１０２ｃと、データラッチ回路１０３と、スイッチ回路１０４と、ヘッドコントローラ１０５とを備えている。
【０００８】
発熱素子１０１−１〜１０１−ｎは、通電されることで発熱する複数の発熱素子であり、列状に配置される。１４４ｂｉｔシフトレジスタ１０２ａ〜１０２ｃは、ヘッドコントローラ１０５からの印刷データ読込クロック信号（ＣＬＫ）に同調して、それぞれシリアル印刷データＤＩ１〜ＤＩ３を読み込みパラレル印刷データとして格納する。データラッチ回路１０３は、ヘッドコントローラ１０５からのラッチ信号（ＬＡＴ）に基づいて、１４４ｂｉｔシフトレジスタ１０２が格納しているパラレル印刷データを読み込んで格納する。スイッチ回路１０４は、発熱素子１０１−１〜１０１−ｎに対応して設けられたＡＮＤゲート１０４−１〜１０４−ｎを備え、データラッチ回路１０３からのパラレル印刷データとヘッドコントローラ１０５からのストローブ信号（ＳＴＢ）との論理積を各発熱素子１０１−１〜１０１−ｎに出力する。
【０００９】
ここで、ヘッドコントローラ１０５は、サーマルプリンタの制御装置（ＣＰＵ）１０６に制御され、クロック信号ＣＬＫ、シリアル印刷データＤＩ１〜ＤＩ３、ラッチ信号ＬＡＴ、ストローブ信号ＳＴＢを出力する。制御装置１０６は、印刷用紙の副走査方向の移動、上位装置からの印刷データの入力の状況に応じてヘッドコントローラ１０５を制御する。
【００１０】
次にこのサーマルヘッド１００の動作について説明する。
【００１１】
図１４は、図１３に示したサーマルヘッド１００の動作を示すタイミングチャートである。サーマルヘッド１００では、所定周期のクロック信号ＣＬＫ（図１４（ａ））に従い印刷１ライン毎にシリアル印刷データＤＩ＊（＊は１〜３）（同図（ｂ））を１４４ｂｉｔシフトレジスタ１０２ａ〜１０２ｃに取り込み、データラッチ回路１０３が１ラインのシリアル印刷データ（ＤＩ１〜ＤＩ３）を取り込んだ後、ラッチ信号ＬＡＴが発せられる（同図（ｃ））。この状態でデータラッチ回路１０３にはシリアル印刷データが格納された状態となり、スイッチ回路１０４のＡＮＤゲート１０４−１〜１０４−ｎにストローブ信号ＳＴＢが入力されて（同図（ｄ））各発熱素子１０１−１〜１０１−ｎはシリアル印刷データに従って発熱する。
【００１２】
これにより、印刷用紙に各発熱素子１０１−１〜１０１−ｎの発熱状態による印刷が実行される。熱履歴制御や階調制御の場合、上記のようなデータ転送処理が、１ラインの中でランク数分実行される。
【００１３】
【特許文献１】特開２０００−１５８６９２号公報
【特許文献２】特開２００８−０３６８１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、特許文献２のように１ラインの印字周期を等分した分割周期に同期してデータを転送する方法では、ランク数が多く、印字スピードが速い場合に、サーマルヘッドへのデータ転送時間が１ライン周期を超え、正常に印字できない場合があった。例えば、図１３に示すような構成で階調制御を行うサーマルヘッドで、サーマルヘッドへのデータ転送クロック周波数を１０ＭＨｚ（１００ｎｓ／ｄｏｔ）、制御階調数を１６階調（１５回のデータ入れ替え）、および１ライン印字周期を４００μｓとする。この場合、１つのデータ入力で１４４ｄｏｔ×１００ｎｓ×１５＝２１６μｓを要することになり、異音防止のために各ランクに対応する印刷データを複数回入力することが不可能となる。
【００１５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、熱履歴制御または階調制御と、高周波駆動による消音制御とを両立することができるサーマルプリンタおよびサーマルヘッド制御プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、ライン状に配列された複数の発熱素子を有するサーマルヘッドと、１ラインの印字周期を予め定められた第１分割数の分割周期に分割する分割部と、順序が定められたｎ（正の整数）個の通電単位時間を１番目からｎ番目まで加算して得られるｎ個の通電時間それぞれに対応するｎ段階の印刷密度のうち、印刷するデータに応じた印刷密度を前記発熱素子ごとに決定する決定部と、決定された印刷密度に対応する前記通電単位時間のうち、少なくとも１番目の前記通電単位時間を含むｍ（ｍ＜ｎを満たす正の整数）個の前記通電単位時間のそれぞれを予め定められた第２分割数で分割して得られる複数の分割通電時間の通電パルスを、前記印字周期内で略等間隔となるように複数の前記分割周期のいずれかに同期して前記サーマルヘッドに出力する制御部と、を備えたことを特徴とする。
【００１７】
また、本発明は、ライン状に配列された複数の発熱素子を有するサーマルヘッドを備えたサーマルプリンタで実行させるためのサーマルヘッド制御プログラムであって、１ラインの印字周期を予め定められた第１分割数の分割周期に分割する分割手順と、順序が定められたｎ（正の整数）個の通電単位時間を１番目からｎ番目まで加算して得られるｎ個の通電時間それぞれに対応するｎ段階の印刷密度のうち、印刷するデータに応じた印刷密度を前記発熱素子ごとに決定する決定手順と、決定された印刷密度に対応する前記通電単位時間のうち、少なくとも１番目の前記通電単位時間を含むｍ（ｍ＜ｎを満たす正の整数）個の前記通電単位時間のそれぞれを予め定められた第２分割数で分割して得られる複数の分割通電時間の通電パルスを、前記印字周期内で略等間隔となるように複数の前記分割周期のいずれかに同期して前記サーマルヘッドに出力する制御手順と、を前記サーマルプリンタに実行させるためのサーマルヘッド制御プログラムである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、熱履歴制御または階調制御と、高周波駆動による消音制御とを両立することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかるサーマルプリンタおよびサーマルヘッド制御プログラムの最良な実施の形態を詳細に説明する。
【００２０】
本実施の形態にかかるサーマルプリンタは、１ライン中の複数ランクの通電パルスを、印字周期を所定の分割数（第１分割数）で分割したサブタイマ周期（分割周期）に同期して出力する。このとき、例えばベタ印字時に使用するランクの通電パルスのように、分割周期より長い通電幅（通電時間）の通電パルスは、分割周期以下になるような通電パルスに分割する。そして、分割した通電パルスのそれぞれを分割周期と同期して略等間隔で出力するように制御する。これにより、ベタ印字のときに使用するランクの通電パルスに対応する周波数を、印字周期の周波数より大きくすることができる。すなわち、最も異音の大きいベタ印字時の印字周波数を可聴音域外とすることができる。
【００２１】
なお、以下では熱履歴制御を行うラベルプリンタへの適用例について説明する。適用可能な装置はこれに限られず、階調制御を行うサーマルプリンタや、ラベルプリンタ以外のサーマルプリンタにも適用可能である。
【００２２】
図１は、ラベルプリンタ１を概略的に示す側面図である。ハウジング４の外部に連続紙２を保持する用紙保持部３が設けられている。本実施の形態のラベルプリンタ１は、この用紙保持部３に保持された連続紙２をハウジング４の内部に引き込み、引き込んだ連続紙２に対してハウジング４の内部に収納された印刷機構５によって所定事項を印刷する。本実施の形態では、連続紙２としては、ロール状に巻回されたロール紙形態のラベル用紙又はタグ用紙が用いられる。
【００２３】
ハウジング４の内部には、給紙口６から排紙口７に連なる通紙経路８が形成されている。用紙保持部３において回転自在な一対の用紙保持ローラ９に転動自在に保持された連続紙２は給紙口６から通紙経路８に引き込まれ、排紙口７から排紙されるように案内されている。
【００２４】
こうして連続紙２を案内する通紙経路８には、印刷機構５が設けられている。印刷機構５は、ステッピングモータ１０（図２参照）によって回転駆動される回転自在なプラテンローラ１１と、このプラテンローラ１１に通紙経路８を介して当接するサーマルヘッド１２とを主体に形成されている。サーマルヘッド１２は、プラテンローラ１１と平行に配置された支軸１３に回動自在に支持されたヘッド保持板１４に保持されており、このヘッド保持板１４は、図示しないスプリングによってサーマルヘッド１２がプラテンローラ１１に押し付けられる方向に付勢されている。
【００２５】
ここで、印刷機構５による印刷済み連続紙２の発行形態として、本実施の形態のラベルプリンタ１では、通紙経路８において印刷機構５のすぐ下流位置に配置されたラベル剥離板１５を用いて台紙からラベルを剥離して発行する剥離発行、連続紙２をそのままの形態で発行する連続発行、及び、カッタユニット１６を用いて１ラベル毎に台紙をカットしてラベルを発行するか、あるいは、連続紙２を所定の単位でカットして発行するカット発行という３種類の発行形態の選択が可能である。ここでは、そのための構造や制御の説明は省略する。
【００２６】
図２は、ラベルプリンタ１の各部の電気的接続を示すブロック図である。プラテンローラ１１を回転駆動するためのステッピングモータ１０やサーマルヘッド１２等の各部は、ＣＰＵ１７等によって構成されたマイクロコンピュータ１８によって駆動制御される。つまり、各種演算処理を実行して各部を集中的に制御するＣＰＵ１７が設けられ、このＣＰＵ１７には固定データを固定的に格納するＲＯＭ１９と可変データを書換え自在に格納するＲＡＭ２０とがシステムバス２１を介して接続されている。ＲＯＭ１９には制御プログラムが格納され、マイクロコンピュータ１８は、ＲＯＭ１９に格納された制御プログラムに従い、ＲＡＭ２０をワークエリアとして利用しつつ各種の処理を実行する。
【００２７】
本実施の形態では、印刷機構５における印刷動作のためにマイクロコンピュータ１８に駆動制御される各部として、プラテンローラ１１を回転駆動するためのステッピングモータ１０を駆動制御するためのモータドライバ２２と、サーマルヘッド１２を制御するヘッド制御部であるヘッドコントローラ４０とが設けられている。これらのモータドライバ２２及びヘッドコントローラ４０は、システムバス２１を介してＣＰＵ１７に接続されている。
【００２８】
また、本実施の形態のラベルプリンタ１は、ライン型の印刷方式を採用することから、サーマルヘッド１２がライン状に備える多数個の発熱素子２４（図３参照）によって主走査方向の印刷を行い、連続紙２の搬送によって生ずるサーマルヘッド１２に対する連続紙２の移動によって副走査方向の印刷を行う。そこで、副走査方向の印刷のために、連続紙２の搬送タイミング等の検出が必要となり、本実施の形態では、このような検出のために透過型センサ２５と反射型センサ２６との２種類のセンサを含むセンサ部２７が通紙経路８中に配置されている。これらの透過型センサ２５と反射型センサ２６とは、Ｉ／Ｏポート２８を介してシステムバス２１に接続されている。ここで、透過型センサ２５は、連続紙２として用いられたラベル用紙におけるラベル間の台紙部分を検出するセンサであり、反射型センサ２６は、タグ用紙に印刷された位置検出用のマークを検出するセンサである。
【００２９】
さらに、本実施の形態のラベルプリンタ１では、外部機器から転送された印刷データをインターフェース２９を介して取り込み、このインターフェース２９を介して取り込んだ印刷データを変換して画像メモリ３０に展開する。なお、ＣＰＵ１７は、受信した印刷データを変換した印刷データから１ライン毎の素印刷データを出力する。そこで、それらのインターフェース２９及び画像メモリ３０も、システムバス２１を介してＣＰＵ１７に接続されている。
【００３０】
加えて、サーマルヘッド１２のヘッド基板（図示せず）にはサーミスタ及びＡＤコンバータ（いずれも図示せず）が取り付けられており、このサーミスタによる検出信号（ヘッド温度情報）はＡＤコンバータによりデジタル値に変換されてＣＰＵ１７に取り込まれるように接続されている。
【００３１】
次に、サーマルヘッド１２について詳述する。図３は、サーマルヘッド１２の構成を示すブロック図である。このサーマルヘッド１２には、図示しない電源回路からの２４Ｖを多数個、例えば４３２個の発熱素子２４（２４−１〜２４−ｎ）に選択的に印加することができるように構成されている。サーマルヘッド１２は、電圧を発熱素子２４に選択的に印加するためのスイッチ回路３３として、各発熱素子２４に対応させて、スイッチングトランジスタとして作用する複数個のトランジスタ３１（３１−１〜３１−ｎ）を備える。そして、各トランジスタ３１のオン・オフを制御するためのベースには、それぞれＡＮＤゲート３２（３２−１〜３２−ｎ）が接続され、これらのＡＮＤゲート３２からの出力信号が入力されるようになっている。
【００３２】
また、サーマルヘッド１２には、入力されるクロック信号ＣＬＫを基準クロックとして動作するＤタイプのフリップフロップ回路（ＦＦ回路）からなるシフトレジスタ３４が設けられている。このシフトレジスタ３４にはヘッドコントローラ４０で熱履歴処理がされた印刷データがサーマルヘッド１２の１ライン分ずつシリアル入力されるように構成されている。そして、そのシフトレジスタ３４にシリアル入力された１ラインを構成する印刷データはラッチ回路３５にパラレル出力されるように構成されている。各ラッチ回路３５は、データラッチ信号ＬＡＴの入力によってパラレル印刷データをＡＮＤゲート３２の一方の入力端子に入力するように構成されている。
【００３３】
一方、ストローブ信号ＳＴＢは、ヘッドコントローラ４０によって生成されてＡＮＤゲート３２のもう一方の入力端子に入力される。これにより、ＡＮＤゲート３２から出力信号が発生してトランジスタ３１のベースに出力される。こうして、対応する発熱素子２４に電圧が印加され、発熱素子２４が発熱駆動される。
【００３４】
次にラベルプリンタ１のヘッドコントローラ４０の構成および機能の詳細について説明する。図４は、ヘッドコントローラ４０の構成を示すブロック図である。
【００３５】
同図に示すように、ヘッドコントローラ４０は、分割数レジスタ４１と、印字周期タイマ４２と、履歴データ生成回路４３と、ラインメモリ４４と、ラインメモリコントローラ４５と、タイミングコントローラ４６と、を備えている。
【００３６】
分割数レジスタ４１は、印字周期タイマ４２が印字周期を分割するときに参照する予め指定された分割数（本実施の形態では１０）を記憶する。
【００３７】
印字周期タイマ４２は、分割数レジスタ４１に格納された分割数で１ラインを印刷するのに必要な印字周期（本実施の形態では、５００μｓ）を分割した分割周期（本実施の形態では５０μｓ）毎に周期信号（分割周期信号）を発生する。
【００３８】
履歴データ生成回路４３は、分割周期信号、ＣＰＵ１７からの１ライン毎の画像信号（素印刷データ）及び１ラインを構成する各画素の過去の印刷履歴（熱履歴）を受け、１画素毎における分割周期毎の印刷データであり、印刷密度を表す密度データを作成する。
【００３９】
ここで、履歴データ生成回路４３が生成する密度データの詳細について説明する。図５〜図６は、通電時間と密度データとの関係を説明するためのサーマルヘッド１２の駆動信号波形の一例を示す図である。
【００４０】
図５は、従来のように印字周期を分割せずに通電パルスを出力する場合の例を示している。同図と例と同様に、本実施の形態では、印字周期５００μｓのうち２５０μｓを通電時間とし、この通電時間を６段階の通電単位時間に分割し、それぞれ６つのランクに対応づける。具体的には、最初の１００μｓをランク１、次の４０μｓをランク２、次の３０μｓをランク３、次の３０μｓをランク４、次の３０μｓをランク５、そして最後の２０μｓをランク６として管理する。なお、これらのランクごとの通電時間（通電単位時間）は、後述するタイミングコントローラ４６の階調時間レジスタ４６ａに記憶されている。
【００４１】
本実施の形態では、密度データは、このようなランクを元に６段階で表される。具体的には、密度ｎ（ｎ＝１〜６）は、上述のように順序が定められた６個のランクの通電時間を１番目からｎ番目（ｎ＝１〜６）まで加算した通電時間で通電して得られる印刷密度を表す。例えば、密度１はランク１の通電、密度２はランク１及びランク２の通電、密度３はランク１、ランク２及びランク３の通電、密度４はランク１、ランク２、ランク３及びランク４の通電、密度５はランク１、ランク２、ランク３、ランク４及びランク５の通電、密度６はランク１、ランク２、ランク３、ランク４、ランク５及びランク６の通電に対応する。通電時間で表すと、密度１〜密度６は、それぞれ１００μｓ、１４０μｓ、１７０μｓ、２００μｓ、２３０μｓ、および２５０μｓの通電に相当する。
【００４２】
また、本実施の形態では、履歴データ生成回路４３が、印字周期タイマ４２によって生成される分割周期と同期して各ランクを通電するような密度データを生成する。図６は、分割周期である５０μｓと同期して通電パルスを出力する場合の例を示している。
【００４３】
同図に示すように、本実施の形態では、ランク１の通電時間（１００μｓ）が所定の分割数（第２分割数）である５で分割される。以下では、ランク１を５分割した各ランクをそれぞれランク１ａ〜ランク１ｅと表す。そして、１０個の分割周期である分割周期０〜分割周期９のうち、分割周期０、２、４、６、および８で、それぞれランク１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、および１ｅに対応する通電時間（２０μｓ）で通電される。
【００４４】
なお、ランク１の分割数は５に限られるものではない。また、分割したランク１に対応する通電パルスを同期させる分割周期は、分割周期０、２、４、６、および８に限られず、分割した通電パルスが、印字周期内で略等間隔で出力されれば、いずれの分割周期で出力してもよい。
【００４５】
ランク１以外のランク（ランク２〜６）は分割されず、１０個の分割周期のいずれかで通電される。同図では、分割周期１、３、５、７、および９で、それぞれランク２、３、４、５、および６に対応する通電時間で通電される例が示されている。
【００４６】
図７は、密度データと通電位置との対応の一例を表す図である。通電位置とは、通電する分割周期の位置を意味し、上述の例では分割周期０〜分割周期９のいずれかに相当する。図７に示すように、印刷密度が大きくなるにしたがい、通電される分割周期が増加していく。なお、密度１は、例えばベタ印字時に対応し、このときの周波数は１０ＫＨｚ（１００μｓ）となる。また、密度６は、例えば印字開始時に対応し、このときの周波数は２０ＫＨｚ（５０μｓ）となる。
【００４７】
このように、履歴データ生成回路４３は、密度１〜密度６の６段階の密度データを生成する。なお、密度データの段階数およびランクごとの通電時間は上記に限られるものではない。また、各ランクを通電する分割周期は上記に限られるものではない。さらに、ランク１以外のランクも分割して、複数の分割周期で通電するように構成してもよい。すなわち、ランク１を含むｍ個のランクを所定の分割数で分割するように構成してもよい。なお、ｍは、ｎを密度データの段階数（ランク数）とした場合に、ｍ＜ｎを満たす正の整数を表す。本実施の形態では、上述のように密度データを６段階（ｎ＝６）とし、ｍ＝１（ランク１のみを分割）とした場合を例に説明する。
【００４８】
次に、履歴データ生成回路４３による熱履歴制御について説明する。本実施の形態では、履歴データ生成回路４３は、熱履歴を表すアドレスと、通電位置の情報を含む密度データである出力データとを対応づけた変換テーブル４３ａを用いて印刷密度を決定し、熱履歴制御を実行する。
【００４９】
図８および図９は、熱履歴に相当する印字ドットパターンの一例を説明するための図である。図８は、印字開始時の過去３ドット前までの印字ドットパターンを示している。また、図９は、ベタ印字時の過去３ドット前までの印字ドットパターンを示している。
【００５０】
図１０は、印字ドットパターンを数値化したアドレスから変換テーブル４３ａにより出力データを生成する処理を説明するための図である。同図に示すように、本実施の形態では、現ドットから３ドット前までの４つのドット印字の有無を、ビット０からビット３までに対応させた４ビットのアドレスに数値化する。同図では、図８のような印字開始時の印字ドットパターンが、アドレス「０００１（１ｈ）」で表される例が示されている。
【００５１】
履歴データ生成回路４３は、ＣＰＵ１７から受けた過去の印刷履歴を用いてアドレスを求め、求めたアドレスに対応する出力データを変換テーブル４３ａから読み出す。
【００５２】
図１１は、変換テーブル４３ａのデータ構造の一例を示す図である。図１１に示すように、変換テーブル４３ａは、アドレスと出力データとを対応づけて格納している。出力データは、１０ビット（ビット０〜ビット９）で表される。１０ビットの各ビットは、分割周期０〜分割周期９にそれぞれ対応する。そして、各ビットが「０」のときは、対応する分割周期で通電せず、「１」のときは対応する分割周期で通電することを表している。
【００５３】
例えば、同図の２行目に示すように、例えば印字開始時に対応するアドレス「０００１」の場合は、出力データは「１１１１１１１１１１（３ＦＦｈ）」となる。この出力データは、図７では密度６に対応し、全分割周期で通電パルスが通電されることを表している。これにより、サーマルヘッド１２が冷えている印字開始時などに、発熱素子２４を十分に発熱させることができる。
【００５４】
また、同図の４行目に示すように、印字開始から連続して２ドット印字する場合に対応するアドレス「００１１（３ｈ）」の場合は、出力データは「１１１１１１１１１０（３ＦＥｈ）」となる。この出力データは、図７では密度５に対応する。各印字ドットパターンに対応する印字密度は、実験等により決定し変換テーブル４３ａに設定しておく。
【００５５】
また、同図の最下行に示すように、例えばベタ印字時に対応するアドレス「１１１１（Ｆｈ）」の場合は、出力データは「１０１０１０１０１０（２ＡＡｈ）」となる。この出力データは、図７では密度１に対応し、分割周期０、２、４、６、および８のみで通電パルスが通電されることを表している。これにより、サーマルヘッド１２の蓄熱による印字品質の劣化を防止できる。
【００５６】
図４に戻り、ラインメモリ４４は、履歴データ生成回路４３が読み出した出力データを密度データとして格納する。ラインメモリコントローラ４５は、ラインメモリ４４を制御する。
【００５７】
タイミングコントローラ４６は、分割周期信号とラインメモリ４４に格納された密度データとを受けて、サーマルヘッド１２にシリアル印刷データＤ１、クロック信号ＣＬＫ、データラッチ信号ＬＡＴ、及び許可信号であるストローブ信号ＳＴＢを出力する。
【００５８】
タイミングコントローラ４６には、階調時間レジスタ４６ａを備えている。階調時間レジスタ４６ａは、ＣＰＵ１７により設定された、ランク１からランク６の通電時間が格納されている。上述のように、本実施の形態では、ランク１からランク６に対して、それぞれ１００μｓ、４０μｓ、３０μｓ、３０μｓ、３０μｓ、および２０μｓが格納される。階調時間レジスタ４６ａの各通電時間は変更することができ、各種条件により最適な値を選択することができる。
【００５９】
次に、ヘッドコントローラ４０によって制御されるサーマルヘッド１２の動作について図６を用いて説明する。
【００６０】
まず、ＣＰＵ１７は、１ライン毎の素印刷データ（現ドット）及び１ラインを構成する各画素の過去の印刷履歴（１〜３ドット前）を履歴データ生成回路４３に送出する。なお、印刷履歴を履歴データ生成回路４３内のメモリ等に保存し、このメモリから印刷履歴を読み出すように構成してもよい。履歴データ生成回路４３は、素印刷データおよび印刷履歴に対応するアドレスを求め、変換テーブル４３ａから、求めたアドレスに対応する出力データを読み出す。そして、出力データを密度データとしてラインメモリ４４に出力する。
【００６１】
タイミングコントローラ４６は、階調時間レジスタ４６ａの設定に基づいてストローブ信号を発生し、ストローブ信号に従ってラインメモリ４４に格納された密度データをサーマルヘッド１２のシフトレジスタ３４に出力する。
【００６２】
具体的には、タイミングコントローラ４６は、１０ビットの密度データの１ビット目から順にビット値を取り出し、シリアル印刷データとしてシフトレジスタ３４に転送する。１ライン分のシリアル印刷データ（例えば４３２個の発熱素子２４から構成される場合、４３２個のシリアル印刷データ）を転送後、タイミングコントローラ４６は、ラッチ信号ＬＡＴを発生する。そして、取り出したビット位置に対応する分割周期で通電するランクの通電時間を階調時間レジスタ４６ａから取得し、取得した通電時間で通電するようにストローブ信号ＳＴＢを出力する。
【００６３】
このように、タイミングコントローラ４６からは、各分割周期の各ランクでのシリアル印刷データＤ１、クロック信号ＣＬＫ、データラッチ信号ＬＡＴ、及びストローブ信号ＳＴＢが発生される。
【００６４】
サーマルヘッド１２のラッチ回路３５は、ラッチ信号ＬＡＴを受けるたびにＡＮＤゲート３２−１〜３２−２にシリアル印刷データを出力する。ＡＮＤゲート３２−１〜３２−ｎは、このシリアル印刷データとストローブ信号ＳＴＢを基づいてトランジスタ３１をオンにする。これにより、対応する発熱素子２４−１〜２４−ｎに電圧が印加され、発熱駆動される。
【００６５】
本実施の形態では、図６に示すように、ランク１に対応する通電パルスのみを分割し、それぞれ各分割周期に同期して出力している。このため、特許文献２のように、全ランクを分割して各分割周期に同期して出力する方法のように、データ転送時間が１ライン周期を超える可能性を低減できる。
【００６６】
例えば、特許文献２で、本実施の形態のように６段階の印刷密度で印字すると仮定すると、２４回（＝６段階×４（分割数））のデータ転送処理が必要となる。一方、本実施の形態では、５分割したランク１のデータのための５回と、ランク２〜６のデータのための５回の合計１０回のデータ転送処理を実行するだけでよい。
【００６７】
なお、上記実施の形態では、サーマルヘッドの熱履歴に対応して印刷密度を制御する場合を例に説明したが、各印刷ドットの階調制御に対応して印刷密度を制御する場合にも同様の手法を用いることができる。この場合には、各階調（階調１〜階調Ｎ）に対応して１分割周期内でランクを設定して所定数のランクでサーマルヘッドに通電するようにすればよい。
【００６８】
このように、本実施の形態にかかるサーマルプリンタでは、印字周期を分割した分割周期により長い通電時間の通電パルスを、分割周期以下になるような通電時間に分割し、分割周期に同期して出力する。これにより、ベタ印字のときに使用するランクの通電パルスの通電タイミングが略等間隔で駆動される。すなわち、最も異音の大きいベタ印字時の印字周波数を可聴音域外とすることができる。また、すべてのランクの通電パルスを分割しないため、データ転送時間が１ライン周期（印字周期）を超えることにより印字不可能となる問題が生じにくい。すなわち、高精度な熱履歴制御または階調制御と、高周波駆動による消音制御とを両立することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
以上のように、本発明にかかるサーマルプリンタおよびサーマルヘッド制御プログラムは、熱履歴制御または階調制御を行うサーマルプリンタに適している。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】ラベルプリンタを概略的に示す側面図である。
【図２】ラベルプリンタの各部の電気的接続を示すブロック図である。
【図３】サーマルヘッドの構成を示すブロック図である。
【図４】ヘッドコントローラの構成を示すブロック図である。
【図５】サーマルヘッドの駆動信号波形の一例を示す図である。
【図６】サーマルヘッドの駆動信号波形の一例を示す図である。
【図７】密度データと通電位置との対応の一例を表す図である。
【図８】印字ドットパターンの一例を説明するための図である。
【図９】印字ドットパターンの一例を説明するための図である。
【図１０】印字ドットパターンを数値化したアドレスから出力データを生成する処理を説明するための図である。
【図１１】変換テーブルのデータ構造の一例を示す図である。
【図１２】従来のサーマルプリンタの駆動状態を示すタイミングチャートである。
【図１３】従来のサーマルヘッド装置のブロック図である。
【図１４】従来のサーマルヘッドの動作を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００７１】
１  ラベルプリンタ
２  連続紙
３  用紙保持部
４  ハウジング
５  印刷機構
６  給紙口
７  排紙口
８  通紙経路
９  用紙保持ローラ
１０  ステッピングモータ
１１  プラテンローラ
１２  サーマルヘッド
１３  支軸
１４  ヘッド保持板
１５  ラベル剥離板
１６  カッタユニット
１７  ＣＰＵ
１８  マイクロコンピュータ
１９  ＲＯＭ
２０  ＲＡＭ
２１  システムバス
２２  モータドライバ
２４  発熱素子
２５  透過型センサ
２６  反射型センサ
２７  センサ部
２８  Ｉ／Ｏポート
２９  インターフェース
３０  画像メモリ
３１  トランジスタ
３２  ＡＮＤゲート
３３  スイッチ回路
３４  シフトレジスタ
３５  ラッチ回路
４０  ヘッドコントローラ
４１  分割数レジスタ
４２  印字周期タイマ
４３  履歴データ生成回路
４３ａ  変換テーブル
４４  ラインメモリ
４５  ラインメモリコントローラ
４６  タイミングコントローラ
４６ａ  階調時間レジスタ
１００  サーマルヘッド
１０１  発熱素子
１０２  シフトレジスタ
１０３  データラッチ回路
１０４  スイッチ回路
１０４−１〜１０４−ｎ  ＡＮＤゲート
１０５  ヘッドコントローラ
１０６  制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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