(57)【要約】【課題】消費電力も抑えつつ、低温環境下における印刷品質を確保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】サーマルプリンタ１は、発熱素子８ａを加熱して印刷を行うサーマルヘッド８と、周囲環境温度を測定する温度センサー１３と、アイドル状態のときに、温度センサー１３により測定された温度データに基づいて、発熱素子８ａを印刷時よりも低いエネルギーの通電により予熱するヘッド予熱処理部２と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱素子を加熱して印刷を行うサーマルヘッドと、
周囲環境温度を測定する温度センサーと、
アイドル状態のときに、前記温度センサーにより測定された温度データに基づいて、前記発熱素子を印字時よりも低いエネルギーの通電により予熱するヘッド予熱処理部と、
を備えるサーマルプリンタ。
【請求項２】
前記ヘッド予熱処理部は、周囲環境温度に対応して設定された通電時間で前記発熱素子を予熱する、請求項１に記載のサーマルプリンタ。
【請求項３】
前記ヘッド予熱処理部は、周囲環境温度に対応して設定された通電回数で前記発熱素子を予熱する、請求項２に記載のサーマルプリンタ。
【請求項４】
印刷用紙を前記サーマルヘッドに向けて搬送する印刷用紙搬送部と、
アイドル状態のときに、前記印刷用紙搬送部のモーターを駆動するモーター予備駆動処部と、
を備える、請求項１から３のうちいずれか一項に記載のサーマルプリンタ。
【請求項５】
前記モーター予備駆動処理部は、前記モーターを繰り返し往復回転させる、請求項４に記載のサーマルプリンタ。
【請求項６】
発熱素子を加熱して印刷を行うサーマルヘッドの周囲環境温度を温度センサーにより測定する温度測定工程と、
アイドル状態のときに、前記温度センサーにより測定された温度データに基づいて、前記発熱素子を印字時よりも低いエネルギーの通電により予熱するヘッド予熱処理工程と、
を有するサーマルプリンタの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、サーマルプリンタ、サーマルプリンタの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
サーマルプリンタは、サーマルヘッドに内蔵された複数の発熱素子に電圧を印加して発熱素子を加熱し、この熱を利用して印刷が行われる。このような印刷方式は、熱転写方式や感熱方式などと呼ばれる。
サーマルプリンタの一例として、ＰＯＳ端末に接続され、ＰＯＳ端末に入力された商品に関するレシートを印字するレシートプリンタが知られている。
近年のサーマルプリンタは、様々な場面（環境）で使用されるものが開発されている。例えば、サーマルプリンタは、店頭や倉庫での使用に加えて、屋外のイベントや野外市場、宅配におけるラベルやレシートの発行などの様々な場面で使用されている。
【０００３】
サーマルプリンタにおいては、環境温度の変化、印刷するパターン及び印刷速度などに応じて発熱素子に印加する電力を調整し、様々な使用条件においても一定の印刷品質を保つ工夫がなされてる。
ところが、例えば冬期の屋外等で使用されるサーマルプリンタにおいては、印刷開始時の印刷に不安定性が見られることがある。具体的には、サーマルヘッドが十分に加熱されずに、印刷不良（例えば、かすれ等）が発生する場合がある。
そこで、サーマルヘッドを予熱して、低温環境下における印刷品質を確保する技術が提案されている。
しかし、サーマルヘッドを頻繁に予熱してしまうと、電力消費がかさんでしまい、省エネルギーの要請にそぐわない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−０９０５４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、消費電力も抑えつつ、低温環境下における印刷品質を確保することができるサーマルプリンタ、サーマルプリンタの制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態のサーマルプリンタは、発熱素子を加熱して印刷を行うサーマルヘッドと、周囲環境温度を測定する温度センサーと、アイドル状態のときに、前記温度センサーにより測定された温度データに基づいて、前記発熱素子を印字時よりも低いエネルギーの通電により予熱するヘッド予熱処理部と、を備える。
【０００７】
実施形態のサーマルプリンタは、前記ヘッド予熱処理部は、周囲環境温度に対応して設定された通電時間と通電回数で前記発熱素子を予熱する。
【０００８】
実施形態のサーマルプリンタは、印刷用紙を前記サーマルヘッドに向けて搬送する印刷用紙搬送部と、アイドル状態のときに、前記印刷用紙搬送部のモータを駆動するモーター予備駆動処理部と、を備える。
【０００９】
実施形態のサーマルプリンタは、前記モーター予備駆動処理部は、前記モータを繰り返し往復回転させる。
【００１０】
実施形態のサーマルプリンタの制御方法は、発熱素子を加熱して印刷を行うサーマルヘッドの周囲環境温度を温度センサーにより測定する温度測定工程と、アイドル状態のときに、前記温度センサーにより測定された温度データに基づいて、前記発熱素子を印字時よりも低いエネルギーの通電により予熱するヘッド予熱処理工程と、を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態のレシートプリンタの概略構成を示すブロック図である。
【図２】レシートプリンタの予熱処理のフローチャート図である。
【図３】レシートプリンタの予熱処理を説明する図であって、（Ａ）発熱素子の通電時間を示す図、（Ｂ）発熱素子の通電時間と通電回数を規定した設定表である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、実施形態のレシートプリンタを図面を参照して説明する。各図において、同一構成については同一の符号を付す。
【００１３】
〔レシートプリンタ１〕
図１は、実施形態のレシートプリンタ１の概略構成を示すブロック図である。
レシートプリンタ（サーマルプリンタ）１は、ＣＰＵ２（Central Processing Unit）に、ＲＯＭ３（Read Only Memory）、ＲＡＭ４（Random Access Memory）を備える。
また、レシートプリンタ１は、キーボード５、サーマルヘッド６、表示部７、印刷用紙搬送部８、通信部９を備える。
【００１４】
ＣＰＵ２は、レシートプリンタ１を統括的に制御する。
ＲＯＭ３は、文字フォントなどを記憶する。ＲＡＭ４は、受信バッファやワークエリアを有する。
ＲＯＭ３、ＲＡＭ４に代えて、フラッシュメモリなどの電気的に書き換え可能なＲＯＭを設けても良い。
【００１５】
キーボード５は、フィードキーなどを有し、ユーザーの操作を受け付ける。
サーマルヘッド６は、複数の発熱素子６ａを有し、この発熱素子６ａを通電により発熱させる。
【００１６】
表示部７は、複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）などを有し、レシートプリンタ１の運転（印刷）状況などを表示する。
印刷用紙搬送部８は、ステッピングモーター８ａなどを有し、サーマルヘッド６に向けて印刷用紙（感熱紙）を搬入（給紙）し、印刷された印刷用紙を搬出（排紙）する。
【００１７】
ＣＰＵ２から通信部９は、バスライン１０を介して相互に接続される。
通信部９は、通信回線１１を介して、ＰＯＳ端末１２に接続する。
ＰＯＳ端末１２は、レシートプリンタ１に印刷データを送信する。そして、ＣＰＵ２は、印刷データに対応して発熱素子６ａを選択的に加熱させて、印刷用紙に文字等を印刷する。
なお、ＣＰＵ２は、ＰＯＳ端末１２から印刷データの入力がないときは、レシートプリンタ１を電力消費を抑えたアイドル状態（印刷ジョブ待ち状態）に遷移させる。
【００１８】
レシートプリンタ１は、２つの温度センサー１３，１４を備える。
温度センサー１３は、レシートプリンタ１の内部温度を測定するセンサーであり、レシートプリンタ１の筐体内部に配置される。
温度センサー１４は、発熱素子６ａの温度を測定するセンサーであり、サーマルヘッド６に配置される。
【００１９】
温度センサー１３，１４の測定データは、ＣＰＵ２に送られる。
ＣＰＵ２は、温度センサー１３の測定データを定期的に取得して、レシートプリンタ１の内部温度を監視する。例えば、ＣＰＵ２は、レシートプリンタ１の内部温度が所定温度（例えば７０℃）を超えると、レシートプリンタ１を休止させることができる。
同様に、ＣＰＵ２は、温度センサー１４の測定データを定期的に取得して、発熱素子６ａの温度を監視する。例えば、ＣＰＵ２は、サーマルヘッド６が所定温度を超えると、レシートプリンタ１を休止させることができる。
また、ＣＰＵ（ヘッド予熱処理部、モーター予備駆動処理部）２は、レシートプリンタ１がアイドル状態のときに、温度センサー１３の測定データに基づいて、サーマルヘッド６とステッピングモーター８ａの予熱を行う。
【００２０】
〔予熱処理〕
次に、レシートプリンタ１の予熱処理（制御方法）について説明する。
図２は、レシートプリンタ１の予熱処理のフローチャート図である。
図３は、レシートプリンタ１の予熱処理を説明する図であって、（Ａ）発熱素子６ａの通電時間を示す図、（Ｂ）発熱素子６ａの通電時間と通電回数を規定した設定表である。
【００２１】
ＣＰＵ２は、ＰＯＳ端末１２から印刷データを受信したか否かを、常時、判断する（Ａｃｔ１）。印刷データを受信しない場合は、印刷データを受信するまで、この判断を繰り返す。
次に、ＣＰＵ２は、所定時間を経過しても印刷データを受信しない場合は、レシートプリンタ１をアイドル状態に遷移させる（Ａｃｔ２）。つまり、レシートプリンタ１は、最後の印刷データの受信から例えば１０分間経過しても印刷データを受信しない場合はアイドル状態になる。
【００２２】
（温度測定工程）
レシートプリンタ１をアイドル状態にすると、ＣＰＵ２は、温度センサー１３の測定データを定期的に取得する（Ａｃｔ３）。例えば１０分毎に温度センサー１３の測定データを取得する。
そして、ＣＰＵ２は、例えば５回分の測定データに基づいてレシートプリンタ１の周囲の温度（周囲環境温度）を判定する（Ａｃｔ４）。アイドル状態が数十分以上続くと、レシートプリンタ１の内部温度は、周囲環境温度とほぼ等しくなる。そこで、ＣＰＵ２は、例えば５回分の測定データの平均値を周囲環境温度と判定する。
この周囲環境温度は、ＲＡＭ４に記憶される。ＲＡＭ４に記憶された周囲環境温度は、次の測定データを取得して最新の周囲環境温度が判定されると、更新される。
周囲環境温度設定処理（Ａｃｔ３、Ａｃｔ４）は、アイドル状態が終了するまで継続して実行される。
【００２３】
（ヘッド予熱処理工程）
次に、ＣＰＵ２は、周囲環境温度に基づいて発熱素子６ａを発熱させて、サーマルヘッド６を予熱する（Ａｃｔ５）。
このとき、発熱素子６ａの温度は、印刷用紙が発色しない温度に設定される。印字時よりも低いエネルギーの通電により発熱素子６ａを発熱させる。
具体的には、図３（Ａ）に示すように、発熱素子６ａの通電時間を印刷時よりも短く設定して発熱させる。つまり、発熱素子６ａの通電時間は、印刷用紙が発色するときの通電時間よりも短い時間に設定される。サーマルヘッド６の通電時間は、後述するように、周囲環境温度に応じて段階的に設定される。
【００２４】
また、発熱素子６ａの通電は、複数回行われる（通電回数）。つまり、発熱素子６ａの予熱を一定間隔で繰り返して行う。サーマルヘッド６の通電回数も、後述するように、周囲環境温度に応じて段階的に設定される。
【００２５】
サーマルヘッド６の予熱処理において、発熱素子６ａに供給されるエネルギー（電力×時間：Ｗｈ）は、印刷時によりも低ければよい。予熱処理時の印加電力は、印刷時と同一でもよいし、異なっていてもよい。通電時間と通電回数を調整することにより、発熱素子６ａに供給されるエネルギーが印刷時によりも低くなればよい。
【００２６】
サーマルヘッド６の予熱処理において、サーマルヘッド６の予熱は、複数の発熱素子６ａの全てを加熱させてもよいし、任意の発熱素子６ａを加熱させてもよい。複数の発熱素子６ａの全てを加熱させる場合であっても、例えば隣接する発熱素子６ａを交互に加熱させるようにしてもよい。
【００２７】
図３（Ｂ）に示すように、サーマルヘッド６の予熱処理において、発熱素子６ａの通電時間と通電回数は、周囲環境温度に応じて段階的に設定される。周囲環境温度が低くなるにしたがって、発熱素子６ａの通電時間と通電回数が増えるように設定される。
【００２８】
周囲環境温度がＮｏ．１の範囲（０℃〜−３℃）にあるときは、通電時間を通常時の１０％にし、通電回数が１００回に設定される。
周囲環境温度がＮｏ．２の範囲（−３℃〜−８℃）にあるときは、通電時間を通常時の１５％にし、通電回数が１５０回に設定される。
周囲環境温度がＮｏ．３の範囲（−８℃〜−１５℃）にあるときは、通電時間を通常時の２０％にし、通電回数が２００回に設定される。
周囲環境温度がＮｏ．４の範囲（−１５℃〜−２０℃）にあるときは、通電時間を通常時の２５％にし、通電回数が２５０回に設定される。
周囲環境温度がＮｏ．５の範囲（０℃以上）にあるときは、通電時間が０ｍｓ、通電回数が０回に設定される。
【００２９】
図３（Ｂ）の設定表は、ＲＯＭに記憶される。そして、設定表の各周囲環境温度の温度範囲幅や温度範囲数は適宜変更することができる。また、発熱素子６ａの通電時間と通電回数も、適宜変更することができる。
【００３０】
（モーター予備駆動処理工程）
ステッピングモーター８ａは、低温環境下において、起動トルクが低下したり、ベアリンググリスの粘度が増したりして、モーター特性が落ちてしまう。これにより、レシートプリンタ１の印刷品質が悪化してしまう。
そこで、ＣＰＵ２は、サーマルヘッド６の予熱処理と同時に、印刷用紙搬送部８を予熱する。具体的には、ステッピングモーター８ａを往復駆動する（Ａｃｔ６）。
例えば、ステッピングモーター８ａを正方向に１ステップさせた後に、負方向に１ステップさせる動作を複数回行う。つまり、印刷用紙を繰り返し回往復させるように印刷用紙搬送部８を制御する。
ステッピングモーター８ａを駆動し続けることにより、低温環境下においてもモーター特性が維持される。また、ステッピングモーター８ａを往復駆動するので、印刷用紙が無駄に排紙（搬送）されない。
モーター予備駆動処理（Ａｃｔ６）は、ヘッド予熱処理（Ａｃｔ５）が終了するまで、継続して実行される。
【００３１】
サーマルヘッド６の予熱処理を開始すると、ＣＰＵ２は、温度センサー１４の測定データを取得して、サーマルヘッド６の温度が０℃を超えているか否かを、判断する（ステップ７）。
【００３２】
ステップ７において、サーマルヘッド６の温度が０℃以下の場合は、サーマルヘッド６の予熱処理を引き続き実行する。
そして、サーマルヘッド６の予熱処理が終了すると、ＣＰＵ２は、再度、サーマルヘッド６の予熱処理（Ａｃｔ５）とモーター予備駆動処理（Ａｃｔ６）を行う。
このとき、ＣＰＵ２は、再度、ＲＡＭ４に記憶されている周囲環境温度（Ａｃｔ４）を参照する。そして、ＲＡＭ４に記憶されている周囲環境温度に基づいて、発熱素子６ａの通電時間と通電回数が設定される。つまり、周囲環境温度の変化に応じて、サーマルヘッド６の予熱処理の内容（発熱素子６ａの通電時間と通電回数）を変化させる。
【００３３】
ステップ７において、サーマルヘッド６の温度が０℃を超えている場合は、ＣＰＵ２は、サーマルヘッド６の予熱処理を終了する。つまり、ＣＰＵ２は、サーマルヘッド６の温度が０℃を超えるまで、予熱処理（Ａｃｔ５）とモーター予備駆動処理（Ａｃｔ６）を繰り返し行う。
【００３４】
Ａｃｔ１に戻り、ＣＰＵ２は、印刷データを受信すると、アイドル状態を解除して、印刷処理を実行する（Ａｃｔ７）。
具体的には、ステッピングモーター８ａを数ステップ分搬送して、サーマルヘッド６を１ライン分駆動して１ラインの印刷を行う。すべての印刷データを出力したかを判断し、印刷が終了していなければ、印刷を繰り返す。
そして、印刷が終了すれば、印刷された印刷用紙を排紙して、印刷処理を終了する。
【００３５】
レシートプリンタ１は、アイドル状態から復帰して印刷処理を実行するときに、サーマルヘッド６の温度が０℃を超えた状態に予熱されている。このため、印刷品質を確保することができる。特に、ＣＰＵ２は、アイドル状態のときに、発熱素子６ａを印刷時よりも短い時間で複数回の通電により予熱するので、印刷がされず、印刷用紙を無駄にしない。
また、サーマルヘッド６の予熱処理を繰り返すときに、その都度、ＲＡＭ４に記憶されている周囲環境温度に基づいて、発熱素子６ａの通電時間と通電回数が設定される。このように、レシートプリンタ１は、周囲環境温度に応じてサーマルヘッド６を可変的に予熱するので、消費電力を抑えつつ、低温環境下における印刷品質を確保できる。
【００３６】
温度センサー１３により測定された複数回の温度データに基づいて周囲環境温度を判断するので、実際の周囲環境温度の変化を的確に反映することができる。
【００３７】
また、レシートプリンタ１は、サーマルヘッド６の予熱と同時に、印刷用紙搬送部８のステッピングモーター８ａを駆動するモーター予備駆動処理を行う。このため、低温環境下であっても、ステッピングモーター８ａの起動トルクの低下や、ベアリンググリスの粘度増加を防止できる。したがって、低温環境下であっても、印刷用紙が正確に搬送され、レシートプリンタ１の印刷品質を維持できる。
特に、ステッピングモーター８ａを繰り返し往復回転させるので、印刷用紙を無駄にしない。
【００３８】
上述した実施形態において、サーマルプリンタとしてレシートプリンタ１を例にして説明したが、これに限らない。サーマルプリンタは、ラベルプリンタ等であってもよい。
【００３９】
上述した実施形態において、レシートプリンタ１の内部温度を測定する温度センサー１３の測定データに基づいて周囲環境温度を判断したが、これに限らない。レシートプリンタ１の外部に、周囲環境温度を測定する専用の温度センサーを設けてもよい。
【００４０】
上述した実施形態において、ヘッド予熱処理とモーター予備駆動処理を同時に行う場合について説明したが、これに限らない。例えば、ヘッド予熱処理とモーター予備駆動処理を交互に行うようにしてもよい。また、例えば、ステッピングモーター８ａの温度を測定する専用の温度センサーを設け、この温度センサーの測定データに応じて、モーター予備駆動処理を実行するようにしてもよい。
【００４１】
上述した実施形態において、上位機種としてＰＯＳ端末１２を例にして説明したが、これに限らない。上位機種は、レシートプリンタ１に接続できるパソコンやハンディターミナルなどであってもよい。
【００４２】
モーター予備駆動処理は、ステッピングモーター８ａへの通電だけでもよい。つまり、ステッピングモーター８ａを回転させない場合であってもよい。ステッピングモーター８ａへの通電だけでステッピングモーター８ａのコイルを予熱できるからである。
【００４３】
本発明の実施形態は、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。これらの新規な実施形態は、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、変更を行うことができる。これらの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。
【符号の説明】
【００４４】
１  レシートプリンタ（サーマルプリンタ）  
２  ＣＰＵ（ヘッド予熱処理部、モーター予備駆動処理部）  
６  サーマルヘッド  
６ａ  発熱素子  
８  印刷用紙搬送部  
８ａ  ステッピングモーター  
１２  ＰＯＳ端末  
１３  温度センサー  
１４  温度センサー
【図１】
2019151010.tif 000003
【図２】
2019151010.tif 000004
【図３】
2019151010.tif 000005