(57)【要約】【課題】サーマルヘッドの機種変更時、あるいは、印字高速化や印字品質向上の必要性発生時に、熱履歴演算式の修正対応を容易にする。【解決手段】熱履歴演算式が組み込まれたソフトウェアプログラム２１をソフトウェア記憶媒体２０に組み込む。ＣＰＵ１０は、インタフェース部７０を経由して印字データを受信し、ソフトウェアプログラム２１をソフトウェア記憶媒体２０から読み出して印字データに対して熱履歴演算を実行し、熱履歴データを生成する。ソフトウェアプログラム２１を主記憶媒体３０に展開した後に主記憶媒体３０から読み出して実行してもよい。ＣＰＵ１０は、生成した熱履歴データをデータ転送回路４２に送出する。データ転送回路４２は、受信した熱履歴データをサーマルヘッド５０に転送する。サーマルヘッド５０は、転送された熱履歴データにより発熱体を選択的に駆動され、記録紙に所望の印字を行う。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱履歴演算ソフトウェアプログラムを記憶する記憶媒体と、前記記憶媒体から読み出した前記熱履歴演算ソフトウェアプログラムを実行し印字データから熱履歴データを生成して出力する制御部と、前記制御部から入力された前記熱履歴データをサーマルヘッドに転送するデータ転送回路とを備えたことを特徴とするサーマルヘッドの熱履歴制御方式。
【請求項２】
前記記憶媒体がフラッシュメモリであることを特徴とする請求項１記載のサーマルヘッドの熱履歴制御方式。
【請求項３】
前記記憶媒体がリードオンリーメモリであることを特徴とする請求項１記載のサーマルヘッドの熱履歴制御方式。
【請求項４】
前記記憶媒体がランダムアクセスメモリであることを特徴とする請求項１記載のサーマルヘッドの熱履歴制御方式。
【請求項５】
前記データ転送回路をゲートアレイで構成したことを特徴とする請求項１、２、３または４記載のサーマルヘッドの熱履歴制御方式。
【請求項６】
記憶媒体から熱履歴演算ソフトウェアプログラムを読み出すステップと、読み出した前記熱履歴演算ソフトウェアプログラムを実行して印字データから熱履歴データを生成するステップと、生成した前記熱履歴データをデータ転送回路に入力するステップと、入力された前記熱履歴データをサーマルヘッドに転送するステップとを備えたことを特徴とするサーマルヘッドの熱履歴制御方法。
【請求項７】
サーマルヘッドの発熱体を選択的に加熱して記録紙に印字するサーマルプリンタであって、熱履歴演算ソフトウェアプログラムを記憶する記憶媒体と、前記記憶媒体から読み出した前記熱履歴演算ソフトウェアプログラムを実行し印字データから熱履歴データを生成して出力する制御部と、前記制御部から入力された前記熱履歴データを前記サーマルヘッドに転送するデータ転送回路と、前記記録紙を走行させる記録紙搬送部とを備えたことを特徴とするサーマルプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はサーマルヘッドの熱履歴制御方式、サーマルヘッドの熱履歴制御方法およびサーマルプリンタに関し、特に、熱履歴演算式により発熱量管理を行うサーマルヘッドの熱履歴制御方式、サーマルヘッドの熱履歴制御方法、およびサーマルプリンタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、サーマルプリンタは、レーザプリンタ、インクジェットプリンタ、ドットインパクトプリンタと並んで広く使用されている。
【０００３】
サーマルプリンタにおいても高速印字の要求は高まっているが、サーマルプリンタを構成するサーマルヘッドおよびモーター等を高速に動作させるためには、ナノセカンドオーダーの制御を必要とする。
【０００４】
サーマルヘッドで連続して印字を行う場合には、常に同じ印加時間によって印字するとサーマルヘッドに熱が蓄積されるため、印字濃度が濃くなると共に、サーマルヘッドへの負荷も大きくなる。直前のドットラインのドットに印加されていた場合には、次に印字するドットへの印加エネルギーは小さくても印字濃度を保つことができる。印字を行う直前（の数ドットライン）のドットに印加されたかという履歴を取り、計算式によって印加エネルギーをコントロールすることが可能になる。このような計算を行うことを熱履歴演算といい、熱履歴演算によりサーマルヘッドへの印加エネルギーをコントロールすることを熱履歴制御という。
【０００５】
記録紙の切れ目などの場合には、直前のドットラインが印加されてから次のドットラインが印加されるまで、必ずしも連続しているとは限らない。このタイムラグが発生した場合においては、ヘッドが放熱されてしまうため、熱履歴によって定量的に作成されていた計算式に矛盾が生じてしまうことがある。この現象をインターバル時間による熱履歴演算の矛盾という。
【０００６】
従来の熱履歴制御の例が、特開平１０−１００４６７号公報に開示されている。この公報によれば、印字データによる発熱体の現在の温度の予測を行う履歴演算部と、隣接する発熱体の温度を参照しながら印字データを算出する印字データ演算部とを備え、装置内の周辺温度、印字データによる発熱体の現在の温度を冷却時間を考慮した予測、隣接する発熱体の影響の演算を行い、サーマルヘッドの温度制御を高速かつ高精度に行っている。
【０００７】
このように、高速かつ高精度の制御が必要であるため、印字ドット単位の熱履歴演算をＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ　ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ｕｎｉｔ）とは別のＬＳＩ（ｌａｒｇｅ−ｓｃａｌｅ　ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）等の半導体集積回路に演算回路を組み込むことによって熱履歴生成を行っていた。
【０００８】
図３は、従来のサーマルプリンタの全体構成ブロック図である。ＣＰＵ１１０とソフトウェア記憶媒体１２０と主記憶媒体１３０とゲートアレイ１４０とサーマルヘッド１５０と記録紙搬送部１６０とインタフェース部１７０を有する。ゲートアレイ１４０は熱履歴演算回路１４１とデータ転送回路１４２を有する。ソフトウェア記憶媒体１２０には、ＣＰＵ１１０を動作させるためのソフトウェアプログラムが必要に応じて組み込まれる。
【０００９】
図３の構成による熱履歴制御の動作フローチャートを図４に示す。ＣＰＵ１１０は、上位装置からインタフェース部１７０を介して印字データを受信し、この熱履歴演算前の印字データを主記憶媒体１３０に一時保管した後、ゲートアレイ１４０に転送する（ステップＳ２０１）。ゲートアレイ１４０に組み込まれている熱履歴演算回路１４１は、印字データに対して熱履歴演算を行って熱履歴データを生成する（ステップＳ２０２）。データ転送回路１４２は、熱履歴演算回路で生成された熱履歴データをサーマルヘッド１５０に転送する（ステップＳ２０３）。サーマルヘッド１５０は熱履歴データにより駆動されて記録紙に印字を行う（ステップＳ２０４）。記録紙の搬送は記録紙搬送部１６０により行われる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のサーマルヘッドの熱履歴制御方式は、使用するサーマルヘッドの機種を変更したとき、あるいは、印字高速化や印字品質向上の必要が生じたとき、さらに、印字ドットライン間のインターバル時間等によって生じる熱履歴演算の矛盾に対して、熱履歴演算式を修正して対応することが容易ではないという問題点があった。
【００１１】
また、熱履歴演算回路をゲートアレイに代表されるＬＳＩ等の半導体集積回路に組み込んでいるが、半導体集積回路の多大のゲートを必要とするため、回路基板への実装面積が肥大化するという問題点があった。これに伴い、製造原価も大きくなっていた。
【００１２】
本発明の目的は、使用するサーマルヘッドの機種を変更したとき、あるいは、印字高速化や印字品質向上の必要が生じたとき、さらに、印字ドットライン間のインターバル時間等によって熱履歴演算の矛盾が生じた場合にも、熱履歴演算式を容易に修正して対応可能なサーマルヘッドの熱履歴制御方式、サーマルヘッドの熱履歴制御方法およびサーマルプリンタを提供することにある。
【００１３】
また、本発明の他の目的は、実装する半導体集積回路を小型軽量化するサーマルヘッドの熱履歴制御方式、サーマルヘッドの熱履歴制御方法およびサーマルプリンタを提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明のサーマルヘッドの熱履歴制御方式は、熱履歴演算ソフトウェアプログラムを記憶する記憶媒体と、前記記憶媒体から読み出した前記熱履歴演算ソフトウェアプログラムを実行し印字データから熱履歴データを生成して出力する制御部と、前記制御部から入力された前記熱履歴データをサーマルヘッドに転送するデータ転送回路とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
本発明のサーマルヘッドの熱履歴制御方式は、前記記憶媒体がフラッシュメモリであることを特徴としてもよい。
【００１６】
本発明のサーマルヘッドの熱履歴制御方式は、前記記憶媒体がリードオンリーメモリであることを特徴としてもよい。
【００１７】
本発明のサーマルヘッドの熱履歴制御方式は、前記記憶媒体がランダムアクセスメモリであることを特徴としてもよい。
【００１８】
本発明のサーマルヘッドの熱履歴制御方式は、前記データ転送回路をゲートアレイで構成したことを特徴としてもよい。
【００１９】
本発明のサーマルヘッドの熱履歴制御方法は、記憶媒体から熱履歴演算ソフトウェアプログラムを読み出すステップと、読み出した前記熱履歴演算ソフトウェアプログラムを実行して印字データから熱履歴データを生成するステップと、生成した前記熱履歴データをデータ転送回路に入力するステップと、入力された前記熱履歴データをサーマルヘッドに転送するステップとを備えたことを特徴とする。
【００２０】
本発明のサーマルプリンタは、サーマルヘッドの発熱体を選択的に加熱して記録紙に印字するサーマルプリンタであって、熱履歴演算ソフトウェアプログラムを記憶する記憶媒体と、前記記憶媒体から読み出した前記熱履歴演算ソフトウェアプログラムを実行し印字データから熱履歴データを生成して出力する制御部と、前記制御部から入力された前記熱履歴データを前記サーマルヘッドに転送するデータ転送回路と、前記記録紙を走行させる記録紙搬送部とを備えたことを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。サーマルヘッドに組み込まれた複数の発熱体を選択的に駆動して発生する熱で記録紙等の印字媒体に所望の印字を行う方式として、次の２方式が広く行われている。一つは、サーマルヘッドと記録紙の間にインクフィルムを介在させ、インクフィルムに含有されるインクをサーマルヘッドの熱で溶融あるいは昇華させて記録紙に移転させる方式で、一般に熱転写方式と呼ばれる。もう一つは、感熱材料を塗布した記録紙を使用して、サーマルヘッドの熱で記録紙の感熱材料を直接発色させる方式で、一般にダイレクトサーマル方式と呼ばれる。本実施の形態では、サーマルプリンタとは熱転写方式のプリンタとダイレクトサーマル方式のプリンタを含むものとする。サーマルプリンタの代表例としてはレシートプリンタがある。レシートプリンタはスーパーマーケットやコンビニエンスストア等の小売店で使用されるＰＯＳ（ｐｏｉｎｔ　ｏｆ　ｓａｌｅｓ）レジスタに組み込まれてレシートを発行する装置である。
【００２２】
図１は、本発明のサーマルプリンタの全体構成ブロック図である。図１を参照すると、本発明のサーマルプリンタは、ＣＰＵ１０とソフトウェア記憶媒体２０と主記憶媒体３０とゲートアレイ４０とサーマルヘッド５０と記録紙搬送部６０とインタフェース部７０とを含む。ソフトウェア記憶媒体２０は、ソフトウェアプログラム２１を組み込まれる。ゲートアレイ４０は、データ転送回路４２を含む。
【００２３】
ＣＰＵ１０は、ソフトウェアプログラム２１をソフトウェア記憶媒体２０から読み出し、印字データに対して熱履歴演算を実行し、熱履歴データを生成する。ソフトウェアプログラム２１をソフトウェア記憶媒体２０から読み出すのではなく、ソフトウェアプログラム２１をソフトウェア記憶媒体２０から主記憶媒体３０に展開した後に主記憶媒体３０から読み出して実行してもよい。ＣＰＵ１０は、さらに、サーマルプリンタ各部の制御を行う。
【００２４】
ソフトウェア記憶媒体２０は、フラッシュメモリ、ＲＯＭ（ｒｅａｄ　ｏｎｌｙ　ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ　ａｃｃｅｓｓ　ｍｅｍｏｒｙ）等が使用される。ソフトウェアプログラム２１は、熱履歴演算を行うためのプログラムである。
【００２５】
主記憶媒体３０は、サーマルプリンタ各部で使用するデータやプログラムを格納する。
【００２６】
ゲートアレイ４０は、データ転送回路４２を搭載する。本実施の形態ではゲートアレイを使用しているが、ゲートアレイに限定されるものではなく、他の半導体集積回路であってよい。データ転送回路４２は、ＣＰＵ１０から熱履歴データを受信してサーマルヘッド５０に転送する。従来の技術では、図３に記載しているようにゲートアレイに熱履歴演算回路とデータ転送回路とを搭載していたため、一般のレシートプリンタではゲート数が約５万ゲートであったが、本実施の形態では、ゲートアレイに搭載するのはデータ転送回路のみであるためゲート数は約２万ゲートとなり、小型軽量化される。
【００２７】
サーマルヘッド５０は、複数の発熱体を有し、データ転送回路４２から転送された熱履歴データにより発熱体を選択的に駆動され、発生する熱で記録紙に所望の印字出力を行う。発熱体としては、一般に抵抗体が用いられる。前述したように、インクを塗布したインクフィルムを介在させる方式と感熱材料を塗布した感熱紙を使用する方式とがある。
【００２８】
記録紙搬送部６０は、記録紙を走行させるためのもので、プラテン、モータ、記録紙センサ等が含まれる。
【００２９】
インタフェース部７０は、上位装置またはネットワークと接続され、上位装置またはネットワークから送信されたデータの受信や、上位装置またはネットワークへのサーマルプリンタの状態通知を行う。
【００３０】
次に、動作について説明する。図２は、本発明の熱履歴制御の動作を示すフローチャートである。
【００３１】
まず、熱履歴演算式が組み込まれたソフトウェアプログラム２１をソフトウェア記憶媒体２０に組み込む（ステップＳ１）。
【００３２】
ＣＰＵ１０は、インタフェース部７０を経由して印字データを受信し、ソフトウェアプログラム２１をソフトウェア記憶媒体２０から読み出して印字データに対して熱履歴演算を実行し、熱履歴データを生成する（ステップＳ２）。ステップＳ２で、ＣＰＵ１０は、ソフトウェアプログラム２１をソフトウェア記憶媒体２０から読み出すのではなく、ソフトウェアプログラム２１をソフトウェア記憶媒体２０から主記憶媒体３０に展開した後に主記憶媒体３０から読み出して実行してもよい。
【００３３】
ＣＰＵ１０は、生成した熱履歴データをゲートアレイ４０のデータ転送回路４２に送出する（ステップＳ３）。
【００３４】
データ転送回路４２は、ＣＰＵ１０から熱履歴データを受信し、サーマルヘッド５０に転送する（ステップＳ４）。
【００３５】
サーマルヘッド５０は、転送された熱履歴データにより発熱体を選択的に駆動され、記録紙に所望の印字出力を行う（ステップＳ５）。
【００３６】
サーマルヘッド５０を異なる機種に変更する場合には、変更後の機種に依存した熱履歴演算式をソフトウェア記憶媒体２０に組み込むことによって、対応する。
【００３７】
サーマルヘッド５０を高速に動作させる場合には、熱履歴要因数を削減した演算式をソフトウェア記憶媒体２０に組み込むことによって、対応する。
【００３８】
サーマルヘッド５０から印字される品質を向上させる場合には、熱履歴要因数を増加させた演算式をソフトウェア記憶媒体２０に組み込むことによって、対応する。
【００３９】
印字ドットライン間のインターバル時間等によって生じる熱履歴演算の矛盾を解消するために熱履歴演算式の修正を行う場合は、修正された演算式をソフトウェア記憶媒体２０に組み込むことによって、対応する。
【００４０】
近年、ＣＰＵの演算速度が飛躍的に向上しているため、上述したように、熱履歴演算処理をＣＰＵで行わせることが実用上も可能となった。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、サーマルヘッドの多様な機種に対して、ＬＳＩ等の半導体集積回路の変更をすることなく、ソフトウェアプログラムを変更するだけで制御が可能であるため、容易に対応することができるという効果がある。
【００４２】
また、これと同様の理由で、サーマルヘッドをより高速動作させる必要やサーマルヘッドの印字品質をより向上させる必要が生じた場合、あるいは、印字ドットライン間のインターバル時間等によって生じる熱履歴演算の矛盾を解消する必要が生じた場合に、熱履歴演算式の修正を容易に行って対応できるという効果がある。
【００４３】
さらに、熱履歴制御に使用するＬＳＩ等の半導体集積回路のゲート数が削減できるため、半導体集積回路を小型軽量化できるという効果があり、製造原価の低減にもつながる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のサーマルプリンタの全体構成ブロック図である。
【図２】本発明の熱履歴制御の動作を示すフローチャートである。
【図３】従来のサーマルプリンタの全体構成ブロック図である。
【図４】従来の熱履歴制御の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０　　ＣＰＵ
２０　　ソフトウェア記憶媒体
２１　　ソフトウェアプログラム
３０　　主記憶媒体
４０　　ゲートアレイ
４２　　データ転送回路
５０　　サーマルヘッド
６０　　記録紙搬送部
７０　　インタフェース部
【図１】
2004025575.tif 000003
【図２】
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【図３】
2004025575.tif 000005
【図４】
2004025575.tif 000006