(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルスに応答して、記録ドットを生成する多数の記録加熱素子を有するサーマル・プリント・ヘッド（８６）と、
（ａ）少なくとも部分的に、前記サーマル・プリント・ヘッドに供給される電圧レベルに基づいて、パルス幅に対応する値を計算するステップと、
（ｂ）駆動される前記サーマル・プリント・ヘッドの記録加熱素子数と、加熱素子抵抗と、プリント・ヘッド電圧とを決定するステップと、
（ｃ）決定された加熱素子抵抗とプリント・ヘッド電圧で、前記加熱素子が駆動された場合に、消費される電流の量を計算するステップと、
（ｄ）前記計算された電流の量に対応する制限パルス幅値を取得するステップと、
（ｅ）前記計算されたパルス幅値と前記制限パルス幅値のうち小さい方に等しいパルス幅を有するパルスを駆動されるべき前記加熱素子に送るステップとを、実行するようプログラムされた中央処理ユニット（７４）を含むサーマルレコーダ（４４）。
【請求項２】
前記制限パルス幅値を取得する前記ステップは、前記計算された量の電流値をルックアップ・テーブルで参照することにより実行される請求項１記載のサーマルレコーダ。
【請求項３】
パルスに応答して、記録ドットを生成する多数の記録加熱素子を有するサーマル・プリント・ヘッド（８６）と、少なくとも部分的に、前記サーマル・プリント・ヘッドに供給される電圧レベルに基づいて、パルス幅に対応する値を計算する手段（７４）と、駆動される前記サーマル・プリント・ヘッドの加熱素子数と、加熱素子抵抗と、プリント・ヘッド電圧とを決定する手段（７４）と、決定された加熱素子抵抗とプリント・ヘッド電圧で、前記素子が作動された場合に、消費されるであろう電流の量を計算する手段（７４）と、前記計算された電流の量に対応する制限パルス幅値を生成する手段（７４）と、前記計算されたパルス幅値と前記制限パルス幅値のうち小さい方に等しいパルス幅を有するパルスで、前記素子をパルス駆動させる手段（９８、１００）とを有するサーマルレコーダ（４４）。
【請求項４】
前記制限パルス幅値を生成する前記手段は、制限パルス幅値のルックアップ・テーブルを含む請求項３記載のサーマルレコーダ。
【請求項５】
（ａ）記録紙を、記録ドットを生成する多数の記録加熱素子を有するサーマル・プリント・ヘッドに対向させて置くステップと、
（ｂ）少なくとも部分的に、前記サーマル・プリント・ヘッドに供給される電圧レベルに基づいて、パルス幅に対応する値を計算するステップと、
（ｃ）駆動される前記サーマル・プリント・ヘッドの素子数と、加熱素子抵抗と、プリント・ヘッド電圧とを決定するステップと、
（ｄ）決定された加熱素子抵抗とプリント・ヘッド電圧で、前記素子が駆動された場合に、消費されるであろう電流の量を計算するステップと、
（ｅ）前記計算された電流の量に対応する制限パルス幅値を決定するステップと、
（ｆ）作動される前記素子にパルスを送るステップであって、前記パルスは、前記計算されたパルス幅値と前記制限パルス幅値のうち小さい方に等しいパルス幅であるサーマル・レコーディング方法。
【請求項６】
データ取得サブシステム（２０）と、多数の素子を有するサーマル・プリント・ヘッド（８６）と、前記データ取得サブシステムから取得データを受け取り、印刷のために前記取得データを前記サーマル・プリント・ヘッドに送るように結合された処理サブシステム（２２）と、電池（２６）とを含み、前記処理サブシステム、前記データ取得サブシステム、および前記サーマル・プリント・ヘッドは、電池電力モードにおいて前記電池によって電力供給されるシステムであって、前記処理サブシステムは、
（ａ）少なくとも部分的に、前記電池によって前記サーマル・プリント・ヘッドに供給される電圧レベルに基づいて、パルス幅に対応する値を計算するステップと、
（ｂ）駆動される前記サーマル・プリント・ヘッドの素子数と、加熱素子抵抗と、プリント・ヘッド電圧とを決定するステップと、
（ｃ）決定された加熱素子抵抗とプリント・ヘッド電圧で、前記素子が作動された場合に、消費されるであろう電流の量を計算するステップと、
（ｄ）前記計算された電流の量に対応する制限パルス幅値を取得するステップと、
（ｅ）駆動される前記素子に、前記計算されたパルス幅値と前記制限パルス幅値のうち小さい方に等しいパルス幅を有するパルスを送るステップとを、実行するようにプログラムされているシステム。
【請求項７】
前記限界パルス幅値を取得する前記ステップは、前記計算された量の電流をルックアップ・テーブルに入力することにより実行される請求項６記載のシステム。
【請求項８】
前記処理サブシステムは、（ａ）から（ｅ）の前記ステップを遂行する前記中央処理ユニット（７４）を含む請求項６記載のシステム。
【請求項９】
前記携帯型機器は患者モニタである請求項６記載のシステム。
【請求項１０】
前記電池から前記サーマル・プリント・ヘッドに電流が流れるのに通過する電子回路ブレーカ（５６）と、前記電子回路ブレーカと前記サーマル・プリント・ヘッドとの間に設けられた接合部に、電気的に結合された蓄電コンデンサ（６２）とをさらに含む請求項６記載のシステム。
【請求項１１】
前記限界パルス幅値を取得する前記ステップは、電流の前記計算量を、前記サーマル・プリント・ヘッドのデューティ・サイクルを表す多数の値のそれぞれ１つについて、前記電子回路ブレーカが落ちる最大電流を表す値を含むルックアップ・テーブルに入力することによって行われる請求項１０記載のシステム。
【請求項１２】
携帯型機器（１６、１８、２０）と、前記携帯型機器に結合されたサーマルレコーダ（４４）とを含むシステムであって、前記サーマルレコーダは、パルス幅を有するパルスに応答して記録ドットを生成する多数の素子を有するサーマル・プリント・ヘッド（８６）を含み、前記携帯型機器は、データ取得サブシステム（３４）と、前記データ取得サブシステムから取得データを受け取り、記録のために前記取得データを前記サーマルレコーダに送るために結合された処理サブシステム（２２）と、電池電力モードにおいて前記処理サブシステムと、前記データ取得サブシステムと、前記サーマル・プリント・ヘッドとに電力を供給する電池（２６）と、前記電池電力モードにおいて前記電池から前記サーマル・プリント・ヘッドに電流が流れるのに通過する電子回路ブレーカ（５６）とを含み、前記サーマルレコーダは、前記電子回路ブレーカが落ちるのを防止するために、前記パルス幅を抑制するパルス幅抑制システム（７４）を含み、前記パルス幅抑制システムは、
（ａ）少なくとも部分的に、前記電池によって前記サーマル・プリント・ヘッドに供給される電圧レベルに基づいて、パルス幅に対応する値を計算するステップと、
（ｂ）駆動される前記サーマル・プリント・ヘッドの素子の数と、加熱素子抵抗と、プリント・ヘッド電圧とを決定するステップと、
（ｃ）決定された加熱素子抵抗とプリント・ヘッド電圧で、それらの素子が駆動された場合に、消費されるであろう電流の量を計算するステップと、
（ｄ）前記計算された電流の量に対応する制限パルス幅値を取得するステップと、
（ｅ）駆動される前記素子にパルスを送るステップであって、前記パルスは、前記計算されたパルス幅値と前記制限パルス幅値のうち少ない方に等しいパルス幅を有するステップとを実行するようプログラムされている中央処理ユニットを含むことを特徴とするシステム。
【請求項１３】
前記制限パルス幅値を取得する前記ステップは、電流の前記計算量を、前記サーマル・プリント・ヘッドのデューティ・サイクルを表す多数の値のそれぞれ１つについて、前記電子回路ブレーカが落ちる最大電流を表す値を含むルックアップ・テーブルに入力することによって行われる請求項１２記載のシステム。
【請求項１４】
前記携帯型機器は、前記電子回路ブレーカと前記サーマル・プリント・ヘッドとの間に設けられた接合部に、電気的に結合された蓄電コンデンサをさらに含む請求項１２記載のシステム。
【請求項１５】
前記携帯型機器は患者モニタである請求項１２記載のシステム。
【請求項１６】
患者モニタと、前記患者モニタに結合されたサーマルレコーダとを含み
、前記患者モニタは、電子回路ブレーカと電池とを含むシステムであって、前記サーマルレコーダは、パルス幅を有するパルスに呼応して記録ドットを生成する多数の加熱素子を有し、前記サーマル・プリント・ヘッドは、電池電力モードにおいて、前記電子回路ブレーカを介して前記電池によって電力供給され、また、前記サーマルレコーダは、前記サーマル・プリント・ヘッドに電力を供給している間に、前記電子回路ブレーカが落ちることを防止するために、前記パルス幅を抑制するパルス幅抑制システムを含み、前記パルス幅抑制システムは、
（ａ）少なくとも部分的に、前記電池によって前記サーマル・プリント・ヘッドに供給される電圧レベルに基づいて、パルス幅に対応する値を計算するステップと、
（ｂ）駆動される前記サーマル・プリント・ヘッドの素子の数と、加熱素子抵抗と、プリント・ヘッド電圧とを決定するステップと、
（ｃ）決定された加熱素子抵抗とプリント・ヘッド電圧で、前記素子が作動された場合に、消費される電流の量を計算するステップと、
（ｄ）前記計算された電流の量に対応する制限パルス幅値を取得するステップと、
（ｅ）駆動される前記素子にパルスを送るステップであって、前記パルスは、前記計算されたパルス幅値と前記限界パルス幅値のうち少ない方に等しいパルス幅を有するステップとを実行するようにプログラムされている中央処理ユニットを含むシステム。
【請求項１７】
前記患者モニタは、前記電子回路ブレーカと前記サーマル・プリント・ヘッドとの間に設けられた接合部に、電気的に結合された蓄電コンデンサ（６２）をさらに含む請求項１６記載のシステム。
【請求項１８】
電子回路ブレーカを有する電池駆動患者モニタによって取得されるデータの、サーマル・レコーディング方法であって、
（ａ）記録ドットを生成する多数の素子を有するサーマル・プリント・ヘッドに対向させてサブストレートを置くステップと、
（ｂ）少なくとも部分的に、電池によって前記サーマル・プリント・ヘッドに供給される電圧レベルに基づいて、パルス幅に対応する値を計算するステップと、
（ｃ）駆動される前記サーマル・プリント・ヘッドの素子の数と、加熱素子抵抗と、プリント・ヘッド電圧とを決定するステップと、
（ｄ）決定された加熱素子抵抗とプリント・ヘッド電圧で、前記素子が駆動された場合に、消費されるであろう電流の量を計算するステップと、
（ｅ）前記計算された電流の量に対応する制限パルス幅値を決定するステップであって、前記制限パルス幅値は、前記計算量の電流が消費されたときに、前記電子回路ブレーカが落ちないように設定されるステップと、
（ｆ）駆動される前記素子にパルスを送るステップであって、前記パルスは、前記計算されたパルス幅値と前記制限パルス幅値のうち少ない方に等しいパルス幅を有するステップとを含む方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一般的にサーマルレコーダを有する携帯型電池駆動機器に関し、特に、病院内または他の患者治療環境における移送中、患者を観察するのに使用する電池駆動機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
患者に治療を施す際には、医療用診断機器を用いて患者を観察する必要があることが多い。このような機器の１つの種類は、患者モニタであり、心電図データ、心臓出力データ、呼吸データ、心拍酸素測定データ、血圧データ、体温データおよび他のパラメータ・データを取得して、患者を観察することができる。特に、患者と共に移動させることができ、患者の移送中にも継続的に観察を可能にする軽量携帯型モニタが存在する。
【０００３】
遠隔地または患者移送中における観察を容易にするために、最近の携帯型患者モニタは、充電可能な電池によって駆動される。充電時間が短くて、長時間使用可能な電池は、モニタの使用可能性を最大にする。先進のモニタは、電池寿命を最大化し、そのメンテナンスおよび交換を低減するスマート電池管理システムを有する。これらの患者モニタは、患者を移送する前および／または後に、たとえば患者のベッドサイドで使用する従来のあらゆる電源システムに差し込むこともできる。ベッドサイドでは、先進の患者モニタは、患者観察効率を向上するために、ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）を介して、中央ステーションに接続することができる。更に、最も進んだ患者モニタは、モニタが接続性を損なわずに移動性を得ることができるように無線オプションを内蔵する。かかるモニタは、効率を高めるために、病院の情報システムからの人口動態データや研究室データについてもサポートする。
【０００４】
一体型電池電源を備えた携帯型患者モニタは、容易な取り扱いが可能な小型の人間工学的パッケージとして購入可能である。通常、かかるモニタは、病院内輸送時でのラフな取り扱いに耐えることができるよう落下試験された頑丈なデザインを有している。取付けオプションによって、これらのモニタは、ヘッドボード／フットボード、サイドレール、ロールスタンドおよびＩＶポールでの使用に合理的に適したものとなっている。小型のデザインは、部分的にはフラット・ディスプレイ・パネルの使用により達成される。カラーまたはモノクロの画面は、全ての数字や多数の波形を表示可能である。
【０００５】
取得されるデータを表す波形や数字を表示することに加えて、先進の患者モニタは、取得したデータを記憶して分析する中央処理システムを有する。特に、中央処理システムは、取得したデータを分析するアルゴリズムを備えてプログラムされている。中央処理システムは、ケーブル接続または無線接続の何れかを介して表示用のディスプレイ・パネルおよびＬＡＮへのデータ転送を制御する。また、中央処理システムは、サーマルレコーダにデータを送信し、サーマルレコーダは記録紙（以下、紙と略記）にデータを印刷する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
携帯型電池駆動機器などの、電力が限定された環境で使用するサーマルレコーダは、ピーク電力需要を制限する信頼性のある手段が必要である。通常、サーマルレコーダは、システム電力のかなりの部分を消費する。この電力消費は、特に、リード線障害（たとえば、リード線が患者の胸から落ちてしまうこと）などの心電図（ＥＣＧ）装置の人為的失敗の間や、電気外科ユニット（ＥＳＵ）が使用されているときに極限レベルに達することがあり、そのため、サーマルレコーダによって消費される電力にスパイクが生ずる。サーマルレコーダによって要求されるハイ・ピーク電力需要によって、ホスト電源の設計者は、電力供給に特別な配慮をしなければならない。ホスト電源は、必要とされるピーク電力を送出するのに十分な大きさの容量を有していなければならず、そのため、より大きく、複雑で費用がかかる電源が必要になる。これらの要件は、特に小型で軽量であるという典型的な前提条件の携帯型機器については、独自の設計上の問題となる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、携帯型電池駆動機器に接続されたサーマルレコーダの消費ピーク電力を抑制する方法および装置に関する。好適な実施態様によれば、ピーク電圧を抑制するという課題に対して、サーマルレコーダのソフトウェア的解決手法と電池駆動機器のハードウェア的解決手段とを組み合わせる。
【０００８】
ハードウェア的解決手段は、フィルタおよび電子回路ブレーカを使用する。回路ブレーカ電流検知抵抗器と出力コンデンサがＲＣフィルタを形成するとともにサーマルレコーダの大規模電流蓄積部を構成し、回路入力部にあるピーク電力需要を平均化する。電気回路ブレーカは電流抑制機能を発揮し、所定のアンペア・レベルを超える電流を通過させない。これによって、サーマルレコーダからの所定のアンペア・レベルを超えるピーク需要は、出力蓄積コンデンサから供給される。これらのピーク需要が一定の時間にわたって続く場合には、電子回路ブレーカが落ちて、サーマルレコーダへの電力は遮断される。
【０００９】
サーマルレコーダに含まれるソフトウェアは、パルス幅抑制テーブルを使用する。サーマルレコーダは、プリント・ヘッドを横切るように引き出される特殊な被覆がなされた紙の表面に、ドットを生じさせることにより画像を作成するという原理に基づいて動作する。プリント・ヘッド内の加熱素子によるドットの生成においては、大量の電流を消費する場合がある。電流の振幅は、加熱生成されるドットの数に左右される。画像の濃淡は加熱素子の駆動時間の長さによって制御される。この駆動時間の長さは供給電圧の変化などの外部要因があるので、一定の画像濃度を維持するためにサーマルレコーダ・ソフトウェアによって変化されねばならない。本発明の好適な実施態様によれば、加熱素子の駆動時間の長さは、ピーク電流需要を抑制するため、ドット生成サイクルごとに制御される。
【００１０】
本発明はまた、消費されるピーク電力を抑制するように、サーマルレコーダをプログラムする方法も包含している。この方法によれば、サーマルレコーダによって適用されるべき時間の長さの制限またはパルス幅の制限は、ハードウェアから経験的に得られる。この方法のステップは次のとおりである。まず、電子的負荷をハードウェアに接続する。サーマルレコーダによって使用されるドット生成サイクルの周波数に等しい定期的負荷がかかる。負荷のデューティ・サイクルを、多数の異なった値に設定し、各設定された値について、電子回路ブレーカが落ちて、最大電流の対応する値が記録されるまで、負荷をゆっくりと上げる。次に、最大電流を、各々のデューティ・サイクル値と共にグラフ化して、グラフ化したデータに適合する等式を決定する。この等式は次に、パルス幅制限ルックアップ・テーブルを作成するために使用し、このテーブルをサーマルレコーダ内部のメモリに記憶する。多数のパルス幅制限テーブルを組み込むことにより、多様なホスト供給電圧および電流の制限を計算することに関して更なる拡張を行うことができる。
【００１１】
サーマルレコーダがドット生成に必要なパルス幅を計算する際に、この値を得て、それをパルス幅制限テーブルから引き出された値と比較して、２つの値のうち小さい方を使用する。制限テーブルからのパルス幅を使用する場合には、そのドット生成サイクルで生成されるドット濃度をうすくする効果を有する。ドット濃度は、電子回路ブレーカを落とさないのに必要な程度にまでだけうすくされる。パルス幅が抑制されている生成画像の部分は、通常、ＥＣＧリード線障害またはＥＳＵ干渉によって生ずる人為的失敗に限定される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１に示した既知の携帯型患者モニタは、ハウジング２とハウジングの頂部につながったハンドル４とを含む。フラット・ディスプレイ・パネル６は、ハウジング２の正面に形成された略矩形の窓に設けられている。ユーザインターフェイスは、キーパッド８を形成する複数のキーと、ユーザが特定のメニューを選択し絞り込むことが可能ないわゆる「トリム」ノブ１０とを含む。ディスプレイ・パネル６は波形と数値データを表示する。一対の電池ＡおよびＢの状態はディスプレイ・パネルの右方下部に示される。
【００１３】
図１に示した携帯型電池駆動患者モニタは、通常、取得したデータを記録するためサーマルレコーダに接続される。本発明は、サーマルレコーダと、電池からサーマルレコーダに電力を提供する手段とに関するが、説明を完全にするために、患者モニタの内部構造の一般的説明を行う。
【００１４】
図２に示した患者モニタは、プロセッサ／電力管理サブアセンブリ１６、ディスプレイ・サブアセンブリ１８およびデータ取得システム・モジュール２０を含む。これらのそれぞれを以下で説明する。
【００１５】
プロセッサ／電力管理サブアセンブリ１６は、電源ボード２４を介して交流主電源から電力が供給されるプロセッサ・ボード２２を含む。別法として、プロセッサ・ボード２２は、例えば患者の移送中など患者モニタが主電源から切断されているときには、充電可能電池２６から電力が供給されるよう構成されている。プロセッサ／電力管理サブアセンブリ１６は、周辺拡張コネクタ２８を更に含むが、これは、プロセッサが、システムの将来的拡張の結果付加される周辺プロセッサと通信することを可能にするものである。
【００１６】
ディスプレイ・サブアセンブリ１８は、液晶表示装置（ＬＣＤ）フラット・パネル６、フラット・ディスプレイ・パネルの蛍光管に電力を供給するバックライト・インバータ３０、およびユーザの入力用のキーパッド８を含む。フラット・ディプレイ・パネル６、バックライト・インバータ３０およびキーパッド８は、ディスプレイ・フレキシブル・プリント回路板（フレックス）３２を介して、プロセッサ・ボード２２に電気的に結合されている。
【００１７】
データ取得システム（ＤＡＳ）モジュール２０は、患者接続用具の複数のポートおよびＤＡＳボード３４を含む。非侵襲的血圧（ＮＢＰ）データを取得する患者コネクタは、ＮＢＰフレックス３６を介してＤＡＳボード３４に結合されている。心電図（ＥＣＧ）、呼吸その他の心臓血管データを取得するためのリード線は、患者コネクタ・フレックス３８を介してＤＡＳボード３４に結合されている。ＥＣＧリード線は、患者の胸部に取り付けられた電極に接続している。取得したデータは、ディスプレイ・フレックス３２を介して、信号処理および分析のために、プロセッサ・ボード２２に送られる。プロセッサ・ボード２２は、ディスプレイ・パネル６を制御して、ＤＡＳボード３４から受け取った取得データに基づいて、所望の波形および数値データを表示させる。
【００１８】
取得データを表示することに加えて、図２に示した患者モニタは、あらかじめ設定したアラームしきい値を越える取得データに応答して、可聴アラームおよび視覚アラームを自動的に作動させる能力をも有する。アラームしきい値は、キーパッド入力を介してユーザが選択可能である。視覚アラーム・インジケータは、作動されたときに光を発する警報灯１２であり、可聴インジケータは、作動されたときにアラーム音を発するスピーカ４０である。警報灯１４およびスピーカ４０は、ライター（writer）フレックス４２を介してプロセッサ・ボード２２によって制御される。プロセッサ・ボード２２は、ライター・フレックス４２を介してサーマルレコーダ４４をも制御する。サーマルレコーダ４４は、選択された読み取りデータの記録を行う。
【００１９】
図２に示した患者モニタは、ハードワイヤド・イーサネット接続４６を介してＬＡＮ（図示せず）と、接続４８を介して細動除去器（図示せず）と、接続５０を介して、たとえば換気装置または遠隔制御装置などの付属機器（図示せず）と通信する能力も有する。プロセッサ・ボードは、接続４８を介して細動除去器に同期信号を送る。また、患者モニタは、アンテナ１４を使用して、ＬＡＮと無線通信できる。プロセッサ・ボード２２は、ＲＦ  ＬＡＮカード５４とこれに接続されたＰＣカード・インターフェイス５２を介して、アンテナ１４に信号を送信するとともにアンテナ１４からの信号を受信する。ＰＣカード・インターフェイス５２はプロセッサ・ボード２２に設けられたソケットに差し込まれる。
【００２０】
本発明の好適な実施形態は、プロセッサ・ボード２２に組み込まれたハードウェアと、サーマルレコーダ４４に組み込まれたソフトウェアとを含む。図３を参照すると、プロセッサ・ボードは、ＲＣフィルタ５８を形成する電流検出抵抗器６０および出力コンデンサ６２を含んでいる。これは、回路入力部Ｖinで観察されるピーク電流需要を平均化するサーマルレコーダ４４用の大規模電流蓄積器を構成する。電子回路ブレーカ５６（好適には、内蔵タイマを有する集積回路）は、電流制限機能を達成し、所定のアンペア・レベル（たとえば、２．５アンペア）を越える電流通過させない。これにより、サーマルレコーダ４４からの所定のアンペア・レベルを越えるピーク需要に対しては、出力蓄積コンデンサ６２から供給されることとなる。これらのピーク需要が所定の時間にわたって継続する場合には、電子回路ブレーカ５６が落ちて、サーマルレコーダ４４の電力は遮断される。
【００２１】
好適な実施形態によれば、上記のソフトウェアは、図４に示した種類のサーマルレコーダに組み込まれている。しかし、本発明は、中央処理ユニットによって制御されるプリント・ヘッドを有するあらゆる型のサーマルレコーダにおいても採用されうることが理解されるであろう。
【００２２】
図４に示したサーマルレコーダは、プリント・エンジンを内蔵する装置である。ホスト装置、すなわち患者モニタからは、ホスト・コネクタ６４を介して電力とインターフェイス信号とが送信される。サーマルレコーダは、パラレル・インターフェイス６６とシリアル・インターフェイス６８の両方を有する。ホスト装置はいずれかを使用する。パラレル・インターフェイス６６は、８ビット双方向ラッチ・トランシーバ７２を介して、データ・バス７０に結合されている。
【００２３】
データ・バス７０は、中央処理ユニット７４のデータ入力部に接続されている。ＣＰＵ７４は、ハードコピー・フォーマット形式でホスト・データ（シリアルまたはパラレル）を取得し、そのデータを処理し、記録するために必要な全ての処理を行うことができるマイクロプロセッサである。ＣＰＵ  ＰＣＢは、コード記憶／実行、システム内プログラム、ホスト・データのバッファおよびシステム変数の記憶のための適切なメモリ・リソースを有する。メモリは、ブート／メイン・コード・メモリ７６、および揮発性ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）７８を含む。好適な実施形態においては、メモリ７６はフラッシュＰＲＯＭであり、メモリ７８はＳＲＡＭである。ブート・コードとメイン・コードは共にフラッシュＰＲＯＭ７６に記憶されており、ブート・コードは第１のセクタに、メイン・コードはフラッシュＰＲＯＭの残りの部分に記憶されている。ＳＲＡＭ７８は、メイン「スクラッチ・パッド」メモリであり、システム変数およびホストからの入力データを記憶するのに使用する。
【００２４】
また、ＣＰＵ７４は、パルスをプリント・ヘッド記録素子とＤＣモータ８２とに付与する時間処理ユニット（ＴＰＵ）１００を有している。この時間処理ユニット１００は記録中の紙を移動させる。
【００２５】
サーマルレコーダには、２つのＤＣ電圧を供給するのが好ましい。すなわち、＋３．３Ｖ±５％＠１００ｍＡ（最大）および＋８．５から＋１８．０Ｖ＠１５Ｗ（最大）である。＋３．３Ｖの電圧は、サーマルレコーダのＣＰＵプリント回路板（ＰＣＢ）上の全てのデジタル制御回路に電力を供給するために使用する。サーマルレコーダは、ソフトウェア・イネーブルの低電力モードを有する。低電力モードにおいては、サーマルレコーダは１０ｍＡ未満の電流を引き込む。図４で分かるように、ライン８０に供給される＋８．５から＋１８．０Ｖの電圧を使って、ＤＣモータ・ドライブ／インターフェイス８４を介してＤＣモータ８２に電力を供給し、かつサーマル・プリント・ヘッド８６に電力を供給する。＋８．５から＋１８．０Ｖの電圧供給に関する１５Ｗの制限は、ソフトウェアで制御する。サーマル・プリント・ヘッド８６への電圧供給は、サーマル・プリント・ヘッドを使用していないときに、ハイサイドＮチャネルＭＯＳＦＥＴ８８を使用して切断することができる。なお、ＭＯＳＦＥＴ８８は、ＣＰＵ７４からの単一の出力によって制御されるＭＯＳＦＥＴドライバ９０により動作させられる。
【００２６】
サーマル・プリント・ヘッド８６は、データをロードするための同期インターフェイスと、記録加熱素子の各々のグループ用の２つのタイマ制御ドット生成ストローブ（パルス）を必要とする。ＣＰＵ７４に組み込まれた同期周辺インターフェイス９４およびＳＰＩバス９６が、同期インターフェイスを形成する。特に、ＳＰＩバス９６は、ドット生成ストローブが励起されたときに、プリント・ヘッドのＭ個の加熱素子の何れを稼働させるか（エネルギーを与えるか）を制御するために、プリント・ヘッドにＭビットの制御データをロードする。ドット生成ストローブ（パルス）は、ＣＰＵ７４内のＴＰＵ１００によって、ライン９８に生ぜられる。サーマル・プリント・ヘッドは５ＶDCを必要とする。３．３ＶDCから５ＶDCへの変換バッファ１０２を使用して、ＣＰＵ７４からの３．３ＶDCの信号を、プリント・ヘッド８６の受入可能な５ＶDCのレベルに変換する。リニア・レギュレータ９２は、８．５〜１８．５５ＶDCの電圧供給から５ＶDCを生成する。５ＶDCは、サーマル・プリント・ヘッド８６とバッファ１０２に送出される。リニア・レギュレータ９２は、ＣＰＵ７４によってイネーブルされる。
【００２７】
８ビットのアナログ・デジタル・コンバータ（ＡＤＣ）１０４は、サーマル・プリント・ヘッド８６に埋め込まれたサーミスタ１０６のアナログ電圧値と、サーマル・プリント・ヘッド電圧８０とを、デジタル値に変換する。これらの８ビット値は、ドット生成ストローブ（パルス）幅を設定するとともにサーマル・プリント・ヘッドの過剰温度を感知するためにＣＰＵ７４によって使用される。
【００２８】
本発明の好適な実施形態によれば、ＣＰＵ７４は、フラッシュ・メモリ内にソフトウェアたとえばルックアップ・テーブルとして記憶されたパルス幅制限を越えないように、各ドット生成ストローブのパルス幅を制御する。パルス幅は、プリント・ヘッド８６内の加熱素子（図示せず）への電流供給時間を決定する。消費される電流の振幅は、生成されるドットの数（記録ドット数）、加熱素子抵抗およびプリント・ヘッド電圧に左右される。画像の暗さ（濃度）は、加熱素子の電源が稼働されている時間の長さによって制御される。時間の長さ（すなわち、パルス幅）は、従来の定ジュール（エネルギー）アルゴリズムに従って、ＣＰＵによって変えられ、それによって供給電圧の変化などの外部要因による画像濃度を一定に維持する。たとえば、電圧供給が低下した場合には、パルス幅は増大する。
【００２９】
また、ＣＰＵ７４は、所望の電流入力を達成するために必要なパルス幅（すなわち、ＴＰＵ値）を計算するために、ＡＤＣ１０４から受信した現在の電流電圧データを使用する。ＣＰＵは、プリント・ヘッド・素子の温度に依存する計算済みのＴＰＵ値を調節するために、ＡＤＣ１０４から受け取った現在の温度データも使用する。特に、ＴＰＵ値は、素子温度が上昇すると共に低下する。ＣＰＵは次に、駆動されているドット数、加熱素子の抵抗、およびプリント・ヘッド電圧に基づいて、最大パルス幅ルックアップ・テーブル（パルス幅制限ルックアップ・テーブル）から最大パルス幅（ＴＰＵ値）を抽出する。最大パルス幅（ＴＰＵ値）は、従来の定ジュール（エネルギー）アルゴリズムに基づいて計算されたパルス幅と比較されて、これらの値の少ない方が使用される。このようにして、ピーク電流需要を抑制するために、ドット生成サイクルごとに加熱素子が駆動される時間の長さを制限できる。制限テーブルからのパルス幅が使用される場合には、そのドット生成サイクルにおいて生成されるドットの濃度をうすくする効果を有する。ドットは、電子回路ブレーカ（図３の５６）を落とさない程度にまでうすくされる。
【００３０】
本発明の好適な実施形態によれば、パルス幅制限テーブルに含まれている値は、図３に示したハードウェアから経験的に得られるものである。まず、電子負荷をハードウェアに接続する。サーマルレコーダのドット生成サイクルの周波数と等しい定期的負荷が付与される。負荷のデューティ・サイクルは５％に設定され、負荷は電子回路ブレーカ５６が落とされるまでゆっくりと増加する。このとき、最大電流の値が記録される。このステップのシーケンスは、デューティ・サイクルが５％ずつ増加されるごとに、それが１００％に達するまで繰り返される。前記の手順を、図３のハードウェアを組み込んだ患者モニタに適用することにより得られた例示的な値を、下表に示した。「ＴＰＵ値」と記した表の欄におけるデータは、「デューティ・サイクル」と記した表の欄に示した対応するデューティ・サイクルを達成するために、ＣＰＵ７４のＴＰＵ１００（図４参照）がプリント・ヘッド８６に出力する必要がある値を表す。（ＴＰＵ値は、デューティ値に比例する。）
【００３１】
0004473440.tif 000002
【００３２】
手順の次の段階においては、最大（ピーク）電流を各々のＴＰＵ値と共に、図５に示したスプレッドシートにおいてグラフ化する。このスプレッドシートは次に、グラフ化されたデータに最適な等式を計算するのに使用する。上記の表において与えられたデータについて、最適な等式は次のとおりである。
ｙ＝２０８８０ｘ-1.263
【００３３】
この等式は次に、現在のＴＰＵ値と制限ＴＰＵ値とを対比したパルス幅制限ルックアップ・テーブルを作成するのに使用する。そのルックアップ・テーブルは、フラッシュ・メモリ７６（図４Ａ参照）に記憶されている。異なったホスト供給電圧および電流制限に対応する多数のパルス幅制限ルックアップ・テーブルを、ブート／メイン・コード・メモリ７６に予め記憶させておき、ＣＰＵによって検索されるようにすることが可能である。
【００３４】
本発明を好適な実施形態を参照しながら説明してきたが、当業者は、本発明の範囲から逸脱することなく、様々な変更を行うことができ、発明の要素を均等物で代用できることを理解するであろう。たとえば、当業者には、制限パルス幅を得るために、電流の代わりに、電流の関数であるかそれに依存するパラメータを計算して使用できることが明らかになるであろう。また、本発明の基本的な範囲から逸脱することなく、特定の状況を本発明の教示に適合させるために、多くの修正を行うこともできる。したがって、出願人は、本発明が、本発明を実行するために考えられる限り最適な態様として開示した特定の実施形態に限定されず、本発明は、特許請求の範囲内に入る全ての実施形態を含むことを意図している。
【図面の簡単な説明】
【図１】市販されている１つの携帯型患者モニタの概略正面図である。
【図２】サーマルレコーダを接続された患者モニタを示すブロック図である。
【図３】本発明の好適な実施形態に従って、サーマルレコーダと共に使用する患者モニタ内に組み込まれたハードウェアを示すブロック図である。
【図４Ａ】本発明の好適な実施形態に従って、サーマルレコーダに組み込まれた回路板の部分を示す回路図である。
【図４Ｂ】本発明の好適な実施形態に従って、サーマルレコーダに組み込まれた回路板の部分を示す回路図である。
【図５】図３に示したハードウェアから経験的に得られた最大電流とデューティ・サイクルとを対比したグラフである。
【符号の説明】
２２  プロセッサ・ボード
４２  ライター・フレックス
４４  サーマルレコーダ
５６  電子回路ブレーカ
５８  ＲＣフィルタ
６０  電流検出抵抗器
６２  出力コンデンサ
【図１】
0004473440.tif 000003
【図２】
0004473440.tif 000004
【図３】
0004473440.tif 000005
【図４Ａ】
0004473440.tif 000006
【図４Ｂ】
0004473440.tif 000007
【図５】
0004473440.tif 000008