(57)【要約】【課題】サーマルヘッドの発熱抵抗素子の寿命を短くせずに印字全体にかかる時間を短縮する。【解決手段】サーマルヘッドを感熱紙に押し当てて加熱することにより印字する印字部３０と、サーマルヘッドに電圧を供給する電池１０と、電圧を検出する電池電圧検出部１３と、検出された電圧に応じて電池１０からサーマルヘッドへの通電を休止する休止時間を変更する印字制御部２１と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
サーマルヘッドを感熱紙に押し当てて加熱することにより印字する印字部と、
前記サーマルヘッドに電圧を供給する電源部と、
前記電圧を検出する電圧検出部と、
前記検出された電圧に応じて前記電源部から前記サーマルヘッドへの通電を休止する休止時間を変更する印字制御部と、
を備えることを特徴とする印刷装置。
【請求項２】
前記印字制御部は、前記検出された電圧が小さくなるほど、前記休止時間を短くすることを特徴とする請求項１に記載の印刷装置。
【請求項３】
前記印字制御部は、前記検出された電圧と前記サーマルヘッドの抵抗とに基づいて、前記休止時間を算出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の印刷装置。
【請求項４】
前記印字制御部は、前記検出された電圧と前記サーマルヘッドの抵抗とに基づいて電力を算出し、前記電力の一次関数から前記休止時間を算出することを特徴とする請求項３に記載の印刷装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印刷装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
サーマルプリンタにおいて、あるサーマルヘッドの発熱抵抗素子を連続的に通電する場合、１ライン分のデータを印字するために発熱抵抗素子を通電する通電時間と次の１ライン分のデータを印字するために発熱抵抗素子を通電する通電時間との間に、通電を休止する休止時間が設けられている。これは、尾引き現象を回避するためであり、またサーマルヘッドの発熱抵抗素子の長寿命化を図るためである（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−３４５４３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来、通電を休止する休止時間は、サーマルヘッドに通電する電圧（以下、通電電圧と称する）が高いときにもサーマルヘッドの発熱抵抗素子の寿命が短くならないように定められており、通電電圧によらず、通電を休止する休止時間は一定であった。
従って、通電電圧が低いときには、通電電圧が高いときよりも短い休止時間で良いにも関わらず、休止時間は余分に長くなっていた。そのため、低電圧時には、所定数のライン分印字する時間（以下、印字全体にかかる時間と称する）が長くなってしまうという問題があった。
【０００５】
そこで本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、サーマルヘッドの発熱抵抗素子の寿命を短くせずに印字全体にかかる時間を短縮することを可能とする印刷装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様である印刷装置は、サーマルヘッドを感熱紙に押し当てて加熱することにより印字する印字部と、前記サーマルヘッドに電圧を供給する電源部と、前記電圧を検出する電圧検出部と、前記検出された電圧に応じて前記電源部から前記サーマルヘッドへの通電を休止する休止時間を変更する印字制御部と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
上記印刷装置は、前記印字制御部は、前記検出された電圧が小さくなるほど、前記休止時間を短くすることを特徴とするものであってもよい。
【０００８】
上記印刷装置は、前記印字制御部は、前記検出された電圧と前記サーマルヘッドの抵抗とに基づいて、前記休止時間を算出することを特徴とするものであってもよい。
【０００９】
上記印刷装置は、前記印字制御部は、前記検出された電圧と前記サーマルヘッドの抵抗とに基づいて電力を算出し、前記電力の一次関数から前記休止時間を算出することを特徴とするものであってもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、低電圧時には、サーマルヘッドの発熱抵抗素子の寿命を短くせずに印字全体にかかる時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態における印刷装置のブロック構成図である。
【図２】印字制御部により生成される印字パルスの１例を示した図である。
【図３】記憶部に記憶されている電池の電圧と休止時間とが関係付けられたテーブルの１例である。
【図４】通電を繰り返した後の、印加電力とサーマルヘッド部の抵抗値の変動率との関係を示した図である。
【図５】電池の電圧が高電圧の時と低電圧の時とにおける印字制御部により生成される印字パルスの１例を示した図である。
【図６】本発明の実施形態における印刷装置の処理の流れを示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の実施形態における印刷装置１のブロック構成図である。印刷装置１は、電池（電源部）１０と、データバッファ１１と、ヘッド温度検出部１２と、電池電圧検出部（電圧検出部）１３と、基本クロック発生部１４と、記憶部２０と、印字制御部２１と、印字部３０と、駆動部４０とを備える。
また、印字部３０は、ドライバ部３１と、サーマルヘッド部３２とを備える。駆動部４０は、モータ制御部４１と、ステッピングモータ４２とを備える。
【００１３】
電池１０は、印字部３０のドライバ部３１に電圧を供給する。
データバッファ１１には、不図示の印字データ提供装置から入力された印字データが蓄えられている。
ヘッド温度検出器１２は、サーマルヘッド部３２の温度を検出し、検出した温度を示す情報を印字制御部２１へ出力する。
【００１４】
電池電圧検出部１３は、電池１０の電圧を検出し、検出した電圧を示す情報を印字制御部２１に出力する。
基本クロック発生部１４は、印字制御部２１が動作するためのクロック信号を生成し、生成したクロック信号を印字制御部２１に出力する。
【００１５】
記憶部２０には、電池１０の電圧を示す情報と、１ライン分のデータを印字するためにサーマルヘッド部３２の発熱抵抗素子を通電する通電時間と次の１ライン分のデータを印字するために当該発熱抵抗素子を通電する通電時間との間に設けられた通電を休止する休止時間ＴOFFを示す情報とが関係付けられて記憶されている。
【００１６】
ここで、休止時間ＴOFFと電池１０の電圧Ｖとの関係を説明する。サーマルヘッド部３２に供給する電力をＰとすると、休止時間ＴOFFは、供給電力Ｐの１次関数として以下の式で算出され、予め記憶部２０に記憶されている。
【００１７】
ＴOFF＝ａ×Ｐ＋ｂ                                                     （１）
【００１８】
ここで、ａとｂは予め定められた係数である。係数ａと係数ｂは、電池１０の電圧の下限の電圧（例えば、２．５Ｖ）のときに、休止時間ＴOFFが０秒に近い第１の休止時間（例えば、５μｓから８０μｓ）を取り、電池１０の電圧の上限の電圧（例えば、５．５Ｖ）のときに、休止時間ＴOFFが第１の時間よりも長い第２の休止時間（例えば、１００μｓ）を取るように設定される。例えば、ａは０．３から０．６までの値であり、ｂは−０．０１から０までの値である。
【００１９】
ここで、印加電力Ｐは、電池１０の電圧をＶとし、サーマルヘッド部３２の抵抗値をＲとすると、オームの法則から以下の式で表される。
【００２０】
Ｐ＝Ｖ×Ｖ／Ｒ                                                          （２）
【００２１】
印字制御部２１は、データバッファ１１から印字データを読み出す。また、印字制御部２１は、電池電圧検出部１３から入力された電池１０の電圧を示す情報に応じた休止時間ＴOFFを示す情報を記憶部２０から読み出す。
【００２２】
印字制御部２１は、ヘッド温度検出部１２から入力された温度を示す情報と、電池電圧検出部１３から入力された電池１０の電圧を示す情報とに基づいて、印字部３０のサーマルヘッド部３２を通電する時間である通電時間を算出する。具体的には、例えば、印字制御部２１は、ジュールの法則（電力×時間＝エネルギー）から、以下の式を用いて、通電時間ＴONを算出する。
【００２３】
ＴON＝Ｅ×Ｒ×Ｃ／（Ｖ2）                                               （３）
【００２４】
ここで、Ｅは感熱紙を発色させるために必要なエネルギー（以下、印字エネルギーと称する）であり、Ｃは印字制御部２１からドライバ部３１に出力される印字パルスの通電周期（印字速度に相当）による補正係数である。ここで、印字パルスとは、サーマルヘッド３２の各発熱抵抗素子に、１ライン分の印刷をするために通電する通電時間とその１ライン分の印刷後から次のラインの印刷を開始するまで通電を休止する休止時間とを指示するための信号である。
【００２５】
具体的には、例えば、印字パルスは、サーマルヘッド３２の発熱抵抗素子を通電する通電時間の間は所定の電圧（ハイ）に維持し、休止時間の間は当該所定の電圧より低い電圧（ロー）に維持するパルス状の信号である。また、通電周期とは、１ライン分の通電時間と１ライン分の休止時間との合計時間である。
【００２６】
サーマルヘッド部３２の発熱抵抗素子の温度が休止時間中に自然に低下していくので、補正係数Ｃは、通電時間に対する休止時間の比が大きくなった場合に、補正をするために導入されている。
また、印字制御部２１は、式（３）中の印字エネルギーＥが、サーマルヘッド部３２の温度Ｔにより変化するので、印字エネルギーＥをサーマルヘッド部３２の温度Ｔの関数ｆ（Ｔ）により算出する。ここで、ｆ（Ｔ）は、感熱紙の感度やその他の要因で決まる関数である。
【００２７】
なお、本実施形態では、印字パルスの通電周期による補正係数Ｃにより、通電時間ＴONを補正したがこれに限らず、抵抗値補正、通電ドット数補正または尾引き補正をしてもよい。ここで、抵抗値補正とは、配線抵抗値やドライバＯＮ抵抗を、サーマルヘッドの正確な等価回路から計算して通電時間ＴONを補正するものである。また通電ドット数補正は、通電数が多い場合電圧降下が大きいので、各発熱抵抗素子の通電数に応じて通電時間ＴONを補正するものである。尾引き補正とは、累積通電ドットを計数して、その計数に基づいて通電時間ＴONを補正するものである。
【００２８】
印字制御部２１は、読み出した休止時間ＴOFFを示す情報と、算出した通電時間ＴONを示す情報とを用いて、サーマルヘッド３２の各発熱抵抗素子に感熱紙を熱するための電圧を供給するために、発熱抵抗素子毎に感熱紙に印字すべき所では電圧がハイとなり、感熱紙に印字しない所では電圧がローとなる印字パルスを生成し、生成した各印字パルスをドライバ部３１に出力する。具体的には、例えば、印字制御部２１は、通電時間の間はハイとし、休止時間の間はローとなるパルス状の信号を生成する。
【００２９】
なお、印字制御部２１は、印字すべき所では電圧がハイとなり、印字をしない所では電圧がローとなる印字パルスを生成しサーマルヘッド３２の各発熱抵抗素子を制御したが、これに限らず、印字すべき所では電圧がローとなり、印字をしない所では電圧がハイとなる印字パルスを生成しサーマルヘッド３２の各発熱抵抗素子を制御してもよい。
【００３０】
印字制御部２１は、電池１０の電圧が低電圧のときは、高電圧のときよりも、１ライン分の印刷後の休止時間が短くなるように印字パルスを生成する。
印字制御部２１は、１ライン分の印字が終わると、モータ制御部４１に１ライン分の紙送りをするよう制御する。具体的には、例えば、印字制御部２１は、１ライン分の印字が終わると、モータ制御部４１に１ライン分の紙送りをするよう指令する指令信号を出力する。
【００３１】
ドライバ部３１は、印字制御部２１から入力された印字パルスの電圧がハイのとき、電池１０から供給された電圧をサーマルヘッド３２へ供給し、印字制御部２１から入力された印字パルスの電圧がローのとき、サーマルヘッド３２への電圧の供給を停止する。
【００３２】
サーマルヘッド部３２は、サーマルヘッド部３２の発熱抵抗素子毎に、ドライバ部３１から供給された１ライン分の印加電圧によって、感熱紙を熱することで、印字する。
モータ制御部４１は、印字制御部２１から入力された指令信号に基づいて、ステッピングモータが１ライン分の紙送りをするのに必要なパルス数のモータ駆動用のパルス電圧を生成し、生成したパルス電圧をステッピングモータ４２に供給する。
【００３３】
ステッピングモータ４２は、モータ制御部４１から供給されたパルス電圧により、ローラを回転させ１ライン分の紙送りをする。
【００３４】
図２は、印字制御部２１により生成される印字パルスの１例を示した図である。同図において、横軸は時間であり、縦軸は電圧である。同図には、サーマルヘッド３２のある発熱抵抗素子に、２ライン分連続して印字するよう指示する印字パルスが示されている。ある１ライン分の印刷のために発熱抵抗素子を通電する通電時間ＴONと、ある１ラインを印刷のための通電時間と次の１ラインを印刷するための通電時間との間に、発熱抵抗素子の通電を休止する休止時間ＴOFFとが示されている。
【００３５】
図３は、記憶部２０に記憶されている電池１０の電圧と休止時間とが関係付けられたテーブルＴ１の１例である。同図において、電池１０の電圧が低いときには、休止時間が短く、電池１０の電圧が高いときには、休止時間が長いことが示されている。また、電池１０の電圧の下限である２．５Ｖのときには、休止時間が０秒に近い５μｓとなっている。
【００３６】
ここで、第１の休止時間を０秒に近い時間とし、完全に０秒としなかった理由について説明する。図４は、通電を繰り返した後の、供給電力とサーマルヘッド部３２の抵抗値の変動率との関係を示した図である。同図において、横軸は、供給電力であり、縦軸は抵抗値変動率である。抵抗値変動率が高いほど、サーマルヘッド部３２の発熱抵抗素子が劣化していることを意味する。
【００３７】
同図には、通電周期が２５００μｓで、通電時間がその通電周期（２５００μｓ）から各休止時間を引いた時間で、通電を１０００回繰り返した後のサーマルヘッド部３２の抵抗値変動率と通電時の印加電力との関係が示されている。休止時間が５から８０μｓの範囲では、印加電力が０．１５Ｗの場合、抵抗値変動率は０．５％以下である。一方、休止時間が０μｓで印加電力が上記と同じ０．１５Ｗの場合、抵抗値変動率は２．５％以上となる。
【００３８】
従って、休止時間を完全に０秒としてしまうと、サーマルヘッド部３２の発熱抵抗素子の劣化が早くなってしまうので、第１の休止時間を０秒ではなく、０秒に近い有限な時間（例えば、５μｓから８０μｓ）にすることとした。
【００３９】
図５は、電池１０の電圧が高電圧の時と低電圧の時とにおける印字制御部２１により生成される印字パルスの１例を示した図である。図５（ａ）は、電池１０の電圧が高電圧のときの印字パルスである。同図において、横軸は時間であり、縦軸は電圧であり、休止時間が１００［μｓ］であることが示されている。
図５（ｂ）は、電池１０の電圧が低電圧のときの印字パルスである。同図において、横軸は時間であり、縦軸は電圧であり、休止時間が５［μｓ］であることが示されている。
【００４０】
図５に示すように、印字制御部２１は、式（２）を用いて、電池１０の電圧から電力を算出し、式（２）を用いて算出した電力から休止時間を算出する。印字制御部２１は、算出した休止時間を用いて印字パルスを生成する。すなわち、印字制御部２１は、電池１０の電圧に基づいて、印字パルスを生成する。
【００４１】
図６は、本発明の実施形態における印刷装置１の処理の流れを示したフローチャートである。まず、印字制御部２１は、データバッファ１１に記憶されている外部から入力された印字データを取得する（ステップＳ１０１）。次に、電池電圧検出部１３は、電池１０の電池１０の電圧を検出し、印字制御部２１に電池１０の電圧を示す情報を出力する（ステップＳ１０２）。次に、印字制御部１２は、電池電圧検出部１３から入力された電池１０の電圧を示す情報に応じた休止時間を示す情報を記憶部２０から読み出す（ステップＳ１０３）。
【００４２】
次に、印字制御部１２は、上述した式（３）により通電時間を算出する（ステップＳ１０４）。次に、印字制御部１２は、読み出した休止時間を示す情報と算出した通電時間とを用いて、サーマルヘッド３２の各発熱抵抗素子に電圧を供給するために、発熱抵抗素子毎に印字パルスを生成し、生成した印字パルスをドライバ部３１に出力する（ステップＳ１０５）。
【００４３】
次に、印字部３０は、入力された印字パルスに基づいて、１ライン分の印字をする（ステップＳ１０６）。次に、印字制御部２１は、１ライン分の紙送りをするよう駆動部４０を制御する（ステップＳ１０７）。
【００４４】
次に、印字制御部１２は、取得した印字データの全てのラインを印字したか否か判定する（ステップＳ１０８）。印字制御部１２は、取得した印字データのすべてを印字していない場合（ステップＳ１０８  ＮＯ）、ステップＳ１０６の処理に戻る。一方、印字制御部１２は、取得した印字データのすべてを印字した場合（ステップＳ１０８  ＹＥＳ）、印字制御部１２は、その処理を終了する。以上で、本フローチャートの処理を終了する。
【００４５】
以上により、電池１０の電圧が高くなるほど、休止時間が長くなるように変更することができるので、電池１０の電圧が高い場合でも、サーマルヘッド部３２の発熱抵抗素子にかかる負担を軽減することができる。これにより、発熱抵抗素子の寿命を維持することができる。
一方、電池１０の電圧が低下した場合に、低下した電池１０の電圧に応じて休止時間を短くすることができるので、印字速度を向上させることができ、印字全体にかかる時間を短縮することができる。
【００４６】
また、電池１０の電圧が低下した場合に、休止時間を短くすることができるので、サーマルヘッド部３２の発熱抵抗素子の温度が自然に低下する時間が短くなるので、通電時間を短くすることができる。これにより、印字制御部２１は、サーマルヘッドの発熱抵抗素子における熱効率を向上させることができる。
【００４７】
なお、本発明の実施形態では、休止時間は、電池１０の電圧に基づいて算出された電力の１次関数で表されたが、これに限らず、休止時間は、電池１０の電圧に基づいて算出された電力の２次以上の関数であってもよい。また、休止時間は、電池１０の電圧の関数であってもよい。
上記関数の係数は、電池１０の電圧が所定の値のときに０秒に近い第１の休止時間とし、電池１０の電圧が当該所定の値より高いときに第１の休止時間より長い第２の休止時間となるように決定されればよい。
【００４８】
また、本実施形態の印刷装置１の印字制御部２１の機能をコンピューターで実現するようにしてもよい。この場合、その機能を実現するためのプリンタープログラムをコンピューター読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプリンタープログラムをコンピューターシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピューターシステム」とは、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）や周辺機器のハードウェアを含むものとする。また、「コンピューター読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、光ディスク、メモリーカード等の可搬型記録媒体、コンピューターシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピューター読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバーやクライアントとなるコンピューターシステム内部の揮発性メモリーのように、一定期間プログラムを保持するものを含んでもよい。また上記のプログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピューターシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせにより実現するものであってもよい。
【００４９】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【符号の説明】
【００５０】
１  印刷装置
１０  電池（電源部）
１１  データバッファ
１２  ヘッド温度検出部
１３  電池電圧検出部（電圧検出部）
１４  基本クロック発生部
２０  記憶部
２１  印字制御部
３０  印字部
３１  ドライバ部
３２  サーマルヘッド部
４０  駆動部
４１  モータ制御部
４２  ステッピングモータ
【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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