(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体に対しサーマルヘッドを用いてライン方式の画像記録を行うラインサーマルプリンタにおいて、
転送された印字データ及び履歴データをレジストするシフトレジスタと、
ラッチ信号の入力によって前記シフトレジタから転送された印字データ及び履歴データをラッチし、ストローブ信号がアクティブになることによってラッチした印字データ及び履歴データに応じたヘッド駆動信号を出力するラッチ回路と、
印字動作１ライン分毎に印字割込パルスを周期的に発生させる印字割込パルス発生手段と、
印字割込パルス発生後であって次の印字割込パルス発生前の所定時期に基準パルスを発生させる基準パルス発生手段と、
印字割込パルスに応じて、基準パルス発生前に、シフトレジスタに現在のラインの印字データをデータ転送し、当該データ転送に先立ち前記ラッチ回路にラッチ信号を入力することによって前記シフトレジスタにレジストされている現在のラインの履歴データを前記ラッチ回路にラッチさせる手段と、
基準パルスに応じて、次の印字割込パルス発生前に、前記ラッチ回路にラッチ信号を入力することによって前記シフトレジスタに転送されてレジストされている現在のラインの印字データを前記ラッチ回路にラッチさせ、当該現在のラインの印字データを参照して次のラインの履歴データを生成して前記シフトレジスタにデータ転送する手段と、
印字割込パルス発生後に基準パルスを基準として決定される時間分だけ基準パルスから溯ってストローブ信号をアクティブにすることによって、前記シフトレジスタにデータ転送されてレジストされている現在のラインの履歴データに基づくヘッド駆動信号を出力する第１のヘッド駆動信号出力手段と、
基準パルスの発生に基づいてストローブ信号が既にアクティブの場合にはその状態を維持しストローブ信号がアクティブでない場合にはストローブ信号をアクティブにすることによって、前記シフトレジスタにデータ転送されてレジストされている現在のラインの印字データに基づくヘッド駆動信号を出力し、その後にストローブ信号を非アクティブにする第２のヘッド駆動信号出力手段と、
を具備するラインサーマルプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱履歴制御を行うラインサーマルプリンタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ラベルにバーコード等を印字するラベルプリンタやレシートに商品取引情報を印字するレシートプリンタ等では、ライン型のサーマルプリンタが広く用いられている。このようなラインサーマルプリンタでは、多数個の発熱素子が一列に配列されたサーマルヘッドを用い、発熱素子の配列方向を主走査方向、サーマルヘッドと記録媒体との相対移動方向を副走査方向として、記録媒体に印字を行う。
【０００３】
一方、サーマルプリンタでは、発熱素子の選択的な発熱によって感熱紙を直接発色させたり、発熱素子の選択的な発熱によってインクリボンを溶融させてインクを記録媒体に転写させたりすることで印字を行う。このような構造上、印字途中における発熱素子の畜熱作用が不可避であり、これが印字濃度の均一性を損なう原因となっている。そこで、従来、熱履歴制御と呼ばれる発熱素子の駆動制御が行われ、印字濃度の均一性確保が図られる。
【０００４】
ここで、熱履歴制御の従来の一例を図４のタイミングチャートに基づいて説明する。図４は、ソフトウエア制御によって熱履歴制御を実現した一例である。まず、印字動作の概略として、サーマルヘッドはシフトレジスタ及びラッチ回路を備え、サーマルプリンタの制御部は、印字動作１ライン分毎に印字割込パルスを周期的に発生させ、この印字割込パルスに応じて１ライン分の印字データ（図４中「生」と表示する）をシフトレジスタに転送して蓄える（すべて図示せず）。そして、サーマルプリンタの制御部は、印字割込パルスに応じてラッチ信号ａをラッチ回路に入力し、ストローブ信号をアクティブにする。これにより、シフトレジスタに印字データを転送する動作に先立ち、既にシフトレジスタに蓄えられている履歴データ（図４中「履歴」と表示する）がラッチ信号によってラッチ回路に転送され、ラッチ回路に転送された履歴データはストローブ信号がアクティブにされていることによってサーマルヘッドのドライバにヘッド駆動信号として出力される。続いて、印字割込パルスの発生後所定時間が経過すると、タイマ０割込ｂが実行され、これに応じてラッチ信号ｃがラッチ回路に出力される。これにより、シフトレジスタにデータ転送された印字データがラッチ回路に転送され、この際、ストローブ信号がアクティブであることにより印字データはサーマルヘッドのドライバにヘッド駆動信号として出力される。このような処理と並行して、ラッチ信号ｃの出力により、印字データを参考にして次のラインの履歴データが生成されてシフトレジスタに転送保存される。続いて、印字割込パルスの発生後所定時間が経過すると、タイマ１割込ｄが実行され、これに応じてアクティブにされていたストローブ信号がアンアクティブにされる。
【０００５】
このような処理が実行されることにより、ストローブ信号がアクティブである間、主走査方向１ライン分の発熱素子の選択的な発熱動作が行われる。そして、このような発熱素子の主走査方向１ライン分の選択的な発熱と、サーマルヘッドと記録媒体との副走査方向の相対移動とが組み合わさることによって、記録媒体に印字データに応じた印字が行われる。
【０００６】
続いて、熱履歴制御についてより詳細に説明する。印字割込パルスに従いラッチ信号ａがラッチ回路に入力されてストローブ信号がアクティブになることによりサーマルヘッドのヘッドドライバにヘッド駆動信号として出力されるのは、その印字割込パルスの発生直前にシフトレジスタに蓄えられていた履歴データ（図４中の「履歴」）である。この履歴データは、印字データ（図４中の「生」）に応じて今回発熱駆動させる発熱素子中、１つ前のラインにおいて発熱駆動されなかった発熱素子を駆動させるためのデータである。そして、このような履歴データに基づく発熱素子の駆動中にシフトレジスタにデータ転送されるその印字データは、タイマ０割込ｂに応じてラッチ信号ｃがラッチ回路に出力されることによりシフトレジスタからラッチ回路に転送され、ストローブ信号がアクティブの間だけサーマルヘッドのヘッドドライバにヘッド駆動信号として出力される。したがって、図４に例示する熱履歴制御では、履歴データとこれに続く印字データとに応じて発熱素子が発熱駆動され、この場合、１つ前のラインにおいて発熱駆動されなかった発熱素子は履歴データ及び印字データの両方に応じて発熱駆動され、１つ前のラインにおいて発熱駆動された発熱素子は印字データのみに応じて発熱駆動されることになる。よって、１つ前のラインにおいて発熱駆動された発熱素子の発熱駆動時間は発熱駆動されなかった発熱素子よりも短くなる。その結果、発熱履歴に応じて生ずることがある各発熱素子の発熱温度のばらつきが是正され、印字濃度むらが防止される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、図４に例示したような熱履歴制御では、ラッチ信号ａとラッチ信号ｃとの間でシフトレジスタに対する印字データのデータ転送と履歴データに基づくヘッド駆動信号の出力とを行っているため、履歴データに基づくヘッド駆動信号の出力時間が長くなりすぎてしまうという問題がある。これは、ソフトウェア制御による熱履歴制御の下では、印字データのデータ転送を完了するまでにある程度の時間が必要となるため、ラッチ信号ａとラッチ信号ｃとの間の時間を印字データのデータ転送に必要な時間以上に短縮することができないからである。その結果、各発熱素子の駆動時間が長くなりすぎてしまうことから、薄い濃度の表現が困難となり、あるいは、高感度紙や高感度転写リボンを用いた場合や高温環境下では印字品質が劣化してしまうという不都合がある。
【０００８】
本発明の目的は、ソフトウェア制御による熱履歴制御をした場合であっても、ヘッド駆動信号の出力時間が長くなり過ぎないような制御を可能とすることである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、記録媒体に対しサーマルヘッドを用いてライン方式の画像記録を行うラインサーマルプリンタにおいて、転送された印字データ及び履歴データをレジストするシフトレジスタと、ラッチ信号の入力によって前記シフトレジタから転送された印字データ及び履歴データをラッチし、ストローブ信号がアクティブになることによってラッチした印字データ及び履歴データに応じたヘッド駆動信号を出力するラッチ回路と、印字動作１ライン分毎に印字割込パルスを周期的に発生させる印字割込パルス発生手段と、印字割込パルス発生後であって次の印字割込パルス発生前の所定時期に基準パルスを発生させる基準パルス発生手段と、印字割込パルスに応じて、基準パルス発生前に、シフトレジスタに現在のラインの印字データをデータ転送し、当該データ転送に先立ち前記ラッチ回路にラッチ信号を入力することによって前記シフトレジスタにレジストされている現在のラインの履歴データを前記ラッチ回路にラッチさせる手段と、基準パルスに応じて、次の印字割込パルス発生前に、前記ラッチ回路にラッチ信号を入力することによって前記シフトレジスタに転送されてレジストされている現在のラインの印字データを前記ラッチ回路にラッチさせ、当該現在のラインの印字データを参照して次のラインの履歴データを生成して前記シフトレジスタにデータ転送する手段と、印字割込パルス発生後に基準パルスを基準として決定される時間分だけ基準パルスから溯ってストローブ信号をアクティブにすることによって、シフトレジスタにデータ転送されてレジストされている現在のラインの履歴データに基づくヘッド駆動信号を出力する第１のヘッド駆動信号出力手段と、基準パルスの発生に基づいてストローブ信号が既にアクティブの場合にはその状態を維持しストローブ信号がアクティブでない場合にはストローブ信号をアクティブにすることによって、シフトレジスタにデータ転送されてレジストされている現在のラインの印字データに基づくヘッド駆動信号を出力し、その後にストローブ信号を非アクティブにする第２のヘッド駆動信号出力手段と、を具備する。
【００１０】
したがって、シフトレジスタに対する印字データのデータ転送時間は、印字割込パルス発生後であって基準パルス発生前の時間だけ確保される。そして、シフトレジスタにデータ転送された履歴データに基づくヘッド駆動信号は、印字割込パルス発生後であって基準パルス発生前の時間内において、基準パルスを基準として決定される時間分だけ基準パルスから溯って出力される。このため、印字割込パルス発生後であって基準パルス発生前の時間内においては、シフトレジスタに対する印字データのデータ転送時間とは無関係に、履歴データに基づくヘッド駆動信号の出力時間を任意の時間に設定することが可能となる。よって、ソフトウェア制御による熱履歴制御をした場合であっても、ヘッド駆動信号の出力時間が長くなり過ぎないような制御が可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態を図１ないし図３に基づいて説明する。本実施の形態は、ラベルプリンタへの適用例である。
【００１２】
図１は、ラベルプリンタ全体の縦断側面図である。本実施の形態のラベルプリンタ１は、印字機構部２を備えて印字動作を実行するプリンタ本体３と、このプリンタ本体３の印字機構部２に送り込む記録媒体としてのラベル用紙４を保持する用紙ホルダ５とが連結されて構成されている。プリンタ本体３は、用紙ホルダ５から送り込まれたラベル用紙４を所定の経路に案内する案内経路６を備え、この案内経路６中に印字機後部２を備える。印字機構部２は、案内経路６を介して対向配置されたプラテン７とサーマルヘッド８とからなる印字部９と、プラテン７とサーマルヘッド８との間にインクリボン１０を案内搬送するリボン機構部１１とによって構成されている。サーマルヘッド８は、図示しない多数個の発熱素子がラベル用紙４の案内経路６と直交する方向に一列に配列されたライン型の構造である。用紙ホルダ５は、ロール状に回巻保持されたラベル用紙４を回転自在に支持する。
【００１３】
図２は、各部の電気的接続のブロック図である。各種演算処理を実行して各部を集中的に制御するＣＰＵ１２が設けられ、このＣＰＵ１２には動作プログラム等の固定データを格納するＲＯＭ１３と可変データを格納するＲＡＭ１４とがバスライン１５を介して接続されている。また、ＣＰＵ１２には、印字部９におけるプラテン７の駆動源となるステッピングモータ１６とリボン機構部１１の駆動源となるＤＣモータ１７とを駆動するモータドライバ１８がバスライン１５を介して接続され、サーマルヘッド８を駆動するヘッドドライバ１９がバスライン１５を介して接続されている。また、図１には図示しないが、ラベルプリンタ１はそのフロントパネル２０に表示器２１とキー２２とを備え、表示器２１を駆動する表示コントローラ２３及びキー２２からの信号を受け付ける入力コントローラ２４もバスライン１５を介してＣＰＵ１２に接続されている。さらに、バスライン１５を介してＣＰＵ１２に接続されるものとしては、例えば案内経路６においてラベル用紙４の有無を検出するような各種センサ２５から信号を取り込むためのＩ／Ｏポート２６と、印字データの受信等に用いる通信インターフェース２７とが設けられている。
【００１４】
このようなラベルプリンタ１では、ＲＯＭ１３に格納された動作プログラムに従い、ＲＡＭ１４をワークエリアとして使用しながらＣＰＵ１２が各部の駆動制御信号を出力し、これによって印字動作が実行される。つまり、サーマルヘッドはシフトレジスタ及びラッチ回路を備え（いずれも図示せず）、シフトレジスタにはＲＡＭ１４に一時保存された印字データとその履歴データとが１ライン毎にデータ転送される。そして、このような印字データ及び履歴データは、ラッチ回路に対するラッチ信号の入力によってシフトレジスタからラッチ回路に転送され、このラッチ回路から出力される印字データ及び履歴データに応じたヘッド駆動信号をヘッドドライバ１９に入力することでサーマルヘッド８の発熱素子が選択的に駆動され、これによってラベル用紙４へインクリボン１０のインクが転写される。そして、この発熱素子の駆動と同期させ、ステッピングモータ１６が駆動制御されることでラベル用紙４がプラテン７に搬送され、サーマルヘッド８に対してラベル用紙４が副走査方向に移動する。これにより、ラベル用紙４への印字がなされる。つまり、ラベル用紙４に対し、副走査方向及び主走査方向の印字がなされることで、ラベル用紙４に対して印字データに応じた印字が行われる。
【００１５】
図３は、印字動作時における各種信号のタイミングチャートである。ここで、本実施の形態のラベルプリンタ１では、印字動作に際して熱履歴制御が行われる。この熱履歴制御について説明する。ＣＰＵ１２は、印字動作１ライン分毎に印字割込パルスを周期的に発生させ（印字割込パルス発生手段）、この印字割込パルスの発生に応じてそのラインの印字に用いる印字データ（図３中「生」と表示する）がサーマルヘッド８に備えられたシフトレジスタにデータ転送されて保存される（印字データ転送手段）。このときのデータ転送時間はＴｈである。そして、ＣＰＵ１２は、このような印字データのデータ転送に先立ち、印字割込パルスに応じてパルス状のラッチ信号ａをラッチ回路に入力する。これにより、印字割込パルスの発生直前にシフトレジスタに既に蓄えられていた履歴データ（図３中「履歴」と表示する）がシフトレジスタからラッチ回路に転送される。この時のシフトレジスタからラッチ回路への履歴データの転送は、１ライン分の履歴データが一度に行われるため、例えばＣＰＵ１２のクロック周波数等に依存せず、極めて高速度で行われる。
【００１６】
次いで、データ転送時間Ｔｈの経過後となる印字割込パルスの発生後ｎ時間が経過した時点では（今回の印字割込パルスと次の印字割込パルスとの略中間）、ラッチ信号ｂが再びラッチ回路に入力される。このラッチ信号ｂは、ＣＰＵ１２のタイマ管理の下に生成される基準パルスとしてのタイマ０割込ｃに応じて発生する信号である。このようなＣＰＵ１２の制御により、基準パルス発生手段の機能が実行される。そして、このようなラッチ信号ｂが発生すると、シフトレジスタに転送された印字データを参考にして次のラインの履歴データが生成され、これがシフトレジスタに転送保存される（履歴データ転送手段）。この場合、本実施の形態の熱履歴制御では、１つ前のライン中において発熱させた発熱素子の現在のラインにおける発熱時間を短くするという制御を行うため、ここでは、次のラインにおいて発熱させる発熱素子中、現在のライン中において発熱させなかった発熱素子の駆動データが履歴データとなる。
【００１７】
次いで、サーマルヘッド８における各発熱素子の発熱動作について説明する。まず、本実施の形態の熱履歴制御においては、熱履歴制御を行う発熱素子の発熱時間はＴ２であり、熱履歴制御を行わない発熱素子の発熱時間はＴ２よりも長いＴ１である。より詳細には、前回のラインにおいて発熱させた発熱素子を現在のラインにおいても発熱させる場合、その発熱素子の畜熱作用を考慮して発熱時間を短くすべきであるため、この発熱時間を短くする発熱素子が熱履歴制御を行う発熱素子となり、その発熱時間はＴ２である。これに対し、前回のラインにおいて発熱させなかった発熱素子を現在のラインにおいて発熱させる場合、その発熱素子は畜熱作用を考慮する必要がない発熱素子、つまり熱履歴制御を行わない発熱素子であるため、その発熱時間はＴ２よりも長いＴ１である。本実施の形態では、タイマ０割込ｃを基準パルスとし、この基準パルスよりも（Ｔ１−Ｔ２）時間だけ溯った時点からストローブ信号をアクティブにし、基準パルスよりもＴ２時間経過した時点でアクティブにしたストローブ信号をローレベルにすることで、ストローブ信号がアクティブの間だけ履歴信号とこれに後続する印字信号とに応じたヘッド駆動信号をサーマルヘッド８のヘッドドライバ１９に出力する。この際、この基準パルスよりも（Ｔ１−Ｔ２）時間だけ溯った時点から基準パルス発生時点までの間は、前のラインにおいてシフトレジスタにデータ転送された履歴データに応じたヘッド駆動信号がヘッドドライバ１９に出力され（第１のヘッド駆動信号出力手段）、基準パルス発生後からＴ２時間が経過するまでの間は、Ｔｈ時間かけてシフトレジスタにデータ転送されてラッチ信号ｂによりラッチ回路に瞬時に転送された印字データに応じたヘッド駆動信号がヘッドドライバ１９に出力される（第２のヘッド駆動信号出力手段）。
【００１８】
ここで、シフトレジスタからラッチ回路を介して印字データ及び履歴データを出力させてヘッド駆動信号をヘッドドライバ１９に出力させるタイミングは、タイマ１割込ｄ及びｅによって決定される。つまり、タイマ１割込ｄによってストローブパルスがアクティブとなり、シフトレジスタからデータ出力がなされる状態となる。そして、タイマ１割込ｅによってストローブパルスがローレベルとなり、シフトレジスタからのデータ出力が停止される状態となる。この際、タイマ１割込ｄ及びｅの発生タイミングは、ＣＰＵ１２のタイマ管理によって決定される。つまり、熱履歴制御を行わない発熱素子の発熱時間はＴ１時間必要なわけであるから、基準パルスであるタイマ０割込ｃより（Ｔ１−Ｔ２）時間だけ溯った時点でタイマ１割込ｄを発生させる必要がある。これに対し、熱履歴制御を行う発熱素子の発熱時間はＴ１時間よりも短いＴ２時間で十分なわけであるから、基準パルスであるタイマ０割込ｃよりＴ２時間経過後の時点でタイマ１割込ｅを発生させれば良い。その結果、タイマ１割込ｄが発生してストローブ信号がアクティブになると、前のラインにおいてシフトレジスタにデータ転送されてラッチ信号ａによってラッチ回路に転送された現在のラインの履歴データに基づくヘッド駆動信号がヘッドドライバ１９に出力される。また、タイマ１割込ｄが発生してラッチ信号ｂがラッチ回路に入力されると、現在のライン中においてシフトレジスタに転送時間Ｔｈでデータ転送された印字データがラッチ回路に高速転送され、こうしてラッチ回路に高速転送された印字データに基づくヘッド駆動信号がヘッドドライバ１９に出力され、その出力動作はタイマ１割込ｅが発生してストローブ信号がアクティブの間続行される。これにより、熱履歴制御を行う発熱素子はＴ２時間分、熱履歴制御を行わない発熱素子はＴ２時間よりも長いＴ１時間分、それぞれ発熱駆動されるという熱履歴制御が行われる。これにより、発熱履歴に応じて生ずることがある各発熱素子の発熱温度のばらつきが是正され、印字濃度むらが防止される。
【００１９】
一方、本実施の形態において、印字データのデータ転送時間はＴｈ時間必要であり、このＴｈ時間は、ラッチ信号ａとラッチ信号ｂとの間において確保される。これに対し、シフトレジスタに格納されてラッチ回路に転送される印字データ及び履歴データに応じたヘッド駆動信号の出力は、ストローブパルスがアクティブになってアンアクティブになるまで連続する。この場合、ストローブパルスのアクティブ／アンアクティブは、ラッチ信号ａとラッチ信号ｂにタイミング的に拘束されることがないタイマ１割込ｄ及びタイマ１割込ｅに依存している。よって、シフトレジスタに対する印字データのデータ転送時間とは無関係に、履歴データに基づくヘッド駆動信号の出力時間（Ｔ１−Ｔ２）を任意の時間に設定することができる。したがって、ソフトウェア制御による熱履歴制御をした場合であっても、ヘッド駆動信号の出力時間が長くなり過ぎないような制御も容易となる。これにより、自由な濃淡表現が可能となり、また、高感度紙や高感度転写リボンを用いた場合や高温環境下でも高品質な印字を行うことができる。
【００２０】
【発明の効果】
請求項１記載の発明は、シフトレジスタに対する印字データのデータ転送時間を印字割込パルス発生後であって基準パルス発生前の時間だけ確保した上で、その時間内においてシフトレジスタにデータ転送された履歴データに基づくヘッド駆動信号を基準パルスを基準として決定される時間分だけ基準パルスから溯って出力するようにしたので、印字割込パルス発生後であって基準パルス発生前の時間内においては、シフトレジスタに対する印字データのデータ転送時間とは無関係に、履歴データに基づくヘッド駆動信号の出力時間を任意の時間に設定することができ、したがって、ソフトウェア制御による熱履歴制御をした場合であっても、ヘッド駆動信号の出力時間が長くなり過ぎないような制御を行うことができる。これにより、自由な濃淡表現が可能となり、また、高感度紙や高感度転写リボンを用いた場合や高温環境下でも高品質な印字を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態を示す全体の縦断側面図である。
【図２】各部の電気的接続を示すブロック図である。
【図３】印字動作時における各種信号のタイミングチャートである。
【図４】従来の一例を示す印字動作時における各種信号のタイミングチャートである。
【符号の説明】
６      案内経路
４      記録媒体（ラベル用紙）
８      サーマルヘッド
【図１】
0003852808.tif 000002
【図２】
0003852808.tif 000003
【図３】
0003852808.tif 000004
【図４】
0003852808.tif 000005