サーマルプリンタ装置
【課題】消去ローラの表面温度が予め設定した正しい温度に制御されるサーマルプリンタ装置を提供する。
【解決手段】サーマルプリンタ装置は、昇降可能なサーマルヘッドと、このサーマルヘッド上流側に、アルミパイプの内部にヒータを内蔵した消去ローラを備えている。
制御回路は、目標温度よりも低い設定温度に向けて温度制御を行い、設定温度に達すると強制ＯＦＦ時間だけヒータをＯＦＦする。この強制ＯＦＦ時間が経過して、再び設定温度に向けた温度制御を行う。設定温度と強制ＯＦＦ時間は、ヒータをＯＮを開始する時のローラ温度に応じて変える。この温度制御により目標温度に達すると、用紙搬送を開始する。
【解決手段】サーマルプリンタ装置は、昇降可能なサーマルヘッドと、このサーマルヘッド上流側に、アルミパイプの内部にヒータを内蔵した消去ローラを備えている。
制御回路は、目標温度よりも低い設定温度に向けて温度制御を行い、設定温度に達すると強制ＯＦＦ時間だけヒータをＯＦＦする。この強制ＯＦＦ時間が経過して、再び設定温度に向けた温度制御を行う。設定温度と強制ＯＦＦ時間は、ヒータをＯＮを開始する時のローラ温度に応じて変える。この温度制御により目標温度に達すると、用紙搬送を開始する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロイコ染料と可逆顕色剤を用いた発色型可逆感熱記録材料や、その他の感熱記録材料を使用して、サーマルヘッドにより画像記録を行うことのできるサーマルプリンタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
感熱記録材料に対しサーマルヘッドを接触させて画像記録を行うサーマルプリンタ装置については多数の提案がされているが、ある種のタイプのサーマルプリンタ装置、たとえば、ロイコ染料と可逆顕色剤を用いた発色型可逆感熱記録材料（例えば、特許文献１参照）を使用して画像記録を行うサーマルプリンタ装置では、サーマルヘッドにより画像記録を行うとともに、消去ローラを使用して画像を消去できるようにしている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００２−２７０９３１号公報
【特許文献２】特願２００２−３３１６９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記のようなサーマルプリンタ装置においては、消去ローラの熱容量が大きく、また、温度センサはローラ表面温度を検出するように配置されるため、温度センサによって目標温度を確認した時点で通電をＯＦＦしても、その温度上昇はしばらく続いてしまい、結果として、ローラ表面の温度は目標を超えてしまうことになる。
【０００４】
本発明は、消去ローラの表面温度が予め設定した正しい温度に制御されるサーマルプリンタ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、加熱後の冷却速度を変えることにより印字と消去を可能にする可逆性感熱記録用紙を搬送する用紙搬送路と、
前記用紙搬送路上を搬送されてきた用紙に画像を記録するサーマルヘッドと、
前記サーマルヘッドの上流側の搬送路に配置され、用紙を加熱することにより、その加熱後の徐冷によって用紙上の画像を消去させる消去ローラと、
前記消去ローラの温度検出を行う温度センサの検出値に基づいて該消去ローラに対して印加する電力を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記消去ローラに電力供給を開始してからの制御目標温度を、最終的に目標となる目標温度よりも所定の温度だけ低い温度に設定し、前記温度センサの検出値がこの制御目標温度に達すると、所定時間だけ電力供給をオフしてから、再度、上記制御目標温度に対する温度制御を行うことを特徴とする
本発明では、消去ローラとして、例えばアルミパイプからなるパイプ状金属ローラの内部にヒータを配置したものを用いる。このローラの温度制御は、ローラ表面に温度センサを接触させ、同センサの検出値に基づいてヒータに加える電力をＯＮ／ＯＦＦする。すなわち、センサ検出値が制御目標温度になるまで、ヒータをＯＮし、制御目標温度に達するとＯＦＦする。さらに、その後所定時間だけＯＦＦを維持し、所定時間経過してから、再び、温度制御を行う。
【０００６】
このように制御することで、ローラ温度が制御目標温度に達するとヒータがＯＦＦされていてもしばらくは温度上昇するから、ヒータＯＦＦの所定時間を適当に設定することで次に温度制御を行うときにはローラ温度が最終的な目標温度に近い温度となる。
【０００７】
好ましい実施態様では、前記制御目標温度は、消去ローラに電力供給を開始するときの温度センサの検出値に応じて変えられる。また、さらに好ましくは、これに加えて、前記所定時間は、消去ローラに電力供給を開始するときの温度センサの検出値に応じて変えられる。ローラ温度の上昇率は、その熱容量の関係から、消去ローラに電力供給を開始するときのローラ温度によって変化する。そこで、上記のように制御することで、さらに、目標温度に近い温度制御を行うことができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ローラの温度を所望の目標温度により正確に近づけることができるため、用紙上の画像を確実に消去できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は、本発明の実施形態であるサーマルプリンタ装置の外観図を示している。
【００１０】
このサーマルプリンタ装置１は、印字ヘッドであるサーマルヘッドと消去ローラとを備えている。このサーマルプリンタ装置１は、前記サーマルヘッドにより図示しないホストコンピュータから受信した画像を、ロイコ染料と可逆顕色剤を用いた発色型可逆加熱記録材料からなる用紙に印刷し、前記消去ローラによって、一度印刷した同加熱記録紙の画像を消去することによりこれを再利用できるようになっている。なお、上記用紙を使用することにより、サーマルヘッドによりエネルギーを各画素毎に印加すると、同ヘッド通過後にはその画素が急激に冷却され、熱容量の大きな消去ローラにより用紙全体を加熱すると、用紙全体が蓄熱しているため、そのローラ通過後は各画素が徐々に冷却される。このような挙動により、サーマルヘッドによる各画素毎の記録と、消去ローラによる用紙全体の消去が行われる。
【００１１】
図１において、サーマルプリンタ装置１は、上記発色型可逆加熱記録材料からなる用紙（以下、用紙という）をセットする用紙トレイ２を上部背面（上部供給側）に備え、また、サーマルプリンタ装置１の下部前面（下部排紙側）に排紙トレイ５を備えている。前記用紙トレイ２と排紙トレイ５との間には、装置本体内に用紙搬送部が配置されており、この用紙搬送部に沿って、後述のサーマルヘッドと消去ローラとが配置されている。また、装置本体の上部にはトップカバー３が開閉可能に設けられ、さらに、このトップカバー３の右側部に操作部４が設けられている。この操作部４は、（１）記録モード、（２）消去・記録モード、（３）消去モードの３つのモードの中からいずれかを選択できる。記録モードは、用紙に対して画像を記録するだけのモード、消去モードは、用紙に記録されている画像を消去するだけのモード、消去・記録モードは、用紙に記録されてい画像を消去した後続けて画像を記録するモードである。各モードにおいての用紙搬送速度Ｖは、同一ではなく異なっている。すなわち、同速度Ｖについては、記録モード＞消去・記録モード（＝消去モード）である。
【００１２】
図２は、用紙搬送部を側面から見た時の構成図である。
【００１３】
用紙トレイ２と排紙トレイ５間に配置される用紙搬送部には、上流側から下流側にかけて順に、給紙ローラ２０、用紙搬送路２２、消去処理部２８、冷却ファン２５、記録処理部２９、サーマルヘッド昇降位置検出センサ３３、サーマルヘッドの昇降用カム３２が配置されている。
【００１４】
消去処理部２８は、内部にヒーターランプを備え、アルミパイプからなる消去ローラ２３と、用紙搬送路２２を挟んで同ローラ２３に対向配置されるプラテンローラ２４を備えている。
【００１５】
また記録処理部２９は、サーマルヘッド２７と、用紙搬送路２２を挟んでこのヘッド２７に対向配置されるプラテンローラ２６を備えている。
【００１６】
これらの部材のうち、用紙搬送路２２の上方に位置するものは、可動部２１内に収納され、この可動部２１は、給紙側の端部を支点として排紙側の端部が上側に回動可能な構成となっている。この可動部２１を上記支点として回動することによって、搬送路上のジャム用紙の取り除きを容易にする。
【００１７】
上記用紙搬送路の上方にはトップカバー３が位置しており、また下方にはサーマルヘッド２７を昇降させるための昇降モータ３０と、用紙を搬送するためのＬＦ（ラインフィード）モータ３１とが配置されている。
【００１８】
冷却ファン２５は、消去・記録モードのときに、サーマルヘッドによる記録画像の濃度が低くならないように、消去ローラを通過した用紙の全体を強制空冷するためのものである。
【００１９】
センサ類としては、トップカバー３の開閉を検出するカバー開閉センサＳ４と、用紙搬送路２２上に沿って配置され、サーマルヘッド２７と消去ローラ２３との間に配置され、用紙が特定位置に搬送された状態を検出する用紙検出センサＳ１が設けられている。このセンサは、具体的には搬送されてきた用紙の先端を検出する。また、後述のように、用紙の後端も検出する。さらに、図示していないが、装置の周囲温度αを検出する周囲温度検出センサを設けられている。
【００２０】
前記昇降モータ３０は昇降用カム３２に連結され、消去モードの時に、サーマルヘッド２７を収納するサーマルヘッドホルダ（図示せず）を上昇させ、記録モードまたは消去・記録モードの時にはサーマルヘッドホルダを下降させる。サーマルヘッドホルダには楕円形状の昇降用カム３２が当接していて、その長径部が上方を向く角度になるように回転させることでサーマルヘッドホルダを押し上げて上昇させ、短径部が上方を向く角度になるように回転させることでサーマルヘッドホルダをスプリング押圧及び自重により下降させる。昇降用カムの回転角度は、直角に配置された２つのサーマルヘッドの昇降位置センサ３３により検出される。
【００２１】
用紙検出センサＳ１は、用紙先端の検出と用紙後端の検出を兼用する。用紙先端を検出する時には、その検出信号を制御回路に送り、制御回路においてサーマルヘッド２７の下降を開始させる。また、用紙後端を検出する時には、その信号を制御回路に送り、制御回路において残りの印字ライン数が用紙後端までの印字可能ライン数（センサＳ１とサーマルヘッド２７による記録位置との距離に基づくライン数）よりも大きい場合に、前記残りの印字ライン数を前記印字可能ライン数以下に設定する。
【００２２】
前記サーマルヘッド２７には、その内部に図示しない温度センサが設けられ、このセンサ出力が制御回路において監視されている。また、アルミパイプからなる消去ローラ２３の温度センサも設けられており、このセンサ出力が制御回路において監視されるようになっている。
【００２３】
図３は、制御部のブロック図である。制御回路５０からは、サーマルヘッド２７に対して記録のための印字データ等が出力され、昇降モータ３０、ＬＦモータ３１に対しては、駆動部５１、５２を介して駆動信号が出力される。ＬＦモータ３１に対して駆動信号を出力する駆動部５２に対しては、記録モード時の速度Ｖ１に対するモータ駆動パルスと消去・記録モード時又は消去モード時の速度Ｖ２に対するモータ駆動パルスとが出力される。また、消去ローラ２３内に配置されているハロゲンランプからなるヒーターランプ５３に対しては、駆動部５４を介して駆動信号が出力される。
サーマルヘッド２７は、ヘッド部２７ａ、駆動部２７ｂ、履歴制御部２７ｃを有し、また、ヘッド部２７ａの温度を監視するための温度センサＳ２が設けられている。この温度センサＳ２の温度検出信号は制御回路５０に入力する。同様に、消去ローラ２３にはその表面温度を検出するための温度センサＳ３が設けられており、このセンサ出力が制御回路５０に入力する。
【００２４】
また、制御回路５０には、操作部４、各種センサＳおよびホストコンピュータに接続するためのインターフェイス５５が接続されている。ホストコンピュータにはプリンタ装置のドライバがインプリメントされていて、ホストコンピュータにおいて画像データに対する印刷コマンドが発生すると、その画像データがインターフェイス５５を介して制御回路５０に入力する。
【００２５】
さらに、制御回路５０には、テーブルＴＢ１〜ＴＢ３がそれぞれ接続されている。テーブルＴＢ１は、用紙の搬送速度に基づいて１ドット（１画素）当たりの印字パルスパターンを設定するテーブルである。搬送速度は、記録モードの時の方が消去・記録モードの時よりも速く設定される。搬送速度が速い時には、あるラインの印字を行う時に、前のラインを印字した時の熱の影響度が大きいため、そのラインに対する印加エネルギはより小さくしなければならない、そこで、一般には、搬送速度Ｖが速い場合の印字パルスパターンのパルス幅は短く設定される。図４は、１ドットに対する上記印字パルスパターンを示している。図に示す印字パルスパターンのパルス幅はＴＥである。また、印字パルスパターンは、１〜２０の制御区間で構成され、後述のように、各制御区間のデータ（１か０）がＤＭＡにより制御回路からサーマルヘッドの履歴制御部２７ｃに対して送信される。
【００２６】
上記テーブルＴＢ２は、周囲温度αに基づいた上記制御区間Ｔ（タイマ値）を示している。制御区間Ｔの値が大きくなれば、パルス幅ＴＥが広くなるため、１ドットあたりの印加エネルギが大きくなる。
【００２７】
したがって、搬送速度Ｖおよび周囲温度αによって１ドット当たりに加えられるエネルギの大きさが変わることとなる。この例では、１ドット当たりに加えるエネルギの大きさを決めるパラメータを、搬送速度Ｖと周囲温度αとしたが、これ以外にもパラメータを設定することも可能である。
【００２８】
制御回路５０に接続されるもう１つのテーブルＴＢ３は、ヒータランプ５３の温度制御テーブルを示し、駆動開始時の周囲温度αに基づいて目標となる設定温度や強制ＯＦＦ時間を設定する。これらの各テーブルを用いた詳細な制御動作については後述する。
【００２９】
前記サーマルヘッド２７内に設けられている履歴制御部２７ｃは、搬送方向の同一ライン上の各ドットのＯＮ／ＯＦＦ履歴を考慮して今回のドットに対する印字パルスパターンを制御する。図５はこの履歴制御部２７ｃの動作を示している。 図５（Ａ）において、今回印字しようとする印字ライン上のＡ〜Ｃのドットを注目すると、Ａについては前回のドットＡ１、および前々回のドットＡ２が印字されていない。Ｂについては前回のドットＢ１および前々回のドットＢ２がともに印字されている。Ｃについては、前回のドットＣ１は印字され、前々回のドットＣ２は印字されていない。そこで、今回、履歴制御部２７ｃに対して、テーブルＴＢ１で選択された印字パルスパターンが入力されると、Ａについては、入力された印字パルスパターンのパルス幅ＴＥをそのまま維持したエネルギが印加され、Ｂのドットに対しては、前回ドットＢ１および前々回ドット１Ｂ２に対して印加したエネルギに基づく熱エネルギの影響が残っているから、Ａに対する７０％のエネルギの印加を行い、Ｃに対しては、前回ドットＣ１に対して印加したエネルギに基づく熱エネルギが残っているから、８５％のエネルギを印加する。
【００３０】
このようにして、履歴制御部２７ｃは、前回、前々回のエネルギＯＮ／ＯＦＦ履歴に基づいて、今回のエネルギ印加量を制御する。こうすると、今回のドットに対して正確なエネルギ印加が可能になる。
【００３１】
次に制御回路５０の詳細な動作についてフローチャートを参照しながら説明する。
【００３２】
図６は、記録モードが選択された場合の動作を示すフローチャートである。この記録モードは、記録モード、または消去・記録モードが選択された場合に実行される。
【００３３】
ホストコンピュータから記録すべき画像のデータを受信すると（ＳＴ１）、ＳＴ２においてサーマルヘッドの「温度低下待ち」を実行する。ＳＴ２においてサーマルヘッドの温度が低下すると、ＳＴ３において記録位置まで用紙を搬送するとともに、ＳＴ４において「サーマルヘッド下降」の制御を行う。
続いて、１ドット内の印字パルスパターンの選択を行う（ＳＴ５）。この印字パルスパターンの選択は、その時の用紙搬送速度Ｖに基づいてテーブルＴＢ１を参照して行う。すなわち、記録モードが選択されている時には速度Ｖ１、消去・記録モードが選択されている時には速度Ｖ２（Ｖ２＜Ｖ１）であるから、設定されているモードが記録モードか消去・記録モードであるかによってそれぞれの印字パルスパターンが選択される。
【００３４】
続いて、最初のラインの印字データが制御回路５０からヘッド部２７ａに対して転送される（ＳＴ６）。
【００３５】
続いて、ステップＳＴ７においてタイマ値Ｔの設定をテーブルＴＢ２を参照して行う。このタイマ値Ｔは、その時の周囲温度αに基づいて設定される。タイマ値Ｔは、図４において説明したように、印字パルスパターンの制御区間Ｔを決めるためのものである。
【００３６】
次に、ＳＴ８において、ＳＴ５〜ＳＴ７において決められた印字パルスパターン（タイマ値も含む）のＤＭＡ（ダイレクトメモリアクセス）転送が履歴制御部２７ｃに対して行われる。すなわち、制御区間は１〜２０であるために、各制御区間Ｔに対応するデータ（０又は１）が２０回履歴制御部２７ｃに対してＤＭＡ転送される。制御回路５０は、ＤＭＡ制御部を内蔵しているために、このＳＴ８のＤＭＡ転送する時には、制御回路５０は（実際はＣＰＵ）ＤＭＡ設定するだけでよく、その設定後はＣＰＵは直ちに開放されるため、その他の処理を行うことができる。このため非常に効率的であり高速化に寄与することができる。
【００３７】
上記ＳＴ９においては、サーマルヘッド２７のヘット部２７ａに対し次のラインの印字データを転送する（次のラインの処理のための準備）。続いて、ＳＴ１０において用紙を１ステップ送り、ＳＴ１１において後述の「用紙終端処理」を行う。全ラインの印字が終了していなければ（ＳＴ１２）、再びＳＴ７以下の処理を行う。全ラインの印字を終了すると、サーマルヘッド２７を上昇させ（ＳＴ１３）、用紙を排出して（ＳＴ１４）終了する。
【００３８】
図７は、上記ＳＴ２の「温度低下待ち」の制御動作を示している。
【００３９】
ＳＴ２０において、上限温度フラグをチェックし、リセット状態であればなにもしない。この上限温度フラグは、後述の「温度検知」によってセットされるフラグである。このフラグがセットしていれば、サーマルヘッドの温度を温度センサＳ２によって読み取り（ＳＴ２１）、６５°Ｃ以下になるまで待つ（ＳＴ２２）。６５°Ｃ以下になれば、上限温度フラグをクリアして（ＳＴ２３）リターンする。
【００４０】
図８は、タイマ割り込みによって一定時間ごとに実行される「温度検知」の制御動作を示している。
【００４１】
最初に、サーマルヘッドの温度を温度センサＳ２によって読み取り（ＳＴ３０）、６８°Ｃ以上であるかどうかを判定し（ＳＴ３１）、６８°Ｃ未満であれば、上限温度フラグをクリアし（ＳＴ３２）リターンする。６８°Ｃ以上であれば、上限温度フラグをセットして（ＳＴ３３）リターンする。
【００４２】
次に、図６のＳＴ４の「サーマルヘッド下降」について説明する。
【００４３】
図９は、「サーマルヘッド下降」の動作の概要を示す図である。
【００４４】
用紙搬送路２２上を搬送されてくる用紙６０の先端を用紙検出センサＳ１が検出すると、その検出信号は制御回路５０に出力され、その検出タイミングに基づいて制御回路５０は昇降モータ３０を駆動するタイミングを決定して、サーマルヘッド２７の下降を開始させる。図９（Ａ）は用紙６０の先端を用紙検出センサＳ１が検出したときを示す。図９（Ｂ）は、用紙６０がさらに搬送され、距離Ｌ１だけ進んだ状態を示す。このとき、サーマルヘッド２７の下降が開始される。用紙６０が記録位置Ｐに達すると、その時同時にサーマルヘッド２７のヘッド加熱部が用紙先端に当接する。この後、用紙６０の搬送とともにサーマルヘッド２７による画像の印字動作が行われていく。上記距離Ｌ１は、用紙６０の搬送速度に応じて変えられる。搬送速度が早ければ、Ｌ１は短くなる。
【００４５】
図１０は、「サーマルヘッド下降」の制御動作を示している。
【００４６】
ＳＴ４０において用紙検出センサＳ１によって用紙６０の先端を検知すると、サーマルヘッド２７の下降開始位置までのパルス数（用紙６０の搬送ステップ数で表され、距離Ｌ１に相当するし）Ｎを設定する。なお、パルス数Ｎは、記録モードと消去・記録モードとでは用紙６０の搬送速度が異なるためにそれらのモードによって変わってくる。パルス数Ｎは、搬送速度が早い記録モードの方が大きく設定される。そこで、このＳＴ４１において、設定されているモードに応じてパルス数Ｎを設定する。ＳＴ４２、ＳＴ４３において、設定されたパルス数Ｎが０になるまで待ち、Ｎ＝０となっときにサーマルヘッド２７の下降を開始する。Ｎ＝０の状態が図９（Ｂ）に示す状態である。
【００４７】
以上の動作により、記録位置Ｐにおいて、サーマルヘッド２７のヘッド加熱部と用紙６０との先端とを正確に一致させることができ、記録位置Ｐにおいて用紙６０を一端停止させる必要がない。また、制御回路５０は、用紙６０の先端が記録位置Ｐに達し、且つその時にサーマルヘッド２７のヘッド加熱部が用紙先端に当接しているタイミングを知ることができるために、この時からサーマルヘッド２７に対して画像データに基づく印字エネルギを印加することで、負荷のない状態でサーマルヘッド２７にエネルギを印加することを防ぐことができるとともに、サーマルヘッド２７が回転しているプラテンローラに接するのを防ぐこともできる。
【００４８】
次に、図６のＳＴ５〜ＳＴ９の動作について図１１を参照して説明する。
【００４９】
ＳＴ５においては、１ドット内の印字パルスパターンがテーブルＴＢ１（図３参照）に基づいて選択され、ＳＴ６において最初のラインの印字データがサーマルヘッド２７のヘッド部２７ａに転送される。図１１においては、この最初のラインの印字データが「印字データ転送」のＡに対応している。なお、用紙の搬送速度は、この例では、５０ｍｍ／ｓに設定されており、これにより、２．５ｍｓ毎にタイマ割り込みが発生してモータ送りが行われる。
【００５０】
Ａで示す最初の印字データがヘッド部２７ａに転送されてラッチされると、図の（イ）のタイミングで印字通電が開始される。すなわち、ＳＴ８において印字パルスパターンのＤＭＡ転送が行われる。同時に次のラインの印字データ（Ｂで示す）が転送される。上記（イ）のタイミングでサーマルヘッド２７の履歴制御部２７ｃに対してＤＭＡ転送される印字パルスパターンは、上述のように、テーブルＴＢ１およびテーブルＴＢ２を参照してＳＴ５およびＳＴ７によって設定されている。なお、図に示す例では、印字通電区間をサーマルヘッドの右半分と左半分に分けて行っている。このようにして、印字パルスパターンを（イ）のタイミングでＤＭＡ転送させることで、制御回路５０のＣＰＵは（イ）のタイミング直後、印字パルスパターン送信に関するソフト的な負担から開放されるから他の動作を行うことが可能になる。このため、高速処理が可能となる。
【００５１】
次に、図６のＳＴ１１の「用紙終端処理」について、図１２、図１３を参照して説明する。
【００５２】
図１２（Ａ）は、用紙検出センサＳ１が用紙６０の後端を検出した状態を示している。制御回路５０に含まれている画像データ記憶メモリＭには、サーマルヘッド２７により印字する画像データが記憶され、１ページ毎に更新される。また、ＲＡＭ上には、サーマルヘッド２７による残りの印字ライン数Ｒが記憶されている。この残りの印字ライン数Ｒがゼロになった時点でサーマルヘッド２７の印字が終わる。
【００５３】
図１２において、センサＳ１と記録位置Ｐとの間隔Ｑは、用紙後端までの印字可能ライン数を示している。この状態において、図１２に示すように、Ｒ＞Ｑであるなら、Ｒ＝Ｑとなるように、ＲＡＭ上の残りの印字ライン数をＲ←Ｑに書き換える。これにより、後述するように、用紙後端６０が記録位置Ｐを通過した時には画像データ記憶メモリＭ内に印字すべき画像データが残っていても、サーマルヘッド２７が上昇し、それ以降、サーマルヘッド２７にエネルギが印加されることがなく、また、回転しているプラテンローラにサーマルヘッド２７が接することもない。
【００５４】
図１３は、「用紙終端処理」の制御動作を示すフローチャートである。
【００５５】
ＳＴ５０において、用紙後端が用紙検出センサＳ１で検知されると、Ｒ＞Ｑの判定が行われ、Ｒ＞Ｑであるなら、ＲをＱに設定する（ＳＴ５２）。
【００５６】
上記のようにして印字動作が行われ全てのラインに対する印字が終了すると（図６のＳＴ１２）、制御回路は昇降モータ３０を駆動することによってサーマルヘッド２７を上昇をさせる（図６のＳＴ１３）。
【００５７】
次に、消去モード時の動作について説明する。この消去モードは、消去モード、および、消去・記録モードの時に実行される。
【００５８】
図１４は、この消去モード時の制御動作を示すフローチャートである。
【００５９】
ＳＴ６０において、「消去ローラ通電開始」を実行する。続いて、温度センサＳ３による消去ローラ２３の表面温度を計測し、ＳＴ６２において、テーブルＴＢ３を参照して、その時の温度（開始時温度）に対応して制御目標となる設定温度と強制ＯＦＦ時間を設定する。テーブルＴＢ３を参照すると、たとえば、開始時温度が１００°Ｃ以上であれば、設定値が１４７°Ｃであり、強制ＯＦＦ時間は１００ｍｓである。また、開始時温度が２０°Ｃから１００°Ｃの間である時は、設定値が１４５°Ｃであって、強制ＯＦＦ時間が５０ｍｓである。
【００６０】
次に、ＳＴ６３に進んでタイマ割り込みにより「消去割り込みスタート」を実行する。ＳＴ６４において、目標温度に達したかどうかを判断し、達していれば、ＳＴ６５において用紙の搬送を開始する。なお、サーマルヘッド２７はこの時上昇しているが、消去・記録モードの場合は、用紙先端が用紙検出センサＳ１に達するとサーマルヘッド２７の下降が開始される。
【００６１】
図１５は、ＳＴ６０の「消去ローラ通電開始」を実行するための構成図および波形図を示している。商用電源７０は、リアクトル７１およびトライアック７２を介してハロゲンランプからなるヒータランプ５３に供給されている。トライアック７２は、ゼロクロス制御回路７３でゼロクロス制御され、さらにこのゼロクロス制御回路７３には、駆動部５４から制御パルスが入力する。ゼロクロス制御回路７３は，トライアック７２のＯＮ／ＯＦＦタイミングを電源電圧のゼロクロスタイミングとするゼロクロス制御を行う回路であって、このゼロクロス制御を行うことによって通電時の突入電流を防ぐことができる。また、このゼロクロス制御回路７３に対して図１５（Ｃ）に示すように通電開始時から徐々にゼロクロス制御期間を増やす制御パルスを入力する。これにより、図１５（Ｂ）に示すように、ゼロクロス制御を行いながら、トライアック７２に通電する時間を徐々に長くしていくことができる。したがって、ヒータランプ５３には一気に電流が流れることがなくなり、突入電流が流れることによる部品の性能劣化や破損、また、周囲の電子機器に対する悪影響を防止することができる。
【００６２】
図１６は、ＳＴ６２において設定する設定温度および強制ＯＦＦ時間について説明する図である。ヒータランプに対して通電する時の開始時の消去ローラ温度が低い場合と高い場合とでは、その後の通電に伴う温度上昇の挙動が異なってくる。すなわち、消去ローラの熱容量が大きいと、加熱に対する温度上昇の変化が鈍くなるために、温度センサにて目標温度を確認した時点で通電をＯＦＦしても、しばらくは温度上昇が続く。また、ヒータランプに対して通電する時の開始時の消去ローラ温度が低い場合と高い場合とでは、その温度上昇の程度が異なる。そこで、ヒータランプへの通電を開始した時には、目標温度よりも手前に一定の設定温度を設定し、また、ヒータランプに対して通電開始した時の開始時温度（消去ローラの温度）によってその設定温度を変える（開始時温度の高い場合の設定温度をより高くする）。そして、この設定温度に達した時点で電力供給をＯＦＦする。また、設定温度に達した時から一定の強制ＯＦＦ時間を設定し、そのＯＦＦ時間を経過した後に温度コントロールを可能にするとともに、その強制ＯＦＦ時間はヒータランプに対して通電開始した時の開始時温度によってその長さを変えている。
【００６３】
上記のように制御する理由は、ヒータランプに対して通電開始した時の開始時温度がより高い場合のほうが消去ローラに対する蓄熱量が大きいため、設定温度をより高くしたり強制ＯＦＦ時間をより長く設定するほうが望ましいからである。
【００６４】
そこで、図３のテーブルＴＢ３に示すように、開始時温度が２０°Ｃ〜１００°Ｃの場合には、設定温度を１４５°Ｃ、強制ＯＦＦ時間を５０ｍｓに設定し、開始時温度が１００°Ｃ以上の場合には、設定温度を１４７°Ｃ、強制ＯＦＦ時間を１００ｍｓに設定する。
【００６５】
強制ＯＦＦ時間を終えると、ローラ温度は最終目標温度かその温度に極く近い温度になる。したがって、その直後では、ローラ温度が設定温度以上である可能性が高いためヒータ通電のＯＦＦ状態が続くが、設定温度以下になると、再び上記の温度コントロールが行われる。
【００６６】
なお、上記実施形態では、開始時温度に応じて設定温度と強制ＯＦＦ時間の両方を変えるようにしているが、いずれか一方を一定値とし、他方を開始時温度に応じて変えるようにしても良い。
【００６７】
図１７は、図１４のＳＴ６３の「消去割込スタート」のタイマ割込動作を示している。
【００６８】
ＳＴ７０において強制ＯＦＦフラグがセットされているかどうかの判定を行い、ＳＴ７１において消去ローラの温度計測を温度センサ５３において行う。温度が異常時である場合には（ＳＴ７２）、エラーフラグをセットし（ＳＴ７３）、ヒータランプをＯＦＦして（ＳＴ７４）リターンする。
【００６９】
上記ＳＴ７２において、計測温度が正常時の時には、ＳＴ７５において、計測温度が設定値をオーバーしているかどうかの判定を行う。この設定値は、図１４のＳＴ６２において、テーブルＴＢ３を参照して得られた値である。設定値をオーバーしていなければ、ＳＴ７６においてヒータランプをＯＮしてリターンする。
【００７０】
ＳＴ７５において、設定値をオーバーしていれば、ＳＴ７７において強制ＯＦＦフラグをセットし、ＳＴ７８において強制ＯＦＦ時間Ｍを設定し、ヒータをＯＦＦする（ＳＴ７９）。
【００７１】
上記ＳＴ７０において、強制ＯＦＦフラグがセットしていれば、ＳＴ８０において、強制ＯＦＦ時間Ｍから１単位時間（ここでは、２５ｍｓ）デクリメントし、ＳＴ８１において、Ｍ＝０かどうかの判断を行い、Ｍ＝０の時に強制ＯＦＦフラグをクリアする（ＳＴ８２）。Ｍ＝０でない場合には、ＳＴ７４に進んでヒータをＯＦＦする。したがって、強制ＯＦＦフラグがセットされると、ＳＴ７８で設定された強制ＯＦＦ時間Ｍだけヒータランプに対する電力供給がＯＦＦ状態となる。
【００７２】
このようにして、消去モード時と記録・消去モード時の消去期間には、消去ローラ２３のヒータランプ５３に対し、目標温度の手前の設定温度に対する温度制御が行われ、図１４のＳＴ６４において目標温度に達するのを待ち、目標温度に達した段階で用紙の搬送が行われる。したがって、この制御によれば、消去ローラ２３の熱容量を考慮して、より正確に目標温度に制御されるようになる。
【００７３】
本実施形態ではさらに次の制御が行われる。
【００７４】
第１に、サーマルヘッド２７を保護するために、サーマルヘッド２７の昇降状態をサーマルヘッドの昇降位置センサ３３で常時監視し、サーマルヘッドが上昇位置（待機位置）またはプラテンローラ２６に接していない状態では、サーマルヘッド２７に対し駆動信号が出力されないようにし、また、サーマルヘッドへの駆動電圧が遮断されるようにする。これにより、サーマルヘッドが上昇位置にある時には、誤ってサーマルヘッドに対しエネルギが印加されるのを防ぐことができる。
【００７５】
第２に、サーマルヘッド２７に対してエネルギを印加して印字動作を行っている時に、用紙検出センサＳ１と他の図示しない搬送路上に設けられているセンサとによって、用紙のジャムが生じたかどうかを監視する。用紙のジャムが生じた場合には、直ちにサーマルヘッド２７に対するエネルギの印加を停止する。これによって、サーマルヘッドの温度上昇が過度になるのを防ぐことができる。
【００７６】
第３に、図１７のＳＴ７２において、消去ローラ２３の温度計測値が異常値であるかどうかの判定をしているが、この判定は、計測した温度自体が異常である場合は勿論、前回の計測温度値から異常な変化をした場合（微分値が大きい）も異常値であるとして検出する。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の実施形態であるサーマルプリンタ装置の外観図
【図２】用紙搬送路周辺の構成図
【図３】制御部の構成図
【図４】印字パルスパターンについて説明する図
【図５】履歴制御部の動作について説明する図
【図６】記録モード時の制御動作を示すフローチャート
【図７】「温度低下待ち」の制御動作を示すフローチャート
【図８】「温度検知」の制御動作を示すフローチャート
【図９】サーマルヘッド下降時の制御について説明する図
【図１０】「サーマルヘッド下降」の制御動作を示すフローチャート
【図１１】印字通電と印字データ転送のタイミング波形図
【図１２】「用紙終端処理」の動作内容について説明する図
【図１３】「用紙終端処理」の制御動作を示すフローチャート
【図１４】消去モード時の制御動作を示すフローチャート
【図１５】消去ローラに対する通電開始を行うための構成図および動作説明図
【図１６】設定温度と強制ＯＦＦ時間について説明する図
【図１７】消去モード時のタイマ割り込み動作を示すフローチャート
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロイコ染料と可逆顕色剤を用いた発色型可逆感熱記録材料や、その他の感熱記録材料を使用して、サーマルヘッドにより画像記録を行うことのできるサーマルプリンタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
感熱記録材料に対しサーマルヘッドを接触させて画像記録を行うサーマルプリンタ装置については多数の提案がされているが、ある種のタイプのサーマルプリンタ装置、たとえば、ロイコ染料と可逆顕色剤を用いた発色型可逆感熱記録材料（例えば、特許文献１参照）を使用して画像記録を行うサーマルプリンタ装置では、サーマルヘッドにより画像記録を行うとともに、消去ローラを使用して画像を消去できるようにしている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００２−２７０９３１号公報
【特許文献２】特願２００２−３３１６９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記のようなサーマルプリンタ装置においては、消去ローラの熱容量が大きく、また、温度センサはローラ表面温度を検出するように配置されるため、温度センサによって目標温度を確認した時点で通電をＯＦＦしても、その温度上昇はしばらく続いてしまい、結果として、ローラ表面の温度は目標を超えてしまうことになる。
【０００４】
本発明は、消去ローラの表面温度が予め設定した正しい温度に制御されるサーマルプリンタ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、加熱後の冷却速度を変えることにより印字と消去を可能にする可逆性感熱記録用紙を搬送する用紙搬送路と、
前記用紙搬送路上を搬送されてきた用紙に画像を記録するサーマルヘッドと、
前記サーマルヘッドの上流側の搬送路に配置され、用紙を加熱することにより、その加熱後の徐冷によって用紙上の画像を消去させる消去ローラと、
前記消去ローラの温度検出を行う温度センサの検出値に基づいて該消去ローラに対して印加する電力を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記消去ローラに電力供給を開始してからの制御目標温度を、最終的に目標となる目標温度よりも所定の温度だけ低い温度に設定し、前記温度センサの検出値がこの制御目標温度に達すると、所定時間だけ電力供給をオフしてから、再度、上記制御目標温度に対する温度制御を行うことを特徴とする
本発明では、消去ローラとして、例えばアルミパイプからなるパイプ状金属ローラの内部にヒータを配置したものを用いる。このローラの温度制御は、ローラ表面に温度センサを接触させ、同センサの検出値に基づいてヒータに加える電力をＯＮ／ＯＦＦする。すなわち、センサ検出値が制御目標温度になるまで、ヒータをＯＮし、制御目標温度に達するとＯＦＦする。さらに、その後所定時間だけＯＦＦを維持し、所定時間経過してから、再び、温度制御を行う。
【０００６】
このように制御することで、ローラ温度が制御目標温度に達するとヒータがＯＦＦされていてもしばらくは温度上昇するから、ヒータＯＦＦの所定時間を適当に設定することで次に温度制御を行うときにはローラ温度が最終的な目標温度に近い温度となる。
【０００７】
好ましい実施態様では、前記制御目標温度は、消去ローラに電力供給を開始するときの温度センサの検出値に応じて変えられる。また、さらに好ましくは、これに加えて、前記所定時間は、消去ローラに電力供給を開始するときの温度センサの検出値に応じて変えられる。ローラ温度の上昇率は、その熱容量の関係から、消去ローラに電力供給を開始するときのローラ温度によって変化する。そこで、上記のように制御することで、さらに、目標温度に近い温度制御を行うことができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ローラの温度を所望の目標温度により正確に近づけることができるため、用紙上の画像を確実に消去できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は、本発明の実施形態であるサーマルプリンタ装置の外観図を示している。
【００１０】
このサーマルプリンタ装置１は、印字ヘッドであるサーマルヘッドと消去ローラとを備えている。このサーマルプリンタ装置１は、前記サーマルヘッドにより図示しないホストコンピュータから受信した画像を、ロイコ染料と可逆顕色剤を用いた発色型可逆加熱記録材料からなる用紙に印刷し、前記消去ローラによって、一度印刷した同加熱記録紙の画像を消去することによりこれを再利用できるようになっている。なお、上記用紙を使用することにより、サーマルヘッドによりエネルギーを各画素毎に印加すると、同ヘッド通過後にはその画素が急激に冷却され、熱容量の大きな消去ローラにより用紙全体を加熱すると、用紙全体が蓄熱しているため、そのローラ通過後は各画素が徐々に冷却される。このような挙動により、サーマルヘッドによる各画素毎の記録と、消去ローラによる用紙全体の消去が行われる。
【００１１】
図１において、サーマルプリンタ装置１は、上記発色型可逆加熱記録材料からなる用紙（以下、用紙という）をセットする用紙トレイ２を上部背面（上部供給側）に備え、また、サーマルプリンタ装置１の下部前面（下部排紙側）に排紙トレイ５を備えている。前記用紙トレイ２と排紙トレイ５との間には、装置本体内に用紙搬送部が配置されており、この用紙搬送部に沿って、後述のサーマルヘッドと消去ローラとが配置されている。また、装置本体の上部にはトップカバー３が開閉可能に設けられ、さらに、このトップカバー３の右側部に操作部４が設けられている。この操作部４は、（１）記録モード、（２）消去・記録モード、（３）消去モードの３つのモードの中からいずれかを選択できる。記録モードは、用紙に対して画像を記録するだけのモード、消去モードは、用紙に記録されている画像を消去するだけのモード、消去・記録モードは、用紙に記録されてい画像を消去した後続けて画像を記録するモードである。各モードにおいての用紙搬送速度Ｖは、同一ではなく異なっている。すなわち、同速度Ｖについては、記録モード＞消去・記録モード（＝消去モード）である。
【００１２】
図２は、用紙搬送部を側面から見た時の構成図である。
【００１３】
用紙トレイ２と排紙トレイ５間に配置される用紙搬送部には、上流側から下流側にかけて順に、給紙ローラ２０、用紙搬送路２２、消去処理部２８、冷却ファン２５、記録処理部２９、サーマルヘッド昇降位置検出センサ３３、サーマルヘッドの昇降用カム３２が配置されている。
【００１４】
消去処理部２８は、内部にヒーターランプを備え、アルミパイプからなる消去ローラ２３と、用紙搬送路２２を挟んで同ローラ２３に対向配置されるプラテンローラ２４を備えている。
【００１５】
また記録処理部２９は、サーマルヘッド２７と、用紙搬送路２２を挟んでこのヘッド２７に対向配置されるプラテンローラ２６を備えている。
【００１６】
これらの部材のうち、用紙搬送路２２の上方に位置するものは、可動部２１内に収納され、この可動部２１は、給紙側の端部を支点として排紙側の端部が上側に回動可能な構成となっている。この可動部２１を上記支点として回動することによって、搬送路上のジャム用紙の取り除きを容易にする。
【００１７】
上記用紙搬送路の上方にはトップカバー３が位置しており、また下方にはサーマルヘッド２７を昇降させるための昇降モータ３０と、用紙を搬送するためのＬＦ（ラインフィード）モータ３１とが配置されている。
【００１８】
冷却ファン２５は、消去・記録モードのときに、サーマルヘッドによる記録画像の濃度が低くならないように、消去ローラを通過した用紙の全体を強制空冷するためのものである。
【００１９】
センサ類としては、トップカバー３の開閉を検出するカバー開閉センサＳ４と、用紙搬送路２２上に沿って配置され、サーマルヘッド２７と消去ローラ２３との間に配置され、用紙が特定位置に搬送された状態を検出する用紙検出センサＳ１が設けられている。このセンサは、具体的には搬送されてきた用紙の先端を検出する。また、後述のように、用紙の後端も検出する。さらに、図示していないが、装置の周囲温度αを検出する周囲温度検出センサを設けられている。
【００２０】
前記昇降モータ３０は昇降用カム３２に連結され、消去モードの時に、サーマルヘッド２７を収納するサーマルヘッドホルダ（図示せず）を上昇させ、記録モードまたは消去・記録モードの時にはサーマルヘッドホルダを下降させる。サーマルヘッドホルダには楕円形状の昇降用カム３２が当接していて、その長径部が上方を向く角度になるように回転させることでサーマルヘッドホルダを押し上げて上昇させ、短径部が上方を向く角度になるように回転させることでサーマルヘッドホルダをスプリング押圧及び自重により下降させる。昇降用カムの回転角度は、直角に配置された２つのサーマルヘッドの昇降位置センサ３３により検出される。
【００２１】
用紙検出センサＳ１は、用紙先端の検出と用紙後端の検出を兼用する。用紙先端を検出する時には、その検出信号を制御回路に送り、制御回路においてサーマルヘッド２７の下降を開始させる。また、用紙後端を検出する時には、その信号を制御回路に送り、制御回路において残りの印字ライン数が用紙後端までの印字可能ライン数（センサＳ１とサーマルヘッド２７による記録位置との距離に基づくライン数）よりも大きい場合に、前記残りの印字ライン数を前記印字可能ライン数以下に設定する。
【００２２】
前記サーマルヘッド２７には、その内部に図示しない温度センサが設けられ、このセンサ出力が制御回路において監視されている。また、アルミパイプからなる消去ローラ２３の温度センサも設けられており、このセンサ出力が制御回路において監視されるようになっている。
【００２３】
図３は、制御部のブロック図である。制御回路５０からは、サーマルヘッド２７に対して記録のための印字データ等が出力され、昇降モータ３０、ＬＦモータ３１に対しては、駆動部５１、５２を介して駆動信号が出力される。ＬＦモータ３１に対して駆動信号を出力する駆動部５２に対しては、記録モード時の速度Ｖ１に対するモータ駆動パルスと消去・記録モード時又は消去モード時の速度Ｖ２に対するモータ駆動パルスとが出力される。また、消去ローラ２３内に配置されているハロゲンランプからなるヒーターランプ５３に対しては、駆動部５４を介して駆動信号が出力される。
サーマルヘッド２７は、ヘッド部２７ａ、駆動部２７ｂ、履歴制御部２７ｃを有し、また、ヘッド部２７ａの温度を監視するための温度センサＳ２が設けられている。この温度センサＳ２の温度検出信号は制御回路５０に入力する。同様に、消去ローラ２３にはその表面温度を検出するための温度センサＳ３が設けられており、このセンサ出力が制御回路５０に入力する。
【００２４】
また、制御回路５０には、操作部４、各種センサＳおよびホストコンピュータに接続するためのインターフェイス５５が接続されている。ホストコンピュータにはプリンタ装置のドライバがインプリメントされていて、ホストコンピュータにおいて画像データに対する印刷コマンドが発生すると、その画像データがインターフェイス５５を介して制御回路５０に入力する。
【００２５】
さらに、制御回路５０には、テーブルＴＢ１〜ＴＢ３がそれぞれ接続されている。テーブルＴＢ１は、用紙の搬送速度に基づいて１ドット（１画素）当たりの印字パルスパターンを設定するテーブルである。搬送速度は、記録モードの時の方が消去・記録モードの時よりも速く設定される。搬送速度が速い時には、あるラインの印字を行う時に、前のラインを印字した時の熱の影響度が大きいため、そのラインに対する印加エネルギはより小さくしなければならない、そこで、一般には、搬送速度Ｖが速い場合の印字パルスパターンのパルス幅は短く設定される。図４は、１ドットに対する上記印字パルスパターンを示している。図に示す印字パルスパターンのパルス幅はＴＥである。また、印字パルスパターンは、１〜２０の制御区間で構成され、後述のように、各制御区間のデータ（１か０）がＤＭＡにより制御回路からサーマルヘッドの履歴制御部２７ｃに対して送信される。
【００２６】
上記テーブルＴＢ２は、周囲温度αに基づいた上記制御区間Ｔ（タイマ値）を示している。制御区間Ｔの値が大きくなれば、パルス幅ＴＥが広くなるため、１ドットあたりの印加エネルギが大きくなる。
【００２７】
したがって、搬送速度Ｖおよび周囲温度αによって１ドット当たりに加えられるエネルギの大きさが変わることとなる。この例では、１ドット当たりに加えるエネルギの大きさを決めるパラメータを、搬送速度Ｖと周囲温度αとしたが、これ以外にもパラメータを設定することも可能である。
【００２８】
制御回路５０に接続されるもう１つのテーブルＴＢ３は、ヒータランプ５３の温度制御テーブルを示し、駆動開始時の周囲温度αに基づいて目標となる設定温度や強制ＯＦＦ時間を設定する。これらの各テーブルを用いた詳細な制御動作については後述する。
【００２９】
前記サーマルヘッド２７内に設けられている履歴制御部２７ｃは、搬送方向の同一ライン上の各ドットのＯＮ／ＯＦＦ履歴を考慮して今回のドットに対する印字パルスパターンを制御する。図５はこの履歴制御部２７ｃの動作を示している。 図５（Ａ）において、今回印字しようとする印字ライン上のＡ〜Ｃのドットを注目すると、Ａについては前回のドットＡ１、および前々回のドットＡ２が印字されていない。Ｂについては前回のドットＢ１および前々回のドットＢ２がともに印字されている。Ｃについては、前回のドットＣ１は印字され、前々回のドットＣ２は印字されていない。そこで、今回、履歴制御部２７ｃに対して、テーブルＴＢ１で選択された印字パルスパターンが入力されると、Ａについては、入力された印字パルスパターンのパルス幅ＴＥをそのまま維持したエネルギが印加され、Ｂのドットに対しては、前回ドットＢ１および前々回ドット１Ｂ２に対して印加したエネルギに基づく熱エネルギの影響が残っているから、Ａに対する７０％のエネルギの印加を行い、Ｃに対しては、前回ドットＣ１に対して印加したエネルギに基づく熱エネルギが残っているから、８５％のエネルギを印加する。
【００３０】
このようにして、履歴制御部２７ｃは、前回、前々回のエネルギＯＮ／ＯＦＦ履歴に基づいて、今回のエネルギ印加量を制御する。こうすると、今回のドットに対して正確なエネルギ印加が可能になる。
【００３１】
次に制御回路５０の詳細な動作についてフローチャートを参照しながら説明する。
【００３２】
図６は、記録モードが選択された場合の動作を示すフローチャートである。この記録モードは、記録モード、または消去・記録モードが選択された場合に実行される。
【００３３】
ホストコンピュータから記録すべき画像のデータを受信すると（ＳＴ１）、ＳＴ２においてサーマルヘッドの「温度低下待ち」を実行する。ＳＴ２においてサーマルヘッドの温度が低下すると、ＳＴ３において記録位置まで用紙を搬送するとともに、ＳＴ４において「サーマルヘッド下降」の制御を行う。
続いて、１ドット内の印字パルスパターンの選択を行う（ＳＴ５）。この印字パルスパターンの選択は、その時の用紙搬送速度Ｖに基づいてテーブルＴＢ１を参照して行う。すなわち、記録モードが選択されている時には速度Ｖ１、消去・記録モードが選択されている時には速度Ｖ２（Ｖ２＜Ｖ１）であるから、設定されているモードが記録モードか消去・記録モードであるかによってそれぞれの印字パルスパターンが選択される。
【００３４】
続いて、最初のラインの印字データが制御回路５０からヘッド部２７ａに対して転送される（ＳＴ６）。
【００３５】
続いて、ステップＳＴ７においてタイマ値Ｔの設定をテーブルＴＢ２を参照して行う。このタイマ値Ｔは、その時の周囲温度αに基づいて設定される。タイマ値Ｔは、図４において説明したように、印字パルスパターンの制御区間Ｔを決めるためのものである。
【００３６】
次に、ＳＴ８において、ＳＴ５〜ＳＴ７において決められた印字パルスパターン（タイマ値も含む）のＤＭＡ（ダイレクトメモリアクセス）転送が履歴制御部２７ｃに対して行われる。すなわち、制御区間は１〜２０であるために、各制御区間Ｔに対応するデータ（０又は１）が２０回履歴制御部２７ｃに対してＤＭＡ転送される。制御回路５０は、ＤＭＡ制御部を内蔵しているために、このＳＴ８のＤＭＡ転送する時には、制御回路５０は（実際はＣＰＵ）ＤＭＡ設定するだけでよく、その設定後はＣＰＵは直ちに開放されるため、その他の処理を行うことができる。このため非常に効率的であり高速化に寄与することができる。
【００３７】
上記ＳＴ９においては、サーマルヘッド２７のヘット部２７ａに対し次のラインの印字データを転送する（次のラインの処理のための準備）。続いて、ＳＴ１０において用紙を１ステップ送り、ＳＴ１１において後述の「用紙終端処理」を行う。全ラインの印字が終了していなければ（ＳＴ１２）、再びＳＴ７以下の処理を行う。全ラインの印字を終了すると、サーマルヘッド２７を上昇させ（ＳＴ１３）、用紙を排出して（ＳＴ１４）終了する。
【００３８】
図７は、上記ＳＴ２の「温度低下待ち」の制御動作を示している。
【００３９】
ＳＴ２０において、上限温度フラグをチェックし、リセット状態であればなにもしない。この上限温度フラグは、後述の「温度検知」によってセットされるフラグである。このフラグがセットしていれば、サーマルヘッドの温度を温度センサＳ２によって読み取り（ＳＴ２１）、６５°Ｃ以下になるまで待つ（ＳＴ２２）。６５°Ｃ以下になれば、上限温度フラグをクリアして（ＳＴ２３）リターンする。
【００４０】
図８は、タイマ割り込みによって一定時間ごとに実行される「温度検知」の制御動作を示している。
【００４１】
最初に、サーマルヘッドの温度を温度センサＳ２によって読み取り（ＳＴ３０）、６８°Ｃ以上であるかどうかを判定し（ＳＴ３１）、６８°Ｃ未満であれば、上限温度フラグをクリアし（ＳＴ３２）リターンする。６８°Ｃ以上であれば、上限温度フラグをセットして（ＳＴ３３）リターンする。
【００４２】
次に、図６のＳＴ４の「サーマルヘッド下降」について説明する。
【００４３】
図９は、「サーマルヘッド下降」の動作の概要を示す図である。
【００４４】
用紙搬送路２２上を搬送されてくる用紙６０の先端を用紙検出センサＳ１が検出すると、その検出信号は制御回路５０に出力され、その検出タイミングに基づいて制御回路５０は昇降モータ３０を駆動するタイミングを決定して、サーマルヘッド２７の下降を開始させる。図９（Ａ）は用紙６０の先端を用紙検出センサＳ１が検出したときを示す。図９（Ｂ）は、用紙６０がさらに搬送され、距離Ｌ１だけ進んだ状態を示す。このとき、サーマルヘッド２７の下降が開始される。用紙６０が記録位置Ｐに達すると、その時同時にサーマルヘッド２７のヘッド加熱部が用紙先端に当接する。この後、用紙６０の搬送とともにサーマルヘッド２７による画像の印字動作が行われていく。上記距離Ｌ１は、用紙６０の搬送速度に応じて変えられる。搬送速度が早ければ、Ｌ１は短くなる。
【００４５】
図１０は、「サーマルヘッド下降」の制御動作を示している。
【００４６】
ＳＴ４０において用紙検出センサＳ１によって用紙６０の先端を検知すると、サーマルヘッド２７の下降開始位置までのパルス数（用紙６０の搬送ステップ数で表され、距離Ｌ１に相当するし）Ｎを設定する。なお、パルス数Ｎは、記録モードと消去・記録モードとでは用紙６０の搬送速度が異なるためにそれらのモードによって変わってくる。パルス数Ｎは、搬送速度が早い記録モードの方が大きく設定される。そこで、このＳＴ４１において、設定されているモードに応じてパルス数Ｎを設定する。ＳＴ４２、ＳＴ４３において、設定されたパルス数Ｎが０になるまで待ち、Ｎ＝０となっときにサーマルヘッド２７の下降を開始する。Ｎ＝０の状態が図９（Ｂ）に示す状態である。
【００４７】
以上の動作により、記録位置Ｐにおいて、サーマルヘッド２７のヘッド加熱部と用紙６０との先端とを正確に一致させることができ、記録位置Ｐにおいて用紙６０を一端停止させる必要がない。また、制御回路５０は、用紙６０の先端が記録位置Ｐに達し、且つその時にサーマルヘッド２７のヘッド加熱部が用紙先端に当接しているタイミングを知ることができるために、この時からサーマルヘッド２７に対して画像データに基づく印字エネルギを印加することで、負荷のない状態でサーマルヘッド２７にエネルギを印加することを防ぐことができるとともに、サーマルヘッド２７が回転しているプラテンローラに接するのを防ぐこともできる。
【００４８】
次に、図６のＳＴ５〜ＳＴ９の動作について図１１を参照して説明する。
【００４９】
ＳＴ５においては、１ドット内の印字パルスパターンがテーブルＴＢ１（図３参照）に基づいて選択され、ＳＴ６において最初のラインの印字データがサーマルヘッド２７のヘッド部２７ａに転送される。図１１においては、この最初のラインの印字データが「印字データ転送」のＡに対応している。なお、用紙の搬送速度は、この例では、５０ｍｍ／ｓに設定されており、これにより、２．５ｍｓ毎にタイマ割り込みが発生してモータ送りが行われる。
【００５０】
Ａで示す最初の印字データがヘッド部２７ａに転送されてラッチされると、図の（イ）のタイミングで印字通電が開始される。すなわち、ＳＴ８において印字パルスパターンのＤＭＡ転送が行われる。同時に次のラインの印字データ（Ｂで示す）が転送される。上記（イ）のタイミングでサーマルヘッド２７の履歴制御部２７ｃに対してＤＭＡ転送される印字パルスパターンは、上述のように、テーブルＴＢ１およびテーブルＴＢ２を参照してＳＴ５およびＳＴ７によって設定されている。なお、図に示す例では、印字通電区間をサーマルヘッドの右半分と左半分に分けて行っている。このようにして、印字パルスパターンを（イ）のタイミングでＤＭＡ転送させることで、制御回路５０のＣＰＵは（イ）のタイミング直後、印字パルスパターン送信に関するソフト的な負担から開放されるから他の動作を行うことが可能になる。このため、高速処理が可能となる。
【００５１】
次に、図６のＳＴ１１の「用紙終端処理」について、図１２、図１３を参照して説明する。
【００５２】
図１２（Ａ）は、用紙検出センサＳ１が用紙６０の後端を検出した状態を示している。制御回路５０に含まれている画像データ記憶メモリＭには、サーマルヘッド２７により印字する画像データが記憶され、１ページ毎に更新される。また、ＲＡＭ上には、サーマルヘッド２７による残りの印字ライン数Ｒが記憶されている。この残りの印字ライン数Ｒがゼロになった時点でサーマルヘッド２７の印字が終わる。
【００５３】
図１２において、センサＳ１と記録位置Ｐとの間隔Ｑは、用紙後端までの印字可能ライン数を示している。この状態において、図１２に示すように、Ｒ＞Ｑであるなら、Ｒ＝Ｑとなるように、ＲＡＭ上の残りの印字ライン数をＲ←Ｑに書き換える。これにより、後述するように、用紙後端６０が記録位置Ｐを通過した時には画像データ記憶メモリＭ内に印字すべき画像データが残っていても、サーマルヘッド２７が上昇し、それ以降、サーマルヘッド２７にエネルギが印加されることがなく、また、回転しているプラテンローラにサーマルヘッド２７が接することもない。
【００５４】
図１３は、「用紙終端処理」の制御動作を示すフローチャートである。
【００５５】
ＳＴ５０において、用紙後端が用紙検出センサＳ１で検知されると、Ｒ＞Ｑの判定が行われ、Ｒ＞Ｑであるなら、ＲをＱに設定する（ＳＴ５２）。
【００５６】
上記のようにして印字動作が行われ全てのラインに対する印字が終了すると（図６のＳＴ１２）、制御回路は昇降モータ３０を駆動することによってサーマルヘッド２７を上昇をさせる（図６のＳＴ１３）。
【００５７】
次に、消去モード時の動作について説明する。この消去モードは、消去モード、および、消去・記録モードの時に実行される。
【００５８】
図１４は、この消去モード時の制御動作を示すフローチャートである。
【００５９】
ＳＴ６０において、「消去ローラ通電開始」を実行する。続いて、温度センサＳ３による消去ローラ２３の表面温度を計測し、ＳＴ６２において、テーブルＴＢ３を参照して、その時の温度（開始時温度）に対応して制御目標となる設定温度と強制ＯＦＦ時間を設定する。テーブルＴＢ３を参照すると、たとえば、開始時温度が１００°Ｃ以上であれば、設定値が１４７°Ｃであり、強制ＯＦＦ時間は１００ｍｓである。また、開始時温度が２０°Ｃから１００°Ｃの間である時は、設定値が１４５°Ｃであって、強制ＯＦＦ時間が５０ｍｓである。
【００６０】
次に、ＳＴ６３に進んでタイマ割り込みにより「消去割り込みスタート」を実行する。ＳＴ６４において、目標温度に達したかどうかを判断し、達していれば、ＳＴ６５において用紙の搬送を開始する。なお、サーマルヘッド２７はこの時上昇しているが、消去・記録モードの場合は、用紙先端が用紙検出センサＳ１に達するとサーマルヘッド２７の下降が開始される。
【００６１】
図１５は、ＳＴ６０の「消去ローラ通電開始」を実行するための構成図および波形図を示している。商用電源７０は、リアクトル７１およびトライアック７２を介してハロゲンランプからなるヒータランプ５３に供給されている。トライアック７２は、ゼロクロス制御回路７３でゼロクロス制御され、さらにこのゼロクロス制御回路７３には、駆動部５４から制御パルスが入力する。ゼロクロス制御回路７３は，トライアック７２のＯＮ／ＯＦＦタイミングを電源電圧のゼロクロスタイミングとするゼロクロス制御を行う回路であって、このゼロクロス制御を行うことによって通電時の突入電流を防ぐことができる。また、このゼロクロス制御回路７３に対して図１５（Ｃ）に示すように通電開始時から徐々にゼロクロス制御期間を増やす制御パルスを入力する。これにより、図１５（Ｂ）に示すように、ゼロクロス制御を行いながら、トライアック７２に通電する時間を徐々に長くしていくことができる。したがって、ヒータランプ５３には一気に電流が流れることがなくなり、突入電流が流れることによる部品の性能劣化や破損、また、周囲の電子機器に対する悪影響を防止することができる。
【００６２】
図１６は、ＳＴ６２において設定する設定温度および強制ＯＦＦ時間について説明する図である。ヒータランプに対して通電する時の開始時の消去ローラ温度が低い場合と高い場合とでは、その後の通電に伴う温度上昇の挙動が異なってくる。すなわち、消去ローラの熱容量が大きいと、加熱に対する温度上昇の変化が鈍くなるために、温度センサにて目標温度を確認した時点で通電をＯＦＦしても、しばらくは温度上昇が続く。また、ヒータランプに対して通電する時の開始時の消去ローラ温度が低い場合と高い場合とでは、その温度上昇の程度が異なる。そこで、ヒータランプへの通電を開始した時には、目標温度よりも手前に一定の設定温度を設定し、また、ヒータランプに対して通電開始した時の開始時温度（消去ローラの温度）によってその設定温度を変える（開始時温度の高い場合の設定温度をより高くする）。そして、この設定温度に達した時点で電力供給をＯＦＦする。また、設定温度に達した時から一定の強制ＯＦＦ時間を設定し、そのＯＦＦ時間を経過した後に温度コントロールを可能にするとともに、その強制ＯＦＦ時間はヒータランプに対して通電開始した時の開始時温度によってその長さを変えている。
【００６３】
上記のように制御する理由は、ヒータランプに対して通電開始した時の開始時温度がより高い場合のほうが消去ローラに対する蓄熱量が大きいため、設定温度をより高くしたり強制ＯＦＦ時間をより長く設定するほうが望ましいからである。
【００６４】
そこで、図３のテーブルＴＢ３に示すように、開始時温度が２０°Ｃ〜１００°Ｃの場合には、設定温度を１４５°Ｃ、強制ＯＦＦ時間を５０ｍｓに設定し、開始時温度が１００°Ｃ以上の場合には、設定温度を１４７°Ｃ、強制ＯＦＦ時間を１００ｍｓに設定する。
【００６５】
強制ＯＦＦ時間を終えると、ローラ温度は最終目標温度かその温度に極く近い温度になる。したがって、その直後では、ローラ温度が設定温度以上である可能性が高いためヒータ通電のＯＦＦ状態が続くが、設定温度以下になると、再び上記の温度コントロールが行われる。
【００６６】
なお、上記実施形態では、開始時温度に応じて設定温度と強制ＯＦＦ時間の両方を変えるようにしているが、いずれか一方を一定値とし、他方を開始時温度に応じて変えるようにしても良い。
【００６７】
図１７は、図１４のＳＴ６３の「消去割込スタート」のタイマ割込動作を示している。
【００６８】
ＳＴ７０において強制ＯＦＦフラグがセットされているかどうかの判定を行い、ＳＴ７１において消去ローラの温度計測を温度センサ５３において行う。温度が異常時である場合には（ＳＴ７２）、エラーフラグをセットし（ＳＴ７３）、ヒータランプをＯＦＦして（ＳＴ７４）リターンする。
【００６９】
上記ＳＴ７２において、計測温度が正常時の時には、ＳＴ７５において、計測温度が設定値をオーバーしているかどうかの判定を行う。この設定値は、図１４のＳＴ６２において、テーブルＴＢ３を参照して得られた値である。設定値をオーバーしていなければ、ＳＴ７６においてヒータランプをＯＮしてリターンする。
【００７０】
ＳＴ７５において、設定値をオーバーしていれば、ＳＴ７７において強制ＯＦＦフラグをセットし、ＳＴ７８において強制ＯＦＦ時間Ｍを設定し、ヒータをＯＦＦする（ＳＴ７９）。
【００７１】
上記ＳＴ７０において、強制ＯＦＦフラグがセットしていれば、ＳＴ８０において、強制ＯＦＦ時間Ｍから１単位時間（ここでは、２５ｍｓ）デクリメントし、ＳＴ８１において、Ｍ＝０かどうかの判断を行い、Ｍ＝０の時に強制ＯＦＦフラグをクリアする（ＳＴ８２）。Ｍ＝０でない場合には、ＳＴ７４に進んでヒータをＯＦＦする。したがって、強制ＯＦＦフラグがセットされると、ＳＴ７８で設定された強制ＯＦＦ時間Ｍだけヒータランプに対する電力供給がＯＦＦ状態となる。
【００７２】
このようにして、消去モード時と記録・消去モード時の消去期間には、消去ローラ２３のヒータランプ５３に対し、目標温度の手前の設定温度に対する温度制御が行われ、図１４のＳＴ６４において目標温度に達するのを待ち、目標温度に達した段階で用紙の搬送が行われる。したがって、この制御によれば、消去ローラ２３の熱容量を考慮して、より正確に目標温度に制御されるようになる。
【００７３】
本実施形態ではさらに次の制御が行われる。
【００７４】
第１に、サーマルヘッド２７を保護するために、サーマルヘッド２７の昇降状態をサーマルヘッドの昇降位置センサ３３で常時監視し、サーマルヘッドが上昇位置（待機位置）またはプラテンローラ２６に接していない状態では、サーマルヘッド２７に対し駆動信号が出力されないようにし、また、サーマルヘッドへの駆動電圧が遮断されるようにする。これにより、サーマルヘッドが上昇位置にある時には、誤ってサーマルヘッドに対しエネルギが印加されるのを防ぐことができる。
【００７５】
第２に、サーマルヘッド２７に対してエネルギを印加して印字動作を行っている時に、用紙検出センサＳ１と他の図示しない搬送路上に設けられているセンサとによって、用紙のジャムが生じたかどうかを監視する。用紙のジャムが生じた場合には、直ちにサーマルヘッド２７に対するエネルギの印加を停止する。これによって、サーマルヘッドの温度上昇が過度になるのを防ぐことができる。
【００７６】
第３に、図１７のＳＴ７２において、消去ローラ２３の温度計測値が異常値であるかどうかの判定をしているが、この判定は、計測した温度自体が異常である場合は勿論、前回の計測温度値から異常な変化をした場合（微分値が大きい）も異常値であるとして検出する。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の実施形態であるサーマルプリンタ装置の外観図
【図２】用紙搬送路周辺の構成図
【図３】制御部の構成図
【図４】印字パルスパターンについて説明する図
【図５】履歴制御部の動作について説明する図
【図６】記録モード時の制御動作を示すフローチャート
【図７】「温度低下待ち」の制御動作を示すフローチャート
【図８】「温度検知」の制御動作を示すフローチャート
【図９】サーマルヘッド下降時の制御について説明する図
【図１０】「サーマルヘッド下降」の制御動作を示すフローチャート
【図１１】印字通電と印字データ転送のタイミング波形図
【図１２】「用紙終端処理」の動作内容について説明する図
【図１３】「用紙終端処理」の制御動作を示すフローチャート
【図１４】消去モード時の制御動作を示すフローチャート
【図１５】消去ローラに対する通電開始を行うための構成図および動作説明図
【図１６】設定温度と強制ＯＦＦ時間について説明する図
【図１７】消去モード時のタイマ割り込み動作を示すフローチャート
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱後の冷却速度を変えることにより印字と消去を可能にする可逆性感熱記録用紙を搬送する用紙搬送路と、
前記用紙搬送路上を搬送されてきた用紙に画像を記録するサーマルヘッドと、
前記サーマルヘッドの上流側の搬送路に配置され、用紙を加熱することにより、その加熱後の徐冷によって用紙上の画像を消去させる消去ローラと、
前記消去ローラの温度検出を行う温度センサの検出値に基づいて該消去ローラに対して印加する電力を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記消去ローラに電力供給を開始してからの制御目標温度を、最終的に目標となる最終目標温度よりも所定の温度だけ低い温度に設定し、前記温度センサの検出値がこの制御目標温度に達すると、所定時間だけ電力供給をオフしてから、再度、上記制御目標温度に対する温度制御を行うことを特徴とする、サーマルプリンタ装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記消去ローラに電力供給を開始するときの前記温度センサの検出値に応じて前記制御目標温度を変えることを特徴とする請求項１記載のサーマルプリンタ装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記消去ローラに電力供給を開始するときの前記温度センサの検出値に応じて前記所定時間を変えることを特徴とする請求項２記載のサーマルプリンタ装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記温度センサの検出値が前記最終目標温度に達すると、前記用紙の搬送を開始する請求項１〜３のいずれかに記載のサーマルプリンタ装置。
【請求項１】
加熱後の冷却速度を変えることにより印字と消去を可能にする可逆性感熱記録用紙を搬送する用紙搬送路と、
前記用紙搬送路上を搬送されてきた用紙に画像を記録するサーマルヘッドと、
前記サーマルヘッドの上流側の搬送路に配置され、用紙を加熱することにより、その加熱後の徐冷によって用紙上の画像を消去させる消去ローラと、
前記消去ローラの温度検出を行う温度センサの検出値に基づいて該消去ローラに対して印加する電力を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記消去ローラに電力供給を開始してからの制御目標温度を、最終的に目標となる最終目標温度よりも所定の温度だけ低い温度に設定し、前記温度センサの検出値がこの制御目標温度に達すると、所定時間だけ電力供給をオフしてから、再度、上記制御目標温度に対する温度制御を行うことを特徴とする、サーマルプリンタ装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記消去ローラに電力供給を開始するときの前記温度センサの検出値に応じて前記制御目標温度を変えることを特徴とする請求項１記載のサーマルプリンタ装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記消去ローラに電力供給を開始するときの前記温度センサの検出値に応じて前記所定時間を変えることを特徴とする請求項２記載のサーマルプリンタ装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記温度センサの検出値が前記最終目標温度に達すると、前記用紙の搬送を開始する請求項１〜３のいずれかに記載のサーマルプリンタ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２００６−２７２１７（Ｐ２００６−２７２１７Ａ）
【公開日】平成１８年２月２日（２００６．２．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２１３００９（Ｐ２００４−２１３００９）
【出願日】平成１６年７月２１日（２００４．７．２１）
【出願人】（０００１７７３４６）三和ニューテック株式会社 (35)
【公開日】平成１８年２月２日（２００６．２．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年７月２１日（２００４．７．２１）
【出願人】（０００１７７３４６）三和ニューテック株式会社 (35)
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