JPH05169706A - 印刷ヘッドの不良検出装置およびプリンタ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】印刷ヘッドに設けられている複数の印刷要素の
通電によって印刷を行うプリンタにおいて、印刷ヘッド
の不良検出を自動的に行う。また、不良状態の印刷ヘッ
ドを用いて特殊な印刷制御によって正常な印刷結果を得
る。 【構成】印刷要素である発熱体１７を個別に順次通電す
るとともに、その通電量の正常／異常判定をコンパレー
タ１１の出力として求め、発熱体ごとに正常／異常の状
態判定を行う。そして、正常な発熱体のすべてまたは一
部を利用して、微小な用紙送り制御を含む重ね印刷制御
によってドット欠けの生じない正常な印刷結果を得る。 【効果】印刷ヘッドの不良状態を自動的に検出すること
ができ、また不良状態のまま正常な印刷動作を非常的に
行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、印刷ヘッドに配列さ
れている印刷要素の通電によって印刷を行うプリンタに
おける印刷ヘッドの不良を検出する装置、および印刷ヘ
ッドを用紙の送り方向に直角に移動させて印刷を行うプ
リンタの制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、サーマルプリンタにおいては、
ヘッドに設けられている発熱体に対し大きな熱ストレス
が加えられるため、熱疲労の結果、発熱体が断線に至
る。すなわち、この熱疲労による発熱体の断線がサーマ
ルヘッドの寿命を決定している。

【０００３】サーマルヘッドの発熱体の一部に断線が生
じた場合には、もはや正常な印刷を続行することはでき
ず、ユーザは購入店やメーカーのサービスセンターに直
ちに修理を依頼しなければならない。修理依頼があった
場合、サービスマンはサービスセンターまたは出張先に
おいてサーマルヘッド全体またはサーマルヘッドを取り
つけたキャリッジ全体を交換することによって修理を行
っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記サーマルヘッドの
故障は突如現れ、自然に回復することはないが、配列さ
れた多数の発熱体の内１つの発熱体のみが断線状態とな
る場合が多く、その場合には、印刷結果を見ただけでは
サーマルヘッドの不良を認識できない場合があった。そ
のため、サーマルヘッドの不良状態のままプリンタを使
用し続けるおそれがあった。また、仮にヘッドの不良を
直ちに認識できたとしても、その修理にはかなりの日数
を必要とする場合があり、ユーザーに負担を強要する結
果となる。

【０００５】しかも、ヘッド不良の発生時期は製品寿命
時期に多発する可能性が高く、修理部品の対応ができな
いような時期にヘッドが故障した場合には修理不能とな
る。

【０００６】図１４は従来のヘッド故障に対応する処理
手順を示す。このようにセット（プリンタを使用する装
置本体）の使用による印刷作業中にヘッドの発熱体が断
線すれば、直ちに印刷作業が不能となる。

【０００７】なお、このことはサーマルプリンタに限ら
ず、印刷ヘッドに設けられている複数の印刷要素を通電
制御して印刷を行うプリンタに共通の事柄である。

【０００８】この発明の目的は、印刷ヘッドに設けられ
ている複数の印刷要素の内いずれかが異常状態となった
ことを自動的に検出して、印刷ヘッドの不良に対し直ち
に対処できるようにした印刷ヘッドの不良検出装置を提
供することにある。

【０００９】この発明の他の目的は、印刷ヘッドに設け
られている複数の印刷要素の内幾つかが異常状態となっ
ても、印刷ヘッドを交換することなく、所定内容をもれ
なく正常に印刷できるようにして、印刷作業が直ちに中
断されることを回避したプリンタ制御装置を提供するこ
とにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明の印刷ヘッドの
不良検出装置は、複数の印刷要素を配列した印刷ヘッド
を備え、前記印刷要素の通電によって印刷を行うプリン
タにおいて、各印刷要素を個別に通電するとともに、各
印刷要素の通電量を測定する通電量測定手段と、各印刷
要素の通電量を基準値と比較して正常／異常判定を行う
印刷要素状態判定手段とを備えてなる。

【００１１】また、この発明のプリンタ制御装置は、複
数の印刷要素を用紙の送り方向に配列した印刷ヘッドを
用いたプリンタの制御装置であって、各印刷要素の正常
／異常状態を順次検知して、正常／異常データを求める
ヘッド検査手段と、用紙を固定したまま印刷ヘッドを用
紙の送り方向に直角に移動させるとともに、正常印刷要
素を印刷イメージデータに応じて駆動する単印刷制御手
段と、この単印刷制御を繰り返して先の単印刷による印
刷範囲の一部に後の単印刷による印刷範囲を重ねて、非
印刷領域を互いに補完する重ね印刷制御手段とからな
る。

【００１２】

【作用】この発明の印刷ヘッドの不良検出装置では、印
刷ヘッドに配列されている複数の印刷要素について、通
電量測定手段は、各印刷要素を個別に通電するととも
に、各印刷要素の通電量を測定する。そして、印刷要素
状態判定手段は、各印刷要素の通電量を基準値と比較し
て正常／異常判定を行う。もし印刷要素の通電量が基準
値と大幅に異なる場合には異常状態とみなす。たとえば
サーマルヘッドにおける発熱体の故障モードは通常断線
であるが、発熱体が断線すれば通電量は減少し、直ちに
不良検出がなされる。このことにより、たとえば通常の
文字印刷などでは、配列されている複数の印刷要素の内
ほとんど使用されない印刷要素が異常となったような場
合でも、正常な印刷が行われないこと、またはそのおそ
れがあることを直ちに知らせることができる。

【００１３】また、この発明のプリンタ制御装置では、
ヘッド検査手段は、各印刷要素の正常／異常状態を順次
検知して、正常／異常データを求める。単印刷制御手段
は、用紙を固定したまま印刷ヘッドを用紙の送り方向に
直角に移動させるとともに、正常印刷要素を印刷イメー
ジデータに応じて駆動する。そして、重ね印刷制御手段
は、前記単印刷制御を繰り返して、先の単印刷による印
刷範囲の一部に後の単印刷による印刷範囲を重ねて、非
印刷領域を互いに補完する。

【００１４】このように、複数の印刷要素を用紙の送り
方向に配列した印刷ヘッドを用いたプリンタでは、用紙
の送り量と印刷ヘッドに対するイメージデータの与え方
によって任意のイメージを印刷し得る。一方、印刷ヘッ
ドに設けられている複数の印刷要素のすべてが同時に異
常状態となることは稀であり、通常は配列されている印
刷要素の内ごく僅かの印刷要素が局部的に異常状態とな
って、その他の印刷要素は正常なままである。従ってこ
の正常な印刷要素のみを用いて、一度の印刷制御では印
刷できない範囲をその後の印刷によって補完することが
できる。その場合、一定領域を印刷するに要する時間が
長くなるが、取り敢えず印刷作業は続行することがで
き、その後の柔軟な対応が可能となる。また、そのよう
な事態になっていることを報知することによって、製品
寿命が尽きていることをユーザーに知らせることができ
る。

【００１５】図１３はこの発明を適用したヘッド故障に
対応する処理手順を示す図である。

【００１６】このようにヘッドの不良が自動的に検出さ
れるが、その後も重ね印刷制御により印刷作業を続行す
ることができる。また、その後に別途製品を購入した時
点で初めて費用が発生する。

【００１７】

【実施例】この発明の実施例であるサーマルプリンタを
用いた電子機器の全体の構成をブロック図として図１に
示す。図１においてＲＯＭ２にはＣＰＵ１の実行すべき
プログラムをあらかじめ書き込んでいる。ＲＡＭ３はそ
のプログラムの実行に際して各種ワーキングエリアとし
て用いる。表示制御部４は表示用メモリとその表示用メ
モリの内容を所定のタイミングで読み出し表示信号を作
成して液晶表示パネル５に与える回路からなる。ＣＰＵ
１はこの表示制御部４内の表示用メモリに表示データを
書き込むことによって表示を行う。キー制御部６はキー
ボード７の操作内容を検出する。ＣＰＵ１はキー制御部
６を介してキー操作内容を読み取る。

【００１８】プリンタ制御部８はサーマルプリンタ９を
制御する。ＣＰＵ１はプリンタ制御部８に対し印刷デー
タを与えることによって所定の印刷を行う。

【００１９】次に、図１に示したプリンタ制御部８およ
びサーマルプリンタ９の主要部の構成を図２に示す。図
２においてＣＰＵ１０は、その内部にあらかじめプログ
ラムを書き込んだＲＯＭおよび印刷データを一時記憶す
るＲＡＭを内蔵し、プリント制御を行う。同図において
１７はサーマルヘッドに設けられている発熱体、１６は
各発熱体を駆動するトランジスタである。シフトレジス
タ１３は１７で示す各発熱体の選択／非選択のデータを
一時記憶するものであり、ＣＰＵ１０はポートＰ７から
データ転送用のクロック信号を出力するとともにポート
Ｐ６からデータをシリアルに出力する。ラッチレジスタ
１４はシフトレジスタ１３に入力されたデータを記憶す
るものであり、ＣＰＵ１０はポートＰ５からラッチ信号
を出力してシフトレジスタ１３のデータをラッチレジス
タ１４へ移す。アンドゲート１５はラッチレジスタ１４
の各ビット出力をトランジスタ１６へ与えるゲートであ
り、ＣＰＵ１０はポートＰ４からストローブ信号を出力
してラッチレジスタ１４の内容に応じてトランジスタ１
６を駆動する。トランジスタＱ１は信号Ｓ１で制御され
るトランジスタである。ＣＰＵ１０はポートＰ１を
“Ｌ”レベルにすることによってＱ１を導通させ、発熱
体１７のコモン側にヘッド駆動用電源電圧ＶＰを供給す
る。トランジスタＱ２は、発熱体１７の検査時に導通す
るトランジスタであり、ＣＰＵ１０はポートＰ２を
“Ｌ”レベルにしてＱ２をオンすることによって、抵抗
Ｒ１を介して発熱体１７のコモン側に電圧ＶＰを供給す
る。抵抗Ｒ２，Ｒ３は発熱体１７のコモン側の印加電圧
を検出するための分圧抵抗、１２は基準電圧を発生する
基準電圧発生回路、１１は基準電圧発生回路１２の発生
電圧を基準として抵抗分圧回路Ｒ２，Ｒ３の出力電圧を
比較するコンパレータである。なお、図２において１８
はヘッド駆動電圧ＶＰおよび制御回路の電源電圧Ｖｃｃ
を発生する電源回路である。

【００２０】図３は図２に示したコンパレータ１１を用
いた発熱体の断線検出回路を示す。

【００２１】図３においてＲｈは選択された発熱体（１
７）の抵抗、Ｖｒは図２に示した基準電圧発生回路１２
の発生電圧である。発熱体の抵抗値Ｒｈが正常であれ
ば、コンパレータ１１に印加される電圧ＶＢは次式で表
される。

【００２２】 ＶＢ＝VP*R3*Rh /｛Rh(R1+R2+R3)+R1(R2+R3)｝ また、発熱体が断線した場合には、ＶＢは次式で表され
る。

【００２３】ＶＢ＝VP*R3 /(R1+R2+R3) 従って発熱体が断線すれば、正常である場合に比較して
電圧ＶＢが上昇する。

【００２４】コンパレータ１１の出力Ｓ３が、発熱体の
正常状態で“Ｌ”レベル、断線状態で“Ｈ”レベルとな
るためには、コンパレータ１１に対する基準電圧Ｖｒは
次の関係であればよい。

【００２５】 VP*R3*Rh /｛Rh(R1+R2+R3)+R1(R2+R3)｝＜Ｖｒ＜VP*R3 /(R1+R2+R3) 次に、発熱体に断線の生じているサーマルヘッドを用い
て、重ね印刷制御によって正常なイメージをプリントす
る方法について述べる。

【００２６】先ず、発熱体の正常／異常状態の例を図４
に示す。ここでは、図面を簡略化して８個の発熱体を設
け、２番目と８番目の発熱体を断線状態、その他の発熱
体を正常であることとする。

【００２７】図５は図４に示した発熱体を用いて重ね印
刷を行った場合の例について示している。図５において
（Ａ）〜（Ｇ）はそれぞれ先の印刷位置に対し、後の印
刷位置をずらせて重ね印刷を行う場合に、そのシフト量
を異なわせた場合を示している。ここで◇印は一度の印
刷制御により印刷可能なドット、△印はいずれか一方の
印刷制御によって補完されるドット、○印は先の印刷と
後の印刷のいずれでも印刷可能なドット、更に×印は補
完不可能で印刷できないドットをそれぞれ示す。この例
では（Ｅ）に示すように、５ドット分シフトさせて重ね
印刷を行えば、１０ドット分の連続した範囲を印刷する
ことができる。すなわち、先の印刷ではドット番号３〜
７を用いて、１０ドット分の印刷範囲の内５ドット分を
印刷し、後の印刷制御により、やはりドット番号３〜７
を用いて残りの５ドット分を印刷すればよい。図５に示
した他の重ね印字であっても（（Ｆ）を除いて）一回の
印刷制御により印刷される範囲より広い範囲にわたって
印刷を行うことができるが、（Ｅ）に示す方法が最も効
率がよい。

【００２８】図６は図５の（Ｅ）に示した方法で２回の
重ね印刷制御によって１０ドット分の印刷を行う際の発
熱体の割当てを示す。すなわち、先の印刷制御では図４
に示したドット番号３〜７の発熱体で１０ドットの印刷
幅の内ドット番号１〜５の領域を担当し、後の印刷制御
により図４に示したドット番号３〜７の発熱体で１０ド
ットの印刷幅の内ドット番号６〜１０の領域を担当す
る。

【００２９】図７は用紙に対する印刷範囲と重ね印刷に
よる印刷範囲との関係を示す図である。図７においてＷ
は図６に示したように２回の印刷制御によって印刷され
る１０ドット幅の印刷領域である。このＷで示す印刷領
域ごとに２回の重ね印刷を行うことによって印刷範囲全
体を隙間なく印刷することが可能となる。

【００３０】次に、図１に示した装置全体の処理手順を
フローチャートとして図９に示す。

【００３１】まず、セット使用中においてキーの読み取
りが行われ、印刷実行キーが操作されたことを検知した
なら、まずサーマルヘッドの検査を行う（ｎ１→ｎ２→
ｎ３）。サーマルヘッドに形成されているすべての発熱
体が正常であれば、続いて通常印刷のメニュー表示を行
い、その後通常印刷を行って印刷処理を終了する（ｎ４
→ｎ５→ｎ６）。図８（Ａ）は通常印刷のメニュー表示
例である。もし発熱体に断線が生じていれば非常印刷メ
ニューの表示を行い、その後非常印刷制御を行って印刷
制御を終了する（ｎ７→ｎ８）。図８（Ｂ）は非常印刷
メニューの表示例であり、同図においてｎは断線の生じ
ている発熱体番号である。

【００３２】次に、図９におけるステップｎ３に示すヘ
ッド検査の処理手順をフローチャートとして図１０に示
す。この処理は図２に示したＣＰＵ１０が行う。まずＣ
ＰＵ１０はポートＰ２を“Ｌ”レベルにしてトランジス
タＱ２をオンする（ｎ１０）。（この時トランジスタＱ
１はオフ状態である。）続いてシフトレジスタ１３の最
上位ビットをセットして、その位置を示すポインタｉに
１を代入する（ｎ１１→ｎ１２）。その後、ラッチ信号
を出力してシフトレジスタ１３の内容をラッチレジスタ
１４へ移す（ｎ１３）。さらにポートＰ４を“Ｈ”レベ
ルにしてラッチレジスタ１４の内容に応じてトランジス
タ１６を駆動させる（ｎ１４）。この場合最上位ビット
に相当する最上位ドットの発熱体が通電される。この状
態でポートＰ３の状態すなわちコンパレータ１１の出力
信号Ｓ３の状態を判定する（ｎ１５）。ポートＰ３が
“Ｈ”レベルであれば現在選択されている発熱体が断線
状態であるとみなして、その番号ｉを記憶する（ｎ１
６）。ポートＰ３が“Ｌ”レベルであれば正常であると
して番号ｉの記憶は行わない。その後、ストローブ信号
をオフにする（ｎ１７）。続いて、シフトレジスタ１３
に対しクロックパルスを１パルス出力するとともにポイ
ンターｉをインクリメントする（ｎ１９→ｎ２０）。そ
の後、再びステップｎ１３以降の処理を実行する。この
ステップｎ１３〜ｎ１７の処理をポインターｉが発熱体
の個数Ｎに達するまで繰り返し行う。すべての発熱体に
ついて断線の有無を検査した後、ポートＰ２を“Ｈ”レ
ベルとしてトランジスタＱ２をオフする（ｎ１８→ｎ２
１）。その後、図５に示したように、２回の重ね印刷を
行う場合に、無欠陥が最大となるためのシフト量Ｓとそ
の重ね印刷による印刷可能幅（無欠陥領域の幅）Ｗおよ
び使用する発熱体の番号を算出し記憶する（ｎ２２）。

【００３３】次に、図９におけるステップｎ８の非常印
刷の処理手順をフローチャートとして図１１および図１
２に示す。図１１はグラフィック印刷モードにおける処
理手順、図１２はキャラクタ印刷モードにおける処理手
順である。グラフィック印刷モードでは、図１１に示す
ように、まずライン番号Ｌに初期値１を代入する（ｎ３
０）。このライン番号Ｌは図７に示したように、２回の
重ね印刷制御によって印刷される幅Ｗの内何ライン目で
あるかを示す。プリンタ制御部内のＣＰＵ１０は１ライ
ン分のイメージデータを入力するごとにライン番号Ｌを
インクリメントし、この処理をＬ＝Ｗとなるまで繰り返
す（ｎ３１→ｎ３２→ｎ３３→ｎ３１・・・）。印刷領
域Ｗ分のイメージデータを受け取った後、このイメージ
データを基にして１回目の印刷制御を行う（ｎ３４）。
その際、図１０におけるステップｎ２２で求めた番号の
発熱体に対してイメージデータを割り当てる。続いて、
シフト量Ｓ分だけ用紙を送り、２回目の印刷制御を行う
（ｎ３５→ｎ３６）。この２回目の印刷制御では、２回
目の印刷時に用いるべき番号の発熱体を用いて、残りの
イメージデータを割り当てる。以上のステップｎ３０〜
ｎ３６の処理を繰り返し、図７に示したように、幅Ｗご
とに印刷を繰り返す（ｎ３７→ｎ３０・・・）。

【００３４】キャラクタ印刷モードでは、図１２に示す
ように、まずキャラクタコードを入力し、制御コード以
外の文字コードであれば、それをバッファに順次記憶す
る（ｎ４０→ｎ４１→ｎ４２→ｎ４０・・・）。改行コ
ードを入力したなら、バッファに入力した１行分の文字
コード列からその１行分のイメージデータを作成する
（ｎ４３→ｎ４４）。続いて、１回目の印刷制御、用紙
送り制御、２回目の印刷制御を行って、１行分のキャラ
クタ印刷を行う（ｎ４５→ｎ４６→ｎ４７）。以上の処
理を繰り返して多数行にわたるキャラクタ印刷を行う
（ｎ４８→ｎ４０・・・）。

【００３５】

【発明の効果】この発明の印刷ヘッドの不良検出装置に
よれば、印刷ヘッドに設けられている複数の印刷要素の
内、少なくとも１つが異常状態となったなら、直ちにそ
の状態を検出することができ、速やかな対応が可能とな
る。

【００３６】また、この発明のプリンタ制御装置によれ
ば、印刷要素の一部が異常状態であっても、正常状態の
印刷要素を用い、重ね印刷制御によって、必要な印刷を
行うことができるため、そのまま印刷作業を続行するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例である機器本体の構成を示す
ブロック図である。

【図２】プリンタ制御部およびプリンタの構成を示す図
である。

【図３】発熱体断線検出回路の回路図である。

【図４】発熱体の正常／異常状態を示す図である。

【図５】重ね印刷を行った場合の例を示す図である。

【図６】発熱体の割当例を示す図である。

【図７】全体の印刷範囲と重ね印刷による印刷範囲との
関係を示す図である。

【図８】印刷中における表示例を示す図である。

【図９】機器全体の処理手順を示すフローチャートであ
る。

【図１０】図９におけるステップｎ３のヘッド検査の処
理手順を示すフローチャートである。

【図１１】図９におけるステップｎ８の非常印刷の処理
手順を示すフローチャートである。

【図１２】図９におけるステップｎ８の非常印刷の処理
手順を示すフローチャートである。

【図１３】この発明による印刷ヘッドの不良発生後の対
応を示すフローチャートである。

【図１４】従来の印刷ヘッドの不良発生後の対応を示す
フローチャートである。

【符号の説明】

１１ コンパレータ １２ 基準電圧発生回路 １７ 発熱体

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の印刷要素を配列した印刷ヘッドを備
   え、前記印刷要素の通電によって印刷を行うプリンタに
   おいて、 各印刷要素を個別に通電するとともに、各印刷要素の通
   電量を測定する通電量測定手段と、 各印刷要素の通電量を基準値と比較して正常／異常判定
   を行う印刷要素状態判定手段とを備えてなる印刷ヘッド
   の不良検出装置。
2. 【請求項２】複数の印刷要素を用紙の送り方向に配列し
   た印刷ヘッドを用いたプリンタの制御装置であって、 各印刷要素の正常／異常状態を順次検知して、正常／異
   常データを求めるヘッド検査手段と、 用紙を固定したまま印刷ヘッドを用紙の送り方向に直角
   に移動させるとともに、正常印刷要素を印刷イメージデ
   ータに応じて駆動する単印刷制御手段と、 この単印刷制御を繰り返して先の単印刷による印刷範囲
   の一部に後の単印刷による印刷範囲を重ねて、非印刷領
   域を互いに補完する重ね印刷制御手段とからなるプリン
   タ制御装置。