Mac から bleak を利用した Bluetooth プリンタへの出力

前置き

以前 Mac からの Bluetooth Thermal Printer への出力の原理検証を行い、これを元により複雑な場合も容易なはずだと書いたが、実際は困難があった。

https://qiita.com/cure_honey/items/e82a85ef8ca8ed26210a
記事中 3 番目の内容。

困難な点は、Mac が Bluetooth LE（BLE)しか利用できないが、BLE は機器制御のような、短いデータのやり取りのための規格で、プリンタに画像を送るような多量のデータ転送には向いていない点にあった。規格上では一回に送れるパケット長さは 517 byte 程度にとどまり、さらに実際の機器ではそれより小さいこともある。以前利用した　Phomemo M02S プリンタは 180 byte 程度になっている。

これらを考慮し、Mac の最新 OS に対応した版を、AI に作ってもらった。

Python Bleak 利用

実行結果

% python3 MyProg.py  cat.jpeg 
Connecting to B3A6BB31-E696-6BCD-B97D-E6E7CBF7BE2A...
Connected: True
MTU payload size: 182 bytes
Initializing printer...
Loading image: /cat.jpeg
Formatting data...
Data sending (55296 bytes)...
Data send complete.
Done. Disconnecting.

プログラム

import asyncio
import sys
from PIL import Image
from bleak import BleakClient

async def run(address, fn):
    print(f"Connecting to {address}...")
    async with BleakClient(address) as client:
        x = client.is_connected  # awaitと()を削除します
        print(f"Connected: {x}")
        
        # MTU（1回に送れる最大バイト数）の確認
        mtu = getattr(client, "mtu_size", 23) or 23
        chunk_size = max(mtu - 3, 20)
        print(f"MTU payload size: {chunk_size} bytes")

        # --- UUIDs ---
        CHAR_WRITE  = "0000ff02-0000-1000-8000-00805f9b34fb"
        CHAR_NOTIFY = "0000ff03-0000-1000-8000-00805f9b34fb" # または ff01

        # --- Commands ---
        ESC = b"\x1B"
        GS  = b"\x1D"
        US  = b"\x1F"

        INIT = ESC + b"@"
        BM   = GS  + b"v" + b"0" + b"\x00"
        
        # プリンタの初期化・濃度設定
        print("Initializing printer...")
        await client.write_gatt_char(CHAR_WRITE, INIT, response=True)
        await client.write_gatt_char(CHAR_WRITE, US + b"\x11\x37" + b"\x96", response=True)
        await client.write_gatt_char(CHAR_WRITE, US + b"\x11\x02" + b"\x03", response=True)

        # --- Image Processing ---
        print(f"Loading image: {fn}")
        image = Image.open(fn)
        if image.width > image.height:
            image = image.transpose(Image.ROTATE_90)

        width = 576  # M02S default
        IMAGE_WIDTH_BITS = width
        IMAGE_WIDTH_BYTES = IMAGE_WIDTH_BITS // 8 
        image = image.resize(size=(IMAGE_WIDTH_BITS, int(image.height * IMAGE_WIDTH_BITS / image.width)))
        image = image.convert(mode="1")

        # --- Header ---
        await client.write_gatt_char(CHAR_WRITE, BM, response=True)
        await client.write_gatt_char(CHAR_WRITE, IMAGE_WIDTH_BYTES.to_bytes(2, byteorder="little"), response=True)
        await client.write_gatt_char(CHAR_WRITE, image.height.to_bytes(2, byteorder="little"), response=True)

        # --- Formatting Data ---
        print("Formatting data...")
        image_bytes = b""
        for iy in range(image.height):
            for ix in range(int(image.width / 8)):
                byte = 0
                for bit in range(8):
                    if image.getpixel((ix * 8 + bit, iy)) == 0:
                        byte |= 1 << (7 - bit)
                image_bytes += byte.to_bytes(1, "little")

        # --- Data Sending (Chunking) ---
        print(f"Data sending ({len(image_bytes)} bytes)...")
        # BLEは一度に大量のデータを送れないため、chunk_sizeごとに分割して送信
        for i in range(0, len(image_bytes), chunk_size):
            chunk = image_bytes[i : i + chunk_size]
            await client.write_gatt_char(CHAR_WRITE, chunk, response=True)
           
        # 最後に用紙送り
        await client.write_gatt_char(CHAR_WRITE, ESC + b"d" + b"\x03", response=True)
        print("Data send complete.")

        print("Done. Disconnecting.")

if __name__ == "__main__":
    if len(sys.argv) < 2:
        print("Usage: python3 script.py <image_path>")
        sys.exit(1)

    fn = sys.argv[1]
    address = "B3A6BB31-E696-6BCD-B97D-E6E7CBF7BE2A" # あなたのMacでのアドレス

    # 最近のPythonにおける標準的なasyncioの実行方法
    try:
        asyncio.run(run(address, fn))
    except KeyboardInterrupt:
        print("Interrupted by user.")

まとめ

パケット長の短さやプリンタバッファの小ささから、blocking mode でデータを送らねばならないが、Classical Bluetooth のシリアル出力にくらべてどうしてもデータ転送が遅くなって、プリンタの熱ヘッダの温度ムラが出やすくなってしまう。

気になっていたところを AI に解決してもらったが、Bluetooth LE 規格上の本質的な問題であるということが分かって、心のわだかまりは成仏できた。