(57)【要約】【課題】リボン消費量の変化に伴う印字用紙上の印字開始位置の補正を自動で行う印字装置を提供すること。【解決手段】供給軸からリボン巻取軸７に巻取られるインクリボン２と、インクリボン２を巻取るため、リボン巻取軸７を回転駆動するステッピングモータと、リボン巻取軸７と一体回転し、リボン巻取軸７の回転角度に比例した数のパルスを発生させるパルス発生手段とを備えた熱転写印字装置であるラベルプリンタにおいて、パルス発生手段からのパルス数とステッピングモータに加えたステップ数とから、インクリボン２が巻き取られた巻取軸径を算出し、リボン消費量に応じた印字開始位置の補正を行う。【選択図】図７
2010173216.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給軸から巻取軸に巻取られるリボンと、該リボンに熱を加え印字用紙に所望の画像を印字するサーマルヘッドと、該サーマルヘッドによる印字の進行に応じて前記リボンを巻取るため、前記巻取軸を回転駆動するステッピングモータと、前記リボンを介してサーマルヘッドと印字用紙を挟持し、自ら回転して印字用紙を搬送するプラテンローラと、前記巻取軸と一体回転し、巻取軸の回転角度に比例した数のパルスを発生させるパルス発生手段とを備えた熱転写印字装置において、
前記パルス発生手段からのパルス数と前記ステッピングモータに加えたステップ数とから、
Ｄ＝Ｄ０・Ｘ・Ｎ÷Ｓ
なる計算式に基づき、リボンが巻き取られた巻取軸径を算出し、リボン巻取り量に応じて前記サーマルヘッドによる印字用紙への画像形成位置を、用紙搬送方向に補正する
ことを特徴とする熱転写印字装置。
（ここで、Ｄはリボンを巻き取った巻取軸径、Ｄ０は巻取り始めの巻取軸径、Ｎは巻取軸の１回転に相当するパルス数、Ｘは前記パルス発生手段に１パルス発生させるのに要するステッピングモータのステップ数、Ｓは巻取軸の１回転に要するステッピングモータのステップ数である）
【請求項２】
供給軸から巻取軸にリボンを巻取る行程と、
サーマルヘッドを用いてリボンに熱を加え印字用紙に所望の画像を印字する行程とからなる熱転写印字装置において、
巻取軸を回転駆動してリボンを巻取るため、ステッピングモータに加えたステップ数と、
巻取軸と一体回転するパルス発生手段が発生する巻取軸の回転角度に比例した数のパルスとから、
Ｄ＝Ｄ０・Ｘ・Ｎ÷Ｓ
なる計算式に基づき、リボンが巻き取られた巻取軸径を算出し、前記サーマルヘッドによる印字用紙への画像形成位置を、リボン巻取り量に応じ用紙搬送方向に対して補正する行程とを備えた
ことを特徴とする熱転写印字方法。
（ここで、Ｄはリボンを巻き取った巻取軸径、Ｄ０は巻取り始めの巻取軸径、Ｎは巻取軸の１回転に相当するパルス数、Ｘは前記パルス発生手段に１パルス発生させるのに要するステッピングモータのステップ数、Ｓは巻取軸の１回転に要するステッピングモータのステップ数である）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクリボンを使用した熱転写印字装置および熱転写印字方法に関し、特に、インクリボンに検出用目印を設けたり、インクリボンの厚さを用いることなく、リボン巻取り量を算出し、この算出されたリボン巻取り量に応じて印字用紙への画像形成位置を補正できる熱転写印字装置および熱転写印字方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図８のラベルプリンタ１において、インクリボン２は、供給軸３から複数のガイドローラ４に案内されながら、サーマルヘッド５とプラテンローラ６との間を通ってリボン巻取軸７に巻取られるようセットされている。リボン巻取軸７は、ステッピングモータ８によりベルト９を介して回転駆動され、サーマルヘッド５による印字に伴いインクリボン２を巻取るようになっている。
【０００３】
リボン巻取軸７と同軸上に取付けられたフリクションクラッチ１０は、通常は摩擦力によってリボン巻取軸７に対しステッピングモータ８からの回転駆動力を与えるが、該ステッピングモータ８の回転開始時に該ステッピングモータ８側からリボン巻取軸７側に所定以上の過大な回転駆動力が与えられた場合、スリップして回転駆動力をリボン巻取軸７に伝えないように作用し、該リボン巻取軸７の巻取りトルクを安定化させるようにしている。
【０００４】
そして、ステッピングモータ８は、リボン巻取軸７におけるインクリボン２の巻取り径の最小時において、リボン巻取り速度が印字速度、すなわちプラテンローラ６による印字用紙１１の搬送速度と同じになるように設定され、インクリボン２の使い始めから終わりまで（インクリボン２の巻き始めから巻き終わりまで）、一定の回転速度で巻取られる。ここで、印字用紙１１は、帯状の台紙１４に連続して複数の自己粘着のラベル１５が仮着（剥離可能に接着）されたロールやファンフォールド形態のラベル集合体の場合で示している。
【０００５】
ところで、巻取り量が多くなることによりリボン巻取軸７におけるインクリボン２の半径ｒが大きくなり、それに伴いリボン巻取り力Ｆが小さくなる。即ち、リボン巻取軸７のトルク（回転力）Ｔはインクリボン２の巻き始めから巻き終わりまで一定であり、下記の（式１）である、
Ｔ＝ｒ・Ｆ  ・・・（式１）
［Ｔ：トルク、Ｆ：巻取り力、ｒ：回転軸の中心から巻取り力の加わる点までの距離］
で表されるように、インクリボン２を巻き取る力Ｆは、回転軸の中心からの距離ｒに反比例するため、リボン巻取軸７の巻径ｒが小さいときにインクリボン２を巻き取る力Ｆは大きく（図９（Ａ））、リボン巻取軸７の巻径ｒが大きいときにインクリボン２を巻き取る力Ｆは小さくなる（図９（Ｂ））。
【０００６】
一方、インクリボン２は印字用紙１１と共にサーマルヘッド５とプラテンローラ６の間を搬送され、サーマルヘッド５がプラテンローラ６に圧力（印字圧）を与えているため、インクリボン２を引っ張る力Ｆが大きいと、その移動方向に印字用紙１１を引きずってしまい、印字用紙１１の印字位置がずれてしまう現象が発生する。ここで、この「ズレ」（図９（Ｂ）中：Ｅ）は、上述した理由からリボン巻取軸７のインクリボン２の巻取量が少ないときに大きく、インクリボン２の巻取量の増加に従って徐々に小さくなる。
【０００７】
他方、熱転写印字装置として、リボンの巻取り速度を最適な値にコントロールするために、印字シートの発券枚数をセンサによりカウントし、このカウント数よりリボンの走行距離を算出し、リボン走行距離からリボンの巻取り半径を演算し、巻取り半径と巻取軸の巻取り回転速度との積が一定となるように、巻取軸を回転駆動するステッピングモータを制御する技術が特許文献１により知られている。
【０００８】
しかしながら、特許文献１の技術は、リボンの走行距離を印字シートの発券枚数から求めるため、印字シートとリボンとが一体となって供給されるプリンタでは有効なものの、これらが別々に供給される場合には有効な手段とならなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平７−１８０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、リボンに検出用目印を設けたり、リボンの厚さを用いることなく、リボン巻取り量を算出し、この算出されたリボン巻取り量に応じて印字用紙への画像形成位置を補正できる熱転写印字装置および熱転写印字方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、第一の発明では、供給軸から巻取軸に巻取られるリボンと、該リボンに熱を加え印字用紙に所望の画像を印字するサーマルヘッドと、該サーマルヘッドによる印字の進行に応じて前記リボンを巻取るため、前記巻取軸を回転駆動するステッピングモータと、前記リボンを介してサーマルヘッドと印字用紙を挟持し、自ら回転して印字用紙を搬送するプラテンローラと、前記巻取軸と一体回転し、巻取軸の回転角度に比例した数のパルスを発生させるパルス発生手段とを備えた熱転写印字装置において、
前記パルス発生手段からのパルス数と前記ステッピングモータに加えたステップ数とから、
Ｄ＝Ｄ０・Ｘ・Ｎ÷Ｓ
なる計算式に基づき、リボンが巻き取られた巻取軸径を算出し、リボン巻取り量に応じて前記サーマルヘッドによる印字用紙への画像形成位置を、用紙搬送方向に補正することを特徴とする熱転写印字装置が提供される。
（ここで、Ｄはリボンを巻き取った巻取軸径、Ｄ０は巻取り始めの巻取軸径、Ｎは巻取軸の１回転に相当するパルス数、Ｘは前記パルス発生手段に１パルス発生させるのに要するステッピングモータのステップ数、Ｓは巻取軸の１回転に要するステッピングモータのステップ数である）
【００１２】
また、第二の発明によれば、供給軸から巻取軸にリボンを巻取る行程と、サーマルヘッドを用いてリボンに熱を加え印字用紙に所望の画像を印字する行程とからなる熱転写印字装置において、
巻取軸を回転駆動してリボンを巻取るため、ステッピングモータに加えたステップ数と、巻取軸と一体回転するパルス発生手段が発生する巻取軸の回転角度に比例した数のパルスとから、
Ｄ＝Ｄ０・Ｘ・Ｎ÷Ｓ
なる計算式に基づき、リボンが巻き取られた巻取軸径を算出し、前記サーマルヘッドによる印字用紙への画像形成位置を、リボン巻取り量に応じ用紙搬送方向に対して補正する行程を備えたことを特徴とする熱転写印字方法が提供される。
（ここで、Ｄはリボンを巻き取った巻取軸径、Ｄ０は巻取り始めの巻取軸径、Ｎは巻取軸の１回転に相当するパルス数、Ｘは１パルス発生させるのに要するステッピングモータのステップ数、Ｓは巻取軸の１回転に要するステッピングモータのステップ数である）
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、装置設計の既定値と、装置動作時の検出値からリボン巻取り径が算出され、この算出されたリボン巻取り径に基づいて印字用紙上の印字開始位置を補正できる。従って、巻取軸の巻径変化によりリボンを巻き取る力が変化しても、印字用紙上の印字位置の補正によって印字のズレを解消でき、リボンの巻き始めから巻き終わりまで、印字用紙への印字品質を均一に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明をラベルプリンタに適用した場合の一実施形態を示す説明図である。
【図２】図１の用紙端検出センサを説明するための図である。
【図３】パルス発生手段の構造を示す側面図（Ａ）および一部破断の正面図（Ｂ）である。
【図４】パルス発生手段の構造を示す説明図である。
【図５】本発明の原理を示す説明図である。
【図６】ラベルプリンタの制御装置が行う処理を示すフローチャートである。
【図７】インクリボン消費量と印字位置補正との関係を示す本発明の動作説明図である。
【図８】従来のラベルプリンタの構成を示す説明図である。
【図９】インクリボンの消費量と印字位置ズレの状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図１ないし図７を用いて詳述する。なお、前述した従来の技術と同一の構成要素には同一符号を付し、その説明は適宜行うものとする。図１は熱転写印字装置としてのラベルプリンタの全体構成を示す概略図、図２は図１中の供給軸および巻取軸周辺の概観斜視図、図３はパルス発生手段の構造を示す説明図、図４はラベルプリンタの電気的構成を示すブロック図、図５はリボン巻取り径算出の原理を示す説明図、図６はラベルプリンタの制御装置が行う処理を示すフローチャート、図７はリボン消費量と印字位置補正との関係を示す本発明の動作説明図である。
【００１６】
図中符号１２（図２、図３、図５）はリボン巻取軸７と一体回転し、リボン巻取軸７の回転角度に比例した数のパルスを発生させるパルス発生手段であり、リボン巻取軸７と同軸上に設けられている。ここで、複数のスリット１２ａはスリット板１２ｂの円周上に設けられ、穴の開いている部分と開いていない部分との周長が等しくなるように成形されており、両部分の合計をＮ個とする。スリット１２ａの通過を検出する光センサ１２ｃは、円板の内側に設けられたＬＥＤから出射した光を円板の円周上の外側に配置した受光素子で受光するようになっている。
【００１７】
符号１３（図２、図４）はラベルプリンタ１の制御部であり、後述するＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、外部インターフェース等を備えており、パルス発生手段１２からのパルス数と前記ステッピングモータ８に加えたステップ数とから、後述する演算処理を行うようになっている。
【００１８】
なお、ラベルプリンタ１では印字用紙１１として、帯状の台紙１４に連続して複数の自己粘着のラベル１５が仮着（剥離可能に接着）されたロールやファンフォールド形態のラベル集合体を使用することができる。図中符号１６は印字用紙１１を上下方向に挟むように配設された透過型の用紙センサを示し、用紙センサ１６は発光部１６ａと受光部１６ｂとを備え、印字すべきラベル１５の基準位置となるギャップ（各ラベル１５間の台紙１４のみの部分）を検出するようになっている。
【００１９】
図４は、制御部１３の詳細を説明するためのブロック図である。同図に示すように、制御部１３は、ＣＰＵ１７、ＲＯＭ１８、ＲＡＭ１９、外部インターフェース２０、インターフェース２１、モータ制御部２２、印字制御部２３、用紙センサ制御部２４、パルス発生手段制御部２５を備えている。
【００２０】
制御手段としてのＣＰＵ１７は、ＲＯＭ１８に記憶されている制御プログラムに従って動作し、各部を制御する。ここで、本実施形態におけるＣＰＵ１７による主な制御としては、まず第一に、パルス発生手段制御部２５を制御し、ステッピングモータ８に加えたパルス数と、パルス発生手段１２による回転角度の検出結果に基づき、「インクリボン２の現時点消費量」を算出し、この値に基づいて印字位置の補正量の基準値を算出することである。
【００２１】
また、第二にＣＰＵ１７が行う制御としては、印字中に送出したインクリボン２の長さを、ステッピングモータ８に供給したステップ数としてカウントし、このカウント値より「補正量の増加分」を算出して上記「印字位置の補正量の基準値」に加算し、ラベル１５を１枚印字発行する毎に更新することである。
【００２２】
即ち上記第一の制御は、ラベルプリンタ１の電源投入時に、リボン巻取軸７における使用済みインクリボン２の巻取り径が不明であり、また、電源投入時でなくてもヘッドオープン／クローズ直後にはインクリボン２が交換された可能性があるため、モータ制御部２２からの駆動パルスでステッピングモータ８を駆動し、リボン巻取軸７を回転させてインクリボン２を所定量だけ巻き取ると共に、パルス発生手段１２からのパルスとステッピングモータ８に加えたステップ数とに基づいて「インクリボン２の現時点消費量」を計算するものである。
【００２３】
上記第二の制御は、上記第一の制御がインクリボン２の空送りを伴うので、一旦第一の制御を行った後はラベル印字発行の都度そのリボン送り量に基づく「補正量の増加分」を計算するようにしたものである。
【００２４】
次に、上記第一の制御および第二の制御の原理について説明する。
まず、前提条件として、
（１）巻取り始めの状態で、ステッピングモータ８はＳ（ｓｔｅｐ）でリボン巻取軸７を１回転させる
（２）インクリボン２が巻かれていない状態のリボン巻取軸７の直径をＤ０
（３）スリット板１２ｂの円周上に設けられたスリット１２ａは、穴の開いている部分と開いていない部分との周長が等しく、両部分の合計がＮ個
（４）リボン巻取軸７の回転速度は、インクリボン２が巻き取られていない状態の直径Ｄ０において、印字速度に等しい単位時間当たりの巻取量となるように回転させる
ものとする。
【００２５】
（Ａ）リボン巻取軸７にインクリボン２が巻き取られてくると、直径が増加していくため、単位時間当たりの巻取量が増加していく。
（Ｂ）インクリボン２はサーマルヘッド５とプラテンローラ６によりある程度の圧力で押し付けられているため単位時間当たりの巻取量が増加しても、実際に巻き取る量はプラテンローラ６による搬送速度に依存し、実際の巻取量は増加することなく、リボン巻取軸７に対し逆回転方向の負荷が増大していくこととなる。
（Ｃ）リボン巻取軸７にインクリボン２がある程度巻き取られた状態において、１スリット分の回転に要したステッピングモータ８へのステップ数をＸ（ｓｔｅｐ）とすると、（このときのステップ数はステッピングモータの回転軸への逆回転方向の負荷により、無負荷時のステップ数より増大している）このとき本来の巻取量は、
（π・Ｄ０÷Ｓ）・Ｘ  ・・・（式２）
である（πは円周率：３．１４）。
【００２６】
（Ｄ）（式２）で得られる巻取量を１スリット分の回転で巻き取る本来の直径Ｄとすると、以下の（式３）で示す等式が成り立つ。
π・Ｄ÷Ｎ＝（π・Ｄ０÷Ｓ）・Ｘ    ・・・（式３）
【００２７】
したがって、このときのリボン巻取軸の直径Ｄは、以下の（式４）で示すように、
Ｄ＝Ｄ０・Ｘ・Ｎ÷Ｓ    ・・・（式４）
より算出できる（ここで、Ｎ、Ｓは設計上確定している固定値であり、Ｘは読み取り値である）。
【００２８】
補正値の基準値を算出するには、以下の（式５）を用いる。
補正量の基準値＝（補正量上限値÷（最大径−Ｄ０）×（Ｄ−Ｄ０））    ・・・（式５）
【００２９】
ここで、上記「補正量上限値」とは、サーマルヘッド５で印字用紙１１上に画像形成を開始する位置を補正する量（ステップ数）を表しており、実際に３００ｍのインクリボン２の１巻を用いて印字を行い求めた印字のズレ（オフセット量：Ｅ、図７の（Ａ）点、図９（Ｂ）参照）の実測値：２ｍｍに基づいて定める。ステッピングモータ８のステップ数に換算した値を用い、名称が示す通り、オフセット量以内の上限値を設定してある。例えば、本実施例でオフセット量が２ｍｍ、ステッピングモータ８の１ｍｍが２４ステップだった場合、３６ステップとする。
【００３０】
また、「最大径」とは、リボン巻取軸７にインクリボン２を巻き取ったときの最外径で、本実施形態ではφ８０ｍｍである。Ｄ０（リボンコア径）は、本実施形態ではφ３３ｍｍである。
【００３１】
次に、第二の制御として、以下の（式６）を用いてリボン搬送量の累計より補正量の増加分を算出する。即ち、インクリボンフィード時のリボン搬送量に相当するカウンタ値と以下の式により補正量の増加分を算出する。
補正量の増加分＝（補正量上限値÷リボン最大長）×カウンタ値    ・・・（式６）
ここで、本実施形態の「リボン最大長」は、１０８０００００ステップとする。
【００３２】
以上のような演算処理がラベルプリンタ１の電源投入直後やヘッドオープン／クローズ後に行われる。
【００３３】
本実施形態における補正は、図７に示す如く、インクリボン２の消費量増大に伴って減少する印字位置のオフセット量：Ｅを、各ラベル１５上の印字位置に嵩上げしてラベル１５がサーマルヘッド５で印字する際に常に一定範囲内に印字されるようにすることである。
【００３４】
次に、本実施の形態のラベルプリンタの動作（処理手順）について、図６のフローチャートを用いて説明する。まず、ラベルプリンタの電源が投入されると、ＣＰＵ１７によってＲＯＭ１８から処理プログラムがＲＡＭ１９に読み込まれ、処理がスタートする。
【００３５】
ステップ１（図中、「Ｓ１」と略記する。以下同じ）で、ＣＰＵ１７はステッピングモータ８を駆動し、リボン巻取軸７を回転させてインクリボン２を巻き取る。ステップ２では、前記駆動パルスのステップ数とリボン巻取軸７の回転角から上述の（式４）に従い、巻径：Ｄ（現時点のインクリボン２の消費量）を求める。
【００３６】
ステップ３では、上述の（式５）に従い補正量の基準値を求め、ラベル搬送量を補正する。ステップ４では、印字コマンド（命令）の有無が判断され、命令有りの場合（Ｙｅｓの場合）はステップ５に移行し、次のステップ６で印字を行う。この際、ラベル１５の１枚分の搬送を上記補正値にて補正した値で行い、同時に所定量のインクリボン２をリボン巻取軸７に巻き取る（ステップ７）。ステップ４で、印字命令無しの場合（Ｎｏの場合）、ステップ３の後にリターンする。
【００３７】
ステップ７では、ステップ６の印字行程においてインクリボン２を巻き取るのに駆動されたステッピングモータ８のステップ数を、現時点のリボン消費量に追加・更新する（（式６）中の「カウンタ値」更新）。ステップ８では、ヘッドオープン／クローズが行われたか否かが判断される。ステップ８が「Ｙｅｓ」の場合）は、ＲＡＭ１９に保存したカウンタ値（インクリボン２の現時点消費量）をクリアして、ステップ１にリターンする。ステップ８が「Ｎｏ」の場合、ステップ３にリタ−ンし、補正値の基本量を更新する。
【００３８】
なお、ステッピングモータ８はリボン巻取軸７を回転させてインクリボン２を駆動させるものであるため、本来１ステップ当たりのリボン駆動量は一定でなく、変化するものである。本実施形態では、始終一定であるステッピングモータ８によるラベル１５の駆動量でインクリボン２の駆動量を近似して１ｍｍ＝２４ステップとした。この値は、インクリボン２の１巻の駆動量の平均値をとってもよい。
【符号の説明】
【００３９】
１  ラベルプリンタ
２  インクリボン
４  ガイドローラ
５  サーマルヘッド
６  プラテンローラ
７  リボン巻取軸
８  ステッピングモータ
１０  フリクションクラッチ
１１  印字用紙
１２  パルス発生手段
１２ａ  スリット
１２ｂ  スリット板
１２ｃ  光センサ
１３  制御部
１４  台紙
１５  ラベル
１６  用紙センサ
１６ａ  発光部
１６ｂ  受光部
２０  外部インターフェース
２１  インターフェース
２２  モータ制御部
２３  印字制御部
２４  用紙センサ制御部
２５  パルス発生手段制御部
【図１】
2010173216.tif 000003
【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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【図７】
2010173216.tif 000009
【図８】
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【図９】
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