(57)【要約】【課題】  シートの搬送状態を補正することで、シートに高精度な印刷を行うことができる印刷方法および印刷装置を提供する。【解決手段】  プラテンを駆動するモータＭ１が制御部１０で制御される。記憶部１１にプラテンの偏心量とプラテン表面のうねりの少なくとも一方から求められた補正データＤ１と、プラテン温度に対応する第２の補正データＤ２が格納されている。補正データＤ１は使用しているプラテンに起因する固定データであり、第２の補正データＤ２は、温度検出部１３からの検知値に基づいて変化する可変データである。補正データＤ１と第２の補正データＤ２を使用することで、印刷ヘッドが対向する部分でのプラテン表面の速度の変動を削減することができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面が円筒形のプラテンを回転させて前記プラテンに巻かれたシートを移送し、前記プラテンに対向する印刷ヘッドで前記シートに印刷を施す印刷方法において、
前記印刷ヘッドが対向する部分でのプラテン表面の速度の変動のうち、前記プラテンの偏心量 とプラテン表面のうねりの少なくとも一方に起因する変動を補正する補正データを求めておき、前記印刷ヘッドで印刷を行うときに、前記補正データに基づいて前記プラテンの回転を制御することを特徴とする印刷方法。
【請求項２】
前記補正データは、使用中の前記プラテンの偏心量とプラテン表面のうねりの少なくとも一方から求めた固定値である請求項１記載の印刷方法。
【請求項３】
前記プラテンを駆動するモータの回転位相を検出し、回転位相の検出値を基準として前記プラテンの回転を制御する請求項１または２記載の印刷方法。
【請求項４】
前記プラテンの温度変化に起因するプラテン表面の速度の変動を補正する第２の補正データを求め、印刷動作中に前記プラテンの温度を検出し、検出された温度に基づく前記第２の補正データと前記補正データとに基づいて前記プラテンの回転を制御する請求項１ないし３のいずれかに記載の印刷方法。
【請求項５】
前記印刷ヘッドは、熱転写により印刷を行う請求項１ないし４のいずれかに記載の印刷方法。
【請求項６】
表面が円筒形のプラテンと、前記プラテンを回転させるモータと、前記プラテンの回転を制御する制御部とが設けられた印刷装置において、
前記印刷ヘッドが対向する部分でのプラテン表面の速度の変動のうち、前記プラテンの偏心量とプラテン表面のうねりの少なくとも一方に起因する変動を補正するための補正データを求めておき、前記制御部では、前記印刷ヘッドにより印刷を行うときに、前記補正データに基づいて前記プラテンの回転を制御することを特徴とする印刷装置。
【請求項７】
前記補正データは、使用中の前記プラテンの偏心量とプラテン表面のうねりの少なくとも一方から求めた固定値であり、前記補正データが、前記制御部に付随する記憶部に記憶されている請求項６記載の印刷装置。
【請求項８】
前記プラテンを駆動するモータの回転位相を検出する回転検出部が設けられており、前記制御部では、検出された回転位相の検出値を基準として前記プラテンの回転を制御する請求項６または７記載の印刷装置。
【請求項９】
印刷動作中に前記プラテンの温度を検出する温度検出部が設けられており、前記プラテンの温度変化に起因するプラテン表面の速度の変動を補正する第２の補正データを求めておき、前記制御部では、前記温度検出部で検出された温度に対応する前記第２の補正データと前記補正データとに基づいて前記プラテンの回転を制御する請求項６ないし８のいずれかに記載の印刷装置。
【請求項１０】
前記印刷ヘッドは熱転写ヘッドである請求項６ないし９のいずれかに記載の印刷装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面が円筒形のプラテンの回転でシートを移送し、前記シートに印刷を施す印刷方法および印刷装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１と特許文献２に、熱転写プリンタの補正動作に関する発明が記載されている。
【０００３】
特許文献１に記載の熱転写プリンタは、第１色目の印画前のサーマルヘッドの温度Ｔ１を測定し、第１色目の印画動作ではシートを基準パルスで搬出する。第１色目の印画が完了した後にサーマルヘッドの温度Ｔ２を測定し、この間の温度差Ｔ２−Ｔ１を求める。この温度差を補正テーブルに与えてシート搬送量の補正データを求め、基準パルスと補正データとから求められたパルスでシートを搬送して、第２色目の印画を行う。
【０００４】
特許文献２に記載の熱転写プリンタは、印字率による搬送量の変化に対する補正量１を求める。次に、既印字面とピンチローラとの摩擦力による搬送量の変化に対する補正量２を求め、さらにプラテンの熱膨張による搬送量の変化に対する補正量３を求める。そして、前記補正量１、補正量２および補正量３の各数値を加え合わせて総合の補正量を求め、紙搬送のためのモータ駆動に総合の補正量を反映させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−３０５１６７号公報
【特許文献２】特開平５−１６９７５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１と特許文献２に記載された熱転写プリンタは、いずれもサーマルヘッドの発熱やピンチローラの摩擦などのように、各種条件によって印字動作中に発生する搬送量の経時的な変動を補正できてはいるが、熱転写プリンタの構造に起因する搬送量の変動、すなわちその装置に特有の搬送量の変動については何ら対処されていない。そのため、プラテンローラの熱膨張などに起因する搬送量などをいくら補正してみても、搬送量の誤差を完全に解消することはできず、シートに形成された印刷部の位置ずれや形状の誤差などの補正に限界がある。
【０００７】
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、構造に起因するシート の搬送量の変動を補正でき、高精度な印刷に対応することができる印刷方法および印刷装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、表面が円筒形のプラテンを回転させて前記プラテンに巻かれたシートを移送し、前記プラテンに対向する印刷ヘッドで前記シートに印刷を施す印刷方法において、
前記印刷ヘッドが対向する部分でのプラテン表面の速度の変動のうち、前記プラテンの偏心量とプラテン表面のうねりの少なくとも一方に起因する変動を補正する補正データを求めておき、前記印刷ヘッドで印刷を行うときに、前記補正データに基づいて前記プラテンの回転を制御することを特徴とするものである。
【０００９】
本発明の印刷方法では、前記補正データは、使用中の前記プラテンの偏心量とプラテン表面のうねりの少なくとも一方から求めた固定値である。
【００１０】
本発明の印刷方法は、前記プラテンを駆動するモータの回転位相を検出し、回転位相の検出値を基準として前記プラテンの回転を制御するものである。
【００１１】
本発明の印刷方法では、前記プラテンの温度変化に起因するプラテン表面の速度の変動を補正する第２の補正データを求め、印刷動作中に前記プラテンの温度を検出し、検出された温度に基づく前記第２の補正データと前記補正データとに基づいて前記プラテンの回転を制御することも可能である。
【００１２】
また、本発明の印刷方法では、前記印刷ヘッドは、熱転写により印刷を行うものである。
【００１３】
次に、本発明は、表面が円筒形のプラテンと、前記プラテンを回転させるモータと、前記プラテンの回転を制御する制御部とが設けられた印刷装置において、
前記印刷ヘッドが対向する部分でのプラテン表面の速度の変動のうち、前記プラテンの偏心量とプラテン表面のうねりの少なくとも一方に起因する変動を補正するための補正データを求めておき、前記制御部では、前記印刷ヘッドにより印刷を行うときに、前記補正データに基づいて前記プラテンの回転を制御することを特徴とするものである。
【００１４】
本発明の印刷装置は、前記補正データが、使用中の前記プラテンの偏心量とプラテン表面のうねりの少なくとも一方から求めた固定値であり、前記補正データが、前記制御部に付随する記憶部に記憶されている。
【００１５】
本発明の印刷装置は、前記プラテンを駆動するモータの回転位相を検出する回転検出部が設けられており、前記制御部では、検出された回転位相の検出値を基準として前記プラテンの回転を制御するものである。
【００１６】
本発明の印刷装置は、印刷動作中に前記プラテンの温度を検出する温度検出部が設けられており、前記プラテンの温度変化に起因するプラテン表面の速度の変動を補正する第２の補正データを求めておき、前記制御部では、前記温度検出部で検出された温度に対応する前記第２の補正データと前記補正データとに基づいて前記プラテンの回転を制御することが可能である。
また、本発明の印刷装置では、前記印刷ヘッドは熱転写ヘッドである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の印刷方法および印刷装置では、印刷ヘッドが対向する部分でのプラテン表面の速度の変動のうち、プラテンの偏心量とプラテン表面のうねりの少なくとも一方に起因する変動を補正している。印刷装置の構造に起因した基本的なシート搬送量の変動を補正することができるため、きわめて精度の高い印刷を行うことができる。
【００１８】
また、印刷装置の構造に起因した基本的なシート搬送量の変動の補正に対して、さらにプラテンの熱膨張に起因するシート搬送量の変動の補正を加えることにより、さらに高精度な印刷が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態の印刷装置の構造の概略を示す正面図、
【図２】図１に示す印刷装置の印刷ステージの詳細を示す部分斜視図、
【図３】本発明の印刷方法と印刷装置により印刷されるシートの一例を示す平面図、
【図４】本発明の実施の形態の印刷装置の制御系を示すブロック図、
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１に本発明の実施の形態の印刷装置１の主要部が示されている。
印刷装置１は第１の印刷ステージＩと第２の印刷ステージＩＩを有している。第１の印刷ステージＩにはプラテンＰ１と印刷ヘッドＨ１が設けられ、第２の印刷ステージＩＩにはプラテンＰ２と印刷ヘッドＨ２が設けられている。
【００２１】
図１には、２つのステージＩ，ＩＩのプラテンＰ１，Ｐ２が記載され、図２に第１の印刷ステージＩのプラテンＰ１のみが示されている。
【００２２】
プラテンＰ１はモータＭ１で回転駆動され、プラテンＰ２はモータＭ２で回転駆動される。図４には、第１の印刷ステージＩのモータＭ１の制御系統がブロック図で示されているが、第２の印刷ステージＩＩのモータＭ２の制御系統も図４と同じである。モータＭ１はステッピングモータであり、このブロック図ではモータドライバを含んでいる。制御部１０は、ＣＰＵを主体として構成されており、制御部１０で設定される駆動パルスがモータドライバに与えられ、ステッピングモータが駆動されて、プラテンＰ１が回転させられる。制御部１０には記憶部１１が付随されており、記憶部１１内に、駆動パルスを補正する各種補正データがテーブル形式などで格納されている。
【００２３】
モータＭ１の回転状態は、回転検出部であるエンコーダ１２で検出され、その検出値が制御部１０に与えられる。エンコーダ１２は、ステッピングモータのロータの回転角度を検出し、これによりロータの回転数（回転周期）を知ることができる。さらにエンコーダ１２によってロータの位相を知ることができ、第１の印刷ステージＩのプラテンＰ１のイニシャライズ時の基準位相（基準回転位置）を検出することができる。
【００２４】
図１と図２に示すように、プラテンＰ１，Ｐ２は、モータＭ１，Ｍ２の回転力が与えられる回転軸２と、回転軸２の外周に設けられた金属ローラ部３と、金属ローラ部３の表面に所定の厚さで形成されたプラテンマット４とを有している。プラテンマット４は合成ゴム材料で形成されており、プラテンマット４の外周面は回転軸２を中心とする円筒面である。
【００２５】
図２に示すように、それぞれのプラテンＰ１，Ｐ２では、プラテンマット４の端面に温度検出部１３が対向している。温度検出部１３はプラテンマット４からの赤外線エネルギーを検出する非接触式温度センサである。プラテンマット４には、印刷ヘッドＨ１，Ｈ２に備えられたサーマルヘッドから発せられる熱が直接的に作用するため、プラテンマット４は、その表面の温度が最も高く、厚さ方向に温度勾配を有するようになる。そのため、プラテンマット４の端面において例えば厚さの中心点をターゲットとして温度を測定することにより、温度上昇によるプラテンマット４の厚さ寸法の膨張量を正確に把握できるようになる。
【００２６】
第１の印刷ステージＩに設けられている印刷ヘッドＨ１と第２の印刷ステージＩＩに設けられている印刷ヘッドＨ２は熱転写ヘッドであり、熱転写用のインクリボンとサーマルヘッドとを備えている。図２に示すように、第１の印刷ステージＩに設けられた印刷ヘッドＨ１は、プラテンＰ１の軸方向に延びるラインヘッドであり、図示しない昇降機構により、印刷ヘッドＨ１は印刷時にプラテンＰ１に圧接し、印刷休止時にはプラテンＰ１から離れるように動作させられる。これは第２の印刷ステージＩＩに設けられた印刷ヘッドＨ２においても同じである。
【００２７】
第１の印刷ステージＩの印刷ヘッドＨ１のインクの色相と、第２の印刷ステージＩＩの印刷ヘッドＨ２のインクの色相は相違しており、プラテンＰ１，Ｐ２の回転力で移送されるシートＳに対して印刷ヘッドＨ１と印刷ヘッドＨ２とで異なる色相のインクが重ねて印刷されて、所望の色彩や模様の印刷部が形成される。印刷ステージは、Ｉ，ＩＩの２段階に限られず、さらに多段階に構成することで、多様な色彩や模様の印刷を施すことが可能になる。
【００２８】
図２に示すように、プラテンＰ１には、２つのカメラ７，７が対向している。カメラ７はＣＣＤなどの撮像素子を装備したものであり、プラテンＰ１の軸方向に間隔を空けて配置されている。カメラ７で取得された画像は、制御部１０に与えられる。第２の印刷ステージＩＩに設けられたプラテンＰ２にも、同様にカメラ７，７が対向して設けられている。
【００２９】
図１に示すように、第１の印刷ステージＩのプラテンＰ１には一対のピンチローラ２１ａ，２１ｂが圧接している。印刷用のシートＳは、ガイドローラ２３ａ，２３ｂを経てプラテンＰ１とピンチローラ２１ａとの間に供給され、プラテンＰ１で移送されたシートＳがピンチローラ２１ｂを経てガイ ドローラ２４ａ，２４ｂで案内されて引き出される。第２の印刷ステージＩＩも同様であり、プラテンＰ１には一対のピンチローラ２５ａ，２５ｂが圧接し、上流側にガイドローラ２６ａ，２６ｂが設けられ、下流側にガイドローラ２７ａ，２７ｂが設けられている。第１の印刷ステージＩと第２の印刷ステージＩＩとの間に、両ステージでのシートＳの搬送速度差を吸収するためのダンサーローラ機構２８が設けられている。
【００３０】
次に、前記印刷装置１を用いた印刷方法を説明する。
図３は、本発明の実施の形態の印刷装置１および印刷方法によって印刷されるシートＳの一例を示している。
【００３１】
シートＳは透光性の合成樹脂シートであり、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムである。シートＳが第１の印刷ステージＩと第２の印刷ステージＩＩに供給されて印刷が行われることにより、シートＳの表面に一定の間隔で印刷部３０が完成される。
【００３２】
印刷部３０はいわゆる加飾シートを構成するものであり、スマートフォンなどの携帯用端末機器の表面パネルに使用される。印刷部３０は、透光部３１と透光部３１を囲む加飾部３２を有している。各印刷ステージＩ，ＩＩにおいては主に加飾部３２が印刷される。印刷が完了したシートＳは、印刷部３０が形成されている部分が切断され、ガラス製や合成樹脂製の前記表面パネルの内面に貼着される。例えば表面パネルの内面に接着により固着される。あるいは表面パネルが合成樹脂製の場合には、いわゆるインモールド成形法によって表面パネルと一体化される。
【００３３】
加飾シートが一体化された表面パネルが使用された情報端末機器では、カラー液晶表示パネルなどの表示パネルの表示画像を透光部３１を透して目視することができる。また、透光部３１に透光性の静電容量式などのタッチパネルが装備される。加飾部３２は表示画面の周囲を囲むように配置される。
【００３４】
図１に示す印刷装置１は、複数段の印刷ステージで異なる色相による熱転写印刷を行うことができるため、加飾部３２は、異なる色相を重ねることで多様な色彩さらには多様な模様を有するように仕上げることが可能になる。
【００３５】
シートＳは、ガイドローラ２３ａ，２３ｂからピンチローラ２１ａを経て第１の印刷ステージＩのプラテンＰ１に巻き付けられ、プラテンＰ１の反時計方向の回転に伴って移送され、ピンチローラ２１ｂから出ていく。プラテンＰ１が連続的に回転している間に、あるいは間欠的に回転している間に、印刷ヘッドＨ１がプラテンＰ１に圧接する方向へ動作させられて、シートＳがプラテンＰ１と印刷ヘッドＨ１とで挟まれ、インクリボンとサーマルヘッドとによりシートＳへの印刷が行われる。第２の印刷ステージＩＩにおいても、プラテンＰ２に巻かれたシートがプラテンＰ２の回転によりピンチローラ２５ａからピンチローラ２５ｂにかけて移送され、印刷ヘッドＨ２により印刷が行われる。
【００３６】
このとき、第１の印刷ステージＩと第２の印刷ステージＩＩでは、プラテンＰ１，Ｐ２の回転が次のように制御される。ただし、以下では第１の印刷ステージＩのプラテンＰ１の回転制御についてのみ説明する。第２の印刷ステージＩＩのプラテンＰ２の回転制御も同じである。
【００３７】
図４に示す記憶部１１には、補正データＤ１が格納されている。この補正データＤ１は、プラテンＰ１の偏心量に基づくもの、またはプラテン表面のうねりに基づくもの、あるいはプラテンＰ１の偏心量とプラテン表面のうねりの双方に基づくものである。
【００３８】
この補正データＤ１は、新たなプラテンＰ１に交換されたとき、例えばプラテンマット４が摩耗して新たなものに交換されたときなどに更新される。あるいは、同じプラテンＰ１を使用している途中で、定期的に補正データＤ１を更新してもよい。
【００３９】
補正データＤ１は、イニシャライズ時にプラテンＰ１を一定の速度（一定の回転数）で回転させ、プラテンＰ１で測定用シートＳを移送し、印刷ヘッドＨ１によって、シートの移送方向に一定の距離を空けるように線などのマークを印刷することで行われる。このとき、図４に示すエンコーダ１２によってモータＭ１の基準位相（基準回転位置）を検出し、イニシャライズ時におけるプラテンＰ１の回転基準位置を求める。この回転基準位置を始点として印刷されたマークの移送方向での間隔を測定することで、印刷ヘッドＨ１が対向する部分におけるプラテンＰ１の表面の速度の変動を知ることができる。
【００４０】
前記補正データＤ１は前記プラテン表面の速度の変動を解消するためのパルス補正情報である。印刷動作を開始するときに、制御部１０で記憶部１１から補正データＤ１が引き出され、ステッピングモータを駆動するための一定周期の基準駆動パルスが補正データＤ１によって補正される。この補正のタイミングは、モータＭ１の回転位相をエンコーダ１２によって検出し、プラテンＰ１の基準位相（基準回転位置）を検出してから、この基準位相を始点として補正を開始する。これにより、印刷ヘッドＨ１が対向している部分において、プラテンＰ１の偏心量とプラテン表面のうねりの少なくとも一方に起因するシートＳの搬送速度の変動を補正することができる。
【００４１】
図４に示すように、記憶部には、プラテン温度に基づく第２の補正データＤ２が格納されている。
【００４２】
印刷動作中は、印刷ヘッドＨ１に設けられたサーマルヘッドによりプラテンマット４の表面が加熱されるため、プラテンマット４の温度上昇による膨張でプラテンＰ１の外周面の周長が変化し、印刷ヘッドＨ１が対向する部分でのシートＳの移動速度に変動が生じる。第２の補正データＤ２は、温度検出部１３で検出された温度情報と、その温度情報のときのシートＳの移動速度の補正値との相関関係がテーブル方式で記録されたものである。あるいは、第２の補正データＤ２は、温度検出部１３で検出された温度情報を代入して、移動速度の変動を補正する補正値を算出する数式であってもよい。
【００４３】
印刷動作中は、継続的にあるいは周期的に、温度検出部１３でプラテンマット４の温度が検出される。制御部１０では、測定された温度を参照し第２の補正データＤ２を使用して、ステッピングモータを駆動する基準駆動パルスが補正される。
【００４４】
偏心量とプラテン表面のうねりの少なくとも一方に基づく補正データＤ１は、現在使用しているプラテンＰ１に固有の補正を行う固定データであり、プラテンＰ１が変更されない限り更新されることがなく、あるいは定期的に更新されるものである。また、補正データＤ１はプラテンＰ１の偏心によるシートＳの搬送速度の変動またはプラテン表面のうねりに起因する搬送速度の変動あるいはこれらの複合による搬送速度の変動を補正するものであるため、プラテンＰ１が１回転する間にモータＭ１の回転速度に変化を生じさせる補正値を有している。
【００４５】
プラテンマット４の温度変化に基づく第２の補正データＤ２は、温度検出部１３からの検出値に応じてプラテンＰ１の回転速度を随時変化させる可変データである。ただし、第２の補正データＤ２は、プラテンＰ１の１回転内で回転速度を変化させるものではなく、プラテンＰ１が複数回転する間の回転速度（回転数）を制御するものであり、例えば温度の変化量が所定値を超えたときに回転速度を変化させるものである。
【００４６】
このように、制御部１０では、プラテンＰ１の偏心量とプラテン表面のうねりの少なくとも一方に起因する固定データである補正データＤ１と、プラテンマット４の温度変化に応じて変化する可変データである第２の補正データＤ２を使用して、ステッピングモータを駆動する基準駆動パルスを補正している。固定データと可変データの双方を使用することで、図３に示す、印刷後の印刷部３０の大きさの誤差を小さくでき、複数の印刷ステージで行われる印刷の相対的なずれもきわめて小さくでき、印刷精度を高めることが可能になる。
【００４７】
なお、前記速度制御は、第２の印刷ステージＩＩのプラテンＰ２においても同様に実施される。
【００４８】
図３に示すように、シートＳの両側部にインデックスマーク３３が付されている。インデックスマーク３３は、第１の印刷ステージＩに供給される前に既にシートＳに付されている。プラテンＰ１，Ｐ２の回転でシートＳが送られる間に、図１と図２に示すカメラ７によって、インデックスマーク３３の画像が取得され、その画像データが制御部１０に与えられる。制御部１０ではインデックスマーク３３の画像データに基づいて、シートＳでの印刷部３０の印刷の開始タイミングが設定される。また画像データからシートＳの移送時の蛇行を検出でき、プラテンＰ１，Ｐ２の軸方向の傾きや、ガイドローラ２３ａ，２３ｂ，・・・の傾き角度を修正して蛇行を矯正することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１  印刷装置
２  回転軸
３  金属ローラ部
４  プラテンマット
７  カメラ
１０  制御部
１１  記憶部
１２  エンコーダ
１３  温度検出部
３０  印刷部
３１  透光部
３２  加飾部
Ｉ  第１の印刷ステージ
ＩＩ  第２の印刷ステージ
Ｈ１，Ｈ２  印刷ヘッド
Ｍ１，Ｍ２  モータ
Ｐ１，Ｐ２  プラテン
Ｓ  シート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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