JP2005280054A - 印刷装置 - Google Patents

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雅史 千葉
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Abstract

【課題】所定ライン分の印刷データを保持し、保持された印刷データに基づいて印刷を行う印刷装置及びその制御方法に関し、印刷品質を向上させることができる印刷装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 本発明は、ライン状に配列された複数の発熱体に通電を行うことにより印刷を行う印刷装置において、注目ドットと注目ドットの次ドットの印刷情報を記憶する記憶部と、記憶部に記憶された注目ドットの印刷情報及び次ドットの印刷情報に基づいて注目ドットの印加エネルギーを制御する制御手段を有することを特徴とする。
【選択図】図7

Description

本発明は印刷装置に係り、特に、所定ライン分の印刷データを保持し、保持された印刷データに基づいて印刷を行う印刷装置に関する。
近年、QRコード等の2次元バーコードが1次元バーコードに変わり普及している。これに伴い、可搬性の高いサーマルプリンタによる2次元バーコード印刷が要求されている。
2次元バーコードは、白黒の小さなパターンの繰り返しが多く、白黒パターンの境界や印刷位置の精度が悪い場合には、読み取り装置により2次元バーコードを読み取れない場合がある。
また、このため、サーマルプリンタでは、印刷のかすれやにじみといった印刷品質劣化に対して発熱体が蓄積した熱や感熱紙の特性、印刷速度といった様々な要因に対してエネルギーをコントロールする熱履歴制御やサーマルヘッドの温度、印刷電圧、印刷速度に対して行うエネルギー補正を行っていた(特許文献1乃至4参照)。
また、サーマルヘッドの発熱体長が1ドットに満たない場合には、1ドット毎に印刷を行うと1ドットライン間ですきまできる。このため、1ドットラインに2回以上発熱体に通電を行うことによって、ライン間のすきまをなくす技術が提案されている。
図1は印刷制御動作を説明するための図を示す。図1(A)は1ドット1回通電制御時、図1(B)は1ドット2回通電時の動作を説明するための図を示している。
発熱体が1ドットより小さい場合には、図1(A)に示すようにドットD1と次のドットD2との間に間隙dが発生する。
間隙dの発生を防止するために、図1(B)に示すように1ドットライン期間TLに時間をずらしてドットD11とドットD12を印刷する方法が提案されている。
特開平6−24027号公報 特開2001−88339号公報 特開2001−96779号公報 特開2001−277572号公報
しかるに、従来の熱履歴制御では、白から黒へ印刷パターンが変わる場合においては有効となるが、黒が連続されて印刷され黒から白へ印刷パターンが変わる場合においては効果が少ない。
図2は従来のnドットライン印刷時の印刷結果を示す図である。
nドットライン連続して黒を印刷すると、発熱素子に熱が蓄積し、蓄積熱によって印刷部分11の最後尾にじみ部分12が発生する。
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、印刷品質を向上させることができる印刷装置を提供することを目的とする。
本発明は、ライン状に配列された複数の発熱体に通電を行うことにより印刷を行う印刷装置において、注目ドットと注目ドットの次ドットの印刷情報を記憶する記憶部と、記憶部に記憶された注目ドットの印刷情報及び次ドットの印刷情報に基づいて注目ドットの印加エネルギーを制御する制御手段を有することを特徴とする。
上述の如く、本発明によれば、注目ドットの印刷情報及び次ドットの印刷情報に基づいて注目ドットの印加エネルギーを制御することにより、注目ドットの印刷結果の次ドットの印刷への影響を低減できるため、例えば、発色後、非発色状態となった場合に、非発色部分に、発熱体の蓄熱によるにじみが発生することを防止できる等の特長を有する。
〔構成〕
図3は本発明の一実施例のブロック図を示す。
本実施例の印刷装置1は、インタフェース11、MCU12、ROM13、RAM14、シフトレジスタ15、ラッチ16、ドライブ回路17、サーマルヘッド18、温度検出装置19、電圧検出装置20、印刷周期検出部21、紙送り機構22から構成される。
印刷データは上位装置からインタフェース11に供給される。インタフェース11は、上位装置とMCU12との間の通信処理を行う。
インタフェース11を介して上位装置から取り込まれた印刷データは、MCU12に供給される。MCU12は、演算レジスタ、入出力回路、A/Dコンバータ、演算器、UARTを搭載した演算装置であり、ROM13に記憶されたプログラムに基づいて処理を実行する。インタフェース11から取り込まれた印刷データをRAM14に展開する。
また、MCU12には、温度検出装置19から温度情報、電圧検出装置20から電圧情報、印刷周期検出部21から印刷周期情報が供給されており、温度情報及び電圧情報並びに印刷周期情報に基づいて1ドットライン当たりの総通電時間tを演算する。
MCU12によりRAM14に展開されたデータは、例えば、発色ドット、すなわち、黒ドットが「1」、非発色ドット、すなわち、白ドットが「0」とされる。シフトレジスタ15に供給される。シフトレジスタ15は、RAM14で展開されたデータを保持する。シフトレジスタ15は、サーマルヘッド15の発熱体のラインに応じて設定された「0」又は「1」のデータを保持する。
ラッチ16は、MCU12からの制御信号によってシフトレジスタ15に保持されたデータをライン毎にラッチする。ラッチ16にラッチされたデータは、ドライブ回路17に供給される。ドライブ回路17は、ラッチ16にラッチされたデータに応じてサーマルヘッド18に通電電流を供給する。サーマルヘッド18は、多数の発熱体がライン上に配置された構成とされている。各発熱体には、ドライブ回路17から電流が供給される。各発熱体は、ドライブ回路17からの通電電流に応じて発熱する。
サーマルベッド18には、例えば、感熱紙が対向して配置される。感熱紙は、サーマルヘッド18のうち発熱した発熱体に対向する部分では、発熱体から熱が印加され、黒く変色する。また、発熱していない発熱体に対向する部分では、熱が印加されず、感熱紙の地色、例えば、白色に維持される。
温度検出装置19は、サーマルヘッド18に密着して配置されており、サーマルヘッド19の温度を検出する。温度検出装置19で検出された温度情報は、MCU12に供給される。電圧検出装置20は、サーマルヘッド18への印加電圧を検出する。電圧検出装置20で検出された印加電圧は、MCU12に供給される。
印刷周期検出手段21は、紙送り機構22などによる紙送りのタイミングを検出して、その検出結果を印刷周期情報としてMCU12に供給する。
また、MCU12は、紙送り機構22を制御する。紙送り機構22は、ステッピングモータ、歯車機構、ローラなどから構成され、感熱紙をサーマルヘッド18に対して順次に移動させる。
さらに、このとき、MCU12は、次回印刷するドットのデータを参照し、現通電ドットラインの印加エネルギーを補正する動作を行っている。印加エネルギーの補正は、例えば、通電時間を制御することにより行われる。
〔動作〕
次にMCU12による印刷制御動作について説明する。
図4はMCU12の印刷制御時の処理フローチャートを示す。
MCU12は、インタフェース11から印刷データを受信すると、ステップS1−1でインタフェース11から受信した印刷データをRAM14に展開する。このとき、MCU12は、少なくと今回印刷するラインの印刷データに加えて、次回印刷するラインの印刷データも展開しておく。
MCU12は、ステップS1−2で印刷データを必要データ量、RAM14に展開すると、ステップS1−3で今回ライン印刷分のデータをシフトレジスタ15に転送する。次にMCU12は、ステップS1−4で温度検出装置19からの温度情報、電圧検出装置20からの電圧情報、並び、印刷周期検出手段21からの印刷周期情報に基づいて適正通電時間テーブルを参照して、適正通電時間t0を取得する。
図5は適正通電時間テーブルのデータ構成図を示す。
適正通電時間テーブルには、温度情報T1〜Tn、電圧情報V1〜Vm、周期情報tp1〜tpmに応じた適正通電時間t111〜t1m1〜tn11〜tnmkが設定されている。
MCU12は、温度情報、電圧情報、周期情報に基づいて図5に示すような適正通電時間テーブルを参照して、設定された適正通電時間t111〜t1m1〜tn11〜tnmkから今回のラインの印刷に使用される適正通電時間T0を取得する。
次に、MCU12は、ステップS1−5で、取得した適正通電時間t0を次ラインの印刷データに基づいて補正する。
ここで、適正通電時間を補正するための処理について説明する。
図6は適正通電時間補正処理の動作説明図を示す。
MCU12は、例えば、図6に示すように現在のラインのデータが「1」、すなわち、発色状態「黒」で、発熱体が加熱されている状態であり、次のラインのデータが「0」、すなわち、非発色状態「白」で、発熱体が非加熱状態になる場合であり、かつ、適正通電時間テーブルから取得された適正通電時間がT10である場合には、適正通電時間T0に係数k1を乗算した時間T11
T11=k1×T10
を適正通電時間に設定する。なお、ここで、係数k1は、例えば、「0.75」程度に設定される。係数k1を「0.75」程度に設定することにより、次ラインの白の部分に現在ラインの黒のにじみが発生することを防止できることが実験的に確認されている。なお、k1は「0.75」に限定されるものではなく、適正通電時間T11が適正通電時間T10より小さい値であり、次ラインの白の部分に現在ラインの黒のにじみが発生することを防止でき、かつ、今回ラインの黒部分が明確に印刷されば、これに限定されるものではない。
また、演算方法も、係数k1を乗算するだけでなく、定数C1としたとき、
T11=T10−C1
のように定数C1を減算するようにしてもよい。
さらに、
T11=k1×T10−C1
のように乗算と減算を組み合わせることにより補正してもよい。
また、現在のラインのデータが「1」、すなわち、発色状態「黒」で、発熱体が加熱されている状態であり、次のラインのデータも同様に「1」、すなわち、発色状態「黒」で、発熱体が加熱状態になる場合であり、かつ、適正通電時間テーブルから取得された適正通電時間がt0である場合には、取得した適正通電時間t0をそのまま適正通電時間に設定する。
次にMCU12は、ステップS1−6でラッチ回路16によりシフトレジスタ15に保持されたデータをラッチし、内蔵されたタイマを起動する。次に、MCU12は、ステップS1−7でドライブ回路17を起動し、ラッチ回路16にラッチされたデータによりサーマルヘッド18に通電を行う。
MCU12は、ステップS1−8で設定された適正通電時間t10又はt0経過すると、ステップS1−9でサーマルヘッド18への通電を停止させる。なお、通電の停止方法としては、例えは、MCU12によりラッチ回路16を制御して、保持したデータを「0」にリセットする方法がある。また、MCU12によりドライブ回路17を制御して、サーマルヘッド18への給電を停止させるようにしてもよい。
MCU12は、ステップS1−10で全ラインの印刷が終了したか否かを判定し、ステップS1−10で全ラインの印刷が終了していれば、印刷処理を終了する。また、ステップS1−10で全ラインの印刷が終了していなければ、ステップS1−1に戻って次ラインの印刷を行う。
図7は通電動作を説明するための図を示す。図7(A)は印刷データ、図7(B)が通電パターンを示す図である。
時刻t11で印刷データ「1」の印刷期間T0が開始する。このとき、取得された適正通電時間がT10である。
ここで、時刻t13から印刷期間が始まる印刷データが「1」の場合、時刻t11から印刷期間T0が始まる印刷データ「1」における適正通電時間は、取得された最適通電時間T10となり、時刻t11から最適通電時間T10経過した時刻t12でサーマルヘッド18の対応する発熱体への通電が終了する。
また、時刻t15から印刷期間T0が始まる印刷データが「0」の場合、時刻t13から印刷期間T0が始まる印刷データ「1」における適正通電時間は、取得された最適通電時間T10の75%となり、時刻t13から最適通電時間T11(=0.75×T10)経過した時刻t14でサーマルヘッド18の対応する発熱体への通電が終了する。
〔効果〕
本実施例によれば、現通電ドットラインより少なくとも1ライン以上後に印刷されるデータを予め保持し、現通電ドットラインに通電を行うときに、次回印刷するドットのデータを参照し、現通電ドットラインの印加エネルギーを補正することにより、次回ドットが発色有り、すなわち、黒の場合には、にじみは次のドットにより吸収されるため、通常のエネルギーを印加し、次回ドットが発色なし、すなわち、白の場合には、にじみが発生するので、現通電ドットラインに印加するエネルギーを少なくすることによりにじみを軽減することができる。
例えば、今回の印刷データが「1」、例えば、黒であり、次回の印刷データが「0」、例えば、「白」の場合には、今回の印刷データを印刷するための通電時間を短縮することにより、次回の印刷データ「0」、白の部分に黒のにじみが発生することを防止できる。
〔第1変形例〕
本実施例では、単純に適正通電時間を補正したが、適正通電時間を複数回に分割して印刷を行い、分割された各通電時間を補正するようにしてもよい。すなわち、この変形例は、1ドットライン複数回通電を行う場合に実施例に相当している。
ここで、適正通電時間を第1の通電時間T21及び第2の通電時間T22の2つに分割して通電を行う場合の補正方法について説明する。
適正通電時間T20は、適正通電時間テーブルから取得された通電時間をT10、係数をk11としたとき、
T20=k11×T10 ・・・(1)
で求められる。
第1の通電時間T21は、最適通電時間T20に基づいて設定されており、係数をk21としたとき、
T21=k21×T20 ・・・(2)
で求められる。
さらに、第2の通電時間T22も最適通電時間T20に基づいて設定されており、係数をk22としたとき、
T22=k22×T20 ・・・(3)
で求められる。このとき、係数k22は、
k22=1−k21 ・・・(4)
で求められる。
図8は第1変形例の補正動作を説明するための図、図9は第1変形例の通電動作を説明するため図を示す。図9(A)は印刷データ、図9(B)は通電状態を示す図である。
ここで、例えば、図8に示すように現在のラインのデータが「1」、すなわち、発色状態、黒で、発熱体が加熱されている状態であり、次のラインのデータが「0」、すなわち、非発色状態、白で、発熱体が非加熱状態になる場合には、係数k11、k21は「0.75」に設定される。なお、このとき、係数k22は、式(4)より(1−k21)となるので、「0.25」となる。
このとき、第1の通電時間T21は、
T21=0.75×(0.75×T20)=0.56×T20
となる。
また、第2の通電時間T22は、
T22=0.25×(0.75×T20)=0.18×T20
となる。このように、第1の通電時間T21が第2の通電時間T22に比べて短いので、データ「1」による発熱体の発熱がデータ「0」のときの発熱体の発熱状態への影響を低減できる。よって、例えば、発色状態、黒から非発色状態、白に移行したときのにじみを低減でき、印刷品質を向上させることが可能となる。
また、図8に示すように現在のラインのデータが「1」、すなわち、発色状態、黒で、発熱体が加熱されている状態であり、次のラインのデータも「1」、すなわち、発色状態、黒で、発熱体が加熱状態になる場合であり、かつ、適正通電時間テーブルから取得された適正通電時間がT10である場合には、係数k11は「1」、係数k21は「0.5」に設定される。なお、このとき、係数k22は、式(4)より(1−k21)となるので、「0.5」となる。
このため、1ラインドット期間T0において適正通電時間T20、発熱体に通電を行え、かつ、間隙なく、発色状態を維持できる。
〔第2変形例〕
なお、第1変形例では、次の1ラインのデータを参照して、今回の通電時間を決定したが、注目ドットラインの前後の通電時間を参照して、注目ドットラインの通電時間を決定するようにしてもよい。
図10は第2変形例の補正動作を説明するための図を示す。
ここで、例えば、図10に示すように注目ラインのデータが「1」、すなわち、発色状態、黒で、発熱体が加熱されている状態であり、注目ライン前のラインのデータが「0」、すなわち、非発色状態、白で、発熱体が非加熱状態であり、注目ライン後のラインのデータが「0」、すなわち、非発色状態、白で、発熱体が非加熱状態になる場合には、係数k11、k21はともに「0.75」に設定される。なお、このとき、係数k22は、式(4)より(1−k21)となるので、「0.25」となる。
このとき、第1の通電時間T21は、式(2)より
T21=0.75×(0.75×T20)=0.56×T20
となる。
また、第2の通電時間T22は、
T22=0.25×(0.75×T20)=0.18×T20
となる。このように、第1の通電時間T21が第2の通電時間T22に比べて短いので、データ「1」による発熱体の発熱がデータ「0」のときの発熱体の発熱状態への影響を低減できる。よって、例えば、発色状態、黒から非発色状態、白に移行したときのにじみを低減でき、印刷品質を向上させることが可能となる。
また、図10に示すように注目ラインのデータが「1」、すなわち、発色状態、黒で、発熱体が加熱されている状態であり、注目ライン前のラインのデータが「1」、すなわち、発色状態、黒で、発熱体が非加熱状態であり、注目ライン後のラインのデータが「0」、すなわち、非発色状態、白で、発熱体が非加熱状態になる場合には、係数k11が「0.5」、k21は「0.75」に設定される。なお、このとき、係数k22は、式(4)より(1−k21)となるので、「0.25」となる。
このとき、第1の通電時間T21は、式(2)より
T21=0.75×(0.5×T20)=0.38×T20
となる。
また、第2の通電時間T22は、
T22=0.25×(0.5×T20)=0.13×T20
となる。このように、最適通電時間が短くすることにより、サーマルヘッド18に蓄積された熱の影響を低減しており、かつ、第1の通電時間T21が第2の通電時間T22に比べて短く、後のラインへの熱の影響を低減できるので、データ「1」による発熱体の発熱がデータ「0」のときの発熱体の発熱状態への影響を低減でき、黒から白に移行したときのにじみを低減でき、印刷品質を向上させることが可能となる。
さらに、図10に示すように注目ドットのデータが「1」、すなわち、発色状態、黒で、発熱体が加熱されている状態であり、注目ライン前のラインのデータが「0」、すなわち、非発色状態、白で、発熱体が非加熱状態であり、注目ライン後のラインのデータが「1」、すなわち、発色状態、黒で、発熱体が加熱状態になる場合には、係数k11が「1.25」、k21は「0.75」に設定される。なお、このとき、係数k22は、式(4)より(1−k21)となるので、「0.25」となる。
このとき、第1の通電時間T21は、式(2)より
T21=0.75×(1.25×T20)=0.94×T20
となる。
また、第2の通電時間T22は、
T22=0.25×(1.25×T20)=0.31×T20
となる。このように、最適通電時間を長くすることにより、加熱速度を向上させることができ、確実に黒を印刷でき、印刷品質を向上させることが可能となる。
また、図10に示すように注目ドット及びその前後のラインのドットのデータがすべて「1」、すなわち、発色状態、黒で、発熱体が加熱されている状態の場合には、係数k11が「1」、k21は「0.5」に設定される。なお、このとき、係数k22は、式(4)より(1−k21)となるので、「0.5」となる。
このとき、第1の通電時間T21は、式(2)より
T21=0.5×T20=0.5×T20
となる。
また、第2の通電時間T22は、
T22=0.25×T20)=0.5×T20
となる。このように、1ラインドット期間T0において適正通電時間T20、発熱体に通電を行え、かつ、間隙なく、発色状態である黒を維持できる。
〔その他〕
なお、本実施例では、注目ドットの前後のドットの印刷データに基づいて通電時間の制御を行ったが、注目ドットの左右及び次ラインのドットの左右の印刷データを含めて通電時間の制御を行うようにしてもよい。
また、本実施例では、通電時間を制御することにより、発熱体への印加エネルギーを制御したが、発熱体への印加電圧を制御することにより発熱体への印加エネルギーを制御するようにしてもよい。
印刷制御動作を説明するための図である。 従来のnドットライン印刷時の印刷結果を示す図である。 本発明の一実施例のブロック構成図である。 MCU12の印刷制御時の処理フローチャートである。 適正通電時間テーブルのデータ構成図である。 適正通電時間補正処理の動作説明図である。 通電動作を説明するための図である。 第1変形例の適正通電時間補正処理の動作説明図である。 第1変形例の通電動作を説明するための図である。 第2変形例の適正通電時間補正処理の動作説明図である。
符号の説明
1 印刷装置
11 インタフェース
12 MCU、13 ROM、14 RAM、15 シフトレジスタ、16 ラッチ
17 ドライブ回路、18 サーマルヘッド、19 温度検出装置、20 電圧検出装置
21 印刷周期検出部、22 紙送り機構

Claims (10)

  1. ライン状に配列された複数の発熱体に通電を行うことにより印刷を行う印刷装置において、
    注目ドットの印刷情報と、少なくとも該注目ドットの次ドットの印刷情報とを記憶する記憶手段と、
    前記記憶手段に記憶された前記注目ドットの印刷情報及び少なくとも前記次ドットの印刷情報に基づいて前記注目ドットの印加エネルギーを制御する制御手段を有することを特徴とする印刷装置。
  2. 前記制御手段は、前記発熱体への通電時間を制御することにより、前記注目ドットの印加エネルギーを制御することを特徴とする請求項1記載の印刷装置。
  3. 前記制御手段は、前記注目ドットが発色ドットであり、前記次ドットが非発色ドットのときに、前記注目ドットの通電時間を短縮することを特徴とする請求項2記載の印刷装置。
  4. 前記発熱体の温度を検出する温度検出手段を有し、
    前記制御手段は、前記温度検出手段で検出された温度に応じて前記注目ドットの印加エネルギーを補正することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項記載の印刷装置。
  5. 前記発熱体への印加電圧を検出する電圧検出手段を有し、
    前記制御手段は、前記電圧検出手段で検出された電圧値に応じて前記注目ドットの印加エネルギーを補正することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項記載の印刷装置。
  6. 印刷周期を検出する印刷周期検出手段を有し、
    前記制御手段は、前記印刷周期検出手段で検出された印刷周期に応じて前記注目ドットの印加エネルギーを補正することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項記載の印刷装置。
  7. 前記制御手段は、前記発熱体に複数回に分けて通電時間を行っており、前記
    前記複数回の通電時間の総通電時間を制御することにより、前記注目ドットの印加エネルギーを制御することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項記載の印刷装置。
  8. 前記制御手段は、前記複数回の通電時間の割合を制御することを特徴とする請求項7記載の印刷装置。
  9. 前記制御手段は、前記注目ドットが発色ドットであり、前記次ドットが非発色ドットのときに、前記総通電時間を短縮するとともに、前記複数回の通電時間のうち後の通電時間を先の通電時間に比べて短く設定することを特徴とする請求項8記載の印刷装置。
  10. 前記記憶手段は、前記注目ドットの前のラインの印刷情報を記憶しており、
    前記制御手段は、前記記憶手段に記憶された前記注目ドットの印刷情報及びその前後のドットの印刷情報に基づいて前記注目ドットの印加エネルギーを制御することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項記載の印刷装置。
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