JP2014030967A - 印刷装置及び印刷方法 - Google Patents

Abstract

【課題】サーマルヘッドのヘッドダウンのタイミングを調整することができる印刷装置を提供する。
【解決手段】インクリボンのインクを記録媒体に熱転写させる発熱素子を有するサーマルヘッドと、記録媒体を搬送経路に沿ってサーマルヘッドに向けて搬送させる搬送部と、搬送経路に設けられ、サーマルヘッドと対向配置したプラテン部材と、サーマルヘッドを、プラテン部材に加圧して記録媒体に熱転写する第１の位置と、プラテン部材から離れた第２の位置との間で移動させる移動機構と、サーマルヘッドを第２の位置から第１の位置まで移動する時間が規定時間と異なる場合に、規定時間との誤差に応じて、サーマルヘッドの移動のタイミング又は移動機構によるサーマルヘッドの移動時間を調整する調整部と、を備える。
【選択図】図３

Description

本発明の実施形態は、サーマルヘッドによりインクリボンから記録媒体にインクを熱転写させて印刷を行う印刷装置及び印刷方法に関する。

一般に、インクリボンを用いて記録媒体（ラベル用紙）上にバーコード等を印刷する印刷装置として、ラベルプリンタやバーコードプリンタなどのサーマルプリンタが知られている。サーマルプリンタは、複数の発熱素子をラベル用紙の搬送方向と直交する方向（主走査方向）に配列したサーマルヘッドを備えている。

サーマルヘッドは、プラテンローラに対向して配置され、用紙ロールから供給されるラベル用紙を搬送経路上に沿って搬送し、ラベル用紙とインクリボンとをサーマルヘッドとプラテンローラの間に挟んで加圧させる。そして駆動モータによってプラテンローラを回転させてラベル用紙を搬送し、インクリボンにサーマルヘッドの発熱素子を接触させて、インクリボンからラベル用紙にインクを熱転写する。インクリボンの搬送はリボンモータによって行われ、インクリボンは、搬送経路に沿って移動しながらリボン巻取りローラに巻き取るようにしている。特許文献１参照方。

また従来の印刷装置では、インクリボンの消費量を抑えるリボンセーブという機能がある。リボンセーブ機能は、印字パターンの無印字領域に対して、サーマルヘッドを上昇してリボンモータの回転を止め、印字領域まで用紙が搬送されたら、サーマルヘッドを下降して印字をするという動作をする。以下、サーマルヘッドを上昇することをヘッドアップ、下降することをヘッドダウンと呼ぶ。

しかしながら、ファームウェアがヘッドダウンを要求してから、実際にサーマルヘッドが用紙に定着するまでの時間は、周囲温度やメカニズムのばらつきによって左右される。このため、サーマルヘッドが用紙に定着しないまま印字を開始することがあり、印字が正確に行われず、白抜けが発生するという問題がある

特開平１０−１５７２４４号公報

発明が解決しようとする課題は、サーマルヘッドのヘッドダウン（又はヘッドアップ）のタイミングを調整することができる印刷装置及び印刷方法を提供することにある。

実施形態の印刷装置は、インクリボンのインクを記録媒体に熱転写させる発熱素子を有するサーマルヘッドと、前記記録媒体を搬送経路に沿って前記サーマルヘッドに向けて搬送させる搬送部と、前記搬送経路に設けられ、前記サーマルヘッドと対向配置したプラテン部材と、前記サーマルヘッドを、前記プラテン部材に加圧して前記記録媒体に熱転写する第１の位置と、前記プラテン部材から離れた第２の位置との間で移動させる移動機構と、前記サーマルヘッドを前記第２の位置から前記第１の位置まで移動する時間が規定時間と異なる場合に、前記規定時間との誤差に応じて、前記サーマルヘッドの移動のタイミング及び前記移動機構による前記サーマルヘッドの移動時間の少なくとも一方を調整する調整部と、を備える。

一実施形態に係る印刷装置の全体構成を示す斜視図。 一実施形態に係る印刷装置の内部構造を示す構成図。 一実施形態に係る印刷装置の制御系を示すブロック図。 一実施形態に係る印刷装置の操作部と表示部を拡大して示す正面図。 一実施形態に係る印刷装置のリボンセーブ機能を説明する説明図。 一実施形態におけるテストパターンの一例を示す説明図。 一実施形態におけるサーマルヘッドのヘッドダウンの調整動作を示すフローチャート。 一実施形態におけるサーマルヘッドの移動機構の主要部を示す斜視図。 一実施形態におけるサーマルヘッドの傾きを補正する機構を示す斜視図。

以下、発明を実施するための実施形態について、図面を参照して説明する。尚、各図において同一箇所については同一の符号を付す。

（第１の実施形態）
図１は、一実施形態に係る印刷装置の全体構成を示す斜視図である。図１において、印刷装置１０は、プリンタエンジンを格納する制御ボックス１１と、ヒンジ１３により制御ボックス１１と回動可能に接続されたカバー１２を有する。また、カバー１２の正面には、印刷された記録媒体（ラベル用紙）を排出する排出口１４を設け、制御ボックス１１の正面には、操作部１５と、操作情報や操作メニューを表示する表示部１６を設けている。表示部１６は、液晶画面等を用いて構成される。

図２は、印刷装置１０の内部構造を示す構成図であり、図１のカバー１２を開いた状態を示している。

図２において、筐体２０の内部には、用紙ロール２１が収容されている。用紙ロール２１は、保持部２４に回転可能に保持されている。用紙ロール２１は、記録媒体であるラベル用紙２２の付いた台紙２３をロール状に巻いたものであり、台紙２３が外側を向くように巻かれている。ラベル用紙２２には、台紙２３と接する面に粘着層が設けられており、必要に応じてラベル用紙２２を台紙２３から剥がすことができる。以下、ラベル用紙２２と台紙２３を総称して用紙Ｄと呼ぶ。用紙Ｄは、図２における矢印Ａ方向に搬送される。

また、筐体２０の内部には、インクリボン２５をリボン供給軸２６に巻いたインクリボンロール２７と、インクリボンロール２７から供給されるインクリボン２５を巻き取って保持するリボン巻取軸２８を有している。インクリボンロール２７から供給されたインクリボン２５は、矢印Ｂ方向に供給され、搬送路２９を介してリボン巻取軸２８に巻き取られる。

さらに、筐体２０の内部には、用紙ロール２１から供給される用紙Ｄを搬送する搬送ローラ３１及びピンチローラ３２と、用紙Ｄを検出する用紙検出センサ３３と、インクリボン２５および用紙Ｄを搬送するプラテン部材（プラテンローラ）３４を有している。搬送ローラ３１、ピンチローラ３２及びプラテンローラ３４等は、用紙Ｄの搬送経路にある。尚、搬送ローラ３１、ピンチローラ３２、プラテンローラ３４等は、用紙ロール２１から供給される用紙Ｄを搬送経路に沿って搬送する搬送部を構成する。
また、プラテンローラ３４の上方に対向してサーマルヘッド３５が配置されており、プラテンローラ３４とサーマルヘッド３５との間には、インクリボン２５及び用紙Ｄが挟まれる。サーマルヘッド３５は、移動機構３６の下面に固定されており、サーマルヘッド３５の下面の先端部に発熱素子が設けられている。発熱素子は、プラテンローラ３４の軸線方向に沿って、ラベル用紙２２の搬送方向と直角な方向（主走査方向）に所定間隔で複数配置されている。

また、インクリボンの搬送路２９は、インクリボンロール２７に巻かれたインクリボン２５を、ラベル用紙２２に向けて供給する。インクリボン２５は、ラベル用紙２２上に重なった状態でプラテンローラ３４とサーマルヘッド３５との間を通ったのち、上方に向きを変えてリボン巻取軸２８に巻取られる。

サーマルヘッド３５は、移動機構３６によってプラテンローラ３４に対して昇降し、サーマルヘッド３５が下降したときにインクリボン２５及びラベル用紙２２はプラテンローラ３４に押し付けられ、インクリボン２５からラベル用紙２２にインクを熱転写して印刷が行われる。またサーマルヘッド３５が上昇すると、プラテンローラ３４から離れ、非印字状態となる。

即ち、サーマルヘッド３５が下降（ヘッドダウン）して第１の位置にあるときは、印字状態となり、サーマルヘッド３５が上昇（ヘッドアップ）して第２の位置にあるときは、非印字状態となる。そして印刷された用紙Ｄは、排出口１４から排出される。

図３は、一実施形態に係る印刷装置１０の制御系を示すブロック図である。図３において、印刷装置１０は制御部４１を有し、制御部４１には、バスライン４２を介してＲＯＭ（Read Only Memory）４３、ＲＡＭ（Random Access Memory）４４、表示制御部４５、通信部４６、操作部１５及び画像生成部４７が接続されている。

制御部４１は全体の動作を制御するＣＰＵを含む。ＲＯＭ４３には、操作情報や設定情報、動作プログラム等が格納され、ＲＡＭ４４には、各種の処理情報が格納される。表示制御部４４は、表示部１６を制御し、通信部４６は、外部に設けられたホストコンピュータ１００等と通信を行う。操作部１５は、例えばオペレータが手動でデータを入力する各種の入力キーを含む。

画像生成部４７は、ラベル用紙２２に印字するラベル画像、例えばバーコードやＱＲコード(登録商標)等の画像を生成する。即ち、画像生成部４７には、所定の用紙サイズに合わせたイメージバッファが用意されており、イメージバッファにバーコード等の２次元コードや文字等の描画を行い、イメージバッファに描画されたデータを１ライン毎にサーマルヘッド３５に転送して、用紙Ｄのラベル用紙２２に印字を行う。また画像生成部４７は、テストパターン生成部４７１を含む。

さらにバスライン４２には、モータ制御部４８、４９、ヘッド制御部５０が接続されている。モータ制御部４８は、用紙ロール２１や、搬送部を構成する搬送ローラ３１、ピンチローラ３２、プラテンローラ３４等を回転駆動するステッピングモータ５１の回転を制御する。またモータ制御部４９は、リボン巻取軸２８を駆動するリボンモータ５２の回転を制御する。

さらにヘッド制御部５０は、移動機構３６を制御してサーマルヘッド３５を昇降し、ラベル用紙２２への印字・非印字の制御を行う。またヘッド制御部５０は、サーマルヘッド３５の発熱素子の発熱状態を制御する。

図３の印刷装置１０は、制御部４１の制御下において、操作部１５またはホストコンピュータ１００からの指示に従って、記録媒体であるラベル用紙２２にサーマルヘッド３５により印刷し、印刷後の用紙Ｄを排出口１４へ搬送して排出する。ラベル用紙２２へ印刷する際には、オペレータが操作部１５を操作し、表示部１６にメニュー画面等を表示して印刷指示を行う。或いはホストコンピュータ１００から入力して印刷指示を行う。

図４は、図１の操作部１５と表示部１６を拡大して示す正面図である。図４において、操作部１５は、上方向カーソルキー６１と、下方向カーソルキー６２と、右方向カーソルキー６３と、下方向カーソルキー６４を有している。また、エンターキー６５と、キャンセルキー６６と、ポーズ（Pause）キー６７等を有している。

ところで、印刷装置１０は、インクリボンの消費量を抑えるため、リボンセーブ機能を備えている。リボンセーブ機能は、図５（ａ）に示すように、ラベル用紙２２にラベル画像７０を印刷する際に、無印字領域７１（長さＬ１で示す）がある場合は、サーマルヘッド３５を上昇（ヘッドアップ）してリボンモータ５２の回転を止め、印字領域まで用紙Ｄが搬送されたら、リボンモータ５２を回転しサーマルヘッド３５を下降（ヘッドダウン）して印字をするという動作をする。したがって、図５（ｂ）で示すように、無印字領域７１については、インクリボンの使用量が抑えられる。無印字領域でのインクリボンの使用長さをＬ２とすると、Ｌ２＜Ｌ１となる。

一方、ヘッドダウンの要求を受けて、実際にサーマルヘッド３５がラベル用紙２２に定着するまでの時間は、周囲温度やサーマルヘッド３５の移動機構のばらつきによってズレを生じることがある。このため、実施形態では、サーマルヘッド３５を第２の位置（ヘッドアップした位置）から第１の位置（ヘッドダウンした位置）まで移動する時間が規定時間と異なる場合に、規定時間との誤差に応じてサーマルヘッド３５の移動のタイミング及び移動機構３６による移動時間の少なくとも一方を調整できるようにしている。

以下、サーマルヘッド３５のヘッドダウン又はヘッドアップの調整方法を説明する。図６は、サーマルヘッド３５のヘッドアップ及びヘッドダウンの応答時間を測定するテストパターンを示す説明図である。テストパターン７３，７４は、画像生成部４７のテストパターン生成部４７１で生成され、ラベル用紙２２の搬送方向をＡとしたとき、搬送方向に沿って左右に並列に印刷される。

メンテナンス時などのオフラインモードにおいて、調整モードが選択されると、テストパターン７３，７４を用いて印刷が行われる。先ず印字位置から距離Ｘだけ印刷した時点でヘッドアップ要求をする。ヘッドアップを要求するタイミングでは、基準線７５が引かれている。基準線７５からどのくらいの距離（時間）で印刷が途切れるかによって、ヘッドアップ要求から実際にヘッドアップするまでの搬送距離Ｌ３を測定することができる。ヘッドアップしているときは印字されない。

次に、距離Ｙの搬送後、ヘッドダウン要求をすると、要求してからサーマルヘッド３５がラベル用紙２２に定着して印刷が開始される。ヘッドダウンの要求後から予め設定した距離（時間）の位置には基準線７６が引かれている。したがって、基準線７６よりも前のどの時点で印刷が開始されたかによって、ヘッドダウンの要求から実際にサーマルヘッドが定着するまでの搬送距離Ｌ４を測定することができる。また、左右に同じテストパターン７３，７４を印字することによって、サーマルヘッド３５の左右の位置ずれ（サーマルヘッドの傾き状態）も分かる。

テストパターン７３，７４を印刷することによって、図７に示すフローチャートにしたがってサーマルヘッド３５のヘッドダウンのタイミング又はメカニズムのばらつきを調整することができる。

図７において、動作Ａ１はスタートであり、例えばメンテナンス時の調整モードの開始を示す。動作Ａ２ではオフラインモードとし、動作Ａ３で印字テストが行われる。印字テストでは、図６に示すテストパターン７３，７４がラベル用紙２２に印刷され、ヘッドアップ要求から実際にヘッドアップするまでの搬送距離Ｌ３と、ヘッドダウンの要求から実際にサーマルヘッドが定着して印刷されるまでの搬送距離Ｌ４を測定する。

ヘッドダウン要求があってから実際に印刷されるまでの時間が予め設定した規定時間と異なる場合は、搬送距離Ｌ４も規定した距離と異なる。例えば搬送距離Ｌ４が規定の距離よりも長いときは、ヘッドダウン要求を出すタイミングを早くし、搬送距離Ｌ４が規定の距離よりも短いときは、ヘッドダウン要求を出すタイミングを遅くする（少なくとも搬送距離Ｌ４が規定の距離よりも長いときは、ヘッドダウン要求を出すタイミングを早くする）。

ヘッドダウンの要求タイミングは、図４の操作部１５と表示部１６を用いて行う。例えば、調整モードでは表示部１６に調整メニューが表示される。そして操作部の上方向カーソルキー６１と、下方向カーソルキー６２を操作し、例えば上方向カーソルキー６１を一回押すとヘッドダウン要求のタイミングが＋１とされ、下方向カーソルキー６２を一回押すとヘッドダウン要求のタイミングが−１とされる。表示部には、調整値＋１，＋２，…或いは−１，−２，…などが表示される。

制御部４１はヘッド制御部５０を制御して、サーマルヘッド３５をヘッドダウンするときに、調整値（＋１，−１など）をもとにヘッドダウン要求のタイミングをずらして微調整する。したがって、制御部４１とヘッド制御部５０は、サーマルヘッド３５の移動のタイミングを調整する調整部を構成する。

また、動作Ａ４では、移動機構３６（後述）のメカニカル調整によってヘッドダウンの要求から実際にサーマルヘッド３５が定着するまでの移動時間を変えることもできる。或いは、サーマルヘッド３５の移動のタイミング調整とメカニカル調整の両方を行ってもよい。

尚、ヘッドアップ要求から実際にヘッドアップするまでの搬送距離Ｌ３が多少ずれても、無印字領域においてインクリボンが使用される量が多少変わる程度であるため、敢えて調整する必要はないが、ヘッドダウンと同様に操作部１５のキーを操作することでヘッドアップのタイミングを調整することができる。

動作Ａ４の調整後、動作Ａ５では、適正に調整されたか否かを判断し、適正であれば動作Ａ６で終了し、適正でない場合は、動作Ａ３に戻って再度調整を行う。

図８は、サーマルヘッド３５の移動機構３６の主要部の構成を示す斜視図である。図８において、サーマルヘッド３５は、ボックス８１の下部に設けられ、プラテンローラ３４と対向している。

またサーマルヘッド３５をアップ・ダウンするため、ソレノイド８２を設けている。ソレノイド８２は、例えばプル式のものであり、コイルに電流を流すことによりプランジャ８３が引っ張られる。プランジャ８３には、可動体８４の先端８５が固定されている。可動体８４は軸８６に取り付けられており、プランジャ８３が出っ張っているときは、図示の状態にあり、プランジャ８３が引き込まれると可動体８４の先端８５は矢印Ｃ方向に引かれて、可動体８４は所定の角度だけ回転する。可動体８４の回転に伴って軸８６が回転する。

ボックス８１内には、サーマルヘッド３５をアップ・ダウンする機構が設けられ、プランジャ８３が引き込まれて軸８６が回転すると、サーマルヘッド３５は上昇してプラテンローラ３４から離れる。またプランジャ８３が出っ張っている状態では、サーマルヘッド３５は下降してプラテンローラ３４と接する。したがって、ソレノイド８２を駆動するタイミングを変えることにより、サーマルヘッド３５のヘッドダウン要求から実際にヘッドダウンするまでの時間を調整することができる。

また、移動機構３６のメカニカル調整によってヘッドダウンの要求から実際にサーマルヘッド３５が定着するまでの移動時間を変えることもできる。メカニカル調整としては、例えば、プランジャ８３と回動体８４の先端８５との結合に遊びを設け、遊び量を調整することでソレノイド８２を駆動して回動体８４が回動するまでの時間を変え、アップ・ダウンの時間（サーマルヘッド３５の移動時間）を変えるようにするとよい。したがって、移動機構３６のメカニカル調整を行う部分は、サーマルヘッド３５の移動時間を調整する調整部を構成する。

図９は、サーマルヘッド３５の左右方向（主走査方向）の傾きを補正する補正機構を示す斜視図である。図９において、サーマルヘッド３５はベース部材８７の底面にネジ８８によって取り付けられている。図６のテストパターン７３，７４を印刷したとき、左右のテストパターン７３，７４の位置がずれていれば、サーマルヘッド３５が傾いていることが分かる。したがって、ネジ８８を緩めてサーマルヘッド３５を矢印Ｅ方向に調整すれば、傾きを調整することができる。

以上説明した実施形態によれば、サーマルヘッドのヘッドダウン（又はヘッドアップ）のタイミングを調整することができ、ラベル画像を精度よく印刷することができる。

尚、以上の説明においては、印刷の終えた用紙Ｄを排出口１４から排出する例を説明したが、筐体２０内部の排出口１４の近傍に台紙剥離ガイドを設けても良い。台紙剥離ガイドは、用紙Ｄを排出口１４の直前で急角度に折曲げることにより、台紙２３からラベル用紙２２を剥離させるものであり、剥がしたラベル用紙２２を排出口１４から排出するものである。尚、台紙２３は台紙巻取り機構によって巻き取るようにすればよい。

また、サーマルヘッドのヘッドダウン（又はヘッドアップ）の調整は、印刷装置１０をオフラインモードにして、メンテナンス時に行う例を述べたが、製品の工場出荷時や、オペレータ操作により任意のタイミングで行うようにしてもよい。

尚、本発明のいくつかの実施形態を述べたが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１０…印刷装置
１１…制御ボックス
１４…排出口
１５…操作部
１６…表示部
２０…筐体
２１…用紙ロール
２２…ラベル用紙
２３…台紙
２５…インクリボン
２７…インクリボンロール
２８…リボン巻取軸
２９…搬送路
３１…搬送ローラ
３２…ピンチローラ
３４…プラテンローラ
３５…サーマルヘッド
３６…移動機構
４１…制御部
４３…ＲＯＭ
４５…表示制御部
４６…通信部
４７…画像生成部
４７１…テストパターン生成部
４８，４９…モータ制御部
５０…ヘッド制御部
５１…ステッピングモータ
５２…リボンモータ
７３，７４…テストパターン
８２…ソレノイド
８４…可動体
１００…ホストコンピュータ

Claims (5)

1. インクリボンのインクを記録媒体に熱転写させる発熱素子を有するサーマルヘッドと、
   前記記録媒体を搬送経路に沿って前記サーマルヘッドに向けて搬送させる搬送部と、
   前記搬送経路に設けられ、前記サーマルヘッドと対向配置したプラテン部材と、
   前記サーマルヘッドを、前記プラテン部材に加圧して前記記録媒体に熱転写する第１の位置と、前記プラテン部材から離れた第２の位置との間で移動させる移動機構と、
   前記サーマルヘッドを前記第２の位置から前記第１の位置まで移動する時間が規定時間と異なる場合に、前記規定時間との誤差に応じて、前記サーマルヘッドの移動のタイミング及び前記移動機構による前記サーマルヘッドの移動時間の少なくとも一方を調整する調整部と、
   を具備する印刷装置。
2. 前記調整部は、前記記録媒体にテストパターンを印刷し、前記サーマルヘッドを前記第１の位置に移動する要求があってから実際に印刷されるまでの前記記録媒体の搬送距離を測定し、前記搬送距離に応じて前記サーマルヘッドの前記第１の位置への移動のタイミングを調整する請求項1記載の印刷装置。
3. 前記移動機構は、前記サーマルヘッドを前記第１の位置と前記第２の位置との間で移動させる駆動源を含み、
   前記調整部は、前記駆動源の駆動のタイミングを調整して前記誤差を補正する請求項1記載の印刷装置。
4. インクリボンのインクを記録媒体に熱転写させる発熱素子を有するサーマルヘッドを備え、
   前記記録媒体を搬送経路に沿って前記サーマルヘッドに向けて搬送し、
   前記搬送経路の前記サーマルヘッドと対向する位置にプラテン部材を配置し、
   前記サーマルヘッドを、前記プラテン部材に加圧して前記記録媒体に熱転写する第１の位置と、前記プラテン部材から離れた第２の位置との間で移動させ、
   前記サーマルヘッドを前記第２の位置から前記第１の位置まで移動する時間が規定時間と異なる場合に、前記規定時間との誤差に応じて、前記サーマルヘッドの移動のタイミング及び前記移動機構による前記サーマルヘッドの移動時間の少なくとも一方を調整する印刷方法。
5. 前記記録媒体にテストパターンを印刷し、前記サーマルヘッドを前記第１の位置に移動する要求があってから実際に印刷されるまでの前記記録媒体の搬送距離を測定し、前記搬送距離に応じて前記サーマルヘッドの前記第１の位置への移動のタイミングを調整する請求項４記載の印刷方法。

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