JP2015024505A

JP2015024505A - 印刷装置及びマーク検出方法

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Publication number: JP2015024505A
Application number: JP2013153568A
Authority: JP
Inventors: 中島　孝; Takashi Nakajima; 孝中島; 森　幸博; Yukihiro Mori; 幸博森
Original assignee: Fujitsu Component Ltd
Current assignee: Fujitsu Component Ltd
Priority date: 2013-07-24
Filing date: 2013-07-24
Publication date: 2015-02-05
Anticipated expiration: 2033-07-24
Also published as: CN104339892A; JP6174407B2; US20150029291A1; US8947483B1; CN104339892B

Abstract

【課題】高精度にマーク検出を行うことができる印刷装置及びマーク検出方法を提供する。
【解決手段】ＭＣＵ３６は、用紙上のマークを所定回数読み取ったセンサの出力レベルであるマークレベルの平均値を算出し、当該平均値に応じた許容範囲を算出し（Ｓ２８）、所定回数読み取られたマークレベルが当該許容範囲内に収まる場合に、用紙の非マーク領域を読み取ったときのセンサの出力レベルである白レベルと上記平均値との中間値を次のマークの有無の判定値として設定し（Ｓ３１）、次のマークが読み取られている場合のマークレベルが上記次のマークの有無の判定値未満である場合、当該次のマークが検出されたと判定する（Ｓ４３）。
【選択図】図５

Description

本発明は、印刷装置及びマーク検出方法に関する。

用紙上のマークを検出し、用紙の位置決めを行うサーマルプリンタが知られている（例えば、特許文献１参照）。このサーマルプリンタでは、用紙の変色を考慮してマーク検出用の閾値が更新されている。また、外光の状況に応じて、用紙の位置決めマークの検出用の閾値を更新するサーマルプリンタが知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２０１２−３０４３５号公報

特開２０１１−１７８１４７号公報

しかしながら、特許文献１及び特許文献２のマーク検出方法では、用紙の振動によるマーク検出への影響が考慮されていない。例えば、用紙は搬送時に振動しているので、マーク検出時のセンサレベルも上下動する。このため、高精度でマークを検出するためには、用紙の振動によるマーク検出への影響を検出されたセンサレベルから取り除く必要がある。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、高精度にマーク検出を行うことができる印刷装置及びマーク検出方法を提供することを目的とする。

本明細書に記載の印刷装置は、光学式センサと、用紙上のマークを所定回数読み取ったセンサの出力レベルであるマークレベルの平均値を算出し、当該平均値に応じた許容範囲を算出する算出手段と、前記所定回数読み取られたマークレベルが前記許容範囲内に収まる場合に、前記用紙の非マーク領域を読み取ったときのセンサの出力レベルである白レベルと前記平均値との中間値を次のマークの有無の判定値として設定する設定手段と、前記次のマークが読み取られている場合のマークレベルが前記次のマークの有無の判定値未満である場合、当該次のマークが検出されたと判定する判定手段とを備えることを特徴とする。かかる構成によれば、用紙の振動によるマーク検出への影響をマークレベルの所定回数の平均値及び許容範囲を使って除去しているので、高精度にマーク検出を行うことができる。

好ましくは、前記次のマークが読み取られている場合のマークレベルが前記次のマークの有無の判定値以上である場合、前記設定手段は、前記次のマークの有無の判定値を維持することを特徴とする。かかる構成によれば、マークが検出されない場合には、当該次のマークの有無の判定値が更新されないので、マークの誤検出を抑えることができる。

好ましくは、印刷装置は、前記白レベルと印字品質に影響を与えるか否かを判定する閾値との比較に基づいて前記用紙の劣化を検出する第１検出手段と、前記用紙の劣化が検出された場合に、当該用紙の劣化を示すアラームを通知する通知手段とを備えることを特徴とする。かかる構成によれば、用紙の劣化を検出することにより、高精度にマーク検出を行うことを補助できる。

好ましくは、前記通知手段は、前記所定回数読み取られたマークレベルの最大値及び最小値を通知することを特徴とする。かかる構成によれば、マークレベルの最大値及び最小値を参照して、ユーザは用紙の交換を判断することができる。

好ましくは、前記所定回数読み取られたマークレベルが前記許容範囲内に収まらない場合に、前記通知手段は、濃度むらがあることを示すアラームを通知することを特徴とする。かかる構成によれば、用紙の異常で印刷装置が停止する前に、ユーザは用紙を交換することができる。

好ましくは、前記次のマークの有無の判定値が書き込み回数に制限のある記憶媒体に記憶される場合には、前記次のマークの有無の判定値の設定は、用紙の交換時に実行されることを特徴とする。かかる構成によれば、記憶媒体の製品寿命を伸ばすことができる。

好ましくは、前記次のマークの有無の判定値が書き込み回数に制限のない記憶媒体に記憶される場合には、前記次のマークの有無の判定値の設定は、マーク毎に実行されることを特徴とする。かかる構成によれば、マーク毎に高精度にマーク検出を行うことができる。

好ましくは、印刷装置は、用紙あり検出用の閾値及び用紙なし検出用の閾値と、前記センサの出力レベルとに基づいて、前記用紙の有無を検出する第２検出手段を備えることを特徴とする。かかる構成によれば、用紙の有無を検出することができる。

好ましくは、印刷装置は、前記用紙あり検出用の閾値及び前記用紙なし検出用の閾値を変更する変更手段を備えていることを特徴とする。かかる構成によれば、用紙あり検出用の閾値及び用紙なし検出用の閾値を変更することができる。

好ましくは、前記センサは、前記用紙に光を照射する発光部を備え、前記印刷装置は、前記発光部の劣化を検出する第３検出手段をさらに備えることを特徴とする。かかる構成によれば、センサの出力レベルの変動がマークの濃度むらによるのか又はセンサの劣化によるのかを判断できる。

好ましくは、印刷装置は、用紙なし時の前記センサの出力レベルの履歴に基づいて、前記センサの劣化を検出する第４検出手段をさらに備えることを特徴とする。かかる構成によれば、センサの劣化を検出することにより高精度にマーク検出を行うことを補助できる。

本明細書に記載のマーク検出方法は、用紙上のマークを所定回数読み取ったセンサの出力レベルであるマークレベルの平均値を算出し、当該平均値に応じた許容範囲を算出する算出工程と、前記所定回数読み取られたマークレベルが前記許容範囲内に収まる場合に、前記用紙の非マーク領域を読み取ったときのセンサの出力レベルである白レベルと前記平均値との中間値を次のマークの有無の判定値として設定する設定工程と、前記次のマークが読み取られている場合のマークレベルが前記次のマークの有無の判定値未満である場合、当該次のマークが検出されたと判定する判定工程とを含むことを特徴とする。かかる構成によれば、用紙の振動によるマーク検出への影響をマークレベルの所定回数の平均値及び許容範囲を使って除去しているので、高精度にマーク検出を行うことができる。

本発明によれば、高精度にマーク検出を行うことができる。

本実施の形態に係る印刷装置と情報処理装置との接続関係を示す図である。サーマルプリンタの構成を示すブロック図である。ＭＣＵ（Micro Control Unit）で実行されるメインルーチンの処理の一例を示すフローチャートである。図３のコマンド解析処理を示すフローチャートである。図４のマーク有無の判定値の設定処理を示すフローチャートである。（Ａ）は、フォトセンサの出力レベルと用紙上のマークとの関係を示す図である。（Ｂ）は、マークが読み取られている場合のフォトセンサの出力レベル（即ち、マークレベル）を示す図である。フォトセンサの出力レベルの一例を示す図である。図４のマーク検出処理を示すフローチャートである。フォトセンサの構成を示すブロック図である。発光部に流れる電流の変化率と時間との関係を示す図である。用紙なし時のフォトセンサの出力レベルの例を示す図である。サーマルプリンタの構成を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照し説明する。

図１は、本実施の形態に係る印刷装置と情報処理装置との接続関係を示す図である。本実施の形態に係る印刷装置は、例えば、サーマルプリンタ１である。尚、本実施の形態に係る印刷装置は、用紙上のマークを読み取ることによって、用紙の位置決めを行う装置であればよく、サーマルプリンタに限定されるものではない。用紙の位置決めを行うためのマークは用紙の片面に印刷されていてもよいし、両面に印刷されていてもよい。また、本実施の形態では、マークは、所定の間隔（例えば１０ｃｍ）で用紙に印刷されている。マークの幅方向は、用紙の搬送方向と平行である。

情報処理装置は、図１の例では、コンピュータ２であるが、例えば、携帯電話又はタブレット端末などでもよい。コンピュータ２は、サーマルプリンタ１とデータ通信を行う。例えば、コンピュータ２は、サーマルプリンタ１に印字データを送信し、サーマルプリンタ１は印字データを記録用紙に印刷する。

図２は、サーマルプリンタの構成を示すブロック図である。図２に示すように、サーマルプリンタ１は、オペレーションパネル１０、メカユニット２０、制御回路ユニット３０を備え、バッテリ６０が接続される。

また、制御回路ユニット３０内には、電源制御回路３３及びＭＣＵ（Micro Control Unit）３６が設けられている。電源制御回路３３は、ＭＣＵ３６と接続されており、バッテリ６０から制御回路ユニット３０に供給される電力を制御する。ＭＣＵ３６は、サーマルプリンタの全体の制御を行う。バッテリ６０は、本実施の形態に用いられるサーマルプリンタの電源の供給源である。

オペレーションパネル１０は、電源スイッチ１１、用紙送りスイッチ１２及びＬＥＤ（Light Emitting Diode）１３及び入力部１４により構成されている。電源スイッチ１１は、ユーザにより操作されて、電源をオン、オフするための制御信号を制御回路ユニット内の電源制御回路３３に伝え、電源のオン、オフの制御を行う。この電源スイッチ１１としては、押しボタンスイッチ等が用いられる。

用紙送りスイッチ１２は、ユーザによる用紙送り操作のためのスイッチである。用紙送りスイッチ１２はオペレーションパネル制御回路３５を介して用紙送り用のコマンドをＭＣＵ３６に送信する。ＬＥＤ１３は、オペレーションパネル制御回路３５を介してＭＣＵ３６からの指示に応じて発光する。尚、ＬＥＤ１３の代わりに、ＭＣＵ３６からの情報を表示する液晶表示パネルが搭載されてもよい。ＬＥＤ１３及び液晶表示パネルは通知手段として機能する。変更手段として機能する入力部１４は、オペレーションパネル制御回路３５を介してＭＣＵ３６にデータ（例えば、用紙あり検出用の閾値、用紙なし検出用の閾値など）を入力する。

メカユニット２０は、サーマルヘッド２１、用紙送りモータ２２、ヘッド温度検出サーミスタ２３、カバーオープン検出センサ２４及び光学式センサとしてのフォトセンサ２５により構成されている。

サーマルヘッド２１は、直線的に並んだ発熱抵抗体に選択的に電位を与えて発熱させ、この熱により反応する感熱紙等の用紙に文字やイメージデータを印刷する。用紙送りモータ２２は、ステッピングモータにより構成されており、用紙を搬送するために使用される。ヘッド温度検出サーミスタ２３は、サーマルヘッド２１の温度を検出する。カバーオープン検出センサ２４はメカユニット２０を覆うカバーの開閉状態を検出する。フォトセンサ２５は、マークや用紙の有無の検出のために使用される光学式読取センサであり、発光素子及び受光素子を有する。発光素子は光を用紙に照射し、受光素子は用紙からの反射光を受信し、反射光をアナログ信号としてＡ／Ｄ変換回路４２に出力する。尚、マークが用紙の両面に印刷されている場合に対処するため、メカユニット２０は複数のフォトセンサ２５を有してもよい。この場合、フォトセンサ２５は用紙のおもて面と裏面にそれぞれ対向するように配置される。

制御回路ユニット３０は、電源制御回路３３及びＭＣＵ３６のほか、サーマルヘッド駆動回路３１、モータ駆動回路３２、センサ検出回路３４、オペレーションパネル制御回路３５、発振器３７、インターフェース（I/F）回路３８、リセット回路３９、ＲＡＭ（Random Access Memory）４０、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）４１及びＡ／Ｄ変換回路４２を備えている。例えば、ＭＣＵ３６は、算出手段、設定手段、判定手段及び第１〜第４検出手段として機能する。

サーマルヘッド駆動回路３１は、ＭＣＵ３６からの指示に応じて、サーマルヘッド２１を駆動する。モータ駆動回路３２は、ＭＣＵ３６からの指示に応じて、用紙送りモータ２２へ駆動電流を供給する。センサ検出回路３４は、カバーオープン検出センサ２４で検出された信号をＭＣＵ３６に出力する。オペレーションパネル制御回路３５は、ＭＣＵ３６からの指示に応じてＬＥＤ１３のオン・オフを制御するとともに、用紙送りスイッチ１２からの制御信号をＭＣＵ３６へ出力する。さらに、オペレーションパネル制御回路３５は、入力部１４からのデータをＭＣＵ３６へ出力する。

発振器３７は、所定周波数のクロック信号をＭＣＵ３６に供給する。インターフェース（I/F）回路３８は、コンピュータ２から印字データやコマンドを受信すると共に、コンピュータ２からのコマンドに対する応答信号をコンピュータ２に返信する。また、リセット回路３９は、サーマルプリンタ１の電源がオフになると、ＭＣＵ３６にリセット要求信号を出力してサーマルプリンタ１を初期状態にする。

ＲＡＭ４０は、揮発性メモリであり、コンピュータ２から入力された受信データを一時的に記憶したり、処理途中のデータを一時的に記憶する。ＥＥＰＲＯＭ４１は不揮発性メモリであり、ＭＣＵ３６が実行するためのソフトウエア等を内蔵しており、ＭＣＵ３６からの要求に応じて読み出される。Ａ／Ｄ変換回路４２は、フォトセンサ２５からのアナログ信号をデジタル信号に変換し、変換したデジタル信号をＭＣＵ３６に出力する。つまり、ＭＣＵ３６は、Ａ／Ｄ変換回路４２を介してフォトセンサ２５からの出力値（レベル）を受信する。

図１２は、サーマルプリンタの構成を示す図である。尚、図２の構成と同一の構成は、同一の参照番号で示す。

サーマルプリンタ１は、情報処理装置２と接続され、ＭＣＵ３６を有する。さらに、サーマルプリンタ１は、サーマルヘッド２１、フォトセンサ２５、モータ駆動回路３２、感熱紙５１、センサ駆動回路５２、用紙ガイド５３、用紙送りモータ２２、及びプラテン５４を有する。センサ駆動回路５２は、Ａ／Ｄ変換回路４２を含む。ＭＣＵ３６は、フォトセンサ２５、センサ駆動回路５２及びモータ駆動回路３２に接続されている。モータ駆動回路３２は、ＭＣＵ３２からの駆動信号に応じて、用紙送りモータ２２を駆動させる。用紙送りモータ２２は、感熱紙５１をサーマルヘッド２１に押し付けるプラテン５４を回転駆動させる。プラテン５４の回転駆動により感熱紙５１は矢印Ｂ方向に搬送される。サーマルヘッド２１は、プラテン５４、フォトセンサ２５及び用紙ガイド５３と対向して配置されており、ＭＣＵ３６からの印字データに基づいて、感熱紙５１に熱を印加し、感熱紙５１に文字やイメージデータを印刷する。ＭＣＵ３６は、Ａ／Ｄ変換回路４２を介してフォトセンサ２５からの出力値（レベル）を受信すると共に、センサ駆動回路５２を介してフォトセンサ２５を駆動する。フォトセンサ２５は用紙ガイド５３の中央部に装着されている。フォトセンサ２５が装着された用紙ガイド５３はプラテン５４とロール状の感熱紙５１との間に配置されている。サーマルヘッド２１のプラテン５４側の端部近傍に用紙切断位置が設定されている。

図３は、ＭＣＵ３６で実行されるメインルーチンの処理の一例を示すフローチャートである。

まず、電源スイッチ１１の操作によりプリンタ電源がオンされると（ステップＳ１）、ＭＣＵ３６は、初期化処理を実行する（ステップＳ２）。初期化処理では、サーマルプリンタ１の動作に必要な各種情報をＭＣＵ３６の内部ＲＡＭに設定する。尚、サーマルプリンタ１の動作に応じて、内部ＲＡＭに設定した各種情報の値は変化する。

次いで、ＭＣＵ３６は、リセット回路３９からリセット要求があるか否かを判断し（ステップＳ３）、リセット要求がある場合には、手順はステップＳ２に戻る。リセット要求がない場合には、ＭＣＵ３６は、プリンタ状態遷移判定処理を実行する（ステップＳ４）。具体的には、ＭＣＵ３６は、サーマルプリンタ１の状態が変化したかの判定を行い、サーマルプリンタ１の状態が変化した場合には、コンピュータ２へサーマルプリンタ１の状態を通知する。

次いで、ＭＣＵ３６は、サーマルプリンタ１がエラー状態であるか否かを判断する（ステップＳ５）。サーマルプリンタ１がエラー状態である場合には（ステップＳ５でＹＥＳ）、手順はステップＳ３に戻る。

サーマルプリンタ１がエラー状態でない場合には（ステップＳ５でＮＯ）、コンピュータ２からの受信データがあれば、ＭＣＵ３６は、この受信データから印刷に関する各コマンドを抽出して実行するためのコマンド解析処理を行う（ステップＳ６）。尚、コンピュータ２からの受信データは、タイマ割込処理によって受信されて、所定の領域に格納されるが、この処理の説明は省略する。

次いで、ＭＣＵ３６は、コンピュータ２からの受信データに印字データが含まれているか否かを判断する（ステップＳ７）。印字データが含まれていない場合には（ステップＳ７でＮＯ）、手順はステップＳ３に戻る。印字データが含まれている場合には（ステップＳ７でＹＥＳ）、ＭＣＵ３６は、印字起動処理を実行し、印字処理を開始する（ステップＳ８）。具体的には、印字データをサーマルヘッド２１に転送し、印字ステップ数を設定し、タイマ割込処理により用紙送りモータ２２のステップ数と同期させて印字を実行する。

図４は、図３のコマンド解析処理を示すフローチャートである。

ＭＣＵ３６は、コンピュータ２から受信したコマンドデータを解析する（ステップＳ１１）。ＭＣＵ３６は、当該コマンドデータが印字データであるか否かを判別する（ステップＳ１２）。当該コマンドデータが印字データである場合には（ステップＳ１２でＹＥＳ）、ＭＣＵ３６は、コマンドデータをサーマルヘッド２１で利用可能な印字データに変換する印字データ展開処理を実行し（ステップＳ１３）、本処理を終了する。

当該コマンドデータが印字データでない場合には（ステップＳ１２でＮＯ）、ＭＣＵ３６は、当該コマンドデータが状態通知要求であるか否かを判別する（ステップＳ１４）。当該コマンドデータが状態通知要求である場合には（ステップＳ１４でＹＥＳ）、ＭＣＵ３６は、コンピュータ２へサーマルプリンタ１の状態を通知する状態通知処理を実行し（ステップＳ１５）、本処理を終了する。

当該コマンドデータが状態通知要求でない場合には（ステップＳ１４でＮＯ）、ＭＣＵ３６は、当該コマンドデータがマーク検出要求であるか否かを判別する（ステップＳ１６）。当該コマンドデータがマーク検出要求である場合には（ステップＳ１６でＹＥＳ）、ＭＣＵ３６は、後述するマーク検出処理及びマーク有無の判定値の設定処理を実行し（ステップＳ１７）、本処理を終了する。当該コマンドデータがマーク検出要求でない場合には（ステップＳ１６でＮＯ）、ＭＣＵ３６は、各コマンド内容に応じたコマンド解析処理を実行し（ステップＳ１８）、本処理を終了する。

図５は、図４のマーク有無の判定値の設定処理を示すフローチャートである。図６（Ａ）は、フォトセンサの出力レベルと用紙上のマークとの関係を示す図であり、図６（Ｂ）は、マークが読み取られている場合のフォトセンサの出力レベル（即ち、マークレベル）を示す図であり、図６（Ａ）の領域Ａの拡大図である。

図５において、用紙の読み取りが開始され、ＭＣＵ３６は、Ａ／Ｄ変換回路４２を介してフォトセンサ２５の出力レベルを受信する（ステップＳ２１）。次に、ＭＣＵ３６は、フォトセンサ２５の出力レベルに基づいて用紙があるか否かを判別する（ステップＳ２２）。

用紙有無の判別方法は、図７を用いて説明する。図７は、フォトセンサの出力レベルの一例を示す図である。図７の実線は、マークを読み取った場合のフォトセンサ２５の出力レベルを示す。図７の破線は、用紙がない場合のフォトセンサ２５の出力レベルを示す。ここでは、マーク幅が５ｍｍの用紙を使用している。また、例えば、用紙送りモータ２２は用紙を１ステップあたり０．１２５ｍｍ搬送する。この場合、用紙送りモータ２２の４０ステップが５ｍｍのマーク幅に対応する。

フォトセンサ２５が非マーク領域を読み取っている場合、即ち、用紙の白色領域を読み取っている場合、フォトセンサ２５の出力レベルは約４．８Ｖである。この出力レベルを白レベル（ＬＷ）という。そして、マークが読み取られる場合には、用紙の搬送に応じてフォトセンサ２５の出力レベルは徐々に低下する、また、用紙がない場合も、フォトセンサ２５の出力レベルは低下する。これは、マーク又は用紙搬送路では光の反射率が低下するためである。マークが読み取られている場合のフォトセンサ２５の出力レベルの最小値をＬＭとする。

図７に示すように、マークを読み取り中のフォトセンサ２５の出力レベルは低下するが、マーク読み取り後は、フォトセンサ２５の出力レベルは、元の出力レベル（即ち白レベル）に戻る。一方、用紙がない場合には、フォトセンサ２５の出力レベルは、元の出力レベル（即ち白レベル）に戻らず、マーク読み取り時のＬＭよりも更に低下する。

本実施の形態では、例えば、用紙あり検出用の閾値が初期値として４．０Ｖに設定され、用紙なし検出用の閾値が初期値として１．０Ｖに設定されている。この場合、フォトセンサ２５の出力レベルが４．０Ｖ以上である場合に、ＭＣＵ３６は用紙ありと判定し、フォトセンサ２５の出力レベルが１．０Ｖ以下である場合に、ＭＣＵ３６は用紙なしと判定する。用紙あり検出用の閾値及び用紙なし検出用の閾値は、ＲＡＭ４０又はＥＥＰＲＯＭ４１に記憶されている。用紙あり検出用の閾値及び用紙なし検出用の閾値は、入力部１４又はコンピュータ２によって変更可能である。

例えば、用紙ありの場合の白レベルは約４．８Ｖであるので、用紙あり検出用の閾値は白レベル以下の４．６Ｖに設定できる。この場合、フォトセンサ２５の出力レベル（白レベル）が４．６Ｖ以上の場合に、ＭＣＵ３６は、用紙ありと判定する。一方、用紙が変色するなど劣化している場合、用紙からの反射光量が低下し、用紙の白色領域を読み取ったフォトセンサ２５の出力が例えば４．５Ｖとなり、用紙あり検出用閾値に達しない可能性がある。このような場合には、用紙あり検出用の閾値を４．６Ｖから４．３Ｖに変更してもよいし、あるいは、後述するように、ＭＣＵ３６がコンピュータ２に用紙の劣化を示すアラームを通知してもよい。また、用紙をすぐに交換できない場合は、印字濃度の低下を抑えるために、ＭＣＵ３６は用紙への印加エネルギーを高めてもよい（例えば、サーマルヘッド２１の温度を上げてもよい）。

また、フォトセンサ２５の出力レベルが用紙なし検出用の閾値（１．０Ｖ）よりも低下する場合には、ＭＣＵ３６は、用紙なしと判別する。例えば、用紙交換時におけるフォトセンサ２５の出力レベルが０．３Ｖである場合は、用紙なし検出用の閾値を１．０Ｖから０．６Ｖに変更してもよい。

得られるフォトセンサ２５の出力レベルは、周辺の構造物からの光の反射やフォトセンサ２５の劣化により変動する。特に、サーマルプリンタ１が長時間使用される場合、フォトセンサ２５は劣化する。ＭＣＵ３６は、用紙無しの場合（つまり用紙がセットされていない場合）のフォトセンサ２５の出力レベルからフォトセンサ２５の劣化を検出してもよい。例えば、図１１に示すように、用紙なし時のフォトセンサ２５の出力レベルが０．５Ｖであり、次の用紙なし時のフォトセンサ２５の出力レベルが０．４Ｖである場合、ＭＣＵ３６は、フォトセンサ２５の出力レベルが０．１Ｖ低下している（即ちフォトセンサ２５が劣化している）と判定し、出力レベルが０．１Ｖ低下していることを示すフォトセンサ２５の劣化情報をコンピュータ２に通知してもよい。つまり、ＭＣＵ３６は、読み取られたフォトセンサ２５の出力レベル及びフォトセンサ２５の出力レベルの履歴に基づいて、フォトセンサ２５の劣化を検出することができる。

図５に戻り、ステップＳ２２で、用紙がない場合には（ＮＯ）、ＭＣＵ３６は、用紙なしを示すアラームをコンピュータ２に通知し（ステップＳ２３）、本処理を終了する。尚、ＬＥＤ１３が用紙なしを示すアラームをユーザに通知してもよい。

一方、用紙がある場合には（ステップＳ２２でＹＥＳ）、ＭＣＵ３６は、非マーク領域を読み取ったフォトセンサ２５の出力レベル（即ち白レベル）が、印字品質に影響を与えるかどうかを判定するための判定用閾値以上であるか否かを判別する（ステップＳ２４）。ここでは、用紙の変色（きばみ）による用紙の劣化を検出している。例えば、劣化していない用紙の白レベルが４．８Ｖであるとする。用紙の変色より白レベルが約１０％低下する（４．３Ｖ）と、印字濃度も１．０（正常値）から０．７に低下する。この場合、用紙にデータを印字しても見えにくい。そこで、印字品質に影響を与える閾値を、例えば正常な白レベルの９５％（約４．６Ｖ）とする。この印字品質に影響を与える閾値は、予めＲＡＭ４０及びＥＥＰＲＯＭ４１に記憶しておく。白レベルが印字品質に影響を与える閾値未満である場合は、ＭＣＵ３６は、用紙が劣化していると判断する。一方、白レベルが印字品質に影響を与えるかどうかを判定するための判定用閾値以上である場合はその用紙が印字品質に影響を与えないものであるとして、ＭＣＵ３６は、用紙が正常であると判断する。

白レベルが印字品質に影響を与えるかどうかを判定するための判定用閾値未満である場合（ステップＳ２４でＮＯ）、ＭＣＵ３６は、用紙の劣化を示すアラームをコンピュータ２に通知し（ステップＳ２５）、本処理を終了する。この場合、用紙にデータを印字しても見えにくいので、コンピュータ２を介してユーザに用紙の交換を促すことができる。尚、ＬＥＤ１３が用紙の劣化を示すアラームをユーザに通知してもよい。

白レベルが印字品質に影響を与える閾値以上である場合（ステップＳ２４でＹＥＳ）、ＭＣＵ３６は、マークを読み取っているフォトセンサ２５の出力レベル（以下、単にマークレベルという）を受信すると共に、受信したマークレベルがマークレベルの最大値である場合には、受信したマークレベルをマークレベルの最大値として、受信したマークレベルがマークレベルの最小値である場合には、受信したマークレベルをマークレベルの最小値として、ＲＡＭ４０又はＥＥＰＲＯＭ４１に記憶する（ステップＳ２６）。尚、後述するように、フォトセンサ２５は１つのマークに対して複数回のマークレベルの読み取りを行うので、マークレベルの最大値及び最小値は、マークレベルの読み取りが行われるたびに適宜更新される。

次に、ＭＣＵ３６は、１つのマークに対する所定回数（複数回）のマークレベルの読み取りが完了したか否かを判別する（ステップＳ２７）。所定回数は例えば、１つのマーク幅を用紙送りモータ２２の１ステップあたりの搬送距離で除算することにより得られる回数とする。１つのマークに対する所定回数のマークレベルの読み取りが完了していない場合には（ステップＳ２７でＮＯ）、手順はステップＳ２６に戻る。

１つのマークに対する所定回数のマークレベルの読み取りが完了した場合には（ステップＳ２７でＹＥＳ）、ＭＣＵ３６は、図６（Ｂ）に示すように、所定回数読み取られたマークレベルの平均値及び許容範囲を算出する（ステップＳ２８）。この許容範囲は、ステップＳ２８で算出された平均値に所定値を増減した範囲である。例えば、所定回数読み取られたマークレベルの平均値が０．８Ｖで、所定値が０．３Ｖである場合、許容範囲は、０．５〜１．１Ｖである。

次に、ＭＣＵ３６は、所定回数読み取られたマークレベルがいずれも許容範囲内に収まるか否かを判別する（ステップＳ２９）。ここでは、マークレベルのばらつきが許容範囲内に収まるかを判断している。

所定回数読み取られたマークレベルが許容範囲内に収まらない場合（ステップＳ２９でＮＯ）、ＭＣＵ３６は、マークに濃度むらがあることを示すアラームと、ＲＡＭ４０又はＥＥＰＲＯＭ４１に記憶されたマークレベルの最大値及び最小値とをコンピュータ２に通知し（ステップＳ３０）、本処理を終了する。この場合、マークに濃度むらがあることをコンピュータ２を介してユーザに通知できる。従って、用紙の異常でサーマルプリンタ１が停止する前に、ユーザは用紙を交換することができる。尚、ＬＥＤ１３がマークに濃度むらがあることを示すアラームをユーザに通知してもよい。また、ＬＥＤ１３の代わりに液晶表示パネルが搭載される場合には、液晶表示パネルがマークに濃度むらがあることを示すアラームとマークレベルの最大値及び最小値とを表示する。

所定回数読み取られたマークレベルが許容範囲内に収まる場合には（ステップＳ２９でＹＥＳ）、ＭＣＵ３６は白レベルとステップＳ２８で算出された平均値との中間値を、次のマークの有無の判定値として設定し、ＲＡＭ４０又はＥＥＰＲＯＭ４１に記憶する（ステップＳ３１）。例えば、図６（Ａ）では、中央のマークの有無の判定値は、左のマークの白レベルＶ１とステップＳ２８で左のマーク読み取りの結果算出されたマークレベルの平均値Ｖ２の中間値である（即ち、（Ｖ１＋Ｖ２）／２）。右のマークの有無の判定値は、中央のマークの白レベルＶ３とステップＳ２８で中央のマーク読み取りから算出されたマークレベルの平均値Ｖ４の中間値である（即ち、（Ｖ３＋Ｖ４）／２）。

最後に、ＭＣＵ３６は、ＲＡＭ４０又はＥＥＰＲＯＭ４１に記憶されたマークレベルの最大値及び最小値をコンピュータ２に通知し（ステップＳ３２）、本処理を終了する。これにより、ユーザは、マークレベルの最大値及び最小値を参照して、用紙の交換を判断することができる。

ステップＳ２６〜ステップＳ３１では、フォトセンサ２５が１つのマークを複数回読み取り、ＭＣＵ３６は、複数回読み取られたマークレベルの平均値を使って許容範囲を算出し、読み取られたマークレベルが許容範囲内に収まるか否かを判別するので、用紙搬送時のマークレベルの検出のバラツキによるマークの誤検出を抑えることができる。

図８は、図４のマーク検出処理を示すフローチャートである。

フォトセンサ２５がマークの読み取りを開始すると（ステップＳ４１）、即ち、フォトセンサ２５の出力レベルが低下し始めると、ＭＣＵ３６は、フォトセンサの出力レベルが図５のステップＳ３１で設定されたマークの有無の判定値未満であるか否かを判別する（ステップＳ４２）。

マークレベルがマークの有無の判定値未満である場合には（ステップＳ４２でＹＥＳ）、ＭＣＵ３６は、マークが検出されたと判定し（ステップＳ４３）、読み取られた白レベルとマークレベルの平均値とから次のマークの有無の判定値を設定する（ステップＳ４４）。図６（Ａ）の例では、中央のマーク読み取り時のフォトセンサの出力レベルが判定値（Ｖ１＋Ｖ２）／２を下回るので、マーク検出と判定される。手順はステップＳ４１に戻る。このように、ＭＣＵ３６は、マークの検出時に、次のマークの有無の判定値を設定、即ち更新するので、マークの濃淡によりフォトセンサ２５の出力レベルが変動しても、高精度にマーク検出を行うことができる。

フォトセンサの出力レベルがマークの有無の判定値以上である場合には（ステップＳ４２でＮＯ）、ＭＣＵ３６は、マークが検出されないと判定し、マークの不検出を示すアラームをコンピュータ２に通知する（ステップＳ４５）。図６（Ａ）の例では、右側のマークに対するフォトセンサの出力レベルが判定値（Ｖ３＋Ｖ４）／２を下回らないため、マーク未検出と判断される。これにより、コンピュータ２を介してユーザに用紙の交換を促すことができる。この場合、ＭＣＵ３６は、マークの有無の判定値を更新せずに、前回のマーク読み取り時に設定した判定値を維持する（ステップＳ４６）。これにより、マークを検出できたときに設定されたマークの有無の判定値が次のマークの有無の判定値として使用されるので、マークの誤検出を抑えることができる。手順はステップＳ４１に戻る。

ところで、ＥＥＰＲＯＭ４１では、書き込み回数に制限がある。一方、ＲＡＭ４０では、書き込み回数に制限がない。

従って、マークレベルの最大値及び最小値並びにマークの有無の判定値を記憶する記憶媒体としてＥＥＰＲＯＭ４１が使用される場合には、ＭＣＵ３６は、用紙交換時のみマークの有無の判定値を設定するか、用紙交換時のみマークの有無の判定値をＥＥＰＲＯＭ４１へ記憶する。この場合、用紙交換時に設定されたマークの有無の判定値が当該用紙の全てのマークに対して使用される。これにより、ＥＥＰＲＯＭ４１の書き込み回数が抑えられる。

マークレベルの最大値及び最小値並びにマークの有無の判定値を記憶する記憶媒体としてＲＡＭ４０が使用される場合には、ＭＣＵ３６は、マーク毎にマークの有無の判定値を設定する。この場合、マークレベルの最大値及び最小値並びにマークの有無の判定値がマーク毎に更新される。

上記の実施例では、フォトセンサ２５の出力レベルが変動する原因としてマークの濃淡を検討したが、以下、フォトセンサ２５の出力レベルが変動する原因としてフォトセンサ２５の発光量の経時変化を検討する。

図９は、フォトセンサの構成を示すブロック図である。

フォトセンサ２５は、発光部２５１及び受光部２５２を有する。発光部２５１は、ダイオード２５１ａを有し、ダイオード２５１ａのアノードがバッテリ６０の５Ｖ端子に接続され、ダイオード２５１ａのカソードが抵抗２５３を介してバッテリ６０の０Ｖ端子に接続されている。受光部２５２は、トランジスタ２５２ａを有し、トランジスタ２５２ａのエミッタが抵抗２５４を介してバッテリ６０の０Ｖ端子に接続されている。トランジスタ２５２ａのコレクタはバッテリ６０の５Ｖ端子に接続されている。

発光部２５１は光を用紙に照射し、受光部２５２は用紙からの反射光を受信する。受光部２５２が受信した反射光は、配線２５５を介して電圧信号としてＡ／Ｄ変換回路４２に出力される。Ａ／Ｄ変換回路４２で変換された電圧信号はフォトセンサの出力レベルとしてＭＣＵ３６に出力される。

発光部２５１では、図１０に示すように、時間経過に従って、発光部２５１に流れる電流の変化率が減少する。この変化率は、最初に発光部２５１に流れる電流を１とした場合の発光部２５１に流れる電流の割合を示す。つまり、発光部２５１に流れる電流（即ち、発光量）は時間経過に従って徐々に減少する。この結果、受光部２５２の受光量が減少し、フォトセンサ２５の出力レベルが低下し、マークの誤検出が発生する場合がある。

そこで、発光部２５１に流れる電流変化を電圧変化として検出するために、ダイオード２５１ａのカソードが配線２５６を介してＡ／Ｄ変換回路４２に接続されている。これにより、ＭＣＵ３６はＡ／Ｄ変換回路４２を介してフォトセンサ２５の特性低下、即ち発光部２５１の電圧降下による発光量の減少を検出する。これにより、ＭＣＵ３６は、フォトセンサの出力レベルの変動がマークの濃度むらによるのか、又はフォトセンサ２５の特性低下（即ち劣化）によるのかを判断できる。

本実施の形態によれば、ＭＣＵ３６は、所定回数のマークレベルの平均値を算出し、当該平均値に応じた許容範囲を算出し、所定回数読み取られたマークレベルが許容範囲内に収まる場合に、白レベルと上記平均値との中間値を次のマークの有無の判定値として設定し、次のマークが読み取られている場合のマークレベルが次のマークの有無の判定値未満である場合、当該次のマークが検出されたと判定する。よって、用紙の振動によるマーク検出への影響をマークレベルの所定回数の平均値及び許容範囲を使って除去しているので、高精度にマーク検出を行うことができる。

尚、上述したマークの検出に関する処理、即ち、図５のマークの有無の判定値の設定処理及び図８のマークの検出処理は、サーマルプリンタ１のような印刷装置以外にも適用可能である。例えば、図５のマークの有無の判定値の設定処理及び図８のマークの検出処理は、ＯＣＲ（Optical Character Recognition）等でマークを検出する場合にも使用できる。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１サーマルプリンタ
２コンピュータ
１０オペレーションパネル
２０メカユニット
３０制御回路ユニット
１１電源スイッチ
１２用紙送りスイッチ
１３ＬＥＤ
１４入力部
２１サーマルヘッド
２２用紙送りモータ
２５フォトセンサ
３６ＭＣＵ
４０ＲＡＭ
４１ＥＥＰＲＯＭ
４２Ａ／Ｄ変換回路

Claims

光学式センサと、
用紙上のマークを所定回数読み取ったセンサの出力レベルであるマークレベルの平均値を算出し、当該平均値に応じた許容範囲を算出する算出手段と、
前記所定回数読み取られたマークレベルが前記許容範囲内に収まる場合に、前記用紙の非マーク領域を読み取ったときのセンサの出力レベルである白レベルと前記平均値との中間値を次のマークの有無の判定値として設定する設定手段と、
前記次のマークが読み取られている場合のマークレベルが前記次のマークの有無の判定値未満である場合、当該次のマークが検出されたと判定する判定手段と
を備えることを特徴とする印刷装置。
前記次のマークが読み取られている場合のマークレベルが前記次のマークの有無の判定値以上である場合、前記設定手段は、前記次のマークの有無の判定値を維持することを特徴とする請求項１に記載の印刷装置。
前記白レベルと印字品質に影響を与えるか否かを判定する閾値との比較に基づいて前記用紙の劣化を検出する第１検出手段と、前記用紙の劣化が検出された場合に、当該用紙の劣化を示すアラームを通知する通知手段とを備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の印刷装置。
前記通知手段は、前記所定回数読み取られたマークレベルの最大値及び最小値を通知することを特徴とする請求項３に記載の印刷装置。
前記所定回数読み取られたマークレベルが前記許容範囲内に収まらない場合に、前記通知手段は、濃度むらがあることを示すアラームを通知することを特徴とする請求項３又は４に記載の印刷装置。
前記次のマークの有無の判定値が書き込み回数に制限のある記憶媒体に記憶される場合には、前記次のマークの有無の判定値の設定は、用紙の交換時に実行されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の印刷装置。
前記次のマークの有無の判定値が書き込み回数に制限のない記憶媒体に記憶される場合には、前記次のマークの有無の判定値の設定は、マーク毎に実行されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の印刷装置。
用紙あり検出用の閾値及び用紙なし検出用の閾値と、前記センサの出力レベルとに基づいて、前記用紙の有無を検出する第２検出手段を備えることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の印刷装置。
前記用紙あり検出用の閾値及び前記用紙なし検出用の閾値を変更する変更手段を備えていることを特徴とする請求項８に記載の印刷装置。
前記センサは、前記用紙に光を照射する発光部を備え、前記印刷装置は、前記発光部の劣化を検出する第３検出手段をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の印刷装置。
用紙なし時の前記センサの出力レベルの履歴に基づいて、前記センサの劣化を検出する第４検出手段をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の印刷装置。
用紙上のマークを所定回数読み取ったセンサの出力レベルであるマークレベルの平均値を算出し、当該平均値に応じた許容範囲を算出する算出工程と、
前記所定回数読み取られたマークレベルが前記許容範囲内に収まる場合に、前記用紙の非マーク領域を読み取ったときのセンサの出力レベルである白レベルと前記平均値との中間値を次のマークの有無の判定値として設定する設定工程と、
前記次のマークが読み取られている場合のマークレベルが前記次のマークの有無の判定値未満である場合、当該次のマークが検出されたと判定する判定工程と
を含むことを特徴とするマーク検出方法。