JP4862188B2 - ラベル検出方法及びラベル検出装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、ラベルプリンタにおけるラベル検出方法及びラベル検出装置に関し、特に予め所定の印刷がなされて長尺の台紙上に貼付されたラベル(「プリプリントラベル」と称す)の位置あるいは間隔等を検出する方法及びその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
ラベルプリンタによって、文字・記号やバーーコードなどを印刷するラベルは、一般に長尺の台紙上に貼付されている。また、そのラベルとして予めロゴやマーク、罫線等のフォーマットが印刷されているプリプリントラベルが使用されることも多い。
このようなラベルに新たな印刷を行う際には、印刷すべきラベルを印字ヘッドによる所定の印字位置に正確に位置決めする必要がある。そのため、ラベルの搬送中にその位置あるいは隣接するラベル間の間隔を正確に検出する必要がある。
【0003】
例えば、特開平5−32243号公報に記載されているラベルプリンタにおいては、ラベルに予め印刷されたフォーマット及び配置位置のデータを予め入力して記憶させておき、そのラベルに新たな印刷をするために台紙と共に搬送する際に、そのフォーマットを検出し、そのフォーマットに対応する配置位置のデータに基づいてラベルを位置決めする。
また、この公報には従来のラベル検出方法として、ラベル用紙の裏面に位置決め用のブラックマークを印刷しておき、そのラベル用紙の供給路の途中の裏面側に設けた反射センサによって、そのブラックマークを検出して印字位置への位置決めを行っていたことも記載されている。
【0004】
さらに、特許第2740609号公報には、多数のラベル(印字部)が所定の間隔で配列された長尺紙を、電源投入時に一方向に搬送して、透過型の光電センサによってラベルを検出した時のセンサ出力と隣接するラベル間の境界部を検出した時のセンサ出力とに基づいて、所定の演算式で閾値を設定し、その後の搬送過程でその閾値に基づいてラベルを検出した時のセンサ出力と境界部を検出した時のセンサ出力とを区別することによって、ラベルの位置を検出する方法が開示されている。
また、特許第2530949号公報にも、上記と同様に多数のラベルが間隔を置いて配列された長尺紙を搬送しながら、そのラベルを1枚検出するのに必要な搬送距離内における光電センサによる透過光量又は反射光量の検出出力の最大値と最小値を記憶し、少なくとも3枚以上のラベルを検出する毎に、その間に記憶した上記最大値と最小値に基づいて、ラベル位置検出用の閾値を更新することが記載されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した特開平5−32243号公報に記載されている方法では、ラベルに予め印刷されたフォーマット及び配置位置のデータを予め正確に入力して記憶させておかなくてはならないため、その作業が難しく且つ面倒であった。
また、ラベル用紙の裏面に印刷されたブラックマークを検出する方法では、そのブラックマークを検出するための専用の反射型センサが必要になるため、コストアップになるという問題があった。
【0006】
さらに、特許第2740609号公報あるいは特許第2530949号公報に開示されているように、光電センサによってラベルを検出した時のセンサ出力と隣接するラベル間の境界部を検出した時のセンサ出力、あるいは検出出力の最大値と最小値に基づいて、ラベル位置を検出するための閾値を設定あるいは更新する方法では、事前に何らかの印刷がなされているプリプリントラベルを検出する場合には、その搬送時のセンサ出力からラベルの境界部を確実に検出したり、センサ出力の最大値と最小値だけに基づいて適切な閾値を設定あるいは更新することは困難であった。
【0007】
この発明は、このような従来の問題点を解決するためになされたものであり、事前に特別なデータを入力する必要がなく、専用のセンサも使用せずに、事前印刷がなされたプリプリントラベルの位置検出も確実に行えるようにすることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記の目的を達成するため、次のように構成したラベル検出方法及びラベル検出装置を提供する。
この発明によるラベル検出方法は、多数のラベルが間隔を置いて配列された長尺紙の搬送路に、その長尺紙による透過光量又は反射光量を検出する光電センサを配置し、長尺紙を搬送させる過程での光電センサの出力レベルを閾値と比較して、その比較結果に基づいて上記ラベルの位置又は間隔を検出するラベル検出方法において、上記長尺紙をラベルの1枚分以上搬送し、その間の光電センサの出力レベルの時間的変化の差分がゼロ、または差分が正から負あるいは負から正に変わったときの各レベルから上記閾値を設定する。
【0009】
特に、上記光電センサの出力レベルの時間的変化の差分がゼロ、または差分が正から負あるいは負から正に変わったときの各レベルを昇順あるいは降順に整列した時の隣接するレベルの差が最大となる2つのレベルの間に上記閾値を設定するのが望ましい。
また、上記閾値の設定後も、上記長尺紙をラベルの1枚分以上搬送する毎に、常に上記光電センサの出力レベルの時間的変化の差分がゼロ、または差分が正から負あるいは負から正に変わったときの各レベルを昇順あるいは降順に整列した時の隣接するレベルの差が最大となる2つのレベルの間に閾値を設定するように上記設定された閾値を更新するとよい。
それによって、環境(温度等)の変化や経時変化による光電センサの出力レベルの変動に対応することができる。
【0010】
あるいは、上記のように光電センサの出力レベルの時間的変化の差分がゼロ、または差分が正から負あるいは負から正に変わったときの各レベルから設定された閾値を、光電センサの出力レベルの時間的変化の最大値と最小値のレベルから近似する演算式を設定し、その後、上記長尺紙をラベルの1枚分以上搬送中に、光電センサの出力レベルの時間的変化の最大値と最小値のレベルから上記演算式によって新たな閾値を算出して、前に設定した閾値を更新するようにしてもよい。
【0011】
または、上記長尺紙をラベルの1枚分以上搬送し、その間の上記光電センサの出力レベルの時間的変化の差分がゼロ、または差分が正から負あるいは負から正に変わったときと最大値及び最小値の各レベルを検出し、予め用意した複数組の閾値の演算式に前記最大値および最小値を入れて、複数組の閾値を計算し、計算した複数組の閾値のうち、前記差分がゼロ、または差分が正から負あるいは負から正に変わったときの各レベルを昇順あるいは降順に整列した時の隣接するレベルの差が最大となる2つのレベルであるtopとbaseの内側であって、かつ、top又はbase、とのレベル差が小さい方のレベル差が最大である組の演算式を、最大値と最小値から閾値を計算するための演算式として設定し、その演算式によって上記閾値を算出して設定するとともに、その後、上記長尺紙をラベルの1枚分以上搬送中に、上記光電センサの出力レベルの時間的変化の最大値と最小値のレベルから上記演算式によって新たな閾値を算出して、前に設定した閾値を更新するようにしてもよい。
【0012】
これらの更新方法によれば、長尺紙をラベルの1枚分以上搬送し、その間の上記光電センサの出力レベルの時間的変化の最大値と最小値だけによって、閾値の更新を行うことができ、処理の負担が軽くなる。
これらのラベル検出方法において、上記光電センサとして、上記長尺紙による透過光量を検出する透過型の光電センサを使用し、その光電センサの出力レベルを上記設定された閾値と比較して、その比較結果に基づいてラベルの間隔と該ラベルの前端及び後端の位置を検出することができる。
【0013】
この発明によるラベル検出装置は、多数のラベルが間隔を置いて配列された長尺紙の搬送路に、その長尺紙による透過光量又は反射光量を検出する光電センサを配置すると共に、上記長尺紙を搬送させる過程での上記光電センサの出力レベルを閾値と比較して、その比較結果に基づいてラベルの位置又は間隔を検出する手段を設けたラベル検出装置において、上記長尺紙をラベルの1枚分以上搬送させる搬送手段と、それによる長尺紙の搬送中における上記光電センサの出力レベルの時間的変化の差分がゼロ、または差分が正から負あるいは負から正に変わったときの各レベルを記憶するレベル記憶手段と、それに記憶した各レベルの値から上記閾値を設定する閾値設定手段とを有する。
【0014】
その閾値設定手段は、上記レベル記憶手段に記憶した前記光電センサの出力レベルの時間的変化の差分がゼロ、または差分が正から負あるいは負から正に変わったときの各レベルを昇順あるいは降順に整列した時の隣接するレベルの差が最大となる2つのレベルの間に上記閾値を設定する手段であるのが望ましい。
また、温度等の環境や経時変化による光電センサの出力レベルの変動に対応するため、上記閾値設定手段が、前記閾値の設定後も、前記搬送手段により前記長尺紙を前記ラベルの1枚分以上搬送する毎に、常にレベル記憶手段に記憶される前記光電センサの出力レベルの時間的変化の差分がゼロ、または差分が正から負あるいは負から正に変わったときの各レベルを昇順あるいは降順に整列した時の隣接するレベルの差が最大となる2つのレベルの間に前記閾値を設定するように以前に設定した閾値を更新する手段を備えているとよい。
【0015】
あるいは、上記閾値設定手段が前記記憶手段によって記憶した上記各レベルの値から設定した前記閾値を、上記光電センサの出力レベルの時間的変化の最大値と最小値のレベルから近似する演算式を設定する演算式設定手段と、上記閾値を設定した後の上記搬送手段による長尺紙のラベルの1枚分以上搬送中に、上記光電センサの出力レベルの時間的変化の最大値と最小値のレベルを記憶する手段と、それによって記憶された最大値と最小値のレベルから上記演算式設定手段によって設定された演算式によって新たな閾値を算出して、前に設定した閾値を更新する閾値更新手段とを設けるようしてもよい。
【0016】
さらにまた、上記長尺紙をラベルの1枚分以上搬送させる搬送手段と、それによる長尺紙の搬送中における上記光電センサの出力レベルの時間的変化の差分がゼロ、または差分が正から負あるいは負から正に変わったときと最大値及び最小値の各レベルを記憶するレベル記憶手段と、予め用意した複数組の閾値の演算式に前記最大値および最小値を入れて、複数組の閾値を計算し、計算した複数組の閾値のうち、前記差分がゼロ、または差分が正から負あるいは負から正に変わったときの各レベルを昇順あるいは降順に整列した時の隣接するレベルの差が最大となる2つのレベルであるtopとbaseの内側であって、かつ、top又はbase、とのレベル差が小さい方のレベル差が最大である組の演算式を、最大値と最小値から閾値を計算するための演算式として設定する演算式設定手段と、その演算式によって閾値を算出して設定する手段と、それによって閾値を設定した後の上記長尺紙のラベルの1枚分以上搬送中に、上記光電センサの出力レベルの時間的変化の最大値と最小値のレベルを記憶する手段と、それに記憶された最大値と最小値のレベルから上記演算式設定手段によって設定された演算式によって新たな閾値を算出して、上記設定した閾値を更新する閾値更新手段とを設けるようにすることもできる。
【0017】
これらのラベル検出装置において、上記光電センサを、上記長尺紙による透過光量を検出する透過型の光電センサとし、上記ラベルの位置又は間隔を検出する手段を、上記光電センサの出力を上記設定された閾値と比較して、その比較結果に基づいて上記ラベルの間隔と該ラベルの前端及び後端の位置を検出する手段とすることができる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の好ましい実施の形態を図面を参照して説明する。
図1はこの発明によるラベル検出方法及びラベル検出装置を適用するプリンタの要部のみを示す概略図である。
このプリンタは、用紙ロール1から連続した長尺紙2を引き出し、ガイドコロ3を介してプラテンローラ4とサーマルヘッド5との間を通して搬送する。その長尺紙2の搬送路を挟んで、プラテンローラ4とサーマルヘッド5より上流側に用紙センサとしての光電センサ6を、下流側に長尺紙2を切断するカッタ7を配置している。
【0019】
光電センサ6は、発光ダイオード等の発光素子6aとフォトトランジスタ等の受光素子6bとが、長尺紙2を挟んで対向するように設けられた透過型の光電センサであり、長尺紙2を通しての透過光量に応じた信号を検出する。
長尺紙2は、図2に示すようにテープ状の長尺の台紙21上に多数のラベル(印刷する用紙)22が所定の間隔Sを置いて貼着して配列されている。
そして、図1において矢示F方向に搬送される長尺紙2上のラベル22の位置又は間隔Sを光電センサ6の検出信号から検知し、サーマルヘッド5によってそのラベルに所要の印刷を施した後、1枚毎あるいは所定枚数毎にカッタ7によって切断して、外部へ送出する。
【0020】
図3は、(a)に長尺紙2の隣接する2枚のラベル部分の拡大断面図を示し、(b)にその長尺紙2の搬送中のラインフィード・ステップ毎の光電センサ6による出力信号のレベル(以下「センサレベル」という)の変化を対応させて示している。ラベル22上の黒い部分は予め印刷されたインク部分23を模式的に示す。
なお、この光電センサ6はその検出回路との関係で、センサレベルが透過光量に反比例する。すなわち、図3の(b)に示すように、透過光量が最も多い台紙21のみの部分(ラベル22の間隔Sの部分)で最小値を示し、透過光量がそれより少ないラベル22のインクのない部分ではかなり高い略一定のレベルを示し、透過光量が最も少ないインク部分23ではそれより高い最大値に近いピーク状のレベルを示す。
【0021】
ここで、ラベル22の境界(前端又は後端)を確実に検知するためには、検出されるセンサレベルと比較する閾値を、図3の(b)に示す閾値を設定したいレベル差Dの中央に設定すればよいことが判る。
そこで、長尺紙2の搬送中のラインフィード・ステップ毎のセンサレベルとその変化量(差分)の組に着目し、センサレベルをX軸、差分をY軸とする二次元空間にプロットし、連続するラインフィード・ステップのデータを線で結ぶと、図4に示すように小さな楕円の集合と大きな一個の楕円を組み合わせた形のグラフができる。
これはさらに、8ステップ分の移動平均をとったセンサレベルを用いて、より連続性の高いデータでプロットしてみると図5に示すようなグラフになり、さらにはっきりする。
【0022】
これらのグラフにおいて、小さな楕円の集合はラベル22のインクのない部分とインク部分23とのセンサレベル差から形成されており、大きな楕円はラベル22のある部分と台紙21のみの部分とのセンサレベル差から形作られている。
ここで、X軸付近の点はセンサレベルが安定していることを示し、X軸から上下に離れた点はセンサレベルが動いているエッジ(境界)であることを示している。別の見方をすれば、X軸との交点のX座標は、時間軸に対してセンサレベルをプロットした場合の極大値か極小値、あるいは一定時間変動がゼロの時の値である。
従って、図4及び図5に示す左側の直線Aがラベル22の間隔Sの部分のセンサレベル最小値となり、右側の直線Bがラベル22の部分のセンサレベル最大値となる。そこで、この2本の直線AとBの間に、両直線A,Bに対して充分マージンを持った位置に閾値を設定することにより、プリプリントされたラベル22の間隔(境界)部分を安定して検知することができる。
【0023】
実際の閾値設定処理は、次の手順で行う。
1.設定されたラベル1枚の搬送方向の長さより充分長く長尺紙2を搬送する。
2.差分がゼロ(極大値又は極小値)、または差分が正から負あるいは負から正に変わったとき(変極点)のセンサレベルを記憶する。これは、図4又は図5におけるX軸との交点の位置を示す。X軸をまたぐ2点のレベル差が大きな場合には、補間処理によってより正確なX軸との交点を求めることもできる。
3.記憶したデータを昇順にならべ、隣り合うレベルの間の差が最も大きい箇所を見つける。
4.その隣り合うレベルが図4又は図5における2本の直線A,Bに対応するので、その間に充分なマージンを持った位置に閾値を設定する。
【0024】
図5はセンサレベルに移動平均処理を行った値を用いているが、図4に示したように移動平均処理を行わなくてもよい。
また、一旦設定した閾値を、環境の変化や経時変化に追従させるためには、長尺紙2の搬送中、上記2〜4の処理を常に行って、閾値を逐一更新する方法もあるが、もっと簡単な方法として、例えばラベル1枚分搬送中のセンサレベルの最大値と最小値に対する閾値の比率を維持するようにすれば、常に上記2〜4の処理を行わなくても、センサレベルの最大値と最小値を監視するだけで閾値をレベル変化に追従させ、安定して長期間正確にラベル端(ラベルの前端と後端)位置を検出することができる。
また、台紙に等間隔にラベルの位置および間隔を示すマーク及びそれ以外の事前印刷(プリプリント)がなされた長尺紙に対して、反射型の光電センサを配置した場合でも、上述のような方法を採ることによって、事前印刷の有無に影響されずにラベルの境界を検出することができる。
【0025】
次に、図1に示したプリンタの制御部を含む概略構成を図6によって説明する。
このプリンタは、CPU10とROM11とRAM12からなるマイクロコンピュータ、ホストI/F13、ヘッドドライバ15及びA/Dコンバータ16等からなる制御部によって、図1に示したサーマルヘッド5及び光電センサ6と、図1には示していない用紙搬送部8を制御するとともに、この発明によるラベル検出装置としての機能も果たす。
【0026】
CPU10は、このプリンタを統括制御する演算処理機能を有する中央処理装置、ROM11は、CPU10が実行する各種処理のプログラムや使用する固定データ等を格納したリードオンリメモリ、RAM12は、ホストI/F13に入力するプリントデータやA/Dコンバータ16を通して入力するセンサレベルのデータ等を一時的に記憶したり、CPU10のワーキングメモリにも使用されるランダムアクセスメモリである。
ホストI/F13は、パーソナルコンピュータ等のホスト装置から文字やバーコードなどのプリントデータを入力するためのインタフェース、ヘッドドライバ15は、CPU10からの指示に従ってサーマルヘッド5の各発熱素子を駆動するための回路、A/Dコンバータ16は、光電センサ6(センサ回路も含む)から出力される前述したセンサレベルをデジタル値に変換してCPU10に取り込ませる回路である。用紙搬送部8には、図1に示した長尺紙2を送るための搬送ローラ及びその駆動用ステップモータとそのドライブ回路等を含んでいる。
【0027】
そして、このプリンタは、用紙搬送部8を駆動して図1に示した長尺紙2をラべル1枚分以上搬送して、その間に光電センサ6によって出力されるセンサレベルをA/Dコンバータ16を通してデジタル値に変換してCPU10に取り込み、前述した方法、すなわちCPU10が前記2〜4の処理を行って閾値を設定し、その後に入力するセンサレベルをその閾値と比較して、その比較結果が反転する位置によって図2及び図3に示したラベル22の前端および後端あるいは間隔Sを検知し、印刷すべきラベル22をサーマルヘッド5に対して正確に位置決めして、ホストI/F13から入力してRAM12に記憶しているプリントデータに応じた印刷を、サーマルヘッド5によってそのラベル22に対して行う。
【0028】
次に、このプリンタのCPU10によるラベル検出装置に関わる処理のうち、閾値を設定するための処理について、図7以降のフローチャートと図10のテーブルによって説明する。なお、各フローチャートにおいて、ステップをSと略記する。
図7は閾値を設定するための処理のメインフローであり、この処理を開始すると、まずステップ1で初期化を行い、次いでステップ2で用紙を送ってセンサレベルを得る。そして、ステップ3でレベル差が最大の隣接ピークを探し、ステップ4で閾値を計算して処理を終了する。
【0029】
以下、このステップ1から4の各サブルーチンの処理について説明する。
図8は図7におけるステップ1の「初期化」のサブルーチンの処理フローを示す。この処理では、まずステップ11で全てのレベルに対するピーク検出フラグをクリアする。この全てのレベルは、図6に示したA/Dコンバータ16が8ビットの場合、図10のテーブルに示す0〜255のレベルである。
そして、次のステップ12で、レジスタnewに新しいセンサレベルを格納し、ステップ13で、新しいレベル差を格納するレジスタnew_diffを0にして、図7のメインルーチンへ戻る。
【0030】
図9は図7におけるステップ2の「用紙を送ってセンサレベルを得る」のサブルーチンの処理フローを示す。
この処理では、ステップ21で所定の時間後に1ステップ用紙(図1〜3に示した長尺紙2を単に用紙という)を送る。ここで、1ステップとは単位搬送距離であり、例えばステップモータによって駆動される搬送ローラによって用紙を搬送する場合、そのステップモータの1ステップ回転とすることができる。
そして、ステップ22で、レジスタnewのレベルデータをレジスタoldに置き換え、レジスタnew_diffのデータ(最初は0)を前のレベル差を格納するレジスタ0ld_diffに置き換える。
【0031】
次いで、ステップ23で、図6のA/Dコンバータ16を通して入力された新しいセンサレベルのデータをレジスタnewに格納し、レジスタnewとレジスタoldのレベルデータの差(new−old)すなわち新しいレベル差をとって、それをレジスタnew_diffに格納する。
そして、ステップ24でレジスタnew_diffのデータが0か否かを判断し、0であればここが極大又は極小のピーク、あるいは3次曲線の傾きがゼロになる変極点であると判断して、ステップ27へ進んで、このときのレジスタnewのレベルデータに対するピーク検出フラグをセットする。
【0032】
ステップ24でレジスタnew_diffのデータが0でなければ、ステップ25へ進んで、レジスタnew_diffのレベル差とレジスタold_diffのレベル差の積が負(<0)か否かを判断し、負であれば前のステップと現ステップの間でレベル変化が正から負にあるいは負から正に変わったので、この間に極大又は極小のピークがあったので、ステップ27へ進んで、このときのレジスタnewのレベルデータに対するピーク検出フラグをセットする。
負でなければ、ステップ26で所定ステップ(用紙をラベル1枚分以上搬送するための予め決めたステップ数)に達したか否かを判断し、所定ステップに達していなければステップ21へ戻って上述した処理を繰り返す。そして、所定ステップに達したら、図7のメインルーチンへ戻る。
【0033】
このサブルーチンの処理によって、図10に示すように、A/D変換したセンサレベル0〜255のうち、ステップ24又は25でYesになったレベルに対して、ステップ27でピーク検出フラグをセットしたテーブルを作成する。この図10に示すテーブルでは、センサレベルの時間的変化の極大値と極小値及び変極点の各レベルがレベル値の昇順に整列している。これを逆にレベル値の降順に整列させてもよい。
【0034】
図11は図7におけるステップ3の「レベル差が最大の隣接ピークを探す」のサブルーチンの処理フローを示す。
この処理では、まずステップ301て第1のピークレベル検出用のレジスタlevel1を0にして、ステップ302でレジスタlevel1のレベルデータが255を超えたか否かを判断し、超えた場合はピークが無かったと判断してエラー終了する。
255を超えていなければ、ステップ303で図10に示したテーブルを参照してレジスタlevel1のレベルデータに対するピーク検出フラグをチェックし、クリアであればステップ304へ進んで、レジスタlevel1のレベルデータに1を加え、ステップ302に戻り、ステップ302から304の処理をステップ303でピーク検出フラグのセットを見つけるまで繰り返す。
【0035】
ステップ303でピーク検出フラグがセットされていると、ステップ305へ進んで、最大レベル差を格納するレジスタmax_distanceを0にする。このとき、レジスタlevel1には最初のピーク検出フラグがセットされてるレベルのデータが格納されている。
そして、ステップ306で、このときのレジスタlevel1のレベルデータとレジスタmax_distanceのレベル差データ(最初は0)の和が255を超えるまでは、ステップ307へ進んで次のピークを探す。
ステップ307では、第2のピークレベル検出用のレジスタlevel2に、レジスタlevel1のレベルデータに1を加えたデータを格納する。
【0036】
次いで、ステップ308でレジスタlevel2のレベルデータが255になるまで、ステップ309とステップ310の処理を繰り返す。ステップ309では、図10に示したテーブルを参照してレジスタlevel2のレベルに対するピーク検出フラグをチェックし、クリアされていると、ステップ310でレジスタlevel2のレベルデータに1を加えてステップ308へ戻る。
ステップ309でピーク検出フラグがセットされていると、次のピークが見つかったのでステップ311へ進んで、レジスタlevel2のレベルデータとレジスタlevel1のレベルデータの差をとって、隣接ピーク間のレベル差distanceを算出する。
【0037】
そして、ステップ312で、そのレベル差distanceがレジスタmax_distanceに格納されている最大レベル差(最初は0)より大きいか否かを判断し、大きければステップ313へ進んで、算出したレベル差distanceをレジスタmax_distanceに格納し、レジスタbaseにレジスタlevel1のレベルデータを格納し、レジスタtopにレジスタlevel2のレベルデータを格納する。その後、ステップ312でレベル差distanceが最大レベル差より大きくなかった場合同様にステップ314へ進んで、レジスタlevel2のレベルデータをレジスタlevel1に格納してステップ306へ戻る。
【0038】
このステップ306〜314の処理をステップ306でNoになるまで、すなわちレジスタlevel1のレベルデータとレジスタmax_distanceのレベル差データの和が255を超えるまで繰り返し、ステップ309でピーク検出フラグが見つかる毎に、ステップ311で隣接ピーク間のレベル差distanceを算出する。
そして、ステップ312で、そのレベル差distanceがレジスタmax_distanceに格納されている最大レベル差より大きければ、ステップ313でその算出したレベル差distanceでレジスタmax_distanceのデータを更新し、レジスタbaseとレジスタtopのデータもそのときのレジスタlevel1とlevel2のレベルデータにそれぞれ更新する。
【0039】
レジスタlevel1のレベルデータとレジスタmax_distanceのレベル差データの和が255を超えると、ステップ306でNoになり、ステップ315へ進んで、レジスタmax_distanceのレベル差データを、閾値を設定する上で必要な最小レベル差MIN_DISTANCEと比較し、それより小さくなければ図7のメインルーチンへリターンする。このときレジスタbaseとtopに、隣接するレベルの差が最大となる2つのレベルのデータが格納されている。
レジスタmax_distanceのレベル差データが最小レベル差MIN_DISTANCE未満のとききは閾値を設定できないので、エラー終了する。
【0040】
図7のメインルーチンへリターンすると、次にステップ4で閾値を計算して設定する。そのサブルーチンを図12に示す。
このサブルーチンは、図7のステップ4の計算内容を具体的に示したものであり、立上り検出用の閾値Vthと立下り検出用の閾値Vtlを、それぞれ前述のサブルーチンで求めた隣接するレベルの差が最大となる2つのレベル(ここではそのレベルをbaseとtopとする)から、次の数1の演算式によって算出する。
【0041】
【数1】
Vth=(5*top+3*base)/8
Vtl=(3*top+5*base)/8
【0042】
baseとtopは、図4および図5にそれぞれ直線Aと直線Bで示したレベルであり、上記演算式によって閾値を算出することによって、この2つのレベルの間の最適なレベルに閾値を設定することができる。
例えば、図4に示したグラフの例では、base=194でとtop=223であるから、これを用いて数1によって閾値VthとVtlを計算すると、Vth≒212、Vtl≒205となる。
立上り検出用の閾値Vthと立下り検出用の閾値Vtlを若干異ならせているのは、センサレベルとの比較によってラベルの前端及び後端を検出する際に、若干ヒステリシスを持たせてハンチングを防止するためである。
その後の長尺紙の搬送時に光電センサの出力レベルとこの設定した2つの閾値Vth,Vtlとを比較して、ラベルの間隔とラベル前端及び後端を検出する処理は、図示しない他のルーチンによって行う。
【0043】
そして、上述した各処理は、いずれも図6に示した制御部のCPU10とROM11とRAM12からなるマイクロコンピュータによってなされる。
したがって、この発明によるラベル検出方法及びラベル検出装置によれば、長尺紙に検出用のマークを印刷しておく必要がなく、それを検出するための専用の反射型センサも不要であり、ラベル毎の諸設定も不要で、長尺紙をラベル1枚分以上送るだけで、事前印刷のないラベルでも事前印刷のあるラベル(プリプリントラベル
)でも最適な閾値を設定してそのラベル境界である端縁を確実に検出することが可能になる。
【0044】
ところで、このようにして閾値を設定した後は、その閾値のレベルをプリンタの電源を切っても記憶データが保持される不揮発性のメモリに記憶させておき、同じプリプリントラベルに印刷をする際には常にその設定した閾値でラベル検出を行うことができる。
しかし、環境の温度や湿度等の変化や経時変化により、光電センサの出力レベルが変化するため、プリンタの使用中は常時あるいは定期的(所定の時間あるいはラベル印刷枚数毎)に、新たに閾値を求めて設定した閾値を更新するようにするとよい。
【0045】
その更新方法としては、最初に閾値を設定した後も、図7から図12によって説明した閾値の設定処理を繰り返し行って、レベルへの印刷のために図1〜図3に示した長尺紙2をラベル22の1枚分以上搬送する毎に、常に光電センサ6の出力レベルの時間的変化の極大値と極小値及び変極点の各レベルを昇順あるいは降順に整列した時の隣接するレベルの差が最大となる2つのレベルを求め、その2つのレベルから図12に示した演算式によって新たな閾値を算出して、以前に設定した閾値を更新することができる。
【0046】
しかしながら、この方法では、長尺紙2をラベル22の1枚分以上搬送する毎に、光電センサ6の出力レベルの時間的変化の極大値と極小値及び変極点の各レベルを求めて記憶し、それを昇順あるいは降順に整列した時の隣接するレベルの差が最大となる2つのレベルを求める処理が必要になるため、CPU10の負担が重くなり、処理能力の小さいCPUを使用すると、処理に時間がかかったり他の処理が遅れる虞れが生じる。
そこで、この設定した閾値を更新する処理を簡略化できるようにする方法について、次に説明する。
まず、図7〜図12に説明した方法によって閾値を設定し、その後は簡略な方法でその閾値を更新する方法について説明する。
【0047】
図13はその場合の閾値の設定及びその後の更新の処理を、図6に示したCPU10等によるマイクロコンピュータによって行う処理フローを示し、図7のフローと同じ処理を行うステップには同じステップ番号を付してあり、それらの説明は省略する。
この図13において、ステップ1からステップ4の処理は、図7に示した前述の閾値を設定するメインルーチンのステップ1〜4と殆ど同じであり、前述の場合と同様に、ステップ4で立上り検出用の閾値Vthと立下り検出用の閾値Vtlを計算して設定する。
但し、ステップ2′の用紙を送ってセンサレベルを得る処理では、図7のステップ2の場合と同様に、センサレベルの時間的変化の極大値と極小値及び変極点の各レベルを検出して記憶し、図10に示したようなテーブルを作成する際に、その間のセンサレベルの最大値と最小値も検出して記憶する。
【0048】
そして、ステップ5で、その計算して得た各閾値を、ステップ2′で検出して記憶した最大値と最小値から近似する演算式を設定する。
それは例えば、図12に示したステップ4でtopとbaseの2つのレベルから閾値Vth,Vtlを計算した演算式(数1)と同様な演算式で、topとbaseの代わりに最大値maxと最小値minを用いたとき、そのmaxとminの比率をどのようにしたら、ステップ4で計算した閾値Vth,Vtlに最も近似できるかを見出す。
すなわち、次の数2のような演算式を想定して、aとb,cとdの係数を選定し、その各演算式を不揮発性メモリに記憶する。但し、この例では、
a+b=c+d=8 とする。
【0049】
【数2】
Vth=(a*max+b*min)/8
Vtl=(c*max+d*min)/8
【0050】
その後、ステップ6でプリント終了か否かを判断し、終了であればこの処理を終了するが、その際には、ステップ4で算出した閾値Vth,Vtlおよびステップ5で設定した2つの演算式のデータは不揮発性メモリに記憶されているので、プリンタの電源がオフになっても保存される。
プリント終了でなければ、ステップ7で用紙をラベル1枚分以上送ってセンサレベルの最大値と最小値を検出して記憶する。このときの用紙の搬送はラベルに印刷するための搬送を兼ねることができる。
そして、ステップ8で、ステップ7で得た最大値と最小値のレベルと先に設定した演算式によって新しい閾値を算出し、ステップ9で、前に設定した閾値を新たに算出した閾値に更新する。その後ステップ6へ戻り、プリントが終了するまでステップ6〜9の処理を繰り返して閾値を常に更新する。
【0051】
一旦プリントを終了した後、再びプリントを開始する場合には、このフローチャートのステップ6から9の処理だけを行うようにすればよい。
このようにすれば、最初に閾値を設定するときだけ、ステップ1〜5の処理を行う必要があるが、その後はステップ6〜9の処理だけを行えばよく、用紙をラベル1枚分以上送る間のセンサレベルの最大値と最小値のみから、新たな閾値を算出して前に設定した閾値を更新することができ、CPU10の負担が軽くなる。
【0052】
次に、閾値を最初に設定するときから、その後の更新をセンサレベルの最大値と最小値のみから行えるようにするための演算式を設定するようにした例を図14及び図15によって説明する。
図14はその場合の閾値の設定及びその後の更新の処理を、図6に示したCPU10等によるマイクロコンピュータによって行う処理フローを示し、図13のフローと同じ処理を行うステップには同じステップ番号を付してあり、それらの説明は省略する。
この場合も、ステップ2′の用紙を送ってセンサレベルを得る処理では、センサレベルの時間的変化の極大値と極小値及び変極点の各レベルを検出して記憶し、図10に示したようなテーブルを作成するとともに、その間のセンサレベルの最大値と最小値も検出して記憶する。
【0053】
そして、ステップ3で、その極大値と極小値及び変極点の各レベルを昇順あるいは降順に整列した時の隣接するレベルの差が最大となる2つのレベルtopとbaseを探した後、ステップ50へ進む。
このステップ50では、ステップ2′で記憶した最大値と最小値のレベルから、ステップ3で探した2つのレベルtopとbaseの間で、この2つのレベルからなるべく離れたレベルに閾値を得るための演算式を設定する。
その後、ステップ51で最大値と最小値のレベルからその演算式によって閾値を計算して設定する。
その後の更新時のステップ6から9の処理は、図13によって説明したステップ6〜9の処理と殆ど同じであるが、ステップ8′で新たな閾値を算出する際に使用する演算式が、ステップ50で設定した演算式である点だけが相違する。
【0054】
そこで、ステップ50のサブルーチンの処理の詳細を図15によって説明する。
このサブルーチンの処理を開始すると、まずステップ501で、予め用意してある何通りかの近似式を用いて、ステップ2′で記憶した最大値maxと最小値minから立上り検出用の閾値Vthと立下り検出用の閾値Vtlを計算する。
この例では、プリントモードを0〜3の4種類として、それに対応する閾値の演算式を用意している。ステップ501において、4組の各演算式の左側に記載している数値がそのプリントモード番号である。その各プリントモードでの閾値の演算式は次の4通りである。
【0055】
プリントモード0(通常モード)
Vth[0]=(6*max+2*min)/8
Vtl[0]=(4*max+4*min)/8
プリントモード1(プリプリントモード)
Vth[1]=(5*max+3*min)/8
Vtl[1]=(4*max+4*min)/8
プリントモード2(プリプリントモード)
Vth[2]=(4*max+4*min)/8
Vtl[2]=(3*max+5*min)/8
プリントモード3(プリプリントモード)
Vth[3]=(3*max+5*min)/8
Vtl[3]=(2*max+6*min)/8
ここで、センサレベルの最大値maxが239、最小値minが190であった場合の各閾値を計算すると、表1に示すようになる。
【0056】
【表1】
【0057】
次いで、ステップ502以降の処理で、topとbaseの内側で、それらから最も離れている組を求める。この例ではtop=223,base=194である。
ステップ502では、max_min_diffを0にし、print_modeを−1にし、i=0にする。ここで、max_min_diffは、ステップ501で計算した閾値の組のうち、top又はbaseとのレベル差が小さい方のレベル差(min_diff)の最大のものを記憶するレジスタの記憶値、print_modeは、プリントモードの番号を記憶するレジスタの記憶値である。iは各閾値を区別する数値である。
【0058】
次のステップ503では、i番目の閾値の組のtop又はbaseとのレベル差が小さい方のレベル差min(top−Vth[i],Vtl[i]−base)を求めてmin_diffのレジスタに記憶する。最初はi=0 であるから、min(top−Vth[0],Vtl[0]−base)を求めてmin_diffとして記憶する。
そして、ステップ504でそのmin_diffをmax_min_diffと比較する。最初はmax_min_diff=0であるから、min_diffの方が大きいから、ステップ505へ進んで、そのmin_diffの値をmax_min_diffとして記憶する。また、print_modeをiにして、ステップ506へ進む。2回目以降のステップ504で、min_diffがmax_min_diffより大きくなかった場合は直接ステップ506へ進む。
【0059】
ステップ506では、iをi+1にし(インクリメントし)、ステップ507でそのiを「4」と比較して、i<4でなくなる(i=4になる)まで、ステップ503へ戻って上記の処理を繰り返す。それによって、ステップ501で算出した4組の閾値のうちのtop又はbaseとのレベル差が小さい方のレベル差(min_diff)の最大のレベル差がmax_min_diffとして記憶され、その閾値の組のプリントモードの番号がprint_modeとして記憶されている。
ステップ507でi<4でなくなる(i=4になる)と、ステップ508へ進んでprint_modeの数値が負か否かをチェックし、負の場合は用意した近似式では対応できないので、エラー終了する。正であれば図14のメインルーチンへ戻る。このとき、レジスタprint_modeに記憶している番号の近似式を、その後のセンサレベルの最大値と最小値から閾値を計算するための近似式として設定したことになる。
【0060】
そして、図14のステップ51で最初の閾値を設定する。これはステップ50の上述した処理で設定した近似式による閾値VthとVtlは既に算出されているので、それを選択して設定すればよい。
その後の閾値の更新の際の処理である図14のステップ6〜9の各処理は、図13によって説明した例の場合と殆ど同じである。僅かに相違するのは、図13のステップ8では、ステップ5によって設定した演算式(近似式)によって閾値を計算するが、図14のステップ8′では、前述のステップ50で設定した演算式(近似式)を用いて閾値を算出する点だけである。
【0061】
これらの方法によって、最初に設定した閾値を更新していくことによって、環境(温度や湿度など)の変化やセンサの経時変化等によるセンサレベルの変動に左右されずに、ラベルの境界を常に正確に検出することができる。
その閾値の更新処理は、ラベル1枚の印刷毎に実施すれば最もよいが、所定の印刷枚数毎又は所定時間毎、新たな長尺紙がセットされる毎、あるいはプリンタの電源が投入されたときなどに実施するようにしても実用上問題はない。
【0062】
【発明の効果】
以上説明してきたように、この発明によれば、多数のラベルが間隔を置いて配列された長尺紙の搬送路に、その長尺紙による透過光量又は反射光量を検出する光電センサを配置し、長尺紙を搬送させる過程での光電センサの出力レベルを閾値と比較して、その比較結果に基づいてラベルの位置(前端及び後端)又は間隔を検出するラベル検出方法及びラベル検出装置において、事前に特別なデータを入力する必要がなく、専用のセンサも使用せずに、事前印刷がなされていないラベルに対しても事前印刷がなされているプリプリントラベルに対しても常に最適な閾値を設定して、その位置を確実に検出することができる。
また、一旦設定した閾値を前述のように更新することを繰り返すことによって、環境(温度や湿度等)の変化や経時変化による光電センサの出力レベルの変動に影響されることなく、長期間に亘って安定して高精度にラベル位置を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明を適用するプリンタの要部のみを示す概略図である。
【図2】図1における長尺紙2と光電センサ6との配置関係を示す斜視図である。
【図3】長尺紙の隣接するラベル間付近の拡大断面図とその用紙送り量に対する光電センサの出力レベルを示す線図である。
【図4】長尺紙の搬送中のラインフィード・ステップ後のセンサレベルとその変化量の組を二次元空間にプロットし、連続するラインフィード・ステップを線で結んだ線図である。
【図5】同じくそれを8ステップ分の移動平均をとったセンサレベルを用いてより連続性の高いデータでプロットした場合の線図である。
【図6】図1に示したプリンタの制御部を含む概略構成図である。
【図7】図6に示したCPUによるこの発明に関わる閾値を設定するための処理のメインルーチンのフロー図である。
【図8】図7におけるテップ1の「初期化」処理のサブルーチンの処理内容を示すフロー図である。
【図9】図7におけるステップ2の「用紙を送ってセンサレベルを得る」処理のサブルーチンの処理内容を示すフロー図である。
【図10】図9に示したサブルーチンで作成されるテーブルの例を示す図である。
【図11】図7におけるステップ3の「レベル差が最大の隣接ピークを探す」処理のサブルーチンの処理内容を示すフロー図である。
【図12】図7におけるステップ4の「閾値を計算する」処理のサブルーチンの処理内容を示すフロー図である。
【図13】図6に示したCPUによるこの発明に関わる閾値を設定し且つ常に更新するための処理のメインルーチンのフロー図である。
【図14】図6に示したCPUによるこの発明に関わる閾値を設定し且つ常に更新するための処理の他の例を示すメインルーチンのフロー図である。
【図15】図14におけるステップ50の「最大値と最小値から閾値を計算する演算式を設定する」処理のサブルーチンの処理内容を示すフロー図である。
【符号の説明】
1:用紙ロール 2:長尺紙 3:ガイドコロ
4:プラテンローラ 5:サーマルヘッド
6:光電センサ 7:カッタ
8:用紙搬送部 10:CPU
11:ROM 12:RAM
13:ホスト・インタフェース
15:ヘッドドライバ 16:A/Dコンバータ
21:台紙 22:ラベル
23:事前印刷されたインク部分
Claims (10)
- 多数のラベルが間隔を置いて配列された長尺紙の搬送路に、その長尺紙による透過光量又は反射光量を検出する光電センサを配置し、前記長尺紙を搬送させる過程での前記光電センサの出力レベルを閾値と比較して、その比較結果に基づいて前記ラベルの位置又は間隔を検出するラベル検出方法において、
前記長尺紙を前記ラベルの1枚分以上搬送し、その間の前記光電センサの出力レベルの時間的変化の差分がゼロ、または差分が正から負あるいは負から正に変わったときの各レベルを昇順あるいは降順に整列した時の隣接するレベルの差が最大となる2つのレベルの間に前記閾値を設定することを特徴とするラベル検出方法。 - 前記閾値の設定後も、前記長尺紙を前記ラベルの1枚分以上搬送する毎に、常に前記光電センサの出力レベルの時間的変化の差分がゼロ、または差分が正から負あるいは負から正に変わったときの各レベルを昇順あるいは降順に整列した時の隣接するレベルの差が最大となる2つのレベルの間に前記閾値を設定するように前記設定された閾値を更新することを特徴とする請求項1記載のラベル検出方法。
- 請求項1記載のラベル検出方法において、前記光電センサの出力レベルの時間的変化の差分がゼロ、または差分が正から負あるいは負から正に変わったときの各レベルから設定された閾値を、前記光電センサの出力レベルの時間的変化の最大値と最小値のレベルから近似する演算式を設定し、その後、前記長尺紙を前記ラベルの1枚分以上搬送中に、前記光電センサの出力レベルの時間的変化の最大値と最小値のレベルから前記演算式によって新たな閾値を算出して、前記設定した閾値を更新することを特徴とするラベル検出方法。
- 多数のラベルが間隔を置いて配列された長尺紙の搬送路に、その長尺紙による透過光量又は反射光量を検出する光電センサを配置し、前記長尺紙を搬送させる過程での前記光電センサの出力レベルを閾値と比較して、その比較結果に基づいて前記ラベルの位置又は間隔を検出するラベル検出方法において、
前記長尺紙を前記ラベルの1枚分以上搬送し、その間の前記光電センサの出力レベルの時間的変化の差分がゼロ、または差分が正から負あるいは負から正に変わったときと最大値及び最小値の各レベルを検出し、予め用意した複数組の閾値の演算式に前記最大値および最小値を入れて、複数組の閾値を計算し、計算した複数組の閾値のうち、前記差分がゼロ、または差分が正から負あるいは負から正に変わったときの各レベルを昇順あるいは降順に整列した時の隣接するレベルの差が最大となる2つのレベルであるtopとbaseの内側であって、かつ、top又はbase、とのレベル差が小さい方のレベル差が最大である組の演算式を、最大値と最小値から閾値を計算するための演算式として設定し、その演算式によって前記閾値を算出して設定するとともに、
その後、前記長尺紙を前記ラベルの1枚分以上搬送中に、前記光電センサの出力レベルの時間的変化の最大値と最小値のレベルから前記演算式によって新たな閾値を算出して、前記設定した閾値を更新することを特徴とするラベル検出方法。 - 請求項1乃至4のいずれか一項に記載のラベル検出方法において、前記光電センサとして、前記長尺紙による透過光量を検出する透過型の光電センサを使用し、その光電センサの出力レベルを前記設定された閾値と比較して、その比較結果に基づいて前記ラベルの間隔と該ラベルの前端及び後端の位置を検出することを特徴とするラベル検出方法。
- 多数のラベルが間隔を置いて配列された長尺紙の搬送路に、その長尺紙による透過光量又は反射光量を検出する光電センサを配置すると共に、前記長尺紙を搬送させる過程での前記光電センサの出力レベルを閾値と比較して、その比較結果に基づいて前記ラベルの位置又は間隔を検出する手段を設けたラベル検出装置において、
前記長尺紙を前記ラベルの1枚分以上搬送させる搬送手段と、該手段による前記長尺紙の搬送中における前記光電センサの出力レベルの時間的変化の差分がゼロ、または差分が正から負あるいは負から正に変わったときの各レベルを記憶するレベル記憶手段と、該レベル記憶手段に記憶した前記各レベルを昇順あるいは降順に整列した時の隣接するレベルの差が最大となる2つのレベルの間に前記閾値を設定する閾値設定手段とを有することを特徴とするラベル検出装置。 - 前記閾値設定手段が、前記閾値の設定後も、前記搬送手段により前記長尺紙を前記ラベルの1枚分以上搬送する毎に、常にレベル記憶手段に記憶される前記光電センサの出力レベルの時間的変化の差分がゼロ、または差分が正から負あるいは負から正に変わったときの各レベルを昇順あるいは降順に整列した時の隣接するレベルの差が最大となる2つのレベルの間に前記閾値を設定するように以前に設定した閾値を更新する手段を備えていることを特徴とする請求項6記載のラベル検出装置。
- 請求項6記載のラベル検出装置において、前記閾値設定手段が前記記憶手段によって記憶した前記各レベルの値から設定した前記閾値を、前記光電センサの出力レベルの時間的変化の最大値と最小値のレベルから近似する演算式を設定する演算式設定手段と、前記閾値を設定した後の前記搬送手段による前記長尺紙の前記ラベルの1枚分以上搬送中に、前記光電センサの出力レベルの時間的変化の最大値と最小値のレベルを記憶する手段と、該手段によって記憶された最大値と最小値のレベルから前記演算式設定手段によって設定された演算式によって新たな閾値を算出して、前記設定した閾値を更新する閾値更新手段とを設けたことを特徴とするラベル検出装置。
- 多数のラベルが間隔を置いて配列された長尺紙の搬送路に、その長尺紙による透過光量又は反射光量を検出する光電センサを配置すると共に、前記長尺紙を搬送させる過程での前記光電センサの出力レベルを閾値と比較して、その比較結果に基づいて前記ラベルの位置又は間隔を検出する手段を設けたラベル検出装置において、
前記長尺紙を前記ラベルの1枚分以上搬送させる搬送手段と、該手段による前記長尺紙の搬送中における前記光電センサの出力レベルの時間的変化差分がゼロ、または差分が正から負あるいは負から正に変わったときと最大値及び最小値の各レベルを記憶するレベル記憶手段と、予め用意した複数組の閾値の演算式に前記最大値および最小値を入れて、複数組の閾値を計算し、計算した複数組の閾値のうち、前記差分がゼロ、または差分が正から負あるいは負から正に変わったときの各レベルを昇順あるいは降順に整列した時の隣接するレベルの差が最大となる2つのレベルであるtopとbaseの内側であって、かつ、top又はbase、とのレベル差が小さい方のレベル差が最大である組の演算式を、最大値と最小値から閾値を計算するための演算式として設定する演算式設定手段と、その演算式によって前記閾値を算出して設定する手段と、
該手段によって閾値を設定した後の前記長尺紙の前記ラベルの1枚分以上搬送中に、前記光電センサの出力レベルの時間的変化の最大値と最小値のレベルを記憶する手段と、該手段に記憶された最大値と最小値のレベルから前記演算式設定手段によって設定された演算式によって新たな閾値を算出して、前記設定した閾値を更新する閾値更新手段とを設けたことを特徴とするラベル検出装置。 - 請求項6乃至9のいずれか一項に記載のラベル検出装置において、前記光電センサが、前記長尺紙による透過光量を検出する透過型の光電センサであり、前記ラベルの位置又は間隔を検出する手段が、前記光電センサの出力を前記設定された閾値と比較して、その比較結果に基づいて前記ラベルの間隔と該ラベルの前端及び後端の位置を検出する手段であることを特徴とするラベル検出装置。
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