JP6528305B2 - 印刷装置およびリボン色識別装置 - Google Patents

Description

本発明は印刷装置およびリボン色識別装置に係り、特に、インクリボンの色を識別するリボン色識別装置および該リボン色識別装置を備えた印刷装置に関する。

従来、インクリボンを用いて媒体に印刷処理を施す印刷装置が広く知られている。このような印刷装置は、例えば、単色インクリボンを使用して印刷媒体に直接画像を形成する直接印刷方式が用いられており、マークプリンタと呼ばれることもある。

マークプリンタには、通常、未使用のインクリボンが巻装された供給リールと、既使用のインクリボンを巻き取るための巻取リールとを収容したインクリボンカセットが装着されている。そして、インクリボンカセットに収容されたインクリボンのリボン色を識別する種々の技術が知られている。

例えば、現在広く用いられている技術としては、図１３に示すように、インクリボンカセットの所定位置にＡ、Ｂ２つのリボン色被検出部が形成されており、マークプリンタ側のコンタクトピン（プッシュスイッチ）をリボン色被検出部に接触させることでインクリボンの色（リボン色）を把握している。単色インクリボンに用いられるリボン色は黒、赤、青、白の４色が殆どであり、リボン色が黒の場合にはＡ、Ｂはともに塞がれ、リボン色が赤の場合にはＡは塞がれＢには穴が形成され、リボン色が青の場合にはＡには穴が形成されＢは塞がれ、リボン色が白の場合にはＡ、Ｂにはともに穴が形成されている。

また、特許文献１には、マーカシールを複数区分に分割しそのうちの１区分にのみ非反射部を形成しておき、複数区分に対応する複数のセンサでマーカシールの複数区分を検出することでインクリボンの色を識別する技術が開示されている。

特開２００１−７１６０７号公報

ところが、図１３に示したリボン色識別技術では、接触式のプッシュスイッチを用いているため、接点が摩耗したりスイッチ内部のバネが疲労したりして印刷機能に問題がないにも拘わらず印刷装置全体の寿命が短くなるという問題がある。また、特許文献１の技術では、複数のセンサが必要なためコストの面で改善の余地がある。

一方、インクリボンのリボン色によって反射率や透過率が変化することに着目し、発光素子および受光素子を有する単一のセンサを用いて、発光素子で発光しインクリボンで反射した光または透過した光を受光素子で検出（受光素子から出力される出力電圧を計測）して、受光素子の出力電圧の電圧差によりリボン色を識別することが考えられる。このような識別方式によれば、上記コストや耐久性の問題を解決できるが、出力電圧の電圧差が小さいため（特に、リボン色が青と赤の場合の電圧差）、センサのバラツキも考慮すると、精度（識別の確実性）の点で難点がある。

本発明は上記事案に鑑み、低コストで耐久性および精度に優れたリボン色識別装置および該リボン色識別装置を備えた印刷装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明の第１の態様は、印刷装置であって、供給リールと巻取リールとの間で架設されたインクリボンと、前記インクリボンを用いて媒体に印刷処理を施す印刷手段と、発光素子と受光素子とを有し前記インクリボンを検出するセンサと、前記発光素子を発光させる発光回路と前記受光素子を作動させる受光回路とを有するセンサ回路と、前記センサ回路を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記発光素子に流れる電流が基準電流値から徐々に増加または減少するように前記発光回路を制御して前記受光回路から出力される出力電圧を監視し、前記出力電圧が前記基準電流値に対応する電圧値から予め設定された設定電圧値となるまでの時間の長さに応じて前記インクリボンの色を識別することを特徴とする。

第１の態様において、制御手段は、発光素子に流れる電流が基準電流値から所定時間ごとに一定値ずつ増加または減少するように発光回路を制御して受光回路から出力される出力電圧を監視し、出力電圧が前記基準電流値に対応する電圧値から設定電圧値となるまでの時間を計時ないし算出し、計時ないし算出した時間を、設定電圧値となるまでの時間の長さとインクリボンの色との予め定められた関係に当てはめてインクリボンの色を識別するようにしてもよい。設定電圧値は、インクリボンの色が黒の場合に発光素子に定常電流値が流れるときの受光回路から出力される電圧値以上かつ最大電圧値未満の電圧値、または、最小電圧値を越えインクリボンの色が黒の場合に発光素子に定常電流値が流れるときの受光回路から出力される電圧値以下の電圧値に設定することができる。

また、発光回路はＤ／Ａコンバータと、Ｄ／Ａコンバータの出力端子が正相入力端子に接続されたオペアンプと、オペアンプの出力端子が抵抗を介してベースに接続されたトランジスタとを有して構成され、発光素子は作動電源（Ｖｃｃ）とトランジスタのコレクタとの間に挿入されており、制御手段は、Ｄ／Ａコンバータに出力するデジタル電圧を変更することで、発光素子に流れる電流が基準電流値から徐々に増加または減少するように発光回路を制御するようにしてもよい。

さらに、インクリボンはインクリボンが露出する露出部を有するインクリボンカセット内に収容されており、センサは露出部近傍に配置された反射型センサであってもよい。また、制御手段は、識別したインクリボンの色に応じて、印刷手段による媒体への印刷条件を変更するようにしてもよい。

また、上記課題を解決するために、本発明の第２の態様は、インクリボンの色を識別するリボン色識別装置であって、発光素子と受光素子とを有し前記インクリボンを検出するセンサと、前記発光素子を発光させる発光回路と前記受光素子を作動させる受光回路とを有するセンサ回路と、前記センサ回路を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記発光素子に流れる電流が基準電流値から徐々に増加または減少するように前記発光回路を制御して前記受光回路から出力される出力電圧を監視し、前記出力電圧が前記基準電流値に対応する電圧値から予め設定された設定電圧値となるまでの時間の長さに応じて前記インクリボンの色を識別することを特徴とする。

本発明によれば、単一のセンサを用いてインクリボンの色が識別可能なため低コスト化を図ることができ、非接触でインクリボンの色が識別可能なため耐久性に優れるとともに、制御手段が、発光素子に流れる電流が基準電流値から徐々に増加または減少するように発光回路を制御して受光回路から出力される出力電圧を監視し、出力電圧が前記基準電流値に対応する電圧値から予め設定された設定電圧値となるまでの時間の長さに応じてインクリボンの色を識別するので、精度よくインクリボンの色を識別することができる、という効果を得ることができる。

本発明が適用可能な実施の形態のプリンタの外観図である。 実施形態のプリンタのアタッチメント部に装着可能なアタッチメントの平面図を示し、（Ａ）はラベルカセット、（Ｂ）はチューブ用アタッチメントを示す。 実施形態のプリンタのカセット装着部およびインクリボンカセットの斜視図である。 実施形態のプリンタの制御部および接続系統を示すブロック図である。 センサ制御部のうちセンサ回路を示す回路図である。 実施形態のプリンタの制御部のＣＰＵが実行するリボン色識別ルーチンのフローチャートである。 インクリボンのリボン色が黒の場合に受光回路から出力される出力電圧と時間との関係を示すグラフである。 インクリボンのリボン色が青の場合に受光回路から出力される出力電圧と時間との関係を示すグラフである。 インクリボンのリボン色が赤の場合に受光回路から出力される出力電圧と時間との関係を示すグラフである。 インクリボンのリボン色が白の場合に受光回路から出力される出力電圧と時間との関係を示すグラフである。 受光回路から出力される出力電圧が最大電圧値から設定電圧値となるまでの時間の長さとインクリボンのリボン色との関係を模式的に示す説明図である。 インクリボン切れの場合に受光回路から出力される出力電圧と時間との関係を示すグラフである。 従来のリボン色識別原理を模式的に示す説明図である。 受光回路から出力される出力電圧が基準電流値を流したときの電圧値から設定電圧値となるまでの時間の長さとインクリボンのリボン色との関係を模式的に示す説明図である。

以下、図面を参照して、本発明を、ラベルやチューブ等の長尺状印刷媒体に任意の文字等を印刷可能なマークプリンタに適用した実施の形態について説明する。

（構成）
＜全体構成＞
図１に示すように、本実施形態のプリンタ１は、ノートタイプコンピュータと同様に持ち運び可能に構成されており、大別して、キーボードや入力制御部を有する入力部１３、ＬＣＤや表示制御部を有する表示部１４、サーマルヘッド６を構成し主走査方向に列設された発熱素子を選択的に発熱させることでインクリボンＲを介して印刷媒体に印刷処理を施す印刷部２０、印刷部２０の媒体搬送方向下流側に設けられ印刷媒体に切断処理を施す切断部７およびこれら各部を制御する制御部１５（図４参照）を備えている。また、プリンタ１は、インクリボンカセット８が装着されるカセット装着部３０を有している（図３参照）。

＜入力部＞
入力部１３は、ノートタイプコンピュータとほぼ同様に、ファンクションキー、文字・数字・記号キー、スペースキー、変換キー、十字方向キー、リターンキー等を有しており、オペレータはこれらのキーを操作することで、印刷媒体の種類、サイズ、設定条件等を入力することができる。

＜表示部＞
表示部１４のＬＣＤは、入力モード等を表示する各種情報表示エリア、入力部１３から入力された文字、数字、記号（以下、文字と略称する。）を表示する文字情報表示エリア、文字サイズ等を表示するパラメータ表示エリアの３つの表示エリアに分割されており、各種情報表示エリアおよびパラメータ表示エリアはそれぞれ文字情報表示エリアの上下に配置されている。

＜印刷部＞
印刷部２０は、印刷媒体を搬送するための搬送ローラ２ａ、２ｂと、搬送ローラ２ａ、２ｂの下流側でサーマルヘッド６に対向配置されたプラテンローラ３と、プラテンローラ３の下流側にプラテンローラ３と対向するように配置されたピンチローラ４とを有している。

プラテンローラ３とサーマルヘッド６との間にはインクリボンＲが介在している。インクリボンＲは、後述するようにインクリボンカセット８内に収容されており、インクリボンカセット８の供給リール８ｃから供給され、巻取リール８ｄに巻き取られる。

搬送ローラ２ａ、２ｂの上流側には、図示しないギアを介して搬送ローラ２ａ、プラテンローラ３およびインクリボンカセット８の巻取リール８ｄを回転駆動させるステッピングモータ５が配置されており、インクリボンカセット８の一側（図１の左側）かつ切断部７の一側（図１の下側）には、図示しないギアおよびカムを介して、サーマルヘッド６を媒体搬送路から退避した退避位置とプラテンローラ３に圧接する印刷位置との間で移動させるステッピングモータ９が配置されている。

図１には、印刷媒体Ｍとしてチューブが装着された状態が示されている。この例に則して説明すると、印刷時には、インクリボンカセット８のインクリボンＲを挟んでサーマルヘッド６を印刷媒体Ｍに圧接するとともに、サーマルヘッド６を構成する発熱素子を選択的に発熱させることでインクリボンＲのインクを溶融して印刷媒体Ｍに文字列を１ラインずつ印刷する。なお、以下の説明では、必要な場合を除き、図１の例に則して印刷媒体Ｍにチューブが用いられたものとして説明する。

＜切断部＞
ピンチローラ４の下流側には、印刷媒体Ｍを切断するための切断部７が配置されている。切断部７は、カッタ刃７ａとカッタ刃受け台７ｂとを有している。カッタ刃受け台７ｂは、平坦面で構成される全切り面と、両端部に突条を有する半切り面とを備え、全切り面または半切り面をカッタ刃７ａに対して略垂直にセットすることにより、印刷媒体Ｍの全切り処理や半切り処理を行うことができる。ここで、半切りとは、印刷媒体Ｍを部分的に切断することをいい、その切断の割合を問わない。また、印刷媒体Ｍの種類によって半切り方法を変えてもよく、例えば、印刷媒体Ｍが剥離紙付ラベルの場合には剥離紙をカットせずにラベルのみカットしてもよく、ロール紙やリボンテープの場合にはミシン目を入れるようにしてもよい。

サーマルヘッド６による印刷が完了し所定長さ下流側に搬送した時点でカッタ刃７ａを作動（退避位置から進出位置に移動）させることで、オペレータが所望する長さの印刷媒体Ｍを得ることができる。なお、本実施形態では、カッタ刃７ａの作動には図示しないカム等を介してステッピングモータ９の回転駆動力が用いられ、カッタ刃受け台７ｂの面変更にも別のカム等を介してステッピングモータ９の回転駆動力が用いられている。

＜アタッチメント部＞
プリンタ１は、アタッチメント部１０に装着するアタッチメントを変更することにより、各種印刷媒体Ｍに対して印刷および切断処理が可能に構成されている。図２は、ラベルカセットとチューブ用アタッチメントの構成の一例を示している。例えば、図２（Ａ）に示すラベルカセット１１をアタッチメント部１０に装着した場合、カセット内部から剥離紙付ラベルが引き出され、当該ラベルに対して印刷および切断処理を行うことができる。また、図２（Ｂ）に示すチューブ用アタッチメント１２をアタッチメント部１０に装着した場合、チューブ挿入口１２ａからチューブを挿入することにより、当該チューブに対して印刷および切断処理を行うことができる。

＜インクリボンカセット＞
図３に示すように、インクリボンカセット８は、カセットケース８ａ内に、インクリボンＲが巻回された供給リール８ｃと、インクリボンＲを巻き取るための巻取リール８ｄとを収容している。インクリボンＲは、供給リール８ｃと巻取リール８ｄとの間で架設されており、印刷部２０でのサーマルヘッド６による印刷処理に適合するように、インクリボンカセット８にはインクリボンＲが露出する露出部８ｂが形成されている。

＜カセット装着部＞
図３に示すように、プリンタ１は、インクリボンカセット８が装着されるカセット装着部３０を備えている。カセット装着部３０は、インクリボンカセット８を載置可能な矩形状平面を有するカセット載置台３１を有している。カセット載置台３１には、インクリボンカセット８と係合する３本のロッド状の係合突起３６〜３８と、先端部に嵌合爪を有しインクリボンカセット８の対向する２側面を上部側および側面側から押さえる板状のカセット押さえ３４、３５が立設されている。一方、インクリボンカセット８のカセットケース８ａには、これら係合突起３６〜３８およびカセット押さえ３４、３５と係合ないし嵌合する係合孔および嵌合側面が形成されている。

また、カセット載置台３１には、インクリボンカセット８の供給リール８ｃと係合する供給リール回転軸３２および巻取リール８ｄと係合する巻取リール回転軸３３が回転可能に立設されている。なお、巻取リール回転軸３３には、図示しないギア等を介してステッピングモータ５の回転駆動力が伝達される。

＜センサ＞
カセット載置台３１には反射型センサＳｅを支持するための図示を省略した支持部材が固着している。センサＳｅは、発光素子（ＬＥＤ）Ｌｅと受光素子（フォトトランジスタ）Ｌｒとを有しており、インクリボンＲを検出するために、カセット載置台３１に載置されたインクリボンカセット８の露出部８ｂの近傍に配置されている（図３、図５参照）。なお、センサＳｅは、露出部８ｂの一側側面に対向する位置に上述した支持部材に支持されて配置されており、インクリボンカセット８をカセット装着部３０に上方から装着する際に邪魔にならない位置に配置されている。

＜制御部＞
図４に示すように、制御部１５は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを有するマイクロプロセッサで構成されている。制御部１５には外部バスが接続されている。外部バスには、入力部１３、表示部１４、印刷部２０、ステッピングモータ５、９の動作を制御するドライバ１８、センサＳｅを含む各種センサからの情報を制御するセンサ制御部１９が接続されている。ドライバ１８には上述したステッピングモータ５、９が接続されており、センサ制御部１９には各種センサが接続されている。

また、制御部１５は図示しないインターフェースを有しており、外部バスを介して、例えば、パーソナルコンピュータ等の上位機器に接続可能である。このため、オペレータは入力部１３からの入力に代えて、上位機器からの入力も可能であり、さらに、ＲＡＭカードやＵＳＢ等の外部記憶装置を装着することで外部記憶装置に格納されたデータの利用も可能である。

＜センサ回路＞
センサ制御部１９はセンサＳｅを制御するセンサ回路を有している。図５に示すように、センサ回路は、発光素子Ｌｅを発光させる発光回路１９Ａと、受光素子Ｌｒを作動させる受光回路１９Ｂとで構成されている。

発光回路１９Ａは、Ｄ／ＡコンバータＤＡと、Ｄ／Ａコンバータの出力端子が正相入力端子に接続されたオペアンプＯＰと、オペアンプＯＰの出力端子が抵抗Ｒ１を介してベースに接続されたトランジスタＴｒ１とを有して構成され、発光素子Ｌｅは作動電源（Ｖｃｃ）とトランジスタＴｒのコレクタとの間に挿入されている。

すなわち、発光素子Ｌｅのアノード側はＶｃｃ（例えば、＋３．３Ｖ）に接続されており、カソード側はトランジスタＴｒ１のコレクタに接続されている。トランジスタＴｒ１のベースは抵抗Ｒ１を介してオペアンプＯＰの出力端子に接続されており、オペアンプＯＰの正相入力端子はＤ／ＡコンバータＤＡを介して制御部１５のＤＡ出力ポートに接続されている。また、トランジスタＴｒ１のエミッタはオペアンプＯＰの逆相入力端子および他端がグランド（以下、ＧＮＤと略称する。）に接続された抵抗Ｒ２の一端に接続されている。このため、制御部１５からデジタル電圧を出力することで発光素子Ｌｅを発光させることができる。

一方、受光回路１９Ｂは、発光素子Ｌｅで発光しインクリボン８で反射した光を受光素子Ｌｒで受光し受光した光量に応じて出力電圧が変化するように構成されている。すなわち、受光素子Ｌｒを構成するフォトトランジスタのコレクタは抵抗Ｒ３を介してＶｃｃに接続されており、エミッタはＧＮＤに接続されている。また、フォトトランジスタのコレクタは、Ａ／Ｄコンバータを内蔵した制御部１５のＡＤ入力ポートに接続されている。このため、制御部１５はフォトトランジスタのコレクタの出力電圧、すなわち、センサ回路（受光回路１９Ｂ）から出力される出力電圧を取り込むことができる。

（リボン色識別原理）
次に、本実施形態のプリンタ１によるインクリボン８のリボン色の識別原理について説明する。

一般に、センサは、発光素子、受光素子にバラツキがあることから、このバラツキを是正するために、輝度調整（キャリブレーション）が行われる。輝度調整では、例えば、図５に示したインクリボン８に代えて基準反射板（以下、「基準プレート」という。）を用い、受光回路１９Ｂからの出力電圧が予め設定された基準電圧値（例えば、１．８Ｖ）となるように定常時に発光素子Ｌｅに流れる電流値を設定する（以下、この電流値を「定常電流値」という。例えば、１５ｍＡ）。このような基準プレートには、例えば、黒色インクリボンより反射率の大きいプレートを用いることができる。具体的には、発光素子Ｌｅに流れる電流が基準電流値（例えば、０［ｍＡ］）から徐々に増加するように制御部１５からＤ／ＡコンバータＤＡに出力するデジタル電圧値を変化させて、受光回路１９Ｂから出力される出力電圧が上述した基準電圧値となったときのデジタル電圧値を取得し、取得したデジタル電圧値を例えば不揮発性メモリに保存する。定常状態で発光素子Ｌｅを発光させる際には、不揮発性メモリからデジタル電圧値を読み出し、制御部１５からＤ／ＡコンバータＤＡに読み出したデジタル電圧値を出力することで、発光素子Ｌｅに上述した定常電流値を流す。

ところで、インクリボン８のリボン色によって反射率が異なることを利用して、不揮発性メモリ２１に保存したデジタル電圧値で発光素子Ｌｅを発光させた際の受光回路１９Ｂから出力される出力電圧の電圧差によりインクリボン８のリボン色を識別することが考えられる。下表１は、そのような識別方式による受光回路１９Ｂから出力される出力電圧の一例を示したものである。なお、インクリボン８の終端部には透明テープが捲回されており、リボン切れとなると透明テープが露出部８で露出する。

表１に示すように、受光回路１９Ｂから出力される出力電圧の電圧差は小さい。特に、リボン色が青と赤との間の電圧差が小さく、センサのバラツキを考慮すると、精度（識別の確実性）の点で難点があり、改善すべき課題がある。

プリンタ１では、この課題を解決するために、受光回路１９Ｂの出力電圧に応じてリボン色を識別するのではなく、受光回路１９Ｂの出力電圧が前記基準電流値に対応する電圧値から予め定められた設定電圧値となるまでの時間の長さに応じてリボン色を識別するが、詳しくは以下のとおりである。

Ｄ／ＡコンバータＤＡに出力するデジタル電圧値を変化させることで、発光素子Ｌｅに流れる電流が基準電流値から徐々に増加または減少するように発光回路１９Ａを制御して受光回路１９Ｂから出力される出力電圧を監視する。例えば、Ｄ／ＡコンバータＤＡに出力するデジタル電圧値を変化させることで、発光素子Ｌｅに流れる電流が基準電流値（例えば、０［ｍＡ］）から所定時間（例えば、５０ｍｓ）ごとに一定値（例えば、０．１５ｍＡ）ずつ増加または減少するように発光回路１９Ａを制御して受光回路１９Ｂから出力される出力電圧を監視する。

図７〜図１０は、インクリボンのリボン色がそれぞれ黒、青、赤、白の場合に、発光素子Ｌｅに基準電流値（０［ｍＡ］）から上述した定常電流値（１５［ｍＡ］）まで５０ｍｓごとに０．１５ｍＡずつ増加するように流したときの受光回路１９Ｂから出力される出力電圧と時間との関係を示したものである。

図７〜図１０に示す最大電圧値は発光素子Ｌｅに流れる電流が０［ｍＡ］のときに対応しており、受光素子Ｌｒの作動電圧（Ｖｃｃ）が３．３Ｖの場合には、３．２Ｖ程度（受光素子Ｌｒの電圧降下Ｖｃｅ（ｓａｔ）分の０．１Ｖを差し引いた値）となる。一方、図７〜図１０において受光素子Ｌｒから出力された出力電圧の電圧波形が水平となるときの電圧値は発光素子Ｌｅに定常電流値が流れたときに対応している。なお、図７〜図１０はオシロスコープの出力を表現しているため、水平波形部分の電圧値は受光素子Ｌｒの出力電圧が保持（ラッチ）された状態として表されている。上述した黒、青、赤、白の各インクリボンの反射率は、黒色インクリボン＜青色インクリボン＜赤色インクリボン＜白色インクリボンの関係にあるため、図７〜図１０のそれぞれの水平波形部分の電圧値は黒色インクリボン＞青色インクリボン＞赤色インクリボン＞白色インクリボンの関係にある。

図１１（Ａ）は、受光回路１９Ｂの出力電圧が最大電圧値から上述した水平波形部分の電圧値となるまでの時間ｔの長さと黒、青、赤、白色インクリボンとの関係を模式的に示したものであり、電圧波形は図７〜図１０を重ね合わせたものである。なお、水平波形部分の電圧値については各色インクリボン間の電圧差を明確にするために若干誇張して表している。

図１１（Ａ）から明らかなように、受光回路１９Ｂの出力電圧が最大電圧値から上述した水平波形部分の電圧値となるまでの時間ｔの長さは、白色インクリボン、赤色インクリボン、青色インクリボン、黒色インクリボンの順に長くなる。従って、時間ｔの長さに応じてインクリボンＲのリボン色を識別できることが分かる。

図１１（Ａ）では、時間ｔの閾値として、１．０［ｓ］、１．８［ｓ］、２．５［ｓ］が設定された例を示している。すなわち、時間ｔ＜１．０［ｓ］のときは白色インクリボン、１．０［ｓ］≦時間ｔ＜１．８のときは赤色インクリボン、１．８［ｓ］≦時間ｔ＜２．５のときは青色インクリボン、時間ｔ≧２．５のときは白色インクリボンと判定することができる。

以上の態様は、発光素子Ｌｅに流れる電流が基準電流値（例えば、０ｍＡ）から定常電流値（例えば、１５ｍＡ）まで所定時間（例えば、５０ｍｓ）ごとに一定値（例えば、０．１５ｍＡ）ずつ増加するように発光回路１９Ａを制御して受光回路１９Ｂから出力される出力電圧を監視するものであるが、本発明は発光素子Ｌｅに流れる電流を必ずしも定常電流値まで流す必要はない。すなわち、発光素子Ｌｅに流れる電流が基準電流値（例えば、０ｍＡ）から所定時間（例えば、５０ｍｓ）ごとに一定値（例えば、０．１５ｍＡ）ずつ増加するように発光回路１９Ａを制御して受光回路１９Ｂから出力される出力電圧が予め定められた設定電圧値となるまで監視するようにしてもよい。

この場合、設定電圧値は、理論的には、インクリボンＲのリボン色が黒の場合に発光素子Ｌｅに定常電流値が流れるときの受光回路１９Ｂから出力される電圧値（例えば、１．６２Ｖ）以上、かつ、最大電圧値未満の電圧値に設定できる。従って、例えば、図１１（Ａ）に鎖線で示すように最大電圧値に近い電圧の参考電圧値に設定することもできるが、その場合には、受光回路１９Ｂから出力される出力電圧が設定電圧値となるまでの時間が短くなる（処理時間を短縮できる）反面、各色を識別するための時間ｔのマージンが小さくなる。このため、精度（識別の確実性）を考慮すると、このマージンはできるだけ広い方が好ましい（マージンが広いほどリボン色の誤判定を防止できる。）。なお、基準電流値は０ｍＡである必要はなく、インクリボンの色を判別可能なマージンを取れる程度に定常電流値と差があればよい。例えば、基準電流値を５ｍＡとした場合は定常電流値（１５ｍＡ）に達するまでの時間が短くなるが、判別するインクリボンの色の種類が少ない場合は閾値を少なくすることができ、マージンを広く取ることができるので判別することができる。

このため、図１１（Ａ）では、この設定電圧値として、インクリボンＲのリボン色が黒の場合に発光素子Ｌｅに定常電流値（１５ｍＡ）が流れるときの受光回路１９Ｂから出力される電圧値が設定された例が示されている。このように設定電圧値を設定する利点は、センサＳｅに対するプリンタ１製造時の輝度調整が不要となることである。すなわち、この態様では、発光素子Ｌｅに流れる電流が基準電流値から所定時間ごとに一定値ずつ増加するように発光回路１９Ａを制御して受光回路１９Ｂから出力される出力電圧が設定電圧値となるまで監視する（定常電流値を使用しない）ので、設定した設定電圧値をＲＯＭに記憶しておけばよく、センサＳｅに対する検査は別としてプリンタ１ごとに基準プレートを用いたセンサＳｅの輝度調整や、発光素子Ｌｅの定常電流値に対応するデジタル電圧値を不揮発性メモリへ格納する必要はない。

一方、図１１（Ｂ）は、設定電圧値として上述した基準電圧値（例えば、１．８Ｖ）が設定された例である。この例でも、時間ｔのマージンを広くとれるため、精度（識別の確実性）を確保することができ、センサＳｅに対するプリンタ１製造時の輝度調整は不要である。従って、設定電圧値は、インクリボンＲのリボン色が黒の場合に発光素子Ｌｅに定常電流値が流れるときの受光回路１９Ｂから出力される電圧値以上、かつ、基準電圧値以下の電圧値に設定することが好適であるが、上述した理論的範囲に設定可能なため、本発明はこの範囲に限定されるものではない。以下では、説明を簡単にするために、図１１（Ａ）に示したように、設定電圧値が、インクリボンＲのリボン色が黒の場合に発光素子Ｌｅに定常電流値が流れるときの受光回路１９Ｂから出力される電圧値に設定されているものとして説明する。

なお、図１２は、インクリボン切れ（透明テープ）の場合に受光回路から出力される出力電圧と時間との関係を示すグラフである。上述したように、インクリボン８の終端部には透明テープが捲回されており、リボン切れとなると透明テープが露出部８で露出する。従って、プリンタ１では、インクリボンＲのリボン色を識別する場合と同様に、リボン切れを検出することができる。この場合、時間ｔの閾値として、例えば、５［ｓ］を設定することができる。すなわち、２．５［ｓ］≦時間ｔ＜５のときは黒色インクリボン、時間ｔ≧５のときはリボン切れと判定することができる。

制御部１５は、受光回路１９Ｂから出力された出力電圧を監視し、出力電圧が最大電圧値から設定電圧値となるまでの時間ｔの長さに応じてインクリボンＲのリボン色を識別する。例えば、出力電圧が最大電圧値から設定電圧値となるまでの時間ｔを計時ないし算出し、時間ｔを、設定電圧値となるまでの時間の長さとインクリボンＲとの予め定められた関係（図１１（Ａ）参照）に当てはめてインクリボンＲのリボン色を識別する。

制御部１５（のＣＰＵ）は、時間ｔを内部時計で直接計時しても、あるいは、制御部１５に内蔵されたＡ／Ｄコンバータのサンプリングレートは既知のため、（サンプリングデータの数）×（サンプリングレート）により時間ｔを算出してもよい。なお、後者の態様では、サンプリングデータはバッファとして機能するＲＡＭに一旦格納される。

（動作）
次に、本実施形態のプリンタ１の動作について、制御部１５のＣＰＵ（以下、ＣＰＵと略称する。）を主体として説明する。

プリンタ１に電源が投入されると、ＲＯＭに格納されたプログラムおよびプログラムデータがＲＡＭに展開され、ＣＰＵは、上述した各部を所定のホーム位置に移動させる初期設定処理を行う。初期設定処理では、インクリボンＲのリボン色を識別するためのリボン色識別ルーチンも実行される。

図６に示すように、このリボン色識別ルーチンでは、ステップ１０２において、時間ｔが測定（計時ないし算出）され、ステップ１０４において、時間ｔが１．０［ｓ］未満か否かを判断し、ステップ１０４で肯定判断のときはステップ１０６でインクリボンＲのリボン色を白と判定してリボン色識別ルーチンを終了し、ステップ１０４で否定判断のときはステップ１０８において、時間ｔが１．０［ｓ］以上かつ１．８［ｓ］未満か否かを判断する。

ステップ１０８で肯定判断のときはステップ１１０でインクリボンＲのリボン色を赤と判定してリボン色識別ルーチンを終了し、ステップ１０８で否定判断のときはステップ１１２において、時間ｔが１．８［ｓ］以上かつ２．５［ｓ］未満か否かを判断する。ステップ１１２で肯定判断のときはステップ１１４でインクリボンＲのリボン色を青と判定してリボン色識別ルーチンを終了し、ステップ１１２で否定判断のときはステップ１１６において、時間ｔが２．５［ｓ］以上かつ５［ｓ］未満か否かを判断する。

ステップ１１６で肯定判断のときはステップ１１８でインクリボンＲのリボン色を黒と判定してリボン色識別ルーチンを終了し、ステップ１２０で否定判断のときはリボン切れと判定し表示部１４にインクリボンカセット８の交換が必要である旨表示してリボン色識別ルーチンを終了する。

初期設定終了後、ＣＰＵは、オペレータによる入力部１３からの印刷指令情報および切断指令情報の入力を待つ。ＣＰＵはこれらの情報が入力されると、入力された印刷指令情報に従って印刷データを生成してオペレータからの印刷開始指示を待つ。

オペレータが入力部１３の所定ボタン（例えば、エンターボタン）を押下することにより印刷開始指示があると、搬送ローラ２ａ、２ｂの上流側に配置されたセンサからの出力を参照して印刷媒体Ｍが所定位置にセットされているか否かを判断し、否定判断のときはその旨を表示部１４に表示して待機し、肯定判断のときはステッピングモータ５、９を駆動して印刷媒体Ｍに印刷処理を施す。

すなわち、サーマルヘッド６をプラテンローラ３に圧接する印刷位置に移動させ、生成した印刷データに従って１ラインごとにサーマルヘッド６に出力する。このとき、ＣＰＵは、リボン色識別ルーチンで識別したインクリボンＲのリボン色に応じて、サーマルヘッド６の発熱量（印刷媒体Ｍへの印刷条件）を変更する。例えば、インクリボンＲのリボン色が黒のときの発熱量を１００％とした場合に、リボン色が青のときは８０％〜９０％程度、リボン色が赤のときは７０％〜８０％程度、リボン色が白のときは６０％〜７０％の発熱量に設定されるが、本発明はこれに限定されるものではない。印刷媒体Ｍの比熱も考慮して、印刷媒体Ｍの種類とインクリボンＲのリボン色とに応じてサーマルヘッド６の発熱量を変更するようにしてもよい。

印刷媒体Ｍは搬送ローラ２ａ、２ｂ、プラテンローラ３、ピンチローラ４による回転駆動力で媒体搬送路上を下流側に搬送され、印刷部２０において所望の文字が印刷される。なお、本実施形態では、ステッピングモータ５、９を印刷媒体Ｍの搬送のために用いているので、ＣＰＵは出力パルス数をカウントすることによりサーマルヘッド６の加熱素子の位置に対する印刷媒体Ｍの先端の位置の関係、すなわち、印刷位置を把握することができる。

印刷部２０（サーマルヘッド６）による印刷媒体Ｍに対する印刷処理が完了すると、ＣＰＵはサーマルヘッド６を媒体搬送路から退避した退避位置に移動させ、ピンチローラ４の下流側に配置されたセンサからの出力を参照して印刷媒体Ｍの先端が該センサの位置より下流側に位置しているか否かを判断し、肯定判断のときは搬送ローラ２ａ、２ｂ、プラテンローラ３、ピンチローラ４を逆転させて印刷媒体Ｍの先端が該センサの位置より上流側に位置するように所定距離逆送した後、搬送ローラ２ａ、２ｂ、プラテンローラ３、ピンチローラ４を正転させて印刷媒体Ｍを切断部７側に搬送し、否定判断のときはそのまま搬送ローラ２ａ、２ｂ、プラテンローラ３、ピンチローラ４を正転させて印刷媒体Ｍを切断部３０側に搬送する。

また、ＣＰＵは、オペレータから印刷指令情報および切断指令情報の入力がなされた時点からこの時点までの間に、切断指令情報に従って、媒体搬送路を介してカッタ刃７ａに対向する位置に切断指令情報で指令された面（全切り面、半切り面）が面するようにカッタ刃受け台７ｂの受け面を位置付ける。

ＣＰＵは、印刷媒体Ｍの先端がカッタ刃７ａの位置を通り過ぎて、印刷媒体Ｍに対する切断位置がカッタ刃７ａの位置まで搬送されると、ローラ２ａ、２ｂ、プラテンローラ３、ピンチローラ４の駆動を一旦停止させて印刷媒体Ｍの搬送を停止し、カッタ刃７ａをカッタ刃受け台７ｂに向けて進出させることで、印刷媒体Ｍを切断する。ＣＰＵはピンチローラ４の下流側に配置されたセンサからの出力を参照して印刷媒体Ｍの先端が該センサの位置に到達したか否かを監視しており、該センサの位置を基準としてステッピングモータ９への出力パルス数をカウントすることによりカッタ刃７ａの位置に対する印刷媒体Ｍの先端の位置の関係、すなわち、切断位置を把握することができる。

次いで、ＣＰＵは、ローラ２ａ、２ｂ、プラテンローラ３、ピンチローラ４の駆動を再開させて印刷媒体Ｍをさらに所定距離下流側に搬送してプリンタ１から排出する。そして、所定時間経過後、ローラ２ａ、２ｂ、プラテンローラ３、ピンチローラ４の駆動を停止させ、入力された印刷／切断指令情報に基づく動作を終了させる。なお、ＣＰＵは、さらに所定時間経過後、媒体搬送路上の曲線部に印刷媒体Ｍが位置して印刷媒体Ｍに曲がり癖ができることを防止するために、ローラ２ａ、２ｂ、プラテンローラ３、ピンチローラ４を駆動して印刷媒体Ｍを搬送ローラ２ａ、２ｂ側へ巻き戻す。

（効果等）
次に、本実施形態のプリンタ１の効果等について説明する。

本実施形態のプリンタ１では、単一のセンサＳｅを用いてインクリボンＲのリボン色が識別可能なため低コスト化を図ることができ、非接触でインクリボンＲのリボン色が識別可能なため耐久性を高めることができる。また、ＣＰＵは、発光素子Ｌｅに流れる電流が基準電流値から徐々に増加するように発光回路１９Ａを制御して受光回路１９Ｂから出力される出力電圧を監視し、出力電圧が最大電圧値（基準電流値を流したときに対応する電圧値）から設定電圧値となるまでの時間ｔの長さに応じてインクリボンの色を識別するので（図１１（Ａ）、図６参照）、受光回路１９Ｂの出力電圧に応じてリボン色を識別する場合と比べ、精度よくインクリボンの色を識別することができる。

また、本実施形態のプリンタ１では、発光素子Ｌｅに流れる電流が基準電流値から徐々に増加するように発光回路１９Ａを制御して（定常電流値を使用しないで）受光回路１９Ｂから出力される出力電圧を監視する。このため、プリンタ１ごとに基準プレートを用いたセンサＳｅの輝度調整が不要となる。

さらに、本実施形態のプリンタ１では、識別したインクリボンＲのリボン色に応じて、印刷部２０（サーマルヘッド６）の印刷条件（発熱量）を変更する。このため、印刷媒体Ｍに印刷された文字等の印刷品質を高めることができる。

なお、上記実施形態では、本発明を印刷装置（プリンタ１）に適用した例を示したが、本発明はこれに限らず、インクリボンの色を識別するリボン色識別装置にも適用可能である。また、上記実施形態では、インクリボンＲに単色リボンを用いた例を示したが、本発明はこれに限らず、例えば、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）等の複数色が面順次に繰り返されたインクリボンのリボン色を識別する場合や特定のリボン色の位置を検出する場合にも適用することができる。このような態様では、例示した所定時間を短く設定することで識別処理時間等を短縮することができる。さらに、上記実施形態では、基準電流値、設定電圧値、所定時間、一定量、時間ｔの閾値等について具体的な数値を示したが、本発明がこれに限定なされないことはいうまでもない。

また、上記実施形態では、インクリボンＲを使用して印刷媒体Ｍに直接画像を形成する直接印刷方式のプリンタ１について例示したが、本発明はこれに限るものではない。例えば、本発明は、インクリボンを使用して中間転写媒体に画像を形成し、中間転写媒体に形成された画像を印刷媒体に転写する間接印刷方式の印刷装置にも適用可能である。

さらに、上記実施形態では、供給リール８ｃおよび巻取リール８ｄをカセットケース８ａ内に収容したインクリボンカセット８を例示したが、本発明はこれに制限されることなく、カセットケース８ａを用いることなく、供給リール８ｃや巻取リール８ｄをそれぞれ供給リール回転軸、巻取リール回転軸に装着可能な印刷装置にも適用可能である。

また、上記実施形態では、図５に示したように、フォトトランジスタのコレクタ側を受光回路１９Ｂの出力電圧とする例を示したが、本発明はこれに限らず、例えば、フォトトランジスタのエミッタ側を受光回路１９Ｂの出力電圧とするようにしてもよい。この場合には、図７〜図１２に示した出力電圧の波形は上下方向で逆となる。このような態様では、上述した設定電圧値は、最小電圧値を越えインクリボンＲのリボン色が黒の場合に発光素子Ｌｅに定常電流値が流れるときの受光回路Ｌｒから出力される電圧値以下の電圧値に設定される。その際、好適な設定電圧値として、基準電圧値以上、かつ、インクリボンＲのリボン色が黒の場合に発光素子Ｌｅに定常電流値が流れるときの受光回路１９Ｂから出力される電圧値以下の電圧値に設定するようにしてもよい。このとき、フォトトランジスタのエミッタ側を反射型センサの出力電圧とする場合に、図５の抵抗Ｒ３を、フォトトランジスタのエミッタ側とグランド（ＧＮＤ）の間に挿入し作動電源（Ｖｃｃ）を直接フォトトランジスタのコレクタ側に接続するようにしてもよい。

さらにまた、上記実施形態では、センサＳｅに反射型センサを例示したが、本発明はこれに限ることなく、透過型センサを用いるようにしてもよい。また、センサＳｅは３．３Ｖ系のものに限らず、例えば、１．８Ｖ、５Ｖ、１２Ｖ系等の他の電圧系のものを用いるようにしてもよい。また、上記実施形態では、発光素子Ｌｅと受光素子Ｌｒとで作動電圧を同じ電圧とした例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。さらに、上記実施形態では、発光素子ＬｅにＬＥＤ、受光素子Ｌｒにフォトトランジスタを例示したが、本発明はこれに制限されるものではない。

なお、本実施形態では発光素子Ｌｅに流れる電流が基準電流値から徐々に増加するように発光回路１９Ａを制御する態様を示したが、基準電流値を例えば１５ｍＡに設定し、ＣＰＵが、発光素子Ｌｅに流れる電流が基準電流値から徐々に減少するように発光回路１９Ａを制御して受光回路１９Ｂから出力される出力電圧を監視し、出力電圧が基準電流値を流したときの電圧値から設定電圧値（例えば、２．８Ｖ）となるまでの時間ｔの長さに応じてインクリボンの色を識別するようにしてもよい。この場合、時間ｔの閾値として、０．６５［ｓ］、０．９［ｓ］、１．１［ｓ］が設定された例を示している。すなわち、時間ｔ＜０．６５［ｓ］のときは白色インクリボン、０．６５［ｓ］≦時間ｔ＜０．９のときは赤色インクリボン、０．９［ｓ］≦時間ｔ＜１．１のときは青色インクリボン、時間ｔ≧１．１のときは白色インクリボンと判定することができる（図１４）。

以上述べたとおり、本発明は、低コストで耐久性および精度に優れたリボン色識別装置および該リボン色識別装置を備えた印刷装置を提供するものであるため、リボン色識別装置および印刷装置の製造、販売に寄与するので、産業上の利用可能性を有する。

１ プリンタ（印刷装置）
８ インクリボンカセット
８ｂ 露出部
８ｃ 供給リール
８ｄ 巻取リール
１５ 制御部（制御手段）
１９Ａ 発光回路
１９Ｂ 受光回路
２０ 印刷部（印刷手段）
Ｌｅ 発光素子
Ｌｒ 受光素子
Ｍ 印刷媒体（媒体）
Ｒ インクリボン
Ｓｅ センサ

Claims (7)

1. 供給リールと巻取リールとの間で架設されたインクリボンと、
   前記インクリボンを用いて媒体に印刷処理を施す印刷手段と、
   発光素子と受光素子とを有し前記インクリボンを検出するセンサと、
   前記発光素子を発光させる発光回路と前記受光素子を作動させる受光回路とを有するセンサ回路と、
   前記センサ回路を制御する制御手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、前記発光素子に流れる電流が基準電流値から徐々に増加または減少するように前記発光回路を制御して前記受光回路から出力される出力電圧を監視し、前記出力電圧が前記基準電流値に対応する電圧値から予め設定された設定電圧値となるまでの時間の長さに応じて前記インクリボンの色を識別することを特徴とする印刷装置。
2. 前記制御手段は、
   前記発光素子に流れる電流が基準電流値から所定時間ごとに一定値ずつ増加または減少するように前記発光回路を制御して前記受光回路から出力される出力電圧を監視し、前記出力電圧が前記基準電流値に対応する電圧値から前記設定電圧値となるまでの時間を計時ないし算出し、
   前記計時ないし算出した時間を、前記設定電圧値となるまでの時間の長さと前記インクリボンの色との予め定められた関係に当てはめて前記インクリボンの色を識別する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の印刷装置。
3. 前記設定電圧値は、前記インクリボンの色が黒の場合に前記発光素子に定常電流値が流れるときの前記受光回路から出力される電圧値以上かつ最大電圧値未満の電圧値、または、最小電圧値を越え前記インクリボンの色が黒の場合に前記発光素子に前記定常電流値が流れるときの前記受光回路から出力される電圧値以下の電圧値であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の印刷装置。
4. 前記発光回路はＤ／Ａコンバータと、前記Ｄ／Ａコンバータの出力端子が正相入力端子に接続されたオペアンプと、前記オペアンプの出力端子が抵抗を介してベースに接続されたトランジスタとを有して構成され、前記発光素子は作動電源（Ｖｃｃ）と前記トランジスタのコレクタとの間に挿入されており、
   前記制御手段は、前記Ｄ／Ａコンバータに出力するデジタル電圧を変更することで、前記発光素子に流れる電流が基準電流値から徐々に増加または減少するように前記発光回路を制御することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の印刷装置。
5. 前記インクリボンは前記インクリボンが露出する露出部を有するインクリボンカセット内に収容されており、前記センサは前記露出部近傍に配置された反射型センサであることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の印刷装置。
6. 前記制御手段は、前記識別したインクリボンの色に応じて、前記印刷手段による前記媒体への印刷条件を変更することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の印刷装置。
7. インクリボンの色を識別するリボン色識別装置において、
   発光素子と受光素子とを有し前記インクリボンを検出するセンサと、
   前記発光素子を発光させる発光回路と前記受光素子を作動させる受光回路とを有するセンサ回路と、
   前記センサ回路を制御する制御手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、前記発光素子に流れる電流が基準電流値から徐々に増加または減少するように前記発光回路を制御して前記受光回路から出力される出力電圧を監視し、前記出力電圧が前記基準電流値に対応する電圧値から予め設定された設定電圧値となるまでの時間の長さに応じて前記インクリボンの色を識別することを特徴とするリボン色識別装置。

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