| 【発明の名称】 |
複数サーマルヘッドのプリンタ印刷位置合わせ回路 |
| 【発明者】 |
【氏名】柴野 元良
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| 【要約】 |
【課題】印刷位置の精度を高めた複数サーマルヘッドのプリンタ印刷位置合わせ回路を得る。
【解決手段】本発明のプリンタ印刷位置合わせ回路は、複数のサーマルヘッドと、これに付随する同期パターン検出センサ１１、１２、１３、これらの同期パターン検出センサが検出したマーク位置の位相差を算出する位相差計算部２４を有し、また同期パターン検出センサ１１、１２、１３が紙に印刷されたマークの間隔を検出し、このマークの検出動作を行う毎にカウントアップするカウンタと、マーク間の間隔距離の初期値を保持する初期値保持手段を有する。保持された初期値とカウンタのカウント値との比較に基づき、紙の伸縮の検知を行う。この検知に基づき画像データの各ヘッドへの出力のタイミングを調整すると共に、同期はずれが規定値より大きい場合は、印刷動作を停止させる。これにより、印刷位置の精度を高めることが可能となる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 Ｎ個（Ｎは２以上の自然数）のサーマルヘッドと、紙送り方向に対し少なくとも第２以降のサーマルヘッドに付随するＮ−１個の同期パターン検出センサと、前記Ｎ−１個の同期パターン検出センサが検出したマーク位置の位相差を算出する位相差計算手段とを有し、前記算出した位相差に基づき、前記紙送り方向に送られる紙の伸縮を検知して、前記Ｎ個のサーマルヘッドの印刷位置の同期合わせを行うことを特徴とする複数サーマルヘッドのプリンタ印刷位置合わせ回路。
【請求項２】 前記マーク位置の位相差の算出は、前記紙送り方向における第１の同期パターン検出センサまたは第１のサーマルヘッドと第２以降の同期パターン検出センサ間の位相差を予め測定し、測定された該位相差を用いて前記印刷位置の同期合わせを行うことを特徴とする請求項１に記載の複数サーマルヘッドのプリンタ印刷位置合わせ回路。
【請求項３】 前記同期パターン検出センサが前記紙に印刷されたマークの間隔を検出し、該マークの検出動作を行う毎にカウントアップするカウンタをさらに有し、該カウンタのカウント値に基づき前記紙の伸縮の検知を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の複数サーマルヘッドのプリンタ印刷位置合わせ回路。
【請求項４】 前記マーク間の間隔距離の初期値を保持する初期値保持手段をさらに有し、該保持された初期値と前記カウンタのカウント値との比較に基づき、前記紙の伸縮の検知を行うことを特徴とする請求項３に記載の複数サーマルヘッドのプリンタ印刷位置合わせ回路。
【請求項５】 前記カウンタによりカウントされたカウント値は、予め保持された前方保護カウンタ値および後方保護カウンタ値と比較され、前記検出されたマークの同期判定、紙伸び判定、紙縮み判定、および同期外れ判定を含む各種の判定を行うことを特徴とする請求項４に記載の複数サーマルヘッドのプリンタ印刷位置合わせ回路。
【請求項６】 前記判定は、前記マーク間の間隔距離の所定の複数回の検出値に基づき行うことを特徴とする請求項５に記載の複数サーマルヘッドのプリンタ印刷位置合わせ回路。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数サーマルヘッドのプリンタ印刷位置合わせ回路に関し、例えば、複数サーマルヘッドと印刷紙間におけるプリンタ印刷の位置合わせ回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、複数サーマルヘッドのプリンタ印刷位置合わせ回路は、一般に、サーマルヘッド間の長さと印刷する紙の長さとの間に生じる、相対的な長さ合わせの補正を施す回路に適用される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従来の複数サーマルヘッドのプリンタ印刷位置合わせ回路によるサーマルヘッドの紙への印刷では、紙の水分の蒸発によって生じる縮みが、印刷濃度およびパターンによって異なる。このため、より高い精度を得るためには、動的に位置合わせを行う必要性があるという問題点を伴う。
【０００４】また、複数のサーマルヘッドを使用するプリンタでは、紙の装着時に発生する紙のたるみによって、各ヘッド間に対する紙の長さに変化が生じる。さらに、印刷時のサーマルヘッドによる加熱で紙の伸縮が発生する等の問題点を伴う。
【０００５】本発明は、印刷位置の精度を高めた複数サーマルヘッドのプリンタ印刷位置合わせ回路を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するため、本発明の複数サーマルヘッドのプリンタ印刷位置合わせ回路は、Ｎ個（Ｎは２以上の自然数）のサーマルヘッドと、紙送り方向に対し少なくとも第２以降のサーマルヘッドに付随するＮ−１個の同期パターン検出センサと、Ｎ−１個の同期パターン検出センサが検出したマーク位置の位相差を算出する位相差計算手段とを有し、算出した位相差に基づき、紙送り方向に送られる紙の伸縮を検知して、Ｎ個のサーマルヘッドの印刷位置の同期合わせを行うことを特徴としている。
【０００７】また、上記のマーク位置の位相差の算出は、紙送り方向における第１の同期パターン検出センサまたは第１のサーマルヘッドと第２以降の同期パターン検出センサ間の位相差を予め測定し、この測定値を用いて印刷位置の同期合わせを行い、同期パターン検出センサが紙に印刷されたマークの間隔を検出し、このマークの検出動作を行う毎にカウントアップするカウンタをさらに有し、カウンタのカウント値に基づき紙の伸縮の検知を行うとよい。
【０００８】さらに、マーク間の間隔距離の初期値を保持する初期値保持手段を有し、保持された初期値とカウンタのカウント値との比較に基づき、紙の伸縮の検知を行い、カウンタによりカウントされたカウント値は、予め保持された前方保護カウンタ値および後方保護カウンタ値と比較され、検出されたマークの同期判定、紙伸び判定、紙縮み判定、および同期外れ判定を含む各種の判定を行い、この判定は、マーク間の間隔距離の所定の複数回の検出値に基づき行うとよい。
【０００９】
【発明の実施の形態】次に、添付図面を参照して、本発明による複数サーマルヘッドのプリンタ印刷位置合わせ回路の実施の形態を詳細に説明する。図１から図９を参照すると、本発明の複数サーマルヘッドのプリンタ印刷位置合わせ回路の一実施形態が示されている。
【００１０】図１から９において、図１から７が第１の実施例を示し、複数サーマルヘッドのプリンタ印刷位置合わせ回路の構成内容を示す図である。また、図８および図９は変化例・応用例を示し、図８は、図１に対する第２の実施例の複数ヘッド部の配置・構成例を示す概念図であり、図９はこれに対応する複数サーマルヘッドのプリンタ印刷位置合わせ回路の回路構成ブロック図である。これらの各図において、本発明の構成を以下に詳述する。
【００１１】（第１の実施例）図１は、３個のヘッド１、２、３とこれらのヘッドに付随するセンサとにおいて、ヘッドとそれに付随するセンサとの距離（ａ１、ａ２、ａ３）と、ヘッド１−２、１−３間の位相差（ｂ１、ｂ２）の関係を示している。
【００１２】図２のマーク位置は、図４および図５の同期保護１、同期保護２のカウンタとマークとの位相関係を示している。同期保護１のカウンタ３２は、マーク検出動作を行う毎に１つカウントアップし、現在のマークから次のマークの間で“０”から“ｎ”までカウントするものとする。図２は、マーク位置とカウンタの位相を示す。マーク位置の一致時にカウンタの値と“０”とに位相が合った状態を示す。本図２の状態と相違し、マーク位置でカウンタの値が“１、２、３”等の時には紙が伸びたことを示し、逆に“ｎ、ｎ−１、ｎ−２”の時には紙が縮んだことを示す。
【００１３】図３の同期パターン検出センサ（１）１１は図１のヘッド１に付随するセンサを示し、同期パターン検出センサ（２）１２はヘッド２に付随するセンサを示し、同期パターン検出センサ（３）１３はヘッド３に付随するセンサを示す。
【００１４】図４の同期保護１は、図３の同期パターン検出同期保護（１）２１の詳細な回路構成ブロック図を示し、また、図５の同期保護２は、図３の同期パターン検出同期保護（２）２２の詳細な回路構成ブロック図を示している。
【００１５】図３の位相差計算２４は、同期保護１（図４）のマーク位置のタイミングでヘッド２、ヘッド３の同期保護２（図５）のカウンタの値を求める。
【００１６】ヘッド２の同期保護２のカウンタの値は、ヘッド２に最も近いマークとの位相差を示す。ヘッド１とヘッド２の間にあるマークの数は既知であるので、ヘッド１のセンサとヘッド２のセンサの間隔が解る。また、ヘッド１のヘッドとセンサ間の距離（図１のａ１）とヘッド２のヘッドとセンサ間の距離（図１のａ２）が予め測定してあると、ヘッド１とヘッド２の距離が解る。同様に、ヘッド１とヘッド３の距離が解る。また、同期保護１，同期保護２の異常状態が明らかになった場合は、可変遅延画像データバッファ２８、２９を停止させて印刷動作を中断する。
【００１７】ヘッド１とヘッド２の距離、ヘッド２とヘッド３の距離分を可変遅延画像データバッファ２８、２９で遅延させたデータを、ヘッド２、ヘッド３に送る。この結果、ヘッド２、ヘッド３にヘッド１との距離分ずらしたデータが送られるので、コンポーネント１、２、３が相互に合った印刷となる。
【００１８】図４は、図３の同期パターン検出同期保護（１）を行うブロック図を示している。図４の中の各ブロック機能を以下に説明する。
【００１９】同期パターン検出３１は、マークパターンを検出する。カウンタ３２は、マーク検出動作を行う毎にカウントアップするカウンタである。デコーダ３３は、カウンタ値が“０”の時と“ｎ＋１”の時にデコードし、マーク位置として出力する。
【００２０】コンパレータ（１）３４は、検出したマークが図２のように位相が合った状態を判定するコンパレータである。判定領域は、図６の同期判定領域である。この判定領域に幅を持つのは、同期パターンの検出の誤差を影響させないためである。
【００２１】ウィンドコンパレータ（１）３５は、検出したマークが位相が合わない状態になったことを判定するコンパレータである。位相が合わないと判定する領域は、図６の同期判定領域と異常状態判定領域を除く領域である。位相が合わないと判定したときに、有効になる信号を前方保護カウンタ３６に送る。これに対して、位相が合うと判定したときに、有効になる信号を後方保護カウンタ３７に送る。なお、図６は、二種類（Ａ）および（Ｂ）の同期判定形態例を示している。
【００２２】コンパレータ（２）４１は、紙が停止や切れるなどの異常状態を判定するコンパレータである。図６の異常状態判定領域で有効になる信号を出力する。
【００２３】初期値４０とは、マークから次のマークまでの間にカウンタ３２がカウントアップする値であり、図２での“ｎ”に相当する。この結果、上述の「マーク位置の一致時にカウンタの値と“０”とに位相が合った状態を示す。」こととなる。
【００２４】オフセット計算４２とは、初期値４０から図６の異常状態判定、同期はずれ判定領域、同期判定領域、紙縮み判定領域、同期はずれ判定領域の閾値を計算する。
【００２５】前方保護カウンタ３６は、ウィンドコンパレータ（１）３５が、位相が合わなくなったとする判定が幾つ連続したかをカウントする。このカウンタの値をシーケンサ３８は読み取り、ある閾値（例えば３）を越えるとシーケンサ３８は新たな同期パターンを検出する。
【００２６】後方保護カウンタ３７は、ウィンドコンパレータ（１）３５が、位相が合わなくなったとしなかった判定が幾つ連続したかをカウントする。このカウンタの値をシーケンサ３８は読み取り、ある閾値（例えば３）を越えるとシーケンサ３８は検出した同期パターンが同期と判定する。
【００２７】図５は、図３の同期パターン検出同期保護（２）を行うブロック図である。本図５の中の各ブロック機能を以下に説明する。
【００２８】同期パターン検出５１は、マークパターンを検出する。カウンタ５２は、マーク検出動作を行う毎にカウントアップするカウンタである。デコーダ５３は、カウンタの値が“０”の時と“ｎ＋１”の時にデコードし、マーク位置として出力する。
【００２９】コンパレータ（１）５４は、検出したマークが図２のように位相が合った状態を判定するコンパレータである。判定領域は、図６の同期判定領域である。判定領域に幅を持つのは、同期パターン検出の誤差を影響させないためである。
【００３０】ウィンドコンパレータ（１）５５は、検出したマークが位相が合わなくなった状態になったことを判定するコンパレータである。位相が合わなくなったと判定する領域は、図６の同期判定領域と異常状態判定領域を除く領域である。位相が合わなくなったと判定した時に、有効になる信号を前方保護カウンタ（１）６０に送る。位相が合うと判定した時に有効になる信号を後方保護カウンタ６１に送る。
【００３１】ウィンドコンパレータ（２）５６は、紙が縮んだことを判定するコンパレータである。同期判定領域よりカウンタの値が小さく、同期はずれ領域より大きい領域である。紙が縮んだと判定した時有効になる信号を前方保護カウンタ（２）６２に送る。
【００３２】ウィンドコンパレータ（３）５７は、紙が伸びたことを判定するコンパレータである。同期判定領域よりカウンタの値が大きく、同期はずれ領域より小さい領域である。紙が伸びたと判定した時、有効になる信号を前方保護カウンタ（３）６３に送る。
【００３３】コンパレータ（２）５８は、紙が停止や切れるなどの異常状態を判定するコンパレータである。図６の異常状態判定領域で有効になる信号を出力する。
【００３４】初期値６５とは、マークから次のマークまでの間にカウンタがカウントアップする値である。図２での“ｎ”にあたる。
【００３５】オフセット計算６６とは、初期値から図６の異常状態判定、同期はずれ判定領域、同期判定領域、紙縮み判定領域、同期はずれ判定領域の閾値を計算する。
【００３６】前方保護カウンタ（１）６０は、ウィンドコンパレータ（１）５５が、位相が合わなくなったと判定するのが幾つ連続したかをカウントする。この前方保護カウンタ（１）６０の値をシーケンサ６４は読み取り、ある閾値（例えば３）を越えると、シーケンサ６４は新たな同期パターンを検出する。
【００３７】前方保護カウンタ（２）６２は、ウィンドコンパレータ（２）５６が、紙が縮んだと判定するのが幾つ連続したかをカウントする。この前方保護カウンタ（２）６２の値をシーケンサ６４は読み取り、ある閾値（例えば３）を越えると、シーケンサ６４は紙が縮んだと判定する。
【００３８】前方保護カウンタ（３）６３は、ウィンドコンパレータ（３）５７が、紙が伸びたと判定するのが幾つ連続したかをカウントする。この前方保護カウンタ（３）６３の値をシーケンサ６４は読み取り、ある閾値（例えば３）を越えると、シーケンサ６４は紙が伸びたと判定する。
【００３９】後方保護カウンタ６１は、ウィンドコンパレータ（１）５５が、位相が合うと判定したのが幾つ連続したかをカウントする。この後方保護カウンタ６１の値をシーケンサ６４は読み取り、ある閾値（例えば３）を越えると、シーケンサ６４は検出した同期パターンが同期と判定する。
【００４０】図７は、動作例を示すフローチャートである。図７のフローチャートにおいて、ステップＳ１で（フレーム）カウンタを止める。ステップＳ２において現在のデータが同期パターンか否かをチェックする。このチェックの結果が“ＮＯ”であれば、次のデータへ進み（ステップＳ３）、ステップＳ１へ戻る。また、チェック（ステップＳ２）の結果が“ＹＥＳ”の場合は、前方保護カウンタをクリアし（ステップＳ４）、さらに後方保護カウンタをアップし（ステップＳ５）、同期の位置に同期パターンがあるか否かをチェックする（ステップＳ６）。
【００４１】このチェック（ステップＳ６）の結果が“ＮＯ”の場合は、後方カウンタをクリアして（ステップＳ７）ステップＳ１へ戻る。また、“ＹＥＳ”の場合は、前方保護カウンタをクリアし（ステップＳ８）、後方保護カウンタをアップして（ステップＳ９）、後方保護カウンタが設定値を越えたか否かをチャックする（ステップＳ１０）。
【００４２】チェック（ステップＳ１０）の結果が“ＮＯ”の場合は、ステップＳ６へ戻る。また、“ＹＥＳ”の場合は、現在のデータが同期パターンか否かをチェックする（ステップＳ１１）。
【００４３】チェック（ステップＳ１１）の結果が“ＹＥＳ”の場合は、前方保護カウンタをクリアし（ステップＳ１２）、さらに同期状態と判定し（ステップＳ１３）、ステップＳ１１へ戻る。チェック（ステップＳ１１）の結果が“ＮＯ”の場合は、前方保護カウンタをアップし（ステップＳ１４）、さらに後方保護カウンタをクリアし（ステップＳ１５）、前方保護カウンタが設定値を超えたか否かをチェックする（ステップＳ１６）。
【００４４】チェック（ステップＳ１６）の結果、設定値を越えない場合は（ＹＥＳ）、ステップＳ１３へ移行し、設定値を超えた場合は（ＮＯ）、先頭処理のステップＳ１へ戻る。
【００４５】図７のフローチャートにおいて、ステップＳ１〜Ｓ５がハンチング検出処理であり、ステップＳ６〜Ｓ１０が後方保護処理であり、ステップＳ１４〜Ｓ１６が前方保護処理である。
【００４６】上記の実施形態では、等間隔の位置検出用のマークにより複数のサーマルヘッドを使用するプリンタの印刷位置合わせを、マーク検出の同期保護回路のカウンタの位相差により印刷画像をずらすことにより行う。
【００４７】加熱による紙の伸縮が動的に発生すると、前方保護カウンタにより紙の伸縮を検知し、この後からはこの間隔を新たなマーク間隔として同期保護を続ける。この動作にともない、カウンタの位相差は変化する。可変遅延画像データバッファの遅延量をこれに合わせて変化させることで、紙の伸縮に追従する。
【００４８】また、上記の実施形態によれば、紙には予め紙送り方向位置検出用のマークが、一定間隔で印刷面もしくは裏面に印刷してある。サーマルヘッドは、複数あり、各ヘッドには上記マークのマーク検出用センサが取りつけられており、センサとヘッドの間隔は予め分かっているものとする。このセンサの出力から、マークの位置を検出する検出器があり、マーク間隔を検出する同期保護回路がある。
【００４９】先頭以外の同期保護回路は、サーマルヘッドによる加熱により生じる伸縮を追従するための紙伸び判定領域および紙縮み判定領域を、前方保護にもつ同期保護回路である。この判定領域にマークを検出すると、前方保護カウンタより紙の伸縮を検知し、この後からは、この間隔を新たなマーク間隔として同期保護を続ける。
【００５０】先頭の同期保護回路がマーク位置と判定した時の、他の同期保護回路のカウンタの値が、先頭のセンサとマークの位置関係に対するそれぞれのセンサとマーク位置関係の位相差になっている。
【００５１】先頭のヘッドに対するそれぞれのヘッドの距離は、下記の関係式（１）から求める。この距離分を可変遅延画像データバッファで遅延させることで、紙送り方向の印刷の位置合わせを行う。
位相差×１位相差の距離−（（先頭のヘッド−センサ間距離）−（ヘッド−センサ間の距離）） ・・・・（１）
【００５２】紙送り方向位置検出用マークは、水平線成分を持つマークで同じ形のものが予め一定間隔で印刷面もしくは裏面に印刷してある。同期保護のカウンタの値は、マーク位置に対する位相と考えられる（図２）。
【００５３】先頭の同期保護回路がマーク位置と判定した時の他の同期保護回路のカウンタの値は、そのセンサがマークの間のどの位置にいるかを示す。紙の装てん時の許容できるたるみは、マーク間隔までとする。この条件により、先頭のセンサとの間に入っているマークの数は誤差１で定まる。
【００５４】先頭の同期保護回路がマーク位置と判定した時の他の同期保護回路のカウンタの値で、先頭のセンサとセンサの紙の長さが求まる。センサの出力をパタンマッチングフィルタによる水平線検出器によりマークを検出する。
【００５５】マークの検出には、誤検出や検出もれが生じてもよいように同期保護をかける。先頭のセンサの同期保護は、マークの間隔が一定なものとして同期保護を行う。先頭以外のセンサの同期保護は、紙伸び判定領域、紙縮み判定領域を前方保護動作で行う。
【００５６】この判定領域にマークを検出すると前方保護カウンタをカウントアップし、閾値を越えたことより紙の伸縮を検知し、この後からはこの間隔を新たなマーク間隔として同期保護を続ける。
【００５７】先頭のセンサの同期保護がマーク位置と判定した時の、他の同期保護回路のカウンタの値が、先頭のセンサに対するマーク位置の位相になっている。位相差に対応する遅延量を可変遅延バッファで遅延させることで、紙送り方向の印刷の位置合わせができる。
【００５８】紙の装てん時にマーク間隔までのたるみや印刷時の加熱によって生じる紙の伸縮は、可変遅延バッファの自動的な調整で補正される。
【００５９】（第２の実施例）図８および図９は、上記第１の実施例に対する第２の実施例を示している。図８および図９において、紙送り方向位置検出用マークを先頭のヘッドで等間隔に印刷し、その他のヘッドには印刷面にセンサが取りつけられており、センサとヘッドの間隔は予め分かっているものとする。
【００６０】センサの出力からマークの位置を検出する検出器があり、マーク間隔を検出する同期保護回路がある。先頭以外の同期保護回路は、サーマルヘッドによる加熱により生じる伸縮を追従するための紙伸び判定領域、紙縮み判定領域を前方保護にもつ同期保護回路である。この判定領域にマークを検出すると前方保護カウンタより紙の伸縮を検知し、この後からはこの間隔を新たなマーク間隔として同期保護を続ける。
【００６１】先頭の同期保護回路がマーク位置と判定した時の他の同期保護回路のカウンタの値が、先頭のセンサとマークの位置関係に対するそれぞれのセンサとマーク位置関係の位相差になっている。
【００６２】先頭のヘッドに対するそれぞれのヘッドの距離は、下記の関係式（２）から求める。この距離分を可変遅延画像データバッファで遅延させることで、紙送り方向の印刷の位置合わせを行う。
位相差×１位相差の距離＋（ヘッド−センサ間の距離） ・・・・（２）
【００６３】尚、上述の実施形態は本発明の好適な実施の一例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施が可能である。
【００６４】
【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明の複数サーマルヘッドのプリンタ印刷位置合わせ回路は、Ｎ個（Ｎは２以上の自然数）のサーマルヘッドに対し、紙送り方向に対し少なくとも第２ヘッド以降に付随するＮ−１個の同期パターン検出センサが検出したマーク位置の、位相差を算出する。この算出した位相差に基づき、紙送り方向に送られる紙の伸縮を検知して、Ｎ個のサーマルヘッドの印刷位置の同期合わせを行う。これにより、印刷位置の精度を高めることが可能となる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】３０００１６７６５
【氏名又は名称】エヌイーシービューテクノロジー株式会社
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| 【出願日】 |
平成１２年１１月９日（２０００．１１．９） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８４２５０
【弁理士】
【氏名又は名称】丸山 隆夫
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| 【公開番号】 |
特開２００２−１４４６１３（Ｐ２００２−１４４６１３Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１４年５月２２日（２００２．５．２２） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−３４７４６１（Ｐ２０００−３４７４６１） |
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