JP2019048416A - 画像記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来よりも印字余白を少なくして記録材を有効利用することが可能なハンディモバイル型の画像記録装置を提供する。【解決手段】印字方向Ｘへ走査することで記録材Ｐに画像を記録するハンディモバイル型の画像記録装置１が、記録材Ｐに画像を記録する記録手段９と、前記記録手段９を収容した筐体３９と、装置本体を印字方向に案内する転動体４が取り付けられた軸１０と、を有し、前記筐体３９の底部が凹部４１を有し、前記軸１０が前記凹部４１に収容される。【選択図】図７

Description

本発明は、画像記録装置に関する。

ノートパソコンやスマートフォンなどの普及に伴い、携帯可能な記録装置が要望されている。携帯型の記録装置として、人の手で紙面などの記録材上を走査しながら画像を記録する記録装置が公知である。このような記録装置は、ハンドヘルド記録装置、ハンディプリンタ、又はハンディモバイルプリンタなどと呼ばれている。以下、これらを総称してハンディモバイルプリンタと称する。

ハンディモバイルプリンタは、記録材上をフリーハンドで印字・記録可能とすることで、モバイルの利便性と用紙対応力を両立したものである。しかし、従来のハンディモバイルプリンタでは、印字余白が大きく、印字余白を少なくして記録材の紙面を有効利用するという点で改善の余地があった。

特許文献１の記録装置は、インクジェット方式のハンディモバイルプリンタの操作性を向上させるため、プリンタ本体の記録方向への移動をガイドする第一ガイド手段と、記録方向に対して直角な方向へのプリンタ本体の移動をガイドする第二ガイド手段と、第一ガイド手段と第二ガイド手段とを切り換えるための切換手段とを備えている。しかし、印字余白を少なくする点は考慮されていない。

そこで本発明は、従来よりも印字余白を少なくして記録材を有効利用することが可能なハンディモバイル型の画像記録装置を提供することを課題とする。

この課題は、印字方向へ走査することで記録材に画像を記録するハンディモバイル型の画像記録装置であって、記録材に画像を記録する記録手段と、前記記録手段を収容した筐体と、装置本体を印字方向に案内する転動体が取り付けられた軸と、を有し、前記筐体の底部が凹部を有し、前記軸が前記凹部に収容される、ことを特徴とする画像記録装置により解決される。

画像記録装置の底面部の面積が小さくなるため、印字方向の印字余白を少なくし、記録材を有効利用することができる。

本発明による画像記録装置の一実施形態に係るハンディモバイル型インクジェットプリンタ（ＨＭＰ）の外観斜視図である。 図１の下側から見たＨＭＰの外観斜視図である。 ＨＭＰ１の概略背面斜視図である。 ＨＭＰ１の機能ブロック図である。 ＨＭＰ１の背面方向から見た一部断面図である。 ＨＭＰ１を使用したときに発生する印字余白を示す図である。 第１実施形態に係るＨＭＰ１と従来の構成を有するＨＭＰでの印字方向Ｘの印字余白の違いを説明する概略背面図である。 第３実施形態に係るＨＭＰ１の側面方向から見た一部断面図である。 第３実施形態に係るＨＭＰ１と従来の構成を有するＨＭＰでの改行方向Ｙの印字余白の違いを説明する概略側面図である。

図１は、本発明による画像記録装置の一実施形態に係るハンディモバイル型インクジェットプリンタ（以下、ＨＭＰと略記する）の外観斜視図である。また、図２は、図１の下側から見たＨＭＰの外観斜視図である。

図１に示すＨＭＰ１は、上部ユニット２と下部ユニット３から構成されており、上部ユニット２は下部ユニット３に着脱可能である。ＨＭＰ１は、全体的に直方体形状を有しているが、掌に収まる右側部分は丸みを帯びている。上部ユニット２の内部には、用紙への印刷を制御する制御手段である制御ボード５０（図４）が搭載されており、上部ユニット２の表面に設けられた電源ボタン１４、切替ボタン１５や、上部ユニット２の側面に設けられたＵＳＢ接続口６と接続している。電源ボタン１４は長押しすることで電源のＯＮ／ＯＦＦを切り替えることができるだけでなく、短く押すことで右方向及び左方向の印字（両方向の印字）と、右方向又は左方向の印字（一方向の印字）を選択できるモード切替機能も有する。切替ボタン１５により、操作者がインク吐出のＯＮ／ＯＦＦを切り替えて、液体吐出ヘッド９からのインクの吐出タイミングなどを操作することができる。ＵＳＢ接続口６に画像データを保有したＵＳＢを挿入することで、所望の画像を印字することができる。

図２に示すように、下部ユニット３の底面１３には、液体吐出ヘッド（インクジェットヘッド）９と、記録材を検知する検知手段である紙面センサ８などが設けられている。液体吐出ヘッド９は、底面１３の下に位置する記録材としての用紙に向かって液体を吐出する列状の複数の液体吐出口３８を有する。本実施形態のＨＭＰ１では、液体吐出ヘッド９は、用紙に画像を記録する記録手段の一例である。また、下部ユニット３内にはインクカートリッジ収納部が設けられており、上部ユニット２を下部ユニット３から取り外してインクカートリッジを交換する。

また、用紙と対面する底面１３には列状の液体吐出口３８と平行な車軸１０に備えられたガイドコロ４が設けられており、印字操作の際、ガイドコロ４の回転によりＨＭＰ本体の短手方向である印字方向ＸにＨＭＰ１を直進させることができる。これらガイドコロ４は、装置本体を印字方向と平行に案内する転動体の一例である。操作者がＨＭＰ１を用紙上で走査させるとき、底面１３は用紙に接触せず、用紙に接触するのはガイドコロ４のみであるため、用紙とＨＭＰ１の接触は最小限に抑えられ、液体吐出ヘッド９から用紙への距離が一定に保たれて、所望の高画質の画像が印字される。

ＨＭＰ１に設けられた紙面センサ８は、用紙までの距離や用紙の表面状態（例えば凹凸）を検知したり、用紙の表面からＨＭＰ１の移動距離を検出したりするセンサであり、例えばパソコンのマウス（ポインティングデバイス）が備えるセンサに類する。移動距離を検出する仕組みは次の様である。紙面センサ８は、置かれている場所（用紙）に光を照射し、その部分の状態を「模様」として読み取る。そして、紙面センサ８の動きに対してその「模様」がどのように移動するのかを連続して捉えることで、移動量を算出する（いわゆる光学式センサ）。

ここで、装置後方の２つのガイドコロ４と紙面センサ８は、印字方向Ｘと平行な一点鎖線Ｃ１上に位置している。これによれば、用紙上を転がるガイドコロ４によって用紙の凹凸が平滑にされた後に、その表面を紙面センサ８が検出する。したがって、用紙の凹凸を起因とする紙面センサ８の誤検出を回避できる。

紙面センサ８としては、他に機械式（ボール式）を利用可能であるが、本実施形態では非接触の光学式センサを用いている。

液体吐出ヘッド９は、ヘッドからインクなどの液体・液滴を吐出して記録を行うものであり、その構成は周知であるため、ここでは詳述しない。また、ＨＭＰ１に搭載可能であれば、適宜な構成の液体吐出ヘッドを採用可能である。

図３はＨＭＰ１の概略背面斜視図である。
下部ユニット３には、操作者によるＨＭＰ１の改行操作をガイドするためのガイド部材７が設けられている。ガイド部材７は、操作者による印字方向Ｘと直交する改行方向Ｙにおける改行操作をガイドするものである。

図４は、ＨＭＰ１の機能ブロック図である。
制御ボード５０は、各演算処理・制御を司るＣＰＵ５１と、ＰＣ／スマートフォン間の制御、画像や操作コマンドの入力ＩＦであるＨｏｓｔＩ／Ｆ５２と、各演算、各画像処理の実行メモリとして使用するＲＡＭ５３と、ＨＭＰのハードウェア制御を行うファームウェアや液体吐出ヘッド（インクジェットヘッド）９の駆動波形データ等を格納するＲＯＭ５４と、液体吐出ヘッド９を駆動させるためのデータ処理、駆動波形を生成するヘッド制御部６０等を有する。

ＨＭＰ１の電力源としてはバッテリ７５を有し、メンテナンスキット７６から充電する。バッテリは充電式であり、メンテナンスキットは単純に充電のみを行うもので、ＡＣアダプタやＵＳＢ給電アダプタなどである。
電源ボタン１４をＯＮすることによりＨＭＰ１に電源を入れると、各モジュールに電力が供給され、ＣＰＵ５１はＲＯＭ５４に格納されているプログラムから起動動作を開始し、プログラム・各データをＲＡＭ５３に展開する。

座標検知センサを有する場合、これらに加えて、制御ボード５０は、ＨＭＰ１の位置情報を検出する位置検知センサの情報を元に、液体吐出ヘッド９のノズル位置情報を算出する位置算出回路と、各座標検知センサからの検知信号を入力する位置情報Ｉ／Ｆ等、を有してもよい。座標検知センサはＨＭＰ１の相対的な位置を検出する手段であり、マウスに使用される光学センサや小型のカメラモジュールなどを複数個搭載し、ＨＭＰ自身の回転位置も検出できる。この座標検知センサを用いた位置検知方法としては、元形成画像データをメモリに予め記憶してから、カメラモジュールにより形成した画像をスキャンし、元データとスキャンデータとをマッチングさせることでＨＭＰの位置を見失っても復帰する方法や、ＧＰＳを利用して絶対位置を検出する方法があり、これらの方法を用いて絶対位置を見失わない位置検出を実現する。座標検知センサを有するハンディモバイル型プリンタの詳細は特許文献２を参照されたい。

以下では、本発明の特徴部について説明する。
図５は、ＨＭＰ１の背面方向から見た一部断面図である。図５（ａ）は、ＨＭＰ１の第１実施形態、図５（ｂ）は、ＨＭＰ１の第２実施形態を示す。
図５（ａ）に示すように、液体吐出ヘッド９を収容したヘッド筐体３９は全体的に直方体形状を有するが、ヘッド筐体３９の底部の角部は面取り部４１を有し、面取り部４１により形成されたヘッド筐体３９よりも下のスペースに、ガイドコロ４が回転可能に取り付けられた車軸１０が配置されている。面取り部４１は、車軸１０を収容するための凹部の一例である。後述するように、このように面取り部４１の下方のスペースに車軸１０及びガイドコロ４を配置することにより、ＨＭＰ１の底面部の面積が小さくなり、それによりＨＭＰ１を使用したときに発生する印字余白を少なくして、紙面を有効利用することが可能となる。さらに、空いたスペースに車軸１０を配置することにより、ＨＭＰ１をよりコンパクトに構成することができる。

図５（ｂ）に示すように、ヘッド筐体３９の底部の角部は矩形の凹所４２を有し、凹所４２により形成されたヘッド筐体３９よりも下のスペースに、ガイドコロ４が取り付けられた車軸１０が配置されている。凹所４２は、車軸１０を収容するための凹部の一例である。このように凹所４２の下方のスペースに車軸１０及びガイドコロ４を配置することによっても、印字余白を従来よりも少なくして、紙面を有効利用するとともに、ＨＭＰ１を印字方向Ｘによりコンパクトに構成することができる。

ここで、凹所４２は矩形に限られず、車軸１０及びガイドコロ４を配置するのに適した円弧状などの形状であってもよい。

次に、図６を用いて、ＨＭＰ１を使用したときに発生する印字余白について説明する。なお、便宜上、図６ではＨＭＰ１は底面図として示している。
用紙Ｐは厚みがあるものであったり、用紙Ｐのすぐ外側に障害物があったりするため、ガイドコロ４は、用紙Ｐの端部までしか動かせない。また、ＨＭＰ１に搭載された用紙Ｐの表面状態を検知する紙面センサ８は、常に用紙Ｐの上に位置している必要がある。図６では、ＨＭＰ１が用紙Ｐ上の右上方向にぎりぎりまで移動しており、言い換えれば、ＨＭＰ１は、ガイドコロ４が用紙Ｐの外側にはみ出さない限界位置にある。斜線部は印字領域を示す。

この場合、印字方向Ｘにおいては、液体吐出ヘッド９のノズル面の中心位置６１からガイドコロ４までの距離に相当する印字余白Ａが発生する。
一方、用紙Ｐの上側では、印字方向Ｘと直交する改行方向Ｙにおいては、ノズル面の前端位置６２から前側ガイドコロの前方位置６３までの距離に相当する印字余白Ｂが発生する。また、用紙Ｐの下側では、改行方向Ｙに、ノズル面の後端位置６４から紙面センサ８の検知位置６５までの距離に相当する印字余白Ｃも発生する。

図７は、第１実施形態に係るＨＭＰ１と従来の構成を有するＨＭＰでの印字方向Ｘの印字余白の違いを説明する概略背面図である。なお、図７ではＨＭＰ１の筐体などの図示は省略している。
図７（ａ）に示すように、第１実施形態に係るＨＭＰ１ではヘッド筐体３９の下部が面取り部４１を有し、ガイドコロ４の車軸１０がＨＭＰ１本体の内側に位置するので、印字方向Ｘにおける、液体吐出ヘッド９のノズル面の中心位置６１からガイドコロ４までの距離に相当する印字余白Ａは小さくなる。一方、ヘッド筐体３９の下部が面取り部４１を有しない従来構成のＨＭＰでは、ガイドコロの車軸１０がＨＭＰ本体の外側に位置するため、印字方向Ｘにおける印字余白Ｄは大きくなる（Ａ＜Ｄ）。ヘッド筐体３９の底部の角部が矩形の凹所４２を有する第２実施形態に係るＨＭＰ１についても同様の効果が得られる。

以上のように、本発明の第１及び第２実施形態に係るハンディモバイルのインクジェットプリンタは記録材上をフリーハンドで操作して記録材に印字することができる。その際、ヘッド筐体の底部に凹部を設け、印字方向への直進性を維持するための車軸と各々の車軸に取り付けられたガイドコロを面取り部の空間に配置することで、プリンタ底面部の面積を小さくすることができ、それにより印字方向の印字余白を少なくすることができる。

図８は、第３実施形態に係るＨＭＰ１の側面方向から見た一部断面図である。
図示のように、液体を収納する収納容器としてのインクカートリッジ４３の底部が凹所４４を有し、凹所４４により形成されたスペースに、記録材を検知する検知手段としての紙面センサ８が収容されている。インクカートリッジ４３は下部ユニット３内に収納されている。また、正確な印字のために紙面センサ８は用紙Ｐのすぐ上に搭載されている。後述するように、このように凹所４４の下方のスペースに紙面センサ８を配置することにより、改行方向Ｙにおける印字余白Ｃ（図６参照）を従来よりも少なくして、紙面を有効利用することが可能となる。

図９は、第３実施形態に係るＨＭＰ１と従来の構成を有するＨＭＰでの改行方向Ｙの印字余白の違いを説明する概略側面図である。なお、図９ではＨＭＰ１の筐体などの図示は省略している。
図９（ａ）に示すように、第３実施形態に係るＨＭＰ１では紙面センサ８がインクカートリッジ４３の長手方向の幅内に位置するので、改行方向Ｙにおける、液体吐出ヘッド９のノズル面の後端位置６４から紙面センサ８の検知位置６５までの距離に相当する印字余白Ｃは小さくなる。一方、図９（ｂ）に示すように、インクカートリッジ４３の下面が凹所４４を有しないＨＭＰでは、紙面センサ８がインクカートリッジ４３の外側に位置するため、改行方向Ｙにおける、液体吐出ヘッド９のノズル面の後端位置６４から紙面センサ８の検知位置６５までの距離に相当する印字余白Ｅは大きくなる（Ｃ＜Ｅ）。

また図９（ｃ）に示すように、インクカートリッジ４３の下面が凹所４４を有さず、紙面センサ８がインクカートリッジ４３の下に配置されているＨＭＰ１では、紙面センサ８の高さの分だけ液体吐出ヘッド９を上方に配置しなければならない。よって、液体吐出ヘッド９と用紙Ｐの距離Ｇが大きくなってしまい正確な印字ができなくなってしまう。これとは対照的に、図９（ａ）に示すＨＭＰ１では、正確な印字のために必要とされる液体吐出ヘッド９と用紙Ｐの適切な距離Ｈが維持される（Ｈ＜Ｇ）。

また、この第３実施形態に係るＨＭＰ１の構成は、前述した第１及び第２実施形態のＨＭＰ１と組み合わせてもよい。すなわち、ＨＭＰ１のヘッド筐体３９の底部が車軸１０を収容するための凹部を有し、さらに、下部ユニット３内に収納されたインクカートリッジ４３の底部が、紙面センサ８を収容する凹所４４を有してもよい。この構成によれば、印字方向Ｘにおける印字余白Ａ（図６参照）を減少させるだけでなく、改行方向Ｙにおける印字余白Ｃをも減少させて、紙面を有効利用することが可能となる。

以上、本発明をインクジェット方式のハンディモバイルプリンタを例として説明したが、本発明の構成は他の画像形成方法による装置にも適用できる。例えば、感熱方式、又は熱転写方式など適宜な方式の記録装置に適用できる。

例えば、熱転写方式のハンディモバイルプリンタは、液体を収納する収納容器としてのインクリボンを備えるため、インクリボンの底部に凹所を形成し、凹所により形成されたスペースに記録材を検知する検知手段としての紙面センサを収容すればよい。これにより、前述した第３実施形態と同様に、改行方向Ｙにおける印字余白Ｃを減少させることができる。

また、転動体の一例としてガイドコロが示されているが、これに限定されず、球体でもよい。また、その個数も限定されない。上記実施形態は一例であり、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して使用できる。

最後に、本願において用いられる用語について、明確な定義を示す。

「液体吐出ヘッド」とは、ノズルから液体を吐出・噴射する機能装置である。液体を吐出するエネルギー発生源として、圧電アクチュエータ（積層型圧電素子又は薄膜型圧電素子）、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いるサーマルアクチュエータ、振動板と対向電極からなる静電アクチュエータなどが用いられる。

本明細書において、「用紙」とは材質を紙に限定するものではなく、ＯＨＰ、布、ガラス、基板などを含み、インク滴、その他の液体などが付着可能なものの意味であり、被記録媒体、記録媒体、記録材、記録用紙などと称されるものを含む。また、画像形成、記録、印字、印写、印刷はいずれも同義語とする。

また液体吐出ヘッドから吐出される「液体」は、ヘッドから吐出可能な粘度や表面張力を有するものであればよく、特に限定されないが、常温常圧下において、又は加熱、冷却により粘度が３０ｍＰａ・ｓ以下になるものであることが好ましい。より具体的には、「液体」は、水や有機溶媒等の溶媒、染料や顔料等の着色剤、重合性化合物、樹脂、界面活性剤等の機能性付与材料、ＤＮＡ、アミノ酸やたんぱく質、カルシウム等の生体適合材料、天然色素等の可食材料、等を含む溶液、懸濁液、乳濁液等であり、これらは例えばインクジェット用インク、表面処理液、電子素子や発光素子の構成要素や電子回路レジストパターンの形成用液、３次元造形用材料液等の用途で用いることができる。「液体吐出ユニット」は、液体吐出ヘッドに他の機能部品、機構が一体化した液体吐出に関連する部品の集合体であり、例えばキャリッジ、ヘッドタンク、液体供給機構、維持回復機構の少なくとも一つを含んで構成される。

１ ＨＭＰ（画像記録装置）
４ ガイドコロ（転動体）
９ 液体吐出ヘッド（記録手段）
１０ 車軸（軸）
３９ ヘッド筐体（筐体）
４１ 面取り部（凹部）
４２ 凹所（凹部）
Ｐ 用紙（記録材）
Ｘ 印字方向

特開平５−１１６３８０号公報 特開２０１６−８７８８０号公報

Claims (11)

1. 印字方向へ走査することで記録材に画像を記録するハンディモバイル型の画像記録装置であって、
   記録材に画像を記録する記録手段と、
   前記記録手段を収容した筐体と、
   装置本体を印字方向に案内する転動体が取り付けられた軸と、を有し、
   前記筐体の底部が凹部を有し、
   前記軸が前記凹部に収容される、ことを特徴とする画像記録装置。
2. 前記凹部は前記筐体の底部の角部に形成された面取り部である、ことを特徴とする請求項１に記載の画像記録装置。
3. 前記凹部は前記筐体の底部の角部に形成された凹所である、ことを特徴とする請求項１に記載の画像記録装置。
4. 前記記録手段は、液体を吐出する液体吐出口を有する液体吐出ヘッドであり、
   液体を収納する収納容器と、記録材を検知する検知手段とを有し、
   前記収納容器の底部が凹所を有し、
   前記検知手段が前記凹所に収容される、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像記録装置。
5. 印字方向における印字余白は、前記記録手段の中心位置から前記転動体までの距離に相当する、ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の画像記録装置。
6. 記録材の上側における、印字方向と直交する改行方向における印字余白は、前記記録手段の前端位置から前記転動体までの距離に相当する、ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の画像記録装置。
7. 記録材の下側における、印字方向と直交する改行方向における印字余白は、前記記録手段の後端位置から前記検知手段の検知位置までの距離に相当する、ことを特徴とする請求項４に記載の画像記録装置。
8. 印字方向へ走査することで記録材に画像を記録するハンディモバイル型の画像記録装置であって、
   液体を吐出する液体吐出口を有する液体吐出ヘッドと、
   液体を収納する収納容器と、
   記録材を検知する検知手段と、を有し、
   前記収納容器の底部が凹所を有し、
   前記検知手段が前記凹所に収容される、ことを特徴とする画像記録装置。
9. 装置本体を印字方向に案内する転動体が取り付けられた軸を有し、
   印字方向における印字余白は、前記液体吐出ヘッドの中心位置から前記転動体までの距離に相当する、ことを特徴とする請求項８に記載の画像記録装置。
10. 記録材の上側における、印字方向と直交する改行方向における印字余白は、前記液体吐出ヘッドの前端位置から前記転動体までの距離に相当する、ことを特徴とする請求項８又は９に記載の画像記録装置。
11. 記録材の下側における、印字方向と直交する改行方向における印字余白は、前記液体吐出ヘッドの後端位置から前記検知手段の検知位置までの距離に相当する、ことを特徴とする請求項８〜１０のいずれか一項に記載の画像記録装置。
    

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