JP5014068B2 - 記録装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像情報に基づいて記録ヘッドにより記録シートに画像を形成する記録装置に関する。

プリンタ、複写機あるいはファクシミリ等の記録装置には、記録ヘッドの種類により、インクジェット式、熱転写式、レーザービーム式、感熱式、ワイヤドット式などに分類することができる。記録媒体としては、普通紙の他、プラスチックシート、写真調印画紙、ＯＨＰ、布など、種々の材質の記録シートが使用されている。また、記録装置は、画像形成方法から、一般に、主走査と副走査を用いるシリアルタイプと副走査のみで記録するラインタイプに分けることができる。

シリアルタイプの記録装置においては、記録シートの搬送方向と交差する方向に移動するキャリッジに記録ヘッドを搭載し、１行分の画像形成を終了した後にピッチ搬送を行う。次いで、停止した記録シートに次の行の画像形成を行う。このような１行分の記録とピッチ搬送を交互に繰り返すことで記録シート全体の記録を行う。インクジェット記録装置のようなノンインパクト方式の記録装置にあっては、１行分の記録を行う際に、キャリッジを加速して記録速度に達したところで画像形成を開始し、行の終端近傍で減速して１行分の記録を終える。次いで、所定量のピッチ搬送を行って次の行の記録に備える。また、行間の左右合わせが必要な高精度な記録の場合は、一方向への移動の際に記録を行い、他方向への移動により記録ヘッドを行頭へ戻し、そこから次の行の記録を行う。

上述のような記録装置では、キャリッジの加減速に要する時間、ピッチ搬送に要する時間、あるいはキャリッジを行頭に戻すための時間など、実際の画像形成に要する時間に比べて多くの時間を要している。かかる記録速度の低下を解消するための技術として、特許文献１には、内部に記録シートを保持した円筒を軸方向に移動させるとともに、円筒内の記録ヘッドを回転させながら画像を形成する記録装置が開示されている。
特開２００１−２６０３３３号公報

しかしながら、特許文献１に記載の記録装置では、記録ヘッドを回転させながら、平行移動する記録シートに画像を形成していくため、記録シート上の記録データの位置あるいは記録データの大きさによっては、記録時間が長くなってしまう。また、円筒を軸方向に移動させるため、装置のコンパクト化が不十分であった。

本発明はこのような技術的課題に鑑みてなされたものである。本発明の目的は、装置をコンパクトにするとともに、記録シートに画像を形成する記録時間を短縮することができる記録装置を提供することである。

本発明は、画像情報に基づいて記録ヘッドにより記録シートに画像を形成する記録装置において、記録シートを内面に沿って保持する中空の円筒部材と、記録ヘッドを搭載して円筒部材の中心に対し平行移動可能にかつ回転可能に支持されたキャリッジと、を備え、記録シートの画像形成領域の位置および大きさに応じて、前記キャリッジを前記円筒部材の中心の周りで回転させて画像を形成する回転記録と、前記キャリッジを回転方向に往復回動させて画像を形成する往復回動記録に切り換え可能であることを特徴とする。

また、本発明は、画像情報に基づいて記録ヘッドにより記録シートに画像を形成する記録装置において、記録シートを内面に沿って保持する中空の円筒部材と、記録ヘッドを搭載して円筒部材の中心に対し平行移動可能にかつ回転可能に支持されたキャリッジと、を備え、記録シートの画像形成領域の位置および大きさに応じて、前記キャリッジを前記円筒部材の中心の周りで回転させて画像を形成する回転記録と、前記キャリッジを前記円筒部材の中心と平行方向に往復移動させて画像を形成するシリアル記録に切り換え可能であることを特徴とする。

本発明によれば、記録シートの画像形成領域の位置や大きさに応じて記録方式を切り換えることにより、装置をコンパクトにするとともに、記録シートに画像を形成する記録時間を短縮することができる記録装置が提供される。

以下に本発明の実施形態を説明する。なお、各図面を通して同一符号は同一又は対応部分を示すものである。図１は一実施形態に係る記録装置の斜視図である。図２は一実施形態に係る記録装置の断面図である。図３は記録ヘッドを搭載したキャリッジの斜視図である。

１０は中空の円筒部材であり、その内面に沿って記録媒体である記録シートＰが保持される。円筒部材１０はベース２０に支持されている。ベース２０の両端部には軸支部４１が設けられ、軸支部４１により回転軸４０が回転可能に支持されている。回転軸４０は円筒部材１０の中心に配されている。記録ヘッド３１を搭載したキャリッジ３０は、円筒部材１０の内部において、回転軸４０により、円筒部材１０の中心に対し平行移動可能にかつ回転可能に支持されている。これにより、記録ヘッド３１は、キャリッジ３０の回転により記録シートＰを長さ方向（円筒部材１０の円周方向）に走査し、キャリッジ３０の平行移動により記録シートＰを幅方向（円筒部材１０の中心と平行方向）に走査することができる。

記録が開始されると、記録シートＰは、円筒部材１０のスリット部Ｂを通して内部に導入される。そして、円筒内面に沿って矢印３−１方向へ送り込まれ、先端部Ｐ−１を円筒内面の所定位置まで搬送して給紙が完了する。記録シートＰは、静電吸着もしくは空気吸引吸着などにより円筒部材１０の内面に保持される。回転軸４０に支持されたキャリッジ３０は円盤状をしており、記録ヘッド３１はキャリッジ３０の外周面上に装着されることで、記録シートＰに対面している。本実施形態に係る記録ヘッド３１は、複数の吐出口列３１ｃ（シアン）、３１ｍ（マゼンタ）、３１ｙ（イエロー）および３１ｋ（ブラック）からインクを吐出して画像を形成するインクジェット記録ヘッドである。各吐出口列は複数の吐出口を所定ピッチで並べて構成されている。キャリッジ３０の内部には、各吐出口列にインクを供給するための各色のインクタンクが設けられている。

画像情報に基づいて、キャリッジ３０を矢印Ａ方向に回転させるとともに記録ヘッド３１の吐出口からインクを吐出することにより、記録シートＰに画像を形成していく。なお、図示の例では各色ごとに１列の吐出口列が設けられているが、画質向上などのために大きさが異なるインク滴を用いる場合には、各色ごとに複数の吐出口列を設けても良い。また、キャリッジ３０の正転および逆転において各色インクを同じ順序で吐出させるために、各色の吐出口列を回転方向に対称に配列して良い。各インクタンクは、インク切れなどの場合に交換できるよう、キャリッジ３０に着脱自在に装着されている。インクおよびインクタンクの種類に関しては、ブラックを除いた３色でも良く、フォトシアンやフォトマゼンダなどを加えた４色以上でも良い。

記録の指令があると、送信されてくる記録データは記録装置の主制御部であるＣＰＵに送られてくる。記録データを受信したＣＰＵは搬送部に駆動信号を送る。搬送部により記録シートＰが円筒部材１０の内部へ送り込まれたところで、キャリッジ３０の回転方向の走査および軸方向の走査を用いて画像を形成する。回転方向の走査に関しては、キャリッジ３０の回転速度が所定値に達したところで、回転方向の位相に応じて記録ヘッド３１からインクを吐出することで画像を形成していく。また、キャリッジ３０を回転させるとともに軸方向に送ることにより、記録ヘッド３１を螺旋状（図５中の矢印Ｃ）に回転させる。この螺旋状の回転走査により記録シートＰの全体の記録（回転記録）を行う。記録シートＰに対する記録が終了すると、円筒部材１０のスリットＢから矢印３−２の方向へ記録シートを移動させながら排紙し、記録シートの後端Ｐ−２がスリットＢを抜けたところで排紙が完了する。

本実施形態に係る記録装置によれば、記録ヘッド３１を搭載したキャリッジ３０を回転軸に対して回転可能にかつ平行移動可能に支持するので、次のように３種類の画像形成方法（記録方式）を用いて記録することができる。その一つは、キャリッジを上述のように螺旋状に回転させて記録する回転記録である。二つ目は、回転方向の往復回動で記録する往復回動記録である。三つ目は、軸方向の往復移動で記録するシリアル記録である。これらの記録方式では、記録ヘッド３１で記録シートＰを走査する方法が異なっている。かかる構成によれば、記録シートの画像形成領域の位置や大きさに応じて記録方式を切り換えることにより、記録に要する走査距離を減らすことができ、記録時間を短縮することができる。その場合、記録データに基づいて各記録方式による記録時間を算定し、算定結果に基づいて記録方式を切り換えるように制御することが好ましい。以下に具体例を挙げて説明する。

図４は記録シートのほぼ全域に記録される記録データの配置図であり、図５は一実施形態に係る記録装置において回転記録を行う状態を示す斜視図である。図４中の斜線を施した範囲は記録データ領域であり、Ｐ−１は記録シートの先端（搬送方向先端）を示し、Ｐ−２は後端を示し、Ｄー１は記録データの先端を示し、Ｄ−２は記録データの後端を示す。記録データの位置および大きさは、記録シートＰの画像形成領域の位置および大きさに対応している。記録シートＰは、その先端Ｐ−１からスリットＢを通して円筒部材１０内へ搬送され、後端Ｐ−２が図２に示すように円筒部材１０内に送り込まれた位置に保持されている。記録シートＰのほぼ全面に記録する場合を含め、一般的な記録においては、キャリッジ３０を回転軸４０を中心に図５中の矢印Ｃで示すように螺旋状に回転させながら画像を形成する回転記録が行われる。この回転記録により記録シート全体の記録が行われる。かかる回転記録によれば、特許文献１に記載の移動式の円筒を用いる記録装置に比べ、装置をさらにコンパクトにすることができる。

図６は記録シートの一部に記録される四角形の記録データの配置図である。図７は一実施形態に係る記録装置において往復回動記録を行う状態を示す断面図である。記録データが部分的である場合は、記録データの先端Ｄ−３と後端Ｄ−４との間で記録ヘッド３１を回転方向に一定の距離の範囲内で往復回動（図７中の両矢印Ｅで示す往復回動）させて複数行を記録する往復回動記録を行う。すなわち、図６に示すような部分領域の記録データが送信されてくると、記録データの領域Ｄ−３〜Ｄ−４の記録を行うために、キャリッジ３０を矢印Ｅ方向に３１ａ〜３１ｂの間で往復走査する往復回動記録を行う。この場合、回動方向に１行の記録を行った後、記録ヘッド３１の吐出口列の長さ分だけキャリッジ３０を記録シートの幅方向（円筒部材１０の軸方向）に移動させて改行し、次いで、次の行の回動記録を開始する。この動作を繰り返すことで、記録シートＰの記録を完了させる。

記録データが図６に例示するような部分範囲である場合は、このような往復回動記録を行うことにより、図５に示すような矢印Ｃ方向に螺旋状に回転記録するよりも、記録に要する走査距離を減少させることができ、記録時間を短縮することができる。

図８は記録シートの幅方向（円筒部材１０の軸方向）に長く、かつキャリッジ３０の回転方向（搬送方向）に短い記録データの配置図である。図９は一実施形態に係る記録装置においてシリアル記録を行う状態を示す斜視図である。図１０はシリアル記録における改行動作の状態を示す断面図である。図１１はシリアル記録を行うときの記録ヘッドの吐出口列の配列方向を示す斜視図である。

図８に示すような回転軸４０の方向に長い部分的な記録データの場合は、記録データの先端Ｄ−５と後端Ｄ−６との間で、回転軸４０の方向に往復走査するシリアル記録が行われる。つまり、図８に示すようなデータが送信されてくると、図９および図１０に示すように、記録ヘッド３１を矢印Ｓ１、Ｓ３方向（回転軸４０と平行な方向）に一定回数だけ往復移動させて記録するシリアル記録が行われる。この場合、各行の画像形成の間で、記録ヘッド３１の吐出口列の長さ分だけキャリッジ３０を矢印Ｓ２方向（回動方向）に移動させる改行動作が行われる。このような動作を繰り返すことにより、記録シートＰに対するシリアル記録が行われる。

記録データが図８に示すような軸方向に長い部分的な記録である場合は、このようなシリアル記録を行うことにより、矢印Ｃ方向（図５）に螺旋状に記録する回転記録に比べ、記録に要する走査距離を減少させることができ、記録時間を短縮することができる。なお、回転記録および往復回動記録とシリアル記録とでは、吐出口列の配列方向を切り換えるように記録ヘッド３１の向きを変化させる。つまり、記録ヘッド３１が回転方向に移動するときに画像を形成する場合は、図３に示すように各吐出口列を回転方向に配列させる。一方、記録ヘッド３１が回転軸４０の方向に移動するときに画像を形成するシリアル記録の場合は、図１１に示すように各吐出口列を軸方向に配列させる。このような切り換えにより、画像形成の方向に各色の吐出口列が配置されることになり、高品質な記録が可能となる。

なお、以上の実施形態では、記録装置がインクジェット記録装置である場合を例に挙げて説明したが、本発明は、熱転写式、感熱式、レーザービーム式、ワイヤドット式など、他の記録方式の記録装置にも同様に適用可能である。また、本発明は、プリンタ、ファクシミリ、複写機等の単体の記録装置の他、複合機器やシステム構成などにおける記録装置に対しても同様に適用可能である。

一実施形態に係る記録装置の斜視図である。 一実施形態に係る記録装置の断面図である。 記録ヘッドを搭載したキャリッジの斜視図である。 記録シートのほぼ全域に記録される記録データの配置図である。 一実施形態に係る記録装置において回転記録を行う状態を示す斜視図である。 記録シートの一部に記録される四角形の記録データの配置図である。 一実施形態に係る記録装置において往復回動記録を行う状態を示す断面図である。 記録シートの幅方向に長くかつキャリッジの回転方向に短い記録データの配置図である。 一実施形態に係る記録装置においてシリアル記録を行う状態を示す斜視図である。 シリアル記録における改行動作の状態を示す断面図である。 シリアル記録を行うときの記録ヘッドの吐出口列の配列方向を示す斜視図である。

符号の説明

１０ 円筒部材
３０ キャリッジ
３１ 記録ヘッド
４０ 回転軸
Ｐ 記録シート（記録媒体）

Claims (5)

1. 画像情報に基づいて記録ヘッドにより記録シートに画像を形成する記録装置において、 記録シートを内面に沿って保持する中空の円筒部材と、
   記録ヘッドを搭載して円筒部材の中心に対し平行移動可能にかつ回転可能に支持されたキャリッジと、
   を備え、
   記録シートの画像形成領域の位置および大きさに応じて、前記キャリッジを前記円筒部材の中心の周りで回転させて画像を形成する回転記録と、前記キャリッジを回転方向に往復回動させて画像を形成する往復回動記録に切り換え可能であることを特徴とする記録装置。
2. 前記回転記録および前記往復回動記録の各記録方式による記録時間を算定し、算定結果に基づいて記録方式を切り換えることを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
3. 画像情報に基づいて記録ヘッドにより記録シートに画像を形成する記録装置において、 記録シートを内面に沿って保持する中空の円筒部材と、
   記録ヘッドを搭載して円筒部材の中心に対し平行移動可能にかつ回転可能に支持されたキャリッジと、
   を備え、
   記録シートの画像形成領域の位置および大きさに応じて、前記キャリッジを前記円筒部材の中心の周りで回転させて画像を形成する回転記録と、前記キャリッジを前記円筒部材の中心と平行方向に往復移動させて画像を形成するシリアル記録に切り換え可能であることを特徴とする記録装置。
4. 前記回転記録および前記シリアル記録の記録時間を算定し、算定結果に基づいて記録方式を切り換えることを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
5. 記録ヘッドは複数の吐出口列からインクを吐出して画像を形成するインクジェット記録ヘッドであり、
   前記回転記録および前記往復回動記録と前記シリアル記録とで前記吐出口列の配列方向を切り換えることを特徴とする請求項３または４に記載の記録装置。

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