JPH07323629A

JPH07323629A - 記録装置

Info

Publication number: JPH07323629A
Application number: JP11834694A
Authority: JP
Inventors: Yuji Nakajima; 裕治中島
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-05-31
Filing date: 1994-05-31
Publication date: 1995-12-12

Abstract

(57)【要約】【目的】記録スピードの高速化及び記録精度の向上を
図ること。【構成】記録媒体を巻き付けて所定速度で回転移動さ
せる記録媒体担持手段と、前記記録媒体に画像を記録す
る記録手段を着脱自在に搭載し、前記記録媒体担持手段
の軸線と平行に所定速度で移動する移動手段と、前記記
録媒体担持手段、前記記録手段、及び前記移動手段の駆
動制御を行う制御手段と、前記記録媒体担持手段に記録
媒体を螺旋状に位置決めするための位置決め手段と、を
有し、前記記録媒体担持手段に担持された記録媒体の端
部の描く螺旋のリード量が前記記録手段の記録幅と略等
しくなるように構成し、更に前記記録手段の記録幅方向
におけるドット列のなす直線と前記記録媒体の端部の描
く螺旋とが略直角になるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、記録媒体と相対的に移
動する記録手段により記録を行う記録装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、シリアルタイプの記録装置にあっ
ては、記録媒体の搬送方向に対して直交する方向に移動
するキャリッジ上に搭載した記録ヘッドによって画像を
記録（主走査）し、一行分の記録を終了した後に所定量
の紙送り（ピッチ搬送）を行い、その後再び停止した記
録媒体に対して、次の行の画像を記録（主走査）すると
いう動作を繰り返すことにより、記録媒体全体の記録を
行っている。

【０００３】また、上記構成の記録装置のうち、例えば
ノンインパクト方式であるインクジェット記録方式のも
のにあっては、一行分の記録を行う際に、まずキャリッ
ジを駆動して記録速度にのせてから記録ヘッドを駆動し
て記録を行い、次いで行の終端近傍で前記キャリッジを
減速して一行分の記録を終え、その後所定量の紙送りを
行って次行の記録に備えるようになっている。また、行
間の左右（桁）合わせが必要な高精度な記録装置にあっ
ては、一方向への移動時に記録を行い、他方向への移動
で記録ヘッドを行頭へ戻し、次行の記録に備えるように
なっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、記録ヘッドを搭載したキャリッジの加減速に
かかる時間及び紙送り（行送り）時間、或いは前記キャ
リッジを行頭に戻す時間等が、実際に記録に必要な記録
時間に比べて多くの時間を要するため、一頁当たりの記
録スピードを低下させる原因となっていた。

【０００５】上記問題を解決する方法として、記録ドラ
ムに記録用紙を螺旋状に巻き付けて螺旋記録を行う高速
記録方式がコンティニアス方式のインクジェット記録装
置を例に特開昭60-52356号公報に記載されているが、こ
の構成をオンデマンド方式のインクジェット記録装置に
適応させた場合、記録用紙と記録ヘッドとの位置関係か
ら記録精度の点で問題があった。

【０００６】そこで、本発明の目的は、記録スピードの
高速化及び記録精度の向上を図ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の代表的な記録装置の構成は、記録媒体を巻き
付けて所定速度で回転移動させる記録媒体担持手段と、
前記記録媒体に画像を記録する記録手段を着脱自在に搭
載し、前記記録媒体担持手段の軸線と平行に所定速度で
移動する移動手段と、前記記録媒体担持手段、前記記録
手段、及び前記移動手段の駆動制御を行う制御手段と、
前記記録媒体担持手段に記録媒体を螺旋状に位置決めす
るための位置決め手段と、を有し、前記記録媒体担持手
段に担持された記録媒体の端部の描く螺旋のリード量が
前記記録手段の記録幅と略等しくなるように構成したこ
とを特徴とする。

【０００８】更に、前記記録装置は、前記記録手段の記
録幅方向におけるドット列のなす直線と前記記録媒体の
端部の描く螺旋とが略直角になるように構成したことを
特徴とする。

【０００９】

【作用】上記構成にあっては、記録媒体担持手段に担持
された記録媒体の端部の描く螺旋のリード量が前記記録
手段の記録幅と略等しくなるようにし、更に前記記録手
段の記録幅方向におけるドット列のなす直線と前記記録
媒体の端部の描く螺旋とが略直角になるようにしている
ため、記録スピードの高速化及び記録精度の向上を図る
ことが可能となる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明を適用した記録装置の一実施例
について図面を参照して具体的に説明する。図１は前記
記録装置の概略構成を示す模式構成図、図２は記録装置
の部分拡大図、図３は図１に示す記録装置の上面図、図
４は図１に示す記録装置の正面図、図５は図１に示す記
録装置の側面図、図６は記録ドラムの記録部の模式的正
面図、図７及び図８は図６に示す記録装置の部分拡大図
である。

【００１１】図において、１は記録媒体担持手段として
の記録ドラムであって、記録媒体としての記録シートＳ
を螺旋状に巻き付けて担持し、ドラムモータ２からの駆
動力がピニオンギア２ａ及びドラムギア１ａを介して伝
達され、矢印Ａ方向に所定速度で回転するようになって
いる。

【００１２】前記記録ドラム１は中空の円筒部材であっ
て、長手方向一端側には排気ファン３が配設されてお
り、不図示の駆動源によって矢印Ｂ方向に排気し、前記
ドラム１の内部を減圧している。また、記録ドラム１の
担持面（シート巻き付け面）には無数の小穴（不図示）
が穿設されており、更に前記ドラム１の長手方向他端側
は密閉面であるので、前記ドラム１の担持面に巻き付け
られた記録シートＳは吸引されて担持される。

【００１３】前記記録ドラム１には、前記記録シートＳ
を螺旋状に位置決めするための位置決め手段としての凸
状突起４及び凹状溝５が設けられている。前記凸状突起
４は、記録シートＳの端部Ｓ₁を当接する部材であっ
て、記録ドラム１の担持面のヘッド通過領域より外側に
３ヶ所設けられている。前記凹状溝５は、記録シートＳ
の端部Ｓ₂を当接する部材であって、記録ドラム１の担
持面のヘッド通過領域より内側に設けられている。これ
により、記録シートＳは、図７に示すように、シート端
部Ｓ₂が前記ドラム１の軸線１ｂに対して角度θだけ傾
いた状態で巻き付けられることとなり、シート端部Ｓ₁
は回転方向において螺旋を形成する。

【００１４】ここで、前記傾斜角θの値は、図７に示す
ように、前記シート端部Ｓ₁のズレ幅ａが、後述する記
録手段による略一行分（ドット列）の幅となるように設
定されている。このとき、前記シート端部Ｓ₁の描く螺
旋のリード量ｒは、ｒ＝ａ・ｃｏｓθ となる。従って、記録ドラム１の外径をｄ₁、記録シー
トＳの厚さをｔ₁とすると、前記傾斜角θは、 θ≒ｓｉｎ^-1［ａ／｛（ｄ₁＋２ｔ₁）π｝］となる。

【００１５】図において、６は記録手段としての記録ヘ
ッドであって、移動手段としてのキャリッジ７に着脱自
在に搭載される。本装置における記録方式としては、記
録ヘッドからインクを吐出して記録するインクジェット
記録方式を用いている。即ち、この記録ヘッドは微細な
液体吐出口（オリフィス）、液路及びこの液路の一部に
設けられるエネルギー作用部、該作用部にある液体に作
用させる液滴形成エネルギーを発生するエネルギー発生
手段等を備えている。

【００１６】このようなエネルギーを発生するエネルギ
ー発生手段としてはピエゾ素子等の電気機械変換体を用
いた記録方法、レーザー等の電磁波を照射して発熱さ
せ、該発熱による作用で液滴を吐出させるエネルギー発
生手段を用いた記録方法、或いは発熱抵抗体を有する発
熱素子等の電気熱変換体によって液体を加熱して液体を
吐出させるエネルギー発生手段を用いた記録方法等があ
る。

【００１７】その中でも熱エネルギーによって液体を吐
出させるインクジェット記録方法に用いられる記録ヘッ
ドは、記録用の液滴を吐出して吐出用液滴を形成するた
めの液体吐出口（オリフィス）を高密度に配列すること
ができるために高解像度の記録をすることが可能であ
る。その中でも電気熱変換体をエネルギー発生手段とし
て用いた記録ヘッドは、コンパクト化も容易であり、且
つ最近の半導体分野における技術の進歩と信頼性の向上
が著しいＩＣ技術やマイクロ加工技術の長所を十二分に
活用でき、高密度実装化が容易で、製造コストも安価な
ことから有利である。

【００１８】図８に示すように、前記記録ヘッド６のド
ット列であるノズル列６ａは、記録幅方向において略直
線となるように並設されている。このノズル列６ａはそ
の中央ノズル６ｂを中心にして、前記螺旋状に担持され
た記録シートＳの傾斜角θと略同等な角度だけ傾斜する
ように設定されている。即ち、本装置にあっては、前記
記録ヘッド６のノズル列６ａのなす直線と前記記録シー
トＳの端部Ｓ₁の描く螺旋とのなす角度が略直角となる
ように構成されている。また、前記記録ヘッド６は、そ
のノズル列６ａの中央ノズル６ｂが前記記録ドラム１の
軸線１ｂと対向するようにキャリッジ７上に搭載されて
いる。

【００１９】前記キャリッジ７は、スクリューシャフト
８に係合する軸受部７ａと、ガイドシャフト９に摺動可
能に嵌合するガイド軸受部７ｂを有し、不図示の駆動機
構によって回転するスクリューシャフト８により、前記
ドラム１の軸線１ｂの方向に移動するように構成されて
いる。

【００２０】上記構成の記録装置において、その記録時
の記録ヘッド６、キャリッジ７、及び記録ドラム１の駆
動は、不図示の制御手段によって完全に同期制御されて
おり、前記ドラム１が一回転する間に、前記キャリッジ
７に搭載された記録ヘッド６は矢印ｃ方向に前述のリー
ド量ｒだけ進むようになっている。

【００２１】また、前記キャリッジ７には、記録ドラム
１の回転方向の位置を検知するための検知手段として、
反射型センサ10を備えた検出アーム11（図５参照）が配
設されており、前記反射型センサ10は前記ドラム１の凹
状溝５のエッジ部５ａ及びシート端部Ｓ₁を検知して、
各行の記録開始位置（エッジ部５ａにより決まる）及び
頁の記録開始位置Ｓ₃を決定している（図８参照）。こ
れにより、各行間のドットずれは小さく、高精度の記録
が行える。尚、前記センサ10によりシート端部Ｓ₁を検
知した結果、前記シート端部Ｓ₁の描く螺旋のリード量
が決められた範囲内にないときは、ブザー等の報知手段
（不図示）により操作者に記録シートＳの再設定を促す
ようになっている。

【００２２】上記構成により、記録ドラム１上にある記
録シートＳに螺旋状に高速で且つ高精度な記録Ｐがなさ
れる。

【００２３】〔他の実施例〕前述した実施例では、記録
ドラム１に記録シートＳを螺旋状に位置決めするための
位置決め手段として、凸状突起４と凹状溝５を設けた構
成について例示したが、これに限定されるものではな
く、例えばいずれか一方であっても良い。また、ノズル
列６ａと記録ドラム１の軸線１ｂとが平行になるように
記録ヘッド６をキャリッジ７に装着すると、各ノズルと
記録ドラム１の周面との距離夫々が等しくなるので、更
に記録品位の優れた画像記録が得られる。

【００２４】また前述した実施例では記録手段としてイ
ンクジェット記録方式を用いたが、記録信号に応じて電
気熱変換体に通電し、前記電気熱変換体によって印加さ
れる熱エネルギーにより、インクに生ずる膜沸騰を利用
してインクに生ずる気泡の成長，収縮により、インクを
吐出口より吐出して記録を行うように構成すると更に好
ましい。

【００２５】その代表的な構成や原理については、例え
ば米国特許第 4723129号明細書、同第 4740796号明細書
に開示されている基本的な原理を用いて行うものが好ま
しい。この方式は所謂オンデマンド型、コンティニュア
ス型の何れにも適用可能であるが、特にオンデマンド型
の場合には、液体（インク）が保持されているシートや
液路に対応して配置されている電気熱変換体に、記録情
報に対応していて核沸騰を越える急速な温度上昇を与え
る少なくとも１つの駆動信号を印加することによって、
電気熱変換体に熱エネルギーを発生せしめ、記録ヘッド
の熱作用面に膜沸騰を生じさせて、結果的にこの駆動信
号に一対一で対応した液体内の気泡を形成できるので有
効である。この気泡の成長、収縮により吐出用開口を介
して液体を吐出させて、少なくとも１つの滴を形成す
る。この駆動信号をパルス形状とすると、即時適切に気
泡の成長収縮が行われるので、特に優れた液体の吐出が
達成でき、より好ましい。

【００２６】前記パルス形状の駆動信号としては、米国
特許第 4463359号明細書、同第 4345262号明細書に記載
されているようなものが適している。前記熱作用面の温
度上昇率に関する発明の米国特許第 4313124号明細書に
記載されている条件を採用すると、更に優れた記録を行
うことができる。

【００２７】記録ヘッドの構成としては、前述の各明細
書に開示されているような吐出口、液路、電気熱変換体
の組合せ構成（直線状液流路又は直角液流路）の他に熱
作用部が屈曲する領域に配置されている構成を開示する
米国特許第 4558333号明細書、同第 4459600号明細書を
用いた構成も本発明に含まれるものである。

【００２８】また複数の電気熱変換体に対して、共通す
るスリットを電気熱変換体の吐出部とする構成を開示す
る特開昭59−123670号公報や熱エネルギーの圧力波を吸
収する開孔を吐出部に対応させる構成を開示する特開昭
59−138461号公報に基づいた構成としても本発明の効果
は有効である。即ち、記録ヘッドの形態がどのようなも
のであっても、本発明によれば記録を確実に効率良く行
うことができるようになるからである。

【００２９】更に、記録装置が記録出来る記録媒体の最
大幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録ヘ
ッドに対しても本発明は有効に適用できる。そのような
記録ヘッドとしては、複数記録ヘッドの組合せによっ
て、その長さを満たす構成や、一体的に形成された１個
の記録ヘッドとしての構成の何れでも良い。

【００３０】加えて、前述したシリアルタイプのもので
も、キャリッジに固定された記録ヘッド、或いはキャリ
ッジに装着されることで装置本体との電気的な接続や装
置本体からのインクの供給が可能になる交換自在のチッ
プタイプの記録ヘッド、或いは記録ヘッド自体に一体的
にインクタンクが設けられたカートリッジタイプの記録
ヘッドを用いても良い。

【００３１】また本発明の記録装置の構成として設けら
れる、記録ヘッドの回復手段、予備的な補助手段等を付
加することは本発明の効果を一層安定できるので好まし
いものである。これらを具体的に挙げれば、記録ヘッド
に対してのキャッピング手段、クリーニング手段、加圧
或いは吸引手段、電気熱変換体或いはこれとは別の加熱
素子或いはこれらの組合せによる予備加熱手段、記録と
は別の吐出を行う予備吐出モードを行うことも安定した
記録を行うために有効である。

【００３２】またキャリッジに搭載される記録ヘッドの
種類乃至個数についても、例えば単色のインクに対応し
て１個のみが設けられたものの他、記録色や濃度を異に
する複数のインクに対応して複数個数設けられるもので
あって良い。即ち、例えば記録装置の記録モードとして
は黒色等の主流色のみの記録モードだけではなく、記録
ヘッドを一体的に構成するか或いは複数個の組合せによ
るか何れでも良いが、異なる色の複色カラー、又は混色
によるフルカラーの少なくとも一つを備えた装置にも適
用し得る。

【００３３】更に加えて、前述した実施例に於いてはイ
ンクを液体として説明しているが、室温やそれ以下で固
化するインクであって、室温で軟化若しくは液化するも
の、或いはインクジェット記録方式ではインク自体を30
℃以上70℃以下の範囲内で温度調整を行ってインクの粘
性を安定吐出範囲にあるように温度制御するものが一般
的であるから、使用記録信号付与時にインクが液状をな
すものであれば良い。加えて、積極的に熱エネルギーに
よる昇温をインクの固形状態から液体状態への状態変化
のエネルギーとして使用せしめることで防止するか、ま
たはインクの蒸発防止を目的として放置状態で固化する
インクを用いるかして、何れにしても熱エネルギーの記
録信号に応じた付与によってインクが液化し、液状イン
クが吐出されるものや、記録シートに到達する時点では
既に固化し始めるもの等のような、熱エネルギーによっ
て初めて液化する性質のインクを使用する場合も適用可
能である。

【００３４】このような場合のインクは、特開昭54-568
47号公報或いは特開昭60-71260号公報に記載されるよう
な、多孔質シート凹部又は貫通孔に液状又は固形物とし
て保持された状態で、電気熱変換体に対して対向するよ
うな形態としても良い。上述した各インクに対して最も
有効なものは、前述した膜沸騰方式を実行するものであ
る。

【００３５】更に、前述したインクジェット記録装置の
形態としては、コンピュータ等の情報処理機器の画像出
力端末として用いられるものの他、リーダ等と組み合わ
せた複写装置、更には送受信機能を有するファクシミリ
装置の形態をとるもの等であっても良い。

【００３６】尚、前述した記録手段としてインクジェッ
ト記録方式を用いた例を説明したが、本発明の記録方式
はインクジェット記録方式に限定する必要はなく、他に
も熱転写記録方式や感熱記録方式、更にはワイヤードッ
ト記録方式等の記録方式、或いはそれ以外の記録方式で
あっても適用し得る。またシリアル記録方式に限定する
必要もなく、所謂ライン記録方式を用いても良い。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、位置決め手段によ
って記録媒体担持手段の担持面に担持された記録媒体の
端部の描く螺旋のリード量が前記記録手段の記録幅と略
等しくなるように構成し、更に前記記録手段の記録幅方
向におけるドット列のなす直線と前記記録媒体の端部の
描く螺旋とが略直角になるように構成することにより、
記録スピードの高速化及び記録精度の向上を図ることが
できる。

【００３８】また記録手段を搭載して前記記録媒体担持
手段の軸線と平行に移動する移動手段に、記録媒体担持
手段の回転方向の位置、或いは記録媒体担持手段に担持
された記録媒体の端部を検知するための検知手段を搭載
する構成とすることにより、上記効果に加えて更に記録
精度が向上する。

【００３９】また、記録手段としてインクジェット方式
を採用することにより、低騒音且つ高速記録が可能であ
り、また高画質の記録が可能となる。そして、この場合
にインク吐出エネルギーとして熱エネルギーを発生する
ための電気熱変換体を設けることにより、ヘッドのコン
パクト化が容易であり、製造コストも安価になし得る。
更にインク吐出に際して熱エネルギーにより、インクに
生ずる膜沸騰を利用して吐出口よりインクを吐出させる
ことにより、高精細な画像を得ることが可能となる等の
効果が得られるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る記録装置の概略構成を示す模式構
成図である。

【図２】前記記録装置の部分拡大図である。

【図３】図１に示す記録装置の上面図である。

【図４】図１に示す記録装置の正面図である。

【図５】図１に示す記録装置の側面図である。

【図６】記録ドラムの記録部の模式的正面図である。

【図７】図６に示す記録装置の部分拡大図である。

【図８】図６に示す記録装置の部分拡大図である。

【符号の説明】

Ｓ…記録シートＳ₁，Ｓ₂…端部Ｓ₃…記録開始位置１…記録ドラム１ａ…ドラムギア１ｂ…軸線２…ドラムモータ２ａ…ピニオンギア３…排気ファン４…凸状突起５…凹状溝６…記録ヘッド６ａ…ノズル列６ｂ…中央ノズル７…キャリッジ７ａ…軸受部７ｂ…ガイド軸受部８…スクリューシャフト９…ガイドシャフト 10…反射型センサ 11…検出アーム

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】記録媒体を巻き付けて所定速度で回転移
動させる記録媒体担持手段と、前記記録媒体に画像を記録する記録手段を着脱自在に搭
載し、前記記録媒体担持手段の軸線と平行に所定速度で
移動する移動手段と、前記記録媒体担持手段、前記記録手段、及び前記移動手
段の駆動制御を行う制御手段と、前記記録媒体担持手段に記録媒体を螺旋状に位置決めす
るための位置決め手段と、を有し、前記記録媒体担持手段に担持された記録媒体の端部の描
く螺旋のリード量が前記記録手段の記録幅と略等しくな
るように構成したことを特徴とする記録装置。
【請求項２】前記記録手段の記録幅方向におけるドッ
ト列のなす直線と前記記録媒体の端部の描く螺旋とが略
直角になるように構成したことを特徴とする請求項１に
記載の記録装置。
【請求項３】前記位置決め手段は、記録媒体担持手段
の担持面の記録手段通過領域より外側に設けられ、前記
担持面より凸状であって、前記記録媒体の端部を当接す
る当接部材であることを特徴とする請求項１に記載の記
録装置。
【請求項４】前記位置決め手段は、記録媒体担持手段
の担持面の記録手段通過領域より内側に設けられ、前記
担持面より凹状であって、前記記録媒体の端部を当接す
る当接部材であることを特徴とする請求項１に記載の記
録装置。
【請求項５】前記移動手段は、記録媒体担持手段の回
転方向の位置を検知するための検知手段を有することを
特徴とする請求項１に記載の記録装置。
【請求項６】前記検知手段は、記録媒体担持手段に担
持された記録媒体の端部を検知することを特徴とする請
求項５に記載の記録装置。
【請求項７】前記記録装置は、記録手段が信号に応じ
てインクを吐出して記録を行うインクジェット記録方式
であることを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
【請求項８】前記記録装置は、記録手段がインク吐出
用の熱エネルギーを発生するための電気熱変換体を備え
ていることを特徴とする請求項７に記載の記録装置。
【請求項９】前記記録装置は、記録手段が前記電気熱
変換体によって印加される熱エネルギーにより、インク
に生ずる膜沸騰を利用して吐出口よりインクを吐出させ
ることを特徴とする請求項８に記載の記録装置。