技術 記録装置

0001

本発明は、記録装置に関し、特に記録情報に応じて自走しつつ高精度に自己の記録位置を検出可能な多機能的の記録装置に関する。

0002

近年、パソコンやワープロ等のＯＡ機器が広く普及しており、これら機器で入力した情報をプリントアウトする方式としては、例えばワイヤードット方式、熱転写方式、インクジェット方式等種々の記録方式が開発されている。これらの記録方式は、夫々の方式よりなる記録ヘッドにより、被記録材上に所定記録を行うものである。代表的な被記録材としては、コピー用紙などに用いられている普通紙やＯＨＰ用に開発されたフィルム状のＯＨＰシート等が挙げられるが、特に最近は衣類等の布に直接記録を行う用途も現れてきている。

0003

また上記記録装置は、記録時に記録ヘッドが被記録材に直接接触しながら記録を行う接触式記録装置と、記録ヘッドが被記録材には接触しない非接触式記録装置に分類できる。かかる記録装置は一般的に記録装置内に被記録材を導びいて所定の記録を行う方式であるが、特に前記非接触式の記録装置は取扱われる被記録材の種類や大きさ、更には被記録材支持手段について自由度が大きいので今後益々用途が広がりつつある。

0004

しかし、これまでの記録装置は、記録装置内に被記録材を取り込んで記録を行う方式であるために、記録装置よりも大きい被記録材に対して記録を行うことには無理があった。すなわち、従来のように被記録材が普通紙などの定型サイズの範囲内であれば問題は少ないが、最近のように衣類に直接記録を行うことや、未だ潜在的ではあるが看板や壁、床などに直接コンピューターで処理した画像を出力するなどの需要も増えてきており、かかるニーズに応じる為には既存の記録方式、即ち記録装置を固定したままで被記録材の方を移動させる方式での限界が現れ始めている。

0005

そこで逆転の発想に基づき、被記録材を固定させておき、記録装置を自走させる記録方式が考えられる。特に上述の非接触式記録装置の場合は接触式記録装置に比べて被記録材や記録時の記録背面支持に制限が極めて少ないので、かかる記録装置による自走式記録方式の実現性が大きく、記録装置の用途を飛躍的に大きく広げる可能性がある。

0006

しかしながら、このような用途に記録装置を適用する場合、一方の被記録材の方の位置決めが極めて不確定なものとなるので、被記録材に沿って自走する記録装置の位置を認識することが容易でない。すなわち、自走する記録装置に於いては、その位置認識のずれが画像形成位置のずれとなるので、出力画像の高品位化の為には極めて高精度な記録位置の認識手段が必要不可欠となる。

0007

本発明の目的は、上述したような課題を解決すべく、相対位置が不確定な被記録材上を自走する記録装置としてそれ自体の少なくとも相対的位置を高精度で検出することにより、出力画像の高画質化を図り、かかる記録装置の用途の飛躍的拡大が期待できる記録装置を提供することにある。

0008

上記目的を達成するために、第１の本発明は、記録信号を受信し、該信号に応じて被記録材上の記録位置に画像の記録を行う記録手段と、前記被記録材上の記録位置に装置自体を移動させる自走手段とを有することを特徴とするものである。

0009

第２の発明は上記に加えて前記自走手段によって移動した装置自体の位置を検出する位置検出手段を有することを特徴とするものである。

0010

本発明によれば、相対位置が不確定な被記録材上を自走手段により自走する記録装置自体の位置を位置検出手段により高精度で検出することが可能となり、自走式とした記録装置の出力画像の高画質化と共に、その用途の飛躍的拡大を図ることができる。

0011

以下に、本発明の実施例として、非接触式でかつ上記目的が達成できるインクジェット記録装置の例について図面を参照して具体的に説明する。

0012

［実施例１］図１は、本発明の実施もしくは適用に好適なインクジェット記録装置の構成例を示す。図１に於いて、１は被記録材上を移動しつつ記録を行う記録装置本体であり、２は記録を行うために記録装置本体１から不図示の被記録材側に向けて突設され、その（Ｂ）に示すようにインクジェット方式の記録部３と、不図示のＣＣＤ上で被記録材上の画像を認識するスキャナー部４とを有する記録・スキャナー部である。また、５は記録装置本体（以下では単に記録装置という）１を自走させる為にその下面側に配設されている複数の球形状をした自走手段である。記録部３には（Ｂ）に示すように複数のインク吐出口６が線上に配設されていて、記録装置１の後述するような被記録材上の自走時にインク吐出口６から選択的にインクが吐出され、その長手方向の配列幅に相当する記録が被記録材上になされる。

0013

ついで、図２に従って自走手段２の構成を原理的に説明する。

0014

図２において、７は記録装置１をＹ方向に前後退させるための動力を自走手段５に伝達するＹ方向伝達軸であり、８は該Ｙ方向伝達軸７に動力を与えるＹ方向動力部、９はＹ方向の動力を伝達する場合に自走手段５を支えるＹ方向受け軸、１０は該Ｙ方向受け軸９を支持している固定端である。同様に１１は、記録装置１をＸ方向（左右方向）に自走させる場合に動力を伝達するＸ方向動力伝達軸であり、１２は該Ｘ方向伝達軸１１に動力を与えるＸ方向動力部、１３はＸ方向の動力が伝達される場合に自走手段５を支えるＸ方向受け軸、１４は該Ｘ方向受け軸１３を支持している固定端である。Ｙ方向動力伝達軸７、Ｙ方向の受け軸９、及びＸ方向動力伝達軸１１、Ｘ方向の受け軸１３はそれぞれ可動軸であり、記録装置がＹ方向に自走するためにＹ方向動力伝達軸７およびＹ方向受け軸９が動作している場合にはＸ方向動力伝達軸１１およびその受け軸１３は共に自走手段５から離脱しており自走手段５に作用することはなく、同様に記録装置１がＸ方向に自走するためにＸ方向動力伝達軸１１、Ｘ方向受け軸１３が動作している場合にはＹ方向動力伝達軸７およびＹ方向受け軸９は共に自走手段５から離脱していて自走手段５に作用することはない。

0015

以上のように、Ｙ方向、Ｘ方向に記録装置１が自走するのに応じて、自走手段５にＹ方向への動力伝達、Ｘ方向への動力伝達が切り換えられて行われることにより、記録装置１を自由に所望の方向へ自走させることが可能となる。

0016

上述の記録装置１は、不図示のインターフェースを介して入力される記録情報に従って、自己の自走手段５により被記録材の記録位置に自走し、記録部３を駆動することにより記録を行うものである。この記録装置１にあっては、自走経路が必ずしも自走に適しているとは限らず、そのために前後左右への自走を繰り返している間に記録装置１の位置認識にずれが生じる場合がある。かかる自走式の記録装置１での位置認識のずれは、記録精度のずれとなり、高画質品位の記録を行う妨げとなる主要因になる懸念があるが、本実施例では記録装置１が後述するようにして自己完結的に自身の位置を正確に検出する位置検出手段（以下でアクティブ位置検出手段という）を有しているので、記録装置１の位置誤認知による画像の劣化を防止することができる。

0017

以下に、このようなアクティブ位置検出手段について具体的に説明する。

0018

図３は本実施例による記録装置１の位置検出動作を示す。図３に於いて、１５は記録装置１の自走によって記録がなされる被記録材であり、本実施例の場合は木製の床である。ここで、１５−１，１５−２，…，１５−ｎは被記録材をＹ方向にｎ回走査することで被記録材１５上に記録画像を形成する場合の走査毎の１ライン分の記録領域を指す。１６は１走査ごとに記録装置１の記録開始位置を認識するための目印となる記録認識点であり、１６−１は１走査目の走査開始位置を示す位置認識点、また、１６−２は２走査目の走査開始位置を示す位置認識点である。記録装置１は記録開始にあたり、まずその１走査目の記録に先だって記録認識点１６−１を記録した後に、被記録材１５の１走査目の記録ライン１５−１領域を図中Ｙ方向に向けて記録する。かくして１走査分の記録終了後、該走査ライン１５−１の記録の初期位置に復帰した後、２走査目のライン１５−２領域の記録に移行するが、１走査目の記録ライン１５−１の初期位置に戻った際に１走査目の位置認識点１６−１を内蔵スキャナー部４で読みとり、記録装置１が自走している間に位置の認識にずれが生じていた場合には記録装置１自体のずれを補正したあとＸ方向にライン１５の記録幅分だけ、２走査目の記録のために移行する。この時、１走査目の記録の場合と同様に２走査目の記録に先だって２走査目の位置認識点１６−２を記録した後に２走査目の記録に入る。以下同様に、記録装置の位置を認識する位置認識点１６をプロットしながら記録を行い、そのラインの記録開始位置に復帰するごとに先に記録した位置認識点を再確認して適時記録装置１自体で位置認識点のずれを補正し、記録を継続していくことにより、累積的に位置認識のずれを増大させることなく記録を継続することができ、位置認識のずれにより生じる記録画像のずれを最小限に抑え、自走式記録装置の高画像品位化を実現することが可能となる。

0019

なお、本実施例では、説明の理解を容易にするために位置認識点１６の打ち込みを各走査の記録に先だつ１ポイントのみの点としたが、複数ポイント打ち込むことで２次元的に位置補正を行えるようにすることも可能であり、これによって記録精度を高めることができる。更にまた、記録に先だった位置認識点の打込みのみで位置認識補正を行うのではなく、各走査の最後に、或いは走査途中に位置認識点を打ち込むことで位置認識補正の精度を増すようにしても良い。

0020

また、本実施例では説明の理解が容易なように図面上では位置認識点１６−１〜を大きく記載しているが、記録装置１に搭載されているスキャナー部４で記録可能な大きさであれば目視では認識できない程度の大きさであっても良い。

0021

更にまた、本実施例では記録装置１の位置認識手段として図３によって説明したように被記録材１５上に記録される位置認識点を用いたが、たとえ目視では確認できない大きさであったとしても被記録材１５自体に記録信号以外の画像を形成することが許容されないような場合には、位置認識を行う為の位置認識部材を用意しておき、これを例えば記録領域外に配置するようにしても良い。かかる位置認識部材は、不要になった時点で記録装置１と共に回収可能であり、記録終了時点では被記録材１５上に記録信号により記録された画像以外は残らない。

0022

本実施例によれば、記録装置１が所望の記録位置に自走する自走手段３と、記録装置１内部で自己完結的に自らの位置検出が可能なアクティブ位置検出手段とを有することにより、相対位置が不確定な被記録材上を自走する記録装置の位置を高精度で検出することが可能となり、出力画像の高画質化と、用途の飛躍的拡大を可能とした自走式による記録装置を提供することができる。

0023

［実施例２］続いて自走する記録装置の位置を検出する位置検出手段の他の例について説明する。

0024

先に述べた実施例１では、記録装置１の自走した経路もしくは該経路にかかわる位置を検出するための位置認識部材あるいは位置認識点を記録しておくことによって記録装置１の位置を検出し、自己補正するようにしたが、位置検出手段としては以下のように外界との相対距離から位置を直接検出するようにしたものであってもよい。

0025

図４は、本実施例に係る、外界との相対距離から自己の位置を検出する位置検出手段を有する自走式記録装置の一例を示す。

0026

図４に於いて、１７は本実施例による自走記録装置１の位置を検出する位置認識手段であり、１７−１は該位置認識手段１７のレーザー発光部、１７−２はレーザー発光部１７−１から発光されたレーザー光を受光するレーザー受光部である。

0027

被記録材としては、床等の屋内部材や、或いは屋内に持ち込める部材である場合が多く、かかる場合の記録は一般に屋内で行われる。屋内はＸ，Ｙ，Ｚの３方向が壁や天井等で囲まれているので、記録装置１からＸ，Ｙ，Ｚ方向の３方向の囲壁までの距離をそれぞれ検出していくことにより記録装置１の自走位置を検出することが可能となる。本実施例では、図４に記すように記録装置１のＸ，Ｙ，Ｚ３方向の互いに直交するケース面１Ａ，１Ｂ，１Ｃにレーザー発光部１７−１及びレーザー受光部１７−２からなる位置認識部材１７が設けられており、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向の各囲壁上の測定対象点まで距離を検出できるよう構成されている。

0028

以上のように構成することで、実施例１のように位置認識点や位置認識部材を用いることなく自己完結的に自己の位置を検出することが可能となる。

0029

また、記録装置１の使用用途や環境によっては必ずしも上記Ｘ，Ｙ，Ｚ方向の測定対象点が存在しない場合や、上記のようなＸ，Ｙ，Ｚ方向の測定対象点が存在する場合であってもその屋内の壁の形状が複雑で測定対象までの距離検出だけでは正確な位置検出が困難である場合には、被記録材四周を囲うように壁を配設し、このような外周の囲いに対するＸ，Ｙ方向の距離検出から位置を相対的に検出することも可能である。更には、このような外周壁の有するレーザー光反射特性を外周の位置によって変化させておき、レーザー受光部１７−２で解析することにより位置検出手段の精度を一層高めるようにしてもよい。

0030

また、位置認識手段１７としてはレーザー光の発光部・受光部により構成する代りに、外周壁との接触式の変位検出手段を設けるようにしてもよい。

0031

なお、このような記録装置による自己完結的な記録装置の位置検出手段以外の構成及び作用は、実施例１と同様であるのでその説明は省略する。

0032

［実施例３］続いて本発明による自走式記録装置の他の自走手段、及び他の位置検出手段について説明する。

0033

上述の実施例１および２は、被記録材と接触しながら自走する手段を有する例についてであったが、記録方式がインクジェット記録方式等で且つ、記録液が被記録材上で定着するまでに要する時間が著しく長く、更に被記録材に接触している自走手段が記録液に対して非転写性を有していないような場合には、自走手段が被記録材の記録面を走査する際に記録液の再転写により記録画像を劣化させてしまう場合があった。また、上述のような自走手段では平面上を２次元的に自走することは容易であるが、３次元的に自走することが困難である。そこで、かかる問題に対処すべく以下のように構成してもよい。

0034

図５は本実施例に係る自走式の記録装置を示す。図５に於いて、１８は記録装置１をＸ方向に自走させる為のＸ方向移動用案内軸であり、１９は記録装置１をＹ方向に自走させる為のＹ方向移動用案内軸、２０は記録装置１をＺ方向に自走させる為のＺ方向移動用案内軸である。なお、これらの案内軸１８，１９および２０の端部はそれぞれ記録装置１を不図示の被記録材に対して平行を保ちつつ移動可能なように構成されている。

0035

図５に於いて、記録装置１を図中Ｘ方向に走査させる場合は記録装置１自体に搭載された不図示のＸ方向の駆動手段により記録装置１がＸ方向移動軸１８に沿って所望の幅だけ移動される。なお、本実施例に於いては、上記Ｘ方向の駆動力は駆動手段がパルスモータであるのでその印加パルス数を管理することによって記録装置のＸ方向への移動量を管理することができる。同様に、記録装置を図中Ｙ，Ｚ方向に走査させる場合には、不図示の各々のＹ，Ｚ方向の駆動手段によって記録装置１をそれぞれＹ，Ｚ方向駆動軸１９，２０に沿って所望の幅だけ移動させることが可能である。また、上記Ｙ，Ｚ方向動力もまた駆動手段がパルスモータであるので印加パルス数を管理することによって記録装置のＹ，Ｚ方向への移動量を管理することができる。

0036

本実施例では、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向の駆動時の移動量をパルスモータへの印加パルス数を管理することによって管理したが、スリット式のエンコーダを用いてエンコーダのＯＮ／ＯＦＦ信号から移動量を管理するようにしてもよく、更には、Ｘ，Ｙ，およびＺ方向の駆動（案内）軸１８，１９および２０に位置検出手段を兼ね備えさせるようにしてもよい。例えば、これらの駆動案内軸１８，１９および２０を抵抗体で構成し記録装置１の位置に応じて抵抗値が変化するようになして、該抵抗値から位置検出を行うようにしてもよい。

0037

以上のように構成することにより、記録手段による被記録材への記録液の定着性能の問題や、Ｚ方向への移動などをも容易に実現でき、実施例１，２にも増して自走式記録装置の出力画像の高画質化と、その用途の飛躍的拡大を可能とすることができる。

0038

なお、自走式記録装置の自走手段以外の構成及び作用についてはこれまでに述べてきた実施例１，２と同様であるのでその説明は省略する。

0039

［実施例４］ついで、自走式記録装置の更に他の位置検出手段について説明する。

0040

これまでに述べてきた実施例では、記録装置の位置認識手段が記録装置自体の位置を自己完結的に認識するものであったが、以下に述べるように、位置認識情報を記録装置の外部から取り込み、その情報に応じて位置検出を行う受動的な位置検出手段であってもよい。

0041

図６は本実施例による記録装置の位置検出手段を示す。

0042

図６に於いて、１５−１及び１５−２，…，１５−ｎは被記録材１５をｎ回の走査で記録する場合の走査毎のラインを指す。猶その走査についてはこれ迄に述べてきた各実施例に示すような自走手段を用いればよい。２２は記録装置の位置を検出するための画像認識手段であり、２１は該画像認識手段２２により認識された画像から記録装置１の現在位置を解析する画像解析手段、また、２３は画像認識手段２２と画像解析手段２１との間を接続し、画像認識手段２２により認識された画像を画像解析手段２１に伝達する画像伝達手段である。

0043

ここで、記録装置１は被記録材１５上を自走しながら記録を行うが、リアルタイムで画像認識手段２２が記録装置によって記録された画像情報を画像伝達手段２３を介して画像解析手段２１に転送する。一方、画像解析手段２１では転送されてきた記録装置１による画像情報の位置と既に格納されているそれまでの記録装置１の位置情報との差から記録装置１の移動した量および現在位置の検出を行う。そして、記録装置１の現在位置の検出値に応じて、次の所望の記録位置までの必要移動情報と記録情報とを記録装置１に転送し、所望の記録が行われるように制御する。

0044

以上のような制御がなされるように構成することで、記録装置１の位置を正確に検出・制御でき、出力画像の高画質化と、かかる記録装置の用途を飛躍的に拡大することが可能となる。

0045

また、本実施例では画像認識手段２２からの画像および位置情報が画像解析手段２１に直接接続される形態のものについてであったが、被記録材１５が極めて広大である場合などでは、例えば衛星などに設けられた画像認識手段から電波などを介して伝達される形態の遠隔通信手段によるものであってもよい。

0046

なお、本実施例の場合も自走式記録装置の位置認識手段以外の構成及び作用はこれまでに述べてきた実施例と同様であるのでその説明は省略する。

0047

以上説明してきたように、本発明によれば、記録信号を受信し、該信号に応じて被記録材上の記録位置に画像の記録を行う記録手段と、前記被記録材上の記録位置に装置自体を移動させる自走手段とに加えて前記自走手段によって移動した装置自体の位置を検出する位置検出手段を有するので、相対位置が不確定な被記録材上を自走する記録装置の位置を高精度で検出することが可能となり、自走式による記録装置の出力画像の高画質化と、記録装置の用途の飛躍的拡大を図ることができる。

0048

図１実施例１に係る記録装置の構成の概要を上面側（Ａ）および下面側（Ｂ）から見て示す斜視図である。
図２本発明にかかる自走手段の構成および動作を説明する説明図である。
図３本発明による記録動作の説明図である。
図４本発明の実施例２による自己位置検出手段の構成を模式的に示す斜視図である。
図５本発明の実施例３にかかる自走手段の構成を示す斜視図である。
図６本発明の実施例４による位置検出手段の構成を示す説明図である。

0049

１記録装置本体
１Ａ，１Ｂ，１Ｃケース面
２ 記録・スキャナー部
３ 記録部
４ スキャナー部
５ 自走手段
６インク吐出口
７，１１動力伝達軸
８，１２動力部
９，１３受け軸
１５被記録材
１６位置認識点
１７ 位置認識手段
１７−１レーザー発光部
１７−２レーザー受光部
１８，１９，２０ 駆動案内軸
２１画像解析手段
２２画像認識手段