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JP2023063945A - 画像記録方法及び画像記録装置 - Google Patents

画像記録方法及び画像記録装置 Download PDF

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JP2023063945A JP2021174065A JP2021174065A JP2023063945A JP 2023063945 A JP2023063945 A JP 2023063945A JP 2021174065 A JP2021174065 A JP 2021174065A JP 2021174065 A JP2021174065 A JP 2021174065A JP 2023063945 A JP2023063945 A JP 2023063945A
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Abstract

Figure 2023063945000001
【課題】ガイド面で支持された記録媒体に形成された画像の乾燥ムラを抑制する画像記録方法及び画像記録装置を提供する。
を提供する。
【解決手段】記録媒体をガイド面で支持してガイド面と一体に搬送する搬送工程と、搬送される記録媒体に対して液体吐出ヘッドから液体を吐出して画像を形成する画像形成工程と、画像形成工程より前に記録媒体を予備加熱する予備加熱工程と、を備え、画像形成工程におけるガイド面の温度をT、記録媒体の温度をTとすると、0≦T-T≦1.2[℃]の関係を有する画像記録方法によって乾燥ムラを抑制する。
【選択図】図13

Description

本発明は画像記録方法及び画像記録装置に係り、特にガイド面に支持された記録媒体に画像を記録する技術に関する。
搬送ユニットにより搬送される記録媒体に対してインクジェットヘッドからインクを吐出して、記録媒体に画像を記録するインクジェット記録装置が知られている。記録媒体を支持する搬送ユニットのガイド面には、用途に応じて複数の凹凸が設けられる場合がある。
特許文献1には、記録媒体である用紙を外周面に担持して搬送する用紙担持ドラムと、用紙担持ドラムに担持された用紙に向けてインクを吐出するインク吐出部と、を備えたインクジェット記録装置が開示されている。この用紙担持ドラムは、外周面に吸引孔が設けられ、吸引装置が稼働すると、吸引孔に用紙を吸着させる吸引力が発生する。
特許第6850429号公報
しかしながら、特許文献1に記載のインクジェット記録装置では、用紙担持ドラムの外周面の吸引孔と吸引孔以外の部分とで伝熱しやすさが異なるため、乾燥ムラが発生するという問題点があった。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、ガイド面で支持された記録媒体に形成された画像の乾燥ムラを抑制する画像記録方法及び画像記録装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するための画像記録方法の一の態様は、記録媒体をガイド面で支持してガイド面と一体に搬送する搬送工程と、搬送される記録媒体に対して液体吐出ヘッドから液体を吐出して画像を形成する画像形成工程と、画像形成工程より前に記録媒体を予備加熱する予備加熱工程と、を備え、画像形成工程におけるガイド面の温度をT、記録媒体の温度をTとすると、0≦T-T≦1.2[℃]の関係を有する画像記録方法である。本態様によれば、ガイド面で支持された記録媒体に形成された画像の乾燥ムラを抑制することができる。
0≦T-T≦1.0[℃]の関係を有することが好ましい。これにより、乾燥ムラをより抑制することができる。
記録媒体の温度は、液体が付与される位置の記録媒体の温度であり、ガイド面の温度は、記録媒体の液体が付与される位置と一体の位置のガイド面の温度である好ましい。記録媒体の液体が付与される位置の温度Tと、その位置と一体の位置のガイド面の温度Tとが上記の範囲であることで、記録媒体に付与された液体が移動せずに乾燥するので、形成された画像の乾燥ムラを抑制することができる。
画像形成工程より前に記録媒体に処理液を塗布する処理液塗布工程と、処理液塗布工程の有無を切り替える切替工程と、処理液塗布工程が行われた場合に処理液が塗布された記録媒体を加熱する処理液乾燥工程であって、処理液塗布工程の有無にかかわらず予備加熱工程を兼ねる処理液乾燥工程と、を備えることが好ましい。処理液を付与する場合は処理液により乾燥ムラを抑制することができ、処理液を付与しない場合は予備乾燥によりTとTとを上記の範囲にすることで乾燥ムラを抑制することができる。
ガイド面は、凸部、及び穴部のうちの少なくとも一方を有していてもよい。本態様によれば、凸部、及び穴部のうちの少なくとも一方を有するガイド面であっても、乾燥ムラを抑制することができる。ガイド面は、多数の凸部、及び穴部のうちの少なくとも一方が2次元配置されていてもよい。
搬送工程は、軸を中心に回転するドラムの周面をガイド面として記録媒体を支持することが好ましい。本態様によれば、軸を中心に回転するドラムの周面がガイド面であっても、乾燥ムラを抑制することができる。
画像形成工程より後に液体を乾燥させる液体乾燥工程を備えてもよい。本態様によれば、液体乾燥工程の影響によってガイド面が昇温した場合であっても、乾燥ムラを抑制することができる。
記録媒体の温度を測定する温度測定工程を備え、予備加熱工程は、測定した温度に基づいて記録媒体を予備加熱することが好ましい。これにより、画像形成工程におけるTとTとを上記の範囲に制御することができる。温度測定工程において、ガイド面の温度を測定してもよい。
上記目的を達成するための画像記録装置の一の態様は、記録媒体をガイド面で支持してガイド面と一体に搬送する搬送機構と、搬送される記録媒体に対して液体を吐出して画像を記録する液体吐出ヘッドと、画像を記録する前に記録媒体を予備加熱する予備加熱機構と、を備え、画像を記録する際のガイド面の温度をT、記録媒体の温度をTとすると、0≦T-T≦1.2[℃]の関係を有する画像記録装置である。本態様によれば、ガイド面で支持された記録媒体に形成された画像の乾燥ムラを抑制することができる。
予備加熱機構は、記録媒体に乾燥風を供給するファンを含むことが好ましい。これにより、記録媒体を乾燥風により予備加熱することができる。
吐出された液体を乾燥させる乾燥機構を備えていてもよい。本態様によれば、乾燥機構の影響によってガイド面が昇温した場合であっても、乾燥ムラを抑制することができる。
本発明によれば、ガイド面で支持された記録媒体に形成された画像の乾燥ムラを抑制することができる。
図1は、ガイド面の一例を示す模式図である。 図2は、用紙をガイド面で支持してインクを付与した際のガイド面と用紙の断面図である。 図3は、用紙の上面図である。 図4は、ガイド面の一例を示す模式図である。 図5は、用紙をガイド面で支持してインクを付与した際のガイド面と用紙の断面図である。 図6は、用紙の上面図である。 図7は、インクジェット記録装置の概略構成を示す全体構成図である。 図8は、インクジェットヘッドの先端部分の構成を示す斜視図である。 図9は、ノズル面の一部拡大図である。 図10は、ヘッドモジュールのノズル面の平面図である。 図11は、イジェクタの立体的構造を示す縦断面図である。 図12は、インクジェット記録装置の制御系の機能ブロック図である。 図13は、画像形成ドラムの周面の温度及び用紙の温度の差と、乾燥ムラの視認性との関係を示すグラフである。
以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施形態について詳説する。
<乾燥ムラの発生>
インクジェット記録装置において記録(画像形成)した画像には、乾燥ムラが発生することがある。乾燥ムラとは、画像に濃淡が生じる現象であり、画像の一部が濃く見える現象、及び色が抜けて白く薄く見える現象を含む。乾燥ムラは、着弾したインクが記録媒体上で移動することにより発生する。
従来、インクを吐出する前工程で記録媒体上に処理液を塗布し、インクの粘度を大きくすることで流動性を抑えることが行われている。一方、処理液を塗布しない場合、インクが移動しやすい。以下においては、処理液を塗布しない場合について説明する。
インク移動は、記録媒体上の温度分布が不均一である場合に発生しやすい。温度分布が不均一であると、温度が高いところでインクが乾燥しやすく、温度が低いところでインクが乾燥しづらくなる。インクが乾燥しやすい場所では、インクが濃縮されて表面張力が大きくなる。反対に、インクが乾燥しづらい場所では、インクがあまり濃縮されないため相対的に表面張力は小さくなる。この表面張力差によって、表面張力が小さいところから大きいところへインクが移動し、乾燥ムラとなる。
本出願の発明者は、搬送ユニットのガイド面形状によって不均一な温度分布が発生し、乾燥ムラが発生するという課題が存在することを見出した。例えば、ガイド面に凹凸がある場合、凹凸によって記録媒体との接触が不均一となり、接触した場所によって記録媒体への熱の伝わり具合が異なる。
画像形成中に記録媒体を接触支持する搬送ユニットのガイド面は、凹凸形状を有している場合がある。図1は、記録媒体を支持するガイド面10の一例を示す模式図である。図1に示すガイド面10は、複数の凸部12、及び複数の穴部14を備えている。凸部12は、直径が1.0mm、高さが0.1mmの円柱形状を有する。凸部12は、縦方向及び縦方向に直交する横方向に一定間隔で2次元配置されている。穴部14は、ガイド面10を貫通する直径が1.0mmの貫通穴である。穴部14は、縦方向及び横方向に一定間隔で2次元配置されている。
図2は、記録媒体の一例である用紙Pをガイド面10で支持してインクIを付与した際のガイド面10と用紙Pの断面図であり、インクの浸透、乾燥濃縮による表面張力の変化を示している。また、図3は、用紙Pの上面図であり、ガイド面10に支持された用紙Pにベタ画像が形成された場合の乾燥ムラを示している。ベタ画像とは、インクによる被覆率が100%を超える画像である。ここでは、記録媒体の温度よりもガイド面10の温度の方が相対的に高い場合を考える。
ガイド面10には周囲の空気と比較して熱伝導率が相対的に高い材質を用いられるため、用紙Pは凸部12と接触した箇所(凸部12と対応する位置)に熱が伝わりやすく、用紙Pの凸部12と接触した箇所は局所的に温度が高くなる。したがって、用紙Pの凸部12と接触した位置は、接触していない位置に対して温度が相対的に高くなる。このため、図2に示すように、用紙Pに付与されたインクIは、凸部12と接触した用紙Pの位置で乾燥濃縮が促進され、接触していない位置に対して表面張力が相対的に大きくなる。この表面張力差によって、表面張力が小さいところから大きいところへインクが移動し、凸部12と接触した用紙Pの位置にインクが集中する。
その結果、図3に示すように、画像の一部の濃度が相対的に濃くなる乾燥ムラが発生する。なお、図3では濃度が濃い部分を強調して示している。濃度が相対的に濃い部分は、インクが集中した部分である。図3に示す例では、濃度が相対的に濃い部分は凸部12の位置に対応して発生し、それぞれ直径1.0mm前後の円形である。
また、搬送ユニットのガイド面は、複数の穴が空いている場合がある。図4は、用紙Pを支持するガイド面20の一例を示す模式図である。図4に示すガイド面20は、複数の穴部22を備えている。穴部22は、ガイド面20を貫通する直径が0.5mmの貫通穴である。穴部22は、縦方向及び横方向に一定間隔で2次元配置されている。
図5は、用紙Pをガイド面20で支持してインクIを付与した際のガイド面20と用紙Pの断面図であり、インクの浸透、乾燥濃縮による表面張力の変化を示している。また、図6は、用紙Pの上面図であり、ガイド面20に支持された用紙Pにベタ画像が形成された場合の乾燥ムラを示している。ここでも同様に、記録媒体の温度よりもガイド面10の温度の方が相対的に高い場合を考える。
ガイド面20の穴部22(空気)は、ガイド面20の材料と比較して熱伝導率が相対的に低いため、用紙Pは穴部22の空気と接触した箇所(穴部22に対応する位置)に熱が伝わりづらい。したがって、用紙Pの穴部22に対応する位置は、ガイド面20と接触している位置に対して温度が相対的に低くなる。このため、図5に示すように、用紙Pに付与されたインクIは、穴部22に対応する用紙Pの位置で乾燥濃縮が促進されず、ガイド面20と接触している位置に対して表面張力が相対的に小さくなる。この表面張力差によって、表面張力が小さいところから大きいところへインクが移動し、穴部22に対応する用紙Pの位置のインクが拡散して少なくなる。
その結果、図6に示すように、画像の一部が白く抜けて濃度が相対的に薄くなる乾燥ムラが発生する。なお、図6では濃度が薄い部分を強調して示している。濃度が相対的に薄い部分は、インクが少ない部分である。図6に示す例では、濃度が相対的に薄い部分は穴部22の位置に対応して発生し、それぞれ直径0.5mm前後の円形である。
以上のような課題に対し、ガイド面から記録媒体への熱伝導を抑えてインクの流動性を低下させることが、乾燥ムラの改善に有効である。
ここで、熱伝導を抑えるためには、「熱伝導率が小さい材質のガイド面を用いる」、又は「ガイド面と記録媒体の温度差を限りなく小さくする」の2つの対策が考えられる。しかしながら、搬送ユニットのガイド面に空気同等の熱伝導率である材質を用いることは非現実的である。したがって、ガイド面から記録媒体への熱伝導を抑えるために、ガイド面と記録媒体の温度を限りなく小さくすることが実用的な解決方法であるといえる。具体的には、ガイド面、又は記録媒体を温調する機能の追加である。以下において、記録媒体を温調する画像記録方法及び画像記録装置について説明する。
<インクジェット記録装置>
〔全体構成〕
図7は、インクジェット記録装置100の概略構成を示す全体構成図である。インクジェット記録装置100は、枚葉の用紙Pにカラー画像をプリントする枚葉式の印刷装置(「画像記録装置」の一例)である。用紙Pは、例えばコピー用上質紙等の通常の紙である。
図7に示すように、インクジェット記録装置100は、給紙部110、処理液塗布部120、処理液乾燥部130、画像形成部140、インク乾燥部200、及び集積部240を備える。
〔給紙部〕
給紙部110は、用紙Pを1枚ずつ自動で給紙する。給紙部110は、給紙装置112、フィーダボード114、及び給紙ドラム116を備える。給紙装置112は、束の状態で給紙トレイ112Aにセットされた用紙Pを上から順に1枚ずつ取り出して、フィーダボード114に給紙する。フィーダボード114は、給紙装置112から受け取った用紙Pを給紙ドラム116へと移送する。
給紙ドラム116は、フィーダボード114から給紙される用紙Pを受け取り、受け取った用紙Pを処理液塗布部120へと移送する。
〔処理液塗布部〕
処理液塗布部120は、用紙Pに処理液を塗布する。処理液は、インク中の色材成分を凝集、不溶化、又は増粘させる機能を備えた液体である。処理液塗布部120は、処理液塗布ドラム122、及び処理液塗布装置124を備える。
処理液塗布ドラム122は、給紙ドラム116から用紙Pを受け取り、受け取った用紙Pを処理液乾燥部130へと移送する。処理液塗布ドラム122は、周面にグリッパ123を備え、グリッパ123を用いて用紙Pの先端部を把持して回転し、用紙Pを周面に巻き付けて搬送する。
処理液塗布装置124は、処理液塗布ドラム122を用いて搬送される用紙Pに処理液を塗布する(「処理液塗布工程」の一例)。処理液は、ローラを用いて塗布される。
なお、インクジェット記録装置100は、用紙Pに処理液を塗布するモードと用紙Pに処理液を塗布しないモードを有する。これに対し、処理液塗布部120は、用紙Pへの処理液の塗布の有無を切り替え可能に構成される。用紙Pに処理液を塗布しない場合は、処理液を塗布するローラが用紙Pの搬送経路から退避するように構成される。
〔処理液乾燥部〕
処理液乾燥部130(「予備加熱機構」の一例)は、処理液が塗布された用紙Pを乾燥処理する。処理液乾燥部130は、処理液乾燥ドラム132、温風送風機134、温風送風機135、及び温風送風機136を備える。処理液乾燥ドラム132は、処理液塗布ドラム122から用紙Pを受け取り、受け取った用紙Pを画像形成部140へと移送する。処理液乾燥ドラム132は、周面にグリッパ133を備える。処理液乾燥ドラム132は、グリッパ133を用いて用紙Pの先端部を把持して回転し、用紙Pを搬送する。
温風送風機134は、処理液塗布ドラム122の周面に対向する位置に設置される。温風送風機134は、不図示のヒータによって加熱乾燥させた空気を不図示のファンによって不図示の吹出口から吹き出させる非接触加熱手段である。温風送風機134は、処理液塗布ドラム122を用いて搬送される用紙Pに30~50℃の乾燥風(温風)を吹き当てて、処理液を乾燥させる(「予備加熱工程」の一例)。
温風送風機135及び温風送風機136は、それぞれ処理液乾燥ドラム132の内部に設置される。温風送風機135及び温風送風機136の構成は、温風送風機134と同様である。温風送風機135及び温風送風機136は、それぞれ処理液乾燥ドラム132を用いて搬送される用紙Pに30~50℃の乾燥風(温風)を吹き当てて、処理液を乾燥させる。本実施形態では、処理液塗布ドラム122の周面に対向する位置に設置される温風送風機134と、処理液乾燥ドラム132の内部に設置される温風送風機135及び温風送風機136によって処理液を乾燥させているが、温風送風機の数、及び配置する位置は特に限定されない。
なお、後述するように、処理液乾燥部130は、用紙Pへの処理液の塗布の有無にかかわらず用紙Pに乾燥風を吹き当てる。処理液の塗布の有無によって乾燥風の温度を変更可能に構成されてもよい。
〔画像形成部〕
画像形成部140は、画像形成ドラム142、ヘッドユニット144、及びスキャナ190を備える。画像形成ドラム142(「搬送機構」の一例)は、不図示の回転軸を有する円筒状部材である。画像形成ドラム142は、処理液乾燥ドラム132から用紙Pを受け取り、回転軸を中心に回転することで受け取った用紙Pをインク乾燥部200へと移送する(「搬送工程」の一例)。画像形成ドラム142のガイド面に相当する周面142Aは、SUS(Steel Use Stainless)によって構成される。
画像形成ドラム142は、周面142Aにグリッパ143を備える。画像形成ドラム142は、グリッパ143を用いて用紙Pの先端を把持して回転して、用紙Pを周面142A(「ガイド面」の一例)に巻き付けて、用紙Pの裏面を周面142Aで支持して周面と一体に搬送する。画像形成ドラム142は、不図示の吸着機構を備え、周面に巻き付けられた用紙Pを周面142Aに吸着させる。
吸着には、負圧が利用される。画像形成ドラム142は、周面142Aに多数の吸着穴を備え(例えば図1の穴部14)、吸着穴を介して内部から吸引して、用紙Pを周面142Aに吸着させる。吸着には、静電気を用いてもよい。この場合、画像形成ドラム142を帯電させることで吸着を行う。
画像形成ドラム142は、周面142Aに用紙Pのしわの発生を防止するための多数の凸部(例えば図1の凸部12)を備えてもよい。
ヘッドユニット144は、シアン(C)のインク(「液体」の一例)を吐出するインクジェットヘッド146C(「液体吐出ヘッド」の一例)、マゼンタ(M)のインクを吐出するインクジェットヘッド146M、イエロー(Y)のインクを吐出するインクジェットヘッド146Y、及びブラック(K)のインクを吐出するインクジェットヘッド146Kを備える。
インクジェットヘッド146C、インクジェットヘッド146M、インクジェットヘッド146Y、及びインクジェットヘッド146Kの各々は、画像形成ドラム142を用いた用紙Pの搬送経路上に一定の間隔で配置される。
画像形成ドラム142を用いて搬送される用紙Pに向けて、インクジェットヘッド146C、インクジェットヘッド146M、インクジェットヘッド146Y、及びインクジェットヘッド146K(「液体吐出ヘッド」の一例)のノズル162(図10参照)からインクを吐出させると、用紙Pの表面に画像が記録される(「画像形成工程」の一例)。
なお、ここでは、シアン、マゼンタ、イエロー、及びブラックの4色のインクを用いる構成を例示したが、インク色、及び色数の組み合わせについては本実施形態に限定されず、必要に応じて淡インク、濃インク、特別色インクを追加してもよい。
スキャナ190は、インクジェットヘッド146C、インクジェットヘッド146M、インクジェットヘッド146Y、及びインクジェットヘッド146Kを用いて用紙Pに記録された画像を読み取る。
〔インク乾燥部〕
インク乾燥部200(「乾燥機構」の一例)は、画像形成部140を用いて画像が記録された用紙Pに対して乾燥処理を施す(「液体乾燥工程」の一例)。インク乾燥部200は、チェーンデリバリ210、用紙ガイド220、温風送風機230、及び用紙検出センサ232を備える。
チェーンデリバリ210は、画像形成ドラム142から用紙Pを受け取り、受け取った用紙Pを集積部240へと移送する。チェーンデリバリ210は、規定の走行経路を走行する一対の無端状のチェーン212を備え、一対のチェーン212に備えられたグリッパ214を用いて用紙Pの先端部を把持して、用紙Pを規定の搬送経路に沿って搬送する。グリッパ214は、チェーン212の走行方向に沿って一定の間隔で複数備えられる。
用紙ガイド220は、チェーンデリバリ210を用いた用紙Pの搬送を案内する部材である。用紙ガイド220は、第1用紙ガイド222、及び第2用紙ガイド224から構成される。
第1用紙ガイド222はチェーンデリバリ210の第1搬送区間を搬送させる用紙Pを案内する。第2用紙ガイド224は、第1搬送区間の後段の第2搬送区間を搬送させる用紙を案内する。
温風送風機230は、チェーンデリバリ210を用いて搬送される用紙Pに温風を吹き当てる。なお、温風送風機230の温風の影響により画像形成ドラム142が加熱され、周面142Aの温度が上昇する場合がある。
用紙検出センサ232は、用紙Pの有無を検出する。用紙検出センサ232の例として、反射型の光学式センサ、又は透過型の光学式センサが挙げられる。
〔集積部〕
集積部240は、集積装置242を備える。集積部240は、チェーンデリバリ210を用いてインク乾燥部200から搬送されてくる用紙Pを受け取り、用紙Pを集積する集積装置242を備える。チェーンデリバリ210は、予め定められた集積位置において用紙Pをリリースする。
集積装置242は、集積トレイ244を備えている。集積装置242は、チェーンデリバリ210からリリースされた用紙Pを受け取り、用紙Pを集積トレイ244の上に束状に集積する。
<インクジェットヘッドの構成例>
〔全体構成〕
インクジェットヘッド146C、インクジェットヘッド146M、インクジェットヘッド146Y、及びインクジェットヘッド146Kは、同一の構成を適用し得る。以下の説明では、代表してインクジェットヘッド146Cについて説明する。
図8は、インクジェットヘッド146Cの先端部分の構成を示す斜視図である。インクジェットヘッド146Cは、用紙Pの幅方向に関して、用紙Pの全記録領域を、1回の走査で規定の記録解像度による画像記録が可能なノズル列を有するライン型の液体吐出ヘッドである。このような液体吐出ヘッドはフルライン型の液体吐出ヘッド、又はページワイドヘッドとも呼ばれる。用紙Pの幅方向は、用紙Pの搬送方向と直交する方向であり、用紙Pの表面に平行となる方向である。
インクジェットヘッド146Cの先端部分は、ノズル面148を有する。ノズル面148は、インクを吐出するノズル162(図10参照)が形成される。
また、インクジェットヘッド146Cは、複数のヘッドモジュール150-iを、長手方向に沿って一列に繋ぎ合わせた構造を有している。なお、iは1からnまでの整数である。なお、以下の説明において、ヘッドモジュール150-iのヘッドモジュールの番号を表すiを省略して、ヘッドモジュール150と記載することがある。
ヘッドモジュール150-iは、支持フレーム152に取り付けられて一体化される。各ヘッドモジュール150-iは、電気接続用のケーブル154を備える。
〔ノズルの配置〕
1は、ノズル面148の一部拡大図である。ヘッドモジュール150-iのノズル面148-iは、平行四辺形である。支持フレーム152の両端は、ダミープレート156が取り付けられる。インクジェットヘッド146のノズル面148は、ダミープレート156の表面156Aと合わせて、全体として長方形である。
ヘッドモジュール150-iのノズル面148-iの中央部分には、帯状のノズル配置部158-iが備えられる。ノズル配置部158-iは、実質的なノズル面148-iとして機能する。ノズル162はノズル配置部158-iに備えられる。なお、図9ではノズル162を個別に図示せず、複数のノズルから構成されるノズル列160を図示している。
図10は、ヘッドモジュール150-iのノズル面148-iの平面図である。図10におけるY方向は用紙Pの搬送方向を表し、X方向は用紙Pの幅方向を表す。ヘッドモジュール150-iのノズル面148-iには、複数のノズル162が二次元配列される。
ヘッドモジュール150-iは、用紙Pの幅方向に対して角度βの傾きを有するV方向に沿った長辺側の端面と、用紙Pの搬送方向に対して角度αの傾きを持つW方向に沿った短辺側の端面とを有する平行四辺形の平面形状を有する。
ヘッドモジュール150-iは、V方向に沿う行方向、及びW方向に沿う列方向について、複数のノズル162がマトリクス配置される。ノズル162は、用紙Pの幅方向に沿う行方向、及び用紙Pの幅方向に対して斜めに交差する列方向に沿って配置されてもよい。
インクジェットヘッド146Cの場合、各ノズル162をX方向に沿って投影した投影ノズル列は、X方向について最大の記録解像度を達成するノズル密度で各ノズル162が概ね等間隔で並ぶ一列のノズル列と等価なものと考えることができる。概ね等間隔とは、インクジェット記録装置100において記録可能な打滴点として実質的に等間隔であることを意味している。例えば、製造上の誤差、及び着弾干渉による用紙P上での液滴の移動の少なくともいずれか一方を考慮して僅かに間隔を異ならせたものなどが含まれている場合も、等間隔の概念に含まれる。
インクジェットヘッド146のノズルの配列形態は限定されず、様々なノズル配列の形態を採用することができる。例えば、マトリクス状の二次元配列の形態に代えて、一列の直線配列、V字状のノズル配列、及びV字状配列を繰り返し単位とするW字状などのようなジグザグ配列なども可能である。
〔イジェクタの構成〕
図11は、イジェクタ164の立体的構造を示す縦断面図である。イジェクタ164は、ノズル162、ノズル162に通じる圧力室166、及び圧電素子168を備える。ノズル162は、ノズル流路170を介して圧力室166と通じている。圧力室166は個別供給路172を介して供給側共通支流路174に通じている。
圧力室166の天面を構成する振動板176は、圧電素子168の下部電極に相当する共通電極として機能する不図示の導電層を備える。圧力室166、その他の流路部分の壁部、及び振動板176などはシリコンによって作製することができる。
振動板176の材質はシリコンに限らず、樹脂などの非導電性材料によって形成する態様も可能である。振動板176自体をステンレス鋼などの金属材料によって構成し、共通電極を兼ねる振動板としてもよい。
振動板176に対して圧電素子168が積層された構造により、圧電ユニモルフアクチュエータが構成される。圧電素子168の上部電極である個別電極178に駆動電圧を印加して圧電体180を変形させ、振動板176を撓ませて圧力室166の容積を変化させる。圧力室166の容積変化に伴う圧力変化がインクに作用して、ノズル162からインクが吐出される。
インク吐出後に圧電素子168が元の状態に戻る際に、供給側共通支流路174から個別供給路172を通って新しいインクが圧力室166に充填される。圧力室166にインクが充填される動作をリフィルという。
圧力室166の平面視形状については、特に限定はなく、四角形その他の多角形、円形、或いは楕円形など、様々な形態があり得る。個別電極178の上方には、カバープレート182が設けられる。カバープレート182は、圧電素子168の可動空間184を保し、かつ、圧電素子168の周囲を封止する部材である。
カバープレート182の上方には、不図示の供給側インク室、及び不図示の回収側インク室が形成される。供給側インク室は、不図示の連通路を介して、不図示の供給側共通本流路に連結される。回収側インク室は、不図示の連通路を介して、不図示の回収側共通本流路に連結されている。
<制御系の構成>
図12は、インクジェット記録装置100の制御系の機能ブロック図である。インクジェット記録装置100は、システムコントローラ250を備える。システムコントローラ250は、インクジェット記録装置100の各部を統括的に制御する全体制御部である。システムコントローラ250は、各種演算処理を行う演算部である。システムコントローラ250は、メモリにおけるデータの読み出し、及びデータの書き込みを制御するメモリーコントローラである。
〔通信部〕
インクジェット記録装置100は、通信部252を備える。通信部252は、不図示の通信インターフェースを介して接続されたホストコンピュータ254との間でデータの送受信を行う。
〔画像メモリ〕
インクジェット記録装置100は、画像メモリ256を備える。画像メモリ256は、画像データを含む各種データの一時記憶部として機能する。画像メモリ256は、システムコントローラ250を通じてデータの読み書きが行われる。通信部252を介してホストコンピュータ254から取り込まれた画像データは、画像メモリ256に格納される。
〔搬送制御部〕
インクジェット記録装置100は、搬送制御部258を備える。搬送制御部258は、搬送部109の動作を制御する。搬送部109は、図7に示した給紙ドラム116、処理液塗布ドラム122、画像形成ドラム142、及びチェーンデリバリ210が含まれる。
〔給紙制御部〕
インクジェット記録装置100は、給紙制御部260を備える。給紙制御部260は、システムコントローラ250からの指令に応じて給紙部110を動作させる。
〔処理液塗布制御部〕
インクジェット記録装置100は、処理液塗布制御部262を備える。処理液塗布制御部262は、システムコントローラ250からの指令に応じて処理液塗布部120の動作を制御する。
処理液塗布制御部262は、設定されたモードに応じて処理液塗布部120による用紙Pへの処理液の塗布の有無の切り替え(「切替工程」の一例)を制御する。用紙Pに処理液を塗布するモードと用紙Pに処理液を塗布しないモードとは、操作部272によるユーザ入力によって切り替えられてもよいし、不図示のセンサによって用紙Pの種類を判別する等により処理液の必要性を自動で判別して切り替えられてもよい。
〔処理液乾燥制御部〕
インクジェット記録装置100は、処理液乾燥制御部264を備える。処理液乾燥制御部264は、システムコントローラ250からの指令に応じて処理液乾燥部130の動作を制御する。
〔描画制御部〕
インクジェット記録装置100は、画像形成制御部266を備える。画像形成制御部266は、システムコントローラ250からの指令に応じて、画像形成部140の動作を制御する。
画像形成制御部266は、不図示の画像処理部を備える。画像処理部は入力画像データからドットデータを形成する。画像処理部は、不図示の色分解処理部、不図示の色変換処理部、不図示の補正処理部、及び不図示のハーフトーン処理部を備える。
色分解処理部は、入力画像データに対して色分解処理を施す。例えば、入力画像データがRGB(Red Green Blue)で表されている場合、入力画像データをR、G、及びBの色ごとのデータに分解する。
色変換処理部は、R、G、及びBに分解した色ごとの画像データを、インク色に対応するC、M、Y、及びKに変換する。
補正処理部では、C、M、Y、及びKに変換した色ごとの画像データに対して、補正処理を施す。補正処理の例として、ガンマ補正処理、濃度むら補正処理、及び異常記録素子補正処理等が挙げられる。
ハーフトーン処理部は、例えば、0から255といった多階調数で表された画像データを、2値、又は入力画像データの階調数未満の3値以上の多値で表されるドットデータに変換する。ハーフトーン処理部は、予め決められたハーフトーン処理規則を適用する。ハーフトーン処理規則の例として、ディザ法、及び誤差拡散法等が挙げられる。
画像形成制御部266は、不図示の波形生成部、不図示の波形記憶部、及び不図示の駆動回路を備える。波形生成部は駆動電圧の波形を生成する。波形記憶部は駆動電圧の波形が記憶される。
駆動回路はドットデータに応じた駆動波形を有する駆動電圧を生成する。駆動回路は駆動電圧を、図7に示したインクジェットヘッド146C、インクジェットヘッド146M、インクジェットヘッド146Y、及びインクジェットヘッド146Kへ供給する。
すなわち、画像処理部による処理を経て生成されたドットデータに基づいて、各画素位置の吐出タイミング、及びインク吐出量が決められる。各画素位置の吐出タイミング、及びインク吐出量に応じた駆動電圧、並びに各画素の吐出タイミングを決める制御信号が生成される。駆動電圧、及び制御信号がインクジェットヘッド146C、インクジェットヘッド146M、インクジェットヘッド146Y、及びインクジェットヘッド146Kへ供給され、インクジェットヘッド146C、インクジェットヘッド146M、インクジェットヘッド146Y、及びインクジェットヘッド146Kから吐出されたインクによって用紙Pにドットが形成される。
〔インク乾燥制御部〕
インクジェット記録装置100は、インク乾燥制御部268を備える。インク乾燥制御部268は、システムコントローラ250からの指令に応じてインク乾燥部200の動作を制御する。
〔集積制御部〕
インクジェット記録装置100は、集積制御部270を備える。集積制御部270は、システムコントローラ250からの指令に応じて集積部240の動作を制御する。集積部240の動作には、図7に示した集積装置242に画像形成済の用紙Pを集積させる際のグリッパ214の開閉動作が含まれてもよい。
〔操作部〕
インクジェット記録装置100は、操作部272を備える。操作部272は、操作ボタン、キーボード、及びタッチパネル等の操作部材を備える。操作部272は複数の種類の操作部材が含まれていてもよい。操作部272を用いて入力された情報は、システムコントローラ250へ送信される。システムコントローラ250は、操作部272から送信された情報に応じて各種処理を実行する指令信号を生成する。システムコントローラ250は、各種処理を行う処理部へ指令信号を送信する。
〔表示部〕
インクジェット記録装置100は、表示部274を備える。表示部274は、液晶パネル等の不図示の表示装置、及び不図示のディスプレイドライバーを備える。表示部274は、システムコントローラ250からの指令に応じて、装置の各種設定情報、及び異常情報等の各種情報を表示装置に表示させる。表示部274は、タッチパネル式の表示装置を適用して、操作部272と兼用してもよい。
〔パラメータ記憶部〕
インクジェット記録装置100は、パラメータ記憶部276を備える。パラメータ記憶部276は、インクジェット記録装置100に使用される各種パラメータが記憶される。パラメータ記憶部276に記憶されている各種パラメータは、システムコントローラ250を用いて読み出される。各種パラメータは、システムコントローラ250を用いて装置各部に設定される。
〔プログラム格納部〕
インクジェット記録装置100は、プログラム格納部278を備える。プログラム格納部278は、インクジェット記録装置100の各部に使用されるプログラムが格納される。プログラム格納部278に格納されている各種プログラムは、システムコントローラ250を介して読み出され、装置各部において実行される。
〔センサ〕
インクジェット記録装置100は、センサ280を備える。センサ280は、少なくとも、光学式センサ、及び圧力センサが含まれる。センサ280は、温度センサ、及び流量センサ等の各種センサが含まれてもよい。
〔各種制御部のハードウェア構成〕
図12に示した各種制御部は、プロセッサ(processor)が適用される。プロセッサのハードウェア的な構造は、次に示すような各種のプロセッサである。各種のプロセッサには、ソフトウェア(プログラム)を実行して各種の機能部として作用する汎用的なプロセッサであるCPU(Central Processing Unit)、画像処理に特化したプロセッサであるGPU(Graphics Processing Unit)、FPGA(Field Programmable Gate Array)等の製造後に回路構成を変更可能なプロセッサであるPLD(Programmable Logic Device)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)等の特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路等が含まれる。
1つの処理部は、これら各種のプロセッサのうちの1つで構成されていてもよいし、同種又は異種の2つ以上のプロセッサ(例えば、複数のFPGA、又はCPUとFPGAの組み合わせ、あるいはCPUとGPUの組み合わせ)で構成されてもよい。また、複数の機能部を1つのプロセッサで構成してもよい。複数の機能部を1つのプロセッサで構成する例としては、第1に、クライアント又はサーバ等のコンピュータに代表されるように、1つ以上のCPUとソフトウェアの組合せで1つのプロセッサを構成し、このプロセッサが複数の機能部として作用させる形態がある。第2に、SoC(System On Chip)等に代表されるように、複数の機能部を含むシステム全体の機能を1つのIC(Integrated Circuit)チップで実現するプロセッサを使用する形態がある。このように、各種の機能部は、ハードウェア的な構造として、上記各種のプロセッサを1つ以上用いて構成される。
さらに、これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構造は、より具体的には、半導体素子等の回路素子を組み合わせた電気回路(circuitry)である。
プロセッサは、不図示のメモリに記憶された命令を実行する。メモリは、プロセッサに実行させるための命令を記憶する。メモリは、不図示のRAM(Random Access Memory)、及びROM(Read Only Memory)を含む。プロセッサは、RAMを作業領域とし、ROMに記憶された調査支援プログラムを含む各種のプログラム及びパラメータを使用してソフトウェアを実行し、かつROM等に記憶されたパラメータを使用することで、各種の処理を実行する。
<インクジェット記録装置の作用>
インクジェット記録装置100は、処理液乾燥部130によって用紙Pを加熱し、予備加熱後の用紙Pを画像形成ドラム142の周面142Aで支持して周面142Aと一体に搬送し、画像形成ドラム142によって搬送される用紙Pに対してインクジェットヘッド146C、インクジェットヘッド146M、インクジェットヘッド146Y、及びインクジェットヘッド146Kからインクを吐出して画像を形成する画像記録方法を実施する。この画像記録方法によれば、処理液乾燥部130によって用紙Pを予備加熱するので、画像を形成する際における画像形成ドラム142の周面142Aと用紙Pの温度差を相対的に小さくすることができる。したがって、周面142Aから用紙Pへの熱伝導を抑えてインクの流動性を低下させることができるので、乾燥ムラを抑制することができる。
また、インクジェット記録装置100は、処理液乾燥制御部264において処理液塗布工程の有無を切り替える画像記録方法を実施する。処理液塗布工程を有する場合には、画像形成工程より前に処理液塗布部120において用紙Pに処理液を塗布し、処理液が塗布された用紙Pを処理液乾燥部130において予備加熱を兼ねて加熱する(「処理液乾燥工程」の一例)。処理液塗布工程を有さない場合には、処理液乾燥制御部264は、用紙Pを処理液乾燥部130において予備加熱(「予備加熱工程」の一例)する。
この画像記録方法によれば、処理液を付与する場合は、処理液によって乾燥ムラを抑制することができる。また、処理液を付与しない場合は、処理液乾燥部130によって用紙Pを予備乾燥するので、周面142Aから用紙Pへの熱伝導を抑えてインクの流動性を低下させ、乾燥ムラを抑制することができる。また、予備加熱のための新たな温調機構を追加することは費用対効果が悪いが、この画像記録方法によれば、処理液乾燥部130が予備加熱機構を兼ねることでコストを抑えることができる。
<ガイド面及び用紙の温度差と乾燥ムラの視認性との関係>
用紙Pを予備加熱して画像形成ドラム142の周面142Aと用紙Pとの温度差を相対的に小さくすることで、乾燥ムラを低減できることを確認した。
図13は、インクジェット記録装置100の画像形成ドラム142の周面142Aの温度T及び用紙Pの温度Tの温度差(T-T)と、乾燥ムラの視認性との関係を示すグラフである。図13は、横軸は温度差(T-T)を示し、縦軸は各温度差において画像形成したベタ画像の乾燥ムラの視認性レベルの官能評価結果を示している。
画像形成ドラム142の周面142Aの温度T、及び用紙Pの温度Tは、インクジェットヘッド146C、インクジェットヘッド146M、インクジェットヘッド146Y、及びインクジェットヘッド146Kによってインクが打滴される直前の位置で測定した。ここでは、画像形成ドラム142の周面142Aの温度Tは、26~32℃であった。また、インクの温度は30℃である。
乾燥ムラの視認性レベルの官能評価結果は、以下のように分類した。分類A以上が合格ラインである。
++:とてもよい(乾燥ムラが視認されない)
:A++よりも悪くAよりもよい
A:よい(乾燥ムラがほとんど視認されない)
:Aよりも悪くBよりもよい
B:悪い(乾燥ムラがやや視認される)
:Bよりも悪くCよりもよい
C:とても悪い(乾燥ムラが視認される)
各温度差において画像形成したベタ画像の乾燥ムラの視認性を、図13のグラフにプロットした。なお、図13に示す直線は、各プロット点から導き出された近似直線である。
図13に示すように、ベタ画像の乾燥ムラの視認性を合格ライン以上にするためには、インクが用紙Pに着弾する際のガイド面の温度Tと用紙Pの温度Tとが、0≦T-T≦1.2[℃]の関係を有することが好ましく、0≦T-T≦1.0[℃]の関係を有することがより好ましいことがわかる。
なお、用紙Pの材質、及び厚さ等の種類により、処理液乾燥部130において必要な加熱量が変化する。したがって、用紙Pの種類と加熱量(例えば乾燥風の温度)とが紐付けられた参照テーブルを備えておき、処理液乾燥部130を用紙Pの種類に応じた加熱量に制御することが好ましい。また、処理液の塗布の有無によっても必要な加熱量が変化する。したがって、処理液の塗布の有無と加熱量とが紐付けられた参照テーブルを備えておき、処理液乾燥部130を処理液の塗布の有無に応じた加熱量に制御することが好ましい。
<その他>
ここまで、用紙Pの温度よりも画像形成ドラム142の周面142Aの温度が高い場合について説明した。一方、画像形成ドラム142の周面142Aの温度よりも用紙Pの温度の方が高い場合、ベタ画像の乾燥ムラの視認性を合格ライン以上にするためには、ここまでの知見に基づくと、-1.2≦T-T≦0[℃]の関係を有することが好ましく、-1.0≦T-T≦0[℃]の関係を有することがより好ましいことが考えられる。これらを統合すると、ベタ画像の乾燥ムラの視認性を合格ライン以上にするためには、|T-T|≦1.2[℃]の関係を有することが好ましく、|T-T|≦1.0[℃]の関係を有することがより好ましい。
画像形成ドラムによって搬送される用紙Pの温度を測定する不図示の温度センサを備え、処理液乾燥制御部264は、温度センサによって用紙Pの温度を測定し(「温度測定工程」の一例)、温度センサの測定結果に基づいて処理液乾燥部130をフィードバック制御してもよい。この場合、処理液乾燥制御部264は、温度センサの測定結果に応じて乾燥風の温度を設定すればよい。画像形成ドラム142の周面142Aの温度を測定する不図示の温度センサを備え、処理液乾燥制御部264は、温度センサによって周面142Aの温度を測定し、温度センサの測定結果に基づいて処理液乾燥部130をフィードバック制御してもよい。
本実施形態では、用紙Pを支持するガイド面は画像形成ドラム142の周面142Aであり、曲面であったが、ガイド面は曲面に限定されず、平面であってもよく、平面のガイド面は、多数の凸部、及び多数の穴部のうちの少なくとも一方を有していてもよい。
本実施形態では、記録媒体は枚葉の用紙Pであったが、記録媒体は紙に限定されず、樹脂シート、フィルム、その他材質及び形状を問わず、様々なシート体を用いることができる。
本実施形態では、記録媒体を予備加熱して0≦T-T≦1.2[℃]の関係としたが、ガイド面を温調(例えば冷却)することで0≦T-T≦1.2[℃]の関係としてもよい。
本発明の技術的範囲は、上記の実施形態に記載の範囲には限定されない。各実施形態における構成等は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、各実施形態間で適宜組み合わせることができる。
10…ガイド面
12…凸部
14…穴部
20…ガイド面
22…穴部
100…インクジェット記録装置
109…搬送部
110…給紙部
112…給紙装置
112A…給紙トレイ
114…フィーダボード
116…給紙ドラム
120…処理液塗布部
122…処理液塗布ドラム
123…グリッパ
124…処理液塗布装置
130…処理液乾燥部
132…処理液乾燥ドラム
133…グリッパ
134…温風送風機
135…温風送風機
136…温風送風機
140…画像形成部
142…画像形成ドラム
142A…周面
143…グリッパ
144…ヘッドユニット
146…インクジェットヘッド
146C…インクジェットヘッド
146K…インクジェットヘッド
146M…インクジェットヘッド
146Y…インクジェットヘッド
148…ノズル面
148-i…ノズル面
150…ヘッドモジュール
150-i…ヘッドモジュール
152…支持フレーム
154…ケーブル
156…ダミープレート
156A…表面
158-i…ノズル配置部
160…ノズル列
162…ノズル
164…イジェクタ
166…圧力室
168…圧電素子
170…ノズル流路
172…個別供給路
174…供給側共通支流路
176…振動板
178…個別電極
180…圧電体
182…カバープレート
184…可動空間
190…スキャナ
200…インク乾燥部
210…チェーンデリバリ
212…チェーン
214…グリッパ
220…用紙ガイド
222…第1用紙ガイド
224…第2用紙ガイド
230…温風送風機
232…用紙検出センサ
240…集積部
242…集積装置
244…集積トレイ
250…システムコントローラ
252…通信部
254…ホストコンピュータ
256…画像メモリ
258…搬送制御部
260…給紙制御部
262…処理液塗布制御部
264…処理液乾燥制御部
266…画像形成制御部
268…インク乾燥制御部
270…集積制御部
272…操作部
274…表示部
276…パラメータ記憶部
278…プログラム格納部
280…センサ

Claims (11)

  1. 記録媒体をガイド面で支持して前記ガイド面と一体に搬送する搬送工程と、
    前記搬送される前記記録媒体に対して液体吐出ヘッドから液体を吐出して画像を形成する画像形成工程と、
    前記画像形成工程より前に前記記録媒体を予備加熱する予備加熱工程と、
    を備え、
    前記画像形成工程における前記ガイド面の温度をT、前記記録媒体の温度をTとすると、
    0≦T-T≦1.2[℃]
    の関係を有する画像記録方法。
  2. 0≦T-T≦1.0[℃]
    の関係を有する請求項1に記載の画像記録方法。
  3. 前記記録媒体の温度は、前記液体が付与される位置の前記記録媒体の温度であり、
    前記ガイド面の温度は、前記記録媒体の前記液体が付与される位置と一体の位置の前記ガイド面の温度である請求項1又は2に記載の画像記録方法。
  4. 前記画像形成工程より前に前記記録媒体に処理液を塗布する処理液塗布工程と、
    前記処理液塗布工程の有無を切り替える切替工程と、
    前記処理液塗布工程が行われた場合に前記処理液が塗布された前記記録媒体を加熱する処理液乾燥工程であって、前記処理液塗布工程の有無にかかわらず前記予備加熱工程を兼ねる処理液乾燥工程と、
    を備える請求項1から3のいずれか1項に記載の画像記録方法。
  5. 前記ガイド面は、凸部、及び穴部のうちの少なくとも一方を有する請求項1から4のいずれか1項に記載の画像記録方法。
  6. 前記搬送工程は、軸を中心に回転するドラムの周面を前記ガイド面として前記記録媒体を支持する請求項1から5のいずれか1項に記載の画像記録方法。
  7. 前記画像形成工程より後に前記液体を乾燥させる液体乾燥工程を備える請求項1から6のいずれか1項に記載の画像記録方法。
  8. 前記記録媒体の温度を測定する温度測定工程を備え、
    前記予備加熱工程は、前記測定した温度に基づいて前記記録媒体を予備加熱する請求項1から7のいずれか1項に記載の画像記録方法。
  9. 記録媒体をガイド面で支持して前記ガイド面と一体に搬送する搬送機構と、
    前記搬送される前記記録媒体に対して液体を吐出して画像を記録する液体吐出ヘッドと、
    前記画像を記録する前に前記記録媒体を予備加熱する予備加熱機構と、
    を備え、
    前記画像を記録する際の前記ガイド面の温度をT、前記記録媒体の温度をTとすると、
    0≦T-T≦1.2[℃]
    の関係を有する画像記録装置。
  10. 前記予備加熱機構は、前記記録媒体に乾燥風を供給するファンを含む請求項9に記載の画像記録装置。
  11. 前記吐出された液体を乾燥させる乾燥機構を備える請求項9又は10に記載の画像記録装置。
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