JP2004174851A - 記録方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】無駄な速度ダウンによる印字時間の長時間化を抑制し、効率的な静音印刷を可能とする。
【解決手段】記録用ヘッドを搭載したキャリッジを被記録媒体に対して走査させながら被記録媒体に記録を行なう記録方法であって、キャリッジが第1の走査とそれに続く第2の走査を行なう場合に、第1の走査における走査方向と第2の走査における走査方向が逆方向で且つ第1及び第2の走査距離が所定の距離よりも短い場合には、第1の走査における走査方向と第2の走査における走査方向が同方向であるか又は第1及び第2の走査における走査距離が所定の距離以上である場合よりも第1の走査の終了から第2の走査の開始までのキャリッジの停止時間を長く設定する。
【選択図】 図5

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録装置の静音化を図る技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
シリアル型プリンタは、一般的にモーター駆動に連動した印字ヘッドを左右往復させて印字を行う。そしてその印字ヘッドを左右往復の中で、方向転換させた時に騒音が時には振動となって伝わってしまうことがある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
一般的に、この騒音をなくすために、静音モードが指定されたときには、モータの速度自体を遅くする制御があるが、この制御だと全てのモータ速度が遅くなってしまい、全体の印字時間が大幅にかかってしまっていた。しかし、実際には非常にたかいレベルの騒音は、印字ヘッドの動作に限ると、短い距離を左右往復させた時に振動となって発生されている。
【0004】
従って、本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、無駄な速度ダウンによる印字時間の長時間化を抑制し、効率的な静音印刷を可能とすることである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係わる記録方法は、記録用ヘッドを搭載したキャリッジを被記録媒体に対して走査させながら該被記録媒体に記録を行なう記録方法であって、前記キャリッジが第1の走査とそれに続く第2の走査を行なう際、前記第1の走査における走査方向と前記第2の走査における走査方向が逆方向で且つ前記第1及び第2の走査距離が所定の距離よりも短い場合には、前記第1の走査における走査方向と前記第2の走査における走査方向が同方向であるか又は前記第1及び第2の走査における走査距離が前記所定の距離以上である場合よりも前記第1の走査の終了から前記第2の走査の開始までの前記キャリッジの停止時間を長く設定することを特徴としている。
【0006】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な一実施形態について説明する。
【0007】
まず、本実施形態の概要について説明する。
【0008】
本実施形態では、所定の通信媒体を介してデータ処理装置と印刷処理装置とが通信可能な通信手段を備え、データ処理装置は、使用者によって画像データの指定と印刷指示が行える手段と、指定された画像データを印刷コマンドに変換するコマンド変換手段と、使用者から騒音を抑制する指示を受ける手段と、それを制御コマンドに変換するコマンド変換手段と、前記通信媒体を使用して、印刷コマンドと制御コマンドを印刷装置に送信する送信手段を備え、前記印刷装置は、DCモーターを使用し制御する手段と、印字ヘッドを搭載するヘッドユニットを備え、ヘッドユニットはDCモーターの駆動に連動して移動する手段と、移動しながら印字ヘッドを制御して印字する手段と、前記通信媒体を使用してデータ処理装置から各種コマンドを受信する受信手段と、前記印刷コマンドを解析する解析手段と、解析手段から次の印字左右端情報と次の次の印字左右端情報と印刷方向情報を求める手段と、前記制御コマンドを解析する解析手段と、前記左右端情報と解析手段より得られた騒音抑制指示から、DCモーターの停止判定を可変させる手段を備えている。
【0009】
また、本実施形態では、パルスモーターの駆動に連動した印字ヘッドを備え、印字させる手段を備えている。
【0010】
また、本実施形態では、前記データ処理装置が時刻を管理する管理手段と、使用者が印刷指示をした時の時刻を確定する時刻確定手段と、時刻確定手段より騒音を抑制するかどうか判断する静音制御確定手段と、自動的に騒音を抑制する制御コマンドに変換する変換手段を備えている。
【0011】
さらに、本実施形態では、前記印刷処理装置が単独で時刻を管理する管理手段と、前記受信手段により受信した時の時刻を確定する時刻確定手段と、時刻確定手段より騒音を抑制するかどうか判断する静音制御確定手段を備えている。
【0012】
なお、以下に説明する実施形態では、インクジェット方式に従う記録ヘッドを用いた記録装置を例に挙げて説明する。
【0013】
なお、この明細書において、「記録」(「プリント」という場合もある)とは、文字、図形等有意の情報を形成する場合のみならず、有意無意を問わず、また人間が視覚で知覚し得るように顕在化したものであるか否かを問わず、広く記録媒体上に画像、模様、パターン等を形成する、または媒体の加工を行う場合も表すものとする。
【0014】
また、「記録媒体」とは、一般的な記録装置で用いられる紙のみならず、広く、布、プラスチック・フィルム、金属板、ガラス、セラミックス、木材、皮革等、インクを受容可能なものも表すものとする。
【0015】
さらに、「インク」(「液体」と言う場合もある)とは、上記「記録(プリント)」の定義と同様広く解釈されるべきもので、記録媒体上に付与されることによって、画像、模様、パターン等の形成または記録媒体の加工、或いはインクの処理(例えば記録媒体に付与されるインク中の色剤の凝固または不溶化)に供され得る液体を表すものとする。
【0016】
またさらに、「ノズル」とは、特にことわらない限り吐出口ないしこれに連通する液路およびインク吐出に利用されるエネルギーを発生する素子を総括して言うものとする。
【0017】
以下、本実施形態について具体的に説明する。
【0018】
<インクジェット記録装置の説明(図1)>
図1は本発明の代表的な実施形態であるインクジェット記録装置1の構成の概要を示す外観斜視図である。
【0019】
図1に示すように、インクジェット記録装置(以下、記録装置という)は、インクジェット方式に従ってインクを吐出して記録を行なう記録ヘッド3を搭載したキャリッジ2にキャリッジモータM1によって発生する駆動力を伝達機構4より伝え、キャリッジ2を矢印A方向に往復移動させるとともに、例えば、記録紙などの記録媒体Pを給紙機構5を介して給紙し、記録位置まで搬送し、その記録位置において記録ヘッド3から記録媒体Pにインクを吐出することで記録を行なう。なお、キャリッジモータM1には、DCモータ、パルスモータ等が使用される。
【0020】
また、記録ヘッド3の状態を良好に維持するためにキャリッジ2を回復装置10の位置まで移動させ、間欠的に記録ヘッド3の吐出回復処理を行う。
【0021】
記録装置1のキャリッジ2には記録ヘッド3を搭載するのみならず、記録ヘッド3に供給するインクを貯留するインクカートリッジ6を装着する。インクカートリッジ6はキャリッジ2に対して着脱自在になっている。
【0022】
図1に示した記録装置1はカラー記録が可能でり、そのためにキャリッジ2にはマゼンタ(M)、シアン(C)、イエロ(Y)、ブラック(K)のインクを夫々、収容した4つのインクカートリッジを搭載している。これら4つのインクカートリッジは夫々独立に着脱可能である。
【0023】
さて、キャリッジ2と記録ヘッド3とは、両部材の接合面が適正に接触されて所要の電気的接続を達成維持できるようになっている。記録ヘッド3は、記録信号に応じてエネルギーを印加することにより、複数の吐出口からインクを選択的に吐出して記録する。特に、この実施形態の記録ヘッド3は、熱エネルギーを利用してインクを吐出するインクジェット方式を採用し、熱エネルギーを発生するために電気熱変換体を備え、その電気熱変換体に印加される電気エネルギーが熱エネルギーへと変換され、その熱エネルギーをインクに与えることにより生じる膜沸騰による気泡の成長、収縮によって生じる圧力変化を利用して、吐出口よりインクを吐出させる。この電気熱変換体は各吐出口のそれぞれに対応して設けられ、記録信号に応じて対応する電気熱変換体にパルス電圧を印加することによって対応する吐出口からインクを吐出する。
【0024】
図1に示されているように、キャリッジ2はキャリッジモータM1の駆動力を伝達する伝達機構4の駆動ベルト7の一部に連結されており、ガイドシャフト13に沿って矢印A方向に摺動自在に案内支持されるようになっている。従って、キャリッジ2は、キャリッジモータM1の正転及び逆転によってガイドシャフト13に沿って往復移動する。また、キャリッジ2の移動方向(矢印A方向)に沿ってキャリッジ2の絶対位置を示すためのスケール8が備えられている。この実施形態では、スケール8は透明なPETフィルムに必要なピッチで黒色のバーを印刷したものを用いており、その一方はシャーシ9に固着され、他方は板バネ(不図示)で支持されている。
【0025】
また、記録装置1には、記録ヘッド3の吐出口(不図示)が形成された吐出口面に対向してプラテン(不図示)が設けられており、キャリッジモータM1の駆動力によって記録ヘッド3を搭載したキャリッジ2が往復移動されると同時に、記録ヘッド3に記録信号を与えてインクを吐出することによって、プラテン上に搬送された記録媒体Pの全幅にわたって記録が行われる。
【0026】
さらに、図1において、14は記録媒体Pを搬送するために搬送モータM2によって駆動される搬送ローラ、15はバネ(不図示)により記録媒体Pを搬送ローラ14に当接するピンチローラ、16はピンチローラ15を回転自在に支持するピンチローラホルダ、17は搬送ローラ14の一端に固着された搬送ローラギアである。そして、搬送ローラギア17に中間ギア(不図示)を介して伝達された搬送モータM2の回転により、搬送ローラ14が駆動される。
【0027】
またさらに、20は記録ヘッド3によって画像が形成された記録媒体Pを記録装置外ヘ排出するための排出ローラであり、搬送モータM2の回転が伝達されることで駆動されるようになっている。なお、排出ローラ20は記録媒体Pをバネ(不図示)により圧接する拍車ローラ(不図示)により当接する。22は拍車ローラを回転自在に支持する拍車ホルダである。
【0028】
またさらに、記録装置1には、図1に示されているように、記録ヘッド3を搭載するキャリッジ2の記録動作のための往復運動の範囲外(記録領域外)の所望位置(例えば、ホームポジションに対応する位置)に、記録ヘッド3の吐出不良を回復するための回復装置10が配設されている。
【0029】
回復装置10は、記録ヘッド3の吐出口面をキャッピングするキャッピング機構11と記録ヘッド3の吐出口面をクリーニングするワイピング機構12を備えており、キャッピング機構11による吐出口面のキャッピングに連動して回復装置内の吸引手段(吸引ポンプ等)により吐出口からインクを強制的に排出させ、それによって、記録ヘッド3のインク流路内の粘度の増したインクや気泡等を除去するなどの吐出回復処理を行う。
【0030】
また、非記録動作時等には、記録ヘッド3の吐出口面をキャッピング機構11によるキャッピングすることによって、記録ヘッド3を保護するとともにインクの蒸発や乾燥を防止することができる。一方、ワイピング機構12はキャッピング機構11の近傍に配され、記録ヘッド3の吐出口面に付着したインク液滴を拭き取るようになっている。
【0031】
これらキャッピング機構11及びワイピング機構12により、記録ヘッド3のインク吐出状態を正常に保つことが可能となっている。
【0032】
<インクジェット記録装置の制御構成(図2)>
図2は図1に示した記録装置の制御構成を示すブロック図である。
【0033】
図2に示すように、コントローラ600は、MPU601、後述する制御シーケンスに対応したプログラム、所要のテーブル、その他の固定データを格納したROM602、キャリッジモータM1の制御、搬送モータM2の制御、及び、記録ヘッド3の制御のための制御信号を生成する特殊用途集積回路(ASIC)603、画像データの展開領域やプログラム実行のための作業用領域等を設けたRAM604、MPU601、ASIC603、RAM604を相互に接続してデータの授受を行うシステムバス605、以下に説明するセンサ群からのアナログ信号を入力してA/D変換し、デジタル信号をMPU601に供給するA/D変換器606などで構成される。
【0034】
また、図2において、610は画像データの供給源となるコンピュータ(或いは、画像読取り用のリーダやデジタルカメラなど)でありホスト装置と総称される。ホスト装置610と記録装置1との間ではインタフェース(I/F)611を介して画像データ、コマンド、ステータス信号等を送受信する。
【0035】
さらに、620はスイッチ群であり、電源スイッチ621、プリント開始を指令するためのプリントスイッチ622、及び記録ヘッド3のインク吐出性能を良好な状態に維持するための処理(回復処理)の起動を指示するための回復スイッチ623など、操作者による指令入力を受けるためのスイッチから構成される。630はホームポジションhを検出するためのフォトカプラなどの位置センサ631、環境温度を検出するために記録装置の適宜の箇所に設けられた温度センサ632等から構成される装置状態を検出するためのセンサ群である。
【0036】
さらに、640はキャリッジ2を矢印A方向に往復走査させるためのキャリッジモータM1を駆動させるキャリッジモータドライバ、642は記録媒体Pを搬送するための搬送モータM2を駆動させる搬送モータドライバである。
【0037】
以下、発明の一実施形態の特徴的な部分についてさらに詳しく説明する。
【0038】
図3は、一実施形態に関わる印刷装置に適用した印刷システムを示す図であり、図2にも示したように、プリンタPとパーソナルコンピュータPC(ホスト装置610に対応する)とが双方向に通信が可能な所定のインタフェースを介して接続されている。
【0039】
図4は図3に示すパーソナルコンピュータPCにおける処理フローを表している。
【0040】
まずPCは使用者から指示を受けるまで待ちつづけ(2−1で‘N’)、指示を受けた場合(2−1で‘Y’)、その指示が騒音を抑制する情報ならば(2−2で‘Y’)騒音抑制指示を制御コマンドに変換し(2−3)図3のプリンタPに対して制御コマンドを送信する(2−4)。また、使用者からの指示が印刷指示であった場合(2−1で‘Y’、2−5で‘Y’)指定された画像データを印刷コマンドに変換し(2−6)、プリンタPに対して印刷コマンドを送信する(2−7)。このように、パーソナルコンピュータPCは常に使用者からの指示を受け付け、制御コマンドと印刷コマンドに変換をしプリンタPに対して送信を行う処理を繰り返す。
【0041】
これに対してプリンタPの印字ヘッド(図1における記録ヘッド3)がDCモーター(図1におけるキャリッジモータM1)の駆動に連動したHeadユニット(図1におけるキャリッジ2)に搭載された構成で、ホストから印刷命令を受けた場合の印字処理フローを図5を参照して説明する。
【0042】
プリンタPはホストであるパーソナルコンピュータPCからコマンドを受信すると(3−1で‘Y’)、それが制御コマンドの場合(3−2で‘Y’)制御コマンドを解析し(3−3)、解析した結果、騒音抑制指示の場合(3−4で‘Y’)、静音化処理フラグFsを有効にする(3−5)。それに対して騒音抑制指示でない場合は(3−4で‘N’)、静音化処理フラグFsを無効にする(3−6)。
【0043】
また、ホストから受信したコマンドが制御コマンドでなく(3−2で‘N’)印刷コマンドの場合(3−7‘Y’)印刷コマンドを解析し、静音化処理フラグFsが有効の場合(3−9で‘Y’)、まず、今回のHeadユニットの移動方向と次回の移動方向が違う場合(3−10)、今回の印字左右端情報とその次の印字左右端情報を取得し(3−11)それぞれ移動する距離Dc(今回の移動距離),Dn(次回の移動距離)を求める(3−12)。次に求めた距離Dc,Dnが両方とも静音化処理が必要となる静音化判定基準距離Dminよりも小さい場合(3−13で‘Y’)、判定時間Tjに静音化時の停止判定時間Tsを設定する(3−15)。即ち、今回の移動方向と次回の移動方向が異なり、且つその移動距離が短い場合には、振動が発生しやすく、それに伴って騒音も発生しやすくなるため、今回の移動終了から次の移動開始までの停止時間である判定時間Tjを通常の場合よりも長い時間であるTsに設定する。これにより、長めに設定された停止時間の間に振動が減衰するため、騒音の発生が抑制される。
【0044】
それに対して、今回の移動方向と次回の移動方向が同一の場合(3−10で‘Y’)、又は移動距離Dc,Dnが静音化判定基準距離Dminより大きい場合は、振動の発生が少ないため、判定時間Tjに通常の停止判定時間Tn(停止判定時間Tsよりも短い時間)を設定する(3−16)。
【0045】
また、制御コマンドで騒音抑制指示を受信せず静音化処理フラグFsが無効である場合(3−9で‘N’)も通常の停止判定時間Tnを停止判定時間Tjに設定する(3−14)。
【0046】
停止判定時間Tjを設定したら、DCモーターを制御する割込みを有効にしてPWMによる電流制御を行って印字処理を実施する。DCモーターは目標位置に向って加速、定速、減速制御を行って、最終的に目標位置で停止判定処理が行われる。停止判定処理では、目標位置に対して停止判定時間Tjの間だけ、Headユニットが停止したと判断した場合に次の印字処理を行う(3−19で‘N’)。これらの処理について、ホストから印刷コマンドを解析した結果印字が終了であると判断するまで繰り返す。
【0047】
この処理フローにより、振動が大きくなる可能性となる短い印字パターンが連続した場合のみ静音化処理を行うことで、効率のよい印字処理を実現できる。
【0048】
これらの処理を時系列的に図示したのが図6,図7であり、両グラフとも横軸に時間、縦軸に速度をとって、速度変動を表記したものであり、移動距離が長い場合は停止判定時間を短くし、移動距離が短い場合は停止判定時間を長くとって振動による騒音を吸収させているのを表している。
【0049】
以上説明したように、上記の実施形態によれば、これまで静音化を実現するために一律にモーターの速度低下を行ってきたのに対して、印字データによる印字パターンに基づいて、モーターの停止時間を変更することで効率的に静音化の効果を得ることができる。
【0050】
以上の実施形態は、特にインクジェット記録方式の中でも、インク吐出を行わせるために利用されるエネルギーとして熱エネルギーを発生する手段(例えば電気熱変換体やレーザ光等)を備え、前記熱エネルギーによりインクの状態変化を生起させる方式を用いることにより記録の高密度化、高精細化が達成できる。
【0051】
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。この方式はいわゆるオンデマンド型、コンティニュアス型のいず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1対1で対応した液体(インク)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(インク)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、特に応答性に優れた液体(インク)の吐出が達成でき、より好ましい。
【0052】
この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。なお、上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、さらに優れた記録を行うことができる。
【0053】
また、以上の実施形態は記録ヘッドを走査して記録を行なうシリアルタイプの記録装置であったが、記録媒体の幅に対応した長さを有する記録ヘッドを用いたフルラインタイプの記録装置であっても良い。フルラインタイプの記録ヘッドとしては、上述した明細書に開示されているような複数記録ヘッドの組み合わ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いずれでもよい。
【0054】
加えて、上記の実施形態で説明した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のみならず、装置本体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を用いてもよい。
【0055】
また、以上説明した記録装置の構成に、記録ヘッドに対する回復手段、予備的な手段等を付加することは記録動作を一層安定に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、加圧あるいは吸引手段、電気熱変換体あるいはこれとは別の加熱素子あるいはこれらの組み合わせによる予備加熱手段などがある。また、記録とは別の吐出を行う予備吐出モードを備えることも安定した記録を行うために有効である。
【0056】
さらに、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複数個の組み合わせによってでも良いが、異なる色の複色カラー、または混色によるフルカラーの少なくとも1つを備えた装置とすることもできる。
【0057】
以上説明した実施の形態においては、インクが液体であることを前提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も、室温で軟化もしくは液化するものを用いても良く、あるいはインクジェット方式ではインク自体を30°C以上70°C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よい。
【0058】
さらに加えて、本発明に係る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一体または別体に設けられるものの他、リーダ等と組み合わせた複写装置、さらには送受信機能を有するファクシミリ装置の形態を取るものであっても良い。
【0059】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、無駄な速度ダウンによる印字時間の長時間化を抑制し、効率的な静音印刷を可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の代表的な実施形態であるインクジェット記録装置の構成の概要を示す外観斜視図である。
【図2】図1に示すインクジェット記録装置の制御回路の構成を示すブロック図である。
【図3】本発明の一実施形態に係わる印刷システムの構成を示す図である。
【図4】データ処理装置における処理を示すフローチャートである。
【図5】印刷装置における処理を示すフローチャートである。
【図6】ヘッドユニットの速度変動を表す図である。
【図7】ヘッドユニットの速度変動を表す図である。
【符号の説明】
1 インクジェット記録装置
2 キャリッジ
3 記録ヘッド
600 コントローラ
601 MPU
602 ROM
603 ASIC
604 RAM
605 システムバス
606 A/D変換器
607 画像処理プロセッサ
610 ホスト装置

Claims (1)

  1. 記録用ヘッドを搭載したキャリッジを被記録媒体に対して走査させながら該被記録媒体に記録を行なう記録方法であって、
    前記キャリッジが第1の走査とそれに続く第2の走査を行なう際、前記第1の走査における走査方向と前記第2の走査における走査方向が逆方向で且つ前記第1及び第2の走査距離が所定の距離よりも短い場合には、前記第1の走査における走査方向と前記第2の走査における走査方向が同方向であるか又は前記第1及び第2の走査における走査距離が前記所定の距離以上である場合よりも前記第1の走査の終了から前記第2の走査の開始までの前記キャリッジの停止時間を長く設定することを特徴とする記録方法。
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