JP2008074061A - インクジェット記録装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】複雑な制御を行うことなく、インク吐出量や吐出方向のばらつき等のノズル特性に起因する白筋等の画像不良を解消可能なインクジェット記録装置を提供する。
【解決手段】ラインヘッド11Cには12a〜12pまで16個のノズルから成るノズル列N1、N2が搬送方向(矢印X方向)に並設されている。記録用紙の幅方向(図の左右方向)1行分のドット列D1をノズル列N1からのインク吐出により形成した後、記録用紙を搬送方向に所定量移動させて次の1行分のドット列D2をノズル列N2からのインク吐出により形成し、さらに記録用紙を搬送方向に所定量移動させて次の1行分のドット列D3を再びノズル列N1からのインク吐出により形成する。以下、ドット列D4以降もノズル列N1、N2を交互に用いて同様に形成する。
【選択図】図4
【解決手段】ラインヘッド11Cには12a〜12pまで16個のノズルから成るノズル列N1、N2が搬送方向(矢印X方向)に並設されている。記録用紙の幅方向(図の左右方向)1行分のドット列D1をノズル列N1からのインク吐出により形成した後、記録用紙を搬送方向に所定量移動させて次の1行分のドット列D2をノズル列N2からのインク吐出により形成し、さらに記録用紙を搬送方向に所定量移動させて次の1行分のドット列D3を再びノズル列N1からのインク吐出により形成する。以下、ドット列D4以降もノズル列N1、N2を交互に用いて同様に形成する。
【選択図】図4
Description
本発明は、ファクシミリ、複写機、プリンタ等の記録装置において、用紙等の記録媒体にインクを吐出することによって記録を行うインクジェット記録装置に関し、特にラインヘッド型のインクジェットヘッドを備えたインクジェット記録装置に関するものである。
ファクシミリ、複写機、プリンタ等の記録装置は、紙、布、OHP用シート等の記録媒体に画像を記録するように構成されているが、記録を行う方式により、インクジェット式、ワイヤドット式、サーマル式等に分類することができる。また、これらの記録方式はさらに、記録ヘッドが記録媒体上を走査しながら記録を行うシリアル型と、装置本体に固定された記録ヘッドにより記録を行うラインヘッド型に分類することができる。
ラインヘッド型のインクジェット記録装置では、装置本体内に備えられた搬送ベルト等の搬送手段(図示せず)によって用紙等の記録媒体が所定の記録位置まで搬送され、図9に示すような記録媒体の幅以上の記録領域を有するラインヘッド11の各ノズル12a〜12pにより一括して1行分(図の横一列分)のドット列D1が記録され、搬送手段によって記録媒体が搬送方向(矢印X方向)に所定量搬送された後、さらに一括して次の行のドット列D2が記録される。そして、このような動作が複数回繰り返され、記録媒体全体の記録が行われる。これにより、記録ヘッドが記録媒体の幅方向に往復動作するシリアル型インクジェットヘッドに比べて高速印字が可能となる。なお、ラインヘッド11上には多数のノズルが搬送方向と直交する方向に配列されているが、ここでは説明の便宜のため、12a〜12pまでの16個のノズルのみを記載している。
ここで、一括して一行分の記録を行うラインヘッド型のインクジェット記録装置では、個々のノズルのインク吐出方向、吐出量等のノズル特性はランダムである。このノズル特性のばらつきによって、記録媒体上に形成されるドット面積のばらつきやドット位置ずれが生じ、搬送方向のドット列の間隔が広くなって白筋が発生し易くなる。
例えば図10のように、インク吐出量が少ないノズル12c、12dや、インク吐出方向がずれているノズル12h、インク吐出量と吐出方向の両方がばらつくノズル12mが存在する場合は、それらのノズルにより形成されるドット列L3、L4、L8、L13及びこれに隣接するドット列間の隙間が白筋Wとして目立つようになる。また、図11のように目詰まり等によって不吐出のノズル12e、12lが存在する場合には、そのノズルに対応するドット列が形成されず、白筋Wが発生してしまう。
そこで、ラインヘッド型インクジェット記録装置において白筋の発生を低減する方法が種々提案されており、例えば特許文献1、2には、不吐出或いは吐出方向がずれているノズルの近辺のノズルからのインク吐出量を増加して白筋を目立たなくするインクジェット記録装置が開示されている。また、特許文献3には、2つのラインヘッドを備え、一方のラインヘッドの吐出不良を他方のラインヘッドで補償するインクジェット記録装置が開示されている。また、特許文献4及び5には、用紙搬送方向と直交する方向にヘッドを動かして同一ノズルで形成されるドット位置をずらすことにより、白筋を目立たなくする方法が開示されている。
しかしながら、ラインヘッドのノズルからの最大吐出量は、発熱体によって気泡を発生させ、圧力をかけてインクを吐出するサーマルインクジェット方式であればキャビティの容積、圧電素子(ピエゾ素子)を用いてインクを押し出す圧電方式であれば圧電素子の歪み量によって制約を受けるため、特許文献1、2の方法を用いても、通常の画像形成に用いられるドット径を大きく超えるドットを形成することは困難である。
一方、特許文献3の方法では、吐出不良を検出した後、ドット濃度又は搬送機構を制御することにより不良ドットを補償するため、制御機構が複雑になってしまう。また、特許文献4及び5の方法では、用紙搬送速度の数十倍速い速度でヘッドを移動させる必要があるが、例えば解像度600dpi、ドット形成速度20kHz(20,000個/秒)の装置であれば用紙搬送速度は847mm/秒となり、さらにその数十倍の早さでヘッドを移動させることは困難であった。用紙搬送速度をヘッド移動速度に合わせて低速化することも考えられるが、その場合は画像記録効率が大幅に低下するという問題点があった。
特開2005−59402号公報
特開2005−74956号公報
特開2000−255067号公報
特開2005−205828号公報
特開2005−280050号公報
本発明においては上述の事情に鑑み、複雑な制御を行うことなく、インク吐出量や吐出方向のばらつき等のノズル特性に起因する白筋等の画像不良を解消可能なインクジェット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に本発明は、記録媒体を搬送する搬送手段と、記録媒体の搬送方向に対し直交する方向に配列された複数のノズルから成るノズル列を有し、記録媒体上にインクを吐出してドットを形成するラインヘッド型のインクジェットヘッドと、を備えたインクジェット記録装置において、前記インクジェットヘッドには前記ノズル列が搬送方向に複数並設されており、搬送方向に並ぶ前記各ノズル列のノズルを順次用いて搬送方向のドット列を形成することを特徴としている。
また、本発明は、上記構成のインクジェット記録装置において、前記インクジェットヘッドの不吐出ノズルを検出する検出手段を備え、該検出手段により不吐出ノズルが検出されたときは、搬送方向に並ぶ前記各ノズル列のノズルのうち不吐出ノズルを除く残りのノズルを用いて搬送方向のドット列を形成することを特徴としている。
本発明の第1の構成によれば、搬送方向のドット列が順次異なるノズルによって形成されるため、ノズル列中に吐出不良のノズルが存在し、そのノズルにより形成されるドットの面積が小さい場合、ドット位置がずれている場合、或いはその両方の場合であっても、搬送方向のドット列において不良ドットは連続して出現しないため、白筋の発生を効果的に抑制することができる。また、同一のドット列に対応する複数のノズル全てがインク吐出量や吐出方向に異常がある確率は非常に小さいため、ノズル特性のばらつきを特に考慮することなくラインヘッドを製造することができる。
また、本発明の第2の構成によれば、上記第1の構成のインクジェット記録装置において、不吐出ノズルの検出手段を設け、検出手段により不吐出ノズルが検出されたときは残りのノズルを用いて搬送方向のドット列を形成することにより、インクの不吐出に起因する白筋の発生を防止することができる。
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図1は、本発明の第1実施形態に係るインクジェット記録装置の概略構成を示す側面断面図であり、図2は、図1に示すインクジェット記録装置の搬送ベルトを上方からみた平面図である。
図1に示すように、インクジェット記録装置100の左側部には記録用紙Pを収容する給紙トレイ2が設けられており、この給紙トレイ2の一端部には収容された記録用紙Pを、最上位の記録用紙Pから順に一枚ずつ後述する搬送ベルト5へと搬送給紙するための給紙ローラ3及び給紙ローラ3に圧接され従動回転する従動ローラ4が設けられている。
給紙ローラ3及び従動ローラ4の用紙搬送方向下流側(図1において右側)には、搬送ベルト5が回転自在に配設されている。搬送ベルト5は、用紙搬送方向下流側に配置されたベルト駆動ローラ6と、上流側に配置され搬送ベルト5を介してベルト駆動ローラ6に従動回転するベルトローラ7とに掛け渡されており、ベルト駆動ローラ6が時計方向に回転駆動されることにより、記録用紙Pが矢印X方向に搬送される。
ここで、用紙搬送方向Xの下流側にベルト駆動ローラ6を配置したことにより、搬送ベルト5の用紙送り側(図1において上側)はベルト駆動ローラ6に引っ張られるようになるため、ベルトテンションを張ることができ、安定した記録用紙Pの搬送が可能となる。なお、搬送ベルト5には誘電体樹脂製のシートが用いられ、その両端部を互いに重ね合わせて接合しエンドレス形状にしたベルトや、継ぎ目を有しない(シームレス)ベルト等が好適に用いられる。
また、搬送ベルト5の用紙搬送方向下流側には、図中時計回りに駆動され画像が記録された記録用紙Pを装置本体外へと排出する排出ローラ8、及び排出ローラ8の上部に圧接され従動回転する従動ローラ9が設けられており、排出ローラ8及び従動ローラ9の下流側には、装置本体外へと排出された記録用紙Pが積載される排紙トレイ10が設けられている。
そして、搬送ベルト5の上方には、搬送ベルト5の上面に対して所定の間隔が形成されるような高さに支持され、搬送ベルト5上を搬送される記録用紙Pへと画像の記録を行うラインヘッド11C、11M、11Y及び11Kが配設されている。これらのラインヘッド11C〜11Kには、それぞれ異なる4色(シアン、マゼンタ、イエロー及びブラック)の着色インクが充填されており、各ラインヘッド11C〜11Kからそれぞれの着色インクを吐出することにより、記録用紙P上にカラー画像が形成される。
これらのラインヘッド11C〜11Kは、図2に示すように、搬送方向と直交する方向(図2の上下方向)に複数のノズルが配列されたノズル列を備え、搬送される記録用紙Pの幅以上の記録領域を有しており、搬送ベルト5上を搬送される記録用紙Pに対して、一括して1行分の画像を記録することができるようになっている。
なお、本実施形態においては、搬送ベルト5の幅寸法以上に形成された長尺のヘッド本体の長手方向に複数のノズルを配列させることで、記録用紙Pの幅以上の記録領域を有するように構成されたラインヘッドを用いているが、例えば各々複数個のノズルを備えた短尺のヘッドユニットを搬送ベルト5の幅方向に複数配列することにより、搬送される記録用紙Pの幅方向全幅にわたって画像を記録できるようにしたラインヘッドを用いても構わない。
また、ラインヘッド11C〜11Kのインクの吐出方式としては、例えば、図示しないピエゾ素子を用いてインクを押し出すピエゾ方式や、発熱体によって気泡を発生させ、圧力をかけてインクを吐出するサーマルインクジェット方式など、各種方式を適用することができる。
図3は、第1実施形態のインクジェット記録装置の構成を示すブロック図である。図1及び図2と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。インクジェット記録装置100には制御部20が備えられており、制御部20には、インターフェース21、ROM22、RAM23、エンコーダ24、モータ制御回路25、ラインヘッド制御回路26、及び電圧制御回路27等が接続されている。
インターフェース21は、例えば、図示しないパソコン等のホスト装置とデータの送受信を行う。制御部20は、インターフェース21を介して受信された画像信号を、必要に応じて変倍処理或いは階調処理して画像データに変換する。そして、後述する各種制御回路に制御信号を出力する。
ROM22は、ラインヘッド11C〜11Kを駆動させて画像記録を行う際の制御プログラム等を記憶している。RAM23は、制御部20により変倍処理或いは階調処理された画像データを所定の領域に格納する。
エンコーダ24は、搬送ベルト5を駆動する排紙側のベルト駆動ローラ6に接続されており、ベルト駆動ローラ6の回転軸の回転変位量に応じてパルス列を出力する。制御部20は、エンコーダ24から送信されるパルス数をカウントすることで回転量を算出し、用紙の送り量(用紙位置)を把握する。そして制御部20は、エンコーダ24からの信号に基づいて、モータ制御回路25及びラインヘッド制御回路26に制御信号を出力する。
モータ制御回路25は、制御部20からの出力信号により記録媒体搬送用モータ28を駆動する。記録媒体搬送用モータ28は駆動してベルトローラ6を回転させ、搬送ベルト5を図1の時計回りに回動させて用紙を矢印X方向へと搬送する。
ラインヘッド制御回路26は、制御部20からの出力信号に基づいて、RAM23に格納された画像データをラインヘッド11C〜11Kへ転送し、転送された画像データに基づいてラインヘッド11C〜11Kからのインクの吐出を制御する。かかる制御と、記録媒体搬送用モータ28によって駆動する搬送ベルト5による用紙の搬送の制御とにより、用紙への記録処理が行われる。
電圧制御回路27は、制御部20からの出力信号に基づいて給紙側のベルトローラ7に電圧を印加することにより交番電界を発生させ、搬送ベルト2に用紙を静電吸着させる。静電吸着の解除は、制御部20からの出力信号に基づいてベルトローラ7又はベルト駆動ローラ6を接地させることにより行われる。なお、ここでは給紙側のベルトローラ7に電圧を印加する構成としたが、排紙側のベルト駆動ローラ6に電圧を印加する構成としても良い。
ここで、本実施形態のインクジェット記録装置100においては、図2に示すように各ラインヘッド11C〜11Kのノズル列を搬送方向(図2の左右方向)に2列ずつ並列に配置し、搬送方向に並ぶ2つのノズル列のノズルを順次用いて搬送方向のドット列を形成することを特徴としている。
本実施形態のインクジェット記録装置を用いてドットを形成する方法を、図4を用いて具体的に説明する。なお、図4では図1及び図2に示したラインヘッド11C〜11Kのうち、ラインヘッド11Cを例に挙げて説明するが、他のラインヘッド11M〜11Kについても全く同様に説明される。
図4に示すように、ラインヘッド11Cには複数個のノズルから成るノズル列N1、N2が搬送方向(矢印X方向)に並設されている。つまり、搬送方向の各ドット列を形成するノズルとして、ノズル列N1、N2に各1個ずつ(例えばドット列L1ではノズル12a及び12a′)、合計2個のノズルを備えている。なお、ここでは説明の便宜のため、ノズル列N1、N2を構成するノズルのうち、ドット列L1〜L16に対応する12a〜12p及び12a′〜12p′までの各16個のノズルのみを記載しているが、実際にはさらに多数のノズルが搬送方向と直交する方向に配列されているものとする。
そして、このノズル列N1、N2を順次用いて記録用紙上に画像を形成する。例えば記録用紙の幅方向(図の左右方向)1行分のドット列D1をノズル列N1からのインク吐出(図の実線矢印)により形成した後、記録用紙を搬送方向に所定量移動させて次の1行分のドット列D2をノズル列N2からのインク吐出(図の破線矢印)により形成し、さらに記録用紙を搬送方向に所定量移動させて次の1行分のドット列D3を再びノズル列N1からのインク吐出により形成する。以下、ドット列D4以降もノズル列N1、N2を交互に用いて同様に形成する。
これにより、搬送方向のドット列L1〜L16は、順次異なるノズルによって形成されたドットが一列に並ぶこととなるため、例えば図5に示すように、ノズル列N2中のノズル12c′、12d′のインク吐出量が少なく、形成されるドットの面積が小さい場合であっても、ドット列L3、L4において面積の小さいドットは1個おきに出現するため白筋が発生し難い。同様に、ノズル列N1中のノズル12hのようにインク吐出方向がずれている場合、或いはノズル列N2中のノズル12m′のようにインク吐出量が少なく吐出方向もずれている場合であっても、ドット列L8、L13においてドットの位置ずれは1個おきに出現するため白筋が発生し難くなる。
また、ノズル列N1、N2を構成するノズルのうち、同一のドット列に対応する2つのノズル(例えばノズル12aと12a′)が共にインク吐出量や吐出方向に異常がある確率は非常に小さい。そのため、ノズル特性のばらつきを特に考慮することなくラインヘッドを製造しても白筋の発生を効果的に抑制することができ、ラインヘッド製造時における歩留まりの向上にも寄与する。
なお、ここではノズル列N1、N2を交互に用いてドット列を形成する構成としたが、例えば図4において、最初の1行分のドット列D1をノズル列N1中の奇数番目のノズル(ノズル12a、12c、12e・・・)と、ノズル列N2中の偶数番目のノズル(ノズル12b′、12d′、12f′・・・)とを用いて形成し、次の1行分のドット列D2をノズル列N1中の偶数番目のノズル(ノズル12b、12d、12f・・・)と、ノズル列N2中の奇数番目のノズル(ノズル12a′、12c′、12e′・・・)とを用いて形成しても良い。つまり、同一のドット列に対応する2つのノズルを交互に使用するものであれば、ノズル列N1、N2を構成するノズルをどのような順序で用いても良い。
図6は、本発明の第2実施形態に係るインクジェット記録装置の概略構成を示す側面断面図であり、図7は、インクジェット記録装置の概略構成を示すブロック図である。本実施形態においては、搬送ベルト5の上方、且つラインヘッド11C〜11Kの搬送方向下流側に、ラインヘッド11C〜11Kによって記録用紙Pに記録された画像を読み取って、ラインヘッド11C〜11Kに設けられた複数のノズルの不吐出を検出する検出手段30が配設されている。他の部分の構成については第1実施形態の図1〜図3と共通であり、ラインヘッド上のノズル列の構成についても図4と同様であるため説明を省略する。
この検出手段30は、少なくとも各ラインヘッド11C〜11Kによる画像記録幅よりも幅の広い受光素子列を有するラインセンサが用いられている。また、このラインセンサは、赤(R)の色フィルタが設けられた光電変換素子(画素)がライン状に配列されたRセンサ列と、緑(G)の色フィルタが設けられたGセンサ列と、青(B)の色フィルタが設けられたBセンサ列とからなる色分解ラインCCDセンサで構成されている。なお、ラインセンサに代えて、受光素子が二次元配列されて成るエリアセンサを用いることも可能である。
次に、検出手段30を用いて不吐出ノズルを検出する方法について説明する。本実施形態では、第1実施形態と同様に搬送方向の各ドット列はノズル列N1、N2(図4参照)を交互に用いて形成されるため、例えばあるドット列を形成するノズルに不吐出が発生しても、単に画像を読み取るだけでは不吐出ノズルがノズル列N1、N2のいずれに含まれるのか判断できない。
そこで、ラインヘッド11C〜11K毎に、ノズル列N1、或いはノズル列N2のみでベタ画像(テスト画像)を形成させ、その画像を検出手段30で読み取らせることにより、各ラインヘッド11C〜11K中のノズルの不吐出を検出するとともに、不吐出ノズルを特定する。
そして、不吐出ノズルが特定され、検出手段30から制御部20に検出信号が送信されると、制御部20は検出信号に基づいてラインヘッド制御回路26に制御信号を送信し、その不吐出ノズルと同じドット列を形成する他方のノズル列のノズルのみを用いて対応するドット列を形成する。例えば図8に示すように、ノズル列N1中のノズル12eが不吐出である場合、対応するドット列L5はノズル列N2のノズル12e′のみを用いて形成される。また、ノズル列N2中のノズル12l′が不吐出である場合、対応するドット列L12はノズル列N1のノズル12lのみを用いて形成される。
同一のドット列に対応する2つのノズル(例えばノズル12aと12a′)が共に不吐出となる確率は非常に小さいため、いずれかのノズル列に不吐出ノズルが発生した場合でも、同じドット列に対応する他方のノズル列のノズルのみを用いてドット列を形成することにより、白筋の発生を防止することができる。なお、不吐出ノズルがない場合は、第1実施形態と同様にノズル列N1、N2のノズルを交互に用いて画像が記録されるため、ノズル特性に起因する白筋の発生も効果的に抑制される。
その他、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、ラインヘッド11C〜11Kのノズル列N1、N2を構成するノズルの個数やノズル間隔は装置の仕様に応じて適宜設定することができる。また、上記実施形態では2つのノズル列N1、N2を搬送方向に並列に配置したが、3つ以上のノズル列を並列に配置し、各ノズル列のノズルを順次用いてドット列を形成することも可能である。ノズル列の数が多くなるほどドット列中における不良ドットの出現頻度も低くなるため、白筋がより目立ち難くなる。
なお、上記実施形態においては4色のインクに対応するラインヘッド11C〜11Kを備えたカラープリンタを例に挙げて説明したが、本発明は、1つのラインヘッドを備えたモノクロ用のインクジェットプリンタにも全く同様に適用可能である。
本発明は、記録媒体を搬送する搬送手段と、記録媒体の搬送方向に対し直交する方向に配列された複数のノズルから成るノズル列を有し、記録媒体上にインクを吐出してドットを形成するラインヘッド型のインクジェットヘッドとを備えたインクジェット記録装置において、インクジェットヘッドにはノズル列が搬送方向に複数並設されており、搬送方向に並ぶ各ノズル列のノズルを順次用いて搬送方向のドット列を形成するものである。
これにより、ノズル列中に吐出不良のノズルが存在する場合でも、搬送方向のドット列において不良ドットが連続して出現せず、白筋の発生を効果的に抑制可能なインクジェット記録装置を提供することができる。また、同一のドット列に対応する複数のノズル全てに異常がある確率は非常に小さいため、ノズル特性のばらつきを特に考慮することなくラインヘッドを製造することができ、ラインヘッド製造時の歩留まりも向上する。
また、不吐出ノズルの検出手段を設けておき、不吐出ノズルが検出されたときは残りのノズルを用いて搬送方向のドット列を形成することとすれば、不吐出ノズルの発生時においても白筋の発生を防止可能なインクジェット記録装置となる。
2 給紙トレイ
3 給紙ローラ
4 従動ローラ
5 搬送ベルト(搬送手段)
6 ベルト駆動ローラ
7 ベルトローラ
8 排出ローラ
9 従動ローラ
10 排紙トレイ
11C、11M、11Y、11K ラインヘッド(インクジェットヘッド)
12a〜12p、12a′〜12p′ノズル
20 制御部
30 検出手段
100 インクジェット記録装置
D1〜D4 ドット列(行方向)
L1〜L16 ドット列(搬送方向)
N1、N2 ノズル列
P 記録用紙(記録媒体)
3 給紙ローラ
4 従動ローラ
5 搬送ベルト(搬送手段)
6 ベルト駆動ローラ
7 ベルトローラ
8 排出ローラ
9 従動ローラ
10 排紙トレイ
11C、11M、11Y、11K ラインヘッド(インクジェットヘッド)
12a〜12p、12a′〜12p′ノズル
20 制御部
30 検出手段
100 インクジェット記録装置
D1〜D4 ドット列(行方向)
L1〜L16 ドット列(搬送方向)
N1、N2 ノズル列
P 記録用紙(記録媒体)
Claims (2)
- 記録媒体を搬送する搬送手段と、
記録媒体の搬送方向に対し直交する方向に配列された複数のノズルから成るノズル列を有し、記録媒体上にインクを吐出してドットを形成するラインヘッド型のインクジェットヘッドと、を備えたインクジェット記録装置において、
前記インクジェットヘッドには前記ノズル列が搬送方向に複数並設されており、搬送方向に並ぶ前記各ノズル列のノズルを順次用いて搬送方向のドット列を形成することを特徴とするインクジェット記録装置。 - 前記インクジェットヘッドの不吐出ノズルを検出する検出手段を備え、該検出手段により不吐出ノズルが検出されたときは、搬送方向に並ぶ前記各ノズル列のノズルのうち不吐出ノズルを除く残りのノズルを用いて搬送方向のドット列を形成することを特徴とする請求項1に記載のインクジェット記録装置。
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---|---|---|---|---|
JP2014231148A (ja) * | 2013-05-28 | 2014-12-11 | 株式会社Screenホールディングス | 画像記録装置および画像記録方法 |
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