JP2010214888A - 印刷装置、及び、その制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】
第1駆動信号生成ユニット(第1駆動信号生成回路40A)は、第1素子(ピエゾ素子PZT)を動作させるための第1動作パルスを含んだ第1駆動信号(駆動信号COM_A(1))、及び、第2素子(ピエゾ素子PZT)を動作させるための第2動作パルスを含んだ第2駆動信号(駆動信号COM_B(1))を生成する。第2駆動信号生成ユニット(第2駆動信号生成回路40B)は、第1素子を動作させるための第3動作パルスを含んだ第3駆動信号(駆動信号COM_B(2))、及び、2素子を動作させるための第4動作パルスを含んだ第4駆動信号(駆動信号COM_A(2))を生成する。動作パルス印加部(ヘッド制御部HC)は、ドット階調値に応じて、第1動作パルス及び第3動作パルスを第1素子へ選択的に印加するとともに、第2動作パルス及び第4動作パルスを選択的に第2素子へ印加する。
【選択図】図6
Description
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、駆動信号生成ユニットを効率よく使用することにある。
ブラックインクを吐出する複数の第1ノズルと、
カラーインクを吐出する複数の第2ノズルと、
前記第1ノズルに対応して設けられ、前記第1ノズルから前記ブラックインクを吐出させる動作をする複数の第1素子と、
前記第1ノズルに対応して設けられ、前記第2ノズルから前記カラーインクを吐出させる動作をする複数の第2素子と、
前記第1素子を動作させるための第1動作パルスを含んだ第1駆動信号、及び、前記第2素子を動作させるための第2動作パルスを含んだ第2駆動信号を生成する第1駆動信号生成ユニットと、
前記第1素子を動作させるための第3動作パルスを含んだ第3駆動信号、及び、前記2素子を動作させるための第4動作パルスを含んだ第4駆動信号を生成する第2駆動信号生成ユニットと、
ドット階調値に応じて、前記第1動作パルス及び前記第3動作パルスの少なくとも1つを選択して前記第1素子へ印加するとともに、前記第2動作パルス及び前記第4動作パルスの少なくとも1つを選択して前記第2素子へ印加する動作パルス印加部と
を有する印刷装置である。
このような印刷装置によれば、ブラックインクを相対的に高密度で吐出させるテキスト印刷時とカラーインクを相対的に低密度で吐出させるカラー印刷時とで負荷の差が大きくなることを抑制でき、各駆動信号生成ユニットをバランスよく使用できる。
このような印刷装置によれば、テキスト印刷の文字品質を高めつつ高速で印刷できる。
このような印刷装置によれば、インク滴の吐出量を高い精度で制御できる。
このような印刷装置によれば、印刷モード毎にインク滴の吐出量を高い精度で制御できる。
このような印刷装置によれば、ヘッドの往路移動時と復路移動時とについても各駆動信号生成ユニットの負荷が分散され、駆動信号生成ユニットを効率よく使用することができる。
すなわち、ブラックインクを吐出する複数の第1ノズルと、カラーインクを吐出する複数の第2ノズルと、前記第1ノズルに対応して設けられ、前記第1ノズルから前記ブラックインクを吐出させる動作をする複数の第1素子と、前記第2ノズルに対応して設けられ、前記第2ノズルから前記カラーインクを吐出させる動作をする複数の第2素子とを有する印刷装置の制御方法であって、前記第1素子を動作させるための第1動作パルスを含んだ第1駆動信号、及び、前記第2素子を動作させるための第2動作パルスを含んだ第2駆動信号を、第1駆動信号生成ユニットにて生成するステップと、前記第1素子を動作させるための第3動作パルスを含んだ第3駆動信号、及び、前記2素子を動作させるための第4動作パルスを含んだ第4駆動信号を、第2駆動信号生成ユニットにて生成するステップと、ドット階調値に応じて、前記第1動作パルス及び第3動作パルスの少なくとも1つを選択して前記第1素子へ印加するとともに、前記第2動作パルス及び第4動作パルスの少なくとも1つを選択して前記第2素子へ印加するステップとを有する印刷装置の制御方法を実現できることも明らかにされる。
<印刷システムについて>
図1に例示した印刷システムは、プリンター1と、コンピューターCPとを有する。プリンター1は印刷装置の一種に相当し、用紙、布、フィルム等の媒体に向けて、液体の一種であるインクを吐出する。このため、プリンター1は液体吐出装置の一種にも相当する。なお、インクには水性インクの他、油性インクも含まれる。媒体は、液体が吐出される対象となる対象物である。コンピューターCPは、プリンター1と通信可能に接続されている。プリンター1に画像を印刷させるため、コンピューターCPは、その画像に応じた印刷データをプリンター1に送信する。
プリンター1は、用紙搬送機構10、キャリッジ移動機構20、ヘッドユニット30、駆動信号生成部40、検出器群50、及び、主制御部60を有する。
上記のヘッドHDは、複数のサブユニットを有する。具体的には、図5に示すように、5つのサブユニットHD1〜HD5を有している。便宜上、5つのサブユニットHD1〜HD5をまとめて表す場合には、サブユニットHD1〜5ともいう。まず、サブユニットHD1〜5の内部構成について説明する。図4に示すように、サブユニットHD1〜5は、ケース31と、流路ユニット32と、ピエゾ素子ユニット33とを有する。ケース31は、ピエゾ素子ユニット33を収容するための部材である。流路ユニット32には、共通インク室321からインク供給路322及び圧力室323を通ってノズル324に至る一連の流路が、ノズル324に対応する複数設けられている。そして、圧力室323の一部は、弾性膜325によって区画されている。また、弾性膜325における圧力室323とは反対の表面には、圧力室323毎にアイランド部326が設けられる。
次に、ノズル324及び各サブユニットHD1〜5の配置について説明する。図5に示すように、各サブユニットHD1〜5のそれぞれが有する複数のノズル324は、紙送り方向に並んで形成されてノズル列(ノズル群)を構成している。各サブユニットHD1〜5における左側ノズル列に属する各ノズル324は一定のピッチNPで形成されている。同様に、右側ノズル列に属する各ノズル324も一定の間隔NPで形成されている。そして、左側ノズル列の各ノズル324と右側ノズル列の各ノズル324は、紙送り方向にNP/2ピッチ分ずれて形成されている。
駆動信号生成部40は、第1駆動信号生成ユニットとしての第1駆動信号生成回路40Aと、第2駆動信号生成ユニットとしての第2駆動信号生成回路40Bとを有する。そして、各駆動信号生成回路40A,40Bは、前述したピエゾ素子PZTを動作させる場合において、共通に使用される駆動信号COM_A,COM_Bを生成する。本実施形態の各駆動信号生成回路40A,40Bは、複数種類の駆動信号COM_A,COM_Bを或る期間(繰り返し周期T)に亘って同時に生成する。これらの駆動信号生成回路40A,40Bは、同じ構成をしている。本実施形態では、図6に示すように、1つの駆動信号生成回路40A,40Bは、DAC_IC41と、第1電流増幅回路42と、第2電流増幅回路43とを有する。
ヘッド制御部HCは、動作パルス印加部に相当するものであり、駆動信号生成部40で生成された各駆動信号COMの必要部分(動作パルス)を、主制御部60からのヘッド制御信号に基づいて選択し、ピエゾ素子PZTへ印加する。このため、図7に示すように、ヘッド制御部HCは、駆動信号COMの供給線の途中に、ピエゾ素子PZT毎に設けられた複数のスイッチ34A,34Bを有する。このプリンター1では、2種類の駆動信号COM_A,COM_Bを生成するため、それぞれの駆動信号COM_A,COM_Bの供給線のそれぞれの途中にスイッチ34A,34Bが設けられる。そして、ヘッド制御部HCは、ヘッド制御信号からスイッチ制御信号を生成する。このスイッチ制御信号によって各スイッチ34A,34Bを制御することで、各駆動信号COM_A,COM_Bの必要部分である動作パルス(吐出パルスPL,PS,微振動パルスPV)がピエゾ素子PZTへ印加される。このとき、動作パルスの選択の仕方次第で、ノズル324からのインクの吐出を制御できる。
次に、この印刷システムにおける印刷動作について説明する。この印刷システムでは、コンピューターCPがプリンター1へ送信した印刷データに基づき、プリンター1が印刷動作を行う。このプリンター1では複数の印刷モードで印刷を制御できる。図8に示すように、このプリンター1では、印刷モードAから印刷モードDまでの4種類の印刷モードを選択できる。印刷モードAは解像度が最も低く、キャリッジCR(ヘッドHD)の移動速度が最も速い。これに対し、印刷モードDは解像度が最も高く、キャリッジCRの移動速度が最も遅い。そして、印刷モードBは解像度が2番目に低く、キャリッジCRの移動速度が2番目に速い。印刷モードCは解像度が2番目に高く、キャリッジCRの移動速度が2番目に遅い。なお、この印刷モードの選択は、例えばコンピューターCPにインストールされたプリンタードライバーによって行うことができる。また、プリンター1に備えられた操作部(図示せず)を介しても行うことができる。
以下、各印刷モードについて説明する。まず印刷モードAについて説明する。印刷モードAは、画像の高速印刷に適した印刷モードである。この印刷モードAにおいて、第1駆動信号生成回路40Aと第2駆動信号生成回路40Bは、図9Aに示すように、いずれも同じ電圧波形の駆動信号COM_A,COM_Bを生成する。ここで、第1駆動信号生成回路40Aが生成する駆動信号COM_A(1)は、第1駆動信号に相当し、ブラックインクの吐出を担当するピエゾ素子PZT(第1素子)に印加される。そして、第1駆動信号生成回路40Aが生成する駆動信号COM_B(1)は、第2駆動信号に相当し、カラーインクの吐出を担当するピエゾ素子PZT(第2素子)に印加される。一方、第2駆動信号生成回路40Bが生成する駆動信号COM_A(2)は、第4駆動信号に相当し、カラーインクの吐出を担当するピエゾ素子PZT(第2素子)に印加される。そして、第2駆動信号生成回路40Bが生成する駆動信号COM_B(2)は、第3駆動信号に相当し、ブラックインクの吐出を担当するピエゾ素子PZT(第1素子)に印加される。なお、上記の関係は他の印刷モードにおいても同じであるため、他の印刷モードにおける説明は省略する。
次に、印刷モードBについて説明する。この印刷モードBは、テキストの高速印刷に適した印刷モードである。この印刷モードBにおいても、第1駆動信号生成回路40Aと第2駆動信号生成回路40Bは、図10Aに示すように、いずれも同じ電圧波形の駆動信号COM_A,COM_Bを繰り返し周期T毎に繰り返し生成する。これらの駆動信号COM_A,COM_Bは、期間T1,T2の前半部分が1つのドットに対応し、期間T3,T4の後半部分が他の1つのドットに対応している。すなわち、前半部分と後半部分のそれぞれでドットの階調制御を行っている。
次に、印刷モードCについて説明する。この印刷モードCは、一般的なカラー印刷に適した印刷モードである。この印刷モードCにおいて、第1駆動信号生成回路40Aと第2駆動信号生成回路40Bは、図11Aに示すように、異なる電圧波形の駆動信号COM_A(1),COM_B(1),COM_A(2),COM_B(2)を繰り返し周期T毎に繰り返し生成する。印刷モードCで生成される駆動信号COM_A,COM_Bにおいても、前半部分(期間T1,T2)が1つのドットに対応し、後半部分(期間T3,T4)が他の1つのドットに対応し、それぞれでドットの階調制御が行われる。
次に、印刷モードDについて説明する。この印刷モードDは、写真画像等の高画質カラー印刷に適した印刷モードである。この印刷モードDにおいて、第1駆動信号生成回路40Aと第2駆動信号生成回路40Bは、図12Aに示すように、いずれも同じ電圧波形の駆動信号COM_A,COM_Bを繰り返し周期T毎に繰り返し生成する。印刷モードCで生成される駆動信号COM_A,COM_Bにおいても、前半部分(期間T1,T2)が1つのドットに対応し、後半部分(期間T3,T4)が他の1つのドットに対応し、それぞれでドットの階調制御が行われる。なお、この印刷モードDでは、第4サブユニットHD4を使用せずに印刷を行う。
以上説明したように、本実施形態のプリンター1では、第1駆動信号生成回路40Aで生成した駆動信号COM_A(1)と第2駆動信号生成回路40Bで生成した駆動信号COM_B(2)とを用いてブラックインクの吐出制御を行い、第1駆動信号生成回路40Aで生成した駆動信号COM_B(1)と第2駆動信号生成回路40Bで生成した駆動信号COM_A(2)とを用いてカラーインクの吐出制御を行っている。この場合において、ヘッド制御部HCは、ドット階調値を示すドット形成データに応じて各駆動信号COM_A(1),(2),COM_B(1),(2)に含まれる動作パルス(吐出パルスPL,PS,微振動パルスPV)を選択してピエゾ素子PZTへ印加する。その結果、第1駆動信号生成回路40Aと第2駆動信号生成回路40Bとで負荷が分散され、各駆動信号生成回路40A,40Bを効率よく、すなわち偏りを抑制しつつ使用できる。
前述した実施形態は、主として、インクジェット方式のプリンター1を有する印刷システムについて記載されているが、その中には、印刷装置、印刷方法、印刷装置の制御方法、液体吐出方法、液体吐出システム、ヘッドの駆動装置、ヘッドの駆動方法、コンピュータープログラム、コンピューターで読み取り可能な記憶媒体等の開示が含まれている。また、この実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはいうまでもない。特に、以下に述べる実施形態であっても、本発明に含まれるものである。
前述の印刷モードCにおけるドット形成データ[01]では、いずれも第2駆動信号生成回路40Bから生成された駆動信号COM_A(2),COM_A(1)に含まれる吐出パルスPSc1,PLc3が用いられていた。この点に関し、各駆動信号COM_A,COM_Bに含まれる一部の吐出パルスを使用するドット階調値において、異なる駆動信号生成回路で生成された吐出パルスPL,PSを使用するようにしてもよい。
前述の実施形態では、ヘッドHDの往路移動時と復路移動時とで各駆動信号生成回路40A,40Bから生成される駆動信号COM_A,COM_Bの組み合わせは固定されていた。この点に関し、ヘッドHDの往路移動時と復路移動時とで、各駆動信号生成回路40A,40Bから生成される駆動信号COM_A,COM_Bの組み合わせを代えてもよい。例えば、図14Aに示す変形例では、各駆動信号生成回路40A,40BとヘッドHD(動作パルス印加部としてのヘッド制御部HC,図4を参照)との間に、信号切換部としての切換回路45を設けている。この切換回路45は、第1駆動信号生成回路40Aが生成する駆動信号COM_A(1)及び駆動信号COM_B(1)と、第2駆動信号生成回路40Bが生成する駆動信号COM_A(2)及び駆動信号COM_B(2)とに関し、駆動信号COMの供給先となるヘッドHD(ピエゾ素子群331)を任意に切り替える回路である。例えば、駆動信号COM_A(1)や駆動信号COM_B(1)について、その供給先を、ブラックインクを吐出するヘッドHD(サブユニットHD2,4)とカラーインクを吐出するヘッドHD(サブユニットHD1,3,5)とに切り替えることができる。同様に、駆動信号COM_A(2)や駆動信号COM_B(2)について、その供給先を、ブラックインクを吐出するヘッドHDとカラーインクを吐出するヘッドHDとに切り替えることができる。
前述の実施形態ではDAC_IC41を有する第1駆動信号生成回路40A及び第2駆動信号生成回路40Bを例に挙げて説明したが、このような駆動信号生成回路40A,40Bに限られない。例えば、各駆動信号生成回路40A,40Bをトランジスタやコンデンサ等のアナログ素子で構成してもよい。そして、前述の実施形態のように、DAC_IC41等によって駆動信号COMを生成した場合には、電圧波形を精度良く定めることができる。
ノズル列の数は前述の実施形態の個数に限られない。例えば、ブラックインクを吐出するノズル列の数に関し、4列より多くてもよく、少なくてもよい。また、カラーインクを吐出するノズル列の数に関しても、6列に限られない。また、各ノズル324の配置に関しては、用途に応じて種々の配置を採り得る。すなわち、列状になっていなくてもよい。
前述の実施形態では、ヘッドHDを移動方向へ移動させつつノズル324からインク滴を吐出させるドット形成動作と、用紙Sを紙送り方向へ搬送する紙送り動作とを交互に行うことで用紙Sへ画像を印刷していたが、この形式のプリンターに限られない。例えば、紙幅サイズのラインヘッドを固定し、用紙Sを紙送り方向へ移動させることで画像を印刷するラインプリンターであってもよい。
前述の実施形態では、液体吐出装置としてプリンター1が説明されていたが、これに限られるものではない。例えば、カラーフィルタ製造装置、染色装置、微細加工装置、半導体製造装置、表面加工装置、三次元造形機、液体気化装置、有機EL製造装置(特に高分子EL製造装置)、ディスプレイ製造装置、成膜装置、DNAチップ製造装置などのインクジェット技術を応用した各種の液体吐出装置に、本実施形態と同様の技術を適用しても良い。また、これらの方法や製造方法も応用範囲の範疇である。
Claims (7)
- ブラックインクを吐出する複数の第1ノズルと、
カラーインクを吐出する複数の第2ノズルと、
前記第1ノズルに対応して設けられ、前記第1ノズルから前記ブラックインクを吐出させる動作をする複数の第1素子と、
前記第1ノズルに対応して設けられ、前記第2ノズルから前記カラーインクを吐出させる動作をする複数の第2素子と、
前記第1素子を動作させるための第1動作パルスを含んだ第1駆動信号、及び、前記第2素子を動作させるための第2動作パルスを含んだ第2駆動信号を生成する第1駆動信号生成ユニットと、
前記第1素子を動作させるための第3動作パルスを含んだ第3駆動信号、及び、前記2素子を動作させるための第4動作パルスを含んだ第4駆動信号を生成する第2駆動信号生成ユニットと、
ドット階調値に応じて、前記第1動作パルス及び前記第3動作パルスの少なくとも1つを選択して前記第1素子へ印加するとともに、前記第2動作パルス及び前記第4動作パルスの少なくとも1つを選択して前記第2素子へ印加する動作パルス印加部と
を有する印刷装置。 - 前記第2素子の数は、
前記第1素子の数よりも多い、請求項1に記載の印刷装置。 - 前記第1ノズルは、
所定方向に対して所定ピッチとなるように並んで第1ノズル群を構成し、
前記第2ノズルは、
前記所定方向に対して前記所定ピッチよりも大きい他の所定ピッチとなるように並んで第2ノズル群を構成し、
或るドット階調値に対応する前記第2動作パルス及び前記第4動作パルスは、
前記或るドット階調値に対応する前記第1動作パルス及び前記第3動作パルスで吐出されるインク量よりも、吐出させるインク量が多くなるように前記第2素子を動作させる、請求項1又は2に記載の印刷装置。 - 前記第1素子は、
前記第1動作パルス及び前記第3動作パルスの電圧に応じて変形し、前記第1ノズルに連通した圧力室内の前記ブラックインクに圧力変化を与えるピエゾ素子であり、
前記第2素子は、
前記第2動作パルス及び前記第4動作パルスの電圧に応じて変形し、前記第2ノズルに連通した圧力室内の前記カラーインクに圧力変化を与えるピエゾ素子である、請求項1から3の何れか1項に記載の印刷装置。 - 前記第1駆動信号生成ユニットは、
印刷解像度が異なる印刷モード毎に電圧波形を定めた前記第1駆動信号及び前記第2駆動信号を生成し、
前記第2駆動信号生成ユニットは、
前記印刷モード毎に電圧波形を定めた前記第3駆動信号及び前記第4駆動信号を生成する、請求項4に記載の印刷装置。 - 前記第1ノズル、前記第2ノズル、前記第1素子、及び、前記第2素子を備えたヘッドと、
前記ヘッドを移動方向に往復移動させるヘッド移動部と、
前記第1駆動信号生成ユニット及び前記第2駆動信号生成ユニットと前記動作パルス印加部との間に配置され、前記動作パルス印加部へ供給される前記第1駆動信号、前記第2駆動信号、前記第3駆動信号、及び、前記第4駆動信号を切り替えて、前記動作パルス印加部へ出力する信号切換部と
を有し、
第1駆動信号生成ユニットは、
前記ヘッドの往路移動時には前記第1駆動信号及び前記第2駆動信号を生成する一方、前記ヘッドの復路移動時には前記第3駆動信号及び前記第4駆動信号を生成し、
第2駆動信号生成ユニットは、
前記ヘッドの往路移動時には前記第3駆動信号及び前記第4駆動信号を生成する一方、前記ヘッドの復路移動時には前記第1駆動信号及び前記第2駆動信号を生成する、請求項1から5の何れか1項に記載の印刷装置。 - ブラックインクを吐出する複数の第1ノズルと、
カラーインクを吐出する複数の第2ノズルと、
前記第1ノズルに対応して設けられ、前記第1ノズルから前記ブラックインクを吐出させる動作をする複数の第1素子と、
前記第2ノズルに対応して設けられ、前記第2ノズルから前記カラーインクを吐出させる動作をする複数の第2素子とを有する印刷装置の制御方法であって、
前記第1素子を動作させるための第1動作パルスを含んだ第1駆動信号、及び、前記第2素子を動作させるための第2動作パルスを含んだ第2駆動信号を、第1駆動信号生成ユニットにて生成するステップと、
前記第1素子を動作させるための第3動作パルスを含んだ第3駆動信号、及び、前記2素子を動作させるための第4動作パルスを含んだ第4駆動信号を、第2駆動信号生成ユニットにて生成するステップと、
ドット階調値に応じて、前記第1動作パルス及び第3動作パルスの少なくとも1つを選択して前記第1素子へ印加するとともに、前記第2動作パルス及び第4動作パルスの少なくとも1つを選択して前記第2素子へ印加するステップとを有する印刷装置の制御方法。
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