JP2017127979A - 印刷装置 - Google Patents
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Abstract
Description
この問題の解決策として、開口部を閉じる方法がある。例えば、特許文献1では、モーターの動力によってシャッターが開閉動作する方法が示されている。
従って、従来の機構と比べ、シャッターの開閉動作に別途の動力が必要ないため、より簡単な印刷装置を提供することができる。
従って、センサーユニット内部が汚れる可能性を低減するという効果を得ることができる。
従って、ノック機構の耐久性を高めるという効果を得ることができる。
[プリンターの概略構成]
図1は、本実施形態の印刷装置であるプリンター10の概略構成を示す斜視図である。
図2は、本実施形態のプリンター10の概略構成を示すブロック図である。
図1に示すように、プリンター10は、供給ユニット11、搬送ユニット12と、キャリッジ13と、キャリッジ移動ユニット14と、制御ユニット15(図2参照)と、を備えている。このプリンター10は、例えばパーソナルコンピューター等の外部機器20(図2参照)から入力された印刷データに基づいて、各ユニット11,12,14及びキャリッジ13を制御し、媒体A(本発明の測定対象及び画像形成対象を構成)上に画像を印刷する。
なお、本実施形態では、ロール体111に巻装された紙面を供給する例を示すがこれに限定されない。例えば、トレイ等に積載された紙面等の媒体Aをローラー等によって例えば1枚ずつ供給する等、如何なる供給方法によって媒体Aが供給されてもよい。
搬送ローラー121は、図示略の搬送モーターからの駆動力が伝達され、制御ユニット15の制御により搬送モーターが駆動されると、その回転力により回転駆動されて、従動ローラーとの間に媒体Aを挟み込んだ状態でY方向に沿って搬送する。また、搬送ローラー121のY方向の下流側(+Y側)には、キャリッジ13に対向するプラテン122が設けられ、媒体Aを支持する。プラテン122により媒体Aが支持されている領域内で、媒体Aに対する印刷処理や、撮像処理、分光測定処理等が実施される。
また、搬送ユニット12には、送り検出センサー123(図2参照)及び先端検出センサー124(図2参照)等の各種センサーが設けられている。送り検出センサー123は、媒体Aの搬送量を検出するセンサーであり、例えば、搬送ローラー121の回転量を検出するロータリーエンコーダー等を例示できる。先端検出センサー124は、プラテン122に送られる媒体Aの先端位置を検出するセンサーであり、例えば、搬送された媒体Aの先端部の当接を感知するスイッチングセンサー等を例示できる。
これらのセンサー123,124からの検出信号は、適宜制御ユニット15に出力される。
このキャリッジ13は、キャリッジ移動ユニット14によって、Y方向と交差するX方向(主走査方向)に沿って移動可能に設けられている。なお、以降の説明にあたり、主走査方向(X方向)における、−X側をHome側と称し、+X側をFull側と称す場合がある。ここで、Homeとは、本発明における第一方向における第一位置を指し、印刷処理を実施しない待機状態に、キャリッジ13が退避される位置である。また、Fullとは、Homeとは反対側であり、本発明における第二位置を指す。
また、キャリッジ13は、フレキシブル回路13Aにより制御ユニット15に接続され、制御ユニット15からの指令信号に基づいて、印刷部16による印刷処理(媒体Aに対する画像形成処理)、撮像装置17による撮像処理、及び分光器18による光量測定処理を実施する。なお、キャリッジ13の詳細な構成については後述する。
このキャリッジ移動ユニット14は、例えば、キャリッジガイド軸141と、キャリッジモーター142(CRモーターとも言う)と、タイミングベルト143と、を含んで構成されている。
キャリッジガイド軸141は、X方向に沿って配置され、両端部がプリンター10の例えば筐体に固定されている。キャリッジモーター142は、タイミングベルト143を駆動させる。タイミングベルト143は、キャリッジガイド軸141と略平行に支持され、キャリッジ13の一部が固定されている。そして、制御ユニット15からの指令信号に基づいてキャリッジモーター142が駆動されると、タイミングベルト143が正逆走行され、タイミングベルト143に固定されたキャリッジ13がキャリッジガイド軸141にガイドされて往復移動する。
また、キャリッジ移動ユニット14には、キャリッジ位置センサー144が設けられている。このキャリッジ位置センサー144は、キャリッジ13の位置を検出するセンサーであり、例えば、キャリッジ13のX方向への移動量を検出するリニアエンコーダー等を例示できる。キャリッジ位置センサー144からの検出信号は、適宜制御ユニット15に入力される。
次に、キャリッジ13の構成について説明する。図3は、キャリッジ13の一部を示す斜視図である。
キャリッジ13は、本発明におけるキャリッジ及び撮像モジュールを構成する。このキャリッジ13は、図3に示すように、ベース131と、ベース131に固定された連結部132と、ユニット装着部133と、媒体検出センサー134と、制御基板格納部135と、スキッドプレート136A,136Bと、印刷部16と、撮像装置17と、分光器18と、メイン回路基板19と、を備えている。
ベース131は、図3に示すように、底面部131Aと、背面部131Bとを含む。底面部131Aには、印刷部16の複数のノズルユニット161を着脱自在に装着するユニット装着部133が固定されている。また、底面部131Aには、撮像装置17、及び分光器18が装着されている。なお、これらの撮像装置17及び分光器18は、ベース131に対して着脱可能に装着されていてもよい。
さらに、底面部131Aには、媒体検出センサー134、印刷部16の各ノズルユニット161、撮像装置17、及び、分光器18のそれぞれに対応した開口(ノズルユニット161及び撮像装置17に対応する開口133A,131Cのみ図示)が設けられている。
また、底面部131Aには、−X側端部から−X側に延出するスキッドプレート136A、及び+X側端部から+X側に延出するスキッドプレート136Bを備えている。これらのスキッドプレート136A,136Bは、XY平面と平行な板状を有し、キャリッジ13をX方向に沿って移動させた際の媒体Aの詰まりを防止する。
さらに、背面部131BのFull側で、−Z側の端部位置に、カートリッジフィルター163が、着脱自在に設けられている。カートリッジフィルター163は、印刷部16の一部を構成し、印刷部16のノズルユニット161に供給されるインクに含まれる異物等を除去する。このカートリッジフィルター163には、供給管(図示略)が接続され、当該供給管は、ノズルユニット161の供給口161Bに接続されている。
なお、本実施形態では、プリンター10の内部で、キャリッジ13とは別の位置にインクカートリッジ(図示略)が設けられており、当該インクカートリッジから例えばチューブ等の管部材によりキャリッジ13にインクが供給される。
印刷部16は、媒体Aと対向する部分に、液体としてのインクを媒体A上に吐出して、媒体A上に画像を形成する。
この印刷部16は、ノズルユニット161と、ドライバー基板162と、カートリッジフィルター163とを備えている。
ノズルユニット161は、媒体Aに吐出する色毎(例えば、シアン、マゼンタ、イエロー、ライトシアン、ライトマゼンタ、グレー、ライトグレー、マットブラック、フォトブラック等)に対応してそれぞれ設けられている。
これらのノズルユニット161は、ユニット装着部133及びベース131の底面部131Aに設けられた開口133Aに設けられ、底面部131Aのプラテン122に対向する面に、ノズルユニット161の底面が臨む。
各ノズルユニット161の下面には、それぞれY方向に沿って並ぶノズル161A(インク吐出口)によりノズル群Mが形成されている。各ノズル群Mの複数のノズル161Aは、Y方向(搬送方向)に沿って、一定の間隔(ノズルピッチ:k・D)でそれぞれ整列している。ここで、Dは、Y方向における最小のドットピッチ(つまり、媒体Aに形成されるドットの最高解像度での間隔)である。また、kは、1以上の整数である。例えば、ノズルピッチが180dpi(1/180インチ)であって、Y方向のドットピッチが720dpi(1/720インチ)である場合、k=4である。各ノズル群のノズル161Aは、下流側のノズル161Aほど小さい数の番号が付されている(♯1〜♯180)。各ノズル161Aには、インク吐出機構(図示略)が設けられている。このインク吐出機構としては、例えば、インクチャンバーとピエゾ素子とを備え、ピエゾ素子の駆動によってインクチャンバーが伸縮、膨張されて、ノズル161Aからインク滴が吐出される構成が例示できる。
また、ノズルユニット161には、それぞれドライバー基板162と接続されるコネクターや制御回路が設けられたユニット回路161Cが設けられており、当該ユニット回路161Cのコネクターが、例えばFPC等によりドライバー基板162に接続されている。なお、印刷部16による媒体Aへの印刷方法については、後述する。
カートリッジフィルター163は、上述したように、キャリッジ13の外部に設けられたインクカートリッジやインクタンクから供給されたインクを濾過して異物を取り除き、ノズルユニット161に供給する。このカートリッジフィルター163は、キャリッジ13に対して着脱自在であり、例えば定期的に交換等のメンテナンスを行うことができる。
図5は、撮像装置17の概略構成を示す断面図である。
撮像装置17は、図3に示すように、印刷部16よりもX方向におけるFull側で、かつ、Y方向における+Y側(下流側)に設けられている。
そして、撮像装置17は、図5に示すように、筐体171と、メインプレート172と、センサー部173と、撮像光学部174と、光源部175と、を含んで構成されている。
筐体171は、メインプレート172、センサー部173、撮像光学部174、及び光源部175を収納する。この筐体171は、例えばアルミ等の軽量で、かつ熱伝導率が高い素材により形成されている。この筐体171は、下面(底面部131Aに対向する面)に開口窓171Aが設けられている。この開口窓171Aは、例えば底面部131Aに設けられた開口131Cと同一形状に形成され、開口131Cと重なるように配置されている。また、筐体171の開口窓171Aの内周面には、下面固定部171Bが設けられている。この下面固定部171Bは、下面が、開口窓171Aにおける開口面171A1と同一平面となり、当該下面がキャリッジ13の底面部131Aに固定される。なお、下面固定部171Bと底面部131Aとの固定方法は特に限定されないが、例えばねじ止め等により着脱自在となる構成が好ましい。
また、メインプレート172は、メイン回路基板19と接続されるコネクター部(図示略)を有する。このコネクター部は、例えば筐体171のメインプレート172の配置位置に対応した一部に形成された開口から筐体171の外部に露出し、配線191によりメイン回路基板19に接続されている。
撮像素子173Aは、複数画素を有するRGBイメージセンサーであり、媒体Aの所定の撮像領域にて反射され、開口131C、開口窓171A、及び撮像光学部174を通過した光を受光し、各画素から受光量に応じた電気信号として出力する。また、本実施形態では、撮像素子173Aは、媒体Aにおける撮像領域Ar1の画像を撮像する。この撮像領域Ar1は、X方向に対する長さ寸法が、Y方向に対する長さ寸法よりも短くなる領域であり、例えば本実施形態では、X方向に対して、0.8インチ(20.32mm)、Y方向に対して1インチ(25.4mm)の矩形領域となる。
また、撮像素子173Aは、センサーボード173Bにマウントされている。センサーボード173Bは、第一センサーマウント173Cにマウントされており、この第一センサーマウント173Cは、メインプレート172にマウントされる第二センサーマウント173Dに固定されている。これにより、撮像素子173Aの光軸が、メインプレート172の開口172Aの中心点を通るように、センサー部173がメインプレート172に固定される。
撮像素子173Aから出力された電気信号は、センサーボード173Bに設けられた回路、第一センサーマウント173Cに設けられた回路、及び第二センサーマウント173Dに設けられた回路を介してメインプレート172に出力され、さらに、メインプレート172から配線191を介してメイン回路基板19に出力される。
レンズユニット174Aは、媒体Aの撮像領域にて反射された光を撮像素子173Aに結像させるユニットであり、例えば複数のレンズの組合せにより構成されている。
フレアカットフィルター174Bは、媒体Aの表面にて光源部175からの光が乱反射された場合に、当該乱反射の影響を低減するためのフィルターである。
これらのレンズユニット174A及びフレアカットフィルター174Bは、上述したように、メインプレート172に固定されている。ここで、レンズユニット174A及びフレアカットフィルター174Bは、撮像素子173Aの光軸に対して、レンズユニット174A及びフレアカットフィルター174Bの光軸が一致するように、各々配置されている。
第一光源マウント175A及び第二光源マウント175Bは、Z方向から見た際に、それぞれ、Y方向に沿って撮像素子173Aを挟んで設けられている。つまり、第一光源マウント175Aは、X方向に対してメインプレート172の中心位置で、Y方向に対してメインプレート172の+Y側端部に設けられている。また、第二光源マウント175Bは、X方向に対してメインプレート172の中心位置で、Y方向に対してメインプレート172の−Y側端部に設けられている。なお、撮像素子173Aは、メインプレート172の中心位置(重心位置)に設けられているものとする。
傾斜固定部175A1は、図5に示すように、当該第一光源マウント175Aに装着された第一光源175Cの光照射方向が、撮像素子173Aの光軸と媒体Aとの交点(撮像中心P0)よりも、所定距離Lrだけ+Y側となるように、傾斜角が設定されている。
傾斜固定部175B1は、撮像中心P0よりも距離Lrだけ−Y側となるように、傾斜角が設定されている。
なお、図5では、傾斜固定部175A1,175B1が、+Z側に向かうに従って、撮像素子173Aの光軸との距離が遠くなる傾斜平面となる例を示すが、これに限定されない。例えば、傾斜固定部175A1,175B1が、+Z側に向かうに従って、撮像素子173Aの光軸との距離が遠くなる曲面状(円錐周面の一部を構成する形状)に構成されてもよい。また、第一光源マウント175A及び第二光源マウント175Bが、傾斜固定部175A1及び傾斜固定部175B1を有する構成を例示するが、例えば、第一及び第二光源175C,175Dの光照射方向を変更可能な回動機構を有する構成とし、各光照射方向が撮像中心P0を向くように設定されていてもよい。
また、上記のように、第一光源175Cは、撮像中心P0よりも距離Lrだけ+Y側となる第一照明中心P1に向かって光を照射する。よって、媒体Aには、第一照明中心P1を中心として、第一照明中心P1から離れるに従って光量が小さくなる光が照射される。一方、第二光源175Dは、撮像中心P0よりも距離Lrだけ−Y側となる第二照明中心P2に向かって光を照射する。よって、媒体Aには、第二照明中心P2を中心として、第二照明中心P2から離れるに従って光量が小さくなる光が照射される。
従って、本実施形態では、第一照明中心P1を撮像中心P0から+Y側に距離Lrだけずらし、第二照明中心P2を撮像中心P0から−Y側に距離Lrだけずらしている。また、第一光源175Cからの光を第一照明中心P1よりも+Y側から照射させ、第二光源175Dからの光を第二照明中心P2よりも−Y側から照射させている。よって、第一光源175Cの光は、撮像領域Ar1の+Y側を中心にして、−Y側に延びるように照射され、第二光源175Dの光は、撮像領域Ar1の−Y側を中心にして、+Y側に延びるように照射される。これにより、撮像領域Ar1に対して、略均一な光が照射されることになり、光源光量の不均一性による撮像データにおける輝度むらを抑制できる。
また、本実施形態では、光源部175を収納する筐体171は、アルミ等の熱伝導率が高い素材により構成されているので、光源部175により発生した熱を筐体171に逃がすことが可能となり、撮像素子173Aの熱による機能低下を抑制できる。
メイン回路基板19は、印刷部16の各ドライバー基板162、撮像装置17、分光器18、及び制御ユニット15と電気的に接続されている。そして、メイン回路基板19は、制御ユニット15からの指令信号に基づいて、印刷部16、撮像装置17、及び分光器18を駆動させる。
例えば、撮像装置17の駆動では、メイン回路基板19は、制御ユニット15からの撮像指令信号に基づいて、撮像素子173Aの駆動制御、光源部175の駆動制御を行い、媒体Aの撮像領域Ar1を撮像する(撮像処理)。また、メイン回路基板19は、メインプレート172から入力された、撮像素子173Aからの電気信号を処理する例えばADコンバーターやアンプ等の回路を備えており、処理された電気信号を画像信号(撮像データ)として制御ユニット15に出力する。
すなわち、キャリッジ13の印刷部16には、Y方向に長手のノズルユニット161がX方向に沿って平行に配置されている。また、これらのノズルユニット161に対応して、その−Z側に、制御基板格納部135に収納されたドライバー基板162がX方向に平行に配置されている。このような構成のキャリッジ13に対して、メイン回路基板19を、例えば基板面がXY平面と平行となるように配置すると、キャリッジ13のXY平面方向のサイズが大きくなり、かつ、メイン回路基板19の上部(−Z側)に無駄なスペースが生じることになる。これに対して、上記のように、メイン回路基板19を、印刷部16の各ノズルユニット161や各ドライバー基板162と同様に、基板面をZY平面に対して平行に配置することで、キャリッジ13における省スペース化を図れ、キャリッジ13の小型化を実現できる。
また、本実施形態では、詳細は後述するが、キャリッジ13のY方向における+Y側で、かつ、X方向における+X側(Full側)に撮像装置17及び分光器18が配置されている。これに対して、メイン回路基板19は、図3に示すように、印刷部16よりもFull側で、ドライバー基板162と平行に配置されている。このような構成では、メイン回路基板19は、ドライバー基板162、撮像装置17、及び分光器18の全てに対して近接した位置に配置可能となり、各接続線の長さを短縮できる。この場合、構成の簡略化、及びノイズ等による信号劣化の抑制を図ることができる。
なお、配線191としては、例えばLVDS(Low Voltage Differential Signal)規格に基づいた配線を用いてもよく、この場合、パラレル通信の配線191に比べて、配線長さが長い場合でもノイズ等の影響を低減することが可能となる。ただし、この場合、LVDSによる配線を行う場合、差動信号を処理するハードウェアが別途必要となり、装置自体の高コスト化、及び複雑化を招く。
上述したように、キャリッジ13において、印刷部16は、X方向におけるHome側に配置されており、撮像装置17は、印刷部16よりもFull側に配置されている。
プリンター10では、ノズルユニット161のノズル161Aにおけるインク詰まりを防止するために、ノズルユニット161のメンテナンスを行うメンテナンスボックス30(メンテナンス部)が設けられている。このメンテナンスボックス30は、図1に示すように、プリンター10のHome位置に設けられており、メンテナンス時には、キャリッジ13をHome位置まで移動させた後、ノズル161Aからインクを吐出させる(フラッシング)。
ここで、キャリッジ13において、印刷部16がFull側に位置する場合、メンテナンスボックス30も、これに対応させてFull側にずらす必要があり、プリンター10自体のX方向のサイズが大きくなる。これに対して、本実施形態では、キャリッジ13のHome側に印刷部16が設けられているため、メンテナンスボックス30もプリンター10における−X側端部位置に設ければよく、プリンター10のサイズを小型化できる。
図1に示すように、キャリッジ13の一方端に、印刷部16をメンテナンスするメンテナンスボックス30は配置され、キャリッジ13の他方端側に、撮像装置17は配置される。キャリッジ13の他方端側に、ノック機構23は配置される。プリンター10の筐体24のFULL側のノック機構23に対応する位置に押し当て部21が配置されている。押し当て部21は弾性体であり、例えば、ゴム部材である。
図6および図7に示すように、キャリッジ13に搭載され、少なくとも撮像装置17の一部を覆うことが可能なシャッター22が配置されている。本実施形態では、シャッター22は筒状であり、シャッター22のHOME側に開口部221を有し、シャッター22のFULL側はふた部223で閉じられている。シャッター22は開口部221を通してシャッター22の筒状の内部空間に撮像装置17を覆うことができる。シャッター22の外面にばね222Aとばね222Bとは配置され、シャッター22はばね222Aとばね222Bとでキャリッジ13と接続している。
図7に示すように、キャリッジ13のFULL側への移動に伴い、ノック部231を押し当て部21に押し当てることによって、ノック部231の位置はノック機構23からアンロックされる状態との繰り返しになるとの構造である。
上記するように、ノック部231はロックされる状態とアンロックされる状態の繰り返しとの構造である。
図6に示すように、ノック部231はキャリッジ13の中に入り込むと、かつノック部231の位置はノック機構23にロックされる状態になる。それによってシャッター22はHOME側に押し込まれて撮像装置17を覆う状態で保持されることとなる。それによってシャッター22とキャリッジ13と接続するばね222Aとばね222Bは伸びる状態となる。
図7に示すように、ノック部231の位置はノック機構23からアンロックされる状態になると、ばね222Aとばね222Bが元の状態に戻る。それによってシャッター22はFULL側に移動されて撮像装置17を解放する状態となる。
従って、従来の機構と比べ、シャッター22の動作に別途の動力が必要ないため、より簡単な印刷装置を提供することができる。
また、ノック部231を押し当てるための弾性体である押し当て部21を備えることによって、ノック機構23に与える衝撃を和らげることができ、それによって、ノック機構23の耐久性を高めることができる。
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、上記実施形態において、シャッター22が、筒状である例を示したが、これに限定されない。つまりシャッターは少なくともセンサーユニットである撮像装置17の一部を覆うことが可能な任意状態でもよい。
図8および図9に示すように、キャリッジ13に搭載され、少なくとも撮像装置17の一部を覆うことが可能なシャッター22Aが配置されている。本変形例では、シャッター22Aは板状である。シャッター22Aは撮像装置17の開口窓171Aと接触し、撮像装置17の開口窓171Aを覆うことができる。シャッター22AのZ軸方向面にばね222Cは配置され、シャッター22Aはばね222Cでキャリッジ13と接続している。
図9に示すように、キャリッジ13のFULL側への移動に伴い、ノック部231を押し当て部21に押し当てることによって、ノック部231の位置はノック機構23からアンロックされる状態との繰り返しになるとの構造である。
上記するように、ノック部231はロックされる状態とアンロックされる状態の繰り返しとの構造である。
図8に示すように、ノック部231はキャリッジ13の中に入り込むと、かつノック部231の位置はノック機構23にロックされる状態になる。それによってシャッター22AはHOME側に押し込まれて撮像装置17の開口窓171Aと接触し、撮像装置17の開口窓171Aを覆う状態で保持されることとなる。それによってシャッター22Aとキャリッジ13と接続するばね222Cは伸びる状態となる。
図9に示すように、ノック部231位置はノック機構23からアンロックされる状態になると、ばね222Cが元の状態に戻る。それによってシャッター22AはFULL側に移動されて撮像装置17を解放する状態となる。
従って、従来の機構と比べ、シャッター22Aの動作に別途の動力が必要ないため、より簡単な印刷装置を提供することができる。
また、ノック部231を押し当てるための弾性体である押し当て部21を備えることによって、ノック機構23に与える衝撃を和らげることができ、それによって、ノック機構23の耐久性を高めることができる。
Claims (3)
- 主走査方向に移動可能なキャリッジと、
前記キャリッジに搭載されるセンサーユニットと、
前記キャリッジに搭載される液体を吐出可能な印刷部と、
前記キャリッジに搭載され、少なくとも前記センサーユニットの一部を覆うことが可能なシャッターと、
前記キャリッジの移動に伴い、前記シャッターを移動させるためのノック機構と、を備えることを特徴とする印刷装置。 - 請求項1に記載の印刷装置において、
前記キャリッジの前記主走査方向の一方端側に、前記印刷部をメンテナンスするメンテナンス部が配置され、
前記キャリッジの前記主走査方向の他方端側に、前記センサーユニットが配置されたことを特徴とする印刷装置。 - 請求項1または請求項2に記載の印刷装置において、
前記ノック機構の一部を押し当てるための押し当て部を備え、
前記押し当て部は弾性体であることを特徴とする印刷装置。
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