JP3674121B2 - プリンタ装置、プリンタヘッドおよび画像形成方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェットプリンタ等のプリンタヘッドスキャン型のプリンタ装置、プリンタヘッドおよび画像形成方法に関し、更に詳しくは、例えばシアン(C)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)用第1プリンタヘッドと、これらとノズル間隔の異なるブラック(Bk)用第2プリンタヘッドを備え、第1プリンタヘッドおよび第2プリンタヘッドによって異なる解像度の印刷を可能にしたプリンタ装置、プリンタヘッドおよび画像形成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
インクジェット方式のカラープリンタは、制御信号に応じてインクの液滴をノズルより噴射し、これを紙やフィルム等の被記録部材(以下、単に「記録紙」と記す)上に付着させるプリンタであり、小型化や低コスト化の可能性を有するため近年急速に普及しつつある。インクの液滴をノズルより噴射する方法には、ピエゾ素子の変位によりインクを加圧する方法と、発熱素子によりノズル中のインクを加熱気化し、発生する泡の圧力を利用する方法に大別される。
【0003】
一方、オフィスにおいてはデスクトップパブリッシングと称されるコンピュータによる文書作成が盛んとなり、文字や図形のみならず写真のようなカラーの自然画像を文字と共に印刷する要求が増加している。このように、画像と文字等が混在する印刷の場合には高品位な自然画像の表現とともに、解像度の高い文字印刷への要請が高い。高品位な画像と解像度の高い文字印刷を単一動作でプリントアウトするためには、画像用と文字用の異なる解像度のプリンタヘッドの開発が重要となる。
【0004】
ところで、このような要請を満足する方法として、画像用と文字用の異なる解像度のプリンタヘッドを設け、それぞれのプリンタヘッドで多重印刷する方式が考えられるが、このような方式では画像処理のための回路の複雑化やプリントアウト時間の長時間化を招く虞れがある。すなわち、高品位な画像と解像度の高い文字印刷を単一動作でプリントアウトするプリンタ装置およびプリンタヘッドは実現されていない。また、本発明に関連して、「多重素子プリンタ」が特開昭53−2040公報に開示されているが、異なる解像度を単一動作で印字するものではなかった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その課題は、高品位な画像および解像度の高い文字印刷を単一動作でプリントアウトできるプリンタ装置、プリンタヘッドおよび画像形成方法を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明のプリンタ装置およびプリンタヘッドは、上述の課題を解決するために提案するものであり、複数色の画像信号に基づいて、被記録部材とプリンタヘッドが取付けられた支持体との間でほぼ直交する2つの方向に主走査および副走査しながら記録画像を形成するプリンタ装置およびプリンタヘッドにおいて、前記副走査方向にK解像度要素間隔でN個のノズル群が、前記KおよびNの比K/Nが既約分数となる値で配列されるとともに、前記主走査方向に対して記録色の異なるヘッドが複数配列された第1プリンタヘッドを有し、該第1プリンタヘッドの該N個のノズル群のM倍のノズル群を有する第2プリンタヘッドを前記第1プリンタヘッドの主走査方向に配列するとともに、該第2プリンタヘッドは第1のノズル群乃至第Mのノズル群から構成され、各々のノズル群がK/N=既約分数の関係を有するとともに、前記第1のノズル群に対してその他のノズル群が下記一般式(1)の関係を有して前記副走査方向にずれて配列するとともに、係数Aの値は、下記一般式(2)によって定義され、前記第1プリンタヘッドおよび前記第2プリンタヘッドが前記主走査方向に往動又は復動走査した後、前記被記録部材は前記副走査方向に前記Nドット間隔分搬送される。
また、本発明のプリンタ装置の画像形成方法は、複数色の画像信号に基づいて、被記録部材とプリンタヘッドが取付けられた支持体との間でほぼ直交する2つの方向に主走査および副走査しながら記録画像を形成するプリンタ装置の画像形成方法において、前記副走査方向にK解像度要素間隔でN個のノズル群が、前記KおよびNの比K/Nが既約分数となる値で配列されるとともに、前記主走査方向に対して記録色の異なるヘッドが複数配列された第1プリンタヘッドと、前記第1プリンタヘッドの前記N個のノズル群のM倍のノズル群を有する第2プリンタヘッドを前記第1プリンタヘッドの前記主走査方向に配列し、前記第2プリンタヘッドは第1のノズル群乃至第Mのノズル群から構成され、各々のノズル群がK/N=既約分数の関係を有するとともに、前記第1のノズル群に対してその他のノズル群が下記一般式(1)の関係を有して前記副走査方向にずれて配列されるとともに、係数Aの値は、下記一般式(2)によって定義され、前記第1プリンタヘッドおよび 前記第2プリンタヘッドが前記主走査方向に往動又は復動走査した後、前記被記録部材を前記副走査方向に前記Nドット間隔分搬送する。
【0007】
【数7】
【0008】
係数Aの値は、下記一般式(2)によって定義されている。
【数8】
【0009】
第1プリンタヘッドおよび第2プリンタヘッドは、副走査方向または主走査方向および副走査方向に異なる解像度の画像を形成するとともに、インクの吐出方式は加圧パルスによってインク滴を噴射するオンデマンド方式または発熱素子の発熱で発生するバブルによりインクを吐出させる方式であることを特徴とする。
【0010】
本発明によれば、副走査方向にKノズル間の間隔数でN個のノズル群が、主走査方向に例えばイエロー(Y)、シアン(C)およびマゼンタ(M)の記録色が異なるヘッドが複数配列された第1プリンタヘッドと、第1プリンタヘッドのM倍のノズル群を有する例えばブラック(Bk)の第2プリンタヘッドを主走査方向に対して有しているため、第1プリンタヘッドで高品位な画像と印画し、第2のプリンタヘッドで解像度の高い文字印刷等を単一のインターリーブ(Interleave)動作によって行うことができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の具体的な実施の形態につき添付図面を参照して説明する。先ず、本発明のプリンタ装置の構造について図1を参照して説明する。図1は本発明のプリンタ装置の要部構成を示す斜視図である。
【0012】
本発明のプリンタ装置の要部構成は、一例としてイエロー(Y)用記録ヘッドY、マゼンタ(M)用記録ヘッドM、シアン(C)用の記録ヘッドCからなる第1プリンタヘッド1、およびブラック(Bk)用の記録ヘッドBkの第2プリンタヘッド2、図示を省略した送り機構によりY(副走査)方向に供給される記録紙3、第1プリンタヘッド1および第2プリンタヘッド2を載置してX(主走査)方向に往動または復動するキャリッジユニット4、キャリッジユニット4に記録データを供給するフレキシブル基板(図では「FPC」と記す)5、キャリッジユニット4を案内するガイドレール6、インク供給パイプ7を介してそれぞれの記録ヘッドY、M、C、Bkにインクを供給するインクタンク群8から大略構成される。
【0013】
以上のように構成された本発明のプリンタ装置の動作の概要を説明する。インクタンク群8では、インク供給パイプ7を介してそれぞれの記録ヘッドY、M、C、Bkにインクを供給するとともに、不図示の制御回路からフレキシブル基板5を介して供給される記録データに基づいてN個ノズル群から各色のインクを選択噴射し、記録紙3にカラー原画を印画する。第1プリンタヘッド1および第2プリンタヘッド2を載置したキャリッジユニット4は、パルスモータ(図示省略)等によって駆動され、1ドット間隔で往動または復動して記録を行う。
【0014】
往動または復動走査が終了した後は、不図示の紙送り機構により記録紙3が第1プリンタヘッド1および第2プリンタヘッド2のノズル数に対応するドット間隔分紙送りされる。これにより、第1プリンタヘッド1および第2プリンタヘッド2は記録紙3に対してNドット間隔飛び越し走査(インターリーブ動作)することになり、他のノズルも同様に移動し、以後の往動または復動走査によりノズルに対応する位置に各色の印画が行われる。
【0015】
次に、本発明のプリンタ装置の主要部であるプリンタヘッドの構成につき、図2を参照して説明する。図2は本発明のプリンタヘッドの実施の形態例1を示す図であり、(a)はプリンタヘッドの構成例を示す線図であり、(b)はプリンタヘッドのノズル位置を説明した線図である。
【0016】
本発明のプリンタヘッドは、X(主走査)方向に配列された第1プリンタヘッドたる記録ヘッドY、M、Cおよび同一方向に配列された第2プリンタヘッドとしての記録ヘッドBk等で構成される。第1プリンタヘッド1たる記録ヘッドY、M、Cの各ヘッドはそれぞれY(副走査)方向に3個のノズル群(N=3)10が配列されて構成される。本発明の特徴事項として、第2プリンタヘッド2たる記録ヘッドBkのヘッドは3個のノズルでなる第1のノズル群11および第1のノズル群よりΔl2の間隔を有して同じく3個のノズルでなる第2のノズル群12を有して構成される。
【0017】
すなわち、本発明における第1プリンタヘッドは、図2(b)に示すように、Y(副走査)方向にKドット間隔数(Dドット間隔)でN個のノズル群1〜Nが、前記KおよびNの値K/Nが既約分数となる値で配列されている。つまり、ノズル間隔P=K×Dの関係が成立するように配置されている。
但し、N:ノズル数
K:ドット間隔数
P:ノズル間隔
D:ドット間隔
【0018】
更に、第1プリンタヘッドのN個のノズル群10のM倍のノズル群を有する第2プリンタヘッドを備えている。その第2プリンタヘッドは第1のノズル群、第2のノズル群・・・第Mのノズル群から構成されるとともに、第1、第2および第Mのノズル群がK/N=既約分数の関係を有して構成される。そして、第2プリンタヘッドの第1のノズル群に対してその他のノズル群が、下記一般式(1)の関係を有して副走査方向にずれる構造をなしている。
【0019】
【数9】
【0020】
ここで、係数Aは第1のノズル群以外のノズル群によって異なり、その値は、下記一般式(2)によって定義される。
【0021】
【数10】
【0022】
実施の形態例1
第1プリンタヘッドのノズル群10に対して第2プリンタヘッドの第1、第2のノズル群合わせて2倍(M=2)とした例の実施形態例を図2および図3を参照して説明する。
【0023】
図2(a)において、第1プリンタヘッド1をノズル数N=3、ノズル間の間隔数K=4とすると、第2プリンタヘッド2の第1のノズル群11は、前記KおよびNの値K/N=4/3と既約分数が成立する。同様に、第2プリンタヘッド2の第2のノズル群12においても、K/N=4/3と既約分数が成立する。そして、第1のノズル群11と第2のノズル群のY(副走査)方向へのずれ量をΔl2とすると、Δl2には下記一般式(3)が成立する。
【0024】
【数11】
【0025】
ここで、A=MK′−(M−1)=2K′−1となり、K′は1、2、3、4まで取りうることから、Δl2には下記一般式(4)の関係が成立する。本例はA=3の事例を示しており、これにより、同一部位への二重打ちや印字抜けがなく印字が可能となる。
【0026】
【数12】
【0027】
引き続き、図2(a)および図3を参照しつつ、本実施形態例のプリンタ装置およびプリンタヘッドの動作を説明する。図3は本発明のプリンタヘッドの動作の説明に供する図であり、(a)は第1プリンタヘッドの印字位置を示す線図、(b)は第2プリンタヘッドの印字位置を示す線図である。なお、ノズルの吐出開始位置は理解を容易にするため、図面右方向にずらしながら表示した。
【0028】
図3(a)における第1プリンタヘッドは、X(主走査)方向へのドット間隔200dpi、ノズル数N=3とし、Scan1上からスタートするものとすると、第1プリンタヘッドはScan1上で1回の往動または復動走査により走査を行う(実際には先頭部分でのインクの吐出は行わない)。その後、紙送り機構(図示省略)により記録紙をノズル数に対応するドット間隔、即ち3ドット分紙送りする。これにより、第1プリンタヘッドは3ドット間隔飛び越し走査することになり、Scan1上のノズルN1はScan2上に移る。他のノズルも同様に移動し、以後の往動または往動走査によりノズルの対応する位置に各色の印字が行われる。更に、同様の動作によりScan3、Scan4、Scan5に移動し、往動または往動走査によりノズルの対応する位置に各色の印字を行う。
【0029】
図3(b)における第2プリンタヘッドは、X(主走査)方向へのドット間隔400dpiとし、第1プリンタヘッドのノズル数の2倍(M=2)の6ノズル数を有し、Y(副走査)方向へノズル間隔Pずれた第1のノズル群11、および第1のノズル群より3ドット間隔ずれた第2のノズル群12を備えている。そして、主走査方向に400dpiピッチで往動または復動して記録を行う。即ち、第2プリンタヘッドの第1のノズル群11および第2のノズル群12はそれぞれScan1上からスタートするものとすると、Scan1上で1回の往動または復動走査により走査を行う。
【0030】
その後、紙送り機構(図示省略)により記録紙を第1プリンタヘッドのノズル数に対応するドット間隔、すなわち第1プリンタヘッドによるドットの3ドット分つまり第2プリンタヘッドの6ドット分紙送りされる。これにより、記録ヘッドBkは第2プリンタヘッドによるドットの6ドット間隔飛び越し走査することになり、Scan1上のノズルN1およびN2はScan2上に移る。他のノズルも同様に移動し、以後の往動または往動走査により第1プリンタヘッドより解像度の高い印字が行われる。更に、同様の動作によりScan3、Scan4、Scan5に移動し、往動または往動走査によりノズルの対応する解像度の高い印字を行う。
【0031】
この結果、第1プリンタヘッドはY(副走査)方向へ3ドット間隔の飛び越し走査を行うことにより200dpiの印字が行われ、第2プリンタヘッドの第1ノズル群11および第2ノズル群12はそれぞれ6ドット間隔の飛び越し走査を行うことにより2倍の400dpiの印字が行われ、第1プリンタヘッドのイエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)および第2プリンタヘッドのブラック(Bk)の色インクの重ね合わせにより、高品位な自然画像と、解像度の高い文字印刷を単一インターリーブ動作によって行うことができる。つまり、各プリンタヘッドは、加圧パルスを与える毎にインク滴を噴射するオンデマンド方式、或いはノズル内に発熱素子を埋め込み発熱で発生する気泡でインクを吐出させる方式等によりインクの噴出を行う。
【0032】
ノズル数N、ノズル間のドット間隔数Kには既約分数が成立しているため、前述のように同一部位への二重打ちや印字抜けは生じない。なお、上記実施の形態例では、第2プリンタヘッドはX(主走査)方向へドット間隔400dpiで駆動するものとしたが、この代わりに、第1プリンタヘッドのX(主走査)方向へのドット間隔200dpiと同じドット間隔で駆動しても良い。この場合、第2プリンタヘッドによる印字はY(副走査)方向の解像度が第1プリンタヘッドの二倍になる。また、第2プリンタヘッドは主走査スキャン時に駆動周波数を二倍にする等により主走査方向の解像度も二倍にすることが可能となる。
【0033】
実施の形態例2
第1プリンタヘッドのノズル群に対して第2プリンタヘッドの第1、第2のノズル群合わせて3倍(M=3)とした例の実施形態例を図4を参照して説明する。図4は本発明のプリンタヘッドの実施の形態例2を示す線図である。
【0034】
第1プリンタヘッド1のノズル数N=3、ノズル間のドット間隔数K=4とし、第2プリンタヘッド2の第1のノズル群11および第2のノズル群12は、K/N=4/3と既約分数が成立する。同様に、第3のノズル群13でもK/N=4/3と既約分数が成立する。そして、第1のノズル群11と第2のノズル群12の副走査方向のずれ量をΔl2とし、第1のノズル群11と第3のノズル群13の副走査方向のずれ量をΔl3とすると、第2のノズル群12の副走査方向のずれ量Δl2には下記一般式(5)が成立する。
【0035】
【数13】
【0036】ここで、係数Aは次のように表されるため、次式が成立する。
A=MK′−(M−1)
=3K′−2
但し、K′=1、2、3、4従って、この式は下記一般式(6)のような関係を有することがわかる。なお、本例ではA=4の事例を示している。
【0037】
【数14】
【0038】
同様に、第3のノズル群13の副走査方向へのずれ量Δl3は下記一般式(7)で表すことができる。
【0039】
【数15】
【0040】
ここで、第2のノズル群のときにはA=3K′−2であることから、第3のノズル群のときにはA=3K′−1(K′=1、2、3、4)となり、従って、Δl3は下記一般式(8)のように変形される。
【0041】
【数16】
【0042】
本例ではA=8の事例(第3のノズル群)を示している。これにより、同一部位への二重打ちや印字抜けがなく印字が可能となるとともに、第2プリンタヘッドにおける更なる解像度の向上を図ることができる。以降の動作は実施の形態例1と略同様であり、重複するためその説明を省略する。
【0043】
本発明は前述の実施の形態例に限定されず、種々の実施形態を採ることができる。プリンタ装置の記録方式として、例えば二液混合方式(キャリアジェット)インクジェットプリンタ、発熱素子によりインクを加熱気化して噴出する方式のキャリアジェット方式インクジェットプリンタ、二値方式インクジェットプリンタ、ドット径変調方式インクジェットプリンタおよび濃度変調方式インクジェットプリンタ等の各種カラープリンタに適用できる。また、本発明は以上示した一実施形態にとらわれず、様々な形態に発展できることは言うまでもない。
【0044】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、副走査方向にKノズル間の間隔数でN個のノズル群を備えた第1プリンタヘッドと、第1プリンタヘッドのM倍のノズル群を有する第2プリンタヘッドを有しているため、例えば第1プリンタヘッドにより高品位な画像を印画し、第2のプリンタヘッドで解像度の高い文字印刷を印字するような、解像度の異なる印刷を単一のインターリーブ動作によって行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のプリンタ装置の要部構成を示す斜視図である。
【図2】 本発明のプリンタヘッドの実施の形態例1を示す図であり、(a)はプリンタヘッドの構成例を示す線図であり、(b)はプリンタヘッドのノズル位置を説明した線図である。
【図3】 本発明のプリンタヘッドの動作の説明に供する図であり、(a)は第1プリンタヘッドの印字位置を示す線図であり、(b)は第2プリンタヘッドの印字位置を示す線図である。
【図4】 本発明のプリンタヘッドの実施の形態例2を示す線図である。
【符号の説明】
1 第1プリンタヘッド、2 第2プリンタヘッド、3 記録紙、4 キャリッジユニット、5 フレキシブル基板(FPC)、6 ガイドレール、7 インク供給パイプ、8 インクタンク群、10 ノズル群、11 第1のノズル群、12 第2のノズル群、
Claims (5)
- 複数色の画像信号に基づいて、被記録部材とプリンタヘッドが取付けられた支持体との間でほぼ直交する2つの方向に主走査および副走査しながら記録画像を形成するプリンタ装置において、
前記副走査方向にK解像度要素間隔でN個のノズル群が、前記KおよびNの比K/Nが既約分数となる値で配列されるとともに、前記主走査方向に対して記録色の異なるヘッドが複数配列された第1プリンタヘッドを有し、
該第1プリンタヘッドの該N個のノズル群のM倍のノズル群を有する第2プリンタヘッドを前記第1プリンタヘッドの主走査方向に配列するとともに、該第2プリンタヘッドは第1のノズル群乃至第Mのノズル群から構成され、各々のノズル群がK/N=既約分数の関係を有するとともに、前記第1のノズル群に対してその他のノズル群が下記一般式(1)の関係を有して前記副走査方向にずれて配列するとともに、係数Aの値は、下記一般式(2)によって定義され、
前記第1プリンタヘッドおよび前記第2プリンタヘッドが前記主走査方向に往動又は復動走査した後、前記被記録部材は前記副走査方向に前記Nドット間隔分搬送されることを特徴とするプリンタ装置。
- 該第1プリンタヘッドおよび該第2プリンタヘッドは、前記副走査方向に異なる解像度の画像を形成するとともに、インクの吐出方式は加圧パルスによってインク滴を噴射するオンデマンド方式または発熱素子の発熱で発生するバブルによりインクを吐出させる方式であることを特徴とする請求項1記載のプリンタ装置。
- 該第1プリンタヘッドおよび該第2プリンタヘッドは、前記主走査方向および前記副走査方向に異なる解像度の画像を形成するとともに、インクの吐出方式は加圧パルスによってインク滴を噴射するオンデマンド方式または発熱素子の発熱で発生するバブルによりインクを吐出させる方式であることを特徴とする請求項1記載のプリンタ装置。
- 複数色の画像信号に基づいて、被記録部材とプリンタヘッドが取付けられた支持体との間でほぼ直交する2つの方向に主走査および副走査しながら記録画像を形成するプリンタ装置のプリンタヘッドにおいて、
前記副走査方向にK解像度要素間隔でN個のノズル群が、前記KおよびNの比K/Nが既約分数となる値で配列されるとともに、前記主走査方向に対して記録色の異なるヘッドが複数配列された第1プリンタヘッドを有し、
該第1プリンタヘッドの該N個のノズル群のM倍のノズル群を有する第2プリンタヘッドを前記第1プリンタヘッドの主走査方向に配列するとともに、該第2プリンタヘッドは第1のノズル群乃至第Mのノズル群から構成され、各々のノズル群がK/N=既約分数の関係を有するとともに、前記第1のノズル群に対してその他のノズル群が下記一般式(1)の関係を有して前記副走査方向にずれて配列するとともに、係数Aの値は、下記一般式(2)によって定義され、
前記第1プリンタヘッドおよび前記第2プリンタヘッドが前記主走査方向に往動又は復動走査した後、前記被記録部材は前記副走査方向に前記Nドット間隔分搬送されることを特徴とするプリンタ装置のプリンタヘッド。
- 複数色の画像信号に基づいて、被記録部材とプリンタヘッドが取付けられた支持体との間でほぼ直交する2つの方向に主走査および副走査しながら記録画像を形成するプリンタ装置の画像形成方法において、
前記副走査方向にK解像度要素間隔でN個のノズル群が、前記KおよびNの比K/Nが既約分数となる値で配列されるとともに、前記主走査方向に対して記録色の異なるヘッド が複数配列された第1プリンタヘッドと、前記第1プリンタヘッドの前記N個のノズル群のM倍のノズル群を有する第2プリンタヘッドを前記第1プリンタヘッドの前記主走査方向に配列し、
前記第2プリンタヘッドは第1のノズル群乃至第Mのノズル群から構成され、各々のノズル群がK/N=既約分数の関係を有するとともに、前記第1のノズル群に対してその他のノズル群が下記一般式(1)の関係を有して前記副走査方向にずれて配列されるとともに、係数Aの値は、下記一般式(2)によって定義され、
前記第1プリンタヘッドおよび前記第2プリンタヘッドが前記主走査方向に往動又は復動走査した後、前記被記録部材を前記副走査方向に前記Nドット間隔分搬送することを特徴とするプリンタ装置の画像形成方法。
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