JP4123110B2 - 印刷装置、及び印刷方法 - Google Patents
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Description
すなわち、図22の上半部に示すように、前記後端が紙送りローラ65を抜ける前の第1切り換え位置Pbにて、印刷用紙50の搬送速度を通常速度から低速に切り換えるとともに、紙送りローラ65を抜けた後の第2切り換え位置Pcにて、通常速度に戻すようにしている。
従って、第1切り換え位置と第2切り換え位置とで規定される、後端を低速で搬送する範囲を、当該モータ負荷変動に基づいて必要最小限な範囲までに狭く追い込んで設定することができて、これによって実印刷時間の短縮化が図れる。
このような印刷装置によれば、前記搬送ローラは、印刷媒体を加圧状態に挟んでいるので、印刷媒体を確実に搬送することができる。
このような印刷装置によれば、後端を低速で搬送する範囲を、モータ負荷が第1および第2閾値を下方に割り込む範囲として規定している。従って、モータ負荷が軽くなる範囲で発生傾向にある蹴飛ばし現象を確実に抑制可能となる。
このような印刷装置によれば、後端検知センサの検知信号を起点とする搬送ローラの回動量によって、後端位置を把握することができる。従って、この計数された回動量に基づいて、前記切り換え位置に到達したか否かの判断を容易に行うことができる。
このような印刷装置によれば、後端を低速で搬送する範囲を、モータ負荷が第1閾値および第2閾値を下方に割り込む回動量の範囲として規定している。従って、モータ負荷が軽くなる範囲で発生傾向にある蹴飛ばし現象を確実に抑制可能となる。
このような印刷装置によれば、レバーと印刷媒体との物理的接触によって印刷媒体の後端の通過を検知するので、当該検知の確実性に優れる。
このような印刷装置によれば、前記切り換え位置を設定するために予め計測されるモータ負荷は、実印刷時の搬送速度と条件を揃えて低速で計測される。従って、この計測結果に基づいて設定される前記切り換え位置は、更に精度の高いものとなり、これによって、蹴飛ばし現象を更に確実に抑制可能となる。
このような印刷装置によれば、既述の全ての効果を奏するため、本発明の目的が最も有効に達成される。
このような印刷装置によれば、キャリッジを移動する際のキャリッジモータのモータ負荷を予め実際に計測し、その計測結果に基づいて前記切り換え位置が設定されている。このモータ負荷に基づいて設定している理由は、キャリッジを移動する際の干渉物との干渉状態は、モータ負荷変動として顕れ易いからであり、つまり、当該モータ負荷変動によって、干渉する範囲を正確に割り出し可能であるからである。
従って、前記切り換え位置で規定される、キャリッジを低速で搬送する範囲を、必要最小限な範囲までに狭く設定することができて、これによって、実印刷時間の短縮化が図れる。
このような印刷装置によれば、ノズル詰まりを防ぐことができる。
本第1実施形態に係る印刷装置としてのインクジェットプリンタを、図1乃至図5を参照して説明する。
インクジェットプリンタのキャリッジ3の周辺構成を図2に示す。
キャリッジ3は、タイミングベルト31によりプーリ30を介してキャリッジモータ4に接続され、ガイド部材32に案内されてプラテン25に平行に移動するように駆動される。キャリッジ3の印刷用紙50に対向する面には、ブラックインクを吐出するノズル列およびカラーインクを吐出するノズル列からなる印刷ヘッド9が設けられ、これらノズル列のノズルは、ノズル毎に設けられたピエゾ素子によってインク滴を吐出するようになっている。そして、各ノズルは、インクカートリッジ34からインクの供給を受けて印刷用紙50にインク滴を吐出して文字や画像を印刷する。
図3は、キャリッジ3に取り付けられたリニア式エンコーダ11の構成を示す図である。このエンコーダ11は発光ダイオード11aと、コリメータレンズ11bと、検出処理部11cとを備えている。この検出処理部11cは複数(4個)のフォトダイオード11dと、信号処理回路11eと、2個のコンパレータ11fA ,11fBとを有している。
次に、印刷用紙50の搬送たる紙送りについて図5を参照して説明する。図5において、給紙トレー61にセットされた印刷用紙50は、給紙モータ(不図示)によって駆動される給紙ローラ64によってプリンタ内に送り込まれる。そして、この印刷用紙50の先端が、給紙ローラ64の下流側に配された紙検知センサ15の位置に到達すると、当該紙検知センサ15によって先端が検知され、当該印刷用紙50は、PFモータ1にて駆動される搬送ローラとしての紙送りローラ65によって間欠搬送される。
前記紙送りモータ1の制御について、図6乃至図20を参照して説明する。このPFモータ1の制御は前記DCユニット6によって行われる。
このDCユニットは、図6に示すように、印刷用紙50を通常速度で搬送するための通常搬送制御部60と、蹴飛ばし現象を防ぐべく印刷用紙50を低速で搬送するための低速搬送制御部80と、これらのうちのいずれかを選択する搬送制御選択部70と、この搬送制御選択部70にて選択された前記搬送制御部から送られる電流信号をアナログ電流に変換するためのD/Aコンバータ6jと、印刷用紙50の後端位置を計測するための後端位置カウンタ95と、を有している。そして、このD/Aコンバータ6jからのアナログ電流に基づいて、前記紙送りモータドライバ2がPFモータ1を駆動する。
後端位置カウンタ95は、紙検知センサ15による後端の検知信号の出力時点からの紙送りローラ65の回動量を計数し、この計数値を前記搬送制御選択部70に出力する。この回動量の計数は、前述のエンコーダ13の出力パルスENC−A,ENC−Bの各々の立ち上がりエッジ、立ち下がりエッジを検出し、検出されたエッジの個数を計数することによって行われる。この計数は、PFモータ1の正転時に1個のエッジが検出されると「+1」を加算し、逆に逆転時に1個のエッジが検出されると「−1」を加算する。前述したように、パルスENC−AおよびENC−Bの各々の周期Tは符号板のスリット間隔に等しく、かつパルスENC−AとパルスENC−Bは位相が90度だけ異なっている。このため、上記計数のカウント値「1」はエンコーダ13の符号板のスリット間隔の1/4に対応する。また、PFモータ1が1スリット間隔だけ回転すると、1/1440インチだけ紙送りされるから、これにより上記位置カウンタ6aの計数値に1/4×1/1440インチを乗算すれば、この計数値たる回動量に対応する後端の移動量を求めることができる。
搬送制御選択部70は、前記蹴飛ばし現象を防止すべく、図23乃至図26のフローチャートに示す処理を間欠搬送毎に行って通常搬送制御部60または低速搬送制御部80のいずれか一つを択一的に選択し、当該選択した搬送制御部にPFモータ1を制御させるものである。すなわち、図23に示すように、間欠搬送の停留中に、紙検知センサ15が後端を検知しているか否かをチェックし、検知していない場合には、その間欠搬送に対しては通常搬送制御部60を選択して印刷用紙50を通常搬送する。一方で、前記検知している場合には、その間欠搬送に対して図24乃至図26に示す分割方法決定処理を行い、その結果に従って、当該間欠搬送の途中で低速搬送制御部80を適宜タイミングで選択することにより蹴飛ばし現象を防止する。尚、この分割方法決定処理等については、後述する。
通常搬送制御部60は、図7に示すように、位置カウンタ60aと、減算器60bと、目標速度演算部60cと、速度演算部60dと、減算器60eと、比例要素60fと、積分要素60gと、微分要素60hと、加算器60iと、タイマ60kと、加速制御部60mとを備えている。そして、後述する加速制御およびPID制御を適宜行って、前記低速よりも速い通常速度で印刷用紙50を紙送りする。
また、タイマ60kおよび加速制御部60mは加速制御に用いられ、比例要素60f、積分要素60g、および微分要素60hを使用するPID制御は加速途中の定速および減速制御に用いられる。
タイマ60kはCPU16から送られてくるクロック信号に基づいて所定時間毎にタイマ割込み信号を発生する。
尚、このときPID制御系も動作しているが、D/Aコンバータ6jは加速制御部60mの出力を選択して取込む。
低速搬送制御部80は、前記蹴飛ばし現象を防止すべく印刷用紙50を低速搬送する際に、前記搬送制御選択部70によって選択される。
図9に示すように、この低速搬送制御部80は、位置カウンタ81と、周期カウンタ82と、制御選択部84と、タイマ割込制御部85と、エンコーダ割込制御部86と、ホールド制御部87と、微分制御部88と、選択部89,90とを備えている。
まず、低速搬送制御部80が選択されると、選択された回数が1回目かそれとも2回以上選択されたか制御選択部84によって判定される(ステップF10参照)。1回目の場合は、電流値I-curの初期値としてI-cur=I-startが設定される(ステップF11参照)。1回目の場合は、電流値I-curの初期値として、前回のホールド電流値I-holdがI-cur=I-holdとして設定される(ステップF12参照)。
紙後端が目標範囲LR間に位置している場合は制御選択部84によってホールド制御部87が選択され、ホールド制御が行われる。
まず、紙後端の現在位置Pが確認される(ステップF20参照)。続いて紙送りの進行方向Dirが確認され(ステップF21参照)、現在周期TーcurがTimerであることの確認がなされる(ステップF22参照)。
ステップF83において、決定される制御量は以下の通りである。現在の周期T-curがT-limitDより小さい場合には、制御量は+I-stepE1であり、T-curがT-limitD以上でかつT-limitBより小さい場合には、制御量は、+I-stepE2であり、T-curがT-limitB以上でかつT-limitLより小さい場合には、制御量は零であり、T-curがT-limitL以上である場合には、制御量は、−I-stepE3である。
まず、紙後端の現在位置Pの確認、進行方向Dirの確認、および現在周期T-curの確認が行われる(ステップF90,F91,F92参照)。
次にステップF93において、紙後端の現在位置の判定が行われる。紙後端の現在位置が図10に示す停止許容範囲LL〜RR間に入っている場合は、ステップF94に進み、現在の電流値I-curが新たに現在の電流値とされた後、ステップF100に進む。
ステップF93において、紙後端の位置が点LLの外側に位置している場合には、現在の電流値I-curに制御量I-stepH1が加算されたものが新たな、現在の電流値とされ(ステップF95参照)、その後、ステップF96において、制御選択部84によってエンコーダ割込制御部86またはタイマ割込制御部85が呼び出され、エンコーダ割込制御またはタイマ割込制御が行われる。そしてその後、ステップF100に進む。
ステップF93において、紙後端の位置が点RRの外側に位置している場合には、現在の電流値I-curから制御量I-stepH1が減算されたものが新たな、現在の電流値I-curとされ(ステップF97参照)、その後ステップF98において、制御選択部84によって、エンコーダ割込制御部86またはタイマ割込制御部85が呼び出され、エンコーダ割込制御またはタイマ割込制御が行われる。そして、その後ステップF100に進む。
紙検知センサ15について図5を参照しつつ詳細に説明する。この紙検知センサ15は、紙送りローラ65の上流側に配された接触式センサであり、印刷用紙50との接触によって印刷用紙50の先端および後端を検知して検知信号を出力する。
図21A乃至図21Dを参照して蹴飛ばし現象について説明する。図21Aに示すように、印刷用紙50を搬送する紙送りローラ65は、前記PFモータ1によって駆動される駆動ローラであり、その上方には従動ローラ66が回転軸を揃えて対向配置されている。この従動ローラ66はバネ部材662によって紙送りローラ65に押し付けられており、もって、これらローラ65,66のニップに印刷用紙50を加圧状態に挟みながら紙送りローラ65を駆動することにより印刷用紙50は搬送される。また、前述したが紙送りローラ65の下流側には前記印刷ヘッド9が設けられており、当該紙送りローラ65によってその下流側に送り出された印刷用紙50の部分に対して、印刷ヘッド9が印刷するようになっている。
図22の上半部に、印刷用紙50の後端を低速搬送する領域(以下では、低速搬送領域とも言う)Pb〜Pcを示す。この低速搬送領域Pb〜Pcは、前記紙送りローラ65の上流側に設定された第1切り換え位置Pbと、紙送りローラ65の下流側に設定された第2切り換え位置Pcとで挟まれる領域として規定される。そして、印刷用紙50の後端が、低速搬送領域Pb〜Pcを通過している間は、前記搬送制御選択部70は低速搬送制御部80を選択し、これにより印刷用紙50を低速搬送する。他方、前記後端が低速搬送領域Pb〜Pc以外の領域を通過している間は、搬送制御選択部70は通常搬送制御部60を選択し、これにより印刷用紙50を通常搬送する。
前記低速搬送と通常搬送との間の切り換えは、この切り換えを安定して行うべく、紙送りローラ65を一旦停止させてから行う。このため、間欠搬送によっては、一回の間欠搬送を分割して行うことがある。例えば、図22の下半部に示すように、一回の間欠搬送P1〜P2が低速搬送領域Pb〜Pcを跨いで行われる場合には、第1切り換え位置Pbまで通常搬送し、当該Pbにて一旦停止をして低速搬送に切り換えて低速搬送領域Pb〜Pcを低速搬送し、第2切り換え位置Pcで一旦停止をして通常搬送に切り換えるといったように、前記間欠搬送P1〜P2を3分割して行う。
図22に示すように、前記第1切り換え位置Pbおよび第2切り換え位置Pcに、それぞれ相応する第1回動量および第2回動量は、紙検知センサ15の位置P0から前記切り換え位置Pb,Pcまでの離間距離Lb(インチ),Lc(インチ)に相当する回動量であり、基本的には物理的距離から一義的に定まるものである。例えば、前述したように回動量としての前記エッジ個数一つにつき印刷用紙50は1/4×1/1440インチだけ搬送されるので、前記離間距離Lbに相当する第1回動量は、Lb/(1/4×1/1440)というように、また前記離間距離Lcに相当する第2回動量はLc/(1/4×1/1440)というように定まる。
しかしながら、その場合には、真に低速で搬送すべき領域よりも公差分広めに設定されることになるため、その公差分だけ実印刷時間が長くなってしまう。そして、特に、その広げる領域の搬送速度は低速であるため、その広めに設定したことによる実印刷時間への影響は大きい。
この真に低速で搬送すべき領域は、印刷用紙50を実際に搬送して得られる紙送りモータ1の負荷電流チャートの実測値から特定することができる。図27に、この負荷電流チャートの説明図を示す。なお、この負荷電流チャートは、モータ負荷を表現可能な一指標であって、これ以外にモータ負荷を指示可能な指標があればそれを用いても良く、例えば負荷トルク等であっても良い。
この第1および第2回動量の設定に用いる負荷電流チャートは、出荷前等のタイミングにて、プリンタ一台毎に、下記手順によって採取される。
先ず、印刷用紙50を紙送りローラ65にセットする。なお、この印刷用紙50としては厚紙が望ましい。これは、厚手の紙の方が、前記負荷電流の落ち込み部分が顕著に顕れるからである。
次に、印刷用紙50の後端が紙検知センサ15を通過する少し前から、紙送りローラ65を通過する少し後までに亘って搬送し、この搬送中の、負荷電流値および回動量の計測値をチャート式記録計等により記録する。
また、互いに厚みの異なる複数の印刷用紙50について、それぞれ負荷電流チャートを計測し、厚み区分毎に前記第1回動量および第2回動量を設定しても良い。なお、この厚み区分に、印刷用紙50の種類を組み合わせて区分しても良い。
前述の実施形態では、通常搬送と低速搬送とを切り換えて行う例として、紙送りの場合を示したが、これに限るものではなく、例えば、キャリッジ3の走査方向の移動(以下では搬送と言う)を通常速度で行う通常搬送と、低速で行う低速搬送とを切り換えて行う場合に適用しても良い。
以上、一実施形態に基づき本発明に係る印刷装置等を説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。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勿論である。
3 キャリッジ 4 キャリッジモータ(CRモータ)
5 キャリッジモータドライバ(CRモータドライバ)
6 DCユニット 6j D/Aコンバータ
9 印刷ヘッド
10 ヘッドドライバ 11 リニア式エンコーダ
12 符号板 13 ロータリ式エンコーダ
16 CPU
17 タイマIC 18 ホストコンピュータ
19 インタフェース部 20 ASIC
21 PROM 22 RAM
23 EEPROM 50 印刷用紙
61 給紙トレー 64 給紙ローラ
65 紙送りローラ、搬送ローラ 66 従動ローラ
662 バネ部材
69 排紙ローラ
15 紙検知センサ 151 レバー
151a 回動中心 151b 下端部
152 透過型光センサ、検知部
153 作用部 154 遮光部
60 通常搬送制御部
60a 位置カウンタ 60b 減算器
60c 目標速度演算手段 60d 速度演算部
60e 減算器 60f 比例要素
60g 積分要素 60h 微分要素
60k タイマ 60m 加速制御部
70 搬送制御選択部 71 補正テーブル
80 低速搬送制御部 81 位置カウンタ
82 周期カウンタ 84 制御選択部
84a タイマカウンタ 85 タイマ割込制御部
86 エンコーダ割込制御部 87 ホールド制御部
88 微分制御部 89 選択部
90 選択部
95 後端位置カウンタ
Claims (11)
- 搬送モータによって駆動されて印刷媒体を搬送する搬送ローラと、該搬送ローラよりも搬送方向の下流側に設けられ、前記印刷媒体に印刷画像を印刷する印刷ヘッドとを備え、
前記印刷媒体の後端位置が、前記搬送ローラの上流側に設定された第1切り換え位置に達したと判断する場合に、前記印刷媒体の搬送速度を低速に切り換えるとともに、前記搬送ローラの下流側に設定された第2切り換え位置に達したと判断する場合に、前記搬送速度を通常速度に戻す印刷装置において、
前記印刷媒体を搬送した際の搬送モータのモータ負荷を予め計測しておき、該モータ負荷の計測結果に基づいて、前記第1切り換え位置および第2切り換え位置が設定されてい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、
前記搬送ローラは、回動軸を搬送方向と交わる方向に向けつつ駆動回転し、
該搬送ローラは、周面を臨ませて対向配置された従動ローラとの間で、印刷媒体を加圧状態に挟んでいることを特徴とする印刷装置。 - 請求項2に記載の印刷装置において、
前記計測結果のモータ負荷が、第1閾値よりも小さくなる位置を第1切り換え位置とし、これに続いて、第2閾値よりも大きくなる位置を第2切り換え位置として設定されていることを特徴とする印刷装置。 - 請求項2又は3に記載の印刷装置において、
前記搬送ローラの上流側に設けられ、前記印刷媒体の後端の通過を検知して検知信号を出力する後端検知センサと、
前記検知信号が出力されてからの前記搬送ローラの回動量を計数する計数器とを備え、
前記回動量に基づいて、前記後端位置が前記第1および第2切り換え位置に到達したか否かを判断することを特徴とする印刷装置。 - 請求項4に記載の印刷装置において、
前記モータ負荷の計測は、前記回動量と対応付けて行われ、
前記計測されたモータ負荷が、第1閾値よりも小さくなる回動量を第1切り換え位置とし、第2閾値よりも大きくなる回動量を第2切り換え位置として設定することを特徴とする印刷装置。 - 請求項4又は5に記載の印刷装置において、
前記後端検知センサは、前記印刷媒体との接触によって変位するレバーと、該レバーの変位を検知して前記検知信号を出力する検知部とを有することを特徴とする印刷装置。 - 請求項1乃至6に記載の印刷装置において、
少なくとも前記第1切り換え位置から第2切り換え位置までに亘るモータ負荷の計測は、前記低速時と同じ速度で印刷媒体を搬送して行われることを特徴とする印刷装置。 - 搬送モータによって駆動されて印刷媒体を搬送する搬送ローラと、該搬送ローラよりも搬送方向の下流側に設けられ、前記印刷媒体に印刷画像を印刷する印刷ヘッドとを備え、
前記印刷媒体の後端位置が、前記搬送ローラの上流側に設定された第1切り換え位置に達したと判断する場合に、前記印刷媒体の搬送速度を低速に切り換えるとともに、前記搬送ローラの下流側に設定された第2切り換え位置に達したと判断する場合に、前記搬送速度を通常速度に戻す印刷装置において、
前記搬送ローラは、回動軸を搬送方向と交わる方向に向けつつ駆動回転し、該搬送ローラは、周面を臨ませて対向配置された従動ローラとの間で、印刷媒体を加圧状態に挟んでおり、
前記後端検知センサは、前記印刷媒体との接触によって変位するレバーと、該レバーの変位を検知して前記検知信号を出力する検知部とを有し、
前記搬送ローラの上流側に設けられ、前記印刷媒体の後端の通過を検知して検知信号を出力する後端検知センサと、前記検知信号が出力されてからの前記搬送ローラの回動量を計数する計数器とを備え、
前記印刷媒体を前記低速時と同じ速度で搬送した際の搬送モータのモータ負荷を、前記回動量に対応付けて予め計測しておき、前記計測されたモータ負荷が、第1閾値よりも小さくなる回動量を第1切り換え位置とし、第2閾値よりも大きくなる回動量を第2切り換え位置として設定されており、
前記回動量に基づいて、前記後端位置が前記第1および第2切り換え位置に到達したか否かを判断することを特徴とする印刷装置。 - 搬送モータによって駆動されて印刷媒体を搬送する搬送ローラと、該搬送ローラよりも搬送方向の下流側に設けられ、前記印刷媒体に印刷画像を印刷する印刷ヘッドとを備えた印刷装置の印刷方法であって、
前記印刷媒体の後端位置が、前記搬送ローラの上流側に設定された第1切り換え位置に達したと判断する場合に、前記印刷媒体の搬送速度を低速に切り換えるステップと、
前記搬送ローラの下流側に設定された第2切り換え位置に達したと判断する場合に、前記搬送速度を通常速度に戻すステップとを実行する印刷方法において、
前記印刷媒体を搬送した際の搬送モータのモータ負荷を予め計測するステップと、
該モータ負荷の計測結果に基づいて、前記第1切り換え位置および第2切り換え位置を設定するステップとを備えていることを特徴とする印刷方法。 - 印刷ヘッドを保持して移動するキャリッジと、該キャリッジを移動させるキャリッジモータと、前記キャリッジが移動する際に、前記印刷ヘッドと干渉してキャリッジモータに負荷を加える干渉物とを備え、
前記印刷ヘッドが前記干渉物を通過する前に移動速度を低速に切り換えるための切り換え位置と、該通過後に前記移動速度を通常速度に復帰するための切り換え位置とが設定された印刷装置において、
前記移動する際のキャリッジモータのモータ負荷を予め計測しておき、該モータ負荷の計測結果に基づいて、前記切り換え位置を設定することを特徴とする印刷装置。 - 請求項10に記載の印刷装置において、
前記干渉物は、前記移動する印刷ヘッドのノズルと当接してインクを拭き取るワイパであることを特徴とする印刷装置。
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