JP4430454B2 - 記録装置 - Google Patents
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Description
特許文献1、2には、静電型梁構造体を用いることでライン化の簡素化を図った構成が提案されているが、この場合、液体を密閉化する必要がある。また、乾式電子写真方式は、通常5〜7μm程度の大きなトナーを用いるため、オフセット印刷ほど高画質が得られにくい。湿式電子写真方式は、1μm以下のトナーを用いるため、画質はオフセット印刷並であるが、用紙上でのトナーの乾燥がしづらい欠点がある。熱転写方式は、ライン型サーマルヘッドを用いるが、このライン型サーマルヘッドは高価でありコスト高となる。一方、特許文献3、4、5には、ドットインパクト方式の印字ヘッドの構成が記載されている。ドットインパクト方式の場合、比較的簡単にライン型にできるが、機構が複雑であるため、解像度が低い。
本発明によれば、画像信号に応じてアレイ状の梁構造体を隣り合う構造体毎に交互に記録媒体とを接触させてインキを該記録媒体上に転移することで画像を形成することで、隣の梁の干渉を受けなくなり、印字が安定し信頼性が高くなる。
下部に共通電極、上部に幅170μmピッチで個別電極をパターニングしたポリフッ化ビニリデンフィルム(厚み200μm)をレーザ加工により上部個別電極に沿って図2に示すようにスリット加工を施し、個別電極にリード線を形成する。梁構造体1の長さLは30mmとした。
・インキ:顔料(カーボンブラック)14wt%、顔料分散剤1wt%、オレフィン系溶剤85wt%からなる油性インキ
・インキ供給部材:多孔質ウレタンフォーム材に上記インキを含浸しアルミ材に固定
図8に示すように、搬送ローラ対102、103、104により記録紙5としてのコート紙を搬送し、インキ供給手段(インキ壷8)の下面とコート紙とのギャップCをローラ101の位置を調整して30μmとし、その中間に梁構造体1を配置した。
このような構成において、周波数10Hz、電圧30Vにてパルスを当該梁構造体1に印加しながら、記録紙5を搬送したところ、紙上にドット径約150μmのドット列が形成できた。
厚み100μmのステンレス板を貼り付けた積層PZT(厚み1000μm)を用い、下部に共通電極、上部に幅170μmピッチで長さ30mmの積層PZT(厚み1000μm)をダイシングソーにより上部個別電極32に沿って、図10に示すようにスリット加工を施し、個別電極32にリード線を接続する。その後、梁全体をポリアミド樹脂にてコートし、絶縁性を付与した。PZTとは、チタン酸ジルコン酸鉛を示す。
・インキ供給部材:多孔質ウレタンフォーム材に上記インキを含浸しアルミ材に固定
図11に示すように、搬送ローラ対102、103、104により記録紙5としてコート紙を搬送し、インキ供給手段(インキ壷8)とコート紙とのギャップCをローラ101の位置を調整して30μmとし、その中間に梁構造体20を配置した。
このような構成において、周波数10Hz、電圧50Vにてパルスを当該梁構造体20に印加しながら、記録紙5を搬送したところ、紙上にドット径約150μmのドット列が形成できた。
下部に共通電極、上部に幅80μmピッチで個別電極をパターニングしたP(VDF−TrEF)コポリマーフィルム(厚み40μm)をレーザ加工により上部個別電極に沿って、図2に示すように、梁の長さ20mmにてスリット加工を施し、個別電極にリード線を形成。この梁構造体を間隔5mmあけて、2個配置した。P(VDF−TrEF)とは、Poly(vinylidene Fluoride-trifluoroethykene)Copolymerの略で、フッ化ビニリデン−トリフロロエチレン共重合体を示す。
・インキ:顔料(カーボンブラック)15wt%、オレフィン系溶剤85wt%からなる油性インキ
・インキ供給部材:多孔質ウレタンフォーム材に上記インキを含浸しアルミ材に固定
図8に示す搬送ローラ102、103、104により記録紙5(コート紙)を搬送し、インキ供給手段としてのインキ壷8と記録紙5とのギャップをローラ101の位置を調整して500μmとし、その中間に当該梁構造体を配置した。
実施結果
このような構成において、周波数5Hz、電圧300Vにてパルスを当該梁構造体に印加しながら、記録紙5を搬送したところ、紙上にドット径約200μmのドット列が形成できた。
下部に共通電極、上部に幅170μmピッチで個別電極をパターニングしたP(VDF−TrEF)コポリマーフィルム(厚み40μm)をレーザ加工により上部個別電極に沿って図2に示すように、スリット加工を施し、個別電極にリード線を形成する。この梁構造体を2個用い、40μmほどずらして配置する。
・インキ:ロジン変性フェノール樹脂30wt%、顔料(カーボンブラック)15wt%、オレフィン系溶剤55wt%からなる油性インキ
・インキ供給部材:多孔質ウレタンフォーム材に上記インキを含浸しアルミ材に固定
図8に示す搬送ローラ102、103、104により記録紙5(コート紙)を搬送し、インキ供給手段としてのインキ壷8と記録紙5とのギャップをローラ101の位置を調整して100μmとし、その中間に当該梁構造体を配置した。
実施結果
このような構成において、周波数5Hz、電圧300Vにてパルスを当該梁構造体に印加しながら記録紙5を搬送したところ、2倍の画像解像度で紙上にドット径約150μmのドット列が形成できた。
この場合、上記の複数個のアレイ状梁構造体を、上記記録装置100、200に各色毎に設けるとカラー記録装置を構成することとなる。各色としては、プロセスカラーであるイエロー、シアン、マゼンタ及びブラックや、補色であるブルー、グリーン、レッドや、各色において濃度が異なるインキを複数個のアレイ状梁構造体に搭載することで自然画質を得ることができる。図16(a)において、符号1Y、1M、1C、1Kは、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックのインキを供給する梁構造体をそれぞれ示す。これら各梁構造体は、記録紙5の搬送方向Aに間隔をおいて配置されている。
厚み50μmのアクリル系樹脂エラストマーシートの両面に金電極を形成し、その後、図2の如く、ピッチ170μm、長さ10mmにてアレイ状梁構造体をカッターナイフで加工した。
・インキ:Y,M,C,Kの各色毎に顔料15wt%、オレフィン系溶剤85wt%からなる油性インキ
・インキ供給部材:多孔質ウレタンフォーム材に上記インキを含浸しアルミ材に固定
図16に示す構成を図8に示す記録装置100に設け、搬送ローラ102、103、104により記録紙5(コート紙)を搬送し、インキ供給手段としてのインキ壷8と記録紙5とのギャップをローラ101の位置を調整して100μmとし、その中間に当該梁構造体を配置した。
実施結果
Y,M,C,Kの各色ごとに梁構造体1Y、1M、1C、1Kを30mm間隔で記録紙5が搬送方向Aに並べ、周波数10Hz、電圧1kVにてパルスを当該梁構造体に印加しながら、記録紙を搬送したところ、紙上にドット径約150μmの各色のドット列が形成できた。
厚み50μmのポリウレタン樹脂エラストマーシートの両面に金電極を形成し、その後、図2の如く、ピッチ170μm、長さ10mmにてアレイ状梁構造体をカッターナイフで加工した。
・インキ:各色染料1wt%の水性インキ
・インキ供給部材:多孔質ウレタンフォーム材に上記インキを含浸しアルミ材に固定
インキ固定手段を有するアレイ状梁構造体1Y、1M、1C、1Kを図2に示す記録装置100に装着し、搬送ローラ102、103、104により記録紙5(コート紙)を搬送し、上記インキ供給手段となるインキ壷8と記録紙5とのギャップをローラ101の位置を調整して500μmとし、その中間に当該梁構造体1Y、1M、1C、1Kをそれぞれ配置した。
実施結果
図16(a)に示すように、各色ごとに梁構造体1Y,1M,1C,1Kを100mm間隔で記録紙5の搬送方向Aに並べ、周波数10Hz、電圧1kVにてパルスを当該梁構造体に印加しながら、記録紙5を搬送したところ、記録紙上にドット径約150μmのドット列が形成できた。さらに、外線ランプを点灯させることで、インキ4はすぐに乾燥したため、混色による異常画像も発生しなかった。
厚み50μmのシリコーン樹脂エラストマーシートの両面に金電極を形成し、その後、図2の如く、ピッチ170μm、長さ10mmにてアレイ状梁構造体をカッターナイフで加工した。
・インキ:ロジン変性フェノール樹脂5wt%、顔料(カーボンブラック)15wt%、オレフィン系溶剤80wt%からなる油性インキ
・インキ供給部材:多孔質ウレタンフォーム材に上記インキを含浸しアルミ材に固定
・インキ固着手段:クロロプレンゴム(硬度50度)を巻きつけたゴムローラ(長さ:印字幅、ローラ径40mm)
図8に示す搬送ローラ102、103、104により記録紙5(コート紙)を搬送し、上記インキ供給手段とインキ固定手段とを備え、インキ供給手段となるインキ壷8と記録紙5とのギャップをローラ101の位置を調整して500μmとし、その中間に当該梁構造体を配置した。
実施結果
このような構成において、周波数10Hz、電圧1kVにてパルスを当該梁構造体に印加しながら、紙を搬送したところ、紙上にドット径約150μmのドット列が形成できた。また、指で印刷物を擦ったところ、指にはインキが全く付着していなかった。
厚み50μmのシリコーン樹脂エラストマーシートの両面に金電極を形成し、その後、図2の如く、ピッチ170μm、長さ10mmにてアレイ状梁構造体をカッターナイフで加工した。
・インキ:ロジン変性フェノール樹脂5wt%、顔料(カーボンブラック)15wt%、オレフィン系溶剤80wt%からなる油性インキ
・インキ供給部材:多孔質ウレタンフォーム材に上記インキを含浸しアルミ材に固定
・インキ固着手段:シリコーンゴム(硬度50度)を巻きつけたゴムローラ(長さ:印字幅、ローラ径40mm)
図8に示す搬送ローラ102、103、104により記録紙5(コート紙)を搬送し、上記インキ供給手段とインキ固定手段とを備え、インキ供給手段となるインキ壷8と記録紙5とのギャップをローラ101の位置を調整して100μmとし、その中間に当該梁構造体を配置した。
実施結果
このような構成において、周波数10Hz、電圧1kVにてパルスを当該梁構造体に印加しながら、記録紙5を搬送したところ、記録紙上にドット径約150μmのドット列が形成できた。また、指で印刷物を擦ったところ、指にはインキが全く付着していなかった。
厚み50μmのシリコーン樹脂エラストマーシートの両面に金電極を形成し、その後、図2の如く、ピッチ170μm、長さ10mmにてアレイ状梁構造体をカッターナイフで加工した。その後、梁構造体の先端を粗面化した。
・インキ:ロジン変性フェノール樹脂5wt%、顔料(カーボンブラック)15wt%、オレフィン系溶剤80wt%からなる油性インキ
・インキ供給部材:多孔質ウレタンフォーム材に上記インキを含浸しアルミ材に固定
図8に示す搬送ローラ102、103、104により記録紙5(コート紙)を搬送し、上記インキ供給手段を備え、インキ供給手段となるインキ壷8と記録紙5とのギャップをローラ101の位置を調整して100μmとし、その中間に当該梁構造体を配置した。
実施結果
このような構成において、周波数10Hz、電圧1kVにてパルスを当該梁構造体に印加しながら、記録紙5を搬送したところ、記録紙上にドット径約150μmのドット列が形成できた。さらに、ドット径のばらつきが±10μm以内となった。従来は±20μm程度であったので、ばらつきが半減した。
下部に共通電極、上部に幅170μmピッチで個別電極をパターニングしたP(VDF−TrEF)コポリマーフィルム(厚み40μm)をレーザ加工により上部個別電極にそって図2のごとく、梁の長さ20mmにてスリット加工を施した。更に、図13(a)に示すように、幅20μm・長さ15mmにてスリット2を各梁ごとに形成した。各梁ごとに個別電極にリード線を形成し、この梁構造体を間隔5mmあけて、2個配置した。
・インキ:顔料(カーボンブラック)15wt%、オレフィン系溶剤85wt%からなる油性インキ
・インキ供給部材:梁構造体の付け根にインキを含浸した多孔質ウレタンフォーム材を貼り付け、毛管力で各梁ごとに先端までインキを供給できるようにした。
実施結果
このような構成において、周波数10Hz、電圧300Vにてパルスを当該梁構造体に印加しながら、記録紙5を搬送したところ、記録紙上にドット径約150μmのドット列が形成できた。また、連続印字の際のドット径ばらつきが±10μm以内に抑えられた。
下部に共通電極、上部に幅80μmピッチで個別電極をパターニングしたP(VDF−TrEF)コポリマーフィルム(厚み40μm)をレーザ加工により上部個別電極にそって図2の如く、梁の長さ20mmにてスリット加工を施し、更に、梁中央部にポリビニルアルコール樹脂をコート後、個別電極にリード線を形成した。この梁構造体を間隔5mmあけて、2個配置した。
・インキ:染料1wt%からなる水性インキ
・インキ供給部材:多孔質ウレタンフォーム材に上記インキを含浸しアルミ材に固定
図11に示す搬送ローラ102、103、104により記録紙5(コート紙)を搬送し、上記インキ供給手段を備え、インキ供給手段と紙とのローラ101の位置を調整してギャップを100μmとし、その中間に当該梁構造体を配置した。
実施結果
このような構成において、周波数10Hz、電圧300Vにてパルスを当該梁構造体に印加しながら、記録紙5を搬送したところ、記録紙上にドット径約150μmのドット列が形成できた。さらに、ドット径のばらつきが±10μm以内となった。従来は±20μm程度であったので、ばらつきが半減した。
下部に共通電極、上部に幅170ピッチで個別電極をパターニングしたP(VDF−TrEF)コポリマーフィルム(厚み40μm)をレーザ加工により上部個別電極に沿って図10のごとく、梁の長さL:20mmにてスリット加工を施し、更に、梁中央部にインキ孔21に代えて幅20μm・長さ1mmのスリットを加工し、個別電極にリード線を形成した。この梁構造体を間隔5mmあけて、2個配置した。
・インキ供給部材:多孔質ウレタンフォーム材に上記インキを含浸しアルミ材に固定
図11に示す搬送ローラ102、103、104により記録紙5(コート紙)を搬送し、上記インキ供給手段を備え、ローラ101の位置を調整してインキ供給手段と記録紙5とのギャップを100μmとし、その中間に当該梁構造体20を配置した。
実施結果
このような構成において、周波数10Hz、電圧300Vにてパルスを当該梁構造体に印加しながら、記録紙5を搬送したところ、記録紙上にドット径約150μmのドット列が形成できた。また、連続印字の際のドット径ばらつきが±10μm以内に抑えられた。
下部に共通電極、上部に幅80μmピッチで個別電極をパターニングしたP(VDF−TrEF)コポリマーフィルム(厚み40μm)をレーザ加工により上部個別電極にそって図2の如く、梁の長さ20mmにてスリット加工を施し、個別電極にリード線を形成。この梁構造体を間隔5mmあけて、2個配置した。
・インキ:ロジン変性フェノール樹脂1〜30wt%、顔料(カーボンブラック)15wt%、オレフィン系溶剤45〜55wt%の範囲で粘度(L型粘度計で測定、25℃での粘度)が0.003Pa・s〜1Pa・sのの油性インキを試作
・インキ供給部材:多孔質ウレタンフォーム材に上記インキを含浸しアルミ材に固定
図8に示す搬送ローラ102、103、104により記録紙5(コート紙)を搬送し、上記インキ供給手段を備え、ローラ101の位置を調整してインキ供給手段と記録紙5とのギャップを100μmとし、その中間に当該梁構造体20を配置した。
実施結果
このような構成において、周波数10Hz、電圧300Vにてパルスを当該梁構造体に印加しながら、記録紙5を搬送したところ、インキ4の粘度がおよそ0.001Pa・s〜1Pa・sの範囲であれば、記録紙5上にドット径が形成できた。
厚み50μmのシリコーン樹脂エラストマーシートの両面に金電極を形成し、その後、図2のごとく、ピッチ170μm、長さ10mmにてアレイ状梁構造体をカッターナイフで加工した。
・インキ:アルキッド樹脂30wt%、顔料(カーボンブラック)15wt%、パラフィン系溶剤55wt%からなる油性インキ
・インキ供給部材:多孔質ウレタンフォーム材に上記インキを含浸しアルミ材に固定
図8に示す搬送ローラ102、103、104により記録紙5(コート紙)を搬送し、上記インキ供給手段を備え、ローラ101の位置を調整してインキ供給手段と記録紙5とのギャップを30μmとし、その中間に当該梁構造体を配置した。
実施結果
このような構成において、周波数10Hz、電圧30Vにてパルスを当該梁構造体に印加しながら、記録紙5を搬送したところ、記録紙上にドット径約150μmのドット列が形成できた。
下部に共通電極、上部に幅170μmピッチで長さ30mmの積層PZT(厚み1000μm)をダイシングソーにより上部個別電極に沿って、図10のごとく、スリット加工を施し、個別電極にリード線を形成。その後、梁全体をポリアミド樹脂にてコートし、絶縁性を付与した
・インキ:顔料10wt%含有した油性インキ
・インキ供給部材:多孔質ウレタンフォーム材に上記インキを含浸しアルミ材に固定
図11に示す搬送ローラ102、103、104により記録紙5(コート紙)を搬送し、上記インキ供給手段を備え、ローラ101の位置を調整してインキ供給手段と記録紙5とのギャップを30μmとし、その中間に当該梁構造体を配置した。
実施結果
このような構成によると、周波数10Hz、電圧100Vにてパルスを当該梁構造体に印加しながら、紙を搬送したところ、紙上にドット径約150μmのドット列が形成できた。
厚み50μmのシリコーン樹脂エラストマーシートの両面に金電極を形成し、その後、図2のごとく、ピッチ170μm、長さ10mmにてアレイ状梁構造体をカッターナイフで加工した。
・インキ供給部材:多孔質ウレタンフォーム材に上記インキを含浸しアルミ材に固定
図8に示す搬送ローラ102、103、104により記録紙5(コート紙)を搬送し、上記インキ供給手段を備え、ローラ101の位置を調整してインキ供給手段と記録紙5とのギャップを500μmとし、その中間に当該梁構造体を配置した。
実施結果
このような構成において、周波数5Hz、電圧1kVにてパルスを当該梁構造体に印加しながら、記録紙5を搬送したところ、記録紙上にドット径約150μmのドット列が形成できた。
500μm厚みのシリコン基板にシリコン酸化膜を1μm形成し、その上にスパッタ蒸着によりTi−Ni系形状記憶合金を2μm形成した。その後、図2のごとき形状にダイヤモンド砥粒のダイシングソーにて複数個の梁を持つ梁構造体を加工した。さらに、梁構造体に熱素子をスクリーン印刷にて形成し、熱素子の両端にアルミ電極を蒸着した。
・インキ供給部材:多孔質ウレタンフォーム材に上記インキを含浸しアルミ材に固定
図8に示す搬送ローラ102、103、104により記録紙5(コート紙)を搬送し、上記インキ供給手段を備え、ローラ101の位置を調整してインキ供給手段と記録紙5とのギャップを100μmとし、その中間に当該梁構造体を配置した。梁構造体上に形成した熱素子を駆動周波数5Hzにて駆動し、熱素子の表面温度が150℃となるよう電圧を設定した。画像信号に応じて熱素子を駆動し、普通紙上に100μmサイズのドット列を形成できた。
図15に示すように、上部に絶縁被膜を施したニッケル箔のアースされた共通電極、下部に厚み50μmのニッケル箔に幅80μmピッチで個別電極をレーザ加工により形成し、個別電極にリード線を形成した。下部電極と上部電極の間隔は100μmとした
・インキ:顔料(カーボンブラック)15wt%、オレフィン系溶剤85wt%からなる油性インキ
・インキ供給部材:多孔質ウレタンフォーム材に上記インキを含浸しアルミ材に固定
図8に示す搬送ローラ102、103、104により記録紙5(コート紙)を搬送し、上記インキ供給手段を備え、ローラ101の位置を調整してインキ供給手段と記録紙5とのギャップを50μmとし、その中間に当該梁構造体60を配置した。そして、駆動周波数10Hz、電圧50Vにて駆動し、普通紙上に100μmサイズのドット列を形成できた。
1A、10A 片持ち梁の先端
1(Y、M、C、K) 複数色に対応した梁構造体
2、46 スリット
3、8 インキ供給手段
4 インキ
5 記録媒体、
20 梁構造体(両持ち梁構造体)
20A 両持ち梁構造体の中央部
21A、35 インキ保持手段
24、45 インキ保持手段
101、102、103 搬送手段
61 静電アクチュエータ
70(Y、M、C、K) インキ固着手段
71(Y、M、C、K) インキ固着手段(ローラ状部材)
100、200 記録装置
A 記録媒体の搬送方向
Claims (11)
- 屈曲運動可能な複数個のアレイ状に配列された梁構造体と、この梁構造体にインキを供給するインキ供給手段と、記録媒体を搬送する搬送手段とを有する記録装置において、
前記梁構造体は、
前記記録媒体の搬送方向に複数個設けられ、スリットを備えた片持ち梁構造体であり、該スリット部位により前記インキの供給と保持を行い、画像信号に応じて前記片持ち梁構造体の先端を屈曲させて前記記録媒体と接触させ、前記インキを前記記録媒体上に転移させることで画像を形成することを特徴とする記録装置。 - 請求項1記載の記録装置において、
前記インキを複数色有し、各色毎に前記複数個の梁構造体を設けたことを特徴とする記録装置。 - 請求項2記載の記録装置において、
各色毎の梁構造体間に前記記録媒体へのインキ固着手段が設けられていることを特徴とする記録装置。 - 請求項3記載の記録装置において、
前記インキ固着手段は、インキ溶剤吸収性を有するローラ状部材を前記記録媒体に接触させる手段であることを特徴とする記録装置。 - 請求項4記載の記録装置において、
前記インキ固着手段がポリオルガノシロキサン骨格を有する部材からなることを特徴とする記録装置。 - 請求項1記載の記録装置において、
前記インキの粘度が0.001Pa・s〜1Pa・sの範囲であることを特徴とする記録装置。 - 請求項6記載の記録装置において、
前記インキは、樹脂と顔料と有機溶剤を含有していることを特徴とする記録装置。 - 請求項6記載の記録装置において、
前記インキは、保水性部材と色材と水を含有していることを特徴とする記録装置。 - 請求項1記載の記録装置において、
前記梁構造体は、電場、磁場もしくは熱により自己収縮・膨張することで屈曲運動する部材から構成されていることを特徴とする記録装置。 - 請求項9記載の記録装置において、
前記梁構造体が電場応答性高分子材料から構成されていることを特徴とする記録装置。 - 請求項9記載の記録装置において、
前記梁構造体が、形状記憶合金とシリコン酸化膜を形成したシリコン基板とのユニモルフもしくはバイモルフ構造から構成されていることを特徴とする記録装置。
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