JP4583828B2 - Ink jet recording apparatus and control method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、活性光の照射により硬化する光硬化性インクをインク滴として記録ヘッドのノズルから吐出し、このインク滴を記録媒体に着弾させて記録を行うインクジェット記録装置及びその制御方法に関する。 The present invention relates to an ink jet recording apparatus that discharges a photocurable ink that is cured by irradiation of actinic light as an ink droplet from a nozzle of a recording head, and landes the ink droplet on a recording medium, and a control method thereof.
近年、簡便かつ安価に画像を形成する画像印刷方法として、インクジェットプリンタを用いた画像印刷方法が数多く採用されている。このインクジェットプリンタは、例えば紙、樹脂フィルムなどの記録媒体の幅方向に各記録ヘッドを配列し、これら記録ヘッドの下方に搬送されている記録媒体に対して各記録ヘッドからインク滴を吐出すことにより記録媒体に画像を印刷する。なお、記録ヘッドは、例えばピエゾ素子又はヒータの動作によってインク滴を吐出す。 In recent years, many image printing methods using an ink jet printer have been adopted as image printing methods for forming images easily and inexpensively. In this ink jet printer, for example, each recording head is arranged in the width direction of a recording medium such as paper or a resin film, and ink droplets are ejected from each recording head to the recording medium conveyed below these recording heads. To print an image on a recording medium. The recording head ejects ink droplets by, for example, the operation of a piezo element or a heater.
インクジェットプリンタに用いられるインクには、例えば紫外線(UV)又は電子線といった光(活性光)の照射により硬化する光硬化性インクがある。この光硬化性インクは、例えば顔料と、高分子化合物の前駆体となるモノマー或いはオリゴマーと、光エネルギーよりラジカル(活性種)を発生して当該ラジカルによってモノマー或いはオリゴマーの架橋反応或いは重合反応を進行させる光重合開始剤等とを含んで組成される。しかるに、この光硬化性インクは、活性光の照射による架橋反応或いは重合反応によって硬化する。
このような光硬化性インクを用いて印刷するプリンタは、ソルベント系インクで印刷するプリンタに比べて比較的低臭気であり、インク吸収性の無い記録媒体への記録ができる点で近年注目されている。
Examples of the ink used in the ink jet printer include a photocurable ink that is cured by irradiation with light (active light) such as ultraviolet rays (UV) or electron beams. This photo-curable ink generates, for example, a pigment, a monomer or oligomer that is a precursor of a polymer compound, and a radical (active species) from light energy, and a crosslinking reaction or a polymerization reaction of the monomer or oligomer proceeds by the radical. And a photopolymerization initiator. However, the photocurable ink is cured by a crosslinking reaction or a polymerization reaction by irradiation with active light.
Printers that print using such photocurable inks have attracted attention in recent years because they have a relatively low odor compared to printers that print with solvent-based inks and can record on recording media that do not absorb ink. Yes.
光硬化性インクは、ある一定量以上の紫外線又は電子線等の活性光が照射されると、当該光硬化性インク中の光重合開始剤が紫外線又は電子線を吸収して反応活性種であるラジカルや酸を生じ、反応性オリゴマー・モノマーの重合反応を起こし瞬時に硬化塗膜を形成するという特徴がある。 When photocurable ink is irradiated with a certain amount or more of active light such as ultraviolet rays or electron beams, the photopolymerization initiator in the photocurable ink absorbs ultraviolet rays or electron beams and is a reactive species. It has the feature of generating radicals and acids, causing a polymerization reaction of reactive oligomers and monomers, and forming a cured coating instantly.
ラジカル重合系の光硬化性インクを用いた場合、印字中に空中の酸素により硬化阻害が生じるという問題がある。この対策として例えば特許文献1には、記録媒体上における光硬化性インクのインク滴が着弾し、かつ照射手段によって活性光が照射される箇所に、光硬化性インクに対して不活性な窒素ガスを供給することによって、インク滴が着弾した後のインク滴の広がりを抑え、光硬化性インクを用いて高精細な画像を形成することが開示されている。
When using a photopolymerizable ink of radical polymerization type, there is a problem that curing inhibition occurs due to oxygen in the air during printing. As a countermeasure, for example,
この特許文献1で用いる光硬化性インクは、硬化剤を含有しているため、ノズル開口及びその近傍に紫外光が直接又は記録媒体からの反射等により間接に照射されると、ノズル開口及びその近傍の光硬化性インクが硬化し、ノズル開口に回復不可能な目詰まりを生じるという問題がある。
このような問題に対処する技術として例えば特許文献2がある。すなわち、図12に示すようにノズルプレート1は、遮光性を有し、かつノズル開口2の近傍にインク撥水性の共析メッキ層3を有する。ノズルプレート1のインク吐出側の面1aからノズル開口2のストレート部2a及びテーパ部2bに及ぶ領域には、ふっ素系高分子の共析メッキ層3が形成されている。この共析メッキ層3は、ノズルプレート1の本体を構成する金属の表面にニッケルやニッケル−コバルト合金、ニッケル−リン合金、ニッケル−ホウ酸合金の下地を形成した後、ふっ素系樹脂、例えばポリテロラフルオロエチレン、ポリバーフルロアルコキシブタジエン、ポリフルオロビニデリン、ポリフルオロビニル、ポリジパーフルオロアルキルフマレートを単独又は混合した電解液に浸漬して電界を印加し、所定時間の経過後引き上げ、例えば350℃程度の温度で加熱することにより形成されている。
Since the photocurable ink used in
For example,
印刷が終了すると、ノズル開口2の近傍に位置する光硬化性インクのメニスカスMは、ノズル開口2に形成された共析メッキ層3の撥水性により図13に示したように圧力発生室4の奥側に後退し、又紫外光がノズルプレート1に遮断されるからノズル開口2の近傍の光硬化性インク4及び圧力発生室4内の光硬化性インクKが受ける紫外光量は極めて少なくなる。これにより、光硬化性インクKは、紫外光の照射による硬化を生じることがなく、目詰まりに至るまでの時間が大幅に延長される。
特許文献2は、ノズル開口2の近傍すなわちインク吐出側の面1aからノズル開口2のストレート部2a及びテーパ部2bに及ぶ領域にインク撥水性を有するふっ素系高分子の共析メッキ層3を形成したノズルプレート1を用いるために、記録ヘッドの製造工程が複雑になる。
さらに、印字時、メニスカスMは、ノズル開口2におけるインク吐出側の面1a近傍までくる。このため、メニスカスMに紫外光が容易に照射され、かつ記録媒体等からの反射光でノズル開口2の近傍の光硬化性インクKが硬化し、安定な印字ができない問題がある。
In
Further, at the time of printing, the meniscus M reaches the vicinity of the
本発明は、光の照射により硬化する光硬化性インクをインク滴として記録媒体に向けて吐出するノズルを有する記録ヘッドと、記録媒体に着弾したインク滴に光を照射する光照射部と、光を減衰させる気体を記録ヘッドの周囲に供給する気体供給部とを具備したインクジェット記録装置である。 The present invention relates to a recording head having a nozzle that discharges a photocurable ink that is cured by light irradiation as ink droplets toward a recording medium, a light irradiation unit that irradiates light onto the ink droplets that have landed on the recording medium, An ink jet recording apparatus including a gas supply unit that supplies a gas that attenuates the gas to the periphery of the recording head.
本発明は、記録ヘッドのノズルから光硬化性インクをインク滴として記録媒体に向けて吐出し、記録媒体に着弾したインク滴に対して光を照射して硬化させて記録媒体への記録動作を行うインクジェット記録装置の制御方法において、記録ヘッドの周囲に光を減衰させる気体を供給するインクジェット記録装置の制御方法である。 The present invention discharges photocurable ink as ink droplets from a nozzle of a recording head toward a recording medium, and irradiates and cures the ink droplets that have landed on the recording medium to perform a recording operation on the recording medium. In a method for controlling an ink jet recording apparatus, the ink jet recording apparatus is configured to supply a gas that attenuates light around a recording head.
本発明は、ノズル開口の近傍に照射された活性光でノズル開口近傍における光硬化性インクの硬化を防止し、安定な記録性能を確保できるインクジェット記録装置及びその制御方法を提供できる。 The present invention can provide an ink jet recording apparatus capable of preventing the curing of the photocurable ink in the vicinity of the nozzle opening by the active light irradiated in the vicinity of the nozzle opening and ensuring a stable recording performance, and a control method thereof.
以下、本発明の第1の実施の形態について図面を参照して説明する。
図1はインクジェット記録装置の構成図である。搬送機構10は、例えば紙葉、フィルム等の記録媒体11を供給側Aから排出側Bに向う矢印T方向に一定の搬送速度で搬送する。この搬送機構10は、例えば無端のベルト12と、このベルト12を駆動するための各ローラ10a、10b、10cとを有する。これらローラ10a、10b、10cのうち例えばローラ10aが駆動モータ14に連結されている。
インクジェット方式の各記録ヘッド15k、15c、15m、15yが搬送機構10の上方に配設されている。これら記録ヘッド15k、15c、15m、15yは、それぞれブラック(K)用、シアン(C)用、マゼンタ(M)用、イエロー(Y)用であり、記録媒体11の搬送方向(矢印T方向)に所定間隔毎に配設されている。これら記録ヘッド15k、15c、15m、15yは、図2に示すようにそれぞれ複数のノズル16が一定間隔で一方向に設けられている。これら記録ヘッド15k、15c、15m、15yの個々は、それぞれ複数のノズル16を搬送方向(矢印T方向)に対して垂直方向になるように配設されている。これら記録ヘッド15k、15c、15m、15yは、それぞれ各ノズル16からブラック(K)の光硬化性インク、シアン(C)の光硬化性インク、マゼンタ(M)の光硬化性インク、イエロー(Y)の光硬化性インクを例えばピエゾ素子又はヒータの動作によって各ノズル16からインク滴として吐出する。
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a configuration diagram of an ink jet recording apparatus. The
これらブラック(K)の光硬化性インク、シアン(C)の光硬化性インク、マゼンタ(M)の光硬化性インク及びイエロー(Y)の光硬化性インクは、活性光として例えば遠紫外光の照射を受けることによって硬化する紫外線硬化性インクである。これら紫外線硬化性インクは、例えばカチオン重合型であって、光重合性樹脂、光重合開始剤、着色料及び助剤を有している。このカチオン重合型の紫外線硬化性インクは、酸素による硬化阻害を有しない。従って、これらブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)及びイエロー(Y)の各紫外線硬化性インクは、印字中に各記録ヘッド15k、15c、15m、15yの周囲の酸素濃度を上げても、硬化が阻害されることはない。
These black (K) photo-curable ink, cyan (C) photo-curable ink, magenta (M) photo-curable ink, and yellow (Y) photo-curable ink are used as active light, for example, far ultraviolet light. It is an ultraviolet curable ink that is cured by irradiation. These ultraviolet curable inks are, for example, a cationic polymerization type , and include a photopolymerizable resin, a photopolymerization initiator, a colorant, and an auxiliary agent. This cationic polymerization type ultraviolet curable ink has no inhibition of curing by oxygen. Therefore, these black (K), cyan (C), magenta (M) and yellow (Y) ultraviolet curable inks increase the oxygen concentration around the
遠紫外光を放射する光源として例えばUVランプ16が設けられている。このUVランプ16は、記録ヘッド15yと排出側Bとの間で、かつ記録ヘッド15yに対して並設されている。このUVランプ16は、例えば搬送方向(矢印T方向)に対して垂直方向のライン状の遠紫外光を放射する。このUVランプ16は、例えば図3に示すようにピーク波長172nmを有する波長特性の遠紫外光を放射するエキシマランプである。
For example, a
各記録ヘッド15k、15c、15m、15yにおける記録媒体11を搬送する各下流側には、それぞれ各メンテナンスステーション17k、17c、17m、17yが並設されている。これらメンテナンスステーション17k、17c、17m、17yは、図4に示すように図示しないメンテナンス駆動機構により各記録ヘッド15k、15c、15m、15yの各間に下降し、次に横ずれして各記録ヘッド15k、15c、15m、15yの各下部に接触して配置し、各記録ヘッド15k、15c、15m、15yに対して摺動することによりクリーニングを行い、各記録ヘッド15k、15c、15m、15yのメンテナンスを行う。
各記録ヘッド15k、15c、15m、15yは、覆い体18により覆われている。この覆い体18の上部には、酸素供給口19が設けられている。この覆い体18は、各記録ヘッド15k、15c、15m、15yの周囲に供給する気体、例えば酸素濃度を所定濃度、例えば30%に確保するために設けられる。この覆い体18は、上面18aと、この上面18aの各辺に設けられた各側面18b〜18eとからなり、下部に開口部18fが形成されている。
この覆い体18の酸素供給口19には、酸素供給チューブ20を介して酸素供給部としての酸素発生器又は酸素ボンベ(以下、酸素発生器として説明する)21が接続されている。この酸素発生器21は、覆い体18内に供給する酸素を含むガス(以下、酸素ガスと称する)の流量を制御可能である。酸素ガスは、紫外光の吸収率が空気による紫外光の吸収率よりも大きい。
Each of the
An oxygen generator or an oxygen cylinder (hereinafter referred to as an oxygen generator) 21 as an oxygen supply unit is connected to the
ここで、覆い体18内における各記録ヘッド15k、15c、15m、15yの周囲の酸素濃度を例えば30%に確保する方法について説明する。
図5は遠紫外領域での酸素の吸収特性を示し、図6は波長172nmの大気中における減衰特性を示す。図5から分るように波長200nm以下の遠紫外光は酸素により吸収され、その照射照度は低下する。
通常の空気の酸素濃度は約21%であり、図6から分るように波長172nmの遠紫外光は8mm離れたところで10%まで減衰する。
Here, a method for securing the oxygen concentration around each of the recording heads 15k, 15c, 15m, and 15y in the
FIG. 5 shows the absorption characteristic of oxygen in the far ultraviolet region, and FIG. 6 shows the attenuation characteristic in the atmosphere having a wavelength of 172 nm. As can be seen from FIG. 5, far-ultraviolet light having a wavelength of 200 nm or less is absorbed by oxygen, and its irradiance decreases.
The oxygen concentration of normal air is about 21%, and as can be seen from FIG. 6, far ultraviolet light having a wavelength of 172 nm attenuates to 10% at a distance of 8 mm.
一方、重合による各紫外線硬化性インクの硬化は、UVランプ16から放射される遠紫外光の照度に影響される。各記録ヘッド15k、15c、15m、15yの各ノズル16の開口近傍における各紫外線硬化性インクの硬化度は、UVランプ16と各記録ヘッド15k、15c、15m、15yとの位置関係、さらに記録媒体11の反射率、各記録ヘッド15k、15c、15m、15yと記録媒体11との距離によっても影響される。つまり、例えばUVランプ16と各記録ヘッド15k、15c、15m、15yとの位置関係によっては、遠紫外光は十分に減衰されず、重合反応が促進され、各紫外線硬化性インクの硬化が進行する場合がある。しかるに、各ノズル16の近傍に届く遠紫外光の照度を低下させるには、遠紫外光をより多くの酸素中に通過させる必要がある。そのためには、通常の空気中の酸素濃度21%だけでは不十分であり、それ以上の酸素濃度が必要となる。
On the other hand, the curing of each ultraviolet curable ink by polymerization is affected by the illuminance of far ultraviolet light emitted from the
一方、あまり酸素濃度を高くすると、紫外光によって発生するオゾン濃度が高くなる。又、安全性を考量して覆い体18内に供給する酸素濃度は、通常の空気の1.1〜1.7倍である約24〜35%がよく、本実施の形態では、例えば酸素濃度30%とする。なお、酸素濃度は、UVランプ16の照度、酸素発生器21の性能等により適宜設定すればよい。
覆い体18に供給する酸素ガスの流量は、覆い体18の容量、各記録ヘッド15k、15c、15m、15yと覆い体18との各隙間から漏れ出る酸素ガスの流量等より各ノズル16の周辺の酸素濃度が所望の時間で所望の濃度になるように適宜設定すればよいが、本実施の形態では流量は2L/min程度に設定している。
On the other hand, if the oxygen concentration is too high, the ozone concentration generated by ultraviolet light increases. Further, the oxygen concentration supplied into the
The flow rate of the oxygen gas supplied to the
このような条件下において、覆い体18内における各記録ヘッド15k、15c、15m、15yの周囲の酸素濃度を例えば30%に確保する手段として酸素濃度計22及び制御部23が設けられている。覆い体18内に供給された酸素ガスは、空気よりも重いので、各記録ヘッド15k、15c、15m、15yの上部から下方に向って拡散移動する。しかるに、酸素濃度計22は、拡散移動する酸素ガスの濃度を上記30%に制御するために、搬送方向(矢印T方向)に配設された各記録ヘッド15k、15c、15m、15yの中心位置となる記録ヘッド15cと記録ヘッド15mとの間で、かつメンテナンスステーション17cの上方に設けられている。
Under such conditions, an
制御部23は、CPU、データメモリ、プログラムメモリ及び入出力ポートなどを有し、プログラムメモリに記憶されている記録動作プログラムを実行することにより、電源投入を受けて酸素発生器21から酸素ガスを各記録ヘッド15k、15c、15m、15yの周囲に供給し、酸素濃度計22により検出される各記録ヘッド15k、15c、15m、15yの周囲における酸素濃度が所定濃度30%に達すると、UVランプ16から遠紫外光の放射を開始させて搬送機構10及び各記録ヘッド15k、15c、15m、15yの各動作による記録媒体11への記録動作可能な待機状態とし、当該記録動作を終了する場合には、UVランプ16を消灯させると共に、酸素発生器21による酸素ガスの供給を停止し、電源を遮断する。
The
次に、上記の如く構成された装置の記録動作について図7に示す記録動作フローチャートに従って説明する。
インクジェット記録装置本体の電源が投入されると、制御部23は、ステップ#1において、酸素発生器21に対して酸素供給開始の指令を発する。この酸素発生器21は、酸素供給開始の指令を受けて、酸素ガスを酸素供給チューブ20を通して酸素供給口19から覆い体18内に供給する。このときの酸素ガスは、例えば流量2L/min程度に設定される。これにより、覆い体18の上部から当該覆い体18内に供給された酸素ガスは、空気よりも重いので、覆い体18内の上部から下方に向って拡散移動し、各記録ヘッド15k、15c、15m、15yの周囲に供給される。
Next, a recording operation of the apparatus configured as described above will be described with reference to a recording operation flowchart shown in FIG.
When the power supply of the ink jet recording apparatus main body is turned on, the
次に、酸素濃度計22は、各記録ヘッド15k、15c、15m、15yの周囲における酸素濃度を検出し、その検出信号を出力する。制御部23は、ステップ#2において、酸素濃度計22から出力された検出信号を入力し、各記録ヘッド15k、15c、15m、15yの周囲における酸素濃度が例えば30%以上に達したか否かを判断する。制御部23は、酸素濃度が例えば30%以上に達するまで待機状態になる。
酸素濃度が例えば30%以上に達すると、制御部23は、ステップ#3において、UVランプ16に対して遠紫外光の照射開始指令を発する。これにより、UVランプ16は、遠紫外光を放射する。このUVランプ16は、放射される光量が安定するまで約10分ほどかかる。このUVランプ16が安定するまでの間に各メンテナンスステーション17k、17c、17m、17yに対するメンテナンスが行われる。
Next, the
When the oxygen concentration reaches, for example, 30% or more, the
制御部23は、ステップ#4において、図示しないメンテナンス駆動機構に対してメンテナンス開始指令を発する。このメンテナンス駆動機構は、各メンテナンスステーション17k、17c、17m、17yを図4に示すように各記録ヘッド15k、15c、15m、15yの各間に下降し、次に横ずらしして各記録ヘッド15k、15c、15m、15yの下部に接触させて配置し、各記録ヘッド15k、15c、15m、15yに対して摺動することにより各ノズル16の周辺に対するクリーニングを行う。なお、メンテナンスの間、搬送機構10は記録媒体11の搬送を停止し、かつ酸素発生器21は、覆い体18内に対する酸素ガスの供給を続けている。
In
この待機状態において、UVランプ16から放射された遠紫外光は、記録媒体11の面上で反射し、この反射光が各記録ヘッド15k、15c、15m、15yの各ノズル16及びその周辺に到達しようとする。ところが、各記録ヘッド15k、15c、15m、15yの周辺には、酸素ガスが供給されているので、遠紫外光は、各記録ヘッド15k、15c、15m、15yの各ノズル16及びその周辺に到達するまでに減衰する。これによって各記録ヘッド15k、15c、15m、15yの各ノズル16及びその周辺では、KCMYの各紫外線硬化性インクは、光重合開始の反応が起こらず、硬化しない。
In this standby state, the far ultraviolet light emitted from the
メンテナンスが終了し、UVランプ16から放射される光量が安定すると、制御部23は、ステップ#5において、記録動作の待機状態に入る。なお、制御部23は、UVランプ16が安定するまで期間を例えば予め設定された期間をカウントアツプすることにより判断したり、又はUVランプ16から放射される遠紫外光の光量を検出し、この検出光量が一定光量になったことを判定することにより判断するようにしてもよい。
この記録動作の待機状態に記録動作の指示が制御部23に入力されると、この制御部23は、各記録ヘッド15k、15c、15m、15yに記録指令を発すると共に、搬送機構10に搬送指令を発する。これにより、搬送機構10は、記録媒体11を供給側Aから排出側Bに向う矢印T方向に一定の搬送速度で搬送する。これと共に各記録ヘッド15k、15c、15m、15yは、それぞれ記録指示に応じてKCMYの各紫外線硬化性インクをインク滴として各ノズル16から吐出す。これらノズル16から吐出された各紫外線硬化性インクのインク滴は、搬送されている記録媒体11の面上に着弾される。
When the maintenance is completed and the amount of light emitted from the
When a recording operation instruction is input to the
記録媒体11の面上に着弾されたKCMYの各紫外線硬化性インクのインク滴がUVランプ16の下方を通過するとき、これらKCMYの各紫外線硬化性インクのインク滴は、UVランプ16から放射された遠紫外光の照射を受ける。ここで、KCMYの各紫外線硬化性インクのインク滴が受光する遠紫外光は、光重合開始の反応を起こす照度を有するので、KCMYの各紫外線硬化性インクのインク滴は、光重合開始の反応を起こして硬化し、記録媒体11の面上にて固定される。
When the ink droplets of each KCMY ultraviolet curable ink landed on the surface of the
このような記録動作中、各記録ヘッド15k、15c、15m、15yの周辺には、酸素ガスが供給されているので、上記同様に、遠紫外光は、各記録ヘッド15k、15c、15m、15yの各ノズル16及びその周辺に到達するまでに減衰し、これによって各記録ヘッド15k、15c、15m、15yの各ノズル16及びその周辺では、KCMYの各紫外線硬化性インクは、光重合開始の反応が起こらず、硬化しない。
During such a recording operation, oxygen gas is supplied to the periphery of the recording heads 15k, 15c, 15m, and 15y. Therefore, as described above, far ultraviolet light is emitted from the recording heads 15k, 15c, 15m, and 15y. The
一方、覆い体18の外部に設けられているUVランプ16と記録媒体11との間の空間における酸素濃度は、通常の空気の酸素濃度である約21%である。この空間においても遠紫外光は、酸素ガスにより減衰されるが、UVランプ16と記録媒体11との距離が近く、かつ酸素濃度が低いことから、KCMYの各紫外線硬化性インクの硬化を阻害するまでの減衰には至らない。
記録媒体11上への記録を連続して行う場合、制御部23は、ステップ#6とステップ#7とを繰り替えし、記録動作を継続する。一旦、記録動作を中止してから再度記録動作を行う場合、制御部23は、ステップ#8から#5に戻り、記録動作の待機状態とする。
On the other hand, the oxygen concentration in the space between the
When recording on the
記録動作する予定が全くない場合、制御部23は、ステップ#9に移り、UVランプ16に対して遠紫外光の照射の停止指令を発すると共に、酸素発生器21に対して酸素供給停止の指令を発する。これにより、UVランプ16は消灯し、酸素発生器21は覆い体18内への酸素ガスの供給を停止する。
この後、制御部23は、インクジェット記録装置本体の電源を切って終了する。
If there is no plan to perform a recording operation, the
Thereafter, the
このように上記第1の実施の形態によれば、遠紫外光の照射により硬化するKCMYの各光硬化性インクをインク滴として記録媒体11に向けて吐出する複数のノズルを有する各記録ヘッド15k、15c、15m、15yの周囲に遠紫外光を減衰させる酸素ガスを供給するので、各記録ヘッド15k、15c、15m、15yの各ノズル16の開口の近傍に照射された遠紫外光による当該ノズル16の開口近傍における光硬化性インクの硬化を防止でき、安定な記録性能を確保できる。すなわち、記録動作の待機状態において、UVランプ16から放射された遠紫外光は、直接又は記録媒体11の面上で反射し、この反射光が各記録ヘッド15k、15c、15m、15yの各ノズル16及びその周辺に到達しようとするが、各記録ヘッド15k、15c、15m、15yの周辺に酸素ガスが供給されるので、遠紫外光は、各記録ヘッド15k、15c、15m、15yの各ノズル16及びその周辺に到達するまでに減衰する。この結果、各記録ヘッド15k、15c、15m、15yの各ノズル16及びその周辺では、KCMYの各紫外線硬化性インクは、光重合開始の反応が起こらず、硬化しない。又、記録動作中においても各記録ヘッド15k、15c、15m、15yの周辺に酸素ガスが供給されているので、遠紫外光は、各記録ヘッド15k、15c、15m、15yの各ノズル16及びその周辺に到達するまでに減衰し、各記録ヘッド15k、15c、15m、15yの各ノズル16及びその周辺では、KCMYの各紫外線硬化性インクは、光重合開始の反応が起こらず、硬化しない。
As described above, according to the first embodiment, each
一方、UVランプ16と記録媒体11との間の空間でも遠紫外光は、酸素ガスにより減衰されるが、UVランプ16と記録媒体11との距離が近く、かつ酸素ガスの濃度が低いことから、KCMYの各紫外線硬化性インクの硬化を阻害するまでの減衰には至らず、各紫外線硬化性インクは硬化して記録媒体11上に記録される。
従って、各記録ヘッド15k、15c、15m、15yの各ノズル16の詰まりを防止でき、記録にノズル抜けのない、快適な記録を達成できる。
なお、上記第1の実施の形態では、波長172nmの遠紫外光を放射するUVランプ16を用いているが、これに限らず、基本的に波長200nm以下の発光波長を持つランプであれば用いることができる。
On the other hand, even in the space between the
Therefore, clogging of the
In the first embodiment, the
又、UVランプ16からミラー、光ファイバー等を用いて記録媒体11まで光を導いてもよい。
又、UVランプ16を各記録ヘッド15k、15c、15m、15yの直後に合計4つ配置してもよい。この場合、UVランプ16と記録媒体11との距離を例えば1mmと近く設定し、UVランプ16と各記録ヘッド15k、15c、15m、15yのノズルとの距離を例えば10mmと離すことにより同様の効果を得ることができる。
Further, light may be guided from the
Further, a total of four
遠紫外光を減衰させる気体として酸素ガスを用いているが、酸素ガスではなく二酸化炭素を含むガス(以下、二酸化炭素ガスと称する)を用いてもよい。但し、二酸化炭素ガスを用いる場合には、上記酸素濃度計22を二酸化炭素濃度計に代える。又、二酸化炭素ガスは、濃度100%にして制御することは難しいものの濃度90%以上に制御することは可能であり、従って、例えば二酸化炭素濃度を90%以上として制御する。
Although oxygen gas is used as a gas for attenuating far ultraviolet light, a gas containing carbon dioxide (hereinafter referred to as carbon dioxide gas) may be used instead of oxygen gas . However, in the case of using carbon dioxide gas, Ru instead of the
又、記録媒体は、例えばフィルムを用いたが、どのような記録媒体であっても上記同様の効果が得られる。
なお、記録動作を行わないときには、覆い体18を、例えば図示しない移動駆動部により記録媒体11と接触する、又は接触しないかの近接位置に下降させてもよい。
これにより、例えば電源遮断後等の記録動作を行わないときに、自然光の入射による各記録ヘッド15k、15c、15m、15yの各ノズル16及びその周辺におけるKCMYの各紫外線硬化性インクの光重合開始の反応が起こらず、これら紫外線硬化性インクが硬化することはない。
従って、各記録ヘッド15k、15c、15m、15yの各ノズル16の詰まりを防止でき、記録にノズル抜けのない、快適な記録を達成できる。
Further, for example, a film is used as the recording medium, but the same effect as described above can be obtained regardless of the recording medium .
When the recording operation is not performed, the
Thereby, for example, when the recording operation is not performed after the power is shut off or the like, the photopolymerization of each ultraviolet ray curable ink of KCMY in each of the recording heads 15k, 15c, 15m, and 15y by the incidence of natural light and the surrounding
Therefore, clogging of the
次に、本発明の第2の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図1と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
図8はインクジェット記録装置の構成図である。覆い体18は、搬送方向Tに対して垂直方向の長さを記録媒体11の幅方向の長さよりも長さSだけ長く形成されている。この長さSは、後述するファン筐体42の寸法よりも長く形成されている。この覆い体18の上面18aには、酸素ガス供給口40が設けられている。この酸素ガス供給口40には、酸素供給チューブ20を介して酸素発生器21が接続されている。又、覆い体18の上面18aには、酸素ガス再供給口41が設けられている。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
FIG. 8 is a configuration diagram of the ink jet recording apparatus. The
酸素ガスの流量は、覆い体18の容量、各記録ヘッド15k、15c、15m、15yと覆い体18との隙間から漏れ出る酸素ガスの流量等よりノズル16の周辺の酸素濃度が所望の時間で所望の濃度になるように設定される。本実施の形態では、覆い体18内の各記録ヘッド15k、15c、15m、15yの周辺の酸素濃度は、例えば30%に制御される。酸素発生器21は、例えば酸素濃度100%の酸素ガスを流量2L/min程度で覆い体18に供給する。
The flow rate of the oxygen gas depends on the capacity of the
ファン筐体42の側面には、第1の開口部43が設けられている。なお、この第1の開口部43は、ファン筐体42の側面に限らず、他の側面又は下面に設けてもよい。この第1の開口部43に対峙するファン筐体42の内部には、第1の吸引ファン44が設けられている。又、第1の開口部43には、第1の配管系としての循環系チューブ45の一端口が取り付けられている。この循環系チューブ45の他端口は、覆い体18の酸素ガス再供給口41に取り付けられている。なお、第1の開口部43、第1の吸引ファン44及び循環系チューブ45により循環系が構成される。
A
ファン筐体42の下面には、第2の開口部46が設けられている。この第2の開口部46に対峙するファン筐体42の内部には、第2の吸引ファン47が設けられている。又、ファン筐体42の外側の第2の開口部46には、オゾンフィルタ48が取り付けられている。なお、第2の開口部46、第2の吸引ファン47及びオゾンフィルタ48により排出系が構成されている。
A
なお、第1の開口部43と第2の開口部46とには、それぞれこれら第1の開口部43と第2の開口部46とを開閉する各開閉機構を設けてもよい。第1の開口部43に設けられる開閉機構は、第1のファン44の駆動時に開放し、第1のファン44の停止時に閉じる。第2の開口部46に設けられる開閉機構も第2のファン47の駆動時に開放し、第2のファン47の停止時に閉じる。
The
制御部49は、CPU、データメモリ、プログラムメモリ及び入出力ポートなどを有し、プログラムメモリに記憶されている記録動作プログラムを実行することにより、電源投入を受けて第1の吸引ファン44を駆動開始し、覆い体18内の酸素ガスの濃度を所定濃度になるように酸素ガスを循環系チューブ45を通して覆い体18内に再供給して酸素ガスの濃度が所定濃度、例えば30%に制御し、かつ記録動作を終了する際、UVランプ16の消灯及び酸素ガスの供給の停止の後に、第1の吸引ファン44の駆動を停止すると共に第2の吸引ファン47を駆動開始し、酸素濃度計22により検出される各記録ヘッド15k、15c、15m、15yの周囲における酸素ガスの濃度が所定濃度、例えば21%以下に低下したときに第2の吸引ファン47の駆動を停止する。
The
次に、上記の如く構成された装置の記録動作について図11に示す記録動作フローチャートに従って説明する。
インクジェット記録装置本体の電源が投入されると、制御部49は、ステップ#20において、第1の吸引ファン44に駆動指令を発する。第1の吸引ファン44は、駆動することによりファン筐体42内の酸素を含むガスを吸引し、循環系チューブ45を通して覆い体18内に再供給する。
次に、制御部49は、上記第1の実施の形態と同様に、ステップ#1において、酸素発生器21に対して酸素供給開始の指令を発し、酸素発生器21から酸素濃度100%の酸素ガスを流量2L/min程度で覆い体18に供給する。覆い体18内に供給された酸素ガスは、当該覆い体18内の上部から下方に向って拡散移動し、各記録ヘッド15k、15c、15m、15yの周囲に供給される。
Next, the recording operation of the apparatus configured as described above will be described with reference to the recording operation flowchart shown in FIG.
When the power supply of the ink jet recording apparatus main body is turned on, the
Next, in the same manner as in the first embodiment, the
次に、制御部49は、ステップ#21において、酸素濃度計22から出力された検出信号を入力し、各記録ヘッド15k、15c、15m、15yの周囲における酸素濃度が例えば30%に達するまで待機状態になる。
酸素濃度が例えば30%に達すると、制御部49は、ステップ#3において、UVランプ16から遠紫外光を放射させ、かつこのUVランプ16から放射される光量が安定するまでの間に、ステップ#4において、各メンテナンスステーション17k、17c、17m、17yをメンテナンスする。
メンテナンスが終了し、UVランプ16から放射される光量が安定すると、制御部49は、ステップ#5に移り、記録動作の待機状態に入る。
Next, in
When the oxygen concentration reaches, for example, 30% , the
When the maintenance is completed and the amount of light emitted from the
この記録動作の待機状態に記録動作の指示が制御部49に入力されると、この制御部49は、ステップ#6において、各記録ヘッド15k、15c、15m、15yに記録指令を発すると共に、搬送機構10に搬送指令を発して記録媒体11の面上への記録動作を行う。
When a recording operation instruction is input to the
記録媒体11上への記録を連続して行う場合、制御部49は、ステップ#6とステップ#7とを繰り替えし、記録動作を継続する。一旦、記録動作を中止してから再度記録動作を行う場合、制御部49は、ステップ#8から#5に戻り、記録動作の待機状態とする。
When recording on the
一方、制御部49は、上記ステップ#5〜#8の処理と並行して各記録ヘッド15k、15c、15m、15yの周辺の酸素濃度を所定濃度、例えば30%に制御する。すなわち、制御部49は、ステップ#22において、酸素濃度計22から出力された検出信号を入力し、各記録ヘッド15k、15c、15m、15yの周囲における酸素濃度が例えば30%に達したか否かを判断する。この判断の結果、酸素濃度が例えば30%に達していると、制御部49は、ステップ#23において、酸素発生器21に対して酸素供給の停止の指令を発する。これにより、酸素発生器21は、酸素濃度100%の酸素ガスの供給を停止する。
On the other hand, the
この後、制御部49は、ステップ#24において、酸素濃度計22から出力された検出信号を入力し、各記録ヘッド15k、15c、15m、15yの周囲における酸素濃度が例えば30%以上であるか否かを判断する。この判断の結果、酸素濃度が例えば30%以下に低下していれば、制御部49は、ステップ#26において、酸素発生器21に対して酸素供給開始の指令を発する。これにより、酸素発生器21は、再び酸素濃度100%の酸素ガスを流量2L/min程度で覆い体18に供給する。
Thereafter, in
この状態で、制御部49は、上記の如く第1の吸引ファン44を駆動し、ファン筐体42内の酸素を含むガスを吸引し、循環系チューブ45を通して覆い体18内に再供給している。
従って、制御部49は、記録動作する予定が全くなくなるまのでの間、上記ステップ#22〜#26を繰り返すことで、各記録ヘッド15k、15c、15m、15yの周囲における酸素濃度を30%に維持する。
従って、記録動作を行わないとき及び記録動作中、各記録ヘッド15k、15c、15m、15yの周囲は、酸素雰囲気に維持される。この結果、記録動作を行わないとき、各記録ヘッド15k、15c、15m、15yの各ノズル16及びその周辺においてKCMYの各紫外線硬化性インクで光重合開始の反応が起こらず、各紫外線硬化性インクは硬化しない。
記録動作中、各記録ヘッド15k、15c、15m、15yの周辺が酸素雰囲気に維持されるので、各記録ヘッド15k、15c、15m、15yの各ノズル16及びその周辺では、KCMYの各紫外線硬化性インクは、光重合開始の反応が起こらず、硬化しない。UVランプ16と記録媒体11との間の空間では、遠紫外光がKCMYの各紫外線硬化性インクの硬化を阻害するまでの減衰には至らず、各紫外線硬化性インクは硬化して記録媒体11上に記録される。
In this state, the
Therefore, the
Accordingly, when the recording operation is not performed and during the recording operation, the surroundings of the recording heads 15k, 15c, 15m, and 15y are maintained in an oxygen atmosphere . As a result, when the recording operation is not performed, the reaction of initiation of photopolymerization does not occur in each of the
During the recording operation, the periphery of each of the recording heads 15k, 15c, 15m, and 15y is maintained in an oxygen atmosphere. Therefore, each of the
従って、各記録ヘッド15k、15c、15m、15yの各ノズル16の詰まりを防止でき、記録にノズル抜けのない、快適な記録を達成できる。
記録動作する予定が全くない場合、制御部49は、ステップ#27に移り、UVランプ16に対して遠紫外光の照射の停止指令を発する。これにより、UVランプ16は消灯する。
Therefore, clogging of the
When there is no plan to perform the recording operation, the
次に、制御部49は、ステップ#28において、第1の吸引ファン44に対して停止指令を発すると共に、第2の吸引ファン47に対して駆動指令を発する。これにより、第1の吸引ファン44は停止すると共に、第2の吸引ファン47が駆動を開始する。ところで、酸素は、波長172nmの光で分解して各酸素分子になり、これら酸素分子が結合してオゾンになりやすい。第2の吸引ファン47が駆動すると、ファン筐体42内のオゾンが吸引され、オゾンフィルタ48を通して、インクジェット記録装置本体の外部に排出される。
Next, the
次に、制御部49は、ステップ#29において、酸素濃度計22から出力された検出信号を入力し、各記録ヘッド15k、15c、15m、15yの周囲における酸素濃度が例えば21%以下に低下したか否かを判断する。この判断の結果、酸素濃度が例えば21%以下に低下していれば、制御部49は、ステップ#30において、第2の吸引ファン47に停止指令を発し、第2の吸引ファン47の駆動を停止する。
この後、制御部49は、インクジェット記録装置本体の電源を切って終了する。
Next, in
Thereafter, the
このように上記第3の実施の形態によれば、電源投入を受けて第1の吸引ファン44を駆動開始し、覆い体18内の酸素濃度を所定濃度30%になるように酸素ガスを循環系チューブ45を通して覆い体18内に再供給するので、各記録ヘッド15k、15c、15m、15yの周囲を酸素雰囲気にすることができる。これによって記録動作を行わないとき及び記録動作中において、各記録ヘッド15k、15c、15m、15yの各ノズル16及びその周辺においてKCMYの各紫外線硬化性インクで光重合開始の反応が起こらず、各紫外線硬化性インクは硬化しない。この結果、各記録ヘッド15k、15c、15m、15yの各ノズル16の詰まりを防止でき、記録にノズル抜けのない、快適な記録を達成できる。
As described above, according to the third embodiment, when the power is turned on, the driving of the
記録動作を終了する際は、UVランプ16の消灯及び酸素ガスの供給の停止の後に、第1の吸引ファン44の駆動を停止すると共に第2の吸引ファン47を駆動開始し、酸素濃度計22により検出される各記録ヘッド15k、15c、15m、15yの周囲における酸素ガスの濃度が所定濃度、例えば21%以下に低下したときに第2の吸引ファン47の駆動を停止するので、安全性も高い。
なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されるものではなく、次のように変形してもよい。例えば、酸素濃度計22は、各記録ヘッド15k、15c、15m、15yの搬送方向Tの中心位置に設けているが、例えば各記録ヘッド15k、15c、15m、15y毎に4個設け、各記録ヘッド15k、15c、15m、15yの各位置で各酸素濃度を検出し、これら酸素濃度の平均値を求めるようにしてもよい。
When ending the recording operation, after the
In addition, this invention is not limited to said each embodiment, You may deform | transform as follows. For example, the
第1及び第2の吸引ファン44、47を収納するファン筐体42は、搬送機構10の一側面に1つ設けているが、搬送機構10の両側に2つ設けてもよい。これにより、酸素ガスの循環効率を向上でき、より確実に、記録動作を行わないとき及び記録動作中において、各記録ヘッド15k、15c、15m、15yの各ノズル16及びその周辺においてKCMYの各紫外線硬化性インクで光重合開始の反応を起こさずに、各紫外線硬化性インクを硬化させない。
One
10:搬送機構、11:記録媒体、12:ベルト、13a,13b,13c:ローラ、14:駆動モータ、15k,15c,15m,15y:記録ヘッド、16:ノズル、17k,17c,17m,17y:メンテナンスステーション、18:覆い体、18a:上面、18b〜18e:側面、18f:開口部、19:酸素供給口、20:酸素供給チューブ、21:酸素発生器又は酸素ボンベ、22:酸素濃度計、23:制御部、40:酸素ガス供給口、41:酸素ガス再供給口、42:ファン筐体、43:第1の開口部、44:第1の吸引ファン、45:循環系チューブ、46:第2の開口部、47:第2の吸引ファン、48:オゾンフィルタ、49:制御部。 10: transport mechanism, 11: recording medium, 12: belt, 13a, 13b, 13c: roller, 14: drive motor, 15k, 15c, 15m, 15y: recording head, 16: nozzle, 17k, 17c, 17m, 17y: Maintenance station, 18: cover, 18a: upper surface, 18b to 18e: side surface, 18f: opening, 19: oxygen supply port, 20: oxygen supply tube, 21: oxygen generator or oxygen cylinder, 22: oxygen concentration meter, 23 : Control unit, 40 : Oxygen gas supply port, 41: Oxygen gas resupply port, 42: Fan housing, 43: First opening, 44: First suction fan, 45: Circulation system tube, 46: 2nd opening part, 47: 2nd suction fan, 48: Ozone filter, 49: Control part.
Claims (16)
前記記録媒体に着弾した前記インク滴に前記光を照射する光照射部と、
前記光を減衰させる気体を前記記録ヘッドの周囲に供給する気体供給部と、
を具備したことを特徴とするインクジェット記録装置。 A recording head having a nozzle that discharges a photocurable ink that is cured by irradiation of light as an ink droplet toward a recording medium;
A light irradiation unit for irradiating the ink droplets landed on the recording medium with the light;
A gas supply unit for supplying a gas for attenuating the light to the periphery of the recording head;
An ink jet recording apparatus comprising:
前記濃度計により検出される前記記録ヘッドの周囲における前記気体の濃度が所定の濃度になるように、前記気体供給部による前記記録ヘッドの周辺への前記気体の供給を制御する制御部と、
を具備したことを特徴とする請求項1記載のインクジェット記録装置。 A concentration meter for detecting the concentration of the gas around the recording head;
A control unit for controlling the supply of the gas to the periphery of the recording head by the gas supply unit so that the concentration of the gas around the recording head detected by the densitometer becomes a predetermined concentration;
The inkjet recording apparatus according to claim 1 , comprising:
前記記録ヘッドの周囲に前記光を減衰させる気体を供給することを特徴とするインクジェット記録装置の制御方法。 A photocurable ink is ejected from the nozzle of the recording head as an ink droplet toward the recording medium, and the ink droplet that has landed on the recording medium is irradiated with light and cured to perform a recording operation on the recording medium. In the control method of the ink jet recording apparatus,
A control method for an ink jet recording apparatus , wherein a gas for attenuating the light is supplied around the recording head .
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