JP4865669B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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一方で、水で画像を記録する場合よりも長い時間画像を維持する方法としては、水よりも蒸発速度の遅い顕像液(例えばアセトン)を用いて画像を記録する方法が考えられる。この方法によれば、顕像液が水である場合よりも長い時間(1000秒以上)、画像を維持することが可能である。しかし、この方法では、逆に、画像をより短い時間で消失させる必要があるような利用方法に対しては応用できない。
もちろん、利用方法ごとに、それぞれ適した顕像液を用意して、それを用いて画像形成を行えば、各利用方法に適した画像維持時間を実現することが可能である。しかし、このような方法では、必要な画像維持時間が互いに異なる複数の利用方法の数に相当する数の顕像液をストックしておかなければならず、実用上不便である。
また、請求項2の発明は、請求項1の画像形成装置において、上記付与手段は、各収容手段から供給される顕像液を個別にシート上の同一箇所へ付与する複数の付与部で構成されており、上記付与量変更手段は、上記2種類以上の顕像液を付与する各付与部による顕像液の付与量を変更するものであることを特徴とするものである。
また、請求項3の発明は、請求項1の画像形成装置において、上記付与手段が上記2種類以上の顕像液をシートへ付与する前に該2種類以上の顕像液を混合する混合手段を有し、上記付与手段は、該混合手段が混合した顕像液をシートへ付与するものであり、上記付与量変更手段は、該混合手段における該2種類以上の顕像液の混合比率を変更するものであることを特徴とするものである。
また、請求項4の発明は、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像形成装置において、上記2種類以上の顕像液は相溶性を有するものであることを特徴とするものである。
また、請求項5の発明は、請求項1乃至4のいずれか1項に記載の画像形成装置において、上記付与手段は、画像情報に基づいて顕像液の液滴を吐出することで顕像液をシートへ付与する吐出手段であることを特徴とするものである。
また、請求項6の発明は、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の画像形成装置において、顕像液が付着したシートの該顕像液による画像部分を含んだ領域全体に消去液を付与することで画像を消去する画像消去手段を有することを特徴とするものである。
また、請求項7の発明は、請求項6の画像形成装置において、上記画像消去手段は、上記消去液として、上記複数の収容手段に収容されている顕像液の中で最も蒸発速度が早い顕像液の蒸発速度と同等かそれよりも早い蒸発速度である液体を用いることを特徴とするものである。
また、請求項8の発明は、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の画像形成装置において、上記付与手段に対してシート搬送方向上流側に、シートに付着した顕像液を該シートから消失させて画像を消去する画像消去手段を有することを特徴とするものである。
また、請求項9の発明は、請求項8の画像形成装置において、上記画像消去手段は、シートに付着した顕像液の蒸発を促進させる蒸発促進手段であることを特徴とするものである。
以下、本発明を、インクジェット記録方式を採用する画像形成装置としてのプリンタに適用した一実施形態(以下、本実施形態を「実施形態1」という。)について説明する。なお、本実施形態1では、インクジェット記録方式を例に挙げるが、顕像液をシートへ付与して画像情報に応じた画像を形成できるものであれば電子写真方式などの他の記録方式でもよい。
このプリンタは、画像記録部100と、多数の発色シートを収容するシート収容部200と、シート収容部に収容された1枚の発色シートを画像記録部100の記録領域を通過するように搬送するシート搬送部300とから構成される。
発色シート400は、顕像液が付着することで顕像液付着部分と顕像液非付着部分との間に発色の違いを生じて画像が記録され、付着した顕像液が蒸発することで顕像液付着部分と顕像液非付着部分との間に発色の違いが無くなって画像が消去される繰り返し利用可能なシートである。本実施形態で用いる発色シート400は、着色層としてのベース材(基紙)401の上に、ベース材とは色相の異なる吸収層402を形成したものである。この発色シート400は、吐出ヘッド110A,110Bからの顕像液が付着し、これを吸収層402が吸収すると、図2(b)の符号Gで示すように、その吸収層402の光屈折率が変化して透過状態になる。これにより、顕像液付着部分では、その吸収層402の下側にあるベース材401の色が吸収層側から視認可能となる。その結果、顕像液付着部分の色はベース材401の色で視認される一方、顕像液非付着部分の色は吸収層402の色で視認されることとなり、これらの間に発色の違いが生じる。その結果、顕像液付着部分が顕像として画像を構成することとなり、発色シート400に画像が記録される。
なお、このようにして画像が消失した後再び吐出ヘッド110A,110Bにより顕像液を付着させれば、画像を記録することができる。
本実施形態では、揮発速度が互いに異なる2種類の顕像液を使用する。具体的には、一方の顕像液は水であり、他方の顕像液は水との間で相溶性があり、かつ、水より蒸発速度が遅い液体である。当該他方の顕像液としては、例えば、1−3ブタンジオール、プロピレングリコール、エチレングリコールなどが使用できる。なお、2種類の顕像液は、必ずしも相溶性を有する必要はないが、相溶性を有する方が画像維持時間のコントロールが容易である。また、顕像液として必ずしも水を使用する必要もない。
次に、顕像液の種類と画像維持時間との関係について確認するために本発明者らが行った実験(以下、本実験を「実験例1」という。)について説明する。
画像維持時間は、発色シート400に付与する顕像液の種類(揮発速度)のほか、単位面積当たりに付与する顕像液の量、使用環境(温度や湿度)、発色シート400の記録面の性状(吸収層402の材質や厚み、表面の平滑性など)、ベース剤(基紙)の種類(紙かフィルムか等)によっても変化する。よって、本実験例1では、顕像液の種類以外については同一条件となるようにし、各顕像液についての画像維持時間を測定する。
本実験例1で使用した発色シート400は、厚さが100[μm]の黒色PETフィルムからなるベース材401上に、100重量部のポリノルボーネン樹脂溶液(ノーソレックスNSX−L:ゼオン化成社製)に400重量部のトルエンを加えて良く攪拌したものを、アプリケータにて塗布し、100[℃]の乾燥器中で3分間乾燥して、厚さが0.5〜1[μm]の吸収層402を有するものを用いる。なお、吸収層402の厚さが厚すぎると、ベース材401の発色が悪くなって、画像の鮮明度が悪化することから、本実験例1では吸収層402の厚さは0.5〜1[μm]とした。
本実験例1では、リコー製IPSIO(GX5000)のインクジェットプリンタを使用し、温度が20[℃]で湿度が65[%]の環境下において、液温が20[℃]である各種顕像液を使用して、上述した発色シートに対して所定画像を書き込み、その排紙後に画像が完全に消失するまでの時間を画像維持時間として測定した。
なお、このグラフは、当該箇所へ付与する2種類の顕像液の合計量が一定となるようにしている。
次に、発色シート400の同一箇所に付与する2種類の顕像液の体積比率を変化させたときの当該箇所における画像消失時間について測定した実験(以下、本実験を「実験例2」という。)について説明する。
本実験例2では、2種類の顕像液のうち、一方の顕像液を水とし、他方の顕像液(第2顕像液)を、エチレングリコール、プロピレングリコール、1−3ブタンジオール及びグリセリンとした。また、本実験例2は、温度が20[℃]で湿度が48[%]の環境下において、液温が20〜22[℃]である2種類の顕像液の合計量を変えずに体積比率を変えて発色シート400に付与し、その画像が完全に消失するまでの時間を画像維持時間として測定した。なお、本実験例2で使用した発色シート400は上記実験例1と同じものである。
次に、本発明の実施例(以下、本実施例を「実施例1」という。)について説明する。
本実施例1では、リコー製IPSIO(GX5000)のインクジェットプリンタを使用し、温度が20[℃]で湿度が65[%]の環境下において、液温が20[℃]である2種類の顕像液を使用して、発色シート400に対して所定画像を書き込み、その排紙後に画像が完全に消失するまでの時間を画像維持時間として測定した。なお、本実施例1で使用した発色シート400は上記実験例1と同じものである。本実施例1では、2種類の顕像液のうち、一方の顕像液を水(単体での画像維持時間は1分)とし、他方の顕像液をプロピレングリコール(単体での画像維持時間は94分)とした。そして、発色シート400に対して、まずは適量の1/2の量の水で所定の画像を形成した後、続いてその発色シート400上の画像に重なるように同量のプロピレングリコールで画像を形成した。すなわち、体積比率は1対1である。その結果、上記実験例2の実験結果と同様、画像維持時間を約30分とすることができた。なお、発色シート400へ付与した2種類の顕像液の単位面積当たりの付与量の合計は、通常の付与量と同様であり、画像のかすれや太りなどの不具合は発生しなかった。
次に、本発明を、上記実施形態1の場合と同様に、インクジェット記録方式を採用する画像形成装置としてのプリンタに適用した他の実施形態(以下、本実施形態を「実施形態2」という。)について説明する。
上述した実施形態1のプリンタを用いて画像維持時間がコントロールされた画像を発色シート400に形成したとしても、画像を形成してしまった後は、そのままでは、その画像維持時間が経過するまでの間、その発色シート400上に画像が残ることになる。しかし、例えばセキュリティ上の関係で、画像形成後に当初の画像維持時間が経過するよりももっと早く画像を消去することが要望される場合もある。この場合、上記実施形態1のプリンタであっても、画像消去対象の発色シート400をシート収容部200にセットし、その発色シート上の画像に重なるようにベタ画像を形成することで、即座に画像を消去することが可能である。しかし、吐出ヘッド110A,110Bを用いてベタ画像を形成することは時間がかかり、画像消去処理を迅速に行うことができない。
本実施形態2においては、画像消去処理を迅速に行うことが可能なプリンタを提供するものである。
このプリンタは、その基本構成は上記実施形態1のプリンタと同様であるが、画像記録部100に対して発色シート400の搬送方向下流側に画像消去部500が追加されている点で、上記実施形態1のものと相違する。以下、この相違点についてのみ説明し、他の説明は省略する。
よって、消去液としては、本プリンタで用いる顕像液の中で最も蒸発速度が早い顕像液の蒸発速度と同等かそれよりも早い蒸発速度である液体を用いるのが好ましい。これにより、本プリンタにより2種類の顕像液を使って画像形成した発色シート400の画像に重ねて当該消去液を付与することで、その画像の画像維持時間よりも早い時間で画像を消去することが可能となる。
また、本実施形態2のプリンタによれば、画像維持時間が比較的長くなるように画像を形成しておいて、使用後にその発色シートから速やかに画像を消去することができるので、画像記録部100における2種類の顕像液の体積比率についての細かな制御が不要となる。
次に、本発明を、上記実施形態1及び2の場合と同様に、インクジェット記録方式を採用する画像形成装置としてのプリンタに適用した更に他の実施形態(以下、本実施形態を「実施形態3」という。)について説明する。
本実施形態3のプリンタは、上記実施形態2のプリンタと同様に画像消去部を備えているが、その画像消去部の配置や構成が相違する。以下、この相違点についてのみ説明し、他の説明は省略する。
本実施形態3における画像消去部600は、発色シート400に付着している顕像液をその吸収層402から消失させることにより画像を消去するものである。画像消去部600は、その対向領域を通過する発色シート400の記録面に向けて送風する送風手段としてのファン601と、ファン601と発色シート400の記録面との間に位置する加熱手段としてのヒータ602とを備えている。この構成によれば、顕像液による画像が形成された発色シート400の記録面に対して熱風が当てることができ、これにより発色シート400に付着した顕像液の蒸発を促進させることができる。詳しくは、画像消去部600による加熱により発色シート400に付着している顕像液の蒸気圧が高くなって蒸発が促されるとともに、送風により近傍の気化後の顕像液を飛散させることで常に飽和蒸気圧以下になるようにしている。本実施形態3によれば、その発色シートをそのまま放置しておく場合に比べて、発色シート400に付着した顕像液を早く蒸発をさせることができ、迅速に画像を消去することができる。具体的には、50℃の熱風により、ポリピレングリコールであれば通常は画像維持時間が94分であるところを5分に短縮することができた。
特に、本実施形態3では、画像消去部600を、画像記録部100に対して発色シート400の搬送方向上流側に配置している。これにより、顕像液により画像が形成された発色シート400をシート収容部200にセットし、その発色シート400上の画像を画像消去部600で消去した後、続けて画像記録部100で次の画像を形成するという動作が可能となる。よって、本実施形態3によれば、発色シート400が再利用できるようになるまで待つということ自体が不要となる。ただし、本実施形態3における画像消去部600による画像消去処理では、発色シート400が加熱されるため、画像消去処理直後に顕像液で画像を形成しても所望の画像維持時間よりも画像維持時間が短くなってしまう。よって、この場合には、例えば、画像消去後の発色シートをプリンタ内にしばらくストックしておくなどして冷却してから、その発色シートに画像を記録するようにする。
また、本実施形態3における画像消去部600としては、その構成に代えて又はその構成に追加して、例えば発色シート400にヒートローラを当接させることで発色シート400を加熱して画像を消去する構成を採用してもよい。
また、上述した実験例1で使用した発色シート400のほか、これらの発色シートに対して顕像液による画像形成と自然乾燥による画像消去とを50回繰り返しても、何ら変化が認められなかった。これらの発色シートを折り曲げたりキズを与えたりしない限りは数百回〜数千回の繰り返し使用に耐えることができるものと思われる。
また、上記実施形態1〜3によれば、吐出ヘッド110A,110Bが、各顕像液タンク120A,120Bから供給される顕像液を個別に発色シート400へ付与する構成であり、吐出量制御部130は各吐出ヘッド110A,110Bによる顕像液の付与量を変更するものである。この構成であれば、単一の発色シート400上の複数の箇所間で2種類の顕像液の体積比率を変えることが可能となる。その結果、単一の発色シート400上における互いに異なる箇所に形成される画像についての画像維持時間を異ならせることができる。よって、早めに消去したい画像と長く残しておきたい画像とが混在した画像を単一の発色シート400上に形成することができる。
なお、上記実施形態1〜3の構成に代えて、各顕像液タンク120A,120Bから供給される2種類の顕像液を混合する混合手段を設け、その混合手段で混合した顕像液を吐出ヘッドから発色シート400へ付与する構成とし、その混合手段における2種類の顕像液の混合比率を変更する制御を行うことで、発色シート400上の同一箇所に付与した2種類の顕像液の体積比率が変化するように構成してもよい。この場合、顕像液ごとに吐出ヘッドを用意する必要がなくなり、また吐出ヘッドによる顕像液の付与量を変更するといいう複雑な制御が不要となるので、上記実施形態1〜3のものよりも構成を大幅に簡素化できる。
また、上記実施形態1〜3によれば、2種類の顕像液は相溶性を有するものであるので、画像維持時間のコントロールが容易である。
また、上記実施形態1〜3によれば、画像情報に基づいて顕像液の液滴を吐出することで顕像液を発色シート400へ付与する吐出手段としての吐出ヘッド110A,110Bにより画像を形成するインクジェット記録方式を採用する。これにより、既存のインクジェットプリンタ等の技術を流用できる。
また、上記実施形態2のプリンタは、顕像液が付着した発色シート400の当該顕像液による画像部分を含んだ領域全体に消去液を付与することで画像を消去する画像消去手段としての画像消去部500を、画像記録部100とは別に備えている。これにより、画像消去処理を迅速に行うことが可能となる。
特に、上記実施形態2のプリンタにおける画像消去部500は、消去液として、顕像液タンク120A,120Bに収容されている顕像液の中で最も蒸発速度が早い顕像液の蒸発速度と同等かそれよりも早い蒸発速度である液体(純水)を用いるので、本プリンタにより2種類の顕像液を使って画像形成した発色シート400の画像の画像維持時間よりも早い時間で画像を消去することが可能となる。
また、上記実施形態3のプリンタは、吐出ヘッド110A,110Bに対して発色シート400の搬送方向上流側に、発色シート400に付着した顕像液を発色シート400から消失させて画像を消去する画像消去手段としての画像消去部600を有する。これにより、画像消去後すぐに発色シート400を再利用することが可能となるので、発色シート400を再利用できるようになるまでの時間を短縮することが可能となる。また、画像消去部600が画像記録部100に対して発色シート400の搬送方向上流側に配置しているので、顕像液により画像が形成された発色シート400をシート収容部200にセットし、その発色シート400上の画像を画像消去部600で消去した後、続けて画像記録部100で次の画像を形成するという動作が可能となる。よって、発色シート400が再利用できるようになるまで待つということ自体が不要となる。
特に、上記実施形態3のプリンタにおける画像消去部600は、発色シート400に付着した顕像液の蒸発を促進させる蒸発促進手段である。これにより、簡易な構成で画像を消去することが可能となる。
また、本実施形態では、顕像液が付着すると、その部分が透明化して下地の色が出現することにより画像が記録される発色シートを例に挙げて説明したが、顕像液が付着することで顕像液付着部分と顕像液非付着部分との間に発色の違いを生じて画像が記録され、付着した顕像液が蒸発することで顕像液付着部分と顕像液非付着部分との間に発色の違いが無くなって画像が消去される繰り返し利用可能なシートであれば、これに限られない。したがって、例えば、シートに付着した顕像液自体が発色するものであってもよいし、顕像液が付着した部分が発色するするものであってもよい。
また、使用する発色シート400の種類を変えれば、具体的には、吸収層402の厚さが異なっていて顕像液を保持できる量が互いに相違したり、吸収層402と顕像液との結合力が互いに相違したりする複数種類のシートを利用すれば、同じ2種類の顕像液で同じ体積比率とした場合でも、その画像維持時間を変えることができる。このように使用するシートの種類も変えることで、画像維持時間をより細かくコントロールすることが可能となる。
110A,110B 吐出ヘッド
120A,120B 顕像液タンク
130 吐出量制御部
200 シート収容部
300 シート搬送部
400 発色シート
401 ベース材
402 吸収層
500,600 画像消去部
501 消去液タンク
504 塗布ローラ
601 ファン
602 ヒータ
Claims (9)
- 顕像液が付着することで顕像液付着部分と顕像液非付着部分との間に発色の違いを生じて画像が記録され、付着した顕像液が蒸発することで顕像液付着部分と顕像液非付着部分との間に発色の違いが無くなって画像が消去される繰り返し利用可能なシートに対し、顕像液を付着させることにより、画像情報に応じた画像を該シート上に形成する画像形成装置であって、
蒸発速度が互いに異なる複数種類の顕像液を個別に収容する複数の収容手段と、
該複数の収容手段のうちの少なくとも2つの収容手段から供給される2種類以上の顕像液を、画像情報に基づいてシート上の同一箇所へ付与する付与手段と、
該付与手段による該2種類以上の顕像液の各付与量を変更する付与量変更手段とを有することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1の画像形成装置において、
上記付与手段は、各収容手段から供給される顕像液を個別にシート上の同一箇所へ付与する複数の付与部で構成されており、
上記付与量変更手段は、上記2種類以上の顕像液を付与する各付与部による顕像液の付与量を変更するものであることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1の画像形成装置において、
上記付与手段が上記2種類以上の顕像液をシートへ付与する前に該2種類以上の顕像液を混合する混合手段を有し、
上記付与手段は、該混合手段が混合した顕像液をシートへ付与するものであり、
上記付与量変更手段は、該混合手段における該2種類以上の顕像液の混合比率を変更するものであることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像形成装置において、
上記2種類以上の顕像液は相溶性を有するものであることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の画像形成装置において、
上記付与手段は、画像情報に基づいて顕像液の液滴を吐出することで顕像液をシートへ付与する吐出手段であることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至5のいずれか1項に記載の画像形成装置において、
顕像液が付着したシートの該顕像液による画像部分を含んだ領域全体に消去液を付与することで画像を消去する画像消去手段を有することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項6の画像形成装置において、
上記画像消去手段は、上記消去液として、上記複数の収容手段に収容されている顕像液の中で最も蒸発速度が早い顕像液の蒸発速度と同等かそれよりも早い蒸発速度である液体を用いることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至5のいずれか1項に記載の画像形成装置において、
上記付与手段に対してシート搬送方向上流側に、シートに付着した顕像液を該シートから消失させて画像を消去する画像消去手段を有することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項8の画像形成装置において、
上記画像消去手段は、シートに付着した顕像液の蒸発を促進させる蒸発促進手段であることを特徴とする画像形成装置。
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