JPH11309857A - インクジェット式記録装置 - Google Patents
インクジェット式記録装置Info
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- JPH11309857A JPH11309857A JP11943798A JP11943798A JPH11309857A JP H11309857 A JPH11309857 A JP H11309857A JP 11943798 A JP11943798 A JP 11943798A JP 11943798 A JP11943798 A JP 11943798A JP H11309857 A JPH11309857 A JP H11309857A
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- Japan
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- ink jet
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Abstract
で筋状画像ノイズの発生を目視レベルで有効に防止でき
るインクジェット式記録装置を提供する。 【解決手段】 1走査において2種類の駆動波形A,B
を交互に印加して、隣接するドットを異なる駆動波形で
打つ。駆動波形A,Bは最高電圧が異なっている。
Description
録方式における筋状画像ノイズの発生を防止することが
できるインクジェット式記録装置に関する。
ット記録方式を採用した記録装置)の種類としては、イ
ンク飛翔用のエネルギー発生源として何を利用するかに
より、例えば、圧電素子(PZT)を利用する方式、ヒ
ータにより発生したバブルを利用する方式、いわゆる静
電アクチュエータを利用する方式などがある。
式においても、インクジェットヘッドはその製造条件の
バラツキにより個々のノズルにおけるインクの飛翔特性
が微妙に異なるため、複数のノズルを用いて連続的に印
字した場合、筋状の画像ノイズが発生してしまうといっ
た不具合がある。
た容積変化型インクジェットヘッドを模式的に示すと図
4のように表現される。ここで、50はインク、50a
はインク滴、51はノズル、52はインクチャンネル、
53は共通インク室、54はインクインレット、56は
カバープレート、57aは振動板、58は圧電素子、5
9は基板、61は共通電極、62は駆動電極である。
るに際しては、部品加工上のバラツキ、それらを組み立
てる上でのバラツキなどが多々発生する。特にノズル構
成部分でのバラツキはインクの飛翔特性(飛翔方向)に
重大な影響を及ぼす。
は、図9に示すように、カバープレート56の表面溌水
性のバラツキ80、表面粗さのバラツキ81および親水
化処理のバラツキ82、振動板プレート57の表面溌水
性のバラツキ83、表面粗さのバラツキ84および親水
化処理のバラツキ85、両部品の組立てバラツキ(段
差)および奥行き方向での加工バラツキ(段差)86、
ならびに奥行き方向での接着剤のはみ出しバラツキ87
などがある。
在する場合、インクの飛翔方向がずれてしまうメカニズ
ムを模式的に示すと、例えば、図10のようになる。こ
こでは、部品加工バラツキによりノズル表面に段差が出
来てしまった場合について示している。なお、実際には
前述のようないろいろなバラツキ要因が複合的に関係し
合って、飛翔方向のずれが発生する。
すようなインク形状の非対称性により、飛翔方向のずれ
が発生してしまう。まず、同図(A)に示すように、下
側の部品57がへこんでいる場合、この部分のインクが
上部に比べて先に表面張力よりも大きな力を受けるので
先にちぎれ始める。次に、同図(B)に示すように、カ
バープレート56のノズル孔近傍の内壁部分56aの親
水性に引かれて、インクが同図中矢印で示す上向きのモ
ーメントを受ける。そして、同図(C)に示すように、
結果として、本来の飛翔方向から角度θだけずれた方向
にインクが飛翔してしまう。
特性の違いに起因して発生する筋状画像ノイズは、例え
ば、図11に示すとおりである。すなわち、複数のノズ
ルを用いて連続的に印字する場合、本来打ちたいドット
パターンが同図(A)に示すようなものだとして、各ノ
ズルのバラツキにより形成されてしまう実際のドットパ
ターンは同図(B)に示すようなものとなる。後者の場
合、目視で筋状ノイズとして感知されてしまう。なお、
同図中、打点位置の欄は各ノズルにおけるインクの飛翔
特性を示しており、「中」は本来の飛翔方向の場合、
「上」は本来の飛翔方向から上方にずれている場合、
「下」は本来の飛翔方向から下方にずれている場合をそ
れぞれ示している。
するための従来の対策として、一般的には印字タイミン
グの制御による解決策が取られていた。具体的には、い
わゆるマルチスキャンと呼ばれる方策が取られていた。
トヘッドの記録シートの横方向への走査(主走査)と記
録シートの縦方向の送り(副走査)とを適当に組み合わ
せて1ライン分の画像を複数回の走査で記録させること
により、各ノズルによる打点位置のずれのランダム化を
図り、もって目視で感知される筋状画像ノイズの低減を
図るようにしたものである。
スキャン方式の一例(8ノズルの場合)を示している。
この場合には、1打点置きの主走査を1回終えるごとに
4ノズル分だけ副走査方向に記録シートを送り、2回目
の主走査を未打点部分について行うことで、1ライン分
(4ノズル分)の画像を2回の走査(主走査)で記録
(印字)する。これにより、印字速度はおおむね半分と
なるが、目視で感知される筋状画像ノイズは大幅に低減
される。また、図13は、4度打ちによるマルチスキャ
ン方式の一例(同じく8ノズルの場合)を示している。
この場合には、1ライン分(2ノズル分)の画像を4回
の走査(主走査)で記録(印字)することにより、印字
速度をさらに犠牲にしてより一層のランダム化を図って
いる。なお、図12と図13では8ノズルの場合で説明
しているが、その原理はヘッドのノズル数が増えても同
様である。
方式では、1ライン分の画像を複数回の走査で記録させ
るため、プリント速度(印字速度)が大幅に低下すると
いった欠点がある。
ンクジェットヘッドを記録シートの横方向に主走査する
ことが前提とされるため、インクジェットヘッドをフル
ライン化して(つまり、主走査を行うことなく)高速プ
リンティングを行おうとする場合には採用できない手法
である。
る上記課題に着目してなされたものであり、マルチスキ
ャン方式を用いることなく、1回の走査で筋状画像ノイ
ズの発生を目視レベルで有効に防止することができるイ
ンクジェット式記録装置を提供することを目的とする。
記の手段によって達成される。
は、ノズルと、該ノズルに連通するインク室と、インク
飛翔用のエネルギー発生源とを有するインクジェットヘ
ッドを備え、前記インク飛翔用エネルギー発生源に電圧
を印加することにより前記インク室内のインクを前記ノ
ズルから液滴として吐出、飛翔させ、記録媒体上に着弾
させて画像形成を行うインクジェット式記録装置におい
て、1走査中に異なる複数の駆動波形を前記インク飛翔
用エネルギー発生源に印加して前記ノズルからインクを
飛翔させることを特徴とする。
好ましくは、隣接するドットは異なる駆動波形で打つ。
そして、さらに好ましくは、その駆動波形は最高電圧が
異なっている。
いて、好ましくは、駆動波形は少なくとも2種類ある。
そして、さらに好ましくは、その駆動波形は最高電圧が
異なっている。
トル型であってもフルライン型であってもよい。
の形態を説明する。
置の一実施の形態であるインクジェットプリンタ1の概
略構成を説明するための斜視図である。
OHPシートなどの記録媒体である記録シート2に印字
するものであって、インクジェットヘッド走査系と記録
シート送り系とから構成されている。
ェット方式のプリントヘッド(インクジェットヘッド)
を単色分または複数色分(例えば、3色、4色、または
7色分)含むヘッドユニット3と、ヘッドユニット3を
保持するキャリッジ4と、キャリッジ4を記録シート2
の記録面に平行に往復移動させるためのスキャンシャフ
ト5およびガイド軸6と、キャリッジ4をガイド軸6に
沿って往復駆動するパルスモータ7と、パルスモータ7
の回転をキャリッジ4の往復運動に変えるためのアイド
ルプーリ8およびタイミングベルト9とから構成されて
いる。
を搬送経路に沿って案内するガイド板を兼ねるプラテン
10と、プラテン10との間の記録シート2を押さえて
浮きを防止する紙押え板11と、記録シート2を排出す
るための排出ローラ12および排紙押えローラ13と、
ヘッドユニット3のインクを吐出するノズル面を洗浄し
インク吐出不良を良好な状態に回復させるメンテナンス
装置14と、記録シート2を手動で搬送するための紙送
りノブ15とから構成されている。
はカットシートフィーダ等の給紙装置によって、ヘッド
ユニット3とプラテン10とが対向する記録部へ送り込
まれる。この際、図示しない紙送りローラの回転量が制
御され、記録部への搬送が制御される。
はインク飛翔用のエネルギー発生源として何を利用する
かによりいろいろな種類があるが、ここでは、一例とし
て、ヘッドユニット3のインクジェットヘッドにインク
飛翔用のエネルギ発生源として圧電素子(PZT)を用
いた場合を例にとる。圧電素子には電圧が印加され、ひ
ずみが生じる。このひずみは、インクで満たされたチャ
ンネルの容積を変化させる。このチャンネルの容積の変
化により、チャンネルに設けられたノズルからインクが
吐出され、記録シート2への記録が行われる。
ルプーリ8、およびタイミングベルト9により、記録シ
ート2を横方向に走査(主走査)し、キャリッジ4に取
り付けられたヘッドユニット3は1ライン分の画像を記
録する。1ライン分の記録が終わるごとに、記録シート
2は縦方向に送られ(副走査)、次のラインへの記録が
なされる。
され、記録部を通過した記録シート2は、その搬送方向
下流側に配置された排出ローラ12とこれに一定の圧力
で接する排紙押えローラ13とによって排出される。
1色分のインクジェットヘッド31を含むキャリッジ4
周辺の構成を説明するための斜視図である。
気口404を有するインクカートリッジ403と、イン
クカートリッジ403を収納するケーシング401およ
びケーシング蓋405と、インクカートリッジ403を
着脱可能にしつつインクをインクジェットヘッド31に
供給するインク供給管402と、ケーシング蓋405を
閉じた際ケーシング401にケーシング蓋405を固定
するためのフック406および蓋止め407と、インク
カートリッジ403を収納する向き(矢印D3の向き)
とは反対の向きにインクカートリッジ403を付勢しつ
つインクカートリッジ403をケーシング蓋405との
間でケーシング401内に保持する押えバネ408とが
設けられている。
方向(矢印D1の方向)に移動することによって記録シ
ート2は主走査されることになる。また、記録シート2
が送られることによって副走査方向(矢印D2の方向)
に印字されることになる。
31(図2参照)の構成を説明するための図面であっ
て、図3は、インクジェットヘッド31の構造を模式的
に示す断面図であり、図4は、図3のA−A断面図であ
る。
ヘッド31は、インク50を液滴として吐出するノズル
51と、ノズル51と連通するインクチャンネル52
(インク室)と、各インクチャンネル52に供給される
インク50を貯溜する共通インク室53と、この共通イ
ンク室53内のインク50をインクチャンネル52に導
くインクインレット54と、共通インク室53内にイン
ク50を供給する共通インク供給流路55とを有してい
る。共通インク室53には共通インク供給流路55およ
びインク供給管402を介してインクカートリッジ40
3が接続され、インク50が供給される。なお、ノズル
51の数は、図3では簡単化のため5個しか示していな
いが、後述する実際に行った実験では全64ノズルのイ
ンクジェットヘッドを使用した。
ャンネル52、インクインレット54、共通インク室5
3を含むインク50の流路は、カバープレート56と振
動板プレート57によって形成されている。振動板プレ
ート57のうちインクチャンネル52を形成する部分
は、ノズル51からインク50を吐出させるためインク
チャンネル52の容積を変化させる振動板57aを構成
している。振動板57aは、電圧が印加されるとひずみ
を生じる圧電素子(PZT)58によって変形される。
インクジェットヘッド31は、上記のカバープレート5
6、振動板プレート57、圧電素子58、および基板5
9を台板60上に積層した構造をしている。圧電素子5
8の上下両面にはそれぞれ電極61,62が設けられて
いる。例えば、振動板57a側の電極61は共通電極で
あり、基板59側の電極62は個別の駆動電極である。
31の動作は、インクジェットプリンタ1の制御部(図
示せず)によって制御される。具体的には、制御部から
電極61,62間に画像データに基づいた所定のパルス
電圧が印加され、これにより圧電素子(PZT)58が
振動板57aを押す方向に変形する。この圧電素子58
の変形は振動板57aに伝えられ、これによりインクチ
ャンネル52の容積が減少してインクチャンネル52内
のインク50が加圧され、ノズル51からインク滴50
aが記録シート2に向かって吐出される。すなわち、圧
電素子58に電圧を印加して振動板57aを変形動作さ
せることによって、ノズル51が駆動されインク50が
当該ノズル51から吐出される。
ける筋状画像ノイズの発生を防止するため、個々のノズ
ル51の駆動波形として複数種類の波形を印加すること
により、従来のマルチスキャン方式を用いることなく、
目視レベルでのノイズ発生を防止するようにしている。
例えば、ここでは、1走査(主走査)中2種類の駆動波
形を交互に印加するようにしている。
成例を示すブロック図である。
を圧電素子58に印加するものであって、二つの充電回
路101A,101Bと、二つの放電回路102A,1
02Bとを有している。各充電回路101A,101B
の一方の端子は二つのスイッチ103,104を介して
圧電素子58の駆動電極62に接続され、もう一方の端
子は電源回路106に接続されている。また、各放電回
路102A,102Bの一方の端子は二つのスイッチ1
03,105を介して圧電素子58の駆動電極62に接
続され、もう一方の端子は圧電素子58の共通電極61
と同様に接地されている。
側、および中間位置の三つのポジションを有し、放電回
路側に設定されると駆動電極62が充電されて印加電圧
が上昇し(立ち上がり)、放電回路側に設定されると駆
動電極62が放電されて印加電圧が下降し(立ち下が
り)、中間位置に設定されると駆動電極62の電圧が一
定に保持される。したがって、圧電素子58に印加され
るパルス電圧の波形は、スイッチ103を所定のタイミ
ングで順に充電回路側(立ち上がり)→中間位置(電圧
保持)→放電回路側(立ち下がり)と切り替えることに
よって形成される。なお、駆動波形の具体的な形状は、
上記の切替えタイミング、ならびに選択されている充電
回路101Aまたは101Bおよび放電回路102Aま
たは102Bの特性(つまり、立ち上がり特性と立ち下
がり特性)によって決定される。
101Bはスイッチ104によって選択され、使用され
る放電回路102Aまたは102Bはスイッチ105に
よって選択される。ここでは、スイッチ104とスイッ
チ105は連動しており、充電回路101Aが選択され
るとこれに対応する放電回路102Aが同時に選択さ
れ、充電回路101Bが選択されるとこれに対応する放
電回路102Bが同時に選択されるようになっている。
したがって、充電回路101Aと放電回路102Aの組
合せで一つの波形が形成され、もう一方の充電回路10
1Bと放電回路102Bの組合せでもう一つの波形が形
成される。
り部分の形状が同じであれば(少なくとも後述するイン
ク吐出部である立ち上がり部分の形状は異なっていなけ
ればならない)、放電回路は共用することも可能であ
る。
5の切替え動作は、スイッチ回路107によって制御さ
れる。スイッチ回路107にはクロック回路108とタ
イマー回路109が接続されている。スイッチ回路10
7は、クロック回路108からのクロック信号とタイマ
ー回路109からの時間情報に基づいて、所定のタイミ
ングで、各スイッチ103,104,105の切替え動
作を制御する。その際、上記したように、印加する駆動
波形の種類はスイッチ104とスイッチ105によって
選択され、選択した駆動波形の実際の印加はスイッチ1
03の切替え動作によって行われる。
る。
参照)の詳細は、以下のとおりである。 ・インク50:20℃において、表面張力35dyn/cm、
粘度2.7cp なる物性のものを使用 ・インクチャンネル52:幅80μm、高さ80μm、
長さ4mm ・カバープレート56:厚さ2.5mm(石英ガラス製) ・振動板57a:厚さ6.5μm(共通インク室53と
共にSiの異方性エッチングにより作製) ・圧電素子58:積層型PZT(24層構成とし、層間
には共通電極と個別電極を交互に配置) ・基板59:結晶Si(0.8mm厚) ・台板60:ジルコニア(5mm厚) ・電極61,62:Cr(スパッタリング法により作
製)厚さ0.1μm また、カバープレート56、振動板プレート57、基板
59の三つの部材は陽極接合法により接合し、ノズル5
1とインクインレット54の形状はいずれも50μm角
の正方形形状とした。さらに、ノズルピッチは180ノ
ズル/インチとした。
スパッタ膜を用いたが、金、チタン、白金、ニクロム等
の他の金属薄膜でもよく、さらには、好適な導電性が得
られるのであれば、例えばITO膜などの導電性酸化膜
を使用してもよい。
示すとおりである。
路102Aの組合せによって形成される波形Aの形状を
示している。この波形Aを印加する周波数は2kHzと
した。電圧印加により振動板57aを押し上げて、イン
ク50を吐出させる形態である。波形Aのうち立ち上が
りの部分αはインク吐出部であって、この部分において
振動板57aが押し上げられインク50が吐出される。
また、立ち下がりの部分βはインク吸引部であって、こ
の部分において振動板57aが元の形状に戻され共通イ
ンク室53内のインク50がインクインレット54を通
ってインクチャンネル52内に吸引される。
路102Bの組合せによって形成されるもう一つの波形
Bの形状を示している。この波形Bを印加する周波数も
2kHzとした。また、波形Aと同様に、電圧印加によ
り振動板57aを押し上げてインク50を吐出させる形
態であって、波形Bのうち立ち上がりの部分αはインク
吐出部であり、立ち下がりの部分βはインク吸引部であ
る。
がりの形状がそれぞれ異なり、また、最大電圧も異なっ
ている(22Vと26V)が、いずれも着弾時のドット
直径を約200μmとすることができる波形である。
波形は、通常、複数種類存在する。インクジェットヘッ
ド31の各部の寸法や材質、さらには使用するインクに
よっても波形の形状はいろいろであり、一意に定められ
るものではないが、波形条件(時間と電圧の関係)を変
えながら選定していけば、容易に設定することができ
る。
である。図7(A)は、比較のため駆動波形Aのみで印
字した場合であり、図7(B)は、比較のため駆動波形
Bのみで印字した場合であり、図7(C)は、駆動波形
Aと駆動波形Bを交互に印加して印字した場合である。
に、駆動波形Aのみで印字した場合や駆動波形Bのみで
印字した場合には、図11(B)と同様な打点状態とな
り、筋状ノイズがきわめて著しい画像サンプルが得られ
た。なお、同一ヘッドでもこのように駆動波形によって
着弾位置が変わるのは、例えば、図10に示すようなヘ
ッド部材へのインクの「まとわりつき」状態が波形の違
いによって変化するためであると考えられる。
に印加した場合には、図7(C)に示すように、筋状ノ
イズは大幅に低減され、好ましい画質となった。つま
り、画像ノイズの目視レベルが大幅に向上している。こ
のように駆動波形Aと駆動波形Bを交互に印加すること
により筋状画像ノイズの発生が目視レベルで防止される
のは、各ノズルによる打点位置のずれがランダム化され
るためである。
ェット記録方式において、従来のようにマルチスキャン
方式を用いることなく、1回の走査(主走査)で筋状画
像ノイズのない好適な画像が得られた。
度)を落とさずに所望の画像を得ることができた。
ン化したフルラインヘッド70によるフルラインプリン
トについて実施してみたところ、この場合においても、
記録シート2を送る(副走査する)たびに異なる駆動波
形を印加することによって各ノズルによる打点位置のず
れがランダム化され、図8に示すように、筋状画像ノイ
ズのない好適な画像が得られた。したがって、インクジ
ェットヘッドのフルライン化による高速プリンティング
が可能となる。
A,Bを用いたが、これに限定されるわけではない。駆
動波形は3種類以上あってもよい。
ついて、電圧印加により振動板57aを押し上げてイン
クを吐出させる形態としたが、これに限定されるわけで
はない。ヘッド駆動方式は、いわゆる引き打ち型(例え
ば、印加電圧極性を逆にして印加し、振動板57aを押
し下げてインクチャンネル52の容積をインク50を充
填させながら増加させ、その後電圧をOFFし急峻に振
動板57aを元に戻す時の弾性力でインク50を吐出さ
せる方式)であってもよい。
いてインク飛翔用のエネルギ発生源として圧電素子58
を用いているが、これに限定されるわけではない。ヘッ
ド構成は、ヒータにより発生したバブルを利用するバブ
ル方式でも、振動部と電極との間に働くクーロン力を利
用する静電アクチュエータ方式でもよい。
っても顔料インクであってもよい。
1走査中に異なる複数の駆動波形を用いてインクを飛翔
させるので、各ノズルによる打点位置のずれがランダム
化され、従来のマルチスキャン方式を用いなくとも、1
回の走査で筋状画像ノイズの発生を目視レベルで有効に
防止することができる。また、このように1回の走査で
済むことから、プリント速度を犠牲にすることなく、目
視レベルでの筋状画像ノイズのない所望の好適な画像を
得ることができる。
ジェットヘッドをフルライン化したフルラインプリント
においても目視レベルでの筋状画像ノイズのない好適な
画像が得られるので、インクジェットヘッドのフルライ
ン化による高速プリンティングが可能となる。
の形態であるインクジェットプリンタの概略構成を説明
するための斜視図である。
クジェットヘッドを含むキャリッジ周辺の構成を説明す
るための斜視図である。
断面図である。
ブロック図である。
ある。
断面図である。
明するための模式図である。
ンである。
するための図面である。
するための図面である。
Claims (7)
- 【請求項1】 ノズルと、該ノズルに連通するインク室
と、インク飛翔用のエネルギー発生源とを有するインク
ジェットヘッドを備え、前記インク飛翔用エネルギー発
生源に電圧を印加することにより前記インク室内のイン
クを前記ノズルから液滴として吐出、飛翔させ、記録媒
体上に着弾させて画像形成を行うインクジェット式記録
装置において、 1走査中に異なる複数の駆動波形を前記インク飛翔用エ
ネルギー発生源に印加して前記ノズルからインクを飛翔
させることを特徴とするインクジェット式記録装置。 - 【請求項2】 隣接するドットは異なる駆動波形で打つ
ことを特徴とする請求項1記載のインクジェット式記録
装置。 - 【請求項3】 駆動波形は最高電圧が異なることを特徴
とする請求項2記載のインクジェット式記録装置。 - 【請求項4】 駆動波形は少なくとも2種類あることを
特徴とする請求項1記載のインクジェット式記録装置。 - 【請求項5】 駆動波形は最高電圧が異なることを特徴
とする請求項4記載のインクジェット式記録装置。 - 【請求項6】 前記インクジェットヘッドはシャトル型
であることを特徴とする請求項1記載のインクジェット
式記録装置。 - 【請求項7】 前記インクジェットヘッドはフルライン
型であることを特徴とする請求項1記載のインクジェッ
ト式記録装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11943798A JPH11309857A (ja) | 1998-04-28 | 1998-04-28 | インクジェット式記録装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11943798A JPH11309857A (ja) | 1998-04-28 | 1998-04-28 | インクジェット式記録装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11309857A true JPH11309857A (ja) | 1999-11-09 |
Family
ID=14761406
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11943798A Pending JPH11309857A (ja) | 1998-04-28 | 1998-04-28 | インクジェット式記録装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11309857A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8113615B2 (en) | 2004-08-10 | 2012-02-14 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Inkjet recording device and controller, control program and control method for inkjet recording device for gap reduction of ink droplets |
-
1998
- 1998-04-28 JP JP11943798A patent/JPH11309857A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8113615B2 (en) | 2004-08-10 | 2012-02-14 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Inkjet recording device and controller, control program and control method for inkjet recording device for gap reduction of ink droplets |
US8500231B2 (en) | 2004-08-10 | 2013-08-06 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Inkjet recording device and controller, control program and control method for inkjet recording device for gap reduction of ink droplets |
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