JP2008229980A - 液体吐出装置、液体吐出方法 - Google Patents

液体吐出装置、液体吐出方法 Download PDF

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Abstract

【課題】画像劣化を防止すること。
【解決手段】有色の液体を媒体に吐出する複数の第1ノズルが所定方向に並んだ第1ノズル列と、有色の液体を前記媒体に吐出する複数の第2ノズルが前記所定方向に並んだ第2ノズル列と、無色の液体を前記媒体に吐出する複数の第3ノズルが前記所定方向に並んだ第3ノズル列と、を有する液体吐出装置であって、前記第3ノズル列は前記第1ノズル列と前記第2ノズル列の間に配置されていること。
【選択図】図8

Description

本発明は、液体吐出装置、及び、液体吐出方法に関する。
液体吐出装置の1つとして、紙や布、フィルムなどの各種媒体にノズルからインクを吐出して印刷を行うインクジェットプリンタが知られている。
そのため、インクが多量に塗布されるベタ塗り印刷領域の繊維はインク中の水分により膨張し、一方、インクが塗布されない又は少量のインクしか塗布されない領域の繊維はあまり膨張しないため、媒体にしわが寄ってしまうコックリング現象(cockle:しわにする)が発生することがある。そこで、ベタ塗り印刷領域以外の領域にも、インク中の水分を含む無色透明なインクを塗布し、繊維の膨張を均等にして、コックリング現象の発生を緩和する方法が提案されている。(特許文献1)
特開平6−198868号公報 特開2001−205827号公報
コックリング現象は媒体にインク滴が着弾した瞬間から発生する。そのため、例えば、4色のカラーインク(YMCK)によりベタ塗り印刷される場合に、ベタ塗り印刷の途中から媒体にしわが寄ってしまうと、インク滴が正確な位置に着弾せず、画像劣化が発生する。
そこで、本発明では、画像劣化を防止することを目的とする。
前記目的を達成するための主たる発明は、有色の液体を媒体に吐出する複数の第1ノズルが所定方向に並んだ第1ノズル列と、有色の液体を前記媒体に吐出する複数の第2ノズルが前記所定方向に並んだ第2ノズル列と、無色の液体を前記媒体に吐出する複数の第3ノズルが前記所定方向に並んだ第3ノズル列と、を有する液体吐出装置であって、前記第3ノズル列は前記第1ノズル列と前記第2ノズル列の間に配置されている、ことを特徴とする液体吐出装置である。
本発明の他の特徴は、本明細書、及び添付図面の記載により、明らかにする。
===開示の概要===
本明細書の記載、及び添付図面の記載により、少なくとも次のことが明らかとなる。
すなわち、有色の液体を媒体に吐出する複数の第1ノズルが所定方向に並んだ第1ノズル列と、有色の液体を前記媒体に吐出する複数の第2ノズルが前記所定方向に並んだ第2ノズル列と、無色の液体を前記媒体に吐出する複数の第3ノズルが前記所定方向に並んだ第3ノズル列と、を有する液体吐出装置であって、前記第3ノズル列は前記第1ノズル列と前記第2ノズル列の間に配置されていることを特徴とする液体吐出装置が実現できること。
このような液体吐出装置によれば、第1ノズルと第2ノズルから特定の領域に対して先に液体が多量に塗布され、液体の吐出中に媒体にコックリング現象が発生してしまうことを防止できる。その結果、各ノズルからの液体滴が媒体上の正確な位置に着弾し、画像劣化の発生が防止される。
かかる液体吐出装置であって、前記第1ノズルが吐出する液体の色と前記第2ノズルが吐出する液体の色が異なること。
このような液体吐出装置によれば、第1ノズルからの液体が吐出されてから、第2ノズルから液体が吐出されるまでの間に、第3ノズルから液体が吐出されるため、第1ノズルにより形成された媒体上の液体滴(ドット)と第2ノズルにより形成された媒体上の液体滴(ドット)が混ざってしまうこと(カラーブリード)を防止することができる。
かかる液体吐出装置であって、前記媒体を前記所定方向と交差する搬送方向に搬送する搬送機構を備えること。
このような液体吐出装置によれば、液体吐出中の媒体のコックリング現象と画像劣化が防止できる。搬送方向に媒体が搬送される液体吐出装置(例ラインヘッドプリンタ)では、ノズルは移動せずに、媒体が停まることなく搬送されて液体が吐出されるため、仮に、有色ノズル列と無色ノズル列が搬送方向の上流側か下流側に偏って配置されているとすると、特定の領域に先に多量にインクが塗布され、媒体にコックリング現象が発生し、下流側のノズル列から吐出されるインク滴が正確な位置に着弾せずに、画像劣化を引き起こすおそれがある。また、媒体が停まることなく高速に液体が吐出されるため、カラーブリード防止の効果をより得られることができる。
かかる液体吐出装置であって、前記第1ノズル列と前記第3ノズル列の間に、有色の液体を吐出する複数のノズルが前記所定方向に並んだノズル列が設けられ、前記第2ノズル列と前記第3ノズル列の間にも、有色の液体を吐出する複数のノズルが前記所定方向に並んだノズル列が設けられること。
このような液体吐出装置によれば、無色の液体を吐出する第3ノズル列が有色インクノズル列の中央に配置されるため、どの有色インクノズル列から先に液体が塗布されるかに関わらず、液体吐出中のコックリング現象の発生を防止することができる。また、全ての有色インクノズル列により液体が吐出される場合などでは、画像(有色の液体が塗布される領域)とその周辺において、平均して液体(水分)が塗布される。
かかる液体吐出装置であって、前記有色の液体がブラックインクとイエローインクとマゼンタインクとシアンインクである場合、前記第1ノズルからブラックインクが吐出され、前記第2ノズルからイエローインクが吐出されること。
このような液体吐出装置によれば、カラーブリードにより画像劣化が起こりやすい色(イエローとブラック)の液体を吐出するノズル列を最も離した状態で配置するため、より画像劣化を防止することができる。
かかる液体吐出装置であって、前記媒体の両面に液体が吐出される場合、前記媒体の一方の面に前記液体が吐出される際の搬送方向は、前記媒体の他方の面に前記液体が吐出される際の搬送方向と逆の方向であること。
このような液体吐出装置によれば、媒体のどちらの面に液体を吐出する際にも、無色の液体を吐出する第3ノズル列が有色インクの中央に配置されることになる。そのため、第3ノズル列が搬送方向の上流側か下流側に偏ることがないため、特定の領域に先に液体が塗布されることを防止することができる。
かかる液体吐出装置であって、前記第3ノズルは、前記第1ノズル及び前記第2ノズルに対して、前記所定方向にずれていること。
このような液体吐出装置によれば、第1ノズルと第2ノズルにより形成された液体滴に隣接して、第3ノズルにより液体滴が形成される場合に、第1ノズルまたは第2ノズルから吐出される液体(有色の液体)と無色の液体が接触してしまう領域を減少させることができ、有色の液体が無色の液体により滲んでしまうことを防止できる。
かかる液体吐出装置であって、前記有色の液体により形成される画像の周辺に前記第3ノズルから前記無色の液体が吐出されること。
このような液体吐出装置によれば、コックリング現象の発生と画像劣化を防止することができる。
かかる液体吐出装置であって、前記画像から離れるにしたがって、前記第3ノズルからの吐出量が減少すること。
このような液体吐出装置によれば、無色の液体の消費量を抑えることができる。
かかる液体吐出装置であって、前記画像によって生じる前記媒体の第1の方向の変形が、前記第1の方向と交差する第2の方向の変形よりも大きい場合、前記画像に対して前記第2の方向の周辺に吐出される前記無色の液体の量よりも、前記第1の方向の周辺に吐出される前記無色の液体の量の方が多いこと。
このような液体吐出装置によれば、無色の液体の消費量を抑えることができる。
かかる液体吐出装置であって、前記媒体が繊維により構成され、前記媒体に液体が吐出された際に、前記繊維は前記第2の方向よりも前記第1の方向により大きく変形する場合、前記画像に対して前記第2の方向の周辺に吐出される前記無色の液体の量よりも、前記第1の方向の周辺に吐出される前記無色の液体の量の方が多いこと。
このような液体吐出装置によれば、無色の液体の消費量を抑えることができる。
また、有色の液体を媒体に吐出する第1ノズルが所定方向に並んだ第1ノズル列と、有色の液体を前記媒体に吐出する複数の第2ノズルが前記所定方向に並んだ第2ノズル列との間に、無色の液体を前記媒体に吐出する複数の第3ノズルが前記所定方向に並んだ第3ノズル列が配置される液体吐出装置において、前記第1ノズルから前記有色の液体が前記媒体に吐出され、前記第3ノズルから前記無色の液体が前記媒体に吐出され、前記第2ノズルから前記有色の液体が前記媒体に吐出される液体吐出方法が実現できること。
このような液体吐出方法によれば、液体吐出中のコックリング現象の発生と画像劣化を防止できる。
===ラインヘッドプリンタの構成===
以下、液体吐出装置をインクジェットプリンタとし、また、インクジェットプリンタの中のラインヘッドプリンタ(プリンタ1)を例に挙げて実施形態を説明する。ラインヘッドプリンタでは、ヘッドユニットの下面に紙幅方向(所定方向)に並んだノズル列が形成されており、印刷用紙がヘッドユニットの下面と対向するように、停まることなく搬送されることで、画像が形成される。
図1は、本実施形態のプリンタ1の全体構成ブロック図である。図2Aは、プリンタ1の断面図である。図2Bは、プリンタ1が用紙S(媒体)を搬送する様子を示す図である。外部装置であるコンピュータ60から印刷データを受信したプリンタ1は、コントローラ10により、各ユニット(搬送ユニット20、ヘッドユニット30)を制御し、用紙Sに画像を形成する。また、プリンタ1内の状況を検出器群50が監視し、その検出結果に基づいて、コントローラ10は各ユニットを制御する。
コントローラ10は、プリンタ1の制御を行うための制御ユニットである。インターフェース部11は、外部装置であるコンピュータ60とプリンタ1との間でデータの送受信を行うためのものである。CPU12は、プリンタ1全体の制御を行うための演算処理装置である。メモリ13は、CPU12のプログラムを格納する領域や作業領域等を確保するためのものである。CPU12は、メモリ13に格納されているプログラムに従ったユニット制御回路14により各ユニットを制御する。
搬送ユニット20は、用紙Sを印刷可能な位置に送り込み、印刷時には搬送方向に所定の搬送量で用紙Sを搬送させる。給紙ローラ23は、紙挿入口に挿入された用紙Sをプリンタ1内の搬送ベルト22上に自動的に給紙するためのローラである。そして、輪状の搬送ベルト22が搬送ローラ21A及び21Bにより回転し、搬送ベルト22上の用紙Sは搬送される。なお、用紙Sは搬送ベルト22に静電吸着又はバキューム吸着している(不図示)。
ヘッドユニット30は、用紙Sにインクを吐出するためのものであり、複数のヘッド31を有する。ヘッド31の下面には、インク吐出部であるノズルが複数設けられる。そして、各ノズルには、インクが入った圧力室(不図示)と、圧力室の容量を変化させてインクを吐出させるための駆動素子(ピエゾ素子PZT)が設けられている。
===印刷手順について===
コントローラ10は、コンピュータ60から印刷命令及び印刷データを受信すると、印刷データに含まれる各種コマンドの内容を解析し、各ユニットを用いて、以下の処理を行う。
まず、コントローラ10は、給紙ローラ23を回転させ、印刷すべき用紙Sを搬送ベルト22上まで送る。そして、コントローラ10は、搬送ローラ21A及び21Bを回転させ、給紙された用紙Sを印刷開始位置に位置決めする。このとき、用紙Sは、上流側ヘッドユニット30Aの少なくとも一部のノズルと対向している。
次に、用紙Sは搬送ベルト22上を一定速度で停まることなく搬送され、上流側ヘッドユニット30Aと下流側ヘッドユニット30Bの下を通る。ヘッドユニット30の下を用紙Sが通る間に、各ノズルからインクが断続的に吐出される。その結果、用紙S上には搬送方向に沿った複数のドットからなるドット列(ラスタライン)が形成される。最後に、コントローラ10は、画像の印刷が終了した用紙Sを搬送ローラ21Bから排紙する。
===コックリング現象と対策について===
図3Aは、用紙Sのコックリング現象の様子を示す図である。図中には、画像Aが形成された用紙Sの表面と、用紙Sの長手方向及び横方向の断面が示されている。
用紙Sが普通紙であり、多量のインクが塗布されるベタ塗り印刷により用紙S上に画像Aが形成されると、用紙Sの繊維がインクの溶媒成分である水分を吸収し膨張する。そして、用紙S上の画像A以外の他の領域にはインクが塗布されない又は少量のインクしか塗布されないとすると、他の領域では画像Aほどの膨張は起こらない。ゆえに、多量のインクが塗布された画像Aの領域は、他の領域と比較して盛り上がった形状へと変形してしまう。即ち、用紙Sにしわが寄ったようになり、このような現象を「コックリング現象」(cockle:しわにする)と呼んでいる。
コックリング現象は、特定の箇所にのみ多量のインクが塗布されることにより発生する。よって、画像Aの領域だけでなく、他の領域にもインクが塗布されれば、他の領域の繊維も同様に膨張し、用紙Sの変形を緩和することができる。この場合、他の領域に塗布されるインクは印刷画像とは関係がないため、出来る限り無色透明である必要がある。
そこで、本実施形態では、画像Aのようにベタ塗り印刷される領域の周辺にコックリング防止剤を塗布する(画像Aの領域にはコックリング防止剤は塗布しない)。コックリング防止剤とはコックリング現象に起因する水分を含んだ無色透明な液体である。そうすることで、用紙Sの繊維の膨張を均等にすることができ、コックリング現象を緩和することができる。なお、コックリング現象に影響する物質は水分であるので、コックリング防止剤は純水でも構わない。但し、インクジェットにより安定して吐出させるため、コックリング防止剤はできるだけインクと物性が近いことが好ましい。
図3Bは、コックリング防止剤の塗布例を示す図である。ベタ塗り印刷される画像Aの領域(黒塗り部、以下、領域Aとする)の周辺の領域(ハッチング部、以下、領域Bとする)にコックリング防止剤を塗布することで、コックリング現象を緩和することができる。このとき、例えば、領域Aの外周と枠F1の間の領域には、領域Aに塗布される水分量の75%の水分量が塗布されるようにコックリング防止剤を塗布し、枠F1と枠F2の間の領域には、領域Aに塗布される水分量の50%の水分量が塗布されるようにコックリング防止剤を塗布し、枠F2と枠F3の間の領域には、領域Aに塗布される水分量の25%の水分量が塗布されるようにコックリング防止剤を塗布する。このように、画像Aから離れるにしたがって、コックリング防止剤の塗布量を減少させてもよい。また、画像Aの周辺にコックリング防止剤を塗布すれば、用紙S上の画像A以外の全領域にコックリング防止剤を塗布しなくともよい。
コックリング現象は、インクが多量に塗布される領域とそうでない領域が隣り合い、用紙Sの繊維に浸透する水分量が一定領域内において急激に変化することにより発生する。そのため、用紙S上の画像A以外の全領域に、画像Aと同量の水分(コックリング防止剤)を塗布する必要はなく、画像Aから離れるにしたがってコックリング防止剤の塗布量を減少させても、コックリング現象の発生を緩和することができる。また、そうすることで、コックリング防止剤の消費量を節約することができる。
図4Aは、用紙Sにしわが寄り易い方向を示す図である。紙には繊維の方向(紙の目)があり、例えば、用紙Sが長手方向に沿った繊維の流れで構成されるとすると、長手方向と交差する横方向に沿って用紙Sにしわが寄り易くなる(コックリング現象が起こり易くなる)。即ち、ベタ塗り印刷による画像Aが用紙Sの全域に形成された場合、用紙Sは長手方向よりも横方向にしわが寄ってしまう。これは用紙Sの繊維が水分により長手方向よりも横方向に大きく変形しやすいからである。
図4Bは、コックリング防止剤の他の塗布例を示す図である。図4Aの用紙Sのように、用紙Sにしわが寄りやすい方向が分かる場合には、ベタ塗り印刷による画像Aの周辺のうちのしわが寄り易い方向(横方向)にのみコックリング防止剤を塗布してもよい。例えば、図4Bに示すように、画像Aの先端側の境界L1と後端側の境界L2の間の画像A以外の領域に、コックリング防止剤を塗布する。そうすると、画像Aに対する横方向の領域内において、水分量の急激な変化が抑えられ、コックリング現象を抑止することができ、また、コックリング防止剤の消費量を節約することができる。なお、画像Aの周辺のうちのしわが寄り難い方向(第2の方向)に塗布されるコックリング防止剤の量よりも、しわが寄り易い方向(第1の方向)に塗布されるコックリング防止剤の量を多くしてもよい。
===ノズル配列について===
本実施形態では、ベタ塗り印刷領域の周辺の領域にコックリング防止剤を塗布することで、コックリング現象を防止する。そのため、ヘッドユニット30の下面には、画像形成のために色材を有する有色インク(YMCK)を吐出する有色ノズルの他に、色材を有さない無色透明のインクであるコックリング防止剤を吐出するコックリング防止剤ノズルが設けられている。以下、ヘッドユニット30の下面に設けられるノズルの配列について、比較例のノズル配列を示してから、本実施形態のノズル配列を説明する。
〈比較例のノズル配列〉
図5は、比較例のノズル配列と用紙S(断面図)の位置関係を示す図である。ヘッドユニット30の下面では、搬送方向と交差する紙幅方向に沿って、インクの種類毎に、ノズルが一定間隔おきに並んでノズル列を形成している(不図示)。そして、比較例では、搬送方向の上流側から、ブラックノズル列K、イエローノズル列Y、シアンノズル列C、マゼンタノズル列M、コックリング防止剤ノズル列Pの順にノズル列が並んでいる。即ち、用紙Sが上流側から下流側へ搬送されると、用紙Sは、まず有色インクノズル列(KYCM)と対向し、その後にコックリング防止剤ノズル列Pと対向する。ゆえに、用紙S上のある領域に対して全ての有色インク(KYCM)とコックリング防止剤が吐出されるとすると、全ての有色インク(KYCM)が吐出された後に、コックリング防止剤が吐出される。
ここで、前述の図3Bのように、用紙S上の領域A(太線枠内の白塗り部)が全ての有色インクノズル列(YMCK)によりベタ塗り印刷され、コックリング対策として領域B(ハッチング部)にコックリング防止剤が塗布されるとする。図5には、用紙Sが上流側から下流側に搬送されながら、比較例のノズル配列によりベタ塗り印刷される様子が示されている。
第1段階の用紙Sのように、ベタ塗り印刷の始めにおいて、ブラックノズル列Kと領域Aが対向し、領域Aにブラックインクが塗布される。更に、用紙Sが搬送されると、第2段階の用紙Sのように、領域Aの下流側にはイエローインクとブラックインクが塗布され、領域Aの上流側にはブラックインクが塗布される。
第2段階よりも下流側に搬送された第3段階は、領域Aとマゼンタノズル列Mとが対向する直前の状態を示している。第3段階の領域Aは、ブラックノズル列Kの下を通り過ぎ、シアンノズル列Cとイエローノズル列Yと対向する。そのため、第3段階において、領域Aの下流側にはシアンインクとイエローインクとブラックインクとが塗布され、領域Aの上流側にはイエローインクとブラックインクとが塗布される。一方、領域Bには未だコックリング防止剤が塗布されていない。
ところで、コックリング現象はインク滴が用紙S上に着弾した瞬間から発生し、隣り合う領域の水分量の差が大きくなると、用紙Sに発生するしわが大きくなってしまう。比較例では、第3段階の時点で、下流側の領域Bと領域Aの下流側とにおけるインク(水分)塗布量の差が大きくなってしまうため、図5に示すように領域Aは用紙Sの他の領域に比べて、繊維が膨張し、盛り上がった状態に変形してしまう(コックリング現象が発生してしまう)。
そして、第3段階よりも用紙Sが搬送されると、領域Aはマゼンタノズル列Mと対向する。このとき、領域Aは平面でなく盛り上がった状態となっているため、マゼンタノズル列Mのノズルから吐出されたインク滴は正確な位置に着弾することができず、領域Aの画像は劣化してしまう。
つまり、比較例では、全ての有色インクノズル列(YMCK)よりも下流側にコックリング防止剤ノズル列Pが配置されるため、多数の有色インクノズル列によりベタ塗り印刷が行われるとすると、コックリング防止剤が領域Bに塗布される前に、ベタ塗り印刷領域には多量のインクが塗布され、ベタ塗り印刷の途中において、用紙Sにコックリング現象が発生してしまう。その結果、下流側の有色インクノズル列(図5ではマゼンタノズル列M)は、コックリング現象が発生した用紙Sにインク滴を吐出することになり、下流側の有色インクノズル列から吐出されるインク滴は正確な位置に着弾せず、画像劣化が発生してしまう。
逆に、全ての有色インクノズル列(YMCK)よりも上流側にコックリング防止剤ノズル列Pが設けられる場合においても(不図示)、先にベタ塗り印刷領域の周辺(領域B)にコックリング防止剤が塗布されるため、周辺の領域にしわが寄った状態(コックリング現象が発生した状態)で、有色インクによるベタ塗り印刷が行われ、有色インクノズルからのインク滴が正確な位置に着弾せずに、画像劣化が発生してしまう。
そこで、本実施形態では、画像劣化を防止することを目的とし、特にベタ塗り印刷される画像の劣化を防止する。
〈本実施形態のノズル配列〉
図6は、ヘッドユニット30の下面を示す図である。ヘッドユニット30はインク毎のヘッド群32(四角い点線)から構成され、各ヘッド群32は複数のヘッド31を有する。搬送方向の上流側から順に、ブラックヘッド群32K、シアンヘッド群32C、コックリング防止剤ヘッド群32P、マゼンタヘッド群32M、イエローヘッド群32Yが並んでいる。
そして、各ヘッド群32は、複数のヘッド31(n個)をそれぞれ有し、複数のヘッド31は紙幅方向に千鳥状に並んで配置されている。また、例えば、ブラックヘッド群32Kに属するヘッド31Kにおいて、紙幅方向の左側のヘッド31より順に、第1ヘッド31K(1)、第2ヘッド31K(2)…第nヘッド31K(n)とする。
図7は、ブラックヘッド群32Kのノズル面の詳細図である。ブラックヘッド群32K以外のヘッド群32も同様のノズル配列となっている。1つのブラックヘッド31Kの下面には、ブラックノズル列Kが4列形成され、上流側から順にK1、K2、K3、K4と記されている。そして、各ブラックノズル列Kはノズルを180個ずつ備え、各ブラックノズル列Kの左側のノズルほど若い番号が付されている(#1〜#180)。そして、各ブラックノズル列Kのノズルは、紙幅方向に一定の180dpiの間隔で整列している。
また、ブラックヘッド31Kに形成される4列の各ブラックノズル列K1〜K4は、搬送方向に隣り合うノズル列と紙幅方向に720dpiの間隔でずれている。例えば、最上流側のブラックノズル列K1のノズル#1は、隣のブラックノズル列K2のノズル#1に対して紙幅方向の左側に720dpiずれている。また、最下流側のブラックノズル列K4のノズル#1は、最上流側のブラックノズル列K1のノズル#2に対して紙幅方向の左側に720dpiずれている。即ち、ノズル間隔が180dpiであるブラックノズル列K1〜K4を4列合わせることで、1つのブラックヘッド31K内において、ブラックノズルは紙幅方向に720dpiの間隔で並ぶことになる。
そして、紙幅方向に隣り合う2つのブラックヘッド31Kにおいて、右側のブラックヘッド31K(2)に属するノズルのうちの最も左側のノズル(ブラックノズル列K1のノズル#1)に対して、左側のブラックヘッド31K(1)に属するノズルのうちの最も右側のノズル(ブラックノズル列K4のノズル#180)は紙幅方向に720dpiの間隔で左側にずれている。つまり、ブラックヘッド群32Kに属するヘッド31Kのノズルを全て合わせると、ブラックノズルが紙幅方向に720dpiの間隔で並んでいることになり、プリンタ1は紙幅方向に720dpiの解像度で印刷することが可能となる。他のノズル、即ち、シアン、マゼンタ、イエローノズルもコックリング防止剤ノズルも紙幅方向に720dpiの間隔で並んでいる。
ここで、本実施形態のノズル配列(図6)と比較例のノズル配列(図5A)を比較すると、比較例ではコックリング防止剤ノズル列Pが有色インクノズル列(YMCK)よりも下流側に配置されているのに対して、本実施形態ではコックリング防止剤ノズル列Pが有色インクノズル列(YMCK)の中央に配置されている。即ち、比較例の用紙Sは、全ての有色インクノズル列(YMCK)と対向した後に、コックリング防止剤ノズル列(P)と対向するのに対して、本実施形態の用紙Sは、まず、2つの有色インクノズル列(KC)と対向し、その後、コックリング防止剤ノズル列(P)と対向し、再び2つの有色インクノズル列(MY)と対向する。ゆえに、全てのノズル列から用紙S上のある領域にインク(コックリング防止剤)が吐出されるとすると、まず2色の有色インク(KC)が吐出され、次にコックリング防止剤が吐出され、再び2色の有色インク(MY)が吐出される。
===本実施形態のコックリング対策について===
以下、前述の図3Bのように、用紙S上の領域A(太線枠、白塗り部)が全ての有色インクノズル列(YMCK)によりベタ塗り印刷される場合に、領域B(ハッチング部)にコックリング防止剤を塗布してコックリング現象を抑止する方法について説明する。
図8は、本実施形態のノズル配列と用紙Sの位置関係を示す図である。図は、用紙Sの横方向(図3B)が搬送方向となるように、用紙Sが上流側から下流側へ搬送されながら、ベタ塗り印刷される様子を示している。第1段階の用紙Sのように、ベタ塗り印刷の始めにおいて、ブラックノズル列Kと領域Aが対向し、領域Aの下流側にブラックインクが塗布される。また、第1段階の用紙Sは、領域Bとカール防止剤ノズル列Pが対向する直前の状態であり、第1段階から更に用紙Sが搬送された第2段階では、下流側の領域Bとコックリング防止剤ノズル列Pが対向し、領域Bにはコックリング防止剤が塗布される。また、領域Aはシアンノズル列Cとブラックノズル列Kと対向し、領域Aの下流側にはシアンインクとブラックインクが塗布され、領域Aの上流側にはブラックインクが塗布される。即ち、比較例では領域Aに多量にインクが塗布されてから領域Bにコックリング防止剤が塗布されていたのに対して(図5)、本実施形態では、領域Aに多量のインクが塗布される前に(ブラックインクとシアンインクが塗布されているだけの状態で)、領域Bにコックリング防止剤が塗布される。
そして、第2段階よりも用紙Sが搬送された第3段階では、領域Aとマゼンタノズル列Mが対向する直前の状態の用紙Sが示されている。第3段階では、下流側の領域Bにカール防止剤が塗布され、領域Aにシアンインクとブラックインクが塗布されている。そのため、下流側の領域Bと領域Aにおけるインク(水分)塗布量の差は小さく、用紙S上の領域Aと領域Bにしわは寄らずに、領域Aと領域Bは平面な状態が保たれている。つまり、本実施形態では、用紙Sにしわが寄っていない状態で、下流側の有色インクノズル列(MY)からインクが吐出されるため、下流側の有色インクノズル列から吐出されるインク滴は正確な位置に着弾し、画像劣化を防ぐことができる。
また、第4段階の用紙Sは、上流側の領域Bがコックリング防止剤ノズル列Pと対向する直前の状態を示す図である。このとき、上流側の領域Bにはコックリング防止剤がまだ塗布されていない。しかし、上流側の領域Bと隣り合う領域Aの上流側には、シアンインクとブラックインクしか塗布されていない。そのため、上流側の領域Bと領域Aの上流側におけるインク(水分)塗布量の差は小さく、用紙S上の領域Aと領域Bにしわが寄ってしまうことを防ぐことができる。その結果、第4段階から更に用紙Sが搬送され、領域Aの上流側がマゼンタノズル列Mと対向する際に、用紙Sにしわが寄っていないため、マゼンタノズル列Mから吐出されるインク滴は正確な位置に着弾し、画像劣化を防ぐことができる。
つまり、本実施形態では、比較例のように全ての有色ノズル列(YMCK)の下流側(または上流側)にコックリング防止剤ノズル列(P)が配置されるのではなく、有色ノズル列(YMCK)の間にコックリング防止剤ノズル列(P)が配置されるため、ベタ塗り印刷される領域(領域A)とコックリング防止剤が塗布される領域Bのどちらか一方だけ先にインクが多量に塗布されることが避けられる。その結果、下流側の有色インクノズル列の印刷前に用紙Sにコックリング現象が発生してしまうことはなく、下流側の有色インクノズル列から吐出されるインク滴が正確な位置に着弾し、画像劣化を防ぐことができる。
なお、本実施形態では(図8)、コックリング防止剤ノズル列Pを有色インクノズル列(YMCK)の中央に配置しているがこれに限らない。図12A及び図12Bは、本実施形態のノズル配列の変形例を示す図である。図12Aでは、搬送方向の上流側から、ブラックノズル列K、コックリング防止剤ノズル列P、シアンノズル列C、マゼンタノズル列M、イエローノズル列Yの順に配置され、図12Bでは、搬送方向の上流側から、ブラックノズル列K、シアンノズル列C、マゼンタノズル列M、コックリング防止剤ノズルP、イエローノズル列Yの順に配置されている。このように、有色インクノズル列(YMCK)の間にコックリング防止剤ノズル列Pが設けられれば、比較例に比べて、印刷中のコックリング現象の発生を防止し、画像劣化を防ぐ。但し、有色インクのうちのどのインクを用いてベタ塗り印刷されるかは印刷パターンによって異なるため、本実施形態のノズル配列のように、コックリング防止剤ノズル列Pが上流側か下流側かに偏ることなく中央に配置された方が、どの印刷パターンによっても、ベタ塗り印刷領域とその周辺領域に同時にインクが塗布される可能性が高くなるため、画像劣化防止の効果を確実に得ることができる。
===カラーブリードについて===
図9Aは、比較例のノズル配列において、イエローのドットとブラックのドットが隣接して形成される様子を示す概略図である。比較例のノズル配列では(図5)、ブラックノズル列Kとイエローノズル列Yが搬送方向に隣り合う。そのため、イエローのドットとブラックのドットが隣接して形成される場合、図9Aに示すように、ブラックのドットが乾燥する前に(紙の繊維にインクが浸透する前に)、イエローのドットがブラックのドットに隣接して形成され、2つのドット境界部が滲んでしまうおそれがある。このように、色の異なる境界部分で色が滲んだり不均一に混ざり合ったりする現象を「カラーブリード」と呼び、画質劣化の一因となりうる。特に、イエローインクのような淡いインクと、ブラックインクのような濃いインクが混ざってしまうと、目立ちやすい。
図9Bは、本実施形態のノズル配列において、イエローのドットとブラックのドットが隣接して形成される様子を示す概略図である。本実施形態のノズル配列では(図8)、ブラックノズル列Kは搬送方向の最上流側に設けられ、イエローノズル列Yは搬送方向の最下流側に設けられる。また、ブラックノズル列Kとイエローノズル列Yの間には、マゼンタノズル列Mとシアンノズル列Cの他に、コックリング防止剤ノズル列Pも設けられている。そのため、本実施形態では比較例に比べて、ブラックのドットが形成されてから用紙Sとイエローノズルが対向するまでの期間が比較的長く、その間に、ブラックのドットの乾燥が進み、ブラックのドットに隣接してイエローのドットが形成されたとしても、カラーブリードが起こりにくい。
つまり、本実施形態では、カラーブリードにより画質劣化が起こりやすい色(イエローとブラック)のノズル列を搬送方向の最上流側と最下流側に離して設け、更に、有色インクノズル列(YMCK)の間にカール防止剤ノズル列(P)を配置するため、最下流側のノズル列と用紙Sが対向する頃には、最上流側のノズル列により形成されたドットの乾燥が進み、カラーブリードによる画質劣化が起こりにくくなる。
また、カラーブリードは、イエローとブラックだけでなく、異なる色のインクの境界でも起こる。そのため、コックリング防止剤ノズル列Pが有色インクノズル列(YMCK)の間に設けられることで、コックリング防止剤ノズル列Pよりも上流側に設けられたノズル列により形成されるドットと、コックリング防止剤ノズル列Pよりも下流側に設けられたノズル列により形成されるドットとが隣接したとしても、比較例に比べてカラーブリードが発生しにくい。
例えば、図5に示すように、比較例のノズル配列では、シアンノズル列Cとマゼンタノズル列Mが隣り合っているため、シアンのドットが乾燥する前に、シアンのドットに隣接してマゼンタのドットが形成され、カラーブリードが発生してしまう可能性が高い。これに対して、図8に示すように、本実施形態のノズル配列では、シアンノズル列Cとマゼンタノズル列Mの間にコックリング防止剤ノズル列Pが設けられるため、シアンのドットが形成されてから、用紙Sがコックリング防止剤ノズル列Pの下を搬送される間に、シアンのドットの乾燥が進むため、シアンのドットに隣接してマゼンタのドットが形成されたとしても、比較例に比べてカラーブリードが発生しにくい。
以上をまとめると、本実施形態のプリンタ1(液体吐出装置)は、有色の液体(例ブラック)を媒体に吐出する複数の第1ノズルが所定方向に並んだ第1ノズル列(例ブラックノズル列K)と、有色の液体(例イエロー)を前記媒体に吐出する複数の第2ノズルが前記所定方向に並んだ第2ノズル列(例イエローノズル列)と、無色の液体(コックリング防止剤)を前記媒体に吐出する複数の第3ノズルが前記所定方向に並んだ第3ノズル列(コックリング防止剤ノズル列)とを有し、前記第3ノズル列は前記第1ノズル列と前記第2ノズル列の間に配置されていることを特徴とする。
こうすることで、特定の領域(例ベタ塗り印刷領域)にのみ先にインクが塗布され、印刷中の媒体にコックリング現象が発生してしまうことが抑えられ、画像劣化を防止することが出来る。また、コックリング現象対策として用いられるコックリング防止剤ノズルを有色インクノズルの間に配置することで、有色インク同士のカラーブリードを防止することができる。
===両面印刷について===
図10は、両面印刷の様子を示す図である。本実施形態のプリンタ1を両面印刷が可能なプリンタとし、また、用紙Sの表面が搬送方向の上流側から下流側へ搬送されながら印刷され、その後、用紙反転ユニット40により用紙Sは反転され、用紙Sの裏面が搬送方向の下流側から上流側へ搬送されながら印刷されるとする。つまり、用紙Sの表面を印刷する際の搬送方向と、用紙Sの裏面を印刷する際の搬送方向とが、逆方向である。
用紙Sの表面が印刷される際に、用紙Sは、ブラックノズル列K、シアンノズル列C、コックリング防止剤ノズル列P、マゼンタノズル列M、イエローノズル列Yの順に対向する。一方、用紙Sの裏面が印刷される際に、用紙Sは、イエローノズル列Y、マゼンタノズル列M、コックリング防止剤ノズル列P、シアンノズル列C,ブラックノズル列Kの順に対向する。即ち、本実施形態ではコックリング防止剤ノズル列Pが有色インクノズル列(YMCK)の中央に配置されるため、搬送方向が異なる表面印刷と裏面印刷のどちらが行われる場合にも、用紙Sは、2つの有色インクノズル列、コックリング防止剤ノズル列P、2つの有色インクノズル列の順に対向する。そのため、有色インクによりベタ塗り印刷される際に、ベタ塗り印刷領域、又は、その周辺領域のどちらか一方に先に多量にインクが塗布されてしまうことが避けられ、コックリング現象が抑止される。
===その他の実施形態===
上記の各実施形態は、主としてインクジェット方式のプリンタを有する印刷システムについて記載されているが、印刷用紙のコックリング現象対策等の開示が含まれている。また、上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。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いうまでもない。特に、以下に述べる実施形態であっても、本発明に含まれるものである。
〈ノズル配列について〉
前述の実施形態では、コックリング防止剤ノズル列Pと有色インクノズル列(YMCK)が紙幅方向にずれることなく配置されているが、これに限らない。例えば、図11Aのように、コックリング防止剤ノズル列Pを有色インク(YMCK)に対してノズルピッチ(720dpi)の半分の間隔(1440dpi)だけ紙幅方向にずらしてもよい。
図11Bは、前述のノズル配列により有色インクのドット(白)の周辺にコックリング防止剤のドット(ハッチング)が塗布された様子を示す図である。一方、図11Cは、図11Aのノズル配列により有色インクのドット(白)の周辺にコックリング防止剤のドット(ハッチング)が塗布された様子を示す図である。前述のノズル配列によると、有色インクのドットの中心とコックリング防止剤のドットの中心とが紙幅方向にずれることはない。一方、図11Aのノズル配列によると、有色インクのドットの中心とコックリング防止剤のドットの中心とが紙幅方向に半画素分だけずれる。
図11Bのように有色インクのドットとコックリング防止剤のドットの中心が等しい場合、1つのドットが1つの画素をはみ出す程度の大きさであるとすると、有色インクのドットとコックリング防止剤のドットが重なる部分が大きくなってしまう。そうすると、有色インクがコックリング防止剤に滲みやすくなり、画像劣化を引き起こしてしまう。そこで、図11Cのように有色インクのドットとコックリング防止剤のドットの中心をずらすことで、有色インクのドットとコックリング防止剤のドットが重なる部分を減らして、有色インクの滲みを防止することができる。
また、前述の実施形態では、図6に示すように、紙幅方向の解像度を高めるために、1つのヘッド31内に4列のノズル列を設けて、各ノズル列を千鳥状に配置している。1つのヘッド31内の4列のノズル列は全て同じ色のインクを吐出するノズル列である。しかし、これに限らず、図13に示すように、1つのヘッド31内にそれぞれ異なる色のインクを吐出するノズル列を配置してもよい。図13では、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローのノズル列KCMYが配置されたヘッド31が搬送方向に4つ並んでいる。なお、搬送方向に隣り合うヘッド31内のノズル列を紙幅方向にずらして配置することで、紙幅方向に高解像度の印刷が可能となる。このとき、有色ノズル列(YMCK)を有する4つのヘッド31の間にコックリング防止剤ノズル列P(または、コックリング防止剤ノズル列Pが複数列配置されたヘッド31(P))が配置されることで、ベタ塗り印刷中のコックリング現象発生を抑えることができ、画像劣化を防止することができる。但し、前述の実施形態のように、1色のノズル列が集まって配置される方がカラーブリードをより抑止することができる。
他に、前述の実施形態では、カラーブリードにより画質劣化が起こりやすいイエローノズル列Yとブラックノズル列Kをそれぞれ搬送方向の最上流側と最下流側に設けたが、これに限らず、異なる色の有色インクであればカラーブリードが発生するため、最上流側と最下流側にマゼンタやシアン等の他の色のノズル列を設けても良い。
〈コックリング防止剤用ノズル列の解像度について〉
前述の実施形態では、1つのヘッド31において、ノズルピッチが180dpiであるノズル列が4列並ぶことで、紙幅方向に720dpiの解像度で印刷可能とし、コックリング防止剤ノズル列も有色インクノズル列と同様に1つのヘッド31内に4列のノズル列を有しているが、これに限らない。例えば、コックリング防止剤ノズル列は、ノズルピッチが180dpiであるノズル列を1列のみ有しても良い。このとき、有色インクノズル列の間に1列でもコックリング防止剤ノズル列が配置されることで、コックリング現象とカラーブリードを抑えることができる。なお、この場合、コックリング防止剤ノズル列の紙幅方向の解像度は低くなるが、コックリング防止剤は印刷画像とは関係がないため、解像度が低くなっても画質に影響しない。
〈用紙のカールについて〉
前述の実施形態では、ベタ塗り印刷領域などにより生じるコックリング現象を防止するために、ベタ塗り印刷領域の周辺にコックリング防止剤塗布しているがこれに限らない。例えば、用紙Sの表裏の繊維に浸透する水分量の違いにより発生する用紙のカール(丸まり)を防止するために、用紙Sに画像が形成された面と反対側の面にコックリング防止剤を塗布し、用紙のカールを防止してもよい。
〈クリアインクについて〉
前述の実施形態では、コックリング防止のためのコックリング防止剤を吐出するノズル列を有色インクの間に配置しているがこれに限らない。例えば、印刷部の光沢性や耐擦性を増すために、用紙S全体のインク付着濃度を等しくするために用いられるクリアインクを吐出するクリアインクノズル列を有色インクノズル列(YMCK)の間に配置してもよい。そうすることで、有色インク同士のカラーブリードを抑止できる。また、クリアインクは用紙S全体のインク付着濃度を等しくするため、コックリング現象を抑止することができ、クリアインクを用紙Sに塗布する際に、有色インクノズル列(YMCK)の間にクリアインクノズル列が配置されていれば、特定の領域のみに先にインクが吐出されることを防ぐことができ、印刷中のコックリング現象の発生が抑えられ、画像劣化が防止される。
〈シリアル式のプリンタについて〉
前述の実施形態では、ラインヘッドプリンタを例に挙げているがこれに限らず、例えば、用紙Sを搬送方向に移動させる搬送動作と、1つのヘッドが搬送方向と交差する移動方向に移動しながらドットを形成する動作(パス)と、を交互に繰り返しながら画像を形成するシリアル式プリンタでも、有色インクノズル列の間にコックリング防止剤ノズル列を配置すれば、コックリング現象とカラーブリードの抑止の効果が得られる。
但し、シリアル式プリンタは1つのヘッドが移動しながら印刷が行われるため、ラインヘッドプリンタほど、ベタ塗り印刷領域にのみ先に多量にインクが塗布されることはなく、本件発明はラインヘッドプリンタにおいてより有効と考えられる。
〈液体吐出装置について〉
前述の実施形態では、液体吐出装置としてインクジェットプリンタを例示していたが、これに限らない。液体吐出装置であれば、プリンタ(印刷装置)ではなく、様々な工業用装置に適用可能である。例えば、布地に模様をつけるための捺染装置、カラーフィルター製造装置や有機ELディスプレイ等のディスプレイ製造装置、チップへDNAを溶かした溶液を塗布してDNAチップを製造するDNAチップ製造装置、回路基板製造装置等であっても、本件発明を適用することができる。
また、前述の実施形態のプリンタは、駆動素子(ピエゾ素子)に電圧をかけて、インク室を膨張・収縮させることにより液体を吐出しているが、これに限らない。例えば、発熱体を用いてノズル内に泡を発生させ、その泡によって液体を吐出させるプリンタでもよい。
本実施形態のプリンタの全体構成ブロック図である。 図2Aはプリンタの断面図であり、図2Bはプリンタが用紙を搬送する様子を示す図である。 図3Aは用紙のコックリング現象の様子を示す図であり、図3Bはコックリング防止剤の塗布例を示す図である。 図4Aは用紙にしわが寄り易い方向を示す図であり、図4Bはコックリング防止剤の他の塗布例を示す図である。 比較例のノズル配列と用紙の位置関係を示す図である。 ヘッドユニットの下面を示す図である。 ブラックヘッド群のノズル面の詳細図である。 本実施形態のノズル配列と用紙の位置関係を示す図である。 図9Aは比較例のノズル配列においてイエローのドットとブラックのドットが隣接して形成される様子を示す概略図であり、図9Bは本実施形態のノズル配列においてイエローのドットとブラックのドットが隣接して形成される様子を示す概略図である。 両面印刷の様子を示す図である。 図11Aはコックリング防止剤ノズル列を有色インクに対してノズルピッチの半分の間隔だけ紙幅方向にずらした図であり、図11Bは前述のノズル配列により有色インクのドットの周辺にコックリング防止剤のドットが塗布された様子を示す図であり、図11Cは図11Aのノズル配列により有色インクのドットの周辺にコックリング防止剤のドットが塗布された様子を示す図である。 図12A及び図12Bは本実施形態のノズル配列の変形例を示す図である。 ブラック、シアン、マゼンタ、イエローのノズル列が配置されたヘッドが搬送方向に4つ並んだ図である。
符号の説明
1 プリンタ、10 コントローラ、11インターフェース部、
12 CPU、13 メモリ、14 ユニット制御回路、
20 搬送ユニット、21A 搬送ローラ、21B 搬送ローラ、
22 搬送ベルト、23 給紙ローラ、
30 ヘッドユニット、31 ヘッド、32 ヘッド群
40 用紙反転ユニット、41 搬送ローラ
50 検出器群、60 コンピュータ、
S 用紙

Claims (12)

  1. 有色の液体を媒体に吐出する複数の第1ノズルが所定方向に並んだ第1ノズル列と、
    有色の液体を前記媒体に吐出する複数の第2ノズルが前記所定方向に並んだ第2ノズル列と、
    無色の液体を前記媒体に吐出する複数の第3ノズルが前記所定方向に並んだ第3ノズル列と、
    を有する液体吐出装置であって、
    前記第3ノズル列は前記第1ノズル列と前記第2ノズル列の間に配置されている、
    ことを特徴とする液体吐出装置。
  2. 請求項1に記載の液体吐出装置であって、
    前記第1ノズルが吐出する液体の色と前記第2ノズルが吐出する液体の色が異なる、
    液体吐出装置。
  3. 請求項1または請求項2に記載の液体吐出装置であって、
    前記媒体を前記所定方向と交差する搬送方向に搬送する搬送機構を備える、
    液体吐出装置。
  4. 請求項1から請求項3のいずれかに記載の液体吐出装置であって、
    前記第1ノズル列と前記第3ノズル列の間に、有色の液体を吐出する複数のノズルが前記所定方向に並んだノズル列が設けられ、前記第2ノズル列と前記第3ノズル列の間にも、有色の液体を吐出する複数のノズルが前記所定方向に並んだノズル列が設けられる、
    液体吐出装置。
  5. 請求項4に記載の液体吐出装置であって、
    前記有色の液体がブラックインクとイエローインクとマゼンタインクとシアンインクである場合、
    前記第1ノズルからブラックインクが吐出され、
    前記第2ノズルからイエローインクが吐出される、
    液体吐出装置。
  6. 請求項4または請求項5に記載の液体吐出装置であって、
    前記媒体の両面に液体が吐出される場合、
    前記媒体の一方の面に前記液体が吐出される際の搬送方向は、前記媒体の他方の面に前記液体が吐出される際の搬送方向と逆の方向である、
    液体吐出装置。
  7. 請求項1から請求項6のいずれかに記載の液体吐出装置であって、
    前記第3ノズルは、前記第1ノズル及び前記第2ノズルに対して、前記所定方向にずれている、
    液体吐出装置。
  8. 請求項1から請求項7のいずれかに記載の液体吐出装置であって、
    前記有色の液体により形成される画像の周辺に前記第3ノズルから前記無色の液体が吐出される、
    液体吐出装置。
  9. 請求項8に記載の液体吐出装置であって、
    前記画像から離れるにしたがって、前記第3ノズルからの吐出量が減少する、
    液体吐出装置。
  10. 請求項8または請求項9に記載の液体吐出装置であって、
    前記画像によって生じる前記媒体の第1の方向の変形が、前記第1の方向と交差する第2の方向の変形よりも大きい場合、
    前記画像に対して前記第2の方向の周辺に吐出される前記無色の液体の量よりも、前記第1の方向の周辺に吐出される前記無色の液体の量の方が多い、
    液体吐出装置。
  11. 請求項8または請求項9に記載の液体吐出装置であって、
    前記媒体が繊維により構成され、
    前記媒体に液体が吐出された際に、前記繊維は前記第2の方向よりも前記第1の方向により大きく変形する場合、
    前記画像に対して前記第2の方向の周辺に吐出される前記無色の液体の量よりも、前記第1の方向の周辺に吐出される前記無色の液体の量の方が多い、
    液体吐出装置。
  12. 有色の液体を媒体に吐出する第1ノズルが所定方向に並んだ第1ノズル列と、有色の液体を前記媒体に吐出する複数の第2ノズルが前記所定方向に並んだ第2ノズル列との間に、無色の液体を前記媒体に吐出する複数の第3ノズルが前記所定方向に並んだ第3ノズル列が配置される液体吐出装置において、前記第1ノズルから前記有色の液体が前記媒体に吐出され、
    前記第3ノズルから前記無色の液体が前記媒体に吐出され、
    前記第2ノズルから前記有色の液体が前記媒体に吐出される、
    液体吐出方法。
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