JP2011126250A - インクジェット式画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】記録ヘッドの移動方向両端部における側面部における他の機器の配置設計上の自由度およびデザイン上の自由度を向上させることができる画像形成が可能なインクジェット式画像形成装置を提供する
【解決手段】インクジェット式画像形成装置100は、プラテン101上の記録メディアWKを搬送するグリッドロール102と、記録メディアWKが搬送される方向と直交する方向に移動しながら、記録メディアWKの表面にインクを吐出して付着させる記録ヘッド群122と、記録ヘッド群122に隣接して配置されて同記録ヘッド群122とともに移動しながら記録メディアWKの表面に付着したインクの硬化を促進させる側方UV光源122a,123bと、記録ヘッド群122に対して記録メディアWKの搬送方向下流側に対向して配置されて同記録ヘッド群122とともに移動しながら記録メディアWK上に付着したインクの硬化を促進させる前方UV光源124とを備えている。
【選択図】 図3

Description

本発明は、記録メディア上にインクの液滴を吐出することにより所望する画像を記録メディア上に形成するインクジェット式画像形成装置に関する。
従来から、記録メディアを断続的に搬送しつつインクヘッドを同記録メディアの搬送方向(副走査方向)に直交する方向(主走査方向)に移動させながら記録ヘッドからインクの液滴を吐出させて画像を形成するインクジェット式画像形成装置、所謂インクジェットプリンタが知られている。このようなインクジェットプリンタにおいては、紫外線または赤外線を受けて硬化するインク(以下、「紫外線硬化型インク」または「熱硬化型インク」という)を用いて所望する画像を形成するインクジェットプリンタがある。
例えば、下記特許文献1には、記録メディアに向けて紫外線硬化型インクを吐出する記録ヘッドの両側に紫外線を照射するUV照射装置をそれぞれ備えたインクジェットプリンタが開示されている。このようなインクジェットプリンタにおいては、記録メディア上に吐出したインクを確実に硬化させるために、UV照射装置による紫外線の照射領域を記録ヘッドの印字幅の2倍以上の長さに設定することによりインクに対して2回以上紫外線を照射できるように構成されている。
特開2004−1326号公報
しかしながら、上記特許文献1に示すようなインクジェットプリンタにおいては、記録ヘッドの両側面部に記録ヘッドの印字幅の2倍以上の長さで突出したUV照射装置が設けられている。このため、記録ヘッドの移動方向両端部には、記録ヘッドの両側面部にて記録メディアの搬送方向に突出したUV照射装置を収容可能なスペースを確保しなければならず、記録ヘッドの移動方向両端部における他の機器の配置設計上の自由度およびデザイン上の自由度が低いという問題があった。
本発明は上記問題に対処するためなされたもので、その目的は、記録ヘッドの移動方向両端部における側面部における他の機器の配置設計上の自由度およびデザイン上の自由度を向上させることができる画像形成が可能なインクジェット式画像形成装置を提供することにある。
上記目的を達成するため、請求項1に係る本発明の特徴は、プラテン上の記録メディアを搬送する記録メディア搬送手段と、記録メディアが搬送される方向と直交する方向に移動しながら、記録メディアの表面にインクを吐出して付着させる記録ヘッドと、記録メディア上に付着したインクの硬化を促進させるインク硬化促進手段とを備えたインクジェット式画像形成装置において、インク硬化促進手段は、記録ヘッドと移動可能な状態で、同記録ヘッドに対して記録メディアの搬送方向下流側の位置に同記録メディアの搬送方向に対して傾斜した方向に沿って設けられた前方配置硬化促進手段を備えることにある。
このように構成した請求項1に係る本発明の特徴によれば、インクジェット式画像形成装置は、記録ヘッドと移動可能な状態で、同記録ヘッドに対して記録メディアの搬送方向下流側にて同記録メディアの搬送方向に対して傾斜した方向に沿って前方配置硬化促進手段を備えている。すなわち、前方配置硬化促進手段は、記録ヘッドにおける前方(記録メディアの搬送方向下流側)で斜めに配置されて設けられており、記録ヘッドの両側面部において記録メディアの搬送方向下流側に突出して設けられていない。これにより、記録ヘッドの移動方向両端部には、記録ヘッドの両側面部にて記録メディアの搬送方向に突出した前方配置硬化促進手段の部分を収容するためのスペースを確保する必要がない。また、上記従来例におけるインクジェット式画像形成装置、すなわち、UV照射装置が記録メディアの搬送方向に沿って記録ヘッドの印字幅の2倍以上の長さで形成されているインクジェット式画像形成装置に比べて、前方配置硬化促進手段を斜め配置していることから記録ヘッドおよびUV照射装置からなる記録ヘッドユニットの機械的構成をコンパクト化してインクジェットプリンタの構成の小型化、消費電力の抑制、および組み立て・メンテナンス作業を簡単化することができる。これらの結果、記録ヘッドの移動方向両端部における他の機器の配置設計上の自由度およびデザイン上の自由度が向上する。また、光エネルギを連続的に照射する時間を長くすることにより確実にインクを硬化させることができ、画像形成の品質を向上させることができる。
また、請求項2に係る本発明の他の特徴は、前記インクジェット画像形成装置において、さらに、インク硬化促進手段は、記録ヘッドに隣接して配置されて同記録ヘッドとともに移動しながら記録メディアの表面に付着したインクの硬化を促進させる側方配置硬化促進手段を備えることにある。
このように構成した請求項2に係る本発明の他の特徴によれば、インクジェット記録装置は、前方硬化促進手段に加えて、記録ヘッドに隣接して記録メディアの表面に付着したインクの硬化を促進させる側方配置硬化促進手段を備えている。これにより、記録メディアに付着させたインクに対して即時にインクの硬化処理を行うことができ、画像形成精度の幅や精度を向上させることができる。なお、この場合、側方硬化促進手段における記録メディアの搬送方向の長さを記録ヘッドの印字幅の2倍未満に設定することにより記録ヘッドユニットの機械的構成をコンパクトに保つことができる。
また、請求項3に係る本発明の他の特徴は、前記インクジェット式画像形成装置において、側方配置硬化促進手段は、記録ヘッドの両側に隣接して配置されていることにある。
このように構成した請求項2に係る本発明の他の特徴によれば、方配置硬化促進手段は、記録ヘッドの両側に隣接して配置されている。このため、記録ヘッドの移動方向に関わらず、記録メディアに付着させたインクに対して即時にインクの硬化処理を行うことができ、画像形成精度の幅や精度を向上させることができる。
また、請求項4に係る本発明の他の特徴は、前記インクジェット式画像形成装置において、側方配置硬化促進手段は、記録メディアの搬送方向における硬化領域が記録メディアの1回の搬送量と記録ヘッドのインク吐出範囲との合算長、または記録メディアの1回の搬送量の整数倍長であることにある。
このように構成した請求項4に係る本発明の他の特徴によれば、側方配置硬化促進手段は、記録メディアの搬送方向における硬化領域が記録メディアの1回の搬送量(所謂1パス)と記録ヘッドのインク吐出範囲との合算長、または記録メディアの1回の搬送量の整数倍長である。この場合、記録ヘッドのインク吐出範囲とは、記録メディアの搬送方向における記録ヘッドのインクの吐出範囲、換言すれば、画像形成範囲である。これによれば、記録ヘッドによる1回の画像形成領域単位でインクの硬化促進処理が行われ、同一の主走査ライン上の画像への1回の硬化処理が2回以上に分けて行われることが防止されるため精度良く硬化促進を行うことができる。
また、請求項5に係る本発明の他の特徴は、前記インクジェット式画像形成装置において、配置硬化促進手段および側方配置硬化促進手段は、記録メディアの搬送方向における互いの硬化領域の間隔が記録メディアの1回の搬送量または同搬送量の整数倍に相当する長さであることにある。
このように構成した請求項5に係る本発明の他の特徴によれば、側方配置硬化促進手段における硬化領域と前方配置硬化促進手段における硬化領域の間隔が記録メディアの1回の搬送量または同搬送量の整数倍に相当する長さに設定される。これにより、前方配置硬化促進手段における硬化処理が記録ヘッドによる1回の画像形成領域単位で行われ、同一の主走査ライン上の画像への1回の硬化処理が2回以上に分けて行われることが防止されるため精度良く硬化促進を行うことができる。
また、請求項6に係る本発明の他の特徴は、前記インクジェット式画像形成装置において、前方配置硬化促進手段は、記録メディアの搬送方向における硬化領域が記録メディアの1回の搬送量または同搬送量の整数倍に相当する長さであることにある。
このように構成した請求項6に係る本発明の他の特徴によれば、前方配置硬化促進手段は、記録メディアの搬送方向における硬化領域が記録メディアの1回の搬送量または同搬送量の整数倍に相当する長さに設定される。これによれば、記録ヘッドによる1回の画像形成領域単位でインクの硬化促進処理が行われ、同一の主走査ライン上の画像への1回の硬化処理が2回以上に分けて行われることが防止されるため精度良く硬化促進を行うことができる。
また、請求項7に係る本発明の他の特徴は、前記インクジェット式画像形成装置において、記録ヘッドは、紫外線または赤外線が照射されることにより硬化するインクを記録メディアに吐出し、前方配置硬化促進手段および側方配置硬化促進手段は、紫外線または赤外線を含む光線を照射する光源をそれぞれ備え、前方配置硬化促進手段は、側方配置硬化促進手段から照射される前記光線より長い波長の光線を照射することにある。
この場合、請求項8に示すように、前記インクジェット式画像形成装置において、例えば、側方配置硬化促進手段は、波長が365nmの紫外線を照射する光源を備え、前方配置硬化促進手段は、波長が400nmの紫外線を照射する光源を備えるようにするとよい。
このように構成した請求項7に係る本発明の他の特徴によれば、前方配置硬化促進手段は、側方配置硬化促進手段から照射される光線より長い波長の光線を照射する。これによれば、記録メディア上に吐出されたインクは、側方配置硬化促進手段から照射された波長の短い光線によってインク表面の硬化が促進される。そして、前方配置硬化促進手段側に搬送された記録メディア上のインクは、前方配置硬化促進手段から照射される長い波長の光線によってインク内部の硬化が促進される。これにより、記録メディア上に吐出されたインク滴を精度よく硬化させることができ、画像形成精度を向上させることができる。
また、請求項9に係る本発明の他の特徴は、前記インクジェット式画像形成装置において、さらに、側方配置硬化促進手段の出力を制御する出力制御手段を備え、出力制御手段は、記録メディアの表面に付着したインクに対する最初の側方配置硬化促進手段の通過時に、側方配置硬化促進手段の出力を前記インクの硬化に適した出力未満に制御することにある。
この場合、前記インクジェット式画像形成装置において、例えば、出力制御手段は、側方配置硬化促進手段の出力を前記インクの硬化に最適な出力の約10%程度の出力とするとよい。
このように構成した請求項9に係る本発明の他の特徴によれば、出力制御手段は、記録メディアの表面に付着したインクに対する最初の側方配置硬化促進手段の通過時に、側方配置硬化促進手段の出力を記録メディア上に吐出したインクの硬化に最適な出力未満に制御する。これにより、記録メディア上に吐出されたインク滴は、同インクの硬化に最適な出力時に比べて硬化の進度が遅くなるため記録メディア上でより拡がる。この結果、塗り潰す画像や解像度が低い画像を精度良く形成することができる。
また、請求項10に係る本発明の他の特徴は、前記インクジェット式画像形成装置において、出力制御手段は、さらに、記録メディアの表面に付着したインクが側方配置硬化促進手段を通過し終えるまで同側方配置硬化促進手段の出力を停止することにある。
このように構成した請求項10に係る本発明の他の特徴によれば、出力制御手段は、記録メディアの表面に付着したインクが側方配置硬化促進手段を通過し終えるまで同側方配置硬化促進手段の出力を停止する。すなわち、記録メディア上に付着させたインクに対して側方配置硬化促進手段による硬化促進処理を行わず、前方配置硬化促進手段のみでインクの硬化促進処理を実行する。これにより、記録メディア上に付着したインクに対するインク硬化処理の開始が遅れるため、記録メディア上にて互いに隣接するインク同士が馴染み合った頃に前方配置硬化促進手段によりインクの硬化促進処理が行われる。この結果、透明インクを使用した場合において光沢を有する質感の画像を精度良く形成することができるなど、画像形成のバリエーションの幅を広げることができる。
本発明の一実施形態に係るインクジェット式画像形成装置の全体を示す外観斜視図である。 図1に示すインクジェット式画像形成装置の作動を制御する制御システムのブロック図である。 図1に示すインクジェット式画像形成装置が備える記録ヘッドユニットの主要部の構成を模式的に示す平面図である。 (A)〜(C)は、主として図3に示す記録ヘッドユニットによる画像形成過程を模式的に示す説明図である。 (A)〜(C)は、主として図3に示す記録ヘッドユニットの前方UV光源による紫外線照射過程を模式的に示す説明図である。 本発明の変形例に係る記録ヘッドユニットの主要部の構成を模式的に示す平面図である。 本発明の他の変形例に係る記録ヘッドユニットの主要部の構成を模式的に示す平面図である。
(インクジェット式画像形成装置100の構成)
以下、本発明に係るインクジェット式画像形成装置の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図1は、本発明に係るインクジェット式画像形成装置100の全体を示す概略斜視図である。また、図2は、同インクジェット式画像形成装置100の作動を制御するための制御システムのブロック図である。なお、本明細書において参照する各図は、本発明の理解を容易にするために一部の構成要素を誇張して表わすなど模式的に表している。このため、各構成要素間の寸法や比率などは異なっていることがある。この画像形成装置100は、画像の形成対象であるシート状の記録メディアWKの表面にインクを付着させることにより所望する文字、記号または図形などの画像を形成する所謂インクジェットプリンタである。
画像形成装置100は、平面部が水平状態に配置されたプラテン101を備えている。プラテン101は、前記平面部上に記録メディアWKを載置する載置台であり、図示左右方向に延びて形成されている。プラテン101の中央部には、図示左右方向に沿って円筒状のグリッドローラ102がその上面部を露出させた状態で設けられている。このグリッドローラ102は、後述するコントローラ130によって作動が制御されるX軸方向フィードモータ103によって回転駆動される。
プラテン101の上方には、プラテン101と平行な状態で長尺状のガイドレール104が設けられている。ガイドレール104の下部には、グリッドローラ102に対向した状態で円筒部を有する4つのピンチローラ105が略等間隔にそれぞれ設けられている。これらのグリッドローラ102およびピンチローラ105は、シート状の記録メディアWKを図示上下方向から挟持しながら図示前後方向に搬送する。なお、記録メディアWKを搬送する図示前後方向(X軸方向)を副走査方向、同X軸方向に直交する図示左右方向(Y軸方向)を主走査方向とする。
ガイドレール104は、直動レール106および直動ブロック107を介して記録ヘッドユニット120を支持する。直動レール106は、主走査方向(図示Y軸方向)に沿ってガイドレール104に固定された1本のレールである。また、直動ブロック107は、直動レール106に沿って摺動する移動体であり、記録ヘッドユニット120の背面に固定されている。すなわち、記録ヘッドユニット120は、直動レール106(ガイドレール104)に沿って主走査方向に案内される。
記録ヘッドユニット120の背面上部には、主走査方向(図示Y軸方向)に架設された駆動ベルト108の一部が固定されている。駆動ベルト108は、コントローラ130によって駆動が制御されるY軸方向スキャンモータ109に接続されており、同Y軸方向スキャンモータ109の回転駆動によって主走査方向に移動する。すなわち、記録ヘッドユニット120は、駆動ベルト108を介してY軸方向スキャンモータ109の駆動により主走査方向に移動する。
なお、図1において、記録ヘッドユニット120は、Y軸方向における待機位置に位置した状態を示している。この記録ヘッドユニット120のY軸方向における待機位置は、記録ヘッドユニット120のY軸方向の移動の基準となる原点位置である。したがって、画像形成装置100の起動時や記録メディアWKに対する印刷が行われない場合には、記録ヘッドユニット120は、この待機位置にて待機する。
一方、記録ヘッドユニット120の上方には、画像形成装置100の上側の筐体を構成する長尺状の上カバー110が設けられている。また、プラテン101および上カバー110の両側には、画像形成装置100の両側の筐体を構成するサイドカバー111R,111Lがそれぞれ設けられている。これらのうち、サイドカバー111Rの前面には、画像形成装置100(コントローラ130)に指示を与えるとともに、画像形成装置100(コントローラ130)からの情報を表示するための操作パネル112が設けられている。さらに、プラテン101の下方には、画像形成装置100を支持するとともに、同画像形成装置100をユーザの所望する位置に移動させることができるスタンド113が設けられている。
記録ヘッドユニット120は、図3に示すように、箱型に形成された記録ヘッドケース121内に記録ヘッド群122、側方UV光源123a,123bおよび前方UV光源124を備えて構成されている。これらのうち、記録ヘッド群122は、互いに異なる6つの色(シアン色(C)、マゼンタ色(M)、イエロー色(Y)、黒色(K)、透明(CL)、ホワイト(W))の各紫外線硬化型インク(紫外線を受けることによって硬化するインク)を図示しない複数のノズルから記録メディアWKに向けて吐出する3種類の記録ヘッド、具体的には、プロセスカラーインク記録ヘッド122a、透明インク記録ヘッド122bおよびホワイトインク記録ヘッド122cで構成されている。これらのうち、プロセスカラーインク記録ヘッド122aは、互いに異なる4つの色(シアン色(C)、マゼンタ色(M)、イエロー色(Y)、黒色(K))の紫外線硬化型インクをそれぞれ吐出する4つの記録ヘッドで構成されている。
記録ヘッド群122を構成するこれらのプロセスカラーインク記録ヘッド122a、透明インク記録ヘッド122bおよびホワイトインク記録ヘッド122cは、記録ヘッドケース121内において副走査方向に互いに平行な向きで主走査方向に沿ってそれぞれ隣接して配置されている。また、記録ヘッド群122を構成する各記録ヘッドの各下面(プラテン101に対向する面)には、記録メディアWKの搬送方向である副走査方向に沿って紫外線硬化型インクを吐出する図示しないノズルが一列に形成されている。本実施形態においては、紫外線硬化型インクを吐出するノズルが80mmの範囲に配列されている。すなわち、本実施形態においては、記録ヘッド群122の副走査方向における画像形成領域は80mmである。また、プロセスカラーインク記録ヘッド122a、透明インク記録ヘッド122bおよびホワイトインク記録ヘッド122cには、図示しないインクタンクがそれぞれ接続されており、これらの各インクタンクから各色の紫外線硬化型インクが供給される。
側方UV光源123a,123bおよび前方UV光源124は、紫外線硬化型インクを硬化させる同一波長の紫外線を発光するLED光源(図示せず)が副走査方向に沿って配列された長尺体であり、プラテン101に向って紫外線を照射する向きで記録ヘッドケース121内にそれぞれ固定されている。これらの側方UV光源123a,123bおよび前方UV光源124のうち、側方UV光源123a,123bは、記録ヘッド群122の両側にそれぞれ隣接して配置されている。すなわち、側方UV光源123a,123bは、記録ヘッド群122と同一主走査ライン上に配置されている。これらの側方UV光源123a,123bは、副走査方向における紫外線照射領域が記録ヘッド群122の画像形成領域に加えて、画像形成時における記録メディアWKの1回の搬送量に相当する長さだけ副走査方向下流側(X方向側)に延びて形成されている。本実施形態においては、記録メディアWKへの画像形成時における同記録メディアWKの1回の搬送量は記録ヘッド群122における画像形成領域の半分の長さ(40mm)に設定されており、側方UV光源123a,123bの紫外線照射領域は120mmに形成されている。
一方、前方UV光源124は、記録ヘッド群122対して副走査方向下流側(X方向側)に対向した状態で所定の隙間を介して配置されている。この場合、所定の隙間は、少なくとも記録ヘッド群122の副走査方向下端部(図示下端部)と前方UV光源124の副走査方向上端部(図示上端部)とを密着させることができない機械的干渉部分の長さ以上の長さである。すなわち、側方UV光源123a,123bにおける照射領域の延長部分は、記録ヘッド群122と前方UV光源124との機械的干渉部分における紫外線を照射できない範囲を補うものである。したがって、記録ヘッド群122と前方UV光源124とを略密着した状態で配置できる場合には、必ずしも、側方UV光源123a,123bの照射領域に延長部分を設ける必要はない。本実施形態においては、前記したように、側方UV光源123a,123bの照射領域を記録メディアWKの1回の搬送量の整数倍に設定しているため、記録ヘッド群122による1回の画像形成領域単位でインクの硬化促進処理が行われる。
そして、この前方UV光源124は、紫外線を照射する領域が記録メディアWKの1回の搬送量の6倍(換言すれば、記録ヘッド群122の副走査方向に配列されたノズル列の長さの3倍)に相当する長さに形成されており、同照射領域が副走査方向に対して傾斜した方向に沿って設けられている。この場合、前方UV光源124は、紫外線の照射領域が副走査方向に沿って記録メディアWKの1回の搬送量の整数倍となる範囲で副走査方向に傾斜した向きで配置されている。本実施形態においては、前方UV光源124の紫外線照射領域の副走査方向の長さが記録メディアWKの2回分の搬送量(80mm)となる傾斜角度で配置されている。なお、前方UV光源124の傾斜角度は、副走査方向における紫外線照射領域の長さが記録メディアWKの1回の搬送量の整数倍となる角度が紫外線照射回数の均等化上好ましいが、必ずしもこれに限定するものではない。
コントローラ130は、CPU、ROM、RAMなどからなるマイクロコンピュータによって構成されており、ユーザからの指示、またはインターフェース131を介して接続される外部コンピュータ装置140からの指示に従って、ROMなどの記憶装置に予め記憶されたプログラムを実行することにより、インクジェット式画像形成装置100の各種作動を制御する。具体的には、このコントローラ130は、X軸方向フィードモータ103、Y軸方向スキャンモータ109、記録ヘッドユニット120(記録ヘッド群122、側方UV光源123a,123b、前方UV光源124)の各作動をそれぞれ制御する。外部コンピュータ装置140は、キーボードおよびマウスからなる入力装置141および液晶ディスプレイからなる表示装置142を備えるパーソナルコンピュータ(所謂パソコン)である。
(インクジェット式画像形成装置100の作動)
次に、上記のように構成したインクジェット式画像形成装置100の作動について説明する。まず、ユーザは、外部コンピュータ装置140とインクジェット式画像形成装置100とをインターフェース131を介して接続して、外部コンピュータ装置140およびインクジェット式画像形成装置100の電源をそれぞれ投入する。これにより、外部コンピュータ装置140は、図示しない所定のプログラムを実行することによりユーザからの指令の入力を待つ待機状態となる。また、インクジェット式画像形成装置100は、コントローラ130内のROMに予め記憶されている図示しない所定のプログラムを実行することにより、記録ヘッドユニット120を原点復帰させた後、外部コンピュータ装置140からの指示を待つ待機状態となる。なお、この場合、記録ヘッドユニット120の原点とは、記録ヘッドユニット120の主走査方向における移動可能範囲内の一方の移動可能限界位置(図示最右端)である。
次に、ユーザは、グリッドローラ102とピンチロール105との間に記録メディアWKを挟んで記録メディアWKをプラテン101上にセットした後、外部コンピュータ装置140の入力装置141を操作して、画像形成装置100に画像の形成を指示する。この場合、ユーザは、記録メディアWKに形成する形成対象画像を外部コンピュータ140上にて予め作成しておく。外部コンピュータ装置140は、前記指示に応答して、外部コンピュータ装置140内に記憶されている形成対象となる画像に対応する画像データを生成してインクジェット式画像形成装置100(コントローラ130)に出力する。
画像データを入力したインクジェット式画像形成装置100のコントローラ130は、画像データの入力に応答して図示しない所定の画像形成プログラムを実行することにより記録メディアWKに対して画像の形成処理を開始する。この場合、コントローラ130は、記録メディアWKの同一部分に記録ヘッドユニット120を2回走査することにより画像の形成を完成させる所謂2パス方式で画像形成を行なう。
具体的には、コントローラ130は、図4(A)に示すように、X軸方向フィードモータ103の作動を制御して記録メディアWKを搬送することにより、同記録メディアWKの副走査方向下端部(図示下側先端部)を記録ヘッド群122の副走査方向上流側半分の位置に位置決めする。次いで、コントローラ130は、Y軸方向スキャンモータ109の作動を制御して記録ヘッドユニット120を図示矢印方向に主走査(往路)しながら、記録ヘッド群122から各色の紫外線硬化型インクを適宜吐出して記録メディアWK上における主走査ラインL1上に画像を形成する。この場合、コントローラ130は、記録ヘッド群122から吐出されて記録メディアWKにおける主走査ラインL1上に付着した紫外線硬化型インクに対して側方UV光源123bから紫外線を照射する。これにより、主走査ラインL1上に吐出した紫外線硬化型インクの硬化が促進される。すなわち、この側方UV光源123a,123bが、本発明に係る側方配置硬化促進手段に相当するとともに、本発明に係るインク硬化促進手段に相当する。
次に、コントローラ130は、図4(B)に示すように、X軸方向フィードモータ103の作動を制御して記録メディアWKを1回の搬送量分(本実施形態においては40mm)だけ搬送することにより、同記録メディアWKの副走査方向下端部(図示下側先端部)を記録ヘッド群122の副走査方向下端部の位置に位置決めする。次いで、コントローラ130は、Y軸方向スキャンモータ109の作動を制御して記録ヘッドユニット120を図示矢印方向に主走査(復路)しながら、記録ヘッド群122から各色の紫外線硬化型インクを適宜吐出して記録メディアWK上における主走査ラインL1および主走査ラインL2上にそれぞれ画像を形成する。これにより、記録メディアWKにおける主走査ラインL1上に対する記録ヘッド群122による画像の形成処理が完了する。
そして、この場合、コントローラ130は、主走査ラインL1上に付着した紫外線硬化型インクに対して側方UV光源123b,123aから紫外線をそれぞれ照射するとともに、記録ヘッド群122から吐出されて記録メディアWKにおける主走査ラインL2上に付着した紫外線硬化型インクに対して側方UV光源123aから紫外線を照射する。これにより、主走査ラインL1,L2上に吐出された紫外線硬化型インクの硬化がそれぞれ促進される。
次に、コントローラ130は、図4(C)に示すように、X軸方向フィードモータ103の作動を制御して記録メディアWKを1回の搬送量分だけ搬送することにより、同記録メディアWKの副走査方向下端部(図示下側先端部)を側方UV光源123a,123bの副走査方向下端部の位置に位置決めする。これにより、記録メディアWK上における主走査ラインL1は、記録ヘッド群122の直下部分から副走査方向下流側に外れる。次いで、コントローラ130は、Y軸方向スキャンモータ109の作動を制御して記録ヘッドユニット120を図示矢印方向に主走査(往路)しながら、記録ヘッド群122から各色の紫外線硬化型インクを適宜吐出して記録メディアWK上における主走査ラインL2および主走査ラインL3上にそれぞれ画像を形成する。これにより、前記と同様に、記録メディアWKにおける主走査ラインL2上に対する記録ヘッド群122による画像の形成処理が完了する。
そして、この場合においても、コントローラ130は、主走査ラインL2上に付着した紫外線硬化型インクに対して側方UV光源123a,123bから紫外線を照射するとともに、記録ヘッド群122から吐出され記録メディアWKにおける主走査ラインL3上に付着した紫外線硬化型インクに対して側方UV光源123bから紫外線を照射する。これにより、主走査ラインL2,L3上に吐出された紫外線硬化型インクの硬化がそれぞれ促進される。また、この場合、記録ヘッド群122の直下部分から副走査方向下流側に搬送された記録メディアWKの主走査ラインL1上の紫外線硬化型インクは、側方UV光源123a,123bの延長部分から照射される紫外線によって硬化が三度促進される。
次に、コントローラ130は、図5(A)に示すように、X軸方向フィードモータ103の作動を制御して記録メディアWKを1回の搬送量分だけ搬送することにより、同記録メディアWKの副走査方向下端部(図示下側先端部)を前方UV光源124の紫外線照射領域における副走査方向中間位置に位置決めする。すなわち、記録メディアWKの主走査ラインL1は、前方UV光源124の紫外線照射領域における副走査方向上流側半分の直下に位置決めされる。次いで、コントローラ130は、Y軸方向スキャンモータ109の作動を制御して記録ヘッドユニット120を図示矢印方向に主走査(復路)しながら、記録ヘッド群122から各色の紫外線硬化型インクを適宜吐出して記録メディアWK上における主走査ラインL3および主走査ラインL4上にそれぞれ画像を形成する。これによる記録メディアWKの主走査ラインL3,L4上に対する画像形成処理および主走査ラインL2,L3,L4上に対する紫外線照射処理は、前記と同様であるので、その説明は省略する。
そして、この場合、コントローラ130は、記録ヘッドユニット120の図示矢印方向への主走査(往路)において、前方UV光源124を点灯させる。これにより、前方UV光源124の紫外線照射領域における副走査方向中間位置に位置決めされた記録メディアWKの主走査ラインL1上に付着した紫外線硬化型インクは、記録ヘッドユニット120とともに図示矢印方向に主走査(復路)される前方UV光源124によって紫外線が照射されて硬化が促進される。また、この場合、前方UV光源124が副走査方向に対して斜めに配置されているため、前方UV光源124を副走査方向に平行に配置した場合に比べて前方UV光源124が1回通過する際における紫外線の照射時間が長くなり、より硬化が促進される。すなわち、この前方UV光源124が、本発明に係る前方配置硬化促進手段に相当するとともに、本発明に係るインク硬化促進手段に相当する。
次に、コントローラ130は、図5(B)に示すように、X軸方向フィードモータ103の作動を制御して記録メディアWKを1回の搬送量分だけ搬送することにより、同記録メディアWKの副走査方向下端部(図示下側先端部)を前方UV光源124の紫外線照射領域における副走査方向下端部(図示下側先端部)に位置決めする。すなわち、記録メディアWKの主走査ラインL1,L2は、前方UV光源124の紫外線照射領域の直下に位置決めされる。次いで、コントローラ130は、Y軸方向スキャンモータ109の作動を制御して記録ヘッドユニット120を図示矢印方向に主走査(往路)しながら、記録ヘッド群122から各色の紫外線硬化型インクを適宜吐出して記録メディアWK上における主走査ラインL4および主走査ラインL5上にそれぞれ画像を形成する。これによる記録メディアWKの主走査ラインL4,L5上に対する画像形成処理および主走査ラインL3,L4,L5上に対する紫外線照射処理は、前記と同様であるので、その説明は省略する。
そして、この場合、コントローラ130は、記録ヘッドユニット120の図示矢印方向への主走査(往路)において、記録メディアWKの主走査ラインL1,L2上に付着した紫外線硬化型インクに対して前方UV光源124から紫外線を照射する。これにより、記録メディアWKの主走査ラインL1,L2上に付着した紫外線硬化型インクの硬化が促進される。そして、この場合においても、前方UV光源124が副走査方向に対して斜めに配置されているため、前方UV光源124を副走査方向に平行に配置した場合に比べて前方UV光源124が1回通過する際における紫外線の照射時間が長くなり、より硬化が促進される。
この前方UV光源124の紫外線照射領域における副走査方向下流側による紫外線の照射によって、記録メディアWKの主走査ラインL1に対する紫外線照射処理の総てが完了する。したがって、本実施形態においては、記録メディアWKに対して合計7回に亘って記録メディアWKの1回の搬送量単位(1パス単位)で紫外線が照射される。これにより、同一の主走査ライン上の画像への1回の紫外線照射が2回以上に分けて行われることが防止され精度良く硬化促進が行われる。
この後、コントローラ130は、図5(C)に示すように、X軸方向フィードモータ103の作動を制御して記録メディアWKを1回の搬送量分だけ搬送する。これにより、記録メディアWKの主走査ラインL1は、前方UV光源124の紫外線照射領域における副走査方向下流側の直下部分から副走査方向下流側に外れる。一方、記録メディアWKの主走査ラインL2,L3,L4,L5,L6に対して前記と同様の画像形成処理および紫外線照射処理が引き続き実行される。そして、コントローラ130は、外部コンピュータ装置140から入力した総ての画像データに対して画像の形成処理および紫外線照射処理を実行した後、記録メディアWKを排出して再び前記待機状態に移行する。
上記作動説明からも理解できるように、上記実施形態によれば、記録ヘッド群122に対して記録メディアWKの搬送方向下流側にて紫外線硬化型インクを硬化させる前方UV光源124は、記録メディアWKの搬送方向下流側において記録ヘッド群122に対向した状態で設けられている。すなわち、前方UV光源124は、記録ヘッド群124における前面(記録メディアWKの搬送方向下流側の面)に設けられており、記録ヘッド群124の両側面部において記録メディアWKの搬送方向下流側に突出して設けられていない。これにより、記録ヘッド群124の主走査方向両端部には、記録ヘッド群124の両側面部にて記録メディアWKの搬送方向に突出した前方UV光源124の部分を収容するためのスペースを確保する必要がない。この結果、記録ヘッド群124の主走査方向両端部における他の機器の配置設計上の自由度およびデザイン上の自由度が向上する。
また、上記実施形態によれば、前方UV光源124は、記録メディアWKが搬送される方向に対して傾斜した方向に沿って設けられている。このため、上記従来例におけるインクジェット式画像形成装置、すなわち、UV照射装置が記録メディアWKの搬送方向に沿って記録ヘッドの印字幅の2倍以上の長さで形成されているインクジェット式画像形成装置に比べて、記録ヘッドおよびUV照射装置からなる記録ヘッドユニット120の機械的構成をコンパクト化してインクジェット式画像形成装置100の構成の小型化、消費電力の抑制、および組み立て・メンテナンス作業を簡単化することができる。また、紫外線を連続的に照射する時間を長くすることにより効果的に硬化するインクを用いることができ、画像形成の品質を向上させることができる。
さらに、本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
例えば、上記実施形態においては、記録ヘッド群122の両側に隣接して2つの側方UV光源123a、123bを配置した。しかし、側方UV光源123a,123bは、使用するインクの特性や形成画像の品質などに応じて適宜設けるようにすればよい。すなわち、側方UV光源123a,123bは、例えば、図6に示すように、記録ヘッド群122の両側のうちのどちらか一方(図においては左側)に配置して記録ヘッドユニット120を構成してもよいし、図7に示すように、側方UV光源123a,123bを設けることなく記録ヘッドユニット120を構成することもできる。これらによれば、記録ヘッドユニット120をよりコンパクトに構成することができる。
また、上記実施形態においては、前方UV光源124は、副走査方向に紫外線の照射領域が記録メディアWKの1回の搬送量の2倍となる範囲で副走査方向に傾斜させて配置した。しかし、前方UV光源124の傾斜角度は、紫外線硬化型インクの性状や形成したい画像の品質によって適宜設定すればよい。例えば、紫外線を断続的に照射することにより効果的な紫外線硬化型インクの硬化または画像形成が実現できる場合には、前方UV光源124を副走査方向と平行な向きに近づける配置とすればよい。一方、紫外線を連続的に照射することにより効果的な紫外線硬化型インクの硬化または画像形成が実現できる場合には、前方UV光源124を主走査方向と平行な向きに近づける配置とすればよい(図6参照)。
また、これらの場合、前方UV光源124における副走査方向の紫外線照射領域は、記録メディアWKの1回の搬送量または同搬送量の整数倍に相当する長さに設定するといよい。これによれば、記録ヘッド群122による1回の画像形成領域単位でインクの硬化促進処理が行われ、同一の主走査ライン上の画像への1回の硬化処理が2回以上に分けて行われることが防止されるため精度良く硬化促進を行うことができる。
また、上記実施形態においては、側方UV光源123a,123bおよび前方UV光源124から互いに同じ波長の紫外線を照射した。しかし、側方UV光源123a,123bと前方UV光源124とで互いに異なる波長の紫外線を照射することができる。例えば、側方UV光源123a,123bから比較的波長の短い紫外線(例えば、365nmの波長)を照射するとともに、前方UV光源124から比較的波長が長い紫外線(例えば、400nmの波長)を照射する。このように、側方UV光源123a,123bから波長の短い紫外線を照射することにより記録メディアWK上に付着した紫外線硬化型インクの表層を早期に硬化させることができ、紫外線硬化型インクの記録メディアWK上での広がりを抑制した画像形成ができる。また、前方UV光源124から波長の長い紫外線を照射することにより記録メディアWK上に付着した紫外線硬化型インクの深層を効果的に硬化させることができ、画像形成精度を向上させることができる。
また、上記実施形態においては、側方UV光源123a,123bは、常時、紫外線硬化型インクの硬化促進に適した出力によって紫外線を照射した。しかし、画像形成時における側方UV光源123a,123bから出力、すなわち、紫外線の強度を変化させるようにしてもよい。例えば、記録ヘッド群122から吐出されて記録メディア上に付着した紫外線硬化型インクの液滴上を最初に通過する側方UV光源123aまたは側方UV光源123bの出力をコントローラ130の制御によって減少させる。
具体的には、例えば、図4(A)に示すように、コントローラ130は、Y軸方向スキャンモータ109の作動を制御して記録ヘッドユニット120を図示矢印方向に主走査(往路)して記録メディアWK上における主走査ラインL1上に画像を形成する際、側方UV光源123bから照射する紫外線の出力を紫外線硬化型インクの硬化に適した出力(通常の出力)の約10%とする。そして、図4(B)に示すように、コントローラ130は、Y軸方向スキャンモータ109の作動を制御して記録ヘッドユニット120を図示矢印方向に主走査(復路)して記録メディアWK上における主走査ラインL1,L2上に画像を形成する際、側方UV光源123bから照射する紫外線の出力を紫外線硬化型インクの硬化に適した出力(通常の出力100%)とするとともに、側方UV光源123aから照射する紫外線の出力を紫外線硬化型インクの硬化に適した出力(通常の出力)の約10%とする。すなわち、コントローラ130は、本発明に係る出力制御手段に相当する。
これにより、記録メディアWK上に吐出された紫外線硬化型インクのインク滴は、同インクの硬化に最適な出力時に比べて硬化の進度が遅くなるため記録メディアWK上でより拡がる。この結果、塗り潰す画像や解像度が低い画像を精度良く形成することができる。なお、側方UV光源123a,123bの出力を減じる量は、硬化対象となる紫外線硬化型インクの硬化に適した出力(通常の出力)の0%を超え、かつ100%以下の範囲で適宜決定すればよい。なお、側方UV光源123a,123bの出力を減じる量が100%とは、記録ヘッド群122から吐出されて記録メディア上に付着した紫外線硬化型インク上を最初に通過する側方UV光源123aまたは側方UV光源123bから紫外線の照射を行なわず、記録メディアWK上に付着後2回目以降に通過する側方UV光源123aまたは側方UV光源123bによって紫外線を照射するものである。
なお、この場合、記録メディアWK上にインク付着後2回目以降に通過する側方UV光源123aまたは側方UV光源123bによる紫外線の照射を一切行わず、前方UV光源124によってのみ紫外線照射によるインクの硬化促進を行うこともできる。これにより、記録メディアWK上に付着したインクに対するインク硬化処理の開始が遅れるため、記録メディアWK上にて互いに隣接するインク同士が馴染み合った頃に前方UV光源124によりインクの硬化促進処理が行われる。この結果、透明インクを使用した場合において光沢を有する質感の画像を精度良く形成することができるなど、画像形成における質感のバリエーションの幅を広げることができる。
また、上記実施形態においては、前方UV光源124の直下に記録メディアWKが存在しない場合、具体的には、画像形成の初期段階において前方UV光源124の直下まで記録メディアWKが搬送されていない場合には、前方UV光源124からの紫外線照射を行なわないように構成した。これにより、インクジェット式画像形成装置100の消費電力を抑えることができる。すなわち、側方UV光源123a,123bおよび前方UV光源124の直下に紫外線照射を要する紫外線硬化型インクが存在しない場合には、側方UV光源123a,123bおよび前方UV光源124からの紫外線照射を停止することによりインクジェット式画像形成装置100の消費電力を抑えることができる。例えば、画像形成の終盤段階で側方UV光源123a,123bの直下に画像が存在しない場合には、側方UV光源123a,123bからの紫外線照射を停止するように構成してもよい。
また、上記実施形態においては、紫外線を受けることにより硬化する所謂紫外線硬化型インクを用いて画像を形成した。しかし、記録メディアWKに対して吐出した後、何らかの物理的作用を加えることによって硬化するインクであれば、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、記録メディアWKに対して吐出した後、熱を加えるまたは熱を吸収(すなわち、冷却)することによって硬化するインクを用いて画像を形成するようにしてもよい。この場合、側方UV光源123a,123bおよび前方UV光源124に代えて吐出したインクに対して熱を与える、または熱を吸収する装置を硬化層形成手段とすればよい。これらによっても、上記実施形態と同様の効果が期待できる。
また、上記実施形態においては、側方UV光源123a,123bにおける記録メディアWKの搬送方向下流側直下に隣接して前方UV光源124を配置した。これにより、側方UV光源123a,123bを通過直後の記録メディアWKに対して連続して前方UV光源124によってインクの硬化促進処理が行われる。しかし、側方UV光源123a,123bに対して隙間を介して前方UV光源124を配置するようにしてもよい。これによれば、側方UV光源123a,123bによって硬化促進されたインクが前記隙間に対応する待ち時間を経て前方UV光源124によって硬化促進処理が行われる。これにより、画像形成における質感のバリエーションの幅を広げることができる。なお、この場合においても、側方UV光源123a,123bと前方UV光源124との間隔は、記録ヘッド群122による1回の画像形成領域(記録メディアWKの1回搬送量)に相当する間隔、または記録メディアWKの1回搬送量の整数倍の間隔にするとよい。これにより、同一の主走査ライン上の画像への1回の紫外線照射が2回以上に分けて行われることが防止され精度良く硬化促進が行われる。
WK…記録メディア、L1〜L2…主走査ライン
100…画像形成装置、101…プラテン、102…グリッドロール、104…ガイドレール、105…ピンチローラ
120…記録ヘッドユニット、121…記録ヘッドケース、122…記録ヘッド群、122a…プロセスカラーインクヘッド、122b…透明インクヘッド、122c…ホワイトインクヘッド、123a,123b…側方UV光源、124…前方UV光源
130…コントローラ
140…外部コンピュータ装置

Claims (10)

  1. プラテン上の記録メディアを搬送する記録メディア搬送手段と、
    前記記録メディアが搬送される方向と直交する方向に移動しながら、前記記録メディアの表面にインクを吐出して付着させる記録ヘッドと、
    前記記録メディア上に付着したインクの硬化を促進させるインク硬化促進手段とを備えたインクジェット式画像形成装置において、
    前記インク硬化促進手段は、
    前記記録ヘッドと移動可能な状態で、同記録ヘッドに対して前記記録メディアの搬送方向下流側の位置に同記録メディアの搬送方向に対して傾斜した方向に沿って設けられた前方配置硬化促進手段を備えることを特徴とするインクジェット式画像形成装置。
  2. 請求項1に記載したインクジェット画像形成装置において、さらに、
    前記インク硬化促進手段は、
    前記記録ヘッドに隣接して配置されて同記録ヘッドとともに移動しながら前記記録メディアの表面に付着したインクの硬化を促進させる側方配置硬化促進手段を備えることを特徴とするインクジェット式画像形成装置。
  3. 請求項2に記載したインクジェット式画像形成装置において、
    前記側方配置硬化促進手段は、
    前記記録ヘッドの両側に隣接して配置されていることを特徴とするインクジェット式画像形成装置。
  4. 請求項2または請求項3に記載したインクジェット式画像形成装置において、
    前記側方配置硬化促進手段は、前記記録メディアの搬送方向における硬化領域が前記記録メディアの1回の搬送量と前記記録ヘッドのインク吐出範囲との合算長、または前記記録メディアの1回の搬送量の整数倍長であることを特徴とするインクジェット式画像形成装置。
  5. 請求項2ないし請求項4のうちのいずれか1つに記載したインクジェット式画像形成装置において、
    前方配置硬化促進手段および前記側方配置硬化促進手段は、前記記録メディアの搬送方向における互いの硬化領域の間隔が前記記録メディアの1回の搬送量または同搬送量の整数倍に相当する長さであることを特徴とするインクジェット式画像形成装置。
  6. 請求項2ないし請求項5のうちのいずれか1つに記載したインクジェット式画像形成装置において、
    前記前方配置硬化促進手段は、前記記録メディアの搬送方向における前記硬化領域が前記記録メディアの1回の搬送量または同搬送量の整数倍に相当する長さであることを特徴とするインクジェット式画像形成装置。
  7. 請求項2ないし請求項6のうちのいずれか1つに記載したインクジェット式画像形成装置において、
    前記記録ヘッドは、紫外線または赤外線が照射されることにより硬化するインクを前記記録メディアに吐出し、
    前記前方配置硬化促進手段および前記側方配置硬化促進手段は、前記紫外線または前記赤外線を含む光線を照射する光源をそれぞれ備え、
    前記前方配置硬化促進手段は、
    前記側方配置硬化促進手段から照射される前記光線より長い波長の光線を照射することを特徴とするインクジェット式画像形成装置。
  8. 請求項7に記載したインクジェット式画像形成装置において、
    前記側方配置硬化促進手段は、波長が365nmの紫外線を照射する光源を備え、
    前記前方配置硬化促進手段は、波長が400nmの紫外線を照射する光源を備えていることを特徴とするインクジェット式画像形成装置。
  9. 請求項2ないし請求項7のうちのいずれか1つに記載したインクジェット式画像形成装置において、さらに、
    前記側方配置硬化促進手段の出力を制御する出力制御手段を備え、
    前記出力制御手段は、前記記録メディアの表面に付着した前記インクに対する最初の前記側方配置硬化促進手段の通過時に、前記側方配置硬化促進手段の出力を前記インクの硬化に適した出力未満に制御することを特徴とするインクジェット式画像形成装置。
  10. 請求項9に記載したインクジェット式画像形成装置において、
    前記出力制御手段は、さらに、前記記録メディアの表面に付着した前記インクが前記側方配置硬化促進手段を通過し終えるまで同側方配置硬化促進手段の出力を停止することを特徴とするインクジェット式画像形成装置。
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