JP3610109B2 - インクジェット記録方法および記録装置 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、被記録材上に高品位の画像を得ることができるインクジェット記録方法および記録装置に関し、詳しくは、被記録媒体上に記録インクおよび記録インク中の色材を不溶化または凝集させる画質向上剤を吐出させるインクジェット記録方法および記録装置に関するものである。
【0002】
本発明は、紙や布、革、不織布、OHP用紙等、さらには金属等の被記録媒体を用いる機器すべてに適用可能である。具体的な適用機器としては、プリンタ、複写機、ファクシミリ等の事務機器や工業用生産機器等を挙げることができる。
【0003】
【従来の技術】
従来、インクジェット記録方法は、低騒音、低ランニングコスト、装置が小型化しやすい、カラー化が容易、等からプリンタや複写機等に利用されている。
【0004】
しかしながら、インクジェット記録方法を応用したこれらの記録装置により、所謂普通紙と呼ばれる被記録材上に画像を得る場合、画像の耐水性が不十分であったり、また、カラー画像を得る場合には、紙の繊維に沿ってインクが拡がる(フェザリング)現象の生じない高濃度の画像と、色間のにじみ(ブリード)の生じない画像とを両立させることができず、良好な画像堅牢性でかつ良好な品位のカラー画像が得られていなかった。
【0005】
画像の耐水性を向上させる方法としてインク中に含まれる色材に耐水性を持たせたインクも近年では実用化されてきている。しかしながらその耐水性はまだまだ不十分であるとともに、原理的に乾燥後、水に溶解しにくいインクであるために、記録ヘッドのノズル詰まりが生じやすく、これを防止するために装置構成が複雑になってしまう欠点があった。
【0006】
また、従来より被記録物の堅牢性を向上させる技術が多数開示されている。特開昭53−24486号公報には染色物の湿潤堅牢度を増進させるために、染色物を後処理することで染料をレーキ化し固着させる技術が開示されている。
【0007】
特開昭54−43733号公報にはインクジェット記録方式を用いて、相互に接触すると常温または加熱時に被膜形成能が増大する2以上の成分を用いて記録する方法が開示されており、被記録媒体上で各成分が接触することで強固に密着した被膜を形成した印刷物を得ている。
【0008】
特開昭55−150396号公報にも水性染料インクをインクジェット記録後に、染料とレーキを形成する耐水化剤を付与する方法が開示されている。
【0009】
特開昭58−128862号公報には記録すべき画像位置をあらかじめ識別し、記録インクと処理インクとを重ねて記録するインクジェット記録方法が開示されており、記録インクに先立って処理インクで描いたり、先に描かれた記録インク上に処理インクを重ねたり、先に描かれた処理インク上に記録インクを重ね、さらに処理インクを重ねて描いたりする方法が開示されている。
【0010】
しかしながらこれらには、異なった色間の滲み(ブリード現象)やフェザリング等、画像を劣化させる要因を防止し、記録画像を向上させるための処理液の印字モードなどについては開示されていない。
【0011】
また、同色の記録ヘッドを複数有した記録装置を用いた記録方法による特有の課題や効果についての開示はなされていない。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記ブリード現象やフェザリング現象などのない良好なカラー画像を得、併せて記録物の耐水性を向上させるための装置を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明によるインクジェット記録装置は、記録データに基づいてインクを吐出することによって、被記録媒体に画像を形成するインクジェット記録装置において、特定色のインクおよび当該特定色とは異なる色のインクをノズルから吐出可能なインク吐出部と、前記インク中の成分を不溶化または凝集させる成分を含む処理液をノズルから吐出させるに際し、第1の吐出量あるいは前記第1の吐出量よりも少ない第2の吐出量で前記処理液を前記ノズルから吐出可能な処理液吐出部と、前記特定色のインクで記録される画像のうち、前記特定色とは異なる色のインクで記録される画像との境界部に対して前記処理液を前記第1の吐出量で吐出し、前記境界部以外の部分に対して前記処理液を前記第2の吐出量で吐出するよう、前記処理液吐出部からの処理液の吐出を制御する制御手段とを有することを特徴とする。
【0014】
ここで、前記制御手段は、更に、前記境界部以外の部分よりも前記境界部に対して前記特定色のインクの付与量が少なくなるように、前記インク吐出部からのインクの吐出を制御する。
【0015】
前記インク吐出部は、前記特定色のインクを吐出するための複数のノズルが配列された吐出部群を複数備え、前記境界部を記録するに際しては、前記特定色のインク用の複数の吐出部群のうち、前記特定色とは異なる色のインクとの記録時間差が最も長く発生する位置にある前記特定色のインク用の吐出部群を使用し、前記境界部以外の部分を記録するに際しては前記特定色のインク用の複数の吐出部群を使用するとよい。
【0016】
また、本発明によるインクジェット記録装置は、記録データに基づいてインクを吐出することによって、被記録媒体に画像を形成するインクジェット記録装置において、特定色のインクおよび当該特定色とは異なる色のインクをノズルから吐出可能なインク吐出部と、前記インク中の成分を不溶化または凝集させる成分を含む処理液をノズルから吐出させるに際し、第1の吐出量あるいは前記第1の吐出量よりも少ない第2の吐出量で前記処理液を前記ノズルから吐出可能な処理液吐出部と、前記特定色のインクで記録される画像のうち、エッジ部と、前記特定色とは異なる色のインクで記録される画像との境界部とに対して前記処理液を前記第1の吐出量で吐出し、前記エッジ部および境界部以外の部分に対して前記処理液を前記第2の吐出量で吐出するよう、前記処理液吐出部からの処理液の吐出を制御する制御手段と、を有することを特徴とする。
【0017】
前記処理液は低分子成分と高分子成分のカチオン性物質を含み、前記インクはアニオン性染料を含み、あるいは前記処理液は低分子成分と高分子成分のカチオン性物質を含み、前記インクはアニオン性の染料が含有されているかまたは少なくともアニオン性化合物と顔料とが含有されている。
【0018】
また、前記特定色のインクは黒色インクであり、前記特定色とは異なる色のインクは黒色以外のカラーインクである。
【0019】
本発明によるインクジェット記録方法は、特定色のインクおよび当該特定色とは異なる色のインクをノズルから吐出可能なインク吐出部と、前記インク中の成分を不溶化または凝集させる成分を含む処理液をノズルから吐出させるに際し、第1の吐出量あるいは前記第1の吐出量よりも少ない第2の吐出量で前記処理液を前記ノズルから吐出可能な処理液吐出部とを用いて、被記録媒体に画像を記録するインクジェット記録方法において、前記特定色のインクで記録される画像のうち、前記特定色とは異なる色のインクで記録される画像との境界部に対して前記第1の吐出量で前記処理液を吐出し、前記境界部以外の部分に対して前記第2の吐出量で前記処理液を吐出することを特徴とする。
【0020】
さらに、本発明によるインクジェット記録方法は、特定色のインクおよび当該特定色とは異なる色のインクをノズルから吐出可能なインク吐出部と、前記インク中の成分を不溶化または凝集させる成分を含む処理液をノズルから吐出させるに際し、第1の吐出量あるいは前記第1の吐出量よりも少ない第2の吐出量で前記処理液を前記ノズルから吐出可能な処理液吐出部とを用いて、被記録媒体に画像を記録するインクジェット記録方法において、前記特定色のインクで記録される画像のうち、エッジ部と、前記特定色とは異なる色のインクで記録される画像との境界部に対して前記処理液を前記第1の吐出量で吐出し、前記エッジ部および境界部以外の部分に対して前記処理液を前記第2の吐出量で吐出することを特徴とする。
【0026】
【作用】
本発明のインクジェット記録装置は、インク中の成分を不溶化または凝集させる成分を含む処理液を吐出する記録ヘッドを有する。インクは記録媒体に達した瞬間に処理液と混ざり、不溶化または凝集するので、紙の繊維に沿って広がらず、フェザリングを防止できる。さらに処理液により不溶化、または凝集した色剤は、水に溶けずに記録媒体上に定着するので、異なった色のインクと混じり合うこと無く、ブリードが防止できる。また、耐水性などの画像堅牢性を向上することができる。
【0027】
さらに本発明では複数の黒インク吐出用の記録ヘッドを有することにより、黒を強調したい場合は複数のヘッドを使用し、黒とそのほかの色の境界部分など記録媒体上のインクの量を少なくしたいときは単一のヘッドを使用するという様に簡単に記録媒体上のインクの量を変えることができる。
【0028】
また、本発明では前記処理液の吐出量を変えることができる。
【0029】
さらに本発明では、画像データより各色の境界を検出し、新たに画像データを作成する手段を有する。
【0030】
さらに本発明では黒の境界部分では処理液を大量に吐出させ、境界部分以外では小量の吐出にすることにより、処理液の消費量を低減させながら効果的にブリードを防止することができる。
【0031】
さらに本発明では印字モードにより、使用する黒記録ヘッドを選択する。
【0032】
かかる構成によって、黒とその他の色の境界では黒は一つのヘッドのみを使用して記録媒体上のインクの量を減らしてブリードを防止し、境界以外では複数の黒ヘッドを使うことにより濃度の高い画像を得ることが出来る。さらに異なった色の境界部およびその周辺に多量の処理液を付着させることにより、より良好にブリードを防止することが出来る。また、両方向印字時にもブリードが防止できるので、印字の高速化がはかれる。
【0033】
処理液を使用しない場合でも、黒の境界部分では単一のヘッドを使用し、境界部分以外では複数の黒記録ヘッドを使用することにより、ブリード防止と黒の濃度向上が両立できる。
【0034】
【実施例】
以下に、図面に基づいて本発明の実施例を説明する。
【0035】
(実施例1)
図1は、本発明を適用可能なインクジェット記録装置の斜視図を示す。記録装置100の給紙位置に挿入された記録媒体106は、送りローラ109によって記録ヘッドユニット103の記録可能領域へ搬送される。記録可能領域における記録媒体の下部には、プラテン108が設けられる。キャリッジ101は、ガイド軸104とガイド軸105の2つのガイド軸によって定められた方向に移動可能な構成となっており、記録領域を往復走査する。キャリッジ101には、複数の色インクと処理液を吐出する記録ヘッド群と、それぞれの記録ヘッドにインクや処理液を供給するインクタンクを含む記録ヘッドユニット103が搭載されている。この例のインクジェット記録装置に設けられる複数の色のインクは、ブラック(Bk)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の4色である。
【0036】
キャリッジが移動可能な領域の左端には、下部に回復系ユニット110があり、非記録時に記録ヘッドの吐出口部をキャップしたりする。この左端を記録ヘッドのホームポジションと呼ぶ。
【0037】
107はスイッチ部と表示素子部であり、スイッチ部は記録装置の電源のオン/オフや各種記録モードの設定時等に使用され、表示素子部は記録装置の状態を表示する役割をする。
【0038】
図2は、記録ヘッドユニット103の斜視図である。この例は、ブラック(Bk)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の各色インクと、処理液(S)のタンクが全て独立に交換可能な構成の場合である。
【0039】
キャリッジ101にはBk,C,M,Yと処理液を吐出する記録ヘッド群102と、Bk用タンク20K1,20K2、C用タンク20C、M用タンク20M、Y用タンク20Y、及び、処理液のタンク21が搭載される。各タンクは記録ヘッドとの接続部を介して記録ヘッド群と接続し、吐出口にインクや処理液を供給する。
【0040】
この例以外でも、例えば、処理液と二つのBkのタンクが一体構造であっても良く、また、CとMとYのタンクが一体構造であっても良い。
【0041】
図3は記録ヘッド群の前面(被記録材に対向する面)の拡大図を示したものである。記録ヘッド群は黒インク(Bk1,Bk2)を吐出させるヘッド30K1と30K2、処理液(S)を吐出させるためのヘッド31、それぞれシアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)のインクを吐出させるためのヘッド30C,30M,30Yとから構成されており、各ヘッドはフレームに保持されている。処理液を吐出させるためのヘッドは記録ヘッドの主走査方向に対し二つの黒記録ヘッド30K1と30K2の間に配置されている。記録ヘッド30K1,30K2,30C,30M,30Yは同一のものを使用し、吐出量は変えられなくても良い。処理液のヘッド31は吐出量が大と小の二段階に変えることができる。
【0042】
各ヘッドはそれぞれ160個のノズルから構成される。Bk,C,M,Yのノズルからは単位画素当たり約40ngのインクが吐出される。処理液のヘッドは各ノズル内に二つの発熱抵抗素子を有し、その組み合わせにより吐出量が変えられる。処理液の記録ヘッドの吐出量は、小発熱体を使用したときには単位画素当たり15ng、大発熱体を使用したときには25ngである。
【0043】
図4は、本発明を適用可能なインクジェット記録装置のブロック図である。ホストコンピュータ400から、記録すべき文字や画像のデータ(以下画像データという)が記録装置の受信バッファー401に入力される。また、正しくデータが転送されているか否かを確認するデータ、記録装置の動作状態を知らせるデータ等が記録装置からホストコンピュータに帰される。受信バッファー401のデータはCPUを有する制御部402の管理のもとで、メモリ部403に転送されRAM(ランダムアクセスメモリ)に一次的に記憶される。メカコントロール部404は、制御部402からの指令によりキャリッジモータ、ラインフィードモータ等のメカ部405を駆動する。センサ/SWコントロール部406は、各種センサおよびSW(スイッチ)からなるセンサ/SW部407からの信号を制御部402に送る。表示素子コントロール部408は、制御部402からの指令により表示パネル群のLEDや液晶表示素子等からなる表示素子部409を制御する。記録ヘッドコントロール部410は制御部402からの指令により記録ヘッド411を制御する。また、記録ヘッド411の状態を示す温度情報等をセンスし制御部402に伝える。画像処理部402Aは受信バッファー401に入力された画像データの処理を行い、各色間の境界および黒色のエッジを検知し、また記録のためのデータを生成する。
【0044】
以下にこのヘッドユニットを用いての印字方法について述べる。本実施例および以下の実施例では、黒とイエローおよびマゼンタの3色の境界を例として説明する。
【0045】
図5に印字の一例を示す。図5(a)は境界部の模式図で、左側が黒、右側がイエローとマゼンタの画像で、三色の境界部を拡大してある。図5(b)に示すように、黒部分は濃度を上げるため、二つのヘッドで単位画素当たりに合計80ngのインクを印字している。しかし、境界部分では黒とそれ以外の色の混じり合いを防ぐために、記録インクは少なくする必要がある。そのため、境界部分では一つの黒記録ヘッドのみを使い、単位画素当たりに40ngのインクを印字する。黒のエッジ部も図5(c)に示すように、一つの黒記録ヘッドのみを使用する。
【0046】
処理液は、記録物に耐水性を持たせるために、画像全体に付与する。さらに、黒とそれ以外の色間の境界部分では、ブリードを防止するために、効果的に色剤を不溶化または凝集させて定着させる必要がある。処理液を吐出させるためのヘッドは吐出量が変えられるので、図5(d)に示すように、黒とその他の色間の境界部分は大吐出量(25ng)、それ以外は小吐出量(15ng)で記録する。黒の境界部分にだけ重点的に処理液を付与することにより、全体の処理液の消費量を押さえ、かつ、効果的に黒とその他の色間のブリードを防ぐことが出来る。
【0047】
さらに、図5(e)に示すように、他の色が隣接していない黒のエッジにも処理液を大吐出量で付与する。黒インクによる記録画像よりも外側に処理液が付与されるため、フェザリングが防止できる。
【0048】
エッジ部分では黒記録にはBk1ヘッド30K1のみを使用する。これは往復記録時にも効果的にブリードを防ぐためである。往時には黒→処理液→カラー(C、またはM、またはYまたはその二次色)の順に記録され、復時にはカラー(C、またはM、またはYまたはその二次色)→処理液→黒の順に記録される。Bk2ヘッド30K2を使うと、往時には処理液→黒→カラーの順で記録されるので、色は混じり合わないが、復時にはカラー→黒→処理液の順になってしまい、カラーと黒で混じりあった後に処理液を付与することになり、効果がなくなる。
【0049】
ここで、図5では「エッジ部分」とは黒のエッジとその外側1ドットずつとした。これはインクの種類、記録媒体などに応じて増やしても良い。少なくとも処理液は黒の部分とその外側に1ドットずつ以上は必要である。また、境界部分以外では処理液は適度に間引いても良い。
【0050】
図6に記録のためのデータ処理の流れ図を示す。まず、記録装置の受信バッファに画像データを読み込む(S11)。次に、画像データをBk,C,M,Yの各色用のデータDBk,DC,DM,DYに展開する(S12)。次に黒が他の色と隣接しているかを判定する(S13)。
【0051】
次にS14において、処理液SのデータをBk,C,M,Yのデータから作成する。まず、DBk,DC,DM,DYの論理ORを取り、処理液データDS1を作成する。次にDBkのエッジを検出し、その内側と外側の部分を処理液データDS2とする。DS1からDS2を引いたデータをDS3とする。DS2データを大発熱体を使うことにより25ngの吐出量で、DS3データを小発熱体を使うことにより15ngの吐出量で記録するためのデータとする。エッジデータは公知のエッジ検出アルゴリズムにより得られる。
【0052】
Bkヘッドは領域により、Bk1,Bk2を使い分ける。S15において、DBkデータからエッジデータを除いた領域データをBk2のヘッド30K2で記録するデータDBk2とする。Bk1ヘッド30K1は読み込んだDBkデータをそのまま記録データとし、C,M,Yは読み込んだDC,DM,DYデータを記録データとする(S16)。
【0053】
これらのデータに基づいて、キャリッジの移動により、Bk1,S,Bk2,C,M,Yの各ヘッド30K1,31,30K2,30C,30M,30Yからインクを記録媒体上に吐出させて記録する(S17)。
【0054】
ここで、使用したインクと処理液の処方は以下の様である。
【0055】
全てのインクが染料インクの場合
なお、本発明を実施するにあたって、使用するインクは特に染料インクに限るものではなく、顔料を分散させた顔料インクを用いることもできるし、使用する処理液はその顔料を凝集させるものを用いることができる。前記した処理液と混合して凝集を引き起こす顔料インクの一例として以下のものを挙げることができる。すなわち、下記に述べるようにして、それぞれ顔料とアニオン性化合物とを含むイエロー,マゼンタ,シアン,ブラックの各色インク、Y2,M2,C2およびK2を得ることができる。
【0056】
ブラックインクK2
アニオン系高分子P−1(スチレン−メタクリル酸−エチルアクリレート、酸価400、重量平均分子量6,000、固形分20%の水溶液、中和剤:水酸化カリウム)を分散剤として用い、以下に示す材料をバッチ式縦型サンドミル(アイメックス製)に仕込み、1mm径のガラスビーズをメディアとして充填し、水冷しつつ3時間分散処理を行った。分散後の粘度は9cps、pHは10.0であった。この分散液を遠心分離機にかけ粗大粒子を除去し、重量平均粒径100nmのカーボンブラック分散体を作製した。
【0057】
(カーボンブラック分散体の組成)
・P−1水溶液(固形分20%) 40部
・カーボンブラック Mogul L (キャブラック製) 24部
・グリセリン 15部
・エチレングリコールモノブチルエーテル 0.5部
・イソプロピルアルコール 3部
・水 135部
次に、上記で得られた分散体を充分に拡散して顔料が含有されたインクジェット用のブラックインクK2を得た。最終調製物の固形分は、約10%であった。
【0058】
イエローインクY2
アニオン系高分子P−2(スチレン−アクリル酸−メチルメタアクリレート、酸価280、重量平均分子量11,000、固形分20%の水溶液、中和剤:ジエタノールアミン)を分散剤として用い、以下に示す材料を用いて、ブラックインクK2の作製の場合と同様に分散処理を行い、重量平均粒径103nmのイエロー色分散体を作製した。
【0059】
(イエロー分散体の組成)
・P−2水溶液(固形分20%) 35部
・C.I.ピグメントイエロー180 24部
(ノバパームイエロー PH−G、ヘキスト製)
・トリエチレングリコール 10部
・ジエチレングリコール 10部
・エチレングリコールモノブチルエーテル 1.0部
・イソプロピルアルコール 0.5部
・水 135部
上記で得られたイエロー分散体を充分に拡散して、顔料が含有されたインクジェット用のイエローインクY2を得た。最終調製物の固形分は、約10%であった。
【0060】
シアンインクC2
ブラックインクK2の作製の際に使用したアニオン系高分子P−1を分散剤として用い、以下に示す材料を用いて、前記したカーボンブラック分散体の場合と同様の分散処理を行い、重量平均粒径120nmのシアン色分散体を作製した。
【0061】
(シアン色分散体の組成)
・P−1水溶液(固形分20%) 30部
・C.I.ビグメントブルー15:3 24部
(ファストゲンブル−FGF、大日本インキ化学)
・グリセリン 15部
・ジエチレングリコールモノブチルエーテル 0.5部
・イソプロピルアルコール 3部
・水 135部
上記で得られたシアン色分散体を充分に攪拌して、顔料が含有されたインクジェット用のシアンインクC2を得た。最終調製物の固形分は、約9.6%であった。
【0062】
マゼンタインクM2
ブラックインクK2の作製の際に使用したアニオン系高分子P−1を分散剤として用い、以下に示す材料を用いて、前記したカーボンブラック分散体の場合と同様の分散処理を行い、重量平均粒径115nmのマゼンタ色分散体を作製した。
【0063】
(マゼンタ色分散体の組成)
・P−1水溶液(固形分20%) 20部
・C.I.ピグメントレッド122(大日本インキ化学) 24部
・グリセリン 15部
・イソプロピルアルコール 3部
・水 135部
上記で得られたマゼンタ色分散体を充分に拡散して、顔料が含有されたインクジェット用のマゼンタインクM2を得た。最終調製物の固形分は、約9.2%であった。
【0064】
以上示したそれぞれ処理液(液体組成物)とインクとの混合において、本発明では、上述した処理液とインクが被プリント材上あるいは被プリント材に浸透した位置で混合する結果、反応の第1段階として処理液中に含まれているカチオン性物質の内、低分子量の成分またはカチオン性オリゴマーとインクに使用しているアニオン性基を有する水溶性染料または顔料インクに使用しているアニオン性化合物とがイオン的相互作用により会合を起こし、瞬間的に溶液相から分離を起こす。この結果顔料インクにおいては分散破壊が起こり、顔料の凝集体ができる。
【0065】
次に、反応の第2段階として、上述した染料と低分子カチオン性物質またはカチオン性オリゴマーとの会合体または顔料の凝集体が処理液中に含まれる高分子成分により吸着されるために、会合で生じた染料の凝集体または顔料の凝集体のサイズがさらに大きくなり、被プリント材の繊維間の隙間に入り込みにくくなり、その結果として固液分離した液体部分のみが記録紙中にしみこむことにより、プリント品位と定着性との両立が達成される。同時に上述したようなメカニズムにより生成したカチオン物質の低分子成分またはカチオン性オリゴマーとアニオン性染料とカチオン性物質とで形成される凝集体または顔料の凝集体は粘性が大きくなり、液媒体の動きとともに移動することがないので、フルカラーの画像形成時のように隣接したインクドットが異色のインクで形成されていたとしても互いに混じり合うようなことはなく、ブリーデイングも起こらない。また、上記凝集体は本質的に水不溶性であり形成された画像の耐水性は完全なものとなる。また、ポリマーの遮蔽効果により形成された画像の耐光堅牢性も向上するという効果も有する。
【0066】
本実施例では黒記録用に二個の黒記録ヘッドを有した。さらに黒記録ヘッドを3個、4個と増やしても良い。その場合も黒の境界部分では単一の黒記録ヘッドを用いてブリードを防止し、境界部分以外では複数の黒記録ヘッドを用いて濃度を上げることができる。
【0067】
(実施例2)
第1の実施例では黒のエッジ部分全部を単一の黒記録ヘッドを用いた印字とした。本実施例では黒とその他の色の境界のみ単一のヘッドで記録し、他の色と接していない黒のエッジ部分は複数のヘッドで印字することにより、黒のエッジ部の濃度を下げずに、黒と他の色との間のブリードを少なくする。
【0068】
図7に本実施例に関わる、記録のためのデータ処理の流れ図を示す。Bk1,Y,M,Cの記録データ、及び処理液の記録データは実施例1と同様に生成する(S21〜S24)。Bk2の記録データは黒のデータから他の色と接している境界部分だけ除いたデータとする(S25)。このデータの作成は、公知の黒エッジ検出アルゴリズムで得られる黒エッジ部データとY,M,Cデータの論理和データとの論理積データを、もともとの黒記録データから除くことにより得られる。以後の処理は実施例1と同様である。
【0069】
図8に本実施例での記録の一例を示す。図8(a)は境界部の模式図である。本実施例では、図8(b)に示すように、黒とその他の色の境界のみBk1ヘッドを使って記録し、それ以外の領域は、図8(c)に示すように、エッジ部を含めてBk1とBk2の2ヘッドを使用する。
【0070】
処理液はこの例では黒のエッジ部分とその外周に付与するが、黒とその他の色の境界部分のみでも良い。黒とその他の色の境界部分のみに付与すると、ブリードが防止でき、処理液の使用量の低減が図れる。
【0071】
(実施例3)
図9は本発明の第3の実施例に関わる、記録のためのデータ処理の流れ図である。実施例1と同様に、まず記録装置の受信バッファに画像データを読み込み(S31)、Bk,C,M,Yの各色データDBk,DC,DM,DYに展開する(S32)。次に各処理の境界を判定する(S33)。
【0072】
次にS34において、処理液SのデータをBk,C,M,Yのデータから作成する。まず、DBk,DC,DM,DYの論理ORを取り、処理液データDS1を作成する。次にDBk,DC,DM,DYの各データのエッジを検出し、その論理ORを処理液データDS2とする。DS1からDS2を引いたデータをDS3とする。DS2データを大発熱体を使うことにより25ngの吐出量で、DS3データを小発熱体を使うことにより15ngの吐出量で記録するためのデータとする。
【0073】
Bk1,Bk2,C,M,Yの為のデータは第1の実施例と同様に作成する(S35,S36)。
【0074】
これらのデータに基づいて、キャリッジの移動により、Bk1,S,Bk2,C,M,Yの各ヘッドからインクを記録媒体上に吐出させて記録する(S37)。
【0075】
図10に本実施例での印字の一例を示す。図10(a)は3色の境界部の模式図である。図10(b)に示すように、黒はイエロー,マゼンタとの境界部では単一の記録ヘッドを使うことにより吐出量が少なく、それ以外では二つのヘッドを使って濃度を上げている。処理液は図10(c)に示すように、各色の境界部分では大吐出量で記録し、それ以外では小吐出量で記録している。
【0076】
第1の実施例では黒色のエッジ部分にたくさんの処理液を付与した。第3の実施例では黒以外の色同士間にも重点的に処理液を付与する。これにより、黒以外の色同士のブリードも防止し、より品位の高い画像が得られる。
【0077】
ここで黒色はエッジ部分だけ単一のヘッドを使用したが、黒とその他の色の境界のみ単一の記録ヘッドを使用しても良い。
【0078】
(実施例4)
図11は単色のプリンタにおける記録ヘッドユニット103の斜視図であり、図12は記録ヘッドの前面の拡大図を示したものである。記録ヘッド群111は二つの黒記録用ヘッド92K1,92K2(Bk1,Bk2)と、処理液を吐出させるためのヘッド93が一体になって構成されている。キャリッジ101には黒インクと処理液を吐出する記録ヘッド群111と、Bk用タンク90K1,90K2と、処理液用タンク91が搭載される。
【0079】
黒記録には処理液よりも下流側、すなわち処理液よりも遅い時刻に記録する側の黒記録ヘッドを用いる。往記録にはBk2ヘッド92K2、復記録にはBk1ヘッド92K1を使用する。これにより、往復記録時でも常に黒インクは記録媒体上で処理液の記録後に印字される。
【0080】
処理液印字データは黒画像データの境界検出処理によりリアルタイムに生成される。処理液は、黒記録画像のエッジ及びその外周部は大吐出量で印字し、それ以外の黒部には小吐出量で印字する。小吐出量で印字する部分の処理液データは適度に間引いても良い。
【0081】
これにより、フェザリングが防止でき、さらに往復記録により高速化が達成できる。
【0082】
(実施例5)
以上の実施例では処理液を使う印字方法であったが、処理液を使わないモードも備えても良い。この場合も黒とそれ以外の色とのブリードを防止するために黒の境界処理を行う。
【0083】
まず、黒とその他の色との境界を検知する。黒の境界では黒記録にはBk1ヘッドのみ使用して境界部のインクの量を減らす。Bk1ヘッドを使用することにより、黒を印字してからそれ以外の色を印字するまでの時間、または黒以外の色を印字してから黒を印字するまでの時間を長くとることができ、先に印字された色のインクが記録媒体に浸透してから次の色を印字することができる。
【0084】
さらに、黒とそれ以外の色の境界部分以外ではBk1とBk2の二つのヘッドを使用して黒の濃度を高くする。
【0085】
黒のヘッドの数は2個に限定されるものではなく、3個、4個と増やしても良い。その場合でも、境界部分は黒以外のインクを吐出させるヘッド群から最も離れた黒記録ヘッドを使用し、黒のエッジ部分以外では複数の黒記録ヘッドを使用することにより、同様の効果が得られる。
【0086】
(その他)
なお、本発明は、特にインクジェット記録方式の中でも、インク吐出を行わせるために利用されるエネルギとして熱エネルギを発生する手段(例えば電気熱変換体やレーザ光等)を備え、前記熱エネルギによりインクの状態変化を生起させる方式の記録ヘッド、記録装置において優れた効果をもたらすものである。かかる方式によれば記録の高密度化,高精細化が達成できるからである。
【0087】
その代表的な構成や原理については、例えば、米国特許第4723129号明細書,同第4740796号明細書に開示されている基本的な原理を用いて行うものが好ましい。この方式は所謂オンデマンド型,コンティニュアス型のいずれにも適用可能であるが、特に、オンデマンド型の場合には、液体(インク)が保持されているシートや液路に対応して配置されている電気熱変換体に、記録情報に対応していて核沸騰を越える急速な温度上昇を与える少なくとも1つの駆動信号を印加することによって、電気熱変換体に熱エネルギを発生せしめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせて、結果的にこの駆動信号に一対一で対応した液体(インク)内の気泡を形成できるので有効である。この気泡の成長,収縮により吐出用開口を介して液体(インク)を吐出させて、少なくとも1つの滴を形成する。この駆動信号をパルス形状とすると、即時適切に気泡の成長収縮が行われるので、特に応答性に優れた液体(インク)の吐出が達成でき、より好ましい。このパルス形状の駆動信号としては、米国特許第4463359号明細書,同第4345262号明細書に記載されているようなものが適している。なお、上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の米国特許第4313124号明細書に記載されている条件を採用すると、さらに優れた記録を行うことができる。
【0088】
記録ヘッドの構成としては、上述の各明細書に開示されているような吐出口,液路,電気熱変換体の組合せ構成(直線状液流路または直角液流路)の他に熱作用部が屈曲する領域に配置されている構成を開示する米国特許第4558333号明細書,米国特許第4459600号明細書を用いた構成も本発明に含まれるものである。加えて、複数の電気熱変換体に対して、共通するスリットを電気熱変換体の吐出部とする構成を開示する特開昭59−123670号公報や熱エネルギの圧力波を吸収する開孔を吐出部に対応させる構成を開示する特開昭59−138461号公報に基いた構成としても本発明の効果は有効である。すなわち、記録ヘッドの形態がどのようなものであっても、本発明によれば記録を確実に効率よく行うことができるようになるからである。
【0089】
さらに、記録装置が記録できる記録媒体の最大幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録ヘッドに対しても本発明は有効に適用できる。そのような記録ヘッドとしては、複数記録ヘッドの組合せによってその長さを満たす構成や、一体的に形成された1個の記録ヘッドとしての構成のいずれでもよい。
【0090】
加えて、上例のようなシリアルタイプのものでも、装置本体に固定された記録ヘッド、あるいは装置本体に装着されることで装置本体との電気的な接続や装置本体からのインクの供給が可能になる交換自在のチップタイプの記録ヘッド、あるいは記録ヘッド自体に一体的にインクタンクが設けられたカートリッジタイプの記録ヘッドを用いた場合にも本発明は有効である。
【0091】
また、本発明に記録装置の構成として設けられる、記録ヘッドに対しての回復手段、予備的な補助手段等を付加することは本発明の効果を一層安定できるので、好ましいものである。これらを具体的に挙げれば、記録ヘッドに対してのキャッピング手段、クリーニング手段、加圧或は吸引手段、電気熱変換体或はこれとは別の加熱素子或はこれらの組み合わせによる予備加熱手段、記録とは別の吐出を行なう予備吐出モードを行なうことも安定した記録を行なうために有効である。
【0092】
また、搭載される記録ヘッドの種類ないし個数についても、例えば単色のインクに対応して1個のみが設けられたものの他、記録色や濃度を異にする複数のインクに対応して複数個数設けられるものであってもよい。すなわち、例えば記録装置の記録モードとしては黒色等の主流色のみの記録モードだけではなく、記録ヘッドを一体的に構成するか複数個の組み合わせによるかいずれでもよいが、異なる色の複色カラー、または混色によるフルカラーの少なくとも一つを備えた装置にも本発明は極めて有効である。
【0093】
さらに加えて、以上説明した本発明実施例においては、インクを液体として説明しているが、室温やそれ以下で固化するインクであって、室温で軟化もしくは液化するもの、あるいはインクジェット方式ではインク自体を30℃以上70℃以下の範囲内で温度調整を行ってインクの粘性を安定吐出範囲にあるように温度制御するものが一般的であるから、使用記録信号付与時にインクが液状をなすものであればよい。加えて、積極的に熱エネルギによる昇温をインクの固形状態から液体状態への状態変化のエネルギとして使用せしめることで防止するか、またはインクの蒸発防止を目的として放置状態で固化するインクを用いるかして、いずれにしても熱エネルギの記録信号に応じた付与によってインクが液化し、液状インクが吐出されるものや、記録媒体に到達する時点ではすでに固化し始めるもの等のような、熱エネルギによって初めて液化する性質のインクを使用する場合も本発明は適用可能である。このような場合のインクは、特開昭54−56847号公報あるいは特開昭60−71260号公報に記載されるような、多孔質シート凹部または貫通孔に液状又は固形物として保持された状態で、電気熱変換体に対して対向するような形態としてもよい。本発明においては、上述した各インクに対して最も有効なものは、上述した膜沸騰方式を実行するものである。
【0094】
さらに加えて、本発明の液体噴射記録ヘッドを使用する記録機構を備えた記録装置の形態としては、コンピュータ等の情報処理機器の画像出力端末として用いられるものの他、リーダ等と組合せた複写装置、さらには送受信機能を有するファクシミリ装置の形態を採るもの等であってもよい。
【0095】
図13は本発明の記録装置をワードプロセッサ、パーソナルコンピュータ、ファクシミリ装置、複写装置としての機能を有する情報処理装置に適用した場合の概略構成を示すブロック図である。
【0096】
図中、1801は装置全体の制御を行なう制御部で、マイクロプロセッサ等のCPUや各種I/Oポートを備え、各部に制御信号やデータ信号等を出力したり、各部よりの制御信号やデータ信号を入力して制御を行なっている。1802はディスプレイ部で、この表示画面には各種メニューや文書情報およびイメージリーダ1807で読み取ったイメージデータ等が表示される。1803はディスプレイ部1802上に設けられた透明な感圧式のタッチパネルで、指等によりその表面を押圧することにより、ディスプレイ部1802上での項目入力や座標位置入力等を行なうことができる。
【0097】
1804はFM(Frequency Modulation)音源部で、音楽エディタ等で作成された音楽情報をメモリ部1810や外部記憶装置1812にデジタルデータとして記憶しておき、それらメモリ等から読み出してFM変調を行なうものである。FM音源部1804からの電気信号はスピーカ部1805により可聴音に変換される。プリンタ部1806はワードプロセッサ、パーソナルコンピュータ、ファクシミリ装置、複写装置の出力端末として、本発明記録装置が適用されたものである。
【0098】
1807は原稿データを光電的に読取って入力するイメージリーダ部で、原稿の搬送経路途中に設けられており、ファクシミリ原稿や複写原稿の他各種原稿の読取りを行なう。1808はイメージリーダ部1807で読取った原稿データのファクシミリ送信や、送られてきたファクシミリ信号を受信して復号するファクシミリ(FAX)の送受信部であり、外部とのインターフェース機能を有する。1809は通常の電話機能や留守番電話機能等の各種電話機能を有する電話部である。
【0099】
1810はシステムプログラムやマネージャプログラムおよびその他のアプリケーションプログラム等や文字フォントおよび辞書等を記憶するROMや、外部記憶装置1812からロードされたアプリケーションプログラムや文書情報さらにはビデオRAM等を含むメモリ部である。
【0100】
1811は文書情報や各種コマンド等を入力するキーボード部である。
【0101】
フロッピィディスクやハードディスク等を記憶媒体とする外部記憶装置で、この外部記憶装置1812には文書情報や音楽或は音声情報、ユーザのアプリケーションプログラム等が格納される。
【0102】
図14は図13に示す情報処理装置の模式的外観図である。
【0103】
図中、1901は液晶等を利用したフラットパネルディスプレイで、各種メニューや図形情報および文書情報等を表示する。このディスプレイ1901上にはタッチパネル1803の表面を指等で押圧することにより座標入力や項目指定入力を行なうことができる。1902は装置が電話器として機能するときに使用されるハンドセットである。キーボード1903は本体と脱着可能にコードを介して接続されており、各種文書情報や各種データ入力を行なうことができる。また、このキーボード1903には各種機能キー1904等が設けられている。1905は外部記憶装置212へのフロッピーディスクの挿入口である。
【0104】
1906はイメージリーダ部1807で読取られる原稿を戴置する用紙戴置部で、読取られた原稿は装置後部より排出される。またファクシミリ受信等においては、インクジェットプリンタ1907より記録される。
【0105】
なお、上記でディスプレイ部1802はCRTでもよいが、強誘電性液晶を利用した液晶ディスプレイ等のフラットパネルが望ましい。小型、薄型化に加え軽量化が図れるからである。
【0106】
上記情報処理装置をパーソナルコンピュータやワードプロセッサとして機能する場合、キーボード部211から入力された各種情報が制御部1801により所定のプログラムに従って処理され、プリンタ部1806に画像として出力される。
【0107】
ファクシミリ装置の受信機として機能する場合、通信回線を介してFAX送受信部1808から入力したファクシミリ情報が制御部1801により所定のプログラムに従って受信処理され、プリンタ部1806に受信画像として出力される。
【0108】
また、複写装置として機能する場合、イメージリーダ部1807によって原稿を読取り、読取られた原稿データが制御部1801を介してプリンタ部1806に複写画像として出力される。なお、ファクシミリ装置の受信機として機能する場合、イメージリーダ部1807によって読取られた原稿データは、制御部1801により所定のプログラムに従って送信処理された後、FAX送受信部1808を介して通信回線に送信される。
【0109】
なお、上述した情報処理装置は図15に示すようにインクジェットプリンタを本体に内蔵した一体型としてもよく、この場合は、よりポータブル性を高めることが可能となる。同図において、図14と同一機能を有する部分には、対応する符号を付す。
【0110】
以上説明した多機能型情報処理装置に本発明の記録装置を適用することによって、高品位の記録画像を高速かつ低騒音で得ることができるため、上記情報処理装置の機能をさらに向上させることが可能となる。
【0111】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、異なった色間のブリード現象による画像の劣化を防ぎ、黒の濃度を上げる事によって画像品位の向上を図れる。また、色の境界に処理液を多く付与することによってフェザリングも防止できる。さらに、処理液を記録インクに先立って記録媒体上に付着させる事により、耐水性など堅牢性を向上させる事が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に適用可能な記録装置の斜視図である。
【図2】本発明の実施例1に関わる記録ヘッドユニットの斜視図である。
【図3】実施例1に関わる記録ヘッドの前面の拡大図である。
【図4】本発明に適用可能な記録装置のブロック図である。
【図5】実施例1におけるインク、処理液の吐出量の一例を示す説明図である。
【図6】実施例1における記録のためのデータ処理の流れ図である。
【図7】実施例2における記録のためのデータ処理の流れ図である。
【図8】実施例2におけるインクの吐出量の一例を示す説明図である。
【図9】実施例3における記録のためのデータ処理の流れ図である。
【図10】実施例3の印字の一例を示す説明図である。
【図11】実施例4に関わる記録ヘッドユニットの斜視図である。
【図12】実施例4に関わる記録ヘッドの前面の拡大図である。
【図13】本発明の記録装置を情報処理装置に適用した場合の概略構成を示すブロック図である。
【図14】図13に示した情報処理装置の模式的外観図である。
【図15】図13に示した情報処理装置の模式的外観図である。
【符号の説明】
100 記録装置
101 キャリッジ
103 記録ヘッドユニット
20K1,20K2 黒インク用タンク
20C シアンインク用タンク
20M マゼンタインク用タンク
20Y イエローインク用タンク
21 処理液用タンク
30K1,30K2 黒インク吐出ヘッド
30C シアンインク吐出ヘッド
30M マゼンタインク吐出ヘッド
30Y イエローインク吐出ヘッド
Claims (9)
- 記録データに基づいてインクを吐出することによって、被記録媒体に画像を形成するインクジェット記録装置において、
特定色のインクおよび当該特定色とは異なる色のインクをノズルから吐出可能なインク吐出部と、
前記インク中の成分を不溶化または凝集させる成分を含む処理液をノズルから吐出させるに際し、第1の吐出量あるいは前記第1の吐出量よりも少ない第2の吐出量で前記処理液を前記ノズルから吐出可能な処理液吐出部と、
前記特定色のインクで記録される画像のうち、前記特定色とは異なる色のインクで記録される画像との境界部に対して前記処理液を前記第1の吐出量で吐出し、前記境界部以外の部分に対して前記処理液を前記第2の吐出量で吐出するよう、前記処理液吐出部からの処理液の吐出を制御する制御手段と、
を有することを特徴とするインクジェット記録装置。 - 前記制御手段は、更に、前記境界部以外の部分よりも前記境界部に対して前記特定色のインクの付与量が少なくなるように、前記インク吐出部からのインクの吐出を制御することを特徴とする請求項1に記載のインクジェット記録装置。
- 前記インク吐出部は、前記特定色のインクを吐出するための複数のノズルが配列された吐出部群を複数備え、
前記境界部を記録するに際しては、前記特定色のインク用の複数の吐出部群のうち、前記特定色とは異なる色のインクとの記録時間差が最も長く発生する位置にある前記特定色のインク用の吐出部群を使用し、
前記境界部以外の部分を記録するに際しては前記特定色のインク用の複数の吐出部群を使用することを特徴とする請求項1または2に記載のインクジェット記録装置。 - 記録データに基づいてインクを吐出することによって、被記録媒体に画像を形成するインクジェット記録装置において、
特定色のインクおよび当該特定色とは異なる色のインクをノズルから吐出可能なインク吐出部と、
前記インク中の成分を不溶化または凝集させる成分を含む処理液をノズルから吐出させるに際し、第1の吐出量あるいは前記第1の吐出量よりも少ない第2の吐出量で前記処理液を前記ノズルから吐出可能な処理液吐出部と、
前記特定色のインクで記録される画像のうち、エッジ部と、前記特定色とは異なる色のインクで記録される画像との境界部とに対して前記処理液を前記第1の吐出量で吐出し、
前記エッジ部および境界部以外の部分に対して前記処理液を前記第2の吐出量で吐出するよう、前記処理液吐出部からの処理液の吐出を制御する制御手段と、
を有することを特徴とするインクジェット記録装置。 - 前記特定色のインクは黒色インクであり、前記特定色とは異なる色のインクは黒色以外のカラーインクであることを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
- 前記処理液は低分子成分と高分子成分のカチオン性物質を含み、前記インクはアニオン性染料を含むことを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
- 前記処理液は低分子成分と高分子成分のカチオン性物質を含み、前記インクはアニオン性の染料が含有されているかまたは少なくともアニオン性化合物と顔料とが含有されていることを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
- 特定色のインクおよび当該特定色とは異なる色のインクをノズルから吐出可能なインク吐出部と、前記インク中の成分を不溶化または凝集させる成分を含む処理液をノズルから吐出させるに際し、第1の吐出量あるいは前記第1の吐出量よりも少ない第2の吐出量で前記処理液を前記ノズルから吐出可能な処理液吐出部とを用いて、被記録媒体に画像を記録するインクジェット記録方法において、
前記特定色のインクで記録される画像のうち、前記特定色とは異なる色のインクで記録される画像との境界部に対して前記第1の吐出量で前記処理液を吐出し、前記境界部以外の部分に対して前記第2の吐出量で前記処理液を吐出することを特徴とするインクジェット記録方法。 - 特定色のインクおよび当該特定色とは異なる色のインクをノズルから吐出可能なインク吐出部と、前記インク中の成分を不溶化または凝集させる成分を含む処理液をノズルから吐出させるに際し、第1の吐出量あるいは前記第1の吐出量よりも少ない第2の吐出量で前記処理液を前記ノズルから吐出可能な処理液吐出部とを用いて、被記録媒体に画像を記録するインクジェット記録方法において、
前記特定色のインクで記録される画像のうち、エッジ部と、前記特定色とは異なる色のインクで記録される画像との境界部に対して前記処理液を前記第1の吐出量で吐出し、前記エッジ部および境界部以外の部分に対して前記処理液を前記第2の吐出量で吐出することを特徴とするインクジェット記録方法。
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