JP4345442B2 - インクジェットプリンタ - Google Patents

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Description

本発明は、インクジェットプリンタに係り、特に、いわゆる重ね印刷用のインクジェットプリンタに関する。
従来から、プロセスカラー等の各色インクを記録媒体に吐出して画像記録を行う場合に、その吐出された部分に光が透過してしまうことを防ぎ、プロセスカラー等により記録される画像を際立たせるために、前記画像の背景となる色のインクを前記画像の記録前又は記録後に記録媒体の全面に吐出し、インクにインクを重ねるいわゆる重ね印刷が知られている。そしてこのような印刷方法を行うことができるインクジェットプリンタが開発されている。
前記のインクジェットプリンタには主走査方向に往復動するキャリッジが備えられている。このキャリッジには白インクを吐出するシリアル方式の白インク用記録ヘッドと、イエロ、マゼンタ、シアンの色の何れか一色のインクを吐出する複数のシリアル方式の有色インク用記録ヘッドとが、搭載されている。また、前記のインクジェットプリンタには搬送及び搬送停止を順に繰り返し画像が記録される記録媒体を間欠的に搬送する記録媒体搬送装置が備えられている。このような構成を有するインクジェットプリンタは、前記の搬送停止時にキャリッジの往復動に伴って画像記録を行うようになっている(例えば、特許文献1)。
そして、白色を背景とする記録画像を形成する場合に、例えば、前記インクジェットプリンタはキャリッジの往動に伴って白インク用記録ヘッドから白インクを記録媒体の全面に吐出させる。次いで白インクが硬化した後、前記インクジェットプリンタはキャリッジの復動に伴って有色インク用記録ヘッドから各インクを白インク上に吐出させ、重ね印刷を行い、白色を背景とする記録画像を形成するようになっている。また、前記キャリッジの往復回数を増やすことによって白インク及び有色インクによって形成される画像は高精細となるようになっている。
特開昭60−229757号公報
しかしながら、白インクはあくまでも背景画像を形成する際に用いられるので、白インクで形成する背景画像は高精細でなくてもよい。また、このようなインクジェットプリンタは前記の搬送停止時にのみ画像記録を行うようになっているので、前記搬送停止の時間が長いほど画像記録に要する時間がかかってしまう。特に、前記重ね印刷を行う場合には先に吐出されたインクの硬化を待って重ねるインクを吐出するので、前記搬送停止の時間が長くなり画像記録に時間がかかってしまうという問題がある。このことは大量の記録画像を形成する際に重大な問題となっている。
そこで、本発明の課題は低コストの部品構成からなり、短時間でいわゆる重ね印刷をすることができるインクジェットプリンタを提供することを目的とする。
前記の問題を解決するために、請求項1に記載の発明においては、インクを吐出する吐出口を有する記録ヘッドを用いて記録媒体に画像記録を行うインクジェットプリンタであって、主走査方向の往復動作を伴って前記記録媒体にプロセスカラーのインクを吐出するシリアル方式のシリアル記録ヘッドと、主走査方向に延在する吐出口を有し前記記録媒体の全面に同色のインクを吐出するライン方式の2つのライン記録ヘッドと、を備え、前記2つのライン記録ヘッドは、前記シリアル記録ヘッドよりも副走査方向の上流側と下流側とに配置されていることを特徴としている。
このように請求項1に記載の発明によれば、すべての記録ヘッドをシリアル記録ヘッドに比べ高価なライン記録ヘッドにすることなく、間欠的搬送の搬送時において前記ライン記録ヘッドによって背景となる色のインクを前記記録媒体に吐出し、次いで搬送停止時において前記シリアル記録ヘッドによって画像を形成するインクを記録媒体に吐出することができる。そのため、前記記録媒体の間欠的搬送における一連の動作を記録作業に有効に用いることができる。
また、2つのライン記録ヘッドがシリアル記録ヘッドよりも副走査方向の上流側と下流側とに配置されているので、表刷りと裏刷りの両方の印刷方法を行うことができる。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のインクジェットプリンタにおいて、前記ライン記録ヘッドは、前記シリアル記録ヘッドよりも解像度が低いことを特徴としている。
このように請求項2に記載の発明によれば、前記記録媒体の間欠的搬送における一連の動作を記録作業に有効に用いることができるとともに、解像度の低い安価なライン記録ヘッドを用いることができる。
請求項3に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載のインクジェットプリンタにおいて、前記インクは、紫外線を照射されることにより硬化する紫外線硬化型インクであり、前記記録媒体に着弾した前記インクに対して紫外線を照射する紫外線照射装置を備えることを特徴としている。
このように請求項3に記載の発明によれば、紫外線硬化型インクを用いた場合であっても前記記録媒体の間欠的搬送における一連の動作を記録作業に有効に用いることができる。
請求項4に記載の発明は請求項3に記載のインクジェットプリンタにおいて、前記記録媒体は、透明又は半透明の樹脂製フィルムであることを特徴としている。
請求項4に記載の発明によれば、前記記録媒体が透明又は半透明の樹脂製フィルムであっても紫外線硬化型インクを用いているので、前記記録媒体上に画像を形成することができる。そのため前記記録媒体が透明又は半透明の樹脂製フィルムであっても前記記録媒体の間欠的搬送における一連の動作を記録作業に有効に用いることができる。
請求項に記載の発明は請求項に記載のインクジェットプリンタにおいて、前記ライン記録ヘッドの吐出口は、白インクを貯留するインクタンクと連通していることを特徴としている。
請求項に記載の発明によれば、背景画像の背景色として白インクを用いる場合であっても、前記記録媒体の間欠的搬送における一連の動作を記録作業に有効に用いることができる。
請求項1に記載の発明によれば、すべての記録ヘッドを高価なライン方式の記録ヘッドにすることなく、前記記録媒体の間欠的搬送における一連の動作を記録作業に有効に用いることができるので、低コストの部品構成であっても短時間でいわゆる重ね印刷をすることができるという効果を奏する。
また、表刷りと裏刷りの両方の印刷方法を行うことができるので、短時間で表刷り及び裏刷りを行うことができるという効果を奏する。
請求項2に記載の発明によれば、前記記録媒体の間欠的搬送における一連の動作を記録作業に有効に用いることができるとともに、解像度の低い安価なライン方式の記録ヘッドを用いることができるので、より低コストの部品構成を採用できるとともに短時間でいわゆる重ね印刷をすることができるという効果を奏する。
請求項3に記載の発明によれば、紫外線硬化型インクを用いた場合であっても前記記録媒体の間欠的搬送における一連の動作を記録作業に有効に用いることができるので、短時間でいわゆる重ね印刷をすることができるという効果を奏する。
請求項4に記載の発明によれば、前記記録媒体が透明又は半透明の樹脂製フィルムであっても前記記録媒体の間欠的搬送における一連の動作を記録作業に有効に用いることができるので、短時間でいわゆる重ね印刷をすることができるという効果を奏する。
請求項に記載の発明によれば、背景画像の背景色として白インクを用いる場合であっても、前記記録媒体の間欠的搬送における一連の動作を記録作業に有効に用いることができるので、短時間でいわゆる重ね印刷をすることができるという効果を奏する。
以下、図面を参照しながら本発明に係るインクジェットプリンタの実施形態について説明する。ただし、発明の範囲は図示例に限定されない。
図1に示すインクジェットプリンタ1には、その外枠を構成し長尺な筐体(不図示)が備えられている。この筐体の内部には、その長手方向(以下、単に主走査方向という)に延在するガイドレール2が設けられている。このガイドレール2には主走査方向に往復動するキャリッジ5が支持されており、このキャリッジ5はキャリッジ駆動装置7(図2参照)によりガイドレール2に沿って案内されるようになっている。
このキャリッジ5には、主走査方向と直交する方向(以下、単に副走査方向という)に配列されたインク吐出口を有するシリアル方式のシリアル記録ヘッド3が、主走査方向に沿って4個取り付けられている。これらシリアル記録ヘッド3,3・・には、イエロ(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(Bk)のいずれか一色の紫外線硬化型インクを貯留するインクタンク(不図示)が接続されており、各シリアル記録ヘッド3,3・・は、前記何れか一色の紫外線硬化型インクを吐出するようになっている。
このキャリッジ5における主走査方向の両端部には、シリアル記録ヘッド3,3によって記録媒体4に吐出されたインクに紫外線を照射する第一紫外線照射装置6,6が取り付けられている。この第一紫外線照射装置6,6は、記録媒体4に着弾したインクに紫外線を照射するようになっている。
次に、シリアル記録ヘッド3,3・・の各吐出口と対向する側であって、シリアル記録ヘッド3,3・・の移動範囲の中央部には、副走査方向に延在する平板状のプラテン8が設けられており、このプラテン8は副走査方向の上流側から搬送される記録媒体4を非記録面から支持し、記録媒体4の記録面を略水平状態に保持するようになっている。
このプラテン8における副走査方向の上流側であって記録媒体4の記録面側には、プラテン8と対向する位置に主走査方向に沿って配列されたインク吐出口を有するライン方式の第一ライン記録ヘッド10が設けられており、第一ライン記録ヘッド10は記録媒体4の全幅にインクを吐出できるようになっている。また、プラテン8における副走査方向の下流側であって記録媒体4の記録面側には、プラテン8と対向する位置に主走査方向に沿って配列されたインク吐出口を有するライン方式の第二ライン記録ヘッド12が設けられており、第二ライン記録ヘッド12は記録媒体4の全幅にインクを吐出できるようになっている。
これら第一ライン記録ヘッド10,第二ライン記録ヘッド12には、酸化チタンを顔料とする白色の紫外線硬化型インクを貯留するインクタンク(不図示)が接続されており、第一ライン記録ヘッド10及び第二ライン記録ヘッド12は白色の紫外線硬化型インクを吐出するようになっている。
この第一ライン記録ヘッド10の近傍であって第一ライン記録ヘッド10の副走査方向の下流側には、第一ライン記録ヘッド10よって記録媒体4に吐出されたインクに紫外線を照射する第二紫外線照射装置11が取り付けられている。また同様に、第二ライン記録ヘッド12の近傍であって第二ライン記録ヘッド12の副走査方向の下流側には、第二ライン記録ヘッド12よって記録媒体4に吐出されたインクに紫外線を照射する第二紫外線照射装置13が取り付けられている。これら第二紫外線照射装置11,13には、記録媒体4の全幅に延在する棒状の紫外線光源(不図示)が備えられており、記録媒体4に着弾した白色のインクは紫外線の照射により硬化するようになっている。
ここで、第一ライン記録ヘッド10及び第二ライン記録ヘッド12の1インチあたりのインク吐出口の数はシリアル記録ヘッド3,3・・に比べて少なくなっている。また、シリアル記録ヘッド3,3・・、第一ライン記録ヘッド10及び第二ライン記録ヘッド12の内部には、ピエゾ素子(不図示)などの圧電素子が設けられており、この圧電素子によって各インク吐出口から所定量のインクを吐出するようになっている。さらに、第一ライン記録ヘッド10及び第二ライン記録ヘッド12の各インク吐出口から吐出されるインク量は、シリアル記録ヘッド3,3・・の各インク吐出口から吐出されるインク量よりも多くなっている。そして第一ライン記録ヘッド10及び第二ライン記録ヘッド12から吐出されるインク量は、記録媒体4に着弾した際に各インクドットの外縁が互いに重なり合う程度となっている。なお、本実施形態で用いられるシリアル記録ヘッド3,3・・の一個のインク吐出口から吐出されるインク量は4plであり、第一ライン記録ヘッド10及び第二ライン記録ヘッド12から吐出されるインク量は20plとなっている。また、第一紫外線照射装置6,6及び第二紫外線照射装置11,13に備えられる紫外線光源としては、高圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、ブラックライト、熱陰極管、冷陰極管、LED(Light Emitting Diode)が適用可能となっている。
また、本実施形態のインクジェットプリンタ1には、記録媒体4を副走査方向の一方に搬送及び搬送停止を順に繰り返し、記録媒体4を間欠的に搬送する搬送装置が備えられている。この搬送装置には、プラテン8における副走査方向の両端近傍に設けられた第一搬送ローラ14及び第二搬送ローラ15が備えられている。これら第一搬送ローラ14及び第二搬送ローラ15は記録媒体4の非記録面を支持しながら、記録媒体4をプラテン8と各インク吐出口との間に配置するようになっている。
次に、図2を参照しつつ本実施形態における制御装置について説明する。
この制御装置は、たとえば、CPU40、RAM41、ROM42からなり、ROM42に記録された処理プログラムをRAM41に展開してCPU40によりこの処理プログラムを実行する制御部43を有している。
この制御部43には画像情報を入力するスキャナや、表刷り及び裏刷り等の画像記録条件を入力するキーボード等からなる入力部44が接続されており、制御部43は入力部44から入力された所定情報、及び前述の処理プログラムに基づいて、第一搬送ローラ14、第二搬送ローラ15、シリアル記録ヘッド3,3・・、第一ライン記録ヘッド10,第二ライン記録ヘッド12、第一紫外線照射装置6,6、第二紫外線照射装置11,13及びキャリッジ駆動装置7等の動作を制御するようになっている。
前記の表刷りとは、例えば、透明である記録媒体2に画像記録を行う場合に、記録媒体2の全面に背景となる色のインクを吐出し、次いで背景となる色のインクが乾燥又は硬化した箇所に重ねて画像を形成するインクを吐出する印刷方法をいう。この印刷方法は画像が形成された部分に光を透過させ難くすることができるので、前記画像を際立たせることができるようになっている。また、前記の裏刷りとは、透明の記録媒体2に画像記録を行う場合に、記録媒体2の所定領域に画像を形成するインクを吐出し、次いで画像を形成するインクが乾燥又は硬化した箇所に重ねて背景となる色のインクを吐出する印刷方法をいう。この印刷方法では、画像は透明である記録媒体4のインクが吐出された面の裏側に形成されるようになっている。そのため前記画像を際出させる効果のほかに、前記画像の擦過に対し耐久性を保持することができるようになっている。
特に、本実施形態の制御部43は、入力部44から表刷りの画像条件が入力された場合に、第一ライン記録ヘッド10を非作動にさせるとともに第二ライン記録ヘッド12を作動させるようになっている。また、制御部43は、入力部44から裏刷りの画像条件が入力された場合に第一ライン記録ヘッド10を作動させるとともに第二ライン記録ヘッド12を非作動にさせるようになっている。
次に、本実施形態に用いられるインクとしては、特に、「光硬化技術−樹脂・開始剤の選定と配合条件及び硬化度の測定・評価−(技術協会情報)」に記載の「光硬化システム(第4章)」の「光酸・塩基発生剤を利用する硬化システム(第1節)」、「光誘導型交互共重合(第2節)」等に適合するインクが適用可能であり、通常のラジカル重合により硬化するものであってもよい。
具体的に、本実施形態に用いられるインクは、光としての紫外線の被照射により硬化する性質を具備する紫外線硬化型インクであり、主成分として、少なくとも重合性化合物(公知の重合性化合物を含む。)と、光開始剤と、色材とを含むものである。ただし、本実施の形態に用いるインクとして、前記「光誘導型交互共重合(第2節)」に適合するインクを用いる場合には、光開始剤は除外されてもよい。
前記紫外線硬化型インクは、重合性化合物として、ラジカル重合性化合物を含むラジカル重合系の紫外線硬化型インクとカチオン重合性化合物を含むカチオン重合系の紫外線硬化型インクとに大別されるが、どちらのインクも本実施の形態に用いられるインクとして適用可能であり、ラジカル重合系の紫外線硬化型インクとカチオン重合系の紫外線硬化型インクとを複合させたハイブリッド型インクを本実施形態に用いられるインクとして適用してもよい。
しかしながら、酸素による重合反応の阻害が少ない又は無いカチオン重合系の紫外線硬化型インクのほうが機能性・汎用性に優れるため、本実施の形態では、特に、カチオン重合系の紫外線硬化型インクを用いている。本実施の形態に用いられるカチオン重合系の紫外線硬化型インクは、具体的に、少なくともオキセタン化合物,エポキシ化合物,ビニルエーテル化合物等のカチオン重合性化合物と、光カチオン開始剤と、色材とを含む混合物であり、前記の通り、紫外線の被照射により硬化する性質を具備するものである。
また本実施形態で用いられる記録媒体4として、所謂軟包装に用いられる透明又は不透明な非吸収性の樹脂製フィルムが適用できる。樹脂製フィルムの具体的な樹脂の種類として、ポリエチレンテレフタレート,ポリエステル,ポリオレフィン,ポリアミド,ポリエステルアミド,ポリエーテル,ポリイミド,ポリアミドイミド,ポリスチレン,ポリカーボネート,ポリ-ρ-フェニレンスルフィド,ポリエーテルエステル,ポリ塩化ビニル,ポリ(メタ)アクリル酸エステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン等が適用可能であり、さらには、これら樹脂の共重合体、これら樹脂の混合物、これら樹脂を架橋したもの等も適用可能である。中でも、樹脂製フィルムの樹脂の種類として、延伸したポリエチレンテレフタレート,ポリスチレン,ポリプロピレン,ナイロンのいずれかを選択するのが、樹脂製フィルムの透明性・寸法安定性・剛性・環境負荷・コスト等の面で好ましく、2〜1000μm(好ましくは20〜150μm)の厚みを有する樹脂製フィルムを用いるのが好ましい。また、樹脂製フィルムの支持体の表面にコロナ放電処理、易接着処理等の表面処理を施してもよい。
次に、本実施形態に係るインクジェットプリンタ1の動作について説明する。
ユーザが記録媒体4をインクジェットプリンタ1にセッティングし、インクジェットプリンタ1の電源をオン状態とすると、前記各紫外線光源が発光する。
そして、制御部43に対して入力部44から所定情報が入力されると、制御部43は各紫外線光源が発光している状態で、第一搬送ローラ14及び第二搬送ローラ15を制御して記録媒体4を副走査方向に搬送する。ここで、第一搬送ローラ14及び第二搬送ローラ15は搬送及び搬送停止を順に繰り返し、記録媒体4を間欠的に搬送する。
前記の間欠的搬送における停止時に、制御部43はシリアル記録ヘッド3,3・・及びキャリッジ駆動装置7を制御して、記録媒体4の所定位置に向けてインクを吐出させる。この際、キャリッジ5の移動に伴って第一紫外線照射装置6,6もキャリッジ5と一体となって移動することで、記録媒体4に着弾したインクを紫外線光源から発せられた紫外線によって硬化させることができる。
また、入力部44から裏刷りの画像条件が入力された場合には、前記の間欠的搬送における搬送時に、制御部43は第二ライン記録ヘッド12を制御して、記録媒体4の全幅に向けてインクを吐出させる。この際、記録媒体4に着弾したインクは記録媒体4の移動に伴って第二紫外線照射装置13の紫外線照射領域に搬送される。そのため第二紫外線照射装置13の紫外線光源から照射された紫外線によって記録媒体4に着弾したインクを硬化させることができる。
さらに、入力部44から表刷りの画像条件が入力された場合には、前記の間欠的搬送における搬送時に、制御部43は第一ライン記録ヘッド10を制御して、記録媒体4の全幅に向けてインクを吐出させる。この際、記録媒体4に着弾したインクは記録媒体4の移動に伴って第二紫外線照射装置11の紫外線照射領域に搬送される。そのため第二紫外線照射装置11の紫外線光源から照射された紫外線によって記録媒体4に着弾したインクを硬化させることができる。
このように本実施形態に係るインクジェットプリンタ1は、記録媒体4の間欠的搬送の搬送時において、第一ライン記録ヘッド10又は第二ライン記録ヘッド12から背景となる色のインクを前記記録媒体に吐出させるとともに、記録媒体4の搬送停止時においてシリアル記録ヘッド3,3・・から画像を形成するインクを記録媒体4に吐出させる。そのため、本実施形態に係るインクジェットプリンタ1は記録媒体4の間欠的搬送における一連の動作を記録作業に有効に用いることができる。
なお、第一ライン記録ヘッド10又は第二ライン記録ヘッド12によって形成させる背景画像はドット径が大きいので、背景画像の鮮明度は低くなってしまう。しかしながら、第一ライン記録ヘッド10又は第二ライン記録ヘッド12によって形成される画像は背景画像であるため、解像度の高い高価なライン方式の記録ヘッドを用いなくとも、本実施形態に係るインクジェットプリンタ1は、形成する記録画像全体の画像の鮮明度が低くなることを防ぐことができる。
以上、説明したように本実施形態に係るインクジェットプリンタ1は、すべての記録ヘッドを高価なライン方式のライン記録ヘッドにすることなく、記録媒体4の間欠的搬送における一連の動作を記録作業に有効に用いることができるので、低コストの部品構成であっても短時間で表刷り又は裏刷り印刷をすることができるという効果を奏する。
また、本実施形態に係るインクジェットプリンタ1は解像度の低い安価な第一ライン記録ヘッド10及び第二ライン記録ヘッド12を用いているので、より低コストの部品によって構成することができるという効果を奏する.
さらに、本実施形態に係るインクジェットプリンタ1は記録媒体4が透明又は半透明の樹脂製フィルムであっても記録媒体4の間欠的搬送における一連の動作を有効に記録作業に用いることができるので、短時間で表刷り又は裏刷り印刷をすることができるという効果を奏する。また、本実施形態に係るインクジェットプリンタ1は紫外線硬化型インクを用いた場合であっても記録媒体4の間欠的搬送における一連の動作を有効に記録作業に用いることができるので、短時間で表刷り又は裏刷り印刷をすることができるという効果を奏する。また、本実施形態に係るインクジェットプリンタ1は記録画像の背景色として白インクを用いる場合であっても、記録媒体4の間欠的搬送における一連の動作を有効に記録作業に用いることができるので、短時間でいわゆる重ね印刷をすることができるという効果を奏する。
また、本実施形態に係るインクジェットプリンタ1は背景色として白インクを用い、透明又は半透明な樹脂製フィルムに表刷り又は裏刷りをすることができるので、白インクに重ねられたプロセスカラーを、他の背景色を用いた場合に比べて、効果的に際立たせることができるという効果を奏する。
また、従来のシリアル方式の白インク用記録ヘッドと、イエロ、マゼンタ、シアンの色の何れか一色のインクを吐出する複数のシリアル方式の有色インク用記録ヘッドとを備えるインクジェットプリンタは、背景画像を形成するために、複数回のキャリッジの往復動作を伴って白インクを吐出していた。しかしながら本実施形態に係るインクジェットプリンタ1は、ライン方式の第一、第二ライン記録ヘッド10,12を備え、記録媒体4の前記搬送時に白インクを吐出している。そのため総吐出回数で寿命が決まってしまうインクジェット方式の記録ヘッドにおいて、本発明は従来のインクジェットプリンタにおける白インク用記録ヘッドの寿命よりも白インクを吐出する第一、第二ライン記録ヘッド10,12の寿命を長くすることができるという効果を奏する。
本発明によるインクジェットプリンタの実施形態の構成を示す概略斜視図である。 本発明によるインクジェットプリンタの実施形態の構成を示すブロック図である。
符号の説明
1 インクジェットプリンタ
3 シリアル記録ヘッド
4 記録媒体
6 第一紫外線照射装置
10 第一ライン記録ヘッド
12 第二ライン記録ヘッド
11,13 第二紫外線照射装置

Claims (5)

  1. インクを吐出する吐出口を有する記録ヘッドを用いて記録媒体に画像記録を行うインクジェットプリンタであって、主走査方向の往復動作を伴って前記記録媒体にプロセスカラーのインクを吐出するシリアル方式のシリアル記録ヘッドと、主走査方向に延在する吐出口を有し前記記録媒体の全面に同色のインクを吐出するライン方式の2つのライン記録ヘッドと、を備え
    前記2つのライン記録ヘッドは、前記シリアル記録ヘッドよりも副走査方向の上流側と下流側とに配置されていることを特徴とするインクジェットプリンタ。
  2. 前記ライン記録ヘッドは、前記シリアル記録ヘッドよりも解像度が低いことを特徴とする請求項1に記載のインクジェットプリンタ。
  3. 前記インクは、紫外線を照射されることにより硬化する紫外線硬化型インクであり、前記記録媒体に着弾した前記インクに対して紫外線を照射する紫外線照射装置を備えることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のインクジェットプリンタ。
  4. 前記記録媒体は、透明又は半透明の樹脂製フィルムであることを特徴とする請求項3に記載のインクジェットプリンタ。
  5. 前記ライン記録ヘッドの吐出口は、白インクを貯留するインクタンクと連通していることを特徴とする請求項に記載のインクジェットプリンタ。
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