JP2001293854A - 多機能インクジェットプリンタ - Google Patents

多機能インクジェットプリンタ

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JP2001293854A
JP2001293854A JP2000109402A JP2000109402A JP2001293854A JP 2001293854 A JP2001293854 A JP 2001293854A JP 2000109402 A JP2000109402 A JP 2000109402A JP 2000109402 A JP2000109402 A JP 2000109402A JP 2001293854 A JP2001293854 A JP 2001293854A
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Akira Takagi
彰 高木
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 シート材、板材のカッティングを簡易にかつ
正確に行うことができるインクジェットプリンタを提供
する。 【解決手段】 インクジェットプリンタにおいて、キャ
リッジ11には、ノズル(ノズル群12)の開口部を封
止するキャップ14と、プリント以外の能動動作(加工
等)を行う機能部15とを有する構造体15が搭載さ
れ、キャップ14によりノズルの開口部を封止するとと
もに機能部15を動作可能にする機能と、キャップ14
により封止された前記ノズルの開口部から当該キャップ
14を除去するとともに動作可能となっている機能部1
5を使用できないようにする機能と、を切り替える機能
切り替え機構17が設けられていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、切断等のプリント
以外の用途にも使用されるプリンタに関し、たとえばシ
ート材や板材の加工等の能動動作を行う機能を持つ多機
能プリンタに関する。
【0002】
【従来の技術】インクジェットプリンタでは、通常、プ
リントヘッドの休止位置(プリント動作を行わないとき
のプリントヘッドの停止位置)にキャッピング手段を備
えている。キャッピング手段は、キャップと、キャップ
押接機構を備えており、前記プリントヘッドが前記休止
位置に停止したときに当該キャップをプリントヘッドに
設けられたノズルの開口部に押接させて、ノズルの開口
部をキャップにより封止することができる。これによ
り、ノズルの開口部からのインク溶媒の蒸発に起因する
インクの粘度上昇や固化が防止され、ノズルの開口部へ
の塵埃の付着が防止され、あるいはノズルの開口部から
ノズル内部への空気の侵入が防止される。
【0003】プリンタにプリント以外の機能、具体的に
はスキャナーとしての機能を追加した技術が従来から知
られており、キャリッジに、プリントヘッドおよびイメ
ージセンサが搭載されたスキャナー機能付のインクジェ
ットプリンタが市場に流通している。
【0004】この種のスキャナー機能付のインクジェッ
トプリンタには、キャリッジからインクカートリッジを
取り外し、当該キャリッジにスキャナーカートリッジを
装着することでプリンタをスキャナーとして使用できる
ようにするものや、キャリッジにスキャナーユニットが
一体に搭載されており、インクカートリッジを取り外す
ことなくプリンタをスキャナーとして使用できるものが
ある。これらのスキャナー機能付きのプリンタ(ただ
し、前者のプリンタの場合にはプリントヘッドがキャリ
ッジに搭載されたタイプのものに限る)では、スキャナ
ーとして動作させるときには、プリントヘッドのノズル
開口部のキャッピングをする必要がある。このキャッピ
ングは、たとえばプリントヘッドの先端に設けたノズル
シャッターにより行うことができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】スキャナーは写真等の
画像を、イメージセンサを用いて走査して画像をデータ
として読み取る装置であり、プリンタは、メモリ空間上
にマッピングされた画像データを走査してプリント媒体
上にプリントヘッドを用いて画像を形成する装置であ
る。プリンタもスキャナーも画像を走査するといった観
点からは、同一ないし極めて類似した技術であり、した
がってプリンタにスキャナーとしての機能を持たせるこ
とには、さほどの技術的な(すなわち、ハードウェア上
またはソフトウェア上の)困難性はないであろう。
【0006】しかし、プリンタにプリント以外の他の機
能を持たせる場合には、キャリッジに当該他の機能に応
じたハードウェアを搭載しなくてはならない。特に、キ
ャリッジにプリントヘッドが搭載されたタイプのプリン
タでは、キャリッジにはプリントヘッドに形成されたノ
ズルの開口部をキャッピングするためのシャッターを設
けなければならない。上記インクジェットプリンタに、
キャッピング用のシャッターとは別に、プリント以外の
動作を行う機能部を持たせると、キャリッジに搭載する
機構が複雑となり、プリンタとしての機能も阻害される
おそれが懸念される。このような事情から、従来、仮
に、インクジェットプリンタに、プリント以外の動作を
持たせることを着想し得たとしても、特に加工等の能動
動作を行う機構を搭載することはできなかった。
【0007】本発明の目的は、キャリッジに、ノズルの
開口部のキャッピング機能を持たせつつ、機構を大型化
することなく、切断・切削機能等の種々の機能を搭載し
得る多機能インクジェットプリンタを提供することにあ
る。
【0008】なお、従来シート材や板材の切断を行うた
めには、専用のカッティング装置が用いられるが、この
種のカッティング装置は、概して大型かつ高価であり、
個人や小規模企業のユーザが所有することはなかった。
【0009】本発明の他の目的は、シート材、板材のカ
ッティングを簡易かつ正確に行うことができる多機能イ
ンクジェットプリンタを提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明者は、ノズルの開
口部を封止するキャップと、切断等の加工を行う機能部
を一体に構成すれば、機構をさほど複雑にすることなく
カッティング機構等の、プリント以外の他の能動機能を
キャリッジに搭載できる、との知見のもとに本発明をな
すに至った。
【0011】本発明は、キャリッジに搭載され、かつノ
ズルが複数形成されてなるプリントヘッドを、プリント
媒体に対して相対的に二次元移動し、前記ノズルにより
前記プリント媒体にイメージをプリントするインクジェ
ットプリンタに応用される。
【0012】本発明のプリンタは、キャリッジがプリン
ト媒体に対して相対的に二次元移動できるものであれ
ば、キャリッジが主走査方向に移動し、プリント媒体搬
送機構がプリント媒体を副走査方向に移動するもの(以
下、「シリアルプリンタ」と言う)であってもよいし、
プリント媒体が静止し、プリントヘッド自身が2次元移
動するもの(以下、「x−yプリンタ」)であってもよ
い。
【0013】本発明では、キャリッジには、さらに、ノ
ズルの開口部を封止するキャップと、プリント以外の能
動動作を行う機能部とを有する構造体が搭載されるとと
もに、機能切り替え機構が設けられている。この機能切
り替え機構は、キャップによりノズルの開口部を封止す
るとともに前記機能部を動作可能にする機能と、キャッ
プにより封止されたノズルの開口部から当該キャップを
除去するとともに動作可能となっている前記機能部を使
用できないようにする機能とを切り替えることができ
る。
【0014】機能切り替え機構は、種々の動作を行うこ
とができる。たとえば、プリント動作から、プリント以
外の能動動作に機能部を切り替える場合、(1)キャッ
プがキャリッジの側方からノズルの直下まで移動するよ
うに、前記構造体を、ノズルが形成された面と平行な軸
(この軸は、キャリッジに設けられる)を中心として揺
動させ、かつ(2)キャップがノズルの直下または直下
近傍に位置したときに、キャップを前記ノズルの開口部
に押接させる。
【0015】上記の機能部は、プリント媒体またはプリ
ント媒体に代えてセットされたシート材あるいは板材を
加工する加工手段を有するように構成することができ
る。この加工手段として、ブレード(回転刃、非回転
刃)、ドリル、きり、パンチ等の機械加工手段、レーザ
装置等の光学手段等が使用可能である。
【0016】加工手段の典型例は、上述したブレードで
あり、このブレードにより、プリント媒体または前記プ
リント媒体に代えてセットされたシート材あるいは板材
(以下、「加工対象」という)を切断し、または加工対
象に切り込みを形成することができる。
【0017】加工手段がブレードである場合には、機能
部はブレード移動機構を有することができる。ブレード
移動機構は、ブレードが稼動されるときには、当該ブレ
ードを非稼動位置から稼動位置まで移動し、またプリン
ト動作が行われるとき等、ブレードが非稼動となるとき
には、当該ブレードを非稼動位置から稼動位置まで移動
することができる。
【0018】ブレードが、先端を加工対象の面に垂直に
立設させてなる平刃とするときには、前記機能部には、
前記プリント媒体またはシート材あるいは前記板材の面
に垂直な軸を中心として、前記平刃を所定半径で回動さ
せるブレード回動機構を設けることができる。この場
合、ブレード回動機構は、所定の回動静止位置で、当該
ブレードの自由回動をロックするように動作することが
できる。
【0019】本発明によれば、プリンタの機構を多数流
用しているので、プリンタ構成部材の利用率を高めるこ
とができる。
【0020】本発明の概要を以下に説明する。
【0021】図1(A),(B)は、本発明の多機能イ
ンクジェットプリンタの概略を示す図である。図1
(A),(B)において、キャリッジ11には、複数の
ノズル(図1では、ノズル群12で示す)が形成された
プリントヘッド13、および、キャップ14と機能部1
5とを有する構造体16が搭載され、また機能切り替え
機構17が設けられた様子が模式的に示されている。
【0022】図1(A)はプリンタがプリント以外の動
作をしている場合を示しており、切り替え機構17が機
能部15を使用できるように、かつキャップ14がノズ
ル群12を被覆するように、構造体16が所定配置され
た様子が示されている。「プリント以外の動作」とし
て、「加工」が代表的であるので、以下、プリンタが加
工を行う場合(以下、「加工モード」と言う)を前提に
説明を進める。
【0023】図1(B)はプリンタがプリント動作をし
ている場合(以下、「プリントモード」と言う)を示し
ており、切り替え機構17が機能部15を使用できない
ように、かつキャップ14がノズル群12から除去され
て、プリントヘッドが駆動できるように、構造体16が
所定配置された様子が示されている。なお、説明の便宜
上、図1(B)には、キャリッジ11の構成、およびプ
リント媒体100のみを示すに止める。
【0024】図1(B)のプリントモードにおいて、コ
ントローラ30は、ユーザからのモード切り替え命令C
MIを入力すると、モード切り替え駆動信号CMDを切
り替え機構17に出力する。これにより、切り替え機構
17は構造体16を、図1(B)に示す位置ないし姿勢
から、図1(A)に示す位置ないし姿勢に変化させる。
【0025】なお、図1(A),(B)では、構造体1
6はクランク形状で示してあるが、本発明はこれに限定
されず、構造体の形状は本発明の作用・効果を奏する限
り自由に選択することができる。また、図1(A),
(B)では、構造体16は軸心Sを中心に揺動するよう
に示してあるが、本発明はこれに限定されず、回転を伴
わずに位置ないし姿勢を変化をするようにもできる。
【0026】構造体16が、図1(A)に示すような位
置ないし姿勢になることで、キャップ14がノズルの開
口部を封止し、機能部15は動作可能となる(すなわ
ち、他の機能モードとなる)。そして、コントローラ3
0には、加工データPDが入力される。ここでは、加工
データPDには、目標位置座標(図1では機能部15に
設けられた加工手段151の先端座標の目標値とする)
(X*,Y*)および加工量Mが含まれている。ここで
は、コントローラ30は、加工手段151の先端座標の
実際座標(X,Y)も入力しており、目標位置座標(X
*,Y*)と実際座標(X,Y)とから、X方向駆動手段
(図1では符号18で示す)およびY方向駆動手段(図
1では符号19で示す)に、位置制御信号LCX、LCY
をそれぞれ出力するとともに、加工量Mについての操作
信号OPMを機能部15に出力する。これによりキャリ
ッジ11は、(X*,Y*)に向けて移動しつつ、加工量
Mの操作を、シート材(図1では符号20で示す)等に
施す。
【0027】
【発明の実施の形態】図2は、本発明の多機能インクジ
ェットプリンタに用いるキャリッジの具体例を示す図で
ある。なお、図2では、プリンタが加工モードとなって
いる場合のキャリッジが示されている。
【0028】キャリッジ本体41には、ノズルが形成さ
れた面(図2ではキャリッジ本体41の下面、以下「ノ
ズル形成面」と言う)と平行な軸42に支持腕43が取
り付けられている。この支持腕43には、さらに構造体
44が取り付けられており、構造体44は、軸42を中
心に揺動することができる。
【0029】構造体44はクランク状の段差を持って構
成され、下段部分45が本発明のキャップの役割をなす
もので、表面には図3に示されるような多孔質弾性体が
形成されたパッド46が形成されており、上段部分には
後述する刃駆動装置55(本発明における機能部材)が
設けられている。
【0030】また、構造体44には、支持腕43との連
結を行う連結部材47が取り付けられている。本実施形
態では、連結部材47は、キャップ形成面S1と同一面
上に立設している。連結部材47は、支持腕43を収容
する溝を有しており、支持腕43の長さ方向に摺動する
ことができる。また、支持腕43には、その先端側に長
孔(開孔向きは軸42方向)48が形成されており、連
結部材47の前記溝にはこの長孔48を貫通して先端が
キャリッジ本体41の一側面S2に向けて突出する、ピ
ン49,50が所定間隔を有して形成されている。支持
腕43の先端側に位置するピン50が長孔48の先端側
に位置した場合には、構造体44の揺動半径が最大とな
る。
【0031】キャリッジ本体41の側面S2には、楔部
材51が、先端をノズル形成面にほぼ平行な向きに向け
て形成されている。軸42は、機能切り替え用モータ5
2により、ピニオンギヤ53、従動ギヤ54を介して回
動される。
【0032】図4(A),(B)は、機能切り替え(モ
ード切り替え)に際しての、連結部材47の動作(すな
わち、構造体44の動作)を説明するための図である。
なお、図4(A),(B)においては、説明の便宜上、
連結部材47の動作の理解に必要とされる構成要素のみ
を図示してある。
【0033】図4(A)では、構造体44が、揺動半径
が最大の状態で、キャリッジ本体41の下面に近接する
ように揺動している様子が示されている。図4(A)の
状態からさらに構造体44の揺動が進むと、楔部材51
の先端がピン49,50間に入り込む。そして、支持腕
43がノズル面に垂直となったとき、すなわち構造体4
4の下段(これは、前述したように本発明のキャップと
して作用する)がキャリッジ本体41の真下近傍(ノズ
ルの真下近傍)に位置したとする。本実施形態では、支
持腕43がノズル面に垂直となったときに、キャップ4
5の上面がノズルの開口部に押接されるように、楔部材
51の形状およびピン49の位置が設定されている。こ
れにより、図4(B)に示すように、軸42側のピン4
9が楔部材51の上側のスロープに当接して、構造体4
4の下段部分45のパッド46(図3参照)がノズルの
開口部を押圧する。
【0034】また、図2において、刃駆動装置55は、
平刃56と、平刃56が取り付けられた回転円板57
と、平刃回動・移動機構58とからなる。回転円板57
は、図示しない加工対象の面に平行であり、構造体44
の上段の下面側に設けられている。平刃56は、回転円
板57の回転中心から所定距離離れた位置に径方向に平
行に、当該回転円板の下面側に取り付けられている。
【0035】平刃回動・移動機構58は、前述したよう
に構造体44の上段平面の上部に設けられる。この平刃
回動・移動機構58は、図5に示すように、図2に示し
た回転円板57を所定の角度で回動させる平刃回動機構
59と、当該回転円板を上下に移動できる平刃移動機構
60とからなる。平刃回動機構59はモータ61からの
力をピニオンギヤ62を介して回転円板57の軸63に
設けられたギヤ64に伝達することができる。一方、平
刃移動機構60は、スプリング65により上方に付勢さ
れた磁性体矩形枠66と、当該磁性体矩形枠66の下部
に位置する電磁石67とからなる。磁性体矩形枠66
は、軸63およびギヤ64とともに上下するように、構
成され、電磁石67が非駆動状態のときには、磁性体矩
形枠66はスプリング65により上位置に停止している
が、電磁石67(コイルの図示はしていない)が駆動状
態のときには、磁性体矩形枠66は電磁石67に吸引さ
れ、下位置に停止する。
【0036】図6を参照して、上記キャリッジが搭載さ
れたインクジェットプリンタの動作を説明する。図6の
プリンタでは、コントローラ70は、ユーザからのモー
ド切り替え命令CMIを入力に応じて、モード切り替え
駆動信号CMDを機能切り替え用モータ52出力して、
モードの切り替えを行う。図6では、すでに加工モード
となっている状態が示されている。前述したように、加
工モードではキャリッジ41の下面に形成されているプ
リントヘッドのノズル(図示せず)開口部は構造体44
の下段部分45のパッド46(図3参照)によりキャッ
ピングされている。
【0037】コントローラ70は、加工データPDを入
力している。本実施形態では、この加工データPDk
は、座標テ゛ータk *,Yk *と加工量データMkを含む(ここ
で、k=0,1,2,・・・,)。Xk *,Yk *は、目標
値であり刃56の座標は、回転円板57の中心座標を
(Xk,Yk)とすると、 Xk=Xk *−cosθk・・・(1) Yk=Yk *−sinθk・・・(2) となる。ここで、θkは、図7に示すように回転円板5
7を上から見たときの、X方向を基準にした刃56の回
転角である。
【0038】コントローラ70は、最初のデータ、PD
0(X0 *,Y0 *,M0)を入力すると、回転角を0に設定
する制御信号RA(θ0)を平刃回動・移動機構58の
平刃回転機構59に出力するとともに、上記(1),
(2)式の演算を行い、演算結果に基づく制御信号LC
x0をX方向駆動手段71に、制御信号LCY0をY方向駆
動手段72にそれぞれ出力する。コントローラ70は、
また加工量M0についての操作信号OPM0を平刃回動・
移動機構58の平刃移動機構60に出力する。
【0039】コントローラ70は、k番目のデータPD
k(Xk *,Yk *,Mk)を入力すると、回転角をθkに設
定する。θkは、次式、 θk=tan-1{(Yk−Yk-1)/(Xk−Xk-1)}・・・(3) で表される。
【0040】したがって、コントローラ70は、
(1),(2)および(3)式から、2番目以降(k=
1,2,3,・・・)の加工データPDについて、X座
標、Y座標および回転角についての制御量(Xk
k-1),(Yk−Yk-1)および(θk−θk-1)を求
め、当該演算結果に基づいて制御信号LCxkをX方向駆
動手段71に、制御信号LCYkをY方向駆動手段72
に、制御信号RA(θk)を平刃回転機構59にそれぞ
れ出力するとともに、平刃回転機構59に加工量Mk
ついての操作信号OPMkを平刃移動機構60に出力し
て、シート材等の加工対象80の加工を行うことができ
る。本実施形態では、加工対象80として離型紙を用い
る場合には、台紙を残した切断もできる。
【0041】コントローラ70は、キャリッジ設けられ
た図示しないリニアエンコーダユニット等の位置検出装
置からの座標データXdk(k=0,1,2,・・・)、
およびY方向駆動手段72への入力パルス計数等の手段
に基づきY座標実際値に相当する座標データYdk(k=
0,1,2,・・・)を入力している。これらの座標デ
ータを制御パラメータに加えることで、閉ループ制御を
行うこともできる。
【0042】上記実施形態では、プラテンについては説
明しなかった。平刃移動機構60の制御精度が高けれ
ば、従来のプリンタに設けられているプラテンをそのま
ま使用することができるし、ガラスのような硬質材料を
使用することができる。
【0043】
【発明の効果】本発明によれば、インクジェットプリン
タを用いて、シート材、板材のカッティングを簡易にか
つ正確に行うことができる。特に、プリンタの機構を多
数流用しているので、プリンタ構成部材の利用率を高め
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の多機能インクジェットプリンタの概略
を示す図であり、(A)は加工モードにおける概略図、
(B)はプリントモードにおけるキャリッジの動作状態
を示す図である。
【図2】本発明の一実施形態に使用するキャリッジの概
略を示す図である。
【図3】図2のキャリッジに設けられたキャップ部分を
示す図である。
【図4】図2のキャリッジの動作状態を示す図であり、
(A)は加工モードに移る前の様子を、(B)は加工モ
ードにおけるキャリッジの動作状態を示す図である。
【図5】図2のキャリッジの平刃回動・移動機構を示す
図である。
【図6】図2のキャリッジが搭載されたインクジェット
プリンタの動作説明図である。
【図7】図2のキャリッジにおける刃の回転角の説明図
である。
【符号の説明】
11 キャリッジ 12 ノズル群 13 プリントヘッド 14 キャップ 15 機能部 16 構造体 17 機能切り替え機構 18 X方向駆動手段 19 Y方向駆動手段 20 シート材 30 コントローラ 100 プリント媒体 151 加工手段 CMD モード切り替え駆動信号 CMI モード切り替え命令 LCX,LCY 位置制御信号 OPM 加工量についての操作信号 PD 加工データ S 軸心

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 キャリッジに搭載され、かつノズルが複
    数形成されてなるプリントヘッドを、プリント媒体に対
    して相対的に二次元移動し、前記ノズルにより前記プリ
    ント媒体にイメージをプリントするプリンタにおいて、 前記キャリッジには、さらに、 前記ノズルの開口部を封止するキャップと、プリント以
    外の能動動作を行う機能部とを有する構造体が搭載さ
    れ、 前記キャップにより前記ノズルの開口部を封止するとと
    もに前記機能部を動作可能にする機能と、前記キャップ
    により封止された前記ノズルの開口部から当該キャップ
    を除去するとともに動作可能となっている前記機能部を
    使用できないようにする機能とを切り替える機能切り替
    え機構が設けられている、ことを特徴とする多機能イン
    クジェットプリンタ。
  2. 【請求項2】 前記機能部が、プリント媒体またはプリ
    ント媒体に代えてセットされたシート材あるいは板材を
    加工する加工手段を有してなることを特徴とする請求項
    1に記載の多機能プリンタ。
  3. 【請求項3】 前記加工手段が、前記プリント媒体また
    は前記プリント媒体に代えてセットされたシート材ある
    いは板材を切断し、または前記プリント媒体または前記
    プリント媒体に代えてセットされたシート材あるいは板
    材に切り込みを形成するために設けられたブレードであ
    ることを特徴とする請求項2に記載の多機能インクジェ
    ットプリンタ。
  4. 【請求項4】 前記機能部には、前記ブレードを、非稼
    動位置から稼動位置まで、または稼動位置から非稼動位
    置まで移動させるブレード移動機構が設けられている、
    ことを特徴とする、請求項3に記載の多機能インクジェ
    ットプリンタ。
  5. 【請求項5】 前記ブレードが、先端を前記プリント媒
    体または前記シート材あるいは前記板材の面に垂直に立
    設させてなる平刃であり、前記機能部には、前記プリン
    ト媒体またはシート材あるいは前記板材の面に垂直な軸
    を中心として、前記平刃を所定半径で回動させるブレー
    ド回動機構が設けられている、ことを特徴とする、請求
    項4に記載の多機能インクジェットプリンタ。
  6. 【請求項6】 前記機能切り替え機構は、 前記キャップが前記キャリッジの側方から前記ノズルの
    直下まで移動するように、前記構造体を、前記ノズルが
    形成された面と平行な、前記キャリッジ上の軸を中心と
    して揺動し、かつ、 前記キャップが前記ノズルの直下または直下近傍に位置
    したときに、前記キャップを前記ノズルの開口部に押接
    させる、ことを特徴とする、請求項1〜5の何れかに記
    載の多機能インクジェットプリンタ。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009501099A (ja) * 2005-07-13 2009-01-15 フジフィルム ディマティックス,インコーポレイテッド 流体堆積デバイス
JP2009073031A (ja) * 2007-09-20 2009-04-09 Mimaki Engineering Co Ltd プリンタ装置
JP2012245661A (ja) * 2011-05-26 2012-12-13 Seiko Epson Corp 液体吐出装置、及び、液体吐出方法
JP2017177552A (ja) * 2016-03-30 2017-10-05 ローランドディー.ジー.株式会社 加工物作製装置
CN107310280A (zh) * 2017-06-23 2017-11-03 安徽新华印刷股份有限公司 一种打印机烘干装置

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