JP2003136743A - インクジェット記録装置 - Google Patents

インクジェット記録装置

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JP2003136743A
JP2003136743A JP2001334081A JP2001334081A JP2003136743A JP 2003136743 A JP2003136743 A JP 2003136743A JP 2001334081 A JP2001334081 A JP 2001334081A JP 2001334081 A JP2001334081 A JP 2001334081A JP 2003136743 A JP2003136743 A JP 2003136743A
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head
ink
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JP2001334081A
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Isao Ebisawa
功 海老沢
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Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 省スペースを実現して小型化を可能とすると
ともに、印字面を挟む記録ヘッドを効率良く回復動作さ
せることができるインクジェット記録装置を提供するこ
と。 【構成】 記録媒体を挟む両側にそれぞれ1個又は複数
個の記録ヘッドが対向して略同時に印字が可能なように
配置され、前記複数個の記録ヘッドが一つの駆動源で主
走査方向に往復動作しながら印字するインクジェット記
録装置において、前記記録ヘッドを保護するキャップユ
ニットを印字両端部に設置し、略同時に複数個の記録ヘ
ッドにキャッピング動作が可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、被記録媒体にフル
カラー画像を形成するインクジェット記録装置に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】インクジェット記録装置は、一般的に記
録ヘッドにインクを供給し、該記録ヘッドに設けられた
圧電素子や電気熱変換体等のインク滴吐出手段を用いて
微細なノズルからインクを噴射するものである。つま
り、所望の画像データに基づいて各ノズルからオンデマ
ンドで吐出させることによって用紙等の記録媒体にイン
クドットのパターンを記録付着させて画像を形成するも
のである。
【0003】カラー画像を得るためのヘッドは、一般的
にイエロー、マゼンタ、シアン及びブラック等のインク
に対してそれぞれのインクを持ったヘッドからカラーイ
ンクを吐出させる。
【0004】従来、両面印字を行う際に記録媒体の搬送
手段を工夫し、第1に表面を印刷し、第2の裏面を印刷
する手段が採用されている。この際、第1の表面の印字
終了後に第2の裏面への印字を行うためにメカ機構によ
り搬送し、裏面の印刷を開始する。このとき、第1の表
面へ印字されたインクの定着がほぼ終わった時間を設定
してから、第2面へ印字を行う手段等も採用されてい
る。
【0005】そのため、両面印字を行っていても印字時
間が2枚相当の待機時間を要する。又、一度表面に印刷
をすることにより、記録媒体にインクが染み込んで表面
状態が不安定になったり、うねったりしてしまう問題も
あった。
【0006】従来例としての特開平07−276716
号公報(日本電気株式会社)には、印字用紙の両面に印
字が可能なように表面側と裏面側にインクジェットノズ
ルを有した構成になっている。第1にヘッドで印字が終
わった後に、印字用紙が搬送ローラで搬送されて所定量
送り、次の第2のヘッドで裏面に印字を行う構成が開示
されている。
【0007】又、特開平10−171202号公報(日
立工機株式会社)には、レーザープリンタとソリッドイ
ンクジェットプリンタを用いて2色両面印刷システムが
提案されている。第1面にトナー像とインク像を形成
し、その後、トナー像を定着させる工程を経てから第2
面へ印刷を行うために用紙反転を行い、第2面に印刷を
行うものである。
【0008】特開平11−221944号公報(キヤノ
ン株式会社)には、用紙を挟んで略対向する2つのプリ
ンタエンジンを含む印刷部があり、両面印刷が可能な構
成が開示されているが、ヘッドの移動のための駆動源が
複数必要である。
【0009】特開平05−261979号公報(セイコ
ーエプソン株式会社)には、インクジェットで一旦転写
媒体に印刷を行い、次に該転写媒体の印字情報を記録媒
体へ接触させて印刷を行う手段であり、記録ユニットは
2個あり、第1面には第1の記録ユニットを用い、裏の
第2面には他の第2の記録ユニットで印刷転写を行うこ
とが提案されている。
【0010】このように、第1の印字面を印刷後に反転
させて第2の印字面へ印刷を行う手段があり、印字時間
が多く掛かっていた。又、対向位置に2個の記録ヘッド
を設けた手段においては、それぞれの記録ヘッドを移動
させるための駆動手段が複数個あり、コスト高の面で問
題があった。
【0011】
【発明が解決をしようする課題】両面印刷のメリット
は、印字時間のスピードアップが図れ、両面印刷を実行
することによって用紙の有効活用ができ、エコロジーヘ
の配慮も可能である点である。
【0012】従来の両面印刷機能の提案においては、例
として両面印刷を行うのに先ず第1の記録ヘッドで表面
を印刷し、次に印刷用紙を所定量搬送させてから裏面に
対して第2の記録ヘッドで印刷を行う手段が提案されて
いる。これは、両面印刷を行うために余分なスペースを
確保しなければならないという欠点があった。
【0013】又、表面と裏面を略同時に両面印刷を行う
方式では、第1記録ヘッドと第2記録ヘッドを駆動させ
るのに各々の駆動源が必要であり、複数の駆動源は独立
で制御されている。複数の駆動源を持つことによってコ
ストが高くなり、スペースを確保しなければならないと
いう欠点があった。
【0014】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とする処は、省スペースを実現して小型化
を可能とするとともに、印字面を挟む記録ヘッドを効率
良く回復動作させることができるインクジェット記録装
置を提供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、記録媒体を挟む両側にそれぞれ1個又は
複数個の記録ヘッドが対向して略同時に印字が可能なよ
うに配置され、前記複数個の記録ヘッドが一つの駆動源
で主走査方向に往復動作しながら印字するインクジェッ
ト記録装置において、前記記録ヘッドを保護するキャッ
プユニットを印字両端部に設置し、略同時に複数個の記
録ヘッドにキャッピング動作が可能としたことを特徴と
する。
【0016】又、本発明は、記録媒体を挟む両側にそれ
ぞれ1個又は複数個の記録ヘッドが対向して略同時に印
字が可能なように配置され、前記複数個の記録ヘッドが
一つの駆動源で主走査方向に往復動作しながら印字する
インクジェット記録装置において、印字両端部に設置さ
れた回復ポジションにおいて所定の時間経過後に予備吐
出を行う手段を設け、これとは別に設定された所定条件
に達した後に回復動作を実施することを特徴とする。
【0017】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。
【0018】<実施の形態1>図1は本発明に係るカラ
ーインクジェット記録装置の斜視図であり、同図におい
て、1a,1bはカラーインクジェットヘッド、7はイ
ンクを噴射するノズル群であり、4色の複数ヘッドがそ
れぞれ色毎に並べられている。具体的には、各々ブラッ
ク(BK)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー
(Y)のノズル群を有しており、BKノズル群とC,
M,Yのノズル群が略直線上に配置されている。尚、ノ
ズルの配列については、直線上に配置することを特定す
るものではなく、各インクのノズル群が主走査方向に並
列に並んだ構成のものや、直線と並列の組み合わせを行
っても構わない。
【0019】インクジェットヘッド1a,1bには、イ
ンクタンクとしてのインク保持部が同時に構成され、所
定の負圧を発生できるような構成が採られており、記録
ヘッドに所定の負圧を与えている。例えば、所定の負圧
手段を持ったインクタンク構成のものや多孔質のウレタ
ンスポンジを用いたものが使用されている。尚、インク
タンクには交換式のものを用いても良く、この際にはB
K単独とカラーCMYの3色一体型であっても良い。更
に、カラー3色一体型ではなく、BK,C,M,Yが単
独型のインクタンク構成のものを用いても良い。
【0020】上記記録ヘッド例として図2及び図3に示
すような形状のものを用いた。図2に示すものは、複数
色のノズル群が略直線状に配置され、イエロー(Y)、
シアン(C)、マゼンタ(M)及びブラック(BK)の
各ノズルが配置されている。YMCは比較的吐出量が小
さく設定するためにノズルが小さく、BKは吐出量を大
きく設定できるようになっている。
【0021】図3に示すものは、4色のカラーノズル群
が横並びに配置され、インクタンクが交換可能な方式に
なっている。ノズルの大きさ等は均一でも良く、BKを
大きく設定しても良い。
【0022】本実施の形態に係るカラーインクジェット
記録装置では、印刷面と宛名面とが同時に印刷できるよ
うに構成された記録ヘッドが搭載されており、印刷面側
にはカラーヘッドが搭載され、宛名面側にはモノクロヘ
ッドが搭載されていても良く、特定されるものではな
い。更に、図2及び図3に示す記録ヘッドを組み合わせ
ても可能である。
【0023】ここで、印字動作を図1に基づいて説明す
る。
【0024】1aはインクジェット記録ヘッドであり、
これはキャリア2aに搭載されている。該キャリア2a
部分には、不図示の電気的な接合と印字に関する印字信
号入力手段、プリンタ基板との接合がなされている。
【0025】3aは記録媒体に沿って印字できるように
ヘッド1aを走査させるためのシャフトである。ヘッド
キャリア2aには駆動モータからの伝達ベルト4を介し
て走査できるように接続されている。この駆動伝達ベル
ト4は、記録ヘッド1aに対向する位置に設けられた第
2の記録ヘッド1bを同時に駆動できる構成となってい
る。
【0026】6a,6bは記録ヘッドの回復ユニットで
ある。一方の回復ユニット6aは記録ヘッド1aと接合
可能な位置に配置され、他方の回復ユニット6bは記録
ヘッド1bと接合されるように配置されている。キャッ
プユニット内には吸引回復動作を実行した際にインクが
落ちないように下方に多孔質体が挿入してある。尚、こ
の多孔質体の材質は特定されないが、インクとの反応性
がないことと瞬時にインクを吸収できる性能があれば良
い。
【0027】図4は図1のA−A線断面図である。付与
された記号は同じものを示す。不図示の印字信号人力手
段から印字信号が入ったときに、本体部の紙送り機構を
介して記録媒体が記録装置上部から給紙される。記録媒
体8は印字すべき場所ヘガイド12を通過しながら給紙
され、ピンチローラ13を通り、拍車10a,10bへ
搬送される。
【0028】更に、搬送されて拍車11a,11bへ入
り込み、記録媒体はセットされる。拍車10a,10
b、11a,11bは不図示の駆動源から動力が伝達さ
れて回転できるものが望ましい。拍車10a,10bの
回転速度と拍車11a,11bとの回転速度は記録媒体
がスムーズに搬送できるように工夫されている。
【0029】このような構成の同時両面印刷が可能な機
構を有する装置においては、記録媒体がやや厚めで且つ
剛性があるものが扱い易い。本実施の形態では、葉書、
カード、特殊紙としての光沢紙や光沢フィルム等の印刷
に適している。
【0030】例えば、葉書に同時印刷を行う際には、第
1の記録ヘッドを宛名面側にセットし、印字面側にカラ
ーヘッドを設置しても良い。宛名面側のブラック単独で
は顔料インクを用いたり、特殊なインクを用いて印刷を
行っても良いものである。
【0031】駆動ベルトが1つで2個の記録ヘッドで印
刷するときは、図でも明らかなように、第1の記録ヘッ
ドが右方向に印字を行うとき、第2の記録ヘッドは逆方
向の左ヘ移動しながら印字を行うことができるものであ
る。印字終了後は第1、第2ヘッドを印字領域から離れ
たホームポジションヘ移動させた後に排紙動作を行う。
【0032】必要に応じて第1、第2の記録ヘッドは印
字に関わらない予備吐出動作や回復動作を行うことが望
ましい。この際には不図示のホームポジションに設けて
ある回復装置や回復ユニット部分で実施する。
【0033】記録ヘッドから吐出されるインクは特定さ
れるものではないが、望ましくは印字直後に短時間に記
録媒体に定着、吸収される性質のものが良い。普通紙を
対象に考えた場合には、インク物性として表面張力が低
いものが良く、約30dyne/cm近傍の物性値が良
い。一般的に表面張力を下げる物質として界面活性剤等
を用いることが望ましく、本実施の形態ではアセチレノ
ールを約1%添加したものを利用した。
【0034】表面張力を下げることによって、紙への濡
れ性を向上させて短時間で紙へ浸透させることができ、
結果として定着性が向上するものである。仮に表面張力
が高いインクを用いた場合でも、記録媒体との組み合わ
せで記録媒体のインク吸収性が高ければ特に問題はない
ものである。
【0035】図5は回復装置との位置関係が分かるよう
な側面から見た図である。
【0036】図5において、6aは回復ユニットであ
り、印字中の定期的な予備吐出を受ける開口部を有して
いる。予備吐出はキャップに限定されるものではなく、
キャップユニットと隣接して設けてあっても良い。
【0037】記録ヘッド1aで印字を行っている際に、
不使用ノズルの乾燥防止手段としてインクジェットでは
周知の予備吐出を行う。予備吐出は記録ヘッドのノズル
構成やインクの物性に大きく関与するものであり、記録
装置システムで異なる。本実施の形態では、印字中のヘ
ッド温度と環境温度を検出する手段を備えており、該情
報によって印字中の予備吐出の時間の設定を行ってい
る。
【0038】例として、20℃環境では約10秒間毎に
実施し、環境温度が常温より低い際には短めの設定が良
く、5秒間毎に予備吐出を実行している。時間の設定は
ノズル径、インク物性によって変化させるべきである。
【0039】記録ヘッド1aは印字中に印字とは関係の
ない予備吐出をキャップユニット6aの開口部(本実施
の形態ではキャップ内)に定期的な時間毎に実施する。
キャップ内に溜まったインクはキャップ内の容積に合わ
せて計算して空吸引を実施する。飛翔するインク滴の大
きさ、発数、インク物性に合わせて算出するものであ
る。
【0040】次に、記録ヘッドが印字動作のためのイン
ク吐出を行っていると、ヘッド内に不必要な泡溜まりや
ヘッドフェイス面でのインク濡れが発生し、印字品位を
劣化させることが分かっている。そのため、所定の印字
数量を実施後に吸引を伴う回復動作を設定している。
【0041】構成上複数の記録ヘッドは略同時にキャッ
ピング動作が行われる。キャップユニットは図示の駆動
手段を介して前後運動可能となっている。回復動作はそ
れぞれ個別に対応可能になっており、必要に応じて実行
されるもので、回復手段には吸引ポンプの他にヘッドフ
ェイス面のインクを除去するワイパー手段(不図示)等
を持っている。
【0042】上記回復手段は、図示のように、印字の両
端部に設置してあり、不図示の単独負圧手段と結合され
ている。場合によっては、2個のキャッピングユニット
が一つの負圧手段と結合され、左右の回復動作を同時に
実施したり、切替弁等の手段により左右を別々に制御し
ても良いものである。
【0043】図6は記録ヘッドの配置に関する別の例を
示す図である。記録ヘッドがオフセットされて配置され
ているものである。記録媒体8が拍車18a,18bを
通過後、拍車19a,19bによって保持されながら印
字される。印字が進むに従い拍車20a,20bに保持
されて第2面への印字が行われるものである。
【0044】図7ではキャップユニット6a,6bは回
転動作をしながらヘッドをキャッピングできるものであ
る。ヘッドヘ密着する際にはヘッドのフェイス面に対し
て略平行な状態で行われる。回転式キャップユニットの
利点はヘッドからインクを吸引動作した後に、キャップ
を開放する際のインク落ちを軽減する作用がある。キャ
ップ開放時には上部から開放されていくため、キャップ
内に保持されたインクは下方へ流れていく。このように
インクの流れを考慮したキャップ構成は好ましいもので
ある。
【0045】<実施の形態2>次に、本発明の実施の形
態2について説明する。
【0046】図8は本実施の形態に係るインクジェット
記録装置の斜視図であり、本実施の形態に係るインクジ
ェット記録装置には両面印字を行う記録ヘッドが一方向
に2個あり、他方には1個搭載されている。31aはブ
ラックインク用の記録ヘッド、31cはカラーインク用
の記録ヘッドであり、シアン、マゼンタ、イエローの3
種類のノズルが配置されている。尚、ノズルの印字幅に
ついては全色共に同じである。
【0047】インクの種類の物性においては、ブラック
ノズルが多い方が良い場合があり、印字のスキャンを1
回分だけ遅らせる手段もある。その際にはブラックノズ
ル幅よりカラーノズル幅を小さくして配置することが望
ましい。
【0048】本実施の形態では、記録ヘッド31aのブ
ラックインクと記録ヘッド31cのカラーインクに反応
性インクを用いている。このため、両者のヘッド31
a,31cを個別に回復動作を実施する必要性がある。
インクの物性としては、アニオン+カチオンでの反応や
2価金属イオン性インク等を用いたシステムが採用さ
れ、記録媒体上でのインクの滲み、特にブラックとカラ
ーインクの境界滲みを改善するものである。このような
インクシステムではカラー画像を高品位で印字すること
ができる。
【0049】回復手段として、36a,36cは前記記
録ヘッド31a,31cに対応したキャッピングユニッ
トである。該キャップユニット36a,36bの各々の
キャップは、不図示の吸引動作を実行する1つ又は個別
の負圧発生手段と連結されている。本実施の形態では、
1つの負圧発生手段であるチューブポンプを用いてい
た。前記2個のキャップからのインク吸引動作はブラッ
クヘッドとカラーヘッドを同時に吸引可能な構成となっ
ている。
【0050】更に、個別吸引動作も可能なようになって
おり、吸引チューブ37の経路に弁やチューブを押し潰
す機構があり、選択的に個別吸引動作が実行できる。そ
のため、無駄なインク消費をしなくて済むようになって
いる。
【0051】キャップユニット36a,36bと記録ヘ
ッド31a,31cの接合については、図7でも説明を
したように、回復動作を実行後にキャップからインクが
落ちないような工夫が望ましい。又、水平状態に接合さ
せた際には、微小吸引を実行しながらキャップを開放さ
せる手段によってインク落ちを回避することが可能であ
る。
【0052】<実施の形態3>次に、本発明の実施の形
態3について説明する。
【0053】図9は本実施の形態に係るインクジェット
記録装置の斜視図であり、キャッピングユニット46
a,46bが印字範囲外に設置してある例である。記録
装置の構成は前記実施の形態でも説明をしたような構成
となっている。キャップユニット46a,46bは固定
式で特に駆動手段を持っていない。しかし、駆動源を持
っていてヘッドに対して回転若しくは前後運動で接合さ
せても一向に構わない。
【0054】印字中の所定時間が経過した時点で記録ヘ
ッド41aは、キャップユニット46aへ移動し、印字
に関わらない予備吐出を実行する。キャップ内に溜まっ
た予備吐出量は計算で求め、キャップ内容積が満杯にな
る前に空吸引動作を実行してインク排除する。又、印字
中に吐出されたインク滴数をカウントして所定値を超え
た際には吸引動作を伴う回復動作を実行する。
【0055】所定値の設定はインク滴を飛翔させる際に
ノズル内に溜まった泡やヘッドフェイス面のインク滴付
着等の解決手段として行われる。キャップユニット46
a,46bにはキャップとワイパーとノズル清掃のウレ
タンフオーム等の多孔質体が配備されている。
【0056】ワイパー48は、ヘッドの吸引回復動作の
実行後や印字中の定期的なフェイス面清掃を実施する。
又、ヘッドフェイス面にこびりついた固着物や増粘物等
のワイパー48で除去できないようなものを拭き部材4
9を用いて除去する。該拭き部材49は吸水性の高い多
孔質部材であり、その材質としてはウレタンフォーム等
が望ましく、ヘッドフェイス面を傷付けないものが良
い。
【0057】実施に際しては、ワイパー回数を所定回実
施後にシーケンスに組み込んでも良く、所定の印字枚数
終了後に設定しても良く、ユーザー操作で対応しても良
いものである。更に、ワイパー48及び拭き部材49は
進退可能な構成にしても良く、特定されない。
【0058】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、記録媒体を挟む両側にそれぞれ1個又は複数個
の記録ヘッドが対向して略同時に印字が可能なように配
置され、前記複数個の記録ヘッドが一つの駆動源で主走
査方向に往復動作しながら印字するインクジェット記録
装置において、前記記録ヘッドを保護するキャップユニ
ットを印字両端部に設置し、略同時に複数個の記録ヘッ
ドにキャッピング動作が可能としたため、省スペースを
実現してインクジェット記録装置の小型化を可能とする
とともに、印字面を挟む記録ヘッドを効率良く回復動作
させることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1に係るインクジェット記
録装置の斜視図である。
【図2】本発明の実施の形態1に係るインクジェット記
録装置の記録ヘッドの斜視図である。
【図3】本発明の実施の形態1に係るインクジェット記
録装置の記録ヘッドの斜視図である。
【図4】図1のA−A線断面図である。
【図5】本発明の実施の形態1に係るインクジェット記
録装置のキャップ状態を説明する概念図である。
【図6】本発明の実施の形態1に係るインクジェット記
録装置の別のヘッド配置例を示す図である。
【図7】本発明の実施の形態1に係るインクジェット記
録装置のキャップ手段の側面から見た図である。
【図8】本発明の実施の形態2に係るインクジェット記
録装置の斜視図である。
【図9】本発明の実施の形態3に係るインクジェット記
録装置の斜視図である。
【符号の説明】
1a,1b 記録ヘッド 2a,2b キャリア 3a,3b シャフト 4 エンドレス駆動ベルト 6a,6b キャップユニット 7 ノズル 8 記録媒体 10a,10b 拍車 11a,11b 拍車 12 ガイド部 13 ピンチローラ 14 エンドレス駆動ベルト 18a,18b 拍車 19a,19b 拍車 20a,20b 拍車 31a〜31c 記録ヘッド 36a,36b キャップユニット 37 吸引チューブ 41a,41b 記録ヘッド 43a,43b シャフト 44 ベルト 46a,46b キャップユニット 47 ノズル 48 ワイパー 49 拭き部材 Y イエローノズル群 M マゼンタノズル群 C シアンノズル群 BK ブラックノズル群

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 記録媒体を挟む両側にそれぞれ1個又は
    複数個の記録ヘッドが対向して略同時に印字が可能なよ
    うに配置され、前記複数個の記録ヘッドが一つの駆動源
    で主走査方向に往復動作しながら印字するインクジェッ
    ト記録装置において、 前記記録ヘッドを保護するキャップユニットを印字両端
    部に設置し、略同時に複数個の記録ヘッドにキャッピン
    グ動作が可能としたことを特徴とするインクジェット記
    録装置。
  2. 【請求項2】 前記複数個の記録ヘッドが1つのエンド
    レスベルトに取り付けられ、主走査方向に移動しながら
    キャップユニットと接合可能であり、所定のタイミング
    で回復動作可能としたことを特徴とする請求項1記載の
    インクジェット記録装置。
  3. 【請求項3】 記録媒体を挟む複数個の記録ヘッドは、
    両側ともカラーヘッドであることを特徴とする請求項1
    記載のインクジェット記録装置。
  4. 【請求項4】 記録媒体を挟む一方の記録ヘッドはカラ
    ーヘッドで、他方の記録ヘッドはモノクロヘッドである
    ことを特徴とする請求項1記載のインクジェット記録装
    置。
  5. 【請求項5】 記録媒体を挟む両側にそれぞれ1個又は
    複数個の記録ヘッドが対向して略同時に印字が可能なよ
    うに配置され、前記複数個の記録ヘッドが一つの駆動源
    で主走査方向に往復動作しながら印字するインクジェッ
    ト記録装置において、 印字両端部に設置された回復ポジションにおいて所定の
    時間経過後に予備吐出を行う手段を設け、これとは別に
    設定された所定条件に達した後に回復動作を実施するこ
    とを特徴とするインクジェット記録装置。
  6. 【請求項6】 所定の時間毎に行われる予備吐出が予め
    決められたn回に達した際に回復動作を実施することを
    特徴とする請求項5記載のインクジェット記録装置。
  7. 【請求項7】 回復動作は負圧を伴う吸引回復動作であ
    ることを特徴とする請求項5又は6記載のインクジェッ
    ト記録装置。
  8. 【請求項8】 印字両端部に設置された回復手段が1つ
    の負圧発生手段によって吸引可能であり、制御弁を介し
    て選択可能としたことを特徴とする請求項5,6又は7
    記載のインクジェット記録装置。
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