JP2004291619A - インクジェットプリントヘッドのメンテナンス機構およびインクジェット記録装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 ワイプ材のクリーニング機構を設けたり、ワイプ材の交換作業を行ったりすることなく、ワイプ材の良好な払拭能力を維持する。
【解決手段】 インクを保持する複数の圧力室にそれぞれ連通する複数のノズルが形成されたノズルプレート7に、弾性材料によって形成されたワイプ材7を当接させ、このワイプ材7を支持する機構8をノズルに沿って移動させることにより、ノズルプレート300に残存するインクや異物を除去するインクジェットプリントヘッド2のメンテナンス機構で、ワイプ材7のノズルプレートに対する当接位置7aを切り替えるようにした。
【選択図】 図2
【解決手段】 インクを保持する複数の圧力室にそれぞれ連通する複数のノズルが形成されたノズルプレート7に、弾性材料によって形成されたワイプ材7を当接させ、このワイプ材7を支持する機構8をノズルに沿って移動させることにより、ノズルプレート300に残存するインクや異物を除去するインクジェットプリントヘッド2のメンテナンス機構で、ワイプ材7のノズルプレートに対する当接位置7aを切り替えるようにした。
【選択図】 図2
Description
本発明は、インクジェットプリントヘッドのメンテナンス機構およびインクジェット記録装置に関する。
ノズルプレートに配列された複数のノズルから、被記録媒体に対して選択的にインク滴を吐出させることで、プリントを行なうインクジェット記録装置がある。
インクジェット記録装置では、インク滴を吐出した後に、ノズル周辺にインクが残存していることがあり、このような残存インクが乾燥/硬化すると、以降のプリントに際して、インクの吐出方向を曲げたりノズルを詰まらせたりする原因となり、インクの吐出不良やプリント不良が発生し易くなる。また、被記録媒体のゴミ、空気中の塵と言った異物がノズル周辺に付着してインクの吐出方向を曲げたりノズルを詰まらせたりする原因となり、インクの吐出不良やプリント不良が発生し易くなる。
このため、従来より、ノズル周辺に残存するインクや異物を除去するようにした各種インクジェット記録装置がある。
例えば、弾性体等によって形成されたワイプ材をノズルプレートに押し当て、この状態でワイプ材をノズルプレートに対して摺動させることで、ノズルプレートに付着している異物を払拭するようにした技術がある。
また、例えば、払拭によりノズルプレートから除去した異物がワイプ材に付着することによる払拭能力の低下を防止するために、上述した技術に加えて、ワイプ材をクリーニングするクリーニング機構を備える技術もある。
しかしながら、ワイプ材に付着した異物は、クリーニングを行った場合にも完全に除去することはできない。このため、従来の技術では、ワイプ材のクリーニングを行ったにも拘わらず払拭能力を向上させることができない。また、クリーニング後にもワイプ材に付着している異物がノズル面に転移してプリント不良を引き起こすこともある。このような払拭能力の低下は、ワイプ材の磨耗が進行する程顕著に現れる。
この対策として、従来では、ワイプ材を着脱可能として、磨耗したワイプ材を別のワイプ材に交換することを可能としたインクジェットプリントヘッドのメンテナンス機構がある。
しかしながら、このようなインクジェットプリントヘッドのメンテナンス機構では、ワイプ材の交換作業が煩雑であり、交換作業に際して手が汚れてしまう等の不具合もある。
本発明の目的は、ワイプ材のクリーニング機構を設けたり、ワイプ材の交換作業を行ったりすることなく、ワイプ材の良好な払拭能力を維持することである。
本発明は、ノズルプレートに当接されてノズルプレートに沿って移動させることでノズルプレートに残存するインクや異物を除去するワイプ材のノズルプレートに対する当接位置を切り替えるようにした。
本発明によれば、ワイプ材のクリーニング機構を設けたり、ワイプ材の交換作業を行ったりすることなく、ワイプ材の良好な払拭能力を維持することができる。
本発明を実施するための好適な実施の形態について図面を参照して説明する。
図1は、本発明を実施するための一実施の形態のインクジェット記録装置を示す概略図である。本実施の形態のインクジェット記録装置1は、被記録媒体である用紙にカラー印刷を行なう。用紙としては、例えば、普通紙、コート紙に加えOHPシート等を用いることが可能である。
インクジェット記録装置1の筐体114内には、手差しトレイ104またはペーパーカセット105から、ドラム102と印字ユニット103とによって構成される印字部100を介して排紙トレイ111または排紙トレイ112へ至る用紙経路Pが設けられている。手差しトレイ104およびペーパーカセット105には、手差しトレイ104およびペーパーカセット105に積層された用紙を一枚ずつ分離して用紙経路Pへ供給する給紙機構106が設けられている。
用紙経路Pには、用紙経路Pで、手差しトレイ104またはペーパーカセット105から排紙機構107へ向けて用紙を搬送する用紙搬送機構113や、印字部100おいて印字が行われた用紙を排紙する排紙機構107が設けられている。
印字部100は、ドラム102の外周に用紙を担持した状態で所定速度で回転しながら、印字ユニット103によって印字データに基づく印字を行なう。
公知の技術であるため説明を省略するが、印字に際しては、後述するインクジェットヘッド2(図2参照)が備えるノズル10(図3参照)に対向する印字位置を用紙が通過するように、インクジェットヘッド2と被記録媒体とを相対的に移動させる。ここに、移動手段が実現される。
印字ユニット103は、4つのノズルユニット120C(シアン)、120Y(イエロー)、120M(マゼンダ)、120B(ブラック)を備えている。各ノズルユニット120、120Y、120M、120Bは、後述するインクジェット2を複数備えている。本実施の形態において、印字ユニット103は、後述するインクジェットヘッド2が備えるノズル10を上方からドラム102に対向させるようにしてドラム102の上側に配置されている。用紙経路Pにおいて給紙機構104側を上流側、排紙機構107側を下流側とすると、各ノズルユニット120C、120Y、120M、120Bは、上流側から順に、120C(シアン)、120Y(イエロー)、120M(マゼンダ)、120B(ブラック)の並びで配置されている。各ノズルユニット120C、120Y、120M、120Bは、複数のインクジェットヘッド2がドラムのX軸方向に配置されている。各ノズルユニット120C、120Y、120M、120Bは、後述するインクジェットヘッド2が備えるノズルの配列方向がドラム102の軸心方向と並行となるように配列されている。
また、インクジェット記録装置1は、印字ユニット103が備えるインクジェットヘッド2に対してインクを供給するインク供給機構4を備えている。インク供給機構4は、各ノズルユニット120C、120Y、120M、120Bに対し、それぞれ対応する色のインクを供給する。
さらに、インクジェット記録装置1は、インクジェット記録装置1が備える各部を総括的に制御する制御部109を備えている(図5参照)。
図2は、インクジェット記録装置1を例示する概略図である。インクジェット記録装置1は、図示しない被記録媒体である用紙に対してインクを吐出するインクジェットプリントヘッド2と、このインクジェットプリントヘッド2のメンテナンスを行なうインクジェットプリントヘッド2のメンテナンス機構3とを備えている。
公知の技術であるため説明を省略するが、インクジェットプリントヘッド2は、インク供給機構4によって供給されるインクを収容する複数個の圧力室を備えており、この圧力室の体積変化によってプリントを行なう。
インクジェットプリントヘッド2における圧力室は、基板に形成されて前面および上面側を開口する溝と、この溝の上面を閉塞する天板と、溝の前面を閉塞するノズルプレート5によって形成されている。
溝が形成される基板は、板厚方向に分極した2枚の圧電部材をその分極方向が逆向きとなるように接着することによって形成されている。溝は、この基板に対し、圧電部材の積層方向に沿って加工することにより形成されている。各溝は、各溝間に位置する側壁によってそれぞれが平行に仕切られている。溝の内面には、電極が形成されている。この電極は、例えば、無電解ニッケルメッキ法を用いて形成することができる。基板には、この電極に連続する配線パターンが設けられている。
天板には、各圧力室に連通する共通インク室およびこの共通インク室にインクを供給するためのインク供給口が形成されている。インク供給口には、インク供給機構4によって、インクタンクに保持されたインクが供給される。
本実施の形態では、水性、油性、紫外線硬化型などの液体タイプのインクを使用する。本実施の形態のインクは、色材として、顔料もしくは染料等を含んでいる。
ノズルプレート5には、板厚方向に貫通する複数のノズル10(図3参照)が形成されている。ここで、図3(a)はワイプ支持部材のホームポジションについて説明しインクジェットヘッドの一部を断面して示す側面図であり、(b)はワイプ支持部材のホームポジションについて説明しインクジェットヘッドをノズル側から見た状態示す説明図である。各ノズル10は、各圧力室にそれぞれ対応させて設けられており、これにより、ノズル10を介して各圧力室と外部とが連通される。ノズルプレート5には、インクをはじく撥インク特性を有する撥インク層が設けられている。撥インク層は、ノズル10の周面を含み、ノズルプレート5全面に設けられている。これにより、インク滴の吐出直進性を安定化することができる。
また、インクジェットヘッド2は、ノズルプレート5の外側で、ノズルプレート5を保護する保護部材300を備えている。保護部材300を設けることによりノズルプレート5に傷や破損が生じて、ヘッドの基本特性を維持できなくなることを防止している。この保護部材300は、印字面(用紙)とインクジェットヘッド2とのギャップの調整に際して、ノズルプレート5に傷等のダメージが発生することを防止することができる。この保護部材300は、例えば、インクジェットヘッド2の輸送に際して、ノズルプレート5に対して加わる可能性がある外力に対しても、ノズルプレート5を保護する機能を発揮することができる。
インク供給機構4は、インクを保持するインクタンクや、インクタンク中に保持されるインク中に含まれる異物を除去するフィルタ等を備えている。
インク供給機構4によって供給されるインクは、インク圧力制御部6によって供給圧が制御される。インク圧力制御部6は、インクジェットプリントヘッド2に供給するインクのインクジェットプリントヘッド2全体に対する圧力を調整する。これにより、ノズル10におけるインク液面の位置を調整することができる。
メンテナンス機構3は、弾性材料によって形成されたワイプ材7と、このワイプ材7を支持しノズルプレート5に沿ってノズルの配列方向に移動可能とされたワイプ支持部材8とを備えている。
ワイプ材7は、長尺状に形成されており、ロール状に巻回されている。ワイプ材7の先端は、ノズルプレートに当接されるワイプ部とされている。このワイプ部には、ワイプ支持部材8の移動方向に対して交差する方向に沿ったエッジ部7aが設けられている。ワイプ材7は、例えば、アクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR)やフッ素ゴム(FPM)等のゴム材料によって形成することができる。
ワイプ支持部材8は、ワイプ材7を、ワイプ支持部材8中の定位置において巻回軸心周りに回転可能に支持する支持構造20(図5参照)を備える。この支持構造20は、ワイプ材7を回転可能とするとともにその回転を固定することが可能な構成となっている。ここに、ワイプ支持部材8によって、ワイプ材7を支持する機構が実現されている。なお、ロール状の物体を回転自在かつ固定可能に保持する支持構造20については各種公知の技術を適用することが可能でありここでは説明を省略する。ワイプ支持部材8は、通常、ワイプ材7の回転を固定した状態でワイプ材7を支持している。以降、このようにワイプ支持部材8がワイプ材7の回転を固定した状態を固定支持状態とする。また、本実施の形態では、固定支持状態において、ワイプ材7の先端をノズルプレート5に当接させるような状態を当接支持状態として、単なる固定支持状態とは区別して説明する。
後述するようにワイプ支持部材8は、ノズル10の配列方向に沿って往復動可能に設けられているが、後述するメンテナンス動作の実行時以外は、ホームポジションで待機している。ワイプ支持部材8のホームポジションは、ワイプ材7の先端がノズルプレート5に当接しない位置であればよい。
例えば、図3(a)および図3(b)に示すように、ワイプ材7自身がノズルプレート5に対向する位置に位置付けられているにも拘わらずその先端をノズルプレート5から退避させて保護部材300に当接させるような位置をワイプ材7のホームポジションとしてもよい。このとき、ワイプ材7は、ノズル10の配列方向において最外部となるノズル10aよりもさらに外側で保護部材300に当接する。図3(a)では、ノズル10aからワイプ材7と保護部材300との当接位置までのノズル10の配列方向における距離をP1、ノズルプレート5からワイプ材7の先端までのインクの吐出方向における距離をP2で示している。
また、例えば、ワイプ支持部材8のホームポジションは、図4(a)および図4(b)に示すように、ノズル10の配列方向において最外部となるノズル10aよりもさらに外側であって、かつ、ノズルプレート5に対向する位置に設定されてもよい。図4(a)では、ワイプ支持部材8によるワイプ材7の支持位置からワイプ材7までのノズル10の配列方向における距離をP3で示している。このP3は、ノズル10の配列方向においてノズル10aから保護部材300の他端までの長さよりも長く設定されている。
インクジェット記録装置1は、ワイプ支持部材8がホームポジションにあるか否かに応じて出力が変化するワイプ材ホームポジションセンサ301を備えている。
ところで、ワイプ支持部材8は、支持構造20によって図2中紙面上下方向に往復動自在とされており、後述するメンテナンス動作の実行に際しては、ホームポジションから離間する方向へ向かって一方向(図2中左側から右側方向)に移動する場合に限って、ワイプ材7をノズルプレート5に当接させる。以降、ホームポジションから図2中右側へと向かう方向を払拭方向とする。
ここで、図4(a)および図4(b)に示す位置をワイプ支持部材8のホームポジションとする場合、ワイプ支持部材8は、図4(a)中実線で示す位置に位置付けられていてもよいし、図4(a)中点線で示す位置に位置付けられていてもよい。本実施の形態では、図4(a)中実線で示す位置をワイプ支持部材8のホームポジションとする。
当接支持状態において、ワイプ支持部材8は、エッジ部7aをノズルプレート5に押し付けるようにしてワイプ材7を支持している(図7参照)。当接支持状態におけるワイプ支持部材8は、ワイプ材7の先端部分を弾性的に屈曲させて、ワイプ材7自身の弾性力によってエッジ部7aをノズルプレート5に付勢させている。ワイプ材7は、後述するワイプ材移動手段11によるワイプ支持部材8の往復動に際し、ワイプ支持部材8が最初に移動する方向の進行側(図7中矢印c方向)に対して、先端部が後方側に位置するように屈曲されている。
本実施の形態のワイプ支持部材8は、カートリッジとなっており、ワイプ材7とともに装置本体から着脱自在とされている。ワイプ材7は、ワイプ支持部材8に対して着脱自在に支持されており、ワイプ支持部材8に対してワイプ材7を交換することが可能である。
ワイプ支持部材8は、ワイプ材移動手段11によって、ノズル10の配列方向に沿って移動可能とされている。公知の技術であるため、ワイプ支持部材8を往復動させる機構については説明を省略するが、例えば、ワイプ支持部材8の移動方向に延出するシャフト11aと、このシャフト11aに沿ってワイプ支持部材8を往復動させるモータ等の駆動源11bとによって実現することができる。ここに、ワイプ材移動手段11によって、ワイプ材7を支持する機構8をノズル10に沿って移動させる機構が実現されている。
ワイプ材移動手段11は、後述するメンテナンス動作に際して駆動され、ワイプ支持部材8をノズル10の配列方向(払拭方向)に沿って往復動させる。後述するメンテナンス動作の実行に際し、ワイプ材移動手段11は、ワイプ材7のエッジ部7aをノズルプレート5に当接させた状態で、ワイプ支持部材8を払拭方向に移動させる。
ワイプ支持部材8の払拭方向への移動の折り返し位置には、ワイプ支持部材8の有無に応じて出力が変化するワイプ材エンドポジションセンサ302が設けられている。ワイプ材移動手段11は、後述するメンテナンス動作の実行に際し、ワイプ材エンドポジションセンサ302の出力変化に応じて、ワイプ支持部材8をホームポジションに復帰させる。このとき、支持構造20は、ワイプ支持部材8のホームポジションへの復帰に際して駆動され、ワイプ支持部材8がホームポジションに復帰する際にはワイプ材7の先端とノズルプレート5とを離間させる。本実施の形態のようにロール状に巻回されたワイプ材7を用いる場合、ワイプ材7を巻き取り方向に回転させることでワイプ材7とノズルプレート5とを離間させることが可能であるが、これ以外にも、例えば、ワイプ支持部材8自体を下方へ移動させることによりワイプ材7の先端とノズルプレート5とを離間させる方法が考えられる。
なお、本実施の形態では、ワイプ材エンドポジションセンサ302からの出力変化に基づいてワイプ支持部材8をホームポジションに復帰させるタイミングを計るようにしたが、これに限るものではなく、ノズル10の配列方向距離に対するワイプ支持部材8の移動距離を管理することでワイプ支持部材8をホームポジションに復帰させるタイミングを計るようにしてもよい。
メンテナンス機構3は、また、ワイプ材7の先端を裁断するワイプ材裁断機構12を備えている。ワイプ材裁断機構12は、ワイプ材7の裁断に用いる刃部12aと、裁断に際してワイプ材7を支持する受け台12bとを備えている。刃部12aは、受け台12bに対して接離方向に往復動自在に設けられており、ワイプ材7の裁断に際しては、受け台12bに対して接近する方向へ変位し、その先端部を受け台12bに当接させる。このときの刃部12aの移動軌跡を裁断位置X(図1中破線で示す)とする。この裁断位置Xは、ワイプ支持部材8の移動方向においてワイプ支持部材8の移動範囲内であって、かつ、ワイプ材7がノズルプレート5に対して当接しない位置に設けられている。なお、刃部12aは、払拭方向に移動する際にワイプ材7を裁断するように、受け台12bよりもインクジェットプリントヘッド2側に設けられている。
インクジェット記録装置1は、ワイプ支持部材8の移動方向で、ワイプ材7を裁断位置Xに位置付けるようなワイプ支持部材8の位置におけるワイプ支持部材8の有無に応じて出力が変化するワイプ材裁断位置検知センサ303を備えている。後述する切り替え動作の実行に際しては、ワイプ材裁断位置検知センサ303からの出力変化の有無に応じてワイプ材7の繰り出しタイミングを計る。
なお、本実施の形態では、ワイプ材裁断位置検知センサ303からの出力変化の有無に応じてワイプ材7の繰り出しタイミングを計るようにしたが、これに限るものではなく、ノズル10の配列方向距離に対するワイプ支持部材8の移動距離を管理することでワイプ材7の繰り出しタイミングを計るようにしてもよい。
ワイプ材ホームポジションセンサ301、ワイプ材エンドポジションセンサ302、ワイプ材裁断位置検知センサ303は、例えば、フォトインタラプタ等によって実現することが可能であり、発光素子から発光される光を受光素子で受光する構成となっている。発光素子および受光素子は、ワイプ支持部材8の移動軌跡を間にして対向配置されており、発光素子と受光素子との間におけるワイプ支持部材8の通過の有無によって出力が変化する。
また、インクジェット記録装置1は、オペレータによる操作を受け付ける各種操作キー等が配列された操作部150を有している(図5参照)。
ここで、図5は、インクジェット記録装置1が備える各部の電気的接続を示すブロック図である。インクジェット記録装置1は、インクジェット記録装置1が備える各部を駆動制御する制御部109を備えている。制御部109は、各種の制御プログラムを実行することによりインクジェット記録装置1が備える各部を駆動制御するCPU152や、各種の制御プログラムを記憶するROMやCPUのワークエリアとして機能するメモリ151等を、I/Oポート154を介して接続することによって構成されている。
I/Oポート154には、制御回路153を介して、ワイプ材ホームポジションセンサ301、ワイプ材エンドポジションセンサ302、ワイプ材裁断位置検知センサ303が接続されている。
制御回路153には、他に、上述したインク圧力制御部6や、ワイプ移動手段11、支持構造20およびインクジェットヘッド2が接続されている。
制御部109は、インクジェット記録装置1が備える各部を駆動制御することによりプリント動作やメンテナンス動作を実行する。制御部109は、例えば、オペレータのキー操作等に応じて操作部150から出力される信号等に基づき、メンテナンス動作等を行なう。
メモリ151には、後述するメンテナンス動作や切り替え動作の実行に際して参照される各種データ等を記憶するエリアが確保されている。このエリアには、例えば、前回メンテナンス動作を実行してからの累積でのメンテナンス実施回数や、前回メンテナンスを行なってからのメンテナンス非実施時間等に関するデータが記憶されている。また、エリアには、支持構造20によるワイプ材7の先端の上下動に際して参照されて、変位量に関する上昇データや下降データ等が記憶されている。加えて、メモリ151には、後述するメンテナンス動作や切り替え動作の実行に際して使用される各種カウンタエリアが確保されている。
このようなインクジェット記録装置1では、プリント動作に際して、プリントデータに基づき、インクを吐出させる対象となる圧力室に対応する電極へ電圧を印加する。これにより、電圧が印加された圧力室における一対の側壁が、圧力室内の体積を一旦大きくしてから収縮させるように変形する。このような圧力室の体積変化によって、圧力室内に吸引されたインクの一部がインク滴としてノズル10から吐出される。
ところで、このようなプリント動作に際しては、インクを吐出したノズル10の周辺にインクが残存することがある。このような残存インクは、乾燥/硬化した場合にインクの吐出方向を曲げたりノズル10を詰まらせたりして、インクの吐出不良を発生させる原因となるので、除去する必要がある。
本実施の形態のインクジェット記録装置1は、メンテナンス機構3によるメンテナンス動作によってノズルプレート5に残存するインクや異物を除去する。以下に、メンテナンス機構3によるメンテナンス動作について説明する。
メンテナンス機構3は、メンテナンス動作の実行が宣言されるまで待機しており、メンテナンス動作の実行が宣言されたことを判断すると、制御部109によって駆動制御されてメンテナンス動作を行なう。
ここで、メンテナンス動作は、例えば、オペレータのキー操作等によって、メンテナンス動作の実行が宣言された場合に行われる。
メンテナンス動作の実行宣言の待機中に(ステップS1のN)、メンテナンス動作の実行が宣言されたと判断した場合には(ステップS1のY)、メモリ151に格納された上昇データに基づきワイプ支持部材8を上限まで上昇させたと判断するまで(ステップS3のN)、支持構造20を駆動してワイプ材7を回転させ、ワイプ支持部材8を上昇させる(ステップS2)。
メモリに格納された上昇データに基づきワイプ支持部材8を上限まで上昇させたと判断した場合には(ステップS3のY)、ワイプ材エンドポジションセンサ302からの出力変化に基づき、ワイプ支持部材8がエンドポジションに到達したと判断するまで(ステップS5のN)ワイプ材移動手段11を駆動制御し(ステップS4)、ワイプ支持部材8を、図2中左から右へ移動させる。これによって、ワイプ材7の先端が図7に示すようにノズルプレート5に対して当接され、この状態でワイプ支持部材8を払拭方向に移動させることにより、ワイプ材7をノズルプレート5に対して擦り付けるようにして移動させることができる。これにより、ノズル10周辺等に残存するインクや異物をノズルプレート5から払拭することができる。
このとき、ワイプ材7を弾性材料によって形成することにより、ワイプ材7のエッジ部7aをノズルプレート5に押し当てた状態でワイプ材7を移動させてもノズルプレート5に傷が付くことはない。
ワイプ材エンドポジションセンサ302からの出力変化に基づき、ワイプ支持部材8がエンドポジションに到達したと判断した場合には(ステップS5のY)、ワイプ材移動手段11の駆動を停止するとともに(ステップS6)、メモリに格納された下降データに基づきワイプ支持部材8を下限まで下降させたと判断するまで(ステップS8のN)、上下機構を駆動してワイプ支持部材8を下方へ移動させる(ステップS7)。
そして、ワイプ材ホームポジションセンサ301からの出力変化に基づきワイプ支持部材8がホームポジションまで移動したと判断するまで(ステップS10のN)、ワイプ材移動手段11を逆方向に駆動する(ステップS9)。
ワイプ材ホームポジションセンサ301からの出力変化に基づきワイプ支持部材8がホームポジションまで移動したと判断した場合には(ステップS10のY)、ワイプ材移動手段11の駆動を停止し(ステップS11)、メモリに設けられたカウンタをインクリメントし(ステップS12)、インクリメントしたカウンタ値が予め設定されたメンテナンス回数に到達したか否かを判断する(ステップS13)。
インクリメントしたカウンタ値が予め設定されたメンテナンス回数に到達していないと判断した場合には(ステップS13のN)そのまま処理を終了し、インクリメントしたカウンタ値が予め設定されたメンテナンス回数に到達したと判断した場合には(ステップS13のY)、後述する切り替え動作の実行を宣言する(ステップS14)。以上の動作フローチャートを図6に示した。
ところで、払拭によりノズルプレート5から除去されたインクや異物は、ワイプ材7に付着し、メンテナンス動作を繰り返すことによって増加していく。ワイプ材7に付着する異物が増加すると払拭能力が低下し、ノズルプレート5に転移してプリント不良を引き起こすこともある。このような払拭能力の低下は、ワイプ材7の磨耗が進行する程顕著に現れる。
これに対し、本実施の形態においては、以下に説明する切り替え動作を実行することにより、メンテナンス機構3による払拭能力を維持することができる。以下に、メンテナンス機構3による切り替え動作について説明する。
メンテナンス機構3は、切り替え動作の実行が宣言されるまで待機しており、切り替え動作の実行が宣言されたことを判断すると、制御部109によって駆動制御されて切り替え動作を行なう。
切り替え動作は、所定回数のメンテナンス動作を行ったタイミングやメンテナンス動作を行わなかったタイミング、あるいは、オペレータによるキー操作等によって実行が指示されたタイミングで実行される。本実施の形態では、所定回数のメンテナンス動作を行った場合、上述したメンテナンス動作において裁断動作の実行が宣言されるため、裁断動作はこの裁断動作の実行が宣言されたタイミングで実行される。また、特に図示しないが、本実施の形態のインクジェット記録装置1は、上述したメンテナンス動作が終了する毎に、メンテナンス動作が終了してからの経過時間をカウントしており、このカウント時間が予め規定された時間を張架した場合に裁断動作の実行が宣言される構成となっている。なお、規定された時間が経過するまえに新たに印字動作やメンテナンス動作が実行された場合、カウントされた経過時間はクリアされる。
切り替え動作の実行宣言の待機中に(ステップS20のNかつステップS21のNかつステップS22のN)、上述した各種の要因によって切り替え動作の実行が宣言されたと判断した場合には(ステップS20のYまたはステップS21のYまたはステップS22のY)、ワイプ材裁断位置検知センサ303からの出力値に基づいてワイプ支持部材8が裁断位置Xまで移動したと判断するまで(ステップS24のN)、ワイプ材移動手段11によってワイプ材を切断位置X方向に移動させる(ステップS23)。
ワイプ材裁断位置検知センサ303からの出力値に基づいてワイプ支持部材8が裁断位置Xまで移動したと判断した場合には(ステップS24のY)、ワイプ材移動手段11を停止させ(ステップS25)、支持構造20を駆動してワイプ材7を回転させ、ワイプ材7の先端がワイプ材裁断機構12による裁断位置Xを超える程度にワイプ材7を繰り出す(ステップS26)。
そして、この状態で刃部12aを駆動し、裁断位置Xを超えて繰り出されたワイプ材7の先端部分を裁断する(ステップS27)。ここに、ノズルプレート5に対するワイプ部を切り替える手段が実現されている。
裁断後、ワイプ材7の先端部分の高さをノズルプレート5よりも低くなるようにワイプ材7を下降させ(ステップS28)、ワイプ材ホームポジションセンサ301からの出力変化に基づきワイプ支持部材8がホームポジションまで移動したと判断するまで(ステップS30のN)、ワイプ材移動手段11を駆動する(ステップS29)。
ワイプ材ホームポジションセンサ301からの出力変化に基づきワイプ支持部材8がホームポジションまで移動したと判断した場合には(ステップS30のY)、ワイプ材移動手段11の駆動を停止し(ステップS31)、カウンタおよびタイマをクリアする(ステップS32)。以上の動作フローチャートを図8に示した。
これによって、磨耗や異物付着により払拭能力が低下しているワイプ材7の先端が除去され、新たな先端が生成されるので、メンテナンス機構3による払拭能力を初期状態と同様に復帰させることができる。本実施の形態によれば、この切り替え動作を適宜行なうことにより、メンテナンス機構3による良好な払拭能力を長期に亘って確保することができる。
また、この切り替え動作を所定回数のメンテナンス動作を行ったタイミングやメンテナンス動作を行わなかったタイミング、あるいは、オペレータによるキー動作等によって実行が指示されたタイミング等で行なうことにより、メンテナンス動作を行なう度等、不必要に多くワイプ材7が裁断されることがない。これによって、メンテナンス機構3による払拭能力をより長期に亘って維持することができる。
ところで、ワイプ材7は弾性材料によって形成されているため、裁断に際して、刃部12aの先端がワイプ材7に当接する裁断初期には、刃部12aとの当接部が自身の弾性によって押されて伸びた(凹んだ)状態となる(図9(a)参照)。そして、その伸びが、自身の弾性による限界を超えた時点で裁断される(図9(b)参照)。
このため、裁断後のワイプ材7の先端形状は、図9(c)に示すように、受け台12b側が角張り、裁断初期側となる刃部12a側がやや丸みを帯びた状態となる。この角張った部分をエッジ部7aとし、やや丸みを帯びた部分を角円弧部7bとすると、このような先端形状を有するワイプ材7を用いたメンテナンス動作に際しては、角円弧部7bをノズルプレート5に当接させるよりもエッジ部7aをノズルプレート5に当接させた方が、残存インクの除去という点では効果が高い。
本実施の形態では、裁断に際しての刃部12aの移動方向が払拭方向と等しくなるように設定されているため、メンテナンス動作に際しては、常にエッジ部7aをノズルプレート5に当接させることができる。これによって、メンテナンス機構3による払拭能力を良好に維持することができる。
なお、本実施の形態では、払拭方向を左側から右側方向としたが、これに限るものではなく、例えば、図2中右側から左側方向とすることも可能である。この場合、ワイプ材裁断機構12においては、刃部12aの裁断に際しての移動方向を払拭方向とするため、ワイプ材7による払拭方向に応じて、刃部12aが受け台12bよりもノズルプレート5から離反する方向に位置づけられるように配置する。
また、ワイプ支持部材8をワイプ材7とともに装置本体から着脱することが可能であるので、繰り出しきれる位置までワイプ材7を使い切った場合には、カートリッジ部分を交換することができる。これにより、メンテナンス機構3による良好な払拭能力をより長期に亘って確保することができる。
すなわち、本実施の形態のインクジェットプリントヘッド2のメンテナンス機構3によれば、弾性材料によって形成されて複数のワイプ部を出現可能に保持するワイプ材7と、インクを保持する圧力室に連通する複数のノズル10が配列されたノズルプレート5に一のワイプ部を当接させるようにワイプ材7を支持する機構8と、ワイプ材7を支持する機構8をノズル10に沿って移動させる機構11と、ノズルプレート5に対して当接させるワイプ部を切り替える手段と、から構成されているため、ノズルプレート5に当接させたワイプ材7をノズル10に沿って移動させることでノズル10周辺に残存するインクや異物を除去し、ノズルプレート5に対するワイプ材7の当接位置を適宜切り替えることで、ワイプ材7のクリーニング機構を設けたり、ワイプ材7の交換作業を行ったりすることなく、ワイプ材7の良好な払拭能力を維持することができる。
このようなインクジェットプリントヘッド2のメンテナンス機構3を備える本実施の形態のインクジェット記録装置1によれば、プリントに際しての良好な吐出性能を維持することができる。
また、本実施の形態のインクジェットプリントヘッド2のメンテナンス機構3によれば、ワイプ部は、移動方向に対して交差する方向に沿ったエッジ部7aを有し、ワイプ材7を支持する機構8は、ノズルプレート5にエッジ部7aを当接させるようにワイプ材7を支持するため、構成を複雑化することなく、ワイプ材7による払拭能力を向上させることができる。
そして、このようなインクジェットプリントヘッド2のメンテナンス機構3を備える本実施の形態のインクジェット記録装置1によれば、構成を複雑化することなく、プリントに際しての良好な吐出性能を維持することができ、プリントに際しての信頼性を向上させることができる。
また、本実施の形態のインクジェットプリントヘッド2のメンテナンス機構3によれば、ワイプ材7を支持する機構8は、ワイプ材7の弾性力によってエッジ部7aがノズルプレート5に向けて付勢されるようにワイプ材7を支持するため、構成を複雑化することなく、ワイプ材7の払拭能力をさらに向上させることができる。
そして、このようなインクジェットプリントヘッド2のメンテナンス機構3を備える本実施の形態のインクジェット記録装置1によれば、構成を複雑化することなく、プリントに際しての良好な吐出性能を確実に維持することができ、プリントに際しての信頼性を向上させることができる。
また、本実施の形態のインクジェットプリントヘッド2のメンテナンス機構3によれば、ワイプ材7はロール状に巻回されており、ワイプ材7を支持する機構8はワイプ材7の先端をノズルプレート5に当接させるとともにワイプ材7の先端を繰り出し可能に支持し、ワイプ部を切り替える手段はワイプ材7を支持する機構から繰り出したワイプ材7の先端をワイプ材裁断機構12によって裁断することによりワイプ部を切り替えるため、高い払拭能力を有するワイプ材7を常にノズルプレート5に当接させることができ、ワイプ材7の良好な払拭能力を長期に亘って維持することができる。
そして、このようなインクジェットプリントヘッド2のメンテナンス機構3を備える本実施の形態のインクジェット記録装置1によれば、プリントに際しての良好な吐出性能を長期に亘って維持することができる。
また、本実施の形態のインクジェットプリントヘッド2のメンテナンス機構3によれば、ワイプ材7を支持する機構8は、一方向への移動に際してのみノズルプレート5にワイプ部を当接させるようにワイプ材7を支持し、ワイプ材裁断機構12は、ワイプ部をノズルプレート5に当接させたワイプ材7の移動方向に対して同一方向に移動する際にワイプ材7を裁断する単一の刃部12aを備えるため、裁断後のワイプ材7に対して格別な処理を行なうことなくノズルプレート5に対してエッジ部7aを当接させることができ、良好な払拭能力を付与することができる。
そして、このようなインクジェットプリントヘッド2のメンテナンス機構3を備える本実施の形態のインクジェット記録装置1によれば、プリントに際しての良好な吐出性能を長期に亘って維持することができる。
また、本実施の形態のインクジェットプリントヘッド2のメンテナンス機構3によれば、ワイプ材7の当接位置を切り替える手段は、ワイプ材7がノズル10に沿って所定回数移動する毎に当接位置を切り替えるため、例えば、当接位置を切り替えるタイミングを適宜設定することで、不必要に当接位置を切り替えることなく、使用状態に応じてノズルプレート5を払拭することができ、ワイプ材7の良好な払拭能力を一層長期に亘って維持することができる。
そして、このようなインクジェットプリントヘッド2のメンテナンス機構3を備える本実施の形態のインクジェット記録装置1によれば、ワイプ材7の良好な払拭能力を一層長期に亘って維持することができる。
また、本実施の形態のインクジェットプリントヘッド2のメンテナンス機構3によれば、ワイプ材7を支持する機構8は、ワイプ材7を支持した状態で着脱自在とされているため、装置本体からワイプ材7を支持する機構8を取り外し、ワイプ材7を支持する機構またはワイプ材7のみを交換することができ、ワイプ材7の良好な払拭能力を一層長期に亘って維持することができる。
そして、このようなインクジェットプリントヘッド2のメンテナンス機構3を備える本実施の形態のインクジェット記録装置1によれば、ワイプ材7の良好な払拭能力を一層長期に亘って維持することができる。
次に、本発明を実施するための別の実施の形態について図面を参照して説明する。本実施の形態は、図1に示すメンテナンス機構3に代えて、図10に示すように、上述した実施の形態とは異なる形状のワイプ材7を有するメンテナンス機構3を備えている。なお、上述した実施の形態と同一部分は同一符号で示し、説明も省略する。
図10は、本発明を実施するための別の実施の形態のインクジェット記録装置を示す概略図である。図10に示すように、本実施の形態のインクジェット記録装置1におけるメンテナンス機構3は、弾性体によって板状に形成された複数のワイプ材7を備えている。各ワイプ材7の先端は、それぞれワイプ部とされている。このワイプ部には、ワイプ支持部材8の移動方向に対して交差する方向に沿ったエッジ部7aが設けられている。各ワイプ材7は、ワイプ支持部材8の移動方向に沿って積層した状態でワイプ収納箱13内に収納されている。ワイプ収納箱13は、ワイプ支持部材8に対しワイプ材7の積層方向に沿って移動可能に支持されている。ワイプ収納箱13は、バネ14によって図10中左から右方向に付勢されており、図10中ワイプ支持部材8に設けられたカム15に当接されている。このカム15は、制御部109によって回転駆動される。
ワイプ収納箱13の底面13aには、ワイプ支持部材8に設けられた押圧部材16の挿入を許容する孔13bが設けられている。孔13bは、押圧部材16によって、各ワイプ材を下方から押圧することが可能となるように形成されている。本実施の形態では、押圧部材16に対し、各ワイプ材7が積層方向に沿って移動させることで、ノズルプレート5に当接するワイプ材7を交換することが可能となっている。なお、図示しないが、押圧部材16は、例えば、各ワイプ材7の下側にそれぞれ設けるようにしてもよい。
押圧部材16は、図10中上下方向に出没可能に設けられており、ワイプ収納箱13に設けられた孔13bに対して、底面13a側から挿抜することが可能な構成となっている。押圧部材16は、ワイプ支持部材8に対して回動自在に設けられたカム17に連結されており、このカム17を制御部109によって回転駆動することにより出没される。このような押圧部材16によって、選択的に押し出したワイプ材7の先端をノズルプレート5に当接させるように押圧することが可能になる。以降、ワイプ収納箱13中に収納されているワイプ材7の位置を収納位置とし、押圧部材16によってワイプ収納箱13から押し出されてノズルプレート5に当接される位置を押圧位置とする。ここに、ワイプ収納箱13、孔13b、バネ14、カム15、押圧部材16、カム17およびワイプ支持部材8によって、ワイプ材7を支持する機構が実現されている。
加えて、ワイプ収納箱13は、カートリッジとされており、ワイプ支持部材8に対して着脱自在に支持されている。なお、本実施の形態では、ワイプ収納箱13を着脱自在としたが、これに限るものではなく、上述の実施の形態と同様に、ワイプ支持部材8を着脱自在としてもよい。
ここで、このようなメンテナンス機構を備えるインクジェット記録装置1における切り替え動作について説明する(図12参照)。なお、メンテナンス動作は、図6と同様であるため説明を省略する。
図8と同様に、切り替え動作の実行宣言の待機中に(ステップS40のNかつステップS41のNかつステップS42のN)、上述した各種の要因によって切り替え動作の実行が宣言されたと判断した場合には(ステップS40のYまたはステップS41のYまたはステップS42のY)、ワイプ材ホームポジションセンサ301からの出力変化に基づきワイプ支持部材8がホームポジションに位置付けられているか否かを判断する(ステップS43)。
ワイプ材ホームポジションセンサ301からの出力変化に基づきワイプ支持部材8がホームポジションに位置付けられていないと判断した場合には(ステップS43のN)、ワイプ材ホームポジションセンサ301からの出力変化に基づきワイプ支持部材8がホームポジションまで移動したと判断するまで(ステップS45のN)、ワイプ材移動手段11を駆動する(ステップS44)。
ワイプ材ホームポジションセンサ301からの出力変化に基づきワイプ支持部材8がホームポジションまで移動したと判断した場合には(ステップS45のY)、ワイプ材移動手段11の駆動を停止し(ステップS46)、ワイプ材7の交換を行なう(ステップS47)。
ここで、ステップS47におけるワイプ材の交換は、カムを回転させることで押圧部材16を引き下げ、カム15を所定角度回転させる。これにより、押圧部材16によって押圧位置でノズルプレート5に対して当接していたワイプ材7が収納位置に戻り、また、バネ14が圧縮されてワイプ収納箱が図10中右から左方向に移動する。
このとき、カム15の回転角度を予め規定しておくことにより、ワイプ材7の一枚分の厚さだけ、ワイプ支持部材8に対するワイプ収納箱13の位置を変位させることができる。
そして、再び押圧部材16を押圧位置まで変位させる。これにより、先程収納位置に収納されたワイプ材7の隣のワイプ材7が押し出されて押圧位置に位置づけられ、ノズルプレート5に当接するように押圧される。ここに、ノズルプレート5に対するワイプ材7の当接位置を切り替える手段が実現されている。
最後に、カウンタおよびタイマをクリアして(ステップS48)、処理を終了する。
これにより、煩雑なワイプ材の交換作業を伴うことなく、メンテナンス機構3による払拭能力を初期状態と同様に復帰させることができる。また、複数のワイプ材7を備えるため、メンテナンス機構3による払拭能力を長期に亘って確保することができる。
また、ワイプ収納箱13がワイプ支持部材8に対して着脱自在に支持されているため、全てのワイプ材7を使い切った場合には、カートリッジ部分を交換することができる。これにより、メンテナンス機構3による良好な払拭能力をより長期に亘って確保することができる。
すなわち、本実施の形態のインクジェットプリントヘッド2のメンテナンス機構3によれば、それぞれがワイプ部を有して複数設けられており、ワイプ材部を切り替える手段は、ノズルプレート5に対して前記ワイプ部を当接させるワイプ材7を交換することによってワイプ部を切り替えるため、高い払拭能力を有するワイプ材7を常にノズルプレート5に当接させることができ、ワイプ材7の良好な払拭能力を長期に亘って維持することができる。
そして、このようなインクジェットプリントヘッド2のメンテナンス機構3を備える本実施の形態のインクジェット記録装置1によれば、プリントに際しての良好な吐出性能を長期に亘って維持することができる。
1 インクジェット記録装置
2 インクジェットプリントヘッド
3 メンテナンス機構
5 ノズルプレート
7 ワイプ材
7a エッジ部
10 ノズル
12a 刃部
2 インクジェットプリントヘッド
3 メンテナンス機構
5 ノズルプレート
7 ワイプ材
7a エッジ部
10 ノズル
12a 刃部
Claims (9)
- 弾性材料によって形成されて複数のワイプ部を出現可能に保持するワイプ材と、
インクを保持する複数の圧力室にそれぞれ連通する複数のノズルが形成されたノズルプレートに一の前記ワイプ部を当接させるように前記ワイプ材を支持する機構と、
前記ワイプ材を支持する機構を前記ノズルに沿って移動させる機構と、
前記ノズルプレートに対して当接させる前記ワイプ部を切り替える手段と、
から構成されているインクジェットプリントヘッドのメンテナンス機構。 - 前記ワイプ部は、移動方向に対して交差する方向に沿ったエッジ部を有し、
前記ワイプ材を支持する機構は、前記ノズルプレートに前記エッジ部を当接させるように前記ワイプ材を支持する請求項1記載のインクジェットプリントヘッドのメンテナンス機構。 - 前記ワイプ材を支持する機構は、前記ワイプ材の弾性力によって前記エッジ部が前記ノズルプレートに向けて付勢されるように前記ワイプ材を支持する請求項2記載のインクジェットプリントヘッドのメンテナンス機構。
- 前記ワイプ材は、ロール状に巻回されており、
前記ワイプ材を支持する機構は、前記ワイプ材の先端を前記ノズルプレートに当接させるとともに前記ワイプ材の先端を繰り出し可能に支持し、
前記ワイプ部を切り替える手段は、前記ワイプ材を支持する機構から繰り出した前記ワイプ材の先端をワイプ材裁断機構によって裁断することにより前記ワイプ部を切り替える請求項1記載のインクジェットプリントヘッドのメンテナンス機構。 - 前記ワイプ材を支持する機構は、一方向への移動に際してのみ前記ノズルプレートに前記ワイプ部を当接させるように前記ワイプ材を支持し、
前記ワイプ材裁断機構は、前記ワイプ部を前記ノズルプレートに当接させた前記ワイプ材の移動方向に対して同一方向に移動する際に前記ワイプ材を裁断する単一の刃部を備える請求項4記載のインクジェットプリントヘッドのメンテナンス機構。 - 前記ワイプ材は、それぞれが前記ワイプ部を有して複数設けられており、
前記ワイプ部を切り替える手段は、前記ノズルプレートに対して前記ワイプ部を当接させる前記ワイプ材を交換することにより前記ワイプ部を切り替える請求項1記載のインクジェットプリントヘッドのメンテナンス機構。 - 前記ワイプ部を切り替える手段は、前記ワイプ部が前記ノズルに沿って所定回数移動する毎に前記ワイプ部を切り替える請求項1記載のインクジェットプリントヘッドのメンテナンス機構。
- 前記ワイプ材を支持する機構は、前記ワイプ材を支持した状態で着脱自在とされている請求項1記載のインクジェットプリントヘッドのメンテナンス機構。
- インクを保持する複数の圧力室とこの圧力室にそれぞれ連通する複数のノズルが形成されたノズルプレートとを備えるインクジェットヘッドと、
前記ノズルに対向する印字位置を被記録媒体が通過するように前記インクジェットヘッドと前記被記録媒体とを相対的に移動させる移動手段と、
請求項1ないし8のいずれか一に記載のインクジェットプリントヘッドのメンテナンス機構と、
を具備するインクジェット記録装置。
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