JP2004351845A - 液滴噴射式記録装置およびその操作方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】加圧による液送機能を有する汎用品のポンプをインク充填および機能回復に要する操作方法を提案して、インク圧送効率を改善する。
【解決手段】加圧による液送機能を有するポンプを具備するインク供給路9と並列し、記録ヘッド4にインクを供給することができる、前記インク供給路9に連通するインク供給迂回路11とで構成され、該インク供給迂回路11を選択的に開放と閉塞をすることが可能な弁機構12を具備して、前記インク供給迂回路11に気泡が残留していない状態で、前記弁機構12は前記インク供給迂回路11を開放することを特徴とするインク充填および機能回復操作方法を導入する。
【選択図】 図1
【解決手段】加圧による液送機能を有するポンプを具備するインク供給路9と並列し、記録ヘッド4にインクを供給することができる、前記インク供給路9に連通するインク供給迂回路11とで構成され、該インク供給迂回路11を選択的に開放と閉塞をすることが可能な弁機構12を具備して、前記インク供給迂回路11に気泡が残留していない状態で、前記弁機構12は前記インク供給迂回路11を開放することを特徴とするインク充填および機能回復操作方法を導入する。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、プリンタ、ファックスなどに適用され、記録媒体に液滴を噴射し、該記録媒体に印刷する液滴噴射式記録装置と、その操作方法、特に該液滴噴射式記録装置を用いた液滴噴射式記録ヘッドに対するインク充填方法と吐出機能回復方法に関する。
【0002】
【従来技術】
従来から、インクを吐出する複数のノズルを有する液滴噴射式記録ヘッドを用いて被記録媒体に文字や画像を記録する液滴噴射式記録装置が知られている。かかる液滴噴射式記録装置では、被記録媒体へ文字や画像の記録を開始する前に、前記液滴噴射式記録ヘッドにインクを充填したり、印字品質を維持するために必要に応じて該液滴噴射式記録ヘッドを初期状態に戻す等の機能回復をする必要がある。
【0003】
このような液滴噴射式記録ヘッドのインク充填や機能回復に使用される液滴噴射式記録装置100の一例の概略図を図7に示す。
【0004】
図7に示すように、従来技術において前記液滴噴射式記録装置100は、インク容器101と、該インク容器101からインクを液送するチュ−ブポンプ102と、該チュ−ブポンプ102によりインク容器101から液送されたインクが送り込まれる液滴噴射式記録ヘッド107と、該液滴噴射式記録ヘッドが具備するノズル108からチュ−ブポンプ102の作用によって漏出するインクを受容する受け部109と、該受け部109と連通し、ノズル108から漏出したインクを廃インク容器111に導く廃インク導出管110と、で少なくとも構成されている。ここで図7中のβは、ノズル108の開口面とインク容器101内のインク液面との鉛直方向距離を示す水頭差であり、該水頭差を確保することによって、ノズル108にメニスカスが形成される。
【0005】
そして前記チュ−ブポンプ102は、内部にポンプ回転板104を有し、該ポンプ回転板104の外周近傍には等間隔で複数の加圧コロ105が設置されている。さらにチュ−ブポンプ102は、加圧コロ105と接触して該加圧コロ105の位置を検出する加圧コロ位置センサ103を具備し、ポンプ弾性管106を加圧コロ105が押圧する直前で図示しない制御部に加圧コロ105の情報を加圧コロ位置センサ103は提供して、前記ポンプ回転板104の回転を止めたり、該ポンプ回転板104の回転数を数えたりする。
【0006】
なお、ポンプ回転板104は図7に記す矢印の方向に回転し、加圧コロ105がポンプ弾性管106を押圧しつつ回転移動することで、インクを圧送する効果を奏している。また液滴噴射式記録ヘッド107がインクをノズル108から吐出させる際には、加圧コロ位置センサ103により加圧コロ105がポンプ弾性管106を押圧する前にポンプ回転板104は停止し、インクをインク容器101から液滴噴射式記録ヘッド107へと自然供給可能としている(例えば、特許文献1参照)。
【0007】
【特許文献1】
特許2593616号公報(第1−4頁、第1図)
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
このような充填および機能回復装置とその操作方法では、チュ−ブポンプが具備する加圧コロの停止位置を制御するための加圧コロ位置センサを前記チュ−ブポンプは具備することが必要であり、さらに液滴噴射式記録ヘッドがインクを吐出する際には前記加圧コロが、前記チュ−ブポンプ作動時に該加圧コロが押圧するポンプ弾性管を押圧して閉塞しないようにするため、前記加圧コロの設置個数を増やせなかった。
【0009】
これにより汎用品のチュ−ブポンプのみならず、一般的に加圧による液送効果を奏するダイアフラムポンプやピストン−シリンダポンプを、液滴噴射式記録装置に適用することができず、従来技術に係るチュ−ブポンプを特別に製造する必要があり、コスト高の一因となっていた。
【0010】
また加圧コロの設置数が少なく、かつ従来技術に係るチュ−ブポンプの作動時に該加圧コロは前記ポンプ弾性管を押圧しない瞬間もあることから、インク圧送効率が悪いという欠点もあった。
【0011】
さらに従来の液滴噴射式記録装置では、液滴噴射式記録ヘッドにインクを充填したり該液滴噴射式記録ヘッドの機能回復をする際に、前記液滴噴射式記録ヘッドが具備するノズルを介して吸引ポンプによりインクを吸引する場合もあるが、該吸引では前記液滴噴射式記録ヘッド内の残留気泡を完全に除去することが困難であった。前記残留気泡を除去するには、インク容器側から前記液滴噴射式記録ヘッドに向けて加圧によるインク圧送が効果的である。しかし前記液滴噴射式記録装置が完成品である場合、後から前記インクを圧送する機能を付加することは、大幅な設計変更を伴い困難である。
【0012】
本発明はこのような事情に鑑み、加圧による液送機能を有する汎用品のポンプを液滴噴射式記録装置に適用可能として、該液滴噴射式記録装置の製造コストを従来に比して低減し、かつ前記液滴噴射式記録装置のインク充填および機能回復に要する操作方法を提案して、インク圧送効率を従来に比して改善することを課題とする。
【0013】
さらに吸引によりインクを液滴噴射式記録ヘッドにインク容器から導く方式の液滴噴射式記録装置に、加圧による液送機能を簡便に付加することを課題とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の態様は、インク容器から液滴噴射式記録ヘッドにインクを供給するための、加圧による液送機能を有するポンプを具備するインク供給路と、該インク供給路の前記ポンプを具備する部分と並列し、かつ前記インク容器から前記液滴噴射式記録ヘッドにインクを供給することができる、前記インク供給路に連通するインク供給迂回路と、で構成され、前記インク供給迂回路は、該インク供給迂回路を選択的に開放と閉塞をすることが可能な弁機構を具備していることを特徴とする、液滴噴射式記録装置にある。
【0015】
ここで前記液滴噴射式記録ヘッドがインクを吐出する際に、インクは前記インク供給迂回路を介して前記インク容器から前記液滴噴射式記録ヘッドへと供給され、該インク供給迂回路の流路抵抗を軽減するため、該インク供給迂回路の長さをできるだけ短くすることが必要である。
【0016】
さらに、前記インク供給迂回路は前記弁機構を具備しているが、これも流路抵抗を軽減するために前記インク供給迂回路の外部から該インク供給迂回路を閉塞するピンチバルブを適用すべきである。
【0017】
そして前記インク供給迂回路を確保してあるため、前記加圧による液送機能を有するポンプは、該ポンプがチュ−ブポンプである場合は加圧コロの数を増やし、該加圧コロの位置を制御するためのセンサを削除可能なため、汎用品を使用することができ、さらに汎用品のダイアフラムポンプも使用可能とある。
【0018】
また上記課題を解決する本発明の態様は、前記液滴噴射式記録ヘッドがインクを吐出する際に、インクは前記インク供給迂回路を介して前記インク容器から前記液滴噴射式記録ヘッドへと供給されるため、該液滴噴射式記録ヘッドに対するインクの充填または吐出機能回復操作が終了する際に、前記インク供給迂回路に気泡が残留していない状態で、前記弁機構は前記インク供給迂回路を開放することを特徴とする前記液滴噴射式記録装置のインク充填および機能回復操作方法にもある。
【0019】
さらに上記課題を解決する本発明の態様は、吸引によりインクを液滴噴射式記録ヘッドにインク容器から導く方式の液滴噴射式記録装置に、加圧による液送機能を簡便に付加するため、前記ポンプを具備する前記インク供給路と、前記インク供給迂回路を少なくとも含む部分が構成する、取り外し自由な加圧ユニットを構成することにもある。
【0020】
かかる本発明における液滴噴射式記録装置では、前記インク供給迂回路を確保してあるため、前記加圧による液送機能を有するポンプは、インク圧送効率に優れた汎用品とすることが可能となる。したがって前記加圧による液送機能を有するポンプを特別に製造する必要がなくなり、前記液滴噴射式記録装置の製造を従来に比して低コストで実現しつつ、インク圧送効率を改善することを可能にする。
【0021】
さらに前記加圧ユニットの導入により、吸引によりインクを液滴噴射式記録ヘッドにインク容器から導く方式の液滴噴射式記録装置の構成を大幅変更することなく、インクを前記インク容器から前記液滴噴射式記録ヘッドへ圧送する機能を付加することが可能となる。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
【0023】
図1は、液滴噴射式記録装置50を示す模式図であり、本発明の実施形態を示す。該液滴噴射式記録装置50の構成について説明する。
【0024】
インクを内部に貯留するインク容器1と、該インク容器1から液滴噴射式記録ヘッド4に供給する前記インクの供給圧力の変動を緩和する、圧力緩衝器3を介して液滴噴射式記録ヘッド4にインクを供給するインク供給路9と、インク容器1と圧力緩衝器3の間の前記インク供給路9の一部に構成される加圧ユニット2と、液滴噴射式記録ヘッド4が具備する全てのノズル5が分布する平面領域を覆う受け部6と、該受け部6の底面で連通する廃インク導出路7と、該廃インク導出路7から排出された廃インクを貯留する廃インク容器8と、で液滴噴射式記録装置50は少なくとも構成されている。加圧ユニット2は、インク供給路9上に設置された液送ポンプ10と、インク供給路9の液送ポンプ10を具備する部分と並列し、かつインク容器1から液滴噴射式記録ヘッド4にインクを供給することができる、インク供給路9に連通するインク供給迂回路11と、該インク供給迂回路11が具備するインク供給迂回路11を選択的に開放と閉塞をすることができる弁機構12と、で少なくとも構成されている。図1におけるαはインク容器1に貯留されたインク液面とノズル5が開口する面の鉛直方向距離を示し、これはノズル5にメニスカスを形成するために必要な圧力水頭を発生させるための水頭差である。
【0025】
また圧力緩衝部3は液滴噴射式記録ヘッド4に供給されるインクの圧力変動を抑制する目的で設置しているので、可能な限り液滴噴射式記録ヘッド4の近傍に設置することが望ましい。特に液滴噴射式記録ヘッド4を走査して印字する液滴噴射式記録装置50の場合は、圧力緩衝器3と液滴噴射式記録ヘッド4を少なくともキャリッジに搭載する必要がある。
本発明では、液滴噴射式記録ヘッド4へ加圧によってインクが圧送されるので、受け部6をノズル5が開口する面に密着させてノズル5を密閉する必要はなく、全てのノズル5から漏出するインクを漏れなく受け止めることができる位置に受け部6を配置するのみで十分である。よって受け部6を上下動させる駆動装置は必要ない。また、受け部6を介してインクを吸引して液滴噴射式記録ヘッド4にインクを充填することはないので、廃インク導出管7は吸引ポンプを具備する必要はなく、受け部6によるノズル5の開口する面との密閉空間を大気圧と平衡状態とするための大気開放弁も必要ない。
また本発明では、圧力緩衝器3の内部に加圧によってインクを送り込むので、圧力緩衝器3が破壊しないように圧力緩衝器3の内部全てがインクで満たされる構造であることが必要である。そして図1に記す廃インク導出管7にはインク排出を促進する吸引ポンプを具備していないが、当然該吸引ポンプを導入しても何ら問題はなく、さらに液送ポンプ10の停止後にノズル5から溢れたインクを、ノズル5の開口面から拭うために、図示しない拭き取り部材を用いて拭ってもよい。
【0026】
次に図1で示した液滴噴射式記録装置50における、加圧ユニット2の一具体例について、図2を用いて説明する。
【0027】
加圧ユニット2は、挟み機構18によるインク供給迂回路11の外部からの挟み込みで該インク供給迂回路11を閉塞するピンチバルブ17を具備するインク供給迂回路11と、チュ−ブポンプ13を具備するインク供給路9を少なくとも内臓しており、ピンチバルブ17とチュ−ブポンプ13の動作は、図示しない制御部によって適宜制御される。インク供給迂回路11は、図示しない液滴噴射式記録ヘッド4がインクを吐出する際のインク供給路として使用されるため、できるだけインク供給迂回路11での流路抵抗を低減させ、液滴噴射式記録ヘッド4へのインク供給不足が生じないようにする必要がある。
そこでインク供給迂回路11の長さを、該インク供給迂回路11と並列するチュ−ブポンプ13を具備するインク供給路9の長さよりも短くすることで、前記流路抵抗を低減させることが望ましい。さらに弁機構12に関しては、インク供給迂回路11を選択的に開閉可能な要素であれば基本的に何でもよいが、ピンチバルブ17を使用することで、弁開放時のインク供給迂回路11の内径を、前記内径をせばめてしまう汎用品の弁機構、例えば電磁開閉弁等よりも大きくとることで、前記流路抵抗を低減させることが望ましい。
【0028】
またピンチバルブ17は、インク供給迂回路11の内部を流れるインクと直接触れないため、ピンチバルブ17のインク耐性を気にせず使用できるという利点も有する。
【0029】
チュ−ブポンプ13は、ポンプ回転板14上に複数の加圧コロ15を具備し、該加圧コロ15はインク供給路9に連通するポンプ弾性管16を押圧しつつ図2に示す方向に回転することで、ピンチバルブ17がインク供給迂回路11を閉塞している際に、図2のインク供給路9の左端と連通するインク容器1から、図2のインク供給路9の右端と連通する液滴噴射式記録ヘッド4にインクを圧送する。
インク供給迂回路11が確保されているため、複数の加圧コロ15の内、何れか1個は常にポンプ弾性管16を押圧するようにポンプ回転板14上に設置され、常にポンプ弾性管16を閉塞していても問題なく、したがって汎用品のインク圧送効率の高いチュ−ブポンプ13を使用可能であるし、チュ−ブポンプ13だけではなく、ダイアフラムポンプ等、汎用品の液送ポンプの使用も可能である。
【0030】
ここで加圧ユニット2を液滴噴射式記録装置50から自由に取り外し可能である場合について検討する。
【0031】
液滴噴射式記録ヘッドにインクを充填したり該液滴噴射式記録ヘッドの機能回復をする際に、前記液滴噴射式記録ヘッドが具備するノズルを介して吸引ポンプによりインクを吸引する場合もあるが、該吸引では前記液滴噴射式記録ヘッド内の残留気泡を完全に除去することが困難であり、前記残留気泡を除去するには、インク容器側から前記液滴噴射式記録ヘッドに向けて加圧によるインク圧送が求められる場合ある。
しかし前記吸引ポンプを用いる液滴噴射式記録装置が完成品である場合、後から前記インクを圧送する機能を付加することは、大幅な設計変更を伴い困難である。そこで取り外し可能な加圧ユニットを前記液滴噴射式記録装置のインク供給路に付加すれば、該液滴噴射式記録装置の大幅な設計変更をすることなく、容易に前記加圧によるインク圧送機能を追加することが可能となる。
【0032】
次に図1で示した液滴噴射式記録装置50における、液滴噴射式記録ヘッド4に対するインク充填方法と機能回復方法について、図3から図6を用いて説明する。
【0033】
図3は液滴噴射式記録ヘッド4にインクを充填する際の、液送ポンプ10がまず作動開始した初期段階での、インク供給路9とインク供給迂回路11の様子を示す。液送ポンプ10が作動する前は、当然インク供給路9とインク供給迂回路11の内部にインクは満たされていない。まず液送ポンプ10を図示しない制御部により作動させる前に、弁機構12を該制御部により作動させ、インク供給迂回路11を閉塞する。次に液送ポンプ10を作動させ、インクを図3に示す矢印の方向へ暫く圧送することで、図3のようにインク供給路9にのみインクが満たされている状態となる。
【0034】
図4は液滴噴射式記録ヘッド4にインクを充填する際の図3に示す状態に続いて、インク供給迂回路11にインクを満たしていく過程を示す。
【0035】
インク供給迂回路11が開放され、液送ポンプが作動している場合には、図4に示す矢印の方向へインクと残留気泡19は流れ、インク供給路9とインク供給迂回路11の内部を循環する。これは加圧ユニット2から液滴噴射式記録ヘッド4へと伸びるインク供給路9よりも、インク供給迂回路11の流路抵抗が低いために発生する現象であり、この状態から弁機構12によってインク供給迂回路11を閉塞すると、図3の状態となってインク供給路9が内部に有するインクと残留気泡19は、液滴噴射式記録ヘッド4の方向へ流れ、残留気泡19はノズル5から大気中へと排出されることとなる。したがって液送ポンプ10を作動させたまま弁機構12を作動させ、インク供給迂回路11の開放と閉塞を複数回適宜繰り返すと、残留気泡19を全て大気中に排出することができ、インク供給迂回路11にもインクが満たされる。
【0036】
図5は液滴噴射式記録ヘッド4にインクを充填する際の図4に示す状態に続いて、液滴噴射式記録ヘッド4にインクを満たしていく過程を示す。
【0037】
液送ポンプ10でインクをインク容器1から液滴噴射式記録ヘッド4に圧送するため、弁機構12はインク供給迂回路11を閉塞する。ここで液滴噴射式記録ヘッド4の内部のみならず、加圧ユニット2と液滴噴射式記録ヘッド4を結ぶインク供給路9の内部からも残留気泡19が消滅するまで、液送ポンプ10を図5に示す矢印の方向にインクを圧送する。
【0038】
図6は液滴噴射式記録ヘッド4がインクを吐出する状態で、インクが加圧ユニット2を介して液滴噴射式記録ヘッド4に供給される状態を示す。
【0039】
この場合、弁機構12はインク供給迂回路11を開放しているため、図6の矢印に示す方向にインクは流れ、液滴噴射式記録ヘッド4に供給されることになる。
【0040】
なお、図3に示す状態は液滴噴射式記録ヘッド4に初期的にインクを充填する場合についてのものであり、機能回復をする場合では、インク供給迂回路11には既にインクが満たされている。よって機能回復する場合は、図5に示す状態から作業を開始することは、いうまでもない。
【0041】
【発明の効果】
以上説明したように本発明では、インク容器から液滴噴射式記録ヘッドにインクを供給するための、加圧による液送機能を有するポンプを具備するインク供給路と、該インク供給路の前記ポンプを具備する部分と並列し、かつ前記インク容器から前記液滴噴射式記録ヘッドにインクを供給することができる、前記インク供給路に連通するインク供給迂回路と、で構成され、前記インク供給迂回路は、該インク供給迂回路を選択的に開放と閉塞をすることが可能な弁機構を具備していることを特徴とする液滴噴射式記録装置により、前記液滴噴射式記録ヘッドがインクを吐出する際に、インクは前記インク供給迂回路を介して前記インク容器から前記液滴噴射式記録ヘッドへと供給されるため、前記加圧による液送機能を有するポンプを汎用品とすることができる。
【0042】
また前記液滴噴射式記録ヘッドがインクを吐出する際に、前記インク供給路および前記インク供給迂回路には気泡が残留していないため、前記インクの吐出は問題なく実施可能となる。
【0043】
したがって前記加圧による液送機能を有するポンプを特別に製造する必要がなくなり、前記液滴噴射式記録装置の製造を従来に比して低コストで実現しつつ、インク圧送効率を改善することを可能にする。
【0044】
さらに前記ポンプを具備する前記インク供給路と、前記インク供給迂回路を少なくとも含む部分が構成する、取り外し自由な加圧ユニットの導入により、吸引によりインクを液滴噴射式記録ヘッドにインク容器から導く方式の液滴噴射式記録装置の構成を大幅変更することなく、インクを前記インク容器から前記液滴噴射式記録ヘッドへ圧送する機能を付加することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る液滴噴射式記録装置を示す模式図である。
【図2】本発明の加圧ユニット構成の一例を示す模式図である。
【図3】本発明の加圧ユニットに係る操作方法の過程とインクの流れを示す模式図である。
【図4】本発明の加圧ユニットに係る操作方法の過程とインクの流れを示す模式図である。
【図5】本発明の加圧ユニットに係る操作方法の過程とインクの流れを示す模式図である。
【図6】本発明の加圧ユニットに係る通常印字時のインクの流れを示す模式図である。
【図7】従来技術に係る液滴噴射式記録装置を示す模式図である。
【符号の説明】
1、101 インク容器
2 加圧ユニット
3 圧力緩衝器
4、107 液滴噴射式記録ヘッド
5、108 ノズル
6、109 受け部
7、110 廃インク導出管
8、111 廃インク容器
9 インク供給路
10 液送ポンプ
11 インク供給迂回路
12 弁機構
13、102 チュ−ブポンプ
14、104 ポンプ回転板
15、105 加圧コロ
16、106 ポンプ弾性管
17 ピンチバルブ
18 挟み機構
19 残留気泡
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、プリンタ、ファックスなどに適用され、記録媒体に液滴を噴射し、該記録媒体に印刷する液滴噴射式記録装置と、その操作方法、特に該液滴噴射式記録装置を用いた液滴噴射式記録ヘッドに対するインク充填方法と吐出機能回復方法に関する。
【0002】
【従来技術】
従来から、インクを吐出する複数のノズルを有する液滴噴射式記録ヘッドを用いて被記録媒体に文字や画像を記録する液滴噴射式記録装置が知られている。かかる液滴噴射式記録装置では、被記録媒体へ文字や画像の記録を開始する前に、前記液滴噴射式記録ヘッドにインクを充填したり、印字品質を維持するために必要に応じて該液滴噴射式記録ヘッドを初期状態に戻す等の機能回復をする必要がある。
【0003】
このような液滴噴射式記録ヘッドのインク充填や機能回復に使用される液滴噴射式記録装置100の一例の概略図を図7に示す。
【0004】
図7に示すように、従来技術において前記液滴噴射式記録装置100は、インク容器101と、該インク容器101からインクを液送するチュ−ブポンプ102と、該チュ−ブポンプ102によりインク容器101から液送されたインクが送り込まれる液滴噴射式記録ヘッド107と、該液滴噴射式記録ヘッドが具備するノズル108からチュ−ブポンプ102の作用によって漏出するインクを受容する受け部109と、該受け部109と連通し、ノズル108から漏出したインクを廃インク容器111に導く廃インク導出管110と、で少なくとも構成されている。ここで図7中のβは、ノズル108の開口面とインク容器101内のインク液面との鉛直方向距離を示す水頭差であり、該水頭差を確保することによって、ノズル108にメニスカスが形成される。
【0005】
そして前記チュ−ブポンプ102は、内部にポンプ回転板104を有し、該ポンプ回転板104の外周近傍には等間隔で複数の加圧コロ105が設置されている。さらにチュ−ブポンプ102は、加圧コロ105と接触して該加圧コロ105の位置を検出する加圧コロ位置センサ103を具備し、ポンプ弾性管106を加圧コロ105が押圧する直前で図示しない制御部に加圧コロ105の情報を加圧コロ位置センサ103は提供して、前記ポンプ回転板104の回転を止めたり、該ポンプ回転板104の回転数を数えたりする。
【0006】
なお、ポンプ回転板104は図7に記す矢印の方向に回転し、加圧コロ105がポンプ弾性管106を押圧しつつ回転移動することで、インクを圧送する効果を奏している。また液滴噴射式記録ヘッド107がインクをノズル108から吐出させる際には、加圧コロ位置センサ103により加圧コロ105がポンプ弾性管106を押圧する前にポンプ回転板104は停止し、インクをインク容器101から液滴噴射式記録ヘッド107へと自然供給可能としている(例えば、特許文献1参照)。
【0007】
【特許文献1】
特許2593616号公報(第1−4頁、第1図)
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
このような充填および機能回復装置とその操作方法では、チュ−ブポンプが具備する加圧コロの停止位置を制御するための加圧コロ位置センサを前記チュ−ブポンプは具備することが必要であり、さらに液滴噴射式記録ヘッドがインクを吐出する際には前記加圧コロが、前記チュ−ブポンプ作動時に該加圧コロが押圧するポンプ弾性管を押圧して閉塞しないようにするため、前記加圧コロの設置個数を増やせなかった。
【0009】
これにより汎用品のチュ−ブポンプのみならず、一般的に加圧による液送効果を奏するダイアフラムポンプやピストン−シリンダポンプを、液滴噴射式記録装置に適用することができず、従来技術に係るチュ−ブポンプを特別に製造する必要があり、コスト高の一因となっていた。
【0010】
また加圧コロの設置数が少なく、かつ従来技術に係るチュ−ブポンプの作動時に該加圧コロは前記ポンプ弾性管を押圧しない瞬間もあることから、インク圧送効率が悪いという欠点もあった。
【0011】
さらに従来の液滴噴射式記録装置では、液滴噴射式記録ヘッドにインクを充填したり該液滴噴射式記録ヘッドの機能回復をする際に、前記液滴噴射式記録ヘッドが具備するノズルを介して吸引ポンプによりインクを吸引する場合もあるが、該吸引では前記液滴噴射式記録ヘッド内の残留気泡を完全に除去することが困難であった。前記残留気泡を除去するには、インク容器側から前記液滴噴射式記録ヘッドに向けて加圧によるインク圧送が効果的である。しかし前記液滴噴射式記録装置が完成品である場合、後から前記インクを圧送する機能を付加することは、大幅な設計変更を伴い困難である。
【0012】
本発明はこのような事情に鑑み、加圧による液送機能を有する汎用品のポンプを液滴噴射式記録装置に適用可能として、該液滴噴射式記録装置の製造コストを従来に比して低減し、かつ前記液滴噴射式記録装置のインク充填および機能回復に要する操作方法を提案して、インク圧送効率を従来に比して改善することを課題とする。
【0013】
さらに吸引によりインクを液滴噴射式記録ヘッドにインク容器から導く方式の液滴噴射式記録装置に、加圧による液送機能を簡便に付加することを課題とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の態様は、インク容器から液滴噴射式記録ヘッドにインクを供給するための、加圧による液送機能を有するポンプを具備するインク供給路と、該インク供給路の前記ポンプを具備する部分と並列し、かつ前記インク容器から前記液滴噴射式記録ヘッドにインクを供給することができる、前記インク供給路に連通するインク供給迂回路と、で構成され、前記インク供給迂回路は、該インク供給迂回路を選択的に開放と閉塞をすることが可能な弁機構を具備していることを特徴とする、液滴噴射式記録装置にある。
【0015】
ここで前記液滴噴射式記録ヘッドがインクを吐出する際に、インクは前記インク供給迂回路を介して前記インク容器から前記液滴噴射式記録ヘッドへと供給され、該インク供給迂回路の流路抵抗を軽減するため、該インク供給迂回路の長さをできるだけ短くすることが必要である。
【0016】
さらに、前記インク供給迂回路は前記弁機構を具備しているが、これも流路抵抗を軽減するために前記インク供給迂回路の外部から該インク供給迂回路を閉塞するピンチバルブを適用すべきである。
【0017】
そして前記インク供給迂回路を確保してあるため、前記加圧による液送機能を有するポンプは、該ポンプがチュ−ブポンプである場合は加圧コロの数を増やし、該加圧コロの位置を制御するためのセンサを削除可能なため、汎用品を使用することができ、さらに汎用品のダイアフラムポンプも使用可能とある。
【0018】
また上記課題を解決する本発明の態様は、前記液滴噴射式記録ヘッドがインクを吐出する際に、インクは前記インク供給迂回路を介して前記インク容器から前記液滴噴射式記録ヘッドへと供給されるため、該液滴噴射式記録ヘッドに対するインクの充填または吐出機能回復操作が終了する際に、前記インク供給迂回路に気泡が残留していない状態で、前記弁機構は前記インク供給迂回路を開放することを特徴とする前記液滴噴射式記録装置のインク充填および機能回復操作方法にもある。
【0019】
さらに上記課題を解決する本発明の態様は、吸引によりインクを液滴噴射式記録ヘッドにインク容器から導く方式の液滴噴射式記録装置に、加圧による液送機能を簡便に付加するため、前記ポンプを具備する前記インク供給路と、前記インク供給迂回路を少なくとも含む部分が構成する、取り外し自由な加圧ユニットを構成することにもある。
【0020】
かかる本発明における液滴噴射式記録装置では、前記インク供給迂回路を確保してあるため、前記加圧による液送機能を有するポンプは、インク圧送効率に優れた汎用品とすることが可能となる。したがって前記加圧による液送機能を有するポンプを特別に製造する必要がなくなり、前記液滴噴射式記録装置の製造を従来に比して低コストで実現しつつ、インク圧送効率を改善することを可能にする。
【0021】
さらに前記加圧ユニットの導入により、吸引によりインクを液滴噴射式記録ヘッドにインク容器から導く方式の液滴噴射式記録装置の構成を大幅変更することなく、インクを前記インク容器から前記液滴噴射式記録ヘッドへ圧送する機能を付加することが可能となる。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
【0023】
図1は、液滴噴射式記録装置50を示す模式図であり、本発明の実施形態を示す。該液滴噴射式記録装置50の構成について説明する。
【0024】
インクを内部に貯留するインク容器1と、該インク容器1から液滴噴射式記録ヘッド4に供給する前記インクの供給圧力の変動を緩和する、圧力緩衝器3を介して液滴噴射式記録ヘッド4にインクを供給するインク供給路9と、インク容器1と圧力緩衝器3の間の前記インク供給路9の一部に構成される加圧ユニット2と、液滴噴射式記録ヘッド4が具備する全てのノズル5が分布する平面領域を覆う受け部6と、該受け部6の底面で連通する廃インク導出路7と、該廃インク導出路7から排出された廃インクを貯留する廃インク容器8と、で液滴噴射式記録装置50は少なくとも構成されている。加圧ユニット2は、インク供給路9上に設置された液送ポンプ10と、インク供給路9の液送ポンプ10を具備する部分と並列し、かつインク容器1から液滴噴射式記録ヘッド4にインクを供給することができる、インク供給路9に連通するインク供給迂回路11と、該インク供給迂回路11が具備するインク供給迂回路11を選択的に開放と閉塞をすることができる弁機構12と、で少なくとも構成されている。図1におけるαはインク容器1に貯留されたインク液面とノズル5が開口する面の鉛直方向距離を示し、これはノズル5にメニスカスを形成するために必要な圧力水頭を発生させるための水頭差である。
【0025】
また圧力緩衝部3は液滴噴射式記録ヘッド4に供給されるインクの圧力変動を抑制する目的で設置しているので、可能な限り液滴噴射式記録ヘッド4の近傍に設置することが望ましい。特に液滴噴射式記録ヘッド4を走査して印字する液滴噴射式記録装置50の場合は、圧力緩衝器3と液滴噴射式記録ヘッド4を少なくともキャリッジに搭載する必要がある。
本発明では、液滴噴射式記録ヘッド4へ加圧によってインクが圧送されるので、受け部6をノズル5が開口する面に密着させてノズル5を密閉する必要はなく、全てのノズル5から漏出するインクを漏れなく受け止めることができる位置に受け部6を配置するのみで十分である。よって受け部6を上下動させる駆動装置は必要ない。また、受け部6を介してインクを吸引して液滴噴射式記録ヘッド4にインクを充填することはないので、廃インク導出管7は吸引ポンプを具備する必要はなく、受け部6によるノズル5の開口する面との密閉空間を大気圧と平衡状態とするための大気開放弁も必要ない。
また本発明では、圧力緩衝器3の内部に加圧によってインクを送り込むので、圧力緩衝器3が破壊しないように圧力緩衝器3の内部全てがインクで満たされる構造であることが必要である。そして図1に記す廃インク導出管7にはインク排出を促進する吸引ポンプを具備していないが、当然該吸引ポンプを導入しても何ら問題はなく、さらに液送ポンプ10の停止後にノズル5から溢れたインクを、ノズル5の開口面から拭うために、図示しない拭き取り部材を用いて拭ってもよい。
【0026】
次に図1で示した液滴噴射式記録装置50における、加圧ユニット2の一具体例について、図2を用いて説明する。
【0027】
加圧ユニット2は、挟み機構18によるインク供給迂回路11の外部からの挟み込みで該インク供給迂回路11を閉塞するピンチバルブ17を具備するインク供給迂回路11と、チュ−ブポンプ13を具備するインク供給路9を少なくとも内臓しており、ピンチバルブ17とチュ−ブポンプ13の動作は、図示しない制御部によって適宜制御される。インク供給迂回路11は、図示しない液滴噴射式記録ヘッド4がインクを吐出する際のインク供給路として使用されるため、できるだけインク供給迂回路11での流路抵抗を低減させ、液滴噴射式記録ヘッド4へのインク供給不足が生じないようにする必要がある。
そこでインク供給迂回路11の長さを、該インク供給迂回路11と並列するチュ−ブポンプ13を具備するインク供給路9の長さよりも短くすることで、前記流路抵抗を低減させることが望ましい。さらに弁機構12に関しては、インク供給迂回路11を選択的に開閉可能な要素であれば基本的に何でもよいが、ピンチバルブ17を使用することで、弁開放時のインク供給迂回路11の内径を、前記内径をせばめてしまう汎用品の弁機構、例えば電磁開閉弁等よりも大きくとることで、前記流路抵抗を低減させることが望ましい。
【0028】
またピンチバルブ17は、インク供給迂回路11の内部を流れるインクと直接触れないため、ピンチバルブ17のインク耐性を気にせず使用できるという利点も有する。
【0029】
チュ−ブポンプ13は、ポンプ回転板14上に複数の加圧コロ15を具備し、該加圧コロ15はインク供給路9に連通するポンプ弾性管16を押圧しつつ図2に示す方向に回転することで、ピンチバルブ17がインク供給迂回路11を閉塞している際に、図2のインク供給路9の左端と連通するインク容器1から、図2のインク供給路9の右端と連通する液滴噴射式記録ヘッド4にインクを圧送する。
インク供給迂回路11が確保されているため、複数の加圧コロ15の内、何れか1個は常にポンプ弾性管16を押圧するようにポンプ回転板14上に設置され、常にポンプ弾性管16を閉塞していても問題なく、したがって汎用品のインク圧送効率の高いチュ−ブポンプ13を使用可能であるし、チュ−ブポンプ13だけではなく、ダイアフラムポンプ等、汎用品の液送ポンプの使用も可能である。
【0030】
ここで加圧ユニット2を液滴噴射式記録装置50から自由に取り外し可能である場合について検討する。
【0031】
液滴噴射式記録ヘッドにインクを充填したり該液滴噴射式記録ヘッドの機能回復をする際に、前記液滴噴射式記録ヘッドが具備するノズルを介して吸引ポンプによりインクを吸引する場合もあるが、該吸引では前記液滴噴射式記録ヘッド内の残留気泡を完全に除去することが困難であり、前記残留気泡を除去するには、インク容器側から前記液滴噴射式記録ヘッドに向けて加圧によるインク圧送が求められる場合ある。
しかし前記吸引ポンプを用いる液滴噴射式記録装置が完成品である場合、後から前記インクを圧送する機能を付加することは、大幅な設計変更を伴い困難である。そこで取り外し可能な加圧ユニットを前記液滴噴射式記録装置のインク供給路に付加すれば、該液滴噴射式記録装置の大幅な設計変更をすることなく、容易に前記加圧によるインク圧送機能を追加することが可能となる。
【0032】
次に図1で示した液滴噴射式記録装置50における、液滴噴射式記録ヘッド4に対するインク充填方法と機能回復方法について、図3から図6を用いて説明する。
【0033】
図3は液滴噴射式記録ヘッド4にインクを充填する際の、液送ポンプ10がまず作動開始した初期段階での、インク供給路9とインク供給迂回路11の様子を示す。液送ポンプ10が作動する前は、当然インク供給路9とインク供給迂回路11の内部にインクは満たされていない。まず液送ポンプ10を図示しない制御部により作動させる前に、弁機構12を該制御部により作動させ、インク供給迂回路11を閉塞する。次に液送ポンプ10を作動させ、インクを図3に示す矢印の方向へ暫く圧送することで、図3のようにインク供給路9にのみインクが満たされている状態となる。
【0034】
図4は液滴噴射式記録ヘッド4にインクを充填する際の図3に示す状態に続いて、インク供給迂回路11にインクを満たしていく過程を示す。
【0035】
インク供給迂回路11が開放され、液送ポンプが作動している場合には、図4に示す矢印の方向へインクと残留気泡19は流れ、インク供給路9とインク供給迂回路11の内部を循環する。これは加圧ユニット2から液滴噴射式記録ヘッド4へと伸びるインク供給路9よりも、インク供給迂回路11の流路抵抗が低いために発生する現象であり、この状態から弁機構12によってインク供給迂回路11を閉塞すると、図3の状態となってインク供給路9が内部に有するインクと残留気泡19は、液滴噴射式記録ヘッド4の方向へ流れ、残留気泡19はノズル5から大気中へと排出されることとなる。したがって液送ポンプ10を作動させたまま弁機構12を作動させ、インク供給迂回路11の開放と閉塞を複数回適宜繰り返すと、残留気泡19を全て大気中に排出することができ、インク供給迂回路11にもインクが満たされる。
【0036】
図5は液滴噴射式記録ヘッド4にインクを充填する際の図4に示す状態に続いて、液滴噴射式記録ヘッド4にインクを満たしていく過程を示す。
【0037】
液送ポンプ10でインクをインク容器1から液滴噴射式記録ヘッド4に圧送するため、弁機構12はインク供給迂回路11を閉塞する。ここで液滴噴射式記録ヘッド4の内部のみならず、加圧ユニット2と液滴噴射式記録ヘッド4を結ぶインク供給路9の内部からも残留気泡19が消滅するまで、液送ポンプ10を図5に示す矢印の方向にインクを圧送する。
【0038】
図6は液滴噴射式記録ヘッド4がインクを吐出する状態で、インクが加圧ユニット2を介して液滴噴射式記録ヘッド4に供給される状態を示す。
【0039】
この場合、弁機構12はインク供給迂回路11を開放しているため、図6の矢印に示す方向にインクは流れ、液滴噴射式記録ヘッド4に供給されることになる。
【0040】
なお、図3に示す状態は液滴噴射式記録ヘッド4に初期的にインクを充填する場合についてのものであり、機能回復をする場合では、インク供給迂回路11には既にインクが満たされている。よって機能回復する場合は、図5に示す状態から作業を開始することは、いうまでもない。
【0041】
【発明の効果】
以上説明したように本発明では、インク容器から液滴噴射式記録ヘッドにインクを供給するための、加圧による液送機能を有するポンプを具備するインク供給路と、該インク供給路の前記ポンプを具備する部分と並列し、かつ前記インク容器から前記液滴噴射式記録ヘッドにインクを供給することができる、前記インク供給路に連通するインク供給迂回路と、で構成され、前記インク供給迂回路は、該インク供給迂回路を選択的に開放と閉塞をすることが可能な弁機構を具備していることを特徴とする液滴噴射式記録装置により、前記液滴噴射式記録ヘッドがインクを吐出する際に、インクは前記インク供給迂回路を介して前記インク容器から前記液滴噴射式記録ヘッドへと供給されるため、前記加圧による液送機能を有するポンプを汎用品とすることができる。
【0042】
また前記液滴噴射式記録ヘッドがインクを吐出する際に、前記インク供給路および前記インク供給迂回路には気泡が残留していないため、前記インクの吐出は問題なく実施可能となる。
【0043】
したがって前記加圧による液送機能を有するポンプを特別に製造する必要がなくなり、前記液滴噴射式記録装置の製造を従来に比して低コストで実現しつつ、インク圧送効率を改善することを可能にする。
【0044】
さらに前記ポンプを具備する前記インク供給路と、前記インク供給迂回路を少なくとも含む部分が構成する、取り外し自由な加圧ユニットの導入により、吸引によりインクを液滴噴射式記録ヘッドにインク容器から導く方式の液滴噴射式記録装置の構成を大幅変更することなく、インクを前記インク容器から前記液滴噴射式記録ヘッドへ圧送する機能を付加することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る液滴噴射式記録装置を示す模式図である。
【図2】本発明の加圧ユニット構成の一例を示す模式図である。
【図3】本発明の加圧ユニットに係る操作方法の過程とインクの流れを示す模式図である。
【図4】本発明の加圧ユニットに係る操作方法の過程とインクの流れを示す模式図である。
【図5】本発明の加圧ユニットに係る操作方法の過程とインクの流れを示す模式図である。
【図6】本発明の加圧ユニットに係る通常印字時のインクの流れを示す模式図である。
【図7】従来技術に係る液滴噴射式記録装置を示す模式図である。
【符号の説明】
1、101 インク容器
2 加圧ユニット
3 圧力緩衝器
4、107 液滴噴射式記録ヘッド
5、108 ノズル
6、109 受け部
7、110 廃インク導出管
8、111 廃インク容器
9 インク供給路
10 液送ポンプ
11 インク供給迂回路
12 弁機構
13、102 チュ−ブポンプ
14、104 ポンプ回転板
15、105 加圧コロ
16、106 ポンプ弾性管
17 ピンチバルブ
18 挟み機構
19 残留気泡
Claims (8)
- インク容器から液滴噴射式記録ヘッドにインクを供給するための、加圧による液送機能を有するポンプを具備するインク供給路と、該インク供給路の前記ポンプを具備する部分と並列し、かつ前記インク容器から前記液滴噴射式記録ヘッドにインクを供給することができる、前記インク供給路に連通するインク供給迂回路と、で少なくとも構成され、前記インク供給迂回路は、該インク供給迂回路を選択的に開放と閉塞をすることが可能な弁機構を具備していることを特徴とする液滴噴射式記録装置。
- 前記インク供給迂回路の長さを、該インク供給迂回路と並列する部分に相当する、前記ポンプを具備する前記インク供給路の長さよりも短くすることを特徴とする請求項1に記載の液滴噴射式記録装置。
- 前記弁機構が、前記インク迂回路を構成する弾性管を該弾性管の外部から押しつぶすことで該インク迂回路を閉塞する、ピンチバルブであることを特徴とする請求項1または2に記載の液滴噴射式記録装置。
- 前記ポンプがチュ−ブポンプである場合に、該チュ−ブポンプが具備する複数の加圧コロが、前記チュ−ブポンプが具備する弾性管を常に押圧し、該弾性管を閉塞していることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の液滴噴射式記録装置。
- 前記ポンプがダイアフラムポンプであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の液滴噴射式記録装置。
- 加圧による液送機能を有する前記ポンプを具備する前記インク供給路と、該インク供給路の前記ポンプを具備する部分と並列し、かつ前記インク容器から前記液滴噴射式記録ヘッドにインクを供給することができる、前記インク供給路に連通する前記インク供給迂回路と、を少なくとも含む部分がユニットを構成しており、該ユニットは前記液滴噴射式記録装置から取り外し自由であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の液滴噴射式記録装置。
- インク容器から液滴噴射式記録ヘッドにインクを供給するための、加圧による液送機能を有するポンプを具備するインク供給路と、該インク供給路の前記ポンプを具備する部分と並列し、かつ前記インク容器から前記液滴噴射式記録ヘッドにインクを供給することができる、前記インク供給路に連通するインク供給迂回路と、で少なくとも構成され、前記インク供給迂回路は、該インク供給迂回路を選択的に開放と閉塞をすることが可能な弁機構を具備していることを特徴とする液滴噴射式記録装置において、前記液滴噴射式記録ヘッドに対するインクの充填または吐出機能回復操作が終了する際に、前記インク供給迂回路に気泡が残留していない状態で、前記弁機構は該インク供給迂回路を開放することを特徴とする前記液滴噴射式記録装置の操作方法。
- 前記液滴噴射式記録ヘッドに対するインクの充填または吐出機能回復操作の開始時に、前記弁機構は前記インク供給迂回路を閉塞した状態で前記ポンプを作動させて前記インク供給路をインク等の液体で満たした後、前記ポンプを作動させたままの状態で、前記弁機構により前記インク供給回路を複数回開放と閉塞させることで、前記インク供給迂回路に気泡が残留しないようにすることを特徴とする請求項7に記載の液滴噴射式記録装置の操作方法。
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