JP2005028766A - インクジェット記録装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 長期の使用においても、記録ヘッドの吐出口形成面に付着したインクを払拭する払拭部材にインクが堆積するのを防止することができ、吐出口形成面に対して常に適正な払拭動作を行うことが可能なインクジェット記録装置の提供を目的とする。
【解決手段】 複数のインク吐出口を有する記録ヘッド107用いて記録媒体に画像を記録するインクジェット記録装置において、前記吐出口を形成した吐出口形成面107aを払拭するブレード302と、このブレード302に付着したインクを除去する清掃手段としてスクレイパ401を備える。
【選択図】 図4

Description

本発明は、記録ヘッドの吐出口からインクを吐出させて記録動作を行うインクジェット記録装置に関し、詳しくは、記録ヘッドの吐出口形成面に付着したインクを払拭する払拭部材を備えたインクジェット記録装置に関するものである。
従来、インクジェット記録装置においては、インクの吐出を行わずに長期間放置された場合には、記録ヘッドの吐出口近傍に存在するインクあるいは記録ヘッドの吐出口形成面に付着したインクなどが、溶剤の蒸発によって増粘したり、固化したりして吐出が不安定になることがある。特に、顔料インクの場合には、増粘、固化などの現象が発生し易く、その場合には、吐出口付近のインクを吐出に適した状態に保つため、回復系によって記録ヘッドの吐出口付近のインクを循環させるいわゆる回復動作を行うことが有効である。
一般にこの回復動作としては、吐出口に連通する各インク流路内の増粘インクなどを排出させる吐出回復動作、吐出口形成面に付着したインクを払拭するインク払拭動作(ワイピングとも言う)などが知られており、これらの動作には、記録ヘッドの吐出口形成面に密接させることが可能な回復系ユニットが用いられている。
図8は従来より一般に用いられている回復系ユニットの概略構成を示す縦断側面図である。
図において、この回復系ユニット100は、回復桶104とブレード302とを有しており、回復桶104は、記録ヘッド107の吐出口形成面107aに当接して記録ヘッド107の吐出口周辺を包囲可能な縁部が形成されたゴム等の弾性体からなるキャップ104aを有している。このキャップ104aは吐出口形成面107aとの当接時において縁部が撓みつつ密着し、回復桶104の内部を密閉状態とし、非記録動作において吐出口に連通する流路内のインクの乾燥及び記録面における塵埃などの付着を防止し得るものとなっている。
一方、回復桶104に設けられた払拭手段としてのブレード302は、回復桶104と伴に平行移動し、記録ヘッドの吐出口形成面107aをワイピングし、吐出口形成面107aに付着した微小なインク滴の払拭動作を行う。この際、記録ヘッド107の吐出口形成面107aを損傷しないようブレード302は弾性体によって形成されている。
しかしながら、上記のようにブレード302を弾性体によって形成した回復系ユニット100を有するインクジェット記録装置では、長期の使用によってブレード302に残った顔料インクが増粘し、堆積することがある。こうした状況でワイピング動作が行われると、ブレード302に堆積したインクが記録ヘッド107の吐出口形成面107aに塗り込まれてしまい、却って記録ヘッド107の吐出不良を惹起させる虞があった。
そこで、本発明は、上記従来技術の問題点を解消すべくなされたもので、長期の使用においても、記録ヘッドの吐出口形成面に付着したインクを払拭する払拭部材にインクが堆積するのを防止することができ、吐出口形成面に対して常に適正な払拭動作を行うことが可能なインクジェット記録装置の提供を目的とする。
上記目的を達成するため、本出願に係る発明は、次のような構成を有するものとなっている。
すなわち、本発明は、複数のインク吐出口を有する記録ヘッド用いて記録媒体に画像を記録するインクジェット記録装置であって、前記吐出口を形成した吐出口形成面を払拭する払拭部材と、前記払拭部材に付着したインクを除去する清掃手段とを備えたことを特徴とするものである。
本発明に係るインクジェット記録装置によれば、記録ヘッドの吐出口形成面の払拭動作を行う払拭部材を清掃手段によって常に良好な状態に保つことができ、清掃することができ、払拭動作によって記録ヘッドの吐出口形成面が逆にお汚損されたり、吐出口形成面に傷が付くといった不都合を解消することができ、常に適正なインク払拭動作を実現することができる。このため、記録ヘッドからの吐出状態は、安定し、良好な画像形成を実現することができる。
(第1の実施形態)
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。
まず、図1ないし図5に基づき本発明の第1の実施形態を説明する。
この第1の実施形態におけるインクジェット記録装置は、記録ヘッドとして、記録の高速化などのため、インク吐出口およびそれに連通する流路を複数集積したマルチノズルヘッドを記録媒体の搬送方向と直交する方向に配列したフルラインタイプの記録ヘッドを用い、この記録へッドからインクを吐出しつつ記録媒体を移動させて記録を行うものとなっている。
図1はインクジェット記録装置の主要部の概略構成を示す図である。
図において、インクジェットカートリッジは、イエロー色インク、マゼンタ色インク、シアン色インク、ブラック色インクをそれぞれ貯留した4つのインクタンク37Y,37M,37C,37B(以下、これらをまとめてインクタンク37と記述する)と、これらインクタンク37にそれぞれ接続配管38を介してインク供給管が接続される4つの記録ヘッド107Y,107M,107C,107B(以下、これらをまとめて記録ヘッド107と記述する)とを備え、各インクタンク37は、接続配管38に対して交換可能に連結される。各記録ヘッド107は、無端の記録媒体搬送用のベルト(搬送ベルト)41を挟んでプラテン42と対向しており、搬送ベルト41の搬送方向に沿って所定間隔で配列されている。そして、各記録ヘッド107は、制御装置39に接続されるヘッドドライバ40によって、記録ヘッドの各吐出口に対応するインク流路内に設けられた吐出エネルギー発生素子(例えばヒータ)が記録データに基づき駆動され、インク流路内に存在するインクを吐出させるものとなっている。この実施形態では、吐出エネルギー発生手段として電気熱変換素子が用いられており、この電気熱変換素子によって発生させた熱によりインク内に気泡を発生させ、その気泡の発生エネルギーによってインクを吐出口から吐出させる、所謂バブルジェット(登録商標)方式を採用するものとなっている。
また、各記録ヘッド107は、後述の回復処理においてヘッド移動手段43により、プラテン42との対向方向に昇降し得るようになっている。また、各記録ヘッド11の回復処理を行う際に使用する回復系ユニット100が記録ヘッド107の配列間隔に対して半ピッチずらした状態で配置されている。この回復系ユニット100は、制御装置39によって制御されるキャップ移動手段46によってそれぞれ記録ヘッド107の直下へと移動し、記録ヘッド107の吐出口から吐出される廃インクを受けることができるようになっている。
一方、記録媒体Pを搬送する搬送ベルト41は、ベルト駆動モータ47に連結された駆動ローラ48に架設され、制御装置39に接続されるモータドライバ49によってその作動が切換えられる。また、搬送ベルト41の上に記録媒体Pを供給するための一対の給紙ローラ52には、これら一対の給紙ローラ52を駆動回転させるための給紙用モータ53が連結され、この給紙用モータ53は、制御装置39に接続されるモータドライバ54によって作動が切り換えられる。
記録動作を行う場合には、記録ヘッド11がプラテン42から離間するように上昇し、次いで回復系ユニット100が各記録ヘッド11の直下に移動して記録ヘッドの回復処理を行った後、回復系ユニット100は元の待機位置へ移動し、さらに、記録ヘッド11は記録開始位置まで移動する。そして、給紙ローラ52によって記録媒体Pを搬送ベルト41上に載置し、各記録ヘッド11によって所定のカラー画像が記録媒体Pに記録される。
図2は、この第1の実施形態におけるインクジェット記録装置のインクの流路を概念的に示す図である。
このインク流路は記録へッドに対するインク供給の他、記録ヘッドの回復処理系を含むものである。インク流路は、概略、図1に示されるように、インクを吐出する記録ヘッド107と、これに直接供給するインクを貯留するサブタンク102と、これに供給するインクを貯留したインクカートリッジ等のインクタンク106との間に、チューブ形態で形成される。記録ヘッド107には、その長手方向全体に渡って複数のインク吐出口が設けられ、これら吐出口のそれぞれに連通する共通液室(同図では管状のものとして表わされているが、実際は一定の幅を持った溝)がフィルタ113、114を介して設けられている。記録ヘッド107とサブタンク102との間は、ポンプ101を有したチューブと電磁弁108を有したチューブによって連結している。サブタンク102は、インクを一時的に貯留するものであり、大気連通口103と一対の電極を有するインク残量検知センサー115が設けられる。
また、記録ヘッド107に対応して回復系ユニット100が設けられている。そして、この回復系ユニット100には、記録ヘッド107から排出されたインクをサブタンク102へ戻すためのチューブが連結される。このチューブのインク流路にはフィルタ111と電磁弁109が設けられる。このチューブから枝分かれするインク流路がインクタンク106に連結し、この流路には電磁弁110とフィルタ112が設けられる。そして、これらのインク流路に共通にポンプ105が設けられる。
なお、以上のインク流路は図示が省略されているインクジェットプリンタ本体内部に設けられている。
上記インク流路において、インクタンク106からサブタンク102へのインク供給は、サブタンク102に装着された、電極間の抵抗値によってインク残量を検出するセンサ115がインク量が所定量以下であることを検出すると、ポンプ105を駆動することにより行ない、これにより、サブタンク102内のインク量を一定の範囲内に維持することができる。この一定のインク量が維持されることにより、サブタンク102の記録ヘッド107に対する水頭差を一定の範囲とすることができ、良好なインク吐出が可能となる。
また、記録ヘッド107の吐出回復処理は、例えば、ポンプ101とポンプ105を用いた加圧回復が行われる。すなわち、ポンプ101によって記録へッドに対して加圧したインク供給を行い、循環流路によって記録ヘッドのインクはサブタンク102まで循環すると共に、記録ヘッドの各吐出口から上記加圧によってインクを排出させる。この際、記録ヘッド107から排出されるインクはキャップ104によって受けられ、ポンプ105によってフィルタ111を経由して、サブタンク102に戻される。
図3は記録ヘッド107におけるインク流路を模式的に示す図である。図2に示すように、記録ヘッド内のインクの流れは、サブタンク102から供給されるインクは、インク吸入口201からフィルタ113を通過した後、供給経路203を通って共通液室204に流れ込む。その際、上述した加圧回復動作を行う場合、共通液室内のインクは、記録ヘッドの吐出口205から排出されるものと戻りの供給経路206を通り、フィルタ114を通過してインク吸出口208からサブタンクに戻る。一方、記録の際は、記録ヘッドから吐出して消費したインクは、上述した負圧の関係によって吸入口201および吸出口208を通じてサブタンク102からリフィルされる。
図4は、この第1の実施形態におけるインクジェット記録装置に設けられた回復系ユニット100及び回復系ユニット100のブレード302に付着したインクを除去する清掃手段401とを示す縦断側面図である。
この回復系ユニット100は、図9に示したものと同様に、記録ヘッド107に対応して設けられている。この回復系ユニット100は、前記従来技術にて述べたように、回復処理で記録ヘッド107から排出されたインクを受ける回復桶104と、非記録時などに記録ヘッド107の吐出口形成面107aを覆ってインク溶剤の蒸発を防止するキャップ104と、回復桶104の長手方向に沿って形成したブレード302とが設けられている(図4参照)。
また、清掃手段401は、図4(a)〜(c)に示すように、記録ヘッド107の側面に略水平な状態で突設された長方形形の平面形状をなす板状のスクレイパ401によって構成されている。このスクレイパ401は、剛体によって形成されており、記録ヘッド107が図4(a)に示す下降状態にあるとき、ブレード302の中間部に対向するように設けられている。
このように構成されたインクジェット記録装置において、記録動作が行われない待機状態においては、記録ヘッド107は図4(a)に示すような下降位置にあり、回復系ユニット100は、その上部に設けられたキャップ104aによって記録ヘッド107の吐出口形成面107aに密接し、吐出口を囲んだ状態となっている。
ここで、回復処理の際には、記録ヘッド107が図4(b)に示す位置まで上昇し、ポンプの加圧力によってインクが記録ヘッド107の吐出口から吐出され、下方に位置する回復系ユニット100の回復桶104に吐出される。この際、吐出されたインク滴の一部などが記録ヘッド107の吐出口形成面107aに残留、付着することがある。このため、この付着したインクを除去する払拭動作(ワイピング)が回復動作の一つとして実行される。
この払拭動作は、回復桶104を図4(a)に示す状態から同図(b)に示すように、記録ヘッド107を上昇させつつ回復桶104を矢印a方向に示すように移動させることにより行う。
この際、回復桶104と伴に移動する弾性体で形成されたブレード302は、記録ヘッド107の吐出口形成面107aに当接する前に、まずその中間部がスクレイパ401の先端に当接し、さらにブレード302が移動することによって、ブレード302表面に付着している増粘した顔料インク404がスクレイパ401先端部でかき集められる。そして、ブレード302がスクレイパ401を通過した時点で、ブレード302表面に付着している増粘したインク404が除去され、その後、ブレード302によって吐出口形成面107aがワイピングされ、吐出口形成面107aに付着しているインクが払拭される。
このように、この第1の実施形態では、ブレード302によって記録ヘッド107の吐出口形成面107aを払拭するに先立ち、常にスクレイパ401によってブレード302の表面が清掃されるため、従来のように、ブレード302のワイピングによって吐出口形成面107aにインクが塗り込まれたり、損傷されたりすることはなくなり、吐出口形成面107aから確実にインクを除去することができる。
また、上記実施形態ではブレード302によるワイピング動作方向においてスクレイパが記録へッド107の吐出口形成面107aより上流側に配置されており、吐出口形成面107aのワイピング直前にスクレイパ401によるブレード302の清掃を行っているが、図4(d)に示すように、スクレイパ401を記録ヘッド107より下流側に配置し、記録ヘッド107の吐出口形成面107aのワイピング直後にブレード302の清掃を行うようにすることも可能である。なお、図示のスクレイパ402は、ブレード302の払拭面に確実に当接させ得るように、下方へ屈曲した形状を有している。また、記録ヘッド107の上流側と下流側の双方にスクレイパ401、402を設けても良い。
また、本実施形態において、スクレイパ401の形状は長方形形状で薄板状のもので説明しているが、長方形形状以外の形状とすることも可能である。例えば図5(a),(b)に示すように、ブレード302の払拭面に接触する下端部が傾斜した台形形状に構成しても良い。
(第2の実施形態)
図6は本発明の第2の実施形態におけるインクジェット記録装置、及びこれに設けたブレードの清掃機構の構成を模式的に示す図である。
この実施形態におけるインクジェット記録装置は、図面の紙面と直交する方向に記録媒体を搬送すると共に、この記録媒体の搬送方向と直交する方向(図中、左右方向)にキャリッジ501を移動させつつ、キャリッジ501に搭載した記録ヘッド1からインク滴を吐出することにより記録媒体に画像の記録を行うシリアルプリンタ型のインクジェット記録装置となっている。なお、ここでは、イエロー色、マゼンタ色、シアン色、ブラック色などのインクを吐出する4種類の記録ヘッド500A,500B,500C及び500Dが搭載されているものを示しているが、以下の説明では、これら4つの記録ヘッドをまとめて記録ヘッド500と記述する。
このインクジェット記録装置において、キャリッジ501に配置されたスクレイパ502は、キャリッジ501が矢印b方向へと移動する際、ブレード503の中間部がスクレイパ502の先端に当接し、その後さらにキャリッジ501が移動することによって、ブレード503の表面に付着している増粘したインク404をスクレイパ502の先端部でかき集めるようになっている。このスクレイパ502は、ブレード503を通過することでそのブレード503表面に付着している増粘したインクを除去することが可能となり、常に清掃された状態のブレード503によって吐出口形成面209をワイピングすることができる。つまり、この第2の実施形態においては、キャリッジ501の移動力を利用してブレード503による記録ヘッド1の吐出口形成面に付着したインクの払拭動作を行うと共に、キャリッジ501の移動によってブレード503に付着しているインクを除去し、清掃することができる。
(第3の実施形態)
図7は本発明のインクジェット記録装置の第3の実施形態におけるブレードの清掃機構の構成を模式的に示したものである。
この第3の実施形態は、上記第2の実施形態に示したインクジェット記録装置と同様に、シリアルプリンタ型のインクジェット記録装置となっているが、このインクジェット記録装置には、ブレードの清掃機構としてのスクレイパがキャリッジに対して係脱可能に設けられており、この点が上記第2の実施形態と異なる。
すなわち、図7(a)に示すように、キャリッジ501がプラテン上の記録領域Eから外れた回復位置W1にあるとき、キャリッジ501の側方に位置するスクレイパ601は、キャリッジ501と係合状態にあり、キャリッジ501が矢印b方向へと移動すると、これと共にスクレイパ601も同方向へと移動し、記録ヘッド500の吐出口形成面500aに付着したインクをブレード503によって払拭する。その後、さらにキャリッジ501が移動することによってこの中間部にスクレイパ601の先端が当接し、ブレード502表面に付着している増粘した顔料インク404がスクレイパ601の先端部でかき集められて行き、スクレイパ601がブレード503を通過することによって、ブレード503表面に付着している増粘した顔料インクは除去される。
この後、前記キャリッジ501の側方に配置されたスクレイパ601が、記録領域Eの手前の所定の待機位置W1に達すると、図7(b)に示すように、キャリッジ501との係合が解除され、その待機位置W2に保持される。このため、記録領域Eの外側でスクレイパ601を待機させることによりスクレイパ601で回収された増粘したインクが記録中に記録用紙上に落下して、記録媒体602を汚すことはなくなり、安定した吐出で記録を行うことが可能となる。なお、キャリッジ501が記録領域Eから回復位置W1へ向けて移動する場合には、キャリッジ501とスクレイパ601とが待機位置W2で係合し、それらが共に回復位置W1へと移動する。
なお、この第3の実施形態におけるキャリッジ501とスクレイパ601との係脱を行う手段としては、種々の構成を採ることが可能であるが、例えば、キャリッジ501にスクレイパ601と係脱可能なレバーを設けるとともに、待機位置W2にレバーの位置を切換える切換え部材を設け、キャリッジ501が記録領域E側から待機位置W1を通過する際に、切換え部材によってレバーがスクレイパとの係合位置へ移動するように、逆にキャリッジ501が回復位置W2側から待機位置W1を通過する際に、スクレイパ601との係合が解除される位置へと移動するようにすることなどによって実現できる。また、スクレイパとキャリッジとの係脱を電磁力を用いて行うようにすることも可能である。
なお、上記各実施形態においては、各記録ヘッドの吐出口形成面を一つのブレードによって払拭する場合を例にとり説明したが、各記録ヘッド毎にブレードを設けることも可能である。この場合、各ブレードに付着したインクを単一のスクレイパによって除去するようにしても良いが、各ブレードに対応して複数個設けることも可能であり、ブレード、スクレイパの数は適宜設定可能である。
本発明の第1の実施形態に適用するインクジェット記録装置の主要部の概略構成を示す斜視図である。 本発明の第1の実施形態におけるインクジェット記録装置のインクの流路を概念的に示す図である。 記録ヘッド107におけるインク流路を模式的に示す図である。 本発明の第1の実施形態におけるインクジェット記録装置に設けられた回復系ユニット及び回復系ユニットのブレードに付着したインクを除去する清掃手段とを示す縦断側面図である。 本発明の第1の実施形態における清掃手段の変形例を示す図であり、(a)は斜視図、(b)は平面図である。 本発明の第2の実施形態におけるインクジェット記録装置、及びこれに設けたブレードの清掃機構の構成を模式的に示す側面図である。 図6に示したものの動作を模式的に示す側面図である。 従来のインクジェット記録装置に設けられた回復系ユニットを示す縦断側面図である。
符号の説明
41 搬送ベルト
42 プラテン
43 ヘッド移動手段
46 キャップ移動手段
100 回復系ユニット
107 各記録ヘッド
107a 記録ヘッドの吐出口形成面
100 回復系ユニット
104a キャップ
104 回復桶
116 ブレード
201 インク吸入口
201 吸入口
203 供給経路
204 共通液室
206 供給経路
208 インク吸出口
209 吐出口形成面
302 ブレード
401 スクレイパ
500 記録ヘッド
500a 吐出口形成面
501 キャリッジ
502 スクレイパ
503 ブレード
601 スクレイパ
P 記録媒体
W1 回復位置
W2 待機位置

Claims (10)

  1. 複数のインク吐出口を有する記録ヘッド用いて記録媒体に画像を記録するインクジェット記録装置であって、
    前記インク吐出口を形成した吐出口形成面を払拭する払拭部材と、
    前記払拭部材に付着したインクを除去する清掃手段とを備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。
  2. 複数のインク吐出口を有する長尺な記録ヘッドを定位置に保持すると共に、前記記録ヘッドに対して記録媒体を移動させて記録を行うインクジェット記録装置であって、
    前記インク吐出口を形成した吐出口形成面を払拭する払拭部材と、
    前記払拭部材に付着したインクを除去する清掃手段とを備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。
  3. 前記払拭部材は、記録ヘッドの吐出口形成面に対して揺動することによって前記記録ヘッドの吐出口形成面に付着したインクを払拭する板状の弾性体によって形成され、
    前記清掃手段は、前記払拭部材の揺動時に前記払拭部材に当接してインクを除去するスクレイパによって構成されることを特徴とする請求項1または2に記載のインクジェット記録装置。
  4. 複数のインク吐出口を有する記録ヘッドを主走査方向に沿って移動させると共に、前記記録ヘッドに対して前記主走査方向と交差する方向に沿って記録媒体を移動させて記録を行う記録するインクジェット記録装置であって、
    前記インク吐出口を形成した吐出口形成面を払拭する払拭部材と、
    前記払拭部材に付着したインクを除去する清掃手段とを備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。
  5. 前記払拭部材は、主走査方向に移動する記録ヘッドの吐出口形成面に接触して前記吐出口形成面に付着したインクを払拭する板状の弾性体によって形成され、
    前記清掃手段は、前記記録ヘッドまたはこれを移動させるキャリッジに設けられたスクレイパによって構成され、前記記録ヘッドまたは前記キャリッジと共に移動して前記スクレイパに当接することによりインクを除去することを特徴とする請求項4に記載のインクジェット記録装置。
  6. 前記スクレイパは、前記払拭部材と係脱可能に設けられ、前記記録ヘッドまたは前記キャリッジが記録領域内に位置するとき記録領域外の所定の待機位置にて待機し、前記記録ヘッドまたは前記キャリッジが記録領域外にあるときには記録ヘッドまたはキャリッジと共に移動することを特徴とする請求項5に記載のインクジェット記録装置。
  7. 前記スクレイパは、所定の剛性を有する板状部材によって構成されることを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
  8. 前記スクレイパは、長方形形状をなすことを特徴とする請求項7に記載のインクジェット記録装置。
  9. 前記スクレイパは、台形形状をなすことを特徴とする請求項7に記載のインクジェット記録装置。
  10. 前記スクレイパは、前記払拭部材のインク払拭面の所定の位置から端部に亘って連続的に接触することを特徴とする請求項3ないし9のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
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