JP2005349781A - 画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 キャップやワイパーブレードを上下動させるカム軸の回転を検知する場合の検知精度が十分でない。
【解決手段】 保湿用キャップ122及び吸引用キャップ123、ワイパーブレード124を上下動させるカム213A〜213Dを備えたカム軸212に検知板251を直接取り付け、検知板251の一部を維持回復装置121のフレーム211の一部211aから外側に出し、フレーム211の一部211aの外側に検知板251のスリット252を検知するホーム位置センサ255を設け、カム軸212の回転を直接検知する。
【選択図】 図7

Description

本発明は画像形成装置に関し、記録液を吐出する記録ヘッドを備えて被記録媒体に画像を形成する画像形成装置に関する。
プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ等の各種画像形成装置として用いられるインクジェット記録装置は、液体である記録液(例えばインク)を微細なノズルから吐出させる液滴吐出ヘッドを搭載して被記録媒体(用紙、記録紙、転写紙、記録媒体などとも称される。)に画像を形成(記録)するものである。
ところで、インクジェット記録装置においては、微細な吐出口からインク滴を吐出させることから、乾燥によるインクの増粘や固着、あるいはインク中に生じる気泡などに起因して、吐出口に目詰まりが発生し、吐出不良になることがある。そこで、このような吐出不良を防止するために、インク吐出機能を正常な状態に維持回復するためのヘッド維持回復装置が設けられている。
このような維持回復装置による回復方法としては、例えば、記録中に吐出口内に発生した気泡などで吐出不良になると、加圧手段などでインクを記録ヘッド内に充填させて吐出口を回復させる保守回復方法、吐出口内でのインクの自然蒸発によるインクの増粘固着に備えて予備吐出(空吐出)を行う保守回復方法、吐出口面に付着したインク滴やほこりなどを拭き取りワイピングする保守回復方法などの一つ又は二つ以上を適宜組み合わせたものが用いられている。
このような維持回復装置として、ヘッドのノズル面をキャッピングするキャップ部材、ヘッドのノズル面をワイピングするブレード(ワイパー、ワイパーブレード、ブレード部材などとも称する。)などをカム軸の回転によって上下動させるようにしたものが知られている。
特開平11−138832号公報 特開2002−137407号公報 特開平5−177842号公報
上述したような画像形成装置の維持回復装置にあっては、ホーム位置を定めるなどのためにキャップ部材やブレードを上下動させるためのカムを備えたカム軸の位置を検知する必要があることから、カム軸の回転によって揺動されるレバーと、このレバーの揺動位置を検知するフォトセンサなどの検知手段を備えて、間接的にカム軸の回転を検知するようにするのが一般的である。
しかしながら、カム軸の回転を一旦レバーなどの変位部材の変位に変換して、この変位部材の変位を検知する構成では、検知精度が十分に出ないという課題がある。
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、維持回復装置のカム軸の検知精度を向上した画像形成装置を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するため、本発明に係る画像形成装置は、キャップ部材及び/又はブレードを動作させるカム軸の回転を直接検知する手段を備えている構成とした。
ここで、カム軸に検知板が直接取付けられ、この検知板の回転を検知する検知手段を備えている構成とすることができる。この場合、カム軸に検知板が一体形成されていることが好ましい。また、検知板の周囲を覆うカバーが設けられていることが好ましい。さらに、検知板の一部がキャップ部材及び/又はブレードを収納するフレームの外側に出ており、検知手段はフレームの外側に設けられていることが好ましい。
本発明に係る画像形成装置によれば、キャップ部材及び/又はブレードを動作させるカム軸の回転を直接検知する手段を備えているので、検知精度が向上する。
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。本発明に係る画像形成装置の一例について図1及び図2を参照して説明する。なお、図1は同画像形成装置の全体構成を示す概略構成図、図2は同装置の画像形成部及び副走査搬送部の平面説明図である。
この画像形成装置は、装置本体1の内部(筺体内)に、画像を形成するための画像形成部(手段)2、副走査搬送部(手段)3等を有し、装置本体1の底部に設けた給紙部(手段)4から被記録媒体(以下「用紙」というが、材質を紙に限定するものではない。)5を1枚ずつ分離して給紙し、副走査搬送部3によって用紙5を画像形成部2に対向する位置で間歇的に搬送しながら、画像形成部2によって用紙5に液滴を吐出して所要の画像を形成(記録)した後、排紙搬送部6を通じて装置本体1の上面に形成した排紙トレイ7上に用紙5を排紙する。
また、この画像形成装置は、画像形成部2で形成する画像データ(印刷データ)の入力系として、装置本体1の上部で排紙トレイ7の上方には画像を読み取るための画像読取部(スキャナ部)11を備えている。この画像読取部11は、照明光源13とミラー14とを含む走査光学系15と、ミラー16、17を含む走査光学系18とが移動して、コンタクトガラス12上に載置された原稿の画像の読み取りを行い、走査された原稿画像がレンズ19の後方に配置した画像読み取り素子20で画像信号として読み込まれ、読み込まれた画像信号はデジタル化され画像処理され、画像処理した印刷データを印刷することができる。なお、コンタクトガラス12上には原稿を押えるための圧板10を備えている。
さらに、この画像形成装置は、画像形成部2で形成する画像データ(印刷データ)の入力系として、外部のパーソナルコンピュータ等の情報処理装置、イメージスキャナなどの画像読取り装置、デジタルカメラなどの撮像装置などのホスト側からの画像データを含む印刷データ等をケーブル或いはネットワークを介して受信可能であり、受信した印刷データを処理して印刷することができる。
ここで、この画像形成装置の画像形成部2は、図2にも示すように、キャリッジガイド21及び図示しないガイドステーでキャリッジ23を主走査方向に移動可能に保持し、主走査モータ27で駆動プーリ28aと従動プーリ28b間に架け渡したタイミングベルト29を介して主走査方向に移動走査する。
そして、このキャリッジ23上に、それぞれの色の液滴を吐出する液滴吐出ヘッドからなる記録ヘッド24を搭載し、キャリッジ23を主走査方向に移動させ、副走査搬送部3によって用紙5を用紙搬送方向(副走査方向)に送りながら記録ヘッド24から液滴を吐出させて画像形成を行うシャトル型としている。
記録ヘッド24は、それぞれブラック(Bk)インクを吐出する2個の液滴吐出ヘッド24k1、24k2と、シアン(C)インク、マゼンタ(M)インク、イエロー(Y)インクを吐出するそれぞれ1個の液滴吐出ヘッド24c、24m、24yの計5個の液滴吐出ヘッド(以下単に「ヘッド」という。)で構成され、キャリッジ23に搭載した各サブタンク25からそれぞれ各色のインクが供給される。
一方、図1に示すように、装置本体1の前面からカートリッジ装着部26Aに、ブラック(K)インク、シアン(C)インク、マゼンタ(M)インク、イエロー(Y)インクをそれぞれ収容した記録液カートリッジである各色のインクカートリッジ26を着脱自在に装着でき、各色のインクカートリッジ26から各色のサブタンク25にインクを供給する。なお、ブラックインクは1つのインクカートリッジ26から2つのサブタンク25に供給する構成としている。
なお、記録ヘッド24としては、インク流路内(圧力発生室)のインクを加圧する圧力発生手段(アクチュエータ手段)として圧電素子を用いてインク流路の壁面を形成する振動板を変形させてインク流路内容積を変化させてインク滴を吐出させるいわゆるピエゾ型のもの、或いは、発熱抵抗体を用いてインク流路内でインクを加熱して気泡を発生させることによる圧力でインク滴を吐出させるいわゆるサーマル型のもの、インク流路の壁面を形成する振動板と電極とを対向配置し、振動板と電極との間に発生させる静電力によって振動板を変形させることで、インク流路内容積を変化させてインク滴を吐出させる静電型のものなどを用いることができる。
また、キャリッジ23の走査方向一方側の非印字領域には、記録ヘッド24のノズルの状態を維持し、回復するためのヘッドクリーニング装置を含む維持回復装置121を配置している。この維持回復装置121は、5個の記録ヘッド24の各ヘッドのノズル面をキャピングするための5個の保湿用キャップ122k2、122k1、122c、122m、122y(色を区別しないときは「保湿用キャップ122」という。)と、1個の吸引用キャップ123と、記録ヘッド24のノズル面をワイピングするためのワイパーブレード124と、空吐出を行うための空吐出受け125などを備えている。
副走査搬送部3は、下方から給紙された用紙5を略90度搬送方向を転換させて画像形成部2に対向させて搬送するための、駆動ローラである搬送ローラ32と従動ローラ33間に架け渡した無端状の搬送ベルト31と、この搬送ベルト31の表面を帯電させるための図示しない高圧電源から高電圧が印加される帯電ローラ34と、搬送ベルト31を画像形成部2の対向する領域でガイドするガイド部材35と、用紙5を搬送ローラ32に対向する位置で搬送ベルト31に押し付ける押さえコロ(加圧コロ)36と、画像形成部2によって画像が形成された用紙5を排紙搬送部6に送り出すための搬送ローラ37を備えている。
この副走査搬送部3の搬送ベルト31は、副走査モータ38からタイミングベルト39及びタイミングローラ40を介して搬送ローラ32が回転されることで、図2の用紙搬送方向(副走査方向)に周回するように構成している。なお、搬送ベルト31は、例えば、抵抗制御を行っていない純粋な樹脂材、例えばETFEピュア材で形成した用紙吸着面となる表層と、この表層と同材質でカーボンによる抵抗制御を行った裏層(中抵抗層、アース層)との2層構造としている。
また、副走査搬送部3の構成は搬送ベルトに限るものではなく、搬送ローラ(砥石ローラ)と用紙5を画像形成部2に対向する位置で案内する印写受け部材とを用いる構成とすることもできる。
給紙部4は、装置本体1に抜き差し可能で、多数枚の用紙5を積載して収納する給紙カセット41と、給紙カセット41内の用紙5を1枚ずつ分離して送り出すための給紙コロ42及びフリクションパッド43と、給紙される用紙5を副走査搬送部3に対して搬送する給紙搬送ローラ44とを有している。給紙コロ42は図示しない給紙クラッチを介してHB型ステッピングモータからなる給紙モータ(駆動源)45によって回転され、また給紙搬送ローラ44も給紙モータ45によって回転駆動される。
排紙搬送部6は、画像形成が行われた用紙5を搬送する排紙搬送ローラ対61、62と、用紙5を排紙トレイ7へ送り出すための排紙搬送ローラ対63及び排紙ローラ64とを備えている。
次に、維持回復装置121の概要について図3ないし図7を参照して説明する。なお、図3は同維持回復装置を一部展開した状態で示す模式的説明図、図4は同維持回復装置の斜視説明図、図5及び図6は同維持回復装置のキャップ部材を取り外した状態の斜視説明図、図7は同維持回復装置の一部断面正面図である。
この維持回復装置121には、前述したように、保湿用キャップ122及び吸引用キャップ123を保持する保持機構を含むキャップホルダ221A〜221D(キャップホルダ221A、221Cは2個の保湿用キャップ122を保持する。)と、記録ヘッド24のノズル面を清浄化する(拭き取る)ための弾性体からなるブレードであるワイパーブレード124と、記録ヘッド24から印字に寄与しない液滴を吐出する空吐出動作を行うための空吐出受け125が配置されている。
ここで、印字領域に最も近い側のキャップホルダ221Dに保持した吸引用キャップ123には可撓性チューブ222を介して吸引手段であるチュービングポンプ(吸引ポンプ)223を接続している。したがって、記録ヘッド24の維持回復動作を行うときには、回復動作を行う記録ヘッド24を吸引用キャップ123によってキャッピング可能な位置に選択的に移動させる。
また、これらのキャップホルダ221A〜221Dの下方にはフレーム211に回転自在に支持したカム軸212を配置し、このカム軸212には、キャップホルダ221A〜221Dを昇降させるためのキャップカム213A〜213Dと、ワイパーブレード124を昇降させるためのワイパーカム214をそれぞれ設けている。なお、保湿用キャップ122及び吸引用キャップ123が上死点に達するカム位置は同じでないが、図3では模式的に、保湿用キャップ122及び吸引用キャップ123並びにカム213A〜213Dは同じ高さで示している(詳細は図7参照)。
そして、チュービングポンプ223及びカム軸212を回転駆動するために、モータ231の回転をモータ軸231aに設けたモータギヤ232に、チュービングポンプ223のポンプ軸223aに設けたポンプギヤ233を噛み合わせ、更にこのポンプギヤ233と一体の中間ギヤ234に中間ギヤ235を介して一方向クラッチ237付きの中間ギヤ236を噛み合わせ、この中間ギヤ236と同軸の中間ギヤ238に中間ギヤ239を介してカム軸212に固定したカムギヤ240を噛み合わせている。
この維持回復装置121においては、モータ231が正転することによってモータギヤ232、中間ギヤ233、ポンプギヤ234、中間ギヤ235、236までが回転し、チュービングポンプ223の軸223aが回転することでチュービングポンプ223が作動して、吸引用キャップ123内を吸引する(この動作を「キャップ内吸引」という。)。その他のギヤ238以降は一方向クラッチ237によって回転が遮断されるので回転(作動)しない。
また、モータ231が逆転することによって、一方向クラッチ237が連結されるので、モータ231の回転が、モータギヤ232、中間ギヤ233、ポンプギヤ234、中間ギヤ235、236、238、239を経てカムギヤ240に伝達され、カム軸212が回転する。このとき、チュービングポンプ223はポンプ軸223aの逆転では回転しない構造となっている。
このように、この維持回復装置121においては、記録ヘッドのノズル面をキャッピングするキャップの上下動、キャップ内吸引を行うための吸引手段の駆動、ワイパーブレードの上下動を、1つの駆動源であるモータ231で回転される回転軸であるカム軸212の回転によって行なうようにしているので、維持回復装置の構成が簡単になる。
そこで、このカム軸212の回転を検知する手段の構成について図8ないし図10をも参照して説明する。なお、図8は同検知手段の検知板部分の概略斜視説明図、図9は同検知板の斜視説明図、図10は同検知手段のカバーの斜視説明図である。
この実施形態では、図3、図6、図7及び図8に示すように、カム軸212に検知板(フィラ)251を取り付けている。このフィラ251には、図9にも示すように、カム軸212のホーム位置検知用のスリット252を形成している。そして、この維持回復装置121のフレーム211の一部211aに形成したスリット253を介して、フィラ251の一部をフレーム211の一部211aの外側に出している。この場合、図7に示すように、フレーム211の一部211aを装置本体121内側に突き出すように形成することで、フィラ251の一部がフレーム211の一部211aの外側に出るように構成することができる。
そして、このフレーム211の一部211aの外側に、フィラ251のスリット252を検知するためのフォトインタラプタを用いた検知手段であるセンサ(ホーム位置センサ)255を配置している。これらのカム軸212に設けた検知板251とホーム位置センサ255によってカム軸212の回転を直接検知する手段を構成している。
また、検知板(フィラ251)の一部がキャップ部材及び(/又は)ブレードを収納する維持回復装置121のフレーム211の外側に出ており、検知手段(センサ255)はフレーム211の外側に設けられていることで、センサ255に対して維持回復装置121内で維持回復動作に伴って記録液が飛散したような場合、記録液がセンサ255に付着することを低減できて、長期にわたり安定した検出を行うことができるようになる。
さらに、図5及び図7示すように、フィラ251を覆う図10に示すような検知板カバー256を取り付けている。このように、検知板(フィラ251)を覆う検知板カバー256を設けることによって、維持回復装置121内で維持回復動作に伴って記録液が飛散したような場合に、検知板に記録液が付着してスリットを埋めてしまうようなことを低減できて、長期にわたり安定した検出を行うことができるようになる。
次に、この画像形成装置の制御部の概要について図11のブロック図を参照して説明する。
この制御部300は、装置全体の制御を司るCPU301と、CPU301が実行するプログラム、その他の固定データを格納するROM302と、画像データ等を一時格納するRAM303と、装置の電源が遮断されている間もデータを保持するための不揮発性メモリ(NVRAM)304と、画像データに対する各種信号処理、並び替え等を行う画像処理やその他装置全体を制御するための入出力信号を処理するASIC305とを備えている。
また、この制御部300は、ホスト側とのデータ、信号の送受を行うためのI/F307と、記録ヘッド24を駆動制御するためのヘッド駆動制御部308及びヘッドドライバ309と、主走査モータ27を駆動するための主走査モータ駆動部311と、副走査モータ131を駆動するための副走査モータ駆動部312と、給紙モータ141を駆動するための給紙モータ駆動部313と、維持回復装置121のモータ231を駆動するための維持回復系駆動部314、その他、図示しないがインク供給系のモータ類及び給紙クラッチなどのクラッチ類を駆動する部分を備えている。
また、この制御部300には、維持回復装置121のセンサ(ホーム位置センサ)255などの各種センサからの検知信号などを入力するI/O315を備え、この装置に必要な情報の入力及び表示をおこなうための操作パネル316が接続されている。
制御部300は、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置、イメージスキャナなどの画像読み取り装置、デジタルカメラなどの撮像装置などのホスト側からの印刷データ等をケーブル或いはネットを介してI/F307で受信する。
そして、CPU301は、I/F307に含まれる受信バッファ内の印刷データを読み出して解析し、ASIC305にて必要な画像処理、データの並び替え処理等を行ってヘッド駆動制御部308に画像データを転送する。なお、画像出力するためのドットパターンデータの生成は、例えばROM302にフォントデータを格納して行っても良いし、ホスト側のプリンタドライバで画像データをビットマップデータに展開してこの装置に転送するようにしても良い。
ヘッド駆動制御部308は、記録ヘッド24の1行分に相当する画像データ(ドットパターンデータ)を受け取ると、この1行分のドットパターンデータを、クロック信号に同期して、ヘッドドライバ309にシリアルデータで送出し、また所定のタイミングでラッチ信号をヘッドドライバ309に送出する。このヘッド駆動制御部308は、駆動波形(駆動信号)のパターンデータを格納したROM(ROM302で構成することもできる。)と、このROMから読出される駆動波形のデータをD/A変換するD/A変換器を含む波形生成回路及びアンプ等で構成される駆動波形発生回路を含む。
また、ヘッドドライバ309は、ヘッド駆動制御部308からのクロック信号及び画像データであるシリアルデータを入力するシフトレジスタと、シフトレジスタのレジスト値をヘッド駆動制御部308からのラッチ信号でラッチするラッチ回路と、ラッチ回路の出力値をレベル変化するレベル変換回路(レベルシフタ)と、このレベルシフタでオン/オフが制御されるアナログスイッチアレイ(スイッチ手段)等を含み、アナログスイッチアレイのオン/オフを制御することで駆動波形に含まれる所要の駆動波形を選択的に記録ヘッド24のアクチュエータ手段に印加してヘッドを駆動する。
次に、このように構成したこの画像形成装置の維持回復動作について図12をも参照して簡単に説明する。
回復動作を行う記録ヘッド24を吸引用キャップ123の位置にした状態にし、図11に示すように、時点t1で、同図(a)に示すようにモータ231を逆転してカム軸212を回転させ、吸引用キャップ123を上昇させて記録ヘッド24のノズル面をキャッピングし、同図(b)に示すようにモータ231を正転してチュービングポンプ223を作動させて記録ヘッド24のノズルから吸引するノズル吸引工程を行う。
引き続いて、時点t2で、同図(a)に示すように、モータ231を逆転させることでカム軸212を回転させ、これにより、吸引用キャップ123を記録ヘッド24のノズル面から離間させる工程を行う。
この工程に引き続いて、カム軸212の回転によって時点t3で、同図(c)に示すようにワイパーブレード124がワイピング位置(ノズル面と接触する位置)に上昇し、この状態で同図(d)に示すようにキャリッジ23を移動させることにより、記録ヘッド24のノズル面に対してワイパーブレード124を相対的に移動させて、ノズル面に残留している記録液を拭きとって清浄化した(ワイピングした)後、カム軸212の回転によってワイパーブレード124を下降させてノズル面から離間させる工程を行う。
そして、この工程に引き続いて、モータ231を正転させて時点t4で、同図(b)に示すようにチュービングポンプ223を作動させて吸引用キャップ123内の記録液を吸引するキャップ内吸引工程を行う。
このような維持回復動作を行うときに、ホーム位置センサ255の検出結果に基づいてカム軸212のホーム位置決めを行う。このとき、カム軸212に直接設けられた検知板(フィラ)251の回転をセンサ255で検知することでカム軸212を回転を直接検知するので、高精度にカム軸212の回転(位置)を検出することができるようになる。
なお、上記実施形態では、カム軸212に別部材である検知板251を装着した例で説明しているが、カム軸212と一体で検知板251を形成することによって、部品点数を削減することができ、また、カム軸212と検知板251との相対移動もなくなって、より検知精度が向上する。
また、上記実施形態においては、本発明をマルチファンクション(MFP)の画像形成装置に適用した例で説明したが、プリンタやファクシミリ装置などの他の画像形成装置やインク以外の記録液を用いる画像形成装置にも同様に適用することができる。
本発明に係る画像形成装置の一例の全体構成を示す概略構成図である。 同画像形成装置の画像形成部及び副走査搬送の平面説明図である。 維持回復装置を一部展開した状態で示す模式的説明図である。 同維持回復装置の斜視説明図である。 同維持回復装置のキャップ部材を取り外した状態の斜視説明図である。 同維持回復装置のキャップ部材及び検知板カバーを取り外した状態の斜視説明図である。 同維持回復装置の一部断面正面図である。 同維持回復装置の検知手段の検知板部分の概略斜視説明図である。 同検知板の斜視説明図である。 同検知手段の検知板カバーの斜視説明図である。 同画像形成装置の制御部の概要を説明するブロック図である。 維持回復動作の説明に供するタイミング説明図である。
符号の説明
1…装置本体
2…画像形成部
3…副走査搬送部
4…給紙部
5…用紙(被記録媒体)
6…排紙搬送部
7…排紙トレイ
11…画像読取部
23…キャリッジ
24…記録ヘッド
31…搬送ベルト
121…維持回復装置
122k1、122k2、122c、122m、122y…保湿用キャップ
123…吸引用キャップ
124…ワイパーブレード
211…フレーム
212…カム軸
213A、213B、213C、213D、214…カム
231…モータ
251…検知板(フィラ)
255…ホーム位置センサ
256…検知板カバー

Claims (5)

  1. ノズルから記録液の液滴を吐出する記録ヘッドと、この記録ヘッドのノズル面をキャッピングするキャップ部材及び/又はノズル面をワイピングするブレードをカム軸の回転により動作させるヘッド維持回復装置とを備える画像形成装置において、前記カム軸の回転を直接検知する手段を備えていることを特徴とする画像形成装置。
  2. 請求項1に記載の画像形成装置において、前記カム軸に検知板が直接取付けられ、この検知板の回転を検知する検知手段を備えていることを特徴とする画像形成装置。
  3. 請求項2に記載の画像形成装置において、前記カム軸に検知板が一体形成されていることを特徴とする画像形成装置。
  4. 請求項2又は3に記載の画像形成装置において、前記検知板の周囲を覆うカバーが設けられていることを特徴とする画像形成装置。
  5. 請求項2ないし4のいずれかに記載の画像形成装置において、前記検知板の一部が前記キャップ部材及び/又はブレードを収納するフレームの外側に出ており、前記検知手段は前記フレームの外側に設けられていることを特徴とする画像形成装置。
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