JP2006076094A - 液体吐出装置の維持回復装置及び画像形成装置 - Google Patents

液体吐出装置の維持回復装置及び画像形成装置 Download PDF

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Abstract

【課題】 記録ヘッドのノズル面をワイパーブレードでワイピングしたときに、ワイパブレードに付着している記録液やノズル面から除去した記録液が、ワイピング方向と直交する方向の記録ヘッドの側面に付着する。
【解決手段】記録ヘッド24のノズル面24aをワイピングする第1のブレード部材(ワイパーブレード)204と、記録ヘッド24のノズル並び方向に沿う側面24bを清掃する第2のブレード212と、記録ヘッド24のノズル面24aのノズルの並び方向に沿う方向の縁部24a1を清掃する第3のブレード213を備え、ワイパーブレード204と第2、第3のブレード212、213とを直交する方向に移動させることで、ワイパーブレード204によるワイピングで記録ヘッド24の側面24bに付着する記録液を清掃除去する。
【選択図】 図7

Description

本発明は液体吐出装置の維持回復装置及び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などの液体吐出装置としては、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体吐出ヘッドを記録ヘッドに用いて、この記録ヘッドを搭載したキャリッジを主走査方向に移動させながら記録ヘッドから被記録媒体(以下、「用紙」というが、材質を紙に限定するものではなく、また、被記録媒体は、記録紙、転写紙、記録媒体などとも称されるものを含む意味である。)に画像を形成(記録)するものがある。
このような画像形成装置においては、記録液を吐出する記録ヘッドの性能を維持、回復する装置が不可欠である。このヘッドの性能維持回復を行なうための維持回復装置は、一般に、記録液であるインクの自然蒸発によるノズル付近の記録液の増粘固着を防止するためにノズル面を高い密閉性を保って覆うための保湿用キャップ、ノズルから増粘した記録液を吸引して排出するための吸引用キャップ(保湿用キャップと兼用されることもある。)、ノズル面に付着した記録液を拭き取って除去するためのワイパーブレード(クリーニングブレード、ワイパー、ブレード部材、ブレードも同じ意味で用いられる。)、画像形成に寄与しない液滴を吐出する空吐出を行なうための空吐出受けなどで構成される。
ところで、このような維持回復装置としては、特許文献1に記載されているように、記録ヘッドのノズルの並び方向に沿う方向と直交する方向に相対的に移動して記録ヘッドのノズル面を拭き取るブレードを備えたものがある。
特開2003−341079号公報
また、特許文献2に記載されているように、記録ヘッドのノズルの並び方向と直交する方向に相対的に移動して記録ヘッドのノズル面を拭き取る第1のクリーニングブレード(なお、ワイパーブレード、ワイパー、ブレード部材も同じ意味である。)と、記録ヘッドのノズルの並び方向と直交する方向の側面を拭き取る第2のクリーニングブレードとを備え、これらの第1、第2のクリーニングブレードを同時に記録ヘッドに対して移動させて、記録ヘッドのノズル面を拭き取りながら記録ヘッドのノズルの並び方向と直交する方向の側面を拭き取るようにしたものが知られている。
特開2001−1533号公報
さらに、特許文献3に記載されているように、記録ヘッドのノズルの並び方向に沿う方向に相対的に移動して記録ヘッドのノズル面を拭き取る第1のワイパーと、記録ヘッドのノズルの並び方向に沿う方向に相対的に移動して記録ヘッドの側面を拭き取る第2のワイパーとを備え、これらの第1のワイパーと第2のワイパーとを同時に記録ヘッドに対して移動させて、記録ヘッドのノズル面を拭き取りながら記録ヘッドのノズルの並び方向に沿う側面を拭き取るようにしたものが知られている。
特開2001−130013号公報
ところで、上述した特許文献2、3に記載の維持回復装置は、いずれも、第1、第2のブレード部材を備えて、これらの第1、第2のブレード部材を同時に相対的に記録ヘッドに対して移動させることによって、第1のブレード部材によって記録ヘッドのノズル面を拭き取るときに、第1のブレード部材の両端部からはみ出したインクが記録ヘッドの側面に回りこむために、第2のブレード部材によって側面に回り込んだインクを拭き取るものである。
ところが、画像形成装置としての例えばインクジェット記録装置で使用されるインクの着色剤としては、その発色性の良さや信頼性の高さ等の点から、当初は染料インクが主流であったが、近年に至り、記録画像に耐光性や耐水性を持たせるためにカーボンブラック等の顔料を用いた顔料インクを使用する傾向にある。また、インク処方の自由度を高くする目的と、普通紙に着弾した後のにじみを防止する目的でインク粘度を高くする傾向がある。
特に、このような高粘度(5mPa・s以上の粘度)の顔料インクを使用した場合、ブレード部材で記録ヘッドのノズル面をワイピングするとき、ワイピングの初めと終わりで、ブレード部材に付着しているインクが記録ヘッドの側面(ブレード部材の相対移動方向両側の側面)に付着残留するという現象が現れるようになった。
そのため、従来のように、単に記録ヘッドのノズル面を拭き取るだけでは、更にブレード部材の相対移動方向に沿う記録ヘッドの側面を拭き取っても、記録ヘッドの側面(ブレード部材の相対移動方向両側の側面)に付着残留するインクを除去することができない。この結果、このようなインクが固形物となって装置内に落下して、画像品質を低下させることになる。
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、液体吐出ヘッドのクリーニング性を向上した液体吐出装置の維持回復装置及びこれを搭載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、本発明に係る液体吐出装置の維持回復装置は、液体吐出ヘッドのノズル面を清掃する第1のブレード部材と、液体吐出ヘッドのノズル面と直交する側面を清掃する第2のブレード部材とを備え、第1のブレード部材のヘッドに対する相対移動方向と第2のブレード部材のヘッドに対する相対移動方向が略直交する方向である構成としたものである。
ここで、第1のブレード部材の相対移動方向がヘッドのノズルの並び方向と直交する方向であり、第2のブレード部材の相対移動方向がヘッドのノズルの並び方向に沿う方向であることが好ましい。また、複数の第2のブレード部材をノズルの並び方向に沿って、間隔を置いて保持部材に配置することが好ましくい。この場合、保持部材の壁面と第2のブレード部材との間には隙間があることが好ましい。
また、液体吐出ヘッドのノズルの並び方向に沿うノズル面の縁部を清掃する第3のブレード部材を備えていることが好ましい。この場合、第2のブレード部材と第3のブレード部材とを、交互に、ノズルの並び方向に沿って、間隔を置いて保持部材に配置することが好ましい。この場合、保持部材の壁面と第2のブレード部材及び第3のブレード部材との間には隙間があることが好ましく、この保持部材の壁面と第2のブレード部材及び第3のブレード部材との間の隙間は異なる壁面であることが好ましい。
さらに、第2のブレード部材と第3のブレード部材とは形状及び大きさの少なくともいずれかが異なることが好ましい。また、保持部材はアングル形状又はチャンネル形状に形成されていることが好ましい。さらに、記録液は25℃における粘度が5mPa・s以上の記録液であることが好ましい。さらにまた、この維持回復装置はユニット化されていることが好ましい。
本発明に係る画像形成装置は、本発明に係る液体吐出装置の維持回復装置を備えているものである。
本発明に係る画像形成装置は、複数の液体吐出ヘッドからなる記録ヘッドと、本発明に係る液体吐出装置の維持回復装置を備え、保持部材が2以上の液体吐出ヘッドについて一体化されている構成としたものである。
これらの本発明に係る画像形成装置においては、第2のブレード部材による清掃は、印刷枚数、経過時間、第1のブレード部材による清掃回数の少なくともいずれかに基づいて実行することが好ましい。
本発明に係る液体吐出装置の維持回復装置によれば、液体吐出ヘッドのノズル面を清掃する第1のブレード部材と、液体吐出ヘッドのノズル面と直交する側面を清掃する第2のブレード部材とを備え、第1のブレード部材のヘッドに対する相対移動方向と第2のブレード部材のヘッドに対する相対移動方向が略直交する方向であるので、第1のブレード部材によるノズル面の清掃時にヘッドのブレード部材移動方向の側面に付着残留する残留記録液を第2のブレード部材で除去することができて、ヘッドのクリーニング性が向上する。
本発明に係る画像形成装置によれば、本発明に係る液体吐出装置の維持回復装置を備えているので、ヘッドのクリーニング性が向上して、画像品質の劣化を抑制することができる。
本発明に係る画像形成装置によれば、複数の液体吐出ヘッドからなる記録ヘッドと、本発明に係る液体吐出装置の維持回復装置を備え、保持部材が2以上の液体吐出ヘッドについて一体化されているので、ヘッドのクリーニング性が向上して、画像品質の劣化を抑制することができるとともに、構成が簡単になる。
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。本発明に係る液体吐出装置の維持回復装置を備えた液体吐出装置でもある画像形成装置の一例について図1ないし図3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、図3は同副走査搬送部の側面説明図である。
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から被搬送部材である被記録媒体(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、側板101、102間に横架したキャリッジガイド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体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個の液体吐出ヘッド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個の液体吐出ヘッド24c、24m、24yの計5個の液体吐出ヘッド(以下、色を区別しないときには「記録ヘッド24」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。
なお、記録ヘッド24は、図4にも示すように、ノズル面24aに形成されている液滴を吐出するノズル24nの並び方向(ノズルの並び方向)を副走査方向と同方向とし、5個の記録ヘッド24の並び方向を主走査方向としている。この場合、記録ヘッドが複数のノズルを並べたノズル列を複数列有し、複数のノズル列から異なる色の液滴を吐出する構成した場合には、ここでいう「記録ヘッドの並び方向」はノズル列の並び方向となる。
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、図2に示すように、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である維持回復機構201を配置している。
この維持回復機構201は、5個の記録ヘッド24の各ノズル面24aをキャピングするための5個の保湿用キャップ202k2、202k1、202c、202m、202y(色を区別しないときは「保湿用キャップ202」という。)と、1個の吸引用キャップ203と、記録ヘッド24のノズル面24aを主走査方向にワイピングする(清掃する、クリーニングする)ための第1のブレード部材であるワイパーブレード204と、記録(画像形成)に寄与しない液滴の吐出(空吐出)を行うための空吐出受け205と、ここでは図示しないキャリッジロック部材などを備えている。なお、ワイパーブレード204は、記録ヘッド24のノズルの並び方向に沿う方向に配置している。
また、この維持回復機構201には、一体的に、5個の記録ヘッド24のノズルの並び方向に沿う方向の側面(主走査方向と直交する方向の側面)などを清掃するための側面クリーニングユニット210を、キャリッジ23の記録ヘッド24が維持回復機構201の保湿用キャップ202に対応する位置にあるときに、記録ヘッド24に対して進退可能に設けている。
この側面クリーニングユニット210は、保持部材であるホルダ211上に、記録ヘッド24の側面を清掃する第2のブレード部材である第2のブレード212と、記録ヘッド24のノズル面24aのノズルの並び方向に沿う方向の縁部を清掃する第3のブレード部材である第3のブレード213を備えている。
さらに、キャリッジ23の走査方向他方側の非印字領域には、図2に示すように、5個の記録ヘッド24から記録(画像形成)に寄与しない液滴の吐出(空吐出)を行うための空吐出受け206を備えている。この空吐出受け206には、記録ヘッド24に対応して5個の開口207k2、207k1、207c、207m、207y(色を区別しないときは「開口207」という。)を形成している。
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とテンションローラである従動ローラ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に高圧電源から交番電圧である高電圧が印加される帯電手段である帯電ローラ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を搬送ベルト31から分離するための分離爪37と、分離された用紙5を排紙搬送部6に送り出すための搬送ローラ38を備えている。
この副走査搬送部3の搬送ベルト31は、図3にも示すように、副走査モータ131からタイミングベルト132及びタイミングローラ133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層構造としているが、これに限るものではなく、1層構造あるいは3層以上の構造でも良い。
また、従動ローラ33と帯電ローラ34との間に、搬送ベルト31の表面に付着した紙粉等を除去するためのクリーニング手段(ここではマイラを用いている。)135と、搬送ベルト31表面の電荷を除去するための除電ブラシ136とを備えている。
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、本発明に係る液体吐出装置の維持回復装置について図5及び図6を参照して説明する。なお、図5は維持回復機構の模式的説明図、図6は同維持回復機構の斜視説明図である。
この維持回復装置201には、前述したように、保湿用キャップ202及び吸引用キャップ203を保持する保持機構を含むキャップホルダ421A〜421D(キャップホルダ421A、421Cは2個の保湿用キャップ202を保持する。)と、吸引後の記録ヘッド24のノズル面24aを清浄化する(拭き取る)ための清浄化手段としての弾性体からなるブレードであるワイパーブレード204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205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203には可撓性チューブ422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)423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203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421A〜421Dの下方にはフレーム411に回転自在に支持したカム軸412を配置し、このカム軸412には、キャップホルダ421A〜421Dを昇降させるためのキャップカム413A〜413Dと、ワイパーブレード204を昇降させるためのワイパーカム414をそれぞれ設けている。なお、保湿用キャップ202及び吸引用キャップ203が上死点に達するカム位置は同じでないが、図示の都合上、保湿用キャップ202及び吸引用キャップ203並びにカム413A〜413Dは同じ高さで示している。
さらに、キャリッジ23に係合してキャリッジ23の移動をロックするキャリッジロック415を設け、このキャリッジロック415は図示しない圧縮バネによって上方(ロック方向)に付勢されて、カム軸412に設けたキャリッジロックカム416で駆動されるキャリッジロックアーム417を介して昇降するようにしている。
そして、チュービングポンプ423及びカム軸412を回転駆動するために、モータ431の回転をモータ軸431aに設けたモータギヤ432に、チュービングポンプ423のポンプ軸423aに設けたポンプギヤ433を噛み合わせ、更にこのポンプギヤ433と一体の中間ギヤ434に中間ギヤ435を介して一方向クラッチ437付きの中間ギヤ436を噛み合わせ、この中間ギヤ436と同軸の中間ギヤ438に中間ギヤ439を介してカム軸412に固定したカムギヤ440を噛み合わせている。
この維持回復装置201においては、モータ431が正転することによってモータギヤ432、中間ギヤ433、ポンプギヤ434、中間ギヤ435、436までが回転し、チュービングポンプ423の軸423aが回転することでチュービングポンプ423が作動して、吸引用キャップ203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438以降は一方向クラッチ437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431が逆転することによって、一方向クラッチ437が連結されるので、モータ431の回転が、モータギヤ432、中間ギヤ433、ポンプギヤ434、中間ギヤ435、436、438、439を経てカムギヤ440に伝達され、カム軸412が回転する。このとき、チュービングポンプ423はポンプ軸423aの逆転では回転しない構造となっている。
このように構成した維持回復機構201においては、待機中などはキャリッジ23の記録ヘッド24をそれぞれの保湿用キャップ202に対向する位置に移動させて、カム軸412を回転駆動して、各記録ヘッド24のノズル面を保湿用キャップ202でキャッピングする。
また、回復動作を行うときには、回復対象となるキャリッジ23の記録ヘッド24を吸引用キャップ203に対向する位置に移動させて、カム軸412を回転駆動して、当該記録ヘッド24のノズル面を吸引用キャップ203でキャッピングし、チューブポンプ423によって吸引を行って記録ヘッド24の吐出口から吸引を行う。その後、ワイパーブレード204が上昇し、キャリッジ23を移動させてワイパーブレード204を記録ヘッド24に対して相対的に移動させることで、記録ヘッド24のノズル面24aをノズルの並び方向と直交する方向(主走査方向)にワイピングして清掃する。
次に、この維持回復機構201に一体的に設けている側面クリーニングユニット210について図7及び図8をも参照して説明する。なお、図7は同側面クリーニングユニットの斜視説明図、図8は同側面クリーニングユニットの正面説明図である。また、これらの図7及び図8では1つの記録ヘッドに対応する1つの側面クリーニングユニットの例で図示している。
側面クリーニングユニット210は、前述したように、保持部材であるホルダ211上に、記録ヘッド24の側面のうちの下側角部分(以下、この部分を「記録ヘッド24の側面」という。)24bを清掃する複数枚の第2のブレード212と、記録ヘッド24のノズル面24aのノズルの並び方向に沿う方向の縁部(以下、この部分を「ノズル面縁部」という。)24a1(図8)を清掃する複数枚の第3のブレード213を備えている。なお、ブレードの枚数は図示している枚数に限るものではなく、便宜上、図7では2枚構成、図6では3枚構成で図示している。
ここで、ホルダ211は、図9にも示すように、底部211aの両端部に立ち上げ部211b、211cを形成したチャンネル形状をなしているが、図10に示すように記録ヘッド24の各側面24bに対応して分割したアングル形状をなす分割ホルダ211A、211Bとすることもできる。
また、第2、第3のブレード212、213はゴムなどの弾性部材で形成しているが、第2のブレード213としてはマイラなどを用いることもできる。さらに、第2、第3のブレード212、213は大きさや形状を異ならせることもできる。すなわち、第3のブレード213は滴吐出特性に影響を与えるおそれがあるノズル面24aを清掃する部材であるのに対し、第2のブレード212は滴吐出特性に影響を与えるおそれがほとんどない側面24bを清掃する部材であるので、第2のブレード212と第3のブレード213とは、形状、材質、大きさなどを同じにする必要はなく、清掃する面の特性や清掃による影響を考慮して、異なる形状、材質、大きさにすることができ、これにより、より効率的な清掃を行うことができる。
そして、図7に示すように、ホルダ211の底部211aと立ち上げ部211bとの角部分、底部211aと立ち上げ部211cとの角部分に、それぞれ複数枚の第2、第3のブレード212、213を、交互に、所要の間隔を置いて設けている。
このように、1つのホルダ211に第2のブレード212と第3のブレード213を配置することで、記録ヘッド24の側面24b及びノズル面縁部24a1をホルダ211の1回の進退移動で清掃することができる。また、第2のブレード212と第3のブレード213を交互に配置することで、効率的に、記録ヘッド24の側面24b及びノズル面縁部24a1を清掃することができる。
また、ホルダ211の底部211aの内壁面と第2のブレード212との間には図8に示すように隙間222を持たせている。同様に、ホルダ211の立ち上がり部211b、211cの内壁面と第3のブレード213との間にも同図に示すように隙間223を持たせている。
このように、ホルダ211の壁面と第2のブレード212、第3のブレード213との間に隙間222、223を持たせることによって、第2のブレード212、第3のブレード213の変形が容易になるとともに、記録ヘッド24の側面24b、ノズル面縁部24a1に付着している記録液の残留物を掻き落としたときに、掻き落とされた記録液の残留物を隙間222、223に逃がすことができる。
次に、側面クリーニングユニット210を記録ヘッド24に対して進退させるユニット駆動機構について図11及び前述した図6をも参照して説明する。なお、図11は同ユニット駆動機構の模式的側面説明図である。
ここでは、維持回復機構201のキャップ202間及び202、203間に対応する位置にホルダ211を案内するガイドレール231を敷設している。このガイドレール231は維持回復機構201のフレーム411に固定し、また、キャップ202、203の上昇による記録ヘッド24のノズル面24aのキャッピングを阻害しない位置に設けている。
そして、側面クリーニングユニット210のホルダ211の下面をガイドレール231に摺動可能に装着している。このホルダ211の下面にはラック232を設け、他方維持回復機構201のフレーム411側にはラック232に噛み合うピニオン233を配置して、このピニオン233に駆動モータ234の回転を、ギヤ235,236を介して伝達する。これによって、駆動モータ234を駆動することでピニオン232を回転させることにより、ホルダ211がガイドレール231に沿って図11で矢示方向に進退するようにしている。
このように、側面クリーニングユニット210を維持回復機構201のモータ431などを保持する部分上に配置して一体的にユニット化することで、構成が簡単になるとともに、維持回復機構201とともに一体的に交換、修理を行うことができるようになる。
次に、複数の記録ヘッド24とクリーニングユニット210の構成の異なる例について図12ないし図14をも参照して説明する。
図12の構成例は、1つの記録ヘッド24毎に独立したホルダ211を有するクリーニングユニット210を配置したものである。この場合、各クリーニングユニット210を独立して進退させるためにそれぞれ駆動モータを配置することは構成が複雑になり、コストが高くなるので、クラッチ機構などを用いて、1つの駆動モータの回転を伝達するようにし、或いは、1又は2以上のクリーニングユニット210のホルダ211を連結して、1つの駆動モータで進退できるようにすることが好ましい。
図13の構成例は、5個の記録ヘッド24に対してホルダ211を共通にし、このホルダ211の中間部分の立ち上がり部211dの両壁面に隣接する記録ヘッド24の側面24bを清掃する第2、第3のブレード212、213を配置することで、1つの側面クリーニングユニット210を設けたものである。この場合、ホルダ211は1つであるので、1つの駆動モータで一体的に各記録ヘッド24に対して側面クリーニングユニット210を進退させることができて、構成が簡単になる。
図14の構成例は、カラーの3個の記録ヘッド24y、24m、24cに対してホルダ211を共通にし、このホルダ211の中間部分の2枚の立ち上がり部211dの両壁面に隣接する記録ヘッド24の側面24bを清掃する第2、第3のブレード212、213を配置することで、独立した側面クリーニングユニット210Aを、同様にブラックの2個の記録ヘッド24k1、24k2に対してホルダ211を共通にし、このホルダ211の中間部分の立ち上がり部211dの両壁面に隣接する記録ヘッド24の側面24bを清掃する第2、第3のブレード212、213を配置することで、独立した側面クリーニングユニット210Bを設けたものである。
このようにすることで、使用頻度が相対的に高いブラック用の記録ヘッド24k1、24k2に対応する側面クリーニングユニット210Bと、使用頻度が相対的に低いブラック用の記録ヘッド24y、24m、24cに対応する側面クリーニングユニット210Aとを独立して進退することができるようになる。ただし、2つの側面クリーニングユニット210A、210Bを連結して一体的に進退するようにすることもできる。
次に、維持回復機構201の第1のブレード部材であるワイパーブレード204及び側面クリーニングユニット210の第2のブレード212、第3のブレード213による記録ヘッド24の清掃(クリーニング)について図15及び図16を参照して説明する。
先ず、前述したように、維持回復機構201の吸引用キャップ203に回復動作を行う記録ヘッド24のノズル面24aをキャッピングしてキャップ内吸引を行った後、カム軸412の回転で、図15に示すように、ワイパーブレード204が実線図示の位置から仮想線図示の位置に上昇し、この状態でキャリッジ23を印字領域方向に移動させることで、ワイパーブレード204は図16で記録ヘッド24に対して矢示方向(主走査方向;ノズル24nの並び方向と直交する方向)に相対的に移動して、記録ヘッド24のノズル面24aをワイピングし、清浄化する。
このとき、ワイピングの開始時に、ワイパーブレード204先端部に付着している記録液が記録ヘッド24の側面24bに転移して付着する(付着した記録液を付着物450とする。)ことがある。特に、記録液として5mPa・s以上の高粘度記録液を使用していると、ワイパーブレード204で拭き取った記録液がワイパーブレード204に沿って下方に流れないで、先端部表面に付着したまま残ることがある。そのため、このような状態で、図16に示すように、記録ヘッド24のノズル面24aのワイピングを開始すると、記録ヘッド24の角部でブレード204の残留記録液が掻き取られて、図17にも示すように、記録ヘッド24の側面24bに付着物450として転移付着することがある。
また、ワイピングの終了時に、記録ヘッド24のノズル面24aから拭き取られてワイパーブレード204の先端部に付着している記録液が、図16に示すように、記録ヘッド24の側面24bに回り込んで付着する(付着した記録液を付着物451とする。)ことがある。これも、記録液として5mPa・s以上の高粘度記録液を使用している場合に顕著に生じる現象である。
そこで、図18に示すように、駆動モータ234を駆動して側面クリーニングユニット210を、矢示方向に、つまり、記録ヘッド24の側面24bに沿う方向(ノズルの並び方向)に移動させることで、第2のブレード212によって記録ヘッド24の側面24bが清掃されて、付着物450、451を拭き取り除去される。
このとき、ホルダ211には第3のブレード213も設けているので、記録ヘッド24のノズル面縁部24a1も清掃される。これにより、第2のブレード212によって記録ヘッド24の側面24bをワイピングしたときにノズル面縁部24a1に付着物450、451が回り込むことがあっても、第3のブレード213で除去することができ、記録ヘッド24の側面24bに付着した記録液の付着物450、451を確実に除去することができる。
このように、液体吐出ヘッドのノズル面を清掃する第1のブレード部材と、液体吐出ヘッドのノズル面と直交する側面を清掃する第2のブレード部材とを備え、第1のブレード部材のヘッドに対する相対移動方向と第2のブレード部材のヘッドに対する相対移動方向が略直交する方向であるので、第1のブレード部材によるノズル面の清掃時にヘッドのブレード部材移動方向の側面に付着残留する残留記録液を第2のブレード部材で除去することができて、ヘッドのクリーニング性が向上する。これにより、この維持回復装置を画像形成装置に備えることで、記録ヘッドの側面に付着した記録液の固形物などの付着物の落下などによる画像品質の低下を抑えることができるし、装置の信頼性も向上する。
また、第2のブレード部材に加えて、ノズル面縁部を清掃する第3ブレード部材を設けることで、第2のブレード部材による清掃で記録液の付着物がノズル面縁部に回り込んでも確実にこれも清掃除去することができる。
次に、この画像形成装置の制御部の概要について図19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45を駆動するための給紙モータ駆動部313と、維持回復装置201を作動させるモータ431及び前述した側面クリーニングユニット210を進退動させるモータ234を駆動するための維持回復系駆動部314と、帯電ローラ34に搬送ベルト31を帯電させるための高電圧である交番電圧(ここでは、矩形波)を印加するACバイアス供給部316と、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、搬送ローラ32及び押さえローラ36を通過した用紙5を記録ヘッド24の上流側で検知する印写開始センサと、搬送ローラ38の下流側で用紙5を検知する印写終了センサと、維持回復装置201の図示しないホーム位置センサ、環境温度や湿度を検知するセンサ、装置のカバーオープンを検知するセンサなどの各種センサからの検知信号などを入力するI/O317を備え、更に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318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。
さらに、制御部300は、ACバイアス供給部316を制御して、搬送ベルト31で用紙5を吸着して搬送するときには、所要の吸着力が生じる帯電を行わせるための電圧値を有する交番電圧を帯電ローラ34に印加させる。また、所要のタイミングなどで、所要の吸着力を生じる交番電圧を印加した状態から交番電圧を印加しない状態にしたときに生じる吸着力よりも小さい吸着力を生じる電圧値(又は周波数でもよい。)の交番電圧を帯電ローラ34に印加させることで、搬送ベルト31の吸着力を低減させる。
このように構成したこの画像形成装置においては、ACバイアス供給部316から帯電ローラ34に交番電圧である正負極の矩形波の高電圧を印加することによって、帯電ローラ34は搬送ベルト31の絶縁層(表層)に当接しているので、搬送ベルト31の表層には、正と負の電荷が搬送ベルト31の搬送方向に対して交互に帯状に印加され、搬送ベルト21上に所定の帯電幅で帯電が行われて不平等電界が生成される。
そこで、用紙5が給紙部4から給紙されて、搬送ローラ32と押えコロ36との間に送り込まれて、正負極の電荷が形成されることによって不平等電界が発生している搬送ベルト31上へと送り込まれると、用紙5は電界の向きにならって瞬時に分極し、静電吸着力で搬送ベルト31上に吸着され、搬送ベルト31の移動に伴って搬送される。
そして、この搬送ベルト31で用紙5を間歇的に搬送しながら、用紙5上に記録ヘッド24から記録液の液滴を吐出して画像を記録(印刷)し、印刷が行われる用紙5の先端側を分離爪37で搬送ベルト31から分離して搬送ローラ38で排紙搬送部6に送り出す。
また、キャリッジ23は印字待機中にはこの維持回復機構201側に移動されて保湿キャップ202で記録ヘッド24の吐出口面をキャッピングされ、吐出口部を湿潤状態に保つことによりインク乾燥による吐出不良を防止する。また、記録途中などに記録と関係しないインクを空吐出することにより、全ての吐出口のインク粘度を一定にし、安定した吐出性能を維持する。
吐出不良が発生した場合等には、吸引キャップ203で記録ヘッド24の吐出口(ノズル)を密封し、チューブを通して吸引手段で吐出口からインクとともに気泡等を吸い出し、吐出口面に付着したインクやゴミ等はクリーニング手段により除去され吐出不良が回復される。また、吸引されたインクは、本体下部に設置される廃インク溜に排出され、廃インク溜内部のインク吸収体に吸収保持される。
そこで、制御部が実行する側面クリーニング処理の一例について図20を参照して説明する。
制御部300は、印刷枚数が予め設定した設定枚数に達したか否かを判別し、印刷枚数が予め設定した設定枚数に達したときには、維持回復系駆動部314を制御してモータ234を駆動し、前述したように側面クリーニングユニット210を記録ヘッド24に対して進退動させて記録ヘッド24の側面24bなどをクリーニングする側面クリーニング処理を行う。
同様に、前回の側面クリーニングからの経過時間が予め設定した経過時間に達したとき、あるいは、ワイパーブレード204によるワイピング回数が予め設定したワイピング回数に達したときにも、側面クリーニング処理を行う。そして、印刷枚数、経過時間、ワイピング回数のいずれかに基づいて側面クリーニング処理を行ったときには、側面クリーニング処理を実行するか否かの判別のための、印刷枚数、経過時間、ワイピング回数の計測結果はリセットする。
なお、ここでは、印刷枚数、経過時間、ワイピング回数のいずれかに基づいて側面クリーニングを行っているが、いずれか1つのパラメータに基づいて行うようにしてもよいし、維持回復動作を行うときには毎回側面クリーニングを行うようにしても良い。ただし、記録ヘッド24の側面24bへの記録液の付着量は数回のワイピングで不都合を生じるほどのものではないので、ワイピング回数よりは側面クリーニング回数を少なくする方が好ましい。
次に、側面クリーニング処理について図21を参照して説明する。側面クリーニングを行うタイミングについては特に限定されないが、保湿用キャップ122や吸引用キャップ123で記録ヘッド24のノズル面24aをキャッピングしているときは避けることが好ましく、また、ワイパーブレード204によるワイピングを行った後に行うことが好ましい。
そこで、制御部300は、側面クリーニング処理を実行するときには、維持回復動作中か否かを判別し、維持回復動作中であればワイパーブレード204によるワイピングに行われた後に側面クリーニングユニット210を記録ヘッド24に対して進退動させて記録ヘッド24の側面24bなどをクリーニングする側面クリーニングを行わせ、また、維持回復動作中でなければ、キャップ202、203が下降している状態か否かを判別して、キャップ202、203が下降しているときに側面クリーニングユニット210を記録ヘッド24に対して進退動させて記録ヘッド24の側面24bなどをクリーニングする側面クリーニングを行わせる。
なお、上記実施形態においては、本発明に係る液体吐出装置の維持回復装置として画像読取手段を含むマルチファンクション(MFP)構成の画像形成装置に適用した例で説明したが、他の画像形成装置やインク以外の記録液を用いる液体吐出装置や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部の平面説明図である。 同副走査搬送部の拡大説明図である。 同画像形成装置のヘッド配置の説明に供する説明図である。 同画像形成装置の維持回復装置の説明に供する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。 側面クリーニングユニットの斜視説明図である。 同側面クリーニングユニットの正面説明図である。 同側面クリーニングユニットのホルダの斜視説明図である。 同側面クリーニングユニットのホルダの他の例の斜視説明図である。 同側面クリーニングユニットの駆動機構の模式的説明図である。 側面クリーニングユニットとヘッド構成との説明に供する斜視説明図である。 側面クリーニングユニットとヘッド構成との他の例の説明に供する斜視説明図である。 側面クリーニングユニットとヘッド構成との更に他の例の説明に供する斜視説明図である。 維持回復機構によるワイピングの説明に供する説明図である。 同ワイピングによる記録ヘッド側面への記録液の付着の説明に供する説明図である。 同じく記録ヘッドの斜視説明図である。 側面クリーニングユニットによるクリーニングの説明に供する斜視説明図である。 同画像形成装置の制御部の概要を示すブロック説明図である。 同制御部による側面クリーニング制御の説明に供するフロー図である。 同じく側面クリーニングのタイミングの説明に供するフロー図である。
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
21…ガイドロッド
23…キャリッジ
24…記録ヘッド
31…搬送ベルト
32…搬送ローラ
34…帯電ローラ
201…維持回復機構
204…ワイパーブレード
210…側面クリーニングユニット
211…ホルダ
212…第2のブレード
213…第3のブレード
411…フレーム

Claims (15)

  1. 記録液を吐出する液体吐出ヘッドの性能を維持回復するための液体吐出装置の維持回復装置において、前記液体吐出ヘッドのノズル面を清掃する第1のブレード部材と、前記液体吐出ヘッドのノズル面と直交する側面を清掃する第2のブレード部材とを備え、前記第1のブレード部材のヘッドに対する相対移動方向と前記第2のブレード部材のヘッドに対する相対移動方向が略直交する方向であることを特徴とする液体吐出装置の維持回復装置。
  2. 請求項1に記載の液体吐出装置の維持回復装置において、前記第1のブレード部材の相対移動方向が前記ヘッドのノズルの並び方向と直交する方向であり、前記第2のブレード部材の相対移動方向が前記ヘッドのノズルの並び方向に沿う方向であることを特徴とする液体吐出装置の維持回復装置。
  3. 請求項1又は2に記載の液体吐出装置の維持回復装置において、複数の前記第2のブレード部材をノズルの並び方向に沿って、間隔を置いて保持部材に配置したことを特徴とする液体吐出装置の維持回復装置。
  4. 請求項3に記載の液体吐出装置の維持回復装置において、前記保持部材の壁面と前記第2のブレード部材との間には隙間があることを特徴とする液体吐出装置の維持回復装置。
  5. 請求項1又は2に記載の液体吐出装置の維持回復装置において、前記液体吐出ヘッドのノズルの並び方向に沿うノズル面の縁部を清掃する第3のブレード部材を備えていることを特徴とする液体吐出装置の維持回復装置。
  6. 請求項5に記載の液体吐出装置の維持回復装置において、前記第2のブレード部材と前記第3のブレード部材とを、交互に、ノズルの並び方向に沿って、間隔を置いて保持部材に配置したことを特徴とする液体吐出装置の維持回復装置。
  7. 請求項6に記載の液体吐出装置の維持回復装置において、前記保持部材の壁面と前記第2のブレード部材及び第3のブレード部材との間には隙間があることを特徴とする液体吐出装置の維持回復装置。
  8. 請求項7に記載の液体吐出装置の維持回復装置において、前記保持部材の壁面と前記第2のブレード部材及び第3のブレード部材との間の隙間は異なる壁面であることを特徴とする液体吐出装置の維持回復装置。
  9. 請求項5ないし8のいずれかに記載の液体吐出装置の維持回復装置において、前記第2のブレード部材と第3のブレード部材とは形状及び大きさの少なくともいずれかが異なることを特徴とする液体吐出装置の維持回復装置。
  10. 請求項3、4、6ないし8のいずれかに記載の液体吐出装置の維持回復装置において、前記保持部材はアングル形状又はチャンネル形状に形成されていることを特徴とする液体吐出装置の維持回復装置。
  11. 請求項1ないし10のいずれかに記載の液体吐出装置の維持回復装置において、前記記録液は25℃における粘度が5mPa・s以上の記録液であることを特徴とする液体吐出装置の維持回復装置。
  12. 請求項1ないし11のいずれかに記載の液体吐出装置の維持回復装置において、この維持回復装置はユニット化されていることを特徴とする液体吐出装置の維持回復装置。
  13. 液体吐出ヘッドからなる記録ヘッドから液滴を吐出して画像を形成する画像形成装置において、請求項1ないし12のいずれかに記載の液体吐出装置の維持回復装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。
  14. 複数の液体吐出ヘッドからなる記録ヘッドから液滴を吐出して画像を形成する画像形成装置において、請求項1ないし5のいずれかに記載の液体吐出装置の維持回復装置を備え、前記保持部材が2以上の液体吐出ヘッドについて一体化されていることを特徴とする画像形成装置。
  15. 請求項13又は14に記載の画像形成装置において、前記第2のブレード部材による清掃は、印刷枚数、経過時間、第1のブレード部材による清掃回数の少なくともいずれかに基づいて実行することを特徴とする画像形成装置。
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