JP2006327123A - フェイス面清掃方法及びインクジェット方式画像形成装置 - Google Patents

フェイス面清掃方法及びインクジェット方式画像形成装置 Download PDF

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洋一 園部
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    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, e.g. INK-JET PRINTERS, THERMAL PRINTERS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/165Preventing or detecting of nozzle clogging, e.g. cleaning, capping or moistening for nozzles
    • B41J2/16517Cleaning of print head nozzles
    • B41J2/16535Cleaning of print head nozzles using wiping constructions

Abstract

【課題】混色インクに起因するトラブルを防止すると共に廃棄するインクの量を減少させたフェイス面清掃方法を提供する。
【解決手段】ノズル22Kn,22Cn内のインクに低い負圧を作用させたままでブレード150を用いてフェイス面22Ks,22Csを清掃する。ノズル22Kn,22Cn内のインクには大気圧(ノズル22Kn,22Cnの外側の圧力)と同じ圧力が作用しており、フェイス面22Cs,22Ksと同一平面上に位置するメニスカスMc,Mkがインク吐出口22Ci,22Kiに形成されている。
【選択図】図10

Description

本発明は、フェイス面に付着したインクをブレードで除去してフェイス面を清掃するフェイス面清掃方法及びインクジェット方式画像形成装置に関する。
印字ヘッドに形成された複数のノズルのインク吐出口から記録媒体にインク(インク滴)を吐出して画像を形成するインクジェット方式画像形成装置(インクジェットプリンタ)が広く使用されている。ノズルのインク吐出口からインク滴を吐出させる技術として、駆動パルスに応じた熱エネルギをノズル内のインクに供給して膜沸騰による気泡を形成させ、この気泡によってノズルからインク滴を吐出させる技術が知られている。形成する画像に応じた多数のインク滴が複数のノズルから記録媒体に吐出されることにより記録媒体に画像が形成される。
上記の技術を採用したインクジェットプリンタのなかには、画像記録速度(画像形成速度)を向上させるために、インク吐出口及びインク流路等からなるノズル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に直交させて多数配列させたラインヘッドを有し、記録媒体の搬送に合わせて複数のノズルのインク吐出口から同時にインクを吐出させるタイプのもの(ラインプリンタ)がある。
画像形成装置には、一般に、高画像品位で高解像度の画像を高速で形成することが求められるが、上記のラインプリンタをはじめとするインクジェットプリンタを使用することによりこれらの要求を満足させることができる。また、インクジェットプリンタは、画像形成時(画像記録時)に印字ヘッド(記録ヘッド)と記録媒体とが非接触であるので、非常に安定した画像記録を行うことができるという利点も有している。
ところで、上記したインクジェット方式の画像形成装置では、画像形成中(記録中)や待機中に、印字ヘッドのノズルやインク吐出口の周りに増粘したインクやゴミが溜まり、インクの吐出不良や記録の乱れといった不具合が発生することがある。このような不具合を解決する技術として、印字ヘッドをクリーニングする際に、ノズルからインクを吸引した後、キャップを複数回開放することにより印字ヘッド内をクリーニングする技術が知られている(特許文献1参照)。しかし、上記の回復操作を行った場合、気泡だけでなくノズル内のインクが排出されて多量のインクがフェイス面に付着することがある。このため、インクの吐出方向がずれて画像品位が低下するおそれがある。また、記録媒体から発生する紙粉や画像形成装置内に存在するゴミ・ちり等がフェイス面に付着し易くなり、インクの吐出方向のずれや不吐(インクを吐出しないこと)が発生し画像品位の低下を招く。
上記のような不具合を解決する技術として、ノズル内のインクを吸引した後、弾性体からなるワイパーブレードでフェイス面を払拭して清掃する技術が開示されている(特許文献2参照)。インクジェット方式画像形成装置には、例えば4色のインクを吐出してカラー画像を形成するために4つの印字ヘッドが備えられている。この場合、一つの印字ヘッドには一つのワイパーブレードが対応しており、4つの印字ヘッドのフェイス面はそれぞれ別個のワイパーブレードで払拭されることとなる。
特開平05−000517号公報 特開平10−250087号公報
上記のように、各印字ヘッドのフェイス面がそれぞれ別個のワイパーブレードで払拭される場合は、例えば黒インクを吐出するフェイス面に、黄色インクを吐出するフェイス面を払拭したワイパーブレードが接触することはない。しかし、小型化を図るために、複数の印字ヘッドの複数のフェイス面を一つ(一枚)のワイパーブレードで払拭するタイプの装置もある。
一枚のワイパーブレードで複数のフェイス面を連続して払拭した場合、ワイパーブレードの払拭面(先端面)には複数色のインクが混じりあった状態で付着して混色インクが生成される。混色インクが生成された状態のワイパーブレードで再びフェイス面を払拭した場合、混色インクがフェイス面に付着して、フェイス面のインク吐出口からノズル内に混色インクが拡散していく(侵入していく)。このようにノズル内に混色インクが侵入している状態のまま、ノズルからインクを吐出して画像を形成した(印字を行った)場合、このノズルから正規のインクと共に混色インクが吐出されるので、記録画像の色彩が設定色とは相違して、画像品位を著しく低下させるおそれがある。
このような混色インクに起因する画像品位の低下を防止するために、ワイピング動作(ワイパーブレードによるフェイス面の払拭)終了後に所定発数の予備吐を行い(ノズルからインクを所定回数吐出し)、印字ヘッドのノズル内に侵入した混色インクを排出した後に、印字動作に移行する方法が実施されている。しかし、ワイピング動作から予備吐を行うまでの時間が長くなったときは、ノズル内に侵入する混色インクの量も多くなり、それに伴い予備吐の発数も増加してしまい、廃棄するインク量が増加することとなる。
本発明は、上記事情に鑑み、混色インクに起因するトラブルを防止すると共に廃棄するインクの量を減少させたフェイス面清掃方法及びインクジェット方式画像形成装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するための本発明のフェイス面清掃方法は、インクのメニスカスが形成されたノズルのインク吐出口から記録媒体にインクを吐出して画像を形成するインクジェット方式画像形成装置における、前記インク吐出口が形成されたフェイス面に付着したインクをブレードで除去して前記フェイス面を清掃するフェイス面清掃方法において、
(1)前記フェイス面に付着したインクを前記ブレードで除去する際に、前記ブレードに付着しているインクが前記インク吐出口から前記ノズル内に侵入しない圧力を前記ノズル内のインクに作用させることを特徴とするものである。
また、上記目的を達成するための本発明の他のフェイス面清掃方法は、インクのメニスカスが形成されたノズルのインク吐出口から記録媒体にインクを吐出して画像を形成するインクジェット方式画像形成装置における、前記インク吐出口が形成されたフェイス面に付着したインクをブレードで除去して前記フェイス面を清掃するフェイス面清掃方法において、
(2)前記フェイス面に付着したインクを前記ブレードで除去する際に、前記フェイス面と同一平面上のメニスカスまたは前記フェイス面から突出した凸状のメニスカスを前記インク吐出口に形成することを特徴とするものである。
さらに、上記目的を達成するための本発明のさらに他のフェイス面清掃方法は、インクのメニスカスが形成されたノズルのインク吐出口から記録媒体にインクを吐出して画像を形成するインクジェット方式画像形成装置における、前記インク吐出口が形成されたフェイス面に付着したインクをブレードで除去して前記フェイス面を清掃するフェイス面清掃方法において、
(3)前記フェイス面に付着したインクを前記ブレードで除去する際に、前記ノズル内のインクに作用する圧力を大気圧以上の圧力にすることを特徴とするものである。大気圧以上の圧力とは、大気圧と同じ圧力、又は、大気圧を超える圧力(大気圧よりも高い圧力)をいう。
ここで、
(4)前記インクジェット方式画像形成装置は、記録媒体搬送方向に並んで配置された、互いに異なるインクを吐出する複数の印字ヘッドを備えたものであり、
(5)これら複数の印字ヘッドそれぞれは、前記記録媒体搬送方向に直交する方向に複数の前記インク吐出口が並んだフェイス面が形成されたものであり、
(6)前記ブレードを前記記録媒体搬送方向又はその反対方向に移動させることにより、前記複数の印字ヘッドの前記フェイス面を順次に清掃してもよい。
また、上記目的を達成するための本発明のインクジェット方式画像形成装置は、
(7)上記したフェイス面清掃方法を用いて前記フェイス面を清掃し、記録媒体にインクを吐出して画像を形成することを特徴とするものである。
本発明によれば、フェイス面に付着したインクをブレードで除去する際に、ブレードに付着しているインクがインク吐出口からノズル内に侵入しない圧力をノズル内のインクに作用させるので、ブレードに付着しているインクがノズル内に侵入せず、混色インクに起因するトラブルを防止できる。また、インク吐出口からノズル内にインクが侵入しないので、ノズル内の廃棄するインクの量を減少させられる。
本発明は、印字ヘッドに形成された複数のノズルのインク吐出口から記録媒体にインクを吐出して画像を形成するインクジェット方式のプリンタに実現された。
図1を参照して、本発明のフェイス面清掃方法が採用されたプリンタの一例を説明する。
図1は、本発明のフェイス面清掃方法が採用されたプリンタの一例を模式的に示す正面図である。
プリンタ10は、このプリンタ10に画像情報を送るホストPC(パソコン)12に接続されている。プリンタ10には、4つ(4本)の印字ヘッド22K、22C、22M、22Yが記録媒体(ここではロ−ル紙)Pの搬送方向(矢印A方向)に並んで配置されている。4つの印字ヘッド22K、22C、22M、22Yからはそれぞれ黒、シアン、マゼンタ、イエローの各色のインクが吐出される。これら4つの印字ヘッド22K、22C、22M、22Yは、所謂ラインヘッドであり、図1の紙面に直交する方向(矢印A方向に直交する方向)に延びている。これら4つの印字ヘッド22K、22C、22M、22Yの長さは、プリンタ10で印字できる記録媒体のうち最大の幅(図1の紙面に直交する方向の長さ)よりもやや長い。また、これら4つの印字ヘッド22K、22C、22M、22Yは、画像形成中は固定されて動かない(不動状態である)。なお、上記のようなプリンタとして、高速で多数枚の名刺を作製する名刺プリンタが挙げられる。
4つの印字ヘッド22K、22C、22M、22Yから安定してインクを吐出できるように、プリンタ10には回復ユニット40が組み込まれている。この回復ユニット40を用いて4つの印字ヘッド22K、22C、22M、22Yを回復させることにより、4つの印字ヘッド22K、22C、22M、22Yからのインク吐出状態は初期のインク吐出状態に回復する。回復ユニット40には、回復動作のときに4つの印字ヘッド22K、22C、22M、22Yの各インク吐出口が形成されたインク吐出口形成面(フェイス面)22Ks、22Cs、22Ms、22Ysからインクを除去するキャッピング機構50が備えられている。キャッピング機構50は各印字ヘッド22K、22C、22M、22Yに独立して設けられており、図1の例では6色分(即ち、6つのキャッピング機構50)が示されているが、このうち2色分は印字ヘッド追加時の予備的な機構である。キャッピング機構50は、周知のブレード150(図7等参照)、インク除去部材、ブレード保持部材、キャップ等から構成されている。
ロ−ル紙Pはロール紙供給ユニット24から供給され、プリンタ10に組み込まれた搬送機構26によって矢印A方向に搬送される。搬送機構26は、ロ−ル紙Pを載置して搬送する搬送ベルト26a、この搬送ベルト26aを回転させる搬送モータ26b、搬送ベルト26aに張力を与えるローラ26cなどから構成されている。
ロ−ル紙Pに画像を形成する際には、搬送中のロ−ル紙Pの記録開始位置がブラックの印字ヘッド22Kの下に到達した後に、記録データ(画像情報)に基づいて印字ヘッド22Kからブラックインクを選択的に吐出する。同様に印字ヘッド22C、印字ヘッド22M、印字ヘッド22Yの順に、各色のインクを吐出してカラー画像をロ−ル紙Pに形成する。プリンタ10には、上記の部品・部材の他、各印字ヘッド22K、22C、22M、22Yに供給されるインクを貯めておくメインタンク28K、28C、28M、28Yや、印字ヘッド22K、22C、22M、22Yにインクを供給したり回復動作をしたりするための各種ポンプ(図3等参照)などが備えられている。
図2を参照して、プリンタ10の電気的な系統を説明する。
図2は、図1のプリンタの電気的な系統を示すブロック図である。
ホストPC12から送信された記録データやコマンドはインターフェイスコントローラ102を介してCPU100に受信される。CPU100は、プリンタ10の記録データの受信、記録動作、ロ−ル紙Pのハンドリング等全般の制御を掌る演算処理装置である。CPU100では、受信したコマンドを解析した後に、記録データの各色成分のイメージデータをイメージメモリ106にビットマップ展開して描画する。記録前の動作処理としては、出力ポート114、モータ駆動部116を介してキャッピングモータ122とヘッドアップダウンモータ118を駆動し、各印字ヘッド22K、22C、22M、22Yをキャッピング機構50から離して記録位置(画像形成位置)に移動させる。
続いて、出力ポート114、モータ駆動部116を介してロ−ル紙Pを繰り出すロールモータ(図示せず)、及び低速度でロ−ル紙Pを搬送する搬送モータ120等を駆動してロ−ル紙Pを記録位置に搬送する。一定速度で搬送されるロ−ル紙Pにインクを吐出し始めるタイミング(記録タイミング)を決定するための先端検知センサ(図示せず)でロ−ル紙Pの先端位置を検出する。その後、ロ−ル紙Pの搬送に同期して、CPU100はイメージメモリ106から対応する色の記録データを順次に読み出し、この読み出したデータを各印字ヘッド22K、22C、22M、22Yに印字ヘッド制御回路112経由して(介して)転送する。
CPU100の動作はプログラムROM104に記憶された処理プログラムに基づいて実行される。プログラムROM104には、制御フローに対応する処理プログラム及びテーブルなどが記憶されている。また、作業用のメモリとしてワークRAM108を使用する。各印字ヘッド22K、22C、22M、22Yのクリーニングや回復動作時に、CPU100は、出力ポート114、モータ駆動部116を介してポンプモータ124を駆動し、インクの加圧、吸引等の制御を行う。
図3を参照して、プリンタ10に組み込まれたインク供給装置について説明する。
図3は、インクジェット方式画像形成装置に組み込まれたインク供給装置を示す模式図である。図3では、印字ヘッド22Kにインクを供給したり、この印字ヘッド22Kを回復させたりするためのインク供給装置を示すが、他の印字ヘッド22C、22M、22Yについても同じ構成のインク供給装置が備えられている。また、図3では、図1と図2に示す構成要素と同一の構成要素には同一の符号が付されている。
プリンタ10(図1参照)には、印字ヘッド22Kにインクを供給するインク供給装置60が組み込まれている。インク供給装置60は、プリンタ10の本体に着脱自在なインクタンク70と、このインクタンク70と印字ヘッド22Kとをつなぐインク供給路62の途中に配置されたサブタンク80などから構成されている。サブタンク80の下に印字ヘッド22Kが配置されている。
サブタンク80と印字ヘッド22Kは、2つのインク流路64,66で接続されて(つながれて)いる。サブタンク80から加圧バルブ67、サブタンク80から待機バルブ69はプリンタ10の本体装置フレ−ムに固定されており、インク流路64,66の一部はフレキシブルチューブ製である。このため、印字ヘッド22Kは移動できる。インク流路64には、印字ヘッド22Kをクリーニングする際に稼動するクリーニングポンプ68、所定のタイミングでインク流路64を開閉する待機バルブ69が取り付けられている。一方、インク流路66には、所定のタイミングでインク流路66を開閉する加圧バルブ67が取り付けられている。インク流路66のうち加圧バルブ67と下記の圧力調整ポンプ82の間の部分には、インク流路66内のインクに作用している圧力を検出する圧力検出センサ81が取り付けられている。圧力検出センサ81で検出された圧力は、ノズル22Kn内のインクに作用している圧力に相当する。
サブタンク80の内部には、印字ヘッド22Kの多数のノズル22Kn内のインクに適正な圧力を付与するための圧力調整ポンプ82が配置されている。この圧力調整ポンプ82はサブタンク80の底面のやや上方に位置しており、この底面から所定間隔離れている。圧力調整ポンプ82は、サブタンク80に貯められているインクに浸かっている状態である。サブタンク80の上方には、圧力調整ポンプ82を駆動させる駆動ユニット83が配置されており、この駆動ユニットは、CPU100(図2参照)によって制御されている。また、サブタンク80の上壁には、サブタンク80の内部圧力を大気圧にするための大気開放バルブ84が固定されている。この大気開放バルブ84を開放することにより、サブタンク80の内部圧力は大気圧に等しくなる。
また、サブタンク80には、このサブタンク80に貯められているインク(貯蔵インク)の液面レベルを検知する周知の液面検知センサ86が取り付けられている。液面検知センサ86が、サブタンク80内のインク液面が一定レベル以下になったと検知したときは、供給ポンプ72が稼動し始めてインクタンク70からインクが吸引されてサブタンク80に供給される。一方、液面検知センサ86が、サブタンク80内のインク液面が予め決められている上限レベルになったと検知したときは、供給ポンプ72が停止してインクの供給は停止される。
インクタンク70には、このインクタンク70内のインクの有無を検出する検出センサ(図示せず)が取り付けられている。また、プリンタ10の本体にインクタンク70を装着するときに接続されるエア−流路には、インクタンク70の内部圧力を大気圧にするための大気開放バルブ74が取り付けられている。
図4から図6までを参照して、圧力調整ポンプ82によって印字ヘッド22K内の圧力を調整する技術について説明する。
図4は、サブタンクと印字ヘッドを詳細に示す拡大図である。図5は、圧力調整ポンプの羽根を示す上面図である。図6は、図5に示す羽根の回転数と印字ヘッド内のインクに作用する圧力との関係を示すグラフである。これらの図では、図3に示す構成要素と同一の構成要素には同一の符号が付されている。
上記した加圧バルブ67、待機バルブ69、大気開放バルブ84としては、図4に示すように、ソレノイドのプランジャー130に一体化されたバルブシ−ト132によってインク流路の遮断を行う電磁バルブが採用されるが、本発明においてはこれらの方式を何ら限定するものではなく他の方式のものを採用しても何ら問題無い。
記録時には印字ヘッド22Kに適正な負圧を付与する(印字ヘッド22Kのノズル22Knのインク吐出口(ノズル22Knの出口)においてインクのメニスカスが形成されるような圧力をノズル22Kn内のインクに与える)必要がある。この場合、加圧バルブ67、大気開放バルブ84は開放状態にあり、待機バルブ69は密閉状態にある。この状態で圧力調整ポンプ82を駆動することにより、図5の矢印C方向に圧力調整ポンプ82の羽根82aが回転し、この羽根82aの中心Cから羽面82bに沿ってインクは遠心力を受ける。つまり、圧力調整ポンプ82の回転軸中心部(中心Cの周辺部)は相対的に負圧となるので、サブタンク80の吸引口80aからインク流路66を介して印字ヘッド22Kに負圧を付与することができる。吸引口80aはサブタンク80の底壁に形成されており、圧力調整ポンプ82は吸引口80aから所定間隔離れた上方に配置されている。なお、羽根82aの回転数は、CPU100(図2参照)に制御されている。
上記のように、圧力調整ポンプ82を駆動させて羽根82aを矢印C方向に回転させるときに発生する遠心力によって、この圧力調整ポンプ82が印字ヘッド22K内のインクを、インク流路66と吸引口80aを経由してサブタンク80内に吸い込もうとし(実際に吸い込まれることはほとんど無い)、この結果、印字ヘッド22K内のインクに負圧(インク吐出口の外側周辺の大気圧よりも低い圧力)が与えられてインク吐出口においてインクのメニスカスが形成されることとなる。なお、羽根82aが矢印C方向とは反対方向に回転するように圧力調整ポンプ82を駆動させた場合は、サブタンク82内のインクが吸引口80aから押し出されようとするので、印字ヘッド22K内のインクに正圧(インク吐出口の外側周辺の大気圧よりも高い圧力)が与えられる。この結果、インク吐出口からはインクが排出される(押し出される)。
圧力調整ポンプ82の羽根82aが図5の矢印C方向に回転するときの回転数に応じて、図6に示すように、圧力調整ポンプ82が発生させる負圧の大きさが変動する。羽根82aが矢印C方向に速く回転するほど(単位時間当たりの回転数が多いほど)大きな負圧が発生するので、印字ヘッド22K内のインクは強い力でサブタンク82内に吸い上げられようとすることとなり、印字ヘッド22K内(ノズル22Kn内)のインクに作用する負圧が大きくなる。この逆に、羽根82aが矢印C方向に遅く回転するほど(単位時間当たりの回転数が少ないほど)小さな負圧しか発生しないので、印字ヘッド22K内のインクは弱い力でサブタンク82内に吸い上げられようとすることとなり、印字ヘッド22K内のインクに作用する負圧が小さくなる。すなわち、印字ヘッド22Kに付与する負圧の大きさは圧力調整ポンプ82の回転数に応じて制御できるので、圧力調整ポンプ82を駆動させることにより、インク流路66を開放したままの状態で印字ヘッド22K内の圧力(ノズル22Kn内のインクに作用する圧力)が調整されることとなる。
ところで圧力調整ポンプ82としては、一般的にタ−ボ形と分類されるポンプを使用することが望ましい。タ−ボ形ポンプとしては、本実施例で採用した遠心ポンプ形式や斜流形式、軸流形式などが挙げられる。これらはインク流路(液流路)を遮断する(閉じる)ことなく圧力を発生できるので、差圧に応じてインクがポンプを移動できる。例えば、印字ヘッド22Kからインクが吐出したときは、印字ヘッド22K内でインクが減少するので、印字ヘッド22Kから圧力調整ポンプ(遠心ポンプ)82までの間が減圧される。この場合、サブタンク80内のインクがインク流路66を経由して印字ヘッド22Kに供給される。これに対し、圧力調整ポンプ82として、いわゆる容積式に分類されるピストンポンプ等を用いた場合は、インクを圧送するためにインク流路66を遮断するので、インクがピストンポンプを通じて自由に移動できないばかりか、印字ヘッド22Kのノズル22Knのインク吐出口から外気を容易に吸引してしまう。
図7を参照して、上記の回復ユニット40(図1参照)やキャッピング機構50(図1参照)を用いて印字ヘッドを回復させる加圧循環回復動作の概略を説明する。ここでいう回復動作とは、印字ヘッド22K〜22Y(図1参照)のインク吐出品位を継続的に維持するために行われる動作をいい、経過時間や吐出状況等の条件を満たした場合、又は、画像品位に異状が見られる場合等に自動的に若しくは任意で実施される。
図7(a)は、循環ポジションに位置する印字ヘッドや回復ユニットを模式的に示す正面図であり、(b)は、ブレードポジションに位置する印字ヘッドや回復ユニットを模式的に示す正面図であり、(c)は、キャップポジションに位置する印字ヘッドや回復ユニットを模式的に示す正面図であり、(d)は、印字ポジションに位置する印字ヘッドや回復ユニットを模式的に示す正面図である。これらの図では、図1に示す構成要素と同一の構成要素には同一の符号が付されている。
回復動作が実行されるに当たっては、図3に示す大気開放バルブ84、待機バルブ67が順次に開放され、続いて、圧力調整ポンプ82がインク流路66内のインクを加圧させるように駆動し、サブタンク80からインク流路66を経由してフィルタ−90に濾過されたインクが印字ヘッド22K等(即ち、ノズル22Kn等)に圧送される。このインクの圧送によって、記録動作中等に印字ヘッド22K等の液室22Krに溜まった泡や、印字ヘッド22Kのノズル22Kn周辺部に存在する泡やゴミ等の異物がインクと共に排出されて除去される。この状態では、図7(a)に示すように、フェイス面22Ks等にインクガイド152が接近しており、このインクガイド152によって、排出されたインクなどはキャップ154の底部に案内される。しかし、印字ヘッド22K等の各ノズル22Knの開口(インク吐出口)が形成されたフェイス面22Ks等にはインクが付着して汚れている。この汚れを除去するために、図7(b)に示すように、キャッピング機構50に固定されたブレード150でフェイス面22Csとフェイス面22Ksを順次に拭く。
この動作の際は、先ず、図7(b)に示すように、印字ヘッド22K等が回復キャップ154の上方に移動する。続いて、キャップ154が矢印C方向(矢印A方向とは反対の方向)に移動することにより、後述する図8に示すように、フェイス面22Ks等に付着しているインクなどの汚れがブレード150で拭き取られる。この動作はワイピング動作と呼ばれる。ワイピング動作終了後は、図7(c)に示すように、印字ヘッド22K等はキャップ154で再びキャッピングされてキャップポジション(待機状態)となる。この待機状態にある印字ヘッド22K等はフェイス面22Ksをキャップ154でキャッピングされている(塞がれている)ので、ノズル22Knにあるインクの増粘が防止される。なお、印字ヘッド22Kから排出されたインク(廃インク)はキャップ54に受けられて吸引ポンプ92(図3参照)によって吸引される。この廃インクはフィルター94(図3参照)で濾過されて異物が除去された(スクリ−ニングした)後にインクタンク70に再び戻される。また、上記したワイピング動作だけが適宜のタイミングで実施されることがある。印字する(画像を形成する)に際しては、図7(d)に示すように、印字ヘッド22K等の動きと同期させてキャップ154等を上昇させ、密閉部材156を移動させてキャップ154の開口を塞ぐと共に、印字ヘッド22K等を記録媒体搬送面160に接近させる。
図8を参照して、フェイス面22Ks,22Cs等に付着しているインクをブレード150で順次に拭き取る状態を説明する。
図8(a)は、2つのフェイス面をブレードで清掃する直前の状態を模式的に示す断面図であり、(b)は、1つ目のフェイス面をブレードで清掃している状態を模式的に示す断面図であり、(c)は、1つ目のフェイス面の清掃後に2つ目のフェイス面をブレードで清掃している状態を模式的に示す断面図であり、(d)は、2つ目のフェイス面の清掃がほぼ終了した状態を模式的に示す断面図である。
図8には、印字するときの負圧をノズル22Kn,22Cn内のインクに作用させたままでブレード150を用いてフェイス面22Ks,22Csを清掃した状態を示す。フェイス面22Cs,22Ksに付着しているインクIc,Ikをブレード150で順次に拭き取る状態を説明する。ここでは、一つのブレード150でフェイス面22CsからインクIcを拭き取り、続いて、フェイス面22KsからインクIkを拭き取る場合を説明する。
ブレード150は、先ず、図8(a)に示すように印字ヘッド22Cのフェイス面22CsからインクIcを拭き取り始める。続いてブレード150は、図8(b)に示すように、ノズル22Cnのインク吐出口22Ciの周辺からもインクIcを拭き取る。この拭き取ったインクIcがブレード150の先端部に付着したままの状態で、図8(c)に示すように、印字ヘッド22Kのフェイス面22KsからインクIkを拭き取る。この拭き取りの際に、インクIcが付着しているブレード150がノズル22Knを通過する。ノズル22Kn内のインクには負圧が作用しているのでインク吐出口22Kiからインクが吸引され易く、図8(d)に示すように、色違いの2種類のインクIc,Ikが混じり合った混色層Zがノズル22Knのインク吐出口22Kiの近傍に比較的厚く形成される。このように比較的厚い混色層Zが形成された場合、図7(c)に示すキャップポジションにおいてノズル22Knから、混色層Zに相当する量のインクを吐出して廃棄する。従って、混色層Zが厚いほど、廃棄されるインクの量は多くなる。
ところで、上記したように圧力調整ポンプ82(図3等参照)の回転数を変更することにより、印字ヘッド22K等に付与する負圧の大きさ、即ち、ノズル22Kn内のインクに作用する負圧の大きさを変更できる。そこで、ノズル22Kn内のインクに作用する負圧の大きさに対するインク吐出口22Kiからの単位時間当たりのインク吸引量、混色層を無くすための廃棄インク量の関係について図9を参照して説明する。
図9は、ノズル内のインクに作用する負圧の大きさに対するインク吐出口からの単位時間当たりのインク吸引量、混色層を無くすための廃棄インク量の関係を示すグラフである。横軸は、ノズル内のインクに作用する負圧の大きさを表し、右になるほど負圧は高くなり(大気圧よりも低くなり)左になるほど負圧は低くなる(大気圧に近づく)。また、右の縦軸は、混色層を無くすためにインクを廃棄するための予備吐出の回数を表し、縦軸の上になるほど廃棄インク量は多くなり、下になるほど廃棄インク量は少なくなる。左の縦軸は、インク吐出口から単位時間当たりに吸収されるインクの量を表し、縦軸の上になるほどインク吸収量は多くなり、下になるほどインク吸収量は少なくなる。
ノズル22Kn内のインク吐出口22Kiから安定してインクを吐出させるためには、ノズル22Kn内のインクに一定範囲内の負圧を常に作用させておく必要がある。即ち、図9の「M」で示される負圧よりも高い負圧をノズル22Kn内のインクに作用させておかなければ、印字時のインク吐出が不安定となる。このようにノズル22Kn内のインクに「M」以上の負圧を作用させている状態で、図8(d)に示すようにインクIcが付着しているブレード150がノズル22Knを通過した場合、インク吐出口22KiからインクIcが吸引され易い。この吸収のされ易さは、図9に示すようにノズル22Kn内のインクに作用する負圧が高いほど多くなる。従って、図8(d)に示す混色層Zが厚くなり、予備吐出の回数が多くなって廃棄されるインクの量も多くなる。なお、負圧が高すぎたときは、図9の曲線L2で示すように、インク吐出口から吸収されたインクが拡散されて混色層Z(図8(d)参照)が非常に厚くなる。
そこで、本発明では、フェイス面22Ksに付着しているインクIkをブレード150で除去する際に、ノズル22Kn内のインクに作用する負圧を低くした。この低くする範囲は、図9に示す負圧Sよりも低い負圧の範囲である。この場合、圧力調整ポンプ82(図3等参照)の回転数を変更することにより、ブレード150に付着しているインクがインク吐出口22Kiからノズル22Kn内に侵入しないような圧力をノズル22Kn内のインクに作用させる。また、圧力調整ポンプ82(図3等参照)の回転数を変更することにより、フェイス面22Cs,22Ksと同一平面上に位置するメニスカスMc,Mk(図10参照)をインク吐出口22Ci,22Kiに形成してもよい。さらに、ノズル22Kn内のインクに作用する圧力を大気圧にしてもよい。
上記のようにしてブレード150に付着しているインクがインク吐出口22Kiからノズル22Kn内に侵入しないようした例について図10を参照して説明する。
図10(a)は、2つのフェイス面をブレードで清掃する直前の状態を模式的に示す断面図であり、(b)は、1つ目のフェイス面をブレードで清掃している状態を模式的に示す断面図であり、(c)は、1つ目のフェイス面の清掃後に2つ目のフェイス面をブレードで清掃している状態を模式的に示す断面図であり、(d)は、2つ目のフェイス面の清掃がほぼ終了した状態を模式的に示す断面図である。
図10には、ノズル22Kn,22Cn内のインクに、図9のSよりも低い負圧を作用させたままでブレード150を用いてフェイス面22Ks,22Csを清掃した状態を示す。この状態では、ノズル22Kn,22Cn内のインクには大気圧(ノズル22Kn,22Cnの外側の圧力)と同じ圧力が作用しており、図10に示すようにフェイス面22Cs,22Ksと同一平面上に位置するメニスカスMc,Mkがインク吐出口22Ci,22Kiに形成されている。フェイス面22Cs,22Ksに付着しているインクIc,Ikをブレード150で順次に拭き取る状態を説明する。ここでは、一つのブレード150でフェイス面22CsからインクIcを拭き取り、続いて、フェイス面22KsからインクIkを拭き取る場合を説明する。
ブレード150は、先ず、図10(a)に示すように印字ヘッド22Cのフェイス面22CsからインクIcを拭き取り始める。続いてブレード150は、図10(b)に示すように、ノズル22Cnのインク吐出口22Ciの周辺からもインクIcを拭き取る。この拭き取ったインクIcがブレード150の先端部に付着したままの状態で、図10(c)に示すように、印字ヘッド22Kのフェイス面22KsからインクIkを拭き取る。この拭き取りの際に、インクIcが付着しているブレード150がノズル22Knを通過する。ノズル22Kn内のインクには低い負圧しか作用していないのでインク吐出口22Kiからインクが吸引されにくく、図10(d)に示すように、色違いの2種類のインクIc,Ikが混じり合った混色層Zがノズル22Knのインク吐出口22Kiの近傍に極めて薄く形成される。このように薄い混色層Zが形成された場合、図10(c)に示すキャップポジションにおいてノズル22Knから、混色層Zに相当する量のインクを僅かに吐出して廃棄する。従って、混色層Zが薄いほど、廃棄されるインクの量は少なくなって予備吐出もほとんど必要ない。
上記した図7(a),(b),(c)の順序で加圧循環回復動作が実行される際に印字ヘッド内の圧力を制御する手順について図11を参照して説明する。なお、ここでは、加圧循環回復動作における印字ヘッド内の圧力制御について説明するが、その他の回復動作における印字ヘッド内の圧力制御においても同様に制御する。
図11は、加圧循環回復動作が実行される際に印字ヘッドの圧力を制御する手順を示すフロー図である。
このフローは、加圧循環回復の指令によって起動する(S1101)。先ず、ドットカウンタ及びその他回復タイミングのカウンタをリセットし(S1102)、続いて、圧力検出センサ81(図3参照)でインク流路66内の圧力(即ち、印字ヘッド22K内に作用している圧力、ノズル22Kn内のインクに作用している圧力)を検出する(S1103)。この検出した圧力に基づいて加圧循環回復の条件を決定し、その後、図7(a)に示すような加圧循環回復動作を実行する(S1104)。その後、圧力検出センサ81(図3参照)でインク流路66内の圧力(即ち、印字ヘッド22K内に作用している圧力、ノズル22Kn内のインクに作用している圧力)を再び検出する(S1105)。インク流路66内の圧力が大気圧か否かを判定し(S1106)、この圧力が大気圧でないときは、圧力調整ポンプ82(図3等参照)の回転数を変更することにより(S1107)インク流路66内の圧力を大気圧にする。
続いて、図10で説明したフェイス面清掃方法を実行する(S1108)。この後、圧力検出センサ81(図3参照)でインク流路66内の圧力を検出し(S1109)、この圧力が吐出安定領域(図9参照)になるように圧力調整ポンプ82(図3等参照)の回転数を変更する(S1110)。その後、ノズル22Kn等に形成されたメニスカスを安定させるために少量の予備吐を行って(S1111)待機状態とし(S1112)、このフローを終了する。
上記したようにフェイス面に付着したインクをブレードで除去する際に、ブレードに付着しているインクがインク吐出口からノズル内に侵入しない圧力をノズル内のインクに作用させることにより、混色インクに起因するトラブルを防止すると共に廃棄するインクの量を減少させることができる。
上記したフェイス面清掃方法は、複数の機器(例えばホストコンピュータ、インタフェイス機器、リーダ、プリンタなど)から構成されるシステムに適用しても、一つの機器からなる装置(例えば、複写機、ファクシミリ装置など)に適用してもよい。また、上記のフェイス面清掃方法は、上記実施例の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU)が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。この場合、記憶媒体から読出されたプログラムコード自体が上記実施例の機能を実現することとなる。このプログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えばフロッピ(登録商標)ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、CD−R、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROMなどを用いることができる。
また、コンピュータが読出したプログラムコードを実行することにより、上記実施例の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づきコンピュータ上で稼働しているOS(オペレーティングシステム)などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって上記実施例の機能が実現される場合も含まれる。さらに、記憶媒体から読出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるCPUなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって上記実施例の機能が実現される場合も含まれる。
本発明のインク吐出方法が採用されたプリンタの一例を模式的に示す正面図である。 図1のプリンタの電気的な系統を示すブロック図である。 インクジェット方式画像形成装置に組み込まれたインク供給装置を示す模式図である。 サブタンクと印字ヘッドを詳細に示す拡大図である。 圧力調整ポンプの羽根を示す上面図である。 図5に示す羽根の回転数と印字ヘッド内のインクに作用する圧力との関係を示すグラフである。 (a)は、循環ポジションに位置する印字ヘッドや回復ユニットを模式的に示す正面図であり、(b)は、ブレードポジションに位置する印字ヘッドや回復ユニットを模式的に示す正面図であり、(c)は、キャップポジションに位置する印字ヘッドや回復ユニットを模式的に示す正面図であり、(d)は、印字ポジションに位置する印字ヘッドや回復ユニットを模式的に示す正面図である。 (a)は、2つのフェイス面をブレードで清掃する直前の状態を模式的に示す断面図であり、(b)は、1つ目のフェイス面をブレードで清掃している状態を模式的に示す断面図であり、(c)は、1つ目のフェイス面の清掃後に2つ目のフェイス面をブレードで清掃している状態を模式的に示す断面図であり、(d)は、2つ目のフェイス面の清掃がほぼ終了した状態を模式的に示す断面図である。 ノズル内のインクに作用する負圧の大きさに対するインク吐出口からの単位時間当たりのインク吸引量、混色層を無くすための廃棄インク量の関係を示すグラフである。 (a)は、2つのフェイス面をブレードで清掃する直前の状態を模式的に示す断面図であり、(b)は、1つ目のフェイス面をブレードで清掃している状態を模式的に示す断面図であり、(c)は、1つ目のフェイス面の清掃後に2つ目のフェイス面をブレードで清掃している状態を模式的に示す断面図であり、(d)は、2つ目のフェイス面の清掃がほぼ終了した状態を模式的に示す断面図である。 加圧循環回復動作が実行される際に印字ヘッドの圧力を制御する手順を示すフロー図である。
符号の説明
10 プリンタ
22Kn ノズル
22Ki インク吐出口
22Ks フェイス面
150 ブレード
Mk,Mc メニスカス

Claims (5)

  1. インクのメニスカスが形成されたノズルのインク吐出口から記録媒体にインクを吐出して画像を形成するインクジェット方式画像形成装置における、前記インク吐出口が形成されたフェイス面に付着したインクをブレードで除去して前記フェイス面を清掃するフェイス面清掃方法において、
    前記フェイス面に付着したインクを前記ブレードで除去する際に、前記ブレードに付着しているインクが前記インク吐出口から前記ノズル内に侵入しない圧力を前記ノズル内のインクに作用させることを特徴とするフェイス面清掃方法。
  2. インクのメニスカスが形成されたノズルのインク吐出口から記録媒体にインクを吐出して画像を形成するインクジェット方式画像形成装置における、前記インク吐出口が形成されたフェイス面に付着したインクをブレードで除去して前記フェイス面を清掃するフェイス面清掃方法において、
    前記フェイス面に付着したインクを前記ブレードで除去する際に、前記フェイス面と同一平面上のメニスカスまたは前記フェイス面から突出した凸状のメニスカスを前記インク吐出口に形成することを特徴とするフェイス面清掃方法。
  3. インクのメニスカスが形成されたノズルのインク吐出口から記録媒体にインクを吐出して画像を形成するインクジェット方式画像形成装置における、前記インク吐出口が形成されたフェイス面に付着したインクをブレードで除去して前記フェイス面を清掃するフェイス面清掃方法において、
    前記フェイス面に付着したインクを前記ブレードで除去する際に、前記ノズル内のインクに作用する圧力を大気圧以上の圧力にすることを特徴とするフェイス面清掃方法。
  4. 前記インクジェット方式画像形成装置は、記録媒体搬送方向に並んで配置された、互いに異なるインクを吐出する複数の印字ヘッドを備えたものであり、
    これら複数の印字ヘッドそれぞれは、前記記録媒体搬送方向に直交する方向に複数の前記インク吐出口が並んだフェイス面が形成されたものであり、
    前記ブレードを前記記録媒体搬送方向又はその反対方向に移動させることにより、前記複数の印字ヘッドの前記フェイス面を順次に清掃することを特徴とする請求項1,2,又は3に記載のフェイス面清掃方法。
  5. 前記請求項1から4までのうちのいずれか一項に記載のフェイス面清掃方法を用いて前記フェイス面を清掃し、記録媒体にインクを吐出して画像を形成することを特徴とするインクジェット方式画像形成装置。
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