JP2010125721A - インクジェット記録装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ノズルの保守作業を1人の作業者でも容易に行うことができるインクジェット記録装置を提供する。
【解決手段】インクタンクから供給ポンプにより供給されたインクをインク粒子として吐出するノズルと、前記ノズルから吐出されるインク粒子のうち印字に用いられるインク粒子に帯電電圧を帯電させる帯電電極と、前記帯電電極により帯電させられたインク粒子に偏向電圧を加え、インク粒子の飛翔方向を偏向させる偏向電極と、前記インクタンクと前記ノズルを接続する配管の途中に配置された循環ポンプと、前記帯電電極により帯電されなかったインク粒子を回収するガターと、検知センサと、を備えるインクジェット記録装置であって、前記検知センサによる検出後所定時間の間、前記ノズルのインク吐出部位に負圧が生じるように前記供給ポンプ及び前記循環ポンプを駆動させる。
【選択図】図1
【解決手段】インクタンクから供給ポンプにより供給されたインクをインク粒子として吐出するノズルと、前記ノズルから吐出されるインク粒子のうち印字に用いられるインク粒子に帯電電圧を帯電させる帯電電極と、前記帯電電極により帯電させられたインク粒子に偏向電圧を加え、インク粒子の飛翔方向を偏向させる偏向電極と、前記インクタンクと前記ノズルを接続する配管の途中に配置された循環ポンプと、前記帯電電極により帯電されなかったインク粒子を回収するガターと、検知センサと、を備えるインクジェット記録装置であって、前記検知センサによる検出後所定時間の間、前記ノズルのインク吐出部位に負圧が生じるように前記供給ポンプ及び前記循環ポンプを駆動させる。
【選択図】図1
Description
本発明は、インクジェット記録装置に関する。
連続式のインクジェット記録装置においては、ノズルから吐出されたインク粒子を帯電電極で帯電させ、偏向電極において飛翔方向を偏向させて被印字物に印字を行っている。そして、印字を行うに際しては、被印字物を検知するセンサの信号に応じて、印字を行うようになっている。
このインクジェット記録装置においては、このインクジェット記録装置を長時間停止させた後に運転を再開させると、インク中の固形分がノズル内のインク流路に固着することに起因して、ノズルヘッド部から吐出されるインクビームが曲がってインクがガターから回収されない、インクビームが吐出されない、及びインクビームはガターに当たるがガターがインクを回収しない等の不具合が生じる場合がある。その際、本体部を操作して『ノズル逆洗浄』、『ガター洗浄』などの保守作業を選択した後に、ノズルヘッド部において作業を実施すると通常のインク吐出状態を回復することが可能である。
この保守作業は、ノズルまたはガターに溶剤をかけ、その溶剤を吸引して行うものであるため、吸引される溶剤の量が多すぎるとインクタンク内のインクの濃度が下がりすぎてしまうため、保守作業は所定時間内に行う必要がある。
インクの吸引の開始させるための操作作業を行う本体部と、洗浄作業を行うノズルヘッド部が離れて設置されている場合、もしくはノズルヘッド部の設置箇所の距離は近いがその場所への短時間での移動が困難な場合には、一人が保守作業のための操作を本体部に、他の一人をノズルヘッド部が設置された場所に配置して保守作業を行っていた。そのため、本来ならば一人で保守が行える作業を二人の作業要員を必要とするという事態が生じていた。
一方、従来の構造のままで一人で作業を行うこととすると、インクの吸引操作を本体部で行った後に、限られた時間内にノズルヘッド部の配置されている場所までの移動とノズルの洗浄作業を行う必要があるが、作業者に焦りが生じ、事故や作業ミスを発生させるなどの危険性が高い。
ノズルヘッド部を設置箇所から外し、本体部の近くに持ってきて作業を行うことも可能ではあるが、ノズルヘッド部を設置箇所から外す場合は、再度設置したときに初期状態と設置位置がずれて被印字物への印字が目標位置からずれてしまう危険性がある。
インクの粒子化を最適に設定する作業の際も同様の問題が生じており、かかる問題に対処するためノズルヘッド部に物理的なスイッチを設けて、ノズルヘッド部から処々の操作を行う技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
しかし、かかる技術によると、部品点数が増加して製造コストが増加し、ノズルヘッドの組立工程が複雑化して製造効率が低下するという問題点がある。
本発明の目的は、例えば、ノズルの保守作業を1人の作業者でも容易に行うことができるインクジェット記録装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、例えば、簡易な構造によりノズルの保守作業を1人の作業者でも容易に行うことができるインクジェット記録装置を提供することにある。
上記課題を解決するため、本発明は、例えば、インクタンクから供給ポンプにより供給されたインクをインク粒子として吐出するノズルと、前記ノズルから吐出されるインク粒子のうち印字に用いられるインク粒子に帯電電圧を帯電させる帯電電極と、前記帯電電極により帯電させられたインク粒子に偏向電圧を加え、インク粒子の飛翔方向を偏向させる偏向電極と、前記インクタンクと前記ノズルを接続する配管の途中に配置された循環ポンプと、前記帯電電極により帯電されなかったインク粒子を回収するガターと、検知センサと、を備えるインクジェット記録装置であって、前記検知センサによる検出後所定時間の間、前記ノズルのインク吐出部位に負圧が生じるように前記供給ポンプ及び前記循環ポンプを駆動させるという構成をとる。
本発明によれば、インクジェット記録装置の本体からノズルヘッドまでの移動時間を考慮する必要が無いので、ノズル逆洗浄またはガター洗浄作業の一連の作業を一人の作業者により実施することができる。
また、本発明によれば、インクジェット記録装置の本体からノズルヘッドまでの移動時間を考慮する必要が無いので、ノズル逆洗浄またはガター洗浄作業の一連の作業を一人の作業者で行う場合であっても、移動中や移動後に事故の発生や作業ミスを低減させることができる。
また、本発明によれば、インクジェット記録装置の本体からノズルヘッドまでの移動時間を考慮する必要が無いので、ノズル逆洗浄またはガター洗浄作業の一連の作業を複数の作業者で行なう必要がなくなるため、作業人数の削減、及び作業時間の短縮ができ、大幅なコスト低減を図ることができる。
以下、本発明の実施例について図を用いて詳述する。なお、本発明は、図示例に限定されるわけではない。
まず、図1のブロック原理図に沿ってインクジェット記録装置の概要から説明する。インクジェット記録装置100には本体部1及びノズルヘッド29が備えられている。本体部1には、CPU6とCPU6に接続されたポンプ装置8が備えられており、ポンプ装置8には、供給ポンプ9、循環ポンプ10、回収ポンプ11が備えられており、CPU6はこれらのポンプに制御信号を送信することにより各ポンプを制御するようになっている。
またさらに、CPU6には、偏向電圧発生回路14、帯電電圧発生回路15、励振電圧発生回路16、発光ダイオード20、供給弁21、循環弁22、回収弁23、封止弁24、ノズルヘッドカバー検知センサ35、被印字物検知センサ37、操作表示部101が接続されており、CPU6はこれらの各部に制御信号を送信することにより各部を制御するようになっている。
本体部1には、インク12が充填されるインクタンク13が備えられており、インクタンク13はインク循環用配管17を介して、供給弁21と接続されている。供給弁21は、インク循環用配管17を介して供給ポンプ9と接続されており、供給ポンプ9は、インク循環用配管17を介して封止弁24に接続されている。
供給ポンプ8は、インクタンク13からインク12を吸引してインク循環用配管17を介してノズルヘッド29に供給するようになっている。
また、インクタンク13は、インク循環用配管18を介して循環ポンプ10と接続されており、循環弁22は、インク循環用配管18を介して封止弁24及びノズルヘッド29に接続されている。
また、インクタンク13はインク循環用配管19を介して回収ポンプ11にそれぞれ接続されている。回収ポンプ11はインク循環用配管19を介して回収弁23に接続されており、回収弁23は、印字に用いられなかったインクを回収するためのガター34に接続されている。回収ポンプ11は、ガター34に設けられている図示しないインク回収口に負圧を生じさせるように駆動するようになっている。
ノズル30には、図示しない圧電素子が備えられており、圧電素子は電気信号線28により励震電圧発生回路16と接続されており、圧電素子は励震電圧発生回路16により振動させられ、ノズル30に取付けられているオリフィス44より吐出させられたインクは粒子化されるようになっている。
ノズル30から吐出されたインク粒子の飛翔方向には、帯電電極31及び偏向電極32が配置されている。帯電電極31は電気信号線27を介して接続されている帯電電圧発生回路15により帯電電圧を発生させられ、インク粒子に文字情報にあった電荷量を帯電させるようになっている。偏向電極32は、プラス偏向電極321とマイナス偏向電極322を備えて構成されており、電気信号線26を介して偏向電圧発生回路14に接続されている。偏向電極32は、偏向電圧発生回路14により偏向電圧が発生させられ、帯電されられたインク粒子の飛翔方向を偏向させて被印字物の所定の位置に着弾させるようになっている。
ダイオード20は、洗浄作業の合図に用いられるものであり、点灯は洗浄作業中を意味し、点滅は作業停止の所定時間前であることを意味し、消灯は作業停止中であることを意味するものである。このようにダイオード20を所定のパターンで発光させたり、消灯させたりすることで、ノズルヘッド29が本体1から見えない位置に配置されている場合であっても、作業状態や作業の経過時間を本体1側にいるユーザが把握することができる。
図3に示すように、ノズルヘッド29には、ノズル30、帯電電極31、偏向電極32及びガター34等が配置されたベース48が備えられており、ベース48には、ノズル30、帯電電極31、偏向電極32及びガター34等を覆うノズルカバー47が備えられるようになっている。
また、ノズルヘッド29には、ノズルヘッドカバー検知センサ35が備えられている。ノズルヘッドカバー検知センサ35は、ノズルヘッドカバー47の開閉によりノズルヘッド内部のマグネットスイッチ48が接触し、微弱な電流が流れることでノズルヘッドの開閉を検知する。
被印字物検知センサ37は、光ビームを投光する光電センサであり、投光した光ビームの反射光を受光すること、もしくは投光した光ビームの遮断などで被印字物を検知する。その被印字物検知センサ37は電気信号線36を介して本体部1に備えられているCPU6と接続されており、図2に示すように、インクジェット記録装置100の本体1は、生産ライン46の一方の側に配置され、本体1とノズルヘッド29はホース38を介して接続されている。ホース38には、本体1とノズルヘッド29を接続しているインク供給配管17、インク循環配管18、インク回収配管19、電気信号線25、電気信号線26、電気信号線27、電気信号線28等が収納されている。
ノズルヘッド29は生産ライン46を挟んで本体1の配置された側と反対の側に被印字物45に印字できるように配置されている。
被印字物検知センサ37は本体1と電気信号線36を介して本体1と接続されており、被印字物検知センサ37は、生産ライン46を挟んで本体1の配置された側の反対側に被印字物45の通過を検知できるように配置されている。
インクジェット記録装置100が印字を行う駆動状態になっている場合は、被印字物検知センサ37は、生産ライン46上を搬送されてくる被印字物45を検知すると、検知信号を電気信号線36を介して本体1側に送信し、検知信号を受信したが本体1側はホース38内に収納されている電気信号線を介して、ノズルヘッド29に印字指令に送信し、ノズルヘッド29は被印字物検知センサ37に検知された被印字物45に印字を行うようになっている。
一方、インクジェット記録装置100が電源は投入されてはいるが、印字待機状態になっている場合においては、被印字物検知センサ37は、何らかの動きを検知すると検知信号をCPU6に送信し、CPU6は検知信号を受信すると、供給ポンプ9、循環ポンプ10及び回収ポンプ11に駆動開始信号を送り、ポンプ装置8内の各ポンプが動作を開始させる。続いてCPU6は供給弁21、循環弁22、回収弁23に開放信号を送り、各電磁弁を開放させる。この際、封止弁24は開放されないままであるため、オリフィス44からインクが吐出されることはなく、オリフィス44の内部に負圧状態が作り出され、ノズルヘッドになるため外気を吸引することとなる。
尚、上記した例では印字作業開始の電気信号をインクジェット記録装置100の本体1へ送る媒体手段として電気信号線を用いたが、この電気信号線の代わりに赤外線や電波による無線通信手段を用いてもよい。
操作表示部101には、インク吐出ボタン2、インク停止ボタン3、ノズル逆洗浄ボタン4、ガター洗浄ボタン5、保守機能ボタン7が備えられている。
インク吐出ボタン2を押圧するとインク吐出命令信号がインクジェット記録装置の運転制御を行うCPU6に伝えられ、CPU6はポンプ装置8内の供給ポンプ9、循環ポンプ10、回収ポンプ11とに動作開始信号を送り、ポンプ装置8内の各ポンプが動作を開始する。
更にCPU6は供給弁21に開放信号を送り、供給弁21は開放されるようになっている。これによりインクタンク13内のインク12はインク供給配管17を通りノズルヘッド29へと供給されることとなる。
次にCPU6は回収弁23、封止弁24とに開放信号を送り、各電磁弁は開放される。封止弁24の開放によりノズルヘッド29内のインクは圧電素子30により振動を加えられ、オリフィス44から吐出される。オリフィス44からと出されたインク12はインク粒子43となり、帯電電極31、偏向電極32、33を通過しガター34へと至る。回収弁23の開放によりガター34内に入ったインク粒子43はインク回収用配管19を通り回収される。これが通常のインク吐出状態である。このとき発光ダイオード20は緑色に発光する。
インク停止ボタン3を押圧すると、CPU6から、偏向電圧発生回路14、帯電電圧発生回路15及び励振電圧発生回路16の各回路に駆動停止信号を送信され、各回路を停止させるようになっている。
またさらに、CPU6は、稼動中の供給ポンプ9、循環ポンプ10、回収ポンプ11に対しても駆動停止信号を送信して各ポンプを停止させるとともに、開放中の供給弁21、循環弁22、回収弁23及び封止弁24に対して閉鎖信号をそれぞれ送り、各回路及び各ポンプは駆動を停止し、電磁弁は閉鎖させるようになっている。また、発光ダイオード20は消灯させられるようになっている。これによりインクジェット記録装置100は停止状態となる。
次に図4を用いて、ノズル逆洗浄又はガター洗浄を行う際における操作表示部101の操作の手順を説明する。
保守機能ボタン7を押圧すると(S1)ノズル30の逆洗浄を行うためのノズル逆洗浄ボタン4及びガターを洗浄するためのガター洗浄ボタン5が表示されるようになっている(S2)。
ノズル逆洗浄ボタン4又はガター洗浄ボタン5の何れか一方を選択すると、所定時間後開始ボタン102と開始パターン選択ボタン103が表示される(S3)。所定時間後開始ボタン102を押圧すると、所定時間後にノズル逆洗浄又はガター洗浄を行うためのポンプの駆動や弁の開閉が行われる。開始パターン選択ボタン103を押圧すると、ノズルヘッドカバーセンサ検知ボタン104又は被印字物センサ検知ボタン105が表示されるようになっている(S4)。
ノズルヘッドカバーセンサ検知ボタン104を押すと(S5)、ノズルヘッド29に備えられているノズルヘッドカバー47をノズルヘッド29から取り外すとノズルヘッド29に取り付けられているノズルヘッドカバー検知センサ35がノズルヘッドカバー47の取り外しが検知され、CPU6から洗浄を行う旨の信号が送信されると、信号送信後の所定時間に洗浄に必要なポンプの駆動や弁の開閉が行われるようになっている。
被印字物検知センサ検知ボタン105を押圧すると(S6)、被印字物検知センサ37が作業者が手を翳す等のなんらかの動きが検知され、CPU6から洗浄を行う旨の信号が送信されると、信号送信後の所定時間に洗浄に必要なポンプの駆動や弁の開閉が行われるようになっている。
なお、ノズル逆洗浄又はガター洗浄を行っている際に再度被印事物検知センサ37に手を翳す、もしくはノズルヘッドカバー検知センサ35をノズルヘッドカバー閉めると、洗浄開始後所定時間経過前であっても、被印事物検知センサ37又はノズルヘッドカバー検知センサ35からCPU6に検知信号が送信され、CPU6はその検知信号を受信すると、洗浄作業を中止するようになっている。
また、検知後どの程度時間洗浄が行われるかについては、操作表示部101を操作することにより設定することができる。ノズル逆洗浄作業、ガター洗浄作業ともにノズル30又はガター34に直接溶剤をかけて、固着したインク12の固形分を溶解するが、かけた溶剤はインクタンク13内に流れ込むため、その量が多いと装置内のインク濃度が低下してしまう。そのため、ノズル洗浄作業、ガター洗浄作業の際の専用溶剤による洗浄はなるべく短い時間で少量の溶剤で行うことが望ましい。
次に本実施の形態にかかる発明の作用について説明する。なお、以下においては運転中のインクジェット記録装置100を停止させた後にノズル逆洗浄を行う場合であって、センサには被印字物検知センサ37を用いる場合について説明する。
まず、操作表示部101に備えられているインク停止ボタン3を押圧して、偏向電圧発生回路14、帯電電圧発生回路15及び励振電圧発生回路16の各回路に駆動停止信号を送信して各回路を停止させるるとともに、稼動中の供給ポンプ9、循環ポンプ10、回収ポンプ11に対しても駆動停止信号を送信して各ポンプを停止させるる。そして、併せて、開放中の供給弁21、循環弁22、回収弁23及び封止弁24を閉鎖させる。この際、発光ダイオード20は消灯している。
次いで、保守機能ボタン7を押圧すると所定時間後開始ボタン102と開始パターン選択ボタン103が表示され、開始パターン選択ボタンを押圧するとノズルヘッドカバーセンサ検知ボタン104及び被印字物センサ検知ボタン105が表示され、被印字物センサ検知ボタン105を押圧する。
その後、作業者がノズルヘッド29の配置されている場所に位置し、被印字物検知センサ37のセンサ部に手を翳す等すると、被印字物検知センサ37がCPU6に検知信号を送信する。CPU6は検知信号を受信すると、供給ポンプ9、循環ポンプ10及び回収ポンプ11に駆動開始信号を送り、ポンプ装置8内の各ポンプが動作を開始させる。続いてCPU6は供給弁21、循環弁22、回収弁23に開放信号を送り、各電磁弁を開放させる。この際、封止弁24は開放されないままであるため、オリフィス44からインクが吐出されることはなく、オリフィス44の内部は負圧になるため外気を吸引する。
そして、外気を吸引している状態のオリフィス44に溶剤をかけると溶剤が吸引され、吸引された溶剤は、インク供給用配管17、インク循環用配管18を介してインクタンク13に搬送される。そして、オリフィス44から吸引された溶剤によって、オリフィス44内に固着しているインク12の固形成分が溶解し、適正に印字を行える状態となる。
次に、運転中のインクジェット記録装置100を停止させた後にガター洗浄を行う場合であって、センサにはノズルヘッドカバー検知センサ35を用いる場合について説明する。
まず、操作表示部101に備えられているインク停止ボタン3を押圧して、偏向電圧発生回路14、帯電電圧発生回路15及び励振電圧発生回路16の各回路に駆動停止信号を送信して各回路を停止させるるとともに、稼動中の供給ポンプ9、循環ポンプ10、回収ポンプ11に対しても駆動停止信号を送信して各ポンプを停止させる。そして、併せて、開放中の供給弁21、循環弁22、回収弁23及び封止弁24を閉鎖させる。この際、発光ダイオード20は消灯している。
次いで、保守機能ボタン7を押圧すると所定時間後開始ボタン102と開始パターン選択ボタン103が表示され、開始パターン選択ボタンを押圧するとノズルヘッドカバーセンサ検知ボタン104及び被印字物センサ検知ボタン105が表示され、ノズルヘッドカバーセンサ検知ボタン104を押圧する。
その後、作業者がノズルヘッド29の配置されている場所に位置し、ノズルヘッド29からノズルヘッドカバー47を取り外すと、ノズルヘッドカバー検知センサ37が検知しCPU6に検知信号を送信する。CPU6は検知信号を受信すると、供給ポンプ9、循環ポンプ10及び回収ポンプ11に駆動開始信号を送り、ポンプ装置8内の各ポンプを駆動させる。続いてCPU6は供給弁21、循環弁22、回収弁23に開放信号を送り、各電磁弁は開放される。封止弁24は開放されていないため、インクはオリフィス44から吐出されず、ガター34が外気を吸引する。
そして、外気を吸引している状態のガター34に溶剤をかけると溶剤が吸引され、吸引された溶剤は、インク回収用配管19を介してインクタンク13に搬送される。そして、ガター34から吸引された溶剤によって、ガター34内に固着しているインク12の固形成分が溶解し、適正に印字を行える状態となる。
以上のように本実施の形態にかかる発明によれば、ノズル洗浄又はガター洗浄を行う作業者が一人であっても、本体1とノズルヘッド29が離れており、本体1からノズルヘッド29まで移動するのに時間がかかる場合であっても、洗浄中に規定作業時間は終了してしまう、または移動中に規定作業時間が終了してしまい、作業を行うことができないという不都合が生じることを防ぐことができる。
1:本体部、2:インク吐出ボタン、3:インク停止ボタン、4:ノズル逆洗浄ボタン、5:ガター洗浄ボタン、6:保守機能選択ボタン、7:CPU、8:ポンプ装置、9:供給ポンプ、10:循環ポンプ、11:回収ポンプ、12:インク、13:インクタンク、14:偏向電圧発生回路、15:帯電電圧発生回路、16:励振電圧発生回路、17:インク供給用配管、18:インク循環用配管、19:インク回収用配管、20:発光ダイオード、21:供給弁、22:循環弁、23:回収弁、24:封止弁、25:電気信号線、26:電気信号線、27:電気信号線、28:電気信号線、29:ノズルヘッド、30:圧電素子、31:帯電電極、32:偏向電極(+)、33:偏向電極(−)、34:ガター、35:ノズルヘッドカバー検知センサ、36:電気信号線、37:被印字物検知センサ、38:ホース、39:電気信号線、40:電気信号線、41:電気信号線、42:電気信号線、43:インク粒子、44:オリフィス、45:被印字物、46:生産ライン、47:ノズルヘッドカバー
Claims (7)
- インクタンクから供給ポンプにより供給されたインクをインク粒子として吐出するノズルと、
前記ノズルから吐出されるインク粒子のうち印字に用いられるインク粒子に帯電電圧を帯電させる帯電電極と、
前記帯電電極により帯電させられたインク粒子に偏向電圧を加え、インク粒子の飛翔方向を偏向させる偏向電極と、
前記インクタンクと前記ノズルを接続する配管の途中に配置された循環ポンプと、
前記帯電電極により帯電されなかったインク粒子を回収するガターと、
検知センサと、
を備えるインクジェット記録装置であって、
前記検知センサによる検出後所定時間の間、前記ノズルのインク吐出部位に負圧が生じるように前記供給ポンプ及び前記循環ポンプを駆動させることを特徴とするインクジェット記録装置。 - 前記検知センサは、インク粒子により印字される被印字物を検知する被印字物検知センサであることを特徴とする請求項1に記載のインクジェット記録装置。
- 前記検知センサは、前記ノズル、前記帯電電極、前記偏向電極、及び前記ガターが配置されるベースを覆うノズルカバーの着脱を検知するノズルヘッドカバー検知センサであることを特徴とする請求項1に記載のインクジェット記録装置。
- 前記検知センサによる検出後所定時間の間、前記インク粒子の回収するガターに負圧が生じるように回収ポンプを駆動させることを特徴とする請求項1に記載のインクジェット記録装置。
- インクタンクから供給されたインクをインク粒子として吐出するノズルと、
前記ノズルから吐出されるインク粒子のうち印字に用いられるインク粒子に帯電電圧を帯電させる帯電電極と、
前記帯電電極により帯電させられたインク粒子に偏向電圧を加え、インク粒子の飛翔方向を偏向させる偏向電極と、
前記帯電電極により帯電させられなかったインク粒子を回収するガターと、
前記ガターに回収されたインクを吸引して前記インクタンクに回収する回収ポンプと、
検知センサと、
を備えるインクジェット記録装置であって、
前記検知センサによる検出後所定時間の間、前記ノズルのインク吐出部に負圧が生じるように前記回収ポンプを駆動させることを特徴とするインクジェット記録装置。 - 前記検知センサは、インク粒子により印字される被印字物検知センサであ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。
- 前記検知センサは、前記ノズル、前記帯電電極、前記偏向電極、及び前記ガターが配置されるベースを覆うノズルカバーの着脱を検知するノズルヘッドカバーセンサであ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。
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