JP2016002651A - インクジェット記録装置 - Google Patents

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昌司 小田
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Abstract

【課題】ノズル面と記録ヘッドの保持部の底面を短時間で拭き残りなくワイピングし、保持部の底面の端部に付着した異物についても効果的に払拭する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】ノズルが複数配列された記録ヘッド11のノズルからインクを吐出し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、ヘッドチップ11を保持するとともに、ヘッドチップ11のノズル面111と略同一平面上に形成された底面を有する保持板12と、保持板12の底面の幅よりも幅広で、ノズル面111及び保持板12の底面に接離可能な清掃ローラー80と、清掃ローラー80と保持板12のうち少なくとも何れか一方を保持部12の長手方向に移動させるローラー搬送モーターと、を備える。【選択図】図9

Description

本発明は、インクジェット記録装置に関する。
普通紙やプラスチック薄板等の種々の記録媒体に画像を形成することができる記録装置としてインクジェットプリンタがある。インクジェットプリンタは、ノズル孔からインクを吐出する記録ヘッドを備えている。記録ヘッドのノズル孔から記録媒体に向けて微細な液滴としてインクを吐出することにより、記録媒体に画像が形成される。
このようなインクジェット記録装置では、ノズルが複数配列されている記録ヘッドのノズル面に付着したインク等の液滴や異物等によって、インクの吐出不良やインク垂れが生じることが知られている。また、ノズル面が長時間保湿されない状態にあると、ノズル内のインクが渇き、インクの粘土が上がり吐出不良が生じていることも知られている。また、インク滴がミスト状となり、浮遊するインク滴が記録ヘッドを保持する保持部の底面にも付着することがある。そのため、インクジェット記録装置には、ノズル面や保持部の底面に付着した付着物の除去等のメンテナンス処理を行うメンテナンス機構が備えられている。
従来のメンテナンス機構としては、例えば、シート状の払拭部材を使用する方法(特許文献1)、ブレードを使用する方法(特許文献2)、及び清掃ローラーを使用する方法(特許文献3)等が知られている。
シート状の払拭部材を使用する方法では、シート状の払拭部材を当てることにより、ノズル面や記録ヘッドを保持する保持部の底面が払拭される。この方法では、例えば、特許文献1のように、ノズル面のみを払拭する払拭モードと、キャリッジ表面(保持部の底面)のみを払拭する払拭モードと、をそれぞれ備える方法が知られている。
ブレードを使用する方法では、ブレードをノズル面に当接させることにより、ノズル面や記録ヘッドを保持する保持部の底面が払拭される。この方法では、例えば、特許文献2のように、ノズル面より幅の小さいブレードでノズル面をワイピングする方法が知られている。
清掃ローラーを使用する方法では、清掃ローラーがノズル面を摺接することによって払拭される。この方法では、例えば、特許文献3のように、キャリッジを搬送方向に移動させた際に、キャリッジの搬送方向に直交する方向を回転軸として支持された清掃ローラーが記録ヘッドのノズル面を摺接して払拭する方法が知られている。
特開2012−051132号公報 特開2012−035563号公報 特開2010−058428号公報
しかしながら、特許文献1の方法では、ノズル面と記録ヘッドの保持部の底面との両面を払拭する場合、2つの払拭モードを別々に実行する必要があるため、全域を清掃するには時間を要するという問題がある。
特許文献2の方法では、ブレードを使用してノズル面のみをワイピングしているため、ノズル面の端や記録ヘッドの保持部の底面には当然拭き残りが生じる。ここで仮に、保持部の底面よりも長尺なブレードを使用した場合、ブレードが長尺になるほど、ブレードに対する負荷が大きくなって摩耗し易くなるため、耐久性が悪くなる。また、ブレードに均一な押圧力を加えることが難しくなるため、ワイピング性能が安定し難くなって、拭き残りが生じ易くなるという問題が生じる。
特許文献3の方法では、清掃ローラーによって、ノズル面と記録ヘッドの保持部の底面との段差付近を払拭することは難しいため、拭き残りが生じ易いという問題が生じる。
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、ノズル面と記録ヘッドの保持部の底面との両面を短時間で拭き残りなくワイピングし、保持部の底面の端部に付着した異物についても効果的に払拭可能なワイピング機構を備えるインクジェット記録装置を提供することである。
上記課題の解決のために、請求項1に記載の発明は、
ノズルが複数配列された記録ヘッドのノズルからインクを吐出し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、
前記記録ヘッドを保持するとともに、前記記録ヘッドのノズル面と略同一平面上に形成された底面を有する保持部と、
前記保持部の底面の幅よりも幅広で、前記ノズル面及び前記底面に接離可能な清掃ローラーと、
前記清掃ローラーと前記保持部のうち少なくとも何れか一方を前記保持部の長手方向に移動させる移動部と、
を備えることを特徴とする。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のインクジェット記録装置において、
前記記録ヘッドは、当該インクジェット記録装置の搬送方向に沿って複数設けられており、
前記清掃ローラーは、複数の前記記録ヘッドに跨るように設けられ、且つ前記清掃ローラーの両端部は、複数の前記記録ヘッドを保持する前記保持部の幅方向の両端部よりも外側に位置していることを特徴とする。
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載のインクジェット記録装置において、
前記清掃ローラーが全ての前記記録ヘッドに跨るように設けられ、且つ前記清掃ローラーの両端部は、全ての前記記録ヘッドを保持する前記保持部の幅方向の両端部よりも外側に位置していることを特徴とする。
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3の何れか一項に記載のインクジェット記録装置において、
前記清掃ローラーは、外周面に洗浄液を吸収する吸収体を有し、
前記清掃ローラーを回転させるための回転軸と、
前記清掃ローラーの下部を前記洗浄液に浸すための容器と、
前記清掃ローラーの外周面と当接して前記洗浄液の吸収量を調節する調節部と、
を備えることを特徴とする。
本発明によれば、ノズル面と保持部の底面を同一平面上に配置し、且つ、清掃ローラーの幅を保持部の底面の幅よりも幅広とすることにより、ノズル面と保持部の底面との両面を短時間で拭き残りなくワイピングすることができるとともに、保持部の底面の端部にインクが付着した場合であってもインクを吸着することができ、拭き残りを発生させない。
インクジェット記録装置の概略構成を示す斜視図である。 インクジェット記録装置に備わるラインヘッドの概略構成を示す斜視図である。 ラインヘッドに備わるインクジェットヘッドの配設状態について説明するための底面図である。 インクジェットヘッドの構成を説明するための、上側(a)からの斜視図及び下側(b)からの斜視図である。 図3のV−V線に沿った面を模式的に示す断面図である。 ラインヘッドと清掃ローラーの位置関係を説明するための模式図である。 インクジェット記録装置の制御系を示すブロック図である。 ワイピング機構の動作説明図であり、清掃ローラーが右に移動する場合(a)及び左に移動する場合(b)のラインヘッドの底面図である。 ワイピング機構の動作説明図であり、清掃ローラーが右に移動する場合(a)、清掃ローラーが右端まで移動した場合(b)、インクジェットヘッドが上昇した場合(c)及び清掃ローラーが左に移動する場合(d)の一連の機構を示すインクジェットヘッドの正面図である。 清掃ローラーへの洗浄液供給装置を示す概略図である。 他の実施形態におけるラインヘッドと清掃ローラーの位置関係を説明する斜視図である。 他の実施形態におけるインクジェット記録装置の概略構成を示す斜視図である。 他の実施形態におけるインクジェット記録装置のキャリッジと清掃ローラーの位置関係を説明するための概略図である。
以下、図面を参照しながら本発明の好ましい実施形態について説明する。ただし、発明の範囲は図示例に限定されない。なお、以下の説明において、同一の機能及び構成を有するものについては、同一の符号を付し、その説明を省略する。
[インクジェット記録装置の概略]
インクジェット記録装置1は、図1に示す通り、記録媒体Kを支持するプラテン2を有している。プラテン2の前後には記録媒体Kを搬送するための搬送機構としての搬送ローラー3が設けられている。搬送ローラー3が駆動モーター94(図7参照)によって駆動されると、記録媒体Kがプラテン2に支持された状態で後方から前方に搬送される。
なお、以下の説明では、記録媒体Kの搬送方向を前後方向、記録媒体Kの搬送面において搬送方向に直交する方向を左右方向、後述するラインヘッド4,5,6,7からインクが吐出する方向を上下方向と定義して説明する。
プラテン2の上方には、搬送方向の後方側(上流側)から前方側(下流側)にかけて、搬送方向に直交する左右方向に延在する長尺なラインヘッド4,5,6,7が並列して設けられおり、ラインヘッド4,5,6,7は、ラインヘッド昇降モーター95(図7参照)によって上下方向に昇降可能となっている。そして、ラインヘッド4,5,6,7は、例えば、それぞれシアン(C),マゼンタ(M),イエロー(Y),黒(K)のインクを記録媒体Kに向けて吐出する。
なお、使用するインクは上記の例に限定されず、例えば、ライトシアン(LC)、ライトマゼンタ(LM)、ライトイエロー(LY)等の他の色を使用することが可能である。この場合には、各色に対応したラインヘッドがさらに設けられる。
また、各ラインヘッド4,5,6,7は、吐出するインクの色が異なる以外の点で同様の構成をなしているため、以下の説明においては、ラインヘッド4を代表として詳細に説明する。
[ラインヘッド]
ラインヘッド4は、図2及び図3に示す通り、インクジェットヘッド10と、これらのインクジェットヘッド10を支持するフレーム部(支持体)20とを備えている。
フレーム部20は、左右方向に長尺な部材であり、下向きに開口した箱型に形成されている。また、フレーム部20の前面部21及び後面部22の所定位置には、インクジェットヘッド10の筐体30の前面側及び後面側に設けられた円柱状の突起部a1,b1(後述)と係合する溝部23が形成されている。
溝部23は、前面側の突起部a1どうし及び後面側の突起部b1どうしの間隔に対応させて所定間隔を空けて複数形成されている。
各溝部23は、前面部21及び後面部22の各々の下端から切り欠かれてなり、前後方向に見て略直角に屈曲した形状をなしている。また、各溝部23の最奥部が下側に凸の円弧状に湾曲してなり、当該円弧状の部分に円柱状の突起部a1、b1が載置されるようになっている。
なお、図2では、前面部21に設けられた溝部23のみを図示しているが、後面部22も同様の構成である。
また、溝部23及び突起部a1,b1の数は、適宜任意に変更可能であり、また、溝部23の最奥部の形状についても、突起部a1、b1の外形上に対応させて適宜任意に変更可能である。
また、フレーム部20の上面部24には、インクジェットヘッド10に対応させて開口部24aがそれぞれ形成され、この開口部24aにインクジェットヘッド10を構成する供給用コネクタ15、排出用コネクタ16及び電装コネクタ19(後述)等が挿通されている。
[インクジェットヘッド]
インクジェットヘッド10は、図4(a),(b)及び図5に示す通り、所定数(例えば、18つ)の記録ヘッドとしてのヘッドチップ11を保持する保持部としての保持板12と、各ヘッドチップ11にインクを供給するために共通化されたインク室13と、このインク室13と供給パイプ14を介して連通された供給用コネクタ15及び排出用コネクタ16と、ヘッドチップ11の圧電素子の駆動を制御するためのIC基板17と、このIC基板17と中継基板18a及びコネクタ基板18bを介して接続されるとともに記録装置本体側の制御基板(図示略)と接続される電装コネクタ19と、これらのヘッド構成部品が内側に配置された筐体30と、を備えている。
保持板12は、筐体30の下端部30aに取り付け固定されている。
また、保持板12には、所定数(例えば、18つ)の略等しい形状及び寸法のノズル面111を具備するヘッドチップ11、…が左右方向に沿って千鳥状に配設されている。即ち、保持板12の前側及び後側の各々には、ヘッドチップ11が9つずつ所定の等しい間隔を空けて配設され、前側の9つのヘッドチップ11、…と後側の9つのヘッドチップ11、…とは、一のヘッドチップ11の左右方向の幅の分だけ左右方向にずれて配置されている。
ヘッドチップ11、…は、複数のノズル(図示略)を備えた板状の部材であり、底面のノズル面111、…が、保持板12の底面と同一平面上になるように、保持板12に保持されている。
供給用コネクタ15、IC基板17及び電装コネクタ19は、保持板12の前側及び後側の各々に配設されたヘッドチップ11、…列に対してそれぞれ1つずつ設けられている。
[ワイピング機構]
本実施形態におけるワイピングは、図6〜9に示す通り、各ラインヘッド4,5,6,7の底面(保持板12の底面)に接離可能に備えられた清掃ローラー80を、ラインヘッド4,5,6,7の底面(保持板12の底面)に摺接させながら右方向に移動させることによって行われる。ここで、清掃ローラー80の動きの制御は、後述する制御装置9によって行われている。また、清掃ローラー80は、各々のラインヘッド4,5,6,7に1つずつ設けられているため、各々のラインヘッド4,5,6,7を独立してワイピングすることが可能である。
なお、以下の図6,8,9において、説明の都合上、後述する清掃ローラー80を含む洗浄液供給装置8のうち清掃ローラー80のみを示した概略図を示して説明する。また、図9においては、説明の都合上、保持板12上のノズル面111の位置を示すため、前側に設けられたヘッドチップ11のノズル面111の位置を付したものを用いて説明する。
制御装置9は、図7に制御系を示すブロック図を示す通り、CPU91、ROM92、RAM93、図示しない入出力インターフェース等がバスに接続された汎用のコンピューターで構成されている。また、制御装置9は、インクジェット記録装置1全体の制御を行っている。具体的には、ワイピングを実行する際に、駆動モーター94によって搬送ローラー3の駆動を停止し、ラインヘッド昇降モーター95によってラインヘッド4,5,6,7を上方に上げ、ローラー回転モーター96によって清掃ローラー80を回転させ、移動部であるローラー搬送モーター97によって清掃ローラー80をラインヘッド4,5,6,7の底面に摺接させながら左端から右端まで移動させ、ラインヘッド昇降モーター95によってラインヘッド4,5,6,7を上方に上げ、ローラー搬送モーター97によって清掃ローラー80を左方向に移動させて定位置に戻し、ラインヘッド昇降モーター95によってラインヘッド4,5,6,7を下方向に下げて定位置に戻す、という一連の制御によってワイピングが行われている。
次に、清掃ローラー80がラインヘッド4,5,6,7の底面(保持板12の底面)をワイピングする際の清掃ローラー80とラインヘッド4の位置関係について説明する。
清掃ローラー80は、図8及び図9に示す通り、ワイピング実行前の定位置として、最初に保持板12の底面の左端に接するように配置されている(図8(a),図9(a))。また、清掃ローラー80は、ローラー回転モーター96の駆動によって後述する調湿部材84(図10参照)で絞られながら回転され、絞られた後に保持板12の底面に接するように配置されている。ここで、清掃ローラー80は、回転されると同時にローラー搬送モーター97の駆動によって保持板12の底面に摺接されながら右端まで移動し(図9(b))、ワイピングが行われる。次に、ラインヘッド昇降モーター95の駆動によって保持板12が清掃ローラー80に接しない高さまで上方に上げられた後(図9(c))、ローラー搬送モーター97の駆動によって清掃ローラー80は左方向に移動され(図8(b),図9(d))、最初の位置まで戻るようになっている。
また、清掃ローラー80は、図8に示す通り、保持板12の底面の幅よりも幅広のローラーを使用することによって、保持板12の底面の全域をワイピングすることができるようになっている。また、図9に示す通り、ノズル面111と保持板12の底面とを同一平面上になるように配置しているため、ノズル面111と保持板12の底面との両面を同時にワイピングすることができる。
洗浄液供給装置8は、図10に示す通り、外周の上部がラインヘッド4の保持板12の底面に摺接してワイピングを行う清掃ローラー80と、清掃ローラー80を洗浄するための洗浄液81と、洗浄液81を貯留する容器82と、清掃ローラーを回転するための回転軸83と、清掃ローラー80の外周に当接して洗浄液の吸収量を調節する調節部としての調湿部材84と、を備える。
清掃ローラー80は、外面を吸収体としてのスポンジローラーで形成されており、前後方向に沿った回転軸回りに回転できるように配置されている。スポンジローラーの材質は、吸水性や絞り性に優れ、付着物の拭き取り性も高い材質が望ましく、特に、ポリビニルアルコール(polyvinyl alcohol:PVA)やポリ塩化ビニル(polyvinyl chloride:PVC)が好ましく用いられる。また、インクジェット記録装置1に用いられるインクの種類等に基づいて、最適な材料が適宜選択されて使用される。
洗浄液81は、水に防腐剤を混ぜたものを使用している。なお、洗浄液81は、インクジェット記録装置1に用いられるインクの種類等に基づいて、適宜選択されることが望ましく、例えば、固着しやすいインクを使用するならば、それを溶かすものを使用することが望ましい。
容器82は、上方が開放された筐体状に形成されており、洗浄液81が内部に収容されている。また、容器82の短辺側の両側壁部には、清掃ローラー80の回転軸83が挿通されるための穴が設けられており(図示略)、回転軸83を介して清掃ローラー80が容器82に回転自在に保持されている。
回転軸83は、ローラー回転モーター96によって駆動され、清掃ローラー80を回転させることで、洗浄液81を保持板12の底面まで供給することができるようになっている。
調湿部材84は、清掃ローラー80に平行に隣接し、当該清掃ローラー80と略同一の長さでより小径な丸棒であり、清掃ローラー80の外周部よりも剛性の高い素材で形成されている。調湿部材84は、回転を利用したリンク機構によって、清掃ローラー80に当て付ける状態と離れている状態とを切り替えることができるようになっており、清掃ローラー80の外周面に過剰に含浸された洗浄液を絞り落として適量の含浸量に調節することができる。なお、リンク機構によって、清掃ローラー80へ当て付ける状態と離れている状態を切り替えることとしたが、構成は適宜変更可能であり、例えば、引っ張りバネ等の張力を利用して切り替えるようにしても良い。
[本実施形態における技術的効果]
以上説明したように、本実施形態によれば、ノズル面111と保持板12の底面が同一平面上に配置されているため、ノズル面111と保持板12の底面との両面を同時にワイピングすることができ、それぞれの面を同時に短時間でワイピングすることができる。
また、ワイピングには清掃ローラー80を使用しているため、インク滴を好適に吸収することができ、拭き残りを抑制することができる。また、清掃ローラー80の幅を保持板12の底面よりも幅広とすることにより、保持板12の底面の全面をワイピングすることができ、保持板12の底面の端部におけるインク付着を防ぐことができる。
[その他]
なお、本実施形態では、清掃ローラー80をラインヘッド4,5,6,7に対してそれぞれ一つずつ設けることとしたが、複数のラインヘッドを跨ぐように設けても良く、例えば、4つのラインヘッド4,5,6,7の底面(保持板12の底面)の幅方向全長を全て跨ぐように設けても良い(図10)。更に、清掃ローラー80の両端部は、全てのラインヘッド4,5,6,7の保持板12の幅方向の両端部よりも外側に位置している。換言すれば、4つのラインヘッド4,5,6,7の前後方向の長さよりも清掃ローラー80の長さが長い。このように構成すれば、4つのラインヘッドの底面を同時に摺接させながら左右方向に移動させ、4つのラインヘッドを同時にワイピングすることができる。また、少ない数の清掃ローラー80でメンテナンス装置を構成できるため、清掃ローラー80を動かすための構成や制御を単純化することができる。
ここで、インクジェット記録装置1が大型である場合、清掃ローラー80も必然的に大きくなる。そして、大きな清掃ローラー80は撓みやすいため、安定してワイピングすることが難しいという問題が生じる。そこで、大型のインクジェット記録装置1であれば、本実施形態で示した通り、各々のラインヘッドに対して一つずつ清掃ローラー80を有する構成とすることが好ましく、一方で、小型のインクジェット記録装置1であれば、清掃ローラー80を複数のラインヘッドを跨ぐように設ける構成とすることが好ましい。
また、本実施形態では、記録媒体の搬送のみで画像形成を行ういわゆるラインヘッド方式によるインクジェット記録装置1を例に説明したが、本実施形態に限定されることはなく、シリアルヘッド方式のインクジェット記録装置100を採用しても良い。シリアルヘッド方式は、キャリッジに各色の記録ヘッドを左右方向に並べて搭載し、記録媒体を前後方向に搬送しながら、キャリッジを記録媒体の搬送方向に直交する方向に搬送し、記録媒体に上方からインクを吐出する方法である。そして、シリアルヘッド方式の全体構成としては、例えば図12に示す通り、記録媒体を支持する搬送ベルト101と、記録ヘッド107を備えるキャリッジ103を移動させるためのキャリッジレール102と、清掃ローラー80を備える洗浄液供給装置104と、インクラック105と、コンピューター106とで構成される。
そして、シリアルヘッド方式を採用する場合には、例えば、キャリッジレール102の延長上に清掃ローラー80を有する洗浄液供給装置104を固定配置し、キャリッジ103を左右方向に移動させることによって、ワイピングできるように構成すれば良い(図13)。ここで、本実施形態と同様に、保持板109の底面(キャリッジ103の底面)とノズル面108を同一平面上にしておくことにより、保持板109の底面とノズル面108との両面をワイピングすることが可能である。
また、上記の例に限られず、例えば、キャリッジ103を、清掃ローラー80を備える洗浄液供給装置104の配置部まで移動させて静置させた後、清掃ローラー80側をキャリッジ103の底面に対して移動させることでワイピングしても良い。
さらに、本発明の範囲は上記に限られることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の改良並びに設計の変更を行っても良い。
1 インクジェット記録装置
10 インクジェットヘッド
11 ヘッドチップ(記録ヘッド)
12 保持板(保持部)
80 清掃ローラー
81 洗浄液
82 容器
83 回転軸
84 調湿部材(調節部)
97 ローラー搬送モーター(移動部)
111 ノズル面

Claims (4)

  1. ノズルが複数配列された記録ヘッドのノズルからインクを吐出し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、
    前記記録ヘッドを保持するとともに、前記記録ヘッドのノズル面と略同一平面上に形成された底面を有する保持部と、
    前記保持部の底面の幅よりも幅広で、前記ノズル面及び前記底面に接離可能な清掃ローラーと、
    前記清掃ローラーと前記保持部のうち少なくとも何れか一方を前記保持部の長手方向に移動させる移動部と、
    を備えることを特徴とするインクジェット記録装置。
  2. 請求項1に記載のインクジェット記録装置において、
    前記記録ヘッドは、当該インクジェット記録装置の搬送方向に沿って複数設けられており、
    前記清掃ローラーは、複数の前記記録ヘッドに跨るように設けられ、且つ前記清掃ローラーの両端部は、複数の前記記録ヘッドを保持する前記保持部の幅方向の両端部よりも外側に位置していることを特徴とするインクジェット記録装置。
  3. 請求項1又は2に記載のインクジェット記録装置において、
    前記清掃ローラーが全ての前記記録ヘッドに跨るように設けられ、且つ前記清掃ローラーの両端部は、全ての前記記録ヘッドを保持する前記保持部の幅方向の両端部よりも外側に位置していることを特徴とするインクジェット記録装置。
  4. 請求項1〜3の何れか一項に記載のインクジェット記録装置において、
    前記清掃ローラーは、外周面に洗浄液を吸収する吸収体を有し、
    前記清掃ローラーを回転させるための回転軸と、
    前記清掃ローラーの下部を前記洗浄液に浸すための容器と、
    前記清掃ローラーの外周面と当接して前記洗浄液の吸収量を調節する調節部と、
    を備えることを特徴とするインクジェット記録装置。
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