JP2016150482A - 保湿装置及びインクジェット記録装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】密閉性が低くてもノズル内のインクの乾燥を好適に抑制可能で且つキャップを移動させる負荷を低減できコスト低減可能な保湿装置を提供する。
【解決手段】複数のヘッド3を有するヘッドユニット6のノズル面61の保湿を行う保湿装置7であって、非記録動作時に、ノズル面61に対向するキャップ71と、ノズル面61がキャップ71に対向してノズル面61を保湿可能な位置及びキャップ71に対向しない位置のいずれかに選択的に配置されるように、キャップ71が上下方向に移動することなくヘッドユニット6とキャップ71とを少なくとも水平方向に相対移動させる主走査装置5と、キャップ71内に保湿液を供給する保湿液供給部72と、を備えることを特徴とする保湿装置。
【選択図】図6

Description

本発明は、保湿装置及びインクジェット記録装置に関する。
水系インクに代表されるように染料や顔料濃度の割合の高いインクや有機溶媒の割合が高いインクをノズルから吐出するインクジェットヘッドは、非稼働時や待機時等にノズルからインク中の水分や有機溶媒が蒸発することでノズル内のインクが増粘し、吐出不良を引き起こす場合がある。この状態を回復させるにはパージ動作が必要であり、また、予防のためにノズル周辺を保湿するためのキャップを備える構成が知られている。
パージは、ノズル面に対向したインクトレーに対し、ノズルからインクを実際に吐出する動作である。一方、ノズル面の保湿のためのキャップは、ノズル面をできるだけ密閉して空間を狭く保ち保湿性能を上げる目的で設けられる。
上記構成を備えたインクジェット記録装置として、キャップとインクトレーを兼用し、キャップ内に十分な量のインクを吐出してから、キャップ内のインクを吸引して排出することで、キャップ内で水分を失って高粘度化した古いインクを洗い流すとともに、補充したインクの一部がキャップ内に保持されるように構成されたインクジェット記録装置が提供されている(例えば、特許文献1参照)。このような構成により、キャップ内の水分を失った状態のインクを効率的に排出して、キャップ内をより高湿度に保つことを可能としている。
上記従来の技術にあっては、キャップが上下方向に移動してインクジェットヘッドのノズル面に密着し、インクジェットヘッドとキャップとが密閉されていることで、ノズル面の保湿性能が確保されている。
特開2007−230204号公報
近年、複数のインクジェットヘッドを千鳥状に配置してフルライン型のヘッドユニットとして印画速度を上げるインクジェット記録装置が提供されているが、これらのヘッドユニットのノズル面全体を覆うキャップを取り付けたとしても、個々の独立したインクジェットヘッドの位置調整用の遊びや取り付け部分等によって僅かに隙間が発生し、実質的に完全に密閉させることができない。これを完全に密閉させるためには、機構を複雑化させる必要があったり、シールド材の充填等の手間やコストが増大したりするため、好ましくない。
更に、ヘッドユニットのノズル面全体を覆う上記キャップ内に保湿液を貯留する場合、キャップが大型化する。ヘッドユニット又はキャップを上下方向に移動させる機構を備えることでヘッドユニットに対するキャップの密閉性を向上させることが可能であるが、上記のような大型のキャップの場合、上下移動させる負荷が大きい。
また、一般的に、キャップ内へのインクの吐出や排出はヘッドのメンテナンスのために行われるものであり、適切なタイミングで保湿のための十分なインク量をキャップ内に供給することは難しい。メンテナンスの必要性に関係なく保湿のためにキャップ内へ大量のインクを吐出や排出することは高価なインクを浪費することになりランニングコストが増大し好ましくない。
そこで、本発明の課題は、密閉性が低くてもノズル内のインクの乾燥を好適に抑制可能で且つキャップを移動させる負荷を低減できコスト低減可能な保湿装置及びそれを備えたインクジェット記録装置を提供することである。
以上の課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、保湿装置において、
複数のインクジェットヘッドを有するヘッドユニットのノズル面の保湿を行う保湿装置であって、
非記録動作時に、前記ノズル面に対向するキャップと、
前記ノズル面が前記キャップに対向して前記ノズル面を保湿可能な位置及び前記キャップに対向しない位置のいずれかに選択的に配置されるように、前記キャップが上下方向に移動することなく前記ヘッドユニットと前記キャップとを少なくとも水平方向に相対移動させる移動部と、
前記キャップ内に保湿液を供給する保湿液供給部と、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に記載の保湿装置において、
前記キャップは、前記複数のインクジェットヘッドから加圧パージされるインクを受容して貯留することを特徴とする。
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の保湿装置において、
前記保湿液供給部は、加圧パージされるインク量に対する保湿液供給量の割合が50質量%以上となるように保湿液を供給することを特徴とする。
請求項4に記載の発明は、請求項2又は3に記載の保湿装置において、
前記キャップ内には海綿状部材が設けられ、前記キャップ内に貯留される保湿液は前記海綿状部材に吸収されて保持され、
前記海綿状部材は、前記ノズル面が前記キャップに対向しているときには前記ノズル面に形成されたノズルに対向して配置され、前記ノズルからインクを加圧パージするときには当該ノズルに対向する位置から退避することを特徴とする。
請求項5に記載の発明は、請求項1から4のいずれか一項に記載の保湿装置において、
前記移動部による前記ヘッドユニットと前記キャップとの水平方向の相対移動を阻害しない退避位置と前記ノズル面と前記キャップが対向した状態で前記ノズル面と前記キャップの間の空間と大気が連通する開口を覆う保湿位置とを移動可能な可動部材を備えることを特徴とする。
請求項6に記載の発明は、請求項1から4のいずれか一項に記載の保湿装置において、
前記移動部による前記ヘッドユニットの移動経路上に突出して前記キャップの側面に並設されて配置され、上端部が前記ノズル面よりも低い開状態と前記上端部が前記ノズル面よりも高い閉状態とに移動可能な可動部材を備えることを特徴とする。
請求項7に記載の発明は、請求項5又は6に記載の保湿装置において、
前記可動部材を移動させるシャッター機構と、を更に備えることを特徴とする。
請求項8に記載の発明は、請求項7に記載の保湿装置において、
前記シャッター機構は、前記移動部による前記ヘッドユニットの相対移動に連動して前記可動部材を移動させることを特徴とする。
請求項9に記載の発明は、請求項1から8のいずれか一項に記載の保湿装置において、
前記保湿液供給部は、前記キャップ内に保湿液として水を供給することを特徴とする。
請求項10に記載の発明は、請求項1から9のいずれか一項に記載の保湿装置において、
前記移動部は、前記ヘッドユニットと前記キャップとを水平方向にのみ相対移動させることを特徴とする。
請求項11に記載の発明は、請求項1から10のいずれか一項に記載の保湿装置において、
前記移動部は、前記ヘッドユニットのみを移動させることを特徴とする
請求項12に記載の発明は、インクジェット記録装置において、
請求項1から11のいずれか一項に記載の保湿装置と、
ノズルからインクを吐出するインクジェットヘッドと、を備えることを特徴とする。
本発明によれば、密閉性が低くてもノズル内のインクの乾燥を好適に抑制可能で且つキャップを移動させる負荷を低減できコスト低減可能な保湿装置及びそれを備えたインクジェット記録装置を提供することである。
インクジェット記録装置の斜視図である。 キャリッジ上のヘッドの配置を示す概略平面図である。 保湿装置の斜視図である。 保湿装置の筐体を示す斜視図である。 主走査装置により移動されるヘッドユニットとキャップの位置関係を説明する図である。 保湿装置のキャップを示す概略図である。 ノズル面がキャップに対向しているときの海綿状部材の対向面の配置を示す概略図である。 複数のヘッドの加圧パージが行われるときの海綿状部材の対向面の配置を示す概略図である。 保湿装置の制御系を示すブロック図である。 キャップ71内の保湿処理の一例を示すフローチャートである。
[実施形態の概略]
以下、本発明の実施の形態に係る保湿装置及びインクジェット記録装置について、図面を用いて詳細に説明する。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。
図1は、本発明を適用した一実施形態のインクジェット記録装置1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1は、図1に示すように、例えば、記録媒体を水平方向に沿って搬送する搬送装置2と、搬送される記録媒体に上方からインクを吐出する複数のヘッド(インクジェットヘッド)3(図2参照)を搭載するキャリッジ4と、キャリッジ4を記録媒体の搬送方向に直交する水平方向に沿って搬送する主走査装置(移動部)5と、キャリッジ4に搭載された各ヘッド3のノズルの保湿及び各ヘッド3の加圧パージを行う保湿装置7と、キャリッジ4に搭載された各ヘッド3へのインク供給を行うインク供給系(図示略)と、全体を支持するフレーム100と、を主として備えている。ここで、インクとしては、水や有機溶媒等の揮発成分を含むインクが用いられる。
なお、以下の説明では、水平方向であって記録媒体の搬送方向に沿った方向をY軸方向、水平方向であってキャリッジ4の搬送方向に沿った方向をX軸方向又は主走査方向、鉛直方向をZ軸方向ということがある。
[搬送装置]
搬送装置2は、駆動ローラー21及び従動ローラー(図示略)と、駆動モーター22と、搬送ベルト23とを備えている。
駆動ローラー21及び従動ローラーは、回転自在に軸支されており、駆動ローラー21は、主走査方向Xに延在するように配置されている。駆動モーター22は、駆動ローラー21を回転駆動するための駆動源であり、駆動ローラー21の一端側に取り付けられている。
搬送ベルト23は、無端状に形成され、駆動ローラー21と従動ローラーとの間に架け渡されている。搬送ベルト23は、駆動ローラー21が回転すると駆動ローラー21と従動ローラーとの間を周回してその上面に載置された記録媒体をY軸方向に沿った搬送方向Fに向かって搬送し、駆動ローラー21の回転が停止すると、両ローラー間での周回を停止し、記録媒体の搬送を停止する。
駆動モーター22は、ヘッド3がX軸方向に沿った片道1回分の走査が終了すると、駆動ローラー21を所定量だけ回転させて記録媒体を搬送方向Fに所定距離だけ搬送させて停止させ、ヘッド3が主走査方向Xの反対方向への走査を開始して終了すると、駆動ローラー21を再度所定量だけ回転させて記録媒体を搬送方向Fに所定距離だけ搬送させて停止させることを繰り返し、記録媒体をいわゆる間欠搬送する。
なお、記録媒体としては、紙や布帛のほか、樹脂フィルムや金属類等を用いることが可能である。
[フレーム]
図1に示すように、フレーム100は、X軸方向に沿って延在する矩形の本体部101と、本体部101におけるX軸方向一端部を支持する第一の土台部102と、本体部101におけるX軸方向他端部を支持する第二の土台部103とから主に構成されている。
第一の土台部102は、本体部101の一端部を下方から支持している。また、第二の土台部103は、その内部に保湿装置7を格納保持しつつ本体部101の他端部を下方から支持している。
本体部101は、後述する主走査装置5の一対のキャリッジレール51,51をX軸方向に向けた状態で内側に格納保持しており、キャリッジ4は本体部101の内部でX軸方向に沿って搬送される。
また、第一の土台部102と第二の土台部103は、前述した搬送装置2を挟んでX軸方向の両側に配置され、本体部101は搬送装置2の上方に架設されている。これにより、搬送装置2による記録媒体の搬送方向に直交する方向でキャリッジ4を搬送しつつ当該キャリッジ4に搭載された各ヘッド3からインクを吐出して画像形成を行うことを可能としている。
[主走査装置及びキャリッジ]
主走査装置5は、フレーム100の本体部101の内部において、X軸方向に沿って延在するように支持された棒状の一対のキャリッジレール51、51を備えている。これら一対のキャリッジレール51、51は、搬送装置2の搬送ベルト23の上方を跨ぐように設けられている。そして、キャリッジレール51、51には、箱状のキャリッジ4がX軸方向に沿って往復移動可能に支持されている。
キャリッジ4は上部が開放された略矩形の筐体であり、その底板に複数のヘッド3が搭載される。キャリッジ4は、図1に示すように、Y軸方向における両側面の上部においてY軸方向両側に向かって腕部42、42が延出されており、当該各腕部42、42がそれぞれリニアガイドを介してキャリッジレール51、51の上部に載置されており、これによってキャリッジレール51、51上をX軸方向に沿ってスライド移動可能となっている。
また、キャリッジレール51、51とキャリッジ4の腕部42、42との間にはリニアモーターが装備されている。すなわち、各キャリッジレール51、51にはリニアモーターの固定子が装備され、キャリッジ4の各腕部42、42には可動子が装備されており、固定子側のコイルの電流制御によりキャリッジ4はX軸方向に沿った搬送動作が付与される。
図2は、キャリッジ4の底板41を上方から見た概略図である。このインクジェット記録装置1では、Y(イエロー),Lm(ライトマゼンタ),Or(オレンジ),M(マゼンタ),Bk(ブラック),Bl(ブルー),Lk(ライトブラック),C(シアン),Lc(ライトシアン)の九色のカラーについてそれぞれ九つのヘッド3を備え、合計81基のヘッド3がキャリッジ4の底板41に取り付けられている。
各色彩のヘッド群は、図示のように、X軸方向に沿ってY,Lm,Or,M,Bk,Bl,Lk,C,Lcの順番で並んでおり、各ヘッド群の九つのヘッド3は、Y軸方向に沿って千鳥状に並んで配置されている。
また、底板41は各ヘッド3の取り付け位置毎にY軸方向に沿ったスリット状の開口を備えており、底板41に対して上方から取り付けられた各ヘッド3は、開口を通じてキャリッジ4の真下にインクの液滴を吐出することを可能としている。なお、図2に示す例では、Yの色彩についてのみ開口を示しており、他の色彩については省略している。
そして、前述のように、各色彩について、九つのヘッド3を千鳥状に配置することで、キャリッジ4の底板41におけるY軸方向のほぼ全幅に渡る範囲内で任意の位置に各色彩のインクの吐出を行うことを可能としている。
このように、キャリッジ4に複数のヘッド3が取り付けられてヘッドユニット6が構成されている。また、ヘッドユニット6の記録媒体に対向する面、すなわち底板41の記録媒体に対向する面がノズル面61を構成している。
[ヘッド]
ヘッド3は、その底部において搬送される記録媒体と対向するノズルプレートにY軸方向に沿ったノズル列31が複数本X軸方向に並んで形成されている。そして、ヘッド3の内部には、各ノズルにインクを導くインク流路と各ノズルごとに設けられた複数の圧電素子とを備えている。そして、インク流路は、ヘッド3の上部に設けられた第一のポート及び第二のポートに連通しており、第一のポートを介してインク供給系(図示略)から各ノズルにインクが供給され、第二のポートから余分なインクが排出される。
[保湿装置]
本発明の保湿装置7の構成について、図3〜図10を参照して以下に説明する。
図3は、保湿装置7を示す斜視図であり、図4は、キャップ71の筐体711を示す斜視図であり、図5は、主走査装置5により移動されるヘッドユニット6とキャップ71の位置関係を説明する図であり、図6は、保湿装置7を構成するキャップ71を示す概略図である。図7は、ヘッドユニット6がキャップ71に対向しているときの海綿状部材712の対向面712aの配置を示す概略図であり、図7(a)は、海綿状部材712を介してヘッド3を下方から見た図を示し、図7(b)は、ヘッド3を正面から見た図を示している。図8は、複数のヘッド3の加圧パージが行われるときの海綿状部材712の配置を示す概略図であり、図8(a)は、海綿状部材712を介してヘッド3を下方から見た図を示し、図8(b)は、ヘッド3を正面から見た図を示している。なお、図4では、キャップ71内に貯留されるインク及び保湿液としての水を省略している。また、図7及び図8では、ヘッド3のY軸方向に沿ったノズル列31が1本のみ形成された例を示している。
保湿装置7は、搬送装置2から外れて、キャリッジレール51、51の一端部側に設けられている。すなわち、非記録動作時に、図5に示すように、キャリッジ4がキャリッジレール51、51の一端部の保湿装置7との対向位置まで移動し、かかる状態で各ヘッド3のノズルの保湿及び加圧パージを行う。
保湿装置7は、図3〜図6に示すように、非記録動作時に、ヘッドユニット6のノズル面61に対向するキャップ71と、キャップ71の側面に並設されて配置された可動部材74と、上記したように構成される主走査装置5と、キャップ71内に保湿液として水を供給する保湿液供給部72と、可動部材74を開閉するシャッター機構73と、を主に備えて構成されている。
また、保湿装置7は、キャップ71を上下方向に移動させてヘッドユニット6のノズル面に近接させる上下移動機構を備えていない。これにより、大型のキャップ71を移動させる負荷が低減されているとともに、装置コストの低減が図られている。
また、本実施形態は、ヘッドユニット6を上下方向に移動させてノズル面61をキャップ71に近接させる上下移動機構を備えていないため、更なる装置コストの低減が図られている好ましい態様である。
更に、ヘッドユニット6にはノズル面61と記録媒体の間隔の調整又は記録媒体の浮きが検知された場合にヘッドユニット6を上方向に退避させる上下方向移動機構を設け、これを利用してノズル面61をキャップ71に近接させるべく上下移動をさせてもよい。ノズル面61をキャップ71に近接させるための上下移動機構を別途に設けることなくノズル面61に対するキャップ71の密閉性を向上させることが可能になる。
キャップ71は、図3〜図6に示すように、主走査装置5によりヘッドユニット6が対向位置に配置されているとき、当該ヘッドユニット6のノズル面61を覆う。
キャップ71は、筐体711、筐体711の内側に設けられる海綿状部材712、筐体711の内側に貯留されるインク及び水を排出する第1排出管713及び第2排出管714等を備えて構成されている。
筐体711は、平面視においてヘッドユニット6のノズル面61よりも大きい略矩形状をなしており、図4に示すように、上面が開口された略直方体形状の箱型に形成されている。すなわち、筐体711は、X方向における記録媒体側に向かって徐々に下方に傾斜する底面部711a、底面部711a上のY方向両縁部に立設する二つの外壁部711b、底面部711a上のX方向における記録媒体と反対側の縁部に設けられる外壁部711c、等を有している。これら三つの外壁部711b、711cはそれぞれ、その上端部がヘッドユニット6のノズル面61よりも上方に位置するように構成されている。これにより、ヘッドユニット6がキャップ71に対向配置されるときに、ノズル面61がキャップ71の内側に配置されて、ノズル面61の保湿効果が向上されている。
可動部材74は、筐体711の底面部711a上のX方向における記録媒体側の縁部に設けられ、その下端部が筐体711に取り付けられている。また、可動部材74は、主走査装置5によるヘッドユニット6の移動経路上に突出してキャップ71の側面に並設されて配置され、その上端部がノズル面61よりも低い位置にある開状態(図4(a)参照)と、その上端部がノズル面61よりも高い位置にある閉状態(図4(b)参照)とに移動可能に構成されている。可動部材74の内面には弾性部材74aが設けられている。これにより、ヘッドユニット6がキャップ71に対向配置されて可動部材74が閉状態となったときに(図4(b)及び図5(c)参照)、可動部材74が底面部711aの側端面及び二つの外壁部711bの側端面に当接してこれらに密着し、後述する外壁部711h、内壁部711gとヘッドユニット6との間に形成される開口(隙間)を覆うことによりキャップ71内の保湿性を更に高めることができる。
なお、可動部材74は閉状態となったときに底面部711aの側端面及び二つの外壁部711bの側端面のみならず、ヘッドユニット6のX方向における記録媒体側の面にも当接して密着するように構成されていても良い。この場合、ヘッドユニット6とキャップ71との隙間が減少し、更にキャップ71内の保湿性を高めることができる。
なお、可動部材74は、主走査装置5によるヘッドユニット6とキャップ71との水平方向の相対移動を阻害しない退避位置と、ノズル面61とキャップ71が対向した状態でノズル面61とキャップ71との間の空間と大気が連通する開口を覆う保湿位置と、を移動可能に設けられていれば良く、上記の実施形態の態様に限られるものではない。
例えば、ノズルの保護のため、ヘッド3の下側の端面に凹部を設け、この凹部の底面(ノズル面)にノズルを形成した場合には、可動部材は、上端部がヘッド3の下側の端面よりも低い位置にある開状態と、その上端部がヘッド3の下側の端面よりも高い位置にある閉状態とに移動可能に構成してもよい。
また、可動部材をゴム等の弾性部材とし、ヘッドユニット6又はキャップ71に当接して撓むことでヘッドユニット6とキャップ71との相対移動を阻害せず、撓んだ状態から元の形状に戻ることでノズル面61とキャップ71との間の開口を覆ってノズル面61の保湿効果を向上できるようにしても良い。また、このような可動部材が設けられている場合には、シャッター機構73が設けられていなくても良い。
シャッター機構73を設ける必要がないため、装置コストを更に低減できるとともに、装置構成を簡略化できる。
また、筐体711は、図4に示すように、底面部711a上のY方向における二つの外壁部711bよりもそれぞれ内側に立設する二つの内壁部711f、底面部711a上のX方向における記録媒体側の縁部よりも内側に立設する内壁部711gを更に有している。これら二つの内壁部711f、内壁部711g及び上記外壁部711cにより、平面視略矩形状の貯留部715が形成されている。貯留部715はその内側に、各ヘッド3から加圧パージされるインク及び保湿液供給部72から供給される水を貯留する。
また、筐体711は、底面部711a上のX方向における記録媒体側の縁部に外壁部711hを更に有している。この外壁部711h、上記二つの外壁部711b、外壁部711c及び上記二つの内壁部711fにより、平面視略コの字形状のオーバーフロー部716が形成されている。オーバーフロー部716はその内側に、上記貯留部715に貯留されるインク及び水のうちオーバーフローした分を貯留する。
また、貯留部715を形成する二つの内壁部711f及び内壁部711g、並びにオーバーフロー部716を形成する外壁部711hは、その上端部がヘッドユニット6のノズル面61よりも下方に位置するように構成されている。これにより、主走査装置5によりヘッドユニット6が水平移動してキャップ71の対向位置に配置される際に、四つの壁部711f〜711hの上端部がノズル面61に当接することが防止されている。
海綿状部材712は、図6に示すように、貯留部715の内側に設けられ、貯留部715に貯留されるインク及び水を吸収して保持する。海綿状部材712としては、例えばスポンジ等が用いられる。また、海綿状部材712は、ヘッドユニット6に設けられた各ヘッド3の下面に対向して設けられ、各ヘッド3の下面と略同一形状の対向面712aを有している。このように対向面712aは、ノズル面61よりも低い位置に配置されているとともに、内壁部711f、711gの上端部よりも上方に配置されて貯留部715内に貯留される水及びインク等の液面Wよりも高い位置に配置されている。このような海綿状部材712が設けられていることで、水を吸収して保持する海綿状部材712の対向面712aが各ヘッド3の下面に近接して対向配置され、各ヘッド3のノズルの保湿性能を高めることができる。
また、海綿状部材712は、図7に示すように、ノズル面61がキャップ71に対向しているときには対向面712aがノズル面61に形成されたノズルにそれぞれ対向配置され、図8に示すように、当該ノズルからインクを加圧パージするときには対向面712aが当該ノズルに対向する位置から退避するように構成されている。
具体的には、キャップ71は、制御部9の制御下で海綿状部材712を退避移動させる移動機構717を更に備えている。移動機構717は、貯留部715内において海綿状部材712を支持し、X軸方向にスライド移動可能に構成されている。移動機構717は、ノズル面61がキャップ71に対向し且つ各ヘッド3の加圧パージが行われる直前に、海綿状部材712の対向面712aを、キャップ71内においてヘッド3のノズル列31に対向する位置からX軸方向に移動させる(図8参照)。これにより、海綿状部材712が、各ヘッド3の加圧パージが行われるときに対向面712aが各ヘッド3のノズルに対向する位置から退避するように構成されている。なお、移動機構717は、各ヘッド3の加圧パージ終了後に、海綿状部材712を移動させ、対向面712aが各ヘッド3のノズルにそれぞれ対向配置されるように復帰させる。
このように、海綿状部材712が退避可能に構成されていることで、加圧パージされたインクD(図8(b)参照)が海綿状部材712の対向面712aに付着するとともにノズルの先端部に付着して、当該インクDがノズル面61と海綿状部材712との間に保持されてしまうことを抑制することができる。
なお、移動機構717は、海綿状部材712をキャップ71の内側で退避させるものとしたが、キャップ71の外側に退避させるものとしても良い。この場合、移動機構717は、可動部材74を開状態としその開口部分から海綿状部材712を退避させるものとしても良いし、キャップ71の筐体711に別途設けられて開閉可能に構成された開口部分(図示略)から海綿状部材712を退避させるものとしても良い。
また、海綿状部材712は、各ヘッド3にそれぞれ対向するように各個別に複数設けられていても良く、上記移動機構717により複数の海綿状部材712がそれぞれ各ヘッド3の対向位置から退避されるように構成されていても良い。
第1排出管713は、図3、図5及び図6に示すように、筐体711の底面部711aに設けられて下方に延在し、廃液タンク(図示略)に連通している。第1排出管713は開閉弁(図示略)を有し、制御部9の制御下で開閉自在に構成されている。また、第1排出管713の上端部には排出口713aが設けられ、当該排出口713aは貯留部715内のX方向における記録媒体側端部に配置されている。上記したように底面部711aは、X方向における記録媒体側に向かって徐々に下方に傾斜するように設けられているため、貯留部715に貯留されるインク及び水は排出口713aから効率的に排出される。
第2排出管714は、図3、図5及び図6に示すように、筐体711の底面部711aに設けられて下方に延在し、廃液タンク(図示略)に連通している。第2排出管714は開閉弁(図示略)を有し、制御部9の制御下で開閉自在に構成されている。また、第2排出管714の上端部には排出口714aが設けられ、当該排出口714aはオーバーフロー部716内のX方向における記録媒体側端部に配置されている。上記したように底面部711aは、X方向における記録媒体側に向かって徐々に下方に傾斜するように設けられているため、貯留部715からオーバーフロー部716にオーバーフローしたインク及び水は排出口714aから効率的に排出される。なお、第2排出管714は常時開放状態となっていても良く、貯留部715からオーバーフローしたインク及び水を常時排出するように構成されていても良い。
主走査装置5は、上記した通りに構成され、ヘッドユニット6のノズル面61がキャップ71に対向してノズル面61を保湿可能な位置(図5(b)及び(c)に示される位置)及びキャップ71に対向しない位置(例えば、図5(a)に示される位置)のいずれかに選択的に配置されるように、キャップ71及びヘッドユニット6を上下方向に移動することなく、ヘッドユニット6をキャップ71に対して水平方向に相対移動させる。ここで、ノズル面61を保湿可能な位置とは、キャッピングなしのノズル面61に対し、ノズル面61の保湿によるノズルの目詰り防止の効果が見られる位置をいう。
なお、主走査装置5は、ヘッドユニット6をキャップ71に対向配置させるとき、ヘッドユニット6のX方向におけるキャップ71の外壁部711c側の端部を、当該外壁部711cの内面に当接させるように移動させるものとしても良い。これにより、ヘッドユニット6とキャップ71との隙間が減少し、更にキャップ71内の保湿性を高めることができる。
保湿液供給部72は、図6に示すように、キャップ71の外壁部711c側の端部に設けられ、当該位置においてキャップ71の貯留部715内に水を供給する。具体的には、保湿液供給部72は、キャップ71の貯留部715内に連通する供給管721、水を貯留する水タンク722、当該水タンク722から供給管721を介して貯留部715に水を送液する送液ポンプ723等を備えて構成されている。
送液ポンプ723は、制御部9の制御下で駆動し、加圧パージされるインク量に対して水供給量の割合が50質量%以上となるように、キャップ71内に水を供給する。具体的には、例えば、制御部9は、ヘッドユニット6がキャップ71に対向配置されている状態で加圧パージを行った回数やインク吐出量をカウントし、それにより加圧パージされたインク量を算出する。制御部9は、算出されたインク量に対し、送液ポンプ723により供給された水の量が、常に50質量%以上となるように、送液ポンプ723を断続的に駆動するような制御を行う。
なお、送液ポンプ723は、加圧パージされるインク量に対する水供給量の割合が50質量%以上となるようにキャップ71内に水を供給するものとしたが、これに限られるものではなく、例えばインクの種類、外部環境の温度や湿度等に応じて適宜設定されるものとしても良い。
シャッター機構73は、制御部9の制御下で駆動して可動部材74を開閉する。具体的には、シャッター機構73は、駆動モーター(図示略)を有する駆動部731を備え、当該駆動モーターを正方向及び逆方向のいずれかに回転させることで、可動部材74の下端部を中心に上端部を回動させ、開状態又は閉状態としている。
可動部材74が閉状態のとき可動部材74の上端部はヘッドユニット6のノズル面61よりも上方に位置するため、シャッター機構73が可動部材74の開閉することにより、主走査装置5によるヘッドユニット6の移動を阻害することなく、キャップ71による保湿性能を高めることができる。
なお、シャッター機構73は、主走査装置5によるヘッドユニット6の相対移動に連動して可動部材74を開閉するように構成されていても良い。例えば、ヘッドユニット6の水平移動に連動して正逆回転するギア(図示略)が設けられ、当該ギアの回転力が可動部材74に伝達されることで可動部材74が開閉するように構成されているものとしても良い。
上記のように構成される保湿装置7は、非記録動作時に、各ヘッド3の加圧パージを行う。例えば、記録動作を開始する直前に、キャリッジ4がキャリッジレール51、51の一端部の保湿装置7との対向位置まで移動した状態において、加圧パージが実施される。
このため、保湿装置7は、各ヘッド3の汚れを拭き取る清掃装置(図示略)を更に備えている。
上記清掃装置は、主に、ヘッド3に摺接するX軸方向に沿った回転軸回りに回転可能な清掃ローラーと、当該清掃ローラーをY軸方向に沿って搬送するローラー搬送機構とにより構成されている。清掃ローラーは、キャリッジ4に搭載された9色のヘッド群のうちの3色分のヘッド群の拭き取りが可能となるように、X軸方向における幅が設定されており、1往復半の移動動作により全てのヘッド3の清掃を実施する。そして、これにより、インクの固化によるノズルの目詰まりを防止する。
また、メンテナンス時のキャップ71に対するインクの吐出は、インク供給系(図示略)のインク供給圧をもって行われ、これによりヘッド3内のインク流路の詰まり等を解消することができる。
図9は、インクジェット記録装置1の制御系を示すブロック図である。図9に記載の制御部9はインクジェット記録装置1全体の制御を行うが、ここでは保湿装置7の構成のみを図示し、他の構成については図示を省略するものとする。
制御部9は、図9に示すように、上記保湿装置7を構成する各部と接続されており、保湿装置7を構成する各部を制御する。制御部9は、CPU91、RAM92及びROM93等を有する。CPU91は、ROM93等の記憶装置から処理内容に応じた各種のプログラムやデータ等を読み出して実行し、実行された処理内容に応じて搬送装置2の各部の動作を制御する。RAM92は、CPU91により処理される各種のプログラムやデータ等を一時的に記憶する。ROM93は、CPU91等により読み出される各種のプログラムやデータ等を記憶する。
上記のように構成された保湿装置7及びインクジェット記録装置1において、制御部9により行われるキャップ71内保湿処理の一例について、図10を参照して以下説明する。
図10は、インクジェット記録装置1による記録動作時又は非記録動作時に行われるキャップ71内の保湿処理の一例を示すフローチャートである。
まず、制御部9は、加圧パージされたインク量を算出する(ステップS101)。すなわち、制御部9は予め、ヘッドユニット6がキャップ71に対向配置された状態で行われた加圧パージの回数や加圧パージによるインク吐出量をカウントしておき、カウントした値に基づいて現時点で加圧パージされたインク量を算出する。
次に、制御部9は、保湿液供給部72による水供給量を算出する(ステップS102)。すなわち、制御部9は予め、保湿液供給部72の送液ポンプ723の駆動時間をカウントしておき、カウントした値に基づいて現時点でキャップ71内に供給した水供給量を算出する。なお、制御部9は、保湿液供給部72によりキャップ71内に水を供給した時からの経過時間を更にカウントし、そのカウントした値に基づいて上記算出した水供給量を補正するものとしても良い。
次に、制御部9は、ステップS102で算出した水供給量に対するステップS101で算出したインク量の割合が、50質量%以上であるか否かを判定する(ステップS103)。50質量%以上でないと判定されると(ステップS103;NO)、制御部9は、キャップ71内保湿処理を終了する。
一方、水供給量に対するインク量の割合が50質量%以上であると判定されると(ステップS103;YES)、制御部9は、所定時間送液ポンプ723を駆動し、キャップ71内に所定量の水を供給する(ステップS104)。これにより、水供給量に対するインク量の割合が低減する。ステップS104における送液ポンプ723の駆動時間としては、装置構成やインクの種類等の各種条件に応じて適宜設定され、制御部9はこれをカウントする。また、水が供給されることで貯留部715からオーバーフローした分のインク及び水はオーバーフロー部716に貯留される。
次に、制御部9は、ステップS104にてカウントした値に基づいて、ステップS102と同様に、保湿液供給部72による水供給量を算出する(ステップS105)。
次に、制御部9は、ステップS105で算出した水供給量に対するステップS101で算出したインク量の割合が、50質量%以上であるか否かを判定する(ステップS106)。50質量%以上でないと判定されると(ステップS106;NO)、制御部9は、キャップ71内保湿処理を終了する。
一方、水供給量に対するインク量の割合が50質量%以上であると判定されると(ステップS106;YES)、制御部9は、第1排出管713及び第2排出管714を開放する(ステップS107)。これにより、キャップ71内に貯留されたインク及び水の全てが第1排出管713及び第2排出管714を介して排出される。なお、インク及び水の全てが排出された後、制御部9は第1排出管713及び第2排出管714を閉鎖する。
次に、制御部9は、算出したインク量及び水供給量をリセットする(ステップS108)。すなわち、制御部9は、インク量及び水供給量の算出に用いられる、加圧パージの回数や加圧パージによるインク吐出量、送液ポンプ723の駆動時間等のカウント値をリセットする。
次に、制御部9は、所定時間送液ポンプ723を駆動し、キャップ71内に水を供給する(ステップS109)。上記した通り、ステップS107にてキャップ71内に貯留される全てのインク及び水は第1排出管713及び第2排出管714を介して排出されているので、キャップ71内には水のみが貯留され、水供給量に対するインク量の割合は0質量%となっている。なお、ステップS104の処理と同様、制御部9は、ステップS109における送液ポンプ723の駆動時間をカウントする。
このようにしてキャップ71内保湿処理を行う。
上記キャップ71内保湿処理は、記録動作開始直前に加圧パージを行った後、記録動作と並行して行われるものとしても良いし、記録動作終了後、ヘッドユニット6がキャップ71の対向位置に配置された状態で行われるものとしても良い。また、上記キャップ71内保湿処理は、加圧パージが行われる度に行われるものとしても良いし、複数回連続して行われるものとしても良い。
なお、上記キャップ71内保湿処理では、ステップS104の処理において所定時間送液ポンプ723を駆動するものとしたが、送液ポンプ723の駆動時間を長くして水を過大に供給し、貯留部715内に貯留されるインク及び水をオーバーフローさせ、そのオーバーフロー分を第2排出管714から排出するものとしても良い。
また、上記キャップ71内保湿処理では、ステップS106の処理において水供給量に対するインク量が50質量%以上であると判定されるとステップS107の処理を行うものとしたが、ステップS106の処理にて50質量%以上と判定されるまで、ステップS104〜S106の処理を繰り返すものとしても良い。この場合には、制御部9はステップS107〜S109の処理を行わないものとしても良い。
また、上記キャップ71内保湿処理では、ステップS107の処理において第1排出管713及び第2排出管714を開放するものとしたが、第2排出管714を常時開放状態として貯留部715からのオーバーフロー分は常時第2排出管714を介して排出するものとしても良い。この場合には、制御部9はステップS107の処理で第1排出管713のみを開放する。
[発明の実施形態の技術的効果]
以上、上記した実施形態によれば、複数のヘッド3を有するヘッドユニット6のノズル面61の保湿を行う保湿装置7であって、非記録動作時に、ノズル面61に対向するキャップ71と、ノズル面61がキャップ71に対向してノズル面61を保湿可能な位置及びキャップ71に対向しない位置のいずれかに選択的に配置されるように、キャップ71が上下方向に移動することなくヘッドユニット6とキャップ71とを少なくとも水平方向に相対移動させる主走査装置5と、キャップ71内に保湿液を供給する保湿液供給部72と、を備えるので、ヘッドユニット6のノズル面61を保湿可能な位置に配置し、保湿液供給部72により適切なタイミングで適切な量の保湿液を供給してキャップ71内の湿度を高めることができ、ヘッドユニット6とキャップ71との密閉性が低くてもノズル内のインクの乾燥を好適に抑制することができる。また、主走査装置5はキャップ71を上下方向に移動させないので、キャップ71を移動させる負荷を低減することができるとともに、上下移動機構を省略でき装置コストを低減することができる。
また、主走査装置5はヘッドユニット6を水平方向に移動させてヘッドユニット6とキャップ71を相対移動させるので、キャップ71を水平方向に移動させる必要がなく、装置コストを更に低減することができる。
また、保湿液供給部72が保湿液として水を供給するので、キャップ71内の湿度をより確実に高めることができる。
また、キャップ71は、複数のヘッド3から加圧パージされるインクを受容して貯留するので、キャップ71を加圧パージに使用されるインクトレーとして兼用することができる。これにより、装置コストを更に低減することができるとともに、装置構成を簡略化することができる。
また、保湿液供給部72は、加圧パージされるインク量に対する水供給量の割合が50質量%以上となるように水を供給するので、より確実にキャップ71内を高湿度に保つことができ、ヘッド3のノズル内のインクの乾燥をより好適に抑制することができる。
また、キャップ71内には海綿状部材712が設けられ、キャップ71内に貯留される保湿液としての水は海綿状部材712に吸収されて保持され、海綿状部材712は、ノズル面61がキャップ71に対向しているときにはノズル面61に形成されたノズルに対向して配置され、ノズルからインクを加圧パージするときには当該ノズルに対向する位置から退避するので、加圧パージされたインクが海綿状部材712の対向面712aに付着するとともにノズルの先端部に付着して、インクがノズル面61と海綿状部材712との間に保持されてしまうことを抑制することができる。これによりノズルの目詰まりの発生を抑制することができる。
また、主走査装置5によるヘッドユニット6とキャップ71との水平方向の相対移動を阻害しない退避位置とノズル面61とキャップ71が対向した状態でノズル面61とキャップ71の間の空間と大気が連通する開口を覆う保湿位置とを移動可能な可動部材を備える場合には、キャップ71内をより高湿に保つことができるとともに、ヘッドユニット6とキャップ71との相対移動を阻害することが防止される。
また、主走査装置5によるヘッドユニット6の移動経路上に突出してキャップ71の側面に並設されて配置され、上端部がノズル面61よりも低い開状態と上端部がノズル面61よりも高い閉状態とに移動可能な可動部材74を備えるので、可動部材74を閉状態とすることでキャップ71をより高湿度に保つことができるとともに、可動部材74を開状態とすることでヘッドユニット6とキャップ71との相対移動を阻害することが防止される。
また、可動部材74を移動させるシャッター機構73を更に備えるので、可動部材74をタイミング良く移動させることができる。これにより、キャップ71内をより確実に高湿度に保つことができるとともに、ヘッドユニット6とキャップ71との相対移動を阻害することがより確実に防止される。
また、シャッター機構73が、主走査装置5によるヘッドユニット6の相対移動に連動して可動部材を移動させる場合には、シャッター機構73の構成を簡略化することができ、コストを更に低減することができる。
[その他]
なお、本発明の実施の形態における記述は、本発明に係る保湿装置及びインクジェット記録装置の一例であり、これに限定されるものではない。保湿装置及びインクジェット記録装置を構成する各機能部の細部構成及び細部動作に関しても適宜変更可能である。また、本発明のインクジェット記録装置は、記録媒体に対して印画動作を行う場合のみならず、基板に対して配線材料を吐出することで配線パターンを形成する等、その他の用途に用いることも可能である。
また、上記した実施形態では、保湿装置7が各ヘッド3の加圧パージをも行うものとしたが、加圧パージを行うメンテナンス部が別途設けられて、保湿装置7はノズル面61の保湿のみを行うものとしても良い。
また、上記した実施形態では、ヘッドユニット6を水平方向に移動させる主走査装置5が設けられているものとしたが、キャップ71のみを水平方向に移動させる移動部が設けられているものとしても良いし、ヘッドユニット6及びキャップ71の両方を水平方向に移動させる移動部が設けられているものとしても良い。
また、上記した実施形態では、キャップ71の貯留部715に海綿状部材712が設けられているものとしたが、貯留部715内でインク及び保湿液を吸収して保持可能な材質で構成されたものであれば良く、例えば不織布等が設けられていても良い。
また、上記した実施形態では、可動部材74及びシャッター機構73が、可動部材74の下端部を中心に上端部を回動させることで開閉するように構成されているものとしたが、可動部材74が下方にスライド移動することで開閉するように構成されているものとしても良い。
また、上記した実施形態では、キャップ71が海綿状部材712を退避移動させる移動機構717を備えているものとしたが、当該移動機構717を備えていなくても良い。この場合には、ヘッドユニット6とキャップ71とを水平方向に相対移動させることにより、海綿状部材712の対向面712aをノズルに対向する位置から退避させるものとしても良い。
また、上記した実施形態では、保湿液供給部72が保湿液として水を供給するものとしたが、キャップ71内を保湿することができれば水以外の保湿液を供給するものとしても良い。例えば、インクに含まれる揮発性の有機溶媒や水を含む液体を保湿液として用いても良い。
保湿液は、色材を含有させる必要がないのでインクに比べて安価でありランニングコストを抑えることができる。
また、上記した実施形態では、図10に示すキャップ71内保湿処理を行うものとしたが、これに限られるものではなく、例えば、各ヘッド3からインクが加圧パージされる度に、そのインク量と同等以上の水を保湿液供給部72により供給するものとしても良い。
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
上記したように構成される本発明の保湿装置7を用いて、ノズル面61の保湿性能を評価した。
キャップ71の開口率が0.3%である場合において、加圧パージされるインク量に対して水供給量を100質量%、50質量%、0質量%とした例をそれぞれサンプル1〜3とした。同様に、キャップ71の開口率が1.1%である場合において、加圧パージされるインク量に対して水供給量を100質量%及び50質量%とした例をそれぞれサンプル4、5とした。なお、サンプル3(インク量に対する水供給量が0質量%)においては、保湿液供給部72が設けられていない以外は上記保湿装置7と同様に構成された保湿装置(図示略)を用いて行ったものである。
ここで、キャップ71の開口率は、次式より求められる。
開口率(%)=S2/S1×100
S1は、キャップ71の貯留部715内に貯留されるインク及び/又は水の液面Wの面積を表す。なお、貯留部715内には海綿状部材712が設けられていないものとする。S2は、ヘッドユニット6がキャップ71に対向配置される場合において、キャップ71内の空気が外気と振れる隙間の面積を表す。すなわち、S2は、平面視においてキャップ71の外壁部711b、711c及び可動部材74により囲まれる領域の面積から、平面視におけるヘッドユニット6のノズル面61の面積を引いた値である。
上記各サンプル1〜5において、ヘッドユニット6がキャップ71に対向配置されている状態において、平面視において貯留部715の中心位置であって、鉛直方向においてインク及び/又は水の液面Wとノズル面61との中央位置に、湿度計を設け、30分間放置した後に湿度を測定した。その測定結果を下記基準に従って評価し、評価結果を表1に示す。
○:湿度が82%RH以上
×:湿度が82%RH未満
Figure 2016150482
表1に示す通り、キャップ71内に水を供給する保湿液供給部72を備える本発明の保湿装置7によれば、キャップ71がヘッドユニット6と密着していないにも関わらず、キャップ71内が高湿度に保たれており、ノズル面61の十分な保湿効果が得られていることが分かる。
1 インクジェット記録装置
3 ヘッド(インクジェットヘッド)
5 主走査装置(移動部)
6 ヘッドユニット
7 保湿装置
61 ノズル面
71 キャップ
72 保湿液供給部
73 シャッター機構
74 可動部材
712 海綿状部材

Claims (12)

  1. 複数のインクジェットヘッドを有するヘッドユニットのノズル面の保湿を行う保湿装置であって、
    非記録動作時に、前記ノズル面に対向するキャップと、
    前記ノズル面が前記キャップに対向して前記ノズル面を保湿可能な位置及び前記キャップに対向しない位置のいずれかに選択的に配置されるように、前記キャップが上下方向に移動することなく前記ヘッドユニットと前記キャップとを少なくとも水平方向に相対移動させる移動部と、
    前記キャップ内に保湿液を供給する保湿液供給部と、を備えることを特徴とする保湿装置。
  2. 前記キャップは、前記複数のインクジェットヘッドから加圧パージされるインクを受容して貯留することを特徴とする請求項1に記載の保湿装置。
  3. 前記保湿液供給部は、加圧パージされるインク量に対する保湿液供給量の割合が50質量%以上となるように保湿液を供給することを特徴とする請求項2に記載の保湿装置。
  4. 前記キャップ内には海綿状部材が設けられ、前記キャップ内に貯留される保湿液は前記海綿状部材に吸収されて保持され、
    前記海綿状部材は、前記ノズル面が前記キャップに対向しているときには前記ノズル面に形成されたノズルに対向して配置され、前記ノズルからインクを加圧パージするときには当該ノズルに対向する位置から退避することを特徴とする請求項2又は3に記載の保湿装置。
  5. 前記移動部による前記ヘッドユニットと前記キャップとの水平方向の相対移動を阻害しない退避位置と前記ノズル面と前記キャップが対向した状態で前記ノズル面と前記キャップの間の空間と大気が連通する開口を覆う保湿位置とを移動可能な可動部材を備えることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の保湿装置。
  6. 前記移動部による前記ヘッドユニットの移動経路上に突出して前記キャップの側面に並設されて配置され、上端部が前記ノズル面よりも低い開状態と前記上端部が前記ノズル面よりも高い閉状態とに移動可能な可動部材を備えることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の保湿装置。
  7. 前記可動部材を移動させるシャッター機構と、を更に備えることを特徴とする請求項5又は6に記載の保湿装置。
  8. 前記シャッター機構は、前記移動部による前記ヘッドユニットの相対移動に連動して前記可動部材を移動させることを特徴とする請求項7に記載の保湿装置。
  9. 前記保湿液供給部は、前記キャップ内に保湿液として水を供給することを特徴とする請求項1から8のいずれか一項に記載の保湿装置。
  10. 前記移動部は、前記ヘッドユニットと前記キャップとを水平方向にのみ相対移動させることを特徴とする請求項1から9のいずれか一項に記載の保湿装置。
  11. 前記移動部は、前記ヘッドユニットのみを移動させることを特徴とする請求項1から10のいずれか一項に記載の保湿装置。
  12. 請求項1から11のいずれか一項に記載の保湿装置と、
    ノズルからインクを吐出するインクジェットヘッドと、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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