JP2019025783A - 記録装置 - Google Patents

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【課題】本発明の目的は、簡単な構成で選択した記録ヘッドからインクを吸引できる。【解決手段】インクを吐出する複数の記録ヘッドと、前記記録ヘッドからインクを吸引する吸引手段と、を有する記録装置において、前記吸引手段によるインクの吸引を記録ヘッド毎に選択的に規制する規制手段を、前記記録ヘッドと前記吸引手段の間に着脱自在であり、前記吸引手段は、装着された前記規制手段を介して、前記規制手段が規制しない記録ヘッドからインクを吸引する。【選択図】 図4

Description

本発明は、インクを吐出可能な記録ヘッドを用いて画像を記録する記録装置に関するものである。
記録媒体に対して記録ヘッドからインクを吐出し、画像を形成するインクジェット記録装置は、複数のノズルを高密度に配置した小型な記録ヘッドを用いて高精細な画像を形成することができる。また前記記録装置は、複数の記録ヘッドを配置し、各記録ヘッドに対して異なる複数色のインクを供給することで比較的安価かつ小型な構成にてカラー化を実現できるなどの多くの利点を有するものとして知られている。このため、インクジェット記録装置は、業務用、家庭用を問わず、プリンタ、ファクシミリおよび複写機など、様々な画像出力装置に用いられている。
こうしたインクジェット記録装置では、長期使用後における部品寿命等の記録ヘッド起因の不具合に対応するため、記録ヘッドを本体から容易に交換可能な構成を採用している。
記録ヘッドに不具合が発生した場合、ユーザあるいはサービスマンは、記録装置を所定の状態にした後、記録ヘッドユニットあるいは記録ヘッド単品を記録装置本体から取り外し、新しい記録ヘッドへの交換を行う。
インクジェット記録装置からの記録ヘッドの取り外しに先立っては、記録ヘッド内のインクはできる限り除去されることが望ましい。これは、記録ヘッド内にインクが残った状態で記録装置から取り外すと、記録ヘッドから漏れ出るインクによって、記録装置やその周囲をインクで汚してしまう可能性があるためである。
このため、記録装置から記録ヘッドを取り外す前に、記録ヘッドの吐出機能を回復するための回復装置まで記録ヘッドを移動して、回復装置により記録ヘッドから残インクを吸引する技術(特許文献1)が提案されている。
特許文献1には、複数の記録ヘッドのそれぞれのインク吐出口を外気から遮断した状態で覆う複数のキャップ部材が設けられている。また、回復装置は、複数のキャップ部材に連通すると共に負圧発生手段に連通する共通圧力室を備える技術が開示されている。このような回復装置により、取り外す前の記録ヘッドからインクを吸引除去することで、残インクによるインク汚れを防止できると共に、単一の負圧発生手段で共通圧力室を介して全ての記録ヘッドからインクを吸引できるので、コストダウンも図れている。
特開2012−35424号公報
しかしながら、上記従来の技術では、複数の記録ヘッドの中から選択した記録ヘッドを交換する場合であっても、共通圧力室を介して全ての記録ヘッドからインクを吸引して廃棄するため、交換しない記録ヘッドのインクが無駄になってしまうという問題がある。
そこで、本発明の目的は、簡単な構成で選択した記録ヘッドからインクを吸引できるようにすることである。
上記目的を達成するため、本発明は、インクを吐出する複数の記録ヘッドと、前記記録ヘッドからインクを吸引する吸引手段と、を有する記録装置において、前記吸引手段によるインクの吸引を記録ヘッド毎に選択的に規制する規制手段を、前記記録ヘッドと前記吸引手段の間に着脱自在であり、前記吸引手段は、装着された前記規制手段を介して、前記規制手段が規制しない記録ヘッドからインクを吸引することを特徴とする。
本発明によれば、簡単な構成で選択した記録ヘッドからインクを吸引できる。
記録装置の概略構成を示す模式図である。 記録装置の電気的な系統を示すブロック図である。 (a)(b)(c)は記録ヘッドの印刷動作を示す模式図である。 記録ヘッドの保護キャップ及びインク流路を示した模式図である。 記録ヘッドの交換時の流れを説明するフローチャートである。 (a)(b)は記録ヘッドの交換の流れを示す模式図である。 (a)(b)は記録ヘッドの交換の流れを示す模式図である。 (a)(b)は保護キャップを示す斜視図である。 (a)(b)は保護キャップを示す斜視図である。 保護キャップを示す斜視図である。
以下に、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
なお、この明細書において、「記録」(画像形成とも称する)とは、文字、図形等有意の情報を形成する場合のみならず、有意無意を問わず、また人間が視覚で知覚し得るように顕在化したものであるか否かを問わず、広く記録媒体上に画像、模様、パターン等を形成する、または媒体の加工を行う場合も表すものとする。
また、「記録媒体」(シートとも称する)とは、一般的な記録装置で用いられる紙のみならず、広く、布、プラスチック・フィルム、金属板、ガラス、セラミックス、木材、皮革等、インクを受容可能なものも表すものとする。
さらに、「インク」とは、上記「記録」の定義と同様広く解釈されるべきもので、記録媒体上に付与されることによって、画像、模様、パターン等の形成または記録媒体の加工、或いはインクの処理(例えば記録媒体に付与されるインク中の色剤の凝固または不溶化)に供され得る液体を表すものとする。
〔第1実施形態〕
図1を参照して、本実施形態に係る記録装置について説明する。ここでは、記録装置としてプリンタを例示している。図1は、プリンタの一例を模式的に示す正面図である。
プリンタ100は、このプリンタ100に画像情報を送るホストPC(パソコン)101に接続されている。プリンタ100には、記録手段として、複数(ここでは4つ)の記録ヘッド102K,102C,102M,102Y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つの記録ヘッド102K,102C,102M,102Yからはそれぞれブラック、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つの記録ヘッド102K,102C,102M,102Yは、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つの記録ヘッド102K,102C,102M,102Yの長さは、プリンタ100で印刷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つの記録ヘッド102K,102C,102M,102Yは、画像形成中は固定されて動かない。
4つの記録ヘッド102K,102C,102M,102Yから安定してインクを吐出できるように、プリンタ100には、記録ヘッドからインクを吸引する吸引手段としての吸引回復装置105が組み込まれている。この吸引回復装置105によって、記録ヘッド102K,102C,102M,102Yからのインク吐出状態は初期のインク吐出状態に回復される。すなわち、吸引回復装置105は、記録ヘッド102K,102C,102M,102Yからインクを吸引して記録ヘッド102K,102C,102M,102Yのインク吐出状態を回復する回復手段である。吸引回復装置105は、周知のブレード、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。また、吸引回復装置105は、プリンタ(記録装置)からワンタッチで着脱可能な構成となっており、サービスマンあるいはユーザが所定のタイミングで交換できるようになっている。
吸引回復装置105には、回復動作のときに4つの記録ヘッド102K,102C,102M,102Yのノズル部(インク吐出口形成面)103K,103C,103M,103Yからインクを除去するキャップユニット(キャッピング機構)104が備えられている。キャップユニット104K,104C,104M,104Yは、各記録ヘッド102K,102C,102M,102Yに対向して独立して設けられている。
記録媒体としてのロール紙Pは、ロール紙供給ユニット106から供給され、プリンタ100に組み込まれた搬送機構107によって矢印A方向に搬送される。搬送機構107は、ロール紙Pを載置して搬送する搬送ベルト108、この搬送ベルト108を回転させる搬送モータ109、搬送ベルト108に張力を与えるローラ110などから構成されている。
ロール紙Pに画像を形成する際には、搬送中のロール紙Pの記録開始位置がブラックの記録ヘッド102Kの下に到達する際に、記録データ(画像情報)に基づいて記録ヘッド102Kのノズル部103Kからブラックインクを選択的に吐出する。同様に記録ヘッド102C、記録ヘッド102M、記録ヘッド102Yの順に、ノズル部103C,103M,103Yから各色のインクを吐出してカラー画像をロール紙Pに形成する。プリンタ100には、上記の部品・部材の他、各記録ヘッド102K,102C,102M,102Yに供給されるインクを貯めておくインクタンク111K,111C,111M,111Yや、記録ヘッド102K,102C,102M,102Yにインクを供給したり回復動作をしたりするための後述する各種ポンプなどが備えられている。
図2を参照して、プリンタ100の電気的な系統を説明する。図2は、図1に示す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PC101から送信された記録データやコマンドは、インターフェースコントローラ112を介してCPU117に受信される。CPU117は、プリンタ100の記録データを受信、記録動作等全般の制御を掌る演算処理装置(制御手段)である。CPU117は、以下の動作処理を行う。CPU117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114にビットマップ展開して描写する。記録前の動作処理としては、入出力ドライバ119、モータ駆動部120を介してモータ(図示せず)を駆動し、各記録ヘッド102K,102C,102M,102Yを記録位置に移動させる。続いて、入出力ドライバ119を、モータ駆動部120を介し、記録媒体を繰り出すモータ121を駆動して記録媒体を記録位置に搬送する。その後、記録媒体の搬送に同期して、CPU117はイメージメモリ114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記録ヘッド102K,102C,102M,102Yに記録ヘッド制御回路118を経由して転送する。CPU117の動作はプログラムROM113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ROM113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RAM115を使用する。各記録ヘッド102K,102C,102M,102Yのクリーニングや回復動作時、CPU117は入出力ドライバ119、センサ駆動部122を介しセンサ123の検知を基に、バルブ駆動部124とモータ駆動部120を動作させる。
次に図3を参照して、吸引回復装置105と記録ヘッド102の位置関係と、記録ヘッド102が待機位置から印刷動作を行い再度待機位置に戻る一連の動作について詳しく説明する。
図3(a)は、待機状態の記録ヘッド102と吸引回復装置105の位置関係を示したものである。図3(a)に示すように、待機状態(待機位置)では、吸引回復装置105のキャップユニット104は、記録ヘッド102に密着し、インク吐出口が形成されているノズル部103を封止(密閉)した状態である。吸引回復装置105には、図示せぬ圧力を発生させるポンプユニットがチューブを介して接続されている。
この待機状態にて、ホストPC(図1参照)より印刷開始の指示がくると、図3(b)に示すように、図示せぬヘッド昇降モータ(駆動手段)により記録ヘッド102が矢印C方向に移動され、キャップユニット104から離間される。その後、吸引回復装置固定部202にタイミングベルト203を介して接続されている回復系駆動モータ(駆動手段)204により、吸引回復装置105が図3(c)に示す矢印E方向に移動される。その後、図3(c)に示すように、記録ヘッド102が矢印D方向に移動され、ノズル部103の対向する位置に搬送される記録媒体に印刷が開始される。吸引回復装置105は、位置検出センサ205の検出情報に基づき退避位置を決定している。
印刷が終了すると、記録ヘッド102が矢印C方向に移動され、その後、吸引回復装置105が矢印F方向に移動され、それぞれ図3(b)に示す位置で停止される。その後、記録ヘッド102が矢印D方向に移動され、図3(a)に示す待機状態(待機位置)となる。
続いて、図4〜図10を用いて、本実施形態に係る保護キャップの詳細について説明する。図4は本実施形態の構成を有する記録ヘッド保護キャップ及びインク流路を示したものであり、図5は記録ヘッド(ここではブラック(K)の記録ヘッド)交換時の流れを説明するフローチャートである。図6(a)、図6(b)及び図7(a)、図7(b)は保護キャップ400の装着時の状態を示したものである。図8(a)、図8(b)及び図9(a)、図9(b)は保護キャップの連通規制部307の一例を示す斜視図である。図10は図9に示す保護キャップを一体化した構成例を示す斜視図である。
まず図4を参照して本実施形態の構成を説明する。ここでは、4つの記録ヘッドのうち、ブラック(K)の記録ヘッドの交換を例示して説明する。
各色記録ヘッド102は各色のインクタンク111Kとそれぞれ接続されており、記録ヘッド102からインクが消費されるとインクタンク111Kから記録ヘッド102にインクが供給される。また水頭差によって記録ヘッド102のノズル部103のメニスカスが保たれている。
本実施形態に係る記録装置は、吸引回復装置105によるインクの吸引を記録ヘッド毎に選択的に規制する規制手段としての保護キャップ400を有している。保護キャップ400は、記録ヘッドの交換時に、各記録ヘッド102と、各記録ヘッドと対向する吸引回復装置105の各キャップユニット104の間に配置される。保護キャップ400の記録ヘッド接続側には、記録ヘッド102に着脱自在に接続するための係合部であるフック306が備えられている。保護キャップ400は、フック306によって記録ヘッドに接続した後は記録ヘッドから落下しない構成となっている。
また、保護キャップ400には、連通規制部307(保護キャップの矢印で示される部分)が設けられている。この連通規制部307は、気体・液体の移動の規制・開放を行う。すなわち、連通規制部307は、記録ヘッド102とキャップユニット104の間のインクの移動方向を選択的に切り替え可能である。保護キャップ400は、記録ヘッド102を交換する際に、吸引回復装置105に着脱自在である。ここではブラック(K)の記録ヘッドの交換を例示して説明しているため、ブラック(K)の記録ヘッドに取り付けられる保護キャップ400の連通規制部307のみ、領域Bから領域Aの方向へのインクの移動が可能なように取り付けられている。その他の色(C/M/Y)の記録ヘッドに取り付けられる保護キャップの各連通規制部は、領域Bから領域Aの方向へのインクの移動はできない状態で取り付けられている。
保護キャップ400の連通規制部307に関しては、図8に示すように、保護キャップ自体に連通穴307aを設けることで気体・液体の移動を許容するものと(図8(a))、連通穴を設けないことで気体・液体の移動を規制するものがある(図8(b))。
また、保護キャップ400の連通規制部307に関しては、図8とは異なり、図9に示すように、保護キャップ400に連通穴307aが設けられており、遮蔽部材307bのスライド位置によって前記連通穴307aを遮蔽または開放し、気体・液体の移動を規制または許容するものがある。
また、図8及び図9に示す保護キャップでは、各記録ヘッド毎にそれぞれ着脱自在な保護キャップの構成を例示したが、これに限定されるものではない。図10に示すように、複数の記録ヘッドに対して、各記録ヘッド毎に対応する複数の切り替え可能な連通規制部を備えた一体化された保護キャップ400を、複数の記録ヘッドに対して一括して着脱可能に構成してもよい。なお、図10に示す保護キャップは、図9に示す保護キャップが有する連通規制部を有するものである。
保護キャップ400の記録ヘッドと接続側に対向する面には、吸引回復装置105のキャップユニット104のキャップ308がキャッピングされるようになっており、記録ヘッド102のノズル部103を有する面にキャップ308が圧接することでノズル部103を密閉状態に保つことができるようになっている。
吸引回復装置105において、各色キャップユニット104は共通の流路にまとめられ、1つのポンプ305に接続されている。
次に、図5を用いて、4つの記録ヘッドのうち、ブラック(K)の記録ヘッドの交換時の流れを例示して説明する。以下に説明するヘッド交換フローは、図2に示すCPU117(制御手段)によって各部が制御され、実行される。
記録ヘッド102の寿命等により記録ヘッドの交換が必要となった場合、ユーザあるいは作業者の指示により、CPU117は図5に示すヘッド交換フローを開始する(S800)。ユーザ等は、記録装置に設けられた操作パネルあるいは記録装置に接続されたホストPCから指示する。
ヘッド交換フローが開始されると、まず記録ヘッドが図6(a)に示す待機状態から上昇され、センサ(不図示)からの検知信号に基づいてホームポジションにて停止される(S801)。次に上昇された各記録ヘッドと、各記録ヘッドに対向する吸引回復装置105の各キャップユニット104との間に、ユーザ等が保護キャップ400を挿入する(S802)。このとき、図6(b)に示すように、各記録ヘッドと対向する各キャップユニット104上に、保護キャップ400をセットする。
なお、今回はブラック(K)の記録ヘッドの交換を行うため、ブラック(K)の記録ヘッドに取り付けられる保護キャップ400の連通規制部307のみ図4における領域Bから領域Aの方向への気体・液体の移動が可能なようになっている。ここで、図9に示す保護キャップ400を例にとり、説明する。交換が必要なブラック(K)の記録ヘッドには、図9(a)に示すように遮蔽部材307bが連通穴307aを開放した状態の保護キャップ400を挿入する。一方、交換が不要なブラック(K)以外の記録ヘッド、すなわちシアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の各記録ヘッドには図9(b)に示すように遮蔽部材307bが連通穴307aを遮蔽した状態の保護キャップ400を挿入する。
次に記録ヘッドはホームポジションからの所定パルス分下降され、図7(a)に示すように、キャップユニット104と保護キャップ400及び記録ヘッド102が連結され、密閉される(S803)。このように、保護キャップ400を介して対向する各キャップユニット104と各記録ヘッド102とが連結・密閉されることで吸引可能な状態(吸引位置移動)となる。
このように、吸引回復装置105の各キャップユニット104、各保護キャップ400、及び各記録ヘッド102の接続は、記録ヘッド102の昇降動作によって記録装置内で行われる。
次にブラック(K)のインクタンク111K(図4参照)と記録ヘッド102Kとを連通するインク流路に配置される不図示の三方弁を駆動して切り替えてインクタンク111Kへのインク流路を閉鎖すると共に、記録ヘッド102Kと接続するインク流路を大気解放する(S804)。CPU117は、このブラック(K)のインクタンクの取り外しが確認できたら、ポンプ305を所定時間駆動させ、ブラック(K)の記録ヘッド102Kのみからインクを吸引する。なお、このとき、ブラック(K)以外の記録ヘッド、すなわちシアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の各記録ヘッドには、吸引回復装置105による負圧は加わらない。これは、ブラック(K)以外の記録ヘッドは保護キャップ400の連通穴307aが遮蔽されて領域Bから領域Aへの気体・液体の移動が規制されており、ブラック(K)の記録ヘッドのみ保護キャップ400の連通穴307aが開放されて領域Bから領域Aへの気体・液体の移動が許可されているためである(図4参照)。
ポンプ駆動後、所定時間経過し(S805)、ブラック(K)の記録ヘッド102K内のインクが全て抜けた状態となったら、図7(a)に示すように記録ヘッド102を上昇させ、再びホームポジションに移動させる(S806)。そして、ユーザあるいは作業者は、ブラック(K)の記録ヘッド102Kを記録装置から取り出し、新しいブラック(K)の記録ヘッドを装着することで、一連のヘッド交換フローを終了する(S807)。
以上述べたように、構成することによって、簡単な構成で選択した記録ヘッドからインクを吸引でき、無駄なインクを廃棄しなくて済む。また、保護キャップによってノズル近傍に付着したインクを覆うため、交換時にユーザあるいは作業者の手等を汚すことが無い。
〔他の実施形態〕
インクを吐出するためのエネルギーとして発熱素子から発生される熱エネルギーを用いた、いわゆるインクジェット記録方式を採用したインクジェット記録ヘッドに本発明を適用した場合を例に挙げて説明した。しかし、これに限定されるものではなく、本発明には他の方式(例えば、圧電素子を用いた方式等)のインクジェット記録ヘッドにも適用できることは明らかである。
また、本発明に係るインクジェット記録ヘッドを用いて記録媒体に記録を行うインクジェット記録装置の機械的構成としては、シリアル記録方式であっても、フルライン記録方式であってもよい。すなわち、記録ヘッドを搭載したキャリッジを移動させる間に記録を行うシリアル記録方式であっても、記録媒体の幅に対応した長さの記録ヘッドに対して記録媒体を相対的に移動させつつ記録を行うフルライン記録方式であってもよい。
また前述した実施形態では、異なる色のインクで記録する複数個の記録ヘッドを用いるカラー記録用のインクジェット記録装置の場合を例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、1個の記録ヘッドを用いるインクジェット記録装置、あるいは同一色彩で濃度の異なるインクで記録する複数の記録ヘッドを用いる階調記録用のインクジェット記録装置など、記録ヘッドの数に関係なく同様に適用ができ、同様の作用効果を達成し得るものである。
更に記録手段(記録ヘッド)としては、記録ヘッドとインクタンクを別体としこれらをインク供給チューブで接続する構成のものを例示したが、これに限定されるものではない。例えば、記録ヘッドとインクタンクを一体化したカートリッジタイプのものなど、記録手段及びインクタンクの構成がどのようなものであっても、同様に適用することができ、同様の効果を達成し得るものである。
更に加えて、前述したインクジェット記録装置の形態としては、コンピュータ等の情報処理機器の画像出力端末装置として用いられるものの他、キャリッジに記録ヘッド以外のスキャナ等を装着することが可能なインクジェット入出力装置、リーダ等と組み合わせた複写装置、更には送受信機能を有するファクシミリ装置の形態をとるもの等であっても良い。
P …ロール紙
100 …プリンタ
101 …ホストPC
102,102K,102C,102M,102Y …記録ヘッド
103,103K,103C,103M,103Y …ノズル部
104 …キャップユニット
105 …吸引回復装置
111K,111C,111M,111Y …インクタンク
305 …ポンプ
306 …フック
307 …連通規制部
307a …連通穴
307b …遮蔽部材
308 …キャップ
400 …保護キャップ

Claims (10)

  1. インクを吐出する複数の記録ヘッドと、前記記録ヘッドからインクを吸引する吸引手段と、を有する記録装置において、
    前記吸引手段によるインクの吸引を記録ヘッド毎に選択的に規制する規制手段を、前記記録ヘッドと前記吸引手段の間に着脱自在であり、
    前記吸引手段は、装着された前記規制手段を介して、前記規制手段が規制しない記録ヘッドからインクを吸引することを特徴とする記録装置。
  2. 前記規制手段は、前記記録ヘッドを交換する際に、前記吸引手段に着脱自在であることを特徴とする請求項1に記載の記録装置。
  3. 前記規制手段は、記録ヘッドと吸引手段の間のインクの移動を許容する連通穴と、前記連通穴を遮蔽または開放する遮蔽部材と、を有し、前記遮蔽部材によって前記連通穴を遮蔽または開放し、インクの移動を規制または許容することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の記録装置。
  4. 前記規制手段は、記録ヘッドと吸引手段の間のインクの移動を許容する連通穴を設けたものと、記録ヘッドと吸引手段の間のインクの移動を規制する連通穴を設けないものを選択的に切り替えることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の記録装置。
  5. 前記吸引手段は、前記記録ヘッドと前記吸引手段の間のインクの移動を、前記記録ヘッドから前記吸引手段に向かう方向に規制した規制手段が装着された前記記録ヘッドから前記規制手段を介してインクを吸引することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の記録装置。
  6. 前記吸引手段は、前記記録ヘッドからインクを吸引して前記記録ヘッドのインク吐出状態を回復する回復手段であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の記録装置。
  7. 前記規制手段は、前記吸引手段に接続されることによって、前記記録ヘッドと前記吸引手段を密閉することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の記録装置。
  8. 前記吸引手段、前記規制手段、及び前記記録ヘッドの接続は、前記記録ヘッドの昇降動作によって装置内で行われることを特徴とする請求項7に記載の記録装置。
  9. 前記規制手段は、複数の記録ヘッドに一括して着脱されることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載の記録装置。
  10. 前記規制手段は、記録ヘッド毎に着脱されることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載の記録装置。
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