JP2019209552A - 画像記録装置及び画像記録装置の制御方法 - Google Patents

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【課題】紙粉除去のための消費電力の無駄を抑制できる画像記録装置を提供する。【解決手段】記録媒体に画像を記録する記録手段と、ごみを除去するための気流を発生させるファンと、前記記録手段による記録動作終了から所定時間経過後に前記ファンを駆動する場合は、前記所定時間経過する前に前記ファンを駆動する場合よりも強く駆動する制御手段とを有する画像記録装置。【選択図】 図5

Description

本発明は、インク等により画像を記録媒体に記録する画像記録装置に関するものである。
印刷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では、複数の高精細なノズルを配置した小型な記録ヘッドを用いて高画質な画像を形成することができる。これらは、非常に高精細なノズルであるため、印刷媒体からのゴミ(以後、紙粉と呼ぶ)がノズルに付着することによって、印刷が正常にできない不吐の状態になり易い。この紙粉による不吐を防止するためには、印字中に発生した紙粉を本体内に堆積させないことが重要である。
従来、インクジェット記録装置においては、印刷に影響を与える異物等を除去するために、吸引ファンを用いる方法が提案されている。
例えば、ミスト等の異物を除去するために、印刷時は吸引ファンの流速を遅い気流(弱風)で駆動し、非印刷時は吸引ファンの流速を早い気流(強風)で駆動させるインクジェット記録装置が特許文献1で開示されている。
特開2014−195886号公報
この吸引ファンによって、本体内に浮遊している紙粉(以後、浮遊紙粉と呼ぶ)は、弱い風速で除去できるが、一方で、本体内に落下している紙粉(以後、落下紙粉と呼ぶ)は、本体部材との摩擦抵抗の影響で強い風速でなければ除去できない。印刷時に発生した紙粉は、印刷中は浮遊したままで、印刷後に時間経過とともに落下していく。つまり、短い間隔で印刷を繰り返す場合は、紙粉は落下することなく浮遊したままであり、弱い風速で除去可能である。
しかし、特許文献1に開示のものは、非印刷時においては常に吸引ファンを強風速で駆動するため、電力消費の増大につながるといった不都合があった。
本発明は以上の事情に鑑みなされたもので、紙粉除去のための消費電力の増大を抑制できる画像記録装置及び画像記録装置の制御方法を提供しようとするものである。
上記目的を達成するために本発明は、記録媒体に画像を記録する記録手段と、ごみを除去するための気流を発生させるファンと、前記記録手段による記録動作終了から所定時間経過後に前記ファンを駆動する場合は、前記所定時間経過する前に前記ファンを駆動する場合よりも強く駆動する制御手段とを有する画像記録装置とするものである。
また、本発明は、記録媒体に画像を記録する記録手段による記録動作終了から所定時間経過後にごみを除去するための気流を発生させるファンを駆動する場合は、前記所定時間経過する前に前記ファンを駆動する場合よりも強く駆動する画像記録装置の制御方法とするものである。
本発明によれば、紙粉除去のための消費電力の増大を抑制できる画像記録装置及び画像記録装置の制御方法を提供できるものである。
本発明の第1実施形態に係る画像記録システムの全体構成を示す概略断面図である。 本発明の第1実施形態に係る制御系のブロック図である。 本発明の第1実施形態に係る印刷終了後の時間経過に伴う機内紙粉の状態を説明する説明図である。 本発明の第1実施形態に係る浮遊紙粉と落下紙粉に対する必要風速を示すグラフである。 本発明の第1実施形態に係る図5に示すCPU101のフローチャートである。 本発明の第1実施形態に係る湿度に応じた紙粉発生量の補正係数を示すテーブルである。 本発明の第1実施形態に係る記録媒体の種類に応じた紙粉発生量の補正係数を示すテーブルである。 本発明の第2実施形態に係る図5に示すCPU101のフローチャートである。 本発明の第3実施形態に係る図5に示すCPU101のフローチャートである。
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。尚、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、特許請求の範囲に係る本発明はそれら構成要素のみに限定されるものではない。
また、以下において、「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、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含まれるものである。
また、「記録媒体」(シートとも称する)とは、一般的な画像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であればよい。
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、画像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画像記録媒体の加工、或いはインクの処理(例えば画像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)に供され得る液体であればよい。
〔第1実施形態〕
図1は、本発明の第1実施形態に係る画像記録システムの全体構成を示す概略断面図である。本実施形態では、画像記録装置の例として、インクジェット方式でシート状の画像記録媒体(用紙またはカード)に画像情報を印刷するプリンタを用いて説明するが、本発明は、インクジェット方式の画像記録装置への適用に限られるものではなく、その他の画像記録装置であっても適用可能である。
図1において、プリンタ100は、プリンタ100に画像情報を送るホストPC(パソコン)101が接続されており、主要部構成は、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4つ(4本)の記録ヘッド102K、102C、102M、102Yが記録媒体(ここではカット紙)Pの搬送方向(矢印A方向)に並んで配置される記録ヘッド102を備えたインクジェット記録ユニット103、積載された複数の記録媒体Pを1枚ずつ分離し給送する給送ユニット104、記録媒体Pをインクジェット記録ユニット103の直下に搬送する搬送ユニット113、印刷が終了した記録媒体Pを積載する排出ユニット106を備えている。
インクジェット記録ユニット103の4つの記録ヘッド102K、102C、102M、102Yはラインヘッドであり、図1の矢印A方向と直交する方向にインクを吐出するノズルが延びている。これら記録ヘッド102K、102C、102M、102Yの記録可能な長さは、プリンタ100で搬送可能な記録媒体Pの最大幅よりもやや長いノズル構成となっている。
また、4つの記録ヘッド102K、102C、102M、102Yが安定してインクを吐出できるように記録ヘッド102K、102C、102M、102Yには、クリーニングユニット108が組み込まれている。クリーニングユニット108は、ブレード、インク除去部材、ブレード保持部材、キャップ等の周知の構成からなるものである。
搬送ユニット113には、記録媒体Pを載置して搬送する無端状の搬送ベルト109が設けられており、搬送ベルト109は駆動軸112と従動軸110に架け渡され、搬送モータ111によって駆動軸112が回転されることにより、搬送ベルト109も記録媒体Pの搬送方向に周回運動する構成になっている。また、記録媒体Pを搬送ベルト109へ密着させる為、搬送ファン105が設けられており、記録媒体Pが記録ヘッド102K、102C、102M、102Yの直下を通過中に記録媒体Pが浮き上がるのを防止する構成となっている。
また、搬送ベルト109と記録ヘッド102K、102C、102M、102Yの間にはカール規制部材114が配置されている。カール規制部材114は、記録媒体Pを搬送方向に対して幅方向両端部を押さえる為のガイド部材が配置されており、記録媒体Pの幅方向両端部の浮き上がりを防止する構成となっている。
107は、記録媒体Pと部品の摩擦により発生する紙粉を除去する吸引ファンで、印刷に影響を及ぼさないように記録ヘッド102から離れた位置に配置されており、気流を発生させ装置内全体の紙粉を吸引できる構成で、紙粉の発生量に応じて、適宜、風量を調整して駆動される。
図2は、図1のプリンタ100の制御系のブロック図である。図2中、図1で説明した構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
図2において、ホストPC101から送信される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201を介してCPU(制御部)202に受信される。また、CPU202では、受信した記録データから、記録媒体Pの種類を解析する。CPU202は、記録データの受信、記録動作、記録媒体Pのハンドリング等の全体の制御を掌る演算処理装置である。CPU202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ビットマップ展開してイメージメモリ203に格納する。
画像記録前の動作処理としては、出力ポート204、モータ駆動回路205を介してキャッピングモータ209とヘッドアップダウンモータ207を駆動し、記録ヘッド102K、102C、102M、102Yをクリーニングユニット108のキャップから離して記録位置(画像形成位置)に移動させる。吸引ファン107を稼働する吸引ファンモータ217は、CPU202で駆動条件が決定され、出力ポート204、モータ駆動回路205を介して駆動させる。
続いて、出力ポート204、モータ駆動回路205を介して記録媒体Pを給送する給送モータ208、及び記録媒体Pを搬送する搬送モータ111、搬送ファン105を稼働する搬送ファンモータ218を駆動して記録媒体Pを記録ヘッド102のインク吐出位置へ搬送する。一定速度で搬送される記録媒体Pに各記録ヘッド102K、102C、102M、102Yが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、不図示の先端検知センサで記録媒体Pの先端位置を検出し、記録媒体Pの搬送に同期してCPU202はイメージメモリ203から対応する色の記録データを順次に読み出し、この読みに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210経由して転送して記録媒体Pへの記録(印刷)を行う。
CPU202の動作はプログラムROM211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ROM211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。CPU 202は、前回の印刷終了からの経過時間を記憶しており、経過時間に応じて、吸引ファン107の送風の強さを設定する。また、作業用のメモリとしてワークRAM212を使用する。
クリーニングユニット108による記録ヘッド102のクリーニング動作時に、CPU202は、出力ポート204、モータ駆動回路205を介してポンプモータ213を駆動し、各記録ヘッド102K、102C、102M、102Yからインクを吸引する。
また、記録装置100の雰囲気温度と湿度が温湿度センサ215によって検出され、その検出信号がA/Dコンバータ216を介してCPU202に入力される。
図3は、印刷終了後の時間経過に伴う機内紙粉状態を説明する説明図である。
図3において、(A)と(B)は、印字が終了し印刷媒体搬送停止から一定時間経過前後で機内紙粉の状態が異なる様子を示すもので、(A)は、印刷媒体搬送停止から3分未満の状態で、(B)は、印字が終了し印刷媒体搬送停止から3分以上経過している状態であり、印刷している間は、紙粉は常に浮遊しており、印刷が終了すると落ち始める。
つまり、印刷媒体搬送停止からの時間が短い3分未満の場合、図3(A)に示されるように、紙粉は浮遊紙粉301として存在する。一方、印刷中に浮遊していた紙粉は印刷終了と同時に落下し始め、およそ3分経過すると、図3(B)に示されるように、紙粉は落下紙粉302となる。なお、紙粉が落下するまでの時間は、機内構成等で異なる。
図4は、浮遊紙粉の状態と落下紙粉の状態における必要風速を示すグラフである。
図4において、(A)は、浮遊紙粉の風速に対する除去量を示し、(B)は、落下紙粉の風速に対する除去量を示したものである。紙粉のカウントには、パーティクルカウンター(MetOne3413 ベックマン・コールター製)を使用した。 図4(A)に示されるように、浮遊紙粉は、0.2m/sの風速で移動し始めた。一方、図4(B)に示されるように、落下紙粉は、1.2m/sの風速で移動し始めた。このように、浮遊紙粉と落下紙粉で除去するのに必要な風速は異なり、落下紙粉の方が移動に必要する風速は大きくなる。その理由は、落下紙粉を移動させる時には、機内部材の接触面との摩擦が生じるからである。
そこで、紙粉を移動させるための必要風速は、紙粉が移動し始める風速以上に設定すればよいことから、本実施形態では、浮遊紙粉を除去するための必要風速を0.5m/s、落下紙粉を除去するための必要風速を1.5m/sとして、紙粉吸引ファンの浮遊紙粉を除去するための弱モードの風速を0.5m/s、落下紙粉を除去するための強モードの風速を1.5m/sとして設定する。
次に、本実施形態のプリンタ100の動作を図5に示すCPU101のフローチャートに従って説明する。
ステップS101で、ホストPC101から記録データを受信し、ステップS102に進む。
ステップS102では、 CPU202が温湿度センサ215で検出されたプリンタ100の雰囲気湿度を取得して、図6に示されるテーブルから紙粉発生量を湿度に応じて補正する紙粉係数αを決定する。
紙粉、即ち記録媒体から発生する粉状のゴミは、湿度によって発生のしやすさが変化する。本実施形態で用いている記録媒体は、紙や樹脂製シートで構成される基材の少なくとも一方の面上にインク受容層を積層した構成を有している。インク受容層は表面に付着したインクを吸収する機能を有する層であり、アルミナ、シリカなどの顔料及び水溶性樹脂が、材料として好適に用いられる。一般的に、インク受容層の材料は水分量が低下すると凝集力が低下し脆くなる。すなわち、低湿度環境下においては、記録媒体中の水分量が少なくなり、インク受容層が脆くなるため紙粉が発生しやすくなる。反対に、高湿度環境下においては、メディア中の水分量は多く保たれるため、紙粉は発生しにくくなる。なお、この図6のテーブルは一例であり、適宜設定可能である。
次に、ステップS103で、記録媒体の種類に応じた紙粉発生量を補正する紙粉係数βを決定する。これは、記録媒体の平滑度と受容層の分子間結着性により、紙粉発生量が異なるためである。記録媒体の平滑度が高く、受容層の分子間結着性が高いほど、記録媒体搬送時に搬送部材としてのローラからの外力を受け難く、紙粉発生量が少なくなる。記録媒体の平滑度と受容層の分子間結着性は、記録媒体の表面処理の度合いによって異なり、マット(つや消し)、半光沢、光沢、の順で高くなる。
ステップ103において、CPU202は、ワークRAM212に保存されている
記録媒体の種類(表面の平滑度)についての情報と、プログラムROM211に格納された図7の表から、紙粉係数βを設定する。ここで用いる記録媒体の種類についての情報は、直前の記録で用いられたものである。CPU202は、紙粉係数βを設定した後に、ステップ101で受信した記録データに含まれる記録媒体の種類の情報を用いて、ワークRAM212に保存されている情報を上書きする。
なお、直前の記録で用いられた記録媒体についての情報が、ワークRAM212に保存されていない場合は、ステップ101で受信した記録データに含まれる記録媒体の情報を用いてもよい。
また、図7のテーブルでは記録媒体の表面の平滑度を用いて紙粉係数βを設定しているが、その他に、普通紙、コート紙、フィルムメディア、といった記録媒体の材質によって設定するようにしてもよい。
次に、ステップS104で、紙粉係数α、βから吸引ファン107の吸引継続時間T(sec)を次式によって算出する。
吸引継続時間T=α*β*30sec(固定時間)
なお、30secの固定時間は、一例に過ぎず、適宜設定可能である。また、この吸引継続時間Tは、後述する紙粉吸引ファン107の弱モード、強モードで共通である。
次に、ステップS105で、前の印刷が終了して記録媒体の搬送停止からの経過時間を判定し、3分以上経過していた場合はステップS106へ、3分未満であった場合はステップS107へ進む。
なお、本実施例では、経過時間の設定を3分に固定しているが、記録媒体の種類に応じて設定するようにしてもよい。即ち、発生する紙粉の粒径が小さいほど、浮遊している時間が長くなるので、経過時間の設定を長くすればよい。
ステップS106へ進んだ場合は、印刷前に落下紙粉を除去するため、モータ駆動回路205により吸引ファン107を前述した風速1.5m/sの強モードで稼働させる。
一方、ステップS107へ進んだ場合は、印刷前に浮遊紙粉を除去するため、モータ駆動回路205により吸引ファン107を前述した風速0.5m/sの弱モードで稼働させる。
ここで、印刷前に吸引ファン107により紙紛の除去を行うのは、後述するように印刷後にも吸引ファン107により紙紛の除去を行うが、印刷後の吸引ファン107の稼働で除去しきれなかった紙粉が残っているためである。そして、印刷が終了して記録媒体の搬送停止から3分以上経過していると紙粉は落下して落下紙粉となっているため、吸引ファン107を風速1.5m/sの強モードで稼働させ、印刷が終了して記録媒体の搬送停止から3分未満の場合は、紙粉は未だ浮遊しているため、無駄な電力を消費しないように吸引ファン107の風速を0.5m/sの弱モードで稼働させる。なお、この吸引ファン107を強モードで稼働するか、弱モードで稼働するかを決める印刷が終了して記録媒体の搬送停止からの経過時間は一例であり、適宜設定可能である。
次に、ステップS108で、ステップS104で算出した吸引継続時間Tが経過するまで吸引ファン107を稼働し、吸引継続時間Tの経過後、ステップS109で吸引ファン107の稼働を停止し、ステップS110で、吸引ファン107を弱モードで稼働させる。これは、この後の印刷動作で風による印刷乱れを起こさないように吸引ファン107を弱モードで稼働させて紙粉を除去するためである。
ステップS111で、クリーニングユニット108により印刷前のリフレッシュ処理を実行し、ステップS112で、モータ駆動回路205により記録ヘッド102を印刷位置に移動させる。
ステップS113で、モータ駆動回路205により記録媒体Pの搬送を開始させ、ステップS114で、記録ヘッド102による印刷を開始させる。
ステップS115で印刷が終了すると、ステップS116で記録媒体Pの搬送を停止させ、ステップS117で、吸引ファン107の稼働を停止させる。
その後、ステップS118で、記録ヘッド102をクリーニングユニット108のヘッドキャップ位置に移動させて、ステップS119で、吸引ファン107を強モードで稼働させ、印刷中に除去しきれなかった紙粉をここで除去する。このように記録ヘッド102をキャップしてから吸引ファン107を強モードで稼働することで、記録ヘッド102のノズルの乾燥を防いでいる。
ステップS120で印刷データ受信を確認し、受信すればステップS122へ進み、吸引ファン107を停止させる。印刷データを受信しなければ、ステップS104で算出した吸引継続時間Tが経過するまで吸引ファン107を強モードで稼働し続け、その間に印刷データの受信がなければ、ステップS122に進み、吸引ファン107を停止させて終了する。
以上のように、本実施形態では、印刷が終了して記録媒体の搬送停止からの経過時間に応じて吸引ファンによる印刷前の吸引風速を可変にし、さらに、湿度、記録媒体の条件に応じて印刷前後の吸引時間を可変することで、機内の紙粉状態に応じた最適な紙粉吸引を行うため、電力消費の無駄を抑えることができる。
〔第2実施形態〕
次に、本発明の第2実施形態について説明する。なお、画像記録システムの構成は、第1実施形態と同様のため、図1、図2を援用するものとし、それらの説明は省略する。
本実施形態のプリンタ100の動作を図8に示すCPU101のフローチャートに従って説明する。なお、図8のフローチャートにおいて、図5のフローチャートと同様のステップは、図5のステップ番号と同一のステップ番号を付して説明を省略する。
第1実施形態では、図5でステップS115の印刷終了後、ステップS116で記録媒体Pの搬送を停止させていたが、本実施形態では図6でステップS115の印刷終了後も記録媒体Pの搬送を継続させ、ステップS122で吸引ファン107の停止後にステップS201で記録媒体Pの搬送を停止させる。これは、吸引ファン107による吸引動作をしている間も記録媒体Pを搬送しない状態の搬送ユニット113を動作させ、搬送ベルト109にたまっている紙粉を満遍なく除去できるようにするものである。
以上のように本実施形態によれば、印刷後に吸引ファン107を稼働している間は、搬送ユニット113を動作させ続けることで、搬送ユニット113にたまった紙粉を効率良く除去できるため、紙粉による白抜けなどの印刷不具合をより防ぐことができる。
〔第3実施形態〕
次に、本発明の第3実施形態について説明する。なお、画像記録システムの構成は、第1実施形態と同様のため、図1、図2を援用するものとし、それらの説明は省略する。
本実施形態のプリンタ100の動作を図9に示すCPU101のフローチャートに従って説明する。なお、図9のフローチャートにおいて、図5のフローチャートと同様のステップは、図5のステップ番号と同一のステップ番号を付して説明を省略する。
本実施形態では、印刷前にステップS106とステップS107で吸引ファン107を強モード又は弱モードで稼働させるのと並行して、ステップS301で、クリーニングユニット108により印刷前のリフレッシュ処理を実行する。こうすることで、印刷開始までの時間を短縮することができる。
以上のように、本実施形態では、印刷前に吸引ファン107を稼働するときに、クリーニングユニット108による印刷前のリフレッシュ処理を並行して行うことで、電力消費の無駄を抑えつつ、印刷開始までの時間を短縮することができる。
以上の各実施形態において、ファンは吸引ファンに限らず、送風ファン等どのようなファンであっても本発明は適用できる。
100…プリンタ
101…ホストPC
102…記録ヘッド
103…インクジェット記録ユニット
104…給送ユニット
105…搬送ファン
106…搬送ユニット
107…吸引ファン
108…クリーニングユニット
109…搬送ベルト
110…従動軸
111…駆動モータ
112…駆動軸
113…搬送ユニット
114…カール規制部材
201…ンターフェイスコントローラ
202…CPU
203…イメージメモリ
204…出力ポート
205…モータ駆動回路
207…ヘッドアップダウンモータ
208…給送モータ
209…キャッピングモータ
210…記録ヘッド制御回路
211…プログラムROM
212…ワークRAM
213…ポンプモータ
215…温湿度センサ
216…A/Dコンバータ
217…吸引ファンモータ
218…搬送ファンモータ

Claims (9)

  1. 記録媒体に画像を記録する記録手段と、
    ごみを除去するための気流を発生させるファンと、
    前記記録手段による記録動作終了から所定時間経過後に前記ファンを駆動する場合は、前記所定時間経過する前に前記ファンを駆動する場合よりも強く駆動する制御手段と、
    を有することを特徴とする画像記録装置。
  2. 前記記録媒体を搬送する搬送手段を更に有し、
    前記制御手段は、前記搬送手段を動作させた状態で前記ファンを駆動することを特徴とする請求項1に記載の画像記録装置。
  3. 前記記録媒体を搬送する搬送手段を更に有し、
    前記制御手段は、前記搬送手段を、前記記録媒体を搬送させずに動作させた状態で前記ファンを駆動することを特徴とする請求項1に記載の画像記録装置。
  4. 前記制御手段は、前記ファンの駆動時間を湿度に応じて設定することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の画像記録装置。
  5. 前記制御手段は、前記ファンの駆動時間を前記記録媒体の種類に応じて設定することを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の画像記録装置
  6. 前記制御手段は、前記ファンを駆動する強さによらず前記ファンの駆動時間を設定することを特徴とする請求項4又は至請求項5に記載の画像記録装置。
  7. 前記制御手段は、前記記録媒体の種類に応じて前記所定時間を変更することを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の画像記録装置。
  8. 前記記録手段をリフレッシュするリフレッシュ手段を更に有し、
    前記制御手段は、前記ファンを駆動する際に前記リフレッシュ手段を並行して動作させることを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の画像記録装置。
  9. 記録媒体に画像を記録する記録手段による記録動作終了から所定時間経過後にごみを除去するための気流を発生させるファンを駆動する場合は、前記所定時間経過する前に前記ファンを駆動する場合よりも強く駆動することを特徴とする画像記録装置の制御方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2021099883A1 (en) 2019-11-20 2021-05-27 Ricoh Company, Ltd. Shape measuring device, system with fabricating unit and shape measuring device, and method

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