JP4506391B2 - 液体噴射装置及び液体噴射装置のクリーニング方法 - Google Patents
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ところが、インクの粘度が増加したり、インクに気泡が混入する等の原因によって上述のノズルからインク滴が適切に吐出されず、画像が正しく記録されない部分(以後、ドット抜けと呼ぶ)が発生する等の吐出不良を生じる場合がある。
そこで、インクジェット式記録装置は例えば、ノズルを吸引して吐出不良を解消するためのクリーニングを実施するためのクリーニング機構を備えている。
そして、上述のクリーニングを一部のノズルについてのみ、その目詰まりの程度に応じて吸引強度を変更して実施することによって、インク消費量を節約する技術が提案されている(例えば、特許文献1)。
し、前記液体噴射装置のクリーニング能力を把握することができるから、例えば、前記クリーニング成功率が低い場合には、前記液体噴射装置が前記クリーニングの条件を変更するなどの制御をするための基礎となる情報を取得することができる。
これにより、液体噴射装置が各ノズル列ごとのクリーニング能力を把握し、その結果に基づいて、各ノズル列ごとのクリーニング能力を向上したり、各ノズル列ごとのクリーニングにおける液体消費量を低減することができる。
このように構成することで、前記液体噴射装置は、前記クリーニング成功率又は前記クリーニング失敗率に基づいて、前記クリーニングを維持又は変更することによってクリーニング能力を向上したりして無駄なクリーニングを回避し、最適なクリーニングの条件を選択することができる。
このように構成することで、前記液体噴射装置は、前記クリーニング成功率又は前記クリーニング失敗率に基づいて、前記クリーニングにおける前記液体の吸引量を維持又は変更することができる。
このように構成することで、前記液体噴射装置は、前記クリーニング成功率又は前記クリーニング失敗率に基づいて、前記クリーニングにおける前記液体の吸引速度を維持又は変更することができる。
このように構成することで、前記液体噴射装置は、前記クリーニング成功率又は前記クリーニング失敗率に基づいて、前記ワイピングを実施する際の、前記ワイピング部材の前記ノズル形成面に対する干渉量を維持又は変更することができる。
このように構成することで、前記液体噴射装置は、前記クリーニング成功率又は前記クリーニング失敗率に基づいて、前記ワイピングの回数を維持又は変更することができる。
このように構成することで、前記液体噴射装置は、前記クリーニング成功率又は前記クリーニング失敗率に基づいて、前記ワイピングにおける、前記ワイピング部材と前記ノズル形成面の相対速度を維持又は変更することができる。
このように構成することで、前記液体噴射装置は、前記クリーニング成功率又は前記クリーニング失敗率に基づいて、前記液体吸引手段内部の負圧解除時間を維持又は変更することとができる。
このように構成することで、前記クリーニングの条件の変更の妥当性を検証し、前記クリーニングの成功率が低下した場合には、前記クリーニングの条件を再度変更することができる。
このように構成することで、前記クリーニングの条件の変更の妥当性を検証し、前記クリーニングの失敗率が上昇した場合には、前記クリーニングの条件を再度変更することができる。
図1は、本発明の液体噴射装置の実施形態であるインクジェット式記録装置10を示す概略図である。
図2は、記録ヘッド30等の一例を示す概略図である。
図1に示すインクジェット式記録装置10は、インクジェットプリンタとも呼んでいる。インクジェット式記録装置10は、本体部1を有している。この本体部1は、ガイドレール17、プラテン12、キャリッジ14、インク吸引装置20、記録ヘッド30を備えている。記録ヘッド30は、液体を噴射する液体噴射ヘッドの一例であり、印刷ヘッドとも言う。
図2に示すように、記録ヘッド30は、インクを噴射(以後、吐出とも呼ぶ)する複数のノズル開口からなる複数のノズル列31a乃至31dが形成されたノズルプレート面30aを有する。ノズル列31a乃至31dはノズル列の一例であり、ノズルプレート面30aはノズル形成面の一例である。
そして、上述のノズル列31a乃至31dは、それぞれ、インクカートリッジ2乃至5に対応している。例えば、ノズル列31aはインクカートリッジ2から供給されたインクを吐出し、ノズル列31bはインクカートリッジ3から供給されたインクを吐出するようになっている。
キャリッジ14は、ベルト15を介してモータ16に接続されている。モータ16が作動することによって、キャリッジ14はガイドレール17に沿ってプラテン12の軸方向である主走査方向Tに往復走行する。記録ヘッド30からインクを吐出しつつ、キャリッジ14が主走査方向Tに往復走行することで、記録媒体の一例である用紙29上に画像が記録される。
なお、図2において、キャップ本体21、吸引ポンプ19はそれぞれ1つずつであるが、本実施の形態とは異なり、キャップ本体31と吸引ポンプ19は、それぞれノズル列31a乃至31dの数に相当する数ずつあってもよい。この場合、1ノズル列ごとのクリーニングのみならず、複数列の同時クリーニングも可能である。
上述の、インク吸引装置20及びワイパー23は、クリーニング手段の一例である。
図3(a)は、ワイパー23が、ノズルプレート面30aを払拭していない状態を示す図である。このとき、ワイパー23の高さはD1である。
図3(b)は、ワイパー23が、ノズルプレート面30aを払拭している状態を示す図である。このとき、ワイパー23は弾性変形しており、高さはD2である。
ここで、高さD1とD2との差分G1(図3(a)参照)を、ワイパー23のノズルプレート面30aに対する干渉量G1と呼ぶ。なお、差分G1を単に、干渉量G1とも呼ぶ。
この干渉量G1は、ワイピング条件の一例である。干渉量G1は例えば、1ミリメートル(mm)で、誤差がプラスマイナス(±)0.5ミリメートル(mm)が基本設定であり、変更する場合の変更幅は0.1ミリメートル(mm)である。
ワイパー23とノズルプレート面30aとの相対速度は例えば、毎秒100ミリメートル(mm/s)が基本設定であり、変更する場合の変更幅は毎秒10ミリメートル(mm/s)である。
一度のクリーニングにおけるワイピングの回数は例えば、1回が基本設定であり、変更する場合の変更幅は、1回である。
図4は、吐出不良検出装置8の構成の一例を示す概略断面図である。
図5は、テストパターン等の一例を示す図である。図5(a)は、テストパターンを示し、図5(b)及び図5(c)は用紙29に印刷された記録パターン像を示している。
インクジェット式記録装置10の制御装置7は、ローカルプリンタケーブルまたは通信ネットワークを介してホストコンピュータ80のプリンタドライバ81に接続されている。プリンタドライバ81は、インクジェット式記録装置10に対して印刷やクリーニング動作あるいはインク吸引動作を実行させるためのコマンドを送るソフトウェアを搭載している。
図7に示すように、インクジェット式記録装置10の記憶部72は、複数種類のクリーニングモードである例えば、CLl,CL2及びCL3を示すクリーニングテーブルを記憶している。そして、CL制御部76は記憶部72に格納されているクリーニングテーブルに従って、インク吸引装置20を制御して、各種クリーニングモードを選択的に実施することができるように構成されている。
CL1等のクリーニングモードは、クリーニングの条件の一例である。また、CL1等におけるインク吸引量及び吸引速度もまた、クリーニングの条件の一例である。
なお、インク吸引量及び吸引速度等のクリーニングの条件を、クリーニングのパラメータとも呼ぶ。
CL2は、図7に示すように、インク吸引量がノズル列1列あたり0.25グラム(g)であり、CL1に比べてインク吸引量が多い。また、図1の吸引ポンプ19の回転速度がCL1よりも早く、吸引速度が例えば、ノズル列1列あたり毎秒0.2グラム(g/s)である。CL2は、CL1でも解消できなかった図1の記録ヘッド30内の気泡等によって生じる吐出不良を解消するためのクリーニングである。
CL3は、図7に示すように、インク吸引量がノズル列1列あたり0.4グラム(g)であり、CL2よりも吸引量が多い。また、CL2と、図1の吸引ポンプ19の回転速度は同じであるため吸引速度が同じであるが、回転数(又は、回転時間)がCL2よりも長い。CL3は、CL2でも除去できない記録ヘッド30内の気泡等によって生じる吐出不良を解消するためのクリーニングである。
図8、図9、図10、図11、図12及び図13は、インクジェット式記録装置10の動作例を示す概略フローチャートである。
記録ヘッド30のノズル列31a等ごとのクリーニングに際して、インクジェット式記録装置10は、まず、クリーニング前設定を行う(図8のステップST1)。
このステップST1の詳細を図9を使用して説明する。クリーニング前設定として、インクジェット式記録装置10は、まず、クリーニングの種類(クリーニングモード)を選択する(ステップST101)。このステップST101の詳細を図10を使用して説明する。
インクジェット式記録装置10は、上述の累積印字時間が2時間以下ではないと判断すると、CL1を選択し(ステップST202)、図7に示すCL1のパラメータをセットする(ステップST203)。
インクジェット式記録装置10は、現在設定されているクリーニングがCL3であると判断すると、CL1を選択し(ステップST202)、CL1のパラメータをセットする(ステップST203)。現在設定されているクリーニングがCL3であれば、2時間以内に実施された前回のクリーニングはCL3であったということを意味する。
CL3は、図7を使用して上述したように、CL1及びCL2よりもインク吸引量が多いクリーニングであるが、吸引量が多すぎてクリーニングが失敗することもあるから、インクジェット式記録装置10は、吸引量の少ないCL1を選択するのである。
また、インクジェット式記録装置10は、現在設定されているクリーニングがCL2であると判断すると、CL3を選択し(ステップST214)、CL3のパラメータをセットする(ステップST215)。
現在設定されているクリーニングがCL1であれば、2時間以内に実施された前回のクリーニングはCL1であり、それでもクリーニングが失敗したということは、インク吸引量が不十分であった、あるいは、吸引速度が不十分であったということが考えられる。
そこで、インクジェット式記録装置10は、より吸引量が多く、吸引速度が速いCL2を選択するのである。
そこで、インクジェット式記録装置10は、より吸引量が多いCL3を選択するのである。
インクジェット式記録装置10は、まず、新たに設定されたクリーニングの種類を判断する(図11のステップST301)。ここで、クリーニングの種類は例えば、CL1であるとする。
上述のように、クリーニングの種類はCL1であるから、Ncl1が例えば、5回以上か否かを判断する。クリーニングの種類である、CL1,CL2及びCL3のクリーニング回数Nclnは、記憶部72に記憶されている。
なお、この5回という回数は、インクジェット式記録装置の性能によって変更可能であり例えば、ほとんどクリーニングを失敗しないインクジェット式記録装置においては、1回失敗したら変更してもよいので、クリーニング回数が1回であっても、クリーニング成功率を算出するようにしてもよい。
なお、クリーニング成功回数Fclnは、クリーニング終了後に吐出不良検出装置8によって、CL1,CL2及びCL3ごとにクリーニングが成功したと判断された場合に、記憶部72に記憶されている。
上述のように、記憶部72は、インク吸引装置20によるクリーニングの回数等を記録し、また、吸引装置20によるクリーニングが成功した回数を記録する。すなわち、記憶部72は、クリーニング結果記録手段の一例である。
計算部74が算出したCL1のクリーニング成功率Rcl1は、記憶部72に記憶される。
なお、上述のように、各ノズル列31a等から吐出されるインクの種類は異なるから、このクリーニング成功率Rcl1は各ノズル列31a等ごとに異なる場合がある。インクジェット式記録装置10は、以下に説明するように、各ノズル列31a等とごとに異なり得るクリーニング成功率Rclnに基づいて、各クリーニングモードCl1等のパラメータを変更するのである。
具体的には、計算部74は、CL1のクリーニング成功率Rcl1が80パーセント(%)未満であるか否かを判断する。
そして、計算部74は、CL1のクリーニング成功率Rcl1が80パーセント(%)未満であれば、パラメータ変更フラグを1に設定する(ステップST305)。
これに対して、計算部74は、CL1のクリーニング成功率Rcl1が80パーセント(%)以上であれば、記憶部72のパラメータ変更フラグは変更せず、もともとの設定である0に維持する。
具体的には、パラメータ変更フラグが1になっていれば、クリーニングの回復能力が劣っているとみなし、パラメータの変更が必要であると判断し、パラメータ変更フラグが0になっていれば、パラメータの変更が不要であると判断する。
そして、CL制御部76は、クリーニング成功率Fclnに基づいて、パラメータを変更する(ステップST105)。このステップST105は、クリーニング条件変更ステップの一例である。
例えば、CL1におけるインク吸引量を現在の設定である基本設定から10%増加し、ノズル列1列あたり0.11グラム(g)に変更する。これにより、CL1において、変更前よりも多量のインクを吸引するから、次回のクリーニングがより有効になると考えられる。
なお、上述のように、例えば、CL1等のインク吸引量は例えば、ノズル列1列あたり0.01グラム(g)の幅で変更する。これは、インク吸引装置20によるインク吸引量の誤差がノズル列1列あたり約0.01グラム(g)であるからである。すなわち、インク吸引量の設定は、インク吸引量の誤差に基づいて、インク吸引装置20が有効に実現し得る最小幅で変更する。このため、インクジェット式記録装置10は、有効に実現し得る最小幅で、最適なインク吸引量を設定することができる。
ステップST106及びステップST107は、新たなクリーニングのパラメータによるクリーニングを開始するための初期設定をするステップである。
このステップST2の詳細を図12を使用して、説明する。
まず、インクジェット式記録装置10のCL制御部76は、図1の記録ヘッド30にキャップ本体21を密接させ、キャップ本体21を閉鎖する(図12のステップST401)。
続いて、CL制御部76は、図1の吸引ポンプ19を駆動し、記録ヘッド30のノズル開口からインクを吸引する(ステップST402)。
なお、記憶部72が記憶しているノズル列31a等ごとのクリーニング回数Nclnは、CL1,CL2及びCL3によって区別されている。そして、CL1のクリーニング回数Ncl1は、現在設定されているパラメータのクリーニング回数だけを示している。
続いて、インクジェット式記録装置10は、吐出不良があるか否かを判断し(ステップST5),吐出不良がなければ、クリーニング成功回数Fclnをクリーニングの種類ごとに加算する(ステップST6)。例えば、CL1のクリーニングを1回実施してそのクリーニングが成功した場合には、CL1のクリーニング成功回数Fcl1を1回加算し、加算後のクリーニング成功回数Fcl1を記憶部72に記憶する。上述のように、この記憶部72はクリーニング成功回数記録手段の一例である。そして、このステップST6及び上述のステップST3は、クリーニング結果記録ステップの一例である。
なお、ステップST5において、吐出不良があると判断した場合には、ステップST1乃至ステップST4を再度実施する。
インクジェット式記録装置10の計算部74は、まず、記憶部72に記憶されている、クリーニングのパラメータの変更後の例えば、CL1によるクリーニング回数Ncl1が、5回以上であるか否かを判断する(図13のステップST501)。
そして、計算部74は、記憶部72に記憶されているNcl1を0、Fcl1を0に設定する(ステップST505)。このステップST505は、新たなクリーニングのパラメータにおける、今後のNcl1及びFcl1を算出するための初期設定である。
インクジェット式記録装置10は、上述のステップST1等を継続的に実施する。
また、成功率が高いクリーニングのパラメータを選択するから、その結果として、クリーニング回数を最小限度に低減させることができ、インク消費量を低減させることができる。
しかも、インクジェット式記録装置10は、上述の各ステップST1等を継続的に実施するから、クリーニング成功率Rclnを許容範囲である例えば、80パーセント(%)以上にする処理を継続して実施することができる。
これにより、干渉量G1が不十分であることによる、クリーニングの失敗回数を減少させることができる。
これにより、ワイパー23とノズルプレート面30aとの相対速度が不十分であることによる、クリーニングの失敗回数を減少させることができる。
これにより、ワイピングの回数が不十分であることによる、クリーニングの失敗回数を減少させることができる。
これにより、負圧解除時間が不十分であることによる、クリーニングの失敗回数を減少させることができる。
を実施する場合には、各ノズル列31a等のクリーニング成功率を参照し、低い方のクリーニング成功率に基づいて、インクのインクの吸引量の変更等の制御をするようにしてもよい。例えば、ノズル列31aとノズル列31bを同時にクリーニングする場合において、ノズル列31aのクリーニング成功率が70パーセント(%)であって、ノズル列31bのクリーニング成功率が80パーセント(%)であれば、低い方のクリーニング成功率である70パーセント(%)に基づいて、インクの吸引量の変更等を実施するのである。
例えば、インクジェット式記録装置10の記憶部72、計算部74及びCL制御部76の機能を、ホストコンピュータ80が有していてもよい。この場合、インクジェット式記録装置10及びホストコンピュータ80が、液体噴射装置の一例である。
Claims (10)
- 液体を噴射する複数のノズル開口からなる複数のノズル列が形成されたノズル形成面を有する液体噴射ヘッドと、
前記液体噴射ヘッドのノズル開口から前記液体が正常に噴射されない状態である噴射不良を前記ノズル列ごとに検出する噴射不良検出手段と、
前記ノズル列ごとに前記噴射不良を回復するクリーニングを行うクリーニング手段と、
を有する液体噴射装置であって、
前記クリーニング手段による前記クリーニングの回数、前記クリーニング手段による前記クリーニングを実施した後に前記噴射不良検出手段による検出で噴射不良がないときに加算する前記クリーニングが成功した回数、及び、前記クリーニング手段による前記クリーニングを実施した後に前記噴射不良検出手段による検出で噴射不良があるときに加算する前記クリーニングが失敗した回数のうち、少なくとも2つを記録するクリーニング結果記録手段と、
前記クリーニング結果記録手段が記録した、前記クリーニングの回数、前記クリーニングが成功した回数、及び、前記クリーニングが失敗した回数のうち、少なくとも2つに基づいて、クリーニング成功率又はクリーニング失敗率を算出するクリーニング評価手段と、を有し、
前記クリーニング手段は、前記クリーニング成功率又は前記クリーニング失敗率に基づいて、前記クリーニングの条件を維持又は変更するクリーニング条件設定手段を有することを特徴とする液体噴射装置。 - 前記クリーニングの条件は、前記クリーニングにおける前記液体の吸引量を含むことを特徴とする請求項1に記載の液体噴射装置。
- 前記クリーニングの条件は、前記クリーニングにおける前記液体の吸引速度を含むことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の液体噴射装置。
- 前記クリーニングの条件は、前記クリーニングにおいてワイピング部材によって前記ノズル形成面を払拭するワイピングを実施する際の、前記ワイピング部材の前記ノズル形成面に対する干渉量を含むことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の液体噴射装置。
- 前記クリーニングの条件は、前記ワイピングの回数を含むことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の液体噴射装置。
- 前記クリーニングの条件は、前記ワイピングにおける、前記ワイピング部材と前記ノズル形成面の相対速度を含むことを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の液体噴射装置。
- 前記クリーニングの条件は、前記クリーニングに際して、前記液体を液体吸引手段によって前記ノズル開口から吸引した後における、前記液体吸引手段内部の負圧解除時間を含むことを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載の液体噴射装置。
- 前記クリーニングの条件の変更前の前記クリーニング成功率と、前記クリーニングの条件の変更後の前記クリーニング成功率を比較するクリーニング成功率比較手段を有し、
前記クリーニング手段は、前記クリーニング成功率比較手段の比較結果に基づいて、前記クリーニングの条件の変更後の前記クリーニングの条件を維持する、又は、前記クリーニングの条件を再度変更する構成となっていることを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか一項に記載の液体噴射装置。 - 前記クリーニングの条件の変更前の前記クリーニング失敗率と、前記クリーニングの条件の変更後の前記クリーニング失敗率を比較するクリーニング失敗率比較手段を有し、
前記クリーニング手段は、前記クリーニング失敗率比較手段の比較結果に基づいて、前記クリーニングの条件の変更後の前記クリーニングの条件を維持する、又は、前記クリーニングの条件を再度変更する構成となっていることを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか一項に記載の液体噴射装置。 - 液体を噴射する複数のノズル開口からなる複数のノズル列が形成されたノズル形成面を有する液体噴射ヘッドと、前記液体噴射ヘッドのノズル開口から前記液体が正常に噴射されない状態である噴射不良を前記ノズル列ごとに検出する噴射不良検出手段と、前記ノズル列ごとに前記噴射不良を回復するクリーニングを行うクリーニング手段と、を有する液体噴射装置が、前記クリーニング手段による前記クリーニングの回数、前記クリーニング手段による前記クリーニングを実施した後に前記噴射不良検出手段による検出で噴射不良がないときに加算する前記クリーニングが成功した回数、及び、前記クリーニング手段による前記クリーニングを実施した後に前記噴射不良検出手段による検出で噴射不良があるときに加算する前記クリーニングが失敗した回数のうち、少なくとも2つを記録するクリーニング結果記録ステップと、
前記液体噴射装置が、前記クリーニング結果記録ステップにおいて記録した、前記クリーニングの回数、前記クリーニングが成功した回数、及び、前記クリーニングが失敗した回数のうち、少なくとも2つに基づいて、クリーニング成功率又はクリーニング失敗率を算出するクリーニング評価ステップと、
前記液体噴射装置が、前記クリーニング成功率又は前記クリーニング失敗率に基づいて、前記クリーニングの条件を変更するクリーニング条件変更ステップと、
を有することを特徴とする液体噴射装置のクリーニング方法。
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