JP4835833B2 - 記録ヘッド吐出特性維持装置、記録装置 - Google Patents
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Description
記録ヘッドは、被記録材へ記録し続けると、インクを吐出するノズル開口において、目詰まり等が発生し、良好な記録が実行できなくなる虞が生じる。
そこで、記録ヘッドは、インクを吐出するノズル開口の状態を良好な状態に保つため、記録中にキャッピング装置まで移動してキャップ部へ向けてインクを吐出する、所謂、フラッシング動作を行う。また、記録終了後には、記録ヘッドは、キャッピング装置まで移動して、キャップ部によってノズル開口が封鎖される。そして、ポンプによってキャップ部内が負圧になり、ノズル開口が吸引される、所謂、吸引動作が実行される。
図21(A)(B)に示すのは、従来の記録ヘッド吐出特性維持装置500である。このうち、図21(A)に示すのは、従来の記録ヘッド吐出特性維持装置500の斜視図であり、同図(B)に示すのは、その要部拡大斜視図である。
さらに、前記大気開放弁機構は、ワイピング手段の移動する力を利用するので、新たな動力源を設ける必要がなく、記録ヘッド吐出特性維持装置を小型化することができる。
本発明の第2の態様によれば、第1の態様と同様の作用効果に加え、前記ワイピング手段の移動によって該第1のカム機構が作動し、前記大気開放弁機構を開閉するように構成されている。従って、前記大気開放弁機構は、ワイピング手段の移動によって精度良く弁の開閉を実行することができる。
本発明の第3の態様によれば、第1または第2の態様と同様の作用効果に加え、カム部と、前記ワイピング手段側に設けられたカムフォロアとしてのピン部とで構成され、前記カム部が回転することにより、該カム部の回転中心に対して前記ピン部が接離移動し、これにより、前記ワイピング手段が移動するように構成された第2のカム機構を備えている。従って、前記ワイピング手段を精度良く位置決めすることができるので、ワイピング手段は弁の開閉を精度良く実行することができる。
本発明の第4の態様によれば、記録装置は、上記第1〜第3の態様のいずれかに記載された前記記録ヘッド吐出特性維持装置を備えているので、記録装置において、上記第1〜第3のいずれかの態様の作用効果と同様の作用効果を得ることができる。
図1に示すのは、本発明に係る液体噴射装置の一例である記録装置の概略を示す全体斜視図である。また、図2に示すのは、本発明に係る記録装置の概略を示す全体平面図である。
記録装置100の本体の背面側には、被記録材としての用紙が積層される給紙カセット101が、着脱可能に設けられている。給紙カセット101の最上位に積層された用紙は、給送用モータ104によって駆動する給送ローラ(図示せず)によりピックアップされて、用紙ガイド103に案内されながら搬送方向の下流側の搬送ローラ(図示せず)へと給送される。搬送ローラまで給送された用紙は、搬送用モータ(図示せず)によって駆動する搬送ローラにより、さらに搬送方向の下流側の記録部143へと搬送される。記録部143は、用紙を下方から支持するプラテン105と、プラテン105の上方側に対向するように設けられたキャリッジ107とによって構成される。そのうち、キャリッジ107は、主走査方向へ延びたキャリッジガイド軸(図示せず)に案内されながらキャリッジモータ102によって駆動する。さらに、キャリッジ107の底面部には、用紙へ向かってインクを吐出する記録ヘッド106が設けられている。記録部143で記録された用紙は、さらに下流側へと搬送され排紙ローラ(図示せず)によって記録装置100の正面側から排出される。
図3および図4に示す如く、記録ヘッド吐出特性維持装置320は、ワイピング装置217と、大気開放弁219と、インク吸引装置200とを備えている。そのうち、インク吸引装置200には、記録ヘッド106と当接可能なキャッピング装置230が設けられている。キャッピング装置230は、キャップユニット202を備えており、キャップユニット202は、記録ヘッド106を封止するキャップ部204と、記録ヘッド106へ接離移動すると共にキャップ部204を記録ヘッド106へ案内するスライダ部205とから構成される。図4に示す如く、基体部215には、スライダガイド215aが設けられ、一方のスライダ部205には、スライダリブ207が設けられ、スライダガイド215aとスライダリブ207とが当接することによってスライダ部205が位置決めされている。
図5に示す如く、吸引ポンプ部281の内部には、回転可能な負圧発生部材283が設けられ、負圧発生部材283の円周には、弾性体で形成された中空なポンプチューブ282が設けられている。ポンプチューブ282の一端は、キャップ部204の底部と接続された吸引チューブ241と連結されている。負圧発生部材283の円周に図示しない突起が設けられている。負圧発生部材283が回動することによって、前記突起が、ポンプチューブ内の空気をポンプチューブ282の他端へ絞り出すように作用する。即ち、ポンプチューブ内の一端側の空気を他端側へ移動させることができる。従って、吸引ポンプ部281は、吸引チューブ241を介してキャップ部内に負圧を発生させることができる。
図6に示す如く、キャップ部204の上部には、キャップ当接部203が、ノズル開口形成面106bを確実に封止できるように弾性体によって形成されている。また、キャップ部内には、ノズル開口から吐出されたインクを吸収することができるインク吸収材209が備えられ、インク吸収材209は、キャップ部204の底面から延設された係止突起204bに熱カシメ等により溶着された押さえ部材216によって保持されている。また、キャップ部204には、大気開放開口227が形成され、大気開放開口227は、キャップ部204の底面に接続された大気開放チューブ242を介して大気開放弁219と繋がっている。
また、ギアユニット218の伝達下流側には、カム部213が設けられており、カム部213は、後述するレバー部材210と当接し、レバー部材210を回動させてスライダ部205とキャップ部204とを移動させるように構成されている。
また、基体部215には、後述する第1の位置において、スライダリブ207、207の下端と当接するスライダ位置規制部359、359が副走査方向に一対設けられている。
続いて、カム部213の回動に伴うレバー部材210、スライダ部205、およびキャップ部204の動作について以下に説明する。ここで、キャッピング装置230の第1の位置とは、記録ヘッド106から離間した状態をいい、第2の位置とは、記録ヘッド106と当接しノズル開口で構成されるノズル開口列106aを封止する状態をいう。
図7に示すのは、本発明に係るキャッピング装置のキャップユニットの第1の位置を1桁側から見た側面図である。また、図8に示すのは、図7における主走査方向の正面断面図である。
図7および図8に示す如く、スライダ部205と基体部215との間に設けられたキャップばね211のばね力によって、スライダ部205は、記録ヘッド側へ付勢されている。
図9に示す如く、第1カムギア212が、図中反時計方向へ回動すると、カム部213が徐々に退避し、当接しているレバー部材210が時計方向へ徐々に回動する。そして、レバー部材210の回動に伴って、スライダ部205が徐々に記録ヘッド側へ移動する。
この状態からさらに第1カムギア212が反時計方向へ回動すると、スライダ部205がさらに記録ヘッド側へ移動しようとする。従って、記録ヘッド側面の下辺は、第1の爪部214cの第1傾斜部214aまたは第2の爪部214dの第2傾斜部214eを徐々に上って第1の爪部214cの第1爪当接面214bまたは第2の爪部214dの第2爪当接面214fと当接する。即ち、スライダ部205は、第1の爪部214cおよび第2の爪部214dによって記録ヘッド106との相対的な位置関係が精度良く決められる。
図9および図10に示す状態からさらに第1カムギア212が、反時計方向へ回動してカム部213が、レバー部材210から離間すると、図11および図12に示す如く、第1の爪部214cの第1爪当接面214bおよび第2の爪部214dの第2爪当接面214fに案内されながらスライダ部205およびキャップ部204が記録ヘッド側へ移動し、キャップ部204のキャップ当接部203が、記録ヘッド下面のノズル開口形成面106bと当接する。キャップ部204が記録ヘッド106に当接すると、レバー部材210は、完全にフリーな状態となる。即ち、レバー部材210は、カム部213と当接していないため、スライダ部205に何ら作用力を及ぼさない。従って、前記レバー開口部210d、第1テーパ部206、および第2テーパ部208によってスライダ部205が80桁側へ付勢される力は、発生しない。即ち、キャップ部204が記録ヘッド106に当接したと同時に、主走査方向において余分な付勢力が解除される。その結果、キャップ部204は、確実にノズル開口形成面106bを封止することができる。
続いて、キャップユニット202が第2の位置から第1の位置へ移動する手順について説明する。
図11および図12に示すキャップユニット202が第2の位置の状態から、図11においてカムギア212が時計方向へ回動すると、レバー部材210から離間していたカム部213が、レバー部材210の第1レバーアーム210aと当接する。そして、カム部213は、レバー部材210を図11中、反時計方向へ回動させる。従って、第2レバーアーム210cは、カム部213の回動に伴って、第2レバーアーム210cと係合しているスライダ部205を、図9および図10に示す位置まで、キャップばね211、211のばね力に抗して徐々に下方へ移動させることができる。
図13(A)(B)(C)に示すのは、本発明に係るキャッピング装置のストロークを示す側面図である。このうち、図13(A)に示すのは、キャップユニットの第1の位置の状態であり、同図(B)は、第2の位置の状態である。同図(C)は、同図(B)において、記録ヘッド106がなかった場合の第2の位置を示す図である。図13(C)に示す如く、距離dだけストロークに安全マージンを持たせているので、図13(B)において、キャップ部204と記録ヘッド106との間に隙間が生じる虞がない。従って、吸引動作の際、確実にキャップ部内を負圧状態にすることができる。
図14に示す如く、キャップ部204の上部には、記録ヘッド106のノズル開口形成面106bと当接し、弾性体で形成されたキャップ当接部203が設けられている。また、キャップ部内には、係止突起204bが設けられ、係止突起204bの先端に押さえ部材216を係合させることによって、インク吸収材209を保持することができる。さらに、キャップ部内には、インク吸収材209の表面と同じ高さに大気開放開口227が設けられ、大気開放弁219からキャップ部内に空気を送入することができる。また、キャップ部204の底面には、吸引開口228が設けられ、吸引開口228は、吸引ポンプ部281の駆動によってキャップ部内のインク吸収材209が保持するインクを吸引ポンプ部281へ送出することができる。キャップ部204の下面には、脚部204cが設けられて、脚部204cは、第1の位置から第2の位置へ移動途中までの間、基体部215と当接するように構成されている。また、キャップ部204の下方側面には、引き剥がし爪部204aがキャップ部204の対角線上に一対設けられている。引き剥がし爪部204aは、第1の位置と第2の位置との間を上下移動する際、スライダ部205と係合して互いの相対的な位置を規制することができるように設けられている。
図15および図16に示す如く、ワイピング装置217のワイパ基部303には、記録ヘッド106のノズル開口形成面106bと当接して、インクや汚れを払拭する弾性体であるワイパ当接部302が設けられている。また、ワイパ基部303は第2のカム機構321によって移動可能に設けられており、第2のカム機構321は、ワイパ側のピン部305と、カムギア側の第1溝カム部301とによって構成されている。より具体的には、ワイパ基部側には基部開口303bが設けられ、基部開口303bには、ピンばね304とピン部305とが挿入されている。一方、カムギア側は、カム部213と第1溝カム部301とから構成されている。そのうち、第1溝カム部301は、浅い溝である第1の溝301aと、深い溝である第2の溝301bと、第1の溝301aと第2の溝301bとを滑らかに繋ぐ連結傾斜部301cとを備えており、ピン部305は、ピンばね304に付勢されながら後述する第1溝カム部301の第1の溝301a、第2の溝301b、および連結傾斜部301c内を移動可能に設けられている。
図17(A)に示す如く、ワイパ基部303が上方へ移動すると、弁レバー部材306の弁突起部306aは、ワイパ突起部303aと離間した状態となる。即ち、弁レバー部材306は、ワイパ基部303から何ら作用を受けない。このとき、弁レバー部材306に作用する力は、弁ばね308のみである。従って、弁レバー部材306は、弁レバー支軸306bを支点に図中、反時計方向へ回動して弁体317を弁開口部318へ当接して、大気開放弁219が閉塞した状態となる。
第1の溝301a、第2の溝301b、および連結傾斜部301cについては前述したが、ここで、さらに詳しく説明する。
図18(A)および(B)に示す如く、第1カムギア212は、第1溝カム部301とカム部213とから構成されている。そのうち、第1溝カム部301は、浅い第1の溝301aと、第1の溝301aの内側に第1の溝301aより深い第2の溝301bと、第1の溝301aと第2の溝301bとを滑らかに繋ぐ連結傾斜部301cとを備えている。第1溝カム部301が、図18(A)中、反時計方向へ回動すると、ピン部305は、第1の端部301fに度当たる。
次に、第1溝カム部301がさらに時計方向へ回動すると、ピン部305が第2の変位部301eにさしかかり、ワイパばね307のばね力によって第1の溝側へ移動する。即ち、ピン部305は、放射方向において、第1の溝301aおよび第2の溝301bの中間位置へ移動すると共に第2の端部301gに度当たる。従って、ワイパ基部303のポジションは2.00mm位置へ移動する。このとき、前述した動力伝達規制部が作用して、前記トルクリミットギアが回動し続ける。即ち、ギアユニット218の動力は、吸引ポンプ部281の負圧発生部材283を回動させる。
さらに、第1溝カム部301が反時計方向へ回動すると、ピン部305は、第1の溝301aから第2の溝301bへ飛び降りるように移動して再び第1の端部301fと当接する。このとき、ピン部305は、ピンばね304のばね力によって基部開口303bから突出・移動する。
記録ヘッド106が、主走査方向へ往復移動しながらインク滴をノズル開口列106aから用紙へ向かって吐出することによって、記録が実行される。その記録中または記録終了後に記録ヘッド106は、キャップユニット202と対向する位置まで移動する。この状態が、図19(A)に示す状態である。即ち、図20(A)フラッシング動作に示す如く、キャップユニット202は第1の位置、ワイパ基部303は0.00mm位置、大気開放弁219は開放、吸引ポンプ部281は停止した状態である。この状態で記録ヘッド106からキャップ部内のインク吸収材209へ向かってインクが吐出される。
先ず、記録終了後に記録ヘッド106は、キャップユニット202と対向する位置まで移動する。そして、図19(C)および図20(C)キャッピング動作に示す如く、第1溝カム部301およびカム部213が時計方向へ回動し、弁レバー部材306を回動させてキャップユニット202を4.93mm上方へ、即ち、第2の位置へ移動させる。このとき、ワイパ基部303は3.00mm位置、大気開放弁219は閉塞、吸引ポンプ部281は停止のまま、の状態となる。
そして、カム部213および第1溝カム部301が反時計方向へ回動して再び(A)の状態を経由して(B)の状態となって、ノズル開口形成面106bをワイパ当接部302で払拭して、記録ヘッド106を再び用紙と対向する位置へ送り出す。
さらに、大気開放弁219は、ワイピング装置217の移動する力を利用するので、新たな動力源を設ける必要がなく、記録ヘッド吐出特性維持装置320を小型化することができる。
その結果、大気開放弁219は、ワイピング装置217の移動によって精度良く弁の開閉を実行することができる。
その結果、ワイピング装置217を精度良く位置決めすることができるので、ワイピング装置217は大気開放弁219の開閉を精度良く実行することができる。
図22に示すのは、他の実施形態1に係る第2溝カム部である。図22(A)に示すのは平面図であり、図22(B)に示すのは(A)におけるY−Y’断面図である。
図22(A)および(B)に示す如く、第2カムギア400は、第2溝カム部401とカム部213とを備えている。このうち、カム部213については前述したカム部213と同じであるので、ここでは第2溝カム部401を主として説明する。第2溝カム部401は、第1深さの溝部403a、403bと第2深さの溝部406a、406bとを備えている。そして、第2カムギア400の放射方向において、第1深さの溝部403a、403bおよび第2深さの溝部406a、406bは、第1深さの溝部403a、403bと第2深さの溝部406a、406bとの間に設けられている壁部407によって隔てられている。
他の実施形態1では、前述した記録ヘッド吐出特性維持装置320において、前述した第1カムギア212に代えて第2カムギア400を用いて以下に説明する。
このとき、動力を伝達するギアユニット218には、動力伝達を規制する動力伝達規制部(図示せず)が設けられている。動力伝達規制部の一例として、第2カムギア400と同軸に回動し、第2カムギア側にコルク盤を備えた所謂、トルクリミットギアがあり、ばね等の付勢力によって前記トルクリミットギアが第2カムギア400へ付勢されたものがある。即ち、ピン部305と第1の端部402aとの当接によって、第2カムギア400の回動が規制されると、前記トルクリミットギアと第2カムギア400との間が滑り、動力伝達が規制される。
ここで、第2溝カム部401が時計方向へ回動すると、ピン部305は、第3の端部402cに度当たる。このとき、前述した動力伝達規制部が作用するので、吸引ポンプ部281の負圧発生部材283を回動させることができる。即ち、ワイパ基部303のポジションが0.00mm位置の状態で、吸引ポンプ部281を作動させることができる。
またさらに、第2溝カム部401が反時計方向へ回動すると、ピン部305は、そのまま第2深さの溝部406bを進んだ後、第1深さの溝部403aへ飛び降りるように移動して再び第1の端部402aに度当たる。このとき、前述した動力伝達規制部が作用して、前記トルクリミットギアが回動し続ける。即ち、ギアユニット218の動力は、吸引ポンプ部281の負圧発生部材283を回動させる。また、ピン部305が第1深さの溝部403aへ飛び降りるように移動した際、ピン部305は、ピンばね304のばね力によって基部開口303bから突出・移動する。
記録ヘッド106が、主走査方向へ往復移動しながらインク滴をノズル開口列106aから用紙へ向かって吐出することによって、記録が実行される。その記録中または記録終了後に記録ヘッド106は、キャップユニット202と対向する位置まで移動する。この状態が、図23(A)に示す状態である。即ち、図24(A)フラッシング動作に示す如く、キャップユニット202は第1の位置、ワイパ基部303は0.00mm位置、大気開放弁219は開放、吸引ポンプ部281は停止した状態である。この状態で記録ヘッド106からキャップ部内のインク吸収材209へ向かってインクが吐出される。
先ず、記録終了後に記録ヘッド106は、キャップユニット202と対向する位置まで移動する。そして、図23(C)および図24(C)キャッピング動作に示す如く、第2溝カム部401およびカム部213が時計方向へ回動し、弁レバー部材306を回動させてキャップユニット202を4.93mm上方へ、即ち、第2の位置へ移動させる。このとき、ワイパ基部303は3.00mm位置、大気開放弁219は閉塞、吸引ポンプ部281は停止のまま、の状態となる。
そして、カム部213および第2溝カム部401が反時計方向へ回動して再び(A)の状態を経由して(B)の状態となって、ノズル開口形成面106bをワイパ当接部302で払拭して、記録ヘッド106を再び用紙と対向する位置へ送り出す。
図25に示すのは、他の実施形態2に係るキャッピング装置の概略平面図である。
ここで、キャップばね以外は、前述した実施形態と同じであるので、符号は同一のものを使用すると共にその説明は省略する。
Claims (3)
- 被記録材にインク滴を吐出する記録ヘッドのインク吐出特性を維持する記録ヘッド吐出特性維持装置であって、
前記記録ヘッドを封止する位置と、前記記録ヘッドから離間した位置との間を移動可能なキャッピング手段と、
前記記録ヘッドを払拭するワイパ当接部が設けられているワイパ基部と、
該ワイパ基部に設けられたワイパ突起部と、
前記キャッピング手段と連通して開閉動作によって大気を送入可能な大気開放弁を構成し、該大気開放弁を閉塞する方向へ付勢されており、該大気開放弁の開閉を切り換える弁レバー部材と、を備え、
前記ワイパ基部は、前記ワイパ当接部が前記記録ヘッドと接触可能な位置と、前記記録ヘッドと接触しない位置との間を、前記キャッピング手段とは別々に移動可能に設けられており、
前記キャッピング手段が前記記録ヘッドを封止した状態で、前記接触可能な位置から前記接触しない位置へ前記ワイパ基部が移動する際、前記ワイパ突起部が、前記弁レバー部材と当接し、付勢力に抗して前記弁レバー部材を揺動させて前記大気開放弁を開放し、
前記キャッピング手段が前記記録ヘッドを封止していない状態で、前記ワイパ基部が前記接触可能な位置へ移動する際、前記ワイパ突起部が前記弁レバー部材から離間する方向へ移動すると共に、前記付勢力によって、前記弁レバー部材が閉塞する方向へ揺動して、前記大気開放弁が閉塞する構成である記録ヘッド吐出特性維持装置。 - 請求項1に記載の記録ヘッド吐出特性維持装置において、駆動するカム部と、
前記ワイパ基部に設けられ、前記カム部と接触するピン部と、を備え、
前記カム部が回転することにより、該カム部の回転中心に対して前記ピン部が接離移動し、これにより、前記ワイパ基部が、前記接触可能な位置と、前記接触しない位置との間を移動するように構成されていることを特徴とする記録ヘッド吐出特性維持装置。 - 記録ヘッドにより被記録材に記録を実行する記録部と、
該記録部の吐出特性を維持する吐出特性維持部と、を備えた記録装置であって、
前記吐出特性維持部は、
請求項1または2に記載された前記記録ヘッド吐出特性維持装置を備えていることを特徴とする記録装置。
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