JP5618191B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
また、請求項2の発明は、請求項1の画像形成装置において、上記清掃部材は、上記キャップ部材に対して着脱可能に保持されていることを特徴とするものである。
また、請求項3の発明は、請求項1又は2の画像形成装置において、上記清掃部材は、インクを吸収して保持可能な吸収体を備えていることを特徴とするものである。
また、請求項4の発明は、請求項3の画像形成装置において、上記清掃部材の吸収体に保持されたインクを吸い出して該吸収体から除去する吸収体クリーニング手段を有することを特徴とするものである。
また、請求項5の発明は、請求項4の画像形成装置において、上記吸収体クリーニング手段は、上記吸引手段を用いて上記吸収体に保持されたインクを吸い出すことにより該吸収体からインクを除去するものであることを特徴とするものである。
以下、本発明に関わる一参考例実施形態(以下、本参考例を「参考例1」という。)について、画像形成装置としてのインクジェット記録装置であるシリアル型プリンタを例にとって、添付図面を参照して説明する。
図1は、本参考例1に係るインクジェットプリンタの要部を示す概略構成図である。
図2は、本インクジェットプリンタの記録ヘッド周囲の構成を、記録ヘッドの吐出方向(水平方向)から見たときの概略構成図である。
このインクジェットプリンタにおいて、プリンタ側部に位置する2つの本体側板60間に横架したガイドロッド61に対してガイドブッシュ(軸受け)3aを介してキャリッジ3が摺動自在に保持されている。キャリッジ3は、主走査モータ4に接続された駆動プーリ6Aと従動プーリ6Bとの間に架け渡されたタイミングベルト5の移動に伴ってガイドロッド61に沿った方向(主走査方向)に移動する。
また、キャリッジ3には、光を透過する透過部と透過しない非透過部とが交互に直線状に配列されたリニアエンコーダシート42が設けられており、このリニアエンコーダシート42の透過部と非透過部を検出する透過型フォトセンサからなる図示しないエンコーダセンサが設けられている。このエンコーダセンサの検知結果に基づいて、キャリッジ3の主走査方向位置を把握することができる。
図3は、メンテナンスユニット100を示す斜視図である。
図4は、メンテナンスユニット100を、キャッピング部110、空吐出部120及び駆動部130と、ワイピング部140とに分離させた状態を示す斜視図である。
メンテナンスユニット100は、記録ヘッド7A,7Bの吐出性能の回復、維持や、非稼働中に記録ヘッドのノズルの保湿を行うためのものである。メンテナンスユニット100は、記録ヘッド7A,7Bをキャッピングするキャッピング部110と、メンテナンスのために記録ヘッド7A,7Bから吐出させるイングを受ける空吐出部120と、キャッピング部110及び空吐出部120並びに後述の吸引ポンプに対して駆動力を伝達する駆動部130と、記録ヘッド7A,7Bのノズル面をワイピングするワイピング部140とを有する。メンテナンスユニット100は、図2中右側の本体側板60に位置決めされた状態でネジ固定されている。図3及び図4においては、キャリッジ3上の記録ヘッド7A,7Bが紙面前方からメンテナンスユニット100に対向するように位置することになる。
キャッピング部110は、2つのキャップ111A,111Bを有し、非稼働中に、2つの記録ヘッド7A,7Bのノズル面をそれぞれキャップ111A,111Bで被覆してノズルの保湿を行う。また、キャッピング部110は、キャップ111Bで被覆した状態の記録ヘッドのノズルから記録ヘッド内のインクを吸い出すノズル吸引処理を行ってインク詰まり等を解消し、記録ヘッド7A,7Bの吐出性能の回復、維持する処理も行う。更に、本参考例1において、キャッピング部110は、ノズル吸引処理後に記録ヘッド7A,7Bの下面を清掃部材145で払拭するヘッド下面清掃処理も行う。キャップ111A,111Bは、ラック113に対して水平方向(図中前後方向)へスライド移動可能に取り付けられており、そのスライド移動範囲はラック113に設けられたガイド溝113aによって制限されている。キャップ111A,111Bは、上下2つの圧縮バネ118によってラック113から図中前方へ付勢されている。
ノズル吸引処理を行うためのキャップ111Bは、その開口とは反対側の背面部に吸引口が設けられており、その吸引口に吸引管114の一端が接続されている。この吸引管114の他端には、吸引手段としての吸引ポンプ150が接続されている。図6(a)に示すように、ラック113に搭載されたキャップ111Bとの対向位置にいずれかの記録ヘッド7A,7Bが位置するとき、駆動部130からの駆動力を受けてキャップ移動用カム135を回転させると、図6(b)に示すように、ラック113が記録ヘッド7A,7Bに向けて移動し、最終的にはキャップ111Bの縁部111aが記録ヘッド7A,7Bのノズル面に当接して被覆状態にする。その後、吸引ポンプ150を駆動して吸引動作を実行することにより、キャップ111Bと記録ヘッド7A,7Bのノズル面との吸着力が高まってキャップ内部の密閉性が高まるとともにキャップ内部が負圧となり、記録ヘッド内のインクがノズルから吸い出される。吸い出されたインクは、吸引ポンプ150の吸引力によってキャップ111Bの吸引口から吸引管114を通って廃液タンク151に送られる。
一方、ラック113が前進位置にある時、図6(b)に示すように、記録ヘッド7A,7Bのノズル面に当接したキャップ111Bは、キャップ用圧縮バネ118の付勢力に抗してラック113内側へ押し込まれた後退位置に位置することになる。キャップ111Bがラック113に対して後退位置に位置するとき、大気開放弁116は、そのキャップ用圧縮バネ118の背面に当接し、大気開放用圧縮バネ117の付勢力に抗してラック113内側へ押し込まれる。よって、ラック113が前進位置にある時には、図6(b)に示すように、キャップ111Bの開口はノズル面に密着し、かつ、そのキャップ背面に設けられた大気開放孔111bは大気開放弁116によって閉塞された状態になるので、キャップ内は密閉状態になる。これにより、ノズル吸引処理が可能な状態になる。
なお、本参考例1では、清掃部材145で吸収したインクを吸引することで清掃部材145内からインクを除去し、清掃部材145の継続使用を可能としているが、清掃部材145内からインクを除去する構成は必須ではない。この構成を設けない場合には、例えば、所定のタイミングで清掃部材145を交換すればよい。
駆動部130は、キャッピング部110及び空吐出部120での処理に必要な駆動力を、これらに伝達するためのものである。駆動部130は、キャッピング部110のフレーム部112(図7では説明のため図示を省略してある。)に取り付けられている。駆動部130は、駆動源であるステッピングモータ131と、ステッピングモータ131で発生した駆動力を伝達するためのギヤ列132と、ギヤ列132によって伝達された駆動力によって回転駆動する駆動シャフト133とを備えている。ステッピングモータ131は、正逆回転駆動可能な構成であり、図示しない制御部によりその回転方向、回転位置、回転角速度が制御される。駆動シャフト133の一端側は、キャッピング部110のフレーム部112の内部へ挿通されている。
ワイピング部140は、ワイパー部材141により記録ヘッド7A,7Bのノズル面を摺擦(ワイピング)して、ノズル面に付着した不要なインクを除去するワイピング処理を行い、これにより記録ヘッド7A,7Bの吐出性能の回復、維持する。従来の一般的なワイピング処理は、キャリッジ3を主走査方向へ移動させることにより静止状態のワイパー部材に記録ヘッドのノズル面を摺擦させてワイピングするものが多い。しかしながら、本参考例1では、ワイピング部140に対向する位置に記録ヘッド7A,7Bを静止させた状態でワイパー部材141を移動させることにより、ワイパー部材で記録ヘッドのノズル面を摺擦してワイピングする。本参考例1においては、各記録ヘッド7A,7Bのノズル面には、主走査方向に対して直交する方向(鉛直方向)に延びる2列のノズル列が形成されている。2列のノズル列は互いに異なる色のインクを吐出するものであるため、一方のノズル列のインクが他方のノズル列に付着すると、混色が生じて適切な色を再現できないなどの不具合を引き起こす。従来の一般的なワイピング処理の方法では、記録ヘッド7A,7Bを主走査方向へ移動させることで静止状態のワイパー部材でワイピングするため、一方のノズル列をワイピングして除去したインクが付着したワイパー部材で他方のノズル列をワイピングすることになる。よって、混色による不具合が生じるおそれが高い。そのため、本参考例1では、ワイピング部140に対向する位置に記録ヘッド7A,7Bを静止させた状態で、ワイパー部材141を2つのノズル列の延び方向(鉛直方向)に沿って移動させることにより、ワイパー部材で記録ヘッドのノズル面をワイピングするようにしている。これにより、一方のノズル列をワイピングしたワイパー部材の箇所で他方のノズル列をワイピングする事態を回避でき、混色の不具合が発生しにくくなる。
図12(a)〜(c)は、メンテナンスユニット100における吸引用のキャップ111Bを水平方向から見たときの構成及び動作を説明するための模式図である。なお、図12では、2つのキャップ用圧縮バネ118が1つのバネとして図示されている。
図13(a)〜(c)は、キャップ移動用カム135の回転角(回転位置)と、キャッピング部110の状態との関係を示す説明図である。
しかも、本参考例1においては、デキャップの動作に連動して記録ヘッド7A,7Bの下面が清掃部材145によって清掃される。よって、インク吸引処理後におけるデキャップ後にノズル面上のインクが重力の作用を受けてノズル面を伝って下方へ移動し、記録ヘッド7A,7Bの下面にインクが付着しても、そのインクはすぐに清掃部材145で除去される。したがって、記録ヘッドの下面にインクが付着したまま固まることがなく、ヘッド下面のインク塊が用紙12に接触して用紙を汚したり、インク塊が落下して機内の各種部品の正常動作を妨げたりする事態の発生が防止される。また、本参考例1では、インク吸引処理後におけるデキャップ後に、ワイピング処理を実行するために記録ヘッド7A,7Bを主走査方向へ移動させるが、本参考例1によれば、その移動前に記録ヘッド7A,7Bの下面に付着しているインクを清掃部材145で除去するので、記録ヘッド7A,7Bの主走査方向への移動時の振動等によってヘッド下面のインクが落下して機内を汚染するなどの不具合をもたらす心配もない。
次に、本発明の一実施形態(以下、本実施形態を「実施形態2」という。)について、画像形成装置としてのインクジェット記録装置であるシリアル型プリンタを例にとって、添付図面を参照して説明する。
なお、本実施形態2のプリンタは、メンテナンスユニットの構成を除いて、上記参考例1のものと同様であるため、以下の説明では、上記参考例1との共通点の説明は省略する。
本実施形態2におけるキャッピング部210は、上記参考例1と同様に、2つのキャップ211A,211Bを有し、そのうちの1つが吸引用のキャップ211Bとして使用される。ただし、本実施形態2のキャップ211Bには、上記参考例1で設けられていた大気開放孔は設けられておらず、したがってその大気開放孔を塞ぐための大気開放弁も設けられていない。そのため、インク吸引処理後のデキャップ前にキャップ111Bの内部に残ったインクを吸い出すことができない。しかしながら、本実施形態2のキャップ211Bは、その下部が記録ヘッド7A,7Bの下方まで迫り出したインク受部211cを有し、その鉛直方向断面が図14に示すように略L字型に形成されている。このインク受部211cが設けられていることで、インク吸引処理後のデキャップ時にキャップ111Bの内部に残ったインクが流れ出ても、そのインクをインク受部211cに収容し、機内汚染を防止している。
図16は、ラック213が、前進位置(被覆位置)、後退位置(非被覆位置=ワイピング動作開始位置)、ワイピング動作終了位置、ヘッド下面清掃終了位置のそれぞれに位置するときのガイドレール234上における被ガイド部211dの位置I,II,III,IVを示す説明図である。
長時間放置後に画像形成を行う場合などにおいては、ノズル抜けの可能性が高く、印字前にメンテナンス処理を実施する場合がある。この場合の手順としては、まず、プリンタの制御部は、ステッピングモータ231の回転位置(回転角)に基づき、ラック213が前進位置(被覆位置)に位置してキャップ211Bが被覆状態であることを確認する(S41)。このとき、ガイドレール234上の被ガイド部211dは、図16に示すキャッピング位置Iに位置する。ステッピングモータ231の回転位置(回転角)は、例えば、ステッピングモータ231のモータ軸に突起部を設けるとともに、その突起部が通過する回転軌道を通るように透過型の光学センサを配置し、その光学センサが突起部によって光路を遮られたことを検知したタイミングを見て把握することができる。
連続印字中にヘッドタンクの負圧が強くなりすぎてノズルからのインク吐出負荷が大きくなった場合などにおいては、連続印字中にメンテナンス処理を実施する場合がある。この場合の手順としては、まず、プリンタの制御部は、ステッピングモータ231の回転位置(回転角)に基づき、ラック213が後退位置(非被覆位置)に位置してキャップ211Bが非被覆状態であることを確認する(S51)。すなわち、ガイドレール234上の被ガイド部211dが、図16に示すデキャップ位置IIに位置していることを確認する。その後、制御部は、主走査モータ4を制御して、記録ヘッド7A,7Bをキャッピング部110のL字型キャップ211Bと対向する位置までキャリッジ3を主走査方向に移動させる(S52)。そして、制御部は、ステッピングモータ231を正転駆動して(S53)、ラック213を上昇させると、これによりガイドレール234上の被ガイド部211dは、図16に示すデキャップ位置IIからキャッピング位置Iへ移動する。これにより、ラック213が前進位置(被覆位置)に位置してキャップ211Bにより記録ヘッド7A,7Bが被覆状態となる。
印字後は、ゴミ等のノズルへの不純物侵入防止とインク固着によるノズル詰まり防止の保湿のため、キャッピングを実施し、マシンを停止状態にさせる。この場合の手順としては、まず、プリンタの制御部は、ステッピングモータ231の回転位置(回転角)に基づき、ラック213が後退位置(非被覆位置)に位置してキャップ211Bが非被覆状態であることを確認する(S61)。すなわち、ガイドレール234上の被ガイド部211dが、図16に示すデキャップ位置IIに位置していることを確認する。その後、制御部は、主走査モータ4を制御して、記録ヘッド7A,7Bのそれぞれがキャッピング部110の各キャップ211A,211Bそれぞれに対向する位置まで、キャリッジ3を主走査方向に移動させる(S62)。そして、制御部は、ステッピングモータ231を正転駆動して(S63)、ラック213を上昇させると、これによりガイドレール234上の被ガイド部211dは、図16に示すデキャップ位置IIからキャッピング位置Iへ移動する。これにより、ラック213が前進位置(被覆位置)に位置して2つのキャップ211A,211Bにより各記録ヘッド7A,7Bがそれぞれ被覆状態となる。
更に、本実施形態2においては、ワイパー部材240によるワイピング処理の直後に、清掃部材245によってヘッド下面清掃処理が行われる。記録ヘッド7A,7Bのノズル面に付着するインクはワイピング処理により除去されるが、そのワイピング処理の際にワイパー部材240でノズル面下端までワイピングした時に、インクが落下せずに記録ヘッド下面に回り込んで付着することがある。本実施形態2によれば、このようにワイピング処理によって記録ヘッド下面に付着したインクを除去することもできるので、インク吸引処理後におけるデキャップ後に記録ヘッドのノズル面に付着するインクが記録ヘッドの下面に移動することで生じ得る不具合の発生をより効果的に抑制できる。
特に、参考例1及び実施形態2においては、記録ヘッド7A,7Bのノズル面を被覆するためのキャップ部材としてのキャップ111B,211Bと、キャップ111B,211Bにより記録ヘッド7A,7Bのノズル面を被覆する被覆状態と被覆しない非被覆状態とが切り換わるようにキャップ111B,211Bと記録ヘッド7A,7Bとを相対移動させるキャッピング移動手段としての駆動部130,230と、キャップ111B,211Bに設けられた吸引口からキャップ111B,211Bの内部を吸引する吸引手段としての吸引ポンプ150と、所定のタイミングで、駆動部130,230により被覆状態にし、キャップ111B,211Bの内部が密閉された状態で吸引ポンプ150による吸引動作を実行することにより上記記録ヘッド7A,7Bのノズルからインクを吸い出すインク吸引処理を行った後、駆動部130,230により非被覆状態にする制御手段としての制御部とを有し、インク吸引処理後に駆動部130,230により非被覆状態(デキャップ状態)にした記録ヘッド7A,7Bの下面に付着するインクを清掃部材145,245で清掃する。これにより、インク吸引処理後におけるデキャップ後にノズル面上のインクが重力の作用等を受けてノズル面を伝って下方へ移動し、記録ヘッドの下面にインクが付着しても、そのインクはすぐに清掃部材145,245で除去される。したがって、インク吸引処理後におけるデキャップ後に記録ヘッドのノズル面に付着するインクが記録ヘッドの下面に移動することで生じ得る各種不具合の発生を抑制することができる。
上記参考例1においては、インク吸引処理後に記録ヘッド7A,7Bを被覆状態から非被覆状態へ切り換えるときの駆動部130による移動動作に連動して、記録ヘッド7A,7Bの下面と清掃部材145とを相対移動させ、清掃部材145により記録ヘッド7A,7Bの下面を摺擦して清掃する。これにより、ヘッド下面清掃処理の処理時間の迅速化を図ったり、構成の簡素化を図ったりすることができる。
特に、上記参考例1において、駆動部130は、キャップ111Bを移動させて、キャップ111Bと記録ヘッド7A,7Bとを相対移動させるものであり、清掃部材145がキャップ111Bに保持されている。これにより、簡易な構成により、デキャップ動作に連動して清掃部材145によるワイピングを実施させることができる。
なお、上記参考例1及び実施形態2においては、清掃部材145,245がキャップ111Bに保持されているが、その清掃部材145,245をキャップ111B,211Bに対して着脱可能に保持させるのが好ましい。この場合、経時使用によって清掃能力が落ちたときに清掃部材145,245だけを交換するだけで清掃能力を回復させることができる。
上記参考例1においては、清掃部材145がインクを吸収して保持可能な吸収体で構成されているため、記録ヘッド7A,7Bの下面から除去したインクの飛散が少ないというメリットがある。
ただし、清掃部材145を吸収体で構成すると、清掃部材145内にインクが蓄積される結果、徐々に清掃部材145の清掃能力が低下していく。そこで、上記参考例1では、清掃部材145の吸収体に保持されたインクを吸い出して除去する吸収体クリーニング手段を備えている。これにより、清掃部材145からインクを除去してリフレッシュでき、清掃部材145による清掃能力を回復させて清掃部材145の継続使用が可能となる。
特に、上記参考例1では、吸収体クリーニング手段として、吸引ポンプ150を用いて吸収体に保持されたインクを吸い出す構成を採用しているので、吸引ポンプ150とは別個に吸収体クリーニング手段を用意する必要がなくなり、部品点数の削減等による低コスト化、省スペース化を実現できる。
また、上記実施形態2においては、記録ヘッド7A,7Bのノズル面を摺擦してノズル面上の不要なインクを除去するワイパー部材240をキャップ211Bに固定し、インク吸引処理後に記録ヘッド7A,7Bのノズル面に沿ってノズル面の始端側から終端側に向けてワイパー部材240を移動させるワイパー移動手段としての駆動部230を設けるとともに、ワイピング処理の後に記録ヘッド7A,7Bの下面に付着するインクを清掃部材245で清掃するように構成されている。これにより、ワイピング処理によって記録ヘッド下面に回り込んで付着したインクを清掃部材245によって除去できる。
7A,7B 記録ヘッド7A,7B
100 メンテナンスユニット
110,210 キャッピング部
111A,111B,211A,211B キャップ
111b 大気開放孔
113,213 ラック
116 大気開放弁
120 空吐出部
130,230 駆動部
131,231 ステッピングモータ
140 ワイピング部
141,240 ワイパー部材
145,245 清掃部材
146 吸引用通路
147 開閉弁
150 吸引ポンプ
151 廃液タンク
211c インク受部
211d 被ガイド部
234 ガイドレール
Claims (5)
- 水平面に対して平行でない吐出面上の吐出口から記録材に対してインク液滴を吐出する記録ヘッドを備えた画像形成装置において、
上記記録ヘッドの吐出面を被覆するためのキャップ部材と、
上記キャップ部材に固定され、上記記録ヘッドの吐出面を摺擦して該吐出面上の不要なインクを除去するワイパー部材と、
上記キャップ部材の下部に固定され、上記記録ヘッドの下面を摺擦して該記録ヘッドの下面に付着するインクを清掃する清掃部材と、
上記キャップ部材により上記記録ヘッドの吐出面を被覆する被覆状態と被覆しない非被覆状態とが切り換わるように該キャップ部材を移動させるとともに、該記録ヘッドの吐出面に沿って該吐出面の始端側から終端側に向けて上記ワイパー部材が移動するように該キャップ部材を移動させ、かつ、上記清掃部材が上記記録ヘッドの下面を摺擦するように該キャップ部材を移動させるキャッピング移動手段と、
上記キャップ部材に設けられた吸引口から該キャップ部材の内部を吸引する吸引手段と、
所定のタイミングで、上記キャッピング移動手段により上記被覆状態にし、上記キャップ部材の内部が密閉された状態で上記吸引手段による吸引動作を実行することにより上記記録ヘッドの吐出口からインクを吸い出すインク吸引処理を行った後、該キャッピング移動手段により上記非被覆状態にし、その後、該キャッピング移動手段により該記録ヘッドの吐出面に沿って上記ワイパー部材を移動させて該記録ヘッドの吐出面上の不要なインクを除去するワイピング処理を行った後、該キャッピング移動手段により該記録ヘッドの下面を摺擦するように上記清掃部材を移動させて該記録ヘッドの下面に付着するインクを清掃する制御手段とを有することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1の画像形成装置において、
上記清掃部材は、上記キャップ部材に対して着脱可能に保持されていることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1又は2の画像形成装置において、
上記清掃部材は、インクを吸収して保持可能な吸収体を備えていることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項3の画像形成装置において、
上記清掃部材の吸収体に保持されたインクを吸い出して該吸収体から除去する吸収体クリーニング手段を有することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項4の画像形成装置において、
上記吸収体クリーニング手段は、上記吸引手段を用いて上記吸収体に保持されたインクを吸い出すことにより該吸収体からインクを除去するものであることを特徴とする画像形成装置。
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