JP6372099B2 - ワイパー装置、液体吐出装置、ならびにワイピング方法 - Google Patents
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Description
図1は本発明の実施形態に係るプリンターの外観斜視図である。また、図2はその概略縦断面図である。図1に示すように、プリンター1は、全体として前後方向に長い直方体形状のプリンター筐体2を備えている。以下、本明細書において、プリンター幅方向を符号Xで示し、プリンター前後方向を符号Yで示し、プリンター上下方向を符号Zで示す。X、Y、Zの3方向は互いに直交している。また、プリンター幅方向Xの一方側を符号X1、他方側を符号X2、プリンター前方を符号Y1、プリンター後方を符号Y2、プリンター上方を符号Z1、プリンター下方を符号Z2で示す。
図3はインクジェットヘッド7をプリンター下方Z2側から見た底面図である。上述したように、インクジェットヘッド7は、ヘッドユニット7Bk、ヘッドユニット7C、ヘッドユニット7M、ヘッドユニット7Yを備える。これら4個のヘッドユニットは、それぞれ、全体としてプリンター幅方向Xに細長い形状をしており、プリンター幅方向Xに配列された4個の単位ヘッド71〜74を備える。4個の単位ヘッド71〜74は、隣り合う単位ヘッドがプリンター前後方向Yに前後して配置され、全体として2列に並んでいる。単位ヘッド71、73はプリンター前方Y1側の列を構成し、単位ヘッド72、74はプリンター後方Y2側の列を構成している。プリンター幅方向Xで隣り合う単位ヘッドは、その端部分がプリンター前後方向Yに見たときに重なり合っている。
図4はメンテナンスユニット16の斜視図である。メンテナンスユニット16は、吸引装置20およびワイパー装置30を備える。吸引装置20は、インクジェットヘッド7のノズル面7aをキャッピングしてインクの吸引等を行う。また、ワイパー装置30は、インクジェットヘッド7のノズル面7aに付着したインクや異物を拭き取る。図4に示すように、吸引装置20とワイパー装置30は、プリンター幅方向Xに隣り合って配置され、矩形のベースフレーム17に支持されている。インクジェットヘッド7がメンテナンス位置7Bに位置決めされたとき、インクジェットヘッド7のノズル面7aは吸引装置20に対向する。ワイパー装置30は、吸引装置20に対してプラテンユニット8が位置する側に配置されている。このため、インクジェットヘッド7がメンテナンス位置7Bと印刷位置7Aの間を移動するとき、インクジェットヘッド7のノズル面7aはワイパー装置30の上を通って移動する。
吸引装置20は、ヘッドキャップ21と、ヘッドキャップ21をプリンター上下方向Zに昇降させる昇降機構(図示省略)と、廃インクタンク(図示省略)と、廃インクチューブ(図示省略)と、吸引ポンプ26等を備える。ヘッドキャップ21は、キャップユニット21Bk、21C、21M、21Yを備える。各キャップユニットは4個の単位キャップ22〜25を備える。4個の単位キャップ22〜25は、ヘッドユニット側の4個の単位ヘッド71〜74と対向する。単位キャップ22〜25は、廃インクチューブによって廃インクタンクに接続されている。メンテナンス時およびインクジェットヘッド7が待機状態に入るときは、ヘッドキャップ21を上昇させて、単位ヘッド71〜74を単位キャップ22〜25でキャッピングする。
図5はワイパー装置30をプリンター前方Y1側から見た斜視図である。また、図6はワイパー装置30およびその可動ユニットの斜視図であり、図6(a)はワイパー装置30をプリンター幅方向Xの他方側X2(プラテンユニット8側)から見た状態、図6(b)はワイパー装置の外ケースを取り外した状態(可動ユニット)を示す。図5、図6に示すように、ワイパー装置30は、プリンター前後方向Yに長い外ケース31(第2ケース)と、外ケース31に収容される可動ユニット40を備える。可動ユニット40は、外ケース31によってプリンター前後方向Yに移動可能に支持されている。可動ユニット40のプリンター前方Y1側の部位には、後述するワイパーユニット50が配置されている。
図7はワイパー装置30の内部機構42の斜視図である。内部機構42は、プリンター前後方向Yに一列に配列された4つのワイパーユニット50と、駆動力伝達機構60と、ワイパーモーター46と、4つのワイパーユニット50の配列方向の両側に配置された第1スパイラルカム47Aおよび第2スパイラルカム47Bを備える。図6(b)に示すように、内ケース41のプリンター後方Y2側の端部にはモーター装着部41aが設けられ、ここにワイパーモーター46が取り付けられている。駆動力伝達機構60は、駆動軸61および支軸62と、減速機構63と、第1駆動ギヤ64Aおよび第2駆動ギヤ64Bと、第3駆動ギヤ65Aおよび第4駆動ギヤ65Bを備える。
図8は外ケース31内の可動ユニット40の位置を模式的に示す説明図である。この図に示すように、可動ユニット40は、外ケース31内でプリンター後方Y2寄りの後方位置40Aと、プリンター前方Y1寄りの前方位置40Bの間を移動可能である。可動ユニット40が後方位置40Aにあるとき、可動ユニット40においてワイパー57が配置される部位である突出部43(図5、図6参照)は、蓋ケース33の開口34のプリンター後方Y2側の端部寄りに位置している。一方、可動ユニット40が前方位置40Bにあるとき、突出部43は、開口34のプリンター前方Y1側の端部寄りに位置している。
ワイパー装置30に設けられた4つのワイパーユニット50は、その配列方向に沿って1つずつ順次駆動されるシーケンス動作を行う。シーケンス動作は、プリンター後方Y2側からプリンター前方Y1側に向かって4つのワイパーユニット50を順に駆動させる往路のシーケンス動作と、プリンター前方Y1側からプリンター後方Y2側に向かって4つのワイパーユニット50を順に駆動させる復路のシーケンス動作である。往路のシーケンス動作は、後述するように、ワイパーユニット50の配列のプリンター後方Y2側の端部に位置する第1間欠ギヤ51Aが、その隣に位置する第3間欠ギヤ66Aの回転に基づき、第2回転方向CWに回転させられることによって開始する。また、復路のシーケンス動作は、ワイパーユニット50の配列のプリンター前方Y1側の端部に位置する第2間欠ギヤ51Bが、その隣に位置する第4間欠ギヤ66Bの回転に基づき、第1回転方向CCWに回転させられることによって開始する。
ワイパー装置30では、駆動軸61を第1回転方向CCWに回転させると、可動ユニット40が上述した前方位置40Bにある状態で、4つのワイパーユニット50による往路のシーケンス動作が行われ、しかる後に、可動ユニット40のプリンター後方Y2側へのスライド動作(前方位置40Bから後方位置40Aへの移動)が行われる。
次に、ワイパー装置30では、駆動軸61を第2回転方向CWに回転させると、可動ユニット40が上述した後方位置40Aにある状態で、4つのワイパーユニット50による復路のシーケンス動作が行われ、しかる後に、可動ユニット40のプリンター前方Y1側へのスライド動作(後方位置40Aから前方位置40Bへの移動)が行われる。
図9、図10はワイパーユニット50の分解斜視図であり、図9はプリンター後方Y2側から見た状態、図10はプリンター前方Y1側から見た状態を示す。また、図11はワイパー部とワイパークリーナー部に分解した状態を示す分解斜視図であり、プリンター後方Y2側から見た状態を示す。図11に示すように、ワイパーユニット50は、ワイパークリーナー部50Aとワイパー部50Bがプリンター前後方向Yに隣り合って並んでいる。本形態では、ワイパーユニット50を4つ備えるため、ワイパークリーナー部50Aとワイパー部50Bは、プリンター前後方向Yに交互に4組配列されている(図7参照)。
ワイパークリーナー部50Aは、第1間欠ギヤ51A、第1回転カム52、ワイパークリーナーレバー53、第1昇降部材54、および第1コイルバネ58A(図10参照)を備える。ワイパークリーナー部50Aは、第1間欠ギヤ51Aと一体に回転する第1回転カム52によって、ワイパークリーナーレバー53をその下端を中心としてプリンター幅方向Xに揺動させる動作を行う。ワイパークリーナーレバー53の先端(上端)には、クリーニング板59が設けられている。図4、図5等に示すように、クリーニング板59は、ワイパー装置30における内ケース41の開口45に配置される。クリーニング板59は、開口45を開閉する蓋部材として機能しつつ、ワイパー57に付着したインクや異物を除去するクリーニング部材として機能する。
ワイパー部50Bは、第2間欠ギヤ51B、第2回転カム55、第2昇降部材56、ワイパー57、第2コイルバネ58Bを備える。ワイパー部50Bは、第2間欠ギヤ51Bと一体に回転する第2回転カム55によって第2昇降部材56を昇降させ、これによって第2昇降部材56に搭載されたワイパー57を昇降させる動作を行う。ワイパー57はゴム等の弾性材からなり、第2昇降部材56の上端に配置されている。ワイパー57は、開口45よりプリンター下方Z2側に下降した退避位置57A(図4、図7参照)と、開口45からプリンター上方Z1側に突出したワイピング位置57B(図4、図7参照)の間を移動する。ワイパー57がワイピング位置57Bに突出している状態で、インクジェットヘッド7をプリンター幅方向Xに移動させてワイパー装置30の上を通過させると、ワイパー57がインクジェットヘッド7のノズル面7a(単位ヘッド71、73のノズル面、あるいは、単位ヘッド72、74のノズル面)に摺接する。また、ワイパー57は、退避位置57Aに退避している状態では、ノズル面7aに摺接しない。
図12はワイパーユニット50の動作説明図である。図12(a)はワイパークリーナーレバー53が閉位置53Aにあり、ワイパー57が退避位置57Aにある状態である。また、図12(b)はワイパークリーナーレバー53が開位置53Bから閉位置53A移動する途中の位置にあり、ワイパー57が退避位置57Aからワイピング位置57Bに上昇する途中の状態である。また、図12(c)はワイパークリーナーレバー53が閉位置53Aにあり、ワイパー57がワイピング位置57Bにある状態である。
一方、ワイパーユニット50は、復路のシーケンス動作では、ワイパー57の昇降動作(退避位置57Aからワイピング位置57Bに移動し、再び退避位置57Aに戻る1往復の動作)と、ワイパークリーナーレバー53の閉動作(開位置53Bから閉位置53Aへの片道移動)の2つの動作を1セットとして、この復路動作を、4組のワイパーユニット50でそれぞれ1回ずつ順次行う。復路動作は、ワイパークリーナーレバー53が開位置53Bにあり、ワイパー57が退避位置57Aに下降している状態から始まる。復路動作は、往路動作とは逆に、図12(c)、図12(b)、図12(a)の順でワイパーユニット50が動作する。復路のシーケンス動作は、4組のワイパーユニット50において、ワイパークリーナーレバー53が全て開位置53Bにある状態(途中状態)から開始される。復路のシーケンス動作が終了すると、4組のワイパーユニット50は、ワイパークリーナーレバー53が全て閉位置53Aにある状態(初期状態)に復帰する。
図9〜図11に示すように、ワイパークリーナーレバー53には、クリーニング板59におけるプリンター幅方向の一方側X1(吸引装置20と逆の側)の縁に、拭き取り部59aが形成されている。拭き取り部59aは、ワイパークリーナーレバー53が開位置53Bから閉位置53Aに戻るときに移動方向の前方側に位置し、ワイパー57のインクや異物が付着した面に摺接する部位である。ワイパー装置30では、ワイパークリーナーレバー53が開位置53Bから閉位置53Aに戻る前に、ワイパー57の昇降動作(ワイピング動作)が行われる。プリンター1の制御部は、この昇降動作によってワイパー57がワイピング位置57Bに上昇しているとき、吸引装置20の上のメンテナンス位置7Bから、プラテンユニット8の上の印刷位置7Aにインクジェットヘッド7を移動させるように、ワイパー装置30およびヘッド移動機構12を制御する。これにより、ワイピング位置57Bに上昇したワイパー57によって、ノズル面7aがワイピングされ、インクや異物が除去される。
ワイパー57は、ゴム等の弾性材からなり、プリンター幅方向Xの一方側X1(吸引装置20側)に凸となる形状である。また、拭き取り部59aには、ワイパー57の凸形状に対応する形状の凹部59bが形成されている。ここで、上述したように、ワイパー57がノズル面7aを拭き取るとき、ノズル面7aは、メンテナンス位置7Bから印刷位置7Aに向かう方向に移動するので、ワイパー57は凸形状となった面を先頭にしてノズル面7aに摺接する。すなわち、ワイパー57は、ノズル面7aに対する摺接方向の前方側に向かって凸となる形状をしている。このように、凸形状になっている面を先頭にしてワイピングすることで、ワイピング中のワイパー57の変形を抑制できる。よって、ノズル面7aからのインクや異物の除去性能が高まる。また、拭き取り部59aは、ワイパークリーナーレバー53の閉動作が行われるとき、ノズル面7aと同じ方向に移動して、ワイパー57の凸形状側の面に摺接し、インクや異物をワイパー57から拭き取る。このような形状では、拭き取り部59aをワイパー57に摺接させてクリーニングする際にワイパー57が凹むことが抑制される。更に、拭き取り部59aの形状は、ワイパー57の凸形状に合わせて凹形状になっている。従って、拭き取り部59aをワイパー57の表面に密着させて拭き取ることができる。よって、ワイパー57からのインクや異物の除去性能が高められている。
内ケース41において、開口45の内側には、閉位置53Aに戻ったクリーニング板59の拭き取り部59aとプリンター上下方向Zに重なる部位に、拭き取り部59aが摺接される摺接部45a(図4〜図6参照)が形成されている。摺接部45aは、ワイパー57に対して、拭き取り部59aがクリーニング時に移動する方向の前方側(プリンター幅方向Xの他方側X2)に位置している。ワイパー57からクリーニング板59の拭き取り部59aに移ったインクや異物は、ワイパークリーナーレバー53の閉動作の際に、最後に拭き取り部59aが摺接部45aに摺接することによって、クリーニング板59から除去される。除去されたインクや異物は、摺接部45aから内ケース41内の機構の上に滴下するか、あるいは、内ケース41のケース側面等を伝って流れ落ちる。流れ落ちたインクや異物は、外ケース31のケース底部に配置されたインク吸収材80(図6(a)参照)に浸透して保持される。
以上のように、本形態のプリンター1およびそのワイパー装置30は、ワイパーモーター46と、インクジェットヘッド7のノズル面7aに摺接可能なワイパー57、および当該ワイパー57に摺接可能なワイパークリーナーレバー53を備える複数のワイパーユニット50と、を有し、当該複数のワイパーユニット50は、ワイパー駆動機構30Aによって、ワイパーモーター46の一方向への回転に基づいて予め定められた順序でワイピング動作およびクリーニング動作を行う。具体的には、ワイパーモーター46によって駆動軸61が第1回転方向CCWへ回転することで、4つのワイパーユニット50をプリンター後方Y2側からプリンター前方Y1側へ向かう方向に順次駆動する往路のシーケンス動作を行う。また、ワイパーモーター46によって駆動軸61が第2回転方向CWへ回転することで、4つのワイパーユニット50をプリンター前方Y1側からプリンター後方Y2側へ向かう方向に順次駆動する復路のシーケンス動作を行う。
上記形態のワイパーユニット50では、ワイパークリーナーレバー53が開動作と閉動作で同じ経路を通って移動する。この場合、ワイパークリーナーレバー53は、閉動作のときたけでなく、開動作のときもクリーニング板59の裏面にワイパー57の先端が摺接する。このとき、ワイパー57は、クリーニング板59の進行方向に撓み、クリーニング板59がワイパー57から離れるときに弾性によって復帰することになる。このように、開動作のときにワイパー57がクリーニング板59によって弾かれる構成では、ワイパー57にインクや異物が付着していた場合、こられがワイパー57から飛び散ってしまう。従って、閉動作のときのクリーニング動作でインクや異物を除去しきれない場合、これらがワイパー57から飛び散り、装置内に付着するおそれがある。改変例は、ワイパークリーナーレバー53の開動作ではクリーニング板59を上昇させてワイパー57との接触を回避し、閉動作では上記形態と同じ経路を通ってクリーニングを行うように構成したものである。
Claims (12)
- モーターと、
前記モーターの回転に基づいて回転する駆動軸を有するワイパー駆動機構と、
前記駆動軸の軸線方向に沿って一列に配置され、液体吐出ヘッドのノズル面に摺接可能な第1ワイパー及び第2ワイパーと、を備え、
前記ワイパー駆動機構は、前記駆動軸の一方向への回転に基づいて、前記第1ワイパーを鉛直方向の上方へ上昇させ前記ノズル面に摺接させる、前記第1ワイパーのワイピング動作を行わせ、前記第1ワイパーの前記ワイピング動作が行われた後、前記第2ワイパーを鉛直方向の上方へ上昇させ前記ノズル面に摺接させる、前記第2ワイパーの前記ワイピング動作を行わせることを特徴とするワイパー装置。 - 前記ワイパー駆動機構は、前記軸線方向に配列され、前記駆動軸の回転に基づいて回転する駆動ギヤ、および当該駆動ギヤと噛み合う間欠ギヤを有する、第1ギヤユニット及び第2ギヤユニットを備え、
前記第1ワイパーは、前記第1ギヤユニットが有する前記間欠ギヤの回転に基づいて前記ワイピング動作を行い、
前記第2ワイパーは、前記第2ギヤユニットが有する前記間欠ギヤの回転に基づいて前記ワイピング動作を行い、
前記第1ギヤユニット及び前記第2ギヤユニットは連結されており、前記駆動軸の前記一方向への回転に基づき、前記第1ギヤユニットの前記駆動ギヤ及び前記間欠ギヤが噛み合い、前記第1ギヤユニットの前記駆動ギヤ及び前記間欠ギヤが噛み合った後、前記第2ギヤユニットの前記駆動ギヤ及び前記間欠ギヤが噛み合うことを特徴とする請求項1に記載のワイパー装置。 - 前記第1ワイパー及び第2ワイパーは、前記ワイピング動作として、前記間欠ギヤと一体に回転する回転カムの回転に基づき、前記液体吐出ヘッドのノズル面に摺接しない退避位置から前記ノズル面に摺接可能なワイピング位置に移動し、しかる後に前記退避位置に移動することを特徴とする請求項2に記載のワイパー装置。
- 前記モーター、前記ワイパー駆動機構、前記第1ワイパー、および前記第2ワイパーを保持する第1ケースと、
当該第1ケースを前記軸線方向に移動可能な状態で支持する第2ケースと、を備え、
前記第1ケースが、前記駆動軸の第1回転方向への回転に基づき、前記軸線方向の一方側へ移動し、前記第1回転方向と逆向きの第2回転方向への前記駆動軸の回転に基づき、前記軸線方向の他方側へ移動する、ことを特徴とする請求項1ないし3のいずれかの項に記載のワイパー装置。 - 前記駆動軸の回転に基づいて回転する第1スパイラルカムと、前記第2ケースに設けられ、前記第1スパイラルカムの外周面に設けられた第1螺旋状凹部に配置される第1カムピンとを有し、前記駆動軸の前記第1回転方向への回転に基づき前記第1ケースを前記軸線方向の前記一方側へ移動させる第1移動機構と、
前記駆動軸の回転に基づいて回転する第2スパイラルカムと、前記第2ケースに設けられ、前記第2スパイラルカムの外周面に設けられた第2螺旋状凹部に配置される第2カムピンとを有し、前記駆動軸の前記第2回転方向への回転に基づき前記第1ケースを前記軸線方向の前記他方側へ移動させる第2移動機構と、を備えることを特徴とする請求項4に記載のワイパー装置。 - 前記第1ワイパーに摺接可能な第1ワイパークリーナーと、
前記第2ワイパーに摺接可能な第2ワイパークリーナーと、を備え、
前記駆動軸の前記一方向への回転に基づき、前記第1ワイパーの前記ワイピング動作と、前記第1ワイパークリーナーが前記第1ワイパーに摺接する前記第1ワイパークリーナーのクリーニング動作とが連動して行われ、
前記駆動軸の前記一方向への回転に基づいて、前記第2ワイパーの前記ワイピング動作と前記第2ワイパークリーナーが前記第2ワイパーに摺接する前記第2ワイパークリーナーのクリーニング動作とが連動して行われることを特徴とする請求項1に記載のワイパー装置。 - 前記ワイパー駆動機構は、前記駆動軸の回転に基づいて回転する駆動ギヤとして第1駆動ギヤおよび第2駆動ギヤと、前記駆動ギヤに噛み合う間欠ギヤとして前記第1駆動ギヤと噛み合う第1間欠ギヤと、前記第2駆動ギヤと噛み合う第2間欠ギヤと、を備える第1ギヤユニットを備え、
前記第1間欠ギヤには、前記第1ワイパークリーナーを駆動する第1回転カムが一体に形成され、
前記第2間欠ギヤには、前記第1ワイパーを駆動する第2回転カムが一体に形成されていることを特徴とする請求項6に記載のワイパー装置。 - 前記ワイパー駆動機構は、前記駆動ギヤとして第3駆動ギヤ及び第4駆動ギヤと、前記間欠ギヤとして前記第3駆動ギヤと噛み合い、第2ワイパークリーナーを駆動する第3回転カムが一体に形成される第3間欠ギヤ、および、前記第4駆動ギヤと噛み合い、前記第2ワイパーを駆動する第4回転カムが一体に形成される第4間欠ギヤと、を備える第2ギヤユニットを備え、
前記駆動軸が前記一方向に回転するとき、
前記第1間欠ギヤが前記第1駆動ギヤと噛み合い、当該第1駆動ギヤとの噛み合いが外れる前の所定の回転範囲で、当該第1間欠ギヤの回転に基づいて前記第2間欠ギヤが回転して前記第2駆動ギヤと噛み合い、
しかる後に、前記第2間欠ギヤと前記第2駆動ギヤとの噛み合いが外れる前の所定の回転範囲で、当該第2間欠ギヤの回転に基づき、前記第3間欠ギヤが回転して、前記第3駆動ギヤと噛み合い、
前記駆動軸が前記一方向と逆向きの他方向に回転するとき、
前記第4間欠ギヤが前記第4駆動ギヤと噛み合い、当該第4駆動ギヤとの噛み合いが外れる前の所定の回転範囲で、当該第4間欠ギヤの回転に基づいて前記第3間欠ギヤが回転させられて前記第3駆動ギヤと噛み合い、
しかる後に、前記第3間欠ギヤと前記第3駆動ギヤとの噛み合いが外れる前の所定の回転範囲で、当該第3間欠ギヤの回転に基づき、前記第2間欠ギヤが回転して、前記第2駆動ギヤと噛み合うことを特徴とする請求項7に記載のワイパー装置。 - 前記間欠ギヤを前記駆動ギヤと噛み合う回転範囲から外れる方向に付勢する付勢部材を有することを特徴とする請求項2、3、7、および8のいずれかの項に記載のワイパー装置。
- 液体吐出ヘッドと、
請求項1ないし9のいずれかの項に記載のワイパー装置と、を有し、
当該ワイパー装置に設けられた前記第1ワイパー及び前記第2ワイパーは、前記軸線方向において互いに異なる部位の前記ノズル面に摺接可能であることを特徴とする液体吐出装置。 - 第1単位ヘッドと、前記軸方向において前記第1ヘッドに隣り合う第2単位ヘッドと、
を備える液体吐出ヘッドと、
請求項4または5に記載のワイパー装置と、を有し、
当該ワイパー装置に設けられた前記第1ワイパーは、
前記第1ケースが可動範囲の一端に位置するとき、前記第1単位ヘッドをワイピング可能であり、
前記第1ケースが可動範囲の他端に位置するとき、前記第2単位ヘッドをワイピング可能であることを特徴とする液体吐出装置。 - 液体吐出ヘッドと、
当該液体吐出ヘッドのノズル面に摺接可能な第1ワイパー及び第2ワイパーと、当該第1ワイパー、および当該第2ワイパーを駆動するモーターとを備えるワイパー装置と、
前記第1ワイパー及び前記第2ワイパーに対向する位置を経由して前記液体吐出ヘッドを移動させるヘッド移動装置と、を有する液体吐出装置における前記液体吐出ヘッドのノズル面のワイピング方法であって、
前記モーターの一方向への回転に基づいて前記第1ワイパーを駆動し、前記第1ワイパーを駆動した後に前記第2ワイパーを駆動するシーケンス動作を行い、
当該シーケンス動作において、前記第1ワイパーまたは、前記第2ワイパーが前記ノズル面に摺接可能な位置にあるタイミングで、前記第1ワイパー及び前記第2ワイパーに対向する位置を前記液体吐出ヘッドが通過するように、前記ヘッド移動装置を制御することを特徴とするワイピング方法。
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