JP6464793B2 - 保湿装置及びインクジェット記録装置 - Google Patents
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Description
上記従来の技術にあっては、キャップが上下方向に移動してインクジェットヘッドのノズル面に密着し、インクジェットヘッドとキャップとが密閉されていることで、ノズル面の保湿性能が確保されている。
更に、ヘッドユニットのノズル面全体を覆う上記キャップ内に保湿液を貯留する場合、キャップが大型化する。ヘッドユニット又はキャップを上下方向に移動させる機構を備えることでヘッドユニットに対するキャップの密閉性を向上させることが可能であるが、上記のような大型のキャップの場合、上下移動させる負荷が大きい。
また、一般的に、キャップ内へのインクの吐出や排出はヘッドのメンテナンスのために行われるものであり、適切なタイミングで保湿のための十分なインク量をキャップ内に供給することは難しい。メンテナンスの必要性に関係なく保湿のためにキャップ内へ大量のインクを吐出や排出することは高価なインクを浪費することになりランニングコストが増大し好ましくない。
複数のインクジェットヘッドを有するヘッドユニットのノズル面の保湿を行う保湿装置であって、
非記録動作時に、前記ノズル面に対向するキャップと、
前記ノズル面が前記キャップに対向して前記ノズル面を保湿可能な位置及び前記キャップに対向しない位置のいずれかに選択的に配置されるように、前記キャップが上下方向に移動することなく前記ヘッドユニットと前記キャップとを少なくとも水平方向に相対移動させる移動部と、
前記キャップ内に保湿液を供給する保湿液供給部と、
前記移動部による前記ヘッドユニットと前記キャップとの水平方向の相対移動を阻害しない退避位置と前記ノズル面と前記キャップが対向した状態で前記ノズル面と前記キャップの間の空間と大気が連通する開口を覆う保湿位置とを移動可能な可動部材と、を備えることを特徴とする。
また、請求項2に記載の発明は、
複数のインクジェットヘッドを有するヘッドユニットのノズル面の保湿を行う保湿装置であって、
非記録動作時に、前記ノズル面に対向するキャップと、
前記ノズル面が前記キャップに対向して前記ノズル面を保湿可能な位置及び前記キャップに対向しない位置のいずれかに選択的に配置されるように、前記キャップが上下方向に移動することなく前記ヘッドユニットと前記キャップとを少なくとも水平方向に相対移動させる移動部と、
前記キャップ内に保湿液を供給する保湿液供給部と、
前記移動部による前記ヘッドユニットの移動経路上に突出して前記キャップの側面に並設されて配置され、上端部が前記ノズル面よりも低い開状態と前記上端部が前記ノズル面よりも高い閉状態とに移動可能な可動部材と、を備えることを特徴とする。
前記キャップは、前記複数のインクジェットヘッドから加圧パージされるインクを受容して貯留することを特徴とする。
前記キャップ内には海綿状部材が設けられ、前記キャップ内に貯留される保湿液は前記海綿状部材に吸収されて保持され、
前記海綿状部材は、前記ノズル面が前記キャップに対向しているときには前記ノズル面に形成されたノズルに対向して配置され、前記ノズルからインクを加圧パージするときには当該ノズルに対向する位置から退避することを特徴とする。
前記可動部材を移動させるシャッター機構と、を更に備えることを特徴とする。
前記シャッター機構は、前記移動部による前記ヘッドユニットの相対移動に連動して前記可動部材を移動させることを特徴とする。
前記保湿液供給部は、前記キャップ内に保湿液として水を供給することを特徴とする。
前記移動部は、前記ヘッドユニットと前記キャップとを水平方向にのみ相対移動させることを特徴とする。
前記移動部は、前記ヘッドユニットのみを移動させることを特徴とする
請求項1から9のいずれか一項に記載の保湿装置と、
ノズルからインクを吐出するインクジェットヘッドと、を備えることを特徴とする。
以下、本発明の実施の形態に係る保湿装置及びインクジェット記録装置について、図面を用いて詳細に説明する。ただし、発明の範囲は図示例に限定されない。なお、以下の説明において、同一の機能及び構成を有するものについては、同一の符号を付し、その説明を省略する。
インクジェット記録装置1は、図1に示すように、例えば、記録媒体を水平方向に沿って搬送する搬送装置2と、搬送される記録媒体に上方からインクを吐出する複数のヘッド(インクジェットヘッド)3(図2参照)を搭載するキャリッジ4と、キャリッジ4を記録媒体の搬送方向に直交する水平方向に沿って搬送する主走査装置(移動部)5と、キャリッジ4に搭載された各ヘッド3のノズルの保湿及び各ヘッド3の加圧パージを行う保湿装置7と、キャリッジ4に搭載された各ヘッド3へのインク供給を行うインク供給系(図示略)と、全体を支持するフレーム100と、を主として備えている。ここで、インクとしては、水や有機溶媒等の揮発成分を含むインクが用いられる。
なお、以下の説明では、水平方向であって記録媒体の搬送方向に沿った方向をY軸方向、水平方向であってキャリッジ4の搬送方向に沿った方向をX軸方向又は主走査方向、鉛直方向をZ軸方向ということがある。
搬送装置2は、駆動ローラー21及び従動ローラー(図示略)と、駆動モーター22と、搬送ベルト23とを備えている。
駆動ローラー21及び従動ローラーは、回転自在に軸支されており、駆動ローラー21は、主走査方向Xに延在するように配置されている。駆動モーター22は、駆動ローラー21を回転駆動するための駆動源であり、駆動ローラー21の一端側に取り付けられている。
搬送ベルト23は、無端状に形成され、駆動ローラー21と従動ローラーとの間に架け渡されている。搬送ベルト23は、駆動ローラー21が回転すると駆動ローラー21と従動ローラーとの間を周回してその上面に載置された記録媒体をY軸方向に沿った搬送方向Fに向かって搬送し、駆動ローラー21の回転が停止すると、両ローラー間での周回を停止し、記録媒体の搬送を停止する。
駆動モーター22は、ヘッド3がX軸方向に沿った片道1回分の走査が終了すると、駆動ローラー21を所定量だけ回転させて記録媒体を搬送方向Fに所定距離だけ搬送させて停止させ、ヘッド3が主走査方向Xの反対方向への走査を開始して終了すると、駆動ローラー21を再度所定量だけ回転させて記録媒体を搬送方向Fに所定距離だけ搬送させて停止させることを繰り返し、記録媒体をいわゆる間欠搬送する。
なお、記録媒体としては、紙や布帛のほか、樹脂フィルムや金属類等を用いることが可能である。
図1に示すように、フレーム100は、X軸方向に沿って延在する矩形の本体部101と、本体部101におけるX軸方向一端部を支持する第一の土台部102と、本体部101におけるX軸方向他端部を支持する第二の土台部103とから主に構成されている。
第一の土台部102は、本体部101の一端部を下方から支持している。また、第二の土台部103は、その内部に保湿装置7を格納保持しつつ本体部101の他端部を下方から支持している。
本体部101は、後述する主走査装置5の一対のキャリッジレール51,51をX軸方向に向けた状態で内側に格納保持しており、キャリッジ4は本体部101の内部でX軸方向に沿って搬送される。
また、第一の土台部102と第二の土台部103は、前述した搬送装置2を挟んでX軸方向の両側に配置され、本体部101は搬送装置2の上方に架設されている。これにより、搬送装置2による記録媒体の搬送方向に直交する方向でキャリッジ4を搬送しつつ当該キャリッジ4に搭載された各ヘッド3からインクを吐出して画像形成を行うことを可能としている。
主走査装置5は、フレーム100の本体部101の内部において、X軸方向に沿って延在するように支持された棒状の一対のキャリッジレール51、51を備えている。これら一対のキャリッジレール51、51は、搬送装置2の搬送ベルト23の上方を跨ぐように設けられている。そして、キャリッジレール51、51には、箱状のキャリッジ4がX軸方向に沿って往復移動可能に支持されている。
また、キャリッジレール51、51とキャリッジ4の腕部42、42との間にはリニアモーターが装備されている。すなわち、各キャリッジレール51、51にはリニアモーターの固定子が装備され、キャリッジ4の各腕部42、42には可動子が装備されており、固定子側のコイルの電流制御によりキャリッジ4はX軸方向に沿った搬送動作が付与される。
各色彩のヘッド群は、図示のように、X軸方向に沿ってY,Lm,Or,M,Bk,Bl,Lk,C,Lcの順番で並んでおり、各ヘッド群の九つのヘッド3は、Y軸方向に沿って千鳥状に並んで配置されている。
また、底板41は各ヘッド3の取り付け位置毎にY軸方向に沿ったスリット状の開口を備えており、底板41に対して上方から取り付けられた各ヘッド3は、開口を通じてキャリッジ4の真下にインクの液滴を吐出することを可能としている。なお、図2に示す例では、Yの色彩についてのみ開口を示しており、他の色彩については省略している。
そして、前述のように、各色彩について、九つのヘッド3を千鳥状に配置することで、キャリッジ4の底板41におけるY軸方向のほぼ全幅に渡る範囲内で任意の位置に各色彩のインクの吐出を行うことを可能としている。
ヘッド3は、その底部において搬送される記録媒体と対向するノズルプレートにY軸方向に沿ったノズル列31が複数本X軸方向に並んで形成されている。そして、ヘッド3の内部には、各ノズルにインクを導くインク流路と各ノズルごとに設けられた複数の圧電素子とを備えている。そして、インク流路は、ヘッド3の上部に設けられた第一のポート及び第二のポートに連通しており、第一のポートを介してインク供給系(図示略)から各ノズルにインクが供給され、第二のポートから余分なインクが排出される。
本発明の保湿装置7の構成について、図3〜図10を参照して以下に説明する。
図3は、保湿装置7を示す斜視図であり、図4は、キャップ71の筐体711を示す斜視図であり、図5は、主走査装置5により移動されるヘッドユニット6とキャップ71の位置関係を説明する図であり、図6は、保湿装置7を構成するキャップ71を示す概略図である。図7は、ヘッドユニット6がキャップ71に対向しているときの海綿状部材712の対向面712aの配置を示す概略図であり、図7(a)は、海綿状部材712を介してヘッド3を下方から見た図を示し、図7(b)は、ヘッド3を正面から見た図を示している。図8は、複数のヘッド3の加圧パージが行われるときの海綿状部材712の配置を示す概略図であり、図8(a)は、海綿状部材712を介してヘッド3を下方から見た図を示し、図8(b)は、ヘッド3を正面から見た図を示している。なお、図4では、キャップ71内に貯留されるインク及び保湿液としての水を省略している。また、図7及び図8では、ヘッド3のY軸方向に沿ったノズル列31が1本のみ形成された例を示している。
また、保湿装置7は、キャップ71を上下方向に移動させてヘッドユニット6のノズル面に近接させる上下移動機構を備えていない。これにより、大型のキャップ71を移動させる負荷が低減されているとともに、装置コストの低減が図られている。
また、本実施形態は、ヘッドユニット6を上下方向に移動させてノズル面61をキャップ71に近接させる上下移動機構を備えていないため、更なる装置コストの低減が図られている好ましい態様である。
更に、ヘッドユニット6にはノズル面61と記録媒体の間隔の調整又は記録媒体の浮きが検知された場合にヘッドユニット6を上方向に退避させる上下方向移動機構を設け、これを利用してノズル面61をキャップ71に近接させるべく上下移動をさせてもよい。ノズル面61をキャップ71に近接させるための上下移動機構を別途に設けることなくノズル面61に対するキャップ71の密閉性を向上させることが可能になる。
キャップ71は、筐体711、筐体711の内側に設けられる海綿状部材712、筐体711の内側に貯留されるインク及び水を排出する第1排出管713及び第2排出管714等を備えて構成されている。
なお、可動部材74は閉状態となったときに底面部711aの側端面及び二つの外壁部711bの側端面のみならず、ヘッドユニット6のX方向における記録媒体側の面にも当接して密着するように構成されていても良い。この場合、ヘッドユニット6とキャップ71との隙間が減少し、更にキャップ71内の保湿性を高めることができる。
例えば、ノズルの保護のため、ヘッド3の下側の端面に凹部を設け、この凹部の底面(ノズル面)にノズルを形成した場合には、可動部材は、上端部がヘッド3の下側の端面よりも低い位置にある開状態と、その上端部がヘッド3の下側の端面よりも高い位置にある閉状態とに移動可能に構成してもよい。
また、可動部材をゴム等の弾性部材とし、ヘッドユニット6又はキャップ71に当接して撓むことでヘッドユニット6とキャップ71との相対移動を阻害せず、撓んだ状態から元の形状に戻ることでノズル面61とキャップ71との間の開口を覆ってノズル面61の保湿効果を向上できるようにしても良い。また、このような可動部材が設けられている場合には、シャッター機構73が設けられていなくても良い。
シャッター機構73を設ける必要がないため、装置コストを更に低減できるとともに、装置構成を簡略化できる。
具体的には、キャップ71は、制御部9の制御下で海綿状部材712を退避移動させる移動機構717を更に備えている。移動機構717は、貯留部715内において海綿状部材712を支持し、X軸方向にスライド移動可能に構成されている。移動機構717は、ノズル面61がキャップ71に対向し且つ各ヘッド3の加圧パージが行われる直前に、海綿状部材712の対向面712aを、キャップ71内においてヘッド3のノズル列31に対向する位置からX軸方向に移動させる(図8参照)。これにより、海綿状部材712が、各ヘッド3の加圧パージが行われるときに対向面712aが各ヘッド3のノズルに対向する位置から退避するように構成されている。なお、移動機構717は、各ヘッド3の加圧パージ終了後に、海綿状部材712を移動させ、対向面712aが各ヘッド3のノズルにそれぞれ対向配置されるように復帰させる。
このように、海綿状部材712が退避可能に構成されていることで、加圧パージされたインクD(図8(b)参照)が海綿状部材712の対向面712aに付着するとともにノズルの先端部に付着して、当該インクDがノズル面61と海綿状部材712との間に保持されてしまうことを抑制することができる。
また、海綿状部材712は、各ヘッド3にそれぞれ対向するように各個別に複数設けられていても良く、上記移動機構717により複数の海綿状部材712がそれぞれ各ヘッド3の対向位置から退避されるように構成されていても良い。
なお、主走査装置5は、ヘッドユニット6をキャップ71に対向配置させるとき、ヘッドユニット6のX方向におけるキャップ71の外壁部711c側の端部を、当該外壁部711cの内面に当接させるように移動させるものとしても良い。これにより、ヘッドユニット6とキャップ71との隙間が減少し、更にキャップ71内の保湿性を高めることができる。
なお、送液ポンプ723は、加圧パージされるインク量に対する水供給量の割合が50質量%以上となるようにキャップ71内に水を供給するものとしたが、これに限られるものではなく、例えばインクの種類、外部環境の温度や湿度等に応じて適宜設定されるものとしても良い。
可動部材74が閉状態のとき可動部材74の上端部はヘッドユニット6のノズル面61よりも上方に位置するため、シャッター機構73が可動部材74の開閉することにより、主走査装置5によるヘッドユニット6の移動を阻害することなく、キャップ71による保湿性能を高めることができる。
上記清掃装置は、主に、ヘッド3に摺接するX軸方向に沿った回転軸回りに回転可能な清掃ローラーと、当該清掃ローラーをY軸方向に沿って搬送するローラー搬送機構とにより構成されている。清掃ローラーは、キャリッジ4に搭載された9色のヘッド群のうちの3色分のヘッド群の拭き取りが可能となるように、X軸方向における幅が設定されており、1往復半の移動動作により全てのヘッド3の清掃を実施する。そして、これにより、インクの固化によるノズルの目詰まりを防止する。
制御部9は、図9に示すように、上記保湿装置7を構成する各部と接続されており、保湿装置7を構成する各部を制御する。制御部9は、CPU91、RAM92及びROM93等を有する。CPU91は、ROM93等の記憶装置から処理内容に応じた各種のプログラムやデータ等を読み出して実行し、実行された処理内容に応じて搬送装置2の各部の動作を制御する。RAM92は、CPU91により処理される各種のプログラムやデータ等を一時的に記憶する。ROM93は、CPU91等により読み出される各種のプログラムやデータ等を記憶する。
図10は、インクジェット記録装置1による記録動作時又は非記録動作時に行われるキャップ71内の保湿処理の一例を示すフローチャートである。
このようにしてキャップ71内保湿処理を行う。
以上、上記した実施形態によれば、複数のヘッド3を有するヘッドユニット6のノズル面61の保湿を行う保湿装置7であって、非記録動作時に、ノズル面61に対向するキャップ71と、ノズル面61がキャップ71に対向してノズル面61を保湿可能な位置及びキャップ71に対向しない位置のいずれかに選択的に配置されるように、キャップ71が上下方向に移動することなくヘッドユニット6とキャップ71とを少なくとも水平方向に相対移動させる主走査装置5と、キャップ71内に保湿液を供給する保湿液供給部72と、を備えるので、ヘッドユニット6のノズル面61を保湿可能な位置に配置し、保湿液供給部72により適切なタイミングで適切な量の保湿液を供給してキャップ71内の湿度を高めることができ、ヘッドユニット6とキャップ71との密閉性が低くてもノズル内のインクの乾燥を好適に抑制することができる。また、主走査装置5はキャップ71を上下方向に移動させないので、キャップ71を移動させる負荷を低減することができるとともに、上下移動機構を省略でき装置コストを低減することができる。
また、主走査装置5はヘッドユニット6を水平方向に移動させてヘッドユニット6とキャップ71を相対移動させるので、キャップ71を水平方向に移動させる必要がなく、装置コストを更に低減することができる。
また、保湿液供給部72が保湿液として水を供給するので、キャップ71内の湿度をより確実に高めることができる。
なお、本発明の実施の形態における記述は、本発明に係る保湿装置及びインクジェット記録装置の一例であり、これに限定されるものではない。保湿装置及びインクジェット記録装置を構成する各機能部の細部構成及び細部動作に関しても適宜変更可能である。また、本発明のインクジェット記録装置は、記録媒体に対して印画動作を行う場合のみならず、基板に対して配線材料を吐出することで配線パターンを形成する等、その他の用途に用いることも可能である。
保湿液は、色材を含有させる必要がないのでインクに比べて安価でありランニングコストを抑えることができる。
開口率(%)=S2/S1×100
S1は、キャップ71の貯留部715内に貯留されるインク及び/又は水の液面Wの面積を表す。なお、貯留部715内には海綿状部材712が設けられていないものとする。S2は、ヘッドユニット6がキャップ71に対向配置される場合において、キャップ71内の空気が外気と振れる隙間の面積を表す。すなわち、S2は、平面視においてキャップ71の外壁部711b、711c及び可動部材74により囲まれる領域の面積から、平面視におけるヘッドユニット6のノズル面61の面積を引いた値である。
○:湿度が82%RH以上
×:湿度が82%RH未満
3 ヘッド(インクジェットヘッド)
5 主走査装置(移動部)
6 ヘッドユニット
7 保湿装置
61 ノズル面
71 キャップ
72 保湿液供給部
73 シャッター機構
74 可動部材
712 海綿状部材
Claims (10)
- 複数のインクジェットヘッドを有するヘッドユニットのノズル面の保湿を行う保湿装置であって、
非記録動作時に、前記ノズル面に対向するキャップと、
前記ノズル面が前記キャップに対向して前記ノズル面を保湿可能な位置及び前記キャップに対向しない位置のいずれかに選択的に配置されるように、前記キャップが上下方向に移動することなく前記ヘッドユニットと前記キャップとを少なくとも水平方向に相対移動させる移動部と、
前記キャップ内に保湿液を供給する保湿液供給部と、
前記移動部による前記ヘッドユニットと前記キャップとの水平方向の相対移動を阻害しない退避位置と前記ノズル面と前記キャップが対向した状態で前記ノズル面と前記キャップの間の空間と大気が連通する開口を覆う保湿位置とを移動可能な可動部材と、を備えることを特徴とする保湿装置。 - 複数のインクジェットヘッドを有するヘッドユニットのノズル面の保湿を行う保湿装置であって、
非記録動作時に、前記ノズル面に対向するキャップと、
前記ノズル面が前記キャップに対向して前記ノズル面を保湿可能な位置及び前記キャップに対向しない位置のいずれかに選択的に配置されるように、前記キャップが上下方向に移動することなく前記ヘッドユニットと前記キャップとを少なくとも水平方向に相対移動させる移動部と、
前記キャップ内に保湿液を供給する保湿液供給部と、
前記移動部による前記ヘッドユニットの移動経路上に突出して前記キャップの側面に並設されて配置され、上端部が前記ノズル面よりも低い開状態と前記上端部が前記ノズル面よりも高い閉状態とに移動可能な可動部材と、を備えることを特徴とする保湿装置。 - 前記キャップは、前記複数のインクジェットヘッドから加圧パージされるインクを受容して貯留することを特徴とする請求項1又は2に記載の保湿装置。
- 前記キャップ内には海綿状部材が設けられ、前記キャップ内に貯留される保湿液は前記海綿状部材に吸収されて保持され、
前記海綿状部材は、前記ノズル面が前記キャップに対向しているときには前記ノズル面に形成されたノズルに対向して配置され、前記ノズルからインクを加圧パージするときには当該ノズルに対向する位置から退避することを特徴とする請求項3に記載の保湿装置。 - 前記可動部材を移動させるシャッター機構と、を更に備えることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の保湿装置。
- 前記シャッター機構は、前記移動部による前記ヘッドユニットの相対移動に連動して前記可動部材を移動させることを特徴とする請求項5に記載の保湿装置。
- 前記保湿液供給部は、前記キャップ内に保湿液として水を供給することを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の保湿装置。
- 前記移動部は、前記ヘッドユニットと前記キャップとを水平方向にのみ相対移動させることを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載の保湿装置。
- 前記移動部は、前記ヘッドユニットのみを移動させることを特徴とする請求項1から8のいずれか一項に記載の保湿装置。
- 請求項1から9のいずれか一項に記載の保湿装置と、
ノズルからインクを吐出するインクジェットヘッドと、を備えることを特徴とするインクジェット記録装置。
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