(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を液滴として吐出するノズル孔と、該ノズル孔に供給する液体が通過する液室と、該液室内に流入する液体が通過する流入部と、該ノズル孔を通過せずに該液室から流出する液体が通過する流出部と、を備える複数のヘッド部を有する記録ヘッドと、
該記録ヘッドに供給する液体を収容する液体収容タンクと、
該ヘッド部の該流出部から排出された液体を収容する大気開放された排出液収容部と、
を有し、
該ノズル孔から吐出した液体を記録媒体に付着させることで画像を形成する画像形成装置において、
上記複数のヘッド部は、上記流入部及び上記流出部に、接続対象との接続を解除した状態で液体の流出を防ぐ液流出防止機構を備えた接続部を備え、
上記ノズル孔から液滴を吐出する液滴吐出時には、上記複数のヘッド部のうち一つの上記ヘッド部を最上流側ヘッド部として、その流入部を他の該ヘッド部を介さずに上記液体収容タンクに接続した状態で、且つ、該最上流側ヘッド部以外の該ヘッド部の該流入部を該最上流側ヘッド部を含む他の該ヘッド部の上記流出部と接続することで該複数のヘッド部を直列に接続した状態としておき、該液体収容タンクから該最上流側ヘッド部に供給された該液体を下流側の該ヘッド部に液体を供給する構成であって、
該複数のヘッド部のうち、該最上流側ヘッド部を通過した液体の流路の最下流側に位置する最下流側ヘッド部の該流出部に接続されるヘッド部下流端流路と、
該複数のヘッド部のうちの任意に選択した一つのヘッド部の該流出部に対して接続可能な端部を備えるヘッド排出部流路と、
上記排出液収容部に対する該ヘッド部下流端流路の連通または遮蔽を切り替える下流端流路切替手段と、
該排出液収容部に対する該ヘッド排出部流路の連通または遮蔽を切り替える排出部流路切替手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１の画像形成装置において、
一端部が上記排出液収容部に接続された大気開放流路と、
該大気開放流路の他端部、上記ヘッド排出部流路の上記流出部に対して接続可能な端部の逆側の端部、及び、上記ヘッド部下流端流路の上記流出部に接続される端部の逆側の端部が接続され、該大気開放流路、該ヘッド排出部流路及び該ヘッド部下流端流路の三つの流路のうちの互いに連通させる二つの流路の組み合わせを変更可能な流路切替機構とを有し、
該ヘッド排出部流路における該流出部に対して接続可能な端部は接続対象との接続を解除した状態で液体の流出を防ぐ液流出防止機構を備え、
該流路切替機構は、該大気開放流路と該ヘッド部下流端流路とが連通した状態とそれ以外の状態とを切り替えることで上記下流端流路切替手段として機能し、該大気開放流路と該ヘッド排出部流路とが連通した状態とそれ以外の状態とを切り替えることで上記排出部流路切替手段として機能することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１または２の画像形成装置において、
上記複数のヘッド部のうちの任意に選択した一つのヘッド部の上記流入部に対して接続可能な端部を備えたヘッド部供給流路を備え、
該ヘッド部供給流路の端部が接続された該ヘッド部と上記液体収容タンクとが他のヘッド部を介することをなく連通することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
液体を液滴として吐出するノズル孔と、該ノズル孔に供給する液体が通過する液室と、該液室内に流入する液体が通過する流入部と、該ノズル孔を通過せずに該液室から流出する液体が通過する流出部と、を備える複数のヘッド部を有する記録ヘッドと、
該記録ヘッドに供給する液体を収容する液体収容タンクと、
該ヘッド部の該流出部から排出された液体を収容する大気開放された排出液収容部と、を有し、
該ノズル孔から吐出した液体を記録媒体に付着させることで画像を形成する画像形成装置において、
上記複数のヘッド部は、上記流入部及び上記流出部に、接続対象との接続を解除した状態で液体の流出を防ぐ液流出防止機構を備えた接続部を備え、
上記液体収容タンクと接続し、該複数のヘッド部のすべての該流入部との接続部を有する共通流入液収容部と、
上記排出液収容部に対する連通状態または遮蔽状態を切り替え可能で、上記複数のヘッド部のすべての上記流出部との接続部を有する共通流出液収容部と、を有し、
該共通流出液収容部が、該複数のヘッド部のすべての該流出部に連通する状態と、該複数のヘッド部のうちの任意に選択した一つのヘッド部の該流出部にのみ連通する状態と、を切り替えることができる流出部連通状態切替機構を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項４の画像形成装置において、
上記共通流出液収容部は、外側円筒部に対して内側円筒部が回転可能な二重円筒形状の収容部であり、
該外側円筒部は、その内部空間と外部空間とを連通する外側円筒連通口を、上記複数のヘッド部に対応する数だけ備え、該外側円筒連通口は、該複数のヘッド部の上記流出部にそれぞれ接続されており、
該内側円筒部は、その内部空間と外部空間とを連通する内側円筒連通口を、該内側円筒部の回転軸方向について該外側円筒連通口が設けられた位置と対応するそれぞれの位置に周方向について二つずつ備え、
上記流出部連通状態切替機構は、該外側円筒部に対する該内側円筒部の回転位置によって、
該外側円筒連通口のすべてが回転軸方向の同一の位置にある二つの該内側円筒連通口の一方と対向する状態と、該外側円筒連通口の一つのみが回転軸方向の同一の位置にある二つの該内側円筒連通口の他方と対向する状態と、を切り替える機構であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項４または５の画像形成装置において、
上記共通流入液収容部が、該複数のヘッド部のすべての該流入部に連通する状態と、該複数のヘッド部のうちの任意に選択した一つのヘッド部の該流入部にのみ連通する状態と、を切り替えることができる流入部連通状態切替機構を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項６の画像形成装置において、
上記共通流入液収容部は、外側円筒部に対して内側円筒部が回転可能な二重円筒形状の収容部であり、
該外側円筒部は、その内部空間と外部空間とを連通する外側円筒連通口を、上記複数のヘッド部に対応する数だけ備え、該外側円筒連通口は、該複数のヘッド部の上記流入部にそれぞれ接続されており、
該内側円筒部は、その内部空間と外部空間とを連通する内側円筒連通口を、該内側円筒部の回転軸方向について該外側円筒連通口が設けられた位置と対応するそれぞれの位置に周方向について二つずつ備え、
上記流入部連通状態切替機構は、該外側円筒部に対する該内側円筒部の回転位置によって、
該外側円筒連通口のすべてが回転軸方向の同一の位置にある二つの該内側円筒連通口の一方と対向する状態と、該外側円筒連通口の一つのみが回転軸方向の同一の位置にある二つの該内側円筒連通口の他方と対向する状態と、を切り替える機構であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか一項の画像形成装置において、
上記記録ヘッドは、上記ヘッド部を主走査に複数個並べて配置し、主走査方向に移動しない状態で液滴を吐出して画像を形成するライン型記録ヘッドであることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体をノズルから液滴として吐出する液体吐出ヘッドを備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ、これらの複合機等の画像形成装置として、例えば液状のインクを液滴としてノズル孔から吐出するヘッド部を備えた記録ヘッドを用いた液体吐出記録方式の画像形成装置としてインクジェット記録装置が知られている。この液体吐出記録方式の画像形成装置は、記録ヘッドからインク滴を、搬送される用紙（紙に限定するものではなく、ＯＨＰなどを含み、インク滴、その他の液体などが付着可能なものの意味であり、被記録媒体あるいは記録媒体、記録紙、記録用紙などとも称される。）に対して吐出して、画像形成（記録、印字、印写、印刷も同義語で使用する。）を行うものである。このような液体吐出記録方式の画像形成装置としては、記録ヘッドが主走査方向に移動しながらインク滴を吐出して画像を形成するシリアル型画像形成装置や、主走査方向の全域にノズル孔を備え、記録ヘッドが移動しない状態でインク滴を吐出して画像を形成するライン型記録ヘッドを用いるライン型画像形成装置がある。ライン型画像形成装置としては、例えば特許文献１〜３に記載のものがある。
【０００３】
ライン型画像形成装置としては、ライン型記録ヘッドとして、インクを収容する空間をそれぞれ独立して形成した複数のヘッド部を主走査方向に並べて配置する構成がすでに知られている。このようなライン型記録ヘッドでは、何らかの原因により任意のヘッド部が破損した場合には対象となるヘッド部のみを交換する。これにより、ヘッド部に破損が生じた場合の交換部品を最小限にすることができる。
【０００４】
なお、本願において、液体吐出記録方式の「画像形成装置」は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の媒体に液体を吐出して画像形成を行う装置を意味し、また、「画像形成」とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与すること（単に液滴を媒体に着弾させること）をも意味する。また、「インク」とは、インクと称されるものに限らず、記録液、定着処理液、液体などと称されるものなど、画像形成を行うことができるすべての液体の総称として用い、例えば、ＤＮＡ試料、レジスト、パターン材料、樹脂なども含まれる。また、「画像」とは平面的なものに限らず、立体的に形成されたものに付与された画像、また立体自体を３次元的に造形して形成された像も含まれる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のライン型記録ヘッドは、複数のヘッド部を直列に接続しており、最上流側のヘッド部からインクを供給することで、下流側のヘッド部に向けて順にインクを供給する。複数のヘッド部を直列に接続したライン型記録ヘッドでは、最下流側のヘッド部と廃液収容器等の大気開放された排出液収容部とを連通する大気開放流路を備え、この大気開放流路には大気開放弁が配置されている。そして、通常のインク吐出動作のときには、大気開放弁を閉鎖し、ヘッド部内をインクの吐出やインク供給に必要な圧力状態に維持している。また、全てのヘッド部にインクが充填されてない初期状態の場合は、大気開放弁を開放した状態で最上流側のヘッド部からインクの供給を行う。
【０００６】
最下流側のヘッド部を大気開放することで、ヘッド部内の空気は上流側から供給されてくるインクによって下流側に向けて押し出され、大気開放流路を通って大気開放された排出液収容部に放出される。これにより、ヘッド部内の空気をインクに入れ替えることができ、初期状態の全てのヘッド部にインクを充填することが出来る。
【０００７】
しかしながら、複数のヘッド部の一つを交換のために取り外し、交換後の新たなヘッド部にインク充填を行おうとした場合、次のような問題が生じた。すなわち、新たなヘッド部にインクを充填しようとする場合、ヘッド部内の空気を押し出すために大気開放する必要があるが、複数のヘッド部を直列に接続している構成では、最下流側のヘッド部以外のヘッド部は、その下流側にある一つまたは複数の他のヘッド部と大気開放流路とを介してしか大気開放することが出来ない。このため、最下流側のヘッド部以外のヘッド部を交換してインク充填を行うと、すでにインクが充填されている下流側のヘッド部に対して、交換したヘッド部内から空気を送り込んでしまう。このような場合、交換前に下流側のヘッド部内に存在したインクも空気とともに排出液収容部に排出されるため、多くのインクが無駄に排出されてしまう。
【０００８】
また、このような問題は、記録ヘッドが画像形成時に主走査方向に移動しないライン型画像形成装置に限に限るものではなく、画像形成時に記録ヘッドが主走査方向に移動するシリアル型画像形成装置であっても記録ヘッド内の複数のヘッド部が直列で接続された構成であれば起こり得る問題である。また、記録ヘッドから吐出されるものはインクに限るものではなく、記録媒体に対して吐出することで画像を形成できる液体であればよい。
【０００９】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、装置本体に対してそれぞれが独立して着脱可能な複数のヘッド部を備えた記録ヘッドにおける任意のヘッド部の交換を行い、そのヘッド部に液体を充填するときに、交換したヘッド部以外のヘッド部内の液体を排出することを抑制できる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、液体を液滴として吐出するノズル孔と、該ノズル孔に供給する液体が通過する液室と、該液室内に流入する液体が通過する流入部と、該ノズル孔を通過せずに該液室から流出する液体が通過する流出部と、を備える複数のヘッド部を有する記録ヘッドと、該記録ヘッドに供給する液体を収容する液体収容タンクと、該ヘッド部の該流出部から排出された液体を収容する大気開放された排出液収容部と、を有し、該ノズル孔から吐出した液体を記録媒体に付着させることで画像を形成する画像形成装置において、上記複数のヘッド部は、上記流入部及び上記流出部に、接続対象との接続を解除した状態で液体の流出を防ぐ液流出防止機構を備えた接続部を備え、上記ノズル孔から液滴を吐出する液滴吐出時には、上記複数のヘッド部のうち一つの上記ヘッド部を最上流側ヘッド部として、その流入部を他の該ヘッド部を介さずに上記液体収容タンクに接続した状態で、且つ、該最上流側ヘッド部以外の該ヘッド部の該流入部を該最上流側ヘッド部を含む他の該ヘッド部の上記流出部と接続することで該複数のヘッド部を直列に接続した状態としておき、該液体収容タンクから該最上流側ヘッド部に供給された該液体を下流側の該ヘッド部に液体を供給する構成であって、該複数のヘッド部のうち、該最上流側ヘッド部を通過した液体の流路の最下流側に位置する最下流側ヘッド部の該流出部に接続されるヘッド部下流端流路と、該複数のヘッド部のうちの任意に選択した一つのヘッド部の該流出部に対して接続可能な端部を備えるヘッド排出部流路と、上記排出液収容部に対する該ヘッド部下流端流路の連通または遮蔽を切り替える下流端流路切替手段と、該排出液収容部に対する該ヘッド排出部流路の連通または遮蔽を切り替える排出部流路切替手段と、を備えることを特徴とするものである。
上記目的を達成するために、請求項４の発明は、液体を液滴として吐出するノズル孔と、該ノズル孔に供給する液体が通過する液室と、該液室内に流入する液体が通過する流入部と、該ノズル孔を通過せずに該液室から流出する液体が通過する流出部と、を備える複数のヘッド部を有する記録ヘッドと、該記録ヘッドに供給する液体を収容する液体収容タンクと、該ヘッド部の該流出部から排出された液体を収容する大気開放された排出液収容部と、を有し、該ノズル孔から吐出した液体を記録媒体に付着させることで画像を形成する画像形成装置において、上記複数のヘッド部は、上記流入部及び上記流出部に、接続対象との接続を解除した状態で液体の流出を防ぐ液流出防止機構を備えた接続部を備え、上記液体収容タンクと接続し、該複数のヘッド部のすべての該流入部との接続部を有する共通流入液収容部と、上記排出液収容部に対する連通状態または遮蔽状態を切り替え可能で、上記複数のヘッド部のすべての上記流出部との接続部を有する共通流出液収容部と、を有し、該共通流出液収容部が、該複数のヘッド部のすべての該流出部に連通する状態と、該複数のヘッド部のうちの任意に選択した一つのヘッド部の該流出部にのみ連通する状態と、を切り替えることができる流出部連通状態切替機構を備えることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項１に記載の構成を備える発明においては、複数のヘッド部は、流入部及び流出部に、液流出防止機構を備えた接続部を備えるため、流入部及び流出部の接続部と接続対象との接続を解除しても複数のヘッド部の流入部や流出部から液体が流出することなく、各ヘッド部を装置本体に対してそれぞれが独立して着脱可能である。
また、請求項１に記載の構成を備える発明においては、液滴吐出時には、下流端流路切替手段及び排出部流路切替手段を共に遮蔽状態とする。これにより、すべてのヘッド部が連通した状態で、最下流側ヘッド部の流出部に接続されたヘッド部下流端流路は大気開放された排出液収容部に対して流路が遮蔽される。この状態では各ヘッド部は大気開放されていないため、ヘッド部内を液体の吐出や液体供給に必要な圧力状態に維持することができる。
また、請求項１に記載の構成を備える発明においては、液体が入っていない初期状態の全ヘッド部内に液体を充填するときには、下流端流路切替手段を連通状態とし、排出部流路切替手段を遮蔽状態とする。これにより、ヘッド部内の空気は上流側から供給されてくる液体によって下流側に向けて押し出され、ヘッド部下流端流路を通って大気開放された排出液収容部に放出することができ、初期状態の全てのヘッド部に液体を充填することが出来る。
さらに、請求項１に記載の構成を備える発明においては、交換したヘッド部に液体を充填するときには、ヘッド排出部流路の端部を交換したヘッド部の流出部に接続し、排出部流路切替手段を連通状態として、下流端流路切替手段を遮蔽状態とする。この状態で、交換したヘッド部の流入部から液体を供給することにより、交換したヘッド部内の空気は流入部から供給される液体によって流出部から押し出される。このとき、交換したヘッド部の流出部は、他のヘッド部を介することなく、ヘッド排出部流路を介して大気開放された排出液収容部と連通しているため、交換したヘッド部内の空気が液滴吐出時に下流側となるヘッド部に送り込まれることがない。よって、交換したヘッド部の空気とともに交換したヘッド部以外のヘッド部内に存在した液体が排出液収容部に排出されることを防止できる。
【００１２】
請求項４に記載の構成を備える発明においては、複数のヘッド部は、流入部及び流出部に、液流出防止機構を備えた接続部を備えるため、流入部及び流出部の接続部と接続対象との接続を解除しても複数のヘッド部の流入部や流出部から液体が流出することなく、各ヘッド部を装置本体に対してそれぞれが独立して着脱可能である。
また、請求項４に記載の構成を備える発明においては、液滴吐出時には、共通流出液収容部と排出液収容部とを遮断状態とし、流出部連通状態切替機構は、共通流出液収容部が複数のヘッド部のすべての流出部に連通する状態とする。すべてのヘッド部の流出部に連通する共通流出液収容部が大気開放されていないため、ヘッド部内を液体の吐出や液体供給に必要な圧力状態に維持することができる。
また、請求項４に記載の構成を備える発明においては、液体が入っていない初期状態の全ヘッド部内に液体を充填するときには、共通流出液収容部と排出液収容部とを連通状態とし、流出部連通状態切替機構は、共通流出液収容部が複数のヘッド部のすべての流出部に連通する状態とする。これにより、ヘッド部内の空気は共通流入液収容部から供給されてくる液体によって共通流出液収容部に向けて押し出され、共通流出液収容部と連通する排出液収容部に放出することができ、初期状態の全てのヘッド部に液体を充填することが出来る。
さらに、請求項４に記載の構成を備える発明においては、交換したヘッド部に液体を充填するときには、共通流出液収容部と排出液収容部とを連通状態とし、流出部連通状態切替機構は、共通流出液収容部が複数のヘッド部のうちの任意に選択した一つのヘッド部として交換したヘッド部の流出部にのみ連通する状態とする。この状態で、交換したヘッド部の流入部に共通流入液収容部から液体を供給することにより、交換したヘッド部内の空気は流入部から供給される液体によって流出部から押し出される。このとき、交換したヘッド部の流出部は、他のヘッド部を介することなく、共通流出液収容部を介して排出液収容部と連通しているため、交換したヘッド部内の空気が他のヘッド部に送り込まれることがない。よって、交換したヘッド部の空気とともに交換したヘッド部以外のヘッド部内に存在した液体が排出液収容部に排出されることを防止できる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、交換したヘッド部に液体を充填するときに、交換したヘッド部以外のヘッド部内に存在した液体が交換したヘッド部の空気とともに排出液収容部に排出されることを防止できるため、交換したヘッド部以外のヘッド部内の液体を排出することを抑制できるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施例１の記録ヘッドにおける一つのヘッド部を交換した際のインクの流路の接続状態を示す説明図。
【図２】本実施形態に係るプリンタの概略構成図
【図３】実施例１のプリンタが備える、記録ヘッド、インクカートリッジ、サブタンク及びこれらを接続するインク搬送管の組み合わせの説明図。
【図４】実施例２のプリンタが備える、記録ヘッド、インクカートリッジ、サブタンク及びこれらを接続するインク搬送管の組み合わせの説明図。
【図５】実施例２の記録ヘッドにおける一つのヘッド部を交換した際のインクの流路の接続状態を示す説明図。
【図６】実施例３のプリンタが備える、記録ヘッド、インクカートリッジ、サブタンク及びこれらを接続するインク搬送管の組み合わせの説明図。
【図７】実施例３の供給マニホールドと排出マニホールドとの説明図、（ａ）は、図６中の二つのヘッド部近傍のＹ−Ｚ断面の拡大図、（ｂ）は、供給マニホールドのＸ−Ｚ断面図、（ｃ）は、排出マニホールドのＸ−Ｚ断面図。
【図８】実施例３の記録ヘッドにおける一つのヘッド部を交換した際のインク充填時の説明図。
【図９】図８に示す状態の供給マニホールドと排出マニホールドとの説明図、（ａ）は、図６中の二つのヘッド部近傍のＹ−Ｚ断面の拡大図、（ｂ）は、供給マニホールドのＸ−Ｚ断面図、（ｃ）は、排出マニホールドのＸ−Ｚ断面図。
【図１０】、図６及び図７に示す状態における供給マニホールド断面と、供給制御用センサに対する供給制御用エンコーダの回転位置の関係とを示す説明図。
【図１１】図８及び図９に示す状態における供給マニホールド断面と、供給制御用センサに対する供給制御用エンコーダの回転位置の関係とを示す説明図。
【図１２】従来のライン型画像形成装置が備える記録ヘッドにおける一つのヘッド部を交換した際のインクの流路の接続状態を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を適用した画像形成装置の一実施形態として、インクジェットプリンタ（以下、プリンタ１００）について説明する。
図２は、プリンタ１００の概略構成図である。
【００１６】
プリンタ１００は、ノズル孔から記録媒体に向けて各色のインクを吐出して画像を形成する四つの記録ヘッド１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）を収容するヘッドユニット１２を備える。ヘッドユニット１２の下方には、記録媒体である用紙８を搬送する搬送ユニット５を備える。搬送ユニット５は、副走査方向の一方（図２中のＸ軸プラス方向）に向けて用紙８を搬送する無端状の搬送ベルト１３と、搬送ベルト１３の下方に配置されたエアー吸引ファン１０とを備える。搬送ユニット５に対して用紙８の搬送方向上流側には、給紙トレイ８００に載置された用紙８の一番上の一枚を搬送ベルト１３の上面に向けて供給する給紙ユニット６が配置されている。一方、搬送ユニット５に対して用紙８の搬送方向下流側には、搬送ガイド板９及び排紙台７が配置されている。
【００１７】
エアー吸引ファン１０は上方の空気を吸引して下方に排出するものであり、搬送ベルト１３は穴開け加工がされている。このような構成により、搬送ユニット５では、搬送ベルト１３の上面に供給された用紙８の下面を搬送ベルト１３に吸着させることができ、搬送ベルト１３が図２中の反時計回り方向に表面移動することで用紙８を副走査方向に搬送することができる。
【００１８】
ヘッドユニット１２は、副走査方向に直交する主走査方向（図中のＹ軸方向）の全幅（搬送する用紙８の最大幅）にノズル孔が並んで形成された四つの記録ヘッド１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）が搭載されている。フルカラーの画像を形成する際には、各記録ヘッド１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）から、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックのインクを吐出する。
また、プリンタ１００は、各記録ヘッド１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）に供給する各色のインクをそれぞれ収容するインクカートリッジ３（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）を搭載するインクカートリッジユニット３００を備える。さらに、各インクカートリッジ３（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）から供給される各色インクを一時的に貯留し、各記録ヘッド１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）にインクを供給するサブタンク２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）を搭載するサブタンクユニット２００を備える。
プリンタ１００は、記録ヘッド１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、インクカートリッジ３（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、サブタンク２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）及びこれらを接続するインク搬送管の組み合わせを各色に対応して４組備えるが、各組み合わせは使用するインクの色が異なる点以外は同様の構造である。
【００１９】
次に、プリンタ１００での一連の画像形成動作を説明する。
プリンタ１００は、不図示のパーソナルコンピューター等の外部装置から、画像情報と共にプリント開始命令を受信すると、先ず、給紙ユニット６によって送られた用紙８を搬送ユニット５によってヘッドユニット１２の下方に搬送する。用紙８がヘッドユニット１２の各記録ヘッド１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の下方に到達するタイミングに合わせて、画像情報に応じたインクの吐出を行い、用紙８の上面に画像を形成する。上面に画像が形成され、搬送ユニット５を通過した用紙８は、搬送ガイド板９上を通過して排紙台７上に積載される。
【００２０】
次に、画像形成動作終了後、または、所定時間経過後に実行される記録ヘッド１のクリーニング動作について説明する。
記録ヘッド１のクリーニングを行う際には、先ず、ヘッドユニット１２が、画像形成動作時の位置よりも上方の図２中の破線で示す位置まで退避する。そして、搬送ユニット５とヘッドユニット１２との間にできた空間にクリーニングユニット４がスライドして入り込む。次にヘッドユニット１２が下降してクリーニングユニット４の上に載り、各記録ヘッド１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の下面がクリーニングユニット４の上部に設けられた吸引キャップ３１（図１及び図３参照）よってキャッピングされる。
【００２１】
クリーニングユニット４には、不図示の吸引ポンプユニットが接続されており、吸引ポンプユニットが負圧を発生させることによってクリーニングユニット４がキャッピングしている各記録ヘッド１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の下面に負圧が作用する。これにより、各記録ヘッド１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のノズル孔から記録ヘッド１内のインクの吸引が成され、記録ヘッド１のクリーニングが行われる。
記録ヘッド１のクリーニング動作が完了したら、ヘッドユニット１２は再び上方に退避し、クリーニングユニット４が図２で示す位置に戻る。その後、ヘッドユニット１２が搬送ベルト１３の用紙搬送面である上部張架面に対向する位置に下降し、記録可能状態となる。
【００２２】
〔実施例１〕
次に、本発明を適用したプリンタ１００の一つ目の実施例（以下、実施例１と呼ぶ）について説明する。
図３は、実施例１のプリンタ１００が４組備える、記録ヘッド１、インクカートリッジ３、サブタンク２及びこれらを接続するインク搬送管の組み合わせのうちの一組の説明図である。
プリンタ１００では、インクカートリッジ３内のインクが一旦サブタンク２に送られた後、記録ヘッド１に供給される。サブタンク２は、インクを収容するケーシング形状の一部（図中の円弧状の部分）に可撓性フィルムを溶着してインクを収容する部分の容積を変更可能な構造である。また、サブタンク２の内部には、スプリング２９が自然長よりも短い状態で配置されており、スプリング２９がサブタンク２の可撓性フィルムの部分を外側に押し広げるように作用する。このスプリング２９の作用によりサブタンク２内には負圧が形成される。
【００２３】
実施例１のインクカートリッジ３は、内側がアルミニウム製の袋部材（いわゆる「アルミパウチ」）で、外側がハードケースの二重構造となっており、各色インクはアルミニウム製の袋部材内に収容されている。また、インクカートリッジ３は、不図示のエアーポンプによってハードケース内部に空気を送りこむことでアルミニウム製の袋部材が空気で加圧される構成となっている。インクカートリッジ３とサブタンク２とを接続するインク搬送管であるサブタンク供給管２０には、サブタンク２へのインクの供給を調整する供給調整弁２１が設けられている。不図示のエアーポンプを駆動し、供給調整弁２１を開放することで、インクカートリッジ３のハードケース内部に送られた空気によってアルミニウム製の袋部材が加圧され、内部のインクがサブタンク供給管２０を通ってサブタンク２へと供給される。
サブタンク２と記録ヘッド１との間には、水頭差によって記録ヘッド１へとインクが供給される力が作用するが、サブタンク２内に負圧が形成された状態となることで、記録ヘッド１内が満杯の状態では、それ以上のインクの供給がなされない状態となる。記録ヘッド１がインクを吐出し、その内部のインクが減少すると水頭差によりサブタンク２内のインクが記録ヘッド１へと供給される。
【００２４】
プリンタ１００がそなえる各記録ヘッド１は、図３に示すように、ヘッド部１１を主走査方向（図中のＹ軸方向）に複数個並べて配置したラインエンジン型のものである。そして、第一ヘッド部１１ａの排出ポートと第二ヘッド部１１ｂの供給ポートとが接続されるように、隣り合うヘッド部１１同士のうち、上流側のヘッド部１１の排出ポートと下流側のヘッド部１１の供給ポートとが接続されている。これにより、上流側のヘッド部１１から下流側のヘッド部１１へとインクが供給される構成となっている。図３では、第一ヘッド部１１ａ〜第五ヘッド部１１ｅまでの５つのヘッド部１１を備えた構成となっているが、ヘッド部１１の数を５つに限るものではない。複数個のヘッド部１１は、インクを収容する空間をそれぞれ独立して形成しており、各ヘッド部１１はそれぞれ独立して交換可能な構成となっている。また、各ヘッド部１１は、複数のノズル孔、ノズル孔に対応した圧力室及び圧力室に供給するインクを収容する少なくとも一つの共通液室を備える。また、任意のヘッド部でインクが消費されることによって共通液室に負圧が生じると、その一つ上流側のヘッド部１１の共通液室内のインクが供給される。なお、プリンタ１００の圧力室を加圧し、ノズル孔からインクを吐出する構成としては静電アクチュエータを用いるものを適用できるが、これに限るものではない。
【００２５】
図３は、各インク搬送管および各ヘッド部１１内にインクが充填された状態を示している。
インクの流れは、インクカートリッジ３からサブタンク２に送られ、サブタンク２から記録ヘッド１に供給されたインクは、複数のヘッド部１１のうち、先ず上流側の第一ヘッド部１１ａに送られ、さらに、下流側の「第二ヘッド部１１ｂ」→「第三ヘッド部１１ｃ」→「第四ヘッド部１１ｄ」→「第五ヘッド部１１ｅ」の順にインクが供給される。
隣り合うヘッド部１１同士の排出ポートと供給ポートとの間や、ヘッド部１１とインク搬送管（２２、２５ａ、２５ｂ、２６）との間、及び、インク搬送管同士の間は、上流側カップリング（２４、５０、５２）と下流側カップリング（２３、５３、５４）とによって接続が成される。各カップリングは、接続が解除された状態ではインクが外に流出しないように弁機構を備えており、着脱動作においても供給流路にインクが充填された状態で供給流路を切り離すことが可能となっている。
【００２６】
サブタンク２と記録ヘッド１とを接続するヘッド上流側供給管２２の下流側端部には、供給管カップリング５０が設けられており、第一ヘッド部１１ａの供給ポートに設けられた第一供給カップリング２３ａとの間の接続及び接続の解除が可能な構成となっている。また、第一ヘッド部１１ａの排出ポートに設けられた第一排出カップリング２４ａと第二ヘッド部１１ｂの供給ポートに設けられた第二供給カップリング２３ｂとの間の接続及び接続の解除が可能な構成となっている。同様に、第二排出カップリング２４ｂと第三供給カップリング２３ｃとの間、第三排出カップリング２４ｃと第四供給カップリング２３ｄとの間、及び、第四排出カップリング２４ｄと第五供給カップリング２３ｅとの間も接続及び接続の解除が可能な構成となっている。
【００２７】
また、ヘッド上流側供給管２２は供給管カップリング５０よりも上流側でバイパス供給流路としてのバイパス供給管２５が枝分かれしている。バイパス供給管２５は、三方弁５１、ヘッド排出管２６及び排出管カップリング５４を介して、第五ヘッド部１１ｅの排出ポートと接続されており、通常のインク供給時は記録ヘッド１における下流側端部のヘッド部１１（第五ヘッド部１１ｅ）へのインク供給の補助の役割を備えている。バイパス供給管２５の流路の途中には、バイパス上流側カップリング５２とバイパス下流側カップリング５３とを備えており、このカップリングの接続を解除することで、上流側バイパス供給管２５ａと下流側バイパス供給管２５ｂとに分離する構成となっている。
【００２８】
三方弁５１は、バイパス供給管２５、ヘッド排出管２６及び廃液流路であってインクや気体を大気圧の空間に排出する大気排出管３０の三つの流路と接続しており、三つの流路のうちの二つの流路を連通し、他の一つの流路を閉鎖するものである。そして、連通する流路の組み合わせを不図示の制御部の制御、または手動によって変更可能な構成となっており、通常のインク供給時には、バイパス供給管２５とヘッド排出管２６とを連通した状態である。これにより、第一ヘッド部１１ａ〜第五ヘッド部１１ｅのすべてのヘッド部が連通した状態で、最下流側ヘッド部である第五ヘッド部１１ｅの流出部は、ヘッド排出管２６を介して大気開放されていないバイパス供給管２５と連通する。大気開放されていないため、各ヘッド部１１内をインクの吐出やインク供給に必要な圧力状態に維持することができる。
【００２９】
また、未使用の記録ヘッド１をプリンタ１００に装着し、液体が入っていない初期状態の全ヘッド部内に液体を充填するときには、三方弁５１をヘッド排出管２６と大気排出管３０とを連通した状態とする。これにより、各ヘッド部１１内の空気は上流側から供給されてくるインクによって下流側に向けて押し出され、大気排出管３０を通って大気開放された空間に放出することができ、初期状態の全てのヘッド部１１にインクを充填することが出来る。
【００３０】
ヘッド部１１がインクを吐出するとサブタンク２内のインクが減少し、スプリングが圧縮される。このとき、サブタンク２内の負圧が最も大きい状態となるが、ヘッド部１１でのインクの吐出に影響を与えない許容範囲内である。
サブタンク２内のインク量の変化は、サブタンク２の可撓性フィルム面の膨らみの変化をセンサーフィラー６０で増幅し、センサーフィラー６０の振幅をインク空検知センサ６２及びインク満杯検知センサ６１で検知する。そして、この検知結果に基づいて不図示の制御部がエアーポンプの駆動及び供給調整弁２１の開閉を制御することによって、サブタンク２内のインク量を適量に制御する。
【００３１】
詳しくは、サブタンク２内のインクの減少によりスプリングが縮んでくるとセンサーフィラー６０が図中の左方向に倒れる。そして、インク空検知センサ６２がセンサーフィラー６０の先端を検知すると、不図示の制御部が、サブタンク２内のインク量が少ないと判断し、エアーポンプを駆動して供給調整弁２１を開く制御を行うことで、インクカートリッジ３からサブタンク２内へインクが供給されるインクカートリッジ３からサブタンク２にインクを送り、サブタンク２内が膨らんでくる（スプリングが伸びてくる）と、センサーフィラー６０が図中の右方向に倒れる。そして、インク満杯検知センサ６１がセンサーフィラー６０の先端を検知すると、不図示の制御部が、サブタンク２内のインク量が適正な状態となったと判断し、供給調整弁２１を閉じてエアーポンプを停止することでインク供給を止める。この状態においてもサブタンク２内は微小な負圧状態を保っている。
【００３２】
このようなサブタンク２へのインクの制御においては、サブタンク２の可撓性フィルム面の変位量（スプリングの変位量）が１［ｍｍ］程度の範囲となることが望ましい。このため、センサーフィラー６０の動きをインク空検知センサ６２及びインク満杯検知センサ６１で検出し、エアーポンプの駆動及び供給調整弁２１の開閉を制御することで、サブタンク２内の負圧変動を最小限にしている。
【００３３】
プリンタ１００のように、記録ヘッド１からインクを吐出して用紙８上に画像を形成する構成では、記録ヘッド１の下方を通過する用紙８と記録ヘッド１の下面であるヘッドノズル面とが近接する。このため、用紙８が搬送中に紙詰りを起こした場合など、用紙８が記録ヘッド１の下面に接触してヘッドノズル面を破損する場合がある。このような場合、プリンタ１００では、記録ヘッド１は複数のヘッド部１１を備え、各ヘッド部１１はそれぞれ独立して交換可能な構成となっているため、ヘッドノズル面の破損によりヘッド交換が必要な場合には、対象となるヘッド部１１のみを交換可能である。このとき、対象となるヘッド部１１の供給側に設けられた供給カップリング２３及び排出側に設けられた排出カップリング２４について、他のカップリングとの接続を解除することで、対象となるヘッド部１１のみを取り外すことが出来る。
【００３４】
図１は、実施例１のプリンタ１００が備える記録ヘッド１における一つのヘッド部１１（第三ヘッド部１１ｃ）を交換した際のインクの流路の接続状態を示す説明図である。
第三ヘッド部１１ｃを交換するときには、第三供給カップリング２３ｃと第二排出カップリング２４ｂとの間の接続、及び、第三排出カップリング２４ｃと第四供給カップリング２３ｄとの間の接続を解除して、第三ヘッド部１１ｃとして使用していたヘッド部１１を取り外す。また、バイパス供給管２５のバイパス上流側カップリング５２とバイパス下流側カップリング５３との接続を解除する。
次に、新たなヘッド部１１を第三ヘッド部１１ｃとして設置し、第三供給カップリング２３ｃとバイパス上流側カップリング５２とを接続し、第三排出カップリング２４ｃとバイパス下流側カップリング５３とを接続する。これにより、第三ヘッド部１１ｃの供給ポートと上流側バイパス供給管２５ａとを接続し、さらに、第三ヘッド部１１ｃの排出ポートと下流側バイパス供給管２５ｂとを接続した状態となる。
【００３５】
バイパス供給管２５と大気排出管３０との間には三方弁５１が取り付けられており、通常のインク供給時には、バイパス供給管２５とヘッド排出管２６との間を三方弁５１が連通する状態である。一方、図１に示すように、交換したヘッド部１１へのインク充填の場合には、バイパス供給管２５と大気排出管３０との間を三方弁５１が連通する状態となる。
実施例１のプリンタ１００で、第三ヘッド部１１ｃにインクを充填する場合には、図１に示す流路の接続状態で、上述したインクカートリッジ３に接続されたエアーポンプを駆動し、供給調整弁２１を開放する。エアーポンプによるインクカートリッジ３内の加圧を利用してサブタンク２にインクを送り、サブタンク２内が満杯状態（可撓性フィルムが膨らんだ状態）になると、サブタンク２内のインクが上流側バイパス供給管２５ａを介して第三ヘッド部１１ｃ内に供給される。このとき、充填前に第三ヘッド部１１ｃ内に存在した空気は供給されたインクによって押し出され、第三ヘッド部１１ｃの排出ポート、下流側バイパス供給管２５ｂ、三方弁５１及び大気排出管３０を介して、大気圧空間である装置外部に排出される。
【００３６】
このとき、サブタンク２から供給されるインクは、供給管カップリング５０を介して第一ヘッド部１１ａの方にも僅かに供給される。しかし、交換された第三ヘッド部１１ｃは、三方弁５１及び大気排出管３０を介して大気に開放された状態であるため、殆どのインクは第三ヘッド部１１ｃに供給されることになる。
図１に示す状態で、インクカートリッジ３から所定時間インク供給したら供給調整弁２１を閉じてインク供給を止めて、第三ヘッド部１１ｃへのインク充填を終える。インク充填後、第三ヘッド部１１ｃの第三供給カップリング２３ｃ及び第三排出カップリング２４ｃの接続状態を図３に示す状態につなぎ変えて、通常の画像形成が可能な状態となる。
なお、実施例１のプリンタ１００におけるカップリング同士の間の接続及び接続の解除は、人の手で行うものである。
【００３７】
図１及び図３中のヘッド部１１の下方には、クリーニングユニット４の上部に設けられた吸引キャップ３１を示している。
第三ヘッド部１１ｃにインクを充填するときには、第一〜第三のヘッド部１１（ａ〜ｃ）内は、負圧が保てなくなるため、ノズル孔からインクが垂れ落ちる。このため、ヘッド部１１を交換するときにはヘッドユニット１２をクリーニングユニット４の上に載せた状態とし、各ヘッド部１１（ａ〜ｅ）の下面を吸引キャップ３１でキャッピングする。そして、インク充填時に第一〜第三のヘッド部１１（ａ〜ｃ）のノズル孔から垂れ落ちるインクについては、各ヘッド部１１（ａ〜ｅ）の下部に配置した吸引キャップ３１で吸引する。更に、交換した第三ヘッド部１１ｃのヘッド内液室（圧力室及び共通液室）の隅々までインクを充填するために、吸引キャップ３１によってノズル孔からヘッド部１１内部の空気とインクとを吸引することによって行う。
【００３８】
ここで、従来のライン型画像形成装置で、複数のヘッド部１１がそれぞれ独立して交換可能な構成で本発明の特徴部を有しない構成の問題点について説明する。
図１２は、従来のライン型画像形成装置が備える記録ヘッド１における一つのヘッド部１１（第三ヘッド部１１ｃ）を交換した際のインクの流路の接続状態を示す説明図である。
従来の構成では、新たなヘッド部１１を第三ヘッド部１１ｃとして設置した後は、第三供給カップリング２３ｃは第二排出カップリング２４ｂに接続し、第三排出カップリング２４ｃは第四供給カップリング２３ｄに接続する。
【００３９】
この状態で、第三ヘッド部１１ｃへのインクの充填するには、インクタンク３内を加圧する不図示のエアーポンプを駆動した状態で、排出弁５５及び供給調整弁２１を開放する。このときの第三ヘッド部１１ｃへのインク供給は、サブタンク２から第一ヘッド部１１ａに供給され、次に、第二ヘッド部１１ｂに供給され、その後、第三ヘッド部１１ｃへと供給される。すなわち、交換後の新たなヘッド部１１（第三ヘッド部１１ｃ）にインク充填を行おうとした場合、交換してインクの充填を要するヘッド部（第三ヘッド部１１ｃ）だけでなく、すでにインクが充填されており、新たなインクの供給を要しないヘッド部（第一ヘッド部１１ａ及び第二ヘッド部１１ｂ）にもインクが供給される。
このとき、充填前に第三ヘッド部１１ｃ内に存在した空気は供給されたインクによって押し出される。この空気を記録ヘッド１の外に排出するためには、第三ヘッド部１１ｃの排出ポートを通過した空気を「第四ヘッド部１１ｄ」→「第五ヘッド部１１ｅ」の順に通過させ押し出す必要がある。
【００４０】
インク充填時には、排出弁５５が開いているため、第四ヘッド部１１ｄ及び第五ヘッド部１１ｅ内のインクが排出されながら充填前に第三ヘッド部１１ｃ内に存在した空気が排出されることになる。このとき、相当量のインクを無駄に排出してしまうことになる。そして、交換したヘッド部１１が上流側であるほど（最上流側は、第一ヘッド部１１ａ）、無駄に排出してしまうインクの量が多くなる。さらに、空気の排出に要する時間も交換するヘッド部が上流側であるほど長くなる。
このように従来構成の場合、ヘッド部１１交換後のインク充填によって大量のインクが無駄に排出されてしまうという問題や、インク充填に要する時間が長くなるという問題があった。
【００４１】
実施例１のプリンタ１００では図１に示すように、交換した第三ヘッド部１１ｃの供給ポートとサブタンク２との間を他のヘッド部１１を介さずに直接接続した状態で第三ヘッド部１１ｃへのインクの充填を行うことが出来る。また、交換した第三ヘッド部１１ｃの排出ポートと大気排出管３０のとの間を他のヘッド部１１を介さずに直接接続した状態で第三ヘッド部１１ｃ内の気体を装置外部へ排出することができる。
【００４２】
このような構成により、交換したヘッド部１１から内部の気体を直接に大気排出管３０に排出できるので、交換したヘッド部１１（図１の例では「第三ヘッド部１１ｃ」）内のエアーをインク流路下流側に配置された他のヘッド部１１（交換不要な正常なヘッド部で、図１の例では「第四ヘッド部１１ｄ」及び「第五ヘッド部１１ｅ」）に送る必要がないので、記録ヘッド１のインクの流路全体からの気体の排出が容易となり、インク充填時間が短時間で済む。
更に、交換したヘッド部１１（図１の例では「第三ヘッド部１１ｃ」）のみにサブタンク２からのインクの供給路を連通させることで、インクで満たされている交換の必要がない他のヘッド部１１（図１の例では「第一ヘッド部１１ａ」、「第二ヘッド部１１ｂ」、「第四ヘッド部１１ｄ」及び「第五ヘッド部１１ｅ」）にインクを送る必要がないので、インク充填時に排出してしまうインクの無駄を低減できる。
【００４３】
実施例１では、第三ヘッド部１１ｃを交換した場合について説明したが、他のヘッド部１１（ａ，ｂ，ｄ，ｅ）を交換した場合も、同様に供給カップリング２３とバイパス上流側カップリング５２とを接続し、排出カップリング２４とバイパス下流側カップリング５３とを接続する。これにより、上述した第三ヘッド部１１ｃを交換した場合と同様のインク充填を行うことができる。また、最下流側ヘッド部である第五ヘッド部１１ｅを交換した場合は、インク充填時に第五排出カップリング２４ｅを接続する相手は、バイパス下流側カップリング５３に限らず、排出管カップリング５４であってもよい。この場合、三方弁５１は、ヘッド排出管２６と大気排出管３０とを連通させる。
【００４４】
実施例１のプリンタ１００では、大気排出管３０を通過したインクを不図示の排出液収容部としての廃インク収容器で回収して廃棄する。しかし、大気排出管３０を通過したインクの取り扱いとしては、廃棄する構成に限らず、大気開放されたインクカートリッジ３に戻す構成としてもよい。この構成では、インクカートリッジ３が排出液収容部となる。サブタンク２はその容積の膨張によって発生する負圧によってインクカートリッジ３内のインクの供給を受けるため、インクカートリッジ３が大気開放された状態でインクカートリッジ３からサブタンク２へのインクの供給を行うことが出来る。
【００４５】
〔実施例２〕
次に、本発明を適用したプリンタ１００の二つ目の実施例（以下、実施例２と呼ぶ）について説明する。
図４は、実施例２のプリンタ１００が４組備える、記録ヘッド１、インクカートリッジ３、サブタンク２及びこれらを接続するインク搬送管の組み合わせのうちの一組の説明図である。
実施例１とは、サブタンク２と第五ヘッド部１１ｅとを接続するバイパス供給管２５を備えていない点で異なる。しかし、他の構成は同様であり、実施例１と同じ符号が付されている部材は、実施例１で説明した部材と同様の機能を有するものである。また、実施例１と共通する点については、適宜説明を省略する。
【００４６】
図４に示すように、記録ヘッド１内のインクの流路における最下流のヘッド部１１である第五ヘッド部１１ｅは、ヘッド排出管２６及び三方弁５１を介して大気排出管３０に接続されている。また、三方弁５１は、ヘッド排出管２６及び大気排出管３０の他に、交換時排出管３２が接続されている。三方弁５１との接続部とは反対側の交換時排出管３２の端部には交換時排出用カップリング３３が設けられており、各ヘッド部１１の排出ポートに設けられた排出カップリング２４とカップリング接続可能なように、フリーな状態で配置されている。
図４の状態での三方弁５１は、第五ヘッド部１１ｅの排出ポートと交換時排出管３２とが連通された状態であり、大気排出管３０と他の流路とは遮断されている。
【００４７】
図４は各インク搬送管および各ヘッド部１１内にインクが充填された状態を示している。
実施例２のプリンタ１００におけるインクの流れは、バイパス供給管２５がない点以外は、実施例１と同様である。すなわち、インクカートリッジ３からサブタンク２に送られ、サブタンク２から記録ヘッド１に供給されたインクは、複数のヘッド部１１のうち、先ず上流側の第一ヘッド部１１ａに送られ、さらに、下流側の「第二ヘッド部１１ｂ」→「第三ヘッド部１１ｃ」→「第四ヘッド部１１ｄ」→「第五ヘッド部１１ｅ」の順にインクが供給される。
隣り合うヘッド部１１同士の排出ポートと供給ポートとの間や、ヘッド部１１とインク搬送管（２２、３２、２６）との間、及び、インク搬送管同士の間は、上流側カップリング（２４、５０）と下流側カップリング（２３、３３、５４）とによって接続が成される。各カップリングは、接続が解除された状態ではインクが外に流出しないように弁機構を備えており、着脱動作においても供給流路にインクが充填された状態で供給流路を切り離すことが可能となっている。
【００４８】
図５は、実施例２のプリンタ１００が備える記録ヘッド１における一つのヘッド部１１（第三ヘッド部１１ｃ）を交換した際のインクの流路の接続状態を示す説明図である。
第三ヘッド部１１ｃを交換するときには、第三供給カップリング２３ｃと第二排出カップリング２４ｂとの間の接続、及び、第三排出カップリング２４ｃと第四供給カップリング２３ｄとの間の接続を解除して、第三ヘッド部１１ｃとして使用していたヘッド部１１を取り外す。
次に、新たなヘッド部１１を第三ヘッド部１１ｃとして設置し、第三ヘッド部１１ｃの供給ポートに設けた第三供給カップリング２３ｃと、第三ヘッド部１１ｃに対して一つ上流側のヘッド部１１である第二ヘッド部１１ｂの第二排出カップリング２４ｂとを接続する。さらに、第三ヘッド部１１ｃの排出ポートに設けた第三排出カップリング２４ｃと、交換時排出管３２の交換時排出用カップリング３３とを接続する。
図５に示す状態では、三方弁５１は、交換時排出管３２と大気排出管３０とが連通された状態であり、第五ヘッド部１１ｅの排出ポートと他の流路とは遮断されており、交換時排出管３２に排出ポートが接続された第三ヘッド部１１ｃが大気に開放された状態である。
【００４９】
実施例２のプリンタ１００で、第三ヘッド部１１ｃにインクを充填する場合には、図５に示す流路の接続状態で、実施例１と同様に、インクカートリッジ３に接続されたエアーポンプを駆動し、供給調整弁２１を開放する。エアーポンプによるインクカートリッジ３内の加圧を利用してサブタンク２にインクを送り、サブタンク２内が満杯状態（可撓性フィルムが膨らんだ状態）になると、サブタンク２内のインクが第一ヘッド部１１ａ内に供給される。
第一ヘッド部１１ａに供給されたインクは、「第一ヘッド部１１ａ」→「第二ヘッド部１１ｂ」→「第三ヘッド部１１ｃ」の順に供給される。このとき、第三ヘッド部１１ｃの排気ポートは交換時排出管３２及び大気排出管３０を介して大気に開放されているため、第三ヘッド部１１ｃ内へのインクの充填は殆ど抵抗なく実行できる。
【００５０】
図５に示す状態で、インクカートリッジ３から所定時間インク供給したら供給調整弁２１を閉じてインク供給を止めて、第三ヘッド部１１ｃへのインク充填を終える。インク充填後、第三ヘッド部１１ｃの第三排出カップリング２４ｃの接続状態を図４に示す状態につなぎ変えて、通常の画像形成が可能な状態となる。
インク充填時に第一〜第三のヘッド部１１（ａ〜ｃ）のノズル孔から垂れ落ちるインクについては、各ヘッド部１１（ａ〜ｅ）の下部に配置した吸引キャップ３１で吸引する。更に、交換した第三ヘッド部１１ｃのヘッド内液室（圧力室及び共通液室）の隅々までインクを充填するために、吸引キャップ３１によってノズル孔からヘッド部１１内部の空気とインクとを吸引することによって行う。
【００５１】
〔実施例３〕
次に、本発明を適用したプリンタ１００の三つ目の実施例（以下、実施例３と呼ぶ）について説明する。
図６は、実施例３のプリンタ１００が４組備える、記録ヘッド１、インクカートリッジ３、サブタンク２及びこれらを接続するインク搬送管の組み合わせのうちの一組の説明図である。
実施例１及び２とは、すべてのヘッド部１１の供給ポートが接続されている供給マニホールド７０と、すべてのヘッド部１１の排出ポートが接続されている排出マニホールド７１とを備える点で異なる。しかし、他の構成は同様であり、実施例１または２と同じ符号が付されている部材は、実施例１または２で説明した部材と同様の機能を有するものである。また、実施例１または２と共通する点については、適宜説明を省略する。
【００５２】
供給マニホールド７０及び排出マニホールド７１は二重円筒状の構造となっており、内側の円筒状部材である内部構造体（７０１、７１１）の回転位置を制御することで、選択したヘッド部１１の内部空間に対して各流路を自動で連通または遮断できること構成である。
供給マニホールド７０には、各ヘッド部１１（ａ〜ｅ）の供給ポートに設けられた供給カップリング２３（ａ〜ｅ）とそれぞれ接続する供給管カップリング５０（ａ〜ｅ）が取り付けられている。各供給カップリング２３（ａ〜ｅ）と各供給管カップリング５０（ａ〜ｅ）とを接続することで、ヘッド上流側供給管２２と各ヘッド部１１（ａ〜ｅ）とが供給マニホールド７０を介して連通する。また、排出マニホールド７１には、各ヘッド部１１（ａ〜ｅ）の排出ポートに設けられた排出カップリング２４（ａ〜ｅ）とそれぞれ接続する排出管カップリング５４（ａ〜ｅ）が取り付けられている。各排出カップリング２４（ａ〜ｅ）と各排出管カップリング５４（ａ〜ｅ）とを接続することで、大気排出管３０と各ヘッド部１１（ａ〜ｅ）とが排出マニホールド７１を介して連通する。
【００５３】
また、一つのヘッド部１１における供給カップリング２３と供給管カップリング５０との接続、及び、排出カップリング２４と排出管カップリング５４との接続を解除することで、実施例１及び２と同様に、各ヘッド部１１がそれぞれ独立して交換可能な構成となっている。
図６は各インク搬送管および各ヘッド部１１内にインクが充填され、通常の画像形成が可能な状態を示している。また、サブタンク２から各ヘッド部１１へのインクの供給は供給マニホールド７０を通して行われる。
【００５４】
図７は、供給マニホールド７０と排出マニホールド７１との説明図である。図７（ａ）は、図６中の二つのヘッド部１１（ａ、ｂ）近傍のＹ−Ｚ断面の拡大図であり、図７（ｂ）は、供給マニホールド７０のＸ−Ｚ断面図であり、図７（ｃ）は、排出マニホールド７１のＸ−Ｚ断面図である。
供給マニホールド７０及び排出マニホールド７１は、どちらも二重構造体となっており、供給内部構造体７０１及び排出内部構造体７１１は、供給外部構造体７０２及び排出外部構造体７１２に対して回転可能な構成である。供給内部構造体７０１には、各ヘッド部１１（ａ〜ｅ）の供給ポートに対応したインク供給可能な孔であるインク供給孔７００（ａ〜ｅ）が設けられている。また、排出内部構造体７１１には、各ヘッド部１１（ａ〜ｅ）の排出ポートに対応したインク排出可能な孔であるインク排出孔７１０（ａ〜ｅ）が設けてある。
【００５５】
図７は、図６の拡大図であり、各インク搬送管および各ヘッド部１１内にインクが充填され、通常の画像形成が可能な状態を示している。
供給マニホールド７０は各ヘッド部１１（ａ〜ｅ）の供給ポートと接続されている。そして、供給内部構造体７０１のインク供給孔７００（ａ〜ｅ）の配置は、すべてのヘッド部１１（ａ〜ｅ）に供給可能な配置となっている。
また、排出マニホールド７１は各ヘッド部１１（ａ〜ｅ）の排出ポートと接続されている。そして、排出内部構造体７１１のインク排出孔７１０（ａ〜ｅ）の配置は、すべてのヘッド部１１（ａ〜ｅ）からインクが排出可能な配置となっている。
【００５６】
排出マニホールド７１の一端には大気排出管３０が接続されており、排出弁５５によって大気排出管３０の開閉を行っている。供給内部構造体７０１は、供給連結軸９０を介して供給駆動モータ７２につながっており、供給駆動モータ７２の回転角度を制御することによって供給内部構造体７０１の回転位置を調節することが出来る。排出内部構造体７１１は、排出連結軸９１を介して排出駆動モータ７３につながっており、排出駆動モータ７３の回転角度を制御することによって排出内部構造体７１１の回転位置を調節することが出来る。
【００５７】
供給連結軸９０及び排出連結軸９１には、供給内部構造体７０１及び排出内部構造体７１１の回転位置を検出するための供給制御用エンコーダ８０及び排出制御用エンコーダ８１がそれぞれ取り付けられている。これらのエンコーダ（８０及び８１）を供給制御用センサ７５及び排出制御用センサ７６でそれぞれ検出する。供給マニホールド７０では、供給制御用エンコーダ８０の検出によって、各ヘッド部１１（ａ〜ｅ）の供給ポートに対応した供給内部構造体７０１のインク供給孔７００（ａ〜ｅ）の位置を検出できる。一方、排出マニホールド７１では排出制御用エンコーダ８１の検出によって、各ヘッド部１１（ａ〜ｅ）の排出ポートに対応したインク排出孔７１０（ａ〜ｅ）の位置を検出できる。
【００５８】
図８は、実施例３のプリンタ１００が備える記録ヘッド１における一つのヘッド部１１（第二ヘッド部１１ｂ）を交換した際の交換したヘッド部１１に対するインク充填時の説明図である。
第二ヘッド部１１ｂへのインク充填時には、供給マニホールド７０の供給内部構造体７０１のインク供給孔７００（ａ〜ｅ）は、第二ヘッド部１１ｂの供給ポートに対応した第二インク供給孔７００ｂのみが連通された状態となる。一方、排出マニホールド７１の排出内部構造体７１１のインク排出孔７１０（ａ〜ｅ）は、第二ヘッド部１１ｂの排出ポートに対応した第二インク排出孔７１０ｂのみが連通された状態となる。
インク充填の際には、排出マニホールド７１の一端に接続された大気排出管３０の途中に設けられた排出弁５５が開放された状態であり、排出マニホールド７１及び第二ヘッド部１１ｂは大気開放された状態となる。
【００５９】
図９は、図８に示す状態の供給マニホールド７０と排出マニホールド７１との説明図である。図９（ａ）は、図８中の二つのヘッド部１１（ａ、ｂ）近傍のＹ−Ｚ断面の拡大図であり、図８（ｂ）は、供給マニホールド７０のＸ−Ｚ断面図であり、図８（ｂ）は、排出マニホールド７１のＸ−Ｚ断面図である。
図９に示す状態が図７に示す状態と異なる点は、供給内部構造体７０１及び排出内部構造体７１１の回転位置であり、これにより、ヘッド部１１と連通するインク供給孔７００及びインク排出孔７１０が異なる。
【００６０】
図６及び図７に示す状態では、供給内部構造体７０１の回転位置は、すべてのインク供給孔７００（ａ〜ｅ）が対応するヘッド部１１（ａ〜ｅ）と連通する位置であり、すべてのヘッド部１１（ａ〜ｅ）にインク供給が可能な状態である。また、図６及び図７に示す状態では、排出内部構造体７１１の回転位置は、すべてのインク排出孔７１０（ａ〜ｅ）が対応するヘッド部１１（ａ〜ｅ）と連通する位置であり、すべてのヘッド部１１（ａ〜ｅ）からインク排出が可能な状態である。
【００６１】
これに対して、図８及び図９に示す状態では、供給内部構造体７０１の回転位置は、第二インク供給孔７００ｂのみが対応するヘッド部１１である第二ヘッド部１１ｂと連通する位置である。そして、第二ヘッド部１１ｂのみにインク供給が可能な状態である。また、図８及び図９に示す状態では、排出内部構造体７１１の回転位置は、第二インク排出孔７１０ｂのみが対応するヘッド部１１である第二ヘッド部１１ｂと連通する位置であり、第二ヘッド部１１ｂのみからインク排出が可能な状態である。
サブタンク２から供給されたインクは、供給マニホールド７０を通って、第二ヘッド部１１ｂに供給され、他のヘッド部１１（ａ，ｃ，ｄ，ｅ）には供給されない。第二ヘッド部１１ｂ内は、排出マニホールド７１及び大気排出管３０を介して大気に開放された状態であるため、第二ヘッド部１１ｂ内へのインク充填は容易に行える。
【００６２】
図１０は、図６及び図７に示す状態における供給マニホールド７０のＸ−Ｚ断面と、供給制御用センサ７５に対する供給制御用エンコーダ８０の回転位置の関係とを示す説明図である。
供給マニホールド７０の供給内部構造体７０１には、図中Ｙ方向（主走査方向）の直線状に一つまたは五つのインク供給孔７００からなるインク供給孔列７０５（ａ〜ｆ）が形成されている。
【００６３】
第一インク供給孔列７０５ａは、図中Ｙ方向（主走査方向）の直線状に第一インク供給孔７００ａのみが形成されており、第一ヘッド部１１ａの供給ポートにインク供給可能となるように対応している。
第二インク供給孔列７０５ｂは、図中Ｙ方向（主走査方向）の直線状に第二インク供給孔７００ｂのみが形成されており、第二ヘッド部１１ｂの供給ポートにインク供給可能となるように対応している。
第三インク供給孔列７０５ｃは、図中Ｙ方向（主走査方向）の直線状に第三インク供給孔７００ｃのみが形成されており、第三ヘッド部１１ｃの供給ポートにインク供給可能となるように対応している。
第四インク供給孔列７０５ｄは、図中Ｙ方向（主走査方向）の直線状に第四インク供給孔７００ｄのみが形成されており、第四ヘッド部１１ｄの供給ポートにインク供給可能となるように対応している。
第五インク供給孔列７０５ｅは、図中Ｙ方向（主走査方向）の直線状に第五インク供給孔７００ｅのみが形成されており、第五ヘッド部１１ｅの供給ポートにインク供給可能となるように対応している。
【００６４】
また、第六インク供給孔列７０５ｆは、図中Ｙ方向（主走査方向）の直線状に五つのインク供給孔７００（ａ〜ｅ）が形成されており、全てのヘッド部１１（ａ〜ｅ）の供給ポートにインク供給可能となるように対応している。
図１０に示す状態では、供給内部構造体７０１の回転位置が、第六インク供給孔列７０５ｆが下方となる位置であり、五つ全てのヘッド部１１（ａ〜ｅ）にインク供給可能な状態である。
供給駆動モータ７２が供給連結軸９０を回転駆動することによって供給内部構造体７０１と共に回転する供給制御用エンコーダ８０には供給制御用スリット８０ａが設けてある。また、供給制御用エンコーダ８０の周りには、六つの供給制御用センサ７５（ａ〜ｆ）が配置されている。
【００６５】
第六インク供給孔列７０５ｆが供給マニホールド７０における下方に位置することを検出するには第六供給制御用センサ７５ｆが供給制御用スリット８０ａを検知する。同様に、第一インク供給孔列７０５ａが下方に位置することを検出するには第五供給制御用センサ７５ｅ、第二インク供給孔列７０５ｂが下方に位置することを検出するには第四供給制御用センサ７５ｄが供給制御用スリット８０ａを検知することになる。さらに、第三インク供給孔列７０５ｃが下方に位置することを検出するには第三供給制御用センサ７５ｃ、第四インク供給孔列７０５ｄが下方に位置することを検出するには第二供給制御用センサ７５ｂ、第五インク供給孔列７０５ｅが下方に位置することを検出するには、第一供給制御用センサ７５ａが供給制御用スリット８０ａを検知することになる。
【００６６】
図１１は、図８及び図９に示す状態における供給マニホールド７０のＸ−Ｚ断面と、供給制御用センサ７５に対する供給制御用エンコーダ８０の回転位置の関係とを示す説明図である。
図１０に示す状態では、第四供給制御用センサ７５ｄが供給制御用エンコーダ８０の供給制御用スリット８０ａを検出している。このとき、第二インク供給孔列７０５ｂが下方に位置し、第二インク供給孔７００ｂからのみインク供給可能な状態であり、第二ヘッド部１１ｂにのみインク供給可能な状態となっている。
【００６７】
図１０及び図１１では、供給マニホールド７０について説明したが、排出マニホールド７１においても同様の構成により、排出マニホールド７１が、五つのヘッド部１１（ａ〜ｅ）のすべての排出ポートに連通する状態と、五つのうちの何れか一つのヘッド部１１のみの排出ポートに連通する状態とを切り替えることができる。
【００６８】
上述した実施形態のプリンタ１００は、主走査方向の全域にノズル孔を備えたライン型画像形成装置であるが、本発明の特徴部を適用可能な画像形成装置はライン型画像形成装置に限るものではない。記録ヘッドが主走査方向に移動しながらインク滴を吐出して画像を形成するシリアル型画像形成装置であっても、一つの液体収容タンク（インクカートリッジ３）からインクを供給されるヘッド部を記録ヘッド内に複数備える構成であれば適用可能である。なお、本実施形態のプリンタ１００のようにライン型画像形成装置であれば、高速プリントに対応することが出来る。
【００６９】
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
〔態様Ａ〕
インク等の液体を液滴として吐出するノズル孔と、ノズル孔に供給する液体が通過する液室と、液室内に流入する液体が通過する流入部と、ノズル孔を通過せずに液室から流出する液体が通過する流出部と、を備える第一ヘッド部１１ａ〜第五ヘッド部１１ｅ等の複数のヘッド部を有する記録ヘッド１等の記録ヘッドと、記録ヘッドに供給する液体を収容するサブタンク２等の液体収容タンクと、ヘッド部の流出部から排出された液体を収容する大気開放された不図示の廃インク収容器等の排出液収容部と、を有し、ノズル孔から吐出した液体を用紙８等の記録媒体に付着させることで画像を形成するプリンタ１００等の画像形成装置において、複数のヘッド部は、流入部及び流出部に、供給管カップリング５０、排出管カップリング５４または他のヘッド部の流入部及び流出部のカップリング（２３、２４）等の接続対象との接続を解除した状態で液体の流出を防ぐ弁機構等の液流出防止機構を備えた供給カップリング２３及び排出カップリング２４等の接続部を備え、ノズル孔から液滴を吐出する液滴吐出時には、複数のヘッド部のうち一つのヘッド部を第一ヘッド部１１ａ等の最上流側ヘッド部として、その流入部を他のヘッド部を介さずにサブタンク２等の液体収容タンクに接続した状態で、且つ、最上流側ヘッド部以外の第二ヘッド部１１ｂ〜第五ヘッド部１１ｅ等のヘッド部の流入部を最上流側ヘッド部を含む他のヘッド部の流出部と接続することで複数のヘッド部を直列に接続した状態としておき、液体収容タンクから最上流側ヘッド部に供給されたインク等の液体を下流側の該ヘッド部に液体を供給する構成であって、複数のヘッド部のうち、最上流側ヘッド部を通過した液体の流路の最下流側に位置する第五ヘッド部１１ｅ等の最下流側ヘッド部の流出部に接続されるヘッド排出管２６等のヘッド部下流端流路と、複数のヘッド部のうちの任意に選択した一つのヘッド部の流出部に対して接続可能なバイパス下流側カップリング５３または交換時排出用カップリング３３等の端部を備える下流側バイパス供給管２５ｂまたは交換時排出管３２等のヘッド排出部流路と、不図示の廃インク収容器等の排出液収容部に対するヘッド部下流端流路の連通または遮蔽を切り替える三方弁５１等の下流端流路切替手段と、排出液収容部に対するヘッド排出部流路の連通または遮蔽を切り替える三方弁５１等の排出部流路切替手段と、を備える。
これによれば、実施例１及び実施例２について説明したように、複数のヘッド部は、流入部及び流出部に、供給管カップリング５０、排出管カップリング５４または他のヘッド部の流入部及び流出部のカップリング（２３、２４）等の接続対象との接続を解除した状態で液体の流出を防ぐ弁機構等の液流出防止機構を備えた供給カップリング２３及び排出カップリング２４等の接続部を備えるため、流入部及び流出部の接続部と接続対象との接続を解除しても複数のヘッド部の流入部や流出部から液体が流出することなく、各ヘッド部をプリンタ１００等の装置本体に対してそれぞれが独立して着脱可能となる。
また、実施例１及び実施例２について説明したように、インク等の液滴吐出時には、三方弁５１等の流路切替機構をヘッド排出管２６等のヘッド部下流端流路と下流側バイパス供給管２５ｂまたは交換時排出管３２等のヘッド排出部流路とを連通した状態とする等により、下流端流路切替手段及び排出部流路切替手段を共に遮蔽状態とする。これにより、第一ヘッド部１１ａ〜第五ヘッド部１１ｅ等のすべてのヘッド部が連通した状態で、第五ヘッド部１１ｅ等の最下流側ヘッド部の流出部に接続されたヘッド部下流端流路は、大気開放された排出液収容部に対して流路が遮蔽される。この状態では各ヘッド部は大気開放されていないため、ヘッド部内を液体の吐出や液体供給に必要な圧力状態に維持することができる。
また、実施例１及び実施例２について説明したように、インク等の液体が入っていない初期状態の全ヘッド部内に液体を充填するときには、三方弁５１等の流路切替機構をヘッド排出管２６等のヘッド部下流端流路と大気排出管３０等の大気開放流路とを連通した状態とする等により、下流端流路切替手段を連通状態とし、排出部流路切替手段を遮蔽状態とする。これにより、ヘッド部内の空気は上流側から供給されてくる液体によって下流側に向けて押し出され、ヘッド部下流端流路を通って大気開放された排出液収容部に放出することができ、初期状態の全てのヘッド部に液体を充填することが出来る。
さらに、実施例１及び実施例２について説明したように、第三ヘッド部１１ｃ等の交換したヘッド部にインク等の液体を充填するときには、下流側バイパス供給管２５ｂ等のヘッド排出部流路の端部を交換したヘッド部の流出部に接続し、三方弁５１等の流路切替機構をヘッド排出部流路と大気排出管３０等の大気開放流路とを連通した状態とする等により、排出部流路切替手段を連通状態として、下流端流路切替手段を遮蔽状態とする。この状態で、交換したヘッド部の流入部から液体を供給することにより、交換したヘッド部内の空気は流入部から供給される液体によって流出部から押し出される。このとき、交換したヘッド部の流出部は、他のヘッド部を介することなく、ヘッド排出部流路を介して大気開放された排出液収容部と連通しているため、交換したヘッド部内の空気が液滴吐出時に第四ヘッド部１１ｄ及び第五ヘッド部１１ｅ等の下流側となるヘッド部に送り込まれることがない。よって、交換したヘッド部の空気とともに交換したヘッド部以外のヘッド部内に存在した液体が大気開放された空間に排出されることを防止できる。このように、交換したヘッド部に液体を充填するときに、交換したヘッド部以外のヘッド部内に存在した液体が交換したヘッド部の空気とともに排出液収容部に排出されることを防止できるため、交換したヘッド部以外のヘッド部内の液体を排出することを抑制できる。
〔態様Ｂ〕
〔態様Ａ〕において、一端部が不図示の廃インク収容器等の排出液収容部に接続された大気排出管３０等の大気開放流路と、大気開放流路の他端部、下流側バイパス供給管２５ｂまたは交換時排出管３２等のヘッド排出部流路の流出部に対して接続可能なバイパス下流側カップリング５３または交換時排出用カップリング３３等の端部の逆側の端部、及び、ヘッド排出管２６等のヘッド部下流端流路の流出部に接続される排出管カップリング５４等の端部の逆側の端部が接続され、大気開放流路、ヘッド排出部流路及びヘッド部下流端流路の三つの流路のうちの互いに連通させる二つの流路の組み合わせを変更可能な三方弁５１等の流路切替機構とを有し、ヘッド排出部流路における流出部に対して接続可能な端部は接続対象との接続を解除した状態で液体の流出を防ぐ弁機構等の液流出防止機構を備え、流路切替機構は、大気開放流路とヘッド部下流端流路とが連通した状態とそれ以外の状態とを切り替えることで下流端流路切替手段として機能し、大気開放流路とヘッド排出部流路とが連通した状態とそれ以外の状態とを切り替えることで排出部流路切替手段として機能する。
これによれば、実施例１及び２について説明したように、インク等の液滴吐出時には、三方弁５１等の流路切替機構をヘッド排出管２６等のヘッド部下流端流路と下流側バイパス供給管２５ｂまたは交換時排出管３２等のヘッド排出部流路とを連通した状態とする。これにより、第一ヘッド部１１ａ〜第五ヘッド部１１ｅ等のすべてのヘッド部が連通した状態で、第五ヘッド部１１ｅ等の最下流側ヘッド部の流出部は、ヘッド部下流端流路を介して、大気開放されていないヘッド排出部流路と連通する。ここで、実施例１では、ヘッド排出部流路である下流側バイパス供給管２５ｂが上流側バイパス供給管２５ａと接続されることで、ヘッド排出部流路を大気開放されていない状態としている。一方、実施例２では、ヘッド排出部流路である交換時排出管３２の端部の交換時排出用カップリング３３の弁機構が閉鎖することで、ヘッド排出部流路を大気開放されていない状態としている。このように、液滴吐出時には、ヘッド部が大気開放されていないため、ヘッド部内を液体の吐出や液体供給に必要な圧力状態に維持することができる。
また、実施例１及び実施例２について説明したように、インク等の液体が入っていない初期状態の全ヘッド部内に液体を充填するときには、三方弁５１等の流路切替機構をヘッド排出管２６等のヘッド部下流端流路と大気排出管３０等の大気開放流路とを連通した状態とする。これにより、ヘッド部内の空気は上流側から供給されてくる液体によって下流側に向けて押し出され、大気開放流路を通って排出液収容部に放出することができ、初期状態の全てのヘッド部に液体を充填することが出来る。
さらに、実施例１及び実施例２について説明したように、第三ヘッド部１１ｃ等の交換したヘッド部にインク等の液体を充填するときには、下流側バイパス供給管２５ｂ等のヘッド排出部流路の端部を交換したヘッド部の流出部に接続し、三方弁５１等の流路切替機構をヘッド排出部流路と大気排出管３０等の大気開放流路とを連通した状態とする。この状態で、交換したヘッド部の流入部から液体を供給することにより、交換したヘッド部内の空気は流入部から供給される液体によって流出部から押し出される。このとき、交換したヘッド部の流出部は、他のヘッド部を介することなく、ヘッド排出部流路を介して大気開放流路と連通しているため、交換したヘッド部内の空気が液滴吐出時に第四ヘッド部１１ｄ及び第五ヘッド部１１ｅ等の下流側となるヘッド部に送り込まれることがない。よって、交換したヘッド部の空気とともに交換したヘッド部以外のヘッド部内に存在した液体が排出液収容部に排出されることを防止できる。このように、交換したヘッド部に液体を充填するときに、交換したヘッド部以外のヘッド部内に存在した液体が交換したヘッド部の空気とともに排出液収容部に排出されることを防止できるため、交換したヘッド部以外のヘッド部内の液体を排出することを抑制できる。
〔態様Ｃ〕
〔態様Ａ〕または〔態様Ｂ〕において、第一ヘッド部１１ａ〜第五ヘッド部１１ｅ等の複数のヘッド部のうちの任意に選択した一つのヘッド部の流入部に対して接続可能なバイパス上流側カップリング５２等の端部を備えた上流側バイパス供給管２５ａ等のヘッド部供給流路を備え、ヘッド部供給流路の端部が接続されたヘッド部とサブタンク２等の液体収容タンクとが他のヘッド部を介することをなく連通する。これによれば、実施例１について説明したように、第三ヘッド部１１ｃ等の交換したヘッド部にインク等の液体を充填するときには、上流側バイパス供給管２５ａ等のヘッド部供給流路の端部を交換したヘッド部の流入部に接続する。この状態で、サブタンク２等の液体収容タンクから水頭差を利用した構成等の圧送手段によってインク等の液体を記録ヘッドに向けて搬送することにより、第一ヘッド部１１ａ及び第二ヘッド部１１ｂ等の他のヘッド部を介することなく、インクの充填を要するヘッド部に直接に液体の供給を行うことが出来る。これにより、選択した任意のヘッド部のみから液体及び気泡の排出ができる排出流路を形成（連通）し、更に選択した任意のヘッド部のみに液体の充填ができる供給流路を形成（連通）することで、ヘッド部の一つを交換した後の液体の充填をした際に液体を無駄に捨てることなく、短時間で充填ができる。
〔態様Ｄ〕
インク等の液体を液滴として吐出するノズル孔と、ノズル孔に供給する液体が通過する液室と、液室内に流入する液体が通過する流入部と、ノズル孔を通過せずに液室から流出する液体が通過する流出部と、を備える第一ヘッド部１１ａ〜第五ヘッド部１１ｅ等の複数のヘッド部を有する記録ヘッド１等の記録ヘッドと、記録ヘッドに供給する液体を収容するサブタンク２等の液体収容タンクと、ヘッド部の流出部から排出された液体を収容する大気開放された不図示の廃インク収容器等の排出液収容部と、を有し、ノズル孔から吐出した液体を用紙８等の記録媒体に付着させることで画像を形成するプリンタ１００等の画像形成装置において、サブタンク２等の液体収容タンクと接続し、第一ヘッド部１１ａ〜第五ヘッド部１１ｅ等の複数のヘッド部のすべての流入部との接続部を有する供給マニホールド７０等の共通流入液収容部と、大気開放された空間に対する連通状態または遮蔽状態を切り替え可能で、複数のヘッド部のすべての流出部との接続部を有する排出マニホールド７１等の共通流出液収容部と、を有し、共通流出液収容部が、複数のヘッド部のすべての流出部に連通する状態と、複数のヘッド部のうちの任意に選択した一つのヘッド部の流出部にのみ連通する状態と、を切り替えることができる排出内部構造体７１１、排出外部構造体７１２及び排出駆動モータ７３等の流出部連通状態切替機構を備える。
これによれば、実施例３について説明したように、複数のヘッド部は、流入部及び流出部に、供給管カップリング５０及び排出管カップリング５４等の接続対象との接続を解除した状態で液体の流出を防ぐ弁機構等の液流出防止機構を備えた供給カップリング２３及び排出カップリング２４等の接続部を備え、流入部及び流出部の接続部と接続対象との接続を解除しても複数のヘッド部の流入部や流出部から液体が流出することなく、各ヘッド部をプリンタ１００等の装置本体に対してそれぞれが独立して着脱可能となる。
また、実施例３について説明したように、インク等の液滴吐出時には、排出弁５５を閉鎖する等により、排出マニホールド７１等の共通流出液収容部と不図示の廃インク収容器等の排出液収容部とを遮断状態とし、排出内部構造体７１１、排出外部構造体７１２及び排出駆動モータ７３等の流出部連通状態切替機構は、共通流出液収容部が複数のヘッド部のすべての流出部に連通する状態とする。すべてのヘッド部の流出部に連通する共通流出液収容部が大気開放されていないため、ヘッド部内を液体の吐出や液体供給に必要な圧力状態に維持することができる。
また、実施例３について説明したように、インク等の液体が入っていない初期状態の全ヘッド部内に液体を充填するときには、排出弁５５を開放する等により、排出マニホールド７１等の共通流出液収容部と排出液収容部とを連通状態とし、排出内部構造体７１１、排出外部構造体７１２及び排出駆動モータ７３等の流出部連通状態切替機構は、共通流出液収容部が複数のヘッド部のすべての流出部に連通する状態とする。これにより、ヘッド部内の空気は供給マニホールド７０等の共通流入液収容部から供給されてくる液体によって共通流出液収容部に向けて押し出され、共通流出液収容部と連通する排出液収容部に放出することができ、初期状態の全てのヘッド部に液体を充填することが出来る。
さらに、実施例３について説明したように、第二ヘッド部１１ｂ等の交換したヘッド部にインク等の液体を充填するときには、排出弁５５を開放する等により、排出マニホールド７１等の共通流出液収容部と排出液収容部とを連通状態とし、排出内部構造体７１１、排出外部構造体７１２及び排出駆動モータ７３等の流出部連通状態切替機構は、共通流出液収容部が複数のヘッド部のうちの任意に選択した一つのヘッド部として交換したヘッド部の流出部にのみ連通する状態とする。この状態で、交換したヘッド部の流入部に供給マニホールド７０等の共通流入液収容部から液体を供給することにより、交換したヘッド部内の空気は流入部から供給される液体によって流出部から押し出される。このとき、交換したヘッド部の流出部は、他のヘッド部を介することなく、共通流出液収容部を介して大気開放流路と連通しているため、交換したヘッド部内の空気が他のヘッド部に送り込まれることがない。よって、交換したヘッド部の空気とともに交換したヘッド部以外のヘッド部内に存在した液体が排出液収容部に排出されることを防止できる。このように、交換したヘッド部に液体を充填するときに、交換したヘッド部以外のヘッド部内に存在した液体が交換したヘッド部の空気とともに排出液収容部に排出されることを防止できるため、交換したヘッド部以外のヘッド部内の液体を排出することを抑制できる。
また、実施例３について説明したように、排出内部構造体７１１、排出外部構造体７１２及び排出駆動モータ７３等の流出部連通状態切替機構が、排出駆動モータ７３等の駆動手段の駆動を制御することで流路を切り替えることができることで、ヘッド部の一つを交換したときに、交換したヘッド部の流入部と流出部との接続を行えば、液体の充填動作から、その後通常の液滴吐出動作への移行を自動で行うことができる。
〔態様Ｅ〕
〔態様Ｄ〕において、排出マニホールド７１等の共通流出液収容部は、排出外部構造体７１２等の外側円筒部に対して排出内部構造体７１１等の内側円筒部が回転可能な二重円筒形状の収容部であり、外側円筒部は、その内部空間と外部空間とを連通する外側円筒連通口を、第一ヘッド部１１ａ〜第五ヘッド部１１ｅ等の複数のヘッド部に対応する数だけ備え、外側円筒連通口は、複数のヘッド部の流出部にそれぞれ接続されており、内側円筒部は、その内部空間と外部空間とを連通するインク排出孔７１０等の内側円筒連通口を、内側円筒部の回転軸方向について外側円筒連通口が設けられた位置と対応するそれぞれの位置に周方向について二つずつ備え、流出部連通状態切替機構は、外側円筒部に対する内側円筒部の回転位置を変化させるによって、不図示のインク排出孔列（インク供給孔列７０５と同様のもの）の回転位置を変化させる等によって、外側円筒連通口のすべてが回転軸方向の同一の位置にある二つの内側円筒連通口の一方と対向する状態と、外側円筒連通口の一つのみが回転軸方向の同一の位置にある二つの内側円筒連通口の他方と対向する状態と、を切り替える機構である。これによれば、実施例３について説明したように、外側円筒部に対する内側円筒部が回転位置を制御することで、共通流出液収容部が、複数のヘッド部のすべての流出部に連通する状態と、複数のヘッド部のうちの任意に選択した一つのヘッド部の流出部にのみ連通する状態と、を切り替えることが出来る構成を実現できる。
〔態様Ｆ〕
〔態様Ｄ〕または〔態様Ｅ〕において、供給マニホールド７０等の共通流入液収容部が、第一ヘッド部１１ａ〜第五ヘッド部１１ｅ等の複数のヘッド部のすべての流入部に連通する状態と、複数のヘッド部のうちの任意に選択した一つのヘッド部の流入部にのみ連通する状態と、を切り替えることができる供給内部構造体７０１、供給外部構造体７０２及び供給駆動モータ７２等の流入部連通状態切替機構を備える。これによれば、実施例３について説明したように、第二ヘッド部１１ｂ等の交換したヘッド部にインク等の液体を充填するときには、供給内部構造体７０１、供給外部構造体７０２及び供給駆動モータ７２等の流入部連通状態切替機構は、供給マニホールド７０等の共通流出液収容部が第一ヘッド部１１ａ〜第五ヘッド部１１ｅ等の複数のヘッド部のうちの任意に選択した一つのヘッド部として交換したヘッド部の流入部にのみ連通する状態とする。この状態で、サブタンク２等の液体収容タンクから水頭差を利用した構成等の圧送手段によってインク等の液体を記録ヘッドに向けて搬送することにより、交換したヘッド部のみに液体の供給を行うことが出来る。これにより、選択した任意のヘッド部のみから液体及び気泡の排出ができる排出流路を形成（連通）し、更に選択した任意のヘッド部のみに液体の充填ができる供給流路を形成（連通）することで、ヘッド部の一つを交換した後の液体の充填をした際に液体を無駄に捨てることなく、短時間で充填ができる。
〔態様Ｇ〕
〔態様Ｆ〕において、供給マニホールド７０等の共通流入液収容部は、供給外部構造体７０２等の外側円筒部に対して供給内部構造体７０１等の内側円筒部が回転可能な二重円筒形状の収容部であり、外側円筒部は、その内部空間と外部空間とを連通する外側円筒連通口を、第一ヘッド部１１ａ〜第五ヘッド部１１ｅ等の複数のヘッド部に対応する数だけ備え、外側円筒連通口は、複数のヘッド部の流入部にそれぞれ接続されており、内側円筒部は、その内部空間と外部空間とを連通するインク供給孔７００等の内側円筒連通口を、内側円筒部の回転軸方向について外側円筒連通口が設けられた位置と対応するそれぞれの位置に周方向について二つずつ備え、流入部連通状態切替機構は、外側円筒部に対する内側円筒部の回転位置を変化させることによって、インク供給孔列７０５の回転位置を変化させる等によって、外側円筒連通口のすべてが回転軸方向の同一の位置にある二つの内側円筒連通口の一方と対向する状態と、外側円筒連通口の一つのみが回転軸方向の同一の位置にある二つの内側円筒連通口の他方と対向する状態と、を切り替える機構である。これによれば、実施例３について説明したように、外側円筒部に対する内側円筒部が回転位置を制御することで、共通流入液収容部が、複数のヘッド部のすべての流入部に連通する状態と、複数のヘッド部のうちの任意に選択した一つのヘッド部の流入部にのみ連通する状態と、を切り替えることが出来る構成を実現できる。
〔態様Ｈ〕
〔態様Ａ〕乃至〔態様Ｇ〕の何れか一項の態様において、記録ヘッド１等の記録ヘッドは、ヘッド部１１等のヘッド部を主走査に複数個並べて配置し、主走査方向に移動しない状態でインク等の液滴を吐出して画像を形成するライン型記録ヘッドである。これによれば、実施形態について説明したように、高速プリントに対応することが出来る。
【符号の説明】
【００７０】
１  記録ヘッド
２  サブタンク
３  インクカートリッジ
５  搬送ユニット
８  用紙
１１  ヘッド部
１２  ヘッドユニット
１３  搬送ベルト
２０  サブタンク供給管
２１  供給調整弁
２２  ヘッド上流側供給管
２３  供給カップリング
２４  排出カップリング
２５  バイパス供給管
２６  ヘッド排出管
２９  スプリング
３０  大気排出管
３２  交換時排出管
３３  交換時排出用カップリング
５０  供給管カップリング
５１  三方弁
５４  排出管カップリング
５５  排出弁
７０  供給マニホールド
７１  排出マニホールド
７２  供給駆動モータ
７３  排出駆動モータ
７５  供給制御用センサ
７６  排出制御用センサ
８０  供給制御用エンコーダ
８０ａ  供給制御用スリット
８１  排出制御用エンコーダ
９０  供給連結軸
９１  排出連結軸
１００  プリンタ
２００  サブタンクユニット
３００  インクカートリッジユニット
７００  インク供給孔
７０１  供給内部構造体
７０２  供給外部構造体
７０５  インク供給孔列
７１０  インク排出孔
７１１  排出内部構造体
７１２  排出外部構造体
８００  給紙トレイ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７１】
【特許文献１】特開２０００−３１８１８７号公報
【特許文献２】特開２００９−０４５８４８号公報
【特許文献３】特許４６８３４１９号
【図１】
0005839265.tif 000002
【図２】
0005839265.tif 000003
【図３】
0005839265.tif 000004
【図４】
0005839265.tif 000005
【図５】
0005839265.tif 000006
【図６】
0005839265.tif 000007
【図７】
0005839265.tif 000008
【図８】
0005839265.tif 000009
【図９】
0005839265.tif 000010
【図１０】
0005839265.tif 000011
【図１１】
0005839265.tif 000012
【図１２】
0005839265.tif 000013