(57)【要約】【課題】置換時間の短縮化とその際に生じるインクの無駄な排出を抑えて供給口から最も遠い位置にあるヘッドユニットに対してもこれ以外の位置のヘッドユニットと同様な充填圧力を用いて置換することが可能な置換方法を提供する。【解決手段】液滴を吐出する複数のノズルを有するヘッドユニットを複数並置した記録ヘッドに対して、液体タンクから供給される液体を分配タンクを介して加圧送液する際に、前記分配タンク連通する供給口を用いて前記ヘッドユニットに前記液体が充填される構成を対象として、前記分配タンクおよびヘッドユニット内に予め充填されていた既存液体をこれとは異なる成分を有する新規液体に置換する方法であって、前記供給口から最も遠い位置にあるヘッドユニットでの空吐出量を、該供給口に最も近い位置にあるヘッドユニットでの空吐出量よりも多くなるように設定した空吐出動作を行うことを特徴とする。【選択図】図１２
2011140131.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出する複数のノズルを有するヘッドユニットを複数並置した記録ヘッドに対して、液体タンクから供給される液体を分配タンクを介して加圧送液する際に、前記分配タンク連通する供給口を用いて前記ヘッドユニットに前記液体が充填される構成を対象として、前記分配タンクおよびヘッドユニット内に予め充填されていた既存液体をこれとは異なる成分を有する新規液体に置換する方法であって、
前記供給口から最も遠い位置にあるヘッドユニットでの空吐出量を、該供給口に最も近い位置にあるヘッドユニットでの空吐出量よりも多くなるように設定した空吐出動作を行うことを特徴とする液体置換方法。
【請求項２】
前記空吐出動作が最大吐出条件に基づき行われることを特徴とする請求項１記載の液体置換方法。
【請求項３】
前記空吐出動作は、前記ヘッドユニットへの送液動作と並行して実施されることを特徴とする請求項１または２に記載の液体置換方法。
【請求項４】
前記空吐出動作は、前記供給口から最も近い位置にあるヘッドユニット側から順次停止されることを特徴とする請求項１乃至３のうちの一つに記載の液体置換方法。
【請求項５】
液滴を吐出する複数のノズルを有するヘッドユニットを複数並置した記録ヘッドに対して、液体タンクから供給される液体を分配タンクを介して加圧送液する際に、前記分配タンク連通する供給口を用いて前記ヘッドユニットに前記液体が充填される構成を対象として、前記分配タンクおよびヘッドユニット内に予め充填されていた既存液体をこれとは異なる成分を有する新規液体に置換する方法であって、
前駆供給口から最も遠い位置にあるヘッドユニットでの液滴吸引量を該供給口に最も近い位置にあるヘッドユニットでの液滴吸引量よりも多くした吸引動作を実行することを特徴とする液滴置換方法。
【請求項６】
請求項１乃至５のうちの一つに記載の液体置換方法を用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
前記液体置換に際して、前記供給口から近い位置から順に遠い位置までのヘッドユニットでの充填率を監視する制御部を備え、
該制御部は、充填率を該当するヘッドユニットでの充填時間から空吐出もしくは吸引動作を停止制御することを特徴とする請求項６記載の画像形成装置、
【請求項８】
前記制御部には、ヘッドユニットの空吐出停止状態を表示する表示手段を備えることを特徴とする請求項７記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体置換方法およびこれを用いた画像形成装置に関し、さらに詳しくは、インクジェット記録装置に置いて実行される保存液とインクとの置換方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、ファクシミリ、複写装置さらにはプロッタなどの各種が像形成装置の一つとして用いられるインクジェット記録装置においては、搬送される容易の全幅に対応させてノズル列を配置したライン型ヘッドを備えるライン型画像形成装置、いわゆる、ラインプリンタが知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
一方、インクを用いる記録装置においては、工場出荷時から使用開始までの間にノズル内の乾燥を防止する等の目的でインクとは異なる保存液をノズル内に充填しておくことがある（例えば、特許文献２）。
【０００４】
使用開始に際しては保存液をインクと置換することが必要となるが、ノズル内に踏まれている物質をパージする構成としては、保存液と異なるものの、ノズル内に含まれているエアとインクとを置換してインクを充填する技術が知られている（例えば、特許文献３）。
【０００５】
特許文献３においては、パージの際に分配タンク内に連通するインク供給経路と排気経路とを備え、各経路に設けられている開閉弁の開閉制御により排気しながらインクを充填するようになっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
工場出荷後にインクジェットプリンタを使用開始しようとした場合、それまで充填されていた保存液をインクに置換することになるが、上述したようなラインプリンタの場合、複数並列されているヘッドユニットのうちで供給口から最も遠い位置にあるヘッドユニットへの置換効率が悪く、これにより、充填までに長時間を要することや全てのヘッドユニットでの置換が完了するまでの間に消費されるインクの量が増えてしまうという不具合がある。つまり、供給口から最も遠い位置にあるヘッドユニットには、このヘッドユニットよりも供給口に近い位置にあるヘッドユニットにおいて充填された後の余剰インクが到達する状態となるので、インクの流量の少なくなる。このため、同じ加圧力を用いて置換する際には、供給口から最も遠い位置のヘッドユニットにおいてインクの重点が完了するまでの間、供給口に近い位置にあるヘッドユニットから排出されるインクも多くなり、結果として、供給口から最も遠い位置にあるヘッドユニットでの置換に要する時間が長くなるばかりでなく、この位置以外のヘッドユニットから排出されるインクの量も多くなることになる。
【０００７】
本発明の目的は、上記従来のインクジェット記録装置などを対象とした液体置換方法における問題に鑑み、置換時間の短縮化とその際に生じるインクの無駄な排出を抑えて供給口から最も遠い位置にあるヘッドユニットに対してもこれ以外の位置のヘッドユニットと同様な充填圧力を用いて置換することが可能な置換方法およびこれを用いた画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的を達成するため本発明は次の構成よりなる。  
（１）液滴を吐出する複数のノズルを有するヘッドを複数並置した記録ヘッドに対して、液体タンクから供給される液体を分配タンクを介して加圧送液する際に、前記分配タンク連通する供給口を用いて前記ヘッドに前記液体が充填される構成を対象として、前記分配タンクおよびヘッド内に予め充填されていた既存液体をこれとは異なる成分を有する新規液体に置換する方法であって、
前記供給口から最も遠い位置にあるヘッドでの空吐出量を、該供給口に最も近い位置にあるヘッドでの空吐出量よりも多くなるように設定した空吐出動作を行うことを特徴とする液体置換方法。
（２）前記空吐出動作が最大吐出条件に基づき行われることを特徴とする（１）記載の液体置換方法。
（３）前記空吐出動作は、前記ヘッドへの送液動作と並行して実施されることを特徴とする（１）または（２）に記載の液体置換方法。
（４）前記空吐出動作は、前記供給口から最も近い位置にあるヘッド側から順次停止されることを特徴とする（１）乃至（３）のうちの一つに記載の液体置換方法。
（５）液滴を吐出する複数のノズルを有するヘッドを複数並置した記録ヘッドに対して、液体タンクから供給される液体を分配タンクを介して加圧送液する際に、前記分配タンク連通する供給口を用いて前記ヘッドに前記液体が充填される構成を対象として、前記分配タンクおよびヘッド内に予め充填されていた既存液体をこれとは異なる成分を有する新規液体に置換する方法であって、
前駆供給口から最も遠い位置にあるヘッドでの液滴吸引量を該供給口に最も近い位置にあるヘッドでの液滴吸引量よりも多くした吸引動作を実行することを特徴とする液滴置換方法。
（６）（１）乃至（５）のうちの一つに記載の液体置換方法を用いることを特徴とする画像形成装置。
（７）前記液体置換に際して、前記供給口から近い位置から順に遠い位置までのヘッドでの充填率を監視する制御部を備え、
該制御部は、充填率を該当するヘッドでの充填時間から空吐出もしくは吸引動作を停止制御することを特徴とする（６）記載の画像形成装置、
（８）前記制御部には、ヘッドの空吐出停止状態を表示する表示手段を備えることを特徴とする（７）の画像形成装置。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、供給口から最も遠い位置にあるヘッドでの空吐出量を供給口から最も近い位置にあるヘッドでの空吐出量よりも多くすることにより、空吐出動作のみで供給口から最も遠い位置にあるヘッドを含めて全てのヘッドへの置換効率を一様化することができる。特に、供給口に対する設置距離に対応するヘッド毎に空吐出動作の停止時期を設定することにより、空吐出に際しての新規液体無駄な排出を防止しながら置換に要する時間の長大化を防止することができる。従って、空吐出という既存工程作業を利用するだけで、特別な流路開閉部材の駆動制御などを用いることなく、供給口から最も遠い位置にあるヘッドでの置換に必要な時間を他のヘッドに対して長大化しないようにできると共に、他のヘッドでのインクの排出量も少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明による液体置換方法が用いられる画像形成装置の構成を説明するための模式図であ離、（Ａ）は、クリーニング装置に吸引ポンプを備えた場合と、（Ｂ）は上記吸引ポンプを備えない場合をそれぞれ示している。
【図２】図１に示した画像形成装置の要部平面図である。
【図３】図１に示した画像形成装置に用いられるインク供給部の概略構成を説明するための模式図である。
【図４】図３に示したインク供給部に用いられる分配タンクとヘッドとの関係を説明するための図である。
【図５】図４に示した分配タンクを含むインク供給部での流体抵抗、流量および空吐出手段の構成を説明するための模式図である。
【図６】図５に示した構成を対象とした各ヘッドに向けたインクの流量変化を説明するための模式図である。
【図７】図５に示した構成を対象として本発明の特徴となる原理を説明するための模式図である。
【図８】図５に示した原理に基づく本発明の作用を説明するための模式図である。
【図９】従来構成を対象とした時間経過に対するインクの置換率を各ヘッドを対象として示す線図である。
【図１０】本発明による時間経過に対するインクの置換率を各ヘッドを対象として示す線図である。
【図１１】本発明の充填制御に用いられる制御部の構成を説明するためのブロック図である。
【図１２】図１１に示した制御部の作用を説明するためのフローチャートである。
【図１３】図１１に示した制御部での制御条件を異ならせた場合の置換率と経過時間との関係を各ヘッドを対象として示した線図である。
【図１４】図１３に示した制御内容を説明するためのフローチャートである。
【図１５】図１１に示した制御部での制御条件をさらに変更した場合の置換率と経過時間との関係を各ヘッドを対象として示した線図である。
【図１６】図１１に示した制御部での他の制御内容を説明するためのフローチャートである。
【図１７】図１６に示した制御による置換率と経過時間との関係を各ヘッドを対象として示した線図である。
【図１８】図１１に示した制御部に用いられる表示装置での表示内容を説明するための図である。
【図１９】置換率制御に用いられる吸引構造を示す図である。
【図２０】置換時間の違いを説明するための置換率と経過時間と各ヘッド位置との関係を説明するための線図である。
【図２１】図２０に示した置換率に関する不具合を解消するための方法を適用した場合の置換率と経過時間と各ヘッド位置との関係を説明するための線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面に示す実施例により本発明を実施するための形態について説明する。
【００１２】
図１は、液体置換方法を用いる液体供給装置が装備されている画像形成装置の一つであるインクジェット記録装置１０００の構成を示す図である。
【００１３】
図１に示す画像形成装置１０００は、ノズルから液滴を吐出するヘッドが記録媒体のほぼ全幅にわたりライン構成をしたライン型画像形成装置であり、出納差を設けた水頭差方式画像形成装置と称される構成のものである。本発明は、この方式に限らず、シリアル型、ライン型にも適用可能であり、本実施例においては、主にライン型画像形成装置を例として記載する。
【００１４】
画像形成装置１０００は、装置本体１００１、記録媒体Ｓを積載し給紙する給紙トレイ１００２、印刷された記録媒体Ｓを排紙積載する排紙トレイ１００３、記録媒体Ｓを給紙トレイ１００２から排紙トレイ１００３まで搬送する搬送部１００４、この搬送中に記録媒体に液滴を吐出し印字するヘッド部、いわゆる、ヘッドモジュール１００５、ヘッドモジュール１００５に装備されているヘッド１００６のノズルをクリーニングするクリーニング装置１００７を備えて構成されている。
【００１５】
装置本体１００１は図示しない前後側板、ステーで構成されており、給紙トレイ１００２上に積載されている記録媒体Ｓは、分離ローラ１００２Ｂ、給紙ローラ１００２Ａにより、１枚ずつ分離されて搬送部１００４に向けて送られる。
【００１６】
搬送部１００４においては、搬送駆動ローラ１００４Ａと搬送従動ローラ１００４Ｂと無端ベルト１００４Ｃとで構成され、無端ベルト１００４Ｃは、搬送駆動ローラ１００４Ａと搬送従動ローラ１００４Ｂ間に掛け渡されている。
【００１７】
無端ベルト１００４Ｃの表面には複数の穴が形成され、無端ベルト１００４Ｃの下部には記録媒体Ｓを吸引する吸引ファン１００４Ｄが配置されており、無端ベルト１００４Ｃ上の記録媒体Ｓが吸引ファン１００４Ｄにより吸い付けられたまま搬送される。  
また、搬送駆動ローラ１００４Ａおよび従動ローラ１００４Ｂの上部には、それぞれ搬送ガイドローラ１００４Ｅが、図示しないガイド部材により自重を利用して記録媒体Ｓの搬送路から離脱できるようになっている。搬送駆動ローラ１００４Ａが図示しないモータにより回転することにより、搬送従動ローラ１００４Ｂ及び、搬送ガイドローラ１００４Ｅが従動回転し、記録媒体Ｓを搬送する。
【００１８】
搬送部１００４の上部には記録媒体に印字する液滴を吐出するヘッド部１００５が配置されている。  
ヘッドモジュール１００５は、記録媒体Ｓの通紙方向に移動自在であり、クリーニングの際にはクリーニング装置１００７の上部までスライド移動する。  
ヘッドモジュール１００５には、液滴を吐出するヘッド２０１〜２０５を装備したヘッドユニット１００６が記録媒体Ｓのほぼ全幅にわたり構成されており、図２に示すように、各列ではヘッドユニット１００６が５個並べられている（便宜上、図２において、符号２０１〜２０５で示す）、また、千鳥に４列配列（便宜上、図２においてヘッドモジュールに対応する符号１００５ａ〜１００５ｄで示す）。
【００１９】
図２において、ヘッド（２０１〜２０５）を有する各ヘッドモジュール１００５ａ〜１００５ｄのうちで、符号１００５ａ、１００５ｂで示すヘッドモジュールは、ブラック（Ｋ）とマゼンタ（Ｍ）のインクを対象とし、符号１００５ｃ、１００５ｄで示すヘッドモジュールは、シアン（Ｃ）とイエロー（Ｙ）のインクを対象とする設定とされ、千鳥配列されていることにより、１５０ｄｐｉの画像１ラインを形成するようになっている。  
ヘッドの構成は、これらの例に限るものではなく、ヘッド部を２個並べ、各ヘッドに１色のインクをいれた構成とし、画像解像度をあげた構成とすることも可能である。
【００２０】
図１に示すように、ヘッドモジュール１００５の上部にはインクをそれぞれのヘッドに供給する分配タンク１００８ａ〜１００８ｄが各色ごとに配列されている。  
分配タンク１００８ａ〜１００８ｄの上流側には、これらのうちの一つを示す図３（図３では、符号のうちで、アルファベットを抜かして表示してある）において、サブタンク１００９が配置され、サブタンク１００９とヘッドとの水頭差（インク供給部との概略構成を示す図３において、−２０〜−７０ｍｍＡｑで示す）によって、ヘッド（代表して供給口1008aから最も遠い位置にあるヘッドのみに符号２０５を付けてある）のノズルのメニスカスを保持するのに適切な負圧に保たれる。
【００２１】
本発明の実施例においては、サブタンク１００９ａ〜１００９ｄの形式として、パック式が用いられている。これは、可撓性のパックを使用することで、インクと大気を直接触れさせないようにして、インクの水分蒸発による粘度上昇を防ぎ、また、インク中の溶存酸素量を一定に保ちヘッド内に気泡が溜まるのを防ぐためである。  
このパック式サブタンクは、図２，３に示すように、密閉式のケースで覆われており、加圧ポンプ（図中、符号Ｐで示す部材）とチューブで連結されている。放置後の印刷前に行うメンテナンス動作の時には加圧ポンプ（図２，３中、符号Ｐで示す）でサブタンクケース内を加圧して、インクをヘッドに送り、ノズルからインクを吐出させてメンテナンスを行うことになる。なお、このメンテナンス動作はヘッド部が後述するクリーニング装置上部に移動してから行われることになる。サブタンク１００９ａ〜１００９ｄの上流側には、インクを貯蔵するメインタンク１０１０が配置されている。図２においては、貯蔵する色を符号Ｙ，Ｖ．Ｍ．Ｋにより示しており、いずれのメインタック１０１０がチューブによる供給経路にてサブタンク１００９に接続されている。
【００２２】
図１において、搬送部１００４の下流側には、記録媒体を排紙トレイ１００３に排紙するローラを用いた搬送ガイド部１０１１が形成されている。  
搬送ガイド部１０１１において搬送された記録媒体Ｓは排紙トレイ１００３に排紙される。
【００２３】
排紙トレイ１００３は、記録媒体Ｓの幅方向に規制する対のサイドフェンス１００３Ａと記録媒体Ｓの先端を規制するエンドフェンス１００３Ｂで構成されている。
【００２４】
搬送ガイド部１０１１の下部には、ヘッドのノズル面をクリーニングするクリーニング装置１００７が設けられている。  
クリーニング装置１００７には、各ヘッドモジュール（図２において符号１００５ａ〜１００５ｄで示す部材）の数（４個）に対応するクリーニング手段（図２において符号，１００７ａ〜１００７ｄで示す）が並置され、これら各クリーニング手段は、ヘッドモジュールと同様に記録媒体のほぼ全幅にわたりクリーニング手段が千鳥配列に構成されている。
【００２５】
クリーニング装置１００７には、図１に示すように、その下部に上記各クリーニング手段の数に対応する吸引ポンプ１０１２が配置されて、ヘッドからのインクを吸引できるようになっている。
【００２６】
クリーニング装置１００７では、印刷終了後のヘッドを対象としてクリーニング作業が行われる。クリーニング作業に際して、液滴を吐出するヘッドをキャップしインクを吸引する場合、また、ヘッドのノズル面に付着したインクを図示しないワイパーブレードで清掃する場合には、印刷停止後、搬送部１００４が搬送従動ローラ１００４Ｂを支点にして反時計方向に回動されてヘッド部の移動スペースが確保される。
【００２７】
また、図１においてクリーニング装置１００７の上部に配置されている搬送ガイド部１０１１も支点部Ｌを基準に反時計方向に回動することでガイド機能が解除されると、ヘッドモジュール１００５が図１中、矢印Ａ方向に移動してクリーニング装置１００７の上部に達するとその位置で停止された後、各ヘッドのクリーニング動作に移る。
【００２８】
なお、図１（Ｂ）に示す構成においては、図１（Ａ）に示した構成のうちで、クリーニング手段１００７ａ〜１００７ｄを対象とした吸引ポンプ１０１２が省略されて画像形成装置本体１００１のコスト上昇を抑える構成となっている。
【００２９】
吸引ポンプを用いない場合でのヘッドのクリーニングは、ヘッドをキャップしてインクを吸引する代わりにヘッドをキャップした後、加圧ポンプＰによりインクをノズルから押し出すことになる。
【００３０】
図１において画像形成装置本体１００１には、後述するが、ヘッド部へのインク充填制御を行う制御部を備えた制御ボード１０１３および、制御部での制御内容の一部、つまり、本発明と関連するインク充填制御時でのヘッドおよび吸引ポンプを復画像形成装置の動作状態を表示可能な表示装置１０１４が装備されている。なお、図１において符号１０１５は、制御部１０１３に接続されている操作パネルを示している。
【００３１】
図３は、インク供給部の概略構成を示す図であり、同図には、サブタンクのうちの一つ（便宜上、アルファベットを除いた数字での符号表示とする）を対象として示しているが、他のサブタンクに関するインク供給部の構成も同じである。
【００３２】
図３において、サブタンク１００９と分配タンク１００８に形成された１００φの供給口１００８ａとは、６φの供給チューブ１０１６で連結されており、サブタンク１００９とヘッドユニット１００６との間に水頭差がおよそ−２０〜７０ｍｍＡｑに保たれるようになっている。サブタンク１００８に対しては、メインタンク１０１０との間に接続された４φのチューブ１０１９が設けられ、その経路途中に配置されている電磁弁１０２０によってインクの充填駆動が行われるようになっている。
【００３３】
分配タンク１００８の上部には、廃液チューブ１０１７と電磁弁１０１８が設けられており、チューブの先には、図示しない廃液タンクが設置されている。これは、空の分配タンク１００８に初期充填する際のエアー抜き、そしてその後、もし分配間の中にエアーが溜まってきたときのエアー抜きの時に使用される。このため、エアーを抜きやすくするために、傾斜した上面とされ、その傾斜上面の最高位置に廃液チューブ１０１７が接続されている。
【００３４】
図４は、分配タンク１００８とヘッド部１００６との概略構成を示す図であり、同図において、数個のヘッド（図では５個示されているが、１個でも良い）２０１〜２０５が、図示しない固定部材（ねじ、接着剤等）でヘッド連結部材１００６ｃに固定されている。  
このヘッド２０１〜２０５は、個々にインク内の異物などを除去する目的でフィルター１０２１が設けられており、ヘッド２０１〜２０５とフィルターで１０２１とで、ヘッドモジュール１００５が構成されている（以下、ヘッドはヘッドユニットと同義で用いる）。
【００３５】
図４において、ヘッドモジュール１００５の上には分配タンク１００８が分配タンク固定部材１０２２で固定されている。この分配タンク固定部材１０２２は、図の上下に押し付けるような板バネになっており、分配タンク１００８はヘッド部１００６に押し付けられることになる。
【００３６】
分配タンク１００８の内部は、図４（Ｂ）に示されているように分割されている。  
このため、図４（Ｃ）に示すように、１つのヘッドで２色の色が使用できるようになっている。先述したが、この分配タンクとヘッドの構成は、これらの例に限るものではなく、分配タンクを分割せずに各１つのヘッドで1色のインクをいれた構成とし、ヘッドの数を増やして画像解像度を挙げた構成でもかまわない。
【００３７】
ここで、（外部振動、機械振動）からの圧力調整のための分配タンク１００８に設置した可撓性部材（ダンパ）１０２３は、図８（Ａ）に示すように分配タンク１００８の側面に設置されていた。ここで、可撓性部材１０２３は、アルミ、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、テフロン（登録商標）、サラン、塩化ビニル、ＰＶＡ、ポリプロピレン、ナイロン、ＰＥＴ等が挙げられる。なお、この可撓性部材１０２３には、ガスバリア性の機能も求められる。また、分配タンク１００８の材質は、接着の関係から可撓性部材１０２３と同様の材料が望ましいが、金属などでもよい。
【００３８】
図５〜図８は、インク供給経路での流体抵抗、流量、および空吐出手段を関係づけたモデル図である。
【００３９】
図５は、インク供給経路の初期状態での流体抵抗を示すモデル図である。なお、図５乃至図８では、ヘッドをヘッドユニットと表示していることを前置きしておく。  
図５において図４を参照し、各構成部品での流体抵抗として、供給チューブ（図４中、符号１０１６で示す部材）はＲ０、分配タンク１００８の供給口（図４中、符号１００８ａで示す）からフィルタ（図４中、符号１０２１で示す部材）手前まではＲａ１、供給口から最も近い位置のヘッド（図４中、符号２０１で示す部材）におけるフィルタ手前まではＲａ２、供給口に対してヘッド２０１の次に近い位置にあるヘッド２０２のフィルタ手前からこのヘッド２０２の次に近い位置にあるヘッド２０３のフィルタ手前まではＲａ３、ヘッド２０３のフィルタ手前からヘッド２０３の次に近い位置にあるヘッド２０４のフィルタ手前まではＲａ４、ヘッド２０４のフィルタ手前から供給口から最も遠い位置にあるヘッド２０５のフィルタ手前まではＲａ５、そして各ヘッド２０１〜２０５のフィルタでの流体抵抗はＲｂとされている。
【００４０】
次に、メインタンク（図３において符号１０１０で示す部材）から供給チューブ１０１９を介してインクを送液するための加圧ポンプＰ１を稼動させたときの各フィルターに流れる流量をＱ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４、Ｑ５としたとき各流体抵抗に流れる流量は図６に示すとおりである。  
このとき、供給口１００８ａから近い流体抵抗から順に流量は大きくなり、最も遠い位置での流体抵抗Ｒａ５では一番小さくなる。このことから、保存液からインクへの置換効率は流速が大きい方が良い。
【００４１】
分配タンク１００８などの流路断面積の変化を大きくとれない場合では流量が大きいと必然的に流速も速くなる。従って、インクへの置換はヘッドユニット２０１から順次進んでいく。しかし供給口１００８ａから最も遠い流体抵抗Ｒａ５では、流量（流速）が小さいために置換がなかなか進まない。  
この場合、加圧ポンプＰ１の加圧力を大きくすれば良いが、様々な要因（ポンプの仕様、コスト等）から加圧力を大きくできない場合がある。
【００４２】
一方、各ヘッドユニット２０１、２０２、２０３、２０４、２０５からの空吐出動作はポンプ動作と同等な作用をする。このため、図７に示すように、Ｐ２０１、Ｐ２０２、Ｐ２０３、Ｐ２０４、Ｐ２０５の負圧発生手段を、空吐出動作と同じ意味で用いることとする。  
具体的な動作として、最初は加圧ポンプ（便宜上、図７において符号Ｐ１で示す）のみ稼動させ、Ｐ２０１、Ｐ２０２、Ｐ２０３、Ｐ２０４、Ｐ２０５は非稼動の状態から、図８に示すように、ある時刻で、加圧ポンプＰ１を停止し、Ｐ２０５のみを稼動させる。このようにすることでＰ２０５の負圧発生力（具体的には空吐出量）を個別に調整し、Ｒａ５の流量をＱ５よりも大きいＱ６にすることが可能になる。
【００４３】
ここで注意する点は、Ｐ２０５のみを稼動させた場合に上流側のヘッドユニット２０１、２０２、２０３、２０４からインクが逆流しないようにすることが重要で、各流体抵抗の関係を（１）式のようにすることで、逆流を防止できる。  
Ｒａ１、Ｒａ２、Ｒａ３、Ｒａ４、Ｒａ５  ＜＜    Ｒｂ    ・・・・・・  （１）
従来構成における置換率と経過時間とを各ヘッドを対象として説明すると、図９に示すとおりである。図７に示す関係は、図６に示した構成を対象としている。
【００４４】
図９（Ａ）において横軸は置換動作時間を示し、縦軸は保存液からインクへの置換率を示している。図９（Ｂ）は、図９（Ａ）における置換動作時間に対する各ヘッドでの排水量を示している。  
加圧ポンプＰＩの圧力によってメインタンクからインクが分散タンク内に供給されると、供給口から最も近い位置にあるヘッド２０１から順に置換率の上昇が始まり、置換率１００％に近付き、飽和する。ヘッド２０１に続き、ヘッド２０２，２０３，２０４，２０５という順で、換言すれば、供給口に近い順に置換が進み、その置換効率（稼働時間に対する置換率の変化）は、供給口から遠くなるに従って低下し、供給口から最も遠い位置にあるヘッド２０５での置換効率が最も小さくなる。
【００４５】
一方、置換率がほぼ１００パーセントに達しているヘッドにおいてはこれよりも供給口から遠い位置にあるヘッドでの置換が進む間、排水が継続して行われるので、図９（Ｂ）に示すように、排水量は、加圧ポンプＰ１が稼働している間、単純増加していく。図９（Ｂ）において、ヘッド２０５の置換率がほぼ１００％になるまでに要した時間をＴ０、総排水量をＱ０で示している。
【００４６】
図１０は、本発明の実施例による置換方法を実行した場合の置換率と置換動作時間との関係を各ヘッドを対象として示す線図である。  
図１０（Ａ）において横軸は、置換動作時間を、そして縦軸は保存液からインクへの置換率を示し、また、図１０（Ｂ）は、図９（Ｂ）と同じく排水量を示している。
【００４７】
図１０（Ａ）において、加圧ポンプＰ１の圧力によりメインタンクからインクが供給されると、ヘッド２０１から置換が始まり、置換率１００パーセントに飽和する。今落ち、ヘッド２０２．２０３．２０４．２０５の順で置換が進む。この順序は図９に示した場合と同様であるが、本実施例では、ある時刻ｔ１において加圧ポンプＰ１を停止してヘッド２０５のみを稼働させるようになっている。ヘッド２０５においては、空吐出が継続されることにより、従来構造の場合には図１０（Ａ）において点線で示す置換率の変化であったのが、実線で示すような変化率となる。換言すれば、置換率１００パーセントの飽和するまでの時間が短くされる。
【００４８】
一方、排水に関しては、ヘッドユニット２０５のみが稼働することになるので、これ以外のヘッドからの排水は停止されることで、排水量の増加率も小さくなる。この結果、ヘッドユニット２０５後官立がほぼ１００％になるまでに要した時間が従来構造での時間Ｔ１に対して、（Ｔ１−１）となり、総排水量をＱ１とすると、
Ｔ１−１＜Ｔ０    Ｑ１＜Ｑ０
という関係に変化する。  
図１０に示した置換動作は、制御部１０１３に手順が設定される。  
図１１は、制御部１０１３の構成を説明するためのブロック図であり、同図において制御部（便宜上、図１に示した制御ボードに用いた符号１０１３で示す）１０１３には、操作パネル１０１５、タイマ１０３０が入力側に接続され、加圧ポンプＰ１および表示装置１０１４が出力側に接続されている。
【００４９】
操作パネル１０１５は、置換動作の選択モードを入力でき、そして置換動作の開始指令を行う部分であり、タイマ１０３０は、置換動作開始からの計時を行うための部材である。
【００５０】
図１２は。制御部１０１３において、図１０に示した動作を実行する際の作用を説明するためのフローチャートである。  
図１２において、操作パネル１０１５において選択されたモードが判別され）Ｓ１）、初期充填モードである場合には、加圧ポンプＰ１が始動されて供給口からインクの加圧充填が開始しされる（Ｓ２）。加圧充填が開始されると、その動作が継続されるとともにタイマ１０３０による開始からの計時が行われ、所定時間（Ｔ１）に達したかどうかが判別される（Ｓ３）。所定時間に達した場合には、インク加圧充填を停止し（Ｓ５）、供給口から最も遠い位置にあるヘッドユニットのみを対象として、このヘッド２０５からの空吐出を開始し、所定時間（Ｔ１−１）に達するまで継続した後、空吐出を停止する（Ｓ６〜Ｓ８）。なお、ステップＳ１において補記充填モード以外の場合には、そのモードに対応した他の処理が実行されることになる。
【００５１】
図１３は、ヘッド２０５の空吐出に際しての吐出条件を設定した場合における置換効率と置換動作時間との関係および、置換動作時間と排水量との関係を示す図１０相当の線図である。  
図１３に示す結果を得る吐出条件として、本実施例では、供給口から最も遠い位置にあるヘッド２０５の吐出量を、最大吐出量に設定している。
【００５２】
このような吐出条件の設定により、充填開始後、所定時間（Ｔ１ａ）において加圧充填が停止されると、この時点から新たに所定時間（Ｔ１ａー１）に達するまでの間、供給口から最も遠い位置にあるヘッド２０５のみを対象として最大吐出量を設定して空吐出が実行される。これにより、図１３（Ａ）において、ヘッド２０５では、吐出量が少ないときの置換率の変化（実線で示す状態）が点線で示す変化となる。
【００５３】
一方、吐出量を最大とすることで流量（Ｑ１ａ）を多くすることができ、置換効率も向上するので、置換が完了するまでの時間（Ｔ１ａ−１）が短くなることにより、排水量も少なくすることができることになる。この場合の従来構成に対する図１０に示した場合とを対象とした充填完了までの時間関係、および排水量の関係は次の通りである。  
Ｔ１ａ−１＜Ｔ１−１＜Ｔ０    Ｑ１ａ＜Ｑ１＜Ｑ０
本実施例では、各ヘッドでの空吐出をインクの充填と並行して行うようにもなっている。図１４は、この場合の処理手順を示すフローチャートである。なお、図１４において、図１３に示した処理と同じ内容は同じ符号により示してある。  
図１４において、インクの充填が開始された後、所定時間Ｔ２に達するとインク加圧充填が停止され、ヘッド２０１〜２０４のみの空吐出が停止される一方、供給口から最も遠い位置にあるヘッド２０５のみを空吐出継続状態とする（Ｓ６’，Ｓ７’）。  
ヘッド２０５の空吐出は所定時間（Ｔ２−１）に達するまで継続され、所定時間経過すると空吐出が停止される（Ｓ８’、Ｓ９）。
【００５４】
図１５は、図１４に示した処理による置換率と置換経過時間との関係、および排水量と置換経過時間との関係を示す線図である。なお、図１５において横軸および縦軸は、図１０と同じである。  
図１５において、（Ａ）に示すように、ヘッド２０１から置換率の上昇が始まり、置換率１００％に近くで飽和する。そして順次ヘッドユニット２０２、２０３、２０４、２０５と置換が進んでいく過程は同じであるが、加圧ポンプから各ヘッドユニット２０１、２０２、２０３、２０４、２０５までの圧力差をさらに大きくできるので、図１０（Ａ９に表示した傾きａ（時間に対する置換率の変化）と比較して、図１５（Ａ）で示している傾きｂ（時間に対する置換率の変化）は大きくすることができる。  
一方、この場合も流量を大きくできるので、流速が大きくなるため置換効率がよくなり排水を小さくできる。これにより、ヘッド２０５での充填完了までの時間（Ｔ２−１）は図１０に示した場合よりもさらに短くすることができ、また排水量（Ｑ２）も同様に少なくすることができる。その関係は次の通りである。  
Ｔ２−１＜Ｔ１−１＜Ｔ０    Ｑ２＜Ｑ１＜Ｑ０
次に本発明の実施例に関する変形例について説明する。  
本例では、空吐出動作を供給口に最も近い位置にあるヘッドから最も遠い位置にあるヘッドに至る順番で停止するようにしている。
【００５５】
図１６は、この手順を実行する制御部での作用を説明するためのフローチャートである。  
図１６において、供給口からインクの充填が開始されると（Ｓ１０）、全てのヘッド２０１〜２０５を対象として空吐出が開始される（Ｓ１１）。
【００５６】
これ以降は、各ヘッドでの空吐出時間が所定時間（Ｔ３，Ｔ３−１，Ｔ３−２，Ｔ３−４，Ｔ３−５）に達すると、供給口に最も近い位置にあるヘッド２０１から順番に供給口から最も遠い位置にあるヘッド２０５が順次空吐出を停止される（Ｓ１２〜２２）。
【００５７】
図１７は、図１６に基づく手順により各ヘッドの空吐出を停止した場合の置換効率と置換経過時間との関係、および排出量と置換経過時間との関係をそれぞれ示した図１５相当の線図である。
【００５８】
同図において、（Ａ）に示すように、ヘッド２０１から置換率の上昇が始まり、置換率１００％に近くで飽和する。そして順次、ヘッド２０２、２０３、２０４、２０５での置換が進んでいく過程は同じであるが、ヘッド２０１の置換率がほぼ１００％になった時点でインク加圧充填を停止するので、その後は他のヘッド２０２、２０３、２０４、２０５からの排水となる。そして他のヘッド２０２、２０３、２０４、２０５の置換率がほぼ１００％になった時点で順次空吐出動作が停止していくので、（Ｂ）からも明らかなように、に排水量の増加率も順次小さくなっていく。
【００５９】
この結果、ヘッドユニット２０５の置換率がほぼ１００％になるまでに要した時間をＴ３−４、総排水量をＱ３とすると、
Ｔ３−４  ＜  Ｔ０  、  Ｑ３  ＜  Ｑ２  ＜  Ｑ１  ＜  Ｑ０
となる。
【００６０】
一方、図１６に示したような手順、つまり、供給口に最も近い位置のヘッドから順にヘッドの空吐出を停止する際の工程表示をユー材に表示することができる。
【００６１】
図１８は、制御部１０１３に接続されている表示装置の状態を、図１６に示したステップ（Ｓ１６，Ｓ１８，Ｓ２０，Ｓ２２）での実行内容を表示した図である。
【００６２】
上述した実施例においては、保存液と新規なインクとを置換する際に、開閉機構などを用いることなく、各ヘッドを対象として行われるフラッシング、いわゆる、空吐出という既存工程を用いるだけで供給口から最も遠い位置にあるヘッドへの置換に要する時間の短縮および排出医療の低減が可能であるが、本発明では、空吐出に代えて、既存工程に一つであるクリーニングに用いられる吸引作用を利用することも可能である。
【００６３】
図１９は、この場合を示しており、同図において、ヘッド２０１〜２０５には、クリーニング装置に装備されている吸引カップおよび吸引ポンプ（ＳＰ）が用いられている。
【００６４】
つまり、置換の際には、同図（Ｂ）に示すように、吸引カップおよび吸引ポンプが各ヘッドに対応し、通常のクリーニング工程と同様に、ヘッドからの保存液抽出を行う。この場合の手順としては、これまでの説明した順序などが適用可能である。
【００６５】
次に、前述した置換率の違い、具体的には、供給口からもっと御遠い位置にあるヘッドでの置換に用留守時間が遅くなる不具合を解消するための変形例について説明する。
【００６６】
図２０は、インク加圧充填のみで置換を行う場合の任意タイミングでの各ヘッドの置換率を、各ヘッドの供給口に対する距離と関係づけて示した線図である。  
同図において、加圧ポンプによる加圧充填のみを用いて置換を行おうとすると、供給口に最も近い位置にあるヘッド２０１から最も遠い位置にあるヘッド２０５よりも近い位置にあるヘッド２０４においては、充填時間が進行するに従って、ほぼ１００％の飽和上代に近づくが、置換率は矢印で示す方向に変化していくことから、供給口から最も遠い位置にあるヘッド２０５では、なかなか置換率が所定値に達しないことが判る。
【００６７】
そこで、本実施例では、図２１（Ａ）で示すように、例えば、ｔ＝ｔ５の時点を基準として加圧ポンプによる加圧充填を停止した場合、図２０にも示しているが、斜線部分での置換率が依然と低いことに着目し、図２１（Ｂ）に示すように、加圧充填が停止された時点で、供給口から最も遠い位置にあるヘッド２０５に加えてこれに隣接して近い側に位置するヘッド２０４での空吐出を開始するようにしている。この結果として、図２１（Ｃ）に示すように、空吐出が行われている領域では、インクがまんべんなく流れることになり、効率的なインクへの置換が行われる。つまり、ヘッド２０４では、比較的少ない空吐出によって１００％の置換率が達成されるとともに、ヘッド２０５では、インクの流れが良好となることで、図２０に示した時間（ｔ６〜ｔ９）を要していたのに対して、図２１（Ｃ）において符号（ｔ６’〜ｔ８’）の時間で済むように、置換率を矢印で示す方向に変化させることができる。矢印で示す置換率の変化は、垂直方向に近い方が置換完了までの時間が短いことを意味しており、本実施例では、その状態が得られる。しかも、ヘッド２０５へのインクの回り込みを助長するヘッド２０４での空吐出に際しての吐出量は、空吐出が開始されたから僅かな時間で弛緩率が１００パーセントに飽和する状態となるので、最初から空吐出させる場合と違ってきわめて少ない量ですませることができる。
【００６８】
なお、上述したｔ＝ｔ５というタイミング設定は、概ね、供給口から最も他と負い位置にあるヘッド２０５の充填率が１００パーセントとなるタイミングのうちで、時間が長く掛かる状態が得られるタイミング（図２０では、ｔ＝ｔ５〜ｔ７）の近傍を基準としている。
【００６９】
このような手順によれば、供給口から最も遠い位置にあるヘッド２０５へのインクの回り込みを良好にする際に用いられる流路絞り構造や弁開閉機構などを用いることなく、ヘッド２０５での置換完了までの時間を短縮することが可能となる。具体的には、空吐出という既存手法を工夫することで、図２０において最大充填時間がｔ＝ｔ９であったのが、図２１（Ｃ）に示すように、上記最大充填時間未満ですませられることになる。
【符号の説明】
【００７０】
１０００  画像形成装置
１００５  ヘッド部
１００６  ヘッド
２０１  供給口に最も近い位置にあるヘッド
２０５  供給口から最も遠い位置にあるヘッド
１００８  分配タンク
１００８ａ  供給口
１００９  サブタンク
１０１０  メインタンク
１０１３  制御部
Ｔ  タイマ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７１】
【特許文献１】特開２００９−１２４５２号公報
【特許文献２】特開２００９−１９８８５６号公報
【特許文献３】特開２００５−３１３３８４号公報
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
2011140131.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
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