JP2016120489A - 中空糸脱気モジュール及びインクジェットプリンタ - Google Patents

Abstract

【課題】圧力損失の急激な上昇を抑制できる中空糸脱気モジュール及びインクジェットプリンタを提供する。【解決手段】複数本の中空糸膜２が円筒状に束ねられた中空糸膜束３と、中空糸膜束３が収容されて軸線方向Ｌに延びる筒体５と、を備え、中空糸膜束３の中空部３ｂから中空糸膜２間の隙間に液体を供給するとともに中空糸膜２の内側を減圧することで、液体を脱気する中空糸脱気モジュール１であって、中空糸膜束３の内周面３ａに当接される支持体１０を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、液体を脱気する中空糸脱気モジュール及び当該中空糸脱気モジュールを備えたインクジェットプリンタに関する。

インクジェットプリンタは、微滴化したインクを被印字媒体に対して直接吹き付ける方式を用いた印刷機である。このようなインクジェットプリンタでは、印字中に、インク貯留部内部の圧力変動によりインク内の溶存気体がガス化し、ノズル詰まりを発生する可能性がある。その結果、著しく印刷品質を低下させるリスクがある。これは、長期使用時及び高速運転時に顕著に見られる。このような問題を解決するために、インクから溶存気体及び気泡を除去する脱気を行うことが有効である。インクを効果的に脱気する方法として、特許文献１には、インク貯留部からインクジェットヘッドに至るインク流路に中空糸膜を用いた中空糸脱気モジュールを取り付け、連続的にインクを脱気することが開示されている。特許文献１に記載された中空糸脱気モジュールは、外部灌流型の中空糸脱気モジュールであり、複数本の中空糸膜を束ねた中空糸膜束が筒体に収納されている。そして、中空糸膜の外側にインクを供給するとともに中空糸膜の内側を減圧することでインクを脱気し、筒体の側壁に形成された排出口から、脱気されたインクを排出する。

また、インクジェットプリンタの多くは、インクの自重によりインク貯留部からインクジェットヘッドにインクを供給している。このため、中空糸脱気モジュールにおいては、インクの圧力損失を更に抑えることが求められている。ところが、一般的な中空糸脱気モジュールは、中空糸膜束の半径方向内側に、筒体を貫通するインク分配管が配置されている。このインク分配管は、インクを中空糸膜束全体に均等に分配するために、所定箇所に複数の穴が形成されている。しかしながら、インク分配管を通してインクを中空糸膜束に供給すると、インクの圧力損失が高くなる。そこで、特許文献２では、インクの圧力損失を低減するために、インク分配管を設けない中空糸脱気モジュールの製造方法が提案されている。

国際公開第２００７／０６３７２０号 特許第４７３０４８３号

近年、インクジェットプリンタに用いるインクとして、有機溶媒にセラミック粉末を分散させたセラミックインクが用いられるようになってきた。ところが、特許文献２に記載された中空糸脱気モジュールを用いてセラミックインクを脱気すると、数日でインクが送液不良になるケースが発生した。そこで、本発明者らは、かかる原因を検討した結果、インクの脱気に伴い中空糸脱気モジュールの圧力損失が急激に上昇し、これによりインクの送液不良が発生していることが分かった。

そこで、本発明は、圧力損失の急激な上昇を抑制できる中空糸脱気モジュール及びインクジェットプリンタを提供することを目的とする。

本発明者らは、上記目的を達成するために、中空糸脱気モジュールの圧力損失が急激に上昇する原因を検討した。その結果、中空糸脱気モジュールにインクを流すと、中空糸膜がインクで膨潤することによりインクの流路を狭め又は閉塞することにより、中空糸脱気モジュールの圧力損失を急激に上昇させるとの知見を見出した。具体的に説明すると、中空糸膜束の両端部は筒体に固定されているため、中空糸膜が膨潤すると、中空糸膜が捩れて扁平する。そして、中空糸膜束の半径方向内側に、インクの流路となる中空部が形成されているため、膨潤した中空糸膜は、この中空部に入り込むことで、中空部を狭め又は閉塞する。また、中空糸膜間の隙間もインクの流路となるが、膨潤した中空糸膜は、この中空糸膜間の隙間も狭め又は閉塞する。本発明は、このような知見に基づき完成するに至った。

すなわち、本発明に係る中空糸脱気モジュールは、複数本の中空糸膜が円筒状に束ねられた中空糸膜束と、中空糸膜束が収容されて軸線方向に延びる筒体と、を備え、中空糸膜束の中空部から中空糸膜間の隙間に液体を供給するとともに中空糸膜の内側を減圧することで、液体を脱気する中空糸脱気モジュールであって、中空糸膜束の内周面に当接される支持体を備える。

本発明に係る中空糸脱気モジュールでは、中空糸膜の外側に液体を供給するとともに中空糸膜の内側を減圧することで液体を脱気する外部灌流型である。このため、液体の圧力損失を低く抑えることができる。そして、中空糸膜束の内周面に当接される支持体を備えるため、中空糸膜束の半径方向中心側から各中空糸膜が支持体により支持される。このため、中空糸膜が液体により膨潤しても、中空糸膜が捩れるのを抑制することができる。つまり、膨潤した中空糸膜が、液体の流路となる中空糸膜束の中空部に入り込んで、当該中空部を狭め又は閉塞するのを抑制することができる。また、膨潤した中空糸膜が、中空糸膜間の隙間を狭め又は閉塞するのを抑制することができる。このように、中空糸膜が膨潤しても、液体の流路が狭められ又は閉塞されるのを抑制することができるため、中空糸脱気モジュールの圧力損失が急激に上昇するのを抑制することができる。

支持体は、円筒状であってもよい。このように、支持体が円筒状であるため、中空糸膜束の内周面を全体的に支持することができる。

支持体は、網状であってもよい。この中空糸脱気モジュールでは、支持体が網状であるため、液体が支持体を通過する際の圧力損失が上昇するのを抑制することができる。これにより、中空糸脱気モジュールの初期圧が上昇するのを抑制することができる。

支持体は、中空糸膜の中心軸線方向において、中空糸膜束の一方側端面と他方側端面との間に配置されていてもよい。この中空糸脱気モジュールでは、支持体が中空糸膜束の一方側端面と他方側端面との間に配置されているため、支持体を筒体内に収容することができる。これにより、中空糸脱気モジュールが作製しやすくなるため、中空糸脱気モジュールの製造コストを抑制することができる。

本発明に係るインクジェットプリンタは、インク貯留部に貯留されたインクがインク流路を通ってインクジェットヘッドに供給されるインクジェットプリンタであって、上記の何れかの中空糸脱気モジュールがインク流路に取り付けられている。

本発明に係るインクジェットプリンタでは、上記中空糸脱気モジュールがインク流路に取り付けられているため、インク流路における圧力損失の急激な上昇を抑えることができるとともに、長期にわたってインクを脱気することができる。

本発明によれば、圧力損失の急激な上昇を抑制できる。

本発明に係るインクジェットプリンタの概略構成図である。 本発明に係る中空糸脱気モジュールの概略断面図である。 図２に示す中空糸膜束の一部拡大図である。 図２に示すＩＶ−ＩＶ線における断面図である。 支持体の斜視図である。 支持体の斜視図である。 試験回路の概略構成図である。 実施例１の実験結果をグラフ化した図である。 実施例２の実験結果をグラフ化した図である。 実施例３の実験結果をグラフ化した図である。 比較例１の実験結果をグラフ化した図である。

以下、図面を参照して、実施形態の中空糸脱気モジュール及びインクジェットプリンタについて詳細に説明する。本実施形態の中空糸脱気モジュールは、本発明の中空糸脱気モジュールを、インクを脱気する中空糸脱気モジュールに適用したものである。なお、全図中、同一または相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、本発明に係るインクジェットプリンタの概略構成図である。図１に示すように、本発明に係るインクジェットプリンタ１１は、主に、インクを貯留するインクタンク等のインク貯留部１２と、微滴化したインクを被印字媒体に対して直接吹き付けるインクジェットヘッド１３と、インク貯留部１２からインクが供給される第一インク供給管１４と、インクジェットヘッド１３にインクを供給する第二インク供給管１５と、第一インク供給管１４及び第二インク供給管１５に取り付けられてインクを脱気する本発明に係る中空糸脱気モジュール１と、真空吸引する吸引ポンプ１６と、吸引ポンプ１６及び中空糸脱気モジュール１を接続する吸気管１７と、を備える。なお、第一インク供給管１４及び第二インク供給管１５は、インク貯留部１２からインクジェットヘッド１３に至るインク流路である。インクジェットプリンタ１１で用いられるインクとしては、特に限定されるものではなく、例えば、水性インク、ＵＶインク、溶媒インク及びセラミックインクが挙げられる。

図２は、本発明に係る中空糸脱気モジュールの概略断面図である。図３は、図２に示す中空糸膜束の一部拡大図である。図４は、図２に示すＩＶ−ＩＶ線における断面図である。図１〜図４に示すように、中空糸脱気モジュール１は、複数本の中空糸膜２が円筒状に束ねられた中空糸膜束３と、中空糸膜束３の内周面３ａに当接される支持体１０と、中空糸膜束３を収容するハウジング４と、を備えている。中空糸脱気モジュール１は、中空糸膜束３の中空部３ｂから中空糸膜２間の隙間にインクを供給するとともに中空糸膜２の内側を減圧することで、インクを脱気する。中空部３ｂは、円筒状に形成された中空糸膜束３の半径方向内側に位置する中空の部分である。なお、図４において、各中空糸膜２は、概略的に記載しており、実際の形状と異なる。

中空糸膜２は、気体は透過するが液体は透過しない中空糸状の膜である。中空糸膜２は、インクにより膨潤する性質を有する。中空糸膜２の素材、膜形状、膜形態等は、特に制限されない。中空糸膜２の素材としては、例えば、ポリプロピレン、ポリ（４−メチルペンテン−１）などのポリオレフィン系樹脂、ポリジメチルシロキサンその共重合体などのシリコン系樹脂、ＰＴＦＥ、フッ化ビニリデンなどのフッ素系樹脂、が挙げられる。中空糸膜２の膜形状（側壁の形状）としては、例えば、多孔質膜、微多孔膜、多孔質を有さない均質膜（非多孔膜）、が挙げられる。中空糸膜２の膜形態としては、例えば、膜全体の化学的あるいは物理的構造が均質な対称膜（均質膜）、膜の化学的あるいは物理的構造が膜の部分によって異なる非対称膜（不均質膜）、が挙げられる。非対称膜（不均質膜）は、非多孔質の緻密層と多孔質とを有する膜である。この場合、緻密層は、膜の表層部分又は多孔質膜内部等、膜中のどこに形成されていてもよい。不均質膜には、化学構造の異なる複合膜、３層構造のような多層構造膜も含まれる。特にポリ（４−メチルペンテン−１）樹脂を用いた不均質膜は、液体を遮断する緻密層を有するため、水以外の液体、例えばインクの脱気に特に好ましい。また、外部灌流型に用いる中空糸の場合は、緻密層が中空糸外表面に形成されていることが好ましい。

中空糸膜束３は、例えば、複数の中空糸膜２が簾状に織られた中空糸膜シート（不図示）により形成することができる。この場合、例えば、１インチ当たり３０本〜９０本の中空糸膜２で構成される中空糸膜シートにより中空糸膜束３を形成することができる。中空糸膜束３の半径方向内側には、インクの流路となる中空部３ｂが形成されている。中空部３ｂは、中空糸膜束３の内周面３ａにより画成される。

図５及び図６は、支持体の斜視図である。図２〜図６に示すように、支持体１０は、中空糸膜束３の内周面３ａに当接して、中空糸膜２を中空糸膜束３の半径方向内側から支持する部材である。支持体１０は、円筒状（パイプ状）に形成されている。支持体１０の外径は、中空糸膜束３の内径と略同じ寸法となっている。支持体１０の厚みは、例えば、支持体１０の半径方向内側を通るインクの圧力損失が高くならない範囲で適宜設定することができる。また、支持体１０の厚みは、例えば、膨潤した中空糸膜２を支持できる範囲で適宜設定することができる。

支持体１０は、網状に形成されている。網状とは、異なる方向に延びる複数の線状部１０１が接続されるとともに、複数の線状部１０１により網目１０２が形成された形状をいう。このため、支持体１０は、従来の給水パイプのようにインクを中空糸膜束３全体に均等に分配する機能を備えない。網目１０２の形状としては、例えば、正方形、矩形、五角形、六角形、円形、楕円形等が挙げられる。支持体１０の開孔率は、例えば、１０％以上の範囲とすることができ、２０％以上８０％以下の範囲とすることが好ましく、３０％以上６０％以下の範囲とすることが更に好ましい。なお、支持体１０の開孔率とは、網目１０２を含む支持体１０の外周面の面積に対する網目１０２の割合をいう。

図５に示す支持体１０は、支持体１０の軸線方向と平行な方向に延びて円状に配列される複数の第一線状部１０１ａと、支持体１０の軸線を中心とした円状に延びて各第一線状部１０１ａと接続された複数の第二線状部１０１ｂと、により構成されている。図５に示す支持体１０の網目１０２の形状は、正方形となっている。図６に示す支持体１０は、支持体１０の軸線方向に対して所定角度だけ傾斜した方向に延びる複数の第一線状部１０１ａと、支持体１０の軸線方向に対して第一線状部１０１ａとは反対方向に所定角度だけ傾斜した方向に延びて各第一線状部１０１ａと接続された複数の第二線状部１０１ｂと、により構成されている。図６に示す支持体１０の網目１０２の形状は、菱形となっている。

線状部１０１の断面形状としては、例えば、多角形断面、円形断面等とすることができる。また、線状部１０１の線径は、例えば、膨潤した中空糸膜２を支持できる程度に適宜設定することができる。支持体１０は、例えば、製造容易性の観点から樹脂製であることが好ましい。支持体１０に用いられる樹脂としては、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、好ましくは超高分子量ポリエチレン、高密度ポリエチレンが挙げられる。

そして、支持体１０は、中空糸膜束３の中心軸線Ｌ１方向において、中空糸膜束３の一方側端面３ｃと他方側端面３ｄとの間に配置されている。つまり、支持体１０は、中空糸膜束３の一方側端面３ｃ及び他方側端面３ｄから突出することなく、中空糸膜束３内に収まっている。この場合、支持体１０は、中心軸線Ｌ１方向において、中空糸膜束３と同じ長さであることが好ましいが、中空糸膜束３よりも短くてもよい。なお、図２では、支持体１０と中空糸膜束３とが同じ長さとなっており、中空糸膜束３の一方側端面３ｃ及び他方側端面３ｄに支持体１０の両端面が位置する場合を示している。

ハウジング４は、筒体５と、第一蓋部６と、第二蓋部７と、を備えている。

筒体５は、中空糸膜束３が収容される部位である。筒体５は、軸線方向Ｌに延びる円筒状に形成されており、筒体５の両端部は、開口している。筒体５の一方側の開口端部である一方側開口端部５ａに、第一蓋部６が取り付けられており、筒体５の他方側の開口端部である他方側開口端部５ｂに、第二蓋部７が取り付けられている。筒体５に対する第一蓋部６及び第二蓋部７の取り付けは、例えば、螺合、嵌合、接着等により行うことができる。

第一蓋部６は、筒体５から離れるに従い小径化するテーパ状に形成されている。第一蓋部６の先端部には、インクを第一蓋部６内に供給するための供給口６ａが形成されている。供給口６ａは、円形の開口であって、筒体５の中心軸線Ｌ２上に形成されている。供給口６ａからは、第一インク供給管１４を脱着可能に接続するための接続部６ｂが、軸線方向Ｌに沿って延びている。接続部６ｂは、円筒状に形成されており、接続部６ｂの内周面には、第一インク供給管１４がねじ込まれる雌ネジ６ｃが形成されている。なお、接続部６ｂと第一インク供給管１４との接続は、螺合に限定されるものではなく、例えば、嵌合により行ってもよい。

第二蓋部７は、筒体５から離れるに従い小径化するテーパ状に形成されている。第二蓋部７の先端部には、ハウジング４内から気体を吸引するための吸気口７ａが形成されている。吸気口７ａは、円形の開口であって、筒体５の中心軸線Ｌ２上に形成されている。吸気口７ａからは、吸気管１７を脱着可能に接続するための接続部７ｂが、軸線方向Ｌに沿って延びている。接続部７ｂは、円筒状に形成されており、接続部７ｂの内周面には、吸気管１７がねじ込まれる雌ネジ７ｃが形成されている。なお、接続部７ｂと吸気管１７との接続は、螺合に限定されるものではなく、例えば、嵌合により行ってもよい。

筒体５の側壁５ｃには、ハウジング４内からインクを排出する排出口５ｄが形成されている。排出口５ｄは、円形の開口である。排出口５ｄは、筒体５の軸線方向Ｌにおける中央よりも他方側開口端部５ｂ側に形成されている。排出口５ｄからは、第二インク供給管１５を脱着可能に接続するための接続部５ｅが、軸線方向Ｌと直交する方向に沿って延びている。接続部５ｅは、円筒状に形成されており、接続部５ｅの内周面には、第二インク供給管１５がねじ込まれる雌ネジ５ｆが形成されている。なお、排出口５ｄと第二インク供給管１５との連結は、螺合に限定されるものではなく、例えば、嵌合により行ってもよい。

筒体５、第一蓋部６及び第二蓋部７は、製造容易性の観点から、樹脂製であることが好ましい。この場合、筒体５、第一蓋部６及び第二蓋部７を、射出成型により製造することができる。また、筒体５、第一蓋部６及び第二蓋部７は、インクとしてＵＶインクを使用する場合を考慮して、紫外線を透過しない色、例えば黒色であることが好ましい。

そして、中空糸膜束３の一方側膜束端部３ｅが、封止部８により筒体５の一方側開口端部５ａに固定されており、中空糸膜束３の他方側膜束端部３ｆが、封止部９により筒体５の他方側開口端部５ｂに固定されている。

封止部８は、樹脂により形成されている。封止部８に用いる樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、紫外線硬化型樹脂、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂が挙げられる。封止部８は、筒体５の軸線方向Ｌと垂直な断面において、中空部３ｂ以外の全域に充填されている。つまり、封止部８は、中空糸膜２間と、中空糸膜２の内側と、中空糸膜束３と筒体５の内壁との間と、にのみ封止部８が充填されている（図３（ａ）参照）。そして、封止部８には、中空部３ｂと筒体５外部とを連通する連通口８ａが形成されている。このため、供給口６ａから第一蓋部６内に供給されたインクは、連通口８ａからのみ筒体５内に供給され、筒体５内において、中空糸膜２の外側に供給される。

封止部９は、封止部８と同様の樹脂により形成されている。封止部９は、筒体５の軸線方向Ｌと垂直な断面において、中空糸膜２の内側以外の全域に充填されている。つまり、封止部９は、中空糸膜２の内側には充填されておらず、中空糸膜２間、中空糸膜束３と筒体５の内壁との間、中空部３ｂ、にのみ充填されている（図３（ｂ）参照）。なお、中空糸膜束３の他方側膜束端部３ｆにも支持体１０が配置されている場合は、中空糸膜束３と支持体１０との間、支持体１０の網目１０２、にも封止部９が充填されている。このため、筒体５に供給されたインクは、封止部９を超えて第二蓋部７側に流れ込むのが阻止される。また、中空糸膜２の内側と第二蓋部７の内側とが連通されているため、吸引ポンプ１６により吸気口７ａから吸気することで、中空糸膜２の内側が減圧される。

封止部８は、例えば、中空糸膜束３の一方側膜束端部３ｅの中心軸線Ｌ１と筒体５の中心軸線Ｌ２とが同じ位置となるように、中空糸膜束３の一方側膜束端部３ｅを筒体５に固定している。また、封止部９は、例えば、中空糸膜束３の他方側膜束端部３ｆの中心軸線Ｌ１と筒体５の中心軸線Ｌ２とが同じ位置となるように、中空糸膜束３の他方側膜束端部３ｆを筒体５に固定している。なお、封止部９は、例えば、中空糸膜束３の他方側膜束端部３ｆの中心軸線Ｌ１が筒体５の中心軸線Ｌ２に対して排出口５ｄの反対側に偏芯した位置となるように、中空糸膜束３の他方側膜束端部３ｆを筒体５に固定してもよい。

なお、筒体５の内径Ｄと、中空糸膜束３の軸線方向Ｌにおける長さとの比は、１：１〜１：６であることが好ましい。

次に、中空糸脱気モジュール１によるインクの脱気方法について説明する。

インク貯留部１２から第一インク供給管１４に供給されたインクは、供給口６ａから第一蓋部６内に供給される。第一蓋部６内に供給されたインクは、連通口８ａを通って中空部３ｂに供給される。中空部３ｂに供給されたインクは、支持体１０の網目１０２を通って、中空糸膜２間の隙間に供給され、更に、当該隙間を通って筒体５の半径方向外側に流れていく。つまり、中空部３ｂに供給されたインクは、筒体５内において、中空糸膜２の外側に供給される。このとき、吸引ポンプ１６を作動させて吸気口７ａからハウジング４内を吸気することで、中空糸膜２の内側が減圧される。すると、インクが中空糸膜２間を通過する際に、インクから溶存気体及び気泡が中空糸膜２の内側に引き込まれる。これにより、インクの脱気が行われる。そして、脱気されたインクは、排出口５ｄから第二インク供給管１５に流れ込み、第二インク供給管１５からインクジェットヘッド１３に供給される。

このとき、中空糸膜２は、経時的にインクにより膨潤していく。なお、中空糸膜２が膨潤する速度及び程度は、中空糸膜２の素材、膜形状、膜形態等によって変わり、また、インクの種類によっても変わる。例えば、中空糸膜２の素材として、ポリオレフィン系樹脂を用い、インクとして、セラミック粉末が溶媒に分散されたセラミックインクを用いた場合は、特に中空糸膜２の膨潤速度及び膨潤程度が大きくなる。そして、膨潤した中空糸膜２は、捩れて扁平しようとするとともに、中空部３ｂに入り込もうとする。

ここで、セラミックインクに用いられる溶媒としては、本発明の効果を損ねるものでなければ特に限定されることなく、公知のものであってよいが、具体的に例示するならば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール等のグリコール類、３−メトキシ−３−メチルブタノール、３−メトキシブタノール等のグリコールモノアルキルエーテル類、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルブチルエーテル、トリエチレングリコールメチルブチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル等のグリコールジアルキルエーテル類、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のグリコールモノアセテート類、グリコールジアセテート類、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、２−ブタノール、２−メチル−１−プロパノール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、メチル−ｎ−プロピルケトン、メチルイソプロピルケトン、メチル−ｎ−ブチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチル−ｎ−アミルケトン、メチルイソアミルケトン、ジエチルケトン、エチル−ｎ−プロピルケトン、エチルイソプロピルケトン、エチル−ｎ−ブチルケトン、エチルイソブチルケトン、ジ−ｎ−プロピルケトン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、イソホロン等のケトン類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸−ｎ−プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸−ｎ−ブチル、酢酸イソブチル、酢酸ヘキシル、酢酸オクチル、酢酸−２−メチルプロピル、酢酸−３−メチルブチル等の酢酸エステル類、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ブチル等の乳酸エステル類、ｎ−ヘキサン、イソヘキサン、ｎ−ノナン、イソノナン、ドデカン、イソドデカン等の飽和炭化水素類、１−ヘキセン、１−ヘプテン、１−オクテン等の不飽和炭化水素類、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン、シクロデカン、デカリン等の環状飽和炭化水素類、シクロヘキセン、シクロヘプテン、シクロオクテン、１，１，３，５，７−シクロオクタテトラエン、シクロドデセン等の環状不飽和炭化水素類、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、テルペン類、エーテル類、環状イミド、３−メチル−２−オキサゾリジノン、３−エチル−２−オキサゾリジノン等の３−アルキル−２−オキサゾリジノン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−エチル−２−ピロリドン等のＮ−アルキルピロリドン、γ−ブチロラクトン、ε−カプロラクトン等のラクトン、β−アルコキシプロピオンアミド等の含窒素溶剤が挙げられる。

しかしながら、中空部３ｂを画成する中空糸膜束３の内周面３ａには、支持体１０が当接されているため、膨潤した中空糸膜２は、捩れて扁平するのが抑制されるとともに、中空部３ｂに入り込むのが抑制される。その結果、中空糸脱気モジュール１では、中空糸膜２が膨潤しても、インクの流路が狭められ又は閉塞されるのを抑制できるため、インクの圧力損失が急激に上昇するのを抑制することができる。

このように、本実施形態に係る中空糸脱気モジュール１では、中空糸膜２の外側にインクを供給するとともに中空糸膜２の内側を減圧することでインクを脱気する外部灌流型である。このため、インクの圧力損失を低く抑えることができる。これにより、例えば、インクの自重によりインク貯留部１２からインクジェットヘッド１３にインクを供給するインクジェットプリンタ１１に中空糸脱気モジュール１を搭載しても、適切にインクジェットヘッド１３にインクを供給することができる。

そして、支持体１０が円筒状であるため、中空糸膜束３の内周面３ａを全体的に支持することができる。

また、支持体１０が網状であるため、インクが支持体１０を通過する際の圧力損失が上昇するのを抑制することができる。これにより、中空糸脱気モジュールの初期圧が上昇するのを抑制することができる。

また、支持体１０の開孔率を１０％以上とすることで、中空糸脱気モジュールの初期圧が上昇するのを適切に抑制することができ、支持体１０の開孔率を８０％以下とすることで、支持体１０による中空糸膜２の支持力が低下しすぎるのを抑制することができる。

また、支持体１０が中空糸膜束３の一方側端面３ｃと他方側端面３ｄとの間に配置されているため、支持体１０を筒体５内に収容することができる。これにより、中空糸脱気モジュール１が作製しやすくなるため、中空糸脱気モジュール１の製造コストを抑制することができる。

また、本実施形態に係るインクジェットプリンタ１１では、第一インク供給管１４及び第二インク供給管１５を備えるインク流路に中空糸脱気モジュール１が取り付けられているため、インク流路における圧力損失の急激な上昇を抑えることができるとともに、長期にわたってインクを脱気することができる。これにより、例えば、インクの自重によりインク貯留部１２からインクジェットヘッド１３にインクを供給するインクジェットプリンタ１１であっても、適切にインクジェットヘッド１３にインクを供給することができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、支持体が円筒状であるものとして説明したが、中空糸膜を支持して中空糸膜が中空部に入り込むのを抑制することができれば、支持体は如何なる形状であってもよい。また、上記実施形態では、支持体が網状であるものとして説明したが、中空糸膜を支持して中空糸膜が中空部に入り込むのを抑制することができれば、支持体は網状でなくてもよい。また、上記実施形態では、脱気する液体としてインクを例示して説明したが、脱気する液体はインク以外の液体であってもよい。また、上記実施形態では、供給口６ａからハウジング４内にインクを供給し、排出口５ｄからハウジング４内のインクを排出するものとして説明したが、インクの入口と出口とを反転させてもよい。つまり、排出口５ｄからハウジング４内にインクを供給し、供給口６ａからハウジング４内のインクを排出するものとしてもよい。

次に、本発明の実施例を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

実施例１〜３の中空糸脱気モジュールと、比較例１及び２の中空糸脱気モジュールと、を作製し、図７に示す試験回路において、インクを循環させることによる圧力損失の上昇について計測した。

（試験回路）
図７に示すように、試験回路は、インクが貯留されているインクタンク２１に挿入された第一インク供給管２２を、中空糸脱気モジュールの供給口に接続し、第一インク供給管２２に、第一インク供給管２２内のインクを中空糸脱気モジュール側に送液するポンプ２３と、第一インク供給管２２内のインクの圧力を計測する入口圧力計２４と、を取り付けた。また、試験回路は、インクタンク２１に挿入された第二インク供給管２５を、中空糸脱気モジュールの排出口に接続し、第二インク供給管２５に、第二インク供給管２５内のインクの圧力を計測する出口圧力計２６を取り付けた。

（実施例１）
実施例１の中空糸脱気モジュールは、次の通り作製した。

実施例１では、ベースモジュールとして、ＤＩＣ株式会社製のＳＥＰＡＲＥＬ ＥＦ−Ｇ５の中空糸脱気モジュールを用いた。そして、このベースモジュールにおいて、中空糸膜束の内周面に、大日本プラスチック株式会社製のダイプラネトロンシート（網目の大きさ（３ｍｍ×３ｍｍ）、厚み（１．４ｍｍ））を、パイプ径φが１４ｍｍとなるように円筒状に巻いた支持体を当接させたものを、実施例１の中空糸膜モジュールとした。具体的に説明すると、ポリ−４メチルペンテン−１を素材とした不均質構造の側壁（膜）を有する内径１００μｍ、外径１８０μｍの中空糸膜を作製した。次に、１インチ当たりに中空糸膜が６１本となるように、同列に並ぶ多数の中空糸膜を経糸により簾状に織り、所定長さの中空糸膜シートを作製した。次に、円筒状の支持体に中空糸膜シートを巻き付けて、円筒状の中空糸膜束を作製した。次に、中空糸膜束をハウジングの筒体に挿入し、中空糸膜束の一方側膜束端部を、封止部により筒体の一方側開口端部に固定するとともに、中空糸膜束の他方側膜束端部を、封止部により筒体の他方側開口端部に固定した。そして、筒体の一方側開口端部に第一蓋部を取り付けるとともに、筒体の他方側開口端部に第二蓋部を取り付けることで、実施例１の中空糸脱気モジュールを作製した。実施例１の中空糸脱気モジュールの主な条件を表１に示す。

（実施例２）
支持体として、森六ケミカルズ株式会社製のネトロンパイプ（ＰＸ−２２５−２０００、ＢＫ、外径（１４．６ｍｍ）、内径（１３．６ｍｍ）、ピッチ（押出１０ｍｍ、幅 参考値 ０．８ｍｍ）、パイプ径φ（１４ｍｍ））を用いた。その他の条件は、実施例１と同様にして、実施例２の中空糸脱気モジュールを作製した。実施例２の中空糸脱気モジュールの主な条件を表１に示す。

（実施例３）
支持体として、森六ケミカルズ株式会社製のネトロンパイプ（ＰＸ−２２５−２０００、ＢＫ、外径（１４．６ｍｍ）、内径（１３．６ｍｍ）、ピッチ（押出（１０ｍｍ）、幅 参考値（０．８ｍｍ））、パイプ径φ（１０ｍｍ）を用いた。その他の条件は、実施例１と同様にして、実施例３の中空糸脱気モジュールを作製した。実施例３の中空糸脱気モジュールの主な条件を表１に示す。

（比較例１）
封止部の樹脂が硬化した後に中空糸膜束から支持体を抜いた他は、実施例２と同様にして、比較例１の中空糸脱気モジュールを作製した。つまり、比較例１の中空糸脱気モジュールとして、ＤＩＣ株式会社製のＳＥＰＡＲＥＬ ＥＦ−Ｇ５の中空糸脱気モジュールを用いた。比較例１の中空糸脱気モジュールの主な条件を表１に示す。

（実験）
実験では、炭化水素溶媒（エクソンモービル株式会社製「Ｅｘｘｓｏｌ（登録商標） Ｄ１３０」（Ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｅｓ， Ｃ１４−Ｃ１８， ｎ−ａｌｋａｎｅｓ， ｉｓｏ−ａｌｋａｎｅｓ， ｃｙｃｌｉｃｓ， ａｒｏｍａｔｉｃｓ等））を含有するセラミックインクを使用し、インクの設定温度を４５℃とした。

そして、（１）インクの設定流量を２００ｇ／ｍｉｎにしてインクを循環させ、入口圧力計２４で計測した入口圧力と出口圧力計２６で計測した出口圧力との差を圧力損失として算出するとともに、図示しない流量計によりインクの流量を計測した。次に、（２）インクの設定流量を１０００ｇ／ｍｉｎにしてインクを循環させ、入口圧力計２４で計測した入口圧力と出口圧力計２６で計測した出口圧力との差を圧力損失として算出するとともに、図示しない流量計によりインクの流量を計測した。なお、（１）及び（２）で算出した圧力損失を初期値とした。

次に、（３）インクの設定流量を１０００ｇ／ｍｉｎにして任意の時間放置した。その後、（４）インクの設定流量を２００ｇ／ｍｉｎにしてインクを循環させ、入口圧力計２４で計測した入口圧力と出口圧力計２６で計測した出口圧力との差を圧力損失として算出するとともに、図示しない流量計によりインクの流量を計測した。次に、（５）インクの設定流量を１０００ｇ／ｍｉｎにしてインクを循環させ、入口圧力計２４で計測した入口圧力と出口圧力計２６で計測した出口圧力との差を圧力損失として算出するとともに、図示しない流量計によりインクの流量を計測した。なお、（３）の放置時間としては、実施例１では２３時間とし、実施例２では２４時間及び４７時間の二種類とし、実施例３では２３時間及び４７時間の二種類とした。

そして、（４）及び（５）で算出した圧力損失に対する（１）及び（２）で算出した圧力損失の割合を、圧力損失の上昇率として算出した。実施例１〜３及び比較例１の実験結果を表２に示す。また、実施例１の実験結果をグラフ化したものを図８に示し、実施例２の実験結果をグラフ化したものを図９に示し、実施例３の実験結果をグラフ化したものを図１０に示し、比較例１の実験結果をグラフ化したものを図１１に示す。

（評価１）
表２及び図８〜図１０に示すように、実施例１〜３の何れも、圧力損失の急激な上昇は見られなかった。この結果から、支持体を備えることで、圧力損失の急激な上昇を抑制する効果が得られることが分かった。また、支持体の厚みが１ｍｍ程度あれば中空糸膜を支持できることも分かった。また、支持体のパイプ径φは１０ｍｍでも１４ｍｍでも大きく変わらないことが分かった。また、実施例１〜３の何れも、１日程度インク循環させた後は、圧力損失が大きく変動しないことも分かった。

（評価２）
表２、図９及び図１１に示すように、実施例２と比較例１とを比較した結果、実施例２では、圧力損失の急激な上昇は見られなかったのに対し、比較例１では、１日も経過しないうちに、圧力損失が急激に上昇したことが分かった。特に、インクの設定流量を１０００ｇ／ｍｉｎにした際の圧力損失の上昇率が顕著に見られた。この結果から、支持体を備えない場合比べて、支持体を備えることで、圧力損失の急激な上昇を抑制する効果が得られることが分かった。なお、比較例１においても、１日程度インクを循環させた後は、圧力損失が大きく変動しないことも分かった。

１…中空糸脱気モジュール、２…中空糸膜、３…中空糸膜束、３ａ…内周面、３ｂ…中空部、３ｃ…一方側端面、３ｄ…他方側端面、３ｅ…一方側膜束端部、３ｆ…他方側膜束端部、４…ハウジング、５…筒体、５ａ…一方側開口端部、５ｂ…他方側開口端部、５ｃ…側壁、５ｄ…排出口、５ｅ…接続部、５ｆ…雌ネジ、６…第一蓋部、６ａ…供給口、６ｂ…接続部、６ｃ…雌ネジ、７…第二蓋部、７ａ…吸気口、７ｂ…接続部、７ｃ…雌ネジ、８…封止部、８ａ…連通口、９…封止部、１０…支持体、１０１…線状部、１０１ａ…第一線状部、１０１ｂ…第二線状部、１０２…網目、１１…インクジェットプリンタ、１２…インク貯留部、１３…インクジェットヘッド、１４…第一インク供給管、１５…第二インク供給管、１６…吸引ポンプ、１７…吸気管、２１…インクタンク、２２…第一インク供給管、２３…ポンプ、２４…入口圧力計、２５…第二インク供給管、２６…出口圧力計、Ｌ…軸線方向、Ｌ１…中空糸膜束の中心軸線、Ｌ２…筒体の中心軸線。

Claims (5)

1. 複数本の中空糸膜が円筒状に束ねられた中空糸膜束と、前記中空糸膜束が収容されて軸線方向に延びる筒体と、を備え、前記中空糸膜束の中空部から前記中空糸膜間の隙間に液体を供給するとともに前記中空糸膜の内側を減圧することで、前記液体を脱気する中空糸脱気モジュールであって、
   前記中空糸膜束の内周面に当接される支持体を備える、
   中空糸脱気モジュール。
2. 前記支持体は、円筒状である、
   請求項１に記載の中空糸脱気モジュール。
3. 前記支持体は、網状である、
   請求項１又は２に記載の中空糸脱気モジュール。
4. 前記支持体は、前記中空糸膜の中心軸線方向において、前記中空糸膜束の一方側端面と他方側端面との間に配置されている、
   請求項１〜３の何れか一項に記載の中空糸脱気モジュール。
5. インク貯留部に貯留されたインクがインク流路を通ってインクジェットヘッドに供給されるインクジェットプリンタであって、
   請求項１〜４の何れか一項に記載の中空糸脱気モジュールが前記インク流路に取り付けられている、
   インクジェットプリンタ。

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