JP2016190492A - 気液分離器、及びそれを備えたインクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】設置方向自在の気液分離器を用いて、稼働中の溶剤消費量を削減したインクジェット記録装置を提供することにある。【解決手段】本発明は、内部に円筒形のチャンバを備えたケーシングと、ケーシングの壁部に結合されチャンバに接続される気液２相流入口管と、チャンバに流入した気液のうちガスを吐出するガス出口管と、チャンバに流入した気液の大部分の液を吐出する気液２相出口管とを備え、チャンバ内で気液流出口管の周囲に間隙を形成し表面張力や吸引の流れを利用し液体とガスに分離する気液分離器を特徴とし、この気液分離器をインクジェット記録装置に搭載し、特に印字ヘッドに搭載し溶剤ガスを充満させてガターから吸引させることで、溶剤消費量を削減した。【選択図】 図７

Description

本発明は、気液分離器及びそれを備えたインクジェット記録装置に関するものである。

本技術分野の背景技術として、特許文献１（特開２００９−１７２９３２号公報）があり、この特許文献１には、いわゆるコンティニュアス方式のインクジェット記録装置においては、ノズルよりインクを噴出させ、印字に用いるインク粒子にのみ帯電電極で帯電させ、帯電されたインク粒子を偏向電極で飛翔方向を偏向させて印字を行い、印字に用いないインク粒子はガターに吸引されて回収され、再度印字に用いるものである。また、ガターにおいては、インク粒子を吸引して回収する際に周囲の空気も同時に吸引する。吸引された空気は、インク容器内に送られ続けるため、インク容器内から機外へ排出する構成をとっていることが記載されている。

また、特許文献２（特開２００３−４３４３号公報）があり、この特許文献２には、空気調和装置においてケーシングと、前記ケーシングの壁部に形成された開口にそれぞれ結合され、気相分と液相分とが混合して気液２相流となった冷媒を流入させる気液２相流入口管、冷媒の液相分を流出させる液出口管及び冷媒の気相分を流出させるガス出口管とを備える気液分離装置について記載されている。

特開２００９−１７２９３２号公報 特開２００３−４３４３号公報

例えば、特許文献１に記載のいわゆるコンティニュアス方式のインクジェット記録装置においては、ガターから、インク粒子を吸引して回収する際に周囲の空気も同時に吸引している。インク回収経路内では、インクと空気が同時に流れているため、インク中に含まれる溶剤成分が揮発し、空気中に溶け込んで飽和した溶剤ガスとなる。この溶剤ガスは、インク容器内から機外へ排出されるため、インク回収経路内で溶剤成分が揮発した分、インク容器内のインク濃度が高くなってしまう。インク濃度変化による印字品質悪化を防止する為に、インク容器には、インク回収経路内で溶剤成分が揮発した分、溶剤を補充する構成をとっている。また、インク中の溶剤成分の揮発は、装置本体内部の温度が高いほど促進される。このことにより、顧客のインクジェット記録装置のランニングコスト悪化に繋がっている。また、例えば特許文献２に記載の気液分離装置においては、設置方向が変わると気液分離できなくなる課題がある。

本発明の目的は、設置方向自在の気液分離器を用いて、稼働中の溶剤消費量を削減したインクジェット記録装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。本発明は、内部にチャンバを有するケーシングと、該ケーシングに結合され、該チャンバに接続される気液２相流入管と、前記チャンバ内のガスを吐出するガス出口管と、前記チャンバ内の液を吐出する気液２相出口管と、を備える気液分離器であって、前記チャンバ内の前記気液２相出口管の周囲に間隙を形成する構成としたことを特徴とする。

本発明によれば、小型かつ方向性自在な気液分離器を提供することができ、また、本発明によれば、溶剤消費量を低減できるインクジェット記録装置を提供することができる。

本発明のインクジェット記録装置の外観斜視図を示す。 インクジェット記録装置の使用状態を示す斜視図である。 インクジェット記録装置の印字ヘッドの外観を示す斜視図である。 インクジェット記録装置の本体内部構造の概念図である。 インクジェット記録装置の動作原理を示す概略図である。 本発明の実施例１の気液分離器の外観斜視図及び分解斜視図を示す。 実施例１の気液分離器の全体断面図、側面図及び中央部縦断面図を示す。 図７（ａ）の部分拡大図を示す。 実施例２の気液分離器の全体断面図、側面図及び中央部縦断面図を示す。 図９（ａ）の部分拡大図を示す。 実施例３の気液分離器の全体断面図、側面図及び中央部縦断面図を示す。 図１１（ａ）の部分拡大図を示す。 実施例４の気液分離器の全体断面図、側面図及び中央部縦断面図を示す。 図１３（ａ）の部分拡大図を示す。 実施例５のインクジェット記録装置の経路構成図を示す。 図１５のインクジェット記録装置の機能ブロック図を示す。 実施例６のインクジェット記録装置の経路構成図を示す。 図１７のインクジェット記録装置の機能ブロック図を示す。 実施例７のインクジェット記録装置の経路構成図を示す。 実施例８のインクジェット記録装置の経路構成図を示す。 実施例１の別形態の気液分離器の全体断面図を示す。 実施例１の気液分離器の液の流れを示す。 実施例１の気液分離器の各向きでの液の流れを示す。 実施例１の気液分離器の気液流入口を変えた場合の液の流れを示す。 実施例１の気液分離器の気液流入口を変えた場合の各向きでの液の流れを示す。 実施例１の別形態の気液分離器の全体断面図を示す。 実施例１の別形態の気液分離器の全体断面図を示す。 実施例５の実施形態による印字操作が行われているときにおけるインク、エア、溶剤の流れを太線で示す流体経路図である。 実施例５の実施形態による粘度測定または溶剤補給が行われているときにおけるインク、エア、溶剤の流れを太線で示す流体経路図である。 実施例６のインクジェット記録装置の印字ヘッドの内部構造を示す斜視図である。 実施例６の実施形態による印字操作が行われているときにおけるインク、エア、溶剤の流れを太線で示す流体経路図である。 実施例６の実施形態による粘度測定または溶剤補給が行われているときにおけるインク、エア、溶剤の流れを太線で示す流体経路図である。 実施例６の実施形態による気液分離器の逆洗浄が行われているときにおけるインク、エア、溶剤の流れを太線で示す流体経路図である。

以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。なお、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）図１は、本発明のインクジェット記録装置の外観斜視図を示す。図１において、１はインクジェット記録装置本体、２は印字ヘッド、３は操作表示部、４は導管である。インクジェット記録装置は、本体１に操作表示部３を備え、外部に印字ヘッド２を備え、本体１と印字ヘッド２は導管４にて接続されている。

次に、このインクジェット記録装置の使用状態について図２を用いて説明する。図２において、１はインクジェット記録装置本体、２は印字ヘッド、４は導管、１３は数字や文字を印字される被印字物、１５は被印字物を搬送するベルトコンベア、１６はベルトコンベア１５の搬送距離を計測するロータリエンコーダ、１７は印字センサである。

インクジェット記録装置３００は、例えば、食品や飲料などが生産される工場内の生産ラインに据え付けられ、本体１は使用者が操作できる位置に設置され、印字ヘッド２はベルトコンベア１５などの生産ライン上を給送される印字対象物１３に近接できる位置に設置される。ベルトコンベア１５などの生産ライン上には給送速度に係わらず同じ幅で印字するために、給送速度に応じた信号をインクジェット記録装置４００に出力するエンコーダ１６や、印字対象物１３を検出してインクジェット記録装置４００に印字を指示する信号を出力する印字センサ１７が設置されていて、それぞれは本体１内の図示しない制御部に接続されている。エンコーダ１６や印字センサ１７からの信号に応じて制御部がノズル８から吐出されるインク粒子７Ｃへの帯電量や帯電タイミングを制御し、印字対象物１３が印字ヘッド２近傍を通過する間に帯電、偏向されたインク粒子７Ｃを印字対象物１３へ付着させて印字を行うようになっている。

次に、印字ヘッド２の構成について図３を用いて説明する。図３において、図３は印字ヘッド２に印字ヘッドカバー５２が装着された状態を示している。印字ヘッド２の内部には、インク粒子を噴出するノズル８と、印字するインク粒子に帯電する帯電電極１１と、インク粒子を偏向する偏向電極１２と、非印字インク粒子を回収するガター１４が一直線上に配置されている。また、ノズル８の横には、気液分離器１００を設置している。５３は印字するインク粒子が飛び出す開口部である。気液分離器１００について、設置場所は図３において印字ヘッドの中に設置しているが、これに限定されるものではない。気液分離器については後で詳細に説明する。

次に、インクジェット記録装置本体１の構成について図４を用いて説明する。図４は、インクジェット記録装置の縦断面図を示し、本体１の上部には制御回路３００等の電気系部品が配置され、上部前面には操作表示部３が設置されている。また、本体１の下部の前側６１０には、ノズルに供給するインクを貯めたインク容器１８と、ノズルに供給する溶剤を貯めた溶剤容器（不図示）、インク容器１８内のインク濃度を検出する濃度計（不図示）等が納められている。さらに、本体１の下部の後側６２０には、電磁弁２２、ポンプユニット２４等の循環系制御部品等が納められ、本体１の背面には外部ユニット６３０から導管４を介して印字ヘッド２と接続し、導管４内には、インクが流入、流出する管や各電極を印加する高圧電源ライン及び制御ラインが配置されている。また、本体１の下部６１０の前面の扉６００を開くことで、インク容器１８、溶剤容器を本体１より取り出せるようになっており、インクや溶剤の補充や廃棄等のメンテナンスが容易にできる構成になっている。

次に、インクジェット記録装置の動作原理について図５を用いて説明する。図５において、１８はインク容器、７Ａはインク、２４はインクを加圧し、送り出すポンプ、９は電圧を印加すると所定の周波数で振動する電歪素子、８はインクを吐出するノズル、７Ｂはインク柱である。１１はインク粒子に帯電させる帯電電極、７Ｃはインク粒子で、１２は偏向電極、１３は印字される被印字物、１４は印字しないインク粒子を回収するガターである。

インク容器１８内のインク７Ａはポンプ２４に吸引、加圧されてインク柱７Ｂとなってノズル８から吐出される。ノズル８には、電歪素子９が備えられており、インクに所定の周波数で振動を加えてノズル８から吐出されるインク柱７Ｂを粒子化するようになっている。これにより生成されるインク粒子７Ｃの数は，電歪素子９に印加する励振電圧の周波数により決定され、その周波数と同数となる。インク粒子７Ｃは、印字情報に対応した大きさの電圧を帯電電極１１にて印加することで電荷を与えられるようになっている。

帯電電極１１で帯電させられたインク粒子７Ｃは、偏向電極１２間の電界中を飛翔している間、帯電量に比例した力を受けて偏向し、印字対象物１３へ向かって飛翔して着弾する。その際、インク粒子７Ｃは帯電量に応じて偏向方向の着弾位置は変化し、さらに偏向方向と直行する方向に生産ラインが印字対象物１３を移動させることで、偏向方向と直行した方向にも粒子を着弾させることが可能となり、複数の着弾粒子によって文字を構成し印字を行う。印字に使用されなかったインク粒子７Ｃは偏向電極１２間を直線的に飛翔して、ガター１４により捕捉された後に経路を経由して、主インク容器１８に回収される。

次に、本発明の実施例１の気液分離器について図６〜図８を用いて説明する。気液分離器とは気体と液体を分離するもので、溶剤を回収などの作用をする。図において、図６は実施例１の気液分離器の外観斜視図とその分解斜視図を示し、図７は気液分離器の全体断面図、側面図、及び中央部の縦断面図を示し、図８は図７（ａ）の部分拡大図を示す。図６〜図８において、１１１はガス出口管、１０２はガス出口管１１１を挿入し固定したケーシング、１１２は気液２相流入管、１１３は気液２相出口管、１０１は気液２相流入管１１２と気液２相出口管１１３を挿入し固定したケーシング、１０１Ａはチャンバである。ここで、気液２相出口管１１３の二次側には図示しないポンプが設置されており、気液分離器１００からポンプ側へと向かう吸引力が働くように構成されている。

実施例１の気液分離器１００の構成は、図６（ａ），（ｂ）に示すように、円柱形で所定の位置から嵌合のため外周を削り中央に孔を有し、この孔にガス出口管１１１を挿入し固定したケーシング１０２と、円柱形で所定に位置まで嵌合するために筒状とし、２本の管を通す孔を有し、この孔に気液２相流入管１１２と気液２相出口管１１３を挿入して固定したケーシング１０２とを嵌め合い、中央部に空間を持たせチャンバを形成する。ここで、ケーシング１０１とケーシング１０２、およびガス出口管１１１、気液２相流入管１１２、気液２相出口管１１３の結合方法は、溶接、または、接着剤、または、圧入、または、ねじ止め等、さまざまな方法が考えられ、特に限定しない。この気液分離器１００のケーシング（ケーシング１０１とケーシング１０２を組み合わせたもの）の外部寸法は、例えば外径φ８[ｍｍ]、高さ１０[ｍｍ]程度となっている。

次に、図７（ａ）に実施例１の気液分離器１００Ａの断面図を示す。気液分離器１００Ａにおいて、ケーシング１０１とケーシング１０２を嵌め合い組み合わせて筺体を構成し、その内部に円筒形のチャンバ１０１Ａを形成する。ガス出口管１１１は、ケーシング１０２の一端面の中央からチャンバ１０１Ａに連通している。また、気液２相出口管１１３はその先端がチャンバ１０１Ａ内の奥まで挿入され、気液２相流入管１１２はチャンバ１０１Ａの奥までは挿入しないで、チャンバ１０１Ａを形成する内壁の所まで挿入し固定する。

図７（ｂ）は、図７（ａ）のＡ方向からの図を示し、図７（ｃ）は図７（ａ）のＢ方向からの図を示す。図７（ｂ）、（ｃ）において、円柱形の筐体を形成するケーシング１０２の中央にガス出口管１１１を配置し、その対向の円筒形のケーシング１０１には、中心点を対称に気液２相出口管１１３と気液２相流入管１１２が配置され、固定されている。また、図７（ｄ）は、図７（ａ）のチャンバ１０１Ａの中央のＣ方向の図を示し、チャンバ１０１Ａ内で気液２相出口管１１３の管の外形とケーシング１０１の内壁とに間には間隙を形成するように構成している。

次に、図７（ａ）の点線枠Ｄの拡大図を図８に示す。図８において、ガス出口管１１１の先端は、ケーシング１０２の内壁５３の所まで挿入し固定する。また、ケーシング１０２と気液２相出口管１１３との間には間隙１０１Ｂを形成するように内壁５３に深さＬ１の円筒形の凹部を設ける。さらに、ケーシング１０１の内周壁と気液２相出口管１１３の外周壁との間には間隙１０１Ｃを形成するように構成する。図８において、１１１Ａはガス出口管の孔で、１１３Ａは気液２相出口管の孔である。

上記のように、気液２相出口管１１３の周囲に間隙１０１Ｂ，１０１Ｃを形成することで、気液２相出口管１１３に接続されたポンプなどによる吸引力がこれらの間隙にまで伝わり、チャンバ１０１Ａに蓄積した液体が間隙１０１Ｂ，１０１Ｃを介して吸引されて気液２相出口管１１３に吐出するため、気液２相出口管１１３から回収することができるようになる。具体的には、気液２相出口管１１３の先端とチャンバ内壁との距離Ｌ１は、気液２相出口管１１３と気液２相流入管１１２の間隔、またはチャンバ１０１Ａの円筒軸方向の長さＬ３に比べ短く、実施例１では液体の表面張力に合わせて、Ｌ１＝０．３ｍｍ、Ｌ３＝３ｍｍとしている。また、気液２相出口管１１３とチャンバ１０１Ａの内壁との間の距離Ｌ２をＬ１と同等のＬ２＝０．３ｍｍとすることで、気液２相出口管１１３の管周辺に液体が集まるようにしている。また、本発明の気液分離器１００Ａにおいては、ガス出口管１１１と気液２相流入管１１２を交換しても気液分離を行うことができる。

本実施例１によれば、気液２相流れている経路に気液分離器１００Ａを設置することで、気液２相流入管１１２から気液を流入する場合はガス出口管１１１（もし、ガス出口管１１１から気液を流入させる場合は気液２相流入管１１２）から液排出を防止することができる。また、本実施例における気液分離器１００Ａにおいては、上向き、下向き、横向きなど、様々な設置姿勢による重力の向きの影響を受けにくい液体と気体の表面張力差を利用する気液分離を行っている。本実施例の別形態として、図２１に示した気液分離器１００Ｅのように、ケーシング１０３に接続されたガス出口管１１１の接続位置は、中央からずらした位置でも良い。

次に、本発明の実施例１による気液分離器１００Ａの動作について説明する。先ずは、図２２を用いて、気液２相流入管１１２がケーシング１０１側に備えられている場合の動作について説明する。図２２（ａ）は、気液分離器１００Ａ内部構造と気液の流れを示しており、図２２（ｂ）は、図２２（ａ）内のＭ−Ｍ断面にて液の流れを示した図となっている。先ず、ケーシング１０１に備えられた気液２相流入管１１２では、気液流入流れ１１５の矢印の向きで、気体と液１０５が混合した状態で、チャンバ１０１Ａに流入する。次に、ケーシング１０１に備えられた気液２相出口管１１３では、気液回収流れ１１６の矢印の向きで、気体と液１０７が混合した状態で、１０１Ａから液を回収している。ここで、気液２相出口管１１３の２次側にはポンプ等が備え付けられており、液１０７を分離して回収するための吸引力が働いている。

チャンバ１０１Ａでは、気液２相流入管１１２の液１０５がチャンバ１０１Ａに流入すると、まずは重力に従い下部に一時的に溜まる。下部に溜まった液１０６Ａは、表面張力および気液２相出口管１１３の吸引力により、液回収流れ１１８の矢印の向きで、液１０６Ａがチャンバ１０１Ａの壁面を伝って配管１１３とチャンバ１０１Ａとの間隙（図８に図示した１０１Ｂ、１０１Ｃ）に液１０６Ｂが集まり、その後、液１０６Ｂは気液２相出口管１１３から吸引される。チャンバ１０６Ａについては、例えば表面処理、または研削加工、あるいは材料選択により周囲壁面の濡れ性を高くすることで、液１０６Ａが間隙（図８に図示した１０１Ｂ、１０１Ｃ）に集まりやすくすることができる。濡れ性についてはいわゆる親水性であることが望ましく、濡れ性が高いほど回収性が向上する。

ケーシング１０２に備えられたガス出口管１１１では、チャンバ１０１Ａ内の液１０６Ｂが気液２相出口管１１３により吸引できるため、気体排出流れ１１６の矢印の向きでチャンバ１０１Ａより気体のみを流出している。気体排出流れ１１６では、液１１５がほとんど混じることが無く、気体を排出することができる。ここで、気液回収流れ１１６の流量は、流入する液１０５の流量にもよるが、気液流入流れ１１５の２０［％］以上であれば、液１０５を回収可能となる。例えば一例を示すと、気液流入流れ１１５の流量が２００［ｍｌ／分］の場合、気液回収流れ１１６の流量は４０［ｍｌ／分］（＝２００［ｍｌ／分］の２０［％］）、気体排出流れ１１７の流量は１６０［ｍｌ／分］となる。

図２３は、実施例１の気液分離器１００Ａの各向きでの液の流れを示す。図２３（ａ）は図２２（ａ）を１８０°回転させたもの、図２３（ｂ）は図２２（ａ）を９０°回転させたもの、図２３（ｃ）は図２２（ａ）を２７０°回転させたものとなっている。図で示したように、どの方向でも気液分離可能となっている。本発明における気液分離器１００では、重力の影響を受けにくく、設置向きによらず気液分離可能な気液分離器１００を提供できる。

次に、図２４を用いて、図２２の気液２相流入管１１２とガス出口管１１１を入替え、気液２相流入管１１２がケーシング１０２側に備えられている場合の動作について説明する。図２４（ａ）は、気液分離器１００Ａ内部構造と気液の流れを示しており、図２４（ｂ）は、図２４（ａ）内のＮ−Ｎ断面にて液の流れを示した図となっている。先ず、ケーシング１０２に備えられた気液２相流入管１１２では、気液流入流れ１１５の矢印の向きで、気体と液１０５が混合した状態で、１０１Ａに流入する。

次に、ケーシング１０１に備えられた気液２相出口管１１３では、気液回収流れ１１６の矢印の向きで、気体と液１０７が混合した状態で、チャンバ１０１Ａから液を回収している。ここで、気液２相出口管１１３の２次側にはポンプ等が備え付けられており、液１０７を分離して回収するための吸引力が働いている。チャンバ１０１Ａでは、気液２相流入管１１２の液１０５がチャンバ１０１Ａに流入すると、まずは重力に従い下部に一時的に溜まる。下部に溜まった液１０６Ａは、表面張力および気液２相出口管１１３の吸引力により、液回収流れ１１８の矢印の向きで、配管１１３とチャンバ１０１Ａとの間隙（図８に図示した１０１Ｂ、１０１Ｃ）に液１０６Ｂが集まり、その後、液１０６Ｂは気液２相出口管１１３から吸引される。ケーシング１０１に備えられたガス出口管１１１では、チャンバ１０１Ａ内の液１０６Ｂが気液２相出口管１１３により吸引できるため、気体排出流れ１１７の矢印の向きでチャンバ１０１Ａより気体のみを流出している。ここで、気体排出流れ１１６では、液１１５がほとんど混じることが無く、気体を排出することができる。

図２５は、実施例１の気液分離器１００Ａの各向きでの液の流れを示す。図２５（ａ）は図２４（ａ）を１８０°回転させたもの、図２５（ｂ）は図２４（ａ）を９０°回転させたもの、図２５（ｃ）は図２４（ａ）を２７０°回転させたものとなっている。図で示したように、どの方向でも気液分離可能となっている。本発明における気液分離器１００では、重力の影響を受けにくく、設置向きによらず気液分離可能で、気液２相流入管１１２とガス出口管１１１を入替え可能な、気液分離器１００を提供できる。

次に、本実施例における気液分離器１００Ａの別形態を、図２６と図２７に示す。まず、図２６の気液分離器１００Ｆでは、ガス出口１７１Ａがケーシング１７１に備えられておりチャンバ１０１Ａと接続され、ケーシング１７１はケーシング１０１と組み合わせられて構成している。これにより、気液分離器１００Ｆは、気体排出流れ１１７で示したように、チャンバ１０１Ａ内の気体を、ガス出口１７１Ａを通して外部へ排出している。また、図２７の気液分離器１００Ｇでは、ガス出口１７２Ａがケーシング１７２に備えられておりチャンバ１０１Ａと接続され、ケーシング１７２はケーシング１０２と組み合わせられて構成している。これにより、気液分離器１００Ｇは、気体排出流れ１１７で示したように、チャンバ１０１Ａ内の気体をガス出口１７１Ａを通して外部へ排出している。このように液１０５を外部へ排出しないことが目的の場合は、図２６、図２７の構成とすることもできる。

このように本実施例によれば、気液混合で流れてくる流体について大部分の液体は一方の出口から分離除去（または回収）して吸引でき、もう一方の出口からは気体のみを吐き出すことが可能な気液分離器であって、表面張力および吸引力による流れを利用しているために設置方向を自由にでき、また更に、簡単な構造で実現することができる。

そのため、気液分離器を小型にできるため設置場所の省スペース化につながり、また、簡単な構造で実現できるため気液分離器のコストダウンにつながり、また、設置方向によらず気液分離できるために設置向きが決められないような製品（役割）でも使用することが可能となる。

（実施例２）
次に、実施例２に係る発明について、図９及び図１０を用いて説明する。図９は、気液分離器１００Ｂの全体断面図、側面図及び中央部の縦断面図を示し、図１０は図９の部分拡大図を示す。図９（ａ）において、１３１はガス出口管、１２２はガス出口管１３１を挿入し固定するケーシング、１３２は気液２相流入管、１３３は気液２相出口管、１２１は気液２相流入管１３２と気液２相出口管１３３を挿入し固定するケーシング、１２１Ａはチャンバ、１２３は１２１Ａ内に配置したブロックである。ここでブロック１２３の材料が樹脂であるとすれば、成形等で簡単に製造できるようになる。

気液分離器１００Ｂにおいて、ケーシング１２２とケーシング１２１を嵌め合い組み合わせて筺体を形成して、筺体の内部に円筒形のチャンバ１２１Ａを形成し、さらにそのチャンバ１２１Ａにかまぼこ型のブロック１２３を設置する。気液２相流入管１３１は、円柱形のケーシング１２２の一端面の中央に設けた孔に挿入してチャンバ１２１Ａに連通している。また、気液２相出口管１３３と気液２相流入管１３２は、円柱形のケーシング１２１に中心点を対称にチャンバ１２１Ａの壁近傍まで挿入し連通させる。そして、気液２相出口管１３３の箇所に、上記のブロック１２３を設置し、気液２相出口管１３３の周辺に間隙を形成する。この間隙については図１０を用いて説明する。

図９（ｂ）は、図９（ａ）のＥ方向からみた図を示す。ガス出口管１３１は、円柱形のケーシング１２２の中心に配置されている。また、図９（ｃ）は、図９（ａ）のＦ方向から視た図を示し、気液２相出口管１３３と気液２相流入管１３２がケーシング１２１の中心を点対称の位置に配置されている。図９（ｄ）は、図９（ａ）のＧ−Ｇ断面図を示しており、円形のチャンバ１２１Ａの内側で、気液２相出口管１３３の所に半円形状のブロック１２３を設置している。また、ブロック１２３の中心部は空間１２３Ａを設け、気液２相流入管１３２からの気液の流入を妨げないようにしている。

次に、図９（ａ）の点線枠Ｈ部分の拡大図を図１０に示す。図１０において、ガス出口管１３１を挿入し固定したケーシング１２２と、気液２相出口管１３３を挿入し固定したケーシング１２１とを嵌め合い組み込んだ筺体を形成し、筐体内に空間のチャンバ１２１Ａを形成し、このチャンバ１２１Ａの気液２相出口管１３３の所にブロック１２３を設置する。そして、このブロック１２３とケーシング１２２の内壁との間に間隙１２１Ｂを形成し、また、ブロック１２３とケーシング１２１の内周壁との間に間隙１２１Ｃを形成し、さらに、気液２相出口管１３３を挿入した所のケーシング１２１とブロック１２３との間に間隙１２１Ｄを形成する。また、図１０において、１３１Ａはガス出口管の孔、１３３Ａは気液２相出口管の孔、１２３Ａはブロック１２３の空間部で、１２３Ｂ，１２３Ｃ、１２３Ｅ，１２３Ｄはブロック１２３とケーシング１２１との間に凸部で間隙を形成している。

このように本実施例によれば、チャンバ１２１Ａ内にブロック１２３を設けることで、部品の製造が簡単となり、製造時間を短縮し、また更に、製造コストを抑えることが可能な気液分離器を提供することができる。

（実施例３）
次に、実施例３に係る発明について、図１１及び図１２を用いて説明する。図１１は、気液分離器１００Ｃの全体断面図、側面図及び中央部のＬ−Ｌ断面図を示し、図１２は図１１（ａ）の部分拡大図を示す。図１１（ａ）において、１５１は気液２相流入管、１５２はガス出口管、１５３は気液２相出口管、１４２は気液２相流入管を挿入し固定したケーシング、１４１はガス出口管１５２と気液２相出口管１５３を挿入し固定したケーシング、１４３はチャンバ１４１Ａ内に設置した多孔質板である。気液分離器１００Ｃにおいて、ケーシング１４２とケーシング１４１を嵌め合い組み合わせて筺体を形成し、筺体の内部に円筒形のチャンバ１４１Ａを形成する。また、チャンバ１４１Ａのケーシング１４２の壁に間隙を持たせ、多孔質板１４３を設置する。気液２相流入管１５１は円柱形のケーシング１４２の一端面の中央より挿入し固定してチャンバ１４１Ａと連通している。また、気液２相出口管１５３は、ケーシング１４１にチャンバ１４１Ａの奥の方まで挿入し固定し、ガス出口管１５２はチャンバ１４１Ａの所まで挿入し固定して、それぞれ連通させる。

図１１（ｂ）は、図１１（ａ）のＪ方向からみた図を示し、ケーシング１４２の中央部に気液２相流入管１５１が配置されている。図１１（ｃ）は、図１１（ａ）のＫ方向からみた図を示し、気液２相出口管１５３とガス出口管１５２は、ケーシング１４１の中心を点対称の位置に配置されている。図１１（ｄ）は、図１１（ａ）のＬ−Ｌ断面図を示しており、円筒形のチャンバ１４１Ａ内に突き出した気液２相出口管１５３がケーシング１４１の内周壁と間隙を形成している。

また、次に図１１（ａ）の点線枠Ｍの拡大図を図１２に示す。図１２において、気液２相流入管１５１を挿入し固定したケーシング１４２と、気液２相出口管１５３を挿入し固定したケーシング１４１とを嵌め合い組み込んで筐体を形成し、筐体内に空間のチャンバ１４１Ａを形成し、このチャンバ１４１Ａのケーシング１４２の所に多孔質板１４３を設置する。また、ケーシング１４２と多孔質板１４３との間には間隙１４２Ａを有するように凹部を形成する。さらに、多孔質板１４３と気液２相出口管１５３との間にも間隙１４１Ｂを形成し、気液２相出口管１５３とケーシング１４１との間にも間隙１４１Ｃを形成し、液体の表面張力や吸引の流れにより気液が気液２相出口管１５３より出易くする。気液分離器１００Ｃにおいては、気液２相流入管１５１とチャンバ１４１Ａとの間に多孔質板１４３が設置されている。

本実施例によれば、例えば液体とともにインクミストが流れてきた場合、一旦インクミストを補足して、液体がチャンバ１４１Ａの中に流れ込むときに液中にインクミストを溶けさせ、液体と共に気液２相出口管１５３から吸引することができる。これにより、ガス出口管１５２から排出するインクミストを低減することができる。

（実施例４）
次に、実施例４に係る発明について、図１３及び図１４を用いて説明する。図１３は、気液分離器１００Ｄの全体断面図、側面図及び中央部のＺ−Ｚ断面図を示し、図１４は図１３（ａ）の部分拡大図を示す。図１３（ａ）において、１６１はガス出口管、１６２は気液２相流入管、１６３は気液２相出口管、１６５はガス出口管を挿入し固定したケーシング、１６０は気液２相流入管１６２と気液２相出口管１６３を挿入し固定したケーシング、１６４は気液２相出口管１６３を２重にした外側の管である。気液分離器１００Ｄにおいて、ケーシング１６５とケーシング１６０を嵌め合い組み合わせて筺体を形成し、筺体の内部に円筒形のチャンバ１６０Ａを形成する。また、気液２相出口管１６３の先端の部分を二重構造として、チャンバ１６０Ａの奥まで突出して固定する。二重構造は、気液２相出口管１６３の先端からケーシング１６０の中程まで形成する。気液２相流入管１６２はチャンバ１６０Ａの所まで挿入して固定し、チャンバ１６０Ａと連通させる。

図１３（ｂ）は、図１３（ａ）のＸ方向からみた図を示し、ケーシング１６５の中央部にガス出口管１６１が配置されている。図１３（ｃ）は、図１３（ａ）のＹ方向からみた図を示し、気液２相出口管１６３とガス出口管１６２は、ケーシング１６０の中心を点対称の位置に配置されている。図１３（ｄ）は、図１３（ａ）のＺ−Ｚ断面図を示しており、円筒形のチャンバ１６０Ａ内に突き出した二重の気液２相出口管１６３がケーシング１６０の内周壁と間隙を形成している。

また、次に図１３（ａ）の点線枠Ｎの拡大図を図１４に示す。図１４において、ガス出口管１６１を挿入し固定したケーシング１６５と、気液２相出口管１６３を挿入し固定したケーシング１６０とを嵌め合い組み込んで筐体を形成し、筐体内に空間のチャンバ１６０Ａを形成し、気液２相出口管１６３はその外周に管１６４を設けて二重構造とする。従って、気液２相出口管１６３と外側に管１６４との間に間隙１６０Ｃが形成され、また、二重構造の外側の管とケーシング１６０の内周壁との間に間隙１６０Ｄが形成される。また、二重構造の外側の管１６４は、チャンバ１６０Ａの外壁側に穴１６４Ａを構成していても良い。この穴１６４Ａを通して、間隙１６０Ｄに溜まった液を気液２相出口管１６３から吸引しやすくすることができる可能性がある。また、ケーシング１６５と気液２相出口管１６３との間には間隙１６０Ｂを有するように凹部を形成する。このように本実施例によれば、気液２相出口管１６３の周囲に間隙を形成することにより、液体の表面張力や吸引の流れにより液が気液２相出口管１５３より吐出し易くする。

（実施例５）
次に、本発明に実施例５に係るインクジェット記録装置の経路構成について、図１５を用いて説明する。図１５は、インクジェット記録装置４００の全体の経路構成を示す図である。インクジェット記録装置４００は、本体１と印字ヘッド２と、本体１と印字ヘッド２を接続している導管４で構成されている。本体１に備えられた気液分離器１００については、実施例１で説明した気液分離器１００Ａ、または、実施例２で説明した気液分離器１００Ｂ、または、実施例３で説明した気液分離器１００Ｃ、実施例４で説明した気液分離器１００Ｄ、いずれかを用いて構成している。

次に、図１５のインクジェット記録装置において、インク供給経路について説明する。まず、本実施例のインクジェット記録装置４００のインク供給経路について説明する。本体１には、循環するインク７Ａを保持する主インク容器１８が備えられており、主インク容器１８には、主インク容器１８内の液体が内部に保持されるのに適正な量である基準液面レベルに達しているか否かを検知する液面センサ３８が備えられている。

主インク容器１８には、経路２０１を介して経路の開閉を行う電磁弁２２Ａに接続されており、電磁弁２２Ａは経路２０２を介して合流経路２９１に接続されている。合流経路２９１は、経路２０３を介してインク７Ａを吸引、圧送するために使用されるポンプ（供給用）２４に接続されている。そして、ポンプ（供給用）２４は経路２０４を介してインク７Ａ中に混入している異物を除去するフィルタ（供給用）２８に接続されている。

フィルタ２８は、経路２０５を介してポンプ（供給用）２４から圧送されたインク７Ａを印字するために適正な圧力に調整する減圧弁３３に接続されており、減圧弁３３は経路２０６を介してノズルに供給されるインク７Ａの圧力を測定する圧力計３１が備えられている。圧力計３１は、導管４内を通る経路２０７を介して印字ヘッド２内に備えられ、インク７Ａを吐出する吐出口を備えたノズル８に接続されている。ノズル８吐出口の直進方向には、印字に使用されないために帯電、偏向されずに直進的に飛翔するインク粒子７Ｃを捕捉するためのガター１４が配置されている。

次に、図１５において本実施例のインクジェット記録装置４００のインク回収経路について説明する。ガター１４は、導管４内を通る経路２１１を介して本体１内に配置されているインク中に混入している異物を除去するフィルタ（回収用）３０と接続されており、フィルタ（回収用）３０は、経路２１２を介して経路の開閉を行う電磁弁２２Ｂに接続されている。電磁弁２２Ｂは経路２１３を介してガター１４により捕捉されたインク粒子７Ｃを吸引するポンプ（回収用）２５と接続されている。ポンプ（回収用）２５は、経路２１４を介して合流経路２９２に接続され、合流経路２９２は、経路２１５を介して主インク容器１８と接続されている。

次に、図１５において、インク補給経路について説明する。本体１には、補充用のインクを保持する補助インク容器１９が備えられており、補助インク容器１９は、経路２２１を介して経路の開閉を行う電磁弁２２Ｃに接続されている。そして、電磁弁２２Ｃは、経路２２２を介して合流経路２９１に接続されている。

次に、図１５において、インク循環経路について説明する。印字ヘッド２内に備えられたノズル８には、インク供給用の経路２０７の他に導管４内を通る経路２２５を介して本体１内に備えられ、流路の開閉を行う電磁弁２２Ｄに接続されている。電磁弁２２Ｄは、経路２２６を介してノズル８からのインクの吸引を行うポンプ（循環用）２６に接続され、ポンプ（循環用）２６は、経路２２７を介して合流経路２９２に接続された構成となっている。

次に、図１５において、インクの粘度測定経路について説明する。主インク容器１８内のインク７Ａの粘度を把握するために、粘度測定器２１が設けられている。粘度測定器２１の一次側の流路には、経路２３２を介してインク７Ａ中に混入している異物を除去するフィルタ（粘度測定用）３４に接続されており、フィルタ（粘度測定用）３４は、経路２３１を介して主インク容器１８に接続されている。粘度測定器２１の二次側の流路には、経路２３３を介して流路の開閉を行うために電磁弁２２Ｅに接続されており、電磁弁２２Ｅは、経路２３４を介して経路２２６と合流する合流経路２９３に接続されている。

次に、図１５のインクジェット記録装置の溶剤補給経路について説明する。本体１には、溶剤補給用の溶剤を保持する溶剤容器２０が備えられており、溶剤容器２０は、経路２３６を介して溶剤を吸引、圧送するために使用されるポンプ（溶剤用）２７に接続されている。ポンプ（溶剤用）２７は、経路２３７を介して流路の開閉を行うために電磁弁２２Ｆに接続されており、電磁弁２２Ｆは、経路２３８を介して主インク容器１８と接続されている。

次に、図１５のインクジェット記録装置の排気経路、および液回収経路について説明する。主インク容器１８は、経路２４１を介して本体１に設置された気液分離器１００に接続されている。気液分離器１００の気液２相出口管は、経路２４３を介して流路の開閉を行うために電磁弁２２Ｇに接続されており、電磁弁２２Ｇは、経路２４４を介して経路２２６と合流する合流経路２９４に接続されている。また、気液分離器１００の気体出口は、本体１に取り付けられた排気ダクト５０の内部と接続されている。気液分離器１００について、本実施例では一例として、機外に設置された排気ダクト５０の内部に設置されているが、これに限定されるものではない。気液分離器１００については、できるだけ本体１内部の温度上昇の影響を受け難い場所に設置する方が良く、例えば、気液分離器１００および、経路２４１をファン５１で空冷すると、溶剤回収量が多くなる。

次に、本発明の実施例５によるインクジェット記録装置４００の運転動作について説明する。図２８は、本実施例によるインクジェット記録装置４００において、印字操作が行われている時（ノズル８からインク噴出が行われている時）におけるインク流れおよびエア流れを太線で示す流体経路図である。印字動作が行われている運転動作中においては、電磁弁２２Ａが通電されて流路を開放し、インク供給流れ３２１に示すように、主インク容器１８に貯留されたインク７Ａがポンプ（供給用）２４を稼動することによりノズル８に供給される。ここで、インク供給流れ３２１のインク流量は、例えばノズル８の穴径が６５［μｍ］でノズル８へのインク供給圧力が０．２５０［ＭＰａ］の場合は、約３．５［ｍｌ／分］となる。

また、インク回収経路においては、電磁弁２２Ｂが通電されて流路を開放し、インク回収流れ３２２に示すように、印字に使用されなかったインク粒子７Ｃが、ポンプ（回収用）２５を稼動することによりガター１４から主インク容器１８に回収され、インクを装置内で循環させる動作を行っている。ここで、インク回収流れ３２２では、ノズル８から吐出されたインク粒子７Ｃ（約３．５［ｍｌ／分］）と、印字に使用されたインク粒子（仮に、０．５［ｍｌ／分］とする）の場合、差分の約３．０［ｍｌ／分］（＝３．５−０．５）のインクがガター１４から回収されることになる。また、インク回収流れ３２２では、ガター１４からインクと共に吸い込んだエアが流れている。これは、印字ヘッド２内のガター１４と、本体１内のポンプ（回収用）２５を接続する経路２１１が４［ｍ］程度あり、インクのみを吸引しようとすると負荷が大きくなり、吸引できずにインクがガター１４から溢れてしまうからである。そのため、ガター１４からインクを吸引する時は、エアを約１５０［ｍｌ／分］吸引するようにしている。つまり、インク回収流れ３２２では、インク（例えば、約３．０［ｍｌ／分］）とエア（例えば、約１５０［ｍｌ／分］）を共に、気液混合でインクとエアが混じった状態で流れている。

インクジェット記録装置４００に使用されるインク７Ａは、印字後すぐに乾燥することが求められており、インク７Ａの溶媒には、揮発性の高い溶剤（例えば、メチルエチルケトン、アセトン、エタノール、等）が使用される。インク７Ａに揮発性の高い溶媒を用いているために、インク回収流れ３２２を流れるエアには、飽和蒸気濃度に近い溶剤蒸気が溶け込む。さらに、本体１の温度上昇による主インク容器１８の温度分、エアの中に溶剤蒸気が溶け込むことになる。

次に、図２８において、溶剤ガス循環流れ３２３、液回収流れ３２４、排気流れ３２５について説明する。液回収経路においては、電磁弁２２Ｇが通電されて流路を開放し、液回収流れ３２４に示すように、気液分離器１００に流入した液がポンプ（循環用）２６を稼動することにより主インク容器１８に回収されている。ここで、液回収流れ３２４では、液と飽和した溶剤蒸気が気液混合した状態で流れており、液は例えば約２．５［ｍｌ／時］（環境温度２０［℃］）、溶剤蒸気は約８０［ｍｌ／分］の流量となっている。

主インク容器１８には、インク回収流れ３２２を流れるインクと、液回収流れ３２４を流れる液が、流入し保持される構成となっている。また、インク回収流れ３２２を流れる溶剤蒸気（約１５０［ｍｌ／分］）と、液回収流れ３２４を流れる溶剤蒸気（約８０［ｍｌ／分］）とを合わせた溶剤蒸気約２３０［ｍｌ／分］（＝１５０＋８０）は、主インク容器１８に流入した後、溶剤ガス循環流れ３２３で示したように経路２４１を通り気液分離器１００へ流入する。この溶剤蒸気約２３０［ｍｌ／分］については、主インク容器１８と気液分離器１００との温度差で一部が液化し（例えば約２．５［ｍｌ／時］（環境温度２０［℃］）とする）、気液分離器１００へ流入する構成となっている。気液分離器１００では、液は液回収経路２４３から吸引することができるため、経路２４２には気体（溶剤ガス、流量約１５０［ｍｌ／分］）を装置外へ排出する。これを、排気流れ３２５として図中に示した。

次に、図２９の本実施例によるインクジェット記録装置４００において、粘度測定が行なわれている時、および、溶剤補給が行なわれている時におけるインク流れおよびエア流れ、溶剤流れを太線で示す流体経路図である。インク供給流れ３２１、および、インク回収流れ３２２については、図２８と同じため説明を省略する。

図２９において、インク回収流れ３２２から主インク容器１８に流入した溶剤ガスは、排気流れ３２６、３２７に示すように、気液分離器１００から排気ダクト５０内へ排出され、さらに機外へ排出される。また、粘度測定時に、電磁弁２２Ｅが通電されて流路を開放し、粘度測定時インク流れ３２８に示すように、主インク容器１８に貯留されたインク７Ａがポンプ（循環用）２６を稼動することにより粘度計２１に供給される。このように動作することで、ポンプ（循環用）２７を、液回収流れ３２４と、粘度測定時インク流れ３２８とで使い分けている。

また、インク回収流れ３２２にてインク中の溶剤が揮発した分、主インク容器１８内のインク濃度が高くなってしまう。そのため、定期的に溶剤を主インク容器１８に補給し、ノズル８へ供給するインク濃度を調整している。溶剤補給中は、溶剤補給流れ３２９に示すように、電磁弁２２Ｆが通電されて流路を開放し、溶剤容器２０に貯留された溶剤がポンプ（溶剤用）２７を稼動することにより主インク容器１８に補給される。

図１５のインクジェット記録装置４００の機能ブロック図を図１６に示す。図１６において、インクジェット記録装置４００には、例えばＭＰＵを備える制御部３００が備えられており、制御部３００はバスライン３０１を介して、操作表示部３、ノズル８、帯電電極１１、偏向電極１２、エンコーダ１６、印字センサ１７、粘度測定器２１、電磁弁２２Ａ〜Ｇ、ポンプ２４〜２７、減圧弁３０、液面センサ３８及び記録部３０２等の各部を制御するようになっている。記録部３０２には、インクジェット記録装置４００を制御するためのプログラムが格納されており、制御部３００はこのプログラムに基づいてインクジェット記録装置４００を構成する各部位を制御するようになっている。記録部３０２には、印字を行うためのインクの適正なインク粘度、すなわち印字を行うにあたっての上限値（η max）及び下限値（η min）が記録されている。

インクジェット記録装置においては、ノズルから吐出するインクの粘度を印字が適正に行うことができる範囲内に制御する必要があり、適正な範囲から外れたインク粘度になると、ノズルから吐出したインクが粒子化する位置が変化したり、インク粒子が均一な形状に粒子化しないなどの現象が発生して、インク粒子に所望の帯電量を与えることができず、適正な印字結果を得ることができない。そこで、上記現象の発生を避けるため、インクジェット記録装置においては、インク粘度を調整し、所定範囲のインク粘度に維持する手段が必要となる。

上記の本発明の構成による効果は、従来のインクジェット記録装置（例えば、ガター１４からの空気吸い込み量１５０［ｍｌ／分］、本体内部温度上昇が環境温度＋８［℃］の装置）において、環境温度２０［℃］の条件にて、稼働中の溶剤消費量は、約５［ｍｌ／時］であったが、本発明の実施例５に係るインクジェット記録装置４００によれば、気液分離器１００を通過する溶剤ガスの温度を、環境温度＋２［℃］程度に抑えることが容易となる。それにより、例えば、環境温度２０℃の場合に本体１内の主インク容器１８（温度上昇＋８℃のため、２８℃）で揮発した溶剤成分が、経路１４１を通過するうちに冷却されて気液分離器内温度（環境温度＋２℃のため、２２℃）となり、本体内の主インク容器１８と気液分離器１００との温度差６℃（＝２８℃−２２℃）で、約１．５［ｍｌ／時］の溶剤が液化する。液化した溶剤は、気液分離器１００から経路２４３を通過して主インク容器１８に戻る構成となっている。そのため、本発明によるインクジェット記録装置４００では、稼働中の溶剤消費量を、約３．５［ｍｌ／時］程度（＝（従来）５［ｍｌ／時］−（回収分）１．５［ｍｌ／時］）に抑えることができる。

以上のように、本実施例にかかるインクジェット記録装置によれば、溶剤消費量を低減することにより顧客のランニングコスト低減を図ることができ、また、本体からの溶剤ガス放出量を低減することで、顧客の作業環境改善を図ることができる。また、本実施例にかかるインクジェット記録装置によれば、装置外に液１０５を排出することを低減できるため、装置周辺を清潔に保つことが可能となる、インクジェット記録装置を使用することができる。

（実施例６）
次に、実施例６に係る気液分離器を印字ヘッド２に設置した場合のインクジェット記録装置５００の全体の経路構成について図１７に示し、説明する。また、本実施例６の説明において、実施例５と重複する点においては説明を省略し、異なる点について説明する。

インクジェット記録装置５００には、本体１と印字ヘッド２と、本体１と印字ヘッド２を接続している導管４で構成されている。印字ヘッド２に備えられた気液分離器１００については、実施例１で説明した気液分離器１００Ａ、または、実施例２で説明した気液分離器１００Ｂ、または、実施例３で説明した気液分離器１００Ｃ、または、実施例４で説明した気液分離器１００Ｄ、いずれかを用いて構成している。

次に、実施例６の気液分離器を印字ヘッドに設置したインクジェット記録装置の経路構成において、排気経路および溶剤ガス循環経路について図１７を用いて説明する。図１７において、主インク容器１８は、経路２４６を介して分岐経路２９６に接続されている。分岐経路２９６は、経路２４７を介して流路の開閉を行うために電磁弁２２Ｈに接続されており、電磁弁２２Ｈは、導管４内を通る経路２４８を介して印字ヘッド２内に設置された気液分離器１００に接続されている。気液分離器１００の気液２相流出管は、導管４内を通る経路２５０を介して本体１内に設置され、流路の開閉を行うための電磁弁２２Ｊに接続されており、電磁弁２２Ｊは、経路２５１を介して経路２２６と合流する合流経路２９５に接続されている。

次に、本発明の実施例６によるインクジェット記録装置５００の運転動作について説明する。実施例６では、図３０に示すように、気液分離器がインクジェット記録装置のヘッド内に設置されているものである。図３０は印字ヘッドカバー５２が外された状態を示す図であり、気液分離器１００と経路２４８〜経路２５０が接続されている。このような構成をとることで、本実施例では、経路２４９から溶剤ガスを吐出すことができるため、この印字ヘッドカバー５２を取り付けた時の内部空間の溶剤蒸気濃度を高めることが可能となる。また、この印字ヘッド２は、設置方向が決められておらず、全方向に対応する必要がある。そのため、あらゆる方向に対応できる気液分離器１００が必要となる。

図３１は、本実施例によるインクジェット記録装置５００において、印字操作が行われている時（ノズル８からインク噴出が行われている時）におけるインク流れおよびエア流れを太線で示す流体経路図である。インク供給流れ３２１、および、インク回収流れ３２２については、実施例６と同じため説明を省略する。図３１において、溶剤ガス循環流れ３３３、液回収流れ３３４、溶剤ガス供給流れ３３５について説明する。液回収経路においては、電磁弁２２Ｊが通電されて流路を開放し、液回収流れ３３４に示すように、気液分離器１００に流入した液がポンプ（循環用）２６を稼動することにより主インク容器１８に回収されている。ここで、液回収流れ３３４では、液と飽和した溶剤蒸気が気液混合した状態で流れており、液は例えば約２．５［ｍｌ／時］（環境温度２０［℃］）、溶剤蒸気は約８０［ｍｌ／分］の流量となっている。

主インク容器１８には、インク回収流れ３２２を流れるインクと、液回収流れ３３４を流れる液が、流入し保持される構成となっている。また、インク回収流れ３２２を流れる溶剤蒸気（約１５０［ｍｌ／分］）と、液回収流れ３３４を流れる溶剤蒸気（約８０［ｍｌ／分］）とを合わせた溶剤蒸気約２３０［ｍｌ／分］（＝１５０＋８０）は、主インク容器１８に流入した後、電磁弁２２Ｈが通電されて流路を開放されることで、溶剤ガス循環流れ３３３で示したように経路２４８を通り気液分離器１００へ流入する。この溶剤蒸気約２３０［ｍｌ／分］については、主インク容器１８と気液分離器１００との温度差で一部が液化し（例えば約２．５［ｍｌ／時］（環境温度２０［℃］）とする）、気液分離器１００へ流入する構成となっている。気液分離器１００では、液は液回収経路２５０から吸引することができるため、経路２４９には気体（溶剤ガス、流量約１５０［ｍｌ／分］）を印字ヘッド２内部へ排出する。これを、溶剤ガス供給流れ３３５として図中に示した。

これにより、印字ヘッド２内にあるガター１４からは、飽和蒸気濃度の高い溶剤ガスを吸わせることができるため、インク回収流れ３２２でインクとエアが気液混合の状態で流れたとしても、インク内の溶剤成分の揮発を低減することができる。また、気液分離器１００により、液が印字ヘッド２内に流れ出ることを防止している。

次に、図３２の本実施例によるインクジェット記録装置５００において、粘度測定が行なわれている時、および、溶剤補給が行なわれている時におけるインク流れおよびエア流れ、溶剤流れを太線で示す流体経路図である。インク供給流れ３２１、および、インク回収流れ３２２については、図３１と同じため説明を省略する。また、粘度測定時インク流れ３２８、および、溶剤補給流れ３２９については、実施例５と同じため説明を省略する。

図３２において、インク回収流れ３２２から主インク容器１８に流入した溶剤ガスは、電磁弁２２Ｋが通電されて流路を開放されることで、排気流れ３３６に示すように、気液分離器１００から排気ダクト５０内へ排出され、さらに機外へ排出される。このように動作することで、ポンプ（循環用）２７を、液回収流れ３３４と、粘度測定時インク流れ３２８とで使い分けている。排気流れ３３６に示すように溶剤ガスを機外へ排出する場合には、ポンプ（循環用）２７を別用途で使用する場合と、他に、一時的に溶剤消費量を増加させたい場合に、動作させる場合がある。

次に、図３３の本実施例によるインクジェット記録装置５００において、気液分離器１００の洗浄作業が行われている時における洗浄液流れおよびエア流れを太線で示す流体経路図である。気液分離器１００がインク等で汚れた場合の洗浄方法として、図３３に示したように、電磁弁２２Ｊが通電されて流路を開放し、ポンプ（循環用）２６を稼動した状態で、気液分離器１００の経路２４９の溶剤ガス供給用の穴に洗浄ビン等にて洗浄液（溶剤）をかけて、洗浄液を吸引して気液分離器１００内部を洗浄し、インクを取り除く方法がある。図３３に、洗浄液およびエアの流れを気液分離器逆洗浄液流れ３３８、３３９として示した。この時、洗浄液と共に気液分離器１００から吸引されたエアは、電磁弁２２Ｋが通電されて流路を開放されることで、排気流れ３４０に示すように、気液分離器１００と通り、機外へ排出される。

次に、実施例６のインクジェット記録装置の機能ブロック図を図１８に示す。図１８の機能ブロック図において、インクジェット記録装置５００には、例えばＭＰＵを備える制御部３００が備えられており、制御部３００はバスライン３０１を介して、操作表示部３、ノズル８、帯電電極１１、偏向電極１２、エンコーダ１６、印字センサ１７、粘度測定器２１、電磁弁２２Ａ〜Ｋ、ポンプ２４〜２７、減圧弁３０、液面センサ３８及び記録部３０２等の各部を制御するようになっている。記録部３０２には、インクジェット記録装置５００を制御するためのプログラムが格納されており、制御部３００はこのプログラムに基づいてインクジェット記録装置５００を構成する各部位を制御するようになっている。記録部３０２には、印字を行うためのインクの適正なインク粘度、すなわち印字を行うにあたっての上限値（η max）及び下限値（η min）が記録されている。

インクジェット記録装置においては、ノズルから吐出するインクの粘度を印字が適正に行うことができる範囲内に制御する必要があり、適正な範囲から外れたインク粘度になると、ノズルから吐出したインクが粒子化する位置が変化したり、インク粒子が均一な形状に粒子化しないなどの現象が発生して、インク粒子に所望の帯電量を与えることができず、適正な印字結果を得ることができない。そこで、上記現象の発生を避けるため、インクジェット記録装置においては、インク粘度を調整し、所定範囲のインク粘度に維持する手段が必要となる。

本実施例のインクジェット記録装置５００においては、インクの濃度が溶剤で薄まってしまった場合、通常稼働中では溶剤消費量が少ないため、インクの濃度を正常値に戻すまで時間がかかってしまう。そこで、インクの粘度を測定した時に規定値以下の場合には、一時的に溶剤消費量を増加させ、インクの濃度を正常な値に戻す制御を行う。

この実施例６の構成による効果は、従来のインクジェット記録装置（例えば、ガター１４からの空気吸い込み量１５０［ｍｌ／分］、本体内部温度上昇が環境温度＋８［℃］の装置）において、環境温度２０［℃］の条件にて、稼働中の溶剤消費量は、約５［ｍｌ／時］であったが、本実施例６に係るインクジェット記録装置５００によれば、気液分離器１００を印字ヘッド２内部に設置することにより、本体１内部の温度上昇により揮発した溶剤成分が溶け込んだ溶剤ガスを、印字ヘッド２内の気液分離器１００に送り出すことにより、例えば、「本体１内部温度：２８［℃］−印字ヘッド２内部温度：２２［℃］＝Δ６［℃］」の条件があるとすれば、溶剤ガス中に含まれる溶剤成分が、Δ６［℃］の温度低下により凝縮して液化し、気液分離器１００を通過することで、本体１内の主インク容器１８に再び回収して再利用することができる。

また、気液分離器１００のガス出口１１２は、印字ヘッド２内に取り付けられており、印字ヘッドカバー５２の内部の溶剤ガス濃度を高めて、印字ヘッドカバー２の外部の空気の代わりに、印字ヘッドカバー内部の溶剤ガスをガター１４から吸引させることで、インク回収経路において、インク中の溶剤成分が揮発することを防止している。それにより、稼働中の溶剤消費量を、約２．５［ｍｌ／時］程度に抑えることができる。

以上のように、本実施例にかかるインクジェット記録装置によれば、実施例５よりも更に溶剤消費量を低減することにより顧客のランニングコスト低減を図ることができ、また、本体からの溶剤ガス放出量を低減することで、顧客の作業環境改善を図ることができる。

（実施例７）
次に、実施例７に係る気液分離器をインクジェット記録装置の本体内に設置した場合のインクジェット記録装置６００の全体の経路構成について図１９に示し、説明する。また、本実施例７の説明において、実施例５、６と重複する点においては説明を省略し、異なる点について説明する。図１９において、主インク容器１８は、経路２４１を介して本体１に設置された気液分離器１００に接続されている。気液分離器１００の液出口管は、経路２４３を介して流路の開閉を行うために電磁弁２２Ｇに接続されており、電磁弁２２Ｇは、経路２４４を介して経路２２６と合流する合流経路２９４に接続されている。そして、気液分離器１００からの液は、経路２９４から経路２２６、経路２２７及び経路２１５を介して主インク容器１８へ戻る。また、気液分離器１００から分離した気体は、経路２４２を介して排気される。さらに、気液分離器１００での溶剤回収量を増加させるために、気液分離器１００および、経路２４１をファン５１で空冷する。

本実施例によれば、気液分離器１００を機内に設置することで、実施例５よりも本体１の凸部を減らし、外部寸法を小型化したインクジェット記録装置を提供することができる可能性がある。

（実施例８）
次に、実施例８に係る気液分離器をインクジェット記録装置の本体内に設置した場合のインクジェット記録装置７００の全体の経路構成について図２０に示し、説明する。また、本実施例８の説明において、実施例５、６、７と重複する点においては説明を省略し、異なる点について説明する。図２０において、主インク容器１８は、経路２４６を介して分岐経路２９６に接続され、分岐経路２９６は、経路２４７を介して流路の開閉を行うために電磁弁２２Ｈに接続され、電磁弁２２Ｈは気液分離器１００に接続される。気液分離器１１０の液出口管は、経路２５０を介して流路を開閉する電磁弁２２Ｊに接続され、電磁弁２２Ｊは、経路２５１を介して経路２２６と合流する合流経路２９５に接続されている。そして、経路２２６、経路２２７、及び経路２１５を介して気液分離器１００から分離した液は主インク容器１８に戻る。また、気液分離器１００から分離した溶剤ガスは、導管４内を通過する経路２４９を介して印字ヘッド２内に送り、印字ヘッド内を溶剤ガスで充満するように構成する。このように、印字ヘッド内を溶剤ガスで充満することにより、インク粒子をガターで回収するとき、空気とインク粒子を回収するのではなく、インク粒子と溶剤ガスをガターより回収するので、インクジェット記録装置全体の溶剤の減少を防止できる。

本実施例によれば、気液分離器１００を機内に設置することで、実施例６と比較し、印字ヘッド２を小型化することができ、また、ケーブル４内を通る経路が少なくなったために製造コストを低減した、インクジェット記録装置を提供することができる可能性がある。

１…本体部、 ２…印字ヘッド部、
３…操作表示部、 ４…導管、
７Ａ…インク（主インク容器１８内）、 ７Ｂ…インク柱、
７Ｃ…インク粒子、 ８…ノズル、
９…電歪素子、 １１…帯電電極、
１２…偏向電極、 １３…被印字物、
１４…ガター、 １５…ベルトコンベア、
１６…ロータリエンコーダ、 １７…印字センサ、
１８…主インク容器、 １９…補助インク容器、
２０…溶剤容器、 ２１…粘度測定器、
２２Ａ〜Ｋ…電磁弁、 ２４…ポンプ（供給用）、
２５…ポンプ（回収用）、 ２６…ポンプ（溶剤用）、
２７…ポンプ（循環用）、 ２８…フィルタ（供給用）、
２９…フィルタ（回収用）、 ３０…フィルタ（溶剤用）、
３１…圧力計、 ３３…減圧弁、
３４…フィルタ（粘度計用）、 ３８…液面センサ、
５０…排気ダクト、 ５１…ファン、
５２…印字ヘッドカバー、
１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ…気液分離器、
１００Ｅ、１００Ｆ、１００Ｇ…気液分離器、
１０１…ケーシング、 １０１Ａ…チャンバ、
１０１Ｂ、１０１Ｃ…間隙、 １０２、１０３…ケーシング、
１０５…液、 １０６Ａ、１０６Ｂ…液、 １０７…液、
１１１…ガス出口管、 １１２…気液２相流入管、
１１３…気液２相出口管、
１１５…気液流入流れ、 １１６…気液回収流れ、
１１７…気体排出流れ、 １１８…液回収流れ、
１２１…ケーシング、 １２１Ａ…チャンバ、
１２１Ｂ、１２１Ｃ、 １２１Ｄ…間隙、
１２２…ケーシング、 １２３…ブロック、 １２３Ａ…空間、
１２３Ｂ、１２３Ｃ、１２３Ｄ，１２３Ｅ…凸部、
１３１…ガス出口管、 １３２…気液２相流入管、
１３３…気液２相出口管、 １４１…ケーシング、
１４１Ａ…チャンバ、
１４２Ａ、１４１Ｂ、１４１Ｃ…間隙、
１４２…ケーシング、 １４３…多孔質板、
１５１…気液２相流入管、 １５２…ガス出口管、
１５３…気液２相出口管、 １６０…ケーシング、
１６０Ａ…チャンバ、
１６０Ｂ、１６０Ｄ、１６０Ｃ…間隙、
１６１…ガス出口管、 １６２…気液２相流入管、
１６３…気液２相出口管、
１６４…気液２相出口管の外側の管、 １６４Ａ…穴、
１６５…ケーシング、
１７１、１７２…ケーシング、１７１Ａ、１７２Ａ…ガス出口、
２０１〜２０７…経路（インク供給用）、
２１１〜２１５…経路（インク回収用）、
２２１〜２２２…経路（インク補給用）、
２２５〜２２７…経路（循環用）、
２３１〜２３４…経路（粘度測定用）、
２３６〜２３８…経路（溶剤補給用）、
２４１〜２４４…経路（溶剤ガス循環用）、
２４６〜２５１…経路（溶剤ガス循環用）、
２５６〜２５７…経路（排気用）、
２９１〜２９５…合流経路、
２９６…分岐経路、
３００…制御部、 ３０１…バスライン、 ３０２…記録部、
３２１…インク供給流れ、３２２…インク回収流れ、
３２３…溶剤ガス循環流れ、３２４…液回収流れ、３２５…排気流れ、
３２６、３２７…排気流れ、３２８…粘度測定時インク流れ、
３２９…溶剤補給流れ、３３３…溶剤ガス循環流れ、
３３４…液回収流れ、３３５…溶剤ガス供給流れ、３３６…排気流れ、
３３８、３３９…気液分離器洗浄液流れ、
３４０…排気流れ、４００…インクジェット記録装置、
６００…扉、６１０…本体１の下部の前側、６２０…本体１の下部の後側、
６３０…外部ユニット

Claims (13)

1. 内部にチャンバを有するケーシングと、
   該ケーシングに結合され、該チャンバに接続される気液２相流入管と、
   前記チャンバ内のガスを吐出するガス出口穴と、
   前記チャンバ内の液を吐出する気液２相出口管と、を備える気液分離器であって、
   前記チャンバ内の前記気液２相出口管の周囲に間隙を形成し、
   前記気液分離器の使用状態において、前記気液２層出口管の気液流出口は前記ガス出口穴の流出口よりも上部に配置可能とする構成としたことを特徴とする気液分離器。
2. 請求項１記載の気液分離器において、チャンバは円筒形であることを特徴とする気液分離器。
3. 請求項２記載の気液分離器において、
   前記チャンバは、前記気液２相流入管を接続した第１のケーシングと、前記ガス出口穴及び気液２相出口管を接続した第２のケーシングとを組み込んで形成し、
   前記気液２相出口管は、前記チャンバの奥まで突出させ、前記第１のケーシングとで間隙を形成し、さらに、前記チャンバの内周壁とで間隙を形成する構成としたことを特徴とする気液分離器。
4. 請求項２記載の気液分離器において、
   前記チャンバは、前記気液２相流入管を接続した第１のケーシングと、前記ガス出口穴及び気液２相出口管を接続した第２のケーシングとを組み込んで形成し、
   前記チャンバ内で、前記気液２相出口管と前記第１のケーシングとの間にブロックを設置し、前記気液２相出口管と該ブロックの間、前記第２のケーシングと該ブロックの間、前記第１のケーシングとブロックの間のそれぞれに間隙を形成した構成とすることを特徴とする気液分離器。
5. 請求項２記載の気液分離器において、
   前記チャンバは、前記気液２相流入管を接続した第１のケーシングと、前記ガス出口穴及び気液２相出口管を接続した第２のケーシングとを組み込んで形成し、
   前記気液２相出口管は、前記チャンバの奥まで突出させ、該チャンバ内の該気液２相出口管と前記第１のケーシングとの間に多孔質板を配置したことを特徴とする気液分離器。
6. 請求項２記載の気液分離器において、
   前記チャンバは、前記気液２相流入管を接続した第１のケーシングと、前記ガス出口穴及び気液２相出口管を接続した第２のケーシングとを組み込んで形成し、
   前記気液２相出口管は、前記チャンバの奥まで突出させ、２重構造とした構成とすることを特徴とする気液分離器。
7. 請求項３乃至６のいずれか1項に記載の気液分離器において、
   前記第２のケーシングに接続する前記気液２相出口管と前記ガス出口穴は、円の中心の点対称の位置に配置されることを特徴とする気液分離器。
8. 請求項２乃至６のいずれか1項に記載の気液分離器において、
   前記気液２相流入管と前記ガス出口穴を入れ替えて使用可能であることを特徴とする気液分離器。
9. 装置本体に収納されているインクを貯留するインク容器と、
   前記インクをインク粒子として吐出して被印字物に印字を行うノズルと、
   前記インク容器から該ノズルに前記インクを供給するためのインク供給流路と、
   前記ノズルより吐出した前記インク粒子のうち印字に使用しない前記インク粒子を回収するガターと、
   該ガターで回収した前記インク粒子を前記インク容器に回収するインク回収流路と、
   前記インク容器に接続され溶剤ガスをインク容器から排出する排気経路と、
   前記排気経路内にて、温度低下による溶剤ガスの凝集液を気液分離するための気液分離器と、を備えたインクジェット記録装置であって、
   前記気液分離器は、内部に円筒形のチャンバを備えたケーシングと、
   前記ケーシングに結合され内部チャンバに接続される気液２相流入管と、
   前記チャンバ内に流入した気液のガスを吐出すガス出口穴と、
   前記チャンバ内に流入した気液の液を吐出する気液２相出口管と、を備え、
   前記チャンバ内の前記気液２相出口管の周囲に間隙を形成し、
   前記気液分離器の使用状態において、前記気液２層出口管の気液流出口は前記ガス出口穴の流出口よりも上部に配置可能とした構成であることを特徴とするインクジェット記録装置。
10. 請求項９記載のインクジェット記録装置において、
    該インクジェット記録装置は、装置本体と印字する印字ヘッドより構成され、
    前記気液分離器は、該印字ヘッドに搭載したことを特徴とするインクジェット記録装置。
11. 請求項９記載のインクジェット記録装置において、
    該インクジェット記録装置は、装置本体と印字する印字ヘッドより構成され、
    前記気液分離器は、該装置本体内または装置本体に外付けして設置することを特徴とするインクジェット記録装置。
12. 請求項９記載のインクジェット記録装置において、
    前記気液分離器を冷却するファンを設置したことを特徴とするインクジェット記録装置。
13. 請求項９記載のインクジェット記録装置において、
    前記気液分離器で分離した溶剤ガスを印字ヘッド内で充満させることを特徴とするインクジェット記録装置。

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