JP5884558B2 - Mist collection device and liquid discharge device - Google Patents
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Description
本発明は、ノズルから液体を吐出することにより生じる液体のミストを捕集するミスト捕集装置および液体吐出装置に関する。 The present invention relates to a mist collecting device and a liquid discharging device that collect liquid mist generated by discharging liquid from a nozzle.
回収装置内にミストを吸引するプリンターが知られている(特許文献1、参照。)。特許文献1において、回収装置内に吸引されたミストはフィルターにおいて捕集される。
A printer that sucks mist into a collection device is known (see Patent Document 1). In
しかしながら、特許文献1では、回収装置内にて液滴化したインクが回収装置外に漏れ、印刷用紙上に滴下するという問題があった。
本発明の目的は、前記課題にかんがみてなされたもので、液滴化した液体の滴下を防止する技術の提供を目的とする。
However, in
The object of the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a technique for preventing the liquid droplets from being dropped.
前記課題を解決するために本発明のミスト捕集装置は、ノズルから所定距離以内に形成された吸引口を下端とし、当該吸引口から吸引された空気の流路を形成する吸引容器を備える。吸引装置は、吸引容器において吸引口から上方に向かう気流を生じさせる。これにより、ノズルにて発生した液体のミストを含む空気を吸引口から吸引し、当該空気を上方へと誘導できる。誘導線は、吸引容器の流路を構成する壁面上において上下方向の線状に形成される。誘導線は、壁面上における他の領域よりも液体が保持されやすい。 In order to solve the above problems, the mist collecting apparatus of the present invention includes a suction container that forms a flow path of air sucked from the suction port, with a suction port formed within a predetermined distance from the nozzle as a lower end. The suction device generates an air flow upward from the suction port in the suction container. Thereby, the air containing the liquid mist generated at the nozzle can be sucked from the suction port, and the air can be guided upward. The guide wire is formed in a vertical line on the wall surface constituting the flow path of the suction container. The guide wire is more liable to hold liquid than other regions on the wall surface.
前記の構成において、誘導線上の限られた領域において液体の液滴を保持させることができ、誘導線上において液滴を凝集させることができる。液滴は、気流の方向における液滴の投影面積に対応した空気抵抗を受け、当該空気抵抗によって上方に向かって移動する。誘導線は壁面上における他の領域よりも液滴が保持されやすいため、液滴は誘導線上を移動する。誘導線は上下方向の線状であるため、誘導線上において液滴を上方に誘導できる。従って、吸引容器の下端に形成された吸引口から上方へと液体を移動させることができ、吸引口から液体が滴下することが防止できる。 In the above configuration, the liquid droplets can be held in a limited region on the guide line, and the liquid droplets can be aggregated on the guide line. The droplet receives an air resistance corresponding to the projected area of the droplet in the direction of the airflow, and moves upward by the air resistance. Since the guide line is easier to hold the droplet than the other regions on the wall surface, the droplet moves on the guide line. Since the guide line is linear in the vertical direction, the droplet can be guided upward on the guide line. Therefore, the liquid can be moved upward from the suction port formed at the lower end of the suction container, and the liquid can be prevented from dripping from the suction port.
具体的に、誘導線は、平面状の壁面上に形成された線状の溝であってもよい。溝においては、平面状の他の領域よりも液滴との接触面積を大きくすることができる。従って、誘導線を溝とすることにより、壁面上における他の領域よりも誘導線において液体を保持しやすくできる。 Specifically, the guide wire may be a linear groove formed on a planar wall surface. In the groove, the contact area with the droplet can be made larger than that in the other planar region. Therefore, by using the guide wire as a groove, it is easier to hold the liquid in the guide wire than in other regions on the wall surface.
さらに、誘導線は、壁面上における他の領域よりも液体の濡れ性を良好とする表面処理がなされた線であってもよい。例えば、誘導線を液体の濡れ性が良好な材料を線状に塗布してもよい。さらに、液体の濡れ性を良好とするように壁面の表面粗さを調整してもよい。 Further, the guide wire may be a wire that has been subjected to a surface treatment that makes liquid wettability better than other regions on the wall surface. For example, the guide wire may be applied in a linear shape with a material having good liquid wettability. Further, the surface roughness of the wall surface may be adjusted so as to improve the wettability of the liquid.
さらに、誘導線は、壁面上において下方に向けて分岐する枝形線状に形成されてもよい。上方に向けて誘導線が合流するため、液滴が誘導線上を上方へ移動するにつれて当該液滴を凝集させることができる。 Further, the guide wire may be formed in a branch line shape that branches downward on the wall surface. Since the guide lines merge upward, the droplets can be agglomerated as they move upward on the guide line.
さらに、本発明のように、ミストを捕集する手法は、方法としても適用可能である。また、以上のような装置、方法は、単独の装置として実現される場合もあれば、複合的な機能を有する装置に組み込まれてもよい。 Furthermore, the technique for collecting mist as in the present invention is also applicable as a method. In addition, the apparatus and method described above may be realized as a single apparatus or may be incorporated into an apparatus having multiple functions.
ここでは、下記の順序に従って本発明の実施の形態について説明する。
(1)プリンターの構成:
(2)変形例:
Here, embodiments of the present invention will be described in the following order.
(1) Printer configuration:
(2) Modification:
(1)プリンターの構成:
図1は本発明の一実施形態にかかるミスト捕集装置を含む液体吐出装置としてのプリンター1の構成を示すブロック図である。プリンター1は、供給部10と印刷部11と回収部12と吐出ヘッド13とを備える。供給部10は、供給リール10aと張力調整部10bとを備える。供給リール10aの巻き芯にロール紙Mが巻き付けられており、供給リール10aが巻き芯の中心軸まわりに回転することによりロール紙Mを繰り出す。張力調整部10bは、供給リール10aと印刷部11との間においてロール紙Mに所定の張力を作用させるように付勢されたローラーを備える。
(1) Printer configuration:
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a
印刷部11は、ドラム11aと導入ローラー11bと導出ローラー11cとを備える。ドラム11aは、円柱状または楕円柱状に形成されており、中心軸Xまわりに回転する。導入ローラー11bは、供給部10から供給されたロール紙Mを、ドラム11aに対して側面の接線方向に導入するローラーである。導出ローラー11cは、ドラム11aの側面上に保持されたロール紙Mを、ドラム11aの側面の接線方向に導出するローラーである。ドラム11aが紙面反時計回りに回転することにより、ロール紙Mをドラム11aの側面上に保持するとともに、ロール紙Mを供給部10から回収部12へと搬送することができる。
The
回収部12は、回収リール12aと張力調整部12bとを備える。回収リール12aの巻き芯にロール紙Mが巻き付けられており、回収リール12aが巻き芯の中心軸まわりに回転することによりロール紙Mを巻き取る。張力調整部12bは、回収リール12aと印刷部11との間においてロール紙Mに所定の張力を作用させるように付勢されたローラーを備える。
The
吐出ヘッド13は液体としてのインクの種類ごとに備えられており、本実施形態ではC(シアン)M(マゼンタ)Y(イエロー)K(ブラック)のそれぞれについて吐出ヘッド13が備えられている。吐出ヘッド13のそれぞれは、互いに同様の構成を有し、ドラム11aの中心軸Xに関して回転対称となるように備えられている。吐出ヘッド13は、それぞれドラム11aの側面上に保持されたロール紙Mに対向するノズル面13aを備えており、当該ノズル面13aの面内において複数のノズルが配列している。複数のノズルからドラム11aの側面上に保持されたロール紙Mに向かってインクが吐出される。4個の吐出ヘッド13のそれぞれにおけるインクの吐出方向はドラム11aの中心軸Xに向かう方向である。
The
図1に示すように、プリンター1は、インクのミストを捕集するミスト捕集装置の構成として吸引容器22と捕集容器23と吸引ファン24とを備える。吸引容器22は、吐出ヘッド13のそれぞれに対応して備えられており、それぞれ吐出ヘッド13に対して隣接している。吸引容器22は、吐出ヘッド13の垂直壁面13b(ノズル面13aに直交する壁面)に対して隣接する。すなわち、吐出ヘッド13(C,M,Y,K)の垂直壁面13bに対して吸引容器22は紙面反時計回り方向から隣接する。つまり、吸引容器22は、吐出ヘッド13の垂直壁面13bに対してロール紙Mの搬送方向下流側から隣接する。
As shown in FIG. 1, the
吸引装置としての吸引ファン24が駆動することにより捕集容器23内の空気が吸引される。複数の吸引容器22は、導出部22cを介して1個の捕集容器23と連通しており、各吸引容器22内の空気が捕集容器23に集められる。捕集容器23の内部には捕集壁23a(破線)が形成されており、捕集容器23の空気に含まれるインクのミストが捕集壁23aに衝突することにより、インクのミストを液滴化させる。捕集容器23の鉛直方向下部には、貯留部23bが備えられており、液滴化したインクが貯留部23bへと流下し、当該貯留部23bにて貯留される。例えば、貯留部23bは捕集容器23の本体から取り外すことができ、捕集容器23から取り外すことにより貯留部23bの交換や洗浄をすることができる。
When the
図2Aは、吸引容器22をドラム11aの中心軸Xの直交方向に切断した断面模式図である。吸引容器22は、吸引部22aと本体部22bと導出部22cとを備える。吸引部22aの下端には吸引口22a1が形成され、吸引部22aの上端にて吸引部22aと本体部22bとが連通する。吸引部22aは、吐出ヘッド13の垂直壁面13bに隣接しており、吸引口22a1は吐出ヘッド13のノズル面13aから所定距離以内に形成されている。すなわち、吸引口22a1とノズル面13aとの距離は、ノズル面13a上のノズルからインク滴を吐出する際に生じるインクのミストが吸引可能な距離とされる。吸引部22aは、垂直壁面13bに沿った高さ方向に一様な形状を有しており、吸引部22aの流路の形状は上端から下端の吸引口22a1に至るまで一様な矩形状となっている。
FIG. 2A is a schematic cross-sectional view of the
本体部22bは、吸引部22aの上端にて吸引部22aと連通する。本体部22bは、吐出ヘッド13のノズル面13aと平行な上面と底面とを有する。本体部22bの底面は、吸引部22aと直交する。図1に示すように、吐出ヘッド13の垂直壁面13bのうち、下方を向く面に対して吸引容器22を隣接させている。これにより、垂直壁面13bに対して直交する本体部22bの底面は、垂直壁面13bに隣接する吸引部22aから離れるほど位置が低くなるように傾斜する。本体部22bの上面における吐出ヘッド13の反対側の端部において、本体部22bと導出部22cとが連通する。
The
上述したように導出部22cは、捕集容器23と連通するとともに、吸引ファン24が駆動することにより捕集容器23内の空気が吸引される。従って、吸引ファン24が駆動することにより、吸引容器22内の空気が導出部22cを介して外部に吸引され、吸引容器22内の空気の圧力が低下する。すると、吸引口22a1を介してノズル付近におけるミストを含む空気が吸引容器22内部へと吸引される。ミストを含む空気は吸引部22aにおいて吸引口22a1から上方に向かって流れる。なお、図2Aにおいて、空気が吸引される方向を太線矢印で示す。ミストを含む空気は本体部22bにおいて吐出ヘッド13から離れる方向に流れ、導出部22cへと至る。
As described above, the lead-out
図2Bは、吸引部22aの壁面(一部)を内側から見て示す図である。同図に示すように、吸引部22aの壁面には複数の誘導線Lが形成されている。複数の誘導線Lは、それぞれが上下方向の直線状に形成され、互いに一定の間隔を隔てて配置されている。
FIG. 2B is a diagram illustrating a wall surface (a part) of the
図2Cは、吸引部22aの下端面(一部)を下方(図2AのY矢視)から見て示す底面図である。同図に示すように、複数の誘導線Lは、それぞれ断面半円状の溝である。すなわち、吸引部22aの壁面上における他の領域の面の位置から窪んだ形状となっている。なお、誘導線Lは、平面状の吸引部22aの内壁面に対して、針の先端を当て、当該針を上下方向に移動させることにより形成された傷であってもよい。また、誘導線Lは、吸引部22aの内壁面のうち誘導線Lを除く領域をマスクするエッチングマスクを用いたエッチングにより形成された溝であってもよい。
FIG. 2C is a bottom view showing the lower end surface (a part) of the
図3A,3Bは、誘導線Lにインクのミストが付着して液滴となる様子を示す模式図である。インクのミストは空気とともに吸引部22aを通過し、導出部22cを介して捕集容器23まで到達することが望ましい。しかし、吸引部22aに吸引されたインクのミストの一部が吸引部22aの壁面に衝突して、吸引部22aの壁面上に付着することは避けられない。図3Aに示すように、インクの液滴は表面張力によって球形を保とうとするため、半円状に窪んだ誘導線L上に付着したインクの液滴の方が、平面状の他の領域上に付着したインクの液滴よりも、吸引部22aの壁面に対して大きい接触面積で接触することとなる。従って、誘導線L上の方が、他の領域上よりもインクの液滴を保持しやすくなる。吸引部22aの壁面上に付着したインクの液滴に、インクのミストがさらに衝突すると、インクのミストが液滴に吸収され、液滴が成長していく。
3A and 3B are schematic views showing a state in which ink mist adheres to the guide line L to form droplets. It is desirable that the mist of ink passes through the
誘導線L上の方が、他の領域上よりもインクの液滴を保持しやすいため、インクの液滴が成長していく過程において、液滴は誘導線L上に保持されることとなる。例えば、図3Aの左側のインクの液滴が成長した場合、液滴の一部が誘導線L上に接触し、誘導線L側へと引き込まれることとなる。また、誘導線L上の液滴と、他の領域上の液滴とが接触する場合には、他の領域上の液滴が誘導線L上の液滴へと引き込まれることとなる。このように、誘導線L上の限られた領域にてインクの液滴を保持することができるため、インクの液滴の凝集を促進できる。そして、誘導線L上にて凝集したインクの液滴の投影面積に対応する空気抵抗により、下方から上方へ向かう気流によって液滴を上方へと移動させることができる。誘導線L上は他の領域よりもインクを保持しやすいため、上下方向の線状に形成された誘導線Lに沿ってインクの液滴を上方へと迅速に誘導できる。これにより、インクのミストが吸引部22aの内壁面の全領域において微小体積のまま留まり、例えば印刷終了後において吸引ファン24が駆動を停止させた際に、ロール紙M上に滴下することが防止できる。
Since it is easier to hold ink droplets on the guide line L than on other regions, the droplets are held on the guide line L in the process of ink droplet growth. . For example, when the ink droplet on the left side of FIG. 3A grows, a part of the droplet comes into contact with the guide line L and is drawn to the guide line L side. Further, when a droplet on the guide line L and a droplet on another region come into contact with each other, the droplet on the other region is drawn into the droplet on the guide line L. As described above, since the ink droplets can be held in a limited region on the guide line L, the aggregation of the ink droplets can be promoted. Then, due to the air resistance corresponding to the projected area of the ink droplets aggregated on the guide line L, the liquid droplets can be moved upward by an air flow directed from below to above. Since it is easier to hold ink on the guide line L than in other regions, ink droplets can be quickly guided upward along the guide line L formed in a vertical line shape. As a result, the ink mist stays in a very small volume in the entire area of the inner wall surface of the
誘導線Lに沿って吸引部22aの上端に到達したインクの液滴は、本体部22bに進入し、本体部22bの底面上に保持される。図1に示すようにプリンター1に取り付けた状態において、吐出ヘッド13(Y,K)に対応して備えられた吸引容器22の本体部22bの底面は、吸引部22aと交差する部分から離れるほど位置が低くなる。従って、本体部22bに到達したインクの液滴を吸引部22aから離れるように本体部22bの底面上を誘導できる。従って、本体部22bから吸引部22aにインクが逆流し、インクが吸引部22aからロール紙上に滴下することが防止できる。一方、吐出ヘッド13(C,M)に対応して備えられた吸引容器22の本体部22bの底面は、吸引部22aと交差する部分から離れるほど位置が高くなるが、例えば本体部22bにインクを吸収するスポンジ等を備えさせることにより、本体部22bから吸引部22aにインクが逆流し、インクが吸引部22aからロール紙上に滴下することが防止できる。
The ink droplet that has reached the upper end of the
(3)変形例:
図4Aは、変形例1にかかる吸引部22aの下端面(一部)を下方(図2AのY矢視)から見て示す底面図である。本実施形態においては、誘導線Lを溝とするのではなく、吸引部22aの内壁面上にインクの濡れ性が良好な材料の層を塗布することにより、誘導線Lとしている。例えば、水性インクを使用し、吸引部22aをアルミニウム等の金属で形成する場合、当該金属よりもインクの濡れ性が良好な材料として、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ジグリコールアルキルカーボネート樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂等が挙げられる。むろん、誘導線Lは吸引部22aの壁面上の他の領域よりも濡れ性が良好であればよく、吸引部22aの壁面上の他の領域に対して撥水処理を行ってもよい。さらに、吸引部22aの壁面に研磨やエッチング等の表面処理を行って表面を粗くすることにより、インクの濡れ性が良好な誘導線Lを形成してもよい。
(3) Modification:
4A is a bottom view showing a lower end surface (a part) of the
図4Bは、変形例2にかかる吸引部22aの内壁面(一部)を示す図である。同図に示すように、誘導線Lは、下方に向けて分岐する枝形線状に形成される。なお、誘導線Lは溝であってもよいし、インクの濡れ性が良好な材料を塗布することにより形成されてもよい。このように、誘導線Lを枝形線状とすることにより、上方にインクの液滴が移動するにつれてインクの液滴を凝集させることができる。また、誘導線Lの下端は、吸引部22aの下端よりも上方にて終了している。従って、誘導線Lの液滴が、吸引ファン24が駆動を停止させた際に、誘導線Lからそのまま滴下することが防止できる。
FIG. 4B is a diagram illustrating an inner wall surface (a part) of the
前記実施形態ではプリンター1がインクを吐出させる例を示したが、インク以外の液体を吐出させてもよい。さらに、液体は、ピエゾ素子の機械変化による加圧によって吐出されてもよいし、気泡の発生による加圧によって吐出されてもよい。さらに、被記録媒体は、印刷用紙に限らず、布や樹脂製のフィルム等であってもよい。また、被記録媒体はドラムの側面上に保持されるものに限らず、平面上のプラテン上に保持されてもよい。さらに、吐出ヘッドは複数備えられなくてもよく、単一の吐出ヘッドに対して単一または複数の吸引容器を備えさせてもよい。
In the embodiment, the
1…プリンター、10…供給部、10a…供給リール、10b…張力調整部、11…印刷部、11a…ドラム、11b…導入ローラー、11c…導出ローラー、12…回収部、12a…回収リール、12b…張力調整部、13…吐出ヘッド、13a…ノズル面、13b…垂直壁面、22…吸引容器、22a…吸引部、22a1…吸引口、22b…本体部、22c…導出部、23…捕集容器、23a…捕集壁、23b…貯留部、24…吸引ファン、M…ロール紙、X…中心軸。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記ノズルから所定距離以内に形成された吸引口を下端とし、当該吸引口から吸引された空気の流路を形成する吸引容器と、
前記吸引容器において前記吸引口から上方に向かう気流を生じさせる吸引装置と、
前記吸引容器の流路を構成する壁面上において上下方向の線状に形成され、前記壁面上における他の領域よりも前記液体の液滴が保持されやすい誘導線と、
を備えるミスト捕集装置。 A mist collecting device for collecting the mist of the liquid generated by discharging the liquid from a nozzle,
A suction container that forms a flow path of air sucked from the suction port, with a suction port formed within a predetermined distance from the nozzle as a lower end;
A suction device for generating an air flow upward from the suction port in the suction container;
A guide line that is formed in a vertical line shape on the wall surface that constitutes the flow path of the suction container, and that is more likely to hold the liquid droplets than other regions on the wall surface,
A mist collecting device comprising:
請求項1に記載のミスト捕集装置。 The guide wire is a linear groove formed on the wall surface.
The mist collecting device according to claim 1.
請求項1または請求項2のいずれかに記載のミスト捕集装置。 The guide line is a line that has been subjected to a surface treatment that makes the liquid wettability better than other regions on the wall surface.
The mist collecting device according to claim 1.
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のミスト捕集装置。 The guide wire is formed in a branch line shape that branches downward on the wall surface.
The mist collection apparatus as described in any one of Claims 1-3.
前記ノズルから所定距離以内に形成された吸引口を下端とし、当該吸引口から吸引された空気の流路を形成する吸引容器と、
前記吸引容器において前記吸引口から上方に向かう気流を生じさせる吸引装置と、
前記吸引容器の流路を構成する壁面上において上下方向の線状に形成され、前記壁面上における他の領域よりも前記液体の液滴が保持されやすい誘導線と、
を備える液体吐出装置。 An ejection head for ejecting liquid from a nozzle;
A suction container that forms a flow path of air sucked from the suction port, with a suction port formed within a predetermined distance from the nozzle as a lower end;
A suction device for generating an air flow upward from the suction port in the suction container;
A guide line that is formed in a vertical line shape on the wall surface that constitutes the flow path of the suction container, and that is more likely to hold the liquid droplets than other regions on the wall surface,
A liquid ejection apparatus comprising:
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