JP6520247B2 - 液体噴射装置 - Google Patents

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Description

本発明は、液体噴射装置に関するものである。
従来、インクに含まれる揮発性有機化合物(VOC:volatile organic compounds)を外部に排出しない為に、プリンターの排気ダクトにVOCを吸着する為のフィルターを設けていた。しかし、筐体には外部に対して開口する箇所が他にも複数設けられている為、フィルター以外からもVOCが排出されてしまう虞がある。
特許文献1には、装置内の空気を吸気する吸気手段と、吸気下空気を装置外に排気する排気口を有する排気ダクトと、を備え、排気口に空気中の揮発性有機化合物を捕集するためのフィルターを有した構成が記載されている。
特許文献2には、噴射ヘッドから出た液体より気化した揮発性有機化合物を空気と共に回収する回収部と、白金触媒を用いて回収した揮発性有機化合物の酸素と反応させ燃焼させる燃焼部と、を備えた構成が記載されている。
特開2009−90480号公報 特許第5626027号公報
例えば、ラインヘッド等のように印刷速度が非常に速いプリンターにおいては揮発性有機化合物の排出量が多くなる。そのため、上記従来技術の構成では十分にVOCを低減させることができず、所定時間内の排気量によって規定されている揮発性有機化合物の排出量の規定を今後満足できなくなるおそれがあった。
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み成されたものであって、液体に含まれる揮発性有機化合物を効率よく捕集し、外部へ排出される量を低減させることのできる液体噴射装置を提供することを目的の一つとしている。
本発明の一態様における液体噴射装置は、媒体に対して揮発性有機化合物を含む液体を噴射するノズルを有する液体噴射ヘッドと、前記ノズルの開口を含む閉空間を形成するキャップ、及び前記閉空間から流体を吸引する吸引部、を有し、前記閉空間を減圧することで前記ノズルから前記液体を排出させるメンテナンスを行うメンテナンス部と、を備え、前記メンテナンス部には、前記液体噴射ヘッドから排出された前記液体に含まれる揮発性有機化合物を吸着するためのフィルターが設けられていることを特徴とする。
この構成によれば、メンテナンス部内に流体が比較的高い密閉状態で収容されているので、密閉性の高いメンテナンス部内にフィルターを設けることで、メンテナンス部から外部に排出される揮発性有機化合物の量を大幅に減らすことができる。また、メンテナンス部内において液体が液体状態でまとめて収容されるため、液体に含まれる揮発性有機化合物の揮発を抑制することができる。したがって、メンテナンス部および液体噴射装置の外部に排出される揮発性有機化合物を低減することが可能となる。
また、本発明の一態様における液体噴射装置において、前記メンテナンス部は、前記閉空間から吸引された前記流体を収容可能な廃液収容部を備え、前記フィルターは、前記廃液収容部の大気開放側に設けられている構成としてもよい。
本構成によれば、廃液収容部内が大気開放された構成であっても、廃液収容部内に存在する揮発性有機化合物をフィルターにおいて捕集できるので、外部に放出される揮発性有機化合物を低減させることができる。
また、本発明の一態様における液体噴射装置において、前記メンテナンス部は、前記キャップと前記吸引部との間を接続する流体排出路と、前記流体排出路を開閉する開閉装置と、前記開閉装置よりも下流側で前記流体排出路の一部を形成するとともに所定の空間容積を備えるバッファータンクと、を備え、前記バッファータンクは、前記吸引部を介して前記廃液収容部と連通している構成としてもよい。
液体噴射ヘッドのメンテナンスを実行するにあたり、上記吸引部によりバッファータンク内を減圧して負圧を蓄積することで、キャップ内に急激な負圧を作用させて液体噴射ヘッドから液体を排出させる。キャップ内に排出された液体は吸引部の作用によりバッファータンク内に一旦収容された後、廃液収容部へと流入する。本構成によれば、上記廃液収容部の大気開放側に設けられたフィルターによって、バッファータンクから排出された流体中に含まれる揮発性有機化合物を効果的に除去することが可能である。
また、本発明の一態様における液体噴射装置において、前記メンテナンス部は、前記キャップと前記吸引部との間を接続する流体排出路と、前記流体排出路を開閉する開閉装置と、前記開閉装置よりも下流側で前記流体排出路の一部を形成するとともに所定の空間容積を備えるバッファータンクと、前記バッファータンクに接続され前記バッファータンクの空間内を減圧するための減圧手段と、を備え、前記減圧手段の吸引側及び排出側のうち少なくともいずれか一方に前記フィルターが設けられている構成としてもよい。
液体噴射ヘッドのメンテナンスを実行するにあたり、上記減圧手段によりバッファータンク内を減圧して負圧を蓄積することで、キャップ内に急激な負圧を作用させて液体噴射ヘッドから液体を排出させるが、この際、液体が多く流入するバッファータンク内から積極的に揮発性有機化合物を含む気体を外部に引き出してしまう。本構成によれば、減圧手段の吸引側及び排出側のうち少なくともいずれか一方に設けられたフィルターによって、バッファータンクから吸引された流体中に含まれる揮発性有機化合物を効果的に除去することが可能である。
また、本発明の一態様における液体噴射装置において、前記メンテナンス部は、前記閉空間から吸引された前記流体を収容可能な廃液収容部を備え、前記減圧手段の排出側は通路を介して前記廃液収容部と連通している構成としてもよい。
この構成によれば、減圧手段側に、液体や気化した揮発性有機化合物を含む流体が回り込んでしまった場合でも、液体は通路を通じて廃液収容部内に収容されるため、装置内に液体が漏れるのを防ぐことができる。
また、本発明の一態様における液体噴射装置において、前記フィルターは、前記減圧手段の排出側に設けられている構成としてもよい。
この構成によれば、バッファータンク内に存在する揮発性有機化合物をフィルターで吸着することが可能である。
また、本発明の一態様における液体噴射装置において、前記フィルターは、前記廃液収容部の大気開放側に設けられている構成としてもよい。
この構成によれば、廃液収容部内が大気開放された構成であっても、廃液収容部内に存在する揮発性有機化合物をフィルターにおいて捕集できるので、外部に放出される揮発性有機化合物を低減させることができる。
また、本発明の一態様における液体噴射装置において、前記メンテナンス部には、前記フィルターを通過する第1流路と、前記フィルターを通過しない第2流路と、が設けられ、前記第1流路の入口側には、前記第1流路を開閉可能な第1開閉弁が設けられ、前記第2流路の入口側には、前記第2流路を開閉可能な第2開閉弁が設けられており、前記第1開閉弁及び前記第2開閉弁の開閉動作の組み合わせによって、前記流体が通過する流路の選択が可能である構成としてもよい。
この構成によれば、揮発性有機化合物を多く含む液体のメンテナンス時のみフィルターを通過させ、メンテナンス以外の吸引時の際はフィルターを通さないなど、揮発性有機化合物の濃度によって、フィルターを通過させるか否かを選択することが可能である。よって、フィルターの長寿命化が可能である。
また、本発明の一態様における液体噴射装置において、前記液体噴射ヘッドから前記液体が噴射される際に発生するミストを回収するミスト回収部をさらに備え、前記ミスト回収部の排気側は、前記廃液収容部と接続されている構成としてもよい。
この構成によれば、ミストに含まれる揮発性有機化合物の排出量も低減可能である。
第1実施形態の液体噴射装置の概略構成を示す模式図。 液体噴射ヘッドの概略構成を示す模式図。 液体噴射ヘッドの液体噴射に係る概略構成を示す模式図。 液体噴射装置の電気的構成を示すブロック図。 メンテナンス時の液体噴射装置の一部構成を示す模式図。 (a)〜(f)は、変形例1におけるフィルター部及びその周辺構造を示す図。 (a)〜(f)は、変形例2におけるフィルター部及びその周辺構造を示す図。 第2実施形態の液体噴射装置の全体構成を示す模式図。 第3実施形態の液体噴射装置の全体構成を示す模式図。 ミスト回収部を備えた構成例を示す図。 バッファータンクを備えていない構成例を示す図。
[第1実施形態]
以下、液体噴射装置の第1実施形態について、図面を参照して説明する。
液体噴射装置は、例えば、用紙などの媒体に液体の一例であるインクを噴射することによって、同媒体に印刷を行うインクジェット式のプリンターである。
図1は、第1実施形態の液体噴射装置の概略構成を示す模式図である。
図1に示すように、液体噴射装置1は、媒体Mに対してインク(液体)を噴射する液体噴射部20と、液体噴射部20にインクを供給する液体供給部30と、液体噴射部20のメンテナンスを行うメンテナンス部40と、を備えている。
液体噴射部20は、複数のノズル21が形成された複数(本実施形態では6個)の液体噴射ヘッド22と、複数の液体噴射ヘッド22を支持する支持部23とを備えている。本実施形態では、液体噴射ヘッド22に形成された複数のノズル21が「ノズル群」の一例に相当する。また、複数の液体噴射ヘッド22は、媒体Mの搬送方向(図1では紙面と直交する方向)と交差する媒体Mの幅方向(図1では左右方向)に並設されている。
なお、図1では説明理解の容易のために図面を単純化したが、各液体噴射ヘッド22のノズル21を媒体Mの搬送方向に投影したときに、投影された各液体噴射ヘッド22のノズル21は媒体Mの幅方向に一定の間隔で並んでいるものとする。
液体供給部30は、液体噴射部20に供給するインクを貯留する液体供給源31と、液体供給源31と液体噴射部20とを接続する供給流路32と、液体供給源31に接続されて液体供給源31に貯留されたインクを液体噴射部20に向かって加圧供給する加圧ポンプ33とを有している。液体供給源31は、液体噴射装置1に対して着脱可能に装着される液体カートリッジであってもよいし、液体噴射装置1に設けられる液体収容タンクであってもよい。
供給流路32は、加圧ポンプ33の駆動によって、液体供給源31から液体噴射部20に液体を供給することを可能としている。
メンテナンス部40は、液体噴射ヘッド22のノズル21の開口を含む空間を閉空間CP(図5参照)とするキャップ41と、大気圧未満に減圧された流体(インク及び気体を含む)を貯留可能な所定の空間容積を有するバッファータンク42と、バッファータンク42の空間内を減圧して閉空間CPからインクを吸引するためのインク吸引ポンプ(吸引部)45及び減圧ポンプ(減圧手段)46と、インク吸引ポンプ45及び減圧ポンプ46から排出されたインクを含む流体を収容可能な廃液収容部47と、を備えている。
また、メンテナンス部40は、各キャップ41に一端が接続された複数の分岐流路(流体排出路)43と、各分岐流路43の他端とバッファータンク42とを接続する合流流路(流体排出路)44と、バッファータンク42とインク吸引ポンプ45と接続する第1吸引側流路34と、インク吸引ポンプ45と廃液収容部47とを接続する第1排出側流路35と、バッファータンク42と減圧ポンプ46とを接続する第2吸引側流路36と、減圧ポンプ46と廃液収容部47とを接続する第2排出側流路(通路)37と、を備えている。
さらに、本実施形態のメンテナンス部40は、液体噴射ヘッド22から排出されたインクに含まれる揮発性有機化合物を吸着するためのフィルター部10を備えている。
キャップ41は、有底箱状をなし、液体噴射ヘッド22のノズル形成面24に対して相対移動可能とされている。そして、キャップ41が液体噴射ヘッド22に接近する方向に移動し、ノズル形成面24に接触することで上記閉空間CPが形成される。本実施形態では、このようにキャップ41がノズル形成面24に接触して閉空間CPを形成することを「キャッピングする」ともいい、キャップ41がノズル形成面24から離れることで閉空間CPを解消することを「キャッピングを解消する」ともいう。
分岐流路43には、分岐流路43中におけるインクの流通を許容したり制限したりするCP側開閉弁(開閉装置)51が設けられている。このため、キャップ41が液体噴射ヘッド22をキャッピングしたときに、CP側開閉弁51が開弁されると、閉空間CPとバッファータンク42とが分岐流路43及び合流流路44を介して連通状態とされる。
一方、キャップ41が液体噴射ヘッド22をキャッピングしたときに、CP側開閉弁51が閉弁されると、閉空間CPとバッファータンク42とが非連通状態とされる。全てのCP側開閉弁51を閉弁した状態でインク吸引ポンプ45及び減圧ポンプ46のうち少なくとも一つを駆動すると、バッファータンク42は大気圧未満の圧力(負圧)に減圧される。
また、液体噴射ヘッド22がキャッピングされ、バッファータンク42が大気圧未満に減圧された状態において、任意のCP側開閉弁51を開弁することで、バッファータンク42と連通される任意の閉空間CPが速やかに減圧される。
各CP側開閉弁51は、個別に開閉操作が可能であるため、特定のCP側開閉弁51のみを開弁することで、CP側開閉弁51に対応する特定の閉空間CPのみをバッファータンク42と連通状態とすることができる。
なお、合流流路44を設けることなく、各分岐流路43の他端を直接バッファータンク42に接続してもよい。
インク吸引ポンプ45は、第1吸引側流路34を介してバッファータンク42に接続されており、第1吸引側流路34を介してバッファータンク42を減圧する。
インク吸引ポンプ45の排出側は、第1排出側流路35を介して廃液収容部47に連通している。第1排出側流路35には、吸引ポンプ側開閉弁54が設けられている。
吸引ポンプ側開閉弁54は、減圧ポンプ46によるバッファータンク42の吸引時に、常時大気開放されている廃液収容部47側からの吸引を防止し、確実にキャップ41側のみを減圧する機能を果たす。
減圧ポンプ(減圧手段)46は、第2吸引側流路36を介してバッファータンク42に接続され、第2吸引側流路36を介してバッファータンク42を減圧する。減圧ポンプ46は、その吸引力によって、バッファータンク42内のインクから気化した揮発性有機化合物を含む気体を吸引する。この際、インクは吸引されないことが望ましい。
減圧ポンプ46の排出側は、第2排出側流路37を介して廃液収容部47に連通している。
第2吸引側流路36には、逆止弁55が設けられている。逆止弁55は、バッファータンク42から減圧ポンプ46側へ向かう気体の流れのみ許容し、減圧ポンプ46からバッファータンク42側への気体の逆流を防止するものである。
ここで、インク吸引ポンプ45の減圧量は、減圧ポンプ46の減圧量よりも大きいことが望ましい。一例として、インク吸引ポンプ45をチューブポンプとし、減圧ポンプ46をダイヤフラムポンプとすることで、インク吸引ポンプ45の減圧量を減圧ポンプ46の減圧量よりも大きくなるようにしてもよい。
また、減圧速度は、インク吸引ポンプ45よりも減圧ポンプ46の方が速いことが望ましい。
廃液収容部47には、廃液収容部47内を大気開放する大気開放路56が設けられている。大気開放路56は、廃液収容部47と大気とを常に連通状態としている。
[フィルター部]
本実施形態におけるメンテナンス部40は、液体噴射ヘッド22から排出されたインクに含まれる揮発性有機化合物を吸着するためのフィルター部10をさらに備えている。
フィルター部10は、減圧ポンプ46のインク流入側に設けられた第1フィルター11と、減圧ポンプ46のインク排出側に設けられた第2フィルター12と、廃液収容部47の大気開放側に設けられた第3フィルター13と、を有している。これら各フィルター11,12,13は、液体ではなく気体を濾過する濾材である。本実施形態では、活性炭フィルターを用いているが、これに限らない。
第1フィルター11は、第2吸引側流路36に設けられ、減圧ポンプ46の吸引力によってバッファータンク42から流出してきたインク内の揮発性有機化合物を捕集する。
第2フィルター12は、第2排出側流路37に設けられ、第1フィルター11において捕集されず、減圧ポンプ46から排出されたインク内に残っている揮発性有機化合物を捕集する。
第3フィルター13は、廃液収容部47に接続された大気開放路56に設けられ、廃液収容部47内に存在する揮発性有機化合物を捕集する。ここでは、インク吸引ポンプ45から排出されたインク内に含まれる揮発性有機化合物や、廃液収容部47に貯留されたインクから気化した揮発性有機化合物も含まれる。第3フィルター13は、メンテナンス部40から外部へ排出される揮発性有機化合物の捕集効率を向上させるべく、仕上げ捕集を行い、揮発性有機化合物の除去性能を向上させる。
第3フィルター13を通過した気体には、揮発性有機化合物の残存が少ない。そのため、第1フィルター11及び第2フィルター12よりも捕集負担は軽く、フィルターとして長期間機能する。
[液体噴射ヘッド]
次に、図2及び図3を参照して、液体噴射ヘッド22の構成について詳しく説明する。
図2は、液体噴射ヘッドの概略構成を示す模式図である。図3は、液体噴射ヘッドの液体噴射に係る概略構成を示す模式図である。なお、図3は、図2に示す液体噴射ヘッド22のノズル列方向(図2では左右方向)と交差する液体噴射ヘッド22の断面を模式的に示した図である。
図2及び図3に示すように、液体噴射ヘッド22は、複数のノズル21に加え、供給流路32を介して供給されたインクを貯留する共通液室25と、容積を変更可能な液体室26と、ノズル21からインクを噴射する際に駆動されるアクチュエーター27と、アクチュエーター27を収容する収容室28とを備えている。共通液室25は複数のノズル21に対して設けられている一方で、液体室26、収容室28及びアクチュエーター27は単一のノズル21に対して複数設けられている。
図3に示すように、共通液室25及び収容室28と、液体室26とは、弾性変形可能な振動板29によって区画されている。また、共通液室25と液体室26とは振動板29に形成された連通孔29aを通じて連通している。このため、液体供給源31から供給流路32を介して供給されたインクは共通液室25に一時貯留された後、共通液室25から連通孔29a及び液体室26を通じて各ノズル21に供給される。アクチュエーター27は、例えば、駆動電圧が印加された場合に収縮する圧電素子である。このため、アクチュエーター27に印加する駆動電圧を変化させると、図3に二点鎖線で示すように振動板29が変形し、液体室26の容積が変化することによって、液体室26内のインクがノズル21から液滴として噴射される。
次に、図4を参照して、液体噴射装置1が備える制御部60の電気的構成について説明する。
図4に示すように、制御部60の入力側インターフェースには、アクチュエーター27及び圧力センサー52が接続されている。一方、制御部60の出力側インターフェースには、液体噴射ヘッド22、アクチュエーター27、加圧ポンプ33、キャップ41、インク吸引ポンプ45、減圧ポンプ46、CP側開閉弁51、吸引ポンプ側開閉弁54が接続されている。そして、制御部60は、アクチュエーター27及び圧力センサー52からの出力信号に基づいて、その出力側インターフェースに接続された各構成を動作させることで、液体噴射ヘッド22における噴射不良を解消するメンテナンスを行う。
次に、図1及び図5を参照して、液体噴射装置1のメンテナンスの概要と、同メンテナンスにおける液体の排出量及び供給量の関係について説明する。
図5は、メンテナンス時の液体噴射装置の一部構成を示す模式図である。
本実施形態では、液体噴射ヘッド22のノズル21内に気泡などの異物が混入するなどした不良ノズルがある場合、そうした不良ノズルの噴射不良を解消するために、液体噴射ヘッド22のノズル21からインクの排出とともに気泡などの異物を排出させるメンテナンスを行う。詳しくは、図5に示すように、メンテナンスの対象となる液体噴射ヘッド22をキャッピングすることで閉空間CPを形成し、閉空間CPを減圧することで、液体噴射ヘッド22のノズル21からインクとともに気泡などの異物を排出させる。
先ず、図1に示すように、液体噴射ヘッド22をキャッピングした状態でメンテナンス部40の減圧ポンプ46を駆動させ、バッファータンク42内を迅速に減圧する。バッファータンク42が大気圧未満に減圧された状態において、任意のCP側開閉弁51を開弁することで、バッファータンク42と連通される任意の閉空間CPが速やかに減圧される。このように、バッファータンク42内を減圧して負圧を蓄積させることにより、キャップ41内に急激な負圧を作用させて、液体噴射ヘッド22のノズル21から気泡や異物などを含むインクを排出させる。キャップ41内に排出させたインクは分岐流路43及び合流流路44を通じて、減圧されたバッファータンク42内に流入する。そのため、バッファータンク42内には、揮発性有機化合物が存在している。
続けて、減圧ポンプ46の駆動を継続させて、バッファータンク42内の揮発性有機化合物を含む気体を吸引する。減圧ポンプ46の吸引力によってバッファータンク42内から流出した気体が、第2吸引側流路36上に設けられた第1フィルター11を通過する際、気体中に含まれている揮発性有機化合物が第1フィルター11において捕集される。減圧ポンプ46から排出された気体中に残存している揮発性有機化合物は、第2排出側流路37に設けられた第2フィルター12において捕集される。減圧ポンプ46によって、バッファータンク42内から揮発性有機化合物を含む気体を積極的に引き出すことにより、第1フィルター11及び第2フィルター12において揮発性有機化合物を捕集する。
揮発性有機化合物が除去された後の気体は、第2排出側流路37を介して廃液収容部47へと流入する。
次に、吸引ポンプ側開閉弁54を開弁してインク吸引ポンプ45を駆動させ、バッファータンク42内に除去された廃インクを廃液収容部47へと排出する。インク吸引ポンプ45の駆動を停止した後、第1吸引側流路34内のインクの逆流は吸引ポンプ側開閉弁54を閉弁することにより防止される。
廃液収容部47内は大気開放路を通じて大気開放されている。この際、大気開放路56に設けられた第3フィルター13において、廃液収容部47内の大気開放される気体中に含まれる揮発性有機化合物が仕上げ捕集される。
廃液収容部47には揮発性有機化合物を排出するインクが貯留されているため、大気開放路56に第3フィルター13を設けて、揮発性有機化合物を含む気体を第3フィルター13において濾過させてから排気させる。
本実施形態の液体噴射装置1によれば、メンテナンス部40から排気される気体中の揮発性有機化合物の含有量を大幅に低減させることが可能となる。揮発性有機化合物を含む気体の流動経路上に、複数のフィルター11,12,13を配置させておくことにより、揮発性有機化合物を効率よく捕集することができる。
液体噴射ヘッド22のメンテナンス(クリーニング動作)を実行するにあたり、減圧ポンプ46によりバッファータンク42内を減圧して負圧を蓄積することで、キャップ41内に急激な負圧を作用させて液体噴射ヘッド22からインクを排出させる。この場合、インクが多く流入するバッファータンク42内から積極的に揮発性有機化合物を含む気体を引き出してしまう。本構成によれば、バッファータンク42における下流側に設けられた複数のフィルター11,12,13によって、バッファータンク42から排出された気体中に含まれる揮発性有機化合物を効果的に除去することが可能である。
よって、ラインヘッド等のように印刷速度が速く、揮発性有機化合物の生成量が多くなり易いプリンターであっても、排気気体中に含まれる揮発性有機化合物を十分に低減させることができるため、所定時間内の排気量によって規定されている揮発性有機化合物の排出量の規定を満足させることができる。
また、メンテナンス部40にフィルター部10を設けることで、密閉した空間内で揮発性有機化合物を捕集することができる。本実施形態におけるメンテナンス部40は、密閉性の高い構成となっている。このようなメンテナンス部40内に流体(インク及び揮発した揮発性有機化合物を含む気体)が比較的高い密閉状態で収容されているので、メンテナンス部40にフィルター部10を設けることで、メンテナンス部40から外部に排出される揮発性有機化合物の量を大幅に減らすことができる。
また、メンテナンス部40内においてインクが液体状態でまとめて収容されるため、インクに含まれる揮発性有機化合物の揮発を抑制することができる。したがって、メンテナンス部40および液体噴射装置1の外部に排出される揮発性有機化合物を低減することが可能となる。
さらに、本実施形態では、インク吸引ポンプ45及び減圧ポンプ46の排出側がいずれも廃液収容部47に接続されている。このため、廃液収容部47内において、揮発性有機化合物を含むインクを液体状態でまとめて収容することができる。よって、インク中に含まれる揮発性有機化合物の揮発を抑制することが可能である。
なお、本実施形態のフィルター部10は3つのフィルター11,12,13を備えた構成となっているが、フィルターの数や配置場所は上記に限定されない。
例えば、本実施形態では、減圧ポンプ46の吸入側及び排出側の両方にフィルター11,12を配置したが、いずれか一方だけにしてもよい。また、減圧ポンプ46側にフィルター11,12を設けることなく、大気開放路56にだけフィルター13を設けた構成としてもよい。
減圧ポンプ46の吸引側にフィルター11を設けることにより、インクが多く流入することで揮発性有機化合物を多く蓄積しやすいバッファータンク42内から、確実に揮発性有機化合物を捕集することが可能となる。また、減圧ポンプ46の吸引側にフィルター11を設けず、減圧ポンプ46の排出側にフィルター12を設ける場合でも同様の効果が得られるとともに、減圧ポンプ46自体から発生する可能性のある揮発性有機化合物も捕集することが可能となる。フィルターを配置する位置や数は、これらの効果およびフィルターのサイズやフィルターの捕集能力、液体噴射装置1内のスペース等の都合により適宜決定することができる。また、大気開放路56にだけフィルター13を設ける場合、この1箇所だけでインク吸引ポンプ45から排出されたインク内に含まれる揮発性有機化合物や、減圧ポンプ46から排出された揮発性有機化合物、廃液収容部47に貯留されたインクから気化した揮発性有機化合物をまとめて捕集でき、メンテナンス部40全体から効率的に揮発性有機化合物を低減することが可能となる。
また、本実施形態の構成では、減圧ポンプ46の下流側が第2排出側流路37を介して廃液収容部47に接続されているため、減圧ポンプ46にインクが回り込んでしまった場合でも、インクは廃液収容部47に貯留され、外部(装置内)に漏れ出すのを抑制することができる。
<フィルター部およびその周辺構造の変形例1>
次に、フィルター部およびその周辺構造の変形例1について述べる。
図6(a)〜(f)は、変形例1におけるフィルター部及びその周辺構造を示す図である。
図6(a)に示すように、変形例1において、フィルター部14はバッファータンク42と一対の減圧ポンプ46A,46Bとの間に設けられている。
フィルター部14の上流側には、フィルター部14に対する入口側の流路を選択する第1選択機構63が設けられ、フィルター部14の下流側には、フィルター部14に対する出口側の流路を選択する第2選択機構64が設けられている。
フィルター部14は、流入室15aと2つの濾過室15b、15cとを有したフィルター収容部15と、フィルター収容部15内に配置されたフィルター11と、を備えて構成されている。フィルター11は、流入室15aと2つの濾過室15b,15cとを隔てるようにこれらの間に配置され、各濾過室15b,15cはいずれもフィルター11を介して流入室15aに連通している。
バッファータンク42から延出する第2吸引側流路36は、途中で2つの流路に分岐しており、第1分岐流路(入口流路)36A及び第2分岐流路(入口流路)36Bを介してフィルター収容部15に接続されている。第1分岐流路36Aはフィルター収容部15の流入室15aに接続され、第2分岐流路36Bは一方の濾過室15cに接続されている。フィルター収容部15の第1濾過室15bは流路(出口流路)36Cを介して第1減圧ポンプ46Aに接続され、第2濾過室15cは流路(出口流路)36Dを介して第2減圧ポンプ46Bに接続されている。
第1選択機構63は、第1分岐流路36A及び第2分岐流路36Bと、第1分岐流路36Aに設けられた第1開閉弁55A及び第2分岐流路36Bに設けられた第2開閉弁55Bと、を有して構成されている。
第2選択機構64は、第1減圧ポンプ46A及び第2減圧ポンプ46Bと、フィルター部14と前記第1減圧ポンプ46Aとを接続する流路36Cと、前記フィルター部14と前記第2減圧ポンプ46Bとを接続する流路36Dと、を有して構成されている。
本例では、第1選択機構63及び第2選択機構64においてそれぞれ選択される入口流路及び出口流路の組み合わせによって、バッファータンク42から吸引する気体をフィルター11に通過させる、通過させない、を選択することが可能である。つまり、開閉弁55A,55Bの開閉動作、及び減圧ポンプ46A,46Bの駆動状態を制御することによって、気体の流動経路を選択できる。
<フィルター部およびその周辺構造の変形例2>
次に、フィルター部およびその周辺構造の変形例2について述べる。
図7(a)〜(e)は、変形例2におけるフィルター部及びその周辺構造を示す図である。
図7(a)に示すように、変形例2において、フィルター部14は、バッファータンク42と一つの減圧ポンプ46との間に設けられている。ここでは、フィルター部14と減圧ポンプ46とを接続する各流路(出口流路)36C,36Dにも開閉弁55C,55Dを設け、これらの開閉制御を行うことで、吸引動作が一つの減圧ポンプ46で実施可能となる。
フィルター部14の上流側に配置される第1選択機構63は変形例1と同様であるため、説明を省略する。
フィルター部14の下流側に配置される第2選択機構65は、フィルター部14と減圧ポンプ46とを接続する流路36C,36Dと、流路36C,36Dに設けられた開閉弁55C,55Dと、一つの減圧ポンプ46と、を有して構成されている。
本例においても、前記第1選択機構63及び第2選択機構65においてそれぞれ選択される入口流路及び出口流路の組み合わせによって、バッファータンク42から吸引する気体をフィルター11に通過させる、通過させない、を選択することが可能である。つまり、開閉弁55A,55B,55C,55Dの開閉動作を制御することによって、気体の流動経路を選択できる。
各変形例1,2におけるフィルター部14は、フィルター11を通過する第1流路と、フィルター11を通過しない第2流路と、を有する。フィルター11を通過しない第2流路は、バッファータンク42からフィルター収容部15の第2濾過室15cに直接流入し、そのまま減圧ポンプ46の吸引力によって廃液収容部47側へと排出されるルートである。バッファータンク42からフィルター収容部15の流入室15aに流入した気体は必ずフィルター11を通過することになるため、本発明に係る第1流路を経て排出される。第2濾過室15cに流入した気体であっても流入室15aに逆流するルートの場合は、気体が必ずフィルター11を通過することになるため第1流路となる。
次に、変形例1,2における吸引動作について述べる。
(第1吸引動作)
変形例1において、図6(a)に示すように、第1分岐流路36Aに設けられた第1開閉弁55Aを開弁して第1減圧ポンプ46Aを駆動させると、バッファータンク42から流出した気体は、第2吸引側流路36及び第1分岐流路36Aを通ってフィルター収容部15の流入室15aへ流入する。流入室15a内に流入した気体は、第1減圧ポンプ46Aの吸引力によってフィルター11を通って第1濾過室15bへと流入する。フィルター11の濾過機能によって揮発性有機化合物の含有量が減少した気体は、その後、流路36Cを通って減圧ポンプ46Aから廃液収容部47側へ向かって排出される。
変形例2において、図7(a)に示すように、第1分岐流路36Aに設けられた第1開閉弁55A及び流路36Cに設けられた第3開閉弁55Cを開弁して減圧ポンプ46を駆動させると、バッファータンク42から流出した気体は、第2吸引側流路36及び第1分岐流路36Aを通ってフィルター収容部15の流入室15aへ流入する。流入室15a内に流入した気体は、減圧ポンプ46の吸引力によってフィルター11を通って第1濾過室15bへと流入する。フィルター11の濾過機能によって揮発性有機化合物の含有量が減少した気体は、その後、流路36Cを通って減圧ポンプ46から廃液収容部47側へ向かって排出される。
本吸引動作では、いずれの構成においても、気体が本発明に係る第1流路を通過し、フィルター11の第1領域11Aにおいて気体中に含まれる揮発性有機化合物が捕集される。
(第2吸引動作)
変形例1において、図6(b)に示すように、第1開閉弁55Aを開弁して第2減圧ポンプ46Bを駆動させる。バッファータンク42から流出した気体は、第2吸引側流路36及び第1分岐流路36Aを通ってフィルター収容部15の流入室15aへ流入し、第2減圧ポンプ46Bの吸引力によってフィルター11の第2領域11Bを通って第2濾過室15cへと流出する。フィルター11によって揮発性有機化合物の含有量が減少した気体は、その後、流路36Dを通って第1減圧ポンプ46Aから廃液収容部47側へ向かって排出される。
変形例2において、図7(b)に示すように、第1開閉弁55A及び第4開閉弁55Dを開弁して減圧ポンプ46を駆動させると、バッファータンク42からの気体がフィルターの第2領域11Bを通過して第2濾過室15cへと流入する。
本吸引動作では、いずれの構成においても、気体が本発明に係る第1流路を通過し、フィルター11の第2領域11Bにおいて気体中に含まれる揮発性有機化合物が除去される。
(第3吸引動作)
変形例1において、図6(c)に示すように、第1開閉弁55Aを開弁して第1減圧ポンプ46A及び第2減圧ポンプ46Bの両方を駆動させると、バッファータンク42からの気体がフィルター11の全面(第1領域11A及び第2領域11B)を通過して第1濾過室15b及び第2濾過室15cへと流入する。
変形例2において、図7(c)に示すように、上流側の第1開閉弁55Aと、下流側の2つの開閉弁55C,55Dを開弁して減圧ポンプ46を駆動させると、バッファータンク42からの気体がフィルター11の全面(第1領域11A及び第2領域11B)を通過して第1濾過室15b及び第2濾過室15cへと流入する。
本吸引動作では、いずれの構成においても、気体が本発明に係る第1流路を通過し、フィルター11の全域を利用して気体中の揮発性有機化合物を濾過することが可能である。
(第4吸引動作)
変形例1において、図6(d)に示すように、第2開閉弁55Bを開弁して第1減圧ポンプ46Aを駆動させる。
変形例2において、図7(d)に示すように、第2開閉弁55B及び第3開閉弁55Cを開弁して減圧ポンプ46を駆動させる。
すると、いずれの構成においても、先ず、バッファータンク42内の気体が第2吸引側流路36及び分岐流路36Bを経てフィルター収容部15の第2濾過室15cに流入する。第2濾過室15cに流入した気体は、第1減圧ポンプ46Aあるいは減圧ポンプ46の吸引力によって、フィルター11の第2領域11Bを通過して流入室15aへと流動し、その後、フィルター11の第1領域11Aを通過して第1濾過室15bへと流入する。
本吸引動作では、揮発性有機化合物を含む気体がフィルター11を2回通過することになる。フィルター11を通過する回数が増えることで、一つのフィルター11であっても気体中の揮発性有機化合物の捕集効率を向上させることが可能となる。このように、本吸引動作においても、気体が本発明に係る第1流路を通過することになる。
(第5吸引動作)
変形例1において、図6(e)に示すように、第2開閉弁55Bを開弁して第1減圧ポンプ46A及び第2減圧ポンプ46Bの両方を駆動させる。
変形例2において、図7(e)に示すように、第2開閉弁55B、第3開閉弁55C及び第4開閉弁55Dを開弁して減圧ポンプ46を駆動させる。
すると、いずれの構成においても、一部の気体のみフィルター11を2回通過し(第1流路)、残りの気体はフィルター11を通過することなく排出される(第2流路)。
このように、一部の気体のみ2度濾過を行い、残りの気体を濾過せずに排出させてもよい。フィルター部14において濾過されずに残留した揮発性有機化合物は、大気開放路に設けられたフィルターにおいて除去される。
(第6吸引動作)
変形例1において、図6(f)に示すように、第2開閉弁55Bを開弁して第2減圧ポンプ46Bを駆動させる。
変形例2において、図7(f)に示すように、第4開閉弁55Dを開弁して減圧ポンプ46を駆動させる。
このような動作では、フィルター11を通過させることなく気体を排出することができる(第2流路)。
以上述べたように、変形例1,2の構成によれば、フィルター部14およびその周辺の構成において、フィルター11が存在する流路と、フィルター11が存在しない流路を設けることにより、減圧ポンプ等の駆動を制御することで、気体をいずれの流路を流動させるか選択することができる。
例えば、揮発性有機化合物を含むクリーニング動作時のみ、バッファータンク42内の気体をフィルター11に通し、クリーニング動作以外のときは気体をフィルター11に通さないなど、気体中に含まれる揮発性有機化合物の量、フィルター11の使用状態等によって、流路を適宜選択することができる。
揮発性有機化合物の濃度に応じて、気体をフィルター11に通過させる回数を適宜選択することにより、捕集効率が高まり、外部に排出される揮発性有機化合物の量をより低減させることができる。また、クリーニング動作以外のときは気体をフィルター11に通さないことで、フィルター11を長寿命化することができる。
また、仮にフィルター11に目詰まり等が生じた場合であっても、流速を損なわせることなくバッファータンク42内から気体を吸引し、減圧させることができる。フィルター部14を通過した気体は、第2減圧ポンプ46Bあるいは減圧ポンプ46の排出側に設けられたフィルター11において濾過され、揮発性有機化合物が除去される。
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態について説明する。
図8は、第2実施形態の液体噴射装置の全体構成を示す模式図である。
以下に示す本実施形態の液体噴射装置の基本構成は、上記第1実施形態と略同様であるが、メンテナンス部の構成において異なる。よって、以下の説明では、メンテナンス部の構成について詳しく説明し、共通な箇所の説明は省略する。また、説明に用いる各図面において、図1〜図5と共通の構成要素には同一の符号を付すものとする。
第2実施形態における液体噴射装置は、バッファータンク42、減圧ポンプ46、インク吸引ポンプ45、廃液収容部47及びフィルター部10を主に有するメンテナンス部61を備えている。先の実施形態と異なる部分は、減圧ポンプ46の下流側が廃液収容部47に接続されていない点である。本実施形態では、減圧ポンプ46の下流側に大気開放路57が接続されており、常時大気開放されている。
大気開放路57には、フィルター部10の第2フィルター12が配置されている。第1フィルター11において除去できずに残留した揮発性有機化合物は、第2フィルター12において捕集されるため、大気開放される気体中に含まれる揮発性有機化合物の量は少ない。
[第3実施形態]
次に、本発明の第3実施形態について説明する。
図9は、第3実施形態の液体噴射装置の全体構成を示す模式図である。
以下に示す本実施形態の液体噴射装置の基本構成は、上記第1実施形態と略同様であるが、メンテナンス部の構成において異なる。よって、以下の説明では、メンテナンス部の構成について詳しく説明し、共通な箇所の説明は省略する。また、説明に用いる各図面において、図1〜図5と共通の構成要素には同一の符号を付すものとする。
第3実施形態における液体噴射装置は、バッファータンク42、インク吸引ポンプ45、廃液収容部47及びフィルター部16を主に有するメンテナンス部62を備えている。先の実施形態と異なる部分は、減圧ポンプ46を備えていない点である。
本実施形態では、減圧ポンプ46を備えていないため、メンテナンス時のバッファータンク42内の減圧をインク吸引ポンプ45によって行う。
インク吸引ポンプ45の吸引動作によって、バッファータンク42内を減圧し、任意のCP側開閉弁51を開弁してキャップ41内を負圧にすることによって、ノズルからインクを吸引する。キャップ41内に排出されたインク及び気泡などの異物はバッファータンク42内に流入し、インク吸引ポンプ45の吸引力によって廃液収容部47へと排出される。インク吸引ポンプ45の動作を停止した後、吸引ポンプ側開閉弁54を閉弁し、大気開放されている廃液収容部47からのインク等の逆流を防止する。この際、大気開放路56に設けられた第3フィルター13において、廃液収容部47内から放出される気体中に含まれる揮発性有機化合物が捕集される。つまり、バッファータンク42及び廃液収容部47内に存在するインクから気化する揮発性有機化合物を第3フィルター13によって捕集することで、外部に放出される揮発性有機化合物を低減させることができる。
本実施形態の場合、フィルター部10が第3フィルター13のみを備えた構成のため、第3フィルター13として、揮発性有機化合物の捕集能力の高いフィルターを用いることが好ましい。また、大気開放路56上に複数のフィルターを配置しても構わない。あるいは、キャップ41から廃液収容部47までの流路上にもフィルターを配置しても構わない。
以上述べたように、各実施形態の液体噴射装置のメンテナンス部において、密閉された空間内、つまりキャップ41からの排出流路上に一つまたは複数のフィルターを備え、揮発性有機化合物を含む気体を、これらフィルターに通過させてから外部に排出させることにより、気体中に含まれる揮発性有機化合物を簡単かつ効果的に捕集することができる。よって、外部(機体)に排出される揮発性有機化合物を低減することができる。
また、液体噴射装置1の本体に設けられたファン設置部に揮発性有機化合物を吸着するVOC吸着フィルターをさらに設け、メンテナンス部で捕集できなかった揮発性有機化合物を捕集できるようにしてもよい。VOC吸着フィルターを設ける場合には、廃液収容部47の大気開放側、減圧ポンプ46の排気側がファン設置部(吸着フィルター)側に向けて開口していることが好ましい。
また、ファン設置部に上記VOC吸着フィルターを設けない場合には、廃液収容部47の大気開放側、減圧ポンプ46の排気側が、ファン設置部から離れる方向に開口しているのが好ましい。揮発性有機化合物の比重は水よりも大きい場合が多いため、廃液収容部47の大気開放側、減圧ポンプ46の排気側が、ファン設置部よりも下方に位置していることが好ましい。あるいは、廃液収容部47の大気開放側、減圧ポンプ46の排気側が、液体噴射装置1の筐体下方に向けて開口していることが好ましい。
これにより、メンテナンス部から排出された揮発性有機化合物は、筐体内に蓄積されるため、外部に排出される量を抑えることができる。
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。各実施形態の構成を適宜組み合わせてもよい。
先の第2実施形態においては、減圧ポンプ46の吸入側及び排出側のいずれにもフィルター11,12を備えた構成としたが、いずれか一方のみであってもよい。
また、大気開放路56のフィルター13を備えない構成としてもよい。
液体噴射装置においては、インクの吐出時にインクの一部が霧のように周囲に飛び散る、所謂ミストが発生し、これによりインクを吐出するための記録媒体や該記録媒体を搬送する搬送ステージ上を汚してしまうおそれがある。
そこで、液体噴射装置に上記のようなミストを回収する機構をさらに備えた構成としてもよい。
図10は、ミスト回収部を備えた構成例を示す図である。
例えば、図10に示すように、装置内に存在するミスト17aを回収するミスト回収部(回収部)71を備えた構成としてもよい。ミスト回収部71の下流側は、最終的に廃液収容部47に接続されており、回収したミスト17aは廃インクとともに廃液収容部47に収容される。ミスト17aに含まれる揮発性有機化合物は、フィルター部10の各フィルター11,12,13において捕集される。
このように、液体噴射装置の筐体内に浮遊するミスト17aを回収することにより、ミスト17aによる記録媒体や装置内の汚染を防止できるだけでなく、ミスト17aに含まれる揮発性有機化合物をフィルター部10において捕集することができる。このため、装置外部に排出される揮発性有機化合物の量をより低減させることが可能となる。
なお、ミスト回収部71を備える構成は、上述した各実施形態のいずれにも用いることができる。
先の各実施形態では、いずれもバッファータンクを備えた構成とされているが、バッファータンクを備えていない構成としてもよい。
図11は、バッファータンクを備えていない構成例を示す図である。
例えば、図11に示すように、バッファータンクを設けることなく、各キャップ41に接続された各分岐流路43の下流側端部を第1吸引側流路34に接続してもよい。任意のキャップ41の閉空間CPをインク吸引ポンプ45により直接減圧することによって、液体噴射ヘッド22のノズル21から気泡や異物などを含むインクをキャップ41内に排出させる。キャップ41内に排出させたインクは、分岐流路43、第1吸引側流路34及び第1排出側流路35を通じて、廃液収容部47内に流入する。
また、フィルターの数や配置する位置等は適宜変更が可能である。液体噴射装置におけるメンテナンス部のどこかに少なくとも一つのフィルターが配置されていれば、従来よりも、外部へ排出される揮発性有機化合物を減少させることができる。この際、メンテナンス部の大気開放側にフィルターを設けることによって、メンテナンス部内に揮発性有機化合物を残存させることなく、フィルターにおいて効率よく捕集することができる。
1…液体噴射装置、M…媒体、10,14,16…フィルター部、11…フィルター、17a…ミスト、21…ノズル、22…液体噴射ヘッド、36C,36D…流路、37…第2排出側流路(通路)、40,61,62…メンテナンス部、41…キャップ、42…バッファータンク、43…分岐流路(流体排出路)、44…合流流路(流体排出路)、45…インク吸引ポンプ(吸引部)、46…減圧ポンプ(減圧手段)、47…廃液収容部、51…CP側開閉弁(開閉装置)、55A…第1開閉弁、55B…第2開閉弁、55C…開閉弁、71…ミスト回収部、71…ミスト回収部(回収部)、CP…閉空間

Claims (9)

  1. 媒体に対して揮発性有機化合物を含む液体を噴射するノズルを有する液体噴射ヘッドと、
    前記ノズルの開口を含む閉空間を形成するキャップ、及び前記閉空間から流体を吸引する吸引部、を有し、前記閉空間を減圧することで前記ノズルから前記液体を排出させるメンテナンスを行うメンテナンス部と、を備え、
    前記メンテナンス部には、気体を濾過するフィルターと、該フィルターを通過する第1流路と、該フィルターを通過しない第2流路と、が設けられており、
    前記フィルターは、前記液体噴射ヘッドから排出された前記液体に含まれる揮発性有機化合物を吸着可能であり、
    前記第1流路の入口側には、前記第1流路を開閉可能な第1開閉弁が設けられ、
    前記第2流路の入口側には、前記第2流路を開閉可能な第2開閉弁が設けられており、
    前記第1開閉弁及び前記第2開閉弁の開閉動作の組み合わせによって、前記流体が通過する流路の選択が可能であることを特徴とする液体噴射装置。
  2. 前記メンテナンス部は、
    前記閉空間から吸引された前記流体を収容可能な廃液収容部を備え
    記フィルターは、前記廃液収容部の大気開放に設けられている
    請求項1に記載の液体噴射装置。
  3. 媒体に対して揮発性有機化合物を含む液体を噴射するノズルを有する液体噴射ヘッドと、
    前記ノズルの開口を含む閉空間を形成するキャップと、前記閉空間から流体を吸引する吸引部と、前記キャップと前記吸引部との間を接続する流体排出路と、前記流体排出路を開閉する開閉装置と、前記開閉装置よりも下流側で前記流体排出路の一部を形成するとともに所定の空間容積を備えるバッファータンクと、前記閉空間から吸引された前記流体を収容可能な廃液収容部と、を有し、前記閉空間を減圧することで前記ノズルから前記液体を排出させるメンテナンスを行うメンテナンス部と、を備え、
    前記バッファータンクは、前記吸引部を介して前記廃液収容部と連通し、
    前記液体噴射ヘッドから排出された前記液体に含まれる揮発性有機化合物を吸着するためのフィルターが、前記メンテナンス部に設けられていることを特徴とする液体噴射装置。
  4. 媒体に対して揮発性有機化合物を含む液体を噴射するノズルを有する液体噴射ヘッドと、
    前記ノズルの開口を含む閉空間を形成するキャップと、前記閉空間から流体を吸引する吸引部と、前記キャップと前記吸引部との間を接続する流体排出路と、前記流体排出路を開閉する開閉装置と、前記開閉装置よりも下流側で前記流体排出路の一部を形成するとともに所定の空間容積を備えるバッファータンクと、前記バッファータンクに接続され前記バッファータンクの空間内を減圧するための減圧手段と、有し、前記閉空間を減圧することで前記ノズルから前記液体を排出させるメンテナンスを行うメンテナンス部と、を備え、
    前記液体噴射ヘッドから排出された前記液体に含まれる揮発性有機化合物を吸着するためのフィルターが、前記減圧手段の吸引側及び排出側のうち少なくとも一方に設けられていることを特徴とする液体噴射装置。
  5. 前記メンテナンス部は、
    前記閉空間から吸引された前記流体を収容可能な廃液収容部を備え、
    前記減圧手段の排出側は通路を介して前記廃液収容部と連通している
    請求項4に記載の液体噴射装置。
  6. 前記フィルターは、前記減圧手段の排出側に設けられている
    請求項5に記載の液体噴射装置
  7. 前記フィルターは、前記廃液収容部の大気開放側に設けられている
    請求項5または6に記載の液体噴射装置。
  8. 前記メンテナンス部には、前記フィルターを通過する第1流路と、前記フィルターを通過しない第2流路と、が設けられ、
    前記第1流路の入口側には、前記第1流路を開閉可能な第1開閉弁が設けられ、
    前記第2流路の入口側には、前記第2流路を開閉可能な第2開閉弁が設けられており、前記第1開閉弁及び前記第2開閉弁の開閉動作の組み合わせによって、前記流体が通過する流路の選択が可能である
    請求項から7のいずれか一項に記載の液体噴射装置。
  9. 前記液体噴射ヘッドから前記液体が噴射される際に発生するミストを回収するミスト回収部をさらに備え、
    前記ミスト回収部の排気側は、前記廃液収容部と接続されている
    請求項2または3に記載の液体噴射装置。
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