JP2012171191A - 脱気システムおよびインクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】脱気モジュールにおいて中空糸膜が配設された箇所に隣接した箇所を利用して液体の脱気を行うことが可能な脱気システムおよびこれを備えたインクジェット記録装置を提供する。
【解決手段】脱気モジュール１０Ａは気体透過性を有する脱気膜１１を備え、脱気膜１１の一方側に液体３を満たすと共に脱気膜１１の他方側を減圧して液体３の脱気を行う脱気システムにおいて、脱気膜１１は複数の中空糸膜とし、前記一方側には、複数の中空糸膜が隣接配置され束状に集合した中空糸膜束部１１ａおよび該中空糸膜束部１１ａの外側に隣接配置され液体が溜められた液体溜まり部１７、１８を有し、移送手段は、停止と移送とを断続的に繰り返す断続移送を行う。
【選択図】図２

Description

本発明は、脱気システムおよびインクジェット記録装置に関し、さらに詳細には、液体中に溶存する気体を取り除く脱気システム、および当該脱気システムをインク供給路に備えたインクジェット記録装置に関する。

文字や画像を印刷するインク液や、カラーフィルタや有機ＥＬ等電子デバイスの層形成を行う機能性液体を吐出するインクジェットヘッドに供給する液体の場合に、その吐出安定性を確保するために液体の脱気が求められる。

特に、インクジェット記録装置等、被記録媒体にインクを吐出して着弾することによりパターン記録を行う装置において、インク中に溶存する気体がインクジェットヘッドからインクを吐出する過程で気泡に成長することがある。これが原因となり、インクの不吐出やいわゆる飛行曲がり等のインクの吐出不良を招くことがあるため、被記録媒体への記録画像の精度保持の点で問題となっていた。

インクの吐出の安定を図るためには、インクジェットヘッドに供給するインク中の溶存気体を除去することが必要である。そこで、インクジェット記録装置において、インクジェットヘッドのインク供給路の途中に脱気装置を組み込み、インク中の溶存気体を取り除く構成のものが公知である。例えば、特許文献１には、上記のような構成を備えたインクジェット記録装置として、インク供給路に脱気システムを備えたインクジェット記録装置が開示されている。

特開２００８−１４９５２３号公報

しかしながら、例えば特許文献１に開示されるインクジェット記録装置における脱気システムでは、脱気モジュールの内部空間の全てに中空糸膜を満たすことにより、デッドスペースを極力少なくするように構成されている。そのため、高価な中空糸膜の使用量が増加することによって装置コストが上昇してしまうという課題があった。

そのような背景の下で、本願発明者は、鋭意研究の結果、液体が中空糸膜に接触することにより脱気される以外に、中空糸膜の配設された箇所に隣接した箇所においても、溶存気体が気体濃度の低い中空糸膜側へ自然拡散することにより溶存気体の濃度が低下することを突き止めた。

本発明は、上記事情に鑑みてなされ、脱気モジュールにおいて中空糸膜が配設された箇所に隣接した箇所に中空糸膜を配設せず、単に液体を溜める液体溜まり部を形成し、この液体溜まり部を利用して液体の脱気をさせることにより中空糸膜を最小限にすることが可能な脱気システムおよびこれを備えたインクジェット記録装置を提供することを目的とする。

一実施形態として、以下に開示するような解決手段により、前記課題を解決する。

開示の脱気システムは、移送手段によって液体を流通させる流通経路内に配設され、前記液体中の気体を脱気する脱気モジュールを有し、該脱気モジュールは、気体透過性を有する脱気膜を備え、該脱気膜の一方側に前記液体を満たすと共に前記脱気膜の他方側を減圧して前記液体の脱気を行う脱気システムにおいて、前記脱気膜は複数の中空糸膜とし、前記一方側には、複数の前記中空糸膜が隣接配置され束状に集合した中空糸膜束部および該中空糸膜束部の外側に隣接配置され液体が溜められた液体溜まり部を有し、前記移送手段は、停止と移送とを断続的に不定期に繰り返す断続移送を行うことを特徴とする。これによれば、移送手段が断続移送を行う際の停止を利用して、液体溜まり部の液体の脱気を行うことができるため、中空糸膜束部の体積を少なくすることができる。

また、前記液体溜まり部は、前記断続移送における前記停止を利用して、前記中空糸膜束部への前記液体中の気体の拡散によって脱気可能な容積であることを特徴とする。これによれば、脱気されていない液体が移送されることを防止できる。

なお、前記液体溜まり部は、前記断続移送における前記停止を利用して、前記中空糸膜束部への前記液体中の気体の拡散によって脱気可能な最大容積であることが好適である。これによれば、中空糸膜束部を最小化することが可能となる。

また、前記一方側の容積と、前記移送手段一回分の移送量とを略同一にしたことを特徴とする。これによれば、移送手段によって断続的に移送される一回分の液体移送量が、脱気膜の一方側の容積と略同一なので、脱気モジュールを大型化することなく、確実に脱気された液体を移送させることができる。

また、前記液体溜まり部は、前記中空糸膜束部の端部の面積で所定の長さ延設されていることを特徴とする。これによれば、液体溜まり部の内部において、中空糸膜束部の端部から離れている部分の液体に対して脱気が行われ難いという課題の解決が可能となる。

開示のインクジェット記録装置は、ノズルからインクを吐出することが可能なインクジェットヘッドと、該インクジェットヘッドにインクを供給するためのインクを収容したインク収容部材と、該インク収容部材からインクジェットヘッドにインクを供給するインク供給路と、該インク供給路に配設された請求項１〜４のいずれか一項に記載の脱気システムと、を有することを特徴とする。これによれば、インクジェットヘッドへのインク供給の停止の間に、脱気モジュールの液体溜まり部に溜まったインクの脱気を行うことができるため、脱気モジュールの中空糸膜束部の体積を少なくすることができる。

また、前記インク供給路は、前記インクジェットヘッドと前記脱気システムにおける脱気モジュールとの間にダンパが配設され、該ダンパのインク不足状態からインクを補充するために必要なインク量は、前記脱気モジュールの容積および移送手段によって断続的に移送される一回分の移送量のインク容積と略同一であることを特徴とする。これによれば、脱気モジュールを大型化することなく、確実に脱気されたインクを移送させることができる。

開示の脱気システムによれば、脱気モジュールに用いられる脱気膜を最小限にすることが可能となる。したがって、当該脱気システムおよびこれを用いた装置のコストを低減させることが可能となる。

本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置の構成例を示す概略図である。 本発明の実施形態に係る脱気システムの脱気モジュールの例を示す概略図である。 従来の実施形態に係る脱気システムの脱気モジュールの例を示す概略図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳しく説明する。ここでは、本実施形態に係る脱気システムを備えた装置としてインクジェット記録装置の場合を例に挙げて説明を行う。図１は、本実施形態に係る脱気システム１および当該脱気システム１を備えたインクジェット記録装置２の構成例を示す概略図である。なお、実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。

本実施形態に係るインクジェット記録装置２は、図１に示すように、印刷対象となる被記録媒体（メディアＭ）にインクを吐出してメディアＭ表面に画像を印刷するインクジェットヘッド２６と、インクジェットヘッド２６に供給するインク３を貯留するインク収容部材（ここではインクカートリッジ２０）と、を備えており、インクジェットヘッド２６とインクカートリッジ２０とは、液体（ここではインク３）を流通させる流通経路（ここではインク供給路３０）により連通されている。当該インク供給路３０は弾性を有するチューブ状である。また、符号２１は、インク供給路３０の途中に設けられてインク３中の異物を除去するフィルタである。なお、インク収容部材はインクカートリッジに限定されるものではなく、インクタンク等の容器を用いてもよい（不図示）。

インクジェットヘッド２６は、一または複数の色のインク３を吐出するものである。そしてインクジェットヘッド２６には、吐出するインク３の色毎に、複数の吐出ノズル（不図示）が形成されている。インクジェットヘッド２６は、メディアＭの上方において、吐出ノズルがメディアＭの表面に対向するように配置されている。すなわち、インクジェット記録装置２は、メディアＭとインクジェットヘッド２６とを三次元空間において相対移動させながら、インクジェットヘッド２６からインク３を吐出させて、メディアＭ上に記録を行うものである。

インクカートリッジ２０は、インクジェット記録装置２に対して脱着可能に装着されるカートリッジである。インクカートリッジ２０は、インクジェットヘッド２６から吐出するインク３を、色毎に独立して貯留する。このため、例えば、インクジェットヘッド２６から一色のインクを吐出する場合は、一つのインクカートリッジ２０がインクジェット記録装置２に装着され、インクジェットヘッド２６から四色のインクを吐出する場合は、四つのインクカートリッジ２０がインクジェット記録装置２に装着される。一例として、インクカートリッジ２０は、インクジェットヘッド２６よりも下方位置に配設される。

そして、インクカートリッジ２０とインクジェットヘッド２６とに連結されるインク供給路３０に、バッファタンク２４が設けられている。本実施形態においては、バッファタンク２４は、インクジェットヘッド２６と共にキャリッジ２３に配設されている。なお、バッファタンク２４およびインク供給路３０は、インク３の色毎に独立して設けられている。

当該バッファタンク２４は、インクカートリッジ２０からインク供給路３０に供給されたインク３を貯留すると共に、貯留しているインク３をインクジェットヘッド２６に送り出す中間タンクである。なお、バッファタンク２４には液面センサー２７が設けられて、貯留しているインク３のインク量情報が制御部２８へと送信される。

また、インクジェット記録装置２には、バッファタンク２４とインクジェットヘッド２６との間に、圧力ダンパ２５が取り付けられている。すなわち、インクジェットヘッド２６は、圧力ダンパ２５を介して、バッファタンク２４に連結されたインク供給路３０と連結されている。圧力ダンパ２５は、バッファタンク２４からインク供給路３０に強制的に送り出されたインク３が送り込まれると、このインク３の圧力変動を吸収すると共に所定範囲の圧力に調整して、インクジェットヘッド２６に当該インク３を送り出すダンパである。すなわち、圧力ダンパ２５は、圧力を調整するバネ（不図示）が内部に設けられており、インクジェットヘッド２６に供給しているインク３が減って圧力ダンパ２５が減圧されると、内部のバネでこの減圧を検出して、バッファタンク２４内の圧力が所定範囲となるように、バッファタンク２４から供給されるインクを圧力ダンパ２５内に流入させる。そして、バッファタンク２４からインク供給路３０に強制的に送り出されたインク３は、一旦、圧力ダンパ２５に送り込まれる。そして、圧力ダンパ２５において、このインク３の圧力変動が吸収されると共に所定範囲の圧力に調整されて、インクジェットヘッド２６にインク３が送り出される。

インクジェット記録装置２は、ＣＰＵやメモリ等を主構成要素とする制御部２８を備えている。そして、この制御部２８が、インクジェット記録装置２の各種制御を行う。

ここで、上記インクジェット記録装置２に組み込まれる場合を例に挙げて、本実施形態に係る脱気システム１について説明する。

先ず、比較例として、特許文献１記載の脱気モジュールと同様の構造を有する脱気モジュール１１０（１１０Ａ、１１０Ｂ）（図３（ａ）、３（ｂ）参照）を備えた脱気システムについて検討を行う。例えば、当該脱気モジュール１１０（１１０Ａ、１１０Ｂ）をインクジェット記録装置２に組み込む場合には以下に記載する課題が生じ得る。なお、当該比較例に係る脱気システムは、図１に示す本実施形態に係る脱気システム１と同じ位置に組み込まれ、同様に真空ポンプ１９と共に配設されるものであり、別途の図示を省略する。

ここで、液体中に溶存している気体の脱気を行う脱気モジュールに要求される性能は単位時間当たりの脱気処理できる液体の量すなわち流速で表され、例えば３０［ｍｌ／ｍｉｎ．］等のように表現する。この場合は脱気モジュール内部を３０［ｍｌ／ｍｉｎ．］以下の流速で液体を流せば所望の脱気が行われることを意味する。

下記の性能を有するインクジェット記録装置２を例として説明を行う。
脱気対象となる液体（すなわちインク３）の流速として、
（１）記録時：０［ｍｌ／ｍｉｎ．］（白色部分）〜１０［ｍｌ／ｍｉｎ．］（１００％吐出部分）
（２）インクジェットヘッドを含むインク供給路の洗浄時：１５［ｍｌ／ｍｉｎ．］
（３）待機時：０［ｍｌ／ｍｉｎ．］
上記の通り、インク３の流速は、インクジェット記録装置２の稼働時において一定ではない。

さらには、インクカートリッジ２０からインクジェットヘッド２６に至るインク供給路３０の中では途中にバッファタンク２４があり、インク３はインクカートリッジ２０〜移送手段（ここでは送液ポンプ２２）〜脱気モジュール１１０（１１０Ａ、１１０Ｂ）〜バッファタンク２４〜インクジェットヘッド２６と流れていくが、送液ポンプ２２はバッファタンク２４内部のインク３残量に応じて断続的に移送（送液）するので、脱気モジュール１１０（１１０Ａ、１１０Ｂ）内部のインク３流量（流速）は上記例の１０［ｍｌ／ｍｉｎ．］よりも高速となってしまい、例えば１００［ｍｌ／ｍｉｎ．］にも達する。
したがって、最大流速に合わせるとすると、１００［ｍｌ／ｍｉｎ．］の処理能力を備えた脱気モジュールが必要となってしまう。

このように、実際に必要な処理能力は流速１５［ｍｌ／ｍｉｎ．］でよいにも関わらず、１００［ｍｌ／ｍｉｎ．］の処理能力の脱気モジュールを使用したのでは脱気モジュールが大型とならざるを得ず、脱気膜（中空糸膜）１１も多く必要となり、脱気システム（脱気モジュール）が高価なものとなってしまう。その結果、当該脱気システム（脱気モジュール）が組み込まれる装置（ここではインクジェット記録装置２）の装置コストも上昇してしまう。

これに対して、本実施形態に係る脱気システム１は、以下に示す特徴的な構成を備えて、上記の課題の解決が可能となる。

図２（ａ）、２（ｂ）は、本実施形態に係る脱気システム１を構成する脱気モジュールを説明するための概略図である。
図２（ａ）において、１０Ａは脱気モジュール、１１は気体透過性を有する脱気膜、１３ａはインク導入路、１３ｂはインク導出路、１５は脱気室、１５ａはケース（枠体）、１５ｂは排気口である。また、同図２（ａ）中の矢印Ａはインク３の流れる向きを示し、矢印Ｂは脱気した気体の流れる向きを示す。

脱気モジュール１０Ａは、脱気膜１１の一方側（この場合、チューブ状に形成された膜の内側および当該内側に連通する側）に液体（ここではインク３）を満たすと共に当該脱気膜１１の他方側（この場合、チューブ状に形成された膜の外側および当該外側に連通する側）を減圧することによって、液体（インク３）の脱気を行うことができる。

脱気膜１１は、インクを通過させず、気体のみを通過させる機能性材料からなる膜であり、ここでは内径１００［μｍ］〜５００［μｍ］でチューブ状に形成された膜が１００［本］〜１０００［本］束になった形状のもので構成している。
脱気膜１１の材料としては、適切な内径や膜厚を有する中空糸膜、複合中空糸膜等が挙げられ、用途によって種々最適なものを選択することができる。例えば、ポリオレフィン系ポリマー、シリコンゴム系ポリマー、ウレタン系ポリマー、セルロース系ポリマー等のポリマー素材等を用いることが考えられる。
また、用いるインク３の材質、要求されるインク３中の溶存気体濃度等の条件により、膜の厚さや形状を決定するとよい。さらに、膜を単一で用いたり、多層構造にしたりする等の選択も可能である。多層構造にする場合、異種の素材の組み合わせを用いて構成してもよい。

インク導入路１３ａおよびインク導出路１３ｂは、脱気室１５内の脱気膜１１へのインク３の導入および脱気膜１１からのインク３の導出を行うために設けられているものであり、ここではチューブ形状のもので構成している。インク導入路１３ａおよびインク導出路１３ｂの材料としては、インク３中に溶解する成分を含まず、インク３との接触により変質、変形、破損しないものが好適である。例として、ポリオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂が挙げられる。

脱気室１５は、脱気膜１１と、インク導入路１３ａおよびインク導出路１３ｂのそれぞれの一部とを取り囲むケース（枠体）１５ａで構成され、当該ケース１５ａの一部に排気口１５ｂを備えている。
脱気膜１１は接着剤１６を用いてケース１５ａに接着されている。より詳しくは、脱気膜（中空糸膜）１１の外周面とケース１５ａの内周面とが接着剤１６によって接着されており、脱気膜（中空糸膜）１１の端面（長手方向の端面）は開放された状態となっている。一例として、接着剤１６にはエポキシ系樹脂が用いられる。

ケース１５ａは、脱気室１５の機能を満足するものであれば足り、管体や直方体等、用途に応じた好適な形状とすることができる。なお当該形状として、インクジェット記録装置２のインクジェットヘッド２６により近いインク供給路３０に実装可能な形状とすれば、当該インクジェットヘッド２６の吐出ノズル（不図示）に近くなってインク３の吐出が安定するため、好適である。

ケース１５ａの材料としては、用途に応じて適当な機械的強度を有するものが望ましい。例えば、脱気室１５を５［ｋＰａ］に減圧した稼働状態において、脱気モジュール１０（１０Ａ）の機能に影響するクラックや変形、破損等が発生しない強度を有することが望ましい。また、インクジェットヘッド２６の走査等の動作による異常が発生しない強度が要求される。さらに、インク導入路１３ａおよびインク導出路１３ｂと同様に、インク３中に溶解する成分を含まず、インク３との接触により変質、変形、破損しないことが要求される。これらの条件を満たす材料としては、ポリオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂等が挙げられる。ただし、インク３としてＵＶ硬化性のインクを用いる場合、ケース１５ａはＵＶ光が透過しない材料（遮光性を有する材料）で構成する。例えば、遮光性を有する着色ポリエチレン樹脂等が挙げられる。

なお、インク３は、本実施形態においては、文字や画像を平面上に記録する色材を含むインクの他、有機ＥＬ材料、金属ナノ粒子の分散インク等の機能性液体（機能性インク）等を含んでいる。これらのインク３の粘度は、例えば１〜３０［ｍＰａ・ｓ］程度の範囲で適用可能である。また、脱気モジュール１０（１０Ａ）の稼働時には、インクの温度が１０〜４５［℃］の範囲であり、また非稼働時には、−２０〜６０［℃］の範囲で異常発生がないことを前提としている。

ここで、本実施形態に係る脱気モジュール１０Ａに特徴的な構成として、複数の細長いチューブ形状の脱気膜（中空糸膜）１１が短手方向に隣接して配置されて束状に集合した中空糸膜束部１１ａ、および当該中空糸膜束部１１ａの一方側（すなわち前述の脱気膜１１の一方側）に連通し、且つ、当該中空糸膜束部１１ａの外側（本実施形態では、中空糸膜束部１１ａよりもインク導入路１３ａ側およびインク導出路１３ｂ側）に隣接配置され液体が溜められる液体溜まり部１７および１８が設けられている（図２（ａ）参照）。
液体溜まり部１７および１８は、溜まっている液体（ここではインク３）中の気体の中空糸膜束部１１ａへの拡散による脱気が行われる為に、好ましくは中空糸膜束部１１ａの端面を延長（端部の面積で延長）した形状の空間であり、延長の長さ、すなわち容積は求められる液体（インク３）の流量（流速）や液体（インク３）中の気体の拡散特性で最適化がなされる。
なお、変形例として、液体溜まり部は、中空糸膜束部１１ａの外側二箇所にそれぞれ設けるのではなく、中空糸膜束部１１ａの外側いずれか一箇所に設ける構成としてもよい（不図示）。

次に、図２（ｂ）において、１０Ｂは１０Ａと同様の機能を有する脱気モジュールである。
脱気膜１１、インク導入路１３ａ、インク導出路１３ｂ、脱気室１５、ケース１５ａは図２（ａ）の脱気モジュール１０Ａと同様の機能を有するが、位置関係が異なっている。また、同図２（ｂ）中の矢印Ａはインク３の流れる向きを示し、矢印Ｂは脱気した気体の流れる向きを示す。

脱気モジュール１０Ｂは、脱気膜１１の一方側（この場合、チューブ状に形成された膜の外側および当該外側に連通する側）に液体（ここではインク３）を満たすと共に当該脱気膜１１の他方側（この場合、チューブ状に形成された膜の内側および当該内側に連通する側）を減圧することによって、液体（インク３）の脱気を行うことができる。

脱気モジュール１０Ｂは、インク導入路１３ａが脱気膜１１とは接続されておらず、ケース１５ａのみに接続されている。このため、脱気室１５内に導入されたインクの流路は、脱気膜１１の外側であって、ケース１５ａの内側である。また、インク導出路１３ｂも同様に、ケース１５ａの一部に接続されている。排気口１５ｂはケース１５ａを貫通して、脱気膜１１に接続されている。

また、脱気膜１１は接着剤１６を用いてケース１５ａに接着されている。本実施形態においては、脱気膜（中空糸膜）１１の排気口１５ｂ寄りの外周面とケース１５ａの内周面とが接着剤１６によって接着されており、当該脱気膜（中空糸膜）１１の排気口１５ｂ寄りの端面（長手方向の端面）は開放された状態となっている。一方、脱気膜（中空糸膜）１１のインク導入路１３ａ寄りの外周面は当該インク導入路１３ａ寄りの端面（長手方向の端面）と共に接着剤１６によってケース１５ａの内周面に接着されており、当該脱気膜（中空糸膜）１１のインク導入路１３ａ寄りの端面は開放されていない状態となっている。一例として、接着剤１６にはエポキシ系樹脂が用いられる。

ここで、本実施形態に係る脱気モジュール１０Ｂに特徴的な構成として、複数の細長いチューブ形状の脱気膜（中空糸膜）１１が短手方向に隣接して配置されて束状に集合した中空糸膜束部１１ａ、および当該中空糸膜束部１１ａの一方側（すなわち前述の脱気膜１１の一方側）に連通し、且つ、当該中空糸膜束部１１ａの外側（本実施形態では、中空糸膜束部１１ａよりもインク導入路１３ａ側およびインク導出路１３ｂ側）に隣接配置され液体が溜められる液体溜まり部１７および１８が設けられている（図２（ｂ）参照）。
液体溜まり部１７は、溜まっている液体（ここではインク３）中の気体の中空糸膜束部１１ａへの拡散による脱気が行われる為に、好ましくは中空糸膜束部１１ａの断面を延長（端部の面積で延長）した形状の空間であり、延長の長さ、すなわち容積は求められる液体（インク３）の流量（流速）や液体（インク３）中の気体の拡散特性で最適化がなされる。また、液体溜まり部１８も、溜まっている液体（インク３）中の気体の中空糸膜束部１１ａへの拡散による脱気が行われる為に、好ましくは中空糸膜束部１１ａの外周面を取巻く形状の空間であり、取巻く厚さ、すなわち容積は求められる液体（インク３）の流量（流速）や液体（インク３）中の気体の拡散特性で最適化がなされる。
なお、変形例として、液体溜まり部は、中空糸膜束部１１ａの外側二箇所にそれぞれ設けるのではなく、中空糸膜束部１１ａの外側いずれか一箇所に設ける構成としてもよい（不図示）。

次に、脱気モジュール１０Ａおよび１０Ｂの動作について説明をする。
脱気モジュール１０Ａおよび１０Ｂは、本実施形態においては、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、減圧を行うための真空ポンプ１９と組み合わせて脱気システム１としてインクジェット記録装置２に組み込まれる。

先ず、脱気モジュール１０Ａの動作として、インクジェット記録装置２を通流するインク３は、移送手段（送液ポンプ２２）によって送られて、インクカートリッジ２０等のインク供給手段から、インク導入路１３ａを介し、脱気室１５内の脱気膜１１内に流れ込む。より詳細には、脱気膜１１は前述のようにチューブ状の膜の束であるため、脱気膜１１の個々のチューブ内をインク３が流れることになる。このとき、脱気室１５内の気体を、例えば真空ポンプ１９等の減圧手段を用いて排気口１５ｂから外部に排気させることにより、脱気室１５内を５〜４０［ｋＰａ］程度に減圧する。これにより、脱気膜１１内を通過するインク３内に溶存する気体が脱気膜１１を透過して脱気室１５内に排出されインク３中の気体の溶存濃度が低減される。また同時に、上述の排気処理により、脱気１５のケース１５ａ内の気密性が確保される。脱気室１５内に排出されたインク３中の溶存気体は、最終的には排気口１５ｂの外側から、減圧手段１９を経由して大気中に排気される。その後、溶存気体が除かれたインク３がインク導出路１３ｂに到達し、さらにインクジェットヘッド２６へと流れ込む。

特に、本実施形態に係る脱気モジュール１０（ここでは１０Ａ）は、液体溜まり部１７、１８を有することによって、以下の作用効果が奏される。
すなわち、液体溜まり部１７、１８の中の液体（ここではインク３）は中空糸膜部分（ここでは中空糸膜束部１１ａ）の液体の様に直接脱気はされないものの、中空糸膜部分（中空糸膜束部１１ａ）の液体が脱気されることにより、液体溜まり部１７、１８の中の液体中の溶存気体は自然拡散により中空糸膜部分（中空糸膜束部１１ａ）の方向に移動し、脱気される。

例えば、インクジェット記録装置２等のように、脱気モジュールの通液が停止と移送（送液）とを繰り返すシステムであれば、停止時間内に拡散による脱気が進むので、少ない脱気膜（ここでは中空糸膜）の量でも一度に送液可能な脱気済み液が増える。逆の表現をすれば、同じ脱気膜（中空糸膜）の量でも液体溜まり部１７、１８の容量だけ一度に送液可能な脱気済み液が増え、例えば中空糸の束の部分の直接脱気される液の容量と液体溜まり部１７、１８の容量の三者の容量が等しければ、一度に送液可能な脱気済み液は三倍となる。

インクジェット記録装置の中でも看板やポスター等の大サイズのプリント用のものはインクの消費流量が多く、ベタ記録で連続にインクを吐出する場合はインク流速が１０［ｍｌ／ｍｉｎ．］あまりに達する。前述の比較例に示されるインクジェット記録装置２において、例えばバッファタンク２４の容量が１５［ｍｌ］の場合、バッファタンク２４内部のインク３が記録（プリント）動作により減少して、液面センサー２７が当該減少状態を検知し、送液ポンプ２２を駆動して、例えばインク３を約１０［ｍｌ］送液するものとする。つまり、インク３の消費流量に依存して１［ｍｉｎ．］以上の時間間隔毎に１０［ｍｌ］単位を送液することとなる。

送液ポンプ２２による駆動はインクジェットヘッド２６の吐出圧力バランスの維持や送液ポンプ２２の発熱等を考慮して、例えば１００［ｍｌ／ｍｉｎ．］の流速で１０［ｍｌ］単位を送液するように、すなわち６［ｓｅｃ．］間駆動される。

ここで、仮に脱気モジュール１０（１０Ａ）が液体溜まり部１７、１８を有さないものとして、脱気膜１１の内部（すなわち中空糸膜束部１１ａの部分）の液体容量が５［ｍｌ］であるとした場合、１０［ｍｌ］単位の送液の当初の５［ｍｌ］は送液が停止している間に充分に脱気されているが、後に続く５［ｍｌ］は１００［ｍｌ／ｍｉｎ．］の流速で脱気モジュール１０（１０Ａ）の内部を通過してしまい、全く脱気しない状態でバッファタンク２４に送液されてしまうことになる。さらに、前述の「インクジェットヘッドを含むインク流路の洗浄時」には１５［ｍｌ／ｍｉｎ．］であるので、同様に脱気されないインク３で洗浄することとなってしまう。

これに対し、本実施形態のように、例えば液体溜まり部１７、１８を有する構成とすれば、脱気膜１１の内部（すなわち中空糸膜束部１１ａの部分）の液体容量が５［ｍｌ］のままであっても、液体溜まり部１７、１８のそれぞれが５［ｍｌ］ずつの容量とすれば１５［ｍｌ］のインク３に対して、移送（送液）が停止している間に充分に脱気を行うことが可能となる。したがって、上記のように１０［ｍｌ］単位の送液の際にも、脱気しない状態のインクが送液されてしまうことが解消される。さらに「インクジェットヘッドを含むインク流路の洗浄時」にもおいても、脱気済みの１５［ｍｌ］が脱気モジュール１０（１０Ａ）内部にあるので、脱気されたインクで洗浄を行うことが可能となる。

以上の量的関係を一般的に表すと、
脱気モジュール内部の全インク容積：Ｖo
中空糸膜束部のインク容積：Ｖｆ
液体溜まり部の合計インク容積：Ｖａ
一回分の液体移送（送液）インク容積：Ｖ１
一回分の液体移送（送液）時間：ｔ
液体停止時間の最短値：Ｔmin.
液体移送〜停止の最短周期：Ｔo （＝ｔ＋Ｔmin.）
とすると、従来技術の脱気モジュールでは、
Ｖo ＝Ｖf
Ｖ1 ＞Ｖo
となり、Ｖ１のうちＶoのインク容積はＴo の時間に十分に脱気されてtの時間内に移送されるが、（Ｖ1−Ｖo）の差分のインク容積はｔ（Ｖ1−Ｖo）/Ｖ１の短時間で脱気モジュールを通過するので不十分な脱気で移送されることとなる。
一方、本発明の脱気モジュールでは、
Ｖo ＝Ｖf ＋ Ｖa
Ｖ1 ≦Ｖo
となり、Ｖ1のインク容積がＴo の時間に十分に脱気され、tの時間で移送されることとなる。結果として不十分な脱気で移送されることはない。
なお、従来技術の脱気モジュールで本発明と同じ効果を得る為には、
Ｖo ＝Ｖf’
Ｖf’＝Ｖf ＋ Ｖa
Ｖ1 ≦Ｖo
の関係、すなわち中空糸膜束部のインク容積：Ｖf’を大きなものにしないと達成できず、脱気モジュールが高価格となる。

これらのことから、液体溜まり部１７、１８は、それらの合計容積（液体容量）を、インクジェット記録装置２においてインク３が断続移送される際の停止（移送停止状態）を利用して、中空糸膜束部１１ａによって脱気可能な容積に設定すればよい。
特に、液体溜まり部１７、１８は、それらの合計容積（液体容量）を、上記インク３が断続移送される際の停止（移送停止状態）を利用して、中空糸膜束部１１ａによって脱気可能な最大容積とすることが好適である。これによれば、最小量の脱気膜（中空糸膜）１１で、必要な脱気を達成することができる。

また、本実施形態においては、脱気膜１１の一方側（この場合、チューブ状に形成された膜の内側および当該内側に連通する側）の容積と、液体移送手段（ここでは送液ポンプ２２）による一回分の移送量とが略同一となるように構成している。これによれば、送液ポンプ２２によって断続的に移送される一回分の液体（インク３）移送量が、脱気膜１１の一方側の容積と略同一なので、脱気モジュールを大型化することなく、確実に脱気された液体（インク３）を移送させることができる。

以上のように、インクジェットヘッド２６へ脱気されたインク３を移送（送液）することが可能となるため、インクジェットヘッド２６からインク３を吐出する際には、気体の溶存濃度が低いインク３となって被記録媒体（メディアＭ）に吐出される。したがって、インク３中に混入する気泡に起因した吐出不良が発生することもなく、被記録媒体に記録される画質の精度を向上させることができる。

次に、脱気モジュール１０Ｂの動作について説明する。脱気モジュール１０Ａと同様に、インクジェット記録装置２を流れるインク３が、インクジェットヘッド２６のキャリッジ２３内に到達し、インクカートリッジ２０等のインクを供給する手段からインク導入路１３ａを介し、脱気室１５内のケース１５ａの内側であって、脱気膜１１の外側の部分に流れ込む。このとき、脱気膜１１内の気体を、真空ポンプ１９等の減圧手段を用いて排気口１５ｂから外部に排気させることにより、脱気膜１１内を５〜４０［ｋＰａ］程度に減圧する。これにより、脱気膜１１の外側を通過するインク３内に溶存する気体が、脱気膜１１を透過して排気口１５ｂ方向に排出され、インク３中の気体の溶存濃度が低減される。脱気膜１１内に排出されたインク３中の溶存気体は、最終的には排気口１５ｂの外側から、減圧手段１９を経由して大気中に排気される。その後、溶存気体が除かれたインク３がインク導出路１３ｂに到達し、さらにインクジェットヘッド２６へと流れ込む。

本実施形態に係る脱気モジュール１０（ここでは１０Ｂ）が、液体溜まり部１７、１８を有することによって奏される作用効果は、脱気モジュール１０Ａの場合と同様であるため繰り返しの説明を省略する。

なお、脱気モジュール１０Ｂの場合には、脱気膜１１の一方側（この場合、チューブ状に形成された膜の外側および当該外側に連通する側）の容積と、液体移送手段（ここでは送液ポンプ２２）による一回分の移送量とが略同一となるように構成すればよい。

以上説明した通り、開示の実施形態によれば、従来と同じ脱気膜（中空糸膜）の構成（形状・大きさ・量）であっても、中空糸膜（中空糸膜束部）の前後に液体溜まり部を設けることで、当該液体溜まり部内の液体（例えばインク）も自然拡散による脱気を行うことができるため、移送（送液）時に従来よりも多量の脱気済み液体を送液することが可能となる。

すなわち、同じ脱気液量の送液能力であっても中空糸膜が少なくて済むため、脱気システム（脱気モジュール）、ひいては組み込み装置（例えばインクジェット記録装置）のコストを低減することができる。

さらに、中空糸膜を少なくできることによって、脱気モジュールでの送液の圧力損失が少なくなるため、移送手段（送液ポンプ）が小さなもので足り、装置コストを低減することができる。

なお、本発明は、以上説明した実施形態に限定されることなく、本発明を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。特に、脱気システムが組み込まれる装置の例として、インクジェット記録装置を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、その他の装置に対しても適用が可能である。

例えば、適用が考えられる分野としては、（１）画像、パターン、文字を平面や曲面上に記録するインクジェット記録装置のインクの脱気、（２）カラーフィルタ向け着色液や、液晶ディスプレイの配向膜形成液を吐出する装置の液の脱気、（３）導電パターン、ＴＦＴ、有機ＥＬ、太陽電池等の材料を溶液化した液を吐出する装置の液の脱気、（４）その他、脱気モジュール内部の送液が停止と送液を断続的に制御される液体脱気システム、等である。

１ 脱気システム
２ インクジェット記録装置
３ インク
１０、１０Ａ、１０Ｂ 脱気モジュール
１１ 脱気膜
１１ａ 中空糸膜束部
１３ａ インク導入路
１３ｂ インク導出路
１５ 脱気室
１５ａ ケース
１５ｂ 排気口
１６ 接着剤
１７、１８ 液体溜まり部
１９ 真空ポンプ
２０ インクカートリッジ
２１ フィルタ
２２ 移送手段
２３ キャリッジ
２４ バッファタンク
２５ ダンパ
２６ インクジェットヘッド
２７ 液面センサー
２８ 制御部
３０ インク供給路
Ｍ 被記録媒体

Claims (7)

1. 移送手段によって液体を流通させる流通経路内に配設され、前記液体中の気体を脱気する脱気モジュールを有し、該脱気モジュールは、気体透過性を有する脱気膜を備え、該脱気膜の一方側に前記液体を満たすと共に前記脱気膜の他方側を減圧して前記液体の脱気を行う脱気システムにおいて、
   前記脱気膜は複数の中空糸膜とし、前記一方側には、複数の前記中空糸膜が隣接配置され束状に集合した中空糸膜束部および該中空糸膜束部の外側に隣接配置され液体が溜められた液体溜まり部を有し、
   前記移送手段は、停止と移送とを断続的に繰り返す断続移送を行うこと
   を特徴とする脱気システム。
2. 前記液体溜まり部は、前記断続移送における前記停止を利用して、前記中空糸膜束部への前記液体中の気体の拡散によって脱気可能な容積であること
   を特徴とする請求項１記載の脱気システム。
3. 前記液体溜まり部は、前記断続移送における前記停止を利用して、前記中空糸膜束部への前記液体中の気体の拡散によって脱気可能な最大容積であること
   を特徴とする請求項２記載の脱気システム。
4. 前記一方側の容積と、前記移送手段一回分の移送量とを略同一にしたこと
   を特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の脱気システム。
5. 前記液体溜まり部は、前記中空糸膜束部の端部の面積で所定の長さ延設されていること
   を特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の脱気システム。
6. ノズルからインクを吐出することが可能なインクジェットヘッドと、
   該インクジェットヘッドにインクを供給するためのインクを収容したインク収容部材と、
   該インク収容部材からインクジェットヘッドにインクを供給するインク供給路と、
   該インク供給路に配設された請求項１〜５のいずれか一項に記載の脱気システムと、を有すること
   を特徴とするインクジェット記録装置。
7. 前記インク供給路は、前記インクジェットヘッドと前記脱気システムにおける脱気モジュールとの間にダンパが配設され、
   該ダンパのインク不足状態からインクを補充するために必要なインク量は、前記脱気モジュールの容積および移送手段によって断続的に移送される一回分の移送量のインク容積と略同一であること
   を特徴とする請求項６記載のインクジェット記録装置。