JP6649851B2 - インク容器、及び、印刷装置 - Google Patents

Description

本発明は、インク容器、及び、印刷装置に関する。

従来、インクジェット方式で印刷を行うインクジェットプリンタが広く用いられている。インクジェットプリンタで用いるインク中に、気体が一定量以上溶解している場合や、気体が気泡として存在している場合には、インクジェットヘッドからのインク滴の吐出が不安定になることが知られている。この対策として、従来、インクジェットヘッドに対しては、脱気を行ったインクを供給することが一般的である。

脱気されたインクを準備する方法として、インクの製造工場において、あらかじめ溶存気体量が一定量以下になるように脱気する方法がある。また、ユーザが準備した非脱気インクを脱気する方法としては、インクジェットプリンタのインクの流路中において、中空糸フィルタや気液分離フィルタを使った脱気を行う方法が知られていた（特許文献１）。

特開２００６−２３９８５９号公報

しかし、工場でインクの脱気を行う場合、脱気のための設備が必要になることや、インクの製造工程で脱気処理を行うことが必要で、インクの製造コストが上昇する。インクを使用するまでの期間が長期になった場合、インクの脱気レベルが低下するおそれもある。

中空糸フィルタを使った脱気方法では、中空糸フィルタにインク中の成分の凝集物や色材が詰まったり、中空糸自体や中空糸を保持する保持部材との界面が破裂したりするおそれがあった。特許文献１に記載された気液分離フィルタを用いる方法は、真空ポンプ等の設備が必要であった。また、気液分離フィルタは、何らかの原因で液体がフィルタを通過してしまうと、その後は、液体の粘性によって液体がフィルタを通過してしまうことがあった。

本発明は、上記背景に鑑み、適切に脱気を行うことができるインク容器、及び印刷装置を提供することを目的とする。

本発明のインク容器は、インクを収容するインク収容部と、前記インク収容部内に設けられた気液分離手段であって、少なくとも一部が撥水性を有する気液分離膜によって構成された袋状の気液分離手段と、前記気液分離手段の内部の空間と前記インク収容部の外部の減圧手段とを接続する接続部とを備える。

この構成により、接続部に減圧手段を接続し、減圧手段によって気液分離手段の内部の空間を減圧することで、気液分離膜を介してインク中の気体を脱気することができる。ここで、気液分離膜は、気体は通過させるがインクは通過させない大きさの多数の孔を有する膜である。本発明は、気液分離膜が撥水性を有することにより、インクが気液分離膜を通過してしまう可能性を低減することができる。

本発明のインク容器において、前記気液分離膜は、ポリエチレン単層メンブレンによって構成されていてもよいし、フッ素樹脂によって構成されていてもよい。また、前記気液分離膜は、超撥水処理したメッシュによって構成されていてもよい。

本発明のインク容器において、前記気液分離手段の内部には、前記気液分離膜よりも孔径が大きい多孔フィルムが充填されていてもよい。これにより、気液分離膜の機械的な強度を高めることができる。

本発明のインク容器は、前記気液分離膜が、気体を通す程度の膜厚の無孔フィルムによって覆われていてもよい。無孔フィルムは十分に薄ければ、気体を通すことができる。気液分離膜を無孔フィルムで覆うことによって、気液分離手段の内部にインクが滲み込むリスクをいっそう低減できる。

本発明のインク容器において、前記インク収容部は、可撓性を有する構成でもよい。この構成により、インク収容部内のインクの圧力と大気圧とが釣り合うので、印刷装置において、水頭値方式によるインクの供給を適切に行うことができる。

本発明のインク容器は、前記接続部に接続された減圧手段を備えてもよい。このように減圧手段を備えたインク容器は、印刷装置の経路において、インクを貯留するインク容器として用いることができる。

本発明のインク容器は、前記インク収容部内のインクを攪拌する攪拌手段を備えてもよい。この構成により、気液分離手段の近くにあるインクと気液分離手段から離れた場所にあるインクを攪拌することで、効果的に脱気を行うことができる。

本発明の印刷装置は、インクジェット方式で印刷を行う印刷装置であって、インクジェット方式でインク滴を吐出するインクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドへ供給するインクを貯留するインク容器とを備え、前記インク容器は、インクを収容するインク収容部と、前記インク収容部内に設けられた気液分離手段であって、少なくとも一部が撥水性を有する気液分離膜によって構成された袋状の気液分離手段と、前記気液分離手段の内部の空間と前記インク収容部の外部の減圧手段とを接続する接続部とを備える。

この構成により、接続部に減圧手段を接続し、減圧手段によって気液分離手段の内部を減圧することで、気液分離膜を介してインク中の気体を脱気することができる。また、気液分離膜が撥水性を有することにより、気液分離膜をインクが通過してしまう可能性を低減することができる。

本発明の印刷装置は、インクジェット方式で印刷を行う印刷装置であって、インクジェット方式でインク滴を吐出するインクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドへ供給するインクを貯留するインク容器を保持するインク容器保持部と、少なくとも一部が撥水性を有する気液分離膜によって構成された袋状の気液分離手段と、前記気液分離手段の内部の空間に接続された減圧手段とを備え、前記インク容器保持部に保持されたインク容器の中に前記気液分離手段を入れて、脱気を行う。

この構成により、減圧手段によって気液分離手段の内部を減圧することで、気液分離膜を介してインク中の気体を脱気することができる。また、気液分離膜が撥水性を有することにより、気液分離膜をインクが通過してしまう可能性を低減することができる。また、インク容器保持部に保持されたインク容器に気液分離手段を入れることで脱気を行えるので、インク容器を入れ替えても脱気を行える。

本発明によれば、例えば、インクジェットヘッド用のインクを脱気することができる。

第１の実施の形態に係る印刷装置の構成を示す図である。 （ａ）インク容器の構成を示す垂直断面図である。（ｂ）インク容器の構成を示す水平断面図である。（ｃ）インク容器におけるバルブの構成を示す図である。（ｄ）インク容器におけるバルブの構成を示す図である。 脱気処理の原理を示す図である。 （ａ）気液分離膜の構成を示す図である。（ｂ）気液分離膜の別の構成例を示す図である。（ｃ）気液分離膜の別の構成例を示す図である。 （ａ）第２の実施の形態のインク容器の構成を示す垂直断面図である。（ｂ）第２の実施の形態のインク容器の構成を示す水平断面図である。 第３の実施の形態の印刷装置の構成を示す図である。 （ａ）インク容器の別の構成例を示す図である。（ｂ）インク容器の別の構成例を示す図である。 脱気機構の設置場所の別の例を示す図である。 脱気機構の設置場所の別の例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態に係る印刷装置について、図面を参照しながら説明する。
（第１の実施の形態）
［印刷装置の構成］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る印刷装置１０の構成を示す図である。印刷装置１０は、インクジェットヘッド１２、上流容器保持部１４、中間パック保持部１６、及び圧力調整器１８を備える。

インクジェットヘッド１２は、インクジェット方式でインク滴を吐出する印刷ヘッドである。インクジェットヘッド１２は、印刷する画像に応じたタイミングでインク滴をそれぞれ吐出する複数のノズルを有する。インクジェットヘッド１２としては、例えば公知のインクジェットヘッドを用いることができる。インクジェットヘッド１２においては、各種の公知のインクを用いることができる。具体的には、例えば、水性顔料インク、水性染料インク、水性ラテックスインク、ＵＶ硬化インク、ソルベントインク等を好適に用いることができる。

上流容器保持部１４は、インクの流路の上流側でインクボトル２００を交換可能な態様で保持する保持部である。インクボトル２００に入ったインクは、脱気がされていない非脱気インクであってもよい。インクボトル２００としては、公知のインクボトルを用いることができる。インクボトル２００は、内部のインクに浮かぶ落とし蓋２０２を有する。この構成により、例えば、インクボトル２００内のインクの空気への接触を少なくし、貯留中のインクに多量の空気が溶け込むことを防ぐ。

上流容器保持部１４は、インクボトル２００から供給されるインクを貯留するインク貯留部２０４を有している。インク貯留部２０４は、落とし蓋を有する。この構成により、例えば、インク貯留部２０４内のインクの空気への接触を少なくし、貯留中のインクに多量の空気が溶け込むことを防ぐ。インク貯留部２０４は、例えば、チューブ等を介して、中間パック保持部１６に保持されたインク容器１００と接続されている。これにより、インクボトル２００は、インクの水頭差を利用する水頭値方式により、インクの経路の下流側へインクを供給する。ここで、水頭値方式とは、重力を利用してインクを供給する方式である。

中間パック保持部１６は、上流容器保持部１４とインクジェットヘッド１２との間で、インク容器１００を保持する部分である。本実施の形態において、中間パック保持部１６は、インク容器保持部の一例である。インク容器１００は、印刷装置１０におけるインクの経路の途中においてインクを貯留するインク容器（中間パック）である。インク容器１００としては、例えばパック状の袋状体を用いた容器等を好適に用いることができる。インク容器１００は、チューブ等によって、上流側で上流容器保持部１４のインク貯留部２０４と接続され、下流側で圧力調整器１８及びインクジェットヘッド１２と接続されている。本実施の形態では、インク容器１００にて、インクの脱気を行う。インク容器１００の具体的な構成については後述する。

中間パック保持部１６は、水頭値方式により、インクジェットヘッド１２へインクを供給できる位置において、インク容器１００を保持する。これにより、インク容器１００は、水頭値方式により、インクジェットヘッド１２へインクを供給する。

中間パック保持部１６は、印刷装置１０の印刷動作中も静止している位置において、インク容器１００を保持する。具体的には、中間パック保持部１６は、インクジェットヘッド１２と共に移動しない位置でインク容器１００を保持することが好ましい。

中間パック保持部１６は、インク容器１００内のインクの量を検知する手段を有してもよい。例えば、中間パック保持部１６は、インク容器１００の容量減少や、インクの終了を検知することが好ましい。インク容器１００においてインクを収容するインク収容部の体積変化に基づき、インク容器１００内のインクの量を検知してもよい。インクボトル２００にインクが入っている間はインク容器１００にインクが供給される。したがって、インク容器１００の容積変化を検知することで、インクボトル２００の交換またはインクの充填等を行うべきタイミングを適切に検知することができる。

中間パック保持部１６にインク容器１００を保持する構成により、インク容器１００からインクジェットヘッド１２へインクを供給しつつインクボトル２００の交換等を行うことが可能である。したがって、長時間連続してインクを供給可能な構成を実現できる。

圧力調整器１８は、インクジェットヘッド１２へ供給するインクの圧力を調整する構成である。圧力調整器１８は、インクジェットヘッド１２のノズルへ供給されるインクの圧力について、大気圧よりも低い所定の範囲の圧力（負圧）に調整する。圧力調整器１８は、インクジェットヘッド１２に近い位置で圧力の調整を行うことが好ましい。例えば、圧力調整器１８は、印刷装置１０においてインクジェットヘッド１２を保持する部材（例えばキャリッジ等）によりインクジェットヘッド１２と共に保持されることが好ましい。

圧力調整器１８としては、公知の圧力調整器を好適に用いることができる。圧力調整器１８として、例えば、機械式の圧力ダンパ、袋方式の圧力ダンパ、又は蛇腹方式のダンパ等の各種の圧力ダンパ等を用いることができる。

本実施の形態の印刷装置１０は、上記に示した構成以外に、印刷動作に必要な公知の各種構成を更に有してもよい。例えば、本実施の形態において、印刷装置１０は、インクジェットヘッド１２に主走査動作を行わせるシリアル方式のインクジェットプリンタであってよい。この場合、印刷装置１０は、所定の主走査方向へ移動しつつインク滴を吐出する主走査動作をインクジェットヘッド１２に行わせる主走査駆動部等を更に有してもよい。また、主走査方向と直交に副走査方向へインクジェットヘッド１２を移動させる副走査駆動部等を更に有してもよい。また、インクジェットヘッド１２は、例えば、主走査動作等の移動をすることなく印刷を行うラインヘッドであってもよい。

また、印刷装置１０は、例えば、複数色のインクを用いて印刷を行ってもよい。この場合、印刷装置１０は、使用する色ごとに、複数のインクジェットヘッド１２、上流容器保持部１４、中間パック保持部１６、及び圧力調整器１８を備えてもよい。

また、図１に示した構成において、上流容器保持部１４は、印刷装置１０の一部として構成されている。しかし、上流容器保持部１４は、例えば、印刷装置１０における本体部分から分離可能なインク供給装置に配設されてもよい。この場合、印刷装置１０の本体部とは、少なくともインクジェットヘッド１２を備える部分である。印刷装置１０の本体部は、インク供給装置が分離された単独の状態でもインクジェットプリンタとして機能する部分であってもよい。また、印刷装置１０の本体部が単独の状態で印刷を行う場合、中間パック保持部１６において、例えば、外部のインクボトル２００等には接続されないインク容器（例えば、インクカートリッジ等）を保持してもよい。この場合、インク容器として、インクボトル２００に接続しないこと以外は、インク容器１００と同様の構成を有するインク容器等を好適に用いることができる。

［インク容器の構成］
図２（ａ）〜図２（ｄ）は、インク容器１００を示す図である。図２（ａ）は、インク容器１００を示す垂直断面図、図２（ｂ）は、インク容器１００を示す水平断面図である。図２（ｃ）及び図２（ｄ）は、インク容器１００におけるバルブ３０２及びバルブ３０６の構成を示す図である。

インク容器１００は、外周部１０２、インク収容部１０４、気液分離手段１０６、減圧手段１１０、及び、振動攪拌機構１１２を有する。外周部１０２は、インク容器１００の筐体部分であり、内部にインク収容部１０４及び気液分離手段１０６等を収容する。外周部１０２は、例えばプラスチック等で形成された固定形状の筐体であってよい。例えば、外周部１０２は、カートリッジ状のインク容器１００の筐体部分であってよい。

インク収容部１０４は、インクを収容する部分である。インク収容部１０４は、可撓性のフィルム等で形成された袋状のパック部材である。インク収容部１０４は、内部に収容するインクの量に応じて容積を変化させることにより、空気に接触させない状態でインクを収容する。この構成により、インク収容部１０４内のインクの圧力と大気圧とが釣り合った状態を適切に維持できる。インクの圧力が大気圧と釣り合っていることで、印刷装置１０（図１参照）において、水頭値方式によるインクの供給を適切に行うことができる。

インク収容部１０４を形成する材料としては、インクの内容量変化に応じて体積が変わる可撓性の材料で、かつ、インクにより溶解や変質の起こらない各種の材料を用いることができる。例えば、可撓性の単層又は複合材料や、複数の材料からなるフィルム等を好適に用いることができる。このようなフィルムとして、例えば、ポリエステル、ポリエチレン、ナイロン、ポリプロピレン等のプラスチックフィルム等を好適に用いることができる。また、プラスチックフィルム等に限らず、例えば、気体透過率を低減できる金属や無機酸化物等の層を含む構成を用いてもよい。また、インク収容部１０４については、必ずしも全体が可撓性を有する必要はなく、少なくともその一部が可撓性を有していればよい。

インク供給口１１４は、インク収容部１０４へインクを供給するための供給口である。本実施の形態において、インク供給口１１４は、上流容器保持部１４（図１参照）を介して、インク貯留部２０４（図１参照）と接続される。これにより、インク供給口１１４は、インク貯留部２０４から供給されるインクを受け取る。

インク出口１１６は、インクジェットヘッド１２へ向けてインクを供給する供給口である。インク出口１１６は、圧力調整器１８（図１参照）を介して、インクジェットヘッド１２と接続される。

振動攪拌機構１１２は、インク収容部１０４内のインクを攪拌する機能を有する。後述する気液分離手段１０６を介して脱気が行われるときに、振動攪拌機構１１２は、気液分離手段１０６付近のインクと気液分離手段１０６から離れた場所にあるインクとを攪拌することによって、インク収容部１０４内のインク全体の脱気を促進する。

インク容器１００は、インクの脱気を行う機能を有する。図３は、脱気処理の原理を示す図である。図３は、脱気処理の原理を示す目的で描いた図であり、具体的な構成は、図２に示すインク容器１００のものとは異なる。インク中の気体を分離して気体成分を脱気するための手段として、一面がインクに接し、他面が空気に接している気液分離膜Ａを有する。インクを収容した定圧インク容器部Ｂは、圧力をほぼ一定に保つことができる構造を有する。定圧インク容器部Ｂには、水性やソルベントインクなどのインクが入れられている。

脱気処理は、減圧ポンプによって、減圧部Ｃの空気を大気圧の４／５程度まで減圧することによって行う。減圧部Ｃの空気を減圧すると、インク中に溶解または気泡化している気体が気液分離膜Ａから減圧部Ｃに浸透し、気体化する。一方で、インクは、液体の表面張力があるため、気液分離膜Ａの微細孔を通じて減圧部に滲み出さない。この原理によって、インクの脱気を行うことができる。

気体を浸透させ、かつ、液体を通さない気液分離膜の孔の大きさは、理論的に求まる。例えば、孔の形状が円であるとした場合、表面張力が３０ｍＮ／ｍの液体は、理論上、１気圧下で１．２μｍ以下の孔径の孔から滲み出さない。気液分離膜の孔径としては、平均孔径が５μｍ以下、好ましくは１μｍ以下、より好ましくは、０．２μｍ以下から０．００５μ以上である。以上、脱気処理の原理について説明した。

図４（ａ）は、気液分離手段１０６の構成を示す図である。気液分離手段１０６は、撥水性を有するポリエチレン単層メンブレン１０７を袋状にすることによって形成されている。ポリエチレン単層メンブレン１０７は平均孔径が数ｎｍ〜０．１μｍの微小孔を有する。微小孔は、気体を通過させるが、インクを通過させない大きさである。なお、本実施の形態では、気液分離手段１０６をポリエチレン単層メンブレン１０７によって構成する例について説明しているが、複数の層で形成されたポリエチレンメンブレンを用いて構成することもできる。

気液分離手段１０６は、袋状にしたポリエチレン単層メンブレン１０７の内部に、平均孔径の１００μｍ以上の多孔フィルム１０８が充填されている。多孔フィルム１０８の孔径は、気体だけでなく液体も通す大きさである。このような孔径を有する多孔フィルム１０８をポリエチレン単層メンブレン１０７の内部に設けているのは、気液分離手段１０６の機械強度を高めるためである。この気液分離手段１０６は、ポリエチレン単層メンブレン１０７と多孔フィルム１０８とを貼り合わせることで製造される。

気液分離手段１０６は、袋状のポリエチレン単層メンブレン１０７が、気体を通過させる一方で、インク収容部１０４内のインクを内部へ通さないので、多孔フィルム１０８の部分にはインクが入らない。つまり、多孔フィルム１０８の部分には気体が存在する。図３で説明した原理図でいうと、多孔フィルム１０８の部分が減圧部Ｃに相当する。多孔フィルム１０８が充填された部分の気圧が低下すると、インク収容部１０４のインク中に溶解または気泡化した気体が多孔フィルム１０８の方へ通過し、インクが脱気する。

図２に戻って説明する。減圧手段１１０は、気液分離手段１０６の内部（多孔フィルム１０８の部分）を減圧する手段である。多孔フィルム１０８の部分を減圧することにより、気液分離手段１０６を介して、インク収容部１０４内のインク中の空気を取り除く。

減圧手段１１０は、付勢手段の付勢力を用いて機械的に減圧を行う手段であり、バルブ３０２、接続部３０４、バルブ３０６、可撓性部材３０８、空気室３１０、バネ３１２、及び圧力板３１４を有する。このように、減圧手段１１０を機械的な構成とすることにより、コストを抑えることができる。

可撓性部材３０８は、空気室３１０の壁面の少なくとも一部を構成する部材である。空気室３１０として機能する空間の少なくとも一部を覆うことにより、空気室３１０の内壁の少なくとも一部を移動又は変形可能に構成する。可撓性部材３０８としては、例えば、非通気性のフィルム等を好適に用いることができる。

バルブ３０２は、空気室３１０と外部とを繋ぐバルブである。図２（ｃ）は、バルブ３０２の構成を示す図である。バルブ３０２は、空気室３１０内が大気圧よりも低い圧力になっている減圧時に閉じ、空気室３１０内が大気圧よりも高い圧力になっている加圧時に開くように開閉する。つまり、バルブ３０２は、空気室３１０内の空気を外部へ排出する場合に開いた状態になる。

接続部３０４は、気液分離手段１０６の内部と減圧手段１１０の空気室３１０とを繋ぐ空気の流路である。接続部３０４上には、バルブ３０６が設けられている。

図２（ｄ）は、バルブ３０６の構成を示す図である。バルブ３０６は、空気室３１０の気圧が多孔フィルム１０８にある空気の気圧よりも低い圧力になっている減圧時に開き、空気室３１０の気圧が多孔フィルム１０８にある空気の気圧よりも高い圧力になっている加圧時に閉じるように開閉する。つまり、バルブ３０６は、気液分離手段１０６の内部の空気を空気室３１０へ流す場合に開いた状態になる。

空気室３１０は、バルブ３０２及びバルブ３０６のみを介して外部と繋がる閉じた空間である。空気室３１０の内部にはバネ３１２及び圧力板３１４が収容されている。バネ３１２は、一端が減圧手段１１０の基台３１６に固定され、かつ、他端が圧力板３１４を介して可撓性部材３０８を押圧するように構成される。バネ３１２は、所定の方向へ可撓性部材３０８が変形した場合に可撓性部材３０８を元の状態に復帰させる復帰バネとして機能する。圧力板３１４は、バネ３１２の他端側を受ける部材であり、バネ３１２の他端と可撓性部材３０８との間に配設されることにより、バネ３１２の付勢力を可撓性部材３０８へ伝達する。

減圧手段１１０により減圧を行う場合、先ず、例えばユーザの手動動作により、可撓性部材３０８を介して圧力板３１４を押圧し、空気室３１０の体積が減少する方向へ可撓性部材３０８を変形させる。このとき、体積の減少により空気室３１０内の圧力が高まるため、バルブ３０２が開いて、空気室３１０内の空気が排出される。このときは、バルブ３０６は閉じた状態になり、気液分離手段１０６の内部に空気が流入することはない。

次に、ユーザが圧力板３１４から手を離し、圧力板３１４の押圧をやめると、押圧時に縮められていたバネ３１２の復帰動作により、圧力板３１４を介して可撓性部材３０８が膨らみ、空気室３１０の体積が増大する。この体積の増大により、空気室３１０内の圧力は、大気圧よりも低い負圧に変化する。この負圧の状態は、バネ３１２が伸びきるまでの間、維持される。これにより、時間をかけてインクを脱気することができる。なお、バネ３１２等により発生させる負圧は、バネ３１２のバネ力等で所望の圧力に調整することができる。

空気室３１０内の負圧が維持されているとき、バルブ３０２は閉じた状態、バルブ３０６は開いた状態になる。空気室３１０が負圧にされることで、空気室３１０と接続された気液分離手段１０６の内部の圧力も負圧に調整される。

インク収容部１０４に収容されているインクの圧力は、大気圧と釣り合った状態になっている。したがって、減圧手段１１０によって気液分離手段１０６の内部を減圧すると、袋状のポリエチレン単層メンブレン１０７の内外の間、すなわち、インク側と気体側との間で気圧差が生じる。これにより、インク中の気体が気液分離手段１０６の内部へ移動し、インクの脱気を行える。また、ポリエチレン単層メンブレン１０７が撥水性を有することにより、インクが気液分離手段１０６の内部に滲み込んでしまうリスクを低減することができる。

以上に、第１の実施の形態の印刷装置１０について説明したが、第１の実施の形態の印刷装置１０は、以下のような変形をすることも可能である。これらの変形は、以下に説明する実施の形態にも適用できる。

（第１の実施の形態の変形例１）
図４（ｂ）は、変形例１に係る気液分離手段１０６の構成を示す図である。変形例１に係る気液分離手段１０６は、袋状にしたポリエチレン単層メンブレン１０７の内部に、平均孔径の１００μｍ以上の多孔フィルム１０８が充填されている。また、ポリエチレン単層メンブレン１０７の外側を、無孔フィルム１０９が覆っている。無孔フィルム１０９の膜厚は、気体を通すことができる程度に十分に薄い。変形例１に係る気液分離手段１０６は、無孔フィルム１０９を備えることで、気液分離手段１０６の内部にインクが滲み込むリスクをいっそう低減できる。

（第１の実施の形態の変形例２）
図４（ｃ）は、変形例２に係る気液分離手段１０６の構成を示す図である。変形例２に係る気液分離手段１０６は、袋状にしたポリエチレン単層メンブレン１０７の内部に、平均孔径の１００μｍ以上の細孔フィルム１０８ａと平均孔径が数１００μｍ以上の粗孔フィルム１０８ｂの２種類の多孔フィルム１０８が充填されている。また、ポリエチレン単層メンブレン１０７の外側を、無孔フィルム１０９が覆っている。無孔フィルム１０９の膜厚は、気体を通すことができる程度に十分に薄い。変形例２に係る気液分離手段１０６は、無孔フィルム１０９を備えることで気液分離手段１０６の内部にインクが滲み込むリスクをいっそう低減できると共に、孔径の大きい粗孔フィルム１０８ｂを有することで機械強度をさらに高めることができる。

（第１の実施の形態の変形例３）
上記した実施の形態では、気液分離膜としてポリエチレン単層メンブレン１０７を用いたが、第１の実施の形態の変形例３に係る気液分離手段１０６は、フッ素樹脂によって構成する。フッ素樹脂は、高い撥水性を有するので、気液分離手段１０６の内部にインクが入る可能性を低減できる。

（第１の実施の形態の変形例４）
上記した実施の形態では、気液分離膜としてポリエチレン単層メンブレン１０７を用いたが、第１の実施の形態の変形例４に係る気液分離手段１０６は、超撥水処理を行ったメッシュによって構成する。この構成により、気液分離手段１０６の内部にインクが入る可能性を低減できるとともに、種々の材料を用いてメッシュを構成することができる。

（第１の実施の形態の変形例５）
上記した実施の形態において、減圧手段１１０が、気液分離手段１０６の内部と常に接続された例を挙げたが、減圧手段１１０は、インク収容部１０４と取り外し可能に構成してもよい。また、減圧手段１１０をインク容器１００に取り付けられる別の部品としてもよい。このように減圧手段１１０をインク収容部１０４から取り外し可能な構成とすることで、気液分離手段１０６を収容したインク収容部１０４を取り替えることが可能となる。例えば、経時変化により、気液分離手段１０６を用いた脱気性能が低下した場合には、新しい（インク収容部１０４を備えた）インク容器１００を減圧手段１１０に取り付けることにより、減圧手段１１０をそのまま使うことができ、低コストでインク容器１００の取替えを行える。

（第１の実施の形態の変形例６）
上記した実施の形態において、気液分離手段１０６をインク収容部１０４の中から取り出したり、挿入したりすることができる構成としてもよい。すなわち、本実施の形態の変形例６にかかる印刷装置は、インクジェットヘッド１２と、インク容器１００を保持する中間パック保持部１６と、ポリエチレン単層メンブレン１０７によって構成された袋状の気液分離手段１０６と、気液分離手段１０６の内部の空間に接続された減圧手段１１０とを備え、中間パック保持部１６に保持されたインク容器１００の中に気液分離手段１０６を入れて、脱気を行う。

この構成により、インク容器１００自体は、脱気機構を有しないインク容器であっても、インク収容部１０４に気液分離手段１０６を入れることにより、インクの脱気処理を行うことができる。

（第２の実施の形態）
図５は、第２の実施の形態のインク容器１００の構成を示す図である。図５（ａ）は、第２の実施の形態におけるインク容器１００の構成を示す垂直断面図、図５（ｂ）は第２の実施の形態におけるインク容器１００の構成を示す水平断面図である。第２の実施の形態のインク容器１００の基本的な構成は、第１の実施の形態と同じであるが、減圧手段１１０の構成が異なる。

第２の実施の形態において、減圧手段１１０は、注射器のような構成により減圧を行う手段であり、バルブ３０２、接続部３０４、バルブ３０６、空気室３１０、バネ３１２、筒部３２０、ピストン３２２、及びストッパ３２４を有する。これらの構成のうち、バルブ３０２、接続部３０４、バルブ３０６、及び空気室３１０は、図２における各構成の同じ番号の構成に対応する。

筒部３２０及びピストン３２２は、注射器の筒部及びピストンに相当する構成である。筒部３２０内にピストン３２２が挿入されることにより、図５（ａ）に示すように、筒部３２０の内部に空気室３１０を形成する。バネ３１２は、空気室３１０が広がる方向へピストン３２２を付勢する。ストッパ３２４は、ピストン３２２の過度な移動を防ぐためのストッパ部材であり、上側へのピストン３２２の移動を予め設定された位置で停止させる。

第２の実施の形態においてインクの脱気を行う場合、例えば、ユーザの手動操作でピストン３２２を図５（ａ）における下方向へ押し、空気室３１０内の空気をバルブ３０２から外部へ排出する。その後、ユーザが手を離すことにより、バネ３１２の付勢力に応じて、ピストン３２２が図中の上方向へ移動する。このとき、空気室３１０の体積が拡がり、空気室３１０内は負圧になる。これにより、接続部３０４及びバルブ３０６を介して、気液分離手段１０６の内部も減圧される。

減圧手段１１０によって気液分離手段１０６の内部が減圧されると、ポリエチレン単層メンブレン１０７の内外の間、すなわち、インク側と気体側との間で気圧差が生じる。これにより、インク中の気体が気液分離手段１０６の内部へ移動し、インクの脱気を行える。

以上の構成により、インク収容部１０４の内部にある気液分離手段１０６により、インクの脱気を適切に行うことができる。また、ポリエチレン単層メンブレン１０７が撥水性を有することにより、インクが気液分離手段１０６の内部に滲み込んでしまうリスクを低減することができる。

本実施の形態においても、少なくともバネ３１２が伸びきるまでの間、空気室３１０内の負圧が維持されることになる。したがって、負圧を長時間適切に維持することができ、インクの脱気を適切に行うことができる。

（第３の実施の形態）
図６は、第３の実施の形態の印刷装置１０の構成を示す図である。第３の実施の形態の印刷装置１０の基本的な構成は、第１の実施の形態と同じであるが、第３の実施の形態の印刷装置１０は、図１に示したインクボトル２００に代えて、交換インクパック２２０を有する。また、上流容器保持部１４は、交換インクパック２２０に対応する構成により、交換インクパック２２０を保持する。本実施の形態においては、上流容器保持部１４も、インク容器保持部の一例である。

交換インクパック２２０は、例えば、交換用の大容量のインクパックであり、インク容器１００よりも大容量のインクを貯留する。本実施の形態において、交換インクパック２２０は、更に、図２等を用いて説明をしたインク容器１００と同様に、インク容器１００の内部のインクを脱気する。

交換インクパック２２０は、外周部１０２、インク収容部１０４、気液分離手段１０６、減圧手段１１０、及ぶインク出口１１６等を有し、図２（ａ）〜図２（ｄ）を用いて説明をしたインク容器１００と同様にして、インクの脱気を行う。これにより、例えば、大容量のインクを貯留する容器内でインクを脱気することができる。この場合、インクの経路の最上流にある交換インクパック２２０と、中間にあるインク容器１００との両方でインクを脱気することにより、インクの脱気度を高めることができる。逆に、インクに求められる品質によっては、例えば、中間位置のインク容器１００では脱気を行わず、交換インクパック２２０でのみインクの脱気を行ってもよい。

なお、印刷装置１０の連続運転時等には、交換インクパック２２０を適宜交換することにより、大容量のインクを供給することができる。また、交換インクパック２２０自体を交換するのではなく、例えば、交換インクパック２２０へインクを補充してもよい。例えば、図中に示した構成の交換インクパック２２０の場合、上流容器保持部１４から交換インクパック２２０を一旦取り外し、上流容器保持部１４に接続されていた口栓部分からインクを補充する。これにより、大容量のインクを適切に供給できる。

（第４の実施の形態）
図７（ａ）は、第４の実施の形態のインク容器１００の構成を示す図である。第４の実施の形態において、インク収容部１０４は、底面１０４ａと対向する２つの側面１０４ｂ，１０４ｃを有する筐体と、上面を覆う可撓性のフィルム１０４ｄを有している。上面のフィルム１０４ｄは、インクの減少と共に下がる。フィルム１０４ｄの上にインク残量検出部１１８が設けられており、インク残量検出部１１８の高さが所定の高さより低くなるとインクの残量が少なくなったことを検出する。

インク収容部１０４の２つの側面１０４ｂ，１０４ｃは高さが異なっている。高い方の側面１０４ｃに、磁力を利用して液体を攪拌するマグネチックスターラ１２０が設けられている。マグネチックスターラ１２０は、インク収容部１０４の中でインクを攪拌する攪拌羽根１２０ａと、攪拌羽根１２０ａを磁力で回転させるドライブ部１２０ｂとを有している。

第４の実施の形態のインク容器１００は、気液分離手段１０６を図示しない減圧手段に接続する接続部３０４を有している。気液分離手段１０６は、上記した実施の形態と同様に、インクの脱気処理を行う。

図７（ｂ）は、第４の実施の形態の変形例にかかるインク容器１００の構成を示す図である。変形例に係るインク容器１００の基本的な構成は、上記した実施の形態と同じであるが、マグネチックスターラ１２０がインク収容部１０４の底面１０４ａに設けられている点が異なる。

以上、本発明のインク容器および印刷装置について、実施の形態を挙げて詳細したが、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではない。上記の実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

（変形例）
上記した実施の形態では、図１に示す印刷装置１０において、中間パック保持部１６に保持されたインク容器１３０に脱気機構を設ける例を挙げて説明したが、脱気機構を設ける場所は、印刷装置１０の構成に応じて適宜に決めることができる。

図８は、複数のインク容器１３０が下置きされた印刷装置１０の構成例を示す図である。インク容器１３０とインクジェットヘッド１２との経路上には、外付け中間パック１３２と本体中間パック１３４とが配置されている。本体中間パック１３４はインクジェットヘッド１２よりも高い位置に配置され、外付け中間パック１３２は、本体中間パック１３４よりも高い位置に配置されている。これにより、外付け中間パック１３２から本体中間パック１３４、本体中間パック１３４からインクジェットヘッド１２へは、インクの水頭差を利用する水頭値方式により、インクが流れる。なお、下置きされたインク容器１３０から外付け中間パック１３２へは、バルブ１３８を開いた状態で、インク汲み上げポンプ１３６を利用してインクを汲み上げる。インクの汲み上げ時以外には、バルブ１３８を閉じる。

以上の構成を有する印刷装置１０において、脱気機構は、本体中間パック１３４、外付け中間パック１３２、インク容器１３０の１箇所または複数個所に設ける。脱気機構の構成は、上記した実施の形態と同じ構成とすることができる。

図９は、複数のインク容器１４０が下置きされた印刷装置１０の別の構成例を示す図である。この構成は、長時間連続プリントを可能にするバルクインク供給システムである。インク容器１４０とインクジェットヘッド１２との経路上には、バルクタンク１４２とカートリッジ１４４とを有している。カートリッジ１４４はインクジェットヘッド１２よりも高い位置に配置され、バルクタンク１４２は、カートリッジ１４４よりも高い位置に配置されている。これにより、バルクタンク１４２からカートリッジ１４４、カートリッジ１４４からインクジェットヘッド１２へは、インクの水頭差を利用する水頭値方式により、インクが流れる。なお、下置きされたインク容器１４０からバルクタンク１４２へは、バルブ１４８を開いた状態で、インク汲み上げポンプ１４６を利用してインクを汲み上げる。インクの汲み上げ時以外には、バルブ１４８を閉じる。

以上の構成を有する印刷装置１０において、脱気機構を、カートリッジ１４４、バルクタンク１４２の一方または両方に設ける。脱気機構の構成は、上記した実施の形態と同じ構成とすることができる。

上記した実施の形態において、減圧手段１１０を外周部１０２内に収容してもよい。この構成により、インク容器１００内に減圧及び脱気のための構成が全て封入された構成を実現することができる。

上記した実施の形態において、減圧手段１１０を、手動操作によって減圧を行う構成を挙げたが、電動等による自動減圧の構成を採用してもよい。例えば、減圧が解除された状態を検出する手段を用い、減圧が所定のレベルに解除された状態になった場合に自動的に減圧することも可能である。この場合に、間欠駆動ポンプ等を用いて減圧を行ってもよい。

上記した実施の形態においては、気液分離膜であるポリエチレン単層メンブレン１０７を袋状にして、気液分離手段１０６を構成する例を挙げて説明したが、気液分離手段の周囲全体が気液分離膜である必要はない。気液分離手段は、外周の少なくとも一部が撥水性を有する気液分離膜であればよい。少なくとも一部が撥水性を有する気液分離膜であれば、その部分からインク中の気体を気液分離手段の内部に取り込むことができる。

（実施の形態に係る構成の効果）
（１）本実施の形態のインク容器１００は、撥水性を有するポリエチレン単層メンブレン１０７を袋状にし、その内部に多孔フィルム１０８を充填して構成した気液分離手段１０６を備える。減圧手段１１０によって気液分離手段１０６の内部を減圧することで、気液分離膜１０７を介してインク中の気体を脱気することができる。気液分離膜１０７が撥水性を有することにより、気液分離膜１０７をインクが通過してしまう可能性を低減することができる。

（２）本実施の形態のインク容器１００の気液分離手段１０６は、気液分離膜としてポリエチレン単層メンブレン１０７を有する。発明者の実験により、ポリエチレン単層メンブレン１０７を用いた気液分離手段１０６は、インクの脱気処理を適切に行えることが確認された。

（３）第１の実施の形態の変形例３のインク容器１００の気液分離手段１０６は、気液分離膜がフッ素樹脂によって構成されている。フッ素樹脂は、高い撥水性を有するので、気液分離手段１０６の気液分離膜として好ましい。

（４）第１の実施の形態の変形例４のインク容器１００の気液分離手段１０６は、気液分離膜が超撥水処理したメッシュによって構成されている。超撥水処理を行うことにより、気液分離膜として様々な材料を用いることが可能となる。

（５）本実施の形態のインク容器１００において、気液分離手段１０６の内部には、ポリエチレン単層メンブレン１０７よりも孔径が大きい多孔フィルム１０８が充填されているので、気液分離手段１０６の機械的な強度を高めることができる。

（６）第１の実施の形態の変形例１、変形例２にかかるインク容器１００は、気体を通す程度の膜厚の無孔フィルム１０９によってポリエチレン単層メンブレン１０７が覆われている。この構成により、気液分離手段１０６の内部にインクが滲み込むリスクをいっそう低減できる。

（７）本実施の形態のインク容器１００において、インク収容部１０４は、可撓性を有するので、インク収容部１０４の内部のインクの圧力と大気圧とが釣り合い、印刷装置１００において、水頭値方式によるインクの供給を適切に行うことができる。

（８）本実施の形態のインク容器１００は、接続部３０４に接続された減圧手段１１０を備える。このように減圧手段１１０を備えたインク容器１００は、例えば、印刷装置の経路上において、インクを貯留するインク容器として利用することができる。

（９）第１の実施の形態のインク容器１００はインクを攪拌する振動攪拌機構１１２を備え、第４の実施の形態のインクを攪拌するマグネチックスターラ１２０を備える。この構成により、インク収容部１０４内のインクを攪拌することで、効果的に脱気を行うことができる。

（１０）本実施の形態の印刷装置１００は、インクジェット方式でインク滴を吐出するインクジェットヘッド１２と、インクジェットヘッド１２へ供給するインクを貯留するインク容器１００とを備え、インク容器１００は、インクを収容するインク収容部１０４と、インク収容部１０４内に設けられた気液分離手段１０６であって、撥水性を有するポリエチレン単層メンブレン１０７によって構成された袋状の気液分離手段１０６と、気液分離手段１０６の内部の空間とインク収容部１０４の外部の減圧手段１１０とを接続する接続部３０４とを備える。この構成により、減圧手段１１０によって気液分離手段１０６の内部を減圧することで、ポリエチレン単層メンブレン１０７を介してインク中の気体を脱気することができる。また、ポリエチレン単層メンブレン１０７が撥水性を有することにより、ポリエチレン単層メンブレン１０７をインクが通過してしまう可能性を低減することができる。また、気液分離手段１０６によって脱気できるので、例えば、脱気されていないインクを用いて印刷を行う場合にも、インクジェットヘッド１２への供給前にインクの脱気度を適切に高めることができる。

（１１）本実施の形態の変形例６にかかる印刷装置は、インクジェットヘッド１２と、インク供給経路の中間に配置されたインク容器１００を保持する中間パック保持部１６と、ポリエチレン単層メンブレン１０７によって構成された袋状の気液分離手段１０６と、気液分離手段１０６の内部の空間に接続された減圧手段１１０とを備え、中間パック保持部１６に保持されたインク容器１００の中に気液分離手段１０６を入れて、脱気を行う。

この構成により、上述した実施の形態と同様に、気液分離手段１０６の内部にインクが滲み込むリスクを低減しつつ、インクの脱気を行うことができる。また、中間パック保持部１６に保持されたインク容器１００に気液分離手段１０６を入れることで脱気を行えるので、インク容器１００自体は気液分離手段１０６を有する必要はなく、インク容器１００を取り替えても脱気を行える。

本発明は、例えば、インク容器に好適に用いることができる。

１０ 印刷装置
１２ インクジェットヘッド
１４ 上流容器保持部
１６ 中間パック保持部（インク容器保持部）
１８ 圧力調整器
１００ インク容器
１０２ 外周部
１０４ インク収容部
１０６ 気液分離手段
１０７ ポリエチレン単層メンブレン
１０８ 多孔フィルム
１０８ａ 細孔フィルム
１０８ｂ 粗孔フィルム
１０９ 無孔フィルム
１１０ 減圧手段
１１２ 振動攪拌機構（攪拌手段）
１１４ インク供給口
１１６ インク出口
１１８ インク残量検出手段
１２０ マグネチックスターラ（攪拌手段）
１２０ａ 攪拌羽根
１２０ｂ ドライブ部
１３０ インク容器
１３２ 外付け中間パック
１３４ 本体中間パック
１３６ インク汲み上げポンプ
１３８ バルブ
１４０ インク容器
１４２ バルクタンク
１４４ カードリッジ
１４６ インク汲み上げポンプ
１４８ バルブ
２００ インクボトル
２０２ 落とし蓋
２０４ インク貯留部
２２０ 交換インクパック
３０２ バルブ
３０４ 接続部
３０６ バルブ
３０８ 可撓性部材
３１０ 空気室
３１２ バネ
３１４ 圧力板
３２０ 筒部
３２２ ピストン
３２４ ストッパ

Claims (11)

1. インクを収容するインク収容部と、
   前記インク収容部内に設けられた気液分離手段であって、少なくとも一部が撥水性を有する気液分離膜によって構成された袋状の気液分離手段と、
   前記気液分離手段の内部の空間と前記インク収容部の外部の減圧手段とを接続する接続部と、
   を備え、
   前記気液分離手段の内部には、前記気液分離膜の孔径よりも大きい孔径を有する多孔フィルムが充填されているインク容器。
2. 前記気液分離膜は、ポリエチレン単層メンブレンによって構成される請求項１に記載のインク容器。
3. 前記気液分離膜は、フッ素樹脂によって構成される請求項１に記載のインク容器。
4. 前記気液分離膜は、超撥水処理したメッシュによって構成される請求項１に記載のインク容器。
5. 前記気液分離膜が、気体を通す程度の膜厚の無孔フィルムによって覆われている請求項１乃至４のいずれかに記載のインク容器。
6. 前記インク収容部は、可撓性を有する請求項１乃至５のいずれかに記載のインク容器。
7. 前記接続部に接続された減圧手段を備える請求項１乃至６のいずれかに記載のインク容器。
8. 前記インク収容部内のインクを攪拌する攪拌手段を備える請求項１乃至７のいずれかに記載のインク容器。
9. 前記多孔フィルムは、前記気液分離膜の孔径よりも大きい孔径であり、互いに異なる孔径を有する細孔フィルムおよび粗孔フィルムが含まれる請求項１乃至８のいずれかに記載のインク容器。
10. インクジェット方式で印刷を行う印刷装置であって、
    インクジェット方式でインク滴を吐出するインクジェットヘッドと、
    前記インクジェットヘッドへ供給するインクを貯留するインク容器と、
    を備え、
    前記インク容器は、
    インクを収容するインク収容部と、
    前記インク収容部内に設けられた気液分離手段であって、少なくとも一部が撥水性を有する気液分離膜によって構成された袋状の気液分離手段と、
    前記気液分離手段の内部の空間と前記インク収容部の外部の減圧手段とを接続する接続部と、
    を備え、
    前記気液分離手段の内部には、前記気液分離膜の孔径よりも大きい孔径を有する多孔フィルムが充填されている印刷装置。
11. インクジェット方式で印刷を行う印刷装置であって、
    インクジェット方式でインク滴を吐出するインクジェットヘッドと、
    前記インクジェットヘッドへ供給するインクを貯留するインク容器を保持するインク容器保持部と、
    少なくとも一部が撥水性を有する気液分離膜によって構成された袋状の気液分離手段と、
    前記気液分離手段の内部の空間に接続された減圧手段と、
    を備え、
    前記気液分離手段の内部には、前記気液分離膜の孔径よりも大きい孔径を有する多孔フィルムが充填され、
    前記インク容器保持部に保持されたインク容器の中に前記気液分離手段を入れて、脱気を行う印刷装置。

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