中空纤维脱气组件以及喷墨打印机的制作方法

本发明涉及一种对液体进行脱气的中空纤维脱气组件以及具有该中空纤维脱气组件的喷墨打印机。

背景技术：

喷墨打印机是采用将微滴化后的墨水向打印介质直接吹送的方式的打印机。这样的喷墨打印机在打印中，有可能由于墨水储存部内部的压力变动而墨水内的溶解气体气化，发生喷嘴堵塞。作为其结果，存在使印刷品质明显下降的风险。该问题在长期使用时以及高速运转时明显地显现出。为了解决这样的问题，有效的方法是进行自墨水中除去溶解气体以及气泡的脱气。作为有效地对墨水脱气的方法，在专利文献1中公开如下，在自墨水储存部到喷墨头的墨水流路中安装使用中空纤维膜的中空纤维脱气组件，连续地对墨水进行脱气。

在专利文献1中记载的中空纤维脱气组件是外部灌注型的中空纤维脱气组件，集束多根中空纤维膜而成的中空纤维膜束收纳于筒体中。并且，通过向中空纤维膜的外侧供给墨水并且对中空纤维膜的内侧进行减压来对墨水进行脱气，自形成于筒体的侧壁的排出口排出脱气后的墨水。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2007/063720号

技术实现要素：

发明要解决的问题

由于将这样的中空纤维脱气组件安装在喷墨打印机中，因此要求压力损失低且寿命长。对于这一点，通过将中空纤维脱气组件形成为外部灌注型，从而能够将压力损失抑制得较低。但是，本发明人们在利用现有的中空纤维脱气组件对墨水进行脱气的过程中，发现有时在到达中空纤维膜的膜寿命之前，中空纤维脱气组件发生漏液。

因此，本发明人们对现有的中空纤维脱气组件进行了潜心钻研，得到了如下见解：墨水的流速越高，或者墨水的粘度越高，越容易由于墨水的流动而导致构成中空纤维膜束的中空纤维膜的一部分被引入排出口内并被切断。

因此，本发明的一技术方案的课题在于，提供一种压力损失较低且能够实现长寿命化的中空纤维脱气组件以及喷墨打印机。

用于解决问题的方案

本发明的一技术方案所涉及的中空纤维脱气组件具有：中空纤维膜束，其是将多根中空纤维膜集束成圆筒状而成的；以及筒体，其收容中空纤维膜束并沿轴线方向延伸，通过向中空纤维膜的外侧供给液体，并且对中空纤维膜的内侧进行减压，来对液体进行脱气，在该中空纤维脱气组件中，在筒体的侧壁形成有将脱气后的液体排出的排出口，在与筒体的轴线方向垂直且通过排出口的基准截面中，中空纤维膜束偏心。

本发明的一技术方案所涉及的中空纤维脱气组件是通过向中空纤维膜的外侧供给液体并且对中空纤维膜的内侧进行减压来对液体进行脱气的外部灌注型。因此，能够将液体的压力损失抑制得较低。并且，在与筒体的轴线方向垂直且通过排出口的基准截面中，中空纤维膜束偏心。因此，能够抑制构成中空纤维膜束的中空纤维膜随着液体的流动被引入排出口。由此，由于能够抑制由中空纤维膜的切断而导致漏液的发生，因此能够实现中空纤维脱气组件的长寿命化。

另外，也可以是，在基准截面中，在将中空纤维膜束的靠排出口侧的部分和筒体之间的间隔设为g，将筒体的内径设为d的情况下，g≥0.08d。

另外，也可以是，在基准截面中，中空纤维膜束的靠排出口侧的部分和筒体之间的间隔为2.5mm以上。

另外，也可以是，在与所述筒体的所述轴线方向垂直且通过所述排出口的基准截面中，所述中空纤维膜束向所述排出口的相反侧偏心。

本发明的一技术方案所涉及的喷墨打印机是通过墨水流路将储存在墨水储存部中的墨水向喷墨头供给的喷墨打印机，在墨水流路中安装有上述任一种的中空纤维脱气组件。

本发明的一技术方案所涉及的喷墨打印机中，由于在墨水流路中安装有上述中空纤维透气组件，因此能够将墨水流路中的墨水的压力损失抑制得较低，并且能够长期地对墨水进行脱气。

发明的效果

采用本发明的一技术方案，压力损失较低且能够实现长寿命化。

附图说明

图1是实施方式所涉及的喷墨打印机的概略构成图。

图2是实施方式所涉及的中空纤维脱气组件的概略剖视图。

图3是图2所示的中空纤维膜束的局部放大图，图3(a)表示中空纤维膜束的一侧膜束端部，图3(b)表示中空纤维膜束的另一侧膜束端部。

图4是图2所示的iv-iv线的剖视图。

图5是表示图2所示的基准截面a的图。

具体实施方式

下面，参照附图详细地说明实施方式的中空纤维脱气组件以及喷墨打印机。本实施方式的中空纤维脱气组件是将本发明的中空纤维脱气组件应用在对墨水进行脱气的中空纤维脱气组件中的中空纤维脱气组件。另外，在全部的附图中，对于相同或相当的部分标注相同的附图标记，省略重复的说明。

图1是实施方式所涉及的喷墨打印机的概略构成图。如图1所示，实施方式所涉及的喷墨打印机11主要具有：储存墨水的墨水容器等的墨水储存部12；喷墨头13，其将微滴化后的墨水向打印介质直接吹送；第一墨水供给管14，其自墨水储存部12供给墨水；第二墨水供给管15，其向喷墨头13供给墨水；实施方式所涉及的中空纤维脱气组件1，其安装在第一墨水供给管14以及第二墨水供给管15上，对墨水进行脱气；吸引泵16，其进行真空吸引；以及吸气管17，其将吸引泵16以及中空纤维脱气组件1连接。另外，第一墨水供给管14以及第二墨水供给管15是自墨水储存部12至喷墨头13的墨水流路。

图2是实施方式所涉及的中空纤维脱气组件的概略剖视图。图3是图2所示的中空纤维膜束的局部放大图。图4是图2所示的iv－iv线的剖视图。图5是表示图2所示的基准截面a的图。如图1～图5所示，中空纤维脱气组件1具有：中空纤维膜束3，其是将多根中空纤维膜2集束成圆筒状而成的；以及壳体4，其用于收容中空纤维膜束3。中空纤维脱气组件1通过向中空纤维膜2的外侧供给墨水并且对中空纤维膜2的内侧进行减压，来对墨水进行脱气。

中空纤维膜2是能使气体透过而不能使液体透过的中空纤维状的膜。对于中空纤维膜2的材料、膜形状、膜形态等没有特别地限制。作为中空纤维膜2的材料例如可例举聚丙烯、聚(4-甲基戊烯-1)等聚烯烃系树脂，聚二甲基硅氧烷其共聚物等硅系树脂，ptfe、偏二氟乙烯等氟系树脂。作为中空纤维膜2的膜形状(侧壁的形状)例如可例举多孔质膜、微多孔膜、不具有多孔质的均质膜(非多孔膜)。作为中空纤维膜2的膜形态例如可例举膜整体的化学性或者物理性构造均质的对称膜(均质膜)、膜的化学性或者物理性构造根据膜的部分的不同而不同的非对称膜(不均质膜)。非对称膜(不均质膜)是具有非多孔质的致密层和多孔质的膜。在该情况下，致密层可以形成在膜的表层部分或者多孔质膜内部等的膜中的任何位置。在不均质膜中也包含化学构造不同的复合膜、3层构造这样的多层构造膜。特别地使用了聚(4-甲基戊烯-1)树脂的不均质膜由于具有阻隔液体的致密层，因此对于对水以外的液体例如墨水的脱气特别优选。另外，在用于外部灌注型的中空纤维的情况下，优选致密层形成在中空纤维外表面。

中空纤维膜束3能够通过例如将多个中空纤维膜2编织成帘状而成的中空纤维膜片(未图示)来形成。在该情况下，例如将中空纤维膜片卷绕在筒状的临时芯上并集束成圆筒状，将集束成圆筒状的中空纤维膜片的两端部固定，从两端部被固定的中空纤维膜片中抽出临时芯。由此，能够做成在位于中空纤维膜束3的半径方向中心侧的膜束中空部3c没有中心管的中空纤维脱气组件1。在该情况下，利用例如由在每1英寸内存在30根～90根的中空纤维膜2构成的中空纤维膜片来形成中空纤维膜束3。由此，即使在位于中空纤维膜束3的半径方向中心侧的膜束中空部3c不存在中心管，墨水也能够不偏流地流动。

壳体4具有筒体5、第一盖部6和第二盖部7。

筒体5是收容中空纤维膜束3的部位。筒体5形成为沿轴线方向l延伸的圆筒状，筒体5的两端部开口。在作为筒体5的一侧的开口端部的一侧开口端部5a安装有第一盖部6，在作为筒体5的另一侧的开口端部的另一侧开口端部5b安装有第二盖部7。第一盖部6以及第二盖部7相对于筒体5的安装例如能够通过螺纹接合、嵌合、粘接等来进行。

第一盖部6形成为随着远离筒体5而小径化的锥状。在第一盖部6的顶端部形成有用于将墨水向第一盖部6内供给的供给口6a。供给口6a是圆形的开口且形成在筒体5的中心轴线上。用于将第一墨水供给管14以能够装拆的方式连接的连接部6b自供给口6a沿着轴线方向l延伸。连接部6b形成为圆筒状。并且，在连接部6b的内周面形成有供第一墨水供给管14旋入的内螺纹6c。另外，连接部6b和第一墨水供给管14之间的连接不限定于螺纹接合，例如也能够通过嵌合来进行。

第二盖部7形成为随着远离筒体5而小径化的锥状。在第二盖部7的顶端部形成有用于自壳体4内吸引气体的吸气口7a。吸气口7a是圆形的开口且形成在筒体5的中心轴线上。用于将吸气管17以能够装拆的方式连接的连接部7b自吸气口7a沿着轴线方向l延伸。连接部7b形成为圆筒状。并且，在连接部7b的内周面形成有供吸气管17旋入的内螺纹7c。另外，连接部7b和吸气管17之间的连接不限定于螺纹接合，例如也能够通过嵌合来进行。

在筒体5的侧壁5c形成有用于自壳体4内排出墨水的排出口5d。排出口5d是圆形的开口。排出口5d形成在比筒体5的轴线方向l的中央靠另一侧开口端部5b侧的位置。用于将第二墨水供给管15以能够装拆的方式连接的连接部5e自排出口5d沿着与轴线方向l正交的方向延伸。连接部5e形成为圆筒状。并且，在连接部5e的内周面形成有供第二墨水供给管15旋入的内螺纹5f。另外，排出口5d和第二墨水供给管15之间的连结不限定于螺纹接合，例如也可以通过嵌合来进行。

从制造容易性的观点出发，优选筒体5、第一盖部6以及第二盖部7为树脂制。在该情况下，筒体5、第一盖部6以及第二盖部7能够通过注射成型来制造。另外，在考虑使用通过紫外线的照射而固化的uv墨水的情况下，筒体5、第一盖部6以及第二盖部7优选是不使紫外线透过的颜色例如黑色。

另外，中空纤维膜束3的一侧膜束端部3a利用密封部8固定于筒体5的一侧开口端部5a。另外，中空纤维膜束3的另一侧膜束端部3b利用密封部9固定于筒体5的另一侧开口端部5b。

密封部8由树脂形成。作为用于密封部8的树脂，例如，可例举环氧树脂，聚氨脂树脂，紫外线固化型树脂，聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃树脂。密封部8在与筒体5的轴线方向l垂直的截面中填充在膜束中空部3c以外的整个区域。即，密封部8仅填充在中空纤维膜2之间、中空纤维膜2的内侧以及中空纤维膜束3和筒体5的内壁之间(参照图3(a))。并且，在密封部8形成有将膜束中空部3c和筒体5外部连通的连通口8a。因此，自供给口6a供给至第一盖部6内的墨水仅从连通口8a向筒体5内供给，在筒体5内，向中空纤维膜2的外侧供给。

密封部9由与密封部8相同的树脂形成。密封部9在与筒体5的轴线方向l垂直的截面中填充在除中空纤维膜2的内侧以外的整个区域。即，密封部9没有填充在中空纤维膜2的内侧而仅填充在中空纤维膜2之间、中空纤维膜束3和筒体5的内壁之间以及膜束中空部3c中(参照图3(b))。因此，阻止供给至筒体5的墨水超过密封部9流入第二盖部7侧。另外，由于中空纤维膜2的内侧和第二盖部7的内侧相连通。因此，通过利用吸引泵16从吸气口7a吸气，来对中空纤维膜2的内侧进行减压。

另外，在与筒体5的轴线方向l垂直且通过排出口5d的基准截面a中，中空纤维膜束3偏心。具体地说明的话，密封部8以中空纤维膜束3的一侧膜束端部3a的中心轴线和筒体5的中心轴线位于相同位置的方式将中空纤维膜束3的一侧膜束端部3a固定于筒体5。另一方面，密封部9以中空纤维3的另一侧膜束端部3b的中心轴线位于相对于筒体5的中心轴线偏心的位置的方式将中空纤维膜束3的另一侧膜束端部3b固定于筒体5。偏心的位置没有特别地限定。例如，从防止由于排出口5d的边缘部分和中空纤维膜之间的接触而导致纤维被切断的观点出发，优选在密封部9中，另一侧膜束端部3b的中心轴线相对于筒体5的中心轴线向排出口5d的相反侧偏心。由此，在基准截面a中，成为中空纤维膜束3向排出口5d的相反侧偏心的状态。另外，基准截面a只要是与筒体5的轴线方向l垂直且通过排出口5d的截面，就可以是任意位置的截面。例如，排出口5d在轴线方向l上具有规定的长度，基准截面a也可以是通过排出口5d的轴线方向l的任意位置的截面。

在这里，在基准截面a中，将中空纤维膜束3的靠排出口5d侧的部分和筒体5之间的间隔设为g，将筒体5的内径设为d。另外，间隔g是中空纤维膜束3的靠排出口5d侧的部分和筒体5之间的间隙的尺寸。在该情况下，优选以满足下面的式子(1)的关系的方式来确定中空纤维膜束3相对于筒体5的位置。

g≥0.08d…(1)

另外，在基准截面a中，优选中空纤维膜束3的靠排出口5d侧的部分和筒体5之间的间隔g为2.5mm以上。通过设为2.5mm以上，能够防止由于排出口5d的边缘部分和中空纤维膜之间的接触而导致纤维被切断，能够使墨水等在壳体内灌流的流体的流速提高。另一方面，从确保充分的膜面积的观点出发，优选间隔g为4.0mm以下。

另外，优选筒体5的内径d与中空纤维膜束3的轴线方向l上的长度之间的比为1：1～1：6。

接着，针对利用中空纤维脱气组件1的墨水的脱气方法进行说明。

自墨水储存部12供给至第一墨水供给管14的墨水从供给口6a向第一盖部6内供给。供给至第一盖部6内的墨水通过连通口8a向膜束中空部3c供给。供给至膜束中空部3c的墨水通过构成中空纤维膜束3的各中空纤维膜2之间向筒体5的半径方向外侧流动。即，供给至膜束中空部3c的墨水在筒体5内向中空纤维膜2的外侧供给。此时，通过使吸引泵16动作，从吸气口7a对壳体4内吸气，从而使中空纤维膜2的内侧减压。这样，在墨水通过中空纤维膜2之间时，溶解气体以及气泡自墨水向中空纤维膜2的内侧被吸入。由此，进行墨水的脱气。

并且，脱气后的墨水自排出口5d流入第二墨水供给管15，自第二墨水供给管15向喷墨头13供给。此时，构成中空纤维膜束3的各中空纤维膜2随着自排出口5d向第二墨水供给管15流入的墨水的流动，被拉向排出口5d侧。但是，由于在基准截面a中中空纤维膜束3偏心，因此中空纤维膜2难以被引入排出口5d。

如上所述，本实施方式所涉及的中空纤维脱气组件1是通过向中空纤维膜2的外侧供给墨水并且对中空纤维膜2的内侧进行减压来对墨水进行脱气的外部灌注型。因此，能够将墨水的压力损失抑制得较低。由此，例如，即使在利用墨水的自重从墨水储存部12向喷墨头13供给墨水的喷墨打印机11中搭载中空纤维脱气组件1，也能够适当地向喷墨头13供给墨水。

并且，在与筒体5的轴线方向l垂直且通过排出口5d的基准截面a中，中空纤维膜束3偏心。因此，能够抑制构成中空纤维膜束3的中空纤维膜2随着墨水的流动而被引入排出口5d。由此，能够抑制由于中空纤维膜2的切断而导致漏液的发生，从而能够实现中空纤维脱气组件1的长寿命化。在该情况下，通过在基准截面a中中空纤维膜束3向排出口4a的相反侧偏心，从而能够进一步防止由于排出口4a的边缘部分和中空纤维膜2之间的接触导致纤维被切断。

另外，通过将中空纤维膜束3的靠排出口5d侧的部分和筒体5之间的间隔g、筒体5的内径d设为g≥0.08d的关系，从而能够适当地抑制中空纤维膜2随着墨水的流动而被引入排出口5d。

另外，通过将中空纤维膜束3的靠排出口5d侧的部分和筒体5之间的间隔设为2.5mm以上，从而能够适当地抑制中空纤维膜2随着墨水的流动而被引入排出口5d。

另外，在本实施方式的喷墨打印机11中，由于在具有第一墨水供给管14和第二墨水供给管15的墨水流路中安装有中空纤维脱气组件，因此能够将墨水流路中的墨水的压力损失抑制得较低，并且能够长期地对墨水进行脱气。由此，例如，即使是利用墨水的自重从墨水储存部12向喷墨头13供给墨水的喷墨打印机11，也能够适当地向喷墨头13供给墨水。

以上，对本发明的优选实施方式进行了说明，但本发明不限定于上述实施方式。例如，在上述实施方式中，具体地示出了间隔g和内径d之间的关系以及间隔g的尺寸，但它们不限于该关系和尺寸。另外，在上述实施方式中，作为在膜束中空部3c不具有中心管的方式进行了说明，但也可以是在膜束中空部3c具有中心管的方式。另外，在上述实施方式中，作为进行脱气的液体例示出墨水并进行了说明，但进行脱气的液体也可以是除墨水以外的液体。

附图标记说明

1中空纤维脱气组件、2中空纤维膜、3中空纤维膜束、3a一侧膜束端部、3b另一侧膜束端部、3c膜束中空部、4壳体、4a排出口、5筒体、5a一侧开口端部、5b另一侧开口端部、5c侧壁、5d排出口、5e连接部、5f内螺纹、6第一盖部、6a供给口、6b连接部、6c内螺纹、7第二盖部、7a吸气口、7b连接部、7c内螺纹、8密封部、8a连通口、9密封部、11喷墨打印机、12墨水储存部、13喷墨头、14第一墨水供给管、15第二墨水供给管、16吸引泵、17吸气管、a基准截面、d内径、g间隔、l轴线方向。