(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
揮発性有機化合物を含む液体を噴射ヘッドから噴射する液体噴射装置であって、
前記噴射ヘッドから出た前記液体より気化した前記揮発性有機化合物を、空気と共に回
収する回収部と、
白金触媒を備え、該白金触媒を用いて、回収した前記揮発性有機化合物を前記空気中の
酸素と反応させ、燃焼させる燃焼部と、
アンモニアを冷媒とし、水を吸収液として用い、前記液体噴射装置が備える発熱部を冷
却するアンモニア吸収型冷凍機と
を備え、
前記燃焼部における燃焼により発生した熱で前記アンモニア水溶液を加熱することによ
って、前記アンモニア吸収型冷凍機を動作させる液体噴射装置。
【請求項２】
請求項１に記載の液体噴射装置であって、
補助燃料タンクからの補助燃料を前記燃焼部へ供給する補助燃料供給部を備える液体噴
射装置。
【請求項３】
前記燃焼部がヒーターを備えている請求項１に記載の液体噴射装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３の何れか一項に記載の液体噴射装置であって、
前記アンモニア吸収型冷凍機は、
前記アンモニア水溶液を貯蔵し、前記燃焼部に接触するように配置されると共に、貯
蔵する前記アンモニア水溶液が、前記燃焼部における燃焼により発生した熱で加熱される
ことにより、アンモニアと水蒸気の混合ガスを発生するアンモニア水溶液タンクと、
前記混合ガスをアンモニアガスと水に分離する分離器と、
前記アンモニアガスを冷却して、液体アンモニアに凝集する凝縮器と、
前記ヘッド駆動回路の近傍に配置されると共に、前記液体アンモニアをアンモニアガ
スに気化して、その気化熱で前記液体噴射装置の前記発熱部を冷却する気化器と、
気化した前記アンモニアガスを前記分離器で分離した水に吸収させ、前記アンモニア
水溶液を生成する吸収器と
を備える液体噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、揮発性有機化合物を含むインクなどの液体を噴射する液体噴射装置に関する
。
【背景技術】
【０００２】
印刷媒体上にインクを噴射して画像を印刷する印刷装置が広く使用されている。この印
刷装置では、用紙などの印刷媒体を搬送装置によって搬送し、噴射ヘッドから、その印刷
媒体に向かってインクを噴射することによって画像を印刷する。
【０００３】
一般に、インクには有機溶媒などの揮発性有機化合物が含まれている。そのため、印刷
媒体上に多量にインクを噴射した場合や、フラッシング処理時やクリーニング処理時など
に多量にインクが排出された場合などには、それらインクから多量に揮発性有機化合物が
気化して空気中に拡散し、環境を汚染するおそれがある。
【０００４】
そこで、従来においては、そのような気化した揮発性有機化合物をフィルターで捕集す
ることによって、環境汚染を回避しようとする技術が提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−９０４８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記した提案の技術においては、フィルターによって捕集できる揮発性有機化
合物の容量には限界があるので、定期的にフィルターを交換しなければならないという問
題があった。
【０００７】
この発明は、従来の技術が有する上述した課題を解決するためになされたものであり、
揮発性有機化合物による環境汚染を抑制することが可能な技術の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題の少なくとも一部を解決するために、本発明の液体噴射装置は次の構成を
採用した。すなわち、
揮発性有機化合物を含む液体を噴射ヘッドから噴射する液体噴射装置であって、
前記噴射ヘッドから出た前記液体より気化した前記揮発性有機化合物を、空気と共に回
収する回収部と、
白金触媒を備え、該白金触媒を用いて、回収した前記揮発性有機化合物を前記空気中の
酸素と反応させ、燃焼させる燃焼部と、
アンモニアを冷媒とし、水を吸収液として用い、前記液体噴射装置が備える発熱部を冷
却するアンモニア吸収型冷凍機と
を備え、
前記燃焼部における燃焼により発生した熱で前記アンモニア水溶液を加熱することによ
って、前記アンモニア吸収型冷凍機を動作させることを要旨とする。
【０００９】
このように、本発明の液体噴射装置では、噴射ヘッドから出た液体より揮発性有機化合
物が気化すると、その揮発性有機化合物は、空気と共に回収部で回収される。回収された
揮発性有機化合物は、燃焼部に設けられた白金触媒に供給されて、空気の酸素と反応して
燃焼する。アンモニア吸収型冷凍機は、アンモニアを冷媒とし、水を吸収液とする吸収型
冷凍機であって、液体噴射装置が備える発熱部（たとえば、ヘッド駆動回路や、モーター
、電源など）を冷却するために用いる。そして、燃焼部における燃焼により発生した熱を
利用して、アンモニア吸収型冷凍機のアンモニア水溶液を加熱することによって、アンモ
ニア吸収型冷凍機を動作させる。
【００１０】
従って、本発明の液体噴射装置によれば、気化した揮発性有機化合物を、白金触媒を用
いて燃焼させ、無害なガスに変換しているので、揮発性有機化合物による環境汚染を抑制
することができる。また、燃焼により発生した熱、すなわち、燃焼部からの廃熱を利用し
て動作するアンモニア吸収型冷凍機によって、ヘッド駆動回路などの発熱部を冷却するこ
とができる。このため、ヘッド駆動回路やモーターや電源などが発熱によって動作不良を
きたす虞がなく、また、ヘッド駆動回路などを冷却するために、大きな放熱フィンや冷却
ファンなどを設ける必要もない。このため、冷却ファンを駆動するための電力消費や、騒
音の発生を抑制することが可能となる。
【００１１】
また、上述した本発明の液体噴射装置において、補助燃料タンクからの補助燃料を燃焼
部へ供給する補助燃料供給部をさらに備えるようにしてもよい。
【００１２】
こうすれば、燃焼部において、空気の温度が極端に低いために、あるいは、揮発性有機
化合物の濃度が低いために、白金触媒で十分な反応熱を発生させることが困難な場合でも
、補助燃料供給部で補助燃料を燃焼部に供給することにより、白金触媒で十分な反応熱を
発生させて、燃焼反応を維持することができる。このため、空気の温度が極端に低い場合
や揮発性有機化合物の濃度が低い場合でも、ヘッド駆動回路などの発熱部を冷却すること
が可能となる。
【００１３】
また、上述した本発明の液体噴射装置において、揮発性有機化合物を燃焼させる燃焼部
に、ヒーターを設けることとしてもよい。
【００１４】
こうすれば、空気の温度が極端に低いために、あるいは、揮発性有機化合物の濃度が低
いために、白金触媒の温度を維持するだけの反応熱が得られず、その結果、燃焼を維持す
ることが困難な場合でも、ヒーターで加熱することによって白金触媒の温度を維持するこ
とができる。このため、空気の温度が極端に低い場合や揮発性有機化合物の濃度が低い場
合でも、アンモニア吸収型冷凍機を用いて、ヘッド駆動回路などの発熱部を冷却すること
が可能となる。
【００１５】
さらに、上述した本発明の液体噴射装置において、アンモニア吸収型冷凍機は、アンモ
ニア水溶液タンク、分離器、凝縮器、気化器、および吸収器を備えるようにしてもよい。
このうち、アンモニア水溶液タンクは、燃焼部に接触するように配置されており、燃焼部
から、燃焼により発生した熱が伝達される。そして、貯蔵しているアンモニア水溶液が、
その熱によって加熱されることにより、アンモニアと水蒸気の混合ガスが発生する。こう
してアンモニア水溶液タンクで発生した混合ガスは、分離器に送られて、アンモニアガス
と水とに分離される。この中のアンモニアガスは、凝縮器で冷却されて、液体アンモニア
に凝集されて、気化器へと送られる。気化器では、凝集した液体アンモニアを減圧により
気化させる。このとき、アンモニアが気化熱を奪うので、その気化熱でヘッド駆動回路な
どの発熱部を冷却する。気化器は、ヘッド駆動回路などに接触させて配置しておいてもよ
いし、気化器とヘッド駆動回路などとの間を、伝熱性の良い部材で接続しておいても良い
。気化器で気化したアンモニアガスは吸収器に送られる。吸収器では、分離器で分離した
水に、アンモニアガスを吸収させることによってアンモニア水溶液を生成する。生成した
アンモニア水溶液は、アンモニア水溶液タンクに戻されて、再利用される。
【００１６】
このようにすれば、燃焼部からの廃熱を用いてアンモニア吸収型冷凍機を動作させるこ
とにより、ヘッド駆動回路などの発熱部を効率よく冷却することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施例としてのインクジェットプリンター１００における主要部を模式的に示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下では、上述した本願発明の内容を明確にするために、次のような順序に従って実施
例を説明する。
Ａ．実施例の構成  ：
Ｂ．実施例の動作  ：
Ｃ．変形例  ：
【００１９】
Ａ．実施例の構成  ：
図１は、本発明の実施例としてのインクジェットプリンター１００における主要部を模
式的に示した断面図である。このインクジェットプリンター１００は、業務用の大型のプ
リンターである。
【００２０】
図１に示すように、インクジェットプリンター１００の中央部には、インクを下方に向
かってインクを噴射するための噴射ヘッド１０２が設けられている。噴射ヘッド１０２の
下方には、印刷媒体である用紙１１０を搬送するための紙搬送装置１０４が配置されてい
る。紙搬送装置１０４は、２つの回転するローラー１０６ａ，１０６ｂと、それら２つの
ローラー１０６ａ，１０６ｂの間に架けられた搬送ベルト１０８とによって構成されてい
る。インクジェットプリンター１００の筐体には、用紙１１０を給紙するための給紙口１
１２と、用紙１１０を外部に排出するための排紙口１１４と、が設けられている。また、
噴射ヘッド１０２には、信号線１６０を介して、ヘッド駆動回路１５８が接続されている
。このヘッド駆動回路１５８は、断熱ケース１６２内に収納されている。
【００２１】
噴射ヘッド１０２の近傍には、ガス回収ポンプ１１６が設けられている。ガス回収ポン
プ１１６には、下方に向かって延びる吸気管１１８が接続されている。噴射ヘッド１０２
は、下方に向かってインクを噴射するが、吸気管１１８の他端は、そのインクの噴射され
る側の空間に、開口している。また、ガス回収ポンプ１１６は、右方に延びる配管１２０
にも接続されており、その配管１２２の他端は、燃焼部１２２に接続されている。燃焼部
１２２は、その内部に、白金触媒（図示せず）を備えている。燃焼部１２２には、配管１
６８を介して、補助燃料タンク１６６が接続されている。その他、燃焼部１２２には、イ
ンクジェットプリンター１００の外部に延びる排気ダクトが接続されているが、図１では
省略されている。
【００２２】
燃焼部１２２の上方には、燃焼部１２２からの廃熱を利用して、ヘッド駆動回路１５８
を冷却するための吸収型冷凍機１６４が設けられている。この吸収型冷凍機１６４は、ア
ンモニアを冷媒とし、水を吸収液とするアンモニア吸収型冷凍機である。吸収型冷凍機１
６４は、主として、ジェネレーターとして機能するアンモニア水溶液タンク１２４と、セ
パレーターとして機能する分離器１２８と、コンデンサとして機能する凝縮器１３４と、
エバポレーターとして機能する気化器１３８と、アブソーバーとして機能する吸収器１４
２と、受液槽１４４とを備えている。
【００２３】
このうち、アンモニア水溶液タンク１２４は、燃焼部１２２上に、燃焼部１２２と接触
するよう配置されている。アンモニア水溶液タンク１２４の内部には、アンモニアを水が
吸収しているアンモニア水溶液１５０が貯蔵されている。このアンモニア水溶液タンク１
２４には、配管１２６が接続されており、配管１２６の他端は、分離器１２８に接続され
ている。分離器１２８には、配管１３０と配管１３２とが接続されている。配管１３０の
他端は、周囲に冷却フィン１３４ａの付いた凝縮器１３４に接続されている。凝縮器１３
４には、配管１３６が接続されており、配管１３６の他端は、Ｕ字状を成す気化器１３８
に接続されている。気化器１３８には、配管１４０が接続されており、その配管１４０の
他端は、受液槽１４４に接続されている。一方、配管１３２の他端は、周囲に冷却フィン
１４２ａの付いた吸収器１４２に接続されている。吸収器１４２は、さらに、配管１４６
を介して受液槽１４４に接続されている。受液槽１４４は、配管１４８を介してアンモニ
ア水溶液タンク１２４に接続されている。
【００２４】
なお、本実施例において、ガス回収ポンプ１１６，吸気管１１８，配管１２０が、請求
項における「回収部」に対応する。また、補助燃料タンク１６６，配管１６８が、請求項
における「補助燃料供給部」に対応する。
【００２５】
Ｂ．実施例の動作  ：
印刷時において、印刷媒体である用紙１１０は、給紙口１１２から給紙された後、紙搬
送装置１０４の搬送ベルト１０８上に載置され、搬送ベルト１０８の移動と共に、矢印方
向に搬送される。そして、用紙１１０が噴射ヘッド１０２の下方を通過する際に、噴射ヘ
ッド１０２がヘッド駆動回路１５８によって駆動されることにより、噴射ヘッド１０２か
ら用紙１１０に向かってインクが噴射され、それにより用紙１１０上に画像が印刷される
。印刷された用紙１１０は、搬送ベルト１０８によってさらに搬送され、その後、排紙口
１１４から外部に排出される。
【００２６】
一般に、インクには有機溶媒などの揮発性有機化合物が含まれている。そして、そのイ
ンクが噴射ヘッド１０２から噴射された際や用紙１１０に付着した後に、そのインクから
揮発性有機化合物が気化し、空気中に拡散して、空気と渾然一体となる。従って、噴射ヘ
ッド１０２下方のインク噴射空間の空気には、多量の揮発性有機化合物が含まれることに
なる。それ故、このままでは、それら揮発性有機化合物によって環境が汚染されるおそれ
がある。なお、このことは、印刷時に限らず、フラッシング処理時やクリーニング処理時
においても起こり得る。
【００２７】
そこで、本実施例では、印刷時などにおいて、ガス回収ポンプ１１６を駆動して、吸気
管１１８の開口部から、気化した揮発性有機化合物を空気と共に回収する。ガス回収ポン
プ１１６は、回収した揮発性有機化合物と空気を、配管１２０を介して燃焼部１２２に送
る。燃焼部１２２は、上述したとおり、内部に白金触媒を備えているため、揮発性有機化
合物と空気は白金触媒にさらされる。その結果、白金触媒部分において、揮発性有機化合
物は、空気中の酸素と反応して、２００℃〜４００℃程度の低温度で燃焼する。燃焼の結
果として発生する二酸化炭素や水蒸気等は、排気ダクトを介して、インクジェットプリン
ター１００の外部へ排出される。
【００２８】
なお、白金触媒の温度が２００℃以下になると、燃焼を維持しておくことが困難となる
。従って、白金触媒に供給される空気の温度が極端に低いために白金触媒の温度を維持し
ておくことが困難な場合や、揮発性有機化合物の濃度が低いため、燃焼によって得られる
熱では白金触媒の温度を維持しておくことが困難な場合は、白金触媒での燃焼反応を維持
しておくことが困難となる。しかし、通常の場合は、白金触媒で発生する燃焼熱によって
、白金触媒の温度は２００℃以上に維持されている。
【００２９】
一方、燃焼部１２２上には、アンモニア水溶液タンク１２４が接触するように配置され
ている。従って、燃焼部１２２内で、燃焼反応が起きると、燃焼により発生した熱は、廃
熱として、アンモニア水溶液タンク１２４に伝わり、アンモニア水溶液タンク１２４内の
アンモニア水溶液１５０を加熱する。すると、アンモニア水溶液タンク１２４では、アン
モニアと水がそれぞれ気化し、アンモニアと水蒸気の混合ガスが発生し、その混合ガスは
配管１２６を介して分離器１２８に送られる。
【００３０】
アンモニアは水よりも沸点が低いため、分離器１２８において、混合ガスの温度が低下
すると、アンモニアはガス（気体）のまま、水蒸気が水（液体）に戻って、アンモニアと
水とが分離される。分離された水１５４は、配管１３２を伝わって、より低い位置にある
吸収器１４２に送られる。一方、アンモニアガス１５２は、上方に上り、配管１３０を介
して、凝縮器１３４へ送られる。凝縮器１３４において、アンモニアガス１５２は冷却フ
ィン１３４ａを用いて空冷され、液体アンモニアに凝集される。その液体アンモニア１５
６は、配管１３６を介して、気化器１３８へと送られる。気化器１３８は、図１に示すよ
うに、断熱ケース１６２内のヘッド駆動回路１５８の近傍に配置されている。気化器１３
８では、濃度が濃くなった液体アンモニア１５６は減圧されて、気化する。その際、気化
熱として周囲の熱を奪うため、冷却が生じる。これにより、断熱ケース１６２内に収納さ
れたヘッド駆動回路１５８は、冷却される。
【００３１】
その後、気化したアンモニアガス１５２は、配管１４０を介して、受液槽１４４、さら
には吸収器１４２へと送られる。吸収器１４２では、アンモニアガス１５２が、配管１３
２を伝わってくる水１５４に吸収され、アンモニア水溶液１５０が生成される。アンモニ
ア水溶液１５０は、受液槽１４４に集められ、その後、配管１４８を介して、アンモニア
水溶液タンク１２４に戻され、再利用される。
【００３２】
尚、上述したように、白金触媒に供給される空気の温度が極端に低いために白金触媒の
温度を維持しておくことが困難な場合や、揮発性有機化合物の濃度が低いため、燃焼によ
って得られる熱では白金触媒の温度を維持しておくことが困難な場合は、白金触媒での燃
焼反応を維持しておくことが困難となる。そこで、本実施例では、そのような場合、補助
燃料タンク１６６から配管１６８を介して燃焼部１２２に、補助燃料を供給するようにし
ている。この結果、燃焼部１２２では、供給された補助燃料によって、白金触媒を利用し
た燃焼反応が促進されるので、白金触媒の温度が上昇し、燃焼を維持しておくことが可能
となる。これにより、空気の温度が極端に低い場合や揮発性有機化合物の濃度が低い場合
でも、白金触媒での燃焼反応を維持しておく可能となる。
【００３３】
なお、補助燃料としては、水素，メタン，アルコール，ベンゼンなどの可燃性の気体を
用いることが好ましい。但し、硫黄化合物，ホスフィン，ハロゲン化合物イオン，アミン
，一酸化炭素などは、補助燃料として使用できない。なぜなら、これらの物質は、白金触
媒における活性点（反応が進行する場所）となっている部分に、基質より優先的に吸着さ
れるため、白金の触媒活性を大きく低下（被毒）させるからである。
【００３４】
以上説明したように、本実施例によれば、空気中に拡散した揮発性有機化合物を回収し
て、白金触媒を用いて燃焼させ、二酸化炭素や水蒸気などの無害なガスに変換しているの
で、揮発性有機化合物による環境汚染を抑制することができる。また、白金触媒を用いる
ことにより、定期的に交換する必要もないため、メンテナンス負荷を軽減することができ
る。また、白金触媒を用いて燃焼させているので、炎を出すことなく、２００℃〜４００
℃程度の低温度での燃焼が可能となるため、安全性を向上させることができる。
【００３５】
ここで、近年のインクジェットプリンターには、印刷速度の向上や、高解像度化が要請
されており、これに伴ってヘッド駆動回路での発熱量も増加する傾向にある。更に、業務
用の大型プリンターの場合には、大型化や高速化に対する要請からヘッド駆動回路が大規
模化している。そのため、ヘッド駆動回路からの発熱量も増大している。また、アクチュ
エーターとして用いられているモーターや、電源についても、発熱量が増大する傾向にあ
る。こうした発熱量の増大に対して、従来は、冷却ファンなどの冷却装置を用いてヘッド
駆動回路などを冷却していた。しかし、発熱量が増大すると、冷却装置も大規模なものが
必要となるため、消費電力の増大や騒音の増大を招くおそれがあった。
【００３６】
これに対し、本実施例では、燃焼により発生した熱、すなわち、燃焼部１２２からの廃
熱を利用して、吸収型冷凍機１６４により、ヘッド駆動回路１５８などを冷却しているの
で、冷却ファンなどを用いる従来の場合に比べて、消費電力を抑えることができ、騒音も
低減することができる。
【００３７】
Ｃ．変形例  ：
以上、実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、その要
旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施することが可能である。
【００３８】
上記した実施例では、空気の温度が極端に低い場合や揮発性有機化合物の濃度が低い場
合に、白金触媒での燃焼反応を維持しておくために、補助燃料を利用するようにしていた
が、本発明は、これに限定されるものではなく、例えば、燃焼部１２２の内部にヒーター
を設け、そのヒーターを起動して、白金触媒を加熱するようにしてもよい。また、補助燃
料及びヒーターの両方を利用するようにしてもよい。
【００３９】
また、上記した実施例では、冷却対象は、ヘッド駆動回路であったが、本発明は、これ
に限定されるものではなく、他の駆動回路や、電源回路や、モーターなどを冷却対象とし
てもよい。
【符号の説明】
【００４０】
１００…インクジェットプリンター、    １０２…噴射ヘッド、
１０４…紙搬送装置、  １０６ａ，１０６ｂ…ローラー、  １０８…搬送ベルト、
１１０…用紙、              １１２…給紙口、          １１４…排紙口、
１１６…ガス回収ポンプ、    １１８…吸気管、          １２０…配管、
１２２…燃焼部、            １２２…配管、    １２４…アンモニア水溶液タンク、
１２６…配管、              １２８…分離器、          １３０，１３２…配管、
１３４…凝縮器、            １３４ａ…冷却フィン、    １３６…配管、
１３８…気化器、            １４０…配管、            １４２…吸収器、
１４２ａ…冷却フィン、      １４４…受液槽、          １４６，１４８…配管、
１５０…アンモニア水溶液、  １５２…アンモニアガス、  １５４…水、
１５６…液体アンモニア、    １５８…ヘッド駆動回路、  １６０…信号線、
１６２…断熱ケース、        １６４…吸収型冷凍機、    １６６…補助燃料タンク、
１６８…配管
【図１】
0005626027.tif 000002