JP2019171601A - インク吸収体収納容器およびインク吸収用構造体 - Google Patents

インク吸収体収納容器およびインク吸収用構造体 Download PDF

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彰雄 伊藤
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Abstract

【課題】インク吸収体の構成材料が流入口から収納容器の外側に飛散するのを防止することができるインク吸収体収納容器およびインク吸収用構造体を提供すること。【解決手段】インクの吸収が可能な吸水性樹脂を含むインク吸収体を収納する収納空間を内部に有し、前記インクが前記収納空間に流入する流入口を備えた収納容器と、前記インク吸収体の構成材料が前記流入口から前記収納容器の外側に飛散するのを防止する飛散防止手段と、を備えることを特徴とするインク吸収体収納容器。【選択図】図1

Description

本発明は、インク吸収体収納容器およびインク吸収用構造体に関する。
インクジェットプリンターでは、通常、インクの目詰まりによる印刷品質の低下を防止するために実施されるヘッドクリーニング動作や、インクカートリッジ交換後のインク充填動作の際に、廃インクが発生する。そこで、このような廃インクがプリンター内部の機構等に対する不本意な付着が生じないようにするために、廃インクを吸収する液体吸収体(インク吸収体)を備えている。
従来、液体吸収体(インク吸収体)としては、天然セルロース繊維および/または合成繊維と、熱融着性物質とを含むものが用いられてきた(例えば、特許文献1参照)。また、液体吸収体は、高吸水性樹脂を含んでおり、液体吸収体の吸水性を高めている。このような液体吸収体は、一般的には硬質の容器に収納された状態で、インクジェットプリンターに設置されている。
また、容器には、インクが流入する流入口が設けられており、この流入口からインクが容器内に供給される。インクを流入口に向って滴下した場合、液体吸収体(インク吸収体)の構成材料によっては、インクが液体吸収体に着弾した衝撃で液体吸収体の構成材料が粉塵として飛散する可能性が有る。この飛散した粉塵が容器の外側に放出されると、例えば、容器の外側に位置するノズルに入り込んで、ノズルに目詰まりが生じたりする可能性が有る。
特許第3536870号公報
本発明の目的は、インク吸収体の構成材料が流入口から収納容器の外側に飛散するのを防止することができるインク吸収体収納容器およびインク吸収用構造体を提供することにある。
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下のものとして実現することが可能である。
本発明のインク吸収体収納容器は、インクの吸収が可能な吸水性樹脂を含むインク吸収体を収納する収納空間を内部に有し、前記インクが前記収納空間に流入する流入口を備えた収納容器と、
前記インク吸収体の構成材料が前記流入口から前記収納容器の外側に飛散するのを防止する飛散防止手段と、を備えることを特徴とする。
これにより、インク吸収体の構成材料が流入口から収納容器の外側に飛散するのを防止することができる。よって、収納容器の外側に位置するノズル等にインク吸収体の構成材料が入り込むのを防止することができる。
本発明のインク吸収体収納容器では、前記飛散防止手段は、前記流入口を開閉可能なシャッターを有するのが好ましい。
シャッターによって流入口を塞ぐことにより、インク吸収体の構成材料が流入口から収納容器の外側に飛散するのを防止することができる。
本発明のインク吸収体収納容器では、前記飛散防止手段は、前記流入口の前記インクの通過に同期して、前記シャッターの作動を制御する制御部を有するのが好ましい。
これにより、インクが流入口を通過するタイミングで開状態とし、インクの通過が完了したら閉状態とすることができる。すなわち、インクの通過と、インク吸収体の構成材料の流出の防止とを両立することができる。
本発明のインク吸収体収納容器では、前記飛散防止手段は、前記流入口の外側にて、前記流入口を横切る気流を形成する気流形成部を有するのが好ましい。
流入口を横切る気流を形成することにより、インク吸収体の構成材料が流入口から収納容器の外側に飛散するのを防止することができる。
本発明のインク吸収体収納容器では、前記飛散防止手段は、前記流入口の前記インクの通過に同期して、前記気流形成部の作動を制御する制御部を有するのが好ましい。
これにより、インクが流入口を通過するタイミングで開状態とし、インクの通過が完了したら閉状態とすることができる。すなわち、インクの通過と、インク吸収体の構成材料の流出の防止とを両立することができる。
本発明のインク吸収体収納容器では、前記飛散防止手段は、前記収納空間内を負圧にする負圧形成部を有するのが好ましい。
収納空間内を負圧にすることにより、インク吸収体の構成材料が流入口から収納容器の外側に飛散するのを防止することができる。
本発明のインク吸収体収納容器では、前記飛散防止手段は、前記流入口に設けられた逆止弁を有するのが好ましい。
これにより、流入口に逆止弁を設けるという簡単な構成で、インク吸収体の構成材料が流入口から収納容器の外側に飛散するのを防止することができる。
本発明のインク吸収体収納容器では、前記インク吸収体の構成材料は、前記吸水性樹脂と、前記吸水性樹脂が担持された繊維と、を含むのが好ましい。
このようなインク吸収体は、粉塵として比較的飛散しやすいため、本発明の効果がより明確に得られる。
本発明のインク吸収体収納容器では、前記繊維は、綿状の解繊物であるのが好ましい。
解繊物は、粉塵として比較的飛散しやすいため、本発明の効果がより明確に得られる。
本発明のインク吸収用構造体は、本発明のインク吸収体収納容器と、
前記インク吸収体収納容器内に収納され、インクの吸収が可能な吸水性樹脂を含むインク吸収体と、を備えることを特徴とする。
これにより、インク吸収体の構成材料が流入口から収納容器の外側に飛散するのを防止することができる。よって、収納容器の外側に位置するノズル等にインク吸収体の構成材料が入り込むのを防止することができる。
図1は、本発明のインク吸収用構造体(インク吸収体収納容器)の第1実施形態における使用状態(一例)を順に示す部分垂直断面図である。 図2は、図1に示すインク吸収用構造体が備えるインク吸収体の拡大詳細図である。 図3は、図1に示すインク吸収用構造体(インク吸収体収納容器)のブロック図である。 図4は、図1に示すインク吸収用構造体(インク吸収体収納容器)の部分垂直断面図であって、シャッターが開状態となっている様子を示す図である。 図5は、図1に示すインク吸収用構造体(インク吸収体収納容器)の部分垂直断面図であって、シャッターが閉状態となっている様子を示す図である。 図6は、図3に示す制御部の制御動作を説明するためのフローチャートである。 図7は、本発明のインク吸収用構造体(インク吸収体収納容器)の第2実施形態における使用状態(一例)を示す部分垂直断面図であって、送風部の作動が停止している状態を示す図である。 図8は、本発明のインク吸収用構造体(インク吸収体収納容器)の第2実施形態における使用状態(一例)を示す部分垂直断面図であって、送風部が作動している状態を示す図である。 図9は、本発明のインク吸収用構造体(インク吸収体収納容器)の第3実施形態における使用状態(一例)を示す部分垂直断面図であって、吸引部の作動が停止している状態を示す図である。 図10は、本発明のインク吸収用構造体(インク吸収体収納容器)の第3実施形態における使用状態(一例)を示す部分垂直断面図であって、吸引部が作動している状態を示す図である。 図11は、本発明のインク吸収用構造体(インク吸収体収納容器)の第4実施形態が備える飛散防止手段を示す垂直断面図である。
以下、本発明のインク吸収体収納容器およびインク吸収用構造体を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
<第1実施形態>
図1は、本発明のインク吸収用構造体(インク吸収体収納容器)の第1実施形態における使用状態(一例)を順に示す部分垂直断面図である。図2は、図1に示すインク吸収用構造体が備えるインク吸収体の拡大詳細図である。図3は、図1に示すインク吸収用構造体(インク吸収体収納容器)のブロック図である。図4は、図1に示すインク吸収用構造体(インク吸収体収納容器)の部分垂直断面図であって、シャッターが開状態となっている様子を示す図である。図5は、図1に示すインク吸収用構造体(インク吸収体収納容器)の部分垂直断面図であって、シャッターが閉状態となっている様子を示す図である。図6は、図3に示す制御部の制御動作を説明するためのフローチャートである。
なお、以下では、説明の都合上、図1、図4、図5中(図7〜図11についても同様)の上側を「上(または上方)」、下側を「下(下方)」と言う。
図1および図2に示すように、本発明のインク吸収体収納容器1は、インクQの吸収が可能な吸水性樹脂30を含むインク吸収体10を収納する収納空間93を内部に有し、インクQが収納空間93に流入するインク供給口81(流入口)を備えた収納容器7と、インク吸収体10の構成材料がインク供給口81(流入口)から収納容器7の外側に飛散するのを防止する飛散防止手段3と、を備える。
また、本発明のインク吸収用構造体100は、インク吸収体収納容器1と、インク吸収体収納容器1内に収納され、インクQの吸収が可能な吸水性樹脂30を含むインク吸収体10と、を備える。
このような本発明によれば、インク吸収体10の構成材料がインク供給口81(流入口)から収納容器7の外側に飛散するのを防止することができる。よって、収納容器7の外側に位置するノズル等にインク吸収体10の構成材料が入り込むのを防止することができる。
なお、本明細書における「吸水」とは、水系溶媒に色材が溶解した水系インクを吸収することはもちろん、溶剤にバインダーが溶解した溶剤系インクや、UV照射により硬化する液状のモノマー中にバインダーが溶解したUV硬化性インクや、分散媒にバインダーが分散したラテックスインク等、インク全般を吸収することを言う。
図1に示す印刷装置200は、例えば、インクジェット式のカラープリンターである。この印刷装置200は、インクQを吐出するインク吐出ヘッド201と、インク吐出ヘッド201のノズル201aの目詰まりを防止するキャッピングユニット202と、キャッピングユニット202とインク吸収用構造体100とを接続するチューブ203と、インクQをキャッピングユニット202からインク吸収用構造体100に送るローラーポンプ204とを備えている。
インク吐出ヘッド201は、下方に向かってインクQを吐出するノズル201aを複数有している。このインク吐出ヘッド201は、PPCシート等のような記録媒体(図示せず)に対して移動しつつ、インクQを吐出して、印刷を施すことができる(図1中の二点鎖線で描かれたインク吐出ヘッド201参照)。
キャッピングユニット202は、インク吐出ヘッド201が待機位置にあるときに、ローラーポンプ204の作動により、各ノズル201aを一括して吸引して、ノズル201aの目詰まりを防止するものである。
チューブ203は、キャッピングユニット202を介して吸引されたインクQがインク吸収用構造体100に向かって通過するものである。このチューブ203は、可撓性を有している。
ローラーポンプ204は、チューブ203の途中に配置され、ローラー部204aと、ローラー部204aとの間でチューブ203の途中を挟持する挟持部204bとを有している。ローラー部204aが回転することにより、チューブ203を介して、キャッピングユニット202に吸引力が生じる。そして、ローラー部204aが回転し続けることにより、ノズル201aに付着したインクQをインク吸収用構造体100まで送り込むことができる。そして、このインクQは、廃液として、インク吸収用構造体100で吸収される。なお、インクQには、種々の色のものが含まれている。
図1に示すように、インク吸収用構造体100は、インク吸収体収納容器1と、インクQの吸収に用いられるインク吸収体10と、を備えている。このインク吸収用構造体100は、印刷装置200に対し、着脱自在に装着され、その装着状態で、前述したようにインクQの廃液吸収に用いられる。このように、インク吸収用構造体100を、いわゆる「廃液タンク(廃インクタンク)」として用いることができる。そして、インク吸収用構造体100のインクQの吸収量が限界に達したら、このインク吸収用構造体100を、新たな(未使用の)インク吸収用構造体100に交換することができる。なお、インク吸収用構造体100のインクQの吸収量が限界に達したか否かについては、印刷装置200内の検出部(図示せず)によって検出される。また、インク吸収用構造体100のインクQの吸収量が限界に達した場合には、その旨が、例えば、印刷装置200に内蔵されたモニター等の報知部により報知される。
インク吸収体10は、インク吸収体収納容器1内でインクQの吸収に用いられるものである。図2に示すように、インク吸収体10は、繊維20と、繊維20に付着した(担持された)吸水性樹脂30とを含んでおり、本実施形態では全体として綿状をなす。なお、繊維20同士は、バインダー(図示せず)を介して、互いに接合されているのが好ましい。
インク吸収体10の構成材料が、吸水性樹脂30と、吸水性樹脂30が担持された繊維20と、を含むことにより、粉塵として比較的飛散しやすいため、後述する本発明の効果がより明確に得られる。
また、繊維20により、インク吸収体10にインクQが付与された場合に、当該インクQを繊維20が一旦保持し、その後、吸水性樹脂30により効率よく送り込むことができ、インク吸収体10全体としてのインクQの吸収特性を向上させることができる。また、一般に、セルロース繊維等の繊維(特に、古紙由来の繊維)は、吸水性樹脂30に比べて安価であり、インク吸収体10の製造コストの低減の観点からも有利である。また、繊維20としては、古紙由来のものを好適に用いることができるため、廃棄物の削減、資源の有効活用等の観点からも有利である。
繊維20としては、例えば、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維等の合成樹脂繊維;セルロース繊維、ケラチン繊維、フィブロイン繊維等の天然樹脂繊維やその化学修飾物等が挙げられ、これらを単独でまたは適宜混合して用いることができるが、セルロース繊維を主とするのが好ましく、ほぼ全部がセルロース繊維であるのがより好ましい。
セルロースは、好適な親水性を有する材料であるため、インク吸収体10にインクQが付与された場合に、当該インクQを好適に取り込むことができ、流動性が特に高い状態(例えば、粘度が10mPa・s以下の状態)を速やかに脱することができるとともに、一旦取り込んだインクQを、好適に吸水性樹脂30に送り込むことができる。その結果、インク吸収体10全体としてのインクQの吸収特性を特に優れたものとすることができる。また、セルロースは、一般に吸水性樹脂30との親和性が高いため、繊維20の表面に吸水性樹脂30をより好適に担持させることができる。また、セルロース繊維は、再生可能な天然素材で、各種繊維の中でも、安価で入手が容易であるため、インク吸収体10の生産コストの低減、安定的な生産、環境負荷の低減等の観点からも有利である。
なお、本明細書において、セルロース繊維とは、化合物としてのセルロース(狭義のセルロース)を主成分とし繊維状をなすものであればよく、セルロース(狭義のセルロース)の他に、ヘミセルロース、リグニンを含むものであってもよい。
また、インク吸収体10中において、繊維20は、例えば、綿状で含まれていてもよいし、シート状、短冊状、小片状等に成形されたものであってもよい。
繊維20の原料としては、例えば、古紙を用いてもよい。これにより、前述したような効果が得られるとともに、省資源の観点からも好ましい。また、繊維20の原料として古紙を用いる場合、当該古紙は、そのまま用いてもよいし、破砕処理を施した破砕物や、解繊処理を施した綿状の解繊物を用いてもよいが、なかでも、繊維20は、綿状の解繊物であるのが好ましい。解繊物は、粉塵として比較的飛散しやすいため、後述するような本発明の効果がより明確に得られる。
繊維20の平均長さは、特に限定されないが、0.1mm以上7mm以下であるのが好ましく、0.1mm以上5mm以下であるのがより好ましく、0.1mm以上3mm以下であることがさらに好ましい。
繊維20の平均幅(径)は、特に限定されないが、0.5μm以上200μm以下であるのが好ましく、1.0μm以上100μm以下であるのがより好ましい。
繊維20の平均アスペクト比(平均幅に対する平均長さの比率)は、特に限定されないが、10以上1000以下であるのが好ましく、15以上500以下であるのがより好ましい。
以上のような数値範囲により、吸水性樹脂30の担持や、繊維20によるインクQの保持・当該インクQの吸水性樹脂30への送り込みをより好適に行うことができ、インク吸収体10全体としてのインクの吸収特性をより優れたものとすることができる。
吸水性樹脂30は、吸水性を有する樹脂であればよく、特に限定されないが、例えば、カルボキシメチルセルロース、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、澱粉−アクリル酸グラフト共重合体、澱粉−アクリロニトリルグラフト共重合体の加水分解物、酢酸ビニル−アクリル酸エステル共重合体、イソブチレンとマレイン酸との共重合体等、アクリロニトリル共重合体やアクリルアミド共重合体の加水分解物、ポリエチレンオキサイド、ポリスルフォン酸系化合物、ポリグルタミン酸や、これらの塩(中和物)、架橋体等が挙げられる。ここで、吸水性とは、親水性を有し、水分を保持する機能を言う。吸水性樹脂30には、吸水するとゲル化するものが多い。
中でも、吸水性樹脂30は、側鎖に官能基を有する樹脂が好ましい。官能基としては、例えば、酸基、ヒドロキシル基、エポキシ基、アミノ基等が挙げられる。
特に、吸水性樹脂30は、側鎖に酸基を有する樹脂であるのが好ましく、側鎖にカルボキシル基を有する樹脂であるのがより好ましい。
吸水性樹脂30を構成するカルボキシル基含有単位としては、例えば、アクリル酸、メタアクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、クロトン酸、フマル酸、ソルビン酸、ケイ皮酸やこれらの無水物、塩等の単量体から誘導されるものが挙げられる。
側鎖に酸基を有する吸水性樹脂30を含む場合、当該吸水性樹脂30中に含まれる酸基のうち中和されて塩を形成しているものの割合は、30mol%以上100mol%以下であるのが好ましく、50mol%以上95mol%以下であるのがより好ましく、60mol%以上90mol%以下であるのがさらに好ましく、70mol%以上80mol%以下であるのがもっとも好ましい。これにより、吸水性樹脂30(インク吸収体10)によるインクQの吸収性をより優れたものとすることができる。
中和の塩の種類は、特に限定されず、例えば、ナトリウム塩、カリウム塩、リチウム塩等のアルカリ金属塩、アンモニア等の含窒素塩基性物の塩等が挙げられるが、ナトリウム塩が好ましい。これにより、吸水性樹脂30(インク吸収体10)によるインクQの吸収性をより優れたものとすることができる。
側鎖に酸基を有する吸水性樹脂30は、インク吸収時に酸基同士の静電反発が起こり、吸収速度が速くなるため好ましい。また、酸基が中和されていると、浸透圧によりインクQが吸水性樹脂30内部に吸収され易くなる。
吸水性樹脂30は、酸基を含有していない構成単位を有していてもよく、このような構成単位としては、例えば、親水性の構成単位、疎水性の構成単位、重合性架橋剤となる構成単位等が挙げられる。
前記親水性の構成単位としては、例えば、アクリルアミド、メタアクリルアミド、N−エチル(メタ)アクリルアミド、N−n−プロピル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクレリート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、N−ビニルピロリドン、N−アクリロイルピペリジン、N−アクリロイルピロリジン等のノニオン性化合物から誘導される構成単位等が挙げられる。
前記疎水性の構成単位としては、例えば、(メタ)アクリルニトリル、スチレン、塩化ビニル、ブタジエン、イソブテン、エチレン、プロピレン、ステアリル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート等の化合物から誘導される構成単位等が挙げられる。
前記重合性架橋剤となる構成単位としては、例えば、ジエチレングリコールジアクリレート、N,N’−メチレンビスアクリルアミド、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパンジアリルエーテル、トリメチロールプロパントリアクリレート、アリルグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールトリアリルエーテル、ペンタエリスリトールジアクリレートモノステアレート、ビスフェノールジアクリレート、イソシアヌル酸ジアクリレート、テトラアリルオキシエタン、ジアリルオキシ酢酸塩等から誘導される構成単位等が挙げられる。
吸水性樹脂30は、ポリアクリル酸塩共重合体またはポリアクリル酸重合架橋体を含有するのが好ましい。これにより、例えば、インクQに対する吸収性能が向上したり、製造コストを抑えることができる等の利点がある。
ポリアクリル酸重合架橋体としては、分子鎖を構成する全構成単位に占めるカルボキシル基を有する構成単位の割合が、50mol%以上のものが好ましく、80mol%以上のものがより好ましく、90mol%以上のものがさらに好ましい。
カルボキシル基を含有する構成単位の割合が少なすぎると、インクQの吸収性能を十分に優れたものとすることが困難になる可能性がある。
ポリアクリル酸重合架橋体中のカルボキシル基は、一部が中和(部分中和)されて塩を形成していることが好ましい。
ポリアクリル酸重合架橋体中の全カルボキシル基中に占める中和されているものの割合は、30mol%以上99mol%以下であるのが好ましく、50mol%以上99mol%以下であるのがより好ましく、70mol%以上99mol%以下であるのがさらに好ましい。
また、吸水性樹脂30は、前述した重合性架橋剤以外の架橋剤で架橋した構造を有していてもよい。
吸水性樹脂30が酸基を有する樹脂である場合、当該架橋剤としては、例えば、酸基と反応する官能基を複数持った化合物を好ましく用いることができる。
吸水性樹脂30が酸基と反応する官能基を有する樹脂である場合には、当該架橋剤として、分子内に酸基と反応する官能基を複数個有する化合物を好適に用いることができる。
酸基と反応する官能基を複数個有する化合物(架橋剤)としては、例えば、エチレングリコールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、(ポリ)グリセリンポリグリシジルエーテル、ジグリセリンポリグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル等のグリシジルエーテル化合物;(ポリ)グリセリン、(ポリ)エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、ポリオキシエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等の多価アルコール類;エチレンジアミン、ジエチレンジアミン、ポリエチレンイミン、ヘキサメチレンジアミン等の多価アミン類等が挙げられる。また、亜鉛、カルシウム、マグネシウム、アルミニウム等の多価イオン類等も、吸水性樹脂30が有する酸基と反応して架橋剤として機能するため、好適に用いることができる。
吸水性樹脂30は、例えば、鱗片状、針状、繊維状、粒子状等、いかなる形状をなしていてもよいが、粒子状をなしているのが好ましい。吸水性樹脂30が粒子状をなしている場合には、インクQの浸透性を容易に確保することができる。また、繊維20に吸水性樹脂30を好適に担持させることができる。なお、この粒子の平均粒径は、15μm以上800μm以下であるのが好ましく、15μm以上400μm以下であるのがより好ましく、15μm以上50μm以下であるのがさらに好ましい。
なお、粒子の平均粒径としては、例えば、レーザー回折式粒度分布測定装置で測定した体積平均の粒度MVD(Mean Volume Diameter)を用いることできる。レーザー回折・散乱法を測定原理とする粒度分布測定装置、すなわち、レーザー回折式粒度分布測定装置では、粒度分布を体積基準で測定することができる。
また、繊維20に対する吸水性樹脂30は、5重量%よりも多く90%重量以下であるのが好ましく、20重量%以上70重量%以下であるのがより好ましく、40重量%以上55重量%以下であるのがさらに好ましい。
また、吸水性樹脂30の平均粒径をD[μm]、繊維20の平均長さをL[μm]としたときに、0.15≦L/D≦467の関係を満足するのが好ましく、0.25≦L/D≦333の関係を満足するのがより好ましく、2≦L/D≦200の関係を満足するのがさらに好ましい。
また、インク吸収体10は、前述した以外の成分(その他の成分)を含んでいてもよい。このような成分としては、例えば、界面活性剤、潤滑剤、消泡剤、フィラー、ブロッキング防止剤、紫外線吸収剤、顔料、染料等の着色剤、難燃剤、流動性向上剤等が挙げられる。
図1に示すように、インク吸収体収納容器1は、インク吸収体10を収納する収納空間93を有する容器本体9と、容器本体9に着脱自在に装着される蓋体8と、を備えている。
容器本体9は、平面視で例えば四角形状をなす底部(底板)91と、底部91の各辺(縁部)から上方に向かって立設した4つの側壁部92とを有する箱状をなすものである。そして、底部91と、4つの側壁部92とに囲まれた収納空間93内に、インク吸収体10を収納することができる。
なお、容器本体9は、平面視で四角形状をなす底部91を有するものに限定されず、例えば、平面視で円形状をなす底部91を有し、全体が円筒状のものであってもよい。
また、容器本体9(収納空間93)の容積をV1とし、インクQを吸収する前(吸水前)のインク吸収体10の総体積をV2としたとき、V1とV2の比V2/V1は、0.1以上0.7以下であるのが好ましく、0.2以上0.7以下であるのがより好ましい(図1参照)。これにより、容器本体9内には、インク吸収体10の上側に空隙95が生じる。インク吸収体10は、インクQを吸収した後に一旦膨張する(膨潤する)。空隙95は、インク吸収体10が膨張した際のバッファーとなり、よって、インク吸収体10は、インクQを十分に吸収することができる。
本実施形態では、容器本体9は、硬質のものである、すなわち、容器本体9に内圧または外力が作用した場合に、容積V1が例えば10%以上変化しない程度の形状保持性を有するものである。これにより、容器本体9は、インク吸収体10がインクQを吸収した後膨張して、そのインク吸収体10からの力を内側から受けても、容器本体9自身の形状を維持することができる。これにより、印刷装置200内での容器本体9の設置状態が安定し、インク吸収体10がインクQを安定して吸収することができる。
容器本体9は、インクQを透過しない材料で構成されていれば、その構成材料は、特に限定されない。このような容器本体9の構成材料としては、例えば、環状ポリオレフィンやポリカーボネート等のような各種樹脂材料を用いることができる。また、容器本体9の構成材料としては、前記各種樹脂材料の他に、例えば、アルミニウムやステンレス鋼等のような各種金属材料を用いることができる。
なお、容器本体9は、硬質のものに限定されず、可撓性を有するもの(軟質のもの)、すなわち、容器本体9に内圧または外力が作用した場合に、容積V1が10%以上変化するものであってもよい。
また、容器本体9は、内部視認性を有する透明(半透明を含む)なもの、または、不透明なものいずれでもよい。
前述したように、インク吸収用構造体100は、蓋体8を備えている。図1に示すように、蓋体8は、板状をなし、容器本体9の上部開口部に嵌合することができる。この嵌合により、上部開口部を液密的に封止することができる。これにより、例えば、インクQがチューブ203から排出されて落下した際に、インク吸収体10に衝突して跳ね上がった場合でも、そのインクQが外方に飛散するのを防止することができる。よって、インクQがインク吸収用構造体100の周辺に付着して汚れるのを防止することができる。
蓋体8の中央部には、収納空間93内にインクQを供給するインク供給口(流入口)81が形成されている。インク供給口81は、蓋体8を厚さ方向に貫通した貫通孔で構成されている。そして、このインク供給口81の上方には、チューブ203の下流側の端部(下端部)が離間して位置しており、チューブ203の排出口(開口部)203aから滴下したインクQは、インク供給口81を通過して容器本体9内に入り、インク吸収体10に吸収される。なお、インク供給口81は、蓋体8の中央部からズレた位置に形成されていてもよい。
また、蓋体8は、インクQを吸収する吸収性を有していてもよいし、インクQを弾く撥液性を有していてもよい。
蓋体8の厚さとしては、特に限定されず、例えば、1mm以上20mm以下であるのが好ましく、8mm以上10mm以下であるのがより好ましい。なお、蓋体8は、このような数値範囲の板状をなすものに限定されず、それよりも薄いフィルム状(シート状)ものであってもよい。この場合、蓋体8の厚さとしては、特に限定されず、例えば、10μm以上1mm未満であるのが好ましい。
さて、チューブ203から排出されたインクQは、インク供給口81を介して容器本体9内のインク吸収体10に吸収される。インクQがインク吸収体10に着弾する際、その衝撃でインク吸収体10の構成材料である吸水性樹脂30や繊維20(吸水性樹脂30を担持した状態のものも含む)が舞い上がることがある(以下、この舞い上がったインク吸収体10の構成材料を「粉塵300」という)。
この粉塵300が舞い上がるとインク供給口81に向うものもあるが、本発明では、飛散防止手段3を設けることにより、粉塵300がインク供給口81の外側に飛散するのを防止することができる。以下、飛散防止手段3について説明する。
図1、図4および図5に示すように、飛散防止手段3は、蓋体8の上方に設けられたシャッター4で構成されている。
シャッター4は、開閉板41(シャッター板)と、開閉板41を移動させる駆動源42と、を有している。
開閉板41は、蓋体8の上面上に配置され、厚さ方向が蓋体8の厚さ方向と一致する向きで配置されている。また、開閉板41は、蓋体8の上面上を摺動可能である。この開閉板41は、平面視での大きさがインク供給口81の開口面積よりも大きく、インク供給口81と重なった状態では、インク供給口81を十分に塞ぐ(覆う)程度の大きさを有する。
開閉板41の構成材料としては、特に限定されず、例えば、各種金属材料や各種樹脂材料等を用いることができる。
駆動源42は、本実施形態では、通電により駆動する直動型のソレノイドアクチュエーターであり、軸芯421を介して開閉板41に接続されている。この駆動源42が作動することにより、開閉板41を移動操作することができる。よって、駆動源42は、図4に示す開状態と、図5に示す閉状態とをとり得る。
図4に示す開状態では、開閉板41は、インク供給口81からずれた位置に位置しており、収納空間93と、容器本体9の外側とが連通している。この開状態では、インクQが、インク供給口81を通過することができ、収納空間93内にインクQを供給することができる。
一方、図5に示す閉状態では、開閉板41は、インク供給口81と重なった位置に位置しており、インク供給口81を塞いだ状態となっている。この閉状態では、粉塵300がインク供給口81を介して収納容器7の外側に流出するのを防止することができる。
このように、飛散防止手段3は、インク供給口81(流入口)を開閉可能なシャッター4を有する。シャッター4によってインク供給口81を塞ぐことにより、粉塵300が流入口から収納容器7の外側に飛散するのを防止することができる。その結果、例えば、粉塵300がノズル203a内に侵入してノズル203aに目詰まりが生じるのを防止することができる。
なお、開閉板41は、上記のようなスライド式に限定されず、例えば、回動式のもの等であってもよい。また、開閉板41は、複数設けられていてもよい。この場合、上記のようなスライド式、回動式等、特に限定されない。
また、本実施形態では、駆動源42は、直動型のソレノイドアクチュエーターであったが、これに限定されず、例えば、モーターにより駆動する構成等であってもよい。
このような駆動源42は、図1および図3〜図5に示す制御部2と電気的に接続されており、その作動が制御される。
制御部2は、CPU21(プロセッサー)と、記憶部22(メモリー、ハードディスク等)とを有している。この制御部2は、駆動源42およびローラー部204aと電気的に接続されている。
CPU21は、記憶部22に記憶されている各種プログラムを実行する。記憶部22は、駆動源42の制御に関するプログラム等の各種プログラムが記憶されている。
なお、制御部2は、例えば、収納容器7の外側(例えば、印刷装置200内の任意の位置)に設置されたものであってもよく、印刷装置200の外側に設置された外付けの制御装置であってもよい。
また、制御部2と、駆動源42またはローラー部204aとの通信は、有線、無線のいずれであってもよく、また、インターネット等を介して行われてもよい。
また、制御部2は、印刷装置200の各部の作動を制御する制御部と共通のものであってもよい。すなわち、制御部2は、印刷装置200を制御する機能を有していてもよい。
次に、図6に示すフローチャートに基づいて、制御部2の制御動作を説明する。なお、以下では、印刷装置200が印刷を行っている状態として説明する。また、初期状態および印刷中は、シャッター4は、閉状態となっている。
まず、ステップS101において、ローラー部204a(図1参照)が作動したか否かを判断する。この判断は、例えば、ローラー部204aへの通電を検出したり、ローラー部204aのエンコーダー値を検出することにより行われる。
ステップS101において、ローラー部204aが作動したと判断した場合、シャッター4の駆動源42に通電を行い、シャッター4を開状態とする(ステップS102)。
次いで、ローラー部204aの作動が停止したか否かを判断する。なお、本ステップでの判断は、ステップS101と同様に、例えば、ローラー部204aへの通電を検出したり、ローラー部204aのエンコーダー値を検出することにより行われる。
ステップS103において、ローラー部204aの作動が停止したと判断した場合、シャッター4の駆動源42に通電を行い、シャッター4を閉状態とする(ステップS104)。これにより、シャッター4によってインク供給口81を塞ぐことができる。よって、インクQがインク吸収体10に着弾した際に生じる粉塵300が、インク供給口81から収納容器7の外側に飛散するのを防止することができる。その結果、例えば、粉塵300がノズル203a内に侵入してノズル203aに目詰まりが生じるのを防止することができる。
なお、本実施形態では、ローラー部204aの作動が停止したと判断してから、所定時間後にシャッター4を閉状態とする。この「所定時間」は、ローラー部204aの作動が停止してから、実際にインクQがインク供給口81を通過するまでの時間を、実験的に得た値とすることができる。これにより、インクQがインク供給口81を通過する際、より確実にシャッター4を開状態とすることができる。
また、上記に限定されず、ローラー部204aの作動が停止したのと同時に閉状態としてもよい。
このように、飛散防止手段3は、インク供給口81(流入口)のインクQの通過に同期して、シャッター4の作動を制御する制御部2を有する。これにより、インクQがインク供給口81を通過するタイミングで開状態とし、インクQの通過が完了したら閉状態とすることができる。すなわち、インクQの通過と、粉塵300の流出の防止とを両立することができる。
そして、ステップS105において、印刷が完了したか否かを判断する。印刷が完了した場合、シャッター4を閉状態のままとし、制御動作を終了する。印刷が完了していないと判断した場合、ステップS101に戻り、以下の制御動作を繰り返す。
以上、説明したように、本発明によれば、飛散防止手段3を備えるため、インク吸収体10の構成材料がインク供給口81から収納容器7の外側に飛散するのを防止することができる。よって、収納容器7の外側に位置するノズル203a等にインク吸収体10の構成材料が入り込むのを防止することができる。
<第2実施形態>
図7は、本発明のインク吸収用構造体(インク吸収体収納容器)の第2実施形態における使用状態(一例)を示す部分垂直断面図であって、送風部の作動が停止している状態を示す図である。図8は、本発明のインク吸収用構造体(インク吸収体収納容器)の第2実施形態における使用状態(一例)を示す部分垂直断面図であって、送風部が作動している状態を示す図である。
以下、この図を参照して本発明のインク吸収体収納容器およびインク吸収用構造体の第2実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
本実施形態は、飛散防止手段の構成が異なること以外は前記第1実施形態と同様である。
図7および図8に示すように、本実施形態の飛散防止手段3は、インク供給口81(流入口)の外側にて、インク供給口81(流入口)を横切る気流を形成する気流形成部5を有する。
気流形成部5は、インク供給口81(流入口)の上流側に設置された上流側送気部としての送風部51と、インク供給口81(流入口)の下流側に設置された下流側送気部としての吸引部52とを有する。送風部51は、送風ファン511と、送風管512とを有する。
送風ファン511は、回転羽根513と、回転羽根513を回転駆動させる回転駆動源514(モーター)とを有し、蓋体8の上方で、かつ、インク供給口81からずれた位置に設置されている。また、送風ファン511には、送風管512が接続されている。
送風管512は、送風ファン511が形成した気流の向きを変更する機能を有する。本実施形態では、送風管512の送風口515は、水平方向を向いている。これにより、インク供給口81を横切る気流Aを形成することができる。
吸引部52は、送風管512の送風口515から排出された空気を吸引する機能を有する。吸引部52は、吸引ファン521を有する。吸引ファン521は、インク供給口81を介して送風管512の送風口515と対向する位置に位置している。
また、吸引ファン521は、回転羽根522と、回転羽根522を回転駆動させる回転駆動源523(モーター)とを有している。回転羽根522は、水平方向に沿った回転軸回りに回転する。これにより、送風管512の送風口515から排出された空気を吸引することができ、気流Aの向きを安定的に保持することができる。
また、吸引ファン521の吸引部52側には、フィルター524が設けられている。このフィルター524は、例えば、メッシュで構成され、粉塵300等の微細物を補足する機能を有する。これにより、吸引ファン521が微細物を吸引してしまうのを防止することができる。
このような吸引ファン521は、インク吸収体収納容器1が設置される空間を画成する壁部(図示せず)に設置されており、吸引ファン521が吸引した空気は、外部に排出される。
このような気流形成部5によって形成された気流Aは、エアカーテンとして機能する。すなわち、インク供給口81から外側に向う粉塵300が、収納容器7の外側に流出するのを防止することができ、粉塵300が収納容器7の外側で飛散するのを防止することができる。
このように、本実施形態では、飛散防止手段3は、インク供給口81(流入口)の外側にて、インク供給口81(流入口)を横切る気流Aを形成する気流形成部5を有する。インク供給口81を横切る気流Aを形成することにより、粉塵300がインク供給口81から収納容器7の外側に飛散するのを防止することができる。
また、送風部51の回転駆動源514と、吸引部52の回転駆動源523とは、それぞれ、制御部2と電気的に接続されており、その作動が制御される。
制御部2は、第1実施形態と同様に、ローラー部204a(図1参照)の停止中は、気流形成部5を作動させて、気流Aを形成した状態とする。そして、ローラー部204aの作動を検出した際、気流形成部5の作動を停止し、インクQがインク供給口81を通過可能な状態とする。そして、ローラー部204aの作動の停止を検出した際、気流形成部5の作動を再開し、インク供給口81を横切る気流Aを形成する。これにより、粉塵300がインク供給口81から収納容器7の外側に飛散するのを防止することができる。
このように、飛散防止手段3は、インク供給口81(流入口)のインクQの通過に同期して、気流形成部5の作動を制御する制御部2を有する。これにより、インクQがインク供給口81を通過するタイミングで気流形成部5の作動を停止し、インクQの通過が完了したら気流形成部5の作動を再開することができる。すなわち、インクQの通過と、粉塵300の流出の防止とを両立することができる。
また、上記のように、気流形成部5の作動、停止を切換える制御に限定されず、例えば、送風部51の向きを変更したり、送風部51の途中に電磁バルブを設け、この電磁バルブの開閉を制御したり、送風口515に整流板を設け、この整流板の向きを変更する制御
を行ってもよい。すなわち、インク供給口81の直上に気流Aが存在するか否かを切り替える制御を行っていれば、上記制御に限定されない。
<第3実施形態>
図9は、本発明のインク吸収用構造体(インク吸収体収納容器)の第3実施形態における使用状態(一例)を示す部分垂直断面図であって、吸引部の作動が停止している状態を示す図である。図10は、本発明のインク吸収用構造体(インク吸収体収納容器)の第3実施形態における使用状態(一例)を示す部分垂直断面図であって、吸引部が作動している状態を示す図である。
以下、この図を参照して本発明のインク吸収体収納容器およびインク吸収用構造体の第3実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
本実施形態は、飛散防止手段の構成が異なること以外は前記第1実施形態と同様である。
図9および図10に示すように、飛散防止手段3は、本実施形態では、収納空間93を負圧にする負圧形成部6を有する。負圧形成部6は、吸引管61と、吸引管61に接続された吸引ポンプ62と、フィルター63とを有する。
吸引管61は、一端部が、側壁部92に形成された貫通孔96に気密的に挿入されている。吸引管61は、収納空間93と外部とを連通するように設置されている。また、吸引管61の収納空間93側の端部には、フィルター63が設置されている。これにより、吸引されて吸引管61に向う粉塵300を補足することができる。
また、吸引管61の途中には、吸引ポンプ62が設けられている。この吸引ポンプ62は、例えば、エジェクター等で構成され、作動することにより吸引管61を介して収納空間93内の空気を吸引し、外部へ排出することができる。これにより、収納空間93を、収納容器7の外側(大気)に比べて、負圧とすることができる。よって、インク供給口81から収納空間93に向う気流aを発生させることができ、粉塵300がインク供給口81の外側に流出するのを防止することができる。
また、本実施形態では、負圧形成部6の吸引力によって吸引管61に向う粉塵300をフィルター63が補足することができる。なお、フィルター63を省略して、粉塵300を排出してもよい。
このように、飛散防止手段3は、収納空間93内を負圧にする負圧形成部6を有することにより、収納空間93内を負圧にして、粉塵300が流入口から収納容器7の外側に飛散するのを防止することができる。
また、本実施形態では、インクQが供給される際と、インクQがインク供給口81を通過してインク吸収体10に着弾する際に負圧形成部6による吸引を行っている。すなわち、負圧形成部6は、常時作動している状態である。これにより、図9および図10に示すように、インク供給口81では、外側から収納空間93内に向う気流aが常時形成されていることとなる。よって、この気流aによって、インクQがより高い確度でインク供給口81を通過し、インク吸収体10に着弾することができる。
なお、上記に限定されず、例えば、インクQの通過が完了したら負圧形成部6を作動させてもよい。
<第4実施形態>
図11は、本発明のインク吸収用構造体(インク吸収体収納容器)の第4実施形態が備える飛散防止手段を示す垂直断面図である。
以下、この図を参照して本発明のインク吸収体収納容器およびインク吸収用構造体の第4実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
本実施形態は、飛散防止手段の構成が異なること以外は前記第1実施形態と同様である。
図11に示すように、本実施形態では、飛散防止手段3は、インク供給口81を塞ぐように設けられた逆止弁31を有する。この逆止弁31は、いわゆるダックビル弁で構成されている。逆止弁31は、例えば、ゴムや熱可塑性エラストマーのような弾性体で構成された2枚の舌片311を有する。両舌片311は、撓んだ状態で先端部312同士が密着(接触)している。両舌片311は、先端部312が収納空間93側に入り込むようにして撓んでいる。また、逆止弁31の縁部は、リング状の固定部314となっている。これにより、インク供給口81の縁部の全周にわたって逆止弁31が固定される。
両舌片311の先端部312同士の間には、窪み313(液だまり部)が形成されている。窪み313には、ノズル203aから吐出されたインクQが溜まり、所定重量に達するとインクQの液圧(重力)によって両舌片311の弾性力(密着力)に抗して両舌片311を押し広げ、インクQが収納空間93内に滴下される。そして、インクQが所定量滴下されると、両舌片311は、その弾性力によって、再度密着する。
このように、本実施形態では、飛散防止手段3は、インク供給口81(流入口)に設けられた逆止弁31を有する。これにより、粉塵300がインク供給口81から収納容器7の外側に飛散するのを防止することができる。また、電気的な制御が不要であり、簡単な構成で上記効果を発揮することができる。このように、逆止弁31は、セルフシャッターと言うこともできる。
なお、本実施形態では、逆止弁の一例としてダックビル弁について説明したが、本発明ではこれに限定されず、同様の機能を有する弁体であれば任意の構成のものを用いることができる。
以上、本発明のインク吸収体収納容器およびインク吸収用構造体を図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、インク吸収体収納容器およびインク吸収用構造体を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。
また、本発明のインク吸収体収納容器およびインク吸収用構造体は、前記各実施形態のうちの、任意の2以上の構成(特徴)を組み合わせたものであってもよい。
また、前記各実施形態では、インク吸収体は、繊維が綿状をなすものとなっているが、これに限定されず、例えば、シート状や、シート状よりも小さい小片状(短冊状)をなすものであってもよい。また、インク吸収体は、繊維が省略され、吸水性樹脂のみで構成されたものであってもよい。
100…インク吸収用構造体、1…インク吸収体収納容器、10…インク吸収体、20…繊維、30…吸水性樹脂、2…制御部、21…CPU、22…記憶部、3…飛散防止手段、31…逆止弁、311…舌片、312…先端部、313…窪み、314…固定部、4…シャッター、41…開閉板、42…駆動源、421…軸芯、5…気流形成部、51…送風部、511…送風ファン、512…送風管、513…回転羽根、514…回転駆動源、515…送風口、52…吸引部、521…吸引ファン、522…回転羽根、523…回転駆動源、524…フィルター、6…負圧形成部、61…吸引管、62…吸引ポンプ、7…収納容器、8…蓋体、81…インク供給口、9…容器本体、91…底部、92…側壁部、93…収納空間、95…空隙、96…貫通孔、200…印刷装置、201…インク吐出ヘッド、201a…ノズル、202…キャッピングユニット、203…チューブ、203a…ノズル、204…ローラーポンプ、204a…ローラー部、204b…挟持部、300…粉塵、A…気流、a…気流、Q…インク

Claims (10)

  1. インクの吸収が可能な吸水性樹脂を含むインク吸収体を収納する収納空間を内部に有し、前記インクが前記収納空間に流入する流入口を備えた収納容器と、
    前記インク吸収体の構成材料が前記流入口から前記収納容器の外側に飛散するのを防止する飛散防止手段と、を備えることを特徴とするインク吸収体収納容器。
  2. 前記飛散防止手段は、前記流入口を開閉可能なシャッターを有する請求項1に記載のインク吸収体収納容器。
  3. 前記飛散防止手段は、前記流入口の前記インクの通過に同期して、前記シャッターの作動を制御する制御部を有する請求項2に記載のインク吸収体収納容器。
  4. 前記飛散防止手段は、前記流入口の外側にて、前記流入口を横切る気流を形成する気流形成部を有する請求項1に記載のインク吸収体収納容器。
  5. 前記飛散防止手段は、前記流入口の前記インクの通過に同期して、前記気流形成部の作動を制御する制御部を有する請求項4に記載のインク吸収体収納容器。
  6. 前記飛散防止手段は、前記収納空間内を負圧にする負圧形成部を有する請求項1に記載のインク吸収体収納容器。
  7. 前記飛散防止手段は、前記流入口に設けられた逆止弁を有する請求項1に記載のインク吸収体収納容器。
  8. 前記インク吸収体の構成材料は、前記吸水性樹脂と、前記吸水性樹脂が担持された繊維と、を含む請求項1ないし7のいずれか1項に記載のインク吸収体収納容器。
  9. 前記繊維は、綿状の解繊物である請求項8に記載のインク吸収体収納容器。
  10. 請求項1ないし9のいずれか1項に記載のインク吸収体収納容器と、
    前記インク吸収体収納容器内に収納され、インクの吸収が可能な吸水性樹脂を含むインク吸収体と、を備えることを特徴とするインク吸収用構造体。
JP2018059712A 2018-03-27 2018-03-27 インク吸収体収納容器およびインク吸収用構造体 Withdrawn JP2019171601A (ja)

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