JP6949743B2 - 液体保持容器および記録装置 - Google Patents

Description

本発明は、液体を収容して保持する液体保持容器および記録装置に関する。

従来から、印刷量が多い業務用インクジェットプリンタや、ポスターなどの大型の印刷物を印刷する大判インクジェットプリンタには、不要となったインク（廃インク）を収容して保持する着脱式の液体保持容器を備えたものがある。廃インクは、記録ヘッドの吐出不良を抑制するために行われるクリーニング動作などで発生するが、印刷稼働時間に伴う廃インク量の増加に対応するために、液体保持容器の内部には、廃インクを吸収して保持するフェルトなどの吸収体が設けられている。
特許文献１には、上部が開口し、吸収体を内部に収容する箱状の容器部と、容器部の開口を覆うように取り付けられ、容器部の内部に液体を導入するための開口部を備えた蓋部とを有する液体保持容器が記載されている。吸収体は、インク吸収性を有するフェルトなどのシート材からなり、液体保持容器の底面部から上面部（蓋部）に向けて積層されて構成されている。吸収体は、液体保持容器の側面部に隙間なく接触するように、液体保持容器の内面とほぼ一致する形状および大きさを有している。

特開２００５−１３１９４５号公報

特許文献１に記載の液体保持容器では、フェルトなどで構成された吸収体は、繊維の強力な毛管作用によりインクを吸収し、重力に打ち勝ってインクを保持する。しかしながら、液体保持容器が例えば９０度傾けられた場合など、吸収体に大きな高低差が生じると、液面の高さが高くなるほど毛管作用は弱くなるため、重力とのバランスが崩れ、吸収体に保持されているインクは重力によって下に落ちてしまう。その結果、吸収体から染み出したインクが容器部と蓋部との隙間から漏れ出すことがある。
そこで、本発明の目的は、傾けられた状態でも内部から液体が漏れ出すことを抑制する液体保持容器を提供することである。

上記した目的を達成するために、本発明の液体保持容器は、液体を吸収可能な吸収体と、上面部と上面部と対向する底面部を有し、吸収体を収容可能な液体保持容器であって、吸収体に液体を導入するための開口部が上面部に設けられ、吸収体は、開口部の近傍に配され底面部から上面部に向かう第１の方向に積層される第１の吸収体と、第１の吸収体の外側に配され第１の方向と交差する第２の方向に積層される第２の吸収体と、を含むことを特徴とする。
このような液体保持容器では、開口部付近に第１の吸収体が配置され、その外側に層状に構成された第２の吸収体が設けられている。このため、液体保持容器が垂直に傾けられた場合などにも、第１の吸収体で保持できずに第１の吸収体から染み出したインクを第２の吸収体で保持することができ、液体保持容器の外部にインクが漏れ出すことを抑制することができる。

本発明によれば、液体保持容器が傾けられた状態でも内部から液体が漏れ出すことを抑制することができる。

インクジェット記録装置の構成を示す概略斜視図である。 廃液保持容器の斜視図である。 廃液保持容器の分解斜視図である。 廃液保持容器の蓋部を外した状態を示す上面図である。 図２のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。 廃液保持容器の吸収体にインクが保持された状態を示す断面図である。 垂直に傾けた際の廃液保持容器内のインクの流れを示す断面図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、各図面を通して、同一または対応する部分には同一の符号が付されている。

図１は、本発明の液体保持容器が適用されるインクジェット記録装置（以下、単に「記録装置」ともいう）の構成を示す概略斜視図である。
記録装置２０は、ガイドレール１と、ガイドレール１に平行に設けられたサブレール２と、ガイドレール１に搭載されたキャリッジ３とを有している。キャリッジ３には、液体としてのインクを吐出する記録ヘッド４が設けられ、記録ヘッド４は、液体供給チューブ５を介して、記録ヘッド４に供給されるインクを収容するインクタンク６に接続されている。搬送方向Ａに搬送される記録シートＳに対して、キャリッジ３が、ガイドレール１とサブレール２に案内されて矢印Ｂ方向に移動し、記録ヘッド４が異なる色のインクを吐出することで、画像が記録される。

記録装置２０では、液体の吐出を繰り返すことで発生する熱により、記録ヘッド４内のインクには吐出不良の原因となる気泡が発生するため、その気泡を取り除くなどの理由から回復動作が行われる。記録装置２０は、記録ヘッド４の回復動作を行う回復ユニット７と、回復動作によって記録ヘッド４から回収されて不要になったインク（廃インク）を収容して保持する廃液保持容器（液体保持容器）９とを備えている。廃液保持容器９は、フレーム２１に着脱可能に装着され、矢印Ｙ１方向に移動してフレーム２１から離脱し、矢印Ｙ２方向に移動してフレーム２１に装着される。
記録ヘッド４の回復動作時、キャリッジ３は回復動作位置Ｈに移動し、回復ユニット７は、キャップ８が記録ヘッド４に圧接し、その状態で、例えばチューブポンプなどのポンプ機構（図示せず）で吸引動作を行うことで、記録ヘッド４内のインクを吸引する。吸引されたインク（廃インク）は、廃インクチューブ２８から排出部１４を通り、排出部１４の直下に設置された廃液保持容器９に排出される。

次に、図２および図３を参照して、本実施形態の廃液保持容器の構成について説明する。図２および図３はそれぞれ、本実施形態の廃液保持容器の斜視図および分解斜視図である。
廃液保持容器９は、液体を吸収可能な吸収体６０と、上部が開口し、吸収体６０を内部に収容する矩形箱状の容器部１１と、容器部１１の開口を覆うように取り付けられた蓋部１０とを有している。廃液保持容器９の上面部すなわち蓋部１０には、排出部１４から容器部１１の内部に廃インクを導入するための廃インク導入口（開口部）１２が形成されている。蓋部１０の表面には、廃液保持容器９の着脱時にユーザが接触可能な領域を示す操作部３９ａ〜３９ｃが設けられている。本実施形態では、記録装置２０の高さを低くし、奥行きを小さくするために、廃液保持容器９は、高さや奥行きよりも幅（図１における矢印Ｂ方向の長さ）がより長い形状を有している。吸収体６０は、インク吸収性を有するフェルトなどのシート状の部材（シート材）から構成されている。吸収体６０の詳細な構成および機能については後述する。
回復動作によって記録ヘッド４から回収された廃インクは、排出部１４から廃インク導入口１２を通じて廃液保持容器９の内部に導入され、吸収体６０に吸収されて保持される。廃液保持容器９には廃インクが溜り続け、記録装置２０の廃インクカウンタ（図示せず）により計測された積算量が所定量を超えると、廃液保持容器９の交換がユーザに報知される。ユーザは、廃インクで一杯になった廃液保持容器９をフレーム２１から取り外し、代わりに新品の廃液保持容器を装着する。

次に、図３から図５を参照して、本実施形態の廃液保持容器に使用される吸収体の構成について説明する。図４は、廃液保持容器９の蓋部を外した状態を示す上面図である。図５は、図２のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。
吸収体６０は、それぞれインク吸収性を有する材料から構成された第１の吸収体６１と第２の吸収体６２とを有している。第１の吸収体６１は、蓋部１０の廃インク導入口１２の近傍に配置されている。本実施形態では、第１の吸収体６１は、容器部１１の底面部６７から蓋部１０に向けて積層された複数枚のシート材からなり、容器部１１の底面部６７に接触するように配置されている。第１の吸収体６１には、第１の吸収体６１をシート材の積層方向に貫通して廃インク導入口１２に連通する廃インク導入部（貫通口）６３が形成されている。
図３に示すように、廃インク導入部６３は、周囲を囲む第１の吸収体６１と容器部１１の底面部６７とによって形成される空間である。一般的に、吸収体は表面の吸収性よりも切断面の吸収性の方が高い。そのため、廃インク導入口１２の直下には第１の吸収体６１を配置せず、廃インク導入口１２から導入されたインクは、一度廃インク導入部６３の空間に収容されてから、第１の吸収体６１によって吸収される。すなわち、第１の吸収体６１の表面ではなく、廃インク導入部６３を囲む第１の吸収体６１の切断面からインクを吸収させる。これにより、廃インク導入口１２から勢いよくインクが排出されても、廃インク導入部６３で所定量のインクを収容可能であり、かつ、吸収性の高い切断面からインクを吸収するため、インクが溢れさせることなく吸収することができる。なお、廃インク導入部６３は、廃インク導入口１２から導入されたインクを所定量収容可能な容積であればよいため、廃インク導入部６３の底面に対しても第１の吸収体６１が積層されている形態を採用することもできる。

第２の吸収体６２は、第１の吸収体６１のシート材の積層方向（第１の積層方向）と交差する方向において第１の吸収体６１の外側に配置され、その交差する方向（第２の積層方向）に層状に構成されている。本実施形態では、第１の積層方向と第２の積層方向は直交する。本実施形態では、第２の吸収体６２は、１枚のシート材が蛇腹状に折り畳まれることで層構造を有し、廃液保持容器９の長手方向Ｘにおける容器部１１の側面部６８と第１の吸収体６１との間に配置されている。すなわち、第２の吸収体６２は、シート材の積層方向から見て長方形に形成された第１の吸収体６１の長手方向において、第１の吸収体６１に隣接して配置されている。なお、本実施形態では、第２の吸収体６２のシート材の折り目部分が、容器部１１の底面部６７と蓋部１０の裏面１３に面しているが、廃液保持容器９の短手方向Ｙにおける容器部１１の側面部に面していてもよい。また、第２の吸収体６２のシート材には、折り畳みやすくするために、折り目となる部分に部分的な切れ目が形成されていてもよい。第２の吸収体６２は、第１の吸収体６１と容器部１１の側面部６８との間でそれぞれに隙間なく接触するようにある程度圧縮されて配置されている。また、第２の吸収体６２は、容器部１１の底面部６７と蓋部１０にもそれぞれ隙間なく接触するように圧縮されて配置されている。

蓋部１０の裏面（吸収体６０に対向する面）１３には、第１の吸収体６１に向けて突出し第１の吸収体６１と当接するリブ７２が設けられている。リブ７２は、第１の吸収体６１を積層方向に圧縮するととともに、蓋部１０と第１の吸収体６１との間に空間６４を形成するために設けられている。さらに、蓋部１０の第１の吸収体６１に対向する領域には、廃液保持容器９の内部に連通する通気穴（穴部）６６が形成されている。これら空間６４および通気穴６６により、第１の吸収体６１が外部（大気）に露出されることで、第１の吸収体６１に保持されている廃インクの蒸発を促進し、第１の吸収体６１が廃インクをより吸収して保持することができる。その結果、廃液保持容器９に収容される廃インク量を増やすことができ、廃液保持容器９の交換頻度を減らすことができる。一方、蓋部１０の裏面１３において第２の吸収体６２と対向する部分には、リブ７２や通気穴６６は設けられていない。すなわち、第２の吸収体６２は、外部（大気）に露出されず、蓋部１０の裏面１３と接触するように配されている。

ここで、図５および図６を参照して、廃液保持容器に導入された廃インクが吸収体に浸透する様子について説明する。図６は、廃液保持容器内の吸収体にインクが保持された状態を示す断面図であり、図５に示す断面図に対応している。
廃インク導入部６３に導入された廃インクは、容器部１１の内底面６７ａに到達すると、第１の吸収体６１のうち、内底面６７ａと接触するように配置された第１の層６１Ａ内に広がっていく。なお、第１の層６１Ａは、記録装置２０の使用状態において、第１の吸収体６１のうち、鉛直方向（第１の積層方向）の最も下方に位置する。インクは第１の層６１Ａの内部で水平方向に広がりながら吸収されていくが、第１の層６１Ａはリブ７２によって鉛直方向（第１の積層方向）において圧縮されているため、第１の層６１Ａの上部に位置する第２の層６１Ｂにも繊維の毛管力によって吸収される。ただし、重力の作用により、第１の層６１Ａに吸収されるインク量の方が第２の層６１Ｂに吸収されるインク量より多い。その結果、図６において斜線で示すように、廃液保持容器９内の第１の吸収体６１でのインクは、廃インク導入部６３の近傍ほど第１の積層方向において高くなる、末広がり（凸形状）に広がるように吸収される。
また、図６に示すような記録装置２０の使用状態においては、第１の吸収体６１の長手方向Ｘにおける長さが高さに対して十分に大きいため、長手方向Ｘにおける第１の吸収体６１の両端に配される第２の吸収体６２にはインクはほとんど吸収されない。これは、第１の吸収体６１との接触面が、第２の吸収体６２の切断面ではなく表面であり、切断面より吸収性が低いことにもよる。すなわち、記録装置２０の通常の使用状態において第１の吸収体６１によってインクが保持されている間は、第２の吸収体６２にはインクが吸収されにくい。そのため、本実施形態において廃液保持容器９の交換が必要になるタイミングとは、第１の吸収体６１がインクで一杯になったときを意味する。

インクを保持した廃液保持容器９は、例えば、新品の廃液保持容器に交換する場合など、記録装置２０から取り外される際に、ユーザによって、長手方向Ｘを縦にして垂直に傾けられることがある。このように垂直に傾けられたときの廃液保持容器９内のインクの流れについて、図７を参照して説明する。図７は、図６に示すようにインクを吸収した廃液保持容器９を、長手方向Ｘを縦にするように垂直に傾けた際の、廃液保持容器９内のインクの流れを示す断面図であり、図５に示す断面図に対応している。
一般的に、フェルトなどで構成された吸収体は、繊維の強力な毛管作用によってインクを保持するが、垂直に傾けられると、重力とのバランスが崩れ、吸収体に保持されているインクが重力によって下に落ちていくことがある。その結果、吸収体のうち、上方ほど保持されているインク量は少なくなる。すなわち、吸収体は、高さに応じて保持するインク量の割合（保持率）が変化し、吸収体のうち、重力方向で下方ほどインクの保持率が高くなる。

そのため、図７に示すように廃液保持容器９が垂直に傾けられた場合、第１の吸収体６１の第１の層６１Ａ（図５参照）に保持されていたインクは重力によって下に落ちていく。そして、図７に濃い斜線で示す領域Ｒのように、第１の層６１Ａのうち下方ほどインクの保持しているインク量が多くなる。第１の層６１Ａで保持できる量（許容量）を超えたインクは、重力によって第１の層６１Ａの下側の部分に移動する。すなわち、第１の層６１Ａで保持できなくなったインクは、第１の層６１Ａの切断面から下方へ向けて染み出してしまう。このように許容量を超えて溢れたインクは、容器部１１の内底面６７ａに沿って下方に移動するが、容器部１１の内底面６７ａには第２の吸収体６２が隙間なく接触しているため、第２の吸収体のうち、第１の吸収体６１に隣接する第１の層６２Ａに吸収される。これにより、第１の吸収体６１から溢れたインクが容器部１１の内底面６７ａを伝わって、図７において底部となっている内側面６８ａに移動することが抑制される。
第２の吸収体６２の第１の層６２Ａに吸収されたインクは、吸収体の特性によって矢印Ｔ方向に広がり、ある程度広がってから、その下側の第２の層６２Ｂに移動して保持され、さらに、下側の層へと順次移動して保持される。吸収体の性質上、液体の移動が生じやすいのは切断面であり、表面においては液体の移動が生じにくい。従って、第１の吸収体６１の切断面から下方へ溢れたインクの多くは、容器部１１の内底面６７ａを伝って、第２の吸収体６２の第１の層６２Ａの切断面から吸収される。第１の層６２Ａと、その下方の第２の層６２Ｂは、互いの表面同士で接しているものの、表面において液体の移動は生じにくいため、第１の層６２Ａに吸収されたインクは矢印Ｔ方向に広がる。その後、第１の層６２Ａで保持可能な量を超えたインクは、第１の層６２Ａの切断面から溢れて内底面６７ａや蓋部１０の裏面１３を伝って、第２の層６２Ｂの切断面より吸収される。その結果、長手方向Ｘを縦にして廃液保持容器９を垂直に傾けた場合でも、第２の吸収体６２によってインクが内側面６８ａへ直接到達するのを妨げられ、所定時間内であれば、廃液保持容器９の外部にインクが漏れ出すことを抑制することができる。
仮に、第２の吸収体６２を第１の吸収体６１と同じ向きに積層した場合、廃液保持容器９を垂直に傾けたときに第２の吸収体６２の切断面が下方となるため、切断面からインクが溢れて内側面６８ａにインクが到達しやすい。そのため、廃液保持容器９からインクが漏れ出る可能性が高くなる。本実施形態のように、廃液保持容器９が垂直に傾けられた場合に、第２の吸収体６２の切断面が下方とならないように積層することで、廃液保持容器９のインクの保持力を高めることができる。

なお、本実施形態では、廃液保持容器９の短手方向Ｙを縦にして垂直に傾けた場合は、第１の吸収体６１の高低差（短手方向Ｙの長さ）が小さいため、第１の吸収体６１内でインクを保持することができ、外部にインクが漏れにくい。そのため、廃液保持容器９の短手方向Ｙにおける第１の吸収体６１の両端には、第２の吸収体６２を配置しない構成となっている。ただし、廃液保持容器９の短手方向Ｙにおける第１の吸収体６１の長さが長い場合は、第１の吸収体６１の短手方向Ｙにおける第１の吸収体６１の両端にも第２の吸収体６２が設けられていてよい。また、本実施形態では、第２の吸収体６２は、第１の吸収体６１と容器部１１の側面部６８との間でそれぞれに隙間なく接触するように配置されているが、第１の吸収体６１から溢れたインクを保持できれば、それぞれの間に隙間が設けられていてもよい。

上述したように、本実施形態の廃液保持容器によれば、廃液保持容器が垂直に傾けられた場合などにも、第１の吸収体から染み出したインクを第２の吸収体で保持することができ、廃液保持容器の外部にインクが漏れ出すことを抑制することができる。したがって、容器部と蓋部との隙間にインクの漏れを抑制するシール材を設ける必要もなく、廃液保持容器を安価に提供することもできる。また、インクの保持量を増やすことで漏れを抑制するために第１の吸収体の大きさを大きくする必要がないため、廃液保持容器の小型化も実現することができる。

９ 廃液保持容器（液体保持容器）
１２ 廃インク導入口（開口部）
６０ 吸収体
６１ 第１の吸収体
６２ 第２の吸収体

Claims (11)

1. 液体を吸収可能な吸収体と、
   上面部と当該上面部と対向する底面部を有し、前記吸収体を収容可能な液体保持容器であって、
   前記吸収体に液体を導入するための開口部が前記上面部に設けられ、
   前記吸収体は、前記開口部の近傍に配され前記底面部から前記上面部に向かう第１の方向に積層される第１の吸収体と、前記第１の吸収体の外側に配され前記第１の方向と交差する第２の方向に積層される第２の吸収体と、を含むことを特徴とする液体保持容器。
2. 前記第１の吸収体は、前記第１の方向から見て長方形に形成され、前記第２の吸収体は、前記第１の吸収体の長手方向において前記第１の吸収体に隣接して配置されている、請求項１に記載の液体保持容器。
3. 前記第１の吸収体と前記第２の吸収体は、前記底面部に接触するように配置されている、請求項１または２に記載の液体保持容器。
4. 前記第２の吸収体は、前記上面部に接触するように配置されている、請求項３に記載の液体保持容器。
5. 前記第２の吸収体は、蛇腹状に折り畳まれた１枚のシート材からなる、請求項３または４に記載の液体保持容器。
6. 前記第１の吸収体は、前記上面部との間に空間が形成されるように配置されている、請求項１から５のいずれか１項に記載の液体保持容器。
7. 前記上面部の前記吸収体に対向する面には、前記底面部に向けて突出し前記第１の吸収体と当接するリブが設けられている、請求項６に記載の液体保持容器。
8. 前記上面部の前記第１の吸収体に対向する領域には、前記第１の吸収体の表面が外部に露出する穴部が形成されている、請求項６または７に記載の液体保持容器。
9. 前記第１の吸収体および前記第２の吸収体は、シート状である、請求項１から８のいずれか１項に記載の液体保持容器。
10. 前記第１の吸収体には、前記第１の吸収体を前記第１の方向に貫通して前記開口部に連通する貫通口が形成されている、請求項９に記載の液体保持容器。
11. 画像を記録する記録ヘッドと、請求項１から１０のいずれか１項に記載の液体保持容器と、を備えることを特徴とする記録装置。

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