JP3142589U - インクジェットプリンタ用の廃インク吸収体 - Google Patents

Abstract

【課題】インクジェットプリンタの廃液タンク内に配置し、プリンタヘッドを経て排出された廃インクを吸い取って保持する廃インク吸収体を提供する。
【解決手段】吸水性が高い上層フェルトと、保水性が高く且つ上層フェルトと同じかまたはそれ以上の目付の下層フェルトとをニードルパンチで一体化し、上層フェルトの繊維に親水加工を施すことにより、プリンタヘッドから不使用のまま排出された廃インクを上層フェルトで直ちに吸い取り、吸い取った廃インクを下層フェルトで保持する。
【選択図】図１

Description

本考案は、インクジェットプリンタ内に配置し、プリンタヘッドを経て排出された廃インクを吸い取って保持する廃インク吸収体に関する。

インクジェットプリンタは、プリンタヘッドの吐出口の乾燥を防止するためにインクを空吐出するフラッシング操作と、プリンタヘッドの吐出口が目詰まりした際に該吐出口からインクを強制的に排出させるクリーニング操作とをしばしば行っている。印刷に使用されずに吐出口から排出したインクは、フラッシングおよびクリーニング操作により、廃液として吸引されてプリンタ内に設置された廃液タンクに搬送し、一方、縁無し印刷において記録媒体の外側に吐出されたインクも、インク捕捉機構を介して廃液タンクに搬送している。

市販のインクジェットプリンタは、一般に、カラー印刷機構のほかに、プリンタヘッドから排出されたインクを廃液として排出する廃インク搬送装置と、キャッピング機構の記録領域側の端部近傍に配置したワイピング機構とを備える。この廃インク搬送装置の一例は、プリンタヘッドの吐出口を閉鎖するキャッピング機構と、吸引機構として、プリンタヘッドの吐出口からキャッピング機構に接続するチューブと、該チューブを弾性変形させてチューブ内部のインクを搬送するポンプと、該ポンプが搬送したインクを蓄積する廃液タンクとを有する。この廃液タンクは、密閉されていると廃インクの乾燥が妨げられて所望量の廃インクの保持が難しく、一方、廃インク乾燥のために上面を開放すると、プリンタの記録中の振動によってインクが飛散したり、該プリンタを傾けると廃インクが流出してしまう。それ故に、廃液タンク内には、廃インクを吸収する吸収体を格納している。

この廃液タンクは、例えば、廃インク拡散室と、該廃インク拡散室の横または前側に配置する廃インク吸収体とを有し、チューブで搬送された廃インクは廃インク拡散室に一旦溜められてから廃インク吸収体の上面から吸い取られる（図３参照）。この廃インクには、色素成分、インク溶媒および保湿剤などが含まれ、この色素成分は、インク溶媒や保湿剤と比べて廃インク吸収体に吸収されにくい。特に、インクの色素成分が顔料である顔料系インクでは、インク溶剤および水成分だけが廃インク吸収体へ浸透し、顔料インク中の顔料粒子は廃インク吸収体の表面に滞積しやすく、廃インクを迅速且つ完全に吸収することが困難である。

廃インク吸収体におけるインク吸収を高めるため、特開２００４−３４３６１号では、廃液タンクの廃インク拡散室の底面を傾斜させてインク流れを改善している。特開平１１−８１１２４号は、吸収した廃インクの拡散性および保持性を高め、廃インクを吸収した際に廃インク吸収体が膨張しないように、レーヨン繊維やパルプのような繊維シートである保液層の片側に、ガラス繊維やシリカアルミナ繊維のような公定水分率が５％未満の繊維を含む繊維シートを積層している。また、特開２００６−２７２７３５号では、廃インク吸収体として飽和ポリエステル繊維などの不織布やポリウレタンフォームを用い、該廃インク吸収体に１，２−アルカンジオールまたは変性ポリシロキサン系化合物を含む浸透溶剤を含浸している。
特開２００４−３４３６１号公報 特開平１１−８１１２４号公報 特開２００６−２７２７３５号公報

水性顔料インクを用いるインクジェットプリンタにおいて、廃インクである顔料インクは、染料インクよりも廃インク吸収体に吸収されにくく、インク中の溶剤と水成分だけが吸収体内部に浸透し、分散された顔料粒子は廃インク吸収体の表面に滞積しやすい。廃インクは、廃液チューブから廃インクタンク内に排出される際に泡立つと、廃インク吸収体にいっそう吸収されなくなり、廃液チューブ内部で廃インクが滞積することにより、フラッシングやクリーニング操作を実施できなくなる。この点で、特開２００４−３４３６１号のように、廃液タンクの廃インク拡散室の底面を傾斜させても、廃インクの吸収量と速度を改善することは殆ど期待できない。

一方、特開平１１−８１１２４号のように、公定水分率５％以上の繊維がパルプやポリノジック繊維であり、その片側にガラス繊維などを積層した繊維シートを用いると廃インク吸収体の耐久性が低くなりやすい。この廃インク吸収体では、保液層および拡散層となる不織布のほかに、拡散層の不織布よりも平均粒径の大きい不織布ならびに３枚のクモの巣状不織布を多数積層するので、廃インク吸収体の製造コストが非常に高くなる。特開２００６−２７２７３５号において、廃インク吸収体としてポリウレタンフォームを用いると耐久性の点で問題が発生しやすい。この廃インク吸収体は単層体であるので、浸透溶剤を含浸させると廃インクを吸収しやすくなっても、廃インクを吸収体内で保持する点は改善されていない。

本考案は、インクジェットプリンタの廃液タンク内に設置する廃インク吸収体に関する前記の問題点を改善するために提案されたものであり、特殊な不織布を使用することなく、比較的厚い下層フェルトで廃インクを保持させるので構造が単純で単価が安い廃インク吸収体を提供することを目的としている。本考案の他の目的は、比較的薄い上層フェルトと下層フェルトを一体化すればよいだけなので、製造が容易な廃インク吸収体を提供することである。

本考案に係るインクジェットプリンタ用の廃インク吸収体は、吸水性が高い上層フェルトと、保水性が高く且つ上層フェルトと同じかまたはそれ以上の目付の下層フェルトとをニードルパンチで一体化している。この廃インク吸収体は、上層フェルトの繊維に親水加工を施すことにより、プリンタヘッドから不使用のまま排出された廃インクを上層フェルトで直ちに吸い取り、吸い取った廃インクを下層フェルトで保持する。

本考案に係る廃インク吸収体は、吸水性が高い濃色の上層フェルトと、保水性が高く且つ上層フェルトよりも密度の高い下層フェルトとをニードルパンチで一体化してもよい。この廃インク吸収体は、上層フェルトおよび下層フェルトの繊維のいずれにも親水加工を施すことにより、プリンタヘッドから不使用のまま排出された廃インクを上層フェルトで直ちに吸い取り、吸い取った廃インクを下層フェルトで保持する。

本考案に係る廃インク吸収体において、上層フェルトおよび下層フェルトは、同一または異なる繊維からなり、該繊維として、ポリエステル系繊維、レーヨン繊維、ポリノジック繊維、キュプラ繊維、再生セルロール繊維、アセテート繊維、ビニロン繊維、アクリル繊維、架橋ポリアクリル酸塩系繊維、架橋カルボキシメチルセルロース系繊維またはこれらの混綿繊維を用いればよい。例えば、上層フェルトおよび下層フェルトがいずれもポリエステル繊維からなり、両フェルトの繊度が同一であると好ましい。この考案の廃インク吸収体では、この考案の廃インク吸収体は、上層フェルトの目付は１００〜３００ｇ／ｍ^２であり、下層フェルトの目付は２００〜２５００ｇ／ｍ^２であると好ましい。

本考案を図面によって説明すると、本考案に係る廃インク吸収体１は、図１に例示するように、比較的薄い上層フェルト２と、該上層フェルトと同じかまたはそれ以上の目付の下層フェルト３とからなる。両フェルト２，３は、図２に示すように、上層フェルト２側からＡのようにニードルパンチすることによって一体化している。

両フェルト２，３は、１種または２種以上の同一または異なる繊維からなり、特に上層フェルト２の繊維は使用時において吸水性が高いことを要する。この繊維として、ポリエステル繊維、レーヨン繊維、ポリノジック繊維、キュプラ繊維、再生セルロール繊維、アセテート繊維、ビニロン繊維、アクリル系繊維、架橋ポリアクリル酸塩系繊維、架橋カルボキシメチルセルロース系繊維またはこれらの混綿繊維などが例示できる。ポリエステル繊維は、親水性の付与が容易で耐用性とコストの点から好ましく、レーヨン繊維は、親水性とコストの点から好ましく、少量ならば成形性を高めるために熱融着性繊維を加えることも可能である。

親水加工は、上層フェルト２の繊維について施し、下層フェルト３の繊維については所望に応じて親水加工を施してもよい。この親水加工は、原糸改質つまり繊維の製造工程で行っても、後加工改質つまり繊維化後またはフェルト化後に行ってもよい。

原糸改質として、繊維表面積の拡大と毛細管現象の増大によって親水性を付与できる。例えば、この親水加工には、ポリエステル重合時にコロダイルシリカをポリマー中に分散させ、繊維化後にアルカリ減量処理によって繊維表面に微細な凹凸を形成させる方法がある。アクリル繊維は、湿式または乾式紡糸の製造工程において、使用した溶媒を抜く過程でボイドが形成されたり、添加剤のブレンドまたは溶出を行うことで多数の細孔を形成させてもよい。また、ポリエステル繊維中に微細孔形成剤を介在させ、アルカリ減量処理によって連通微細孔を形成してもよい。

親水加工の別の例として、通常の短繊維の製造過程では、仕上げカット前に静電防止などの薬剤処理を施しており、その時に一緒に親水性の薬剤例えば界面活性剤や吸水性薬剤を付与することが挙げられる。この場合には、親水性付与のための新たな工程の追加が不要である点で、好ましい方法である。

後加工改質として、合成繊維の表面を親水性の化合物によって覆う方法が一般的であり、さらにプラズマ放電処理、光グラフト、薬品によるエッチング処理などがある。親水化剤として、親水性基を分子内に持つポリアルキレンオキサイドが例示できる。ポリエステル繊維に対して、親和性の物質を吸着させるポリエーテル系化合物が用いることができ、アクリレート基を両端に持つポリエーテル系化合物をマイクロ波で架橋させてもよい。ポリエステル繊維は、アルカリ減量処理によって繊維表面がかなり親水化され、さらに所望に応じて親水化剤を染色時に浴中吸尽させて耐用性を高めてもよい。

後加工改質の他の例として、両フェルト２，３に親水性を付与するために、２個以上の反応性ビニル基を有する水溶性ウレタン樹脂とポリアルキレン付加型ビニル系親水モノマーとを含む加工液にフェルトを含浸した後に、１００〜１２０℃で蒸熱処理すればよい。この結果、ポリエステル繊維のフェルトの表面において、耐久性を有する親水性皮膜を形成できる。また、光触媒酸化チタン粉末の分散液を用い、この分散液中にポリエステル繊維のフェルトを浸漬し、この浸漬状態において、ブラックライト蛍光ランプによって近紫外線を照射し、このフェルトに親水加工の処理を行ってもよい。

後加工改質の別の例として、両フェルト２，３を構成する繊維が、放射状やバイメタル型または中空形の糸断面を組み合わせた分割型の複合繊維であり、この複合繊維は、繊維成分同士が剥離しやすい複数の繊維成分からなる。この繊維の成分は、ポリエチレンテレフタレート、ナイロン６６、ナイロン６、ポリエチレン、ポリプロピレンなどであり、少なくとも１成分が親水性を有するポリマを組み合わせる。この複合繊維は、例えば、水圧力１５０ｋｇ／ｃｍ^２の高圧水流の噴射処理によって割繊と同時に絡合させ、極細化することによって親水性を付与する。

上層フェルト２の繊維は、黒色または濃紺，焦茶色，暗灰色などの濃色に着色する。この着色処理は、どの工程で行ってもよいが、原料ポリマーに顔料などを練り込んで紡糸する方法が最も好ましい。上層フェルト２の繊維を着色するのは、該フェルトが廃インクを吸収した際に、廃インクによる汚れを目立たなくするためである。

所定の繊維から両フェルト２，３を製造するには、単独または複数の繊維を相互に混綿し、カーディング法またはエアレイド法によってウェブとするかまたは各繊維単独のウェブとし、次にカードラッピングによって用途に応じてウェブを所定枚数積層してラップを形成する。ついで、このカードラップをニードルパンチングによってフェルト化する。このニードルパンチにおける針本数は、１００〜２５０本／ｃｍ^２程度であればよく、所望に応じてニードルパンチングの後に高圧のウォータジェット処理を行ってもよい。

廃インク吸収体１において、上層フェルト２は、例えば、繊度０.１〜１５デシテックスの繊維からなる。上層フェルト２の繊維は、その繊度が０.１デシテックス未満であるとカーディングが困難になりやすく、繊度が１５デシテックスを超えると廃インクの吸収性が低下する。一方、下層フェルト３は、例えば、繊度０.５〜２０デシテックスの繊維からなる。下層フェルト３は、その繊度が０.５デシテックス未満であるとカーディングが非能率になりやすく、繊度が２０デシテックスを超えると廃インクの保持性が低下する。上層フェルト２および下層フェルト３は、作業効率の点で同じ繊度の繊維であると好ましい。

好ましくは、上層フェルト２の目付は１００〜３００ｇ／ｍ^２であり、厚みが薄すぎたり目付が少ないと廃インク吸収性を欠き、厚すぎたり目付が多すぎると廃液タンク７（図３）への収納が困難になるうえに不経済である。一方、下層フェルト３の目付は２００〜２５００ｇ／ｍ^２であると好ましく、厚みが薄すぎたり目付が少ないと廃インク保持性を欠き、厚すぎたり目付が多すぎると不経済である。

上層フェルト２と下層フェルト３との間には、単層または複数層の中間フェルト（図示しない）を介在させることも可能である。この中間フェルトは、繊維を着色する必要がなく、その目付は上層フェルト２と下層フェルト３との中間に定めればよい。

図２に示す吸収体用シートは、上層フェルト２と下層フェルト３とを重ね合わせてニードルパンチで一体化することによって製造すればよく、該吸収体用フェルトシートを適宜の寸法に裁断して廃インク吸収体１を製造する。このニードルパンチは、図２に示すように、上層フェルト２側からＡのように行うことが望ましい。このニードルパンチにおける針本数は、２００〜３５０本／ｃｍ^２程度であればよく、所望に応じてニードルパンチングの後に高圧のウォータジェット処理を行ってもよい。

得た廃インク吸収体１は、厚みが２〜２５ｍｍであると好ましい。廃インク吸収体１の厚さが２ｍｍ未満であると、廃インク保持量が少なくなって廃インクが漏出しやすく、その厚さが２５ｍｍを超えると、廃液タンク７（図３）への収納が困難になるうえに不経済である。

図３に例示するように、廃インク吸収体１は、上面全体が開放されたほぼ直方体形の廃液タンク７内に配置する。廃液タンク７は、廃インクを流す傾斜底面を有する廃インク拡散室８と、該廃インク拡散室に沿ってその側面に設けられ、廃インク吸収体１を収納する吸収体保持室１０とを備える。廃インク拡散室８は、上部が開放され且つ廃インクを流す方向に傾斜している。吸収体保持室１０は、廃インク拡散室８よりも底面が下方に設けられ、上面が開放されたトレイ状である。廃インクは、キャッピング機構（図示しない）からチューブ１２を通って廃液タンク７へ搬送され、廃インク吸収体１の上層フェルト２上に流れ込むと該上層フェルトに吸収され、下層フェルト３で廃インクを保持する。

本考案に係る廃インク吸収体は、インクジェットプリンタの廃液タンク内に配置され、少なくとも上層フェルトに親水加工を施すことにより、該上層フェルトで廃インクを速やかに吸収し、この廃インクを比較的厚い下層フェルトで適切に保持する。本考案の廃インク吸収体は、廃インクを多量に吸収しても膨張することなく、インク吸収の際に廃インクが泡立つこともない。本考案の廃インク吸収体は、顔料インクを含む廃インクを十分に吸収・保持でき、プリンタが記録中に振動しても廃インクが飛散せず、該プリンタを傾けても廃インクが流出することがない。

本考案の廃インク吸収体は、主な製造作業が各層のフェルト化作業および上層フェルトと下層フェルトとの貼り合わせ作業だけであり、製造工程が比較的少なくて製造が容易であるので生産性が向上する。また、本考案の廃インク吸収体は、上層フェルトと下層フェルトとをニードルパンチで貼り合わせると、廃インクの吸収性を損なうことが少なく、常に安定した廃インク吸収・保持力を維持することができる。

次に、本考案を実施例に基づいて説明するが、本考案は実施例に限定されるものではない。図１に示す廃インク吸収体１の上層フェルト２を製造するために、黒色顔料で着色した繊維径２.２デシテックスのポリエステル繊維を用い、このポリエステル繊維に親水加工を施こしている。さらに、カーディング、クロスラッピングおよびニードルパンチングによって、厚さ１.５ｍｍ、目付２５０ｇ／ｍ^２の上層フェルトを作製した。

下層フェルト３を製造するために、繊維径２.２デシテックスの通常のポリエステル繊維を用い、このポリエステル繊維にも親水加工を施こしている。さらに、カーディング、クロスラッピングおよびニードルパンチングによって、厚さ１０ｍｍ、目付５００ｇ／ｍ^２の下層フェルト３を作製した。

ついで、上層フェルト２と下層フェルト３とを積層し、図２に示すように、上層フェルト２側からＡのようにニードルパンチすることにより、両者を絡合一体化して吸収体用フェルトシート５を作製した。この吸収体用フェルトシート５を廃液タンク７（図３）に合わせて適宜の寸法に裁断すると、廃インク吸収体１を得た。

得た廃インク吸収体１は、インクジェットプリンタの廃液タンク７内に収納させて用いる。この廃インク吸収体１は、チューブ１２から吐出した廃インクが広がらずにすぐに吸収するというインク吸収性に優れ、しかも上層フェルト２が黒色層であるので、廃インクによる汚れが目立たなかった。

比較例
実施例１と同様の上層フェルトおよび下層フェルトを用いるが、上層フェルトは着色せず、両フェルトのポリエステル繊維のいずれにも親水加工を施していない。この上層フェルトおよび下層フェルトから、実施例と同様にして処理してフェルト材を作製した。このフェルト材は、廃インク吸収体としてインク吸収性能が良くなく、廃インクが周囲に飛び散ってしまった。

本考案に係る廃インク吸収体を示す概略断面図である。 吸収体用フェルトシートのニードルパンチ加工を示す概略斜視図である。 廃インク吸収体の使用状態を示す概略斜視図である。

符号の説明

１ 廃インク吸収体
２ 上層フェルト
３ 下層フェルト
５ 吸収体用フェルトシート
７ 廃液タンク

Claims (5)

1. 吸水性が高い上層フェルトと、保水性が高く且つ上層フェルトと同じかまたはそれ以上の目付の下層フェルトとをニードルパンチで一体化した廃インク吸収体であって、上層フェルトの繊維に親水加工を施すことにより、プリンタヘッドから不使用のまま排出された廃インクを上層フェルトで直ちに吸い取り、吸い取った廃インクを下層フェルトで保持するインクジェットプリンタ用の廃インク吸収体。
2. 吸水性が高い濃色の上層フェルトと、保水性が高く且つ上層フェルトと同じかまたはそれ以上の目付の下層フェルトとをニードルパンチで一体化した廃インク吸収体であって、上層フェルトおよび下層フェルトの繊維のいずれにも親水加工を施すことにより、プリンタヘッドから不使用のまま排出された廃インクを上層フェルトで直ちに吸い取り、吸い取った廃インクを下層フェルトで保持するインクジェットプリンタ用の廃インク吸収体。
3. 上層フェルトおよび下層フェルトは、同一または異なる繊維からなり、該繊維として、ポリエステル繊維、レーヨン繊維、ポリノジック繊維、キュプラ繊維、再生セルロール繊維、アセテート繊維、ビニロン繊維、アクリル系繊維、架橋ポリアクリル酸塩系繊維、架橋カルボキシメチルセルロース系繊維またはこれらの混綿繊維を用いる請求項１または２記載の廃インク吸収体。
4. 上層フェルトおよび下層フェルトがいずれもポリエステル繊維からなり、両フェルトの繊度が同一である請求項１または２記載の廃インク吸収体。
5. 上層フェルトの目付は１００〜３００ｇ／ｍ^２であり、下層フェルトの目付は２００〜２５００ｇ／ｍ^２である請求項１または２記載の廃インク吸収体。

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