JP7151422B2 - 液体吸収器および液体吸収器の制御方法 - Google Patents

液体吸収器および液体吸収器の制御方法 Download PDF

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Description

本発明は、液体吸収器および液体吸収器の制御方法に関するものである。
例えば、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や、インクカートリッジ交換後のインク充填の際に、廃インクが発生する。そこで、インクジェットプリンターは、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、廃インクを吸収する液体吸収体を備えている。
例えば、特許文献１には、廃インクを貯留する貯留空間と、この貯留空間内に廃インクを導入するための廃インク導入部と、貯留空間を外部に連通させる通気孔と、貯留空間内に装填され、廃インクを浸透吸収する２枚のインク吸収材と、を備える廃インク貯留構造が開示されている。そして、インク吸収材には、セルロール繊維と、熱融着性物質と、難燃性物質と、を含む液体吸収体が開示されている。また、このインク吸収材は、特に顔料粒子が分散した顔料インクの吸収に用いられることが開示されている。
特開２０１４－４００４５号公報
一方、インクジェットプリンターでは、通常、使用可能なインクの種類が顔料インクまたは染料インクのいずれかに指定されている。例えば、特許文献１に記載のインク吸収材は、主に顔料インクの吸収に用いられる。誤って染料インクが用いられた場合には、出力される画質が低下したり、ヘッドの目詰まりが発生したりするおそれがある。したがって、顔料インクと染料インクのように、互いに電解質濃度が異なる液体について、いずれの種類の液体が用いられたかを検出可能な手段が求められている。
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。
本発明の液体吸収器は、
繊維と、液体を吸収可能な吸水性樹脂と、を含む液体吸収体と、
前記液体が供給される供給口と、前記供給口と連通し、前記液体吸収体を収納する収納部と、前記収納部に前記液体が供給されたとき、前記液体の一部が流入可能な流入部と、前記収納部と前記流入部とを連通させる連通部と、を有する容器と、
前記流入部に設けられ、流入した前記液体の液面を検出可能な検出部と、
を備え、
前記液体吸収体は、前記繊維を含有する繊維基材にアニオン系吸水性樹脂が含浸されてなるとともに、互いに表裏の関係を有する２つの主面を有する板状をなしている小片を複数備える小片集合体であり、
前記小片は、以下の３つの要素Ａ、Ｂ、Ｃを満たしている。
Ａ：２５℃における電解質濃度が１質量％未満である前記液体を低濃度液体とするとき、前記アニオン系吸水性樹脂の質量［ｇ］に対する、前記アニオン系吸水性樹脂に吸収された前記低濃度液体の質量［ｇ］の比率が、２０以上６００以下である
Ｂ：２５℃における電解質濃度が１質量％以上である前記液体を高濃度液体とするとき、前記アニオン系吸水性樹脂の質量［ｇ］に対する、前記アニオン系吸水性樹脂に吸収された前記高濃度液体の質量［ｇ］の比率が、１０以上２０未満である
Ｃ：前記小片は、前記高濃度液体を吸収したときの、前記主面の面積をａ［ｍｍ ２ ］とし、前記主面の法線方向における厚さをｂ［ｍｍ］としたとき、ａ １／２ ／ｂ＞５および０．０１≦ｂ≦１０．００の関係を満たす
本発明の液体吸収器の制御方法は、
繊維と、液体を吸収可能な吸水性樹脂と、を含む液体吸収体と、
前記液体が供給される供給口と、前記供給口と連通し、前記液体吸収体を収納する収納部と、前記収納部に前記液体が供給されたとき、前記液体の一部が流入可能な流入部と、前記収納部と前記流入部とを連通させる連通部と、を有する容器と、
前記流入部に設けられ、流入した前記液体の液面を検出可能な検出部と、
を備える本発明の液体吸収器を制御する方法であって、
前記検出部により検出された前記液体の液面の高さが基準値を超えた回数または時間のデータを取得するステップと、
前記データに基づいて前記液体の種類を判断するステップと、
を有する。
図１は、第１実施形態に係る液体吸収器を示す部分垂直断面図である。 図２は、第１実施形態に係る液体吸収器の使用状態を示す部分垂直断面図である。 図３は、図１および図２に示す液体吸収器に含まれた液体吸収体の形態の一例である小片を示す斜視図である。 図４は、図１および図２に示す液体吸収器に含まれた液体吸収体の形態の一例である解繊物を示す斜視図である。 図５は、第１実施形態に係る液体吸収器の制御方法を示すフローチャートである。 図６は、第２実施形態に係る液体吸収器の使用状態を示す部分垂直断面図である。 図７は、第３実施形態に係る液体吸収器を示す概念図である。 図８は、第４実施形態に係る液体吸収器の使用状態を示す部分垂直断面図である。
以下、本発明の液体吸収器、液体吸収器の制御方法および液体吸収性材料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＞
まず、第１実施形態に係る液体吸収器について説明する。
図１は、第１実施形態に係る液体吸収器を示す部分垂直断面図である。図２は、第１実施形態に係る液体吸収器の使用状態を示す部分垂直断面図である。図３は、図１および図２に示す液体吸収器に含まれた液体吸収体の形態の一例である小片を示す斜視図である。図４は、図１および図２に示す液体吸収器に含まれた液体吸収体の形態の一例である解繊物を示す斜視図である。なお、以下の説明では、図１中の上方を鉛直上方とし、下方を鉛直下方として説明する。
図１に示す液滴吐出装置２００は、例えばインクＱとして顔料インクを使用するインクジェット式のカラープリンターである。この液滴吐出装置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と液体吸収器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から液体吸収器１００に送るローラーポンプ２０４と、回収部２０５と、を備えている。
また、液滴吐出装置２００は、各部の作動を制御する制御部２０６と、制御部２０６からの信号により、注意や警告等を報知する報知部２０７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、紙等の記録媒体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。
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を液体吸収器１００まで導く管路である。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の途中に配置されており、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に吸引力を生じさせる。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を回収部２０５まで送り出すことができる。
回収部２０５は、ローラーポンプ２０４で送り出されたインクＱを回収する。本実施形態では、回収部２０５として液体吸収器１００が用いられている。インクＱは、廃インクとして液体吸収器１００で吸収される。
液体吸収器１００は、図３または図４に示す繊維２０と、液体の一例であるインクＱを吸収可能な図３または図４に示すアニオン系吸水性樹脂３０と、を含む液体吸収体１０と、液体吸収体１０を収納する図１および図２に示す容器９と、を備えている。このうち、容器９は、インクＱが供給される供給口９１と、供給口９１と連通し、液体吸収体１０を収納する収納部９２と、収納部９２にインクＱが供給されたとき、インクＱの一部が流入可能な流入部９３と、収納部９２と流入部９３とを連通させる連通部９４と、を有している。また、液体吸収器１００は、さらに、流入部９３に設けられ、流入したインクＱの液面を検出可能な検出部７を備えている。
液体吸収体１０は、図３または図４に示すアニオン系吸水性樹脂３０を含んでいる。アニオン系吸水性樹脂３０は、液体中の水分を吸収することによって親水基が解離し、アニオン基を生じる樹脂である。このようなアニオン系吸水性樹脂３０は、乾燥下では高分子の長い鎖が密に絡み合っているが、液体中の水分を吸収すると、親水基が水に溶けようとして高分子の鎖が広がり始める。これにより、多くの液体を吸収することができる。
一方、アニオン系吸水性樹脂３０は、液体に含まれる溶質が電解質か非電解質かによって、異なる吸収特性を示す。例えば液体に含まれる溶質が非電解質である場合には、その非電解質の濃度によらず、液体の吸収量が比較的に高い値を示す。したがって、アニオン系吸水性樹脂３０は、非電解質を含む液体に対しては、その非電解質の濃度によらず、良好な吸収特性を示す。これにより、液体吸収器１００では、十分な量のインクＱを回収し、貯留することができる。その結果、定期的に発生する廃インクを長期にわたって回収し、貯留することができるので、液滴吐出装置２００を安定して稼働させることができる。
これに対し、アニオン系吸水性樹脂３０は、電解質を含む液体に対しては、その電解質の濃度が高くなるにつれて、液体の吸収量が低下する傾向を示す。したがって、アニオン系吸水性樹脂３０は、電解質を含む液体に対しては、十分な量を吸収することができない。
以上のように、アニオン系吸水性樹脂３０は、吸収させようとする液体の電解質濃度が異なる場合、異なる吸収特性を示す樹脂である。なお、非電解質の溶質を含む液体の一例としては、顔料インクが挙げられる。一方、電解質の溶質を含む液体の一例としては、染料インクが挙げられる。
かかるアニオン系吸水性樹脂３０の吸収特性を踏まえ、本実施形態に係る液体吸収器１００は、前述したように、アニオン系吸水性樹脂３０を含む液体吸収体１０が収納された収納部９２と、収納部９２と連通し、収納部９２で吸収されなかったインクＱの一部が流入可能な流入部９３と、を有する容器９を備えている。図１および図２に示す液体吸収器１００では、収納部９２の空間の多くに液体吸収体１０が充填されている一方、流入部９３は空洞になっている。そして、これらの収納部９２と流入部９３とが連通部９４を介して連通している。
収納部９２に連通する供給口９１からインクＱが供給されると、このインクＱは、まず、収納部９２に収納されている液体吸収体１０に接触する。本実施形態に係る液滴吐出装置２００は、顔料インクの使用を前提としていることから、インクＱが顔料インクであれば、液体吸収体１０に良好に吸収される。これにより、液体吸収器１００は、回収部２０５として良好に機能する。
また、顔料インクは液体吸収体１０に吸収されることから、流入部９３には顔料インクが流入することはない。なお、多量の顔料インクが供給された場合には、流入部９３にも多少の流入が発生することもあるが、その後、経時的に液体吸収体１０に吸収されていくため、流入部９３における顔料インクの液面は速やかに下がっていく。また、液滴吐出装置２００のインク吐出ヘッド２０１から吐出されたインクＱの量を計測し、液体吸収体１０が吸収限界を迎える前に、インクＱの吐出を停止させるようになっていてもよい。
ここで、流入部９３には、インクＱの液面をモニターする機能が設けられている。具体的には、流入部９３には、前述したように、流入したインクＱの液面を検出可能な検出部７が設けられている。インクＱとして顔料インクが用いられている場合、流入部９３に流入する顔料インクの量は少ないことから、検出部７が設けられた高さまで液面が上昇することはほとんどない。したがって、検出部７においてインクＱの液面を検出する回数や時間はゼロであるか、または非常に少ないという結果になる。よって、このような検出部７による液面の検出結果に基づき、インクＱとして顔料インクが用いられていることを検出することができる。
これに対し、インクＱとして染料インクが用いられた場合について説明する。染料インクは、液滴吐出装置２００において使用されることが想定されていないインクである。誤って染料インクが用いられると、出力される画質が低下したり、インク吐出ヘッド２０１の目詰まりが発生したりするおそれがある。このため、染料インクが用いられた場合には、それを迅速に検出し、対処することが求められる。
インクＱとして染料インクが用いられた場合も、染料インクは、まず、収納部９２に収納されている液体吸収体１０に接触する。しかしながら、前述したように、液体吸収体１０に含まれるアニオン系吸水性樹脂３０は、電解質溶液である染料インクに対して十分な吸収特性を有していない。このため、染料インクは液体吸収体１０に浸透するものの、吸収される量が少ないため、収納部９２の底に溜まっていく。そして、染料インクの液面が連通部９４の高さに達すると、連通部９４を介して染料インクが流入部９３に流入していく。流入部９３に流入した染料インクの液面は、供給口９１から収納部９２に供給される染料インクの量に応じて、徐々に上昇することになる。そして、流入部９３における染料インクの液面の高さが検出部７に達すると、検出部７によって液面の存在を検出する。この場合、検出部７において液面を検出する回数や時間は、顔料インクを用いた場合に比べて相対的に多くなる。つまり、染料インクは、液体吸収体１０に吸収されにくいことから、流入部９３に流入した後、液面が上昇したままになり、検出部７の高さで多数回または長時間維持され続けることになる。このため、そのような検出結果に基づいて、染料インクが用いられていることを検出することができる。その際、液滴吐出装置２００では、後述するように、報知部２０７により、染料インクが用いられていることを警告として発報させたり、制御部２０６により、インク吐出ヘッド２０１における染料インクの吐出を停止させたりすればよい。これにより、液滴吐出装置２００が破損したり、液体吸収器１００から染料インクがあふれ出たりするのを未然に防止することができる。
なお、顔料インクが用いられている場合であっても、上記と同様、検出部７において液面を検出する回数や時間が多くなることがあってもよい。このような場合、液体吸収体１０が顔料インクを十分に吸収することができないことを間接的に検出したことになる。すなわち、顔料インクが用いられているにもかかわらず、流入部９３に多量の顔料インクが流入していることになるため、液体吸収体１０の機能不全が疑われることになる。この場合にも、液滴吐出装置２００では、インク吐出ヘッド２０１における顔料インクの吐出を停止するように作動を制御すればよい。これにより、液体吸収器１００から顔料インクがあふれ出るのを未然に防止することができる。
以上のようにして、本実施形態に係る液体吸収器１００によれば、液体の一例である顔料インクを吸収しつつ、互いに電解質濃度が異なる液体、具体的には例えば顔料インクと染料インクについて、いずれの種類のインクが用いられたかを容易に検出することができる。
なお、液体吸収器１００は、液滴吐出装置２００に対して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の吸収に用いられる。よって、インク吐出ヘッド２０１から吐出されたインクＱの量に応じて、液体吸収体１０が吸収限界に達したと判断したときには、その液体吸収体１０を新たな液体吸収体１０に交換することが可能である。なお、液体吸収体１０が吸収限界に達したと判断した場合、例えば報知部２０７等で報知することにより、液体吸収体１０の交換を推奨するようにしてもよい。
また、液体吸収体１０は、前述したように繊維２０とアニオン系吸水性樹脂３０とを含んでいる。液体吸収体１０にインクＱが供給されたとき、繊維２０は、そのインクＱを一旦保持し、その後、アニオン系吸水性樹脂３０に送り込むように作用する。これにより、繊維２０がバッファーとして作用するため、液体吸収体１０全体としてインクＱの吸収特性を向上させることができる。
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、液体吸収体１０にインクＱが付与された場合に、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、好適にアニオン系吸水性樹脂３０に送り込むことができる。その結果、液体吸収体１０全体として液体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、一般にアニオン系吸水性樹脂３０との親和性が高いため、繊維２０の表面にアニオン系吸水性樹脂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。例えば、古紙由来のセルロース繊維は、比較的低コストであるとともに、環境負荷の低減に寄与する。よって、セルロース繊維は、液体吸収体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、つまり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、セルロースの他に、ヘミセルロース、リグニンを含んでいてもよい。また、繊維２０同士は、図示しないバインダーを介して互いに接合されていてもよい。
繊維２０の平均長さは、特に限定されないが、０．１ｍｍ以上７．０ｍｍ以下であるのが好ましく、０．１ｍｍ以上５．０ｍｍ以下であるのがより好ましく、０．２ｍｍ以上３．０ｍｍ以下であるのがさらに好ましい。繊維２０の平均径は、特に限定されないが、０．０５ｍｍ以上２．００ｍｍ以下であるのが好ましく、０．１０ｍｍ以上１．００ｍｍ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、すなわち平均径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、アニオン系吸水性樹脂３０の担持や、繊維による液体の保持、液体のアニオン系吸水性樹脂３０への送り込みをより好適に行うことができ、小片１全体としての液体吸収特性をより優れたものとすることができる。
なお、繊維２０の平均長さおよび平均径は、それぞれ１００本以上の繊維２０についての長さの平均値および直径の平均値である。
アニオン系吸水性樹脂３０は、吸水したときにアニオン基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、これらの塩または中和物、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。アニオン系吸水性樹脂３０には、吸水するとゲル化するものが多い。
中でも、アニオン系吸水性樹脂３０は、側鎖に親水基を有する樹脂が好ましい。親水基としては、例えば、カルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基、ホスホン酸基のような酸基等が挙げられる。
特に、アニオン系吸水性樹脂３０は、側鎖にカルボキシル基を有する樹脂であるのが好ましい。
アニオン系吸水性樹脂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アニオン系吸水性樹脂３０を含む場合、当該アニオン系吸水性樹脂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、アニオン系吸水性樹脂３０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、アニオン系吸水性樹脂３０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アニオン系吸水性樹脂３０は、インクＱの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がアニオン系吸水性樹脂３０内部に吸収され易くなる。
アニオン系吸水性樹脂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。なお、本明細書において（メタ）アクリルおよび（メタ）アクリレートとは、アクリルまたはメタクリル、および、アクリレートまたはメタクリレートであることを意味する。
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。
アニオン系吸水性樹脂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に対する吸収性が向上したり、製造コストを抑えたりといった利点がある。
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、すなわち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、アニオン系吸水性樹脂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。
アニオン系吸水性樹脂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。
アニオン系吸水性樹脂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、アニオン系吸水性樹脂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。
アニオン系吸水性樹脂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。アニオン系吸水性樹脂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にアニオン系吸水性樹脂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、１０μｍ以上８００μｍ以下であるのが好ましく、２０μｍ以上６００μｍ以下であるのがより好ましく、２５μｍ以上５００μｍ以下であるのがさらに好ましい。
また、液体吸収体１０は、前述した以外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。
液体吸収体１０は、前述した繊維２０とアニオン系吸水性樹脂３０とを含んでいれば、その形態は特に限定されないが、一例として小片状、シート状、綿状等の形状が挙げられる。また、繊維２０を含むシート状の繊維基材同士の間に、アニオン系吸水性樹脂３０を挟んだ、いわゆるサンドイッチ状のものであってもよい。
このうち、液体吸収体１０は、図３に示すように、特に繊維２０を含有する繊維基材にアニオン系吸水性樹脂３０が含浸されてなる小片１を複数備える小片集合体であるのが好ましい。シートをシュレッダーにより粉砕した粉砕物は、この小片集合体の一例である。図３では、一例として、液体吸収体１０に含まれた２つの小片１を図示している。小片集合体に含まれる複数の小片１は、図３に示すように互いに同じ構成であってもよく、互いに異なる構成であってもよい。
図３に示す小片１は、互いに表裏の関係を有する２つの主面を備えた板体である。繊維２０同士が結合してなる繊維基材に、アニオン系吸水性樹脂３０を含浸させた後、必要に応じて小片状に裁断（粗砕）することにより、裁断片（粗砕片）として小片１が得られる。このような小片１の集合体である液体吸収体１０は、その形状を自由に変化させることができる。よって、収納部９２に所望の量の液体吸収体１０を容易に収納することができるとともに、例えばかさ密度の調整を容易に行うことができる。その結果、液体吸収体１０においてインクＱの吸収特性にムラが生じるのを防止することができる。
なお、前述したサンドイッチ状をなしている場合も、その小片１は、互いに表裏の関係を有する２つの主面を備えた板状であるのが好ましく、その場合のシート状の繊維基材の積層枚数は、２枚以上であれば特に限定されない。なお、互いに表裏の関係を有する２つの主面とは、それぞれ小片１の外部空間に臨む面であって、例えば図３に示す小片１の表面（第１主面）と、その反対側の主面である裏面（第２主面）のことをいう。
小片１の長軸の長さ、すなわち主面においてとり得る最大の長さは、容器９の形状や大きさ等に応じて適宜設定されるが、例えば０．５ｍｍ以上５００ｍｍ以下であるのが好ましく、１ｍｍ以上１００ｍｍ以下であるのがより好ましく、２ｍｍ以上３０ｍｍ以下であるのがさらに好ましい。
また、小片１の短軸の長さ、すなわち主面において長軸と直交する方向における最大の長さは、容器９の形状や大きさ等に応じて適宜設定されるが、例えば０．１ｍｍ以上１００ｍｍ以下であるのが好ましく、０．３ｍｍ以上５０ｍｍ以下であるのがより好ましく、１ｍｍ以上２０ｍｍ以下であるのがさらに好ましい。
また、小片１の長軸と短軸とのアスペクト比、すなわち短軸の長さに対する長軸の長さの比は、１．０以上２００以下であるのが好ましく、１．０以上３０以下であるのがより好ましい。
また、小片１の厚さは、特に限定されないが、例えば０．０５ｍ以上２ｍｍ以下であるのが好ましく、０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下であるのがより好ましい。
一方、小片１は、以下の３つの要素Ａ、Ｂ、Ｃを満たしているのが好ましい。
Ａ：２５℃における電解質濃度が１質量％未満である液体を低濃度液体とするとき、アニオン系吸水性樹脂３０の質量［ｇ］に対する、アニオン系吸水性樹脂３０に吸収された低濃度液体の質量［ｇ］の比率が、２０以上６００以下である
Ｂ：２５℃における電解質濃度が１質量％以上である液体を高濃度液体とするとき、アニオン系吸水性樹脂３０の質量［ｇ］に対する、アニオン系吸水性樹脂３０に吸収された高濃度液体の質量［ｇ］の比率が、１０以上２０未満である
Ｃ：小片１は、高濃度液体を吸収したときの、主面の面積をａ［ｍｍ２］とし、主面の法線方向における厚さをｂ［ｍｍ］としたとき、ａ１／２／ｂ＞５および０．０１≦ｂ≦１０．００の関係を満たす
このような３つの要素Ａ、Ｂ、Ｃを満たす小片１は、主面が細長い形状をなしており、かつ、アニオン系吸水性樹脂３０は、電解質濃度が低い低濃度液体に対して高い吸収特性を示す一方、電解質濃度が高い高濃度液体に対しては吸収特性が低いという樹脂である。このため、かかる小片１は、その形状を活かして、繊維２０およびアニオン系吸水性樹脂３０で順次吸収することにより、インクＱの吸収効率を高めるとともに、低濃度液体と高濃度液体との間における吸収特性の明瞭な差を利用して、染料インクを速やかに流入部９３に流入させることを可能にする。その結果、染料インク、すなわち意図しない種類のインクＱが用いられた場合でも、それが用いられていることを液体吸収器１００の検出部７において速やかに検出することができる。なお、低濃度液体は、顔料インクを一例とする電解質濃度が低い液体の標準という位置づけであり、高濃度液体は、染料インクを一例とする電解質濃度が高い液体の標準という位置づけであると捉えることができる。
なお、要素Ａの比率は、好ましくは３０以上５５０以下とされ、より好ましくは５０以上５００以下とされる。
また、要素Ｃの関係は、好ましくはａ１／２／ｂ＞７および０．０５≦ｂ≦８．００とされる。
なお、上記説明では、液体吸収体１０がアニオン系吸水性樹脂３０を有している形態について説明しているが、液体に含まれる溶質が電解質か非電解質かによって異なる吸収特性を示す吸水性樹脂であれば、アニオン系吸水性樹脂に限定されない。例えば、アニオン系吸水性樹脂３０に代えて、その他の吸水性樹脂を用いるようにしてもよい。ただし、入手の容易さやコスト等の観点、あるいは、吸収特性の差が大きいといった観点から、アニオン系吸水性樹脂が好ましく用いられる。
また、前述したような小片集合体は、実施形態に係る液体吸収性材料である。すなわち、実施形態に係る液体吸収性材料は、繊維２０を含有する繊維基材にアニオン系吸水性樹脂３０が含浸されてなる小片１を複数備える小片集合体である。そして、この小片集合体は、吸収する液体の電解質濃度によって異なる吸収特性を有している。
このような液体吸収性材料は、例えば液体吸収器１００が備える液体吸収体１０として用いられることにより、吸収特性の差に応じて、電解質濃度が異なる液体に異なる挙動を示させることができる。このため、このような挙動の差を利用して、インクの種類の検出が可能な液体吸収器１００を容易に実現することができる。
さらに、このような小片集合体に含まれる小片１は、前述したように、少なくとも、第１主面と、第１主面と反対側に向いた第２主面と、を備え、外部に露出した主面を有する板状をなしている。
このような小片集合体である液体吸収性材料は、その形状を自由に変化させ得るものとなるため、例えば前述した収納部９２に所望の量の液体吸収体１０（液体吸収性材料）を容易に収納することができるとともに、例えばかさ密度の調整を容易に行うことができる。その結果、液体吸収体１０においてインクＱの吸収特性にムラが生じるのを防止することができる。
次に、容器９について説明する。
容器９は、図１および図２に示すように、供給口９１と、収納部９２と、流入部９３と、連通部９４と、を備えている。また、容器９には、その上部開口部９７に着脱自在に装着される蓋体８が設けられている。
容器９は、底部９０１と、底部９０１から上方に向かって立設する４つの側壁部９０２と、を有する箱体である。そして、底部９０１と、４つの側壁部９０２と、で囲まれた空間は、さらに内壁９０３によって収納部９２と流入部９３の２つに分割されている。また、蓋体８には、厚さ方向に貫通する貫通孔が設けられ、この貫通孔がインクＱを供給するための供給口９１になっている。供給口９１は、収納部９２に対応する位置に設けられている。
このような容器９は、鉛直方向から見たときの形状が、いかなる形状であってもよく、例えば、四角形、六角形のような多角形であっても、円形、楕円形、長円形のような円形であっても、異形状であってもよい。
また、内壁９０３には、下方に貫通孔が設けられ、この貫通孔が連通部９４になっている。つまり、連通部９４は、収納部９２の鉛直方向の下部と、流入部９３の鉛直方向の下部と、の間に設けられている。そして、連通部９４により、収納部９２と流入部９３とが連通している。
このような位置に連通部９４が設けられることにより、収納部９２において液体吸収体１０に吸収しきれなくなったインクＱを、より短時間で連通部９４へと導き、さらに流入部９３へと流入させることができる。これにより、後述する検出部７において、インクＱが顔料インクなのか、染料インクなのか、という検出を、より速やかに行うことが可能になる。
なお、収納部９２の鉛直方向の下部とは、収納部９２の鉛直方向における全長のうち、下端から２０％以下の部分のことをいう。同様に、流入部９３の鉛直方向の下部も、流入部９３の鉛直方向における全長のうち、下端から２０％以下の部分のことをいう。
また、連通部９４は、内壁９０３の下方のみでなく、上方にも設けられていてもよい。
連通部９４の横断面形状、すなわち、内壁９０３の厚さ方向に垂直な面で切断されたときの断面形状は、特に限定されず、円形であっても、四角形であっても、それ以外の形状であってもよい。ただし、収納部９２に収納された液体吸収体１０の小片１が連通部９４を通過しないようにするという観点からすると、円形であるのが好ましい。また、連通部９４は、メッシュ構造やスリット構造のように、微小な貫通孔の集合体で構成されていてもよい。
連通部９４の横断面において最も長い内径は、特に限定されないが、０．１ｍｍ以上であり、かつ、小片１の主面において最も短い辺の長さ未満であるのが好ましい。連通部９４の内径をこのように設定することにより、連通部９４における流通抵抗を十分に下げつつ、液体吸収体１０に含まれた小片１が意図せず連通部９４内に入り込んでしまうのを防止することができる。これにより、小片１の侵入を許すことなく流入部９３の内部を空洞のまま維持することができ、検出部７における液面の検出をより正確に行うことができる。
また、流入部９３の容積は、収納部９２の容積より小さいことが好ましい。具体的には、収納部９２の容積に対する流入部９３の容積の割合は、０．０１％以上１０．０％以下であるのが好ましく、０．０５％以上８．０％以下であるのがより好ましい。これにより、収納部９２に収納される液体吸収体１０の体積を十分に多く確保するとともに、流入部９３に流入したインクＱの液面の変位幅を大きくすることができる。したがって、吸収可能なインクＱの量の増大を図りつつ、検出部７における液面変位の検出精度に優れた液体吸収器１００を実現することができる。
また、前述したように、収納部９２には、液体吸収体１０が収納されているが、収納部９２の容積をＶ１とし、インクＱを吸収する前の液体吸収体１０の見かけの体積を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。これにより、収納部９２内には、液体吸収体１０の上側に空隙９６が生じる。液体吸収体１０は、インクＱを吸収した後に一旦膨張するが、その際、この空隙９６にインクＱを一旦溜めることができる。このため、空隙９６は、液体吸収体１０にインクＱを吸収する際のバッファーとなる。これにより、液体吸収体１０は、インクＱを十分に吸収することができる。
また、本実施形態に係る容器９は、硬質のもの、すなわち容器９に内圧または外力が作用しても、容積が１０％以上変化しないものとされる。これにより、容器９に内圧または外力が作用したとしても、変形が抑えられる。その結果、液滴吐出装置２００内での容器９の設置状態が安定し、液体吸収体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９の構成材料には、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９は、硬質のものに限定されず、可撓性を有するもの、すなわち、容器９に内圧または外力が作用した場合に、容積が１０％以上変化するものであってもよい。
また、容器９は、内部視認性を有する透明なもの、または、不透明なもののいずれでもよいが、容器９および後述する蓋体８の少なくとも一部が内部視認性を有するものが好ましい。
一方、蓋体８は、図１および図２に示すように、板状をなし、容器９の上部開口部９７に嵌合している。この嵌合により、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、液体吸収体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が液体吸収器１００の周辺に付着して汚れるのを防止することができる。
なお、蓋体８が設けられた場合でも、収納部９２および流入部９３は、外部との通気性が確保されている。これにより、収納部９２から流入部９３へとインクＱをスムーズに流入させることができる。
また、蓋体８は、必要に応じて設けられればよく、省略されてもよい。その場合、容器９の上面が開放され、上部開口部９７のうち収納部９２に対応する部分が前述した供給口９１ということになる。
蓋体８の中央部に設けられた供給口９１には、チューブ２０３が接続されている。このとき、チューブ２０３の排出口２０３ａは、鉛直下方を向いている。なお、供給口９１は、蓋体８の中央部からずれていてもよく、チューブ２０３の排出口２０３ａも、鉛直下方以外の方向を向いていてもよい。
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をなしていてもよい。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未満とされる。
また、蓋体８は、必要に応じて、水蒸気透過性を有していてもよい。これにより、吸収したインクＱから蒸発した水分を外側に透過させることができる。よって、液体吸収体１０がインクＱを吸収可能な量をより多く確保することができる。
この場合、蓋体８の水蒸気透過度は、１．０ｇ／ｍ２・日（４０℃・９０％ＲＨ）以上５０００ｇ／ｍ２・日（４０℃・９０％ＲＨ）以下であるのが好ましく、２．０ｇ／ｍ２・日（４０℃・９０％ＲＨ）以上２０００ｇ／ｍ２・日（４０℃・９０％ＲＨ）以下であるのがより好ましい。これにより、上記効果をより確実に発揮することができる。
このような容器９および蓋体８の構成材料としては、特に限定されず、例えば、各種樹脂材料を好適に用いることができる。樹脂材料としては、各種熱可塑性樹脂や、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂等の各種硬化性樹脂が挙げられる。具体的には、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン－プロピレン共重合体等のポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリ－（４－メチルペンテン－１）、アイオノマー、アクリル系樹脂、ポリメチルメタクリレート、アクリロニトリル－ブタジエン－スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）、アクリロニトリル－スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）、ブタジエン－スチレン共重合体、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等のポリエステル、ポリエーテル、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルイミド、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリフェニレンオキシド、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリアリレート、芳香族ポリエステル（液晶ポリマー）、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、その他フッ素系樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂、ポリウレタン等、またはこれらを主とする共重合体、ブレンド体、ポリマーアロイ等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
検出部７は、容器９の流入部９３に設けられている。検出部７は、前述したように、流入部９３に流入したインクＱの液面の存在を検出する。検出部７による液面の検出方法は、特に限定されないが、例えば、電気的に検出する方法、光学的に検出する方法、熱的に検出する方法、機械的に検出する方法等が挙げられる。
このうち、本実施形態に係る検出部７は、一対の電極７１１、７１２と、ＩＣチップ７２と、電極７１１、７１２とＩＣチップ７２とを電気的に接続する配線７３と、を備えており、液体であるインクＱを電気的に検出する。具体的には、電極７１１、７１２間に流れる電流値または電極７１１、７１２間の抵抗値をＩＣチップ７２において測定する。インクＱは、空気よりも導電性が高いため、ＩＣチップ７２では、例えば電流値が所定値以上または抵抗値が所定値未満の場合には、電極７１１、７１２間にインクＱを検出したと判断し、一方、電流値が所定値未満または抵抗値が所定値以上の場合には、電極７１１、７１２間にインクＱを検出していないと判断する。すなわち、ＩＣチップ７２は、電流値または抵抗値を測定する機能と、その測定結果に基づき、インクＱが検出されたか否かを判断する機能と、を有する。
また、ＩＣチップ７２は、配線２０８を介して、前述した液滴吐出装置２００の制御部２０６と電気的に接続されている。検出部７においてインクＱを検出した場合には、制御部２０６においてインクＱが染料インクであると推定することができ、一方、インクＱを検出していない場合には、インクＱが顔料インクであると推定することができる。
このような電気的な検出方法によれば、インクＱの種類をより容易に検出することができる。また、検出部７の構成が比較的簡単であることから、液体吸収器１００の小型化が図られやすいという利点もある。
なお、図１および図２に示す電極７１１、７１２は、それぞれ流入部９３内に設けられているが、電極７１１、７１２とインクＱとの接触が可能であれば、電極７１１、７１２が側壁部９０２の一部になっていてもよい。また、電極７１１、７１２が側壁部９０２外に設けられ、側壁部９０２を貫通する貫通孔を介してインクＱが接触し得るようになっていてもよい。
また、図１および図２に示すＩＣチップ７２は、側壁部９０２外に設けられているが、側壁部９０２の一部になっていてもよい。
また、ＩＣチップ７２は、配線２０８を介して前述した制御部２０６と接続されているが、例えばＩＣチップ７２の接点と配線２０８との間、または、配線２０８同士の間は、断続自在になっていてもよい。これにより、液滴吐出装置２００の本体側に対して容器９およびそれに付属する検出部７を装着した場合には、検出部７と制御部２０６とを導通させることができ、一方、液滴吐出装置２００の本体側から容器９および検出部７を外した場合には、検出部７と制御部２０６とを絶縁させることができる。その結果、液体吸収器１００は交換可能になる。
なお、ＩＣチップ７２は、必要に応じて設けられればよく、省略されてもよい。その場合、容器９には電極７１１、７１２を設ける一方、液滴吐出装置２００の本体側にＩＣチップ７２を設けるようにすればよい。そして、電極７１１、７１２とＩＣチップ７２との間が着脱自在になっていればよい。
また、検出部７による液面の検出方法としては、前述したように、電気的に検出する方法以外の方法も挙げられる。
このうち、光学的に検出する方法については後述する。また、熱的に検出する方法としては、例えば温度変化を検出することにより、インクＱの有無を検出する方法が挙げられる。さらに、機械的に検出する方法としては、例えばフロートを備え、液面の上昇に伴ってフロートが押し上げられることを検出する方法や、圧力計を備え、液面の上昇に伴って圧力が上昇することを検出する方法が挙げられる。
また、流入部９３における検出部７の位置を下方に近づけるほど、流入部９３にインクＱが流入していることをより早く検出することができ、一方、流入部９３における検出部７の位置を上方に近づけるほど、検出を遅らせることができる。したがって、かかる観点に基づいて、流入部９３における検出部７の位置を適宜設定すればよい。
一例として、流入部９３における検出部７の位置は、流入部９３の鉛直方向における全長のうち、下端から７０％以下の位置であることが好ましく、１％以上６０％以下の位置であることがより好ましく、５％以上５０％以下の位置であることがさらに好ましい。検出部７の位置を前記範囲内に設定することにより、インクＱの液面の検出が早すぎてしまうのを防止しつつ、インクＱがあふれ出る前にインクＱの液面の上昇を検出することができる。これにより、顔料インクを用いた場合でも起こり得る程度の液面の上昇を過度に検出することなく、染料インクを用いた場合に生じる液面の上昇を選択的に検出しやすくなる。その結果、液滴吐出装置２００では、顔料インクを用いた場合における無用な警告の発報や作動の停止を防止しつつ、染料インクを用いたことを高い確率で検出することが可能になる。
一方、インクＱの液面の上昇速度は、インクＱと液体吸収体１０との相互作用によっても異なるため、あらかじめ実験等を通じて検出部７の位置を決定するようにしてもよい。
例えば、前述した低濃度液体と高濃度液体を、それぞれ収納部９２の容積の３０％の量で、かつ、１ｃｃ／時間の速度で、供給口９１から供給する。そして、供給が終了した時点において、低濃度液体の液面が到達した高さより高く、かつ、高濃度液体の液面が到達した高さ以下の範囲を、検出部７の位置と決める。このようにすれば、低濃度液体の一例である顔料インクを用いた場合でも起こり得る程度の液面の上昇を検出することなく、高濃度液体の一例である染料インクを用いた場合に生じる液面の上昇をより高い確率で検出することができる。
次に、第１実施形態に係る液体吸収器の制御方法について説明する。
図５は、第１実施形態に係る液体吸収器の制御方法を示すフローチャートである。
図５に示す液体吸収器１００の制御方法は、検出部７により検出された液体であるインクＱの液面の高さが基準値を超えた回数または時間のデータを取得するステップＳ１と、データに基づいてインクＱの種類を判断するステップＳ２と、を有する。以下、各ステップについて説明する。
まず、供給口９１からインクＱが供給されると、収納部９２および連通部９４を経て、流入部９３にインクＱが流入する。検出部７では、電極７１１、７１２で取得した電流値または抵抗値の変化をＩＣチップ７２に出力する。そして、ＩＣチップ７２において、電流値または抵抗値が変化したときの変化の回数または変化が継続した時間に基づき、インクＱを検出した回数または時間として記録する。つまり、インクＱの液面の高さが基準値を超えたとみなされる回数または時間のデータを取得する。このデータは、例えば液体吸収器１００の使用開始からの累積回数または累積時間のデータとして記録する。
次に、ＩＣチップ７２では、取得したデータに基づいてインクＱの種類を判断する。具体的には、例えば、取得したデータと、あらかじめ記憶させておいた累積回数または累積時間のしきい値と、を比較する。そして、取得したデータがしきい値以上であった場合には、インクＱが染料インクであると判断する。一方、取得したデータがしきい値未満であった場合には、インクＱが顔料インクであると判断する。
なお、回数または時間のしきい値は、事後的に変更可能になっていてもよい。また、ＩＣチップ７２に記録するデータも、リセット可能になっていてもよい。
以上のような液体吸収器１００の制御方法によれば、互いに電解質濃度が異なる液体、具体的には例えば顔料インクと染料インクについて、いずれの種類のインクが用いられたかを容易に検出することができる。
その後、判断した結果は、液滴吐出装置２００の制御部２０６に出力してもよいし、ＩＣチップ７２に記憶しておいてもよい。図５には、液体吸収器１００の制御方法に加え、液滴吐出装置２００の制御部２０６の制御内容についても図示している。つまり、図５では、判断結果を制御部２０６に出力し、液滴吐出装置２００の制御にも生かす例を図示している。
インクＱが染料インクであると判断した場合、制御部２０６では、必要に応じて、インク吐出ヘッド２０１における染料インクの吐出を停止したり、報知部２０７により、染料インクが用いられていることを警告として発報させたりする。これにより、液滴吐出装置２００が破損したり、液体吸収器１００から染料インクがあふれ出たりするのを未然に防止することができる。
なお、インクＱが染料インクであると判断した場合には、まず、最初の段階として、図５に示すステップＳ３のように警告を発報する。その後、所定の時間経過しても染料インクであると判断されるデータが取得され続けている場合には、次の段階として、図５に示すステップＳ４のように、インク吐出ヘッド２０１におけるインクＱの吐出を停止する。このような段階的なステップで液滴吐出装置２００を制御するようにしてもよい。
なお、所定の時間は、あらかじめ制御部２０６に記憶させておいた時間であってもよいし、事後的に変更可能な時間であってもよい。
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態に係る液体吸収器について説明する。
図６は、第２実施形態に係る液体吸収器の使用状態を示す部分垂直断面図である。
以下、第２実施形態について説明するが、以下の説明では、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。なお、図６において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
第２実施形態は、検出部７の構成が異なる以外、第１実施形態と同様である。前述した第１実施形態に係る検出部７は、電極７１１、７１２およびＩＣチップ７２を備えているのに対し、本実施形態に係る検出部７は、側壁部９０２に設けられ、液体の一例であるインクＱの液面を光学的に検出する窓７６を備えている。この窓７６は、透光性を有し、容器９の外部から流入部９３に流入したインクＱの液面を視認することを可能にする。このような光学的な検出方法によれば、検出部７の構成が比較的簡単であることから、液体吸収器１００の小型化を容易に図ることができる。また、窓７６から液面を光学的に検出する際には、その検出手段と窓７６とを物理的に接触させる必要がない。このため、液滴吐出装置２００の本体側から容器９およびそれに付属する検出部７を脱着する作業を容易に行うことができる。
なお、窓７６は、側壁部９０２の一部としての機能も備えており、側壁部９０２との間で液密性を維持するように設けられている。これにより、流入部９３からのインクＱの漏洩が防止される。
また、図６に示す液滴吐出装置２００は、窓７６に対向する位置に設けられた光電センサー２０９を備えている。この光電センサー２０９は、窓７６に光を照射し、反射光の光量を測定することにより、窓７６越しにインクＱが存在するか否かを光学的に検出する。具体的には、光電センサー２０９から窓７６を介して流入部９３の内部に光を照射すると、流入部９３にインクＱが存在している場合には、インクＱで反射した光が再び窓７６を介して光電センサー２０９に到達する。一方、流入部９３にインクＱが存在しない場合には、流入部９３の内壁で反射した光が光電センサー２０９に到達する。この際、反射面での反射率は、反射面の構成材料や表面状態に応じて異なる。つまり、インクＱで反射したのか、流入部９３の内壁で反射したのか、によって反射光の光量が異なる。このため、光電センサー２０９において受光した光の光量を測定し、比較することにより、インクＱの有無を判断することができる。
また、受光量ではなく、反射面の色に応じてインクＱの有無を判断するようにしてもよい。インクＱは、通常、廃インクであることから黒色を呈している場合が多い。そこで、光電センサー２０９から赤、青、緑の３色の光を照射し、インクＱで反射した光の色、つまり測色値を光電センサー２０９で測定するようにしてもよい。流入部９３の内壁の色を黒色以外にしておくことで、インクＱで反射した光の測色値と、流入部９３の内壁で反射した光の測色値と、に差が生じることになる。このように測色値に応じてインクＱの有無を判断することもできる。
なお、光電センサー２０９は、図６に示すように、制御部２０６と電気的に接続されている。したがって、制御部２０６により、光電センサー２０９による検出結果に基づいて、例えばインク吐出ヘッド２０１における染料インクの吐出を停止したり、報知部２０７により、染料インクが用いられていることを警告として発報させたりするようになっていてもよい。
また、本実施形態では、液体吸収器１００ではなく、液滴吐出装置２００の本体側に光電センサー２０９を設けているが、光電センサー２０９を液体吸収器１００に内蔵させるようにしてもよい。その場合、光電センサー２０９と併せてＩＣチップを搭載し、インクＱの種類を判断するプロセスを液体吸収器１００で行うとともに、判断結果を出力させるようにすればよい。
また、図６に示す光電センサー２０９は、いわゆる反射型のセンサーであるが、投光器と受光器とで構成される透過型のセンサーであってもよい。この場合、容器９の流入部９３を介して側壁部９０２の２か所にそれぞれ窓７６を設けるようにすればよい。そして、一方の窓７６には投光器を対向させ、他方の窓７６には受光器を対向させるようにすればよい。これにより、流入部９３を透過する光の光量変化を検出することができるので、上記と同様にして受光量または測色値に基づくインクＱの有無の検出を行うことができる。
なお、光電センサー２０９に代えて、撮像センサー、フォトダイオード等を用いるようにしてもよい。
以上のような第２実施形態においても、第１実施形態と同様の効果が得られる。
＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態に係る液体吸収器について説明する。
図７は、第３実施形態に係る液体吸収器を示す概念図である。なお、図７は、検出部７の概念を説明するための図であり、説明の便宜上、容器９と検出部７との位置関係を考慮していない。
以下、第３実施形態について説明するが、以下の説明では、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。なお、図７において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
第３実施形態は、検出部７の構成が異なる以外、第１実施形態と同様である。
図７に示す検出部７は、入出力部７４と、終端部７５と、これらを電気的に接続する２本の導線７６１、７６２と、ＩＣチップ７２と、を備えている。
入出力部７４は、２本の導線７６１、７６２のそれぞれの一端に接続されている。そして、入出力部７４の出力部からは、一方の導線７６１を介し、終端部７５に向けてパルス信号が出力される。他方の導線７６２を介してパルス信号が返ってきた場合には、入出力部７４の入力部に入力される。そして、入出力部７４では、入力部に入力されたパルス信号の電圧を測定するとともに、あらかじめ記憶しておいたしきい値と比較する機能を有する。なお、入出力部７４は、例えば流入部９３の外部に設けられる。
一方、終端部７５は、２本の導線７６１、７６２の他端同士の間に接続されている。そして、一方の導線７６１に入力されたパルス信号は、終端部７５において減衰し、他方の導線７６２には出力されない。すなわち、終端部７５は、パルス信号を遮断する機能を有する。なお、終端部７５は、例えば流入部９３の外部に設けられるが、内部に設けられていてもよい。
また、２本の導線７６１、７６２は、いずれも例えば側壁部９０２を貫通し、流入部９３の内部を通過した後、再び側壁部９０２を貫通するように敷設されている。２本の導線７６１、７６２のうち、少なくとも流入部９３の内部に位置する部分は、被覆等が施されていない。このため、流入部９３に流入したインクＱが２本の導線７６１、７６２の双方に同時に接触した場合、導線７６１、７６２間が短絡するようになっている。一方、導線７６１、７６２は、互いに離間しており、インクＱが同時に接触していない場合には、短絡しないようになっている。
以上のような検出部７において、その高さまでインクＱが達していない場合、つまり、２本の導線７６１、７６２にインクＱが接触していない場合には、導線７６１、７６２間は短絡しない。このため、入出力部７４から出力されたパルス信号は、終端部７５で遮断され、入出力部７４には返ってこない。
一方、検出部７の高さまでインクＱが達している場合、つまり、２本の導線７６１、７６２にインクＱが接触している場合には、導線７６１、７６２間が短絡する。このため、入出力部７４から出力されたパルス信号は、インクＱによる短絡部を介して入出力部７４に返ってくる。
このようにして、入出力部７４に返ってくるパルス信号の有無に基づいて、インクＱの存在を検出することができ、ひいては、インクＱの種類を推定することができる。
以上のような第３実施形態においても、前述した実施形態と同様の効果が得られる。
なお、図７に示す検出部７は、さらに、導線７６１、７６２の断線を検出する機能を有していてもよい。２本の導線７６１、７６２の少なくとも一方が断線している場合であっても、入出力部７４にはパルス信号が返ってこない。そうすると、インクＱを検出していないのか、あるいは、断線しているのか、パルス信号の受信結果だけでは判断できないという問題がある。
そこで、図７に示す検出部７に導線７６１、７６２の断線を検出する機能を付与することにより、液体吸収器１００の信頼性の向上を図ることができる。具体的には、図７に示す検出部７は、パルス信号を出力しない時間帯を定期的に設け、その時間帯に直流信号を出力する機能を有している。そして、終端部７５は、前述したようにパルス信号を遮断する一方、直流信号を通過させる機能を有している。
そうすると、２本の導線７６１、７６２のいずれかが正常である場合、つまり、導線７６１、７６２のいずれも断線していない場合には、入出力部７４から出力された直流信号は、終端部７５を経て、入出力部７４に返ってくる。
一方、２本の導線７６１、７６２のいずれかが断線している場合には、入出力部７４から出力された直流信号が断線部でカットされ、入出力部７４に返ってこない。
このようにして、入出力部７４に返ってくる直流信号の有無に基づいて、導線７６１、７６２の断線を検出することができる。その結果、液体吸収器１００の信頼性の向上を図ることができる。
なお、断線の検出結果についても、必要に応じて、液滴吐出装置２００の制御部２０６に出力してもよいし、ＩＣチップ７２に記憶しておいてもよい。制御部２０６では、必要に応じて、インク吐出ヘッド２０１におけるインクＱの吐出を停止したり、報知部２０７により、導線７６１、７６２の断線を警告として発報させたりする。
＜第４実施形態＞
次に、第４実施形態に係る液体吸収器について説明する。
図８は、第４実施形態に係る液体吸収器の使用状態を示す部分垂直断面図である。
以下、第４実施形態について説明するが、以下の説明では、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。なお、図８において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
第４実施形態は、容器９の構成が異なる以外、第２実施形態と同様である。
図８に示す容器９は、内壁９０３が省略され、代わりに、側壁部９０２の外側に設けられた管体９５を有している。また、側壁部９０２には、下方および上方の双方に貫通孔が設けられている。そして、下方の貫通孔は、収納部９２と管体９５とを連通する連通部９４１になっている。また、上方の貫通孔は、収納部９２と管体９５とを連通する連通部９４２になっている。つまり、管体９５の一方の端部は、連通部９４１に接続されており、他方の端部は、連通部９４２に接続されている。したがって、管体９５の内部空間は、前述した流入部９３と同じ機能を有している。
一方、管体９５は、透光性を有している。このため、管体９５は、容器９の外部から管体９５の内部に流入したインクＱの液面を視認することを可能にする。したがって、管体９５は、それ全体が前述した窓７６になっている。なお、管体９５の一部のみが透光性を有しており、残部は透光性を有していなくてもよい。その場合は、その一部が窓７６となる。
以上のような第４実施形態においても、前述した実施形態と同様の効果が得られる。
以上、本発明の液体吸収器、液体吸収器の制御方法および液体吸収性材料を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、前記実施形態は、互いに電解質濃度が異なる液体として顔料インクおよび染料インクを挙げ、そのいずれが供給されたのかを検出可能な機能を備えているが、互いに電解質濃度が異なる液体は、このようなインクに限定されず、その他の液体であってもよい。また、液体吸収器の各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。また、各実施形態を適宜組み合わせてもよい。
１…小片、７…検出部、８…蓋体、９…容器、１０…液体吸収体、２０…繊維、３０…アニオン系吸水性樹脂、７２…ＩＣチップ、７３…配線、７４…入出力部、７５…終端部、７６…窓、９１…供給口、９２…収納部、９３…流入部、９４…連通部、９５…管体、９６…空隙、９７…上部開口部、１００…液体吸収器、２００…液滴吐出装置、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…排出口、２０４…ローラーポンプ、２０４ａ…ローラー部、２０４ｂ…挟持部、２０５…回収部、２０６…制御部、２０７…報知部、２０８…配線、２０９…光電センサー、７１１…電極、７１２…電極、７６１…導線、７６２…導線、９０１…底部、９０２…側壁部、９０３…内壁、９４１…連通部、９４２…連通部、Ｑ…インク、Ｓ１…ステップ、Ｓ２…ステップ、Ｓ３…ステップ、Ｓ４…ステップ

Claims (8)

  1. 繊維と、液体を吸収可能な吸水性樹脂と、を含む液体吸収体と、
    前記液体が供給される供給口と、前記供給口と連通し、前記液体吸収体を収納する収納部と、前記収納部に前記液体が供給されたとき、前記液体の一部が流入可能な流入部と、前記収納部と前記流入部とを連通させる連通部と、を有する容器と、
    前記流入部に設けられ、流入した前記液体の液面を検出可能な検出部と、
    を備え、
    前記液体吸収体は、前記繊維を含有する繊維基材にアニオン系吸水性樹脂が含浸されてなるとともに、互いに表裏の関係を有する２つの主面を有する板状をなしている小片を複数備える小片集合体であり、
    前記小片は、以下の３つの要素Ａ、Ｂ、Ｃを満たしていることを特徴とする液体吸収器。
    Ａ：２５℃における電解質濃度が１質量％未満である前記液体を低濃度液体とするとき、前記アニオン系吸水性樹脂の質量［ｇ］に対する、前記アニオン系吸水性樹脂に吸収された前記低濃度液体の質量［ｇ］の比率が、２０以上６００以下である
    Ｂ：２５℃における電解質濃度が１質量％以上である前記液体を高濃度液体とするとき、前記アニオン系吸水性樹脂の質量［ｇ］に対する、前記アニオン系吸水性樹脂に吸収された前記高濃度液体の質量［ｇ］の比率が、１０以上２０未満である
    Ｃ：前記小片は、前記高濃度液体を吸収したときの、前記主面の面積をａ［ｍｍ ２ ］とし、前記主面の法線方向における厚さをｂ［ｍｍ］としたとき、ａ １／２ ／ｂ＞５および０．０１≦ｂ≦１０．００の関係を満たす
  2. 前記連通部は、前記収納部の鉛直方向の下部と、前記流入部の鉛直方向の下部と、の間に設けられている請求項１に記載の液体吸収器。
  3. 前記検出部は、前記液体の液面を電気的に検出する電極を備える請求項１または２に記載の液体吸収器。
  4. 前記検出部は、前記液体の液面を光学的に検出する窓を備える請求項１または２に記載の液体吸収器。
  5. 前記連通部の横断面において最も長い内径は、０．１ｍｍ以上であり、かつ、前記小片の前記主面において最も短い辺の長さ未満である請求項１ないし４のいずれか１項に記載の液体吸収器。
  6. 前記繊維は、セルロース繊維である請求項１ないし５のいずれか１項に記載の液体吸収器。
  7. 前記収納部の容積に対する前記流入部の容積の割合は、０．０１％以上１０．０％以下である請求項１ないし６のいずれか１項に記載の液体吸収器。
  8. 繊維と、液体を吸収可能な吸水性樹脂と、を含む液体吸収体と、
    前記液体が供給される供給口と、前記供給口と連通し、前記液体吸収体を収納する収納部と、前記収納部に前記液体が供給されたとき、前記液体の一部が流入可能な流入部と、前記収納部と前記流入部とを連通させる連通部と、を有する容器と、
    前記流入部に設けられ、流入した前記液体の液面を検出可能な検出部と、
    を備える液体吸収器を制御する方法であって、
    前記検出部により検出された前記液体の液面の高さが基準値を超えた回数または時間のデータを取得するステップと、
    前記データに基づいて前記液体の種類を判断するステップと、
    を有することを特徴とする液体吸収器の制御方法。
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