(57)【要約】      （修正有）【課題】２種以上の液体を混合してインクを調合するインクジェット記録装置及びインクジェット記録方法において、２種類以上の液体のそれぞれの成分の混合比を常に一定に保つことができるインクジェット記録装置及びインクジェット記録方法を提供する。【解決手段】色材を最大構成成分としない液体を供給する第１の液体供給管１３Ａと、濃縮インクを供給する第２の液体供給管１１Ａと、第１及び第２の液体供給管から液体を受け入れるインク貯留タンク１７Ａと、インク貯留タンクから供給されたインクを吐出するインクジェットヘッド１９Ａと、を備え、第１の液体供給管と第２の液体供給管の配管抵抗との比が、液体供給管の配管抵抗が小さいものを基準として、１を超え５以下の範囲内のいずれかに固定され、第１及び第２の液体供給管から供給される液体とが、固定された供給比率で、インク貯留タンク内に供給される、インクジェット記録装置１。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タンクから色材を最大構成成分としない液体を供給する第１の液体供給管と、
前記タンクとは異なる別のタンクから濃縮インクを供給する第２の液体供給管と、
前記第１の液体供給管及び前記第２の液体供給管から液体を受け入れるインク貯留タンクと、
前記インク貯留タンクから供給されたインクを吐出するインクジェットヘッドと、
を備え、
前記第１の液体供給管の配管抵抗と前記第２の液体供給管の配管抵抗との比が、液体供給管の配管抵抗が小さいものを基準として、１を超え５以下の範囲内のいずれかに固定され、前記第１の液体供給管から供給される液体と前記第２の液体供給管から供給される液体とが、固定された供給比率で、前記インク貯留タンク内に供給される、インクジェット記録装置。
【請求項２】
前記インクジェットヘッドの一つのモジュールあたりのノズル数は、１５０以上１０，０００以下である、請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】
前記第１の液体供給管と前記第２の液体供給管とのうちの少なくとも一方の液体供給管が、前記液体供給管の平均断面積よりも１０％以上狭い領域を有する、請求項１又は２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
着脱自在なタンクから洗浄液を供給する第３の液体供給管を更に有し、
前記インク貯留タンクが、前記第３の液体供給管から、液体を受け入れる、請求項１〜３のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
前記インク貯留タンクが、前記インクジェットヘッドを介さず、前記インク貯留タンク内の液体を外部に排出する排出路を有する、請求項１〜４のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】
前記インク貯留タンクが、撹拌機構を有する、請求項１〜５のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項７】
前記タンクが、インクジェット記録中に着脱自在なタンクである、請求項１〜６のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項８】
タンクから色材を最大構成成分としない液体を第１の液体供給管によりインク貯留タンクに供給する工程、
前記タンクとは異なる別のタンクから濃縮インクを第２の液体供給管によりインク貯留タンクに供給する工程、
前記第１の液体供給管及び前記第２の液体供給管からの液体をインク貯留タンク内で混合する工程、及び
前記インク貯留タンクから供給されたインクをインクジェットヘッドから吐出する工程
を含み、
前記第１の液体供給管の配管抵抗と前記第２の液体供給管の配管抵抗との比が、液体供給管の配管抵抗が小さいものを基準として、１を超え５以下の範囲内のいずれかに固定され、前記第１の液体供給管から供給される液体と前記第２の液体供給管から供給される液体とが、固定された供給比率で、前記インク貯留タンク内に供給される、インクジェット記録方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット方式による印刷方法に用いられる、インクジェット記録装置及びインクジェット記録方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット方式による印刷は、低消費電力であり、且つ、印刷媒体に非接触であるというメリットがあり、近年普及が著しい。近年は、インクジェットヘッドの集積技術の進歩により、インクジェット印刷の画質（解像度、階調度など）が大幅に向上し、スクリーン印刷、オフセット印刷のような原版を要するアナログ方式の印刷手段を、インクジェット方式によるデジタル印刷手段に置き換える動きが加速している。
【０００３】
インクジェット方式による印刷においては、インクの粘度を一定に保つ、或いは、印刷可能枚数を維持しながら装置を小型化する等の理由から、高濃度のインクと、水などの粘度調整成分を混合して、インクジェットヘッドから吐出されるインクを調製するインクジェット記録装置が提案されている（例えば、特許文献１から３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１００７５号公報
【特許文献２】特開２００３−１７０６１０号公報
【特許文献３】特開２００６−２８１４６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
インクジェット方式で大量に印刷を行うには、インクジェットヘッドから吐出されるインクの粘度を印刷中常に狭い範囲で管理する必要がある。
インクジェットヘッドから吐出されるインクの粘度管理には、インクの粘度測定とそのフィードバックによって粘度調整成分とインク成分の混合比率を随時調整する技術が上記のように知られているが、このような調整の操作がなくてもインクジェットヘッドから吐出されるインクの粘度を狭い範囲で管理できるインクジェット記録装置が装置の維持管理の簡便化という観点から求められていた。
そこで、本発明は、２種以上の液体を混合してインクを調合するインクジェット記録装置及びインクジェット記録方法において、２種類以上の液体のそれぞれの成分の混合比を常に一定に保つことができるインクジェット記録装置及びインクジェット記録方法に関する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、以下の〔１〕及び〔２〕に関する。
〔１〕タンクから色材を最大構成成分としない液体を供給する第１の液体供給管と、
前記タンクとは異なる別のタンクから濃縮インクを供給する第２の液体供給管と、
前記第１の液体供給管及び前記第２の液体供給管から液体を受け入れるインク貯留タンクと、
前記インク貯留タンクから供給されたインクを吐出するインクジェットヘッドと、
を備え、
前記第１の液体供給管の配管抵抗と前記第２の液体供給管の配管抵抗との比が、液体供給管の配管抵抗が小さいものを基準として、１を超え５以下の範囲内のいずれかに固定され、前記第１の液体供給管から供給される液体と前記第２の液体供給管から供給される液体とが、固定された供給比率で、前記インク貯留タンク内に供給される、インクジェット記録装置。
〔２〕タンクから色材を最大構成成分としない液体を第１の液体供給管によりインク貯留タンクに供給する工程、
前記タンクとは異なる別のタンクから濃縮インクを第２の液体供給管によりインク貯留タンクに供給する工程、
前記第１の液体供給管及び前記第２の液体供給管からの液体をインク貯留タンク内で混合する工程、及び
前記インク貯留タンクから供給されたインクをインクジェットヘッドから吐出する工程
を含み、
前記第１の液体供給管の配管抵抗と前記第２の液体供給管の配管抵抗との比が、液体供給管の配管抵抗が小さいものを基準として、１を超え５以下の範囲内のいずれかに固定され、前記第１の液体供給管から供給される液体と前記第２の液体供給管から供給される液体とが、固定された供給比率で、前記インク貯留タンク内に供給される、インクジェット記録方法。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、２種類以上の液体を混合してインクを調合するインクジェット記録装置及びインクジェット記録方法において、２種類以上の液体のそれぞれの成分の混合比を常に一定に保つことができるインクジェット記録装置及びインクジェット記録方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、第１の実施形態に係るインクジェット記録装置の模式的な構成を示す図である。
【図２】図２は、第２の実施形態に係るインクジェット記録装置の模式的な構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明の実施形態及び実施例について説明する。同一又は相当する部分に同一の参照符号を付し、その説明を繰返さない場合がある。以下に説明する実施形態及び実施例において、個数、量等に言及する場合、特に記載がある場合を除き、本開示の範囲は必ずしもその個数、量等に限定されない。
【００１０】
［第１の実施形態］
［インクジェット記録装置］
図１は、第１の実施形態に係るインクジェット記録装置の模式的な構成を示す図である。
図１に示すように、第１の実施形態に係るインクジェット記録装置１は、希釈液タンク１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ及び１１Ｄと、第１の液体供給管１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ及び１２Ｄと、濃縮インクタンク１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ及び１３Ｄと、第２の液体供給管１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ及び１４Ｄと、洗浄液タンク１５と、第３の液体供給管１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ及び１６Ｄと、インク貯留タンク１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃ及び１７Ｄと、第４の液体供給管１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ及び１８Ｄと、インクジェットヘッド１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃ及び１９Ｄと、を備える。
本実施形態においては、希釈液タンク、第１の液体供給管、濃縮インクタンク、第２の液体供給管、第３の液体供給管、インク貯留タンク、第４の液体供給管、及びインクジェットヘッドは、それぞれ４つ設けられ、それぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の各色に対応して設けられる。なお、印刷品質の要求に応じて、オレンジ、グリーンを用いるときは、それらの色に対応して、前述の構成を追加すればよいし、黒及び朱色のような二色機の場合は前述の構成を２つとすればよい。
以下、希釈液タンク１１Ａ、第１の液体供給管１２Ａ、濃縮インクタンク１３Ａ、第２の液体供給管１４Ａ、第３の液体供給管１６Ａ、インク貯留タンク１７Ａ、第４の液体供給管１８Ａ、及びインクジェットヘッド１９Ａの構成を例にとり説明する。
その他、希釈液タンク１１Ｂ〜１１Ｄ、第１の液体供給管１２Ｂ〜１２Ｄ、濃縮インクタンク１３Ｂ〜１３Ｄ、第２の液体供給管１４Ｂ〜１４Ｄ、第３の液体供給管１６Ｂ〜１６Ｄ、インク貯留タンク１７Ｂ〜１７Ｄ、第４の液体供給管１８Ｂ〜１８Ｄ、及びインクジェットヘッド１９Ｂ〜１９Ｄについては、説明を省略するが同様の構成を有する。
【００１１】
＜希釈液タンク＞
希釈液タンク１１Ａには、色材を最大構成成分としない液体を入れる。なお、希釈液タンク１１Ａは、第１の液体供給管１２Ａに接続する流路に着脱自在なタンクであってもよい。
図示しないが、希釈液タンク１１Ａは、インクジェット記録をインクの欠乏によって中断することがないよう、希釈液タンク１１Ａ内に液体を注入する注入部等のインクジェット記録を継続しながら希釈液タンク１１Ａの液体がなくなる前に液体を補充できる機構、又は、希釈液タンク１１Ａの内部に液体が残存する状態において液体を満載した新たな希釈液タンク１１Ａに交換できる機構を有していてもよい。希釈液タンク１１Ａは、インクジェット記録中に着脱自在なタンクである。
【００１２】
〔色材を最大構成成分としない液体〕
色材を最大構成成分としない液体は、後述する濃縮インクとともに、インクジェットヘッドから吐出されるインクを構成する成分の一つである。ここで、色材としては、後述の色材が挙げられる。
最大構成成分としないとは、液体を構成するそれぞれの成分のうち、質量比で最大比率を占めるものではないことを意味する。
色材を最大構成成分としない液体における色材の含有量は、好ましくは５質量％以下、より好ましくは３質量％以下、更に好ましくは１質量％以下、更に好ましくは０質量％である。
色材を最大構成成分としない液体は、濃縮インクの色味を薄める、すなわち希釈液としての役割を有する。
以下、色材を最大構成成分としない液体を単に「希釈液」ともいう。
【００１３】
希釈液は、例えば、水を含む。希釈液が水を含む場合、水の含有量は、希釈液中、好ましくは１０質量％以上、より好ましくは３０質量％以上、更に好ましくは５０質量％以上、更に好ましくは６０質量％以上であり、そして、好ましくは１００質量％以下、より好ましくは９０質量％以下、更に好ましくは８０質量％以下である。
希釈液は、その他、保湿剤、界面活性剤、ポリマーエマルション、浸透剤、殺菌剤、重合開始剤の添加剤を含んでいてもよい。
保湿剤としては、例えば、０．１ＭＰａでの沸点が１２０℃以上３００℃以下の範囲内である有機溶媒が挙げられる。
有機溶媒としては、例えば、多価アルコール、多価アルコールアルキルエーテル、含窒素複素環化合物、アミド、アミン、含硫黄化合物が挙げられる。
【００１４】
多価アルコールとしては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、１，３−プロパンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、３−メチル−１，３−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，２−ヘキサンジオール、１，６−ヘキサンジオール、２−メチル−２，４−ペンタンジオール、１，２，６−ヘキサントリオール、１，２，４−ブタントリオール、１，２，３−ブタントリオール、ペトリオールが挙げられる。中でもジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、１，３−プロパンジオール、３−メチル−１，３−ブタンジオール、１，２−ヘキサンジオール、２−メチル−２，４−ペンタンジオールが好ましく、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、１，３−プロパンジオール、３−メチル−１，３−ブタンジオール、１，２−ヘキサンジオールがより好ましく、１，３−プロパンジオール、３−メチル−１，３−ブタンジオール、１，２−ヘキサンジオールが更に好ましい。
【００１５】
多価アルコールアルキルエーテルとしては、例えば、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノイソブチルエーテル、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノブチルエーテルが挙げられる。中でもジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノイソブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルが好ましく、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノイソブチルエーテルがより好ましく、トリエチレングリコールモノブチルエーテルが更に好ましい。
【００１６】
含窒素複素環化合物としては、例えば、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、２−ピロリドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、ε−カプロラクタムが挙げられる。中でも２−ピロリドンが好ましい。
アミドとしては、例えば、ホルムアミド、Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドが挙げられる。
アミンとしては、例えば、モノエタノ−ルアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、トリエチルアミンが挙げられる。中でもトリエタノールアミンが好ましい。
含硫黄化合物としては、例えば、ジメチルスルホキシド、スルホラン、チオジグリコールが挙げられる。
【００１７】
保湿剤を含有する場合、保湿剤の含有量は、希釈液中、好ましくは５質量％以上、より好ましくは１０質量％以上、更に好ましくは１５質量％以上であり、そして、好ましくは４０質量％以下、より好ましくは３５質量％以下、更に好ましくは３０質量％以下である。
【００１８】
界面活性剤としては、例えば、ノニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤が挙げられる。これらの中でも、ノニオン性界面活性剤が好ましい。
ノニオン性界面活性剤としては、例えば、２，４，７，９−テトラメチル−５−デシン−４，７−ジオール、３，６−ジメチル−４−オクチン−３，６−ジオール、２，５−ジメチル−３−ヘキシン−２，５−ジオール、２，５，８，１１−テトラメチル−６−ドデシン−５，８−ジオール、３，５−ジメチル−１−ヘキシン−３−オール、又はこれらのエチレンオキシド付加物等のアセチレングリコール系界面活性剤が挙げられる。
【００１９】
界面活性剤を含有する場合、界面活性剤の含有量は、希釈液中、好ましくは０．０１質量％以上、より好ましくは０．０５質量％以上、更に好ましくは０．１質量％以上であり、そして、好ましくは５質量％以下、より好ましくは３質量％以下、更に好ましくは１質量％以下である。また界面活性剤がノニオン性界面活性剤である場合は、界面活性剤の含有量は、希釈液中、好ましくは０．０１質量％以上、より好ましくは０．０５質量%以上、更に好ましくは０．１質量％以上であり、そして、好ましくは５質量％以下、より好ましくは３質量％以下、更に好ましくは２質量％以下である。
【００２０】
ポリマーエマルションとしては、例えば、スチレンアクリルポリマーエマルション［市販品としては、「ジョンクリル５３７Ｊ」、「ジョンクリル６１７Ａ」、「ジョンクリル７０Ｊ」（以上、ＢＡＳＦ社製）］、ポリエステルエマルション［市販品としては、「ペスレジンＡ−６８０」、「ペスレジンＡ−６８４Ｇ」（高松油脂株式会社製）］、ポリウレタンエマルション［市販品としては、「スーパーフレックス１５０」、「スーパーフレックス１５０ＨＳ」（第一工業製薬株式会社製）］が挙げられる。
【００２１】
希釈液がポリマーエマルションを含有する場合、ポリマーエマルションの含有量は、ポリマーエマルション中のポリマー量基準で、希釈液中、好ましくは１質量％以上、より好ましくは２質量％以上、更に好ましくは３質量％以上であり、そして、好ましくは２０質量％以下、より好ましくは１６質量％以下である。
【００２２】
希釈液は、複数種の成分を含む場合、均一な溶液であっても、懸濁液であってもよい。
懸濁液としては、水に不要な成分を水に分散させたいわゆるＯ／Ｗ型、水に不溶な成分に水を分散させたＷ／Ｏ型のいずれであってもよい。
これらの中でも、希釈液は、均一な溶液が好ましい。
【００２３】
希釈液の２５℃における粘度は、貯留タンクへ液体供給管からインクが供給されるときの液切れをよくするという観点から、好ましくは１ｍＰａ・ｓ以上、より好ましくは２ｍＰａ・ｓ以上、更に好ましくは３ｍＰａ・ｓ以上であり、そして、液体供給管内の希釈液の移動性を確保する観点から、好ましくは２０ｍＰａ・ｓ以下、より好ましくは１８ｍＰａ・ｓ以下、更に好ましくは１５ｍＰａ・ｓ以下である。
希釈液の粘度は、標準コーンロータ１°３４’×Ｒ２４を使用し、回転数５０ｒｐｍの条件にて、Ｅ型粘度計を用いて、２５℃にて測定する。
Ｅ型粘度計は任意の市販品を用いることができる。
【００２４】
前述の希釈液の調製には、特殊な分散機等が必要ないので、インクジェット記録装置を保有する印刷工場内で適宜調整できる。希釈液の主要な割合を占める水は、工場内の水道設備から入手できるため、インクジェット記録に用いるインク材料が軽量化、且つ、嵩を抑えることができるため、運搬が容易になる。
【００２５】
＜第１の液体供給管＞
第１の液体供給管１２Ａは、希釈液タンク１１Ａから希釈液を、インク貯留タンク１７Ａに供給するように接続されている。
本実施形態においては、第１の液体供給管１２Ａの平均断面積よりも１０％以上狭い領域を第１の液体供給管１２Ａに有するか、第２の液体供給管１４Ａの平均断面積よりも１０％以上狭い領域を第２の液体供給管１４Ａに有するか、その両方に有していてもよい。
第１の液体供給管１２Ａの平均断面積よりも１０％以上狭い領域を第１の液体供給管１２Ａに有する場合、第１の液体供給管１２Ａは、配管抵抗値を調整するためのオリフィス１２１Ａを備えていてもよい。本実施形態において、オリフィス１２１Ａは、第１の液体供給管１２Ａの平均断面積よりも１０％以上（好ましくは１５％以上、より好ましくは２０％以上）狭い領域を形成し、その配管抵抗をオリフィス１２１Ａがない場合に比べて大きくする作用を有する。
第１の液体供給管１２Ａの平均断面積とは、第１の液体供給管１２Ａの内容積をその長さで除した数値を意味する。
第１の液体供給管１２Ａは、オリフィス板を抜き差しできるような機構（図示せず）を有していてもよい。それにより、希釈液タンク１１Ａから供給する液体を変更する場合においても適切な口径のオリフィス板に差し替えることができるが、インクジェット記録中には第１の液体供給管１２Ａの配管抵抗は常に一定である。
なお、第１の液体供給管１２Ｂ、１２Ｃ、及び１２Ｄは、それぞれオリフィス１２１Ｂ、１２１Ｃ、１２１Ｄを備える。これらにより調製される配管抵抗値は、各液体供給管に応じて設定される。
【００２６】
＜濃縮インクタンク＞
濃縮インクタンク１３Ａには、濃縮インクが入れられる。なお、濃縮インクタンク１３Ａは、第２の液体供給管１４Ａに接続する流路に着脱自在なタンクである。濃縮インクタンク１３Ａは希釈液タンク１１Ａとは別のタンクである。
図示しないが、濃縮インクタンク１３Ａも、希釈液タンク１１Ａと同様に、インクジェット印刷をインクの欠乏によって中断することがないよう、インクジェット記録を継続しながら濃縮インクタンク１３Ａの液体がなくなる前に液体を補充できる機構、又は、濃縮インクタンク１３Ａの内部に液体が残存する状態において液体を満載した新たな濃縮インクタンク１３Ａに交換できる機構を有していてもよい。濃縮インクタンク１３Ａは、インクジェット記録中に着脱自在なタンクである。
【００２７】
〔濃縮インク〕
濃縮インクは、例えば、前述の色材を最大構成成分としない液体よりも高い濃度の色材を含有するインクを意味する。
濃縮インク中の色材の含有量は、好ましくは１５質量％以上、より好ましくは２０質量％以上であり、そして、好ましくは７０質量％以下、より好ましくは６０質量％以下である。
濃縮インクとしては、マゼンタ、イエロー、シアン、オレンジ、ブルー、グリーンのような、人の視覚器に有彩色として認識される液体及び黒色、白色と認識される液体が挙げられる。
【００２８】
濃縮インクは、色材を含有する。また、濃縮インクは、例えば、水を含有する。濃縮インクは、前述の希釈液と、インク貯留タンク内で混合することで、インクジェットヘッドから吐出されるインクとして用いられる。
【００２９】
色材としては、例えば、顔料、染料が挙げられる。濃縮インクの色材としては、顔料が好ましい。
顔料は、無機顔料、有機顔料のいずれであってもよい。
無機顔料としては、例えば、カーボンブラック、無機酸化物が挙げられる。
黒色濃縮インクにおいては、顔料としてカーボンブラックが好ましい。カーボンブラックとしては、例えば、ファーネスブラック、サーマルランプブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラックが挙げられる。
白色濃縮インクにおいては、顔料として無機酸化物が好ましい。無機酸化物としては、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、シリカ、アルミナ、酸化マグネシウムが挙げられる。これらの中でも、酸化チタンが好ましい。
有機顔料としては、例えば、アゾ顔料、ジアゾ顔料、フタロシアニン顔料、キナクリドン顔料、イソインドリノン顔料、ジオキサジン顔料、ペリレン顔料、ペリノン顔料、チオインジゴ顔料、アントラキノン顔料、キノフタロン顔料等が挙げられる。有彩色濃縮インクにおいては、有機顔料が好ましい。色相は特に限定されず、イエロー、マゼンタ、シアン、赤色、青色、オレンジ、グリーン等の有彩色顔料をいずれも用いることができる。
黒色濃縮インク及び有彩色濃縮インクの顔料の平均粒径は、例えば、６０ｎｍ以上１８０ｎｍ以下である。
白色濃縮インクの顔料の平均粒径は、例えば、１５０ｎｍ以上４００ｎｍ以下である。
【００３０】
顔料は、自己分散型顔料、顔料をポリマーで分散させた粒子（以下、「ポリマー粒子」ともいう）等の形態で使用してもよい。
自己分散型顔料とは、親水性官能基（カルボキシ基やスルホン酸基等のアニオン性親水基、又は第４級アンモニウム基等のカチオン性親水基）の１種以上を直接、又は炭素数１〜１２のアルカンジイル基等の他の原子団を介して顔料の表面に結合することで、界面活性剤や樹脂を用いることなく水等の水系媒体に分散可能である顔料を意味する。顔料を自己分散型顔料とするには、例えば、親水性官能基の必要量を、常法により顔料表面に化学結合させればよい。
自己分散型顔料の市販品としては、「ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ」シリーズの「２００」、「３００」、「３５２Ｋ」、「２５０Ａ」、「２６０Ｍ」、「２７０Ｙ」、「４５０Ａ」、「４６５Ｍ」、「４７０Ｙ」、「４８０Ｖ」（以上、キャボット社製）、「ＢＯＮＪＥＴ」シリーズの「ＣＷ−１」、「ＣＷ−２」（以上、オリヱント化学工業株式会社製）、「Ａｑｕａ−Ｂｌａｃｋ  １６２」（東海カーボン株式会社製）、「ＳＥＮＳＩＪＥＴ  ＢＬＡＣＫ」シリーズの「ＳＤＰ１００」、「ＳＤＰ１０００」、「ＳＤＰ２０００」（ＳＥＮＳＩＥＮＴ  ＩＮＤＵＳＴＲＩＡＬ  ＣＯＬＯＲＳ社製）が挙げられる。自己分散型顔料は、水に分散された顔料水分散体として用いることが好ましい。
【００３１】
濃縮インク中の顔料の含有量は、インクジェットヘッドから吐出されるインクの印字濃度を確保する観点から、好ましくは１５質量％以上、より好ましくは２０質量％以上であり、そして、濃縮インクの保存安定性を確保する観点から、好ましくは７０質量％以下、より好ましくは６０質量％以下である。
【００３２】
ポリマー粒子としては、例えば、顔料と、顔料の表面に位置するポリマーとを含む。
ポリマー粒子としては、例えば、１）顔料とポリマーとを混練し、その混練物を水等の媒体中に分散させた粒子、２）顔料とポリマーを水等の媒体中で撹拌し、顔料を水等の媒体中に分散させた粒子、３）ポリマー原料と顔料を機械的に分散させた状態でポリマー原料を重合し、得られたポリマーにより顔料が水等の媒体中に分散している粒子が挙げられる。
ポリマー粒子としては、これらの顔料をポリマーで分散させた粒子に対して、ポリマーを架橋剤で架橋してもよい。架橋剤としては、ポリマーが有する官能基と反応できる官能基を２以上有する化合物が挙げられる。例えば、ポリマーがカルボキシ基を有する場合、架橋剤としては、多価アルコールのポリグリシジルエーテル化合物が好ましく挙げられる。
【００３３】
顔料分散に使用するポリマーとしては、例えば、付加重合ポリマー、ポリウレタン、ポリエステルが挙げられる。これらの中でも、付加重合ポリマーが好ましい。
付加重合ポリマーとしては、例えば、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、スチレン−アクリル系樹脂、ブタジエン系樹脂、スチレン−ブタジエン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂及びアクリルシリコーン系樹脂等の付加重合ポリマーが挙げられる。
ポリマーの重量平均分子量は、好ましくは１０，０００以上、より好ましくは２０，０００以上、更に好ましくは３０，０００以上であり、そして、好ましくは２，５００，０００以下、より好ましくは１，０００，０００以下である。
付加重合ポリマーとしては、例えば、ポリアクリル酸［市販品としては、「アロンＡＣ−１０ＳＬ」（東亜合成株式会社製）］、スチレン−アクリルポリマー［市販品としては、「ジョンクリル６７」、「ジョンクリル６１１」、「ジョンクリル６７８」、「ジョンクリル６８０」、「ジョンクリル６９０」、「ジョンクリル８１９」（以上、ＢＡＳＦ社製）］が挙げられる。
ポリマーの含有量は、顔料１００質量部に対して、好ましくは０．３質量部以上、より好ましくは０．５質量部以上、更に好ましくは１質量部以上であり、そして、好ましくは２０質量部以下であり、より好ましくは１０質量部以下、更に好ましくは５質量部以下である。
【００３４】
濃縮インクが顔料を含む場合および液体媒体に不溶の染料を含む場合は、Ｏ／Ｗ型エマルション、Ｗ／Ｏ型エマルションのいずれであってもよい。これらの中では、Ｏ／Ｗ型エマルションが好ましい。
濃縮インクの２５℃における粘度は、好ましくは４ｍＰａ・ｓ以上、より好ましくは５ｍＰａ・ｓ以上、更に好ましくは６ｍＰａ・ｓ以上であり、そして、好ましくは２０ｍＰａ・ｓ以下、より好ましくは１８ｍＰａ・ｓ以下、更に好ましくは１５ｍＰａ・ｓ以下である。
粘度の測定方法は、前述の希釈液の粘度の測定方法と同様である。
【００３５】
＜第２の液体供給管＞
第２の液体供給管１４Ａは、濃縮インクタンク１３Ａから濃縮インクを、インク貯留タンク１７Ａに供給するように接続されている。
本実施形態においては第１の液体供給管１２Ａの平均断面積よりも１０％以上狭い領域を第１の液体供給管１２Ａに有するか、第２の液体供給管１４Ａの平均断面積よりも１０％以上狭い領域を第２の液体供給管１４Ａに有するか、その両方に有していてもよい。
第２の液体供給管１４Ａの平均断面積よりも１０％以上狭い領域を第２の液体供給管１４Ａに有する場合、第２の液体供給管１４Ａは、配管抵抗値を調整するためのオリフィス１４１Ａを備えていてもよい。オリフィス１４１Ａは、第２の液体供給管１４Ａの平均断面積よりも１０％以上（好ましくは１５％以上、より好ましくは２０％以上）狭い領域を形成し、その配管抵抗をオリフィス１４１Ａがない場合に比べて大きくする作用を有する。
第２の液体供給管１４Ａの平均断面積とは、第２の液体供給管１４Ａの内容積をその長さで除した数値を意味する。
第２の液体供給管１４Ａは、オリフィス板を抜き差しできるような機構（図示せず）を有していてもよい。それにより、濃縮インクタンク１３Ａから供給する液体を変更する場合においても適切な口径のオリフィス板に差し替えることができるが、インクジェット記録中には第２の液体供給管１４Ａの配管抵抗は常に一定である。
なお、第２の液体供給管１４Ｂ、１４Ｃ、及び１４Ｄは、それぞれオリフィス１４１Ｂ、１４１Ｃ、１４１Ｄを備える。これらにより調製される配管抵抗値は、各液体供給管に応じて設定される。
【００３６】
〔配管抵抗比〕
第１の液体供給管１２Ａ及び第２の液体供給管１４Ａは、インクジェット記録中には常に固定された供給比率で、インク貯留タンク１７Ａ内に液体を供給する。本実施形態において、第１の液体供給管１２Ａの配管抵抗と第２の液体供給管１４Ａの配管抵抗との比（以下、単に「配管抵抗比」ともいう）が、インクジェット記録中には固定値である。
当該構成により、インク粘度の随時監視を実施しなくてもインク調合の調整の手間を省き、各液体の混合比が安定化し、インクジェットヘッドから吐出されるインクの粘度を狭い範囲内で一定に保持できるインクジェット記録装置及びインクジェット記録方法を提供することができる。
本実施形態において、第１の液体供給管１２Ａと第２の液体供給管１４Ａとの配管抵抗の比は、配管抵抗が小さいものを基準として、１を超え５以下の範囲内のいずれかに固定される。
第１の液体供給管１２Ａ及び第２の液体供給管１４Ａは、異なった配管抵抗を有する。
液体供給管の配管抵抗とは、ＪＩＳ  Ｚ８８０９：２０１１の粘度計校正用標準液ＪＳ１０が通過するときの流れにくさを意味し、単位ｋｇ／（ｍ・ｓ２）、すなわちＰａ：パスカルであらわされる。
液体供給管の配管抵抗とは、タンク内の液体が流出する部位から、インク貯留タンクに液体が流入する部位の間の配管抵抗を意味する。液体供給管の配管抵抗は、タンクに保持された粘度計校正用標準液ＪＳ１０がタンクを流出する部位と、インク貯留タンクに粘度計校正用標準液ＪＳ１０が流入する部位の圧力を測定し、その差を計測することで得ることができる。
本実施形態において、各タンクからインク貯留タンク１７Ａに液体が供給される際、第１の液体供給管１２Ａ、及び第２の液体供給管１４Ａの配管抵抗は、インクジェット記録中にはそれぞれ常に一定であり、そのため第１の液体供給管１２Ａと第２の液体供給管１４Ａの配管抵抗の比もインクジェット記録中は一定である。
【００３７】
本実施形態において、第１の液体供給管１２Ａと第２の液体供給管１４Ａとの配管抵抗の比は、配管抵抗が小さいものを基準として、１を超え５以下の範囲内である。この範囲であるとインク貯留タンクに流入させるそれぞれの液体の量を制御しやすくなる。
「配管抵抗が小さいものを基準として」とは、例えば、第１の液体供給管１２Ａの配管抵抗＞第２の液体供給管１４Ａの配管抵抗の条件である場合、その配管抵抗の比は、第１の液体供給管１２Ａの配管抵抗／第２の液体供給管１４Ａの配管抵抗を意味し、第１の液体供給管１２Ａの配管抵抗＜第２の液体供給管１４Ａの配管抵抗の条件である場合、その配管抵抗の比は、第２の液体供給管１４Ａの配管抵抗／第１の液体供給管１２Ａの配管抵抗を意味する。
配管抵抗の比は、好ましくは１．１以上、より好ましくは１．５以上、更に好ましくは１．８以上、更に好ましくは２以上であり、そして、好ましくは４以下である。この範囲であるとインク貯留タンクに流入させるそれぞれの液体の量を制御しやすくなる。
【００３８】
第１の液体供給管１２Ａ及び第２の液体供給管１４Ａの配管抵抗値を一定とするため、当該配管抵抗を適切に設定するための手段としては任意の手段をとることができる。
配管抵抗を適切に設定するための手段としては、具体的には、
液体供給管内の液体が接する部分の滑らかさを異なるものにすること、
液体供給管の長さを異なるものにすること、
液体供給管の少なくとも一か所の断面積を平均断面積と異ならせること、
液体供給管の屈曲部の数を異なるものにすること、等が挙げられる。
これらに限定されるものではないが、これらの中では液体供給管の少なくとも一か所の断面積を平均断面積と異ならせることが好ましい。
【００３９】
本実施形態では、前述のとおり、第１の液体供給管１２Ａ及び第２の液体供給管１４Ａに、それぞれオリフィス板を挿入することで、配管抵抗を設定し、これにより液体供給管１２Ａと液体供給管１４Ａの配管抵抗の比を調整する。本実施形態においては一旦設定した配管抵抗及び配管抵抗の比は、その液体供給管を交換もしくはオリフィス板を交換しない限り変更されない。すなわち希釈液タンク１１Ａから供給される希釈液と、濃縮インクタンク１３Ａから供給される濃縮インクとが、インクジェット記録中は固定された供給比率で、インク貯留タンク１７Ａに供給される。
【００４０】
＜インク貯留タンク＞
インク貯留タンク１７Ａは、第１の液体供給管１２Ａ及び第２の液体供給管１４Ａから液体を受け入れ、混合されるよう接続されている。インク貯留タンク１７Ａは、第１の液体供給管１２Ａ及び第２の液体供給管１４Ａからの液体を貯留する空間を有する。
貯留する空間は、商業印刷等の大量の印刷に対応できるように、インクを貯留する空間である。そして、貯留する空間を有することで、調合されたインクを貯留することができるため、インクジェット記録中に希釈液タンク１１Ａ又は濃縮インクタンク１３Ａを交換することができる。
インク貯留タンク１７Ａは、タンク内に撹拌翼１７１Ａと、撹拌翼を撹拌する駆動モータ１７２Ａとを備える。
なお、インク貯留タンク１７Ｂ、１７Ｃ、及び１７Ｄは、それぞれ、貯留タンク内に撹拌翼１７１Ｂ、１７１Ｃ、１７１Ｄと、撹拌翼を撹拌する駆動モータ１７２Ｂ、１７２Ｃ、１７２Ｄとを備える。
インク貯留タンク１７Ａ内の撹拌機構は、その他に、例えば、磁気撹拌子を外部から磁気攪拌機で撹拌する機構、インク貯留タンク１７Ａ全体を振り混ぜる機構、熱対流により撹拌する機構であってもよい。
インク貯留タンク１７Ａは、タンク内の液体を外部に排出する排出管１７３Ａを有する。排出管１７３Ａにより、インク貯留タンク１７Ａ内の液体を外部に排出する排出路が形成される。排出管１７３Ａは、排出弁１７４Ａを備える。
なお、インク貯留タンク１７Ｂ、１７Ｃ、及び１７Ｄは、それぞれ、排出管１７３Ｂ、１７３Ｃ、１７３Ｄ、及び排出弁１７４Ｂ、１７４Ｃ、１７４Ｄを備える。
【００４１】
第４の液体供給管１８Ａは、インク貯留タンク１７Ａから希釈液及び濃縮インクが混合されたインクを、インクジェットヘッド１９Ａに供給するように接続されている。
第４の液体供給管１８Ａの材質は、柔軟性のある材料であっても、剛性の高い材料であってもよい。
第４の液体供給管１８Ａには、インクを送液するための送液ポンプ１８１Ａが備えられている。
なお、第４の液体供給管１８Ｂ、１８Ｃ、及び１８Ｄは、それぞれ送液ポンプ１８１Ｂ、１８１Ｃ、１８１Ｄを備える。
【００４２】
インクジェットヘッド１９Ａは、複数のノズルを有する。
インクジェットヘッド１９Ａの様式は、常にインク液滴の生成と回収を継続させておき必要な場合にのみ印刷媒体方向へインク液滴を導くコンティニュアス型や、記録を必要とする時にのみインク液滴を吐出して印刷媒体に付着させて記録を行なうドロップオンデマンド型にも適用できる。
その中でも、ドロップオンデマンド型が好ましく、さらにはピエゾ方式ドロップオンデマンド型が最も好ましい。
【００４３】
インクジェットヘッド１９Ａは、インク貯留タンク１７Ａから供給されるインクを吐出するノズルを１００個以上有する。インクジェットヘッド１９Ａは、分割可能なモジュールの集合体であってもよい。一つのモジュールは、通常１０ｃｍ程度の幅である。インクジェットヘッド１９Ａは、例えば、４個〜２０個のモジュールを有する。
インクジェットヘッド１９Ａの一つのモジュールあたりのノズル数は、好ましくは１５０以上、より好ましくは３００以上、更に好ましくは６００以上、更に好ましくは１，０００以上であり、そして、経済的観点から、好ましくは１０，０００以下、より好ましくは８，０００以下、更に好ましくは６，０００以下である。
インクジェットヘッド１９Ａのノズル数は、好ましくは１，０００以上、より好ましくは１０，０００以上、更に好ましくは３０，０００以上であり、そして、経済的観点から、好ましくは１００，０００以下、より好ましくは８０，０００以下、更に好ましくは６０，０００以下である。
このようなインクジェットヘッドを有することで、大量のインクを長時間安定に吐出することができ、オフセット印刷やフレキソ印刷と同等の大量高速印刷を行うことができる。
【００４４】
インクジェットヘッド１９Ａは、図示しないが、印刷される媒体の移動方向と直交する方向に往復可能な機構に保持され、その往復移動中の適切なタイミングでインクを吐出してもよい。
また、インクジェットヘッド１９Ａは、印刷される媒体のみが移動する一方でインクジェット記録装置に固定されて移動しない構造となっており、印刷される媒体が移動する際の適切なタイミングでインクを吐出してもよい。
【００４５】
＜洗浄液タンク＞
洗浄液タンク１５には、洗浄液を入れる。なお、洗浄液タンク１５は、第３の液体供給管１６Ａに接続する流路に着脱自在なタンクであってもよい。
第３の液体供給管１６Ａは、洗浄液タンク１５から洗浄液を、インク貯留タンク１７Ａに供給するように接続されている。
第３の液体供給管１６Ａには、洗浄液の供給を制御する制御弁１６１Ａが備えられている。
なお、第３の液体供給管１６Ｂ、１６Ｃ、及び１６Ｄは、それぞれ制御弁１６１Ｂ、１６１Ｃ、１６１Ｄを備える。
【００４６】
なおインクジェット記録装置１は、前述の希釈液タンク１１Ａ及び濃縮インクタンク１３Ａに加えて、印刷に供されるインクの要求性能に応じて、光開始剤溶液を含むタンク等の他のタンクを有していてもよい。例えば、光開始剤溶液を含むタンクを有することで、光開始剤をあらかじめ希釈液又は濃縮インクに混合せずとも、インク貯留タンク１７Ａで希釈液及び濃縮インクを混合する際に光開始剤を添加することができる。これにより、反応性の高い光開始剤が希釈液又は濃縮インクに含まれることを避けることができ、タンク内の液体の粘度が上昇することを防止できる。
【００４７】
［インクジェット記録方法］
続いて、本実施形態に係るインクジェット記録装置１を用いたインクジェット記録方法について説明する。
以下、希釈液タンク１１Ａ、第１の液体供給管１２Ａ、濃縮インクタンク１３Ａ、第２の液体供給管１４Ａ、第３の液体供給管１６Ａ、インク貯留タンク１７Ａ、第４の液体供給管１８Ａ、及びインクジェットヘッド１９Ａの動作を例にとり説明する。その他、希釈液タンク１１Ｂ〜１１Ｄ、第１の液体供給管１２Ｂ〜１２Ｄ、濃縮インクタンク１３Ｂ〜１３Ｄ、第２の液体供給管１４Ｂ〜１４Ｄ、第３の液体供給管１６Ｂ〜１６Ｄ、インク貯留タンク１７Ｂ〜１７Ｄ、第４の液体供給管１８Ｂ〜１８Ｄ、及びインクジェットヘッド１９Ｂ〜１９Ｄについては、説明を省略するが同様に動作する。
【００４８】
希釈液タンク１１Ａから、第１の液体供給管１２Ａにより、インク貯留タンク１７Ａに希釈液が供給される。
更に、濃縮インクタンク１３Ａから、第２の液体供給管１４Ａにより、インク貯留タンク１７Ａに濃縮インクが供給される。
この際、前述のとおり、第１の液体供給管１２Ａの配管抵抗と第２の液体供給管１４Ａの配管抵抗との比は、固定値であり、常に一定の供給比率で、希釈液及び濃縮インクが、インク貯留タンク１７Ａ内に供給される。供給された希釈液及び濃縮インクは、インク貯留タンク１７Ａ内で、駆動モータ１７２Ａにより撹拌翼１７１Ａを駆動し、内部の液体が撹拌され、均一な濃度のインクが調製される。そのため、インク貯留タンク１７Ａでは、希釈液タンク１１Ａから液体を供給された直後を除いては、希釈液及び濃縮インクは混合され、均質になり、インクジェットヘッド１９Ａから吐出されてインクジェット記録方法に供されるインクと同一の組成となって保持される。
希釈液及び濃縮インクが、インク貯留タンク１７Ａ内に供給される時期について制限はない。インクジェットヘッド１９Ａが稼働していないときに集中して希釈液及び濃縮インクを供給してもよいし、インクジェットヘッド１９Ａが稼働しているときに、希釈液及び濃縮インクを随時供給してもよい。
【００４９】
本実施形態では、希釈液タンク１１Ａ及び濃縮インクタンク１３Ａに充填されている液体は、その粘度（単位：Ｐａ・ｓ）が、一定の幅で管理されることが好ましい。
粘度の管理幅は、２５℃で測定する条件において、好ましくは±２．０ｍＰａ・ｓであり、より好ましくは±１．０ｍＰａ・ｓであり、更に好ましくは±０．５ｍＰａ・ｓである。
粘度の管理は、より具体的には、粘度の経時安定性の高い希釈液及び濃縮インクを使用する。
【００５０】
インク貯留タンク１７Ａ内で調製されたインクは、送液ポンプ１８１Ａにより第４の液体供給管１８Ａを介して、インクジェットヘッド１９Ａに供給される。インクジェットヘッド１９Ａから、インクが吐出され、インクジェット記録がなされる。
【００５１】
一方、インクジェット記録の終了、或いは、中断時には、インク貯留タンク１７Ａ内に、洗浄液を供給して、インク貯留タンク１７Ａ内を洗浄する。
洗浄液により、インクジェットヘッド１９Ａ内で生成した凝集物を物理的に流去する、又は凝集物を溶解する。
洗浄液タンク１５から、第３の液体供給管１６Ａを介して、インク貯留タンク１７Ａ内に洗浄液が供給される。洗浄後、排出弁１７４Ａを開けることで、洗浄液は、排出管１７３Ａから外部へと放出される。インク貯留タンク１７Ａ内の洗浄には大量の洗浄液が用いられる。そのため、インク貯留タンク１７Ａ内の液体が排出管１７３Ａから外部へと排出されることで、インク貯留タンク１７Ａ内の洗浄が容易にできる。当該排出管１７３Ａを有することで、インクの種類を変更する際にも、インク貯留タンク内部を洗浄することができるため、切り替えが容易になる。
【００５２】
［第２の実施形態］
図２は、第２の実施形態に係るインクジェット記録装置の模式的な構成を示す図である。
図中、１つのインクジェットヘッド等が備えられた装置を示したが、第１の実施形態と同様にインクジェットヘッド等を複数備えていてもよい。
図２に示すように、第２の実施形態に係るインクジェット記録装置１は、第１の液体供給管１２Ａには、液体を送液するための送液ポンプ１２２Ａが備えられ、第２の液体供給管１４Ａには、液体を送液するための送液ポンプ１４２Ａが備えられ、第３の液体供給管１６Ａには、液体を送液するための送液ポンプ１６２Ａが備えられている。
本実施形態に係るインクジェット記録装置１は、第１の液体供給管１２Ａ及び第２の液体供給管１４Ａに送液ポンプが設けられていてもよい。これらの送液ポンプは、動作時には、一定量の送液量とすることとし、第１の液体供給管１２Ａ及び第２の液体供給管１４Ａにより、インク貯留タンク１７Ａ内に供給される濃縮インク及び希釈液の送液比率を一定にする。
送液ポンプ１２２Ａ及び送液ポンプ１４２Ａは、それぞれ独立のポンプであってもよいが、同一のモータにより駆動され、送液比率を一定にする機構を有していてもよい。
なお、第１の液体供給管１２Ａ及び第２の液体供給管１４Ａに送液ポンプが設けられている場合、前述の配管抵抗は、送液ポンプを除いた部分の配管による配管抵抗を意味する。
【００５３】
以上、本実施形態に係るインクジェット記録装置によれば、２種以上の液体を混合してインクを調合するインクジェット記録装置及びインクジェット記録方法において、２種類以上の液体のそれぞれの成分の混合比を常に一定に保つことができるインクジェット記録装置及びインクジェット記録方法が提供される。
【符号の説明】
【００５４】
１：インクジェット記録装置  １１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ：希釈液タンク  １２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄ：第１の液体供給管  １３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄ：濃縮インクタンク  １４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄ：第２の液体供給管  １５：洗浄液タンク  １６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄ：第３の液体供給管  １７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄ：インク貯留タンク  １８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ，１８Ｄ：第４の液体供給管  １９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄ：インクジェットヘッド
【図１】
2020015193.tif 000003
【図２】
2020015193.tif 000004