(57)【要約】【課題】色材等の沈降性物質を含む液体をインク供給管を介して間歇的にインクを供給するインクジェットプリンタにおける前記沈降性物質の濃度差をより短時間で平準化することが可能なインクジェットプリンタを実現する。【解決手段】インクタンクと印字ヘッドを結ぶインク供給管の前記印字ヘッド側近傍に挿入されたインク撹拌手段を具備した撹拌容器を備えたインクジェットプリンタであって、前記撹拌容器には前記インク供給管からのインクの流入を遮断するインク遮断手段と、前記撹拌容器内のインク量が所定の値を下回った際に、前記インク遮断手段を開にして前記インク供給管を介して撹拌容器内にインクを補充するインク補充手段とを備えたことを特徴とする。【選択図】図１
2011005717.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体タンクと液体供給管で結ばれ印刷ヘッドへ液体を供給する液体撹拌手段を具備した撹拌容器を備えた液体ジェットプリンタであって、
前記撹拌容器には前記液体供給管からの液体の流入を遮断する液体遮断手段と、
前記撹拌容器内の液体量が所定の値を下回った際に、前記液体遮断手段を開にして前記液体供給管を介して撹拌容器内に液体を補充する液体補充手段と、
を備えたことを特徴とする液体ジェットプリンタ。
【請求項２】
前記撹拌容器は、印刷ヘッドを往復移動させるキャリッジに搭載され、当該撹拌容器内で移動可能な撹拌球を内蔵し、前記キャリッジの往復移動にともなって、液体の沈降物を撹拌することを特徴とする請求項１に記載の液体ジェットプリンタ。
【請求項３】
前記撹拌容器は、印刷媒体を走査方向に対して鉛直方向に配置されたラインヘッドの近傍に配置され、前記撹拌容器内の撹拌手段を少なくとも印刷動作時には駆動して、液体の沈降物を撹拌することを特徴とする請求項１に記載の液体ジェットプリンタ。
【請求項４】
前記液体補充手段は、前記撹拌容器内に設けられた吸引ポンプ又は液体タンク内に設けられた圧送ポンプであることを特徴とする請求項１又は３のいずれか１項に記載の液体ジェットプリンタ。
【請求項５】
前記撹拌容器の容量は、前記液体供給管内の容量よりも大きいことを特徴とする
請求項１又は４のいずれか１項に記載の液体ジェットプリンタ。
【請求項６】
前記液体は沈降性の色材を含む白色インクであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の液体ジェットプリンタ。
【請求項７】
前記色材は、酸化チタンであることを特徴とする請求項６項に記載の液体ジェットプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体撹拌手段を前記キャリッジに設置することによって、沈殿によって濃
度の低下した液体を印字ヘッドに供給することを軽減した液体ジェットプリンタに関する。
【背景技術】
【０００２】
図１１は従来のインク供給機構を搭載したインクジェット印字装置であって、該インクジェットプリンタの印字機構（インクタンクと印字ヘッド及びインク供給チューブとの配置関係）としては以下の構成が知られている。（特許文献１参照）
図１１において、インクジェット印字装置１は、印字機構内部に設けられ、かつ印字ヘッド（図示せず）を搭載したキャリッジ１１上に設けられた、ダイヤフラムからなる圧力調整部１２、印字機構外部に設けられた圧力調整部１３、圧力調整部１３及びインク供給チューブ１４並びに圧力調整部１２を介してキャリッジ１１に搭載した印字ヘッドに供給するインクを貯蔵するインクタンク１５、印字ヘッド及び圧力調整部１２が搭載されたキャリッジ１１をキャリッジガイド１６に沿って駆動させるキャリッジ駆動ベルト１７、キャリッジ駆動ベルト１７を駆動するキャリッジ駆動用モータ１８、印字用紙を印字位置に搬送するための印字用紙搬送ガイド部１９を含んで構成されている。
【０００３】
キャリッジ駆動用モータ１８が上位装置（図示せず）からの制御信号によって駆動して
キャリッジ駆動ベルト１７が駆動することにより、印字ヘッド及び圧力調整部１２を搭載
したキャリッジ１１がキャリッジガイド１６に沿って所定の印字位置に往復移動して印字
用紙搬送ガイド部１９から搬送された印字用紙上に印字が行なわれる。
【０００４】
その際、キャリッジ１１に搭載した圧力調整部１２に連結されたインク供給チューブ１
４は移動するキャリッジ１１に伴って柔軟に屈曲する。圧力調整部１２，１３の大きさに
は違いがあり、キャリッジ１１に設けられた圧力調整部１２は軽量で小さく構成しており
、圧力調整部１３は大きくて圧力変動の抑制効果を最大限にとれるような構成になってい
る。
【０００５】
近年では、屋外向け印刷において、染料インクより耐久性が優れている顔料インクを用
いることが主流となっている。例えば、上記図１１に示す従来の印字装置（インクジェットプリンタ）では、顔料等の色材を含んだインクが収容されているインクタンクから印字ヘッドまでインクを供給するために、供給チューブ（細管）を経由して、両者が結ばれているが、この両者の間隔をなるべく短く結ぶように、供給チューブは平坦に伸ばした状態で配置されるのが普通であった。
また、インクジェットプリンタは、連続的に使用されないで、数日若しくはそれ以上の
休止期間を経て間歇的に使用されることがあるが、間隔があいてしまった場合には、イン
クジェットプリンタに使用される色材インク（例えば、白色系インク）が沈降してしまい
印刷濃度の不均一化や吐出不良、ノズル詰まりなどを生じる問題がある。特に白色系イン
クの色材として使用される酸化チタンなどの無機色材の場合においては、インクが流動し
ていない期間（休止期間）に沈降しやすいという問題があった。
【０００６】
このような後者の問題、即ち、この白インクや金属光沢などの特色インクの場合、色材
成分の粒子が重く沈降しやすい分散型のインクとなるのが一般的である。特にこのような
分散型のインクであると、インクジェット装置が数時間稼動しない場合、インクジェット
装置内に装着されたインク供給カートリッジ内で沈殿が顕在化して、吐出不良が発生する
可能性がある。これを防止するものとして以下のものが知られている。（特許文献２参照）
「（１）活性エネルギーの照射により硬化するインクを貯留するインクカートリッジであ
って、貯留されているインク内部にその貯留インク攪拌部材を備えるインクカートリッジ。
（２）前記貯留インク攪拌部材が磁性回転子である（１）に記載のインクカートリッジ。
（３）活性エネルギーの照射により硬化するインクをインクジェットにより記録媒体上で
画像形成する活性エネルギー硬化型インクジェット記録装置であって、前記インクを前
記記録媒体上に吐出するインクジェットヘッドを有する画像記録部と、貯留されたインク
内部に攪拌部材を備えるインクカートリッジが着脱自在で、このインクカートリッジ装着
時に前記インクジェットヘッドへ前記インクを供給するカートリッジ装着部と、前記カー
トリッジ装着時に前記攪拌部材に対応する前記インクジェット記録装置側に配置され、前
記攪拌部材を所定タイミングで稼動できる攪拌部材駆動部とを備える活性エネルギー硬化
型インクジェット記録装置。」
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−８００８８
【特許文献２】特開２００６−３２６９２９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記特許文献２に記載のものは、カートリッジ内におけるインク（白インクや金属光沢
インク）の沈殿を撹拌するものであって、インクタンク（カートリッジ）と印字ヘッドと
の間を水平に配置されたインク供給管内に沈殿した沈殿物に対する配慮は何等なされては
いないのが実情であった。
【０００９】
インク供給管内に色材（この例では酸化チタン）が沈降した場合の問題点について図６
を用いて説明する。
図６(a）は、インクタンク（カセット）１とインクヘッド２との間を水平に配置された
細管（インク供給管）３で接続した状態を模式的に示している。
【００１０】
図６(a)に示すように、インクジェットプリンタが、長い期間の休止状態になると、イ
ンクに含まれる色材が図６(a)の３ａの如く沈降した状態になる。
細管３の上部は、色材の薄い状態のインク３ｂが上澄み状態になっている。
【００１１】
ここで、インクジェットプリンタが長い期間の休止状態から稼働状態になって、インク
ヘッド２からインクが排出（吐出）状態になると、しばらくの間、細管３内の上部の色材
濃度の薄い状態のインク３ｂが主に排出（吐出）される。
その後、色材濃度の薄い状態のインク３ｂの排出及びインクタンクからの撹拌されたイ
ンクの供給に伴って、沈降した色材に接している部分が徐々に撹拌されるが、沈降した顔
料が全てインクに混合され、所望の色材濃度に達するまでに多くの時間を要する。
このことを、媒体のプリント結果からみると、意図した色材濃度ではない、薄い濃度の
プリントが所定時間続くことになるので、印刷状態としては好ましくなく、この期間（所
望の色材濃度となるインク状態に回復するまでの期間）はインクの無駄撃ちや排出をせざ
るを得ないという問題が生じる。
【００１２】
このような、インクジェットプリンタに使用する色材インクの沈降に対する対策として
は、インクを収容するインクタンクを振動させたり、タンク内を攪拌する等で、沈降した
色材を混合する対策があったが、インクタンクと印字ヘッド間のインク供給管における顔
料の沈降に対しては、いままで何等有効な対策が講じられてはいなかった。
【００１３】
本願出願人は、色材等の沈降性物質を含む液体をインク供給管を介して間歇的にインクを供給するインクジェットプリンタにおける前記沈降性物質の濃度差を短時間で平準化することが可能なインクジェットプリンタとして以下の参考例（特願２００８−２８６３２０）を出願している。
【００１４】
参考例のインクジェットプリンタは、印字ヘッドを搭載したキャリッジを主走査方向に往復移動し、印字媒体を主走査方向に対して鉛直方向に移動させて画像を印字媒体に記録するインクジェットプリンタにおいて、インクタンクと前記印字ヘッドを結ぶインク供給管の前記印字ヘッド側近傍に挿入されたインク撹拌手段を前記キャリッジに設置したことを特徴とする。
【００１５】
また、前記撹拌手段は、容器内で移動可能な撹拌球を内蔵した撹拌容器であって、前記
キャリッジの往復移動にともなって、インクの沈殿物を撹拌することを特徴とする。
また、前記撹拌容器は、色材インクに対応するインク供給管内に設置されていることを
特徴とする。
【００１６】
また、前記インク供給管は、管の少なくとも一部に当該管の内径よりも大きい幅の、前
記液体を供給する方向で高低差を有する領域部として、らせん状又は円形状で形成される
ことを特徴とする。
また、前記インク供給管は、管の少なくとも一部に当該管の内径（ｒ）よりも大きい幅
（Ｈ）の、前記液体を供給する方向で高低差を有する領域部（Ｄ）として、サイン状又は
波状で形成されることを特徴とする。
なお、上記波状には、単一周波数成分で形成されるサイン波（単調波）及び複数周波数
成分で形成される複合波が含まれる。
前記湾曲部又は波状の傾斜は、前記液体の上昇方向よりも下降方向が急峻であることが
望ましい。
そして、前記液体の流れ方向に沿った傾斜が上昇方向（下降方向）とは、液体が湾曲部
又は波状部を通過する際の上昇又は下降ときの細管の傾きを意味し、液体は湾曲部又は波
状部で緩やかに上昇して、急激に下降することになる。
また、前記液体の色材として酸化チタンを含むことを特徴とする。
【００１７】
参考例のインクジェットプリンタは、印字ヘッドを搭載したキャリッジを主走査方向に往復移動し、印字媒体を主走査方向に対して鉛直方向に移動させて画像を印字媒体に記録するインクジェットプリンタにおいて、インクタンクと前記印字ヘッドを結ぶインク供給管の前記印字ヘッド側近傍に挿入されたインク撹拌手段を前記キャリッジに設置しているので、キャリッジの往復移動によって、撹拌手段が作用してインクを撹拌するので、長い休止期間後における沈降した色材が均一に混合されて通常の色材濃度に達するまでの時間を短縮することができ、無駄なインクの消費を節減できる。
【００１８】
図３は参考例のインク供給機構を搭載したインクジェット印字装置であって、該インク
ジェットプリンタの印字機構（インクタンクと印字ヘッド及びインク供給路に挿入された
インク撹拌手段との関係）を示す外観図である。
図３において、インクジェット印字装置１は、印字機構内部に設けられ、かつ印字ヘッ
ド（図示せず）を搭載したキャリッジ１１上に設けられた、インク供給チューブ１４を介
してキャリッジ１１に搭載した印字ヘッドに供給するインクを貯蔵するインクタンク１５
、印字ヘッド及び圧力調整部１２が搭載されたキャリッジ１１をキャリッジガイド１６に
沿って駆動させるキャリッジ駆動ベルト１７、キャリッジ駆動ベルト１７を駆動するキャ
リッジ駆動用モータ１８、印字用紙を印字位置に搬送するための印字用紙搬送ガイド部１
９を含んで構成されている。
【００１９】
キャリッジ駆動用モータ１８が上位装置（図示せず）からの制御信号によって駆動して
キャリッジ駆動ベルト１７が駆動することにより、印字ヘッド及び圧力調整部１２を搭載
したキャリッジ１１がキャリッジガイド１６に沿って所定の印字位置に往復移動して印字
用紙搬送ガイド部１９から搬送された印字用紙上に印字が行なわれる。
【００２０】
図３において、インク供給路１４の図示しない印字ヘッド側近傍には、本発明の特徴部
分であるインク撹拌手段４がキャリッジの往復移動方向に沿って設置（固定）されている
。
インク撹拌手段は、例えば、１例として、インク供給路に入力及び出力口が接続された
横方向に長い容器（撹拌容器）であって、キャリッジに固定された容器内部には移動可能
な撹拌球を１乃至複数個内蔵している。
撹拌手段の容器内のインクは、キャリッジの往復移動に伴って内蔵された撹拌球が移動
することによって、インクが撹拌されてインク濃度が均一化される。
【００２１】
次に、図３の撹拌容器４の詳細な例を図４を用いて説明する。
図４において、４は図示しないインクタンクと印字ヘッド２を結ぶインク供給管１４の
印字ヘッド側近傍に挿入されたインク撹拌容器（撹拌手段）であって、当該撹拌容器内に
は、撹拌球４−２が２個（必ずしも２個である必要はない）移動可能に内蔵されている。
撹拌球は、インクの沈殿物が容器下部に蓄積するので、撹拌容器の底部に沿って異動す
るのが望ましい。
【００２２】
図５は、参考例のインク撹拌手段（撹拌容器）を搭載したことによる効果を説明するた
めのグラフである。
図５において、縦軸は、ヘッドが噴射されるインクの白色度であって、通常の使用状態
の白色度を０とし、白色度の低下率を示している。
また、横軸は、通常のインクの白色度になるまでの、インクの消費量を示している。
白抜き三角は従来のインク撹拌手段（撹拌容器）のないものである。
黒丸は、従来のプリンタに本発明のインク撹拌手段（撹拌容器）を搭載した場合である
。
【００２３】
図５では、インクに沈降の激しい酸化チタン色材を使用し、１０日間休止後に、透明メ
ディアに印刷して、印刷物のL*値（白色度）を測定している。
図５の測定条件は下記のとおりである。
使用プリンタ  EPSON  PX-G930
使用メディア：KOKUYO  OHPフィルム  インクジェットプリンタ用
インク組成：
二酸化チタン（平均粒径200nm）                        10質量％
分散剤（スチレン-アクリル酸共重合体）                 2質量％
1,2-ヘキサンジオール                                  5質量％
グリセリン                                           10質量％
トリエタノールアミン                                0.9質量％
BYK-348（ビックケミー・ジャパン株式会社）           0.5質量％
超純水                                                   残分
計  100質量％
【００２４】
評価方法
プリンタでインクを透明メディアにDuty100%でベタ印刷を行ない、2時間以上の乾燥後、測色器（Spectrolino（GretagMacbeth社製））で測色する。測色方法は印刷物の下に、
EPSON PM-A700でEPSON写真用紙＜クリスピア＞に黒ベタ印刷を行なった黒色用紙を敷いて行なった。その測色で得られたL*の値を白色度の値として規定して、そのL*値を基準の値とする。その後、プリンタを未使用のまま放置してインクの色材を沈降させ、１０日間後に同様に印刷、測色を行なった。そして、印刷物のインク消費量毎にL*値の低下率を求め、評価した。
その結果を表１に示す。
【００２５】
【表１】
2011005717.tif 000003
【００２６】
表１に示す如く、従来の撹拌容器なしの場合は、白色度の最大低下率は１３％まで低下
しているのに対して、参考例の撹拌容器を搭載した場合では、図示すの如く、白色度の最大低下率は７％であって、通常の白色度からの乖離が少なくなっていることが理解できる。
【００２７】
次に、色材等の沈降性物質を含む液体をインク供給管を介して間歇的にインクを供給す
るインクジェットプリンタにおける前記沈降性物質の濃度差による白色度の最大低下率の
軽減のための更に別の方法として、上述のインク撹拌手段（撹拌容器）の搭載と併用可能な別の参考例について以下に詳述する。
【００２８】
別の参考例を以下に示す。
図６(a)，(b)を用いて、別の参考例であるインクジェットプリンタの休止期間後における沈降した色材が均一に分散して通常の色材濃度に達するまでの時間を短縮可能な色材の濃度平準化を実現する原理について説明する。
【００２９】
図６(b)は、図６(a)のインクタンク（カセット）１とヘッド２との間を水平に配置され
た細管３で接続した状態と同じ構成で、図６(a)と相違している点は、図６(b)では、細管
が水平に配置されているのに対して、細管が上下方向（大地に対して）らせん状に３回湾
曲（必ずしも３回である必要はない）している点である。
図６(b）の細管は直径2mmで、らせん（円形）の直径は５cm以下で、細管の直径以上が望ましい。
【００３０】
図６(b)では、図６(b)における沈降物質３ａは、細管３が大地に対してらせん状に回転
して配置されているので、細管のらせん状部の下部に細管の流路を閉鎖するように沈降す
る。
また、色材の薄い状態のインクは、らせん状細管の上部に存在している。
したがって、細管の流路をインクタンク１からヘッド２の間で、色材濃度の薄いインク
部分と、沈降した色材部分とが交互に配置された状態になっている。
【００３１】
この状態で、インクジェットプリンタが長い休止状態から稼働状態になって、インクヘ
ッド２からインクが排出状態になると、最初は色材濃度の薄いインク部分によって、沈降
した色材部分が押し出して撹拌する形でヘッドに供給されるので、インクジェットプリン
タの休止期間後における沈降した色材が全てインクに溶融して通常の色材濃度に達するま
でのインクの消費量を少なくすることが可能になる。
【００３２】
この沈降した色材が全てインクに溶融して通常の色材濃度に達するまでのインクの消費
量を少なくできることを図７のグラフを用いて詳細に説明する。
図７は、別の参考例の効果を説明するためのグラフである。
【００３３】
図７において、縦軸は、ヘッドが噴射されるインクの白色度であって、通常の使用状態
の白色度を０とし、白色度の低下率を示している。
また、横軸は、通常のインクの白色度になるまでの、インクの消費量を示している。
白抜き三角は従来の平坦状に配置された細管（チューブ）（平坦状流路）であって、細
管の長さは240ｃmである。
黒丸は、本発明の 円形状流路の場合であって、チューブの長さは同じく240ｃmである。
【００３４】
図７では、インクに沈降の激しい酸化チタン色材を使用し、１０日間休止後に、透明メ
ディアに印刷して、印刷物のL*値（白色度）を測定している。
図７の測定条件本発明の第１の実施の形態と同じで下記のとおりである。
使用プリンタ  EPSON  PX-G930
使用メディア：KOKUYO  OHPフィルム  インクジェットプリンタ用
インク組成：
二酸化チタン（平均粒径200nm）                        10質量％
分散剤（スチレン-アクリル酸共重合体）                 2質量％
1,2-ヘキサンジオール                                  5質量％
グリセリン                                           10質量％
トリエタノールアミン                                0.9質量％
BYK-348（ビックケミー・ジャパン株式会社）           0.5質量％
超純水                                                   残分
計  100質量％
【００３５】
評価方法
プリンタでインクを透明メディアにDuty100%でベタ印刷を行ない、2時間以上の乾燥後、測色器（Spectrolino（GretagMacbeth社製））で測色する。測色方法は印刷物の下に、
EPSON PM-A700でEPSON写真用紙＜クリスピア＞に黒ベタ印刷を行なった黒色用紙を敷いて行なった。その測色で得られたL*の値を白色度の値として規定して、そのL*値を基準の値とする。その後、プリンタを未使用のまま放置してインクの色材を沈降させ、１０日間後に同様に印刷、測色を行なった。そして、印刷物のインク消費量毎にL*値の低下率を求め、評価した。
その結果を表２に示す。
【００３６】
【表２】
2011005717.tif 000004
【００３７】
表２に示す如く、従来の平坦状流路では、白色度の最大低下率は３０．４％まで低下し
て、ほぼ通常の白色度に復帰するまでに約７mlもインクが無駄に消費される。
これに対して、別の参考例の円形状流路では、細管の長さが同じ240ｃmの場合で、図示する如く、白色度の最大低下率は８．３％であって、通常の白色度からの乖離が少なく、無駄なインクの消費が少ないことが理解できる。
これは、図６(b)に示すように、細管内に沈降する色材が複数のらせん状部の下部に分
かれて細管を閉鎖する形態で沈降して、休止後のヘッドからのインクの射出に伴って、沈
降した色材を押し出す様に撹拌するので、再開時から通常のインクの白色度に近い白色度
になるものと推量できる。
【００３８】
また、前記細管を、可撓性の材質で形成されると共に、前記ヘッドの移動に伴って微弱
な振動を可能にプリンタ本体に固定することによって、印字動作に伴なって細管が振動し
て前記沈殿した色材に対するインクの撹拌作用が生じる構成とすることによって、より短
い時間で、通常のインクの色材濃度にすることも可能である。
【００３９】
次に、別のの参考例及びその作用を以下に示す。
別の参考例の別の形態としては、原理を説明するために図６(b)に示す下方向のらせん状の細管以外にも、例えば、図８に示す以下のものでも良い。
・細管の長さ方向における上下方向の高低差が当該細管の内径以上ある図８(a)の如き、
連続した多数の略円形状の細管。
・細管の長さ方向における上下方向の高低差が当該細管の内径以上ある図８(c)の如き多
数の連続したサイン状又は波型に湾曲した細管。
・細管の長さ方向における上下方向の高低差が当該細管の内径以上ある図８(b)又は(d)の
如き多数の連続した三角形又は矩形に湾曲した細管。
・上記略らせん状又は略円形状、サイン状又は波型若しくは三角形又は矩形の任意の組み
合わせた細管。
図８(a)〜(d)では、インクタンク（カセット）とヘッドとが水平状態に配置されている
が、インクジェットプリンタの設置時に、前記インクタンクとヘッドとが、垂直方向に高
度差をもって配置され、前記インク供給管が両者の間を図８（ｅ）又は（ｆ）の如く、垂
直若しくは斜めに接続していても良い。
以上のように、細管内を流動する流動速度が、同一細管内で変化するように抵抗箇所を
設置することで、撹拌効果を奏しながら供給できる構成であれば、上記した形態に限られ
ない。
【００４０】
図８(ｃ)は別の参考例の第２の実施の形態であって、図３のインクタンク（カセット）１とヘッド２との間を水平に配置された細管３で接続した状態と同じ構成で、図６(b)と相違している点は、図８(ｃ)では、細管が水平に配置されているのに対して、細管が上下方向に波状に湾曲している点である。
図８(ｃ)の細管は直径2mmで、波状の上下差は３cm以下で、細管の直径以上が望ましい。
【００４１】
次に、別のの参考例における沈降性物質を含む液体を細管を介して間歇的に供給する液
体供給システムにおける前記沈降性物質の濃度差を短時間で平準化する作用を図７を用い
て説明する。
【００４２】
図８（c）では、図６（b）と同様に沈降物質７ａは、細管７が大地に対して波状に配置
されているので、細管の波状部の下部に細管の流路を閉鎖するように沈降する。
また、色材の薄い状態のインクは、波状細管の上部に存在している。
したがって、図９（a）でも図６(b)と同様に細管の流路を図示しないインクタンク１か
らヘッド２の間で、色材濃度の薄いインク部分と、沈降した色材部分とが交互に配置され
た状態になっている。
【００４３】
この状態で、インクジェットプリンタが長い休止状態から稼働状態になって、インクヘ
ッド２からインクが排出状態になると、最初は色材濃度の薄いインク部分によって、図９
（b）及び図９（c）に示すように沈降した色材部分が押し上げられる。
この状態から、更に、インクが排出状態になると、図９（d）に示すように、細管７の
波状部の頂点から降下する際に、色材部分が舞い散るように拡散することによって、色材
部分である沈降性物質の濃度差を短時間で平準化することができる。
【００４４】
このように、押し上げられた色材部分が、波状に配置された細管の頂点から降下する際
に拡散することを利用しているので、波状の形態としては、液体の流れ方向に沿った傾斜
が上昇方向よりも下降方向が急峻であることが望ましい。（波状の上昇部分はが急峻でも
色材の拡散に役立つが、上昇部分は押し上げの抵抗として働くので適さない。）
【００４５】
第２の実施の形態における波状流路が、沈降した色材が全てインクに溶融して通常の顔
料濃度に達するまでのインクの消費量を第１の実施の形態である円形流路よりも少なくで
きることを図８のグラフを用いて詳細に説明する。
図１０は、別の参考例の効果を説明するためのグラフである。
【００４６】
図１０において、図７と同様に、縦軸はヘッドが噴射されるインクの白色度であって、通常の使用状態の白色度を０とし、白色度の低下率を示している。
また、横軸は、通常のインクの白色度になるまでの、インクの消費量を示している。
白抜き三角は図５と同じ円形状流路の場合であって、チューブの長さは480cmである。
黒丸は、第２の実施の形態における波状流路の場合であって、チューブの長さは、波状
であるため短く210cmである。
【００４７】
図１０では、図７と同じに、インクに沈降の激しい酸化チタン色材を使用し、１０日間休止後に、透明メディアに印刷して、印刷物のL*値（白色度）を測定している。
図１０の測定条件は図５と同じ、下記のとおりである。
使用プリンタ  EPSON  PX-G930
使用メディア：KOKUYO  OHPフィルム  インクジェットプリンタ用
インク組成：
二酸化チタン（平均粒径200nm）                        10質量％
分散剤（スチレン-アクリル酸共重合体）                 2質量％
1,2-ヘキサンジオール                                  5質量％
グリセリン                                           10質量％
トリエタノールアミン                                0.9質量％
BYK-348（ビックケミー・ジャパン株式会社）           0.5質量％
超純水                                                   残分
計  100質量％
【００４８】
評価方法
プリンタでインクを透明メディアにDuty100%でベタ印刷を行ない、2時間以上の乾燥後、測色器（Spectrolino（GretagMacbeth社製））で測色する。測色方法は印刷物の下に、
EPSON PM-A700でEPSON写真用紙＜クリスピア＞に黒ベタ印刷を行なった黒色用紙を敷いて行なった。その測色で得られたL*の値を白色度の値として規定して、そのL*値を基準の値とする。その後、プリンタを未使用のまま放置してインクの色材を沈降させ、１０日間後に同様に印刷、測色を行なった。そして、印刷物のインク消費量毎にL*値の低下率を求め、評価した。
その結果を表３に示す。
【００４９】
【表３】
2011005717.tif 000005
【００５０】
表３に示す如く、円形流路では、白色度の最大低下率は８．３％まで低下して、ほぼ通
常の白色度に復帰するまでに約２２mlもインクが無駄に消費される。
これに対して、波状流路では、細管の長さが210cmの場合で、図示すの如く、白色度の最大低下率は５．０％であって、通常の白色度からの乖離が少なく、無駄なインクの消費も１３mlと少ないことが理解できる。
【００５１】
色材等の沈降性物質を含む液体をインク供給管を介して間歇的にインクを供給するイン
クジェットプリンタにおける前記沈降性物質の濃度差による白色度の最大低下率の軽減の
ためには、図３に示すインク撹拌手段（撹拌容器）の搭載と、参考例に記載の「インク供
給管の少なくとも一部に当該管の内径よりも大きい幅で、前記液体を供給する方向を中心
基準に高低差を有する領域部として、らせん状又は円形状で形成されること」又は、「イ
ンク供給管の少なくとも一部に当該管の内径よりも大きい幅で、前記液体を供給する方向
を中心基準に高低差を有する領域部として、サイン状又は波状で形成されること」を併用
することによって、単独では得ることのできない相乗的効果が得られるものである。
【００５２】
上述の如く、本願出願人は、色材等の沈降性物質を含む液体をインク供給管を介して間歇的にインクを供給するインクジェットプリンタにおける前記沈降性物質の濃度差を短時間で平準化することが可能なインクジェットプリンタとして種々の参考例を検討してきたが、図５，図７及び図１０のグラフにも示す如く、未だに沈降性物質の濃度差を短時間で平準化することができないのが現状であった。
【００５３】
本発明の課題（目的）は、色材等の沈降性物質を含む液体を液体供給管を介して間歇的に液体を供給する液体ジェットプリンタにおける前記沈降性物質の濃度差をより短時間で平準化することが可能な液体ジェットプリンタを実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００５４】
本発明の液体ジェットプリンタは、液体タンクと液体供給管で結ばれて印刷ヘッドへ液体を供給する液体撹拌手段を具備した撹拌容器を備えた液体ジェットプリンタであって、前記撹拌容器には前記液体供給管からの液体の流入を遮断する液体遮断手段と、前記撹拌容器内の液体量が所定の値を下回った際に、前記液体遮断手段を開にして前記液体供給管を介して撹拌容器内に液体を補充する液体補充手段とを備えたことを特徴とする。
【００５５】
・前記撹拌容器は、印刷ヘッドを往復移動させるキャリッジに搭載され、当該撹拌容器内で移動可能な撹拌球を内蔵し、前記キャリッジの往復移動にともなって、液体の沈降物を撹拌することを特徴とする。
・前記撹拌容器は、印刷媒体を走査方向に対して鉛直方向に配置されたラインヘッドの近傍に配置され、前記撹拌容器内の撹拌手段を少なくとも印刷動作時には駆動して、液体の沈降物を撹拌することを特徴とする。
・前記液体補充手段は、前記撹拌容器内に設けられた吸引ポンプ又は液体タンク内に設けられた圧送ポンプであることを特徴とする。
・前記撹拌容器の容量は、前記液体供給管内の液体量よりも大きいことを特徴とする。
・前記液体は沈降性の色材を含む白色インクであるとを特徴とする。
・前記色材は、酸化チタンであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００５６】
本発明によれば、色材等の沈降性物質を含む液体を液体供給管を介して間歇的に液体を供給する液体ジェットプリンタにおける前記沈降性物質の濃度差をより短時間で平準化することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明のインク撹拌容器及びインク補充手段を備えたインクジェットプリンタの構成を示す図である。
【図２】本発明で沈降した色材が全てインクに溶融して通常の色材濃度に達するまでのインクの消費量を少なくできることを説明するグラフである。
【図３】インクタンクとヘッド２との間を水平に配置された細管（インク供給管）で接続した従来例で、色材が沈降した状態を模式的に示す図である。
【図４】本発明の撹拌容器４の詳細な例を示す図である。
【図５】本発明で、インクジェットプリンタの休止期間後における沈降した色材が通常の色材濃度に達するまでの時間を短縮可能な色材の濃度平準化を実現する原理を説明する図である。
【図６】参考例のインク供給管の実施の形態を示す図である。
【図７】沈降した色材が全てインクに溶融して通常の色材濃度に達するまでのインクの消費量を少なくできることを説明するグラフである。
【図８】参考例のインク供給管の別の実施の形態を示す図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態における沈降性物質の濃度差を短時間で平準化する作用を説明する図である。
【図１０】第２の実施の形態において、沈降した色材が全てインクに溶融して通常の顔料濃度に達するまでのインクの消費量を少なくできることを説明するグラフである。
【図１１】従来のインク供給機構を搭載したインクジェット印字装置におけるインクタンクとヘッド及びインク供給チューブとの配置関係を示す図である。
【００５８】
なお、本発明における沈降性物質を含むインクとは、一般的な色材インクに比べて、溶
媒と色材との比重差が大きい液体（インク）を示す。具体的には、分散溶媒（水は比重１
、有機溶剤は１以下）に対して、一般的な色材であるカーボンブラックや有機色材の比重
は１〜１．３程度であるが、酸化チタンは３．７〜４．２であり、溶媒と色材の比重差が
１以上の液体（インク）のことをしめす。
また、本発明では酸化チタンに限らず、亜鉛、鉛、バリウム、チタン、アンチモン等の
酸化物、硫酸塩、炭酸塩などの白色系色材や、アルミ及びアルミ合金などのメタリック系
色材（一例として特開2008-174712）も使用できる。
なお、本願のインクは水系インクを例として説明しているが、紫外線硬化型インクにも
適用できる。また、沈降性物質を含むものであれば、媒体は、水でも、溶剤でも、重合性
モノマーでも良い。
【００５９】
本発明のインクにおいて、本発明の白色色材として含む場合、本発明の粒子の含有量（
固形分）は、インク組成物の全質量に対して、好ましくは５〜２０質量％であり、より好
ましくは８〜１５質量％である。白色粒子の含有量（固形分）が２０質量％を超えると、
インクジェット式記録ヘッドの目詰まりなど信頼性を損なうことがある。一方、５質量％
未満であると、白色度が不足する傾向にある。そして分散性向上のため、上記着色剤の粒
径を、好ましくは２．０μｍ以下、さらに好ましくは、０．２μｍ以下とする。
【００６０】
本発明のインク組成物は、本発明の色材を定着させる樹脂を含む。係る樹脂としては、
アクリル系樹脂（例えば、アルマテックス（三井化学社製））、ウレタン系樹脂（例えば
、ＷＢＲ−０２２Ｕ（大成ファインケミカル社製））が挙げられる。
これらの定着樹脂の含有量は、インク組成物の全質量に対して、好ましくは０．５〜１
０質量％であり、より好ましくは０．５〜３．０質量％である。
【００６１】
本発明のインク組成物は、アルカンジオールおよびグリコールエーテルから選択される
少なくとも１種を含有することが好ましい。アルカンジオールやグリコールエーテルは、
記録媒体などの被記録面への濡れ性を高めてインクの浸透性を高めることができる。
【００６２】
アルカンジオールとしては、１，２−ブタンジオール、１，２−ペンタンジオール、１
，２−ヘキサンジオール、１，２−ヘプタンジオール、１，２−オクタンジオールなどの
炭素数が４〜８の１，２−アルカンジオールであることが好ましい。この中でも炭素数が
６〜８の１，２−ヘキサンジオール、１，２−ヘプタンジオール、１，２−オクタンジオ
ールは、記録媒体への浸透性が特に高いため、より好ましい。
【００６３】
グリコールエーテルとしては、エチレングリコールモノメチルエーテル、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、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレング
リコールモノエチルエーテル、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、トリプロピレングリコールモノメチルエーテルなどの
多価アルコールの低級アルキルエーテルを挙げることができる。この中でも、トリエチレ
ングリコールモノブチルエーテルを用いると良好な記録品質を得ることができる。
【００６４】
これらのアルカンジオールおよびグリコールエーテルから選択される少なくとも１種の
含有量は、インク組成物の全質量に対して、好ましくは１〜２０質量％であり、より好ま
しくは１〜１０質量％である。
【００６５】
また、本発明のインク組成物は、アセチレングリコール系界面活性剤またはポリシロキ
サン系界面活性剤を含有することが好ましい。アセチレングリコール系界面活性剤または
ポリシロキサン系界面活性剤は、記録媒体などの被記録面への濡れ性を高めてインクの浸
透性を高めることができる。
【００６６】
アセチレングリコール系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
、３，５−ジメチル−１−ヘキシン−３オール、２，４−ジメチル−５−ヘキシン−３−
オールなどが挙げられる。また、アセチレングリコール系界面活性剤は、市販品を利用す
ることもでき、例えば、オルフィンＥ１０１０、ＳＴＧ、Ｙ（以上、日信化学社製）、サ
ーフィノール１０４、８２、４６５、４８５、ＴＧ（以上、Ａｉｒ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ  
ａｎｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ  Ｉｎｃ．製）が挙げられる。
【００６７】
ポリシロキサン系界面活性剤としては、市販品を利用することができ、例えば、ＢＹＫ
−３４７、ＢＹＫ−３４８（ビックケミー・ジャパン社製）などが挙げられる。
【００６８】
さらに、本発明のインク組成物は、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、両
性界面活性剤などのその他の界面活性剤を含有することもできる。
上記界面活性剤の含有量は、インク組成物の全質量に対して、好ましくは０．０１〜５
質量％であり、より好ましくは０．１〜０．５質量％である。
【００６９】
本発明のインク組成物は、多価アルコールを含有することが好ましい。多価アルコール
は、本発明のインク組成物をインクジェット式記録装置に適用した場合に、インクの乾燥
を抑制し、インクジェット式記録ヘッド部分におけるインクの目詰まりを防止することが
できる。
【００７０】
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、トリ
エチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、プロピレン
グリコール、ブチレングリコール、１，２，６−ヘキサントリオール、チオグリコール、
ヘキシレングリコール、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパンな
どが挙げられる。
【００７１】
上記多価アルコールの含有量は、インク組成物の全質量に対して、好ましくは０．１〜
３．０質量％であり、より好ましくは０．５〜２０質量％である。
【００７２】
本発明のインク組成物は、溶媒として水を含有する。水は、イオン交換水、限外ろ過水
、逆浸透水、蒸留水などの純水または超純水を用いることが好ましい。特に、これらの水
を紫外線照射または過酸化水素添加などにより滅菌処理した水は、長期間に亘りカビやバ
クテリアの発生を抑制することができるので好ましい。
【００７３】
さらに、本発明のインク組成物は、必要に応じて、水溶性ロジンなどの定着剤、安息香
酸ナトリウムなどの防黴剤・防腐剤、アロハネート類などの酸化防止剤・紫外線吸収剤、
キレート剤、酸素吸収剤などの添加剤を含有させることができる。これらの添加剤は、１
種単独で用いることもできるし、もちろん２種以上組み合わせて用いることもできる。
【発明を実施するための形態】
【００７４】
本発明の実施の形態を図１を使用して説明する。
図１は、本発明のインクジェットプリンタのインクタンクと印字ヘッドを結ぶインク供給管との関係を示す模式図である。
図１において、１はインクタンク、２は印字ヘッド、３はインク供給管、４は撹拌容器（サブタンク）であり、撹拌容器（サブタンク）は印字ヘッドと共に、印字ヘッドを駆動するキャリッジに搭載されている。
【００７５】
撹拌容器（サブタンク）４内には、インク供給管からのインクの供給を遮断するインク遮断手段（遮断弁）６、インク補充手段（吸引ポンプ）５、及び撹拌手段（撹拌球）４−１，４−２は配置されている。
【００７６】
前記インク補充手段５は、撹拌容器（サブタンク）内のインクが所定量を下回った際に、インク供給管３内のインクを一気に吸い出して撹拌容器（サブタンク）に蓄える。
インク供給管３内のインクを一気に吸い出すことによって、インク供給管内に沈殿していた二酸化チタン等の沈殿物をインクと共に撹拌容器（サブタンク）に移送することが可能になる。
インク遮断手段（遮断弁）は、通常は閉鎖されていて、撹拌容器（サブタンク）内のインクが所定量を下回った際に開放されて、インク供給管３内のインクを一気に吸い出して撹拌容器（サブタンク）に蓄えた後に閉鎖される。
撹拌容器（サブタンク）内に蓄積された二酸化チタン等の色材は、撹拌容器（サブタンク）が印字ヘッドを駆動するキャリッジの移動に伴って、撹拌球がインクの沈殿物を撹拌容器の底部に沿って異動することによって一定の濃度に撹拌されるので、印刷開始から白色度の低下をより少なくすることが可能になる。
【００７７】
図１では、インク補充手段５を撹拌容器４内に配置しているが、インクタンク１内に押し出しポンプとして配置することも可能である。
【００７８】
前記インク補充手段５を動作させる契機となる、撹拌容器（サブタンク）内のインクが所定量を下回ったことの検出は、印字ヘッドからのインク滴の射出量をカウントすることによって可能であるが、他の方法で撹拌容器（サブタンク）内のインクが所定量を下回ったことを検出しても良く、例えば、液量検出センサーなどを設けてもよい。
【００７９】
また、図１では、印字ヘッドがキャリッジに搭載されて印字時に駆動される方式のインクジェットプリンタを対象にしているが、印字ヘッドとして印刷幅に等しいライン印字ヘットを備えたインクジェットプリンタの場合には、撹拌容器（サブタンク）の近傍に配置するが、撹拌球による沈殿物の撹拌効果は期待できないので、撹拌容器（サブタンク）内に少なくとも印字動作時にはモータ等で駆動される撹拌手段を設ける必要がある。
なお、上記の印刷ヘッドがキャリジに搭載されたプリンタの場合であっても、撹拌球による撹拌ではなくモータ等で駆動される撹拌手段を設けてもよい。 
【実施例】
【００８０】
図２は、本発明の実施例の効果を説明するためのグラフである。
図２において、縦軸は、ヘッドが噴射されるインクの白色度であって、通常の使用状態
の白色度を０とし、白色度の低下率を示している。
また、横軸は、通常のインクの白色度になるまでの、インクの消費量を示している。
【００８１】
白抜き四角は従来の平坦状に配置された細管（チューブ）（平坦状流路）であって、サブタンク無しでインク流路の長さは240ｃｍ（７．４ml）である。
白抜き三角は従来の平坦状に配置された細管（チューブ）（平坦状流路）であって、サブタンクありでインク流路の長さは240ｃｍ（７．４ml）である。
黒丸は本発明の平坦状に配置された細管（チューブ）（平坦状流路）であって、サブタンクありで、サブタンク内に吸引ポンプを備えた場合で、インク流路の長さは240ｃｍ（７．４ml）である。
【００８２】
図２では、インクに沈降の激しい酸化チタン色材を使用し、１０日間休止後に、透明メ
ディアに印刷して、印刷物のL*値（白色度）を測定している。
図２の測定条件は下記のとおりである。
使用プリンタ  EPSON  PX-G930
使用メディア：KOKUYO  OHPフィルム  インクジェットプリンタ用
インク組成：
二酸化チタン（平均粒径200nm）                        10質量％
分散剤（スチレン-アクリル酸共重合体）                 2質量％
1,2-ヘキサンジオール                                  5質量％
グリセリン                                           10質量％
トリエタノールアミン                                0.9質量％
BYK-348（ビックケミー・ジャパン株式会社）           0.5質量％
超純水                                                   残分
計  100質量％
【００８３】
評価方法
プリンタでインクを透明メディアにDuty100%でベタ印刷を行ない、2時間以上の乾燥後、測色器（Spectrolino（GretagMacbeth社製））で測色する。測色方法は印刷物の下に、
EPSON PM-A700でEPSON写真用紙＜クリスピア＞に黒ベタ印刷を行なった黒色用紙を敷いて行なった。その測色で得られたL*の値を白色度の値として規定して、そのL*値を基準の値とする。その後、プリンタを未使用のまま放置してインクの色材を沈降させ、１０日間後に同様に印刷、測色を行なった。そして、印刷物のインク消費量毎にL*値の低下率を求め、評価した。
その結果を表４に示す。
【００８４】
【表４】
2011005717.tif 000006
【００８５】
表４に示す如く、従来の白抜き四角では、は、白色度の最大低下率は３０．４％まで低下して、ほぼ通常の白色度に復帰するまでに約７mlもインクが無駄に消費される。
また、従来の白抜き三角では、細管の長さが同じ240ｃmの場合で、図示する如く、白色度の最大低下率は８．３％であって、通常の白色度からの乖離が少なく、白抜き四角に比較して無駄なインクの消費が少なくなっている。
これに対して、本発明の黒丸では、細管の長さが同じ240ｃmの場合で、図示する如く、白色度の最大低下率はほぼゼロであって、通常の白色度からの乖離が少なく、無駄なインクの消費がほぼなくなっていることが理解できる。
【００８６】
なお、本発明は、図１の撹拌容器（サブタンク）４内には、インク供給管からのインクの供給を遮断するインク遮断手段（遮断弁）６、インク補充手段（吸引ポンプ）５、及び撹拌手段（撹拌球）４−１，４−２は配置されている構成を主要部とするものとして説明しているが、図６及び図８の参考例としてしめされたインク供給管の形態と組み合わせて構成することも可能である。
また、撹拌容器の容量をインク供給管の容量より大きくすることで、インク供給管が遮断されている時にインク供給管内にインクの沈降があったとしても、1回のインク補充で撹拌容器に補充さるインクの成分の不均一を少なくできるので好ましい。特に、1回のインク補充で撹拌容器に補充されるインク量をインク供給管の容量より大きくすることが好ましい。
上記の実施例においては、液体としてインクを印刷ヘッドから印刷するインクジェットプリンタとして具現化したが、液体を印刷ヘッドから吐出して印刷を行なうプリンタであればよく、例えば、液晶物質や有機ＥＬ物質を印刷ヘッドから吐出して表示パネルを製造するプリンタとすることも可能である。また、液体の成分が沈降する特性を有する液体の他にも、静止状態で液体の成分が不均一になる液体の場合にも有効である。 
【符号の説明】
【００８７】
１：インクタンク（インクパック）
２：ヘッド（印字ヘッド）
３：供給管（細管）
４：撹拌容器（サブタンク）
4-1,4-2：撹拌球
５：ポンプ
６：インク遮断手段（弁）
【図１】
2011005717.tif 000007
【図２】
2011005717.tif 000008
【図３】
2011005717.tif 000009
【図４】
2011005717.tif 000010
【図５】
2011005717.tif 000011
【図６】
2011005717.tif 000012
【図７】
2011005717.tif 000013
【図８】
2011005717.tif 000014
【図９】
2011005717.tif 000015
【図１０】
2011005717.tif 000016
【図１１】
2011005717.tif 000017