(57)【要約】【課題】  インクは溶媒に危険物となる成分を含んでおり、運送時に、運搬容器，運送車両等の制約を受ける。インクの保管においても場所および数量を管理しなければならない。また、インク中の溶媒は時間の経過と共に揮散し組成が変動するため、物性が変化し粒子化に支障をきたす場合がある。そのためインク製造後の使用期限を定め、管理する必要があった。【解決手段】  本発明のインクジェット記録装置は、樹脂，色材，添加剤を有する固形分と溶媒を使用前に混合して調整したインクにより被印字物に印字する。また本発明のインクジェット記録装置は、装置内で樹脂，色材，添加剤を有する固形分と溶媒をインクとして調整する調整手段を有する。固形分の製造方法は樹脂，色材，添加剤，溶媒からなるインクから溶媒分を分離することにより製造される。さらに、前記固形分の製造方法は樹脂，色材，添加剤を混合することにより製造される。【選択図】図３
2008279617.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インク粒子を帯電して印字するインクジェット記録装置において、樹脂，色材，添加剤を有する固形分と溶媒とを混合するインク混合手段を有するインクジェット記録装置。
【請求項２】
インク粒子を帯電して印字するインクジェット記録装置において、樹脂，色材，添加剤を有する固形分と溶媒とを混合するインク混合手段と、このインク混合手段から印字ヘッド部に供給するインク容器にインクを送るインク移送手段とを有するインクジェット記録装置。
【請求項３】
請求項２記載のインクジェット記録装置において、インク混合手段は、使用するインクに応じた前記固形分と溶媒との割合で混合するインクジェット記録装置。
【請求項４】
インク粒子を帯電して印字するインクジェット記録装置に使用されるインクの製造方法において、樹脂，色材，添加剤を有する固形分は溶媒と共に混合して調整した後に、前記溶媒を分離して、固形分としてインクジェット記録装置に供給されるものであることを特徴とするインクの製造方法。
【請求項５】
請求項４記載のインクの製造方法において、前記溶媒を分離された固形分がインク粒子を帯電して印字するインクジェット記録装置に供給された後に、溶媒と混合されて前記インクジェット記録装置で使用されるものであることを特徴とするインクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
インク粒子を帯電して印字を行うインクジェット記録装置およびそのインクに関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置の一例として、産業用インクジェット記録装置（以下「ＩＪＰ」とする。）は製品に製造番号，賞味期限を印字する装置である。以下、ＩＪＰの動作原理について説明する。
【０００３】
本体に充填されたインクはポンプにより加圧され、印字ヘッドに圧送される。印字ヘッド内のノズルに圧送されたインクはノズル内の圧電素子により数十キロヘルツの振動で加振される。ノズルの数十ミクロンのオリフィスより、噴出したインク流（インクジェット）はインクの表面張力と振動により規則的に切断され粒子化（滴化）する。
【０００４】
インク粒子（滴）は帯電された状態でインク流から切断するため、インク粒子には文字の大きさに応じた帯電がなされている。帯電したインク粒子は、飛行中に偏向電極による静電力を受け、偏向される。偏向されたインク粒子は、印字ヘッドに対し移動する印字物に付着し、文字（マトリックス文字）を形成する。
【０００５】
以上のように、ＩＪＰのインクは動作原理上、粒子化し印字物に付着するまでの状態は導電性の液体であることが必要である。
【０００６】
ＩＪＰのインクは色を発色する色材，色材を印字物に固定する樹脂，インクを帯電させるために導電性を持たせるためや、他の機能を付与するための目的に応じた添加剤等から構成される。インクは溶媒にこれらの成分を溶解、あるいは分散させて製造される。
【０００７】
溶媒は用途に応じて水系，溶剤系等が選定される。ダンボール，紙，コンクリートなど浸透性の素材の場合は、吸収されることが必要なため、乾燥が遅い高沸点の溶媒が選定される。プラスチック，金属などに平滑な面を持った素材への印字の場合や、印字のタックフリータイムが短い場合は、乾燥が速い低沸点の溶媒が選定される。低沸点の溶媒は一般的に有機溶媒が使用され、引火性液体であり、危険物に該当する場合が多い。
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−２７７６５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
引火性液体は危険物として取り扱う必要がある。危険物は消防法上において、運送時、運搬容器，運送車両など安全上の制約を受ける。船舶運送の場合、危規則により定められた包装形態，包装設備の遵守が必要となる。航空貨物においては船舶運送に基づいた包装の遵守のほかに、航空法に基づいた包装が必要となる。インクの保管においても消防法，条例に基づき、場所および数量を管理しなければならない。
【００１０】
また、インク中の溶媒は揮散などにより減少するため、インクの組成が変動する。組成の変動により物性が変化し、粒子化に支障をきたす場合がある。溶媒の揮散量は時間経過によるため、インク製造後の使用期限を定め、管理する必要があった。
【００１１】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、インクジェット記録装置を使用するにあたって適切なインク使用環境の管理を簡易にすることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のインクジェット記録装置は、樹脂，色材，添加剤からなる固形分と溶媒をＩＪＰの使用前に混合し、ＩＪＰに充填することにより解決される。
【００１３】
また、前記固形分の製造方法は樹脂，色材，添加剤，溶媒からなるインクから溶媒分を分離することにより製造される。
【００１４】
さらに、前記固形分の製造方法は樹脂，色材，添加剤を混合することにより製造される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明により、固形分は溶媒分を含まないため、危険物として扱われず輸送，保管することができ、インクジェット記録装置の使用に係る制約を軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の実施形態に関わるインクジェット記録装置（以下、ＩＪＰと呼称する。）の概略構成を図１に示す。図１では、ＩＪＰのインク循環系を簡略化して示したものである。
【００１７】
ＩＪＰの図示されていない本体内に格納されたインク容器４はインク２０を備え、インク２０はポンプ６によりインク容器４から吸い出され、図示されていないヘッド部に管路を通じて圧送される。
【００１８】
圧送されたインク２０はフィルタ５でろ過され、減圧弁７により所定の圧力に調整される。フィルタ５や減圧弁７は本体に設けられても良いし、ヘッド部に設けられてもよい。
【００１９】
循環系の管路中に設けられた弁８を開放するとインク２０はノズル部９におくられ、ノズル部９の吐出部である図示されていないオリフィスから噴出する。励振源２１はノズル部９に取り付けられた図示されていない圧電素子に所定の励振電圧を印加する。噴出したインク２０は表面張力により、ノズル部９から所定距離離れた地点でノズル部９から延びた柱状のインク２０から分離してインク粒子１３になる。
【００２０】
このインク粒子１３は、帯電部を構成する帯電電極１０間で柱状のインク２０から分離することにより帯電され、インク粒子１３毎に制御された帯電量を備える。図示されていない帯電回路は印字する文字やバーコードなどの記号の大きさにより帯電電極１０の帯電電圧を変化させ、インク粒子１３の帯電量を変化させる。
【００２１】
帯電されたインク粒子１３はノズル部９からの噴出した勢いで偏向電極１１間の空間に至る。偏向電極１１は２枚の電極からなり、片方は接地され、もう一方は高電圧が印加されている。それにより電極間で静電界が形成され、帯電したインク粒子１３はその帯電量に応じて偏向される。
【００２２】
偏向されたインク粒子１３はヘッド部から飛び出し、ヘッド部から所定距離はなれて移動している印字物２２に着地する。印字物２２に着地したインク粒子１３は点であるが、複数の点が一つの集まりをもって文字記号を形成する。
【００２３】
印字に使用されなかったインク粒子１３はヘッド部内に設けられたガター１２により捕捉される。補捉されたインク粒子１３は回収ポンプ１４により吸引されインク循環系のインク回収管路を通じてインク容器４に戻る。
【００２４】
次にインクの使用方法の従来例について説明する。まずインクの製造方法について説明する。図２はインクの製造フローを示す。インクは構成成分である樹脂，色材，添加剤，溶媒を所定の混合比になるように秤量する（ステップ１００）。その配合はインクの性能により異なるが、一例として樹脂２０重量％，色材１０重量％，添加剤０.１ 重量％，溶媒７０重量％である。添加剤は他の基材に対して微量であり、他の基材の重量％の誤差範囲に含まれうる程度の量である。インクの成分に色材を用いず、樹脂，溶媒，添加剤からなるインクもある。
【００２５】
秤量した後、容器に構成成分を投入し、撹拌器等で混合する（ステップ１１０）。一定時間混合後、工程が確実に遂行されているか確認するために物性測定を行う（ステップ１２０）。物性は粘度，比抵抗，表面張力，比重等を測定する。物性が所定の値になっていることを確認したのち、不純物を取り除くために濾過を行う（ステップ１３０）。
【００２６】
濾過後、容器に充填し（ステップ１４０）、封止後梱包する（ステップ１５０）。充填後、容器に対してインクの種類に応じ開封期限を容器に直接若しくはラベルに記載して明示する。使用者は記載された開封期限までにインクの使用を開始しなければならないものであった。インクがその成分によって危険物に該当する場合は、容器，梱包は危険物輸送に適したものでなければならなかった。
【００２７】
以下、本発明の一実施例を図３に示す。図３では、インク混合手段を有するＩＪＰの構成について説明する。インクの生成は樹脂，色材，添加剤からなる固形分１と溶媒２を混合容器３に入れて混ぜて、ＩＪＰで使用可能な状態に調整する。インク２０の固形分１についてはメーカから供給されたものを準備し、溶媒２は使用者が準備する。混合する溶媒２が複数必要とし、使用者が数種類を用意するのが困難な場合には、インク製造メーカが供給することが望ましい。
【００２８】
また純度が低い溶媒を使用した場合、溶媒中の不純物がインクの安定性や性能に悪影響を与える恐れがあるため、溶媒の純度を規定する。一例として、溶媒にメチルエチルケトンを使用する場合はＪＩＳ  Ｋ１５２４が望ましい。
【００２９】
溶媒２と固形分１は、まず所定の割合で混合容器３に入れ、撹拌器１５で所定の時間撹拌を行う。その後濾過器３１を用いて濾過を行う。出来上がったインクの物性の測定を行い、所定の値となっていることを確認する。物性値が所定の値から外れている場合は廃棄し作製し直すか、物性値の一部、例えば粘度が高い場合には、溶媒２を加え粘度値の調整を行ってもよい。その後ＩＪＰのインク容器４に充填して使用する。
【００３０】
本実施例の固形分１はインク製造メーカの製造所で製造されるが、溶媒２を含まないため、危険物とならず、一般貨物として運送可能である。また、危険物としての法規上の規制がないため、保管上の制約もなく、在庫管理が容易となる。さらに、固形分１と溶媒２の混合から装置充填までの時間を短くすることができるため、在庫中の溶媒２の揮散による物性変動を低減することができる。
【００３１】
次にその他の実施例を図４に示す。前例では使用者側で物性測定器、例えば粘度計測器を用意する必要がある。本実施例におけるインク混合手段を備えたＩＪＰは、粘度計測器を本体に備え自動化した一例を示す。撹拌容器１６に撹拌器１５と粘度計１７を備える。攪拌容器１６からインク容器４へインク２０を移送する移送管路中には、攪拌容器１６のインク２０を吸い出してインク容器４へ管路を通じて供給するポンプ１９と、攪拌容器１６のインク２０を濾過するフィルタ１８を備える。攪拌容器１６と移送管路の各構成を制御するコントローラ２３と、インク２０の仕様等を入力する入力装置２４と、制御状態等を出力する出力装置２５と、インク２０の生成に必要な制御情報や制御状態等を記憶する記憶装置２６とを本体に備える。
【００３２】
次に図４の動作を、図５を用いて説明する。入力装置２４又は記憶装置２６に記憶されたＩＪＰで使用するインク情報に基づき、所定の割合で固形分１と溶媒２を撹拌容器１６に所定量入れる。入力装置２４より開始信号を入れると、撹拌器１５は一定時間撹拌を行う（ステップ２００）。撹拌終了後、コントローラ２３は粘度計１７の出力を取り込む（ステップ２１０）。コントローラ２３は記憶装置２６より、基準となる粘度値を呼び出す（ステップ２２０）。コントローラ２３は基準値と比較し（ステップ２３０）、基準値内と判断した場合はポンプ１９を駆動してフィルタ１８を介してインク２０をインク容器４に移送する（ステップ２４０）。
【００３３】
基準値以下の場合、出力装置２５に固形分１追加の表示を行い終了する（ステップ２５０）。基準値以上の場合、溶媒２追加の表示を行い終了する（ステップ２６０）。使用者は粘度が基準値から外れた場合は出力装置２５の指示に従い、固形分１あるいは溶媒２を添加することにより、インク２０の物性値を調整する。
【００３４】
ここで基準値を外れた場合に調整できる量は、混合時の秤量ばらつきによる調整分であり、大幅に間違えて入れた場合には調整できず、廃棄しなければならない。
【００３５】
次に、その他の実施例を、図６を用いて説明する。前例において、固形分１と溶媒分２の投入は手動で行われる必要があったが、本実施例におけるインク混合手段を有するＩＪＰは、固形分１と溶媒分２を全自動で添加し調整することができる。本構成は前例に加え、固形分容器２７と、溶媒容器２９と、固形分ポンプ２８と、溶媒ポンプ３０を追加した構成である。次に図６の動作について図７のフローを用いて説明する。
【００３６】
まず、入力装置２４又は記憶装置２６に記憶されたＩＪＰで使用するインク情報に基づき、コントローラ２３がインクの固形分と溶媒の混合量を取り込み入力装置２４より開始信号を入れると、コントローラ２３は溶媒ポンプ３０を一定時間駆動する（ステップ３００）。溶媒２はポンプ駆動時間量に応じて撹拌容器１６に移送される。
【００３７】
次に、コントローラ２３は固形分ポンプ２８を一定時間駆動する（ステップ３１０）。固形分１はポンプ駆動時間量に応じて撹拌容器１６に移送される。
【００３８】
コントローラ２３は一定時間撹拌器１５を駆動させ、固形分１と溶媒２を撹拌する（ステップ３２０）。
【００３９】
撹拌終了後、粘度計１７から粘度データを取り込む（ステップ３３０）。次に、記憶装置２６より基準粘度を呼び出す（ステップ３４０）。基準粘度と粘度データを比較し（ステップ３５０）、基準値内と判断した場合はポンプ１９を駆動してフィルタ１８を介してインク２０をインク容器４に移送する（ステップ３６０）。
【００４０】
粘度値が高い場合には、溶媒２を追加充填するために、粘度値より溶媒ポンプ３０駆動時間を計算する（ステップ３７０）。その計算方法は粘度比とポンプの流量より計算する。コントローラ２３は前記駆動時間溶媒ポンプ３０を駆動し（ステップ３８０）、撹拌容器１６に充填する。その後、前記フローを繰り返し、基準粘度内になるまで動作を繰り返す。
【００４１】
一方、粘度値が低い場合、固形分１を追加充填するため、粘度値より固形分ポンプ２８駆動時間を計算する（ステップ３９０）。コントローラ２３は前記駆動時間固形分ポンプ２８を駆動し（ステップ４００）、撹拌容器１６に充填する。その後、前記フローを繰り返し、基準粘度内になるまで動作を繰り返す。本構成によれば、使用者が配合比を間違えることなくインク２０を生成できる。
【００４２】
次に、インクの固形分１の製造方法についてその一実施例を図８に示す。
【００４３】
インクの製造はまず、溶媒を秤量し（ステップ５００）、容器に投入する。溶媒を撹拌しながら、色材，樹脂を秤量し（ステップ５００）、容器に投入，混合する（ステップ５１０）。固形分が完全に溶解したら、インクの物性測定を行い（ステップ５２０）、物性値の一部、例えば粘度が高い場合には、溶媒を加え粘度値の調整を行う。粘度調整作業後、濾過を行い（ステップ５３０）、不純物を取り除く。
【００４４】
濾過後のインクの粘度，比抵抗，表面張力，比重などの物性を測定し、規格値に入っている事を確認する。濾過後、溶媒を自然乾燥，加熱乾燥，減圧乾燥などにより乾燥して固体化する（ステップ５４０）。これを、粉砕機を用いて粉砕し（ステップ５５０）、所定量ずつ分けて梱包する（ステップ５７０）。取扱い性を向上させるために、所定量ずつ押し固めてタブレット状に成型し（ステップ５６０）梱包してもよい。
【００４５】
次に粉体で混合するインク固形分製造方法の一実施例を図９に示す。まず、樹脂，色材，添加剤を、粉砕機を用いて粉砕する（ステップ６００）。これをインク組成に応じて粉体のまま秤量し（ステップ６１０）、配合して混合する（ステップ６２０）。その後、所定量ずつ分けて梱包、もしくは所定量ずつ押し固めてタブレット状に成型して梱包する（ステップ６３０）。本例では前例の溶媒分を取り除く工程がないため製造時間の短縮が図れる。
【００４６】
本実施例により、固形分は溶媒分を含まないため危険物として扱われず輸送，保管することができる。また、固形分と溶媒の混合から装置充填までの時間が短縮されることにより、インク在庫中の使用期限の制約がなくなる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の一実施例であるインクジェット記録装置の構成を説明する図。
【図２】インク製造の手順のフローチャート図。
【図３】本発明の一実施例であるインクジェット記録装置の説明図。
【図４】本発明の一実施例であるインクジェット記録装置の説明図。
【図５】図４に示す本発明の一実施例の制御フローチャート図。
【図６】本発明の一実施例であるインクジェット記録装置の説明図。
【図７】図６に示す本発明の一実施例の制御フローチャート図。
【図８】本発明の一実施例のフローチャート図。
【図９】本発明の一実施例のフローチャート図。
【符号の説明】
【００４８】
１  固形分
２  溶媒
３  混合容器
４  インク容器
５  フィルタ
６  ポンプ
７  減圧弁
８  弁
９  ノズル部
１０  帯電電極
１１  偏向電極
１２  ガター
１３  インク粒子
１４  回収ポンプ
１５  撹拌器
１６  撹拌容器
１７  粘度計
１８  フィルタ
１９  ポンプ
２０  インク
２１  励振源
２２  印字物
２３  コントローラ
２４  入力装置
２５  出力装置
２６  記憶装置
２７  固形分容器
２８  固形分ポンプ
２９  溶媒容器
３０  溶媒ポンプ
３１  濾過器
【図１】
2008279617.tif 000003
【図２】
2008279617.tif 000004
【図３】
2008279617.tif 000005
【図４】
2008279617.tif 000006
【図５】
2008279617.tif 000007
【図６】
2008279617.tif 000008
【図７】
2008279617.tif 000009
【図８】
2008279617.tif 000010
【図９】
2008279617.tif 000011