(57)【要約】【課題】  表面浮遊物の混合性と泡の巻き込み防止を両立し、多品種変量生産に対応可能で、効率良く短時間で混合できるインク液混合装置を提供する。【解決手段】少なくともタンク５の底部に、排出口２と吐出口１とを有し、排出口２と吐出口１とは、加圧ポンプ６を介して連結パイプ５により連結されてなり、排出口２から抜き出したインクを加圧ポンプ６により加圧してタンク５内に吐出口１より供給し、タンク５内の流れによって混合を行うようになされており、排出口２の中心からタンク５中心までの距離がタンク５の半径の１／４以上３／４未満であり、タンク５内に、インクを攪拌してタンクの底方向への液流を形成する下降流形成板３が設けられているインク液混合装置１０を提供する。【選択図】  図８
2005113019.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともタンク底部に、排出口と吐出口とを有し、
前記排出口と前記吐出口とは、加圧ポンプを介して連結パイプにより連結されてなり、
前記排出口からタンク外に抜き出したインクを前記加圧ポンプにより加圧して、前記吐出口より前記タンク内に供給し、前記タンク内の流れによって混合を行うようになされているインク液混合装置であって、
前記排出口の中心から前記タンク中心までの距離が、前記タンクの半径の１／４以上３／４未満であり、
前記タンク内に、前記インクを攪拌して前記タンク底方向への液流を形成する下降流形成板が設けられていることを特徴とするインク液混合装置。
【請求項２】
前記下降流形成板が、少なくとも前記タンク内のインク液面に配置されてなることを特徴とする請求項１に記載のインク液混合装置。
【請求項３】
前記下降流形成板が、中心から放射状に設けられた複数の攪拌板よりなり、
前記タンクの側面方向から見た前記攪拌板の傾斜角が、インク液混合時にインクを下方向に導出する向きを正の方向として、インク液面より１５°以上６０°以下に設定されてなることを特徴とする請求項１又は２に記載のインク液混合装置。
【請求項４】
前記下降流形成板を構成する前記攪拌板の、タンク中心部からタンク壁面方向への長さが、前記タンクの半径の５０％以上１００％以下であることを特徴とする請求項３に記載のインク液混合装置。
【請求項５】
前記下降流形成板が、上下方向に移動可能であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のインク液混合装置。
【請求項６】
前記下降流形成板が、前記タンクから取り外し可能となされていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のインク液混合装置。
【請求項７】
前記タンクの底面が曲面であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のインク液混合装置。
【請求項８】
前記吐出口から吐出されるインク液の流速が、１ｍ／ｓ以上３０ｍ／ｓ以下であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載のインク液混合装置。
【請求項９】
前記タンクの底部から前記吐出口までの高さが、前記タンクの深さの２０％以下であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載のインク液混合装置。
【請求項１０】
前記吐出口の先端部が屈曲してなり、該屈曲角が、静止状態におけるインク液面を基準としたとき、±１５゜以内となされていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載のインク液混合装置。
【請求項１１】
前記吐出口の先端部が屈曲してなり、前記吐出口の屈曲した先端部が前記タンク中心を中心点とする円と接する位置における接線Ｂと、前記タンク上面方向から見たときの前記先端部の向きとの成す角が、±１５゜以内となされていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のインク液混合装置。
【請求項１２】
前記吐出口と、前記タンク中心と、前記排出口の中心とを、それぞれ直線で結んだときに形成される角度が、９０゜以上３６０゜未満であることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載のインク液混合装置。
【請求項１３】
前記タンクの容量（Ｌ）／前記吐出口の断面積(mm2)が、１以上１０以下であることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載のインク液混合装置。
【請求項１４】
少なくともタンク底部に、排出口と吐出口とを有し、
前記排出口と前記吐出口とは、加圧ポンプを介して連結パイプにより連結されてなり、
前記排出口からタンク外に抜き出したインクを前記加圧ポンプにより加圧して、前記吐出口より前記タンク内に供給し、前記タンク内の流れによって混合を行うようになされているインク液混合装置であって、
前記排出口の中心から前記タンク中心までの距離が、前記タンクの半径の１／４以上３／４未満であり、
前記タンク内に、前記インクを攪拌して前記タンク底方向への液流を形成する下降流形成板が設けられているインク液混合装置を具備することを特徴とするインク液製造装置。
【請求項１５】
前記インク液混合装置のタンクの外部において、前記連結パイプの中途部に設けられたバルブにおいて接続された連結管を介して濾過装置が設置されてなり、
前記バルブの切り替え動作により、前記インクを前記タンク、あるいは前記濾過装置に選択的に送り込み、濾過工程と、攪拌工程とを任意に切り替えて行うようになされていることを特徴とする請求項１４に記載のインク液製造装置。
【請求項１６】
少なくともタンク底部に、排出口と吐出口とを有し、
前記排出口と前記吐出口とは、加圧ポンプを介して連結パイプにより連結されてなり、
前記排出口からタンク外に抜き出したインクを前記加圧ポンプにより加圧して、前記吐出口より前記タンク内に供給し、前記タンク内の流れによって混合を行うようになされているインク液混合装置であって、
前記排出口の中心から前記タンク中心までの距離が、前記タンクの半径の１／４以上３／４未満であり、
前記タンク内に、前記インクを攪拌して前記タンク底方向への液流を形成する下降流形成板が設けられているインク液混合装置を具備し、
前記インク液混合装置のタンクの外部において、前記連結パイプの中途部に設けられたバルブにおいて接続された連結管を介して濾過装置が設置されてなるインク液製造装置を用いて、
前記インク液混合装置のタンク内においてインクの攪拌を行い、
攪拌工程後、前記バルブを切り替えて、前記濾過装置によりインクの濾過を行うことを特徴とするインク液製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面浮遊物の混合性の向上を図り、泡の巻き込み防止し、多品種変量生産に対応可能で、効率よく短時間で混合できるインク液混合装置、インク液製造装置、及びインク液製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット、万年筆、フェルトペン、朱肉等に用いられるインクには、各種の水溶性染料、あるいは顔料分散液を、水、水溶性有機溶剤、界面活性剤等と混合した水系インクが使用されている。
近年、インクの品種増加のため、インクの混合装置に関しては、効率良く短時間で混合でき、多品種変量生産に対応可能であり、さらに品質確保のために混合時の泡の巻き込みやコンタミが少なく、さらに表面浮遊物の混合能力に優れている混合装置が求められている。
【０００３】
上述したような問題を解決するために、従来においては、混合装置において通常用いられていた攪拌翼を用いず、水流により攪拌を行う混合装置が種々提案されている。
例えば、側壁に回流角度をもって形成された流体噴出口を有し、底部に排出口を設けた円筒、もしくは多角柱形状の回流槽の一側に所定の角度をもって槽内に下降する所定幅の回流調整体を回流槽内に突出させるように構成した混合装置が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
しかしこの装置においては、表面浮遊物の混合性は比較的優れているが、気泡を巻き込みやすく、変量生産については未だ充分な特性が得られていないという課題がある。
【０００４】
一方、縦向きの円筒状部分と、その下部に連なる下狭まりの正芯型錐形底部を混合槽に備えさせ、前記円筒状部分に前記混合槽から抜出した被処理液を噴出するための第１ノズルを付設した混合装置において、前記錐形底部の下端部から前記混合槽内にそこから抜出した被処理液を吹上げる第２ノズルを設け、前記錐形底部内で前記混合槽から抜出した被処理液を前記錐形底部内に噴出する第３ノズルを設け、前記円筒状部分と錐形底部の境界部分あるいはその近くに、前記混合槽内の被処理液をその循環のために取出す管路を接続してある事を特徴とする混合装置が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。
しかしこの混合装置においては、ノズルやポンプの数が多くなってしまい、装置の洗浄が困難となり、また第２ノズルが上向きに保持されているため仕込み液量を少なくするとノズルから吐出された混合液が液面より噴出してしまうため変量生産にも充分に対応しきれないという課題がある。
【０００５】
さらに、液体を貯留する周壁が略円筒形状のタンクと、貯留された液体を攪拌することができる攪拌装置とを有する攪拌装置付きタンクであって、前記攪拌装置は前記タンクの中央底部近傍に設けられ、タンク上方に向けて前記タンク内に液体を噴出可能な第一液導管と、前記タンク内に設けられ、前記第一液導管から噴出される液体が衝突することにより前記タンク内にスワール流を発生させるスワール流発生部と、前記タンク底部に開口端を有し、タンクから液体を排出させる第二液導管と、前記第二液導管から液体を再度前記第一液導管に導入させるとともに、前記第一液導管内にジェット流を形成させる循環用ポンプとを有する攪拌装置付きタンクが開示されている（特許文献３参照。）。
しかしこの装置においては、液体成分は効率良く攪拌できるが、固体やゲル状物質はタンク底部に滞留するため攪拌効率が悪くなってしまい、さらには、やはり吐出部が上向きに保持されているため変量生産も困難であるという問題を有している。
【０００６】
上述したように、従来提案されていた水流により攪拌を行う混合装置においては、表面浮遊物の混合性の向上を図り、泡の巻き込みを防止し、変量生産に対応することは極めて困難であり、かかる課題に対してはさらなる改善が望まれていた。
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−６０５１４号公報
【特許文献２】特開昭６３−３３８９７号公報
【特許文献３】特開２００２−１１３３４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで本発明においては、上述したような従来問題となっていた技術上の課題に鑑み、表面浮遊物の混合性と泡の巻き込み防止を両立し、多品種変量生産に対応可能であり、さらに効率良く短時間で混合できるインク液混合装置を提供することを目的とした。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の発明のインク液混合装置は、少なくともタンク底部に、排出口と吐出口とを有し、前記排出口と前記吐出口とは、加圧ポンプを介して連結パイプにより連結されてなり、前記排出口からタンク外に抜き出したインクを前記加圧ポンプにより加圧して、前記吐出口より前記タンク内に供給し、前記タンク内の流れによって混合を行うようになされているインク液混合装置であり、前記排出口の中心から前記タンク中心までの距離が、前記タンクの半径の１／４以上３／４未満であり、前記タンク内に、前記インクを攪拌して前記タンク底方向への液流を形成する下降流形成板が設けられている構成を有しているものとする。
請求項２の発明においては、前記下降流形成板が、少なくとも前記タンク内のインク液面に配置されてなるインク液混合装置を提供する。
請求項３の発明においては、前記下降流形成板が、中心から放射状に設けられた複数の攪拌板よりなり、前記タンクの側面方向から見た前記攪拌板の傾斜角が、インク液混合時にインクを下方向に導出する向きを正の方向として、インク液面より１５°以上６０°以下に設定されてなるインク液混合装置を提供する。
請求項４の発明においては、前記下降流形成板を構成する前記攪拌板の、タンク中心部からタンク壁面方向への長さが、前記タンクの半径の５０％以上１００％以下であるものとしたインク液混合装置を提供する。
請求項５の発明においては、前記下降流形成板が、上下方向に移動可能であるものとしたインク液混合装置を提供する。
請求項６の発明においては、前記下降流形成板が、前記タンクから取り外し可能となされているものとしたインク液混合装置を提供する。
請求項７の発明においては、前記タンクの底面が曲面であるものとしたインク液混合装置を提供する。
請求項８の発明においては、前記吐出口から吐出されるインク液の流速が、１ｍ／ｓ以上３０ｍ／ｓ以下であるものとしたインク液混合装置を提供する。
請求項９の発明においては、前記タンクの底部から前記吐出口までの高さが、前記タンクの深さの２０％以下であるものとしたインク液混合装置を提供する。
請求項１０の発明においては、前記吐出口の先端部が屈曲してなり、該屈曲角が、静止状態におけるインク液面を基準としたとき、±１５゜以内となされているものとしたインク液混合装置を提供する。
請求項１１の発明においては、前記吐出口の先端部が屈曲してなり、前記吐出口の屈曲した先端部が前記タンク中心を中心点とする円と接する位置における接線Ｂと、前記タンク上面方向から見たときの前記先端部の向きとの成す角が、±１５゜以内となされているものとしたインク液混合装置を提供する。
請求項１２の発明においては、前記吐出口と、前記タンク中心と、前記排出口の中心とを、それぞれ直線で結んだときに形成される角度が、９０゜以上３６０゜未満であるものとしたインク液混合装置を提供する。
請求項１３の発明においては、前記タンクの容量（Ｌ）／前記吐出口の断面積（ｍｍ2）が、１以上１０以下であるものとしたインク液混合装置を提供する。
請求項１４の発明においては、少なくともタンク底部に、排出口と吐出口とを有し、前記排出口と前記吐出口とは、加圧ポンプを介して連結パイプにより連結されてなり、前記排出口からタンク外に抜き出したインクを前記加圧ポンプにより加圧して、前記吐出口より前記タンク内に供給し、前記タンク内の流れによって混合を行うようになされているインク液混合装置であって、前記排出口の中心から前記タンク中心までの距離が、前記タンクの半径の１／４以上３／４未満であり、前記タンク内に、前記インクを攪拌して前記タンク底方向への液流を形成する下降流形成板が設けられているインク液混合装置を具備するものとしたインク液製造装置を提供する。
請求項１５の発明においては、前記インク液混合装置のタンクの外部において、前記連結パイプの中途部に設けられたバルブにおいて接続された連結管を介して濾過装置が設置されてなり、前記バルブの切り替え動作により、前記インクを前記タンク、あるいは前記濾過装置に選択的に送り込み、濾過工程と、攪拌工程とを任意に切り替えて行うようになされているインク液製造装置を提供する。
請求項１６の発明においては、少なくともタンク底部に、排出口と吐出口とを有し、前記排出口と前記吐出口とは、加圧ポンプを介して連結パイプにより連結されてなり、前記排出口からタンク外に抜き出したインクを前記加圧ポンプにより加圧して、前記吐出口より前記タンク内に供給し、前記タンク内の流れによって混合を行うようになされているインク液混合装置であって、前記排出口の中心から前記タンク中心までの距離が、前記タンクの半径の１／４以上３／４未満であり、前記タンク内に、前記インクを攪拌して前記タンク底方向への液流を形成する下降流形成板が設けられているインク液混合装置を具備し、  前記インク液混合装置のタンクの外部において、前記連結パイプの中途部に設けられたバルブにおいて接続された連結管を介して濾過装置が設置されてなるインク液製造装置を用いて、前記インク液混合装置のタンク内においてインクの攪拌を行い、攪拌工程後、前記バルブを切り替えて、前記濾過装置によりインクの濾過を行うこととしたインク液製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、表面浮遊物の混合性と泡の巻き込み防止を両立し、多品種変量生産に対応可能となり、極めて効率良く、インク液混合を行うことができ、高品質のインクを製造することができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の好適な実施の形態について図を参照して説明する。
先ず、本発明のインク液混合装置１０の概略斜視図を図１に示し、上面から見た透過状態を示す概略平面図を図２に示す。
本発明のインク液混合装置１０は、タンク５の底部に排出口２、吐出口１を有し、これらは連結パイプ４により連結されてなる構成を有している。
このインク液混合装置１０においては、排出口２からタンク外部に抜き出したインクが加圧ポンプ（図示せず）によって加圧され、タンク吐出口１よりタンク内部に供給され、水流Ａによって混合が行われるようになされているものである。
また、インク液混合装置１０においては、排出口２の中心からタンク５の中心までの距離ｄがタンクの半径Ｒの１／４以上３／４未満であるものとし、かつタンク５内には、インクを攪拌してタンク５の底方向への液流を形成する機能を有する下降流形成板３が設けられているものとする。
【００１２】
なお、タンク中心とは、図２に示すようにタンク５を上面から見た平面図において中心となる点Ｏを意味するものとし、排出口２の中心からタンク５の中心までの平面距離ｄを、タンク５の半径Ｒの１／４以上３／４未満に特定したことにより、気泡の巻き込みを効果的に抑制できることが確かめられた。
【００１３】
排出口２の中心からタンク５の中心までの距離ｄが、タンク５の半径Ｒの１／４未満（タンク中心部に排出口が存在する場合）とすると、表面浮遊物の溶け込みについては、比較的優れた効果が得られたが、気泡の巻き込みが多くなってしまった。
一方、排出口２の中心からタンク５の中心までの距離ｄが、タンク５の半径Ｒの３／４よりも大きくすると、中心部に液溜まりができ、充分な攪拌を行なうことができなかった。
よって、排出口２の中心からタンク５の中心までの距離ｄが、タンクの半径Ｒの１／４以上３／４未満であることが望ましい。
【００１４】
また、例えば板状、プロペラ状、らせん状形状よりなる、中心から放射状に設けられた複数の攪拌板３ａにより構成される下降流形成板３をインク液面部に設け、これを回転させることにより、インク液表面の横渦の流れを下方向の流れとし、表面浮遊物をタンク５内に溶け込ませることができた。これにより、表面浮遊物を効果的に混合し、短時間で混合工程を完了させることが可能となった。
すなわち水流Ａによって混合を行うインク液混合装置において、両者を組み合わせることで初めて気泡の巻き込みを防ぎつつ表面浮遊物を液体中に溶け込ませることができることが確かめられた。
【００１５】
下降流形成板３について、図を参照して詳細に説明する。
図３は、下降流形成板３を構成する攪拌板３ａの配置角度を説明する概略図であり、図３（ａ）は上面図、図３（ｂ）は側面図を示す。
下降流形成板３は、インク液表面の横渦の流れを下方向の流れとし、表面浮遊物をタンク５内に押し流すようにして溶け込ませる機能を有するものである。従って、下降流形成板３は、インク液と気体の界面に配置することが望ましい。下降流形成板３を完全にインク液７の中に配置させると、表面浮遊物をタンク中に押し流して溶け込ませる効果が著しく減少するためである。
【００１６】
また、図３（ｂ）に示すように、タンクの側面方向から見たとき、下降流形成板３を構成する攪拌板３ａの、インク面を基準とした傾斜角θは、インク液７混合時に流体を下方向に導出する向きを正の方向とした場合、水平面より１５°以上６０°以下となされていることが望ましい。
水平面より１５°未満である場合は、下降流形成効果が弱く表面浮遊物を溶け込ませる効果に劣り、６０°を超えると表面の横渦の流速が遅くなりやはり表面浮遊物を溶け込ませる効果も減少するためである。
なお、下降流形成板３は平面でなくてもよく、この場合は、下降流形成板３の面積の５０％以上の部分が、インク液の水平面を基準とし、傾斜角θが１５°以上６０°以下となるように配置されていればよい。
【００１７】
また、図４に示すように、下降流形成板３を構成する攪拌板３ａの長さＬがタンク５の半径Ｒ方向に占める割合は、５０％以上１００％以下とすることが望ましく、７０％以上とすることがさらに好ましい。
攪拌板３ａの長さＬが半径Ｒの５０％未満とすると、半径方向で下降流形成板３が存在しない隙間から液が流れる影響が大きくなってしまうため、下降流形成能力に劣り、表面浮遊物を溶け込ませる効果が小さくなるためである。
なお、本発明における下降流形成板３がタンク５の半径方向に占める割合とは、攪拌開始前におけるインク液７の表面と下降流形成板３との界面のタンク半径方向の占有率であるものとする。
【００１８】
なお、下降流形成板３に関し、タンクの液面を基準として上下方向に移動可能とした機能をもたせることにより、変量生産時に下降流形成板３をインク液７の表面に適切に位置させ、効率よく攪拌工程を行うことが可能となる。
下降流形成板３の移動方法としては、上部から吊るす方法、中心部の軸やタンク内壁にスライド機構を設けて移動させる方法等が挙げられるが、これらの方法に限定されるものではなく、従来公知の上下方向に移動可能な構成を適宜利用することができる。
【００１９】
また、下降流形成板３をタンク５から取り外し可能とすることにより、インク混合工程が終わった後に装置を洗浄する際、下降流形成板３とタンク５本体とを別々に洗浄することができるようになり、洗浄効率の向上を図ることができる。
【００２０】
なお、本発明のインク液混合装置においては、タンク５の底面が曲面状であり、側面部との接続部が滑らかな曲面となっていることが望ましい。
また排出口２は、吐出口１よりも下方に設けられていることが好ましい。
タンク５の底面が平板であると側面と底面の継ぎ目部分に液溜まりが生じ、また、吐出口１から排出口２への水流がスムーズに流れず攪拌効率が低下する傾向があるためであり、また排出口２が最下端でないと、やはり液溜まりが生じ、攪拌効率や洗浄の効率が低下する傾向にあるためである。
【００２１】
吐出口１から吐出されてタンク内に供給される液体、例えばインクの流速は、１ｍ／ｓ以上３０ｍ／ｓ以下であることが好ましく、さらには、３ｍ／ｓ以上２０ｍ／ｓ以下とすることが望ましい。
液体の流速が１ｍ／ｓ未満である場合は、流速が低すぎるため攪拌が不充分となり、一方において、３０ｍ／ｓを超えると、流速が高すぎるため気泡を巻き込んで液体の品質劣化の原因となり、また液が跳ねて混合装置周囲を汚染する危険性があるためである。
【００２２】
なお、上記液体、例えばインクの流速とは、単位時間に吐出口１から吐出される液体（インク）の体積と吐出口１の断面積から計算される値のことであるものとする。
【００２３】
タンク５の底部から吐出口１までの高さは、タンク５の深さの２０％以内とすることが好ましい。
タンク５の底部から吐出口１までの高さがタンク５の深さの２０％を超えると、液量が多くないと攪拌できなくなり、変量生産が困難となるためである。なお、ここでいうタンク５の底部とは、タンク底面で最も低い地点を指すものとし、タンク５の深さとは、タンク５の底部からタンク５の最上面までの垂直方向への高さを意味するものとする。
【００２４】
また、吐出口１は、図５のインク液混合装置１０の側面図に示すように、タンク５の底面部から管状に設置されてなるものとし、先端部１ａが屈曲してなり、水平面Ｘを基準としたときの屈曲角ｙが、±１５゜以内であることが好ましい。
先端部１ａの屈曲角が−１５゜（下向き）を超えると、攪拌効率が悪化し、＋１５゜（上向き）を超えると攪拌効率が悪化するばかりでなく、吐出口１から吐出した液体が跳ねてしまい、インクがタンク５からこぼれたり発泡が発生したりする原因となるためである。
【００２５】
また、吐出口１においては、図６のインク液混合装置１０を上面から見た平面図に示すように、屈曲した先端部１ａがタンク５の外壁の同心円８と接する位置における接線Ｂと、平面方向における先端部１ａの向きとの成す角ｚが、±１５゜以内となっていることが好ましい。
この角ｚが＋１５゜（外向き）を超えるか、あるいは−１５゜（内向き）未満であると、タンク５中の液の混合攪拌がスムーズに行われず、攪拌効率が充分でなくなるためである。
【００２６】
また、図７のインク液混合装置１０を上面から見た平面図に示すように、吐出口１と、タンク中心Ｏと、排出口２の中心とを、それぞれ直線で結んだときに形成される角度φが、９０゜以上３６０゜未満であることが好ましい。
ここでの角度φは、タンク５の上面から見た時の角度であり、吐出口１の屈曲したノズル先端部１ａが向いている方向への角度を意味するものとした。
この角度φが９０度未満の場合は、吐出口１から吐出された液体がすぐに排出口２から排出されるショートパスのため、ノズルから遠い位置でタンク内に溜まりができやすくなってしまう。
【００２７】
タンク５の容量（Ｌ）／吐出口１の断面積（ｍｍ2）は、１以上１０以下が好ましく、２以上７以下がさらに好ましい。
このタンク５の容量（Ｌ）／吐出口１の断面積（ｍｍ2）が１未満であると、吐出口１が太いため攪拌に充分な流速を確保するためには大容量のポンプを接続する必要が生じて設備コスト高を招来し、上記値が１０を超えると、吐出口１が細すぎ、攪拌が不充分になるためである。
【００２８】
上述したように、本発明の混合装置１０は、インク液、特にインクジェットインクの混合攪拌に有用である。すなわちインク液は少量のコンタミでもプリンタのノズルヘッドの目詰まり等の信頼性低下の原因となり、表面の泡や巻き込んだ気泡による固形分の生成や物性変動を引き起こし、また顔料インクでは分散の不安定化等の品質劣化を生じやすいからである。
【００２９】
上述した本発明の混合装置１０を具備するインク液製造装置２０の概略構成図を図８に示す。
このインク液製造装置２０は、タンク５の底部に、排出口２と吐出口１とを有し、排出口２と吐出口１とは、加圧ポンプ６を介して連結パイプ５により連結されてなり、排出口２から抜き出したインクを加圧しタンク５内に吐出口１より供給し、タンク５内の流れによって混合を行う混合装置１０を具備するものとし、上記混合装置１０のタンク５の外部においては、連結パイプ５の中途部に設けられたバルブ７において接続されてなる連結管９を介して、濾過装置１８が設置されているものとし、バルブ７の切り替え動作により、濾過工程と、攪拌工程とを任意に切り替えて行うことができるようになされているものとする。
【００３０】
ところで、一般的にインクの製造工程においては、混合工程の後にインク中の不純物を除く濾過工程を行うことが必要とされているが、このとき、従来においては、混同工程においてインクをタンク内に送り込む加圧ポンプと、タンク内のインクを濾過装置１８に送り込送液ポンプとが別個に設けられていた。
本発明においては、図８に示すように、液流をバルブ７によって切り替え可能な構成とすることにより混合用の加圧ポンプと、濾過用の送液ポンプとを兼用させることができるようになり、一つの動力源で攪拌と濾過の二つの工程をまかなうことができるようになり、設備コストの低減化、小スペース化に有利となった。
【００３１】
上述したようなインク液製造装置２０の洗浄を行う方法としては、インク液製造装置からインクを抜き出した後に水、有機溶剤等の洗浄液を入れ、循環させた後に排液を行う洗浄方法が、簡便かつ効果的である。
【００３２】
なお、上述したようなインク液製造装置２０においてインクを製造する場合には、色材、水溶性有機溶剤、界面活性剤、水等のインク原材料をタンクに投入し、その後ポンプ循環により、均一になるまで混合攪拌を行う。
この後、濾過装置１８にインクを送出し濾過処理を行う。なお色材として染料は固体または水溶液のいずれの状態で投入しても良いし、顔料は分散液として投入することができる。
【００３３】
インクに用いる色材は、例えば染料としてはカラーインデックス分類によるところの酸性染料、直接染料、及び反応性染料が挙げられる。
より具体的な例として、酸性染料としては、アシッドイエロー１７、アシッドイエロー２３、アシッドイエロー４２、アシッドイエロー４４、アシッドイエロー７９、アシッドイエロー１４２、アシッドレッド３５、アシッドレッド４２、アシッドレッド５２、アシッドレッド８２、アシッドレッド８７、アシッドレッド９２、アシッドレッド１３４、アシッドレッド２４９、アシッドレッド２５４、アシッドレッド２８９、アシッドブルー１、アシッドブルー９、アシッドブルー１５、アシッドブルー５９、アシッドブルー９３、アシッドブルー２４９、アシッドブラック２等がある。
直接染料としてはダイレクトイエロー３３、ダイレクトイエロー４４、ダイレクトイエロー５０、ダイレクトイエロー８６、ダイレクトイエロー１４４、ダイレクトオレンジ２６、ダイレクトレッド９、ダイレクトレッド１７、ダイレクトレッド２８、ダイレクトレッド８１、ダイレクトレッド８３、ダイレクトレッド８９、ダイレクトレッド２２５、ダイレクトレッド２２７、ダイレクトブルー１５、ダイレクトブルー７６、ダイレクトブルー８６、ダイレクトブルー２００、ダイレクトブルー２０１、ダイレクトブルー２０２、ダイレクトブラック１９、ダイレクトブラック２２、ダイレクトブラック３２、ダイレクトブラック３８、ダイレクトブラック５１、ダイレクトブラック１５４、ダイレクトブラック１６８が挙げられる。
反応性染料としてはリアクティブイエロー１７、リアクティブレッド６、リアクティブレッド１８０、リアクティブブルー２が本発明に用いられる好ましい例である。
【００３４】
顔料としては、ブラック顔料はファーネス法あるいはチャネル法で製造されたカーボンブラック、またはこれらの顔料に表面処理をした自己分散顔料等が挙げられる。
イエロー顔料は、ピグメントイエロー１、ピグメントイエロー２、ピグメントイエロー３、ピグメントイエロー１２、ピグメントイエロー１３、ピグメントイエロー１４、ピグメントイエロー１６、ピグメントイエロー１７、ピグメントイエロー７３、ピグメントイエロー７４、ピグメントイエロー７５、ピグメントイエロー８３、ピグメントイエロー９３、ピグメントイエロー９５、ピグメントイエロー９７、ピグメントイエロー９８、ピグメントイエロー１１４、ピグメントイエロー１２０、ピグメントイエロー１２８、ピグメントイエロー１２９、ピグメントイエロー１３８、ピグメントイエロー１５０、ピグメントイエロー１５１、ピグメントイエロー１５４、ピグメントイエロー１５５、ピグメントイエロー１８０等が挙げられる。
マゼンタ顔料としては、ピグメントレッド５、ピグメントレッド７、ピグメントレッド１２、ピグメントレッド４８（Ｃａ）、ピグメントレッド４８（Ｍｎ）、ピグメントレッド５７（Ｃａ）、ピグメントレッド５７：１、ピグメントレッド１１２、ピグメントレッド１２２、ピグメントレッド１２３、ピグメントレッド１６８, ピグメントレッド１８４, ピグメントレッド２０２,ピグメントバイオレット１９等が挙げられる。
シアン顔料としては、ピグメントブルー１、ピグメントブルー２、ピグメントブルー３、ピグメントブルー１５、ピグメントブルー１５：３、ピグメントブルー１５：４、ピグメントブルー１６、ピグメントブルー２２、ピグメントブルー６０、バットブルー４、バットブルー６０、アルミニウムフタロシアニン等が挙げられる。
【００３５】
インクへの添加剤としては、水の他に水溶性有機溶剤としてメタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、１−ブタノール、２−ブタノール、イソブチルアルコール等のアルコール、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、プロピレングリコール、１，２−プロパンジオール、１，２−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、グリセリン等の多価アルコール、上記多価アルコールと上記アルコールを脱水縮合して得られるモノエーテル誘導体及びジエーテル誘導体、Ｎ−メチルピロリドン、２−ピロリドン等のピロリドン誘導体、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルカノールアミン、またノニオン、アニオン、カチオン、両性の各種の界面活性剤、防腐剤等が挙げられる。
【００３６】
インクの粘度としては、２０ｍＰａ・ｓ以下が好ましい。インクの粘度が２０ｍＰａ・ｓより高いと本発明の混合装置で攪拌するには粘度が高すぎるため混合効果が充分に得られないおそれがあり、またインクとしてもプリンタのヘッドからの吐出が不安定になりやすい。
なお、インク構成成分の１種以上は粘度が１００ｍＰａ・ｓ以上のものがあっても良い。
【００３７】
インクの粘度とは、東機産業株式会社製粘度計ＲＥ８０Ｌでローター1゜34×R24を用い、回転数２０ｒｐｍで測定した値のことと定義する。
【００３８】
インクを印字する方法としては、連続噴射型あるいはオンデマンド型が挙げられる。
オンデマンド型としては、ピエゾ方式、サーマルインクジェット方式、静電方式等、いずれの方法でも使用できる。
例えば図９に示されるようなインクジェット装置に適用することができる。
【００３９】
図９にインクジェット装置５０の概略構成図を示す。
このインクジェット装置５０は、紙送りモータ５１によって用紙５２を搬送する機構と、キャリッジモータ５３によってキャリッジ５４をプラテン５５と対向しながら往復動させる機構と、キャリッジ５４に搭載された印刷ヘッド５６を駆動してインクの吐出、及びドット形成を制御する機構と、これらの紙送りモータ５１、キャリッジモータ５３、印刷ヘッド５６及び操作パネル５７との信号のやり取りを司る制御回路５８とから構成されている。
記録媒体である用紙５２を搬送する機構は、紙送りモータ５１の回転をプラテン５５のみならず、図示しない用紙搬送ローラに伝達するギヤトレインを備える。また、キャリッジ５４を往復動させる機構は、プラテン５５の軸と並行に架設されキャリッジ５４を摺動可能に保持する摺動軸５９と、キャリッジモータ５３との間に無端状の駆動ベルト６０を張設するプーリ６１と、キャリッジ５４の原点位置を検出する位置検出センサ６２等から構成されている。
【００４０】
なお、制御系については、図示しないが、インクジェット装置内に設けられた制御回路は、例えば、周知のＣＰＵ 、プログラム等を記憶したＰ−ＲＯＭ 、ＲＡＭ 、文字のドットマトリクスを記憶したキャラクタジェネレータ（ＣＧ）等を中心とする算術論理演算回路として構成されており、この他、外部のモータ等とのインタフエースを専用に行うＩ／Ｆ専用回路、このＩ／Ｆ専用回路に接続され印刷ヘッド５６を駆動するヘッド駆動回路、同じく紙送りモータ５１及びキャリッジモータ５３を駆動するモータ駆動回路等を備える。
【実施例】
【００４１】
以下、具体的な実施例を挙げて説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
〔実施例１〕
この例においては、図８に示したインク液製造装置２０を適用した。
タンク５（半径１７５ｍｍ、深さ５５０ｍｍ、容量４０Ｌ、底面は曲面）に排出口２と吐出口１を設け、下降流形成板３を上部から吊り下げてインク液表面に設置した（下降流形成板は５０×１５０ｍｍの板４枚で形成した。
設計条件を下記に示す。
図３における傾斜角θ＝４５°
図４におけるタンク半径方向の占有率＝１００％
図２における排出口２の中心からタンク中心までの距離ｄ＝７０ｍｍ
タンク底部から吐出口までの高さ＝６８ｍｍ
図５における吐出口１の垂直方向の向きｙ=０°
図６における吐出口１の水平方向の向きｚ＝０°
図７における吐出口１−タンク中心Ｏ−排出口２の中心の角度φ＝１８０°
吐出口１の断面積＝１２．６ｍｍ2 (４ｍｍφ)
【００４２】
ポンプとして、株式会社花塚製作所製ロータリーポンプＭＦ２５を接続し、下記処方例１に示すインク原料を投入後、バルブを混合側に切り替えてポンプを回転数８５０ｒｐｍで３０分運転し、インクの調合を行った。
インクの流速は１２ｍ／ｓとした。攪拌後、バルブを濾過側に切り替えて、回転数２５０ｒｐｍで濾過処理を行い（使用フィルター：日本ポール社製プロファイルII  １．０μｍ  １０インチ）、インク（ａ）を得た。
インクタンク使用後、純水を約５Ｌ投入して循環させた後、バルブを濾過側に切り替えて排液を行うサイクルを数回繰り返してタンクの洗浄を行ったところ、インクタンクの洗浄は非常に容易に行うことができた。
【００４３】
（処方例１）
量：１０ｋｇ、粘度２．６ｍＰａ・ｓ
顔料分散液：３３３３ｇ
（キャボット社製、ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ３００(自己分散ブラック顔料、固形分１５％)）
グリセリン：５００ｇ
ジエチレングリコール：１５００ｇ
ポリオキシエチレン（３）アルキル（Ｃ１３）エーテル酢酸ナトリウム：１００ｇ
シリコーン系消泡剤（日本ユニカー（株）社製  ＦＺ−２１２３）：１ｇ
水：４５６６ｇ
【００４４】
〔実施例２〕
インク仕込み量を４０ｋｇ(処方例１を４倍にしたもの)にし、下降流形成板として１００×１２０ｍｍの板４枚を用い、傾斜角θ＝６０°、タンク半径方向の占有率＝８０％（外周部を開けた）、吐出口の高さを２００ｍｍにした。
その他の条件は、上記実施例１と同様にしてインクを調合、濾過し、インク（ｂ）を作製した。
インクの流速は１２ｍ／ｓであった。表面浮遊物の混合効率が実施例１と比べてやや劣ったがインクの調合は可能だった。インクタンクの洗浄効率は実施例１と同等だった。
【００４５】
〔実施例３〕
吐出口の垂直方向の向きｙを−１０°、水平方向の向きｚを−１０°、吐出口−タンク中心−排出口の中心の角度φを９０°、吐出口の断面積を７．１ｍｍ2 (３ｍｍφ)にした。
その他の条件は実施例１と同様にしてインクを調合、濾過し、インク（ｃ）を得た。
インクの流速は１８ｍ／ｓであった。
混合効率が実施例１より悪かったがインクの調合は可能だった。
インクタンクの洗浄効率は実施例１と同等だった。
【００４６】
〔実施例４〕
吐出口の垂直方向の向きｙを−２０°、水平方向の向きｚを−２０°、吐出口−タンク中心−排出口の中心の角度を６０°、吐出口の断面積を３．１ｍｍ2 (２ｍｍφ)にした。
その他の条件は、実施例１と同様にしてインクを調合、濾過し、インク（ｄ）を得た。
インクの流速は２２ｍ／ｓであった。
混合効率が実施例３より悪かったがインクの調合は可能だった。
インクタンクの洗浄効率は実施例１と同等だった。
【００４７】
〔比較例１〕
下降流形成板３を設けなかった。
その他の条件は、実施例２と同様にしてインクを調合、濾過し、インク（ｅ）を得た。
インクの流速は１２ｍ／ｓであった。
表面に浮遊している消泡剤の溶け込みが悪かったがインクの調合は可能だった。
インクタンクの洗浄効率は実施例２と同等だった。
【００４８】
〔比較例２〕
排出口２をタンク５の中心に設置し、インク仕込み量を４０ｋｇ(処方例１を４倍にしたもの)にし、吐出口１の高さを２００ｍｍにした。
その他の条件は、実施例１と同様にしてインクを調合、濾過し、インク（ｆ）を得た。
インクの流速は１２ｍ／ｓであった。
攪拌時に気泡の巻き込みが生じたが、インクの調合は可能だった。
インクタンクの洗浄効率は実施例２と同等だった。
【００４９】
上述のようにして作製した（ａ）〜（ｆ）のインクを、ＥＰＳＯＮ社製インクジェットプリンタＥＭ−９００Ｃの黒カートリッジに充填後、真空脱気し、ＥＰＳＯＮ社製インクジェットプリンタＥＭ−９００ＣでＸｅｒｏｘ社製普通紙４０２４に印字したが、いずれも印字は可能であり、実用上の差は生じなかった。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明のインク液混合装置の概略構成図を示す。
【図２】インク液混合装置を上面から見た概略平面図を示す。
【図３】（ａ）下降流形成板の角度を説明するための概略平面図を示す。          （ｂ）下降流形成板の角度を説明するための概略側面図を示す。
【図４】下降流形成板がタンク半径方向に占める割合の説明図を示す。
【図５】吐出口の垂直方向の向き（角度）の説明図を示す。
【図６】吐出口の水平方向の角度の説明図を示す。
【図７】吐出口と、タンク中心と、排出口とを結んだ線により成される角度の説明図を示す。
【図８】インク液製造装置の概略構成図を示す。
【図９】インクジェット装置の概略構成図を示す。
【符号の説明】
【００５１】
１  吐出口
１ａ  先端部
２  排出口
３  下降流形成板
３ａ  攪拌板
４  連結パイプ
５  タンク
７  インク液
８  同心円
９  連結管
１０  インク液混合装置
１８  濾過装置
２０  インク液製造装置
５０  インクジェット装置
５１  紙送りモータ
５２  用紙
５３  キャリッジモータ
５４  キャリッジ
５５  プラテン
５６  印刷ヘッド
５７  操作パネル
５８  制御回路
５９  摺動軸
６０  駆動ベルト
６１  プーリ
６２  位置検出センサ
６３  カラーインクカートリッジ
６４  仕切り板
６５  黒インク用カートリッジ
【図１】
2005113019.tif 000003
【図２】
2005113019.tif 000004
【図３】
2005113019.tif 000005
【図４】
2005113019.tif 000006
【図５】
2005113019.tif 000007
【図６】
2005113019.tif 000008
【図７】
2005113019.tif 000009
【図８】
2005113019.tif 000010
【図９】
2005113019.tif 000011