JP4731140B2 - インク液混合装置、インク液製造装置、製造方法、洗浄方法 - Google Patents

Description

本発明は、表面浮遊物、底部滞留物の混合性に優れ、効率よく短時間で混合でき、洗浄効率に優れたインク液混合装置、インク液製造装置及び製造方法に関するものである。

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主に使用されている。近年インクの品種増加のためインクの混合装置も効率よく短時間で混合でき、さらに表面浮遊物、底部滞留物の混合能力に優れており、変量生産が可能であり洗浄効率に優れ、コンタミも少ない混合装置が求められている。また、近年ビジネス用プリンタでは印字速度の高速化に伴い普通紙でのにじみが少なく印字後の乾燥が速いインク、すなわち色材として顔料を用いた高粘度インクが求められている。高粘度インクでは低粘度インクと比べて攪拌時に気泡を巻き込みやすく、一旦気泡を巻き込むと排出に時間がかかる傾向がある。気泡を巻き込むと顔料系インクでは顔料の分散破壊等の品質劣化につながるばかりでなく、インク混合後のインクから空気を抜く脱気工程への負荷が増大するため、高粘度インクでも泡の巻き込みが少ない混合装置が求められている。

従来、主に用いられている攪拌翼による混合装置（例えば非特許文献１；化学工学便覧改定六版 ４２６頁記載）では攪拌時間が長くかかり、攪拌時間を短くすると攪拌不足によるインクの不均一化や固形材料の溶け残りが生じやすかった。また、攪拌翼が混合液に充分浸る必要があるため少なくともタンク容量の１／２の仕込量が必要であり、変量生産に充分対応できなかった。さらに泡の巻き込みも多く、表面の泡や液の乾燥による固形分の生成や物性変動を生じたり、特に顔料インクでは泡を巻き込むと分散破壊を起こす場合があり、混合液の品質低下の一因となっていた。一方、品種変更の際は複雑な形状の攪拌翼をタンクから引き上げて洗浄する必要があるため洗浄に時間がかかっていた。特にインク液は少量のコンタミでも信頼性低下、目詰まりの原因となるため、洗浄性の確保は品質のためにも重要である。

上記の課題を解決するために混合装置に通常用いられる攪拌翼を用いず、水流により攪拌を行なう混合装置が種々提案されている。例えば、特開昭６３−７８２８号公報（特許文献１）では、液体混合槽外部に循環ポンプと中央部に垂直に液流パイプを設置し、そのポンプより槽内部または底部において円周方向に配設された液体吐出または吸引ノズルを用いて槽内部に混合旋回流を生じさせ、内部流体を均一に混合させる混合装置が開示されているが、該混合装置では底部滞留物の混合効率が充分ではなく、変量生産が困難であり、気泡の巻き込みも多い傾向がある。

一方、特開２０００−６０５１４号公報（特許文献２）では側壁に回流角度をもって形成された流体噴出口、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が、本装置では表面浮遊物の混合性は比較的優れているが回流調整体を取り外して洗浄する必要があるため、洗浄性に劣っており変量生産への対応性も悪い。

さらに、特開昭６３−３３８９７号公報（特許文献３）では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であって、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ことを特徴とする混合装置が開示されているが、該混合装置ではノズルやポンプの数が多く洗浄が困難であり、変量生産が困難である。

特開２００２−１１３３４２号公報（特許文献４）では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が、この装置では液体成分は効率よ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い。

特開２００４−１２２６６３号公報（特許文献５）、公知特許文献ではないが特願２００２−２９２１９８号明細書では、少なくともタンク底部に設けられた排出口と吐出口と連結パイプを有し、排出口から抜き出したインクを加圧しタンク吐出口より吐出し、水流によって混合を行なうことを特徴とするインク液混合装置において、排出口の中心からタンク中心までの距離がタンクの半径の１／４以上３／４未満であることを特徴とするインク液混合装置が開示されているが、該混合装置では表面浮遊物の混合効率に劣る傾向がある。一方、公知特許文献ではないが特願２００３−３４９３５６号明細書には、特許文献５に下降流形成板を追加し表面浮遊物の混合効率を改善した混合装置が記載されているが、下降流形成板を取り外して洗浄する必要があり洗浄性に劣っている。

以上のように従来のインク液混合装置では攪拌効率が良く、表面浮遊物・底部滞留物の混合性と洗浄効率を両立させ、変量生産にも対応可能であり気泡の巻き込みが少ない混合装置はきわめて困難である。

化学工学便覧改定六版 ４２６頁 特開昭６３−７８２８号公報 特開２０００−６０５１４号公報 特開昭６３−３３８９７号公報 特開２００２−１１３３４２号公報 特開２００４−１２２６６３号公報

本発明は上記のような事情に鑑みなされたもので、表面浮遊物・底部滞留物の混合能力と洗浄効率を両立し、さらに効率よく短時間で混合でき、変量生産への対応も可能でありコンタミ、気泡の巻き込みも少ないインク液混合装置を提供することを目的としている。

本発明者らは上記の課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、吐出口を液表面から１０ｍｍ以上１００ｍｍ以下の深さとし、吐出口の水平方向の向きが吐出口とタンク中心を通る直線から±３０°以内とすることで上記課題が解決されることを見出し本発明に至った。

即ち、本発明の（１）〜（１６）によって解決される。
（１）「少なくともタンク内部に設けられた排出口と吐出口を有し、排出口から抜き出したインクを加圧しタンク内の吐出口より吐出し、水流によって混合を行なうことを特徴とするインク液混合装置において、吐出口を液表面から１０ｍｍ以上１００ｍｍ以下の深さとし、吐出口の水平方向の向きが吐出口とタンク中心を通る直線から±３０°以内であるとともに、タンクの垂直方向の傾斜角（θ_Ｄ）が０°より大きく４５°以内であることを特徴とするインク液混合装置。」
（２）「吐出ノズルから吐出されたインク液がタンク壁面に衝突する位置の近傍に下降流形成板が設けられていることを特徴とする前記第（１）項に記載のインク液混合装置。」
（３）「下降流形成板の傾斜角（θ_Ｈ）が水平面より１５°以上６０°以下であることを特徴とする前記第（２）項に記載のインク液混合装置。」
（４）「下降流形成板の水平方向の長さ（Ｌ_２）がタンク直径の１０％以上であることを特徴とする前記第（３）項に記載のインク液混合装置。」
（５）「下降流形成板の垂直方向の長さ（ｈ）がタンク直径の１０％以上１００％以内であることを特徴とする前記第（３）項または第（４）項に記載のインク液混合装置。」
（６）「吐出口の垂直方向の向き（θ_Ｖ）が水平面より±１５°以内であることを特徴とする前記第（１）項乃至第（５）項のいずれかに記載のインク液混合装置。」
（７）「吐出ノズル、下降流形成板のうち少なくとも一方が移動可能であることを特徴とする前記第（１）項乃至第（６）項のいずれかに記載のインク液混合装置。」
（８）「下降流形成板が取り外し可能であることを特徴とする前記第（２）項乃至第（７）項のいずれかに記載のインク液混合装置。」
（９）「タンク底面が曲面であることを特徴とする前記第（１）項乃至第（８）項のいずれかに記載のインク液混合装置。」
（１０）「排出口がタンク内の最下端に位置することを特徴とする前記第（１）項乃至第（９）項のいずれかに記載のインク液混合装置。」
（１１）「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前記（１）項乃至第（１０）項のいずれかに記載のインク液混合装置。」
（１２）「タンクの容量（Ｌ_１）／吐出口の断面積（ｍｍ^２）が１以上１０以下であることを特徴とする前記第（１）項乃至第（１１）項のいずれかに記載のインク液混合装置。」
（１３）「前記第（１）項乃至第（１２）項のいずれかに記載のインク液混合装置を含むインク液製造装置。」
（１４）「少なくともインク液混合装置、ろ過装置からなるインク液製造装置のうち、混合用の循環ポンプとろ過用の送液ポンプを兼用することを特徴とする前記第（１３）項に記載のインク液製造装置。」
（１５）「前記第（１３）項または前記第（１４）項に記載のインク液製造装置を用いることを特徴とするインク液製造方法。」
（１６）「前記第（１３）項または第（１４）項に記載のインク液製造装置に洗浄液を入れ、循環させた後に排液を行なうことを特徴とするインク液製造装置の洗浄方法。」

本発明のインク液混合装置は表面浮遊物・底部滞留物の混合能力と洗浄効率を両立し、さらに効率よく短時間で混合が可能であり、変量生産への対応も可能でありコンタミ、気泡の巻き込みも少ない。

以下、本発明を更に詳しく説明する。
本発明のインク液混合装置は、少なくともタンク内部に設けられた排出口と吐出口を有し、排出口から抜き出したインクを加圧しタンク内の吐出口より吐出し、水流によって混合を行なうことを特徴とするインク液混合装置において、吐出口を液表面から１０ｍｍ以上１００ｍｍ以下の深さとし、吐出口の水平方向の向きが吐出口とタンク中心を通る直線から±３０°以内であることを特徴とするインク液混合装置である。

本装置は表面浮遊物がない場合でも有用であるが、表面浮遊物がある場合に特に有用である。吐出口を液表面から１０ｍｍ以上１００ｍｍ以下とすることにより表面浮遊物を効率よく混合することができる。すなわち、ノズルから吐出した液がタンク壁面に衝突することによりタンク全体に縦渦を形成するため表面浮遊物がタンク内部に巻き込まれ、効率よく混合されるばかりでなく、表面浮遊物とノズルの位置が近いためノズルから吐出された高速の液流により、表面浮遊物が粉砕される効果もあるためである。また、ノズルの吐出口の深さを適切に設定することにより気泡の巻き込みも抑えることができる。

吐出口の水平方向の向きを吐出口とタンク中心を通る直線から±３０°以内とすることにより横渦の生成を最小限に抑えることができ、タンク表面の中心部への表面浮遊物の滞留がなくなり混合効率が向上する。なお、本発明におけるタンク中心とは吐出口と同一平面における中心部のことである。

吐出口の液表面からの深さは１０ｍｍ以上１００ｍｍ以下が好ましく、２０ｍｍ以上５０ｍｍ以下がさらに好ましい（図２参照）。吐出口の深さが１０ｍｍ未満では吐出口から吐出したインクが跳ねてしまい、混合装置周囲を汚染する危険性があり、１００ｍｍを超えると表面浮遊物の混合効率が低下する傾向がある。
吐出口の水平方向の向きは±３０゜以内が好ましく、±１５゜以内がさらに好ましい（図３参照）。±３０゜を外れると横渦が生成しやすくなり、タンク中心部に表面滞留物が溜まりやすく、混合効率低下の原因となる。なお、吐出口の水平方向の向きとは吐出口とタンク中心を通る直線と吐出口の向きとの間の角度のことである。

タンクの垂直方向の傾斜角（θ_Ｄ）は０°より大きく４５°以内であることが好ましい。本発明におけるタンクの垂直方向の傾斜角（θ_Ｄ）は吐出ノズルから吐出されたインク液がタンク壁面に衝突した際に下向きの流れとなる向きを正の方向とする（図２参照）。タンクの垂直方向の傾斜角（θ_Ｄ）を０°より大きくすることにより、吐出口から吐出されたインク液がタンク壁面に衝突した際に下向きの流れとなり、タンク内に縦渦が生じ、上下の攪拌が促進される効果がある。なお、傾斜角（θ_Ｄ）が４５°を超えると傾斜角（θ_Ｄ）が４５°以下と同一容量のタンクとする場合に直径を大きくするかタンクを深くする必要があるため装置が大きくなり、攪拌効率も低下する傾向がある。一方、タンクの垂直方向の傾斜角（θ_Ｄ）を０°とし、ノズルを下方向に向けた場合、ノズルをタンク端部に設置した場合タンク表面に流速の小さいところができ、混合効率が低下する傾向がある。一方、ノズルをタンク中央近傍に設置した場合、液の投入や洗浄時の作業性が悪くなる傾向がある。

一方、吐出ノズルから吐出されたインク液がタンク壁面に衝突する位置の近傍に下降流形成板を設けることでも縦渦を生成することができる。本発明の下降流形成板は吐出ノズルから吐出されたインク液の流れを下方向の流れとし、表面浮遊物をタンク内に溶け込ませる効果がある。従って、少なくともインク液と気体の界面に存在することが望ましい。下降流形成板がインク液内部のみに存在する場合、表面浮遊物を溶け込ませる効果は著しく減少する。

下降流形成板の形状としては平板、曲板、塊状等が挙げられる。
下降流形成板の傾斜角（θ_Ｈ）は水平面より１５°以上６０°以下であることが望ましい。水平面より１５°未満である場合は下降流形成効果が弱いため表面浮遊物を溶け込ませる効果に劣り、６０°を超えるとインク液が跳ねやすく混合装置周囲を汚染する危険性があり、表面浮遊物を溶け込ませる効果も減少する。なお、下降流形成板が平面でない場合は下降流形成板の面積の５０％以上が水平面より１５°以上６０°以下であることが好ましい。

下降流形成板の水平方向の長さ（Ｌ_２）はタンク直径の１０％以上が好ましい。１０％未満では幅が狭すぎて効果が小さくなる傾向がある。
本発明における下降流形成板の水平方向の長さ（Ｌ_２）とは、攪拌開始前におけるインク液表面と下降流形成板との界面からなる線分の両端の直線距離である。
下降流形成板の垂直方向の長さ（ｈ）はタンク直径の１０％以上１００％以内が好ましい。１０％未満では高さが低すぎて効果が小さく、１００％を超えると高さが高すぎるためタンク内への設置が困難になる。

吐出口の垂直方向の向き（θ_Ｖ）は水平面より±１５゜以内が好ましい。−１５゜（下向き）を超えると攪拌効率が悪くなり、＋１５゜（上向き）を超えると攪拌効率が悪くなるばかりでなく吐出口から吐出した液体が跳ねてしまい、インクがタンクからこぼれたり発泡の原因となる。

吐出ノズル、下降流形成板のうち少なくとも一方を移動可能に設置することにより、変量生産時に吐出ノズル、下降流形成板の位置を調整し、効率よく攪拌を行なうことが可能となる。吐出ノズル、下降流形成板の移動方法としては上部から保持する方法、タンク内壁にスライド機構を設け移動させる方法等が挙げられる。
下降流形成板を取り外し可能とすることにより、混合後の洗浄時において下降流形成板とタンク本体を別々に洗浄することができ、洗浄効率の向上を図ることができる。

本発明のインク液混合装置の底面は平板でなく曲面とし、側面と滑らかに接続することが望ましい。また、排出口が最下端となるよう形成することがさらに望ましい。すなわち、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るばかりでなく、吐出口から排出口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。また、排出口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。

吐出口から吐出される液体の流速は１ｍ／ｓ以上３０ｍ／ｓ以下が好ましく、５ｍ／ｓ以上２０ｍ／ｓ以下がさらに好ましい。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であり、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。

本発明におけるインクの流速とは単位時間に吐出口から吐出されるインクの体積と吐出口の断面積から計算される値のことである。
タンクの容量（Ｌ_１）／吐出口の断面積（ｍｍ^２）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。１未満では吐出口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あるため設備コストがかかり、１０を超えると吐出口が細すぎて攪拌が不充分になる。

本発明に記載の混合装置はインク液、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。

一般的に、インクの製造工程では混合工程の後にインク中の不純物を除くろ過工程が必要であるが、混合用の循環ポンプとろ過用の送液ポンプを兼用することにより一つの動力源で攪拌とろ過の２工程をまかなうことができ、設備コスト、設備スペースの点で有利である。

該インク液製造装置の洗浄方法として、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なう洗浄方法が装置の洗浄を簡便に行なうことができて好ましい。
上記の製造装置でのインクの製造方法は、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後ポンプ循環により均一になるまで混合攪拌を行い、インクを製造する。この後ろ過装置にインクを圧送し、ろ過を行ってもよい。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よいし、顔料は分散液として投入することができる。

本発明の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、およ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、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。

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ン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。

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およ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。

本発明の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より高いと本混合装置で攪拌するには粘度が高すぎるため混合が充分に行われない可能性があり、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よい。また、インクの粘度が４ｍＰａ・ｓ以上の場合、気泡が混入しやすく抜けにくいため、気泡の巻き込みが少ない本装置は特に有用である。

本発明における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、温度２５℃、回転数２０ｒｐｍで測定した値のことである。

上記の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６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。

図６に図示するように、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およ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）および操作パネル（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。

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、プログラムなどを記憶した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）など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なう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）およ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。

以下、実施例に基づき本発明をより詳細に説明するが、本発明は本実施例に限定されないものである。

実施例１
インク液製造装置の概略構成図を図５に示す。タンク（半径１５０ｍｍ、深さ８００ｍｍ、容量４０Ｌ、底面は曲面とした）に排出口と吐出口を設け（吐出口の液表面からの深さ＝２０ｍｍ、吐出口の水平方向の向き＝０°、タンクの垂直方向の傾斜角（θ_Ｄ）＝３０°、吐出口の垂直方向の向き（θ_Ｖ）＝０°、吐出口の断面積＝１２．６ｍｍ^２（４ｍｍφ）、吐出ノズルは移動可能とし、排出口はタンクの最下端に設置した）、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１のインク原材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であった。攪拌後、バルブをろ過側に切り替えて回転数２５０ｒｐｍでろ過を行い（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、バルブをろ過側に切り替えて排液を行な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だった。
・処方１（１０ｋｇ） 粘度２．６ｍＰａ・ｓ
顔料分散液：キャボット社製ＣＡＢ−O−ＪＥＴ３００
(自己分散ブラック顔料、固形分１５％) ３３３３ｇ
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

実施例２
インク仕込み量を４０ｋｇ(処方１を４倍にしたもの)にし、吐出口の液表面からの深さ＝８０ｍｍ、タンクの傾斜角（θ_Ｄ）＝１５°、吐出口の垂直方向の向き（θ_Ｖ）＝＋５°、吐出口の断面積を７．１ｍｍ^２（３ｍｍφ）にした以外は実施例１と同様にしてインクを調合、ろ過し、インク（ｂ）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。

実施例３
インク仕込み量を４０ｋｇとし、吐出口の液表面からの深さ＝３０ｍｍ、タンクの傾斜＝０°にした以外は実施例１と同様にしてインクを調合、ろ過し、インク（ｃ）を得た。インクの流速は１２ｍ／ｓであった。インクの跳ねが非常に多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。

実施例４
インク仕込み量を４０ｋｇにし、下降流形成板として水平方向の長さ（Ｌ_２）＝２００ｍｍ、垂直方向の長さ（ｈ）＝１００ｍｍの板を用い、下降流形成板の傾斜角（θ_Ｈ）＝６０°、吐出口の水平方向の向き＝１５°、タンクの垂直方向の傾斜角（θ_Ｄ）＝０°、吐出口の垂直方向の向き（θ_Ｖ）＝−５°とした以外は実施例１と同様にしてインクを調合、ろ過し、インク（ｄ）を得た。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と比べ、下降流形成板を取り外す必要があり劣っていた。

実施例５
タンクの傾斜角（θ_Ｄ）＝４５°吐出口の水平方向の向き＝０°とし、下降流形成板として水平方向の長さ（Ｌ_２）＝２００ｍｍ、垂直方向の長さ（ｈ）＝２００ｍｍの板を用い、下降流形成板の傾斜角（θ_Ｈ）＝３０°、吐出口の垂直方向の向き（θ_Ｖ）＝−１０°、吐出口の断面積を３．１ｍｍ^２（２ｍｍφ）にした以外は実施例４と同様にしてインクを調合、ろ過し、インク（ｅ）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４と同等だった。

比較例１
吐出口の水平方向の向き＝４５°とした以外は実施例１と同様にしてインクを調合、ろ過し、インク（ｆ）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がタンク中心に凝集し、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１と同等だった。

比較例２
インク仕込み量を４０ｇ（処方１を４倍にしたもの)にし、吐出口の液表面からの深さ＝１５０ｍｍとした以外は実施例１と同様にしてインクを調合、ろ過し、インク（ｇ）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非常に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。これら各例の諸元は次表のとおりである。

上記（ａ）〜（ｇ）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、差はなかった。

本発明のインク液混合装置の構成概略図の一例である。 吐出口の液表面からの深さおよびタンクの垂直方向の傾斜角（θ_Ｄ） の説明図である。 吐出口の水平方向の向きの説明図である。 本発明のインク液混合装置の構成概略図の別の一例である。 本発明のインク液製造装置の構成概略図のさらに別の一例である。 本発明におけるインクジェット装置の概略構成図である。

符号の説明

１ 吐出口
２ 排出口
３ 吐出口の液表面からの深さ
４ タンクの垂直方向の傾斜角（θ_Ｄ）
５ 吐出口の水平方向の向き
６ タンク中心
７ 下降流形成板
８ 連結パイプ
９ ポンプ
１０ バルブ
１１ ろ過装置
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

Claims (16)

1. 少なくともタンク内部に設けられた排出口と吐出口を有し、排出口から抜き出したインクを加圧しタンク内の吐出口より吐出し、水流によって混合を行なうことを特徴とするインク液混合装置において、吐出口を液表面から１０ｍｍ以上１００ｍｍ以下の深さとし、吐出口の水平方向の向きが吐出口とタンク中心を通る直線から±３０°以内であるとともに、タンクの垂直方向の傾斜角（θ_Ｄ）が０°より大きく４５°以内であることを特徴とするインク液混合装置。
2. 吐出ノズルから吐出されたインク液がタンク壁面に衝突する位置の近傍に下降流形成板が設けられてい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。
3. 下降流形成板の傾斜角（θ_Ｈ）が水平面より１５°以上６０°以下であることを特徴とする請求項２に記載のインク液混合装置。
4. 下降流形成板の水平方向の長さ（Ｌ_２）がタンク直径の１０％以上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。
5. 下降流形成板の垂直方向の長さ（ｈ）がタンク直径の１０％以上１００％以内であることを特徴とする請求項３または４に記載のインク液混合装置。
6. 吐出口の垂直方向の向き（θ_Ｖ）が水平面より±１５°以内であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のインク液混合装置。
7. 吐出ノズル、下降流形成板のうち少なくとも一方が移動可能であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のインク液混合装置。
8. 下降流形成板が取り外し可能であることを特徴とする請求項２乃至７のいずれかに記載のインク液混合装置。
9. タンク底面が曲面であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載のインク液混合装置。
10. 排出口がタンク内の最下端に位置することを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載のインク液混合装置。
11. 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１０のいずれかに記載のインク液混合装置。
12. タンクの容量（Ｌ_１）／吐出口の断面積（ｍｍ^２）が１以上１０以下であることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載のインク液混合装置。
13. 請求項１乃至１２のいずれかに記載のインク液混合装置を含むインク液製造装置。
14. 少なくともインク液混合装置、ろ過装置からなるインク液製造装置のうち、混合用の循環ポンプとろ過用の送液ポンプを兼用することを特徴とする請求項１３に記載のインク液製造装置。
15. 請求項１３または１４に記載のインク液製造装置を用いることを特徴とするインク液製造方法。
16. 請求項１３または１４に記載のインク液製造装置に洗浄液を入れ、循環させた後に排液を行なうことを特徴とするインク液製造装置の洗浄方法。

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