JPS59184660A - インク製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 し技術ダ臀゛］ 本発明はインク製造装置に関し、特にインクジェット記
録等に適した記録液（一般にインクと呼ぶ）の調製に好
適なインク製造装置に関する。

［従来技術］ 従来、ピエゾ振動子による振動等により記録ヘッド内の
インクを吐出オリフィスから吐出させて記録を行うイン
クジェット記録方式に使用するインクとしては、各種の
染料、顔料を水またはその他の有機溶剤からなる液りｖ
体中に溶解あるいは分散させたものが知られている。ま
た、フェルトペン、万年筆等の筆記具においても同様な
インクが使用されることか知られている。

このようなインクの一般的な基本構成例としては、水溶
性染料、その溶媒である水および乾燥防止剤であるグリ
コール類の三者を七成分として成るものをあげることが
できる。

ここで、水溶性染料には、塩化ナトリウムや硫酸ナトリ
ウムなどの無機塩類が多、′ｉに含まれているのが普通
である。これらの無機塩類は、染料合成反応の過程で副
生じたものの他に、塩析剤、乙釈剤あるいは均染剤とし
て積祠ｉ的に添加されたものである。

このような無機塩類を含む染料で記録用インクを調製す
ると、次のような不都合な！ｌ＞態を招来する。すなわ
ち、無機塩類はインク中の染料溶解安定性を低化せしめ
、染料の凝集、沈殿をもたらす。また、インクジェット
記録ヘッドや筆記具ｌζおいては、吐出オリフィス付近
でインクが、ＶＡ光して液組成が変化すると、無機塩類
の析出をひき起す。これらはいずれも、最も忌避すべき
吐出オリフィスの目詰まりの原因となる。

そこで、かかる弊害を除去するために、インクの製造に
際して無機塩類濃度が所定の範囲内（一般には、インク
中に０．５重量％以下とする）になるように制御する必
要がある。このことは、無機塩類を不純物として含む一
般の市販染料を、インクジェット記録用インクや筆記具
用インクの調製に用いる場合に、不可欠である。

［目　　的〕 本発明の目的は、このような点に鑑みて、インクの調製
を行うにあたり、インク中に含まれる無機塩類の濃度調
製を行い得るようになし、以てインクジェット記録や筆
記具等に適したインクの製造に好適なインク製造装置を
提供することにある。

「実施例］ 以下、１４面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明によるインク製造装置の一実施例を示す
。ここで、１は調合槽であり、染料精製装置２からは後
述のように精製された染料水溶液をバルブ３を介して供
給する。また、貯留ＢＨ４および貯留部５からは、それ
ぞれバルブ６および７を介して水可溶性有機溶剤および
添加剤を調合槽ｌに供給する。更に、純水をバルブ８￥
介ｊ−て同しく供六合する。これらの供給された各材料
を、攪拌機８により攪拌して、インク、を調合する。

１凋合槽１内番こ製造されたインクの・１−を、檜嵯検
出器１０により検出する。また１、二の調合槽１１内の
インクを、必要に応して、１ノ１１□Ｊｊパルフ１１を
介して排出する。

第２図は第１図の装４における染料精製装置の構成を示
す。

ここで、２１は染料粉末２２を貯留した染料供給部であ
り、染料バルブ２３を７介してぞの染料粉末２２ぞＪ！
ｌ１合槽２４に供給する。また、調合槽２４には、純水
バルブ２５を介挿した純水供給パイプ２６ヲ介して純水
を供給する。

この調合槽２４では、供給された染料粉末２２および純
水を調合＋１！！攪拌機２７により７ｉＶ合、溶解して
、染料水溶液をつくるものである。調合槽２４内に貯留
している染料水溶液の液量は、調合槽液量検出器２８に
より検出する。調合槽内に得られた染料水溶液には、純
水に溶解しなかった染料粉末の粒子等か残存しており、
これをろ過フィルタ２８により除去する。このフィルタ
２９には、通常のろ紙またはフロロボア（商品名）等を
用いることができる。フィルタ２８を通過させて粒子等
を除去した染料水溶液を、供給槽３１に供給する。

供給槽３１に供給された染料水溶液は、供給バルブ３２
が閉状態にある限り、供給槽３１内に貯留される。ここ
で、この供給槽３１には、液面高さ制御用の弁３３を配
設し、供給槽内に貯留される染料水溶液の一部を一定展
以下に抑える。

次に、４１は染料水溶液から無機塩類を排除する精製部
である。この精製部４１において、４２は減塩Ｉ＋”＋
、４３は減塩フィルタであり、４４は排塩槽である。誠
塩槽４２には、供給バルブ３２を介して染料水溶液を供
給する。この供給された染料水溶液を、減堪槽櫟拌機４
５により攪拌して、七の水溶液を均一化し、無機塩類濃
度検出器４εにより七の水溶！夜中の無機塩類濃度を検
出する。この濃度検出は。

例えばイオンクロマトグラフィー法により行う。

また、染料ａ度検出器４７により、その水溶１イク中の
染料濃度を検出する。この濃度検出は、例Ｘ−は分光光
度法により行うものである。後述のように、つ１１．機
塩類濃度が所定値（例えは、染料に対して５重−着％）
以上であることが検出されると、循ｇ１ポンプ４８を作
動させて、減塩槽内の染料水溶液を、吠塩フィルり４３
を介して循環させる。このイ１表土ンｊフィルタとして
は、例えは限外ろ過フィルタ、逆浸透フィルタ等を用い
る。かかる減塩フィルタ４３を通過させることにより、
染料水溶液に含まれる塩化ナトリウムや硫酸すｌ・リウ
ム′つ・の無機塩類が水溶液として染料水溶液中からろ
過されて、排ｊフ４槽４４に排出される。このように、
排塩槽４４には、染料の溶媒である水の一部が無機塩類
と共に排出されてしまう。そこで、この排出された分の
水を染料水溶液に補充すると共に、減塩槽４２内におい
て所望濃度の染料水溶液が得られるように、純水バルブ
４８を介して減塩槽４２に純水を供給する。

このようにして、減塩槽４２内に、無機塩類濃度および
染料濃度が所定範囲内の値である染料水溶液を得る。な
お、減塩槽４２内の染料水溶液の量を、減塩槽液量検出
器５０により検出する。」斗述のように（減塩）精製し
た後の染料水溶液を、貯蔵バルブ５１を介して貯蔵槽５
２に排出し、その貯蔵槽内に貯蔵する。貯蔵槽５２内の
染料水溶液は、第１図に示すように、バルブ３の開閉制
御により、調合槽１に供給されて、インクの調合に供さ
れる。

第３図は第１図に示す装置の制御系における染料精製装
置２に係る部位を示す。

図において、６１は制御器であり、各部の駆動制御をつ
かさどる。６２はリードオンリメモリ（ＲＯＭ）であり
、第４図に示す動作手順等の制御プログラムが記憶され
ている。６３はランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）であ
り、各種データの一時記憶等がなされる。

本例では、無機塩類濃度検出器４６およＵ・染料濃度検
出器４７からは、アナロクイへ号か出力され、それぞれ
Ａ／Ｄ変換器８４および６５を介してデシクル悟瀉に変
換された後、入カッ−・ソファ１ｌｊｌ路６６を介して
制御器６１に供給Ｓれる。一方、調合槽液）バ、検出器
２８およびイ威′塩槽液量検出器５０からは七れそれテ
ジタル信号が出力され、人カッ＼ンファ回路６６を介し
て制御器６１に供給される。

６７〜７４はｎｉｊ述した各バルブ２３，２５，４９，
３２および５１、攪拌機２７および４５、ならひに循環
ポンプ４８をそれ・それ駆動するためのトライフＬＯ１
路であり、制御器６１から出力バンファ回路７５を介し
て供給される駆動信号によりオンオフ制御ＪＩされる。

８１および８２は、それぞれ染料濃度ａＮＮ段設定１イ
ンチよび無機塩類１＃２度範囲設定スイッナであり、設
定された濃度範囲に対応する信号がコンソール入出力ハ
フフッ回路８３を介して制御器に供給される。８４およ
び８５は、それぞれ染料濃度表示器および無機塩ｉ！Ｊ
Ａ濃度表示器であり、精製中にある染料水溶液中の染料
濃度値および無機塩類濃度値が表示される。従って、イ
ンク製造装置の操作渚は、製造中のインク品質を容易に
知見することができる。

スイッチ８１および８２による染料１農度範囲および゛
無機塩類濃度範囲の設定値はＲＡＭ　６３内に一時記憶
される。無機塩類濃度検出器４６および染料濃度検出器
４７により検出された精製中にある染料水溶液の無機塩
類および染料の各検出濃度値は、制御器の比較部６１１
において設定イ１６と比較され、その比較結果に基づき
、後述のように循環ポンプ４８等の各負荷の駆動が制御
される。

第４図は第２図に示す染料精製装置２の動作フローを示
す。

図において、手１１１ｆｉＳ　Ｔ　ｌ〜ＳＴ４は調合槽
２４内の染料水溶液を一定量に保持する手順である。す
なわち手順ＳＴＩでは、調合槽倍量検出器２日の出力か
ら、調合槽２４内の染料水溶液の液面高さが予め定めら
れた設定範囲を規定する低位置に対して上にあるか否か
を検出する。その低位置よりも下の場合には手順ＳＴ２
に進み、そうてない場合には手ｊｊ旧ＳＴ３に進む。手
順ＳＴ２では、染料バルブ２３および純水バルブ２５を
開き、それぞれ所定品の染料粉末および純水を調合４１
１”ｉ２８内に投入する。調合槽２４においてｌオ、攪
拌Ｒ２７か常時動作状ｙ、化にあるので、投入された染
料粉末が純水に溶解されて、染料水溶液が調合される。

手順ＳＴ３ては、Ｍ　、′、Ｘ検出器２８の出力により
、調合槽２４内の液面が１；ジ定範囲を規定する高位置
よりも上か否かを検出する。その高位置よりも上の場合
には手順ＳＴ４に進み、そうでない場合には手順ＳＴ５
に進む。手順ＳＴ４では、開状態にある染料バルブ２３
および純水／・ルブ２５を閉じて、染料粉末および純水
の供給をｌトめる。

手順ＳＴ５では、染料濃度検出器４７により検出さｎた
減塩槽４２内の染料水溶液における染料濃度値を、表示
器８４に表示する。手順ＳＴ６では、同しく無機塩類濃
度検出器４６により検７にされた無機１ｊ３類濃度値を
表示器８５に表示する。

手順ＳＴ７では、検出器４７により検出された染料濃度
か、スイッチ８１により設定された染よ４１農度の範囲
内にあるか否かを判定する。その設定範囲内にあると判
定された場合には手順ＳＴ８に進み、そうでない場合に
は、手順ＳＴ９に進む。手順ＳＴ８では、検出器４６に
より検出された無機塩類の濃度が、スイッチ８２により
設定された値の範囲内にあるか否かを判定する。その設
定範囲内にあると判定された場合には手順５ＴＩＯに進
み、そうでない場合には手順ＳＴ９に進む。

手順ＳＴ９では、検出器５０により検出された減塩槽４
２内の液面が設定範囲を規定する高位置よりも］二か否
かを判定する。その高位置より下の場合には、手順５Ｔ
ＩＩへ進み、そうでない場合には手順５Ｔ１２に進む。

手順５Ｔ１１では、供給バルブ３２および純水バルブ４
８を開閉制御して、減塩槽４２内へ染料水溶液および純
水を供給する。これによって、減塩槽４２内の染料水溶
液における染料濃度を、上述のようにスイッチ８１によ
り設定された範囲内になるように調整する。この後、手
順５ＴＩ３へ進む。一方、手順５Ｔ１２では、供給バル
ブ３２および純水バルブ４８の閉動作を行う。

手順５Ｔ１３では、循環ポンプ４８を作動させて、鍬。

塔槽４２内の染料水溶液を減塩フィルタ４３を介して循
環させ、ぞの染料水溶液からり１１４機塩類の排除を行
う。

」−述のように、染料濃度および缶板塩類濃度か設定範
囲外の場合には、手順５Ｔ１１および手順５Ｔ１３また
は手順５Ｔ１２および手順５Ｔ１３を通るルーチンを繰
り返して、染料濃度および無機塩類濃度を設定範囲内の
値となす。両濃氏か設＞ｊ−１庫囲内に納まった後は、
手順５ＴＩＯに進む。

手順５ＴＩＯでは、検出器５０により検出され１−ｇ塔
槽４２内の液面が設定範囲を規定する低位置よりも上か
否かを判定する。その低イイ装置よりもＬの場合には、
手順５Ｔ１４へ進み、そうでない場合には手順５Ｔ１５
へ進む。手順５ＴＩ４では、？Ｉｎ環ポンプ４８の作動
を停止させ、貯蔵バルブ５１の開動作を行う。この結果
、減塩槽４２内に得られた所定７Ｂの精製染料水溶液が
、貯蔵槽５２に供給される。

手順５ＴＩ５では、−貯蔵バルブ５１の閉動作および供
給バルブ３２．純粋バルブ４３の開動作を行い、貯蔵槽
５２への供給を終了させると共に、減塩橘４２内の染料
水溶液の量を増やし、その液面高さが設定範囲内となる
ようにする。

この後、再び上述した手順５ＴＩＩ、５Ｔ１３または手
順５Ｔ１２，５Ｔ１３を通るルーチンを繰り返して、減
塩槽４２内には、染料濃度および無機塩類濃度が設定範
囲内にある所定量の染料水溶液が得られる。この後は、
上述した手順５Ｔ１４へ進む。

」二連したように、木実流側においては、精製部４１に
おいて、染料水溶！夜が一定量毎に精製されるのて染料
精製装置２からは精製された染料水溶液を連続して調合
槽１に供給することができ、調合判１す１内において、
この精製された染料水溶液を以て、インクの製造を連続
して行うことができる。

［効　　果］ 以」−説明したように本発明によれば、インクを製造す
るにあたり、無機塩類を排除した染料溶液を連続的に供
給できるようにしたので、インクシエンド記録等に用い
る上で品質の安定したインクを連続的に、しかも自動的
に製Ｊ：とすることカー」１能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による装置の一実施例を示す概略構成図
、第２図は第１図の装置における染料精製装置を示す概
略構成図、第３図は第１図に示す装置δの制御部の一部
を示すブロックＩΔ、第４図は第２図に示す染料精製装
ｊδの動作を示すフローチャートである。 １・・・調合槽、 ２・・・染料精製装置、 ３・・・バルブ、 ４・・・貯留部、 ５・・・貯留部、 ６甲ハルフ、 ７・・・バルブ、 ８・・・バルブ、 ｊ〕・・・攪拌機、 １０・・・液量検出器、 １１・・・υ１出バルブ、 ２１・・・染料供給部、 ２２・・・染料粉末、 ２３・・・染料バルブ、 ２４・・・調合槽、 ２５・・・純水バルブ、 ２６・・・純水供給パイプ、 ２７・・・調合槽攪拌板 ２８・・・調合槽液量検出器、 ２８・・・ろ過フィルタ、 ３１・・・供給槽、 ３２・・・イ共３合バルブ、 ３３・・・弁、 ４１・・・精製部、 ４２・・・減塩槽、 ４３・・・減塩フィルタ、 ４４・・・排塩槽、 ４５・・・減塩槽撹拌機、 ４６・・・無機塩類濃度検出器、 ４７・・・染料濃度検出器、 ４８・・・循環ポンプ、 ４９・・・純水バルブ、 ５０・・・、賊十へ槽液量検出器、 ５１・・・貯蔵バルブ、 ５２・・・貯蔵槽、 ６１・・・制御器、 ６２・・・リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、８３・・・
ランダムアクセス７＾モリ（ＲＡＭ）、８４．１３５・
・・Ａ／Ｄ変換３：÷、６６・・・入カパッファ回路。 ６７〜７４・・・ドライフ回路、 ７５・・・１用カハツフγＩ１１」路。 ８１・・・染料濃度範囲段＞ｉｌスインナ、８２・・・
無機塩類１度度範囲ｉｉＱ　’）；ｌスイッチ、８３・
・・：Ｉ７　ソー　ル入出カハンファ回路、８４・・・
染料濃度表示器、 ８５・・・無機ｊ月類濃１＆　表ン１ζ器。 ６１１・・・比較部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 染料溶液の製造手段と、前記溶液中の無機塩類の排除を
   行う染料精製手段と、この染料精製手段から供給される
   染料溶液を以てインクの調製を行うインク調製部とを具
   備したことを特徴とするインク製造装置。