JPS60209235A - インクのかく拌装置 - 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】 ［発明の技術分野］ 本発明は、所定のインク原材料を均一混合するために撹
拌するインクの撹拌装置に関するもので、更に詳しくは
、配合され、撹拌混合されて製造されるインク中の溶存
酸素の軽減に関する。

［発明の利用分野］ 本発明は、例えば、フェルトペン、万年筆等の筆記具用
のインクの製造にも利用できるが、特にインクジェット
記録方式、例えば、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
録を行う記録方式等に使用する水性インクの製造に利用
した場合に有益なものである。

［発明の背景及び問題点］ 従来、インクの撹拌装置としては、開放系の撹拌槽内に
撹拌手段として撹拌羽根を設けたものが最も一般的であ
る。

しかしながら、上記開放系の撹拌槽内でインクを撹拌す
ると、インク水面と空気との接触並びにインク中への空
気の巻き込み等により、インク中の溶存酸素が増大して
しまう欠点がある。インク中に多量の溶存酸素が存在す
る場合、この溶存酸素によってインクの組成成分が酸化
されて、製造後短期間でインクが変質してしまうことが
生ずる。このインクの変質は、単にインクの色変化等を
引き起すのみではなく、特にインクジェット記録方式に
おいては、微少量のインクを１秒間に数千回という高速
で吐出させる関係上極めて緻密な構造となっている記録
ヘッドを詰らせ、故障の原因となるものである。

上記撹拌時のインク溶存酸素の増大を防止するために、
撹拌槽を密閉系とし、槽内の空気を窒素で置換すること
によって窒素雰囲気下で撹拌する工夫もなされてはいる
。しかし、これは撹拌時のインク溶存酸素の増大は防止
できても、もともと各インク原材料に含まれている溶存
酸素まで除去できるものではない、従って、各インク原
材料の既存の溶存酸素量が多い場合、前述と同様の問題
を引き起してしまうことになる。

［発明の目的１ 本発明は、インクの撹拌混合時におけるインク溶存酸素
の増大を防止すると同時に、インク原材料に含まれる既
存の溶存酸素の除去ができるようにすることを目的とす
る。

［発明の概要］ 本発明は、減圧下でインクの撹拌混合ができるようにし
たものである。

［発明の構成及び作用］ 本発明の構成上の特徴点は、密閉系の撹拌槽内を減圧す
る減圧手段と、撹拌槽内のインクを流動させる撹拌手段
とを有するインクの撹拌装置と１−た点にある。

本発明における密閉系の撹拌槽とは、その内部を所要の
減圧状態にある程度の時間維持し得るものであれば足る
。撹拌手段とは、インクを流動させて混合し得るものを
いう。減圧手段は、例えばポンプ等であって、撹拌槽内
を排気によって減圧状態にできるものであれば足る。本
発明ではこの減圧手段で撹拌槽内の空気を希釈化しかつ
減圧することによって、インクへ酸素が溶解しにくい雰
囲気とすると共に逆にインクに含まれる溶存酸素の放出
を促すものである。このとき、撹拌槽の撹拌手段による
インクの流動が溶存酸素の放出を更に促進させるものと
して作用することになる。

［実施例］ 第１図において、ｌは密閉系の撹拌槽で、その内部には
モーターＭによって回転されてインク２を撹拌混合する
撹拌手段である撹拌羽根３が設けられている。この撹拌
槽ｌには、バルブｖ１を介してインク原材料が供給され
ると共に、バルブＶ２を介して、ガス源としてガスポン
ベ４が連結されていて、例えば窒素、アルゴン、ヘリウ
ム等のインク２と反応を生じない不反応ガスを撹拌槽ｌ
内に供給できるようになっている。

一方、撹、拌槽ｌには減圧手段としてポンプＰが連結さ
れていて、撹拌槽ｌ内の排気を行うことによって内部を
減圧できるようになっている。撹拌槽ｌ内の圧力は、例
えば圧力計、圧力スイッチ等の圧力センサーＳＬによっ
て検出され、その信号がＡ／Ｄ変換変換器用して制御器
Ｃへ送られて制御されるものとなっている。

第２図は第１図に示される制御器Ｃのフローシートで、
このフローシートを踏まえて第１図に示されるインクの
撹拌装置の作動を説明する。

まず、インク原材料を所定の配合で撹拌槽１に投入した
後バルブ■宜を閉じ、制御器Ｃのスイッチが入れられて
スタートする。

スタートに伴ってモーターＭが作動し、撹拌羽根３によ
るインク２の撹拌混合が開始される一方、制御器Ｃは、
圧力センサーＳ１からの信号に基づ＜　Ａ／Ｄ変換変換
器用力値を読み込む。そして制御器Ｃは、このＡ／口変
換器Ｆの出力値が所定レベル以上のとき（撹拌槽ｌ内の
圧力が所定レベル以上のとき）ポンプＰを作動させると
共にバルブｖ２を開放する。これにより、撹拌槽１内に
は不反応ガスがガスボンベ４から供給されると共にポン
プＰにより撹拌槽ｌ内の排気がなされ、撹拌槽ｌ内は、
不反応ガス雰囲気に置換されつつ減圧されることになる
。

不反応ガスの供給は必ずしも必要なものではな　。

く、撹拌槽ｌ内を減圧するだけでも、かなりのインク２
への酸素の溶解防止効果並びにインク２中の溶存酸素除
去効果が得られる。しかし、不反応ガスで撹拌槽１内の
空気を追い出すようにすれば、より高い効果を得やすい
ので好ましい。

前述のように、ポンプＰの作動とバルブＶ２の開放を行
い、所定時間撹拌槽ｌ内の不反応ガス雰囲気下への置換
と減圧とを図った後、再び制御器ＣはＡ／Ｄ変換変換器
用力値を読み込む。Ａ／Ｄ変換変換器用力値を読み込ん
だ制御器Ｃは、この出力値がまだ所定レベル以上のとき
にはポンプＰの作動とバルブｖ２の開放を続行させ、出
力値が所定レベル未満に下っているときにはポンプＰを
停止させると共にバルブｖ２を閉じる。ポンプＰを停止
させ、バルブｖ２を閉じた後も制御器ｌは逐次Ａ／Ｄ変
換器Ｆからの出力値を読み込み、その出力値が所定レベ
ル以上となったときには再びポンプＰの作動とバルブ■
２の開放を行うものである。

ポンプＰによる撹拌槽ｌ内の減圧は、できるだけ麺拌槽
１内の残存空気を薄くし、かつインク２中の溶存酸素の
高い放出効果を得るために、インク２の組成成分が激し
く気化しない範囲で低いほど好ましいといえ、一般には
０．８気圧以下、最適には０．８気圧以下であることが
好ましい、そして、この減圧状態にあることと、撹拌羽
根３によるインク２の流動とが相俟って、インク２中の
溶存酸素を効率的に放出させることができる。

本実施例においては、スタートと同時にモーターＭを作
動させてインク２の撹拌混合を行っているが、このイン
ク２の撹拌混合は撹拌槽１内が十分減圧されてから開始
されるものとし、後で除去し得るとはいえできるだけイ
ンク２への酸素の溶解の機会を少なくすることも好まし
いことである。また、インク原材料の投入も、ポンプＰ
を作動させバルブ■２も開放した状態で行うもの件し、
できるだけ空気との接触防止を図ることも同様に好まし
いことである。

本実施例における撹拌槽ｌの撹拌手段は撹拌羽根３とな
っているが、前述のようにこの撹拌手段は単にインク２
を撹拌混合するだけのものではなく、インク２を流動さ
せてその溶存酸素の放出を促すものでもある。従って、
この溶存酸素放出促進効果の観点から撹拌手段を定める
ことも好ましいことである。他の撹拌手段としては、例
えば、インク２を撹拌槽ｌ内で噴水状に吹き上げたりシ
ャワー状に落下させるノズル、撹拌槽ｌを揺動又は振動
させる振動装置、インク２に超音波振動を付与する超音
波発生器等が挙げられる。特にインク２を噴水状に吹き
上げたりシャワー状に落下させる場合、単にインク２が
撹拌槽１内空間へ飛散されることによって溶存酸素の放
出が促進されるだけでなく、ノズルから噴出されるとき
にインク２に急激に作用する圧力変化によってもインク
２中の溶存酸素の放出促進が図れるので好ましい。超音
波による振動は、インク２中の溶存酸素除去に極めて効
果的であることが確認されているが、これのみではイン
ク２の撹拌混合作用が薄くなってしまうので、他の撹拌
手段と併用することが好ましい。また、本実施例におけ
る不反応ガスの供給をインク２の水面下から行うことも
同様の意味から好ましいことである。

第３図で本発明の他の実施例を説明すると、特に本実施
例に係る装置は、第２図に示される装置に更に加熱手段
５、温度センサーＳ２及び溶存酸素センサーＳ３を加え
たものとなっている。尚、第２図と同一の符号は同一の
部材゛を示すものである。

加熱手段５は、撹拌槽１内のインク２を加熱するもので
、例えば電気ヒーター等であってもよいが、インク２の
過度の加熱による焦げ付き防止のため、スチーム加熱で
あることが好ましい、温度センサーＳ２は、撹拌槽ｌ内
の空間温度や加熱手段５の温度を検出するものであって
もよいが、撹拌槽ｌ内のインク２の温度を着出するもの
であることが制御に正確を期す−ヒで好ましい、溶存酸
素センサーＳ３は、インク２中の溶存酸素量を検出する
もので、例えば通常の溶存酸素計（口、０．メーター）
等である。そして、加熱手段５は制御器Ｃによって制御
されると共に、温度センサーＳ２及び溶存酸素センサー
Ｓ３の信号はＡ／Ｄ変換器Ｆへ入力されるものとなって
いる。

この作動について説明すると、不反応ガスを供給しつつ
撹拌槽１内を減圧するのは第２図で説明したのと同様で
あるが、本実施例においては、減圧だけではなくインク
２の加熱手段５による加熱もなされ、この加熱によって
もインク２中の溶存酸素の放出が促されることになる。

この加熱はインク２を変質させない範囲で行うことが必
要で、インクの種類並びに減圧状態によっても相違する
が、通常３５〜８０℃程度にインク２を加熱することが
好ましい。加熱温度は、温度センサーＳ２よりの信号に
基づき、制御器Ｃで加熱手段を制御することによって定
められる。特にこの加熱は、装置的に十分な減圧状態を
得にくい場合にそれを補助するものとして有効である。

一方、溶存酸素センサーＳ３よりの信号に基づき、制御
器Ｃは、インク２の溶存酸素量が所定レベル以上のとき
は減圧かつ加熱下における撹拌混合を続行させ、所定レ
ベル未満となったときにそれを終了させるものである。

従って、本撹拌装置を出るインク２中の溶存酸素量を確
実に所定レベル未満とすることができる。この溶存酸素
の許容レベルとしては、インクの組成によっても相違す
るが、特にインクジェット記録方式用のインクの場合、
１５ｐｐ鳳以下であることが好ましい。

次に、本発明に係る装置の実験例について説明する。

本発明のように減圧下でインクを撹拌混合した場合と、
従来のように空気存在下常圧でインクを撹拌混合した場
合とのインク中の溶存酸素量を比較した。装置は第１図
で説明したようなものを用い、インク原材料を撹拌槽内
に投入後、不反応ガスは供給せずにポンプのみを作動さ
せて０．８気圧に減圧した後、撹拌羽根を３５０　ｒＰ
−で回転させて１８０分間インクの撹拌混合を行う場合
と、不反応ガスの供給もポンプによる減圧も行わずに空
気存在下常圧にて同様に撹拌混合を行う場合とに分けて
行った。尚、インクは、水溶性染料と、水と、グリコー
ル類とを組成成分とするインクジェット記録方式用のイ
ンクとし、その撹拌混合前の溶存酸素量は２２　ｐｐｍ
、また実験は大気圧７５２　ｍｍＨｇ、温度１８℃下に
おいて行った。

その結果、減圧下において撹拌混合したインクの溶存酸
素量は６　ｐｐｍであったのに対し、常圧下において撹
拌混合したインクの溶存酸素量は２３　ｐｐｍであった
。

［発明の効果］ 本発明によれば、インクの撹拌混合が残存空気の薄い減
圧下においてなされるので、撹拌混合時にインクの溶存
酸素量が増大することが防止されるばかりでなく、減圧
雰囲気にあることと、撹拌混合のためのインクの流動と
が相俟ってインクの溶存酸素の放出が促されるので、例
えインク原材料自体に多量の溶存酸素が含まれていても
、撹拌混合後のインクの溶存酸素量を極めて少ないもの
とし得る。従って、溶存酸素によるインク組成成分の酸
化によってインクが変質する心配が少なく、長期に亘る
良好なインク保存安定性が得られるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るインクの撹拌装置の一実施例を示
す説明図、第２図は第１図に示される制御器のフローシ
ート、第３図は本発明に係るインクの撹拌装置の他の実
施例を示す説明図である。 ｌ：撹拌槽、２：インク、３：撹拌羽根、４：ガスボン
ベ、５：加熱手段、 Ｖ　１　＊　ｖ２’バルブ、Ｍ：モーター、Ｐ：ポンプ
、Ｓｌ　：圧力センサー、 Ｓ２　：温度センサー、 Ｓ３　：溶存酸素センサー、Ｆ　：　Ａ／Ｄ変換器、Ｃ
：制御器。 出願人　キャノン株式会社 代理人　豊　１）善　雄 第。２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）密閉系の撹拌槽内を減圧する減圧手段と撹拌槽内の
   インクを流動させる撹拌手段とを有することを特徴とす
   るインクの撹拌装置。