JPS6031568A - 染料精製装置 - 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】 （技イ１ド１分野） 本発明は染料精製装置に関し、特にインクジェット記録
や筆記具等に適した記録液（一般にインクと呼ぶ）の調
製に好適な精製染料を連続供給する染料精製装置に関す
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４１機溶剤からなる液媒
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、万年筆等のイ（記具においても同様
なインクが使用されることが知られている。

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クリ
コール類の三基を主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、ｊｎ化ナトリウムや硫酩ナト
リウムなどの無機塩類および重金属イオンが含まれてい
るのが普通である。

このような無機イオン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事態を招来する。すなわち
、無機イオンはインク中の染料溶解安定性を低下せしめ
、染料の凝集、沈殿をもたらす。また、インクシェツト
記録ヘッドや筆記具においては、吐出オリフィヌイ・］
Ｍでインクが蒸発して液組成が変化すると、弁（機１ｊ
Ａ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
際して無機イオン濃ｊ隻か所定の範囲内になるように制
御する必要がある。このことは、無機イオンを不純物と
して含む一般の市販染料を、インクジェット記録用イン
クやこイξ記具用インクの調製に用いる場合に、不Ｏｆ
欠である。

（目的） 本発明の目的は、このような点に鑑みて、染料溶液中に
含まれる重金属イオンを除去し、インクジェット記録用
インクや筆記具用インク等の調製に好適な精製染料溶液
を連続供給しく１）るようにした染料精製装置を提供す
ることにある。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明装置の一実施例を示す。

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を介してその染料粉末２２を調合槽
２４に供給する。また、調合槽２４には、純水バルブ２
５を介挿した純水供給パイプ２６を介して純、水を供給
する。

調合槽２４では、供給された染料粉末２２および純水を
調合槽撹拌機２７によりイ′１シ合、溶解して、染才゛
１水溶液をつくる。調合槽２４内に貯ｇｒＨしている染
料水！δ液の掖：Ｆｉｌは、調合槽液量検出４ｊ′、２
８により検出する。調合槽内にイ↓Ｊ・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わｆ子）・か
ＩＫ存しており、これをろ過フィルタ２９により除去す
る。この２イルク２９には、通児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２９を
通過させて粒子等を除去した染料溶液を、染料溶液供給
バルブ３０を介して供給槽３１に供給する。

供給槽３１には供給槽液面センサ３２を配置、シし、こ
のセンサの出力に基づき染、ｌ：ｌ溶液供給バルブ３０
を開閉制御して、供給槽３１内の！（多面、“、らさを
制御する。

次に、４１は染料水溶液から重金属イオンを除去するＪ
ＩＪ製部であり、複数個の処理ユニット、本例では３個
の第１−第３処理ユニット４２−１．４２−２および４
２−３から成る。各処理ユニ、１・４２（４２−１〜４
２−３）において、供給槽３１内の染料水溶！イνを供
給バルブ４３（４３−１〜４３−３）を介してイオン交
換樹脂カラム４４（４４−］〜４４−３）へ供給する。

イオン交換樹脂カラム４４は、所謂、イオン交換分離に
より染料水溶液中から重金属イオンを分確１する。すな
わち、カラム内におけるイオン交換により、染料水溶′
Ｊ（（に含まれている吸！ｉ性の高い重金属イオンがイ
オン交換樹脂によって捕捉されカラム内にととまる。こ
こで、カラム内には液面高さ制御用のガ４５Ｃ４５−１
〜４５−３）を配設し、カラム内に供給される染料水溶
液の−ｍを制御する。また、このカラム４４を処理ユニ
ッ）・から着脱可能となし、カラムか装着されているか
否かを不図示のフィルタ交換終了スイッチにより検出す
る。

次に、重金属イオン濃度センサ４８（４６−１〜４１３
−３）を、カラム４４の下端部における流出溶液通路に
配設し、カラム４４からの流出溶液中の東金＋＋パイオ
ン濃度を検出する。重金ＩＡイオン濃世の検出力法とし
ては、例えは金１老イオン゛屯Ａ枳による／ｌ１ｌｌ定
力法＋　１１；Ｃ予張光分光による測定ツノ法を用いる
ものとする６１δ滴センザ４７（４７−１〜４７−３）
を、回しく流出溶液通路に配設し、そのＪｌｅ出溶！ｆ
ｋ通路内のｌガＣ出溶ｌｆ′９．の有無を検出する。

カラム４４からの流出溶液を第１　（）１出バルブ４８
−４８−ｔ〜４８−３）を介して貯留槽４９へυ１出す
る。また、第２υ１出バルブ５０（５０−１〜５Ｏ−３
）を介して、イｈ′ｉ環ポンプ５］の作用により、供、
蛤４１’ｌｉ　３１に還流させる。１・１・Ｊハルツ４
８および５０の開閉ＦＩＪＩ御を、後述のように重金属
イオン濃１氏センサ４ｅの検出結果に基づき行う。

貯留槽４８内に得られた重金属イオンの除去された染料
水溶液を、供給バルブ５２を介して取り出す。

６１は各部の駆動制御をっかさとる制御部であり、６２
は各種表示部および駆動スイフチに°９を備えた操作部
である。

第２図は第１図に示す装置の制御系を示す。ここで１０
１は制御器であり、各部の駆動制御をつかさどる。１０
２はリードオンリメモリ（ＲＯＭ）であり、第３図に示
す動作手順Ａ；の制御プログラムを記憶する。１０３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ｔＳ・を１ｊう。＋０４は操作部６２に配設
した各種スイフチであり、入出力４７７７回路１０５を
介して制御器１０１に各種指令信号を送給する。１０８
は同じく操作部８２に配設した表示器であり、後述のよ
うに、各処理ユニ・ントにおけるカラムの交換が必要で
ある旨を表示する第１ないし第３ユニットフイルタ交換
表示器および各処理ユニットが染ネ４水溶液の精製動作
中である旨を表示する第１〜第３ユニット動作中表示器
を有する。１０７は制御器１０１からの駆動信号に基つ
き、表示器１０６の表示制御を行うドライブ回路である
。

調合槽液琵、検出器２８および供給槽液面センサ３２の
検出出力は、人力／ヘラ２フ回路１０８を介して制イ３
１１器ｌｏｔに供給される。ドライブ回路１１０〜１１
４は、出力バッファ回路１０８を介して供給される制御
器１０１からの駆動制御信号に基つき、各負荷（バルブ
２３，２５，５２、撹拌機２７、ポンプ５．１）をオン
オフ制御する。

次に１２０は処理ユニッ）　４２−１の制御系である。

各処理ユニットの構成は同一であるので、図においては
他のユニッ）４２−２および４２−３は省略するものと
する。重金属イオン濃度センサ４８−１からの検出信号
は、Ａ／Ｄ変換器１２１を介してデシクル化された後、
入力８２２７回路＋２２を介してｉｌＪ＋　４３０器１
０１に供給される。また、溶液センサ４７−１からはデ
シタル検出信号が出力され、人力パフフッ回路１２２を
介して制御器１０１　に供給される。１２３゜１２４お
よび１２５は前述した各バルブ４３−１．４８−１およ
び５０−１をそれぞれ開閉するためのドライブ回路であ
り、制御器１０１から出方４フファ回路１２６を介して
供給される駆動信号によりオンオフ制御される。

上述のように構成した本実施例においては、重金属イオ
ン濃度センサ４６の検出出力にノ１Ｌづき、各処理ユニ
ット４４−１〜４４−３を１１「１次に交換して重金属
イオンの除去処理を行う。すなわち、イオン交換樹脂カ
ラム４４内のイオン交換樹脂による重金属イオンの捕捉
能力には限度かあり、−′）Ｉｔ量の重金属イオンの吸
ノｒを行うと、その後イオン交換分離は行われない。そ
の結果、重金Ｅイオンを含む染料イδ！夜がそのまま排
出され、カラム４４からの流出溶液中の手、金属イオン
濃度が高まる。このＶ震度上荷を検出して、イオン交換
樹脂カラムの使用を不可となし、他の２つのカラムのい
ずれが一カにより以後の染料溶液の精製を行う。また、
使用不可となったイオン交換樹脂カラムは新しいカラム
と交換するか、又は、イオン交換樹脂を再生処理して＋
ｌ＋びぞの処理ユニッ）・において精製を行いイｌする
ようになす。

第３図は、かかる各処理ユニットにおける動作ぞ示す。

ここで、各フラグは次のような判別を行うためのもので
ある。

ユニットフィルタ交換フラグ：各処理ユニットにおける
フィルタ、すなわちイオン交換樹脂カラムの交換を指示
するフラグであり、このフラグかオンすると、対応する
ユニットフィルタ交換表示器にはフィルタ交換が心安で
ある旨表示される。

ユニット変更要求フラグ：処理ユニットの変更を要求す
るフラグであり、このフラグがオンすると、ユニット選
択カウンタにより指示される処理ユニン）・が選択され
、染料精製動作がその処理ユニ・ントに移る。

ユニット動作フラク：対応する処理ユニットが選択され
た旨を指示するフラグである。

ユニット動作中フラグ：対応する処理ユニットか動作中
にある旨を指示するフラグである。

ユニッ日Ｊ１出フラグ：対応する処理ユニッＩ・におけ
るカラムからの流出溶１イに中の重金属イオン濃度が設
定値を越えるとオンするフラグであり、ポンプ５１によ
る流出溶液の供給槽３１への還流動作開始を指示する。

次に、第３図に示す各ステップを説明する。

第３図（Ａ）において、ステップＳＴＩでは各表示及び
データを初期化する。ステップＳＴ２では処理ユニッＩ
−変更要求フラグをオンすると共に、ユニット選択カウ
ンタの内容を「１」にセントする。ステップＳＴ３では
、供給槽液面センサ３２の検知出力から供給槽３１内に
所定ｈ１の染料溶液が貯留されたか否かを判別する。所
定７Ｆ）か貯留されているときには、ステップＳＴ４　
ｊこおいて染料溶液供給パルプ３０を閉じた後ステップ
ＳＴ６へ進む。しかるに、所定：ｊＩ＋：に達していな
い場合にはステップＳＴ５において供給バルブ３０を開
き供給槽へ染料水溶液の供給を行う。

ステップＳＴ６は、：ｊＳ１処理ユニット４２−１にお
フィルタ交換要求があるときの処理ステップであり、ス
テップＳＴ８〜１〜５Ｔ８−３から成る。まず、ステ、
プＳＴ６〜１において第１ユニツＩ・フィルタ交換フラ
グがオン状態にあると判別されると、ステップ５Ｔ６−
２へ進み、第１ユニツ（・フィルラダ交換終了スイッチ
がオンか否かを判別する。オン状、Ｉ〆；にあるときは
、ステップ５８−３へ進み、第１ユニツＩ・フィルタ交
換フラグをオフすると共に、第１ユニットフィルタ交換
表示器に表示されていた交換か必要である旨の表示を消
去する。この後、ステップＳＴ？へ進む。なお、ステッ
プ５Ｔ８−１においてフィルタ交換フラグがオフのとき
、およびステップ５Ｔ８−２においてフィルタ交換終ｒ
スイッチがオフのときは「ＮＯ」の流れに治ってステッ
プＳＴ７へ進む。

ステップＳＴ７およびステ・ンプＳＴ８は、それぞれ第
２処理ユニツ）　４２−２および第３処理ユニット４２
−３にフィルタ交換要求があるときの処理ステップであ
り、その内容はステップＳＴ６と同様であり、その説明
を省略する。

ステップＳＴ９において、ユニット変更安求フラグがオ
ン状態にあるか否がが判別され、肯定判定ならばステッ
プ５ＴＩＯへ進み、否定判定ならば第３１Δ（Ｂ）のス
テップ５Ｔ１６へ進む。ステップ５ＴＩＯでは、ユニッ
ト選択カウンタの内容が判別され、その内容が「ｌ」の
ときはステップ５Ｔ１３へ進み、「２」のときはステッ
プ５Ｔ１４、ｒ３Ｊのときはステップ５Ｔ１５へとそれ
ぞれ進む。

ステップ５Ｔ１３〜５Ｔ１５は各処理ユニット４２−１
〜４２〜３か選択された場合の処理ステップである。こ
れら各ステップ５Ｔ１３〜５Ｔ１５の内容は同様なので
、第１処理ユニット４２−１が選択された場合のステッ
プ５ＴＩ３の内容を説明する。ます、ステップ５ＴＩ３
−１では第１ユニツトフイルタ交換フラグかオフ状ｊ恵
にあるか否かを判定する。否定判定のときにはステップ
５ＴＩ３−５へ進み、−釘定判定ならばステップ５Ｔ１
３−２へ進む。ステップ５Ｔ１３−２テは、第１１ニン
ト動作中表示器をオンして、第１処理ユニット４２−１
が動作中にある旨を表示する。ステップ５ＴＩ３−３で
は供給バルブ４３−１および第２排出バルブ５０−１を
聞く。引続き、ステップ５Ｔ１３−４　では、第１ユニ
ツト動作フラグをオンすると共に、ユニット変更費求フ
ラグをオフする。次に、ステ、　７’５ＴＩ３−５　に
おいて、ユニット選択カウンタの内容を「２」にした後
、ステップＳＴ　１１３へ進む。

ここで、ユニ・ント選択カウンタはその内容が１’２　
Ｊ　、ｒ３　Ｊ　、ｒｌ　Ｊ　、ｒ２　Ｊ　、・・・の
順に変わるリングカウンタであり、ステップ５Ｔ１４を
実行することによりその内容は「３」に変わり、また。

ステップ５Ｔ１５を実行することによりその内容が「ｌ
」に変わる。

次に、第３図（Ｂ）ノステップ５ＴＩＪＳＴ１７　ｔ−
（Ｊ：　ヒ５ＴＩ８はそれぞれ各処理ユニットにおける
イオン交換樹脂カラムからの流出溶液のり１出制御ヌテ
ンプである。これらの各ステップの内容は同様なので、
第１処理ユニット４２−１における制御を示すステップ
５Ｔ１８についてのみ、その内容を説明する。

まず、ステップ３丁＋ｅ−＋においてｇ’ｓ　ｌユニ’
ｙ　＋−動作フラグがオン状態にあるか台かか判定され
る。

６頑判定ならばステップ５ＴＩ８−５　ヘジャンプし、
６定判定ならばステップ５Ｔ１８−２へ進む。ステップ
５ＴＩＧ−２では、重金属イオン濃度センサ４６−１に
より検出されたカラムの流出溶液中の重金７７１イオン
濃度が設定イ＋ｆＩ以下であるか杏かが判別される。否
定判定ならばステップ゛５Ｔ１ｅ〜５へ進み、内定判定
ならばステップ５Ｔ１８−３へ進む。ステップ５７１Ｂ
−３では、第２排出バルブ５０−１を閉じ、第１排出バ
ルブ４８−１　ヲ開く。この結果、イオン交換＋Ｍ　ｌ
１ｔｉ　カラム４４−１において１重金属イオンが設定
値以下の値にまで除去された染料水溶滴が、第１利出バ
ルブ４８〜１を介して貯留槽４８内に排出される。次に
、ステップ５Ｔ１Ｂ−４では第１ユニツト動作フラグを
オフし、第１ユニ７１・動作中フラグをオンした後、ス
テップ５Ｔ１８−５へ進む。

ステ、ブ５ＴｌＢ−５では、第１ユニツト動作中フラグ
がオン状ｊムにあるか台かか判定される。オフ状丁占の
ときはステップ５Ｔ１８−１０へ進み、オン状態ならば
ステップ５Ｔ１８−６へ進む。ステップ５７１ｆｌ−１
３では、重金属イオン濃度センサ４６−１により検出さ
れる濃度が設定イ１６を越えた値であるか台かが判定さ
れる。設定値を越えない場合にはステップ５ＴＩ６−１
０へ進み、越える場合にはステップ５ＴＩ６−７へ進む
。ステップ５Ｔ１６−７において第１ユニツト動作中表
示器をオフした後、ステ・ンプ５Ｔ１Ｇ−８に鵡み、供
給バルブ４３−１および第１排出八ルブ４８−１を閉じ
る。更に、第２排出バルブ５０−１を聞くと共に、循環
ポンプ５１を駆動して、カラム４４−１からのｌｊ：ｉ
：出イδ液を第２排出バルブ５０−１を介して供給槽３
１へ還流する量論動作が開始される。次に６ステ、。

７’　Ｓｒ１において、第１二ニア１・動作中フラグを
オフにし、ｉ％　ｌユニットｔＪｌ出フラグをオンにし
た後、ステップ５Ｔ１Ｂ−１０へ進む。

次に、ステップ’５ＴＩＩ（−１０では、）°冒ユニ、
Ｈノ１出フラクがオン状７ｆ、にあるか否かが′ｒす定
され、オン状可；になければ、ステ、ブ５Ｔ１７へと進
１ノ、オン状態にあればステップ５Ｔ１Ｂ−１１へ進む
。ステップ５ＴＩ８−１１では、カラム４４−１の流出
溶４１に通路に配設した溶液センサ４７−１がオフか否
か、すなわち、流出溶液通路内に流出溶液が残存してい
ないかぜ。

かが判定される。オフ状態にないとき、すなわち、溶液
が検知されるときはステップ５Ｔ１７へ進み、オフ状態
のときにはステップ５Ｔｌ１３−１２へ進む。このオフ
状態のときには、カラム４４−１から排出された重金Ｉ
＋ルイオン濃度値が設定（＋Ｉ’ｉよりも高い２料水溶
Ｊイｋが全て供給槽３１へ還流され終ったことを、は味
する。ステップ５Ｔ１６−１２では、第１ユニットフィ
ルタ交換表示器をオンし、第１処理ユニツトのカラムの
交換が必要である旨を表示する。次に、ステップ５Ｔ１
６−１３では、第２排出／ヘルプ５０−１を閉じると共
に、余ンプ５１の駆動を停止させ、還流動作を停止する
６次に、ステ・ンプ５Ｔ１６−１４では、第１ユニッｌ
−ｔＪｌ出フラフラグフしＪｌ二ユニＩ・フィルタ交換
フラグをオンすると共に、ユニッＩ−変更要求フラグを
オンする。この後、ステップ５Ｔ１７へ進む。

次に、ステップ５Ｔ１７８よび５Ｔ１８を経た後、再び
Ｅｌ）３図（Ａ）に示すステップＳＴ３へ戻る。

上述の各ステップを実行することにより、各処理ユニッ
ｌ−４２−１へ４２−３において染料水溶ｔイにの精製
が行われ、重金属イオン濃度が設定イタ（以下になった
精製染料水溶液が貯留槽４９に得られる。

（効果） 以」二説明したように１本発明によれば、イオン交換分
翔を実行して染料溶Ｍｔ中の重金属イオンを捕ＩＭ　ｌ
／、かかるイオン交換分離かなされた後における染料溶
液中の重金属イオンの濃度を検出するようにしたので、
重金属イオン濃度の検出結果にノ＾つきインクジェット
記録用インクや４ｉｔ記其川インク等の調製に好適な精
製染料水溶液ｋを１１）ることかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による装置の一゛夫施例をン＋＼す概略
構成図、 第２図は第１図に示す装置の制御部をノ１＼すブロック
図、 第３図（Ａ）および（Ｂ）は第１図に示す装置のＲ８製
動作を示すフローチャートである。 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・・・純水供給上、 ２７・・・調合Ｗ１撹拌機、 ２８・・・調合÷−ｊｌｌ液３に検出器、２ｇ・・・ろ
過フィルタ、 ３０・・・染料溶ｔ（ｋ供給バルブ、 ３１・・・供給槽、 ３２・・・供給槽静画センサ、 ４１・・・精製ｉ’ｊｌ、 ４２・・・処理ユニット、 ４３・・・供斤合バルブ、 ４４・・・イオン交換樹脂カラム、 ４５・・・弁、 ４６・・・ｌＴＣ：、ｉ、：属イオン濃度センサ、４７
・・・溶液センサ、 ４８・・・第１Ｊ）１出／＜ルブ、 ４９・・・貯ｉｌｌ槽、 ５０・・・第２１ノ１出バルブ、 ５２・・・供給バルブ、 ６１・・・制御部。 ６２・・・操作Ｂ１１、 ｉｌｌ・・・制御器。 １０２・・・リードオンリメモリ、 １０３・・・ランダムアクセスメモリ、１０４・・・ス
イッチ、 １０５・・・入出力４７２７回路、 １０６・・・表示器、 １０７川ドライブ回路、 １０８・・・入カパッファ回路、 １０８・・・出力バック７回路、 １１０〜１１４・・・ドライブ回路、 １２＋・・・Ａ／Ｄ変換器、 １２２・・・入カハンファ回路。 １２３．１２４，１２５・・・ドライ７回路、１２８・
・・出力ハッフγ回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 染料溶輸の製造手段と、 イオン交換分離を実行して前記染料溶液中の重金１１ル
   イオンを捕捉する染料溶液の処理手段と１、；ム処理手
   段からの排出溶１ｌｆＸ中の重金属イオン製電を検出す
   る検出手段とを具備したことを特徴とする染料精製装置
   。 （以下余白）