JPS6031569A - 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】 （技術分野） 本発明は染料精製装置に関し、特にインクシェツト記録
や筆記具等に適した記Ｍ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
クジェット記録力゛式に使用するインクとしては、各種
の染料、顔↓゛１を水またはその他の有機溶剤からなる
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Ｉ・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グリ
コール類の三者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、塩化ナトリウムや４ｄｅ酸ナ
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羽態を招来する。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、吐出オリフィスイ＋１
近でインクが蒸発して液組成が変化すると、ｄ＋！（機
塩類の析出をひき起す。これらはいずれも、ｔｊンも、
已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
際して無機イオンノ農度が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
して含む一服の市販染料を、インクジェット記録用イン
クや１（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、染料溶液中に
含まれる重金／ｉｌｔ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イｌするようにした染料精製装置を
提供することにある。

（ｙ：施例） 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１Ｖ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
２５を介挿した純水供給パイプ２Ｂ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ｆｉ２７により混合、溶解して、染料水溶！
（ｔｊをつくる。調合槽２４内に貯ＷＪ　ｌ、ている染
料水溶！（蔓の液量は、調合槽液部：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が残存しており、これ
をろ過フィルタ２８により除去する。このフィルタ２日
には、通常のろ紙またはフロロポア（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、ｌｌ’ｌ　Ｗｌ　ｌ（ｌを、染料イｈｌｆｋ
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ｌ＆而面ンサ３２を配設し、この
センサの出力に基つき染料溶液供給バルブ３０を開閉制
御して、供給槽３１内のＩｆｋ面、：：Ｈ’、さな制御
する。

次に、４１は染料水溶液から重金属イオンを除去する精
製部であり、複数個の処理ユニー／　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。各処理ユニシト４２（４２−１〜４２
−３）において、供給槽３１内の染わ［水溶液を供給バ
ルブ４３（４３−１〜４３−３）を介してイオン交換樹
脂カラム４４（４４−１〜４４−３）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離する。すなわち、
カラム内におけるイオン交換により、染料水溶液に含ま
れている吸着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どまる。ここで、カラム内
には液面高さ制御則の弁４５（４５−１〜４５−３）を
配設し、カラム内に供給される染料水溶液の一；−１を
制御する。また、このカラム４４を処理ユニッＩ・から
着脱可能となし、カラムが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・ンナにより検出する。

次に、重金属イオン濃度センサ４６（４１３−１〜４８
−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重金Ｉ１１イオ
ン濃度を検出する。重金属イオン濃１バの検出方法とし
ては、例えは金属イオン゛屯イクによるＡ１６′）とり
ｊ法、原子吸光分光による１ｌｌｌｌ　：ｉｉユ方法を
用いるものとする。溶液センサ４７（４７−１〜４７−
３）を、回しく流出溶液通路に配設し、そのＩＡゎ出店
液通路内のＩｊ：ｊ出溶液の有無を検出する。

カラム４４からの流出溶液を第１排出バルブ４８（４８
−１〜４８−３）を介して貯留槽４８へ１ノ１出する。

また、第２朔出バルブ５０（５０−１〜５Ｏ−３）を介
して。

循環ポンプ５１の作用により、供給槽３１に＆流させる
。両ハルツ４８および５０の開閉制御を、後述のように
垂＊属イオン濃度センサ４６の検出結果に基づき行う。

貯留槽４９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つかさどる制御部であり、６２
は各種表示部および駆動スイッチ等を備えた操作部であ
る。

第２閣は第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
す動作手順等の制御プログラムを記憶〇する。１０３は
ランタ゛ムアクセスメモリ（ＲＡＭ）であり、各種デー
タの一時記憶等を行う。１０４は操作部６２に配設した
各種スイッチであり、入出力バッファ回路１０５を介し
て制御器１０１に各種指令（ｉ、ｊ号を送給する。１０
６は同しく操作部６２に配設した表示器であり、後述の
ように、各処理ユニ・、トにおけるカラムの交換が盛装
である旨を表示する第１ないし第３ユニットフィルタ交
換表示器および各処理ユニットが染料水溶液の精製動作
中である旨を表示する第１−第３ユニツト動作中表示器
にイラする。１０７は制御器１０１からの駆動信号に２
．（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１（ｔ、　Ｆ）、１−検出器２８および供給槽液
面センサ３２の検出出力は、入カパッファ回路１０Ｂを
介して制御器１０１に供給される。ドライブ回路１１０
−１１４は、出力／ヘツファ回路１０９を介して供給さ
れる制御器１０１からの駆動制御イ１）潟に２１（つき
、各負荷（バルブ２３，２５，５２、撹拌機２７、ポン
プ５１）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１図においては
他のユニット４２−２および４２−３は省略するものと
する。重、金１ｒ＋イオン１農ｉ負センサ４８−１から
の検出信号は、Ａ／Ｄ変換器１２１を介してデジタル化
された後、入力パンファ回路１２２を介して１ｌｕｌ　
ｔｌ’ｌｌ器１０１に供給される。また、イＪｉ液セン
サ４７−１からはデジタル検出信号か出力され、大刀４
フフフ１２４および１２５は前述した各バルブ４３−１
．４８−１およブ５０−１をそれぞれ１３）Ｉ閉するた
めのドライブ回路であり、制御器１０１から出力バッフ
ァ回路１２８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木実絶倒においては、重金ｈルイ
オン濃度センサ４８の検出出力に基つき、各処理ユニッ
）　４４−１〜４４−３を順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４
４内のイオン交換樹脂による重金属イオンの捕捉能力に
は限度があり、一定］゛１１−の重金属イオンの吸着を
行うと、その後イオン交換分離は行われない６その結果
、利金１１パイオンを含む染料イ容！夜がそのまま排出
され，カラム４４からの流出溶液中の重金属イオン濃度
が高まる。この濃度上昇を検出して、イオン交換樹脂カ
ラムの１す２川な不可となし、他の２つのカラムのいず
れか一力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ＸＪｉ　Ｌいカ
ラムと長城するか、又は、イオン交換樹脂を再生処理し
て再ひその処理ユニットにおいて精製を行いイ！１・る
ようになす。

第３１図は、かかる各処理ユニットにおける動作を示す
。ここで、各フラグは次のようなｒ１ｊ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、このフラグがオンすると、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か８波で
ある旨表示される。

ユニット変更要求フラグ；処理ユニットの俣゛更を要求
するフラグであり、このフラグかオンすると、ユニット
選択カウンクにより指示される処理ユニットが選択され
、染料枯！ＩＪ　！Ｉ！ＩＪ作かその処理ユニットに移
る。

ユニン）・動作フラグ：対応する処理ユニ・ソ１か選択
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、対応する処理ユニアトが動作中
にある旨を指示するフラグである。

ユニット排出フラグ：対応する処理ユニットにおけるカ
ラムからの流出溶液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、ｆＪＳ３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ＳＴ＋では各表示及び
データを初期化する。ステップＳＴ２では処理ユニット
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」にセットする。ステ、プＳＴ３では、
供給槽ｔｔｙ面センサ３２の検知出力から供給槽３１内
に所定量の染料溶液が貯留されたか否かを判別する。所
定量か貯留されているときには、ステップＳＴ４におい
て染料溶液供給バルブ３０を閉じた後ステップＳＴ６へ
進む。しかるに、所定量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ＳＴ８は、第１処理ユニツ）　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ＳＴθ−１〜５Ｔｅ−３から成る。まず、ステップ
５Ｔｅ−ｔにおいて第１ユニツトフイルタ交換フラグが
オン状態にあると判別されると、ステップＳ’ｌ’ｅ−
２へ進み、第１ユニツトフイルタ交換終了スイッチがオ
ンか否かを判別する。オン状態ニするときは、ステップ
５６−３へ進み、第１ユニツトフイ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ｌ／）た交換が必要である旨の表示を消去する。

この後、ステップＳＴ７へ進む。なお、ステ、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路ｒスインナ
がオフのときは「ＮＩｊ」の流れに沿ってステ・ンプＳ
Ｔ？へ進む。

ステップＳＴ？およびステップＳＴ８は、それぞれ第２
処理ユニット４２−２および第３処理ユニ・ンｂ４２−
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・ンプ５ＴＩｉと同様であり、その説
明を省略する。

ステップＳＴ９において、ユニット変更要求フラグがオ
ン状態にあるか否かが判別され、肯定判定ならばステ・
ンプ５ＴＩＯへ進み、否定判定ならば第３図（Ｂ）のス
テップ５Ｔ１Ｂへ進む。ステップ５Ｔ１０では、ユニッ
ト選択カウンタの内容か判別され、その内容が「１」の
ときはステップ５Ｔ１３へ進み、「２」のときはステッ
プ５Ｔ１４、「３」のときはステップ５Ｔ１５へとそれ
ぞれ進む。

ステップ５Ｔ１３〜ＳＴ　＋５は各処理ユニット４２−
１〜４２−３が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５Ｔ１３の内容を説明する。まず、ステップ５Ｔ１
３−１では第１ユニツトフイルタ交換フラグがオフ状態
にあるか台かを判定する。否定判定のときにはステップ
５Ｔ１３−５へ進み、肯定判定ならばステップ５ＴＩ３
−２へ進む。ステップ５Ｔ１３−２では、ゐＨｒ　ｌユ
ニット動作中表示器をオンして、第１処理ユニツ）　４
２−１が動作中にある旨を表示する。ステップ５Ｔ１３
−３では供給バルブ４３−１および第２排出パルプ５０
−１を開く。引続き、ステップＳＴ１．３−４　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
更要求フラグをオフする。次に、ステップ５Ｔ１３−５
　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・ンプ５ＴＩ６へ進む。

ここで、ユニット選択カウンタはその内容ノ〜ｒ２Ｊ　
、ｒ３　」、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「１」に変
わる。

次に、第３図（Ｂ）のステップ５ＴＩＥＩ、５Ｔ１７お
よび５Ｔ１８はそれぞれ各処理ユニットにおけるイオン
父挨樹脂カラムからの１ん出溶液の排出制御ステップで
ある。これらの各ステップの内容は同様なので、第１処
理ユニツ（・４２−１における制御を２１＜すステップ
ＳＴ＋８についてのみ、その内容を説明する。

まず、ステップ５Ｔ１６−１においてｄｉユニット動作
フラグかオン状ＩＥにあるか否かが判定される。

否定判定ならばステップ５ＴＩ８−５　ヘシャンプし。

ｉＩｒ定判定ならばステップ５Ｔ１６−２へ進む。ステ
ラ７’５Ｔ１Ｂ−２では、重金属イオンｅ爪センサ４６
−１により検出されたカラムの流出溶液中の重金属イオ
ン濃度が設定（＋Ｎ以下であるか否かが判別される。否
定判定ならばステップ５Ｔ１８−５へ進み、肯定判定な
らばステップ５Ｔ１Ｂ−３へ進む。ステップ５Ｔ１８−
３では、第２排出バルブ５０−１を閉し、ｆｆＮＪＪｌ
出バルブ４８−１を聞く。この結果、イオン交換樹脂カ
ラム４４−１において、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液が、第１排出バルブ４８−
１を介して貯留槽４９内にυ１出される。次に、ステ、
プ５Ｔ１８−４では第１ユニツト動作フラグをオフし、
第１ユニツト動作中フラグをオンした後、ステップ５Ｔ
１ｅ−５へ進む。

ステップ５ＴＩ１３−５では、第１ユニット動作中フラ
グがオン状態にあるか否かが判定される。オフ状！Ａ；
のときはステップ５Ｔ１Ｂ−１０へ進み、オン状態なら
ばステップ５ＴＩ８−６へ進む。ステップ５Ｔ１８−８
では、重金属イオン濃度センサ４６−１により検出され
る濃度が設定値を越えた飴であるか台がか判定される。

設定値を越えない場合にはステップ５Ｔ１ｅ−１０へ進
み、越える場合にはステップ５Ｔ１６−７へ進む。ステ
ップ５Ｔ１Ｂ−７において第１ユニット動作中表示器を
オフした後、ステップ５ＴＩＢ−８に進み、供給バルブ
４３−１および第１υ１出バルブ４８−１を閉じる。更
に、第２排出バルブ５０−１を開くと共に、循環ポンプ
５１を駆動して、カラム４４−１からの力；ＣＣ出液液
第２排出バルブ５０−１を介して供給槽３１へ還流する
還流動作が開始される。次に、ステップＳＴ９において
、第１ユニット動作中フラグをオフにし、第１ユニツト
拮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５Ｔ１Ｇ−ＩＱでは、第１ユニッｌ−４
Ｊｌ出フラグがオン状態にあるか台かか判定され、オン
状態になければ、ステップＳＴＩ？へと進み、オン状態
にあれはステップ５ＴｌＢ−１１へ進む。ステップ５Ｔ
Ｉ６−１１では、カラム４４−１の流出溶液通路に配設
した溶液センサ４７−■がオフか台か、すなわち。

＋ＲＬ出溶液溶液通路内出溶液が残存していないか台か
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ＳＴ１？へ進み、オフ状態の
ときにはステップ５Ｔ１６−ｔ２へ進む。このオフ状態
のときには、カラム４４−１から掻非出された重金属イ
オン濃度値か設定値よりも高い染料水溶液か全て供給槽
３１へ還流され終ったことを意味する。ステ・ンプ５７
１８−１２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０次に、ステップｓ’ｒｉｅ−ｔ３では、第
２排出／ヘルプ５０−１を閉じると共に、ポンプ５１の
駆動を停止させ、還流動作を停止する０次に、ステップ
５Ｔ１６−１４では、第１二二ｙ　’ｌ・排出フラグを
オフ１７、第１ユニツＩ・フィルタ交換フラグをオンす
ると井に、ユニット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５Ｔ１７および５７１８を経た後、再び
第３１ｆｆｉ（Ａ）に示すステップＳＴ３へ戻る。

Ｌ述の各ステップを実行することにより、各処理ユニッ
ト４２−１へ４２−３において染料水溶液の精製が行わ
れ、重金属イオン濃度が設定値以下になった精製染料水
溶液が貯留槽４８に得られる。

（効果） 以上説明したように、本発明によれば、イオン交換分離
を実行して染料溶液中の重金属イオンを捕ＩＭ　Ｌ、か
かるイオン交換会Ｎ１がなされた後における染料溶液を
分別するようにしたので、重金ｊｔｄイオンの排除され
たインクジェット記録用インク等の調製に好適な染料溶
液を９１１・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ξの一実施例を示す概略構成
図、 第２図は第１図に示す装置の制御部を示すブロック図、 第３図（Ａ）および（Ｂ）は第１　ｂ４に示す装置の精
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・・・染料パルプ。 ２４・・・調合槽、 ２５・・・純水バルブ、 ２６・・・純水供給管。 ２７・・・調合槽撹拌機、 ２８・・・調合槽液量検出器、 ２９・・・ろ過フィルタ、 ３０・・・染料溶液供給ｌ−ルブ、 ３１・・・供給槽、 ３２・・・供給槽液面センサ、 ４１・・・精製１′１１． ４２・・・処理ユニフト、。 ４３・・・供給バルブ、 ４４・・・イオン交換樹脂カラム、 ４５・・・３ｆ、 ４６・・・重金属イオン濃度センサ、 ４７・・・溶液センサ、 ４８・・・第１刊出バルブ、 ４９・・・貯留槽、 ５０・・・第２排出バルブ、 ５１・・・循環ポンプ、 ６１・・・制御部、 ６２・・・操作部、 １０＋・・・制御器、 １０２・・・リードオンリメモリ、 １０３・・・ランタムアクセスメモリ。 １０４・・・スイッチ、 １０５・・・入出力バッファ回路。 １０６・・・表示器、 １０７・・・ドライブ回路、 ＋０８・・・入力４７２７回路、 １０９・・・出力バッファ回路、 １１０〜１１４・・・ドライブ回路、 １２１・・・Ａ、／Ｄ変換器、 １２２・・・入力４２２７回路、 １２３．１２４，１２５・・・ドライブ回路、１２６・
・・出力ハッフ７回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 染料溶液の製造手段と、 イオン交換分離を実行して前記染料溶液中の重金属イオ
   ンを捕捉する染料溶液の処理手段と、該処理手段からの
   排出液を分別する分液制御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　）