JPS6031571A - 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セて記録を行うイン
クジェット記録方式に使用するインクとしては、各種の
築材、顔料を水またはその他のイ」機溶剤からなる液媒
体中に溶解あるいｔ士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
なインクか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
コール類の王者をに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、塩化すトリウムや硫酸ナトリ
ウムなどの無機塩類および重金属イオンか含まれている
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ＪｎＩ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、インクジェ
ット記録ヘッドや筆記具においては、吐出オリフィス刊
近でインクが蒸発してｌｒ＊　ｍ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。

ぞこで、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度か所）」ｚ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−Ｉｉ’＝の市販染料を、インクジェット
記録用インクやＡｐ記、１１、用インクの調製に用いる
場合に、不可欠である。

（Ｌｌ的） 本発明のｌ」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
液を連続供給し得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により程合、溶解して、染料水溶液を
つくる。調合槽２４内に貯留している染才゛ｌ水溶！ｆ
＋の液ｔ１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ｔ４ｋには、純水に溶解し
なかった染料粉末の粒子５゛が残存しており、これをろ
過フィルタ２９により除去する。このフィルタ２８には
、通路のろ紙また１寸フロロポア（商品名）等を用いる
ことかできる。フィルタ２８を通過させて粒子ｑ・を除
去した染料溶！イｋ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′Ｓ０槽３１には供給槽液面センサ３２を配設し、こ
のセンサの出力に基づき染料溶液供給バルブ３０を開閉
制御して、供給槽３１内の液面高さを制御する。

次に、４１は染料水溶液から重金属イオンを除去する精
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４２−
３から成る。各処理ユニッｌ−４２（４２−１〜４２−
３）において、供給槽３１内の染才１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、イオン交換会１惟により
染才Ｉ水溶液中から重金属イオンを分波［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東金１１尼イオンがイオン交
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４５Ｃ４５−１〜・１
５−３）を配、没し、カラム内に供給される染料水溶液
の量を制御する。また、この方ラム４４を処理ユニット
から着脱可能となし、カラムが製箔されているか否かを
不図示のフィルタ交換路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（４１７−１〜４１
３−３）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ｌｒｋ中の千１つｈ
ｂイオン濃度を検出する。重金Ｊパイオン濃度の検出力
法としては、１列えば金属イオン゛ＩＩＬ極による測定
力法、原子吸光分光による測定力法を用いるものとする
。溶！Ｉダセンサ４７（４７−１〜４７−３）を、回し
く　Ｊｌｅ　ｉ、Ｉｊ溶！＋ｆｉ、通路に配設し、その
流出イδ４イＩ１．Ｊ１ｆ＋路内の流出溶液のイ１無を
検出する。

カラム４４からの流出溶液を第１　Ｊ、ＩＩ出バルブ４
８Ｃ４８−１〜４８−３）を介して貯留槽４：ノへ＋Ｊ
＋出する。また、第２排出バルブ５０（５０−１〜５０
−　：３　）を介して、１ｈ５環ポンプ５１の作用によ
り、供給槽３１にｌ１ａｌｌｔさせる。両バルブ４８お
よび５０の開閉制御を、後述のように重金属イオン濃度
センサ４６の検出結果に基づき行う。

貯留槽４８内に得られた重金１ｍイオンの除去された′
３４！、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、Ｃ２
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２１Δは第１図に示す装置１″グのＦｌ、ＩＩ御系を
示す。ここでｌｏｔは制御器であり、各部の駆動制御を
つかさどる。＋０２はリートオンリメモリ（ＲＯＭ）で
あり、第３１４に示す動作手順等のＦｌ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恒等を行う。１０４はＪ
！Ｊ・件部６２に配設した各種スイッチであり、入出カ
ハッファ回路１０５を介して制御器１０１に各種指令６
壮を送給する。１０Ｂは同じく操作ｔ′τ１（６２に配
設した表示器であり、後述のように、各処理ユニットに
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ユニツトフイルタ父換表）１＼器および各処理ユ
ニッＩ・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を有する。１０７は制
御器１０１からの駆動信号にノルつき、表示器１０８の
表示制御を行うドライブ回路である。

調合槽液量検出器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１０８　＠介して１υ制御
器１０１に供給される。ドライブ回路１１０〜１１４は
、出力バッファ回路１０９を介して１ＪＩ（給されるｉ
ｌ）■部器１０１からの駆動制御信号に基づき、各負荷
（ハルツ２３，２５，５２．撹拌機２７、ポンプ５１）
をオンオフ１１ノ］御する。

次に１２０は処理ユニッ）　４２−１の；＋ｊ制御系で
ある。

イト処Ｊｎ１ユニットのイＲ成は同一であるので、１×
１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。重金属イオン濃度センサ４６−１か
らの検出信号は、Ａ／Ｄ変換器１２１を介してテンクル
化された後、人カバソファ回路１２２を介して制御器１
０１に供給される。また、溶！ｆｙセンサ４７−１から
はデシクル検出信号が出力され、人力へ、ファ回路１２
２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、ｒ＋ノＪ御器１θ１から出力／しンファｌｉ！Ｊ
路】２８を介して供給される駆動信壮によりオンオフ制
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の検出出力に基づき、各処理ユニット
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
度があり、一定−ｊＪｌの重金属イオンの吸ノ１を行う
と、その後イオン交換分離はｈわれない。その結果、重
金１４イオンを含む染料溶液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使用
を不可となし、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１１丁とな
ったイオン交換樹脂カラムは新しいカラムと交推するか
、又は、イオン交換樹脂を再生処理して再びその処理ユ
ニットにおいて精製を行い得るようになす。

ｇ′５３図は、かかる各処理ユニットにあける動作を示
す。ここで、各フラグは次のような判別を行うだめのも
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が必要で
ある旨表ンバされる。

ユニット変更要求フラグ：処理ユニ・ントの変更を要求
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
、染料精製動作かその処理ユニットに移る。

ユニット動作フラグ：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か設定値を越
えるとオンするフラグであり、ポンプ５１にこよる流出
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ｒｌＪにセットする。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
定部の染料溶液が貯留されたか否かを判別する。所定ｊ
Ｉｉ−が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ＳＴ８
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ＳＴ６は、第１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５Ｔ８−１〜５Ｔ８−３から成る。まず、ステップ５
Ｔ８−１において第１ユニット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５Ｔ８−２へ進
み、第１二二７トフィルタ交換終γスイッチかオンか否
かを判別する。　ン状態にあるときは、ステップＳθ−
３へ進み、第１ユニットフィルタ交換フラグをオフする
と共に、第１ユニ・ントフトルク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ＳＴ７へ進む。なお、ステップ５ＴＢ−１にお
いてフィルタ交換フラグかオフのとき、およびステップ
５Ｔ８−２においてフィルタ交換終了スイッチがオフの
ときはｒＮＯＪの流れに沿ってステップＳＴ？へ進む。

ステップＳＴ７およびステップＳＴ８は、それぞれ第２
処理ユニッｌ−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さの処理ステップであり
、その内容はステップＳＴ８　と同様であり、その説明
を省略する。

ステップＳＴ８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、Ｈ定判定ならばステッ
プ５ＴＩＯへ進み、否定判定ならば第３図（Ｂ’）のス
テップ５Ｔ１８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「１」の
ときはステップ５Ｔ１３へ進み。

「２」のときはステップ５Ｔ１４．　ｒ３　Ｊのときは
ステ・ンプ５Ｔ１５へとそれぞれ進−む。

ステップ５Ｔ１３〜５ＴＩ５は各処理ユニッ）　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〜ＳＴ＋５の内容は同様な
ので、第１処理二二ン）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５Ｔ
１３−１では第１ユニットフィルタ交換フラグがオフ状
態にあるか否かを判定する６否定判定のときにはステ・
ンプ５Ｔ１３−５へ進み、肯定判定ならばステップ５Ｔ
１３−２へ進む。ステップ８丁１３−２では、第に二、
ト動作中表示、器をオンして、第１処理ユニツ）　４２
−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、ユニット変更要
求フラグをオフする。次に、ステラ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　１８へ進む。

ここで、ユニー／　ト選択カウンタはその内容がｒ２　
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「１
」に変わる。

次に、第３図（Ｂ）のステップ５Ｔ１６，５Ｔ１７およ
び５Ｔ１８はそれぞれ各処理ユニットにおけるイ゛オン
交挨樹脂カラムからのｆＡｔ出溶液溶液出制御ステップ
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１１１Ｊ御をツバすス
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５ＴＩ６−１において第１ユニツト動作
フラグがオン状態にあるか否かが判定される。

否定判定ならばステップ５ＴＩＩ３−５　ヘジャンズし
、肯定判定ならばステップ５Ｔ１１３−２へ進む。ステ
ップ５Ｔ１８−２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属イオン
濃度が設定値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５ＴＩ６−５へ進み、内定判定ならばス
テ、ツブ５Ｔ１８−３へ進む。ステップ５７１Ｇ−３で
は、第２排出バルブ５０−１を閉し、第１　ＪＪ）出バ
ルブ４Ｂ−工を開く。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　ＪＪト出バルブ４８
−１を介して貯留槽４８内に排出される。次に、ステッ
プ５Ｔ１８−４では第１ユニツト動作フラグをオフし、
第１ユニ・ント動作中フラグをオンした後、ステップ５
ＴＩＩ（−５へ進む。

ステップ５Ｔ１８−５では、：Ｊ’Ｓｌ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。オフ状態
のときはステップ５ＴＩＩ３−１０へ進み、オン状態な
らばステップ５ＴＩＩ（−６へ進む。ステップ５Ｔ１８
−８では、重金属イオン濃度センサ４Ｂ−１により検出
される濃度が設定値を越えた値であるか否咬−が判定さ
れる。設定値を越えない場合にはステップ５Ｔ１８−１
０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ユニツト動作中表
示器をオフした後、ステップ５ＴＩ６−８に進み、供給
バルブ４３−１および第１　ＪＪＩ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Ｊん
出溶液を第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ユニツト動作中フラグをオフにし、第１
ユニツト排出フラグをオンにした１ン、ステップ５Ｔ１
８−＋ｎへ進む。

次に、ステップ５ＴＬ８−１０では、第１ユニット（］
１出フラグがオン状態にあるか否かが判定され、ｌオ、
ン状態になければ、ステップＳＴＩ？へと進み、オン状
態にあればステップ５Ｔｌｅ−ｔ＋へ進む。ステップ５
Ｔ１８−１１では、カラム４４−１の流出溶液通路に配
設した溶液センサ４７−１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否かが判定
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ＳＴＩ？へ進み、オフ状態のときに
はステップＳ’Ｔ　１　Ｂ　−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属イ
オン濃度値が設定値よりも高い染料水溶液が全て供給槽
３１へ還流され終ったことを意味する。ステップ５Ｔ１
６−１２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５Ｔ１８−１３では、第２排
出バルブ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。次に、ステップ５Ｔ１
８−１４では、第１ユニツト排出フラグをオフし、第１
ユニツトフイルタ交換フラグをオンすると共に、ユニッ
ト変更要求フラグをオンする。この後、ステップＳＴ１
？へ進む。

次に、ステップ５Ｔ１７および５Ｔ１８を経た後、再び
第１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
）　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４９に得られる。

１；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ｔｉｔする複
数の処理手段により、染料溶液中に含イ〕される重金属
イオンを排除するようにしたので、インクシェツト記録
用インク等の調製に好適な精製染料溶液を連続的に、し
かも自動的に製造でき、また大量に製造することができ
る。

【図面の簡単な説明】

１’ＮｌΔ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図に示す装置の制御）１部を示すブロック
図、 第３図（Ａ）および（Ｂ）は第１図に示す装置の精製動
作を示すフローチャー１・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・・・染料溶液供給バルブ、 ３１・・・供給槽、 ３２・・・供給槽液面センサ、 ４１・・・精製部、 ４２・・・処理ユニット。 ４３・・・供給バルブ、 ４４・・・イオン交換樹脂カラム、 ４５・・・升、 ４６・・・重金属イオン濃度センサ、 ４７・・・溶液センサ、 ４日・・・第１排出バルブ、 ４９・・・貯留槽、 ５０・・・第２排出バルブ、 ５１・・・循環ポンプ、 ５２・・・供給バルブ、 ６Ｉ・・・制御部、 ６２・・・操作部、 ＋０１・・・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・・・入出力バッファ回路、 １０θ・・・表示器、 ＋０７・・・ドライブ回路、 １０８…入カパッフ７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・・・入力バッフ７回路、 １２３、．１２４，１２５・・・ドライブ回路、１２６
・・・出力バッファ回路・

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複数の溶液処理手
   段とを具備したことを特徴とする染料績Ｗ装置。 （以　下　余　白　）