JPS6031572A - 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】 （技術分ツ″Ｉ） 本発明は染料精製装置に関し、４−￥にインクジェット
記録や′：ＩＣ記具等に適した記録’ｔＩｋ　（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！ＰＪＪ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
液媒体中に溶解あるいは分１ｉシさせたものか知られて
いる。また、フェルトペン、万年９Ｂ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２．（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、塩化ナトリウムや硫酸すトリ
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
のが潜通である。

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
、泄機イオンはインク中の染料溶１’１％！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
シエンド記録ヘンドや筆記具においては、吐出オリフィ
ス伺近でインクが蒸発して液組成か変化すると、無ａ塩
類の析出をひき起す。これらはいずれも、最も、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
際して無機イオン濃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
。

（ｌ」的） 本発明の１］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／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
液を連わｖ　（Ａ給しイ１１・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ｊδ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によりイ昆合、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１１ｔ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イｆ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料
溶液を、染料溶液供給バルブ３ｏを介して供給槽３１に
供給する。

供給槽３１には供給槽ｔｔｋ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３ｏ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処理ユニンｌ−４２−１，４２−２および４２
−３から成る。各処理ユニ７　ト４２（４２−１〜４２
−３）において、供給槽３１内の染料水溶液を供給バル
ブ４３（４３−１〜４３−３）を介して・イオン交換樹
脂カラム４４（４４−１〜４．４−３）へ供給する。イ
オン交換樹脂カラム４４は、所謂、イオン交換分間［に
より染Ａ（水溶液中から重金１＋ｊ’ｚイオンを分Δ１
する。すなわち、カラム内におけるイオン交換により、
染料水イδ液に含まれている吸〕１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用の５ｆ４５（
４５−１〜４５−３）を配設し、カラム内に供給される
染料水溶液の量を制御する。また、このカラト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
るか否かを不図小のフィルタ交換＆９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４６（４８−１〜４８−
３）を、カラム４４の下端部における流出溶！ｆり通路
に配設し、カラム４４からの流出溶１イに中の重金属イ
オン濃度を検出する。重金属イ、オン濃度の検出方法と
しては、例えば金属イオン電極にょるｌ］ｌｌ＋定方法
、原子吸光分光による１ｌｌｌ＋定方法を用いるものと
する。イ容７夜センサ４７（４７−１〜４７−３）を、
同じく流出溶液通路に配設し、そのＩＩｃＩｃ液溶液通
路内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刊出八ルブ４８（４８
−１〜４８−３）を介し−て貯１−＋＋１槽４８へ（）
１出する。また、第２　＋Ｊｌ出／ヘルプ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に還ＩＱさせる。両バルブ４８および５０
の開閉ｆｌｕ＋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４９内に４４）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
す動作子ＩＩＶ４等のＦｌｊ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等を９−１う。１０４は操作部
６２に配設した各社スイッチであり、人出力へツファ回
路１０５を介して制御器ｌｏｔに各種指令イ１）号を送
給する。ｌＯ６は同じく操作部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ユニット動
作中表示器を有する。１０７は制御器１０１がらの駆動
信号に基づき、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！ｆｋ面センサ３２
の検出出力は、メカ４フファ回路１０８を介して制御器
１０１に供給される。ドライブ回路１１０〜１１４は、
出力バッファ回路１０９を介して供給される制御器１０
１からの駆動制御信号にノ、（づき、各負荷（バルブ２
３，２５，５２、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、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ｌｉｔイオン濃度センサ４６−１からの検出
信号は、Ａ／Ｄ変換器１２１を介してテシクル化された
後、入力バッファ回路＋２２を介して制御器１０１に供
給される。また、溶液センサ４７−１からはデジタル検
出信号が出力され、入力パンファ回路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だめのドライブ回路であり、制御器
１０１から出力八ツ２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、（つき、各処理ユニ
ッｌ−４４−１〜４４−３を１１「］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、一定量の重金Ｍ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。その結果
、爪金り式イオンを含む染料溶４４シがそのまま排出さ
れ、カラム４４からの流出溶液中の重金属イオン濃度が
１ｔＸＪまる。この濃度」二昇を検出して、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
ずれか一方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相＋１）ｆカラムは新しい
カラムと交牛灸するか、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ｔ＋’ｊ製を行い
得るようになす。

第３図は、かかる各処理ユニットにおける動作を示す。

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＋Ｈ１ｌｌｉ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
か必要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、このフラグかオンすると、ユニット選
択カウンタにより指示される処理ユニットが選択され、
染才゛ｌ粘製動作が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＋ＪＦ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（
＋（ｊ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３ｔ２１（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、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を閉した後ステ・ンプ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を聞き供給槽へ染料
水溶液の供給を行う。

ステップＳＴ８は、第１処理ユニット４２−１におフィ
ルタ交換要求かあるときの処理ステップであり、ステッ
プ５Ｔ６−１〜５Ｔ８−３から成る。まず、ステップ５
Ｔ８−１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５Ｔ８−２へ
進み、第１ユニッ、トフィルタ交換終了スイッチがオン
か否かを判別する。オン状ｙルにあるときは、ステップ
５６−３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ユニツ）・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にの
後、ステップＳＴ７へ進む。なお、ステップＳＴ８”ｌ
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了スイッチがオ
フのときは「ＮＯ」の流れ１こ沿ってステップＳＴ７へ
進む。

ステップＳＴ７およびステップＳＴ８は、それぞれ第２
処理ユニット４２−２および第３処理ユニ・ンＩ・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８丁６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、肯定判定ならばステッ
プ５ＴＩＯへ進み、否定判定ならば第３図（＋３）のス
テップ５７１８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ｒｌＪの
ときはステップ５Ｔ１３へ進み、「２」のときはステッ
プ８丁１４、「３」のときはステップ５Ｔ１５へとそれ
ぞれ進む。

ステップ５Ｔ１３〜５Ｔ１５は各処理二ニア１・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５ＴＩ３〜５Ｔ１５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ｆＪ、ｌ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。否定判定のときにはステ
ップ５７１３−５へ進み、　ｆａｒ定判定ならばステッ
プ５ＴＩ３−２へ進む、ステップ５Ｔ１３−２では、第
１ユニツ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５Ｔ
１３−３では供給／ヘルプ４３−１および第２排出バル
ブ５０−１を開く。引続き、ステップＳＴ！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
）・変更要求フラグをオフする６次に、ステップ５Ｔ１
３−５　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５Ｔ１８へ進む。

ここで、ユニット選択カウンタはその内容かｒ２」、ｒ
３」、ｒｌＪ　、ｒ２」、・ａｌｌ「ｉ４．＝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ノに変わり、また、ステップ５Ｔ
Ｉ５を実行することによりその内容かｒｌＪに変わる。

次に、第３図（Ｂ）のステップ５Ｔ１８．ＳＴＩ？およ
び５Ｔ１８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排出制御ステ、プである
。これらの各ステップの内容は同様なので、：Ａ’ＳＩ
処理ユニッ）　４２−１における制御をボすステップ５
Ｔ１８についてのみ、その内容を説明する。

まず、ステップ５Ｔ１１３−１において）′Ｓにニア１
・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５Ｔ１８．−５　ヘジャンプし
、肯定判定ならばステ・ンプ５Ｔ１ｆｉ−２へ進む。ス
テラ７’５Ｔ１Ｇ−２では、重金属イオン濃度センサ４
Ｇ−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５Ｔ１ｆｉ−５へ進み、肯定判定な
らばステップＳＴ　１８−３へ進む。ステップ５Ｔ１８
−３では、＆Ｓ２排出八ルブ５０−１を閉し、第１排出
バルブ４８−１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排出バルブ４８−１
を介して貯留槽４８内に排出される。次に、ステップ５
Ｔ１８−４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５Ｔ１８
−５へ進む。

ステップ５７１Ｂ−５では、第１ユニツＩ・動作中フラ
グがオン状態にあるか否かか判定される。オフ状態のと
きはステップ５Ｔ１８−１０へ進み、オン状態ならばス
テップ５Ｔ１Ｂ−８へ進む。ステップ５Ｔ１Ｂ−６では
、重金属イオン濃度センサ４１３−Ｉｔこより検出され
る濃度が設定値を越えた値であるが否がか判定される。

設定値を越えない場合にはステップ５Ｔ１Ｇ−１０へ進
み、越える場合にはステ、ブ５ＴＩＩ（−７へ進む。ス
テップ５７１Ｂ−７において第１ユニツ）・動作中表示
器をオフした後、ステップ５ＴＩ８−８に進み、供給バ
ルブ４３−１および第１υ１出／ヘルプ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からの流出溶液
を第２排出バルブ５０−１を介して供給槽３１へ連流す
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ユニッ
ト排出フラグをオンにした後、ステップ５Ｔ１８−１０
へ進む。

次に、ステップ５Ｔ１１３−１０では、第１ユニット１
ノｌ出フラグがオン状態にあるか否かが判定され、オン
状ｙｄ、になければ、ステップ５Ｔ１７へと進み、オン
状態にあればステップＳＴｌ［１−１１へ進む。ステッ
プ５Ｔ１８−１１では、カラム４４−■の流出溶液通路
に配設した溶液センサ４７−１かオフか否か、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７ａ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５ＴＩ８−１２へ進む。この矛）状態の
ときには、カラム４４−１から排出された正金属イオン
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、住味する。ステップＳＴ＋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。ｌ大に、ステップ５Ｔ１ｆｉ−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０次に、ステップ５Ｔ
ｌＢ−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ＳＴ
１？へ進む。

次に、ステップ５ＴＩ７および５ＴＩ８を経た後、再び
第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
ト４２−１へ４２−３において染料水溶液の精製が行わ
れ、重金１ｍ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４４Ｐられる。

（効果） 以」二説明したように、本発明によれば、イオン交換分
層を実行して染料溶！ｆシ中の重金属イオンを捕捉する
複数の処理手段を有し、これらの処理手段のうち何れか
一つ、または二以」二を選択作動させて、染料溶液中に
含有される重金属イオンを排除するようにしたので、イ
ンクジェット記録用インク等の調製に好適な精製染料溶
液の製造を、連続的に、しかも自動的に行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

ＨｉＨ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図に示す装置−“′１
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／ヘルプ、 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、 ２８・・・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・・・粘製部、 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・・・プ］ゝ、 ４６・・・重金属イオン濃度センサ、 ４７・・・溶液センサ、 ４８・・・第１排出バルブ、 ４９・・・貯留槽、 ５０・・・第２排出バルブ、 ５２・・・供給７ヘルプ、 ８１・・・制御部、 ６２・・・操作部、 １０１・・・制御器、 ！０２・・・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・・・人出力バッフ７回路。 １０１３・・・表示器、 １０７・・・ドライブ回路、 １０８・・・大力八ツ２ァ回路、 １０９・・・出力４７２７回路、 １１０〜１１４・・・ドライブ回路、 １２＋・・・Ａ／Ｄ変換器、 １２２・・・入力ハッファ回路・ １２３．１２４，１２５・・・ドライブ回路、１２８・
・・出力八ツ７７回路・

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 染料溶液の製造手段と、 前記溶液の通過中に重金属イオンを捕捉する複数あ染料
   溶液処理手段と、 当該複数の処理手段の何れかを選定して作動させる前記
   処理手段の作動制御手段とを共面したことを特徴とする
   染料精製装置。 （以　下　余　白　）