JPS6031573A - 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〃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か知られている。また
、フェル；・ペン、万年６９（等の’４（ｔ、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
リコール類の王者を工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
のか普通である。

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、吐出オリフィス付近で
インクが蒸発して液組成が変化すると、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８占まりの原因となる。

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−ｌＩ２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。

（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１４イオンを除去し、インクジよ・シト記
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Ｗ１シた染料供給部で
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、＜ル
ブ２５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により混合、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部
、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！ｆｋには、純水に溶解しなかった
染料粉末の粒子）・が残存しており、これをろ過フィル
タ２３により除去する。このフィルタ２９には、通常の
ろ紙または２０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３０を介して供給＋１ｌｌＩ
３１に供給する。

供給槽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は染料水溶液から爪金１１ルイオンを除去す
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４２−１．１１２−２および
４２−３から成る。各処理ユニット４２（４２−１〜４
２−３）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（４４−１〜４４−３）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路する。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１４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弁４５１：４５−１〜４５−３
）　＠配設し、カラム内に供給される２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
１１；ａ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ッチにより検出する。

次に、重金属イオン濃度センサ４Ｂ（４１１−１〜４［
１−３）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かもの流出溶液中の重金ｈＡイオ
ン濃度を検出する。爪金１フル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よるＡｌ１１定方法、
原子吸光分光による測定力法を用いるものとする。溶液
センサ４７（４７−１〜４７−３）を、同じ＜　Ｍ：、
出溶液通路に配設し、その流出溶液通路内の流出溶液の
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４８１：４
８−１〜４８−３）を介して貯留槽４３へ排出する。ま
た、第２排出バルブ５ｏ（５ｏ−＋〜５Ｑ−３）を介し
て、循原ポンプ５１の作用により、供給槽３１に還流さ
せる・両パルプ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。

８１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
丈動作手順等の制御プログラムを記憶する。１０３はラ
ングムアクセスメモリ（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、入出力八ツ２ァ回路１０５を介してｉ
ｊｊ御器＋０１４こ各種指令４．１号を送給する。１０
６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ユニツト動作１１１ｊ″
表示器を有する。１０７は制御器１０１からの駆動信号
にノ、（つき、表示器１０６の表示制御を行うドライブ
回路である。

調合れ１ル液量検出器２８および供給槽液面センサ３２
の検出出力は、人力バッファ回路１０８を介して制御器
ｌθ１に供給される。ドライブ回路１１０〜１１４は、
出力バッファ回路１０８を介して供給されるｉｌｊ制御
器１０１からの駆動ｉ１ｉ制御信号に基づき、各負イ；
η（バルブ２３，２５，５２、撹拌ａ２７、ポンプ５１
）をオンオフ制御する。

次に１２０は処理ユニット４２〜１の制ｔｉｌｌ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ナ４６−１からの検出信号
は、Ａ／Ｄ変換器１２１を介してデジクル化された後、
人力バッファ回路１２２を介してＦｌｊ制御器＋０１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、人力８７７１回路１２２を介して
制ｍ器１０１１こ供給される。１２３゜１２４および１
２５は前述した各７ヘルプ４３−１．４８−１および５
０−１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から出力八ツ７７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木実雄側においては、重金属イオ
ン濃度センサ４Ｂ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、一定量の重金属イオンの吸着を行うと、その
後イオン交換分路は行われない。その結果、重金属イオ
ンを含む染料溶ｌ＆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０度
上昇を検出して、イオン交換相１１６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４１＋４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再びその処理ユニ
ットにおいて精製を行いｆＪ）るようになす。

第３図は、かかる各処理ユニッＩ・におけるグＪ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、このフラグか万ンすると、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
ある旨表示される。

ユニット変更要求フラグ２処理ユニ・ントの変更ｅ　請
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ッ）・が選択
され、染料精製動作がその処理ユニッ、トに移る。

ユニッＩ・動作フラグ：対応する処理ユニットか選択さ
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・ントが動作
中にある旨を指示するフラグである。

ユニット排出フラク：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製電が設定値を越
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、１＼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「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を閉した後ステップ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を聞き供給槽へ染料水溶
液の供給を行う。

ステップＳＴｅは、第１処理ユニッｌ−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５ＴＩ（−１〜５Ｔ８−３から成る。まず、ステッ
プＳＴ８〜１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５Ｔ６−２
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Ｍ　Ｍｌｌする。オン状ｈＢにあるときは、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
に表示されてい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、ステップＳＴ
＋３−１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了スイ
ッチかオフのときは「ＮＯ」の流れに沿ってステップＳ
Ｔ？へ進む。

ステップＳＴ７およびステップＳＴ８は、それぞれ）′
シ２処理ユニッｌ−４２−２および第３処理ユニツ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ＳＴ６と同様であり、その
説明を省略する。

ステ、プＳＴ９において、ユニット変更要求フラグかオ
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Ｗならば第３図（Ｂ）のステ
ップ５Ｔ１Ｂへ進む。ステップＳＴ　１０では、ユニッ
Ｉ・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、「３」のときはステップ５Ｔ１５へとそ
れぞれ進む。

ステップ５７１３〜５Ｔ１５は各処理ユニッ）　４２−
１〜４２−３が選択された場合の処理ステ・ンプである
。これら各ステップＳＴ＋３〜５Ｔ１５の内容は同様な
ので、第１処理ユニッｌ−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５
Ｔ１３−１では第に二７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。台足判定のときにはステッ
プ５Ｔ１３−５へ進み、６定判定ならばステップ５Ｔ１
３−２へ進む。ステップ５Ｔ１３−２では、第１ユニツ
！・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を開く。引続き、ステップ５Ｔ１３−４では、第１ユ
ニツ）・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
、ステップＳＴ　１１３へ進む。

ここで、ユニット選択カウンタはその内容がｒ２　Ｊ　
、ｒ３　Ｊ　、ｒＩ　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ＳＴ’＋５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）のステップ５Ｔ１ｆｔ、５Ｔ１７お
よび５Ｔ１８はそれぞれ各処理ユニットにおけるイオン
交換樹脂カラムからの流出溶液の刊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５７１ｆｌ−１におし）で第）ユニット
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３丁１６−５ヘジヤンブし、肯
〉ｊｔ判定ならばステップ５Ｔ１Ｂ、２へ進む。ステッ
プ５ＴＩ６−２では、重金属イオン濃度センサ４８−１
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か判別される。否定判定な
らばステップ５ＴｌＢ−５へ進み、６定判定ならばステ
ップ５Ｔ１ｅｉ−３へ進む。ステップ５Ｔ１６−３では
、第２排出バルブ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５Ｔ１６−４
では第１ユニット動作フラグをオフし、７Ｓ　ｌユニッ
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５ＴＩ８−５では、第１ユニツト動作中フラグ
がオン状ｙｄ；にあるか否かが判定される。オフ状態の
ときはステップ５ＴＩ８−１０へ進み、オン状態ならば
ステップ５Ｔ１８−８へ進む。ステップ５Ｔ１８−８で
は、正金１話イオン・濃度センサ４６−１により検出さ
れる濃度が、設定値を越えた値であるか否がか判定され
る。設定値を越えない場合にはステップ５Ｔ１８−１０
へ進み、越える場合にはステップ５ＴＩＩ３−７へ進む
。ステラ７’５Ｔ１Ｇ−７においてＩＮユニット動作中
表示器をオフした後、ステップ５Ｔ１６−８に進み、供
給バルブ４３−１および第１　ｔｅｌ出／＜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
流出ｆ１薇を第２排出バルブ５０−１を介して供給槽３
１へ還流する還流動作が開始される。次に、ステップＳ
Ｔ９において、第１ユニツト動作１．ｌｊフラグをオフ
にし、第１ユニツ）　ｔＪＩ出フラフラグンにした後、
ステップ５ＴＩＢ−１ｏへ進む。

次に、ステップ５ＴＩ８−１０では、第１ユニット４ノ
１出フラグかオン状態にあるか否かが判定され、オン状
態になければ、ステップ５Ｔ１７へと進み、オン状態に
あればステップ５Ｔ１８−１１へ進む。ステップ５Ｔｌ
Ｇ−１１では、カラム４４−１の流出溶液通路に配置段
した溶液センサ４７−１がオフか杏か、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杏かが判定さ
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５ＴＩ７へ進み、オフ状態のときには
ステップ５Ｔ１１３−１２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
値が設定イピ１よりも高い染料水溶液がイ）て供給槽３
１へ還Ｍｔされ終ったことを意味する。ステップ５ＴＩ
８−１２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５Ｔ１ｆ（−１３では、第２
４Ｊ１出八ルブ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
５Ｔｔｅ−ｔａ−ｃ’は、第１ユニャト排出フラグをオ
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５Ｔ１７へ進む。

次に、ステップ５Ｔ１７８よびＳ丁＋８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、
ト４２−１へ４２−３において染料水溶液の精製かイ〕
われ、重金ＩＡ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」二説明したように１本発明によれば、イオン交換会
Ｎを実行して染料溶液中の重金属イオンを捕捉する複数
の処理手段を有し、これらの処理妥段のうち何れが作動
状態にあるのかを表示するようにしたので、この表示に
基づき、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円滑に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による装置の一実施例を示す概略構成図
、 第２区は第１図に示す装置の制御部を示すブロック１４
、 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、 ２８・・・純水供給ｌｌ′ｉ・、 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・・・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・・・弁、 ４６・・・重金属イオン濃度センサ、 ４７・・・溶液センサ、 ４８・・・第１（）１出八ルブ、 ４３・・・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’ｌ・・・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
ーイッチ、 １０５・・・人出力バッファ回路、 １０６・・・表示器、 １０７・・・ドライブ回路、 １０８・・・入力４７２７回路、 １０９・・・出力バッファ回路、 １１０−１１４・・・ドライブ回路、 １２＋・・・Ａ／［］変換器、 １２２・・・入力八ツ２ァ回路、 １２３．１２４，１２５・・・ドライブ回路、１２８・
・・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、 前記溶液の通過中に重金属イオンを捕捉する複数の染料
   溶液処理手段と、 当該複数の処理手段の何れか作動しているかを示す表示
   手段とを具ｔ１１シたことを特徴とする染料精製装置。 （以　下　余　白　）