JPS60209239A - インクの攪拌装置 - 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】 ［発明の技術分野］ 本発明は、所定のインク原材料を均一混合するために撹
拌するインクの撹拌装置に関するもので、更に詳しくは
、配合され、撹拌混合されて製造されるインク中の溶存
酸素の軽減に関する。

［発明の利用分野］ 本発明は、例えば、−フェルトペン、万年筆等の筆記具
用のインクの製造にも利用できるが、特にインクジェッ
ト記録方式、例えば、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
記録を行う記録方式等に使用する水性インクの製造に利
用した場合に有益なものである。

［発明の背景及び問題点］ 従来、インクの撹拌装置としては、開放系の撹拌槽内に
撹拌手段として撹拌羽根を設けたもの−が最も一般的で
ある。

しかしながら、上記開放系の撹拌槽内でインクを撹拌す
ると、インク水面と空気との接触並びにインク中への空
気の巻き込み等により、インク中の溶存酸素が増大して
しまう欠点がある。インク中に多量の溶存酸素が存在す
る場合、この溶存酸素によってインクの組成成分が酸化
されて、製造後短期間でインクが変質してしまうことが
生ずる。このインクの変質は、単にインクの色変化等を
引き起すのみではなく、特にインクジェット記録方式に
おいては、微少量のインクを１秒間に数千回という高速
で吐出させる関係上極めて緻密な構造となっている記録
ヘッドを詰らせ、故障の原因となるものである。

上記撹拌時のインク溶存酸素の増大を防止するために、
撹拌槽を密閉系とし、槽内の空気を窒素で置換すること
によって窒素雰囲気下で撹拌する工夫もなされてはいる
。しかし、これは撹拌峙のインク溶存酸素の増大は防止
できても、もともと各インク原材料に含まれている溶存
酸素まで除去できるものではない。従って、各インク原
材料の既存の溶存酸素量が多い場合、前述と同様の問題
を引き起してしまうことになる。

［発明の目的］ 本発明は、インクの撹拌混合時におけるインク溶存酸素
の増大を防止すると同時に、インク原材料に含まれる既
存の溶存酸素の除去ができるようにすることを目的とす
る。

［発明の概要］ 本発明は、加熱下でインクの撹拌混合ができるようにし
たものである。

［発明の構成及び作用］ 本発明の構成上の特徴点は、撹拌槽内のインクを加熱す
る加熱手段手段と、撹拌槽内のインクを流動させる撹拌
手段とを有するインクの撹拌装置とした点にある。

本発明の装置は、加熱手段によってインクを加熱して温
度的に気体が溶存しにくい状態を作り出・し、これによ
って溶存酸素の増大防止とその放出を促すものである。

このとき、撹拌槽の撹拌手段によるインクの流動が溶存
酸素の放出を更に促進させるものてして作用することに
なる。

［実施例］ 第１図で本発明の一実施例を説明すると、図中１は撹拌
槽で、この撹拌槽ｌ内のインク２を加熱するための加熱
手段３を有するものとなっている。加熱手段３としては
、例えば電気ヒーター等であっても良いが、インク２の
過度の加熱による焦げ付きを防止するため、スチーム加
熱であることが好ましい。撹拌槽ｌの上部には、例えば
液化ガスボンベ等のガス源４がバルブｖ１を介して連結
されている。このガス源４のガスとしては、例えば窒素
、アルゴン、ヘリウム等のインク２と反応を生じない不
反応ガスであることが必要である。また、やはり撹拌槽
ｌの上部には、撹拌槽ｌ内のガスを自然放出するための
バルブＶ２が連結されている。

撹拌槽ｌ内には、バルブｖ３を介してインク原材料が所
定配合割合５、で投入されるものである。５は撹拌手段
である撹拌羽根で、モーターＭによって回転して撹拌槽
ｌ内のインク２を撹拌混合するものである。また、撹拌
槽１内には、インク２Ｑ温度を感知する温度センサーＳ
１が設けられている。この温度センサーＳ１は温度測定
装置６に接続されていて、温度センサーＳ１からの信号
に基づいて温度測定装置６でインク２の温度を検出でき
るようになっている。温度測定装置６には制御器ＣＩが
接続されており、温度測定装置６からの信号によってこ
の制御器Ｃ１が加熱手段３を制御するものとなっている
。

尚、Ｖ４は、処理の終了したインク２を取出すためにイ
ンク槽ｌの底部に連結されたバルブである。

上述の装置の作動について説明すると、まずバルブＶｌ
とｖ２を開放して、ガス源４から不反応ガスをインク槽
ｌ内に供給して撹拌槽ｌ内の空気をバルブＶ２より追い
出す。次いで、バルブＶ３を開放して撹拌槽ｌ内に、イ
ンク原材料を所定配合割合で投入した後、バルブｖ３を
閉じ、加熱手段３でインク２を加熱しつつ撹拌羽根５で
インク２を撹拌混合する。

不反応ガスの供給は、必ずしも必要なものではないが、
できるだけインク２が空気と接触する機会を無くし、高
い溶存酸素の除去効果を得やすくする意味で好ましいこ
とである。この不反応ガスの供給は、本装置によるイン
ク２の処理中を通じて継続して行っても良いが、一旦撹
拌槽１内の空気を追い出した後はバルブＶ１を閉じて不
反応ガスの消費を節約するようにしてもよい。但し、バ
ルブＶ２は、インク２の加熱に伴なう撹拌槽ｌ内の昇圧
を防止するために開放しておく必要がある。

加熱手段３によるインク２の加熱は、インク２を変質さ
せない範囲で定められる所定温度でなされるもので、こ
の加熱によって温度的に気体が液体へ溶解しにくい雰囲
気とし、もってインク２中の溶存酸素の放出を促すもの
である。このとき、撹拌槽ｌ内のインク２の撹拌羽根５
による流動が、上記インク２中の溶存酸素の放出を更に
促進させるものとして作用する。また、温度センサーＳ
１は、撹拌槽ｌ内の空間部の温度を感知するものや加熱
手段３の温度を感知するものであってもよいが、温度制
御の正確を期す上でインク２の温度を直接感知するもの
であることが好ましい、インク２の加熱温度は、インク
の種類等によっても相違するが、一般には３５〜８０℃
程度が好ましい。

上述のようにしてインク２を加熱してその溶存酸素の除
去処理を行った後、処理済のインク２は、バルブｖ４を
開放することによって取出されるものである。

本実施例においては、バルブｖ２は単に撹拌槽１内を外
部に開放させるものとなっているが、このバルブｖ２を
更にポンプ等の排気手段（図示されていない）に連結す
ることもできる。特に排気手段を設けた場合、撹拌槽１
内からの空気の排除が一層確実になるばかりか、排気手
段によって撹拌槽ｌ内を減圧すれ１ば、この減圧雰囲気
によってもインク２中の溶存酸素の放出を促すことがで
きる利点がある。

本実施例における撹拌手段は撹拌羽根５となっているが
、前述のようにこの撹拌手段は単にインク２を撹拌混合
するだけでなく、インク２を流動させてその溶存酸素の
放出を促すものでもある。

従って、この溶存酸素放出促進効果の観点から撹拌手段
を定めることも好ましいことである。他の撹拌手段とし
ては、例えば、インク２を撹拌槽ｌ内で噴水状に吹き上
げたりシャワー状に落下させるノズル、撹拌槽ｌを揺動
又は振動させる振動装置、インク２に超音波振動を付与
する超音波発生器等が挙げられる。特に、超音波による
振動は、インク２中の溶存酸素の除去に極めて有効であ
ることが確認されているが、これのみでは撹拌混合作用
が薄くなってしまうので他の撹拌手段と併用することが
好ましい。また、不反応ガスの供給をインク２の水面下
から行うのも同様の意味から好ましいことである。

第２図で本発明の他の実施例を説明する。

撹拌槽ｌの上部に撹拌槽１内のガスを自然放出させるた
めのバルブＶ２が設けられ、撹拌槽ｌの底部に処理の完
了したインク２を取出すためのバルブ■４が設けられて
いるのは第１図のものと同様である。

撹拌槽ｌ内には、インク２を撹拌混合する撹拌手段とし
て、インク２を撹拌槽１内の空間部へ噴水状に吹き上げ
るノズル７が撹拌槽１の底部より上方へ突設されている
。このノズル７の基部には、インク２の原材料を収容し
た原料容器８，９が各々バルブＶ５．Ｖ６及び流量計１
０を介して連結されている。バルブＶ５．Ｖ６と流量計
１０は制御器Ｃ２に接続されている。制御器Ｃ２は１、
流量計１０よりの信号に基づき、各インク原材料が、所
定の配合割合で供給されるようバルブＶ５．Ｖ６の開放
度を制御し、一定の流量を供給した後に両バルブＶ５．
ｖ６を閉じるものである。

ノズル７は、このようにして送られて来るインク原材料
を、第１図で説明したものと同様のガス源１１からのガ
ス圧によって撹拌槽ｌ内に噴出させると共に、撹拌槽１
内のインク２をも！環噴出させて撹拌混合するものであ
る。また、撹拌槽１には、インク２を加熱するための加
熱手段３が設けられていて、これが温度センサーＳ１、
温度測定装置６及び制御器ＣＩによって制御されるのは
第１図のものと同様である。

一方、本実施例においては、インク２中の溶存酸素を感
知する溶存酸素センサーＳ２が撹拌槽ｌ内に設けられて
いる。この溶存酸素センサーＳ２は溶存酸素測定装置１
２に接続されており、溶存酸素センサーＳ２からの信号
に基づいて溶存酸素測定装置１２でインク２中の溶存酸
素濃度が検出されるようになっている。溶存酸素測定装
置１２には制御器Ｃ３が接続されており、溶存酸素測定
装置１２からの信号によってこの制御器がバルブＶ４の
開閉を制御するものとなっている。また、溶存酸素を検
出するための溶存酸素センサーＳ２及び溶存酸素測定装
置１２には、通常の溶存酸素計（Ｄ、　Ｏ，メーター）
等が利用できる。

次にその作動について説明すると、バルブｖ２を開放す
−ると共にバルブＶ５．ｖ６を開放してインク原材料を
供給すると、これが混合されつつガス源１１よりの不反
応ガスのガス圧によりノズル７から噴出される。所定量
のインク２が撹拌槽ｌに供給された後はバルブｖ５．ｖ
６は閉じられるが、ノズル７からは撹拌槽ｌ内のインク
２が循環噴出されてインク２の撹拌混合が図られる。こ
れと共に、インク２といっしょにノズル７から噴出され
る不反応ガスによって、撹拌槽ｌ内の空気がバルブ■２
から追い出されることになる。

上記インク２の流動を図ると共に、加熱手段３によって
インク２を所定温度に加熱すると、これによってインク
２中の溶存酸素が放出され、これも不反応ガスと共にバ
ルブｖ２から排出されることになる。特に本実施例にお
いては、単にインク２が撹拌槽１内の空間へ飛散される
ことによって溶存酸素の放出が促進されるだけでなく、
ノズル７から噴出されるときにインク２に急激に作用す
る圧力変化によってもインク２中の溶存酸素の放出促進
を図ることができる。

このようにしてインク２中の溶存酸素除去処理を継続し
、溶存酸素量が溶存酸素センサーＳ２によって所定レベ
ル以下になったことが確認されると、制御器Ｃ３はバル
ブｖ４を開放してインク２を次工程へと送り出すもので
ある。従って、確実にインク２中の溶存酸素量を所定レ
ベル以下にすることができる。この溶存酸素の許容レベ
ルとしては、インクの組成によっても相違するが、特に
インクジェット記録方式用のインクの場合１５　ｐｐ−
以下であることが好ましい。

次に、本発明に係る装置の実験例について説明する。

本発明のようにインクを加熱撹拌した場合と、常温撹拌
した場合とでインク中の溶存酸素量を比較した。インク
の加熱撹拌には第１図のような装置を用い、撹拌羽根を
１Ｏ００ｒＰ鵬で回転させつつインクを６０℃の温度に
て１２０分撹拌混合した。また、常温による撹拌は同じ
条件下で加熱手段を切って行った。尚、インクは、水溶
性染料と、水と、グリ−コール類とを組成成分とするイ
ンクジェット記録方式用のインクとし、また実験は大気
圧７５２■ｍＨｇ、室温１８℃下において行った。

その結果、常温撹拌したインクの溶存酸素濃度は１５　
ｐｐｍであったのに対し、加熱撹拌したインクは８ＰＰ
■であった。

［発明の効果］ 本発明によれば、インクの撹拌混合が気体が液体に溶解
しにくい加熱下においてなされるので、撹拌混合時にイ
ンクの溶存酸素量が増大することが防止される。これに
加えて、加熱雰囲気にあることと、撹拌混合のためのイ
ンクの流動とが相俟ってインクの溶存酸素の放出が促さ
れるので、例えインク原材料自体に多量の溶存酸素が含
まれていても、撹拌混合後のインクの溶存酸素量を極め
て少ないものとし得る。従って、溶存酸素によるインク
組成成分の酸化によってインクが変質する心配が少なく
、長期に亘る良好なインク保存安定性が得られるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るインクの撹拌装置の一実施例を示
す説明図、第２図は他の実施例を示す説明図である。 ｌ：撹拌槽、２：インク、３：加熱手段、４．１１：ガ
ス源、５：撹拌羽根、 ６：温度測定装置、７：ノズル、 ８．９：原料容器、１０：流量計、 １２：溶存酸素測定装置、■１〜ｖ６：バルブ、Ｓｌ　
：温度センサー、 Ｓ２　：溶存酸素センサー、 ０１〜Ｃ３：制御器。 出願人　キャノン株式会社 代理人　豊　１）善　雄

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ｌ）撹拌槽内のインクを加熱する加熱手段と、撹拌槽内
   のインクを流動させる撹拌手段とを有することを特徴と
   するインクの撹拌装置。