JP2004098402A - Ink cartridge and inkjet recorder employing it - Google Patents

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JP2004098402A
JP2004098402A JP2002261824A JP2002261824A JP2004098402A JP 2004098402 A JP2004098402 A JP 2004098402A JP 2002261824 A JP2002261824 A JP 2002261824A JP 2002261824 A JP2002261824 A JP 2002261824A JP 2004098402 A JP2004098402 A JP 2004098402A
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能登　圭一
Hidehiko Komatsu
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ink cartridge capable of supplying a large quantity of ink sufficient for forming a high density blur-free image stably to an inkjet printer requiring enhancement of print quality and print speed. <P>SOLUTION: The ink cartridge comprises ink containing a coloring agent, i.e. a dispersant capable of dispersing a dye included in a polymer to water, where the quantity of aromatic ring in the polymer is 20-70% and the quantity of monovalent cation included in the liquid component is 4,000 ppm or less, and a cartridge arranged to divide an ink containing chamber into upper and lower ink containing chambers and to pump up ink from the lower ink containing chamber to the upper ink containing chamber before the ink is supplied to a recorder through a negative pressure generating means (diaphragm valve). <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、印刷信号に対応して印刷を実施するインクジェットプリンタ、ペンプロッター等の印字記録装置において使用するインクカートリッジに関するものであり、特にはインクジェットプリンタの記録ヘッドに対してインクを適正な負圧状態で供給することのできるインクカートリッジに関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェットプリンタは、通常、記録用紙の紙幅方向に往復動するキャリッジに印刷信号に対応してインク滴を吐出するインクジェット記録ヘッドを搭載して、外部のインクタンクから記録ヘッドにインクを供給するように構成されている。このようなインクタンクはインク貯蔵容器と容器内に収容されたインクにより構成され、小型の記録装置にあっては取り扱いの便を考慮してキャリッジに着脱可能に搭載できるようなカートリッジ形式で使用される。
【０００３】
また近年インクジェットプリンタに対して、印字品質の向上や、印刷速度の高速化が求められている。そのためインクカートリッジについても、高濃度でにじみない画像を形成できるインクを収容保持し、高速に印字する記録ヘッドに対して、そのようなインクを安定的に大量に供給できることが必要であり、従って、貯蔵容器としてのカートリッジと、カートリッジ内に収容されたインクの両面からの特性の向上が必須となってきている。
【０００４】
高濃度でにじみない画像を形成できるインクの着色剤としては、顔料等の分散体の使用が従来から提案されており、例えば、顔料を水に分散させる手段としては特開平１−３０１７６０号公報にあるように界面活性剤を用いる方法（特許文献１参照）、または特公平５−６４７２４号公報にあるような疎水部と親水部を有する分散ポリマーを用いて分散させる方法がある（特許文献２参照）。また、着色剤の表面を高分子で被覆する方法等も試みられており、インクジェットプリンタ用インクとしては、特開昭６２−９５３６６号公報にあるように、染料インクを内包したマイクロカプセルを用いる方法（特許文献３参照）、特開平１−１７０６７２号公報にあるように、水に不溶な溶媒に色素を溶解または分散させこれを界面活性剤で水中に乳化したマイクロカプセル化色素を用いる方法（特許文献４参照）、特開平５−３９４４７号公報にあるように、水、水溶性溶媒並びにポリエステルの少なくとも１種に昇華性分散染料を溶解または分散させた内包物を含むマイクロカプセルを記録液に使用する方法（特許文献５参照）、特開平６−３１３１４１号公報では着色された乳化重合粒子と水性材料からなるインキ組成物（特許文献６参照）、特開平１０−１４００６５号公報では転相乳化反応や酸析法による方法等が検討されている（特許文献７参照）。
一方、インクを収容するカートリッジについては、通常、記録ヘッドからのインクの漏れ出しを防止するため、多孔質材を収容し、この多孔質材にインクを含浸させて毛細管力によりインクを保持するように構成されている。
【０００５】
しかしながら、前述のような印字品質や印刷速度の向上に対応する為、インクジェットプリンタの記録ヘッドのノズル開口数が多くなり、単位時間当りのインク消費量が増加する傾向にあることにより、望ましくはインクカートリッジに収容するインク量を増量する必要があり、多孔質材の毛細管力でインクを保持するには、高さ、つまり水頭に限界があるため、底面積を増加させて体積を大きくせざるを得ず、キャリッジのサイズが大きくなり、結果としてプリンタが大型化するという問題が発生する。
【０００６】
これに対して平均孔径が小さい多孔質材を用いてインクの保持力を上げる方法も考えられるが、インクの流れに対する流体抵抗が大きくなり、記録ヘッドのインク消費量に対応して安定にインクを供給することが困難となるばかりでなく、インク供給口から離れた領域のインクを記録ヘッドに確実に供給することが困難となり、結果としてインク貯蔵容器のインクが消費し切れなくなり、無駄が生じるという新たな問題が生じる。
【０００７】
また、インク含浸用として利用するこれら多孔質材には、種々の反応性物質や不純物が付着していたり、残留している場合があり、従って、これらの多孔質材にインクを含浸させ、インク中へこれらの反応性物質や不純物が多量に溶出した場合、インク中の分散体を凝集させ、吐出インクの飛行曲がりを生じたり、ノズルを閉塞させる可能性がある。
【０００８】
さらに加えて、これら多孔質材にインクを含浸させた場合、インク中の成分毎の多孔質材への吸着量が異なる場合がある為、インクカートリッジに収納する前のインクと、インクカートリッジ内に収納され多孔質材に一度接触したインクとでは微妙に成分比が異なるという弊害も発生する。
【０００９】
【特許文献１】
特開平１−３０１７６０号公報
【特許文献２】
特公平５−６４７２４号公報
【特許文献３】
特開昭６２−９５３６６号公報
【特許文献４】
特開平１−１７０６７２号公報
【特許文献５】
特開平５−３９４４７号公報
【特許文献６】
特開平６−３１３１４１号公報
【特許文献７】
特開平１０−１４００６５号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明はこのような課題を解決するインクカートリッジを提供するものであり、すなわちインクカートリッジ内に収容されるインクが、普通紙上においてもにじみが少なく高い発色の印字画像を得られ、しかも速乾性に優れるインクであり、インクの貯蔵容器であるカートリッジが、インクを収容する容器の底面積を抑えつつ、インクの水頭圧を可及的に小さくでき、かつ印字品質の低下を招くことなく有効使用できるインク収容量を増大させることができ、無駄なくカートリッジ内のインクを使い切ることができるものであり、しかも収容しているインクの物性等に影響を与えることなく長期保存可能な貯蔵容器（カートリッジ）である。
【００１１】
本発明の目的とするところは上記のようなインク貯蔵容器（カートリッジ）と容器内に収容されたインクとからなるインクカートリッジを提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明によるインクカートリッジは、インクを収容するインク収容室、記録装置にインクを供給するインク供給口、前記インク収容室に大気を連通させる大気連通部を備えた容器と、容器内に収容されたインクと、インクを容器内に保持する負圧発生手段とを有するインクカートリッジであって、前記インク収容室が、前記大気連通部を備えた下部インク収容室と、前記負圧発生手段を途中に配置したインク流路によりインク供給口と結ばれた上部インク収容室とから構成され、前記下部インク収容室と前記上部インク収容室がインク吸い上げ流路により接続されたものであり、前記容器内に収容されたインクの着色剤が、顔料をポリマーで包含して水に分散可能とした分散体で、前記ポリマー中の芳香環の量が２０重量％（以下単に％と示すものは重量％を示す）以上７０％以下であり、インクの液性成分中に含有される一価のカチオンの総量が４０００ｐｐｍ以下であることを特徴とする。
【００１３】
本発明の好ましい態様においては、前記容器内に収容されたインクの液性成分中に含有される一価のカチオンがアルカリ金属イオンおよび／またはアンモニウムイオンであることを特徴とする。
本発明の好ましい態様においては、前記容器内に収容されたインクの液性成分中に含有されるアルカリ金属イオンがリチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオンのいずれかであることを特徴とする。
【００１４】
本発明の好ましい態様においては、前記負圧発生手段が、膜弁を主体とする差圧弁により構成されたものであることを特徴とする。
【００１５】
本発明の好ましい態様においては、前記差圧弁が、前記インク供給口の負圧が一定以上に高まった時点で開弁してインク収容室のインクをインク供給口に流出させることを特徴とする。
【００１６】
本発明の好ましい態様においては、前記大気連通部が、下部インク収容室に接続し、キャピラリを介して大気に連通する大気連通流路と、前記大気連通流路の途中に配置され、常時は閉弁状態を維持し記録装置に装着された状態で開弁する大気連通弁とから構成されていることを特徴とする。
【００１７】
本発明の好ましい態様においては、前記下部インク収容室と前記上部インク収容室とが、前記容器に略水平方向に伸びる壁を設けて区画されたものであることを特徴とする。
【００１８】
本発明の好ましい態様においては、前記インク吸い上げ流路の流入口が、インクを毛細管力により保持できる程度の断面積であることを特徴とする。
【００１９】
本発明の好ましい態様においては、前記上部インク収容室と前記負圧発生手段とを接続する流路の、前記負圧発生手段よりも上流にフィルタが配置されていることを特徴とする。
【００２０】
尚、本明細書において、インクの「液性成分」とは、インク中の分散体などの固形部分と、それらの固形部分を分散して保持する液状部分とに分けた場合の液状部分を意味する。従って、その「液性成分」には、顔料分散液、又はインクを調製する際にベヒクル（インク自体の液状部分）中に混入する不純物も含まれている。また、例えば、インクを遠心処理して上清成分と沈殿成分とに分離し、その上清成分を公知の任意の方法で測定することによって前記「液性成分」中に含まれるアルカリ金属イオン等の一価のカチオンを測定することができる。カチオンとは正電荷を持つイオンを指す。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明のインクカートリッジに収容されるインクは、安定性に優れ、普通紙上ではにじみが少なく高発色であり、光沢メディア上では十分な発色に加えて定着性・光沢性を有する。さらにインクジェット記録にあってはインクジェットヘッドからのインクの吐出安定性に優れることなどの特性が要求されていることに鑑み、鋭意検討した結果によるものである。
【００２２】
以下、本発明のインクカートリッジに用いるインクについて詳細に説明する。インクの着色剤として含有される分散体は、顔料を分散ポリマーで包含して水に分散可能にし、且つその分散ポリマー中の芳香環の量がその分散ポリマーの２０％以上７０％以下であることを特徴とする。
【００２３】
ここで、芳香環の量が分散ポリマーの２０％以上であることで、その分散ポリマーは疎水性表面の顔料に好適に吸着することが可能となる。又、その吸着した分散ポリマーは本発明で好適に用いる添加剤を添加しても顔料からの脱離が生じ難くなるため安定なものとなる。又、芳香環の量が７０％を超えると水中での分散が難しくなり、逆に安定性が得られなくなる。このような芳香環の量はより好ましくは２０％以上５０％以下である。又、顔料と分散ポリマーの重量比を３０：７０〜９０：１０とすることで、分散体の分散安定性及びこの分散体を水性インクとした場合の印字画像の定着性・光沢性・発色性・にじみ・分散安定性に対して、優れた効果が得られる。顔料が３０：７０より少ないと、この分散体を用いた水性インクにおいて十分な印字濃度が得られにくく、十分な印字濃度を発現させるために必要な量の分散体を加えるとインク粘度が高くなって、インクジェットヘッドより吐出し難くなる。逆に９０：１０より多いと、インクの安定性が得られにくく、さらに印字画像の定着性・光沢性に対して所望の効果が得られ難くなる。
【００２４】
前記ポリマーで包含する顔料として用いることのできる無機顔料または有機顔料として、以下に例示する。
【００２５】
ブラックインク用の無機顔料としては、ファーネスブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、若しくはチャネルブラック等のカーボンブラック（Ｃ．ｌ．ピグメントブラック７）類を挙げることができる。
【００２６】
カラーインク用の有機顔料としては、フタロシアニン顔料、キナクリドン顔料、縮合アゾ顔料、イソインドリノン顔料、キノフタロン顔料、アントラキノン顔料、ベンズイミダゾロン顔料、ペリレン顔料等を使用することができる。
【００２７】
具体的には、例えばイエローインク用の有機顔料としては、Ｃ．ｌ．ピグメントイエロー１（ハンザイエローＧ），２，３（ハンザイエロー１０Ｇ），４，５（ハンザイエロー５Ｇ），６，７，１０，１１，１２（ジスアゾイエローＡＡＡ），１３，１４，１６，１７，２４（フラバントロンイエロー），５５（ジスアゾイエローＡＡＰＴ），６１，６１：１，６５，７３，７４（ファストイエロー５ＧＸ），７５，８１，８３（ジスアゾイエローＨＲ），９３（縮合アゾイエロー３Ｇ），９４（縮合アゾイエロー６Ｇ），９５（縮合アゾイエローＧＲ），９７（ファストイエローＦＧＬ），９８，９９（アントラキノン），１００，１０８（アントラピリミジンイエロー），１０９（イソインドリノンイエロー２ＧＬＴ），１１０（イソインドリノンイエロー３ＲＬＴ），１１３，１１７，１２０（ベンズイミダゾロンイエローＨ２Ｇ），１２３（アントラキノンイエロー），１２４，１２８（縮合アゾイエロー８Ｇ），１２９，１３３，１３８（キノフタロンイエロー），１３９（イソインドリノンイエロー），１４７，１５１（ベンズイミダゾロンイエローＨ４Ｇ），１５３（ニッケルニトロソイエロー），１５４（ベンズイミダゾロンイエローＨ３Ｇ），１５５，１５６（ベンズイミダゾロンイエローＨＬＲ），１６７，１６８，１７２，１７３（イソインドリノンイエロー６ＧＬ），１８０（ベンズイミダゾロンイエロー）などを挙げることができる。
【００２８】
また、マゼンタインク用の有機顔料としては、Ｃ．ｌ．ピグメントレッド１（パラレッド），２，３（トルイジンレッド），４，５（ｌＴＲ　Ｒｅｄ），６，７，８，９，１０，１１，１２，１４，１５，１６，１７，１８，１９，２１，２２，２３，３０，３１，３２，３７，３８（ピラゾロンレッドＢ），４０，４１，４２，８８（チオインジゴボルドー），１１２（ナフトールレッドＦＧＲ），１１４（ブリリアントカーミンＢＳ），１２２（ジメチルキナクリドン），１２３（ペリレンバーミリオン），１４４，１４６，１４９（ペリレンスカーレッド），１５０，１６６，１６８（アントアントロンオレンジ），１７０（ナフトールレッドＦ３ＲＫ），１７１（ベンズイミダゾロンマルーンＨＦＭ），１７５（ベンズイミダゾロンレッドＨＦＴ），１７６（ベンズイミダゾロンカーミンＨＦ３Ｃ），１７７，１７８（ペリレンレッド），１７９（ペリレンマルーン），１８５（ベンズイミダゾロンカーミンＨＦ４Ｃ），１８７，１８８，１８９（ペリレンレッド），１９０（ペリレンレッド），１９４（ペリノンレッド），２０２（キナクリドンマゼンタ），２０９（ジクロロキナクリドンレッド），２１４（縮合アゾレッド），２１６，２１９，２２０（縮合アゾ），２２４（ペリレンレッド），２４２（縮合アゾスカーレット），２４５（ナフトールレッド），又は、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット１９（キナクリドン），２３（ジオキサジンバイオレット），３１，３２，３３，３６，３８，４３，５０などを挙げることができる。
【００２９】
更に又、シアンインク用の有機顔料としては、Ｃ．ｌ．ピグメントブルー１５，１５：１，１５：２，１５：３，１５：４，１５：６（以上いずれもフタロシアニンブルー），１６（無金属フタロシアニンブルー），１７：１，１８（アルカリブルートナー），１９，２１，２２，２５，５６，６０（スレンブルー），６４（ジクロロインダントロンブルー），６５（ビオラントロン），６６（インジゴ）等を挙げることができる。
【００３０】
又、ブラックインク用の有機顔料としては、アニリンブラック（Ｃ．ｌ．ピグメントブラック１）等の黒色有機顔料を用いることができる。
【００３１】
更に又、イエロー、シアン、又はマゼンタインク以外のカラーインクに用いる有機顔料としては、
Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ１，２，５，７，１３，１４，１５，１６（バルカンオレンジ），２４，３１（縮合アゾオレンジ４Ｒ），３４，３６（ベンズイミダゾロンオレンジＨＬ），３８，４０（ピラントロンオレンジ），４２（イソインドリノンオレンジＲＬＴ），４３，５１，６０（ベンズイミダゾロン系不溶性モノアゾ顔料），６２（ベンズイミダゾロン系不溶性モノアゾ顔料），６３；
Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン７（フタロシアニングリーン），１０（グリーンゴールド），３６（塩臭素化フタロシアニングリーン），３７，４７（ビオラントロングリーン）；あるいは
Ｃ．Ｉ．ピグメントブラウン１，２，３，５，２３（縮合アゾブラウン５Ｒ），２５（ベンズイミダゾロンブラウンＨＦＲ），２６（ペリレンボルドー），３２（ベンズイミダゾロンブラウンＨＦＬ）等を挙げることができる。
【００３２】
本発明で用いるインクにおいては、前記の顔料を１種で又は２種以上を混合して使用することもできる。
【００３３】
使用する顔料は、ポリマーで内包してマイクロカプセル化する以前に予め粉砕処理をして微粒化してあることが望ましい。顔料の粉砕処理はジルコニアビーズ、ガラスビーズ、無機塩等の粉砕メディアを使用して、湿式粉砕あるいは乾式粉砕により実施することができ、粉砕装置としてはアトライター、ボールミル、振動ミル等を挙げることができる。
【００３４】
顔料を粉砕処理により微粒化する場合、少なからず粉砕メディア（ビーズ）の成分が顔料中に混入することが考えられる。具体的には、粉砕メディアにガラスビーズを使用すれば顔料中にＳｉの混入が、ジルコニアビーズの場合はＺｒの混入が考えられる。更に、粉砕装置の部材からの混入も考えられ、ステンレス部材から構成される粉砕装置を使用した場合には、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｉ等の混入が考えられる。従って、粉砕処理後は顔料の洗浄、限外ろ過等により粉砕メディアや粉砕装置から発生するコンタミ成分を除去することが望ましい。
【００３５】
粉砕メディアに水溶性の無機塩（ＮａＣｌ、ＢａＣｌ２、ＫＣｌ、Ｎａ２ＳＯ４等）を用いて粉砕処理をする方法（ソルトミリング法）もあり、この場合、理論上はイオン交換水等による洗浄で混入した粉砕メディア成分を除去できる。但し、表面積の大きい顔料と上記のような無機塩を混合する方法でもあるので、粉砕処理後の洗浄が不十分の場合、分散メディアである無機塩が多量に残留する可能性もあり注意が必要である。
【００３６】
また、顔料の粒経は５μｍ以下が好ましく、より好ましくは０．３μｍ以下の粒子からなる顔料を、さらに好ましくは０．０１〜０．１５μｍの粒子からなる顔料が好ましい。また水性インクとしてはインクジェットに用いる場合、これらの顔料としての添加量は、０．５〜３０％が好ましいが、さらには１．０〜１２％が好ましい。これ以下の添加量では、印字濃度が確保できなくなり、またこれ以上の添加量では、インクの粘度増加や粘度特性に構造粘性が生じ、インクジェットヘッドからのインクの吐出安定性が悪くなる傾向になる。
【００３７】
前述の顔料を包含するポリマーを形成する物質の具体例として２重結合を有するアクリロイル基、メタクリロイル基、ビニル基あるいはアリル基を有するモノマーやオリゴマー類を用いることができる。例えばスチレン、テトラヒドロフルフリルアクリレート、ブチルメタクリレート、（α，２，３または４）−アルキルスチレン、（α，２，３または４）−アルコキシスチレン、３，４−ジメチルスチレン、α−フェニルスチレン、ジビニルベンゼン、ビニルナフタレン、ジメチルアミノ（メタ）アクリレート、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリレート、アクリロイルモルフォリン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアクリルアミド、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、エチルヘキシル（メタ）アクリレート、その他アルキル（メタ）アクリレート、メトキシジエチレングリコール（メタ）アクリレート、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基のジエチレングリコールまたはポリエチレングリコールの（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、フェノキシエチル（メタ）アクリレート、イソボニル（メタ）アクリレート、ヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート、その他含フッ素、含塩素、含珪素（メタ）アクリレート、（メタ）アクリルアミド、マレイン酸アミド、（メタ）アクリル酸等の１官能の他に架橋構造を導入する場合は（モノ，ジ，トリ，テトラ，ポリ）エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，８−オクタンジオールおよび１，１０−デカンジオール等の（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、グリセリン（ジ、トリ）（メタ）アクリレート、ビスフェノールＡまたはＦのエチレンオキシド付加物のジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート等アクリル基やメタクリル基を有する化合物を用いることができる。
【００３８】
さらに、ポリアクリル酸エステル、スチレン−アクリル酸共重合体、ポリスチレン、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、含珪素ポリマー、含硫黄ポリマーからなる群から選ばれた１種以上を主成分とするようにこれらのポリマーを添加しながら作成することもできる。
【００３９】
また、ポリマーを形成する物質の疎水基としては少なくともアルキル基、シクロアルキル基またはアリール基から選ばれた１種以上であることが好ましいが、ベンゼン環の量を本発明の範囲にすることが好ましい。そして、前述の親水性官能基を有する物質の親水基が少なくともカルボキシル基、スルホン酸基、ヒドロキシル基、アミノ基、アミド基およびそれらの塩基であることが好ましい。
【００４０】
ポリマーを合成する際の重合開始剤は過硫酸カリウムや過硫酸アンモニウムの他に、過硫酸水素やアゾビスイソブチロニトリル、過酸化ベンゾイル、過酸化ジブチル、過酢酸、クメンヒドロパーオキシド、ｔ−ブチルヒドロキシパーオキシド、パラメンタンヒドロキシパーオキシドなどラジカル重合に用いられる一般的な開始剤を用いることができる。
【００４１】
本発明における、乳化重合では連鎖移動剤を用いることもできる。例えば、ｔ−ドデシルメルカプタンの他にｎ−ドデシルメルカプタン、ｎ−オクチルメルカプタン、キサントゲン類であるジメチルキサントゲンジスルフィド、ジイソブチルキサントゲンジスルフィド、あるいはジペンテン、インデン、１，４−シクロヘキサジエン、ジヒドロフラン、キサンテンなどが挙げられる。
【００４２】
そして、前述の分散体を用いることによって安定性の優れたインクジェット記録用インクとすることができる。さらに前述の分散体を筆記具用インクにも好適に用いることができる。
【００４３】
また、前述の顔料をポリマーで包含した着色剤が少なくとも重合性基を有する分散剤と共重合性モノマーとの共重合体で該顔料を包含したものであることが好ましい。ここで、重合性基を有する分散剤とは少なくとも疎水基、親水基および重合性基を有するもので、重合性基はアクリロイル基、メタクリロイル基、アリル基あるいはビニル基などであり、共重合性基も同じくクリロイル基、メタクリロイル基、アリル基あるいはビニル基などになる。
【００４４】
インクジェット記録用インクとしては粒径が比較的そろっていた方が目詰まりや吐出の安定性の観点から好ましいので、顔料をポリマーで包含した着色剤は、乳化重合または転相乳化法によって製造されることが好ましい。また、ポリマー中のベンゼン環が本発明の範囲にあり、好適な分散剤による好適な分散により、堅固なポリマーになり、分散安定性が得られ、長期に安定性が得られるので好ましい。
【００４５】
前述の顔料をポリマーで包含した分散体は、重合性基を有する分散剤で顔料を分散させた後、分散剤と共重合可能なモノマーと重合開始剤を用いて水中で乳化重合されたものであることが好ましい。
【００４６】
本発明に用いるインクは少なくとも前述の分散体を含有することを特徴とし、その含有量は、顔料の重量濃度として、好ましくは０．５〜３０重量％、より好ましくは１．０〜１２重量％、最も好ましくは２〜１０重量％である。インクの顔料含有量が０．５重量％未満になると印字濃度が不充分となることがあり、３０重量％を越えると、インク粘度の点からインク中に保湿成分を添加する量が制限され、インクジェットヘッドのノズル目詰まりが発生しやすくなったり、インクの粘度が高くなり安定吐出が得られないことがある。
【００４７】
また、本発明に用いるインクは必要に応じて、その製造工程途中の顔料や分散ポリマー対して、もしくは製造された分散液やインクに対して、逆浸透膜、限外濾過、電気透析、遠心分離またヌッチェによる水洗等の精製処理を実施することができる。特にインクの液性成分中に一価のカチオンが多量に存在する場合は、その弊害（保存安定性の低下や吐出安定性の低下等）を防止する為に、上述のような精製処理を実施することが好ましい。
【００４８】
このような一価のカチオンの具体例としては、リチウムイオン（Ｌｉ＋）、ナトリウムイオン（Ｎａ＋）、カリウムイオン（Ｋ＋）等のアルカリ金属イオン、又はアンモニウムイオン（ＮＨ４ ＋）等を挙げることができる。
【００４９】
その混入経路としては、顔料や分散ポリマーの原料等にもともと含まれている場合や、分散工程等のインク製造工程中に製造装置から混入する場合等が考えられる。また、分散ポリマーの製造工程において、分散ポリマーの中和剤のカウンターイオンとして混入する場合がある。インク中では単体のイオンとして存在する場合の他、酸化物や有機金属化合物のイオンとして存在する場合もある。
【００５０】
上記のような精製処理により液性成分中における一価のカチオン量を一定量以下に抑えることにより、インク保存時における物性値変動（保存安定性の低下）を防止し、インクジェットヘッドからの吐出特性を維持し、そして従来の水性インクカートリッジと比較して格段に高い、印字物の印字濃度を確保することができる。このようなインク液性成分中の一価のカチオン量は４０００ｐｐｍ以下であることが好ましく、より好ましくは３０００ｐｐｍ以下であり、さらに好ましくは１７００ｐｐｍ以下である。
【００５１】
続いてインク中の分散体以外の添加成分について詳しく説明する。
本発明で用いるインクは、インクの記録媒体である紙等の記録メディアに対する浸透性を高める目的で浸透剤を添加する場合があり、更にその放置安定性の確保、インク吐出ヘッドからの安定吐出達成等の目的で保湿剤、溶解助剤、浸透制御剤（浸透剤）、粘度調整剤、ｐＨ調整剤、溶解助剤、酸化防止剤、防黴剤、腐食防止剤、分散に影響を与える金属イオンを捕獲するためのキレート等種々の添加剤を添加する場合がある。
【００５２】
浸透剤はその添加により印字物の乾燥性が向上し、連続して印刷しても前の印字部分が次の媒体の裏面に転写されることがなくなる為、特に印字記録の高速化を可能とする為には添加が必須となる。更にインクジェットプリンタ用インクとして使用する場合、泡立ちが少ないこと、インクジェットヘッドのノズル内で乾燥し難い特性を有するものが特に好適である。
【００５３】
このような浸透剤としては、アセチレングリコール系界面活性剤、アセチレンアルコール系界面活性剤、グリコールエーテル類、アルキレングリコール類から選ばれた１種又は２種以上であることが好ましい。これらの浸透剤を用いることで普通紙上のにじみを低減でき、光沢メディア上での線幅を適当な程度に調整することができる。
【００５４】
浸透剤として好適に使用できるアセチレングリコール系界面活性剤、又はアセチレンアルコール系界面活性剤の具体的な製品名として、例えば、サーフィノールＴＧ、サーフィノール１０４、サーフィノール４２０、サーフィノール４４０、サーフィノール４６５、サーフィノール４８５、サーフィノール６１、サーフィノール８２（以上いずれもエアープロダクツ株式会社製）、もしくはオルフィンＥ１０１０、オルフィンＥ１００４、オルフィンＳＴＧ（以上いずれも日信化学工業株式会社製）、あるいはアセチレノールＥ００、アセチレノールＥ４０、アセチレノールＥ１００（以上いずれも川研ファインケミカル株式会社製）等を挙げることができる。
【００５５】
浸透剤として好適に使用できるグリコールエーテル類としてはとしては、ジエチレングリコールモノ（炭素数４〜８のアルキル）エーテル、トリエチレングリコールモノ（炭素数４〜８のアルキル）エーテル、プロピレングリコールモノ（炭素数３〜６のアルキル）エーテル、及びジプロピレングリコールモノ（炭素数３〜６のアルキル）エーテル等を挙げることができ、具体例としてジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、及びジプロピレングリコールモノブチルエーテル等を挙げることができる。
【００５６】
浸透剤として使用できるアルキレングリコールとしては、１，２−（炭素数４〜１０のアルキル）ジオール、１，３−（炭素数４〜１０のアルキル）ジオール１，５−（炭素数４〜１０のアルキル）ジオール、１，６−（炭素数４〜１０のアルキル）ジオール等を挙げることができ、具体例としては１，２−ペンタンジオール、１，２−ヘキサンジオール、１，３−プタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール等を挙げることができる。
【００５７】
前記のグリコールエーテル類、及び／又はアルキレングリコール類は浸透剤としての効果を有する他、他の難溶性のインク添加剤に対する溶解助剤としての特性も備える。例えば前述のアセチレングリコール類のうち単独では水への溶解性が低い化合物を使用する場合、グリコールエーテル類を併用して添加することでアセチレングリコール類の溶解性を高めその添加量を増やすことできる。
【００５８】
更にまた、グリコールエーテル類、及び／又はアルキレングリコール類は少なからず殺菌・防菌作用を有する為、インク中に３〜５％程度含有することで、微生物、菌類等の発生を抑えることができるという効果も有する。
【００５９】
本発明のインクにおいては、浸透剤として前述のアセチレングリコール系界面活性剤、アセチレンアルコール系界面活性剤、グリコールエーテル類、アルキレングリコール類を、単独又は併用して使うことができ、インクに対する添加量は、０．０１〜３０重量％が好ましいが、０．１〜１０重量％がより好ましい。添加量が０．０１％未満では印字品質向上の効果が低くなり、３０重量％を越えるとインク吐出ヘッドのノズル周りを不均一に濡らし、安定吐出が困難になる。
【００６０】
その他、本発明のインクの浸透剤としては、同様に、前述のアルコール類、ノニオン性界面活性剤、水溶性有機溶剤、又はシリコン系界面活性剤等の界面活性剤を使用することができる。例えば、浸透剤として好適に使用できるシリコン系界面活性剤としてＢＹＫ−３０７、ＢＹＫ−３３１、ＢＹＫ−３３３、ＢＹＫ−３４８（以上いずれもビックケミー株式会社製）等を挙げることができる。
【００６１】
本発明で用いるインクにおいては、これら前記の浸透剤を、１種で又は２種以上を組み合わせて、使用することができる。
【００６２】
特に、前述のアルキレングリコールモノアルキルエーテルが繰り返し単位１０以下のアルキレングリコールであって、炭素数３〜１０のアルキルエーテルであることが好ましい。その中でも、ジ（トリ）エチレングリコールモノブチルエ−テル、及び／又は（ジ）プロピレングリコールモノブチルエーテルであることが好まく、前述の１，２−アルキレングリコールが１，２−ヘキサンジオール、及び／又は１，２−ペンタンジオールであることが好ましい。
【００６３】
また、前述のジ（トリ）エチレングリコールモノブチルエーテル、（ジ）プロピレングリコールモノブチルエーテル、及び１，２−アルキレングリコールから選ばれた１種以上からなる物質の添加量が０．５％以上３０％以下であることが好ましい。０．５％未満では浸透性の効果が低く印字品質が向上しない。３０％を超えると粘度上昇により使いづらくなり、それ以上添加しても印字品質向上の効果がない。より好ましくは１％以上１５％以下である。
【００６４】
そして、少なくとも前述のアセチレングリコール系界面活性剤、アセチレンアルコール系界面活性剤から選ばれた１種以上と、ジ（トリ）エチレングリコールモノブチルエーテル、（ジ）プロピレングリコールモノブチルエーテルおよび１，２−アルキレングリコールから選ばれた１種以上を同時に添加することが印字品質上好ましい。
【００６５】
そして、前述のアセチレングリコール系界面活性剤、アセチレンアルコール系界面活性剤から選ばれた１種以上が０．０１〜１．０％で、ジ（トリ）エチレングリコールモノブチルエーテル、（ジ）プロピレングリコールモノブチルエーテルおよび１，２−アルキレングリコールから選ばれた１種以上が１％以上であることが好ましい。アセチレンアルコール系界面活性剤、アセチレンアルコール系界面活性剤から選ばれた１種以上は少量で浸透性を向上させる効果がある。従って、１．０％以下の添加量であっても、ジ（トリ）エチレングリコールモノブチルエーテル、（ジ）プロピレングリコールモノブチルエーテルおよび１，２−アルキレングリコールから選ばれた１種以上は１％以上添加されていることで印字品質がさらに向上する。
【００６６】
前述の１，２−アルキレングリコールが炭素数４〜１０の１，２−アルキレングリコールであり、添加量が１０％以下であることが好ましい。１０％を超えると粘度上昇によりインクジェット用としては使いづらくなり、それ以上添加しても印字品質向上の効果がない。しかし、筆記具用としてはこれに限定されない。より好ましくは１％以上８％以下である。
【００６７】
又、ジ（トリ）エチレングリコールモノブチルエーテルとはジエチレングリコールモノブチルエーテルおよび／またはトリエチレングリコールモノブチルエーテルを示すが、印字品質改良のための浸透性の必要レベルとして、２０％以下の添加が好ましい。２０％を超えると印字品質向上の効果が頭打ちであり、逆に粘度上昇の弊害が生じる。より好ましくは０．５〜１０％である。
【００６８】
本発明で用いるインクにおいては、前記浸透剤の助剤として、インクの浸透性を制御し、更にノズルの耐目詰まり性、インクの保湿性、あるいは浸透剤の溶解性を向上する目的で前述もしくは他の界面活性剤、並びに、高沸点低揮発性の多価アルコール類、あるいはそれらのモノエーテル化物、ジエーテル化物、若しくはエステル化物等の親水性高沸点低揮発性溶媒等を、１種で又は２種以上を組合せて、使用することができる。
【００６９】
インクジェットのノズル面やペン先で乾燥を抑えるために水溶性のあるグリコール類としてはエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、分子量２０００以下のポリエチレングリコール、１，３−プロピレングリコール、イソプロピレングリコール、イソブチレングリコール、チオジグリコール、１，４−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、グリセリン、メソエリスリトール、ペンタエリスリトール、及び、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、１，４−シクロヘキサンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、シクロヘキサンチオール等がある。
【００７０】
又、本発明においてはノズル前面でインクが乾燥して詰まることを抑制するために、多くの種類の糖類を用いることもできる。単糖類および多糖類があり、グルコース、マンノース、フルクトース、リボース、キシロース、アラビノース、ラクトース、ガラクトース、アルドン酸、グルシトース、マルトース、セロビオース、スクロース、トレハロース、マルトトリオース等の他にアルギン酸およびその塩、シクロデキストリン類、セルロース類を用いることができる。そしてその添加量は０．０５％以上で３０％以下がよい。０．０５％未満ではインクがヘッドの先端で乾燥して詰まる目詰まり現象を回復させる効果は少なく、３０％を超えるとインクの粘度が上昇して適切な印字ができなくなる。一般的な糖類である単糖類および多糖類のグルコース、マンノース、フルクトース、リボース、キシロース、アラビノース、ラクトース、ガラクトース、アルドン酸、グルシトース、マルトース、セロビオース、スクロース、トレハロース、マルトトリオース等のより好ましい添加量は３〜２０％である。アルギン酸およびその塩、シクロデキストリン類、セルロース類はインクにしたときの粘度が高くなり過ぎない程度の添加量にする必要がある。加えて、これらの糖類をインクに添加する場合は、微生物がインク中に発生する可能性が少なからず高まるので、その対策として防腐剤等をインクに添加することが必要となる。
【００７１】
その他に水と相溶性を有し、インクに含まれる水との溶解性の低いグリコールエーテル類やインク成分の溶解性を向上させ、さらに被記録体たとえば紙に対する浸透性を向上させ、あるいはノズルやペン先の目詰まりを防止するために用いることのできるものとして、エタノール、メタノール、ブタノール、プロパノール、イソプロパノールなどの炭素数１から４のアルキルアルコール類、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノ−ｎ−プロピルエーテル、エチレングリコールモノ−ｉｓｏ−プロピルエーテル、ジエチレングリコールモノ−ｉｓｏ−プロピルエーテル、エチレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテル、トリエチレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテル、エチレングリコールモノ−ｔ−ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノ−ｔ−ブチルエーテル、１−メチル−１−メトキシブタノール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノ−ｔ−ブチルエーテル、プロピレングリコールモノ−ｎ−プロピルエーテル、プロピレングリコールモノ−ｉｓｏ−プロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノ−ｎ−プロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノ−ｉｓｏ−プロピルエーテル、プロピレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテルなどのグリコールエーテル類、ホルムアミド、アセトアミド、ジメチルスルホキシド、ソルビット、ソルビタン、アセチン、ジアセチン、トリアセチン、スルホランなどがあり、これらを適宜選択して使用することができる。
【００７２】
又、ｐＨ調整剤、溶解助剤あるいは酸化防止剤としてジエタノールアミン、トリエタノールアミン、プロパノールアミン、モルホリンなどのアミン類およびそれらの変成物、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化リチウムなどの無機塩類、水酸化アンモニウム、４級アンモニウム水酸化物（テトラメチルアンモニウムなど）、炭酸（水素）カリウム、炭酸（水素）ナトリウム、炭酸（水素）リチウムなどの炭酸塩類その他燐酸塩など、あるいはＮ−メチル−２−ピロリドン、２−ピロリドン、尿素、チオ尿素、テトラメチル尿素などの尿素類、アロハネート、メチルアロハネートなどのアロハネート類、ビウレット、ジメチルビウレット、テトラメチルビウレットなどのビウレット類など、Ｌ−アスコルビン酸およびその塩などを挙げることができる。
【００７３】
ｐＨ調整剤は、ヘッド部材の耐久性とインクの安定性の観点から、インクのｐＨ値が約７〜１０になる量であることが好ましい。
【００７４】
又、本発明の顔料分散液、これを含有するインクは、必要に応じて、その他の添加剤、例えば、防カビ剤、防腐剤、又は防錆剤として、安息香酸、ジクロロフェン、ヘキサクロロフェン、ソルビン酸、ｐ−ヒドロキシ安息香酸エステル、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、デヒドロ酢酸ナトリウム、１，２−ベゾチアゾリン−３−オン、３，４−イソチアゾリン−３−オン、もしくは４，４−ジメチルオキサゾリジン等のオキサゾリジン系化合物、あるいはアルキルイソチアゾロン、クロルアルキルイソチアゾロン、ベンズイソチアゾロン、ブロモニトロアルコールおよび／またはクロルキシレノール等を含むことができる。更に、ノズル乾燥防止の目的で、尿素、チオ尿素、及び／又はエチレン尿素等を含むこともできる。
【００７５】
又、本発明になるインクにはさらに紙や特殊紙等の媒体への浸透性を制御するため、他の界面活性剤を添加することも可能である。添加する界面活性剤は本実施例に示すインク系との相溶性のよい界面活性剤が好ましく、界面活性剤のなかでも浸透性が高く安定なものがよい。その例としては、両性界面活性剤、非イオン界面活性剤などがあげられる。両性界面活性剤としてはラウリルジメチルアミノ酢酸ベタイン、２−アルキル−Ｎ−カルボキシメチル−Ｎ−ヒドロキシエチルイミダゾリニウムベタイン、ヤシ油脂肪酸アミドプロピルジメチルアミノ酢酸ベタイン、ポリオクチルポリアミノエチルグリシンその他イミダゾリン誘導体などがある。非イオン界面活性剤としては、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンドデシルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルなどのエーテル系、ポリオキシエチレンオレイン酸、ポリオキシエチレンオレイン酸エステル、ポリオキシエチレンジステアリン酸エステル、ソルビタンラウレート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタンセスキオレート、ポリオキシエチレンモノオレエート、ポリオキシエチレンステアレートなどのエステル系、その他フッ素アルキルエステル、パーフルオロアルキルカルボン酸塩などの含フッ素系界面活性剤などがある。
【００７６】
又、その他の市販の酸化防止剤、紫外線吸収剤なども用いることができる。その例としてはチバガイギー社のＴｉｎｕｖｉｎ３２８、９００、１１３０、３８４、２９２、１２３、１４４、６２２、７７０、２９２、Ｉｒｇａｃｏｒ２５２、１５３、Ｉｒｇａｎｏｘ１０１０、１０７６、１０３５、ＭＤ１０２４など、あるいはランタニドの酸化物などがある。
【００７７】
更に粘度調整剤としては、ロジン類、アルギン酸類、ポリビニルアルコール、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロース、ポリアクリル酸塩、ポリビニルピロリドン、アラビアゴムスターチなどを必要に応じて用いることでできる。
【００７８】
本発明におけるインクの諸物性は適宜制御することができるが、好ましい態様によれば、インクの粘度は１０ｍＰａ・秒以下であるのが好ましく、より好ましくは５ｍＰａ・秒以下（２０℃）である。この粘度範囲のインクは、インク吐出ヘッドから安定に吐出される。また、インクの表面張力も適宜制御することができるが、２５〜５０ｍＮ／ｍ（２０℃）であるのが好ましく、より好ましくは３０〜４０ｍＮ／ｍ（２０℃）である。
【００７９】
本発明におけるインクのゼータ電位は、分散体濃度が０．００１〜０．０１重量％になるようにイオン交換水で希釈した希釈液として測定した場合の、２０℃、ｐＨ８〜ｐＨ９における分散体のゼータ電位の絶対値が４０ｍＶ以上であることが好ましい。より好ましくは４５ｍＶ以上であり、更により好ましいゼータ電位の絶対値は５０ｍＶ以上である。ゼータ電位の絶対値が２０ｍＶ以下の分散体の場合、インクの保存安定性が低下する。
【００８０】
【作用】
本発明によるインクカートリッジを開発する過程で本発明者らは以下の知見を得た。但し、本発明は以下の推論によって限定されるものではない。
【００８１】
本発明のインクカートリッジは、負圧発生手段として膜弁によりインクの漏れ出しを防止するため、前述のような多孔質材を用いてインクの保持力を確保する方法と異なり、流体抵抗を大きくすることなくカートリッジ内に収容できるインク量を増量することができる。
【００８２】
ただし、膜弁を使用する場合であっても特開平８−１７４８６０号のあるようにインク収容室が上部にひとつだけだと、インク量に見合う圧力が膜弁に作用することから、その結果、底面積を抑えつつ、インク収容量を増加させる場合、膜弁の開弁時の負圧を大きくする必要がある。この場合、インク残量が少なくなった時点、つまりインクの水頭圧が規定値よりも低下した時点で印字品質の低下が発生するか、もしくは、印字品質を重視してインクレベルを所定の範囲に維持しようとするとインク残量が多くなってしまうという問題がある。
【００８３】
そこで本発明ではインク収容室を下部インク収容室と上部インク収容室に分け、下部インク収容室から上部インク収容室にインクを吸い上げてから、負圧発生手段（膜弁）を介して記録ヘッドに供給するため、インク消費にともなうインクカートリッジ内のインク量による負圧発生手段にかかる圧力の変化分が低減され、常に安定してインクジェットヘッドにインクを供給することが可能となる。
【００８４】
また本発明のインクカートリッジに用いるインクは、着色剤である分散体の分散ポリマー中の芳香環量がポリマーの２０％以上であることにより、疎水性の表面を有する顔料に好適に吸着することが可能となる為、顔料から脱離し難くなる。　さらにこのような分散体を着色剤とした本発明の水性インクは、従来から使用されていた親水性の高い分散樹脂を使用したインクと比較して、記録紙表面に留まりやすく、したがって印字物は非常に高い印字濃度を有する特性を有するものとなった。
【００８５】
高い印字濃度を得られるその理由は明確にはわかっていないが、インクが記録ヘッドより吐出され、記録媒体である紙に着弾した瞬間に、着色剤である分散体が速やかに凝集して紙上に残る為だと推定される。
【００８６】
従って、前述のようなインク貯蔵容器としてのカートリッジと収納されるインクによる本発明のインクカートリッジは、高濃度でにじみない画像を形成できるインクを、高速に印字する記録ヘッドに対して、安定的に大量に供給できることが可能となる。
【００８７】
さらに本発明者らは、上記のインクカートリッジを開発する過程で、インクカートリッジ内に収容されるインクの液性成分中の一価のカチオン量が一定量を越えると、保存時においてインクの物性値変動（保存安定性の低下）が生じたり、インクカートリッジをインクジェット記録装置に装着して印刷する場合に、インクジェット記録ヘッドからの吐出特性が低下することを確認した。
【００８８】
これは恐らく、本発明のインクカートリッジに用いるインクが、前述のように高い印字濃度を得られる特性を有している反面、インク中に存在する一価のカチオンのような電荷イオンの影響を受けやすくなっている為とも考えられる。
【００８９】
本発明者らはインクカートリッジに収容されるインク中の一価のカチオン量の上限値を定めることで上記のような特性の低下を防ぐことに成功した。
【００９０】
即ちインクカートリッジ内に収容されているインクの液性成分中に存在する一価のカチオンの総量が４０００ｐｐｍ越えると吐出不良等が発生しやすくなり、３０００ｐｐｍ以下であれば、吐出特性、保存安定性共に良好であることを本発明者らは発見し、本発明に至った。
【００９１】
【実施例】
以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、これらは本発明の範囲を限定するものではない。
＜カートリッジの実施例＞
まず、本発明のインクカートリッジにおいてインクの収納容器であるカートリッジの構造について詳細な図示した実施例に基づいて説明する。
【００９２】
図１（イ）、（ロ）、及び図２（イ）〜（ニ）は、それぞれ本発明のインクカートリッジの一実施例の外観を示すものであって、インクカートリッジ１は、一方の面が開口した扁平な矩形状の有底箱型の容器本体２と、この開口を封止する蓋体３とを主体として構成されている。挿入方向の先端側、この実施例では底面の、長手方向の一方に偏するようにインク供給口４が、上部の側方にはそれぞれ係止部材５、６が容器本体２と一体に形成されている。
【００９３】
インク供給口側に偏して位置する係止部材５は、挿入方向の先端側、この実施例では下端より若干上部を回動支点５ａとし、かつ上部が外側に拡開可能に形成され、また対向する他方の係止部材６は、係止部材５と協働してインクカートリッジの把持を補助するように形成されている。
【００９４】
これら係止部材５、６は、その側面が幅方向の位置を規制するガイド部材となるように、キャリッジに設けられた挿入口の幅に対応する幅として構成されている。
【００９５】
またインク供給口側の係止部材５の下部には基板の一方の面に複数の電極７ａが形成され、他方の面に半導体記憶素子が形成された記憶手段７が設けられ、他方の係止部材６の下部にはバルブ収容室８が形成されている。
【００９６】
インク供給口４の近傍で、かつ容器の中央領域側にはインクカートリッジの挿抜方向に延び、かつ少なくとも先端側が開口したスリット部９が形成されている。このスリット部９は、少なくともインク供給口４の先端がキャリッジのインク供給針に到達する以前にインク供給口の開口面がインク供給針に対して直交するように規制できる長さ、及び幅となるように構成されている。
【００９７】
一方、インクカートリッジが装着されるキャリッジ１００は、図３に示したように底面に記録ヘッド１０１を設けるとともに、記録ヘッド１０１に連通するインク供給針１０２を設けて構成されている。インク供給針１０２が設けられている領域から離れた領域には押圧部材、この実施例では板バネ１０３が設けられ、またインク供給針１０２との間に位置決め用の凸片１０４がカートリッジの挿抜方向に延出形成されている。また、インク供給針１０２の側の側壁１０５には電極１０６が配置され、その上部に係止部材５の突起５ｂと係合する凹部１０７が形成されている。
【００９８】
このような構造を採ることにより、図４（イ）に示したようにインク供給口４を奥側として挿入し、板バネ１０３に抗して押え込むと、スリット部９が凸片１０４に規制されるため、一方に偏して設けられた板バネ１０３によりインク供給口４の側が下方となるように回転力（図中、矢印Ｋ）を受けるとしても、姿勢が規定の挿抜方向、この実施例では上下方向に平行となるように規制される。
【００９９】
さらにインクカートリッジ１をバネ１０３に抗して押し込むと、図４（ロ）に示したように係止部材５の突起５ｂが、係止部材５の全体の弾性に抗して凹部１０７に落ち込んで係合する。これにより係止部材５を把持している指に明確なクリック感が伝わり、ユーザーは、インクカートリッジ１がキャリッジ１００に確実に装着されたことを判定できる。
【０１００】
装着された状態では、インクカートリッジ１の記憶手段７の電極７ａが設けられている面が、係止部材５の突起５ｂにより挿抜方向の位置を規制されてバネ１０３による付勢力（図中、矢印Ｋの力）によりキャリッジ１００の電極１０６に押し付けられているため、印刷時の振動に関わりなく、確実にコンタクトを維持する。
【０１０１】
一方、交換等によりインクカートリッジ１をキャリッジ１００から取り外す場合には、係止部材５を容器本体２側に弾圧すると、係止部材５は、下端より若干上部の５ａを回動支点として回動し、係止部材５の突起５ｂが凹部１０７から離れる。この状態でインクカートリッジ１は、バネ１０３の付勢力によりガイド片１０４にガイドされてインク供給針１０２に平行に移動し、インク供給針１０２に曲げ力などを作用させることなく取り外すことができる。
【０１０２】
図５（イ）、（ロ）は、同上インクカートリッジを構成する容器本体２の一実施例を、その表裏の構造で示すものであって、容器本体２の内側には、略水平方向、より詳細にはインク供給口４の側が若干下方となるように延びる壁１０により上下に分割されている。
【０１０３】
下部領域には第１インク収容室１１が、また上部は、壁１０を底面とするように容器本体２の壁１２と一定の間隙を持たせて大気連通路１３を形成するように枠部１４により区画されている。枠部１４は、底部に連通口１５ａが形成された垂直な壁１５により分割され、一方の領域を第２インク収容室１６として、また他方の領域を第３インク収容室１７として形成されている。
【０１０４】
第１インク収容室１１に対向する領域には、第２インク収容室１６と容器本体２の底面２ａ（第１インク収容室１１の底部）とを接続する吸い上げ流路１８が形成されている。吸い上げ流路１８は、記録ヘッドでのインク消費量に対応できる程度の断面積に形成され、その下端に第１インク収容室１１に開口し、かつ毛細管力によりインクを保持できる吸い込み口１８ａが、また上端が第２インク収容室１６の底部に連通するように流出口１８ｂが開口するように形成されている。
【０１０５】
吸い上げ流路１８の吸い込み口１８ａの近傍には連通口１９ａ、１９ｂを備えた壁１９が形成されている。またこの吸い上げ流路１８に対向する箇所には図６に示したように容器本体２に外部からインクの注入のための開口２０、及び第１インク収容室１１と連通する開口２１が形成されている。この吸い上げ流路１８は、容器本体２の表面に凹部１８ｃ（図５（ロ））を形成し、この凹部１８ｃを遮気性フィルム９５（図８、図９）により封止することにより構成されている。
【０１０６】
第３インク収容室１７は、枠部１４の上面１４ａと一定の間隙を隔てて壁２２、２４、２６により、また第４のインク収容室２３は壁１０、２４、２６、２７により区画されている。壁２２に連続して差圧弁収容室３３（図９）の裏面に連通する流路が壁２４により区画されている。
【０１０７】
壁２４の下部には壁１０との間に連通口２６ａを備えた区画壁２６が、また枠部１４との間には下部に連通口２７ａを備えた区画壁２７を設けてインク流路２８が形成されている。インク流路２８の上部は、フィルタ室となる貫通穴２９を介してカートリッジ１の表面側に連通している。この貫通穴２９には多孔質材からなるフィルタ５５（図８）が挿入されている。なお、図中符号２ｂは、記憶手段７を収容する凹部を示す。
【０１０８】
貫通穴２９は、図６に示したように壁２７に連続するように形成された壁３０により分離され、凹部３０ａを介してインク流路２８の上端に連通し、容器本体２の表面側の水滴形の凹部３０ｂを介して差圧弁収容室３３の裏面の壁３４、及び壁２４で区画された流路の上部の凹部２４ａに連通されている。
【０１０９】
図５（ロ）に示すように、差圧弁収容室３３の下部とインク供給口４とは、容器本体２の表面に形成された凹部３５と、この凹部３５を覆う遮気性フィルム９５とからなる流路により接続されている。
【０１１０】
また、容器本体２の表面には、可及的に流路抵抗が高くなるように蛇行する細溝３６と、これの周囲に幅広の溝３７と、第２インク収容室１６に対向する領域に矩形状の凹部３８が形成されている。矩形状の凹部３８にはさらに一段下がった位置に枠部３８ａと離散的にリブ３８ｂが形成され、この枠部３８ａで固定するように撥インク性と通気性とを備えた通気性フィルム９８（図９）を張設して大気通気室が区画形成されている。
【０１１１】
凹部３８の底面には貫通穴３８ｃが形成されていて、第２インク収容室１６の壁３９で区画された細長い領域３９ａ（図５（イ））に連通されている。また凹部３８の、通気性フィルム９８よりも表面側の領域には細溝３６の一端３６ａが連通している。領域３９ａの他端は、ここに形成された貫通穴４０、容器本体２の表面に形成された溝４１、及び貫通穴４１ａを介してバルブ収容室８に連通されている。
【０１１２】
一方、バルブ収容室８の裏面には凹部４３が形成され、またバルブ収容室８の先端に第２インク収容室１６の近傍に開口する貫通穴４３ａが形成されている。これら凹部４３から貫通穴４３ａの領域は、フィルム６１により封止されて大気連通用の流路を形成している。この貫通穴４３ａは、枠部１４と一定の間隙をもって形成された垂直に延びる壁４４と蓋体３とに区画された流路４５に連通している。流路４５の上端４５ａは、壁４４と枠部１４とで形成された流路４６、または大気連通路１３を介して第１インク収容室１１の上端に連通されている。
【０１１３】
このような流路構造を採ることにより、第１インク収容室１１のインクのバルブ収容室８への流れ込みや、また第１インク収容室１１のインクの揮散を防止しつつ、第１インク収容室１１を大気に開放させることができる。
【０１１４】
バルブ収容室８の、カートリッジ挿入側の先端、この実施例では図５（ロ）に示したように下部の窓８ａにより開放されていて、記録装置本体のキャリッジ１００に設けられた複数の識別片１１０、１１１、１１２（図３）及びバルブ作動杆が進入可能な後述する識別ブロック７０が下部に、また大気開放弁６５が上部に装着されている。
【０１１５】
このような状態で、図８に示したように容器本体２の開口側の枠部１４、壁１０、１５、２２、２４、２６、２７、３０、及び３９には、フィルム９４を熱溶着等により接着して上部に位置するインク収容室（１６、１７、２３）を形成するとともに、下部のインク収容室（１１）とは分離された状態で、蓋体３が気密的に嵌着されている。また、バルブ収容室８には弁体６５と板バネ６２を収容した状態で、フィルム９６が貼着されている。
【０１１６】
他方、図９に示したように容器本体２の表面側には差圧弁収容室３３に膜弁５２、バネ５０、膜弁５２の排出口側と凹部３５を連通させる溝５３ａを備えた膜弁押え板５３とを装着してから、差圧弁収容室３３、細溝３６、溝４１、凹部３０ｂ、凹部３５、凹部３８、凹部１８ｃを覆うことができるサイズの１枚の遮気性フィルム９５が貼着される。
【０１１７】
またバルブ収容室８の凹部４３に対向する領域には遮気性を有し、作動杆により容易に弾性変形する膜６１を貼着して、その表面側に識別片７０が爪７０ａ、７０ｂにより装着、固定されている。
【０１１８】
また、インク供給口４は、インク供給針１０２（図３）の挿通により開弁する弁体９０を、バネ９１により常時閉弁状態、この実施例では下方に押圧するように挿入して、弁体９０、及びインク供給針と容器本体２との気密性を確保するパッキン９２を挿入して構成されている。なお、図中符号９３は、インク供給口に貼着されて流通工程でのインクの漏れ出しを防止し、かつインク供給針１０２の挿通が可能な保護用のフィルムを示す。
【０１１９】
図１０は、前述の差圧弁収容室３３の近傍の断面構造を示すものであって、差圧弁収容室３３には、バネ５０とエラストマー等の弾性変形可能な材料により構成され、中心に貫通穴５１を備えた膜弁５２が収容されている。膜弁５２はその周囲を環状の厚肉部５２ａと、この厚肉部５２ａと一体的に形成された枠部５４とを備え、この枠部５４を介して容器本体２に固定され、またバネ５０は、一端を膜弁５２のバネ受け部５２ｂに、他端を容器本体２に嵌着された膜弁押え板５３により支持されている。
【０１２０】
このような構成により、フィルタ５５を通過したインクは、インク流通口３４ａを通過して膜弁５２に阻止される。この状態でインク供給口４の圧力が低下すると、膜弁５２がバネ５０の付勢力に抗して弁座部３４ｂから離れるため、貫通穴５１を通過し、凹部３４により形成された流路を経由してインク供給口４に流れ込む。
【０１２１】
インク供給口４のインク圧力が所定の値に上昇すると、膜弁５２がバネ５０の付勢力に負けて弁座部３４ｂに弾接され、インクの流通が遮断される。このような動作を繰返すことにより一定の負圧を維持しながらインクをインク供給口４に排出することができる。
【０１２２】
図１１（イ）、（ロ）は、大気連通用のバルブ収容室８の断面構造を示すものであって、バルブ収容室８を区画する壁には貫通穴６０が穿設され、ここに弁体６５の凸部６５ａが移動可能に装填されている。また本体６５ｂの側が、下端を突起６３により固定され、中央部を突起６４により規制された板バネなどの弾性部材６２に常時閉弁するように押圧されている。弁体６５は、貫通穴６０の側にエラストマ等の比較的柔らかい材料で形成された封止部６５ｃを設けて構成するのが望ましい。
【０１２３】
また膜９８の他面に装着された識別ブロック７０は、図１２に示したように、爪７０ａ、７０ｂにより容器本体２の穴２ｃ、２ｄ（図７）に固定され、カートリッジの挿入方向に平行な複数、この実施例では３本の溝７１、７２、７３が形成されている。これらの１つの溝２３２にはインクカートリッジの挿入方向側、この実施例では下端が弁体６５の凸部６５ａを押圧するためのアーム７４が形成されている。
【０１２４】
アーム７４は、若干内側に位置するように回動支点７４ａにより回動可能で、かつ引き抜き側、この実施例では上部側が作動杆１１３（図１１）の進入路に斜めに突出するように構成されている。また、それぞれの溝７１〜７３には、図３、４に示したようにキャリッジ１００の識別片１１０、１１１、１１２の先端に対向するように突出部７１ａ、７２ａ，７３ａが形成されている。
【０１２５】
このような構成により、アーム７４の位置を一定とする一方、これら突出部７１ａ、７２ａ、７３ａの位置、及び識別片１１０、１１１、１１２の先端の位置を、カートリッジのインクの種類に対応させて設定することにより、カートリッジの誤装着を防止することができる。これら突出部７１ａ、７２ａ、７３ａの位置は、カートリッジの挿抜方向だけではなく、カートリッジの厚み方向の位置を変えることにより、３次元的な配列構造を採ることが可能となり、識別領域形成面積の拡大を招くことなく多くのインク種を識別することができる。
【０１２６】
このような識別ブロック７０は、記録装置では突出部の位置により識別されるが、組立時やまたユーザーが容易にインクの種類を識別できるように、例えば識別ブロックをインクと同系統の色としたり、またインクの種類を示すマークを施しておいてもよい。
【０１２７】
また、インクカートリッジがホルダに装着されて作動杆１１３によりアーム７４が押圧されると、弁体６５が移動して開弁状態となる。これにより、第２インク収容室１６の近傍に開口する貫通穴４３ａとフィルム６１により形成された大気連通用の流路、及び枠部１４と一定の間隙をもって形成された垂直に延びる壁４４と蓋体３とに区画された流路４５、流路４６、大気連通路１３を介して第１インク収容室１１の上端を大気に開放させる。
【０１２８】
すなわち、バルブ収容室８は、貫通穴４１ａにより容器本体２の溝４１に連通し、他端の貫通穴４０、フィルムで被われた領域３９ａ、貫通穴３８ｃを介して凹部３８の底面に連通している。そして凹部３８は、通気性フィルム９８を介して容器本体のキャピラリを構成する細溝３６の一端３６ａに連通していて、大気に開放されている。
【０１２９】
次に、インク注入によりカートリッジにインクが充填されてから、インク消費によってカートリッジ内のインク量が変化していく様子を図１３（Ｉ）〜（Ｖ）を用いて説明する。
【０１３０】
インク注入用の開口２０、２１からカートリッジ内の空気を排気し、その後脱気したインクを注入し、注入が終了した後に開口２０、２１をフィルムや栓体で封止する。この状態では、第１〜第４のインク収容室１１、１６、１７、２３、インク吸い上げ流路１８、フィルタ室３４、差圧弁収容室３３、及び差圧弁収容室３３からインク供給口４に至る空間にインクが充填された状態となる。
【０１３１】
なお、下部のインク収容領域、つまり第１インク収容室１１は、容器本体２と蓋体３とにより密封され、また上部のインク収容領域、この実施例では第２インク収容室１６、第３インク収容室１７、第４インク収容室２３、フィルタ室３４は、容器本体２と蓋体３との間に位置するフィルム９４と容器本体２とにより区画されて第１インク収容室１１に連通する空間９０（図１０）が存在するので、インク充填量によってはこの空間にも若干のインクが浸入した状態となる場合もある。
【０１３２】
このように構成されたインクカートリッジは、弁等により大気との連通が断たれて保存されるため、脱気されたインクを収容している場合にはインクの脱気度が十分に維持される。
【０１３３】
インクカートリッジ１をカートリッジホルダに装填すると、当該ホルダに適合したインクカートリッジである場合には、インク供給口４がインク供給針に挿通される位置まで進入し、また前述したように作動杆により貫通穴６０が開放され、第１インク収容室１１（インク収容領域）が大気に連通し、またインク供給口４の弁体もインク供給針により開弁される。
【０１３４】
一方、当該ホルダに適合しない場合には、インク供給口４がインク供給針１０２に到達する以前、つまり少なくともインク供給口内に形成された弁体９０をインク供給針１０２により開弁する以前にインクカートリッジの進入が阻止されるから、弁体９０が封止状態を維持し、インク収容領域の大気の無用な置換を阻止してインク溶媒の蒸発を防止する。
【０１３５】
ホルダに正常に装着されて記録ヘッドによりインクが消費されると、インク供給口４の圧力が規定値以下に低下するから、前述したように膜弁５２が開放され、またインク供給口４の圧力が規定値以上に上昇すると膜弁５２が閉弁して、所定の負圧に維持されたインクが記録ヘッドにインクが流れ込む（図１３（Ｉ）、なお図１３（Ｉ）〜（Ｖ）におけるハッチングの領域は、第１インク収容室１１〜第４インク収容室２３等に存在するインクを示す）。
【０１３６】
記録ヘッドでのインクの消費が進行すると、第１インク収容室１１のインクは、吸い上げ流路１８を経由して第２インク収容室１６に流れ込む。ここにインクとともに第２インク収容室１６に流れ込んだ気泡は浮力により上昇するから、インクだけが下部の連通口１５ａを経由して第３インク収容室１７に流れ込む。
【０１３７】
第４インク収容室２３のインクは、フィルタ室３４を区画する壁２６の連通口２６ａを通過してインク流路２８を上昇し、領域３１からフィルタ室３４の上部に流れ込む。フィルタ５５を通過したインクは、貫通穴３４ａから差圧弁収容室３３に流れ込み、前述したように膜弁５２の開閉動作により所定の負圧でインク供給口４に流れ込む。
【０１３８】
もとより、第１インク収容室１１は、大気連通路１３を介して大気に連通されて大気圧に維持され、また第２インク収容室１６は、連通口１５ａを介してのみ第３インク収容室１７に連通しているから、記録ヘッドでの消費により減少したインク量に見合うインクが第１インク収容室１１から第２インク収容室１６に流れ込む。
【０１３９】
また、第１インク収容室１１のインクが逆流により凹部３８まで流れ込んでも、ここには通気性を備えた撥インク性の膜が設けられているから、この膜により大気との連通を維持しつつインクの流出を阻止することができる。これにより、細溝３６に流れ込んだインクが固化して大気連通流路が閉塞するというような不都合を未然に防止できる。以下、第１インク収容室１１にインクが存在する状態では、第１インク収容室１１のインクレベルＨに対応してインク供給口４に作用する負圧が徐々に増大する。
【０１４０】
このように、下部に位置する第１インク収容室１１の底面領域のインクを、上部のインク収容室、より詳細には第２インク収容室１６の底面近傍に吸い上げるから、上部に位置するインク収容室１６、１７、２３の水頭圧は略一定となり、インクカートリッジの高さに起因する水頭圧の変化を、下方に位置するインク収容室１１の水頭圧Ｈの変化分だけが膜弁５２に直接作用する。
【０１４１】
このため、膜弁５２を閉弁状態に維持する押圧力を下方に位置するインク収容室１１の水頭圧Ｈの変化分に合わせて設定でき、底面積を増加させることなく、インク収容量を増加させても、つまり容器本体２を背高構造にしても、記録ヘッド及び負圧発生機構に無用に強い負圧を作用させることなく、インクを供給でき、高い印字品質を維持してインクカートリッジに収容されているインクを有効に使用することができる。
【０１４２】
このようにして第１インク収容室１１のインクが吸い上げ流路１８から第２インク収容室１６に吸い上げられて無くなると（図１３（ＩＩ））、吸い上げ流路１８の吸い込み口１８ａが毛細管力（吸い込み口１８ａに形成されたメニスカスの力）によりインクを保持する。したがって、第２インク収容室１６のインクが第１インク収容室１１に流れ込むことにはならない。また、このように第１インク収容室１１のインクが無くなった状態で、カートリッジが記録装置から引き抜かれても、上部のインク収容領域のインクが第１インク収容室１１に流れ込むのを可及的に防止できる。
【０１４３】
記録ヘッドによりインクが消費されて第２インク収容室１６に負圧が作用すると、大気に開放された第１インク収容室１１から空気の吸引を伴いつつ第２インク収容室１６のインクが連通口１５ａを経由して第３インク収容室１７に間欠的に流れ込む。第２インク収容室１６、第３インク収容室１７及び第４インク収容室２３のインクが消費されている期間においては、各収容室１６、１７、２３のインクレベルにほとんど関係なく一定した圧力が負圧発生機構を構成する膜弁５２に作用し、印字品質の低下を招くことなく、インクカートリッジのインクを有効に記録ヘッドに供給できる。
【０１４４】
第２インク収容室１６のインクが無くなると（図１３（ＩＩＩ））、第３インク収容室１７に残存しているインクが連通口２６ａを経由して記録ヘッドに供給される。さらに第３インク収容室１７のインクが消費されると、第４インク収容室２３のインクが消費される（図１３（ＩＶ））。連通孔１５ａ、２６ａ、２７ａは、図示したようにインクが消費される過程でメニスカスを形成してインクを保持できる程度のサイズの開口として形成されている。
【０１４５】
このようにして壁２６で区画された一方の領域のインクが連通口２６ａまで低下し（図１３（ＩＶ））、さらに第４インク収容室２３のインクが消費された時点でも（図１３（Ｖ））、壁１０が、インク流路２８の側を下方となっているため、インク流路２８の下端に位置する連通孔２７ａは、インクに常時浸漬された状態となるから、フィルタ室３４が大気に開放されることがない。したがって、この状態で記録ヘッドでのインク消費を中止させると、記録ヘッドへの気泡の流入を防止できる。
【０１４６】
このように上部のインク収容領域を壁１５、２６により複数の領域に区画し、複数の上部インク収容室１６、１７、２３を形成し、かつ少なくともそれぞれの底部領域で連通させることにより、上部インク収容室１６、１７、２３のインク量の減少に関わりなく膜弁５２に対する水頭圧を略一定の範囲内に維持することができ、図１３（ＩＩ）以後、図１３（ＩＶ）の過程、つまり第１インク収容室１１のインクが消費され、第２〜第４インク収容室１６、１７、２３のインクが記録ヘッドの供給されている状態では、第１インク収容室１１にインクが残存している状態に比較してインク供給口２４の負圧の変動を大幅に抑えることができる。
【０１４７】
また、第２インク収容室１６より下流側のインクが消費される過程において、例えば第２インク収容室１６の上部に形成された空気層（トラップされた空気による空間）が環境温度の上昇で膨張してインクが第１インク収容室１１に逆流しても、第１インク収容室１１でトラップされ、その後逆流した第１インク収容室１１のインクは前述した様に第２インク収容室１６に吸い上げられて消費することが可能である。これにより環境温度の変化によって差圧弁に過大な圧力が作用するのを未然に防止でき、インク供給口２４からのインクの漏れ出しを確実に防止できる。
【０１４８】
ところで、図１４に示したように同一の記録装置に装着されても、他のインクよりも多く消費されるインク、例えばブラックインクを収容するカートリッジは、インク容量を多く構成しておくとカートリッジの交換周期を平均化できて使用者にとっては便利である。
【０１４９】
このカートリッジは、容器本体２’は、開口面の形状は同一で、その深さＷ２だけが大きくなるように構成されている。これにより、容器本体２’の深さＷ２を変更するだけで収容可能なインク量を増加することができる。
【０１５０】
そして、インク供給口４’、記憶手段７’は、その配列中心が、他のカートリッジと同様に容器本体２の表面から一定の位置Ｗ１となるように設定されている。なお、識別ブロック７０’は、容器本体２’の表面側に装着されているから、当然に同一の位置に配置されることになる。ただ、係止部材５’は、装填時にインク供給口４’に確実に押圧力が作用するように、インク供給口４’と同様に容器本体２’の側に偏して配置されている。
【０１５１】
ところで、容器本体２’の厚みＷ２が深くはなっているものの、第４のインク収容室２３’から差圧弁収容室にインクを誘導するインク流路の断面積や、差圧弁を構成する膜弁５２’は、前述の薄く構成されたカートリッジと同等で十分である。このため、前述のインク流路２８に対応するインク流路は、容器本体２’の表面側に凹部４７を設け、この凹部４７を容器本体２’の表面に貼着するフィルム９５’により封止して形成されている。凹部４７は、その下端で貫通穴４７ａにより第４のインク収容室２３’、また上端で貫通穴４７ｂによりフィルタ室となる貫通穴２９’の、容器本体２’の内側に連通している。
【０１５２】
また差圧弁収容室３３’の裏面の流路を区画する壁２４’は、図１９に示したように表面からの高さＪを容器本体の幅Ｗ２より小さく形成され、フィルム４８により封止されている。これにより、第４のインク収容室２３’の底部の貫通穴４７ａから吸い上げられたインクは、凹部４７とフィルム９５’とで形成されたインク流路を上昇し、凹部４７の上端の貫通穴４７ｂからフィルタ５５’を通過して容器本体２’の表面側に流出する。なお、貫通穴４７ｂと貫通穴２９’とは、凹部２９ａ’により連通されている。
【０１５３】
その後、容器本体２’の表面側の水滴形の凹部３０ｂ’を経由してから壁２４’とフィルム４８とで区画された領域、つまり差圧弁収容室３３’の裏側に凹部２４ａ’から流れ込み、以後前述の実施例と同様に、インク供給口４’の負圧に応じて膜弁５２’を開閉させてインク供給口４’に流れ込む。また、貫通孔４７ｂは、インクの消費過程でメニスカスによりインクを保持できる程度の開口を持つように構成されている。
【０１５４】
第４のインク収容室２３’から差圧弁収容室３３’に至る流路を上述のように構成すること、つまり壁２４’の高さを単純に容器本体２’と同等の高さに構成する場合に比較して、デッドスペースを少なくして、インクを有効に利用することができる。
【０１５５】
本実施例においては、第３のインク収容室１７’と第４のインク収容室２３’は、差圧弁収容室の裏面の流路を区画する壁２４’の高さが、上部のインク収容室を区画する枠部１４’や壁１０よりも低く形成されているので、容器本体の厚み方向で実質的に一つのインク収容室を構成することになる。
【０１５６】
なお、このように構成されたインクカートリッジは、さらに図８、図９、及び図１８に示したように、容器本体２、２’の表面に貼付された流路構成用のフィルム９５、９５’に重ねるようにして装飾用フィルム９７、９７’が重ね張りされて商品に仕上げられる。
【０１５７】
この装飾用フィルム９７、９７’は、インク注入口２０、２１、２０’、２１’に対向する領域に舌部９７ａ、９７ａ’を形成し、この舌部９７ａ、９７ａ’でインク注入口２０、２１、２０’、２１’を封止しておくのが望ましい。
【０１５８】
上述の実施例においては、第２インク収容室１６、１６’と第３インク収容室１７、１７’とは、壁１５、１５’の下部に形成された凹部１５ａ、１５ａ’とだけで連通させて、第２インク収容室１６、１６’に気泡トラップ室としての機能を付与しているが、図２０、図２１に示したように壁１５、１５’の上部にも凹部を形成すると、顔料インクのように沈降が生じやすいインクであっても、第２インク収容室１６に沈降した顔料を凹部１５ａ、１５ａ’から、また溶媒成分を上部の凹部１５ｂ、１５ｂ’から第３インク収容室２３、２３’に流入させ、顔料とインク溶媒との撹拌を促してインク濃度の均一化を図ることができる。
【０１５９】
その他、上述の実施例においては、レイアウトの都合上、差圧弁収容室を上部のインク収容室側に配置しているが、下部のインク収容室、または上部と下部のインク収容室とに跨がるように配置し、流路により上部に位置するインク収容室のインクを膜弁の流入側に連通させ、また膜弁の流出側を流路によりインク供給口に連通させても同様の作用を奏する。
【０１６０】
また、実施例のインクカートリッジにおいては、上部に３つのインク収容室を形成しているが、１つだけであっても上述した膜弁に作用する水頭圧の変化を低減できる効果を奏する。また２つ以上形成して底部で連通させることにより、各インク収容室のインクが消費されていく段階でできる空間を気泡トラップ空間として機能させて負圧発生機構への気泡の流入を可及的に防止し、もって印字品質の低下を防止できる。
【０１６１】
さらに実施例においては、インク供給口をカートリッジの底面に形成されているが、側面に形成しても同様の作用を奏することは明らかである。なお、このような構造を採る場合には、カートリッジの挿入工程に合わせて作動する部材もその挿入方向の対応するように向きを変更することで対応可能である。
【０１６２】
図２２は本発明のインクカートリッジを用いたインクジェット記録装置の全体構成を示す概略図である。
【０１６３】
図２２において、キャリッジ１００は、キャリッジモータ２０２によって駆動されるタイミングベルト２０３を介し、ガイド部材２０４に案内されてプラテン２０５の軸方向に往復運動し得るように構成されている。
【０１６４】
キャリッジ１００の下面部には、インクジェット式の記録ヘッド１０１が記録紙２０６に対向するように装着され、キャリッジ１００の上面部には、前記記録ヘッド１０１にインクを供給するインクカートリッジ１、１’が着脱可能に装着されている。
【０１６５】
また、前記キャリッジ１００の移動領域における非印字領域には、キャップ部材２０７ａを有するキャッピング手段２０７が配置されている。そして、前記記録ヘッド１０１が直上に移動したときに上昇し、記録ヘッド１０１のノズル形成面を封止し得るように構成されている。このキャッピング手段２０７の下方には、前記キャップ部材２０７ａの内部空間に負圧を与えるためのポンプユニット２０８が配置されており、負圧を記録ヘッド１０１に作用させてインクを吸引するクリーニング手段としての機能を有する。
【０１６６】
前記キャッピング手段２０７における印字領域側部の近傍には、ゴムなどの弾性板を備えるワイピング手段２０９が水平方向に進退可能となるように配置されており、キャリッジ１００がキャッピング手段２０７側において往復移動する際に、記録ヘッド１０１の移動経路上にワイピング手段２０９が進出されるように構成されており、記録ヘッド１０１のノズル形成面のワイピングを実施する。
【０１６７】
＜芳香環量、顔料：ポリマー比、平均粒径、一価のカチオン量、及び表面張力の測定方法＞
以下の実施例、又は比較例で得られた各測定値（芳香環量、顔料：ポリマー比、平均粒径、一価のカチオン量、表面張力）は、次に示す方法で測定した。
「芳香環量の測定」
各実施例、又は比較例で得た分散ポリマー溶液の一部を取り出し、溶媒成分を留去してポリマー成分のみを取り出し、ＤＭＳＯ−ｄ６に溶解させ、１３Ｃ−ＮＭＲ及び１Ｈ−ＮＭＲ（ブルカー社（ドイツ）製ＡＭＸ４００）を使用して、ポリマー中の芳香環量を測定した。
「顔料：ポリマー比の測定」
各実施例、又は比較例で得た分散液の一部を取り出し、０．１ｍｏｌ／ｌ濃度ＨＣｌを添加して分散体のみを酸析後、乾燥重量を測定した。次に、アセトンを用いたソックスレー抽出法で分散ポリマーのみを取り出し、乾燥重量を測定することで、顔料：ポリマーの重量比を算出した。
「平均粒径の測定」
各実施例、又は比較例で得た水性インクの分散体濃度が０．００１〜０．０１重量％に（インクにより測定時の最適濃度が若干異なる為）なるようにイオン交換水で希釈し、その分散粒子の２０℃における平均粒径を粒度分布計（大塚電子社製ＤＬＳ−８００）で測定した。
「一価のカチオン量の測定」
各実施例、又は比較例で得た水性インクを必要量取り出し、遠心限外濾過装置（Ｃ−１５；ミリポア社）によって遠心分離処理した。フィルタとしては、タイプＮＭＷＬ１００００を使用し、遠心条件は、２５００Ｇ×６０分とした。得られた濾液をイオンクロマトグラフ法（カラム　ｉｏｎＰａｃ　ＡＳ１２Ａ；日本ダイオネクス社ＤＸ−５００）により一価のカチオン量を測定した。
「表面張力の測定」
各実施例、又は比較例で得た水性インクの２０℃の表面張力を表面張力計（協和界面科学社製ＣＢＶＰ−Ａ３）で測定した。
【０１６８】
＜実施例１＞
（１）分散液の製造：分散液Ａ１
本実施例１に用いる分散液Ａ１の製造には無機顔料であるカーボンブラック顔料のカラーブラックＦＷ１８（デグサ株式会社製）を用いた。
まず、攪拌機、温度計、還流管および滴下ロートをそなえた反応容器を窒素置換した後、メチルエチルケトン１５部、スチレン２１部、α−メチルスチレン５部、ブチルメタクリレート１６部、ラウリルメタクリレート１０部、アクリル酸２部、ｔ―ドデシルメルカプタン０．３部を入れて７０℃に加熱し、別に用意したスチレン１００部、アクリル酸１５部、ブチルメタクリレート５０部、ｔ−ドデシルメルカプタン１部、メチルエチルケトン２０部およびアゾビスイソブチロニトリル３部を滴下ロートに入れて４時間かけて反応容器に滴下しながら分散ポリマーを重合反応させた。次に、反応容器にメチルエチルケトンを添加して４０％濃度の分散ポリマー溶液を作成した。
【０１６９】
この分散ポリマー溶液の一部と取り出し、溶媒成分を留去後、全重量に対する芳香環の割合を前述の「芳香環量の測定」に記載の方法で測定したところ、分散ポリマー全重量に対する芳香環量は５９％であった。
【０１７０】
上記分散ポリマー溶液４０部とカーボンブラック顔料であるカラーブラックＦＷ１８（デグサ社製）３０部、０．１ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液１００部、メチルエチルケトン３５部を混合し、ホモジナイザーで３０分以上分散処理し、イオン交換水を３５０部添加して、さらに１時間分散する。そして、ロータリーエバポレーターを用いてメチルエチルケトンの全量と水の一部を留去後、水を適宜加えながら、限外濾過システムのミリタン（ミリポア社製）による分画分子量１０万の限外濾過を実施した。最後に、イオン交換水、及び中和剤として水酸化ナトリウム水溶液を攪拌しながら適宜加えてｐＨ７．５に調整してから、平均孔径５μｍのメンブランフィルタで濾過することで、分散体Ａ１（カーボンブラック顔料を芳香環量が５９％であるポリマーにより包含した分散体）を２０％含有する分散液１を得た。
【０１７１】
表１に分散液Ａ１に使用した顔料、分散ポリマー中の芳香環量、顔料：ポリマー比について示す。なお、顔料：ポリマー比については前記「顔料：ポリマー比の測定」に記載の方法で測定した。
【０１７２】
（２）インクの調整
本実施例１では、前記実施例１（１）で得た分散液Ａ１、アセチレングリコール系界面活性剤であるオルフィンＥ１０１０（日信化学工業株式会社製）、アルキレングリコールモノアルキルエーテルであるジエチレングリコールモノブチルエーテル、及び１，２−アルキレングリコールである１，２−ペンタンジオールを使用した。具体的な組成を以下に示す。
なお、インクの調整では分散体Ａ１の含有量が８．０％となるように分散液Ａ１を添加した。＜＞内の値は前記「平均粒径の測定」に記載の方法により測定した分散体Ａ１の平均粒径（単位：ｎｍ）を示す。
【０１７３】
また、下記本実施例１のインク組成中の「残量」として添加されるイオン交換水には、インクの腐食防止のためプロキセルＸＬ−２、インクジェットヘッド部材の腐食防止のためベンゾトリアゾール、及びインク系中の金属イオンの影響を低減するためにＥＤＴＡ・２Ｎａ塩を、それぞれインク全重量に対して０．０１％、０．０１％、０．０２％となるように添加したものを用いた。
【０１７４】
分散体Ａ１＜１２０＞　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　８．０％
オルフィンＥ１０１０　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　０．５％
ジエチレングリコールモノブチルエーテル　　　　　　　　　　　　３．０％
１，２−ペンタンジオール　　　　　　　　　　　　　　　　　　　２．５％
ジエチレングリコール　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　３．０％
グリセリン　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１１．５％
トリメチロールプロパン　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　６．０％
トリプロパノールアミン　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　０．３％
イオン交換水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　残量
【０１７５】
（３）インクジェットカートリッジの製造
前記実施例１（２）で調製したインクを、前記「カートリッジの実施例」に記載の図１４〜１９で説明したカートリッジに注入することで、本実施例１に使用するインクカートリッジを得た。
【０１７６】
なお、カートリッジの各部品は、予め良く洗浄して各部品に付着したイオン性物質やゴミを除去してから、乾燥後、組み立ててインクを注入した。
【０１７７】
（４）一価のカチオン量の測定
前記実施例１（３）で製造したカートリッジ内のインクを、前記「一価のカチオン量の測定」に記載の方法により測定したところ、一価のカチオンの総量は１９９２ｐｐｍであった。なお、測定結果の詳細を表３に示す。
【０１７８】
（５）印字評価
印字画像評価には圧電素子（ピエゾ素子）を使用したインクジェットヘッドによりインクを吐出するインクジェットプリンタＳｔｙｌｕｓ　Ｃ８０（セイコーエプソン株式会社製）に、前記実施例１（３）で製造したインクカートリッジを挿入し、評価紙として、ヨーロッパ、アメリカおよび日本の市販されている普通の紙として（ａ）Ｃｏｎｑｕｅｒｏｒ紙、（ｂ）Ｒｅｙｍａｔ紙、（ｃ）Ｍｏｄｅ　Ｃｏｐｙ紙、（ｄ）Ｒａｐｉｄ　Ｃｏｐｙ紙、（ｅ）Ｘｅｒｏｘ　Ｐ紙、（ｆ）Ｘｅｒｏｘ　４０２４紙、（ｇ）Ｘｅｒｏｘ　１０紙、（ｈ）ＮｅｅｎｈａＢｏｎｄ紙、（ｉ）Ｒｉｃｏｐｙ　６２００紙、及び（ｊ）Ｈａｍｍｅｒ　ｍｉｌｌ　Ｃｏｐｙ　Ｐｌｕｓ紙を使用した。
【０１７９】
なお、評価は目視により行い、以下の評価基準に基づいておこなった。
Ａ：全てのポイントの文字において、にじみがわからない。
Ｂ：５ポイント以下の文字で、わずかににじみが認められる（実用レベル）。
Ｃ：にじみのため、５ポイント以下の文字が太く見える。
Ｄ：にじみが著しく、５ポイント以下の文字が判別できない。
【０１８０】
印字評価の結果を表２に示す。
（６）吐出安定性評価
前記実施例１（５）と同様のプリンタ、及びインクカートリッジを使用して、Ａ４版Ｘｅｒｏｘ　Ｐ紙に２００ページ連続印字して、印刷の乱れ具合を観察することで吐出安定性を評価した
なお、評価は目視により行い、以下の評価基準に基づいておこなった。
Ａ：全く印刷乱れが発生しない。
Ｂ：印刷乱れが見られたが１０箇所未満である（実用レベル）。
Ｃ：１０箇所以上１００箇所未満の範囲で印刷乱れがある。
Ｄ：１００箇所以上印刷乱れが発生した。
【０１８１】
吐出安定性評価の結果を表３に示す。
（７）保存安定性評価
前記実施例１（３）で製造したインクカートリッジを、それぞれ６０℃／１週間、−２０℃／１週間放置して、放置前後におけるカートリッジ内のインクの発生異物と物性値変動（粘度、表面張力）について評価した。
【０１８２】
なお、評価は以下の評価基準に基づいておこなった。
Ａ：６０℃あるいは−２０℃放置後の異物量・物性値と放置前のそれとの比が、０．９９〜１．０１の範囲内である。
Ｂ：比が０．９５〜０．９９、あるいは１．０１〜１．０５の範囲内である（実用レベル）。
Ｃ：比が０．９０〜０．９５、あるいは１．０５〜１．１０の範囲内である。
Ｄ：比が０．９０未満、あるいは１．１０より大きい。
【０１８３】
保存安定性評価結果を表３に示す。
【０１８４】
＜実施例２＞
（１）分散液の製造：分散液Ａ２
本実施例２に用いる分散液Ａ２の製造には、有機顔料である不溶性モノアゾイエロー顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー７４）を用いた。
【０１８５】
まず、攪拌機、温度計、還流管および滴下ロートをそなえた反応容器を窒素置換した後、スチレン１２部、ラウリルメタクリレート９部、メトキシポリエチレングリコールメタクリレート（ＮＫエステルＭ９０Ｇ；新中村化学株式会社製）１５部、イソブチルメタクリレートマクロマー（ＡＷ−６Ｓ；東亜合成株式会社製）５部、メタクリル酸３部、メルカプトエタノール０．３部を入れて７０℃に加熱し、別に用意したスチレン２５部、ラウリルメタクリレート３０部、メトキシポリエチレングリコールメタクリレート（ＮＫエステルＭ９０Ｇ；新中村化学株式会社製）１５部、イソブチルメタクリレートマクロマー（ＡＷ−６Ｓ；東亜合成株式会社製）１５部、メタクリル酸１０部、メチルエチルケトン２０部、メルカプトエタノール１．０部を滴下ロートに入れて４時間かけて反応容器に滴下しながら分散ポリマーを重合反応させた。次に、反応容器にメチルエチルケトンを添加して３５％濃度の分散ポリマー溶液を作成した。
【０１８６】
この分散ポリマー溶液の一部と取り出し、溶媒成分を留去後、全重量に対する芳香環の割合を前述の「芳香環量の測定」に記載の方法で測定したところ、分散ポリマー全重量に対する芳香環量は２５％であった。
【０１８７】
上記分散ポリマー溶液４０部と有機顔料である不溶性モノアゾイエロー顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー７４）３０部、０．１ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液１００部、メチルエチルケトン４０部を混合し、ホモジナイザーで３０分以上分散処理し、イオン交換水を３８０部添加して、さらに１時間分散する。そして、ロータリーエバポレーターを用いてメチルエチルケトンの全量と水の一部を留去後、水を適宜加えながら、限外濾過システムのミリタン（ミリポア社製）による分画分子量１０万の限外濾過を実施した。最後に、イオン交換水、及び中和剤として水酸化ナトリウム水溶液を攪拌しながら適宜加えてｐＨ７．５に調整してから、平均孔径５μｍのメンブランフィルタで濾過することで、分散体Ａ２（不溶性モノアゾイエロー顔料を芳香環量が２５％であるポリマーにより包含した分散体）を２０％含有する分散液Ａ２を得た。
【０１８８】
表１に分散液Ａ２に使用した顔料、分散ポリマー中の芳香環量、顔料：ポリマー比について示す。なお、ポリマー中の芳香環量、及び顔料：ポリマー比については実施例１（１）と同様に、前述の「芳香環量の測定」、及び「顔料：ポリマー比の測定」に記載の方法で測定した。
【０１８９】
（２）インクの調整
本実施例２では、前記実施例２（１）で得た分散液Ａ２、アセチレングリコール系界面活性剤であるサーフィノール４４０（エアープロダクツ株式会社製）とオルフィンＳＴＧ（日信化学工業株式会社製）、アルキレングリコールモノアルキルエーテルであるトリエチレングリコールモノブチルエーテル、及び１，２−アルキレングリコールである１，２−ペンタンジオールを使用した。具体的な組成を以下に示す。
【０１９０】
なお、インクの調整では分散体Ａ２の含有量が７．０％となるように分散液Ａ２を添加した。＜＞内の値は前記「平均粒径の測定」に記載の方法により測定した分散体Ａ２の平均粒径（単位：ｎｍ）を示す。
【０１９１】
また、下記本実施例２のインク組成中において「残量」として添加されるイオン交換水には、前記実施例１（２）と同様に、インク全重量に対してプロキセルＸＬ−２を０．０１％、ベンゾトリアゾールを０．０１％、及びＥＤＴＡ・２Ｎａ塩を０．０２％となるように添加したものを用いた。
【０１９２】
分散体Ａ２＜１２０＞　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　７．０％
サーフィノール４４０　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　０．２％
オルフィンＳＴＧ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　０．２％
トリエチレングリコールモノブチルエーテル　　　　　　　　　　　３．０％
１，２−ペンタンジオール　　　　　　　　　　　　　　　　　　　２．０％
２−ピロリドン　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　３．０％
グリセリン　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１３．５％
トリメチロールエタン　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　５．０％
トリエタノールアミン　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　０．１％
イオン交換水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　残量
【０１９３】
（３）インクカートリッジの製造
前記実施例２（２）で調製したインクを、前記「カートリッジの実施例」に記載の図１〜９で説明したカートリッジに注入することで、本実施例２に使用するインクカートリッジを得た。
【０１９４】
なお、カートリッジの各部品は、予め良く洗浄して各部品に付着したイオン性物質やゴミを除去してから、乾燥後、組み立ててインクを注入した。
【０１９５】
（４）一価のカチオン量の測定
前記実施例２（３）で製造したカートリッジ内のインクを、前記「一価のカチオン量の測定」に記載の方法により測定したところ、一価のカチオンの総量は１０３８ｐｐｍであった。なお、測定結果の詳細を表３に示す。
【０１９６】
（５）印字評価
前記実施例１（５）と同様にインクジェットプリンタＳｔｙｌｕｓ　Ｃ８０（セイコーエプソン株式会社製）を用いて、前記実施例２（３）で製造したインクカートリッジを挿入し、前記実施例１（５）と同様の評価紙を用いて、前記実施例１（５）と同様の評価基準により印字評価を行った。なお、印字評価の結果は表２に示す。
【０１９７】
（６）吐出安定性評価
前記実施例２（５）と同様のプリンタ、及びインクカートリッジを使用して、前記実施例１（６）と同様の評価方法で、前記実施例１（６）と同様の評価基準により吐出安定性評価を行った。なお、吐出安定性評価の結果は表３に示す。
【０１９８】
（７）保存安定性評価
前記実施例２（３）で製造したインクカートリッジについて、前記実施例１（７）と同様の評価方法で、前記実施例１（７）と同様の評価基準により保存安定性評価を行った。なお、保存安定性評価の結果は表３に示す。
【０１９９】
＜実施例３＞
（１）分散液の製造：分散液３
本実施例３に用いる分散液Ａ３の製造には、有機顔料であるキナクリドンレッド顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２）を用いた。
まず、攪拌機、温度計、還流管および滴下ロートをそなえた反応容器を窒素置換した後、スチレン１２部、スチレンマクロマー（ＡＳ−６；東亜合成株式会社製）６部、ｎ−ドデシルメタクリレート３．５部、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルメタクリレート１２部、メトキシポリエチレングリコールメタクリレート（ＮＫエステルＭ４０Ｇ；新中村化学株式会社製）２５部、メルカプトエタノール０．３部を入れて７０℃に加熱し、別に用意したスチレン１５部、スチレンマクロマー（ＡＳ−６；東亜合成株式会社製）８部、ｎ−ドデシルメタクリレート７部、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルメタクリレート２０部、メトキシポリエチレングリコールメタクリレート（ＮＫエステルＭ４０Ｇ；新中村化学株式会社製）３０部、メチルエチルケトン５０部、アゾビスイソブチロニトリル１．５部を滴下ロートに入れて４時間かけて反応容器に滴下しながら分散ポリマーを重合反応させた。次に、反応容器にメチルエチルケトンを添加して３８％濃度の分散ポリマー溶液を作成した。
【０２００】
この分散ポリマー溶液の一部と取り出し、溶媒成分を留去後、全重量に対する芳香環の割合を前述の「芳香環量の測定」に記載の方法で測定したところ、分散ポリマー全重量に対する芳香環量は４０％であった。
【０２０１】
上記分散ポリマー溶液４０部と有機顔料であるキナクリドンレッド顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２）２５部、０．１ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液１００部、メチルエチルケトン４０部を混合し、ホモジナイザーで３０分以上分散処理し、イオン交換水を３８０部添加して、さらに１時間分散する。そして、ロータリーエバポレーターを用いてメチルエチルケトンの全量と水の一部を留去後、水を適宜加えながら、限外濾過システムのミリタン（ミリポア社製）による分画分子量１０万の限外濾過を実施した。最後に、イオン交換水、及び中和剤として水酸化ナトリウム水溶液を攪拌しながら適宜加えてｐＨ７．５に調整してから、平均孔径５μｍのメンブランフィルタで濾過することで、分散体Ａ３（キナクリドンレッド顔料を芳香環量が４０％であるポリマーにより包含した分散体）を２０％含有する分散液Ａ３を得た。
【０２０２】
表１に分散液Ａ３に使用した顔料、分散ポリマー中の芳香環量、顔料：ポリマー比について示す。なお、ポリマー中の芳香環量、及び顔料：ポリマー比については実施例１（１）と同様に、前述の「芳香環量の測定」、及び「顔料：ポリマー比の測定」に記載の方法で測定した。
【０２０３】
（２）インクの調整
本実施例３では、前記実施例３（１）で得た分散液Ａ３、アセチレングリコール系界面活性剤であるオルフィンＥ１０１０（日信化学工業株式会社製）とサーフィノール１０４ＰＧ５０（エアープロダクツ株式会社製）、アルキレングリコールモノアルキルエーテルであるトリエチレングリコールモノブチルエーテル、及び１，２―アルキレングリコールである１，２−ヘキサンジオールを使用した。具体的な組成を以下に示す。
【０２０４】
なお、インクの調整では分散体Ａ３の含有量が７．５％となるように分散液Ａ３を添加した。＜＞内の値は前記「平均粒径の測定」に記載の方法により測定した分散体Ａ３の平均粒径（単位：ｎｍ）を示す。
【０２０５】
また、下記本実施例３のインク組成中において「残量」として添加されるイオン交換水には、前記実施例１（２）と同様に、インク全重量に対してプロキセルＸＬ−２を０．０１％、ベンゾトリアゾールを０．０１％、及びＥＤＴＡ・２Ｎａ塩を０．０２％となるように添加したものを用いた。
【０２０６】
分散体Ａ３＜１４０＞　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　７．５％
オルフィンＥ１０１０　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　０．１％
サーフィノール１０４ＰＧ５０　　　　　　　　　　　　　　　　　０．４％
トリエチレングリコールモノブチルエーテル　　　　　　　　　　　１．０％
１，２−ヘキサンジオール　　　　　　　　　　　　　　　　　　　２．５％
トリエチレングリコール　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　２．０％
２−ピロリドン　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　４．０％
グリセリン　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１３．８％
トリメチロールプロパン　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　６．０％
イオン交換水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　残量
【０２０７】
（３）インクカートリッジの製造
前記実施例３（２）で調製したインクを、前記「カートリッジの実施例」に記載の図１〜９で説明したカートリッジに注入することで、本実施例３に使用するインクカートリッジを得た。
【０２０８】
なお、カートリッジの各部品は、予め良く洗浄して各部品に付着したイオン性物質やゴミを除去してから、乾燥後、組み立ててインクを注入した。
【０２０９】
（４）一価のカチオン量の測定
前記実施例３（３）で製造したカートリッジ内のインクを、前記「一価のカチオン量の測定」に記載の方法により測定したところ、一価のカチオンの総量は１６２４ｐｐｍであった。なお、測定結果の詳細を表３に示す。
【０２１０】
（５）印字評価
前記実施例１（５）と同様にインクジェットプリンタＳｔｙｌｕｓ　Ｃ８０（セイコーエプソン株式会社製）を用いて、前記実施例３（３）で製造したインクカートリッジを挿入し、前記実施例１（５）と同様の評価紙を用いて、前記実施例１（５）と同様の評価基準により印字評価を行った。なお、印字評価の結果は表２に示す。
【０２１１】
（６）吐出安定性評価
前記実施例３（５）と同様のプリンタ、及びインクカートリッジを使用して、前記実施例１（６）と同様の評価方法で、前記実施例１（６）と同様の評価基準により吐出安定性評価を行った。なお、吐出安定性評価の結果は表３に示す。
【０２１２】
（７）保存安定性評価
前記実施例３（３）で製造したインクカートリッジについて、前記実施例１（７）と同様の評価方法で、前記実施例１（７）と同様の評価基準により保存安定性評価を行った。なお、保存安定性評価の結果は表３に示す。
【０２１３】
＜実施例４＞
（１）分散液の製造：分散液Ａ４
本実施例４に用いる分散液Ａ４の製造には、有機顔料であるフタロシアニンブルー顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：４）を用いた。
【０２１４】
まず、攪拌機、温度計、還流管および滴下ロートをそなえた反応容器を窒素置換した後、スチレン２０部、ラウリルメタクリレート９部、メトキシポリエチレングリコールメタクリレート（ＮＫエステルＭ９０Ｇ；新中村化学株式会社製）１５部、イソブチルメタクリレートマクロマー（ＡＷ−６Ｓ；東亜合成株式会社製）５部、スチレンマクロマー（ＡＳ−６；東亜合成株式会社製）１０部、メタクリル酸５部、メチルエチルケトン５部、ｎ−ドデシルメルカプタン０．３部を入れて７０℃に加熱し、別に用意したスチレン２５部、ラウリルメタクリレート３０部、メトキシポリエチレングリコールメタクリレート（ＮＫエステルＭ９０Ｇ；新中村化学株式会社製）２０部、イソブチルメタクリレートマクロマー（ＡＷ−６Ｓ；東亜合成株式会社製）１５部、スチレンマクロマー（ＡＳ−６；東亜合成株式会社製）１５部、メタクリル酸５部、メチルエチルケトン２０部、ｎ−ドデシルメルカプタン１．５部を滴下ロートに入れて４時間かけて反応容器に滴下しながら分散ポリマーを重合反応させた。次に、反応容器にメチルエチルケトンを添加して４０％濃度の分散ポリマー溶液を作成した。
【０２１５】
この分散ポリマー溶液の一部と取り出し、溶媒成分を留去後、全重量に対する芳香環の割合を前述の「芳香環量の測定」に記載の方法で測定したところ、分散ポリマー全重量に対する芳香環量は４６％であった。
【０２１６】
上記分散ポリマー溶液４０部と有機顔料であるフタロシアニンブルー顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：４）４０部、０．１ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液１００部、メチルエチルケトン４０部を混合し、ホモジナイザーで３０分以上分散処理し、イオン交換水を３５０部添加して、さらに１時間分散する。そして、ロータリーエバポレーターを用いてメチルエチルケトンの全量と水の一部を留去後、水を適宜加えながら、限外濾過システムのミリタン（ミリポア社製）による分画分子量１０万の限外濾過を実施した。最後に、イオン交換水、及び中和剤として水酸化ナトリウム水溶液を攪拌しながら適宜加えてｐＨ７．５に調整してから、平均孔径５μｍのメンブランフィルタで濾過することで、分散体Ａ４（フタロシアニンブルー顔料を芳香環量が４６％であるポリマーにより包含した分散体）を２０％含有する分散液Ａ４を得た。
【０２１７】
表１に分散液Ａ４に使用した顔料、分散ポリマー中の芳香環量、顔料：ポリマー比について示す。なお、ポリマー中の芳香環量、及び顔料：ポリマー比については実施例１（１）と同様に、前述の「芳香環量の測定」、及び「顔料：ポリマー比の測定」に記載の方法で測定した。
【０２１８】
（２）インクの調整
本実施例４では、前記実施例４（１）で得た分散液Ａ４、アセチレングリコール系界面活性剤であるアセチレノールＥ１００（川研ファインケミカル株式会社製）、アルキレングリコールモノアルキルエーテルであるプロピレングリコールモノブチルエーテル、及び１，２―アルキレングリコールである１，２−ヘキサンジオールを使用した。具体的な組成を以下に示す。
【０２１９】
なお、インクの調整では分散体Ａ４の含有量が８．０％となるように分散液Ａ４を添加した。＜＞内の値は前記「平均粒径の測定」に記載の方法により測定した分散体Ａ４の平均粒径（単位：ｎｍ）を示す。
【０２２０】
また、下記本実施例４のインク組成中において「残量」として添加されるイオン交換水には、前記実施例１（２）と同様に、インク全重量に対してプロキセルＸＬ−２を０．０１％、ベンゾトリアゾールを０．０１％、及びＥＤＴＡ・２Ｎａ塩を０．０２％となるように添加したものを用いた。
【０２２１】
分散体Ａ４＜１００＞　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　８．０％
アセチレノールＥ１００　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　０．５％
プロピレングリコールモノブチルエーテル　　　　　　　　　　　　３．０％
１，２−ヘキサンジオール　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１．０％
トリエチレングリコール　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　３．０％
グリセリン　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１３．８％
トリメチロールプロパン　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　５．２％
トリプロパノールアミン　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　０．２％
イオン交換水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　残量
【０２２２】
（３）インクカートリッジの製造
前記実施例４（２）で調製したインクを、前記「カートリッジの実施例」に記載の図１〜９で説明したカートリッジに注入することで、本実施例４に使用するインクカートリッジを得た。
【０２２３】
なお、カートリッジの各部品は、予め良く洗浄して各部品に付着したイオン性物質やゴミを除去してから、乾燥後、組み立ててインクを注入した。
【０２２４】
（４）一価のカチオン量の測定
前記実施例４（３）で製造したカートリッジ内のインクを、前記「一価のカチオン量の測定」に記載の方法により測定したところ、一価のカチオンの総量は１１２３ｐｐｍであった。なお、測定結果の詳細を表３に示す。
【０２２５】
（５）印字評価
前記実施例１（５）と同様にインクジェットプリンタＳｔｙｌｕｓ−Ｃ８０（セイコーエプソン株式会社製）を用いて、前記実施例４（３）で製造したインクカートリッジを挿入し、前記実施例１（５）と同様の評価紙を用いて、前記実施例１（５）と同様の評価基準により印字評価を行った。なお、印字評価の結果は表２に示す。
【０２２６】
（６）吐出安定性評価
前記実施例４（５）と同様のプリンタ、及びインクカートリッジを使用して、前記実施例１（６）と同様の評価方法で、前記実施例１（６）と同様の評価基準により吐出安定性評価を行った。なお、吐出安定性評価の結果は表３に示す。
【０２２７】
（７）保存安定性評価
前記実施例４（３）で製造したインクカートリッジについて、前記実施例１（７）と同様の評価方法で、前記実施例１（７）と同様の評価基準により保存安定性評価を行った。なお、保存安定性評価の結果は表３に示す。
【０２２８】
＜実施例５＞
（１）分散液の製造：分散液Ａ５
本実施例５に用いる分散液Ａ５の製造には、ペリノンオレンジ顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ４３）を用いた。それ以外は、前記実施例４（１）に記載と同様の方法により、分散体Ａ５（ペリノンオレンジ顔料を芳香環量が５６％であるポリマーにより包含した分散体）を２０％含有する分散液５を得た。
【０２２９】
表１に分散液Ａ５に使用した顔料、分散ポリマー中の芳香環量、顔料：ポリマー比について示す。なお、ポリマー中の芳香環量、及び顔料：ポリマー比については実施例１（１）と同様に、前述の「芳香環量の測定」、及び「顔料：ポリマー比の測定」に記載の方法で測定した。
【０２３０】
（２）インクの調整
本実施例５では、前記実施例５（１）で得た分散液Ａ５、アセチレングリコール系界面活性剤であるサーフィノール４８５とサーフィノールＴＧ（いずれもエアープロダクツ株式会社製）、アルキレングリコールモノアルキルエーテルであるジプロピレングリコールモノブチルエーテル、及び１，２―アルキレングリコールである１，２−ペンタンジオールを使用した。具体的な組成を以下に示す。
【０２３１】
なお、インクの調整では分散体Ａ５の含有量が１０．０％となるように分散液Ａ５を添加した。＜＞内の値は前記「平均粒径の測定」に記載の方法により測定した分散体Ａ５の平均粒径（単位：ｎｍ）を示す。
【０２３２】
また、下記本実施例５のインク組成中において「残量」として添加されるイオン交換水には、前記実施例１（２）と同様に、インク全重量に対してプロキセルＸＬ−２を０．０１％、ベンゾトリアゾールを０．０１％、及びＥＤＴＡ・２Ｎａ塩を０．０２％となるように添加したものを用いた。
【０２３３】
分散体Ａ５＜１５０＞　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１０．０％
サーフィノール４８５　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　０．５％
サーフィノールＴＧ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　０．２％
ジプロピレングリコールモノブチルエーテル　　　　　　　　　　　２．０％
１，２−ペンタンジオール　　　　　　　　　　　　　　　　　　　２．０％
Ｎ−メチル−２−ピロリドン　　　　　　　　　　　　　　　　　　５．０％
グリセリン　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１１．２％
トレハロース　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　５．８％
イオン交換水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　残量
【０２３４】
（３）インクカートリッジの製造
前記実施例５（２）で調製したインクを、前記「カートリッジの実施例」に記載の図１〜９で説明したカートリッジに注入することで、本実施例５に使用するインクカートリッジを得た。
【０２３５】
なお、カートリッジの各部品は、予め良く洗浄して各部品に付着したイオン性物質やゴミを除去してから、乾燥後、組み立ててインクを注入した。
【０２３６】
（４）一価のカチオン量の測定
前記実施例５（３）で製造したカートリッジ内のインクを、前記「一価のカチオン量の測定」に記載の方法により測定したところ、一価のカチオンの総量は１０４０ｐｐｍであった。なお、測定結果の詳細を表３に示す。
【０２３７】
（５）印字評価
前記実施例１（５）と同様にインクジェットプリンタＳｔｙｌｕｓ　Ｃ８０（セイコーエプソン株式会社製）を用いて、前記実施例５（３）で製造したインクカートリッジを挿入し、前記実施例１（５）と同様の評価紙を用いて、前記実施例１（５）と同様の評価基準により印字評価を行った。なお、印字評価の結果は表２に示す。
【０２３８】
（６）吐出安定性評価
前記実施例５（５）と同様のプリンタ、及びインクカートリッジを使用して、前記実施例１（６）と同様の評価方法で、前記実施例１（６）と同様の評価基準により吐出安定性評価を行った。なお、吐出安定性評価の結果は表３に示す。
【０２３９】
（７）保存安定性評価
前記実施例５（３）で製造したインクカートリッジについて、前記実施例１（７）と同様の評価方法で、前記実施例１（７）と同様の評価基準により保存安定性評価を行った。なお、保存安定性評価の結果は表３に示す。
【０２４０】
＜実施例６＞
（１）分散液の製造：分散液Ａ６
本実施例６に用いる分散液Ａ６の製造には、ベンズイミダゾロンブラウン顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメントブラウン３２）を用いた。それ以外は、前記実施例４（１）に記載と同様の方法により、分散体Ａ６（ベンズイミダゾロンブラウン顔料を芳香環量が６９％であるポリマーにより包含した分散体）を２０％含有する分散液Ａ６を得た。
【０２４１】
表１に分散液Ａ６に使用した顔料、分散ポリマー中の芳香環量、顔料：ポリマー比について示す。なお、ポリマー中の芳香環量、及び顔料：ポリマー比については実施例１（１）と同様に、前述の「芳香環量の測定」、及び「顔料：ポリマー比の測定」に記載の方法で測定した。
【０２４２】
（２）インクの調整
本実施例６では、前記実施例６（１）で得た分散液Ａ６、アセチレングリコール系界面活性剤であるサーフィノール４２０、及びアルキレングリコールモノアルキルエーテルであるジエチレングリコールモノブチルエーテルを使用した。具体的な組成を以下に示す。
【０２４３】
なお、インクの調整では分散体Ａ６の含有量が５．０％となるように分散液Ａ６を添加した。＜＞内の値は前記「平均粒径の測定」に記載の方法により測定した分散体Ａ６の平均粒径（単位：ｎｍ）を示す。
【０２４４】
また、下記本実施例６のインク組成中において「残量」として添加されるイオン交換水には、前記実施例１（２）と同様に、インク全重量に対してプロキセルＸＬ−２を０．０１％、ベンゾトリアゾールを０．０１％、及びＥＤＴＡ・２Ｎａ塩を０．０２％となるように添加したものを用いた。
【０２４５】
分散体Ａ６＜１４０＞　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　５．０％
サーフィノール４２０　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　０．１％
ジエチレングリコールモノブチルエーテル　　　　　　　　　　　　３．０％
１，６−ヘキサンジオール　　　　　　　　　　　　　　　　　　　２．０％
テトラエチレングリコール　　　　　　　　　　　　　　　　　　　５．５％
グリセリン　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１３．５％
トリエタノールアミン　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　０．５％
イオン交換水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　残量
【０２４６】
（３）インクカートリッジの製造
前記実施例６（２）で調製したインクを、前記「カートリッジの実施例」に記載の図１〜９で説明したカートリッジに注入することで、本実施例６に使用するインクカートリッジを得た。
【０２４７】
なお、カートリッジの各部品は、予め良く洗浄して各部品に付着したイオン性物質やゴミを除去してから、乾燥後、組み立ててインクを注入した。
【０２４８】
（４）一価のカチオン量の測定
前記実施例６（３）で製造したカートリッジ内のインクを、前記「一価のカチオン量の測定」に記載の方法により測定したところ、一価のカチオンの総量は２３１７ｐｐｍであった。なお、測定結果の詳細を表３に示す。
【０２４９】
（５）印字評価
前記実施例１（５）と同様にインクジェットプリンタＳｔｙｌｕｓ　Ｃ８０（セイコーエプソン株式会社製）を用いて、前記実施例６（３）で製造したインクカートリッジを挿入し、前記実施例１（５）と同様の評価紙を用いて、前記実施例１（５）と同様の評価基準により印字評価を行った。なお、印字評価の結果は表２に示す。
【０２５０】
（６）吐出安定性評価
前記実施例６（５）と同様のプリンタ、及びインクカートリッジを使用して、前記実施例１（６）と同様の評価方法で、前記実施例１（６）と同様の評価基準により吐出安定性評価を行った。なお、吐出安定性評価の結果は表３に示す。
【０２５１】
（７）保存安定性評価
前記実施例６（３）で製造したインクカートリッジについて、前記実施例１（７）と同様の評価方法で、前記実施例１（７）と同様の評価基準により保存安定性評価を行った。なお、保存安定性評価の結果は表３に示す。
【０２５２】
＜実施例７＞
（１）分散液の製造：分散液Ａ７
本実施例７に用いる分散液Ａ７の製造には、有機顔料であるとキナクリドンバイオレット顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレッド１９）を用いた。それ以外は、前記実施例４（１）に記載と同様の方法により、分散体Ａ７（キナクリドンバイオレット顔料を芳香環量が２１％であるポリマーにより包含した分散体）を２０％含有する分散液Ａ７を得た。
【０２５３】
表１に分散液Ａ７に使用した顔料、分散ポリマー中の芳香環量、顔料：ポリマー比について示す。なお、ポリマー中の芳香環量、及び顔料：ポリマー比については実施例１（１）と同様に、前述の「芳香環量の測定」、及び「顔料：ポリマー比の測定」に記載の方法で測定した。
【０２５４】
（２）インクの調整
本実施例７では、前記実施例７（１）で得た分散液Ａ７、アセチレンアルコール系界面活性剤であるサーフィノール６１とサーフィノールＴＧ（いずれもエアープロダクツ株式会社製）、アルキレングリコールモノアルキルエーテルであるトリエチレングリコールモノブチルエーテル、及び１，２アルキレングリコールである１，２−ペンタンジオールを使用した。具体的な組成を以下に示す。
【０２５５】
なお、インクの調整では分散体Ａ７の含有量が６．０％となるように分散液Ａ７を添加した。＜＞内の値は前記「平均粒径の測定」に記載の方法により測定した分散体Ａ７の平均粒径（単位：ｎｍ）を示す。
【０２５６】
また、下記本実施例７のインク組成中において「残量」として添加されるイオン交換水には、前記実施例１（２）と同様に、インク全重量に対してプロキセルＸＬ−２を０．０１％、ベンゾトリアゾールを０．０１％、及びＥＤＴＡ・２Ｎａ塩を０．０２％となるように添加したものを用いた。
【０２５７】
分散体Ａ７＜１２０＞　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　６．０％
サーフィノール６１　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　０．３％
サーフィノールＴＧ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　０．１％
トリエチレングリコールモノブチルエーテル　　　　　　　　　　　１．５％
１，２−ペンタンジオール　　　　　　　　　　　　　　　　　　　２．０％
ジエチレングリコール　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　２．０％
チオジグリコール　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　４．０％
グリセリン　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１２．６％
トリメチロールエタン　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　７．０％
イオン交換水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　残量
【０２５８】
（３）インクカートリッジの製造
前記実施例７（２）で調製したインクを、前記「カートリッジの実施例」に記載の図１〜９で説明したカートリッジに注入することで、本実施例７に使用するインクカートリッジを得た。
【０２５９】
なお、カートリッジの各部品は、予め良く洗浄して各部品に付着したイオン性物質やゴミを除去してから、乾燥後、組み立ててインクを注入した。
【０２６０】
（４）一価のカチオン量の測定
前記実施例７（３）で製造したカートリッジ内のインクを、前記「一価のカチオン量の測定」に記載の方法により測定したところ、一価のカチオンの総量は１３４９ｐｐｍであった。なお、測定結果の詳細を表３に示す。
【０２６１】
（５）印字評価
前記実施例１（５）と同様にインクジェットプリンタＳｔｙｌｕｓ　Ｃ８０（セイコーエプソン株式会社製）を用いて、前記実施例７（３）で製造したインクカートリッジを挿入し、前記実施例１（５）と同様の評価紙を用いて、前記実施例１（５）と同様の評価基準により印字評価を行った。なお、印字評価の結果は表２に示す。
【０２６２】
（６）吐出安定性評価
前記実施例７（５）と同様のプリンタ、及びインクカートリッジを使用して、前記実施例１（６）と同様の評価方法で、前記実施例１（６）と同様の評価基準により吐出安定性評価を行った。なお、吐出安定性評価の結果は表３に示す。
【０２６３】
（７）保存安定性評価
前記実施例７（３）で製造したインクカートリッジについて、前記実施例１（７）と同様の評価方法で、前記実施例１（７）と同様の評価基準により保存安定性評価を行った。なお、保存安定性評価の結果は表３に示す。
【０２６４】
＜実施例８＞
（１）分散液の製造：分散液Ａ８
本実施例８に用いる分散液Ａ８の製造には、有機顔料であるフタロシアニングリーン顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメングリーン７）を用いた。それ以外は、前記実施例４（１）に記載と同様の方法により、分散体Ａ８（フタロシアニングリーン顔料を芳香環量が３０％であるポリマーにより包含した分散体）を２０％含有する分散液Ａ８を得た。
【０２６５】
表１に分散液Ａ８に使用した顔料、分散ポリマー中の芳香環量、顔料：ポリマー比について示す。なお、ポリマー中の芳香環量、及び顔料：ポリマー比については実施例１（１）と同様に、前述の「芳香環量の測定」、及び「顔料：ポリマー比の測定」に記載の方法で測定した。
【０２６６】
（２）インクの調整
本実施例８では、前記実施例８（１）で得た分散液Ａ８、アセチレングリコール系界面活性剤であるオルフィンＥ１０１０（日信化学工業株式会社製）とサーフィノール１０４（エアープロダクツ株式会社製）、アルキレングリコールモノアルキルエーテルであるジプロピレングリコールモノブチルエーテル、及び１，２−アルキレングリコールである１，２−ペンタンジオールを使用した。具体的な組成を以下に示す。
【０２６７】
なお、インクの調整では分散体Ａ８の含有量が８．０％となるように分散液Ａ８を添加した。＜＞内の値は前記「平均粒径の測定」に記載の方法により測定した分散体Ａ８の平均粒径（単位：ｎｍ）を示す。
【０２６８】
また、下記本実施例８のインク組成中において「残量」として添加されるイオン交換水には、前記実施例１（２）と同様に、インク全重量に対してプロキセルＸＬ−２を０．０１％、ベンゾトリアゾールを０．０１％、及びＥＤＴＡ・２Ｎａ塩を０．０２％となるように添加したものを用いた。
【０２６９】
分散体Ａ８＜１１０＞　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　８．０％
オルフィンＥ１０１０　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　０．３％
サーフィノール１０４　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　０．１％
ジプロピレングリコールモノブチルエーテル　　　　　　　　　　　１．０％
１，２−ペンタンジオール　　　　　　　　　　　　　　　　　　　３．０％
トリエチレングリコール　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　２．０％
チオジグリコール　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　４．０％
グリセリン　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１３．８％
トリメチロールプロパン　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　６．０％
トリエタノールアミン　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　０．１％
イオン交換水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　残量
【０２７０】
（３）インクカートリッジの製造
前記実施例８（２）で調製したインクを、前記「カートリッジの実施例」に記載の図１〜９で説明したカートリッジに注入することで、本実施例８に使用するインクカートリッジを得た。
【０２７１】
なお、カートリッジの各部品は、予め良く洗浄して各部品に付着したイオン性物質やゴミを除去してから、乾燥後、組み立ててインクを注入した。
【０２７２】
（４）一価のカチオン量の測定
前記実施例８（３）で製造したカートリッジ内のインクを、前記「一価のカチオン量の測定」に記載の方法により測定したところ、一価のカチオンの総量は１４８１ｐｐｍであった。なお、測定結果を表３に示す。
【０２７３】
（５）印字評価
前記実施例１（５）と同様にインクジェットプリンタＳｔｙｌｕｓ　Ｃ８０（セイコーエプソン株式会社製）に、前記実施例８（３）で製造したインクカートリッジを挿入し、前記実施例１（５）と同様の評価紙を用いて、前記実施例１（５）と同様の評価基準により印字評価を行った。なお、印字評価の結果は表２に示す。
【０２７４】
（６）吐出安定性評価
前記実施例８（５）と同様のプリンタ、及びインクカートリッジを使用して、前記実施例１（６）と同様の評価方法で、前記実施例１（６）と同様の評価基準により吐出安定性評価を行った。なお、吐出安定性評価の結果は表３に示す。
【０２７５】
（７）保存安定性評価
前記実施例８（３）で製造したインクカートリッジについて、前記実施例１（７）と同様の評価方法で、前記実施例１（７）と同様の評価基準により保存安定性評価を行った。なお、保存安定性評価の結果は表３に示す。
【０２７６】
＜実施例９＞
（１）分散液の製造
本実施例９では前記実施例８（１）で製造した分散液Ａ８を使用した。
【０２７７】
（２）インクの調整
本実施例９では前記実施例８（２）で調整したインク使用した。
【０２７８】
（３）インクカートリッジの製造
前記実施例８（２）で調製したインクを、前記「カートリッジの実施例」に記載の図１〜９で説明したカートリッジに注入することで、本実施例９に使用するインクカートリッジを得た。
【０２７９】
なお、本実施例ではカートリッジの各部品を洗浄することなく組み立ててインクを注入した。
【０２８０】
（４）一価のカチオン量の測定
前記実施例９（３）で製造したカートリッジ内のインクを、前記「一価のカチオン量の測定」に記載の方法により測定したところ、一価のカチオンの総量は２９６６ｐｐｍであった。なお、測定結果の詳細を表３に示す。
【０２８１】
（５）印字評価
前記実施例１（５）と同様にインクジェットプリンタＳｔｙｌｕｓ　Ｃ８０（セイコーエプソン株式会社製）に、前記実施例９（３）で製造したインクカートリッジを挿入し、前記実施例１（５）と同様の評価紙を用いて、前記実施例１（５）と同様の評価基準により印字評価を行った。なお、印字評価の結果は表２に示す。
【０２８２】
（６）吐出安定性評価
前記実施例９（５）と同様のプリンタ、及びインクカートリッジを使用して、前記実施例１（６）と同様の評価方法で、前記実施例１（６）と同様の評価基準により吐出安定性評価を行った。なお、吐出安定性評価の結果は表３に示す。
【０２８３】
（７）保存安定性評価
前記実施例９（３）で製造したインクカートリッジについて、前記実施例１（７）と同様の評価方法で、前記実施例１（７）と同様の評価基準により保存安定性評価を行った。なお、保存安定性評価の結果は表３に示す。
【０２８４】
＜比較例１＞
（１）分散液の製造：分散液Ｂ１
本比較例１では、前記実施例１（１）と同様に無機顔料であるカーボンブラック顔料のカラーブラックＦＷ１８（デグサ株式会社製）を用いて、本比較例１で用いる分散液Ｂ１を製造した。
【０２８５】
但し、本比較例１では、前記実施例１（１）において実施した限外濾過処理を実施しなかった。
【０２８６】
まず、攪拌機、温度計、還流管および滴下ロートをそなえた反応容器を窒素置換した後、スチレン２５部、α−メチルスチレン５部、ブチルメタクリレート１５部、ラウリルメタクリレート１０部、アクリル酸２部、ｔ―ドデシルメルカプタン０．５部を入れ、本比較例では６０℃に加熱した。別に用意したスチレン１５０部、アクリル酸１５部、ブチルメタクリレート５０部、ｔ−ドデシルメルカプタン１部、メチルエチルケトン２０部およびアゾビスイソブチロニトリル３部を滴下ロートに入れ、反応容器に滴下しながら本比較例では４時間で分散ポリマーを重合させた。次に、反応容器にメチルエチルケトンを添加して４０％濃度の分散ポリマー溶液を作成した。
【０２８７】
この分散ポリマー溶液の一部と取り出し、溶媒成分を留去後、全重量に対する芳香環の割合を前述の「芳香環量の測定」に記載の方法で測定したところ、分散ポリマー全重量に対する芳香環量は４０％であった。
【０２８８】
上記分散ポリマー溶液４０部とカーボンブラック顔料であるカラーブラックＦＷ１８（デグサ社製）３０部、０．１ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液１００部、メチルエチルケトン３５部を混合し、ホモジナイザーで３０分以上分散処理し、イオン交換水を３５０部添加して、さらに１時間分散する。そして、ロータリーエバポレーターを用いてメチルエチルケトンの全量と水の一部を留去後、本比較例では限外濾過を実施せず、イオン交換水、及び中和剤として水酸化ナトリウム水溶液を攪拌しながら適宜加えてｐＨ７．５に調整してから、平均孔径５μｍのメンブランフィルタで濾過することで、分散体Ｂ１（カーボンブラック顔料を芳香環量が４０％であるポリマーにより包含した分散体）を２０％含有する分散液１を得た。
【０２８９】
表１に分散液Ｂ１に使用した顔料、分散ポリマー中の芳香環量、顔料：ポリマー比について示す。なお、顔料：ポリマー比については前記「顔料：ポリマー比の測定」に記載の方法で測定した。
【０２９０】
（２）インクの調整
本比較例１では、前記比較例１（１）で得た分散液Ｂ１を使用してインクを調整した。具体的な組成を以下に示す。
【０２９１】
なお、インクの調整では分散体Ｂ１の含有量が８．０％となるように分散液Ｂ１を添加した。＜＞内の値は前記「平均粒径の測定」に記載の方法により測定した分散体Ｂ１の平均粒径（単位：ｎｍ）を示す。
【０２９２】
また、下記本比較例１のインク組成中において「残量」として添加されるイオン交換水には、前記実施例１（２）と同様に、インク全重量に対してプロキセルＸＬ−２を０．０１％、ベンゾトリアゾールを０．０１％、及びＥＤＴＡ・２Ｎａ塩を０．０２％となるように添加したものを用いた。
【０２９３】
分散体Ｂ１＜１４０＞　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　８．０％
非イオン系界面活性剤　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１．０％
エチレングリコール　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　５．０％
グリセリン　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１５．０％
イオン交換水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　残量
なお上記組成中、非イオン系界面活性剤としてエパン４５０（商品名；第一工業製薬株式会社製）を使用した。
【０２９４】
（３）インクカートリッジの製造
前記比較例１（２）で調製したインクを、前記「カートリッジの実施例」に記載の図１４〜１９で説明したカートリッジに注入することで、本比較例１に使用するインクカートリッジを得た。
【０２９５】
なお、本比較例ではカートリッジの各部品を洗浄することなく組み立ててインクを注入した。
【０２９６】
（４）一価のカチオン量の測定
前記比較例１（３）で製造したカートリッジ内のインクを、前記「一価のカチオン量の測定」に記載の方法により測定したところ、一価のカチオンの総量は４３８７ｐｐｍであった。なお、測定結果の詳細を表３に示す。
【０２９７】
（５）印字評価
前記実施例１（５）と同様にインクジェットプリンタＳｔｙｌｕｓ　Ｃ８０（セイコーエプソン株式会社製）を用いて、前記比較例１（３）で製造したインクカートリッジを挿入し、前記実施例１（５）と同様の評価紙を用いて、前記実施例１（５）と同様の評価基準により印字評価を行った。なお、印字評価の結果は表２に示す。
【０２９８】
（６）吐出安定性評価
前記比較例１（５）と同様のプリンタ、及びインクカートリッジを使用して、前記実施例１（６）と同様の評価方法で、前記実施例１（６）と同様の評価基準により吐出安定性評価を行った。なお、吐出安定性評価の結果は表３に示す。
【０２９９】
（７）保存安定性評価
前記比較例１（３）で製造したインクカートリッジについて、前記実施例１（７）と同様の評価方法で、前記実施例１（７）と同様の評価基準により保存安定性評価を行った。なお、保存安定性評価の結果は表３に示す。
【０３００】
＜比較例２＞
（１）分散液の製造：分散液Ｂ２
本比較例２に用いる分散液Ｂ２の製造には、有機顔料のフタロシアニングリーン顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン７）を分散樹脂であるソルスパース２７０００（アビシア株式会社製）を使用して分散した。
【０３０１】
Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン７を１５部と、ソルスパース２７０００を５部、ジエタノールアミン５部、２−プロパノール０．５部、及びイオン交換水７４．５部をビーズミルミニゼータ（アジサワ株式会社製）により２時間分散処理を行なって分散体Ｂ２を２０％（顔料：１５％、分散樹脂：５％）含有する比較例２で使用する分散液Ｂ２を得た。
【０３０２】
（２）インクの調整
本比較例２では、前記比較例２（１）で得た分散液Ｂ２を使用してインクを調整した。本比較例の具体的な組成を以下に示す。
【０３０３】
なお、インクの調整では分散体Ｂ２の含有量が８．０％となるように分散液Ｂ２を添加した。＜＞内の値は前記「平均粒径の測定」に記載の方法により測定した分散体Ｂ２の平均粒径（単位：ｎｍ）を示す。
【０３０４】
また、下記本比較例２のインク組成中において「残量」として添加されるイオン交換水には、前記実施例１（２）と同様に、インク全重量に対してプロキセルＸＬ−２を０．０１％、ベンゾトリアゾールを０．０１％、及びＥＤＴＡ・２Ｎａ塩を０．０２％となるように添加したものを用いた。
【０３０５】
分散体Ｂ２＜１５０＞　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　８．０％
非イオン系界面活性剤　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１．０％
エチレングリコール　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　５．０％
グリセリン　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１５．０％
イオン交換水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　残量
なお上記組成中、非イオン系界面活性剤としてノイゲンＥＡ１６０（商品名；第一工業製薬株式会社製）を使用した。
【０３０６】
（３）インクカートリッジの製造
前記比較例２（２）で調製したインクを、前記「カートリッジの実施例」に記載の図１〜９で説明したカートリッジに注入することで、本比較例２に使用するインクカートリッジを得た。
【０３０７】
なお、カートリッジの各部品は、予め良く洗浄して各部品に付着したイオン性物質やゴミを除去してから、乾燥後、組み立ててインクを注入した。
【０３０８】
（４）一価のカチオン量の測定
前記比較例２（３）で製造したカートリッジ内のインクを、前記「一価のカチオン量の測定」に記載の方法により測定したところ、一価のカチオンの総量は５０４３ｐｐｍであった。なお、測定結果の詳細を表３に示す。
【０３０９】
（５）印字評価
前記実施例１（５）と同様にインクジェットプリンタＳｔｙｌｕｓ　Ｃ８０（セイコーエプソン株式会社製）を用いて、前記比較例２（３）で製造したインクカートリッジを挿入し、前記実施例１（５）と同様の評価紙を用いて、前記実施例１（５）と同様の評価基準により印字評価を行った。なお、印字評価の結果は表２に示す。
【０３１０】
（６）吐出安定性評価
前記比較例２（５）と同様のプリンタ、及びインクカートリッジを使用して、前記実施例１（６）と同様の評価方法で、前記実施例１（６）と同様の評価基準により吐出安定性評価を行った。なお、吐出安定性評価の結果は表３に示す。
【０３１１】
（７）保存安定性評価
前記比較例２（３）で製造したインクカートリッジについて、前記実施例１（７）と同様の評価方法で、前記実施例１（７）と同様の評価基準により保存安定性評価を行った。なお、保存安定性評価の結果は表３に示す。
【０３１２】
【表１】

Figure 2004098402
【０３１３】
【表２】
Figure 2004098402
【０３１４】
表１、２の結果から明らかなように比較例で用いるようなインクカートリッジは印字品質が悪く、本発明によるインクカートリッジを用いると印字品質が良好なことが分かる。
【０３１５】
以上のように、本発明のインクカートリッジを用いることにより、いずれの紙種に対してもにじみが低減される高品質な印字記録を得ることができる。
【０３１６】
【表３】
Figure 2004098402
【０３１７】
表３の結果から明らかなように、インクの液性成分中の一価のカチオン量を３０００ｐｐｍ以下に抑えた本発明によるインクカートリッジは優れた吐出安定性、保存性安定性を確保し、表２より印字品質も優れていることがわかる。また、一価のカチオンの量が１７００ｐｐｍ以下の場合は格段に吐出安定性、保存性安定性が優れたものになることがわかる。一方、比較例にあるように一価のカチオンの量が４０００ｐｐｍを越えた場合は、印字品質、吐出安定性、保存安定性ともに、実用レベルに至らないことがわかる。
【０３１８】
以上の結果からわかるように、本発明によるインクカートリッジを用いることで良好な印字品質、吐出安定性を得ることができ、しかもインクカートリッジ自体の保存性安定性を優れていることがわかる。
【０３１９】
【発明の効果】
本発明によるインクカートリッジは、昨今の高画質化、高速化の為に、ノズルが微細化され、高い周波数で駆動するインクジェットヘッドを有するインクジェットプリンタに好適に用いることができる。しかも本発明によるインクカートリッジは保存安定性にすぐれ、さらに良好な印字画像を得ることができ、印字画像の乾燥性にも優れる。
【０３２０】
【図面の簡単な説明】
【図１】図（イ）、（ロ）は、それぞれ本発明のインクカートリッジの一実施例の表裏の外観を示す斜視図である。
【図２】図（イ）乃至（ニ）は、それぞれ同上インクカートリッジの上面図、正面図、底面図、及び側面図である。
【図３】同上インクカートリッジが装着されるキャリッジの一実施例を示す断面図である。
【図４】図（イ）、（ロ）は、それぞれインクカートリッジをキャリッジに装着する過程を示す図である。
【図５】図（イ）、（ロ）は、それぞれインクカートリッジを構成する容器本体の一実施例を、開口面及び表面の構造で示す斜視図である。
【図６】同上インクカートリッジを構成する容器本体の底面の構造を、開口面側から見た状態で示す斜視図である。
【図７】同上インクカートリッジを構成する容器本体の開口面の構造を示す正面図である。
【図８】同上インクカートリッジの一実施例を示す分解斜視図である。
【図９】同上インクカートリッジの一実施例を示す分解斜視図である。
【図１０】差圧弁収容室の近傍の構造を拡大して示す断面図である。
【図１１】図（イ）、（ロ）は、それぞれ大気連通用のバルブ収容室の構造を閉状態、及び開状態で拡大して示す断面図である。
【図１２】図（イ）、（ロ）は、それぞれ識別用ブロックの一実施例を示す斜視図と正面図である。
【図１３】図（Ｉ）〜（Ｖ）は、それぞれ同上インクカートリッジのインク量の変化を模式的に示す斜視図である。
【図１４】図（イ）〜（ハ）は、それぞれ同上インクカートリッジを大容量タイプに構成した場合の実施例を示す斜視図と底面図である。
【図１５】同上大容量タイプのインクカートリッジを構成する容器本体の底面の構造を、開口面側から見た状態で示す斜視図である。
【図１６】同上大容量タイプのインクカートリッジを構成する容器本体の表面側の構造を示す斜視図である。
【図１７】同上大容量タイプのインクカートリッジの一実施例を示す容器本体の開口面の構造を示す正面図である。
【図１８】同上大容量タイプのインクカートリッジの一実施例を示す組立斜視図である。
【図１９】図（イ）、（ロ）は、それぞれ同上大容量タイプのインクカートリッジのインク供給口の構造を示す断面図、及びインク供給口を中心とする構造を示す断面図である。
【図２０】小容量タイプのインクカートリッジの他の実施例を、容器本体の構造で示す正面図である。
【図２１】大容量タイプのインクカートリッジの他の実施例を、容器本体の構造で示す正面図である。
【図２２】本発明のインクカートリッジを装着したインクジェット記録装置の概要を示す斜視図である。
【符号の説明】
１、１’　カートリッジ
２、２’　容器本体
３、３’　蓋体
４、４’　インク供給口
５、６、５’、６’　係止部材
５ａ　突起
７、７’　記憶手段
８　バルブ収容室
９　スリット部
７０、７０’　識別ブロック
７１〜７３　溝
７１ａ、７２ａ、７３ａ　突出部
１００　キャリッジ
１０１　記録ヘッド
１０２、１０２’　インク供給針
１０３、１０３’　板バネ
１０６　電極
１１０、１１１、１１２　識別片
１１３　作動杆[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an ink cartridge used in a print recording device such as an ink jet printer or a pen plotter that performs printing in response to a print signal, and more particularly, to a method for applying an appropriate negative pressure to a recording head of an ink jet printer. The present invention relates to an ink cartridge that can be supplied in a state.
[0002]
[Prior art]
Ink jet printers are usually equipped with an ink jet print head that ejects ink droplets in response to print signals on a carriage that reciprocates in the paper width direction of the recording paper, and supplies ink to the print head from an external ink tank. It is configured. Such an ink tank is composed of an ink storage container and ink contained in the container, and in a small recording apparatus, is used in a cartridge form that can be detachably mounted on a carriage in consideration of handling convenience. You.
[0003]
In recent years, ink jet printers have been required to improve print quality and increase printing speed. Therefore, the ink cartridge also needs to be capable of stably supplying a large amount of such ink to a recording head that stores and holds ink capable of forming a high-density unbleached image and that prints at high speed. It has become essential to improve the characteristics of both sides of a cartridge as a storage container and ink contained in the cartridge.
[0004]
As a colorant for an ink capable of forming an image that does not blur at high density, use of a dispersion such as a pigment has been conventionally proposed. For example, JP-A-1-301760 discloses a means for dispersing a pigment in water. As described, there is a method using a surfactant (see Patent Document 1) or a method of dispersing using a dispersing polymer having a hydrophobic portion and a hydrophilic portion as disclosed in Japanese Patent Publication No. 5-64724 (see Patent Document 2). ). Further, a method of coating the surface of a colorant with a polymer and the like have also been attempted. As an ink for an ink jet printer, a method using a microcapsule containing a dye ink as disclosed in JP-A-62-95366. As disclosed in JP-A-1-170672, a method using a microencapsulated dye obtained by dissolving or dispersing a dye in a water-insoluble solvent and emulsifying the same in water with a surfactant (see Patent Document 3). As disclosed in JP-A-5-39447, a microcapsule containing an inclusion in which a sublimable disperse dye is dissolved or dispersed in at least one of water, a water-soluble solvent, and polyester is used as a recording liquid. JP-A-6-313141 discloses an ink composition comprising colored emulsion polymer particles and an aqueous material (see Patent Document 5). See 6), and a method has been examined by phase inversion emulsification reaction or acid precipitation method in JP-A 10-140065 discloses (see Patent Document 7).
On the other hand, a cartridge containing ink usually contains a porous material and impregnates the ink with the porous material in order to prevent the ink from leaking from the recording head, and holds the ink by capillary force. Is configured.
[0005]
However, in order to cope with the improvement of the printing quality and the printing speed as described above, the number of nozzle openings of the recording head of the ink jet printer increases, and the ink consumption per unit time tends to increase. It is necessary to increase the amount of ink contained in the cartridge, and in order to hold the ink by the capillary force of the porous material, there is a limit to the height, that is, the water head, so it is necessary to increase the bottom area and increase the volume. As a result, the size of the carriage becomes large, and as a result, the problem that the printer becomes large in size occurs.
[0006]
On the other hand, a method of increasing the ink holding power by using a porous material having a small average pore diameter is also conceivable, but the fluid resistance to the flow of the ink increases, and the ink can be stably supplied according to the ink consumption of the recording head. Not only is it difficult to supply ink, but also it is difficult to reliably supply ink in a region distant from the ink supply port to the recording head. As a result, the ink in the ink storage container cannot be completely consumed and waste occurs. New problems arise.
[0007]
In addition, various reactive substances and impurities may be attached to or remain in these porous materials used for ink impregnation. Therefore, these porous materials are impregnated with ink, and the ink is impregnated with ink. When a large amount of these reactive substances and impurities are eluted into the ink, there is a possibility that the dispersion in the ink is agglomerated, the flying of the ejected ink is caused, and the nozzle is blocked.
[0008]
In addition, when these porous materials are impregnated with ink, the amount of adsorption to the porous materials for each component in the ink may be different, so that the ink before being stored in the ink cartridge and the ink inside the ink cartridge are different. There is also a problem that the component ratio is slightly different from that of the ink that has been stored and once contacted with the porous material.
[0009]
[Patent Document 1]
JP-A-1-301760
[Patent Document 2]
Japanese Patent Publication No. 5-64724
[Patent Document 3]
JP-A-62-95366
[Patent Document 4]
JP-A-1-170672
[Patent Document 5]
JP-A-5-39447
[Patent Document 6]
JP-A-6-313141
[Patent Document 7]
JP-A-10-140065
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
Accordingly, the present invention provides an ink cartridge that solves such a problem. That is, the ink contained in the ink cartridge can obtain a high-color printed image with little bleeding even on plain paper, and can be dried quickly. Ink that is excellent in ink quality and can be used as a storage container for ink can reduce the head pressure of the ink as much as possible while suppressing the bottom area of the container that stores the ink, and can be used effectively without deteriorating the print quality A storage container (cartridge) that can increase the amount of ink that can be stored, can use up the ink in the cartridge without waste, and that can be stored for a long period without affecting the physical properties of the stored ink. It is.
[0011]
It is an object of the present invention to provide an ink cartridge comprising the above-described ink storage container (cartridge) and ink contained in the container.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
An ink cartridge according to the present invention is housed in a container having an ink storage chamber for storing ink, an ink supply port for supplying ink to a recording apparatus, an atmosphere communication unit for communicating the atmosphere with the ink storage chamber, and an ink container. An ink cartridge having an ink and negative pressure generating means for holding the ink in a container, wherein the ink storage chamber includes a lower ink storage chamber provided with the atmosphere communication portion, and An upper ink storage chamber connected to an ink supply port by an arranged ink flow path, wherein the lower ink storage chamber and the upper ink storage chamber are connected by an ink suction flow path, and The colorant of the contained ink is a dispersion in which the pigment is contained in a polymer and is dispersible in water, and the amount of the aromatic ring in the polymer is 20% by weight (hereinafter simply referred to as%). What is less than 70%) or more show the weight%, the total amount of monovalent cations contained in the liquid component of the ink is equal to or less than 4000 ppm.
[0013]
In a preferred aspect of the present invention, the monovalent cation contained in the liquid component of the ink contained in the container is an alkali metal ion and / or an ammonium ion.
In a preferred aspect of the present invention, the alkali metal ions contained in the liquid component of the ink contained in the container are any of lithium ions, sodium ions, and potassium ions.
[0014]
In a preferred aspect of the present invention, the negative pressure generating means is constituted by a differential pressure valve mainly composed of a membrane valve.
[0015]
In a preferred aspect of the present invention, the differential pressure valve is opened when the negative pressure of the ink supply port rises to a certain level or more, and the ink in the ink storage chamber flows out to the ink supply port.
[0016]
In a preferred aspect of the present invention, the air communication portion is connected to a lower ink storage chamber, and is disposed in the middle of the air communication flow passage that communicates with the atmosphere via a capillary, and is normally closed. An air communication valve that maintains a valve state and opens when mounted on the recording device.
[0017]
In a preferred aspect of the present invention, the lower ink storage chamber and the upper ink storage chamber are partitioned by providing a wall extending substantially horizontally in the container.
[0018]
In a preferred aspect of the present invention, the inlet of the ink suction channel has a cross-sectional area large enough to hold the ink by capillary force.
[0019]
In a preferred aspect of the present invention, a filter is disposed upstream of the negative pressure generating means in a flow path connecting the upper ink storage chamber and the negative pressure generating means.
[0020]
In the present specification, the “liquid component” of the ink means a liquid portion when the solid portion such as a dispersion in the ink is divided into a liquid portion that disperses and holds the solid portion. I do. Therefore, the “liquid component” includes impurities mixed in the pigment dispersion or the vehicle (the liquid portion of the ink itself) when preparing the ink. Further, for example, the ink is centrifuged to separate into a supernatant component and a precipitate component, and the supernatant component is measured by any known method, whereby the alkali metal ion or the like contained in the “liquid component” is measured. Can be measured. Cations refer to positively charged ions.
[0021]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The ink contained in the ink cartridge of the present invention is excellent in stability, has little bleeding on plain paper and has high color development, and has sufficient color development on glossy media as well as fixability and glossiness. Further, in the case of ink jet recording, in view of the demand for characteristics such as excellent ejection stability of ink from the ink jet head, the result of intensive studies has been made.
[0022]
Hereinafter, the ink used in the ink cartridge of the present invention will be described in detail. The dispersion contained as a colorant of the ink is such that the pigment is contained in a dispersion polymer so as to be dispersible in water, and the amount of aromatic rings in the dispersion polymer is from 20% to 70% of the dispersion polymer. It is characterized.
[0023]
Here, when the amount of the aromatic ring is 20% or more of the dispersed polymer, the dispersed polymer can be appropriately adsorbed to the pigment on the hydrophobic surface. In addition, the adsorbed dispersed polymer is stable because it does not easily desorb from the pigment even when an additive suitably used in the present invention is added. On the other hand, when the amount of the aromatic ring exceeds 70%, dispersion in water becomes difficult, and conversely, stability cannot be obtained. The amount of such an aromatic ring is more preferably 20% or more and 50% or less. Further, by setting the weight ratio of the pigment to the dispersing polymer to 30:70 to 90:10, the dispersion stability of the dispersion and the fixability, glossiness, and coloring of printed images when this dispersion is used as an aqueous ink. -Excellent effect on bleeding and dispersion stability. When the amount of the pigment is less than 30:70, it is difficult to obtain a sufficient print density in the aqueous ink using this dispersion, and when the amount of the dispersion necessary for developing a sufficient print density is added, the ink viscosity becomes high. As a result, it becomes more difficult to discharge than the ink jet head. On the other hand, when the ratio is more than 90:10, it is difficult to obtain the stability of the ink, and it is difficult to obtain the desired effects on the fixing property and the glossiness of the printed image.
[0024]
Examples of inorganic or organic pigments that can be used as pigments included in the polymer are described below.
[0025]
Examples of inorganic pigments for black ink include carbon blacks (Cl pigment black 7) such as furnace black, lamp black, acetylene black, and channel black.
[0026]
As organic pigments for color inks, phthalocyanine pigments, quinacridone pigments, condensed azo pigments, isoindolinone pigments, quinophthalone pigments, anthraquinone pigments, benzimidazolone pigments, perylene pigments and the like can be used.
[0027]
Specifically, for example, organic pigments for yellow ink include C.I. l. Pigment Yellow 1 (Hanza Yellow G), 2, 3 (Hanza Yellow 10G), 4, 5 (Hanza Yellow 5G), 6, 7, 10, 11, 12 (Disazo Yellow AAA), 13, 14, 16, 17, 24 (flavantron yellow), 55 (disazo yellow AAPT), 61, 61: 1, 65, 73, 74 (fast yellow 5GX), 75, 81, 83 (disazo yellow HR), 93 (condensed azo yellow 3G), 94 (condensed azo yellow 6G), 95 (condensed azo yellow GR), 97 (fast yellow FGL), 98, 99 (anthraquinone), 100, 108 (anthrapyrimidine yellow), 109 (isoindolinone yellow 2GLT), 110 ( Isoindolinone Yellow 3RLT), 113, 117, 120 (Benzui) Dazolone Yellow H2G), 123 (anthraquinone yellow), 124, 128 (condensed azo yellow 8G), 129, 133, 138 (quinophthalone yellow), 139 (isoindolinone yellow), 147, 151 (benzimidazolone yellow H4G) , 153 (nickel nitroso yellow), 154 (benzimidazolone yellow H3G), 155, 156 (benzimidazolone yellow HLR), 167, 168, 172, 173 (isoindolinone yellow 6GL), 180 (benzimidazolone yellow) And the like.
[0028]
Organic pigments for magenta ink include C.I. l. Pigment Red 1 (para red), 2, 3 (toluidine red), 4, 5 (lTR @ Red), 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 14, 15, 15, 16, 17, 18, 19, 21 , 22, 23, 30, 31, 32, 37, 38 (pyrazolone red B), 40, 41, 42, 88 (thioindigo bordeaux), 112 (naphthol red FGR), 114 (brilliant carmine BS), 122 (dimethyl) Quinacridone), 123 (perylene vermillion), 144, 146, 149 (perylene scarred), 150, 166, 168 (anthanthrone orange), 170 (naphthol red F3RK), 171 (benzimidazolone maroon HFM), 175 ( Benzimidazolone Red HFT), 176 (Benzimidazolone Carmine F3C), 177, 178 (perylene red), 179 (perylene maroon), 185 (benzimidazolone carmine HF4C), 187, 188, 189 (perylene red), 190 (perylene red), 194 (perinone red), 202 (quinacridone) Magenta), 209 (dichloroquinacridone red), 214 (condensed azo red), 216, 219, 220 (condensed azo), 224 (perylene red), 242 (condensed azo scarlet), 245 (naphthol red), or C.I. I. Pigment Violet 19 (quinacridone), 23 (dioxazine violet), 31, 32, 33, 36, 38, 43, 50, and the like.
[0029]
Further, organic pigments for cyan ink include C.I. l. Pigment Blue 15, 15: 1, 15: 2, 15: 3, 15: 4, 15: 6 (all above are phthalocyanine blue), 16 (metal-free phthalocyanine blue), 17: 1, 18 (alkali blue toner), 19, 21, 22, 25, 56, 60 (slen blue), 64 (dichloroindanthrone blue), 65 (biolanthrone), 66 (indigo) and the like.
[0030]
In addition, as the organic pigment for the black ink, a black organic pigment such as aniline black (Cl. Pigment Black 1) can be used.
[0031]
Furthermore, as an organic pigment used for color inks other than yellow, cyan, or magenta ink,
C. I. Pigment Orange 1, 2, 5, 7, 13, 14, 15, 16 (Vulcan Orange), 24, 31 (Condensed Azo Orange 4R), 34, 36 (Benzimidazolone Orange HL), 38, 40 (Pyrantrone Orange) ), 42 (isoindolinone orange RLT), 43, 51, 60 (benzimidazolone-based insoluble monoazo pigment), 62 (benzimidazolone-based insoluble monoazo pigment), 63;
C. I. Pigment Green 7 (phthalocyanine green), 10 (green gold), 36 (chlorobrominated phthalocyanine green), 37, 47 (biolanthrone green); or
C. I. Pigment Brown 1, 2, 3, 5, 23 (condensed azo brown 5R), 25 (benzimidazolone brown HFR), 26 (perylene bordeaux), 32 (benzimidazolone brown HFL) and the like.
[0032]
In the ink used in the present invention, the above pigments may be used alone or in combination of two or more.
[0033]
It is desirable that the pigment to be used is finely pulverized by a pulverizing process before being encapsulated in a polymer and microencapsulated. The pulverization of the pigment can be performed by wet pulverization or dry pulverization using a pulverizing medium such as zirconia beads, glass beads, and inorganic salts, and examples of the pulverization apparatus include an attritor, a ball mill, and a vibration mill. it can.
[0034]
When the pigment is atomized by a pulverizing treatment, it is conceivable that components of the pulverizing media (beads) are mixed into the pigment. Specifically, it is conceivable that Si is mixed in the pigment when glass beads are used as the grinding media, and Zr is mixed in the case of zirconia beads. Furthermore, mixing from members of the crushing device is considered. When a crushing device composed of a stainless steel member is used, mixing of Fe, Cr, Ni, and the like is considered. Therefore, after the pulverizing treatment, it is desirable to remove contamination components generated from the pulverizing media and the pulverizing device by washing the pigment, ultrafiltration or the like.
[0035]
Water-soluble inorganic salts (NaCl, BaCl2, KCl, Na2SO4Etc.) (salt milling method), and in this case, the mixed grinding media components can be removed theoretically by washing with ion-exchanged water or the like. However, since it is also a method of mixing a pigment with a large surface area and the above-mentioned inorganic salt, if the washing after the pulverization treatment is insufficient, a large amount of the inorganic salt as a dispersion medium may remain, so care must be taken. It is.
[0036]
Further, the particle size of the pigment is preferably 5 μm or less, more preferably a pigment composed of particles of 0.3 μm or less, and further preferably a pigment composed of particles of 0.01 to 0.15 μm. When the aqueous ink is used for inkjet, the amount of these pigments added is preferably 0.5 to 30%, more preferably 1.0 to 12%. If the addition amount is less than this, the print density cannot be ensured, and if the addition amount is more than this, the viscosity of the ink increases and structural viscosity occurs in the viscosity characteristics, and the ejection stability of the ink from the inkjet head tends to deteriorate. .
[0037]
Specific examples of the substance forming the polymer including the above-mentioned pigment include monomers and oligomers having an acryloyl group, a methacryloyl group, a vinyl group or an allyl group having a double bond. For example, styrene, tetrahydrofurfuryl acrylate, butyl methacrylate, (α, 2,3 or 4) -alkylstyrene, (α, 2,3 or 4) -alkoxystyrene, 3,4-dimethylstyrene, α-phenylstyrene, divinyl Benzene, vinylnaphthalene, dimethylamino (meth) acrylate, dimethylaminoethyl (meth) acrylate, dimethylaminopropylacrylamide, N, N-dimethylaminoethylacrylate, acryloylmorpholine, N, N-dimethylacrylamide, N-isopropylacrylamide, N, N-diethylacrylamide, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, ethylhexyl (meth) acrylate, other alkyl (meth) Acrylate, methoxydiethylene glycol (meth) acrylate, ethoxy group, propoxy group, butoxy group of diethylene glycol or polyethylene glycol (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, phenoxyethyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) ) Introduce a crosslinked structure in addition to monofunctional such as acrylate, hydroxyalkyl (meth) acrylate, other fluorine-containing, chlorine-containing, silicon-containing (meth) acrylate, (meth) acrylamide, maleic amide, (meth) acrylic acid, etc. In the case, (mono, di, tri, tetra, poly) ethylene glycol di (meth) acrylate, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,8-octadiol (Meth) acrylates such as diols and 1,10-decanediol, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, glycerin (di, tri) (meth) acrylate, di (meth) acrylate of ethylene oxide adduct of bisphenol A or F, Compounds having an acrylic group or a methacryl group such as neopentyl glycol di (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, and dipentaerythritol hexa (meth) acrylate can be used.
[0038]
Furthermore, these polymers are composed of at least one selected from the group consisting of polyacrylates, styrene-acrylic acid copolymers, polystyrene, polyesters, polyamides, polyimides, silicon-containing polymers, and sulfur-containing polymers. It can also be made while adding.
[0039]
Further, the hydrophobic group of the substance forming the polymer is preferably at least one selected from an alkyl group, a cycloalkyl group and an aryl group, but the amount of the benzene ring is preferably within the range of the present invention. . The hydrophilic group of the above-mentioned substance having a hydrophilic functional group is preferably at least a carboxyl group, a sulfonic acid group, a hydroxyl group, an amino group, an amide group, and a base thereof.
[0040]
In addition to potassium persulfate and ammonium persulfate, polymerization initiators for synthesizing polymers include hydrogen persulfate, azobisisobutyronitrile, benzoyl peroxide, dibutyl peroxide, peracetic acid, cumene hydroperoxide, and t-butyl. Common initiators used for radical polymerization, such as hydroxyperoxide and paramenthane hydroxyperoxide, can be used.
[0041]
In the present invention, a chain transfer agent may be used in the emulsion polymerization. For example, in addition to t-dodecyl mercaptan, n-dodecyl mercaptan, n-octyl mercaptan, dimethyl xanthogen disulfide, diisobutyl xanthogen disulfide, which are xanthogens, or dipentene, indene, 1,4-cyclohexadiene, dihydrofuran, xanthene, etc. Can be
[0042]
By using the above-mentioned dispersion, an ink for inkjet recording having excellent stability can be obtained. Further, the above-mentioned dispersion can be suitably used for ink for writing implements.
[0043]
Further, it is preferable that the colorant containing the above-described pigment as a polymer is a copolymer of at least a dispersant having a polymerizable group and a copolymerizable monomer and containing the pigment. Here, the dispersant having a polymerizable group includes at least a hydrophobic group, a hydrophilic group, and a polymerizable group, and the polymerizable group is an acryloyl group, a methacryloyl group, an allyl group, a vinyl group, or the like. And also a cryoyl group, a methacryloyl group, an allyl group or a vinyl group.
[0044]
Since it is preferable from the viewpoint of clogging and discharge stability that the ink-jet recording ink has a relatively uniform particle size, a colorant containing a pigment in a polymer is produced by emulsion polymerization or phase inversion emulsification. Is preferred. In addition, the benzene ring in the polymer is within the scope of the present invention, and is preferable because a suitable dispersion with a suitable dispersant results in a firm polymer, dispersion stability, and long-term stability.
[0045]
The dispersion containing the above-mentioned pigment in a polymer is obtained by dispersing the pigment with a dispersant having a polymerizable group, and then emulsion-polymerizing in water using a monomer and a polymerization initiator copolymerizable with the dispersant. Preferably, there is.
[0046]
The ink used in the present invention is characterized by containing at least the above-mentioned dispersion, and the content is preferably 0.5 to 30% by weight, more preferably 1.0 to 12% by weight as the weight concentration of the pigment. , Most preferably 2 to 10% by weight. If the pigment content of the ink is less than 0.5% by weight, the print density may be insufficient, and if it exceeds 30% by weight, the amount of the moisturizing component added to the ink is limited in terms of ink viscosity, In some cases, nozzle clogging of the inkjet head is likely to occur, or the viscosity of the ink becomes high, so that stable ejection cannot be obtained.
[0047]
In addition, the ink used in the present invention may be used, if necessary, for a pigment or dispersion polymer in the course of the production process, or for the produced dispersion or ink, by using a reverse osmosis membrane, ultrafiltration, electrodialysis, or centrifugation. Further, purification treatment such as washing with water by Nutsche can be performed. In particular, when a large amount of monovalent cation is present in the liquid component of the ink, the above-described purification treatment is performed to prevent the adverse effects (such as a decrease in storage stability and a decrease in ejection stability). Is preferred.
[0048]
As a specific example of such a monovalent cation, lithium ion (Li+), Sodium ions (Na+), Potassium ion (K+) Or an ammonium ion (NH4 +) And the like.
[0049]
As the mixing route, there may be a case where the ink is originally contained in the raw material of the pigment or the dispersed polymer, or a case where the ink is mixed from a manufacturing apparatus during an ink manufacturing process such as a dispersion process. In addition, in the production process of the dispersed polymer, it may be mixed as a counter ion of the neutralizing agent of the dispersed polymer. In the ink, in addition to the case where it exists as a single ion, there is a case where it exists as an ion of an oxide or an organometallic compound.
[0050]
By suppressing the amount of monovalent cations in the liquid component to a certain level or less by the above-described purification treatment, fluctuations in physical property values during storage of the ink (decrease in storage stability) are prevented, and the ejection characteristics from the inkjet head are reduced. , And a remarkably high print density of the printed matter as compared with the conventional aqueous ink cartridge can be secured. The amount of the monovalent cation in such an ink liquid component is preferably 4000 ppm or less, more preferably 3000 ppm or less, and further preferably 1700 ppm or less.
[0051]
Subsequently, additional components other than the dispersion in the ink will be described in detail.
The ink used in the present invention may contain a penetrant for the purpose of increasing the permeability of the ink into a recording medium such as paper as the recording medium. Moisturizing agents, dissolution aids, penetration control agents (penetration agents), viscosity modifiers, pH regulators, dissolution aids, antioxidants, fungicides, corrosion inhibitors, metal ions that affect dispersion for the purpose of In some cases, various additives such as a chelate for trapping cations are added.
[0052]
By adding a penetrant, the drying property of printed matter is improved, and even if continuous printing is performed, the previous printed portion is not transferred to the back side of the next medium, so that it is possible to speed up printing recording in particular. In order to do so, addition is essential. Further, when used as an ink for an ink jet printer, those having a characteristic of low bubbling and hard to dry in a nozzle of an ink jet head are particularly preferable.
[0053]
Such a penetrant is preferably one or more selected from acetylene glycol-based surfactants, acetylene alcohol-based surfactants, glycol ethers, and alkylene glycols. By using these penetrants, bleeding on plain paper can be reduced, and the line width on glossy media can be adjusted to an appropriate degree.
[0054]
Specific product names of an acetylene glycol-based surfactant or an acetylene alcohol-based surfactant that can be suitably used as a penetrant include, for example, Surfynol TG, Surfynol 104, Surfynol 420, Surfynol 440, Surfynol 465 Surfynol 485, Surfynol 61, Surfynol 82 (all manufactured by Air Products Co., Ltd.), or Olfin E1010, Olfin E1004, Olfin STG (all manufactured by Nissin Chemical Industry Co., Ltd.), or acetylenol E00, acetylenol E40 and acetylenol E100 (all of which are manufactured by Kawaken Fine Chemical Co., Ltd.).
[0055]
Examples of glycol ethers that can be suitably used as the penetrant include diethylene glycol mono (alkyl having 4 to 8 carbon atoms) ether, triethylene glycol mono (alkyl having 4 to 8 carbon atoms) ether, propylene glycol mono (alkyl having 3 carbon atoms) To 6), dipropylene glycol mono (alkyl having 3 to 6 carbon atoms) ether, and the like. Specific examples thereof include diethylene glycol monobutyl ether, triethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monobutyl ether, and dipropylene. Glycol monobutyl ether and the like can be mentioned.
[0056]
Examples of the alkylene glycol that can be used as the penetrant include 1,2- (alkyl having 4 to 10 carbons) diol, 1,3- (alkyl having 4 to 10 carbons) diol 1,5- (alkyl having 4 to 10 carbons). Alkyl) diol, 1,6- (alkyl having 4 to 10 carbon atoms) diol, and the like. Specific examples thereof include 1,2-pentanediol, 1,2-hexanediol, 1,3-butanediol, Examples thereof include 1,5-pentanediol and 1,6-hexanediol.
[0057]
The glycol ethers and / or alkylene glycols described above have an effect as a penetrant and also have a property as a dissolution aid for other hardly soluble ink additives. For example, when a compound having low solubility in water alone is used among the above-mentioned acetylene glycols, the solubility of the acetylene glycol can be increased and the amount of the acetylene glycol added can be increased by adding a glycol ether in combination.
[0058]
Furthermore, since glycol ethers and / or alkylene glycols have not less than a bactericidal and antibacterial action, by containing about 3 to 5% in the ink, it is possible to suppress the generation of microorganisms and fungi. It also has an effect.
[0059]
In the ink of the present invention, the above-mentioned acetylene glycol-based surfactant, acetylene alcohol-based surfactant, glycol ethers, and alkylene glycols can be used alone or in combination as a penetrating agent. , 0.01 to 30% by weight, more preferably 0.1 to 10% by weight. If the addition amount is less than 0.01%, the effect of improving the printing quality is reduced, and if it exceeds 30% by weight, the area around the nozzles of the ink ejection head is unevenly wet, and stable ejection becomes difficult.
[0060]
In addition, as the penetrant of the ink of the present invention, similarly, the above-mentioned surfactants such as alcohols, nonionic surfactants, water-soluble organic solvents, and silicon-based surfactants can be used. For example, BYK-307, BYK-331, BYK-333, BYK-348 (all of which are manufactured by Big Chemie Co., Ltd.) and the like can be mentioned as silicon surfactants that can be suitably used as a penetrant.
[0061]
In the ink used in the present invention, these penetrants can be used alone or in combination of two or more.
[0062]
In particular, the above-mentioned alkylene glycol monoalkyl ether is preferably an alkylene glycol having a repeating unit of 10 or less and an alkyl ether having 3 to 10 carbon atoms. Among them, di (tri) ethylene glycol monobutyl ether and / or (di) propylene glycol monobutyl ether are preferable, and the above-mentioned 1,2-alkylene glycol is 1,2-hexanediol and / or Alternatively, it is preferably 1,2-pentanediol.
[0063]
Further, the addition amount of the substance comprising at least one selected from the aforementioned di (tri) ethylene glycol monobutyl ether, (di) propylene glycol monobutyl ether, and 1,2-alkylene glycol is 0.5% or more and 30% or less. It is preferable that If it is less than 0.5%, the effect of permeability is low and the printing quality is not improved. If it exceeds 30%, it becomes difficult to use it due to an increase in viscosity, and if it is added more than that, there is no effect of improving the printing quality. More preferably, it is 1% or more and 15% or less.
[0064]
And at least one selected from the above-mentioned acetylene glycol-based surfactants and acetylene alcohol-based surfactants, and di (tri) ethylene glycol monobutyl ether, (di) propylene glycol monobutyl ether and 1,2-alkylene glycol It is preferable from the viewpoint of print quality to simultaneously add one or more kinds selected from the group consisting of:
[0065]
One or more selected from the acetylene glycol-based surfactants and the acetylene alcohol-based surfactants described above are present in an amount of 0.01 to 1.0%, such as di (tri) ethylene glycol monobutyl ether and (di) propylene glycol monobutyl ether. It is preferable that at least one selected from butyl ether and 1,2-alkylene glycol accounts for 1% or more. At least one selected from an acetylene alcohol-based surfactant and an acetylene alcohol-based surfactant has an effect of improving permeability with a small amount. Therefore, even if the addition amount is 1.0% or less, 1% or more of at least one selected from di (tri) ethylene glycol monobutyl ether, (di) propylene glycol monobutyl ether and 1,2-alkylene glycol is added. As a result, the printing quality is further improved.
[0066]
It is preferable that the above-mentioned 1,2-alkylene glycol is a 1,2-alkylene glycol having 4 to 10 carbon atoms, and the addition amount is 10% or less. If it exceeds 10%, it becomes difficult to use it for ink-jet because of an increase in viscosity. However, it is not limited to this for writing instruments. More preferably, it is 1% or more and 8% or less.
[0067]
The term "di (tri) ethylene glycol monobutyl ether" means diethylene glycol monobutyl ether and / or triethylene glycol monobutyl ether. As a necessary level of permeability for improving printing quality, addition of 20% or less is preferable. If it exceeds 20%, the effect of improving the printing quality is leveled off and adversely increases the viscosity. More preferably, it is 0.5 to 10%.
[0068]
In the ink used in the present invention, the auxiliary agent of the penetrant controls the ink permeability, and further improves the nozzle clogging resistance, ink moisturizing property, or the solubility of the penetrant as described above. Other surfactants, and high-boiling low-volatile polyhydric alcohols, or their hydrophilic high-boiling low-volatile solvents such as monoetherified, dietherified, or esterified compounds, etc., alone or in combination with two or more. More than one species can be used in combination.
[0069]
Water-soluble glycols to suppress drying on the nozzle face or pen tip of the inkjet include ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol, polyethylene glycol having a molecular weight of 2000 or less, 3-propylene glycol, isopropylene glycol, isobutylene glycol, thiodiglycol, 1,4-butanediol, 1,3-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, glycerin, mesoerythritol, penta Erythritol, trimethylolethane, trimethylolpropane, 1,4-cyclohexanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, cyclohexanethiol, etc. .
[0070]
Further, in the present invention, many types of sugars can be used in order to prevent the ink from drying and clogging at the front surface of the nozzle. There are monosaccharides and polysaccharides, such as glucose, mannose, fructose, ribose, xylose, arabinose, lactose, galactose, aldonic acid, glucitolose, maltose, cellobiose, sucrose, trehalose, maltotriose and the like, alginic acid and salts thereof, Dextrins and celluloses can be used. The addition amount is preferably 0.05% or more and 30% or less. If it is less than 0.05%, the effect of recovering the clogging phenomenon that the ink dries at the tip of the head and becomes clogged is small, and if it exceeds 30%, the viscosity of the ink increases and proper printing cannot be performed. More preferable addition amounts of common sugars such as glucose, mannose, fructose, ribose, xylose, arabinose, lactose, galactose, aldonic acid, glucitolose, maltose, cellobiose, sucrose, trehalose, maltotriose, etc. Is 3 to 20%. Alginic acid and its salts, cyclodextrins and celluloses need to be added in such an amount that the viscosity of the ink does not become too high. In addition, when these saccharides are added to the ink, the possibility that microorganisms are generated in the ink is considerably increased. Therefore, as a countermeasure, it is necessary to add a preservative or the like to the ink.
[0071]
In addition, it has compatibility with water, improves the solubility of glycol ethers and ink components having low solubility in water contained in the ink, and further improves the permeability of a recording medium, such as paper, or a nozzle or the like. Examples of the material that can be used to prevent clogging of the pen tip include alkyl alcohols having 1 to 4 carbon atoms such as ethanol, methanol, butanol, propanol, and isopropanol; ethylene glycol monomethyl ether; ethylene glycol monoethyl ether; Glycol monobutyl ether, ethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol mono-n-propyl ether, ethylene glycol mono-i o-propyl ether, diethylene glycol mono-iso-propyl ether, ethylene glycol mono-n-butyl ether, diethylene glycol mono-n-butyl ether, triethylene glycol mono-n-butyl ether, ethylene glycol mono-t-butyl ether, diethylene glycol mono-t- Butyl ether, 1-methyl-1-methoxybutanol, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol mono-t-butyl ether, propylene glycol mono-n-propyl ether, propylene glycol mono-iso-propyl ether, dipropylene Glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol Glycol mono-n-propyl ether, dipropylene glycol mono-iso-propyl ether, propylene glycol mono-n-butyl ether, glycol ethers such as dipropylene glycol mono-n-butyl ether, formamide, acetamide, dimethyl sulfoxide, sorbit, sorbitan, There are acetin, diacetin, triacetin, sulfolane and the like, and these can be appropriately selected and used.
[0072]
Also, pH adjusters, dissolution aids or antioxidants as diethanolamine, triethanolamine, propanolamine, amines such as morpholine and their modified products, potassium hydroxide, sodium hydroxide, inorganic salts such as lithium hydroxide, Carbonates such as ammonium hydroxide, quaternary ammonium hydroxide (such as tetramethylammonium), potassium (hydrogen) carbonate, sodium (hydrogen) carbonate, and lithium (hydrogen) carbonate, and other phosphates; or N-methyl-2- L-ascorbic acid and salts thereof, such as ureas such as pyrrolidone, 2-pyrrolidone, urea, thiourea and tetramethylurea; allohanates such as allohanate and methyl allohanate; biurets such as biuret, dimethylbiuret and tetramethylbiuret; Etc. It is possible.
[0073]
From the viewpoint of the durability of the head member and the stability of the ink, the pH adjuster is preferably used in an amount such that the pH value of the ink becomes about 7 to 10.
[0074]
Further, the pigment dispersion of the present invention, the ink containing the same, if necessary, other additives, for example, as a fungicide, preservative, or rust inhibitor, benzoic acid, dichlorophen, hexachlorophen, Sorbic acid, p-hydroxybenzoic acid ester, ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), sodium dehydroacetate, 1,2-benzothiazolin-3-one, 3,4-isothiazolin-3-one or 4,4-dimethyloxazolidine Oxazolidine-based compounds or alkylisothiazolone, chloroalkylisothiazolone, benzisothiazolone, bromonitroalcohol and / or chlorxylenol can be included. Further, urea, thiourea, and / or ethylene urea may be included for the purpose of preventing nozzle drying.
[0075]
Further, the ink according to the present invention may further contain other surfactants in order to control the permeability to a medium such as paper or special paper. The surfactant to be added is preferably a surfactant having good compatibility with the ink system shown in this embodiment, and among the surfactants, a surfactant having high permeability and being stable is preferred. Examples thereof include amphoteric surfactants and nonionic surfactants. Examples of the amphoteric surfactant include betaine lauryldimethylaminoacetate, 2-alkyl-N-carboxymethyl-N-hydroxyethylimidazolinium betaine, coconut oil fatty acid amide propyldimethylaminoacetate betaine, polyoctyl polyaminoethyl glycine, and other imidazoline derivatives. is there. Nonionic surfactants include polyoxyethylene nonyl phenyl ether, polyoxyethylene octyl phenyl ether, polyoxyethylene dodecyl phenyl ether, polyoxyethylene alkyl allyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene Ethers such as ethylene alkyl ether and polyoxyalkylene alkyl ether, polyoxyethylene oleic acid, polyoxyethylene oleate, polyoxyethylene distearate, sorbitan laurate, sorbitan monostearate, sorbitan monooleate, sorbitan sesquiate Esters such as oleate, polyoxyethylene monooleate, and polyoxyethylene stearate; Alkyl esters, and the like fluorine-containing surfactants such as perfluoroalkyl carboxylates.
[0076]
Further, other commercially available antioxidants, ultraviolet absorbers and the like can also be used. Examples include Tinuvin 328, 900, 1130, 384, 292, 123, 144, 622, 770, 292, Irgacor 252, 153, Irganox 1010, 1076, 1035, MD1024 from Ciba-Geigy, or oxides of lanthanides.
[0077]
Further, rosins, alginic acids, polyvinyl alcohol, hydroxypropylcellulose, carboxymethylcellulose, hydroxyethylcellulose, methylcellulose, polyacrylate, polyvinylpyrrolidone, gum arabic starch, and the like can be used as needed as viscosity modifiers.
[0078]
Although various physical properties of the ink in the present invention can be appropriately controlled, according to a preferred embodiment, the viscosity of the ink is preferably 10 mPa · sec or less, more preferably 5 mPa · sec or less (20 ° C.). Ink in this viscosity range is stably ejected from the ink ejection head. Further, the surface tension of the ink can be appropriately controlled, but is preferably 25 to 50 mN / m (20 ° C.), and more preferably 30 to 40 mN / m (20 ° C.).
[0079]
The zeta potential of the ink in the present invention is measured at 20 ° C. and a pH of 8 to 9 when measured as a diluent diluted with ion-exchanged water so that the concentration of the dispersion becomes 0.001 to 0.01% by weight. It is preferable that the absolute value of the zeta potential is 40 mV or more. The absolute value of the zeta potential is more preferably 45 mV or more, and even more preferably 45 mV or more. When the dispersion has an absolute value of the zeta potential of 20 mV or less, the storage stability of the ink decreases.
[0080]
[Action]
In the course of developing the ink cartridge according to the present invention, the present inventors have obtained the following knowledge. However, the present invention is not limited by the following inference.
[0081]
In the ink cartridge of the present invention, in order to prevent the leakage of the ink by the membrane valve as the negative pressure generating means, unlike the method of securing the ink holding force using the porous material as described above, the fluid resistance is increased. It is possible to increase the amount of ink that can be accommodated in the cartridge without the need.
[0082]
However, even when a membrane valve is used, if there is only one ink storage chamber in the upper portion as in JP-A-8-174860, a pressure corresponding to the amount of ink acts on the membrane valve. When increasing the ink storage amount while suppressing the bottom area, it is necessary to increase the negative pressure when the membrane valve is opened. In this case, when the remaining amount of ink is low, that is, when the water head pressure of the ink is lower than a specified value, the print quality is reduced, or the ink level is set within a predetermined range with emphasis on the print quality. There is a problem that an attempt to maintain the ink amount increases the remaining amount of ink.
[0083]
Therefore, in the present invention, the ink storage chamber is divided into a lower ink storage chamber and an upper ink storage chamber. Since the ink is supplied, the amount of change in the pressure applied to the negative pressure generating means due to the amount of ink in the ink cartridge due to the consumption of the ink is reduced, and the ink can always be stably supplied to the inkjet head.
[0084]
In addition, the ink used in the ink cartridge of the present invention can be appropriately adsorbed on a pigment having a hydrophobic surface because the amount of aromatic ring in the dispersion polymer of the dispersion as a colorant is 20% or more of the polymer. Since it becomes possible, it is difficult to detach from the pigment. Furthermore, the aqueous ink of the present invention using such a dispersion as a colorant is more likely to remain on the recording paper surface than the ink using a conventionally used highly hydrophilic dispersion resin. It has characteristics of having a very high print density.
[0085]
The reason why a high print density can be obtained is not clearly understood, but at the moment when the ink is ejected from the recording head and lands on the recording medium paper, the dispersion as a colorant is rapidly aggregated onto the paper. It is presumed to remain.
[0086]
Therefore, the ink cartridge of the present invention using the cartridge as the ink storage container and the stored ink as described above can stably print the ink capable of forming a high-density, unbleached image with respect to the recording head that prints at high speed. It is possible to supply a large amount.
[0087]
In the process of developing the above-mentioned ink cartridge, if the amount of monovalent cations in the liquid component of the ink contained in the ink cartridge exceeds a certain amount, the present inventors have found that the physical property value of the ink during storage is low. It was confirmed that fluctuations (decrease in storage stability) occurred, and that when the ink cartridge was mounted on an ink jet recording apparatus and printing was performed, the ejection characteristics from the ink jet recording head were reduced.
[0088]
This is probably because the ink used in the ink cartridge of the present invention has the property of obtaining a high print density as described above, but is affected by the charged ions such as monovalent cations present in the ink. It is thought that it is easier.
[0089]
The present inventors have succeeded in preventing the above-described deterioration of the characteristics by setting the upper limit of the amount of monovalent cations in the ink contained in the ink cartridge.
[0090]
That is, when the total amount of monovalent cations present in the liquid component of the ink contained in the ink cartridge exceeds 4000 ppm, ejection failure or the like is likely to occur, and when the total amount is 3000 ppm or less, both ejection characteristics and storage stability are reduced. The present inventors have found that it is good, and have led to the present invention.
[0091]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to Examples, but these do not limit the scope of the present invention.
<Example of cartridge>
First, the structure of a cartridge that is an ink container in the ink cartridge of the present invention will be described based on a detailed illustrated embodiment.
[0092]
FIGS. 1A, 1B, and 2A to 2D each show the appearance of an embodiment of the ink cartridge according to the present invention. The ink cartridge 1 has one surface. It is mainly composed of a flat rectangular bottomed box-shaped container body 2 with an opening and a lid 3 for sealing the opening. An ink supply port 4 is formed so as to be deviated to one end in the longitudinal direction of the front end side in the insertion direction, in this embodiment, the bottom surface, and locking members 5 and 6 are formed integrally with the container body 2 on the upper side. ing.
[0093]
The locking member 5 that is positioned biased toward the ink supply port is formed such that a pivot fulcrum 5a is provided at the tip end side in the insertion direction, in this embodiment, slightly above the lower end, and the upper portion is capable of expanding outward. The other opposing locking member 6 is formed to cooperate with the locking member 5 to assist gripping of the ink cartridge.
[0094]
The locking members 5 and 6 are configured to have a width corresponding to the width of an insertion port provided in the carriage such that the side surfaces thereof serve as guide members for regulating the position in the width direction.
[0095]
A plurality of electrodes 7a are formed on one surface of the substrate below the locking member 5 on the ink supply port side, and storage means 7 having a semiconductor storage element formed on the other surface is provided. A valve housing chamber 8 is formed below the member 6.
[0096]
A slit portion 9 is formed near the ink supply port 4 and in the center region of the container, extending in the insertion / removal direction of the ink cartridge and having at least an open end. The slit portion 9 has a length and a width which can regulate at least before the leading end of the ink supply port 4 reaches the ink supply needle of the carriage so that the opening surface of the ink supply port is orthogonal to the ink supply needle. It is configured as follows.
[0097]
On the other hand, the carriage 100 on which the ink cartridge is mounted is provided with a recording head 101 on the bottom surface and an ink supply needle 102 communicating with the recording head 101 as shown in FIG. A pressing member, a leaf spring 103 in this embodiment, is provided in a region distant from the region where the ink supply needle 102 is provided. Is formed. An electrode 106 is disposed on the side wall 105 on the side of the ink supply needle 102, and a concave portion 107 is formed on an upper portion thereof to engage with the projection 5 b of the locking member 5.
[0098]
By adopting such a structure, when the ink supply port 4 is inserted as the back side as shown in FIG. 4A and pressed down against the leaf spring 103, the slit 9 is restricted to the convex piece 104. Therefore, even if a rotational force (arrow K in the figure) is received by the leaf spring 103 provided on one side so that the side of the ink supply port 4 is downward, the posture is in the prescribed insertion / removal direction. In the example, it is regulated so as to be parallel to the vertical direction.
[0099]
When the ink cartridge 1 is further pushed in against the spring 103, the projection 5b of the locking member 5 falls into the recess 107 against the whole elasticity of the locking member 5 as shown in FIG. Engage. As a result, a clear click feeling is transmitted to the finger holding the locking member 5, and the user can determine that the ink cartridge 1 has been securely mounted on the carriage 100.
[0100]
In the mounted state, the surface of the ink cartridge 1 on which the electrode 7a of the storage means 7 is provided is restricted in the insertion / removal direction by the protrusion 5b of the locking member 5, and the urging force of the spring 103 (arrow in the figure) Since the pressing force is applied to the electrode 106 of the carriage 100 by the force of K, the contact is reliably maintained regardless of the vibration during printing.
[0101]
On the other hand, when the ink cartridge 1 is detached from the carriage 100 by replacement or the like, when the locking member 5 is pressed against the container main body 2 side, the locking member 5 rotates about the rotation support point 5a slightly above the lower end. Then, the projection 5b of the locking member 5 is separated from the recess 107. In this state, the ink cartridge 1 is guided by the guide piece 104 by the urging force of the spring 103, moves parallel to the ink supply needle 102, and can be removed without applying a bending force or the like to the ink supply needle 102.
[0102]
FIGS. 5A and 5B show an embodiment of the container main body 2 constituting the ink cartridge according to the present invention, with its front and back structures. Specifically, it is vertically divided by a wall 10 extending so that the side of the ink supply port 4 is slightly lower.
[0103]
A first ink storage chamber 11 is provided in a lower region, and a frame portion 14 is provided in an upper portion so as to form an air communication passage 13 with a certain gap from the wall 12 of the container body 2 so that the wall 10 is a bottom surface. Are divided by The frame part 14 is divided by a vertical wall 15 having a communication port 15a formed at the bottom, and one area is formed as a second ink storage chamber 16 and the other area is formed as a third ink storage chamber 17. .
[0104]
A suction channel 18 that connects the second ink storage chamber 16 and the bottom surface 2 a of the container body 2 (the bottom of the first ink storage chamber 11) is formed in a region facing the first ink storage chamber 11. The suction channel 18 is formed with a cross-sectional area that can correspond to the amount of ink consumed by the recording head, and has a suction port 18a that opens at the lower end of the first ink storage chamber 11 and that can hold ink by capillary force. The outlet 18 b is formed so as to open so that the upper end communicates with the bottom of the second ink storage chamber 16.
[0105]
A wall 19 having communication ports 19a and 19b is formed near the suction port 18a of the suction channel 18. An opening 20 for injecting ink from the outside into the container body 2 and an opening 21 communicating with the first ink storage chamber 11 are formed at a position facing the suction channel 18 as shown in FIG. I have. The suction channel 18 is formed by forming a concave portion 18c (FIG. 5B) on the surface of the container body 2 and sealing the concave portion 18c with an air-shielding film 95 (FIGS. 8 and 9). I have.
[0106]
The third ink chamber 17 is partitioned by walls 22, 24, 26 with a certain gap from the upper surface 14a of the frame portion 14, and the fourth ink chamber 23 is partitioned by walls 10, 24, 26, 27. I have. A flow path that is continuous with the wall 22 and communicates with the back surface of the differential pressure valve accommodating chamber 33 (FIG. 9) is defined by the wall 24.
[0107]
A partition wall 26 having a communication port 26a below the wall 24 and a communication port 26a below the wall 10 is provided below the wall 24. Is formed. The upper part of the ink flow path 28 communicates with the front side of the cartridge 1 through a through hole 29 serving as a filter chamber. A filter 55 (FIG. 8) made of a porous material is inserted into the through hole 29. Note that reference numeral 2b in the drawing denotes a recess for accommodating the storage means 7.
[0108]
The through hole 29 is separated by a wall 30 formed so as to be continuous with the wall 27 as shown in FIG. 6, communicates with the upper end of the ink flow path 28 through a concave portion 30a, and It communicates with a wall 34 on the back surface of the differential pressure valve accommodating chamber 33 and a concave portion 24a at the upper part of the flow path defined by the wall 24 via a water droplet type concave portion 30b.
[0109]
As shown in FIG. 5B, the lower part of the differential pressure valve accommodating chamber 33 and the ink supply port 4 include a concave portion 35 formed on the surface of the container body 2 and an air-shielding film 95 covering the concave portion 35. They are connected by a channel.
[0110]
Further, on the surface of the container body 2, a narrow groove 36 meandering so as to increase the flow path resistance as much as possible, a wide groove 37 around the narrow groove 36, and a region facing the second ink storage chamber 16 are formed. A rectangular recess 38 is formed. A rib 38b and a frame portion 38a are discretely formed at a position one step lower in the rectangular concave portion 38, and a gas permeable film 98 having ink repellency and gas permeability so as to be fixed by the frame portion 38a. FIG. 9) is stretched to form an air ventilation chamber.
[0111]
A through hole 38c is formed in the bottom surface of the concave portion 38, and communicates with an elongated region 39a (FIG. 5A) partitioned by the wall 39 of the second ink storage chamber 16. One end 36a of the narrow groove 36 communicates with a region of the concave portion 38 closer to the surface than the breathable film 98. The other end of the region 39a communicates with the valve chamber 8 via the through hole 40 formed here, the groove 41 formed on the surface of the container body 2, and the through hole 41a.
[0112]
On the other hand, a concave portion 43 is formed on the back surface of the valve storage chamber 8, and a through hole 43 a that is open near the second ink storage chamber 16 is formed at the tip of the valve storage chamber 8. The region from the recess 43 to the through hole 43a is sealed with the film 61 to form a flow path for communicating with the atmosphere. The through hole 43 a communicates with a flow path 45 defined by a vertically extending wall 44 formed with a certain gap from the frame portion 14 and the lid 3. The upper end 45 a of the flow path 45 is communicated with the upper end of the first ink chamber 11 through the flow path 46 formed by the wall 44 and the frame portion 14 or the atmosphere communication path 13.
[0113]
By adopting such a flow path structure, the first ink storage chamber 11 is prevented from flowing into the valve storage chamber 8 of the ink and the first ink storage chamber 11 is prevented from volatilizing the ink. 11 can be open to the atmosphere.
[0114]
A plurality of identification pieces provided on the carriage 100 of the printing apparatus main body, which are opened by the window 8a at the lower end of the valve housing chamber 8 on the cartridge insertion side, in this embodiment, as shown in FIG. An identification block 70 (described later) through which the valves 110, 111, 112 (FIG. 3) and the valve operating rod can enter is mounted on a lower portion, and an atmosphere release valve 65 is mounted on an upper portion.
[0115]
In such a state, as shown in FIG. 8, the film 94 is thermally welded to the frame portion 14 and the walls 10, 15, 22, 24, 26, 27, 30, and 39 on the opening side of the container body 2. To form the ink storage chambers (16, 17, 23) located at the top, and the lid 3 is airtightly fitted in a state separated from the ink storage chamber (11) at the bottom. I have. Further, a film 96 is attached to the valve housing chamber 8 in a state where the valve body 65 and the leaf spring 62 are housed.
[0116]
On the other hand, as shown in FIG. 9, a membrane valve provided with a membrane valve 52, a spring 50, and a groove 53 a for communicating the recess 35 with the discharge port side of the membrane valve 52 on the surface side of the container body 2 as shown in FIG. 9. After attaching the holding plate 53, one air-permeable film 95 having a size capable of covering the differential pressure valve housing chamber 33, the narrow groove 36, the groove 41, the concave portion 30b, the concave portion 35, the concave portion 38, and the concave portion 18c is attached. Be worn.
[0117]
Further, a film 61 which has air-tightness and is easily elastically deformed by the operating rod is attached to a region facing the concave portion 43 of the valve accommodating chamber 8, and the identification piece 70 is attached to the surface side thereof by the claws 70a and 70b. , Has been fixed.
[0118]
Further, the ink supply port 4 is inserted by pressing a valve body 90 that is opened by inserting the ink supply needle 102 (FIG. 3) into a normally closed state by a spring 91, in this embodiment to be pressed downward. The body 90 and a packing 92 for ensuring airtightness between the ink supply needle and the container body 2 are inserted. Reference numeral 93 in the drawing denotes a protective film that is attached to the ink supply port to prevent the ink from leaking out in the distribution process and allows the ink supply needle 102 to be inserted.
[0119]
FIG. 10 shows a cross-sectional structure in the vicinity of the above-described differential pressure valve accommodating chamber 33. The differential pressure valve accommodating chamber 33 is formed of a spring 50 and an elastically deformable material such as an elastomer, and has a through hole at the center. A membrane valve 52 with 51 is housed. The membrane valve 52 includes an annular thick portion 52a around the periphery thereof, and a frame portion 54 formed integrally with the thick portion 52a. The membrane valve 52 is fixed to the container main body 2 via the frame portion 54, and is provided with a spring. 50 is supported at one end by a spring receiving portion 52b of the membrane valve 52 and at the other end by a membrane valve pressing plate 53 fitted to the container body 2.
[0120]
With such a configuration, the ink that has passed through the filter 55 passes through the ink circulation port 34a and is blocked by the membrane valve 52. When the pressure of the ink supply port 4 is reduced in this state, the membrane valve 52 separates from the valve seat 34b against the urging force of the spring 50, so that the membrane valve 52 passes through the through hole 51 and passes through the flow path formed by the recess 34. Then, the ink flows into the ink supply port 4.
[0121]
When the ink pressure in the ink supply port 4 rises to a predetermined value, the membrane valve 52 loses the urging force of the spring 50 and resiliently contacts the valve seat portion 34b, thereby interrupting the flow of ink. By repeating such an operation, ink can be discharged to the ink supply port 4 while maintaining a constant negative pressure.
[0122]
FIGS. 11A and 11B show the cross-sectional structure of the valve chamber 8 for communicating with the atmosphere. A through hole 60 is formed in a wall that defines the valve chamber 8, and a valve is provided here. The convex portion 65a of the body 65 is movably mounted. The lower end of the main body 65b is fixed by the projection 63, and the central portion is pressed by the elastic member 62 such as a leaf spring regulated by the projection 64 so as to always close the valve. It is preferable that the valve body 65 be provided with a sealing portion 65c formed of a relatively soft material such as an elastomer on the side of the through hole 60.
[0123]
The identification block 70 attached to the other surface of the membrane 98 is fixed to the holes 2c and 2d (FIG. 7) of the container body 2 by claws 70a and 70b as shown in FIG. In this embodiment, three grooves 71, 72, and 73 are formed. An arm 74 is formed in one of the grooves 232 so that the lower end of the groove 232 presses the convex portion 65 a of the valve body 65 in this embodiment.
[0124]
The arm 74 is rotatable about a rotation fulcrum 74a so as to be located slightly inward, and is configured such that the pull-out side, in this embodiment, the upper side, projects obliquely into the approach path of the operating rod 113 (FIG. 11). ing. Further, in each of the grooves 71 to 73, as shown in FIGS. 3 and 4, projecting portions 71a, 72a and 73a are formed so as to face the tips of the identification pieces 110, 111 and 112 of the carriage 100.
[0125]
With such a configuration, while keeping the position of the arm 74 constant, the positions of the protrusions 71a, 72a, 73a and the positions of the tips of the identification pieces 110, 111, 112 are made to correspond to the type of ink in the cartridge. By setting, erroneous mounting of the cartridge can be prevented. By changing the positions of the protrusions 71a, 72a, 73a in the thickness direction of the cartridge as well as in the insertion / removal direction of the cartridge, a three-dimensional array structure can be adopted, and the area for forming the identification area can be increased. Many ink types can be identified without inducing.
[0126]
In the recording apparatus, such an identification block 70 is identified by the position of the protruding portion. However, for example, the identification block 70 may be set to a color of the same system as that of the ink so that the user can easily identify the type of ink at the time of assembling or also. Alternatively, a mark indicating the type of ink may be provided.
[0127]
When the ink cartridge is mounted on the holder and the arm 74 is pressed by the operating rod 113, the valve body 65 moves to open the valve. Thus, a through hole 43a opened in the vicinity of the second ink chamber 16 and a flow path for air communication formed by the film 61, and a vertically extending wall 44 and a lid formed with a certain gap from the frame portion 14 are formed. The upper end of the first ink chamber 11 is opened to the atmosphere through the flow path 45 and the flow path 46 and the air communication path 13 defined by the body 3.
[0128]
That is, the valve storage chamber 8 communicates with the groove 41 of the container body 2 through the through hole 41a, and communicates with the bottom surface of the recess 38 through the through hole 40 at the other end, the area 39a covered with the film, and the through hole 38c. ing. The recess 38 communicates with one end 36a of the narrow groove 36 constituting the capillary of the container body via a breathable film 98, and is open to the atmosphere.
[0129]
Next, how the ink amount in the cartridge changes due to ink consumption after the cartridge is filled with ink by ink injection will be described with reference to FIGS. 13 (I) to 13 (V).
[0130]
The air in the cartridge is exhausted from the openings 20 and 21 for ink injection, and then the degassed ink is injected. After the injection is completed, the openings 20 and 21 are sealed with a film or a plug. In this state, the first to fourth ink storage chambers 11, 16, 17, and 23, the ink suction passage 18, the filter chamber 34, the differential pressure valve storage chamber 33, and the ink supply port 4 from the differential pressure valve storage chamber 33 The space is filled with ink.
[0131]
The lower ink storage area, that is, the first ink storage chamber 11, is sealed by the container body 2 and the lid 3, and the upper ink storage area, in this embodiment, the second ink storage chamber 16 and the third ink storage chamber 11. The storage chamber 17, the fourth ink storage chamber 23, and the filter chamber 34 are separated by a film 94 located between the container main body 2 and the lid 3 and the container main body 2, and communicate with the first ink storage chamber 11. Since there is 90 (FIG. 10), some ink may enter this space depending on the ink filling amount.
[0132]
The ink cartridge thus configured is stored after being disconnected from the atmosphere by a valve or the like, so that the degassing degree of the ink is sufficiently maintained when the degassed ink is stored. .
[0133]
When the ink cartridge 1 is loaded into the cartridge holder, if the ink cartridge is adapted to the holder, the ink supply port 4 is advanced to a position where the ink supply needle is inserted into the ink supply needle. 60 is opened, the first ink storage chamber 11 (ink storage area) communicates with the atmosphere, and the valve body of the ink supply port 4 is opened by the ink supply needle.
[0134]
On the other hand, when the ink cartridge is not compatible with the holder, before the ink supply port 4 reaches the ink supply needle 102, that is, at least before the valve element 90 formed in the ink supply port is opened by the ink supply needle 102, the ink cartridge Therefore, the valve body 90 maintains the sealed state, prevents unnecessary replacement of the air in the ink storage area, and prevents evaporation of the ink solvent.
[0135]
When the ink is consumed by the recording head when the ink is properly mounted on the holder, the pressure of the ink supply port 4 drops below a specified value. Therefore, the membrane valve 52 is opened as described above, and the pressure of the ink supply port 4 is reduced. Rises above a prescribed value, the membrane valve 52 closes, and ink maintained at a predetermined negative pressure flows into the recording head (FIG. 13 (I), and FIGS. 13 (I) to 13 (V)). The hatched areas indicate the inks present in the first to fourth ink storage chambers 11 to 23 and the like).
[0136]
As the ink consumption in the recording head progresses, the ink in the first ink storage chamber 11 flows into the second ink storage chamber 16 via the suction channel 18. Since the bubbles flowing into the second ink storage chamber 16 together with the ink here rise due to buoyancy, only the ink flows into the third ink storage chamber 17 via the lower communication port 15a.
[0137]
The ink in the fourth ink chamber 23 passes through the communication port 26 a of the wall 26 that defines the filter chamber 34, rises in the ink flow path 28, and flows from the region 31 into the upper part of the filter chamber 34. The ink that has passed through the filter 55 flows into the differential pressure valve accommodating chamber 33 from the through hole 34a, and flows into the ink supply port 4 at a predetermined negative pressure by opening and closing the membrane valve 52 as described above.
[0138]
Naturally, the first ink chamber 11 is communicated with the atmosphere through the atmosphere communication path 13 and maintained at the atmospheric pressure, and the second ink chamber 16 is connected to the third ink chamber 17 only through the communication port 15a. The ink corresponding to the amount of ink reduced by the consumption of the recording head flows from the first ink storage chamber 11 into the second ink storage chamber 16.
[0139]
Further, even if the ink in the first ink storage chamber 11 flows into the recess 38 due to the backflow, the ink-repellent film having air permeability is provided here, so that communication with the atmosphere is maintained by this film. The outflow of ink can be prevented. Accordingly, it is possible to prevent such a problem that the ink flowing into the narrow groove 36 is solidified and the air communication channel is blocked. Hereinafter, in a state where the ink is present in the first ink storage chamber 11, the negative pressure acting on the ink supply port 4 gradually increases in accordance with the ink level H of the first ink storage chamber 11.
[0140]
In this manner, the ink in the bottom area of the first ink storage chamber 11 located at the lower portion is sucked into the upper ink storage chamber, more specifically, the vicinity of the bottom surface of the second ink storage chamber 16, so that the ink storage located at the upper portion is The head pressure of the chambers 16, 17, and 23 becomes substantially constant, and the change in the head pressure caused by the height of the ink cartridge is directly changed by the change in the head pressure H of the ink storage chamber 11 located below directly to the membrane valve 52. Works.
[0141]
For this reason, the pressing force for maintaining the membrane valve 52 in the closed state can be set according to the change in the water head pressure H of the ink storage chamber 11 located below, and the ink storage amount can be increased without increasing the bottom area. That is, even if the container main body 2 is made tall, the ink can be supplied without applying unnecessary strong negative pressure to the recording head and the negative pressure generating mechanism. The stored ink can be used effectively.
[0142]
In this manner, when the ink in the first ink storage chamber 11 is sucked up from the suction flow path 18 into the second ink storage chamber 16 and disappears (FIG. 13 (II)), the suction port 18a of the suction flow path 18 causes the capillary force ( The ink is held by the force of the meniscus formed in the suction port 18a. Therefore, the ink in the second ink storage chamber 16 does not flow into the first ink storage chamber 11. Further, even if the cartridge is pulled out of the recording apparatus in a state where the ink in the first ink storage chamber 11 is depleted, it is possible to prevent the ink in the upper ink storage area from flowing into the first ink storage chamber 11 as much as possible. Can be prevented.
[0143]
When ink is consumed by the recording head and a negative pressure acts on the second ink storage chamber 16, the ink in the second ink storage chamber 16 communicates with the ink in the second ink storage chamber 16 while suctioning air from the first ink storage chamber 11 opened to the atmosphere. The ink flows intermittently into the third ink storage chamber 17 via 15a. During the period when the ink in the second ink storage chamber 16, the third ink storage chamber 17, and the fourth ink storage chamber 23 is consumed, the constant pressure is almost independent of the ink level in each of the storage chambers 16, 17, and 23. Acting on the membrane valve 52 constituting the negative pressure generating mechanism, the ink of the ink cartridge can be effectively supplied to the recording head without deteriorating the print quality.
[0144]
When the ink in the second ink chamber 16 runs out (FIG. 13 (III)), the ink remaining in the third ink chamber 17 is supplied to the recording head via the communication port 26a. When the ink in the third ink storage chamber 17 is further consumed, the ink in the fourth ink storage chamber 23 is consumed (FIG. 13 (IV)). The communication holes 15a, 26a, and 27a are formed as openings having a size such that a meniscus can be formed and ink can be held during the process of ink consumption as shown in the figure.
[0145]
In this way, the ink in one area partitioned by the wall 26 drops to the communication port 26a (FIG. 13 (IV)), and even when the ink in the fourth ink storage chamber 23 is consumed (FIG. 13 (V)). )), Since the wall 10 is located below the ink flow path 28, the communication hole 27a located at the lower end of the ink flow path 28 is always immersed in the ink. Will not be open to the atmosphere. Therefore, if ink consumption in the print head is stopped in this state, it is possible to prevent air bubbles from flowing into the print head.
[0146]
As described above, the upper ink storage area is divided into a plurality of areas by the walls 15 and 26, the plurality of upper ink storage chambers 16, 17, and 23 are formed, and at least the respective bottom areas communicate with each other, whereby the upper ink storage area is formed. The head pressure on the membrane valve 52 can be maintained within a substantially constant range irrespective of the decrease in the amount of ink in the storage chambers 16, 17, and 23. After FIG. 13 (II), the process of FIG. In a state where the ink in the first ink storage chamber 11 is consumed and the ink in the second to fourth ink storage chambers 16, 17, and 23 is supplied to the recording head, the ink remains in the first ink storage chamber 11. The fluctuation of the negative pressure of the ink supply port 24 can be largely suppressed as compared with the state where the ink supply port 24 is in the open state.
[0147]
In the process of consuming ink downstream of the second ink chamber 16, for example, an air layer (space formed by trapped air) formed above the second ink chamber 16 expands due to an increase in environmental temperature. As a result, even if the ink flows back into the first ink storage chamber 11, the ink is trapped in the first ink storage chamber 11, and then the ink flowing back into the first ink storage chamber 11 is sucked into the second ink storage chamber 16 as described above. It is possible to consume it. Thus, it is possible to prevent an excessive pressure from acting on the differential pressure valve due to a change in the environmental temperature, and it is possible to reliably prevent the leakage of the ink from the ink supply port 24.
[0148]
By the way, as shown in FIG. 14, a cartridge containing ink, for example, black ink, which is consumed more than other inks even if it is mounted on the same recording apparatus, can be configured by increasing the ink capacity. The replacement cycle can be averaged, which is convenient for the user.
[0149]
In this cartridge, the container body 2 'is configured such that the shape of the opening surface is the same, and only the depth W2 is increased. Thereby, the amount of ink that can be stored can be increased only by changing the depth W2 of the container main body 2 '.
[0150]
The arrangement center of the ink supply port 4 'and the storage means 7' is set so as to be at a fixed position W1 from the surface of the container body 2 like other cartridges. Since the identification block 70 'is mounted on the front side of the container body 2', it is naturally arranged at the same position. However, the locking member 5 'is biased toward the container main body 2' like the ink supply port 4 'so that a pressing force is reliably applied to the ink supply port 4' at the time of loading.
[0151]
By the way, although the thickness W2 of the container body 2 'is deep, the cross-sectional area of the ink flow path for guiding ink from the fourth ink storage chamber 23' to the differential pressure valve storage chamber, and the membrane valve constituting the differential pressure valve 52 'is sufficient to be equivalent to the thin cartridge described above. For this reason, the ink flow path corresponding to the above-described ink flow path 28 is provided with a concave portion 47 on the surface side of the container main body 2 ′, and the concave portion 47 is sealed with a film 95 ′ that is attached to the surface of the container main body 2 ′. It is formed. The concave portion 47 communicates with the inside of the container body 2 ′ at the lower end thereof through a through hole 47 a and the through hole 29 ′ which becomes a filter chamber at the upper end through a through hole 47 b.
[0152]
As shown in FIG. 19, the wall 24 ′ defining the flow path on the back surface of the differential pressure valve housing chamber 33 ′ is formed to have a height J from the front surface smaller than the width W 2 of the container body, and is sealed by the film 48. ing. As a result, the ink sucked up from the through hole 47a at the bottom of the fourth ink storage chamber 23 'rises in the ink flow path formed by the concave portion 47 and the film 95', and the through hole 47b at the upper end of the concave portion 47. Through the filter 55 'to flow out to the surface side of the container body 2'. In addition, the through hole 47b and the through hole 29 'are communicated by the recess 29a'.
[0153]
Thereafter, the water flows from the concave portion 24a 'through the water droplet-shaped concave portion 30b' on the front surface side of the container main body 2 'and then into a region partitioned by the wall 24' and the film 48, that is, the back side of the differential pressure valve accommodating chamber 33 '. Thereafter, as in the above-described embodiment, the membrane valve 52 'is opened and closed according to the negative pressure of the ink supply port 4', and flows into the ink supply port 4 '. The through hole 47b is configured to have an opening that can hold the ink by the meniscus during the ink consumption process.
[0154]
The flow path from the fourth ink storage chamber 23 'to the differential pressure valve storage chamber 33' is configured as described above, that is, the height of the wall 24 'is simply configured to be equal to the height of the container body 2'. In comparison with the case, the dead space can be reduced and the ink can be used effectively.
[0155]
In the present embodiment, the height of the wall 24 'defining the flow path on the back surface of the differential pressure valve housing chamber is different from that of the third ink housing chamber 17' and the fourth ink housing chamber 23 '. Is formed lower than the frame portion 14 ′ and the wall 10, which substantially constitute one ink storage chamber in the thickness direction of the container body.
[0156]
As shown in FIGS. 8, 9, and 18, the ink cartridge configured as described above further includes flow path configuration films 95, 95 'affixed to the surfaces of the container bodies 2, 2'. The decorative films 97 and 97 'are overlaid on each other to finish the product.
[0157]
The decorative films 97, 97 'form tongues 97a, 97a' in areas facing the ink inlets 20, 21, 20 ', 21', and the tongues 97a, 97a 'use the ink inlets 20, 97'. It is desirable to seal 21, 20 'and 21'.
[0158]
In the above embodiment, the second ink storage chambers 16 and 16 'and the third ink storage chambers 17 and 17' are communicated only with the recesses 15a and 15a 'formed at the lower portion of the walls 15 and 15'. Thus, the second ink storage chambers 16 and 16 'are provided with a function as a bubble trap chamber. However, as shown in FIGS. Even if the ink tends to settle like ink, the pigment settled in the second ink storage chamber 16 is transferred from the recesses 15a and 15a ', and the solvent component is transferred from the upper recesses 15b and 15b' to the third ink storage chamber 23. , 23 ′ to promote the stirring of the pigment and the ink solvent, thereby making the ink concentration uniform.
[0159]
In addition, in the above-described embodiment, the differential pressure valve accommodating chamber is arranged on the upper ink accommodating chamber side for the sake of layout, but it is straddled between the lower ink accommodating chamber or the upper and lower ink accommodating chambers. The same effect can be obtained by disposing the ink in the ink storage chamber located at the upper portion by the flow path and communicating with the inflow side of the membrane valve, and by communicating the outflow side of the membrane valve with the ink supply port by the flow path. Play.
[0160]
Further, in the ink cartridge of the embodiment, three ink storage chambers are formed in the upper part. However, even if only one ink storage chamber is provided, it is possible to reduce the change in the water head pressure acting on the membrane valve. Further, by forming two or more and communicating with each other at the bottom, the space formed at the stage when the ink in each ink storage chamber is consumed functions as a bubble trap space, and the flow of bubbles into the negative pressure generating mechanism is reduced as much as possible. , So that a decrease in print quality can be prevented.
[0161]
Further, in the embodiment, the ink supply port is formed on the bottom surface of the cartridge, but it is apparent that the same effect can be obtained even if it is formed on the side surface. In the case of adopting such a structure, it is possible to cope by changing the direction of the member that operates in accordance with the cartridge insertion process so as to correspond to the insertion direction.
[0162]
FIG. 22 is a schematic diagram showing the overall configuration of an ink jet recording apparatus using the ink cartridge of the present invention.
[0163]
In FIG. 22, the carriage 100 is configured to be reciprocated in the axial direction of the platen 205 while being guided by a guide member 204 via a timing belt 203 driven by a carriage motor 202.
[0164]
An ink jet recording head 101 is mounted on the lower surface of the carriage 100 so as to face the recording paper 206, and ink cartridges 1 and 1 'for supplying ink to the recording head 101 are mounted on the upper surface of the carriage 100. It is attached detachably.
[0165]
A capping unit 207 having a cap member 207a is arranged in a non-printing area in the moving area of the carriage 100. The print head 101 is configured to rise when the print head 101 moves directly upward, and to seal the nozzle forming surface of the print head 101. A pump unit 208 for applying a negative pressure to the internal space of the cap member 207a is disposed below the capping unit 207. The pump unit 208 acts as a cleaning unit that applies a negative pressure to the recording head 101 to suck ink. Has functions.
[0166]
In the vicinity of the printing area side portion of the capping unit 207, a wiping unit 209 having an elastic plate such as rubber is disposed so as to be able to advance and retreat in the horizontal direction, and the carriage 100 reciprocates on the capping unit 207 side. At this time, the wiping unit 209 is configured to advance on the movement path of the recording head 101, and performs wiping of the nozzle forming surface of the recording head 101.
[0167]
<Aromatic ring content, pigment: polymer ratio, average particle size, monovalent cation content, and method of measuring surface tension>
Each measurement value (amount of aromatic ring, pigment: polymer ratio, average particle size, amount of monovalent cation, surface tension) obtained in the following Examples or Comparative Examples was measured by the following method.
"Measurement of aromatic ring amount"
A part of the dispersed polymer solution obtained in each of the examples or the comparative examples was taken out, the solvent component was distilled off, and only the polymer component was taken out.6Dissolved inThirteenC-NMR and1The amount of aromatic ring in the polymer was measured using H-NMR (AMX400 manufactured by Bruker, Germany).
"Measurement of pigment: polymer ratio"
A part of the dispersion liquid obtained in each of the examples or the comparative examples was taken out, 0.1 mol / l HCl was added thereto, and only the dispersion was subjected to acid precipitation, and then the dry weight was measured. Next, only the dispersed polymer was taken out by the Soxhlet extraction method using acetone, and the dry weight was measured to calculate the pigment: polymer weight ratio.
"Measurement of average particle size"
The aqueous ink obtained in each of the Examples and Comparative Examples was diluted with ion-exchanged water so that the concentration of the dispersion became 0.001 to 0.01% by weight (because the optimum concentration at the time of measurement differs slightly depending on the ink). The average particle size of the dispersed particles at 20 ° C. was measured with a particle size distribution meter (DLS-800 manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.).
"Measurement of monovalent cation amount"
A required amount of the aqueous ink obtained in each Example or Comparative Example was taken out and centrifuged by a centrifugal ultrafiltration device (C-15; Millipore). A type NMWL10000 was used as a filter, and the centrifugation conditions were 2500 G × 60 minutes. The amount of monovalent cations in the obtained filtrate was measured by ion chromatography (column {ionPac} AS12A; DX-500, manufactured by Nippon Dionex).
"Measurement of surface tension"
The surface tension at 20 ° C. of the aqueous ink obtained in each example or comparative example was measured with a surface tensiometer (CBVP-A3 manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.).
[0168]
<Example 1>
(1) Production of dispersion: dispersion A1
In the production of the dispersion A1 used in Example 1, a carbon black pigment, Color Black FW18 (manufactured by Degussa Corporation), which is an inorganic pigment, was used.
First, a reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer, a reflux tube, and a dropping funnel was purged with nitrogen, and then 15 parts of methyl ethyl ketone, 21 parts of styrene, 5 parts of α-methylstyrene, 16 parts of butyl methacrylate, 10 parts of lauryl methacrylate, and 10 parts of acrylic acid 2 parts, 0.3 part of t-dodecyl mercaptan, and heated to 70 ° C., and separately prepared 100 parts of styrene, 15 parts of acrylic acid, 50 parts of butyl methacrylate, 1 part of t-dodecyl mercaptan, 20 parts of methyl ethyl ketone and 20 parts of azobis 3 parts of isobutyronitrile was put into a dropping funnel and dropped into a reaction vessel over 4 hours to polymerize the dispersed polymer. Next, methyl ethyl ketone was added to the reaction vessel to prepare a 40% concentration dispersed polymer solution.
[0169]
After taking out a part of the dispersion polymer solution and distilling off the solvent component, the ratio of the aromatic ring to the total weight was measured by the method described in the above "Measurement of Amount of Aromatic Ring". The amount was 59%.
[0170]
40 parts of the above dispersed polymer solution, 30 parts of color black FW18 (manufactured by Degussa), which is a carbon black pigment, 100 parts of a 0.1 mol / L aqueous sodium hydroxide solution, and 35 parts of methyl ethyl ketone were mixed, and the mixture was dispersed with a homogenizer for 30 minutes or more. Then, 350 parts of ion-exchanged water is added and dispersed for another hour. Then, after distilling off the entire amount of methyl ethyl ketone and a part of the water using a rotary evaporator, ultrafiltration with a molecular weight cut off of 100,000 was performed by using an ultrafiltration system, Millitan (manufactured by Millipore) while appropriately adding water. . Finally, the pH is adjusted to 7.5 by appropriately adding ion-exchanged water and a sodium hydroxide aqueous solution as a neutralizing agent while stirring, and the mixture is filtered through a membrane filter having an average pore size of 5 μm to obtain dispersion A1 (carbon black). Dispersion 1 containing 20% of a pigment (dispersion containing a polymer having an aromatic ring content of 59%) was obtained.
[0171]
Table 1 shows the pigment used in Dispersion A1, the amount of aromatic ring in the dispersed polymer, and the pigment: polymer ratio. The pigment: polymer ratio was measured by the method described in “Measurement of Pigment: Polymer Ratio”.
[0172]
(2) Adjustment of ink
In Example 1, the dispersion A1 obtained in Example 1 (1), Olfin E1010 (manufactured by Nissin Chemical Industry Co., Ltd.), which is an acetylene glycol-based surfactant, and diethylene glycol monobutyl ether, which is an alkylene glycol monoalkyl ether , And 1,2-pentanediol which is a 1,2-alkylene glycol were used. The specific composition is shown below.
In the preparation of the ink, the dispersion A1 was added such that the content of the dispersion A1 was 8.0%. The values in <> indicate the average particle size (unit: nm) of the dispersion A1 measured by the method described in the above “Measurement of Average Particle Size”.
[0173]
In addition, ion-exchanged water added as a “residual amount” in the ink composition of Example 1 below includes Proxel XL-2 for preventing corrosion of the ink, benzotriazole for preventing corrosion of the ink jet head member, and ink. In order to reduce the influence of metal ions in the system, EDTA · 2Na salt was added to be 0.01%, 0.01%, and 0.02% with respect to the total weight of the ink, respectively.
[0174]
Dispersion A1 <120> @ 8.0%
Olfin E1010 @ 0.5%
Diethylene glycol monobutyl ether @ 3.0%
1,2-pentanediol @ 2.5%
Diethylene glycol @ 3.0%
Glycerin 11.5%
Trimethylolpropane 6.0%
Tripropanolamine 0.3%
Ion exchange water remaining
[0175]
(3) Production of inkjet cartridges
The ink prepared in Example 1 (2) was injected into the cartridge described in FIGS. 14 to 19 in the “Example of Cartridge” to obtain an ink cartridge used in Example 1.
[0176]
Each part of the cartridge was thoroughly washed in advance to remove ionic substances and dust adhering to each part, dried, assembled, and injected with ink.
[0177]
(4) Measurement of the amount of monovalent cation
When the ink in the cartridge manufactured in Example 1 (3) was measured by the method described in “Measurement of Monovalent Cation Amount”, the total amount of monovalent cation was 1992 ppm. Table 3 shows the details of the measurement results.
[0178]
(5) Print evaluation
For the evaluation of the print image, the ink cartridge manufactured in Example 1 (3) was inserted into an ink-jet printer Stylus @ C80 (manufactured by Seiko Epson Corporation) for discharging ink by an ink-jet head using a piezoelectric element (piezo element). As evaluation papers, commercially available ordinary papers in Europe, the United States and Japan are (a) Conquery paper, (b) Reymat paper, (c) Mode @ Copy paper, (d) Rapid @ Copy paper, and (e) Xerox @ P paper. (F) Xerox @ 4024 paper, (g) Xerox @ 10 paper, (h) NeenhaBond paper, (i) Riccopy @ 6200 paper, and (j) Hammer @ mill @ Copy @ Plus paper.
[0179]
In addition, evaluation was performed visually and based on the following evaluation criteria.
A: No bleeding is recognized in the characters at all points.
B: Slight bleeding is recognized in characters of 5 points or less (practical level).
C: Characters of 5 points or less appear thick because of bleeding.
D: The bleeding is remarkable and characters of 5 points or less cannot be distinguished.
[0180]
Table 2 shows the results of the printing evaluation.
(6) Discharge stability evaluation
Using the same printer and ink cartridge as in Example 1 (5), 200 pages were continuously printed on A4-size Xerox @ P paper, and the printing stability was evaluated by observing the printing disorder.
In addition, evaluation was performed visually and based on the following evaluation criteria.
A: No printing disturbance occurs.
B: Printing disorder was observed but less than 10 places (practical level).
C: Printing disorder occurs in a range of 10 or more and less than 100.
D: Printing disorder occurred at 100 or more locations.
[0181]
Table 3 shows the results of the discharge stability evaluation.
(7) Storage stability evaluation
The ink cartridges manufactured in Example 1 (3) were allowed to stand at 60 ° C. for one week and at −20 ° C. for one week, respectively. ) Was evaluated.
[0182]
In addition, evaluation was performed based on the following evaluation criteria.
A: The ratio of the amount of foreign matter / physical property after standing at 60 ° C. or −20 ° C. to that before standing is in the range of 0.99 to 1.01.
B: The ratio is in the range of 0.95 to 0.99 or 1.01 to 1.05 (practical level).
C: The ratio is in the range of 0.90 to 0.95, or 1.05 to 1.10.
D: The ratio is less than 0.90 or greater than 1.10.
[0183]
Table 3 shows the storage stability evaluation results.
[0184]
<Example 2>
(1) Production of dispersion: dispersion A2
An insoluble monoazo yellow pigment (CI Pigment Yellow 74), which is an organic pigment, was used to produce the dispersion A2 used in Example 2.
[0185]
First, after a reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer, a reflux tube and a dropping funnel was purged with nitrogen, 12 parts of styrene, 9 parts of lauryl methacrylate, and 15 parts of methoxypolyethylene glycol methacrylate (NK ester M90G; manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.) , 5 parts of isobutyl methacrylate macromer (AW-6S; manufactured by Toa Gosei Co., Ltd.), 3 parts of methacrylic acid, and 0.3 part of mercaptoethanol were heated to 70 ° C., and 25 parts of separately prepared styrene and 30 parts of lauryl methacrylate were added. 15 parts of methoxypolyethylene glycol methacrylate (NK ester M90G; manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.), 15 parts of isobutyl methacrylate macromer (AW-6S; manufactured by Toagosei Co., Ltd.), 10 parts of methacrylic acid, 20 parts of methyl ethyl ketone, mercaptoethanol 1 While over 4 hours to put 0 parts to a dropping funnel was added dropwise to the reaction vessel and the dispersed polymer is the polymerization reaction. Next, methyl ethyl ketone was added to the reaction vessel to prepare a 35% concentration dispersed polymer solution.
[0186]
After taking out a part of the dispersion polymer solution and distilling off the solvent component, the ratio of the aromatic ring to the total weight was measured by the method described in the above "Measurement of Amount of Aromatic Ring". The amount was 25%.
[0187]
40 parts of the above-mentioned dispersed polymer solution, 30 parts of an insoluble monoazo yellow pigment (CI Pigment Yellow 74) as an organic pigment, 100 parts of a 0.1 mol / L aqueous sodium hydroxide solution, and 40 parts of methyl ethyl ketone were mixed, and mixed with a homogenizer. The mixture is dispersed for at least one minute, 380 parts of ion-exchange water is added, and the mixture is further dispersed for one hour. Then, after distilling off the entire amount of methyl ethyl ketone and a part of the water using a rotary evaporator, ultrafiltration with a molecular weight cut off of 100,000 was performed by using an ultrafiltration system, Millitan (manufactured by Millipore) while appropriately adding water. . Finally, the pH of the mixture is adjusted to 7.5 by appropriately adding ion-exchanged water and a sodium hydroxide aqueous solution as a neutralizing agent while stirring, and the mixture is filtered through a membrane filter having an average pore size of 5 μm to obtain the dispersion A2 (insoluble monoazo compound). A dispersion A2 containing 20% of a yellow pigment (a dispersion containing a polymer having an aromatic ring content of 25%) was obtained.
[0188]
Table 1 shows the pigment used in Dispersion A2, the amount of aromatic ring in the dispersed polymer, and the pigment: polymer ratio. The amount of the aromatic ring in the polymer and the pigment: polymer ratio were determined in the same manner as in Example 1 (1) by the methods described in the above-mentioned "measurement of the amount of aromatic ring" and "measurement of the pigment: polymer ratio". It was measured.
[0189]
(2) Adjustment of ink
In Example 2, the dispersion A2 obtained in Example 2 (1), Surfynol 440 (manufactured by Air Products Co., Ltd.), which is an acetylene glycol-based surfactant, and Olfin STG (manufactured by Nissin Chemical Industry Co., Ltd.) And triethylene glycol monobutyl ether, which is an alkylene glycol monoalkyl ether, and 1,2-pentanediol, which is a 1,2-alkylene glycol. The specific composition is shown below.
[0190]
In the preparation of the ink, the dispersion A2 was added so that the content of the dispersion A2 was 7.0%. The values in <> indicate the average particle size (unit: nm) of the dispersion A2 measured by the method described in the above “Measurement of Average Particle Size”.
[0191]
In addition, in the ion-exchanged water added as the “remaining amount” in the ink composition of Example 2 below, as in Example 1 (2), Proxel XL-2 was added in an amount of 0.1% based on the total weight of the ink. A solution prepared by adding 01%, 0.01% of benzotriazole and 0.02% of EDTA · 2Na salt was used.
[0192]
Dispersion A2 <120> @ 7.0%
Surfynol 440 0.2%
Olfin STG 0.2%
Triethylene glycol monobutyl ether @ 3.0%
1,2-pentanediol 2.0%
2-pyrrolidone @ 3.0%
Glycerin 13.5%
Trimethylolethane 5.0%
Triethanolamine 0.1%
Ion exchange water remaining
[0193]
(3) Manufacture of ink cartridge
The ink prepared in Example 2 (2) was injected into the cartridge described in FIGS. 1 to 9 in the “Example of Cartridge” to obtain an ink cartridge used in Example 2.
[0194]
Each part of the cartridge was thoroughly washed in advance to remove ionic substances and dust adhering to each part, dried, assembled, and injected with ink.
[0195]
(4) Measurement of the amount of monovalent cation
When the ink in the cartridge manufactured in Example 2 (3) was measured by the method described in “Measurement of Monovalent Cation Amount”, the total amount of monovalent cation was 1038 ppm. Table 3 shows the details of the measurement results.
[0196]
(5) Print evaluation
In the same manner as in Example 1 (5), the ink cartridge manufactured in Example 2 (3) was inserted using an inkjet printer Stylus C80 (manufactured by Seiko Epson Corporation) in the same manner as in Example 1 (5). Using the evaluation paper No., printing evaluation was performed according to the same evaluation criteria as in Example 1 (5). Table 2 shows the results of the print evaluation.
[0197]
(6) Discharge stability evaluation
Using the same printer and ink cartridge as in Example 2 (5), the same evaluation method as in Example 1 (6) was used, and the ejection stability was evaluated according to the same evaluation criteria as in Example 1 (6). An evaluation was performed. Table 3 shows the results of the discharge stability evaluation.
[0198]
(7) Storage stability evaluation
The storage stability of the ink cartridge manufactured in Example 2 (3) was evaluated by the same evaluation method as in Example 1 (7) according to the same evaluation criteria as in Example 1 (7). Table 3 shows the results of the storage stability evaluation.
[0199]
<Example 3>
(1) Production of dispersion: dispersion 3
A quinacridone red pigment (CI Pigment Red 122), which is an organic pigment, was used to produce the dispersion A3 used in Example 3.
First, after a reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer, a reflux tube, and a dropping funnel was purged with nitrogen, 12 parts of styrene, 6 parts of styrene macromer (AS-6, manufactured by Toagosei Co., Ltd.), and n-dodecyl methacrylate 3.5. Parts, N, N-dimethylaminoethyl methacrylate, 12 parts, methoxypolyethylene glycol methacrylate (NK ester M40G; manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.), 25 parts, and mercaptoethanol, 0.3 parts, and heated to 70 ° C. to prepare separately. 15 parts of styrene, 8 parts of styrene macromer (AS-6, manufactured by Toagosei Co., Ltd.), 7 parts of n-dodecyl methacrylate, 20 parts of N, N-dimethylaminoethyl methacrylate, methoxypolyethylene glycol methacrylate (NK ester M40G; Shin-Nakamura Chemical) 30 parts, methyl ethyl ke Down 50 parts of the dispersion polymer dropwise into the reaction vessel over 4 hours and placed in a dropping funnel and 1.5 parts of azobisisobutyronitrile was polymerized reaction. Next, methyl ethyl ketone was added to the reaction vessel to prepare a 38% concentration dispersed polymer solution.
[0200]
After taking out a part of the dispersion polymer solution and distilling off the solvent component, the ratio of the aromatic ring to the total weight was measured by the method described in the above "Measurement of Amount of Aromatic Ring". The amount was 40%.
[0201]
40 parts of the above-mentioned dispersed polymer solution, 25 parts of quinacridone red pigment (CI Pigment Red 122) as an organic pigment, 100 parts of a 0.1 mol / L aqueous sodium hydroxide solution, and 40 parts of methyl ethyl ketone were mixed, and the mixture was mixed with a homogenizer for 30 minutes. After the above dispersion treatment, 380 parts of ion-exchanged water is added, and the mixture is further dispersed for 1 hour. Then, after distilling off the entire amount of methyl ethyl ketone and a part of the water using a rotary evaporator, ultrafiltration with a molecular weight cut off of 100,000 was carried out by using an ultrafiltration system Millitan (manufactured by Millipore) while appropriately adding water. . Finally, the pH is adjusted to 7.5 by appropriately adding ion-exchanged water and a sodium hydroxide aqueous solution as a neutralizing agent while stirring, and the mixture is filtered through a membrane filter having an average pore diameter of 5 μm to obtain dispersion A3 (quinacridone red). Dispersion A3 containing 20% of a pigment (dispersion containing a polymer having an aromatic ring content of 40%) was obtained.
[0202]
Table 1 shows the pigment used in Dispersion A3, the amount of aromatic ring in the dispersed polymer, and the pigment: polymer ratio. The amount of the aromatic ring in the polymer and the pigment: polymer ratio were determined in the same manner as in Example 1 (1) by the methods described in the above-mentioned "Measurement of Aromatic Ring Amount" and "Measurement of Pigment: Polymer Ratio". It was measured.
[0203]
(2) Adjustment of ink
In Example 3, the dispersion A3 obtained in Example 3 (1), Olfin E1010 (manufactured by Nissin Chemical Industry Co., Ltd.), which is an acetylene glycol-based surfactant, and Surfynol 104PG50 (manufactured by Air Products) were used. And triethylene glycol monobutyl ether, which is an alkylene glycol monoalkyl ether, and 1,2-hexanediol, which is a 1,2-alkylene glycol. The specific composition is shown below.
[0204]
In the preparation of the ink, the dispersion A3 was added such that the content of the dispersion A3 was 7.5%. The value in <> indicates the average particle size (unit: nm) of the dispersion A3 measured by the method described in the above “Measurement of Average Particle Size”.
[0205]
In addition, in the ion-exchanged water added as the “remaining amount” in the ink composition of Example 3 described below, as in Example 1 (2), Proxel XL-2 was added to the ink in a total amount of 0.1%. A solution prepared by adding 01%, 0.01% of benzotriazole and 0.02% of EDTA · 2Na salt was used.
[0206]
Dispersion A3 <140> @ 7.5%
Olfin E1010 0.1%
Surfynol 104PG50 0.4%
Triethylene glycol monobutyl ether 1.0%
1,2-hexanediol 2.5%
Triethylene glycol 2.0%
2-pyrrolidone @ 4.0%
Glycerin 13.8%
Trimethylolpropane 6.0%
Ion exchange water remaining
[0207]
(3) Manufacture of ink cartridge
The ink prepared in Example 3 (2) was injected into the cartridge described in FIGS. 1 to 9 in the “Example of cartridge” to obtain an ink cartridge used in Example 3.
[0208]
Each part of the cartridge was thoroughly washed in advance to remove ionic substances and dust adhering to each part, dried, assembled, and injected with ink.
[0209]
(4) Measurement of the amount of monovalent cation
When the ink in the cartridge manufactured in Example 3 (3) was measured by the method described in “Measurement of the amount of monovalent cation”, the total amount of monovalent cation was 1,624 ppm. Table 3 shows the details of the measurement results.
[0210]
(5) Print evaluation
In the same manner as in Example 1 (5), the ink cartridge manufactured in Example 3 (3) was inserted using an inkjet printer Stylus @ C80 (manufactured by Seiko Epson Corporation) in the same manner as in Example 1 (5). Using the evaluation paper No., printing evaluation was performed according to the same evaluation criteria as in Example 1 (5). Table 2 shows the results of the print evaluation.
[0211]
(6) Discharge stability evaluation
Using the same printer and ink cartridge as in Example 3 (5), the same evaluation method as in Example 1 (6) was used, and the ejection stability was evaluated according to the same evaluation criteria as in Example 1 (6). An evaluation was performed. Table 3 shows the results of the discharge stability evaluation.
[0212]
(7) Storage stability evaluation
The storage stability of the ink cartridge manufactured in Example 3 (3) was evaluated by the same evaluation method as in Example 1 (7) according to the same evaluation criteria as in Example 1 (7). Table 3 shows the results of the storage stability evaluation.
[0213]
<Example 4>
(1) Production of dispersion: dispersion A4
A phthalocyanine blue pigment (CI Pigment Blue 15: 4), which is an organic pigment, was used to produce the dispersion A4 used in Example 4.
[0214]
First, after a reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer, a reflux tube, and a dropping funnel was purged with nitrogen, 20 parts of styrene, 9 parts of lauryl methacrylate, and 15 parts of methoxypolyethylene glycol methacrylate (NK ester M90G; manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.) 5 parts of isobutyl methacrylate macromer (AW-6S; manufactured by Toa Gosei Co., Ltd.), 10 parts of styrene macromer (AS-6; manufactured by Toa Gosei Co., Ltd.), 5 parts of methacrylic acid, 5 parts of methyl ethyl ketone, 0.3 parts of n-dodecyl mercaptan 0.3 And heated to 70 ° C., separately prepared 25 parts of styrene, 30 parts of lauryl methacrylate, 20 parts of methoxypolyethylene glycol methacrylate (NK ester M90G; manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.), and isobutyl methacrylate macromer (AW-6S; Toa) Synthetic strain 15 parts of styrene macromer (AS-6; manufactured by Toagosei Co., Ltd.), 5 parts of methacrylic acid, 20 parts of methyl ethyl ketone, and 1.5 parts of n-dodecyl mercaptan are put into a dropping funnel and reacted for 4 hours. The dispersion polymer was allowed to undergo a polymerization reaction while being dropped into the container. Next, methyl ethyl ketone was added to the reaction vessel to prepare a 40% concentration dispersed polymer solution.
[0215]
After taking out a part of the dispersion polymer solution and distilling off the solvent component, the ratio of the aromatic ring to the total weight was measured by the method described in the above "Measurement of Amount of Aromatic Ring". The amount was 46%.
[0216]
40 parts of the above dispersed polymer solution, 40 parts of a phthalocyanine blue pigment (CI Pigment Blue 15: 4) as an organic pigment, 100 parts of a 0.1 mol / L aqueous sodium hydroxide solution, and 40 parts of methyl ethyl ketone were mixed, and the mixture was mixed with a homogenizer. After a dispersion treatment for 30 minutes or more, 350 parts of ion-exchanged water is added, and the mixture is further dispersed for 1 hour. Then, after distilling off the entire amount of methyl ethyl ketone and a part of the water using a rotary evaporator, ultrafiltration with a molecular weight cut off of 100,000 was performed by using an ultrafiltration system, Millitan (manufactured by Millipore) while appropriately adding water. . Finally, the pH is adjusted to 7.5 by appropriately adding ion-exchanged water and a sodium hydroxide aqueous solution as a neutralizing agent with stirring, and the mixture is filtered through a membrane filter having an average pore size of 5 μm to obtain dispersion A4 (phthalocyanine blue). Dispersion A4 containing 20% of a pigment (dispersion containing a polymer having an aromatic ring content of 46%) was obtained.
[0219]
Table 1 shows the pigment used in Dispersion A4, the amount of aromatic ring in the dispersed polymer, and the pigment: polymer ratio. The amount of the aromatic ring in the polymer and the pigment: polymer ratio were determined in the same manner as in Example 1 (1) by the methods described in the above-mentioned "measurement of the amount of aromatic ring" and "measurement of the pigment: polymer ratio". It was measured.
[0218]
(2) Adjustment of ink
In Example 4, the dispersion A4 obtained in Example 4 (1), acetylenol E100 as an acetylene glycol-based surfactant (manufactured by Kawaken Fine Chemical Co., Ltd.), and propylene glycol monobutyl ether as an alkylene glycol monoalkyl ether were used. , And 1,2-hexanediol which is a 1,2-alkylene glycol were used. The specific composition is shown below.
[0219]
In the preparation of the ink, the dispersion A4 was added such that the content of the dispersion A4 was 8.0%. The values in <> indicate the average particle size (unit: nm) of the dispersion A4 measured by the method described in the above “Measurement of Average Particle Size”.
[0220]
In addition, in the ion-exchanged water added as the “residual amount” in the ink composition of Example 4 described below, as in Example 1 (2), Proxel XL-2 was added to the ink in an amount of 0.1% based on the total weight of the ink. A solution prepared by adding 01%, 0.01% of benzotriazole and 0.02% of EDTA · 2Na salt was used.
[0221]
Dispersion A4 <100> @ 8.0%
Acetylene E100 0.5%
Propylene glycol monobutyl ether @ 3.0%
1,2-hexanediol 1.0%
Triethylene glycol @ 3.0%
Glycerin 13.8%
Trimethylolpropane 5.2%
Tripropanolamine 0.2%
Ion exchange water remaining
[0222]
(3) Manufacture of ink cartridge
The ink prepared in Example 4 (2) was injected into the cartridge described in FIGS. 1 to 9 in the “Example of cartridge” to obtain an ink cartridge used in Example 4.
[0223]
Each part of the cartridge was thoroughly washed in advance to remove ionic substances and dust adhering to each part, dried, assembled, and injected with ink.
[0224]
(4) Measurement of the amount of monovalent cation
When the ink in the cartridge manufactured in Example 4 (3) was measured by the method described in “Measurement of the amount of monovalent cation”, the total amount of monovalent cation was 1,123 ppm. Table 3 shows the details of the measurement results.
[0225]
(5) Print evaluation
Using the ink jet printer Stylus-C80 (manufactured by Seiko Epson Corporation), the ink cartridge manufactured in Example 4 (3) was inserted in the same manner as in Example 1 (5). Using the same evaluation paper, printing evaluation was performed according to the same evaluation criteria as in Example 1 (5). Table 2 shows the results of the print evaluation.
[0226]
(6) Discharge stability evaluation
Using the same printer and ink cartridge as in Example 4 (5), and using the same evaluation method as in Example 1 (6), discharge stability according to the same evaluation criteria as in Example 1 (6). An evaluation was performed. Table 3 shows the results of the discharge stability evaluation.
[0227]
(7) Storage stability evaluation
The storage stability of the ink cartridge manufactured in Example 4 (3) was evaluated by the same evaluation method as in Example 1 (7) according to the same evaluation criteria as in Example 1 (7). Table 3 shows the results of the storage stability evaluation.
[0228]
<Example 5>
(1) Production of dispersion: dispersion A5
A perinone orange pigment (CI Pigment Orange 43) was used for the production of the dispersion A5 used in Example 5. Otherwise, in the same manner as described in Example 4 (1), a dispersion containing 20% of Dispersion A5 (a dispersion in which a perinone orange pigment is included by a polymer having an aromatic ring content of 56%). 5 was obtained.
[0229]
Table 1 shows the pigment used in Dispersion A5, the amount of aromatic ring in the dispersed polymer, and the pigment: polymer ratio. The amount of the aromatic ring in the polymer and the pigment: polymer ratio were determined in the same manner as in Example 1 (1) by the methods described in the above-mentioned "measurement of the amount of aromatic ring" and "measurement of the pigment: polymer ratio". It was measured.
[0230]
(2) Adjustment of ink
In Example 5, the dispersion A5 obtained in Example 5 (1), Surfynol 485 and Surfynol TG (all manufactured by Air Products Co., Ltd.), which are acetylene glycol-based surfactants, and alkylene glycol monoalkyl ether Dipropylene glycol monobutyl ether and 1,2-alkylene glycol 1,2-pentanediol. The specific composition is shown below.
[0231]
In the preparation of the ink, the dispersion A5 was added so that the content of the dispersion A5 was 10.0%. The value in <> indicates the average particle size (unit: nm) of the dispersion A5 measured by the method described in the above “Measurement of Average Particle Size”.
[0232]
In addition, in the ion-exchanged water added as the “residual amount” in the ink composition of Example 5 described below, as in Example 1 (2), Proxel XL-2 was added to the total weight of the ink in an amount of 0. A solution prepared by adding 01%, 0.01% of benzotriazole and 0.02% of EDTA · 2Na salt was used.
[0233]
Dispersion A5 <150> $ 10.0%
Surfynol 485 0.5%
Surfynol TG 0.2%
Dipropylene glycol monobutyl ether 2.0%
1,2-pentanediol 2.0%
N-methyl-2-pyrrolidone 5.0%
Glycerin 11.2%
Trehalose 5.8%
Ion exchange water remaining
[0234]
(3) Manufacture of ink cartridge
The ink prepared in Example 5 (2) was injected into the cartridge described in FIGS. 1 to 9 in the “Example of Cartridge” to obtain an ink cartridge used in Example 5.
[0235]
Each part of the cartridge was thoroughly washed in advance to remove ionic substances and dust adhering to each part, dried, assembled, and injected with ink.
[0236]
(4) Measurement of the amount of monovalent cation
When the ink in the cartridge manufactured in Example 5 (3) was measured by the method described in “Measurement of the amount of monovalent cation”, the total amount of monovalent cation was 1,040 ppm. Table 3 shows the details of the measurement results.
[0237]
(5) Print evaluation
In the same manner as in Example 1 (5), the ink cartridge manufactured in Example 5 (3) was inserted using an inkjet printer Stylus @ C80 (manufactured by Seiko Epson Corporation) in the same manner as in Example 1 (5). Using the evaluation paper No., printing evaluation was performed according to the same evaluation criteria as in Example 1 (5). Table 2 shows the results of the print evaluation.
[0238]
(6) Discharge stability evaluation
Using the same printer and ink cartridge as in Example 5 (5), and using the same evaluation method as in Example 1 (6), discharge stability according to the same evaluation criteria as in Example 1 (6). An evaluation was performed. Table 3 shows the results of the discharge stability evaluation.
[0239]
(7) Storage stability evaluation
The storage stability of the ink cartridge manufactured in Example 5 (3) was evaluated by the same evaluation method as in Example 1 (7) according to the same evaluation criteria as in Example 1 (7). Table 3 shows the results of the storage stability evaluation.
[0240]
<Example 6>
(1) Production of dispersion: dispersion A6
A benzimidazolone brown pigment (CI Pigment Brown 32) was used to produce the dispersion A6 used in Example 6. Otherwise, by the same method as described in Example 4 (1), a dispersion containing 20% of Dispersion A6 (a dispersion in which benzimidazolone brown pigment is contained by a polymer having an aromatic ring content of 69%). Liquid A6 was obtained.
[0241]
Table 1 shows the pigment used in Dispersion A6, the amount of aromatic ring in the dispersed polymer, and the pigment: polymer ratio. The amount of the aromatic ring in the polymer and the pigment: polymer ratio were determined in the same manner as in Example 1 (1) by the methods described in the above-mentioned "measurement of the amount of aromatic ring" and "measurement of the pigment: polymer ratio". It was measured.
[0242]
(2) Adjustment of ink
In Example 6, the dispersion A6 obtained in Example 6 (1), Surfynol 420 as an acetylene glycol-based surfactant, and diethylene glycol monobutyl ether as an alkylene glycol monoalkyl ether were used. The specific composition is shown below.
[0243]
In the preparation of the ink, the dispersion A6 was added such that the content of the dispersion A6 was 5.0%. The values in <> indicate the average particle size (unit: nm) of the dispersion A6 measured by the method described in the above “Measurement of Average Particle Size”.
[0244]
In addition, as in the case of Example 1 (2), Proxel XL-2 was added to ion-exchanged water added as a “remaining amount” in the ink composition of Example 6 described below in an amount of 0. A solution prepared by adding 01%, 0.01% of benzotriazole and 0.02% of EDTA · 2Na salt was used.
[0245]
Dispersion A6 <140> @ 5.0%
Surfynol 420% 0.1%
Diethylene glycol monobutyl ether @ 3.0%
1,6-hexanediol 2.0%
Tetraethylene glycol 5.5%
Glycerin 13.5%
Triethanolamine 0.5%
Ion exchange water remaining
[0246]
(3) Manufacture of ink cartridge
The ink prepared in Example 6 (2) was injected into the cartridge described in the “Example of Cartridge” described in FIGS. 1 to 9 to obtain the ink cartridge used in Example 6.
[0247]
Each part of the cartridge was thoroughly washed in advance to remove ionic substances and dust adhering to each part, dried, assembled, and injected with ink.
[0248]
(4) Measurement of the amount of monovalent cation
When the ink in the cartridge manufactured in Example 6 (3) was measured by the method described in “Measurement of Monovalent Cation Amount”, the total amount of monovalent cation was 2,317 ppm. Table 3 shows the details of the measurement results.
[0249]
(5) Print evaluation
In the same manner as in Example 1 (5), the ink cartridge manufactured in Example 6 (3) was inserted using an inkjet printer Stylus @ C80 (manufactured by Seiko Epson Corporation) in the same manner as in Example 1 (5). Using the evaluation paper No., printing evaluation was performed according to the same evaluation criteria as in Example 1 (5). Table 2 shows the results of the print evaluation.
[0250]
(6) Discharge stability evaluation
Using the same printer and ink cartridge as in Example 6 (5), and using the same evaluation method as in Example 1 (6), according to the same evaluation criteria as in Example 1 (6), the ejection stability. An evaluation was performed. Table 3 shows the results of the discharge stability evaluation.
[0251]
(7) Storage stability evaluation
The storage stability of the ink cartridge manufactured in Example 6 (3) was evaluated by the same evaluation method as in Example 1 (7) according to the same evaluation criteria as in Example 1 (7). Table 3 shows the results of the storage stability evaluation.
[0252]
<Example 7>
(1) Production of dispersion: dispersion A7
In the production of the dispersion A7 used in Example 7, a quinacridone violet pigment (CI Pigment Violet 19) was used as an organic pigment. Otherwise, the dispersion A7 containing 20% of the dispersion A7 (a dispersion containing a quinacridone violet pigment by a polymer having an aromatic ring content of 21%) was prepared in the same manner as in Example 4 (1). Got.
[0253]
Table 1 shows the pigment used in Dispersion A7, the amount of aromatic ring in the dispersed polymer, and the pigment: polymer ratio. The amount of the aromatic ring in the polymer and the pigment: polymer ratio were determined in the same manner as in Example 1 (1) by the methods described in the above-mentioned "measurement of the amount of aromatic ring" and "measurement of the pigment: polymer ratio". It was measured.
[0254]
(2) Adjustment of ink
In Example 7, the dispersion A7 obtained in Example 7 (1), Surfynol 61 and Surfynol TG (all manufactured by Air Products Co., Ltd.), which are acetylene alcohol-based surfactants, and alkylene glycol monoalkyl ether Was used, and 1,2-pentanediol, which was 1,2 alkylene glycol, was used. The specific composition is shown below.
[0255]
In the preparation of the ink, the dispersion A7 was added so that the content of the dispersion A7 was 6.0%. The values in <> indicate the average particle size (unit: nm) of the dispersion A7 measured by the method described in the above “Measurement of Average Particle Size”.
[0256]
Further, in the ion-exchanged water added as the “residual amount” in the ink composition of Example 7 described below, as in Example 1 (2), Proxel XL-2 was added to the ink in a total amount of 0. A solution prepared by adding 01%, 0.01% of benzotriazole and 0.02% of EDTA · 2Na salt was used.
[0257]
Dispersion A7 <120> @ 6.0%
Surfynol 61 0.3%
Surfynol TG 0.1%
Triethylene glycol monobutyl ether 1.5%
1,2-pentanediol 2.0%
Diethylene glycol 2.0%
Thiodiglycol @ 4.0%
Glycerin 12.6%
Trimethylolethane 7.0%
Ion exchange water remaining
[0258]
(3) Manufacture of ink cartridge
The ink prepared in Example 7 (2) was injected into the cartridge described in FIGS. 1 to 9 of the “Example of Cartridge” to obtain an ink cartridge used in Example 7.
[0259]
Each part of the cartridge was thoroughly washed in advance to remove ionic substances and dust adhering to each part, dried, assembled, and injected with ink.
[0260]
(4) Measurement of the amount of monovalent cation
When the ink in the cartridge manufactured in Example 7 (3) was measured by the method described in “Measurement of the amount of monovalent cation”, the total amount of monovalent cation was 1,349 ppm. Table 3 shows the details of the measurement results.
[0261]
(5) Print evaluation
In the same manner as in Example 1 (5), the ink cartridge manufactured in Example 7 (3) was inserted using an inkjet printer Stylus @ C80 (manufactured by Seiko Epson Corporation) in the same manner as in Example 1 (5). Using the evaluation paper No., printing evaluation was performed according to the same evaluation criteria as in Example 1 (5). Table 2 shows the results of the print evaluation.
[0262]
(6) Discharge stability evaluation
Using the same printer and ink cartridge as in Example 7 (5), and using the same evaluation method as in Example 1 (6), according to the same evaluation criteria as in Example 1 (6), the ejection stability. An evaluation was performed. Table 3 shows the results of the discharge stability evaluation.
[0263]
(7) Storage stability evaluation
The storage stability of the ink cartridge manufactured in Example 7 (3) was evaluated by the same evaluation method as in Example 1 (7) according to the same evaluation criteria as in Example 1 (7). Table 3 shows the results of the storage stability evaluation.
[0264]
<Example 8>
(1) Production of dispersion: dispersion A8
A phthalocyanine green pigment (CI Pigment Green 7), which is an organic pigment, was used to produce the dispersion A8 used in Example 8. Otherwise, by the same method as described in Example 4 (1), a dispersion A8 containing 20% of a dispersion A8 (a dispersion containing a phthalocyanine green pigment by a polymer having an aromatic ring content of 30%) was prepared. Got.
[0265]
Table 1 shows the pigment used in Dispersion A8, the amount of aromatic ring in the dispersed polymer, and the pigment: polymer ratio. The amount of the aromatic ring in the polymer and the pigment: polymer ratio were determined in the same manner as in Example 1 (1) by the methods described in the above-mentioned "measurement of the amount of aromatic ring" and "measurement of the pigment: polymer ratio". It was measured.
[0266]
(2) Adjustment of ink
In Example 8, the dispersion A8 obtained in Example 8 (1), Olfin E1010 (manufactured by Nissin Chemical Co., Ltd.), which is an acetylene glycol-based surfactant, and Surfynol 104 (manufactured by Air Products) were used. And dipropylene glycol monobutyl ether, which is an alkylene glycol monoalkyl ether, and 1,2-pentanediol, which is a 1,2-alkylene glycol. The specific composition is shown below.
[0267]
In the preparation of the ink, the dispersion A8 was added such that the content of the dispersion A8 was 8.0%. The value in <> indicates the average particle size (unit: nm) of the dispersion A8 measured by the method described in the above “Measurement of Average Particle Size”.
[0268]
Further, as in the case of Example 1 (2), Proxel XL-2 was added to ion-exchanged water added as a “residual amount” in the ink composition of Example 8 described below in an amount of 0.1% based on the total weight of the ink. A solution prepared by adding 01%, 0.01% of benzotriazole and 0.02% of EDTA · 2Na salt was used.
[0269]
Dispersion A8 <110> @ 8.0%
Olfin E1010 0.3%
Surfynol 104@0.1%
Dipropylene glycol monobutyl ether 1.0%
1,2-pentanediol @ 3.0%
Triethylene glycol 2.0%
Thiodiglycol @ 4.0%
Glycerin 13.8%
Trimethylolpropane 6.0%
Triethanolamine 0.1%
Ion exchange water remaining
[0270]
(3) Manufacture of ink cartridge
The ink prepared in Example 8 (2) was injected into the cartridge described in FIGS. 1 to 9 in the “Example of Cartridge” to obtain an ink cartridge used in Example 8.
[0271]
Each part of the cartridge was thoroughly washed in advance to remove ionic substances and dust adhering to each part, dried, assembled, and injected with ink.
[0272]
(4) Measurement of the amount of monovalent cation
When the ink in the cartridge manufactured in Example 8 (3) was measured by the method described in the above “Measurement of Monovalent Cation Amount”, the total amount of monovalent cations was 1481 ppm. Table 3 shows the measurement results.
[0273]
(5) Print evaluation
In the same manner as in Example 1 (5), the ink cartridge manufactured in Example 8 (3) was inserted into an inkjet printer Stylus @ C80 (manufactured by Seiko Epson Corporation), and the same evaluation as in Example 1 (5) was performed. Printing evaluation was performed on paper using the same evaluation criteria as in Example 1 (5). Table 2 shows the results of the print evaluation.
[0274]
(6) Discharge stability evaluation
Using the same printer and ink cartridge as in Example 8 (5), and using the same evaluation method as in Example 1 (6), based on the same evaluation criteria as in Example 1 (6), the ejection stability. An evaluation was performed. Table 3 shows the results of the discharge stability evaluation.
[0275]
(7) Storage stability evaluation
The storage stability of the ink cartridge manufactured in Example 8 (3) was evaluated by the same evaluation method as in Example 1 (7) according to the same evaluation criteria as in Example 1 (7). Table 3 shows the results of the storage stability evaluation.
[0276]
<Example 9>
(1) Production of dispersion
In Example 9, the dispersion A8 produced in Example 8 (1) was used.
[0277]
(2) Adjustment of ink
In the ninth embodiment, the ink adjusted in the eighth embodiment (2) was used.
[0278]
(3) Manufacture of ink cartridge
The ink prepared in Example 8 (2) was injected into the cartridge described in FIGS. 1 to 9 described in the “Example of Cartridge” to obtain an ink cartridge used in Example 9 of the present invention.
[0279]
In this embodiment, each part of the cartridge was assembled without washing and ink was injected.
[0280]
(4) Measurement of the amount of monovalent cation
When the ink in the cartridge manufactured in Example 9 (3) was measured by the method described in the above “Measurement of Monovalent Cation Amount”, the total amount of monovalent cation was 2,966 ppm. Table 3 shows the details of the measurement results.
[0281]
(5) Print evaluation
In the same manner as in Example 1 (5), the ink cartridge manufactured in Example 9 (3) was inserted into an ink jet printer Stylus @ C80 (manufactured by Seiko Epson Corporation), and the same evaluation as in Example 1 (5) was performed. Printing evaluation was performed on paper using the same evaluation criteria as in Example 1 (5). Table 2 shows the results of the print evaluation.
[0282]
(6) Discharge stability evaluation
Using the same printer and ink cartridge as in Example 9 (5), and using the same evaluation method as in Example 1 (6), according to the same evaluation criteria as in Example 1 (6), the ejection stability. An evaluation was performed. Table 3 shows the results of the discharge stability evaluation.
[0283]
(7) Storage stability evaluation
The storage stability of the ink cartridge manufactured in Example 9 (3) was evaluated by the same evaluation method as in Example 1 (7) according to the same evaluation criteria as in Example 1 (7). Table 3 shows the results of the storage stability evaluation.
[0284]
<Comparative Example 1>
(1) Production of dispersion: dispersion B1
In Comparative Example 1, a dispersion B1 used in Comparative Example 1 was produced using Color Black FW18 (manufactured by Degussa Co., Ltd.), which is a carbon black pigment as an inorganic pigment, in the same manner as in Example 1 (1).
[0285]
However, in Comparative Example 1, the ultrafiltration treatment performed in Example 1 (1) was not performed.
[0286]
First, after a reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer, a reflux pipe and a dropping funnel was purged with nitrogen, 25 parts of styrene, 5 parts of α-methylstyrene, 15 parts of butyl methacrylate, 10 parts of lauryl methacrylate, 2 parts of acrylic acid, t -0.5 part of dodecyl mercaptan was added and heated to 60 ° C in this comparative example. Separately prepared 150 parts of styrene, 15 parts of acrylic acid, 50 parts of butyl methacrylate, 1 part of t-dodecyl mercaptan, 20 parts of methyl ethyl ketone and 3 parts of azobisisobutyronitrile are placed in a dropping funnel, and the mixture is dropped into the reaction vessel for comparison. In the example, the dispersion polymer was polymerized in 4 hours. Next, methyl ethyl ketone was added to the reaction vessel to prepare a 40% concentration dispersed polymer solution.
[0287]
After taking out a part of the dispersion polymer solution and distilling off the solvent component, the ratio of the aromatic ring to the total weight was measured by the method described in the above "Measurement of Amount of Aromatic Ring". The amount was 40%.
[0288]
40 parts of the above dispersed polymer solution, 30 parts of color black FW18 (manufactured by Degussa), which is a carbon black pigment, 100 parts of a 0.1 mol / L aqueous sodium hydroxide solution, and 35 parts of methyl ethyl ketone were mixed, and the mixture was dispersed with a homogenizer for 30 minutes or more. Then, 350 parts of ion-exchanged water is added and dispersed for another hour. Then, after distilling off the entire amount of methyl ethyl ketone and a part of water using a rotary evaporator, ultrafiltration is not performed in this comparative example, and ion-exchanged water and a sodium hydroxide aqueous solution as a neutralizing agent are appropriately stirred. In addition, the mixture was adjusted to pH 7.5 and then filtered through a membrane filter having an average pore size of 5 μm to contain 20% of Dispersion B1 (dispersion in which a carbon black pigment was included in a polymer having an aromatic ring content of 40%). A dispersion 1 was obtained.
[0289]
Table 1 shows the pigment used in Dispersion B1, the amount of aromatic ring in the dispersed polymer, and the pigment: polymer ratio. The pigment: polymer ratio was measured by the method described in “Measurement of Pigment: Polymer Ratio”.
[0290]
(2) Adjustment of ink
In Comparative Example 1, an ink was prepared using the dispersion B1 obtained in Comparative Example 1 (1). The specific composition is shown below.
[0291]
In the preparation of the ink, the dispersion B1 was added so that the content of the dispersion B1 was 8.0%. The value in <> indicates the average particle size (unit: nm) of the dispersion B1 measured by the method described in the above “Measurement of Average Particle Size”.
[0292]
In addition, in the ion-exchanged water added as the “remaining amount” in the ink composition of Comparative Example 1 below, as in the case of Example 1 (2), Proxel XL-2 was added to the total weight of the ink at 0.1%. A solution prepared by adding 01%, 0.01% of benzotriazole and 0.02% of EDTA · 2Na salt was used.
[0293]
Dispersion B1 <140> @ 8.0%
Nonionic surfactant 1.0%
Ethylene glycol @ 5.0%
Glycerin 15.0%
Ion exchange water remaining
In the above composition, Epan 450 (trade name; manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) was used as the nonionic surfactant.
[0294]
(3) Manufacture of ink cartridge
The ink cartridge used in Comparative Example 1 was obtained by injecting the ink prepared in Comparative Example 1 (2) into the cartridge described in FIGS. 14 to 19 in the “Example of Cartridge”.
[0295]
In this comparative example, each part of the cartridge was assembled without washing and ink was injected.
[0296]
(4) Measurement of the amount of monovalent cation
When the ink in the cartridge manufactured in Comparative Example 1 (3) was measured by the method described in “Measurement of Monovalent Cation Amount”, the total amount of monovalent cation was 4387 ppm. Table 3 shows the details of the measurement results.
[0297]
(5) Print evaluation
In the same manner as in Example 1 (5), the ink cartridge manufactured in Comparative Example 1 (3) was inserted using an inkjet printer Styrus @ C80 (manufactured by Seiko Epson Corporation) in the same manner as in Example 1 (5). Using the evaluation paper No., printing evaluation was performed according to the same evaluation criteria as in Example 1 (5). Table 2 shows the results of the print evaluation.
[0298]
(6) Discharge stability evaluation
Using the same printer and ink cartridge as in Comparative Example 1 (5), and using the same evaluation method as in Example 1 (6), the discharge stability was evaluated according to the same evaluation criteria as in Example 1 (6). An evaluation was performed. Table 3 shows the results of the discharge stability evaluation.
[0299]
(7) Storage stability evaluation
With respect to the ink cartridge manufactured in Comparative Example 1 (3), storage stability was evaluated by the same evaluation method as in Example 1 (7) according to the same evaluation criteria as in Example 1 (7). Table 3 shows the results of the storage stability evaluation.
[0300]
<Comparative Example 2>
(1) Production of dispersion: dispersion B2
In the production of Dispersion B2 used in Comparative Example 2, an organic phthalocyanine green pigment (CI Pigment Green 7) was dispersed using Solsperse 27000 (manufactured by Avicia Corporation) as a dispersion resin.
[0301]
C. I. Pigment Green 7, 15 parts of Solsperse 27000, 5 parts of diethanolamine, 0.5 part of 2-propanol, and 74.5 parts of ion-exchanged water are dispersed for 2 hours using a bead mill minizeta (manufactured by Ajisawa Corporation). Then, a dispersion B2 used in Comparative Example 2 containing 20% of the dispersion B2 (pigment: 15%, dispersion resin: 5%) was obtained.
[0302]
(2) Adjustment of ink
In Comparative Example 2, an ink was prepared using the dispersion B2 obtained in Comparative Example 2 (1). The specific composition of this comparative example is shown below.
[0303]
In the preparation of the ink, the dispersion B2 was added so that the content of the dispersion B2 was 8.0%. The value in <> indicates the average particle size (unit: nm) of the dispersion B2 measured by the method described in the above “Measurement of Average Particle Size”.
[0304]
In addition, in the ion-exchanged water added as the “remaining amount” in the ink composition of Comparative Example 2 below, as in the case of Example 1 (2), Proxel XL-2 was added to the total weight of the ink at 0.1%. A solution prepared by adding 01%, 0.01% of benzotriazole and 0.02% of EDTA · 2Na salt was used.
[0305]
Dispersion B2 <150> @ 8.0%
Nonionic surfactant 1.0%
Ethylene glycol @ 5.0%
Glycerin 15.0%
Ion exchange water remaining
In the above composition, Neugen EA160 (trade name; manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) was used as a nonionic surfactant.
[0306]
(3) Manufacture of ink cartridge
The ink prepared in Comparative Example 2 (2) was injected into the cartridge described in FIGS. 1 to 9 of the “Example of Cartridge” to obtain an ink cartridge used in Comparative Example 2.
[0307]
Each part of the cartridge was thoroughly washed in advance to remove ionic substances and dust adhering to each part, dried, assembled, and injected with ink.
[0308]
(4) Measurement of the amount of monovalent cation
When the ink in the cartridge manufactured in Comparative Example 2 (3) was measured by the method described in “Measurement of Monovalent Cation Amount”, the total amount of monovalent cation was 5043 ppm. Table 3 shows the details of the measurement results.
[0309]
(5) Print evaluation
In the same manner as in Example 1 (5), the ink cartridge manufactured in Comparative Example 2 (3) was inserted using an inkjet printer Stylus @ C80 (manufactured by Seiko Epson Corporation) in the same manner as in Example 1 (5). Using the evaluation paper No., printing evaluation was performed according to the same evaluation criteria as in Example 1 (5). Table 2 shows the results of the print evaluation.
[0310]
(6) Discharge stability evaluation
Using the same printer and ink cartridge as in Comparative Example 2 (5), the discharge stability was evaluated by the same evaluation method as in Example 1 (6) and the same evaluation criteria as in Example 1 (6). An evaluation was performed. Table 3 shows the results of the discharge stability evaluation.
[0311]
(7) Storage stability evaluation
The storage stability of the ink cartridge manufactured in Comparative Example 2 (3) was evaluated by the same evaluation method as in Example 1 (7) according to the same evaluation criteria as in Example 1 (7). Table 3 shows the results of the storage stability evaluation.
[0312]
[Table 1]
Figure 2004098402
[0313]
[Table 2]
Figure 2004098402
[0314]
As is clear from the results of Tables 1 and 2, the ink cartridges used in the comparative examples have poor print quality, and the use of the ink cartridge according to the present invention shows good print quality.
[0315]
As described above, by using the ink cartridge of the present invention, it is possible to obtain a high-quality print record in which bleeding is reduced for any paper type.
[0316]
[Table 3]
Figure 2004098402
[0317]
As is clear from the results in Table 3, the ink cartridge according to the present invention in which the amount of monovalent cations in the liquid component of the ink was suppressed to 3000 ppm or less ensured excellent ejection stability and storage stability. It can be seen that the printing quality is more excellent. Also, it can be seen that when the amount of the monovalent cation is 1700 ppm or less, the ejection stability and the storage stability are remarkably excellent. On the other hand, when the amount of the monovalent cation exceeds 4000 ppm as in the comparative example, it can be seen that all of the printing quality, ejection stability, and storage stability do not reach practical levels.
[0318]
As can be seen from the above results, by using the ink cartridge according to the present invention, good printing quality and ejection stability can be obtained, and the storage stability of the ink cartridge itself is excellent.
[0319]
【The invention's effect】
INDUSTRIAL APPLICABILITY The ink cartridge according to the present invention can be suitably used for an ink jet printer having an ink jet head driven at a high frequency, in which nozzles are miniaturized for high image quality and high speed in recent years. In addition, the ink cartridge according to the present invention has excellent storage stability, can obtain a better printed image, and is excellent in drying property of the printed image.
[0320]
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1 (a) and 1 (b) are perspective views showing the front and back appearances of an embodiment of an ink cartridge according to the present invention, respectively.
FIGS. 2A to 2D are a top view, a front view, a bottom view, and a side view of the same ink cartridge, respectively.
FIG. 3 is a sectional view showing an embodiment of a carriage on which the ink cartridge is mounted.
FIGS. 4A and 4B are diagrams showing a process of mounting an ink cartridge on a carriage, respectively.
FIGS. 5 (a) and 5 (b) are perspective views showing an embodiment of a container main body which constitutes an ink cartridge, in terms of the structure of an opening surface and a surface.
FIG. 6 is a perspective view showing a structure of a bottom surface of a container main body constituting the ink cartridge when viewed from an opening surface side.
FIG. 7 is a front view showing a structure of an opening surface of a container main body constituting the ink cartridge.
FIG. 8 is an exploded perspective view showing one embodiment of the ink cartridge.
FIG. 9 is an exploded perspective view showing one embodiment of the ink cartridge.
FIG. 10 is an enlarged sectional view showing a structure near a differential pressure valve accommodating chamber.
FIGS. 11A and 11B are cross-sectional views showing the structure of a valve housing chamber for communicating with the atmosphere in an enlarged state in a closed state and an opened state, respectively.
FIGS. 12A and 12B are a perspective view and a front view, respectively, showing an embodiment of an identification block.
FIGS. 13 (I) to (V) are perspective views schematically showing changes in the amount of ink in the ink cartridge.
FIGS. 14A to 14C are a perspective view and a bottom view, respectively, showing an embodiment in which the ink cartridge is configured as a large-capacity type;
FIG. 15 is a perspective view showing the structure of the bottom surface of the container main body constituting the large-capacity type ink cartridge as viewed from the opening side.
FIG. 16 is a perspective view showing a structure on a front surface side of a container body constituting the large-capacity ink cartridge according to the first embodiment;
FIG. 17 is a front view showing a structure of an opening surface of a container main body showing one embodiment of the large-capacity type ink cartridge according to the embodiment.
FIG. 18 is an assembled perspective view showing an embodiment of the large-capacity ink cartridge according to the embodiment.
FIGS. 19A and 19B are a cross-sectional view showing a structure of an ink supply port of the large-capacity type ink cartridge and a cross-sectional view showing a structure centering on the ink supply port, respectively.
FIG. 20 is a front view showing another embodiment of a small-capacity type ink cartridge by a structure of a container main body.
FIG. 21 is a front view showing another embodiment of a large-capacity type ink cartridge in the structure of a container main body.
FIG. 22 is a perspective view showing an outline of an ink jet recording apparatus equipped with the ink cartridge of the present invention.
[Explanation of symbols]
1, 1 'cartridge
2, 2 'container body
3, 3 'lid
4, 4 'ink supply port
5, 6, 5 ', 6' locking member
5a projection
7, 7 'storage means
8 Valve accommodation room
9 slit
70, 70 'identification block
71-73mm groove
71a, 72a, 73a projection
100 carriage
101 recording head
102, 102 '@ ink supply needle
103, 103 'leaf spring
106 electrode
110, 111, 112} Identification piece
113 actuation rod

Claims (21)

インクを収容するインク収容室、記録装置にインクを供給するインク供給口、前記インク収容室に大気を連通させる大気連通部を備えた容器と、容器内に収容されたインクと、インクを容器内に保持する負圧発生手段とを有するインクカートリッジであって、
前記インク収容室が、前記大気連通部を備えた下部インク収容室と、前記負圧発生手段を途中に配置したインク流路によりインク供給口と結ばれた上部インク収容室とから構成され、前記下部インク収容室と前記上部インク収容室がインク吸い上げ流路により接続されたものであり、
前記容器内に収容されたインクの着色剤が、顔料をポリマーで包含して水に分散可能とした分散体で、前記ポリマー中の芳香環の量が２０重量％（以下単に％と示すものは重量％を示す）以上７０％以下であり、インクの液性成分中に含有される一価のカチオンの量が４０００ｐｐｍ以下であることを特徴とするインクカートリッジ。A container having an ink storage chamber for storing ink, an ink supply port for supplying ink to the recording apparatus, and an atmosphere communication portion for communicating the atmosphere with the ink storage chamber, the ink stored in the container, and the ink in the container. An ink cartridge having a negative pressure generating means for holding
The ink storage chamber includes a lower ink storage chamber having the atmosphere communication portion, and an upper ink storage chamber connected to an ink supply port by an ink flow path in which the negative pressure generating unit is disposed. The lower ink storage chamber and the upper ink storage chamber are connected by an ink suction channel,
The colorant of the ink contained in the container is a dispersion in which a pigment is contained in a polymer and can be dispersed in water. % By weight) and 70% or less, and the amount of the monovalent cation contained in the liquid component of the ink is 4000 ppm or less. 前記容器内に収容されたインクの液性成分中に含有される一価のカチオンがアルカリ金属イオンおよび／またはアンモニウムイオンであることを特徴とする請求項１に記載のインクカートリッジ。The ink cartridge according to claim 1, wherein the monovalent cation contained in a liquid component of the ink contained in the container is an alkali metal ion and / or an ammonium ion. 前記容器内に収容されたインクの液性成分中に含有されるアルカリ金属イオンがリチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオンのいずれかであることを特徴とする請求項２に記載のインクカートリッジ。The ink cartridge according to claim 2, wherein the alkali metal ion contained in the liquid component of the ink contained in the container is any one of a lithium ion, a sodium ion, and a potassium ion. 前記負圧発生手段が、膜弁を主体とする差圧弁により構成されたものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のインクカートリッジ。The ink cartridge according to any one of claims 1 to 3, wherein the negative pressure generating means is configured by a differential pressure valve mainly including a membrane valve. 前記差圧弁が、前記インク供給口の負圧が一定以上に高まった時点で開弁してインク収容室のインクをインク供給口に流出させることを特徴とする請求項４に記載のインクカートリッジ。5. The ink cartridge according to claim 4, wherein the differential pressure valve opens when the negative pressure of the ink supply port rises to a certain level or more, and causes the ink in the ink storage chamber to flow out to the ink supply port. 前記大気連通部が、下部インク収容室に接続し、キャピラリを介して大気に連通する大気連通流路と、前記大気連通流路の途中に配置され、常時は閉弁状態を維持し記録装置に装着された状態で開弁する大気連通弁とから構成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のインクカートリッジ。The atmosphere communication section is connected to the lower ink storage chamber, and is disposed in the middle of the atmosphere communication flow path that communicates with the atmosphere via a capillary, and is always disposed in the atmosphere communication flow path, and always maintains the valve closed state to the recording apparatus. The ink cartridge according to any one of claims 1 to 5, further comprising an atmosphere communication valve that opens when the device is mounted. 前記下部インク収容室と前記上部インク収容室とが、前記容器に略水平方向に伸びる壁を設けて区画されたものであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のインクカートリッジ。7. The container according to claim 1, wherein the lower ink storage chamber and the upper ink storage chamber are partitioned by providing a wall extending substantially horizontally in the container. 8. ink cartridge. 前記インク吸い上げ流路の流入口が、インクを毛細管力により保持できる程度の断面積であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のインクカートリッジ。The ink cartridge according to any one of claims 1 to 7, wherein an inlet of the ink suction channel has a cross-sectional area large enough to hold ink by capillary force. 前記上部インク収容室と前記負圧発生手段とを接続する流路の、前記負圧発生手段よりも上流にフィルタが配置されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のインクカートリッジ。The filter according to any one of claims 1 to 8, wherein a filter is arranged upstream of the negative pressure generating means in a flow path connecting the upper ink storage chamber and the negative pressure generating means. The ink cartridge as described in the above. 前記分散体におけるポリマーで包含された顔料が無機顔料であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載のインクカートリッジ。The ink cartridge according to any one of claims 1 to 9, wherein the pigment included in the dispersion in the polymer is an inorganic pigment. 前記分散体におけるポリマーで包含された顔料が有機顔料であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載のインクカートリッジ。The ink cartridge according to any one of claims 1 to 10, wherein the pigment included in the dispersion in the polymer is an organic pigment. 前記分散体におけるポリマーで包含された有機顔料がＣ．Ｉ．ピグメントイエロー、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ、Ｃ．Ｉ．ピグメントブラウン、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーンからなる群から選ばれた一種、又は二種以上であることを特徴とする請求項１１に記載のインクカートリッジ。The organic pigment embraced by the polymer in the dispersion is C.I. I. Pigment yellow, C.I. I. Pigment red, C.I. I. Pigment blue, C.I. I. Pigment orange, C.I. I. Pigment brown, C.I. I. Pigment violet, C.I. I. 12. The ink cartridge according to claim 11, wherein the ink cartridge is at least one selected from the group consisting of CI Pigment Green. 前記分散体における顔料を包含するポリマーが、ポリアクリル酸エステル、スチレン−アクリル酸共重合体、ポリスチレン、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、含珪素ポリマー、含硫黄ポリマーからなる群から選ばれた一種、又は二種以上であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載のインクカートリッジ。The polymer containing the pigment in the dispersion is one selected from the group consisting of polyacrylate, styrene-acrylic acid copolymer, polystyrene, polyester, polyamide, polyimide, silicon-containing polymer, and sulfur-containing polymer, or two or more. The ink cartridge according to any one of claims 1 to 12, wherein the ink cartridge is at least one kind. 前記分散体における顔料とポリマーとの重量比が３０：７０〜９０：１０の範囲であることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載のインクカートリッジ。14. The ink cartridge according to claim 1, wherein a weight ratio of the pigment and the polymer in the dispersion is in a range of 30:70 to 90:10. 少なくとも更に浸透剤を含有していることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一項に記載のインクカートリッジ。The ink cartridge according to claim 1, further comprising at least a penetrant. 前記浸透剤として少なくともアセチレングリコール系界面活性剤、アセチレンアルコール系界面活性剤からなる群から選ばれた一種、又は二種以上を含有していることを特徴とする請求項１５に記載のインクカートリッジ。16. The ink cartridge according to claim 15, wherein the penetrating agent contains at least one selected from the group consisting of an acetylene glycol-based surfactant and an acetylene alcohol-based surfactant. 前記浸透剤として少なくともアルキレングリコールモノアルキルエーテル、及び／又は１，２−アルキレングリコールを添加していることを特徴とする請求項１５に記載のインクカートリッジ。The ink cartridge according to claim 15, wherein at least alkylene glycol monoalkyl ether and / or 1,2-alkylene glycol are added as the penetrant. 前記アルキレングリコールモノアルキルエーテルが、ジ（トリ）エチレングリコールモノブチルエ−テルまたは（ジ）プロピレングリコールモノブチルエーテルであることを特徴とする請求項１７に記載のインクカートリッジ。The ink cartridge according to claim 17, wherein the alkylene glycol monoalkyl ether is di (tri) ethylene glycol monobutyl ether or (di) propylene glycol monobutyl ether. 前記１，２−アルキレングリコールが１，２−ヘキサンジオールまたは１，２−ペンタンジオールであることを特徴とする請求項１７に記載のインクカートリッジ。The ink cartridge according to claim 17, wherein the 1,2-alkylene glycol is 1,2-hexanediol or 1,2-pentanediol. 請求項１〜１９に記載のインクカートリッジを着脱可能に装着し、インクカートリッジより供給されるインクを記録ヘッドから記録媒体上に吐出させ、印刷記録することを特徴とするインクジェット記録装置。20. An ink jet recording apparatus, wherein the ink cartridge according to claim 1 is detachably mounted, ink supplied from the ink cartridge is ejected from a recording head onto a recording medium, and print recording is performed. 前記記録ヘッドが圧電素子の体積変化を利用してインクを吐出させることを特徴とする請求項２０に記載のインクジェット記録装置。21. The ink jet recording apparatus according to claim 20, wherein the recording head ejects ink using a change in volume of a piezoelectric element.
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