JPH09109410A - インクジェット記録用インクカートリッジ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インクカートリッジへ低コストで高信頼性に
インク充填すること。 【解決手段】 インクカートリッジ容器中に、インクを
保持するための連通孔を持つ多孔質部材を有するインク
カートリッジにおいて、多孔質部材に対する水の前進接
触角が９０度未満であることを特徴とするインクカート
リッジ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はインクカートリッ
ジ、特にインクジェット記録用インクカートリッジ、こ
れを用いたインクジェット記録装置、およびインクカー
トリッジの製造方法に係る。

【０００２】

【従来の技術】液体と固体表面の接触角を９０度未満と
することで、濡れ性が向上し、固体表面に気泡が付着し
にくくなる原理は以前より公知であった。この現象を利
用して、インク吐出の作用源となる記録ヘッドのインク
室内壁とインクとの接触角を、インク組成あるいはヘッ
ド部材の選択により９０度以下とすることで印字の安定
性を向上することが提案されている（特開平３−８０７
２８２号、特開平５−３１８７２５号、特開昭５８−１
８７３６３号公報）。

【０００３】また、多孔質部材を有するインク溜は、記
録ヘッドと一体となって、記録ヘッドの走査とともに移
動するインク溜によく使用され、移動にともなうインク
溜内のインクの振動を防止できる。このため、記録ヘッ
ドからのインクの吐出が安定に行える。また、記録ヘッ
ドのインク吐出口が下方に向いた記録装置では、多孔質
の毛管力により発生する負圧により、重力に反する力が
吐出口部のインクに作用して、吐出口からのインクのだ
れ、落下を防止でき、高信頼性で、高品位の記録が行え
る。

【０００４】このように、多孔質部材を有するインク溜
を使用する場合に様々な利点がある。このより具体的な
例が、米国特許第４，３０６，２４５号、第４，７７
１，２９５号、第５，０２５，２７１号、第５，０４
７，７９０号、第５，１１９，１１５号、第５，１８
２，５７９号等に記載されており、エーテル系ウレタン
スポンジの使用や負圧の発生条件、スポンジのセル構造
条件等が記載されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記の記録ヘッドのイ
ンク室内壁とインクとの接触角を９０度以下にする提案
では、その原理を利用することの効果は公知例に示され
ているように大きいが、インク組成により部材との接触
角を調整すると必然的に記録媒体への浸透性も変化し印
字品位に影響を及ぼしたり、また、部材では、インクの
濡れ性が悪いため、加工性の高いプラスチックが選択で
きなくなると言う問題点も有している。また、とくに公
知例では、圧力が作用するインク室での接触角に注目し
ており、より内部構造が複雑となり、多孔質部材を含む
インク溜に関しては、全く言及されていない。

【０００６】また、上記のような多孔質部材を有するイ
ンク溜を得るには、従来は、多孔質部材を減圧環境下に
維持して、多孔質部材内の空気を除去してから、代わり
にインクを充填する方法を採っていた（例えば「Ｉｎｋ
Ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ ｉｎａ Ｃｏｌｏｒ Ｔｈｅｒ
ｍａｌ Ｉｎｋｊｅｔ Ｐｅｎ」ＨＥＷＬＥＴＴＰＡＣ
ＫＡＲＤ ＪＯＵＲＮＡＬ」Ｐ．４１ ＡＵＧＵＳＴ
１９８８；また構造は異なるものの多孔質へのインク充
填方法として米国特許第５，１５６，４７２号等）。し
たがって、製造設備が高くなり、また、工数も多くな
り、製造コストが高くなる欠点があった。また、減圧条
件等を厳密に管理する必要がある。さらに減圧下で、イ
ンクは沸騰しやすくインクの充填を困難にしたり、ま
た、溶媒が蒸発しやすく、インクの組成が変化する危険
がある等信頼性の低下を招くことがあった。

【０００７】また、米国特許第４，９２９，９６９号で
は、多孔質の素材として、疎水性のウレタンよりも特殊
な構造をした親水性の素材（たとえば熱硬化性メラミン
樹脂凝結物）が提案されて、インクの充填を比較的容易
にすることが述べられている。しかし、多孔質素材を親
水性の素材に限定することは、コスト、性能、信頼性等
種々の面から不利となり、また、親水性の程度、条件の
記述は一切なされておらず、さらにはインクの構成、イ
ンク溜の素材、充填方法等も記述されていない。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、従来例で示し
た原理を、インク室ではなく、より構造が複雑となる多
孔質を含有するインク溜（インクカートリッジ）に適用
するもの、つまり、毛管力によるインクの多孔質部材、
および多孔質部材とインク溜との間隙への浸透性を利用
してインクの充填を行うもので、インクと多孔質部材の
前進接触角を９０度未満とすること、さらにこの多孔質
部材を内部に有するインク溜とインクの前進接触角を９
０度未満とすることで、インクをインクカートリッジ内
の多孔質部材へと大気圧下で浸透、充填できる。

【０００９】このインクと多孔質部材の前進接触角を９
０度未満とする手段として、インクの多孔質に対する接
触角を低下させる、多孔質のインクに対する接触角を低
下させる等の方法を提案するものである。すなわち、イ
ンクへの界面活性剤の添加、多孔質部材／インク溜内壁
への界面活性剤の吸着等により実現でき、また、インク
溜内の界面活性剤の合計量を調整することで、記録特性
の劣化を防止できる。さらに、使い捨ての機会が多きイ
ンクカートリッジに安価で加工し易いプラスチック部材
も使用できるようにする。

【００１０】すなわち、本発明は、インクカートリッジ
容器中に、インクを保持するための連通孔を持つ多孔質
部材を有するインクカートリッジにおいて、多孔質部
材、さらにはインクカートリッジ容器の内壁に対する水
の前進接触角が９０度未満であることを特徴とするイン
クカートリッジ、およびこれにインクを充填したインク
カートリッジを提供する。

【００１１】また、本発明は、インク容器中にインクを
保持するための連通孔を持つ多孔質部材を有し、かつ、
インク容器中にインクが注入されており、インクが界面
活性剤を含み、インク中に含まれる界面活性剤の量が、
インクに完全に溶解された状態ではインクの前進接触角
を９０度以上にするが、前記多孔質部材に吸着された状
態で上記の界面活性剤を除いたインクの他の成分を注入
するとインクの前進接触角を９０度未満にするような量
であることを特徴とするインクカートリッジも提供す
る。

【００１２】このインクカートリッジは特にインクジェ
ット記録用に好適であり、こ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も提供される。好ましい態
様において、多孔質部材の表面に界面活性剤を吸着させ
る；界面活性剤としてノニオン系界面活性剤を用いる；
多孔質部材が疎水性素材からなる；界面活性剤の吸着量
がまたは、インクに含まれる界面活性剤、多孔質部材お
よび／またはインクカートリッジ容器内壁に付着した界
面活性剤の合計量が、水またはインクの前進接触角を９
０度未満にするには十分であるが、インクに溶解されて
もインクの記録媒体への浸透性に影響を与えない量であ
る；インクが水性黒インクである。

【００１３】さらに、本発明は、インクを保持するため
の連通孔を有する多孔質部材を含むインクカートリッジ
容器中にインクを充填するインクカートリッジの製造方
法であって、インクと多孔質部材、およびインクとイン
クカートリッジ容器内壁の前進接触角が９０度未満であ
り、かつインク充填を大気圧下で行なうことを特徴とす
るインクカートリッジの製造方法を提供する。

【００１４】好ましい１態様では、多孔質部材を界面活
性剤溶液に浸漬し、多孔質部材の連通孔内の空気を除去
した後、多孔質部材を溶液から取り出し、次いで多孔質
部材の連通孔（セル）内の溶液を除去して多孔質部材に
界面活性剤を付着させる。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の一実施例を、以下に示
す。図１〜３および図４〜６は、本発明を実現する記録
装置の一例を示すもので、シリアルタイプのカラーイン
クジェットプリンタである。この装置は、浸透性の低い
黒（Ｋ′）と浸透性の高いカラー〔イエロー（Ｙ）、マ
ゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、クロ（Ｋ）〕の５種類の
インクを有する。各インクは各々のインクカートリッジ
（インク溜）６に保持され、これに記録ヘッド１が接続
しており、記録ヘッドに設けた吐出手段（たとえば、圧
電素子、発熱体、音波発生体、磁界、電界等、図１〜２
では圧電素子）により、インクが記録ヘッドのノズルか
ら吐出され、記録媒体上に所定量付着し、乾燥定着して
ドットが形成される。記録データにしたがって、インク
の吐出タイミング、記録ヘッドの走査、およびこの走査
と垂直な記録媒体の走査を制御することにより、記録媒
体上にドットのパターンが形成でき、任意の文字や図形
等を記録することができる。また、記録紙上で各種のイ
ンクの付着の有無や量を制御することで、各インクの色
の補色の赤、緑、紫をはじめとする色々な色を表現する
ことができる。図１〜３はインク吐出口が水平方向に向
いている場合、また、図４〜６はインク吐出口が下方に
むいている場合の装置を示しているが、上記の記録動
作、原理は同じである。

【００１６】なお、図１〜３中、１が記録ヘッド、２は
記録紙、３はキャリア、４は圧電素子、５は記録ヘッド
のインク供給口、６はインクカートリッジ、７は記録ヘ
ッドのインク供給口との連結（インクカートリッジのイ
ンク供給口）口、８は通気口である。図４〜６中、１１
はフレーム、１２はキャリア、１３はステーシャフト、
１４は紙送りローラ、１５は記録ヘッド、１６はバック
アップユニット、１７は記録ヘッドを走査するスペーシ
ングモータ、１８はスペーシング用のベルト、２０は記
録紙、２１はキャリア、２２はインクカートリッジホル
ダー、２５−１，２５−２，２５−３，２５−４，２５
−５は各インクカートリッジの脱着レバー、２６−１，
２６−２，２６−３，２６−４，２６−５は各々、Ｋ，
Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ′のインクを保持したインクカートリッ
ジである。

【００１７】インクカートリッジ内にはインクを保持す
るスポンジ（多孔質部材）が挿入されており、インクは
おもにスポンジの連通したセル内に保持される。記録ヘ
ッドのインク供給口にインクカートリッジのインク供給
口が密接、あるいは挿入されて記録ヘッドへインクの供
給がなされる。スポンジ部材として、エーテルウレタン
系フォーム（疎水性）、ポリアミド系フォーム（親水
性）を使用し、インクとして、組成の異なる５種類の黒
インクを使用した。 インクＡ組成：黒酸性染料３wt％、ジエチレングリコー
ル１３wt％、残量水 インクＢ組成：黒酸性染料３wt％、ジエチレングリコー
ル５wt％、エタノール６wt％、残量水 インクＣ組成：黒酸性染料３wt％、ジエチレングリコー
ル１０wt％、エタノール１０wt％、残量水 インクＤ組成：黒酸性染料３wt％、ジエチレングリコー
ル１０wt％、エタノール３wt％、ノニオン系界面活性剤
１．５wt％、残量水 インクＥ組成：黒酸性染料３wt％、ジエチレングリコー
ル８wt％、エタノール６wt％、カチオン系界面活性剤
０．８wt％、残量水 表１．インクとスポンジ部材の接触角 多孔質部材 インクＡ インクＢ インクＣ インクＤ インクＥ ウレタンフォーム １２５° １１０° ６５° ３０° ２７° ポリアミドフォーム ８５° ４０° ２３° ≦１０° ≦１０° ────────────────────────────────── ここで、インクの記録媒体への浸透性は順に大きくな
り、通常インクＡ〜Ｃの構成は、モノクロ記録に使用し
てにじみのない、高記録濃度の印字を実現し、また、イ
ンクＤ，Ｅの構成は、染料をそれぞれの色に変更し、カ
ラー記録に使用して色境界部分でのにじみ（ブリード）
や記録濃度むらのない高品位のカラー記録を実現する。

【００１８】図７（イ）〜（ハ）に示した透明なポリエ
チレン製カートリッジ３１に各スポンジ部材３２を圧
縮、挿入し、その後所定の位置まで、部材の上端をピン
セットで引き上げた。そこに、インク３３を流し込み、
インクの充填を行ったところ、以下の結果を得た。な
お、図中の３４はインク供給口、３５は通気孔、３６は
シールである。

【００１９】 表２．スポンジへのインク充填結果（インク流し込み） 多孔質部材 インクＡ インクＢ インクＣ インクＤ インクＥ ウレタンフォーム × × △ ○ ○ ポリアミドフォーム △ ○ ○ ◎ ◎ ────────────────────────────────── ◎：インクを流し込むのとほぼ同時に吸収し、すぐに供給口からインクが滴った ○：インクを流し込むと吸収して、しばらくすると供給口からインクが滴った △：インクを流し込むとゆっくり吸収して、数分後供給口からインクが滴った ×：インクを流し込んでもほとんど吸収しなかった また、図８（イ）（ロ）に示したように細管を付けたシ
リンジ４１にインクを入れ、細管をスポンジ３２内部に
挿入して、インク３３を加圧注入したところ、以下の結
果を得た。

【００２０】 表３．スポンジへのインク充填結果（インク注入） 多孔質部材 インクＡ インクＢ インクＣ インクＤ インクＥ ウレタンフォーム × × △ ○ ○ ポリアミドフォーム △ ○ ○ ◎ ◎ ────────────────────────────────── ◎：インクを注入していくと、ほぼ均一にスポンジ上部が濡れ、インクが上部に 溜まり、また、供給口からも滴った ○：インクをややゆっくり注入していくと、ほぼ均一にスポンジ上部が濡れ、イ ンクが上部に溜まり、また、供給口からも滴った △：インクをゆっくり注入していくと、ほぼ均一にスポンジ上部が濡れ、インク が上部に溜まり、また、供給口からも滴った ×：インクをゆっくり注入しても、細管を挿入した部分等からインクが溢れ出す ものの、スポンジを均一に濡らず、上部に溜り、供給口からインクが滴るこ とはなかった このとき、外部からカートリッジ壁面の状態を観察した
ところ、以下の結果を得た。

【００２１】また、カートリッジの素材をポリカーボネ
イト製にて、同様の調査をした結果も合わせて示す。 表４．カートリッジの素材の接触角と気泡残留結果 カートリッジ 多孔質 インク インク インク インク インク 容 器 部 材 Ａ Ｂ Ｃ Ｄ Ｅ ポリエチレン製 ウレタン ×(120) ×(100) △（88）△（65）○（58） カートリッジ ポリアミド × × △ ○ ○ ─────────────────────────────────── ポリカーボネイト ウレタン ○（47）○（38）○（25）○（10）○（10） 製カートリッジ ポリアミド ○ ○ ○ ○ ○ ─────────────────────────────────── ○：気泡が存在せず （括弧内はカートリッジ内壁とインクの接触角） △：角に微小な気泡が存在 ×：角や壁面の一部にやや大きな気泡が多く存在 接触角９０°よりも小さいと気泡は存在しないか、して
も微小であった。

【００２２】このように、カートリッジ内壁とインクの
接触角を小さくすることで、カートリッジ内に気泡を残
さず信頼性の高いインク充填ができた。インクＤで使用
したノニオン系界面活性剤を０．０５wt％を５wt％エタ
ノール水溶液に溶解して、スポンジの処理液を調合し
た。この処理液にウレタンのスポンジを浸漬し、セル内
に処理液を浸透させた。その後、このスポンジを取り出
し、セル内の処理液を十分に排出した。このように処理
したスポンジで上記インクとの接触角を測定したとこ
ろ、各インクとも接触角が６０〜１０°以下を示し、イ
ンクが吸収されるようになった。なお、処理後スポンジ
を乾燥させた後では、接触角が２０〜３０°増加したも
のの、すべてのインクを浸透する性能は維持された。

【００２３】スポンジを浸漬する際、処理液に浮かべ、
ゆっくり処理液を浸透させながら、浸漬するほうが、気
泡の発生をなくすことができ、より処理が行ないやす
い。また、浸漬後、セル内の処理液を排出する場合も、
スポンジ内で気泡が発生しないようにしたほうが、より
信頼性の高いインクの充填が行える。また、浸漬する前
のスポンジの重量（３．２５ｇ）を測定し、さらに、浸
漬後、セルから処理液を排出したあとのスポンジの重量
（３．８５ｇ）を測定することで、スポンジに吸着させ
た界面活性剤の量（約０．３mg＝（３．８５−３．２
５）ｇ×０．０５／１００）を算出できる。

【００２４】インクカートリッジの供給口からインクが
滴る状態で、供給口にフィルムをシールし、供給口を密
閉する。フィルムのシール方法としては、供給口の周囲
を、インクに溶解せず影響しない接着層を持つ接着テー
プを接着する方法や熱融着フィルムで熱融着する方法等
がある。カートリッジ内のスポンジに吸収されていない
インクとさらにスポンジ上部の少量のインクを除去する
ことで、スポンジに負圧が作用して、供給口のシールを
取っても、インクが滴らなくなる。このカートリッジ上
部に蓋をして、インクカートリッジを製造した。このと
きスポンジに保持されたインク量は約２５ｇであった。

【００２５】このカートリッジを記録ヘッドのインク供
給口に装填して、記録を行ったところ、安定した記録が
実現できた。このとき、スポンジの処理により、インク
に溶解する界面活性剤の量は約１．２×１０^-3wt％
（０．３mg／２５ｇ）と非常に微量となり、またエタノ
ールや水の量もインクの溶媒量に対して微量であるた
め、各インクの記録特性等に何ら影響を与えなかった
（記録特性結果１）。

【００２６】使用する界面活性剤は、インクの他の素材
（色材、溶媒等）と反応等を生じない、安定したものを
使用する。水性インクでは、一般に色材として染料が使
用されることが多く、この場合、染料は溶媒中で電離し
て溶解している。この際、染料と逆の極性のイオン性の
界面活性剤を使用すると、染料と反応して、結晶化した
り、会合して、インクの物性、記録特性に悪影響を及ぼ
す場合が多々ある。このような危険を避けるため、使用
する界面活性剤は、一般的には、色材の溶解性や分散性
に影響を与えない、アニオン系やノニオン（非イオン）
系の界面活性剤が有効であり、とくに非イオン系のもの
が望ましい。

【００２７】アニオン系の活性剤としては、ラウリルア
ルコール等の高級アルコールを用いた高級アルコール硫
酸エステル塩や高級アルキルエーテル硫酸エステル塩等
の硫酸エステル塩型界面活性剤、ドデシルベンゼン等を
用いたアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、α−オ
レフィンを用いたα−オレフィンスルホン酸塩、オレイ
ン酸クロライド等を用いたイゲポンＴ型、マレイン酸ジ
−２−エチルヘキシルエステル等を用いたエアロゾルＯ
Ｔ型等のスルホン酸塩型界面活性剤、リン酸エステル塩
型界面活性剤等がある。また、ノニオン系の活性剤とし
ては、高級アルコールや脂肪酸、高級アルキルアミン、
脂肪酸アミド等のエチレンオキサイド付加物であるポリ
エチレングリコール型ノニオン界面活性剤、グリセロー
ルやペンタエリスリトール、ソルビトールおよびソルビ
タン、ショ糖の脂肪酸エステル、多価アルコールのアル
キルエーテル等の多価アルコール型ノニオン界面活性剤
がある。

【００２８】この中でもとくにエアロゾルＯＴ型のアニ
オン系やポリエチレングリコール型ノニオン系の界面活
性剤の浸透性が高く、本発明にはより適している。ま
た、スポンジを処理する界面活性剤をそのスポンジに保
持するインクに使用している界面活性剤と同じものとす
ることで、より一層、記録特性や物性、またインクの保
存安定性等に与える危険性を低減することができる。

【００２９】カートリッジ５１へのインクの充填方法と
しては、図９（イ）〜（ハ）に示すように種々の方法を
用いることができる。供給口や上部開口部からスポンジ
の毛管力でインクを吸収させる方法、加圧充填する方
法、また上部開口部からインクを加圧充填する方法、ス
ポンジ内部に細管を挿入して加圧充填する方法等であ
る。加圧充填する場合には、スポンジのインク吸収速度
を超えないようインクの供給速度を調整することが、ス
ポンジ全体にむらなくインクを充填するのに有利であ
る。

【００３０】また、上記の結果から明らかなように、イ
ンクとスポンジの接触角は９０°未満でより小さい方が
インクの浸透を速くでき、効率の良い充填が行える。ス
ポンジの負圧は、スポンジとインクの濡れ性（接触
角）、およびスポンジのセルの径、セルの数により調整
することができ、ヘッド、装置構造に適した値を設定で
きることが学術的に明らかである（米国特許第５１８２
５７９号等参照）。すなわち、記録ヘッドの開口端であ
るインク吐出口でのインク液面の保持力（毛管力）とイ
ンクカートリッジでのスポンジによる吸引力（負圧）、
また、両者のインク液面の高低差による重力等の影響を
加味して、ヘッド、装置構造に適した値を設定する。

【００３１】したがって、可塑性のスポンジを圧縮して
カートリッジに挿入して使用する場合は、圧縮した状態
で、インクとの接触角や負圧力を測定することがより精
度の良い、充填、設計に有効である。とくに、本発明に
よるインクカートリッジは、記録ヘッドのインク吐出口
からのインクだれを防止するためにスポンジの負圧力を
必要とする、図１に示したような記録ヘッドの吐出口が
インクカートリッジ内のスポンジ最下端よりも低い位置
に設けられている装置で有効に機能する。

【００３２】処理液の界面活性剤濃度を高くすること
で、より接触角を小さくでき、浸透性を向上できる。上
記実施例の界面活性剤１０wt％を２０wt％エタノール水
溶液に溶解して、処理液を得た。この処理液でウレタン
スポンジを上記と同様の方法で処理し、界面活性剤を吸
着させた。このときの、処理液の付着量は０．９ｇであ
った。したがって、吸着した界面活性剤の量は約０．０
９ｇとなった。このスポンジを５０℃の恒温槽内で１時
間乾燥した。

【００３３】この処理したスポンジを充填したカートリ
ッジに以下のインクを２０ｇ注入してインクカートリッ
ジを得た。このとき、スポンジに吸着させた界面活性剤
量は、インクの約０．４５wt％となった。 表５．スポンジへの界面活性剤吸着によるインク組成の変化 インク インク界面活性剤量 カートリッジ内インクの界面活性剤量 インクＣ ０wt％ ０．４５wt％（＝０．４５＋ ０） インクＤ １．５wt％ １．９５wt％（＝０．４５＋１．５） インクＦ １．０wt％ １．４５wt％（＝０．４５＋１．０） ───────────────────────────────── インクＦの組成：酸性染料３wt％、ジエチレングリコー
ル１０wt％、エタノール３wt％、ノニオン系界面活性剤
１．０wt％、残量水 このインクカートリッジを各々使用して記録を行った結
果を各々前述の記録特性結果１のインクＣ、インクＤの
結果と比較したところ、インクＣでは、記録したドット
がやや大きく、にじみがわずか増加し、記録濃度がやや
低下したが、大きな記録特性の劣化はなかった。また、
インクＤでは、記録したドットが大きくなり、記録濃度
の低下が大きく、記録特性が劣化した。また、インクＦ
では、前述の記録特性結果１のインクＤと、ドット径、
にじみ、記録濃度等ほぼおなじ記録特性が得られた。

【００３４】スポンジに界面活性剤を吸着させる場合に
は、インクの記録特性に影響しない程度に微量とする
か、あるいはインクに含有させた界面活性剤量との合計
が所望の記録特性を得る界面活性剤量となるよう調整す
ることが有効である。以上、黒色のインクについて説明
したが、他の色のイエロー、マゼンタ、シアンについて
も同様に説明できるので、詳細な説明は省略する。

【００３５】ポリカーボネイト性カートリッジに０．０
５wt％の界面活性剤溶液で処理したポリアミドスポンジ
を詰め込み、モノクロ用の黒のインクＢ構成のインク、
カラー用のイエロー（２wt％）、マゼンタ（４wt％）、
シアン（３wt％）と黒（３wt％）のインクＤ構成の各色
インクを調合して、各カートリッジに大気圧で充填した
ところ、均一に充填することができた。このカートリッ
ジを装置に充填して、記録を行ったところ、高品位のモ
ノクロおよびカラー記録が安定して実現できた。

【００３６】以上のように、本発明では親水性、疎水性
等種々の素材が使用でき、その例としては、ポリアミ
ド、ポリビニルアルコール、ポリカーボネイト、ポリ塩
化ビニル、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、フッ化エチレン等がある。また、親水性の素材で
も、本発明の処理を行い、接触角をより小さくすること
で、より大きな効果を得ることができる。

【００３７】なお、ここでは、４色、５種類のインクを
使用した場合を示したが、色、種類の増減に関係なく本
発明は適応できる。ここで、１つの態様として、界面活
性剤の添加により、記録媒体への浸透性の異なる少なく
とも２種類の液状のインクを各々記録媒体へ吐出して記
録を行う記録ヘッドとこの記録ヘッドに供給する該イン
クを各々保持する連通したセル（ポア）を持つ多孔質部
材を有したインクカートリッジを使用するインクジェッ
ト記録装置において、インクカートリッジが下記の特徴
を持つものも好適である。

【００３８】 各インクとその各々のインクを保持す
る多孔質部材との前進接触角が９０度未満であり、かつ
各インクとその各々インクを有するインクカートリッジ
容器内壁の前進接触角が９０度未満である。 少なくとも各インクに含有する界面活性剤とそのイ
ンクを保持する多孔質部材、および／またはインクカー
トリッジ容器内壁に吸着させる界面活性剤を同じものと
する。

【００３９】 少なくとも浸透性の低い方のインクを
保持する多孔質部材、および／またはインクカートリッ
ジ容器内壁に吸着させた界面活性剤量がインクの記録媒
体への浸透性を変える量未満である。 インクに含有する界面活性剤量とそのインクを保持
する多孔質部材、および／またはインクカートリッジ容
器内壁に吸着させた界面活性剤量との合計が、記録媒体
への所望の浸透性を与える量である。

【００４０】以上、本発明の実施例を説明したが、本発
明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明に記
載した条件を満足する各種組成のインク、各種素材の多
孔質部材、カートリッジ部材、各種構成の記録装置に適
用が可能である。本発明によれば、容易に、かつ信頼性
高くインクカートリッジへのインクの充填ができ、製造
コストの低下と安定した記録が実現できた。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１〜３は水平方向にインクの吐出を行う記録
ヘッドを持つインクジェット記録装置の構成を示す。

【図２】図１の装置の記録ヘッドを示す。

【図３】図１の装置のインクカートリッジを示す。

【図４】図４〜６は下方向にインクの吐出を行う記録ヘ
ッドを持つインクジェット記録装置の構成を示す。

【図５】図４の装置の記録ヘッドを示す。

【図６】図４の装置のインクカートリッジを示す。

【図７】図７はカートリッジの構成と上部からのインク
流し込みによる充填方法を示す。

【図８】図８はカートリッジへの細管挿入による加圧注
入充填方法を示す。

【図９】図９はその他の充填方法の例を示す。

【符号の説明】

１…記録ヘッド ２…記録紙 ３…キャリア ４…圧電素子 ６…インクカートリッジ １１…フレーム １２…キャリア １３…ステーシャフト １４…紙送りローラ １５…記録ヘッド １６…バックアップユニット ２０…記録紙 ２１…記録ヘッド ３１…インクカートリッジ容器 ３２…スポンジ（多孔質部材） ３３…インク ４１…シリンジ ５１…カートリッジ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田畑 文夫 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 明間 滋 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 境 志野 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 鈴木 重治 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 明野 京太 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 梅宮 茂良 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクカートリッジ容器中に、インクを
   保持するための連通孔を持つ多孔質部材を有するインク
   カートリッジにおいて、多孔質部材に対する水の前進接
   触角が９０度未満であることを特徴とするインクカート
   リッジ。
2. 【請求項２】 前記インクカートリッジ容器の内壁に対
   する水の前進接触角が９０度未満である請求項１に記載
   のインクカートリッジ。
3. 【請求項３】 前記多孔質部材の表面に界面活性剤を吸
   着させた請求項１または２記載のインクカートリッジ。
4. 【請求項４】 前記界面活性剤がノニオン系である請求
   項３に記載のインクカートリッジ。
5. 【請求項５】 前記多孔質部材が疎水性素材からなる請
   求項３または４に記載のインクカートリッジ。
6. 【請求項６】 前記界面活性剤の吸着量が、水の前進接
   触角を９０度未満にするには十分であるが、インクに溶
   解されてもインクの記録媒体への浸透性に影響を与えな
   い量である請求項３〜５のいずれか１項に記載のインク
   カートリッジ。
7. 【請求項７】 インクジェット記録用である請求項１〜
   ６のいずれか１項に記載のインクカートリッジ。
8. 【請求項８】 インクカートリッジ容器内にインクが充
   填されている請求項１〜７のいずれか１項に記載のイン
   クカートリッジ。
9. 【請求項９】 インクカートリッジ容器中にインクを保
   持するための連通孔を持つ多孔質部材を有し、かつ、イ
   ンクカートリッジ容器中にインクが充填されており、イ
   ンクが界面活性剤を含み、インク中に含まれる界面活性
   剤の量が、インクに完全に溶解された状態ではインクの
   前進接触角を９０度以上にするが、前記多孔質部材に吸
   着された状態ではインクの界面活性剤を除く他の成分を
   充填するとインクの前進接触角を９０度未満にするよう
   な量であることを特徴とするインクカートリッジ。
10. 【請求項１０】 前記インクが黒インクである請求項８
    または９に記載のインクカートリッジ。
11. 【請求項１１】 インクジェット記録用である請求項
    ８，９または１０に記載のインクカートリッジ。
12. 【請求項１２】 請求項８〜１１のいずれか１項に記載
    のインクカートリッジを使用したことを特徴とするイン
    クジェット記録装置。
13. 【請求項１３】 インクを保持するための連通孔を有す
    る多孔質部材を含むインクカートリッジ容器中にインク
    を充填するインクカートリッジの製造方法であって、イ
    ンクと多孔質部材、およびインクとインクカートリッジ
    容器内壁の前進接触角が９０度未満であることを特徴と
    するインクカートリッジの製造方法。
14. 【請求項１４】 インク充填を大気圧下で行なう請求項
    １３に記載の方法。
15. 【請求項１５】 前記インクが水性黒インクである請求
    項１３または１４に記載の方法。
16. 【請求項１６】 前記多孔質部材を界面活性剤溶液に浸
    漬し、該多孔質部材の連通孔内の空気を除去した後、該
    多孔質部材を前記溶液から取り出し、次いで該多孔質部
    材の連通孔内の溶液を除去して前記多孔質部材に界面活
    性剤を付着させる請求項１３，１４または１５に記載の
    方法。
17. 【請求項１７】 前記界面活性剤がノニオン系界面活性
    剤である請求項１３，１４，１５または１６に記載の方
    法。
18. 【請求項１８】 インクに含まれる界面活性剤、前記多
    孔質部材および／またはインクカートリッジ容器内壁に
    付着した界面活性剤の合計量が、インクの印刷媒体への
    浸透性に影響を与える量より少ない請求項１３〜１７の
    いずれか１項に記載の方法。