JP4351326B2

JP4351326B2 - ink cartridge

Info

Publication number: JP4351326B2
Application number: JP12333399A
Authority: JP
Inventors: 敏郎得能
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1999-04-30
Filing date: 1999-04-30
Publication date: 2009-10-28
Anticipated expiration: 2019-04-30
Also published as: JP2000313125A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は記録用インクカートリッジ、特にインクジェットプリンター用に適したインクカートリッジに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、このような水性インクの着色剤としては、染料を溶解した染料インクと顔料を分散した顔料インクが知られており、一般的に、前者は記録濃度が高く後者は記録画像の耐水性、耐光性等の堅牢性が高いという特徴を有する。カーボンブラックのような顔料を用いたインクジェット用インクは特に耐水性、耐候性等の堅牢性に優れている。カーボンブラックの分散安定性を改善したインクジェット用顔料インクの例として、例えば特開昭６４−３１８８１号公報、特開昭６４−６０７４号公報には、硝酸等により酸化処理しｐＨ５．０以下としたカーボンブラックを用いたインクが記載されている。また特許第２７１４２４０号（特開平３−２１０３７３号）公報には、印字物の画像濃度が染料インクの場合より劣るので画像濃度をあげるためインク中の顔料濃度を高くすると、分散安定性、吐出ノズル先端での吐出安定性に欠けかつ使用を中断するとノズル先端で固化するので、この不都合を改善するため、水溶性樹脂を分散用に添加使用し、特に、水溶性樹脂の平均分子量が低すぎるとカーボンブラック粒子の周囲に付着して分散体を安定に分散するに充分の粒子径のものにすることができないので重量平均分子量は３０００以上であることが必要であり、また水溶性樹脂の平均分子量が高過ぎると水性媒体の粘度を増大し過ぎるので重量平均分子量３００００以下のものを採用することが記載されている。
【０００３】
顔料の分散安定のため分散剤樹脂を混和した場合には顔料が必要最小限の分散剤樹脂により完全に均一被覆されないことがあり、また分散剤樹脂が１度被覆された顔料から分散媒中に溶出することがある等の理由で、顔料の分散剤樹脂による被覆に比し、分散に寄与する官能基が顔料表面に直接結合した自己分散型の方が明らかに優れている。特開平１０−１９５３６０号公報には、カーボンブラックの表面に、−ＣＯＯＭ、−ＳＯ₃Ｍ、−ＰＯ₃ＨＭ、−ＰＯ₃Ｍ₂、−ＳＯ₂ＮＨ₂、−ＳＯ₂ＮＨＣＯＲ等の親水性基が直接若しくは他の原子団を介して結合している自己分散型カーボンブラックを含む色材と、一般式Ｈ(ＣＨ₂)ｍＣ((ＣＨ₂)ｎＯＨ)₃で表わされる保湿剤と、水と水溶性有機溶剤とからなる水性媒体とを含有することにより、長期保存安定性、ノズル目詰まり防止性、間欠吐出安定性、吐出耐久性を改善したインクジェット記録用の水性顔料インクを用いたインクジェット記録装置が記載されているが、但しこのインクジェット記録装置は、発泡体を内包するインクジェット用カートリッジを用いるものではない。
【０００４】
一方、ジェット用ノズルにインクを均一に供給するため、インクジェット用カートリッジ内部に発泡体を収納しこの発泡体内に水性インクを含浸させることは従来から知られており、例えば特開平８−２７２９７号公報には、全ポリオール成分としてポリオキシエチレン、有機ジイソシアネートを発泡させて得られたポリウレタンフォームをインクジェット方式のインク容器内に配置されたインク保持体に用いると、インクを素早く、しかもデッドスペースもなく充填するのに適したものとなることが記載されており、特開平７−３０４１８６号公報には、ヒドロキシアクリレートまたはヒドロキシメタクリレートを主成分とする吸水性樹脂にカーボンブラックを分散させた正の吸水抵抗変化特性を有する抵抗被膜とを備えたインキカートリッジが記載されており、特開平５−３８８１６号公報には、インクによりフォーム自体の劣化による分解物がインク中に溶出してインクの表面張力を低下させる等の不具合原因となるエステル系ウレタンフォームに代えて、ポリエーテル系ポリオールとポリイソシアネートとを発泡、反応させて得られるウレタンフォームであって、スチレン及び／又はアクリロニトリルをグラフトさせたポリマーポリオールを全ポリオール成分中の２０％（重量比）以上用いたウレタンフォームインク保持体をインクカートリッジ内部に収納することが記載されている。
【０００５】
特開平６−１５８４０号公報には、ポリエーテルポリオール中のエチレンオキサイド（ＥＯ）とプロピレンオキサイド（ＰＯ）の比率が２０：８０〜５０：５０、ポリエーテルポリオール１００重量部当たり２〜５重量部の水発泡剤とから製造しインクに対する体積膨潤率が５〜６０％のウレタンフォームよりなるインク保持体をインクカートリッジ内部に挿入することによりカートリッジ内壁とインク保持体との間に生じる隙間をなくすることが記載され、特開平６−９９５８５号公報には、プラスチックフォームのインク保持体をカートリッジ内全体に均一に充填することの難かしさに鑑みて特にインク排出口近くに密度の高いプラスチックフォームを適用し、他のインクタンク（カートリッジ）内部には圧縮しないプラスチックフォームを充填する場合（特開平４−１７３３４３号公報記載の、圧縮密度を変化させたプラスチックフォームを重ね合わせるか、圧縮密度を変化させつつインクタンク内への充填する場合）に、微細な連通気孔を有するウレタンフォーム又はメラミンホルムアルデヒドフォームフォーム体の被圧縮部位に、圧縮方向に向かうスリットを形成して充填することが記載されている。
【０００６】
特開平６−１０７８３６号公報には、熱硬化メラミン縮合体は連続気泡性のかつ気泡の細かいプラスチックホームであるが、ウレタンフォームに比べて機械的強度が小さいためタンク内への充填時に破れる恐れがあり、又、フォーム体中に他のセル径に比べて極端に大きなセル径の空孔ができやすく、インク保持体にかかる空孔があるとその特性を失うこととなってしまうこと、ポリエステルタイプのウレタンフォームは、メラミン縮合体の発泡体とほぼ同等程度のインク保持体として使用するのに適したセル径（セル平均径１００〜３００μｍ）を有するフォームを得ることができるが、加水分解されやすく、インクの組成中にこれが溶出しやすく不適であること、ポリエーテルタイプのウレタンフォームはその原料の粘度が低いため、セル径の細かいフォーム体を得るのが困難であり、小さいセル径のポリエーテルタイプウレタンフォームを得る方法としてプレポリマー法を用いても連続気泡のセル（いわゆるオープンセル）を有するウレタンフォーム体を得ることはできないことが記載され、また、インクを保持するための毛細管現象をより発現させんとしてウレタンフォームを圧縮してカートリッジに充填することにより網状体の間隔をせばめる場合に、加熱圧縮すると、半永久的に変形をもたらし、断熱性であるウレタンフォームには熱が均一に伝わりにくいため、部分的に、例えば表面のみに圧縮が集中してしまい圧縮変形ムラを生じるという不具合を避けるため、主原料としてポリエーテルポリオール、イソシアネート、及び整泡剤、触媒等を混合して得られるポリエーテルタイプポリウレタンフォームのインク保持体であって、ポリエーテルポリオールとして粘度１，５００〜３０，０００ＣＰのポリエーテルポリオールを用い、主原料を同時にミキシングヘッド内に導くことによって混合・発泡されたセル径が８０〜４００μｍを有するインク保持体用フォームを用いることが記載されており、特開平７−２４２７６１号公報には、ポリウレタンのインク保持体発泡の際に整泡剤として、インクに溶出してインクの表面張力を下げる欠点があるオルガノポリシロキサンに代えて、一分子中に活性水素含有基、エポキシ基及びイソシアネート基のいずれか一つ以上を有するオルガノポリシロキサンを使用することが記載されている。
【０００７】
特開平７−２８６０５６号公報には、経時的なインクの表面張力の低下を抑えるため、水酸基価８０及び４６０のポリエーテルポリオールをそれぞれ８５重量部並びに１５重量部、１重量％水溶液の表面張力が３１ｄｙｎｅ／ｃｍの整泡剤を１．０重量部、その他発泡剤及び触媒からなるポリオール成分と、ＴＤＩとを反応させて（イソシアネートインデックス＝１１０）得られるポリウレタンフォームを、網状化処理して三次元網目構造のフォームを使用してインク保持体を得ることが記載されており、特開平７−３２６１３号公報には、分子量２０００のポリエーテルポリオール１００重量部、トリエチルアミン触媒１重量部、シリコーン整泡剤１重量部及びＮＣＯ含量２９．０重量％に調整されたアロハネート変性ＴＤＩを所定量（イソシアネート指数＝１００）加え、発泡させて得られる熱溶融性ポリウレタンフォームをポリスチレンからなる容器内に充填して、解体することなくインク保持体も含めて粉砕、再溶融して容易に再利用することのできるインク収納容器とすることが記載されている。
【０００８】
このようなフォームのインク保持体は、いずれにしても樹脂材料から形成され、したがって疎水性構造の部分と親水性構造の部分とを含む。また、インク用顔料の分散安定化のための分散剤も構造的には、疎水性部分と親水性部分とを有する。このような顔料インクをフォームのインク保持体に含浸させた場合には、分散剤の疎水性部分は、フォーム樹脂の疎水性部分に配向し、その結果、顔料から分散剤が脱落することになる。特開平１０−１４００６２号公報には、このようなインクの劣化を防ぐため、カーボンブラックの表面に、少なくとも一種の親水性基が直接若しくは他の原子団を介して結合した自己分散型カーボンブラックを用いてこれを疎水性のフォームに含浸させることが記載されている。しかし疎水性のフォームは、親水性顔料インクの含浸を忌避することがある。
【０００９】
また、ポリウレタンフォームをインク保持体としたカートリッジにカーボンブラックを含む顔料インクを充填して使用した場合、インクがまだ十分量残存しているにもかかわらず、それ以上出なくなったり、印字濃度が十分に得られなくなったりする場合があり、このような問題点は、カートリッジから排出されるインクに含まれるカーボンブラック濃度が元のインク濃度と比べて低いこと、また、カーボンブラック粒子がポリウレタンフォームに吸着し、その結果ビヒクルが優先的にカートリッジから排出されていることが原因であることが判明した。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
したがって本発明の目的は、上記問題点を解決し、耐水性、耐候性に優れた高濃度の画像を得ることにあり、更に、カーボンブラック含有インクを用いても、カートリッジ内での目詰まりを起こすことなく、最後まで安定したインク供給が可能なインクカートリッジを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、本発明の（１）「水性ビヒクル中で一方の極性に帯電する官能基を有する顔料粒子を含む顔料インクと、該顔料粒子と同一極性に帯電し得る官能基を有するポリエーテル系ウレタンフォームを含むインク保持体とを有することを特徴とするインクカートリッジ」、（２）「前記顔料粒子は、以下の官能基群から選択される基が化学的に結合されたカーボンブラック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。
【００１２】
【化２】
官能基群 −ＣＯＯＨ
−ＳＯ_３Ｈ
−Ｎ^＋Ｒ_３Ｘ⁻
（ＲはＨ又はアルキル基、Ｘは無機又は有機アニオンを表わす。）」、（３）「前記ポリエーテル系ウレタンフォームは、アクリル酸グラフトコポリマーポリオール構造、または、ジエチルアミノエチルメタクリレートグラフトコポリマーポリオール構造を含むものであることを特徴とする前記（１）項又は前記（２）項に記載のインクカートリッジ。」によって達成される。
【００１３】
【実施例】
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。
まず、以下の方法で、本発明に用いる顔料インク、ポリウレタンフォーム及びカートリッジを作製した。
［顔料インク］
以下の処方により、アニオン分散型インク１、アニオン分散型インク２、及びカチオン分散型インク３を調製した。
【００１４】
・インク１
スルホン基含有カーボン５重量部
（ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ２００、Ｃａｂｏｔ社製）
ジエチレングリコール１５重量部
グリセリン５重量部
２−ピロリドン２重量部
水７３重量部
【００１５】
・インク２
カルボキシル基含有カーボン５重量部
（ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ３００、Ｃａｂｏｔ社製）
ジエチレングリコール１５重量部
グリセリン５重量部
２−ピロリドン２重量部
水７３重量部
【００１６】
・インク３
４級アミン基含有カーボン５重量部
（ＩＪＸ−５５、Ｃａｂｏｔ社製）
ジエチレングリコール１５重量部
グリセリン５重量部
２−ピロリドン２重量部
水７３重量部
【００１７】
［ポリウレタンフォーム］
以下の処方により、アニオンを有するポリウレタンフォーム１、及びカチオン基を有するポリウレタンフォーム２を作製した。ポリウレタンフォームは常法によりセル膜を除去して３次元網目構造のフォーム体とした。
【００１８】
・ポリウレタンフォーム１
ポリオール６１．５重量部
（アクリル酸グラフトコポリマーポリオール）
トリレンジイソシアネート３５重量部
ポリエーテルシロキサン１重量部
水２重量部
トリエチレンジアミン０．３重量部
オクチル酸錫０．２重量部
【００１９】
・ポリウレタンフォーム２
ポリオール６１．５重量部
（ジエチルアミノエチルメタクリレートグラフトコポリマーポリオール）
トリレンジイソシアネート３５重量部
ポリエーテルシロキサン１重量部
水２重量部
トリエチレンジアミン０．３重量部
オクチル酸錫０．２重量部
【００２０】
［カートリッジの作製］
顔料インクとポリウレタンフォームの組み合わせにより、リコーＩＰＳｉＯＪＥＴ３００用の空ケースにインク５２ｇを充填してカートリッジを作製し、画像濃度、抽出インクのカーボン含有量、及び印字不能になった時点でのカートリッジ内のインク残存量を調べた。（インク残量検知機能は予め切断し、残量検知により印字不能にならないようにして使用した。）結果を表１に示す。
【００２１】
【表１】

【００２２】
実施例１及び２では、インク中のカーボンブラック及びインク保持体は共にマイナスに帯電しており、また、実施例３では共にプラスに帯電しているため、静電的斥力により吸着することなく、印字部に供給されるインク中のカーボンブラック濃度はもとのインク濃度と同等であり、十分な画像濃度が得られた。これに対し、比較例１及び２では、カーボンブラックとインク保持体は反対極性に帯電しているため、カーボンブラック粒子はインク保持体に静電的に吸着し、印字部に供給されるインク中のカーボンブラック濃度は極端に減少して低濃度の画像しか得られず、また、インクがまだ十分に残存しているにも係らず、カートリッジから排出されなくなった。
【００２３】
【発明の効果】
以上、詳細且つ具体的な説明より明らかなように、本発明のカートリッジは、顔料粒子とインク保持体が共に同一極性に帯電しているため、両者の間で静電的斥力が働き、顔料がインク保持体に吸着することなく、ビヒクルに均一に分散した状態で印字部に供給されるため、インクが目詰まりすることなく排出されて、従来のように残量が多いにも係らず排出されなくなるということがない（請求項１）。また、印字濃度も高い。更に、本発明の官能基を有するカーボンブラックを含有するインクにおいては、カーボンブラックの帯電性が高く安定しているため、インク保持体との斥力がより強く、また、カーボンブラック自身の分散安定性が高く、本発明の効果がより顕著になる（請求項２）。また更に、本発明のインク保持体を用いることにより、水性インクによる劣化が少なく、耐久性に優れ、安価で、容易にインク残量に関わりなく適切な静水圧を維持できるという優れた効果を発揮する。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a recording ink cartridge, and more particularly to an ink cartridge suitable for an inkjet printer.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a colorant for such an aqueous ink, a dye ink in which a dye is dissolved and a pigment ink in which a pigment is dispersed are known. Generally, the former has a high recording density and the latter has a water resistance of a recorded image. It is characterized by high fastness such as light resistance. Ink jet ink using a pigment such as carbon black is particularly excellent in fastness such as water resistance and weather resistance. As an example of an ink-jet pigment ink with improved dispersion stability of carbon black, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-31881 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-6074, an oxidation treatment with nitric acid or the like is performed to a pH of 5.0 or less. An ink using carbon black is described. Japanese Patent No. 2714240 (Japanese Patent Laid-Open No. 3-210373) discloses that since the image density of printed matter is inferior to that of dye ink, increasing the pigment concentration in the ink in order to increase the image density increases the dispersion stability and the discharge nozzle. In order to improve this inconvenience, the water-soluble resin is added for dispersion in order to improve this inconvenience, because the discharge stability at the tip is lacking and the use is stopped when the use is interrupted. The weight average molecular weight must be 3000 or more because it cannot be made to have a particle size sufficient to stably disperse the dispersion by adhering to the periphery of the carbon black particles, and the average molecular weight of the water-soluble resin Is too high, the viscosity of the aqueous medium is increased too much, so that the weight average molecular weight of 30000 or less is adopted.
[0003]
When a dispersant resin is mixed in order to stabilize the dispersion of the pigment, the pigment may not be completely uniformly coated with the minimum amount of the dispersant resin, and from the pigment once coated with the dispersant resin to the dispersion medium. For reasons such as elution, the self-dispersion type in which the functional group contributing to dispersion is directly bonded to the pigment surface is clearly superior to coating the pigment with a dispersant resin. Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-195360 discloses a hydrophilic group such as —COOM, —SO ₃ M, —PO ₃ HM, —PO ₃ M ₂ , —SO ₂ NH ₂ , or —SO ₂ NHCOR on the surface of carbon black. a colorant comprising a self dispersible carbon black but which is attached directly or through another atomic group, the general formula H (CH ₂₎ a humectant represented by _{mC ((CH 2) nOH)} 3, and water Inkjet recording using water-based pigment ink for inkjet recording with improved long-term storage stability, prevention of nozzle clogging, intermittent ejection stability, and ejection durability by containing an aqueous medium comprising a water-soluble organic solvent Although an apparatus is described, the ink jet recording apparatus does not use an ink jet cartridge containing a foam.
[0004]
On the other hand, in order to uniformly supply ink to the nozzles for jets, it has been conventionally known that a foam is housed in an ink jet cartridge and water-based ink is impregnated in the foam, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-27297. In this case, when polyurethane foam obtained by foaming polyoxyethylene and organic diisocyanate as the total polyol component is used for an ink holder placed in an ink jet ink container, ink can be filled quickly and without dead space. JP-A-7-304186 discloses a change in positive water absorption resistance in which carbon black is dispersed in a water absorbent resin mainly composed of hydroxyacrylate or hydroxymethacrylate. Ink cartridge with a resistive coating having properties JP-A-5-38816 discloses an ester-based urethane foam that causes degradation such as degradation of the foam itself due to deterioration of the ink, which causes the surface tension of the ink to decrease. In place of the above, a urethane foam obtained by foaming and reacting a polyether-based polyol and a polyisocyanate, and a polymer polyol grafted with styrene and / or acrylonitrile is 20% (weight ratio) or more in the total polyol component It is described that the used urethane foam ink holder is accommodated in the ink cartridge.
[0005]
In JP-A-6-15840, the ratio of ethylene oxide (EO) to propylene oxide (PO) in polyether polyol is 20:80 to 50:50, and 2 to 5 parts by weight per 100 parts by weight of polyether polyol. By inserting an ink holder made of a urethane foam manufactured from a water foaming agent and having a volume swell ratio of 5 to 60% with respect to the ink into the ink cartridge, a gap generated between the inner wall of the cartridge and the ink holder is eliminated. Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-99585 applies a high density plastic foam near the ink discharge port in view of the difficulty of uniformly filling the entire cartridge with an ink holder of plastic foam. However, the other plastic tanks (cartridges) do not compress plastic foam When filling the ink tank (when overlaying plastic foams with different compression density or filling into the ink tank while changing the compression density described in JP-A-4-173343) It is described that a portion of the urethane foam or melamine formaldehyde foam foam body to be compressed is filled with a slit directed in the compression direction.
[0006]
In JP-A-6-107836, the thermosetting melamine condensate is an open-celled and fine-bubble plastic home, but it has a lower mechanical strength than urethane foam and may be broken when filled into a tank. Yes, it is easy to create pores with extremely large cell diameters compared to other cell diameters in the foam body, and if there are holes on the ink holding body, the characteristics will be lost, polyester type The urethane foam can obtain a foam having a cell diameter (cell average diameter of 100 to 300 μm) suitable for use as an ink holding body of approximately the same level as a foamed melamine condensate, but is easily hydrolyzed. In the composition of the ink, it is easy to elute and unsuitable. Polyether type urethane foam has a low viscosity of its raw material, so It is difficult to obtain a foam body having a small diameter, and even if a prepolymer method is used as a method for obtaining a polyether type urethane foam having a small cell diameter, a urethane foam body having open-celled cells (so-called open cells) is obtained. If the space between the reticulates is narrowed by compressing urethane foam and filling the cartridge to further develop the capillary phenomenon for holding the ink, it is semi-permanent. As a main raw material, in order to avoid the defect that compression is concentrated only on the surface, for example, and compression deformation unevenness occurs because heat is not easily transmitted uniformly to urethane foam which is thermally deformable and heat insulating. Polyether obtained by mixing polyether polyol, isocyanate, foam stabilizer, catalyst, etc. Cell type polyurethane foam ink holder, which uses a polyether polyol with a viscosity of 1,500 to 30,000 CP as the polyether polyol, and is mixed and foamed by introducing the main raw material into the mixing head at the same time Describes that a foam for an ink holding member having a thickness of 80 to 400 μm is used, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-242761 discloses that an ink eluted into an ink as a foam stabilizer when foaming an ink holding member of polyurethane. It is described that organopolysiloxane having any one or more of active hydrogen-containing group, epoxy group and isocyanate group in one molecule is used in place of organopolysiloxane which has the disadvantage of lowering the surface tension.
[0007]
In Japanese Patent Laid-Open No. 7-286056, in order to suppress a decrease in the surface tension of the ink over time, the surface tensions of 85 parts by weight and 15 parts by weight of a polyether polyol having a hydroxyl value of 80 and 460, respectively, Polyurethane foam obtained by reacting 1.0 part by weight of a 31 dyne / cm foam stabilizer, a polyol component composed of other foaming agent and catalyst, and TDI (isocyanate index = 110) is reticulated to form a three-dimensional JP-A-7-32613 discloses that an ink holding body is obtained by using a foam having a network structure. JP-A-7-32613 discloses 100 parts by weight of a polyether polyol having a molecular weight of 2000, 1 part by weight of a triethylamine catalyst, and a silicone foam stabilizer. A predetermined amount of allophanate-modified TDI adjusted to 1 part by weight and an NCO content of 29.0% by weight (b) (Cyanate index = 100) In addition, a hot-melt polyurethane foam obtained by foaming is filled in a container made of polystyrene, and it is crushed and remelted including the ink holder without disassembly, and can be easily reused. It is described that the ink storage container can be used.
[0008]
In any case, the ink holder of such a foam is formed of a resin material, and thus includes a hydrophobic structure portion and a hydrophilic structure portion. Further, structurally, the dispersant for stabilizing the dispersion of the ink pigment also has a hydrophobic portion and a hydrophilic portion. When such a foamed ink is impregnated in the foam ink holder, the hydrophobic portion of the dispersant is oriented to the hydrophobic portion of the foam resin, and as a result, the dispersant falls off from the pigment. . Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-140062 discloses a self-dispersing carbon black in which at least one hydrophilic group is bonded to the surface of carbon black directly or through another atomic group in order to prevent such ink deterioration. Used to impregnate hydrophobic foams. However, hydrophobic foams may avoid impregnation with hydrophilic pigment inks.
[0009]
In addition, when a cartridge using polyurethane foam as an ink holding member is filled with a pigment ink containing carbon black, even though a sufficient amount of ink still remains, it does not come out any more or the print density is sufficient. This is because the carbon black concentration contained in the ink discharged from the cartridge is lower than the original ink concentration, and the carbon black particles are adsorbed on the polyurethane foam. As a result, it has been found that the cause is that the vehicle is preferentially discharged from the cartridge.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to obtain a high-density image excellent in water resistance and weather resistance. Further, even if carbon black-containing ink is used, clogging in the cartridge is prevented. An object of the present invention is to provide an ink cartridge capable of supplying ink stably to the end without causing it.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The above-mentioned problems are solved by (1) “a pigment ink containing pigment particles having a functional group charged to one polarity in an aqueous vehicle” and a polyether system having a functional group capable of being charged to the same polarity as the pigment particles. ink cartridge ", characterized in that it comprises an ink holding member containing urethane foam, (2)" the pigment particles are groups selected from the following functional groups are carbon black are chemically bonded The ink cartridge according to claim 1.
[0012]
[Chemical formula 2]
Functional group -COOH
-SO ₃ H
-N ⁺ R ₃ X ^-
(R represents H or an alkyl group, X represents an inorganic or organic anion.) ", (3)" The polyether-based urethane foam includes an acrylic acid graft copolymer polyol structure or a diethylaminoethyl methacrylate graft copolymer polyol structure. is achieved by an ink cartridge. "described in the item (1) or (2), characterized in that those.
[0013]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be specifically described by way of examples.
First, the pigment ink, polyurethane foam and cartridge used in the present invention were produced by the following method.
[Pigment ink]
Anion-dispersed ink 1, anion-dispersed ink 2, and cation-dispersed ink 3 were prepared according to the following formulation.
[0014]
・ Ink 1
5 parts by weight of sulfone group-containing carbon (CAB-O-JET200, manufactured by Cabot)
Diethylene glycol 15 parts by weight Glycerin 5 parts by weight 2-Pyrrolidone 2 parts by weight Water 73 parts by weight
・ Ink 2
Carboxyl group-containing carbon 5 parts by weight (CAB-O-JET300, manufactured by Cabot)
Diethylene glycol 15 parts by weight Glycerin 5 parts by weight 2-Pyrrolidone 2 parts by weight Water 73 parts by weight
・ Ink 3
Quaternary amine group-containing carbon 5 parts by weight (IJX-55, manufactured by Cabot)
Diethylene glycol 15 parts by weight Glycerin 5 parts by weight 2-Pyrrolidone 2 parts by weight Water 73 parts by weight
[Polyurethane foam]
A polyurethane foam 1 having an anion and a polyurethane foam 2 having a cationic group were prepared by the following formulation. The polyurethane foam was made into a three-dimensional network foam by removing the cell membrane by a conventional method.
[0018]
・ Polyurethane foam 1
Polyol 61.5 parts by weight (acrylic acid graft copolymer polyol)
Tolylene diisocyanate 35 parts by weight Polyethersiloxane 1 part by weight Water 2 parts by weight Triethylenediamine 0.3 part by weight Tin octylate 0.2 part by weight
・ Polyurethane foam 2
Polyol 61.5 parts by weight (diethylaminoethyl methacrylate graft copolymer polyol)
Tolylene diisocyanate 35 parts by weight Polyethersiloxane 1 part by weight Water 2 parts by weight Triethylenediamine 0.3 part by weight Tin octylate 0.2 part by weight
[Production of cartridge]
Using a combination of pigment ink and polyurethane foam, a cartridge was prepared by filling an empty case for Ricoh IPSiO JET300 with 52 g of ink, and the image density, carbon content of the extracted ink, and the cartridge in the cartridge when printing became impossible The remaining amount of ink was examined. (The ink remaining amount detecting function was cut in advance and used so that printing could not be disabled by detecting the remaining amount.) The results are shown in Table 1.
[0021]
[Table 1]

[0022]
In Examples 1 and 2, the carbon black and the ink holder in the ink are both negatively charged, and in Example 3, both are positively charged, so that they are not adsorbed by electrostatic repulsion, The carbon black density in the ink supplied to the printing unit was equal to the original ink density, and a sufficient image density was obtained. On the other hand, in Comparative Examples 1 and 2, since the carbon black and the ink holding member are charged with opposite polarities, the carbon black particles are electrostatically adsorbed to the ink holding member and are contained in the ink supplied to the printing unit. The carbon black density of the toner was extremely reduced to obtain only a low density image, and the ink was not discharged from the cartridge even though the ink still remained.
[0023]
【The invention's effect】
As is apparent from the detailed and specific description above, in the cartridge of the present invention, both the pigment particles and the ink holding member are charged to the same polarity, so that electrostatic repulsion acts between them, and the pigment is Since the ink is supplied to the printing unit in a state of being uniformly dispersed in the vehicle without being attracted to the ink holder, the ink is discharged without clogging and is discharged even though the remaining amount is large as in the past. It will not disappear (claim 1). Also, the print density is high. Furthermore, in the ink containing the carbon black having a functional group of the present invention, since the chargeability of the carbon black is high and stable, the repulsive force with the ink holder is stronger, and the dispersion stability of the carbon black itself is also increased. The effect of the present invention becomes more remarkable (claim 2). Furthermore, by using the ink holder of the present invention, it exhibits excellent effects that there is little deterioration due to water-based ink, excellent durability, low cost, and can easily maintain an appropriate hydrostatic pressure regardless of the remaining amount of ink. To do.

Claims

Having a pigment ink containing a pigment particle having a functional group which is charged to one polarity in an aqueous vehicle, and an ink holding member containing polyether urethane foam having a functional group capable of charging to the same polarity as the pigment particles An ink cartridge characterized by.

2. The ink cartridge according to claim 1, wherein the pigment particles are carbon black in which groups selected from the following functional group group are chemically bonded.
[Chemical 1]
Functional group -COOH
-SO ₃ H
-N ⁺ R ₃ X ^-
(R represents H or an alkyl group, and X represents an inorganic or organic anion.)

3. The ink cartridge according to claim 1, wherein the polyether-based urethane foam includes an acrylic acid graft copolymer polyol structure or a diethylaminoethyl methacrylate graft copolymer polyol structure . 4.