インクジェット記録用インクカートリッジ
【課題】容器本体に対する衝撃や慣性力、内外圧変化に対して強く、空気室に溜まった液体が大気流入側の連通口から流出する時間を遅延させることができる良好な液体収容容器を提供する。
【解決手段】インクカートリッジは、容器本体２１内に設けられインクを収容するインク収容室２３と、インク収容室２３に連通するインク供給部２５と、インク収容室２３内のインクの消費に伴って外部に開口した大気開放孔から大気をインク室２３に導入する大気開放流路１０２と、大気開放流路１０２の途中に設けられて該大気開放流路１０２に浸入したインクを貯留可能な空気室３１ａと、を備える。空気室３１ａの大気流入側における連通口７９が、該空気室３１ａの内壁面から突出した突起９５の先端面に開口されている。且つインクの起泡性がＪＩＳＫ３３６２に基づいた２５℃における５分後の泡の高さが５０ｍｍ以下である。
【解決手段】インクカートリッジは、容器本体２１内に設けられインクを収容するインク収容室２３と、インク収容室２３に連通するインク供給部２５と、インク収容室２３内のインクの消費に伴って外部に開口した大気開放孔から大気をインク室２３に導入する大気開放流路１０２と、大気開放流路１０２の途中に設けられて該大気開放流路１０２に浸入したインクを貯留可能な空気室３１ａと、を備える。空気室３１ａの大気流入側における連通口７９が、該空気室３１ａの内壁面から突出した突起９５の先端面に開口されている。且つインクの起泡性がＪＩＳＫ３３６２に基づいた２５℃における５分後の泡の高さが５０ｍｍ以下である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容器内に収容されたインクと、インク収容部と大気開放孔との間に空気室を介装したインクカートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットプリンタのキャリッジに着脱可能に装着して用いられるインクカートリッジとしては、そのインク室（液体収容部）の内圧を適切な状態に保持するために、インク室を外部に連通して大気開放する為の大気開放流路を備えたものが知られている。そして、この種の大気開放流路では、大気開放孔からのインク漏れを防止する工夫が必要とされる。
【０００３】
そこで、従来のインクカートリッジにおける大気開放流路の構成では、インクを収容するインク室と、蛇行状態に形成した連通路部分（ヘビ道）と、浸入したインクを貯留可能な空気室（インクトラップとも云う）と、インク室を外部に連通させて該インク室のインク消費に伴って外部の空気をインク室に導入するための大気開放孔とが順次配設されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
例えば図１０に示すように、従来のインクカートリッジにおける大気開放流路の空気室１は、図示しないインク室に連通している大気開放溝２の大気開放孔側の端２ａに連通している。空気室１は、ケース蓋（容器本体）３を表面３ａから直交する方向に掘り下げた所定深さの円筒状の凹部５で形成されており、上端開口がケース蓋３の表面３ａに露出している。この凹部５の円形下端面の中心には小径の連通口７が同軸状態に形成されており、この連通口７の下端が大気開放孔側のインクトラップ９に連通している。
【０００５】
ケース蓋３の表面３ａにおける凹部５が形成されている部分には、封止ラベル（封止部材）１１が貼り付けられている。これにより、凹部５は上端開口が封止され、空気室１として区画形成される。
【０００６】
この空気室１は、環境温度の変化等でインク室の空気が熱膨張し、この空気の熱膨張によってインク室のインクが図示しない大気開放孔へ向かって逆流するとき、インクが外部に漏洩することを防止するために設けられている。
【０００７】
そこで、毛細管引力により大気開放溝２の隅部を伝わって空気室１に溜まったインクは連通口７に浸入しメニスカスを形成することで、インクトラップ９への浸入が阻止される。
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−２２３４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、インクカートリッジの落下、キャリッジからのインクカートリッジの着脱、もしくは運搬や移動時の姿勢変化等の衝撃や振動によってカートリッジ内のインクが泡立ち、空気室１がインクやその泡で満たされ、連通行７にまでインクやその泡が到達することによって、上述のように連通口７に形成されたメニスカスは簡単に壊れてしまう。
【００１０】
一方、メニスカス力を強力にするためには、連通口７の穴径を例えば数１０μｍ以下にする必要があり、現実的ではない。
【００１１】
従って、本発明の目的は上記課題を解消することに係り、空気室に溜まったインクが大気流入側の連通口から流出する時間を遅延させることができる良好なインクカートリッジを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の上記目的は、容器内に収容されたインクと、容器内に設けられインクを収容するインク収容部と、前記インク収容部に連通するインク供給部と、前記インク収容部内のインクの消費に伴って外部に開口した大気開放孔から大気を前記インク収容部に導入する大気開放流路と、前記大気開放流路の途中に設けられ該大気開放流路に浸入したインクを貯留可能な空気室とを備えたインクカートリッジであって、前記空気室の大気流入側における連通口が、該空気室の内壁面から突出した突起の先端面に開口されており、且つ前記容器内収容されたインクの起泡性がＪＩＳＫ３３６２に基づいた２５℃における５分後の泡の高さが５０ｍｍ以下により達成される。
【００１３】
上記構成のインクカートリッジによれば、インク収容部のインクが空気室の大気流出側の連通口を通過して空気室に溜まっても、大気流入側の連通口に液体が到達するまでの時間は突起の高さ分遅くなる。
【００１４】
すなわち、大気流入側の連通口が鉛直方向を向いている容器放置状態では、空気室に流入したインクが突起の高さまで溜まった後、突起先端面に開口する大気流入側の連通口から流出する。これにより、大気流入側の連通口からインクが流出するまでの時間が遅延される。
【００１５】
また、容器本体の落下、着脱による衝撃や移動時の姿勢変化、キャリッジ動作による慣性力等によって、インクが泡だった場合も、直ぐにその泡が消失する為、やはり突起先端面に開口する大気流入側の連通口にインクが到達し難い為、空気室における大気流入側の連通口からのインクの漏れを安定的に阻止することができる。
【００１６】
尚、前記容器内に収容されたインクが、少なくとも、水、着色剤、および水不溶性ポリマー粒子を含有することが好ましく、さらに、水不溶性有機化合物を含有することがより好ましい。
【００１７】
尚、上記構成のインクカートリッジにおいて、前記空気室より大気開放孔側における前記大気開放流路の途中に、気体の通過を許容し液体の通過を許容しない気液分離膜が設けられていることが望ましい。
【００１８】
このような構成のインクカートリッジによれば、気液分離膜によって液体の外部への漏洩を確実に防止することができる。更に、空気室からの液体の漏れが安定的に阻止されているので、気液分離膜はインクに接触して通気性能が悪化するまでの時間を稼ぐことができ、長期間にわたって安定した通気性能を維持することができる。
【００１９】
また、上記構成のインクカートリッジにおいて、前記気液分離膜より大気開放孔側における前記大気開放流路の途中に、蛇行状態に形成した連通路部分が設けられていることが望ましい。
【００２０】
このような構成のインクカートリッジによれば、蛇行状態に形成した連通路部分によって液体の外部への漏洩を遅らせる効果が期待できると共に、気液分離膜と大気開放孔との間の空気流通を疎遠にすることで、インクの蒸発を少なくすることができる。
【００２１】
また、空気室からのインクの漏れを遅らせると共に、気液分離膜によってインクの外部への漏洩が確実に防止されているので、連通路部分にインクが入り込んでインク供給部に対する動圧を著しく変化させることもない。
【００２２】
また、上記構成のインクカートリッジにおいて、前記空気室が複数個設けられ、隣接する各空気室同士が連通されていることが望ましい。
【００２３】
このような構成のインクカートリッジによれば、容器本体内の限られたスペースにおいても、インクを貯留する為の空気室全体の容積確保が容易になる。
【００２４】
また、それぞれの空気室の大気流入側における連通口が、各空気室の内壁面から突出した突起の先端面に開口されるので、最も大気流入側の連通口からインクが流出するまでの時間を更に遅延させることができる。更に、それぞれの連通口を適宜異なる方向へ開口させることによって、色々な容器放置姿勢への対応が可能となり、空気室からのインクの漏洩を確実に阻止することができる。
【００２５】
また、上記構成のインクカートリッジにおいて、前記空気室の大気流出側における連通口が、該空気室の内壁面と同一平面上に開口されていることが望ましい。
【００２６】
このような構成のインクカートリッジによれば、空気室における大気流入側の連通口が液体を流出させ難いトラップ構造となっているのに対し、大気流出側の連通口はインクの浸入が容易な構造となる。そこで、空気室に溜まったインクは、浸入の容易な大気流出側の連通口を通過して再びインク収容部へ回収され易くなる。
【００２７】
また、上記構成のインクカートリッジにおいて、また、前記水不溶性ポリマー粒子が、塩生成基含有モノマーと、マクロマー及び／又は疎水性モノマーを含むモノマー混合物を共重合させてなる水不溶性ポリマー粒子であることが好ましい。
【００２８】
また前記水不溶性有機化合物が、分子中に、エステル又はエーテル結合を２個以上有する、エステル又はエーテル化合物、及び／又は分子中に、エステル又はエーテル結合を１個以上と、カルボキシ基、スルホン酸基、リン酸残基、カルボニル基、エポキシ基及び水酸基からなる群から選ばれる１種以上の官能基を１個以上有する、エステル又はエーテル化合物であることが好ましい。
【００２９】
このような構成のインクカートリッジによれば、突起が鉛直方向を向いている容器放置状態では、表面張力により突起の側面を上方へ這い上がったインクが、エッジ部の角によって突起の先端面への回り込みを阻止される。そこで、空気室にインクが溜まっても、突起の突出高さまではインクが大気流入側の連通口に浸入することはない。尚、断面が角とは、突起の先端面と側面とが交わるエッジ部にＲや面取りの無いことである。
【００３０】
このような構成のインクカートリッジによれば、容器本体の落下、着脱による衝撃や移動時の姿勢変化、キャリッジ動作による慣性力等により空気室にインクが溜まったり、もしくは泡だった場合も、速やかに消泡する為、インクが突起の先端面に接触しにくく、先端面に開口する連通口へはインクが浸入し難くなる。
【００３１】
本発明に係るインクカートリッジによれば、インク収容部の液体が空気室の大気流出側の連通口を通過して空気室に溜まっても、大気流入側の連通口に液体が到達するまでの時間を突起の高さ分遅くすることができる。
【００３２】
また、本発明に係るインクカートリッジは、容器本体の落下、着脱による衝撃や移動時の姿勢変化、キャリッジ動作による慣性力、更にそのような衝撃等によりインクが泡立ちによって簡単に壊れてしまう従来の連通口に形成されるメニスカスとは違い、空気室における大気流入側の連通口からのインクの漏れを安定的に阻止することができる。
【００３３】
従って、容器本体に対する衝撃や慣性力、内外圧変化に対して強く、空気室に溜まったインクが大気流入側の連通口から流出する時間を遅延させることができる良好なインクカートリッジを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
本発明のインクカートリッジに用いるインクは、少なくとも、水、着色剤、水不溶性ポリマー粒子、水不溶性有機化合物を含有するインクである。
【００３５】
本発明で用いられる水不溶性有機化合物は、水性インクの泡立ちを抑えることができる。すなわち、水性インクの液性成分水に溶解しにくい為、インク表面での泡の発生を抑え、更に泡が発生しても速やかに消泡することができる。しかも、少なくともその一部がポリマー粒子に含有されることでポリマー粒子の柔軟性を改良する可塑性を付与するという特性も付与できる。水不溶性有機化合物がポリマー粒子に柔軟性を付与することで、インク中のポリマー粒子が、記録紙上でポリマー粒子が相互に融着しやすくなり、得られる印字物の光沢性、写像性が向上するという効果も有する。
【００３６】
水不溶性有機化合物は、泡立ちを効果的に抑制する為、しかも印字物の光沢性向上の為に、分子量１００〜２，０００のものが好ましく、分子量１００〜１，０００のものがより好ましい。
【００３７】
水不溶性有機化合物は、ポリマー粒子に含有させ易くするため、エステル化合物、エーテル化合物、又はスルホン酸アミド化合物であることが好ましく、分子中に、エステル又はエーテル結合を２個以上有する、エステル又はエーテル化合物、及び／又は分子中に、エステル又はエーテル結合を１個以上と、カルボキシ基、スルホン酸基、リン酸残基、カルボニル基、エポキシ基及び水酸基からなる群から選ばれる１種以上の官能基を１個以上有する、エステル又はエーテル化合物がより好ましい。化合物のエステル又はエーテル結合は、２〜３個が好ましい。化合物のエステル又はエーテル結合は、１〜３個が好ましい。官能基数は、１〜３個が好ましい。リン酸残基とは、リン酸の一部がエステル化又はエーテル化された残りのリン酸基のことをいう。
【００３８】
これらの中では、１価カルボン酸又はその塩と多価アルコールから得られるエステル、多価酸（多価カルボン酸、リン酸）又はその塩と１価アルコールから得られるエステル、又は多価アルコールのエーテル化合物が好ましく、脂肪族又は芳香族カルボン酸エステル基を２つ又はリン酸エステル基を３つ有することが更に好ましい。塩としては、アルカリ金属塩、アルカノールアミン塩、アンモニウム塩等が挙げられる。
【００３９】
１価カルボン酸としては、炭素数１〜１８、好ましくは炭素数２〜１０の直鎖又は分岐鎖の脂肪族カルボン酸（例えば、酢酸、酪酸、カプロン酸、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、パルミチン酸等の直鎖脂肪族カルボン酸、ピバリン酸等の分岐脂肪族カルボン酸、アクリル酸、メタクリル酸、のような不飽和脂肪族カルボン酸）、炭素数６〜１２の芳香族カルボン酸（例えば、安息香酸）が挙げられ、多価酸としては、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸等の炭素数２〜１２の脂肪族、カルボン酸；フタル酸、トリメリット酸等の炭素数６〜１２の芳香族カルボン酸、リン酸等が挙げられる。
【００４０】
１価アルコールとしては、炭素数１〜１８、好ましくは炭素数２〜１０の直鎖又は分岐鎖の脂肪族アルコール（例えば、エチルアルコール、ブチルアルコール、ヘキシルアルコール、オクチルアルコール、デシルアルコール、ドデシルアルコール）、炭素数６〜１２の芳香族アルコール（例えば、フェノール）が挙げられ、多価アルコールとしては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、グリセリン等の炭素数２〜１２の多価アルコールが挙げられる。脂肪酸やアルコールとしては飽和又は不飽和のいずれのものも使用できる。
【００４１】
水不溶性有機化合物の具体例としては、脂肪族カルボン酸エステル、芳香族カルボン酸エステル、リン酸エステル、シクロアルカン（ケン）カルボン酸エステル、オキシ酸エステル、グリコールエステル、エポキシ系エステル、スルホンアミド、ポリエステル、グリセリルアルキルエーテル、グリセリルアルキルエステル、グリコールアルキルエーテル、グリコールアルキルエステル、トリメチロールプロパンのエーテル又はエステル、ペンタエリスリトールのエーテル又はエステル等が挙げられる。
【００４２】
脂肪族カルボン酸エステルとしては、写像性の観点から脂肪族ジ又はトリカルボン酸エステルが好ましい。
【００４３】
脂肪族ジカルボン酸エステルの具体例としては、ジメチルアジペート、ジエチルアジペート、ジブチルアジペート、ジイソブチルアジペート、ビス（２−エチルヘキシル）アジペート、ジイソノニルアジペート、ジイソデシルアジペート、ビス（ブチルジエチレングリコール）アジペート、ジメチルセバケート、ジエチルセバケート、ジブチルセバケート、ビス（２−エチルヘキシル）セバケート、ジエチルサクシネート、ビス（２−エチルヘキシル）アゼレート等の脂肪族二塩基酸エステル等が挙げられる。
【００４４】
芳香族カルボン酸エステルの具体例としては、ジメチルフタレート、ジエチルフタレート、ジブチルフタレート、ジイソブチルフタレート、ビス（２−エチルヘキシル）フタレート、ジ−ｎ−オクチルフタレート、ジイソデシルフタレート、ブチルベンジルフタレート、オクチルベンジルフタレート、ノニルベンジルフタレート、ステアリルベンジルフタレート、オクチルデシルフタレート、ジシクロヘキシルフタレート、ジフェニルフタレート、ビス（ジメチルシクロヘキシル）フタレート、ビス（ｔ−ブチルシクロヘキシル）フタレート、エチルフタリルエチルグリコレート等のフタル酸エステル、ジブチルトリメリテート、ジイソブチルトリメリテート、トリス（２−エチルヘキシル）トリメリテート等のトリメリット酸エステル等が挙げられる。これらの中でも、ジメチルフタレート、ジエチルフタレート、ジブチルフタレート、ジイソブチルフタレート等の炭素数１〜５の脂肪族アルコール残基を有するフタル酸ジエステル、オクチルベンジルフタレート、ノニルベンジルフタレート、ステアリルベンジルフタレート等の炭素数３〜１８のアルキル基を有するベンジルフタレート、及びジブチルトリメリテート、ジイソブチルトリメリテート等の炭素数３〜５の脂肪族アルコール残基を有するトリメリット酸ジエステルが特に好ましい。芳香族カルボン酸エステルは、芳香族ジ又はトリカルボン酸エステルが好ましい。
【００４５】
リン酸エステルの具体例としては、トリブチルホスフェート、トリス（２−エチルヘキシル）ホスフェート、トリス（ブトキシエチル）ホスフェート、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリキシレニルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、２−エチルヘキシルジフェニルホスフェート等が挙げられる。
【００４６】
シクロアルカン（ケン）ジカルボン酸エステルの具体例としては、１，２−シクロヘキサンジカルボン酸ジブチルエステル、１，２−シクロヘキサンジカルボン酸ジイソノニルエステル等のシクロヘキサンエステル類、３，４−シクロヘキセンジカルボン酸ジブチルエステル、３，４−シクロヘキセンカルボン酸ジイソノニルエステル等のシクロヘキセンエステル等が挙げられる。
【００４７】
オキシ酸エステルの具体例としては、アセチルクエン酸トリエチル、アセチルクエン酸トリブチル、アセチルリシノール酸メチル等が挙げられる。
【００４８】
グリコールエステルの具体例としては、ジエチレングリコールジベンゾエート、トリエチレングリコールジ（２−エチルヘキソエート）等が挙げられる。
【００４９】
エポキシ系エステルの具体例としては、エポキシステアリン酸ブチル、エポキシステアリン酸オクチル等が挙げられる。
【００５０】
スルホンアミドの具体例としては、ｏ−及びｐ−トルエンスルホンアミド、Ｎ−ブチルベンゼンスルホンアミド等が挙げられる。
【００５１】
ポリエステルの具体例としては、ポリ（１，２−ブタンジオールアジペート）、ポリ（１，３−ブタンジオールアジペート）等が挙げられる。
【００５２】
グリセリルアルキルエーテルの具体例としては、グリセリルモノエーテル、グリセリルジエーテル、グリセリルトリエーテルが挙げられる。これらの中では、炭素数８〜３０の直鎖又は分岐鎖のアルキル基を有するグリセリルモノエーテルが好ましい。アルキル基の炭素数は８〜３０であるが、好ましくは８〜２２、更に好ましくは８〜１４である。
【００５３】
グリセリルアルキルエステルの具体例としては、グリセリルモノアルキルエステル、グリセリルジアルキルエステル、グリセリルトリアルキルエステルが挙げられる。
【００５４】
グリコールアルキルエーテルの具体例としては、グリコールモノアルキルエーテル、グリコールジアルキルエーテルが挙げられる。
【００５５】
グリコールアルキルエステルの具体例としては、グリコールモノアルキルエステル、グリコールジアルキルエステルが挙げられる。
【００５６】
上記の水不溶性有機化合物は、単独で又は２種以上を混合して用いることができる。
【００５７】
本発明において、水不溶性ポリマー粒子は、水不溶性有機化合物との相互作用により、印字濃度、光沢性、写像性を向上させるために用いられる。
【００５８】
このポリマーは、水不溶性有機化合物を含有しやすくするために、水不溶性ポリマーであることが好ましい。
【００５９】
水不溶性ポリマーとしては、水不溶性ビニルポリマー、水不溶性エステル系ポリマー、水不溶性ウレタン系ポリマー等が挙げられる。これらの中で、特にビニル単量体（ビニル化合物、ビニリデン化合物、ビニレン化合物）の付加重合により得られる水不溶性ビニルポリマー粒子が好ましい。
【００６０】
水不溶性ポリマー粒子として使用する水不溶性ポリマーは、塩生成基含有モノマーと、マクロマー、及び／又は疎水性モノマーとを含むモノマー混合物を共重合させてなる水不溶性ポリマーが好ましい。
【００６１】
塩生成基含有モノマーは、得られる分散体の分散安定性を高める観点から用いられる。塩生成基としては、カルボキシ基、スルホン酸基、リン酸基、アミノ基、アンモニウム基等が挙げられる。
【００６２】
塩生成基含有モノマーとしては、カチオン性モノマー、アニオン性モノマー等が挙げられ、例えば、不飽和アミン含有モノマー、不飽和アンモニウム塩含有モノマー等が挙げられる。
【００６３】
アニオン性モノマーの代表例としては、不飽和カルボン酸モノマー、不飽和スルホン酸モノマー、不飽和リン酸モノマー等が挙げられる。
【００６４】
不飽和カルボン酸モノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、２−メタクリロイルオキシメチルコハク酸等が挙げられる。不飽和スルホン酸モノマーとしては、スチレンスルホン酸、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、３−スルホプロピル（メタ）アクリレート、ビス−３−スルホプロピル）−イタコン酸エステル等が挙げられる。不飽和リン酸モノマーとしては、ビニルホスホン酸、ビニルホスフェート、ビス（メタクリロキシエチル）ホスフェート、ジフェニル−２−アクリロイロキシエチルホスフェート、ジフェニル−２−メタクリロイロキシエチルホスフェート、ジブチル−２−アクリロイロキシエチルホスフェート等が挙げられる。
【００６５】
マクロマーは、特にポリマー粒子が顔料を含有した場合に、ポリマー粒子の分散安定性を高める観点から用いられる。マクロマーとしては、数平均分子量５００〜１００，０００、好ましくは１，０００〜１０，０００の重合可能な不飽和基を有するモノマーであるマクロマーが挙げられる。マクロマーの中では、ポリマー粒子の分散安定性等の観点から、片末端に重合性官能基を有する、スチレン系マクロマー及び芳香族基含有（メタ）アクリレート系マクロマーが好ましい。
【００６６】
スチレン系マクロマーとしては、スチレン系モノマー単独重合体、又はスチレン系モノマーと他のモノマーとの共重合体が挙げられる。スチレン系モノマーとしては、スチレン、２−メチルスチレン、ビニルトルエン、エチルビニルベンゼン、ビニルナフタレン、クロロスチレン等が挙げられる。
【００６７】
芳香族基含有（メタ）アクリレート系マクロマーとしては、芳香族基含有（メタ）アクリレートの単独重合体又はそれと他のモノマーとの共重合体が挙げられる。
【００６８】
疎水性モノマーは、印字濃度、光沢性、写像性の向上の観点から用いられる。疎水性モノマーとしては、アルキル（メタ）アクリレート、芳香族基含有モノマー等が挙げられる。
【００６９】
アルキル（メタ）アクリレートとしては、炭素数１〜２２、好ましくは炭素数６〜１８のアルキル基を有するものが好ましく、例えば、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、（イソ）プロピル（メタ）アクリレート、（イソ又はターシャリー）ブチル（メタ）アクリレート、（イソ）アミル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、（イソ）オクチル（メタ）アクリレート、（イソ）デシル（メタ）アクリレート、（イソ）ドデシル（メタ）アクリレート、（イソ）ステアリル（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００７０】
芳香族基含有モノマーとしては、ヘテロ原子を含む置換基を有していてもよい、炭素数６〜２２、好ましくは炭素数６〜１２の芳香族基を有するビニルモノマーが好ましく、例えば、前記のスチレン系モノマー、前記の芳香族基含有（メタ）アクリレートが挙げられる。ヘテロ原子を含む置換基としては、前記のものが挙げられる。
【００７１】
モノマー混合物としては、更に、ノニオン性（メタ）アクリレート系モノマーが含有されても良く、そのの代表例としては、ポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ（メタ）アクリレート、エチレングリコール・プロピレングリコール（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００７２】
本発明に使用される着色剤としては、例えば、シアン顔料、イエロー顔料、マゼンタ顔料等を挙げることができる。
【００７３】
シアン顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１、２、１５、１５：１、１５：２、１５：３、１５：４、１６、及びＣ．Ｉ．バットブルー４、６０等が挙げられる。これらシアン顔料は、単独でも、２種以上混合して用いることができる。
【００７４】
イエロー顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１、３、１２、１３、１４、１７、２４、３５、３７、４２、５３、５５、７４、８１、８３、９５、９７、９８、１００、１０１、１０４、１０８、１０９、１１０、１１７、１２０、１２８、１３８、１４７、１５０、１５３、１５５、１７４、１８０、１８８、１９８等が挙げられる。これらイエロー顔料は、単独でも、２種以上混合して用いることができる。
【００７５】
マゼンタ顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド、１、３、５、８、９、１６、１７、１９、２２、３８、５７：１、９０、１１２、１２２、１２３、１２７、１４６、１８４、２０２、２０７、２０９、及びＣ．Ｉ．ピグメントバイオレット１、３、５：１、１６、１９、２３、３８等が挙げられる。これらマゼンタ顔料は、単独でも、２種以上混合して用いることができる。
【００７６】
なお、カラーインデックスに記載されていない顔料であっても水に不溶であればいずれも使用できる。
【００７７】
本実施形態に係るインク組成物に使用される着色剤の配合量は、発色性と目詰まり回復性の観点から、０．１重量％〜１５重量％であることが好ましく、より好ましくは、０．５重量％〜８重量％である。
【００７８】
本実施形態に係るインク組成物は、主溶媒としての水を含む。水としては、イオン交換水、限外ろ過水、逆浸透水、蒸留水等の純粋又は超純水を用いることが好ましい。特に、これらの水を、紫外線照射又は過酸化水素添加等により滅菌処理した水は、長期間に亘ってカビやバクテリアの発生が防止されるので好ましい。
【００７９】
本実施形態に係るインク組成物は、記録媒体への濡れ性を高めて有機顔料の浸透性を高める観点から、浸透促進剤を添加することが好ましい。浸透促進剤としては、１，２−アルカンジオール及び／またはグリコールエーテルを含有することが好ましい。１，２−アルカンジオールの具体的な例としては、１，２−オクタンジオール、１，２−ヘキサンジオール、１，２−ペンタンジオール、４−メチル−１，２−ペンタンジオール等が挙げられる。また、グリコールエーテルの具体的な例としては、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、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、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、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−プロピルエーテル等が挙げられる。これらの溶剤は、１種又は２種以上を用いることができ、適切な浸透性及び乾燥性の確保という観点で、インク組成物中に２重量％〜１５重量％含まれることが好ましい。
【００８０】
さらに、浸透促進剤のその他の好ましい例としては、表面張力調整剤を挙げることができる。表面張力調整剤としては、アセチレングリコール系界面活性剤やポリエーテル変性シロキサン類が好ましい。アセチレングリコール系界面活性剤の例としては、サーフィノール４２０、４４０、４６５、４８５、１０４、ＳＴＧ（エアープロダクツ社製品）、オルフィンＰＤ−００１、ＳＰＣ、Ｅ１００４、Ｅ１０１０（日信化学工業（株）製品）、アセチレノールＥ００、Ｅ４０、Ｅ１００、ＬＨ（川研ファインケミカル（株）製品）等が挙げられる。またポリエーテル変性シロキサン類としては、ＢＹＫ−３４６、３４７、３４８、ＵＶ３５３０（ビックケミー社製品）などが挙げられる。これらは、インク組成物中に１種又は２種以上を用いることができ、表面張力２０ｍＮ／ｍ〜４０ｍＮ／ｍに調整されることが好ましく、インク組成物中には０．１重量％〜３．０重量％含まれる。
【００８１】
また、本実施形態に係るインク組成物は、インク組成物の乾燥を防いでインクジェットプリンタのヘッドでの目詰りを防止する観点から、湿潤剤を添加することが好ましい。湿潤剤としては、例えば、グリセリン、１，２，６−ヘキサントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ペンタエチレンフリコール、ジプロピレングリコール、２−ブテン−１，４−ジオール、２−エチル−１，３−ヘキサンジオール、２−メチル−２，４−ペンタンジオール等の多価アルコール類、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、ガラクトース、アルドン酸、グルシトール（ソルビット）、マルトース、セロビオース、ラクトース、スクロース、トレハロース、マルトトリオース等の糖類、糖アルコール類、ヒアルロン酸類、１，２−ジメチル尿素、尿素類、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１〜４のアルキルアルコール類、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、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、スルホラン等が挙げられる。これらは、インク組成物中に１種又は２種以上を用いることができ、インク組成物の適正な物性値（粘度等）の確保、印刷品質、信頼性の確保という観点で、インク組成物中に１０重量％〜５０重量％含まれることが好ましい。
【００８２】
さらに、本実施形態に係るインク組成物には、ｐＨ調整剤、防腐剤、防カビ剤、防錆剤、溶解助剤、酸化防止剤等から選ばれる材料を所望により添加することができる。これらの成分は、各種別に一種又は二種以上を混合して用いることができる。また、添加する必要がなければ添加しなくてもよい。当業者は本発明の効果を損なわない範囲で、選択された好ましい添加剤を好ましい量で用いることができる。
【００８３】
ｐＨ調整剤としては、水酸化リチウム、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム等のアルカリ金属の水酸化物、アンモニア、トリエタノールアミン、トリプロパノールアミン、ジエタノールアミン、モノエタノールアミン等のアミン類等を用いることができるが、好ましくは、アルカリ金属の水酸化物、アンモニア、トリエタノールアミン、トリプロパノールアミンから選択される少なくとも１種類のｐＨ調整剤を含み、ｐＨ６〜１０に調整されることが好ましい。ｐＨがこの範囲を外れると、インクジェットプリンタを構成する材料等に悪影響を与えたり、目詰まり回復性が劣化する。
【００８４】
防腐剤又は防カビ剤としては、例えば、安息香酸ナトリウム、ペンタクロロフェノールナトリウム、２−ピリジンチオール−１−オキサイドナトリウム、ソルビン酸ナトリウム、デヒドロ酢酸ナトリウム、及び１，２−ジベンジソチアゾリン−３−オン（ＡＶＥＣＩＡ社のプロキセルＣＲＬ、プロキセルＢＤＮ、プロキセルＧＸＬ、プロキセルＸＬ−２、及びプロキセルＴＮ（以上商品名）等を例示できるが、これらに限定されない。
【００８５】
溶解助剤とは、インク組成物から不溶物が析出する場合に、その不溶物を溶解し、インク組成物を均一な溶液に保つための添加剤である。溶解助剤としては、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、２−ピロリドンなどのピロリドン類、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等のアロハネート類、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を挙げることができるがこれらに限定されない。
【００８６】
酸化防止剤の例としては、Ｌ−アスコルビン酸及びその塩類等が例示できるが、これらに限定されない。
【実施例１】
【００８７】
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。
【００８８】
（インクカートリッジの構造例）
次に、図面を参照しながら、本発明によるインクカートリッジの実施形態を説明する。
【００８９】
図１は本発明に係るインクカートリッジの外観斜視図、図２は図１に示したインクカートリッジを表面側から見た分解斜視図、図３は図１に示したインクカートリッジを背面側から見た分解斜視図、図４は容器本体の内部を表面側から見た模式図、図５は図４のＡ−Ａ断面矢視図、図６は容器本体の内部を背面側から見た模式図、図７は大気開放流路の概念図、図８は大気流入側の連通口の拡大断面図、図９は大気流入側の連通口の変形例を表す拡大断面図である。
【００９０】
本実施形態に係るインクカートリッジ１００は、不図示のインクジェット式プリンタにおいて、液体噴射部である印刷ヘッドが搭載されたキャリッジ上のカートリッジ装着部に装着される液体収容容器である。
【００９１】
このインクカートリッジ１００は、図１乃至図３に示すように、容器本体２１内に設けられインク（液体）を収容するインク室（液体収容部）２３と、カートリッジ装着部側の印刷ヘッドに接続されるインク供給部（液体供給部）２５と、インク室２３に貯留したインクをインク供給部２５に誘導するインク誘導路２７と、インク室２３内のインクの消費に伴って外部に開口した大気開放孔２９から大気をインク室２３に導入する大気開放流路１０２と、大気開放流路１０２の途中に設けられて該大気開放流路１０２に浸入したインクを貯留可能な複数の空気室３１ａ，３１ｂ，３１ｃと、を備える大気開放タイプのインクカートリッジである。
【００９２】
更に、本実施形態の大気開放流路１０２は、空気室３１ｃと大気開放孔２９との間に設けられる通気フィルム（気液分離膜）３３ａを貼設した気液分離部３３と、気液分離部３３と大気開放孔２９との間に蛇行状態に形成した連通路部分であるヘビ道３５と、を備える。そこで、大気開放流路１０２は、インク室２３のインクの消費に伴って、大気開放孔２９、ヘビ道３５、気液分離部３３、空気室３１ａ，３１ｂ，３１ｃを順次通過させた大気をインク室２３へ導入する。
【００９３】
図２及び図３に示すように、一体成形された容器本体２１の表裏には、隔壁３７ａ，３７ｂ，３７ｃ，３７ｄ・・・等に密接してフィルム（封止部材）３９ａ，３９ｂが貼着され、フィルム３９ａ，３９ｂは容器本体２１の表裏開放部を塞いでインク室２３、空気室３１ａ，３１ｂ，３１ｃ、インク誘導路２７等を区画形成する。また、フィルム３９ａに封止された容器本体２１の表面には、さらに蓋部材４１が係着される。
【００９４】
筒状に形成されたインク供給部２５は、内部に弁体４３が内設され、供給開口４５ａを有した供給蓋４５によって閉鎖される。
【００９５】
弁体４３はコイルバネ４７によって供給蓋４５側に付勢されることで、供給開口４５ａを閉鎖している。この供給蓋４５は、封止フィルム４９によって供給開口４５ａが封止されている。
【００９６】
なお、本実施形態のインクカートリッジ１００は、受圧板収容部６１、コイルバネ６３及び受圧板６５から成る圧力調整手段を有すると共に、キャリッジ上のカートリッジ装着部にインクカートリッジ１００を着脱するためのレバー５１や、インク消費量等を書き込むための回路基板５３や、大気開放孔２９を塞ぐ剥離可能な封止フィルム５５を有している。回路基板５３上には、複数の電極端子５３ａが形成されており、これら電極端子５３ａがプリンタに設けられた電極部材（不図示）と接触することにより、インクカートリッジ１００が電気的にインクジェットプリンタと接続される。回路基板５３は、インクカートリッジ１００内に設置されたインクエンドを検出するセンサユニット（不図示）と接続されており、センサユニットとインクとの接触の有無よりインクエンドの信号をプリンタ本体に通知する。
【００９７】
例えば、インクが泡立ちしやすい場合には、インクの有無を検出するセンサユニットが泡によって誤動作を起こしてしまう。本発明のインクカートリッジによるインクの起泡性はＪＩＳＫ３３６２に基づいた２５℃における５分後の泡の高さが５０ｍｍ以下であることにより、このようなセンサユニットの誤動作を低減するという効果も有する。
【００９８】
図２及び図３に示した容器本体２１に形成される大気開放流路１０２を模式的に表すと図４〜図６に示す通りとなる。
【００９９】
すなわち、インク室２３の連通口７１は、容器本体２１の背面側に設けた連通流路７２を介して表面側に設けた連通流路７３の連通口７５に通じ、連通流路７３は連通口７７を介して空気室３１ａに通じる。
【０１００】
空気室３１ａは連通口７９を介して背面側の空気室３１ｂに通じ、空気室３１ｂは連通口８１を介して表面側の連通流路８３に通じる。
【０１０１】
連通流路８３は連通口８５を介して背面側の空気室３１ｃに通じ、空気室３１ｃは連通口８７を介して表面側の連通流路８９に通じる。
【０１０２】
連通流路８９は連通口９１を介して背面側の連通流路９０に通じ、連通流路９０は表面側の連通流路９１を介して背面側の気液分離部３３に通じる。
【０１０３】
そして、通気フィルム３３ａを備えた気液分離部３３はヘビ道３５に通じ、その末端で大気開放孔２９となって大気開放される。
【０１０４】
このような大気開放流路１０２を更に概念的に表すと図７の通りとなる。ここで、例えば空気室３１ａ（空気室３１ｂ，３１ｃも同様）の大気流入側における連通口７９（連通口８１，８７も同様）は、図８に示すように、空気室３１ａの内壁面９３から突出した円柱状の突起９５の先端面９５ａに開口されている。尚、突起９５は円柱状に限るものではなく、先端面が内壁面から適宜離れていれば多角柱状、円錐状或いは多角錐状に形成することもできる。
【０１０５】
このような構成のインクカートリッジ１００によれば、インク室２３のインクが空気室３１ａの大気流出側の連通口７７を通過して空気室３１ａに溜まっても、大気流入側の連通口７９にインクが到達するまでの時間は突起９５の高さ分遅くなる。
【０１０６】
即ち、大気流入側の連通口７９が鉛直方向を向いている容器放置状態では、空気室３１ａに流入したインクが突起９５の高さｈまで溜まった後、突起９５の先端面９５ａに開口する大気流入側の連通口７９から流出する。これにより、大気流入側の連通口７９からインクが次の空気室３１ｂに流出するまでの時間が遅延される。
【０１０７】
また、容器本体の落下やカートリッジ装着部への着脱による衝撃、移動時の姿勢変化やキャリッジ動作による慣性力、或いはインク室内の空気膨張などによって簡単に壊れてしまう従来のインクカートリッジの連通口７に形成されるメニスカス（図１０参照）とは違い、本実施形態のインクカートリッジ１００は空気室３１ａにおける大気流入側の連通口７９からの液体の漏れを安定的に阻止することができる。
【０１０８】
更に、本実施形態のインクカートリッジ１００に係る大気開放流路１０２においては、複数個の空気室３１ａ，３１ｂ，３１ｃが設けられ、隣接する各空気室同士が連通口７９，８０及び連通流路８３により連通されている。
【０１０９】
そこで、容器本体２１内の限られたスペースにおいても、インクを貯留する為の空気室全体の容積確保が容易になる。
【０１１０】
また、それぞれの空気室３１ａ，３１ｂ，３１ｃの大気流入側における連通口７９，８１，８７が、各空気室の内壁面から突出した突起（例えば、図８の突起９５参照）の先端面に開口されている。
【０１１１】
そこで、最も大気流入側の連通口８７からインクが流出するまでの時間を更に遅延させることができる。
【０１１２】
更に、それぞれの連通口７９，８１，８７を適宜異なる方向へ開口させることによって、色々な容器放置姿勢への対応が可能となり、空気室３１ａ，３１ｂ，３１ｃからのインクの漏洩を確実に阻止することができる。
【０１１３】
例えば、本実施形態のインクカートリッジ１００のように、容器本体２１が偏平な略直方体に形成される薄型カートリッジの場合、ユーザーによって最も置かれる可能性が高い方向というのは、容器本体２１の広い面（表裏面のいずれか）を下にした姿勢（すなわち、厚み方向を鉛直方向とする姿勢）であるので、容器本体２１内部の突起９５が鉛直方向を向く。そこで、容器本体２１の厚み方向に突起９５を突出させることで、インクのトラップ率を高くすることができる。
【０１１４】
更に、それぞれの空気室３１ａ，３１ｂ，３１ｃの突起９５を互い違いの方向に突出させることで、インクカートリッジ１００の最も広い表裏面のどちらかが下になるように置かれた際には、いずれかの空気室３１ａ，３１ｂ，３１ｃにおける突起９５が溜まったインクの液面から突出し、いずれかの先端面９５ａの連通口７９，８５，８７がインク液面の上に配置されることとなる。これにより、インクのトラップ率を一律に高くすることができる（図５参照）。
【０１１５】
また、本実施形態の大気開放流路１０２においては、空気室３１ａ（空気室３１ｂ，３１ｃも同様）の大気流出側の連通口７７（連通口８０，８５も同様）が、空気室３１ａ（３１ｂ，３１ｃ）の内壁面９７と同一平面上に開口されている（図８参照）。
【０１１６】
そこで、空気室３１ａ（３１ｂ，３１ｃ）における大気流入側の連通口７９（８１，８７）がインクを流出させ難いトラップ構造となっているのに対し、大気流出側の連通口７７（８０，８５）はインクの浸入が容易な構造となり、空気室３１ａ（３１ｂ，３１ｃ）に溜まったインクは、浸入の容易な大気流出側の連通口７７（８０，８５）を通過して再びインク室２３へ回収され易くなる。
【０１１７】
本実施形態のインクカートリッジ１００においては、図３及び図６に示すように、空気室３１ｃより大気開放孔２９側における大気開放流路１０２の途中に、空気の通過を許容しインクの通過を許容しない通気フィルム３３ａを備えた気液分離部３３が設けられ、気液分離部３３より大気開放孔２９側における大気開放流路１０２の途中に、蛇行状態に形成した連通路部分であるヘビ道３５が設けられている。
【０１１８】
そこで、万が一空気室３１ｃからインクが漏れだしたとしても、通気フィルム３３ａによってインクのカートリッジ外部への漏洩を確実に防止することができる。また、ヘビ道３５によっても、インクのインクカートリッジ外部への漏洩を遅らせる効果が期待できると共に、通気フィルム３３ａと大気開放孔２９との間の空気流通を疎遠にすることで、インクの蒸発を少なくすることができる。
【０１１９】
また、空気室からの液体の漏れを遅らせると共に、気液分離膜によって液体の外部への漏洩が確実に防止されているので、連通路部分に液体が入り込んで液体供給部に対する動圧を著しく変化させることもない。
【０１２０】
更に、各空気室３１ａ（３１ｂ，３１ｃ）からのインクの漏れは、上述したように安定的に阻止されているので、通気フィルム３３ａはインクに接触して通気性能が悪化するまでの時間を稼ぐことができ、長期間にわたって安定した通気性能を維持することができる。また、各空気室３１ａ（３１ｂ，３１ｃ）からのインクの漏れが安定的に阻止されると共に、通気フィルム３３ａによってインクのカートリッジ外部への漏洩が確実に防止されているので、へび道３５にインクが入り込んでインク供給部２５に対する動圧を著しく変化させることもない。
【０１２１】
また、本実施形態のインクカートリッジ１００のように、容器本体２１が上下金型によって一体成形される場合、上下金型の型開き方向に突起９５の突出方向の軸線が平行とされる。これにより、軸線方向任意位置での直交断面形状が同一である突起９５は、上金型と下金型の型開き方向と軸線が一致する。そこで、容器本体２１を一体成形する際には、突起９５を成形する為のスライド金型が必要となることはなく、型抜き性も良好になるので、容器本体２１の製造を容易にできる。
【０１２２】
また、図８に示すように、本実施形態のインクカートリッジ１００において、突起９５の先端面９５ａと側面９５ｂとが交わるエッジ部９５ｃは、断面が角になっている。即ち、突起９５の先端面９５ａと側面９５ｂとが交わるエッジ部９５ｃには、Ｒや面取りが施されていない。
【０１２３】
そこで、突起９５が鉛直方向を向いている容器放置状態では、表面張力により突起９５の側面９５ｂを上方へ這い上がったインクが、エッジ部９５ｃの角によって突起９５の先端面９５ａへの回り込みを阻止される。従って、空気室３１ａにインクが溜まっても、突起９５の突出高さｈまではインクが大気流入側の連通口７９に浸入することはない。
【０１２４】
更に、図９に示すように、突起９５の突出高さｈは、インクによるメニスカスが対向内壁面（フィルム３９ａや内壁面９７）との間に生じない間隙ｔを残す高さとすることもできる。
【０１２５】
この場合、容器本体２１の落下やカートリッジ装着部への着脱による衝撃、移動時の姿勢変化やキャリッジ動作による慣性力等により空気室３１ａに溜まったインクが突起９５の先端面９５ａに接触しても、インクが毛細管引力によって対向内壁面であるフィルム３９ａとの間にメニスカスを形成することがなく、先端面９５ａに開口する連通口７９へはインクが浸入し難くなる。
【０１２６】
したがって、上記のインクカートリッジ１００によれば、容器本体２１に対する衝撃や慣性力、内外圧変化に対して強く、空気室３１ａ，３１ｂ，３１ｃにそれぞれ溜まったインクが大気流入側の連通口７９，８１，８７から流出する時間を遅延させることができる良好なインクカートリッジを提供できる。
【０１２７】
その結果、本実施形態のインクカートリッジ１００を用いたインクジェット式プリンタによれば、インク供給部２５に対する動圧変化が抑止され、高品質の印刷を維持し続けることができる。
【０１２８】
（インク実施例）
以下の製造例、実施例及び比較例において、「部」及び「％」は特記しない限り「重量部」及び「重量％」である。
【０１２９】
インク実施例１
（１）顔料分散液の製造
反応容器内に、メチルエチルケトン２５重量部、重合連鎖移動剤（２−メルカプトエタノール）０．０４重量部、メタクリル酸（三菱ガス化学株式会社、商品名ＧＥ−１１０（ＭＡＡ））１５重量部、スチレンマクロマー（東亜合成株式会社、商品名ＡＳ−６Ｓ）１５重量部、２−エチルヘキシルメタクリレート（三菱レイヨン株式会社、商品名アクリエステルＥＨ）３０重量部、スチレンモノマー（新日鉄化学株式会社、商品名スチレンモノマー）２５重量部、及びメトキシポリエチレングリコールモノメタクリレート１５重量部のうちのそれぞれ１０重量％ずつを入れて混合し、窒素ガス置換を十分に行い、混合溶液を得た。
【０１３０】
一方、滴下ロート中に、上記各モノマーの残り９０重量％ずつを仕込み、次いで重合連鎖移動剤（２−メルカプトエタノール）０．２７重量部、メチルエチルケトン６０重量部及び２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）１．２重量部を入れて混合し、十分に窒素ガス置換を行い、混合溶液を得た。
【０１３１】
窒素雰囲気下、反応容器内の混合溶液を攪拌しながら７５℃まで昇温し、滴下ロート中の混合溶液を３時間かけて徐々に反応容器内に滴下した。滴下終了後、その混合溶液の液温を７５℃で２時間維持した後、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）０．３重量部をメチルエチルケトン５重量部に溶解した溶液を該混合溶液に加え、更に７５℃で２時間、８５℃で２時間熟成させ、ポリマー溶液を得た。
【０１３２】
得られたポリマー溶液の一部を、減圧下、１０５℃で２時間乾燥させ、溶媒を除去することによって単離した。標準物質としてポリスチレン、溶媒として６０ｍｍｏｌ／Ｌのリン酸及び５０ｍｍｏｌ／Ｌのリチウムブロマイド含有ジメチルホルムアミドを用いたゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより重量平均分子量を求めたところ、１２１，０００であった。
【０１３３】
得られた共重合体溶液を減圧乾燥させて得られた共重合体３０重量部を、メチルエチルケトン７５重量部に溶かし、その中にイオン交換水２２０重量部と水酸化ナトリウム（３０％水溶液）を所定量（塩生成基の中和度が６５％になる量）加えて共重合体の一部を中和し、更に顔料としてＣ．Ｉ．ピグメントバイオレット１９を７０重量部を加え、ビーズミルで混練して、本分散させた。
【０１３４】
得られた分散液に、イオン交換水２４０重量部を加え、攪拌した後、減圧下６０℃でメチルエチルケトンを除去し、更に一部の水を除去した。
【０１３５】
得られた顔料含有ポリマー粒子の水分散体４０部と水不溶性有機化合物であるジブチルセバケート１部と混合・攪拌することでジブチルセバケートをポリマー粒子中に含有させ、メンブランフィルターで濾過することにより、固形分濃度が２０％の水不溶性有機化合物と顔料を水不溶性ポリマー粒子の含有した顔料分散液を得た。
【０１３６】
（２）インク組成物の製造
実施例１（１）で得られた顔料分散液（固形分濃度２０重量％）３０重量部、トリエチレングリコールモノブチルエーテル４重量部、１，２−ヘキサンジオール２重量部、オルフィンＥ１０１０（日信化学工業化学株式会社製）１重量部、グリセリン１５重量部、トリメチロールプロパン３重量部、及びイオン交換水４５重量部を混合した。
【０１３７】
得られた混合液を１０μｍのメンブランフィルターでろ過して、実施例１のインク組成物とした。
【０１３８】
（３）インクカートリッジの製造
記実施例１（２）で調製したインクを、前記「インクカートリッジの構造例」で説明したカートリッジ１００に注入することで、実施例１のインクカートリッジを得た。
【０１３９】
インク実施例２
（１）顔料分散液の製造
実施例２では、顔料としてＣ．Ｉ．ピグメントバイオレット１９の代わりにＣ．Ｉ．ピグメントブルー１５：４を用いたこと、水不溶性有機化合物であるジブチルセバケートを使用しなかったこと以外は実施例１（１）と同様の方法で、固形分濃度が２０重量％の顔料を水不溶性ポリマー粒子に含有した顔料分散液を得た。
【０１４０】
（２）インク組成物の製造
実施例２（１）で得られた顔料分散液（固形分濃度２０重量％）を用いた以外は実施例１（２）と同様の組成物および方法で実施例２のインク組成物を得た。
【０１４１】
（３）インクカートリッジの製造
記実施例２（２）で調製したインクを、前記「インクカートリッジの構造例」で説明したカートリッジ１００に注入することで、実施例２のインクカートリッジを得た。
【０１４２】
（インク比較例）
比較例１
（１）顔料分散液の製造
顔料としてのＣ．Ｉ．ピグメントバイオレット１９と、分散剤としてのスチレン−アクリル樹脂（ジョンソンポリマー社製ジョンクリル６１Ｊ）と、を混合し、サンドミル（安川製作所社製）中でガラスビーズ（直径１．７ｍｍ、混合液の１．５倍量（重量））とともに２時間分散させた。分散後、ガラスビーズを取り除き、他の溶剤及び水を加え、常温で３０分攪拌し、８μｍのメンブレンフィルターでろ過して、固形分濃度が２０％の顔料分散液を得た。
【０１４３】
（２）インク組成物の製造
比較例１（１）で得られた顔料分散液（固形分濃度２０重量％）３０重量部、トリエチレングリコールモノブチルエーテル４重量部、１，２−ヘキサンジオール２重量部、オルフィンＥ１０１０（日信化学工業化学株式会社製）１重量部、グリセリン１５重量部、トリメチロールプロパン３重量部、及びイオン交換水４５重量部を混合した。
【０１４４】
得られた混合液を１０μｍのメンブランフィルターでろ過して、比較例１のインク組成物とした。
【０１４５】
（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「インクカートリッジの構造例」で説明したカートリッジ１００に注入することで比較例１のインクカートリッジを得た。
【０１４６】
比較例２
（１）顔料分散液の製造
比較例２では比較例１（１）と同様の顔料分散液を使用した。
【０１４７】
（２）インク組成物の製造
比較例１（１）で得られた顔料分散液（固形分濃度２０重量％）３０重量部、水不溶性有機化合物であるジブチルセバケート１部、トリエチレングリコールモノブチルエーテル４重量部、１，２−ヘキサンジオール２重量部、オルフィンＥ１０１０（日信化学工業化学株式会社製）１重量部、グリセリン１５重量部、トリメチロールプロパン３重量部、及びイオン交換水４４重量部を混合した。
【０１４８】
得られた混合液を１０μｍのメンブランフィルターでろ過して、比較例２のインク組成物とした。
【０１４９】
（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「インクカートリッジの構造例」で説明したカートリッジ１００に注入することで比較例２のインクカートリッジを得た。
【０１５０】
次に実施例、および比較例の各インク組成物、又はインクカートリッジについて、１．ＪＩＳＫ３３６２に基づいた２５℃における起泡性評価、２．印字安定性評価、３．保存安定性評価を実施した。
【０１５１】
（１）ＪＩＳＫ３３６２に基づいた起泡性評価
実施例、および比較例の各インク組成物について、以下の要領により起泡性評価を行った。
【０１５２】
２５℃の環境でインク２００ｍｌを９００ｍｍの高さから５０ｍｌのインクを入れた目盛り管中に３０秒間かけて流下させ、そのとき発生した泡の高さを測定した。評価結果を表１に示す。
【０１５３】
（２）印字安定性評価
実施例、および比較例の各インクカートリッジついて、以下の要領により印字安定性評価を行った。
【０１５４】
１ｍの高さから自然落下により５回地上に落下させ、そのまま一日放置した後、インクジェットプリンタＰＸ−Ａ７２０（セイコーエプソン株式会社製）にセットして、ベタの印字パターンを２０枚連続して印字を実施し、その印字安定性を評価した。評価結果を表１に示す。
【０１５５】
Ａ：２０枚の連続印字を通して、全く印字抜けやムラが無い。
Ｂ：２０枚の連続印字の中で、少なくとも１〜４枚に印字抜けやムラが発生する。
Ｃ：２０枚の連続印字の中で、少なくとも５枚以上に印字抜けやムラが発生している。
上記の評価方法により、自然落下の衝撃によりインクカートリッジの空気室から泡やインクが漏れ出し、通気フィルム３３ａに付着すると、その通気性能が悪化することにより吐出が不安定になると推定される。
【０１５６】
（３）保存安定性評価
実施例、および比較例の各インクカートリッジについて、以下の要領により保存安定性の評価を行った。
【０１５７】
６０℃の環境下で各インクカートリッジを２週間放置した。放置後の異物（浮遊物又は沈降物）の有無を目視観察し、異物の発生がないものについては、更に物性（粘度、表面張力、ｐＨ、粒子径）の変化について調べ、下記の基準に基づき保存安定性を評価した。評価結果を表１に示す。
【０１５８】
Ａ：異物の発生がなく、物性の変化もない。
Ｂ：異物の発生はないが、物性が若干変化する。
Ｃ：異物が発生するか、物性が著しく変化する。
【０１５９】
【表１】
【図面の簡単な説明】
【０１６０】
【図１】図１は本発明に係る液体収容容器の外観斜視図。
【図２】図１に示した液体収容容器を表面側から見た分解斜視図。
【図３】図１に示した液体収容容器を背面側から見た分解斜視図。
【図４】容器本体の内部を表面側から見た模式図。
【図５】図４のＡ−Ａ断面矢視図。
【図６】容器本体の内部を背面側から見た模式図。
【図７】大気開放流路の概念図。
【図８】大気流入側の連通口の拡大断面図。
【図９】大気流入側の連通口の変形例を表す拡大断面図。
【図１０】従来の液体収容容器における大気流入側の連通口の拡大断面図。
【符号の説明】
【０１６１】
２１…容器本体、２３…インク室（液体収容部）、２５…インク供給部（液体供給部）、２９…大気開放孔、３１ａ，３１ｂ，３１ｃ…空気室、３３ａ…通気フィルム（気液分離膜）、３５…ヘビ道（蛇行状態に形成した連通路部分）、７７，８０，８５…空気室の大気流出側の連通口、７９，８１，８７…空気室の大気流入側の連通口、９３，９７…空気室の内壁面、９５…突起、９５ａ…先端面、９５ｂ…側面、９５ｃ…エッジ部、１００…インクカートリッジ（液体収容容器）。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容器内に収容されたインクと、インク収容部と大気開放孔との間に空気室を介装したインクカートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットプリンタのキャリッジに着脱可能に装着して用いられるインクカートリッジとしては、そのインク室（液体収容部）の内圧を適切な状態に保持するために、インク室を外部に連通して大気開放する為の大気開放流路を備えたものが知られている。そして、この種の大気開放流路では、大気開放孔からのインク漏れを防止する工夫が必要とされる。
【０００３】
そこで、従来のインクカートリッジにおける大気開放流路の構成では、インクを収容するインク室と、蛇行状態に形成した連通路部分（ヘビ道）と、浸入したインクを貯留可能な空気室（インクトラップとも云う）と、インク室を外部に連通させて該インク室のインク消費に伴って外部の空気をインク室に導入するための大気開放孔とが順次配設されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
例えば図１０に示すように、従来のインクカートリッジにおける大気開放流路の空気室１は、図示しないインク室に連通している大気開放溝２の大気開放孔側の端２ａに連通している。空気室１は、ケース蓋（容器本体）３を表面３ａから直交する方向に掘り下げた所定深さの円筒状の凹部５で形成されており、上端開口がケース蓋３の表面３ａに露出している。この凹部５の円形下端面の中心には小径の連通口７が同軸状態に形成されており、この連通口７の下端が大気開放孔側のインクトラップ９に連通している。
【０００５】
ケース蓋３の表面３ａにおける凹部５が形成されている部分には、封止ラベル（封止部材）１１が貼り付けられている。これにより、凹部５は上端開口が封止され、空気室１として区画形成される。
【０００６】
この空気室１は、環境温度の変化等でインク室の空気が熱膨張し、この空気の熱膨張によってインク室のインクが図示しない大気開放孔へ向かって逆流するとき、インクが外部に漏洩することを防止するために設けられている。
【０００７】
そこで、毛細管引力により大気開放溝２の隅部を伝わって空気室１に溜まったインクは連通口７に浸入しメニスカスを形成することで、インクトラップ９への浸入が阻止される。
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−２２３４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、インクカートリッジの落下、キャリッジからのインクカートリッジの着脱、もしくは運搬や移動時の姿勢変化等の衝撃や振動によってカートリッジ内のインクが泡立ち、空気室１がインクやその泡で満たされ、連通行７にまでインクやその泡が到達することによって、上述のように連通口７に形成されたメニスカスは簡単に壊れてしまう。
【００１０】
一方、メニスカス力を強力にするためには、連通口７の穴径を例えば数１０μｍ以下にする必要があり、現実的ではない。
【００１１】
従って、本発明の目的は上記課題を解消することに係り、空気室に溜まったインクが大気流入側の連通口から流出する時間を遅延させることができる良好なインクカートリッジを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の上記目的は、容器内に収容されたインクと、容器内に設けられインクを収容するインク収容部と、前記インク収容部に連通するインク供給部と、前記インク収容部内のインクの消費に伴って外部に開口した大気開放孔から大気を前記インク収容部に導入する大気開放流路と、前記大気開放流路の途中に設けられ該大気開放流路に浸入したインクを貯留可能な空気室とを備えたインクカートリッジであって、前記空気室の大気流入側における連通口が、該空気室の内壁面から突出した突起の先端面に開口されており、且つ前記容器内収容されたインクの起泡性がＪＩＳＫ３３６２に基づいた２５℃における５分後の泡の高さが５０ｍｍ以下により達成される。
【００１３】
上記構成のインクカートリッジによれば、インク収容部のインクが空気室の大気流出側の連通口を通過して空気室に溜まっても、大気流入側の連通口に液体が到達するまでの時間は突起の高さ分遅くなる。
【００１４】
すなわち、大気流入側の連通口が鉛直方向を向いている容器放置状態では、空気室に流入したインクが突起の高さまで溜まった後、突起先端面に開口する大気流入側の連通口から流出する。これにより、大気流入側の連通口からインクが流出するまでの時間が遅延される。
【００１５】
また、容器本体の落下、着脱による衝撃や移動時の姿勢変化、キャリッジ動作による慣性力等によって、インクが泡だった場合も、直ぐにその泡が消失する為、やはり突起先端面に開口する大気流入側の連通口にインクが到達し難い為、空気室における大気流入側の連通口からのインクの漏れを安定的に阻止することができる。
【００１６】
尚、前記容器内に収容されたインクが、少なくとも、水、着色剤、および水不溶性ポリマー粒子を含有することが好ましく、さらに、水不溶性有機化合物を含有することがより好ましい。
【００１７】
尚、上記構成のインクカートリッジにおいて、前記空気室より大気開放孔側における前記大気開放流路の途中に、気体の通過を許容し液体の通過を許容しない気液分離膜が設けられていることが望ましい。
【００１８】
このような構成のインクカートリッジによれば、気液分離膜によって液体の外部への漏洩を確実に防止することができる。更に、空気室からの液体の漏れが安定的に阻止されているので、気液分離膜はインクに接触して通気性能が悪化するまでの時間を稼ぐことができ、長期間にわたって安定した通気性能を維持することができる。
【００１９】
また、上記構成のインクカートリッジにおいて、前記気液分離膜より大気開放孔側における前記大気開放流路の途中に、蛇行状態に形成した連通路部分が設けられていることが望ましい。
【００２０】
このような構成のインクカートリッジによれば、蛇行状態に形成した連通路部分によって液体の外部への漏洩を遅らせる効果が期待できると共に、気液分離膜と大気開放孔との間の空気流通を疎遠にすることで、インクの蒸発を少なくすることができる。
【００２１】
また、空気室からのインクの漏れを遅らせると共に、気液分離膜によってインクの外部への漏洩が確実に防止されているので、連通路部分にインクが入り込んでインク供給部に対する動圧を著しく変化させることもない。
【００２２】
また、上記構成のインクカートリッジにおいて、前記空気室が複数個設けられ、隣接する各空気室同士が連通されていることが望ましい。
【００２３】
このような構成のインクカートリッジによれば、容器本体内の限られたスペースにおいても、インクを貯留する為の空気室全体の容積確保が容易になる。
【００２４】
また、それぞれの空気室の大気流入側における連通口が、各空気室の内壁面から突出した突起の先端面に開口されるので、最も大気流入側の連通口からインクが流出するまでの時間を更に遅延させることができる。更に、それぞれの連通口を適宜異なる方向へ開口させることによって、色々な容器放置姿勢への対応が可能となり、空気室からのインクの漏洩を確実に阻止することができる。
【００２５】
また、上記構成のインクカートリッジにおいて、前記空気室の大気流出側における連通口が、該空気室の内壁面と同一平面上に開口されていることが望ましい。
【００２６】
このような構成のインクカートリッジによれば、空気室における大気流入側の連通口が液体を流出させ難いトラップ構造となっているのに対し、大気流出側の連通口はインクの浸入が容易な構造となる。そこで、空気室に溜まったインクは、浸入の容易な大気流出側の連通口を通過して再びインク収容部へ回収され易くなる。
【００２７】
また、上記構成のインクカートリッジにおいて、また、前記水不溶性ポリマー粒子が、塩生成基含有モノマーと、マクロマー及び／又は疎水性モノマーを含むモノマー混合物を共重合させてなる水不溶性ポリマー粒子であることが好ましい。
【００２８】
また前記水不溶性有機化合物が、分子中に、エステル又はエーテル結合を２個以上有する、エステル又はエーテル化合物、及び／又は分子中に、エステル又はエーテル結合を１個以上と、カルボキシ基、スルホン酸基、リン酸残基、カルボニル基、エポキシ基及び水酸基からなる群から選ばれる１種以上の官能基を１個以上有する、エステル又はエーテル化合物であることが好ましい。
【００２９】
このような構成のインクカートリッジによれば、突起が鉛直方向を向いている容器放置状態では、表面張力により突起の側面を上方へ這い上がったインクが、エッジ部の角によって突起の先端面への回り込みを阻止される。そこで、空気室にインクが溜まっても、突起の突出高さまではインクが大気流入側の連通口に浸入することはない。尚、断面が角とは、突起の先端面と側面とが交わるエッジ部にＲや面取りの無いことである。
【００３０】
このような構成のインクカートリッジによれば、容器本体の落下、着脱による衝撃や移動時の姿勢変化、キャリッジ動作による慣性力等により空気室にインクが溜まったり、もしくは泡だった場合も、速やかに消泡する為、インクが突起の先端面に接触しにくく、先端面に開口する連通口へはインクが浸入し難くなる。
【００３１】
本発明に係るインクカートリッジによれば、インク収容部の液体が空気室の大気流出側の連通口を通過して空気室に溜まっても、大気流入側の連通口に液体が到達するまでの時間を突起の高さ分遅くすることができる。
【００３２】
また、本発明に係るインクカートリッジは、容器本体の落下、着脱による衝撃や移動時の姿勢変化、キャリッジ動作による慣性力、更にそのような衝撃等によりインクが泡立ちによって簡単に壊れてしまう従来の連通口に形成されるメニスカスとは違い、空気室における大気流入側の連通口からのインクの漏れを安定的に阻止することができる。
【００３３】
従って、容器本体に対する衝撃や慣性力、内外圧変化に対して強く、空気室に溜まったインクが大気流入側の連通口から流出する時間を遅延させることができる良好なインクカートリッジを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
本発明のインクカートリッジに用いるインクは、少なくとも、水、着色剤、水不溶性ポリマー粒子、水不溶性有機化合物を含有するインクである。
【００３５】
本発明で用いられる水不溶性有機化合物は、水性インクの泡立ちを抑えることができる。すなわち、水性インクの液性成分水に溶解しにくい為、インク表面での泡の発生を抑え、更に泡が発生しても速やかに消泡することができる。しかも、少なくともその一部がポリマー粒子に含有されることでポリマー粒子の柔軟性を改良する可塑性を付与するという特性も付与できる。水不溶性有機化合物がポリマー粒子に柔軟性を付与することで、インク中のポリマー粒子が、記録紙上でポリマー粒子が相互に融着しやすくなり、得られる印字物の光沢性、写像性が向上するという効果も有する。
【００３６】
水不溶性有機化合物は、泡立ちを効果的に抑制する為、しかも印字物の光沢性向上の為に、分子量１００〜２，０００のものが好ましく、分子量１００〜１，０００のものがより好ましい。
【００３７】
水不溶性有機化合物は、ポリマー粒子に含有させ易くするため、エステル化合物、エーテル化合物、又はスルホン酸アミド化合物であることが好ましく、分子中に、エステル又はエーテル結合を２個以上有する、エステル又はエーテル化合物、及び／又は分子中に、エステル又はエーテル結合を１個以上と、カルボキシ基、スルホン酸基、リン酸残基、カルボニル基、エポキシ基及び水酸基からなる群から選ばれる１種以上の官能基を１個以上有する、エステル又はエーテル化合物がより好ましい。化合物のエステル又はエーテル結合は、２〜３個が好ましい。化合物のエステル又はエーテル結合は、１〜３個が好ましい。官能基数は、１〜３個が好ましい。リン酸残基とは、リン酸の一部がエステル化又はエーテル化された残りのリン酸基のことをいう。
【００３８】
これらの中では、１価カルボン酸又はその塩と多価アルコールから得られるエステル、多価酸（多価カルボン酸、リン酸）又はその塩と１価アルコールから得られるエステル、又は多価アルコールのエーテル化合物が好ましく、脂肪族又は芳香族カルボン酸エステル基を２つ又はリン酸エステル基を３つ有することが更に好ましい。塩としては、アルカリ金属塩、アルカノールアミン塩、アンモニウム塩等が挙げられる。
【００３９】
１価カルボン酸としては、炭素数１〜１８、好ましくは炭素数２〜１０の直鎖又は分岐鎖の脂肪族カルボン酸（例えば、酢酸、酪酸、カプロン酸、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、パルミチン酸等の直鎖脂肪族カルボン酸、ピバリン酸等の分岐脂肪族カルボン酸、アクリル酸、メタクリル酸、のような不飽和脂肪族カルボン酸）、炭素数６〜１２の芳香族カルボン酸（例えば、安息香酸）が挙げられ、多価酸としては、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸等の炭素数２〜１２の脂肪族、カルボン酸；フタル酸、トリメリット酸等の炭素数６〜１２の芳香族カルボン酸、リン酸等が挙げられる。
【００４０】
１価アルコールとしては、炭素数１〜１８、好ましくは炭素数２〜１０の直鎖又は分岐鎖の脂肪族アルコール（例えば、エチルアルコール、ブチルアルコール、ヘキシルアルコール、オクチルアルコール、デシルアルコール、ドデシルアルコール）、炭素数６〜１２の芳香族アルコール（例えば、フェノール）が挙げられ、多価アルコールとしては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、グリセリン等の炭素数２〜１２の多価アルコールが挙げられる。脂肪酸やアルコールとしては飽和又は不飽和のいずれのものも使用できる。
【００４１】
水不溶性有機化合物の具体例としては、脂肪族カルボン酸エステル、芳香族カルボン酸エステル、リン酸エステル、シクロアルカン（ケン）カルボン酸エステル、オキシ酸エステル、グリコールエステル、エポキシ系エステル、スルホンアミド、ポリエステル、グリセリルアルキルエーテル、グリセリルアルキルエステル、グリコールアルキルエーテル、グリコールアルキルエステル、トリメチロールプロパンのエーテル又はエステル、ペンタエリスリトールのエーテル又はエステル等が挙げられる。
【００４２】
脂肪族カルボン酸エステルとしては、写像性の観点から脂肪族ジ又はトリカルボン酸エステルが好ましい。
【００４３】
脂肪族ジカルボン酸エステルの具体例としては、ジメチルアジペート、ジエチルアジペート、ジブチルアジペート、ジイソブチルアジペート、ビス（２−エチルヘキシル）アジペート、ジイソノニルアジペート、ジイソデシルアジペート、ビス（ブチルジエチレングリコール）アジペート、ジメチルセバケート、ジエチルセバケート、ジブチルセバケート、ビス（２−エチルヘキシル）セバケート、ジエチルサクシネート、ビス（２−エチルヘキシル）アゼレート等の脂肪族二塩基酸エステル等が挙げられる。
【００４４】
芳香族カルボン酸エステルの具体例としては、ジメチルフタレート、ジエチルフタレート、ジブチルフタレート、ジイソブチルフタレート、ビス（２−エチルヘキシル）フタレート、ジ−ｎ−オクチルフタレート、ジイソデシルフタレート、ブチルベンジルフタレート、オクチルベンジルフタレート、ノニルベンジルフタレート、ステアリルベンジルフタレート、オクチルデシルフタレート、ジシクロヘキシルフタレート、ジフェニルフタレート、ビス（ジメチルシクロヘキシル）フタレート、ビス（ｔ−ブチルシクロヘキシル）フタレート、エチルフタリルエチルグリコレート等のフタル酸エステル、ジブチルトリメリテート、ジイソブチルトリメリテート、トリス（２−エチルヘキシル）トリメリテート等のトリメリット酸エステル等が挙げられる。これらの中でも、ジメチルフタレート、ジエチルフタレート、ジブチルフタレート、ジイソブチルフタレート等の炭素数１〜５の脂肪族アルコール残基を有するフタル酸ジエステル、オクチルベンジルフタレート、ノニルベンジルフタレート、ステアリルベンジルフタレート等の炭素数３〜１８のアルキル基を有するベンジルフタレート、及びジブチルトリメリテート、ジイソブチルトリメリテート等の炭素数３〜５の脂肪族アルコール残基を有するトリメリット酸ジエステルが特に好ましい。芳香族カルボン酸エステルは、芳香族ジ又はトリカルボン酸エステルが好ましい。
【００４５】
リン酸エステルの具体例としては、トリブチルホスフェート、トリス（２−エチルヘキシル）ホスフェート、トリス（ブトキシエチル）ホスフェート、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリキシレニルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、２−エチルヘキシルジフェニルホスフェート等が挙げられる。
【００４６】
シクロアルカン（ケン）ジカルボン酸エステルの具体例としては、１，２−シクロヘキサンジカルボン酸ジブチルエステル、１，２−シクロヘキサンジカルボン酸ジイソノニルエステル等のシクロヘキサンエステル類、３，４−シクロヘキセンジカルボン酸ジブチルエステル、３，４−シクロヘキセンカルボン酸ジイソノニルエステル等のシクロヘキセンエステル等が挙げられる。
【００４７】
オキシ酸エステルの具体例としては、アセチルクエン酸トリエチル、アセチルクエン酸トリブチル、アセチルリシノール酸メチル等が挙げられる。
【００４８】
グリコールエステルの具体例としては、ジエチレングリコールジベンゾエート、トリエチレングリコールジ（２−エチルヘキソエート）等が挙げられる。
【００４９】
エポキシ系エステルの具体例としては、エポキシステアリン酸ブチル、エポキシステアリン酸オクチル等が挙げられる。
【００５０】
スルホンアミドの具体例としては、ｏ−及びｐ−トルエンスルホンアミド、Ｎ−ブチルベンゼンスルホンアミド等が挙げられる。
【００５１】
ポリエステルの具体例としては、ポリ（１，２−ブタンジオールアジペート）、ポリ（１，３−ブタンジオールアジペート）等が挙げられる。
【００５２】
グリセリルアルキルエーテルの具体例としては、グリセリルモノエーテル、グリセリルジエーテル、グリセリルトリエーテルが挙げられる。これらの中では、炭素数８〜３０の直鎖又は分岐鎖のアルキル基を有するグリセリルモノエーテルが好ましい。アルキル基の炭素数は８〜３０であるが、好ましくは８〜２２、更に好ましくは８〜１４である。
【００５３】
グリセリルアルキルエステルの具体例としては、グリセリルモノアルキルエステル、グリセリルジアルキルエステル、グリセリルトリアルキルエステルが挙げられる。
【００５４】
グリコールアルキルエーテルの具体例としては、グリコールモノアルキルエーテル、グリコールジアルキルエーテルが挙げられる。
【００５５】
グリコールアルキルエステルの具体例としては、グリコールモノアルキルエステル、グリコールジアルキルエステルが挙げられる。
【００５６】
上記の水不溶性有機化合物は、単独で又は２種以上を混合して用いることができる。
【００５７】
本発明において、水不溶性ポリマー粒子は、水不溶性有機化合物との相互作用により、印字濃度、光沢性、写像性を向上させるために用いられる。
【００５８】
このポリマーは、水不溶性有機化合物を含有しやすくするために、水不溶性ポリマーであることが好ましい。
【００５９】
水不溶性ポリマーとしては、水不溶性ビニルポリマー、水不溶性エステル系ポリマー、水不溶性ウレタン系ポリマー等が挙げられる。これらの中で、特にビニル単量体（ビニル化合物、ビニリデン化合物、ビニレン化合物）の付加重合により得られる水不溶性ビニルポリマー粒子が好ましい。
【００６０】
水不溶性ポリマー粒子として使用する水不溶性ポリマーは、塩生成基含有モノマーと、マクロマー、及び／又は疎水性モノマーとを含むモノマー混合物を共重合させてなる水不溶性ポリマーが好ましい。
【００６１】
塩生成基含有モノマーは、得られる分散体の分散安定性を高める観点から用いられる。塩生成基としては、カルボキシ基、スルホン酸基、リン酸基、アミノ基、アンモニウム基等が挙げられる。
【００６２】
塩生成基含有モノマーとしては、カチオン性モノマー、アニオン性モノマー等が挙げられ、例えば、不飽和アミン含有モノマー、不飽和アンモニウム塩含有モノマー等が挙げられる。
【００６３】
アニオン性モノマーの代表例としては、不飽和カルボン酸モノマー、不飽和スルホン酸モノマー、不飽和リン酸モノマー等が挙げられる。
【００６４】
不飽和カルボン酸モノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、２−メタクリロイルオキシメチルコハク酸等が挙げられる。不飽和スルホン酸モノマーとしては、スチレンスルホン酸、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、３−スルホプロピル（メタ）アクリレート、ビス−３−スルホプロピル）−イタコン酸エステル等が挙げられる。不飽和リン酸モノマーとしては、ビニルホスホン酸、ビニルホスフェート、ビス（メタクリロキシエチル）ホスフェート、ジフェニル−２−アクリロイロキシエチルホスフェート、ジフェニル−２−メタクリロイロキシエチルホスフェート、ジブチル−２−アクリロイロキシエチルホスフェート等が挙げられる。
【００６５】
マクロマーは、特にポリマー粒子が顔料を含有した場合に、ポリマー粒子の分散安定性を高める観点から用いられる。マクロマーとしては、数平均分子量５００〜１００，０００、好ましくは１，０００〜１０，０００の重合可能な不飽和基を有するモノマーであるマクロマーが挙げられる。マクロマーの中では、ポリマー粒子の分散安定性等の観点から、片末端に重合性官能基を有する、スチレン系マクロマー及び芳香族基含有（メタ）アクリレート系マクロマーが好ましい。
【００６６】
スチレン系マクロマーとしては、スチレン系モノマー単独重合体、又はスチレン系モノマーと他のモノマーとの共重合体が挙げられる。スチレン系モノマーとしては、スチレン、２−メチルスチレン、ビニルトルエン、エチルビニルベンゼン、ビニルナフタレン、クロロスチレン等が挙げられる。
【００６７】
芳香族基含有（メタ）アクリレート系マクロマーとしては、芳香族基含有（メタ）アクリレートの単独重合体又はそれと他のモノマーとの共重合体が挙げられる。
【００６８】
疎水性モノマーは、印字濃度、光沢性、写像性の向上の観点から用いられる。疎水性モノマーとしては、アルキル（メタ）アクリレート、芳香族基含有モノマー等が挙げられる。
【００６９】
アルキル（メタ）アクリレートとしては、炭素数１〜２２、好ましくは炭素数６〜１８のアルキル基を有するものが好ましく、例えば、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、（イソ）プロピル（メタ）アクリレート、（イソ又はターシャリー）ブチル（メタ）アクリレート、（イソ）アミル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、（イソ）オクチル（メタ）アクリレート、（イソ）デシル（メタ）アクリレート、（イソ）ドデシル（メタ）アクリレート、（イソ）ステアリル（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００７０】
芳香族基含有モノマーとしては、ヘテロ原子を含む置換基を有していてもよい、炭素数６〜２２、好ましくは炭素数６〜１２の芳香族基を有するビニルモノマーが好ましく、例えば、前記のスチレン系モノマー、前記の芳香族基含有（メタ）アクリレートが挙げられる。ヘテロ原子を含む置換基としては、前記のものが挙げられる。
【００７１】
モノマー混合物としては、更に、ノニオン性（メタ）アクリレート系モノマーが含有されても良く、そのの代表例としては、ポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ（メタ）アクリレート、エチレングリコール・プロピレングリコール（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００７２】
本発明に使用される着色剤としては、例えば、シアン顔料、イエロー顔料、マゼンタ顔料等を挙げることができる。
【００７３】
シアン顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１、２、１５、１５：１、１５：２、１５：３、１５：４、１６、及びＣ．Ｉ．バットブルー４、６０等が挙げられる。これらシアン顔料は、単独でも、２種以上混合して用いることができる。
【００７４】
イエロー顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１、３、１２、１３、１４、１７、２４、３５、３７、４２、５３、５５、７４、８１、８３、９５、９７、９８、１００、１０１、１０４、１０８、１０９、１１０、１１７、１２０、１２８、１３８、１４７、１５０、１５３、１５５、１７４、１８０、１８８、１９８等が挙げられる。これらイエロー顔料は、単独でも、２種以上混合して用いることができる。
【００７５】
マゼンタ顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド、１、３、５、８、９、１６、１７、１９、２２、３８、５７：１、９０、１１２、１２２、１２３、１２７、１４６、１８４、２０２、２０７、２０９、及びＣ．Ｉ．ピグメントバイオレット１、３、５：１、１６、１９、２３、３８等が挙げられる。これらマゼンタ顔料は、単独でも、２種以上混合して用いることができる。
【００７６】
なお、カラーインデックスに記載されていない顔料であっても水に不溶であればいずれも使用できる。
【００７７】
本実施形態に係るインク組成物に使用される着色剤の配合量は、発色性と目詰まり回復性の観点から、０．１重量％〜１５重量％であることが好ましく、より好ましくは、０．５重量％〜８重量％である。
【００７８】
本実施形態に係るインク組成物は、主溶媒としての水を含む。水としては、イオン交換水、限外ろ過水、逆浸透水、蒸留水等の純粋又は超純水を用いることが好ましい。特に、これらの水を、紫外線照射又は過酸化水素添加等により滅菌処理した水は、長期間に亘ってカビやバクテリアの発生が防止されるので好ましい。
【００７９】
本実施形態に係るインク組成物は、記録媒体への濡れ性を高めて有機顔料の浸透性を高める観点から、浸透促進剤を添加することが好ましい。浸透促進剤としては、１，２−アルカンジオール及び／またはグリコールエーテルを含有することが好ましい。１，２−アルカンジオールの具体的な例としては、１，２−オクタンジオール、１，２−ヘキサンジオール、１，２−ペンタンジオール、４−メチル−１，２−ペンタンジオール等が挙げられる。また、グリコールエーテルの具体的な例としては、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、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、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、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−プロピルエーテル等が挙げられる。これらの溶剤は、１種又は２種以上を用いることができ、適切な浸透性及び乾燥性の確保という観点で、インク組成物中に２重量％〜１５重量％含まれることが好ましい。
【００８０】
さらに、浸透促進剤のその他の好ましい例としては、表面張力調整剤を挙げることができる。表面張力調整剤としては、アセチレングリコール系界面活性剤やポリエーテル変性シロキサン類が好ましい。アセチレングリコール系界面活性剤の例としては、サーフィノール４２０、４４０、４６５、４８５、１０４、ＳＴＧ（エアープロダクツ社製品）、オルフィンＰＤ−００１、ＳＰＣ、Ｅ１００４、Ｅ１０１０（日信化学工業（株）製品）、アセチレノールＥ００、Ｅ４０、Ｅ１００、ＬＨ（川研ファインケミカル（株）製品）等が挙げられる。またポリエーテル変性シロキサン類としては、ＢＹＫ−３４６、３４７、３４８、ＵＶ３５３０（ビックケミー社製品）などが挙げられる。これらは、インク組成物中に１種又は２種以上を用いることができ、表面張力２０ｍＮ／ｍ〜４０ｍＮ／ｍに調整されることが好ましく、インク組成物中には０．１重量％〜３．０重量％含まれる。
【００８１】
また、本実施形態に係るインク組成物は、インク組成物の乾燥を防いでインクジェットプリンタのヘッドでの目詰りを防止する観点から、湿潤剤を添加することが好ましい。湿潤剤としては、例えば、グリセリン、１，２，６−ヘキサントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ペンタエチレンフリコール、ジプロピレングリコール、２−ブテン−１，４−ジオール、２−エチル−１，３−ヘキサンジオール、２−メチル−２，４−ペンタンジオール等の多価アルコール類、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、ガラクトース、アルドン酸、グルシトール（ソルビット）、マルトース、セロビオース、ラクトース、スクロース、トレハロース、マルトトリオース等の糖類、糖アルコール類、ヒアルロン酸類、１，２−ジメチル尿素、尿素類、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１〜４のアルキルアルコール類、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、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、スルホラン等が挙げられる。これらは、インク組成物中に１種又は２種以上を用いることができ、インク組成物の適正な物性値（粘度等）の確保、印刷品質、信頼性の確保という観点で、インク組成物中に１０重量％〜５０重量％含まれることが好ましい。
【００８２】
さらに、本実施形態に係るインク組成物には、ｐＨ調整剤、防腐剤、防カビ剤、防錆剤、溶解助剤、酸化防止剤等から選ばれる材料を所望により添加することができる。これらの成分は、各種別に一種又は二種以上を混合して用いることができる。また、添加する必要がなければ添加しなくてもよい。当業者は本発明の効果を損なわない範囲で、選択された好ましい添加剤を好ましい量で用いることができる。
【００８３】
ｐＨ調整剤としては、水酸化リチウム、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム等のアルカリ金属の水酸化物、アンモニア、トリエタノールアミン、トリプロパノールアミン、ジエタノールアミン、モノエタノールアミン等のアミン類等を用いることができるが、好ましくは、アルカリ金属の水酸化物、アンモニア、トリエタノールアミン、トリプロパノールアミンから選択される少なくとも１種類のｐＨ調整剤を含み、ｐＨ６〜１０に調整されることが好ましい。ｐＨがこの範囲を外れると、インクジェットプリンタを構成する材料等に悪影響を与えたり、目詰まり回復性が劣化する。
【００８４】
防腐剤又は防カビ剤としては、例えば、安息香酸ナトリウム、ペンタクロロフェノールナトリウム、２−ピリジンチオール−１−オキサイドナトリウム、ソルビン酸ナトリウム、デヒドロ酢酸ナトリウム、及び１，２−ジベンジソチアゾリン−３−オン（ＡＶＥＣＩＡ社のプロキセルＣＲＬ、プロキセルＢＤＮ、プロキセルＧＸＬ、プロキセルＸＬ−２、及びプロキセルＴＮ（以上商品名）等を例示できるが、これらに限定されない。
【００８５】
溶解助剤とは、インク組成物から不溶物が析出する場合に、その不溶物を溶解し、インク組成物を均一な溶液に保つための添加剤である。溶解助剤としては、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、２−ピロリドンなどのピロリドン類、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等のアロハネート類、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を挙げることができるがこれらに限定されない。
【００８６】
酸化防止剤の例としては、Ｌ−アスコルビン酸及びその塩類等が例示できるが、これらに限定されない。
【実施例１】
【００８７】
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。
【００８８】
（インクカートリッジの構造例）
次に、図面を参照しながら、本発明によるインクカートリッジの実施形態を説明する。
【００８９】
図１は本発明に係るインクカートリッジの外観斜視図、図２は図１に示したインクカートリッジを表面側から見た分解斜視図、図３は図１に示したインクカートリッジを背面側から見た分解斜視図、図４は容器本体の内部を表面側から見た模式図、図５は図４のＡ−Ａ断面矢視図、図６は容器本体の内部を背面側から見た模式図、図７は大気開放流路の概念図、図８は大気流入側の連通口の拡大断面図、図９は大気流入側の連通口の変形例を表す拡大断面図である。
【００９０】
本実施形態に係るインクカートリッジ１００は、不図示のインクジェット式プリンタにおいて、液体噴射部である印刷ヘッドが搭載されたキャリッジ上のカートリッジ装着部に装着される液体収容容器である。
【００９１】
このインクカートリッジ１００は、図１乃至図３に示すように、容器本体２１内に設けられインク（液体）を収容するインク室（液体収容部）２３と、カートリッジ装着部側の印刷ヘッドに接続されるインク供給部（液体供給部）２５と、インク室２３に貯留したインクをインク供給部２５に誘導するインク誘導路２７と、インク室２３内のインクの消費に伴って外部に開口した大気開放孔２９から大気をインク室２３に導入する大気開放流路１０２と、大気開放流路１０２の途中に設けられて該大気開放流路１０２に浸入したインクを貯留可能な複数の空気室３１ａ，３１ｂ，３１ｃと、を備える大気開放タイプのインクカートリッジである。
【００９２】
更に、本実施形態の大気開放流路１０２は、空気室３１ｃと大気開放孔２９との間に設けられる通気フィルム（気液分離膜）３３ａを貼設した気液分離部３３と、気液分離部３３と大気開放孔２９との間に蛇行状態に形成した連通路部分であるヘビ道３５と、を備える。そこで、大気開放流路１０２は、インク室２３のインクの消費に伴って、大気開放孔２９、ヘビ道３５、気液分離部３３、空気室３１ａ，３１ｂ，３１ｃを順次通過させた大気をインク室２３へ導入する。
【００９３】
図２及び図３に示すように、一体成形された容器本体２１の表裏には、隔壁３７ａ，３７ｂ，３７ｃ，３７ｄ・・・等に密接してフィルム（封止部材）３９ａ，３９ｂが貼着され、フィルム３９ａ，３９ｂは容器本体２１の表裏開放部を塞いでインク室２３、空気室３１ａ，３１ｂ，３１ｃ、インク誘導路２７等を区画形成する。また、フィルム３９ａに封止された容器本体２１の表面には、さらに蓋部材４１が係着される。
【００９４】
筒状に形成されたインク供給部２５は、内部に弁体４３が内設され、供給開口４５ａを有した供給蓋４５によって閉鎖される。
【００９５】
弁体４３はコイルバネ４７によって供給蓋４５側に付勢されることで、供給開口４５ａを閉鎖している。この供給蓋４５は、封止フィルム４９によって供給開口４５ａが封止されている。
【００９６】
なお、本実施形態のインクカートリッジ１００は、受圧板収容部６１、コイルバネ６３及び受圧板６５から成る圧力調整手段を有すると共に、キャリッジ上のカートリッジ装着部にインクカートリッジ１００を着脱するためのレバー５１や、インク消費量等を書き込むための回路基板５３や、大気開放孔２９を塞ぐ剥離可能な封止フィルム５５を有している。回路基板５３上には、複数の電極端子５３ａが形成されており、これら電極端子５３ａがプリンタに設けられた電極部材（不図示）と接触することにより、インクカートリッジ１００が電気的にインクジェットプリンタと接続される。回路基板５３は、インクカートリッジ１００内に設置されたインクエンドを検出するセンサユニット（不図示）と接続されており、センサユニットとインクとの接触の有無よりインクエンドの信号をプリンタ本体に通知する。
【００９７】
例えば、インクが泡立ちしやすい場合には、インクの有無を検出するセンサユニットが泡によって誤動作を起こしてしまう。本発明のインクカートリッジによるインクの起泡性はＪＩＳＫ３３６２に基づいた２５℃における５分後の泡の高さが５０ｍｍ以下であることにより、このようなセンサユニットの誤動作を低減するという効果も有する。
【００９８】
図２及び図３に示した容器本体２１に形成される大気開放流路１０２を模式的に表すと図４〜図６に示す通りとなる。
【００９９】
すなわち、インク室２３の連通口７１は、容器本体２１の背面側に設けた連通流路７２を介して表面側に設けた連通流路７３の連通口７５に通じ、連通流路７３は連通口７７を介して空気室３１ａに通じる。
【０１００】
空気室３１ａは連通口７９を介して背面側の空気室３１ｂに通じ、空気室３１ｂは連通口８１を介して表面側の連通流路８３に通じる。
【０１０１】
連通流路８３は連通口８５を介して背面側の空気室３１ｃに通じ、空気室３１ｃは連通口８７を介して表面側の連通流路８９に通じる。
【０１０２】
連通流路８９は連通口９１を介して背面側の連通流路９０に通じ、連通流路９０は表面側の連通流路９１を介して背面側の気液分離部３３に通じる。
【０１０３】
そして、通気フィルム３３ａを備えた気液分離部３３はヘビ道３５に通じ、その末端で大気開放孔２９となって大気開放される。
【０１０４】
このような大気開放流路１０２を更に概念的に表すと図７の通りとなる。ここで、例えば空気室３１ａ（空気室３１ｂ，３１ｃも同様）の大気流入側における連通口７９（連通口８１，８７も同様）は、図８に示すように、空気室３１ａの内壁面９３から突出した円柱状の突起９５の先端面９５ａに開口されている。尚、突起９５は円柱状に限るものではなく、先端面が内壁面から適宜離れていれば多角柱状、円錐状或いは多角錐状に形成することもできる。
【０１０５】
このような構成のインクカートリッジ１００によれば、インク室２３のインクが空気室３１ａの大気流出側の連通口７７を通過して空気室３１ａに溜まっても、大気流入側の連通口７９にインクが到達するまでの時間は突起９５の高さ分遅くなる。
【０１０６】
即ち、大気流入側の連通口７９が鉛直方向を向いている容器放置状態では、空気室３１ａに流入したインクが突起９５の高さｈまで溜まった後、突起９５の先端面９５ａに開口する大気流入側の連通口７９から流出する。これにより、大気流入側の連通口７９からインクが次の空気室３１ｂに流出するまでの時間が遅延される。
【０１０７】
また、容器本体の落下やカートリッジ装着部への着脱による衝撃、移動時の姿勢変化やキャリッジ動作による慣性力、或いはインク室内の空気膨張などによって簡単に壊れてしまう従来のインクカートリッジの連通口７に形成されるメニスカス（図１０参照）とは違い、本実施形態のインクカートリッジ１００は空気室３１ａにおける大気流入側の連通口７９からの液体の漏れを安定的に阻止することができる。
【０１０８】
更に、本実施形態のインクカートリッジ１００に係る大気開放流路１０２においては、複数個の空気室３１ａ，３１ｂ，３１ｃが設けられ、隣接する各空気室同士が連通口７９，８０及び連通流路８３により連通されている。
【０１０９】
そこで、容器本体２１内の限られたスペースにおいても、インクを貯留する為の空気室全体の容積確保が容易になる。
【０１１０】
また、それぞれの空気室３１ａ，３１ｂ，３１ｃの大気流入側における連通口７９，８１，８７が、各空気室の内壁面から突出した突起（例えば、図８の突起９５参照）の先端面に開口されている。
【０１１１】
そこで、最も大気流入側の連通口８７からインクが流出するまでの時間を更に遅延させることができる。
【０１１２】
更に、それぞれの連通口７９，８１，８７を適宜異なる方向へ開口させることによって、色々な容器放置姿勢への対応が可能となり、空気室３１ａ，３１ｂ，３１ｃからのインクの漏洩を確実に阻止することができる。
【０１１３】
例えば、本実施形態のインクカートリッジ１００のように、容器本体２１が偏平な略直方体に形成される薄型カートリッジの場合、ユーザーによって最も置かれる可能性が高い方向というのは、容器本体２１の広い面（表裏面のいずれか）を下にした姿勢（すなわち、厚み方向を鉛直方向とする姿勢）であるので、容器本体２１内部の突起９５が鉛直方向を向く。そこで、容器本体２１の厚み方向に突起９５を突出させることで、インクのトラップ率を高くすることができる。
【０１１４】
更に、それぞれの空気室３１ａ，３１ｂ，３１ｃの突起９５を互い違いの方向に突出させることで、インクカートリッジ１００の最も広い表裏面のどちらかが下になるように置かれた際には、いずれかの空気室３１ａ，３１ｂ，３１ｃにおける突起９５が溜まったインクの液面から突出し、いずれかの先端面９５ａの連通口７９，８５，８７がインク液面の上に配置されることとなる。これにより、インクのトラップ率を一律に高くすることができる（図５参照）。
【０１１５】
また、本実施形態の大気開放流路１０２においては、空気室３１ａ（空気室３１ｂ，３１ｃも同様）の大気流出側の連通口７７（連通口８０，８５も同様）が、空気室３１ａ（３１ｂ，３１ｃ）の内壁面９７と同一平面上に開口されている（図８参照）。
【０１１６】
そこで、空気室３１ａ（３１ｂ，３１ｃ）における大気流入側の連通口７９（８１，８７）がインクを流出させ難いトラップ構造となっているのに対し、大気流出側の連通口７７（８０，８５）はインクの浸入が容易な構造となり、空気室３１ａ（３１ｂ，３１ｃ）に溜まったインクは、浸入の容易な大気流出側の連通口７７（８０，８５）を通過して再びインク室２３へ回収され易くなる。
【０１１７】
本実施形態のインクカートリッジ１００においては、図３及び図６に示すように、空気室３１ｃより大気開放孔２９側における大気開放流路１０２の途中に、空気の通過を許容しインクの通過を許容しない通気フィルム３３ａを備えた気液分離部３３が設けられ、気液分離部３３より大気開放孔２９側における大気開放流路１０２の途中に、蛇行状態に形成した連通路部分であるヘビ道３５が設けられている。
【０１１８】
そこで、万が一空気室３１ｃからインクが漏れだしたとしても、通気フィルム３３ａによってインクのカートリッジ外部への漏洩を確実に防止することができる。また、ヘビ道３５によっても、インクのインクカートリッジ外部への漏洩を遅らせる効果が期待できると共に、通気フィルム３３ａと大気開放孔２９との間の空気流通を疎遠にすることで、インクの蒸発を少なくすることができる。
【０１１９】
また、空気室からの液体の漏れを遅らせると共に、気液分離膜によって液体の外部への漏洩が確実に防止されているので、連通路部分に液体が入り込んで液体供給部に対する動圧を著しく変化させることもない。
【０１２０】
更に、各空気室３１ａ（３１ｂ，３１ｃ）からのインクの漏れは、上述したように安定的に阻止されているので、通気フィルム３３ａはインクに接触して通気性能が悪化するまでの時間を稼ぐことができ、長期間にわたって安定した通気性能を維持することができる。また、各空気室３１ａ（３１ｂ，３１ｃ）からのインクの漏れが安定的に阻止されると共に、通気フィルム３３ａによってインクのカートリッジ外部への漏洩が確実に防止されているので、へび道３５にインクが入り込んでインク供給部２５に対する動圧を著しく変化させることもない。
【０１２１】
また、本実施形態のインクカートリッジ１００のように、容器本体２１が上下金型によって一体成形される場合、上下金型の型開き方向に突起９５の突出方向の軸線が平行とされる。これにより、軸線方向任意位置での直交断面形状が同一である突起９５は、上金型と下金型の型開き方向と軸線が一致する。そこで、容器本体２１を一体成形する際には、突起９５を成形する為のスライド金型が必要となることはなく、型抜き性も良好になるので、容器本体２１の製造を容易にできる。
【０１２２】
また、図８に示すように、本実施形態のインクカートリッジ１００において、突起９５の先端面９５ａと側面９５ｂとが交わるエッジ部９５ｃは、断面が角になっている。即ち、突起９５の先端面９５ａと側面９５ｂとが交わるエッジ部９５ｃには、Ｒや面取りが施されていない。
【０１２３】
そこで、突起９５が鉛直方向を向いている容器放置状態では、表面張力により突起９５の側面９５ｂを上方へ這い上がったインクが、エッジ部９５ｃの角によって突起９５の先端面９５ａへの回り込みを阻止される。従って、空気室３１ａにインクが溜まっても、突起９５の突出高さｈまではインクが大気流入側の連通口７９に浸入することはない。
【０１２４】
更に、図９に示すように、突起９５の突出高さｈは、インクによるメニスカスが対向内壁面（フィルム３９ａや内壁面９７）との間に生じない間隙ｔを残す高さとすることもできる。
【０１２５】
この場合、容器本体２１の落下やカートリッジ装着部への着脱による衝撃、移動時の姿勢変化やキャリッジ動作による慣性力等により空気室３１ａに溜まったインクが突起９５の先端面９５ａに接触しても、インクが毛細管引力によって対向内壁面であるフィルム３９ａとの間にメニスカスを形成することがなく、先端面９５ａに開口する連通口７９へはインクが浸入し難くなる。
【０１２６】
したがって、上記のインクカートリッジ１００によれば、容器本体２１に対する衝撃や慣性力、内外圧変化に対して強く、空気室３１ａ，３１ｂ，３１ｃにそれぞれ溜まったインクが大気流入側の連通口７９，８１，８７から流出する時間を遅延させることができる良好なインクカートリッジを提供できる。
【０１２７】
その結果、本実施形態のインクカートリッジ１００を用いたインクジェット式プリンタによれば、インク供給部２５に対する動圧変化が抑止され、高品質の印刷を維持し続けることができる。
【０１２８】
（インク実施例）
以下の製造例、実施例及び比較例において、「部」及び「％」は特記しない限り「重量部」及び「重量％」である。
【０１２９】
インク実施例１
（１）顔料分散液の製造
反応容器内に、メチルエチルケトン２５重量部、重合連鎖移動剤（２−メルカプトエタノール）０．０４重量部、メタクリル酸（三菱ガス化学株式会社、商品名ＧＥ−１１０（ＭＡＡ））１５重量部、スチレンマクロマー（東亜合成株式会社、商品名ＡＳ−６Ｓ）１５重量部、２−エチルヘキシルメタクリレート（三菱レイヨン株式会社、商品名アクリエステルＥＨ）３０重量部、スチレンモノマー（新日鉄化学株式会社、商品名スチレンモノマー）２５重量部、及びメトキシポリエチレングリコールモノメタクリレート１５重量部のうちのそれぞれ１０重量％ずつを入れて混合し、窒素ガス置換を十分に行い、混合溶液を得た。
【０１３０】
一方、滴下ロート中に、上記各モノマーの残り９０重量％ずつを仕込み、次いで重合連鎖移動剤（２−メルカプトエタノール）０．２７重量部、メチルエチルケトン６０重量部及び２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）１．２重量部を入れて混合し、十分に窒素ガス置換を行い、混合溶液を得た。
【０１３１】
窒素雰囲気下、反応容器内の混合溶液を攪拌しながら７５℃まで昇温し、滴下ロート中の混合溶液を３時間かけて徐々に反応容器内に滴下した。滴下終了後、その混合溶液の液温を７５℃で２時間維持した後、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）０．３重量部をメチルエチルケトン５重量部に溶解した溶液を該混合溶液に加え、更に７５℃で２時間、８５℃で２時間熟成させ、ポリマー溶液を得た。
【０１３２】
得られたポリマー溶液の一部を、減圧下、１０５℃で２時間乾燥させ、溶媒を除去することによって単離した。標準物質としてポリスチレン、溶媒として６０ｍｍｏｌ／Ｌのリン酸及び５０ｍｍｏｌ／Ｌのリチウムブロマイド含有ジメチルホルムアミドを用いたゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより重量平均分子量を求めたところ、１２１，０００であった。
【０１３３】
得られた共重合体溶液を減圧乾燥させて得られた共重合体３０重量部を、メチルエチルケトン７５重量部に溶かし、その中にイオン交換水２２０重量部と水酸化ナトリウム（３０％水溶液）を所定量（塩生成基の中和度が６５％になる量）加えて共重合体の一部を中和し、更に顔料としてＣ．Ｉ．ピグメントバイオレット１９を７０重量部を加え、ビーズミルで混練して、本分散させた。
【０１３４】
得られた分散液に、イオン交換水２４０重量部を加え、攪拌した後、減圧下６０℃でメチルエチルケトンを除去し、更に一部の水を除去した。
【０１３５】
得られた顔料含有ポリマー粒子の水分散体４０部と水不溶性有機化合物であるジブチルセバケート１部と混合・攪拌することでジブチルセバケートをポリマー粒子中に含有させ、メンブランフィルターで濾過することにより、固形分濃度が２０％の水不溶性有機化合物と顔料を水不溶性ポリマー粒子の含有した顔料分散液を得た。
【０１３６】
（２）インク組成物の製造
実施例１（１）で得られた顔料分散液（固形分濃度２０重量％）３０重量部、トリエチレングリコールモノブチルエーテル４重量部、１，２−ヘキサンジオール２重量部、オルフィンＥ１０１０（日信化学工業化学株式会社製）１重量部、グリセリン１５重量部、トリメチロールプロパン３重量部、及びイオン交換水４５重量部を混合した。
【０１３７】
得られた混合液を１０μｍのメンブランフィルターでろ過して、実施例１のインク組成物とした。
【０１３８】
（３）インクカートリッジの製造
記実施例１（２）で調製したインクを、前記「インクカートリッジの構造例」で説明したカートリッジ１００に注入することで、実施例１のインクカートリッジを得た。
【０１３９】
インク実施例２
（１）顔料分散液の製造
実施例２では、顔料としてＣ．Ｉ．ピグメントバイオレット１９の代わりにＣ．Ｉ．ピグメントブルー１５：４を用いたこと、水不溶性有機化合物であるジブチルセバケートを使用しなかったこと以外は実施例１（１）と同様の方法で、固形分濃度が２０重量％の顔料を水不溶性ポリマー粒子に含有した顔料分散液を得た。
【０１４０】
（２）インク組成物の製造
実施例２（１）で得られた顔料分散液（固形分濃度２０重量％）を用いた以外は実施例１（２）と同様の組成物および方法で実施例２のインク組成物を得た。
【０１４１】
（３）インクカートリッジの製造
記実施例２（２）で調製したインクを、前記「インクカートリッジの構造例」で説明したカートリッジ１００に注入することで、実施例２のインクカートリッジを得た。
【０１４２】
（インク比較例）
比較例１
（１）顔料分散液の製造
顔料としてのＣ．Ｉ．ピグメントバイオレット１９と、分散剤としてのスチレン−アクリル樹脂（ジョンソンポリマー社製ジョンクリル６１Ｊ）と、を混合し、サンドミル（安川製作所社製）中でガラスビーズ（直径１．７ｍｍ、混合液の１．５倍量（重量））とともに２時間分散させた。分散後、ガラスビーズを取り除き、他の溶剤及び水を加え、常温で３０分攪拌し、８μｍのメンブレンフィルターでろ過して、固形分濃度が２０％の顔料分散液を得た。
【０１４３】
（２）インク組成物の製造
比較例１（１）で得られた顔料分散液（固形分濃度２０重量％）３０重量部、トリエチレングリコールモノブチルエーテル４重量部、１，２−ヘキサンジオール２重量部、オルフィンＥ１０１０（日信化学工業化学株式会社製）１重量部、グリセリン１５重量部、トリメチロールプロパン３重量部、及びイオン交換水４５重量部を混合した。
【０１４４】
得られた混合液を１０μｍのメンブランフィルターでろ過して、比較例１のインク組成物とした。
【０１４５】
（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「インクカートリッジの構造例」で説明したカートリッジ１００に注入することで比較例１のインクカートリッジを得た。
【０１４６】
比較例２
（１）顔料分散液の製造
比較例２では比較例１（１）と同様の顔料分散液を使用した。
【０１４７】
（２）インク組成物の製造
比較例１（１）で得られた顔料分散液（固形分濃度２０重量％）３０重量部、水不溶性有機化合物であるジブチルセバケート１部、トリエチレングリコールモノブチルエーテル４重量部、１，２−ヘキサンジオール２重量部、オルフィンＥ１０１０（日信化学工業化学株式会社製）１重量部、グリセリン１５重量部、トリメチロールプロパン３重量部、及びイオン交換水４４重量部を混合した。
【０１４８】
得られた混合液を１０μｍのメンブランフィルターでろ過して、比較例２のインク組成物とした。
【０１４９】
（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「インクカートリッジの構造例」で説明したカートリッジ１００に注入することで比較例２のインクカートリッジを得た。
【０１５０】
次に実施例、および比較例の各インク組成物、又はインクカートリッジについて、１．ＪＩＳＫ３３６２に基づいた２５℃における起泡性評価、２．印字安定性評価、３．保存安定性評価を実施した。
【０１５１】
（１）ＪＩＳＫ３３６２に基づいた起泡性評価
実施例、および比較例の各インク組成物について、以下の要領により起泡性評価を行った。
【０１５２】
２５℃の環境でインク２００ｍｌを９００ｍｍの高さから５０ｍｌのインクを入れた目盛り管中に３０秒間かけて流下させ、そのとき発生した泡の高さを測定した。評価結果を表１に示す。
【０１５３】
（２）印字安定性評価
実施例、および比較例の各インクカートリッジついて、以下の要領により印字安定性評価を行った。
【０１５４】
１ｍの高さから自然落下により５回地上に落下させ、そのまま一日放置した後、インクジェットプリンタＰＸ−Ａ７２０（セイコーエプソン株式会社製）にセットして、ベタの印字パターンを２０枚連続して印字を実施し、その印字安定性を評価した。評価結果を表１に示す。
【０１５５】
Ａ：２０枚の連続印字を通して、全く印字抜けやムラが無い。
Ｂ：２０枚の連続印字の中で、少なくとも１〜４枚に印字抜けやムラが発生する。
Ｃ：２０枚の連続印字の中で、少なくとも５枚以上に印字抜けやムラが発生している。
上記の評価方法により、自然落下の衝撃によりインクカートリッジの空気室から泡やインクが漏れ出し、通気フィルム３３ａに付着すると、その通気性能が悪化することにより吐出が不安定になると推定される。
【０１５６】
（３）保存安定性評価
実施例、および比較例の各インクカートリッジについて、以下の要領により保存安定性の評価を行った。
【０１５７】
６０℃の環境下で各インクカートリッジを２週間放置した。放置後の異物（浮遊物又は沈降物）の有無を目視観察し、異物の発生がないものについては、更に物性（粘度、表面張力、ｐＨ、粒子径）の変化について調べ、下記の基準に基づき保存安定性を評価した。評価結果を表１に示す。
【０１５８】
Ａ：異物の発生がなく、物性の変化もない。
Ｂ：異物の発生はないが、物性が若干変化する。
Ｃ：異物が発生するか、物性が著しく変化する。
【０１５９】
【表１】
【図面の簡単な説明】
【０１６０】
【図１】図１は本発明に係る液体収容容器の外観斜視図。
【図２】図１に示した液体収容容器を表面側から見た分解斜視図。
【図３】図１に示した液体収容容器を背面側から見た分解斜視図。
【図４】容器本体の内部を表面側から見た模式図。
【図５】図４のＡ−Ａ断面矢視図。
【図６】容器本体の内部を背面側から見た模式図。
【図７】大気開放流路の概念図。
【図８】大気流入側の連通口の拡大断面図。
【図９】大気流入側の連通口の変形例を表す拡大断面図。
【図１０】従来の液体収容容器における大気流入側の連通口の拡大断面図。
【符号の説明】
【０１６１】
２１…容器本体、２３…インク室（液体収容部）、２５…インク供給部（液体供給部）、２９…大気開放孔、３１ａ，３１ｂ，３１ｃ…空気室、３３ａ…通気フィルム（気液分離膜）、３５…ヘビ道（蛇行状態に形成した連通路部分）、７７，８０，８５…空気室の大気流出側の連通口、７９，８１，８７…空気室の大気流入側の連通口、９３，９７…空気室の内壁面、９５…突起、９５ａ…先端面、９５ｂ…側面、９５ｃ…エッジ部、１００…インクカートリッジ（液体収容容器）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器内に収容されたインクと、容器内に設けられインクを収容するインク収容部と、前記インク収容部に連通するインク供給部と、前記インク収容部内のインクの消費に伴って外部に開口した大気開放孔から大気を前記インク収容部に導入する大気開放流路と、前記大気開放流路の途中に設けられ該大気開放流路に浸入したインクを貯留可能な空気室とを備えたインクカートリッジであって、
前記空気室の大気流入側における連通口が、該空気室の内壁面から突出した突起の先端面に開口されており、
且つ前記容器内収容されたインクの起泡性がＪＩＳＫ３３６２に基づいた２５℃における５分後の泡の高さが５０ｍｍ以下であることを特徴とするインクジェット記録用インクカートリッジ。
【請求項２】
前記容器内に収容されたインクが、少なくとも、水、着色剤、および水不溶性ポリマー粒子を含有することを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録用インクカートリッジ。
【請求項３】
前記容器内に収容されたインクが、少なくとも、水、着色剤、水不溶性ポリマー粒子、および水不溶性有機化合物を含有することを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェット記録用インクカートリッジ。
【請求項４】
前記空気室より大気開放孔側における前記大気開放流路の途中に、気体の通過を許容し液体の通過を許容しない気液分離膜が設けられてい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ジェット記録用インクカートリッジ。
【請求項５】
前記気液分離膜より大気開放孔側における前記大気開放流路の途中に、蛇行状態に形成した連通路部分が設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のインクジェット記録用インクカートリッジ。
【請求項６】
前記空気室が複数個設けられ、隣接する各空気室同士が連通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ジェット記録用インクカートリッジ。
【請求項７】
前記空気室の大気流出側における連通口が、該空気室の内壁面と同一平面上に開口されてい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ジェット記録用インクカートリッジ。
【請求項８】
前記水不溶性ポリマー粒子が、塩生成基含有モノマーと、マクロマー及び／又は疎水性モノマーを含むモノマー混合物を共重合させてなる水不溶性ポリマー粒子であることを特徴とする請求項２〜７のいずれか一項に記載のインクジェット記録用インクカートリッジ。
【請求項９】
前記水不溶性有機化合物が、分子中に、エステル又はエーテル結合を２個以上有する、エステル又はエーテル化合物、及び／又は分子中に、エステル又はエーテル結合を１個以上と、カルボキシ基、スルホン酸基、リン酸残基、カルボニル基、エポキシ基及び水酸基からなる群から選ばれる１種以上の官能基を１個以上有する、エステル又はエーテル化合物でことを特徴とする請求項３〜８のいずれか一項に記載のインクジェット記録用インクカートリッジ。
【請求項１】
容器内に収容されたインクと、容器内に設けられインクを収容するインク収容部と、前記インク収容部に連通するインク供給部と、前記インク収容部内のインクの消費に伴って外部に開口した大気開放孔から大気を前記インク収容部に導入する大気開放流路と、前記大気開放流路の途中に設けられ該大気開放流路に浸入したインクを貯留可能な空気室とを備えたインクカートリッジであって、
前記空気室の大気流入側における連通口が、該空気室の内壁面から突出した突起の先端面に開口されており、
且つ前記容器内収容されたインクの起泡性がＪＩＳＫ３３６２に基づいた２５℃における５分後の泡の高さが５０ｍｍ以下であることを特徴とするインクジェット記録用インクカートリッジ。
【請求項２】
前記容器内に収容されたインクが、少なくとも、水、着色剤、および水不溶性ポリマー粒子を含有することを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録用インクカートリッジ。
【請求項３】
前記容器内に収容されたインクが、少なくとも、水、着色剤、水不溶性ポリマー粒子、および水不溶性有機化合物を含有することを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェット記録用インクカートリッジ。
【請求項４】
前記空気室より大気開放孔側における前記大気開放流路の途中に、気体の通過を許容し液体の通過を許容しない気液分離膜が設けられてい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ジェット記録用インクカートリッジ。
【請求項５】
前記気液分離膜より大気開放孔側における前記大気開放流路の途中に、蛇行状態に形成した連通路部分が設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のインクジェット記録用インクカートリッジ。
【請求項６】
前記空気室が複数個設けられ、隣接する各空気室同士が連通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ジェット記録用インクカートリッジ。
【請求項７】
前記空気室の大気流出側における連通口が、該空気室の内壁面と同一平面上に開口されてい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ジェット記録用インクカートリッジ。
【請求項８】
前記水不溶性ポリマー粒子が、塩生成基含有モノマーと、マクロマー及び／又は疎水性モノマーを含むモノマー混合物を共重合させてなる水不溶性ポリマー粒子であることを特徴とする請求項２〜７のいずれか一項に記載のインクジェット記録用インクカートリッジ。
【請求項９】
前記水不溶性有機化合物が、分子中に、エステル又はエーテル結合を２個以上有する、エステル又はエーテル化合物、及び／又は分子中に、エステル又はエーテル結合を１個以上と、カルボキシ基、スルホン酸基、リン酸残基、カルボニル基、エポキシ基及び水酸基からなる群から選ばれる１種以上の官能基を１個以上有する、エステル又はエーテル化合物でことを特徴とする請求項３〜８のいずれか一項に記載のインクジェット記録用インクカートリッジ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００９−８９３（Ｐ２００９−８９３Ａ）
【公開日】平成２１年１月８日（２００９．１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１６３５１７（Ｐ２００７−１６３５１７）
【出願日】平成１９年６月２１日（２００７．６．２１）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１月８日（２００９．１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年６月２１日（２００７．６．２１）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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