JP4175233B2 - 記録液、液体カートリッジ、液体吐出装置及び液体吐出方法 - Google Patents

Description

本発明は、対象物に記録を行うために液滴の状態で対象物に付着される記録液、この記録液が収容される液体カートリッジ、この液体カートリッジに収容された記録液を圧力発生素子が発生した圧力で押圧し、吐出口より液滴の状態にして対象物に吐出する液体吐出装置及び液体吐出方法に関する。

液体を吐出する装置として、対象物となる記録紙に対してヘッドチップよりインクを吐出させて、画像や文字を記録するインクジェット方式のプリンタ装置がある。このインクジェット方式を用いたプリンタ装置は、低ランニングコスト、装置の小型化、印刷画像のカラー化が容易という利点がある。インクジェット方式を用いたプリンタ装置では、例えばイエロー、マゼンダ、シアン、ブラック等のように複数の色のインクがそれぞれ充填されたインクカートリッジからヘッドチップのインク液室等に供給される。
そして、このプリンタ装置は、インク液室等に供給されたインクを、インク液室内に配置された発熱抵抗体等の圧力発生素子でインク内のインクを押圧してヘッドチップに設けられた微小なインク吐出口、いわゆるノズルより吐出させる。具体的には、インク液室内に配置された発熱抵抗体でインク室内のインクを加熱し、発熱抵抗体上のインクに気泡を発生させ、この気泡が割れて消えるときのエネルギーによりインクをノズルから吐出させ、吐出させたインクを対象物となる記録紙等に着弾させて画像や文字を印刷する。

このようなインクジェット方式のプリンタ装置に使用されるインクには、例えば色素となる各種の染料、顔料等といった着色剤を有機溶剤等からなる溶媒に分散された溶液が使用される。そして、このようなインクにおいては、例えば記録紙に着弾したときに滲まない、いわゆる高画質であること、長期保存で品質の変化が少ない、いわゆる長期保存性に優れていること、記録紙に着弾した後に光や熱、水分等によって変色しない、いわゆる高耐性であること、プリンタ装置の印刷速度に対応してノズルより吐出されること、印刷された後は速やかに乾燥する、いわゆる速乾性であること、印刷中若しくは印刷中断後に再起動したときにノズルに目詰まりを生じさせないこと等といった特性が要求され、これらの要求を満たす提案が特許文献１〜特許文献７等にされている。

しかしながら、プリンタ装置の印刷速度の向上、すなわちノズルからのインクが吐出される吐出間隔の短縮に対応したインクの開発は困難であるのが実情である。具体的には、プリンタ装置の印刷速度の向上に伴いインクの粘度を小さくする必要があるが、このようにインクの粘度を小さくすると、ノズルからインクを吐出するときの安定性が低下するといった問題がある。

また、プリンタ装置で印刷する際は、印刷コストを低く抑えるために、記録紙として例えばコピー用紙、ボンド紙、レポート紙等の普通紙を主に用いるようにする。この場合、着弾したインクが普通紙の繊維に沿って滲んだり、普通紙に含まれているサイズ剤等によって乾きにくかったりするといった問題が生じる虞がある。

このような問題を解決するために、インクのｐＨを強アルカリ性にしたり、多量の界面活性剤等を使用したりすること等が特許文献８、特許文献９等に提案されている。

しかしながら、インクのｐＨを強アルカリ性にして用いる提案は、普通紙に印刷されたインクも強アルカリ性を帯びることになり、印刷されたインクに触れたものの物性を変化させてしまうといった問題がある。

多量の界面活性剤を用いる提案は、表面張力が低下すると共に、インク調製時や、インク液室内等に、気泡が発生し易く、発生した気泡は消泡し難いといった問題がある。このため、プリンタ装置では、インク液室内に生じた気泡によってインクがノズルのオリフィスより大幅に後退してインクが吐出しなかったり、逆にオリフィス面全体が濡れてしまいインクが吐出しなかったりするといった問題が生ずる虞がある。また、この提案では、普通紙の種類によっては滲みが多く発生する虞がある。さらに、この提案では、一般的に用いられる界面活性剤の曇点は６０℃程度であり、インクをノズルより吐出するときの発熱抵抗体による加熱で曇点を超えてしまうことがある。このように、界面活性剤の曇点を越えて加熱されると、インク中に界面活性剤が析出してインクの物性が変化し、高画質な印刷ができなくなったり、吐出間隔の短縮に対応できなくなったりしてしまう。

また、上述した問題を解決するために、界面活性剤としてアセチレングリコール類等からなる界面活性剤を使用することが特許文献１０及び特許文献１１等に提案されている。アセチレングリコール類は、分子内に三重結合とそれに隣接する炭素原子にヒドロキシル基を有するという特異な構造を有しているため、起泡性が低く消泡性にも優れ、また、高速印字時でもインクを安定して吐出でき、滲みが少なく定着性にも優れている。

しかしながら、特許文献１０及び特許文献１１に記載されているアセチレングリコール類等からなる界面活性剤は、製造コストは非常に高いため、その使用はインクの製造コストの低減の障害となっている。また、アセチレングリコール類等からなる界面活性剤においては、製造ロットの違いにより表面活性に無視できないバラツキがあり、インクの品質が一定にならないといった不具合の要因にもなっている。

特開昭５９−９３７６５号公報 特開昭６０−２４３１７５号公報 特開昭５６−１４９４７５号公報 特開昭５６−１６３１６８号公報 特開昭５６−５７８１号公報 特開昭５３−６１４１２号公報 特開昭６２−１１６６７６号公報 特開昭５６−５７８６２号公報 特開昭５５−２９５４６号公報 特開昭６３−１３９９６４号公報 特許第３２６２５６８号

本発明は、対象物に対して濡れ性に優れ、泡立ちが少なく、滲みが抑制された高画質な印刷や、吐出間隔の短縮に対応可能であり、且つ廉価な記録液、この記録液が収容される液体カートリッジ、この液体カートリッジに収容された記録液を用いて高画質な印刷を行える液体吐出装置及び液体吐出方法を提供するものである。

本発明者らは、アセチレングリコール類に代えて、３−エチル−３−ヒドロキシメチル−へプタノールのエチレンオキサイド付加物を有する界面活性剤を記録液に含有させることで、上述の課題を解決できること見出し、本発明を完成させた。

すなわち、本発明に係る記録液は、記録液を貯留する液室と、液室に記録液を供給する供給部と、液室に貯留された記録液を押圧する複数の圧力発生素子と、圧力発生素子により押圧された記録液を各液室から液滴の状態で対象物の主面に向かって吐出させる吐出口とを有する吐出手段と、吐出手段に接続され、供給部に対する記録液の供給源となる液体カートリッジと、各圧力発生素子の駆動を制御することで、吐出口より液滴を吐出するときの吐出角度を制御する吐出制御手段とを備える液体吐出装置によって、対象物に記録を行うために液滴の状態で当該対象物に付着される記録液において、水溶性染料と、水溶性染料を分散させる溶媒と、化学式１に示す有機化合物を有する界面活性剤とを含有している。

本発明に係る液体カートリッジは、記録液を貯留する液室と、液室に記録液を供給する供給部と、液室に貯留された記録液を押圧する複数の圧力発生素子と、圧力発生素子により押圧された記録液を各液室から液滴の状態で対象物の主面に向かって吐出させる吐出口とを有する吐出手段と、各圧力発生素子の駆動を制御することで、吐出口より液滴を吐出するときの吐出角度を制御する吐出制御手段とを備える液体吐出装置に備わり、吐出手段に接続され、供給部に対する記録液の供給源となる液体カートリッジにおいて、記録液は、水溶性染料と、水溶性染料を分散させる溶媒と、化学式１に示す有機化合物を有する界面活性剤とを含有している。

すなわち、本発明に係る液体吐出装置は、記録液を貯留する液室と、液室に記録液を供給する供給部と、液室に貯留された記録液を押圧する複数の圧力発生素子と、圧力発生素子により押圧された記録液を各液室から液滴の状態で対象物の主面に向かって吐出させる吐出口とを有する吐出手段と、吐出手段に接続され、供給部に対する記録液の供給源となる液体カートリッジと、各圧力発生素子の駆動を制御することで、吐出口より液滴を吐出するときの吐出角度を制御する吐出制御手段とを備え、記録液は、水溶性染料と、水溶性染料を分散させる溶媒と、化学式１に示す有機化合物を有する界面活性剤とを含有している。

本発明に係る液体吐出方法は、記録液を貯留する液室と、液室に記録液を供給する供給部と、液室に貯留された記録液を押圧する複数の圧力発生素子と、圧力発生素子により押圧された記録液を各液室から液滴の状態で対象物の主面に向かって吐出させる吐出口とを有する吐出手段と、吐出手段に接続され、供給部に対する記録液の供給源となる液体カートリッジと、各圧力発生素子の駆動を制御することで、吐出口より液滴を吐出するときの吐出角度を制御する吐出制御手段とを備える液体吐出装置による液体吐出方法であって、記録液として、水溶性染料と、水溶性染料を分散させる溶媒と、化学式１に示す有機化合物を有する界面活性剤とを含有させた混合液を用いる。

本発明によれば、記録液に少なくとも化学式１に示す有機化合物を有する界面活性剤を含有させる、具体的には少なくとも化学式１に示す非イオン系界面活性剤を記録液に含有させることで、液室内の記録液が泡立つことを抑え、且つ対象物に対する記録液の塗れ性を良好にできる。したがって、本発明によれば、吐出手段の液室内の記録液の泡立ちを抑制でき、且つ吐出口等に対する記録液の濡れ性も良好にできることから、記録液を吐出口より適切に吐出できる。また、本発明によれば、化学式１に示す有機物化合物を有する界面活性剤の曇点が８０℃程度と、従来用いていた界面活性剤より高いことから、記録液を吐出口より吐出するときに、圧力発生素子上の記録液の温度が界面活性剤の曇点を容易に超えてしまうことを抑えることができる。また、本発明によれば、液室内の記録液が泡立つことが抑えられ、且つ吐出口等に対する濡れ性も良好になることから、複数の発熱抵抗体の駆動を制御して吐出方向を変化させて液滴を吐出口より吐出させても、液滴の吐出角度にばらつきが生じることがなく、液滴を所定の方向に適切に吐出できる。

本発明によれば、従来のアセチレングリコール類等からなる界面活性剤に代えて化学式１に示す有機化合物を有する界面活性剤を記録液に含有させることで、従来のアセチレングリコール等を用いたときより廉価な記録液を得ることができる。

本発明によれば、化学式１に示す有機化合物を有する界面活性剤を記録液に含有させることで、液室内の記録液が泡立つことを抑え、且つ対象物に対する記録液の濡れ性を良好にできることから、対象物として記録紙を用いたときに、記録紙に着弾した記録液の滲みや掠れが抑制されて高画質な印刷を行うことができる。

本発明によれば、記録液に含有される界面活性剤の曇点が従来に比べて高くなっていることから、記録液を吐出口より吐出するときに、圧力発生素子上の記録液が界面活性剤の曇点を容易に超えてしまうことがなく、記録液の温度が界面活性剤の曇点を越えて記録液の特性が変化すること抑制できる。したがって、本発明によれば、記録液の特性が変化して液滴を吐出口より吐出できなくなるといった不具合を防止できる。

本発明によれば、液室内で記録液が過剰に泡立つことを抑え、且つ吐出口等に対する記録液の濡れ性も良好にできることから、吐出口より記録液を液滴の状態で適切に吐出できる。

本発明によれば、吐出口より記録液を吐出する間隔が短縮されても、液室内で記録液が過剰に泡立つことなく、吐出口等に対する濡れ性も良好であることから、液室内や吐出口に記録液を適切に供給でき、印刷速度が向上しても対応して記録液を吐出できる。また、本発明によれば、液室内で記録液が過剰に泡立つことなく、吐出口等に対する濡れ性も良好になることから、複数の発熱抵抗体の駆動を制御して吐出方向を変化させて液滴を吐出口より吐出させても、液滴の吐出角度にばらつきが生じることがなく、液滴を所定の方向に適切に吐出できる。

以下、本発明が適用された記録液、液体カートリッジ、液体吐出装置及び液体吐出方法について、図面を参照して説明する。図１に示すインクジェットプリンタ装置（以下、プリンタ装置と記す。）１は、所定の方向に走行する記録紙Ｐに対してインク等を吐出して画像や文字を印刷するものである。また、このプリンタ装置１は、記録紙Ｐの印刷幅に合わせて、記録紙Ｐの幅方向、すなわち図１中矢印Ｗ方向にインク吐出口（ノズル）を略ライン状に並設した、いわゆるライン型のプリンタ装置である。

このプリンタ装置１は、図２及び図３に示すように、記録紙Ｐに対して画像や文字等を記録する記録液であるインク２を吐出するインクジェットプリントヘッドカートリッジ（以下、ヘッドカートリッジと記す。）３と、このヘッドカートリッジ３を装着するプリンタ本体４とを備える。プリンタ装置１は、ヘッドカートリッジ３がプリンタ本体４に対して着脱可能であり、更に、ヘッドカートリッジ３に対してインク供給源となり、インク２を収容する液体カートリッジであるインクカートリッジ１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｋが着脱可能となっている。このプリンタ装置１では、イエローのインクカートリッジ１１ｙ、マゼンタのインクカートリッジ１１ｍ、シアンのインクカートリッジ１１ｃ、ブラックのインクカートリッジ１１ｋが使用可能となっており、また、プリンタ本体４に対して着脱可能なヘッドカートリッジ３と、ヘッドカートリッジ３に対して着脱可能なインクカートリッジ１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｋとを消耗品として交換可能になっている。

このようなプリンタ装置１は、記録紙Ｐを積層して収納するトレイ５５ａをプリンタ本体４の前面底面側に設けられたトレイ装着部５に装着することにより、トレイ５５ａに収納されている記録紙Ｐをプリンタ本体４内に給紙できる。トレイ５５ａは、プリンタ本体４の前面のトレイ装着部５に装着されると、給排紙機構５４により記録紙Ｐが給紙口５５からプリンタ本体４の背面側に給紙される。プリンタ本体４の背面側に送られた記録紙Ｐは、反転ローラ８３により走行方向が反転され、往路の上側をプリンタ本体４の背面側から前面側に送られる。プリンタ本体４の背面側から前面側に送られる記録紙Ｐは、プリンタ本体４の前面に設けられた排紙口５６より排紙されるまでに、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置６９より入力された文字データや画像データに応じた印刷データが文字や画像として印刷される。

印刷するときに記録液となるインク２は、例えば色素となる水溶性染料や、各種顔料等といった着色剤と、この着色剤を分散させる溶媒と、化学式１に示す有機化合物を有する界面活性剤とを混合させた混合液である。

着色剤としては、以下に示す直接染料、酸性染料、塩基性染料、反応性染料等といった水溶性染料等をもちいることができる。具体的に、イエロー系直接染料としては、例えばＣ．Ｉ．ダイレクトイエロー１、同８、同１１、同１２、同２４、同２６、同２７、同２８、同３３、同３９、同４４、同５０、同５８、同８５、同８６、同８７、同８８、同８９、同９８、同１００、同１１０等を挙げることができ、これらのうち一種又は複数種を混合して用いる。マゼンタ系の直接染料としては、例えばＣ．Ｉ．ダイレクトレッド１、同２、同４、同９、同１１、同１３、同１７、同２０、同２３、同２４、同２８、同３１、同３３、同３７、同３９、同４４、同４６、同６２、同６３、同７５、同７９、同８０、同８１、同８３、同８４、同８９、同９５、同９９、同１１３、同１９７、同２０１、同２１８、同２２０、同２２４、同２２５、同２２６、同２２７、同２２８、同２２９、同２３０、同３２１等を挙げることができ、これらのうち一種又は複数種を混合して用いる。シアン系の直接染料としては、例えばＣ．Ｉ．ダイレクトブルー１、同２、同６、同８、同１５、同２２、同２５、同４１、同７１、同７６、同７７、同７８、同８０、同８６、同９０、同９８、同１０６、同１０８、同１２０、同１５８、同１６０、同１６３、同１６５、同１６８、同１９２、同１９３、同１９４、同１９５、同１９６、同１９９、同２００、同２０１、同２０２、同２０３、同２０７、同２２５、同２２６、同２３６、同２３７、同２４６、同２４８、同２４９等を挙げることができ、これらのうち一種又は複数種を混合して用いる。ブラック系の直接染料としては、例えばＣ．Ｉ．ダイレクトブラック１７、同１９、同２２、同３２、同３８、同５１、同５６、同６２、同７１、同７４、同７５、同７７、同９４、同１０５、同１０６、同１０７、同１０８、同１１２、同１１３、同１１７、同１１８、同１３２、同１３３、同１４６等を挙げることができ、これらのうち一種又は複数種を用いる。

イエロー系の酸性染料としては、例えばＣ．Ｉ．アシッドイエロー１、同３、同７、同１１、同１７、同１９、同２３、同２５、同２９、同３６、同３８、同４０、同４２、同４４、同４９、同５９、同６１、同７０、同７２、同７５、同７６、同７８、同７９、同９８、同９９、同１１０、同１１１、同１１２、同１１４、同１１６、同１１８、同１１９、同１２７、同１２８、同１３１、同１３５、同１４１、同１４２、同１６１、同１６２、同１６３、同１６４、同１６５等を挙げることができ、これらのうち一種又は複数種を混合して用いる。マゼンタ系の酸性染料としては、例えばＣ．Ｉ．アシッドレッド１、同６、同８、同９、同１３、同１４、同１８、同２６、同２７、同３２、同３５、同３７、同４２、同５１、同５２、同５７、同７５、同７７、同８０、同８２、同８３、同８５、同８７、同８８、同８９、同９２、同９４、同９７、同１０６、同１１１、同１１４、同１１５、同１１７、同１１８、同１１９、同１２９、同１３０、同１３１、同１３３、同１３４、同１３８、同１４３、同１４５、同１５４、同１５５、同１５８、同１６８、同１８０、同１８３、同１８４、同１８６、同１９４、同１９８、同１９９、同２０９、同２１１、同２１５、同２１６、同２１７、同２１９、同２４９、同２５２、同２５４、同２５６、同２５７、同２６２、同２６５、同２６６、同２７４、同２７６、同２８２、同２８３、同３０３、同３１７、同３１８、同３２０、同３２１、同３２２等を挙げることができ、これらのうち一種又は複数種を混合して用いる。シアン系の酸性染科としては、例えばＣ．Ｉ．アシッドブルー１、同７、同９、同１５、同２２、同２３、同２５、同２７、同２９、同４０、同４１、同４３、同４５、同５４、同５９、同６０、同６２、同７２、同７４、同７８、同８０、同８２、同８３、同９０、同９２、同９３、同１００、同１０２、同１０３、同１０４、同１１２、同１１３、同１１７、同１２０、同１２６、同１２７、同１２９、同１３０、同１３１、同１３８、同１４０、同１４２、同１４３、同１５１、同１５４、同１５８、同１６１、同１６６、同１６７、同１６８、同１７０、同１７１、同１７５、同１８２、同１８３、同１８４、同１８７、同１９２、同１９９、同２０３、同２０４、同２０５、同２２９、同２３４、同２３６等が挙げられ、これらのうち一種又は複数種を混合して用いる。ブラック系の酸性染科としては、例えばＣ．Ｉ．アシッドブラック１、同２、同７、同２４、同２６、同２９、同３１、同４４、同４８、同５０、同５１、同５２、同５８、同６０、同６２、同６３、同６４、同６７、同７２、同７６、同７７、同９４、同１０７、同１０８、同１０９、同１１０、同１１２、同１１５、同１１８、同１１９、同１２１、同１２２、同１３１、同１３２、同１３９、同１４０、同１５５、同１５６、同１５７、同１５８、同１５９、同１９１等を挙げることができ、これらのうち一種又は複数種を混合して用いる。

イエロー系の塩基性染料としては、例えばＣ．Ｉ．ベイシックブラック２．８、Ｃ．Ｉ．ベイシックイエロー１、同２、同１１、同１２、同１４、同２１、同３２、同３６、Ｃ．Ｉ．ベイシックオレンジ２、同１５、同２１、同２２等が挙げられ、これらのうち一種又は複数種を混合して用いる。マゼンタ系の塩基性染料としては、例えばＣ．Ｉ．ベイシックレッド１、同２、同９、同１２、同１３、同３７、Ｃ．Ｉ．ベイシックバイオレット１、同３、同７、同１０、同１４等を挙げることができ、これらのうち一種又は複数種を混合して用いる。シアン系の塩基性染料としては、例えばＣ．Ｉ．ベイシックブルー同１、同３、同５、同７、同９、同２４、同２５、同２６、同２８、同２９、Ｃ．Ｉ．ベイシックグリーン１、同４等が挙げられ、これらのうち一種又は複数種を混合して用いる。

イエロー系の反応性染料としては、例えばＣ．Ｉ．リアクティブイエロー１、同２、同３、同１３、同１４、同１５、同１７、Ｃ．Ｉ．リアクティブオレンジ２、同５、同７、同１６、同２０、同２４等が挙げられ、これらのうち一種又は複数種を混合して用いる。マゼンタ系の反応性染料としては、例えばＣ．Ｉ．リアクティブレッド６、同７、同１１、同１２、同１３、同１４、同１５、同１７、２１、同２３、同２４、同３５、同３６、同４２、同６３、同６６、同８４等が挙げられ、これらのうち一種又は複数種を混合して用いる。シアン系の反応性染料としては、例えばＣ．Ｉ．リアクティブブルー２、同５、同７、同１２、同１３、同１４、同１５、同１７、同１８、同１９、同２０、同２１、同２５、同２７、同２８、同３７、同３８、同４０、同４１、Ｃ．Ｉ．リアクティブグリーン５、同７等が挙げられ、これらのうち一種又は複数種を混合して用いる。

以上に挙げた染料等を分散させる溶媒としては、例えば低粘度、取り扱いが容易、低コスト、無臭等といった特性を満たす水等を用いる。また、インク２の溶媒としては、インク２中に不要なイオンの混入を防止するたに、例えばイオン交換水等を用いることもできる。

また、インク２には、水やイオン交換水等といった溶媒の他に、例えば脂肪族一価アルコール、脂肪族多価アルコール、脂肪族多価アルコールの誘導体等といった水溶性有機溶剤も溶媒として含有させる。

具体的に、脂肪族一価アルコールとしては、例えばメチルアルコール、エチルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、ｉ−プロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、ｓ−ブチルアルコール、ｔ−ブチルアルコール等の低級アルコールが挙げられ、これらのうち一種又は複数種を混合して用いる。以上に挙げた脂肪族一価アルコールを溶媒として用いた場合、インク２の表面張力を適切にでき、記録紙Ｐ等に対する浸透性、ドット形成性、印刷された画像の乾燥性に優れたインク２が得られる。そして、この場合、脂肪族一価アルコールのうち、エチルアルコール、ｉ−プロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール等をインク２の溶媒として用いることで、上述した特性の優れたインク２が得られる。

脂肪族多価アルコールとしては、例えば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、ブチレングリコール、グリセロール等のアルキレングリコール類、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレングリコール類、チオジグリコール等が挙げられ、これらのうち一種又は複数種を混合して用いる。 脂肪族多価アルコールの誘導体としては、例えばエチレングリコールジメチルエーテル等の上述した脂肪族多価アルコールの低級アルキルエーテル類、エチレングリコールジアセテート等の上述した脂肪族多価アルコールの低級カルボン酸エステル類等を挙げることができる。以上に挙げた脂肪族多価アルコール及びその誘導体をインク２の溶媒として用いた場合、インク２を乾きにくくさせ、インク２の氷点を低くできることから、インク２を長期保存したときの物性の変化を抑え、且つ乾いたインク２でノズル４４ａが目詰まりを起こすことを抑えることが可能になる。

したがって、染料等を分散させる溶媒として、水等の他に、それぞれが特有の性質を有する脂肪族一価アルコール、脂肪族多価アルコール、脂肪族多価アルコールの誘導体等のうちの一種又は複数種を混合して用いることで、目的や用途にあったインク２を得ることができる。

また、インク２には、脂肪族一価アルコール、脂肪族多価アルコール及びその誘導体等の他に、例えばジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド類、アセトン、ジアセトンアルコール等のケトン類、ケトアルコール類、テトラヒドロフラン、ジオキサン、γ―ブチルラクトン、グリセリン、１．２．６−ヘキサントリオール等の３価アルコール類、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、スルホラン、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、１．３−ジメチル−２−イミダゾリジノン等の含窒素複素環化合物等のうち一種又は複数種を混合して添加してもよい。これにより、インク２では、上述した諸特性の向上を図ることが可能になる。

インク２には、上述した染料及び溶媒の他に、少なくとも化学式１に示す有機化合物を有する界面活性剤も含有されている。

化学式１に示す有機化合物、すなわち３−エチル−３−ヒドロキシメチル−へプタノールのエチレンオキサイド（以下、ＥＯと記す。）付加物は、例えばアセチレングリコール類等よりも、工業的に安価に製造することができる非イオン系界面活性剤であり、しかもインク２に界面活性剤として配合したときには低い起泡性と良好な消泡性を示す。

また、化学式１中のｍとｎは、すなわちＥＯの付加量は共に１以上の整数である。いずれかが０であると、本発明の効果が得られない。また、ｍとｎとの和、すなわちＥＯの総付加量は３０以下、好ましくは２〜１０、より好ましくは４〜８である。ＥＯの総付加量が３０を超えると表面張力が下がりにくくなるので好ましくない。

さらに、インク２には、化学式１に示す有機化合物を有する界面活性剤の他に、例えばポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル等のエーテル類、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル等のエステル類、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン共重合体、ポリオキシエチレンアルキルアミンエーテル、脂肪酸ジエタノールアミド等の含窒素類等のうちの一種以上を、ポリオキシエチレンアセリレングリコール類等と混合した界面活性剤等を含有させることも可能である。

以上のような材料が混合されて得られるインク２では、従来のアセチレングリコール類等からなる界面活性剤に代えて化学式１に示す有機化合物を有する非イオン系界面活性剤を使用することで、泡立つことが抑えられ、且つ記録紙Ｐに対する濡れ性を良好にできる、すなわち記録紙Ｐの厚み方向に速やかに浸透されて乾燥したような状態になる。したがって、インク２が記録紙Ｐに着弾して得られる画像や文字データを、滲みや掠れのない高画質な状態で印刷できる。

また、このインク２では、化学式１に示す有機化合物を有する非イオン系界面活性剤を使用することで、記録紙Ｐの主面に繊維が露呈しているような場合でも定着性が向上する、特にコピー用紙、レポート用紙、ボンド紙、連続伝票用紙に代表される、サイジングされた普通紙上での定着性が向上する。これにより、印刷された文字等の品質、いわゆる、印字品位（ドットの滲みの低減、エッジのシャープさ）を向上させることができる。

また、このインク２では、化学式１に示す有機化合物を有する非イオン系界面活性剤を使用することで、後述する一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂを周波数が１ｋＨｚ以上のパルス電流で駆動させても適切にインク液滴ｉを吐出でき、高速印字時でも吐出安定性にも優れた記録液を提供することができる。

また、インク２においては、化学式１に示す有機化合物を有する非イオン系界面活性剤の曇点が８０℃程度と高温であることから、従来のように液滴にして吐出するときに界面活性剤の曇点を超えてしまい特性が変化することがなく、安定した物性の状態で液滴状態にして記録紙Ｐに着弾できる。

インク２において、化学式１に示す有機化合物を有する界面活性剤の含有量は、インク２全重量に対し、０．０５重量％以上、１０重量％以下の範囲にされ、より好ましくは０．１重量％以上、５重量％以下の範囲にされている。インク２全体量に対して化学式１に示す有機化合物を有する界面活性剤の含有量が０．０５重量％よりも少ない場合、記録紙Ｐに対する濡れ性が悪くなったりする。一方、インク２全体量に対して化学式１に示す有機化合物を有する界面活性剤の含有量が１０重量％よりも多い場合、泡立ちが起こるといった不具合が起こる。したがって、化学式１に示す有機化合物を有する界面活性剤の含有量をインク２全重量に対して０．０５重量％以上、１０重量％以下の範囲にすることは、泡立ちを抑え、且つ記録紙Ｐへの染み込みを適切に行われるインク２を得る上で大変重要である。

なお、インク２には、上述した染料、溶媒、界面活性剤等の他に、例えば粘度調整剤、表面張力調整剤、ｐＨ調整剤、防腐剤、防錆剤、防かび剤等を添加させることも可能である。具体的に、粘度調整剤、表面張力調整剤、ｐＨ調整剤等としては、例えばゼラチン、カゼイン等のタンパク質、アラビアゴム等の天然ゴム、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース等のセルロース誘導体、リグニンスルホン酸塩、セラック等の天然高分子、ポリアクリル酸塩、スチレン−アクリル酸共重合塩、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン等が挙げられ、これらのうちの一種以上を添加させることも可能である。また、防腐剤、防錆剤、防かび剤等としては、例えば安息香酸、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）等が挙げられ、これらのうちの一種以上を添加させることも可能である。

以上のような構成のインク２は、次のようにして調製される。着色剤に染料等を用いた溶解系のインク２を調製する場合、上述した染料からなる着色剤と、溶媒と、界面活性剤とを混合し、４０℃〜８０℃に加熱ながらスクリュー等で攪拌、分散させることで調製できる。また、着色剤に顔料などを用いた分散系のインク２の場合、従来から用いられている顔料微細分散法、例えばボールミル、サンドミル、アトライター、ロールミル、アジテータ、ヘンシュルミキサ、コロイドミル、超音波ホモジライザー、パールミル、湿式ジェットミル等といった分散装置等を用い、顔料及び界面活性剤を溶媒に分散させることで調製できる。このようにして調製されたインク２は、例えばゴミ、粗大粒子、混裁物を除去するために、フィルタを用いて加圧濾過処理、または減圧濾過処理を少なくとも１回、あるいは遠心分離機を用いて遠心分離処理を少なくとも１回、あるいはそれらを組み合わせた処理が施される。

このようにしてインク２を調製する際には、高速印字に対応させるために、具体的には後述する一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂを周波数が１ｋＨｚ以上、好ましくは３ｋＨｚ以上、より好ましくは５ｋＨｚ以上のパルス電流で駆動可能にさせるために、２５℃でのインク２の表面張力が３０〜６０ｍＮ／ｍ、より好ましくは３０〜４０ｍＮ／ｍになるように調製する。また、インク２においては、その粘度が好ましくは１５ｍＰａ・ｓ以下、より好ましくは５ｍＰａ・ｓ以下の低粘度タイプになるように調整する。

そして、以上のように調製されたインク２は、図２及び図３に示すように、イエローを呈するものがインクカートリッジ１１ｙに収容され、マゼンタを呈するものがインクカートリッジ１１ｍに収容され、シアンを呈するものがインクカートリッジ１１ｃに収容され、ブラックを呈するものがインクカートリッジ１１ｋに収容される。

次に、上述したプリンタ装置１を構成するプリンタ本体２に対して着脱可能なヘッドカートリッジ３と、このヘッドカートリッジ３に着脱可能にされたインクカートリッジ１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｋとについて図面を参照して説明する。

記録紙Ｐに印刷を行うヘッドカートリッジ３は、図１に示すように、プリンタ本体４の上面側から、すなわち図１中矢印Ａ方向から装着され、給排紙機構５４により走行する記録紙Ｐに対してインク２を吐出して印刷を行う。

ヘッドカートリッジ３は、上述したインク２を、例えば電気熱変換式又は電気機械変換式等を用いた圧力発生手段が発生した圧力により微細に粒子化して吐出し、記録紙Ｐ等といった対象物の主面に液滴状態にしたインク２を吹き付ける。具体的に、ヘッドカートリッジ３は、図２及び図３に示すように、カートリッジ本体２１を有し、このカートリッジ本体２１には、インク２が充填された容器であるインクカートリッジ１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｋが装着される。なお、以下では、インクカートリッジ１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｋを単にインクカートリッジ１１ともいう。

ヘッドカートリッジ３に着脱可能なインクカートリッジ１１は、強度や耐インク性を有するポリプロピレン等の樹脂材料等を射出成形することにより成形されるカートリッジ容器１２を有している。このカートリッジ容器１２は、長手方向を使用する記録紙Ｐの幅方向の寸法と略同じ寸法となす略矩形状に形成され、内部に貯留するインク容量を最大限に増やす構成となっている。

具体的に、インクカートリッジ１１を構成するカートリッジ容器１２には、インク２を収容するインク収容部１３と、インク収容部１３からヘッドカートリッジ３のカートリッジ本体２１にインク２を供給するインク供給部１４と、外部よりインク収容部１３内に空気を取り込む外部連通孔１５と、外部連通孔１５より取り込まれた空気をインク収容部１３内に導入する空気導入路１６と、外部連通孔１５と空気導入路１６との間でインク２を一時的に貯留する貯留部１７と、インクカートリッジ１１をカートリッジ本体２１に係止するための係止突部１８及び係合段部１９とが設けられている。

インク収容部１３は、気密性の高い材料によりインク２を収容するための空間を形成している。インク収容部１３は、略矩形に形成され、長手方向の寸法が使用する記録紙Ｐの幅方向、すなわち図３中に示す記録紙Ｐの幅方向Ｗの寸法と略同じ寸法となるように形成されている。

インク供給部１４は、インク収容部１３の下側略中央部に設けられている。このインク供給部１４は、インク収容部１３と連通した略突形状のノズルであり、このノズルの先端が後述するヘッドカートリッジ３の接続部２６に嵌合されることにより、インクカートリッジ２のカートリッジ容器１２とヘッドカートリッジ３のカートリッジ本体２１を接続する。

インク供給部１４は、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示すように、インクカートリッジ１１の底面１４ａにインク２を供給する供給口１４ｂが設けられ、この底面１４ａに、供給口１４ｂを開閉する弁１４ｃと、弁１４ｃを供給口１４ｂの閉塞する方向に付勢するコイルバネ１４ｄと、弁１４ｃを開閉する開閉ピン１４ｅとを備えている。ヘッドカートリッジ３の接続部２６に接続されるインク２を供給する供給口１４ｂは、図４（Ａ）に示すように、インクカートリッジ１１がヘッドカートリッジ３のカートリッジ本体２１に装着される前の段階において、付勢部材であるコイルバネ１４ｄの付勢力により弁１４ｃが供給口１４ｂを閉じる方向に付勢され閉塞されている。そして、インクカートリッジ１１がカートリッジ本体２１に装着されると、図４（Ｂ）に示すように、開閉ピン１４ｅがヘッドカートリッジ３を構成するカートリッジ本体２１の接続部２６の上部によりコイルバネ１４ｄの付勢方向とは反対の方向に押し上げられる。これにより、押し上げられた開閉ピン１４ｅは、コイルバネ１４ｄの付勢力に抗して弁１４ｃを押し上げて供給口１４ｂを開放する。このようにして、インクカートリッジ１１のインク供給部１４は、ヘッドカートリッジ３の接続部２６に接続され、インク収容部１３とインク溜め部３１とを連通し、インク溜め部３１へのインク２の供給が可能な状態となる。

また、インクカートリッジ１１をヘッドカートリッジ３側の接続部２６から引き抜くとき、すなわちインクカートリッジ１１をヘッドカートリッジ３の装着部２２より取り外すときは、弁１４ｃの開閉ピン１４ｅによる押し上げ状態が解除され、弁１４ｃがコイルバネ１４ｄの付勢方向に移動して供給口１４ｂを閉塞する。これにより、インクカートリッジ１１をカートリッジ本体２１に装着する直前にインク供給部１４の先端部が下方を向いている状態であってもインク収容部１３内のインク２が漏れることを防止することができる。また、インクカートリッジ１１をカートリッジ本体２１から引き抜いたときには、直ちに弁１４ｃが供給口１４ｂを閉塞するので、インク供給部１４の先端からインク２が漏れることを防止できる。

外部連通孔１５は、図３に示すように、インクカートリッジ１１外部からインク収容部１３に空気を取り込む通気口であり、ヘッドカートリッジ３の装着部２２に装着されたときも、外部に臨み外気を取り込むことができるように、装着部２２への装着時に外部に臨む位置であるカートリッジ容器１２の上面、ここでは上面略中央に設けられている。外部連通孔１５は、インクカートリッジ１１がカートリッジ本体２１に装着されてインク収容部１３からカートリッジ本体２１側にインク２が流下した際に、インク収容部１３内のインク２が減少した分に相当する分の空気を外部よりインクカートリッジ１１内に取り込む。

空気導入路１６は、インク収容部１３と外部連通孔１５とを連通し、外部連通孔１５より取り込まれた空気をインク収容部１３内に導入する。これにより、このインクカートリッジ１１がカートリッジ本体２１に装着された際に、ヘッドカートリッジ３のカートリッジ本体２１にインク２が供給されてインク収容部１３内のインク２が減少し内部が減圧状態となっても、インク収容部１３には、空気導入路１６によりインク収容部１３に空気が導入されることから、内部の圧力が平衡状態に保たれてインク２をカートリッジ本体２１に適切に供給することができる。

貯留部１７は、外部連通孔１５と空気導入路１６との間に設けられ、インク収容部１３に連通する空気導入路１６よりインク２が漏れ出た際に、いきなり外部に流出することがないようにインク２を一時的に貯留する。この貯留部１７は、長い方の対角線をインク収容部１３の長手方向とした略菱形に形成され、インク収容部１３の最も下側に位置する頂部に、すなわち短い方の対角線上の下側に空気導入路１６を設けるようにし、インク収容部１３より進入したインク２を再度インク収容部１３に戻すことができるようにしている。また、貯留部１７は、短い方の対角線上の最も下側の頂部に外部連通孔１５を設けるようにし、インク収容部１３より進入したインク２が外部連通孔１５より外部に漏れにくくする。

係止突部１８は、インクカートリッジ１１の短辺の一方の側面に設けられた突部であり、ヘッドカートリッジ３のカートリッジ本体２１のラッチレバー２４に形成された係合孔２４ａと係合する。この係止突部１８は、上面がインク収容部１３の側面に対して略直交するような平面で形成されると共に、下面は側面から上面に向かって傾斜するように形成されている。
係合段部１９は、インクカートリッジ１１の係止突部１８が設けられた側面の反対側の側面の上部に設けられている。係合段部１９は、カートリッジ容器１２の上面と一端を接する傾斜面１９ａと、この傾斜面１９ａの他端と他方の側面と連続し、上面と略平行な平面１９ｂとからなる。インクカートリッジ１１は、係合段部１９が設けられていることで、平面１９ｂが設けられた側面の高さがカートリッジ容器１２の上面より１段低くなるように形成され、この段部でカートリッジ本体２１の係合片２３と係合する。係合段部１９は、ヘッドカートリッジ３の装着部２２に挿入されるとき、挿入端側の側面に設けられ、ヘッドカートリッジ３の装着部２２側の係合片２３に係合することで、インクカートリッジ１１を装着部２２に装着する際の回動支点部となる。

以上のような構成のインクカートリッジ１１は、上述した構成の他に、例えばインク収容部１３内のインク２の残量を検出するための残量検出部や、インクカートリッジ１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｋを識別するための識別部等を備えている。

次に、以上のように構成されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのインク２を収納したインクカートリッジ１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｋが装着されるヘッドカートリッジ３について説明する。

ヘッドカートリッジ３は、図２及び図３に示すように、上述したインクカートリッジ１１とカートリッジ本体２１とによって構成され、カートリッジ本体２１には、インクカートリッジ１１が装着される装着部２２ｙ，２２ｍ，２２ｃ，２２ｋ（以下、全体を示すときには単に装着部２２ともいう。）と、インクカートリッジ１１を固定する係合片２３及びラッチレバー２４と、インクカートリッジ１１を取り出し方向に付勢する付勢部材２５と、インク供給部１４と接続されてインク２が供給される接続部２６と、インク２を吐出するヘッドチップ２７と、ヘッドチップ２７を保護するヘッドキャップ２８とを有している。

インクカートリッジ１１が装着される装着部２２は、インクカートリッジ１１が装着されるように上面をインクカートリッジ１１の挿脱口として略凹形状に形成され、ここでは４本のインクカートリッジ１１が記録紙Ｐの幅方向と略直交方向、すなわち記録紙Ｐの走行方向に並んで収納される。装着部２２は、インクカートリッジ１１が収納されることから、インクカートリッジ１１と同様に印刷幅の方向に長く設けられている。カートリッジ本体２１には、インクカートリッジ１１が収納装着される。

装着部２２は、図２に示すように、インクカートリッジ１１が装着される部分であり、イエロー用のインクカートリッジ１１ｙが装着される部分を装着部２２ｙとし、マゼンタ用のインクカートリッジ１１ｍが装着される部分を装着部２２ｍとし、シアン用のインクカートリッジ１１ｃが装着される部分を装着部２２ｃとし、ブラック用のインクカートリッジ１１ｋが装着される部分を装着部２２ｋとし、各装着部２２ｙ，２２ｍ，２２ｃ，２２ｋは、隔壁２２ａによりそれぞれ区画されている。なお、上述したようにブラックのインクカートリッジ１１ｋは、一般的に使用量が多いことから、インク２の内容量が大きくなるように厚く形成されているため、幅が他のインクカートリッジ１１ｙ，１１ｍ，１１ｃよりも大きくなっている。このため、装着部２２ｋは、インクカートリッジ１１ｋの厚みに合わせて他の装着部２２ｙ，２２ｍ，２２ｃよりも広くなっている。

また、インクカートリッジ１１が装着される装着部２２の開口端には、図３に示すように、係合片２３が設けられている。この係合片２３は、装着部２２の長手方向の一端縁に設けられており、インクカートリッジ１１の係合段部１９と係合する。インクカートリッジ１１は、インクカートリッジ１１の係合段部１９側を挿入端として斜めに装着部２２内に挿入し、係合段部１９と係合片２３との係合位置を回動支点として、インクカートリッジ１１の係合段部１９が設けられていない側を装着部２２側に回動させるようにして装着部２２に装着することができる。これによって、インクカートリッジ１１は、装着部２２に容易に装着することができる。

ラッチレバー２４は、板バネを折曲して形成されるものであり、装着部２２の係合片２３に対して反対側の側面、すなわち長手方向の他端の側面に設けられている。ラッチレバー２４は、基端部が装着部２２を構成する長手方向の他端の側面の底面側に一体的に設けられ、先端側がこの側面に対して近接離間する方向に弾性変位するように形成され、先端側に係合孔２４ａが形成されている。ラッチレバー２４は、インクカートリッジ１１が装着部２２に装着されると同時に、弾性変位し、係合孔２４ａがインクカートリッジ１１の係止突部１８と係合し、装着部２２に装着されたインクカートリッジ１１が装着部２２より脱落しないようにする。

付勢部材２５は、インクカートリッジ１１の係合段部１９に対応する側面側の底面上にインクカートリッジ１１を取り外す方向に付勢する板バネを折曲して設けられる。付勢部材２５は、折曲することにより形成された頂部を有し、底面に対して近接離間する方向に弾性変位し、頂部でインクカートリッジ１１の底面を押圧し、装着部２２に装着されているインクカートリッジ１１を装着部２２より取り外す方向に付勢するイジェクト部材である。付勢部材２５は、ラッチレバー２４の係合孔２４ａと係止突部１８との係合状態が解除されたとき、装着部２３よりインクカートリッジ１１を排出する。

各装着部２２ｙ，２２ｍ，２２ｃ，２２ｋの長手方向略中央には、インクカートリッジ１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｋが装着部２２ｙ，２２ｍ，２２ｃ，２２ｋに装着されたとき、インクカートリッジ１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｋのインク供給部１４が接続される接続部２６が設けられている。この接続部２６は、装着部２２に装着されたインクカートリッジ１１のインク供給部１４からカートリッジ本体２１の底面に設けられたインク２を吐出するヘッドチップ２７にインク２を供給するインク供給路となる。

具体的に、接続部２６は、図５に示すように、インクカートリッジ１１から供給されるインク２を溜めるインク溜め部３１と、接続部２６に連結されるインク供給部１４をシールするシール部材３２と、インク２内の不純物を除去するフィルタ３３と、ヘッドチップ２７側への供給路を開閉する弁機構３４とを有している。

インク溜め部３１は、インク供給部１４と接続されインクカートリッジ１１から供給されるインク２を溜める空間部である。シール部材３２は、インク溜め部３１の上端に設けられた部材であり、インクカートリッジ１１のインク供給部１４が接続部２６のインク溜め部３１に接続されるとき、インク２が外部に漏れないようインク溜め部３１とインク供給部１４との間を密閉する。フィルタ３３は、インクカートリッジ１１の着脱時等にインク２に混入してしまった塵や埃等のごみを取り除くものであり、インク溜め部３１よりも下流に設けられている。

弁機構３４は、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示すように、インク溜め部３１からインク２が供給されるインク流入路３４ａと、インク流入路３４ａからインク２が流入するインク室３４ｂと、インク室３４ｂからインク２を流出するインク流出路３４ｃと、インク室３４ｂをインク流入路３４ａ側とインク流出路３４ｃ側との間に設けられた開口部３４ｄと、開口部３４ｄを開閉する弁３４ｅと、弁３４ｅを開口部３４ｄの閉塞する方向に付勢する付勢部材３４ｆと、付勢部材３４ｆの強さを調節する負圧調整ネジ３４ｇと、弁３４ｅと接続される弁シャフト３４ｈと、弁シャフト３４ｈと接続されるダイアフラム３４ｉとを有する。

インク流入路３４ａは、インク溜め部３１を介してインクカートリッジ１１のインク収容部１３内のインク２をヘッドチップ２７に供給可能にインク収容部１３と連結する供給路である。インク流入路３４ａは、インク溜め部３１の底面側からインク室３４ｂまで設けられている。インク室３４ｂは、インク流入路３４ａ、インク流出路３４ｃ及び開口部３４ｄと一体となって形成された略直方体をなす空間部であり、インク流入路３４ａからインク２が流入し、開口部３４ｄを介してインク流出路３４ｃからインク２を流出する。インク流出路３４ｃは、インク室３４ｂから開口部３４ｄを介してインク２が供給されて、更にヘッドチップ２７と連結された供給路である。インク流出路３４ｃは、インク室３４ｂの底面側からヘッドチップ２７まで延在されている。

弁３４ｅは、開口部３４ｄを閉塞してインク流入路３４ａ側とインク流出路３４ｃ側とを分割する弁であり、インク室３４ｂ内に配設される。弁３４ｅは、付勢部材３４ｆの付勢力と、弁シャフト３４ｈを介して接続されたダイアフラム３４ｉの復元力と、インク流出路３４ｃ側のインク２の負圧によって上下に移動する。弁３４ｅは、下端に位置するとき、インク室３４ｂをインク流入路３４ａ側とインク流出路３４ｃ側とを分離するように開口部３４ｄを閉塞し、インク流出路３４ｃへのインク２の供給を遮断する。弁３４ｅは、付勢部材３４ｆの付勢力に抗して上端に位置するとき、インク室３４ｂをインク流入路３４ａ側とインク流出路３４ｃ側とを遮断せずに、ヘッドチップ２７へインク２の供給を可能とする。なお、弁３４ｅを構成する材質は、その種類を問わないが、高い閉塞性を確保するため例えばゴム弾性体、いわゆるエラストマー等により形成される。

付勢部材３４ｆは、例えば圧縮コイルバネ等であり、弁３４ｅの上面とインク室３４ｂの上面との間で負圧調整ネジ３４ｇと弁３４ｅとを接続し、付勢力により弁３４ｅを開口部３４ｄの閉塞する方向に付勢する。負圧調整ネジ３４ｇは、付勢部材３４ｆの付勢力を調整するネジであり、負圧調整ネジ３４ｇを調整することで付勢部材３４ｆの付勢力を調整することができるようにしている。これにより、負圧調整ネジ３４ｇは、詳細は後述するが開口部３４ｄを開閉する弁３４ｅを動作させるインク２の負圧を調整することができる。

弁シャフト３４ｈは、一端に接続された弁３４ｅと、他端に接続されたダイアフラム３４ｉとを連結して運動するように設けられたシャフトである。ダイアフラム３４ｉは、弁シャフト３４ｈの他端に接続された薄い弾性板である。このダイアフラム３４ｉは、インク室３４ｂのインク流出路３４ｃ側の一主面と、外気と接する他主面とからなり、大気圧とインク２の負圧により外気側とインク流出路３４ｃ側とに弾性変位する。

以上のような弁機構３４では、図６（Ａ）に示すように、弁３４ｅが付勢部材３４ｆの付勢力とダイアフラム３４ｉの付勢力とによってインク室３４ｂの開口部３４ｄを閉塞するように押圧されている。そして、ヘッドチップ２７からインク２が吐出された際に、開口部３４ｄで分割されたインク流出路３４ｃ側のインク室３４ｂのインク２の負圧が高まると、図６（Ｂ）に示すように、インク２の負圧によりダイアフラム３４ｉが大気圧により押し上げられて、弁シャフト３４ｈと共に弁３４ｅを付勢部材３４ｆの付勢力に抗して押し上げる。このとき、インク室３４ｂのインク流入路３４ａ側とインク流出路３４ｃ側と間の開口部３４ｄが開放され、インク２がインク流入路３４ａ側からインク流出路３４ｃ側に供給される。そして、インク２の負圧が低下してダイアフラム３４ｉが復元力により元の形状に戻り、付勢部材３４ｆの付勢力により弁シャフト３４ｈと共に弁３４ｅをインク室３４ｂが閉塞するように引き下げる。以上のようにして弁機構３４では、インク２を吐出する度にインク２の負圧が高まると、上述の動作を繰り返す。

また、この接続部２６では、インク収容部１３内のインク２がインク室３４ｂに供給されると、インク収容部１３内のインク２が減少するが、このとき、空気導入路１６から外気がインクカートリッジ１１内に入り込む。インクカートリッジ１１内に入り込んだ空気は、インクカートリッジ１１の上方に送られる。これにより、インク液滴ｉが後述するノズル４４ａから吐出される前の状態に戻り、平衡状態となる。このとき、空気導入路１６内にインク２がほとんどない状態で平衡状態となる。

ヘッドチップ２７は、図５に示すように、カートリッジ本体２１の底面に沿って配設されており、接続部２６から供給されるインク液滴ｉを吐出するインク吐出口である後述するノズル４４ａが各色毎、記録紙Ｐの幅方向、すなわち図５中矢印Ｗ方向に略ライン状をなすようにされている。

ヘッドキャップ２８は、図２に示すように、ヘッドチップ２７を保護するために設けられたカバーであり、印刷動作するときにはヘッドチップ２７より取り外される。ヘッドキャップ２８は、開閉方向に設けられた溝部２８ａと、長手方向に設けられヘッドチップ２７の吐出面２７ａに付着した余分なインク２を吸い取る清掃ローラ２８ｂとを有している。ヘッドキャップ２８は、開閉動作時にこの溝部２８ａに沿ってインクカートリッジ１１の短手方向に開閉するようにされており、このとき清掃ローラ２８ｂがヘッドチップ２７の吐出面２７ａに当接しながら回転することで、余分なインク２を吸い取り、ヘッドチップ２７の吐出面２７ａを清掃する。この清掃ローラ２８ｂには、例えば吸水性の高い部材が用いられる。また、ヘッドキャップ２８は、印刷動作しないときにはヘッドチップ２７内のインク２が乾燥しないようにする。

以上のような構成のヘッドカートリッジ３は、上述した構成の他に、例えばインクカートリッジ１１内におけるインク残量を検出する残量検出部や、接続部２６にインク供給部１４が接続されたときにインク２の有無を検出するインク有無検出部等を備えている。

上述したヘッドチップ２７は、各色のインク２に対応して、図７及び図８に示すように、ベースとなる回路基板４１と、記録紙Ｐの走行方向と略直交方向、すなわち記録紙Ｐの幅方向に並設された一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂと、インク２の漏れを防ぐフィルム４３と、インク２が液滴の状態で吐出されるノズル４４ａが多数設けられたノズルシート４４と、これらに囲まれてインク２が供給される空間であるインク液室４５と、インク液室４５にインク２を供給するインク流路４６とを有する。

回路基板４１は、シリコン等の半導体基板であり、その一主面４１ａに、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂが形成されており、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂが回路基板４１上の後述する吐出制御部６３とそれぞれ接続されている。この吐出制御部６３は、ロジックＩＣ（Integrated Circuit）やドライバートランジスタ等で構成されている電気回路である。

一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂは、吐出制御部６３から供給されるパルス電流で発熱し、インク液室４５内のインク２を加熱して内圧を高める、すなわち圧力発生素子である。そして、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂにより加熱されたインク２は、後述するノズルシート４４に設けられたノズル４４ａから液滴の状態で吐出する。

フィルム４３は、回路基板４１の一主面４１ａに積層されている。フィルム４３は、例えば露光硬化型の程度のドライフィルムレジストからなり、回路基板４１の一主面４１ａの略全体に積層された後、フォトリソグラフプロセスによって不要部分が除去され、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂを略凹状に囲むように形成されている。フィルム４３においては、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂそれぞれを囲む部分がインク液室４５の一部を形成する。

ノズルシート４４は、インク液滴ｉを吐出させるためのノズル４４ａが形成された厚みが１０μｍ〜１５μｍ程度のシート状部材であり、フィルム４３の回路基板４１と反対側の面上に積層されている。ノズル４４ａは、ノズルシート４４に円形状に開口された直径が１５μｍ〜１８μｍ程度の微小孔であり、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂと対向するように配置されている。なお、ノズルシート４４はインク液室４５の一部を構成する。

インク液室４５は、回路基板４１、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂ、フィルム４３及びノズルシート４４に囲まれた空間部であり、インク流路４６から供給されたインク２を貯留する空間である。インク液室４５内のインク２は、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂにより加熱され、内圧が上昇される。

インク流路４６は、接続部２６のインク流出路３４ｃと接続されており、接続部２６に接続されたインクカートリッジ１１からインク２が供給され、このインク流路４６に連通する各インク液室４５にインク２を送り込む流路を形成する。すなわち、インク流路４６と接続部２６とが連通されている。これにより、インクカートリッジ１１から供給されるインク２がインク流路４６に流れ込み、インク液室４５内に充填される。

上述した１個のヘッドチップ２７には、インク液室４５毎に一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂが設けられ、このような一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂが設けられたインク液室４５を各色インクカートリッジ１１毎に１００個〜５０００個程度備えている。そして、ヘッドチップ２７においては、プリンタ装置１の制御部６８からの命令によってこれら一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂそれぞれを適宜選択して発熱させ、発熱した一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂに対応するインク液室４５内のインク２を、インク液室４５に対応するノズル４４ａから液滴の状態で吐出させる。

すなわち、ヘッドチップ２７において、ヘッドチップ２７と結合されたインク流路４６から供給されたインク２がインク液室４５を満たす。そして、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂに短時間、例えば１μｓｅｃ〜３μｓｅｃの間パルス電流を流すことにより、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂがそれぞれ急速に発熱し、その結果、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂと接する部分のインク２が加熱されて気相のインク気泡が発生し、そのインク気泡の膨張によってある体積のインク２が押圧される（インク２が沸騰する）。これによって、ノズル４４ａに接する部分でインク気泡に押圧されたインク２と同等の体積のインク２がインク液滴ｉとしてノズル４４ａから吐出されて記録紙Ｐ上に着弾される。

このヘッドチップ２７では、図８に示すように、１つのインク液室４５内に、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂが互いに略平行に並設されている。すなわち、１つのインク液室４５内に、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂを備えるものである。そして、ヘッドチップ２７においては、図８中矢印Ｃで示す記録紙Ｐの走行方向と略直交方向、すなわち図８中矢印Ｗで示す記録紙Ｐの幅方向に互いに略平行に並設されている一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂ複数並ぶようにされている。なお、図８では、ノズル４４ａの位置を１点鎖線で示している。

このように、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂは、１つの抵抗体を２つに分割したような形状となり長さが同じで幅が半分になることから、それぞれの抵抗体の抵抗値がほぼ倍の値になる。これら一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂにおける抵抗体を直列に接続した場合、２倍程度の抵抗値を有する抵抗体が直列に接続されることとなり、抵抗値は分割する前の４倍程度になる。

ここで、インク液室４５内のインク２を沸騰させるためには、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂに一定のパルス電流を加えて一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂを発熱させる必要がある。この沸騰時のエネルギーにより、インク液滴ｉを吐出させるためである。そして、抵抗値が小さいと、流すパルス電流を大きくする必要があるが、１つの抵抗体を２つに分割したような形状にされた一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂは抵抗値が高くなっていることから、値の小さなパルス電流で沸騰させることが可能となる。

これにより、ヘッドチップ２７では、パルス電流を流すためのトランジスタ等を小さくすることができ、省スペース化を図ることができる。なお、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂの厚みを薄く形成すれば抵抗値をさらに高くすることができるが、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂとして選定される材料や強度（耐久性）等の観点から、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂの厚みを薄くするには一定の限界がある。このため、厚みを薄くすることなく、分割することで、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂの抵抗値を高くしている。

ところで、インク液室４５内のインクをノズル４４ａより吐出させる際に、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂによってインク液室４５内のインクが沸騰するまでの時間、すなわち気泡発生時間が同じになるように一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂを駆動制御すると、インク液滴ｉはノズル４４ａより略真下に吐出される。また、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂの気泡発生時間に時間差が発生した場合には、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂ上で略同時にインク気泡を発生させることが困難になり、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂが並んでいる方向の何れか一方にずれてインク液滴ｉが吐出される。

具体的には、図９に示すように、ヘッドチップ２７と結合されたインク流路４６によりインク２が供給され、インク液室４５内にインク２が満たされる。そして、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂに同じ電流値のパルス電流が略同時に流れることで、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂが急速に加熱され、その結果、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂと接する部分のインク２に気相のインク気泡Ｂ１，Ｂ２がそれぞれ発生し、このインク気泡Ｂ１，Ｂ２の膨張によって所定の体積のインク２が押圧される。これによって、ヘッドチップ２７においては、図１０に示すように、ノズル４４ａに接する部分でインク気泡Ｂ１，Ｂ２によって記録紙Ｐに向かって略垂直に押圧されたインク２と同等の体積のインク２がインク液滴ｉとしてノズル４４ａから略真下に吐出され、記録紙Ｐ上に着弾される。なお、ここでは、発熱抵抗体４２ａ上にインク気泡Ｂ１が形成され、発熱抵抗体４２ｂ上にインク気泡Ｂ２が形成されるものとして説明する。

また、ヘッドチップ２７においては、図１１に示すように、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂに異なる値のパルス電流を略同時に供給させることで、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂと接する部分のインク２に異なる大きさのインク気泡Ｂ１，Ｂ２がそれぞれ発生し、このインク気泡Ｂ１，Ｂ２の膨張によって所定の体積のインク２が押圧される。これによって、ヘッドチップ２７においては、図１２に示すように、ノズル４４ａに接する部分でインク気泡Ｂ１，Ｂ２に押圧されたインク２と同等の体積のインク２がインク液滴ｉとしてノズル４４ａから図１２中矢印Ｗで示す記録紙Ｐの幅方向、インク気泡Ｂ１，Ｂ２のうち小さい体積の方にずれて吐出され、記録紙Ｐ上に着弾される。なお、図１２には、発熱抵抗体４２ａ上に形成されたインク気泡Ｂ１の体積が、発熱抵抗体４２ｂ上に形成されたインク気泡Ｂ２の体積より大きくなったときを示している。

このような構成のヘッドチップ２７では、インク液室４５に、少なくとも上述した化学式１に示す有機化合物を有する非イオン系界面活性剤を含有するインク２が供給されることより、インク液室４５内のインク２に一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂにより形成されたインク気泡Ｂ１，Ｂ２以外の泡が発生することが抑制されることから、従来のようなインク液室内のインクに生じた泡が発熱抵抗体上にインクの供給やノズルからのインクの吐出を妨げるといった不具合が防止される。

このヘッドチップ２７では、インク液室４５に供給されるインク２が少なくとも上述した化学式１に示す有機化合物を有する非イオン系界面活性剤を含有しており、記録紙Ｐだけではなくインク液室４５の内周面、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂ、ノズル４４ａ等に対してもインク２が優れた濡れ性を示すことから、ノズル４４ａよりインク液滴ｉを吐出した直後に速やかに一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂ上にインク２が供給される。したがって、このヘッドチップ２７では、インク液滴ｉを吐出する度に、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂに速やかにインク２が供給される、すなわちインク液室４５内にインク２が絶えず適切に供給されることから、短い吐出間隔でインク液滴ｉを吐出してもインク液滴ｉをノズル４４ａより適切に吐出できる。具体的には、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂを周波数が１ｋＨｚ以上、好ましくは３ｋＨｚ以上、更に好ましくは５ｋＨｚ以上のパルス電流で駆動させてもインク液滴ｉをノズル４４ａより適切に吐出できる。

また、このヘッドチップ２７では、インク液室４５に供給されるインク２が、少なくとも上述した化学式１に示す有機化合物を有する非イオン系界面活性剤を含有しており、この界面活性剤の曇点が８０℃程度と従来の界面活性剤よりも高いことから、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂにより加熱されたインク２が界面活性剤の曇点を超えて物性変化してしまうことが抑制される。したがって、このヘッドチップ２７では、インク液室４５内のインク２の温度が界面活性剤の曇点を容易に越えることがなく、インク２の物性が安定していることから、インク液室４５の内周面、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂ、ノズル４４ａ等に対するインク２の濡れ性を保つことができ、ノズル４４ａよりインク液滴ｉを適切に吐出できる。

これらのことから、このヘッドチップ２７では、インク液室４５内のインク２の物性が安定しており、ノズル４４ａ等に対するインク２の濡れ性が適切な状態に保たれることから、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂの駆動を制御して吐出方向を変化させてインク液滴ｉをノズル４４ａより吐出させても、インク液滴ｉの吐出角度にばらつきが生じることがなく、インク液滴ｉを所定の方向に適切に吐出できる。

次に、以上のように構成されたヘッドカートリッジ３が装着されるプリンタ装置１を構成するプリンタ本体４について図面を参照して説明する。

プリンタ本体４は、図１及び図１３に示すように、ヘッドカートリッジ３が装着されるヘッドカートリッジ装着部５１と、ヘッドカートリッジ３をヘッドカートリッジ装着部５１に保持、固定するためのヘッドカートリッジ保持機構５２と、ヘッドキャップを開閉するヘッドキャップ開閉機構５３と、記録紙Ｐを給排紙する給排紙機構５４と、給排紙機構５４に記録紙Ｐを供給する給紙口５５と、給排紙機構５４から記録紙Ｐが出力される排紙口５６とを有する。

ヘッドカートリッジ装着部５１は、ヘッドカートリッジ３が装着される凹部であり、走行する記録紙にデータ通り印刷を行うため、ヘッドチップ２７の吐出面２７ａと走行する記録紙Ｐの紙面とが互いに略平行となるようにヘッドカートリッジ３が装着される。ヘッドカートリッジ３は、ヘッドチップ２７内のインク詰まり等で交換する必要が生じる場合等があり、インクカートリッジ１１程の頻度はないが消耗品であるため、ヘッドカートリッジ装着部５１に対して着脱可能にヘッドカートリッジ保持機構５２によって保持される。

ヘッドカートリッジ保持機構５２は、ヘッドカートリッジ装着部５１にヘッドカートリッジ３を着脱可能に保持するための機構であり、ヘッドカートリッジ３に設けられたつまみ５２ａをプリンタ本体４の係止孔５２ｂ内に設けられた図示しないバネ等の付勢部材に係止することによってプリンタ本体４に設けられた基準面４ａに圧着するようにしてヘッドカートリッジ３を位置決めして保持、固定できるようにする。

ヘッドキャップ開閉機構５３は、ヘッドカートリッジ３のヘッドキャップ２８を開閉する駆動部を有しており、印刷を行うときにヘッドキャップ２８を開放してヘッドチップ２７が記録紙Ｐに対して露出するようにし、印刷が終了したときにヘッドキャップ２８を閉塞してヘッドチップ２７を保護する。

給排紙機構５４は、記録紙Ｐを搬送する駆動部を有しており、給紙口５５から供給される記録紙Ｐをヘッドカートリッジ３のヘッドチップ２７まで搬送し、ノズル４４ａより吐出されたインク液滴ｉが着弾し、印刷された記録紙Ｐを排紙口５６に搬送して装置外部へ排出する。給紙口５５は、給排紙機構５４に記録紙Ｐを供給する開口部であり、トレイ５５ａ等に複数枚の記録紙Ｐを積層してストックすることができる。排紙口５６は、インク液滴ｉが着弾し、印刷された記録紙Ｐを排出する開口部である。

次に、以上のように構成されたプリンタ装置１による印刷を制御する図１４に示す制御回路６１について図面を参照して説明する。

制御回路６１は、上述したプリンタ本体４の各駆動機構５３，５４の駆動制御するプリンタ駆動部６２と、各色のインク２に対応するヘッドチップ２７に供給される電流等を制御する吐出制御部６３と、各色のインク２の残量を警告する警告部６４と、外部装置と信号の入出力を行う入出力端子６５と、制御プログラム等が記録されたＲＯＭ（Read Only Memory）６６と、読み出された制御プログラム等を一旦格納し、必要に応じて読み出されるＲＡＭ（Random Access Memory）６７と、各部の制御を行う制御部６８とを有している。

プリンタ駆動部６２は、制御部６８からの制御信号に基づき、ヘッドキャップ開閉機構５３を構成する駆動モータを駆動させてヘッドキャップ２８を開閉するように、ヘッドキャップ開閉機構を制御する。また、プリンタ駆動部６２は、制御部６８からの制御信号に基づき、給排紙機構５４を構成する駆動モータを駆動させてプリンタ本体４の給紙口５５から記録紙Ｐを給紙し、印刷後に排紙口５６から記録紙Ｐを排出するように、給排紙機構を制御する。

吐出制御部６３は、図１５に示すように、それぞれが抵抗体である一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂにパルス電流を流すための電源７１ａ，７１ｂと、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂと電源７１ａ，７１ｂとの電気的な接続をオン／オフさせるスイッチング素子７２ａ，７２ｂ，７２ｃと、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂに供給されるパルス電流を制御するための可変抵抗７３と、スイッチング素子７２ｂ，７２ｃの切り換えを制御する切換制御回路７４ａ，７４ｂと、可変抵抗７３の抵抗値を制御する抵抗値制御回路７５とを備える電気回路である。

電源７１ａは、発熱抵抗体４２ｂに接続され、電源７１ｂは、スイッチング素子７２ｃ、を介して可変抵抗７３に接続され、それぞれ電気回路にパルス電流を供給する。なお、電気回路に供給されるパルス電流は、電源７１ａ，７１ｂを電力源としてもよいが、例えば制御部６８等から直接供給されるようにすることも可能である。

スイッチング素子７２ａは、発熱抵抗体４２ａとグランドとの間に配置され、吐出制御部６３全体のオン／オフを制御する。スイッチング素子７２ｂは、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂと可変抵抗７３との間に接続され、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂに供給されるパルス電流を制御する。スイッチング素子７２ｃは、可変抵抗７３と電源７１ｂとの間に配置され、インク液滴ｉの吐出方向を制御する。そして、これらスイッチング素子７２ａ，７２ｂ，７２ｃは、それぞれオン／オフが切り換えられることで電気回路に供給されるパルス電流を制御する。

可変抵抗７３は、抵抗値を可変することで発熱抵抗体４２ａに供給されるパルス電流の電流値を変化させる。すなわち、発熱抵抗体４２ａに供給されるパルス電流の電流値は、可変抵抗７３の抵抗値の大きさによって決まる。

切換制御回路７４ａは、スイッチング素子７２ｂのオン／オフを切り換えて、可変抵抗７３と一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂとを接続させるか、若しくは可変抵抗７３と一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂとをオフの状態にする。切換制御回路７４ｂは、スイッチング素子７２ｃのオン／オフを切り換えて、電源７１ｂと電気回路との接続のオン／オフを切り換える。

抵抗値制御回路７５は、可変抵抗７３の抵抗値の大きさを制御し、発熱抵抗体４２ａに供給されるパルス電流の大きさを調節する。

以上のような構成の吐出制御部６３では、スイッチング素子７２ｂをオフにして可変抵抗７３と一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂとが接続されていないとき、スイッチング素子７２ａをオンにすると、電源７１ａからパルス電流が直列に接続された一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂに供給される（可変抵抗７３には電流が流れない）。このとき、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂの抵抗値が略同一である場合には、パルス電流が供給されたときに一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂが発生する熱量が略同一になる。

この場合、ヘッドチップ２７は、図１６（Ａ）に示すように、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂで発生する熱量が略同一となり、インク気泡Ｂ１，Ｂ２が発生する時間、すなわち気泡発生時間が略同一になって略同じ体積のインク気泡Ｂ１，Ｂ２が一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂ上にそれぞれ形成されることから、インク２の吐出角度が記録紙Ｐの主面に対して略垂直になり、インク液滴ｉをノズル４４ａから略真下に吐出する。

また、図１５に示す吐出制御部６３では、スイッチング素子７２ｂが一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂと可変抵抗７３との接続をオンにし、スイッチング素子７２ａをオンにし、スイッチング素子７２ｃをグランドと接続したときに、図１６（Ｂ）に示すように、ヘッドチップ２７より吐出されるインク液滴ｉを、吐出方向が図１６（Ｂ）に示す記録紙Ｐの幅方向Ｗの発熱抵抗体４２ａ側に可変された状態で吐出させる。すなわち、スイッチング素子７２ｃがグランドに接続されることで、発熱抵抗体４２ａに供給されるパルス電流の電流値は可変抵抗７３の抵抗値に応じて小さくなり、インク気泡Ｂ１の体積がインク気泡Ｂ２の体積より小さくされた状態でインク気泡Ｂ１，Ｂ２が一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂ上にそれぞれ形成されることから、インク２の吐出角度を発熱抵抗体４２ａ側に変化させてインク液滴ｉをノズル４４ａから略斜めに吐出する。この吐出制御部６３では、発熱抵抗体４２ｂに供給されるパルス電流の電流値は不変であり、発熱抵抗体４２ａに供給されるパルス電流の電流値を変化させている。

この場合、可変抵抗７３の抵抗値が大きいと、電源７１ａからスイッチング素子７２ｃを介してグランドに流出される電流が小さくなって発熱抵抗体４２ａに電源７１ａより供給されるパルス電流の電流値の減少量が小さいことから、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂに供給されるパルス電流の差異が小さくなり、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂの間で生じる熱量の差異も小さくなり、吐出面２７ａを基準にしてノズル４４ａより吐出されたインク液滴ｉの吐出角度は大きくなる。すなわち、可変抵抗７３の抵抗値が大きいほど、ノズル４４ａより略真下にインク液滴ｉを吐出したときの着弾点Ｄに対し、発熱抵抗体４２ａ側でより近い位置に着弾するようにインク液滴ｉを吐出する。一方、可変抵抗７３の抵抗値が小さいと、電源７１ａからスイッチング素子７２ｃを介してグランドに流出される電流が大きくなって発熱抵抗体４２ａに電源７１ａより供給されるパルス電流の電流値の減少量が大きいことから、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂに供給されるパルス電流の差異が大きくなり、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂの間で生じる熱量の差異も大きくなり、吐出面２７ａを基準にしてノズル４４ａより吐出されたインク液滴ｉの吐出角度は小さくなる。すなわち、可変抵抗７３の抵抗値が小さいほど、ノズル４４ａより略真下にインク液滴ｉを吐出したときの着弾点Ｄに対し、発熱抵抗体４２ａ側でより遠い位置に着弾するようにインク液滴ｉを吐出する。

また、図１５に示す吐出制御部６３では、スイッチング素子７２ｂが一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂと可変抵抗７３との接続をオンにし、スイッチング素子７２ａをオンにし、スイッチング素子７２ｃを電源７１ｂと接続したときに、図１６（Ｃ）に示すように、ヘッドチップ２７より吐出されるインク液滴ｉを、吐出方向が図１６（Ｃ）に示す記録紙Ｐの幅方向Ｗの発熱抵抗体４２ｂ側に可変された状態で吐出させる。すなわち、スイッチング素子７２ｃが電源７１ｂに接続されることで、発熱抵抗体４２ａに供給されるパルス電流の電流値は可変抵抗７３の抵抗値に応じて大きくなり、インク気泡Ｂ２の体積がインク気泡Ｂ１の体積より小さくされた状態でインク気泡Ｂ１，Ｂ２が一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂ上にそれぞれ形成されることから、インク２の吐出角度を発熱抵抗体４２ｂ側に変化させてインク液滴ｉをノズル４４ａから略斜めに吐出する。ヘッドチップ２７においては、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂの発熱状態がスイッチング素子７２ｃをグランドに接続したときとは逆になる。

この場合、可変抵抗７３の抵抗値が大きいと、電源７１ａの他に電源７１ｂより発熱抵抗体４２ａに加算されて供給されるパルス電流が小さくなることから、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂに供給されるパルス電流の差異が小さくなり、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂの間で生じる熱量の差異も小さくなり、吐出面２７ａを基準にしてノズル４４ａより吐出されたインク液滴ｉの吐出角度は大きくなる。すなわち、可変抵抗７３の抵抗値が大きいほど、ノズル４４ａより略真下にインク液滴ｉを吐出したときの着弾点Ｄに対し、発熱抵抗体４２ｂ側でより近い位置に着弾するようにインク液滴ｉを吐出する。一方、可変抵抗７３の抵抗値が小さいと、電源７１ａの他に電源７１ｂより発熱抵抗体４２ａに加算されて供給されるパルス電流が大きくなることから、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂに供給されるパルス電流の差異が大きくなり、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂの間で生じる熱量の差異も大きくなり、吐出面２７ａを基準にしてノズル４４ａより吐出されたインク液滴ｉの吐出角度は小さくなる。すなわち、可変抵抗７３の抵抗値が小さいほど、ノズル４４ａより略真下にインク液滴ｉを吐出したときの着弾点Ｄに対し、発熱抵抗体４２ｂ側でより遠い位置に着弾するようにインク液滴ｉを吐出する。

このように、吐出制御部６３では、スイッチング素子７２ａ，７２ｂ，７２ｃを切り換え、可変抵抗７３の抵抗値を変化させることで、インク液滴ｉのノズル４４ａからの吐出方向を、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂが並設されている方向、すなわち記録紙Ｐの幅方向に変化させることができる。

なお、以上では、可変抵抗７３の抵抗値を制御することで発熱抵抗体４２ａに供給される電流値を調整したが、このことに限定されることはなく、例えば電源７１ａを発熱抵抗４２ａに接続するような構成にすることで発熱抵抗体４２ｂ側に供給される電流値の変化させることも可能である。

図１４に示す警告部６４は、例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等の表示手段であり、印刷条件、印刷状態、インク残量等の情報を表示する。また、警告部６４は、例えばスピーカ等の音声出力手段であってもよく、この場合は、印刷条件、印刷状態、インク残量等の情報を音声で出力する。なお、警告部６４は、表示手段及び音声出力手段をともに有するように構成してもよい。また、この警告は、情報処理装置６９のモニタやスピーカ等で行うようにしてもよい。

入出力端子６５は、上述した印刷条件、印刷状態、インク残量等の情報をインタフェースを介して外部の情報処理装置６９等に送信する。また、入出力端子６５は、外部の情報処理装置６９等から、上述した印刷条件、印刷状態、インク残量等の情報を出力する制御信号や、印刷データ等が入力される。ここで、上述した情報処理装置６９は、例えば、パーソナルコンピュータやＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等の電子機器である。

情報処理装置６９等と接続される入出力端子６５は、インタフェースとして例えばシリアルインタフェースやパラレルインタフェース等を用いることができ、具体的にＵＳＢ（Universal Serial Bus）、ＲＳ（Recommended Standard）２３２Ｃ、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronic Engineers）１３９４等の規格に準拠したものである。また、入出力端子６５は、情報処理装置６９との間で有線通信又は無線通信の何れ形式でデータ通信を行うようにしてもよい。なお、この無線通信規格としては、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ，８０２．１１ｂ，８０２．１１ｇ等がある。

入出力端子６５と情報処理装置６９との間には、例えばインターネット等のネットワークが介在していてもよく、この場合、入出力端子６５は、例えばＬＡＮ（Local Area Network）、ＩＳＤＮ（Integrated Services Digital Network）、ｘＤＳＬ（Digital Subscriber Line）、ＦＴＨＰ（Fiber To The Home）、ＣＡＴＶ（Community Antenna TeleVision）、ＢＳ（Broadcasting Satellite）等のネットワーク網に接続され、データ通信は、ＴＣＰ／ＩＰ（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）等の各種プロトコルにより行われる。

ＲＯＭ６６は、例えばＥＰ−ＲＯＭ（Erasable Programmable Read-Only Memory）等のメモリであり、制御部６８が行う各処理のプログラムが格納されている。この格納されているプログラムは、制御部６８によりＲＡＭ６７にロードされる。ＲＡＭ６７は、制御部６８によりＲＯＭ６６から読み出されたプログラムや、プリンタ装置１の各種状態を記憶する。

制御部６８は、入出力端子６５から入力された印刷データ、ヘッドカートリッジ３から入力されがインク２の残量データ等に基づき、各部を制御する。制御部６８は、入力された制御信号等に基づいて各部を制御する処理プログラムをＲＯＭ６６から読み出してＲＡＭ６７に記憶し、この処理プログラムに基づき各部の制御や処理を行う。

なお、以上のように構成された制御回路６１においては、ＲＯＭ６６に処理プログラムを格納するようにしたが、処理プログラムを格納する媒体としては、ＲＯＭ６６に限定されるものでなく、例えば処理プログラムが記録された光ディスクや、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＩＣカード等の各種記録媒体を用いることができる。この場合に制御回路６１は、各種記録媒体を駆動するドライブと直接又は情報処理装置６９を介して接続されてこれら記録媒体から処理プログラムを読み出すように構成する。

ここで、以上のように構成されるプリンタ装置１の印刷動作について図１７に示すフローチャートを参照にして説明する。なお、本動作はＲＯＭ６６等の記憶手段に格納された処理プログラムに基づいて制御部６８内の図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）の演算処理等により実行されるものである。

先ず、ユーザが、印刷動作をプリンタ装置１が実行するように、プリンタ本体４に設けられている操作パネル等を操作して命令する。次に、制御部６８は、ステップＳ１において、各装着部２２に所定の色のインクカートリッジ１１が装着されているかどうかを判断する。そして、制御部６８は、全ての装着部２２に所定の色のインクカートリッジ１１が適切に装着されているときはステップＳ２に進み、装着部２２においてインクカートリッジ１１が適切に装着されていないときはステップＳ４に進み、印刷動作を禁止する。

制御部６８は、ステップＳ２において、接続部２６内のインク２が所定量以下、すなわちインク無し状態であるか否かを判断し、インク無し状態であると判断されたときは、警告部６４でその旨を警告し、ステップＳ４において、印刷動作を禁止する。一方、制御部６８は、接続部２６内のインク２が所定量以上であるとき、すなわちインク２が満たされているとき、ステップＳ３において、印刷動作を許可する。

印刷動作を行う際は、制御部６８がプリンタ制御部６２によって各駆動機構５３，５４を駆動制御して記録紙Ｐを印刷可能な位置まで移動させる。具体的に、制御部６８は、図１８に示すように、ヘッドキャップ開閉機構５３を構成する駆動モータを駆動させてヘッドキャップ２８をヘッドカートリッジ３に対してトレイ５５ａ側に移動させ、ヘッドチップ２７のノズル４４ａを露出させる。そして、制御部６８は、給排紙機構５４を構成する駆動モータを駆動させて記録紙Ｐを走行させる。具体的に、制御部６８は、トレイ５５ａから給紙ローラ８１によって記録紙Ｐを引き出し、互いに反対方向に回転する一対の分離ローラ８２ａ，８２ｂによって引き出された記録紙Ｐの一枚を反転ローラ８３に搬送して搬送方向を反転させた後に搬送ベルト８４に記録紙Ｐを搬送し、搬送ベルト８４に搬送された記録紙Ｐを押さえ手段８５が所定の位置で保持させることでインク２が着弾される位置が決定されるように給排紙機構５４を制御する。

そして、制御部６８は、記録紙Ｐが印刷位置に保持されたことを確認すると、ヘッドチップ２７のノズル４４ａより記録紙Ｐに向かってインク液滴ｉを吐出するように吐出制御部６３を制御する。具体的には、図１６（Ａ）に示すように、ノズル４４ａより略真下にインク液滴ｉを吐出する場合、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂに供給されるパルス電流の電流値が略同じになるように吐出制御部６３を制御する。また、制御部６８は、図１６（Ｂ）に示すように、ノズル４４ａより発熱抵抗体４２ａ側に吐出方向を変えてインク液滴ｉを吐出する場合、発熱抵抗体４２ｂに供給されるパルス電流より、発熱抵抗体４２ａに供給されるパルス電流の電流値が小さくなるように吐出制御部６３を制御する。また、制御部６８は、図１６（Ｃ）に示すように、ノズル４４ａより発熱抵抗体４２ｂ側に吐出方向を変えてインク液滴ｉを吐出する場合、発熱抵抗体４２ｂに供給されるパルス電流に比べ、発熱抵抗体４２ａに供給されるパルス電流の電流値が大きくなるように吐出制御部６３で制御する。

以上ように、インク液滴ｉがノズル４４ａ吐出されると、インク液滴ｉを吐出した量と同量のインク２がインク流路４６から直ちにインク液室４５内に補充され、図６（Ｂ）に示すように、元の状態に戻る。ヘッドチップ２７からインク液滴ｉが吐出されると、付勢部材３４ｆの付勢力とダイアフラム３４ｉの付勢力とによってインク室３４ｂの開口部３４ｄを閉塞している弁３４ｅは、図６（Ａ）に示すように、ヘッドチップ２７からインク液滴ｉが吐出された際に、開口部３４ｄに分割されたインク流出路３４ｃ側のインク室３４ｂ内のインク２の負圧が高まると、インク２の負圧によりダイアフラム３４ｉが大気圧により押し上げられて、弁シャフト３４ｈと共に弁３４ｅを付勢部材３４ｆの付勢力に抗して押し上げる。このとき、インク室３４ｂのインク流入路３４ａ側とインク流出路３４ｃ側との間の開口部３４ｄが開放され、インク２がインク流入路３４ａ側からインク流出路３４ｃ側に供給され、ヘッドチップ２７のインク流路４６にインク２が補充される。そして、インク２の負圧が低下してダイアフラム３４ｉが復元力により元の形状に戻り、付勢部材３４ｆの付勢力により弁シャフト３４ｈと共に弁３４ｅをインク室３４ｂが閉塞するように引き下げる。以上のようにして弁機構３４では、インク液滴ｉを吐出する度にインク２の負圧が高まると、上述の動作を繰り返す。

このようにして、給排紙機構５４によって走行している記録紙Ｐには、順に印刷データに応じた文字や画像が印刷されることになる。そして、印刷が終了した記録紙Ｐは、給排紙機構５４によって排紙口５６より排出される。

以上で説明したプリンタ装置１では、インクカートリッジ１１内に上述した化学式１に示す有機化合物を有する非イオン系界面活性剤を少なくとも含有するインク２が収容され、このインク２をノズル４４ａよりインク液滴ｉにして記録紙Ｐに吐出しており、インク２が記録紙Ｐに対して優れた濡れ性を示し、記録紙Ｐの厚み方向に速やかに浸透することから、着弾したインク液滴ｉの着弾点が滲むことなく、高画質な印刷を行える。具体的には、例えば記録紙Ｐにコピー用紙、ボンド紙、レポート紙等の普通紙を用いた場合でも、着弾したインク液滴ｉが普通紙の繊維に沿って滲んでしまうことを抑制できる。

また、このプリンタ装置１では、記録紙Ｐに対して優れた濡れ性を示すインク２をインク液滴ｉの状態にしてノズル４４ａより吐出し、記録紙Ｐに印刷を行うことから、着弾したインク液滴ｉが記録紙Ｐに速やかに染み込んで乾燥したような状態になり、印刷した直後にインク液滴ｉが着弾した部分を擦ってもインク液滴ｉの着弾点に掠れ等が生じて画質が低下することを抑制できる。

このプリンタ装置１では、インクカートリッジ１１内に少なくとも上述した化学式１に示す有機化合物を有する非イオン系界面活性剤が含有されたインク２を収容しており、このインク２がインク液室４５に供給されることより、インク液室４５内のインク２にインク気泡Ｂ１，Ｂ２以外の泡が生じることが抑制される。したがって、このプリンタ装置１では、従来のようなインク液室内のインクに生じた泡が発熱抵抗体上にインクの供給やノズルからのインクの吐出を妨げるといった不具合を防止でき、ノズル４４ａよりインク液滴ｉを適切に吐出できる。

このプリンタ装置１では、インク液室４５に供給されるインク２が、記録紙Ｐだけでなく、インク液室４５の内周面、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂ、ノズル４４ａ等にも優れた濡れ性を示すことから、ノズル４４ａよりインク液滴ｉを吐出した直後に速やかに一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂ上にインク２を供給できる。したがって、このプリント装置１では、インク液滴ｉをノズル４４ａから吐出する度に、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂに速やかにインク２を供給することができ、短い吐出間隔でインク液滴ｉを吐出したときでも、インク液滴ｉをノズル４４ａより適切に吐出できる。すなわち、このプリンタ装置１では、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂを周波数が１ｋＨｚ以上、好ましくは３ｋＨｚ以上、更に好ましくは５ｋＨｚ以上のパルス電流で駆動させて印刷速度を速くさせても、吐出機会毎でノズル４４ａからインク液滴ｉを適切に吐出でき、高画質な印刷を行える。

このプリンタ装置１では、インクカートリッジ１１に収容されるインク２が、少なくとも上述した化学式１に示す有機化合物を有する界面活性剤を含有しており、この界面活性剤の曇点が８０℃程度と従来の界面活性剤よりも高いことから、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂによりインク２が加熱されたときに界面活性剤の曇点を超えて物性変化してしまうことを抑制できる。したがって、このプリンタ装置１では、インクカートリッジ１１より供給されたインク液室４５内のインク２の温度が界面活性剤の曇点を容易に越えることがなく、インク２の物性が安定していることから、インク液室４５の内周面、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂ、ノズル４４ａ等に対するインク２の濡れ性を保つことができ、ノズル４４ａよりインク液滴ｉを適切に吐出できる。

このプリント装置１では、ヘッドチップ２７内のインク２の物性が安定しており、ノズル４４ａ等に対するインク２の濡れ性が適切な状態に保たれることから、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂの駆動を制御し、吐出方向を変化させてノズル４４ａより吐出されたインク液滴ｉの吐出角度にばらつきが生じることを抑え、インク液滴ｉをノズル４４ａより所望の吐出角度で吐出できる。

なお、以上では、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂが記録紙Ｐの幅方向に並設されたヘッドチップ２７を例に挙げて説明したが、このような構造に限定されることはなく、複数の圧力発生素子に供給されるパルス電流の電流値を変えてインク液滴ｉの吐出方向を制御するものであれば、例えば図１９（Ａ）〜図１９（Ｃ）に示すヘッドチップ９１，１０１，１１１にも適用可能である。なお、ヘッドチップ９１は記録紙Ｐの走行方向に一対の発熱抵抗体９２ａ，９２ａを並設させたものであり、ヘッドチップ１０１はインク液室１０２に３つの発熱抵抗体１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃを配設させたものであり、ヘッドチップ１１１はインク液室１１２に４つの発熱抵抗体１１３ａ，１１３ｂ，１１３ｃ，１１３ｄを配設させたものである。なお、図１９では、各ヘッドチップ９１，１０１，１１１におけるノズル９３，１０４，１１４の位置を点線で示している。また、ヘッドチップ１０１、１１１において、インク流路側にある発熱抵抗体１０３ｃ，１１３ｃは、インク液室１０２，１１２内に発生したインク気泡が割れたときにインク液滴ｉをノズル１０４，１１４より吐出させるための圧力が側壁側に比べてインク流路側で低くなり、インク流路よりインク２が供給される方向、すなわち図１９中矢印Ｆ方向とは略反対方向にインク液滴ｉが吐出されることを防ぐために設けられている。

また、以上では、複数の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂが設けられたヘッドチップ２７を例に挙げて説明したが、このような構成に限定されることはなく、例えば図２０に示すヘッドチップ１２１のように、発熱抵抗体１２２がノズル１２３と対向する位置に一つだけ設けられたものにも適用可能である。この場合、ヘッドチップ１２１は、ノズル１２３よりインク液滴ｉを略真下方向、すなわち記録紙Ｐに対し略垂直方向だけに吐出する。なお、図２０でも、ヘッドチップ１２１におけるノズル１２３の位置を点線で示している。

さらに、以上では、プリンタ本体４に対してヘッドカートリッジ３が着脱可能であり、更に、ヘッドカートリッジ３に対してインクカートリッジ１１が着脱可能なプリンタ装置１を例に取り説明したが、プリンタ本体４とヘッドカートリッジ３とが一体化されたプリンタ装置にも適用可能である。

さらにまた、以上では、一対の発熱抵抗体４２ａ，４２ｂによってインク２を加熱しながらノズル４４ａから吐出させる電気熱変換方式を採用しているが、このような方式に限定されず、例えばピエゾ素子といった圧電素子等の電気機械変換素子等によってインクを電気機械的にノズルより吐出させる電気機械変換方式を採用したものであってもよい。

さらにまた、以上では、ライン型のプリンタ装置１を例に挙げて説明したが、このことに限定されることはなく、例えばインクヘッドが記録紙の走行方向と略直交する方向に移動するシリアル型のインクジェットプリンタ装置にも適用可能である。この場合、シリアル型のインクジェットプリンタ装置のヘッドチップには少なくとも複数の圧力発生素子が設けられることになる。

以下、本発明を適用した記録液としてインクを実際に調製した実施例、比較例、参照例について説明する。

〈実施例１〉
実施例１では、着色剤となる染料としてＣ．Ｉ．ダイレクトイエロー８６を３重量部と、溶媒として水７０重量部と、その他の溶媒としてグリセリン５重量部と、エチレングリコール１０重量部と、モノブチルジエチレングリコール１０重量部と、エチレンオキサイド（以下、ＥＯと記す。）の総付加量（ｍ＋ｎ）を２にした化学式１に示す有機化合物を有する非イオン系界面活性剤２量部とを混合し、インク前駆体を調製した。なお、化学式１に示す有機化合物を有する界面活性剤には、日光ケミカルズ社製ＮＥＸＣＯＡＴのエチレンオキサイドの付加量を変化させたものを用いた。

そして、このような配合で得られたインク前駆体を、６０℃に加温した状態で４時間攪拌し、攪拌後に、メッシュ径が０．８μｍのアドバンテック社製メンブレンフィルタでインク前駆体を加圧しながら強制的に濾過した。このようにして、インクを調製した。

〈実施例２〉
実施例２では、着色剤となる染料としてＣ．Ｉ．ダイレクトブルー１９９を４重量部と、溶媒として水６５重量部と、その他の溶媒としてエチレングリコール１０重量部と、ジエチレングリコール１０重量部と、トリエチレングリコール１０重量部と、ＥＯの総付加量（ｍ＋ｎ）を７にした実施例１と同様の化学式１に示す有機化合物を有する非イオン系界面活性剤１重量部とを混合し、インク前駆体を調製した。そして、このようなインク前駆体を調製したこと以外は、実施例１と同様にしてインクを調製した。

〈実施例３〉
実施例３では、着色剤となる染料としてＣ．Ｉ．アシッドレッド５２を３重量部と、溶媒として水７０．９重量部と、その他の溶媒としてモノブチルトリエチレングリコール１０重量部と、２−ピロリドン５重量部と、グリセリン１０重量部と、ＥＯの総付加量（ｍ＋ｎ）を２にした実施例１と同様の化学式１に示す有機化合物を有する界面活性剤０．１重量部と、ＥＯの総付加量（ｍ＋ｎ）を４にした実施例１と同様の化学式１に示す有機化合物を有する非イオン系界面活性剤０．１重量部とを混合し、インク前駆体を調製した。そして、このようなインク前駆体を調製したこと以外は、実施例１と同様にしてインクを調製した。

〈実施例４〉
実施例４では、着色剤となる染料としてＣ．Ｉ．ダイレクトブラック１５４を４重量部と、溶媒として水７５．９５重量部と、その他の溶媒としてエチレングリコール５十両部と、ジエチレングリコール５重量部と、グリセリン１０重量部と、ＥＯの総付加量量（ｍ＋ｎ）を４にした実施例１と同様の化学式１に示す有機化合物を有する非イオン系界面活性剤０．０５重量部とを混合し、インク前駆体を調製した。そして、このようなインク前駆体を調製したこと以外は、実施例１と同様にしてインクを調製した。

〈実施例５〉
実施例５では、着色剤となる染料としてＣ．Ｉ．ダイレクトブラック１６８を３重量部と、溶媒として水７６．９重量部と、その他の溶媒として１，２−プロパンジオール５重量部と、２−ピロリドン５重量部と、グリセリン１０重量部と、ＥＯの総付加量（ｍ＋ｎ）を４にした実施例１と同様の化学式１に示す有機化合物を有する非イオン系界面活性剤０．１重量部とを混合し、インク前駆体を調製した。そして、このようなインク前駆体を調製したこと以外は、実施例１と同様にしてインクを調製した。

〈実施例６〉
実施例６では、着色剤となる染料としてＣ．Ｉ．ダイレクトイエロー１３２を３重量部と、溶媒として水７４．５重量部と、その他の溶媒としてジエチレングリコール１０重量部と、テトラエチレングリコール１０重量部と、トリエタノールアミン０．５重量部と、ＥＯの総付加量（ｍ＋ｎ）を４にした実施例１と同様の化学式１に示す有機化合物を有する非イオン系界面活性剤２重量部とを混合し、インク前駆体を調製した。そして、このようなインク前駆体を調製したこと以外は、実施例１と同様にしてインクを調製した。

〈実施例７〉
実施例７では、着色剤となる染料としてＣ．Ｉ．アシッドレッド２８９を３重量部と、溶媒として水５２重量部と、その他の溶媒としてエチレングリコール１００重量部と、ジエチレングリコール２０重量部と、グリセリン１０重量部と、ＥＯの総付加量（ｍ＋ｎ）を７にした実施例１と同様の化学式１に示す有機化合物を有する非イオン系界面活性剤５重量部とを混合し、インク前駆体を調製した。そして、このようなインク前駆体を調製したこと以外は、実施例１と同様にしてインクを調製した。

〈比較例１〉
比較例１では、着色剤となる染料としてＣ．Ｉ．ダイレクトブルー１９９を４重量部と、溶媒として水６５重量部と、その他の溶媒としてエチレングリコール１０重量部と、ジエチレングリコール１０重量部と、トリエチレングリコール１０重量部と、界面活性剤として日光ケミカルズ社製のポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル（商品名：ＮＰ１０）１重量部とを混合し、インク前駆体を調製した。そして、このようなインク前駆体を調製したこと以外は、実施例１と同様にしてインクを調製した。

〈比較例２〉
比較例２では、着色剤となる染料としてＣ．Ｉ．ダイレクトブラック１６８を３重量部と、溶媒として水７６．９重量部と、その他の溶媒として１，２−プロパンジオール５重量部と、２−ピロリドン５重量部と、グリセリン１０重量部と、界面活性剤として日光ケミカルズ社製のポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル（商品名：ＮＰ７．５）０．１重量部とを混合し、インク前駆体を調製した。そして、このようなインク前駆体を調製したこと以外は、実施例１と同様にしてインクを調製した。

〈比較例３〉
比較例３では、着色剤となる染料としてＣ．Ｉ．アシッドレッド５２を３重量部と、溶媒として水７１重量部と、その他の溶媒としてモノブチルトリエチレングリコール１０重量部と、２−ピロリドン５重量部と、グリセリン１０重量部と、界面活性剤として日本油脂社製のポリオキシエチレントリデシアルコールエーテル（商品名：ディスパノールＴＯＣ）１重量部とを混合し、インク前駆体を調製した。そして、このようなインク前駆体を調製したこと以外は、実施例１と同様にしてインクを調製した。

〈比較例４〉
比較例４では、着色剤となる染料としてＣ．Ｉ．ダイレクトイエロー１３２を３重量部と、溶媒として水７４．５重量部と、その他の溶媒としてジエチレングリコール１０重量部と、テトラエチレングリコール１０重量部と、トリエタノールアミン０．５重量部と、界面活性剤として日本油脂社製のポリオキシエチレンオレイルエーテル（商品名：ノニオンＥ−２１５）２重量部とを混合し、インク前駆体を調製した。そして、このようなインク前駆体を調製したこと以外は、実施例１と同様にしてインクを調製した。

〈比較例５〉
比較例５では、着色剤となる染料としてＣ．Ｉ．アシッドレッド２８９を３重量部と、溶媒として水５２重量部と、その他の溶媒としてエチレングリコール１０重量部と、ジエチレングリコール２０重量部と、グレセリン１０重量部と、界面活性剤として日光ケミカルズ社製のポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル（商品名：ＮＰ７．５）５重量部とを混合し、インク前駆体を調製した。そして、このようなインク前駆体を調製したこと以外は、実施例１と同様にしてインクを調製した。

〈比較例６〉
比較例６では、着色剤となる染料としてＣ．Ｉ．ダイレクトブラック１５４を４重量部と、溶媒として水７５．９５重量部と、その他の溶媒としてエチレングリコール５重量部と、ジエチレングリコール５重量部と、グレセリン１０重量部と、界面活性剤として日光ケミカルズ社製のポリオキシエチレンアルキルエーテル（商品名：ＢＴ９）０．０５重量部とを混合し、インク前駆体を調製した。そして、このようなインク前駆体を調製したこと以外は、実施例１と同様にしてインクを調製した。

〈参照例〉
参照例では、界面活性剤として日信化学社製のアセチレングリコール系の界面活性剤（商品名：オルフィンＥ１０１０）を用いたこと以外は、実施例１と同様にしてインクを調製した。

そして、以上のようにして調製した各実施例及び各比較例のインクについて、表面張力及び粘度を測定した。なお、表面張力は、協和界面科学社製の自動表面張力計（型名：ＣＢＶＰ−Ｚ）を用いて測定し、粘度は、協和界面科学社製のビスコメイト（型名：ＶＭ−１００Ａ）を用いて測定した。

以下、表１に各実施例及び各比較例の表面張力及び粘度を測定した評価結果を示す。

表１に示す結果から、各実施例及び各比較例では、表面張力が３１ｍＮ／ｍ〜４８ｍＮ／ｍの範囲、粘度が２ｍＰａ・ｓ〜７ｍＰａ・ｓの範囲にあり、表面張力及び粘度に大きな差がないことがわかる。

次に、各実施例、各比較例及び参照例について、ノズル径が２０μｍ、一対の発熱抵抗体の抵抗値がそれぞれ１３５Ω、ノズル数が２４個のヘッドチップを備えるインクジェットプリント装置を用い、ヘッドチップを駆動電圧１１Ｖで駆動させてゼロックス社製のＰＰＣ用紙、本州製紙製の再生紙、ミード社製のボンド用紙にアルファベッド文字の印刷や、所定の領域の塗り潰した印刷、いわゆるべた印刷をし、印字品質評価、インク定着性評価、周波数応答性評価、吐出角度応答性評価を行った。

以下、表２に各実施例、各比較例及び参照例の印字品質評価、インク定着性評価、周波数応答性評価、吐出角度応答性評価の評価結果を示す。

なお、印字品質評価は、上述した３種類の紙にそれぞれ印刷された文字を目視で観察することで評価した。そして、表２において、印字品質評価は、滲みが確認されないときは○印で示し、滲みは見られるが文字は認識できるときは△印で示し、印字された文字が認識できないほど滲んでしまったときは×印で示している。

インク定着性評価は、ゼロックス社製のＰＰＣ用紙に印刷された文字を東洋科学産業社製の濾紙（商品名：Ｎｏ．５Ｃ）で擦り、印字した文字が掠れていないかどうかを目視で観察することで評価した。そして、表２において、インク定着性評価は、５秒後に掠れがあるときは◎印で示し、１０秒後に掠れがあるときは○印で示し、１５秒後に掠れがあるときは△印で示し、３０秒後に掠れがあるときは×印で示している。

周波数応答性評価は、駆動電圧の周波数を１ｋＨｚ、３ｋＨｚ、１０ｋＨｚにしたとき、それぞれの周波数で文字印刷及びべた印刷を上述した３種類の紙それぞれに行い、印刷箇所に掠れや、インク液滴が着弾されない部分、いわゆる白抜けの有無を目視で観察することで評価した。そして、表２において、周波数応答性評価は、各周波数について、文字印刷及びべた印刷の両方に掠れ及び白抜けが全くないときは◎で示し、べた印刷だけに掠れがあるときは○印で示し、べた印刷だけに掠れ及び白抜けがあるときは△印で示し、文字印刷及びべた印刷の両方に掠れ及び白抜けがあるときは×印で示している。ヘッドチップにおいては、１ｋＨｚの周波数の駆動電圧が供給されたときはインク液滴を一秒間に１０００回程度吐出する吐出間隔で駆動し、３ｋＨｚの周波数の駆動電圧が供給されたときはインク液滴を一秒間に３０００回程度吐出する吐出間隔で駆動し、１０ｋＨｚの周波数の駆動電圧が供給されたときはインク液滴を一秒間に１００００回程度吐出する吐出間隔で駆動する。

吐出角度応答性評価は、ノズルより略真下にインク液滴を吐出して形成される直径４０μｍのインクドットの略中心を２０μｍずらした位置にインクドットが形成されるように吐出角度を変えてインク液滴を吐出したときと、インクドットの略中心を３０μｍずらした位置にインクドットが形成されるように吐出角度を変えてインク液滴を吐出したときとについて、それぞれ文字印刷を上述した３種類の紙それぞれに行い、印刷箇所に掠れや、着弾点位置がずれて起こる白抜けの有無を目視で観察することで評価した。そして、表２において、吐出角度応答性評価は、各周波数について、文字印刷に掠れ及び白抜けが全くないときは◎で示し、掠れがあるときは○印で示し、白抜けがあるときは△印で示し、掠れ及び白抜けの両方があるときは×印で示している。

表２に示す評価結果から、化学式１に示す有機化合物を有する非イオン系界面活性剤が含有された実施例１〜実施例７では、非イオン系界面活性剤と構造の類似したＥＯ変性エーテル系界面活性剤等を使用した比較例１〜比較例６に比べ、表面張力や粘性に大きな差がないのに印字品質、インク定着性、周波数応答性、吐出角度応答性、全ての評価で優れおり、参照例に匹敵する評価結果が得られていることがわかる。

実施例１〜実施例７では、少なくとも化学式１に示す有機化合物を有する非イオン系界面活性剤が含有されていることから、ＰＰＣ用紙、再生紙、ボンド用紙等といった記録紙に対する濡れ性を良好にできる、すなわち記録紙の厚み方向に速やかに浸透されて乾燥したような状態になる。したがって、実施例１〜実施例７では、滲みや掠れのない高画質な文字印刷を行うことができる。

また、各実施例では、記録紙だけでなく、ヘッドチップに対しても優れた濡れ性を示し、ノズルよりインク液滴ｉを吐出した直後に速やかに発熱抵抗体上にインクが供給されることから、吐出間隔を短くしても、吐出機会毎にノズルからインク液滴ｉを適切に吐出でき、掠れや白抜きのない高画質な文字印刷及びべた印刷を行える。

さらに、各実施例では、ヘッドチップにおけるノズル近傍でも優れた濡れ性を示すことから、一対の発熱抵抗体の駆動を制御し、吐出方向を変化させてノズルより吐出されたインク液滴の吐出角度にばらつきが生じることを抑制でき、掠れや白抜きのない高画質な文字印刷を行える。

一方、比較例１〜比較例６では、非イオン系界面活性剤と構造の類似したＥＯ変性エーテル系界面活性剤等を使用しており、化学式１に示す有機化合物を有する界面活性剤が含有されていないことから、記録紙Ｐに対する濡れ性が各実施例に比べて悪くなり、インク液滴が記録紙に着弾しても速やかに乾くことなく、滲みや掠れ等が生じ、印刷品質が低下する。

また、各比較例では、ヘッドチップに対する濡れ性が各実施例に比べると悪く、ノズルよりインク液滴ｉと吐出後に発熱抵抗体上に速やかにインクを供給することが困難になる。したがって、各比較例では、吐出間隔が短くなるに従って、すなわち駆動電圧の周波数が大きくなるに従ってインク液滴をノズルより吐出機会毎に吐出することが困難になり、掠れや白抜きが生じて印刷品質が低下する。

さらに、各比較例では、ヘッドチップにおけるノズル近傍での濡れ性も各実施例に比べると悪いことから、一対の発熱抵抗体の駆動を制御し、吐出方向を変化させてノズルより吐出されたインク液滴の吐出角度にばらつきが生じる。したがって、各比較例では、吐出角度を変化させてインク液滴を吐出させたときに、吐出角度にばらつきが生じて掠れや白抜きが生じて印刷品質が低下する。

以上のことから、インクを調製する際に、少なくとも化学式１に示す有機化合物を有する非イオン系界面活性剤を含有させることは、印字品質、インク定着性、周波数応答性、吐出角度応答性に優れる、すなわち参照例と同等以上のインクを調製する上で大変重要であることがわかる。

本発明が適用されたインクジェットプリンタ装置を示す斜視図である。 同インクジェットプリンタ装置に備わるインクジェットプリントヘッドカートリッジを示す斜視図である。 同インクジェットプリントヘッドカートリッジを示す断面図である。 同インクジェットプリントヘッドカートリッジにインクカートリッジが装着されたときのインク供給部を示しており、同図（Ａ）は供給口が閉塞された状態を示す模式図であり、同図（Ｂ）は供給口が開口された状態を示す模式図である。 同インクジェットプリントヘッドカートリッジにおけるインクカートリッジとヘッドチップとの関係を示す模式図である。 同インクカートリッジの接続部における弁機構を示しており、同図（Ａ）は弁が閉じた状態を示す断面図であり、同図（Ｂ）は弁が開いた状態を示す断面図である。 同インクジェットプリントヘッドカートリッジのヘッドチップを示す分解斜視図である。 同ヘッドチップを示す平面図である。 同ヘッドチップがインク液滴を吐出する状態を説明しており、略同じ大きさのインク気泡がインク液室内に形成された状態を示す断面図である。 同ヘッドチップがインク液滴を吐出する状態を説明しており、２つのインク気泡によってノズルからインク液滴が略真下に吐出された状態を示す断面図である。 同ヘッドチップがインク液滴を吐出する状態を説明しており、異なる大きさのインク気泡がインク液室内に形成された状態を示す断面図である。 同ヘッドチップがインク液滴を吐出する状態を説明しており、２つのインク気泡によってノズルからインク液滴が略斜め方向に吐出された状態を示す断面図である。 同インクジェットプリンタ装置の一部を透視して示す側面図である。 同インクジェットプリンタ装置の制御回路を模式的に示すブロック図である。 同制御回路の吐出制御部を示す模式図である。 同吐出制御部がインク液滴の吐出方向を制御することを説明しており、同図（Ａ）はインク液滴が略真下方向に吐出されるときを説明する模式図であり、同図（Ｂ）はインク液滴がノズルを中心に記録紙の幅方向の一方略斜め方向に吐出されるときを説明する模式図であり、同図（Ｃ）はインク液滴がノズルを中心に記録紙の幅方向の他方略斜め方向に吐出されるときを説明する模式図である。 同インクジェットプリンタ装置の印刷動作を説明するフローチャートである。 同インクジェットプリンタ装置において、ヘッドキャップ開閉機構が開いている状態を一部透視して示す側面図である。 同ヘッドチップの他の例であり、同図（Ａ）は記録紙の走行方向に発熱抵抗体が並設された状態を示す平面図であり、同図（Ｂ）はインク室内に発熱抵抗体が３つ設けられた状態を示す平面図であり、同図（Ｃ）はインク室内に発熱抵抗体が４つ設けられた状態を示す平面図である。 同ヘッドチップの他の例であり、発熱抵抗体を１つ設けられ状態を示す平面図である。

符号の説明

１ プリンタ装置、２ インク、３ インクジェットプリントヘッドカートリッジ、４ プリンタ本体、１１ インクカートリッジ、２１ カートリッジ本体、２７，９１，１０１，１１１ ヘッドチップ、２７ａ 吐出面、４１ 回路基板 ４２ａ，４２ｂ 発熱抵抗体、４３ フィルム、４４ ノズルシート、４４ａ ノズル、４５ インク液室、４６ インク流路、６１ 制御回路、６２ プリンタ駆動部、６３ 吐出制御部、６４ 警告部、６５ 入出力端子、６６ ＲＯＭ、６７ ＲＡＭ、６８ 制御部、７１ａ，７１ｂ 電源、７２ａ，７２ｂ，７２ｃ スイッチング素子、７３ 可変抵抗、７４ａ，７４ｂ 切換制御回路、７５ 抵抗値制御回路

Claims (17)

1. 記録液を貯留する液室と、上記液室に上記記録液を供給する供給部と、上記液室に貯留された上記記録液を押圧する複数の圧力発生素子と、上記圧力発生素子により押圧された上記記録液を上記各液室から液滴の状態で対象物の主面に向かって吐出させる吐出口とを有する吐出手段と、上記吐出手段に接続され、上記供給部に対する上記記録液の供給源となる液体カートリッジと、上記各圧力発生素子の駆動を制御することで、上記吐出口より上記液滴を吐出するときの吐出角度を制御する吐出制御手段とを備える液体吐出装置によって、上記対象物に記録を行うために液滴の状態で当該対象物に付着される記録液において、
   水溶性染料と、上記水溶性染料を分散させる溶媒と、化学式１に示す有機化合物を有する界面活性剤とを含有している記録液。
   

   
2. 上記界面活性剤は、化学式１の化学式中ｍとｎとの和が２以上、７以下である請求項１記載の記録液。
3. 上記界面活性剤は、０．０５重量％以上、１０重量％以下の範囲で含有されている請求項１記載の記録液。
4. ２５℃において、表面張力が３０Ｎ／ｍ以上、６０Ｎ／ｍ以下であり、且つ粘度が１５ｍＰｓ・Ｓ以下である請求項１記載の記録液。
5. 記録液を貯留する液室と、上記液室に上記記録液を供給する供給部と、上記液室に貯留された上記記録液を押圧する複数の圧力発生素子と、上記圧力発生素子により押圧された上記記録液を上記各液室から液滴の状態で対象物の主面に向かって吐出させる吐出口とを有する吐出手段と、上記各圧力発生素子の駆動を制御することで、上記吐出口より上記液滴を吐出するときの吐出角度を制御する吐出制御手段とを備える液体吐出装置に備わり、上記吐出手段に接続され、上記供給部に対する上記記録液の供給源となる液体カートリッジにおいて、
   上記記録液は、水溶性染料と、上記水溶性染料を分散させる溶媒と、化学式１に示す有機化合物を有する界面活性剤とを含有している液体カートリッジ。
   

   
6. 上記界面活性剤は、上記記録液全体に対し、０．０５重量％以上、１０重量％以下の範囲で含有されている請求項５記載の液体カートリッジ。
7. 該液体カートリッジは、上記記録液を収容する液体収容部と、上記吐出手段に装着されたときに、上記液体収容部に収容された上記記録液を上記供給部に供給可能に上記供給部に連結させる連結部と、上記吐出手段に装着されたときに、上記液体収容部から上記供給部に上記記録液が供給されて上記液体収容部内の上記記録液が減少した分に相当する分の空気を外部より取り込むための外部連通孔と、上記液体収容部と上記外部連通孔とを連通させ、上記外部連通孔より取り込まれた空気を上記液体収容部内に導入する空気導入管と、上記外部連通孔と上記空気導入管との間に位置し、上記液体収容部より流出した上記記録液を貯留する貯留部とを備えている請求項５記載の液体カートリッジ。
8. 記録液を貯留する液室と、上記液室に上記記録液を供給する供給部と、上記液室に貯留された上記記録液を押圧する複数の圧力発生素子と、上記圧力発生素子により押圧された上記記録液を上記各液室から液滴の状態で対象物の主面に向かって吐出させる吐出口とを有する吐出手段と、
   上記吐出手段に接続され、上記供給部に対する上記記録液の供給源となる液体カートリッジと、
   上記各圧力発生素子の駆動を制御することで、上記吐出口より上記液滴を吐出するときの吐出角度を制御する吐出制御手段とを備え、
   上記記録液は、水溶性染料と、上記水溶性染料を分散させる溶媒と、化学式１に示す有機化合物を有する界面活性剤とを含有している液体吐出装置。
   

   
9. 上記記録液は、上記界面活性剤を液全体に対して０．０５重量％以上、１０重量％以下の範囲で含有している請求項８記載の液体吐出装置。
10. 上記吐出制御手段は、上記複数の圧力発生素子にパルス電流を供給することで上記複数の圧力発生素子を制御し、
    上記複数の圧力発生素子に供給されるパルス電流の周波数が１ｋＨｚ以上である請求項８記載の液体吐出装置。
11. 上記複数の圧力発生素子に供給されるパルス電流の周波数が３ｋＨｚ以上である請求項１０記載の液体吐出装置。
12. 上記吐出手段は、上記吐出口が略ライン状に並設されている請求項８記載の液体吐出装置。
13. 記録液を貯留する液室と、上記液室に上記記録液を供給する供給部と、上記液室に貯留された上記記録液を押圧する複数の圧力発生素子と、上記圧力発生素子により押圧された上記記録液を上記各液室から液滴の状態で対象物の主面に向かって吐出させる吐出口とを有する吐出手段と、上記吐出手段に接続され、上記供給部に対する上記記録液の供給源となる液体カートリッジと、上記各圧力発生素子の駆動を制御することで、上記吐出口より上記液滴を吐出するときの吐出角度を制御する吐出制御手段とを備える液体吐出装置による液体吐出方法であって、
    上記記録液として、水溶性染料と、上記水溶性染料を分散させる溶媒と、化学式１に示す有機化合物を有する界面活性剤とを含有させた混合液を用いる液体吐出方法。
    

    
14. 上記界面活性剤を、上記記録液全体に対し、０．０５重量％以上、１０重量％以下の範囲で含有させる請求項１３記載の液体吐出方法。
15. 上記吐出制御手段は、上記複数の圧力発生素子にパルス電流を供給することで上記複数の圧力発生素子を制御し、
    上記複数の圧力発生素子に供給するパルス電流の周波数を１ｋＨｚ以上にする請求項１３記載の液体吐出方法。
16. 上記吐出制御手段は、上記パルス電流の周波数を３ｋＨｚ以上にして上記複数の圧力発生素子に供給する請求項１５記載の液体吐出方法。
17. 上記吐出手段の吐出口を略ライン状に並設させる請求項１３記載の液体吐出方法。

Images