KR20070083784A - 기록액 및 기록액을 수용한 액체 카트리지, 및 액체 토출장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인쇄 용지 P에 대해서 화상이나 문자 등을 기록하기 위해서 이용하는 기록액이고, 색소와, 색소를 용해 또는 분산시키는 용매와, 특정한 2-에틸-2-부틸-1,3-프로판디올의 에틸렌옥시드 부가체와 특정한 에틸렌옥시드/프로필렌옥시드 공중합체를 각각 적어도 1종 이상을 함유한다.

기록액, 액체 카트리지, 액체 토출 장치

Description

기록액 및 기록액을 수용한 액체 카트리지, 및 액체 토출 장치 및 방법 {RECORDING LIQUID, LIQUID CARTRIDGE CONTAINING RECORDING LIQUID, AND APPARATUS AND METHOD FOR DISCHARGING LIQUID}

본 발명은 기록 대상물에 기록을 행하기 위해서 액적의 상태로 기록 대상물에 부착되는 기록액, 이 기록액을 수용한 액체 카트리지, 이 액체 카트리지에 수용된 기록액을 토출구로부터 액적의 상태로 하여 기록 대상물에 토출하는 액체 토출 장치 및 액체 토출 방법에 관한 것이다.

본 출원은 일본에서 2004년 10월 25일에 출원된 일본 특허 출원 번호 2004-309961을 기초로서 우선권을 주장하는 것이고, 이 출원은 참조로서 본 출원에 원용된다.

종래 액체 토출 장치로서, 예를 들면 기록 대상물이 되는 인쇄 용지에 대해서 기록액인 잉크를 토출하고, 화상이나 문자를 기록하는 잉크젯 방식의 프린터 장치가 이용되고 있다. 이 종류의 잉크젯 방식의 프린터 장치는 저운전 비용, 장치의 소형화, 인쇄 화상의 컬러화가 용이한 것으로서 널리 이용되고 있다.

잉크를 토출하는 잉크젯 방식으로는, 예를 들면 디플렉션 방식, 캐비티 방식, 서모제트 방식, 버블제트(등록상표) 방식, 서멀 잉크젯 방식, 슬릿제트 방식, 스파크제트 방식 등이 있다. 이들 잉크젯 방식은 잉크를 미소한 액적의 상태로 토출시키는 잉크 토출 헤드의 토출구, 소위 노즐로부터 토출시켜 인쇄 용지에 착탄시켜 화상이나 문자 등의 기록을 행한다.

이러한 잉크젯 방식의 프린터 장치에 이용하는 잉크에 대해서는, 잉크를 토출시키는 노즐의 클로깅을 방지하는 것이 요구되고 있다. 노즐의 클로깅 발생은 예를 들면 잉크 중에 발생하는 미소한 기포가 요인이 되고 있다.

잉크에는 공기 등의 기체가 소정량 용해되지만, 온도 상승에 따라 기체의 용해도가 저하되었을 때에 용해되지 않는 기체가 분리되어 미소한 기포가 된다. 예를 들면 잉크젯 방식의 프린터 장치에서는, 잉크 토출 헤드 내의 잉크의 온도가 상승하면, 액 중에 용존하고 있던 기체가 방출되어 잉크 중에 미소한 기포가 발생한다.

잉크 토출 헤드에서는 이러한 미소한 기포가 존재하면, 이 기포가 노즐에 가득차 노즐로부터 잉크가 토출되지 않는 불토출이 되거나, 잉크의 토출 방향이 틀어져 버린다는 토출 불량이 발생하고, 인쇄된 화상에 비백(飛白)이나 백발(白拔)이 발생하여 인쇄 화상의 품질을 저하시킬 우려가 있다.

특히, 서멀 방식 및 버블제트 방식의 잉크젯 방식은 잉크에 열 에너지를 작용시켜 잉크를 미소한 액적으로 하여 노즐로부터 토출시키는 기록 방식이다. 구체적으로는, 잉크를 열 에너지원인 히터로 급열하고, 잉크의 막비등으로 생성되는 기포의 압력으로 잉크를 액적의 상태로 하여 토출한다. 이 때문에, 잉크젯 방식에서는 히터 근방에 열이 축적되고, 잉크 토출 헤드 내에 있는 잉크의 온도가 매우 상 승하기 쉽고, 잉크의 불토출이나 토출 불량이 발생하기 쉽다.

이러한 문제를 개선하기 위해서, 예를 들면 일본 특허 공개 제2001-2964호 공보, 일본 특허 공개 (평)10-46075호 공보에 기재된 바와 같은 기술이 제안되어 있다. 이들 공보에서 제안되는 기술은 수성 안료 잉크에 저급 알코올의 프로필렌옥시드 부가 중합체를 배합하는 것이다. 이들 기술에서는, 잉크 중에 미소한 기포가 발생하는 것을 충분히 억제하는 것이 곤란하여, 한층 더 개량이 요구되고 있다.

또한, 일본 특허 공개 (평)7-70491호 공보에는, 예를 들면 잉크 중에 고급 제2 알코올알콕시레이트의 에틸렌옥시드 부가물을 함유시키도록 한 것이 제안되어 있다. 이 잉크는 고주파수 구동시의 토출 안정성, 인쇄 용지에의 침투성 및 건조성이 우수하다고 되어 있다. 그러나 이 잉크에서는 고급 제2 알코올알콕시레이트에 에틸렌옥시드만을 부가시킨 화합물을 함유시켜도, 미소한 기포에 의한 노즐의 클로깅을 개량하는 것은 곤란하다. 구체적으로는, 잉크 중에 에틸렌옥시드만을 7 몰 이상 부가시킨 것과 같은 화합물을 함유한 경우, 기포가 심하게 발생하고, 노즐의 클로깅도 현저해진다.

따라서, 잉크젯 방식에 이용하는 잉크에는 기포의 발생을 억제하고, 노즐의 클로깅을 일으키지 않는다는 요구 이외에, 복사 용지나 레포트 용지 등의 보통지, 소위 상질지에 대해서 인쇄를 행한 경우, 광학 농도의 저하, 경계 번짐, 혼색 바탕 얼룩 등의 화상의 품질 저하가 발생하지 않도록 하는 것도 요구되고 있다.

이러한 요구에 대해서는, 예를 들면 일본 특허 공개 제2000-154342호 공보에 개시된 바와 같은 수불용성 색소를 술폰산(염)기를 갖는 고분자 및/또는 인산(염) 기를 갖는 고분자로 처리한 것을 색소로서 사용하고, 추가로 잉크에 카르복실산(염)기를 갖는 고분자를 첨가한 것이 제안되어 있다.

또한, 일본 특허 공개 (평)8-290656호 공보에는, 잉크에 D-만누론산과 L-글루론산의 비가 0.5 내지 1.2의 범위에 있는 알긴산을 배합한 것이 제안되어 있다.

또한, 일본 특허 공개 (평)8-193177호 공보에는, 잉크에 불소계 또는 실리콘계로부터 선택되는 적어도 1종 이상의 계면활성제와 알긴산염을 배합한 것이 제안되어 있다. 그러나 일본 특허 공개 (평)8-290656호 공보, 일본 특허 공개 (평)8-193177호 공보에 개시되어 있는 기술로도 노즐의 클로깅 및 화상의 품질 저하를 방지하는 만족스러운 결과를 얻는 것은 곤란하여 한층 더 개량이 요구되고 있다.

또한, 잉크 중에 발생하는 미소한 기포에 의한 문제는, 인쇄 용지에 대해서 고속 인쇄를 행하는 것이 가능한 프린터 장치, 즉 인쇄 용지의 폭과 거의 동일한 범위를 잉크의 토출 범위로 한 라인형의 프린터 장치에서 보다 현저히 발생한다. 예를 들면, 일본 특허 공개 2002-36522호 공보를 참조.

라인형의 프린터 장치는 인쇄 용지의 이송 방향의 대략 직교 방향, 즉 인쇄 용지의 폭 방향으로 1열 이상의 노즐이 병설되고, 인쇄 용지의 이송 방향과 대략 직교 방향으로 토출 수단을 주사하면서 인쇄를 행하는 직렬형의 프린터 장치 등과 상이하다. 라인형의 프린터 장치는, 예를 들면 인쇄 용지의 이송 방향을 횡단하도록 잉크 탱크로부터 잉크를 유도하는 잉크 유로가 형성되고, 잉크 유로의 양쪽 또는 한쪽에 노즐을 갖는 잉크 토출 헤드가 복수개 배치된 구조로 이루어진다. 라인형의 프린터 장치에서는, 노즐이 많아지는 만큼 노즐마다 설치된 히터의 수도 많아 져 미소한 기포가 발생하기 쉬우며, 잉크 탱크로부터 토출 수단까지의 사이를 연결하는 잉크 유로의 거리가 길고 구조가 복잡해지기 때문에 발생한 미소한 기포를 제거하기 어려워지고, 미소한 기포에 의한 결점이 현저히 발생한다.

라인형의 프린터 장치에서는 노즐이 복수개 병설된 노즐 라인마다 잉크의 토출 주기가 매우 짧기 때문에, 인쇄 용지에의 침투성이 우수한 잉크를 이용할 필요가 있다. 라인형의 프린터 장치에서는, 인쇄 용지에의 침투성이 우수한 잉크를 보통지 등에 이용한 경우, 잉크가 보통지의 깊이 방향, 즉 두께 방향으로 지나치게 스며들기 때문에 광학 농도가 저하될 우려가 있다.

또한, 라인형의 프린터 장치에서는, 예를 들면 다른 색의 잉크를 토출하여 인쇄 용지에 인쇄하는, 소위 컬러 인쇄를 행하는 경우, 인쇄 용지에 착탄한 잉크가 충분히 종이의 내부에 침투하지 못한 사이에 다음색의 액적이 차례로 착탄되기 때문에 각 색 사이에 경계 번짐이나 혼색 바탕 얼룩이 발생할 우려가 있다.

본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 종래의 기술이 갖는 문제를 해결하여, 기포의 발생을 억제하며, 토출 안정성이 우수하고, 광학 농도가 높으며, 경계 번짐이나 혼색 바탕 얼룩이 없는 고품질의 인쇄가 가능한 기록액, 이 기록액을 수용한 액체 카트리지, 이 액체 카트리지에 수용된 기록액을 이용하여 고품질의 인쇄를 가능하게 하는 액체 토출 장치 및 액체 토출 방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명에 관한 기록액 중 하나의 실시 형태는, 대상물에 기록을 행하기 위해서 액적의 상태로 해당 대상물에 부착되고, 색소와, 색소를 용해 또는 분산시키는 용매와, 하기의 화학식 1 및 화학식 2로 나타낸 화합물의 각각 적어도 1종류 이상을 함유한다.

(단, m 및 n은 각각 0 내지 10의 정수이고, 1≤m+n≤10임)

(단, x, y 및 z는 정수이고, 3≤x+z≤12, 8≤y≤21이며, 에틸렌옥시드의 분자 중에서의 함유량이 20 질량％ 내지 40 질량％임)

또한, 본 발명에 관한 액체 카트리지 중 하나의 실시 형태는, 액체 용기에 수용된 기록액을 액적의 상태로 토출하여 대상물에 부착시킴으로써 기록을 행하는 액체 토출 장치에 설치되는 액체 토출 헤드에 장착되고, 액체 토출 헤드에 대해서 기록액의 공급원이 되며, 기록액에는 색소와, 색소를 용해 또는 분산시키는 용매와, 상기한 화학식 1 및 화학식 2로 나타낸 화합물의 각각 적어도 1종류 이상이 함유되어 있다.

또한, 본 발명에 관한 액체 토출 장치 중 하나의 실시 형태는, 장치 본체와, 장치 본체에 설치되어 기록액을 저류(貯留)하는 액실과, 액실에 상기 기록액을 공급하는 공급부와, 액실에 하나 이상 설치되어 액실에 저류된 기록액을 가압하는 압 력 발생 소자와, 압력 발생 소자에 의해 가압된 기록액을 각 액실로부터 액적의 상태에서 대상물의 주요면을 향해서 토출시키는 토출구를 갖는 액체 토출 헤드와, 액체 토출 헤드에 접속되고, 공급부에 대해서 기록액의 공급원이 되는 액체 카트리지를 구비하며, 기록액에는 색소와, 색소를 용해 또는 분산시키는 용매와, 상기 화학식 1 및 화학식 2로 나타낸 화합물의 각각 적어도 1종류 이상이 함유되어 있다.

또한, 본 발명에 관한 액체 토출 방법 중 하나의 실시 형태는, 장치 본체와, 장치 본체에 설치되어 기록액을 저류하는 액실과, 액실에 상기 기록액을 공급하는 공급부와, 액실에 하나 이상 설치되어 액실에 저류된 기록액을 가압하는 압력 발생 소자와, 압력 발생 소자에 의해 가압된 기록액을 각 액실로부터 액적의 상태로 대상물의 주요면을 향해서 토출시키는 토출구를 갖는 액체 토출 헤드와, 액체 토출 헤드에 접속되고 공급부에 대해서 기록액의 공급원이 되는 액체 카트리지를 구비하는 액체 토출 장치에 의한 것으로, 색소와, 색소를 용해 또는 분산시키는 용매와, 상술한 화학식 1 및 화학식 2로 나타낸 화합물의 각각 적어도 1종 이상을 함유하는 상기 기록액을 토출한다.

본 발명에 따르면, 기록액 중에 상술한 화학식 1로 나타낸 2-에틸-2-부틸-1,3-프로판디올의 에틸렌옥시드 부가체 및 화학식 2로 나타낸 에틸렌옥시드/프로필렌옥시드 공중합체의 각각 적어도 1종 이상을 함유시킴으로써, 기록액 중에 미소한 기포가 발생하는 것을 억제하고, 대상물에 대한 습윤성을 향상시킬 수 있다.

이에 따라, 본 발명에 따르면 기록액에 미소한 기포가 발생하는 것을 억제할 수 있기 때문에, 미소한 기포에 의한 기록액의 불토출이나 토출 방향이 굽거나 하 는 등의 토출 불량을 방지할 수 있고, 백발 등이 없는 고품질의 화상을 기록할 수 있다. 또한, 본 발명에서는 습윤성을 향상시킬 수 있기 때문에, 문자나 화상 등을 다색 인쇄하여도 광학 농도가 높고 경계 번짐이나 혼색 바탕 얼룩이 없는 고품질의 화상을 기록할 수 있다.

본 발명의 추가 다른 목적, 본 발명에 의해서 얻어지는 이점은 이하에서 설명되는 실시 형태 및 실시예로부터 한층 명백해질 것이다.

도 1은 본 발명이 적용된 프린터 장치를 나타내는 사시도이다.

도 2는 프린터 장치에 이용되는 헤드 카트리지를 나타내는 사시도이다.

도 3은 헤드 카트리지를 나타내는 단면도이다.

도 4는 EOPOEPO 중에서의 EO의 함유량과 PO의 전체 분자량의 관계를 나타낸 도면이다.

도 5A, 도 5B는 동일한 헤드 카트리지에 잉크 탱크가 장착되었을 때의 잉크 공급부를 나타내고, 도 5A는 공급구가 폐색된 상태를 나타내는 측면도이며, 도 5B는 공급구가 개구된 상태를 나타내는 측면도이다.

도 6은 헤드 카트리지에서의 잉크 탱크와 잉크 토출 헤드와의 관계를 나타내는 정면도이다.

도 7A 및 도 7B는 잉크 탱크의 접속부에서의 밸브 기구를 나타내고 있고, 도 7A는 밸브가 닫힌 상태를 나타내는 단면도이며, 도 7B는 밸브가 열린 상태를 나타내는 단면도이다.

도 8은 잉크 토출 헤드의 내부 구조를 나타내는 단면도이다.

도 9A 및 도 9B는 잉크 토출 헤드를 나타내고, 도 9A는 발열 저항체에 기포가 발생된 상태를 나타내는 단면도이며, 도 9B는 노즐로부터 잉크 액적을 토출하는 상태를 나타내는 단면도이다.

도 10은 프린터 장치의 일부를 투시하여 나타내는 측면도이다.

도 11은 프린터 장치의 제어 회로를 모식적으로 나타내는 블럭도이다.

도 12는 프린터 장치의 인쇄 동작을 설명하는 플로우 차트이다.

도 13은 프린터 장치에서, 헤드캡이 열려 있는 상태를 일부 투시하여 나타내는 측면도이다.

<발명을 실시하기 위한 최선의 형태>

이하, 본 발명을 적용한 기록액인 잉크, 이 잉크를 수용한 액체 카트리지, 액체 토출 장치 및 액체 토출 방법의 실시 형태를 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은, 본 발명에 관한 액체 토출 장치가 적용된 잉크젯 프린터 장치(이하, 프린터 장치라 함)의 한 실시 형태를 나타내고, 이 프린터 장치 (1)은 소정의 방향으로 주행하는 인쇄 용지 P에 대해서 잉크 등을 토출하여 화상이나 문자를 인쇄하는 것이다. 또한, 프린터 장치 (1)은 인쇄 용지 P의 인쇄폭에 맞게 인쇄 용지 P의 폭 방향과 평행한 도 1 중 화살표 W 방향으로 잉크 토출구(노즐)를 대략 일렬로 설치한 소위 라인형의 프린터 장치이다.

이 프린터 장치 (1)은, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이 인쇄 용지 P에 대해서 화상이나 문자 등을 기록하는 기록액인 잉크 (2)를 토출하는 잉크젯 프린터 헤드 카트리지(이하, 헤드 카트리지라 함) (3)과, 이 헤드 카트리지 (3)이 장착되는 장치 본체 (4)를 구비한다. 프린터 장치 (1)은, 헤드 카트리지 (3)이 장치 본체 (4)에 대해서 착탈 가능하게 장착되고, 추가로 헤드 카트리지 (3)에 대해서 잉크 공급원이 되어 잉크 (2)를 수용하는 액체 카트리지인 잉크 탱크 (5y, 5m, 5c, 5k)가 착탈 가능하게 장착된다. 이 프린터 장치 (1)에서는, 옐로우의 잉크를 수용한 잉크 탱크 (5y), 마젠타의 잉크를 수용한 잉크 탱크 (5m), 시안의 잉크를 수용한 잉크 탱크 (5c), 블랙의 잉크 탱크 (5k)가 이용되고, 장치 본체 (4)에 대해서 착탈 가능한 헤드 카트리지 (3)과 헤드 카트리지 (3)에 대해서 착탈 가능한 잉크 탱크 (5y, 5m, 5c, 5k)는 소모품으로서 교환 가능하게 되어 있다.

이러한 프린터 장치 (1)에서는, 복수개의 인쇄 용지 P를 적층하여 수납하는 트레이 (65a)를 장치 본체 (4)의 전면 저면측에 설치된 트레이 장착부 (6)에 장착함으로써, 트레이 (65a)에 수납되어 있는 인쇄 용지 P가 트레이 장착부 (6)의 급지구 (65)로부터 장치 본체 (4) 내에 보내어져 장치 본체 (4) 내를 주행한다. 프린터 장치 (1)에서는, 장치 본체 (4) 내를 주행하는 인쇄 용지 P에 대해서 개인용 컴퓨터 등의 정보 처리 장치로부터 입력된 문자 데이터나 화상 데이터에 따른 인쇄 데이터를 문자나 화상으로서 인쇄하고, 장치 본체 (4)의 전면측의 배지구 (66)에 송출한다.

인쇄시 기록액이 되는 잉크 (2)에는 색소와, 이 색소를 용해 또는 분산시키는 용매와, 후술하는 화학식 1로 나타낸 2-에틸-2-부틸-1,3-프로판디올의 에틸렌옥시드 부가체 및 화학식 2로 나타낸 에틸렌옥시드/프로필렌옥시드 공중합체의 각각 적어도 1종 이상의 계면활성제가 함유되어 있다.

색소로는 종래 공지된 염료, 안료, 착색 중합체 미립자 등을 단독으로, 또는 혼합하여 사용할 수 있지만, 특히 수용성 염료를 이용하는 것이 바람직하다. 수용성 염료로는 산성 염료, 직접 염료, 염기성 염료, 반응성 염료, 식용 염료 중 어느 것도 이용할 수 있지만, 물에의 용해도, 발색성이나 견뢰성 등의 관점에서 적절하게 선택하는 것이 바람직하다.

구체적으로, 옐로우계의 수용성 염료로는, 예를 들면 C.I. 애시드 옐로우 17, 애시드 옐로우 23, 애시드 옐로우 42, 애시드 옐로우 44, 애시드 옐로우 79, 애시드 옐로우 142, C.I. 푸드 옐로우 3, C.I. 푸드 옐로우 4, C.I. 다이렉트 옐로우 1, C.I. 다이렉트 옐로우 12, C.I. 다이렉트 옐로우 24, C.I. 다이렉트 옐로우 26, C.I. 다이렉트 옐로우 33, C.I. 다이렉트 옐로우 44, C.I. 다이렉트 옐로우 50, C.I. 다이렉트 옐로우 86, C.I. 다이렉트 옐로우 120, C.I. 다이렉트 옐로우 132, C.I. 다이렉트 옐로우 142, C.I. 다이렉트 옐로우 144, C.I. 다이렉트 오렌지 26, C.I. 다이렉트 오렌지 29, C.I. 다이렉트 오렌지 62, C.I. 다이렉트 오렌지 102, C.I. 베이직 옐로우 1, C.I. 베이직 옐로우 2, C.I. 베이직 옐로우 11, C.I. 베이직 옐로우 13, C.I. 베이직 옐로우 14, C.I. 베이직 옐로우 15, C.I. 베이직 옐로우 19, C.I. 베이직 옐로우 21, C.I. 베이직 옐로우 23, C.I. 베이직 옐로우 24, C.I. 베이직 옐로우 25, C.I. 베이직 옐로우 28, C.I. 베이직 옐로우 29, C.I. 베이직 옐로우 32, C.I. 베이직 옐로우 36, C.I. 베이직 옐로우 40, C.I. 베이직 옐로우 41, C.I. 베이직 옐로우 45, C.I. 베이직 옐로우 49, C.I. 베이직 옐로우 51, C.I. 베이직 옐로우 53, C.I. 베이직 옐로우 63, C.I. 베이직 옐로우 64, C.I. 베이직 옐로우 65, C.I. 베이직 옐로우 67, C.I. 베이직 옐로우 70, C.I. 베이직 옐로우 73, C.I. 베이직 옐로우 77, C.I. 베이직 옐로우 87, C.I. 베이직 옐로우 91, C.I. 리액티브 옐로우 1, C.I. 리액티브 옐로우 5, C.I. 리액티브 옐로우 11, C.I. 리액티브 옐로우 13, C.I. 리액티브 옐로우 14, C.I. 리액티브 옐로우 20, C.I. 리액티브 옐로우 21, C.I. 리액티브 옐로우 22, C.I. 리액티브 옐로우 25, C.I. 리액티브 옐로우 40, C.I. 리액티브 옐로우 47, C.I. 리액티브 옐로우 51, C.I. 리액티브 옐로우 55, C.I. 리액티브 옐로우 65, C.I. 리액티브 옐로우 67 등을 사용할 수 있다.

마젠타계의 수용성 염료로는, 예를 들면 C.I. 애시드 레드 1, C.I. 애시드 레드 8, C.I. 애시드 레드 13, C.I. 애시드 레드 14, C.I. 애시드 레드 18, C.I. 애시드 레드 26, C.I. 애시드 레드 27, C.I. 애시드 레드 35, C.I. 애시드 레드 37, C.I. 애시드 레드 42, C.I. 애시드 레드 52, C.I. 애시드 레드 82, C.I. 애시드 레드 87, C.I. 애시드 레드 89, C.I. 애시드 레드 92, C.I. 애시드 레드 97, C.I. 애시드 레드 106, C.I. 애시드 레드 111, C.I. 애시드 레드 114, C.I. 애시드 레드 115, C.I. 애시드 레드 134, C.I. 애시드 레드 186, C.I. 애시드 레드 249, C.I. 애시드 레드 254, C.I. 애시드 레드 289, C.I. 푸드 레드 7, C.I. 푸드 레드 9, C.I. 푸드 레드 14, C.I. 다이렉트 레드 1, C.I. 푸드 레드 4, C.I. 푸드 레드 9, C.I. 푸드 레드 13, C.I. 푸드 레드 17, C.I. 푸드 레드 20, C.I. 푸드 레드 28, C.I. 푸드 레드 31, C.I. 푸드 레드 39, C.I. 푸드 레드 80, C.I. 푸드 레드 81, C.I. 푸드 레드 83, C.I. 푸드 레드 89, C.I. 푸드 레드 225, C.I. 푸드 레드 227, C.I. 베이직 레드 2, C.I. 베이직 레드 12, C.I. 베이직 레드 13, C.I. 베이직 레드 14, C.I. 베이직 레드 15, C.I. 베이직 레드 18, C.I. 베이직 레드 22, C.I. 베이직 레드 23, C.I. 베이직 레드 24, C.I. 베이직 레드 27, C.I. 베이직 레드 29, C.I. 베이직 레드 35, C.I. 베이직 레드 36, C.I. 베이직 레드 38, C.I. 베이직 레드 39, C.I. 베이직 레드 46, C.I. 베이직 레드 49, C.I. 베이직 레드 51, C.I. 베이직 레드 52, C.I. 베이직 레드 54, C.I. 베이직 레드 59, C.I. 베이직 레드 68, C.I. 베이직 레드 69, C.I. 베이직 레드 70, C.I. 베이직 레드 73, C.I. 베이직 레드 78, C.I. 베이직 레드 82, C.I. 베이직 레드 102, C.I. 베이직 레드 104, C.I. 베이직 레드 109, C.I. 베이직 레드 112, C.I. 리액티브 레드 1, C.I. 베이직 레드 14, C.I. 베이직 레드 17, C.I. 베이직 레드 25, C.I. 베이직 레드 26, C.I. 베이직 레드 32, C.I. 베이직 레드 37, C.I. 베이직 레드 44, C.I. 베이직 레드 46, C.I. 베이직 레드 55, C.I. 베이직 레드 60, C.I. 베이직 레드 66, C.I. 베이직 레드 74, C.I. 베이직 레드 79, C.I. 베이직 레드 96, C.I. 베이직 레드 97 등을 사용할 수 있다.

시안계의 수용성 염료로는, 예를 들면 C.I. 애시드 블루 9, C.I. 애시드 블루 29, C.I. 애시드 블루 45, C.I. 애시드 블루 92, C.I. 애시드 블루 249, C.I. 다이렉트 블루 1, C.I. 다이렉트 블루 2, C.I. 다이렉트 블루 6, C.I. 다이렉트 블루 15, C.I. 다이렉트 블루 22, C.I. 다이렉트 블루 25, C.I. 다이렉트 블루 71, C.I. 다이렉트 블루 76, C.I. 다이렉트 블루 79, C.I. 다이렉트 블루 86, C.I. 다 이렉트 블루 87, C.I. 다이렉트 블루 90, C.I. 다이렉트 블루 98, C.I. 다이렉트 블루 163, C.I. 다이렉트 블루 165, C.I. 다이렉트 블루 199, C.I. 다이렉트 블루 202, C.I. 베이직 블루 1, C.I. 베이직 블루 3, C.I. 베이직 블루 5, C.I. 베이직 블루 7, C.I. 베이직 블루 9, C.I. 베이직 블루 21, C.I. 베이직 블루 22, C.I. 베이직 블루 26, C.I. 베이직 블루 35, C.I. 베이직 블루 41, C.I. 베이직 블루 45, C.I. 베이직 블루 47, C.I. 베이직 블루 54, C.I. 베이직 블루 62, C.I. 베이직 블루 65, C.I. 베이직 블루 66, C.I. 베이직 블루 67, C.I. 베이직 블루 69, C.I. 베이직 블루 75, C.I. 베이직 블루 77, C.I. 베이직 블루 78, C.I. 베이직 블루 89, C.I. 베이직 블루 92, C.I. 베이직 블루 93, C.I. 베이직 블루 105, C.I. 베이직 블루 117, C.I. 베이직 블루 120, C.I. 베이직 블루 122, C.I. 베이직 블루 124, C.I. 베이직 블루 129, C.I. 베이직 블루 137, C.I. 베이직 블루 141, C.I. 베이직 블루 147, C.I. 베이직 블루 155, C.I. 리액티브 블루 1, C.I. 리액티브 블루 2, C.I. 리액티브 블루 7, C.I. 리액티브 블루 14, C.I. 리액티브 블루 15, C.I. 리액티브 블루 23, C.I. 리액티브 블루 32, C.I. 리액티브 블루 35, C.I. 리액티브 블루 38, C.I. 리액티브 블루 41, C.I. 리액티브 블루 63, C.I. 리액티브 블루 80, C.I. 리액티브 블루 95 등을 사용할 수 있다.

블랙계의 수용성 염료로는, 예를 들면 C.I. 애시드 블랙 1, C.I. 애시드 블랙 2, C.I. 애시드 블랙 7, C.I. 애시드 블랙 24, C.I. 애시드 블랙 26, C.I. 애시드 블랙 94, C.I. 푸드블랙 1, C.I. 애시드 블랙 2, C.I. 다이렉트 블랙 19, C.I. 애시드 블랙 22, C.I. 애시드 블랙 32, C.I. 애시드 블랙 38, C.I. 애시드 블랙 51, C.I. 애시드 블랙 56, C.I. 애시드 블랙 71, C.I. 애시드 블랙 74, C.I. 애시드 블랙 75, C.I. 애시드 블랙 77, C.I. 애시드 블랙 154, C.I. 애시드 블랙 168, C.I. 애시드 블랙 171, C.I. 베이직 블랙 2, C.I. 베이직 블랙 8, C.I. 리액티브 블랙 3, C.I. 베이직 블랙 4, C.I. 베이직 블랙 7, C.I. 베이직 블랙 11, C.I. 베이직 블랙 12, C.I. 베이직 블랙 17 등을 사용할 수 있다.

색소의 함유량은 잉크 (2) 전체 질량에 대해서 1 질량％ 내지 10 질량％의 범위이고, 보다 바람직하게는 3 질량％ 내지 5 질량％의 범위이다. 이 색소의 함유량은 잉크 (2)의 점도, 건조성, 토출 안정성, 발색성이나 인화물의 보존 물성 등을 고려하여 결정된다.

용매로는 주로 물을 사용하지만, 잉크 (2)에 원하는 물성을 제공하고, 색소의 물에의 용해성이나 분산성을 개선하며, 잉크 (2)의 건조를 방지하는 등의 목적으로 종래 공지된 유기 용매를 사용할 수 있다.

구체적으로 유기 용제로는, 예를 들면 에탄올, 2-프로판올 등의 저급 알코올류나, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 글리세롤, 1,2,6-헥산트리올, 1,2,4-부탄트리올, 페트리올 등의 다가 알코올류나, 에틸렌글리콜 모노에틸에테르, 에틸렌글리콜 모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜 모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜 모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜 모노부틸에테르, 테트라에틸렌글리콜 모노메틸에테르, 프로필렌글리콜 모노에틸에테르 등의 다가 알코올알킬에테르류나, 에틸렌글리콜 모노페닐에테르, 에틸렌글리콜 모노벤질에테르 등의 다가 알코올알릴에테르류 나, N-메틸-2-피롤리돈, N-히드록시에틸-피롤리돈, 1,3-디메틸이미다졸리디논, ε-카프로락탐, γ-부티로락톤 등의 질소 함유 복소환 화합물이나, 포름아미드, N-메틸포름아미드, N,N-디메틸포름아미드 등의 아미드류나, 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 모노에틸아민, 디에틸아민, 트리에틸아민 등의 아민류나, 디메틸술폭시드, 술포란, 티오디에탄올 등의 황 함유 화합물류 등을 들 수 있다.

유기 용제의 함유량은 잉크 (2) 전체 질량에 대해서 5 질량％ 내지 50 질량％의 범위이고, 보다 바람직하게는 10 질량％ 내지 35 질량％의 범위이다. 유기 용제의 함유량은 잉크 (2)의 점도, 건조성이나 토출 안정성 등을 고려하여 결정된다.

상술한 색소, 유기 용제 이외에 잉크 (2)에는, 하기의 화학식 1로 표시되는 2-에틸-2-부틸-1,3-프로판디올의 에틸렌옥시드 부가체(이하, EBPD-EO라 함), 및 하기의 화학식 2에 표시되는 에틸렌옥시드/프로필렌옥시드 공중합체(이하, EOPOEO라 함)의 각각 적어도 1종 이상의 계면활성제가 함유되어 있다.

<화학식 1>

(단, m 및 n은 각각 0 내지 10의 정수이고, 1≤m+n≤10임)

<화학식 2>

(단, x, y 및 z는 정수이고, 3≤x+z≤12, 8≤y≤21이며, 에틸렌옥시드의 분자 중에서의 함유량이 20 질량％ 내지 40 질량％임)

이 EBPD-EO 및 EOPOEO는 모두 잉크 (2) 중에 미소한 기포의 발생을 억제할 수 있고, 잉크 (2)의 습윤성을 양호하게 할 수 있다. 특히, EBPRD-EO는 잉크 (2)의 습윤성을 양호하게 할 수 있고, EOPOEO는 잉크 (2) 중에 미소한 기포가 발생하는 것을 억제할 수 있다.

구체적으로, 화학식 1로 표시되는 EBPD-EO는 EBPD-EO 중 에틸렌옥시드(이하, EO라 함)의 합계 부가 몰수(m+n)는 1 이상 10 이하의 범위이고, 보다 바람직하게는 2 이상 4 이하의 범위이다. EBPD-EO는 각종 금속이나 플라스틱 부재 표면에의 습윤성이 우수하기 때문에, 잉크 (2) 중 미소한 기포가 후술하는 잉크 카트리지 (3) 내의 내면에 부착되는 것을 회피할 수 있다. 또한, 이 EBPD-EO는 인쇄 용지 P에 대한 습윤성도 우수하기 때문에, 인쇄 용지 P에 잉크 (2)가 착탄하여 화상이나 문자 등을 기록했을 때, 즉 인쇄했을 때에 얻어지는 화상의 광학 농도가 높아지고, 경계 번짐이나 혼색 바탕 얼룩의 발생을 억제할 수 있어, 고품질로 인쇄된 화상을 형성할 수 있다.

EO의 합계 부가 몰수(m+n)가 1 미만인 경우에는, EBPD-EO의 물에 대한 용해성이 떨어지고, 잉크 (2) 중에서 상분리하기 쉽게 토출하는 잉크 (2)의 물성이 손상된다. 한편, EO의 합계 부가 몰수(m+n)가 10보다 큰 경우에는, 반대로 EBPD-EO의 친수성이 지나치게 높아지기 때문에, 계면활성제의 기능이 저하되어 잉크 (2) 중에 미소한 기포의 발생을 방지할 수 없을 뿐만 아니라, 잉크 (2)의 점도를 증가 시킨다.

따라서, 잉크 (2)에서는 EBPD-EOPOEO의 합계 부가 몰수(m+n)를 1 이상, 10 이하로 함으로써, 잉크 (2) 중에 기포가 발생하는 것을 억제하고, 잉크 (2)의 습윤성을 양호하게 하여 화상의 광학 농도가 높은 경계 번짐이나 혼색 바탕 얼룩이 억제된 고품질의 화상을 형성할 수 있다.

화학식 2로 표시되는 에틸렌옥시드/프로필렌옥시드 공중합체(이하, EOPOEO라 함)는, 에틸렌옥시드(EO)의 합계 유닛수(x+z)는 3 이상 12 이하의 범위이고, 보다 바람직하게는 3 이상 10 이하의 범위이며, EOPOEO 분자 중 EO의 합계 유닛의 함유량이 20 질량％ 이상 40 질량％ 이하의 범위이다. 또한, EOPOEO는 프로필렌옥시드(이하, PO라 함)의 유닛수(y)가 8 이상 21 이하의 범위이고, 보다 바람직하게는 8 이상 16 이하의 범위이다. 즉, EOPOEO 중 PO 유닛의 전체 분자량은 PO 하나의 유닛의 분자량이 58이기 때문에, 464 이상 1218 이하이다.

EOPOEO는 잉크 (2) 중 미소한 기포의 발생을 억제할 수 있다. 이에 따라, 잉크 (2)에서는 미소한 기포가 노즐 (52a)에 가득차 잉크 (2)가 토출되지 않거나 잉크 (2)의 토출 방향이 틀어지는 토출 불량이 방지되어, 우수한 토출 안정성이 얻어진다.

EO의 합계 유닛수(x+z)가 3보다 작은 경우나 EO의 합계 유닛의 함유량이 20 질량％보다도 적은 경우에는 EOPOEO의 물에 대한 용해성이 떨어져, 난기 상태에서 잉크 (2)가 백탁하고 잉크 (2)의 물성이 손상된다.

한편, EO의 합계 유닛수(x+z)가 10보다 큰 경우나 EO의 합계 유닛의 함유량 이 40 질량％보다도 많은 경우에는 EOPOEO의 친수성이 지나치게 높아지기 때문에, 계면활성제의 기능이 저하되어 잉크 (2) 중에 미소한 기포가 발생하는 것을 억제하는 것이 곤란해진다.

또한, EOPOEO 중에서 PO 유닛수(y)가 8보다 작은 경우, 즉 PO 유닛의 전체 분자량이 464보다도 작은 경우에는, EOPOEO의 친수성이 높아져 물에 용해하기 쉬워지지만, 계면활성능이 저하되고 미소한 기포의 발생을 억제할 수 없게 된다.

한편, PO 유닛수(y)가 21보다 큰 경우, 즉 PO 유닛의 전체 분자량이 1218보다도 큰 경우에는, EOPOEO가 소수성이 되어 상온에서도 녹기 어려워지므로, 난기 상태에서 잉크 (2)가 백탁하고 잉크 (2)의 물성이 저하된다.

따라서, EOPOEO 중에서는 EO의 합계 유닛수(x+z)는 3 이상 12 이하의 범위이고, EOPOEO의 분자 중 EO의 합계 유닛의 함유량이 20 질량％ 이상 40 질량％ 이하의 범위로 하고, PO 유닛수(y)가 8 이상 21 이하의 범위, 즉 PO 유닛의 전체 분자량을 464 이상 1218 이하로 함으로써, 잉크 (2)의 물성을 손상시키지 않고 잉크 (2) 중에 미소한 기포의 발생을 억제할 수 있다. 이에 따라, 잉크 (2)에서는 미소한 기포에 의한 노즐 (52a)의 클로깅이 방지되어 토출 안정성이 향상된다.

여기서 EOPOEO 중에서의 EO의 함유량(EOwt％)과 PO의 전체 분자량(POMw)과의 관계를 도 4에 도시한다. 도 4 중에서, 굵은선이 둘러싼 영역이 EO 함유량이 20 질량％ 이상 40 질량％의 범위이고, PO 유닛의 전체 분자량이 464 이상 1218 이하이다. 잉크 (2)에서는 이 굵은선 내의 영역에 들어가는 EO 함유량과 PO 유닛의 분자량과의 관계를 충족시키는 EOPOEO가 함유되어 있는 경우, 상술한 바와 같이 잉크 (2) 중에 미소한 기포가 발생하는 것이 억제되어 기포에 의한 노즐 (52a)의 클로깅이 방지되므로, 토출 안정성이 양호해지고 잉크 (2)의 물성이 손상되는 것도 방지된다. 또한, 이 굵은선 내의 영역에 들어가는 EO 함유량과 PO 유닛의 분자량과의 관계를 충족시키는 EOPOEO를 이용한 경우에는 잉크 (2)의 습윤성이 양호해지기 때문에, 미소한 기포가 발생한 경우에도 잉크 토출 헤드 내에 머무르지 않고 배출할 수 있으며, 인쇄 용지 P에 대한 습윤성도 양호해지기 때문에, 인화 품질을 향상시킬 수 있다.

구체적으로, 도 4 중 플로트 1(도 4 중 P1) 내지 플로트 10(도 4 중 P10)은 하기 표 1에 나타낸 바와 같이 EOPOEO 중에서의 EO의 함유량이 20 질량％ 이상 40 질량％ 이상의 범위인 것이고, PO 유닛의 전체 분자량이 464 이상 1218 이하이다.

플로트 1 내지 플로트 10의 각 플로트로 나타내는 EOPOEO를 이용한 경우에는, 토출 안정성이 양호해지고 잉크 (2)의 습윤성이 양호하다.

한편, 플로트 11에 나타내는 EOPOEO를 이용한 경우에는, EOPOEO 중 EO의 함유량이 18.9 질량％이고 에틸렌옥시드의 함유량이 적기 때문에, 상술한 바와 같이 EOPOEO의 물에 대한 용해성이 저하되어 잉크 (2) 중에서 상분리되기 쉬우며, 잉크 (2)가 백탁하여 토출하는 잉크 (2)의 물성이 손상된다.

플로트 12에 나타내는 EOPOEO를 이용한 경우에는, EOPOEO 중에서의 PO 유닛의 전체 분자량이 1334이고 PO 유닛의 전체 분자량이 1218보다도 크기 때문에, 상술한 바와 같이 EOPOEO가 소수성이 되어 상온에서도 녹기 어려워지며, 잉크 (2)가 백탁하여 잉크 (2)의 물성이 손상된다.

플로트 13에 나타내는 EOPOEO를 이용한 경우에는, EOPOEO 중에서의 PO 유닛의 전체 분자량이 406이고 PO 유닛의 전체 분자량이 464보다도 작기 때문에, 상술한 바와 같이 EOPOEO의 친수성이 높아져 물에 용해되기 쉬워지기 때문에, 계면활성능이 저하되어 미소한 기포가 발생된다.

플로트 14 및 플로트 15에 나타내는 EOPOEO를 이용한 경우에는, EOPOEO 중 EO의 함유량이 41.2 질량％ 및 43.1 질량％이고, EO의 함유량이 많기 때문에, 상술한 바와 같이 EOPOEO의 친수성이 지나치게 높아져 계면활성제의 기능이 저하되므로, 잉크 (2) 중에 미소한 기포가 발생하여 잉크 (2)의 점도를 더욱 증가시킨다.

이러한 점에서, EOPOEO 중에서는 EO의 합계 유닛수(x+z)를 3 이상 12 이하의 범위로 하여 EOPOEO의 분자 중 EO의 합계 유닛의 함유량을 20 질량％ 이상 40 질량％ 이하의 범위로 하고, PO 유닛수(y)를 8 이상 21 이하의 범위, 즉 PO 유닛의 전체 분자량을 464 이상, 1218 이하의 범위로 함으로써, 잉크 (2)의 물성을 저하시키지 않고 미소한 기포의 발생을 억제할 수 있다.

또한, 상술한 구성의 EOPOEO 중에서의 EO의 합계 유닛(x+z)과 PO 유닛(y)과의 비는, (x+z)/y로서 구체적으로 (3 내지 6)/7, (3 내지 7)/8, (3 내지 7)/9, (4 내지 8)/10, (4 내지 9)/11, (4 내지 10)/12, (5 내지 11)/13, (5 내지 12)/14, (5 내지 12)/15, (6 내지 12)/16, (6 내지 12)/17, (6 내지 12)/18, (7 내지 12)/19, (7 내지 12)/20, (7 내지 12)/21 등이다. 이들 각종 EOPOEO는 대개 분자량 1700 이하이고, 보다 바람직하게는 1300 이하이며, 1700을 초과하는 고분자량이면 잉크의 점도가 증가하기 때문에 바람직하지 않다.

상술한 EBPD-EO 및 EOPOEO의 첨가량은 잉크 (2) 전체 질량에 대해서 각각0.05 질량％ 내지 5 질량％의 범위이고, 보다 바람직하게는 0.1 질량％ 내지 2 질량％의 범위이다. 각 화합물의 첨가량이 0.05 질량％보다도 작은 경우에는 미소한 기포의 발생을 억제하거나 잉크 (2)의 백탁을 방지할 수 없으며, 화학식 1 및 화학식 2를 함유시켰을 때의 효과가 얻어지지 않는다. 한편, 각 화합물의 첨가량이 5 질량％보다도 큰 경우에는 잉크 (2)가 증점된다.

또한, EBPD-EO와 EOPOEO를 합한 양 화합물 합계에서는, 잉크 (2) 전체 질량에 대해서 0.1 질량％ 내지 5 질량％, 보다 바람직하게는 0.2 질량％ 내지 3 질량％이다. 양 화합물의 첨가 비율로는 10:90 내지 90:10, 보다 바람직하게는 30:70 내지 70:30이다.

이상으로부터, 잉크 (2)에서는 화학식 1로 나타낸 EBPD-EO와 화학식 2로 나타낸 EOPOEO가 각각 적어도 1종 이상 함유되어 있음으로써, 잉크 (2)의 불토출이나 토출 불량이 방지되고 소정의 방향으로 안정적으로 잉크 (2)가 토출되기 때문에, 백탁 등이 없는 고품질의 화상을 기록할 수 있다. 또한, 잉크 (2)에서는 화학식 1 및 화학식 2로 나타낸 화합물이 각각 적어도 1종 이상 함유되어 있음으로써, 각종 금속이나 플라스틱 부재, 인쇄 용지 P에 대한 습윤성이 향상되며, 다색 인쇄를 행하여도 광학 농도가 높고 경계 번짐이나 혼색 바탕 얼룩이 없는 고품질의 화상을 기록할 수 있다. 따라서, 잉크 (2)에서는 토출 안정성이 양호하며, 광학 농도가 높고 경계 번짐이나 혼색 바탕 얼룩이 없는 기록이 가능하다.

또한, 상술한 구성으로 이루어지는 잉크 (2)는, 25 ℃ 분위기 중에서 20 Hz에서의 동적 표면 장력(γ₂), 즉 50 msec마다 기포를 발생시켰을 때의 동적 표면 장력이 30 mN/m 이상이고, 1 Hz에서의 동적 표면 장력(γ₁), 즉 1 sec마다 기포를 발생시켰을 때의 동적 표면 장력이 38 mN/m 이하이다. 이러한 동적 표면 장력을 갖는 잉크 (2)에서는 광학 농도가 더욱 높아지고, 경계 번짐 및 혼색 바탕 얼룩이 더욱 억제된다. 잉크 (2)에서는, 20 Hz에서의 동적 표면 장력(γ₂₀)이 30 mN/m보다도 작은 경우, 습윤성이 지나치게 높아져 인쇄 용지 P에 착탄했을 때에 인쇄 용지 P의 두께 방향으로 스며들기 쉬워지며, 광학 농도가 저하되어 버린다. 또한, 잉크 (2)에서는, 1 Hz에서의 동적 표면 장력(γ₁)이 38 mN/m보다도 큰 경우, 인쇄 용지 P에 대해서 면 방향으로 번지기 쉽고, 경계 번짐이나 혼색 바탕 얼룩 등이 악화된다. 따라서, 잉크 (2)에서는 25 ℃ 분위기 중에서 20 Hz에서의 동적 표면 장력(γ₂₀)을 30 mN/m 이상으로 하고, 1 Hz에서의 동적 표면 장력(γ₁)을 38 mN/m 이하로 함으로써, 인쇄 용지 P의 두께 방향 및 면 방향으로 적절하게 스며들게 되고, 광학 농도가 높으며, 경계 번짐이나 혼색 바탕 얼룩 등이 없는 기록이 가능하다.

이 잉크 (2)의 동적 표면 장력의 조정은 주로 상술한 EBPD-EO 및 EOPOEO의 각각의 종류나 이들의 첨가량으로 적절하게 조절할 수 있다.

또한, 상술한 화학식 1 및 화학식 2로 나타낸 화합물 이외에, 이 화학식 1 및 화학식 2에 의해서 얻어지는 작용 효과를 저해하지 않는 범위에서 종래 공지된 계면활성제를 첨가할 수 있다. 구체적으로 종래 공지된 계면활성제로는, 예를 들면 다환 페놀에톡실레이트 등의 특수 페놀형 비이온 계면활성제나, 글리세라이트의 에틸렌옥시드 부가물, 폴리에틸렌글리콜올레이트, 폴리옥시알킬렌타로에이트, 소르비탄라우릴에스테르, 소르비탄올레일에스테르, 폴리옥시에틸렌소르비탄올레일에스테르 등의 에스테르형 비이온 계면활성제나, 야자유 지방산 디에탄올아미드, 폴리옥시에틸렌 야자유 지방산 모노에탄올아미드 등의 아미드형 비이온 계면활성제나, 아세틸렌글리콜 및 그의 에틸렌옥시드 부가물이나, 알코올술페이트나트륨염, 고급 알코올술페이트나트륨염, 폴리옥시에틸렌알킬페닐에테르황산에스테르암모늄염, 알킬벤젠술폰산나트륨염 등의 음이온성 계면활성제나, 모노장쇄 알킬 양이온, 디장쇄 알킬양이온, 알킬아민옥시드 등의 양이온성 계면활성제나, 라우릴아미드프로필아세트산베타인, 라우릴아미노아세트산베타인 등의 양쪽성 계면활성제 등을 들 수 있고, 이들 종래 공지된 계면활성제를 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다.

상술한 종래 공지된 계면활성제는, 잉크 (2) 중에 함유된 상술한 EBPD-EO 및 EOPOEO의 전체에 대해서 30 질량％ 이하, 보다 바람직하게는 20 질량％ 이하로 첨가시킨다. 종래 공지된 계면활성제가 30 질량％를 초과하여 첨가되면, 광학 농도가 저하되고, 경계 번짐이나 혼색 바탕 얼룩이 발생하기 때문이다.

또한, 동적 표면 장력의 측정은, 예를 들면 일본 특허 공개 (소)63-31237호 공보에 기재되어 있는 종래 공지된 동적 표면 장력의 측정 원리에 기초하여 제작된 동적 표면 장력계 등을 이용하여 행할 수 있다. 구체적으로는, 예를 들면 최대 기포 압력법으로 동적 표면장력을 측정할 수 있는 크루스(Kruss)사 제조의 버블 프레셔 동적 표면 장력계(상품명: BP-2)나, 라우다(LAUDA)사 제조의 동적 표면 장력 측정 장치(상품명: MPT2) 등을 이용할 수 있다.

잉크 (2)에서는 상술한 EBPD-EO를 함유하고, 추가로 25 ℃ 분위기 중에서 20 Hz에서의 동적 표면 장력(γ₂₀)을 30 mN/m 이상으로 하고, 1 Hz에서의 동적 표면 장력(γ₁)을 38 mN/m 이하로 함으로써, 상술한 2-에틸-2-부틸-1,3-프로판디올의 에틸렌옥시드 부가체와, 동적 표면 장력과의 각각의 작용 효과가 상승하여, 추가로 인쇄 용지 P에의 침투 속도, 환언하면 인쇄 용지 P에서의 펄프 섬유에 따른 인쇄 용지 P의 면 방향 및 두께 방향에의 잉크 (2)의 착탄 위치로부터의 넓이가 균일해진다.

또한, 잉크 (2)에는 상술한 색소, 용매, 계면활성제가 되는 EBPD-EO 및 EOPOEO, 종래 공지된 계면활성제 등 이외에, 예를 들면 점도 조정제, pH 조정제, 방부제, 방청제, 방균제 등을 첨가시킬 수도 있다.

구체적으로 점도 조정제, pH 조정제 등으로는, 예를 들면 젤라틴, 카제인 등의 단백질, 아라비아 고무 등의 천연 고무, 메틸셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스, 히드록시메틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스 유도체, 리그닌술폰산염, 셸락 등의 천연 고분자, 폴리아크릴산염, 스티렌-아크릴산 공중합염, 폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리돈 등을 들 수 있으며, 이들을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다. 또한, 방부제, 방청제, 방균제 등으로는, 예를 들면 벤조산, 디클로로펜, 헥사클로로펜, 소르브산, p-히드록시벤조산에스테르, 에틸렌디아민사아세트산(EDTA) 등을 들 수 있으며, 이들을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다.

이상과 같은 구성의 잉크 (2)를 제조할 때에는, 상술한 색소와, 용매와, EBPD-EO 및 EOPOEO의 각각 적어도 1종 이상을 소정의 배합비로 혼합하고, 상온 또는 40 ℃ 내지 80 ℃로 가열하면서 스크류 등으로 교반, 분산시킴으로써 제조할 수 있다.

그리고 이상에서 설명한 잉크 (2)는 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이 옐로우 잉크가 잉크 탱크 (5y)에 수용되고, 마젠타 잉크가 잉크 탱크 (5m)에 수용되고, 시안 잉크가 잉크 탱크 (5c)에 수용되고, 블랙 잉크가 잉크 탱크 (5k)에 수용된다.

이어서, 상기한 프린터 장치 (1)을 구성하는 장치 본체 (2)에 대해서 착탈 가능한 헤드 카트리지 (3)과, 이 헤드 카트리지 (3)에 착탈 가능한 잉크 탱크 (5y, 5m, 5c, 5k)에 대해서 도면을 참조하여 설명한다.

인쇄 용지 P에 인쇄를 행하는 헤드 카트리지 (3)은, 도 1에 도시한 바와 같이 장치 본체 (4)의 상면측으로부터, 즉 도 1 중 화살표 A 방향으로부터 장착되고, 인쇄 용지 P에 대해서 잉크 (2)를 토출하여 인쇄를 행한다.

헤드 카트리지 (3)은 상기한 잉크 (2)를, 예를 들면 전기 열 변환식 또는 전기 기계 변환식 등을 이용한 압력 발생 수단이 발생한 압력에 의해 미세하게 입자화하여 토출하고, 인쇄 대상물로서의 인쇄 용지 P의 주요면에 액적 상태로 한 잉크 (2)를 분무한다. 구체적으로, 헤드 카트리지 (3)은 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이 카트리지 본체 (21)을 갖고, 이 카트리지 본체 (21)에 잉크 (2)가 충전된 용기인 잉크 탱크 (5y, 5m, 5c, 5k)가 장착된다. 또한, 이하에서는 잉크 탱크 (5y, 5m, 5c, 5k)를 총칭하여 잉크 탱크 (5)라고도 한다.

헤드 카트리지 (3)에 착탈 가능한 잉크 탱크 (5)는 강도나 내잉크성을 갖는 폴리프로필렌 등의 수지 재료 등을 사출 성형함으로써 성형되는 탱크 본체 (11)을 갖고 있다. 이 탱크 본체 (11)은 길이 방향을 사용하는 인쇄 용지 P의 폭 방향의 치수와 거의 동일한 치수를 이루는 대략 구형상으로 형성되고, 내부에 저류하는 잉크 용량을 최대한으로 증가시키는 구성으로 되어 있다.

구체적으로, 잉크 탱크 (5)를 구성하는 탱크 본체 (11)에는 잉크 (2)를 수용하는 잉크 수용부 (12)와, 잉크 수용부 (12)로부터 헤드 카트리지 (3)의 카트리지 본체 (21)에 잉크 (2)를 공급하는 잉크 공급부 (13)과, 외부로부터 잉크 수용부 (12) 내에 공기를 주입하는 외부 연통 구멍 (14)와, 외부 연통 구멍 (14)로부터 주입된 공기를 잉크 수용부 (12) 내에 도입하는 공기 도입로 (15)와, 외부 연통 구멍 (14)와 공기 도입로 (15) 사이에서 잉크 (2)를 일시적으로 저류하는 저류부 (16)과, 잉크 탱크 (5)를 카트리지 본체 (21)에 고정하기 위한 고정 돌기부 (17) 및 계합 단부 (18)이 설치되어 있다.

잉크 수용부 (12)는 기밀성이 높은 재료에 의해 잉크 (2)를 수용하기 위한 공간을 형성하고 있다. 잉크 수용부 (12)는 대략 구형으로 형성되고, 길이 방향의 치수가 사용하는 인쇄 용지 P의 폭 방향, 즉 도 2 중 화살표 W 방향에서 대략 동일한 치수가 되도록 형성되어 있다.

잉크 공급부 (13)은 잉크 수용부 (12)의 하측 대략 중앙부에 설치되어 있다. 이 잉크 공급부 (13)은 잉크 수용부 (12)와 연통하는 대략 돌출 형상의 노즐이고, 이 노즐의 선단이 후술하는 헤드 카트리지 (3)의 접속부 (26)에 감합됨으로써, 잉크 탱크 (5)의 탱크 본체 (11)과 헤드 카트리지 (3)의 카트리지 본체 (21)을 접속한다.

잉크 공급부 (13)은, 도 5A 및 도 5B에 도시한 바와 같이 잉크 탱크 (5)의 저면 (13a)에 잉크 (2)를 공급하는 공급구 (13b)가 설치되고, 이 저면 (13a)에 공급구 (13b)를 개폐하는 밸브 (13c)와, 이 밸브 (13c)를 공급구 (13b)를 폐색하는 방향으로 힘을 가하는 코일스프링 (13d)와, 밸브 (13c)를 개폐하는 개폐핀 (13e)를 구비하고 있다. 헤드 카트리지 (3)의 접속부 (26)에 접속되는 잉크 (2)를 공급하는 공급구 (13b)는, 도 5A에 도시한 바와 같이 잉크 탱크 (5)가 헤드 카트리지 (3)의 카트리지 본체 (21)에 장착되기 이전 단계에서, 압박 부재인 코일스프링 (13d)의 가압력에 의해 밸브 (13c)가 공급구 (13b)를 폐쇄하는 방향으로 압박되어 폐색되어 있다. 그리고 잉크 탱크 (5)가 카트리지 본체 (21)에 장착되면, 도 5B에 도시한 바와 같이 개폐핀 (13e)가 헤드 카트리지 (3)을 구성하는 카트리지 본체 (21)의 접속부 (26)의 상부에 의해 코일스프링 (13d)의 압박 방향과는 반대의 방향으로 밀어 올려진다. 이에 따라, 밀어 올려진 개폐핀 (13e)는 코일스프링 (13d)의 가압력에 대항하여 밸브 (13c)를 밀어 올려 공급구 (13b)를 개방한다. 이와 같이 하여, 잉크 탱크 (5)의 잉크 공급부 (13)은 헤드 카트리지 (3)의 접속부 (26)에 접속되고, 잉크 수용부 (12)와 잉크 저장부 (31)을 연통하여 잉크 저장부 (31)에의 잉크 (2)의 공급이 가능한 상태가 된다.

또한, 잉크 탱크 (5)를 헤드 카트리지 (3)측의 접속부 (26)으로부터 빼낼 때, 즉 잉크 탱크 (5)를 헤드 카트리지 (3)의 장착부 (22)로부터 제거할 때에는, 밸브 (13c)의 개폐핀 (13e)에 의해 밀어 올려진 상태가 해제되어 밸브 (13c)가 코일스프링 (13d)의 압박 방향으로 이동하여, 공급구 (13b)를 폐색한다. 이에 따라, 잉크 탱크 (5)를 카트리지 본체 (21)에 장착하기 직전에 잉크 공급부 (13)의 선단부가 하측을 향하고 있는 상태여도 잉크 수용부 (12) 내의 잉크 (2)가 누설되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 잉크 탱크 (5)를 카트리지 본체 (21)로부터 빼냈을 때에는, 즉시 밸브 (13c)가 공급구 (13b)를 폐색하기 때문에, 잉크 공급부 (13)의 선단으로부터 잉크 (2)가 누설되는 것을 방지할 수 있다.

외부 연통 구멍 (14)는, 도 3에 도시한 바와 같이 잉크 탱크 (5) 외부로부터 잉크 수용부 (12)에 공기를 취입하는 통기구이고, 헤드 카트리지 (3)의 장착부 (22)에 장착되었을 때에도, 외부에 있는 외기를 취입할 수 있도록, 장착부 (22)에의 장착시에 외부를 향하는 위치인 탱크 본체 (11)의 상면의 소정의 위치에, 여기서는 상면의 대략 중앙에 설치되어 있다. 외부 연통 구멍 (14)는 잉크 탱크 (5)가 카트리지 본체 (21)에 장착되어 잉크 수용부 (12)로부터 카트리지 본체 (21)측에 잉크 (2)가 유하했을 때에, 잉크 수용부 (12) 내의 잉크 (2)가 감소한 만큼에 상당하는 공기를 외부로부터 잉크 탱크 (5) 내에 취입한다.

공기 도입로 (15)는 잉크 수용부 (12)와 외부 연통 구멍 (14)를 연통하고, 외부 연통 구멍 (14)로부터 취입된 공기를 잉크 수용부 (12) 내에 도입한다. 이에 따라, 이 잉크 탱크 (5)가 카트리지 본체 (21)에 장착되었을 때에, 헤드 카트리지 (3)의 카트리지 본체 (21)에 잉크 (2)가 공급되고 잉크 수용부 (12) 내의 잉크 (2)가 감소하여 내부가 감압 상태가 되어도, 잉크 수용부 (12)에는 공기 도입로 (15)에 의해 잉크 수용부 (12)에 공기가 도입되기 때문에, 내부의 압력이 평형 상태로 유지되어 잉크 (2)를 카트리지 본체 (21)에 적절히 공급할 수 있다.

저류부 (16)은, 외부 연통 구멍 (14)와 공기 도입로 (15) 사이에 설치되며, 잉크 수용부 (12)에 연통하는 공기 도입로 (15)로부터 잉크 (2)가 누설되었을 때에, 갑자기 외부로 유출되지 않도록 잉크 (2)를 일시적으로 저류한다. 이 저류부 (16)은, 잉크 수용부 (12)의 가장 하측의 위치에 공기 도입로 (15)를 설치하여 잉크 수용부 (12)로부터 진입한 잉크 (2)를 재차 잉크 수용부 (12)로 되돌릴 수 있도록 되어 있다. 또한, 저류부 (16)은 짧은 쪽의 대각선상 가장 하측의 정상부에 외부 연통 구멍 (14)를 설치하여, 잉크 수용부 (12)로부터 진입한 잉크 (2)가 외부 연통 구멍 (14)로부터 외부로 누설되기 어렵게 한다.

고정 돌기부 (17)은, 잉크 탱크 (5)의 짧은 변의 한쪽 측면에 설치된 돌기부이고, 헤드 카트리지 (3)의 카트리지 본체 (21)의 래치레버 (24)에 형성된 계합(係合) 구멍 (24a)와 계합한다.

계합 단부 (18)은, 잉크 탱크 (5)의 고정 돌기부 (17)이 설치된 측면의 반대측의 측면의 상부에 설치되어 있다. 계합 단부 (18)은 헤드 카트리지 (3)의 장착부 (22)에 삽입되면, 헤드 카트리지 (3)의 장착부 (22)측의 계합편 (23)에 계합함으로써, 잉크 탱크 (5)를 장착부 (22)에 장착할 때의 회전 이동 지점부가 된다.

이상과 같은 구성의 잉크 탱크 (5)는 상기한 구성 이외에, 예를 들면 잉크 수용부 (12) 내의 잉크 (2)의 잔량을 검출하기 위한 잔량 검출부나, 잉크 탱크 (5y, 5m, 5c, 5k)를 식별하기 위한 식별부 등을 구비하고 있다.

이어서, 이상과 같이 구성된 옐로우, 마젠타, 시안, 블랙의 잉크 (2)를 수납한 잉크 탱크 (5y, 5m, 5c, 5k)가 장착되는 헤드 카트리지 (3)에 대해서 설명한다.

헤드 카트리지 (3)은, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이 상기한 잉크 탱크 (5)와 카트리지 본체 (21)에 따라서 구성되고, 카트리지 본체 (21)에는 잉크 탱크 (5)가 장착되는 장착부 (22y, 22m, 22c, 22k)(이하, 전체를 나타낼 때에는 간단히 장착부 (22)라고도 함)와, 잉크 탱크 (5)를 고정하는 계합편 (23) 및 래치레버 (24)와, 잉크 탱크 (5)를 취출 방향으로 힘을 가하는 압박 부재 (25)와, 잉크 공급부 (13)과 접속되어 잉크 (2)가 공급되는 접속부 (26)과, 잉크 (2)를 토출하는 잉크 토출 헤드 (27)과, 잉크 토출 헤드 (27)을 보호하는 헤드캡 (28)을 갖고 있다.

잉크 탱크 (5)가 장착되는 장착부 (22)는, 잉크 탱크 (5)가 장착되도록 상면을 잉크 탱크 (5)의 삽입 이탈구로서 대략 오목 형상으로 형성되고, 여기서는 4개의 잉크 탱크 (5)가 인쇄 용지 P의 폭 방향과 대략 직교 방향, 즉 인쇄 용지 P의 주행 방향으로 나란히 수납되어 있다. 장착부 (22)는 잉크 탱크 (5)가 수납되기 때문에, 잉크 탱크 (5)와 마찬가지로 인쇄 폭의 방향으로 길게 설치되어 있다. 카트리지 본체 (21)에는 잉크 탱크 (5)가 수납 장착된다.

장착부 (22)는, 도 2에 도시한 바와 같이 잉크 탱크 (5)가 장착되는 부분이고, 옐로우 잉크의 잉크 탱크 (5y)가 장착되는 부분을 장착부 (22y)로 하고, 마젠타 잉크의 잉크 탱크 (5m)이 장착되는 부분을 장착부 (22m)으로 하고, 시안 잉크의 잉크 탱크 (5c)가 장착되는 부분을 장착부 (22c)로 하고, 블랙 잉크의 잉크 탱크 (5k)가 장착되는 부분을 장착부 (22k)로 하고, 각 장착부 (22y, 22m, 22c, 22k)는 격벽 (22a)에 의해 각각 구획되어 있다.

또한, 잉크 탱크 (5)가 장착되는 장착부 (22)의 개구단에는, 도 3에 도시한 바와 같이 계합편 (23)이 설치되어 있다. 이 계합편 (23)은 장착부 (22)의 길이 방향의 일단 모서리에 설치되어 있고, 잉크 탱크 (5)의 계합 단부 (18)과 계합한다. 잉크 탱크 (5)는, 잉크 탱크 (5)의 계합 단부 (18)측을 삽입단으로 하여 비스듬히 장착부 (22) 내에 삽입되며, 계합 단부 (18)과 계합편 (23)의 계합 위치를 회전 이동 지점으로 하여 잉크 탱크 (5)의 계합 단부 (18)이 설치되지 않는 측을 장착부 (22)측에 회전 이동시키도록 하여 장착부 (22)에 장착될 수 있다. 이에 따라, 잉크 탱크 (5)는 장착부 (22)에 용이하게 장착될 수 있다.

래치레버 (24)는, 판스프링을 절곡하여 형성되는 것이고, 장착부 (22)의 계합편 (23)에 대해서 반대측의 측면, 즉 길이 방향의 타단의 측면에 설치되어 있다. 래치레버 (24)에서는, 기단부가 장착부 (22)를 구성하는 길이 방향의 타단의 측면의 저면측에 일체적으로 설치되고, 선단측이 이 측면에 대해서 근접이격하는 방향으로 탄성 변위하도록 형성되고, 선단측에 계합 구멍 (24a)가 형성되어 있다. 래치레버 (24)는 잉크 탱크 (5)가 장착부 (22)에 장착됨과 동시에 탄성 변위하고, 계합 구멍 (24a)가 잉크 탱크 (5)의 고정 돌기부 (17)과 계합하여 장착부 (22)에 장착된 잉크 탱크 (5)가 장착부 (22)로부터 탈락하지 않도록 한다.

압박 부재 (25)는, 잉크 탱크 (5)의 계합 단부 (18)에 대응하는 측면측의 저면 상에 잉크 탱크 (5)를 제거하는 방향으로 힘을 가하는 판스프링을 절곡하여 설치된다. 압박 부재 (25)는 잉크 탱크 (5)의 저면을 가압하고, 장착부 (22)에 장착되어 있는 잉크 탱크 (5)를 장착부 (22)로부터 제거하는 방향으로 힘을 가하는 배출 부재이다. 압박 부재 (25)는, 래치레버 (24)의 계합 구멍 (24a)와 고정 돌기부 (17)과의 계합 상태가 해제되었을 때, 장착부 (23)으로부터 잉크 탱크 (5)를 제거한다.

각 장착부 (22y, 22m, 22c, 22k)의 길이 방향의 대략 중앙에는, 잉크 탱크 (5y, 5m, 5c, 5k)가 장착부 (22y, 22m, 22c, 22k)에 장착되었을 때, 잉크 탱크 (5y, 5m, 5c, 5k)의 잉크 공급부 (13)이 접속되는 접속부 (26)이 설치되어 있다. 이 접속부 (26)은, 장착부 (22)에 장착된 잉크 탱크 (5)의 잉크 공급부 (13)으로부터 카트리지 본체 (21)의 저면에 설치된 잉크 (2)를 토출하는 잉크 토출 헤드 (27)에 잉크 (2)를 공급하는 잉크 공급로가 된다.

구체적으로, 접속부 (26)은 도 6에 도시한 바와 같이 잉크 탱크 (5)로부터 공급되는 잉크 (2)를 저장하는 잉크 저장부 (31)과, 접속부 (26)에 연결되는 잉크 공급부 (13)을 시일하는 시일 부재 (32)와, 잉크 (2) 내의 불순물을 제거하는 필터 (33)과, 잉크 토출 헤드 (27)측에의 공급로를 개폐하는 밸브 기구 (34)를 갖고 있다.

잉크 저장부 (31)은, 잉크 공급부 (13)과 접속되어 잉크 탱크 (5)로부터 공급되는 잉크 (2)를 저장하는 공간부이다. 시일 부재 (32)는, 잉크 저장부 (31)의 상단에 설치된 부재이고, 잉크 탱크 (5)의 잉크 공급부 (13)이 접속부 (26)의 잉크 저장부 (31)에 접속될 때, 잉크 (2)가 외부로 누설되지 않도록 잉크 저장부 (31)과 잉크 공급부 (13) 사이를 밀폐한다. 필터 (33)은 잉크 탱크 (5)의 착탈시 등에 잉크 (2)에 혼입된 티끌이나 먼지 등의 찌꺼기를 제거하는 것으로, 잉크 저장부 (31)보다도 하류에 설치되어 있다.

밸브 기구 (34)는, 도 7A 및 도 7B에 도시한 바와 같이 잉크 저장부 (31)로부터 잉크 (2)가 공급되는 잉크 유입로 (41)과, 잉크 유입로 (41)로부터 잉크 (2)가 유입하는 잉크실 (42)와, 잉크실 (42)로부터 잉크 (2)를 유출하는 잉크 유출로 (43)과, 잉크실 (42)를 잉크 유입로 (41)측과 잉크 유출로 (43)측 사이에 설치된 개구부 (44)와, 개구부 (44)를 개폐하는 밸브 (45)와, 밸브 (45)를 개구부 (44)의 폐색 방향으로 힘을 가하는 압박 부재 (46)과, 압박 부재 (46)의 강도를 조절하는 부압 조정 나사 (47)과, 밸브 (45)와 접속되는 밸브 샤프트 (48)과, 밸브 샤프트 (48)과 접속되는 다이어프램 (49)를 갖는다.

잉크 유입로 (41)은, 잉크 저장부 (31)을 개재시켜 잉크 탱크 (5)의 잉크 수용부 (12) 내의 잉크 (2)를 잉크 토출 헤드 (27)에 공급 가능하게 잉크 수용부 (12)와 연결하는 공급로이다. 잉크 유입로 (41)은 잉크 저장부 (31)의 저면측으로부터 잉크실 (42)까지 설치되어 있다.

잉크실 (42)는 잉크 유입로 (41), 잉크 유출로 (43) 및 개구부 (44)와 일체가 되어 형성된 대략 직방체를 이루는 공간부이고, 잉크 유입로 (41)로부터 잉크 (2)가 유입되고, 개구부 (44)를 개재시켜 잉크 유출로 (43)로부터 잉크 (2)를 유출한다.

잉크 유출로 (43)은, 잉크실 (42)로부터 개구부 (44)를 개재시켜 잉크 (2)가 공급되고, 추가로 잉크 토출 헤드 (27)과 연결된 공급로이다. 잉크 유출로 (43)은 잉크실 (42)의 저면측으로부터 잉크 토출 헤드 (27)까지 연장되어 있다.

밸브 (45)는 개구부 (44)를 폐색하여 잉크 유입로 (41)측과 잉크 유출로 (43)측을 분할하는 밸브이고, 잉크실 (42) 내에 배치된다. 밸브 (45)는 압박 부재 (46)의 가압력과, 밸브 샤프트 (48)을 개재시켜 접속된 다이어프램 (49)의 복원력과, 잉크 유출로 (43)측의 잉크 (2)의 부압에 의해서 상하로 이동한다. 이 밸브 (45)는 하단에 위치할 때, 잉크실 (42)를 잉크 유입로 (41)측과 잉크 유출로 (43)측을 분리하도록 개구부 (44)를 폐색하여 잉크 유출로 (43)에 대한 잉크 (2)의 공급을 차단한다. 또한, 밸브 (45)는 압박 부재 (46)의 가압력에 대항하여 상단측에 위치할 때, 잉크실 (42)를 잉크 유입로 (41)측과 잉크 유출로 (43)측을 차단하지 않아 잉크 토출 헤드 (27)에 잉크 (2)의 공급을 가능하게 한다. 또한, 밸브 (45)를 구성하는 재질은, 그 종류는 관계없지만, 높은 폐색성을 확보하기 위해, 예를 들면 고무 탄성체, 특히 엘라스토머에 의해 형성된다.

압박 부재 (46)은, 예를 들면 압축 코일스프링 등이고, 밸브 (45)의 상면과 잉크실 (42)의 상면 사이에 부압 조정 나사 (47)과 밸브 (45)를 접속하고, 가압력에 의해 밸브 (45)를 개구부 (44)의 폐색 방향으로 힘을 가한다. 부압 조정 나사 (47)은 압박 부재 (46)의 가압력을 조정하는 나사이고, 부압 조정 나사 (47)을 조정함으로써 압박 부재 (46)의 가압력을 조정할 수 있도록 하고 있다. 이에 따라, 부압 조정 나사 (47)은 상세하게 후술하지만 개구부 (44)를 개폐하는 밸브 (45)를 동작시켜 잉크 (2)의 부압을 조정할 수 있다.

밸브 샤프트 (48)은 일단에 접속된 밸브 (45)와, 타단에 접속된 다이어프램 (49)를 연결하여 운동하도록 설치된 샤프트이다. 다이어프램 (49)는 밸브 샤프트 (48)의 타단에 접속된 얇은 탄성판이다. 이 다이어프램 (49)는 잉크실 (42)의 잉크 유출로 (43)측의 면과 외기와 접하는 면을 가지며, 대기압과 잉크 (2)의 부압에 의해 외기측과 잉크 유출로 (43)측으로 탄성 변위한다.

이상과 같은 밸브 기구 (34)에서는, 도 7A에 도시한 바와 같이 밸브 (45)가 압박 부재 (46)의 가압력과 다이어프램 (49)의 가압력에 따라서 잉크실 (42)의 개구부 (44)를 폐색하도록 가압되어 있다. 그리고 잉크 토출 헤드 (27)로부터 잉크 (2)가 토출되었을 때에는, 개구부 (44)에서 분할된 잉크 유출로 (43)측의 잉크실 (42)의 잉크 (2)의 부압이 높아지면, 도 7B에 도시한 바와 같이 잉크 (2)의 부압에 의해 다이어프램 (49)가 대기압에 의해 밀어 올려져, 밸브 샤프트 (48)과 동시에 밸브 (45)를 압박 부재 (46)의 가압력에 대항하여 밀어 올린다. 이 때, 잉크실 (42)의 잉크 유입로 (41)측과 잉크 유출로 (43)측 사이의 개구부 (44)가 개방되어 잉크 (2)가 잉크 유입로 (41)측으로부터 잉크 유출로 (43)측에 공급된다. 그리고 잉크 (2)의 부압이 저하되어 다이어프램 (49)가 복원력에 의해 본래의 형상으로 되돌아가서, 압박 부재 (46)의 가압력에 의해 밸브 샤프트 (48)과 동시에 밸브 (45)를 잉크실 (42)가 폐색하도록 낮춘다. 이상과 같이 하여 밸브 기구 (34)에서는 잉크 (2)를 토출할 때마다 잉크 (2)의 부압이 높아지면 상기한 동작을 반복한다.

또한, 이 접속부 (26)에서는 잉크 수용부 (12) 내의 잉크 (2)가 잉크실 (42)에 공급되면, 잉크 수용부 (12) 내의 잉크 (2)가 감소하지만, 이 때 공기 도입로 (15)로부터 외기가 잉크 탱크 (5) 내에 들어간다. 잉크 탱크 (5) 내에 들어간 공기는 잉크 탱크 (5)의 상측으로 보내진다. 이에 따라, 잉크 액적 (i)가 후술하는 노즐 (52a)로부터 토출되기 전의 상태로 되돌아가 평형 상태가 된다. 이 때, 공기 도입로 (15) 내에 잉크 (2)가 거의 없는 상태인 평형 상태가 된다.

이 접속부 (26)에서는 상기한 바와 같이 복잡한 구조로 되어 있고, 이 복잡한 밸브 기구 (34) 내를 잉크 (2)가 이동하지만, 잉크 (2)에 상술한 EBPD-EO와 EOPOEO가 함유되어 있기 때문에, 밸브 기구 (34)의 개폐 동작이나 잉크 (2)의 밸브 기구 (34) 내로의 이동 등에 의한 잉크 (2) 중에 미소한 기포의 발생이 억제되어 있다. 이에 따라, 접속부 (26)에서는 미소한 기포가 혼입되어 있지 않은 잉크 (2)를 잉크 토출 헤드 (27)에 공급할 수 있다. 또한, 이 접속부 (26)에서는 EBPD-EO와 EBPD-EO가 함유되어 있음으로써, 잉크 (2)의 습윤성이 양호해지기 때문에, 밸브 기구 (34)나 잉크 유출로 (43) 등의 내면에 미소한 기포가 부착되지 않고 미소한 기포의 이동이 용이해져, 노즐 (52a)로부터 잉크 (2)와 함께 용이하게 배출된다.

잉크 토출 헤드 (27)은, 도 6에 도시한 바와 같이 카트리지 본체 (21)의 저면을 따라서 배치되어 있고, 접속부 (26)으로부터 공급되는 잉크 액적 (i)를 토출하는 잉크 토출구인 후술하는 노즐 (52a)가 각 색마다 인쇄 용지 P의 폭 방향, 즉 도 6 중 화살표 W 방향으로 대략 일렬을 이루도록 배열되어 있다.

헤드캡 (28)은, 도 2에 도시한 바와 같이 잉크 토출 헤드 (27)을 보호하기 위해서 설치된 커버이고, 인쇄 동작할 때에는 잉크 토출 헤드 (27)로부터 퇴피한다. 헤드캡 (28)은, 도 2 중 화살표 W 방향의 양끝에 개폐 방향으로 설치된 한쌍의 계합 돌출부 (28a)와는 길이 방향으로 설치되고, 잉크 토출 헤드 (27)의 토출면 (27a)에 부착한 여분의 잉크 (2)를 흡수하는 클리닝 롤러 (28b)를 갖고 있다. 헤드캡 (28)은 계합 돌출부 (28a)가 잉크 토출 헤드 (27)의 토출면 (27a)에 도 2 중 화살표 W 방향과는 대략 직교 방향에 걸쳐 설치된 한쌍의 계합구 (27b)에 계합되고, 이 한쌍의 계합구 (27b)를 따라서 잉크 탱크 (5)의 짧은 방향, 즉 도 2 중 화살표 W 방향과는 대략 직교 방향으로 개폐하도록 되어 있다. 그리고 헤드캡 (28)에서는, 개폐 동작시에 클리닝 롤러 (28b)가 잉크 토출 헤드 (27)의 토출면 (27a)에 접촉하면서 회전함으로써 여분의 잉크 (2)를 흡수하여, 잉크 토출 헤드 (27)의 토출면 (27a)를 클리닝한다. 이 클리닝롤러 (28b)에는, 예를 들면 흡습성이 높은 부재, 구체적으로는 스폰지, 부직포, 직포 등이 이용된다. 또한, 헤드캡 (28)은 인쇄 동작하지 않을 때에는 잉크 토출 헤드 (27) 내의 잉크 (2)가 건조하지 않도록 토출면 (27a)를 폐색한다.

잉크 토출 헤드 (27)은, 도 8에 도시한 바와 같이 베이스가 되는 회로 기판 (51)과, 복수개의 노즐 (52a)가 형성된 노즐 시트 (52)와, 회로 기판 (51)과 노즐 시트 (52) 사이를 노즐 (52a)마다 구획하는 필름 (53)과, 잉크 유출로 (43)을 통해서 공급된 잉크 (2)를 가압하는 잉크액실 (54)와, 잉크액실 (54)에 공급된 잉크 (2)를 가열하는 발열 저항체 (55)와, 잉크액실 (54)에 잉크 (2)를 공급하는 잉크 유로 (56)을 갖고 있다.

회로 기판 (51)은, 실리콘 등으로 이루어지는 반도체 웨이퍼 상에, 로직 IC(Integrated Circuit)이나 드라이버 트랜지스터 등으로 이루어지는 제어 회로를 구성할 뿐만 아니라, 잉크액실 (54)의 상면부를 형성하고 있다.

노즐 시트 (52)는 두께가 10 ㎛ 내지 15 ㎛ 정도인 시트상 부재이고, 토출면 (27a)를 향해서 직경이 축소되고 토출면 (27a)측의 직경이 20 ㎛ 정도인 노즐 (52a)가 형성됨과 동시에, 회로 기판 (51)과 필름 (53)을 끼워 대향 배치됨으로써, 잉크액실 (54)의 하면부를 형성하고 있다.

필름 (53)은, 예를 들면 노광 경화형의 드라이 필름 레지스트를 포함하고, 상기한 잉크 유출로 (43)과 연통되는 부분을 제외하고 각 노즐 (52a)의 주위를 둘러싸도록 형성되어 있다. 또한, 이 필름 (53)은 회로 기판 (51)과 노즐 시트 (52) 사이에 개재됨으로써, 잉크액실 (54)의 측면부를 형성하고 있다.

잉크액실 (54)는 상기한 회로 기판 (51), 노즐 시트 (52) 및 필름 (53)에 의해 둘러싸임으로써, 노즐 (52a)마다 잉크 유출로 (43)으로부터 공급된 잉크 (2)를 가압하는 가압 공간을 형성하고 있다.

발열 저항체 (55)는, 잉크액실 (54)를 향하는 회로 기판 (51)에 배치됨과 동시에, 이 회로 기판 (51)에 설치된 제어 회로 등과 전기적으로 접속되어 있다. 그리고 이 발열 저항체 (55)는 제어 회로 등에 의해 제어됨으로써 발열하여 잉크액실 (54) 내의 잉크 (2)를 가열한다.

잉크 유로 (56)은 접속부 (26)의 잉크 유출로 (43)과 접속되어 있고, 접속부 (26)에 접속된 잉크 탱크 (5)로부터 잉크 (2)가 공급되고 이 잉크 유로 (56)에 연통하는 각 잉크액실 (54)에 잉크 (2)를 보내는 유로이다. 즉, 잉크 유로 (56)과 접속부 (26)이 연통되어 있다. 이에 따라, 잉크 탱크 (5)로부터 공급되는 잉크 (2)가 잉크 유로 (56)에 유입되고, 잉크액실 (54) 내에 충전된다.

상술한 하나의 잉크 토출 헤드 (27)에는, 잉크액실 (54)마다 발열 저항체 (55)가 설치되고, 발열 저항체 (55)가 설치된 잉크액실 (54)를 각 색 잉크 탱크 (5)마다 100개 내지 5000개 정도 구비하고 있다. 그리고 잉크 토출 헤드 (27)에서는, 프린터 장치 (1)의 후술하는 제어부 (78)로부터의 명령에 의해서 각 잉크액실 (54)의 발열 저항체 (55)를 각각 적절하게 선택하여 발열시키고, 발열한 발열 저항체 (55)에 대응하는 잉크액실 (54) 내의 잉크 (2)를 잉크액실 (54)에 대응하는 노즐 (52a)로부터 잉크 액적 (i)로서 토출시킨다.

구체적으로, 이 잉크 토출 헤드 (27)에서는 회로 기판 (51)의 제어 회로가 발열 저항체 (55)를 구동 제어하고, 선택된 발열 저항체 (55)에 대해서, 예를 들면 1 내지 3 마이크로초 정도 동안 펄스 전류를 공급한다. 이에 따라, 잉크 토출 헤드 (27)에서는 발열 저항체 (55)가 급속히 가열된다. 이와 같이 하면, 잉크 토출 헤드 (27)에서는, 도 9A에 도시한 바와 같이 발열 저항체 (55)와 접하는 잉크액실 (54) 내의 잉크 (2)에 기포 b가 발생한다. 그리고 잉크 토출 헤드 (27)에서는, 도 9B에 도시한 바와 같이, 이 잉크액실 (54) 내에서 기포 b가 팽창하면서 잉크 (2)를 가압하고, 밀려난 잉크 (2)가 잉크 액적 (i)가 되어 노즐 (52a)로부터 토출된다. 또한, 잉크 토출 헤드 (27)에서는 잉크 액적 (i)가 토출된 후에는, 잉크 유출로 (43)을 통해서 잉크 (2)가 잉크액실 (54)에 공급됨으로써, 다시 토출전의 상태로 되돌아간다.

이상과 같은 구성의 잉크 토출 헤드 (27)에서는, 상기한 바와 같이 복수개 구비된 발열 저항체 (55) 만큼 잉크 (2)의 발열 개소도 많아 미소한 기포가 발생하기 쉬운 상태가 되지만, 잉크 (2)에 상술한 EBPD-EO 및 EOPOEO가 함유되어 있기 때문에, 예를 들면 잉크액실 (44) 내의 잉크 (2)에 미소한 기포가 발생하는 것을 억제할 수 있고, 잉크 액적 (i)의 불토출이나 토출 굴곡 등의 토출 불량을 방지할 수 있다.

또한, 잉크 토출 헤드 (27)에서는 발열 저항체 (55)에 의해 잉크 (2)의 온도가 상온 상태부터 상승했을 때에, 상술한 EBPD-EO 및 EOPOEO의 상태가 변화하지 않고, 잉크 (2) 중에 EBPD-EO 및 EOPOEO가 균일하게 용해되어 있다. 이에 따라, 잉크 토출 헤드 (27)에서는 잉크 (2)가 백탁하지 않고, 잉크 (2)의 물성이 안정적이다.

이어서, 이상과 같이 구성된 헤드 카트리지 (3)이 장착되는 프린터 장치 (1)을 구성하는 장치 본체 (4)에 대해서 도면을 참조하여 설명한다.

장치 본체 (4)는, 도 1 및 도 10에 도시한 바와 같이 헤드 카트리지 (3)이 장착되는 헤드 카트리지 장착부 (61)과, 헤드 카트리지 (3)을 헤드 카트리지 장착부 (61)에 유지, 고정하기 위한 헤드 카트리지 유지 기구 (62)와, 헤드캡을 개폐하는 헤드캡 개폐 기구 (63)과, 인쇄 용지 P를 급배지하는 급배지 기구 (64)와, 급배지 기구 (64)에 인쇄 용지 P를 공급하는 급지구 (65)와, 급배지 기구 (64)로부터 인쇄 용지 P가 출력되는 배지구 (66)을 갖는다.

헤드 카트리지 장착부 (61)은, 헤드 카트리지 (3)이 장착되는 오목부이고, 주행하는 인쇄 용지에 데이터 그대로 인쇄하기 때문에, 잉크 토출 헤드 (27)의 토출면 (27a)와 주행하는 인쇄 용지 P의 종이면이 서로 대략 평행하도록 헤드 카트리지 (3)이 장착된다. 그리고 헤드 카트리지 (3)은, 잉크 토출 헤드 (27) 내의 잉크 막힘 등으로 교환할 필요가 발생하는 경우 등이 있고, 잉크 탱크 (5)와 같은 교환 빈도는 없지만 소모품이기 때문에, 헤드 카트리지 장착부 (61)에 대해서 착탈 가능하게 헤드 카트리지 유지 기구 (62)에 의해서 유지된다.

헤드 카트리지 유지 기구 (62)는, 헤드 카트리지 장착부 (61)에 헤드 카트리지 (3)을 착탈 가능하게 유지하기 위한 기구이고, 헤드 카트리지 (3)에 설치된 손잡이 (62a)를 장치 본체 (4)의 고정 구멍 (62b) 내에 설치된 도시하지 않는 스프링 등의 압박 부재에 고정함으로써 장치 본체 (4)에 설치된 기준면 (4a)에 압착되도록 하여 헤드 카트리지 (3)을 위치 결정하여 유지, 고정시킬 수 있도록 한다.

헤드캡 개폐 기구 (63)은, 헤드 카트리지 (3)의 헤드캡 (28)을 개폐하는 구동부를 갖고 있고, 인쇄를 행할 때에 헤드캡 (28)을 개방하여 잉크 토출 헤드 (27)이 인쇄 용지 P에 대해서 노출되도록 하고, 인쇄가 종료되었을 때에 헤드캡 (28)을 폐색하여 잉크 토출 헤드 (27)을 보호한다.

급배지 기구 (64)는, 인쇄 용지 P를 반송하는 구동부를 갖고 있고, 급지구 (65)로부터 공급되는 인쇄 용지 P를 헤드 카트리지 (3)의 잉크 토출 헤드 (27)까지 반송하고, 노즐 (52a)로부터 토출된 잉크 액적 (i)가 착탄하여 인쇄된 인쇄 용지 P를 배지구 (66)에 반송하여 장치 외부로 배출한다. 급지구 (65)는 급배지 기구 (64)에 인쇄 용지 P를 공급하는 개구부이고, 트레이 (65a) 등에 복수매의 인쇄 용지 P를 적층해 둘 수 있다. 배지구 (66)은 잉크 액적 (i)가 착탄하여 인쇄된 인쇄 용지 P를 배출하는 개구부이다.

이어서, 이상과 같이 구성된 프린터 장치 (1)에 의한 인쇄를 제어하는 도 11에 도시한 제어 회로 (71)에 대해서 도면을 참조하여 설명한다.

제어 회로 (71)은, 상기한 장치 본체 (3)의 헤드캡 개폐 기구 (63), 급배지 기구 (64)의 구동을 제어하는 프린터 구동부 (72)와, 각 색의 잉크 (i)에 대응하는 잉크 토출 헤드 (27)에 공급되는 전류 등을 제어하는 토출 제어부 (73)과, 각 색의 잉크 (i)의 잔량을 경고하는 경고부 (74)와, 외부 장치와 신호의 입출력을 행하는 입출력 단자 (75)와, 제어 프로그램 등이 기록된 ROM(Read Only Memory) (76)과, 판독된 제어 프로그램 등을 일단 저장하고 필요에 따라서 판독되는 RAM(Random Access Memory) (77)과, 각 부의 제어를 행하는 제어부 (78)을 갖고 있다.

프린터 구동부 (72)는, 제어부 (78)로부터의 제어 신호에 기초하여, 헤드캡 개폐 기구 (63)을 구성하는 구동 모터를 구동시켜 헤드캡 (28)을 개폐 동작하도록 헤드캡 개폐 기구를 제어한다. 또한, 프린터 구동부 (72)는 제어부 (78)로부터의 제어 신호에 기초하여, 급배지 기구 (64)를 구성하는 구동 모터를 구동시켜 장치 본체 (4)의 급지구 (65)로부터 인쇄 용지 P를 급지하고, 인쇄 후에 배지구 (66)으로부터 인쇄 용지 P를 배출하도록 급배지 기구 (64)를 제어한다.

토출 제어부 (73)은, 잉크 토출 헤드 (27)에 구비된 발열 저항체 (55)에 펄스 전류를 공급하는 외부 전원과의 전기적인 접속을 온/오프하는 스위칭 소자나, 발열 저항체 (55)에 공급되는 펄스 전류값을 조정하는 저항체나, 스위칭 소자 등의 온/오프의 전환을 제어하는 제어 회로부 등을 갖는 전기 회로이다. 그리고 토출 제어부 (73)은 제어부 (78)로부터의 제어 신호에 기초하여, 잉크 토출 헤드 (27)에 구비된 발열 저항체 (55)에 공급되는 펄스 전류 등을 조정하고, 노즐 (52a)로부터 잉크 (2)를 토출하는 잉크 토출 헤드 (27)을 제어한다.

경고부 (74)는, 예를 들면 LCD(Liquid Crystal Display) 등의 표시 수단이고, 인쇄 조건, 인쇄 상태, 잉크 잔량 등의 정보를 표시한다. 이 경고는 정보 처리 장치 (79)의 모니터나 스피커 등으로 행할 수도 있다.

입출력 단자 (75)는 상기한 인쇄 조건, 인쇄 상태, 잉크 잔량 등의 정보를 인터페이스를 개재시켜 외부의 정보 처리 장치 (79) 등에 송신한다. 또한, 입출력 단자 (75)는 외부의 정보 처리 장치 (79) 등으로부터, 상기한 인쇄 조건, 인쇄 상태, 잉크 잔량 등의 정보를 출력하는 제어 신호나, 인쇄 데이터 등이 입력된다. 여기서 상기한 정보 처리 장치 (79)는, 예를 들면 개인용 컴퓨터나 PDA(Personal Digital Assistant) 등의 전자 기기이다.

정보 처리 장치 (79) 등과 접속되는 입출력 단자 (75)는 인터페이스로서, 예를 들면 직렬 인터페이스나 패럴렐 인터페이스 등을 사용할 수 있다. 또한, 입출력 단자 (75)는, 정보 처리 장치 (79) 사이에서 유선 통신 또는 무선 통신 중 어느 형식으로도 데이터 통신을 행할 수 있다. 입출력 단자 (75)와 정보 처리 장치 (79) 사이에는, 예를 들면 인터넷 등의 네트워크가 개재되어 있을 수도 있다.

ROM (76)은, 예를 들면 EP-ROM(Erasable Programmable Read-Only Memory) 등의 메모리이고, 제어부 (78)이 행하는 각 처리의 프로그램이 저장되어 있다. 이 저장되어 있는 프로그램은 제어부 (78)에 의해 RAM (77)에 로드된다. RAM (77)은 제어부 (78)에 의해 ROM (76)으로부터 판독된 프로그램이나, 프린터 장치 (1)의 각종 상태를 기억한다.

제어부 (78)은 입출력 단자 (75)로부터 입력된 인쇄 데이터, 헤드 카트리지 (3)으로부터 입력된 잉크 (2)의 잔량 데이터 등에 기초하여 각 부를 제어한다. 제어부 (78)은, 입력된 제어 신호 등에 기초하여 각 부를 제어하는 처리 프로그램을 ROM (76)으로부터 판독하여 RAM (77)에 기억하고, 이 처리 프로그램에 기초하여 각부의 제어나 처리를 행한다.

상술한 제어 회로 (71)에서는, ROM (76)에 처리 프로그램을 저장하도록 했지만, 처리 프로그램을 저장하는 매체는 ROM (76)으로 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 처리 프로그램이 기록된 광 디스크나, 자기 디스크, 광자기 디스크, IC 카드 등의 각종 기록 매체를 이용할 수 있다. 이 경우에 제어 회로 (71)은 각종 기록 매체를 구동하는 드라이브와 직접 또는 정보 처리 장치 (79)를 통해 접속되어 이들 기록 매체로부터 처리 프로그램을 판독하도록 구성한다.

여기서 이상과 같이 구성되는 프린터 장치 (1)의 인쇄 동작에 대해서 도 12에 도시한 플로우 차트를 참조로 하여 설명한다. 또한, 본 동작은 ROM (76) 등의 기억 수단에 저장된 처리 프로그램에 기초하여 제어부 (78) 내의 도시하지 않는 CPU(Central Processing Unit)의 연산 처리 등에 의해 실행되는 것이다.

우선, 사용자가 인쇄 동작을 프린터 장치 (1)이 실행하도록 장치 본체 (4)에 설치되어 있는 조작 패널 등을 조작하여 명령한다. 이어서, 제어부 (78)은 스텝 S1에서, 각 장착부 (22)에 소정의 색의 잉크 탱크 (5)가 장착되어 있는지의 여부를 판단한다. 그리고 제어부 (78)은 모든 장착부 (22)에 소정의 색의 잉크 탱크 (5)가 적절히 장착되어 있을 때에는 스텝 S2로 진행되고, 장착부 (22)에서 잉크 탱크 (5)가 적절히 장착되어 있지 않을 때에는 스텝 S7로 진행되어 인쇄 동작을 금지한다.

제어부 (78)은 스텝 S2에서, 잉크 탱크 (5) 내의 잉크 (2)가 소정량 이하, 즉 잉크 없음 상태인지의 여부를 판단하여 잉크 없음 상태라고 판단되었을 때에는, 경고부 (74)에서 그 취지를 경고하고 스텝 S7에서 인쇄 동작을 금지한다. 한편, 제어부 (78)은 잉크 탱크 (5) 내의 잉크 (2)가 소정량 이상일 때, 즉 잉크 (2)가 충족되어 있을 때, 스텝 S3에서 인쇄 동작을 허가한다.

인쇄 동작을 행할 때에는 제어부 (78)이 프린터 구동부 (72)에 의해서 헤드캡 개폐 기구 (63) 및 급배지 기구 (64)를 구동 제어하여 인쇄 용지 P를 인쇄 가능한 위치까지 이동시킨다. 구체적으로, 제어부 (78)은 도 13에 도시한 바와 같이 헤드캡 개폐 기구 (63)을 구성하는 구동 모터를 구동시켜, 헤드캡 (28)을 헤드 카트리지 (3)에 대해서 트레이 (65a)측으로 이동시켜, 잉크 토출 헤드 (27)의 노즐 (52a)를 노출시킨다. 그리고 제어부 (78)은 급배지 기구 (64)를 구성하는 구동 모터를 구동시켜 인쇄 용지 P를 주행시킨다. 구체적으로, 제어부 (78)은 트레이 (65a)로부터 급지 롤러 (81)에 의해서 인쇄 용지 P를 빼내고, 서로 반대 방향으로 회전하는 한쌍의 분리 롤러 (82a, 82b)에 의해서 빼내진 인쇄 용지 P의 한 장을 반전 롤러 (83)에 반송하여 반송 방향을 반전시킨 후에 반송 벨트 (84)에 인쇄 용지 P를 반송하고, 반송 벨트 (84)에 반송된 인쇄 용지 P를 누르는 수단 (85)가 소정의 위치로 유지시킴으로써 잉크 (2)가 착탄되는 위치가 결정되도록 급배지 기구 (64)를 제어한다.

이어서, 제어부 (78)은 S4에서 토출 제어부 (73)에 의해서 잉크 토출 헤드 (27)을 제어하고, 이 인쇄 위치로 반송된 인쇄 용지 P에 대해서 노즐 (52a)로부터 잉크 액적 (i)를 토출, 착탄시켜 잉크 도트로 이루어지는 화상이나 문자 등을 기록시킨다.

이 때, 잉크 토출 헤드 (27)에서는 잉크 (2)에 상술한 EBPD-EO와 EOPOEO가 함유되어 있기 때문에, 예를 들면 밸브 기구 (34e)의 개폐 동작이나 잉크 유출로 (43) 내 등의 이동으로 잉크 (2) 중에 미소한 기포가 발생하는 것이 억제되고, 노즐 (52a)에 기포가 클로깅하는 것이 방지되어 있다. 이에 따라, 잉크 토출 헤드 (27)에서는, 잉크 액적 (i)의 불토출이나 토출 굴곡 등이라는 토출 불량을 방지할 수 있다.

또한, 잉크 토출 헤드 (27)에서는 미소한 기포가 발생하여 밸브 기구 (34)나 잉크 유출로 (43)의 내면에 미소한 기포가 부착되어도, 함유되어 있는 EBPD-EO 및 EOPOEO에 의해 잉크 (2)의 습윤성이 양호하게 되어 있기 때문에 미소한 기포의 이동이 용이해져, 노즐 (52a)로부터 미소한 기포가 잉크 액적 (i)와 동시에 용이하게 배출된다.

또한, 잉크 토출 헤드 (27)에서는, 잉크 (2) 중에 EBPD-EO와 EOPOEO가 함유되어 있기 때문에, 광학 농도가 높아지며, 경계 번짐이나 혼색 바탕 얼룩의 발생이 억제된 고품질의 화질이 된다.

그리고 잉크 액적 (i)가 노즐 (52a)로 토출되면, 잉크 액적 (i)를 토출한 양과 동일한 양의 잉크 (2)가 잉크 유로 (56)으로부터 즉시 잉크액실 (54) 내에 보충되어, 도 7A에 도시한 바와 같이 본래의 상태로 되돌아간다. 잉크 토출 헤드 (27)로부터 잉크 액적 (i)가 토출되면, 압박 부재 (46)의 가압력과 다이어프램 (49)의 가압력에 의해서 잉크실 (42)의 개구부 (44)를 폐색하고 있는 밸브 (45)는, 도 7B에 도시한 바와 같이 잉크 토출 헤드 (27)로부터 잉크 액적 (i)가 토출되었을 때에, 개구부 (44)에 분할된 잉크 유출로 (43)측의 잉크실 (42) 내의 잉크 (2)의 부압이 높아지면, 잉크 (2)의 부압에 의해 다이어프램 (49)가 대기압에 의해 밀어 올려져, 밸브 샤프트 (48)과 함께 밸브 (45)를 압박 부재 (46)의 가압력에 대항하여 밀어 올린다. 이 때, 잉크실 (42)의 잉크 유입로 (41)측과 잉크 유출로 (43)측 사이의 개구부 (44)가 개방되어, 잉크 (2)가 잉크 유입로 (41)측으로부터 잉크 유출로 (43)측에 공급되고, 잉크 토출 헤드 (27)의 잉크 유로 (56)에 잉크 (2)가 보충된다. 그리고 잉크 (2)의 부압이 저하되어 다이어프램 (49)가 복원력에 의해 본래의 형상으로 되돌아가고, 압박 부재 (46)의 가압력에 의해 밸브 샤프트 (48)과 함께 밸브 (45)를 잉크실 (42)가 폐색하도록 낮춘다. 이상과 같이 하여 밸브 기구 (34)에서는, 잉크 액적 (i)를 토출할 때마다 잉크 (2)의 부압이 높아지면 상기한 동작을 반복한다.

잉크 토출 헤드 (27)에서는, 이상과 같이 하여 밸브 기구 (34)에 의해 잉크 (2)의 공급이 반복하여 행해질 때, 즉 복잡한 구조의 밸브 기구 (34)를 통해서 잉크 (2)가 반복하여 공급될 때에도, 잉크 (2)에 상술한 EBPD-EO와 EOPOEO가 함유되어 있기 때문에, 밸브 기구 (34) 내를 이동하는 잉크 (2)에 미소한 기포가 발생하는 것이 억제되어 있다. 이에 따라, 잉크 토출 헤드 (27)에서는, 이어서 잉크 액적 (i)를 토출할 때에, 노즐 (52a)에 기포가 가득차지 않고, 잉크 (2)의 불토출이나 토출 불량을 방지할 수 있으며, 소정의 방향으로 안정적으로 잉크 액적 (i)가 토출된다.

이와 같이 하여 급배지 기구 (64)에 의해서 주행되고 있는 인쇄 용지 P에는, 순서대로 인쇄 데이터에 따른 문자나 화상이 우수한 화질로 인쇄된다. 그리고 인쇄가 종료된 인쇄 용지 P는, S6에서 급배지 기구 (64)에 의해서 배지구 (66)으로부터 배출된다.

상술한 프린터 장치 (1)에서는, 잉크 탱크 (5)에 수용되어 있는 EBPD-EO와 EOPOEO를 함유한 잉크 (2)가 미소한 기포의 발생이 억제되고 있기 때문에, 잉크 액적 (i)의 불토출이나 토출 불량이 없고, 소정의 방향으로 안정적으로 토출할 수 있다. 이에 따라, 프린터 장치 (1)에서는 화상에 비백이나 백발이 발생하지 않아, 고품질의 화질의 화상이나 문자를 인쇄할 수 있다.

또한, 프린터 장치 (1)에서는, EBPD-EO와 EOPOEO가 함유된 습윤성이 높은 잉크 액적 (i)를 토출하기 때문에, 광학 농도가 높고 경계 번짐이나 혼색 바탕 얼룩의 발생이 억제된 고품질의 화상을 인쇄할 수 있다.

또한, 프린터 장치 (1)에서는, 잉크 액적 (i)를 토출할 때에 잉크 (2)를 발열 저항체 (55)로 가열하여 잉크 (2)의 온도가 상온으로부터 상승하지만, EOPOEO의 물성이 변화하지 않기 때문에, 잉크 (2)의 물성이 떨어지지 않고 잉크 (2)의 백탁이 방지되어 있다.

또한, 상술한 헤드 카트리지 (2)에서는, 카트리지 본체 (12)에 대해서 잉크 탱크 (5)가 착탈 가능하지만, 이러한 구성으로 반드시 한정되는 것은 아니다. 즉, 이 헤드 카트리지 (2) 자체가 소모품으로서 취급되고 있고 장치 본체 (3)에 대해서 착탈 가능하기 때문에, 이 카트리지 본체 (12)에 잉크 탱크 (5)가 일체로 설치된 구성으로 할 수도 있다.

이상은 본 발명을 프린터 장치에 적용한 예에 대해서 설명했지만, 본 발명은 이상의 예로 한정되는 것은 아니고, 액체를 토출하는 다른 액체 토출 장치에 널리 적용하는 것이 가능하다. 예를 들면 팩시밀리나 복사기, 액체 중의 DNA 칩용 토출 장치(일본 특허 공개 제2002-253200호 공보 참조), 프린터 배선 기판의 배선 패턴을 형성하기 위한 도전성 입자를 포함하는 액체를 토출하기도 하는 액체 토출 장치 등에도 적용 가능하다.

이상에서는, 하나의 발열 저항체 (55)가 잉크 (2)를 가열하여 토출하는 잉크 토출 헤드 (27)을 예로 들어 설명했지만, 이러한 구조로 한정되는 것은 아니고, 복수개의 압력 발생 소자를 구비하여 각 압력 발생 소자에 다른 에너지 또는 다른 시점에 에너지를 공급함으로써 토출 방향을 제어하는 것이 가능한 토출 수단을 구비하는 액체 토출 장치에도 적용 가능하다.

이상에서는, 하나의 발열 저항체 (55)에 의해서 잉크 (2)를 가열하면서 노즐 (52a)로부터 토출시키는 전기 열 변환 방식을 채용하고 있지만, 이러한 방식으로 한정되지 않고, 예를 들면 피에조 소자라는 압전 소자 등의 전기 기계 변환 소자 등에 의해서 잉크를 전기 기계적으로 노즐로부터 토출시키는 전기 기계 변환 방식(일본 특허 공개 (소)55-65559호 공보, 일본 특허 공개 (소)62-160243호 공보, 일본 특허 공개 (평)2-270561호 공보)을 채용한 것일 수도 있다.

이상에서는, 라인형의 프린터 장치 (1)을 예로 들어 설명했지만, 이것으로 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 잉크 헤드가 인쇄 용지 P의 주행 방향과 대략 직교하는 방향으로 이동하는 직렬형의 액체 토출 장치에도 적용 가능하다.

이하, 본 발명을 적용한 잉크를 실제로 제조한 실시예 및 비교예에 대해서 설명한다.

<실시예 1>

실시예 1에서는, 우선 마젠타계의 잉크를 제조하였다. 마젠타계의 잉크를 제조할 때에는, 색소가 되는 C.I. 애시드 레드 52를 3 질량부와, 용매로서 물 75.5 질량부와, 그 밖의 용매로서 글리세린 10 질량부와, 1,3-부탄디올 5 질량부와, 네오펜틸글리콜 5 질량부와, 하기에 나타내는 화학식 1로 표시되고 m+n=10인 2-에틸-2-부틸-1,3-프로판디올의 에틸렌옥시드 부가체(이하, EBPD-EO라 함) 0.8 질량부와, 하기에 나타내는 화학식 2로 표시되고 x+z=3, y=8이며 EO의 함유량이 22.1 질량％인 에틸렌옥시드/프로필렌옥시드 공중합체(이하, EOPOEO라 함) 0.7 질량부를 혼합하고, 밀리포어사 제조의 포아 사이즈 0.22 ㎛의 막 필터(상품명: Millex-0.22)로 여과하여 마젠타계의 잉크를 제조하였다.

<화학식 1>

(단, m 및 n은 각각 0 내지 10의 정수이고, 1≤m+n≤10임)

<화학식 2>

(단, x, y 및 z는 정수이고, 3≤x+z≤12, 8≤y≤21이며, 에틸렌옥시드의 분자 중에서의 함유량이 20 질량％ 내지 40 질량％임)

이어서, 시안계의 잉크를 제조하였다. 시안계의 잉크를 제조할 때에는 색소가 되는 C.I. 다이렉트 블루 199를 2.5 질량부와, 용매로서 물 76 질량부와, 그 밖의 용매로서 글리세린 10 질량부와, 1,3-부탄디올 5 질량부와, 네오펜틸글리콜 5 질량부와, m+n=10인 EBPD-EO 0.8 질량부와, x+z=3, y=8이고 EO의 함유량 22.1 질량 ％의 EOPOEO 0.7 질량부를 혼합하며, 밀리포어사 제조의 포어 사이즈 0.22 ㎛의 막 필터(상품명: Millex-0.22)로 여과하여 시안계의 잉크를 제조하였다. 또한, 마젠타계 및 시안계에 잉크에서 EOPOEO는 이 EOPOEO 중에서의 EO의 함유량과 PO의 전체 분자량의 관계를 나타낸 도면 4 중 P3에 상당한다.

<실시예 2>

실시예 2에서는, 마젠타계 잉크 및 마젠타계 잉크를 조정할 때에 m+n=4인 EBPD-EO를 사용한 것 이외에는 실시예 1의 마젠타계 잉크 및 시안계 잉크와 마찬가지로 조정하였다. 또한, 마젠타계 및 시안계에 잉크에서 EOPOEO는 이 EOPOEO 중에서의 EO의 함유량과 PO의 전체 분자량의 관계를 나타낸 도면 4 중 P3에 상당한다.

<실시예 3>

실시예 3에서는, 마젠타계 잉크 및 마젠타계 잉크를 조정할 때에 m+n=2인 EBPD-EO를 사용한 것 이외에는 실시예 1의 마젠타계 잉크 및 시안계 잉크와 마찬가지로 조정하였다. 또한, 마젠타계 및 시안계에 잉크에서 EOPOEO는 이 EOPOEO 중에서의 EO의 함유량과 PO의 전체 분자량의 관계를 나타낸 도면 4 중 P3에 상당한다.

<실시예 4>

실시예 4에서는 마젠타계 잉크 및 마젠타계 잉크를 조정할 때에 m+n=2인 EBPD-EO를 이용하고, x+z=5, y=8인 EOPOEO를 사용한 것 이외에는 실시예 1의 마젠타계 잉크 및 마젠타계 잉크와 마찬가지로 조정하였다. 또한, 마젠타계 및 시안계에 잉크에서, EOPOEO는 이 EOPOEO 중에서의 EO의 함유량과 PO의 전체 분자량의 관계를 나타낸 도면 4 중 P7에 상당한다.

<실시예 5>

실시예 5에서는, 마젠타계 잉크 및 마젠타계 잉크를 조정할 때에 m+n=2인 EBPD-EO를 이용하고, x+z=4, y=12이며 EO의 함유량이 20.2 질량％인 EOPOEO를 사용한 것 이외에는 실시예 1의 마젠타계 잉크 및 마젠타계 잉크와 마찬가지로 조정하였다. 또한, 마젠타계 및 시안계에 잉크에서 EOPOEO는 이 EOPOEO 중에서의 EO의 함유량과 PO의 전체 분자량의 관계를 나타낸 도면 4 중 P1에 상당한다.

<실시예 6>

실시예 6에서는, 마젠타계 잉크 및 마젠타계 잉크를 조정할 때에 m+n=2인 EBPD-EO를 이용하고, x+z=7, y=12이며 EO의 함유량이 30.7 질량％인 EOPOEO를 사용한 것 이외에는 실시예 1의 마젠타계 잉크 및 마젠타계 잉크와 마찬가지로 조정하였다. 또한, 마젠타계 및 시안계에 잉크에서 EOPOEO는 이 EOPOEO 중에서의 EO의 함유량과 PO의 전체 분자량의 관계를 나타낸 도면 4 중 P4에 상당한다.

<실시예 7>

실시예 7에서는, 마젠타계 잉크 및 마젠타계 잉크를 조정할 때에 m+n=2인 EBPD-EO를 이용하고, x+z=9, y=16이며 EO의 함유량이 29.9 질량％인 EOPOEO를 사용한 것 이외에는 실시예 1의 마젠타계 잉크 및 마젠타계 잉크와 마찬가지로 조정하였다. 또한, 마젠타계 및 시안계에 잉크에서 EOPOEO는 이 EOPOEO 중에서의 EO의 함유량과 PO의 전체 분자량의 관계를 나타낸 도면 4 중 P5에 상당한다.

<실시예 8>

실시예 8에서는, 마젠타계 잉크 및 마젠타계 잉크를 조정할 때에 m+n=6인 EBPD-EO를 이용하고, x+z=12, y=21이며 EO의 함유량이 30.2 질량％인 EOPOEO를 사용한 것 이외에는 실시예 1의 마젠타계 잉크 및 마젠타계 잉크와 마찬가지로 조정하였다. 또한, 마젠타계 및 시안계에 잉크에서 EOPOEO는 이 EOPOEO 중에서의 EO의 함유량과 PO의 전체 분자량의 관계를 나타낸 도면 4 중 P6에 상당한다.

<비교예 1>

비교예 1에서는, 마젠타계 잉크 및 마젠타계 잉크를 조정할 때에 EBPD-EO를 이용하지 않고, x+z=3, y=8이며 EO의 함유량이 22.1 질량％인 EOPOEO를 이용하고, 물을 76.3 질량부로 한 것 이외에는 실시예 1의 마젠타계 잉크 및 마젠타계 잉크와 마찬가지로 조정하였다. 또한, 마젠타계 및 시안계에 잉크에서, EOPOEO는 이 EOPOEO 중에서의 EO의 함유량과 PO의 전체 분자량의 관계를 나타낸 도면 4 중 P3에 상당한다.

<비교예 2>

비교예 2에서는, 마젠타계 잉크 및 마젠타계 잉크를 조정할 때에 m+n=10인 EBPD-EO를 이용하고, EOPOEO를 이용하지 않으며, 물을 76.4 질량부로 한 것 이외에는 실시예 1의 마젠타계 잉크 및 마젠타계 잉크와 마찬가지로 조정하였다.

<비교예 3>

비교예 3에서는, 마젠타계 잉크 및 마젠타계 잉크를 조정할 때에 EBPD-EO 및 EOPOEO를 함께 이용하지 않고, 물을 77 질량부로 한 것 이외에는 실시예 1의 마젠타계 잉크 및 마젠타계 잉크와 마찬가지로 조정하였다.

<비교예 4>

비교예 4에서는, 마젠타계 잉크 및 마젠타계 잉크를 조정할 때에 m+n=4인 EBPD-EO를 이용하고, x+z=9, y=9이며 EO의 함유량이 43.1 질량％인 EOPOEO를 사용한 것 이외에는 실시예 1의 마젠타계 잉크 및 마젠타계 잉크와 마찬가지로 조정하였다. 또한, 마젠타계 및 시안계에 잉크에서 EOPOEO는 이 EOPOEO 중에서의 EO의 함유량과 PO의 전체 분자량의 관계를 나타낸 도면 4 중 P15에 상당한다.

<비교예 5>

비교예 5에서는, 마젠타계 잉크 및 마젠타계 잉크를 조정할 때에 m+n=4인 EBPD-EO를 이용하고, x+z=4, y=13이며 EO의 함유량이 18.9 질량％인 EOPOEO를 사용한 것 이외에는 실시예 1의 마젠타계 잉크 및 마젠타계 잉크와 마찬가지로 조정하였다. 또한, 마젠타계 및 시안계에 잉크에서 EOPOEO는 이 EOPOEO 중에서의 EO의 함유량과 PO의 전체 분자량의 관계를 나타낸 도면 4 중 P11에 상당한다.

<비교예 6>

비교예 6에서는, 마젠타계 잉크 및 마젠타계 잉크를 조정할 때에 m+n=14인 EBPD-EO를 이용하고, x+z=3, y=8이며 EO의 함유량이 22.1 질량％인 EOPOEO를 사용한 것 이외에는 실시예 1의 마젠타계 잉크 및 마젠타계 잉크와 마찬가지로 조정하였다. 또한, 마젠타계 및 시안계에 잉크에서 EOPOEO는 이 EOPOEO 중에서의 EO의 함유량과 PO의 전체 분자량의 관계를 나타낸 도면 4 중 P3에 상당한다.

<비교예 7>

비교예 7에서는, 마젠타계 잉크 및 마젠타계 잉크를 조정할 때에 EBPD-EO 및 EOPOEO 대신에 아세틸렌글리콜의 에틸렌옥시드 부가물(닛신 가가꾸제, 상품명: 오 르핀 E1010) 0.5 질량부로 하고, 물을 76.5 질량부로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 마젠타계 및 시안계의 잉크를 각각 제조하였다.

각 실시예 및 비교예의 잉크에 대해서, 크루스(Kruss)사 제조의 기포 압력 동적 표면 장력측계(BP-2)를 이용하고, 25 ℃ 분위기, 모세관 직경 0.215 mm의 측정 조건으로 20 Hz에서의 동적 표면 장력(γ₂₀)과 1 Hz에서의 동적 표면 장력(γ₁)을 측정한 결과를 하기 표 2에 나타낸다.

이어서, 각 실시예 및 비교예의 잉크에 대해서 토출 안정성, 간헐 토출 안정성, 광학 농도, 경계 번짐, 혼색 바탕 얼룩의 평가를 행하였다. 평가 결과를 하기 표 3에 나타낸다.

또한, 토출 안정성은 다음과 같이 하여 평가하였다. 각 실시예 및 비교예의 잉크를 잉크 탱크에 각각 충전하고 헤드 카트리지에 장착, 라인형의 잉크젯 프린터 장치로 각 잉크를 토출한 후에, 일단 잉크젯 프린터 장치로부터 헤드 카트리지를 제거하고, 이 헤드 카트리지를 온도 10 ℃, 습도 50 ％의 분위기 중에서 5 일간, 추가로 온도 40 ℃, 습도 50 ％의 분위기 중에 5 일간 보존하고, 온도 20 ℃, 습도 50 ％의 환경하에 노출시켰다. 그리고 다시 헤드 카트리지를 라인형의 잉크젯 프린터 장치에 부착하여 미쓰비시 세이시제의 복사 용지(상품명: 미츠비시 PPC)에 각 색에 대해서 소정의 영역이 빈틈없이 도포된 인쇄, 소위 솔리드 인쇄를 행한 후에, 헤드 카트리지로부터 잉크 탱크를 제거하여 잉크 토출 헤드 내에 미소한 기포가 발생하지 않은지의 여부를 육안으로 관찰하였다. 또한, 인쇄한 화상도 육안으로 관찰하였다.

표 3에서의 토출 안정성에서는 화상 전체에 백발이 없으며 잉크 토출 헤드 내의 잉크에 미소한 기포가 발생하지 않는 것을 ◎로 나타내고, 화질에는 문제가 없지만 화상에 약간의 백발이 있으며 잉크 토출 헤드 내의 잉크에 미소한 기포가 극소량 발생한 것을 ○로 나타내고, 화질을 열화시키는 백발이 있으며 잉크 토출 헤드 내의 잉크에 미소한 기포가 극소량 발생한 것을 △로 나타내고, 화질을 열화시키는 백발이 있으며 잉크 토출 헤드 내의 잉크에 미소한 기포가 다량 발생한 것을 ×로 나타나고 있다.

광학 농도는 다음과 같이 하여 측정하였다. 각 실시예 및 비교예의 잉크를 잉크 탱크에 각각 충전하고 헤드 카트리지에 장착, 라인형의 잉크젯 프린터 장치로 미쓰비시 세이시제의 복사 용지(상품명: 미츠비시 PPC)에 각 색 각각의 솔리드 인쇄를 행하고, 얻어진 화상에 대해서 맥베스사 제조의 광학 농도계(TR924)에 의해 반사 광학 농도를 측정하였다.

경계 번짐은 다음과 같이 하여 평가하였다. 각 실시예 및 비교예의 잉크를 잉크 탱크에 각각 충전하여 헤드 카트리지에 장착, 라인형의 잉크젯 프린터 장치로 미쓰비시 세이시제의 복사 용지(상품명: 미츠비시 PPC)에 각 색을 인접시킨 솔리드 인쇄를 행하고, 인쇄한 화상에서의 각 색의 경계부의 번짐 정도를 육안으로 관찰하였다.

표 3에서의 경계 번짐에서는 경계부에 각 색의 번짐이 전혀 없는 것을 ◎로 나타내고, 화질에는 문제가 없지만 경계부에 각 색의 번짐이 소량 있는 것을 ○로 나타내고, 경계부에 화질을 열화시키는 각 색의 번짐이 있는 것을 △로 나타내고, 경계부 전체에 각 색의 번짐이 있으며 화질이 현저히 열화하고 있는 것을 ×로 나타나고 있다.

혼색 바탕 얼룩은 다음과 같이 하여 평가하였다. 각 샘플의 잉크를 잉크 탱크에 각각 충전하고 헤드 카트리지에 장착, 라인형의 잉크젯 프린터 장치로 미쓰비시 세이시제의 복사 용지(상품명: 미츠비시 PPC)에 각 색을 중첩시키도록 하여 청색의 솔리드 인쇄를 행하고, 인쇄한 화상에서의 청색 농도의 균일성, 즉 색 얼룩의 유무를 육안으로 관찰하였다.

표 3에서의 혼색 바탕 얼룩에서는, 청색으로 바탕 도장된 화상에 색 얼룩이 전혀 없는 것을 ◎로 나타내고, 화질에는 문제가 없지만 화상에 약간의 색 얼룩이 있는 것을 ○로 나타내고, 화질을 열화시키는 색 얼룩이 있는 것을 △로 나타내고, 화상 전체에 색 얼룩이 있으며 화질이 현저히 열화하고 있는 것을 ×로 나타내고 있다.

표 3에 나타내는 평가 결과로부터, 실시예 1 내지 실시예 8의 잉크에서는 비교예 1 내지 비교예 7의 잉크에 비교하여 토출 안정성, 간헐 토출 안정성, 광학 농도, 경계 번짐, 혼색 바탕 얼룩, 모든 평가에서 양호하였다.

비교예 1에서는, EOPOEO만 함유되어 있기 때문에, 잉크 중에 미소한 기포가 발생하는 것을 충분히 억제할 수 없어 토출 안정성이 저하되었다. 또한, 비교예 1에서는 EBPD-EO가 함유되어 있지 않기 때문에, 잉크의 습윤성이 양호해지지 않고, 인쇄 용지에 대한 습윤성도 낮으며, 1 Hz에서의 동적 표면 장력(γ₁)이 38 mN/m보다도 크기 때문에, 경계에서 번짐이 발생하거나, 화상에 색 얼룩이 발생하고 광학 농도도 저하되었다.

또한, 비교예 2에서는 EOPOEO가 함유되어 있지 않기 때문에, 잉크 내에서 미소한 기포가 발생하는 것을 억제할 수 없고, 발생한 기포가 노즐에 가득차 불토출이나 토출 불량이 발생하여 토출 안정성이 저하되었다. 또한, 비교예 2에서는 1 Hz에서의 동적 표면 장력(γ₁)이 38 mN/m보다도 크고, 경계에서 번짐이 발생하거나, 화상에 색 얼룩이 발생하고 광학 농도도 저하되었다.

비교예 3에서는, EBPD-EO 및 EOPOEO가 함께 함유되어 있지 않기 때문에, 잉크 내에서 미소한 기포가 발생하는 것을 억제하지 못하고, 토출 안정성이 저하되며, 습윤성도 향상되지 않기 때문에, 경계에서 번짐이 발생하거나, 화상에 색 얼룩이 발생하고, 토출 안정성, 경계 번짐, 혼색 바탕 얼룩의 모든 평가에서 나쁘고, 광학 농도도 저하되었다.

비교예 4에서는, EOPOEO 분자 중 EO의 함유량이 43.1 질량％이고, EO의 함유율이 40 질량％보다도 많기 때문에, EOPOEO가 친수성이 되어 용매인 물에 녹기 쉬워지기 때문에, 잉크 중에 미소한 기포가 발생하는 것을 억제할 수 없고, 발생한 미소한 기포에 의해 토출 안정성이 저하되며, 화상에 색 얼룩이 발생하였다.

비교예 5에서는, EOPOEO 분자 중 EO의 함유량이 18.9 ％이고, EO의 함유율이 20 ％보다도 적기 때문에, 잉크를 토출할 때에 잉크의 가열에 의해 잉크가 백탁하고, 잉크 (2)의 물성이 손상되며, 백발 등이 발생하고, 토출 안정성이 저하되었다.

비교예 6에서는, EBPD-EO의 분자 중에 에틸렌옥시드의 합계 유닛수(m+n)가 14이고, 에틸렌옥시드의 합계 유닛수가 10보다도 크기 때문에, EBPD-EO의 친수성이 높아져 계면활성능이 저하되며, 미소한 기포가 발생하여 토출 안정성이 저하되었다. 또한, 비교예 6에서는 EBPD-EO의 분자 중에 에틸렌옥시드의 합계 유닛수가 12보다도 크기 때문에, 잉크 (2)의 습윤성이 양호한 상태가 되지 않고, 경계에서 번짐이 발생하거나, 색 얼룩이 발생하고, 경계 번짐 및 혼색 바탕 얼룩의 평가가 악화되고, 광학 농도도 저하되었다.

비교예 7에서는, 이용한 오르핀 E1010는 기포가 일어나기 쉬우며, 인쇄 용지에 대한 침투성이 지나치게 높아진다. 이에 따라, 비교예 7에서는 잉크 중에 발생한 기포에 의해 토출 안정성이 저하되고, 경계에서 번지거나, 색 얼룩이 발생하고, 경계 번짐 및 혼색 바탕 얼룩의 평가가 악화되었다. 또한, 비교예 7에서는 인쇄 용지에 대한 침투성이 높기 때문에 광학 농도가 낮아졌다.

이들 비교예 1 내지 비교예 7에 대해서, 실시예 1 내지 실시예 8에서는 잉크 중에 EO의 합계 부가 몰수가 1 이상 10 이하의 범위가 된 EBPD-EO와, EO의 합계 유닛수가 3 이상 12 이하의 범위가 되고 분자 중에서의 EO 유닛의 함유량이 20 질량％ 이상 40 질량％가 된 EOPOEO가 함유되어 있음으로써, 잉크 중에 미소한 기포가 발생하는 것이 방지되어, 기포에 의한 클로깅이 없으며, 불토출이나 토출 불량이 발생하지 않고, 토출 안정성이 양호해졌다. 또한, 실시예 1 내지 실시예 8에서는, EBPD-EO 및 EOPOEO가 함유되어 있음으로써, 잉크 토출 헤드의 내면이나 인쇄 용지에 대한 습윤성이 양호해지고, 기포의 배출도 용이하며, 인쇄 후 화상의 광학 농도가 높고, 경계에서의 번짐이나 색 얼룩이 없고, 경계 번짐 및 혼색 바탕 얼룩의 평가가 양호하였다.

또한, 실시예 2 내지 실시예 8에서는, 동적 표면 장력(γ₂₀)이 30 mN/m 이상이고, 동적 표면 장력(γ₁)이 38 mN/m 이하가 되어 있기 때문에, 동적 표면 장력(γ₁)이 38 mN/m 이하가 되어 있지 않는 실시예 1에 비해 잉크의 인쇄 용지에 대한 습윤성이 높기 때문에, 광학 농도가 높고, 경계에서 번짐이 없으며, 색 얼룩도 발생하지 않고, 경계 번짐 및 혼색 바탕 얼룩의 평가가 양호하였다.

이상으로부터 잉크를 제조할 때에, EO의 합계 부가 몰수가 1 이상 10 이하의 범위가 된 EBPD-EO와, EO의 합계 유닛수가 3 이상 12 이하의 범위가 되고 분자 중에서의 EO 유닛의 함유량이 20 질량％ 이상 40 질량％가 된 EOPOEO가 함유하고, 동적 표면 장력(γ₂₀)이 30 mN/m 이상이며 동적 표면 장력(γ₁)을 38 mN/m 이하로 하는 것은, 양호한 토출 안정성, 높은 광학 농도, 경계 번짐이 없고, 색 얼룩이 억제된 고품질의 인쇄를 가능하게 하는 잉크를 제조하는 데에 매우 중요하다는 것을 알 수 있다.

또한, 본 발명은 도면을 참조하여 설명한 상술한 실시예로 한정되는 것은 아니고, 첨부한 청구의 범위 및 그 주지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지 변경, 치환 또는 그와 동등한 것을 행할 수 있는 것은 당업자에게서 분명하다.

Claims (8)

1. 대상물에 기록을 행하기 위해서 액적의 상태로 해당 대상물에 부착되는 기록액에 있어서,

   색소,

   상기 색소를 용해 또는 분산시키는 용매, 및

   하기 화학식 1, 화학식 2로 나타낸 화합물의 각각 적어도 1종 이상

   을 함유하는 것을 특징으로 하는 기록액.

   <화학식 1>

   

   (단, m 및 n은 각각 0 내지 10의 정수이고, 1≤m+n≤10임)

   <화학식 2>

   

   (단, x, y 및 z는 정수이고, 3≤x+z≤12, 8≤y≤21이며, 에틸렌옥시드의 분자 중에서의 함유량이 20 질량％ 내지 40 질량％임)
2. 제1항에 있어서, 20 Hz에서의 동적 표면 장력(γ₂₀)이 30 mN/m 이상이고, 1 Hz에서의 동적 표면 장력(γ₁)이 38 mN/m 이하인 것을 특징으로 하는 기록액.
3. 기록액을 액적의 상태로 토출하고, 대상물에 부착시킴으로써 기록을 행하는 액체 토출 장치에 설치되는 액체 토출 헤드에 장착되며, 상기 액체 토출 헤드에 대해서 상기 기록액의 공급원이 되는 액체 카트리지에 있어서,

   상기 기록액에는 색소, 상기 색소를 용해 또는 분산시키는 용매, 및 하기 화학식 1, 화학식 2로 나타낸 화합물의 각각 적어도 1종류 이상이 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 액체 카트리지.

   <화학식 1>

   

   (단, m 및 n은 각각 0 내지 10의 정수이고, 1≤m+n≤10임)

   <화학식 2>

   

   (단, x, y 및 z는 정수이고, 3≤x+z≤12, 8≤y≤21이며, 에틸렌옥시드의 분자 중에서의 함유량이 20 질량％ 내지 40 질량％임)
4. 제3항에 있어서, 상기 기록액은, 20 Hz에서의 동적 표면 장력(γ₂₀)이 30 mN/m 이상이고, 1 Hz에서의 동적 표면 장력(γ₁)이 38 mN/m 이하인 것을 특징으로 하는 액체 카트리지.
5. 장치 본체,

   상기 장치 본체에 설치되고, 기록액을 저류하는 액실과, 상기 액실에 상기 기록액을 공급하는 공급부와, 상기 액실에 하나 이상 설치되고, 상기 액실에 저류된 상기 기록액을 가압하는 압력 발생 소자와, 상기 압력 발생 소자에 의해 가압된 상기 기록액을 상기 각 액실로부터 액적의 상태로 대상물의 주요면을 향해서 토출시키는 토출구를 갖는 액체 토출 헤드, 및

   상기 액체 토출 헤드에 접속되고, 상기 공급부에 대해서 상기 기록액의 공급원이 되는 액체 카트리지

   를 구비하는 액체 토출 장치에 있어서,

   상기 기록액에는 색소, 상기 색소를 용해 또는 분산시키는 용매, 및 하기 화학식 1, 화학식 2로 나타낸 화합물의 각각 적어도 1종류 이상이 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 액체 토출 장치.

   <화학식 1>

   

   (단, m 및 n은 각각 0 내지 10의 정수이고, 1≤m+n≤10임)

   <화학식 2>

   

   (단, x, y 및 z는 정수이고, 3≤x+z≤12, 8≤y≤21이며, 에틸렌옥시드의 분자 중에서의 함유량이 20 질량％ 내지 40 질량％임)
6. 제5항에 있어서, 상기 기록액은, 20 Hz에서의 동적 표면 장력(γ₂₀)이 30 mN/m 이상이고, 1 Hz에서의 동적 표면 장력(γ₁)이 38 mN/m 이하인 것을 특징으로 하는 액체 토출 장치.
7. 장치 본체,

   상기 장치 본체에 설치되고, 기록액을 저류하는 액실과, 상기 액실에 상기 기록액을 공급하는 공급부와, 상기 액실에 하나 이상 설치되고, 상기 액실에 저류된 상기 기록액을 가압하는 압력 발생 소자와, 상기 압력 발생 소자에 의해 가압된 상기 기록액을 상기 각 액실로부터 액적의 상태로 대상물의 주요면을 향해서 토출시키는 토출구를 갖는 액체 토출 헤드, 및

   상기 액체 토출 헤드에 접속되고, 상기 공급부에 대해서 상기 기록액의 공급원이 되는 액체 카트리지

   를 구비하는 액체 토출 장치에 의한 액체 토출 방법이며,

   색소, 상기 색소를 용해 또는 분산시키는 용매, 및 하기 화학식 1, 화학식 2 로 나타낸 화합물의 각각 적어도 1종 이상을 함유하는 상기 기록액을 토출하는 것을 특징으로 하는 액체 토출 방법.

   <화학식 1>

   

   (단, m 및 n은 각각 0 내지 10의 정수이고, 1≤m+n≤10임)

   <화학식 2>

   

   (단, x, y 및 z는 정수이고, 3≤x+z≤12, 8≤y≤21이며, 에틸렌옥시드의 분자 중에서의 함유량이 20 질량％ 내지 40 질량％임)
8. 제7항에 있어서, 20 Hz에서의 동적 표면 장력(γ₂₀)이 30 mN/m 이상이고, 1 Hz에서의 동적 표면 장력(γ₁)이 38 mN/m 이하인 상기 기록액을 토출하는 것을 특징으로 하는 액체 토출 방법.

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