WO2005033222A1

WO2005033222A1 - 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

Info

Publication number: WO2005033222A1
Application number: PCT/JP2004/014521
Authority: WO
Inventors: Toshio Fukuda
Original assignee: Sony Corporation
Priority date: 2003-10-02
Filing date: 2004-10-01
Publication date: 2005-04-14
Also published as: CN1871316A; US20070103526A1; JP2005112881A; KR20060093108A; EP1669420A1; JP4075758B2

Description

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技術分野

[0001] 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に関し、さらに、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。

本出願は、日本国において 2003年 10月 2日に出願された日本特許出願番号 200 3— 344970を基礎として優先権を主張するものであり、この出願は参照することにより、本出願に援用される。

背景技術

[0002] 従来、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ィンクを吐出させて、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、例えばイェロー、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力も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カ吐出させ、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！ヽつ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、こと等と!/、つた特性が要求され、これらの要求を満たす提案が、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 63- 139964号公報、特開昭 53- 61412号公報、特開昭 62- 116676号公報において提案されている。

し力しながら、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力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う問題がある。

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つた問題が生じるおそれがある。

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が特開昭 56-57862号公報、特開昭 55-29546号公報において提案されている。

し力しながら、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、普通紙の種類によっては滲みが多く発生するおそれがある。また、この提案では、インクがノズル開口面よりインク液室側に後退し過ぎたり、ノズル開口面を越えて外部に漏れ出てしまったりしてノズルに対するインクの濡れ具合の制御が難しくノズルよりインクを吐出することが困難になる。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°C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つたりしてしまう。

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

本発明は、対象物に対して濡れ性に優れ、泡立ちが少なぐ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ことを目的とする。

上述した目的を達成するために提案される本発明に係る記録液は、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であって、色素と、色素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！/ヽる。

[化 1]

CH₃

CH₂― 0― (CH₂ CH₂ 0)_n— (CH₂ C IHO),H

CH₃—— CH₂—— C—— CH₂ CH₂ CH₂ CH ₃

CH₂一 O一 (CH₂ CH₂ 0)_m— (CH₂ CHO)_kH

CH₃

■'■(1 )

(ただし k+l = 1 ~ 10であり、 m+n = 2 ~ 30である。）本発明に係る液体カートリッジは、液体容器に収容された記録液を液滴の状態で吐出し、対象物に付着させることで記録を行う液体吐出装置に備わる液体供給装置に装着され、液体供給装置に対し、記録液の供給源となる液体カートリッジであって、記録液が、色素と、色素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ヽる

[化 2] H₃

HO) , H HO)_kH

H₃

■■■(1 )

(ただし k+l = 1 ~ 10であり、 m+n = 2 ~ 30である。）

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 1つ以上設けられ、液室に貯留された記録液を押圧する圧力発生素子と、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を備え、記録液が、色素と、色素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。

[化 3]

■■■(1 )

(ただし k+l = 1 ~ 10であり、 m+n = 2 ~ 30である。）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 1つ以上設けられ、液室に貯留された記録液を押圧する圧力発生素子と、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、色素と、色素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。

[化 4]

■■■(1 )

(ただし k+l = 1 〜 10であり、 m+n = 2 - 30である。）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ことで、液室内の記録液が泡立つことを抑え、かつ対象物に対する記録液の濡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、か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力、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°C程度と、従来用いて!/、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すなわち、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ことで、液室内の記録液が泡立つことを抑え、か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。

[化 5]

CH,

CH₂― 0— (CH₂ CH₂ 0)_n― (CH₂ C IHO) , H

CHg" Cn£ C CH2 CH2 CH2 CH^

CH₂― O― (CH₂ CH₂ 0)_m一 (CH₂ CHO)_kH

CH₃

■■" (1 )

(ただし k+l = 1 〜 10であり、 m+n = 2 ~ 30である。）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つていることから、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ぐ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、つ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、か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ぐ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。

本発明の更に他の目的、本発明によって得られる具体的な利点は、以下において図面を参照して説明される実施の形態の説明力一層明らかにされるであろう図面の簡単な説明

[図 1]図 1は、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。

[図 2]図 2は、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ツジを示す斜視図である。

[図 3]図 3は、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。

[図 4]図 4A及び図 4Bは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、図 4Aは供給口が閉塞された状態を示す模式図であり、図 4Bは供給口が開口された状態を示す模式図である。

[図 5]図 5は、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。

[図 6]図 6A及び図 6Bは、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、図 6Aは弁が閉じた状態を示す断面図であり、図 6Bは弁が開いた状態を示す断面図である。

[図 7]図 7は、インクジヱットプリントヘッド力ートリッジのヘッドチップを示す分解斜視図である。

[図 8]図 8は。ヘッドチップを示す平面図である。

[図 9]図 9は、ヘッドチップ力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。

[図 10]図 10は、ヘッドチップ力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

[図 11]図 11は、ヘッドチップ力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力 Sインク液室内に形成された状態を示す断面図である。

[図 12]図 12は、ヘッドチップ力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。

[図 13]図 13は、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。

[図 14]図 14は、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。

[図 15]図 15は、制御回路の吐出制御部を示す模式図である。

[図 16]図 16A乃至図 16Cは吐出制御部力インク液滴の吐出方向を制御することを説明しており、図 16Aはインク液滴が略真下方向に吐出される状態を模式的に示す図であり、図 16B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状態を模式的に示す図であり、図 16C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状態を模式的に示す図である。

[図 17]図 17は、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。

[図 18]図 18は、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、る状態を一部透視して示す側面図である。

[図 19]図 19A乃至図 19Cはヘッドチップの他の例であり、図 19A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、図 19B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、図 19C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。

[図 20]図 20は、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。発明を実施するための最良の形態

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。

本実施例の図 1に示す示すインクジェットプリンタ装置（以下、単にプリンタ装置という。） 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。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)を一直線上に並列に配置した!/、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、単にヘッドカートリッジという。） 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、さらに、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 l ly, 11m, 11c, I lkが着脱可能となつている。このプリンタ装置 1では、イェローのインクカートリッジ l ly、マゼンタのインクカートリッジ l lm、シアンのインクカートリッジ l lc、ブラックのインクカートリッジ I lk 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 l ly, 11m, 11c, I lk 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の前面のトレィ装着部 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の背面側力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、パーソナルコンビユ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、下記の化学式 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。

[化 6]

CH₃

CH₂― 0― (CH₂ CH₂ 0)_η― (CH₂ G IHO) , H

CH₃— CH₂—— C ~ CH₂ CH₂ CH₂ CH₃

CH₂― 0— (CH₂ CH_Z 0)_m― (CH₂ CHO)_kH

CH₃

•■■(1 )

(ただし k+l = 1 ~ 10であり、 m+n = 2 ~ 30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用いることができる。具体的に、イェロー系直接染料としては、例えば。. I.ダイレクトイェロー 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 22 9、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、ること力 S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. ダイレク卜ブラック 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。

イェロー系の酸性染料としては、例えば C. I.アシッドイェロー 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等を挙げること力でき、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.ァシッドレッド 1、同 6、同 8、同 9、同 13、同 14、同 18、同 26、同 27、同 32、同 35、同 3

7、同 42、同 51、同 52、同 57、同 75、同 77、同 80、同 82、同 83、同 85、同 87、同 8

8、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 19

9、同 209、同 211、同 215、同 216、同 217、同 219、同 249、同 252、同 254、同 2 56、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、ること力 ^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 1 02、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等力挙げられ、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 11 5、同 118、同 119、同 121 、同 122、同 131、同 132、同 139、同 14 0、同 155、同 156、同 157、同 158、同 15 9、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。イェロー系の塩基性染料としては、例えば C. I.べィシックブラック 2. 8、 C. I.べィシックイェロー 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 1 2、同 13、同 37、 C. I.べィ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.べィシックブルー同 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。

イェロー系の反応性染料としては、例えば C. I.リアクティブイェロー 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.リアクティブダリーン 5、同 7等力 ^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めに、例えばイオン交換水等を用いることちでさる。

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、ェチルアルコーノレ、 n-プロピノレアノレコーノレ、 i-プロピノレアノレコーノレ、 n-ブチノレアノレコーノレ、 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-プロピルァルコール、 _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、ブチレングリコーノレ、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、チォ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、エチレンダ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、かつ乾いたインク 2でノズル 44aが目詰まりを発生させてしまう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、ジメチルァ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、ジォキサン、 γ—ブチルラタトン、グリセリン、 1. 2. 6-へキサントリオール等の 3価アルコール類、ジエタノールァミン、トリエタノールァミン、スルホラン、 2-ピロリドン、 Ν -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、少なくとも下記の化学式 1に示す有機化合物を有する界面活性剤も含有されて!ヽる。

[化 7]

CH₃

CH₂― 0— (CH₂ CH₂ 0)_n— (CH₂ CHO) ,H

CH₃—— CH₂—— C— CH₂ CH₂ CH_Z GH₃

CH₂— 0— (CH₂ CH₂ 0)_m— (CH₂ CHO)_kH

I

CH₃

■■■(1 )

(ただし k+l = 1 ~ 10であり、 m+n = 2 ~ 30である。）

また、インク 2には、以上に挙げた化学式 1に示す有機化合物を有する界面活性剤の他に、例えば下記の化学式 2に示す有機化合物を有する界面活性剤を含有させることち可會である。 [化 8]

C― CH₂— 0― (CH_z CH₂ 0)₀一 H

CH₃― CH_Z― CH₂ CH₂ CH₂ CH ₃ " "(2)

C— CH₂— O—— (C ₂ CH₂ 0)_P—— H

(ただし、 0 + Pは、 2以上の整数である。 )

さらに、インク 2には、上述の化学式 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エ- 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、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が含有されていることから、泡立つことが抑えられ、かつ記録紙 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!、高画質な状態で印刷できる。また、インク 2においては、少なくとも含有される化学式 1に示す有機化合物を有する界面活性剤の曇点が 80°C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ぐ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、ィンク 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、場合、記録紙 Pに対する濡れ性が悪くなつたりする。

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、インク 2に泡立ちが発生するといつた不具合が起こる。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、防鲭剤、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、ポリビュルアルコール、ポリビュ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、防鲭剤、防かび剤等としては、例えば安息香酸、ジクロロフェン、へキサクロ口フェン、ソルビン酸、 p-ヒドロキシ安息香酸エステル、エチレンジァミン四酢酸 (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°C— 80°Cに加熱ながらスクリュ等で攪拌、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一、パールミル、湿式ジェットミル等と、つ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には、例えば濾過フィルタ等を通過させて異物や粗大粒子等を除去する。

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、イェローを呈するものがインクカートリッジ l ly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 11 m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 1 lk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 l ly, 1 lm, 11c, I lk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、へッドカートリッジ 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 l ly, 11m, 1 lc, I lkが装着される。なお、以下では、インクカートリッジ l ly, 11m, 11c, I lkを単にインクカートリッジ 11とも、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、強度ゃ耐インク性を有するポリプロピレン等の榭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、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、すなわち図 3中矢印 Wにより示す記録紙 Pの幅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 4A及び図 4B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を閉塞する方向に付勢するコイルパネ 14dと、弁 14 cを開閉する開閉ピン 14eとを備えて、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パネ 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、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 4B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パネ 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、コイルパネ 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、図 3に示すように、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 1 4cの開閉ピン 14eによる押し上げ状態が解除され、弁 14cがコイルパネ 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をカートリツジ本体 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つてもインク収容部 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 2 1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つても、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、図 2及び図 3に示すように、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、上面力インク収容部 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ともに、下面は側面から上面に向力つて傾斜するように形成されて、る。

係合段部 19は、図 3に示すように、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 1 2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 l ly, 11m, 11c, I lk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ェロー、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 l ly, 11m, 11c, I lk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と力ートリッジ本体 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、ィンクカートリッジ 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の揷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 2 1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 l lyが装着される部分を装着部 22yとし、マゼンタ用のィンクカートリッジ 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ツジ 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 I lk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、る。

上述したようにブラックのインクカートリッジ I lk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 l ly, 11m, 11cよりも大きくなつている。このため、装着部 22kは、インクカートリッジ I lkの厚みに合わせて他の装着部 22y, 22m, 22cよりも広くなつている。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。これによつて、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、図 3に示すように、板パネを折り曲げ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が形成されてヽる。

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、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パ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エタト部材である。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 l ly, 1 lm, 11c, I lk力 S装着咅 22y, 22m, 22c, 22kに装着されたとき、インクカートリッジ l ly, 11m, 11c, I lk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、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 6A及び図 6B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、ィンク室 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 3 4a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 1 3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、さらにヘッドチップ 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 3 4c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一等により形成される。付勢部材 34fは、例えば圧縮コイルパネ等であり、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 34 d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 3 4h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のィンク流出路 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 6A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 6B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とともに弁 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 34 d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とともに弁 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。

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、ィンク収容部 13内のインク 2が減少する力このとき、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がほとんどなヽ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方向に一直線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。ヘッドキヤップ 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、取る清掃ローラ 28bとを有して、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 4 5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)やドライバトランジスタ等で構成されて、る電子回路である。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力インク液室 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 10 m— 15 m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 15 m— 18 m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, 4 2b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個一 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 42 a, 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 1一 3 secの間パルス電流を流すことにより、一対の発熱抵抗体 4 2a, 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）。これによつて、ノズル 44 a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ヽ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カ卩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力 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は抵抗値が高くなつてヽることから、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、ノ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、さらに強度や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ぐ分割することで、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によりィンク 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 Bl, B2がそれぞれ発生し、このインク気泡 Bl, B2 の膨張によって所定の体積のインク 2が押圧される。これによつて、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 Bl, B2によって記録紙 Pに向力つ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, 42 b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, 4 2bと接する部分のインク 2に異なる大きさのインク気泡 Bl, B2がそれぞれ発生し、このインク気泡 Bl, B2の膨張によって所定の体積のインク 2が押圧される。これによつて、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 Bl, 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 4 4aから図 12中矢印 Wで示す記録紙 Pの幅方向、インク気泡 Bl, 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 B 1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つ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 Bl, 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力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、このへッドチップ 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に速や力にインク 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、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。

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界面活性剤を含有しており、曇点が 80°C 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によりカロ熱されたインク 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ぐインク 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。

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が装着されるへ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ヤップ開閉機構 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 52 a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パ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力ートリッジ 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 5 5a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。排紙ロ 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。

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ー且格納し、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、ヘッドキヤ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, 7 2b, 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等力も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 Z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 Zオフを切り換えて、電源 71bと電気回路との接続のオン Z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 72 a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 4 2a, 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〖こ一対の発熱抵抗体 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 16A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 Bl, 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 Bl, B2がー対の発熱抵抗体 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がー対の発熱抵抗体 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 16B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 16Bに矢印 Wで示す記録紙 Pの幅方向の発熱抵抗体 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 7 2c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の体積力インク気泡 B2の体積より小さくされた状態でインク気泡 Bl, B2がー対の発熱抵抗体 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つて発熱抵抗体 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つて発熱抵抗体 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、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がー対の発熱抵抗体 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、スィツチング素子 72cを電源 71bと接続したときに、図 16C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 16C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の体積力インク気泡 B1の体積より小さくされた状態でインク気泡 Bl, B2がー対の発熱抵抗体 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 4 2a, 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側でより近ヽ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 42 a, 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側でより遠ヽ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の幅方向に変ィ匕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力このことに限定されることはなぐ例えば電源 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ぐこの場合は、印刷条件、印刷状態、ィ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のモユ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エ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ノ、 R¾ (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、 IEEE8 02. 11a, 802. l ib, 802. l lg等力ある。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ヮークが介在していてもよぐこの場合、入出力端子 65は、例えば LAN (Local Area Net work)、 I¾DN (Integrated Services Digital Network)、 xDsし (Digital bubsc riber Line)、 FTHP (Fiber To The Home)、 CATV (Community Antenna Television)、 B S (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)等の各種プロトコノレにより行われる

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から入力されたインク 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。

すなわち、制御部 68は、例えば発熱抵抗体 42aに供給されるパルス電流の電流値を発熱抵抗体 42bに流れるパルス電流に対して電流値差が 10%以内になるように、処理プログラム等に基づき吐出制御部 63を制御し、ノズル 44aより吐出されるインク液滴 iの吐出方向がばらつかないようにする。

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力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ぐ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!/、て制御部 68内の図示しな!、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力否かを判断し、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 8 5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に向力つてインク液滴 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 16A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ほぼ同じなるように吐出制御部 63を制御する。制御部 68は、図 16B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 16C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。

以上のように、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 6B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 6A 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とともに弁 34 e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側力もインク流出路 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とともに弁 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によって排紙ロ 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〖こして記録紙 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ぐ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。

本来のプリンタ装置 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、着弾したィンク液滴 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少なくとも含有するインク 2が収容され、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 Bl, 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、従来のようなィ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、つ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。

本例のプリンタ装置 1では、インク液室 45に供給されるインク 2が、記録紙 Pだけでなぐインク液室 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に速や力にインク 2を供給することができ、短、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、印刷速度が速まっても、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。本例のプリンタ装置 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°C程度と従来の界面活性剤よりも高、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。

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力このような構造に限定されることはなぐ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、図 19A—図 19C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, 1 03b, 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。

図 19A—図 19Cでは、各ヘッドチップ 91, 101, 111におけるノス、ノレ 93, 104, 11 4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ベ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 1 9A—図 19C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。

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ぐ例えば図 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。

上述の例では、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、さらに、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とが一体ィ匕さえたプリンタ装置にも適用可能である。

さらにまた、上述の例では、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力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つ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つてもよい。

さらにまた、上述の例では、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ぐ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サンプルについて説明する。

〈サンプル 1〉

サンプル 1では、着色剤となる染料として C. I.アシッドイェロー 23を 3重量部と、溶媒として水 76. 95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、エチレンオキサイドの付カ卩量 (k+1)を 1にし、プロピレンオキサイドの付加量 (m+n)を 3にしたィ匕学式 1に示す有機化合物を有する界面活性剤 0. 05重量部とを混合し、インク前駆体を調製した。

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のプロピレンオキサイド及びエチレンオキサイドの付力卩量を変化させたものを用いた。 CH₃

CH₂― 0― (CH₂ CH₂0)_n― (CH_Z C IHO),H

CH2— C ~^"CH2 CH CH2 CH3

CH₂— O— (CH₂ CH₂0)_m— (CH₂ CHO)_kH

CH₃

■■■(1 )

(ただし k+l = 1 ~ 10であり、 m+n = 2 ~ 30である。）

そして、このような配合で得られたインク前駆体を、 60°C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. 8 m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。

〈サンプノレ 2〉

サンプル 2では、着色剤となる染料として C. I.ダイレクトイェロー 86を 3重量部と、溶媒として水 76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、グレセリン 10重量部と、エチレンオキサイドの付カ卩量 (k+1)を 1にし、プロピレンォキサイドの付加量 (m+n)を 4にしたサンプル 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 1重量部とを混合し、インク前駆体を調製した。このようなインク前駆体を調製したこと以外は、サンプル 1と同様にしてインクを調製した。

〈サンプノレ 3〉

サンプル 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 2重量部と、溶媒として水 70重量部と、その他の溶媒としてトリエチレングリコール 10重量部と、トリエチレンモノブチルエーテル 5重量部と、グレセリン 10重量部と、エチレンオキサイドの付加量 (k+1)を 1にし、プロピレンオキサイドの付カ卩量 (m+n)を 5にしたサンプル 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 3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、サンプル 1 と同様にしてインクを調製した。

〈サンプル 4〉

サンプル 4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 3重量部と、溶媒として水 81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、ジエチレングリコール 5重量部と、 2-ピロリドン 5重量部と、エチレンオキサイドの付カロ量 (k + 1)を 2にし、プロピレンオキサイドの付カ卩量 (m + n)を 6にしたサンプル 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 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、サンプル 1と同様にしてインクを調製した。

〈サンプル 5〉

サンプル 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 154を 4重量部と、溶媒として水 70. 5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、グリセリン 10重量部と、トリエタノールァミン 0. 5重量部と、エチレンオキサイドの付カ卩量 (k+1)を 4にし、プロピレンオキサイドの付カ卩量 (m +n)を 9にしたサンプル 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 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、サンプル 1と同様にしてインクを調製した。

〈サンプル 6〉

サンプル 6では、着色剤となる染料として C. I.ダイレクトブルー 87を 3重量部と、溶媒として水 75. 5重量部と、その他の溶媒として 1, 3-ブタンジオール 5重量部と、トリエチレングリコール 10重量部と、グリセリン 5重量部と、エチレンオキサイドの付カ卩量（ k+1)を 1にし、プロピレンオキサイドの付カ卩量 (m+n)を 4にしたサンプル 1と同様の化学式 2に示す有機化合物を有する界面活性剤 1重量部と、エチレンオキサイドの付加量 (o+p)を 2にした化学式 2に示す有機化合物を有する界面活性剤 0. 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、サンプル 1と同様にしてインクを調製した。

[化 10] C― CH₂― 0― (CH₂ CH₂ 0)₀― H

CH₃― CH₂― CH₂ CH₂ CH₂ CH₃ · ' ·(2)

C一 GH₂― 0― (CH₂ CH₂0)_P― H

(ただし、 O + Pは、 2以上の整数である。 )

〈サンプノレ 7〉

サンプル 7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 5重量部と、溶媒として水 64. 5重量部と、その他の溶媒としてトリエチレングリコール 10重量部と、グリセリン 20重量部と、エチレンオキサイドの付カ卩量 (k+1)を 1にし、プロピレンォキサイドの付加量 (m + n)を 3にしたサンプル 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. 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、サンプル 1と同様にしてインクを調製した。

〈サンプノレ 8〉

サンプル 8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、ジェチレングリコール 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-ルフエ-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、サンプル 1と同様にしてインクを調製した。

〈サンプノレ 9〉

サンプル 9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-ルフエ-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、サンプル 1と同様にしてインクを調製した。

〈サンプル 10〉

サンプル 10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、サンプル 1と同様にしてインクを調製した。

〈サンプル 11〉

サンプル 11では、着色剤となる染料として C. I.ダイレクトイェロー 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、トリエタノールァミン 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ォレイルエーテル (商品名：ノ-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、サンプル 1と同様にしてインクを調製した。

〈サンプル 12〉

サンプル 12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、ジェチレンダリコール 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ユルフェ-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、サンプル 1と同様にしてインクを調製した。

〈サンプル 13〉

サンプル 13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、サンプル 1と同様にしてインクを調製した。

以上のようにして調製したサンプル 1一サンプル 13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ピスコメイト (型名： VM- 100A)を用いて測定した。

以下、表 1にサンプル 1一サンプル 13の表面張力及び粘度を測定した評価結果を示す。

[表 1]

表 1に示す結果から、サンプル 1一サンプル 13では、表面張力が 30mNZm— 47 mNZmの範囲、粘度が 2mPas— 9mPas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、これらのサンプルについて、ノズル径が 20 /ζ πι、発熱抵抗体の抵抗値が 13 5 Ω、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、へッドチップを駆動電圧 1 IV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印刷、いわゆるベた印刷をし、印字品質評価、インク定着性評価、周波数応答性評価を行った。

以下、表 2にサンプル 1一サンプル 13の印字品質評価、インク定着性評価、周波数応答性評価の評価結果を示す。

[表 2]

なお、印字品質評価は、上述した 3種類の紙それぞれに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〇印で示し、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レ、ほど滲んでしまったときは X印で示してレ、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。

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〇印で示し、 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 X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 lkHz、 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、ヽゎ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、文字印刷及びベ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、ベた印刷だけに掠れがあるときは〇印で示し、ベ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 X印で示している。ヘッドチップにぉ、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。

表 2に示す評価結果から、化学式 1で示す有機化合物を有する界面活性剤が含有された

サンプル 1一サンプル 7では、化学式 1で示す有機化合物を有する界面活性剤を含有しないサンプル 8—サンプル 13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、周波数応答性全ての面で優れていることがわかる。

サンプル 1一サンプル 7では、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、サンプル 1一サンプル 7では、滲みや掠れのない高画質な文字印刷やべた印刷を行うことができる。

また、サンプル 1一サンプル 7では、記録紙だけでなぐ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力インク液滴 iを適切に吐出でき、掠れや白抜きのな!、高画質な文字印刷及びべた印刷を行える。

一方、サンプル 8—サンプル 13では、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、なヽことから、記録紙 Pに対する濡れ性がサンプル 1一サンプル 7に比べて悪いことから、インク液滴が記録紙に着弾しても速やかに乾くことなぐ滲みや掠れ等が生じ、印刷品質が低下する。

また、サンプル 8—サンプル 13では、ヘッドチップに対する濡れ性もサンプル 1ーサンプル 7に比べると悪ぐ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、サンプル 8—サンプル 13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。

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、周波数応答性に優れるインクを調製する上で大変重要であることがわ力る。

なお、本発明は、図面を参照して説明した上述の実施例に限定されるものではなく

、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなぐ様々な変更、置換又はその同等のものを行うことができることは当業者にとって明らかである。

Claims

請求の範囲

1.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ぉヽて、

色素と、上記色素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、ることを特徴とする記録液。

[化 1]

CH

I

CH₂― 0— (CH₂ CH₂ 0)_n― (CH₂ CHO), H

CH₃― CH₂― C一 CH₂ CH₂ CH₂ CH₃

CH₂一 0— (GH₂ CH₂ 0)_m― (CH₂ CHO)_kH

CH₃

•■■(1 )

(ただし k+l = 1〜 10であり、 m+n = 2 ~ 30である。）

[2] 2.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ことを特徴とする請求の範囲第 1項記載の記録液。

[3] 3.液体容器に収容された記録液を液滴の状態で吐出し、対象物に付着させることで記録を行う液体吐出装置に備わる液体供給装置に装着され、上記液体供給装置に対し、上記記録液の供給源となる液体カートリッジにお、て、

上記記録液は、色素と、上記色素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ことを特徴とする液体カートリッジ。

[化 2] CH₃

I

CH_Z― O― (CH₂ CH₂ 0)_n― (CH₂ CH0) , H

CH₃—— CH₂—— C— CH₂ CH₂ CH₂ CH₃

CH₂― 0— (CH₂ CH₂ 0)_m― (CH₂ CHO)_kH

CH₃

•■■(1 )

(ただし k+l =■！〜 10であり、 m+n - 2 ~ 30である。）

[4] 4.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ことを特徴とする請求の範囲第 3項記載の液体カートリッジ

[5] 5.上記液体容器は、上記記録液を収容する液体収容部と、上記液体供給装置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液体供給装置に供給可能に上記液体供給装置に連結させる連結部と、上記液体供給装置に装着されたときに上記液体収容部から上記液体供給装置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ことを特徴とする請求の範囲第 3項記載の液体カートリッジ。

[6] 6.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 1つ以上設けられ、上記液室に貯留された上記記録液を押圧する圧力発生素子と、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を備え、

上記記録液は、色素と、上記色素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!/ヽる液体吐出装置。

[化 3]

CH₃

I

CH₂― 0― (CH₂ CH₂ 0)_n— (CH₂ CHO) , H

CH₃― CH,—— C— CH₂ CH₂ CH₂ CH₃

CH₂― O一 (CH₂ CH₂ 0)_m— (CH₂ CHO)_kH

CH₃

■■■(1 )

(ただし k+l = 1 ~ 10であり、 m+n = 2〜 30である。）

[7] 7.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の範囲第 6項記載の液体吐出装置。

[8] 8.上記吐出手段の液室に、上記圧力発生素子が複数設けられ、上記各圧力発生素子の駆動を制御し、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を備えている請求の範囲第 6項記載の液体吐出装置。

[9] 9.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の範囲第 6項記載の液体吐出装置。

[10] 10.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 1つ以上設けられ、上記液室に貯留された上記記録液を押圧する圧力発生素子と、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、色素と、上記色素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ことを特徴とする液体吐出方法。

[化 4]

I

CH₂— 0― (CH₂ CH₂ 0)_n― (CH₂ CHO) , H

CH₃—— CH₂ ~ C—— CH₂ CH₂ CH₂ CH₃

CH_Z一 0—(CH₂ CH₂ 0)_m ~ (CH₂ CHO)_kH

CH₃

■■•(1 )

(ただし k+l = 1 ~ 10であり、 m+n = 2〜 30である。）

[11] 11.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ことを特徴とする請求の範囲第 10項記載の液体吐出方法。

[12] 12.上記吐出手段の液室に、上記圧力発生素子を複数配設させ、上記各圧力発生素子の駆動を制御する吐出制御手段により、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ことを特徴とする請求の範囲第 10項記載の液体吐出方法

[13] 13.上記吐出手段の吐出口を略ライン状に並設させることを特徴とする請求の範囲第 10項記載の液体吐出方法。