(57)【要約】【課題】  吐出安定性の劣化を防ぐ。【解決手段】  インク２を高速吐出しても、インク２においてはＪＩＳ−Ｋ３３６２による気泡力が０ｍ以上、５０ｍ以下の範囲、且つ泡の安定度が０ｍｍ以上、５０ｍｍ以下の範囲にされ、インク２中に微小な気泡が発生することが抑制されていることから、インク２中に微小な気泡が生じることで起こる吐出安定性の劣化を防止できる。【選択図】  図７
2005200552.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を収容する液室と、この液室に収容された上記液体を押圧する圧力を発生させる圧力発生素子と、この圧力発生素子により押圧された上記液体を液滴にして吐出する吐出口とを有し、上記圧力発生素子を周波数が５ｋＨｚ以上のパルス電流で駆動し、且つ上記液滴の体積を１０ｐｌ以下にして吐出する吐出手段を備える液体吐出装置の上記液室に収容され、対象物に記録を行うために上記液滴にされて当該対象物に付着する記録液において、
色素と、この色素を溶解又は分散させる溶媒と、ノニオン性界面活性剤とを有し、
ＪＩＳ−Ｋ３３６２に示される気泡力及び泡の安定度と略同じ試験方法により得られる気泡力が０ｍ以上、５０ｍ以下の範囲であり、且つ泡の安定度が０ｍｍ以上、５０ｍｍ以下の範囲であることを特徴とする記録液。
【請求項２】
上記ノニオン性界面活性剤が、化１に示す化合物であることを特徴とする請求項１記載の記録液。
【化１】
2005200552.tif 000007
【請求項３】
記録体を収容する液室と、この液室に収容された上記記録液を押圧する圧力を発生させる圧力発生素子と、この圧力発生素子により押圧された上記記録液を液滴にして吐出する吐出口とを有し、上記圧力発生素子を周波数が５ｋＨｚ以上のパルス電流で駆動し、且つ上記液滴の体積を１０ｐｌ以下にして吐出する吐出手段を備える液体吐出装置に着脱自在に装着され、上記吐出手段に対する上記記録液の供給源となる液体カートリッジにおいて、
上記記録液を収容する液体収容部と、
上記液体収容部に収容された上記記録液を上記吐出手段に供給する液体供給部とを備え、
上記記録液は、色素と、この色素を溶解又は分散させる溶媒と、ノニオン性界面活性剤とを有し、
ＪＩＳ−Ｋ３３６２に示される気泡力及び泡の安定度と略同じ試験方法により得られる気泡力が０ｍ以上、５０ｍ以下の範囲にされ、且つ泡の安定度が０ｍｍ以上、５０ｍｍ以下の範囲にされていることを特徴とする液体カートリッジ。
【請求項４】
上記ノニオン性界面活性剤が、化２に示す化合物であることを特徴とする請求項３記載の液体カートリッジ。
【化２】
2005200552.tif 000008
【請求項５】
対象物に付着させることで記録を行う液体吐出装置に着脱自在に装着される液体吐出カートリッジにおいて、
上記記録液が充填された液体収容部から供給された上記記録液を収容する液室と、この液室に収容された上記記録液を押圧する圧力を発生させる圧力発生素子と、この圧力発生素子により押圧された上記記録液を液滴にして吐出する吐出口とを有し、上記圧力発生素子を周波数が５ｋＨｚ以上のパルス電流で駆動し、且つ上記液滴の体積を１０ｐｌ以下にして吐出する吐出手段を備え、
上記記録液は、色素と、この色素を溶解又は分散させる溶媒と、ノニオン性界面活性剤とを有し、
ＪＩＳ−Ｋ３３６２に示される気泡力及び泡の安定度と略同じ試験方法により得られる気泡力が０ｍ以上、５０ｍ以下の範囲にされ、且つ泡の安定度が０ｍｍ以上、５０ｍｍ以下の範囲にされていることを特徴とする液体吐出カートリッジ。
【請求項６】
上記ノニオン性界面活性剤が、化３に示す化合物であることを特徴とする請求項５記載の液体吐出カートリッジ。
【化３】
2005200552.tif 000009
【請求項７】
上記吐出口が、略直線状に並んで設けられていることを特徴とする請求項５記載の液体吐出カートリッジ。
【請求項８】
記録液を対象物に付着させることで記録を行う液体吐出装置において、
上記記録液が充填された液体収容部から供給された上記記録液を収容する液室と、この液室に収容された上記記録液を押圧する圧力を発生させる圧力発生素子と、この圧力発生素子により押圧された上記記録液を液滴にして吐出する吐出口とを有し、上記圧力発生素子を周波数が５ｋＨｚ以上のパルス電流で駆動し、且つ上記液滴の体積を１０ｐｌ以下にして吐出する吐出手段を備え、
上記記録液は、色素と、この色素を溶解又は分散させる溶媒と、ノニオン性界面活性剤とを有し、
ＪＩＳ−Ｋ３３６２に示される気泡力及び泡の安定度と略同じ試験方法により得られる気泡力が０ｍ以上、５０ｍ以下の範囲にされ、且つ泡の安定度が０ｍｍ以上、５０ｍｍ以下の範囲にされていることを特徴とする液体吐出装置。
【請求項９】
上記ノニオン性界面活性剤が、化４に示す化合物であることを特徴とする請求項８記載の液体吐出装置。
【化４】
2005200552.tif 000010
【請求項１０】
上記吐出口が、略直線状に並んで設けられていることを特徴とする請求項８記載の液体吐出装置。
【請求項１１】
記録液が充填された液体収容部から供給された当該記録液を収容する液室と、この液室に収容された上記記録液を押圧する圧力を発生させる圧力発生素子と、この圧力発生素子により押圧された上記記録液を液滴にして吐出する吐出口とを有する吐出手段を備え、上記記録液を対象物に付着させることで記録を行う液体吐出装置の液体吐出方法であって、
上記圧力発生素子を周波数が５ｋＨｚ以上のパルス電流で駆動し、且つ上記液滴の体積を１０ｐｌ以下にして上記吐出口より上記液滴を吐出するときに、
色素と、この色素を溶解又は分散させる溶媒と、ノニオン性界面活性剤とを含有し、ＪＩＳ−Ｋ３３６２に示される気泡力及び泡の安定度と略同じ試験方法により得られる気泡力が０ｍ以上、５０ｍ以下の範囲にされ、且つ泡の安定度が０ｍｍ以上、５０ｍｍ以下の範囲されている上記記録液を用いることを特徴とする液体吐出方法。
【請求項１２】
上記ノニオン性界面活性剤として、化５に示す化合物を用いることを特徴とする請求項１１記載の液体吐出方法。
【化５】
2005200552.tif 000011
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物に記録を行うための記録液、この記録液が収容される液体カートリッジ、記録液を対象物に吐出する液体吐出カートリッジ、液体吐出装置及び液体吐出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体を吐出する装置として、例えば記録紙、加工紙、プラスチックフィルム、織布等といった対象物にインク吐出ヘッドよりインクを吐出させ、対象物に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。
【０００３】
具体的に、インクジェット方式を用いたプリンタ装置では、例えばイエロー、マゼンダ、シアン、ブラック等のように複数の色のインクがそれぞれ充填されたインクカートリッジからインク吐出ヘッド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や圧電素子等の圧力発生素子でインク内のインクを押圧してインク吐出ヘッドに設けられた微小なインク吐出口、いわゆるノズルより液滴の状態で吐出させ、吐出させたインク液滴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。
【０００４】
このインクジェット方式を用いたプリンタ装置に用いられるインクとしては、例えば各種染料や顔料等を溶媒に溶解若しくは分散させたものを用いる。このインクにおいては、様々なインク特性が要求されるのは当然であるが、その中でも重要なインク特性は例えばノズルの目詰まり防止や、対象物に対する滲み防止、いわゆる速乾性や、長期保存しても特性に変化が生じない、いわゆる保存安定性等であり、これらのことについては多くの検討がなされている。
【０００５】
また、以上に記載した重要な特性の他に、長期にわたって安定した吐出特性を維持させることも重要であり、この要求を達成させる手法としてインクに界面活性剤や酸素吸収剤等を添加させる旨が特許文献１や特許文献２等に記載されている。
【０００６】
しかしながら、上述したインクジェット方式を用いたプリンタ装置においては、界面活性剤等を含有したインクを使用した場合、例えば圧力発生素子を周波数が５ｋＨｚ以上のパルス電流等で駆動させて高速吐出、すなわち１つのノズルより１秒間に５０００回以上インクを吐出させると、インク吐出ヘッド内でのインクの移動が顕著になり、インク内に微細な気泡等が生じてインク吐出に不具合が生じることがある。具体的には、微少な気泡がノズルを塞いだりして、例えばインク不吐出が起こったり、所定の間隔でインクを吐出させることが困難なる、いわゆる周波数応答性の劣化が起こったりする。このような、吐出安定性の劣化は、例えば圧力発生素子を駆動させる駆動周波数が６ｋＨｚ、８ｋＨｚと高くなるにしたがって顕著に現れる。
【０００７】
また、インクジェット方式を用いたプリンタ装置において、最近ではノズル径を２０μｍ以下の微細口化しており、１つの液滴の体積は１０ｐｌ以下の小液滴化されてきている。このようなプリンタ装置では、ノズルを微細口化した場合、インク内に生じる微細な気泡による影響は吐出安定性の劣化としてさらに顕著に現れることになる。すなわち、ノズルが微細口化されていることから、気泡が微少であっても、気泡がノズルを塞いでしまうことがあり、インク不吐出を起こしてしまう虞がある。
【０００８】
【特許文献１】特開昭５６−５８７１号公報
【特許文献２】特開昭５７−１０２９７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、液中に微細な気泡が生じることを抑えることが可能な記録液、この記録液が収容された液体カートリッジ、この記録液を用いることで優れた周波数応答性及び吐出安定性で液滴を吐出できる液体吐出カートリッジ、液体吐出装置及び液体吐出方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、例えば５ｋＨｚ以上といった高周波数のパルス電流で圧力発生素子を駆動させて吐出口より液滴を吐出するときに、周波数応答性と安定吐出性とを両立させることは、吐出口内周壁の濡れ性が影響しており、吐出時における吐出口内周壁に付着する微細な気泡の影響が極めて大きいことを見出した。すなわち、このような微細な気泡は、吐出口より液滴を吐出する際に発生し、吐出口の内周壁に付着するという現象より引き起こす。そして、例えば吐出口内に留まった気泡は、圧力発生素子が発生した圧力を吸収するクッションのように作用して安定した液滴の吐出を妨げたり、全く吐出させなかったりといった悪影響を及ぼす。このような知見に基づき、記録液自体の気泡力及び泡の安定度を制御、具体的には記録液における気泡力及び泡の安定度を同時に所定の規準以下に調整することにより、上述した不具合が解決されることを見出し、本発明を完成したものである。
【００１１】
すなわち、本発明に係る記録液は、液体を収容する液室と、この液室に収容された液体を押圧する圧力を発生させる圧力発生素子と、この圧力発生素子により押圧された液体を液滴にして吐出する吐出口とを有し、圧力発生素子を周波数が５ｋＨｚ以上のパルス電流で駆動し、且つ液滴の体積を１０ｐｌ以下にして吐出する吐出手段を備える液体吐出装置の液室に収容され、対象物に記録を行うために液滴にされて対象物に付着し、色素と、この色素を溶解又は分散させる溶媒と、ノニオン性界面活性剤とを有し、ＪＩＳ−Ｋ３３６２に示される気泡力及び泡の安定度と略同じ試験方法により得られる気泡力が０ｍ以上、５０ｍ以下の範囲であり、且つ泡の安定度が０ｍｍ以上、５０ｍｍ以下の範囲であることを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る液体カートリッジは、記録体を収容する液室と、この液室に収容された記録液を押圧する圧力を発生させる圧力発生素子と、この圧力発生素子により押圧された記録液を液滴にして吐出する吐出口とを有し、圧力発生素子を周波数が５ｋＨｚ以上のパルス電流で駆動し、且つ液滴の体積を１０ｐｌ以下にして吐出する吐出手段を備える液体吐出装置に着脱自在に装着され、吐出手段に対する記録液の供給源となり、記録液を収容する液体収容部と、液体収容部に収容された記録液を吐出手段に供給する液体供給部とを備え、記録液においては、色素と、この色素を溶解又は分散させる溶媒と、ノニオン性界面活性剤とを有し、ＪＩＳ−Ｋ３３６２に示される気泡力及び泡の安定度と略同じ試験方法により得られる気泡力が０ｍ以上、５０ｍ以下の範囲にされ、且つ泡の安定度が０ｍｍ以上、５０ｍｍ以下の範囲にされていることを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る液体吐出カートリッジは、対象物に付着させることで記録を行う液体吐出装置に着脱自在に装着され、記録液が充填された液体収容部から供給された記録液を収容する液室と、この液室に収容された記録液を押圧する圧力を発生させる圧力発生素子と、この圧力発生素子により押圧された記録液を液滴にして吐出する吐出口とを有し、圧力発生素子を周波数が５ｋＨｚ以上のパルス電流で駆動し、且つ液滴の体積を１０ｐｌ以下にして吐出する吐出手段を備え、記録液においては、色素と、この色素を溶解又は分散させる溶媒と、ノニオン性界面活性剤とを有し、ＪＩＳ−Ｋ３３６２に示される気泡力及び泡の安定度と略同じ試験方法により得られる気泡力が０ｍ以上、５０ｍ以下の範囲にされ、且つ泡の安定度が０ｍｍ以上、５０ｍｍ以下の範囲にされていることを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る液体吐出装置は、記録液を対象物に付着させることで記録を行い、記録液が充填された液体収容部から供給された記録液を収容する液室と、この液室に収容された記録液を押圧する圧力を発生させる圧力発生素子と、この圧力発生素子により押圧された記録液を液滴にして吐出する吐出口とを有し、圧力発生素子を周波数が５ｋＨｚ以上のパルス電流で駆動し、且つ液滴の体積を１０ｐｌ以下にして吐出する吐出手段を備え、記録液においては、色素と、この色素を溶解又は分散させる溶媒と、ノニオン性界面活性剤とを有し、ＪＩＳ−Ｋ３３６２に示される気泡力及び泡の安定度と略同じ試験方法により得られる気泡力が０ｍ以上、５０ｍ以下の範囲にされ、且つ泡の安定度が０ｍｍ以上、５０ｍｍ以下の範囲にされていることを特徴とする。
【００１５】
本発明に係る液体吐出方法は、記録液が充填された液体収容部から供給された記録液を収容する液室と、この液室に収容された記録液を押圧する圧力を発生させる圧力発生素子と、この圧力発生素子により押圧された記録液を液滴にして吐出する吐出口とを有する吐出手段を備え、記録液を対象物に付着させることで記録を行う液体吐出装置の液体吐出方法であって、圧力発生素子を周波数が５ｋＨｚ以上のパルス電流で駆動、且つ液滴の体積を１０ｐｌ以下にして吐出口より液滴を吐出するときに、色素と、この色素を溶解又は分散させる溶媒と、ノニオン性界面活性剤とを含有し、ＪＩＳ−Ｋ３３６２に示される気泡力及び泡の安定度と略同じ試験方法により得られる気泡力が０ｍ以上、５０ｍ以下の範囲にされ、且つ泡の安定度が０ｍｍ以上、５０ｍｍ以下の範囲されている記録液を用いることを特徴とする。
【００１６】
本発明によれば、記録液において、ＪＩＳ−Ｋ３３６２に示される気泡力及び泡の安定度と略同じ試験方法により得られる気泡力を０ｍ以上、５０ｍ以下の範囲にし、且つ泡の安定度を０ｍｍ以上、５０ｍｍ以下の範囲にすることで、圧力発生素子を周波数が５ｋＨｚ以上のパルス電流で駆動、且つ液滴の体積を１０ｐｌ以下にして吐出口より液滴を吐出するときに、記録液内に微少な気泡が発生することを抑制させる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、記録液の気泡力を０ｍ以上、５０ｍ以下の範囲にし、且つ泡の安定度を０ｍｍ以上、５０ｍｍ以下の範囲し、記録液内に微少な気泡が生じることを抑制させることで、圧力発生素子を周波数が５ｋＨｚ以上のパルス電流で駆動、且つ液滴の体積を１０ｐｌ以下にして吐出口より液滴を吐出する、すなわち高速吐出させたときに、記録液内に微少な気泡が発生して吐出口を目詰まりさせる等して吐出安定性を劣化させることを防止できる。
【００１８】
また、本発明によれば、高速吐出したときでも優れた吐出安定性が得られることから、記録液の不吐出等による画質の劣化が抑制された高品質な画像を短時間で記録できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
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１に示すインクジェットプリンタ装置（以下、プリンタ装置と記す。）１を参照にして説明する。このプリンタ装置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。
【００２０】
また、このプリンタ装置１は、記録紙Ｐの印刷幅に合わせて、記録紙Ｐの幅方向、すなわち図１中矢印Ｗ方向にインク吐出口（ノズル）が略直線状に並設され、各ノズルより約５０００分の１秒〜１００００分の１秒程度の間隔でインクを吐出する、いわゆる高速吐出が可能なライン型のプリンタ装置である。
【００２１】
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を高速吐出するインクジェットプリンタヘッドカートリッジ（以下、ヘッドカートリッジと記す。）３と、このヘッドカートリッジ３を装着するプリンタ本体４とを備える。
【００２２】
また、このプリンタ装置１は、ヘッドカートリッジ３がプリンタ本体４に対して着脱可能であり、更に、ヘッドカートリッジ３に対してインク供給源となり、インク２を収容する液体カートリッジであるインクカートリッジ５ｙ，５ｍ，５ｃ，５ｋが着脱可能となっている。このプリンタ装置１では、イエローのインクカートリッジ５ｙ、マゼンタのインクカートリッジ５ｍ、シアンのインクカートリッジ５ｃ、ブラックのインクカートリッジ５ｋ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５ｙ，５ｍ，５ｃ，５ｋとを消耗品として交換可能になっている。
【００２３】
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６５ａ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６に装着することにより、トレイ６５ａ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６５ａは、プリンタ本体４の前面のトレイ装着部６に装着されると、給排紙機構６４により記録紙Ｐが給紙口６５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、後述する反転ローラ８３により走行方向が反転され、往路の上側をプリンタ本体４の背面側から前面側に送られる。プリンタ本体４の背面側から前面側に送られる記録紙Ｐは、プリンタ本体４の前面に設けられた排紙口６６より排紙されるまでに、パーソナルコンピュータ等の後述する情報処理装置７９より入力された文字データや画像データ等といった印刷データに応じて記録紙Ｐにインク２が高速吐出され、印刷データに応じた文字や画像が高速印刷される。
【００２４】
高速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、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、ノニオン性界面活性剤とを混合させた混合液である。
【００２５】
着色剤としては、以下に示す直接染料、酸性染料、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、イエロー系直接染料としては、例えばＣ．Ｉ．ダイレクトイエロー１、同８、同１１、同１２、同２４、同２６、同２７、同２８、同３３、同３９、同４４、同５０、同５８、同８５、同８６、同８７、同８８、同８９、同９８、同１００、同１１０等を挙げることができ、これらのうち一種又は複数種を混合して用いる。マゼンタ系の直接染料としては、例えばＣ．Ｉ．ダイレクトレッド１、同２、同４、同９、同１１、同１３、同１７、同２０、同２３、同２４、同２８、同３１、同３３、同３７、同３９、同４４、同４６、同６２、同６３、同７５、同７９、同８０、同８１、同８３、同８４、同８９、同９５、同９９、同１１３、同１９７、同２０１、同２１８、同２２０、同２２４、同２２５、同２２６、同２２７、同２２８、同２２９、同２３０、同３２１等を挙げることができ、これらのうち一種又は複数種を混合して用いる。シアン系の直接染料としては、例えばＣ．Ｉ．ダイレクトブルー１、同２、同６、同８、同１５、同２２、同２５、同４１、同７１、同７６、同７７、同７８、同８０、同８６、同９０、同９８、同１０６、同１０８、同１２０、同１５８、同１６０、同１６３、同１６５、同１６８、同１９２、同１９３、同１９４、同１９５、同１９６、同１９９、同２００、同２０１、同２０２、同２０３、同２０７、同２２５、同２２６、同２３６、同２３７、同２４６、同２４８、同２４９等を挙げることができ、これらのうち一種又は複数種を混合して用いる。ブラック系の直接染料としては、例えばＣ．Ｉ．ダイレクトブラック１７、同１９、同２２、同３２、同３８、同５１、同５６、同６２、同７１、同７４、同７５、同７７、同９４、同１０５、同１０６、同１０７、同１０８、同１１２、同１１３、同１１７、同１１８、同１３２、同１３３、同１４６等を挙げることができ、これらのうち一種又は複数種を用いる。
【００２６】
イエロー系の酸性染料としては、例えばＣ．Ｉ．アシッドイエロー１、同３、同７、同１１、同１７、同１９、同２３、同２５、同２９、同３６、同３８、同４０、同４２、同４４、同４９、同５９、同６１、同７０、同７２、同７５、同７６、同７８、同７９、同９８、同９９、同１１０、同１１１、同１１２、同１１４、同１１６、同１１８、同１１９、同１２７、同１２８、同１３１、同１３５、同１４１、同１４２、同１６１、同１６２、同１６３、同１６４、同１６５等を挙げることができ、これらのうち一種又は複数種を混合して用いる。マゼンタ系の酸性染料としては、例えばＣ．Ｉ．アシッドレッド１、同６、同８、同９、同１３、同１４、同１８、同２６、同２７、同３２、同３５、同３７、同４２、同５１、同５２、同５７、同７５、同７７、同８０、同８２、同８３、同８５、同８７、同８８、同８９、同９２、同９４、同９７、同１０６、同１１１、同１１４、同１１５、同１１７、同１１８、同１１９、同１２９、同１３０、同１３１、同１３３、同１３４、同１３８、同１４３、同１４５、同１５４、同１５５、同１５８、同１６８、同１８０、同１８３、同１８４、同１８６、同１９４、同１９８、同１９９、同２０９、同２１１、同２１５、同２１６、同２１７、同２１９、同２４９、同２５２、同２５４、同２５６、同２５７、同２６２、同２６５、同２６６、同２７４、同２７６、同２８２、同２８３、同３０３、同３１７、同３１８、同３２０、同３２１、同３２２等を挙げることができ、これらのうち一種又は複数種を混合して用いる。シアン系の酸性染科としては、例えばＣ．Ｉ．アシッドブルー１、同７、同９、同１５、同２２、同２３、同２５、同２７、同２９、同４０、同４１、同４３、同４５、同５４、同５９、同６０、同６２、同７２、同７４、同７８、同８０、同８２、同８３、同９０、同９２、同９３、同１００、同１０２、同１０３、同１０４、同１１２、同１１３、同１１７、同１２０、同１２６、同１２７、同１２９、同１３０、同１３１、同１３８、同１４０、同１４２、同１４３、同１５１、同１５４、同１５８、同１６１、同１６６、同１６７、同１６８、同１７０、同１７１、同１７５、同１８２、同１８３、同１８４、同１８７、同１９２、同１９９、同２０３、同２０４、同２０５、同２２９、同２３４、同２３６等が挙げられ、これらのうち一種又は複数種を混合して用いる。ブラック系の酸性染科としては、例えばＣ．Ｉ．アシッドブラック１、同２、同７、同２４、同２６、同２９、同３１、同４４、同４８、同５０、同５１、同５２、同５８、同６０、同６２、同６３、同６４、同６７、同７２、同７６、同７７、同９４、同１０７、同１０８、同１０９、同１１０、同１１２、同１１５、同１１８、同１１９、同１２１、同１２２、同１３１、同１３２、同１３９、同１４０、同１５５、同１５６、同１５７、同１５８、同１５９、同１９１等を挙げることができ、これらのうち一種又は複数種を混合して用いる。
【００２７】
イエロー系の反応性染料としては、例えばＣ．Ｉ．リアクティブイエロー１、同２、同３、同１３、同１４、同１５、同１７、Ｃ．Ｉ．リアクティブオレンジ２、同５、同７、同１６、同２０、同２４等が挙げられ、これらのうち一種又は複数種を混合して用いる。マゼンタ系の反応性染料としては、例えばＣ．Ｉ．リアクティブレッド６、同７、同１１、同１２、同１３、同１４、同１５、同１７、２１、同２３、同２４、同３５、同３６、同４２、同６３、同６６、同８４等が挙げられ、これらのうち一種又は複数種を混合して用いる。シアン系の反応性染料としては、例えばＣ．Ｉ．リアクティブブルー２、同５、同７、同１２、同１３、同１４、同１５、同１７、同１８、同１９、同２０、同２１、同２５、同２７、同２８、同３７、同３８、同４０、同４１、Ｃ．Ｉ．リアクティブグリーン５、同７等が挙げられ、これらのうち一種又は複数種を混合して用いる。
【００２８】
インク２においては、上述した着色剤の添加量は０．５重量％〜１５重量％であり、好ましくは０．７重量％〜１０重量％であり、印刷対象物となるものの種類や、吐出方法によって着色剤の濃度を決定する。なお、インク２においては、着色剤の濃度が低いほど粘度調整や長期保存したときの信頼性が優位である。
【００２９】
以上に挙げた染料等を分散させる溶媒としては、例えば低粘度、取り扱いが容易、低コスト、無臭等といった特性を満たす水等を用いる。また、インク２の溶媒としては、インク２中に不要なイオンの混入を防止するたに、例えばイオン交換水等を用いることもできる。
【００３０】
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。
【００３１】
具体的に、脂肪族一価アルコールとしては、例えばメチルアルコール、エチルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、ｉ−プロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、ｓ−ブチルアルコール、ｔ−ブチルアルコール等の低級アルコールが挙げられ、これらのうち一種又は複数種を混合して用いる。以上に挙げた脂肪族一価アルコールを溶媒として用いた場合、インク２の表面張力を適切にでき、記録紙Ｐ等に対する浸透性、ドット形成性、印刷された画像の乾燥性に優れたインク２が得られる。そして、この場合、脂肪族一価アルコールのうち、エチルアルコール、ｉ−プロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール等をインク２の溶媒として用いることで、上述した特性の優れたインク２が得られる。
【００３２】
脂肪族多価アルコールとしては、例えばエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、グリセロール等のアルキレングリコール類、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレングリコール類、チオジグリコール等が挙げられ、これらのうち一種又は複数種を混合して用いる。  脂肪族多価アルコールの誘導体としては、例えばエチレングリコールジメチルエーテル等の上述した脂肪族多価アルコールの低級アルキルエーテル類、エチレングリコールジアセテート等の上述した脂肪族多価アルコールの低級カルボン酸エステル類等を挙げることができる。以上に挙げた脂肪族多価アルコール及びその誘導体をインク２の溶媒として用いた場合、インク２を乾きにくくさせ、インク２の氷点を低くできることから、インク２を長期保存したときの物性の変化を抑え、且つ乾いたインク２でノズル５５ａが目詰まりを起こすことを抑えることが可能になる。
【００３３】
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。
【００３４】
また、インク２には、脂肪族一価アルコール、脂肪族多価アルコール及びその誘導体等の他に、例えばジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド類、アセトン、ジアセトンアルコール等のケトン類、ケトアルコール類、テトラヒドロフラン、ジオキサン、γ―ブチルラクトン、グリセリン、１．２．６−ヘキサントリオール等の３価アルコール類、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、スルホラン、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、１．３−ジメチル−２−イミダゾリジノン等の含窒素複素環化合物等のうち一種又は複数種を混合して添加してもよい。これにより、インク２では、上述した諸特性の向上を図ることが可能になる。
【００３５】
インク２には、上述した染料及び溶媒の他に、ノニオン性界面活性剤として化１に示す有機化合物が含有されている。
【００３６】
【化１】
2005200552.tif 000003
【００３７】
化１に示すノニオン性界面活性剤、すなわち３−エチル−３−ヒドロキシメチル−へプタノールのエチレンオキサイド（以下、ＥＯと記す。）付加物は、例えばアセチレングリコール類等よりも、工業的に安価に製造することができる非イオン系界面活性剤であり、しかもインク２に配合したときには記録紙Ｐに対する濡れ性を高め、且つ気泡力及び泡の安定度を低く抑えることができる。なお、化１中のｍとｎは、すなわちＥＯの付加量は共に１以上の整数である。いずれかが０であると、本発明の効果が得られない。また、ｍとｎとの和、すなわちＥＯの総付加量は３０以下、好ましくは２〜１０、より好ましくは４〜８である。ＥＯの総付加量が３０を超えると表面張力が下がりにくくなるので好ましくない。
【００３８】
具体的に、インク２においては、化１に示すノニオン性界面活性剤が含有されることで、ＪＩＳ−Ｋ３３６２に示される気泡力及び泡の安定度と略同じ試験方法により得られる気泡力を０ｍ以上、５０ｍ以下の範囲にでき、且つ泡の安定度を０ｍｍ以上、５０ｍｍ以下の範囲にできる。
【００３９】
ここで示すＪＩＳ−Ｋ３３６２とは、一般に家庭用合成洗剤の試験方法について規定した規格である。そして、このＪＩＳ規格に倣った気泡力及び泡の安定度の試験方法とは、所定濃度の試料水溶液２００ｍｌを所定の温度条件のもとで９００ｍｍの高さから３０秒間で液面上に落下させたときに生じる泡の高さを判定するものである。すなわち、ここでは、２００ｍｌのインク２を２５℃程度の雰囲気下で９００ｍｍの高さから３０秒間で液面に落下させたときに生じる液面からの泡の高さを判定しており、落下させた直後に測定した泡の高さが気泡力であり、落下させてから５分後に測定した泡の高さが泡の安定度である。
【００４０】
インク２において、ノニオン性界面活性剤の含有量は、インク２全重量に対し、０．０５重量％以上、１０重量％以下の範囲にされ、より好ましくは０．１重量％以上、５重量％以下の範囲にされている。インク２全体量に対してノニオン性界面活性剤の含有量が０．０５重量％よりも少ない場合、記録紙Ｐに対する濡れ性を高めることが困難になる。一方、インク２全体量に対してノニオン性界面活性剤の含有量が１０重量％よりも多い場合、インク２が過剰に泡立ち、所定の気泡力及び泡の安定度を得ることが困難になる。したがって、ノニオン性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、記録紙Ｐに対する濡れ性を高め、且つ泡立ちを抑えることが可能なインク２を得る上で大変重要である。
【００４１】
インク２には、上述したノニオン性界面活性剤の他に、例えばポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル等のエーテル類、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル等のエステル類、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン共重合体、ポリオキシエチレンアルキルアミンエーテル、脂肪酸ジエタノールアミド等の含窒素類等のうちの一種以上を、ポリオキシエチレンアセリレングリコール類等と混合した界面活性剤等を含有させることも可能である。
【００４２】
以上のような材料が混合されて得られるインク２では、ＪＩＳ−Ｋ３３６２に倣った方法により得られる気泡力が０ｍ以上、５０ｍ以下の範囲にされ、且つ泡の安定度が０ｍｍ以上、５０ｍｍ以下の範囲にされていることから、液中に微少な気泡が生じることを抑制でき、吐出安定性が劣化することを抑えることができる。
【００４３】
また、このインク２では、気泡力が０ｍ以上、５０ｍ以下の範囲にされ、且つ泡の安定度が０ｍｍ以上、５０ｍｍ以下の範囲され、液中に気泡が発生することが抑制されていることから、後述する発熱抵抗体５８を周波数が５ｋＨｚ以上のパルス電流で駆動させても適切にインク２を高速吐出できる。
【００４４】
なお、インク２には、上述した着色剤、溶媒、ノニオン性界面活性剤等の他に、例えば粘度調整剤、表面張力調整剤、ｐＨ調整剤、防腐剤、防錆剤、防かび剤等を添加させることも可能である。具体的に、粘度調整剤、表面張力調整剤、ｐＨ調整剤等としては、例えばゼラチン、カゼイン等のタンパク質、アラビアゴム等の天然ゴム、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース等のセルロース誘導体、リグニンスルホン酸塩、セラック等の天然高分子、ポリアクリル酸塩、スチレン−アクリル酸共重合塩、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン等が挙げられ、これらのうちの一種以上を添加させることも可能である。また、防腐剤、防錆剤、防かび剤等としては、例えば安息香酸、ジクロロフェン、ヘキサクロロフェン、ソルビン酸、ｐ−ヒドロキシ安息香酸エステル、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）等が挙げられ、これらのうちの一種以上を添加させることも可能である。
【００４５】
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、ノニオン性界面活性剤とを混合し、４０℃〜８０℃に加熱ながらスクリュー等で攪拌、分散させることで調製できる。また、着色剤に顔料などを用いた分散系のインク２の場合、従来から用いられている顔料微細分散法、例えばボールミル、サンドミル、アトライター、ロールミル、アジテータ、ヘンシュルミキサ、コロイドミル、超音波ホモジライザー、パールミル、湿式ジェットミル等といった分散装置等を用い、顔料及びノニオン性界面活性剤を溶媒に分散させることで調製できる。このようにして調製されたインク２は、例えばゴミ、粗大粒子、混裁物を除去するために、フィルタを用いて加圧濾過処理、または減圧濾過処理を少なくとも１回、あるいは遠心分離機を用いて遠心分離処理を少なくとも１回、あるいはそれらを組み合わせた処理が施される。
【００４６】
このようにしてインク２を調製する際には、高速印字に対応させるために、具体的には後述する発熱抵抗体５８を周波数が５ｋＨｚ以上のパルス電流で駆動可能にさせるために、２５℃でのインク２の表面張力が３０ｍＮ／ｍ〜６０ｍＮ／ｍ、より好ましくは３０ｍＮ／ｍ〜４０ｍＮ／ｍになるように調製する。また、インク２においては、その粘度が好ましくは１５ｍＰａ・ｓ以下、より好ましくは５ｍＰａ・ｓ以下の低粘度タイプになるように調製する。
【００４７】
そして、以上のように調製されたインク２は、図２及び図３に示すように、イエローを呈するものがインクカートリッジ５ｙ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５ｍに収容され、シアンを呈するものがインクカートリッジ５ｃ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５ｋに収容される。
【００４８】
次に、上述したプリンタ装置１を構成するプリンタ本体４に対して着脱可能なヘッドカートリッジ３と、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５ｙ，５ｍ，５ｃ，５ｋとについて図面を参照して説明する。
【００４９】
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６４により走行する記録紙Ｐに対してインク２を高速吐出して印刷を行う。
【００５０】
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を吹き付ける吐出手段を備えている。具体的に、ヘッドカートリッジ３は、図２及び図３に示すように、カートリッジ本体２１を有し、このカートリッジ本体２１にインク２が充填された容器であるインクカートリッジ５ｙ，５ｍ，５ｃ，５ｋが装着される。なお、以下では、インクカートリッジ５ｙ，５ｍ，５ｃ，５ｋを単にインクカートリッジ５ともいう。
【００５１】
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５は、強度や耐インク性を有するポリプロピレン等の樹脂材料等を射出成形することにより成形されるカートリッジ容器１１を有している。このカートリッジ容器１１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。
【００５２】
具体的に、インクカートリッジ５を構成するカートリッジ容器１１には、インク２を収容するインク収容部１２と、インク収容部１２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１３と、外部よりインク収容部１２内に空気を取り込む外部連通孔１４と、外部連通孔１４より取り込まれた空気をインク収容部１２内に導入する空気導入路１５と、外部連通孔１４と空気導入路１５との間でインク２を一時的に貯留する貯留部１６と、インクカートリッジ５をカートリッジ本体２１に係止するための係止突部１７及び係合段部１８とが設けられている。
【００５３】
インク収容部１２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１２は、略矩形に形成され、長手方向の寸法が使用する記録紙Ｐの幅方向で略同じ寸法となるように形成されている。
【００５４】
インク供給部１３は、インク収容部１２の下側略中央部に設けられている。このインク供給部１３は、インク収容部１２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５のカートリッジ容器１１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。そして、インク２は、インク供給部１４を介してインク収容部であるインクカートリッジ５から吐出手段を備えるカートリッジ本体２１に供給される。
【００５５】
外部連通孔１４は、インクカートリッジ５外部からインク収容部１２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１１の上面の所定の位置に、ここでは上面略中央に設けられている。外部連通孔１４は、インクカートリッジ５がカートリッジ本体２１に装着されてインク収容部１２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１２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５内に取り込む。
【００５６】
空気導入路１５は、インク収容部１２と外部連通孔１４とを連通し、外部連通孔１４より取り込まれた空気をインク収容部１２内に導入する。これにより、このインクカートリッジ５がカートリッジ本体２１に装着された際に、ヘッドカートリッジ３のカートリッジ本体２１にインク２が供給されてインク収容部１２内のインク２が減少し内部が減圧状態となっても、インク収容部１２には、空気導入路１５によりインク収容部１２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。
【００５７】
貯留部１６は、外部連通孔１４と空気導入路１５との間に設けられ、インク収容部１２に連通する空気導入路１５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１６は、長い方の対角線をインク収容部１２の長手方向とした略菱形に形成され、インク収容部１２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１５を設けるようにし、インク収容部１２より進入したインク２を再度インク収容部１２に戻すことができるようにされている。また、貯留部１６は、短い方の対角線上の最も下側の頂部に外部連通孔１４を設けるようにし、インク収容部１２より進入したインク２が外部連通孔１４より外部に漏れにくくする。
【００５８】
係止突部１７は、インクカートリッジ５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１７は、上面がインク収容部１２の側面に対して略直交するような平面で形成されると共に、下面は側面から上面に向かって傾斜するように形成されている。
【００５９】
係合段部１８は、インクカートリッジ５の係止突部１７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１８は、カートリッジ容器１１の上面と一端を接する傾斜面１８ａと、この傾斜面１８ａの他端と他方の側面と連続し、上面と略平行な平面１８ｂとからなる。インクカートリッジ５は、係合段部１８が設けられていることで、平面１８ｂが設けられた側面の高さがカートリッジ容器１１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１８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５を装着部２２に装着する際の回動支点部となる。
【００６０】
以上のような構成のインクカートリッジ５は、上述した構成の他に、例えばインク収容部１２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５ｙ，５ｍ，５ｃ，５ｋを識別するための識別部等を備えている。
【００６１】
次に、以上のように構成されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのインク２を収納したインクカートリッジ５ｙ，５ｍ，５ｃ，５ｋが装着されるヘッドカートリッジ３について説明する。
【００６２】
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５とカートリッジ本体２１とによって構成され、カートリッジ本体２１には、インクカートリッジ５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５を固定する係合片２３及びラッチレバー２４と、インクカートリッジ５を取り出し方向に付勢する付勢部材２５と、インク供給部１３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を吐出するインク吐出ヘッド２７と、インク吐出ヘッド２７を保護するヘッドキャップ２８とを有している。
【００６３】
インクカートリッジ５が装着される装着部２２は、インクカートリッジ５が装着されるように上面をインクカートリッジ５の挿脱口として略凹形状に形成され、ここでは４本のインクカートリッジ５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ている。装着部２２は、インクカートリッジ５が収納されることから、インクカートリッジ５と同様に印刷幅の方向に長く設けられている。カートリッジ本体２１には、インクカートリッジ５が収納装着される。
【００６４】
装着部２２は、図２に示すように、インクカートリッジ５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５ｙが装着される部分を装着部２２ｙとし、マゼンタ用のインクカートリッジ５ｍが装着される部分を装着部２２ｍとし、シアン用のインクカートリッジ５ｃ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５ｋが装着される部分を装着部２２ｋとし、各装着部２２ｙ，２２ｍ，２２ｃ，２２ｋは、隔壁２２ａによりそれぞれ区画されている。
【００６５】
また、インクカートリッジ５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５の係合段部１８と係合する。インクカートリッジ５は、インクカートリッジ５の係合段部１８側を挿入端として斜めに装着部２２内に挿入し、係合段部１８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５の係合段部１８が設けられていない側を装着部２２側に回動させるようにして装着部２２に装着することができる。これによって、インクカートリッジ５は、装着部２２に容易に装着することができる。
【００６６】
ラッチレバー２４は、板バネを折曲して形成されるものであり、装着部２２の係合片２３に対して反対側の側面、すなわち長手方向の他端の側面に設けられている。ラッチレバー２４は、基端部が装着部２２を構成する長手方向の他端の側面の底面側に一体的に設けられ、先端側がこの側面に対して近接離間する方向に弾性変位するように形成され、先端側に係合孔２４ａが形成されている。ラッチレバー２４は、インクカートリッジ５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５の係止突部１７と係合し、装着部２２に装着されたインクカートリッジ５が装着部２２より脱落しないようにする。
【００６７】
付勢部材２５は、インクカートリッジ５の係合段部１８に対応する側面側の底面上にインクカートリッジ５を取り外す方向に付勢する板バネを折曲して設けられる。付勢部材２５は、折曲することにより形成された頂部を有し、底面に対して近接離間する方向に弾性変位し、頂部でインクカートリッジ５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５を装着部２２より取り外す方向に付勢するイジェクト部材である。付勢部材２５は、ラッチレバー２４の係合孔２４ａと係止突部１７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５を排出する。
【００６８】
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５ｙ，５ｍ，５ｃ，５ｋが装着部２２ｙ，２２ｍ，２２ｃ，２２ｋに装着されたとき、インクカートリッジ５ｙ，５ｍ，５ｃ，５ｋのインク供給部１３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５のインク供給部１３からカートリッジ本体２１の底面に設けられたインク２を吐出するインク吐出ヘッド２７にインク２を供給するインク供給路となる。
【００６９】
具体的に、接続部２６は、図４に示すように、インクカートリッジ５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１３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、インク吐出ヘッド２７側への供給路を開閉する弁機構３４とを有している。
【００７０】
インク溜め部３１は、インク供給部１３と接続されインクカートリッジ５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５のインク供給部１３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１３との間を密閉する。フィルタ３３は、インクカートリッジ５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。
【００７１】
弁機構３４は、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示すように、インク溜め部３１からインク２が供給されるインク流入路４１と、インク流入路４１からインク２が流入するインク室４２と、インク室４２からインク２を流出するインク流出路４３と、インク室４２をインク流入路４１側とインク流出路４３側との間に設けられた開口部４４と、開口部４４を開閉する弁４５と、弁４５を開口部４４の閉塞する方向に付勢する付勢部材４６と、付勢部材４６の強さを調節する負圧調整ネジ４７と、弁４５と接続される弁シャフト４８と、弁シャフト４８と接続されるダイアフラム４９とを有する。
【００７２】
インク流入路４１は、インク溜め部３１を介してインクカートリッジ５のインク収容部１２内のインク２をインク吐出ヘッド２７に供給可能にインク収容部１２と連結する供給路である。インク流入路４１は、インク溜め部３１の底面側からインク室４２まで設けられている。インク室４２は、インク流入路４１、インク流出路４３及び開口部４４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４１からインク２が流入し、開口部４４を介してインク流出路４３からインク２を流出する。インク流出路４３は、インク室４２から開口部４４を介してインク２が供給されて、更にインク吐出ヘッド２７と連結された供給路である。インク流出路４３は、インク室４２の底面側からインク吐出ヘッド２７まで延在されている。
【００７３】
弁４５は、開口部４４を閉塞してインク流入路４１側とインク流出路４３側とを分割する弁であり、インク室４２内に配設される。弁４５は、付勢部材４６の付勢力と、弁シャフト４８を介して接続されたダイアフラム４９の復元力と、インク流出路４３側のインク２の負圧によって上下に移動する。弁４５は、下端に位置するとき、インク室４２をインク流入路４１側とインク流出路４３側とを分離するように開口部４４を閉塞し、インク流出路４３に対するインク２の供給を遮断する。弁４５は、付勢部材４６の付勢力に抗して上端に位置するとき、インク室４２をインク流入路４１側とインク流出路４３側とを遮断せずに、インク吐出ヘッド２７へインク２の供給を可能とする。なお、弁４５を構成する材質は、その種類を問わないが、高い閉塞性を確保するため例えばゴム弾性体、いわゆるエラストマー等により形成される。
【００７４】
付勢部材４６は、例えば圧縮コイルバネ等であり、弁４５の上面とインク室４２の上面との間で負圧調整ネジ４７と弁４５とを接続し、付勢力により弁４５を開口部４４の閉塞する方向に付勢する。負圧調整ネジ４７は、付勢部材４６の付勢力を調整するネジであり、負圧調整ネジ４７を調整することで付勢部材４６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４７は、詳細は後述するが開口部４４を開閉する弁４５を動作させるインク２の負圧を調整することができる。
【００７５】
弁シャフト４８は、一端に接続された弁４５と、他端に接続されたダイアフラム４９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４９は、弁シャフト４８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４９は、インク室４２のインク流出路４３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４３側とに弾性変位する。
【００７６】
以上のような弁機構３４では、図５（Ａ）に示すように、弁４５が付勢部材４６の付勢力とダイアフラム４９の付勢力とによってインク室４２の開口部４４を閉塞するように押圧されている。そして、インク吐出ヘッド２７からインク２が吐出された際には、開口部４４で分割されたインク流出路４３側のインク室４２のインク２の負圧が高まると、図５（Ｂ）に示すように、インク２の負圧によりダイアフラム４９が大気圧により押し上げられて、弁シャフト４８と共に弁４５を付勢部材４６の付勢力に抗して押し上げる。このとき、インク室４２のインク流入路４１側とインク流出路４３側と間の開口部４４が開放され、インク２がインク流入路４１側からインク流出路４３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４９が復元力により元の形状に戻り、付勢部材４６の付勢力により弁シャフト４８と共に弁４５をインク室４２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。
【００７７】
また、この接続部２６では、インク収容部１２内のインク２がインク室４２に供給されると、インク収容部１２内のインク２が減少するが、このとき、空気導入路１５から外気がインクカートリッジ５内に入り込む。インクカートリッジ５内に入り込んだ空気は、インクカートリッジ５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５５ａ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１５内にインク２がほとんどない状態で平衡状態となる。
【００７８】
この接続部２６では、上述したように複雑な構造になっており、この複雑な流路内をインク２が移動するが、インク２においてはＪＩＳ−Ｋ３３６２に倣った方法により得られる気泡力が０ｍ以上、５０ｍ以下の範囲にされ、且つ泡の安定度が０ｍｍ以上、５０ｍｍ以下の範囲にされていることから、インク２中に微少な気泡が生じることを抑制でき、微少な気泡の混入のないインク２がインク吐出ヘッド２７に供給される。
【００７９】
インク吐出ヘッド２７は、図４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５５ａが各色毎、記録紙Ｐの幅方向、すなわち図４中矢印Ｗ方向に略ライン状をなすように並設されている。
【００８０】
ヘッドキャップ２８は、図２に示すように、インク吐出ヘッド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インク吐出ヘッド２７より退避する。ヘッドキャップ２８は、図２中矢印Ｗ方向の両端に開閉方向に設けられた一対の係合突部２８ａと、長手方向に設けられインク吐出ヘッド２７の吐出面２７ａに付着した余分なインク２を吸い取るクリーニングローラ２８ｂとを有している。
【００８１】
ヘッドキャップ２８は、係合突部２８ａが吐出ヘッド２７の吐出面２７ａに図２中矢印Ｗ方向とは略直交方向に亘って設けられたに一対の係合溝２７ｂに係合され、この一対の係合溝２７ｂに沿ってインクカートリッジ５の短手方向、すなわち図２中矢印Ｗ方向とは略直交方向に開閉するようにされている。
【００８２】
そして、ヘッドキャップ２８においては、開閉動作時に、クリーニングローラ２８ｂがインク吐出ヘッド２７の吐出面２７ａに当接しながら回転することで、吐出面２７ａに残留した余分なインク２を吸い取り、インク吐出ヘッド２７の吐出面２７ａをクリーニングする。このクリーニングローラ２８ｂには、例えば吸湿性の高い部材、具体的にはスポンジ、不織布、織布等が用いられる。また、ヘッドキャップ２８は、印刷動作しないときにはインク吐出ヘッド２７内のインク２が乾燥しないように吐出面２７ａを閉塞する。
【００８３】
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５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１３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。
【００８４】
上述したインク吐出ヘッド２７は、図４に示すように、吐出面２７ａよりも上方に位置して、弁機構３４のインク流出路４３からインク２が供給されるインク供給口５１と、このインク供給口５１から供給されたインク２を各ノズル５５ａへと導くインク流路５２とを有している。
【００８５】
インク供給口５１は、インク流路５２の上面中央部に設けられ、上述した弁機構３４と連通されている。
【００８６】
インク流路５２は、後述する各色ノズル５５ａにインク２が供給されるように記録紙の幅に相当する長さに亘って略直線状を成すように設けられている。
【００８７】
インク吐出ヘッド２７には、後述するノズル５５ａを所定数で一組とするヘッドチップ５３が、色毎に千鳥状に配置されている。すなわち、このヘッドチップ５３は、図６に示すように、色毎に、インク流路５２を挟んで記録紙Ｐの幅方向に互い違いに並ぶように配置されている。
【００８８】
ヘッドチップ５３は、図７に示すように、ベースとなる回路基板５４と、複数のノズル５５ａが形成されたノズルシート５５と、回路基板５４とノズルシート５５との間をノズル５５ａ毎に区画するフィルム５６と、インク流路５２を通して供給されたインク２を加圧するインク液室５７と、インク液室５７に供給されたインク２を加熱する発熱抵抗体５８とを有し、ノズル５５ａよりインク液滴ｉを吐出する吐出手段である。
【００８９】
回路基板５４は、シリコン等からなる半導体ウェハ上に、ロジックＩＣ（Integrated Circuit）やドライバートランジスタ等からなる制御回路を構成すると共に、インク液室５７の下面部を形成している。
【００９０】
ノズルシート５５は、インク液滴ｉを吐出させるためのノズル５５ａが形成された厚みが１０μｍ〜１５μｍ程度のシート状部材であり、フィルム４３の回路基板５４と反対側の面上に積層されている。ノズル５５ａは、ノズルシート５５に円形状に開口された直径が１０μｍ〜２０μｍ程度の微小孔であり、発熱抵抗体５８と対向するように配置され、微小孔より１０ｐｌ以下程度にされた微小体積のインク液滴ｉを吐出する。なお、ノズルシート５５はインク液室４７の一部を構成する。
【００９１】
フィルム５６は、例えば露光硬化型のドライフィルムレジストからなり、上述したインク流路５２と連通される部分を除いて各ノズル５５ａの周囲を囲むように形成されている。また、このフィルム５６は、回路基板５４とノズルシート５５との間に介在されることによって、インク液室５７の側面部を形成している。
【００９２】
インク液室５７は、上述した回路基板５４、ノズルシート５５及びフィルム５６により囲まれることで、ノズル５５ａ毎にインク流路５２から供給されたインク２を加圧する加圧空間を形成している。
【００９３】
発熱抵抗体５８は、インク液室５７に臨む回路基板５４上に配置されると共に、この回路基板５４の制御回路と電気的に接続されている。そして、この発熱抵抗体５８は、制御回路により制御されながら、インク液室５７内のインク２を加熱する。
【００９４】
そして、このヘッドチップ５３では、回路基板５４の制御回路が発熱抵抗体５８を制御し、選択された発熱抵抗体５８に対して、例えば１〜３マイクロ秒程度の間だけパルス電流を供給する。これにより、発熱抵抗体５８が急速に加熱される。すると、発熱抵抗体５８と接するインク液室５７内のインク２に気泡が発生する。そして、このインク液室５７内において、気泡が膨張しながらインク２を加圧し、押し退けられたインク２の液滴がノズル５５ａから吐出される。また、インク２の液滴が吐出された後は、インク液室５７にインク流路５２を通してインク２が供給されることにより、再び吐出前の状態へと戻る。
【００９５】
具体的には、発熱抵抗体５８によってインク２が急速に加熱されると、インク２の温度は急速に沸点を超えて上昇する。そして、インク温度が３００℃程度に熱せられて自発核生成温度に達すると、瞬間的に発熱抵抗体５８上に無数のインク気泡ｂが発生する。そして、インク液室５７内では、インク２中の過剰エネルギーが一気に放出されてインク気泡ｂの内圧が上昇する。
【００９６】
そして、インク気泡ｂは、図８に示すように、急激に成長する。そして、インク液室５７内のインク２は、図９に示すように、インク気泡ｂの成長の勢いでノズル５５ａから飛び出し、インク気泡ｂはその膨張に伴い減圧されて収縮する。ノズル５５ａより飛び出したインク２は、その慣性とインク気泡ｂの収縮によってノズル５５ａより外に伸びた尾が切れ、体積が１０ｐｌ以下にされたインク液滴ｉがノズル５５ａより吐出される。
【００９７】
そして、インク液室５７内のインク気泡ｂは、発熱抵抗体５８上で崩壊する。そして、インク液室５７には、元のメニスカス（ノズル５５ａの液面）に戻ろうとするノズル５５ａの毛細管力によってノズル５５ａより吐出された量と同量のインク２が、インク流路５２から供給される。このようにして、ヘッドチップ５３では、インク２をノズル５５ａより吐出する。
【００９８】
なお、上述したヘッドチップ５３は、回路基板５４の一主面上にフィルム５３を全面に亘って形成し、フォトリソグラフィ技術を用いてフィルム５３をインク液室５７に対応した形状に成形した後に、この上にノズルシート５２を積層することで形成される。また、上述したヘッドチップ５３は、発熱抵抗体５８によってインク２を加熱しながら吐出させる電気熱変換方式を採用しているが、このような方式に限定されず、例えば圧電素子等の電気機械変換素子によってインク２の液滴を電気機械的に吐出させる電気機械変換方式を採用したものであってもよい。
【００９９】
そして、上述した各色に対応したインク供給部１３の下方には、それぞれ各色に対応したインク吐出ヘッド２７が設けられている。そして、カートリッジ本体２１の底面部には、各色のインク吐出ヘッド２７の吐出面２７ａが、それぞれカートリッジ本体２１の短尺方向に並んで設けられており、これらは連続した吐出面２７ａを形成している。すなわち、ヘッドカートリッジ３は、各色に対応するインク吐出ヘッド２７が一体化されて連続した吐出面２７ａを形成する、いわゆるマルチラインヘッドを有している。
【０１００】
そして、このインク吐出ヘッド２７には、色毎に、ノズル５５ａを１００個〜５０００個程度備え、全体では吐出面２７ａに４００個〜２００００個程度のノズル５５ａが設けられている。
【０１０１】
また、このインク吐出ヘッド２７においては、回路基板５４の制御回路が発熱抵抗体５８を５ｋＨｚ〜１０ｋＨｚ程度のパルス電流で駆動させるように制御し、ノズル５５ａより約５０００分の１秒〜１００００分の１秒程度の間隔で微小体積のインク液滴ｉを吐出する、高速吐出を行うことが可能になっている。
【０１０２】
以上のような構成のインク吐出ヘッド２７では、上述したように複数備わる発熱抵抗体５８の分、インク２の発熱箇所も多くなって微少な泡が発生し易くなっているが、インク２においては気泡力が０ｍ以上、５０ｍ以下の範囲にされ、且つ泡の安定度が０ｍｍ以上、５０ｍｍ以下の範囲にされ、インク２中に微少な気泡が生じることが抑えられることから、例えばインク液室５７内のインク２に微少な気泡が発生することを抑制でき、気泡による吐出安定性の劣化が防止される。
【０１０３】
また、インク吐出ヘッド２７においては、インク液室５７内のインク２中に微少な気泡が発生することが抑制されていることから、発熱抵抗体５８を周波数が５ｋＨｚ以上のパルス電流で駆動、且つ体積を１０ｐｌ以下にしたインク液滴ｉを吐出口より吐出する、すなわち高速吐出させたときでも、優れた吐出安定性でインク液滴ｉを吐出できる。
【０１０４】
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。
【０１０５】
プリンタ本体４は、図１及び図１０に示すように、ヘッドカートリッジ３が装着されるヘッドカートリッジ装着部６１と、ヘッドカートリッジ３をヘッドカートリッジ装着部６１に保持、固定するためのヘッドカートリッジ保持機構６２と、ヘッドキャップを開閉するヘッドキャップ開閉機構６３と、記録紙Ｐを給排紙する給排紙機構６４と、給排紙機構６４に記録紙Ｐを供給する給紙口６５と、給排紙機構６４から記録紙Ｐが出力される排紙口６６とを有する。
【０１０６】
ヘッドカートリッジ装着部６１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、インク吐出ヘッド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。そして、ヘッドカートリッジ３は、インク吐出ヘッド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５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６１に対して着脱可能にヘッドカートリッジ保持機構６２によって保持される。
【０１０７】
ヘッドカートリッジ保持機構６２は、ヘッドカートリッジ装着部６１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６２ａをプリンタ本体４の係止孔６２ｂ内に設けられた図示しないバネ等の付勢部材に係止することによってプリンタ本体４に設けられた基準面４ａに圧着するようにしてヘッドカートリッジ３を位置決めして保持、固定できるようにする。
【０１０８】
ヘッドキャップ開閉機構６３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を開放してインク吐出ヘッド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を閉塞してインク吐出ヘッド２７を保護する。
【０１０９】
給排紙機構６４は、記録紙Ｐを搬送する駆動部を有しており、給紙口６５から供給される記録紙Ｐをヘッドカートリッジ３のインク吐出ヘッド２７まで搬送し、ノズル５５ａ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６６に搬送して装置外部へ排出する。給紙口６５は、給排紙機構６４に記録紙Ｐを供給する開口部であり、トレイ６５ａ等に複数枚の記録紙Ｐを積層してストックすることができる。排紙口６６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。
【０１１０】
次に、以上のように構成されたプリンタ装置１による印刷を制御する図１１に示す制御回路７１について図面を参照して説明する。
【０１１１】
制御回路７１は、上述したプリンタ本体４のヘッドキャップ開閉機構６３、給排紙機構６４の駆動を制御するプリンタ駆動部７２と、各色のインク２に対応するインク吐出ヘッド２７に供給される電流等を制御する吐出制御部７３と、各色のインク２の残量を警告する警告部７４と、外部装置と信号の入出力を行う入出力端子７５と、制御プログラム等が記録されたＲＯＭ（Read Only Memory）７６と、読み出された制御プログラム等を一旦格納し、必要に応じて読み出されるＲＡＭ（Random Access Memory）７７と、各部の制御を行う制御部７８とを有している。
【０１１２】
プリンタ駆動部７２は、制御部７８からの制御信号に基づき、ヘッドキャップ開閉機構６３を構成する駆動モータを駆動させてヘッドキャップ２８を開閉動作するように、ヘッドキャップ開閉機構を制御する。また、プリンタ駆動部７２は、制御部７８からの制御信号に基づき、給排紙機構６４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６５から記録紙Ｐを給紙し、印刷後に排紙口６６から記録紙Ｐを排出するように給排紙機構６４を制御する。
【０１１３】
吐出制御部７３は、インク吐出ヘッド２７に備わる発熱抵抗体５８にパルス電流を供給する外部電源との電気的な接続をオン／オフするスイッチング素子や、発熱抵抗体５８に供給されるパルス電流値を調整する抵抗体や、スイッチング素子等のオン／オフの切り替えを制御する制御回路部等を有する電気回路である。そして、吐出制御部７３は、制御部７８からの制御信号に基づき、インク吐出ヘッド２７に備わる発熱抵抗体５８に供給されるパルス電流等を調整し、ノズル５５ａよりインク２を吐出するインク吐出ヘッド２７を制御する。
【０１１４】
警告部７４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７４は、例えばスピーカ等の音声出力手段であってもよく、この場合は、印刷条件、印刷状態、インク残量等の情報を音声で出力する。なお、警告部７４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７９のモニタやスピーカ等で行うようにしてもよい。
【０１１５】
入出力端子７５は、上述した印刷条件、印刷状態、インク残量等の情報をインタフェースを介して外部の情報処理装置７９等に送信する。また、入出力端子７５は、外部の情報処理装置７９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７９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。
【０１１６】
情報処理装置７９等と接続される入出力端子７５は、インタフェースとして例えばシリアルインタフェースやパラレルインタフェース等を用いることができ、具体的にＵＳＢ（Universal Serial Bus）、ＲＳ（Recommended Standard）２３２Ｃ、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronic Engineers）１３９４等の規格に準拠したものである。また、入出力端子７５は、情報処理装置７９との間で有線通信又は無線通信の何れ形式でデータ通信を行うようにしてもよい。なお、この無線通信規格としては、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ，８０２．１１ｂ，８０２．１１ｇ等がある。
【０１１７】
入出力端子７５と情報処理装置７９との間には、例えばインターネット等のネットワークが介在していてもよく、この場合、入出力端子７５は、例えばＬＡＮ（Local Area Network）、ＩＳＤＮ（Integrated Services Digital Network）、ｘＤＳＬ（Digital Subscriber Line）、ＦＴＨＰ（Fiber To The Home）、ＣＡＴＶ（Community Antenna TeleVision）、ＢＳ（Broadcasting Satellite）等のネットワーク網に接続され、データ通信は、ＴＣＰ／ＩＰ（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）等の各種プロトコルにより行われる。
【０１１８】
ＲＯＭ７６は、例えばＥＰ−ＲＯＭ（Erasable Programmable Read-Only Memory）等のメモリであり、制御部７８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７８によりＲＡＭ７７にロードされる。ＲＡＭ７７は、制御部７８によりＲＯＭ７６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。
【０１１９】
制御部７８は、入出力端子７５から入力された印刷データ、ヘッドカートリッジ３から入力されがインク２の残量データ等に基づき、各部を制御する。制御部７８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ＲＯＭ７６から読み出してＲＡＭ７７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。
【０１２０】
なお、以上のように構成された制御回路７１においては、ＲＯＭ７６に処理プログラムを格納するようにしたが、処理プログラムを格納する媒体としては、ＲＯＭ７６に限定されるものでなく、例えば処理プログラムが記録された光ディスクや、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＩＣカード等の各種記録媒体を用いることができる。この場合に制御回路７１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７９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。
【０１２１】
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１２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ＲＯＭ７６等の記憶手段に格納された処理プログラムに基づいて制御部７８内の図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）の演算処理等により実行されるものである。
【０１２２】
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７８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５が装着されているかどうかを判断する。そして、制御部７８は、全ての装着部２２に所定の色のインクカートリッジ５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５が適切に装着されていないときはステップＳ７に進み、印刷動作を禁止する。
【０１２３】
制御部７８は、ステップＳ２において、インクカートリッジ５内のインク２が所定量以下、すなわちインク無し状態であるか否かを判断し、インク無し状態であると判断されたときは、警告部７４でその旨を警告し、ステップＳ７において、印刷動作を禁止する。一方、制御部７８は、インクカートリッジ５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。
【０１２４】
印刷動作を行う際は、ステップＳ４において、制御部７８がプリンタ駆動部７２によって各駆動機構６３，６４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７８は、図１３に示すように、ヘッドキャップ開閉機構６３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６５ａ側に移動させ、インク吐出ヘッド２７のノズル５５ａを露出させる。そして、制御部７８は、給排紙機構６４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７８は、トレイ６５ａから給紙ローラ８１によって記録紙Ｐを引き出し、同一方向に回転する一対の分離ローラ８２ａ，８２ｂによって引き出された記録紙Ｐの一枚を反転ローラ８３に搬送して搬送方向を反転させた後に搬送ベルト８４に記録紙Ｐを搬送し、搬送ベルト８４に搬送された記録紙Ｐを押さえ手段８５が所定の位置で保持させることでインク２が着弾される位置が決定されるように給排紙機構６４を制御する。
【０１２５】
次に、制御部７８は、ステップＳ５において、吐出制御部７３によってヘッドチップ５４の発熱抵抗体５８を５ｋＨｚ〜１０ｋＨｚ程度のパルス電流で駆動制御し、印刷位置に搬送された記録紙Ｐに各ノズル５２ａより５０００分の１秒〜１００００分の１秒程度の間隔で、体積が１０ｐｌ以下のインク液滴ｉを吐出、着弾させ、インクドットからなる画像や文字等を記録させる。すなわち、高速印刷する。
【０１２６】
このとき、インク吐出ヘッド２７では、インク２における気泡力が０ｍ以上、５０ｍ以下の範囲、且つ泡の安定度が０ｍｍ以上、５０ｍｍ以下の範囲にされていることから、インク流路５２を移動するインク２中に微少な気泡が生じることが抑えられ、インク液室５７内に収容されたインク２中に微少な気泡が発生することを抑制でき、優れた吐出安定性でインク液滴ｉを高速吐出できる。
【０１２７】
また、高速印刷された画像や文字は、インク２に上述したノニオン性界面活性剤が含有され、記録紙Ｐに対するインク２の濡れ性が高められていることから、インク２が記録紙Ｐに滲むことなく浸透して行き、境界滲みや混色ベタ斑の発生が抑制された高品位な画質になる。
【０１２８】
そして、インク液滴ｉがノズル５５ａ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５２から直ちにインク液室５７内に補充され、図５（Ｂ）に示すように、元の状態に戻る。インク吐出ヘッド２７からインク液滴ｉが吐出されると、付勢部材４６の付勢力とダイアフラム４９の付勢力とによってインク室４２の開口部４４を閉塞している弁４５は、図５（Ａ）に示すように、インク吐出ヘッド２７からインク液滴ｉが吐出された際に、開口部４４に分割されたインク流出路４３側のインク室４２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４９が大気圧により押し上げられて、弁シャフト４８と共に弁４５を付勢部材４６の付勢力に抗して押し上げる。
【０１２９】
そして、インク室４２のインク流入路４１側とインク流出路４３側との間の開口部４４が開放され、インク２がインク流入路４１側からインク流出路４３側に供給され、インク吐出ヘッド２７のインク流路５２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４９が復元力により元の形状に戻り、付勢部材４６の付勢力により弁シャフト４８と共に弁４５をインク室４２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の負圧が高まり、上述の動作を繰り返す。
【０１３０】
このようにしてインク吐出ヘッド２７にインク２を供給するヘッドカートリッジ３においては、インク２の供給が繰り返し行われるとき、すなわち弁機構３４の複雑な構造の流路を通ってインク２が繰り返し供給されるときでも、インク２においては気泡力が０ｍ以上、５０ｍ以下の範囲にされ、且つ泡の安定度が０ｍｍ以上、５０ｍｍ以下の範囲にされていることから、流路内を移動するインク２中に微少な気泡が発生することがなく、微少な気泡が発生していないインク２がインク吐出ヘッド２７に供給され、優れた吐出安定性を得ることができる。
【０１３１】
このようにして、給排紙機構６４によって走行している記録紙Ｐには、印刷データに応じた文字や画像が優れた画質で高速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、ステップＳ６において、給排紙機構６４によって排紙口６６より排出される。
【０１３２】
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５内に、気泡力が０ｍ以上、５０ｍ以下の範囲にされ、且つ泡の安定度が０ｍｍ以上、５０ｍｍ以下の範囲にされたインク２が収容され、このインク２をノズル５５ａよりインク液滴ｉにして記録紙Ｐに吐出しており、インク２中に微小な気泡が発生することが抑制されて優れた吐出安定性が得られることから、高品位な画質の画像や文字を印刷できる。
【０１３３】
また、このプリンタ装置１では、高速印刷したときでも、インク２においては気泡力が０ｍ以上、５０ｍ以下の範囲、且つ泡の安定度が０ｍｍ以上、５０ｍｍ以下の範囲にされ、優れた吐出安定性で微小口径なノズル５５ａより微小体積のインク液滴ｉを吐出できることから、短時間で高品位な画像や文字の印刷を行える。
【０１３４】
また、このプリンタ装置１では、インク２を所定の気泡力及び泡の安定度にするために、インク２にはノニオン性界面活性剤として上述した化１に示す有機化合物が含有されていることから、記録紙Ｐに対するインク２の濡れ性が高められ、インク２が記録紙Ｐに滲むことなく浸透し、境界滲みや混色ベタ斑の発生が抑えられた高品位な画像の印刷を行うことができる。
【０１３５】
なお、上述したヘッドカートリッジ３では、カートリッジ本体２１に対してインクカートリッジ５が着脱可能となっているが、このような構成に必ずしも限定されるものではない。すなわち、このヘッドカートリッジ３自体が消耗品として取り扱われており、プリンタ本体４に対して着脱可能なことから、このカートリッジ本体２１にインクカートリッジ５が一体に設けられた構成とすることも可能である。
【０１３６】
以上は、本発明をプリンタ装置に適用した例について説明したが、本発明は、以上の例に限定されるものではなく、液体を吐出する他の液体吐出装置に広く適用することが可能である。例えばファクシミリやコピー機、液体中のＤＮＡチップ用吐出装置（特開２００２−２５３２００号公報）、プリンタ配線基板の配線パターンを形成するための導電性粒子を含む液体を吐出したりする液体吐出装置等にも適用可能である。
【０１３７】
以上では、吐出手段として１つの発熱抵抗体５８がインク２を加熱して吐出するヘッドチップ５３を例に挙げて説明したが、このような構造に限定されることはなく、複数の圧力発生素子を備え、各圧力発生素子に異なるエネルギー又は異なるタイミングでエネルギーを供給することで吐出方向を制御することが可能な吐出手段を備える液体吐出カートリッジや、液体吐出装置にも適用可能である。
【０１３８】
以上では、１つの発熱抵抗体５８によってインク２を加熱しながらノズル５５ａから吐出させる電気熱変換方式を採用した吐出手段を例に挙げて説明しているが、このような吐出手段に限定されることはなく、例えばピエゾ素子といった圧電素子等の電気機械変換素子等によって記録液を電気機械的に吐出口より吐出させる電気機械変換方式（特開昭５５−６５５５９号公報、特開昭６２−１６０２４３号公報、特開平２−２７０５６１号公報）を採用した吐出手段にも適用可能である。
【０１３９】
以上では、ライン型のプリンタ装置１を例に挙げて説明したが、このことに限定されることはなく、例えばインクヘッドが記録紙Ｐの走行方向と略直交する方向に移動するシリアル型の液体吐出装置にも適用可能である。
【実施例】
【０１４０】
以下、本発明を適用した記録液としてインクを実際に調製した実施例及び比較例について説明する。
【０１４１】
〈実施例１〉
実施例１では、着色剤となる染料としてＣ．Ｉ．ダイレクトブルー１９９を３重量部と、溶媒として水７９重量部と、その他の溶媒としてグリセリン１０重量部と、プロピレングリコール４重量部と、１，３ブタンジオール３重量部と、ノニオン性界面活性剤として化２に示す有機化合物のエチレンオキサイド（以下、ＥＯと記す。）の総付加量（ｍ＋ｎ）を４にした日光ケミカルズ社製のＮＥＸＣＯＡＴを１重量部とを混合してインク前駆体を調製した。
【０１４２】
【化２】
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【０１４３】
そして、このような配合で得られたインク前駆体を、６０℃に加温した状態で４時間攪拌し、攪拌後に、メッシュ径が０．８μｍのアドバンテック社製の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。
【０１４４】
〈実施例２〉
実施例２では、その他の溶媒として実施例１に含有させた１，３ブタンジオールの代わりに２−ピロリドンを用いたこと以外は、実施例１と同様にしてインクを調製した。
【０１４５】
〈実施例３〉
実施例３では、着色剤となる染料としてＩＬＦＯＲＤ社製のＹ−１１８９を４重量部と、溶媒として水７９重量部と、その他の溶媒としてグリセリン１０重量部と、プロピレングリコール４重量部と、１，３ブタンジオール３重量部と、ノニオン性界面活性剤として化２に示す有機化合物のエチレンオキサイド（以下、ＥＯと記す。）の総付加量（ｍ＋ｎ）を２にした日光ケミカルズ社製のＮＥＸＣＯＡＴを１重量部とを混合してインク前駆体を調製した。そして、このようなインク前駆体を調製したこと以外は、実施例１と同様にしてインクを調製した。
【０１４６】
〈実施例４〉
実施例４では、着色剤となる染料としてＩＬＦＯＲＤ社製のＭ−１１１４を３重量部と、溶媒として水８２重量部と、その他の溶媒としてグリセリン１０重量部と、プロピレングリコール４重量部と、ノニオン性界面活性剤として化２に示す有機化合物のエチレンオキサイド（以下、ＥＯと記す。）の総付加量（ｍ＋ｎ）を２にした日光ケミカルズ社製のＮＥＸＣＯＡＴを１重量部とを混合してインク前駆体を調製した。そして、このようなインク前駆体を調製したこと以外は、実施例１と同様にしてインクを調製した。
【０１４７】
〈比較例１〉
比較例１では、着色剤となる染料としてＣ．Ｉ．ダイレクトブルー１９９を３重量部と、溶媒として水７９．５重量部と、その他の溶媒としてグリセリン１０重量部と、プロピレングリコール４重量部と、１，３ブタンジオール３重量部と、界面活性剤としてエアプロダクツ社製のアセチレングリコール（商品名：サーフィノール４６５）を０．５重量部とを混合してインク前駆体を調製した。そして、このようなインク前駆体を調製したこと以外は、実施例１と同様にしてインクを調製した。
【０１４８】
〈比較例２〉
比較例２では、その他の溶媒として比較例１に含有させた１，３ブタンジオールの代わりに２−ピロリドンを用いたこと以外は、比較例１と同様にしてインクを調製した。
【０１４９】
〈比較例３〉
比較例３では、着色剤として比較例１に含有させたＣ．Ｉ．ダイレクトブルー１９９の代わりに日本化薬社製のＳ−１を用いたこと以外は、比較例１と同様にしてインクを調製した。
【０１５０】
そして、以上のようにして調製した各実施例及び各比較例のインクについて、気泡力及び泡の安定度を、ＪＩＳ−Ｋ３３６２に倣った方法で測定した。なお、この測定は２５℃雰囲気下で行った。
【０１５１】
以下、表１に、各実施例及び各比較例の気泡力及び泡の安定度を測定した評価結果を示す。
【０１５２】
【表１】
2005200552.tif 000005
【０１５３】
表１に示す結果から、ノニオン性界面活性剤を含有させた各実施例は、各比較例に比べて気泡力が５０ｍｍ以下に低く抑えられ、泡立ちにくいインクであることがわかる。
【０１５４】
次に、各実施例及び各比較例のインクについて、面積が２０×２０μｍ２にされた発熱抵抗体が設けられ、口径が２０μｍのノズルを２４個有するヘッドチップを備えるインクジェットプリンタ装置を用い、ヘッドチップを駆動電圧８．５Ｖで駆動させ、体積を１０ｐｌにしたインク液滴をノズルより吐出させ、ゼロックス社製のＰＰＣ用紙にアルファベッド文字の印刷や、所定の領域の塗り潰した印刷、いわゆるべた印刷を行い、周波数応答性評価を行った。
【０１５５】
以下、表２に各実施例及び各比較の周波数応答性評価の評価結果を示す。
【０１５６】
【表２】
2005200552.tif 000006
【０１５７】
なお、周波数応答性評価は、発熱抵抗体を駆動させるためのパルス電流の周波数を５ｋＨｚ、８ｋＨｚにしたとき、すなわち高速吐出したときの文字印刷及びべた印刷について、印刷箇所に掠れや、インク液滴が着弾されない部分、いわゆる白抜けの有無を目視で観察することで評価した。そして、表２において、周波数応答性評価は、各周波数について、文字印刷及びべた印刷の両方に掠れ及び白抜けが全くないときは◎で示し、べた印刷だけに僅かな掠れがあるときは○印で示し、べた印刷だけに印刷領域全体の３分の１以上の範囲で掠れ及び白抜けが確認されたときは△印で示し、文字印刷及びべた印刷の両方に掠れ及び白抜けがあるときは×印で示している。なお、ヘッドチップにおいては、周波数が５ｋＨｚのパルス電流で発熱抵抗体を駆動させたときは各ノズルよりインク液滴を１秒間に５０００回程度吐出し、周波数が８ｋＨｚのパルス電流で発熱抵抗体を駆動させたときは各ノズルよりインク液滴を１秒間に８０００回程度吐出する。
【０１５８】
表２に示す評価結果から、気泡力が５０ｍｍ以下にされた実施例１〜実施例４では、気泡力が５０ｍｍより大きい比較例１〜比較例３に比べ、周波数応答性に優れていることがわかる。
【０１５９】
実施例１〜実施例４では、化２に示すノニオン性界面活性剤が含有されて気泡力が０ｍ以上、５０ｍ以下の範囲、且つ泡の安定度が０ｍｍ以上、５０ｍｍ以下の範囲にされ、泡立ちにくくされていることから、インク液滴をノズルより高速吐出してもヘッドチップ内に収容されたインク中に微小な気泡が生じることがなく、優れた吐出安定性でノズルより高速吐出される。したがって、実施例１〜実施例４では、滲みや掠れのない高画質な文字印刷を行うことができる。
【０１６０】
これらに対し、比較例１〜比較例３では、気泡力が５０ｍｍより大きくされて泡立ちやすくなっていることから、ヘッドチップにインクが供給されるときにインク中に微小な気泡が生じ、気泡によって不吐出等が起こる等、吐出安定性が劣化する。そして、各比較例では、高速吐出するときに、すなわち短い吐出間隔でインク液滴を吐出するときに、吐出機会毎に適切にインク液滴を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。
【０１６１】
以上のことから、インクを調製する際に、ＪＩＳ−Ｋ３３６２に倣った方法で得られる気泡力を０ｍ以上、５０ｍ以下の範囲にし、且つ泡の安定度を０ｍｍ以上、５０ｍｍ以下の範囲にすることは、周波数応答性に優れたインクを調製する上で大変重要であることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【０１６２】
【図１】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】同インクジェットプリンタ装置に備わるインクジェットプリンタヘッドカートリッジを示す斜視図である。
【図３】同インクジェットプリンタヘッドカートリッジを示す断面図である。
【図４】同インクジェットプリンタヘッドカートリッジにおけるインクカートリッジとカートリッジ本体との関係を示す模式図である。
【図５】同インクジェットプリンタヘッドカートリッジの接続部における弁機構を示しており、同図（Ａ）は弁が閉じた状態を示す断面図であり、同図（Ｂ）は弁が開いた状態を示す断面図である。
【図６】同インクジェットプリンタヘッドカートリッジの吐出面を示す平面図である。
【図７】同インクジェットプリンタヘッドカートリッジのヘッドチップを模式的に示す断面図である。
【図８】同ヘッドチップがインク液滴を吐出する状態を説明しており、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９】同ヘッドチップがインク液滴を吐出する状態を説明しており、インク気泡によってノズルからインク液滴が吐出された状態を示す断面図である。
【図１０】同インクジェットプリンタ装置の一部を透視して模式的に示す側面図である。
【図１１】同インクジェットプリンタ装置の制御回路を模式的に示すブロック図である。
【図１２】同インクジェットプリンタ装置の印刷動作を説明するフローチャートである。
【図１３】同インクジェットプリンタ装置において、ヘッドキャップ開閉機構が開いている状態を一部透視して模式的に示す側面図である。
【符号の説明】
【０１６３】
１  インクジェットプリンタ装置、２  インク、３  インクジェットプリンタヘッドカートリッジ、４  プリンタ本体、５  インクカートリッジ、２１  カートリッジ本体、２７  インク吐出ヘッド、２７ａ  吐出面、５３  ヘッドチップ、５４  回路基板、５５  ノズルシート、５５ａ  ノズル、５６  フィルム、５７  インク液室、５８  発熱抵抗体、６４  給排紙機構、７１  制御回路、７２  プリンタ駆動部、７３  吐出制御部、７６  ＲＯＭ、７７  ＲＡＭ、７８  制御部
【図１】
2005200552.tif 000012
【図２】
2005200552.tif 000013
【図３】
2005200552.tif 000014
【図４】
2005200552.tif 000015
【図５】
2005200552.tif 000016
【図６】
2005200552.tif 000017
【図７】
2005200552.tif 000018
【図８】
2005200552.tif 000019
【図９】
2005200552.tif 000020
【図１０】
2005200552.tif 000021
【図１１】
2005200552.tif 000022
【図１２】
2005200552.tif 000023
【図１３】
2005200552.tif 000024