(57)【要約】【課題】吐出安定性に良好にし、画像や文字の品位を向上させる。【解決手段】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、色素と、色素を溶解又は分散させる溶媒と、下記に示す化学式１で示される環状脂肪族化合物の少なくとも１種類以上を含有させる。  【化１】2007161959.tif 000030  ここで、ＲａおよびＲｂは、炭素数１〜３のアルキル基を示し、且つ２≦Ｒａ＋Ｒｂ≦４を満足する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項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おいて、
色素と、
上記色素を溶解又は分散させる溶媒と、
下記に示す化学式１で示される環状脂肪族化合物のうち少なくとも１種類以上の環状脂肪族化合物とを含むことを特徴とする記録液。
【化１】
2007161959.tif 000010
ここで、化学式１におけるＲａ及びＲｂは、炭素数１〜３のアルキル基を示し、且つ２≦Ｒａ＋Ｒｂ≦４を満足する。
【請求項２】
上記環状脂肪族化合物は、下記に示す化学式２〜化学式４で示される環状脂肪族化合物のうち少なくとも１種類以上であることを特徴とする請求項１記載の記録液。
【化２】
2007161959.tif 000011
【化３】
2007161959.tif 000012
【化４】
2007161959.tif 000013
【請求項３】
上記界面活性剤は、下記に示す化学式５で示される分岐アルキルジオールのエチレンオキサイド付加物であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の記録液。
【化５】
2007161959.tif 000014
ここで、化学式５におけるｍ及びｎは、各々０〜１０の整数であり、且つ１≦ｍ＋ｎ≦１０を満足する。
【請求項４】
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が収容された液体カートリッジにおいて、
上記記録液には、色素と、上記色素を溶解又は分散させる溶媒と、下記に示す化学式１で示される環状脂肪族化合物のうち少なくとも１種類以上の環状脂肪族化合物とが含まれていることを特徴とする液体カートリッジ。
【化６】
2007161959.tif 000015
ここで、化学式１におけるＲａ及びＲｂは、炭素数１〜３のアルキル基を示し、且つ２≦Ｒａ＋Ｒｂ≦４を満足する。
【請求項５】
上記環状脂肪族化合物は、下記に示す化学式２〜化学式４で示される環状脂肪族化合物のうち少なくとも１種類以上であることを特徴とする請求項４記載の液体カートリッジ。
【化７】
2007161959.tif 000016
【化８】
2007161959.tif 000017
【化９】
2007161959.tif 000018
【請求項６】
上記界面活性剤は、下記に示す化学式５で示される分岐アルキルジオールのエチレンオキサイド付加物であることを特徴とする請求項４又は請求項５記載の液体カートリッジ。
【化１０】
2007161959.tif 000019
ここで、化学式５におけるｍ及びｎは、各々０〜１０の整数であり、且つ１≦ｍ＋ｎ≦１０を満足する。
【請求項７】
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を吐出させる液体吐出装置において、
装置本体と、
上記記録液が収容された液体カートリッジと、
該液体カートリッジと接続され、上記記録液を押圧する圧力発生素子と上記記録液を吐出させる吐出口とを備える液室に上記液体カートリッジに収容された上記記録液を供給する供給路を有する液体吐出ヘッドとを備え、
上記記録液には、色素と、上記色素を溶解又は分散させる溶媒と、下記に示す化学式１で示される環状脂肪族化合物のうち少なくとも１種類以上の環状脂肪族化合物とが含有されていることを特徴とする液体吐出装置。
【化１１】
2007161959.tif 000020
ここで、化学式１におけるＲａ及びＲｂは、炭素数１〜３のアルキル基を示し、且つ２≦Ｒａ＋Ｒｂ≦４を満足する。
【請求項８】
上記環状脂肪族化合物は、下記に示す化学式２〜化学式４で示される環状脂肪族化合物のうち少なくとも１種類以上であることを特徴とする請求項７記載の液体吐出装置。
【化１２】
2007161959.tif 000021
【化１３】
2007161959.tif 000022
【化１４】
2007161959.tif 000023
【請求項９】
上記界面活性剤は、下記に示す化学式５で示される分岐アルキルジオールのエチレンオキサイド付加物であることを特徴とする請求項７又は請求項８記載の液体吐出装置。
【化１５】
2007161959.tif 000024
ここで、化学式５におけるｍ及びｎは、各々０〜１０の整数であり、且つ１≦ｍ＋ｎ≦１０を満足する。
【請求項１０】
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を吐出する液体吐出装置による液体吐出方法において、
上記液体吐出装置は、装置本体と、上記記録液が収容された液体カートリッジと、該液体カートリッジと接続され、上記記録液を押圧する圧力発生素子と上記記録液を吐出させる吐出口とを備える液室に上記液体カートリッジに収容された上記記録液を供給する供給路を有する液体吐出ヘッドとを備え、
上記記録液には、色素と、上記色素を溶解又は分散させる溶媒と、下記に示す化学式１で示される環状脂肪族化合物のうち少なくとも１種類以上の環状脂肪族化合物とが含有され、
上記液体カートリッジから上記供給路を介して上記液室に供給された上記記録液を上記圧力発生素子を駆動して上記吐出口から液滴の状態にして吐出することを特徴とする液体吐出方法。
【化１６】
2007161959.tif 000025
ここで、化学式１におけるＲａ及びＲｂは、炭素数１〜３のアルキル基を示し、且つ２≦Ｒａ＋Ｒｂ≦４を満足する。
【請求項１１】
上記環状脂肪族化合物は、下記に示す化学式２〜４で示される環状脂肪族化合物のうち少なくとも１種類以上であることを特徴とする請求項１０記載の液体吐出方法。
【化１７】
2007161959.tif 000026
【化１８】
2007161959.tif 000027
【化１９】
2007161959.tif 000028
【請求項１２】
上記界面活性剤は、下記に示す化学式５で示される分岐アルキルジオールのエチレンオキサイド付加物であることを特徴とする請求項１０又は請求項１１記載の液体吐出方法。
【化２０】
2007161959.tif 000029
ここで、化学式５におけるｍ及びｎは、各々０〜１０の整数であり、且つ１≦ｍ＋ｎ≦１０を満足する。
【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に液滴の状態で対象物に付着される記録液、この記録液が収容される液体カートリッジ、この液体カートリッジに収容されたインクを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。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット方式のプリンタ装置は、記録液のインクが収容されたインクカートリッジから対象物となる記録紙に対してインクを吐出するインク吐出ヘッドにインクが供給され、インク吐出ヘッドから記録紙に対してインクを液滴に状態にしてノズルから吐出し、記録紙にインクを着弾させることで画像や文字を印刷する。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】
インクジェット記録方式としては、例えばディフレクション方式、キャビティ方式、サーモジェット方式、バブルジェット（登録商標）方式、サーマルインクジェット方式、スリットジェット方式、スパークジェット方式等がある。
【０００４】
このようなインクジェット記録方式に用いるインクとしては、ノズルで目詰まりを起こさないものであることが求められている。ノズルの目詰まりは、例えばインク中に生ずる微小な泡等が一つの要因になっている。
【０００５】
インクは、空気等の気体が所定量溶解するが、温度上昇に伴い気体の溶解度が低下すると、インク中の溶解しきれない気体が分離し、それがインク中で微小な泡となる。具体的に、プリンタ装置では、インクをインク吐出ヘッドに供給するインクカートリッジやインク吐出ヘッド内に存在するインクの温度が上昇すると、液中に溶存していた気体が放出され、インク中に微小な泡が発生する。
【０００６】
インク吐出ヘッドでは、このような微少な泡が存在すると、泡がノズル内に入り込み、入り込んだ泡によってインクを吐出することができなかったり、インクの吐出方向がずれてしまうといった吐出不良が生じ、印刷された画像にカスレや白抜けが生じ、画像や文字の品質を低下させる虞がある。
【０００７】
特に、サーマル方式及びバブルジェット方式のインクジェット記録方式は、インクに熱エネルギーを作用させてインクを微小な液滴にしてノズルより吐出させる記録方式である。具体的には、インクを熱エネルギー源のヒータで急熱し、インクの膜沸騰で生成する気泡の圧力でインクを液滴の状態にしてノズルから吐出する。このため、サーマル方式及びバブルジェット方式では、ヒータ近傍に熱が蓄積され、インク流路内にあるインクの温度が非常に上昇し易く、インク中の溶解しきれない気体が分離し、微小な泡が発生しやすくなる。これにより、サーマル方式及びバブルジェット方式では、インクの不吐出や吐出方向が曲がったりといった吐出不良が著しく生じる虞がある。
【０００８】
このような問題を改善するために、例えば下記の特許文献１及び特許文献２には、水性顔料インクに低級アルコールのプロピレンオキサイド付加重合体を配合することが提案されている。しかしながら、これらの提案では、インク中に微少な泡が発生することを十分に抑制することは困難であり、更なる改良が求められている。
【０００９】
また、下記の特許文献３には、例えばインク中に高級第２アルコールアルコキシレートのエチレンオキサイド付加物を含有させることが提案されている。このインクは、高周波数駆動時の吐出安定性、記録紙への浸透性および乾燥性に優れているとされている。しかしながら、このインクでは、高級第２アルコールアルコキシレートにエチレンオキサイドのみを付加させた化合物を含有させても、微小な泡によるノズルの目詰まりを改良することは困難である。具体的には、インク中にエチレンオキサイドだけを７モル以上付加させたような化合物を含有した場合、泡立ちが激しく、ノズルの目詰まりも著しくなる。
【００１０】
したがって、インクジェット記録方式に用いるインクには、泡立ちを抑え、ノズルの目詰まりを起こさないといった要求の他に、コピー用紙やレポート用紙などの普通紙、いわゆる上質紙に対して印刷を行った場合、光学濃度の低下、境界滲み、混色ベタ斑等の画像や文字の品質低下が発生しないようにするということも要求される。
【００１１】
このような要求に対しては、例えば下記の特許文献４に、水不溶性色素をスルホン酸（塩）基を有する高分子及び／又はリン酸（塩）基を有する高分子で処理したものを色素として使用し、更にインクにカルボン酸（塩）基を有する高分子を添加することが提案されている。
【００１２】
また、下記の特許文献５には、インクにＤ−マンヌロン酸とＬ−グルロン酸の比が０．５〜１．２の範囲にあるアルギン酸を配合することが提案されている。
【００１３】
更に、特許文献６には、インクにフッ素系またはシリコン系から選ばれる少なくとも１種以上の界面活性剤とアルギン酸塩とを配合することが提案されている。
【００１４】
しかしながら、特許文献４〜特許文献６に記載されているインクであっても、ノズルの目詰まり及び画像や文字の品質低下を防止する満足な結果を得ることは困難であり、更なる改良が求められている。
【００１５】
また、インク中に発生する微少な泡による問題は、記録紙に対して高速印刷を行うことが可能なプリンタ装置、すなわち記録紙の幅と略同じ範囲をインクの吐出範囲としたライン型のプリンタ装置において、より顕著に発生する（例えば、特許文献７を参照。）。
【００１６】
即ち、ライン型のプリンタ装置は、記録紙の幅と略同じ長さに亘ってノズルが並設され、各ノズルに対向してインクを押圧する圧力発生素子も記録紙の幅と略同じ長さに亘って複数設けられている。
【００１７】
一方、シリアル型のプリンタ装置は、インク吐出ヘッドを記録紙の幅方向に移動させて一列分の印刷を行うため、圧力発生素子の数はライン型のプリンタ装置に設けられた圧力発生素子の数よりも少ない。
【００１８】
このため、ライン型のプリンタ装置では、シリアル型のプリンタ装置よりも、印刷を行う際に、一度に多くの圧力発生素子が加熱されるため、インクの温度が上昇しやすくなっている。これにより、ライン型のプリンタ装置では、微小な泡が発生しやすく、発生した微小な泡による不具合が顕著に発生する。
【００１９】
また、ライン型のプリンタ装置では、記録紙の幅と略同じ範囲に設けられたすべてノズルにインクを供給するため、インクカートリッジから各ノズルにインクを供給するインク流路も記録紙の幅と略同じ長さで形成されている。このため、ライン型のプリンタ装置では、インクカートリッジから各ノズルまでの距離が長く、複雑な構造となっており、発生した微小な泡が取り除かれにくく、微小な泡による不具合が顕著に発生する。
【００２０】
また、ライン型のプリンタ装置においては、ノズルが複数並設されたノズルライン毎のインクの吐出間隔が極めて短いため、記録紙への浸透性に優れたインクを用いる必要がある。ライン型のプリンタ装置では、記録紙への浸透性に優れたインクを普通紙等に用いた場合、インクが普通紙の深さ方向、すなわち厚み方向に染込み過ぎることから光学濃度が低下する虞がある。
【００２１】
また、ライン型のプリンタ装置では、例えば異なる色のインクを吐出して記録紙に印刷する、いわゆるカラー印刷を行う場合、記録紙に着弾したインクが十分に紙の内部へ浸透しないうちに次色の液滴が次々と着弾されることから各色間に境界滲みや混色ベタ斑が発生する虞がある。
【００２２】
【特許文献１】特開２００１−２９６４号公報
【特許文献２】特開平１０−４６０７５号公報
【特許文献３】特開平７−７０４９１号公報
【特許文献４】特開２０００−１５４３４２号公報
【特許文献５】特開平８−２９０６５６号公報
【特許文献６】特開平８−１９３１７７号公報
【特許文献７】特開２００２−３６５２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
本発明は、泡立ちを抑え、吐出安定性に優れ、境界滲みや混色ベタ斑が無く、光学濃度が高い高品位な画像や文字の印刷が可能な記録液、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品位な画像や文字の印刷を行うことができる液体吐出装置及び液体吐出方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
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当該対象物に付着され、色素と、色素を溶解又は分散させる溶媒と、下記に示す化学式１で示される環状脂肪族化合物の少なくとも１種類以上の環状脂肪族化合物とを含むことを特徴とする。
【００２５】
【化１】
2007161959.tif 000002
【００２６】
ここで、ＲａおよびＲｂは、炭素数１〜３のアルキル基を示し、且つ２≦Ｒａ＋Ｒｂ≦４を満足する。
【００２７】
また、記録液には、更に下記に示す化学式５で示される分岐アルキルジオールのエチレンオキサイド付加物が含有されていることを特徴とする。
【００２８】
【化２】
2007161959.tif 000003
【００２９】
また、本発明に係る液体カートリッジは、上記記録液を収容したものである。
【００３０】
また、本発明に係る液体吐出装置は、装置本体と、記録液が収容された液体カートリッジと、記録液を押圧する圧力発生素子と記録液を吐出させる吐出口とを備える液室と、液体カートリッジと接続され、液室に液体カートリッジに収容された記録液を供給する供給路とを有する液体吐出ヘッドとを備えるものである。
【００３１】
また、本発明に係る液体吐出方法は、上記液体吐出装置より上記記録液を吐出する方法である。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、記録液中に化学式１で示される環状脂肪族化合物を含有させることにより、記録液の濡れ性が向上し、記録液中に泡が発生することが抑えられ、泡による吐出口の目詰まりが防止される。これにより、本発明は、吐出口から記録液を吐出する際に不吐出が生じたり、吐出方向が曲がったりといった吐出不良を防止することができる。
【００３３】
また、本発明によれば、記録液中に化学式１で示される環状脂肪族化合物を含有させることにより、対象物に対する濡れ性が向上し、記録液を拡散させるため、カスレや白抜けがなく、光学濃度が高く、境界滲みや混色ベタ斑が改善された、高品位な画像や文字を記録することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明が適用されたインク、インクカートリッジ、インクジェットプリンタ装置及びこのインクジェットプリンタ装置によるインクの吐出方法について、図面を参照して説明する。
【００３５】
本発明が適用されたインクは、例えば図１に示すインクジェットプリンタ装置１（以下、プリンタ装置１と記す。）に用いられる。このプリンタ装置１は、インクを吐出するノズルが記録紙Ｐの幅方向に亘って設けられたライン型のプリンタ装置である。このプリンタ装置１は、記録紙Ｐの幅方向に亘ってノズルが設けられ、各ノズルに対向してインクを加熱する圧力発生素子が設けられているため、圧力発生素子の数が多くなっている。本発明を適用したインクは、複数の圧力発生素子の加熱によるインクの温度上昇や弁機構の上下動による泡立ちを抑えることができ、吐出安定性を向上させることができる。また、プリンタ装置１では、記録紙の幅方向に亘って複数のノズルが並設されたノズルライン毎の吐出間隔が短いため、次色のインクが次々に吐出される。本発明を適用したインクは、次色のインクが次々に吐出されても、記録紙への浸透性に優れ、色間の境界にじみや混色ベタ班がなく、高い光学濃度を有する画像や文字を形成することができる。
【００３６】
なお、以下の説明では、先ず、本発明を適用したインクについて説明し、次いで、このインクが用いられる図１に示すプリンタ装置について説明する。
【００３７】
インクは、色素と、この色素を溶解又は分散させる溶媒と、特定の環状脂肪族化合物とが含有されている。
【００３８】
色素としては、従来公知の染料、顔料、着色ポリマー微粒子等を単独で、又は混合して用いることができるが、特に水溶性染料を用いることが好ましい。水溶性染料としては、酸性染料、直接染料、塩基性染料、反応性染料、食用染料のいずれを用いてもよいが、水への溶解度、発色性や堅牢性などの観点から適宜選択することが好ましい。
【００３９】
具体的に、イエロー系の水溶性染料としては、例えばＣ．Ｉ．アシッドイエロー１７、同２３、同４２、同４４、同７９、同１４２、Ｃ．Ｉ．フードイエロー３、同４、Ｃ．Ｉ．ダイレクトイエロー１、同１２、同２４、同２６、同３３、同４４、同５０、同８６ 、同１２０、同１３２、同１４２、同１４４、Ｃ．Ｉ．ダイレクトオレンジ２６、同２９、同６２、同１０２、Ｃ．Ｉ．ベーシックイエロー１、同２、同１１、同１３、同１４、同１５、同１９、同２１、同２３、同２４、同２５、同２８、同２９、同３２、同３６、同４０、同４１、同４５、同４９、同５１、同５３、同６３、同６４、同６５、同６７、同７０、同７３、同７７、同８７、同９１、Ｃ．Ｉ．リアクティブイエロー１、同５、同１１、同１３、同１４、同２０、同２１、同２２、同２５、同４０、同４７、同５１、同５５、同６５、同６７等を用いることができる。
【００４０】
マゼンダ系の水溶性染料としては、例えばＣ．Ｉ．アシッドレッド１、同８、同１３、同１４、同１８、同２６、同２７、同３５、同３７、同４２、同５２、同８２、同８７、同８９、同９２、同９７、同１０６、同１１１、同１１４、同１１５、同１３４、同１８６、同２４９、同２５４、同２８９、Ｃ．Ｉ．フードレッド７、同９、同１４、Ｃ．Ｉ．ダイレクトレッド１、同４、同９、同１３、同１７、同２０、同２８、同３１、同３９、同８０、同８１、同８３、同８９、同２２５、同２２７、Ｃ．Ｉ．ベーシックレッド２、同１２、同１３、同１４、同１５、同１８、同２２、同２３、同２４、同２７、同２９、同３５、同３６、同３８、同３９、同４６、同４９、同５１、同５２、同５４、同５９、同６８、同６９、同７０、同７３、同７８、同８２、同１０２、同１０４、同１０９、同１１２、Ｃ．Ｉ．リアクティブレッド１、同１４、同１７、同２５、同２６、同３２、同３７、同４４、同４６、同５５、同６０、同６６、同７４、同７９、同９６、同９７等を用いることができる。
【００４１】
シアン系の水溶性染料としては、例えばＣ．Ｉ．アシッドブルー９、同２９、同４５、同９２、同２４９、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー１、同２、同６、同１５、同２２、同２５、同７１、同７６、同７９、同８６、同８７、同９０、同９８、同１６３、同１６５、同１９９、同２０２、Ｃ．Ｉ．ベーシックブルー１、同３、同５、同７、同９、同２１、同２２、同２６、同３５、同４１、同４５、同４７、同５４、同６２、同６５、同６６、同６７、同６９、同７５、同７７、同７８、同８９、同９２、同９３、同１０５、同１１７、同１２０、同１２２、同１２４、同１２９、同１３７、同１４１、同１４７、同１５５、Ｃ．Ｉ．リアクティブブルー１、同２、同７、同１４、同１５、同２３、同３２、同３５、同３８、同４１、同６３、同８０、同９５等を用いることができる。
【００４２】
ブラック系の水溶性染料としては、例えばＣ．Ｉ．アシッドブラック１、同２、同７、同２４、同２６、同９４、Ｃ．Ｉ．フードブラック１、同２、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック１９、同２２、同３２、同３８、同５１、同５６、同７１、同７４、同７５、同７７、同１５４、同１６８、同１７１、Ｃ．Ｉ．ベーシックブラック２、同８、Ｃ．Ｉ．リアクティブブラック３、同４、同７、同１１、同１２、同１７等を用いることができる。
【００４３】
色素の含有量は、インク全質量に対して１質量％〜１０質量％の範囲であり、より好ましくは３質量％〜５質量％の範囲である。この色素の含有量は、インクの粘度、乾燥性、吐出安定性、発色性や印画物の保存安定性などを考慮して決定する。
【００４４】
溶媒としては、主に水を使用するが、インクに所望の物性を与え、色素の水への溶解性や分散性を改善し、且つインクの乾燥を防止する等の目的で従来公知の有機溶媒を用いることができる。
【００４５】
具体的に、有機溶剤としては、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、ポリエチレングリコール等の多価アルコール類や、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル等の多価アルコールアルキルエーテル類や、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテル等の多価アルコールアリルエーテル類や、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−ヒドロキシエチル−ピロリドン、１，３−ジメチルイミダゾイリジノン、ε−カプロラクタム、γ−ブチロラクトン等の含窒素複素環化合物や、ホルムアミド、Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等のアミド類や、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン等のアミン類や、ジメチルスルホキシド、スルホラン等の含硫黄化合物類等を挙げることができる。
【００４６】
有機溶剤の含有量は、インク全質量に対して５質量％〜５０質量％の範囲であり、より好ましくは１０質量％〜３５質量％の範囲である。有機溶剤の含有量は、インクの粘度、乾燥性や吐出安定性などを考慮して決定される。
【００４７】
インクに含有される特定の環状脂肪族化合物としては、インクの泡立ちを抑えることができる下記の化学式１に示すものである。
【００４８】
【化３】
2007161959.tif 000004
【００４９】
ここで、ＲａおよびＲｂは、炭素数１〜３のアルキル基を示し、且つ２≦Ｒａ＋Ｒｂ≦４を満足する。
【００５０】
具体的に、環状脂肪族化合物としては、例えば、４−メチル−２−（１−ヒドロキシメチル）シクロヘキサノール、５−メチル−２−（１−ヒドロキシメチル）シクロヘキサノール、３−メチル−２−（１−ヒドロキシメチル）シクロヘキサノール、６−メチル−２−（１−ヒドロキシメチル）シクロヘキサノール、４−エチル−２−（１−ヒドロキシメチル）シクロヘキサノール、５−エチル−２−（１−ヒドロキシメチル）シクロヘキサノール、３−エチル−２−（１−ヒドロキシメチル）シクロヘキサノール、６−エチル−２−（１−ヒドロキシメチル）シクロヘキサノール、４−プロピル−２−（１−ヒドロキシメチル）シクロヘキサノール、５−プロピル−２−（１−ヒドロキシメチル）シクロヘキサノール、３−プロピル−２−（１−ヒドロキシメチル）シクロヘキサノール、６−プロピル−２−（１−ヒドロキシメチル）シクロヘキサノール、４−メチル−２−（１−ヒドロキシエチル）シクロヘキサノール、５−メチル−２−（１−ヒドロキシエチル）シクロヘキサノール、３−メチル−２−（１−ヒドロキシエチル）シクロヘキサノール、６−メチル−２−（１−ヒドロキシエチル）シクロヘキサノール、４−エチル−２−（１−ヒドロキシエチル）シクロヘキサノール、５−エチル−２−（１−ヒドロキシエチル）シクロヘキサノール、３−エチル−２−（１−ヒドロキシエチル）シクロヘキサノール、６−エチル−２−（１−ヒドロキシエチル）シクロヘキサノール、４−メチル−２−（１−ヒドロキシプロピル）シクロヘキサノール、５−メチル−２−（１−ヒドロキシプロピル）シクロヘキサノール、３−メチル−２−（１−ヒドロキシプロピル）シクロヘキサノール、６−メチル−２−（１−ヒドロキシプロピル）シクロヘキサノールを用いることができる。
【００５１】
インクでは、上記の各種環状脂肪族化合物の中でも、特に下記の化学式２〜化学式４は、水溶解性と表面張力低下能に優れ、インク調整が容易で微小な泡の発生を一層抑えることができるため好ましい。
【００５２】
【化４】
2007161959.tif 000005
【００５３】
【化５】
2007161959.tif 000006
【００５４】
【化６】
2007161959.tif 000007
【００５５】
環状脂肪族化合物は、インクの泡立ちを抑えることができる。これにより、インクでは、後述するプリンタ装置１に装着されるインク吐出ヘッド２３の圧力発生素子によりインクの温度上昇しても、溶解しきれない気体が泡となって発生することを防止できる。また、環状脂肪族化合物は、後述するインク吐出ヘッド２３の弁機構３４の上下動の動作によって、微小な気泡が発生することも防止できる。特に、化学式２〜化学式４に示す環状脂肪族化合物は、他の環状脂肪族化合物よりも微小な泡の発生をより抑えることができる。
【００５６】
また、環状脂肪族化合物は、後述するインク吐出ヘッド２３内の表面に対するインクの濡れ性を良好にする。インクでは、インク吐出ヘッド２３に対する濡れ性に優れているため、仮に微小な泡が発生しても、この微小な泡がインク吐出ヘッド２３内の表面に留まることがなく、ノズル６２ａ近傍で微小な泡が発生した場合もノズル６２ａ近傍やノズル６２ａ内で泡が留まることを防止できる。特に、化学式２〜化学式４に示す環状脂肪族化合物は、表面張力低下能に優れ、ノズル６２ａ近傍やノズル６２ａ内で泡が留まることをより防止できる。
【００５７】
これらのことから、インクは、化学式１に示す環状脂肪族化合物を含むことで、微小な泡による不吐出や吐出不良等といった不具合が生じることなく、吐出安定性が良好となり、画像や文字にカスレや白抜きが生じることを防止できる。
【００５８】
また、環状脂肪族化合物は、普通紙に通常用いられるサイズ剤、例えば、スチレン／各種アクリル共重合体、オレフィン系樹脂などの表面サイズ剤やアルキルケテンダイマー系（ＡＫＤ）、アルケニル無水コハク酸系（ＡＳＡ）等の内添サイズ剤に対するインクの濡れ性も向上させるため、インクジェットプリンタ装置専用のインクジェット記録専用用紙の他にコピー用紙等の普通紙であっても、画像や文字の光学濃度が高く、境界滲みや混色ベタ斑の発生を防止できる。したがって、インクは、環状脂肪族化合物が含有されていることによって、カスレや白抜き等がなく、且つ光学濃度が高く、境界にじみや混色ベタ班のない高品位な画像や文字を形成することができる。
【００５９】
このような環状脂肪族化合物の含有量は、インク全質量に対して０．１質量％〜５質量％の範囲であり、より好ましくは０．２質量％〜３質量％の範囲である。環状脂肪族化合物の含有量が０．１質量％よりも少ない場合、インク中の泡の発生を抑えることができず、微小な泡により不吐出や吐出不良になり、カスレや白抜きが発生し、画像や文字の品位が低下してしまう。一方、環状脂肪族化合物の含有量が５質量％よりも多い場合、インクの粘性が上がり、吐出安定性が低下してしまう。したがって、環状脂肪族化合物の含有量は、インク全質量に対して０．１質量％〜５質量％の範囲とすることで、インクの吐出安定性が良好となり、カスレや白抜き等のない高品位な画像を形成することができる。なお、環状脂肪族化合物の含有量は、インクの粘度、乾燥性、吐出安定性、発色性や印刷物の保存安定性等を考慮して決定する。
【００６０】
また、インクには、上述した環状脂肪族化合物の他に、記録紙Ｐの各種サイズ剤に対する濡れ性を向上させるため、界面活性剤として下記の化学式５に示す分岐アルキルジオールのエチレンオキサイド付加物を含有させてもよい。
【００６１】
【化７】
2007161959.tif 000008
【００６２】
ここで、化学式５におけるｍ及びｎは、各々０〜１０の整数であり、且つ１≦ｍ＋ｎ≦１０を満足する。ｍ＋ｎが１未満であると実質水に溶解せず使用困難であり、１０を超えるようになると親水性が高すぎて、界面活性能力に劣るため記録紙Ｐ中の表面サイズ剤や内添サイズ剤等の各種サイズ剤に対する濡れ性が低下してしまう。
【００６３】
この分岐アルキルジオールのエチレンオキサイド付加物は、記録紙Ｐに対するインクの濡れ性を向上させることができる。インクは、分岐アルキルジオールのエチレンオキサイド付加物が含有されることによって、上述した環状脂肪族化合物の効果と相まって、記録紙Ｐの表面サイズ剤や内添サイズ剤等の各種サイズ剤に対する濡れ性がより高くなるため、インクジェット用専用紙の他に普通紙に対しても、境界滲みや混色ベタ斑の発生がさらに防止され、より高品位な画像や文字を印刷することができる。
【００６４】
また、インクでは、化学式２〜化学式４に示す環状脂肪族化合物と共に化学式５に示す分岐アルキルジオールのエチレンオキサイド付加物が含有させることによって、記録紙Ｐの表面サイズ剤や内添サイズ剤等の各種サイズ剤に対する濡れ性が一層高くなり、境界滲みや混色ベタ斑の発生がさらに防止され、より高品位な画像や文字を印刷することができる。
【００６５】
インクには、界面活性剤として化学式５に示す分岐アルキルジオールのエチレンオキサイド付加物の他に以下のような界面活性剤を含有させてもよい。他の界面活性剤としては、例えば多環フェノールエトキシレート等の特殊フェノール型非イオン界面活性剤や、グリセライトのエチレンオキサイド付加物、ポリエチレングリコールオレート、ポリオキシアルキレンタロエート、ソルビタンラウリルエステル、ソルビタンオレイルエステル、ポリオキシエチレンソルビタンオレイルエステル等のエステル型非イオン界面活性剤や、ヤシ油脂肪酸ジエタノールアマイド、ポリオキシエチレンヤシ油脂肪酸モノエタノールアマイド等のアマイド型非イオン界面活性剤や、アセチレングリコール及びそのエチレンオキサイド付加物や、アルコールサルフェートナトリウム塩、高級アルコールサルフェートナトリウム塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸エステルアンモニウム塩、アルキルベンゼンスルフォン酸ナトリウム塩等の陰イオン界面活性剤や、モノ長鎖アルキルカチオン、ジ長鎖アルキルカチオン、アルキルアミンオキサイド等の陽イオン界面活性剤や、ラウリルアミドプロピル酢酸ベタイン、ラウリルアミノ酢酸ベタイン等の両性界面活性剤等を挙げることができ、これら従来公知の界面活性剤を単独又は混合したものを用いることができる。
【００６６】
界面活性剤の含有量は、インク全質量に対して０．１質量％〜５質量％の範囲であり、より好ましくは０．２質量％〜１質量％の範囲であり、インクの静的表面張力が３０〜４５ｍＮ／ｍ（２５℃）となるように含有させることが好ましい。
【００６７】
また、インクには、色素、溶媒、環状脂肪族化合物、界面活性剤の他に、例えば、従来公知のｐＨ調整剤、キレート試薬、防腐防剤、防錆剤等を添加させてもよい。
【００６８】
ｐＨ調整剤としては、例えばジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアミン、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属元素の水酸化物、水酸化アンモニウム、第４級アンモニウム水酸化物、第４級ホスホニウム水酸化物、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等のアルカリ金属の炭酸塩等が挙げられ、これらを単独又は混合して用いることができる。
【００６９】
キレート試薬としては、例えばエチレンジアミン四酢酸ナトリウム、ニトリロ三酢酸ナトリウム、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸ナトリウム、ジエチレントリアミン五酢酸ナトリウム、ウラミル二酢酸ナトリウム等が挙げられ、これらを単独又は混合して用いることができる。
【００７０】
防腐剤としては、例えはデヒドロ酢酸ナトリウム、ソルビン酸ナトリウム、２−ピリジンチオール−１−オキサイドナトリウム、安息香酸ナトリウム、ペンタクロロフェノールナトリウム等が挙げられ、これらを単独又は混合して用いることができる。
【００７１】
防錆剤としては、例えば酸性亜硫酸塩、チオ硫酸ナトリウム、チオジグリコール酸アンモン、ジイソプロピルアンモニウムニトライト、四硝酸ペンタエリスリトール、ジシクロヘキシルアンモニウムニトライト等が挙げられ、これらを単独又は混合して用いることができる。
【００７２】
また、インクには、上述した界面活性剤等の他に、例えば特開平９−２２７８１１号公報で提案されているような紫外線吸収剤等を適宜添加するようにしてもよい。
【００７３】
また、上述した構成からなるインクの一般特性としては、粘度０．５〜５ｃＰ（２５℃）、静的表面張力３０〜４５ｍＮ／ｍ（２５℃）、ｐＨ６〜１０（２５℃）である。
【００７４】
インクを調製する場合には、色素と、溶媒と、上述した環状脂肪族化合物と、従来公知の界面活性剤やｐＨ調整剤等とを所定の配合比で混合し、常温又は４０℃〜８０℃程度に加熱し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。
【００７５】
以上のような構成からなるインクでは、化学式１に示す環状脂肪族化合物を含有させることにより、インクの微小な泡の泡立ちが防止され、且つ後述するインク吐出ヘッド２３内に対する濡れ性が良好となるため、泡によるノズル６２ａの目詰まりが防止され、所定の方向に安定して吐出される。
【００７６】
また、インクでは、環状脂肪族化合物のうち、化学式２〜化学式４に示す環状脂肪族化合物を用いることによって、この環状脂肪族化合物が水溶解性及び表面張力低下能に優れているため、微小な泡の発生を一層抑えることができる。
【００７７】
また、インクでは、環状脂肪族化合物を含有されていることにより、記録紙Ｐの表面サイズ剤や内添サイズ剤等の各種サイズ剤に対する濡れ性が高くなるため、光学濃度が高く、境界滲みや混色ベタ斑の発生が防止された高品位な画像や文字を形成することができる。
【００７８】
また、インクでは、化学式１〜化学式４に示す環状脂肪族化合物と共に、化学式５に示す界面活性剤が含有されることによって、記録紙Ｐの各種サイズ剤に対する濡れ性がより一層高くなるため、光学濃度が高く、境界滲みや混色ベタ斑の発生が防止された高品位な画像や文字を形成することができる。
【００７９】
次に、このインクを用いるプリンタ装置１について説明する。プリンタ装置１は、図１に示すように、対象物となる例えば記録紙Ｐに対して上述したインクを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いう。）２と、このヘッドカートリッジ２が装着される装置本体３とを備える。このプリンタ装置１は、記録紙Ｐの幅方向、すなわち図１中矢印Ｗ方向にノズルが略ライン状に１列以上並設した、いわゆるライン型のプリンタ装置である。プリンタ装置１は、ヘッドカートリッジ２が装置本体３に対して着脱可能であり、更に、ヘッドカートリッジ２にはインクを収容した液体カートリッジとなるインクカートリッジ１１が着脱可能となっている。このプリンタ装置１は、イエローのインクカートリッジ１１ｙ、マゼンタのインクカートリッジ１１ｍ、シアンのインクカートリッジ１１ｃ、ブラックのインクカートリッジ１１ｋを備える。なお、このインクカートリッジ１１は、ヘッドカートリッジ２に着脱可能に取り付けられることに限定されず、ヘッドカートリッジ２と一体に形成されていてもよい。
【００８０】
インクカートリッジ１１は、インクを吐出するヘッドカートリッジ２に装着され、ヘッドカートリッジ２に収容されているインクを供給する。インクカートリッジ１１は、記録紙Ｐの幅方向の寸法と略同じ寸法をなす略矩形状に形成されている。インクカートリッジ１１には、図２及び図３に示すように、ヘッドカートリッジ２にインクを供給するためのインク供給部１２を備える。
【００８１】
インク供給部１２は、下側略中央部に設けられている。このインク供給部１２は、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２の接続部２５に嵌合され、ヘッドカートリッジ２にインクが供給可能とする。インク供給部１２は、内部に弁機構を備え、この弁機構でカートリッジ本体２１へのインクの供給を調整している。
【００８２】
このインクカートリッジ１１が装着されるヘッドカートリッジ２は、上記したインクを、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を吐出する。具体的に、ヘッドカートリッジ２は、図２及び図３に示すように、カートリッジ本体２１を有する。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２２と、インクを吐出する液体吐出ヘッドとなるインク吐出ヘッド２３と、このインク吐出ヘッド２３を保護するヘッドキャップ２４とを備える。
【００８３】
装着部２２には、図２に示すように、底面の略中央に、各インクカートリッジ１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｋのインク供給部１２に対応して、各インク供給部１２と接続される接続部２５が設けられている。この接続部２５は、インクカートリッジ１１のインク供給部１２からインクが供給され、カートリッジ本体２１の底面に設けられたインクを吐出するインク吐出ヘッド２３にインクを供給するインク供給路となる。
【００８４】
具体的に、接続部２５は、図４に示すように、インクカートリッジ１１から供給されたインクを溜めるインク溜め部３１と、接続部２５に連結されるインク供給部１２をシールするシール部材３２と、インク中の不純物を除去するフィルタ３３と、インク吐出ヘッド２３側へのインクの供給を調整する弁機構３４とを有している。
【００８５】
インク溜め部３１は、インク供給部１２と接続され、インクカートリッジ１１から供給されたインクを一度溜める空間部である。シール部材３２は、インク溜め部３１とインク供給部１２との間に設けられ、インクカートリッジ１１のインク供給部１２とインク溜め部３１の接続部分からインクが外部に漏れないように、インク供給部１２とインク溜め部３１との接続部分を密閉する。フィルタ３３は、インク溜め部３１から弁機構３４に流れるインク中のごみを取り除くものであり、インク溜め部３１と弁機構３４との間に設けられる。
【００８６】
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と接続されているインク流入路４１と、インク流入路４１からインクが流入するインク室４２と、インク室４２からインクを流出させるインク流出路４３とから構成される。
【００８７】
インク流入路４１は、一端がインク溜め部３１と接続され、他端がインク室４２と接続され、インク溜め部３１からインク室４２にインクを供給する供給路である。インク室４２は、インク流入路４１とインク流出路４３との間に設けられ、インク流入路４１からインク流出路４３へのインクの供給を調整している。インク流出路４３は、一端がインク室４２と接続され、他端がインク吐出ヘッドと２３接続され、インク室４２からインク吐出ヘッド２３にインクを供給する供給路である。
【００８８】
弁機構３４は、インクカートリッジ１１から供給されたインクがインク流入路４１からインク室４２に流入し、インク室４２からインク流出路４３にインクを流出して、インク吐出ヘッド２３にインクを供給する。インクの供給を調整するインク室４２は、上部４２ａがインク流入路４１と接続され、下部４２ｂがインク流出路４３と接続され、中央部４２ｃでインク流入路４１からインク流出路４３に供給するインクを調整している。インク室４２の中央部４２ｃには、上部４２ａとの接続されている開口部４４に弁４５が設けられている。インク室４２では、この弁４５でインク流入路４１からインク流出路４３へのインクの供給を調整している。
【００８９】
インクの供給を調整する弁４５は、図５に示すように、インク室４２の上部４２ａの上面に設けられた負圧調整ネジ４６に取り付けられた付勢部材４７の付勢力と、インク室４２の下部４２ｂに設けられた弁シャフト４８を介したダイアフラム４９の復元力と、インク流出路４３側のインクの負圧とによって、上下に移動する。弁４５は、インク室４２の下部４２ｂ側に位置するとき、開口部４４を閉塞し、インク室４２からインク流出路４３に対するインクの供給を遮断する。一方、弁４５は、付勢部材４７の付勢力に抗してインク室４２の上部４２ａに位置するとき、開口部４４を開口し、インク流出路４３へインクの供給を可能にする。
【００９０】
負圧調整ネジ４６は、付勢部材４７の付勢力を調整するネジである。これにより、負圧調整ネジ４６は、開口部４４を開閉する弁４５を動作させるインクの負圧を調整することができる。
【００９１】
負圧調整ネジ４６で付勢力が調整される付勢部材４７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の上面との間で弁４５と負圧調整ネジ４６とを接続し、インク室４２の下部４２ｂ側への付勢力により弁４５を下部４２ｂ側、即ち開口部４４を閉塞する方向に付勢する。
【００９２】
弁４５に設けられた弁シャフト４８は、一端が弁４５と接続され、他端がインク室４２の下部４２ｂに取り付けられたダイアフラム４９と接続され、ダイアフラム４９の動きに連結して弁４５が運動するように設けたシャフトである。
【００９３】
弁４５を動かすダイアフラム４９は、両端がインク室４２の下部４２ｂに固定され、中央に弁シャフト４８が接続されている。このダイアフラム４９は、薄い弾性板である。このダイアフラム４９は、開口部４４側の面とは反対側の面がインク室４２の下部４２ｂに設けられた通気孔５０と対向し、大気と接している。このため、ダイアフラム４９では、インク吐出ヘッド２３からインクが吐出されて、インク流出路４３内の圧力が下がったときに、通気孔５０から入ってきた大気により押し上げられる。
【００９４】
以上のような構成からなる弁機構３４では、インクを吐出していないとき、図５（Ａ）に示すように、下部４２ｂ側への付勢部材４７の付勢力によって、弁５４が下部４２側に押し下げられ、インク室４２の開口部４４を閉塞する。これにより、インク室４２内では、上部４２ａから下部４２ｂにインクが流れず、インク流入路４１からインク流出路４３へのインクの供給が遮断される。
【００９５】
弁機構３４では、インク吐出ヘッド２３からインクが吐出された際、インク室４２の下部４２ｂのインクの負圧が高まり、図５（Ｂ）に示すように、インクの負圧により通気口５０から入ってきた大気圧によりダイアフラム４９が押し上げられ、弁シャフト４８と共に弁４５が付勢部材４７の付勢力に抗して押し上げられる。これにより、弁４５がインク室４２の上部４２ａ側に移動し、開口部４４が開放され、インクカートリッジ１１からインク流入路４１に供給されたインクがインク流入路４１からインク室４２の開口部４４を介してインク流出路４３に供給される。そして、インク流出路４３がインクで満たされ、インク室４２の下部４２ｂの圧力が戻ると、ダイアフラム４９の復元力により元の形状に戻り、弁シャフト４８と共に弁４５が下部４２ｂ側に引き下げられ、開口部４４を閉塞する。以上のようにして弁機構３４は、インクが吐出される度にインクの負圧が高まると、弁４５が上記の動作を繰り返し、インク流入路４１からインク流出路４３へのインクの供給を調整する。
【００９６】
接続部２５から供給されたインクを吐出するインク吐出ヘッド２３は、図３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２５から供給されるインクを吐出するインク吐出口である後述するノズル６２ａが色毎、記録紙Ｐの幅方向、すなわち図３中矢印Ｗ方向に略ライン状をなすようにされている。
【００９７】
インク吐出ヘッド２３は、電気熱変化式の発熱抵抗体６１ａが設けられた回路基板６１と、ノズル６２ａが形成され、図６に示すように、ニッケルめっき等の金属薄膜で形成されたノズルシート６２と、回路基板６１とノズルシート６２との間に設けられたフィルム６３とによって、接続部２５から供給されたインクを各ノズル６２ａに供給するインク流路６４が形成されている。このインク流路６４は、ノズル６２ａが並設されている方向、即ち図３中矢印Ｗ方向に長く形成されている。これにより、インク吐出ヘッド２３では、インクカートリッジ１１からヘッドカートリッジ２の接続部２５を介してインクがインク流路６４に流れ込み、インク流路６４から各ノズル６２ａにインクが供給されるようになる。
【００９８】
また、インク吐出ヘッド２３には、回路基板６１と、ノズルシート６２と、フィルム６３とによって囲まれ、発熱抵抗体６１ａがインクを加圧するインク液室６５が形成されている。インク吐出ヘッド２３には、記録紙Ｐの幅方向に亘って、発熱抵抗体６１ａが設けられたインク液室６５が１００個〜５０００個程度設けられている。なお、インク吐出ヘッド２３には、一つのインク液室６５に複数の発熱抵抗体６１ａを設けるようにしてもよい。
【００９９】
以上のような構成からなるインク吐出ヘッド２３は、印刷データに基づいて発熱抵抗体６１ａに対して、例えば１〜３マイクロ秒程度の間パルス電流が供給する。これにより、インク吐出ヘッド２３では、発熱抵抗体６１ａが駆動し、急速に加熱される。インク吐出ヘッド２３では、発熱抵抗体６１ａを加熱すると、図６（Ａ）に示すように、発熱抵抗体６１ａと接するインクに気泡ｂが発生する。そして、インク吐出ヘッド２３では、図６（Ｂ）に示すように、気泡ｂが膨張しながらインクを加圧し、押し退けられたインクが液滴の状態となってノズル６２ａより吐出される。また、インク吐出ヘッド２３では、インクの液滴を吐出した後、インク流路６４を通してインクをインク液室６５に供給することによって、再び吐出前の状態へに戻る。インク吐出ヘッド２３では、印刷データに基づいて、上述した動作を繰り返して、記録紙Ｐ上にインクを液滴の状態にして吐出する。
【０１００】
インク吐出ヘッド２３では、複数の発熱抵抗体６１ａが記録紙Ｐの幅方向に亘って設けられているため、その分インクの発熱箇所も多くなって、インクの温度が上昇しやすくなっている。インク吐出ヘッド２３では、インクに上述したように化学式１に示す環状脂肪族化合物が少なくとも１種類以上含有されているため、インクの温度が上昇してもインク液室６５内やノズル６２ａ内で微少な泡が生じることが防止されている。また、インクでは、環状脂肪族化合物のうち、化学式２〜化学式４に示す環状脂肪族化合物を用いることによって、この環状脂肪族化合物が水溶解性及び表面張力低下能に優れているため、微小な泡の発生を一層抑えることができる。また、インク吐出ヘッド２３では、インク中に環状脂肪族化合物が少なくとも１種類以上含有されているため、インク液室６５の内壁やノズル６２ａの内壁に対するインクの濡れ性が高められ、仮に微小な気泡が発生してもインク液室６５内やノズル６２ａ内に微小な気泡が留まることない。インク吐出ヘッド２３では、インク液室６５の内壁やノズル６２ａの内壁に対するインクの濡れ性が高められ、且つインク液室６５内やノズル５２ａ内で微小な泡が生じることが防止されているため、微小な泡によりインクが不吐出となったり、吐出方向が曲がったりといった吐出不良となることが防止され、吐出安定性が良好である。
【０１０１】
カートリッジ本体２１のインク吐出ヘッド２３の吐出面２３ａ側に設けられたヘッドキャップ２４は、図２に示すように、インク吐出ヘッド２３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２３より退避する。ヘッドキャップ２４は、両端に設けられた一対の係合突部２４ａと、インク吐出ヘッド２３の吐出面２３ａに付着した余分なインクを吸い取るクリーニングローラ２４ｂとを備える。ヘッドキャップ２４は、係合突部２４ａがカートリッジ本体２１の吐出面２３ａ側に設けられた一対の係合溝２１ａに係合され、この一対の係合溝２１ａに沿って、図２中矢印Ａ方向に移動し、インク吐出ヘッド２３の吐出面２３ａを開閉する。そして、ヘッドキャップ２４においては、開閉動作時に、クリーニングローラ２４ｂがインク吐出ヘッド２３の吐出面２３ａに当接しながら回転することで、余分なインクを吸い取り、インク吐出ヘッド２３の吐出面２３ａをクリーニングする。このクリーニングローラ２４ｂ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２４は、印刷動作しないときにはインク吐出ヘッド２３内のインクが乾燥しないように吐出面２３ａを閉塞する。
【０１０２】
次に、以上のように構成されたヘッドカートリッジ２が装着される装置本体３について図面を参照して説明する。
【０１０３】
図１に示すように、ヘッドカートリッジ装着部７１にヘッドカートリッジ２が装着される。また、装置本体３には、前面下側に設けられた給紙口７２に印刷される前の記録紙Ｐが積層して収納された給紙トレイ７３が取り付けられ、前面上側に設けられた排紙口７４に印刷後の記録紙Ｐを収納する排紙トイレ７５が取り付けられている。
【０１０４】
装置本体３には、図７に示すように、記録紙Ｐを搬送する給排紙機構７６及びヘッドカートリッジ２３の吐出面２３ａに設けられたヘッドキャップ２４を開閉するキャップ開閉機構７７が設けられている。
【０１０５】
以上のような構成からプリンタ装置１は、外部に設けられた情報処理装置から入力された印刷データに基づき、給排紙機構７６、ヘッドキャップ開閉機構７７、インク吐出ヘッド２３に供給する電流の供給を制御する制御回路に設けられた制御部によって制御される。
【０１０６】
具体的に、プリンタ装置１では、先ず、装置本体３に設けられた操作ボタン３ａの操作により制御部に印刷開始の命令がされると、制御部からの制御信号により給排紙機構７６、ヘッドキャップ開閉機構７７が駆動して、図７に示すように、印刷が可能な状態となる。
【０１０７】
プリンタ装置１は、ヘッドキャップ開閉機構７７により、ヘッドキャップ２４をヘッドカートリッジ２の底面から給紙トレイ７３及び排紙トレイ７５が設けられている前面側に移動する。これにより、プリンタ装置１は、インク吐出ヘッド２３の吐出面２３ａに設けられたノズル６２ａが外部に露出し、インクが吐出できるようになる。
【０１０８】
また、プリンタ装置１は、給排紙機構７６により、給紙トレイ７３から給紙ローラ８１で記録紙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１枚だけ記録紙Ｐを引き出す。そして、プリンタ装置１は、引き出した記録紙Ｐを装置本体３の背面側に設けられた反転ローラ８３に搬送し、反転ローラ８３で装置本体３の前面側に記録紙Ｐを反転させ、インク吐出ヘッド２３の吐出面２３ａと対向する位置に設けた搬送ベルト８４上に記録紙Ｐを搬送する。プリンタ装置１では、搬送ベルト８４に搬送させた記録紙Ｐをプラテン板８５で所定の位置に支持することによって、記録紙Ｐが吐出面２３ａと対向する。
【０１０９】
次に、プリンタ装置１は、インク吐出ヘッド２３に設けられた複数の発熱抵抗体６１ａに印刷データの制御信号に基づいて、駆動電流を供給し、発熱抵抗体６１ａを加熱する。プリンタ装置１は、発熱抵抗体６１ａを加熱することによって、図６に示すように、吐出面２３ａと対向する位置に搬送された記録紙Ｐに対してノズル６２ａより上述したインクを液滴の状態にして吐出し、画像や文字等を印刷する。
【０１１０】
そして、プリンタ装置１は、インクの液滴をノズル６２ａから吐出すると、インクを吐出した量と同量のインクをインクカートリッジ１１から接続部２５の弁機構３４を介してインク吐出ヘッド２３に供給する。
【０１１１】
次に、プリンタ装置１は、画像や文字等の印刷が終わった記録紙Ｐを排紙口７４方向に回転する搬送ベルト８４と、搬送ベルト８４と対向し、吐出面２３ａよりも排紙口７４側に設けられた排紙ローラ８６とによって記録紙Ｐを排紙口７４に送り出し、排紙トレイ４５に印刷後の記録紙Ｐを排紙する。このようにして、プリンタ装置１では、記録紙Ｐに印刷を行う。
【０１１２】
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に収容されるインク中に上述した化学式１に示す環状脂肪族化合物や化学式２〜化学式４に示す環状脂肪族化合物を少なくとも１種類以上含有されているため、インク吐出ヘッド２３内の例えば弁機構３４やインク液室６５、ノズル６２ａ等の内面に対するインクの濡れ性が高められ、且つ弁機構３４やインク流路４３内を移動中、インク液室６５やノズル６２ａ内に微少な泡が生じることを防止できる。これにより、インク吐出ヘッド２３では、泡によりインクが不吐出となったり、吐出方向が曲がったりといった吐出不良が防止されるため、カスレや白抜けがない高品位な画像や文字を印刷することができる。
【０１１３】
また、このプリンタ装置１では、インク中に上述した化学式１に示す環状脂肪族化合物を少なくとも１種類以上含有されているため、インク液滴の記録紙Ｐに対する濡れ性が高くなり、光学濃度が高く、境界滲みや混色ベタ斑がない高品位な画像や文字を印刷することができる。
【０１１４】
また、このプリンタ装置１では、界面活性剤として、特に化学式５に示す分岐アルキルジオールのエチレンオキサイド付加物が含有されている場合、環状脂肪族化合物の効果と相まって、記録紙Ｐの表面サイズ剤や内添サイズ剤等の各種サイズ剤に対する濡れ性がより高くなるため、境界滲みや混色ベタ斑の発生がさらに防止され、化学式５に示す分岐アルキルジオールのエチレンオキサイド付加物が入っていない場合より高品位な画像や文字を印刷することができる。
【０１１５】
なお、プリンタ装置１では、インクを発熱抵抗体６１ａで加熱することでノズル６２ａから吐出させる電気熱変換方式を採用しているが、このような方式に限定されず、例えばピエゾ素子といった圧電素子等の電気機械変換素子等によってインクを電気機械的にノズルより吐出させる電気機械変換方式（特開昭５５−６５５５９号公報、特開昭６２−１６０２４３号公報、特開平２−２７０５６１号公報）を採用したものであってもよい。
【０１１６】
また、プリンタ装置１としては、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、例えばインク吐出ヘッドが記録紙Ｐの幅方向に移動させて印刷するシリアル型の液体吐出装置にも適用可能である。
【０１１７】
また、以上では、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にも適用可能である。
【実施例】
【０１１８】
以下、本発明を適用したインクを実際に調製した実施例および比較例について説明する。
【０１１９】
〈実施例１〉
実施例１では、イエロー系のインクを次のように調製した。イエロー系のインクを調製する際は、色素となるアシッドイエロー１４２を４質量％と、溶媒として水７６．７質量％と、その他の溶媒としてグリセリン１０質量％と、１，３−ブタンジオール５質量％と、２−ピロリドン３質量％と、環状脂肪族化合物として、化学式１に示す４−メチル−２−（１−ヒドロキシメチル）シクロヘキサノール１質量％、界面活性剤として、アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物（日信化学製オルフィンＥ１０１０）０．３質量％とを混合し、ミリポア社製のポアサイズ０．２２μｍのメインブランフィルター（商品名：Ｍｉｌｌｅｘ−０．２２）にて濾過し、イエロー系のインクを調製した。
【０１２０】
また、実施例１では、ブラック系のインクを次のように調製した。ブラック系のインクを調製する際は、色素となるフードブラック２を４質量％と、溶媒として水７６．７質量％と、その他の溶媒としてグリセリン１０質量％と、１，３−ブタンジオール５質量％と、２−ピロリドン３質量％と、環状脂肪族化合物として、４−メチル−２−（１−ヒドロキシメチル）シクロヘキサノール１質量％、界面活性剤として、アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物（日信化学製オルフィンＥ１０１０）０．３質量％とを混合し、イエロー系インクと同様に調製した。
【０１２１】
〈実施例２〉
実施例２では、４−メチル−２−（１−ヒドロキシメチル）シクロヘキサノールの代わりに環状脂肪族化合物として化学式２に示す５−エチル−２−（１−ヒドロキシメチル）シクロヘキサノールを用いた以外は、実施例１と同様にしてイエロー系及びブラック系のインクをそれぞれ調製した。
【０１２２】
〈実施例３〉
実施例３では、４−メチル−２−（１−ヒドロキシメチル）シクロヘキサノールの代わりに環状脂肪族化合物として化学式３に示す５−メチル−２−（１−ヒドロキシエチル）シクロヘキサノールを用いた以外は、実施例１と同様にしてイエロー系及びブラック系のインクをそれぞれ調製した。
【０１２３】
〈実施例４〉
実施例４では、４−メチル−２−（１−ヒドロキシチル）シクロヘキサノールの代わりに環状脂肪族化合物として化学式４に示す５−エチル−２−（１−ヒドロキシエチル）シクロヘキサノールを用いた以外は、実施例１と同様にしてイエロー系及びブラック系のインクをそれぞれ調製した。
【０１２４】
〈実施例５〉
実施例５では、アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物（日信化学製オルフィンＥ１０１０）の代わりに界面活性剤として化学式５に示す２−エチル−２−ｎ−ブチル−１，３プロパンジオールのエチレンオキサイド付加物（エチレンオキサイド付加モル数：平均２モル）を用いた以外は、実施例３と同様にしてイエロー系及びブラック系のインクをそれぞれ調製した。
【０１２５】
〈実施例６〉
実施例６では、アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物（日信化学製オルフィンＥ１０１０）の代わりに界面活性剤として２−エチル−２−ｎ−ブチル−１，３プロパンジオールのエチレンオキサイド付加物（エチレンオキサイド付加モル数：平均２モル）を用いた以外は、実施例４と同様にしてイエロー系及びブラック系のインクをそれぞれ調製した。
【０１２６】
〈比較例１〉
比較例１では、環状脂肪族化合物を含有させず、水を７７．７質量％とした以外は、実施例１と同様にしてイエロー系及びブラック系のインクをそれぞれ調製した。
【０１２７】
〈比較例２〉
比較例２では、４−メチル−２−（１−ヒドロキシメチル）シクロヘキサノールの代わりに１，２−シクロヘキサンジオールを用いた以外は、実施例１と同様にしてイエロー系及びブラック系のインクをそれぞれ調製した。
【０１２８】
次に、実施例１〜４および比較例１〜２のイエロー系及びブラック系のインクについて、吐出安定性、境界滲み、ブラックインクの光学濃度、混色ベタ斑の評価を行った。以下の表１に、評価結果を示す。
【０１２９】
【表１】
2007161959.tif 000009
【０１３０】
なお、吐出安定性は、次のようにして評価した。各実施例及び比較例で作製したブラックインクをインクカートリッジにそれぞれ充填してヘッドカートリッジに装着したライン型のインクジェットプリンタ装置にて各インクを吐出した後に、一旦、インクジェットプリンタ装置からヘッドカートリッジを取り外し、このヘッドカートリッジを温度１０℃、湿度５０％の雰囲気中で５日間、さらに温度４０℃、湿度５０％の雰囲気中に５日間保存し、温度２０℃、湿度５０％の環境下に曝した。そして、再び、ヘッドカートリッジをライン型のインクジェットプリンタ装置に取り付けてコピー用紙（商品名：リコー  マイペーパー）に各色について所定の領域の塗り潰した印刷、いわゆるベタ印刷を行った直後に、ヘッドカートリッジからインクタンクを取り外してインク吐出ヘッド内に微少な泡が発生していないかどうかを目視により観察して評価した。また、印刷した画像も目視によって観察し、評価した。
【０１３１】
吐出安定性の評価では、画像全体に白抜けがなく、且つインク吐出ヘッド内のインクに微少な泡の発生がないものを◎印で示し、画質には問題がないが画像に僅かな白抜けがあり、且つインク吐出ヘッド内のインクに微少な泡が極少量発生したものを○印で示し、画質を劣化させる白抜けがあり、且つインク吐出ヘッド内のインクに微少な泡が極少量発生したものを△印で示し、画質を劣化させる白抜けがあり、且つインク吐出ヘッド内のインクに微少な泡が多量発生したものを×印で示している。
【０１３２】
境界滲みついては、次のようにして評価した。各インクをインクタンクにそれぞれ充填してヘッドカートリッジに装着したライン型のインクジェットプリンタ装置にてコピー用紙（商品名：キヤノン  Ｐｂペーパー）にイエローとブラックとを隣接させた１００％ベタ印刷を行い、印刷した画像における各色の境界部の滲み具合を目視により観察して評価した。
【０１３３】
境界滲みの評価では、境界部に各色のにじみが全くないものを◎印で示し、画質には問題がないが、境界において各色のにじみが少量あるものを○印で示し、境界部に画質を劣化させる各色のにじみがあるものを△印で示し、境界部全体に各色のにじみがあり、画質が著しく劣化しているものを×印で示している。
【０１３４】
光学濃度については、境界滲み評価のために印画したブラックの１００％ベタ印刷部の光学濃度をマクベスＲＤ９１８にて測定して、評価した。
【０１３５】
混色ベタ斑は、次のようにして評価した。各インクをインクタンクにそれぞれ充填してヘッドカートリッジに装着したライン型のインクジェットプリンタ装置にてコピー用紙（商品名：キヤノン  Ｐｂペーパー）に各色を重ね合わせるようにして８０％濃度のベタ印刷を行い、印刷した画像における色濃度の均一性、すなわち色むらの有無を目視により観察して評価した。
【０１３６】
混色ベタ斑の評価では、混色にベタ塗りされた画像に色ムラが全くないものを◎印で示し、画質には問題がないが画像に僅かな色ムラがあるものを○印で示し、画質を劣化させる色ムラがあるものを△印で示し、画像全体に色ムラがあり、画質が著しく劣化しているものを×印で示している。
【０１３７】
表１に示す結果から、実施例１〜実施例６のイエローインク及びブラックインクは、比較例１〜比較例２のイエローインク及びブラックインクよりも吐出安定性、境界にじみ、光学濃度、混色ベタ班のすべての評価が良好であった。比較例１では、インク中に環状脂肪族化合物が含有されていないため、ヘッドカートリッジのインク吐出ヘッドの内面に対するインクの濡れ性が低く、且つインク中で微小な泡が発生しやすくなっている。このため、比較例１では、発生した泡がインク吐出ヘッドの例えばノズルの内面に付着したままとなり、インクの不吐出が生じたり、吐出方向が曲がってしまい、吐出安定性が低下し、白抜けが生じた。また、比較例１では、インク中に環状脂肪族化合物が含有されていないため、紙のサイズ剤に対する濡れ性が低く、光学濃度が低下し、境界にじみや混色ベタ班が生じた。
【０１３８】
また、比較例２では、インク中に化学式１に示す環状脂肪族化合物ではない１，２−シクロヘキサンジオールが含有されており、インクの濡れ性を低くすることができず、微小な泡が発生しやすくなった。これにより、比較例２では、インク中に発生した微小な泡により、この泡がノズル等の内面に付着し、インクの不吐出が生じたり、インクの吐出方向が曲がり、吐出安定性が低下し、白抜けが生じて画質が劣化した。また、比較例２では、化学式１に示す環状脂肪族化合物ではない１，２−シクロヘキサンジオールが含有されているため、紙のサイズ剤に対する濡れ性が低く、光学濃度が低下し、境界にじみや混色ベタ班が生じた。
【０１３９】
これらに対して、実施例１〜実施例４では、インクには上述したような特定の環状脂肪族化合物が含有されているため、ヘッドカートリッジのインク吐出ヘッド内に対するインクの濡れ性が高くなり、且つインク中に微小な気泡が発生することが防止されている。これにより、実施例１〜実施例４では、インク中に微小な泡がないため、ノズルの目詰まりが生じることなく、吐出安定性が良好となった。
【０１４０】
また、実施例１〜実施例４では、化学式１〜化学式４に示す環状脂肪族化合物が含有されているため、紙のサイズ剤に対するインクの濡れ性が高くなり、光学濃度が高く、境界にじみや混色ベタ班が生じなかった。
【０１４１】
また、実施例２〜実施例４では、特に水溶解性と表面張力低下能に優れる５−エチル−２−（１−ヒドロキシメチル）シクロヘキサノール、５−メチル−２−（１−ヒドロキシエチル）シクロヘキサノール、および５−エチル−２−（１−ヒドロキシエチル）シクロヘキサノールが各々含まれているので、インクの濡れ性がより高くなり、且つ微小な泡の発生を防止されるので実施例１よりも吐出安定性に優れ、高品位な画像が得られた。
【０１４２】
さらに、実施例５および６では、界面活性剤として２−エチル−２−ｎ−ブチル−１，３プロパンジオールのエチレンオキサイド付加物（エチレンオキサイド付加モル数：平均２モル）を用いたことから、環状脂肪族化合物の効果と相まって、記録紙Ｐの表面サイズ剤や内添サイズ剤等の各種サイズ剤に対する濡れ性がより高くなり、境界滲みや混色ベタ斑の発生がさらに抑制された高品位な画像が得られた。
【図面の簡単な説明】
【０１４３】
【図１】本発明が適用されたプリンタ装置を示す斜視図である。
【図２】同プリンタ装置のヘッドカートリッジを示す斜視図である。
【図３】同ヘッドカートリッジを示す断面図である。
【図４】同ヘッドカートリッジの接続部を示す模式図である。
【図５】同インクタンク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】同インク吐出ヘッドを示しており、同図（Ａ）は発熱抵抗体に気泡が発生した状態を模式的に示す断面図であり、同図（Ｂ）はノズルよりインク液滴を吐出した状態を模式的に示す断面図である。
【図７】同プリンタ装置の一部を透視して示す側面図である。
【符号の説明】
【０１４４】
１  プリンタ装置、２  ヘッドカートリッジ、３  装置本体、１１  インクカートリッジ、１２  インク供給部、２１  カートリッジ本体、２２  装着部、２３  インク吐出ヘッド、２４  ヘッドキャップ、２５  接続部、６１  回路基板、６２  ノズルシート、６３  フィルム、６４  インク流路、６５  インク液室
【図１】
2007161959.tif 000031
【図２】
2007161959.tif 000032
【図３】
2007161959.tif 000033
【図４】
2007161959.tif 000034
【図５】
2007161959.tif 000035
【図６】
2007161959.tif 000036
【図７】
2007161959.tif 000037