JP2015052055A - インクジェット記録用インク、インクジェット記録方法、インクジェット記録用ヘッド及びインクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】特にサーマル方式のインクジェット記録を行う場合に生じ易かった、インクの蒸発が進行しても、目詰まりの発生が有効に抑制される、再溶解性、固着回復性が良好なインクの提供。
【解決手段】顔料と水と水溶性化合物とを含有し、顔料が、酸価１００〜１６０ＫＯＨｍｇ／ｇの（メタ）アクリル酸エステル系のランダム共重合体によって分散した樹脂分散顔料であり、水溶性化合物が、エチレン尿素と、式（Ａ）で定義される親疎水度係数が０．３７以下である水溶性化合物とを少なくとも含み、該水溶性化合物の合計量がインク中に２２〜５０質量％であり、エチレン尿素の含有量が、インク中に１１．０質量％以上であり、かつ、水溶性化合物の合計量中におけるエチレン尿素の占める比率が５０％以下であるインクジェット記録用インク。

【選択図】なし

Description

本発明は、インクジェット記録用インク、該インクを用いる、インクジェット記録方法、インクジェット記録用記録ヘッド及びインクジェット記録装置に関し、特に、サーマル方式のインクジェット記録に好適で、中でもライン型の記録ヘッドに適用した場合に有用な技術に関するものである。

インクジェット記録装置は、低騒音、低ランニングコストで、装置の小型化が容易であり、少量のフルカラー印刷が容易である等の利点を有しており、現在では、プリンタのみならず複写機や印刷機等にも広く応用されており、その利用は、家庭用、事務用、産業用と多岐にわたっている。

インクジェット記録装置の記録方式としては、サーマル方式とピエゾ方式があるが、中でも加熱によりノズル内のインクに気泡を発生させてインクを吐出させるサーマル方式は、ヘッド構造が比較的簡単で、印刷速度の高速化や印字画素の高密度化に優れるという利点がある。インクジェット記録用ヘッド（記録用ヘッド或いは単にヘッドとも呼ぶ）の構造も進化しており、従来からの、ヘッドを左右に往復させながら用紙を送って印刷を行うシリアル方式以外に、用紙幅に対応した長尺ヘッドを用い、ヘッドを動かすことなく、用紙のみを送って印刷を行うライン方式が採用されるようになってきている。ライン方式は、固定された長尺ヘッドの下に用紙を送って一気に印刷を行うことができるため、高速印刷に適しており、大判の印刷用や、高画質、高速印刷が要請される産業用プリンタの分野において採用されつつある。

サーマル方式のインクジェット記録方法では、加熱された際にノズル内のインクから水分が蒸発し、インクの粘度が上昇するが、このことに起因してノズルの目詰まりが生じたり、ヘッドにインクが固着する場合があり、インクの不吐やヨレなどの画像不良が発生し易いという課題がある。これに対し、前記シリアル方式では、１走査終了するごとにキャップにノズル内の蒸発したインクを吐き出す動作（予備吐出）を行うことで、ノズル内を常にフレッシュな状態に保っている。しかし、ライン方式の場合はヘッドが固定されているため、シリアル方式で行っている予備吐出などの回復動作ができない。ライン方式のヘッドでノズルの目詰まりや固着が生じた場合は、印刷を停止して、ノズル列からインクが正常に吐出されるようにヘッドの状態を回復させることが必要になる。このため、ライン方式のヘッドの場合にヘッドの回復操作を頻繁に行うと、そのたびに印刷を停止しなければならないので、生産性が低下する。また、インクが強固に固着すると、シリアル方式のヘッドでも予備吐出のようなクリーニング操作では容易に回復することできなくなるため、ヘッドにインクの固着が生じたとしても、簡単なクリーニング操作でヘッドを正常な状態に回復できることが要望されている。

上記した事情から、特に、ライン方式のヘッド（以下、ライン型ヘッドとも呼ぶ）を用いたインクジェット記録では、その生産性を低下させることなく、安定して不吐やヨレなどの画像不良のない良好な画像を印刷するために、使用するインクジェット記録用インクに対しては、空気中に暴露してもノズルの目詰まりによる画像不良が起こらないようにすることが求められる。

これに対し、インクジェット記録用インクのノズルの目詰まりを抑制する方法として、油性インクや固形インクなどの水分を含まないインクを使用することが挙げられるが、安全性、環境への影響、省エネルギーの観点から、水性インクに対する要望が強い。このため、インクジェット記録用の水性インクにおいて、ノズルの目詰り発生の抑制については、これまでにも下記に挙げるような種々の提案がされている。

例えば、ノズルの吐出口が目詰まりしにくい水性のインクジェット記録用インクとして、その表面を改質したホスホン酸基を官能基としてもつ自己分散型顔料と、エチレン尿素とを含むことを特徴とするインクが提案されている（特許文献１）。そして、この特許文献１には、上記の構成のインクジェット記録用インクによって、記録ヘッドを覆うためのキャップにおけるインクの滞留が抑制され、記録ヘッドにおけるインクの固着回復性に優れるという信頼性と、画像濃度及び耐ブリーディング性に優れる画像を記録できるという画像特性とを両立していることが記載されている。

また、吐出口が目詰まりしにくい水性のインクジェット記録用インクとしては、水分活性（Ａｗ）が０．７０乃至０．９０であることを特徴とする記録液（インク）が提案されている（特許文献２）。前記特許文献２には、上記の構成とすることで、インクが保存中に固形分の析出或いは物性変化を起こしにくく、また、ノズルの目詰まりが起こりにくいことが記載されている。

また、水分活性値から求められる親疎水度係数が０．２６以上の水溶性化合物を含有し、自己分散顔料のアニオン性官能基の総量とインク中に含まれるセシウムイオン量を規定した水性のインクジェット記録用インクが提案されている（特許文献３）。前記特許文献３には、上記の構成とすることで、インクが、普通紙に速やかに浸透しながらも得られる画像の光学濃度が高く、さらにノズルでの目詰まりを抑制していることが記載されている。

特開２０１２−３１３５０号公報 特開昭６１−１５７５６６号公報 特開２０１１−１９５８２６号公報

しかしながら、本発明者らの詳細な検討によれば、上記特許文献１〜３に記載の技術では、特にサーマル方式のインクジェット記録で、ライン型ヘッドで高速印刷を行う場合においては、ノズル付近のインクが、蒸発が進行しすぎてしまい、ノズルにインクの目詰まりが起こる場合がある。先に述べたように、インクの目詰まりに起因してインクの不吐やヨレなどの画像不良が生じた場合、ライン型ヘッドでは、印刷を停止し、ノズル列からインクが正常に吐出されるようにヘッドの状態を回復させなければならず、特にインクの目詰まりの抑制は重要な問題となっている。また、近年のインクジェット記録に対する高画質化の要請から、吐出させるインク滴が微小化しており、ノズルの開口面積は小さくなる傾向にあり、この点からも、ノズルの目詰り発生の抑制は、解決すべき重要な課題である。さらに、ヘッドの構造を問わず、ヘッドへのインクの固着の発生を抑制できると同時に、ヘッドにインクの固着が生じた場合でも、簡単な回復操作によって速やかにヘッドが正常な状態に戻る、再溶解性、固着回復性に優れるインクの開発が望まれている。

上記したインクの目詰まりの問題は、色材に染料を用いたインクに比べて、色材に顔料を用いた顔料インクを使用した場合の方が著しいが、その中でも、高分子分散剤によって顔料を水性インク中に分散させる樹脂分散顔料を色材とする場合にインクの目詰りが生じやすい。ここで、特にサーマル方式のインクジェット記録用インクでは、従来より、顔料の分散に用いる高分子分散剤として、疎水性ブロックと親水性ブロックとを有するブロック共重合体が用いられており、ブロック共重合体を顔料分散に使用することで、インクの安定した吐出性や保存安定性等を達成してきている。これに対し、産業用への進展もあって、主にその経済性の観点から、顔料の分散に用いる高分子分散剤についての検討が行われ、その設計や合成が難しいブロック共重合体に代えてランダム共重合体を使用することができるようになってきている。しかし、これまで利用されていなかったこともあり、高分子分散剤にランダム共重合体を用いた樹脂分散顔料を色材としたインクを、サーマル方式のインクジェット記録に用いた場合に生じるインクの目詰りの抑制、特に、ライン型ヘッドで記録を行う場合に生じるインクの目詰りの抑制については十分に検討されておらず、本発明者らは、特にこのような場合にも、インクの目詰りを有効に安定して抑制できるインクジェット記録用インクの開発が急務であるとの認識を持つに至った。

従って、本発明は、特にサーマル方式のインクジェット記録を行う場合に生じ易かった、インクの蒸発が進行しても、目詰まりの発生が有効に抑制される、再溶解性、固着回復性が良好なインクを提供することを目的とする。より具体的には、本発明の目的は、その高い再溶解性によって記録ヘッドのノズルの目詰りや固着の発生を効果的に抑制でき、同時に、ヘッドにインクが固着したとしても、その高い固着回復性によって、簡単なクリーニング操作で速やかにヘッドを正常な状態に回復することができる、特に高速印刷に対応したライン型ヘッドで記録を行う場合にも好適なインクジェット記録用の水性インクを提供することにある。

上記の目的は、以下の各構成を有する本発明のインクジェット記録用インク、インクジェット記録方法、インクジェット記録用ヘッド及びインクジェット記録装置によって達成される。

［１］インクジェット記録用インク：
本発明は、顔料と、水と、水溶性化合物とを含有するインクジェット記録用インクであって、前記顔料が、酸価１００ｍｇＫＯＨ／ｇ以上、１６０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下である、（メタ）アクリル酸エステル系のランダム共重合体によって分散した樹脂分散顔料であり、前記水溶性化合物が、エチレン尿素と、下記式（Ａ）で定義される親疎水度係数が０．３７以下である水溶性化合物とを少なくとも含み、該水溶性化合物の合計の含有量が、インク全量に対して２２質量％以上、５０質量％以下であり、前記エチレン尿素の含有量が、インク全量に対して１１．０質量％以上であり、かつ、前記水溶性化合物の合計量中におけるエチレン尿素の占める比率が質量基準で５０％以下である、ことを特徴とするインクジェット記録用インクを提供する。

［２］インクジェット記録方法：
本発明は、ノズル列よりインクをサーマル方式により吐出させて記録を行うインクジェット記録方法であって、各ノズルの開口面積が１００〜３５０μｍ²であり、前記インクが、上記のインクであるインクジェット記録方法を提供する。

本発明は、ノズル列よりインクをサーマル方式により吐出させて記録を行うインクジェット記録方法であって、ノズル列当たりの総ノズル数が１２００以上、ノズル列の長さが２インチ以上であり、前記インクが、上記のインクであるインクジェット記録方法を提供する。

［３］インクジェットヘッド：
本発明は、インクが収容されており、ノズル列より該インクをサーマル方式により吐出させるインクジェット記録用ヘッドであって、各ノズルの開口面積が１００〜３５０μｍ²、ノズル列当たりの総ノズル数が１２００以上、ノズル列の長さが２インチ以上であり、前記収容されているインクが、上記のインクであるインクジェット記録用ヘッドを提供する。

本発明は、インクが収容されており、ノズル列より該インクをサーマル方式により吐出させるインクジェット記録用ヘッドであって、ノズル列として複数のノズル流路が連通した共通液室と、該共通液室と連通した開口部と、該開口部と連通したメイン液体供給室と、該メイン液体供給室と連通する液体供給路と、該液体供給路と連通する液体供給室と、該液体供給室を、液体供給の際の流れに沿って上流側より第一液体供給室と、第二液体供給室とに分離するように配設された供給フィルターと、前記メイン液体供給室の一部に設けられた気液分離部と、該気液分離部と連通する空気室と、を備え、前記ノズル流路と、前記共通液室と、前記開口部と、前記メイン液体供給室と、前記液体供給路と、前記液体供給室と、前記供給フィルターと、前記気液分離部と、前記空気室とが、前記ノズル流路の配列方向と前記液体の吐出方向を含む平面に対して、平行平面上に配置され、前記メイン液体供給室と、前記液体供給路と、前記供給フィルターと、前記気液分離部と、前記空気室とが、各々積層することなく配置されており、前記収容されているインクが、上記のインクであるインクジェット記録用ヘッドを提供する。

［４］インクジェット記録装置：
本発明は、インク収容部と、インクを吐出するための記録ヘッドとを備えたインクジェット記録装置にあって、前記インク収容部に搭載されているインクが、上記のインクであり、前記記録ヘッドが、上記いずれかのインクジェット記録用ヘッドであることを特徴とするインクジェット記録装置を提供する。

本発明によれば、特にサーマル方式のインクジェット記録を行う場合に生じ易かった、インクの蒸発後においても、目詰まりの発生が有効に抑制することができる、再溶解性、固着回復性が良好なインクが提供される。より具体的には、本発明によれば、その高い再溶解性によって記録ヘッドのノズルの目詰りや固着の発生を効果的に抑制でき、同時に、ヘッドにインクが固着したとしても、その高い固着回復性によって、簡単なクリーニング操作で速やかにヘッドを正常な状態に回復することができる、特に高速印刷に対応した、高解像度のライン方式のヘッドに適用した場合にも顕著な効果が得られるインクジェット記録用の水性インクが提供される。

記録ヘッドのノズルの内部構造を模式的に示す上面図である。 図１Ａに示すノズルの内部構造を模式的に示す側面図である。 図１Ａに示すノズルのインク吐出口を模式的に示す正面図である。 本発明の記録ヘッドを模式的に示す正面図である。 図２Ａに示す記録ヘッドのＡ−Ａ断面図である。 図２Ａに示す記録ヘッドのＢ−Ｂ断面図である。 インクタンクの拡大断面図である。 記録ヘッドの拡大断面図である。 図４に示すインク保持部材の拡大斜視図である。 図５Ａに示すインク保持部材のＶｂ−Ｖｂ断面図である。 インクジェット記録装置の全体構成を模式的に示す概略構成図である。 図６に示す記録装置の制御系のブロック構成図である。 記録ヘッドの回復シーケンスの工程を示すフローチャートである。

以下、本発明について詳細に説明する。但し、本発明は下記の実施形態に限定されず、その発明特定事項を有する全ての対象を含むものである。尚、本明細書において、「記録」というときは、記録媒体上に文字、図形、記号等の有意の情報を形成するもののみならず、特段の意味を有しない画像、模様、パターン等を形成するものも含まれる。

本発明者らは、先述した従来技術の課題を解決すべく鋭意検討した結果、樹脂分散顔料を色材に用いるインク、特にサーマル方式のインクジェット記録用のインクに有用なインク組成の設計、中でも含有させる水溶性化合物の組成を改善することで、特に、印刷を停止する必要があるため、回復操作を頻繁に行うことができないライン型ヘッドを用いて記録を行った場合に効果的なインクジェット記録用インクが提供できることを見出して、本発明に至った。即ち、本発明では、インク中に含有させる水溶性化合物の組成を改善することで、インクの目詰りの抑制を格段に向上させることができ、同時に、記録ヘッドにインクの固着が生じたとしても簡便なクリーニング操作によってヘッドを正常な状態に速やかに回復させることができる、再溶解性、固着回復性が良好なインクジェット記録用インク（以下、単にインクとも呼ぶ）を提供する。

下記に本発明に至った経緯について説明する。先に述べたように、例えば、引用文献１に記載されている技術は、色材として、顔料自体を改質することで、その分散性を高めた自己分散型顔料を用いた技術であり、これをそのまま、樹脂分散型顔料、特に分散剤として、ブロック共重合体よりも安定した分散性を得ることが難しいランダム共重合体を用いたインクに適用することはできない。また、引用文献２に記載されている水分活性（Ａｗ）が０．７０乃至０．９０であるインクは、ノズルの目詰りが起こりにくいとされているが、本発明者らの検討によれば、このようなインクであってもノズルの目詰りの問題が改善されない場合があり、特にライン型ヘッドを用いたサーマル方式のインクジェット記録においてノズルの目詰りを安定して抑制することは難しい。さらに、上記の場合も、色材として使用する樹脂分散顔料の分散剤がランダム共重合体である場合におけるインクの目詰りの発生を抑制する手段について詳細な検討はされていない。このような状況に対し、先にも述べたように、特にライン型ヘッドを用いたインクジェット記録では、ノズルの回復操作のために印刷の中断をする必要があることから、本発明者らは、上記したような場合にあっても、インクの目詰りを確実に安定して抑制でき、インクの目詰りに起因した画像のヨレなどの画像不良を生じることのない、安定して良好な画像形成が可能な水性の顔料インクの開発が急務である認識するに至り、詳細な検討を行い、本発明を達成した。

本発明者らは、特に、ブロック共重合体よりも分散安定性に劣る、ランダム共重合体を分散剤とする樹脂分散型顔料を色材とした水性顔料インクにおいて、インクの目詰りの発生やヘッドへの固着を抑制するためには、インク中における顔料の分散安定性をより高めることが重要であると考え、その分散安定性に影響が大きい水溶性化合物について、詳細な検討を行った。本発明者らは、検討していく過程で、特にサーマル方式のインクジェット記録においては、インクの吐出の際に、ヘッドでインク中の水分が蒸発し、インクが濃縮された状態となっており、このことがノズルにおけるインクの目詰りや固着が生じる原因となっていることから、このような状態となった濃縮されたインクが、ノズルに新たに運ばれてくるインクによって速やかに再溶解できれば、先述した課題を一挙に解決できると考えた。その結果、本発明者らは、水とともに使用する水溶性化合物として、親疎水度係数が０．３７以下である水溶性化合物が有用であるが、その場合に、これらの水溶性化合物の量を多くするとソルベントショックが起こるという問題があるのに対し、本発明で規定する構成とすることで、良好な安定したインク吐出を実現できる、インクの目詰りの発生が効果的に抑制された、再溶解性、固着回復性に優れるバランスのよいインクとなることを見出して本発明に至った。

本発明のインクは、水性の顔料インク中における水溶性化合物の含有量を、インク全量に対して２２質量％以上、５０質量％以下とし、使用する水溶性化合物を、親疎水度係数が０．３７以下である水溶性化合物と、固体のエチレン尿素を併用する構成とし、かつ、エチレン尿素をインク全量に対して１１．０質量％以上となるようにして使用し、さらに、水溶性化合物の合計量中におけるエチレン尿素の占める比率が質量基準で５０％以下であるものとした。具体的に説明すると、本発明で規定する、親疎水度係数が０．３７以下である水溶性化合物としては、例えば、グリセリン等が挙げられるが、グリセリンの含有量が多くなると、インクが増粘してしまい、インクの吐出性が損なわれるといった問題があった。これに対し、エチレン尿素を併用することで、インク中における水溶性化合物の含有量を高めることができることを確認した。即ち、親疎水度係数が０．３７以下である水溶性化合物とエチレン尿素とを併用することで、ソルベントショックを生じることなく、水溶性化合物をインク全量に対して２２質量％以上、５０質量％以下の範囲で含有させることができるようになる。

さらに、エチレン尿素の量を、上記したように、本発明で規定する要件を満足する範囲でインクを含有させることで、インクは蒸発しにくく、かつ、インクの水分が蒸発した後の乾燥インクは粘性を有するものとなり、該乾燥インクが新たなインクと混合されると速やかに析出物のない良好な状態に再溶解し、また、ヘッドにインクが固着したとしても、簡便なクリーニング操作で速やかにヘッドの吐出状態を良好なものに回復されることを見出して本発明に至った。具体的には、本発明のインクは、併用する親疎水度係数が０．３７以下である水溶性化合物との兼ね合いで、固体のエチレン尿素をインク全量に対して１１．０質量％以上の量で含有させる必要がある一方で、水溶性化合物の合計量中におけるエチレン尿素の占める比率が質量基準で５０％以下となるように設計したことを特徴とする。水溶性化合物の合計量中におけるエチレン尿素の占める比率が５０％を超えると、乾燥インクが新たなインクと混合された場合に、乾燥インクは溶解するものの、エチレン尿素が析出した状態となるので、その吐出安定性が損なわれることになる。以下、本発明を特徴づけるインクの構成について説明する。

［１］インクジェット記録用インク：
本発明のインクジェット記録用インク（以下、単にインクと呼ぶ）は、必須成分として、顔料と、水と、水溶性化合物とを含有し、顔料が、酸価１００ｍｇＫＯＨ／ｇ以上、１６０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下である、（メタ）アクリル酸エステル系のランダム共重合体によって分散した樹脂分散顔料であり、製法は、常法によるものであり、例えば、特許４９５６９１７に開示されている方法で得ることができる。また、水溶性化合物が、エチレン尿素と、下記式（Ａ）で定義される親疎水度係数が０．３７以下である水溶性化合物とを少なくとも含む。本発明のインクは、必要に応じて、親疎水度係数０．３７以上の水溶性化合物、界面活性剤、その他の溶剤や添加剤を含有するものであってもよい。以下、成分毎に説明する。

［１−１］水溶性化合物：
本発明のインクは、エチレン尿素と、下記式（Ａ）で定義される親疎水度係数が０．３７以下の水溶性化合物とを必須成分とする。

式（Ａ）中の水分活性値とは、水分活性値＝（水溶液の水蒸気圧）／（純水の水蒸気圧）で示されるものである。水分活性値の測定方法は、様々な方法があり、いずれの方法にも特定されないが、中でもチルドミラー露点測定法は、本発明で使用する材料測定に好適である。本明細書での値は、この測定法によるアクアラブＣＸ−３ＴＥ（ＤＥＣＡＧＯＮ社製）を用いて、各水溶性化合物の２０％水溶液を２５℃で測定したものである。

ラウールの法則に従えば、希薄溶液の蒸気圧の降下率は溶質のモル分率に等しく、溶媒及び溶質の種類に無関係であるので、水溶液中の水のモル分率と水分活性値は等しくなる。しかし、各種水溶性化合物の水溶液の水分活性値を測定すると、水分活性値は、水のモル分率と一致しないものも多い。

水溶液の水分活性値が水のモル分率より低い場合は、水溶液の水蒸気圧が理論計算値より小さいこととなり、水の蒸発が溶質の存在によって抑制されている。このことから、溶質は水和力の大きい物質であることがわかる。逆に、水溶液の水分活性値が水のモル分率より高い場合は、溶質が水和力の小さい物質と考えられる。

水分活性値は、２０質量％の一律の濃度で、各種水溶性化合物の水溶液を測定しているが、式（Ａ）に換算することによって、溶質の分子量が異なって水のモル分率が違っても、各種溶質の親水性、或いは疎水性の程度の相対比較が可能である。また、水溶液の水分活性値が１を越えることはないので、親疎水度係数の最大値は１である。各種の水溶性化合物の、式（Ａ）によって得られた親疎水度係数を表１に示した。本発明で使用する水溶性化合物は、インクジェット記録用インクとしての適性を有する各種の水溶性化合物の中から、目的とする親疎水度係数を有する水溶性化合物を選択して用いることができる。例えば、表１に挙げたものの中の親疎水度係数が０．３７以下である水溶性化合物であれば、本発明のインクに使用することができるが、本発明は、表１中の化合物に限定されるものではない。本発明のインクに特に好ましい水溶性化合物としては、例えば、グリセリン、トリエチレングリコール、及びビスヒドロキシエチルスルフォンなどが挙げられる。

先に述べたように、本発明者らは、上記に挙げたような親疎水度係数が０．３７以下の水溶性化合物と、エチレン尿素とを併用し、これらの含有量を本発明で規定する範囲内としたときに、インクは蒸発しにくく、乾燥後においても保湿性が良好となり、乾燥インクの再溶解性、固着回復性が良好なインクとなることを発見し、本発明を達成した。

［１−２］色材：
本発明のインクの色材は、水溶性媒体に顔料を分散させたものである。また、顔料−樹脂分散（樹脂分散顔料）と呼ばれるタイプであり、中でも、酸価１００ｍｇＫＯＨ／ｇ以上、１６０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下である、（メタ）アクリル酸エステル系のランダム共重合体を吸着させて水性媒体中に分散させたものである。製法は、常法によるものであり、例えば、特許４９５６９１７号公報に開示されている方法で得ることができる。

［１−２Ａ］顔料：
本発明に関する顔料としては、例えば、カーボンブラックや有機顔料等が挙げられる。これらの顔料は、１種で、或いは２種以上を組み合わせて用いることができる。

カーボンブラックの具体例は、ファーネスブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック等のカーボンブラック顔料で、例えば、商品名としてレイヴァン（ロンビア社製）、ブラックパールズ（Ｂｌａｃｋ Ｐｅａｒｌｓ）Ｌ、リーガル（Ｒｅｇａｌ）、モウグル（Ｍｏｇｕｌ）Ｌ、モナク（Ｍｏｎａｒｃｈ）、ヴァルカン（Ｖａｌｃａｎ）（以上キャボット社製）、カラーブラック（Ｃｏｌｏｒ Ｂｌａｃｋ）、プリンテックス（Ｐｒｉｎｔｅｘ）、スペシャルブラック（Ｓｐｅｃｉａｌ Ｂｌａｃｋ）（以上デグッサ社製）、三菱カーボンブラック（三菱化学社製）等の冠称を有するものを使用することができる。勿論、これらに限定されるものではなく、従来公知のカーボンブラックを使用することも可能である。物性的には、本発明に用いられるカーボンブラックとしては、一次粒子径が１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下、ＢＥＴ法による比表面積が５０〜４００ｍ²／ｇ以下、給油量４０〜２００ｍｌ／１００ｇ以下、揮発分が０．５〜１０％、ｐＨが２〜９であるカーボンブラックであることが好ましく、特に、このような特性のものである場合に本発明の効果に有効に作用する。尚、ＤＢＰ吸収量は、ＪＩＳ Ｋ６２２１ Ａ法によって測定される。

有機顔料の具体例としては、トルイジンレッド、トルイジンマルーン、ハンザエロー、ベンジジンエロー、ピラゾロンレッド等の不溶性アゾ顔料、リトールレッド、ヘリオボルドー、ピグメントスカーレット、パーマネントレッド２Ｂ等の溶性アゾ顔料、アリザリン、インダントロン、チオインジゴマルーン等の建染染料からの誘導体、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン等のフタロシアニン系顔料、キナクリドンレッド、キナクリドンマゼンタ等のキナクリドン系顔料、ペリレンレッド、ペリレンスカーレット等のペリレン系顔料、イソインドリノンエロー、イソインドリノンオレンジ等のイソインドリノン系顔料、ベンズイミダゾロンエロー、ベンズイミダゾロンオレンジ、ベンズイミダゾロンレッド等のイミダゾロン系顔料、ピランスロンレッド、ピランスロンオレンジ等のピランスロン系顔料、チオインジゴ系顔料、縮合アゾ系顔料、チオインジゴ系顔料、フラバンスロンエロー、アシルアミドエロー、キノフタロンエロー、ニッケルアゾエロー、銅アゾメチンエロー、ペリノンオレンジ、アンスロンオレンジ、ジアンスラキノニルレッド、ジオキサジンバイオレット等のその他の顔料が例示できる。

また、有機顔料をカラーインデックス（Ｃ．Ｉ．）ナンバーにて示すと、以下のものが例示できる。勿論、下記以外でも従来公知の有機顔料が使用可能である。
Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー：１２、１３、１４、１７、２０、２４、７４、８３、８６、９３、１０９、１１０、１１７、１２０、１２５、１２８、１３７、１３８、１４７、１４８、１５１、１５３、１５４、１６６、１６８
Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ：１６、３６、４３、５１、５５、５９、６１
Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド：９、４８、４９、５２、５３、５７、９７、１２２、１２３、１４９、１６８、１７５、１７６、１７７、１８０、１９２、２１５、２１６、２１７、２２０、２２３、２２４、２２６、２２７、２２８、２３８、２４０
Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット：１９、２３、２９、３０、３７、４０、５０
Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー：１５、１５：１、１５：３、１５：４、１５：６、２２、６０、６４
Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン：７、３６
Ｃ．Ｉ．ピグメントブラウン：２３、２５、２６

［１−２Ｂ］分散剤として機能する樹脂：
本発明のインクでは、色材として、（メタ）アクリル酸エステル系のランダム共重合体によって分散した樹脂分散顔料を使用する。本発明では、吐出性の観点からより好ましい（メタ）アクリル酸エステル系共重合物を分散剤として用いる。本発明で使用する（メタ）アクリル酸エステル系共重合物は、（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリル酸エステル及びそれらと共重合可能なモノエチレン性不飽和単量体を共重合させることにより得ることができる。（メタ）アクリル酸としては、アクリル酸又はメタクリル酸が挙げられ、中でも、電気的中性状態とアニオン状態の共存範囲を広く制御できることを考慮すると（メタ）アクリル酸が好ましく用いられる。尚、（メタ）アクリル酸エステル系共重合体には、ランダム構造、ブロック構造、及びグラフト構造等のものがあるが、本発明では、これらの中でもランダム共重合体を使用することとした。ランダム共重合体以外の、例えば、ブロック共重合体等では、顔料の親水性が高くなるものが多く、形成した印字画像の耐水性が劣るものが多いとった別の課題があるからである。

［１−２Ｂ−１］樹脂を製造するための単量体成分：
（メタ）アクリル酸としては、アクリル酸又はメタクリル酸が挙げられ、中でも、電気的中性状態とアニオン状態の共存範囲を広く制御できること、入手のしやすさ、価格等を考慮して（メタ）アクリル酸が好ましい。（メタ）アクリル酸エステルとしては、例えば、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸ｎ−ブチル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸ｎ−オクチル、（メタ）アクリル酸ドデシル、（メタ）アクリル酸オクタデシル、（メタ）アクリル酸シクロヘキシル、（メタ）アクリル酸イソボルニル等のアルキル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシプロピル、（メタ）アクリル酸３−ヒドロキシプロピル等のヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、プロピレングリコールモノ（メタ）アクリレート、ジプロピレングリコールモノ（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコールモノ（メタ）アクリレート、テトラメチレンエーテルグルコールモノ（メタ）アクリレート、ポリエチレンオキシド−ポリプロピレンオキシドのランダムポリマーグリコール又は同ブロックポリマーグリコールのモノ（メタ）アクリレート、ポリエチレンオキシド−ポリテトラメチレンエーテルのランダムポリマーグリコール又は同ブロックポリマーグリコールのモノ（メタ）アクリレート等のアルキレングリコールモノ（メタ）アクリレート、（メタ）アクリル酸グリシジル、（メタ）アクリル酸ベンジル等が挙げられる。

本発明のインクにおいて使用する（メタ）アクリル酸エステル系共重合物は、前記した（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリル酸エステル、モノエチレン性不飽和単量体の他に、スチレン系単量体も含めることができる。ここでスチレン系単量体としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、ｏ−メチルスチレン、ｍ−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、ｐ−ｔ−ブチルスチレン、４−メトキシスチレン、４−クロロスチレン等が挙げられる。即ち、上記した（メタ）アクリル酸エステル共重合物は、スチレン系単量体を有するスチレン−（メタ）アクリル酸系共重合体であることが好ましい。

［１−２Ｂ−２］樹脂の特性：
本発明のインクでは、上記したようなモノマーから合成した（メタ）アクリル酸エステル系共重合体を用いるが、その酸価が１００ｍｇＫＯＨ／ｇ以上、１６０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であるものを使用する。より好ましくは１１０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上、１５０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であるものを使用する。酸価が１６０ｍｇＫＯＨ／ｇを超えると、顔料の親水性が高くなるため、水等の付着により顔料が溶け出して印字物のにじみが発生しやすくなる。また、その酸価が１００ｍｇＫＯＨ／ｇより小さくなると、インクジェットプリンターのサーマル方式における水性顔料インクの吐出安定性が低下する傾向にある。ここで酸価とは、１ｇの樹脂を中和するのに必要となるＫＯＨの量（ｍｇ）であり、その親水性を示す指標となり得るものである。尚、この場合の酸価は、樹脂分散剤を構成する各モノマーの組成比から計算により求めることもできるが、具体的な樹脂分散顔料の酸価の測定方法としては、電位差滴定により酸価を求める、Ｔｉｔｒｉｎｏ（Ｍｅｔｒｏｈｍ製）等を使用して測定することができる。

本発明のインクに使用する（メタ）アクリル酸エステル系共重合物の重量平均分子量は、スチレン換算で重量平均分子量（Ｍｗ）が６，０００〜１２，０００の範囲にあることが好ましく、７，０００〜９，０００の範囲にあることがより好ましい。上記の範囲にすることで、樹脂分散顔料の分散安定性を高め、粘度が低く設定でき、ヒーター部分でのコゲーションを抑え、長期間安定した印字を行わせることができる。その重量平均分子量が６，０００未満であると水性の樹脂分散顔料自体の分散安定性が低下するため好ましくない。また、１２，０００を超えると、水性の樹脂分散顔料の粘度が高くなるだけでなく、分散性が低下する傾向が認められるので好ましくない。さらに、ヒーター部分に対するコゲーションがひどくなり、サーマル方式インクジェットプリンターのノズル先端からインク液滴の不吐出を引き起こす原因となるので好ましくない。

［１−２Ｂ−３］顔料に対する樹脂量：
本発明のインクでは、色材に上記した樹脂分散顔料を適用するが、その場合、顔料と（メタ）アクリル酸エステル系共重合物との割合が、分散体の分散性を保ち、さらに、顔料インクの粘度を低く保つ観点から、本質量換算で顔料１質量部に対して、（メタ）アクリル酸エステル系共重合物が０．２〜１．０質量部の範囲内になるように調整することが好ましい。

［１−２Ｃ−１］樹脂分散顔料
本発明のインクに使用する樹脂分散顔料は、例えば、先に挙げた顔料を、上記したような（メタ）アクリル酸エステル系重合物で被覆することで調製できる。本発明で用いる樹脂分散顔料の平均粒子径は、液中での動的光散乱法により求められる値が、７０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下であることが好ましく、より好ましくは８０ｎｍ以上１２０ｎｍ以下であることが好ましい。粒子径が１５０ｎｍを超えるとインクの沈降が促進されるため、長期間での分散安定性が損なわれるため好ましくない。一方、粒子径が７０ｎｍより小さくなると、画像を形成するのに十分な発色性や、得られた画像に対して十分な耐候性を得ることができなくなるため好ましくない。具体的な平均粒子径の測定方法としては、例えば、レーザ光の散乱を利用した、ＦＰＡＲ−１０００（大塚電子製、キュムラント法解析）、ナノトラックＵＰＡ １５０ＥＸ（日機装製、５０％の積算値の値とする）等を使用して測定できる。

上述した樹脂分散顔料のインク中への添加量は、インク全量に対して０．５質量％以上、１０質量％以下、より好ましくは１．０質量％以上、８．０質量％以下、さらに好ましくは１．５質量％以上、６．０質量％以下であることが好ましい。顔料濃度が０．５質量％より小さくなると画像を形成するのに十分な発色性を得ることができず、また、１０．０％質量を超えると、水性顔料インクの粘度が上昇してしまい、吐出が困難になるため好ましくない。

［１−２Ｃ−２］製造方法
本発明のインクでは、色材に上記したような樹脂分散顔料を使用するが、該樹脂分散顔料は、下記の製造方法で得ることができる。例えば、顔料を（メタ）アクリル酸エステル系重合物で被覆する方法として、その製造工程中に酸析工程を組み込むことが好ましい。この際に行なう酸析工程とは、顔料と、塩基性物質の水溶液に溶解している（メタ）アクリル酸エステル系共重合物とを含有する液媒体に酸性物質を加えて酸性化することにより、（メタ）アクリル酸エステル系共重合物中のアニオン性基を中和される前の官能基に戻して、該重合物を析出させることである。

この際に行なう具体的な酸析工程としては、分散工程と必要に応じて実施される蒸留工程を経て得られた水性分散体に、塩酸、硫酸、酢酸等の酸を加えて酸性化し、塩基と塩を形成することによって溶解状態にある（メタ）アクリル酸エステル系共重合物を顔料粒子表面に析出させる工程が挙げられる。このような工程を実施することにより、顔料と（メタ）アクリル酸エステル系共重合物との相互作用をより高めることができる。その結果、顔料粒子が水性分媒中に分散している形態を取らせることができ、水性の樹脂分散顔料として、分散到達レベル、分散所要時間及び分散安定性等の物性面や耐溶剤性等の使用適性面で、より優れた効果を存分に発揮させることができる。こうして相互作用を高めて得られた析出物を濾別する濾過工程を実施し、より好ましくはその析出物を該濾過工程終了後、洗浄する洗浄工程を実施して、樹脂分散顔料中に吸着せずに存在するフリーポリマーを除去して、再度塩基性物質と共に水性媒体中に分散させる再分散工程を実施することで、分散安定性により優れた水性の樹脂分散顔料を得ることができる。

［１−３］界面活性剤：
本発明においては、後述するインクの表面張力をコントロールして、記録媒体におけるインクのにじみ度合いや浸透性を任意にコントロールやヘッド内でのインクの濡れ性の向上、インクのヒーター面上でのコゲーションを防止し、吐出を向上さたりする目的で必要に応じて、前述した成分からなるインクに、さらに界面活性剤を含有してもよい。このような界面活性剤としては、特に限定はされないが、以下のものを挙げることができる。尚、これらの界面活性剤は、単独で使用しても複数を併用してもよい

〔ノニオン性界面活性剤〕
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脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロック共重合体等。脂肪酸ジエタノールアミド、アセチレングリコールエチレンオキサイド付加物、アセチレングリコール系界面活性剤等。

〔アニオン性界面活性剤〕
ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルスルフォン酸塩、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塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルスルフォン酸塩等。アルファスルホ脂肪酸エステル塩、アルキルベンゼンスルフン酸塩、アルキルフェノールスルフォン酸塩、アルキルナフタリンスルフォン酸塩、アルキルテトラリンスルフォン酸塩、ジアルキルスルホコハク酸塩等。

〔カチオン性界面活性剤〕
アルキルトリメチルアンモニウム塩、ジアルキルジメチルアンモニウムクロリド等。

〔両性界面活性剤〕
アルキルカルボキシベタイン等。
その中でも、アセチレングリコール系界面活性剤や、ポリオキシエチレンアルキルエーテル等は、インクの吐出安定性を向上させることができるため、特に好ましく使用される。

アセチレングリコール系界面活性剤としては、下記一般式（１）に示す化合物（１）（２，４，７，９−テトラメチル−５−デシン−４，７−ジオール、又は、そのエチレンオキサイド付加物）を用いる。

（一般式（１）中、Ｕ＋Ｖは０乃至２０の整数である）

［１−４］他の溶剤：
本発明のインクは、必要に応じて、さらに他の水溶性有機溶剤を含有していてもよい。水溶性有機溶媒の種類は特に限定されないが、例えば、アルコール類、多価アルコール類、グリコールエーテル類、カルボン酸アミド類、複素環類、ケトン類、アルカノールアミン類、尿素類：等、各種水溶性有機溶媒を用いることができる。

［１−５］他の添加剤：
本発明のインクは、必要に応じて、その他添加剤を含有していてもよい。添加剤としては、例えば、ｐＨ調整剤、防錆剤、防腐剤、防黴剤、酸化防止剤、還元防止剤、塩等を挙げることができる。

［１−６］水：
水としては、脱イオン水（イオン交換水）を用いることが好ましい。水の含有率は特に限定されない。但し、インクの全質量に対し、３０質量％以上９０質量％以下であることが好ましく、より好ましくは、４０質量％以上８５質量％以下であり、さらに好ましくは５０質量％以上８０質量％以下である。３０質量％以上とすることにより、顔料及び水溶性化合物を水和させることができ、顔料や水溶性化合物の凝集を防止することができる。一方、９０質量％以下とすることにより、相対的に水溶性有機化合物の量が増え、水性媒体中の揮発成分（水等）が揮発してしまった場合でも、顔料の分散状態を維持することができ、顔料の析出や固化を防止することができる。

［１−７］表面張力：
本発明のインクの表面張力γは、２５ｍＮ／ｍ以上４５ｍＮ／ｍ以下であることが好ましい。表面張力を２５ｍＮ／ｍ以上とすることにより、インク吐出口のメニスカスを維持することができ、インクがインク吐出口から流出してしまう不具合を防止することができる。また表面張力を４５ｍＮ／ｍ以下とすることにより、インクの記録媒体への吸収速度を最適にすることができ、インクの吸収不足による定着不良をという不具合を防止することができる。

本発明のインクの表面張力は、温度２５℃、湿度５０％の条件下、自動表面張力計（例えば、協和界面科学社製「ＣＢＶＰ−Ｚ型」等）を用い、白金プレートを用いたプレート法により測定した値を意味するものとする。物流用充填液の表面張力は、界面活性剤の添加量、水溶性有機溶剤の種類及び含有量等により調整することができる。

［１−８］粘度：
本発明のインク粘度ηは、１．５ｍＰａ・ｓ以上５．０ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましく、より好ましくは、１．６ｍＰａ・ｓ以上３．５ｍＰａ・ｓ以下、さらに好ましくは１．７ｍＰａ・ｓ以上３．０ｍＰａ・ｓ以下にするとよい。粘度を１．５ｍＰａ・ｓ以上とすることにより、良好なインク滴を形成することができる。一方、５．０ｍＰａ・ｓ以下とすることにより、インクの流動性が向上し、ノズルへのインク供給性、ひいてはインクの吐出安定性が向上する。

インクの粘度は、ＪＩＳ Ｚ ８８０３に準拠して、温度２５℃の条件下、Ｅ型粘度計（例えば、東機産業製「ＲＥ−８０Ｌ粘度計」等）を用い、測定した値を意味するものとする。インクの粘度は、界面活性剤の種類や量の他、水溶性有機溶媒の種類や量等により調整することができる。

［１−９］ｐＨ：
本発明のインクのｐＨは、７．５以上１０．０以下であることが好ましく、より好ましくは８．５以上９．５以下にすることが好ましい。ｐＨを７．５未満では顔料粒子の分散安定性が悪くなり、顔料の粒子の凝集が起こりやすくなるため好ましくない。一方、ｐＨは１０．０を超えると、インクのｐＨが高すぎてしまい、使用する装置の部材によっては、インクと接することによってケミカルアタックを引き起こし、これにより有機物や無機物がインク中に溶出することによって、結果として吐出不良を引き起こすため好ましくない。インクのｐＨは、温度２５℃の条件下、ｐＨメーター（例えば、ＨＲＩＢＡ（製）Ｄ−５１等）を用い、測定した値を意味するものとする。

［２］記録ヘッド：
以下、本発明の記録ヘッドの一の実施形態について、図面を用いて説明する。但し、本発明の記録ヘッドは、以下に説明する構成に限定されるものではない。

［２−１］ノズル部分の構造：
まず、ノズル部分の構造について図１Ａ〜図１Ｃを用いて説明する。図１Ａは記録ヘッドのノズルの内部構造を模式的に示す上面図である。図１Ｂは図１Ａに示すノズルの内部構造を模式的に示す側面図である。図１Ｃは図１Ａに示すノズルのインク吐出口を模式的に示す正面図である。

サーマル方式の記録ヘッドは、図示のようにノズル壁１５３によって仕切られた複数のノズル流路１５９からなるノズル列が形成され、ノズル流路１５９に連通する複数のインク吐出口１５１が形成され、各々のノズル流路１５９の内部にインク吐出用のヒーター１５２が配置されている。このような構造のヘッドは、ノズル流路１５９内部に充填されたインクをヒーター１５２で加熱し、インクを発泡させることで、インク吐出口１５１からインクの液滴を飛翔させることができる。

図示の形態では、ノズル流路１５９と共通液室１１２との間に、ヘッド内のインク流路中に浮遊する異物をトラップするためのノズルフィルター１５５が設置されている。また、ノズル天板１６２が貼り付けられる天板部材１１３は異方性エッチング等で形成されたインク供給開口（不図示）を備え、外部からのインクを共通液室１１２からノズル流路１５９に導入可能に構成されている。

ノズル流路１５９はノズル壁１５３によって左右の両側面側が仕切られることに加えて、ノズル天板１６２によって上面側が、ノズル底板１６４によって底面側が仕切られている。即ち、ノズル流路１５９は、ノズル壁１５３、ノズル天板１６２及びノズル底板１６４を隔壁として周囲の空間から区画された略四角柱状の内部空間である。ノズル天板１６２は、Ｓｉ等で構成される天板部材１１３に貼り付けられており、ノズル底板１６４はヒーター基板１１１に貼り付けられている。

インク吐出口１５１はノズル流路１５９の一端に形成されるインクを吐出させる開口部であり、ノズル流路１５９を経由して共通液室１１２に連通されている。インク吐出口１５１はフェイス面に形成される。図示の例では、フェイス面はノズル壁１５３と一体的に形成されているが、別途フェイスプレートを設置してフェイス面を形成してもよい。インク吐出口１５１の開口面積は１００μｍ²以上３５０μｍ²以下に構成される。開口面積を１００μｍ²以上とすることで不吐ノズルの発生を防止することができる。一方、３５０μｍ²以下とすることで１つのインク液滴の量が１０ｐＬ以下の微小液滴を形成させることができ、解像度を６００ｄｐｉ以上とすることができる。なお、前記開口面積は吐出口幅１７１と吐出口高さ１７２の積で表される。

前記記録ヘッドは複数のノズル流路によってノズル列が形成されたライン型ヘッドである。ノズル列を形成するノズル流路の数は特に限定されない。但し、本発明の効果を発現させるためには、ノズル列の総ノズル数が１２００以上であることが必要であり、１２００以上９６００以下であることが好ましく、１２００以上４８００以下であることが更に好ましい。また、ノズル列の長さが２インチ以上であることが必要であり、２インチ以上４インチ以下であることが好ましい。

ヒーター１５２は、ノズル流路１５９に充填されたインクを加熱発泡させるための加熱手段である。ヒーター１５２はヒーター基板１１１に設置されている。ヒーター１５２としては抵抗体（例えばチッ化タンタル等からなる抵抗体）を用いることができる。ヒーター１５２には通電のためのアルミニウム等からなる電極（図示せず）が接続されており、その一方にはヒーター１５２への通電を制御するためのスイッチングトランジスタ（図示せず）が接続されている。スイッチトランジスタは制御用のゲート素子等の回路からなるＩＣによって駆動を制御され、ヘッド外部からの信号によって、所定のパターンで駆動する。

前記記録ヘッドは、駆動周波数１ｋＨｚ以上１０ｋＨｚ以下で駆動させることが可能なものである。駆動周波数１ｋＨｚ以上で駆動させることにより、１滴あたりのインク量が極めて小さい場合でも、単位時間あたりのインク付与量を増加させ、画像データ量、記録ドット数を増やすことができる。即ち高画質の画像を高速で印刷することが可能となる。駆動周波数１０ｋＨｚ以下で駆動させることにより、前記のような高速印刷時にインク吐出量に対してノズルへのインク供給量が不足して吐出安定性が低下する不具合が抑制される。前記効果をより確実に得るためには、駆動周波数３ｋＨｚ以上８ｋＨｚ以下で駆動させることが可能なものであることが好ましい。また、本発明の記録ヘッドは、高い駆動周波数の下でも吐出安定性が低下し難く、ノズル不吐が発生し難いため、駆動周波数６ｋＨｚ以上１０ｋＨｚ以下で駆動させることが可能なものであることも好ましい。

ノズルの全長は２００μｍ以上３００μｍ以下とすることが好ましい。この場合の「ノズルの全長」とは、ノズル流路１５９の長さを意味し、具体的にはノズル流路１５９を構成するノズル壁１５３のインク吐出口１５１側の端部から共通液室１１２側の端部までの長さを意味する。

ノズル流路１５９は、ヒーター中心１５７からインク吐出口１５１側の端部までの部分であるノズル前方部１８１と、ヒーター中心１５７から共通液室１１２側の端部までの部分であるノズル後方部１８２に区分される。吐出速度の観点から、ノズル前方部１８１の流抵抗（前方抵抗）と、ノズル後方部１８２の流抵抗（後方抵抗）は、前方抵抗／後方抵抗の値が０．３以上０．８以下であることが好ましい。なお、流抵抗は、流路断面積、流路長、吐出するインクの粘度等の値から、ハーゲン・ポアズイユの法則により計算で求めることができる。即ち、使用するインク（ひいてはその粘度）が定まれば、前方抵抗／後方抵抗の値は、ノズルの流路断面積、流路長等により調整することができる。

［２−２］ノズル材：
ノズル流路１５９を仕切るノズル壁１５３、ノズル天板１６２、ノズル底板１６４は、例えば感光性樹脂により形成することができる。感光性樹脂としては、ネガ型フォトレジスト等を用いることができる。具体的な市販品としては、例えば「ＳＵ−８シリーズ」、「ＫＭＰＲ−１０００」（以上、化薬マイクロケム社製）、「ＴＭＭＲ」、「ＴＭＭＲ Ｓ２０００」、「ＴＭＭＦ Ｓ２０００」（以上、東京応化工業社製）等を挙げることができる。中でも、耐溶剤性、ノズル壁としての強度に優れたエポキシ系感光性樹脂を用いることが好ましい。具体的な市販品としては、東京応化工業社製の「ＴＭＭＲ Ｓ２０００」が特に好ましい。

［２−３］親水性領域、撥水性領域：
本発明の記録ヘッドはインク吐出口の周縁に親水性領域または撥水性領域が形成されたものが好ましい。親水性領域と撥水性領域のいずれを形成するかは、使用するインクの色材の種類や表面張力を考慮して決定すればよい。

例えば色材が顔料であるか、或いは表面張力が３４ｍＮ／ｍ以下のインクを使用する場合には、インク吐出口の周縁に親水性領域が形成された記録ヘッド（親水性ヘッド）が好ましい。そして、インク吐出口の周縁に、使用するインクとの接触角が６０°以下の親水性領域が形成されていることが好ましく、前記接触角が０°の（即ち、接触角を形成しない）親水性領域が形成されていることが更に好ましい。なお、親水性領域または撥水性領域の接触角はＪＩＳ Ｒ ３２５７に準拠して、接触角計（例えば、商品名「ＳＩｍａｇｅ−ｍｉｎｉ」、エキシマ社製等）を用い、ＡＴＡＮ１／２θ法により測定することができる。後述する実施例においても前記方法により接触角を測定している。

前記親水性領域は、インク吐出口が形成されている部材（フェイス材）を親水性材料により構成する方法、前記フェイス材の表面（フェイス面）を親水処理する方法、前記フェイス面に親水性膜を付与する方法等により形成することができる。

前記フェイス材としては、例えばエポキシ樹脂等の樹脂、特にエポキシ系感光性樹脂を用いることができる。

フェイス面を親水処理する方法としては、フェイス面を粗面化する方法を挙げることができる。粗面化の方法としては、例えば、レーザー照射処理、ＵＶ／Ｏ₃処理、プラズマ処理、加熱処理、酸化処理及びエンボス加工処理等を挙げることができる。レーザー照射処理には、エキシマレーザー、ＹＡＧレーザー、ＣＯ₂レーザー等のレーザーを用いることができる。また、インク吐出口周縁部を親水性が高い液体に長時間浸漬する方法により処理してもよい。「親水性が高い液体」としては顔料インク等を挙げることができる。例えば、フェイス材を使用する顔料インク中に１０分間以上、浸漬すればよい。

フェイス面に親水性膜を付与する方法としては、フェイス面に金属膜や親水性の樹脂膜を形成する方法を挙げることができる。親水性膜は、親水性を有するのは勿論のこと、フェイス材に対する付着性が良好な材料により形成することが好ましい。そのような材料としては、水溶性樹脂及び水不溶性低分子化合物を含む組成物等を挙げることができる。例えば、水溶性樹脂（ヒドロキシプロピルセルロース等）と水不溶性低分子化合物（ビスフェノールＡ等）を、適当な溶媒（ジメチルホルムアミド等）に溶解させ、その溶液をフェイス面に塗布し、乾燥させ、必要に応じてアルコール等で処理することにより、親水性膜を形成することができる。

親水性領域の形成は、前記方法の中からフェイス材を構成する材質に応じて適宜選択すればよい。また、親水性領域の形成は、前記方法を２種以上組み合わせて行ってもよい。前記方法の中では、ノズル周辺部をエポキシ系感光性樹脂により構成するとともに、前記ノズル周辺部をＵＶ／Ｏ₃処理し、更に顔料インク中に浸漬することにより親水化処理する方法が好ましい。

また、例えば色材が染料であり、かつ、表面張力が３４ｍＮ／ｍ超のインクを使用する場合には、インク吐出口の周縁に撥水性領域が形成された記録ヘッド（撥水性ヘッド）が好ましい。そして、インク吐出口の周縁に、使用するインクとの接触角が９０°以上の撥水性領域が形成されていることが更に好ましく、使用するインクとの接触角が１００°以上の撥水性領域が形成されていることが特に好ましい。

撥水性領域は、インク吐出口が形成されている部材（フェイス材）の表面（フェイス面）に撥水性膜を付与する方法等により形成することができる。

フェイス面に撥水性膜を付与する方法としては、フェイス面に超撥水性の樹脂膜を形成する方法を挙げることができる。超撥水性の樹脂膜は、従来公知の方法により形成することができる。例えば、フェイス面にフッ素樹脂、シリコーン樹脂等を塗工して樹脂膜を形成する方法、フェイス面においてフッ素系モノマーをプラズマ重合させてフッ素樹脂膜を形成する方法等を挙げることができる。また、フェイス面に撥水撥油性の樹脂膜を形成する方法を採用してもよい。例えばフルオロ炭素化合物を重合させたフッ素樹脂からなる膜を形成する方法等を挙げることができる。中でも、フッ素系溶媒（旭硝子製「ＣＸＴ−８０９Ａ」、住友スリーエム製「＜ノベック＞ＨＦＥ−７１００」、「＜ノベック＞ＨＦＥ−７２００」、「＜ノベック＞ＨＦＥ−７１ＩＰＡ」等）に、含フッ素シリコーンカップリング剤（例えば、信越化学製「ＫＰ−８０１Ｍ」等）を溶解させた溶液を調製し、この溶液をフェイス面に加熱蒸着させることにより、撥水性膜を形成する方法が好ましい。

［２−４］記録ヘッドの全体構造：
次に、記録ヘッドの全体構造について図２Ａ〜図２Ｃを用いて説明する。図２Ａ〜図２Ｃに示すような構造の記録ヘッドは、特開２０１３−０１４１１１号公報に開示されている。従って、本願明細書においては前記公報の内容を引用することとし、その概略を説明するに留める。なお、図２Ａは、本発明の記録ヘッドを模式的に示す正面図であり、図２Ｂは、図２ＡのＡ−Ａ断面図であり、図２Ｃは、図２ＡのＢ−Ｂ断面図である。説明の便宜上、正面図において液体供給ケースカバーは省略している。

本発明の記録ヘッドは、図示のように、ライン型ヘッドが、ノズル列を形成する複数のノズル流路と連通する共通液室１１２と、共通液室１１２と連通する液体供給口１２７と、液体供給口１２７と連通するメイン液体供給室１２６と、メイン液体供給室１２６と連通する液体供給路１３７と、液体供給路１３７と連通する液体供給室（第一液体供給室１３４、第二液体供給室１３５）と、液体供給室を液体供給の際の流れに沿って上流側より第一液体供給室１３４と第二液体供給室１３５とに分離するように配設された供給フィルター１１８と、メイン液体供給室１２６の一部に設けられた気液分離部１２０と、気液分離部１２０と連通する空気室１４１と、を備えていることが好ましい。

そして、ノズル流路と、共通液室１１２と、液体供給口１２７と、メイン液体供給室１２６と、液体供給路１３７と、液体供給室（第一液体供給室１３４、第二液体供給室１３５）と、供給フィルター１１８と、気液分離部１２０と、空気室１４１とが、ノズル流路の配列方向と液体の吐出方向を含む平面に対して、平行平面上に配置され、メイン液体供給室１２６と、液体供給路１３７と、供給フィルター１１８と、気液分離部１２０と、空気室１４１とが、各々積層されることなく配置されていることが好ましい。

図２Ａ〜図２Ｃに示すような構造の記録ヘッドは、気液分離型の記録ヘッドと称される。気液分離型の記録ヘッドはインクの自重を利用してノズル内にインクを充填するため、従来構造の記録ヘッドと比較して吐出安定性を確保することが極めて困難である。従って、気液分離型の記録ヘッドは本発明の効果を最も享受することができる形態の一つであると言える。

セラミック製のベースプレート１１０はシリコンにより形成されるヒーター基板１１１を支持している。ヒーター基板１１１には、液体の吐出エネルギー発生素子としての複数の電気熱変換体（ヒーターまたはエネルギー発生部）とこれらの電気熱変換体に対応するノズルを構成するための複数の流路壁とが形成されている。また、ヒーター基板１１１には各ノズルに連通する共通液室１１２を囲む液室枠も形成されている。このように形成されたノズルの側壁及び液室枠の上には、共通液室１１２を形成する天板部材１１３が接合されている。従って、ヒーター基板１１１と天板部材１１３は互いに一体化した状態でベースプレート１１０に積層接着されている。このような積層接着は、銀ペーストなどの熱伝導率のよい接着剤によって行われる。ベースプレート１１０におけるヒーター基板１１１の後方には、実装済みの電気配線基板（ＰＣＢ１１４）が両面テープ（図示せず）により支持されている。ヒーター基板１１１上の各吐出エネルギー発生素子とＰＣＢ１１４とは、各々の配線に対応するワイヤボンディングにより電気的に接続されている。

天板部材１１３上面には、液体供給部材１１５が接合されている。液体供給部材１１５は液体供給ケース１１６と液体供給ケースカバー１１７より構成されており、液体供給ケースカバー１１７が液体供給ケース１１６の上面を塞ぐことにより、後述する液室や液体供給路が形成される。液体供給ケース１１６と液体供給ケースカバー１１７の接合は、例えば熱硬化型の接着剤などにより行われる。また、液体供給ケース１１６には供給フィルター１１８及び排出フィルター１１９が配設されている。供給フィルター１１８は液体供給部材１１５に供給された液体中の異物の除去を目的とし、排出フィルター１１９は記録ヘッド外部からの異物の侵入を防止することを目的とする。各々のフィルターは熱溶着によって液体供給ケース１１６に固定されている。さらに液体供給ケース１１６の一部には気液分離部１２０が形成され、気液分離部１２０に突出する形で外部より液面検知センサ１２１が実装されており、上述したような液室内の液体量の制御を行う。

ここで、液体供給ケースと１１６液体供給ケースカバー１１７の２つの部品の嵌合により形成される液室及び液体供給路等の構成について説明する。液体供給ケース１１６の天板部材１１３との接合面には、ノズルの配列方向と略平行かつノズル列の幅に渡って矩形状の開口部である液体供給口１２７が形成されており、液体供給口１２７の延長上には貯留室状のメイン液体供給室１２６が形成されている。即ち、メイン液体供給室１２６はノズル列と略平行かつノズル列の幅に渡って形成されている。また、液体供給口１２７と対向側の天面は、ほぼ全域にわたって気液分離部１２０を最上部とした傾斜（メイン液体供給室傾斜１２９）を構成している。メイン液体供給室傾斜１２９には２つの開口部が形成されており、１つは液体連通部１３１、他方は気液分離部１２０である。

気液分離部１２０はメイン液体供給室１２６の一部として形成され、メイン液体供給室１２６の他の部分よりも深さが大きくなっている。これは、後述するように液室内の液体に混在する気泡を破泡する効果を高めるためである。図示の形態においては、気液分離部１２０の内部にステンレスの電極を３本実装しており、図中左側より上限検知電極１２３、グランド電極１２４、下限検知電極１２５である。グランド電極１２４と上限検知電極１２３間の通電、グランド電極１２４と下限検知電極１２５間の通電により、メイン液体供給室１２６内の液面を上限と下限の間に維持する構成となっている。図示の形態のインクジェットヘッドにおいては、気液分離がなされた液体の液面を検知することで、検知の信頼性を向上させることが可能である。

気液分離部１２０の延長上にはエア連通部１３０があり、その先はエア流路として機能する空気室１４１となる。さらに先には前述した排出フィルター１１９が配設されており、排出ジョイント１３３に連通する。排出フィルター１１９は撥水性を有する材質によって構成されており、万が一エア流路（空気室１４１）に液体が流入し、排出フィルター１１９にインクが付着することで、フィルター内部にインクのメニスカスが形成されても、その撥水性によってフィルター部の毛管力を低減することができ、インクを容易に除去することができる。

一方、メイン液体供給室傾斜１２９に設けられた液体連通部１３１を介して液体供給路１３７が設けられている。液体供給路１３７は、液体連通部１３１から供給フィルター１１８近傍まで管状を成しており、メイン液体供給室１２６とほぼ同一平行平面上に形成される。供給フィルター１１８もまた、メイン液体供給室１２６と略同一平行平面上に配置されている。供給フィルター１１８は液体供給室を二室に分離するように配設され、供給ジョイント１３２に連通する側の室、即ち記録ヘッド内の液体供給の流れに沿って上流側の室が第一液体供給室１３４、下流側の室が第二液体供給室１３５となっている。供給フィルター１１８はメイン液体供給室１２６と略同一平行平面上に配置されているため、供給フィルター１１８の両面に隣接する第一液体供給室１３４及び第二液体供給室１３５もまた、メイン液体供給室１２６やインク吐出口配列面１３９とほぼ平行平面上に配置されることになる。

第二液体供給室１３５は供給フィルター１１８上方に開口（以下、第二液体供給室開口１３６という）があり、これを介して液体供給路１３７に連通している。また、第二液体供給室１３５の天面はこの開口を最上部とする傾斜（以下、第二液体供給室傾斜１３８という）が形成されている。

以上のように、メイン液体供給室１２６、気液分離部１２０、液体供給路１３７、供給フィルター１１８、第一液体供給室１３４、第二液体供給室１３５は、各々インク吐出口配列面１３９と略平行平面上に設定される。一方でＡ−Ａ断面に示すように、メイン液体供給室１２６、液体供給路１３７、供給フィルター１１８、気液分離部１２０は互いに平面の鉛直方向に重ならないように配置することが重要である。

供給フィルター１１８は、フィルター孔径が１μｍ以上１０μｍ以下、フィルター面積が１０ｍｍ²以上５００ｍｍ²以下のステンレス製メッシュであることが好ましい。フィルター孔径を１μｍ以上、フィルター面積を１０ｍｍ²以上とすることで、流路抵抗（圧力損失）を低減させ、記録ヘッドの内の気泡を移動し易くすることができる。前記効果をより確実に得るためには、フィルター面積を２００ｍｍ²以上とすることが更に好ましい。一方、フィルター孔径を１０μｍ以下とすることでノズルへのゴミの流入を確実に防止することができ、フィルター面積を５００ｍｍ²以下とすることで記録ヘッドを小型化することができる。前記効果をより確実に得るためには、フィルター孔径を３μｍ以上８μｍ以下とすることが更に好ましい。

［２−５］インクの充填：
本発明の記録ヘッドにおいては、前記ライン型ヘッドの前記インク吐出口と連通する内部空間に、インクジェット記録用のインクが充填されている。インクは、前記内部空間のうち、少なくともインク吐出口から共通液室までの部分（即ち、ノズル流路及び共通液室）に充填されていることが好ましい。

［３］インクジェット記録装置：
本発明のインクジェット記録装置は、インクジェット記録用の記録ヘッドと、前記記録ヘッドに供給するインクを収容するインク収容部とを備えたインクジェット記録装置である。そして、前記記録ヘッドが、本発明の記録ヘッドであることを特徴とするものである。前記インク収容部の形態は特に限定されない。例えば図３に示すようなインクタンク等を挙げることができる。

［３−１］インクタンク：
図３はインクタンクの拡大断面図である。インクタンク２３０は液体収容容器であり、その内部にはインクを収容する液室（インク室２３１）が形成されている。インク室２３１は、ジョイント部２３２のみにおいて外部と連通可能な閉空間となっている。インクタンク２３０は、記録ヘッドに対して着脱可能に構成されている。また、インクタンク２３０は、記録ヘッドの上部に備えられている。インク室２３１は柔軟性のある部材により形成されており、その内部には負圧発生用のバネ２３３−１と、バネ２３３−１に接続された圧力板２３３−２が内蔵されている。バネ２３３−１は、圧力板２３３−２を介してインク室２３１を内部から外部に向かって付勢し、インク室２３１の内部空間を拡大させる。即ち、バネ２３３−１はインク室２３１の内部に所定の負圧を発生させており、バネ２３３−１、圧力板２３３−２及びインク室２３１は一体となって負圧発生部２３３を構成している。ジョイント部２３２には不織布製のフィルター２３４が備えられている。

図４は記録ヘッドの拡大断面図である。記録ヘッド２２０は、電気熱変換素子（インク吐出用のヒーター）などのエネルギー発生素子（不図示）を備えている。このエネルギー発生素子によって、インク室２２１内のインクＩ（液室内の液体）は吐出口２２０Ａから吐出される。インク室２２１には、インクＩと共に空気（気体）が存在する。従って、インク室２２１内には、インクＩが収容されたインク収容部（液体収容部）と、空気（気体）が収容された空気収容部（気体収容部）と、が形成されることになる。

インク室２２１の上部には、インク室２２１とインクタンクのインク室を連通させるためのインク供給部２２２が設けられている。インク供給部２２２の平均的な幅は１０ｍｍ程度である。また、インク供給部２２２の開口部にはフィルター部材２２３が備えられている。図示のフィルター部材２２３は、ＳＵＳ製のメッシュにより形成されている。そのメッシュは金属繊維を織り込んだ構造となっている。フィルター部材２２３が細かい目を持つことにより、外部から記録ヘッド内にゴミが侵入し難くなる。

フィルター部材２２３の下面は、インクを保持可能なインク保持部材２２４に圧接されている。図５Ａは図４に示すインク保持部材の拡大斜視図であり、図５Ｂは図５Ａに示すインク保持部材のＶｂ−Ｖｂ断面図である。図５Ａ及び図５Ｂに示すように、インク保持部材２２４には断面円形の流路２２４Ａが複数形成されている。それぞれの流路２２４Ａの口径は１．０ｍｍ程度である。

また、図４に示すように、インク室２２１の上部には、開口部２２５が設けられている。開口部２２５にはフィルター２２６が備えられている。開口部２２５は外部の流路である移送部（不図示）に接続することが可能に構成されている。この移送部は液体及び／又は気体を移送することが可能な流路である。開口部２２５は、インク室２２１内のインクＩ及び／又は気体を外部に流出させ、或いは記録ヘッド２２０の外部の液体（インクなど）及び／又は気体をインク室２２１内に流入させることが可能に構成されている。即ち、開口部２２５は、液体を単独で流出・流入させるのみならず、液体とともに気体を流出・流入させることが可能に形成されている。

図３に示すインクタンク２３０のジョイント部２３２と、図４に示す記録ヘッド２２０のインク供給部２２２とを連結させることにより、図３に示すインクタンク２３０と、図４に示す記録ヘッド２２０が直接的に接続される。この際、図３に示すインクタンク２３０のフィルター２３４と、図４に示す記録ヘッド２２０のフィルター部材２２３とは、上下から相互に圧接された状態となっている。このように形成されたインクタンクと記録ヘッドとの連結部は、その周囲をゴム製の弾性キャップ部材で囲むことにより、密閉性が維持される。前記のように記録ヘッドとインクタンクが直接的に接続された構造は、それらの間のインク供給路（液体供給路）を極めて短くすることができる点において好ましい。

［３−２］記録装置の全体構成：
インクジェット記録装置のその他の構造等については特に限定されない。例えば図６に示すような記録装置３００を好適に用いることができる。

図６は、インクジェット記録装置の全体構成を模式的に示す概略構成図である。記録装置３００には、外部のホスト装置（コンピュータ装置３０８）が接続されている。記録装置３００は、コンピュータ装置３０８から入力された記録データに基づいて記録ヘッド３０５からインクを吐出し、画像を記録することができるように構成されている。

記録装置３００においては、記録媒体３０１として複数のラベルが仮付けされたラベル用紙を用いている。記録媒体３０１はロール状に巻回された状態でセットされている。但し、本発明のインクジェット記録装置においては、記録媒体として、紙のみならず、布、プラスチックフィルム、金属板、ガラス、セラミックス、木材、皮革等のインクを受容可能な媒体であれば、材質を問わず使用することができる。

記録装置３００は、記録媒体３０１を搬送する搬送手段として、搬送モータ３０３、搬送ローラ３０２、ロータリーエンコーダ３１０及びロールモータ３１１を備える。搬送モータ３０３により搬送ローラ３０２を駆動させることで、矢印Ａ方向に向かって一定の速度で記録媒体３０１を搬送することができる。ロータリーエンコーダ３１０によって記録媒体３０１の搬送速度や搬送量を検出することができる。ロールモータ３１１によって矢印Ａ方向とは逆方向に記録媒体３０１を巻き戻すことができる。用紙検知センサ３０４は記録媒体３０１の特定部分を検出するセンサである。図示の例ではラベル用紙に仮付けされた個々のラベルの先端を検出している。前記検出に基づいて画像の記録タイミングを決定することができる。

記録装置３００は、その上部に４つの記録ヘッド３０５と、これらに対応するインクタンク３０６を備えている。前記４つの記録ヘッドは、それぞれブラック、シアン、マゼンタ、イエローのインクを吐出するための記録ヘッドである。

記録ヘッド３０５は、記録媒体３０１の最大幅記録幅よりも幅広に構成された、いわゆるライン型ヘッドであり、インクを吐出可能な複数のノズルを備えている。ノズルのインク吐出口は記録ヘッド３０５の下面側に開口している。記録ヘッド３０５は、その長手方向が記録媒体３０１の搬送方向と交差する方向（図中の矢印Ａに直交する方向）に沿うように配置されており、前記長手方向に沿って複数のノズルが配列されてノズル列が形成されている。

記録装置３００においては、搬送モータ３０３によって搬送ローラ３０２が駆動され、搬送ローラ３０２によって記録媒体３０１が矢印Ａ方向に定速度で搬送される。用紙検知センサ３０４によって記録媒体３０１の特定部分が検出されると、その検知位置を基準として４つの記録ヘッド３０５のインク吐出口から順次、インクが吐出される。この際、インクはインクタンク３０６から記録ヘッド３０５に供給される。このように、記録媒体３０１が記録ヘッド３０５の下部を通過するときに、それらの記録ヘッド３０５の複数のノズルからインクが吐出され、記録媒体３０１に画像が記録される。なお、記録ヘッド３０５はライン型ヘッドであるため定位置に固定された状態でインクを吐出する。即ち、シリアルヘッドのように左右に往復しながら、インクを吐出することはない。

記録装置３００は、記録ヘッド３０５の回復動作を行うための回復機構として、キャッピング機構３０７、ブレード３０９などを備えている。

回復動作とは、記録ヘッド３０５が初期状態と同様の適正な吐出性能を発揮するように回復させるための動作である。例えば吸引回復、加圧回復、予備吐出、ワイプ回復等の動作を挙げることができる。吸引回復とは、記録ヘッド３０５のノズル内の増粘インクをキャッピング機構３０７に吸引除去する動作であり、加圧回復とは、記録ヘッド３０５のノズル内の増粘インクをキャッピング機構３０７に加圧排出する動作であり、予備吐出とはノズル内の増粘インクを吐出によりキャッピング機構３０７に排出しインクのメニスカスを安定させる動作であり、ワイプ回復とは、記録ヘッドのフェイス面をブレード３０９により払拭し、フェイス面に付着したゴミやインクを除去する動作である。これらの回復動作は組み合わせて実施することもできる。

キャッピング機構３０７は、各々の記録ヘッド３０５のインク吐出口をキャッピングする機構であり、記録ヘッド３０５の下部に配置されている。記録ヘッド３０５とキャッピング機構３０７は、図６の左右方向に相対移動させることが可能に構成されている。一方、ブレード３０９は、各々の記録ヘッド３０５のフェイス面を払拭する部材であり、記録ヘッド３０５の下部に配置されている。

吸引回復を行う場合には、記録ヘッド３０５をキャッピング機構３０７によりキャッピングした状態で、チューブポンプ（不図示）により、キャッピング機構３０７のバッファータンク（不図示）の内部を減圧する。これにより、記録ヘッド３０５のノズル内の増粘したインクをキャッピング機構３０７に吸引除去し、ノズル内をリフレッシュする。

加圧回復を行う場合には、記録ヘッド３０５をキャッピング機構３０７によりキャッピングした状態で、記録ヘッド３０５のノズル内を加圧する。これにより、ノズル内の増粘したインクをキャッピング機構３０７のキャップ内に加圧排出し、ノズル内をリフレッシュする。

ワイプ回復を行う場合には、ブレードモータ（不図示）によりブレード３０９を駆動させ、記録ヘッド３０５のノズルのフェイス面を払拭し、さらに加圧回復（予備吐出）を行う。これにより、ノズルのフェイス面がクリーニングされ、インク吐出口におけるメニスカスが整えられる。

なお、これらの回復動作によりキャッピング機構３０７に蓄積されたインクは、所定の量まで蓄積された段階で、チューブポンプ（不図示）により吸引され、廃インクタンク（不図示）に廃棄される。

［３−３］制御系：
次に、インクジェット記録装置の制御について説明する。図７は、図６に示す記録装置の制御系のブロック構成図である。前記記録装置は、記録ヘッドを含む記録機構に加えて、ＣＰＵ（中央処理装置）、ＵＳＢインターフェース部、ＲＯＭなどの制御系部品を備えている。ＣＰＵ４０１は、プログラムＲＯＭ４０２に記憶されているプログラムを実行して、前記記録装置の各部を制御する。プログラムＲＯＭ４０２には、前記記録装置を制御するプログラムやデータが格納される。前記記録装置の処理は、ＣＰＵ４０１がプログラムＲＯＭ４０２内のプログラムを読み出して実行することにより実現される。

コンピュータ装置３０８から出力された記録データは、前記記録装置のインターフェース・コントローラ４０３に入力される。記録媒体（ラベル）の枚数、種類及びサイズ等を指示するコマンドも、インターフェース・コントローラ４０３に入力され、解析される。ＣＰＵ４０１は、これらのコマンドの解析の他、記録データの入力、記録動作、記録媒体のハンドリング等、記録装置全般の制御を司るための演算処理を実行する。前記演算処理は、プログラムＲＯＭ４０２に記憶された処理プログラムに基づいて実行される。前記プログラムは、後述する図８に示すフローチャートの手順に対応するプログラムを含む。また、ＣＰＵ４０１の作業用のメモリとして、ワークＲＡＭ４０４が使用される。ＥＥＰＲＯＭ４０５は書き換え可能な不揮発性メモリである。このＥＥＰＲＯＭ４０５には、前回の回復動作を実施した時刻、複数の記録ヘッドの相互の距離及び搬送方向における記録位置を微調整（縦方向のレジストレーション）するための補正値等、前記記録装置に固有のパラメータが記憶される。

より具体的には、ＣＰＵ４０１は、入力されたコマンドを解析した後、記録データの各色成分のイメージデータをイメージメモリ４０６にビットマップ展開する。このデータに基づいて描画が行われる。また、ＣＰＵ４０１は、入出力回路４０７及びモータ駆動部４０８を介して、搬送モータ３０３、ロールモータ３１１、キャッピングモータ４０９、ヘッドモータ４１０及びポンプモータ４１８を制御する。キャッピングモータ４０９はキャッピング機構３０７を駆動するためのモータであり、ヘッドモータ４１０は記録ヘッド３０５Ｋ、３０５Ｙ、３０５Ｍ、３０５Ｃを移動させるためのモータであり、ポンプモータ４１８はチューブポンプを駆動するためのモータである。記録ヘッド３０５Ｋ、３０５Ｙ、３０５Ｍ、３０５Ｃは、キャッピング位置、記録位置及び回復位置の間で移動される。キャッピング位置はキャッピング機構３０７によってキャッピングされる位置、記録位置は画像を記録するための位置、回復位置は回復動作を行うための位置である。

記録装置により画像を記録する際には、図６に示すように搬送モータ３０３により搬送ローラ３０２を駆動して、記録媒体３０１（図示の例ではラベル用紙）を一定の速度で搬送する。そして、ロータリーエンコーダ３１０によって記録媒体３０１の搬送速度や搬送量を検出する。図７に示す制御系においては、この一定速度で搬送される記録媒体に対する画像の記録タイミングを決定するために、用紙検知センサ３０４によってラベルの先端を検出する。用紙検知センサ３０４の検出信号は、入出力回路４１１を介してＣＰＵ４０１に入力される。搬送モータにより記録媒体が搬送されると、ロータリーエンコーダ（不図示）の信号に同期して、ＣＰＵ４０１がイメージメモリ４０６から色毎のイメージデータを順次読み出す。前記イメージデータは、記録ヘッド制御回路４１２を介して、対応する記録ヘッド３０５Ｋ、３０５Ｙ、３０５Ｍ、３０５Ｃのいずれかに転送される。これにより、記録ヘッド３０５Ｋ、３０５Ｙ、３０５Ｍ、３０５Ｃが、前記イメージデータに基づいてインクを吐出する。

ポンプを駆動するためのポンプモータ４１３は、入出力回路４０７及びモータ駆動部４０８を介してその駆動を制御される。操作パネル４１４は入出力回路４１５を介してＣＰＵ４０１に接続される。また、前記記録装置の環境温度と環境湿度は温湿度センサ４１６によって検出され、Ａ／Ｄコンバーター４１７を介してＣＰＵ４０１に入力される。

［３−４］回復シーケンス：
環境温度が４０℃以上となり、水が蒸発した場合には、記録ヘッドにインクの固着が発生しやすくなる。従って、記録ヘッドからヘッドキャップが外れたヘッドオープンの状態で、かつ、水分が蒸発した場合には記録ヘッドのフェイス面を回復する回復シーケンスを入れることが好ましい。

図８は、記録ヘッドの回復シーケンスの工程を示すフローチャートである。図８に示す回復シーケンスは、記録ヘッドがキャップから開放されたキャップオープンの条件（条件５０１）となると発動する。回復シーケンスが発動すると、温湿度センサにより記録装置の環境温度及び環境湿度が取得（検出）される（工程５０２）。前記検出の結果、環境温度が４０℃以上、環境湿度が７０％以下であり（条件５０３）、かつ、前回の吸引回復からの累計時間が１時間以上となった場合（条件５０４）、ノズル内のインクをリフレッシュするための加圧回復（予備吐出）と、フェイス面を払拭しクリーニングするためのワイプ回復が行われる（工程５０５）。なお、条件５０４は、吸引回復が行われた場合にはリセットされる。

以下、実施例及び比較例により、本発明を更に具体的に説明する。但し、本発明は、下記の実施例の構成のみに限定されるものではない。尚、以下の記載における「部」、「％」は特に断らない限り質量基準である。

［インクの調製］

［合成例：（メタ）アクリル酸エステル系ランダム共重合体の合成］
撹拌装置、滴下装置、温度センサー、及び上部に窒素導入装置を有する環流装置を取り付けた反応容器にメチルエチルケトン１０００部を仕込み、撹拌しながら反応容器内を窒素置換した。この反応容器内を窒素雰囲気に保ちながら８０℃に昇温させた後、滴下装置より、メタクリル酸２−ヒドロキシエチル６３部、メタクリル酸１４１部、スチレン４１７部、メタクリル酸ベンジル１８８部、メタクリル酸グリシジル２５部、重合度調整剤（日本油脂社製、商品名：「ブレンマーＴＧＬ」）３３部、及びペルオキシ２−エチルヘキサン酸ｔ−ブチル６７部を混合し、得られた混合液を、４時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに同温度で１０時間反応を継続させて、酸価が１１０ｍｇＫＯＨ／ｇ、ガラス転移点（Ｔｇ）８９℃、重量平均分子量８，０００の（メタ）アクリル酸エステル系ランダム共重合体（Ａ−１）の溶液（樹脂分：４５．４％）を得た。

［インクの色材に用いるブラック顔料分散体の調製］
冷却用ジャケットを備えた混合槽に、ポリマー溶液の調製で得た（メタ）アクリル酸エステル系ランダム共重合体（Ａ−１）の溶液（樹脂分：４５．４％）、２５％水酸化カリウム水溶液、水及びカーボンブラック顔料を仕込み、撹拌、混合して混合液を得た。ここで、それぞれの仕込量は、カーボンブラック顔料１０００部、（メタ）アクリル酸エステル系ランダム共重合体は、カーボンブラックに対し不揮発分で４０％の比率となる量、２５％水酸化カリウム水溶液は、（メタ）アクリル酸エステル系ランダム共重合体の酸価が１００％中和される量、水は、混合液の不揮発分を２７％とするのに必要な量である。得られた混合液を直径０．３ｍｍのジルコニアビーズを充填した分散装置に通し、循環方式により４時間分散させた。尚、分散液の温度を４０℃以下に保持した。

混合槽から分散液を抜き取った後、水１０，０００部で混合槽と分散装置の流路を洗浄し、洗浄液と分散液を混合して希釈分散液を得た。得られた希釈分散液を蒸留装置に入れ、メチルエチルケトンの全量と水の一部を留去して濃縮分散液を得た。室温まで放冷した濃縮分散液を撹拌しながら２％塩酸を滴下してｐＨ４．５に調整した後、ヌッチェ式濾過装置にて固形分を濾過して水洗した。得られた固形分（ケーキ）を容器に入れ、水を加えた後、分散撹拌機を使用して再分散させ、２５％水酸化カリウム水溶液にてｐＨ９．５に調整した。その後、遠心分離器を使用し、６０００Ｇで３０分間かけて粗大粒子を除去した後、不揮発分を調整してカーボンブラック顔料分散体（不揮発分：２０％）を得た。さらに、得られた水性のブラック顔料分散体の顔料濃度が約１４％になるように純水を加えて調整し、これを、後述するインク調製に使用するブラック顔料分散体とした。

［インクの色材に用いるシアン顔料分散体の調製］
シアン顔料分散体は、色材として、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５：３を使用する以外はブラック顔料分散体と同様の方法で調製した。

［インクの色材に用いるマゼンタ顔料分散体の調製］
マゼンタ顔料分散体は、色材として、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ １２２を使用し、顔料に対する樹脂の比率を４０％から３０％に変更した以外はブラック顔料分散体と同様の方法で調製した。

［インクの色材に用いるイエロー顔料分散体の調製］
イエロー顔料分散体は、色材として、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ ７４を使用し、顔料に対する樹脂の比率を４０％から３５％に変更した以外はブラック顔料分散体と同様の方法で調製した。

［インクの調製］
（実施例１）
以下の方法で、実施例１のインク１を調製した。容器に、色材としてブラック顔料分散体（顔料濃度約１４％）２１．４部を加え、水溶性化合物として、固体のエチレン尿素の４０％水溶液２７．５部（エチレン尿素固形分：１１部）、グリセリン７部、トリエチレングリコール２部、固体のビスヒドロキシエチルスルフォンの６５％水溶液３．１部（ビスヒドロキシルエチルスルフォン固形分：２部）を加えた。さらに、これにノニオン性界面活性剤であるアセチレノールＥ１００（川研ファインケミカル製）０．５部及びＢＣ−２０（日光ケミカルズ製）１．０部を加え、残り純水（イオン交換水）を投入して全体を１００部とした。これらをプロペラ撹拌機にて３０分以上撹拌した後、孔径３．０μｍのフィルターで濾過することにより、実施例１の黒色のインクジェット記録用インク１を得た。

（実施例２〜６、比較例１〜３）
先に調製したブラック顔料分散体を用い、水溶性化合物などの組成を変えて、実施例２〜６のインク２〜６、及び比較例１〜３のインク７〜９を調製した。具体的には、表２に記載の成分を、表２に記載の量で使用したこと以外は実施例１と同様にして、実施例及び比較例の各インクを得た。

［評価］
上記で得た実施例及び比較例の各インクを用い、インクジェット記録装置で画像を形成して、後述する方法で、それぞれのインクを評価した。評価結果を表２中に示した。具体的には、インクジェット記録装置としては、サーマル方式のインクジェット記録装置（キヤノンファインテック社製「ＬＸＤ５５００」）を用いた。そして、インクジェット記録ヘッドとして、図１Ａ〜図１Ｃ及び図２Ａ〜図２Ｃに示す構造のインクジェットヘッドを備えた上記装置を使用した。具体的なスペックは表３に示すものとした。

＜再溶解性、固着性試験＞
インクジェット記録装置として、ＬＸＰ５５００（キヤノンファインテック製）を用い、温度１５℃、湿度１０％の環境下で、下記のようにして印字を行った。該インクジェット記録装置のインクタンクに、表２に示した各インクをそれぞれ収納し、上記のスペックの記録ヘッド上に１２００ｄｐｉの密度で１列に並んだ４８００個の吐出口から、１滴ずつインクを吐出させて、各インクでそれぞれノズルチェックパターン印字を行った。その際、メディア（被記録媒体）には、キヤノンファインテック社製マットラベルを使用した。
上記試験後、密閉キャップし、６０℃環境下において、２週間放置し、回復操作を行った際のノズルチェックパターン印字の状況を下記の基準で評価した。
○：クリーニング操作一回で正常印字ができる。
×：クリーニング操作二回以上で正常印字ができる。

＜固形物の析出＞
上記のスペックの記録ヘッドに各インクを充填後、密閉キャップをせずに２週間室温で放置し、ノズル先端部を観察し、下記の基準で評価した。
（評価基準）
○：ノズル先端部に固形物の析出がない。
×：ノズル先端部に固形物の析出が認められる。

表２に示したように、実施例１〜６のインクは、クリーニング操作一回でノズルが回復して性状な印字ができることを確認した。その理由は、後述するように、比較例のインクを用いた場合との比較から、インク中のエチレン尿素、及び、水溶性化合物の含有量が本発明で規定の範囲内である結果、十分な再溶解性、固着性が得られたと考えられる。

上記した実施例のインクに対し、表２に示したように、比較例１のインクは、インク中のエチレン尿素の量が１１質量％未満であり、インクの水分が蒸発した後の乾燥インクがクリーニング操作により、新たなインクと混合される際に、再溶解性が劣るものとなり、クリーニング操作が二回以上必要となった。比較例２のインクでは、水溶性化合物の合計量中におけるエチレン尿素の占める比率が５０％を超える結果、保湿性が十分でなく、固着性に劣るものとなった。また、比較例３のインクでは乾燥インクは溶解するものの、固形物が析出した状態となり、固着性に劣るものとなった。

表２のブラック顔料分散体の顔料を、シアン、マゼンタ、イエローの分散体の調整で得た各色の顔料に変え、同様にインクを調製し、黒色のインクの場合と同様の評価を行った。その結果、各色の顔料分散液の顔料を用いて調製したインクは、いずれも、実施例の黒色のインクの場合と同様に好適な結果を示した。また比較例については、再溶解性、固形物の析出の点で黒色のインクと同様に劣った結果となった。このことから、シアン、マゼンタ、イエローのいずれの顔料分散体を使用しても、本発明で規定するインク組成、特に水溶性化合物を満足するように設計することで、固形物の析出がない、再溶解性と固着性の良好なインクが得られることが確認された。

１１０：ベースプレート、１１１：ヒーター基板、１１２：共通液室、１１３：天板部材、１１５：液体供給部材、１１６：液体供給ケース、１１７：液体供給ケースカバー、１１８：供給フィルター、１１９：排出フィルター、１２０：気液分離部、１２１：液面検知センサ、１２３：上限検知電極、１２４：グランド電極、１２５：下限検知電極、１２６：メイン液体供給室、１２７：液体供給口、１２９：メイン液体供給室傾斜、１３０：エア連通部、１３１：液体連通部、１３２：供給ジョイント、１３３：排出ジョイント、１３４：第一液体供給室、１３５：第二液体供給室、１３６：第二液体供給室開口、１３７：液体供給路、１３８：第二液体供給室傾斜、１３９：インク吐出口配列面、１４１：空気室、１５１：インク吐出口、１５２：ヒーター、１５３：ノズル壁、１５５：ノズルフィルター、１５７：ヒーター中心、１５９：ノズル流路、１６２：ノズル天板、１６４：ノズル底板、１７１：吐出口幅、１７２：吐出口高さ、１８１：ノズル前方部、１８２：ノズル後方部、２２０：記録ヘッド、２２０Ａ：吐出口、２２１：インク室、２２２：インク供給部、２２３：フィルター部材、２２４：インク保持部材、２２４Ａ：流路、２２５：開口部、２２６：フィルター、２３０：インクタンク、２３１：インク室、２３２：ジョイント部、２３３：負圧発生部、２３３−１：バネ、２３３−２：圧力板、２３４：フィルター、３００：記録装置、３０１：記録媒体、３０２：搬送ローラ、３０３：搬送モータ、３０４：用紙検知センサ、３０５、３０５Ｋ、３０５Ｙ、３０５Ｍ、３０５Ｃ：記録ヘッド、３０６：インクタンク、３０７：キャッピング機構、３０８：コンピュータ装置、３０９：ブレード、３１０：ロータリーエンコーダ、３１１：ロールモータ、４０１：ＣＰＵ、４０２：プログラムＲＯＭ、４０３：インターフェース・コントローラ、４０４：ワークＲＡＭ、４０５：ＥＥＰＲＯＭ、４０６：イメージメモリ、４０７：入出力回路、４０８：モータ駆動部、４０９：キャッピングモータ、４１０：ヘッドモータ、４１１：入出力回路、４１２：記録ヘッド制御回路、４１３：ポンプモータ、４１４：操作パネル、４１５：入出力回路、４１６：温湿度センサ、４１７：Ａ／Ｄコンバーター、４１８：ポンプモータ、５０１：条件、５０２：工程、５０３：条件、５０４：条件、５０５：工程、Ｉ：インク。

Claims (6)

1. 顔料と、水と、水溶性化合物とを含有するインクジェット記録用インクであって、
   前記顔料が、酸価１００ｍｇＫＯＨ／ｇ以上、１６０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下である、（メタ）アクリル酸エステル系のランダム共重合体によって分散した樹脂分散顔料であり、
   該水溶性化合物が、エチレン尿素と、下記式（Ａ）で定義される親疎水度係数が０．３７以下である水溶性化合物とを少なくとも含み、
   前記水溶性化合物の合計の含有量が、インク全量に対して２２質量％以上、５０質量％以下であり、
   前記エチレン尿素の含有量が、インク全量に対して１１．０質量％以上であり、かつ、前記水溶性化合物の合計量中におけるエチレン尿素の占める比率が質量基準で５０％以下である、ことを特徴とするインクジェット記録用インク。
   

   
2. ノズル列よりインクをサーマル方式により吐出させて記録を行うインクジェット記録方法であって、各ノズルの開口面積が１００〜３５０μｍ²であり、前記インクが、請求項１に記載のインクであることを特徴とするインクジェット記録方法。
3. ノズル列よりインクをサーマル方式により吐出させて記録を行うインクジェット記録方法であって、ノズル列当たりの総ノズル数が１２００以上、ノズル列の長さが２インチ以上であり、前記インクが、請求項１に記載のインクであることを特徴とするインクジェット記録方法。
4. インクが収容されており、ノズル列より該インクをサーマル方式により吐出させるインクジェット記録用ヘッドであって、各ノズルの開口面積が１００〜３５０μｍ²、ノズル列当たりの総ノズル数が１２００以上、ノズル列の長さが２インチ以上であり、前記収容されているインクが、請求項１に記載のインクであることを特徴とするインクジェット記録用ヘッド。
5. インクが収容されており、ノズル列より該インクをサーマル方式により吐出させるインクジェット記録用ヘッドであって、ノズル列として複数のノズル流路が連通した共通液室と、該共通液室と連通した開口部と、該開口部と連通したメイン液体供給室と、該メイン液体供給室と連通する液体供給路と、該液体供給路と連通する液体供給室と、該液体供給室を、液体供給の際の流れに沿って上流側より第一液体供給室と、第二液体供給室とに分離するように配設された供給フィルターと、前記メイン液体供給室の一部に設けられた気液分離部と、該気液分離部と連通する空気室と、を備え、前記ノズル流路と、前記共通液室と、前記開口部と、前記メイン液体供給室と、前記液体供給路と、前記液体供給室と、前記供給フィルターと、前記気液分離部と、前記空気室とが、前記ノズル流路の配列方向と前記液体の吐出方向を含む平面に対して、平行平面上に配置され、前記メイン液体供給室と、前記液体供給路と、前記供給フィルターと、前記気液分離部と、前記空気室とが、各々積層することなく配置されており、前記収容されているインクが、請求項１に記載のインクであることを特徴とするインクジェット記録用ヘッド。
6. インク収容部と、インクを吐出するための記録ヘッドとを備えたインクジェット記録装置にあって、前記インク収容部に搭載されているインクが、請求項１に記載のインクであり、前記記録ヘッドが、請求項４又は５に記載のインクジェット記録用ヘッドであることを特徴とするインクジェット記録装置。

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