(57)【要約】【課題】高温環境下においても連続印字安定性に優れる水系インク組成物を提供する。【解決手段】本発明に係る水系インク組成物は、顔料と、水とを含む水系インク組成物であって、２０℃における粘度が２ｍＰａ・ｓ以上７ｍＰａ・ｓ以下であり、２０℃における降伏値が０．２ｍＰａ未満であり、かつ、前記水を２５％蒸発させたときの２０℃における降伏値が０．８ｍＰａ未満であることを特徴とする。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
顔料と、水とを含む水系インク組成物であって、
２０℃における粘度が２ｍＰａ・ｓ以上７ｍＰａ・ｓ以下であり、
２０℃における降伏値が０．２ｍＰａ未満であり、かつ、前記水を２５％蒸発させたときの２０℃における降伏値が０．８ｍＰａ未満である、水系インク組成物。
【請求項２】
前記顔料の平均粒子径が８０ｎｍ以上１６０ｎｍ未満である、請求項１に記載の水系インク組成物。
【請求項３】
前記顔料がキナクリドン骨格を有する顔料である、請求項１または請求項２に記載の水系インク組成物。
【請求項４】
前記キナクリドン骨格を有する顔料が、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２０２及びＣ．Ｉ．ピグメントバイオレット１９よりなる群から選択される少なくとも１種である、請求項３に記載の水系インク組成物。
【請求項５】
液体を吐出する吐出口が形成されたノズル基板を有し、前記吐出口近傍の側壁面に凹凸形状が繰り返し形成されている吐出ヘッドを備えるインクジェット記録装置に用いるための、請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の水系インク組成物。
【請求項６】
前記吐出口近傍の側壁面に形成される凹部の深さをａ、隣り合う凸部間の距離をｂとしたときに、ｂ／ａ≧４である、請求項５に記載の水系インク組成物。
【請求項７】
請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の水系インク組成物を吐出ヘッドにより記録媒体に吐出する液滴吐出方法。
【請求項８】
前記吐出ヘッドは液体を吐出する吐出口が形成されたノズル基板を有し、前記吐出口近傍の側壁面に凹凸形状が繰り返し形成されている、請求項７に記載の液滴吐出方法。
【請求項９】
前記吐出口近傍の側壁面に形成される凹部の深さをａ、隣り合う凸部間の距離をｂとしたときに、ｂ／ａ≧４である、請求項８に記載の液滴吐出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水系インク組成物および液滴吐出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体噴射装置の一例であるインクジェット式記録装置は、インクを吐出するノズル孔を有する吐出ヘッドと、ノズル孔からインクを吐出させる駆動手段（例えば、圧電振動子や発熱素子）と、データに応じて駆動手段を制御する制御手段とを備えている。ノズル孔へのインクの供給は、例えばインクカートリッジとインクカートリッジからのインクを受けるインク供給室と、インク供給室からノズル孔に到るインク供給流路とによって行われる。インクカートリッジは、通常、交換可能となっている。
【０００３】
近年では、小型化及び省スペース化を図るとともに、ノズル孔の配列密度を従来よりも高くすることによって高速高画質を実現できる新たな吐出ヘッドが開発されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
この新たな吐出ヘッドのノズル孔は、高配列密度や多ノズル化を実現するためにシリコン基板をドライエッチングすることにより形成されるが、このようにして形成されたノズル孔の側壁は、スキャロップ（または、スカロップ）と呼ばれるホタテ貝の貝殻表面に認められるような波形の形状になることが知られている。
【０００５】
本願発明者等は、上記の新たな吐出ヘッドを備えるインクジェット記録装置が高温環境下に置かれた場合、顔料を含有する水系インクの吐出時にアライメント劣化が起きやすいという新たな課題があることを発見した。上述したようなノズル孔の側壁がスキャロップ構造である場合、流路内の水系インクがメニスカスの動きに追従できず、分断された水系インクが流路の側壁の凹凸構造に付着する。この付着した水系インクが蒸発または増粘することにより、アライメント劣化が起こり、連続印字安定性が損なわれると考えられる。
【０００６】
その一方で、チキソトロピーインデックスが調整された、目詰まり回復性やブリードに有効なインク組成物が開示されている（例えば、特許文献２参照）。また、顔料の沈降を抑制するために、チキソトロピー剤が添加されたインク組成物が開示されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００７】
しかしながら、これらのインク組成物を用いても、上記の新たな吐出ヘッドで発生するアライメント劣化による連続安定性の課題に対しては十分な効果を発揮できない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１４−１８４６０６号公報
【特許文献２】特開２０１２−１８４３６５号公報
【特許文献３】特開平０８−３２５４９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明に係る幾つかの態様は、上述の課題の少なくとも一部を解決することで、高温環境下においても連続印字安定性に優れる水系インク組成物を提供するものであり、特に上記の新たな吐出ヘッドを備えるインクジェット記録装置が高温環境下に置かれた場合に、連続印字安定性に優れる水系インク組成物を提供するものである。
【００１０】
さらに、本発明に係る幾つかの態様は、上述の課題の少なくとも一部を解決することで、高温環境下における連続印字安定性に優れると共に、顔料の沈降が起こりにくい水系インク組成物を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様又は適用例として実現することができる。
【００１２】
［適用例１］
本発明に係る水系インク組成物の一態様は、
顔料と、水とを含む水系インク組成物であって、
２０℃における粘度が２ｍＰａ・ｓ以上７ｍＰａ・ｓ以下であり、
２０℃における降伏値が０．２ｍＰａ未満であり、かつ、前記水を２５％蒸発させたときの２０℃における降伏値が０．８ｍＰａ未満であることを特徴とする。
【００１３】
適用例１の水系インク組成物によれば、低シェア領域における粘度と高シェア領域における粘度を小さくすることができるので、高温環境下においても連続印字安定性に優れている。
【００１４】
［適用例２］
適用例１の水系インク組成物において、
前記顔料の平均粒子径が８０ｎｍ以上１６０ｎｍ未満であることができる。
【００１５】
適用例２の水系インク組成物によれば、高温環境下においても連続印字安定性に優れているだけでなく、インク保管時の顔料の沈降が起こりにくいので、保存安定性にも優れている。
【００１６】
［適用例３］
適用例１または適用例２の水系インク組成物において、
前記顔料がキナクリドン骨格を有する顔料であることができる。
【００１７】
適用例３の水系インク組成物によれば、他の顔料と比べて凝集力の強いキナクリドン骨格を有する顔料であっても、高温環境下における連続印字安定性に優れている。
【００１８】
［適用例４］
適用例３の水系インク組成物において、
前記キナクリドン骨格を有する顔料が、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２０２及びＣ．Ｉ．ピグメントバイオレット１９よりなる群から選択される少なくとも１種であることができる。
【００１９】
適用例４の水系インク組成物によれば、他の顔料と比べて凝集力の強いＣ．Ｉ．ピグメントレッド１２２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２０２、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット１９であっても、高温環境下における連続印字安定性に優れている。
【００２０】
［適用例５］
適用例１ないし適用例４のいずれか一項に記載の水系インク組成物は、
液体を吐出する吐出口が形成されたノズル基板を有し、前記吐出口近傍の側壁面に凹凸形状が繰り返し形成されている吐出ヘッドを備えるインクジェット記録装置に用いられることができる。
【００２１】
上記のインクジェット記録装置が高温環境下に置かれた場合、顔料を含有する水系インクの吐出時にアライメント劣化が起こりやすいが、適用例１ないし適用例４のいずれか一例の水系インク組成物を用いることにより、高温環境下においても連続印字安定性に優れている。
【００２２】
［適用例６］
適用例５の水系インク組成物において、
前記吐出口近傍の側壁面に形成される凹部の深さをａ、隣り合う凸部間の距離をｂとしたときに、ｂ／ａ≧４であることができる。
【００２３】
第２液体流路の側壁面の凹凸形状が上記のような形状であることにより、段差部の淀みがなくなり、メニスカスにインクが追従されやすくなる。そのため、段差部にインクが取り残されないため、高温環境下における連続印字安定性がさらに良好となる。
【００２４】
［適用例７］
本発明に係る液滴吐出方法の一態様は、
適用例１ないし適用例４のいずれか一例の水系インク組成物を吐出ヘッドにより記録媒体に吐出することを特徴とする。
【００２５】
適用例７の液滴吐出方法によれば、上記の水系インク組成物を用いることにより、低シェア領域における粘度と高シェア領域における粘度を小さくすることができるので、高温環境下においても連続印字安定性に優れている。
【００２６】
［適用例８］
適用例７の液滴吐出方法において、
前記吐出ヘッドは液体を吐出する吐出口が形成されたノズル基板を有し、前記吐出口近傍の側壁面に凹凸形状が繰り返し形成されていることができる。
【００２７】
上記のような吐出ヘッドを備えるインクジェット記録装置が高温環境下に置かれた場合、顔料を含有する水系インクの吐出時にアライメント劣化が起こりやすいが、上記の水系インク組成物を用いることにより、高温環境下においても連続印字安定性に優れている。
【００２８】
［適用例９］
適用例８の液滴吐出方法において、
前記吐出口近傍の側壁面に形成される凹部の深さをａ、隣り合う凸部間の距離をｂとしたときに、ｂ／ａ≧４であることができる。
【００２９】
第２液体流路の側壁面の凹凸形状が上記のような形状であることにより、段差部の淀みがなくなり、メニスカスにインクが追従されやすくなる。そのため、段差部にインクが取り残されないため、高温環境下における連続印字安定性がさらに良好となる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】インクジェット記録装置の吐出ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドの分解斜視図。
【図２】インクジェット式記録ヘッドを模式的に示す平面図。
【図３】図２のＡ−Ａ′線断面図。
【図４】図３の要部を拡大した断面図。
【図５】図４における領域ＩＩＩを拡大した断面図。
【図６】インクジェット記録装置を模式的に示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下に本発明の幾つかの実施形態について説明する。以下に説明する実施形態は、本発明の一例を説明するものである。本発明は以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において実施される各種の変形形態も含む。なお、以下で説明される構成の全てが本発明の必須の構成であるとは限らない。
【００３２】
本明細書において、「高温環境下」とは、夏場などの使用温度における環境下のことをいい、具体的には３０〜５０℃程度の環境下のことをいう。
【００３３】
本明細書において、「降伏値」とは、インクを流動させるのに必要な最小の応力値のことで、Ｃａｓｓｏｎ−Ｐｌｏｔにより計算されるＣａｓｓｏ降伏値のことを指す。
【００３４】
１．水系インク組成物
本実施形態に係る水系インク組成物は、顔料と、水とを含み、２０℃における粘度が２ｍＰａ・ｓ以上７ｍＰａ・ｓ以下であり、２０℃における降伏値が０．２ｍＰａ未満であり、かつ、前記水を２５％蒸発させたときの２０℃における降伏値が０．８ｍＰａ未満であることを特徴とする。本実施形態に係る水系インク組成物によれば、低シェア領域における粘度と高シェア領域における粘度を小さくすることにより、高温環境下においても連続印字安定性が良好となる。
【００３５】
本実施形態に係る水系インク組成物は、例えば顔料の種類、平均粒子径及び配合量を調節することにより、２０℃における粘度を２ｍＰａ・ｓ以上７ｍＰａ・ｓ以下、好ましくは３ｍＰａ・ｓ以上５ｍＰａ・ｓ以下とする。これにより、水系インク組成物の吐出安定性（吐出量の安定性、液滴の飛行特性等）、吐出応答性（応答速度、高周波対応性（周波数特性）等）等を優れたものとすることができる。なお、水系インク組成物の２０℃における粘度は、レオメーターＭＣＲ３０１（Ａｎｔｏｎ  Ｐａａｒ社製）を用いて測定することができる。
【００３６】
本実施形態に係る水系インク組成物は、例えば顔料の種類、平均粒子径及び配合量を調節することにより、２０℃における降伏値を０．２ｍＰａ未満であり、かつ、水を２５％蒸発させたときの２０℃における降伏値を０．８ｍＰａ未満とする。２０℃における降伏値は０．２ｍＰａ未満であることが必要であるが、好ましくは０ｍＰａである。水を２５％蒸発させたときの２０℃における降伏値は、０．８ｍＰａ未満であることが必要であるが、好ましくは０．６ｍＰａ以下であり、より好ましくは０．２ｍＰａ以下であり、特に好ましくは０ｍＰａである。このように、低シェア領域における粘度と高シェア領域における粘度を小さくすることで、高温環境下においても連続印字安定性が良好となる。この降伏値は、２０℃でレオメーターＭＣＲ３０１（Ａｎｔｏｎ  Ｐａａｒ社製）を用いて、せん断速度０．０１〜１ｓ−１のレオロジー測定を行い、得られたデータをＣａｓｓｏｎ−Ｐｌｏｔで解析することにより求めることができる。
【００３７】
なお、「水を２５％蒸発させたときの２０℃における降伏値」とは、インク中に含まれる水の総質量（１００％）に対して水の残存量が７５％となるまで水を蒸発させたときの２０℃における降伏値と言い換えることもできる。
【００３８】
以下、本実施形態に係る水系インク組成物に含まれ得る成分について説明する。
【００３９】
１．１．顔料
本実施形態に係る水系インク組成物は、顔料を含有する。顔料を用いることにより、インクの耐光性や発色性を良好なものとすることができる。顔料は、無機顔料及び有機顔料
のいずれも使用することができる。
【００４０】
無機顔料としては、ファーネスブラック、ランプブラック（Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック６）、アセチレンブラック、チャネルブラック、及びカーボンブラック（Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック７）等の炭素類、酸化鉄、酸化チタンを使用することができる。
【００４１】
有機顔料としては、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、アゾレーキ、キレートアゾ顔料等のアゾ顔料、フタロシアニン顔料、ペリレン及びペリノン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサン顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフタロン顔料等の多環式顔料、染料キレート（例えば、塩基性染料型キレート、酸性染料型キレート等）、染色レーキ（塩基性染料型レーキ、酸性染料型レーキ）、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラック（Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック１）、昼光蛍光顔料が挙げられる。
【００４２】
更に詳しくは、ブラックインクとして使用されるカーボンブラックとして、Ｎｏ．２３００、Ｎｏ．９００、ＭＣＦ８８、Ｎｏ．３３、Ｎｏ．４０、Ｎｏ．４５、Ｎｏ．５２、ＭＡ７、ＭＡ８、ＭＡ１００、Ｎｏ．２２００Ｂ等（以上、三菱化学株式会社製）、Ｒａｖｅｎ  ５７５０、Ｒａｖｅｎ  ５２５０、Ｒａｖｅｎ  ５０００、Ｒａｖｅｎ  ３５００、Ｒａｖｅｎ  １２５５、Ｒａｖｅｎ  ７００等（以上、コロンビアカーボン社製）、Ｒｅｇａ１  ４００Ｒ、Ｒｅｇａ１  ３３０Ｒ、Ｒｅｇａ１  ６６０Ｒ、Ｍｏｇｕｌ  Ｌ、Ｍｏｎａｒｃｈ  ７００、Ｍｏｎａｒｃｈ  ８００、Ｍｏｎａｒｃｈ  ８８０、Ｍｏｎａｒｃｈ  ９００、Ｍｏｎａｒｃｈ  １０００、Ｍｏｎａｒｃｈ  １１００、Ｍｏｎａｒｃｈ  １３００、Ｍｏｎａｒｃｈ  １４００等（キャボット社製）、Ｃｏｌｏｒ  Ｂｌａｃｋ  ＦＷ１、Ｃｏｌｏｒ  Ｂｌａｃｋ  ＦＷ２、Ｃｏｌｏｒ  Ｂｌａｃｋ  ＦＷ２Ｖ、Ｃｏｌｏｒ  Ｂｌａｃｋ  ＦＷ１８、Ｃｏｌｏｒ  Ｂｌａｃｋ  ＦＷ２００、Ｃｏｌｏｒ
Ｂ１ａｃｋ  Ｓ１５０、Ｃｏｌｏｒ  Ｂｌａｃｋ  Ｓ１６０、Ｃｏｌｏｒ  Ｂｌａｃｋ
Ｓ１７０、Ｐｒｉｎｔｅｘ  ３５、Ｐｒｉｎｔｅｘ  Ｕ、Ｐｒｉｎｔｅｘ  Ｖ、Ｐｒｉｎｔｅｘ  １４０Ｕ、Ｓｐｅｃｉａｌ  Ｂｌａｃｋ  ６、Ｓｐｅｃｉａｌ  Ｂｌａｃｋ  ５、Ｓｐｅｃｉａｌ  Ｂｌａｃｋ  ４Ａ、Ｓｐｅｃｉａｌ  Ｂｌａｃｋ  ４（以上、デグッサ社製）が挙げられる。
【００４３】
ホワイトインクに使用される顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントホワイト６、１８、２１が挙げられる。
【００４４】
イエローインクに使用される顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１、２、３、４、５、６、７、１０、１１、１２、１３、１４、１６、１７、２４、３４、３５、３７、５３、５５、６５、７３、７４、７５、８１、８３、９３、９４、９５、９７、９８、９９、１０８、１０９、１１０、１１３、１１４、１１７、１２０、１２４、１２８、１２９、１３３、１３８、１３９、１４７、１５１、１５３、１５４、１６７、１７２、１８０が挙げられる。
【００４５】
マゼンタインクに使用される顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２１、２２、２３、３０、３１、３２、３７、３８、４０、４１、４２、４８（Ｃａ）、４８（Ｍｎ）、５７（Ｃａ）、５７：１、８８、１１２、１１４、１２２、１２３、１４４、１４６、１４９、１５０、１６６、１６８、１７０、１７１、１７５、１７６、１７７、１７８、１７９、１８４、１８５、１８７、２０２、２０９、２１９、２２４、２４２、２４５、又はＣ．Ｉ．ピグメントバイオレット１９、２３、３２、３３、３６、３８、４３、５０が挙げられる。
【００４６】
シアンインクに使用される顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１、２、３、１５、１５：１、１５：２、１５：３、１５：３４、１５：４、１６、１８、２２、２５、６０、６５、６６、Ｃ．Ｉ．バットブルー４、６０が挙げられる。
【００４７】
また、マゼンタ、シアン、及びイエロー以外の顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン７、１０、３６、Ｃ．Ｉ．ピグメントブラウン３、５、２５、２６、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ１、２、５、７、１３、１４、１５、１６、２４、３４、３６、３８、４０、４３、６３が挙げられる。
【００４８】
上記顔料は１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００４９】
これらの中でも、キナクリドン骨格を有する顔料は、疎水性が強く、他の顔料と比べて凝集力が高いため、インク中に分散させることが難しい傾向にある。また、顔料をインク中に分散させることができたとしても凝集力が高いため、降伏値をもちやすいという特性がある。そのため、キナクリドン骨格を有する顔料を含有する水系インク組成物は、高温環境下におけるアライメント劣化が起きやすい傾向にある。しかしながら、本実施形態に係る水系インク組成物は、キナクリドン骨格を有する顔料を含有する場合であっても、例えば顔料の種類、平均粒子径及び配合量を調節して低シェア領域における粘度と高シェア領域における粘度を小さくすることにより、高温環境下における連続吐出安定性が良好となる。
【００５０】
キナクリドン骨格を有する顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット１９、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２、２０２、２０９、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ４８、４９等が挙げられる。これらの中でも、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２０２及びＣ．Ｉ．ピグメントバイオレット１９よりなる群から選択される少なくとも１種である場合に本願発明の効果がより得られやすく、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２０２とＣ．Ｉ．ピグメントバイオレット１９の固溶体である場合に本願発明の効果が特に得られやすい。
【００５１】
上記の顔料を使用する場合、その平均粒子径は、８０ｎｍ以上１６０ｎｍ未満であることが好ましく、１００ｎｍ以上１５５ｎｍ以下であることがより好ましい。顔料の平均粒子径が前記範囲内にあると、高温環境下においても連続印字安定性に優れているだけでなく、インク保管時の顔料の沈降が起こりにくいので、保存安定性にも優れている。ここで、本明細書における「平均粒子径」とは、粒子の集団の全体積を１００％とした場合における累積５０％となる粒子径Ｄ５０を意味し、例えば動的光散乱式ナノトラック粒度分析計（日機装株式会社製、型式「Ｎａｎｏｔｒａｃ  １５０」）で測定することにより求めることができる。
【００５２】
顔料の含有量は、水系インク組成物の全質量（１００質量％）に対して、好ましくは０．１質量％以上３０質量％以下、より好ましくは０．５質量％以上１５質量％以下、特に好ましくは１質量％以上１０質量％以下である。顔料の含有量が前記範囲内にあると、分散安定性に優れ、水系インク組成物の粘度が適度なものとなりやすく、また発色性に優れた文字や図形等の画像を記録することができる。
【００５３】
これらの顔料は、分散剤によって水性媒体中に分散させた顔料分散液として、水系インク組成物に配合させることが好ましい。分散剤としては、スチレン−アクリル酸共重合体などが挙げられ、その重量平均分子量が１０，０００〜１５０，０００程度のものが、顔料を安定的に分散させる点で好ましい。
【００５４】
１．２．水
本実施形態に係る水系インク組成物に含有される水は主溶媒であり、イオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、蒸留水等の純水又は超純水を用いることが好ましい。特に紫外線照射又は過酸化水素添加等により滅菌処理した水を用いることが、カビやバクテリアの発生を防止して水系インク組成物の長期保存を可能にする点で好ましい。
【００５５】
本実施形態に係る水系インク組成物中における水の含有量は、水系インク組成物の全質量（１００質量％）に対して、好ましくは３０質量％以上、より好ましくは５０質量％以上９５質量％以下、特に好ましくは６０質量％以上９０質量％以下である。ここで、水の含有量は、水を添加した量に限られず、他の添加剤等を加える場合には添加剤中の水分も含むものである。
【００５６】
なお、本明細書において「水系インク組成物」とは、インク組成物の全質量（１００質量％）に対して、水を３０質量％以上含有するインク組成物のことをいう。
【００５７】
１．３．水溶性有機溶媒
本実施形態に係る水系インク組成物には、水溶性有機溶媒を添加してもよい。水溶性有機溶剤を添加することにより、インクのノズル近傍での乾燥を防ぎ、吐出ヘッドの目詰まりを効果的に防止することができる。水溶性有機溶剤としては、例えば１価アルコール、多価アルコール類及びその誘導体等が挙げられる。
【００５８】
１価アルコールとしては、特に炭素数１〜４の１価アルコール、例えばメタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、ｉ−プロパノール、ｎ−ブタノール等が挙げられる。
【００５９】
多価アルコール及びその誘導体としては、炭素数２〜６の２〜５価アルコール、及びそれらと炭素数１〜４の低級アルコールとの完全または部分エーテルを用いることができる。ここで多価アルコール誘導体とは、少なくとも１個のヒドロキシル基がエーテル化されたアルコール誘導体であり、エーテル化されたヒドロキシル基を含まない多価アルコールそれ自体を意味するものではない。
【００６０】
これらの多価アルコール及びその誘導体の具体例としては、グリセリン、１，２−プロパンジオール、１，３−プロパンジオール、１，２−ペンタンジオール、１，２−ヘキサンジオール、１，３−ヘキサンジオール、１，２−ヘプタンジオール、１，３−ヘプタンジオール、１，２−オクタンジオール、１，３−オクタンジオール、１，２，６−ヘキサントリオール、トリメチロールプロパン、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、テトラエチレングリコール、ペンタエチレングリコール、数平均分子量２，０００以下のポリエチレングリコール、トリプロピレングリコール、イソブチレングリコール、２−ブテン−１，４−ジオール、２−エチル−１，３−ヘキサンジオール、２−メチル−２，４−ペンタンジオール、メソエリスリトール、ペンタエリスリトール等の多価アルコール類；モノ、ジ若しくはトリエチレングリコール−モノ若しくはジ−アルキルエーテル、モノ、ジ若しくはトリプロピレングリコール−モノ若しくはジ−アルキルエーテル、グリセリンが挙げられる。これらの中でも、トリエチレングリコール、１，２−ヘキサンジオール、トリ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ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノペンチルエーテル、ジエチレングリコール−２−エチルヘキシルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、グリセリン等が好ましい。
【００６１】
水溶性有機溶剤の含有量は、水系インク組成物の全質量（１００質量％）に対して、好ましくは５〜３０質量％、より好ましくは１０〜２５質量％である。
【００６２】
１．４．界面活性剤
本実施形態に係る水系インク組成物は、界面活性剤を含んでもよい。界面活性剤としては、ノニオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、両性界面活性剤のいずれも使用することができ、さらにこれらは併用してもよい。
【００６３】
ノニオン系界面活性剤としては、アセチレングリコール系界面活性剤、アセチレンアルコール系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、及びシリコーン系界面活性剤よりなる群から選択される少なくとも１種であることが好ましい。これらのノニオン系界面活性剤は、水系インク組成物の表面張力及び界面張力を適正に保つ能力に優れている。これにより、表面張力及びヘッドノズル面等のインクと接触するプリンター部材との界面張力を適正に保つことができるため、これをインクジェット記録方式に適用した場合、吐出安定性を高めることができる。
【００６４】
上記のアセチレングリコール系界面活性剤及びアセチレンアルコール系界面活性剤としては、以下に限定されないが、２，４，７，９−テトラメチル−５−デシン−４，７−ジオール及び２，４，７，９−テトラメチル−５−デシン−４，７−ジオールのアルキレンオキシド付加物、並びに２，４−ジメチル−５−デシン−４−オール及び２，４−ジメチル−５−デシン−４−オール、３，６−ジメチル−４−オクチン−３，６−ジオール、３，５−ジメチル−１−ヘキシン−３オール、２，４−ジメチル−５−ヘキシン−３−オールのアルキレンオキサイド付加物から選択される一種以上を例示できる。また、アセチレングリコール系界面活性剤及びアセチレンアルコール系界面活性剤は市販品も利用することができ、サーフィノール１０４、１０４Ｅ、１０４Ｈ、１０４Ａ、１０４ＢＣ、１０４ＤＰＭ、１０４ＰＡ、１０４ＰＧ−５０、１０４Ｓ、４２０、４４０、４６５、４８５、ＳＥ、ＳＥ−Ｆ、５０４、６１、ＤＦ３７、ＣＴ１１１、ＣＴ１２１、ＣＴ１３１、ＣＴ１３６、ＴＧ、ＧＡ（以上全て商品名、Ａｉｒ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ  ａｎｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ．  Ｉｎｃ．社製）、オルフィンＢ、Ｙ、Ｐ、Ａ、ＳＴＧ、ＳＰＣ、Ｅ１００４、Ｅ１０１０、ＰＤ−００１、ＰＤ−００２Ｗ、ＰＤ−００３、ＰＤ−００４、ＥＸＰ．４００１、ＥＸＰ．４０３６、ＥＸＰ．４０５１、ＡＦ−１０３、ＡＦ−１０４、ＡＫ−０２、ＳＫ−１４、ＡＥ−３（以上全て商品名、日信化学工業株式会社製）、アセチレノールＥ００、Ｅ００Ｐ、Ｅ４０、Ｅ１００（以上全て商品名、川研ファインケミカル株式会社製）等が挙げられる。
【００６５】
フッ素系界面活性剤としては、市販されているものを用いてもよく、例えば、メガファックＦ−４７９（ＤＩＣ株式会社製）、ＢＹＫ−３４０（ビックケミー・ジャパン社製）等が挙げられる。
【００６６】
シリコーン系界面活性剤としては、市販されているものを用いることができ、例えば、シルフェイスＳＡＧ５０３Ａ、オルフィンＰＤ−５０１、オルフィンＰＤ−５０２、オルフィンＰＤ−５７０（いずれも、日信化学工業株式会社製）、ＢＹＫ−３４７、ＢＹＫ−３４８（いずれも、ビックケミー株式会社製）等が挙げられる。
【００６７】
さらに、ノニオン系界面活性剤としては、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、アルキルグルコシド、ポリオキシアルキレングリコールアルキルエーテル、ポリオキシアルキレングリコール、ポリオキシアルキレングリコールアルキルフェニルエーテル、ショ糖脂肪酸エステル、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ソルビタン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシアルキレンアセチレングリコール、ポリオキシアルキレングリコールアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミンオキサイド、脂肪酸アルカノールアミド、アルキロールアマイド、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマー等を用いてもよい。
【００６８】
アニオン系界面活性剤としては、例えば、高級脂肪酸塩、石けん、α−スルホ脂肪酸メチルエステル塩、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキル硫酸エステル塩、アルキルエーテル硫酸エステル塩、モノアルキルリン酸エステル塩、α−オレフィンスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、ナフタレンスルホン酸塩、アルカンスルホン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、スルホコハク酸塩、ポリオキシアルキレングリコールアルキルエーテルリン酸エステル塩等が挙げられる。
【００６９】
カチオン性界面活性剤としては、第４級アンモニウム系として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塩及びアルキルジメチルベンジルアンモニウム塩、アミン塩系としてＮ−メチルビスヒドロキエチルアミン脂肪酸エステル塩酸塩等が挙げられる。
【００７０】
両性界面活性剤としては、アミノ酸系としてアルキルアミノ脂肪酸塩、ベタイン系としてアルキルカルボキシルベタイン、アミンオキシド系としてアルキルアミンオキシド等が挙げられる。両性界面活性剤は、これらに限定されるものではない。
【００７１】
界面活性剤の含有量は、水系インク組成物の全質量（１００質量％）に対して、好ましくは０．１〜２質量％、より好ましくは０．２〜１質量％である。
【００７２】
１．５．その他の成分
本実施形態に係る水系インク組成物は、上記の成分以外にも、ｐＨ調整剤、キレート剤、防腐剤、粘度調整剤、溶解助剤、酸化防止剤、防黴剤等を含有してもよい。
【００７３】
２．液滴吐出方法（インクジェット記録装置）
本実施形態に係る液滴吐出方法は、上述の水系インク組成物を吐出ヘッドにより記録媒体に吐出することを特徴とする。上述の水系インク組成物は、低シェア領域における粘度と高シェア領域における粘度を小さくすることで、どのようなインクジェット記録装置に適用しても高温環境下においても連続印字安定性に優れている。
【００７４】
ノズル孔の側壁がスキャロップ構造の新たな吐出ヘッドを備えるインクジェット記録装置では、高温環境下に置かれた場合、顔料を含有する水系インクの吐出時にアライメント劣化が起きやすい。すなわち、流路内の水系インクがメニスカスの動きに追従できず、分断された水系インクが流路の側壁の凹凸構造に付着するのである。この付着した水系インクが増粘することにより、アライメント劣化が起こり、連続印字安定性が損なわれやすい。しかしながら、上述の水系インク組成物であれば、このようなインクジェット記録装置であっても、高温環境下における連続印字安定性に優れている。
【００７５】
そこで、次に、上述の水系インク組成物を好適に使用可能な、ノズル孔の側壁がスキャロップ構造の新たな吐出ヘッドを備えるインクジェット記録装置の装置構成について説明する。
【００７６】
図１は、インクジェット記録装置の吐出ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドの分解斜視図である。図２は、インクジェット式記録ヘッドを模式的に示す平面図である。図３は、図２のＡ−Ａ′線断面図であり、図４は、図３の要部を拡大した断面図である。図５は、図４における領域ＩＩＩを拡大した断面図であり、ノズル開口近傍の詳細な形状を示す断面図である。図６は、インクジェット記録装置を模式的に示す概略図である。
【００７７】
図示するように、インクジェット式記録ヘッドＩＩは、ヘッド本体１１、ヘッド本体１
１の一方面側に固定されたケース部材４０、ヘッド本体１１の他方面側に固定されたカバーヘッド１３０等の複数の部材を備える。ヘッド本体１１は、流路形成基板１０、連通板１５及びスペーサー２５と、ノズルプレート２０と、保護基板３０と、コンプライアンス基板４５と、を具備する。
【００７８】
ヘッド本体１１を構成する流路形成基板１０は、ステンレス鋼やＮｉなどの金属、ＺｒＯ２あるいはＡｌ２Ｏ３を代表とするセラミック材料、ガラスセラミック材料、ＭｇＯ、ＬａＡｌＯ３のような酸化物などを用いることができる。流路形成基板１０は、シリコン単結晶基板からなる。この流路形成基板１０には、一方面側から異方性エッチングすることにより、複数の隔壁によって区画された圧力発生室１２がインクを吐出する複数のノズル開口２１が並設される方向に沿って並設されている。以降、この方向を圧力発生室１２の並設方向、又は第１の方向Ｘと称する。また、流路形成基板１０には、圧力発生室１２が第１の方向Ｘに並設された列が複数列、本実施形態では、２列設けられている。この圧力発生室１２が第１の方向Ｘに沿って形成された圧力発生室１２の列が複数列設された列設方向を、以降、第２の方向Ｙと称する。
【００７９】
また、流路形成基板１０には、圧力発生室１２の第２の方向Ｙの一端部側に、当該圧力発生室１２よりも開口面積が狭く、圧力発生室１２に流入するインクの流路抵抗を付与する供給路等が設けられていてもよい。
【００８０】
また、流路形成基板１０の一方面側には、連通板１５と、スペーサー２５と、ノズルプレート２０とが順次積層されている。すなわち、流路形成基板１０の一方面に設けられた連通板１５と、連通板１５の流路形成基板１０とは反対面側に設けられたスペーサー２５と、スペーサー２５の連通板１５とは反対面側に設けられたノズル開口２１を有するノズルプレート２０と、を具備する。
【００８１】
連通板１５には、圧力発生室１２とノズル開口２１とを連通する第１ノズル連通路１６が設けられている。連通板１５は、流路形成基板１０よりも大きな面積を有し、ノズルプレート２０は流路形成基板１０よりも小さい面積を有する。このように連通板１５を設けることによってノズルプレート２０のノズル開口２１と圧力発生室１２とを離せるため、圧力発生室１２の中にあるインクは、ノズル開口２１付近のインクで生じるインク中の水分の蒸発による増粘の影響を受け難くなる。また、ノズルプレート２０は圧力発生室１２とノズル開口２１とを連通する第１ノズル連通路１６の開口を覆うだけで良いので、ノズルプレート２０の面積を比較的小さくすることができ、コストの削減を図ることができる。なお、ノズルプレート２０のノズル開口２１が開口されて、インク滴が吐出される面を液体噴射面２０ａと称する。
【００８２】
また、連通板１５には、マニホールド１００の一部を構成する第１マニホールド部１７と、第２マニホールド部１８とが設けられている。第１マニホールド部１７は、連通板１５を厚さ方向（連通板１５と流路形成基板１０との積層方向）に貫通して設けられている。
【００８３】
また、第２マニホールド部１８は、連通板１５を厚さ方向に貫通することなく、連通板１５のノズルプレート２０側に開口して設けられている。さらに、連通板１５には、圧力発生室１２の第２の方向Ｙの一端部に連通する供給連通路１９が、各圧力発生室１２毎に独立して設けられている。この供給連通路１９は、第２マニホールド部１８と圧力発生室１２とを連通する。
【００８４】
このような連通板１５としては、ステンレスやＮｉなどの金属、またはジルコニウムなどのセラミック等を用いることができる。なお、連通板１５は、流路形成基板１０と線膨
張係数が同等の材料が好ましい。すなわち、連通板１５として流路形成基板１０と線膨張係数が大きく異なる材料を用いた場合、加熱や冷却されることで、流路形成基板１０と連通板１５との線膨張係数の違いにより反りが生じてしまう。連通板１５として流路形成基板１０と同じ材料、すなわち、シリコン単結晶基板を用いることで、熱による反りや熱によるクラック、剥離等の発生を抑制することができる。
【００８５】
スペーサー２５は、ノズルプレート２０と略同じ面積（第１の方向Ｘ及び第２の方向Ｙにおける面積）を有する。このため、スペーサー２５は、ノズルプレート２０が取り付けられる位置のみに設けられている。すなわち、スペーサー２５は、連通板１５のコンプライアンス基板４５が取り付けられる位置には設けられていない。このため、詳しくは後述するが、ノズルプレート２０が取り付けられる位置、すなわち、ノズルプレート２０が取り付けられるスペーサー２５の表面の位置と、コンプライアンス基板４５が取り付けられる位置、すなわち、連通板１５に直接取り付けられる位置とは、インク滴の吐出方向、つまり、連通板１５と流路形成基板１０との積層方向である第３の方向Ｚにおいて異なる位置となっている。
【００８６】
このようなスペーサー２５には、第１ノズル連通路１６に連通してノズル開口２１と連通する第２ノズル連通路２６が設けられている。すなわち、圧力発生室１２は、連通板１５の第１ノズル連通路１６とスペーサー２５の第２ノズル連通路２６と、を介してノズル開口２１に連通している。
【００８７】
なお、スペーサー２５としては、例えば、ステンレスやＮｉなどの金属、またはジルコニウム、シリコンなどのセラミックを用いることができる。スペーサー２５として、連通板１５と同じシリコン単結晶基板を用いることで、加熱や冷却されることによる反りや熱によるクラック、剥離等の発生を抑制することができる。
【００８８】
また、スペーサー２５は、コンプライアンス基板４５と保護板であるカバーヘッド１３０の積層した厚さ（第３の方向Ｚの合計の厚さ）と、ノズルプレート２０の厚さと、に基づいて、液体噴射面２０ａとカバーヘッド１３０の表面（液体噴射面２０ａ側の面）との段差ｈが所望の値となるように選択すればよい。
【００８９】
ノズルプレート２０には、各圧力発生室１２と第１ノズル連通路１６及び第２ノズル連通路２６を介して連通するノズル開口２１が形成されている。すなわち、ノズル開口２１は、同じ種類の液体（インク）を噴射するものが第１の方向Ｘに並設され、この第１の方向Ｘに並設されたノズル開口２１の列が第２の方向Ｙに２列形成されている。
【００９０】
このようなノズルプレート２０としては、例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等の金属、ポリイミド樹脂のような有機物、又はシリコン単結晶基板等を用いることができる。なお、ノズルプレート２０としてシリコン単結晶基板を用いることで、ノズルプレート２０と連通板１５との線膨張係数を同等として、加熱や冷却されることによる反りや熱によるクラック、剥離等の発生を抑制することができる。
【００９１】
一方、流路形成基板１０の連通板１５とは反対面側には、振動板５０が形成されている。振動板５０として、例えば、流路形成基板１０側に設けられた酸化シリコンからなる弾性膜５１と、弾性膜５１上に設けられた酸化ジルコニウムからなる絶縁体膜５２と、を設けることができる。なお、圧力発生室１２等の液体流路は、流路形成基板１０を一方面側（ノズルプレート２０が接合された面側）から異方性エッチングすることにより形成されており、圧力発生室１２等の液体流路の他方面は、弾性膜５１によって画成されている。
【００９２】
また、流路形成基板１０の圧電アクチュエーター３００側の面には、流路形成基板１０
と略同じ大きさを有する保護基板３０が接合されている。保護基板３０は、圧電アクチュエーター３００を保護するための空間である保持部３１を有する。
【００９３】
また、このような構成のヘッド本体１１には、複数の圧力発生室１２に連通するマニホールド１００をヘッド本体１１と共に画成するケース部材４０が固定されている。ケース部材４０は、平面視において上述した連通板１５と略同一形状を有し、保護基板３０に接合されると共に、上述した連通板１５にも接合されている。具体的には、ケース部材４０は、保護基板３０側に流路形成基板１０及び保護基板３０が収容される深さの凹部４１を有する。この凹部４１は、保護基板３０の流路形成基板１０に接合された面よりも広い開口面積を有する。そして、凹部４１に流路形成基板１０等が収容された状態で凹部４１のノズルプレート２０側の開口面が連通板１５によって封止されている。これにより、流路形成基板１０の外周部には、ケース部材４０とヘッド本体１１とによって第３マニホールド部４２が画成されている。そして、連通板１５に設けられた第１マニホールド部１７及び第２マニホールド部１８と、ケース部材４０とヘッド本体１１とによって画成された第３マニホールド部４２と、によってマニホールド１００が構成されている。
【００９４】
なお、ケース部材４０の材料としては、例えば、樹脂や金属等を用いることができる。ちなみに、ケース部材４０として、樹脂材料を成形することにより、低コストで量産することができる。
【００９５】
また、連通板１５の第１マニホールド部１７及び第２マニホールド部１８が開口する面には、コンプライアンス基板４５が設けられている。このコンプライアンス基板４５が、第１マニホールド部１７と第２マニホールド部１８の液体噴射面２０ａ側の開口を封止している。
【００９６】
すなわち、コンプライアンス基板４５は、連通板１５に直接固定されている。したがって、ノズルプレート２０が取り付けられるスペーサー２５の表面の位置と、コンプライアンス基板４５が取り付けられる連通板１５のノズルプレート２０側の表面との位置は、第３の方向Ｚにおいて異なる位置となっている。
【００９７】
ちなみに、ノズルプレート２０が取り付けられる位置と、コンプライアンス基板４５が取り付けられる位置と、が第３の方向Ｚで同じ位置となっているとは、例えば、連通板１５の同じ平面上に取り付けられることを言う。この連通板１５の平面とは、もちろん当該連通板１５の表面を平面状に加工した際の加工誤差による高さばらつきなども含むものである。つまり、平面上に加工された連通板１５の同じ表面にノズルプレート２０と、コンプライアンス基板４５とを固定するのではなく、連通板１５のノズルプレート２０が固定される位置にスペーサー２５を設けることで、ノズルプレート２０がスペーサー２５の表面に取り付けられることになり、ノズルプレート２０とコンプライアンス基板４５との第３の方向Ｚにおける取り付け位置が異なる位置となるようにしている。
【００９８】
このようなコンプライアンス基板４５は、封止膜４６と、固定基板４７と、を具備する。封止膜４６は、可撓性を有する薄膜（例えば、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）やステンレス鋼（ＳＵＳ）等により形成された厚さが２０μｍ以下の薄膜）からなり、固定基板４７は、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等の金属等の硬質の材料で形成される。この固定基板４７のマニホールド１００に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口部４８となっているため、マニホールド１００の一方面は可撓性を有する封止膜４６のみで封止された可撓部であるコンプライアンス部４９となっている。
【００９９】
なお、ケース部材４０には、マニホールド１００に連通して各マニホールド１００にインクを供給するための導入路４４が設けられている。また、ケース部材４０には、保護基
板３０の貫通孔３２に連通して配線基板１２１が挿通される接続口４３が設けられている。
【０１００】
また、ヘッド本体１１の液体噴射面２０ａ側には、保護板であるカバーヘッド１３０が設けられている。カバーヘッド１３０は、コンプライアンス基板４５の連通板１５とは反対面側に接合されており、コンプライアンス部４９の流路（マニホールド１００）とは反対側の空間を封止する。なお、カバーヘッド１３０には、ノズル開口２１を露出する露出開口部１３１が設けられている。露出開口部１３１は、ノズルプレート２０を露出する大きさ、つまり、コンプライアンス基板４５と同じ開口を有する。
【０１０１】
また、カバーヘッド１３０は、ヘッド本体１１の側面（液体噴射面２０ａとは交差する面）を覆うように、液体噴射面２０ａ側から端部が屈曲して設けられている。
【０１０２】
このような構成のインクジェット式記録ヘッドＩＩでは、インクを噴射する際に、駆動回路１２０からの信号に従い、圧力発生室１２に対応する各圧電アクチュエーター３００に電圧を印加することにより、圧電アクチュエーター３００と共に振動板５０をたわみ変形させる。これにより、圧力発生室１２内の圧力が高まり所定のノズル開口２１からインク滴が噴射される。なお、インクジェット式記録ヘッドＩＩでは、接続口４３からノズル開口２１までを液体流路と称する。すなわち、液体流路は、接続口４３、マニホールド１００、供給連通路１９、圧力発生室１２、第１ノズル連通路１６、第２ノズル連通路２６及びノズル開口２１で構成されている。
【０１０３】
このような構成のインクジェット式記録ヘッドＩＩは、振動板５０を有する平面方向（Ｙ方向）に延びる第１液体流路（圧力発生室１２）と、当該第１液体流路に繋がる垂直方向（Ｚ方向）の複数の第２液体流路（供給連通路１９、第２ノズル連通路２６、第１ノズル連通路１６）と、を有していることを特徴としている。インクジェット式記録ヘッドＩＩは、従来のインクジェット式記録ヘッドに比べて液体流路の距離が長く、液体流路の体積が大きくなっているため、ノズル近傍のインクの乾燥を低減できる。これにより、インクを吐出していないノズルでのインクの増粘を緩和することができるので、インクの吐出安定性が良好となる。
【０１０４】
その一方で、図５に示すように、ノズル開口２１近傍の側壁の形状がスキャロップ構造である場合、ノズル開口２１近傍の水系インクがインクを噴射する際のメニスカスの動きに追従できなくなり、ノズル開口２１近傍の側壁の凹凸構造に水系インクが取り残される。この取り残された水系インクが高温環境下で増粘することにより、吐出不良（吐出曲がり、吐出の飛び散り等）が発生し、連続印字安定性が損なわれやすい。しかしながら、上述の水系インク組成物によれば、低シェア領域の粘度と高シェア領域の粘度を小さくすることでメニスカスの動きに追従できるようになり、ノズル開口２１近傍の側壁の凹凸構造にインクが取り残されることを低減できる。そのため、高温環境下での連続印字安定性が良好となる。なお、ノズル開口２１近傍の側壁とは、ノズル開口２１から約１００μｍ以内の領域の側壁のことである。
【０１０５】
また、図５に示すように、ノズル開口２１近傍の側壁面に形成される凹部の深さをａ、隣り合う凸部間の距離をｂとしたときに、その比率ｂ／ａは、ｂ／ａ≧４であることが好ましく、ｂ／ａ≧５であることがより好ましく、ｂ／ａ≧１５であることが特に好ましい。ｂ／ａの値が前記範囲内にあると、水系インク組成物のスキャロップ段差部で第２液体流路の側壁の凹凸構造にインクが取り残されることをさらに低減できる。そのため、高温環境下での連続印字安定性がさらに良好となる。
【０１０６】
ここで、凹部の深さａ及び隣り合う凸部間の距離ｂは、それぞれ１μｍ以下である。凹
部の深さaは、好ましくは０．０１μｍ以上０．３μｍ以下、より好ましくは０．０１５μｍ以上０．２μｍ以下、特に好ましくは０．０２μｍ以上０．１５μｍ以下である。一方、隣り合う凸部間の距離ｂは、好ましくは０．３μｍ以上１μｍ以下、より好ましくは０．４μｍ以上０．８μｍ以下、特に好ましくは０．４５μｍ以上０．７μｍ以下である。
【０１０７】
このインクジェット式記録ヘッドＩＩは、インクカートリッジ等と連通するインク流路を具備するインクジェット式記録ヘッドユニットの一部を構成して、インクジェット式記録装置に搭載される。図６は、そのインクジェット式記録装置の一例を示す概略図である。
【０１０８】
図６に示すインクジェット式記録装置Ｉにおいて、複数のインクジェット式記録ヘッドＩＩを有するインクジェット式記録ヘッドユニット１（以下、ヘッドユニット１とも言う）は、インク供給手段を構成するカートリッジ２が着脱可能に設けられ、このヘッドユニット１を搭載したキャリッジ３は、装置本体４に取り付けられたキャリッジ軸５に軸方向移動自在に設けられている。この記録ヘッドユニット１は、例えば、それぞれブラックインク組成物及びカラーインク組成物を吐出するものとしている。
【０１０９】
そして、駆動モーター６の駆動力が図示しない複数の歯車およびタイミングベルト７を介してキャリッジ３に伝達されることで、ヘッドユニット１を搭載したキャリッジ３はキャリッジ軸５に沿って移動される。一方、装置本体４にはキャリッジ軸５に沿ってプラテン８が設けられており、図示しない給紙ローラーなどにより給紙された紙等の記録媒体である記録シートＳがプラテン８に巻き掛けられて搬送されるようになっている。
【０１１０】
なお、上述したインクジェット式記録装置Ｉでは、インクジェット式記録ヘッドＩＩ（ヘッドユニット１）がキャリッジ３に搭載されて主走査方向に移動するものを例示したが、特にこれに限定されず、例えば、インクジェット式記録ヘッドＩＩが固定されて、紙等の記録シートＳを副走査方向に移動させるだけで印刷を行う、いわゆるライン式記録装置にも本発明を適用することができる。
【０１１１】
また、上述した例では、インクジェット式記録装置Ｉは、液体貯留手段であるインクカートリッジ２がキャリッジ３に搭載された構成であるが、特にこれに限定されず、例えば、インクタンク等の液体貯留手段を装置本体４に固定して、貯留手段とインクジェット式記録ヘッドＩＩとをチューブ等の供給管を介して接続してもよい。また、液体貯留手段がインクジェット式記録装置に搭載されていなくてもよい。
【０１１２】
さらに、本発明は、広く液体噴射ヘッド全般を対象としたものであり、例えば、プリンター等の画像記録装置に用いられる各種のインクジェット式記録ヘッド等の記録ヘッド、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレイ、ＦＥＤ（電界放出ディスプレイ）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオｃｈｉｐ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等にも適用することができる。
【０１１３】
３．実施例
以下、本発明を実施例に基づいてさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、実施例、比較例中の「部」および「％」は、特に断らない限り質量基準である。
【０１１４】
３．１．水系インク組成物の調製
顔料とスチレン−アクリル酸共重合体のアンモニウム塩（商品名「ジョンクリル６３」
、ＢＡＳＦ社製、分子量１２５００、ポリマー成分３０％：分散剤）をサンドミル（株式会社安川製作所製）中でガラスビーズ（直径１．７ｍｍ、混合物の１．５倍量）とともに２〜５時間分散させた。なお、２〜５時間の間で分散時間を適宜調整することにより、顔料の平均粒子径を下表２に示す値とした。次いで、ガラスビーズを取り除き、他の成分を加え、常温で３０分間撹拌した。５μｍのメンブランフィルターで濾過して、下表２に示す各水系インク組成物を得た。
【０１１５】
３．２．水系インク組成物の物性評価
上記で得られた水系インク組成物について、以下のようにして物性評価を行った。
【０１１６】
＜粒度分布測定＞
上記で得られた水系インク組成物中の顔料濃度が５０ｐｐｍになるように純水で希釈してサンプルを得た。このサンプルを動的光散乱式ナノトラック粒度分析計（日機装株式会社製、型式「Ｎａｎｏｔｒａｃ  １５０」）で測定することにより、各水系インク組成物に含まれる顔料の平均粒子径Ｄ５０を求めた。
【０１１７】
＜粘度及び降伏値＞
上記で得られた水系インク組成物について、レオメーターＭＣＲ３０１（Ａｎｔｏｎ  Ｐａａｒ社製）を使用して２０℃での粘度を求めた。さらに、上記で得られた水系インク組成物及び水を２５％蒸発させた水系インク組成物について、レオメーターＭＣＲ３０１（Ａｎｔｏｎ  Ｐａａｒ社製）を使用して以下の測定条件でレオロジー測定を行った。得られたデータをＣａｓｓｏｎ−Ｐｌｏｔで解析することによりそれぞれのインクの降伏値を求めた。
・温度：２０℃
・剪断速度：０．０１〜１．００（１／ｓ）
【０１１８】
３．３．インクジェット記録装置の準備
上記で説明した図１〜図５に記載されている吐出ヘッドを備えるインクジェット記録装置を準備した。このインクジェット記録装置の吐出ヘッドを「ヘッドＡ」と称する。図５において、液体流路の側壁面に形成される凹部の深さ（段差）をａ、隣り合う凸部間の距離（ピッチ）をｂとしたときの、各ヘッドＡの水準を下表１に示す３通りとした。
【０１１９】
【表１】
2018002778.tif 000003
【０１２０】
３．４．評価方法
＜連続印字評価＞
上記で調製した各水系インク組成物を用いて、以下に示す試験による評価を行った。まず、上記で準備したヘッドＡを備えるインクジェット記録装置（セイコーエプソン株式会社製、型式「ＳＣ−Ｔ７０５０」の改造品）の専用カートリッジに上記で調製した水系インク組成物を充填した。次に、印刷環境を４０℃、２０％Ｒ．Ｈ．とし、上記のインクジ
ェット記録装置を用いてノズルチェックパターンを印刷した。その後、印刷環境を４０℃、２０％Ｒ．Ｈ．に維持した状態で、写真用紙＜光沢＞ＰＸＭＣ４４Ｒ１３（セイコーエプソン株式会社製）上に自然画を２時間印刷した後、初期と印刷後のインクの着弾位置ズレを測定した。ズレ量の測定は、スマートスコープＺＩＰ２５０（Ｏｇｐ社製）を用いて、初期ドットを０に設定し、各ドットの位置を測定し、連続印字前後のドット位置のＹ軸方向（メディア送り方向）へのズレ量を算出することにより行った。なお、メディアとヘッドＡとの距離は、１．２ｍｍ（プラテンＧａｐ）である。評価基準は以下の通りである。
（評価基準）
Ａ：５０μｍ以上の着弾位置ズレが１本以内。
Ｂ：５０μｍ以上の着弾位置ズレが１本を超え、５本以内。
Ｃ：５０μｍ以上の着弾位置ズレが５本を超える。
【０１２１】
＜沈降評価＞
遠心管、蓋、及び水系インク組成物の全重量が５５ｇとなるように上記で調製した水系インク組成物を入れた。この蓋付き遠心管を遠心分離機（日立工機株式会社製、製品名「ＣＲ−２０Ｂ２」、ＲＯＴＯＲ  ＮＯ．３６）にセットし、１０，０００ｒｐｍ、１５分間処理した後、上澄み（気液界面から５ｃｍの領域）インクを採取して吸光度を測定した。吸光度の測定は、上澄みインクを純水で１０００倍希釈したものについて、紫外・可視分光光度計（日立株式会社製、製品名「Ｕ−３３００」）を用いて吸収スペクトルを測定し、１１１±５ｎｍにあるトップピークの吸光度（Ａｂｓｏｒｂａｎｃｅ）を読み取ることにより行った。遠心分離前のインクの吸光度と遠心分離後の上澄みインクの吸光度との比率を算出し、以下の基準に従って評価した。
（評価基準）
Ａ：上澄み濃度が初期濃度の５０％以上。
Ｂ：上澄み濃度が初期濃度の３５％以上５０％未満。
Ｃ：上澄み濃度が初期濃度の３５％未満。
【０１２２】
３．５．評価結果
各実施例及び比較例の水系インク組成物の組成、評価結果を下表２に示す。下表２において、各成分の数値は質量％を表す。
【０１２３】
【表２】
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【０１２４】
上表２において、成分の略称については以下の通りである。
・スチレン−アクリル酸共重合体アンモニウム塩：ＢＡＳＦ社製、商品名「ジョンクリル６３」、重量平均分子量＝１２，５００、３０％樹脂水溶液
・ＳＡＧ５０３Ａ：日信化学工業株式会社製、商品名「シルフェイス  ＳＡＧ５０３Ａ」、シリコーン系界面活性剤
【０１２５】
表２の結果から、本発明に係る水系インク組成物によれば、低シェア領域の粘度と高シェア領域との粘度の差を小さくすることで、高温環境下においても連続印字安定性が良好となることが明らかとなった。また、本発明に係る水系インク組成物は、特にノズルにスキャロップ構造を有するヘッドにおいて、高温環境下における連続印字安定性が良好となることが明らかとなった。
【０１２６】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法および結果が同一の構成、あるいは目的および効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成または同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【符号の説明】
【０１２７】
Ｉ…インクジェット式記録装置（液体噴射装置）、ＩＩ…インクジェット式記録ヘッド（液体噴射ヘッド）、ＩＩＩ…ヘッドＢ、１…インクジェット式記録ヘッドユニット（液体噴射ヘッドユニット）、２…カートリッジ、３…キャリッジ、４…装置本体、５…キャリッジ軸、６…駆動モーター、７…タイミングベルト、８…プラテン、１０…流路形成基板、１１…ヘッド本体、１２…圧力発生室、１５…連通板、１６…ノズル連通路、１７…第１マニホールド部、１８…第２マニホールド部、１９…供給連通路、２０…ノズルプレート、２０ａ…液体噴射面、２１…ノズル開口、２５…スペーサー、２６…第２ノズル連通路、３０…保護基板、３１…保持部、３２…貫通孔、４０…ケース部材、４１…凹部、４２…第３マニホールド部、４３…接続口、４４…導入路、４５…コンプライアンス基板、４６…封止膜、４７…固定基板、４８…開口部、４９…コンプライアンス部、５０…振動板、５１…弾性膜、５２…絶縁体膜、６０…第１電極、７０…圧電体層、８０…第２電極、９０…配線層、１００…マニホールド、１２０…駆動回路、１２１…配線基板、１３０…カバーヘッド（保護板）、１３１…露出開口部、３００…圧電アクチュエーター
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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