(57)【要約】      （修正有）【課題】着色力や定着性の高いインクジェット用インクおよびインクジェット記録システムを提供する。【解決手段】ノズル３が設けられた加圧室２の壁面の一部が圧電素子８で形成され、該圧電素子８により圧力波を作用させて、ノズル３からインク滴を吐出させるインクジェット記録ヘッド２１を備えたインクジェット記録システムは、使用するインクに色材として着色剤を含有するポリマー粒子を用い、前記ポリマー粒子が下記式（１）を満足する。2008222977.tif 000007（ａ：ポリマー粒子を含有したある着色剤濃度におけるインクの、前記着色剤の可視光域における最大吸収波長に対する吸光度、ｂ：ポリマー粒子を含まないａと同じ着色剤濃度におけるインクの、前記着色剤の可視光域における最大吸収波長に対する吸光度、ｃ：着色剤を含めたポリマー粒子に対する着色剤の重量比率である。）【選択図】図１
2008222977.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
色材として、着色剤を含有するポリマー粒子を用いたインクであって、前記ポリマー粒子が下記式（１）を満足することを特徴とするインクジェット用インク。
【数１】
2008222977.tif 000006
（式中、ａ：ポリマー粒子を含有した所定の着色剤濃度におけるインクの、前記着色剤の可視光域における最大吸収波長に対する吸光度、ｂ：ポリマー粒子を含まないａと同じ着色剤濃度におけるインクの、前記着色剤の可視光域における最大吸収波長に対する吸光度、ｃ：着色剤を含めたポリマー粒子に対する着色剤の重量比率である。）
【請求項２】
前記ポリマー粒子は、着色剤の含有量の少ないポリマー粒子を減少させることにより得られるポリマー粒子であることを特徴とする請求項１記載のインクジェット用インク。
【請求項３】
前記ポリマー粒子は、前記着色剤が特定波長に吸収領域をもち、前記ポリマー粒子を含有する分散液を流路上方から流下させて前記特定波長のレーザー光を照射することにより、前記特定波長に吸収領域をもつ着色剤を高濃度に含有する高着色ポリマー粒子を、光泳動によりレーザーの照射方向に移動させて、前記流路の下流に配設され、前記流路を流れ方向に２分するように配設された分離板により隔てられた一方の高着色ポリマー粒子分散液回収槽に回収し、前記着色剤を低濃度に含有する低着色ポリマー粒子分散液を他方の低着色ポリマー粒子分散液回収槽に回収して分離することにより得られるポリマー粒子であることを特徴とする請求項２記載のインクジェット用インク。
【請求項４】
ノズルが設けられた加圧室の壁面の一部が圧電素子で形成され、前記圧電素子を作動・変形させて前記加圧室の中のインクに圧力波を作用させて、前記ノズルからインク滴を吐出させるインクジェット記録ヘッドを備えたインクジェット記録システムであって、前記インクは請求項１〜３のいずれかに記載のインクを用いたことを特徴とするインクジェット記録システム。
【請求項５】
前記インクジェット記録ヘッドは、前記ノズル数を１インチ当り６６０個以上有し、駆動周波数が１５ｋＨｚ以上であることを特徴とする請求項４記載のインクジェット記録システム。
【請求項６】
前記インクジェット記録ヘッドを、記録媒体の搬送方向に対して直交する水平方向に２個以上配置してなることを特徴とする請求項４または５記載のインクジェット記録システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、着色力や定着性に優れたインクジェット用インクおよびそれを用いたインクジェット記録システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、オフィスや家庭等で使用されるインクジェットプリンターには、環境安全面への配慮から溶剤系インクは用いられず、水溶性染料を色材とする水性インクが一般的に用いられている。しかし、画像の耐水性・耐光性が不十分であるという点から更なる改良を必要としている。そのために、インクジェット用インクの着色剤として、染料に比較して耐水性や耐光性等記録物の信頼性にまさる顔料を用いる提案がなされている。さらに使用環境を汚染させないために、水性媒体に着色剤顔料を分散してインクとする提案も古くからなされている。このように、耐光性に優れた顔料が水溶性染料に代わる色材として提案され、広く用いられるようになってきているが、インクジェット印刷装置の機構と精細な印刷を行うという観点から、上記色材を水性インクとして用いるには水性媒体中で安定に分散させる必要があるといった問題がある。
【０００３】
このような問題を解決するために、顔料の定着性や分散安定性等の観点から着色剤をポリマーに含有させる方法が種々提案されている。例えば特許文献１では顔料分散液にモノマーを加えビニル重合体を生成する方法が、また特許文献２では非水溶性着色剤を重合性界面活性剤で分散し、光重合開始剤でカプセル化する方法が提案されている。しかし、こうした確率論的に着色剤をポリマーに含有させる方法では、粒子中の着色剤濃度は不均一であり、さらには着色剤を含有しないポリマー粒子も存在する可能性が高い。一方、特許文献３ではポリマーと着色剤を液中で混練して付着させる方法が提案されているが、特許文献１，２と同様に着色剤濃度が不均一で、さらには着色剤を含有しないポリマー粒子も存在する可能性が高い。
【０００４】
こうした着色剤濃度の不均一、特に着色剤濃度の低い粒子や着色剤を含有していない粒子の存在は、インクの着色力に貢献せず、インクの粘度を上げて液滴を吐出するのに必要なエネルギーを増やしてしまう。つまり同じ固形分を添加した場合、定着性や堅牢性はよくても着色力が下がるという問題点があった。また、非特許文献１では、顔料粒子表面に重合開始剤を導入した後、モノマーと共に重合させる方法が提案されているが、ポリマー粒子内に着色剤を含有させることに関しては確実性が高いが、顔料表面の構造が変わるため、色調や耐光性の面で不十分であるといった問題があった。
【特許文献１】特開２００５−５４０４３号公報
【特許文献２】特開２００４−９１７２９号公報
【特許文献３】特開２００２−２５６１６６号公報
【非特許文献１】H.Ueno , T.Ogasawara , M.Kobayashi , T.Iida , N ,Tsubokawa、「色材協会誌」、第６９巻、７４３頁（１９９６年発行）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、着色力や定着性の高いインクジェット用インクおよびそれを用いたインクジェット記録システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、色材として着色剤を含有するポリマー粒子を用いたインクにおいて、着色剤を低濃度に含有したポリマー粒子を減少させ、前記着色剤の特定の吸収波長に対する吸光度と前記ポリマー粒子中の着色剤の重量比率とが所定の関係を満たすことにより、定着性や堅牢性が高く、かつ着色力の低下を防止できるという新たな事実を見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明のインクジェット用インクおよびそれを用いたインクジェット記録システムは、以下の構成を有する。
（１）色材として、着色剤を含有するポリマー粒子を用いたインクであって、前記ポリマー粒子が下記式（１）を満足することを特徴とするインクジェット用インク。
【数２】
2008222977.tif 000003
（式中、ａ：ポリマー粒子を含有した所定の着色剤濃度におけるインクの、前記着色剤の可視光域における最大吸収波長に対する吸光度、ｂ：ポリマー粒子を含まないａと同じ着色剤濃度におけるインクの、前記着色剤の可視光域における最大吸収波長に対する吸光度、ｃ：着色剤を含めたポリマー粒子に対する着色剤の重量比率である。）
（２）前記着色剤を含有するポリマー粒子は、着色剤の含有量の少ないポリマー粒子を減少させることにより得られるポリマー粒子であることを特徴とする（１）に記載のインクジェット用インク。
（３）前記着色剤を含有するポリマー粒子は、前記着色剤が特定波長に吸収領域をもち、前記ポリマー粒子を含有する分散液を流路上方から流下させて前記特定波長のレーザー光を照射することにより、前記特定波長に吸収領域をもつ着色剤を高濃度に含有する高着色ポリマー粒子を、光泳動によりレーザーの照射方向に移動させて、前記流路の下流に配設され、前記流路を流れ方向に２分するように配設された分離板により隔てられた一方の高着色ポリマー粒子分散液回収槽に回収し、前記着色剤を低濃度に含有する低着色ポリマー粒子分散液を他方の低着色ポリマー粒子分散液回収槽に回収して分離することにより得られるポリマー粒子であることを特徴とする（２）に記載のインクジェット用インク。
（４）ノズルが設けられた加圧室の壁面の一部が圧電素子で形成され、前記圧電素子を作動・変形させて前記加圧室の中のインクに圧力波を作用させて、前記ノズルからインク滴を吐出させるインクジェット記録ヘッドを備えたインクジェット記録システムであって、前記インクは（１）〜（３）のいずれかに記載のインクを用いたことを特徴とするインクジェット記録システム。
（５）前記インクジェット記録ヘッドは、前記ノズル数を１インチ当り６６０個以上有し、駆動周波数が１５ｋＨｚ以上であることを特徴とする（４）に記載のインクジェット記録システム。
（６）前記インクジェット記録ヘッドを、記録媒体の搬送方向に対して直交する水平方向に２個以上配置してなることを特徴とする（４）または（５）に記載のインクジェット記録システム。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のインクは、色材として着色剤を含有するポリマー粒子を用い、前記着色剤の含有量の少ないポリマー粒子を減少させることにより、前記ポリマー粒子が上記式（１）を満足するので、着色剤の含有量の少ないポリマー粒子が減少し、主として着色剤の含有量の多いポリマー粒子からなるため、定着性や堅牢性が高く、かつ着色力の低下が少ないインクジェット記録システムを実現できる。またこの効果を安定して発現させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下に、本発明に係るインクジェット用インクおよびインクジェット記録システムについて詳細に説明をする。
【０００９】
（インク）
本発明におけるインクは、少なくとも、水、色材、界面活性剤を含む有機溶剤からなり、その他に必要に応じてｐＨ調整剤、防腐防カビ剤等を添加することができる。
本発明の色材は、着色剤を含有するポリマー粒子からなり、該ポリマー粒子は前記着色剤の含有量が少ないポリマー粒子を減少させることにより上記式（１）を満足する。上記式（１）のａ／ｂが上記式（１）の範囲内であれば、色材がポリマー粒子からなるので、定着性や堅牢性に優れ、ブロンズ現象を防止でき、且つ色材は着色剤の含有量が少ないポリマー粒子（以下で、低着色ポリマー粒子という。）が減少し、主として着色剤の含有量が多いポリマー粒子（以下で、高着色ポリマー粒子という。）からなるので、着色力の低下を抑制できる。
【００１０】
しかし、上記式（１）のａ／ｂが０．９５を超えると、着色力は向上するが、ブロンズ現象が発生する。また、ａ／ｂがポリマー粒子中の着色剤の重量比率ｃの１．０５倍を下回ると、着色力の低下をもたらすので、好ましくない。
【００１１】
低着色ポリマー粒子を減少させた分散液は、以下に示す方法で作製することができる。
図４に低着色ポリマー粒子を分離するための分離処理装置の構成の概略を示す。
まず、低着色ポリマー粒子４０と高着色ポリマー粒子２０が入り混じった分散液４２が原液槽２２から分散液供給口２３供給される。ついで前記分散液４２が分散液供給口２３より分離流路２８中に供給される。このとき分散液４２中のポリマー粒子は、スリットガラス２５を通じてレーザー発振器２４から発振された、例えば５９３ｎｍ、１Ｗの直径１００μmに収束されたレーザー光により照射され、このレーザー光により推進力を受けて、分離流路２８のスリットガラス２５面から反対側に押しやられる。つまり、前記ポリマー粒子の着色剤がレーザー光を吸収しこれにより泳動速度（移動速度）を得て分散液４２中を移動する。そしてこの移動速度は着色剤の濃度が高いほど大きい。一方、分離流路２８はスリットガラス２５面から水平方向に、例えば奥行きが２００μｍであり、その中間位置の、スリットガラス２５面から１００μｍの距離でスリットガラス２５より下の位置に分離板２９を備えている。該分離板２９は流路下流の底面まで延設され、前記底面に配設された前記スリットガラス２５側にある低着色ポリマー粒子分散液回収槽２６とそれに対向する側にある高着色ポリマー粒子分散液回収槽２７とを隔離している。レーザー光で押されたポリマー粒子の内、移動速度の速い着色剤濃度の高いポリマー粒子２０と、元々スリットガラス２５の反対側を流下しているポリマー粒子が高着色ポリマー粒子分散液４７を回収する高着色ポリマー粒子分散液回収槽２７に流れ込み回収される。波長５９３ｎｍのレーザーであれば、例えばこの波長に吸収を持つシアン顔料の場合、これを高濃度に含むポリマー粒子が特に移動速度が速くなるので、高着色ポリマー粒子分散液回収槽２７にはシアン顔料濃度の高いポリマー粒子の割合が高くなる。他の色のポリマー粒子を処理する場合はそれぞれの色材が吸収する波長のレーザー光を用いればよい。一方、移動速度の遅い着色剤濃度の低いポリマー粒子４０と、元々スリットガラス２５側を流下している粒子は低着色ポリマー粒子分散液４６を回収する低着色ポリマー粒子分散液回収槽２６に流れ込み回収される。そして、得られた高着色ポリマー粒子分散液４７は、再度原液槽２２に戻され、上記で示した処理を繰り返すことにより、分散液中の低着色ポリマー粒子４０を減少させることができる。
前記レーザー発振器２４としては、例えばＸｉｔｏｎ  Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ社製のＯＲＡＮＧＥを用いることができるが、特にこれに限定されるものではない。
【００１２】
なお、前記着色剤を含有するポリマー粒子が分散液中でレーザー光により推進力を受けて移動する現象は、光と微粒子の相互作用によるもので、レーザー光を吸収することにより微粒子が分散液中を泳動するものである。このレーザー光泳動に関しては、例えば、非特許文献[A. Hirai, H. Monjushiro, and H. Watarai, "Laser-Photophoresis of a Single Droplet in o/w Emulsions", Langmuir, 12, 5570-5575 (1997)]にその原理等が記載されている。
【００１３】
（着色剤）
本発明の着色剤の成分は、有機着色剤として、アゾ系、フタロシアニン系、アントラキノン系、キナクリドン系、金属錯体系、ジオキサジン系、インジゴ系、チオインジゴ系、ベリレン系、イソインドレノン系、アニリンブラック、アゾメチン系の各顔料が挙げられる。無機着色剤としては、ローダミンＢレーキ顔料、カーボンブラック等が挙げられる。例えば、三菱化学株式会社製のカーボンブラックとして、♯２０Ｂ、♯４０、ＭＡ１００などが挙げられる。デグサ社製のカーボンブラックとして、カラーブラックＦＷ１８、カラーブラックＳ１７０、スペシャルブラック２５０等が挙げられる。コロンビアカーボン社製のカーボンブラックとして、コンダクテックスＳＣ、ラーベン１２５５などが挙げられる。キャボット社製のカーボンブラックとして、モナーク７００、モナーク８８０、エルフテックス１２などが挙げられる。
【００１４】
（ポリマー粒子）
本発明のポリマー粒子は、前記着色剤を含有させて色材として用いるものである。前記ポリマー粒子の成分としては、特に限定はなく、例えばスチレン樹脂、スチレン−アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアクリル系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ビニルエーテル系樹脂、Ｎ−ビニル系樹脂、スチレン−ブタジエン樹脂などの熱可塑性樹脂が挙げられる。もちろん、必要により、これらの樹脂にその他の樹脂を併用する、またはこれらの樹脂を２種以上用いてもよい。
【００１５】
着色剤を前記ポリマー粒子に含有させるための方法としては、着色剤とポリマー粒子とをボールミル、サンドミル、ロールミル、アジテータ、超音波ホモジナイザー、湿式ジェットミル、ペイントシェーカー等を用いて混合させる方法が挙げられる。
【００１６】
本発明における着色剤を含有したポリマー粒子の平均粒径は、３０〜３００ｎｍが好ましく、さらに好ましくは５０〜２００ｎｍである。前記平均粒径は、例えば動的光散乱式粒径分布測定装置（ＨＯＲＩＢＡ社製、ＬＢ−５５０）を用いて計測することができる。
【００１７】
本発明においては、表面張力の調節のために非イオン性界面活性剤を含有させることができる。かかる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、ポリオキシエリレンアルキルアリルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール、グリセリンエステル、ソルビタンエステル、ショ糖エステル、グリセリンエステルのポリオキシエチレンエーテル、ソルビタンエステルのポリオキシエチレンエーテル、ソルビトールエステルのポリオキシエチレンエーテル、脂肪酸アルカノールアミド、ポリオキシエチレン脂肪酸アミド、アミンオキシド、ポリオキシエチレンアルキルアミン等が挙げられる。
【００１８】
本発明においてインクに使用される水性媒体としては水（好ましくは精製水）が使用されるが、当該水には水溶性有機溶剤を添加するのが好ましい。水溶性有機溶剤の具体例としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコ―ル、テトラエチレングルコール等のグリコール類；グリセリン；ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、メチルカルビトール、エチルカルビトール、ブチルカルビトール、エチルカルビトールアセテート、ジエチルカルビトール、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、及びプロピレングリコールモノメチルエーテル等の多価アルコールのエーテル類；アセテート類；チオジグリコール；Ｎ−メチル−２−ピロリドン、１,３−ジメチルイミダゾリジノン、ホルムアミド、ジメチルホルムアミド等の含窒素化合物類；ジメチルスルホキシド等が挙げられる。
【００１９】
（インクの調製）
次に、インクの調製法について説明する。本発明のインクは、水性媒体中に少なくとも着色剤を含有したポリマー粒子と該ポリマー粒子の分散剤を分散させ、得られた分散液を水性媒体で希釈することにより得られる。
分散処理及び希釈は従来公知の方法に従って行うことが出来る。上記の分散処理で使用する分散機としては、例えば、ボールミル、ロールミル、サンドミル等の分散機が挙げられる。これらの中では、高速度のサンドミルが好ましく、例えば、スーパーミル、サンドグラインダー、ビーズミル、アジテータミル、グレンミル、ダイノミル、パールミル、コボルミル（何れも商品名）等が好適に使用される。得られた高濃度の分散液は、通常２〜１０重量倍に希釈されて所望の濃度の記録用インクとされる。
【００２０】
記録用インクにおける前記各成分の割合の一例を挙げる。すなわち、着色剤の割合は、着色剤を含めたポリマー粒子に対し、４０〜９０重量％、好ましくは７０〜８５重量％、ノニオン系界面活性剤の割合は、インク全量に対し、通常０．０１〜１０重量％、好ましくは０．１〜５重量％、水溶性有機溶剤の割合は、インク全量に対し、通常１〜４０重量％、好ましくは３〜３０重量％である。
【００２１】
（記録ヘッド）
本発明の記録ヘッド２１の一例において、図１に積層圧電素子８と個別電極９とを含む圧電アクチュエータを取り付ける前の状態を示す。
図の例における記録ヘッドは、１枚の基板１上に、加圧室２とそれに連通するノズル３とを含むドット形成部を複数個、配列したものである。
また図２（ａ）は、上記例のインクジェット記録ヘッドにおいて、圧電アクチュエータを取り付けた状態での、１つのドット形成部を拡大して示す断面図、図２（ｂ）は１つのドット形成部を構成する各部の重なり状態を示す透視図である。図３は図２（ａ）のノズル３付近の拡大図である。
【００２２】
ドット形成部のノズル３は、図１に白矢印で示す主走査方向（記録媒体の搬送方向）に複数列並んでいる。図の例では４列に並んでおり、同一列内のドット形成部間のピッチは１５０ｄｐｉであって、記録ヘッドの全体として６００ｄｐｉを実現している。
各ドット形成部は、基板１の、図２（ａ）において上面側に形成した、矩形部の幅方向の中央部に中心を有し、径が幅長さと等しく、かつ水平断面形状が半円形である端部を前記矩形部の長手方向の両端に備えた、平板形状を有する加圧室２と、上記基板１の下面側の、加圧室２の一端側の端部の半円と中心が同じで円錐台形のノズル３とを、前記端部の半円と中心が同じで同径の円柱形のノズル流路４を介して連通させると共に、上記加圧室２の他端側の端部の半円と中心が同じである円柱形の供給口５を介して、加圧室２を、基板１内に、各ドット形成部と連通させるように形成した共通流路６に繋ぐ構成となっている。
【００２３】
上記各部は、図の例では、加圧室２を形成した第１基板１ａと、ノズル流路４の上部４ａと供給口５とを形成した第２基板１ｂと、ノズル流路４の下部４ｂと共通流路６とを形成した第３基板１ｃと、ノズルプレートとしての、ノズル３を形成した第４基板１ｄとを、この順に積層し、一体化することで形成してある。
またノズル３は、図３に示すように、インク滴吐出側の先端の開口３０を、基板１の下面側である第４基板１ｄの下側の表面１ｅに円形に形成してある。それと共にノズル３は、この先端側の開口３０が、加圧室２側の開口３１よりも小さくなるように、テーパー状（円錐状）に形成してある。
【００２４】
第１基板１ａと第２基板１ｂには、図１に示すように、第３基板１ｃに形成した共通流路６を、基板１の上面側で、インクカートリッジ（図示しない）からの配管と接続するためのジョイント部１１を構成するための通孔１１ａを形成してある。さらに各基板１ａ〜１ｄは、例えば樹脂や金属などからなり、フォトリソグラフ法を利用したエッチングなどによって上記各部となる通孔を設けた、所定の厚みを有する板状体にて形成してある。
【００２５】
基板１の上面側には、該基板１とほぼ同じ大きさであり、共通電極７をその内部に有する、平面形状かつ横振動モードの薄板状の積層圧電素子８と、各ドット形成部の加圧室２の中央部と重なる位置に個別に設けた、略矩形状の同じ平面形状を有する個別電極９とを、この順に積層することで圧電アクチュエータＡＣを構成してある。
【００２６】
共通電極７、個別電極９は、共に金、銀、白金、銅、アルミニウムなどの導電性に優れた金属の箔や、これらの金属からなるめっき被膜、真空蒸着被膜などで形成してある。
【００２７】
圧電素子８を形成する圧電材料としては、例えばジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）や、当該ＰＺＴにランタン、バリウム、ニオブ、亜鉛、ニッケル、マンガンなどの酸化物の１種または２種以上を添加したもの、例えばＰＬＺＴなどの、ＰＺＴ系の圧電材料を挙げることができる。また、マグネシウムニオブ酸鉛（ＰＭＮ）、ニッケルニオブ酸鉛（ＰＮＮ）、亜鉛ニオブ酸鉛、マンガンニオブ酸鉛、アンチモンスズ酸鉛、チタン酸鉛、チタン酸バリウムなどを主要成分とするものを挙げることもできる。
【００２８】
圧電素子８は、例えば上記の圧電材料を焼結して形成した焼結体を薄板状に研磨した所定の平面形状を有するチップを、所定の位置に接着、固定したり、いわゆるゾル−ゲル法（またはＭＯＤ法）によって、圧電材料のもとになる有機金属化合物から形成したペーストを所定の平面形状に印刷し、乾燥、仮焼成、焼成の工程を経て形成したり、あるいは反応性スパッタリング法、反応性真空蒸着法、反応性イオンプレーティング法などの気相成長法によって、圧電材料の薄膜を所定の平面形状に形成したりすることによって、形成することができる。
【００２９】
圧電素子８の表面粗さは、焼成条件での粒子成長促進や、機械研磨、エッチング等を用いて表面加工をすることにより所望の表面粗さを得ることができる。前記圧電素子８の表面粗さは、例えば光干渉型表面粗さ測定装置（Ｖｅｅｃｏ社製Ｗｙｋｏ  ＮＴ１１００)を用いて測定を行い、平均表面粗さＲａとして評価できる。
【００３０】
圧電素子８を、例えば横振動モードとして駆動するためには、圧電材料の分極方向を、前記圧電素子８の厚み方向、より詳しくは個別電極９から共通電極７に向かう方向に配向させる。そのためには、例えば高温分極法、室温分極法、交流電界重畳法、電界冷却法などの従来公知の分極法を採用することができる。また、分極後の圧電素子８をエージング処理してもよい。
【００３１】
圧電材料の分極方向を上記の方向に配向させた圧電素子８は、共通電極７を接地した状態で、個別電極９から正の駆動電圧を印加することによって、分極方向と直交する面内で収縮する。このため、撓みが発生する際の力が加圧室２内のインクに圧力波として伝えられ、この圧力波によって、供給口５、加圧室２、ノズル流路４、およびノズル３内のインクが振動を起こす。そして振動の速度が、結果的にノズル３の外に向かうことによって、ノズル３内のインクメニスカスが、インク滴吐出側の先端の開口３０から外部へと押し出されて、インク柱が形成される。振動の速度は、やがてノズル内方向に向かうが、インク柱はそのまま外方向に運動を続けるため、インクメニスカスから切り離されて１〜２滴程度のインク滴にまとまり、それが紙面の方向に飛翔して、紙面にドットを形成する。
【００３２】
インク滴が飛翔して減少した分のインクは、ノズル３内のインクメニスカスの表面張力によって、インクカートリッジから、当該インクカートリッジの配管、ジョイント部１１、共通流路６、供給口５、加圧室２、およびノズル流路４を介してノズル３に再充填される。
【００３３】
基板１の下面側である第４基板１ｄの下側の表面１ｅには、前記のように、所定の平面形状を有する撥水処理されない領域Ａ１を、ノズル３のインク滴吐出側の先端の、円形の開口３０と重ねて設けてある。すなわち、この領域Ａ１を除くそれ以外の表面１ｅに撥水層１２を積層して撥水処理すると共に、領域Ａ１内は撥水層１２を形成せずに、第４基板１ｄの表面を露出させて、撥水処理されていない状態としてある。
【００３４】
撥水層１２の厚みは、特に限定されないが、０．５〜２μｍであるのが好ましい。撥水層１２の厚みがこの範囲未満では、撥水性が低下して、インクの付着によるインク滴の吐出不良を生じるおそれがある。また、膜厚が２μｍを超える撥水層１２は膜形成が容易でない上、形成できたとしても、それ以上の効果が得られないおそれがある。
【００３５】
本発明のインクジェット記録ヘッドは、ドット形成の直前に加圧室２の容量を拡大させる方向に圧電素子８を変形させることで、ノズル内のインクメニスカスを引き込み、その後、加圧室２の容量を縮小させる方向に圧電素子８を変形させることで、インク滴をインクメニスカスから分離させて吐出させる引き打ち式、およびドット形成時に、加圧室２の容量を縮小させる方向に圧電素子８を変形させることで、ノズル３内のインクメニスカスを押し出し、次いで、加圧室２の容量を拡大させる方向に圧電素子を変形させることで、インクメニスカスを引き込んで、インク滴をインクメニスカスから分離させて吐出させる押し打ち式のいずれの駆動方法によって駆動しても良い。
【００３６】
本発明のインクジェット記録システムは、高速プリントを達成するため、前記記録ヘッドがノズル数を６６０個以上、好ましくは１０００〜３０００個有し、またその駆動周波数が１５ｋＨｚ以上であり、かつ前記記録ヘッド２１が記録媒体の搬送方向に直交しかつ水平方向に２個以上、好ましくは２〜８個、より好ましくは２〜４個繋げてなるのがよい。また記録媒体の幅以上に複数個繋げることによって、ラインヘッドとしても使用することができる。
インクジェット記録ヘッドへのインクの初期充填においては、図１に示すように、インクは、インクカートリッジ（図示しない）からの配管とこの配管を接続するためのジョイント部１１との間に、ポンプ（図示しない）を配置しジョイント部１１を介して、前記記録ヘッドに供給が行われる。ポンプは、チューブポンプやギヤポンプ、電磁ポンプなど目的に合わせて使用することができる。
【００３７】
カラープリントをする場合には、インクは記録ヘッドと組み合わせて、多色セットを形成し、通常はイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色を含むインクセットを形成し、これらをセットとして、本発明のインク及び記録ヘッドを組み合わせた画像形成装置とすることが好ましい。
【００３８】
以下、実施例および比較例を挙げて、本発明のインクおよびインクジェット記録システムをさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例のみに限定されるものではない。
【実施例】
【００３９】
まず、着色剤を含有したポリマー粒子を有する分散体を以下に示す処方にて作製した。
（分散体Ａ〜Ｃの作製）
（１）分散体Ａ：スチレン２５重量部、ラウリルメタクリレート５重量部、メトキシポリエチレングリコールメタクリレート〔新中村化学（株）製、商品名：ＮＫエステルＭ−４０Ｇ〕３０重量部、及びスチレン−アクリロニトリル共重合マクロマー〔東亜合成（株）製、商品名：ＡＮ−６、スチレン含量：７０重量％、数平均分子量：６０００、重合性官能基：メタクリロイルオキシ基〕１０重量部からなる共重合体（以下、ポリマー１という）を得た。得られたポリマー１の重量平均分子量は、１２０００であった。
ポリマー１のメチルエチルケトン溶液（ポリマー１の分量：５０重量％）３００ｇ、着色剤として大日精化製クロモファインブルー４９２０(Ｂ−１５：３、β型銅フタロシアニン)４５０ｇ、メチルエチルケトン５００ｇをディスパーで２５℃、６０分間混合し、着色剤とポリマーの混合物を得た。混合物の粘度は、２０００ｍＰａ・ｓ（２５℃）であった。
得られた混合物を３本ロールミル〔ノリタケカンパニー（株）製、商品名：ＮＲ−８４Ａ〕を用いて、以下の条件で剪断応力１．２×１０6 Ｐａで分散した。
ロール周速度差：６ｍ／ｓ
ロール間クリアランス：１０μｍ
処理回数：５パス
得られた分散体は、着色剤を含有した平均粒子径０．１５μｍのポリマー粒子を有し、粒径分布もシャープで、凝集物もなく、長期間にわたって安定な分散性を示した。これを分散体Aとする。
（２）分散体Ｂ：ポリマー１のメチルエチルケトン溶液（ポリマー１の分量：５０重量％）を２００ｇ、大日精化製クロモファインブルー４９２０を４００ｇとした以外は、分散体Ａと同様にして作製した。
（３）分散体Ｃ：ポリマー１のメチルエチルケトン溶液（ポリマー１の分量：５０重量％）を１４０ｇ、大日精化製クロモファインブルー４９２０を４００ｇとした以外は、分散体Ａと同様にして作製した。
【００４０】
（分散液１の作製）
上記で得られた分散体Ａから減圧蒸留によりメチルエチルケトンを除去し、着色剤を含有したポリマー粒子濃度を２５％に調整した後、平均孔径５μｍのメンブランフィルターで濾過したところ、フィルター１枚で分散体Ａ１８０ｇを濾過することができ、濾過性は良好であった。これを分散液１とした。
【００４１】
（分散液２の作製）
着色剤としてクロモファインブルー４９２０（大日精化製）２０重量部、分散剤（花王製エマルゲン４２０）１重量部、イオン交換水５９重量部をサンドミルに入れ３時間分散し、平均孔径５μｍのメンブランフィルターで濾過して着色剤の分散液を作成した。これを分散液２とした。
【００４２】
（分散液３〜１６の作製）
分散体Ａ，Ｂ，Ｃを前記分離処理装置を用いて、表１に示す処理条件にて低着色ポリマー粒子分離処理を行い、その後着色剤を含有したポリマー粒子濃度を分散体Ｂは２３．４％、分散体Ｃは２２．０６％に調整した以外は、分散液１と同様にして分散液３〜１６を得た。ただし、前記分離処理はメチルエチルケトンで１０倍希釈してから行った。なお、分散液７，１２については前記分離処理を行わなかった。
各分散液の処理条件と、ポリマー粒子中の着色剤の重量比率を表１に示す。表１中の流下速度とは、図４の分離処理装置において、分離流路２８中の分散液４２の流下する速度である。
【表１】
2008222977.tif 000004
【００４３】
[実施例１]
分散液４の２０重量部に対し、グリセリン６重量部、アセチレングリコール・ポリエチレンオキサイド付加物〔オルフィンＥ１０１０（日信化学工業製）〕１重量部およびイオン交換水７３重量部を混合し、得られた混合液を平均孔径０．５μｍのメンブランフィルターで濾過し、粗大粒子を除去し、実施例１のインクを作製した。
【００４４】
[実施例２〜６、比較例１〜９]
表２に示した分散液を用いた以外は、実施例１のインクと同様にして、実施例２〜６、比較例１〜９のインクを作製した。
【００４５】
（吸光度の測定）
インクの吸光度は、上記で得られたインクをイオン交換水で１５００倍に希釈したときの波長６１０ｎｍにおける吸光度を測定した。吸光度の測定装置は、日立製作所製Ｕ−３０００  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒを用いた。
【００４６】
（記録ヘッドの作製）
図１および図２（ａ）、（ｂ）に示す構造を有し、その各寸法は、加圧室２の面積が０．２ｍｍ2、幅が２２００μｍ、深さが１００μｍ、ノズル流路４の直径が２００μｍ、長さが８００μｍ、供給口５の直径が３０μｍ、長さが４０μｍ、ノズル３の長さが３０μｍ、インク吐出側の開口３０および加圧室２側の開口３１の形状がそれぞれ半径１０μｍおよび２０μｍの円形であると共に、この各部位から構成されるドット形成部が１列あたり１６６個、全体（４列）で６６４個のドット形成部が基板１上に配列された記録ヘッドを用いた。
同一列内のドット形成部間のピッチは１５０ｄｐｉとし、また隣り合う各列を１／２ピッチずつずらすことで、全体として６００ｄｐｉとした。
【００４７】
(評価方法)
前記で得られたインクおよび記録ヘッド２１を使用して、各インクをインクジェット記録ヘッドに充填し、充填時に１ｃｍ×１ｃｍのベタ画像をコピー紙(Ｘｅｒｏｘ社製ＣＣ９０)にプリントし、得られた画像をＧｒｅｔａｇ  Ｍａｃｈｂｅｔｈ社製ＲＤ−１９Ｉにて測定し、反射濃度を評価した。また、目視によりブロンズ性の評価を行った。
評価結果を表２に示す。また、図５にａ／ｂと反射濃度との関係をグラフで示した。
【表２】
2008222977.tif 000005
【００４８】
（評価結果）
表２に示すように、本発明の範囲内である実施例１〜６は着色力の低下はなく反射濃度が良好であった。また、ブロンズ現象も発生しなかった。
これに対して、ａ／ｂが１．０５×ｃを下回ると、反射濃度が低下し、着色力が低下するのが分かる（比較例１，３，４，６，７，９）。一方、ａ／ｂが０．９５を超えると、反射濃度は良好であるが、ブロンズ現象が発生した（比較例２，５，８）。
図５において、破線Ｌａ，ＬｂおよびＬｃはそれぞれ分散体Ａ，Ｂ，Ｃに対する上記式（１）の左辺（１．０５×ｃ）の値であり、Ｌｕは上記式（１）の右辺の値を示している。図５から同じ分散体を用いても低着色ポリマー粒子４０を減じたことで、反射濃度が高くなっているのがわかる。しかし、反射濃度は高ければ高いほどいいが、ａ／ｂが０．９５を超えるとブロンズが発生する。これはポリマー量が減りすぎたためだと考えられる。また、各分散体に対応するそれぞれの左辺値（Ｌａ，ＬｂおよびＬｃ）より右側の方が反射濃度の傾きが緩やかである。つまり低着色ポリマー粒子４０を減じた効果が、安定して発現しやすい領域であり、インクの量産性を考えた場合この領域で用いるのが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明に係るインクジェット記録ヘッドの実施の形態を示す平面図である。
【図２】（ａ）は本発明に係るインクジェット記録ヘッドの一部拡大縦断面図、(ｂ)は（ａ）の底面図ある。
【図３】図２（ａ）のノズル部分の拡大図である。
【図４】本発明に係る低着色ポリマー粒子の分離処理装置の構成を示す概略図である。
【図５】本発明に係るａ／ｂと反射濃度の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５０】
１    基板
２    加圧室
３    ノズル
４    インク流路
５    供給口
６    共通流路
７    共通電極
８    圧電素子
９    個別電極
１１    ジョイント部
１２    撥水層
２０    高着色ポリマー粒子
２１    記録ヘッド
２２    原液槽
２３    分散液供給口
２４    レーザー加熱装置
２５    スリットガラス
２６    低着色ポリマー粒子分散液回収槽
２７    高着色ポリマー粒子分散液回収槽
２８    分離流路
２９    分離板
４０    低着色ポリマー粒子
【図１】
2008222977.tif 000008
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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