(57)【要約】      （修正有）【課題】高粘度インクのメニスカスの制御性ひいてはインク滴の噴射特性を向上させ、十分な印字濃度を持ち、堅牢性に優れたインクジェット記録装置を実現すること。【解決手段】複数のノズルと、該ノズルに連通した加圧液室と、振動版と、前記加圧液室内部の圧力を変化させる駆動手段と、該駆動手段の一端が接合されている支持基板とを備え、前記ノズルからインク滴を吐出することによって、被記録媒体に画像情報を記録するインクジェットヘッドであって、  前記加圧液室が弾性率５００ｋｇ／ｍｍ2以上の高剛性な材料で形成され、隣接している前記加圧液室を分離している隔壁に対応した位置に、該支持基板と前記振動版を連接する支持部材を有し、吐出するインクは２５℃で５ｃｐ以上の高粘度であり、該振動板の法線方向の変位が、ｄ３３方向である圧電素子で構成されていることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のノズルと、該ノズルに連通した加圧液室と、該加圧液室の一部を構成する振動版と、前記加圧液室に連通した共通液室と、該共通液室に連接した連結管と、該連結管を介して前記共通液室にインクを供給するインク供給源と、前記加圧液室内部の圧力を変化させる駆動手段と、該駆動手段の一端が接合されている支持基板とを備え、前記駆動手段は、前記加圧液室の一部を構成する振動板に連接され、前記加圧液室に連通したノズルからインク滴を吐出することによって、被記録媒体に画像情報を記録するインクジェットヘッドであって、
前記加圧液室が弾性率１０００ｋｇ／ｍｍ2以上の高剛性な材料で形成され、隣接している前記加圧液室を分離している隔壁に対応した位置に、該支持基板と前記振動版を連接する支持部材を有し、吐出するインクは２５℃で５ｃｐ以上の高粘度であり、該振動板の法線方向の変位が、ｄ３３方向である圧電素子で構成されていることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
【請求項２】
前記支持部材は、前記圧電素子駆動手段と同じ剛性レベル又はそれ以上の高剛性な材料で構成されていることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項３】
前記支持部材は、前記圧電素子駆動手段と同一の材料で構成されていることを特徴とする請求項２に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項４】
前記加圧液室は、単結晶シリコンを材料として用いることを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項５】
前記圧電素子は、複数枚の圧電素子の層と電極層が積層された構造であることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項６】
前記振動板は、ニッケルを材料として用いることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項７】
前記インクは、湿潤剤、浸透剤、水溶性有機溶剤を含む親水性分散媒中に、ポリマー微粒子に色材を含有させたエマルジョン粒子を含むものであることを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れかに記載のインクジェット記録ヘッドを搭載することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項９】
請求項８に記載のインクジェット記録装置を用いて非記録媒体表面に画像を形成することを特徴とするインクジェット画像記録方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットプリンタの記録ヘッドに関し、プリンタ、印刷機に応用される。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットプリンタの画像品質の向上を目的として、インクジェットヘッドを高剛性な液室で構成したり、高粘度のインクを用いるものとしては、以下の特許文献１〜３記載のようなものが開示されている。
即ち、特許文献１には、ＰＺＴを駆動以外にも支持部材として用いることで液室の剛性を向上させた技術が記載されているが、液室の材料はポリイミド等の樹脂であることが開示されており、また選択的優位性のある使用インクについては触れられてなく、また、特許文献２には、高剛性材料を用いる加圧液室と、ｄ３３およびｄ３１のＰＺＴを用い、高粘度インクへの対応も謳っているが、開示されたインクジェットヘッドは隣接する加圧液室間の隔壁を支える支持部材がないものであり、更に、特許文献３には、Ｓｉをエッチングすることで形成した液室に、ｄ３３の圧電定数を持つＰＺＴが接合されていることが開示されている。
【０００３】
上記のように、従来、インクジェットヘッドの構成として、特許文献２で開示されたものがあり、これは、高剛性な材料で液室を構成しており、応答周波数の向上や十分なインク吐出量の確保を目的としているが、しかし、液室である圧力室は、周囲を流路部材に接合されている以外は、圧力発生手段である圧電素子が圧力壁に接合されているだけである。この圧電素子は駆動用なので、インク吐出動作の際に液室全体を持ち上げてしまい、画像を乱してしまう原因となる。
また、特許文献４では、隣接する液室間の隔壁に対応した位置に支持部材を設けたヘッドが開示されている。このことによって、インク吐出動作時の液室全体の動きは抑制されるが、液室は樹脂で形成されているので、全体として柔構造になっている。液室、すなわちノズルの位置変動に対する対策がないため、インク滴の着弾精度に問題が生じる恐れがある。
また、上記のように特許文献３には、結晶シリコンをエッチングして形成した液室に、ｄ３３の圧電定数を持つＰＺＴが接合されたヘッドが開示されているが、しかし、画像形成を行うインクに関する開示はなく、ただ高粘度なものを避ける記述があるのみであり、画質の向上については課題に設定されていない。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−５８７３６号公報
【特許文献２】特許第３１７０９４３号公報
【特許文献３】特開２００３−２３７０６６号公報
【特許文献４】特開平１１−５８７３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑み、効率を損なうことなく加圧液室の内部圧力を増減させるとともに、高粘度インクのメニスカスの制御性ひいてはインク滴の噴射特性を向上させ、さらには様々な記録媒体に対して十分な印字濃度を持ち、堅牢性に優れた高品位な画像を形成するインクジェット記録装置を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題は、本発明の（１）「複数のノズルと、該ノズルに連通した加圧液室と、該加圧液室の一部を構成する振動版と、前記加圧液室に連通した共通液室と、該共通液室に連接した連結管と、該連結管を介して前記共通液室にインクを供給するインク供給源と、前記加圧液室内部の圧力を変化させる駆動手段と、該駆動手段の一端が接合されている支持基板とを備え、前記駆動手段は、前記加圧液室の一部を構成する振動板に連接され、前記加圧液室に連通したノズルからインク滴を吐出することによって、被記録媒体に画像情報を記録するインクジェットヘッドであって、
前記加圧液室が弾性率１０００ｋｇ／ｍｍ２以上の高剛性な材料で形成され、隣接している前記加圧液室を分離している隔壁に対応した位置に、該支持基板と前記振動版を連接する支持部材を有し、吐出するインクは２５℃で５ｃｐ以上の高粘度であり、該振動板の法線方向の変位が、ｄ３３方向である圧電素子で構成されていることを特徴とするインクジェット記録ヘッド」；
（２）「前記支持部材は、前記圧電素子駆動手段と同じ剛性レベル又はそれ以上の高剛性な材料で構成されていることを特徴とする前記第（１）項に記載のインクジェット記録ヘッド」； 
（３）「前記支持部材は、前記圧電素子駆動手段と同一の材料で構成されていることを特徴とする前記第（２）項に記載のインクジェット記録ヘッド」； 
（４）「前記加圧液室は、単結晶シリコンを材料として用いることを特徴とする前記第（１）項乃至第（３）項の何れかに記載のインクジェット記録ヘッド」；
（５）「前記圧電素子は、複数枚の圧電素子の層と電極層が積層された構造であることを特徴とする前記第（１）項乃至第（４）項の何れかに記載のインクジェット記録ヘッド」；
（６）「前記振動板は、ニッケルを材料として用いることを特徴とする前記第（１）項乃至第（５）項の何れかに記載のインクジェット記録ヘッド」；
（７）「前記インクは、湿潤剤、浸透剤、水溶性有機溶剤を含む親水性分散媒中に、ポリマー微粒子に色材を含有させたエマルジョン粒子を含むものであることを特徴とする前記第（１）項乃至第（６）項の何れかに記載のインクジェット記録ヘッド」； 
また、上記課題は、本発明の（８）「前記第（１）項乃至第（７）項の何れかに記載のインクジェット記録ヘッドを搭載することを特徴とするインクジェット記録装置」、（９）
「前記第（８）項に記載のインクジェット記録装置を用いて非記録媒体表面に画像を形成することを特徴とするインクジェット画像記録方法」により達成される。
【発明の効果】
【０００７】
以下の詳細かつ具体的な説明から明らかなように、本発明により、高剛性な材料で形成した加圧液室を、隔壁間を支持部材で支持し、ｄ３３変位方向の圧電素子を用いて駆動し、高粘度なインクを迅速適正に噴射でき、隣接相互干渉を抑えた非常にコンプライアンスの低い液室を構成でき、メニスカスの制御が高精度に行える。したがって、高速駆動が可能で、高発色／高耐久な画像形成が可能なインクジェットヘッドを実現できる。
また、隔壁を支持する支持部材は、圧電素子の溝形成で同時に形成することが可能なので、高精度に、安定した製造が可能となるので、噴射特性の良好なインクジェットヘッドを実現できる。
また、加圧液室をシリコンで形成できるので、エッチングによる高精度な寸法の確保が可能な上、剛性を高めることができるので、インクジェットヘッドの噴射特性をさらに向上できる。
また、高粘度なインクを用いることから、高濃度、高画質の画像形成が可能となり、印字品位が格段に向上したインクジェットヘッドを実現できる。
また、粘度が高いことで、粒子化（インク滴の噴射）の観点からは、噴射後のメニスカス振動の減衰は、粘度が高いほど速やかに減衰する。安定したメニスカスの位置は噴射方向や滴速度／滴体積の安定性に効果が高い。したがって、安定した滴を速い周波数で駆動するには、高い粘度のほうが好ましい。
また、積層した圧電素子を用いるので、低い電圧で変位量を十分に得ることができことに加え、駆動力も非常に大きくできるので、メニスカスの制御性が向上し、より噴射特性の良好なインクジェットヘッドを実現できる。
また、振動板にはニッケルを用いるので、加工性や制度の確保が容易となり、噴射特性の良好なインクジェットヘッドの製造性が向上する。
また、請求項１乃至６の何れかに記載のインクジェットヘッドを搭載し駆動することで、高効率で、堅牢性に優れた高品位な画像が可能で、相互干渉が少ないプリンタを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
インクジェット記録装置において、インク加圧液室を高剛性にしてインクの吐出性能やインク噴射効率を向上させること、ならびに、高品位で堅牢性に優れた画像を形成することを目的とした、本発明のインクジェットプリンタ及びインクジェット式画像形成方法の構成について、以下、詳細に説明する。
【０００９】
微小なインク滴を吐出し、紙などの被記録媒体に付着させて文字を含む画像情報を形成するインクジェット記録装置は、複数のインク加圧液室と、該加圧液室に連通してインク滴を吐出するためのノズルと、各加圧液室に対応して設けた電気機械変換素子や電気熱変換体などのアクチュエータとを備えたインクジェットヘッドを用いて、記録信号に応じて該加圧液室内部の圧力を変化させてノズルからインク滴を吐出することによって、高速、高密度、高品質の記録を行うものである。
このアクチュエータとして、加圧液室の一部である弾性変形可能な振動板に当接した圧電素子を用いるものはよく知られている。これは、圧電素子を充放電することで変形させ、圧電素子に当接した振動板を変位させる。振動板が加圧液室の容積を収縮するように変位すると加圧液室内部の圧力が上昇し、インク滴をノズルから吐出させるものである。インク滴を吐出した後は、加圧液室の容積を膨張させるように振動板に変位を与えるべく、圧電素子を変形させる。
【００１０】
インクジェットヘッドに用いるインクは水や有機溶剤を含んでいるために、従来のようにドライフィルムレジスト、ビスフェノールエポキシ樹脂接着剤、ポリエチレンアイオノマーなどでインクヘッドを形成した場合、２００〜５０ｋｇ／ｍｍ２程度にヤング率が低下したり、あるいはヤング率が１００ｋｇ／ｍｍ2と小さいものもあり、その上膜厚を２６〜１２０μｍの厚膜とするために、インク液室全体の剛性が低下し、ヘッドの固有振動数が低くなり、隣接ノズル間で相互干渉が発生してインク滴吐出効率が低下する。樹脂材料を用いてヘッド構成部品を形成し、若しくはその機能の一部を担わせるには２６μｍ以上の厚膜にしなければならないため、接合時の加熱圧着によってパターンが変形してインク滴吐出特性にバラツキが発生したり、ヤング率が５００ｋｇ／ｍｍ2程度でインク液室の隔壁部分を形成するために相互干渉が大きくなって吐出効率が低下し、インク滴吐出特性のバラツキが発生するが、これに対して、本発明のインクジェットヘッドは、加圧液室は弾性率１０００ｋｇ／ｍｍ２以上の高剛性な材料で形成されており、さらに加えて、隣接している前記加圧液室を分離している隔壁に対応した位置に、該支持基板と前記振動版を連接する支持部材を有している。そして、このようなインクジェットヘッドは、２５℃で５ｃｐ以上の高粘度のインクを迅速かつ適正に吐出するのに非常に適し、而して、より高画質の画像を迅速、円滑に形成するのに特に適していることが、本発明の検討過程において見い出された。
【００１１】
圧電アクチュエータを用いたインクジェットヘッドの例を図１〜３に示す。
この装置において、ノズル（３）に連通した加圧液室（４）の一部を形成する振動板（６）と、ベース基板（２）に設けた圧電素子（７）が接合されている。振動板（６）は、圧電素子（７）の変形に伴い弾性変形するが、圧電素子（７）の変位を効率よく加圧液室（４）の容積変化にするために、振動板（６）は通常、加圧液室（４）を構成する他の面よりも剛性を小さく（＝コンプライアンスを大きく）している。共通液室（９）と加圧液室（４）には、インクが充填されている。共通液室（９）はさらに連結管（１８）を介して、図示しないインク供給源（１４）（例えばインクタンク）に接続されている。圧電素子（７）に図示しない駆動回路から電圧を加えることで圧電素子（７）は変形を生じ、振動板（６）を加圧液室（４）の容積が増加または減少するように変形させる。加圧液室（４）の容積を増加させた場合は加圧液室（４）の内部圧力は減少するので、共通液室（９）から連通部（１０）を通ってインクが加圧液室（４）に補充される。その後に加圧液室（４）の内部圧力を増加させるような駆動を行う。すなわち、加圧液室（４）の容積を減少させるように圧電素子（７）を駆動させた場合は加圧液室（４）の内部圧力が増加するので、ノズル（３）からインクが押し出されてインク滴（１２）となって飛翔し、図示しない記録媒体（紙など）にインク滴が付着することで記録を行う。
【００１２】
ここで、このインクジェットヘッドを搭載したプリンタの性能について検討する。プリンタの性能は、形成する画像品質や画像形成速度で評価できる。
良好な画像品質のためには、形成するインク滴の大きさを多階調で安定的に制御できることが求められる。また、記録媒体上での発色がよいインクを用いることが画質向上には欠くことができない。さらに、画像形成速度は、速ければ速いほどよい。
これらのためにはまず、ノズルにおけるインク面、いわゆるメニスカスの位置を高速で高精度に制御できる必要がある。これは、液室の剛性を高く（＝コンプライアンスを小さく）しなければならない。液室の剛性が高くなると応答周波数も高くなるので、高速な駆動が可能となってインク滴の吐出間隔が短く、すなわちインク滴の形成速度が速くなり、画像形成速度が向上する。
さらに、画像の発色性の向上には、インクの粘度が高いものでも対応できるインクジェットヘッドが望まれる。本発明における高粘度インクは、インク滴噴射後のメニスカス位置の振動が短時間で収束する等、高剛性度かつ高周波数での吐出特性に適したインクジェットヘッドによく適合するので、高速な駆動を行うためにも非常に都合がよい。
【００１３】
本発明のインクジェットヘッドの分解斜視図を図２に示す。複数の加圧液室（４）を形成した加圧液室基板（１）と、ノズルプレート（８）と、振動板（６）とを積層する。ノズルプレート（８）には、加圧液室（４）に対応して連通したノズル（３）が設けられている。振動板（６）には圧力変換器である圧電素子（７）が接合され、圧電素子（７）には、ドライバＩＣ（１６）を接合したＦＰＣケーブル（１５）が電気的な接続を伴って接合されている。圧電素子（７）は、対応する加圧液室（４）に対応して振動板（６）を変位させるように形成されており、ここでは棒状の圧電素子をダイヤモンドカッターでダイシングして、個々の加圧液室（４）に対応するように、図１（ｂ）及び図２に示したごとく分離している。なお、図１（ｂ）の支持部材（１１）については後に詳述する。図示しない画像形成信号に基づいてドライバＩＣ（１６）から駆動信号がＦＰＣケーブル（１５）を通って圧電素子（７）に供給され、圧電素子（７）が伸縮し、その変位が振動板（６）に伝えられ、それぞれ必要とする加圧液室（４）の内部圧力を適切に制御することで、ノズル（３）から図示しないインク滴を吐出するものである。圧電素子（７）はベース基板（２）と接合されており、ベース基板（２）はさらに図示しないフレーム（図１と図３では符号（１３））と接合されている。インクジェットプリンタ本体へは、図示しないキャリッジにフレームを取り付けることでインクジェットヘッドを搭載し、図示しない電気回路にＦＰＣケーブル（１５）を接続し、さらに、インクカートリッジなどのインク供給源（図１では符号（１４））からインクを加圧液室（４）に供給するがここでは図示していない。
【００１４】
図３にインクジェットヘッドの、加圧液室長手方向（ノズル整列方向に対して直交方向）での断面図を示す。ベース基板（２）と同様に、加圧液室基板（１）もフレーム（１３）に接合されている。封止剤（１７）は接着の役割も兼ねる。図３の構造は厳密には図１や図２の構造とは異なっているが、構成要素は同等である。
加圧液室基板（１）は単結晶シリコン基板であり、ＤＦＲなどの樹脂に比較して、非常に高い剛性を有している。加圧液室基板（１）は、結晶面方位（１１０）の単結晶シリコン基板を水酸化カリウム水溶液（ＫＯＨ）等のアルカリ性エッチング液を用いて異方性エッチングすることで、加圧液室（４）となる貫通穴や、連通部（１０）となる溝部、共通液室（９）となる貫通穴などをそれぞれ形成している。
加圧液室基板（１）を接合するフレーム（１３）は、エポキシ系樹脂あるいはポリフェニレンサルファイトで射出成形によって形成している。
【００１５】
図４に、ベース基板（２）に設けた圧電素子（７）の部分拡大斜視図（ａ）と、ノズル列方向での断面模式図（ｂ）を示す。振動板（６）には、薄肉部（１９）と厚肉部（２０）が形成されており、加圧液室（４）に対応する厚肉部（２０）には圧電素子（７）が当接する。
振動板（６）はニッケルの金属プレートから形成したもので、エレクトロフォーミング法で製造している。この振動板（６）は、加圧液室（４）に対応する部分に変形を用意にするための薄肉部（１９）および、圧電素子（７）と接合するための厚肉部（１８）を形成するとともに、隔壁（５）に対応する部分にも厚肉部（２０）を形成し、平坦面側を加圧液室基板（１）に接着剤接合し、厚肉部がフレーム（１３）に接着剤接合している。
振動板（６）とベース基板（２）は、圧電素子（７）と支持部材（１１）の両方で接合されており、上部の加圧液室（４）の剛性を保つとともに、圧電素子（７）の変形による振動板（６）の厚肉部（２０）の変位効率を向上させている。
ノズルプレート（８）も、振動板（６）と同様にニッケルで形成している。
【００１６】
支持部材（１１）は、前記圧電素子駆動手段と同じ剛性レベル又はそれ以上の高剛性な材料で構成されていることが好ましく、前記圧電素子駆動手段と同一の材料で構成することができる。例えば、交互に配列された複数の圧電素子（７）（７）及び支持部材（１１）（１１）は数枚の圧電材料を積層して１本の細長い素材に多数のスリット加工を施すことで複数に分割形成して形成することができ、このスリット加工時に基板（２）上まで切込むことで、基板（２）上にスリット溝（図示せず）が形成される。
【００１７】
さて、図４において加圧液室（４）をそれぞれ区画している隔壁（５）に対応する位置に支持部材（１１）がない場合の状態を、図５に模式図として示す。図５で、圧電素子（７）を駆動した場合を考える。圧電素子（７）は駆動信号に従って伸縮するが、その場合に厚肉部（２０）を介して振動板（６）を、図５の場合には上下動させる。振動板（６）には薄肉部（１９）が形成されているものの、加圧液室（４）の容積を拡大縮小して内部圧力を変化させると同時に、隔壁（５）を上下動させる。すると、隔壁（５）の動きに追随してノズルプレート（８）が上下動してしまう。従って、ノズル（３）の位置が動くのでインク滴の吐出に影響を与えてしまう。さらに、加圧液室（４）の内部圧力は、圧電素子（７）の変位量で制御するが、隔壁（５）が動いてしまうと加圧液室（４）の容積変化を所望の値にすることが困難になるので、安定した画像品質を保つことができなくなる。従って本発明の実施例では図４に示したごとく、加圧液室（４）を区画する隔壁（５）に対応した位置に支持部材（１１）を設け、圧電素子（７）の動きによらず振動板（６）の位置、すなわちノズルプレート（８）の位置を安定に保持し、加圧液室（４）の容積変化を所望の値に制御することで、高品位な画像を安定的に形成できる。
【００１８】
またここで、圧電素子（７）は、振動板（６）の法線方向の変位がｄ３３である。ｄ３３変位方向を用いることで、ｄ３１変位方向を用いた圧電素子に比較してコンプライアンスが小さく（＝剛性が大きく）、かつ高速な駆動が可能なことから、インク滴（３）を高速に高精度に噴射させることが可能となる。
【００１９】
次に、本発明で使用するインクについて説明する。
高画質画像をインクの高吐出量のみで達成することは普通、非常に困難であって、高画質画像の形成には、高粘度インクが必要不可欠であろうが、この高粘度インクを迅速かつ円滑に吐出することが、通常のインクジェットヘッドでは困難であったことは既に説明したとおりである。さらに、本発明で目的としている高品位で堅牢性に優れた画像を形成するには、インク吸収性、画像濃度、ビーディング、定着性（耐擦過性）等のインクジェット適正を満足させる必要がある。そのためには、ポリマー微粒子に色材を含有させたエマルジョンを用いて、特定の湿潤剤、浸透剤、水溶性有機溶剤から構成したインクは、従来のインクに比較して高粘度であるが表面張力が低く、普通紙の高速印字において高彩度、高発色濃度で、しかも裏抜けの少ない画像が得られることを見出した。
【００２０】
また、着色ポリマー微粒子を含有する前記構成のカラーインクと、色材として自己分散型カーボンブラックを用いてカラー顔料インクと同様に高粘度低表面張力としたブラックインクを組合せると、普通紙高速印字においてブラックの画像濃度が高くブラック／カラー間の色境界にじみが極めて少なく、カラーの発色性に優れ、裏抜けの少ない両面印刷性に優れた記録画像を得ることができることを見出した。
なお、本発明において普通紙とは、オフィスなどで一般的に使用されているインク受容層が設けられていない紙のことをいう。
【００２１】
本発明においては、好ましくは５ｃｐ以上、より好ましくは８ｃｐ（２５℃）以上の高粘度インクを用いることにより、印字品位が格段に向上する。従来のインクジェットプリンタに用いられてきた３ｃｐ（２５℃）程度の低粘度インクでは、インク中の水分が約７０重量％であるが、８ｃｐ（２５℃）程度の高粘度インクでは約５０重量％以下になり、インク滴が紙面上に着弾するときの水分蒸発率が２〜３倍も高くなる。このために、高濃度の顔料が紙面上で凝集する速さも速くなり、滲みがほとんどなくなる。
【００２２】
本発明における好ましいインク組成物は、印字するための着色剤、それを分散させるための水とを必須成分とし、必要に応じて添加される湿潤剤、水溶性有機溶剤、アニオンまたはノニオン系界面活性剤、エマルジョン、防腐剤、ｐＨ調製剤から次のように構成される。
（１）着色剤
（２）湿潤剤１（グリセリン）
（３）湿潤剤２（１，３−ブタンジオール、トリエチレングリコール、１，６−ヘキサンジオール、プロピレングリコール、１，５−ペンタンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタンから選ばれた少なくとも１種類以上）
（４）水溶性有機溶剤
（５）アニオンまたはノニオン系界面活性剤
（６）炭素数８〜１１のポリオールまたはグリコールエーテル
（７）防腐剤
（８）ｐＨ調製剤
（９）純水
なお、湿潤剤１と２を混合するのは、各々の湿潤剤の特徴を生かすためと、粘度調製ができるためであるが、必ずしも併用する必要はない。また、インクの表面張力を４０ｍＮ／ｍ以下にすることで、インクのヘッド部材への濡れが良くなり、８ｃｐ（２５℃）以上の高粘度インクでも周波数応答性が向上し、吐出安定性が格段に向上する。この低表面張力のインクは炭素数８〜１１のポリオールまたはグリコールエーテルと、アニオンまたはノニオン系界面活性剤を用いることにより達成できる。
【００２３】
以下、本発明で使用する各インクの構成要素について説明する。
ブラックインク用色材としては、例えばカーボンブラックが用いられ、ファーネス法、チャネル法等で製造されたカーボンブラックで、一次粒子径が１５ｎｍから４０ｎｍ、ＢＥＴ吸着法による比表面積が５０〜３００ｍ2／ｇ、ｐＨ２〜９を有するものが好ましく使用され、特にｐＨ６以下の酸性カーボンブラックが高濃度で好ましい。また、次亜塩素酸化処理したカーボンブラックやスルホン化剤処理したカーボンブラック、ジアゾニウム化合物で処理してスルホン酸、カルボン酸等のアニオン性解離基を導入したカーボンブラック、いわゆる自己分散型カーボンブラックが好ましい。
自己分散型カーボンブラックを用いたブラックインクは吐出安定性に優れ、普通紙に記録した場合の画像濃度、文字品位に優れる特徴があるが、光沢紙など基材上にインク吸収層を設けた記録媒体に記録を行なう場合には耐擦過性が不足する場合もあり、耐擦過性を補う目的で自己分散型カーボンブラックに樹脂エマルジョンを添加した構成とすることもできる。
【００２４】
樹脂エマルジョンとは、連続相が水であり、分散相が次の様な樹脂成分であるエマルジョンを意味する。分散相の樹脂成分としてはアクリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、スチレン−ブタジエン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、アクリル−スチレン系樹脂、ブタジエン系樹脂、スチレン系樹脂などが挙げられる。
【００２５】
本発明の好ましい態様によれば、この樹脂は親水性部分と疎水性部分とを併せ持つ重合体であるのが好ましい。また、これらの樹脂成分の粒子径はエマルジョンを形成する限り特に限定されないが、１５０ｎｍ程度以下が好ましく、より好ましくは５〜１００ｎｍ程度である。
これらの樹脂エマルジョンは、樹脂粒子を、場合によって界面活性剤とともに水に混合することによって得ることができる。例えば、アクリル系樹脂またはスチレン−アクリル系樹脂のエマルジョンは、これら樹脂と、界面活性剤とを水に混合することによって得ることができる。
【００２６】
樹脂成分と界面活性剤との混合の割合（重量比）は、通常１０：１〜５：１程度とするのが好ましい。界面活性剤の使用量が前記範囲に満たない場合、エマルジョンとなりにくく、また前記範囲を超える場合、インク組成物の耐水性が低下したり、浸透性が悪化する傾向があるので好ましくない。
また、前記エマルジョンの分散相成分としての樹脂と水との割合は、樹脂１００重量部に対して水６０〜４００重量部、好ましくは１００〜２００重量部の範囲が適当である。
市販の樹脂エマルジョンとしては、マイクロジェルＥ−１００２、Ｅ−５００２（スチレン−アクリル系樹脂エマルジョン、日本ペイント社製）、ボンコート４００１（アクリル系樹脂エマルジョン、大日本インキ化学工業社製）、ボンコート５４５４（スチレン−アクリル系樹脂エマルジョン、大日本インキ化学工社製）、ＳＡＥ−１０１４（スチレン−アクリル系樹脂エマルジョン、日本ゼオン社製）、サイビノールＳＫ−２００（アクリル系樹脂エマルジョン、サイデン化学社製）などが挙げられる。
【００２７】
本発明において樹脂エマルジョンを添加する場合には、その樹脂成分がインク組成物の０．１〜４０重量％となるよう含有するのが好ましく、より好ましくは１〜２５重量%の範囲である。
樹脂エマルジョンは、増粘・凝集する性質を持ち、着色成分の浸透を抑制し、さらに記録材への定着を促進する効果を有する。また、樹脂エマルジョンの種類によっては記録材上で皮膜を形成し、印刷物の耐擦過性をも向上させる効果を有する。
【００２８】
カラーインク用色材としては、ポリマー微粒子に水不溶性または難溶性の色材を含有させたポリマーエマルジョンからなる。本発明において、「色材を含有させた」とは、ポリマー微粒子中に色材を封入した状態およびポリマー微粒子の表面に色材を吸着させた状態の何れか又は双方を意味する。この場合、本発明のインクに配合される色材はすべてポリマー微粒子に封入または吸着されている必要はなく、本発明の効果が損なわれない範囲において、該色材がエマルジョン中に分散していてもよい。上記色材としては、水不溶性若しくは水難溶性であって、上記ポリマーによって吸着され得る色材であれば特に制限なく用いられる。
【００２９】
本発明において、水不溶性若しくは水難溶性とは、２０℃で水１００重量部に対して、色材が１０重量部以上溶解しないことをいい、溶解するとは、目視で水溶液表層または下層に色材の分離や沈降が認められないことをいう。上記色材としては、例えば、油溶性染料、分散染料等の染料や、顔料等が挙げられる。良好な吸着・封入性の観点から油溶性染料及び分散染料が好ましいが、得られる画像の耐光性からは顔料が好ましく用いられる。
本発明に用いられる上記の各染料は、ポリマー微粒子に効率的に含浸される観点から、有機溶剤、例えば、ケトン系溶剤に２ｇ／リットル以上溶解することが好ましく、２０〜６００ｇ／リットル溶解することが更に好ましい。
【００３０】
カラーインク用顔料としては黄色インク用でＣ．Ｉ．ピグメントイエロー１（ファストイエローＧ）、３、１２（ジスアゾイエローＡＡＡ）、１３、１４、１７、２３、２４、３４、３５、３７、４２（黄色酸化鉄）、５３、５５、７４、８１、８３（ジスアゾ顔料アゾイエローＨＲ）、９５、９７、９８、１００、１０１、１０４、１０８、１０９、１１０、１１７、１２０、１２８、１３８、１５０、１５３頭を使用することができる。
マゼンタ用でＣ．Ｉ．ピグメントレッド１、２、３、５、１７、２２（ブリリアントファーストスカーレット）、２３、３１、３８、４８：２（パーマネントレッド２Ｂ（Ｂａ））、４８：２（パーマネントレッド２Ｂ（Ｃａ））、４８：３（パーマネントレッド２Ｂ（Ｓｒ））、４８：４（パーマネントレッド２Ｂ（Ｍｎ））、４９：１、５２：２、５３：１、５７：１（ブリリアントカーミン６Ｂ）、６０：１、６３：１、６３：２、６４：１、８１（ローダミン６Ｇレーキ）、８３、８８、９２、１０１（べんがら）、１０４、１０５、１０６、１０８（カドミウムレッド）、１１２、１１４、１２２（ジメチルキナクリドン）、１２３、１４６、１４９、１６６、１６８、１７０、１７２、１７７、１７８、１７９、１８５、１９０、１９３、２０９、２１９等を使用することができる。
シアン用でＣ．Ｉ．ピグメントブルー１、２、１５（銅フタロシアニンブルーＲ）、１５：１、１５：２、１５：３（フタロシアニンブルーＧ）、１５：４、１５：６（フタロシアニンブルーＥ）、１６、１７：１、５６、６０、６３等を使用することができる。
また、中間色としてはレッド、グリーン、ブルー用として下記顔料が単独もしくは混合して用いることができる。また、下記顔料は前記のマゼンタ、シアンの調色用としても用いることができる。
Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７７、１９４、２２４、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ４３、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット３、１９、２３、３７、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン７、３６。
他の適切な着色顔料の例は、The Color Index、第三版（The Society of Dyers and Colourist、1982）に記載されている。
【００３１】
なお、顔料を着色剤として用いる場合に補色、調色等のために上記染料を併用することもできる。
上記色材の配合量は、ポリマーの配合量との関係において、該ポリマーの重量に対して約１０〜２００重量％が好ましく、特に約２５〜１５０重量％であることが好ましい。
上記ポリマーエマルジョンを形成するポリマーとしては、例えば、ビニル系ポリマー、ポリエステル系ポリマー及びポリウレタン系ポリマー等を用いることができる。特に好ましく用いられるポリマーはビニル系ポリマー及びポリエステル系ポリマーであり、特開２０００−５３８９７号公報、特開２０００−５３８９８号公報、特開２００１−１３９８４９号公報に開示されているポリマーが挙げられる。
【００３２】
本発明の好ましい態様によれば、これらの色材を含有するポリマー微粒子の平均粒子径はインク中において最も好ましくは０．１６μｍ以下である。
インク中のポリマー微粒子の含有量は固形分で８〜２０重量％程度が好ましく、より好ましくは８〜１２重量％程度である。
【００３３】
湿潤剤と水溶性有機溶剤に関して、本発明のインクは水を液媒体として使用するものであるが、インクを所望の物性にするため、インクの乾燥を防止するために、また、分散安定性を向上するため等の目的で、例えば下記の水溶性有機溶媒が使用される。これら水溶性有機溶媒は複数混合して使用してもよい。
【００３４】
湿潤剤と水溶性有機溶媒の具体例としては、例えば以下のものが挙げられる。
エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、テトラエチレングリコール、ヘキシレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、グリセロール、１，２，６−ヘキサントリオール、１，２，４−ブタントリオール、１，２，３−ブタントリオール、ペトリオール等の多価アルコール類；
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；
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ールエーテル類；
２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−ヒドロキシエチル−２−ピロリドン、１，３−ジメチルイミイダゾリジノン、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；
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；
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；
ジメチルスルホキシド、スルホラン、チオジエタノール等の含硫黄化合物類；
プロピレンカーボネート、炭酸エチレン等である。
これら有機溶媒の中でも、特にジエチレングリコール、チオジエタノール、ポリエチレングリコール２００〜６００、トリエチレングリコール、グリセロール、１，２，６−ヘキサントリオール、１，２，４−ブタントリオール、ペトリオール、１，５−ペンタンジオール、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドンが好ましい。これらは溶解性と水分蒸発による噴射特性不良の防止に対して優れた効果が得られる。
【００３５】
その他の湿潤剤としては、糖を含有するのが好ましい。糖類の例としては、単糖類、二糖類、オリゴ糖類（三糖類および四糖類を含む）および多糖類が挙げられ、好ましくはグルコース、マンノース、フルクトース、リボース、キシロース、アラビノース、ガラクトース、マルトース、セロビオース、ラクトース、スクロース、トレハロース、マルトトリオースなどが挙げられる。ここで、多糖類とは広義の糖を意味し、α−シクロデキストリン、セルロースなど自然界に広く存在する物質を含む意味に用いることとする。
また、これらの糖類の誘導体としては、前記した糖類の還元糖（例えば、糖アルコール（一般式HOCH２（CHOH）nCH２OH（ここでn＝２〜５の整数を表わす）で表わされる）、酸化糖（例えば、アルドン酸、ウロン酸など）、アミノ酸、チオ酸などが挙げられる。特に糖アルコールが好ましく、具体例としてはマルチトール、ソルビットなどが挙げられる。
これら糖類の含有量は、インク組成物の０．１〜４０重量％、好ましくは０．５〜３０重量％の範囲が適当である。
顔料と湿潤剤の比は、ヘッドからのインク吐出安定性に非常に影響がある。顔料固形分が高いのに湿潤剤の配合量が少ないとノズルのインクメニスカス付近の水分蒸発が進み吐出不良をもたらす。
【００３６】
湿潤剤の配合量は１０〜５０重量％、より好ましくは２０重量％を超え４５重量％までであり、これに対して色材を含有するポリマー微粒子は８重量％以上が好ましく、より好ましくは８〜２０重量％であるので、湿潤剤とポリマー微粒子固形分の両者の比は０．５〜６．２５が好ましいが、より好ましくは２．０〜６．０であり、最も好ましくは３．０〜５．０の範囲である。この範囲にあるインクは、乾燥性や保存試験や信頼性試験が非常に良好である。
【００３７】
界面活性剤としてはアニオン系界面活性剤またはノニオン系界面活性剤が用いられる。色材の種類や湿潤剤、水溶性有機溶剤の組み合わせによって、分散安定性を損なわない界面活性剤を選択する。
アニオン性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酢酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸塩、ラウリル酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルサルフェートの塩などが挙げられる。
非イオン性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、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アルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミドなどが挙げられる。
アセチレングリコール系界面活性剤は、２，４，７，９−テトラメチル−５−デシン−４，７−ジオール、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−オールなどのアセチレングリコール系（例えばエアープロダクツ社（米国）のサーフィノール１０４、８２、４６５、４８５あるいはＴＧなど）を用いることができるが、特にサーフィノール４６５、１０４やＴＧが良好な印字品質を示す。
前記界面活性剤は、単独または二種以上を混合して用いることができる。
【００３８】
本発明では界面活性剤を使用することで記録紙への濡れ性を改善することができる。好ましい界面活性剤としてはポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸塩、ジアルキルスルホ琥珀酸塩、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、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、アセチレングリコール系界面活性剤が挙げられる。より具体的にはアニオン系界面活性剤としては下記一般式（Ｉ）で表されるポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸塩、及び／または下記一般式（II）で表される炭素鎖が５〜１６の分岐したアルキル鎖を有するジアルキルスルホ琥珀酸が挙げられ、これらを用いることで普通紙特性も改善されさらに着色剤の溶解・分散安定性が得られる。
【００３９】
【化１】
2005144966.tif 000003
Ｒ１：炭素数６〜１４の分岐してもよいアルキル基、ｍ＝３〜１２、Ｍ：アルカリ金属イオン、第４級アンモニウム、第４級ホスホニウム、アルカノールアミン）
【００４０】
【化２】
2005144966.tif 000004
（Ｒ２：炭素数５〜１６の分岐したアルキル基、Ｍ：アルカリ金属イオン、第４級アンモニウム、第４級ホスホニウム、アルカノールアミン）
表１に、本発明に用いる界面活性剤（Ｉ）、（II）を具体的に遊離酸型で示す。
【００４１】
【表１】
2005144966.tif 000005
【００４２】
さらに、本発明の界面活性剤の対イオンとしてリチウムイオン、および下記一般式で示される第４級アンモニウムイオン、第４級ホスホニウムイオンを用いることにより、界面活性剤が優れた溶解安定性を示す。
【００４３】
【化３】
2005144966.tif 000006
（式中、Ｚは窒素またはリンを表し、Ｒ３〜Ｒ６は独立に水素、炭素数１〜４のアルキル基、またはハロゲン化アルキル基を表す）
【００４４】
好ましい非イオン系の界面活性剤として、下記一般式（III）で表されるポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、下記一般式（IV）で表されるオリオキシエチレンアルキルエーテル、下記一般式（Ｖ）、（Ｖ’）で表されるポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル、下記一般式（VI）で表されるアセチレングリコール系界面活性剤が挙げられる。これらを併用することによって、さらに相乗効果として浸透性が挙げられ、これによって色境界にじみが低減され、また、文字にじみも少ないインクが得られる。
【００４５】
【化４】
2005144966.tif 000007
（Ｒは分岐してもよい炭素数６〜１４の炭化水素基、ｋ＝５〜２０）
【００４６】
【化５】
2005144966.tif 000008
（Ｒは分岐してもよい炭素数６〜１４の炭化水素基、ｎ＝５〜２０）
【００４７】
【化６】
2005144966.tif 000009
（ｐ，ｑ＝０〜４０）
【００４８】
なお、このインクのｐＨを６以上にすることによってインクの保存安定性が得られ、また、オフィスで使用されているコピー用紙や用箋等はｐＨが５〜６のものが多く、これらの記録紙にインクを９〜６０μｍの微細な吐出口より吐出し重量が３〜５０ｎｇの液滴として５〜２０ｍ／ｓで飛翔させ、単色での付着量を１．５ｇ／ｍ2から３０ｇ／ｍ2としてＪＩＳ  Ｐ−８１２２試験法によるステキヒトサイズ度が３秒以上の所謂普通紙に記録することにより高画質、高解像の記録画像を形成する記録方式を提供することができる。ただし、前記一般式（II）で表される界面活性剤を用いる場合は、ｐＨが９以上では保存時に分解による物性変化が起こりやすいため、ｐＨを６〜９とすることが好ましい。
【００４９】
本発明に用いることができる前記一般式（Ｉ）、（II）、（III）、（IV）、（V）、（Ｖ'）、（VI）で表される界面活性剤の添加量は０．０５〜１０重量％の間でプリンターシステムにより要求されるインク特性に対し所望の浸透性を与えることが可能である。ここで０．０５重量％未満ではいずれの場合も２色重ね部の境界でのにじみが発生し、１０重量％より多く添加する場合は化合物自体が低温で析出しやすいことがあり信頼性が悪くなる。
【００５０】
本発明における表面張力は紙への浸透性を示す指標であり、特に表面形成されて１秒以下の短い時間での動的表面張力を示し、飽和時間で測定される静的表面張力とは異なる。測定法としては特開昭６３−３１２３７号公報等に記載の従来公知の方法で１秒以下の動的な表面張力を測定できる方法であれば使用できるが、本発明ではＷｉｌｈｅｌｍｙ式の吊り板式表面張力計を用いて測定した。表面張力の値は４０ｍＮ／ｍ（２５℃）以下が好ましく、より好ましくは３５ｍＮ／ｍ以下とすると優れた定着性と乾燥性が得られる。
【００５１】
本発明に用いる炭素数８〜１１のポリオールまたはグリコールエーテルは、２５℃の水中において好ましくは０．１〜４．５重量％未満の間の溶解度を有する部分的に水溶性のポリオールおよび／またはグリコールエーテルであり、記録用インク全重量に対して好ましくは０．１〜１０．０重量％添加することによって、該インクの熱素子への濡れ性が改良され、少量の添加量でも吐出安定性および周波数安定性が得られる。
これらの好ましい例として下記のものが挙げられる。
（１）２−エチル−１，３−ヘキサンジオール
溶解度：４．２重量％（２０℃）
（２）２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオール
溶解度：２．０重量％（２５℃）
２５℃の水中において０．１〜４．５重量％未満の間の溶解度を有するポリオール、グリコールエーテルからなる浸透剤は、溶解度が低い代わりに浸透性が非常に高いという長所がある。従って、２５℃の水中において０．１〜４．５重量％未満の間の溶解度を有する浸透剤と他の溶剤との組み合わせや他の界面活性剤との組み合わせで非常に高浸透性のインクを作成することが可能となる。
【００５２】
本発明のインクには上記着色剤、溶媒、界面活性剤等の他に従来より知られている添加剤を加えることができる。
例えば、防腐防黴剤として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使用できる。
【００５３】
また、ｐＨ調整剤としては、調合されるインクに悪影響をおよぼさずにｐＨを７以上に調整できるものであれば、任意の物質を使用することができる。
その例として、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る。
さらに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使用できる。
さらにまた防錆剤としては、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使用できる。
その目的に応じて水溶性紫外線吸収剤、水溶性赤外線吸収剤等を添加することができる。
【実施例】
【００５４】
以下に本発明の実施例（インクセットＡ，Ｃ）および比較例（インクセットＢ）を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
＜インクの作成＞
着色剤例１．
〈フタロシアニン顔料含有ポリマー微粒子分散体の調整〉
特開２００１−１３９８４９号公報の調整例３を追試して、具体的には下記の操作により行なった。
（１）ポリマー溶液の調製
機械式撹拌機、温度計、窒素ガス導入管、還流管及び滴下漏斗を備えた１Ｌ容積のフラスコ内を十分に窒素ガス置換した後、スチレン１１．２ｇ、アクリル酸２．８ｇ、ラウリルメタクリレート１２．０ｇ、ポリエチレングリコールメタクリレート４．０ｇ、スチレンマクロマー（東亜合成（株）製、商品名：ＡＳ−６）４．０ｇ及びメルカプトエタノール０．４ｇを仕込み、６５℃に昇温した。
次に、スチレン１００．８ｇ、アクリル酸２５．２ｇ、ラウリルメタクリレート１０８．０ｇ、ポリエチレングリコールメタクリレート３６．０ｇ、ヒドロキシエチルメタクリレート６０．０ｇ、スチレンマクロマー（東亜合成（株）製、商品名：ＡＳ−６）３６．０ｇ、メルカプトエタノール３．６ｇ、アゾビスジメチルパレロニトリル２．４ｇ及びメチルエチルケトン１８ｇの混合溶液を２．５時間かけてフラスコ内に滴下した。
滴下終了後、アゾビスジメチルバレロニトリル０．８ｇ及びメチルエチルケトン１８ｇの混合溶液を０．５時間かけてフラスコ内に滴下した。６５℃で１時間熟成した後、アゾビスジメチルバレロニトリル０．８ｇを添加し、更に１時間熟成した。
反応終了後、フラスコ内にメチルエチルケトン３６４ｇを添加し、濃度が５０重量％のポリマー溶液８００ｇを得た。
（２）ポリマー微粒子の水分散体の調製
前記（１）で得られたポリマー溶液２８ｇ、フタロシアニン顔料（大日本インク化学工業（株）製、商品名：ＴＧＲ−ＳＤ）２６ｇ、１ｍｏｌ／Ｌの水酸化カリウム水溶液１３．６ｇ、メチルエチルケトン２０ｇ及びイオン交換水３０ｇを十分に攪拌した後、３本ロールミルを用いて２０回混練した。得られたペーストをイオン交換水２００ｇに投入し、十分に攪拌した後、エパポレーターを用いてメチルエチルケトン及び水を留去し、青色のポリマー微粒子分散体を得た。
ポリマー微粒子のマイクロトラックＵＰＡで測定した平均粒子径（Ｄ５０％）は９３ｎｍであった。
【００５５】
着色剤例２．
〈ジメチルキナクリドン顔料含有ポリマー微粒子分散体の調整〉
着色剤例１のフタロシアニン顔料をピグメントレッド１２２に変更したほかは着色剤例１と同様にして赤紫色のポリマー微粒子分散体を得た。ポリマー微粒子のマイクロトラックUPAで測定した平均粒子径（D５０％）は１２７ｎｍであった。
【００５６】
着色剤例３．
〈モノアゾ黄色顔料含有ポリマー微粒子分散体の調整〉
着色剤例１のフタロシアニン顔料をピグメントイエロー７４に変更したほかは着色剤例１と同様にして黄色のポリマー微粒子分散体を得た。ポリマー微粒子のマイクロトラックＵＰＡで測定した平均粒子径（Ｄ５０％）は７６ｎｍであった。
【００５７】
着色剤例４．
〈ジアゾ化合物処理したカーボンブラック分散液（自己分散型）〉
表面積が２３０ｍ2／ｇでＤＢＰ吸油量が７０ｍｌ／１００ｇのカーボンブラック１００ｇと、ｐ−アミノ−Ｎ−安息香酸３４ｇとを水７５０ｇに混合分散し、これに硝酸１６ｇを滴下して７０℃で撹拌した。５分後、５０ｇの水に１１ｇの亜硝酸ナトリウムを溶かした溶液を加え、更に１時間撹拌した。得られたスラリーを１０倍に希釈し遠心処理し粗大粒子を除き、ｐＨをジエタノールアミンにて調整しｐＨ８〜９とし、限外濾過膜にて脱塩濃縮し顔料濃度１５重量％のカーボンブラック分散液とした。このものをポリプロピレンの０．５μｍフィルターにてカーボンブラック分散液１とした。マイクロトラックＵＰＡで測定した平均粒子径（Ｄ５０％）は９９ｎｍであった。
【００５８】
着色剤例５．
〈次亜塩素酸処理したカーボンブラック分散液（自己分散型）〉
市販のｐＨ２．５の酸性カーボンブラック（キャボット社製  商品名モナーク１３００）３００ｇを水１０００ミリリットルに良く混合した後に次亜塩素酸ソーダ（有効塩素濃度１２％）４５０ｇを滴下して、１００〜１０５℃で８時間撹拌した。この液に更に次亜塩素酸ソーダ（有効塩素濃度１２％）１００ｇを加え、横型分散機で３時間分散した。得られたスラリーを水で１０倍に希釈し、水酸化リチウムにてｐＨを調整し、電導度０．２ｍＳ／ｃｍまで限外濾過膜にて脱塩濃縮し顔料濃度１５％のカーボンブラック分散液とした。遠心処理により粗大粒子を除き、さらに１μｍのナイロンフィルターで濾過しカーボンブラック分散液２とした。Ｆｅ、Ｃａ、Ｓｉの含有量の総計がＩＣＰの測定により１００ｐｐｍ以下であった。また塩素イオン濃度も１０ｐｐｍ以下とした。マイクロトラックＵＰＡで測定した平均粒子径（Ｄ５０％）は９５ｎｍであった。
【００５９】
インクａ
下記処方のインク組成物を作成し、ｐＨが９になるように水酸化リチウム１０％水溶液にて調整した。その後、平均孔径０．８μｍのメンブレンフィルターで濾過を行いインク組成物を得た。
着色剤例４．ジアゾ化合物処理したカーボンブラック分散液１    ８．０重量％
（固形分として）
１，４−ブタンジオール                                    ２２．５重量％
グリセリン                                                  ７．５重量％
Ｎ−メチル−２−ピロリドン                                  ２．０重量％
具体例（II−２）の界面活性剤                                ２．０重量％
２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオール            ２．０重量％
プロキセルＬＶ（防腐剤）                                    ０．２重量％
イオン交換水                                                残  量
【００６０】
インクｂ
下記組成物を用いる以外はインクａと同様にし、ｐＨを水酸化リチウムで９にしてインク組成物を調製した。
着色剤例１．フタロシアニン顔料含有ポリマー微粒子分散体    １５．０重量％
（固形分として）
１，５−ペンタンジオール                                  １５．０重量％
グリセリン                                                １５．０重量％
Ｎ−ヒドロキシエチル−２−ピロリドン                        ２．０重量％
具体例（II−３）の界面活性剤                                ２．０重量％
２−エチル−１，３−ヘキサンジオール                        ２．０重量％
プロキセルＬＶ（防腐剤）                                    ０．２重量％
イオン交換水                                                残  量
【００６１】
インクｃ
下記組成物を用いる以外はインクａと同様にし、ｐＨを水酸化リチウムで９にしてインク組成物を調製した。
着色剤例２．ジメチルキナクリドン顔料含有ポリマー微粒子分散体  １５．０重量％
（固形分として）
１，６−ヘキサンジオール                                      ２２．５重量％
グリセリン                                                      ７．５重量％
２−ピロリドン                                                  ３．０重量％
具体例（II−４）の界面活性剤                                    ２．０重量％
２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオール                ２．０重量％
プロキセルＬＶ（防腐剤）                                        ０．２重量％
イオン交換水                                                    残  量
【００６２】
インクｄ
下記組成物を用いる以外はインクａと同様にし、ｐＨを水酸化ナトリウムで９にしてインク組成物を調製した。
着色剤例３．モノアゾ黄色顔料含有ポリマー微粒子分散体        １５．０重量％
（固形分として）
２−メチル−２，４−ペンタンジオール                        ２２．５重量％
グリセリン                                                    ７．５重量％
Ｎ−メチル−２−ピロリドン                                    ５．０重量％
一般式（III）で表される界面活性剤（Ｒ＝ｎ−ヘキシル基、ｋ＝５）
２．０重量％
２−エチル−１，３−ヘキサンジオール                          ２．０重量％
プロキセルＬＶ（防腐剤）                                      ０．２重量％
イオン交換水                                                  残  量
【００６３】
インクｅ
下記処方のインク組成物を作成し、ｐＨが９になるように水酸化リチウム１０％水溶液にて調整した。その後、平均孔径０．８μｍのメンブレンフィルターで濾過を行いインク組成物を得た。
着色剤例１．フタロシアニン顔料含有ポリマー微粒子分散体        ５．０重量％
（固形分として）
エチレングリコール                                          １５．０重量％
グリセリン                                                    ５．０重量％
２−ピロリドン                                                ２．０重量％
ＥＣＴＤ−３ＮＥＸ（日光ケミカルズ製アニオン系界面活性剤）    １．０重量％
２−エチル−１，３−ヘキサンジオール                          ２．０重量％
アクリル樹脂エマルジョン                                      ３．０重量％
プロキセルＬＶ（防腐剤）                                      ０．２重量％
イオン交換水                                                  残  量
【００６４】
インクｆ
下記組成物を用いる以外はインクａと同様にし、ｐＨを水酸化リチウムで９にしてインク組成物を調製した。
着色剤例２．ジメチルキナクリドン顔料含有ポリマー微粒子分散体  ６．０重量％
（固形分として）
ジエチレングリコール                                        １５．０重量％
グリセロール                                                  ５．０重量％
Ｎ−メチル−２−ピロリドン                                    ２．０重量％
ＥＣＴＤ−６ＮＥＸ（日光ケミカルズ製アニオン系界面活性剤）    １．０重量％
２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオール              ２．０重量％
プロキセルＬＶ（防腐剤）                                      ０．２重量％
イオン交換水                                                  残  量
【００６５】
インクｇ
下記組成物を用いる以外はインクａと同様にし、ｐＨを水酸化リチウムで９にしてインク組成物を調製した。
着色剤例３．モノアゾ黄色顔料含有ポリマー微粒子分散体          ５．０重量％
（固形分として）
トリエチレングリコール                                      １５．０重量％
グリセリン                                                    ５．０重量％
Ｎ−ヒドロキシエチル−２−ピロリドン                          ２．０重量％
一般式（IV）で表される界面活性剤（Ｒ＝Ｃ１３Ｈ２７、ｎ＝８）  
１．０重量％
２−エチル−１，３−ヘキサンジオール                          ２．０重量％
アクリル樹脂エマルジョン                                      ３．０重量％
プロキセルＬＶ（防腐剤）                                      ０．２重量％
イオン交換水                                                  残  量
【００６６】
インクｈ
下記組成物を用いる以外はインクａと同様にし、ｐＨを水酸化リチウムで９にしてインク組成物を調製した。
着色剤例４．ジアゾ化合物処理したカーボンブラック分散液１      ４．０重量％
（固形分として）
エチレングリコール                                          １５．０重量％
グリセリン                                                    ５．０重量％
２−ピロリドン                                                ２．０重量％
ＥＣＴＤ−６ＮＥＸ（日光ケミカルズ製アニオン系界面活性剤）    １．０重量％
２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオール              ２．０重量％
プロキセルＬＶ（防腐剤）                                      ０．２重量％
イオン交換水                                                  残  量
【００６７】
インクｉ
下記組成物を用いる以外はインクａと同様にし、ｐＨを水酸化リチウムで９にしてインク組成物を調製した。
着色剤例５．次亜塩素酸処理したカーボンブラック分散液２        ８．０重量％
（固形分として）
アクリル樹脂エマルジョン                                      ３．０重量％
（固形分として）
トリエチレングリコール                                      １５．０重量％
グリセロール                                                １０．０重量％
Ｎ−ヒドロキシエチルピロリドン                                ５．０重量％
具体例（Ｉ−２）の界面活性剤                                  １．０重量％
２−エチル−１，３−ヘキサンジオール                          １．０重量％
デヒドロ酢酸ナトリウム                                        ０．２重量％
イオン交換水                                                  残  量
インクａ〜ｉのインク組成物の色材固形分（顔料とエマルジョン）の濃度と湿潤剤濃度とインク粘度を次の表２に示す。
【００６８】
【表２】
2005144966.tif 000010
表面張力は全て、３５ｍＮ/ｍ以下になり、具体的には、ａ：２９．８、ｂ：３０．９、ｃ：３１．３、ｄ：３２．０、ｅ：３１．８、ｆ：３３．１、ｇ：３２．５、ｈ：３０．７、ｉ：３１．８ｍＮ/ｍである。
画像Ｇの測定値等を参考にして、（Ｉ）画像濃度、（II）裏抜け濃度、（III）フェザリング、（IV）ブリードについて評価した。結果は次表のとおりであった。
【００６９】
【表３】
2005144966.tif 000011
註：○印：良好、△印：やや劣る、×印：不良を示す
【００７０】
次に、前述した、振動板（６）に接合されている支持部材（１１）について説明する（図４を参照）。
この支持部材の働き／機能は、説明したとおり重要である。しかしインクジェットヘッドの組立において、圧電素子（７）と支持部材（１１）を高精度に交互に設置するのは非常に困難であり、装置の複雑化を招いてしまう。そこで、圧電素子（７）は各個別液室（４）に対応してダイサーによって溝加工を施して形成した場合、隔壁（５）に対応した位置にも圧電素子の壁を残すようにする。すると、それを支持部材（１１）として用いることで、駆動用の圧電素子と補強用の支持部材を同時に形成することができる。すなわち、高精度な位置決めが可能な支持部材ができるので、安定した製造を行うことができる。
【００７１】
また、加圧液室（４）の各部の寸法（例えば幅や長さなど）は、インクの噴射特性に大きな影響を与える。所望の噴射特性を得るばかりでなく、寸法のバラツキは噴射特性のバラツキになって現れる。従って、高精度な形成方法が必要となるが、単結晶シリコン基板の異方性エッチングを用いることでそれらが可能となる。また、単結晶シリコンはヤング率が大きく、その結果、高剛性な液室を実現することが可能となる。
【００７２】
そして、前述したとおり、２５℃で５ｃｐ以上、より好ましくは２５℃で８ｃｐ以上の粘度を有するインクを用いると、画像品質が極めて向上し、耐久性の確保も可能となる。また、高粘度なインクはメニスカスの振動の減衰に効果が高く、安定したインクの吐出を高速に行える。
【００７３】
またこのインクジェットヘッドに用いる圧電素子は、複数の圧電素子の層と電極層を交互に積層していることが好ましい。このことによって、低い印加電圧でも十分な変位量を得ることができるので、電源の小型化や、複雑な変位拡大機構などが不要となる。さらに十分な駆動力も得られるので、高剛性な液室の内部圧力を制御するのにふさわしい圧電素子構造である。
【００７４】
振動板は、加圧液室に接合して用いることが好ましく、そのため、環境に対する物性値は加圧液室と同程度のものが好ましい。加工性や精度の確保が容易であり、上述のシリコン液室の熱膨張係数とも大きな乖離のないニッケルを用いることが好ましい。
【００７５】
上述のインクジェットヘッドをキャリッジに搭載し、インクジェット記録装置とすることは容易である。さらに、上述した共通液室の構成を用いることで、従来にない高効率な噴射特性を長時間維持できるプリンタを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明におけるインクジェットへッドの液室構成の例を示した図である。
【図２】本発明におけるインクジェットヘッドの分解斜視図である。
【図３】本発明におけるインクジェットヘッドの断面図である。
【図４】本発明における圧電素子および周辺の拡大模式図である。
【図５】本発明の支持部材がない場合の圧電素子および周辺の拡大模式図である。
【符号の説明】
【００７７】
１  加圧液室基板
２  ベース基板
３  ノズル
４  加圧液室
５  隔壁
６  振動板
７  圧電素子
８  ノズルプレート
９  共通液室
１０  連通部
１１  支持部材
１２  インク滴
１３  フレーム
１４  インク供給源
１５  ＦＰＣケーブル
１６  ドライバＩＣ１６
１７  封止剤
１８  連結管
１９  薄肉部
２０  厚肉部
【図１】
2005144966.tif 000012
【図２】
2005144966.tif 000013
【図３】
2005144966.tif 000014
【図４】
2005144966.tif 000015
【図５】
2005144966.tif 000016