JP2009028990A - 充填液、並びに充填液用カートリッジ、画像記録方法及び画像記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】充填液の平衡状態での蒸発量を極力低減することで、より過酷な輸送及び保管環境下においても、使用時に吐出不良を起こすことのない充填液、並びに充填液用カートリッジ、画像記録方法及び画像記録装置の提供。
【解決手段】少なくとも保湿剤を含有してなり、画像記録装置のインク流路に充填される充填液であって、前記充填液の温度２０℃、湿度６０％ＲＨの環境下における平衡状態での蒸発量が、３０％以下であることを特徴とする充填液である。
【選択図】なし

Description

本発明は、インクジェット記録方式による各種画像記録に好適に用いられる充填液、並びに該充填液を用いた充填液用カートリッジ、画像記録方法及び画像記録装置に関する。

インクを吐出して画像記録を行う方式の画像記録装置においては、出荷前にインクを画像記録装置に充填して印字検査を行い、その後、インク流路内のインクを抜いて出荷することが多い。その際、インク流路内に微量のインクが残存するので、そのままの状態では、着荷時にインクの吐出不良が発生しやすくなるという問題がある。また、着荷時のインクの初期充填性を向上させるため、インク流路内に充填液を満たした状態で、保管及び輸送されることが多い。
このような画像記録装置の中でも、インクジェット記録装置は小型であり、かつ安価である等の理由から、個人ユースからビジネスユースまで幅広く普及してきている。これに伴って、使用されるインクについても、染料インクから高耐水性、及び高耐光性を有する顔料インクに変わりつつある。このような状況下、着荷時のインクの吐出信頼性を向上させるため、インク流路内に充填される充填液について種々の提案がなされている。

例えば、特許文献１には、蒸発抑制を考慮した溶剤比率の高い充填液が提案されているが、該充填液の具体的な組成は示されていない。また、この充填液は水分組成５０％以下が好ましいと記載されているが、海外に輸送されるような場合には充填液の蒸発による液体積の減少、残存する液の粘度上昇等の物性変化の影響を大きく受けるため、着荷時のインクの吐出信頼性を確保するには不十分である。

また、特許文献２には、ポリオキシアルキレンモノアルキルエーテルを含有する充填液が好適であると記載されている。しかし、この充填液を使用しても、海外輸出の際のような過酷環境下での保管、倉庫等の過酷環境下での保管期間によっては、インク流路内で充填液が乾燥してしまい、使用時にインクの初期充填が上手く行えず、インクの吐出不良を起こすことがある。

また、使用されるインク中に顔料等の固形分量が多い場合には、輸送中又は保管中の充填液の蒸発を抑制することが重要となる。特に顔料、及び樹脂エマルジョンが含有されているインクでは、インク流路内で充填液が乾燥すると、微量に残っていた固形成分が皮膜を形成する可能性もあり、更に保湿性の確保が重要な課題となる。

したがって、より過酷な輸送及び保管環境下においても、使用時に吐出不良を起こすことのない充填液及びその関連技術は未だ提供されておらず、更なる改良、開発が望まれているのが現状である。

特開２００２−２８３５９０号公報 特開２００４−６６５９９号公報

本発明は、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、充填液の平衡状態での蒸発量を極力低減することで、より過酷な輸送及び保管環境下においても、使用時に吐出不良を起こすことのない充填液、並びに該充填液を用いた充填液用カートリッジ、画像記録方法及び画像記録装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため鋭意検討を重ねた結果、充填液の蒸発を抑制するためには、該充填液に含有させる水分量を、該充填液に含有させる保湿剤の保持できる平衡水分量に近い量に調製することが重要である。そのため、充填液中に含有される保湿剤の種類と保湿剤の量と、平衡状態での水分量のバランスが重要である。また、保湿剤の選択としては、より蒸気圧の低い保湿剤を含有させることも必要であるが、更に、充填液が蒸発した際の流動性を確保し、インク中における顔料の凝集防止のため、保湿剤の平衡水分量を考慮することも重要であることを知見した。

本発明は、本発明者らによる前記知見に基づくものであり、前記課題を解決するための手段としては以下の通りである。即ち、
＜１＞ 少なくとも保湿剤を含有してなり、画像記録装置のインク流路に充填される充填液であって、
前記充填液の温度２０℃、湿度６０％ＲＨの環境下における平衡状態での蒸発量が３０％以下であることを特徴とする充填液である。
＜２＞ 充填液における平衡状態での蒸発量が、１５％以下である前記＜１＞に記載の充填液である。
＜３＞ 充填液における平衡状態での蒸発量が、１０％以下である前記＜１＞から＜２＞のいずれかに記載の充填液である。
＜４＞ 保湿剤が、少なくともグリセリンを含有する前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載の充填液である。
＜５＞ グリセリンの含有量が、保湿剤全量に対し２０質量％〜９０質量％である前記＜４＞に記載の充填液である。
＜６＞ 更に水、及び界面活性剤を含有する前記＜１＞から＜５＞のいずれかに記載の充填液である。
＜７＞ 界面活性剤が、下記一般式（１）及び（２）のいずれかで表される化合物を含有する前記＜６＞に記載の充填液である。

ただし、前記一般式（１）中、Ｒｆはフッ素含有基を表す。ｍ、ｎ、及びｐは、それぞれ整数を表す。

ただし、前記一般式（２）中、ａ＋ｂは０〜２０の整数、ｘは１〜１０の整数、ｙは１〜１０の整数をそれぞれ表す。
＜８＞ 前記＜１＞から＜７＞のいずれかに記載の充填液がインクタンクからヘッドまでのインク流路に充填されており、該インク流路の充填液を、少なくとも顔料を含有するインクで置換充填してから画像記録を行うことを特徴とする画像記録方法である。
＜９＞ インクが、更に樹脂エマルジョンを含有する前記＜８＞に記載の画像記録方法である。
＜１０＞ インクの粘度が、２５℃で５ｍＰａ・ｓ〜１５ｍＰａ・ｓである前記＜８＞から＜９＞のいずれかに記載の画像記録方法である。
＜１１＞ インクジェット記録方法である前記＜８＞から＜１０＞のいずれかに記載の画像記録方法である。
＜１２＞ 前記＜１＞から＜７＞のいずれかに記載の充填液がインクタンクからヘッドまでのインク流路に充填されており、該インク流路の充填液を少なくとも顔料を含有するインクで置換充填してから画像記録を行うことを特徴とする画像記録装置である。
＜１３＞ インクジェット記録装置である前記＜１２＞に記載の画像記録装置である。
＜１４＞ 前記＜１＞から＜７＞のいずれかに記載の充填液を容器中に収容してなることを特徴とする充填液用カートリッジである。

本発明の充填液は、少なくとも保湿剤を含有してなり、画像記録装置のインク流路に充填され、
前記充填液の温度２０℃、湿度６０％ＲＨの環境下における平衡状態での蒸発量が３０％以下である。
本発明の充填液においては、該充填液の平衡状態での蒸発量を抑制する構成とすることで、過酷な輸送及び保管環境下においても着荷時の吐出信頼性を確保することができ、使用時に吐出不良を起こすことのないものである。

本発明の画像記録装置は、本発明の前記充填液がインクタンクからヘッドまでのインク流路に充填されており、該インク流路の充填液を少なくとも顔料を含有するインクで置換充填してから画像記録を行う。
本発明の画像記録装置においては、本発明の前記充填液を用いているので、再充填性が向上し、高速かつ高画質を記録可能である。
本発明の画像記録方法は、本発明の前記充填液がインクタンクからヘッドまでのインク流路に充填されており、該インク流路の充填液を、少なくとも顔料を含有するインクで置換充填してから画像記録を行う。
本発明の画像記録方法においては、本発明の前記充填液を用いているので、再充填性が向上し、高速かつ高画質を記録可能である。

本発明の充填液用カートリッジは、本発明の前記充填液を容器中に収容してなるので、過酷な輸送及び保管環境下においても着荷時の吐出信頼性を確保することができる。

本発明によると、従来における問題を解決することができ、充填液の平衡状態での蒸発量を極力低減することで、より過酷な輸送及び保管環境下においても、使用時に吐出不良を起こすことのない充填液、並びに該充填液を用いた充填液用カートリッジ、画像記録方法及び画像記録装置を提供することができる。

（充填液）
本発明の充填液は、画像記録装置のインク流路に充填され、少なくとも保湿剤を含有してなり、水、界面活性剤、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。
前記インク流路とは、インクタンクからヘッドまでの流路を意味する。

前記充填液の温度２０℃、湿度６０％ＲＨの環境下における平衡状態での蒸発量が、３０％以下であり、１５％以下が好ましく、１０％以下がより好ましい。前記蒸発量が３０％を超えると、インク流路内に微量に残ったインクが固着したり、また充填液の粘度が大きく変化するために、着荷時のインクの初期充填性が低下することがある。
ここで、前記充填液の平衡状態での水分量の測定は、該充填液を低湿状態で充分に水分を乾燥させた状態から、温度２０℃、湿度６０％ＲＨの環境下に充分な時間放置した時の質量変化から算出される。具体的には、温度２０℃、湿度６０％ＲＨの環境下に保たれた恒温恒湿槽中で、シャーレに一定量の充填液を入れて放置し、その質量変化を時間とともに計測し、平衡に達した時の質量を求めて算出することができる。

前記保湿剤としては、平衡水分量の高い点からグリセリンが特に好ましい。該グリセリンを単独で用いると充填液の粘度が高くなり、着荷時のインクの初期充填性を低下させる可能性が高いので、他の粘度の低い保湿液と組み合わせることが好ましい。したがって、前記グリセリンの保湿剤全量に対する含有量は、２０質量％〜９０質量％が好ましく、４０質量％〜８０質量％がより好ましい。前記含有量が２０質量％未満であると、充填液の保持できる平衡水分量が少なくなるため、流動性に欠け、インクの吐出安定性を確保することが難しくなることがある。一方、前記含有量が９０質量％を超えると、充填液の粘度が高くなりすぎ、着荷時のインクの初期充填性を低下させるおそれがある。

前記グリセリン以外の保湿剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、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、３−メチル−１，３−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、２，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、テトラエチレングリコール、１，６−ヘキサンジオール、２−メチル−２，４−ペンタンジオール、ポリエチレングリコール、１，２，４−ブタントリオール、１，２，６−ヘキサントリオールなどが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、ジエチレングリコール、トリエチレングリコールが特に好ましい。

前記保湿剤の前記充填液における含有量は、６０質量％以上が好ましく、６０質量％〜７０質量％がより好ましい。前記含有量が６０質量％未満であると、海外輸出時や、倉庫での保管などの過酷環境下において、充填液が蒸発することにより、インク流路内に微量に残ったインクが固着したり、また、充填液の粘度が大きく変化するために着荷時のインクの初期充填性が低下することがある。

−界面活性剤−
前記界面活性剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、下記一般式（１）及び（２）のいずれかで表される化合物が好ましい。

ただし、前記一般式（１）中、Ｒｆはフッ素含有基を表す。ｍ、ｎ、及びｐは、それぞれ整数を表す。
Ｒｆのフッ素含有基としては、例えば炭素数１〜４のフルオロアルキル基などが挙げられる。該パーフルオロアルキル基としては、例えば、−ＣＦ_３、−ＣＦ_２ＣＦ_３、−Ｃ_３Ｆ_７、−Ｃ_４Ｆ_９、などが挙げられる。
ｍ、ｎ、及びｐは、それぞれ整数を表し、ｎ及びＰは、泡の発生を抑えるために等しい数であることが好ましく、いずれも１〜４がより好ましい。ｎ及びＰが５以上であると、保存性及び環境安全性に問題が生じることがある。また、ｍは求められる界面活性能により選択され、６〜２５が好ましい。
前記一般式（１）で現される界面活性剤としては、適宜合成したものを使用してもよいし、市販品を使用してもよい。該市販品としては、例えば、ＰＦ−１５１Ｎ（ＯＭＮＯＶＡ社製）、などが挙げられる。

前記一般式（２）において、ａ＋ｂは０〜２０の整数、ｘは１〜１０の整数、ｙは１〜１０の整数が好ましく、ａ＋ｂは２〜２０の整数、ｘは１〜１０の整数、ｙは１〜１０の整数がより好ましい。
前記一般式（２）で表される界面活性剤としては、適宜合成したものを使用してもよいし、市販品を使用してもよい。該市販品としては、例えば、ソフタノールＥＰ７０２５（日本触媒株式会社製）、などが挙げられる。

これらの界面活性剤はインクが充填されるときに、インク流路への濡れ性を向上させる効果が高いものである。画像記録装置に使用されるインクが顔料インク又は粘度の高いインクである場合、インクの充填性が他の低粘度インクに比較して低下するが、これらの界面活性剤を添加することで濡れ性が向上し、インクの充填性を向上させることができる。またこれらは泡立ちが少ないため、流路内でのインクの泡立ちがなく、より良好な充填がなされる効果も高い。前記一般式（１）で表される化合物は、泡立ちが顕著に少ないため、その効果が高いものである。更には、これらの化合物は使用されるインクに対し、凝集等を起こすことがないため、その後の吐出安定性も良好なものである。
前記界面活性剤の前記充填液における含有量は、０．０５質量％〜３．０質量％が好ましく、０．８質量％〜２．０質量％がより好ましい。

本発明の充填液には、更に必要に応じてｐＨ調整剤、ｐＨ緩衝剤、防腐防黴剤などを本発明の目的及び作用効果に支障のない範囲で添加することができる。

本発明の充填液は、使用されるインクが顔料インクであっても、更には樹脂エマルジョンを含むインクであっても、初期充填時に混合された際、顔料及び樹脂の凝集がなく、着荷時の高信頼性が確保されるものである。また、本発明の充填液は、残留充填液によって凝集乃至増粘の起こりやすい顔料インクの場合に有効であり、高速高画質を重視した高粘度インクにおいて、特に効果が大きい。そのため、海外への輸出の際などの過酷な温湿度環境下で長期保管されても、着荷時に吐出不良等を起こすことがなく、優れた効果を発揮するものであり、以下に説明するインクが特に好適である。

＜インク＞
本発明で用いられるインクは、少なくとも着色剤、水、及び樹脂エマルジョンを含有してなり、湿潤剤、界面活性剤、浸透剤、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。

−着色剤−
前記着色剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、主として顔料が用いられるが、色調調整の目的で耐候性を劣化させない範囲内で染料を含有しても構わない。

前記顔料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、無機顔料、及び有機顔料のいずれであってもよい。
前記無機顔料としては、例えば、酸化チタン、酸化鉄、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、バリウムイエロー、カドミウムレッド、クロムイエロー、カーボンブラック、などが挙げられる。これらの中でも、カーボンブラックなどが好ましい。なお、前記カーボンブラックとしては、例えば、コンタクト法、ファーネス法、サーマル法などの公知の方法によって製造されたものが挙げられる。

前記有機顔料としては、例えば、アゾ顔料、多環式顔料、染料キレート、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラック、などが挙げられる。これらの中でも、アゾ顔料、多環式顔料などがより好ましい。
前記アゾ顔料としては、例えば、アゾレーキ、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、キレートアゾ顔料、などが挙げられる。
前記多環式顔料としては、例えば、フタロシアニン顔料、ぺリレン顔料、ぺリノン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサジン顔料、インジゴ顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフラロン顔料、などが挙げられる。
前記染料キレートとしては、例えば、塩基性染料型キレート、酸性染料型キレート、などが挙げられる。

前記着色剤の色としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、黒色用のもの、カラー用のもの、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
前記黒色用のものとしては、例えば、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（Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック７）類、銅、鉄（Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック１１）、酸化チタン等の金属類、アニリンブラック（Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック１）等の有機顔料、などが挙げられる。

前記カラー用のものとしては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１、３、１２、１３、１４、１７、２４、３４、３５、３７、４２（黄色酸化鉄）、５３、５５、７４、８１、８３、９５、９７、９８、１００、１０１、１０４、４０８、１０９、１１０、１１７、１２０、１２８、１３８、１５０、１５１、１５３、１８３、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ５、１３、１６、１７、３６、４３、５１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１、２、３、５、１７、２２、２３、３１、３８、４８：２、４８：２（パーマネントレッド２Ｂ（Ｃａ））、４８：３、４８：４、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、８３、８８、１０１（べんがら）、１０４、１０５、１０６、１０８（カドミウムレッド）、１１２、１１４、１２２（キナクリドンマゼンタ）、１２３、１４６、１４９、１６６、１６８、１７０、１７２、１７７、１７８、１７９、１８５、１９０、１９３、２０９、２１９、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット１（ローダミンレーキ）、３、５：１、１６、１９、２３、３８、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１、２、１５（フタロシアニンブルー）、１５：１、１５：２、１５：３（フタロシアニンブルー）、１６、１７：１、５６、６０、６３、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン１、４、７、８、１０、１７、１８、３６、などが挙げられる。

前記顔料のうち、好ましい形態としては、顔料の表面に少なくとも１種の親水基が直接もしくは他の原子団を介して結合するように表面改質されたものである。そのため、顔料の表面に、ある特定の官能基（スルホン基、カルボキシル基等の官能基）を化学的に結合させるか、あるいは、次亜ハロゲン酸及びその塩の少なくともいずれかを用いて湿式酸化処理するなどの方法が用いられる。これらの中でも、顔料の表面にカルボキシル基が結合され、水中に分散されている形態である。この顔料は表面改質され、カルボキシル基が結合しているため、分散安定性が向上するばかりではなく、高品位な印字品質が得られるとともに、記録後の記録媒体の耐水性がより向上する。
この形態のインクは乾燥後の再分散性に優れるため、長期間記録を休止し、インクジェットヘッドのノズル付近のインクの水分が蒸発した場合も目詰まりを起こさず簡単なクリーニング動作で容易に良好な記録が行える。また、この形態の顔料は、後述する界面活性剤及び浸透剤と組み合わせたときに、特に相乗効果が大きく、より信頼性の高い、高品位な画像を得ることが可能となる。

上記形態の顔料に加え、ポリマー微粒子に顔料を含有させたポリマーエマルジョンを使用することも好ましい。顔料を含有させたポリマーエマルジョンとは、ポリマー微粒子中に顔料を封入したもの、及びポリマー微粒子の表面に顔料を吸着させたものが挙げられる。この場合、全ての顔料が封入乃至吸着している必要はなく、本発明の効果が損なわれない範囲で該顔料がエマルジョン中に分散していてもよい。ポリマーエマルジョンを形成するポリマーとしてはビニル系ポリマー、ポリエステル系ポリマー、ポリウレタン系ポリマー等が挙げられる。これらの中でも、ビニル系ポリマー、ポリエステル系ポリマーが特に好ましい。

また、本発明においては、分散剤で水性媒体中に分散させて得られた顔料を併用することも可能である。前記分散剤としては、特に制限はなく。従来公知の顔料分散液を調製するのに用いられる公知の分散剤を使用することができ、例えばポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、アクリル酸−アクリロニトリル共重合体、酢酸ビニル−アクリル酸エステル共重合体、アクリル酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体、スチレン−アクリル酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチン−メタクリル酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−α−メチルスチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−α−メチルスチレン−アクリル酸共重合体−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、ビニルナフタレン−マレイン酸共重合体、酢酸ビニル−エチレン共重合体、酢酸ビニル−脂肪酸ビニルエチレン共重合体、酢酸ビニル−マレイン酸エステル共重合体、酢酸ビニル−クロトン酸共重合体、酢酸ビニル−アクリル酸共重合体ｍなどが挙げられる。
前記分散剤としての共重合体の質量平均分子量は、３，０００〜５０，０００が好ましく、５，０００〜３０，０００がより好ましく、７，０００〜１５，０００が更に好ましい。
前記分散剤の添加量は、顔料を安定に分散させ、本発明の他の効果を失わせない範囲で適宣選択することができるが、混合質量比（顔料：分散剤）は、１：０．０６〜１：３が好ましく、１：０．１２５〜１：３がより好ましい。

前記分散剤にはカルボキシル基が結合していることが好ましい。該分散剤にカルボキシル基が結合していると、分散安定性が向上するばかりではなく、高品位な記録品質が得られるとともに、記録後の記録媒体の耐水性がより向上する。更にインクの裏抜けを防止する効果が得られる。特に、カルボキシル基が結合している分散剤で分散した顔料と、浸透剤とを併用した場合においては、普通紙などの比較的サイズ度の高い記録媒体に印字した場合においても、充分な乾燥速度が得られ、かつ裏抜けが少ないという効果が得られる。
これは、カルボン酸の解離定数が他の酸基に比較して小さいため、顔料が記録媒体に付着した後、インクのｐＨの低下、記録媒体表面近傍に存在するカルシウム等の多価金属イオンとの相互作用などにより、分散剤自体の溶解度が低下し、分散剤自体及び顔料が凝集するためであると推定される。

前記分散剤としての水溶性界面活性剤として、アニオン性界面活性剤としては、例えば高級脂肪酸塩、アルキル硫酸塩、アルキルエーテル硫酸塩、アルキルエステル硫酸塩、アルキルアリールエーテル硫酸塩、アルキルスルホン酸塩、スルホコハク酸塩、アルキルアリル及びアルキルナフタレンスルホン酸塩、アルキルリン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステル塩、アルキルアリルエーテルリン酸塩等が挙げられる。
カチオン性界面活性剤としては、例えばアルキルアミン塩、ジアルキルアミン塩、テトラアルキルアンモニウム塩、ベンザルコニウム塩、アルキルピリジニウム塩、イミダゾリニウム塩等が挙げられる。
両性界面活性剤としては、例えばジメチルアルキルラウリルベタイン、アルキルグリシン、アルキルジ（アミノエチル）グリシン、イミダゾリニウムベタイン等が挙げられる。
ノ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、ポリオキシエチ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。

前記着色剤の前記インクにおける添加量は、３質量％〜１５質量％が好ましく、４質量％〜１２質量％がより好ましい。

−樹脂エマルジョン−
前記インク中には、画像定着性向上のために樹脂エマルジョンを添加する。ここで、前記樹脂エマルジョンとは、樹脂微粒子を連続相としての水中に分散したものであり、必要に応じて界面活性剤のような分散剤を含有してもよい。分散相成分としての樹脂微粒子の含有量（樹脂エマルジョン中の樹脂微粒子の含有量）は、一般的には１０質量％〜７０質量％程度が好ましい。
前記樹脂微粒子の粒径は、インクジェット記録装置等の画像記録装置に使用することを考慮すると、体積平均粒径で１０ｎｍ〜１，０００ｎｍが好ましく、２０ｎｍ〜３００ｎｍがより好ましい。
前記分散相の樹脂微粒子成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、アクリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、スチレン系樹脂、ブタジエン系樹脂、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、アクリル−シリコーン樹脂などが挙げられ、これらの中でも、定着性が良好である点からアクリル−シリコーン樹脂が特に好ましい。

前記樹脂エマルジョンとしては、適宜合成したものを使用してもよいし、市販品を使用してもよい。
該市販品としては、例えば、例えば、マイクロジェルＥ−１００、Ｅ−２００２、Ｅ−５００２（スチレン−アクリル系樹脂エマルジョン、日本ペイント株式会社製）、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業株式会社製）、ジョンクリル７７５（スチレン−アクリル系樹脂エマルジョン、ジョンソンポリマー社製）、ＳＡＥ１０１４（スチレン−アクリル系樹脂エマルジョン、日本ゼオン株式会社製）、サイビノールＳＫ−２００（アクリル系樹脂エマルジョン、サイデン化学株式会社製）、プライマルＡＣ−２２、ＡＣ−６１（アクリル系樹脂エマルジョン、ローム・アンド・ハース社製）、ナノクリルＳＢＣＸ−２８２１、３６８９（アクリル−シリコーン系樹脂エマルジョン、東洋インキ製造株式会社製）、＃３０７０（メタクリル酸メチル重合体樹脂エマルジョン、御国色素株式会社製）、ペスレジンＡ２１０(ポリエステル樹脂エマルジョン、高松油脂株式会社製)、などが挙げられる。

前記樹脂エマルジョンの前記インクにおける含有量は、固形分で、０．１質量％〜３０質量％が好ましく、１質量％〜２０質量％がより好ましく、５質量％〜１５質量％が更に好ましい

−湿潤剤−
前記湿潤剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、多価アルコール類、多価アルコールアルキルエーテル類、多価アルコールアリールエーテル類、含窒素複素環化合物、アミド類、アミン類、含硫黄化合物類、プロピレンカーボネート、炭酸エチレンなどが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上併用してもよい。

前記多価アルコール類としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、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、ポリプロピレングリコール、１，３−プロパンジオール、１，３−ブタンジオール、２，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、３−メチル−１，３−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、２−メチル−２，４−ペンタンジオール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、グリセリン、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、ペトリオールなどが挙げられる。
前記多価アルコールアルキルエーテル類としては、例えば、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などが挙げられる。
前記多価アルコールアリールエーテル類としては、例えば、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などが挙げられる。
前記含窒素複素環化合物としては、例えば、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、２−ピロリドン、１，３−ジメチルイミダゾリジノン、ε−カプロラクタムなどが挙げられる。
前記アミド類としては、例えば、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などが挙げられる。
前記アミン類としては、例えば、モノエタノ−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、トリエチルアミンなどが挙げられる。
前記含硫黄化合物類としては、例えば、ジメチルスルホキシド、スルホラン、チオジエタノール、チオジグリコールなどが挙げられる。
前記湿潤剤の前記インクにおける含有量は１０質量％〜４０質量％が好ましく、２５質量％〜３５質量％がより好ましい。前記湿潤剤量が少ないとインクの保存安定性・吐出安定性が悪くなり、ノズルの目詰まりが起こりやすくなる。また湿潤剤量が多すぎると、乾燥性が悪くなり、文字の滲みや色境界の滲みが発生し、画像品質が低下することになる。

本発明で使用されるインクには、界面活性剤及び浸透剤を含有することが好ましい。前記界面活性剤は、特に１，０００ｍｓｅｃ付近の静的な表面張力を下げ、記録媒体としての紙にインクが着弾した際に、該紙内部への浸透を促進する目的を持つものである。前記浸透剤は、特に１０〜１００ｍｓｅｃ付近のより動的な表面張力を下げ、インクが紙に着弾した瞬間の、紙表面での広がりを促進する目的を持つものである。これらの界面活性剤と浸透剤を併用することで、より画素の広がりも適切で、紙内部への浸透性も高い（従って速乾性のある）インクを得ることが可能となり、より高品位な画像が高速で得られることとなる。

−界面活性剤−
前記界面活性剤としては、前記充填液に使用したものと同じでもよく、また違うものを含有させてもよい。このような界面活性剤としては、両性界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤のいずれも使用可能であるが、画像品質をより向上させるためには、高浸透特性を有するフッ素系の界面活性剤やシリコーン系の界面活性剤を使用することが好ましい。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上併用してもよい。
前記界面活性剤の前記インクにおける含有量は、０．０１質量％〜５．０質量％が好ましく、０．５質量％〜３質量％がより好ましい。前記含有量が、０．０１質量％未満であると、添加した効果はなく、５．０質量％を超えると、記録媒体への浸透性が必要以上に高くなり、画像濃度の低下や裏抜けの発生といった問題が発生することがある。

−浸透剤−
前記浸透剤としては、２０℃の水に対する溶解度が０．２質量％以上５．０質量％未満のポリオールの少なくとも１種を含有することが好ましい。このようなポリオールのうち、脂肪族ジオールとしては、例えば２−エチル−２−メチル−１，３−プロパンジオール、３，３−ジメチル−１，２−ブタンジオール、２，２−ジエチル−１，３−プロパンジオール、２−メチル−２−プロピル−１，３−プロパンジオール、２，４−ジメチル−２，４−ペンタンジオール、２，５−ジメチル−２，５−ヘキサンジオール、５−ヘキセン−１，２−ジオール、２−エチル−１，３−ヘキサンジオールなどが挙げられる。これらの中でも、２−エチル−１，３−ヘキサンジオール、２、２、４−トリメチル−１，３−ペンタンジオールが特に好ましい。
その他の併用できる浸透剤としては、例えばジ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フェニルエーテル、エチレングリコールモノアリルエーテル、ジエチレングリコールモノフェニルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピ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クロロフェニルエーテルなどが挙げられる。

前記浸透剤の前記インクにおける添加量としては、０．１質量％〜４．０質量％が好ましい。前記添加量が０．１質量％未満であると、速乾性が得られず滲んだ画像となることがある。一方、前記添加量が４．０質量％を超えると、着色剤の分散安定性が損なわれ、ノズルが目詰まりしやすくなったり、また記録媒体への浸透性が必要以上に高くなり、画像濃度の低下や裏抜けの発生といった問題が発生することがある。

前記インクには、上記成分以外にも、必要に応じてｐＨ調整剤、防腐防黴剤、キレート剤、消泡剤等を含有させることもできる。
前記ｐＨ調整剤としては、通常、調合されるインクに悪影響をおよぼさずにｐＨを所望の値に調整できるものであれば、任意の物質（例えばジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアミン、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属元素の水酸化物、水酸化アンモニウム、第４級アンモニウム水酸化物、第４級ホスホニウム水酸化物、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等のアルカリ金属の炭酸塩等）を使用することができる。また、２−アミノ−２−エチル−１，３−プロパンジオールを適量使用した場合には、より顔料の分散安定性が向上し、吐出安定性等の信頼性が確保される。
前記ｐＨ調整剤の前記インクにおける添加量は、特に制限はなく、添加する処方系及び所望のｐＨ値に応じて異なり一概には規定できないが、０．０１質量％〜２質量％が好ましく、０．１質量％〜１質量％がより好ましい。

前記防腐防黴剤としては、例えば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などが挙げられる。
前記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などが挙げられる。
前記消泡剤としては、シリコーン系の消泡剤が好ましく用いられる。一般にシリコーン系消泡剤には、オイル型、コンパウンド型、自己乳化型、エマルジョン型などがあるが、水系での使用を考慮すると、自己乳化型、もしくはエマルジョン型を用いることが、信頼性を確保する上で好ましい。また、アミノ変性、カルビノール変性、メタクリル変性、ポリエーテル変性、アルキル変性、高級脂肪酸エステル変性、アルキレンオキサイド変性、等の変性シリコーン系消泡剤を使用してもよい。

前記インクの粘度は、２５℃で、５ｍＰａ・ｓ〜１５ｍＰａ・ｓが好ましい。前記粘度が、５ｍＰａ・ｓ未満であると、普通紙で滲みやすくなり、高速印字時の画質が低下することがあり、１５ｍＰａ・ｓを超えると、吐出安定性に問題が生じることがある。
前記インクの着色としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックなどが挙げられる。これらの着色を２種以上併用したインクセットを使用して記録を行うと、多色画像を形成することができ、全色併用したインクセットを使用して記録を行うと、フルカラー画像を形成することができる。

（充填液用カートリッジ）
本発明の充填液用カートリッジは、本発明の前記充填液を容器中に収容してなり、更に必要に応じて適宜選択したその他の部材等を有してなる。
前記容器としては、特に制限はなく、目的に応じてその経序、構造、大きさ、材質等を適宜選択することができ、例えば、アルミニウムラミネートフィルム、樹脂フィルム等で形成された充填液袋などを少なくとも有するもの、などが好適に挙げられる。

本発明の充填液用カートリッジの一態様について、図面を参照しながら説明する。図１に示す充填液用カートリッジ１は、本発明の前記充填液を内部に収容する充填液袋２と、充填液袋２を収納する筐体３とを有する。充填液袋２は、アルミニウムラミネートフィルムからなる略長方形状の可撓性を有する袋状部を有し、内部に本発明の前記充填液を充填した状態で収容する。筐体３は、第１筐体１１と、第２筐体１２と、第３筐体１３とで形成される。充填液用カートリッジ１においては、第１筐体１１と第２筐体１２とがねじ部材８２によって締め付け固定される。

本発明の充填液用カートリッジは、本発明の前記充填液を容器内に収容し、各種画像記録装置に着脱可能に装着して用いることができ、以下に説明する本発明の記録装置に着脱可能に装着して用いるのが特に好ましい。

（画像記録装置及び画像記録方法）
本発明の画像記録装置は、本発明の前記充填液がインクタンクからヘッドまでのインク流路に充填されており、該インク流路の充填液を、少なくとも顔料を含有するインクで置換充填してから画像記録を行う画像記録工程を含み、更に必要に応じてその他の工程を含んでなる。
本発明の画像記録装置は、本発明の前記充填液がインクタンクからヘッドまでのインク流路に充填されており、該インク流路の充填液を少なくとも顔料を含有するインクで置換充填してから画像記録を行う画像記録手段を有し、更に必要に応じてその他の手段を有してなる。
前記インクとしては、上述したインクを用いることができる。

本発明の画像記録方法及び画像記録装置は、インクジェット記録方式による各種記録に適用することができ、例えば、インクジェット記録装置（インクジェットプリンタ）、ファクシミリ装置、複写装置、プリンタ／ファックス／コピア複合機、などに特に好適に適用することができるが、これらの中でも、インクジェット記録装置が特に好ましい。
以下、本発明の画像記録装置及び画像記録方法の好適な一例として、インクジェット記録装置及びインクジェット記録方法について詳細を説明する。

＜インクジェット記録装置及びインクジェット記録方法＞
本発明に用いるインクジェット記録装置は、インク飛翔手段を少なくとも有してなり、更に必要に応じて適宜選択したその他の手段、例えば刺激発生手段、制御手段等を有してなる。
本発明に用いられるインクジェット記録方法は、インク飛翔工程を少なくとも含み、更に必要に応じて適宜選択したその他の工程、例えば刺激発生工程、制御工程等を含む。
前記インクジェット記録方法は、前記インクジェット記録装置により好適に実施することができ、前記インク飛翔工程は前記インク飛翔手段により好適に行うことができる。また、前記その他の工程は、前記その他の手段により好適に行うことができる。

−インク飛翔工程及びインク飛翔手段−
前記インク飛翔工程は、インクに、刺激を印加し、該インクを飛翔させて画像を形成する工程である。
前記インク飛翔手段は、インクに、刺激を印加し、該インクを飛翔させて画像を形成する手段である。該インク飛翔手段としては、特に制限はなく、例えば、インク吐出用の各種のノズル、などが挙げられる。

前記刺激は、例えば、前記刺激発生手段により発生させることができ、該刺激としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、熱（温度）、圧力、振動、光、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、熱、圧力が好適に挙げられる。

なお、前記刺激発生手段としては、例えば、加熱装置、加圧装置、圧電素子、振動発生装置、超音波発振器、ライト、などが挙げられ、具体的には、例えば、圧電素子等の圧電アクチュエータ、発熱抵抗体等の電気熱変換素子を用いて液体の膜沸騰による相変化を利用するサーマルアクチュエータ、温度変化による金属相変化を用いる形状記憶合金アクチュエータ、静電力を用いる静電アクチュエータ等、などが挙げられる。

前記インクの飛翔の態様としては、特に制限はなく、前記刺激の種類等応じて異なり、例えば、前記刺激が「熱」の場合、記録ヘッド内の前記インクに対し、記録信号に対応した熱エネルギーを例えばサーマルヘッド等を用いて付与し、該熱エネルギーにより前記インクに気泡を発生させ、該気泡の圧力により、該記録ヘッドのノズル孔から該インクを液滴として吐出噴射させる方法、などが挙げられる。また、前記刺激が「圧力」の場合、例えば記録ヘッド内のインク流路内にある圧力室と呼ばれる位置に接着された圧電素子に電圧を印加することにより、圧電素子が撓み、圧力室の容積が縮小して、前記記録ヘッドのノズル孔から該インクを液滴として吐出噴射させる方法、などが挙げられる。

前記飛翔させる前記インクの液滴は、その大きさとしては、例えば、３ｐｌ〜４０ｐｌとするのが好ましく、その吐出噴射の速さとしては５ｍ／ｓ〜２０ｍ／ｓとするのが好ましく、その駆動周波数としては１ｋＨｚ以上とするのが好ましく、その解像度としては３００ｄｐｉ以上とするのが好ましい。
なお、前記制御手段としては、前記各手段の動きを制御することができる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シークエンサー、コンピュータ等の機器が挙げられる。

前記インクジェット記録装置により前記インクジェット記録方法を実施する一の態様について、図面を参照しながら説明する。図２に示すインクジェット記録装置は、装置本体１０１と、装置本体に装着した用紙を装填するための給紙トレイ１０２と、装置本体に装着され画像が記録（形成）された用紙をストックするための排紙トレイ１０３と、インクカートリッジ装填部１０４とを有する。なお、図２中、１１１は、上カバー、１１２は前面を表す。
インクカートリッジ装填部１０４の上面には、操作キーや表示器などの操作部１０５が配置されている。インクカートリッジ装填部１０４は、インクカートリッジ２０１の脱着を行うための開閉可能な前カバー１１５を有している。

装置本体１０１内には、図３及び図４に示すように、図示を省略している左右の側板に横架したガイド部材であるガイドロッド１３１とステー１３２とでキャリッジ１３３を主走査方向に摺動自在に保持し、主走査モータ（不図示）によって図４で矢示方向に移動走査する。
キャリッジ１３３には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のインク滴を吐出する４個のインクジェット記録用ヘッドからなる記録ヘッド１３４を複数のインク吐出口を主走査方向と交叉する方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。
記録ヘッド１３４を構成するインクジェット記録用ヘッドとしては、圧電素子などの圧電アクチュエータ、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いて液体の膜沸騰による相変化を利用するサーマルアクチュエータ、温度変化による金属相変化を用いる形状記憶合金アクチュエータ、静電力を用いる静電アクチュエータなどインクを吐出するためのエネルギー発生手段として備えたものなどを使用できる。

また、キャリッジ１３３には、記録ヘッド１３４に各色のインクを供給するための各色のサブタンク１３５を搭載している。サブタンク１３５には、インク供給チューブ（不図示）を介して、インクカートリッジ装填部１０４に装填されたインクカートリッジ２０１からインクが供給されて補充される。
一方、給紙トレイ１０２の用紙積載部（圧板）１４１上に積載した用紙１４２を給紙するための給紙部として、用紙積載部１４１から用紙１４２を１枚ずつ分離給送する半月コロ（給紙コロ１４３）、及び給紙コロ１４３に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド１４４を備え、この分離パッド１４４は給紙コロ１４３側に付勢されている。
この給紙部から給紙された用紙１４２を記録ヘッド１３４の下方側で搬送するための搬送部として、用紙１４２を静電吸着して搬送するための搬送ベルト１５１と、給紙部からガイド１４５を介して送られる用紙１４２を搬送ベルト１５１との間で挟んで搬送するためのカウンタローラ１５２と、略鉛直上方に送られる用紙１４２を略９０°方向転換させて搬送ベルト１５１上に倣わせるための搬送ガイド１５３と、押さえ部材１５４で搬送ベルト１５１側に付勢された先端加圧コロ１５５とが備えられる。また、搬送ベルト１５１表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ１５６が備えられている。
搬送ベルト１５１は、無端状ベルトであり、搬送ローラ１５７とテンションローラ１５８との間に張架されて、ベルト搬送方向に周回可能である。この搬送ベルト１５１は、例えば、抵抗制御を行っていない厚み４０μｍ程度の樹脂材、例えば、テトラフルオロエチレンとエチレンの共重合体（ＥＴＦＥ）で形成した用紙吸着面となる表層と、この表層と同材質でカーボンによる抵抗制御を行った裏層（中抵抗層、アース層）とを有している。搬送ベルト１５１の裏側には、記録ヘッド１３４による印写領域に対応してガイド部材１６１が配置されている。なお、記録ヘッド１３４で記録された用紙１４２を排紙するための排紙部として、搬送ベルト１５１から用紙１４２を分離するための分離爪１７１と、排紙ローラ１７２及び排紙コロ１７３とが備えられており、排紙ローラ１７２の下方に排紙トレイ１０３が配されている。

装置本体１０１の背面部には、両面給紙ユニット１８１が着脱可能に装着されている。両面給紙ユニット１８１は、搬送ベルト１５１の逆方向回転で戻される用紙１４２を取り込んで反転させて再度カウンタローラ１５２と搬送ベルト１５１との間に給紙する。なお、両面給紙ユニット１８１の上面には手差し給紙部１８２が設けられている。
このインクジェット記録装置においては、給紙部から用紙１４２が１枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙１４２は、ガイド１４５で案内され、搬送ベルト１５１とカウンタローラ１５２との間に挟まれて搬送される。更に先端を搬送ガイド１５３で案内されて先端加圧コロ１５５で搬送ベルト１５１に押し付けられ、略９０°搬送方向を転換される。
このとき、帯電ローラ１５６によって搬送ベルト１５１が帯電されており、用紙１４２は、搬送ベルト１５１に静電吸着されて搬送される。そこで、キャリッジ１３３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド１３４を駆動することにより、停止している用紙１４２にインク滴を吐出して１行分を記録し、用紙１４２を所定量搬送後、次行の記録を行う。記録終了信号又は用紙１４２の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、用紙１４２を排紙トレイ１０３に排紙する。
そして、サブタンク１３５内のインクの残量ニアーエンドが検知されると、インクカートリッジ２０１から所要量のインクがサブタンク１３５に補給される。

このインクジェット記録装置においては、インクカートリッジ２０１中のインクを使い切ったときには、インクカートリッジ２０１における筐体を分解して内部の充填液袋だけを交換することができる。また、インクカートリッジ２０１は、縦置きで前面装填構成としても、安定したインクの供給を行うことができる。したがって、装置本体１０１の上方が塞がって設置されているような場合、例えば、ラック内に収納する場合、あるいは装置本体１０１の上面に物が置かれているような場合でも、インクカートリッジ２０１の交換を容易に行うことができる。

なお、キャリッジが走査するシリアル型（シャトル型）インクジェット記録装置に適用した例で説明したが、ライン型ヘッドを備えたライン型インクジェット記録装置にも同様に適用することができる。

以下、本発明を適用したインクジェットヘッドについて説明する。
図５は、本発明の一実施形態に係るインクジェットヘッドの要素拡大図、図６は、同ヘッドのチャンネル間方向の要部拡大断面図である。
このインクジェットヘッドは、インク供給口（不図示）と共通液室１ｂとなる彫り込みを形成したフレーム１０と、流体抵抗部２ａ、加圧液室２ｂとなる彫り込みとノズル３ａに連通する連通口２ｃを形成した流路板２０と、ノズル３ａを形成するノズル板と、凸部６ａ、ダイヤフラム部６ｂ及びインク流入口６ｃを有する振動板６０と、該振動板６０に接着層７０を介して接合された積層圧電素子５０と、該積層圧電素子５０を固定しているベース４０を備えている。
ベース４０はチタン酸バリウム系セラミックからなり、積層圧電素子５０を２列配置して接合している。
積層圧電素子５０は、厚さ１０μｍ／１層〜５０μｍ／１層のチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）の圧電層と、厚さ数μｍ／１層の銀・パラジウム（ＡｇＰｄ）からなる内部電極層とを交互に積層している。内部電極層は両端で外部電極に接続する。
積層圧電素子５０はハーフカットのダイシング加工により櫛歯上に分割され、１つ毎に駆動部５ｆと支持部５ｇ（非駆動部）として使用する。外部電極の外側はハーフカットのダイシング加工で分割されるように、切り欠き等の加工により長さを制限しており、これらは複数の個別電極となる。他方はダイシングでは分割されずに導通しており共通電極となる。
駆動部の個別電極にはＦＰＣ ８が半田接合されている。また、共通電極は積層圧電素子の端部に電極層を設けて回し込んでＦＰＣ ８のＧｎｄ電極に接合している。ＦＰＣ ８には図示を省略しているドライバＩＣが実装されており、これにより駆動部５ｆへの駆動電圧印加を制御している。

振動板６０は、薄膜のダイヤフラム部６ｂと、このダイヤフラム部６ｂの中央部に形成した駆動部５ｆとなる積層圧電素子５０と接合する島状凸部（アイランド部）６ａと、支持部に接合する梁を含む厚膜部と、インク流入口６ｃとなる開口を電鋳工法によるＮｉメッキ膜を２層重ねて形成している。ダイヤフラム部の厚さは３μｍ、幅は３５μｍ（片側）である。
この振動板６０の島状凸部６ａと積層圧電素子５０の可動部５ｆ、振動板６０とフレーム１０の結合は、ギャップ材を含んだ接着層７０をパターニングして接着している。

流路板２０はシリコン単結晶基板を用いて、流体抵抗部２ａ、加圧液室２ｂとなる彫り込み、及びノズル３ａに対する位置に連通口２ｃとなる貫通口をエッチング工法でパターニングした。
エッチングで残された部分が加圧液室２ｂの隔壁２ｄとなる。また、このヘッドではエッチング幅を狭くする部分を設けて、これを流体抵抗部２ａとした。
ノズルプレート３０は、金属材料、例えば、電鋳工法によるＮｉメッキ膜等で形成したもので、インク滴を飛翔させるための微細な吐出口であるノズル３ａを多数形成している。このノズル３ａの内部形状（内側形状）は、ホーン形状（略円柱形状又は略円錘台形状でもよい）に形成している。また、このノズル３ａの径はインク滴出口側の直径で２０μｍ〜３５μｍである。また各列のノズルピッチは１５０ｄｐｉとした。
このノズルプレート３０のインク吐出面（ノズル表面側）は、図示しない撥水性の表面処理を施した撥水処理層３ｂを設けている。ＰＴＦＥ−Ｎｉ共析メッキやフッ素樹脂の電着塗装、蒸発性のあるフッ素樹脂（例えば、フッ化ピッチなど）を蒸着コートしたもの、シリコーン系樹脂及びフッ素系樹脂の溶剤塗布後の焼き付け等、インク物性に応じて選定した撥水処理膜を設けて、インクの滴形状、飛翔特性を安定化し、高品位の画像品質を得られるようにしている。また、これらの中でも、例えば、フッ素系樹脂としては、色々な材料が知られているが、変性パーフルオロポリオキセタン（ダイキン工業株式会社製、商品名：オプツールＤＳＸ）を厚みが３０Å〜１００Å（３ｎｍ〜１０ｎｍ）となるように蒸着することで良好な撥水性を得ることができる。

インク供給口と共通液室１ｂとなる彫り込みを形成するフレーム１０は樹脂成形で作製している。
このように構成したインクジェットヘッドにおいては、記録信号に応じて駆動部５ｆに駆動波形（１０Ｖ〜５０Ｖのパルス電圧）を印加することによって、駆動部５ｆに積層方向の変位が生起し、振動板６０を介して加圧液室２ｂが加圧されて圧力が上昇し、ノズル３ａからインク滴が吐出される。
その後、インク滴吐出の終了に伴い、加圧液室２ｂ内のインク圧力が低減し、インクの流れの慣性と駆動パルスの放電過程によって加圧液室２ｂ内に負圧が発生してインク充填行程へ移行する。このとき、インクタンクから供給されたインクは共通液室１ｂに流入し、共通液室１ｂからインク流入口６ｃを経て流体抵抗部２ａを通り、加圧液室２ｂ内に充填される。
流体抵抗部２ａは、吐出後の残留圧力振動の減衰に効果が有る反面、表面張力による再充填（リフィル）に対して抵抗になる。流体抵抗部を適宜に選択することで、残留圧力の減衰とリフィル時間のバランスが取れ、次のインク滴吐出動作に移行するまでの時間（駆動周期）を短くできる。

本発明の画像記録方法及び画像記録装置は、本発明の前記充填液を用いているので、過酷な輸送及び保管環境下においても着荷時の吐出信頼性を確保することができ、使用時に吐出不良を起こすことがなく、再充填性に優れ、高画質画像を記録することができる。

以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。

（実施例１）
−充填液の調製−
下記組成の充填液を攪拌した後、平均孔径０．１μｍのフィルターにて濾過し、実施例１の充填液を作製した。
・界面活性剤（日本触媒株式会社製、ソフタノールＥＰ７０２５）・・・１質量％

ただし、前記一般式（２）中、ａ＋ｂは９〜１１、ｘは７、ｙは２．５を表す。
・ジエチレングリコール・・・６０質量％
・純水・・・残量

（実施例２）
−充填液の調製−
下記組成の充填液を攪拌した後、平均孔径０．１μｍのフィルターにて濾過し、実施例２の充填液を作製した。
・界面活性剤（日本触媒株式会社製、ソフタノールＥＰ７０２５）・・・１質量％

ただし、前記一般式（２）中、ａ＋ｂは９〜１１、ｘは７、ｙは２．５を表す。
・グリセリン・・・４５質量％
・ジエチレングリコール・・・１５質量％
・純水・・・残量

（実施例３）
−充填液の調製−
下記組成の充填液を攪拌した後、平均孔径０．１μｍのフィルターにて濾過し、実施例３の充填液を作製した。
・界面活性剤（日本触媒株式会社製、ソフタノールＥＰ７０２５）・・・１質量％

ただし、前記一般式（２）中、ａ＋ｂは９〜１１、ｘは７、ｙは２．５を表す。
・グリセリン・・・１５質量％
・トリエチレングリコール・・・５５質量％
・純水・・・残量

（実施例４）
−充填液の調製−
下記組成の充填液を攪拌した後、平均孔径０．１μｍのフィルターにて濾過し、実施例
４の充填液を作製した。
・界面活性剤（日本触媒株式会社製、ソフタノールＥＰ７０２５）・・・１質量％

ただし、前記一般式（２）中、ａ＋ｂは９〜１１、ｘは７、ｙは２．５を表す。
・グリセリン・・・６０質量％
・純水・・・残量

（実施例５）
−充填液の調製−
下記組成の充填液を攪拌した後、平均孔径０．１μｍのフィルターにて濾過し、実施例
５の充填液を作製した。
・アセチレンジオール系界面活性剤（日信化学工業株式会社製、オルフィンＳＴＧ）・・・０．１質量％
・グリセリン・・・２５質量％
・ジエチレングリコール・・・３５質量％
・純水・・・残量

（実施例６）
−充填液の調製−
下記組成の充填液を攪拌した後、平均孔径０．１μｍのフィルターにて濾過し、実施例６の充填液を作製した。
・フッ素系界面活性剤（ＯＭＮＯＶＡ社製、ＰＦ−１５１Ｎ）・・・２質量％

ただし、前記一般式（１）中、ＲｆはＣＦ_２ＣＦ_３を表す。ｍ＝２１、ｎ＝ｐ＝４を表す。
・グリセリン・・・２５質量％
・ジエチレングリコール・・・３５質量％
・純水・・・残量

（比較例１）
純水を比較例１の充填液とした。

（比較例２）
−充填液の調製−
下記組成の充填液を攪拌した後、平均孔径０．１μｍのフィルターにて濾過し、比較例２の充填液を作製した。
・アセチレングリコール系界面活性剤（日信化学工業株式会社製、サーフィノール１０４Ｅ）・・・０．５質量％
・純水・・・残量

（比較例３）
−充填液の調製−
下記組成の充填液を攪拌した後、平均孔径０．１μｍのフィルターにて濾過し、比較例３の充填液を作製した。
・グリセリン・・・３０質量％
・純水・・・残量

（比較例４）
−充填液の調製−
下記組成の充填液を攪拌した後、平均孔径０．１μｍのフィルターにて濾過し、比較例４の充填液を作製した。
・界面活性剤（日本触媒株式会社製、ソフタノールＥＰ９０５０）・・・０．５質量％

ただし、前記一般式（２）中、ａ＋ｂは９〜１１、ｘは９、ｙは５を表す。
・ジエチレングリコール・・・５０質量％
・純水・・・残量

＜平衡状態での蒸発量の測定＞
温度２０℃、湿度６０％ＲＨに保たれた恒温恒湿槽内に、直径２ｃｍのシャーレ内に、実施例１〜６及び比較例１〜４の各充填液を１ｇ入れて放置し、その質量変化を時間とともに計測し、平衡になったところでの蒸発量を求めた。結果を表１に示す。

（製造例１）
−ブラックインクの作製−
下記処方のインク組成物を作製し、室温にて充分に攪拌した後、平均孔径１．５μｍのメンブレンフィルターにて濾過を行い、製造例１のブラックインクを作製した。
・カーボンブラック（ＫＭ−９０３６、東洋インキ製造株式会社製、自己分散型顔料）・・・５０質量％
・グリセリン・・・１０質量％
・１，３−ブタンジオール・・・１５質量％
・２−エチル−１，３−ヘキサンジオール・・・２質量％
・２−ピロリドン・・・２質量％
・界面活性剤（ディスパノールＴＯＣ、日本油脂株式会社製）・・・１質量％
・シリコーン消泡剤（信越化学工業株式会社製、ＫＳ５０８）・・・０．１質量％
・イオン交換水・・・残量

（製造例２）
−ブラックインクの作製−
下記処方のインク組成物を作製し、室温にて充分に攪拌した後、平均孔径１．５μｍのメンブレンフィルターにて濾過を行い、製造例２のブラックインクを作製した。
・カーボンブラック（ＫＭ−９０３６、東洋インキ製造株式会社製、自己分散型顔料）・・・３５質量％
・グリセリン・・・１０質量％
・１，３−ブタンジオール・・・１５質量％
・２−エチル−１，３−ヘキサンジオール・・・２質量％
・２−ピロリドン・・・２質量％
・界面活性剤（日本触媒株式会社製、ソフタノールＥＰ７０２５）・・・１質量％

ただし、前記一般式（２）中、ａ＋ｂは９〜１１、ｘは７、ｙは２．５を表す。
・アクリル−シリコーン系樹脂エマルジョン（ナノクリルＳＢＣＸ−２８２１、東洋インキ製造株式会社製）・・・１５質量％
・シリコーン消泡剤（ＫＳ５０８、信越化学工業株式会社製）・・・０．１質量％
・イオン交換水・・・残量

（製造例３）
＜マゼンタインクの作製＞
−ポリマー溶液Ａの調製−
機械式攪拌機、温度計、窒素ガス導入管、還流管、及び滴下ロートを備えた１Ｌのフラスコ内を充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４．０ｇ、及びメルカプトエタノール０．４ｇを混合し、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、ヒドロキシルエチルメタクリレート６０．０ｇ、スチレンマクロマー３６．０ｇ、メルカプトエタノール３．６ｇ、アゾビスメチルバレロニトリル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。滴下後、アゾビス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質量％のポリマー溶液Ａ ８００ｇを得た。

−顔料含有ポリマー微粒子水分散体の調製−
２８ｇのポリマー溶液Ａ、２６ｇのＣ．Ｉ．ピグメントレッド１２２、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１３．６ｇを充分に攪拌した後、ロールミルを用いて混練した。得られたペーストをイオン交換水２００ｇに投入し、充分に攪拌した後、エバポレータを用いてメチルエチルケトン及び水を留去し、マゼンタポリマー微粒子の水分散体を得た。

−マゼンタインクの調製−
下記処方のインク組成物を作製し、室温にて充分に攪拌した後、平均孔径１．５μｍのメンブレンフィルターにて濾過を行い、製造例３のマゼンタインクを作製した。
・上記ポリマー微粒子分散体・・・５０質量％
・グリセリン・・・８質量％
・１，３−ブタンジオール・・・２０質量％
・２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオール・・・２質量％
・界面活性剤（日本触媒株式会社製、ソフタノールＥＰ７０２５）・・・１質量％

ただし、前記一般式（２）中、ａ＋ｂは９〜１１、ｘは７、ｙは２．５を表す。
・アクリル−シリコーン系樹脂エマルジョン（ナノクリルＳＢＣＸ−２８２１、東洋インキ製造株式会社製）・・・１０質量％
・シリコーン消泡剤（ＫＳ５０８、信越化学工業株式会社製）・・・０．１質量％
・イオン交換水・・・残量

（製造例４）
＜イエローインクの作製＞
−顔料含有ポリマー微粒子水分散体の調製−
２８ｇのポリマー溶液Ａ、２６ｇのＣ．Ｉ．ピグメントイエロー９７、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１３．６ｇを充分に攪拌した後、ロールミルを用いて混練した。得られたペーストをイオン交換水２００ｇに投入し、充分に攪拌した後、エバポレータを用いてメチルエチルケトン及び水を留去し、イエローポリマー微粒子の水分散体を調製した。

−イエローインクの調製−
下記処方のインク組成物を作製し、室温にて充分に攪拌した後、平均孔径１．５μｍのメンブレンフィルターにて濾過を行い、製造例４のイエローインクを作製した。
・上記イエローポリマー微粒子分散体・・・４０質量％
・グリセリン・・・８質量％
・１，３−ブタンジオール・・・２０質量％
・２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオール・・・２質量％
・界面活性剤（日本触媒株式会社製、ソフタノールＥＰ７０２５）・・・１質量％

ただし、前記一般式（２）中、ａ＋ｂは９〜１１、ｘは７、ｙは２．５を表す。
・アクリル−シリコーン系樹脂エマルジョン（ナノクリルＳＢＣＸ−２８２１、東洋インキ製造株式会社製）・・・１０質量％
・シリコーン消泡剤（ＫＳ５０８、信越化学工業株式会社製）・・・０．１質量％
・イオン交換水・・・残量

（製造例５）
＜シアンインクの作製＞
−顔料含有ポリマー微粒子水分散体の調製−
製造例４において、顔料種をＣ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３に変えた以外は、製造例４と同様にして、シアンポリマー微粒子の水分散体を調製した。

−シアンインクの調製−
下記処方のインク組成物を作製し、室温にて充分に攪拌した後、平均孔径１．５μｍのメンブレンフィルターにて濾過を行い、製造例５のシアンインクを作製した。
・上記シアンポリマー微粒子分散体・・・４０質量％
・グリセリン・・・８質量％
・１，３−ブタンジオール・・・２０質量％
・２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオール・・・２質量％
・下記一般式（１）で表されるフッ素系界面活性剤・・・１質量％

ただし、前記一般式（１）中、ＲｆはＣＦ_２ＣＦ_３、ｍ＝２１、ｎ＝ｐ＝４を表す。
・アクリル−シリコーン系樹脂エマルジョン（ナノクリルＳＢＣＸ−２８２１、東洋インキ製造株式会社製）・・・１０質量％
・シリコーン消泡剤（ＫＳ５０８、信越化学工業株式会社製）・・・０．１質量％
・イオン交換水・・・残量

＜インクの粘度の測定＞
得られた各インクの粘度は、粘度計（ＲＬ−５００、東機産業株式会社製）を使用して、２５℃で測定した。結果を表２に示す。

（実施例７〜２０及び比較例５〜１２）
得られた実施例１〜６、及び比較例１〜４の各充填液、並びに製造例１〜５の各インクを表３に示す組み合わせで用いて、下記（１）〜（２）の評価を行った。結果を表３に示す。

＜評価（１）：再充填性に関する評価＞
インクジェットプリンタ（株式会社リコー製、ＩＰＳｉＯ Ｇ５１５）に、各インクを充填して印字を行い、全ノズルからインクが吐出することを確認した。
次に、外部ポンプにてノズル面からインクを吸引した後、各充填液をインク流路内に充填した。充填液の充填は、ノズル面から吸引される充填液中のインク含有濃度が５％以下となるところまで充填させた。なお、充填液中のインク含有濃度は吸引した液の５００ｎｍにおける吸光度測定から算出した。その後、再びインクを充填し、印字を行って吐出しないノズルの数から再充填性を、下記判断基準で評価した。
〔評価基準〕
◎：全ノズル吐出が良好である
○：全ノズルに対する不吐出ノズルが０．５％未満である
△：全ノズルに対する不吐出ノズルが０．５％以上５％未満である
×：全ノズルに対する不吐出ノズルが５％以上である

＜評価（２）：保管後の吐出安定性の評価＞
インクジェットプリンタ（株式会社リコー製、ＩＰＳｉＯ Ｇ５１５）に、各インクを充填して印字を行い、全ノズルからインクが吐出することを確認した。
次に、外部ポンプにてノズル面からインクを吸引した後、充填液をインク流路内に充填した。充填液の充填は、ノズル面から吸引される充填液中のインク含有濃度が５％以下となるところまで充填させた。なお、充填液中のインク含有濃度は吸引した液の４５０ｎｍにおける吸光度測定から算出した。その状態でプリンタを５０℃、１５％ＲＨの環境下で１０日間又は２０日間保管した。その後、再びインクを充填し、印字を行って吐出しないノズルの数から再充填性を上記評価（１）と同様に評価した。

本発明の充填液は、蒸発量を極力低減することで、より過酷な輸送環境下、及び保管環境下においても、使用時に吐出不良を起こすことのないので、充填液用インクカートリッジ、画像記録装置及び画像記録方法に好適に用いることができる。
本発明の画像記録装置及び画像記録方法は、インクジェット記録方式による各種記録に適用することができ、例えば、インクジェット記録用プリンタ、ファクシミリ装置、複写装置、プリンタ／ファックス／コピア複合機、などに特に好適に適用することができる。

図１は、本発明の充填液用カートリッジの一例を示す概略図である。 図２は、インクジェット記録装置のインクカートリッジ装填部のカバーを開いた状態の斜視説明図である。 図３は、インクジェット記録装置の全体構成を説明する概略構成図である。 図４は、本発明のインクジェットヘッドの一例を示す概略拡大図である。 図５は、本発明のインクジェットヘッドの他の一例を示す要素概略拡大図である。 図６は、図５のインクジェットヘッドの要部拡大概略断面図である。

符号の説明

１０ フレーム
２０ 流路板
３０ ノズルプレート
４０ ベース
５０ 積層圧電素子
６０ 振動板
７０ 接着層
１０１ 装置本体
１０２ 給紙トレイ
１０３ 排紙トレイ
１０４ インクカートリッジ装填部
１１１ 上カバー
１１２ 前面
１１５ 前カバー
１３１ ガイドロッド
１３２ ステー
１３３ キャリッジ
１３４ 記録ヘッド
１３５ サブタンク
１４１ 用紙載置部
１４２ 用紙
１４４ 分離パッド
１５１ 搬送ベルト
１５２ 再度カウンタローラ
１５６ 帯電ローラ
１５７ 搬送ローラ
１５８ デンションローラ
１７１ 分離爪
１７２ 排紙ローラ
１７３ 排紙コロ
１８１ 両面給紙ユニット
２０１ インクカートリッジ

Claims (14)

1. 少なくとも保湿剤を含有してなり、画像記録装置のインク流路に充填される充填液であって、
   前記充填液の温度２０℃、湿度６０％ＲＨの環境下における平衡状態での蒸発量が３０％以下であることを特徴とする充填液。
2. 充填液における平衡状態での蒸発量が、１５％以下である請求項１に記載の充填液。
3. 充填液における平衡状態での蒸発量が、１０％以下である請求項１から２のいずれかに記載の充填液。
4. 保湿剤が少なくともグリセリンを含有する請求項１から３のいずれかに記載の充填液。
5. グリセリンの含有量が、保湿剤全量に対し２０質量％〜９０質量％である請求項４に記載の充填液。
6. 更に水、及び界面活性剤を含有する請求項１から５のいずれかに記載の充填液。
7. 界面活性剤が、下記一般式（１）及び（２）のいずれかで表される化合物を含有する請求項６に記載の充填液。
   

   

   ただし、前記一般式（１）中、Ｒｆはフッ素含有基を表す。ｍ、ｎ、及びｐは、それぞれ整数を表す。
   

   

   ただし、前記一般式（２）中、ａ＋ｂは０〜２０の整数、ｘは１〜１０の整数、ｙは１〜１０の整数をそれぞれ表す。
8. 請求項１から７のいずれかに記載の充填液がインクタンクからヘッドまでのインク流路に充填されており、該インク流路の充填液を、少なくとも顔料を含有するインクで置換充填してから画像記録を行うことを特徴とする画像記録方法。
9. インクが、更に樹脂エマルジョンを含有する請求項８に記載の画像記録方法。
10. インクの粘度が、２５℃で５ｍＰａ・ｓ〜１５ｍＰａ・ｓである請求項８から９のいずれかに記載の画像記録方法。
11. インクジェット記録方法である請求項８から１０のいずれかに記載の画像記録方法。
12. 請求項１から７のいずれかに記載の充填液がインクタンクからヘッドまでのインク流路に充填されており、該インク流路の充填液を少なくとも顔料を含有するインクで置換充填してから画像記録を行うことを特徴とする画像記録装置。
13. インクジェット記録装置である請求項１２に記載の画像記録装置。
14. 請求項１から７のいずれかに記載の充填液を容器中に収容してなることを特徴とする充填液用カートリッジ。

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