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特開2024-178126インクジェット記録方法、インクジェット記録装置、及び水性インク
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024178126
(43)【公開日】2024-12-24
(54)【発明の名称】インクジェット記録方法、インクジェット記録装置、及び水性インク
(51)【国際特許分類】
B41M 5/00 20060101AFI20241217BHJP
B41J 2/18 20060101ALI20241217BHJP
B41J 2/01 20060101ALI20241217BHJP
B41J 2/175 20060101ALI20241217BHJP
C09D 11/322 20140101ALI20241217BHJP
【ＦＩ】
B41M5/00 100
B41M5/00 120
B41J2/18
B41J2/01 501
B41J2/175 501
B41J2/01 401
B41J2/01 451
C09D11/322
【審査請求】未請求
【請求項の数】15
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2024090037
(22)【出願日】2024-06-03
(31)【優先権主張番号】P 2023096382
(32)【優先日】2023-06-12
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000001007
【氏名又は名称】キヤノン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100098707
【弁理士】
【氏名又は名称】近藤 利英子
(74)【代理人】
【識別番号】100135987
【弁理士】
【氏名又は名称】菅野 重慶
(74)【代理人】
【識別番号】100168033
【弁理士】
【氏名又は名称】竹山 圭太
(72)【発明者】
【氏名】根岸 ゆう子
(72)【発明者】
【氏名】中田 栄一
(72)【発明者】
【氏名】辻井 凌
【テーマコード（参考）】
2C056
2H186
4J039
【Ｆターム（参考）】
2C056EA13
2C056EB15
2C056EB34
2C056EC15
2C056EC18
2C056EC32
2C056FA03
2C056FA10
2C056FC01
2C056KB04
2C056KB08
2C056KB16
2H186BA08
2H186DA10
2H186DA12
2H186FB07
2H186FB11
2H186FB13
2H186FB15
2H186FB16
2H186FB17
2H186FB18
2H186FB25
2H186FB29
2H186FB48
2H186FB54
4J039AB12
4J039BA04
4J039BC09
4J039BE01
4J039BE12
4J039BE19
4J039BE22
4J039CA06
4J039EA19
4J039EA36
4J039EA46
4J039GA24
(57)【要約】
【課題】インクの間欠吐出安定性を高めつつ、耐擦過性に優れた画像を記録することが可能なインクジェット記録方法を提供する。
【解決手段】水性インクを吐出する吐出口、吐出口と連通する圧力室、及び、圧力室に配置され、かつ、吐出口から水性インクを吐出するためのエネルギーを発生する吐出素子を有する吐出ユニット、並びに、圧力室に水性インクを供給する供給流路、及び、圧力室から水性インクを回収する回収流路を有する循環ユニットを備える記録ヘッドの吐出口から、水性インクを吐出して記録媒体に画像を記録するインクジェット記録方法である。水性インクが、顔料、及びワックス粒子を含有し、循環ユニットが、さらに、供給流路の水性インクを回収流路に流入させる循環ポンプを有する。
【選択図】なし
【解決手段】水性インクを吐出する吐出口、吐出口と連通する圧力室、及び、圧力室に配置され、かつ、吐出口から水性インクを吐出するためのエネルギーを発生する吐出素子を有する吐出ユニット、並びに、圧力室に水性インクを供給する供給流路、及び、圧力室から水性インクを回収する回収流路を有する循環ユニットを備える記録ヘッドの吐出口から、水性インクを吐出して記録媒体に画像を記録するインクジェット記録方法である。水性インクが、顔料、及びワックス粒子を含有し、循環ユニットが、さらに、供給流路の水性インクを回収流路に流入させる循環ポンプを有する。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
水性インクを吐出する吐出口、前記吐出口と連通する圧力室、及び、前記圧力室に配置され、かつ、前記吐出口から前記水性インクを吐出するためのエネルギーを発生する吐出素子を有する吐出ユニット、並びに、
前記圧力室に前記水性インクを供給する供給流路、及び、前記圧力室から前記水性インクを回収する回収流路を有する循環ユニットを備える記録ヘッドの前記吐出口から、前記水性インクを吐出して記録媒体に画像を記録するインクジェット記録方法であって、
前記水性インクが、顔料、及びワックス粒子を含有し、
前記循環ユニットが、さらに、前記供給流路の前記水性インクを前記回収流路に流入させる循環ポンプを有することを特徴とするインクジェット記録方法。
前記圧力室に前記水性インクを供給する供給流路、及び、前記圧力室から前記水性インクを回収する回収流路を有する循環ユニットを備える記録ヘッドの前記吐出口から、前記水性インクを吐出して記録媒体に画像を記録するインクジェット記録方法であって、
前記水性インクが、顔料、及びワックス粒子を含有し、
前記循環ユニットが、さらに、前記供給流路の前記水性インクを前記回収流路に流入させる循環ポンプを有することを特徴とするインクジェット記録方法。
【請求項2】
前記循環ユニット内の前記水性インクの循環流量（ｍＬ／ｍｉｎ）が、１．０ｍＬ／ｍｉｎ以上１０．０ｍＬ／ｍｉｎ以下である請求項１に記載のインクジェット記録方法。
【請求項3】
前記顔料が、カーボンブラック、及び、有機顔料からなる群より選ばれる少なくとも１種である請求項１に記載のインクジェット記録方法。
【請求項4】
前記ワックス粒子のアニオン量（μｍｏｌ／ｇ）が、前記顔料のアニオン量（μｍｏｌ／ｇ）以下である請求項１に記載のインクジェット記録方法。
【請求項5】
前記水性インクが、さらに、水溶性有機溶剤を含有し、
前記水溶性有機溶剤が、比誘電率３０．０以下の第１水溶性有機溶剤を含む請求項１に記載のインクジェット記録方法。
前記水溶性有機溶剤が、比誘電率３０．０以下の第１水溶性有機溶剤を含む請求項１に記載のインクジェット記録方法。
【請求項6】
前記水性インク中の、前記水溶性有機溶剤の含有量（質量％）が、インク全質量を基準として、２５．０質量％以下である請求項５に記載のインクジェット記録方法。
【請求項7】
前記水性インクが、さらに、前記水性インク中に前記ワックス粒子を分散させる分散剤を含有し、
前記分散剤が、アニオン性分散剤及びノニオン性分散剤を含む請求項１に記載のインクジェット記録方法。
前記分散剤が、アニオン性分散剤及びノニオン性分散剤を含む請求項１に記載のインクジェット記録方法。
【請求項8】
前記水性インク中の、前記アニオン性分散剤の含有量（質量％）が、前記ワックス粒子中のワックスの含有量（質量％）に対する質量比率で、０．０１倍以上０．２０倍以下である請求項７に記載のインクジェット記録方法。
【請求項9】
前記水性インク中の、前記ノニオン性分散剤の含有量（質量％）が、前記ワックス粒子中のワックスの含有量（質量％）に対する質量比率で、０．１０倍以上０．３０倍以下である請求項７に記載のインクジェット記録方法。
【請求項10】
前記記録ヘッドが、シリアル方式の記録ヘッドである請求項１に記載のインクジェット記録方法。
【請求項11】
前記循環ユニットが、前記供給流路の圧力を調整する第１圧力調整手段を有し、
前記第１圧力調整手段が、第１バルブ室、第１圧力制御室、並びに、前記第１バルブ室及び前記第１圧力制御室を連通させる第１連通口を有し、
前記第１バルブ室が、前記第１圧力制御室の圧力変化に応じて、前記第１連通口を開閉させる第１バルブを備える請求項１に記載のインクジェット記録方法。
前記第１圧力調整手段が、第１バルブ室、第１圧力制御室、並びに、前記第１バルブ室及び前記第１圧力制御室を連通させる第１連通口を有し、
前記第１バルブ室が、前記第１圧力制御室の圧力変化に応じて、前記第１連通口を開閉させる第１バルブを備える請求項１に記載のインクジェット記録方法。
【請求項12】
前記循環ユニットが、さらに、前記回収流路の圧力を調整する第２圧力調整手段を有し、
前記第２圧力調整手段が、第２バルブ室、第２圧力制御室、並びに、前記第２バルブ室及び前記第２圧力制御室を連通させる第２連通口を有し、
前記第２バルブ室が、前記第２圧力制御室の圧力変化に応じて、前記第２連通口を開閉させる第２バルブを備える請求項１１に記載のインクジェット記録方法。
前記第２圧力調整手段が、第２バルブ室、第２圧力制御室、並びに、前記第２バルブ室及び前記第２圧力制御室を連通させる第２連通口を有し、
前記第２バルブ室が、前記第２圧力制御室の圧力変化に応じて、前記第２連通口を開閉させる第２バルブを備える請求項１１に記載のインクジェット記録方法。
【請求項13】
前記記録媒体が、ブリストー法において接触開始から３０ｍｓｅｃ１／２までの水の吸収量が、１０ｍＬ／ｍ２以下である請求項１乃至１２のいずれか１項に記載のインクジェット記録方法。
【請求項14】
水性インクを吐出する吐出口、前記吐出口と連通する圧力室、及び、前記圧力室に配置され、かつ、前記吐出口から前記水性インクを吐出するためのエネルギーを発生する吐出素子を有する吐出ユニット、並びに、
前記圧力室に前記水性インクを供給する供給流路、及び、前記圧力室から前記水性インクを回収する回収流路を有する循環ユニットを備える記録ヘッドの前記吐出口から、前記水性インクを吐出して記録媒体に画像を記録するために用いるインクジェット記録装置であって、
前記水性インクが、顔料、及びワックス粒子を含有し、
前記循環ユニットが、さらに、前記供給流路の前記水性インクを前記回収流路に流入させる循環ポンプを有することを特徴とするインクジェット記録装置。
前記圧力室に前記水性インクを供給する供給流路、及び、前記圧力室から前記水性インクを回収する回収流路を有する循環ユニットを備える記録ヘッドの前記吐出口から、前記水性インクを吐出して記録媒体に画像を記録するために用いるインクジェット記録装置であって、
前記水性インクが、顔料、及びワックス粒子を含有し、
前記循環ユニットが、さらに、前記供給流路の前記水性インクを前記回収流路に流入させる循環ポンプを有することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項15】
水性インクを吐出する吐出口、前記吐出口と連通する圧力室、及び、前記圧力室に配置され、かつ、前記吐出口から前記水性インクを吐出するためのエネルギーを発生する吐出素子を有する吐出ユニット、並びに、
前記圧力室に前記水性インクを供給する供給流路、及び、前記圧力室から前記水性インクを回収する回収流路を有する循環ユニットを備える記録ヘッドの前記吐出口から、前記水性インクを吐出して記録媒体に画像を記録するインクジェット記録方法に用いられる、
水性インクであって、
前記水性インクが、顔料、及びワックス粒子を含有し、
前記循環ユニットが、さらに、前記供給流路の前記水性インクを前記回収流路に流入させる循環ポンプを有することを特徴とする水性インク。
前記圧力室に前記水性インクを供給する供給流路、及び、前記圧力室から前記水性インクを回収する回収流路を有する循環ユニットを備える記録ヘッドの前記吐出口から、前記水性インクを吐出して記録媒体に画像を記録するインクジェット記録方法に用いられる、
水性インクであって、
前記水性インクが、顔料、及びワックス粒子を含有し、
前記循環ユニットが、さらに、前記供給流路の前記水性インクを前記回収流路に流入させる循環ポンプを有することを特徴とする水性インク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、インクジェット記録方法、インクジェット記録装置、及び水性インクに関する。
【背景技術】
【0002】
近年、インクジェット記録方法は、ポスターや巨大広告の印刷など、サインアンドディスプレイの分野で使用されることが増えている。この分野では、記録媒体の耐久性やコストなどの観点から、記録媒体として、ポリ塩化ビニルシートやポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）シートなどが用いられることが多い。これらは、記録媒体の記録面に水性インクの吸収層を持たないか、ほぼ持たない記録媒体であり、いわゆる非吸収性の記録媒体（水性インクの吸収性を有しない記録媒体）や低吸収性の記録媒体（水性インクの吸収性が低い記録媒体）と呼ばれる。以下、その表面がインクの吸収性をほぼ持たない記録媒体を、「非～難吸収性の記録媒体」とも記載する。吸収性記録媒体だけではなく、非～難吸収性の記録媒体に画像を記録する際には、従来、溶剤系インクや硬化型インクなどが用いられていた。しかし、環境負荷や臭気などを低減する観点から、水性媒体を用いた水性インクのニーズが高まっている。
【0003】
非～難吸収性の記録媒体に画像を記録して得られる記録物は、カーラッピングや壁面の施工などに用いられることが多い。このため、非～難吸収性の記録媒体に記録される画像に対しては、施工工程に耐えうる耐擦過性を有することが要求される。このような要求に応えるべく、例えば、カラーインクとともに、ワックスを含有する水性のクリアインクを用いて画像を記録する記録方法が提案されている（特許文献１）。
【0004】
ところで、高品位な画像を長時間にわたって安定的に記録すべく、インクの流入流路及び流出流路を有する記録ヘッドと、流出流路から流入流路へとインクを循環させる循環手段と、を備えたインク吐出装置が提案されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２０２１－０２４１５０号公報
【特許文献2】特開２０１８－０７５７５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明者らは、特許文献２で提案された、いわゆるインク循環式のインクジェット記録装置を使用し、ワックスを含有する水性の顔料インクを記録媒体に付与して画像を記録する方法について検討した。「インク循環式」とは、インクタンクから記録ヘッドの吐出口近傍を通過して元のインクタンクへとインクを循環させる方式をいう。検討の結果、インクの間欠吐出安定性と、記録される画像の耐擦過性を両立することが困難であるといった新たな課題が生ずることが判明した。「インクの間欠吐出安定性が不十分」とは、一定時間インクが吐出されない状態が継続した場合に、一部の吐出口からインク中の液体成分が蒸発してしまい、その吐出口からのインクの吐出状態が徐々に不安定になることを意味する。つまり、間欠吐出安定性とは、このような場合であってもインクの吐出が不安定になったり、不吐出が起こったりせず、記録される画像に乱れが生じにくい特性をいう。
【0007】
したがって、本発明の目的は、インクの間欠吐出安定性を高めつつ、耐擦過性に優れた画像を記録することが可能なインクジェット記録方法を提供することにある。また、本発明の別の目的は、このインクジェット記録方法に用いるインクジェット記録装置、及び水性インクを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
すなわち、本発明によれば、水性インクを吐出する吐出口、前記吐出口と連通する圧力室、及び、前記圧力室に配置され、かつ、前記吐出口から前記水性インクを吐出するためのエネルギーを発生する吐出素子を有する吐出ユニット、並びに、前記圧力室に前記水性インクを供給する供給流路、及び、前記圧力室から前記水性インクを回収する回収流路を有する循環ユニットを備える記録ヘッドの前記吐出口から、前記水性インクを吐出して記録媒体に画像を記録するインクジェット記録方法であって、前記水性インクが、顔料、ワックス粒子、及び水溶性有機溶剤を含有し、前記循環ユニットが、さらに、前記供給流路の前記水性インクを前記回収流路に流入させる循環ポンプを有することを特徴とするインクジェット記録方法が提供される。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、インクの間欠吐出安定性を高めつつ、耐擦過性に優れた画像を記録することが可能なインクジェット記録方法を提供することができる。また、本発明によれば、このインクジェット記録方法に用いるインクジェット記録装置、及び水性インクを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】インクジェット記録装置を説明する図である。
【図2】記録ヘッドの分解斜視図である。
【図3】記録ヘッドの縦断面及び吐出モジュールの拡大断面図である。
【図4】循環ユニットの外観概略図である。
【図5】循環経路を示す縦断面図である。
【図6】循環経路を模式的に示すブロック図である。
【図7】圧力調整手段の例を示す断面図である。
【図8】循環ポンプの外観斜視図である。
【図10】記録ヘッド内のインクの流れを説明する図である。
【図11】吐出ユニットにおける循環経路を示した模式図である。
【図12】開口プレート３３０を示した図である。
【図13】吐出素子基板の一例を示した図である。
【図14】吐出ユニットのインク流れを示した断面図である。
【図15】吐出口の近傍の一例を示す断面図である。
【図16】吐出口の近傍の他の例を示す断面図である。
【図17】吐出素子基板の他の例を示した図である。
【図18】記録ヘッドの流路構成を示した図である。
【図19】インクジェット記録装置の本体部と記録ヘッドとの接続状態を示した図である。
【図20】ライン状の記録ヘッドの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下に、好ましい実施の形態を挙げて、さらに本発明を詳細に説明する。本発明においては、化合物が塩である場合は、インク中では塩はイオンに解離して存在しているが、便宜上、「塩を含有する」と表現する。酸化チタンや酸化チタン粒子のことを、単に「顔料」と記載することがある。また、インクジェット用の水性インクのことを、単に「インク」と記載することがある。物性値は、特に断りのない限り、常温（２５℃）における値である。「（メタ）アクリル酸」、「（メタ）アクリレート」と記載した場合は、それぞれ「アクリル酸、メタクリル酸」、「アクリレート、メタクリレート」を意味する。
【0012】
吸収性の記録媒体だけではなく、非～難吸収性の記録媒体に付与される水性のインクに対しては、ラッピングフィルムや壁紙などとしての施工に耐えうる強い耐擦過性を有する画像を記録可能であることが求められる。ワックス粒子を含有させることで、耐擦過性が向上した画像を記録しうるインクが得られることは知られている。本発明者らが検討した結果、画像の耐擦過性を効率よく向上させる観点から、ワックス粒子が画像の表面に存在するようにインクを設計することが好ましいという知見を得た。一般的に、ワックス粒子は疎水性が高く、気液界面に集まりやすい性質を有する。ワックス粒子を含有するインクは、ワックスが気液界面に集まりやすい性質を有するため、記録ヘッドの吐出口におけるメニスカス近傍に留まりやすく、インクの乾燥により間欠吐出安定性が低下しやすいことがわかった。その原因を本発明者らは以下のように考えている。気液界面に集まりやすいワックス粒子は、顔料の疎水性部分と相互作用し、メニスカス近傍に存在する顔料の、インク流路内部への移動（後退）を阻害する。そして、メニスカスからの水分蒸発に伴い、ワックスと顔料が吐出口近傍で固化して付着し、インクの間欠吐出安定性が低下すると考えられる。
【0013】
そこで、本発明者らは、インクの間欠吐出安定性を向上させるべく、特許文献２で提案されたようなインク循環式のインクジェット記録装置を使用し、ワックスを含有する水性インクを吐出して画像を記録することについて検討した。しかし、ワックス粒子は、上述の顔料の後退を阻害しやすいことに加えて、インク流路の内壁面に付着しやすい、インク中で分離しやすい、などの特性を有する。このため、記録ヘッドのインク流路が長くなりやすい、インク循環式のインクジェット記録装置を使用すると、循環されるインクの量が多く、内壁面にワックス粒子が付着していくことで、インク中のワックス粒子の分布にばらつきが生じやすくなることがある。その結果、記録される画像の耐擦過性を安定して向上させることが困難になることが判明した。
【0014】
本発明者らがさらに検討した結果、吐出口と連通する圧力室にインクを供給する供給流路と、圧力室からインクを回収する回収流路と、を有する循環ユニットに、供給流路のインクを回収流路に流入させるように構成されたポンプをさらに設けた。そして、このような循環ユニットを具備する、その内部でインクを循環させる記録ヘッドを備えるインクジェット記録装置を使用し、ワックス粒子を含有する水性の顔料インクを用いて画像を記録するのが有効であることを見出し、本発明に至った。
【0015】
すなわち、本発明のインクジェット記録方法は、以下の特徴を有する。まず、記録ヘッドは、水性インクを吐出する吐出口、吐出口と連通する圧力室、及び、圧力室に配置され、かつ、吐出口から水性インクを吐出するためのエネルギーを発生する吐出素子を有する吐出ユニット、並びに、圧力室に水性インクを供給する供給流路、及び、圧力室から水性インクを回収する回収流路を有する循環ユニットを備える。循環ユニットは、さらに、前記供給流路の前記水性インクを前記回収流路に流入させる循環ポンプを有する。また、水性インクは、顔料、及びワックス粒子を含有する。そして、上記の記録ヘッドの吐出口から上記の水性インクを吐出して画像を記録する。
【0016】
上記の構成によって、インクの間欠吐出安定性及び画像の耐擦過性を向上できるメカニズムを、本発明者らは以下のように推測している。本発明では、吐出口と連通する圧力室にインクを供給する供給流路と、圧力室からインクを回収する回収流路と、を有する循環ユニットに、供給流路のインクを回収流路に流入させるように構成されたポンプをさらに設ける。そして、このような循環ユニットを具備する、その内部でインクを循環させる記録ヘッドを備えるインクジェット記録装置を使用する。このような構成とすることで、記録ヘッドとは別の箇所にポンプを設ける場合とは異なり、インクの循環範囲が記録ヘッド内に実質的に限定されるため、循環されるインクの量をより少なくすることができる。その結果、インクの循環流路内におけるワックスの分離を有効に抑制することが可能であり、インクの間欠吐出安定性と、記録される画像の耐擦過性を両立することができると考えられる。
【0017】
インクは、顔料及びワックス粒子を含有する。ワックス粒子を含有することで、記録媒体に滑り性を付与することができ、耐擦過性を向上することができる。ワックス粒子を含有しないインクであると、間欠吐出安定性は得られる一方で、画像の耐擦過性が得られない。つまり、間欠吐出安定性の課題は、耐擦過性を向上すべくワックス粒子を用いる場合に顕著に生ずる課題である。
【0018】
＜インクジェット記録方法、インクジェット記録装置、及び水性インク＞
本発明のインクジェット記録方法は、インクジェット方式の記録ヘッドから熱エネルギーの作用により水性インクを吐出し、記録媒体に付与して画像を記録する方法である。記録ヘッドは、吐出ユニット及び循環ユニットを備える。吐出ユニットは、水性インクを吐出するための複数の吐出口、吐出口と連通する圧力室、及び、圧力室に配置され、かつ、複数の吐出口から水性インクを吐出するためのエネルギーを発生する吐出素子を有する。
循環ユニットは、吐出ユニットの圧力室に水性インクを供給するための供給流路、及び、吐出ユニットの圧力室から水性インクを回収するための回収流路を有する。また、水性インクは、顔料、及びワックス粒子を含有する。そして、上記循環ユニットは、さらに、供給流路の水性インクを回収流路に流入させるように構成されたポンプを有する。なお、本発明では、活性エネルギー線などを照射して画像を硬化する工程を設ける必要はない。
本発明のインクジェット記録方法は、インクジェット方式の記録ヘッドから熱エネルギーの作用により水性インクを吐出し、記録媒体に付与して画像を記録する方法である。記録ヘッドは、吐出ユニット及び循環ユニットを備える。吐出ユニットは、水性インクを吐出するための複数の吐出口、吐出口と連通する圧力室、及び、圧力室に配置され、かつ、複数の吐出口から水性インクを吐出するためのエネルギーを発生する吐出素子を有する。
循環ユニットは、吐出ユニットの圧力室に水性インクを供給するための供給流路、及び、吐出ユニットの圧力室から水性インクを回収するための回収流路を有する。また、水性インクは、顔料、及びワックス粒子を含有する。そして、上記循環ユニットは、さらに、供給流路の水性インクを回収流路に流入させるように構成されたポンプを有する。なお、本発明では、活性エネルギー線などを照射して画像を硬化する工程を設ける必要はない。
【0019】
また、本発明のインクジェット記録装置は、インクジェット方式の記録ヘッドから熱エネルギーの作用により水性インクを吐出し、記録媒体に付与して画像を記録するインクジェット記録方法に用いる装置である。本発明のインクジェット記録装置は、上記の記録方法に好適に用いられる装置である。
【0020】
本発明の水性インクは、インクジェット方式の記録ヘッドから吐出され、記録媒体に付与されて画像を記録するインクジェット記録方法に用いられる、水性インクであり、上記の記録方法に好適に用いられる水性インクである。
【0021】
以下、本発明のインクジェット記録方法及びインクジェット記録装置（以下、単に「記録方法及び記録装置」とも記す）について詳細に説明する。ここで、以下の好ましい実施の形態では、インクを吐出する吐出素子として、電熱変換素子により気泡を発生させてインクを吐出するサーマル方式を採用した例を用いて説明するが、これに限られない。例えば、圧電素子（ピエゾ）を用いてインクを吐出する吐出方式、又は、他の吐出方式が採用された記録ヘッドにも適用することができる。さらに、以下に説明するポンプ及び圧力調整手段なども、好ましい実施の形態及び図面に記載されている構成に限定されるものではない。
【0022】
（インクジェット記録装置）
図１は、インクジェット記録装置を説明するための図であり、インクジェット記録装置の記録ヘッド及びその周辺の拡大図である。まず、本実施形態におけるインクジェット記録装置５０の概略構成を、図１を参照しつつ説明する。図１（ａ）は、記録ヘッド１を用いるインクジェット記録装置を模式的に示す斜視図である。本実施形態のインクジェット記録装置５０は、シリアル方式の記録ヘッド１を走査しつつ液体としてのインクを吐出して記録媒体Ｐへの記録を行うシリアル型のインクジェット記録装置を構成している。記録ヘッド１は、シリアル方式の記録ヘッドであることが好ましい。
図１は、インクジェット記録装置を説明するための図であり、インクジェット記録装置の記録ヘッド及びその周辺の拡大図である。まず、本実施形態におけるインクジェット記録装置５０の概略構成を、図１を参照しつつ説明する。図１（ａ）は、記録ヘッド１を用いるインクジェット記録装置を模式的に示す斜視図である。本実施形態のインクジェット記録装置５０は、シリアル方式の記録ヘッド１を走査しつつ液体としてのインクを吐出して記録媒体Ｐへの記録を行うシリアル型のインクジェット記録装置を構成している。記録ヘッド１は、シリアル方式の記録ヘッドであることが好ましい。
【0023】
記録ヘッド１は、キャリッジ６０に搭載されている。キャリッジ６０は、ガイド軸５１に沿って主走査方向（Ｘ方向）に沿って往復移動する。記録媒体Ｐは、搬送ローラ５５、５６、５７、５８によって、主走査方向と交差（本例の場合は、直交）する副走査方向（Ｙ方向）に搬送される。なお、以下で参照する各図において、Ｚ方向は鉛直方向を示しており、Ｘ方向及びＹ方向によって規定されるＸ－Ｙ平面と交差（本例の場合は、直交）している。記録ヘッド１は、ユーザによって、キャリッジ６０に対し取り外し及び取り付けが可能に構成されている。
【0024】
記録ヘッド１は、循環ユニット５４と、後述する吐出ユニット３（図２参照）とを含み構成されている。具体的な構成については後述するが、吐出ユニット３には、複数の吐出口と、各吐出口からインクを吐出するための吐出エネルギーを発するエネルギー発生素子（以下、吐出素子と称す）とが設けられている。
【0025】
また、インクジェット記録装置５０には、インクの供給源であるインクタンク２及び外部ポンプ２１が設けられており、インクタンク２に貯留されたインクは、外部ポンプ２１の駆動力によってインク供給チューブ５９を介して循環ユニット５４に供給される。
【0026】
インクジェット記録装置５０は、キャリッジ６０に搭載された記録ヘッド１が主走査方向へと移動しつつインクを吐出して記録を行う記録走査と、記録媒体Ｐを副走査方向へと搬送する搬送動作とを繰り返すことにより、記録媒体Ｐに所定の画像を記録する。つまり、本発明の記録方法は、記録ヘッド１を、記録媒体の搬送方向と交差する方向に往復走査しながら、記録媒体の単位領域に複数回の往復走査で水性インクを吐出して画像を記録することが好ましい。ここで、単位領域とは、１画素や１バンドなどの任意の領域として設定することができる。なお、本実施形態における記録ヘッド１は、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の４種類のインクを吐出可能としており、これらのインクによってフルカラー画像を記録することが可能である。但し、記録ヘッド１から吐出可能とするインクは、上記の４種類のインクに限定されない。他の種類のインクを吐出するための記録ヘッドにも本開示は適用可能である。すなわち、記録ヘッドから吐出するインクの種類及びその数は限定されない。
【0027】
往復走査における記録ヘッドの移動速度（走査速度、インチ／ｓ）は、２５インチ／ｓ以上であることが好ましい。より具体的には、記録を行う際に、記録媒体Ｐに対して記録ヘッドが移動する速度が、２５インチ／ｓ以上であることが好ましい。走査速度は、１００インチ／ｓ以下であることが好ましく、８０インチ／ｓ以下であることがさらに好ましい。走査速度が１００インチ／ｓ超であると、インクの泡立ちが顕著になりやすく、間欠吐出安定性が十分に得られない場合がある。
【0028】
また、インクジェット記録装置５０には記録媒体Ｐの搬送路からＸ方向に外れた位置に、記録ヘッドの吐出口が形成された吐出口面を覆うことが可能なキャップ部材（不図示）が設けられている。キャップ部材は、非記録動作時において記録ヘッド１の吐出口面を覆い、吐出口の乾燥防止や保護、吐出口からのインク吸引動作などに使用される。
【0029】
図１（ａ）に示す記録ヘッド１は、４種類のインクに応じた４つの循環ユニット５４が記録ヘッド１に備えられている例を示しているが、吐出するインクの種類に応じた循環ユニット５４が備えられていればよい。また、同種類のインクに対して複数の循環ユニット５４が備えられていてもよい。すなわち、記録ヘッド１は、１つ以上の循環ユニットを備える構成とすることができる。４種類のインク全てを循環せず、少なくとも１つのインクのみ循環する構成でもよい。
【0030】
図１（ｂ）は、インクジェット記録装置５０の制御系を示すブロック図である。ＣＰＵ１０３は、ＲＯＭ１０１に格納された処理手順などのプログラムに基づいてインクジェット記録装置５０の各部の動作を制御する制御手段としての機能を果す。ＲＡＭ１０２は、ＣＰＵ１０３が処理を実行する際のワークエリアなどとして用いられる。ＣＰＵ１０３は、インクジェット記録装置５０の外部のホスト装置４００からの画像データを受信してヘッドドライバ１Ａを制御し、吐出ユニット３に設けられた吐出素子の駆動を制御する。また、ＣＰＵ１０３は、インクジェット記録装置に設けられた種々のアクチュエータのドライバの制御も行う。例えば、ＣＰＵ１０３は、キャリッジ６０を移動させるためのキャリッジモータ１０５のモータドライバ１０５Ａ、及び、記録媒体Ｐを搬送させるための搬送モータ１０４のモータドライバ１０４Ａなどの制御を行う。さらに、ＣＰＵ１０３は、後述の循環ポンプ５００の駆動を行うポンプドライバ５００Ａ、及び、外部ポンプ２１のポンプドライバ２１Ａなどの制御を行う。なお、図１（ｂ）では、ホスト装置４００からの画像データを受信した処理を行う形態を示しているが、ホスト装置４００からのデータに拠らずにインクジェット記録装置５０で処理が行われてもよい。
【0031】
［記録ヘッドの基本構成］
図２は、本実施形態の記録ヘッド１の分解斜視図である。図３は図２に示す記録ヘッド１のＩＩＩａ－ＩＩＩａ線断面図である。図３（ａ）は記録ヘッド１の全体的な縦断面図、図３（ｂ）は図３（ａ）に示す吐出モジュールの拡大図である。以下、図２及び図３を中心に、図１を適宜参照しつつ、本実施形態における記録ヘッド１の基本構成を説明する。
図２は、本実施形態の記録ヘッド１の分解斜視図である。図３は図２に示す記録ヘッド１のＩＩＩａ－ＩＩＩａ線断面図である。図３（ａ）は記録ヘッド１の全体的な縦断面図、図３（ｂ）は図３（ａ）に示す吐出モジュールの拡大図である。以下、図２及び図３を中心に、図１を適宜参照しつつ、本実施形態における記録ヘッド１の基本構成を説明する。
【0032】
図２に示すように、記録ヘッド１は、循環ユニット５４と、循環ユニット５４から供給されたインクを記録媒体Ｐに吐出するための吐出ユニット３とを含み構成されている。本実施形態における記録ヘッド１は、インクジェット記録装置５０のキャリッジ６０に設けられている不図示の位置決め手段及び電気的接点によってキャリッジ６０に固定支持される。記録ヘッド１は、キャリッジ６０とともに図１に示す主走査方向（Ｘ方向）に移動しながらインクを吐出し、記録媒体Ｐへの記録を行う。
【0033】
インクの供給源となるインクタンク２に接続された外部ポンプ２１には、インク供給チューブ５９が設けられている（図１参照）。このインク供給チューブ５９の先端には、不図示の液体コネクタが設けられている。インクジェット記録装置５０に記録ヘッド１が搭載された際、記録ヘッド１のヘッド筐体５３に設けられた、インクの導入口である液体コネクタ挿入口５３ａに、インク供給チューブ５９の先端に設けられた液体コネクタが気密接続される。これにより、インクタンク２から外部ポンプ２１を経て記録ヘッド１に至るインク供給路が形成される。本実施形態では、４種類のインクを用いるため、インクタンク２、外部ポンプ２１、インク供給チューブ５９、及び循環ユニット５４が、それぞれのインクに対応して４組設けられており、各インクに対応した４本のインク供給路が独立して形成されている。このように、本実施形態のインクジェット記録装置５０には、記録ヘッド１の外部に設けられたインクタンク２からインクが供給されるインク供給系が備えられている。なお、本実施形態のインクジェット記録装置５０には、記録ヘッド１内のインクをインクタンク２に回収するようなインク回収系は備えられていない。したがって、記録ヘッド１には、インクタンク２のインク供給チューブ５９を接続するための液体コネクタ挿入口５３ａは設けられているが、記録ヘッド１のインクをインクタンク２に回収するためのチューブを接続させるコネクタ挿入口は設けられていない。液体コネクタ挿入口５３ａは、インクごとに設けられている。
【0034】
図３において、５４Ｂはブラックインク用の循環ユニットを、５４Ｃはシアンインク用の循環ユニットを、５４Ｍはマゼンタインク用の循環ユニットを、５４Ｙはイエローインク用のインク循環ユニットを、それぞれ示している。各循環ユニットは略同様の構成を有しており、本実施形態において各循環ユニットを特に区別しない場合には、いずれも循環ユニット５４と表記する。
【0035】
図２及び図３（ａ）において、吐出ユニット３は、２つの吐出モジュール３００、第１支持部材４、第２支持部材７、電気配線部材（電気配線テープ）５、及び電気コンタクト基板６を備える。図３（ｂ）に示すように、吐出モジュール３００は、厚さ０．５～１ｍｍのシリコン基板３１０と、シリコン基板３１０の片面に設けられた複数の吐出素子１５とを備えている。本実施形態における吐出素子１５は、インクを吐出するための吐出エネルギーとして熱エネルギーを発生する電気熱変換素子（ヒータ）により構成されている。
各吐出素子１５には、シリコン基板３１０上に成膜技術によって形成された電気配線を介して電力が供給される。
各吐出素子１５には、シリコン基板３１０上に成膜技術によって形成された電気配線を介して電力が供給される。
【0036】
また、シリコン基板３１０の表面（図３（ｂ）において下面）には、吐出口形成部材３２０が形成されている。吐出口形成部材３２０には、複数の吐出素子１５に対応する複数の圧力室１２と、インクを吐出する複数の吐出口１３とがフォトリソグラフィ技術によってそれぞれ形成されている。さらに、シリコン基板３１０には、共通供給流路１８と共通回収流路１９とが形成されている。また、シリコン基板３１０には、共通供給流路１８と各圧力室１２とを連通する供給接続流路３２３と、共通回収流路１９と各圧力室１２とを連通する回収接続流路３２４が形成されている。本実施形態では、１つの吐出モジュール３００が、２種類のインクの吐出を行うように構成されている。すなわち、図３（ａ）に示す２つの吐出モジュールのうち、図中の左側に位置する吐出モジュール３００は、ブラックインクとシアンインクの吐出を行い、図中の右側に位置する吐出モジュール３００は、マゼンタインクとイエローインクの吐出を行う。なお、この組み合わせは一例であり、インクの組み合わせはいずれであってもよい。１つの吐出モジュールが１種類のインクを吐出する構成でもよいし、３種類以上のインクを吐出する構成としてもよい。２つの吐出モジュール３００が同じ種類数のインクを吐出するものでなくてもよい。１つの吐出モジュール３００が備えられる構成としてもよいし、３つ以上の吐出モジュール３００が備えらえる構成としてもよい。さらに、図３に示す例では、１色のインクに対して、Ｙ方向に延在する２つの吐出口列が形成されている。各吐出口列を構成する複数の吐出口１３のそれぞれに対し、圧力室１２、共通供給流路１８及び共通回収流路１９がそれぞれ形成されている。
【0037】
シリコン基板３１０の裏面（図３（ｂ）において上面）側には、後述するインク供給口及びインク回収口が形成されている。インク供給口は複数の共通供給流路１８にインク供給流路４８からインクを供給し、インク回収口は複数の共通回収流路１９からインク回収流路４９にインクを回収する。
【0038】
ここでいうインク供給口及びインク回収口は、後述する順方向のインク循環時においてインクの供給及び回収を行う開口を指す。すなわち、順方向へのインク循環時にはインク供給口から各共通供給流路１８にインクが供給されるとともに、各共通回収流路１９からインク回収口へとインクが回収される。但し、逆方向へインクを流すインク循環を行う場合もある。この場合には、上記で説明したインク回収口から共通回収流路１９にインクが供給されるとともに、共通供給流路１８からインク供給口へとインクが回収されることになる。
【0039】
図３（ａ）に示すように、吐出モジュール３００は、その裏面（図３（ａ）における上面）が、第１支持部材４の一方の面（図３（ａ）において下面）に接着固定されている。
第１支持部材４には、その一方の面から他方の面に亘って貫通するインク供給流路４８とインク回収流路４９とが形成されている。インク供給流路４８の一方の開口はシリコン基板３１０における前述のインク供給口に、インク回収流路４９の一方の開口はシリコン基板３１０における前述のインク回収口に、それぞれ連通している。なお、インク供給流路４８及びインク回収流路４９は、インクの種類ごとに独立して設けられている。
第１支持部材４には、その一方の面から他方の面に亘って貫通するインク供給流路４８とインク回収流路４９とが形成されている。インク供給流路４８の一方の開口はシリコン基板３１０における前述のインク供給口に、インク回収流路４９の一方の開口はシリコン基板３１０における前述のインク回収口に、それぞれ連通している。なお、インク供給流路４８及びインク回収流路４９は、インクの種類ごとに独立して設けられている。
【0040】
また、第１支持部材４の一方の面（図３（ａ）における上面）には、吐出モジュール３００を挿通させる開口７ａ（図２参照）を有する第２支持部材７が接着固定されている。
第２支持部材７には、吐出モジュール３００に対して電気的に接続される電気配線部材５が保持されている。電気配線部材５は、インクを吐出するための電気信号を吐出モジュール３００に印加するための部材である。吐出モジュール３００と電気配線部材５との電気接続部分は、封止材（不図示）により封止され、インクによる腐食や外的衝撃から保護されている。
第２支持部材７には、吐出モジュール３００に対して電気的に接続される電気配線部材５が保持されている。電気配線部材５は、インクを吐出するための電気信号を吐出モジュール３００に印加するための部材である。吐出モジュール３００と電気配線部材５との電気接続部分は、封止材（不図示）により封止され、インクによる腐食や外的衝撃から保護されている。
【0041】
また、電気配線部材５の端部５ａ（図２参照）には、不図示の異方性導電フィルムを用いて電気コンタクト基板６が熱圧着され、電気配線部材５と電気コンタクト基板６とは電気的に接続されている。電気コンタクト基板６は、インクジェット記録装置５０からの電気信号を受け取るための外部信号入力端子（不図示）を有している。
【0042】
さらに、第１支持部材４と循環ユニット５４との間にはジョイント部材８（図３（ａ））が設けられている。ジョイント部材８には、供給口８８と回収口８９とがインクの種類ごとに形成されている。供給口８８及び回収口８９は、第１支持部材４のインク供給流路４８及びインク回収流路４９と循環ユニット５４に形成される流路とを連通させる。なお、図３（ａ）において、供給口８８Ｂ及び回収口８９Ｂはブラックインクに対応し、供給口８８Ｃ及び回収口８９Ｃはシアンインクに対応する。また、供給口８８Ｍ及び回収口８９Ｍはマゼンタインクに対応し、供給口８８Ｙ及び回収口８９Ｙはイエローインクに対応している。
【0043】
第１支持部材４のインク供給流路４８及びインク回収流路４９のそれぞれの一端部の開口は、シリコン基板３１０におけるインク供給口及びインク回収口に合わせた小さな開口面積を有している。これに対し、第１支持部材４のインク供給流路４８及びインク回収流路４９のそれぞれの他端部の開口は、循環ユニット５４の流路に合わせて形成されたジョイント部材８の大きな開口面積と同一の開口面積にまで拡大させた形状を有している。このような構成を採ることにより、各回収流路から集められたインクに対する流路抵抗の上昇を抑制することができる。但し、インク供給流路４８及びインク回収流路４９のそれぞれの一端部及び他端部の開口の形状は、上記の例に限定されない。
【0044】
上記構成を有する記録ヘッド１において、循環ユニット５４に供給されたインクは、ジョイント部材８の供給口８８及び第１支持部材４のインク供給流路４８を経て、吐出モジュール３００のインク供給口から共通供給流路１８に流入する。続いてインクは共通供給流路１８から供給接続流路３２３を介して圧力室１２に流入し、圧力室内に流入したインクの一部は、吐出素子１５の駆動によって吐出口１３から吐出される。吐出されなかった残りのインクは、圧力室１２から回収接続流路３２４、共通回収流路１９を経てインク回収口から第１支持部材４のインク回収流路４９に流入する。そして、インク回収流路４９に流入したインクは、ジョイント部材８の回収口８９を経て循環ユニット５４へと流入し、回収される。
【0045】
［循環ユニットの構成要素］
図４は、本実施形態の記録装置に適用される１種類のインクに対応する１つの循環ユニット５４の外観概略図である。循環ユニット５４は、循環ポンプ５００の他に、フィルタ１１０、第１圧力調整手段１２０、第２圧力調整手段１５０、を有していることが好ましい。これらの構成要素は、図５及び図６に示すように各流路によって接続され、記録ヘッド１内において、吐出モジュール３００に対してインクの供給及び回収を行う循環経路を構成している。記録ヘッド１は、回収流路のインクを供給流路に流入させる循環ポンプ５００を有する。つまり、キャリッジ６０上に循環ポンプを有する記録ヘッド１が固定支持されている。
図４は、本実施形態の記録装置に適用される１種類のインクに対応する１つの循環ユニット５４の外観概略図である。循環ユニット５４は、循環ポンプ５００の他に、フィルタ１１０、第１圧力調整手段１２０、第２圧力調整手段１５０、を有していることが好ましい。これらの構成要素は、図５及び図６に示すように各流路によって接続され、記録ヘッド１内において、吐出モジュール３００に対してインクの供給及び回収を行う循環経路を構成している。記録ヘッド１は、回収流路のインクを供給流路に流入させる循環ポンプ５００を有する。つまり、キャリッジ６０上に循環ポンプを有する記録ヘッド１が固定支持されている。
【0046】
［記録ヘッド内の循環経路］
図５は、記録ヘッド１内に構成される１種類のインク（１色のインク）の循環経路を模式的に示す縦断面図である。循環経路をより明確に説明するため、図５における各構成（第１圧力調整手段１２０、第２圧力調整手段１５０、循環ポンプ５００など）の相対位置は簡略化している。そのため各構成の相対位置は後述する図１９の構成とは異なる。また、図６は、図５に示した循環経路を模式的に示すブロック図である。図５及び図６に示すように、第１圧力調整手段１２０は、第１バルブ室１２１及び第１圧力制御室１２２を備えている。第２圧力調整手段１５０は、第２バルブ室１５１及び第２圧力制御室１５２を備えている。第１圧力調整手段１２０は、第２圧力調整手段１５０よりも相対的に制御圧力が高くなるように構成されている。本実施形態では、この二つの圧力調整手段１２０、１５０を用いることで、循環経路内において一定の圧力範囲での循環を実現している。また、第１圧力調整手段１２０と第２圧力調整手段１５０との圧力差に応じた流量で圧力室１２（吐出素子１５）をインクが流れるように構成されている。以下、図５及び図６を参照しつつ、記録ヘッド１における循環経路及び循環経路内におけるインクの流れを説明する。各図中の矢印はインクの流れる方向を示している。
図５は、記録ヘッド１内に構成される１種類のインク（１色のインク）の循環経路を模式的に示す縦断面図である。循環経路をより明確に説明するため、図５における各構成（第１圧力調整手段１２０、第２圧力調整手段１５０、循環ポンプ５００など）の相対位置は簡略化している。そのため各構成の相対位置は後述する図１９の構成とは異なる。また、図６は、図５に示した循環経路を模式的に示すブロック図である。図５及び図６に示すように、第１圧力調整手段１２０は、第１バルブ室１２１及び第１圧力制御室１２２を備えている。第２圧力調整手段１５０は、第２バルブ室１５１及び第２圧力制御室１５２を備えている。第１圧力調整手段１２０は、第２圧力調整手段１５０よりも相対的に制御圧力が高くなるように構成されている。本実施形態では、この二つの圧力調整手段１２０、１５０を用いることで、循環経路内において一定の圧力範囲での循環を実現している。また、第１圧力調整手段１２０と第２圧力調整手段１５０との圧力差に応じた流量で圧力室１２（吐出素子１５）をインクが流れるように構成されている。以下、図５及び図６を参照しつつ、記録ヘッド１における循環経路及び循環経路内におけるインクの流れを説明する。各図中の矢印はインクの流れる方向を示している。
【0047】
まず、記録ヘッド１における各構成要素の接続状態を説明する。記録ヘッド１の外部に設けられたインクタンク２（図６）に収容されたインクを記録ヘッド１へ送る外部ポンプ２１は、インク供給チューブ５９（図１）を介して循環ユニット５４と接続されている。
循環ユニット５４の上流側に位置するインク流路（流入流路）にはフィルタ１１０が設けられている。フィルタ１１０の下流側に位置するインク供給路（流入流路）は、第１圧力調整手段１２０の第１バルブ室１２１に接続されている。第１バルブ室１２１は、図５に示す第１バルブ１９０Ａにより開閉可能な第１連通口１９１Ａを介して第１圧力制御室１２２に連通している。流入流路とは、記録ヘッド１の外部に設けられたインクタンク２内のインクを、圧力室１２に供給するために記録ヘッド１に流入する流路である。
循環ユニット５４の上流側に位置するインク流路（流入流路）にはフィルタ１１０が設けられている。フィルタ１１０の下流側に位置するインク供給路（流入流路）は、第１圧力調整手段１２０の第１バルブ室１２１に接続されている。第１バルブ室１２１は、図５に示す第１バルブ１９０Ａにより開閉可能な第１連通口１９１Ａを介して第１圧力制御室１２２に連通している。流入流路とは、記録ヘッド１の外部に設けられたインクタンク２内のインクを、圧力室１２に供給するために記録ヘッド１に流入する流路である。
【0048】
第１圧力制御室１２２は、供給流路１３０、バイパス流路１６０、及び循環ポンプ５００のポンプ出口流路１８０に接続されている。供給流路１３０は、吐出モジュール３００に設けられた前述のインク供給口を介して共通供給流路１８に接続されている。また、バイパス流路１６０は、第２圧力調整手段１５０に設けられた第２バルブ室１５１に接続されている。第２バルブ室１５１は、図５に示す第２バルブ１９０Ｂによって開閉する第２連通口１９１Ｂを介して第２圧力制御室１５２に連通している。図５及び図６では、バイパス流路１６０の一端を第１圧力調整手段１２０の第１圧力制御室１２２に接続し、且つバイパス流路１６０の他端を第２圧力調整手段１５０の第２バルブ室１５１に接続した例を示している。バイパス流路１６０の一端を供給流路１３０に接続し、バイパス流路の他端を第２バルブ室１５１に接続してもよい。
【0049】
第２圧力制御室１５２は、回収流路１４０に接続されている。回収流路１４０は、吐出モジュール３００に設けられた前述のインク回収口を介して共通回収流路１９に接続されている。さらに、第２圧力制御室１５２は、ポンプ入口流路１７０を介して循環ポンプ５００に接続されている。図５において、１７０ａはポンプ入口流路１７０の流入口を示している。
【0050】
次に、上記構成を有する記録ヘッド１におけるインクの流れについて説明する。図６に示すように、インクタンク２に収容されているインクは、インクジェット記録装置５０に設けられた外部ポンプ２１によって加圧され、正圧のインク流となって記録ヘッド１の循環ユニット５４に供給される。
【0051】
循環ユニット５４に供給されたインクは、フィルタ１１０を通過することにより塵埃などの異物や気泡が除去された後、第１圧力調整手段１２０に設けられた第１バルブ室１２１に流入する。フィルタ１１０を通過する際の圧力損失によってインクの圧力は低下するが、この段階でのインクの圧力は正圧の状態にある。その後、第１バルブ室１２１に流入したインクは、第１バルブ１９０Ａが開状態にあるとき、第１連通口１９１Ａを通過して第１圧力制御室１２２に流入する。第１連通口１９１Ａを通過する際の圧力損失によって、第１圧力制御室１２２に流入したインクは、正圧から負圧へと切り替わる。
【0052】
ここで、フィルタ１１０のポアサイズ（μｍ）は、１μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましい。ポアサイズが１μｍ未満になると、インク中の色材などの粒子径が１μｍ以下の粒子も捕集されることになり、インクの安定的な供給が十分に維持できない場合がある。その結果、間欠吐出安定性が十分に得られない場合がある。一方、ポアサイズが１０μｍ超であると、インク中の粗大粒子などの不純物を除去することが困難となる。その結果、インク流路内に上記の不純物が侵入しやすくなり、間欠吐出安定性が十分に得られない場合がある。
【0053】
次に、循環経路内におけるインクの流れを説明する。循環ポンプ５００は、その上流側となるポンプ入口流路１７０から吸引したインクを下流側となるポンプ出口流路１８０へとインクを送り出すように動作する。したがって、ポンプが駆動されることにより、第１圧力制御室１２２に供給されたインクは、ポンプ出口流路１８０から送液されたインクとともに、供給流路１３０及びバイパス流路１６０に流入する。詳細は後述するが、本実施形態では送液可能な循環ポンプとして、ダイヤフラムに貼り付けた圧電素子を駆動源とする圧電ダイヤフラムポンプを用いている。圧電ダイヤフラムポンプは、圧電素子に駆動電圧を入力することでポンプ室内の容積を変化させ、圧力変動によって２つの逆止弁が交互に動くことにより送液を行うポンプである。
【0054】
供給流路１３０に流入したインクは、吐出モジュール３００のインク供給口から共通供給流路１８を介して圧力室１２に流入し、その一部のインクは吐出素子１５の駆動（発熱）によって吐出口１３から吐出される。また、吐出に使用されなかった残りのインクは、圧力室１２を流動し、共通回収流路１９を通過した後、吐出モジュール３００に接続されている回収流路１４０に流入する。回収流路１４０に流入したインクは、第２圧力調整手段１５０の第２圧力制御室１５２に流入する。
【0055】
一方、第１圧力制御室１２２からバイパス流路１６０に流入したインクは、第２バルブ室１５１に流入した後、第２連通口１９１Ｂを通過して第２圧力制御室１５２に流入する。バイパス流路１６０を経由して第２圧力制御室１５２に流入したインクと回収流路１４０から回収されたインクとは、循環ポンプ５００の駆動によってポンプ入口流路１７０を経て循環ポンプ５００内に吸引される。そして、循環ポンプ５００内に吸引されたインクは、ポンプ出口流路１８０へと送られ、第１圧力制御室１２２に再び流入する。以降では、第１圧力制御室１２２から供給流路１３０を介して吐出モジュール３００を経て第２圧力制御室１５２に流入したインクと、バイパス流路１６０を介して第２圧力制御室１５２に流入したインクとが、循環ポンプ５００に流入する。そして、循環ポンプ５００から第１圧力制御室１２２に送られる。このようにして循環経路内でのインクの循環が行われることになる。
【0056】
以上のように、本実施形態では、循環ポンプ５００によって、記録ヘッド１内に形成した循環経路に沿ってインクを循環させることが可能になる。このため、吐出モジュール３００内でのインクの増粘や色材などのインクの沈降成分（固体の成分）の堆積を抑制することが可能となり、吐出モジュール３００におけるインクの流動性及び吐出口における吐出特性を良好な状態に保つことが可能になる。
【0057】
本実施形態における循環経路は、記録ヘッド１内で完結する構成を採るため、上述の通り、記録ヘッドの外部に設けられたインクタンク２と記録ヘッド１との間でインクの循環を行う場合に比べ、循環経路長を大幅に短縮することができる。このため、インクの循環を小型な循環ポンプで行うことが可能になる。
【0058】
さらに、記録ヘッド１とインクタンク２との接続流路としては、インクを供給する流路のみを備える構成となっている。すなわち、記録ヘッド１からインクタンク２へとインクを回収するための流路を不要とする構成を採る。このため、インクタンク２と記録ヘッド１との接続にはインク供給用のチューブのみを設ければよく、インク回収用のチューブを設ける必要はない。したがって、インクジェット記録装置５０の内部を、チューブの本数が削減された簡潔な構成とすることができ、装置全体の小型化を実現することができる。
さらに、チューブの本数が削減されることにより、記録ヘッド１の主走査に伴うチューブの揺動に起因するインクの圧力変動を軽減することが可能になる。また、記録ヘッド１の主走査時におけるチューブの揺動は、キャリッジ６０を駆動するキャリッジモータの駆動負荷となる。このため、チューブの本数削減によってキャリッジモータの駆動負荷が低減され、キャリッジモータなどを含む主走査機構の簡略化を図ることが可能になる。さらに、記録ヘッドからインクタンクへのインクの回収が不要となるため、外部ポンプ２１の小型化も可能となる。このように、本実施形態によれば、インクジェット記録装置５０の小型化及びコスト低減を実現することができる。
さらに、チューブの本数が削減されることにより、記録ヘッド１の主走査に伴うチューブの揺動に起因するインクの圧力変動を軽減することが可能になる。また、記録ヘッド１の主走査時におけるチューブの揺動は、キャリッジ６０を駆動するキャリッジモータの駆動負荷となる。このため、チューブの本数削減によってキャリッジモータの駆動負荷が低減され、キャリッジモータなどを含む主走査機構の簡略化を図ることが可能になる。さらに、記録ヘッドからインクタンクへのインクの回収が不要となるため、外部ポンプ２１の小型化も可能となる。このように、本実施形態によれば、インクジェット記録装置５０の小型化及びコスト低減を実現することができる。
【0059】
［圧力調整手段］
図７は、圧力調整手段の例を示す図である。図７を参照して、上述の記録ヘッド１に内蔵される圧力調整手段（第１圧力調整手段１２０、第２圧力調整手段１５０）の構成及び作用を、より詳細に説明する。第１圧力調整手段１２０と第２圧力調整手段１５０とは、実質的に同一の構成を有している。このため、以下では、第１圧力調整手段１２０を例に採り説明し、第２圧力調整手段１５０については、図７において第１圧力調整手段に対応する部分の符号を併記するにとどめる。第２圧力調整手段１５０の場合には、以下で説明する第１バルブ室１２１を第２バルブ室１５１と読み替え、第１圧力制御室１２２を第２圧力制御室１５２と読み替えることとする。
図７は、圧力調整手段の例を示す図である。図７を参照して、上述の記録ヘッド１に内蔵される圧力調整手段（第１圧力調整手段１２０、第２圧力調整手段１５０）の構成及び作用を、より詳細に説明する。第１圧力調整手段１２０と第２圧力調整手段１５０とは、実質的に同一の構成を有している。このため、以下では、第１圧力調整手段１２０を例に採り説明し、第２圧力調整手段１５０については、図７において第１圧力調整手段に対応する部分の符号を併記するにとどめる。第２圧力調整手段１５０の場合には、以下で説明する第１バルブ室１２１を第２バルブ室１５１と読み替え、第１圧力制御室１２２を第２圧力制御室１５２と読み替えることとする。
【0060】
第１圧力調整手段１２０は、円筒状の筐体１２５内に形成された第１バルブ室１２１と第１圧力制御室１２２とを有する。第１バルブ室１２１と第１圧力制御室１２２とは、円筒状の筐体１２５内に設けられた隔壁１２３によって隔てられている。但し、第１バルブ室１２１は、隔壁１２３に形成された連通口１９１を介して第１圧力制御室１２２に連通している。第１バルブ室１２１には、連通口１９１における第１バルブ室１２１と第１圧力制御室１２２との連通及び遮断を切り替えるバルブ１９０が設けられている。バルブ１９０は、バルブばね２００によって、連通口１９１に対向する位置に保持されており、バルブばね２００の付勢力によって隔壁１２３と密接可能な構成を有している。バルブ１９０が隔壁１２３に密接することにより、連通口１９１におけるインクの流通は遮断される。隔壁１２３との密接性を高めるため、バルブ１９０の隔壁１２３との接触部分は弾性部材によって形成されることが好ましい。また、バルブ１９０の中央部には連通口１９１に挿通されるバルブシャフト１９０ａが突設されている。このバルブシャフト１９０ａをバルブばね２００の付勢力に抗して押圧することにより、バルブ１９０は隔壁１２３から離間し、連通口１９１におけるインクの流通が可能になる。以下、バルブ１９０によって連通口１９１におけるインクの流通が遮断される状態を「閉状態」、連通口１９１におけるインクの流通が可能な状態を「開状態」と称す。
【0061】
円筒状の筐体１２５の開口部は、可撓性部材２３０と圧力板２１０とにより閉塞されている。この可撓性部材２３０と、圧力板２１０と、筐体１２５の周壁と、隔壁１２３とにより、第１圧力制御室１２２が形成されている。圧力板２１０は、可撓性部材２３０の変位に伴って変位可能に構成されている。圧力板２１０及び可撓性部材２３０の材質は、特に限定されないが、例えば、圧力板２１０を樹脂成形部品で構成し、可撓性部材２３０を樹脂フィルムで構成することが可能である。この場合、圧力板２１０は可撓性部材２３０に熱溶着によって固定することができる。
【0062】
圧力板２１０と隔壁１２３との間には、圧力調整ばね２２０（付勢部材）が設けられている。圧力調整ばね２２０の付勢力によって、圧力板２１０及び可撓性部材２３０は、図７（ａ）に示すように、第１圧力制御室１２２の内容積が広がる方向に付勢されている。
また、第１圧力制御室１２２内の圧力が減少すると、圧力板２１０及び可撓性部材２３０は、圧力調整ばね２２０の圧力に抗して、第１圧力制御室１２２の内容積が減少する方向に変位する。そして、第１圧力制御室１２２の内容積が一定量まで減少すると、圧力板２１０がバルブ１９０のバルブシャフト１９０ａに当接する。その後、さらに第１圧力制御室１２２の内容積が減少すると、バルブばね２００の付勢力に抗してバルブシャフト１９０ａとともにバルブ１９０が移動し、隔壁１２３から離間する。これにより、連通口１９１が開状態（図７（ｂ）の状態）となる。
また、第１圧力制御室１２２内の圧力が減少すると、圧力板２１０及び可撓性部材２３０は、圧力調整ばね２２０の圧力に抗して、第１圧力制御室１２２の内容積が減少する方向に変位する。そして、第１圧力制御室１２２の内容積が一定量まで減少すると、圧力板２１０がバルブ１９０のバルブシャフト１９０ａに当接する。その後、さらに第１圧力制御室１２２の内容積が減少すると、バルブばね２００の付勢力に抗してバルブシャフト１９０ａとともにバルブ１９０が移動し、隔壁１２３から離間する。これにより、連通口１９１が開状態（図７（ｂ）の状態）となる。
【0063】
本実施形態では、連通口１９１が開状態となったときの第１バルブ室１２１の圧力を第１圧力制御室１２２の圧力よりも高くなるように、循環経路内における接続設定をする。
これにより、連通口１９１が開状態となると、第１バルブ室１２１から第１圧力制御室１２２へとインクが流入する。このインク流入により、第１圧力制御室１２２の内容積が増加する方向へ可撓性部材２３０及び圧力板２１０が変位する。その結果、圧力板２１０がバルブ１９０のバルブシャフト１９０ａから離間し、バルブ１９０はバルブばね２００の付勢力によって隔壁１２３に密接し、連通口１９１は閉状態（図７（ｃ）の状態）となる。
これにより、連通口１９１が開状態となると、第１バルブ室１２１から第１圧力制御室１２２へとインクが流入する。このインク流入により、第１圧力制御室１２２の内容積が増加する方向へ可撓性部材２３０及び圧力板２１０が変位する。その結果、圧力板２１０がバルブ１９０のバルブシャフト１９０ａから離間し、バルブ１９０はバルブばね２００の付勢力によって隔壁１２３に密接し、連通口１９１は閉状態（図７（ｃ）の状態）となる。
【0064】
このように、本実施形態における第１圧力調整手段１２０では、第１圧力制御室１２２内の圧力が一定圧力以下まで減少すると（例えば負圧が強くなると）、第１バルブ室１２１から連通口１９１を介してインクが流入する。これにより、第１圧力制御室１２２の圧力がそれ以上減少しないように構成されている。したがって、第１圧力制御室１２２は一定範囲内の圧力に保たれるよう制御される。
【0065】
次に、第１圧力制御室１２２の圧力についてより詳細に説明する。前述のように第１圧力制御室１２２の圧力に応じて可撓性部材２３０及び圧力板２１０が変位し、圧力板２１０がバルブシャフト１９０ａに当接して連通口１９１が開状態となった状態（図７（ｂ）の状態）を考える。このとき、圧力板２１０に働く力の関係は、次の式１によって表される。
【0066】
Ｐ２×Ｓ２＋Ｆ２＋（Ｐ１－Ｐ２）×Ｓ１＋Ｆ１＝０・・・式１
【0067】
さらに、式１をＰ２について整理すると、以下のようになる。
Ｐ２＝－（Ｆ１＋Ｆ２＋Ｐ１×Ｓ１）／（Ｓ２－Ｓ１）・・・式２
Ｐ１：第１バルブ室１２１の圧力（ゲージ圧）
Ｐ２：第１圧力制御室１２２の圧力（ゲージ圧）
Ｆ１：バルブばね２００のばね力
Ｆ２：圧力調整ばね２２０のばね力
Ｓ１：バルブ１９０の受圧面積
Ｓ２：圧力板２１０の受圧面積
Ｐ２＝－（Ｆ１＋Ｆ２＋Ｐ１×Ｓ１）／（Ｓ２－Ｓ１）・・・式２
Ｐ１：第１バルブ室１２１の圧力（ゲージ圧）
Ｐ２：第１圧力制御室１２２の圧力（ゲージ圧）
Ｆ１：バルブばね２００のばね力
Ｆ２：圧力調整ばね２２０のばね力
Ｓ１：バルブ１９０の受圧面積
Ｓ２：圧力板２１０の受圧面積
【0068】
ここで、バルブばね２００のばね力Ｆ１及び圧力調整ばね２２０のばね力Ｆ２は、バルブ１９０及び圧力板２１０を押す方向を正（図７において左方向）とする。また、第１バルブ室１２１の圧力Ｐ１及び第１圧力制御室１２２の圧力Ｐ２に関し、Ｐ１が、Ｐ１≧Ｐ２の関係となるように構成する。
【0069】
連通口１９１が開状態となるときの第１圧力制御室１２２の圧力Ｐ２は、式２によって決定され、連通口１９１が開状態となると、Ｐ１≧Ｐ２の関係に構成したことにより、第１バルブ室１２１から第１圧力制御室１２２へインクが流入する。その結果、第１圧力制御室１２２の圧力Ｐ２はそれ以上減少せず、Ｐ２は一定範囲内の圧力に保たれる。
【0070】
一方、図７（ｃ）に示すように、圧力板２１０がバルブシャフト１９０ａと非当接状態となり、連通口１９１が閉状態となったときの圧力板２１０に働く力の関係は、式３のようになる。
【0071】
Ｐ３×Ｓ３＋Ｆ３＝０・・・式３
【0072】
ここで、式３をＰ３について整理すると以下のようになる。
Ｐ３＝－Ｆ３／Ｓ３・・・式４
Ｆ３：圧力板２１０とバルブシャフト１９０ａとが非当接状態にあるときの圧力調整ばね２２０のばね力
Ｐ３：圧力板２１０とバルブシャフト１９０ａとが非当接状態にあるときの第１圧力制御室１２２の圧力（ゲージ圧）
Ｓ３：圧力板２１０とバルブ１９０が非当接状態にあるときの圧力板２１０の受圧面積
Ｐ３＝－Ｆ３／Ｓ３・・・式４
Ｆ３：圧力板２１０とバルブシャフト１９０ａとが非当接状態にあるときの圧力調整ばね２２０のばね力
Ｐ３：圧力板２１０とバルブシャフト１９０ａとが非当接状態にあるときの第１圧力制御室１２２の圧力（ゲージ圧）
Ｓ３：圧力板２１０とバルブ１９０が非当接状態にあるときの圧力板２１０の受圧面積
【0073】
ここで図７（ｃ）では、圧力板２１０及び可撓性部材２３０が変位可能な限界まで図右方向へ変位した状態を表している。圧力板２１０及び可撓性部材２３０が図７（ｃ）の状態へと変位する間の変位量に応じて、第１圧力制御室１２２の圧力Ｐ３、圧力調整ばね２２０のばね力Ｆ３、圧力板２１０の受圧面積Ｓ３は変化する。具体的には、図７（ｃ）よりも圧力板２１０及び可撓性部材２３０が図７において右方向にあるとき、圧力板２１０の受圧面積Ｓ３は小さくなり、圧力調整ばね２２０のばね力Ｆ３は大きくなる。その結果、式４の関係により第１圧力制御室１２２の圧力Ｐ３は小さくなる。したがって、式２及び式４により、図７（ｂ）の状態から図７（ｃ）の状態になるまでの間に、第１圧力制御室１２２の圧力は徐々に上昇していく（つまり、負圧が弱くなり、正圧側に近づく値になる）。すなわち、連通口１９１が開状態となっている状態から、圧力板２１０及び可撓性部材２３０が左方向に徐々に変位していき、最終的に第１圧力制御室１２２の内容積が変位可能な限界に達するまでの間に、第１圧力制御室の圧力は徐々に上昇していく。つまり、負圧が弱まっていくことになる。
【0074】
【0075】
図８は、循環ポンプ５００の外観斜視図である。図８（ａ）は循環ポンプ５００の正面側を示す外観斜視図、図８（ｂ）は循環ポンプ５００の背面側を示す外観斜視図である。
循環ポンプ５００の外殻は、ポンプ筐体５０５と、ポンプ筐体５０５に固定されたカバー５０７とにより構成されている。ポンプ筐体５０５は、筐体部本体５０５ａと、筐体部本体５０５ａの外面に接着固定された流路接続部材５０５ｂとにより構成されている。筐体部本体５０５ａと流路接続部材５０５ｂとのそれぞれには、互いに連通する一対の貫通孔が異なる２つの位置に設けられている。一方の位置に設けられた一対の貫通孔はポンプ供給孔５０１を形成し、他方の位置に設けられた一対の貫通孔はポンプ排出孔５０２を形成している。ポンプ供給孔５０１は、第２圧力制御室１５２に接続されたポンプ入口流路１７０に接続され、ポンプ排出孔５０２は、第１圧力制御室１２２に接続されたポンプ出口流路１８０に接続されている。ポンプ供給孔５０１から供給されたインクは、後述のポンプ室５０３（図９参照）を通過してポンプ排出孔５０２から排出される。
循環ポンプ５００の外殻は、ポンプ筐体５０５と、ポンプ筐体５０５に固定されたカバー５０７とにより構成されている。ポンプ筐体５０５は、筐体部本体５０５ａと、筐体部本体５０５ａの外面に接着固定された流路接続部材５０５ｂとにより構成されている。筐体部本体５０５ａと流路接続部材５０５ｂとのそれぞれには、互いに連通する一対の貫通孔が異なる２つの位置に設けられている。一方の位置に設けられた一対の貫通孔はポンプ供給孔５０１を形成し、他方の位置に設けられた一対の貫通孔はポンプ排出孔５０２を形成している。ポンプ供給孔５０１は、第２圧力制御室１５２に接続されたポンプ入口流路１７０に接続され、ポンプ排出孔５０２は、第１圧力制御室１２２に接続されたポンプ出口流路１８０に接続されている。ポンプ供給孔５０１から供給されたインクは、後述のポンプ室５０３（図９参照）を通過してポンプ排出孔５０２から排出される。
【0076】
図９は、図８（ａ）に示した循環ポンプ５００のＩＸ－ＩＸ線断面図である。ポンプ筐体５０５の内面にはダイヤフラム５０６が接合されており、このダイヤフラム５０６とポンプ筐体５０５の内面に形成された凹部との間にポンプ室５０３が形成されている。ポンプ室５０３は、ポンプ筐体５０５に形成されたポンプ供給孔５０１及びポンプ排出孔５０２に連通している。また、ポンプ供給孔５０１の中間部分には、逆止弁５０４ａが設けられ、ポンプ排出孔５０２の中間部分には、逆止弁５０４ｂが設けられている。具体的には、逆止弁５０４ａは、その一部がポンプ供給孔５０１の中間部分に形成されている空間５１２ａにおいて図中の左方へと移動しうるように配置されている。また、逆止弁５０４ｂは、その一部がポンプ排出孔５０２の中間部分に形成されている空間５１２ｂにおいて図中の右方へと移動しうるように配置されている。
【0077】
ダイヤフラム５０６が変位してポンプ室５０３の容積が増加することでポンプ室５０３が減圧されると、逆止弁５０４ａは空間５１２ａ内のポンプ供給孔５０１の開口から離間する（つまり、図中の左方へと移動する）。逆止弁５０４ａが空間５１２ａ内のポンプ供給孔５０１の開口から離間することで、ポンプ供給孔５０１におけるインクの流通を可能とする開状態となる。また、ダイヤフラム５０６が変位してポンプ室５０３の容積が減少することでポンプ室５０３が加圧されると、逆止弁５０４ａはポンプ供給孔５０１の開口の周囲の壁面に密接する。この結果、ポンプ供給孔５０１におけるインクの流通を遮断する閉状態となる。
【0078】
一方、逆止弁５０４ｂは、ポンプ室５０３が減圧されると、ポンプ筐体５０５の開口の周囲の壁面に密接して、ポンプ排出孔５０２におけるインクの流通を遮断する閉状態となる。また、ポンプ室５０３が加圧されると、逆止弁５０４ｂは、ポンプ筐体５０５の開口から離間して空間５１２ｂ側に移動し（つまり、図中の右方へと移動し）、ポンプ排出孔５０２におけるインクの流通を可能とする。
【0079】
各逆止弁５０４ａ、５０４ｂの材質は、ポンプ室５０３内の圧力に応じて変形可能なものであればよく、例えば、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）やエラストマなどの弾性部材やポリプロピレンなどのフィルムや薄板で形成することが可能である。但し、これらに限定されるものではない。
【0080】
前述のように、ポンプ室５０３はポンプ筐体５０５とダイヤフラム５０６との接合によって形成されている。したがって、ダイヤフラム５０６が変形することによりポンプ室５０３の圧力は変化する。例えば、ダイヤフラム５０６がポンプ筐体５０５側に変位して（図中、右側に変位して）ポンプ室５０３の容積が減少すると、ポンプ室５０３内の圧力は上昇する。これによりポンプ排出孔５０２に対向して配置した逆止弁５０４ｂが開状態となり、ポンプ室５０３のインクが排出される。このとき、ポンプ供給孔５０１に対向して配置された逆止弁５０４ａは、ポンプ供給孔５０１の周囲の壁面に密接するためポンプ室５０３からポンプ供給孔５０１へのインクの逆流は抑制される。
【0081】
また、ダイヤフラム５０６が、ポンプ室５０３が広がる方向に変位した場合には、ポンプ室５０３の圧力は減少する。これにより、ポンプ供給孔５０１に対向して配置された逆止弁５０４ａが開状態となり、ポンプ室５０３にインクが供給される。このとき、ポンプ排出孔５０２に配置された逆止弁５０４ｂは、ポンプ筐体５０５に形成された開口の周囲の壁面に密接して当該開口を閉塞する。このため、ポンプ排出孔５０２からポンプ室５０３へのインクの逆流は抑制される。
【0082】
このように、循環ポンプ５００では、ダイヤフラム５０６が変形し、ポンプ室５０３内の圧力を変化させることにより、インクの吸引と排出を行う。この際、ポンプ室５０３内に泡が混入すると、ダイヤフラム５０６が変位しても、泡の膨張・収縮によってポンプ室５０３内の圧力変化が小さくなり送液量が低下する。そこで、ポンプ室５０３を重力と平行に配置してポンプ室５０３に混入した泡をポンプ室５０３の上方に集まりやすくするとともに、ポンプ排出孔５０２をポンプ室５０３の中心よりも上方に配置する。これにより、ポンプ内の泡の排出性を向上させることが可能となり、流量の安定化を図ることができる。
【0083】
［記録ヘッド内のインクの流れ］
図１０は、記録ヘッド内のインクの流れを説明する図である。図１０を参照しつつ記録ヘッド１内で行われるインクの循環について説明する。インク循環経路をより明確に説明するため、図１０における各構成（第１圧力調整手段１２０、第２圧力調整手段１５０、循環ポンプ５００など）の相対位置は簡略化している。そのため各構成の相対位置は後述する図１９の構成とは異なる。図１０（ａ）は吐出口１３からインクを吐出して記録を行う記録動作を行っているときのインクの流れを模式的に示したものである。図中の矢印はインクの流れを示している。本実施形態において、記録動作を行う際には外部ポンプ２１及び循環ポンプ５００の両方が駆動を開始する。記録動作に関わらず、外部ポンプ２１及び循環ポンプ５００が駆動していてもよい。また、外部ポンプ２１と循環ポンプ５００との駆動は、連動して行われなくてもよく、別個に独立して駆動されてもよい。
図１０は、記録ヘッド内のインクの流れを説明する図である。図１０を参照しつつ記録ヘッド１内で行われるインクの循環について説明する。インク循環経路をより明確に説明するため、図１０における各構成（第１圧力調整手段１２０、第２圧力調整手段１５０、循環ポンプ５００など）の相対位置は簡略化している。そのため各構成の相対位置は後述する図１９の構成とは異なる。図１０（ａ）は吐出口１３からインクを吐出して記録を行う記録動作を行っているときのインクの流れを模式的に示したものである。図中の矢印はインクの流れを示している。本実施形態において、記録動作を行う際には外部ポンプ２１及び循環ポンプ５００の両方が駆動を開始する。記録動作に関わらず、外部ポンプ２１及び循環ポンプ５００が駆動していてもよい。また、外部ポンプ２１と循環ポンプ５００との駆動は、連動して行われなくてもよく、別個に独立して駆動されてもよい。
【0084】
記録動作中は循環ポンプ５００がＯＮの状態（駆動状態）となっており、第１圧力制御室１２２から流出したインクは供給流路１３０及びバイパス流路１６０に流入する。供給流路１３０に流入したインクは、吐出モジュール３００を通過した後、回収流路１４０に流入し、その後、第２圧力制御室１５２に供給される。
【0085】
一方、第１圧力制御室１２２からバイパス流路１６０に流入したインクは、第２バルブ室１５１を経て第２圧力制御室１５２に流入する。第２圧力制御室１５２に流入したインクは、ポンプ入口流路１７０、循環ポンプ５００、及びポンプ出口流路１８０を通過した後、再び第１圧力制御室１２２に流入する。このとき、第１バルブ室１２１による制御圧力は、前述した式２の関係に基づいて、第１圧力制御室１２２の制御圧力よりも高く設定されている。したがって、第１圧力制御室１２２内のインクは、第１バルブ室１２１に流れずに再度供給流路１３０を介して吐出モジュール３００に供給される。吐出モジュール３００に流入したインクは、回収流路１４０、第２圧力制御室１５２、ポンプ入口流路１７０、循環ポンプ５００、及びポンプ出口流路１８０を経て、再び第１圧力制御室１２２に流入する。以上により記録ヘッド１内で完結するインク循環が行われる。
【0086】
以上のインク循環において、吐出モジュール３００内のインクの循環量（流量）は第１圧力制御室１２２及び第２圧力制御室１５２の制御圧力の差圧によって決定される。そして、この差圧は、吐出モジュール３００内の吐出口近傍のインクの増粘を抑制可能な循環量となるように設定される。また、記録によって消費された分のインクは、インクタンク２からフィルタ１１０、第１バルブ室１２１を介して第１圧力制御室１２２に供給される。消費されたインクが供給される仕組みを、詳細に説明する。記録によって消費されたインクの分だけ循環経路内からインクが減ることで、第１圧力制御室内の圧力が減少し、結果として第１圧力制御室１２２内のインクも減少する。第１圧力制御室１２２内のインクの減少に伴い、第１圧力制御室１２２の内容積が減少する。この第１圧力制御室１２２の内容積の減少により、第１連通口１９１Ａが開状態となり、第１バルブ室１２１から第１圧力制御室１２２にインクが供給される。この供給されるインクには、第１バルブ室１２１から第１連通口１９１Ａを通過する際に圧力損失が発生し、第１圧力制御室１２２に流入することで、正圧のインクは、負圧の状態に切り替わる。そして、第１圧力制御室１２２に第１バルブ室１２１からインクが流入することで、第１圧力制御室内の圧力が上昇することで第１圧力制御室の内容積が増加し、第１連通口１９１Ａが閉状態となる。このように、インクの消費に応じて第１連通口１９１Ａは、開状態と閉状態とを繰り返すことになる。また、インクが消費されない場合には、第１連通口１９１Ａは、閉状態に維持される。
【0087】
図１０（ｂ）は、記録動作が終了し、循環ポンプ５００がＯＦＦの状態（停止状態）となった直後のインクの流れを模式的に示したものである。記録動作が終了し、循環ポンプ５００がＯＦＦとなった時点では、第１圧力制御室１２２の圧力及び第２圧力制御室１５２の圧力は、いずれも記録動作中の制御圧となっている。このため、第１圧力制御室１２２の圧力と第２圧力制御室１５２の圧力との差圧に応じて、図１０（ｂ）に示すようなインクの移動が生ずる。具体的には第１圧力制御室１２２から供給流路１３０を介して吐出モジュール３００に供給され、その後、回収流路１４０を経て第２圧力制御室１５２に至るインクの流れが引き続き発生する。また、第１圧力制御室１２２からバイパス流路１６０及び第２バルブ室１５１を経て第２圧力制御室１５２に至るインクの流れも引き続き発生する。
【0088】
これらのインクの流れによって第１圧力制御室１２２から第２圧力制御室１５２へ移動したインク量が、インクタンク２からフィルタ１１０及び第１バルブ室１２１を経て第１圧力制御室１２２に供給される。このため第１圧力制御室１２２内の内容量は一定に保たれる。前述した式２の関係から、第１圧力制御室１２２の内容量が一定であると、バルブばね２００のばね力Ｆ１、圧力調整ばね２２０のばね力Ｆ２、バルブ１９０の受圧面積Ｓ１、圧力板２１０の受圧面積Ｓ２は一定に保たれる。このため、第１バルブ室１２１の圧力（ゲージ圧）Ｐ１の変化に応じて第１圧力制御室１２２の圧力が決定される。よって第１バルブ室１２１の圧力Ｐ１の変化がない場合には、第１圧力制御室１２２の圧力Ｐ２は記録動作中の制御圧と同じ圧力に保たれる。
【0089】
一方、第２圧力制御室１５２の圧力は、第１圧力制御室１２２からのインクの流入に伴う内容量の変化に応じて経時的に変化する。具体的には、図１０（ｂ）の状態から、図１０（ｃ）に示すように、連通口１９１が閉状態となって第２バルブ室１５１と第２圧力制御室１５２とが非連通状態となるまでの間は、式２にしたがって第２圧力制御室１５２の圧力は変化する。その後、圧力板２１０とバルブシャフト１９０ａとが非当接状態となって連通口１９１が閉状態となる。そして、図１０（ｄ）に示すように、回収流路１４０から第２圧力制御室１５２へインクが流入する。このインク流入によって圧力板２１０及び可撓性部材２３０が変位し、第２圧力制御室１５２の内容積が最大に達するまでの間は、式４にしたがって第２圧力制御室１５２の圧力は変化する。すなわち上昇する。
【0090】
図１０（ｃ）の状態になると、第１圧力制御室１２２からバイパス流路１６０及び第２バルブ室１５１を経て第２圧力制御室１５２に至るインクの流れは発生しない。したがって、第１圧力制御室１２２内のインクが、供給流路１３０を介して吐出モジュール３００に供給された後、回収流路１４０を経て第２圧力制御室１５２に至る流れのみが生ずる。
前述のように、第１圧力制御室１２２から第２圧力制御室１５２へのインクの移動は、第１圧力制御室１２２内の圧力と第２圧力制御室１５２内の圧力との差圧に応じて生ずる。
このため、第２圧力制御室１５２内の圧力が第１圧力制御室１２２内の圧力と等しくなるとインクの移動は停止する。
前述のように、第１圧力制御室１２２から第２圧力制御室１５２へのインクの移動は、第１圧力制御室１２２内の圧力と第２圧力制御室１５２内の圧力との差圧に応じて生ずる。
このため、第２圧力制御室１５２内の圧力が第１圧力制御室１２２内の圧力と等しくなるとインクの移動は停止する。
【0091】
また、第２圧力制御室１５２内の圧力が第１圧力制御室１２２内の圧力と等しくなる状態においては、第２圧力制御室１５２が、図１０（ｄ）に示す状態まで拡張する。図１０（ｄ）に示すように第２圧力制御室１５２が拡張した場合、第２圧力制御室１５２には、インクを貯留できる貯留部が形成される。循環ポンプ５００の停止から図１０（ｄ）の状態に移行するまでは、流路の形状及びサイズ並びにインクの性質に応じて変わりうるが、概ね１～２分程度の時間で移行する。貯留部にインクを貯留した図１０（ｄ）に示す状態から循環ポンプ５００を駆動すると、貯留部のインクは循環ポンプ５００によって第１圧力制御室１２２に供給される。これにより図１０（ｅ）に示すように第１圧力制御室１２２のインク量は増加し、可撓性部材２３０及び圧力板２１０は拡張方向へと変位する。そして、循環ポンプ５００の駆動が引き続き行われると、図１０（ａ）に示すように、循環経路内の状態が変化することになる。
【0092】
上記説明においては、図１０（ａ）は、記録動作の際の例として説明したが、前述したように、記録動作を伴わずにインクの循環が行われてもよい。この場合であっても、循環ポンプ５００の駆動及び停止に応じて、図１０（ａ）～（ｅ）に示すようなインクの流れが生ずることになる。
【0093】
また、上述の通り、本実施形態では、第２圧力調整手段１５０における第２連通口１９１Ｂは、循環ポンプ５００が駆動されてインクの循環が行われる場合に開状態になり、インクの循環が停止すると、閉状態になる例を用いるが、これに限られない。第２圧力調整手段１５０における第２連通口１９１Ｂは、循環ポンプ５００が駆動されてインクの循環が行われている場合であっても、閉状態であるように制御圧力を設定してもよい。以下、バイパス流路１６０の役割と併せて具体的に説明する。
【0094】
第１圧力調整手段１２０と第２圧力調整手段１５０とを接続するバイパス流路１６０は、例えば循環経路内に生じた負圧が既定値よりも強まる場合に、その影響を吐出モジュール３００に及ぼさないようにするために設けられている。また、バイパス流路１６０は、供給流路１３０及び回収流路１４０の両側から圧力室１２にインクを供給するためにも設けられている。
【0095】
まず、負圧が既定値よりも強まる場合に、バイパス流路１６０を設けていることで、その影響を吐出モジュール３００に及ぼさないようにする例を説明する。例えば、環境温度の変化によりインクの特性（例えば粘度）が変化することがある。インクの粘度が変化すると、循環経路内の圧力損失も変化する。例えば、インクの粘性が下がると、循環経路内の圧力損失分が減少する。この結果、一定の駆動量で駆動している循環ポンプ５００の流量が増加し、吐出モジュール３００を流れる流量が増えることになる。一方で、吐出モジュール３００は、不図示の温度調整機構により一定温度に保たれるため、吐出モジュール３００内のインクの粘度は、環境温度が変化しても一定に維持される。吐出モジュール３００内のインクの粘度に変化がない一方で吐出モジュール３００内を流れるインクの流量が増加する分、流抵抗により、吐出モジュール３００における負圧が強まる。このようにして、吐出モジュール３００における負圧が既定値よりも強まると、吐出口１３のメニスカスが破壊され、外部の空気が循環経路内に引き込まれて、正常な吐出が行えなくなる場合がある。また、メニスカスが破壊されないとしても、圧力室１２の負圧が所定よりも強まり、吐出に影響を及ぼす場合がある。
【0096】
このため、本実施形態では、バイパス流路１６０を循環経路内に形成している。バイパス流路１６０を設けることで、負圧が既定値よりも強まる場合には、バイパス流路１６０にもインクが流れるため、吐出モジュール３００の圧力を一定に保つことができる。したがって、例えば第２圧力調整手段１５０における第２連通口１９１Ｂは、循環ポンプ５００を駆動中の場合であっても、閉状態を維持するような制御圧力で構成してもよい。そして、既定値よりも負圧が強まる場合に、第２圧力調整手段１５０における連通口１９１が開状態となるように、第２圧力調整手段における制御圧力を設定してもよい。つまり、環境変化などの粘度変化によるポンプの流量変化によってもメニスカスが崩壊しないか、または、所定の負圧が維持されるのであれば、循環ポンプ５００が駆動している場合に、第２連通口１９１Ｂが閉状態であってもよい。
【0097】
次に、バイパス流路１６０が、供給流路１３０及び回収流路１４０の両側から圧力室１２にインクを供給するために設けられている例を説明する。循環経路内の圧力変動は、吐出素子１５による吐出動作によっても生じうる。吐出動作に伴い、圧力室にインクを引き込む力が生ずるからである。
【0098】
以下、高いデューティの記録を続ける場合に、圧力室１２に供給されるインクが、供給流路１３０側と回収流路１４０側との両側供給となる点を説明する。デューティは、各種条件によって定義が変わりうる。ここでは一例として、１，２００ｄｐｉ×１，２００ｄｐｉの単位領域に１滴当たりの体積が４ｐＬであるインク滴を１滴付与する条件で記録した画像を記録デューティが１００％であるとして扱うものとする。高いデューティの記録とは、例えば１００％のデューティで記録が行われるものとする。
【0099】
高いデューティの記録を続けると、圧力室１２から回収流路１４０を通じて第２圧力制御室１５２内に流入するインク量が減る。一方で、循環ポンプ５００は一定量でインクの流出を行うため、第２圧力制御室１５２内での流入と流出とのバランスが崩れ、第２圧力制御室１５２内のインクが減少し、第２圧力制御室１５２内の負圧が強くなり、第２圧力制御室１５２が縮小する。そして、第２圧力制御室１５２内の負圧が強くなることで、バイパス流路１６０を介して第２圧力制御室１５２へ流入するインクの流入量が増え、流出と流入とがバランスした状態で第２圧力制御室１５２が安定する。このように、結果的に、デューティに応じて第２圧力制御室１５２内の負圧は強くなっていく。また、上述したように、循環ポンプ５００が駆動している場合に、第２連通口１９１Ｂが閉状態である構成においては、デューティに応じて第２連通口１９１Ｂが開状態となり、バイパス流路１６０から第２圧力制御室１５２にインクが流入することになる。
【0100】
そして、さらに高いデューティの記録を続けると、圧力室１２から回収流路１４０を通じて第２圧力制御室１５２に流入する量が減り、代わりに、バイパス流路１６０を経由して第２連通口１９１Ｂから第２圧力制御室１５２内に流入する量が増えていく。この状態がさらに進むと、圧力室１２から回収流路１４０を通じて第２圧力制御室１５２に流入するインク量が、ゼロになり、循環ポンプ５００に流出するインクは全て第２連通口１９１Ｂから流入するインクとなる。この状態がさらに進むと、今度は第２圧力制御室１５２から回収流路１４０を通じて圧力室１２にインクが逆流する。この状態では、第２圧力制御室１５２から循環ポンプ５００に流出するインクと圧力室１２に流出するインクとが、バイパス流路１６０を通じて第２連通口１９１Ｂから第２圧力制御室１５２に流入することになる。この場合、圧力室１２には、供給流路１３０のインク及び回収流路１４０のインクが充填されて、吐出されることになる。
【0101】
この記録デューティが高い場合に生ずるインクの逆流は、バイパス流路１６０を設けていることで生ずる現象である。また、上記では、インクの逆流に応じて第２圧力調整手段における第２連通口１９１Ｂが開状態となる例を説明したが、第２圧力調整手段における第２連通口１９１Ｂが開状態となっている状態においてインクの逆流が生ずることもある。また、第２圧力調整手段を設けない構成においても、バイパス流路１６０を設けていることで、上記のインクの逆流は発生しうるものである。
【0102】
供給流路１３０、回収流路１４０、及び循環ポンプ５００を含む循環ユニット内を流通するインクの循環流量（ｍＬ／ｍｉｎ）は、１．０ｍＬ／ｍｉｎ以上１０．０ｍＬ／ｍｉｎ以下であることが好ましい。また、１．５ｍＬ／ｍｉｎ以上８．０ｍＬ／ｍｉｎ以下であることがさらに好ましく、２．０ｍＬ／ｍｉｎ以上５．０ｍＬ／ｍｉｎ以下であることが特に好ましい。循環ユニット内のインクの循環流速が１．０ｍＬ／ｍｉｎ未満であると、インクの循環が遅すぎるため、メニスカスからのインクの乾燥の影響が出やすくなり、インクの間欠吐出安定性の向上効果が十分に得られない場合がある。一方、循環ユニット内のインクの循環流速が１０．０ｍＬ／ｍｉｎ超であると、インク中に気泡が発生しやすくなり、インクの間欠吐出安定性の向上効果が十分に得られない場合がある。
【0103】
インクの局所的な蒸発を抑制するために、循環経路における水性インクの流速（循環流速、ｍｍ／ｓ）は、１０ｍｍ／ｓ以上３０ｍｍ／ｓ以下であることが好ましい。なお、循環流速とは、循環経路を循環する水性インクの流速をいう。また、循環経路とは、供給流路から回収流路までの領域をいう。また、後述する実施例においては、循環経路における水性インクの流速は、吐出口のメニスカス付近でも変化なかった。循環流速が１０ｍｍ／ｓ未満であると、インクの局所的な蒸発の影響で、吐出安定性が十分に得られない場合がある。一方で、循環速度が３０ｍｍ／ｓ以上であると、連続して吐出を行う際に、インクの吐出量の変化が大きくなってしまい、正常な吐出が行えない場合がある。その結果、吐出安定性が十分に得られない場合がある。循環流量、及び、循環流速は、簡易的には、供給流路における圧力と、回収流路における圧力の差を調整することで制御することができる。
【0104】
［吐出ユニットの構成］
図１１は、本実施形態の吐出ユニット３におけるインク１色分の循環経路を示した模式図である。図１１（ａ）は、吐出ユニット３を第１支持部材４側から見た分解斜視図であり、図１１（ｂ）は、吐出ユニット３を吐出モジュール３００側から見た分解斜視図である。図中のＩＮ、ＯＵＴで示した矢印はインクの流れを示しており、インクの流れは１色分のみ説明するが、他の色も同様の流れである。また、図１１では第２支持部材７と電気配線部材５の記載を省略し、以下の吐出ユニットの構成の説明においても記載を省略している。また、図１１（ａ）における第１支持部材４については、図３のＸＩ－ＸＩにおける断面を示している。吐出モジュール３００は、吐出素子基板３４０と開口プレート３３０とを備えている。図１２は、開口プレート３３０を示した図であり、図１３は、吐出素子基板３４０の一例を示した図である。
図１１は、本実施形態の吐出ユニット３におけるインク１色分の循環経路を示した模式図である。図１１（ａ）は、吐出ユニット３を第１支持部材４側から見た分解斜視図であり、図１１（ｂ）は、吐出ユニット３を吐出モジュール３００側から見た分解斜視図である。図中のＩＮ、ＯＵＴで示した矢印はインクの流れを示しており、インクの流れは１色分のみ説明するが、他の色も同様の流れである。また、図１１では第２支持部材７と電気配線部材５の記載を省略し、以下の吐出ユニットの構成の説明においても記載を省略している。また、図１１（ａ）における第１支持部材４については、図３のＸＩ－ＸＩにおける断面を示している。吐出モジュール３００は、吐出素子基板３４０と開口プレート３３０とを備えている。図１２は、開口プレート３３０を示した図であり、図１３は、吐出素子基板３４０の一例を示した図である。
【0105】
吐出ユニット３には、循環ユニット５４からジョイント部材８（図３参照）を介してインクが供給される。インクがジョイント部材８を通過した後から、ジョイント部材８に戻るまでのインクの経路について説明する。以下の図面では、ジョイント部材８の記載を省略する。
【0106】
吐出モジュール３００は、シリコン基板３１０である吐出素子基板３４０と開口プレート３３０とを備えており、さらに、吐出口形成部材３２０を備えている。吐出素子基板３４０と開口プレート３３０と吐出口形成部材３２０とは、各インクの流路が連通するように重なり接合されることで吐出モジュール３００となり、第１支持部材４に支持される。
吐出モジュール３００が第１支持部材４に支持されることで、吐出ユニット３が形成される。吐出素子基板３４０は、吐出口形成部材３２０を備えており、吐出口形成部材３２０は、複数の吐出口１３が列を成した複数の吐出口列を備えており、吐出モジュール３００内のインク流路を介して供給されたインクの一部を吐出口１３から吐出する。吐出されなかったインクは、吐出モジュール３００内のインク流路を介して回収される。
吐出モジュール３００が第１支持部材４に支持されることで、吐出ユニット３が形成される。吐出素子基板３４０は、吐出口形成部材３２０を備えており、吐出口形成部材３２０は、複数の吐出口１３が列を成した複数の吐出口列を備えており、吐出モジュール３００内のインク流路を介して供給されたインクの一部を吐出口１３から吐出する。吐出されなかったインクは、吐出モジュール３００内のインク流路を介して回収される。
【0107】
図１１及び図１２に示すように、開口プレート３３０は、複数の配列されたインク供給口３１１と複数の配列されたインク回収口３１２とを備えている。図１３及び図１４に示すように、吐出素子基板３４０は、複数の配列された供給接続流路３２３と、複数の配列された回収接続流路３２４とを備えている。さらに、吐出素子基板３４０は、複数の供給接続流路３２３と連通する共通供給流路１８と、複数の回収接続流路３２４と連通する共通回収流路１９とを備えている。吐出ユニット３内のインク流路は、第１支持部材４に設けられたインク供給流路４８やインク回収流路４９（図３参照）と、吐出モジュール３００に設けられた流路と、を連通させることで形成されている。支持部材供給口２１１は、インク供給流路４８を形成している断面開口であり、支持部材回収口２１２は、インク回収流路４９を形成している断面開口である。
【0108】
吐出ユニット３に供給されるインクは、循環ユニット５４（図３（ａ）参照）側から第１支持部材４のインク供給流路４８（図３（ａ）参照）に供給される。インク供給流路４８内の支持部材供給口２１１を経て流れたインクは、インク供給流路４８（図３（ａ）参照）と開口プレート３３０のインク供給口３１１とを介して吐出素子基板３４０の共通供給流路１８に供給され、供給接続流路３２３に入る。ここまでが供給側流路となる。その後、インクは、吐出口形成部材３２０の圧力室１２（図３（ｂ）参照）を経て回収側流路の回収接続流路３２４へと流れる。圧力室１２におけるインクの流れの詳細は後述する。
【0109】
回収側流路において、回収接続流路３２４に入ったインクは、共通回収流路１９に流れる。その後、インクは、共通回収流路１９から開口プレート３３０のインク回収口３１２を介して第１支持部材４のインク回収流路４９に流れ、支持部材回収口２１２を経て、循環ユニット５４に回収される。
【0110】
開口プレート３３０におけるインク供給口３１１やインク回収口３１２が無い領域は、第１支持部材４において支持部材供給口２１１及び支持部材回収口２１２を仕切るための領域と対応している。また、当該領域は、第１支持部材４も開口を有さない。そのような領域は、吐出モジュール３００と第１支持部材４とを接着する場合の接着領域として使用される。
【0111】
図１２において開口プレート３３０は、Ｘ方向に配列された複数の開口の列が、Ｙ方向に複数列設けられており、供給用（ＩＮ）の開口と回収用（ＯＵＴ）の開口とが、Ｘ方向に半ピッチずれるように、Ｙ方向に交互に配列されている。図１３において吐出素子基板３４０は、Ｙ方向に配列された複数の供給接続流路３２３と連通する共通供給流路１８と、Ｙ方向に配列された複数の回収接続流路３２４と連通する共通回収流路１９と、がＸ方向に交互に配列されている。共通供給流路１８、共通回収流路１９はインクの種類ごとに分かれており、さらに、各色の吐出口列の数に応じて共通供給流路１８及び共通回収流路１９の配置数が決まる。また、供給接続流路３２３及び回収接続流路３２４も吐出口１３に対応した数だけ配置される。必ずしも１対１対応していなくてもよく、複数の吐出口１３に対して一つの供給接続流路３２３及び回収接続流路３２４が対応してもよい。
【0112】
このような開口プレート３３０と、吐出素子基板３４０とが各インクの流路が連通するように重なり接合されることで吐出モジュール３００となり、第１支持部材４に支持されることで、上記のような供給流路と回収流路とを備えたインク流路が形成される。
【0113】
図１４（ａ）～（ｃ）は、吐出ユニット３の異なる部分におけるインク流れを示した断面図である。図１４（ａ）は、図１１（ａ）のＸＩＶａ－ＸＩＶａで示す断面であり、吐出ユニット３におけるインク供給流路４８とインク供給口３１１とが連通した部分の断面を示している。また、図１４（ｂ）は、図１１（ａ）のＸＩＶｂ－ＸＩＶｂで示す断面であり、吐出ユニット３におけるインク回収流路４９とインク回収口３１２とが連通した部分の断面を示している。また、図１４（ｃ）は、図１１（ａ）のＸＩＶｃ－ＸＩＶｃで示す断面であり、インク供給口３１１とインク回収口３１２とが第１支持部材４の流路と連通していない部分の断面を示している。
【0114】
インクを供給する供給流路では、図１４（ａ）のように、第１支持部材４のインク供給流路４８と開口プレート３３０のインク供給口３１１とが重なり連通した部分からインクが供給される。また、インクを回収する回収流路では、図１４（ｂ）のように、第１支持部材４のインク回収流路４９と開口プレート３３０のインク回収口３１２とが重なり連通した部分からインクが回収される。また、図１４（ｃ）のように、吐出ユニット３では、部分的に開口プレート３３０に開口が設けられていない領域もある。そのような領域では、吐出素子基板３４０と第１支持部材４間でのインクの供給や回収は成されない。図１４（ａ）のようにインク供給口３１１が設けられた領域でインクの供給が成され、図１４（ｂ）のようにインク回収口３１２が設けられた領域でインクの回収が成される。本実施形態では、開口プレート３３０を用いた構成を例に説明したが、開口プレート３３０を用いない形態としてもよい。例えば、インク供給流路４８及びインク回収流路４９に対応した流路を第１支持部材４に形成し、第１支持部材４に吐出素子基板３４０を接合する構成であってもよい。
【0115】
図１５（ａ）、（ｂ）は、吐出モジュール３００における吐出口１３の近傍の一例を示す断面図であり、図１６は、共通供給流路１８と共通回収流路１９とをＸ方向に広げた構成の吐出モジュールを示した断面図である。図１５、図１６における共通供給流路１８、共通回収流路１９内に示した太矢印は、シリアル型のインクジェット記録装置５０を用いる形態におけるインクの揺動を示すものである。共通供給流路１８、供給接続流路３２３を経て圧力室１２に供給されたインクは、吐出素子１５が駆動されることで吐出口１３から吐出される。吐出素子１５が駆動されない場合は、インクは、圧力室１２から回収流路である回収接続流路３２４を経て共通回収流路１９へと回収される。
【0116】
シリアル型のインクジェット記録装置５０を用いる形態において、このように循環するインクから吐出を行う場合、インクの吐出は、少なからず記録ヘッド１の主走査によるインク流路内におけるインクの揺動の影響を受ける。具体的には、インク流路内のインクの揺動の影響は、インクの吐出量の違いや吐出方向のずれとなって現れることがある。図１６のように、共通供給流路１８と共通回収流路１９とが、主走査方向であるＸ方向に幅広の断面形状を備えている場合、共通供給流路１８、共通回収流路１９内のインクは、主走査方向に慣性力を受け易くなりインクに大きな揺動が生ずる。その結果、インクの揺動が吐出口１３からのインクの吐出に影響を及ぼす場合がある。また、共通供給流路１８と共通回収流路１９とをＸ方向に広げてしまうと、色同士の距離を広げることとなり、記録効率が落ちる可能性がある。
【0117】
そこで、本実施形態の共通供給流路１８及び共通回収流路１９は、図１５に示す断面において、ともにＹ方向に延在しているが、主走査方向であるＸ方向に対して垂直であるＺ方向にも延在する構成としている。このような構成とすることで、共通供給流路１８及び共通回収流路１９の主走査方向における各流路幅を小さくすることができる。共通供給流路１８及び共通回収流路１９の主走査方向における各流路幅を小さくすることで、主走査中における共通供給流路１８及び共通回収流路１９内のインクに作用する主走査方向と反対側に働く慣性力（図中黒太矢印）によるインクの揺動を少なくしている。これによって、インクの揺動によるインクの吐出への影響を抑制することができる。また、共通供給流路１８及び共通回収流路１９をＺ方向に延在させることでの断面積を増やし、流路圧損を低減させている。
【0118】
上述の通り、共通供給流路１８及び共通回収流路１９の主走査方向における各流路幅を小さくすることで、主走査時の共通供給流路１８及び共通回収流路１９内のインクの揺動が少なくなるように構成されているが、揺動がなくなるわけではない。そこで、少なくなった揺動によってもなお生じうるインク種類ごとの吐出に差が生ずることを抑制すべく、本実施形態では、共通供給流路１８と共通回収流路１９とは、Ｘ方向に対して重なる位置に配置されるよう構成されている。
【0119】
前述した通り本実施形態では、供給接続流路３２３及び回収接続流路３２４は吐出口１３に対応して設けられ、かつ供給接続流路３２３と回収接続流路３２４とは吐出口１３を挟んでＸ方向に並んで配置される対応関係となっている。そのため、共通供給流路１８と共通回収流路１９とがＸ方向において重ならない部分があり、Ｘ方向における供給接続流路３２３と回収接続流路３２４との対応関係が崩れると、圧力室１２におけるＸ方向へのインクの流れや吐出に影響を及ぼす。そこにインクの揺動の影響が加わることで、さらに、吐出口ごとのインクの吐出に影響を及ぼす場合がある。
【0120】
そのため、共通供給流路１８と共通回収流路１９とをＸ方向に対して重なる位置に配置することで、吐出口１３が配列されるＹ方向におけるどの位置においても、共通供給流路１８と共通回収流路１９とにおける主走査時のインク揺動がほぼ同等となる。その結果、圧力室１２内で生ずる共通供給流路１８側と共通回収流路１９側との圧力差が大きくばらつくことはなく、安定した吐出を行うことができる。
【0121】
また、インクを循環させる記録ヘッドでは、記録ヘッドへインクを供給する流路と回収する流路とが同じ流路で構成されているものもあるが、本実施形態においては、共通供給流路１８と共通回収流路１９とがそれぞれ別流路になっている。そして、供給接続流路３２３と圧力室１２とが連通しており、圧力室１２と回収接続流路３２４とが連通しており、圧力室１２の吐出口１３からインクが吐出される。つまり供給接続流路３２３と回収接続流路３２４とをつなぐ経路である圧力室１２が、吐出口１３を備えた構成となっている。そのため圧力室１２には供給接続流路３２３側から回収接続流路３２４側へ流れるインク流れが発生しており、圧力室１２内のインクは効率よく循環されている。圧力室１２内のインクが効率よく循環されることで、吐出口１３からのインクの蒸発による影響を受けやすい圧力室１２のインクをフレッシュな状態に保つことができる。
【0122】
また、共通供給流路１８及び共通回収流路１９の２つ流路が、圧力室１２と連通していることで、もし高流量で吐出を行うことが必要になった場合には、両方の流路からインクを供給することも可能となる。つまり、インクの供給と回収とを１流路だけで構成する構成と比べて、本実施形態における構成は、循環を効率的に行えるだけでなく、高流量の吐出にも対応することができるというメリットがある。
【0123】
また、共通供給流路１８と共通回収流路１９とは、Ｘ方向において近い位置に配置された方が、よりインクの揺動による影響が生じにくい。好ましくは、流路間が７５μｍ以上１００μｍ以下で構成されているとよい。
【0124】
図１７は、吐出素子基板３４０の他の例を示した図である。図１７では、供給接続流路３２３と回収接続流路３２４との記載を省略している。共通回収流路１９には、圧力室１２で吐出素子１５による熱エネルギーを受けたインクが流れ込むため、共通供給流路１８内のインクの温度に対して、比較的温度の高いインクが流れる。このとき、図１７の一点鎖線で囲んだα部のように、吐出素子基板３４０のＸ方向における一部分において、共通回収流路１９だけが存在している部分がある。この場合、その部分で局所的に温度が高まり、吐出モジュール３００内に温度ムラが生じ、吐出に影響を与える可能性がある。
【0125】
共通供給流路１８には、共通回収流路１９に対して比較的低い温度のインクが流れている。そのため、共通供給流路１８と共通回収流路１９とが隣接していると、その近傍では、共通供給流路１８と共通回収流路１９とで一部の温度が相殺されることから、温度上昇が抑えられる。よって、共通供給流路１８と共通回収流路１９とは、略同じ長さで互いにＸ方向において重なり合う位置に存在し、隣接していることが好ましい。
【0126】
図１８（ａ）、（ｂ）は、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の３色のインクに対応した記録ヘッド１の流路構成を示した図である。記録ヘッド１には、図１８（ａ）のようにインクの種類ごとに循環流路が設けられている。圧力室１２は、記録ヘッド１の主走査方向であるＸ方向に沿って設けられている。また、図１８（ｂ）のように、共通供給流路１８と共通回収流路１９とは、吐出口１３が配列された吐出口列に沿って設けられており、共通供給流路１８と共通回収流路１９とで吐出口列を挟むようにＹ方向に延在して設けられている。
【0127】
［本体部と記録ヘッドとの接続］
図１９は、本実施形態のインクジェット記録装置５０の本体部に設けられたインクタンク２及び外部ポンプ２１と記録ヘッド１との接続状態、及び循環ポンプなどの配置をより詳細に示す概略構成図である。本実施形態におけるインクジェット記録装置５０は、記録ヘッド１に不具合が発生した際に、記録ヘッド１のみを簡単に交換できるような構成を備える。具体的には、外部ポンプ２１に接続されているインク供給チューブ５９と記録ヘッド１との接続、離脱を簡単に行いうる液体接続部７００を有している。これにより、インクジェット記録装置５０に対し記録ヘッド１のみを簡単に着脱することが可能になっている。
図１９は、本実施形態のインクジェット記録装置５０の本体部に設けられたインクタンク２及び外部ポンプ２１と記録ヘッド１との接続状態、及び循環ポンプなどの配置をより詳細に示す概略構成図である。本実施形態におけるインクジェット記録装置５０は、記録ヘッド１に不具合が発生した際に、記録ヘッド１のみを簡単に交換できるような構成を備える。具体的には、外部ポンプ２１に接続されているインク供給チューブ５９と記録ヘッド１との接続、離脱を簡単に行いうる液体接続部７００を有している。これにより、インクジェット記録装置５０に対し記録ヘッド１のみを簡単に着脱することが可能になっている。
【0128】
液体接続部７００は、図１９に示すように、記録ヘッド１のヘッド筐体５３に突設された液体コネクタ挿入口５３ａと、この液体コネクタ挿入口５３ａを差し込むことが可能な円筒状の液体コネクタ５９ａとを有する。液体コネクタ挿入口５３ａは記録ヘッド１内に形成されたインク供給流路（流入流路）に流体的に接続されており、前述のフィルタ１１０を介して第１圧力調整手段１２０に接続されている。また、液体コネクタ５９ａは、インクタンク２のインクを記録ヘッド１に加圧供給する外部ポンプ２１に接続されたインク供給チューブ５９の先端に設けられている。
【0129】
上記のように図１９に示す記録ヘッド１は、液体接続部７００によって、記録ヘッド１の着脱及び交換作業を容易に行うことが可能となっている。但し、液体コネクタ挿入口５３ａと液体コネクタ５９ａとのシール性が低下した場合、外部ポンプ２１によって加圧供給されたインクが液体接続部７００から漏出する場合がある。液漏出したインクが循環ポンプ５００などに付着した場合、電気系統に不具合が発生する可能性がある。そこで、本実施形態では、以下のように循環ポンプなどを配置している。
【0130】
［循環ポンプなどの配置］
図１９に示すように、本実施形態では、液体接続部７００から漏出したインクが循環ポンプ５００に付着するのを避けるため、液体接続部７００より重力方向上方に循環ポンプ５００を配置している。つまり循環ポンプ５００を、記録ヘッド１のインクの導入口である液体コネクタ挿入口５３ａより重力方向における上方に配置している。さらに、循環ポンプ５００が、液体接続部７００を構成する部材と非接触となる位置に配置されている。
これにより、液体接続部７００からインクが漏出したとしても、インクは液体コネクタ５９ａの開口方向である水平方向又は重力方向下方に流れていくため、重力方向上方にある循環ポンプ５００にインクが到達するのを抑制することができる。また、循環ポンプ５００を、液体接続部７００から離れた位置に配置されているため、インクが部材を伝って循環ポンプ５００に到達する可能性も低減される。
図１９に示すように、本実施形態では、液体接続部７００から漏出したインクが循環ポンプ５００に付着するのを避けるため、液体接続部７００より重力方向上方に循環ポンプ５００を配置している。つまり循環ポンプ５００を、記録ヘッド１のインクの導入口である液体コネクタ挿入口５３ａより重力方向における上方に配置している。さらに、循環ポンプ５００が、液体接続部７００を構成する部材と非接触となる位置に配置されている。
これにより、液体接続部７００からインクが漏出したとしても、インクは液体コネクタ５９ａの開口方向である水平方向又は重力方向下方に流れていくため、重力方向上方にある循環ポンプ５００にインクが到達するのを抑制することができる。また、循環ポンプ５００を、液体接続部７００から離れた位置に配置されているため、インクが部材を伝って循環ポンプ５００に到達する可能性も低減される。
【0131】
また、循環ポンプ５００と電気コンタクト基板６とをフレキシブル配線部材５１４を介して電気的に接続する電気接続部５１５を、液体接続部７００より重力方向上方に設けている。このため、液体接続部７００からインクによる電気的なトラブルを起こす可能性を低減することができる。
【0132】
また、本実施形態では、ヘッド筐体５３の壁部５２ｂが設けられているため、液体接続部７００の開口５９ｂからインクが噴出したとしても、そのインクを遮断し、循環ポンプ５００や電気接続部５１５に到達する可能性を低減することができる。
【0133】
（加熱工程）
本発明の記録方法は、インクが付与された記録媒体を加熱（加熱処理）する工程を有してもよい。インクが付与された記録媒体を加熱することで、乾燥を促進したり、画像の強度を高めたりすることができる。
本発明の記録方法は、インクが付与された記録媒体を加熱（加熱処理）する工程を有してもよい。インクが付与された記録媒体を加熱することで、乾燥を促進したり、画像の強度を高めたりすることができる。
【0134】
記録媒体を加熱する手段としては、例えば、ヒータなどの公知の加温手段、ドライヤなどの送風を利用した送風手段、及びこれらを組み合わせた手段などの加熱手段を挙げることができる。加熱手段としては、上記の加温手段、送風手段、及びこれらを組み合わせた手段などを挙げることができる。加熱処理の方法としては、例えば、記録媒体の記録面（インクの付与面）とは反対側（裏面）からヒータなどで熱を与える方法、記録媒体の記録面に温風又は熱風を当てる方法、記録面又は裏面から赤外線ヒータを用いて加熱する方法などを挙げることができる。また、これらの複数を組み合わせてもよい。
【0135】
画像の耐擦過性を高めることができるため、インク及び反応液が付与された記録媒体の加熱温度は、５０℃以上９０℃以下とすることが好ましい。インクが付与された記録媒体の加熱温度は、記録装置の加熱手段に対応する位置に組み込んだセンサにより読み取ってもよいし、インクと記録媒体の種類に応じて定めておいた熱量と記録媒体の温度との関係から判断してもよい。
【0136】
（記録媒体）
本発明の記録方法及び記録装置では、非～難吸収性の記録媒体を用いることが好ましい。非～難吸収性の記録媒体は、ブリストー（Ｂｒｉｓｔｏｗ）法において、接触開始から３０ｍｓｅｃ１／２までの水吸収量が０ｍＬ／ｍ２以上１０ｍＬ／ｍ２以下の記録媒体である。ブリストー（Ｂｒｉｓｔｏｗ）法は、ＪＡＰＡＮ ＴＡＰＰＩ紙パルプ試験方法Ｎｏ．５１の「紙及び板紙の液体吸収性試験方法」に記載されている。本発明においては、上記水吸収量の条件を満たし、インクの吸収性を持たない「非吸収性」の記録媒体及びインクの吸収性をほぼ持たない「難吸収性」の記録媒体を「非～難吸収性の記録媒体」と定義する。無機粒子で形成されたコート層（インク受容層）を有するインクジェット記録用の記録媒体（光沢紙、マット紙など）や、コート層を有しない普通紙は、上記水吸収量が１０ｍＬ／ｍ２を超える「吸収性の記録媒体」である。非～難吸収性の記録媒体としては、プラスチックフィルム；基材の記録面にプラスチックフィルムが接着された記録媒体；セルロースパルプを含有する基材の記録面に樹脂コート層が設けられた記録媒体；などを用いることができる。これらのなかでも、プラスチックフィルムが好ましく、また、セルロースパルプを含有する基材の記録面に樹脂コート層が設けられた記録媒体も好ましい。
本発明の記録方法及び記録装置では、非～難吸収性の記録媒体を用いることが好ましい。非～難吸収性の記録媒体は、ブリストー（Ｂｒｉｓｔｏｗ）法において、接触開始から３０ｍｓｅｃ１／２までの水吸収量が０ｍＬ／ｍ２以上１０ｍＬ／ｍ２以下の記録媒体である。ブリストー（Ｂｒｉｓｔｏｗ）法は、ＪＡＰＡＮ ＴＡＰＰＩ紙パルプ試験方法Ｎｏ．５１の「紙及び板紙の液体吸収性試験方法」に記載されている。本発明においては、上記水吸収量の条件を満たし、インクの吸収性を持たない「非吸収性」の記録媒体及びインクの吸収性をほぼ持たない「難吸収性」の記録媒体を「非～難吸収性の記録媒体」と定義する。無機粒子で形成されたコート層（インク受容層）を有するインクジェット記録用の記録媒体（光沢紙、マット紙など）や、コート層を有しない普通紙は、上記水吸収量が１０ｍＬ／ｍ２を超える「吸収性の記録媒体」である。非～難吸収性の記録媒体としては、プラスチックフィルム；基材の記録面にプラスチックフィルムが接着された記録媒体；セルロースパルプを含有する基材の記録面に樹脂コート層が設けられた記録媒体；などを用いることができる。これらのなかでも、プラスチックフィルムが好ましく、また、セルロースパルプを含有する基材の記録面に樹脂コート層が設けられた記録媒体も好ましい。
【0137】
（水性インク）
本発明の記録方法に用いるインクは、顔料、及びワックス粒子を含有するインクジェット用の水性インクである。以下、インクを構成する成分及びインクの物性などについて説明する。
本発明の記録方法に用いるインクは、顔料、及びワックス粒子を含有するインクジェット用の水性インクである。以下、インクを構成する成分及びインクの物性などについて説明する。
【0138】
［顔料］
インクは、色材として顔料を含有する。インク中の顔料の含有量（質量％）は、インク全質量を基準として、０．１質量％以上１５．０質量％以下であることが好ましく、１．０質量％以上１０．０質量％以下であることがさらに好ましい。
インクは、色材として顔料を含有する。インク中の顔料の含有量（質量％）は、インク全質量を基準として、０．１質量％以上１５．０質量％以下であることが好ましく、１．０質量％以上１０．０質量％以下であることがさらに好ましい。
【0139】
顔料としては、カーボンブラック及び酸化チタンなどの無機顔料；アゾ、フタロシアニン、キナクリドン、イソインドリノン、イミダゾロン、ジケトピロロピロール、ジオキサジン、及びペリノンなどの有機顔料を挙げることができる。なかでも、顔料は、カーボンブラック、及び、有機顔料からなる群より選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。
【0140】
顔料の分散方式としては、分散剤として樹脂（樹脂分散剤）を用いた樹脂分散顔料や、顔料の粒子表面に親水性基が結合している自己分散顔料などを用いることができる。また、顔料の粒子表面に樹脂を含む有機基を化学的に結合させた樹脂結合型顔料や、顔料の粒子の表面を樹脂などで被覆したマイクロカプセル顔料などを用いることができる。なかでも、樹脂結合型顔料やマイクロカプセル顔料ではなく、分散剤としての樹脂を顔料の粒子表面に物理吸着させた樹脂分散顔料を用いることが好ましい。すなわち、顔料は、樹脂分散剤の作用によって分散される顔料であることが好ましい。
【0141】
顔料を水性媒体中に分散させるための樹脂分散剤としては、アニオン性基の作用によって顔料を水性媒体中に分散させうるものを用いることが好ましい。樹脂分散剤としては、後述の樹脂、なかでも水溶性樹脂を用いることができる。インク中の顔料の含有量（質量％）は、樹脂分散剤の含有量に対する質量比率で、０．３倍以上１０．０倍以下であることが好ましい。
【0142】
自己分散顔料としては、カルボン酸基、スルホン酸基、ホスホン酸基などの酸基が、顔料の粒子表面に直接又は他の原子団（－Ｒ－）を介して結合しているものを用いることができる。酸基は、酸型及び塩型のいずれであってもよく、塩型である場合は、その一部が解離した状態及びすべてが解離した状態のいずれであってもよい。酸基が塩型である場合において、カウンターイオンとなるカチオンとしては、アルカリ金属カチオン、アンモニウム、及び有機アンモニウムなどを挙げることができる。他の原子団（－Ｒ－）としては、炭素原子数１乃至１２の直鎖状又は分岐状のアルキレン基；フェニレン基やナフチレン基などのアリーレン基；カルボニル基；イミノ基；アミド基；スルホニル基；エステル基；エーテル基などを挙げることができる。また、これらの基を組み合わせた基であってもよい。
【0143】
［ワックス粒子］
インクは、ワックスで形成される粒子（ワックス粒子）を含有する。ワックスは、ワックス以外の成分が配合された組成物であっても、ワックスそのものであってもよい。ワックスは、インク中に粒子状に分散したワックス粒子の状態で存在する。ワックス（蝋）は、狭義には、水に不溶な高級１価又は２価アルコールと、脂肪酸とのエステルであり、動物系ワックス及び植物系ワックスは含まれるが、油脂及び脂肪は含まない。広義には、高融点の脂肪、鉱物系ワックス、石油系ワックス、及び各種ワックスの配合物や変性物が含まれる。本発明の記録方法では、広義のワックスであれば特に制限なく用いることができる。広義のワックスは、天然ワックス、合成ワックス、これらの配合物（配合ワックス）、及びこれらの変性物（変性ワックス）に分類することができる。
インクは、ワックスで形成される粒子（ワックス粒子）を含有する。ワックスは、ワックス以外の成分が配合された組成物であっても、ワックスそのものであってもよい。ワックスは、インク中に粒子状に分散したワックス粒子の状態で存在する。ワックス（蝋）は、狭義には、水に不溶な高級１価又は２価アルコールと、脂肪酸とのエステルであり、動物系ワックス及び植物系ワックスは含まれるが、油脂及び脂肪は含まない。広義には、高融点の脂肪、鉱物系ワックス、石油系ワックス、及び各種ワックスの配合物や変性物が含まれる。本発明の記録方法では、広義のワックスであれば特に制限なく用いることができる。広義のワックスは、天然ワックス、合成ワックス、これらの配合物（配合ワックス）、及びこれらの変性物（変性ワックス）に分類することができる。
【0144】
天然ワックスとしては、石油系ワックス、植物系ワックス、及び動植物系ワックスなどを挙げることができる。石油系ワックスとしては、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、及びペトローラタムなどを挙げることができる。植物系ワックスとしては、カルナバワックス、キャンデリラワックス、ライスワックス、サトウキビワックス、パームワックス、及び木ロウなどを挙げることができる。動植物系ワックスとしては、ラノリン、鯨蝋、及びみつろうなどを挙げることができる。
【0145】
合成ワックスとしては、フィッシャー・トロプシュワックス、ポリオレフィンワックス（例：ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス）などの炭化水素系ワックスを挙げることができる。配合ワックスは、上記の各種ワックスの混合物である。変性ワックスは、上記の各種ワックスを、酸化、水素添加、アルコール変性、アクリル変性、ウレタン変性などの変性処理をしたものである。ワックスは、マイクロクリスタリンワックス、フィッシャー・トロプシュワックス、ポリオレフィンワックス、パラフィンワックス、及びこれらの変性物や配合物からなる群より選択される少なくとも１種であることが好ましい。なかでも、複数種のワックスの配合物であることがさらに好ましく、石油系ワックス及び合成ワックスの配合物であることが特に好ましい。
【0146】
ワックスは、常温（２５℃）で固体であることが好ましい。耐擦過性の観点から、ワックスの融点ＴＭ（℃）は、４０℃以上１２０℃以下であることが好ましく、５０℃以上１００℃以下であることがさらに好ましい。ワックスの融点は、ＪＩＳ Ｋ２２３５：１９９１（石油ワックス）の５．３．１（融点試験方法）に記載の試験法に準拠して測定することができる。マイクロクリスタリンワックス、ペトローラタム、及び複数種のワックスの混合物の場合は、５．３．２に記載の試験法を利用すると、より精度よく測定することができる。ワックスの融点は、分子量（大きいほど高融点）、分子構造（直鎖だと高融点、分岐があると下がる）、結晶性（高いほど高融点）、密度（高いほど高融点）など特性の影響を受けやすい。このため、これらの特性を制御することで、所望の融点を有するワックスとすることができる。
【0147】
インク中のワックス粒子の含有量（質量％）は、インク全質量を基準として、０．８質量％以上５．０質量％以下であることが好ましい。ワックス粒子の含有量が０．８質量％未満であると、ワックス粒子が少なすぎて、画像の耐擦過性の向上効果が十分に得られない場合がある。一方、ワックス粒子の含有量が５．０質量％超であると、ワックス粒子が多すぎて、循環の作用によってもワックスの分離などを十分に抑制できず、インクの間欠吐出安定性の向上効果が十分に得られない場合がある。上記ワックス粒子の含有量は、ワックス、及びそのワックスを分散させる分散剤の合計の含有量である。
【0148】
ワックス粒子のアニオン量（μｍｏｌ／ｇ）は、顔料のアニオン量（μｍｏｌ／ｇ）以下であることが好ましい。ワックス粒子のアニオン量が、顔料のアニオン量よりも大きいと、メニスカス近傍からインク中の顔料が後退しにくく、顔料が固着しやすくなって、インクの間欠吐出安定性の向上効果が十分に得られない場合がある。また、ワックスよりも顔料のほうが画像の表面に露出しやすくなるので、画像の耐擦過性の向上効果が十分に得られない場合がある。ワックス粒子のアニオン量（μｍｏｌ／ｇ）は、顔料のアニオン量（μｍｏｌ／ｇ）に対する比率で、０．９倍以下であることが好ましく、０．５倍以下であることがさらに好ましく、０．０５倍以上であることが好ましい。
【0149】
ワックス粒子及び顔料のアニオン量（単位質量当たりのアニオン量、単位：μｍｏｌ／ｇ）は、コロイド滴定により測定することができる。後述する実施例では、流動電位滴定ユニット（ＰＣＤ－５００）を搭載した電位差自動滴定装置（商品名「ＡＴ－５１０」、京都電子工業製）を使用し、電位差を利用したコロイド滴定を行った。このコロイド滴定により、顔料分散液中の顔料の単位質量当たりのアニオン量（μｍｏｌ／ｇ）、及びワックス水分散液中のワックス粒子の単位質量当たりのアニオン量（μｍｏｌ／ｇ）をそれぞれ測定した。より具体的には、試料を純水で約３００倍（質量基準）に希釈した後、必要に応じて水酸化カリウムでｐＨを約１０に調整し、５ｍｍｏｌ／Ｌのメチルグリコールキトサンを滴定試薬として用いて電位差滴定を行った。インクから適切な方法により抽出した粒子を用いてアニオン量を測定することも勿論可能である。
【0150】
ワックス粒子の体積基準の累積５０％粒子径Ｄ５０（ｎｍ）は、１００ｎｍ以上３００ｎｍ以下であることが好ましい。なかでも、１５０ｎｍ以上３００ｎｍ以下であることがさらに好ましく、２００ｎｍ以上３００ｎｍ以下であることが特に好ましい。ワックス粒子の体積基準の累積５０％粒子径は、粒子径積算曲線において、測定された粒子の総体積を基準として、小粒子径側から積算して５０％となる粒子の直径である。ワックス粒子の体積基準の累積５０％粒子径は、樹脂の項目に記載の動的光散乱法による粒度分析計を用いて、同様の測定条件で測定することができる。
【0151】
［分散剤］
インクは、さらに、インク中にワックス粒子を分散させる分散剤を含有することが好ましい。すなわち、ワックスは、分散剤の作用によってインク中に粒子状に分散されていることが好ましい。ワックスが分散剤によってインク中に分散されている場合、「ワックス粒子」には、インク中に分散されている状態の成分、すなわち、ワックス及び分散剤が含まれる。分散剤としては、界面活性剤；スルホン酸基やカルボン酸基などの親水性基を有する樹脂；などを挙げることができる。親水性基を有する樹脂としては、親水性基がグラフト結合した樹脂；親水性を持った単量体及び疎水性部分を持った単量体のそれぞれに由来するユニットを有する樹脂；などを挙げることができる。
インクは、さらに、インク中にワックス粒子を分散させる分散剤を含有することが好ましい。すなわち、ワックスは、分散剤の作用によってインク中に粒子状に分散されていることが好ましい。ワックスが分散剤によってインク中に分散されている場合、「ワックス粒子」には、インク中に分散されている状態の成分、すなわち、ワックス及び分散剤が含まれる。分散剤としては、界面活性剤；スルホン酸基やカルボン酸基などの親水性基を有する樹脂；などを挙げることができる。親水性基を有する樹脂としては、親水性基がグラフト結合した樹脂；親水性を持った単量体及び疎水性部分を持った単量体のそれぞれに由来するユニットを有する樹脂；などを挙げることができる。
【0152】
分散剤は、アニオン性分散剤及びノニオン性分散剤を含むことが好ましい。すなわち、アニオン性分散剤及びノニオン性分散剤を併用して、インク中にワックス粒子を分散させることが好ましい。アニオン性分散剤を用いることで、メニスカス近傍からの顔料の後退が促進され、インクの間欠吐出安定性の向上効果をさらに高めることができる。そして、アニオン性分散剤とノニオン性分散剤を併用することで、アニオン性分散剤のアニオン性基による静電反発力と、ノニオン性分散剤による立体反発力の２つの反発力により、ワックス粒子を分散安定化することができる。ワックス粒子が分散安定化することにより、画像形成においても画像表面に均一にワックスが分布し、画像の耐擦過性の向上効果をさらに高めることができる。分散剤がアニオン性分散剤のみであると、ワックスが水と馴染みやすくなって画像表面に均一に露出しにくくなり、画像の耐擦過性が十分に得られない場合がある。分散剤がノニオン性分散剤のみであると、メニスカス近傍から顔料が後退しづらくなることがあり、インクの間欠吐出安定性が十分に得られない場合がある。
【0153】
アニオン性分散剤としては、アニオン性界面活性剤；アクリル系樹脂などのアニオン性基を有する樹脂；などを挙げることができる。アニオン性界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩、及びポリオキシエチレンアルキルエーテルスルホン酸塩などを挙げることができる。アニオン性基を有する樹脂としては、（メタ）アクリル酸に由来するユニットを有するアクリル系樹脂を挙げることができる。なかでも、エチレン－アクリル酸共重合体であることが好ましい。
【0154】
インク中のノニオン性分散剤の含有量（質量％）は、インク全質量を基準として、０．１質量％以上１０．０質量％以下であることが好ましく、１．０質量％以上７．５質量％以下であることがさらに好ましい。
【0155】
インク中の、アニオン性分散剤の含有量（質量％）は、ワックス粒子中のワックスの含有量（質量％）に対する質量比率で、０．０１倍以上０．２０倍以下であることが好ましい。上記の質量比率が０．０１倍未満であると、メニスカス近傍から顔料が後退しにくくなることがあり、インクの間欠吐出安定性の向上効果が十分に得られない場合がある。一方、上記の質量比率が０．２０倍超であると、ワックスが水と馴染みやすくなって画像表面に均一に露出しにくくなることがあり、画像の耐擦過性の向上効果が十分に得られない場合がある。
【0156】
ノニオン性分散剤としては、ノニオン性界面活性剤などのエチレンオキサイド構造を有する化合物などを挙げることができる。ノニオン性界面活性剤としては、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテルなどのポリオキシエチレンアルキルエーテル；アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物；などを挙げることができる。
【0157】
インク中の、ノニオン性分散剤の含有量（質量％）は、ワックス粒子中のワックスの含有量（質量％）に対する質量比率で、０．１０倍以上０．３０倍以下であることが好ましい。上記の質量比率が０．１０倍未満であると、ワックスが画像表面に均一に露出しにくくなることがあり、画像の耐擦過性の向上効果が十分に得られない場合がある。一方、上記の質量比率が０．３０倍超であると、メニスカス近傍から顔料が後退しにくくなることがあり、インクの間欠吐出安定性の向上効果が十分に得られない場合がある。
【0158】
［水性媒体］
インクは、水及び水溶性有機溶剤の混合溶媒である水性媒体を含有する水性インクである。水としては脱イオン水（イオン交換水）を用いることが好ましい。インク中の水の含有量（質量％）は、インク全質量を基準として、５０．０質量％以上９５．０質量％以下であることが好ましい。
インクは、水及び水溶性有機溶剤の混合溶媒である水性媒体を含有する水性インクである。水としては脱イオン水（イオン交換水）を用いることが好ましい。インク中の水の含有量（質量％）は、インク全質量を基準として、５０．０質量％以上９５．０質量％以下であることが好ましい。
【0159】
水溶性有機溶剤としては、アルコール類、グリコール類、（ポリ）アルキレングリコール類、含窒素化合物類、及び含硫黄化合物類などのインクジェット用のインクに使用可能なものをいずれも用いることができる。水溶性有機溶剤としては、水よりも蒸気圧の低いものを用いることが好ましい。インク中の水溶性有機溶剤の含有量（質量％）は、インク全質量を基準として、２５．０質量％以下であることが好ましい。インク中の水溶性有機溶剤の含有量が２５．０質量％超であると、インクが記録媒体に付与された後に乾燥しにくくなることがあり、画像の耐擦過性の向上効果が十分に得られない場合がある。インク中の水溶性有機溶剤の含有量（質量％）は、インク全質量を基準として、３．０質量％以上であることが好ましい。
【0160】
水溶性有機溶剤は、比誘電率３０．０以下の第１水溶性有機溶剤を含むことが好ましい。インクの乾燥の過程で水が蒸発する際に、第１水溶性有機溶剤がメニスカス近傍で増加することで、メニスカス近傍は顔料が安定に存在しにくい状況となる。これにより、メニスカス近傍から顔料が後退しやすくなり、インクの間欠吐出安定性の向上効果をさらに高めることができる。インク中の第１水溶性有機溶剤の含有量（質量％）は、インク全質量を基準として、３．０質量％以上２５．０質量％以下であることが好ましい。また、インク中の水溶性有機溶剤の含有量（質量％）に占める、第１水溶性有機溶剤の含有量（質量％）の割合は、５０．０質量％以上であることが好ましい。なかでも、８０．０質量％以上であることが好ましく、１００．０質量％であってもよい。
【0161】
水溶性有機溶剤の比誘電率は、誘電率計（例えば、商品名「ＢＩ－８７０」、ＢＲＯＯＫＨＡＶＥＮ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ製など）を使用し、周波数１０ｋＨｚの条件で測定することができる。２５℃で固体の水溶性有機溶剤の比誘電率は、５０質量％水溶液の比誘電率を測定し、下記式（Ａ）から算出した値とする。通常「水溶性有機溶剤」は液体であるが、本発明においては、便宜上、２５℃（常温）で固体であるものも水溶性有機溶剤に含めることとする。
εｓｏｌ＝２ε５０％－εｗａｔｅｒ ・・・（Ａ）
εｓｏｌ：２５℃で固体の水溶性有機溶剤の比誘電率
ε５０％：２５℃で固体の水溶性有機溶剤の５０質量％水溶液の比誘電率
εｗａｔｅｒ：水の比誘電率
εｓｏｌ＝２ε５０％－εｗａｔｅｒ ・・・（Ａ）
εｓｏｌ：２５℃で固体の水溶性有機溶剤の比誘電率
ε５０％：２５℃で固体の水溶性有機溶剤の５０質量％水溶液の比誘電率
εｗａｔｅｒ：水の比誘電率
【0162】
水性インクに汎用であり、２５℃で固体である水溶性有機溶剤としては、例えば、１，６－ヘキサンジオール、トリメチロールプロパン、エチレン尿素、尿素、数平均分子量１，０００のポリエチレングリコールなどを挙げることができる。ここで、２５℃で固体の水溶性有機溶剤の比誘電率を、５０質量％水溶液の比誘電率から求める理由は次の通りである。２５℃で固体の水溶性有機溶剤のうち、水性インクの構成成分となりうるもののなかには、５０質量％を超えるような高濃度の水溶液を調製することが困難なものがある。一方、１０質量％以下であるような低濃度の水溶液では、水の比誘電率が支配的となり、当該水溶性有機溶剤の確からしい（実効的な）比誘電率の値を得ることができない。そこで、本発明者らが検討を行った結果、２５℃で固体の水溶性有機溶剤のうち、インクに用いることが可能なほとんどのもので測定対象の水溶液を調製することができ、かつ、求められる比誘電率も本発明の効果と整合することが判明した。このような理由から、５０質量％水溶液を利用することとした。２５℃で固体の水溶性有機溶剤であって、水への溶解度が低いために５０質量％水溶液を調製できないものについては、飽和濃度の水溶液を利用し、上記εｓｏｌを求める場合に準じて算出した比誘電率の値を便宜的に用いることとする。
【0163】
インクジェット用の水性インクに汎用の水溶性有機溶剤のうち、比誘電率が３０．０以下の水溶性有機溶剤（第１水溶性有機溶剤）の具体例としては、トリエチレングリコール（２２．７）、２－メチル－１，３－プロパンジオール（２８．３）、１，２－ブタンジオール（２２．２）、１，３－ブタンジオール（３０．０）、３－メチルスルホラン（２９．０）、１，２－プロパンジオール（２８．８）、１，２，６－ヘキサントリオール（２８．５）、２－メチル－１，３－プロパンジオール（２８．３）、２－ピロリドン（２８．０）、１，５－ペンタンジオール（２７．０）、３－メチル－１，３－ブタンジオール（２４．０）、３－メチル－１，５－ペンタンジオール（２３．９）、エタノール（２３．８）、１－（ヒドロキシメチル）－５，５－ジメチルヒダントイン（２３．７）、トリエチレングリコール（２２．７）、テトラエチレングリコール（２０．８）、数平均分子量２００のポリエチレングリコール（１８．９）、２－エチル－１，３－ヘキサンジオール（１８．５）、イソプロパノール（１８．３）、１，２－ヘキサンジオール（１４．８）、ｎ－プロパノール（１２．０）、数平均分子量６００のポリエチレングリコール（１１．４）、トリエチレングリコールモノブチルエーテル（９．８）、テトラエチレングリコールモノブチルエーテル（９．４）、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル（８．５）、１，６－ヘキサンジオール（７．１）、及び数平均分子量１，０００のポリエチレングリコール（４．６）などを挙げることができる（括弧内の数値は２５℃における比誘電率である）。
【0164】
第１水溶性有機溶剤は、１種のみを用いても、又は２種以上を組み合わせて用いてもよい。また、インクは、さらに、比誘電率が３０．０超の水溶性有機溶剤（その他の水溶性有機溶剤）を含有してもよい。インクジェット用の水性インクに汎用のその他の水溶性有機溶剤の具体例としては、尿素（１１０．３）、エチルイソプロピルスルホン（５９．０）、エチレン尿素（４９．７）、ジメチルスルホキシド（４８．９）、グリセリン（４２．３）、γ－ブチロラクトン（４１．９）、エチレングリコール（４０．４）、１－（２－ヒドロキシエチル）－２－ピロリドン（３７．６）、トリメチロールプロパン（３３．７）、メタノール（３３．１）、Ｎ－メチル－２－ピロリドン（３２．０）、トリエタノールアミン（３１．９）、ジエチレングリコール（３１．７）、及び１，４－ブタンジオール（３１．１）などを挙げることができる。
【0165】
［樹脂］
インクには、前述の樹脂分散剤以外の樹脂（その他の樹脂）をさらに含有させることができる。その他の樹脂は、（ｉ）顔料の分散状態を安定化させるため、すなわち、樹脂分散剤やその補助としてインクに添加することができる。また、（ｉｉ）記録される画像の各種特性を向上させるためにインクに添加することができる。樹脂の形態としては、ブロック共重合体、ランダム共重合体、グラフト共重合体、及びこれらの組み合わせなどを挙げることができる。その他の樹脂は、水性媒体に溶解しうる水溶性樹脂であってもよく、水性媒体中に分散する樹脂粒子であってもよい。樹脂粒子は、色材を内包する必要はない。インク中のその他の樹脂の含有量（質量％）は、インク全質量を基準として、０．１質量％以上２０．０質量％以下であることが好ましく、１．０質量％以上１０．０質量％以下であることがさらに好ましい。
インクには、前述の樹脂分散剤以外の樹脂（その他の樹脂）をさらに含有させることができる。その他の樹脂は、（ｉ）顔料の分散状態を安定化させるため、すなわち、樹脂分散剤やその補助としてインクに添加することができる。また、（ｉｉ）記録される画像の各種特性を向上させるためにインクに添加することができる。樹脂の形態としては、ブロック共重合体、ランダム共重合体、グラフト共重合体、及びこれらの組み合わせなどを挙げることができる。その他の樹脂は、水性媒体に溶解しうる水溶性樹脂であってもよく、水性媒体中に分散する樹脂粒子であってもよい。樹脂粒子は、色材を内包する必要はない。インク中のその他の樹脂の含有量（質量％）は、インク全質量を基準として、０．１質量％以上２０．０質量％以下であることが好ましく、１．０質量％以上１０．０質量％以下であることがさらに好ましい。
【0166】
〔樹脂の組成〕
その他の樹脂としては、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、オレフィン系樹脂などを挙げることができる。なかでも、アクリル系樹脂やウレタン樹脂が好ましく、（メタ）アクリル酸や（メタ）アクリレートに由来するユニットで構成されるアクリル系樹脂がさらに好ましい。
その他の樹脂としては、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、オレフィン系樹脂などを挙げることができる。なかでも、アクリル系樹脂やウレタン樹脂が好ましく、（メタ）アクリル酸や（メタ）アクリレートに由来するユニットで構成されるアクリル系樹脂がさらに好ましい。
【0167】
アクリル系樹脂としては、親水性ユニット及び疎水性ユニットを構成ユニットとして有するものが好ましい。なかでも、（メタ）アクリル酸に由来する親水性ユニットと、芳香環を有するモノマー、及び（メタ）アクリル酸エステル系モノマーからなる群より選ばれる少なくとも１種に由来する疎水性ユニットと、を有する樹脂が好ましい。特に、（メタ）アクリル酸に由来する親水性ユニットと、スチレン、及びα－メチルスチレンからなる群より選ばれる少なくとも１種のモノマーに由来する疎水性ユニットとを有する樹脂が好ましい。これらの樹脂は、顔料との相互作用が生じやすいため、顔料を分散させるための樹脂分散剤として好適に利用することができる。
【0168】
親水性ユニットは、アニオン性基などの親水性基を有するユニットである。親水性ユニットは、例えば、親水性基を有する親水性モノマーを重合することで形成することができる。親水性基を有する親水性モノマーの具体例としては、（メタ）アクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸などのカルボン酸基を有する酸性モノマー、これらの酸性モノマーの無水物や塩などのアニオン性モノマーなどを挙げることができる。酸性モノマーの塩を構成するカチオンとしては、リチウム、ナトリウム、カリウム、アンモニウム、有機アンモニウムなどのイオンを挙げることができる。疎水性ユニットは、アニオン性基などの親水性基を有しないユニットである。疎水性ユニットは、例えば、アニオン性基などの親水性基を有しない、疎水性モノマーを重合することで形成することができる。疎水性モノマーの具体例としては、スチレン、α－メチルスチレン、（メタ）アクリル酸ベンジルなどの芳香環を有するモノマー；（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸２－エチルヘキシルなどの（メタ）アクリル酸エステル系モノマーなどを挙げることができる。
【0169】
ウレタン系樹脂は、例えば、ポリイソシアネートとポリオールとを反応させて得ることができる。また、鎖延長剤をさらに反応させたものであってもよい。オレフィン系樹脂としては、例えば、ポリエチレン及びポリプロピレンなどを挙げることができる。
【0170】
〔樹脂の性状〕
本明細書において「樹脂が水溶性である」とは、その樹脂を酸価と当量のアルカリで中和した場合に、動的光散乱法により粒子径を測定しうる粒子を形成しない状態で水性媒体中に存在することを意味する。樹脂が水溶性であるか否かについては、以下に示す方法にしたがって判断することができる。まず、酸価相当のアルカリ（水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなど）により中和された樹脂を含む液体（樹脂固形分：１０質量％）を用意する。次いで、用意した液体を純水で１０倍（体積基準）に希釈して試料溶液を調製する。そして、試料溶液中の樹脂の粒子径を動的光散乱法により測定した場合に、粒子径を有する粒子が測定されない場合に、その樹脂は水溶性であると判断することができる。この際の測定条件は、例えば、ＳｅｔＺｅｒｏ：３０秒、測定回数：３回、測定時間：１８０秒、とすることができる。また、粒度分布測定装置としては、動的光散乱法による粒度分析計（例えば、商品名「ＵＰＡ－ＥＸ１５０」、日機装製）などを使用することができる。勿論、使用する粒度分布測定装置や測定条件などは上記に限られるものではない。
本明細書において「樹脂が水溶性である」とは、その樹脂を酸価と当量のアルカリで中和した場合に、動的光散乱法により粒子径を測定しうる粒子を形成しない状態で水性媒体中に存在することを意味する。樹脂が水溶性であるか否かについては、以下に示す方法にしたがって判断することができる。まず、酸価相当のアルカリ（水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなど）により中和された樹脂を含む液体（樹脂固形分：１０質量％）を用意する。次いで、用意した液体を純水で１０倍（体積基準）に希釈して試料溶液を調製する。そして、試料溶液中の樹脂の粒子径を動的光散乱法により測定した場合に、粒子径を有する粒子が測定されない場合に、その樹脂は水溶性であると判断することができる。この際の測定条件は、例えば、ＳｅｔＺｅｒｏ：３０秒、測定回数：３回、測定時間：１８０秒、とすることができる。また、粒度分布測定装置としては、動的光散乱法による粒度分析計（例えば、商品名「ＵＰＡ－ＥＸ１５０」、日機装製）などを使用することができる。勿論、使用する粒度分布測定装置や測定条件などは上記に限られるものではない。
【0171】
水溶性樹脂の酸価は、１００ｍｇＫＯＨ／ｇ以上２５０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であることが好ましい。水溶性樹脂の重量平均分子量は、３，０００以上１５，０００以下であることが好ましい。
【0172】
樹脂粒子を構成する樹脂の酸価は、５ｍｇＫＯＨ／ｇ以上１００ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であることが好ましい。樹脂粒子を構成する樹脂の重量平均分子量は、１，０００以上３，０００，０００以下であることが好ましく、１００，０００以上３，０００，０００以下であることがさらに好ましい。動的光散乱法により測定される樹脂粒子の体積基準の累積５０％粒子径（Ｄ５０）は、５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下であることが好ましい。樹脂粒子の体積基準の累積５０％粒子径は、粒子径積算曲線において、測定された粒子の総体積を基準として、小粒子径側から積算して５０％となる粒子の直径である。樹脂粒子の体積基準の累積５０％粒子径は、後述する動的光散乱法による粒度分析計を用いて、同様の測定条件で測定することができる。また、ある樹脂が樹脂粒子であるか否かも、動的光散乱法による粒度分析計を用いて、同様の測定条件で測定した際に、粒子径が測定されるか否かで判断することができる。樹脂粒子のガラス転移温度は、４０℃以上１２０℃以下であることが好ましく、５０℃以上１００℃以下であることがさらに好ましい。樹脂粒子のガラス転移温度（℃）は、示差走査熱量計（ＤＳＣ）を使用して測定することができる。樹脂粒子は色材を内包するものである必要はない。
【0173】
［その他の成分］
インクには、上記成分以外にも必要に応じて、消泡剤、界面活性剤、ｐＨ調整剤、粘度調整剤、防錆剤、防腐剤、防黴剤、酸化防止剤、還元防止剤などの種々の添加剤を含有させてもよい。
インクには、上記成分以外にも必要に応じて、消泡剤、界面活性剤、ｐＨ調整剤、粘度調整剤、防錆剤、防腐剤、防黴剤、酸化防止剤、還元防止剤などの種々の添加剤を含有させてもよい。
【0174】
［インクの物性］
インクは、インクジェット方式に適用する水性インクである。したがって、信頼性の観点から、その物性値を適切に制御することが好ましい。具体的には、２５℃におけるインクの静的表面張力は、２５ｍＮ／ｍ以上であることが好ましく、３０ｍＮ／ｍ以上６０ｍＮ／ｍ以下であることがさらに好ましい。また、２５℃におけるインクの粘度は、１．０ｍＰａ・ｓ以上１０．０ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましく、１．０ｍＰａ・ｓ以上５．０ｍＰａ・ｓ以下であることがさらに好ましい。２５℃におけるインクのｐＨは、５．０以上１０．０以下であることが好ましく、７．０以上９．５以下であることがさらに好ましい。
インクは、インクジェット方式に適用する水性インクである。したがって、信頼性の観点から、その物性値を適切に制御することが好ましい。具体的には、２５℃におけるインクの静的表面張力は、２５ｍＮ／ｍ以上であることが好ましく、３０ｍＮ／ｍ以上６０ｍＮ／ｍ以下であることがさらに好ましい。また、２５℃におけるインクの粘度は、１．０ｍＰａ・ｓ以上１０．０ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましく、１．０ｍＰａ・ｓ以上５．０ｍＰａ・ｓ以下であることがさらに好ましい。２５℃におけるインクのｐＨは、５．０以上１０．０以下であることが好ましく、７．０以上９．５以下であることがさらに好ましい。
【実施例0175】
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、下記の実施例によって何ら限定されるものではない。成分量に関して「部」及び「％」と記載しているものは特に断らない限り質量基準である。
【0176】
＜顔料分散液の調製＞
（顔料分散液１）
酸価１５０ｍｇＫＯＨ／ｇ、重量平均分子量８，０００のスチレン－アクリル酸エチル－アクリル酸共重合体（樹脂１）を用意した。樹脂１ ２０．０部を、その酸価と等モルの水酸化カリウムで中和するとともに、適量の純水を加え、樹脂（固形分）の含有量が２０．０％である樹脂１の水溶液を調製した。カーボンブラック（商品名「ＭＣＦ８８」、三菱ケミカル製）２０．０部、樹脂１の水溶液３０．０部、及びイオン交換水５０．０部を混合して混合物を得た。得られた混合物について、ナノマイザー（吉田機械工業製）を使用し、１５０ＭＰａの圧力で分散処理を５０パス行った。その後、回転数５，０００ｒｐｍで３０分間遠心分離して粗大粒子を除去した。ポアサイズ３．０μｍのセルロースアセテートフィルター（アドバンテック製）にて加圧ろ過した後、イオン交換水で希釈して、顔料の含有量が１５．０％、樹脂分散剤（樹脂１）の含有量が４．５％の顔料分散液１を調製した。顔料分散液１中の顔料のアニオン量は、３９７．５μｍｏｌ／ｇであった。
（顔料分散液１）
酸価１５０ｍｇＫＯＨ／ｇ、重量平均分子量８，０００のスチレン－アクリル酸エチル－アクリル酸共重合体（樹脂１）を用意した。樹脂１ ２０．０部を、その酸価と等モルの水酸化カリウムで中和するとともに、適量の純水を加え、樹脂（固形分）の含有量が２０．０％である樹脂１の水溶液を調製した。カーボンブラック（商品名「ＭＣＦ８８」、三菱ケミカル製）２０．０部、樹脂１の水溶液３０．０部、及びイオン交換水５０．０部を混合して混合物を得た。得られた混合物について、ナノマイザー（吉田機械工業製）を使用し、１５０ＭＰａの圧力で分散処理を５０パス行った。その後、回転数５，０００ｒｐｍで３０分間遠心分離して粗大粒子を除去した。ポアサイズ３．０μｍのセルロースアセテートフィルター（アドバンテック製）にて加圧ろ過した後、イオン交換水で希釈して、顔料の含有量が１５．０％、樹脂分散剤（樹脂１）の含有量が４．５％の顔料分散液１を調製した。顔料分散液１中の顔料のアニオン量は、３９７．５μｍｏｌ／ｇであった。
【0177】
（顔料分散液２）
樹脂１の水溶液を１０．０部とし、イオン交換水を７０．０部としたこと以外は、前述の顔料分散液１の場合と同様にして、顔料の含有量が１５．０％、樹脂分散剤（樹脂１）の含有量が１．５％の顔料分散液２を調製した。顔料分散液２中の顔料のアニオン量は、１３２．５μｍｏｌ／ｇであった。
樹脂１の水溶液を１０．０部とし、イオン交換水を７０．０部としたこと以外は、前述の顔料分散液１の場合と同様にして、顔料の含有量が１５．０％、樹脂分散剤（樹脂１）の含有量が１．５％の顔料分散液２を調製した。顔料分散液２中の顔料のアニオン量は、１３２．５μｍｏｌ／ｇであった。
【0178】
（顔料分散液３）
５．５ｇの水に５ｇの濃塩酸を溶かした溶液に、５℃に冷却した状態で４－アミノ－１，２－ベンゼンジカルボン酸１．５ｇを加えた。次に、この溶液の入った容器をアイスバスに入れることで溶液を常に１０℃以下に保った状態にし、これに５℃の水９ｇに亜硝酸ナトリウム１．８ｇを溶かした溶液を加えた。この溶液をさらに１５分間撹拌後、ＢＥＴ比表面積２２０ｍ２／ｇ、ＤＢＰ吸油量１０５ｍＬ／１００ｇ、平均粒子径（体積基準の累積５０％粒子径）１００ｎｍであるカーボンブラック６ｇを撹拌下で加えた。その後、さらに１５分間撹拌し、得られたスラリーをろ紙（商品名「標準用濾紙Ｎｏ．２」、アドバンテック製）でろ過した後、粒子を十分に水洗した。これを１１０℃のオーブンで乾燥させ、自己分散カーボンブラックを調製した。得られた自己分散カーボンブラックに水を加えて顔料の含有量が１５．０％となるように分散させ。これにより、カーボンブラックの粒子表面に－Ｃ６Ｈ３－（ＣＯＯＮａ）２基が導入された自己分散カーボンブラックが水中に分散された状態の顔料分散液を得た。イオン交換法により顔料分散液のナトリウムイオンをカリウムイオンに置換して、カーボンブラックの表面に－Ｃ６Ｈ３－（ＣＯＯＫ）２基が導入された自己分散カーボンブラックが分散された顔料分散液３を得た。顔料分散液３中の顔料のアニオン量は、２３０μｍｏｌ／ｇであった。
５．５ｇの水に５ｇの濃塩酸を溶かした溶液に、５℃に冷却した状態で４－アミノ－１，２－ベンゼンジカルボン酸１．５ｇを加えた。次に、この溶液の入った容器をアイスバスに入れることで溶液を常に１０℃以下に保った状態にし、これに５℃の水９ｇに亜硝酸ナトリウム１．８ｇを溶かした溶液を加えた。この溶液をさらに１５分間撹拌後、ＢＥＴ比表面積２２０ｍ２／ｇ、ＤＢＰ吸油量１０５ｍＬ／１００ｇ、平均粒子径（体積基準の累積５０％粒子径）１００ｎｍであるカーボンブラック６ｇを撹拌下で加えた。その後、さらに１５分間撹拌し、得られたスラリーをろ紙（商品名「標準用濾紙Ｎｏ．２」、アドバンテック製）でろ過した後、粒子を十分に水洗した。これを１１０℃のオーブンで乾燥させ、自己分散カーボンブラックを調製した。得られた自己分散カーボンブラックに水を加えて顔料の含有量が１５．０％となるように分散させ。これにより、カーボンブラックの粒子表面に－Ｃ６Ｈ３－（ＣＯＯＮａ）２基が導入された自己分散カーボンブラックが水中に分散された状態の顔料分散液を得た。イオン交換法により顔料分散液のナトリウムイオンをカリウムイオンに置換して、カーボンブラックの表面に－Ｃ６Ｈ３－（ＣＯＯＫ）２基が導入された自己分散カーボンブラックが分散された顔料分散液３を得た。顔料分散液３中の顔料のアニオン量は、２３０μｍｏｌ／ｇであった。
【0179】
＜ワックス粒子の調製＞
エチレン及びアクリル酸を常法にしたがって共重合した後、酸価と等モルの中和剤で中和した。適量のイオン交換水を添加して、共重合体（固形分）の含有量が２０．０％である分散剤１の水溶液を調製した。分散剤１の酸価は１２０ｍｇＫＯＨ／ｇ、重量平均分子量は８，０００であった。
エチレン及びアクリル酸を常法にしたがって共重合した後、酸価と等モルの中和剤で中和した。適量のイオン交換水を添加して、共重合体（固形分）の含有量が２０．０％である分散剤１の水溶液を調製した。分散剤１の酸価は１２０ｍｇＫＯＨ／ｇ、重量平均分子量は８，０００であった。
【0180】
表１－１に示す種類及び量の各成分を混合した後、温度及び圧力を適宜調整してワックスを分散させた。適量の純水を添加して、ワックス及び分散剤で形成されるワックス粒子の含有量が２５．０％であるワックス粒子１～１６の水分散液を得た。使用したワックス１～４及び分散剤１～４の詳細を以下に示す。ワックス粒子のアニオン量、融点、及び体積基準の累積５０％粒子径Ｄ５０は、上述の方法で測定した。ワックス粒子の特性を表１－２に示す。
・ワックス１：ポリエチレンワックス
・ワックス２：パラフィンワックス
・ワックス３：フィッシャー・トロプシュワックス
・ワックス４：酸化ポリエチレンワックス
・分散剤１：アニオン性分散剤、上記で調製したエチレン－アクリル酸共重合体（２０・０％水溶液）
・分散剤２：アニオン性分散剤、モンタン酸カリウム
・分散剤３：ノニオン性分散剤、ポリオキシエチレンセチルエーテル（エチレンオキサイド基の付加モル数：１０）
・分散剤４：ノニオン性分散剤、ポリオキシエチレンオレイルエーテル（エチレンオキサイド基の付加モル数：３０）
・ワックス１：ポリエチレンワックス
・ワックス２：パラフィンワックス
・ワックス３：フィッシャー・トロプシュワックス
・ワックス４：酸化ポリエチレンワックス
・分散剤１：アニオン性分散剤、上記で調製したエチレン－アクリル酸共重合体（２０・０％水溶液）
・分散剤２：アニオン性分散剤、モンタン酸カリウム
・分散剤３：ノニオン性分散剤、ポリオキシエチレンセチルエーテル（エチレンオキサイド基の付加モル数：１０）
・分散剤４：ノニオン性分散剤、ポリオキシエチレンオレイルエーテル（エチレンオキサイド基の付加モル数：３０）
【0181】
【0182】
【0183】
＜インクの調製＞
表２－１～２－３に示す各成分（単位：％）を混合し、十分撹拌した後、ポアサイズ０．８μｍのセルロースアセテートフィルター（アドバンテック製）にて加圧ろ過して、各インクを調製した。表２－１～２－３中、水溶性有機溶剤に付した括弧内の数値は、各水溶性有機溶剤の２５℃における比誘電率である。表２－１～２－３中、各成分の詳細を以下に示す。
・アセチレノールＥ６０：炭化水素系のノニオン性界面活性剤（川研ファインケミカル製）
・ＢＹＫ３４８：シリコーン系のノニオン性界面活性剤（ビックケミー製）
・Ｃａｐｓｔｏｎｅ ＦＳ－３１００：フッ素系のノニオン性界面活性剤（Ｃｈｅｍｏｕｒｓ製）
・プロキセルＧＸＬ（Ｓ）：防腐剤（アーチケミカルズ製）
表２－１～２－３に示す各成分（単位：％）を混合し、十分撹拌した後、ポアサイズ０．８μｍのセルロースアセテートフィルター（アドバンテック製）にて加圧ろ過して、各インクを調製した。表２－１～２－３中、水溶性有機溶剤に付した括弧内の数値は、各水溶性有機溶剤の２５℃における比誘電率である。表２－１～２－３中、各成分の詳細を以下に示す。
・アセチレノールＥ６０：炭化水素系のノニオン性界面活性剤（川研ファインケミカル製）
・ＢＹＫ３４８：シリコーン系のノニオン性界面活性剤（ビックケミー製）
・Ｃａｐｓｔｏｎｅ ＦＳ－３１００：フッ素系のノニオン性界面活性剤（Ｃｈｅｍｏｕｒｓ製）
・プロキセルＧＸＬ（Ｓ）：防腐剤（アーチケミカルズ製）
【0184】
【0185】
【0186】
【0187】
＜評価＞
上記で得られた各インクについて、以下の各項目の評価を行った。調製した各インクを、それぞれ表３の左側に示す記録ヘッドを有するインクジェット記録装置のインクタンクに充填した。表３中、記録ヘッドの欄に「１」と記載した例は、図１に示す主要部を有するインクジェット記録装置（吐出口列の配列方向に交差する方向に前記記録ヘッドが往復走査するものであり、記録ヘッドは図５に示す構成を有する）のインク収容部にインクを充填した。
上記で得られた各インクについて、以下の各項目の評価を行った。調製した各インクを、それぞれ表３の左側に示す記録ヘッドを有するインクジェット記録装置のインクタンクに充填した。表３中、記録ヘッドの欄に「１」と記載した例は、図１に示す主要部を有するインクジェット記録装置（吐出口列の配列方向に交差する方向に前記記録ヘッドが往復走査するものであり、記録ヘッドは図５に示す構成を有する）のインク収容部にインクを充填した。
【0188】
表３中、「記録ヘッド」の欄に「２」と記載した例では、図５に示すインク循環構成を図２０に示すラインヘッド８００に組み込んだ記録ヘッドを用いた。この記録ヘッドを、吐出口列が記録媒体の搬送方向と交差するようにインクジェット記録装置に組み込み、インク収容部にインクを充填した。ラインヘッド８００は、記録装置５０が記録可能な記録媒体Ｐの最大幅の領域に延伸する吐出口列を備えており、副走査方向に搬送される記録媒体Ｐに対する位置が固定された状態で画像を記録する。したがって、記録媒体Ｐに画像を記録する際に、ラインヘッド８００は記録媒体Ｐに対して相対移動しない。
【0189】
表３中、「記録ヘッド」の欄に「３」と記載した例では、シリアル型の記録ヘッドを搭載し、インク収容部から記録ヘッドまでのインク供給系においてインクを循環させるタイプのインクジェット記録装置を使用した。そして、このインクジェット記録装置の記録ヘッドのインク収容部にインクを充填した。本例で使用したインクジェット記録装置は、インクの循環するための循環ポンプが、記録ヘッドとは別に設けられている。
【0190】
表３中、「記録ヘッド」の欄に「４」と記載した例では、吐出素子の間で連通してその内部にインクが流通する供給流路を備えるが、回収流路を有しない記録ヘッドを用意し、この記録ヘッドのインク収容部にインクを充填した。
【0191】
表３中、「記録ヘッド」の欄に「５」と記載した例では、図２０に示すラインヘッド８００を搭載し、インク収容部から記録ヘッドまでのインク供給系においてインクを循環させるタイプのインクジェット記録装置を使用した。そして、このインクジェット記録装置の記録ヘッドのインク収容部にインクを充填した。本例で使用したインクジェット記録装置は、インクの循環するための循環ポンプが、記録ヘッドとは別に設けられている。図２０は、ライン状の記録ヘッドの斜視図である。図２０に示すラインヘッド８００は、吐出口列が配置された吐出素子基板８１０を直線状に配列したラインヘッドである。
【0192】
上記の構成を有するインクジェット記録装置を利用して、表３の左側に示す条件で、インクの記録デューティが１２０％である１０ｃｍ×１０ｃｍのベタ画像を記録した。記録環境は、温度２５℃、相対湿度５０％とした。ベタ画像の記録の際には、インクを付与した後の記録媒体の表面を８０℃になるように加熱し、定着させたうえで、下記の耐擦過性の評価を行った。本実施例では、１／１，２００インチ×１／１，２００インチの単位領域に４．０ｐＬのインクを１滴付与する条件で記録した画像を、記録デューティが１００％であると定義する。比較例２においては、図５に示す循環ポンプ５００を作動させずに画像の記録を行った。つまり、比較例１及び２以外の実施例及び比較例においては、記録ヘッド内でのインク循環を行った。本発明においては、以下に示す各項目の評価基準で、「ＡＡ」、「Ａ」、及び「Ｂ」を許容できるレベルとし、「Ｃ」を許容できないレベルとした。評価結果を表３の右側に示す。
【0193】
用いた記録媒体を以下に示す。
・記録媒体１：商品名「スコッチカル グラフィックフィルム ＩＪ１２２０Ｎ」、３Ｍ製、材質＝ポリ塩化ビニル、ブリストー法における接触開始から３０ｍｓｅｃ１／２までの水の吸収量＝０ｍＬ／ｍ２以上１０ｍＬ／ｍ２以下
・記録媒体２：高品位専用紙、商品名「ＨＲ－１０１Ｓ」、キヤノン製、ブリストー法における接触開始から３０ｍｓｅｃ１／２までの水の吸収量＝１０ｍＬ／ｍ２超
・記録媒体１：商品名「スコッチカル グラフィックフィルム ＩＪ１２２０Ｎ」、３Ｍ製、材質＝ポリ塩化ビニル、ブリストー法における接触開始から３０ｍｓｅｃ１／２までの水の吸収量＝０ｍＬ／ｍ２以上１０ｍＬ／ｍ２以下
・記録媒体２：高品位専用紙、商品名「ＨＲ－１０１Ｓ」、キヤノン製、ブリストー法における接触開始から３０ｍｓｅｃ１／２までの水の吸収量＝１０ｍＬ／ｍ２超
【0194】
（間欠吐出安定性）
まず、記録ヘッドの１つの吐出口からインクを吐出して、長さ５ｍｍの罫線を記録した。次に、１．５秒間隔、３．５秒間隔、そして、５．０秒間隔でインクを１滴ずつ吐出すること以外は上記と同様の条件で罫線を記録した。所定の間隔を空けて記録した３種類の罫線を目視で確認し、以下に示す評価基準にしたがってインクの間欠吐出安定性を評価した。なお、比較例２では、インクの循環を停止した状態で罫線を記録した。記録した罫線を目視で確認し、以下に示す評価基準にしたがってインクの間欠吐出安定性を評価した。
ＡＡ：５．０秒間隔で吐出しても不吐出や罫線の乱れが認められなかった。
Ａ：５．０秒間隔で吐出すると不吐出や罫線の乱れが認められたが、３．５秒間隔で吐出しても罫線に乱れが認められなかった。
Ｂ：５．０秒間隔、及び、３．５秒間隔で吐出すると不吐出や罫線の乱れが認められたが、１．５秒間隔で吐出しても罫線の乱れが認められなかった。
Ｃ：１．５秒間隔で吐出しても、不吐出や罫線の乱れが認められた。
まず、記録ヘッドの１つの吐出口からインクを吐出して、長さ５ｍｍの罫線を記録した。次に、１．５秒間隔、３．５秒間隔、そして、５．０秒間隔でインクを１滴ずつ吐出すること以外は上記と同様の条件で罫線を記録した。所定の間隔を空けて記録した３種類の罫線を目視で確認し、以下に示す評価基準にしたがってインクの間欠吐出安定性を評価した。なお、比較例２では、インクの循環を停止した状態で罫線を記録した。記録した罫線を目視で確認し、以下に示す評価基準にしたがってインクの間欠吐出安定性を評価した。
ＡＡ：５．０秒間隔で吐出しても不吐出や罫線の乱れが認められなかった。
Ａ：５．０秒間隔で吐出すると不吐出や罫線の乱れが認められたが、３．５秒間隔で吐出しても罫線に乱れが認められなかった。
Ｂ：５．０秒間隔、及び、３．５秒間隔で吐出すると不吐出や罫線の乱れが認められたが、１．５秒間隔で吐出しても罫線の乱れが認められなかった。
Ｃ：１．５秒間隔で吐出しても、不吐出や罫線の乱れが認められた。
【0195】
（耐擦過性）
ＪＩＳ Ｌ０８４９に準拠した摩擦試験機ＩＩ（学振型）（商品名「耐摩耗試験機」、テスター産業製）を使用し、ＪＩＳ Ｌ０８０３で規定される摩擦用白布（綿）を用いて、記録した画像の表面を荷重２５０ｇで５回往復する摩擦試験を行った。摩擦試験後の画像における擦過痕の状態及び摩擦用白布に付着したインクを目視で確認し、以下に示す評価基準にしたがって画像の耐擦過性を評価した。
Ａ：摩擦用白布へのインク付着、及び、画像の擦過痕のいずれも認められなかった。
Ｂ：摩擦用白布へのインク付着が認められたが、画像の擦過痕は認められなかった。
Ｃ：摩擦用白布へのインク付着、及び、画像の擦過痕のいずれも認められた。
ＪＩＳ Ｌ０８４９に準拠した摩擦試験機ＩＩ（学振型）（商品名「耐摩耗試験機」、テスター産業製）を使用し、ＪＩＳ Ｌ０８０３で規定される摩擦用白布（綿）を用いて、記録した画像の表面を荷重２５０ｇで５回往復する摩擦試験を行った。摩擦試験後の画像における擦過痕の状態及び摩擦用白布に付着したインクを目視で確認し、以下に示す評価基準にしたがって画像の耐擦過性を評価した。
Ａ：摩擦用白布へのインク付着、及び、画像の擦過痕のいずれも認められなかった。
Ｂ：摩擦用白布へのインク付着が認められたが、画像の擦過痕は認められなかった。
Ｃ：摩擦用白布へのインク付着、及び、画像の擦過痕のいずれも認められた。
【0196】
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
