JP2011110937A - インクジェットプリントヘッド前面のコーティング、インクジェットプリントヘッド、および印刷装置 - Google Patents

インクジェットプリントヘッド前面のコーティング、インクジェットプリントヘッド、および印刷装置 Download PDF

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Abstract

【課題】ＵＶ又は固体インクのプリントヘッド前面全体にわたる濡れや垂れを低減することが可能なインクジェットプリントヘッド前面のコーティングを提供することである。
【解決手段】インクジェットプリントヘッド前面のコーティングは、低粘着性コーティングから成り、低粘着性コーティングをインクジェットプリントヘッド前面の表面上に配置したときに、紫外線ゲルインクの噴出液滴又は固体インクの噴出液滴がプリントヘッド前面の表面に対して約３０°以下の低滑り角を示すことを特徴とする。低粘着性コーティングは、イソシアネート官能基を含有するポリマー又はオリゴマーと、ヒドロキシル官能基を含有するポリマー又はオリゴマーと、少なくとも１つのポリシロキサンユニットを含むヒドロキシル官能化ポリマー又はオリゴマーと、任意のヒドロキシル官能化フルオロ架橋剤と、を含有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、インクジェットプリントヘッドのフロントフェイス（前面）のコーティングに関する。特に、インクジェットプリントヘッド前面上における紫外線ゲルインクおよび固体インクの濡れや垂れ（落下）を防ぐコーティングを開示する。
流体インクジェットシステムは典型的に１以上のプリントヘッドを備え、プリントヘッドは複数のインクジェットを有し、そこから流体液滴を記録媒体へと噴出する。
プリントヘッドのインクジェットはプリントヘッド内のインク供給チャンバー又はマニホールドからインクを受け取り、プリントヘッドは順に、ソース、例えば、溶融インクリザーバ又はインクカートリッジからインクを受け取る。各インクジェットはチャネルを備え、チャネルはインク供給マニホールドと流体連絡する一方端部を有する。インクチャネルの他方端部はインク液滴を噴出するためのオリフィス又はノズルを有する。
インクジェットのノズルは、アパーチャ又はノズルプレートに形成され、これはインクジェットのノズルと対応する開口を有する。操作時には、液滴噴出信号がインクジェット内のアクチュエータを作動させて、流体液滴をインクジェットノズルから記録媒体上に放出する。記録媒体および／又はプリントヘッドアセンブリを互いに相対的に移動させながら、インクジェットのアクチュエータを選択的に作動させて液滴を噴出させることによって、付着した液滴は正確にパターン化されて、特定の文字および図形画像を記録媒体上に形成することができる。
全幅アレイプリントヘッドの例は、米国特許公開第２００９／００４６１２５号公報に記載されている。このようなプリントヘッドで噴出される紫外線硬化性ゲルインクの例は、米国特許公開第２００７／０１２３６０６号公報に記載されている。このようなプリントヘッドで噴出される固体インクの例は、ゼロックス社から入手可能なゼロックス・カラーキューブ（Ｘｅｒｏｘ ＣｏｌｏｒＱｕｂｅ）シアン固体インクである。
流体インクジェットシステムの直面する困難は、プリントヘッドのフロントフェイス上（前面）におけるインクの濡れや垂れである。プリントヘッド前面のこのような汚染はインクジェットノズルおよびチャネルの目詰まりの原因となり又はこれらを引き起こし、湿潤汚染された前面は単独で、又はこれとの組み合わせで、液滴の未供給又は欠落、液滴の小型化又はさもなければ誤寸法、サテライト、又は記録媒体上への液滴の誤指向といったことの原因となり又はこれらを引き起こし、印刷品質の低下につながる。
現在のプリントヘッド前面コーティングは、典型的に、ポリテトラフルオロエチレンのスパッタリングコーティングである。プリントヘッドが傾いている場合、ＵＶゲルインクは、約７５℃の温度で（７５℃はＵＶゲルインクの典型的な噴出温度である）、固体インクは、約１０５℃の温度で（１０５℃は固体インクの典型的な噴出温度である）、容易にはプリントヘッド前面の表面上を滑らない。むしろ、これらのインクは、プリントヘッド前面に沿って流れてインク薄膜を残し、このインク薄膜が噴出を妨げる。このために、ＵＶおよび固体インクプリントヘッドの前面は、ＵＶおよび固体インクによって濡れる傾向にある。
図１は、印刷作業後のプリントヘッド前面の写真であり、ＵＶゲルインクの濡れおよび汚染が前面のノズル領域の大部分を覆っていることを示している。
インクジェットの目詰まりを防止しクリーニングするため、かつプリントヘッド前面をクリーニングするために、所定のメンテナンス手順がインクジェットプリンタで実施される。インクジェットプリンタ用メンテナンス手順は、米国特許公開第２００８／０３１６２４７号公報に記載されている。メンテナンス手順は、インクをインクジェットチャネルおよびノズルから噴出又はパージし、プリントヘッド前面を拭き取ることを包含する。噴出手順は、典型的に、ジェットから汚染物を洗浄するために、複数の液滴を各インクジェットから噴出することを含む。パージング手順は、典型的に、空気圧パルスをインクリザーバに印加して、全ジェットからインクを流出させることを含む。噴出されたインクを廃棄物リザーバ、例えば、廃棄物入れに回収してもよい。パージされたインクを廃棄物リザーバ、例えば、廃棄物トレイに回収してもよい。
湿潤汚染されたプリントヘッド前面は、インクが廃棄物リザーバへと前面全体にわたって滑ろうとするのを妨げ又は低減することによって、パージされたインク回収を阻害する。拭き取り手順は、通常ワイパーブレードによって行われ、これはノズルプレートに関して移動して、インク残渣、さらには何らかの紙、埃又はプリントヘッド前面上で回収された他の異物を除去する。ワイパーアセンブリの例は、米国特許第５，４３２，５３９号公報に記載されている。噴出／パージングおよび拭き取り手順は、各々単独で行われても、お互いに協力して行われてもよい。例えば、ノズルプレートから過剰のインクを拭き取るためには、インクジェットを通じてパージした後に、拭き取り手順を行ってもよい。
インクジェットプリントヘッド前面用として現在入手可能なコーティングは、その意図する目的については好適である。しかし、ＵＶ又は固体インクのプリントヘッド前面全体にわたる濡れや垂れを低減するといった、改良されたプリントヘッド前面コーティングについての要求は未だにある。さらに、プリントヘッド前面の拭き取りのようなメンテナンス手順に耐える強さがある、改良されたプリントヘッド前面コーティングについての要求は未だにある。
米国特許第４８８９５６０号明細書 米国特許第４８８９７６１号明細書 米国特許第５２２１３３５号明細書
即ち、本発明の目的は、ＵＶ又は固体インクのプリントヘッド前面全体にわたる濡れや垂れを低減することが可能なインクジェットプリントヘッド前面のコーティングを提供することである。
インクジェットプリントヘッドのフロントフェイス（前面）用の低粘着性表面コーティングを記載するものであって、コーティングは撥油性（ｏｌｅｏｐｈｏｂｉｃ）のポリマー状材料を含有し、表面コーティングをインクジェットプリントヘッド前面表面上に配置した場合には、紫外線ゲルインクの噴出液滴又は固体インクの噴出液滴は、表面に対する粘着性が非常に小さい。粘着性はインク液滴の滑り角で測定され、滑り角が小さいほどインク液滴と表面間の粘着性は小さい。低粘着性とは、低滑り角を意味し、紫外線硬化性ゲルインク又は固体インクを用い、プリントヘッド前面表面を用いて測定された場合では、低滑り角は約２５°以下〜約３０°以下である。実施の形態では、コーティングは、何度もの拭き取りサイクルの後でもこの特性を保持し、これによってインク汚染を防止し、後に残渣を全く残さずにインク液滴が前面を転がり落ちることができる。
実施の形態では、インクジェットプリントヘッド前面用のコーティングであって、コーティングは低粘着性コーティングから成り、低粘着性コーティングをインクジェットプリントヘッド前面表面上に配置した場合には、紫外線ゲルインクの噴出液滴又は固体インクの噴出液滴はプリントヘッド前面表面に対して低滑り角を示す。ここで、低滑り角とは、約１°以下〜約３０°以下である。
また、インクジェットプリントヘッドは、その表面上に低粘着性コーティングが配置されてなる前面を備え、低粘着性コーティングは撥油性のポリマー状材料を含有する。コーティング表面における紫外線ゲルインクの噴出液滴又は固体インクの噴出液滴は、低滑り角を示す。低滑り角とは、低粘着性コーティングを有するプリントヘッド前面表面に対して、約１°以下〜約３０°以下、又は約２５°以下〜約３０°以下、又は約１°以下〜約２０°以下、又は約１°以下〜約１５°以下である。
インクジェットプリントヘッドを備える印刷装置は、その表面上に低粘着性コーティングが配置されてなる前面を備え、低粘着性コーティングは撥油性のポリマー状材料を含有する。紫外線ゲルインクの噴出液滴又は固体インクの噴出液滴は、コーティングを有するプリントヘッド前面表面に対して約１°以下〜約１５°以下、又は約２５°以下〜約３０°以下の滑り角を示す。
インクジェットプリントヘッドを備える印刷装置は、その表面上に低粘着性コーティングが配置されてなる前面を備え、低粘着性コーティングは撥油性のポリマー状材料を含有する。コーティング表面における紫外線ゲルインクの噴出液滴又は固体インクの噴出液滴は、約３５°以上〜約４５°以上、又は約３５°〜約１２０°の接触角を有する。
プリントヘッド内にインクを満たした場合、インクを噴出する時までは、ノズル内にインクを保持しておくことが望ましい。一般的にインクの接触角が大きいほど、保持圧は良好に（高く）なる。保持圧は、インクタンク（リザーバ）の圧力が増加したときに、ノズル開口からインクが漏れ出すのを防ぐためのアパーチャプレートの性能を測定するものである。好都合にも、紫外線硬化性ゲルインクおよび固体インクについて低粘着性と高接触角を合わせ持つ本コーティングは、保持圧が改良され、又はノズルからのインクの漏れ出しが低減されるという利益を提供する。
つまり、インクジェットプリントヘッド前面のコーティングは、低粘着性コーティングから成り、低粘着性コーティングをインクジェットプリントヘッド前面の表面上に配置したときに、紫外線ゲルインクの噴出液滴又は固体インクの噴出液滴がプリントヘッド前面の表面に対して約３０°以下の低滑り角を示すことを特徴とする。
低粘着性コーティングは、イソシアネート官能基を含有するポリマー又はオリゴマーと、ヒドロキシル官能基を含有するポリマー又はオリゴマーと、少なくとも１つのポリシロキサンユニットを含むヒドロキシル官能化ポリマー又はオリゴマーと、任意のヒドロキシル官能化フルオロ架橋剤と、を含有する。
低粘着性コーティングが施されるインクジェットプリントヘッド前面、つまりインクジェットプリントヘッドのフロントフェイスとは、例えば、ＵＶゲルインクおよび固体インクが吐出・噴出されるオリフィス又はノズルが形成されたオリフィスプレート（液体レベル制御プレート）の表面であって、低粘着性コーティングは、コーティング表面に滑り角特性、つまりプリントヘッド前面上のインク液滴が転がり落ち、残渣を残さないという特性を付与する。
印刷作業後に、紫外線ゲルインクの汚染が、ポリテトラフルオロエチレンコーティングを有するプリントヘッド前面のノズル領域の大部分を覆っていることを示す写真である。 低粘着性コーティングが配置されたプリントヘッド前面の断面図である。 低粘着性コーティングが配置された別のプリントヘッド前面の断面図である。 ＵＶゲルインクにおける低粘着性コーティングの低滑り角、セルフクリーニング特性を示す図である。 ＵＶゲルインクにおける低粘着性コーティングの低滑り角、セルフクリーニング特性を示す図である。 ＵＶゲルインクにおける低粘着性コーティングの低滑り角、セルフクリーニング特性を示す図である。
低粘着性コーティングは、インクジェットプリントヘッドのフロントフェイス、つまりインクジェットプリントヘッド前面に提供される。コーティングは、紫外線（ＵＶ）硬化性相転移インクおよび固体インク（相転移インクとも言う）による汚染や垂れを抑制し、その特性は何度ものパージ／メンテナンスサイクル後も保持される。
実施の形態では、本コーティングは、低滑り角で測定されるように、ＵＶインクおよび固体インクとの粘着性が非常に低く、プリントヘッド前面上のインク液滴が転がり落ち、残渣を残さない。インクジェットプリントヘッド前面コーティングは、プリントヘッドから噴出される紫外線ゲルインク又は固体インクを用いて、高品質、高効率のデジタル印刷画像を製造することを可能にし、画像には、先行するプリントヘッド前面コーティングで生じていたインクの前面の垂れによって引き起こされる液滴による印刷欠陥はない。
ここで開示される低粘着性コーティングは、プリントヘッド用表面コーティングとして好適な磨耗特性を有し、使用又は拭き取り時の過剰な磨耗を排除する。実施の形態では、本コーティングは、ジイソシアネートとヒドロキシル官能化ポリエステルとを、溶媒中で、ヒドロキシル官能化ポリシロキサン架橋剤および任意のフルオロ架橋剤を含む第２の架橋剤の存在中で架橋することによって製造することができる。
低粘着性コーティングをプリントヘッド上に、例えば、プリントヘッド前面上に配置することができる。いずれの好適な方法を、低粘着性コーティングをプリントヘッドの表面に塗布するために用いてもよい。コーティングを塗布する好適な技術には、スプレイ、フローおよびディップコーティング技術がある。ある実施の形態では、これらの構成要素をポリウレタンコーティング溶液に配合して、プリントヘッドの表面上に塗布することができる。
プリントヘッドアパーチャプレート（又はオリフィスプレート又はプリントヘッド前面プレート）は、いずれの好適な材料で形成されてもよく、装置に好適ないずれの構成であってもよい。正方形又は長方形のオリフィスプレートが、製造の容易性のために典型的に選択される。オリフィスプレートはいずれの好適な組成物から形成されてもよい。実施の形態では、アパーチャプレート又はオリフィスプレートは、ステンレススチール、スチール、ニッケル、銅、アルミニウム、ポリイミド又はシリコンから成る。また、オリフィスプレートは、ロウ付け材料、例えば、金で選択的にメッキされたステンレススチールから形成されてもよい。コーティングを加熱オーブン中で硬化することにより、薄膜の透明フィルムが得られる。
低粘着性コーティングは、いずれのタイプのプリントヘッドにも使用することができる。図２に、低粘着性コーティングが配置されたプリントヘッド２００を示す。プリントヘッド２００は、ベース基材２０２を備え、ベース基材２０２は一方の表面上にトランスデューサ２０４と、他方の表面上にアコースティックレンズ２０６とを備える。ベース基材２０２から間隔を空けて液体レベル制御プレート２０８がある。
本開示による低粘着性コーティング２１０は、液体レベル制御プレート２０８に沿って配置される。ベース基材２０２および液体レベル制御プレート２０８は、流れる液体２１２を保持する流路（チャネル）を規定する。液体レベル制御プレート２０８は、開口（アパーチャ）２１６のアレイ２１４を備える。トランスデューサ２０４、アコースティックレンズ２０６、および開口２１６が一列に配列され、１個のトランスデューサ２０４が発生させた音波が、それに合わせて配列されたアコースティックレンズ２０６を介して、それに合わせて配列された開口２１６の液体２１２の開放表面２１８で略集束するように設計される。十分な力が与えられれば、液滴は開放表面２１８から放出される。
本開示による低粘着性コーティング２１０を液体レベル制御プレート２０８に沿ってプリントヘッド前面上に配置し、滑り角特性、つまりプリントヘッド前面上のインク液滴が転がり落ち、残渣を残さないという特性を備えるプリントヘッド前面を提供して、インクがノズル付近に溜まり、インク液滴の噴出を妨げるといったことを防ぐ。低粘着性コーティング２１０は、滑り角特性を有するプリントヘッド前面を提供して、ノズルプレート（液体レベル制御プレート２０８）上に付着したＵＶゲルインクおよび固体インクのサテライト液滴が、低滑り角を示すようにする。ここで、低滑り角とは、コーティングを有するプリントヘッド前面表面に対して、約３０°以下、又は約２５°以下である。
図３は、低粘着性コーティングが配置されたプリントヘッド３００の別の実施形態を示す。図３では、ドロップオンデマンド型インクジェットプリントヘッド３００は、本体３０２を有し、本体３０２は、１つ以上のインクソース３０６と連結される１つ以上のインク圧力チャンバー３０４を備える。インクジェットプリントヘッド３００は、１つ以上のインク噴出手段、例えば、オリフィス（ノズル）３０８を有する。典型的なインクジェットプリンタは、複数のインク圧力チャンバー３０４を備え、各圧力チャンバー３０４は１つ以上のノズル３０８に連結される。簡略化のために、単一のノズル３０８を図３では示す。ノズル３０８は、矢印３１０で示されるインク経路を経てインク圧力チャンバー３０４と連結され又は連絡される。インク液滴形成時には、インクはノズル３０８を通る。インク液滴は、経路３１０に沿って、ノズル３０８から印刷媒体（図示せず）に移動する。ノズル３０８は、インクジェットプリントヘッド３００の外側上の本体３０２に含まれるオリフィスプレート（プリントヘッド前面プレート）３１２に形成される。本開示による低粘着性コーティング３１４は、オリフィスプレート３１２に沿って、つまりオリフィスプレート３１２の外表面に配置される。
ＵＶゲルインクにおける低粘着性コーティングの低滑り角、セルフクリーニング特性（自浄特性）を図４Ａ、４Ｂおよび４Ｃに示す。ここで本開示による低粘着性コーティングは、ステンレススチールプレートの左側上にあり、プレートの右側は未コートである。約３０°の角度に持ち上げたプレートを室温から加熱していくと、右側（つまり低粘着性コーティングなし）では液滴がステンレスプレートを流れ落ちてプレートに付着し、フィルムを形成する。しかし、左側（つまり低粘着性コーティングあり）では、液滴は全く残渣を残さずにプレートを滑り落ちており（液滴のまま転がり落ちる）、このことは低粘着性コーティングのセルフクリーニング特性を示す。
プリントヘッド前面コーティングは、滑り角特性を有するプリントヘッド前面を提供し、ノズルプレートに付着したＵＶゲルインクおよび固体インクのサテライト液滴の低滑り角を提供する。ここで、低滑り角とは、約３０°以下、約２５°以下、約２０°以下、又は約１５°以下である。実施の形態では、コーティングは、ＵＶゲルインク又は固体インクに対して、約１°〜約３０°以下、約１°〜約２５°以下、又は約１°〜約２０°以下、又は約１°〜約１５°以下の低滑り角を提供する。
例えば、プリントヘッドは、その表面上に低粘着性コーティングが配置されてなる前面を備え、低粘着性コーティングは撥油性のポリマー状材料を含有し、紫外線ゲルインクの噴出液滴又は固体インクの噴出液滴は、表面コーティングと約３５°〜約１２０°の接触角、ある実施の形態では、約３５°以上又は約４５°以上の接触角を有する。インク接触角が大きいほど、保持圧は高い。保持圧は、インクタンク（リザーバ）の圧力が増加したときに、ノズルからインクが漏れ出すのを防ぐためのアパーチャプレートの性能を測定するものである。実施の形態では、本コーティングは、紫外線硬化性ゲルインクおよび固体インクについて低粘着性と高接触角を合わせ持ち、保持圧に好影響を与える。ある実施の形態では、３μＬのＵＶインクの液滴と１μＬの固体インクの液滴を用いて測定した場合に、本コーティングは、約１°〜約３０°、約３０°以下、又は約２５°以下の低滑り角と、約３５°〜約１２０°、約３５°以上、又は約４５°以上の接触角を提供する。
実施の形態では、低粘着性コーティングは、イソシアネート官能基を含有する好適なポリマー又はオリゴマー、ヒドロキシル官能基を含有する好適なポリマー又はオリゴマー、少なくとも１つのポリシロキサンユニットを含有する好適なヒドロキシル官能化ポリマー又はオリゴマー、および任意のヒドロキシル官能化フルオロ架橋剤を含有する。
プリントヘッド前面低粘着性コーティングは、例えば、イソシアネート、ポリオール、およびヒドロキシル官能化ポリシロキサンを含有する。ある実施の形態では、低粘着性コーティングは、成分Ａ、ＢおよびＣを含有してもよく、成分Ａは、ヒドロキシル官能化ポリエステル、例えば、デスモーヘン（登録商標、ベイヤー・マテリアルズ・サイエンスから入手可能）であってもよく、成分Ｂは、イソシアネート、例えば、デスモダー（登録商標）又はベイハイダー（登録商標）であってもよく、および成分Ｃは、ヒドロキシル官能化ポリシロキサン架橋剤、例えば、ＢＹＫ−シルクリーン（登録商標、ＢＹＫアディティブ・アンド・インスツルメンツから入手可能）であってもよい。
低粘着性コーティングの成分Ａは、ヒドロキシル（−ＯＨ）官能基を含有するなら、いずれの好適なポリマー又はオリゴマーでもよい。例えば、成分Ａは、ヒドロキシル官能性ポリマー又はオリゴマー、例えば、ポリビニル、ポリスチレン、ポリアクリレート、ポリエステル、ポリエーテル、およびその混合物から成る群から選択されてもよい。例えば、成分Ａは、ベイヤー・マテリアルズ・サイエンスから入手可能な商品名デスモーヘンＡ８７０ＢＡで販売されているヒドロキシル官能性ポリアクリレート樹脂である。
低粘着性コーティングの成分Ｂは、イソシアネート（−ＮＣＯ）官能基を含有するなら、いずれの好適なポリマー又はオリゴマーでもよい。例えば、成分Ｂは、イソシアネート官能性ポリマー又はオリゴマー、例えば、ポリビニル、ポリスチレン、ポリエステル、ポリアクリレート、およびその混合物から成る群から選択されてもよい。実施の形態では、イソシアネートは、ジフェニルメタンジイソシアネート、トルエンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート又はイソシアネート（−ＮＣＯ）官能基を含有するいずれかの好適なポリマー又はオリゴマー、およびその混合物から成る群から選択されてもよい。例えば、成分Ｂは、ベイヤー・マテリアルズ・サイエンスから入手可能な商品名デスモダーＮ３３００Ａで販売されているヘキサメチレンジイソシアネートに基づく溶媒フリーの脂肪族イソシアネート樹脂である。
低粘着性コーティングの成分Ｃは、ポリシロキサンユニットを含有するなら、いずれの好適なヒドロキシル官能化ポリマー又はオリゴマーでもよい。例えば、成分Ｃは、ポリシロキサンユニットを含有するヒドロキシル官能化ポリマー又はオリゴマー、例えば、ポリビニル、ポリスチレン、ポリアクリレート、ポリエーテル、およびその混合物から成る群から選択されてもよい。例えば、成分Ｃは、ＢＹＫアディティブ・アンド・インスツルメンツから入手可能なＢＹＫ−シルクリーン３７００で販売されているヒドロキシル官能性ポリアクリレート骨格上にポリシロキサン側鎖を有してなるポリマーである。
低粘着性コーティングは、フルオロ架橋剤を含有する成分Ｄを含んでもよい。いずれの好適なフルオロ架橋剤を選択してもよい。実施の形態では、フルオロ架橋剤は、ソルベイ・ソレキシーズから入手可能な商品名フルオロリンク（登録商標）、例えば、フルオロリンク−Ｄ、フルオロリンク−Ｄ１０Ｈ、又はフルオロリンク−Ｅ１０Ｈで販売されているヒドロキシル官能化ポリマー変性剤である。
低粘着性コーティングの成分は、いずれの好適な量で存在してもよい。例えば、成分Ａは、低粘着性コーティングの全重量に基づいて、約４０〜約８０、又は約５５〜７０重量％の量で存在してもよいが、これに限定されない。成分Ｂは、低粘着性コーティングの全重量に基づいて、約１５〜約５０、又は約２０〜約４５重量％の量で存在してもよいが、これに限定されない。成分Ｃは、低粘着性コーティングの全重量に基づいて、約０．１〜約１５、又は約１〜約１０重量％の量で存在してもよいが、これに限定されない。成分Ｄを含む場合は、低粘着性コーティングの全重量に基づいて、約０．０１〜約５、又は約０．１〜約３重量％の量で存在してもよいが、これに限定されない。
コーティングは、いずれの好適な方法、例えば、ディップコーティング、スプレイコーティング、スピンコーティング、フローコーティング、スタンプコーティングおよびブレード技術によって、インクジェットプリントヘッド前面に塗布してもよい。空気噴霧装置、例えば、エアブラシ又は自動化エア／リキッドスプレイをスプレイコーティングに用いてもよい。空気噴霧装置を自動化往復機関に取り付けてもよく、この機関は一様なパターンで移動して、インク噴出器および噴出器表面を含む前面表面を均一なコーティングで覆う。ドクターブレードの使用は、コーティング材料を塗布するのに使用することができる別の技術である。フローコーティングでは、プログラム可能なディスペンサを用いてコーティング材料を塗布する。
ノズルを有するアパーチャプレート上のコーティングに対して、コーティングの塗布後、任意に真空を施して、噴出器流路（チャネル）又はインクジェットオリフィスに残り得る過剰なコーティング溶液を除去してもよい。加圧空気のパージングを用いて、チャネル又はオリフィスからコーティングを除去することもできる。
湿潤コーティング（未硬化のコーティング）は、いずれの好適な厚さでもよい。実施の形態では、前面上に配置された湿潤コーティングは、約８〜約８０μｍ、又は約３０〜約６０μｍの厚さである。
コーティングを乾燥硬化するのに適した温度で熱硬化してもよい。実施の形態では、コーティングをプリントヘッド前面上に配置してから加熱する。例えば、コーティングを約１００℃〜約１８０℃の温度で約５〜約６０分間加熱する。実施の形態では、乾燥硬化後の低粘着性コーティングは、約０．０２〜約５μｍ、又は約０．０５〜約３μｍの厚さを有する。
本コーティングでコートされた表面を有する前面を備えたインクジェットプリントヘッドを、いずれの好適なインクと共に使用してもよい。例えば、インクには、相転移又は固体インク、又はＵＶゲルインクが含まれる。カラー印刷用相転移インクは、典型的に、相転移インクキャリア組成物を含み、この組成物を相転移インク適合性着色剤と組み合わせる。ある実施の形態では、一連の着色相転移インクを、キャリア組成物を適合性の減法混色の原色着色剤と組み合わせることによって形成することができる。減法混色の原色に着色される相転移インクは４つの成分染料、主にシアン、マゼンタ、イエローおよびブラックを含むが、インクはこれらの４色に限定されない。これらの減法混色の原色に着色されるインクは、単一の染料を用いて形成されても、染料の混合物を用いて形成されてもよい。例えば、マゼンタを、ソルベント・レッド・ダイズの混合物を用いることによって得てもよく、又はコンポジットブラックを、いくつかの染料を混合することによって得てもよい。米国特許第４，８８９，５６０号公報、米国特許第４，８８９，７６１号公報、および米国特許第５，３７２，８５２号公報は、使用される減法混色の原色の着色剤には、色指数（Ｃ．Ｉ．）溶媒染料、分散染料、変性酸性および直接染料、および塩基性染料の類からの染料が含まれてもよいことを教示している。着色剤は、例えば、米国特許第５，２２１，３３５号公報に開示されるような顔料を含んでもよい。米国特許第５，６２１，０２２号公報は、相転移インク組成物中に特定の種類のポリマー状染料を使用することを開示する。相転移インクキャリア組成物として使用するのに好適な組成物は公知である。好適な例示的キャリア材料には、パラフィン、微晶質ワックス、ポリエチレンワックス、エステルワックス、脂肪酸および他のワックス状材料、脂肪アミド含有材料、スルホンアミド材料、異なる天然資源から形成される樹脂性材料（例えば、タールオイルロジンおよびロジンエステル）、および多くの合成樹脂、オリゴマー、ポリマーおよびコポリマーがある。
実施の形態では、インクは、任意の着色剤と相転移インク媒質とを含有するＵＶ硬化性ゲルインク組成物であってもよく、相転移インク媒質は、放射線硬化性モノマー又はプレポリマー、光開始剤、反応性ワックス、およびゲル化剤を含有する。例えば、好適なインクは、米国特許出願第１１／２９０，２０２号公報（２００５年１１月３０日出願）に記載されている。ここでゲル化剤は、式１で示される化合物である。
式１において、Ｒ1は、（ｉ）アルキレン基、（ｉｉ）アリーレン基、（ｉｉｉ）アリールアルキレン基、（ｉｖ）アルキルアリーレン基である。
Ｒ2およびＲ2’は、それぞれ互いに独立して、（ｉ）アルキレン基、（ｉｉ）アリーレン基、（ｉｉｉ）アリールアルキレン基、（ｉｖ）アルキルアリーレン基である。
Ｒ3およびＲ3’は、それぞれ互いに独立して、（ａ）光開始基、又は（ｂ）（ｉ）アルキル基、（ｉｉ）アリール基、（ｉｉｉ）アリールアルキル基、（ｉｖ）アルキルアリール基である基のいずれかであり、ただし、Ｒ3およびＲ3’の少なくとも１つは光開始基である。
ＸおよびＸ’は、それぞれ互いに独立して、酸素原子又は式−ＮＲ4−の基である。
Ｒ4は、（ｉ）水素原子、（ｉｉ）アルキル基、（ｉｉｉ）アリール基、（ｉｖ）アリールアルキル基、（ｖ）アルキルアリール基である。
本前面コーティングと共に使用するのに好適な紫外線硬化性ゲル状インクは、米国特許公開第２００７０１２３６０６号公報（２００７年５月３１日公開）から選択されてもよい。また、紫外線硬化性ゲル状インクは、米国特許第７，２７９，５８７号公報および米国特許第７，２７６，６１４号公報に記載されるインクから選択されてもよい。紫外線硬化性ゲルインクは、いずれの所望の又は好適な方法、例えば、米国特許第７，２５９，２７５号公報、米国特許第７，２７９，５８７号公報、米国特許第７，２７１，２８４号公報に記載される方法によって調製されてもよい。
固体インクは、典型的に、約１０５℃の温度で噴出され、噴出温度で約１０センチポイズの溶融粘度を有する。紫外線硬化性相転移インクは、典型的に、約７５℃の温度で噴出され、噴出温度で約１０センチポイズの溶融粘度を有する。
以下、実施例に基づいて本発明をさらに説明する。
表１〜４は対照例１、実施例２〜７および比較例８および９を示す。
コーティング例１〜７を、１９．６ｇのヒドロキシル末端ポリアクリレート（デスモーヘンＡ８７０ＢＡ）および１０．３ｇのヘキサメチレンジイソシアネート（デスモダーＮ−３３００Ａ）を、ｎ−ブチルアセテート中で、表１〜４に示される量で混合することによって調製した。そして、ポリシロキサン架橋剤（シルクリーン３７００）のヒドロキシル官能性シリコン変性ポリアクリレートを、全固形ポリマー重量に関して、０〜１０重量％でそれぞれ添加した。
各成分および溶媒の全てをビーカー内で攪拌し得られたコーティング配合物を、ドローバーコータを用いてマイラー（登録商標）シート上にキャストした。コーティングを１３５℃で約３０〜約６０分間硬化乾燥し、ここで開示される低粘着性コーティングを得た。任意にフルオロ架橋剤、例えば、ソルベイ・ソレキシーズから入手可能なフルオロリンク（特に、フルオロリンク−Ｄ、フルオロリンク−Ｄ１０Ｈ、およびフルオロリンク−Ｅ１０Ｈ）を、例えば、コーティング溶液の全重量に基づいて約０．０１〜約５重量％添加して、最終コーティングの接触角および撥油性を増加させてもよい。
例１〜７では、各コーティングを別個の３インチ×１インチのマイラーシート上に配置し、シートをガラススライド上に固定して、水、ヘキサデカン、固体インクおよび紫外線硬化性相転移インクについての接触角および滑り角を測定した。接触角および滑り角測定をデータフィジックスのＯＣＡ２０角度計で行った。この角度計は、コンピュータ制御された自動液体付着システム、コンピュータ制御された傾きステージおよびコンピュータに基づく画像処理システムから成る。典型的な静止状態の接触角測定では、約５μＬの試験液滴（水、ヘキサデカン）、約１μＬの固体インク、又は約３μＬのＵＶインクを、試験表面上に静かに付着させ、静止状態の角度をコンピュータソフトウェア（ＳＣＡ２０）によって決定した。各記録データは５個以上の独立した測定値の平均である。滑り角の測定は、水およびヘキサデカンについては、約１０μＬの液滴、固体インクおよびＵＶインクについては約１および約３μＬの液滴をそれぞれ用い、傾動ベースユニットＴＢＵ９０Ｅを用いて、ベースユニットを１°／秒の速度で傾けることによって行った。滑り角は、試験液滴が滑り（又は動き）始めた時の角度である。
比較例８では、３×１インチのテフロン（登録商標）シート片を切断して角度計に置き、接触角および滑り角を上記のように記録した。比較例９は、米国特許第５，８６７，１８９号公報に記載されているようなプリントヘッドであり、ポリテトラフルオロエチレンがプリントヘッド前面上に配置されてなるステンレススチールから成るものである。
水およびヘキサデカンは、室温で表面コーティングに塗布した。ゼロックス社から入手可能なシアン固体インクのゼロックス・カラー・キューブシアン固体インクは、１０５℃に加熱された表面コーティングに塗布した。紫外線硬化性ゲルインクは、米国特許第７，２７９，５８７号公報の記載に従って調製し、７５℃に加熱された表面コーティングに塗布した。

表１〜４は、対照例１、本開示によるプリントヘッド前面コーティングを備える実施例２〜７、ＰＴＦＥフィルムを備える比較例８、米国特許第５，８６７，１８９号公報に記載されているようなプリントヘッドである比較例９について、接触角および滑り角測定データを示す。接触角および滑り角測定値は、データフィジックス接触角システムを用いて決定した。
本コーティングは、汚染（濡れ）や垂れ（落下）の問題を改善するといった有益な特性を有するが、これらのコーティングは、プリントヘッドの耐用期間にわたってプリントヘッドメンテナンスで用いられる何度もの拭き取りサイクルを経てもこれらの特性を保持せねばならない。これらのコーティングの強さを試験するために、タバー（登録商標）ライナー・アブラザー・モデル５７００を用いたクロック（布）試験を、＞２００サイクルでこれらのコーティングに行った。この試験（感光体についてのブレードクリーニングをシミュレーションするために独自に設計された試験）は、プリントヘッドメンテナンスシステムで現在使用されるフルオロシリコンブレードを用いた拭き取りよりも遥かに過酷であると予想される。結果は、本コーティングの滑り角は、＞２００回の拭き取りの後でも、固体インクおよびＵＶインクに対して変化しないことを示した。実施の形態では、コーティング表面は、クロック布での２００回のクリーニングサイクル後でも低滑り角を保持した。ここで、低滑り角とは、約１°〜約５０°以下、又は約１°〜約３０°以下である。
実施の形態では、紫外線硬化性ゲルインクの低粘着性コーティング上での滑り角は、約１２°と非常に小さく、いずれの紫外線硬化性ゲルインク液滴をも即座に、何ら残渣を残すことなく転がり落ちる。この滑り角は、クロック布での約２００回以上の拭き取りの後でも約１２°と小さいままであり、いずれの紫外線ゲルインク液滴をもコーティング試料上に何ら残渣を残すことなく、即座に転がり落ちる。
さらなる実施の形態では、固体インクの低粘着性コーティング上での滑り角は、約１２°と非常に小さく、いずれの固体インク液滴をも即座に、何ら残渣を残すことなく転がり落ちる。この滑り角は、クロック布での約２００回以上の拭き取りの後でも、約１２°と小さいままであり、いずれの固体インク液滴をも残渣なく即座に転がり落ちる。
実施の形態では、紫外線ゲルインクの本低粘着性コーティング上での滑り角は、約１１°と非常に小さく、いずれの紫外線ゲルインク液滴をも即座に、何ら残渣を残すことなく転がり落ちる。この滑り角は、磨耗試験におけるクロック布での約２００回以上の拭き取りの後でも、約１４°と小さいままであり、いずれの紫外線ゲルインク液滴をも残渣なく即座に転がり落ちる。
さらなる実施の形態では、固体インクの本低粘着性コーティング上での滑り角は、約１５°と非常に小さく、いずれの固体インク液滴をも即座に、何ら残渣を残すことなく転がり落ちる。この滑り角は、磨耗試験におけるクロック布での約２００回以上の拭き取りの後でも約１５°と小さいままであり、いずれの固体インク液滴をも、後にコーティング試料上に残渣を残すことなく即座に転がり落ちる。
２００ プリントヘッド、２０２ ベース基材、２０４ トランスデューサ、２０６ アコースティックレンズ、２０８ 液体レベル制御プレート、２１０ 低粘着性コーティング ２１２ 液体、２１４ アレイ、２１６ 開口、２１８ 開放表面。
３００ プリントヘッド、３０４ インク圧力チャンバー、３０６ インクソース、３０８ オリフィス（ノズル）、３１０ 経路、３１２ オリフィスプレート、３１４ 低粘着性コーティング。

Claims (5)

  1. インクジェットプリントヘッド前面のコーティングであって、
    コーティングは、低粘着性コーティングから成り、
    低粘着性コーティングをインクジェットプリントヘッド前面の表面上に配置したときに、紫外線ゲルインクの噴出液滴又は固体インクの噴出液滴がプリントヘッド前面の表面に対して約３０°以下の低滑り角を示すことを特徴とするコーティング。
  2. 請求項１に記載のコーティングにおいて、
    前記低粘着性コーティングは、
    イソシアネート官能基を含有するポリマー又はオリゴマーと、
    ヒドロキシル官能基を含有するポリマー又はオリゴマーと、
    少なくとも１つのポリシロキサンユニットを含むヒドロキシル官能化ポリマー又はオリゴマーと、
    任意のヒドロキシル官能化フルオロ架橋剤と、
    を含有し、
    前記イソシアネート官能基を含有する好適なポリマー又はオリゴマーは、ジフェニルメタンジイソシアネート、トルエンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、又はイソシアネート（−ＮＣＯ）官能基を含有するポリマー又はオリゴマーおよびその混合物から成る群から選択されることを特徴とするコーティング。
  3. 請求項１に記載のコーティングにおいて、
    前記低粘着性コーティングは、
    イソシアネートと、
    ポリオールと、
    ヒドロキシル官能化ポリシロキサンと、
    任意のヒドロキシル官能化フルオロ架橋剤と、
    を含有することを特徴とするコーティング。
  4. インクジェットプリントヘッドであって、
    表面上に低粘着性コーティングが配置されてなる前面を備え、紫外線ゲルインクの噴出液滴又は固体インクの噴出液滴が、コーティングを有するプリントヘッド前面表面に対して約３０°以下の低滑り角を示し、
    前記低粘着性コーティングは、
    イソシアネート官能基を含有するポリマー又はオリゴマーと、
    ヒドロキシル官能基を含有するポリマー又はオリゴマーと、
    少なくとも１つのポリシロキサンユニットを含むヒドロキシル官能化ポリマー又はオリゴマーと、
    任意のヒドロキシル官能化フルオロ架橋剤と、
    を含有し、
    前記イソシアネート官能基を含有する好適なポリマー又はオリゴマーは、ジフェニルメタンジイソシアネート、トルエンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、又はイソシアネート（−ＮＣＯ）官能基を含有するポリマー又はオリゴマーおよびその混合物から成る群から選択されることを特徴とするインクジェットプリントヘッド。
  5. インクジェットプリントヘッドを備える印刷装置であって、
    表面上に低粘着性コーティングが配置されてなる前面を備え、紫外線ゲルインクの噴出液滴又は固体インクの噴出液滴が、コーティングを有するプリントヘッド前面表面に対して約３０°以下の低滑り角を示し、
    前記低粘着性コーティングは、
    イソシアネート官能基を含有するポリマー又はオリゴマーと、
    ヒドロキシル官能基を含有するポリマー又はオリゴマーと、
    少なくとも１つのポリシロキサンユニットを含むヒドロキシル官能化ポリマー又はオリゴマーと、
    任意のヒドロキシル官能化フルオロ架橋剤と、
    を含有することを特徴とする印刷装置。
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