KR0164635B1 - 잉크 제트 헤드 및 이를 사용한 잉크 제트 장치 - Google Patents

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요이찌 다네야
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미따라이 히지메
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Abstract

본 발명은 주로, 분자내에 하기 일반식(1)로 표시되는 알콕시실란 잔기를 갖는 유기 고중합체 화합물로 이루어진 수분 경화 밀봉제로 밀봉시킨, 액체 잉크 보유용 부품으로 이루어진 잉크 제트 헤드에 관한 것이다.
식 중, X는 수소, 메틸, 에틸, 프로필 또는 할로겐이고, R은 메틸, 에틸 또는 프로필이고, n은 1,2 또는 3이다.

Description

잉크 제트 헤드 및 이를 사용한 잉크 제트 장치
제1도는 잉크 제트 헤드 및 잉크 탱크를 통합하여 구성되는 잉크 제트 카트리지의 개략 분해도.
제2도는 잉크 유동 통로를 따라 절단한 잉크 제트 카트리지의 잉크 제트 헤드 부분의 단면도.
제3도는 본 발명의 잉크 제트 헤드를 갖는 잉크 제트 카트리지를 사용한 잉크 제트 기록 장치의 사시도.
제4도는 본 발명에 의한 밀봉 부분을 설명하기 위한 잉크 제트 헤드 부분의 단면도.
제5a도 내지 5c도는 잉크 카트리지에 본 발명의 밀봉제의 도포를 도시한 개략도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
12 : 잉크 제트 헤드 13 : 잉크 제트 유니트
14,501,803 : 잉크 탱크 16 : 캐리지
17,22 : 구동 모터 18 : 구동 벨트
19A,9B : 안내축 20 : 잉크 제트 카트리지
23 : 송전 메카니즘 24 : 플래튼
26 : 헤드 회수 장치 26A,504 : 캡
30 : 블레이드 30A : 블레이드 보유 부재
80 : 잉크 방출 개구 100 : 실리콘 기판
200 : 인쇄 배선 기판 201 : 접촉 패드
300,807 : 기저판 40 : 오리피스판
500 : 스프링 502 : 공기 소통공
503 : 잉크 공급공 505, 801 : 밀봉제
506 : 밀봉 테입 600,802 : 잉크 공급 부재
602 : 밀봉 핀 700 : 필터
805, 1300 : 천정판 806 : 가열 기판
808 : 와이어 809 : 인쇄 기판
811 : 액체 챔버 813 : 노즐
1000 : 카트리지 본체 1200 : 잉크 공급 개구
1401 : 소통 개구 1500 : 잉크 수용 개구
1600 : 잉크 도관 2200 : 잉크 공급관
본 발명은 잉크 제트 헤드 및 이를 장착한 잉크 제트 장치에 관한 것이다.
잉크 방울을 형성시키고 이를 종이와 같은 기록 매체 상에 분사시켜 인쇄를 수행하는 잉크 제트 시스템은 고속 인쇄시에 극히 적은 소음으로 인쇄를 수행할 수 있고, 보다 소형의 인쇄 헤드로 인한 장치의 조밀성에 의해 컬러 인쇄를 용이하게 실시할 수 있어서 유리하다. 최근, 가열 소자에 의해 잉크를 발포시켜 잉크 방울을 분사시키는 기포 제트 시스템이 알려졌다.
잉크 제트 헤드는 예를 들면 통상적인 실리콘 공정에 의해 실리콘 기판 상에 가열 소자, 구동 회로(예, 이동 레지스터), 배선 패턴을 형성시키고, 이 실리콘 기판을, 장치의 본체와 접촉할 인쇄 기판이 미리 결합된 알루미늄 기저판 상에 다이(die)결합시키고, 실리콘 기판을 와이어(wire)결합에 의해 인쇄 기판과 전기적으로 연결시키고, 기저판을, 사출 성형에 의해 형성된 잉크액 챔버 및 잉크 유동 통로, 및 기판 상에 제공된 잉크 방출 개구와 천정판 상에 제공된 열 생성 소자의 상대적 위치를 조정하여 엑시머(excimer) 레이저에 의해 형성된 잉크 방출 개구용 홈을 갖는 천정판과 결합시키고, 기저판을 스프링에 의해 천정판에 고정시키고, 추가로 잉크 공급 부재를 가열 콜킹(caulking)또는 유사 방법에 의해 기저판에 고정시키고, 결합면들을 밀봉제로 밀봉시켜 제조된다.
제1도는 잉크 제트 헤드(12) 및 잉크 탱크(14)를 통합하여 구성되는 잉크 제트 카트리지의 분해도를 개략적으로 도시하고 있다. 상부에 가열 소자가 형성되어 있는 실리콘 기판(가열판; 100)은 다이 결합에 의해 알루미늄 등으로 제조된 기저판(300) 상에 결합된다. 또한, 인쇄 배선 기판(200)은 기저판(300)상에 결합된다. 가열판(100)은 미리 형성시킨 가열 소자, 구동용 이동 레지스터 및 실리콘 공정에 의해 형성된 배선 패턴을 갖는다. 장치의 본체와의 접촉을 위한 접촉 패트(201) 및 실리콘 기판과의 접촉을 위한 와이어 결합 패드(도면에 도시되지 않음)는 통상적인 와이어 결합법으로 배선 기판(200)상에 형성된다.
천정판(1300)은 스프링(500)으로 가열판 상에 고정된다. 천정판(1300)은 사출 성형에 의해 상부에 형성된 잉크 유동 통로, 잉크액 챔버 및 노즐(도면에 도시하지 않음)로서 제공하기 위한 홈 및 레이저 처리에 의해 형성된 잉크 방출 개구(80)을 갖는다. 천정판(1300)은 가열판의 잉크 방출 개구(80)과 가열 소자 사이의 위치 조정 레지스트레이션(resistration)에 의해 가열판에 결합되며 스프링(500)에 의해 견고하게 고정된다.
이어서, 잉크-공급 부재(600) 및 잉크 탱크(14)를 가열 콜킹 등의 방법에 의해지지 부재 상에 고정시킨다.
이들 부재들 사이의 갭은 밀봉제로 밀봉시켜 잉크의 누출을 방지한다. 밀봉제는, 갭은 완전히 밀봉되나 노즐 등의 미세 구조 부분 내로는 침투하지 않고 용이하게 취급될 수 있도록 충전시키는 것이 요구된다. 이러한 이유로 수분 경화 1팩형 실리콘 밀봉제가 상기 밀봉에 통상적으로 사용된다. 그 이유는 이 실리콘 밀봉제는 고 잉크 내성, 고 접착성, 수분 경화성 및 목적하는 점도 및 비점착 시간을 제공할 가능성을 갖기 때문이다.
잉크 제트 헤드에 연루된 한가지 중요한 문제는 기포의 형성의 예방이다. 기포가 잉크 제트 헤드 내 잉크 유동 통로 또는 잉크액 챔버에서 형성될 경우, 분사를 위한 에너지는 기포에 의해 흡수되어 잉크 분사를 불안정하게 만들거나 또는 잉크 공급을 방해한다. 기포의 제거는 통상적으로 잉크 제트 장치 내에 장착된 회수 펌프에 의해 잉크를 흡입시킴으로써 수행된다. 그러나, 기포의 제거후, 헤드를 스탠딩하는 동안 다시 잉크 내에 기포가 형성되어 상기 문제가 발생한다. 그러므로, 잉크 헤드의 회수 작업이 자주 수행되어야 할 필요가 있다. 최근 수년간 잉크 제트 장치는 소형화가 요구되었고 따라서 잉크 탱크의 잉크 저장 용량도 보다 소형화되는 경향이 있으며 또한 폐잉크 흡수체의 잉크 흡수 용량도 보다 소형화되는 경향이 있다. 따라서, 중요한 기술적인 문제는 잉크 제트 장치의 소형화를 위해 회수 펌프의 운전을 최대한도로 감소시켜야 하는 것이다.
상기 기포 형성에 관한 광범위한 연구 결과 본 발명의 발명자들은 구성 부재들 간의 느슨한 결합, 구성 부재들의 재료, 회수 펌프에 의한 흡입 상태에 의존하는 기포 제거 정도 등과 같은 다른 원인들도 있겠으나 이 기포 형성의 주요한 원인은 실리콘 밀봉제를 통한 가스의 침투임을 발견하였다.
통상적으로 수분 경화 실리콘 밀봉제로서 사용되는 오르가노실리콘(organosilicone)화합물은 고 기체 투과성을 갖는 것으로 추정되며, 실리콘과 탄소 원자 또는 다른 원자 사이의 결합 거리가 크기 때문에 잉크 유동 통로 내에 기포가 형성된다.
본 발명의 발명자들은 밀봉제의 중요성을 인지하고 통상적인 수분 경화 1팩형 실리콘 밀봉제를 대체할 밀봉제를 연구하였다.
기체 침투의 상기 문제를 해결하기 위해 고 기체 차단성을 갖는 유기 고중합체의 사용을 고려하였다. 일반적인 목적의 유기 고중합체는 실리콘형 고중합체 보다 100배 정도 더 낮은 기체 투과성을 갖는다. 그러나, 유기 고중합체는 그 자체는 밀봉 재료로 유용하지 못하다. 유기 고중합체는 수분-경화성인 것이 거의 없거나 또는 잉크에 대한 내성, 구성 부재에 대한 접착성이 만족스럽지 못하다.
헤드의 안정하고 간단한 제조를 위하여, 수분 경화 1팩형 밀봉제의 사용은 잉크와 접촉하는 잉크 제트 헤드의 부재들 사이의 갭의 밀봉에 필수적이다. 잉크 제트 헤드가 다양한 성형 수지 부품들로 구성되어 있기 때문에, 이 헤드는 열가소성 수지를 붓거나 또는 열경화성 수지를 사용함으로써 용이하게 밀봉될 수 없다. 한편, 헤드의 밀봉에 있어서 2팩형 경화 수지의 사용은 2가지 경화 성분들이 사용전 즉시 혼합되어야 할 필요가 있고 정해진 시간 내에 사용해야 하기 때문에 공업적 제조에는 부적당하다. 수분 경화형 수지는 모세관 현상에 의해 헤드의 구성 부품들 사이의 갭에 침투하며 갭 이외의 부분에는 굴곡을 형성하여 침투를 정지시키며 최종적으로 경화된다. 그러므로, 밀봉제는 밀봉될 갭에는 안전하게 침투하나, 밀봉제의 침투가 요구되지 않는 부분에는 유입되지 않는다는 장점을 갖는다.
이와 같은 바람직한 특성들은 2팩형 밀봉 재료, 감광성 밀봉 재료 또는 열경 화성 밀봉 재료로는 얻을수 없다.
한편으로, 시아노아크릴레이트 및 수분 경화성 우레탄 밀봉 재료는 분자 내가수분해성 아크릴 결합 또는 우레탄 결합 때문에 잉크-내성이 불충분하기 때문에 적당하지 않다.
본 발명은 잉크 유동 통로 내로의 기체의 침투를 방지하여 잉크 분사를 안정화 시키고 회수 펌프의 운전을 감소시키기 위한 고 기체 차단성을 갖고, 수분 경화성인 잉크 제트 헤드 밀봉제를 제공한다.
본 발명은 헤드 내 기포 형성을 억제하고, 저 분사 회수 운전으로 안정한 인쇄를 가능하게 하며, 통상적인 헤드로서 안정하고 단순하게 제조될 수 있는 잉크 제트 헤드를 제공한다. 이 잉크 제트 헤드는 잉크 제트 밀봉제로 고 기체 차단성을 갖는 일반적인 목적의 유기 고중합체를 사용하고, 실리콘 변성을 수행하여 유기 고중합체 분자의 말단에 수분 경화성을 부여하여 제조된다.
또한, 본 발명은 상기 잉크 제트 헤드를 사용한 잉크 제트 장치를 제공한다.
본 발명의 잉크 제트 헤드는 주로, 분자 내에 하기 일반식(1)
(식중, X는 수소, 메틸, 에틸, 프로필 또는 할로겐이고, R은 메틸, 에틸 또는 프로필이고 n은 1,2 또는 3이다)로 표시되는 알콕시실란 잔기를 갖는 유기 고중합체로 이루어진 수분 경화 밀봉제로 밀봉시킨 액체 잉크 보유용 부품으로 이루어져 있다.
본 발명의 잉크 제트 장치는 액체 잉크 보유용 부품을, 주로, 분자 내에 상기 일반식(1)로 표시되는 알콕시실란 잔기를 갖는 유기 고중합체로 이루어진 수분 경화 밀봉제로 밀봉시킨, 잉크 분사용 잉크 제트 헤드, 잉크 제트 헤드에 대한 잉크 공급용 잉크 탱크 및 잉크 제트 헤드의 잉크 분사 회수용 잉크 분사 회수 장치로 이루어져 있다.
본 발명의 잉크 제트 헤드는 고 차단성을 갖는 변성된 일반적인 목적의 유기 고중합체로 이루어진 밀봉제를 사용한다. 유기 고중합체는 수분 경화성인 분자의 밀단에 실리콘 구조를 갖도록 변성된다. 구체적으로, 본 발명의 밀봉제의 말단 구조는 하기 일반식(1)
(식 중, 각각의 X는 독립적으로 수소, 메틸, 에틸, 프로필 또는 할로겐이며, R은 메틸, 에틸 또는 프로필이고, n은 1,2 또는 3이다)로 표시된다.
본 발명의 유기 고중합체 분자의 말단은 유기 고중합체에 수분 경화성을 제공하도록 변성된 실리콘이다. 일반적으로, 통상적인 수분 경화성 1팩형 액체 밀봉제는 분자의 말단에 용이하게 가수분해 될 수 있는 실란 잔기를 함유하는 알콕시기를 갖는 물질로 이루어져 있다. 알콕시기는 수분에 의해 가수분해되어 불안정한 실라놀기를 형성한다. 생성된 실라놀은 극히 불안정하며 유기 주석 화합물과 같은 촉매의 소량 존재하에 중합된다. 일반적인 목적의 유기 고중합체는 변성되어 분자 내에 알콕시 실란 잔기를 갖는 경우 수분 경화성으로 될 수 있다.
가장 간단한 실리콘 변성법은 실란 커플링제의 첨가이다. 실란 커플링제는 분자 내에 알콕시기 및 유기 고중합체 화합물에 반응할 수 있는 반응성 기를 가지며, 이런 반응성 기로는 비닐, 에폭시, 아미노, 메타크릴, 아크릴 및 메르캅토기가 있다. 그럼으로써 유기 고중합체 화합물은 실란 커플링제에 의해 수분 경화성으로 용이하게 변성될 수 있다.
실란 커플링제는 식 R-Si≡(X)3또는 R-Si≡(R')(X)2(여기서, R은 비닐, 에폭시, 아미노, 이미노 또는 메르캅토기를 갖는 유기 잔기이고, R'은 저급 알킬기이고, X는 메톡시, 에톡시 또는 염소입)로 표시된 임의의 화합물이 좋다. 구체적으로, 실란 커플링제로는 비닐트리클로로실란, 비닐트리메톡시실란 및 비닐-트리스(2-메톡시에톡시)-실란 등의 비닐 실란, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란 등의 메타크릴실란, 글리시독시프로필트리메톡시실란 및 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란 등의 에폭시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란, N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디메톡시실란 및 N-페닐-3-아미노프로필트리메톡시실란 등의 아미노실란, 및 3-메르캅토프로필트리메톡시실란 등의 메르캅토실란 등이 있다. 실란 커플링제는 전체 밀봉제 조성물의 약 0.1내지 5 중량%의 양으로 첨가하는 것이 바람직하다.
안정한 점도 및 안정한 비점착 시간을 나타내는 밀봉제를 얻기 위해 알콕시실란기를 알콕시기의 분해를 유도하지 않는 조건하에서 유기 고중합체에 도입시키는 것이 필요하다, 실리콘 원자에 결합된 알콕시기는 매우 불안정하여 소량의 수분 존재하에 용이하게 가수분해된다. 따라서, 알콕시 실란의 유기 고중합체에의 도입 방법은 반응 조건 및 유기 고중합체의 분자 구조에 제한된다.
다른 적당한 실리콘 변성 방법은 일본국 특허 출원 공개 제46-30711호에 기재된 바와 같은 다가 이소시아네이트의 도입 및 알콕시실란기의 후속 도입이다. 이소시아네이트기는 우레탄 결합 또는 우레아 결합을 형성하는 히드록실기 또는 아미노기의 활성 수소에 고 반응성이다. 이 특성은 유기 고중합체에 알콕시 실란기를 도입시키는데 유용하다. 이와 같이 형성된 잔기는 하기 일반식(2)
또는
(식 중, m은 0 내지 5의 정수이고, 다른 부호들은 일반식(1)에 대해 정의한 바와 동일하다)로 표시된 구조를 갖는다.
따라서, 임의의 고중합체 화합물은 분자 내 히드록실기 또는 아미노기를 갖는 것이 유용하다. 이들 중합체들 중 폴리올은 폴리우레탄 수지용 출발 물질로서 통상적으로 사용되는 것이 적당하다.
본 발명에서 사용된 실리콘 변성 우레탄 수지에 사용되는 폴리올은 약 2 내지 6개, 바람직하기로는 약 2 내지 4개의 관능기, 약 200 내지 약 200,000, 바람직하기로는 약 300 내지 100,000, 더욱 바람직하기로는 약 300 내지 50,000의 분자량, 약 0 내지 280, 바람직하기로는 약 0 내지 100, 더욱 바람직하기로는 0 내지 50㎎ KOH/g의 산가를 갖는다. 구체적으로, 폴리올로는 폴리에스테르 폴리올, 폴리에테르 폴리올, 폴리에테르에스테르 폴리올, 폴리에스테르아미드 폴리올, 아크릴 폴리올, 폴리히드록시알칸, 피마자유 및 폴리우레탄 폴리올, 및 이들의 혼합물이 있다.
폴리에스테르 폴리올로는 이염기산과 글리콜의 반응 생성물, 폴리카프롤락톤, 폴리발레로락톤, 폴리(β-메틸-γ-발로로락톤)등과의 반응 생성물 등이 있다. 상기 이염기산으로 테레프탈산, 이소프탈산, 아디핀산, 아젤라산, 세바신산, 말레산, 숙신산, 글루타르산, 피멜산, 수베르산 등 및 이들의 혼합물이 있다. 상기 글리콜로는 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 부틸렌 글리콜, 네오펜틸 글리콜, 1,6-헥산 글리콜, 3-메틸-1,5-펜탄디올, 3,3'-디메틸올헵탄, 폴리옥시에틸렌 글리콜, 폴리옥시프로필렌 글리콜, 폴리테트라메틸렌 에테르 글리콜등 및 이들의 혼합물이 있다.
폴리에테르 폴리올로는 개시제로서 물, 또는 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 트리메틸올에탄, 트리메틸올 프로판 및 글리세린 등의 저 분자량 폴리올을 사용하여 산화 에틸렌, 산화 프로필렌, 산화 부틸렌, 및 테트라히드로푸란 등의 옥시란 화합물을 중합시켜 얻은 것이 있다.
폴리에스테르아미드 폴리올로는 상기 폴리에스테르 형성 반응에서 추가로 에틸렌디아민, 프로필렌디아민 및 헥사메틸렌디아민 등의 아미노기 함유 화합물을 사용하여 얻을 수 있는 것이 있다.
아크릴 폴리올로는 1개 이상의 히드록시기를 갖는 중합성 단량체(예, 히드록시에틸 아크릴레이트, 히드록시프로필 아크릴레이트,히드록시부틸 아크릴레이트 또는 대응하는 메타크릴레이트)를 아크릴산, 메타크릴산 등 또는 이들의 에스테르와 공중합시켜 얻은 것들이 있다.
폴리히드록시알칸으로는 부타디엔을 중합시키거나 또는 부타디엔을 아크릴아미드와 공중합시킴으로써 얻은 액체 고무가 있다.
폴리우레탄 폴리올은 분자 내에 우레탄 결합을 갖는 폴리올이며, 분자량 약 200 내지 5000의 폴리에테르 폴리올, 폴리에스테르 폴리올 또는 폴리에테르에스테르 폴리올을 약 1이하, 바람직하기로는 약 0.8 이하의 NCO/OH비율의 상기 유기 폴리이소시아네이트와 반응시켜 얻는다.
상기 폴리올이외에, 폴리올 성분의 평균 분자량을 조정할 목적으로 62 내지 200의 분자량을 갖는 저 분자량 폴리올을 혼합하여 사용할 수 있다. 저 분자량 폴리올로는 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 부틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 헥실렌 글리콜, 네오펜틸 글리콜 및 시클로헥산-디메탄올 등의 폴리에스테르 폴리올 및 글리세린, 트리메틸올프로펜 및 펜타에리트리톨 등의 폴리올의 제조에 사용되는 글리콜이 있다.
다가 이소시아네이트로서는 폴리우레탄의 출발물질로서 사용되는 통상의 이소시아네이트을 사용하는 것이 적당하다.
본 발명에서 사용되는 다가 이소시아네이트인 유기 폴리이소시아네이트로는 트리메틸렌 디이소시아네이트, 테트라메틸렌 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 펜타메틸렌 디이소시아네이트, 1,2-프로필렌 디이소시아네이트, 1,2-부틸렌 디이소시아네이트, 2,3-부틸렌 디이소시아네이트, 1,3-부틸렌 디이소시아네이트, 2,4,4-또는 2,2,4-트리메틸헥사메틸렌 디이소시아네이트 및 2,6-디이소시아나토메틸 카프로에이트 등의 지방족 디이소시아네이트; 1,3-시클로펜탄 디이소시아네이트, 1,4-시클로헥산 디이소시아네이트, 1,3-시클로헥산 디이소시아네이트, 3-이소시아나토메틸-3,5,5-트리메틸시클로헥실 이소시아네이트, 4,4-메틸렌-비스(시클로헥실이소시아네이트), 메틸-2,4-시클로헥산 디이소시아네이트 및 1,3-비스(이소시아나토메틸)-시클로헥산 등의 알리시클릭 디이소시아네이트; m-페닐렌 디이소시아네이트, p-페닐렌 디이소시아네이트, 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 1,5-나프탈렌 디이소시아네이트, 2,4-또는 2,6-톨릴렌 디이소시아네이트 또는 이들의 혼합물, 4,4'-톨루이딘 디이소시아네이트, 디아니시딘 디이소시아네이트 및 4,4'-디페닐 에테르 디이소시아네이트 등의 방향족 디이소시아네이트; 1,3-또는 1,4-크실렌 디이소시아네이트 및 이들의 혼합물, ω,ω'-디이소시아네이트-1,4-디에틸벤젠, 및 1,3-또는 1,4-비스(1-시아나토-1-메틸에틸)벤젠 및 이들의 혼합물 등의 방향족-지방족 디이소시아네이트; 트리페닐메탄-4,4',4-트리이소시아네이트, 1,3,5-트리이소시아나토벤젠 및 2,4,6-트리이소시아나토톨루엔 등의 유기 트리이소시아네이트, 4,4'-디페닐디메틸메탄-2,2',5,5'-테트라이소시아네이트 등의 유기 테트라이소시아네이트; 상기 폴리이소시아테이트 단량체로부터 유도된 이량체, 삼량체, 비우렛 및 알로파네이트; 이산화 탄소와 상기 폴리이소시아테이트 단량체의 반응에 의해 유도된 2,4,6-옥사디아진트리온 고리를 갖는 폴리이소시아네이트; 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 부틸렌 글리콜, 헥실렌 글리콜, 네오펜틸 글리콜, 1,6-헥산 글리콜, 3-메틸-1,5-펜탄디올, 3,3'-디메틸올헵탄, 시클로헥산디메탄올, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 글리세롤, 트리메틸올프로판, 펜타에리트리톨 및 소르비톨 등의 200이하의 분자량을 갖는 저 분자량 폴리올의 부가물; 약 200 내지 200,000의 분자량을 갖는 폴리에스테르 폴리올, 폴리에테르 폴리올, 폴리에테르에스테르 폴리올, 폴리에스테르아미드 폴리올, 폴리카프롤락톤 폴리올, 폴리발레롤락톤 폴리올 및 아크릴폴리올-폴리히드록시알칸, 및 피마자유의 부가물이 있다.
실리콘 변성에 사용되는 실란 화합물은 제한되지는 않으나 알콕시기, 및 실릴, 실라놀, 아미노 및 히드록실 등의 이소시아네이트기와 반응할 수 있는 기를 가져야만 한다. 알콕시기는 메톡시, 에톡시 또는 프로폭시가 좋다. 이들 중 메톡시기가 바람직한 데 그 이유는 이 기는 가수분해가 용이하며 비용이 저렴하기 때문이다. 실란 분자 내에는 1 내지 3개의 알콕시기가 존재하는 것이 좋다. 2 내지 3개의 알콕시기를 갖는 실란 화합물은 안정한 비점착 시간 및 안정한 경화성을 제공한다.
구체적으로, 실란 화합물로는 디메톡시메틸실란, 트리메톡시실란, 디메틸에톡시실란, 디에톡시실란, 디에톡시메틸실란, 트리에톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란 및 2-아미노에틸아미노메틸트리메톡시실란이 있다.
최근 수년간 다수의 실란 화합물이 합성되었으며, 장래 상품화될 것이다. 본 발명은 이소시아네이트기와 실릴기(H-Si), 실라놀기, 아미노기 또는 히드록실기와의 반응을 사용하여 변성된 실리콘-변성 수지를 사용하는 잉크 제트 헤드를 특징으로 한다. 아미노기 또는 히드록실기와 알콕시실란 사이의 잔기는 임의의 화학 구조로 존재할 수 있다.
밀봉 재료는 예를 들면 과량의 디이소시아네이트를 말단 히드록실기를 갖는 중합체 화합물과 반응시켜 이소시아네이트기를 중합체 분자의 말단에 도입시키고, 계속해서 상기 알콕시실란을 중합체의 말단 이소시아네이트기와 반응시켜 간단하게 합성될 수 있다. 이들 반응에서 물은 형성되지 않으며, 불순물로서의 물은 이소시아네이트를 반응 시스템 내 물과 반응시켜 제거될 수 있다. 그러므로, 생성된 밀봉제는 고 저장 안정성을 갖는다.
유기 중합체 화합물을 알콕시실란으로 변성시키는 다른 방법은 유기 중합체 화합물의 알릴옥시기와 일본국 특허 출원 공개 제58-10418호 및 동 제59-524호에 기재된 메르캅토기 함유 알콕시실란 또는 알케닐옥시기 함유 알콕시실란과 반응시키는 것이다. 변성된 중합체는 고중합체 화합물과 하기 일반식(4)
(식 중, m은 0 내지 5의 정수이고, 다른 부호들은 일반식(1)에 대해 정의한 바와 동일하다)로 나타내는 알콕시실란 사이의 에테르 결합의 말단 구조를 갖는다.
이 방법에서, 말단 히드록실기를 갖는 고중합체 화합물은 먼저 염화알릴과 반응하여 비닐에테르 결합을 통해 말단 불포화 결합을 형성하며, 이어서, 촉매, 예를 들면 백금을 사용하면서 통상적인 2중 결합 첨가 반응에 의해 알콕시실란, 메르캅토알콕시실란 또는 알케닐옥시 함유 실란이 불포화 결합에 첨가된다. 이 반응에 사용된 알콕시 함유 실란은 전술한 바와 같은 것들이 있다. 메르캅토기 함유 실란은 예를 들면 디메톡시-3-메르캅토실란 및 3-메르캅토프로필트리메톡시실란이 있다. 2중 결합 함유 알콕시실란은 예를 들면 메톡시디메틸비닐실란, 트리메톡시비닐실란 및 디에톡시메틸비닐실란이 있다.
한편, 주쇄인 유기 고중합체 화합물은 상기 실리콘 변성을 가능하게 할 수 있는 말단 히드록실기를 갖는다. 폴리에테르 폴리올은 가장 안정하게 사용된다. 폴리에테르 폴리올은 잉크 제트 헤드용 밀봉제에 적당한 비교적 높은 잉크 내성 및 저 점도를 갖는다. 그러나, 비교적 고 친수성의 폴리에테르 폴리올은 그의 흡수성 때문에 잉크 제트 헤드용 밀봉제로서 사용을 고려해야 할 필요가 있다. 밀봉제가 고 흡수성을 갖는 경우, 이 밀봉제에 의해 흡수된 물은 밀봉제와 잉크 제트 헤드의 구축 부재 사이의 접착을 약화시켜 잉크의 누출을 유발할 수 있다. 폴리에테르 폴리올의 흡수 성향은 폴리에테르 분자의 탄소/산소 비율이 보다 높을수록 보다 낮다. 그러므로, 폴리에테르 프로판올 및 폴리에테르 부탄올은 폴리에테르 글리콜보다 낮은 흡수성을 나타낸다. 원료인 폴리에테르 폴리올은 점도 및 흡수성을 고려하여 적절히 선택하여야 한다.
충분히 낮은 물 흡수는 폴리부타디엔디올 또는 폴리카르보네이트디올을 사용하여 성취될 수 있으며, 그럼으로써 물 흡수는 거의 완전히 방지된다.
본 발명에 사용된 실리콘 변성 우레탄 밀봉제는 경화 촉매를 실리콘 변성 우레탄 수지에 블렌드시킴으로써 제조된다. 밀봉성을 더욱 개선시키기 위해서 필요에 따라 실란 커플링제 및 티탄 함유 커플링제 등의 커플링제를 첨가시킬 수도 있다.
필요에 따라, 산화 방지제, UV 흡수제, 가수분해 억제제, 곰팡이 방지제, 농후 화제, 가소제, 안료, 충전제 등의 기타 첨가제를 첨가시킬 수도 있다. 추가로, 경화 반응을 억제하기 위해 공지된 촉매 또는 첨가제를 첨가시킬 수 있다.
실리콘 변성 우레탄 수지를 상기한 바와 같은 밀봉제로서 사용할 경우, 실라놀 축합 촉매는 필수적이지 않다. 그러나, 말단 가수분해성 기가 알콕시인 경우, 축합 촉매가 없는 실리콘 변성 우레탄 수지로는 경화 반응이 느리게 진행되기 때문에 축합 촉매를 사용하는 것이 바람직하다. 효과적인 축합 촉매로는 알킬 티타네이트 염, 오르가노실리코티타네이트 염; 주석 옥타노에이트, 디부틸주석 디라우레이트, 디부틸주석 말레에이트, 디부틸주석 프탈레이트 및 납 옥타노에이트 등의 카르복실산의 금속염; 트리에틸아민염, 트리에틸렌디아민염 및 디부틸아민-2-에틸 헥사노에이트의 아민염, 및 실라놀 축합 촉매로서 공지된 다른 산성 촉매 및 염기성 촉매가 있다. 이들 촉매는 단독으로 또는 2가지 이상의 촉매의 혼합물로 사용될 수 있다.
잉크 제트 헤드 및 잉크 제트 장치에 있어서, 밀봉제는 극히 미세한 부분에 도포하는 것이 요구된다. 따라서, 밀봉제의 점도는 작업성의 관점에서 매우 중요하다. 잉크 제트 헤드 및 잉크 제트 장치용 밀봉제는 2,000 내지 50,000 cps의 범위의 점도를 갖는 것이 바람직하다.
잉크 제트 헤드 및 이를 장착한 잉크 제트 장치는 실시예를 통해 더욱 상세히 설명된다.
먼저, 실시예의 잉크 제트 헤드를 장착한 잉크 제트 장치를 제3도를 참조하여 설명한다.
제3도는 본 발명의 잉크 제트 헤드를 갖는 잉크 제트 헤드 카트리지(IJC)를 장착한 잉크 제트 장치(IJA)의 실시태양의 투시도이다.
제3도에서, 잉크 제트 카트리지(IJC)(20)은 기록 매체인 플래튼(24) 상에 공급된 인쇄 용지의 인쇄 표면에 잉크를 분사하기 위한 노즐을 갖는다. IJC(20)을 보유한 캐리지(HC)(16)은 구동 모터(17)의 구동력을 전달하는 구동 벨트(18)의 일부분에 연결되며 그럼으로써 IJC(20)은 인쇄 용지의 전체 폭을 따라 2개의 안내축(19A 및 19B)상을 미끄러져 이동할 수 있다.
헤드 회수 장치(26)은 IJC(20)의 이동 범위의 끝, 예를 들면 원 위치에 반대되는 위치에 제공된다. IJC(20)은 송전 메카니즘(23)을 통해 모터(22)의 구동력에 의해 캠핑된다. 또한, IJC는 보호를 위해 인쇄의 종료 후 캡핑된다.
실리콘 고무로 제조된 블레이드(30)은 헤드 회수 장치(26)의 측면에 위핑 부재로서 제공된다. 블레이드(30)은 캔틸레버 상태로 블레이드 고정 부재(30A)에 의해 고정되며, 모터(22) 및 송전 메카니즘(23)의 작용에 의해 IJC(20)의 분사면과 접촉할 수 있다. 그리하여 블레이드(30)은 IJC(20)의 인쇄 작업 동안 또는 헤드 회수 장치(26)에 의한 분사 회수 작업 후 적당한 시기에 IJC(20)의 이동 통로로 돌출한다. IJC(20)이 이동하면서 돌출된 블레이드는 IJC(20)의 분사면을 닦아내어 분사면으로부터 물 방울, 잔류물 또는 분진을 제거시킨다.
이하 실시예를 통해 본 발명을 더욱 상세하게 설명하며, 본 발명은 하기 실시예에 의해 제한되지 않는다. 이하 실시에에서 부는 중량을 기준으로 한 것이다.
[실시예 1]
폴리프로필렌 글리콜(평균 분자량 : 1000, 히드록시 당량: 111 mg KOH/mg) 100부에 테트라메틸렌 디이소시아네이트 60부를 첨가하고, 혼합물을 180℃에서 4시간 동안 환류시켜 폴리프로필렌 글리콜의 히드록실기와 이소시아네이트와의 반응을 유도하였다. 이 반응에 의해 이소시아네이트를 폴리프로필렌 글리콜 분자의 양 말단에 결합시켰다. 과량의 이소시아네이트를 공급하여 이소시아네이트기와 물과의 반응에 의해 시스템 내 수분을 제거시켰다. 이어서, 여기에 150부의 γ-아미노프로필트리메톡시실란을 첨가하고, 혼합물을 100℃에서 2시간 동안 반응시켰다. 그럼으로써 중합체의 말단 이소시아네이트기와 알콕시실란의 아미노기와의 반응에 의해 우레아 결합의 형성을 통해 중합체를 실리콘 변성시켰다. 여기에 경화 촉매로서 디부틸주석 디라우레이트 및 트리에틸아민을 각각 수지의 0.8 중량%의 양으로 첨가하여 밀봉제를 제조하였다. 이 수지는 13000cps의 점도와 30분의 비점착 시간을 가졌다. 이 밀봉제를 잉크 제트 헤드의 조립에 사용하고 밀봉성을 평가하였다.
잉크 제트 헤드를 제2도의 단면도에 도시한 바와 같이 조립하였다. 통상적인 실리콘 공정에 의해 형성된 히이터 및 드라이버를 갖는 기판(806)(도트 피치: 360 DPI, 48개 노즐)을 다이 결합에 의해 상부에 인쇄 기판(809)가 고정된 알루미늄 기저판(807)에 결합시켰다. 별도로 잉크 유동 통로 및 액체 챔버(811) 및 노즐(813)을 갖는 폴리술폰으로 제조된 천정판(805)를 사출 성형에 의해 전체적으로 제조하고 그 상부에 엑시머 레이저로 방출 개구를 형성시켰다. 이 천정판(805)를 방출 개구가 히이터에 대하여 가장 적절한 위치에 오도록 고정 스프링(도면에는 도시되지 않음)에 의해 기판(806) 상에 고정시켰다. 잉크 공급 부재(802)를 가열 콜킹에 의해 기저판(807)에 고정시켰다.
상기 밀봉제를 40℃를 유지한 지그(jig)에 의해 30°의 경사각으로 고정된, 상기 제조된 잉크 제트 헤드에 계량 분배 장치를 통해 부었다. 밀봉 상태를 제4도에 도시하였다. 밀봉제(801)을 천정판(805)와 잉크 공급 부재(802) 사이의 결합 계면 및 천정판(805)와 가열판(806) 사이의 결합 계면에 충전시키고 경화시켰다. 밀봉제는 천정판 상에 형성된 노즐(813) 또는 액체 챔버(811)로 흘러들어가지 않았다. 이어서, 잉크 탱크(803)을 가열 콜킹에 의해 기저판(807)에 고정시키고, 여기에 잉크를 충전시켜 잉크 제트 헤드를 완성시켰다.
[실시예 2]
실시예 1과 동일한 방법으로 폴리프로필렌 글리콜을 테트라메틸렌 디이소시아네이트와 반응시키고, 여기에 트리메톡시실란 100부를 첨가하고, 80℃에서 2시간 동안 교반시켜 실리콘 변성 수지를 합성시켰다. 여기에, 수지를 기준으로 디부틸 주석 디라우레이트 1 중량% 및 트리에틸아민 1 중량%를 첨가하여 밀봉제를 제조하였다. 생성된 밀봉제를 실시예 1에서와 동일한 방법으로 잉크 분사 헤드의 제조에 사용하였다.
[실시예 3]
통상적인 방법으로 폴리프로필렌 글리콜(평균 분자량: 1000)을 염화 알릴과 반응시켜 말단 알릴옥시기를 갖는 중합체 화합물을 합성시켰다. 생성된 중합체 화합물을 백금 촉매를 사용하여 디메톡시메틸실란과 반응시켰다. 수지는 가네가후찌 가가꾸 고교 가부시끼가이샤(Kanegafuchi Chemical Industry co., Ltd.)에 의해 제조된 가네까 엠에스(Kaneka Ms) 중합체에 유사한 구조를 가졌다. 이 수지에 실시예 1에서와 동일한 방법으로 주석 촉매 및 아민 촉매를 첨가하여 수분 경화 밀봉제를 제조하였다. 이 밀봉제를 실시예 1에서와 동일한 방법으로 잉크 제트 헤드를 제조하는데 사용하였다.
[실시예 4]
알릴옥시 말단기를 갖는 폴리프로필렌기를 실시예 3에서와 동일한 방법으로 합성시켰다. 이 알릴옥시 말단 폴리프로필렌 글리콜을 디메톡시-3-메르캅토실란과 반응시켜 부가물을 형성시키고, 그럼으로써 밀봉 재료로서 실리콘 변성 폴리프로필렌 글리콜을 합성시켰다. 이 재료를 실시예 1에서와 동일한 방법으로 잉크 제트 헤드의 제조에 사용하였다.
[실시예 5]
실시예 1에서와 동일한 방법으로 폴리부타디엔디올(평군 분자량 : 2800, 히드록실 당량 : 42.1mg KOH/g, 제너럴 사이언스 코포레이션(General Science Corporation)에 의해 제조함) 500부를 헥사메틸렌 디이소시아네이트 130부와 반응시키고, 이어서, 생성물을 실시예 1에서와 동일한 방법으로 γ-아미노프로필트리메톡시실란 150부와 반응시켰다. 여기에 디부틸주석 디라우레이트 및 트리에틸아민을 각각 얻은 중합체를 기준으로 1 중량%의 양으로 첨가하여 밀봉제를 제조하였다. 이 밀봉제를 실시예 1에서와 동일한 방법으로 잉크 제트 헤드의 제조에 사용하였다.
[비교예]
실리콘 수지를 밀봉제로서 사용하는 것을 제외하고 실시예 1에서와 동일한 방법으로 잉크 제트 헤드를 제조하였다.
실시예와 비교예에서 각각 20개의 잉크 제트 헤드를 제조하였다. 잉크 제트 헤드들을 제3도에 도시된 바와 같은 구성을 갖는 잉크 제트 장치 상에 장착시키고 하기 시험법에 의해 기체 차단성을 시험하였다.
잉크 제트 헤드를, 잉크 제트 장치의 원 위치에 배치된 흡입 펌프(26)으로 캡(26A)를 통한 흡입에 의해 분사 회수를 수행하였다. 흡입에 의한 회수 후 인쇄 성능을 확인하였다. 이어서, 캐리지 상에 고정된 잉크 제트 헤드를 35℃ 및 10%의 상대 습도에서 스탠딩시켰다. 분사 회수 없이 매 24시간 마다 반복적으로 A4사이즈 시트에 대한 충분한 인쇄를 수행하였다. 기포 형성에 의해 분사 고장이 유도될 때까지 인쇄 시험을 반복하였다. 인쇄를 위한 구동 주파수는 4.0KHz이었다.
30일 이상 동안 분사 고장을 유발하지 않는 잉크 제트 헤드를 우수한것으로서 평가하였다. 5일 후에서 30일 전 사이에 고장이 유발된 잉크 제트 헤드는 양호한것으로서 평가하였다. 5일 내에 분사 고장을 유발한 잉크 제트 헤드를 불량한 것으로서 평가하였다. 결과를 표 1에 나타냈다.
표 1은 본 발명의 잉크 제트 헤드가 종래의 잉크 제트 헤드와는 달리 기포 형성의 문제 없이 장기간 동안 안정한 잉크 분사를 수행할 수 있음을 나타낸다.
추가로, 실시예 1 내지 5에서 제조된 밀봉제를 가압 쿠커(cooker)를 사용하여 캐논 비제이(Canon BJ) 카트리지 BC-01 잉크에 대한 잉크 내성을 시험하였다. 그 결과 어떤 밀봉제도 용출 문제 또는 열화를 나타내지 않았고, 잉크 내성도 만족스러웠다.
상기 실시예는 잉크 제트 부분의 구축용으로서의 밀봉제의 용도만을 나타내었다. 그러나 본 발명은 이것에 제한되지는 않는다. 제4도에 도시된 바와 같이 잉크 공급 부재(802)와 잉크 탱크(803) 사이의 접합 부분에 본 발명의 밀봉제를 추가 사용함으로써 장치의 신뢰성이 보다 향상된다.
더욱이, 본 발명의 밀봉제는 잉크 제트 헤드용 뿐만 아니라 잉크 탱크와 잉크 탱크 커버 사이의 접합 부분 및 폐잉크 탱크와 흡입 펌프 사이의 접합 부분용으로 유용하다. 잉크 카트리지에 대한 도포를 이하 설명한다. 제5a도는 공기 소통공(502)와 잉크 공급공(503)을 갖는 탱크 교환형 잉크 탱크(501)을 도시하고 있다. 제5b도는 캡(504)로 캠핑시키고, 잉크 공급용(503)과 공기 소통공(502)의 밀봉제(505)로 밀봉시키는 것을 도시하고 있으며, 이때 잉크 탱크는 여전히 잉크를 함유한채 헤드 유니트로부터 해체되었다. 제5c도는 밀봉 테입(506)으로 밀봉된 잉크 공급공 부분과 공기 소통공 부분을 갖는 해체된 잉크 탱크와, 말단 부분에의 밀봉제(505)의 도포를 도시하고 있다. 제5b도 및 제5c도에 도시된 바와 같은 방법으로 탱크 교환형 잉크 탱크는 여전히 잉크를 함유한 채로 잉크 증발, 점도 증가 및 점착 방지를 위해 통상적으로 사용하는 잉크 저장 박스 없이도 잉크 증발을 보다 줄이면서 저장할 수 있다.
본 발명은 또한 잉크 공급관 등의 저 기체 차단 재료로 제조된 부분의 본 발명의 밀봉제에 의한 코팅 구축을 포함한다. 이 코팅은 내부 표면 또는 외부 표면 상에서 수행할 수 있다. 추가로, 본 발명의 밀봉제는 그 자체로 밀봉용 뿐만아니라 잉크 제트 헤드 또는 잉크 제트 장치의 잉크 공급 부재의 구축용으로 사용될 수 있다.
본 발명의 잉크 제트 헤드는 열 에너지를 사용하여 잉크 방울을 분사시켜 인쇄를 수행하기 위한 잉크 제트 헤드 및 잉크 제트 장치에 사용하는데 특히 효과적이다.
잉크 제트 시스템의 전형적인 구축 및 원리는 미합중국 특허 제4,723,129호 및 동 제4,740,796호에 기재되어 있다. 본 발명은 주문형 및 연속형 모두를 포함한 잉크 제트 시스템에 적용하기에 바람직하다.
이 잉크 제트 시스템을 간략하게 설명한다. 구동 신호는 인쇄될 정보에 따라 액체 초과 핵 비등 온도 또는 피막 비등 온도로 급속한 온도 상승을 유도하기 위해 시트 또는 액체(잉크)를 보유한 액체 유동 통로 상에 배치된 전기 열 변환기에 가해지며, 그럼으로써 열 에너지가 생성되어 열 생성면에서 액체(잉크)의 피막 비등을 유도한다. 이와 같은 방법으로, 전기 열 변환기에 제공되는 구동 신호에 1대 1대응하여 액체(잉크)내에 기포가 형성된다. 따라서, 잉크 분사 시스템은 주문형 인쇄에 특히 효과적이다. 방출 개구를 통한 기포의 성장 또는 구축에 의해 액체를 방출시켜 1개 이상의 잉크 방울을 형성한다. 바람직하기로는 펄스형 구동신호를 사용할 경우, 기포의 성장 및 구축이 순간적으로 적절히 발생하여 특히 탁월한 반응성으로 액체(잉크)를 분사한다. 펄스형 구동 신호는 미합중국 특허 제4,463,359호 및 미합중국 특허 제4,345,262호에 기재된 것이 적당하다. 인쇄는 상기 열 생성 표면에서의 온도 상승 속도의 발명에 관한 것인 미합중국 특허 4,313,124호에 기재된 조건 하에서 보다 만족스럽게 수행될 수 있다.
자연적으로 본 발명은 분사 에너지 생성기로서 전기기기 변환기를 사용하는 시스템에 응용될 수 있다.
잉크 제트 헤드의 구축으로는 상기 인용된 특허의 명세서에 기재된 방출 개구, 액체 유동 통로(직선형 액체 유동 통로 또는 직각형 액체 유동 통로), 및 전기 열 변환기의 조합 및 미합중국 특허 제4,558,333호 및 미합중국 특허 제4,459,600호에 도시된 접힌 영역 내에 배치된 열 작용 부분을 갖는 구축이 있다.
본 발명은 또한 일본국 특허 출원 공개 제59-123670호에 기재된 바와 같은 다수의 전기 열 변환기에 잉크 방출 개구로서 통상의 슬릿이 제공된 구축 및 일본국 특허 출원 공개 제59-138461호에 기재된 바와 같은 열 에너지 가압파의 흡수용 개구가 방출 개구 부분에 반대로 배치된 구축에 효과적이다.
본 발명은 또한 기록 장치의 기록 매체의 기록가능한 범위의 최대 폭을 따라 연장된 실선형 잉크 제트 헤드에 효과적으로 사용된다. 이 실선 헤드는 상기 특허의 명세서에 기재된 다수의 기록 헤드의 조합 또는 한 본체로 통합된 1개 실선 잉크 제트 헤드가 좋다.
추가로, 본 발명은 장치의 주본체에 전기적으로 연결될 수 있고, 그로부터 잉크 공급을 받을 수 있는 교환가능한 칩형 잉크 분사 헤드 및 내장 잉크 제트 헤드를 갖는 잉크 제트 카트리지에 효과적이다.
잉크 제트 장치는 인쇄의 안정화를 위해 보조 장치를 포함하는 것이 바람직하다. 이런 추가 보조 장치는 예를 들면 전기 열 변환기 또는 별도의 가열 소자, 예비 가열 수단 및 예비 잉크 분사 모우드 제공 수단이 있다.
본 발명의 잉크 제트 장치용 인쇄 모우드는 흑색 인쇄와 같은 단일 색 인쇄로 제한되지는 않는다. 잉크 제트 헤드는 다수의 상이한 색의 인쇄 헤드의 통합 또는 조합일 수 있다.
지금까지의 설명은 액체 잉크를 사용하여 이루어졌다. 그러나, 본 발명은 이것에 국한되지 않으며 실온에서 고체 또는 그리이스 형태인 것도 사용될 수 있다. 잉크 제트 장치는 잉크의 점도를 안정한 잉크 제트에 적당하도록 유지시키기 위해 일반적으로 30 내지 70℃의 범위로 온도를 조절한다. 그러므로, 잉크는 기록 신호의 전달 후 액체로 되는 것이 필요하다.
실온에서 고체인 잉크는 고체-액체 전이의 잠열 흡수에 의한 과다 온도 상승의 방지 또는 실온에서 스탠딩 동안 용매의 증발 손실의 방지에 유리하게 사용된다. 따라서, 본 발명에 있어서, 잉크는 기록 신호에 대응하여 열에너지의 사용에 의해 액화되고 분사되거나 또는 인쇄 매체 상에 도포 후 응고되기 시작하는 것을 사용하는 것이 좋다.
이와 같은 잉크는 일본국 특허 출원 제54-56847호 또는 동 제6071260호에 기재된 바와 같이 액체 또는 고체 상태로 다공성 시트의 공동 또는 관통공 내에 보유되거나 또는 전기열 변환기에 반대로 보유될 수 있다.
잉크 분사의 가장 효과적인 방법은 상기 피막 비등이다.
추가로 본 발명의 잉크 제트 헤드 및 잉크 제트 장치는 인쇄기에 응용될 뿐만 아니라 직물 및 펜 플로터 상에 잉크를 분사시켜 염색하기 위한 염료 인쇄기에도 응용될 수 있다.

Claims (16)

  1. 기판의 표면 상에 에너지 생성 소자를 갖는 기판, 상기 에너지 생성 소자와 나란히 정렬되어 노즐과 소통되는 잉크 유동 통로를 형성하는 부재 및 잉크 유동 통로를 형성하는 상기 부재를 덮는 천정판으로 이루어지며, 상기 기판과 천정판이 우레탄 결합을 통해 유기 고중합체 화합물에 결합된 알콕시실란 잔기를 갖는 하기 일반식(2)로 표시되는 유기 고중합체 화합물을 주성분으로 하는 수분 경화 밀봉제로 밀봉된 잉크 제트 헤드.
    (상기 식 중, X는 수소, 메틸, 에틸, 프로필 또는 할로겐이고, R은 메틸, 에틸 또는 프로필이고, n은 1,2 또는 3이고, m은 0 내지 5의 정수이다.)
  2. 기판의 표면 상에 에너지 생성 소자를 갖는 기판, 상기 에너지 생성 소자와 나란히 정렬되어 노즐과 소통되는 잉크 유동 통로를 형성하는 부재 및 잉크 유동 통로를 형성하는 상기 부재를 덮는 천정판으로 이루어지며, 상기 기판과 천정판이 우레아 결합을 통해 유기 고중합체 화합물에 결합된 알콕시실란 잔기를 갖는 하기 일반식(3)으로 표시되는 유기 고중합체 화합물을 주성분으로 하는 수분 경화 밀봉제로 밀봉된 잉크 제트 헤드.
    (상기 식 중, X는 수소, 메틸, 에틸, 프로필 또는 할로겐이고, R은 메틸, 에틸 또는 프로필이고, n은 1,2 또는 3이고, m은 0 내지 5의 정수이다.)
  3. 기판의 표면 상에 에너지 생성 소자를 갖는 기판, 상기 에너지 생성 소자와 나란히 정렬되어 노즐과 소통되는 잉크 유동 통로를 형성하는 부재 및 잉크 유동 통로를 형성하는 상기 부재를 덮는 천정판으로 이루어지며, 상기 기판과 천정판이 에테르 결합을 통해 유기 고중합체 화합물에 결합된 알콕시실란 잔기를 갖는 하기 일반식(4)로 표시되는 유기 고중합체 화합물을 주성분으로 하는 수분 경화 밀봉제로 밀봉된 잉크 제트 헤드.
    (상기 식 중, X는 수소, 메틸, 에틸, 프로필 또는 할로겐이고, R은 메틸, 에틸 또는 프로필이고, n은 1,2 또는 3이고, m은 0 내지 5의 정수이다.)
  4. 제1항, 제2항 또는 제3항에 있어서, 유기 고중합체 화합물이 폴리에테르 폴리올인 잉크 제트 헤드.
  5. 제1항, 제2항 또는 제3항에 있어서, 유기 고중합체 화합물이 폴리부타디엔티올인 잉크 제트 헤드.
  6. 제1항, 제2항 또는 제3항에 있어서, 유기 고중합체 화합물이 폴리카르보네이트디올인 잉크 제트 헤드.
  7. 제1항, 제2항 또는 제3항에 있어서, 유기 고중합체 화합물이 폴리에스테르 폴리올인 잉크 제트 헤드.
  8. 잉크 분사용 잉크 제트 헤드, 잉크를 잉크 제트 헤드에 공급시키기 위한 잉크 탱크, 및 잉크 제트 헤드의 회수용 잉크 분사 회수 장치로 이루어지며, 기판은 그 표면 상에 가열 소자를 갖고, 잉크 유동 통로 부재는 상기 가열 소자와 나란히 정렬되어 잉크 방출 개구와 소통되며, 천정판은 상기 잉크 유동 통로 부재를 덮는 것이며, 상기 기판과 천정판이 우레탄 결합을 통해 유기 고중합체 화합물에 결합된 알콕시실란 잔기를 갖는 하기 일반식(2)로 표시되는 유기 고중합체 화합물을 주성분으로 하는 수분 경화 밀봉제로 밀봉된 잉크 제트 헤드 장치.
    (상기 식 중, X는 수소, 메틸, 에틸, 프로필 또는 할로겐이고, R은 메틸, 에틸 또는 프로필이고, n은 1,2 또는 3이고, m은 0 내지 5의 정수이다.)
  9. 잉크 분사용 잉크 제트 헤드, 잉크를 잉크 제트 헤드에 공급시키기 위한 잉크 탱크, 및 잉크 제트 헤드의 회수용 잉크 분사 회수 장치로 이루어지며, 기판은 그 표면 상에 가열 소자를 갖고, 잉크 유동 통로 부재는 상기 가열 소자와 나란히 정렬되어 잉크 방출 개구와 소통되며, 천정판은 상기 잉크 유동 통로 부재를 덮는 것이며, 상기 기판과 천정판이 우레아 결합을 통해 유기 고중합체 화합물에 결합된 알콕시실란 잔기를 갖는 하기 일반식(3)으로 표시되는 유기 고중합체 화합물을 주성분으로 하는 수분 경화 밀봉제로 밀봉된 잉크 제트 헤드 장치.
    (상기 식 중, X는 수소, 메틸, 에틸, 프로필 또는 할로겐이고, R은 메틸, 에틸 또는 프로필이고, n은 1,2 또는 3이고, m은 0 내지 5의 정수이다.)
  10. 잉크 분사용 잉크 제트 헤드, 잉크를 잉크 제트 헤드에 공급시키기 위한 잉크 탱크, 및 잉크 제트 헤드의 회수용 잉크 분사 회수 장치로 이루어지며, 기판은 그 표면 상에 가열 소자를 갖고, 잉크 유동 통로 부재는 상기 가열 소자와 나란히 정렬되어 잉크 방출 개구와 소통되며, 천정판은 상기 잉크 유동 통로 부재를 덮는 것이며, 상기 기판과 천정판이 에테르 결합을 통해 유기 고중합체 화합물에 결합된 알콕시실란 잔기를 갖는 하기 일반식(4)로 표시되는 유기 고중합체 화합물을 주성분으로 하는 수분 경화 밀봉제로 밀봉된 잉크 제트 헤드 장치.
    (상기 식 중, X는 수소, 메틸, 에틸, 프로필 또는 할로겐이고, R은 메틸, 에틸 또는 프로필이고, n은 1,2 또는 3이고, m은 0 내지 5의 정수이다.)
  11. 제8항, 제9항 또는 제10항에 있어서, 유기 고중합체 화합물이 폴리에테르 폴리올인 잉크 제트 장치.
  12. 제8항, 제9항 또는 제10항에 있어서, 유기 고중합체 화합물이 폴리부타디엔디올인 잉크 제트 장치.
  13. 제8항, 제9항 또는 제10항에 있어서, 유기 고중합체 화합물이 폴리카르보네이트디올인 잉크 제트 장치.
  14. 제8항, 제9항 또는 제10항에 있어서, 유기 고중합체 화합물이 폴리에스테르 폴리올인 잉크 제트 장치.
  15. 제1항, 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 기판, 잉크 유동 통로를 형성하는 부재 및 천정판이 잉크액 챔버 및 노즐을 구축하는 부재와 그의 상부에 형성된 에너지 생성 소자를 갖는 기판의 상이, 잉크액 챔버 및 노즐을 구축하는 부재와 잉크 유동 통로를 형성하는 부재의 사이, 및 잉크 유동 통로를 형성하는 부재와 잉크 탱크 유니트의 사이의 결합 계면에서 밀봉된 잉크 제트 헤드.
  16. 제8항, 제9항 또는 제10항에 있어서, 잉크 탱크, 잉크 제트 헤드 및 캡, 및 상기 밀봉제로 밀봉된 잉크 분사 회수 장치 내의 폐잉크 흡수체를 추가로 더 포함하는 잉크 제트 장치.
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