KR100343235B1

KR100343235B1 - 잉크 접촉 부재, 잉크 흡수 부재, 잉크 탱크 및 잉크젯 카트리지

Info

Publication number: KR100343235B1
Application number: KR1019990019564A
Authority: KR
Inventors: 히로끼 하야시; 하지메 야마모또; 에이이찌로 시미즈
Original assignee: 미다라이 후지오; 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 1998-05-29
Filing date: 1999-05-29
Publication date: 2002-07-11
Also published as: EP0960732A2; CA2272810A1; AU3226699A; JP2000043290A; KR19990088671A; EP0960732A3; CA2272810C; US20020145651A1; US6365701B1; AU742220B2; JP4208343B2; US6634739B2

Abstract

주요 성분으로서 하기 화학식 1로 나타내지는 이소시아누레이트 골격을 갖는 페놀계 산화방지제를 첨가하므로써 얻어지는 수지 물질을 포함하는, 잉크젯 기록 장치에 사용하기 위한 잉크 접촉 부재가 개시되어 있다.

Description

잉크 접촉 부재, 잉크 흡수 부재, 잉크 탱크 및 잉크젯 카트리지 {Ink-Contacting Member, Ink-Absorbing Member, Ink Tank and Ink-Jet Cartridge}

본 발명은 잉크가 접촉되는 부재 (이하, "잉크 접촉 부재"로 언급됨), 예를 들어 잉크젯 기록 장치에 사용되는 잉크 흡수 부재, 잉크 탱크 및 잉크 카트리지에 관한 것이다.

잉크젯 기록 장치는 잉크 저장용 잉크 탱크 및 인쇄를 수행하기 위해 잉크 탱크로부터 토출하기 위한 잉크젯 기록 헤드부가 서로 직접 또는 튜브와 같은 잉크 공급 부재를 통하여 연결된 일반적인 구조를 갖는다. 지금까지, 이러한 잉크젯 기록 장치에서 수지 물질, 금속성 물질 및(또는) 고무 물질 등은 언제나 잉크와 접촉하는 부재용으로 사용되어 왔다. 이들 물질 중, 가격 및 가공성의 측면에서 바람직하게는 수지 물질이 사용되어 왔다.

수지 물질의 예로는 폴리올레핀, ABS, PS, PET, PVC 등이 포함된다. 이들 수지 물질 중, 화학적 내성, 재활용되는 용이성 및 가격의 측면에서 특히 바람직하게는 폴리올레핀이 이용된다. 폴리올레핀의 예로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 에틸렌-프로필렌 공중합체가 포함된다.

일반적으로, 첨가제는 필요한 경우 수지 물질의 품질을 안정화하기 위해 수지 물질에 첨가되는 것으로 공지되어 있다. 일부 경우, 수지 물질은 그의 제조 공정 또는 가공 공정 동안, 또는 분해 또는 열화 (자동 산화)를 일으키기 위한 공정 후 가열, 빛 또는 산소 등에 의해 산화될 수 있다. 따라서, 산화방지제를 품질의 안정성을 고려하여 수지 물질에 첨가하는 것이 바람직하다.

수지 물질의 항산화 메카니즘 중 예를 들어 하기 메카니즘이 잘 알려져있다.

사슬 개시: RH → R·

사슬 전파: R· + O₂→ ROO·

ROO· + RH → ROOH + R·

사슬 이동: ROOH → RO· + ·OH

RH + ·OH → ROO· + RO· + H₂O

RO· + RH → ROH + R·

사슬 종결 R· + R· → R-R

R· + RO· → ROR

Ro· + ·OH → ROH

산화방지제는 자동 산화 작용을 방지하기 위해 첨가된다. 또한, 수지 물질에 라디칼 스캐빈저를 첨가하여 자동 산화 작용의 초기 사슬 전파 단계에서 발생되는 라디칼을 제거하는 것이 바람직하다. 라디칼 스캐빈저의 예로는 페놀계 산화방지제 및 아민형 산화방지제가 포함된다.

이제, 잉크젯 기록 장치의 잉크젯 기록 헤드부에 대해 기재한다. 압전기 소자 또는 전열 전환기와 같은 에너지 발생 부재는 잉크젯 기록 헤드에서 잉크를토출하기 위해 압력을 인가하기 위한 부재로 사용된다. 전열 전환기가 에너지 발생 부재로 사용되는 열적 잉크젯 기록 헤드에 대해 기재한다. 이 헤드에서, 전열 전환기에 인접한 극히 소량의 잉크가 전열 전환기에 의해 신속히 가열되고, 이것에 의해 잉크가 버블링된다. 잉크는 이 버블링에 의해 발생되는 압력에 의해 잉크 토출 오리피스로부터 종이와 같은 기록 매체로 토출되고, 이것에 의해 기록이 수행된다.

상기 잉크젯 기록 헤드의 구조의 예를 도 5와 관련하여 기재한다.

잉크젯 기록 헤드 (51)은 종이와 같은 기록 매체의 반대 표면에서 몇몇 내지 수십개 및 수백개의 잉크 토출 오리피스 (52)를 갖는다 (2개의 오리피스가 도 5에 예시되어 있다). 또한, 잉크젯 기록 헤드 (51)에는 잉크 토출 오리피스 (52)와 각각 연통되는 잉크 흐름 통로 (53)가 제공되고, 잉크 토출용 에너지 발생 부재 또는 이 경우에서 전열 전환기로서의 박막 레지스터 (55)는 잉크젯 기록 헤드 (51)를 구성하는 기판 (54) 상에 각 잉크 흐름 통로 (53)에 상응하여 형성된다.

각각의 박막 레지스터 (55)는 박막 레지스터 (55)에 인접한 잉크를 버블링시키기 위한 데이타 구동에 반응하여 인가된 전기 펄스에 의해 열을 신속히 발생한다. 잉크는 이 버블링에 의해 버블의 형성에 이어서 잉크 토출 오리피스 (52)로부터 토출된다. 통상적으로, 잉크 흐름 통로 (53)에 연결되는 통상의 액체 챔버 (56)는 각 잉크 흐름 통로 (53)에 제공되고, 액체 챔버내에 저장되는 잉크는 각 잉크 흐름 통로 (53)에서 토출 작동에 반응하여 잉크 흐름 통로 (53)에 공급된다.

일반적으로, 잉크젯 기록 장치내의 잉크 접촉 부재는 에너지 발생 부재 및잉크 공급 튜브와 같은 다수의 부재로 제작되고, 이들 부재는 서로 잉크와의 습윤성에서 약간 차이가 있기 때문에, 잉크 접촉 부재를 통과하는 잉크의 흐름이 불안정해질 수 있다. 따라서, 잉크가 특히 고속으로 토출되는 경우 잉크 흐름 통로의 잉크의 공급은 불안정해질 수 있고, 따라서 잉크의 토출 속도는 감소되거나 불규칙해진다. 따라서, 이러한 잉크는 버블을 보유하기 쉽고, 따라서 잉크 소적의 크기가 변할 수 있거나, 또는 잉크의 토출 방향이 무질서해질 수 있어 인쇄 품질의 저하를 야기한다.

이들 버블은 장시간 동안 잉크 중에 머무를 경우, 버블은 잉크 중에 해된 가스 등에 의해 확대되고, 이것은 상당한 경우에서 잉크의 토출 실패 상태를 일으킬 수 있다.

특히, 잉크젯 기록 방법이 최근에 사진식 화질의 화상을 출력하여 보다 밝고 선명한 색상의 화상을 출력하는데 요구되었다. 따라서, 기록 매체 상에서 인쇄를 수행하는 경우 잉크의 충돌 정확도가 개선되고, 토출된 잉크의 소적이 작아지는 것이 요구되었다. 따라서, 버블의 체류를 일으키지 않도록 전 보다 잉크의 흐름을 완만하게 하는 것이 필요하다. 이를 위한 제안으로서, 일본 특허 출원 공개 제61-137750호에는 버블의 체류 방지 방법이 제안되어 있고, 여기서 잉크젯 기록 장치내 잉크 공급 부재가 친수성 기 및 소수성 기를 둘다 갖는 화합물로 적층 처리하여 잉크로의 잉크 공급 부재의 습윤성을 증가시킨다.

일본 특허 출원 공개 제6-71885에는 버블의 체류 방지 방법이 제안되어 있고, 여기서는 이온이 친수성 부여 처리를 수행하기 위해 이온 도입에 의해 잉크와접촉하는 잉크젯 기록 장치의 일부분에 도입되어, 잉크로의 잉크 접촉 부재의 습윤성을 증가시킨다. 그러나, 상기 방법은 잉크 접촉부 또는 부재를 처리하는 단계가 잉크젯 기록 장치의 제조시 추가되어야 하므로 생산 비용을 증가시킨다.

일본 특허 출원 공개 제61-137750호에 제안된 화합물 적층 처리법에서는 잉크젯 기록 장치를 구성하기 위한 물질이 증가되어야 한다는 점에서 제조 비용이 증가된다. 또한, 상기 방법은, 효과가 피복된 표면내에서만 관찰되고 잉크젯 기록 장치를 구성하기 위한 물질이 변할 때마다 처리되는 표면에 그의 부착성의 측면에서 처리용 물질은 선택되어야 하는 많은 문제점을 포함한다.

따라서, 본 발명의 목적은 잉크젯 기록 장치내 잉크의 흐름이 전술한 문제를 해결하기 위해서만 사용되는 잉크젯 기록 헤드용 제3 성분을 추가하지 않고 자연히 제3 성분에 부수적인 단계를 첨가하지 않고 간단히 완만해질 수 있고, 이것에 의해 버블의 체류로 인한 인쇄 실패 및 잉크 파괴 현상을 방지하여 안정하게 고화질의 화상을 제공하는 잉크 접촉 부재를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 고화질의 화상의 안정한 기록을 달성하게 하는 잉크 흡수 부재를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 안정하게 기록 매체 상에 고화질의 화상을 인쇄하게 하는 잉크 탱크를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 안정하게 기록 매체 상에 고화질의 화상을 인쇄하는데 유용한 잉크젯 카트리지를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 안정하게 우수한 화상을 기록하는데 사용될 수 있는 잉크 탱크를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 인쇄 안정성을 더 개선하게 하는 잉크 접촉 부재, 잉크 흡수 부재, 잉크 탱크 및 잉크 카트리지를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 잉크젯 카트리지의 분해 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 잉크 흡수 부재를 구성하는 섬유의 단면도.

도 3a 및 3b는 각각 본 발명에 따른 잉크 흡수 부재의 개념도 및 그의 구조를 예시하는 확대도.

도 4는 본 발명에 따른 잉크 접촉 부재를 사용한 잉크젯 기록 장치의 개념도.

도 5는 잉크젯 기록 헤드의 개념도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100: 잉크젯 카트리지 1: 잉크 흡수 부재

2: 케이싱 3, 41, 51: 잉크젯 기록 헤드

5, 42: 잉크 탱크 21: 코어(폴리프로필렌 섬유)

22: 외피 폴리에틸렌 섬유) 41a, 52 잉크 토출 오리피스

42a: 잉크 탱크 용기백 42b: 폐잉크 용기부

43: 개구부 45: 캡

47: 잉크 서브탱크 47a: 잉크 공급부

47b: 잉크 입구부 47c: 잉크 출구부

본 발명자들은 상기 목적을 달성하기 위해 잉크젯 프린터의 성분에 대해 광범위한 조사를 수행하였다. 그 결과, 이소시아누레이트 골격을 갖는 페놀계 산화방지제가 첨가되는 폴리에틸렌이 잉크 접촉 부재용으로 사용되는 경우, 민감한 습윤성을 갖는 물질이 잉크 중에 용출된다는 것을 발견하였다. 본 발명은 전술한 문제점을 극복하기 위한 잉크 접촉 부재 밖으로 용출되는 성분에 주목된다는 매우 새로운 관점을 기초로 해서 완성되었다.

즉, 상기 목적들은 하기 기재되는 본 발명에 의해 달성될 수 있다.

본 발명은 주요 성분으로 하기 화학식 1로 나타내지는 이소시아누레이트 골격을 갖는 페놀계 산화방지제를 첨가하므로써 얻어지는 수지 물질을 포함하는, 잉크 기록 장치에 사용되는 잉크 접촉 부재를 제공한다.

<화학식 1>

본 발명은 또한 주요 성분으로서 화학식 1로 나타내지는 이소시아누레이트 골격을 갖는 페놀계 산화방지제를 첨가하므로써 얻어지는 수지 물질을 포함하는 잉크젯 기록 장치에 사용되는 잉크 흡수 부재를 제공한다.

본 발명은 또한 잉크를 보유할 수 있는 잉크 흡수 부재, 및 잉크 흡수 부재를 수납하고 공기와 연통하는 개구부를 갖는 케이싱을 포함하고, 잉크 흡수 부재가 주요 성분으로서 화학식 1로 나타내지는 이소시아누레이트 골격을 갖는 페놀계 산화방지제를 첨가하므로써 얻어지는 수지 물질을 포함하는, 잉크젯 기록 장치에 사용되는 잉크 탱크를 제공한다.

본 발명은 또한 잉크를 보유할 수 있는 잉크 흡수 부재, 잉크 흡수 부재를 수납하는 잉크 탱크, 및 잉크 탱크로부터 공급되는 잉크를 토출하기 위한 잉크젯 기록 헤드를 포함하고, 잉크 흡수 부재가 주요 성분으로서 화학식 1로 나타내지는 이소시아누레이트 골격을 갖는 페놀계 산화방지제를 첨가하므로써 얻어지는 수지 물질을 포함하는, 잉크젯 카트리지를 제공한다.

본 발명은 또한 잉크와 접촉하는 잉크 탱크의 적어도 일부분이 주요 성분으로서 화학식 1로 나타내지는 이소시아누레이트 골격을 갖는 페놀계 산화방지제를 첨가하므로써 얻어지는 수지 물질을 포함하는, 잉크젯 기록 헤드에 공급되는 잉크를 저장할 수 있는 잉크 탱크를 제공한다.

화학식 1로 나타내지는 이소시아누레이트 골격을 갖는 페놀계 산화방지제 중, 트리스(4-tert-부틸-2,6-디메틸-3-히드록시벤질)-이소시아누레이트가 바람직할 수 있다. 수지 물질은 바람직하게는 폴리올레핀일 수 있고, 잉크 접촉 부재는 바람직하게는 폴리올레핀 섬유의 응집물로 이루어질 수 있다. 바람직하게는, 폴리올레핀은 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌일 수 있다.

이하, 본 발명은 본 발명의 바람직한 실시태양으로 보다 상세히 기재된다.

본 발명의 실시태양에 따른 잉크 접촉 부재는 하기 화학식 1의 이소시아누레이트 골격을 갖는 페놀계 산화방지제를 첨가하므로써 얻어지는 수지 물질을 포함한다. 이러한 잉크 접촉 부재의 사용으로 사용되는 잉크 및 잉크 흡수 부재 사이의 습윤성을 개선하고 버블의 체류로 인한 인쇄 실패 및 잉크 파괴 현상을 효과적으로 방지하는 효과를 나타낼 수 있다.

<화학식 1>

이소시아누레이트 골격을 갖는 페놀계 산화방지제의 특정 예로는 트리스(4-tert-부틸-2,6-디메틸-3-히드록시벤질)-이소시아누레이트, 트리스(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시벤질)-이소시아누레이트 및 트리스(2-(3',5'-디-tert-부틸-4'-히드록시히드로-시나모일옥시)에틸)이소시아누레이트가 포함된다. 이 중, 트리스(4-tert-부틸-2,6-디메틸-3-히드록시벤질)이소시아누레이트가 특히 바람직하다.

이들 산화방지제는 일반적으로 수지 100 중량부 당 0.01 내지 1 중량부의 비율로 첨가된다.

본 발명자들에 의한 조사에 따르면, 상기 수지 물질로부터 제조된 잉크 탱크내에 저장되고, 잉크내에 용출되는 것이 용이한 환경에서 방치된 후 (예를 들어, 70 ℃의 온도에서 24시간 동안), 잉크의 분석으로 페놀계 산화방지제가 니트릴 결합을 갖는 물질이 내부에 존재한다는 것을 확인하였다. 이 사실을 기초로 전술한 효과가 본 발명의 구성을 채택하므로써 달성될 수 있는 이유는 하기와 같이 생각된다. 부수적으로, 트리스(4-tert-부틸-2,6-디메틸-3-히드록시벤질)-이소시아누레이트가 페놀계 산화방지제로 사용되는 경우가 본 명세서에서 상세히 기재된다.

페놀계 산화방지제를 함유하는 수지가 예를 들어, 섬유를 성형 또는 형성하므로써 가공할 때 상당히 고온에서 용융되는 경우, 페놀계 산화방지제는 니트릴 결합을 갖는 물질을 형성하기 위한 가공시 이소시아누레이트 골격의 부분에서 분해되는 것으로 생각된다. 분해된 폐놀계 산화방지제의 생성물은 그의 분자량이 작기 때문에 수지로부터 분리하기가 용이하다. 따라서, 수지가 잉크 접촉 부재에 사용되는 경우, 분해된 생성물은 잉크 중에 용출되는 것으로 생각된다. 또한, 이러한 부재와 접촉하는 잉크는 일반적으로 알칼리성이기 때문에, 페놀계 산화방지제는 또한 잉크로의 가수분해에 의해 하기 방식으로 분해되는 것으로 생각된다.

상기 분해 반응식에서 보여주는 바와 같이 이소시아누레이트 골격의 일부분에서의 분해에 의해 잉크 중에 용출되는 분해 생성물은 표면 활성 효과를 갖는 물질의 일종이 되는 것으로 생각되며, 여기서 페놀의 히드록실기 잔기는 친수성이 되며, 알킬기 잔기는 수소성이 된다. 따라서, 분해 생성물은 잉크젯 기록 헤드내 잉크와 접촉하는 표면의 부분 위에서 작용하고, 상기 부분은 습윤성이 불량해져서 잉크 및 잉크와 접촉하는 표면 사이에 습윤성의 차이를 형성한다. 특히, 본 발명의 조성에 따르면, 전술한 물질이 잉크 중에 용출되고 내부에 존재하기 때문에, 본 발명의 효과는 잉크와 접촉하는 표면 상에서 항상 일어난다. 즉, 효과는 친수성을 갖도록 특별히 피복되지 않은 잉크 접촉 부재의 부위에서도 일어난다. 인쇄가 고속으로 수행되는 경우에도, 잉크 자체의 흐름이 안정화되기 때문에 버블의 발생은 방지될 수 있다. 더욱이, 이 물질의 습윤 효과는 계면활성제 만큼 높지 않기 때문에, 물질은 인쇄의 품질이 변화되는 정도 까지 종이 표면으로의 잉크의 투과성을 변화시키지 않는다.

이소시아누레이트 골격을 갖는 페놀계 산화방지제를 첨가하므로써 얻어지는 수지 물질은 본 발명에 따른 잉크 접촉 부재, 예를 들어 잉크 흡수 부재, 잉크 용기 백 또는 잉크 공급 튜브로 압출 또는 사출 성형과 같은 통상적으로 공지된 형성 또는 성형법에 의해 형성될 수 있거나 또는 성형될 수 있다. 부수적으로, 형성된 각종 잉크 접촉 부재의 개별 형태에 대해 특별한 제한은 없고, 이들은 모든 통상적으로 공지된 형태일 수 있다. 필요한 경우, 본 발명에 따른 수지 물질에 예를 들어 안료, 정전방지제, 표면 처리제, 윤활제, 난연제, 살균제, 핵화제 및(또는) 가소제 등이 첨가될 수 있다. 그러나, 이들 첨가제가 첨가되는 경우, 바람직하게는 이들은, 이들이 문제를 일으키는지에 대해 또는 잉크내에 용출될 때 악영향이 발생하는지에 대해 잉크에 대한 그들의 특성이 충분히 조사된 후 사용될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시태양은 첨부된 도면과 관련하여 보다 구체적으로 기재된다.

도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 잉크 흡수 부재가 구비된 잉크젯 카트리지를 개략적으로 예시하는 분해 사시도이다. 잉크젯 카트리지 (100)는 옐로우 (Y), 마젠타 (M) 및 시안 (C) 색상의 잉크가 별도로 토출되는 잉크젯 기록 헤드 (3), 및 잉크젯 기록 헤드 (3)에 분리가능하게 설치된 잉크 탱크 (5)로 이루어진다. 잉크젯 기록 헤드 (3)는 각각의 색상에 상응하게 제공되는 잉크 공급 튜브 (3a), (3b) 및 (3c)를 통하여 잉크 탱크 (5)에 연결된다. 잉크들은 이들의 상응하는 잉크 공급 튜브를 통하여 잉크젯 기록 헤드 (3)에 공급된다. 잉크 탱크 (5)에서, 리드 부재 (4)와 함께 케이싱 (2)를 구성하는 용기의 내부는 2개의 분배 부재 (2a) 및 (2b)에 의해 챔버 (3)에 분배되고, 각각 Y, M 및 C 잉크를 보유하는 잉크 흡수 부재 (1a), (1b) 및 (1c)는 각 챔버내에 보유된다. 공기와 연통되는 개구부 (도시되지 않음)는 케이싱 (2)의 내부를 공기와 연통하도록 각각의 챔버에 제공된다.

잉크 탱크 (5)의 외부 모양은, 잉크 탱크 (5)가 장치내에 설치되는 경우 장치의 내부와 간섭을 피하기 위해 케이싱 (2)의 부분으로 레세스 (2c)가 제공되도록 고안된다. 함유되는 잉크 양의 측면에서 3개 챔버 모두는 레세스에 따라 성형되고, 따라서 분배 챔버 (2a) 및 (2b)는 그의 일부분에서 굴곡된 부분을 갖도록 형성된다.

잉크 탱크 (5)의 케이싱 (2)에 의해 둘러싸인 영역 (이하, 케이싱의 내부 또는 잉크 흡수 부재를 보유하기 위한 챔버로 언급됨) 내에 각각 보유되는 잉크 흡수 부재 (1a), (1b) 및 (1c) 및 분배 부재 (2a) 및 (2b)는 잉크 흡수 부재를 보유하기 위해 상응하는 챔버의 내부 표면 (이하 케이싱의 내부 표면으로 언급됨)의 구조와 동일하거나 또는 상응하는 외부 표면을 각각 가지며, 도 2에 예시된 바와 같이 중량비 1:1로 폴리프로필렌 코어 (21)을 폴리에틸렌 외피 (22)로 도포하므로써 형성되는 복합 섬유를 케이싱 (2)내의 각 챔버의 모양과 일치하도록 압착하고, 그들의 표면을 열성형하므로써 형성된다.

이제, 도 1에 예시된 잉크 탱크 (5)의 제조 방법이 간단히 기재된다.

첫번째, 막대형 또는 플레이트형으로 연속 탄성 섬유 응집물이 성형된다. 이어서, 연속 섬유 응집물은 표준 단위로 절단기에 의해 절단되어 섬유 덩어리를 형성한다. 섬유 덩어리는 잉크 탱크 (5)내 잉크 흡수 부재를 보유하기 위한 챔버의 내부 구조와 일치하는 모양을 갖는 성형틀 (챔버 보다 거의 동일하거나 또는 약간 큰 크기)에 삽입되어 이것을 압축하고, 이어서 가열 오븐에서 가열되어 잉크 흡수 부재 (1)를 형성한다. 이 경우, 다수의 섬유 덩어리가 잉크 탱크 (5)의 형태 및 크기에 따라 성형틀에 삽입되어 이들을 적층시키고, 이어서 열성형된다. 이 방식 후, 탱크의 형태 및 크기에 따라 잉크 흡수 부재 (1)는 용이하게 형성될 수 있다. 잉크 흡수 부재 (1)는 성형틀에서 제거되고, 잉크 흡수 부재를 보유하기 위한 챔버에 삽입되고, 리드 (4)가 고정되어, 잉크 탱크 (5)를 완성한다.

가열 오븐의 온도는 외피로서의 폴리에틸렌 섬유 (22)의 융점 보다 높지만, 코어로서의 폴리프로필렌 섬유 (21)의 융점 보다 낮은 정도로 임의적일 수 있다. 예를 들어, 폴리에틸렌 섬유 (22)의 융점이 132 ℃인 경우 가열 오븐의 온도는 135 ℃ 내지 155 ℃인 것인 바람직하다. 가열 시간은 잉크 흡수 부재에 대해 필요한 강도에 따라 조절될 수 있다. 잉크 탱크의 잉크 흡수 부재 (1) 및 케이싱 (2)는 바람직하게는 재활용 측면에서 균질 물질, 예를 들어 폴리올레핀 수지로 형성된다. 동정을 위한 표지가 잉크 탱크 상에 제공되는 경우, 표지도 또한 바람직하게는 균질 물질로 형성된다.

도 3a 및 3b에 예시된 바와 같이, 이 실시태양에 따른 잉크 흡수 부재 (1a), (b) 및 (1c)는 폴리에틸렌 섬유가 접착제로 작용하도록 가열하므로써 용융되도록 제작되고, 따라서 폴리프로필렌 섬유의 3차원 연결 교차점이 고정되어 강도를 증가시킬 수 있는 섬유 덩어리를 형성한다.

도 4는 백 형태의 잉크 용기부를 갖는 잉크 탱크가 구비된 예시적인 잉크젯 기록 장치를 설명한다. 도 4에서, 참고 번호 (41)는 잉크를 토출하기 위한 토출 오리피스 (41a)를 갖는 잉크젯 기록 헤드를 나타낸다. 이 잉크젯 기록 헤드 (41)는 기록 매체 등 위에 기록을 수행할 때 기록 스캐닝을 수행하기 위해 카트리지 (도시되지 않음) 상에 탑재된다.

참고 번호 (42)는 기록 장치내에 대체가능하게 설치된 잉크 탱크를 나타내고, 참고 번호 (42a)는 기록시 사용되는 잉크를 보유하기 위한 가요성 잉크 탱크 용기백을 나타낸다. 참고 번호 (42b)는 폐잉크를 수용하기 위한 폐잉크 용기부를 나타내며, 이것은 후속해서 기재된다. 공기와 연통하는 개구부 (43)는 잉크 탱크 (42)내에 제공되고, 이것에 의해 잉크의 소모로 백식 잉크 용기 (42a)의 모양으로 변한다.

참고 번호 (44)는 잉크 토출 기능을 회복하기 위한 회복 수단을 나타내고, 이것은 잉크젯 기록 헤드 (41)의 기록 스캐닝 영역 외부에 제공되고 잉크 토출 오리피스 (41a)을 덮기 위한 캡 (45)을 갖는다. 잉크 토출 오리피스 (41a)의 회복은 펌프 (46)에 의해 캡 (45)을 통하여 토출 개구부를 흡입시키므로써 토출 오리피스 (41a)에서 막힘 등을 해결하도록 의도된다.

참고 번호 (47)는 카트리지 위에 탑재된 잉크 서브탱크를 나타내며, 이것 위에 잉크젯 기록 헤드 등이 탑재된다. 잉크 서브탱크 (47)는 잉크 탱크 (42)에서잉크젯 기록 헤드 (41)로 잉크를 공급하기 위한 잉크 공급선 중에 제공되는 일시적인 잉크 저장부이다. 공기층은 이 잉크 서브탱크 (47)내의 상부에 제공된다.

참고 번호 (47a)는 잉크 서브탱크 (47) 내의 잉크를 잉크젯 기록 헤드 (41)로 공급하기 위한 잉크 공급부를 나타내고, 참고 번호 (47b)는 잉크 탱크 (42) 내의 잉크를 잉크 서브탱크 (47)로 도입하기 위한 잉크 입구부를 나타낸다.

참고 번호 (47c)는 잉크 서브탱크 (47) 내의 잉크 양을 조절하기 위해 잉크 서브탱크 (47) 내의 공기 및 잉크를 방출하기 위한 출구부를 나타낸다. 출구부 (47c)는 중력 방향으로 잉크 입구부 (47b) 위에 위치되도록 제공되는 반면, 잉크 공급부 (47a)는 중력 방향으로 잉크 입구부 (47b) 아래에 위치되도록 제공된다. 상기 공기층은 잉크 출구부 (47c) 위에 위치된다. 부수적으로, 잉크 서브탱크 (47)으로부터의 잉크 등의 방출은 펌프 (46)에 의해 야기되는 압력 변화에 의해 일어난다.

펌프 (46)에 의해 잉크 서브탱크 (47) 및 캡 (45)로부터 방출된 잉크는 잉크 튜브 (48)를 통하여 폐잉크 용기부 (42b)에 저장된다.

잉크 서브 탱크 (47)에서, 잉크 수준은 통상 잉크젯 기록 헤드 (41)로부터 상승의 차이를 유지하기 위해 일정하게 유지되고, 이것에 의해 음압의 안정한 발생을 실현시킨다. 잉크 서브탱크 (47)는 밀폐형이기 때문에, 잉크는 연속적으로 잉크 튜브 (48) 및 (48a)를 통하여 잉크 탱크 (42)에서 잉크젯 기록 헤드 (41)로 공급된다. 기록 스캐닝 등으로 인한 카트리지의 이동시 일어나는 잉크 서브탱크 (47)내 잉크의 차단은 공기층이 댐퍼식 효과를 갖기 때문에 어느 정도까지 감소된다.

전술한 각종 잉크 접촉 부재 중 하나 이상, 바람직하게는 모두 본 발명에 다른 이소시아누레이트 골격을 갖는 페놀계 산화방지제를 첨가하므로써 얻어지는 수지 물질로 주로 형성된다.

전술한 바와 같이, 이소시아누레이트 골격을 갖는 페놀계 산화방지제를 첨가하므로써 얻어지는 수지 물질은 잉크 흡수 부재, 잉크 탱크 및 잉크 카트리지와 같은 잉크 접촉 부재용으로 사용되고, 이것에 의해 이들은 잉크젯 기록 헤드내 잉크의 흐름을 완만하게 하는 효과를 갖는 잉크 접촉 부재로서 제공되어 버블의 체류를 어렵게 할 수 있다.

이하, 본 발명은 하기 실시예에 의해 보다 구체적으로 기재된다.

<실시예 1>

도 1에 예시한 잉크 흡수 부재 (1)의 형성에 사용되는 코어 및 외피 구조의 복합 폴리올레핀 섬유에서, 이소시아누레이트 골격을 갖는 페놀계 산화방지제, [트리스(4-tert-부틸-2,6-디메틸-3-히드록시벤질)이소시아누레이트를 잉크가 직접 접촉하는 외피용 물질로서의 폴리에틸렌에만 약 0.1 중량부의 양으로 첨가하였다.

이어서, 잉크 흡수 부재 (1)를 잉크 탱크 (5)를 형성하기 위해 잉크 탱크의 케이싱 (2)내에 보유시킨 다음, 각 잉크들을 흡수 부재에 충전시켰다. 이어서, 잉크 토출 구조물이 구비된 잉크젯 기록 헤드를 잉크 탱크에 고정시켜 잉크 카트리지 (100)를 제조하였다 (실시예 A).

다른 잉크 카트리지 (실시예 B)를 각 잉크 중에 잉크 흡수 부재 (1)로부터 이소시아누레이트 골격을 갖는 페놀계 산화방지제의 분해 생성물을 용출시키도록 70 ℃의 온도에서 24시간 동안 상기 잉크 카트리지 (100)를 가열시켜 얻었고, 이소시아누레이트 골격을 갖는 페놀계 산화방지제 [트리스(4-tert-부틸-2,6-디메틸-3-히드록시벤질)-이소시아누레이트]를 폴리에틸렌에 첨가하지 않은 또다른 잉크 카트리지 (비교예 A)를 제공하였다.

잉크 토출시 3개의 잉크 카트리지의 거동을 관찰하였다.

부수적으로, 잉크 토출 조건은 하기와 같았다. 즉, 종이 위의 인쇄 품질의 평가를 위해 패턴을 인쇄하기 위해 A4 크기의 종이 위에서 매 15회 배타 인쇄 후 프핀터 그 자체에 의해 잉크 흡입으로 회복 작동을 수행하는 방법을 반복해서 수행하였다.

결과는 하기 표 1에 보여준다.

	이소시아누레이트 골격을 갖는 산화방지제	카트리지의 가열 여부	결과
실시예 A	첨가됨	인가되지 않음	B
실시예 B	첨가됨	인가됨	A
비교예 A	첨가되지 않음	인가되지 않음	C
A: 잉크가 없어질 때까지 양호한 인쇄를 안정하게 얻었다. B: 인쇄 품질의 저하 (흠이 있는 잉크 소적 충돌)가 시험 도중 관찰되었지만, 즉시 회복되었다. C: 인쇄 품질의 저하 (흠이 있는 잉크 소적 충돌)가 시험 도중 관찰되었고, 회복시키는데 수회의 회복 작동이 요구되었다.

도 1에서 나타난 바와 같이, 양호한 화상을 비교예에서 보다 본 발명에 따른 잉크 접촉 부재를 사용한 실시예에서 안정하게 얻었다는 것을 알 수 있다. 실시예 A 및 비교예 A에서, 인쇄 품질의 저하가 시험 도중 관찰되었다. 따라서, 통상의 액체 챔버의 내부가 잉크 토출 오리피스를 통하여 관찰되었다. 이어서, 약간의 버블이 양 실시예에서 통상의 액체 챔버의 구석에서 관찰되었다. 비교예 A에 따른 조성은 인쇄 품질을 회복하기 위해 수회의 회복 작동이 요구되었다. 한편, 인쇄 품질은 실시예 A에서는 프린터의 1회 회복 작동으로 회복될 수 있었다. 전술한 바와 같이, 인쇄 품질의 저하가 관찰된 경우에도 실시예 A에서는 인쇄 품질이 매우 용이하게 회복되었다는 것을 알 수 있다. 특히, 잉크 카트리지를 가열 처리한 실시예 B에서는 우수한 인쇄 결과가 관찰되었다. 따라서, 이소시아누레이트 골격을 갖는 페놀계 산화방지제의 분해 생성물이 잉크 카트리지의 가열로 인하여 용출되어 양호한 효과가 얻어진 것으로 생각된다.

예를 들어, 잉크 흡수 부재용 물질은 상기 실시예에서 기재된 바와 같은 2종 이상의 폴리올레핀으로 이루어진 코어-외피 구조의 복합 섬유에 제한되지 않는다. 2종 이상의 물질을 별도로 섬유로 형성할 수 있고, 이들 섬유는 사용전에 혼합할 수 있다. 2종의 물질의 조성비도 또한 1:1에 제한되지 않는다는 것은 말할 나위가 없고, 1종의 물질로 이루어진 간단한 섬유를 사용할 수 있다. 또한, 본 발명은 1종의 물질을 다른 물질로 형성된 섬유의 3차원 연결 교차점을 고정하기 위해 소정의 온도에서 가열하므로써 접착제로 사용하여 강도를 증가시키는 구조에 제한되지 않는다.

예를 들어, 잉크 흡수 부재 등을 형성하기 위한 물질은 1종의 물질만으로 이루어질 수 있고, 그의 구조는 또한 통상적으로 공지된 펠트와 같은 부직포의 형태일 수 있다. 그 이외에, 잉크 흡수 부재를 형성하는 본 발명에 따른 폴리올레핀계 물질로 이루어지는 섬유가 예를 들어 일본 특허 출원 공개 제5-8405호에 개시된 바와 같이 선형으로 다발로 된 구조를 채택할 수 있다. 이러한 구조는 잉크 공급력에 효과적이고 찌꺼기 잉크를 감소시킨다.

<실시예 2>

실시예 1과 동일한 방식으로 페놀계 산화방지제를 외피로서의 폴리에틸렌에 첨가하고 코어가 폴리프로필렌으로 이루어진, 코어 및 외피 구조의 섬유 4종을 제공하였다. 각 섬유들을 제조 단계에서 폴리에틸렌의 최대 경험온도가 각각 240 ℃, 270 ℃, 300 ℃ 및 330 ℃에 도달하는 방식으로 제조하였다. 각 섬유들을 약 150 ℃에서 가열하여 코어 및 외피 구조를 형성하는 폴리에틸렌의 표면을 용융시키고, 이것에 의해 섬유들을 섬유 덩어리로 성형시켜 4개의 잉크 흡수 부재를 제조하였다.

잉크 흡수 부재를 별도로 잉크 탱크의 케이싱내에 보유시키고, 잉크를 잉크 탱크에 충전시켰다. 잉크젯 기록 헤드를 얻어진 잉크 탱크에 고정시켜 잉크 카트리지를 제조하였다. 각각의 잉크 카트리지를 70 ℃의 환경에서 24시간 동안 방치시켜 페놀계 산화방지제를 잉크 흡수 부재로부터 잉크 중으로 용출시켰다. 이어서, 탱크내 잉크를 잉크 카트리지의 잉크 토출 오리피스 밖으로 끌어내고 그 자체 10일 동안 통상의 온도에서 방치시켰다. 10일 동안 방치한 후, 각 잉크 카트리지에 대해, 잉크 토출 오리피스에서 잉크내 성분의 분해 정도를 육안으로 관찰하였다. 결과는 하기 표 2에 보여준다.

또한, 10일 방치한 후 각각의 잉크 카트리지를 잉크젯 프린터에 설치하여 종이 위의 인쇄 품질의 평가를 위해 패턴을 인쇄하기 위해 A4 크기의 종이 위에서 매 15회 배타 인쇄 후 프핀터 그 자체에 의해 잉크 흡입으로 회복 작동을 수행하는 방법을 반복해서 수행하였다.

잉크 흡수 부재를 형성하기 위한 수지의 최대 경험온도	잉크 토출 오리피스에서의 침착	인쇄 품질
240 ℃	A	A
270 ℃	B	A
300 ℃	C	A
330 ℃	C	A
잉크 토출 오리피스에서의 침착: A: 침착이 거의 관찰되지 않았다. B: 침착이 약간 관찰되었다. C: 침착이 관찰되었다. 인쇄 품질: A: 양호한 인쇄를 안정하게 얻었다.

상기 결과로부터, 수지의 최대 경험온도를 240 ℃로 조절한 경우 10일 동안 통상의 온도에서 잉크 카트리지를 방치한 경우에도 잉크 토출 오리피스에서 잉크내 성분의 침착은 육안 관찰로 거의 관찰되지 않을 정도였다는 것을 알 수 있다. 수지의 최대 경험온도를 270 ℃로 조절한 경우 잉크내 성분의 침착은 잉크 토출 오리피스에서 약간 관찰되었다. 최대 경험온도를 300 ℃ 및 330 ℃로 각각 조절한 경우, 잉크내 성분의 침착은 관찰되었다. 그러나, 각 경우에서 잉크 토출 오리피스에서 잉크내 성분의 침착은 인쇄 품질에 영향을 주지 않았다. 또한, 이소시아누레이트 골격을 갖는 페놀계 산화방지제를 함유하는 수지 물질을 포함하는 잉크 접촉 부재를 사용하므로써 습윤성이 개선되어 인쇄 품질이 개선되는 그의 효과가 확인되었다.

상기 결과로부터, 잉크 접촉 부재를 형성하는 수지 물질의 최대 경험온도는 잉크 토출 오리피스에서 잉크내 성분의 침착이 보다 효과적으로 방지되기 때문에, 330 ℃, 바람직하게는 240 ℃를 초과하지 않도록 조절되는 것이 바람직하다.

<다른 실시예>

앞에서 본 발명의 중요한 부분이 기재되었다. 그러나, 본 발명이 전술한 잉크 흡수 부재에 제한되지 않고 또한 잉크젯 기록 장치내 잉크 공급선 중에서 잉크와 접촉하는 다른 잉크 접촉 부재에도 적용될 수 있다는 것은 말할 나위 없다. 그러나, 본 발명이 바람직하게는 도 4에 예시된 바와 같이 응용될 수 있는 다른 응용 실시예에 대해 기재한다. 도 4에 예시된 잉크젯 기록 장치에서, 잉크젯 기록 헤드에 공급되는 잉크가 접촉되는, 잉크 용기백 (42a), 잉크 튜브 (48) 및 서브탱크 (47)와 같이 잉크를 직접 수용하기 위한 용기는 본 발명에 따른 이소시아누레이트 골격을 갖는 페놀계 산화방지제를 첨가하므로써 얻어지는 수지 물질로부터 형성하여 실시예 1 및 2에서와 같이 동인한 효과를 달성하였다. 잉크 용기백, 잉크 튜브 및 잉크를 직접 보유하기 위한 용기도 또한 이들 실시예 또는 응용 실시예에서 보여주는 형태에 제한되지 않는다는 것은 말할 나위 없고, 본 발명은 각종 다른 형태에 적용할 수 있다.

본 발명에 따라 이소시아누레이트 골격을 갖는 페놀계 산화방지제가 첨가되는 폴리에틸렌이 잉크 접촉 부재용으로 사용하는 경우, 잉크젯 기록 장치에 있어서 잉크 및 잉크 흡수 부재 사이의 습윤성이 개선되고 버블의 체류로 인한 인쇄 실패 및 잉크 파괴 현상이 효과적으로 방지되었다.

Claims

하기 화학식 1로 표시되는 이소시아누레이트 골격을 갖는 페놀계 산화방지제를 첨가하여 얻는 수지 물질을 주요 성분으로 포함하는, 잉크젯 기록 장치에 사용하기 위한 잉크 접촉 부재.

<화학식 1>
제1항에 있어서, 상기 이소시아누레이트 골격을 갖는 페놀계 산화방지제가 트리스(4-tert-부틸-2,6-디메틸-3-히드록시-벤질)이소시아누레이트인 잉크 접촉 부재.
제1항에 있어서, 상기 수지 물질이 폴리올레핀인 잉크 접촉 부재.
제3항에 있어서, 상기 폴리올레핀이 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌인 잉크 접촉 부재.
제1항에 있어서, 상기 수지 물질의 최대 경험온도가 330 ℃를 초과하지 않는 잉크 접촉 부재.
하기 화학식 1로 표시되는 이소시아누레이트 골격을 갖는 페놀계 산화방지제를 첨가하여 얻는 수지 물질을 주요 성분으로 포함하는, 잉크젯 기록 장치에 사용하기 위한 잉크 흡수 부재.

<화학식 1>
제6항에 있어서, 상기 이소시아누레이트 골격을 갖는 페놀계 산화방지제가 트리스(4-tert-부틸-2,6-디메틸-3-히드록시-벤질)이소시아누레이트인 잉크 흡수 부재.
제6항에 있어서, 상기 수지 물질이 폴리올레핀인 잉크 흡수 부재.
제8항에 있어서, 상기 폴리올레핀이 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌인 잉크 흡수 부재.
제6항에 있어서, 폴리올레핀 섬유의 응집물을 포함하는 잉크 흡수 부재.
제6항에 있어서, 2종 이상의 섬유 덩어리를 적층하므로써 형성되는 잉크 흡수 부재.
제6항에 있어서, 서로 융점이 상이한 적어도 다수종의 섬유상 물질로 형성되는 잉크 흡수 부재.
제10항에 있어서, 상기 폴리올레핀 섬유가 복합 섬유인 잉크 흡수 부재.
제13항에 있어서, 상기 복합 섬유가 폴리프로필렌 코어를 폴리에틸렌 외피로 피복시킨 구조를 갖는 잉크 흡수 부재.
제14항에 있어서, 상기 외피가 페놀계 산화방지제를 함유하는 잉크 흡수 부재.
제6항에 있어서, 상기 잉크 흡수 부재를 구성하는 페놀계 산화방지제를 함유하는 수지 물질의 최대 경험온도가 330 ℃를 초과하지 않는 잉크 흡수 부재.
잉크를 보유할 수 있는 잉크 흡수 부재, 및 잉크 흡수 부재를 수납하고 공기와 연통하는 개구부를 갖는 케이싱을 포함하고, 잉크 흡수 부재는 하기 화학식 1로 표시되는 이소시아누레이트 골격을 갖는 페놀계 산화방지제를 첨가하여 얻는 수지 물질을 주요 성분으로 포함하는, 잉크젯 기록 장치에 사용하기 위한 잉크 탱크.

<화학식 1>
제17항에 있어서, 상기 잉크 흡수 부재가 케이싱의 내부 구조와 동일하거나 상응하는 외부 표면을 가지고, 섬유상 물질을 압축하고 적어도 그의 표면을 열성형시키므로써 형성되는 잉크 탱크.
제17항에 있어서, 상기 이소시아누레이트 골격을 갖는 페놀계 산화방지제가 트리스(4-tert-부틸-2,6-디메틸-3-히드록시벤질)-이소시아누레이트인 잉크 탱크.
제17항에 있어서, 상기 수지 물질이 폴리올레핀인 잉크 탱크.
제20항에 있어서, 상기 폴리올레핀이 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌인 잉크 탱크.
제17항에 있어서, 상기 잉크 흡수 부재 및 케이싱이 균질 물질로 이루어지는 잉크 탱크.
제17항에 있어서, 상기 잉크 흡수 부재가 폴리올레핀 섬유를 포함하는 잉크 탱크.
제23항에 있어서, 상기 폴리올레핀 섬유가 복합 섬유인 잉크 탱크.
제24항에 있어서, 상기 복합 섬유가 폴리프로필렌 코어를 폴리에틸렌 외피로 피복시킨 구조를 갖는 잉크 탱크.
제25항에 있어서, 상기 외피가 페놀계 산화방지제를 함유하는 잉크 탱크.
제17항에 있어서, 잉크 흡수 부재를 구성하는 페놀계 산화방지제를 함유하는 수지 물질의 최대 경험온도가 330 ℃를 초과하지 않는 잉크 탱크.
잉크를 보유할 수 있는 잉크 흡수 부재, 잉크 흡수 부재를 수납하는 잉크 탱크, 및 잉크 탱크로부터 공급되는 잉크를 토출하기 위한 잉크젯 기록 헤드를 포하고, 잉크 흡수 부재는 하기 화학식 1로 표시되는 이소시아누레이트 골격을 갖는 페놀계 산화방지제를 첨가하여 얻는 수지 물질을 주요 성분으로 포함하는 잉크젯 카트리지.

<화학식 1>
제28항에 있어서, 상기 이소시아누레이트 골격을 갖는 페놀계 산화방지제가 트리스(4-tert-부틸-2,6-디메틸-3-히드록시-벤질)-이소시아누레이트인 잉크젯 카트리지.
잉크가 접촉되는 잉크 탱크의 적어도 일부분이 하기 화학식 1로 표시되는 이소시아누레이트 골격을 갖는 페놀계 산화방지제를 첨가하여 얻는 수지 물질을 주요 성분으로 포함하는, 잉크젯 기록 헤드에 공급되는 잉크를 저장할 수 있는 잉크 탱크.

<화학식 1>
제30항에 있어서, 상기 이소시아누레이트 골격을 갖는 페놀계 산화방지제가 트리스(4-tert-부틸-2,6-디메틸-3-히드록시-벤질)이소시아누레이트인 잉크 탱크.
제30항에 있어서, 상기 수지 물질이 폴리올레핀인 잉크 탱크.
제32항에 있어서, 상기 폴리올레핀이 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌인 잉크 탱크.
제30항에 있어서, 상기 잉크 흡수 부재가 폴리올레핀 섬유를 포함하는 잉크 탱크.
제34항에 있어서, 상기 폴리올레핀 섬유가 복합 섬유인 잉크 탱크.
제35항에 있어서, 상기 복합 섬유가 폴리프로필렌 코어를 폴리에틸렌 외피로 피복시킨 구조를 갖는 잉크 탱크.
제36항에 있어서, 폴리에틸렌으로 형성된 상기 외피가 페놀계 산화방지제를 함유하는 잉크 탱크.
제30항에 있어서, 잉크 흡수 부재를 구성하는 페놀계 산화방지제를 함유하는 수지 물질의 최대 경험온도가 330 ℃를 초과하지 않는 잉크 탱크.