KR20010070538A - 잉크젯용 흡착제를 사용하는 흡착 부재를 갖는 잉크 보유용기, 상기 흡착 부재를 갖는 잉크 공급 시스템 및 잉크젯기록 장치 - Google Patents

잉크젯용 흡착제를 사용하는 흡착 부재를 갖는 잉크 보유용기, 상기 흡착 부재를 갖는 잉크 공급 시스템 및 잉크젯기록 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 잉크에 함유된 소수성 물질에 대한 흡착능이 잉크에 함유된 착색제에 대한 흡착능보다 더 크며, 잉크와 접촉되는 위치에 배치되는 잉크젯용 흡착제에 관한 것이다. 잉크 보유 용기는 잉크젯 헤드에 공급되는 잉크를 보유하기 위한 잉크 보유 부분, 잉크 보유 부분으로부터 헤드로의 잉크 공급 부분이 되는 잉크 공급 개구, 및 잉크 보유 부분과 외부 공기를 소통시키기 위한 통기구로 이루어진다. 이러한 잉크 보유 용기는 용기 내의 잉크와 접촉되는 부분에 배치된 흡착 부재를 포함한다. 상기 흡착제 및 이처럼 배치된 잉크 보유 용기를 사용하면, 잉크 보유 용기 내의 잉크 흡수제로부터 용출된 소수성 물질을 효과적으로 제거함으로써 인쇄 특성이 우수한 잉크젯 기록을 수행할 수 있다.

Description

잉크젯용 흡착제를 사용하는 흡착 부재를 갖는 잉크 보유 용기, 상기 흡착 부재를 갖는 잉크 공급 시스템 및 잉크젯 기록 장치 {An Ink Retaining Container Having an absorption Member Using an Adsorbent for Ink Jet Use, an Ink Supply System Having Such Adsorption Member, and an Ink Jet Recording Apparatus}
본 발명은 잉크젯용 흡착 부재 및 흡착 부재에 사용된 흡착제, 및 상기 흡착 부재를 포함하는 잉크 보유 용기에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 잉크 보유 용기를 사용하는 잉크 공급 시스템 및 잉크젯 기록 장치에 관한 것이다.
잉크젯 기술 분야에 있어서, 잉크젯 헤드를 사용하면 액적이 방출되며, 방출된 액적은 발포 현상을 생성하는 발열 성분 또는 잉크 (액체) 공급 경로에서 전기 에너지를 고체 전위로 전환하는 전기 화학적 전환 성분과 같은 방출 성분을 활성화시키도록 배열된다.
이러한 종류의 잉크젯에서는, 잉크를 연속적으로 공급하는 액체 통로, 액체를 효과적으로 공급하는 액체 챔버, 이러한 액체 유동 통로에 잉크를 공급하는데 사용하기 위한 공급 튜브, 및 상기 공급 튜브에 잉크를 공급하는데 사용하기 위한 잉크 탱크 (잉크 보유 용기) 등을 교체적으로 또는 전체적으로 사용한다.
또한, 잉크 공급 경로, 특히 잉크 보유 용기에 잉크를 흡수하거나 수용할 수 있는 발포 성분 또는 섬유성 응집 성분을 제공할 수 있으며, 이것은 부압을 발생시키고(시키거나) 액체 수위가 담체의 진동으로 인하여 변동되는 것을 방지하기 위하여 중합체 수지 (고무 포함)로부터 형성한다. 물론, 잉크 보유 용기 및 잉크 유동 경로 자체는 종종 중합체 수지로 성형한다.
그러나, 그의 발포 형성을 용이하게 조절할 수 있는 저렴한 발포 성분으로 공지되어 있는 폴리우레탄 발포체를 사용하는 경우, 발포 공정에서 생성된 미반응 물질 또는 결합력이 더 약한 폴리우레탄 접합제가 잉크로 용출되는 경우가 있다. 이러한 용출 물질을 그 안에 갖는 잉크 보유 용기를 사용한다면, 잉크 공급 초기 단계에서 잉크 공급 자체에 영향을 끼친다고 객관적으로 인식되어온 문제에 직면하게 된다. 이러한 상황을 취급하는 전형적인 특허는 일본 특허 공개 출원 제64-26452호 및 04-348947호의 명세서에 개시되어 있으며, 여기서는 흡수제 자체를 잉크 보유 용기에 제공하기 전에 미리 세정을 수행하여 잉크 공급의 초기 단계에서잉크젯 헤드에 남아있는 용출 물질을 제거한다. 이와 같이 발명된 기술은 잉크 공급력을 잉크 공급의 개시로부터 헤드까지 실질적인 수준까지 이르게 하는데 효과적이다.
또한, 일본 특허 공개 출원 제62-60653호의 명세서에서는, 잉크 보유 용기 자체의 불용성 물질이 잉크로 용출되어 그의 잉크 공급 성능에 영향을 미친다는 것이 문제로 인식되어 있다.
다시 말하면, 잉크를 잉크젯 헤드 (잉크 보유 용기 본체) 자체에 공급할 필요가 있는 구조는 잉크젯 헤드에 잉크를 공급하기 위하여 이러한 구조의 부재를 사용할 경우 본래부터 이러한 구조에 의해 얻어진 불용성 물질이 잉크 방출에 영향을 미치지 않도록 하기 위하여 제조 과정에서 제작하는 것이 공지되어 있다.
그럼에도 불구하고, 본 발명자의 조사 및 연구에 따라, 상술된 바와 같이 세정된 흡수제를 갖는 잉크 보유 용기를 오랜 시간 동안 반복적으로 사용하기 위하여 교체할 경우, 잉크 방출 자체가 영향을 받는 경우가 있다. 또한, 경우에 따라, 방출된 잉크 액적 자체에 의해 형성된 화상이 약간의 잉크 퍼짐성 또는 과도한 잉크 투과성 (잉크가 기록지 전면에서 후방으로 완전히 투과되는 현상)을 나타냄이 관찰된다.
본 발명자들은 이러한 현상이 발생하는 원인에 대하여 주도 면밀하게 분석하고 명백하게 설명하였다. 그 결과, 잉크 보유 용기와 같은 중합체 물질, 잉크 공급 경로의 형성에 사용된 흡수제로 형성된 흡수 부재가 이 물질을 시간 경과에 따라 측정될 수 없는 ppm 단위 미만의 미소한 양으로 연속적으로 용출시킨다는 것을발견하였다. 여기서, 용출 물질은 헤드의 잉크 방출에 관련된 부분 (예를 들면, 잉크 유동 통로)에 점차적으로 축적되고 나서 (이러한 물질은 누적되어 특정 부분 또는 다른 부분에 남게됨), 축적된 물질은 방출에 영향을 미치기 시작한다. 또한, 몇 가지 작용에 의해, 이처럼 축적된 불용성 물질이 잉크 액적 중에 함유되어 이들과 함께 방출될 수 있다.
특히, 최근에는 사진 화상을 인쇄하는 프린터는 더 작은 액적을 고도로 정확하게 충돌시켜야 하며, 이러한 프린터의 잉크 방출 성능은 잉크 보유 용기로부터 약간 용출된 물질의 존재에 의하여 또는 염료의 중간 생성물과 같은 소수성 물질의 존재에 의해 영향을 받기 쉽다.
또한, 최근에는 고밀도의 기록을 수행하기 위하여 방출된 잉크 액적 자체를 더 작게 만드는 경향이 있다. 이러한 경향에 따라, 방출 개구(부)는 더 작게 제조된다. 또한, 전열 전환 부재와 같은 방출압 생성 장치는 보다 고밀도로 배열된다. 그 결과, 각각의 잉크 공급 통로의 단면적이 더 좁아지게 된다. 마찬가지로, 기록 속도도 더 빨라진다. 이러한 요건을 충족시키기 위하여, 액상 잉크의 방출 속도는 점차 빨라지고 있다.
또한, 이러한 경향은 특히 잉크 액적의 방출량이 더 적거나 (예를 들면, 15 pl 이하) 헤드가 보다 고밀도로 배열되는 경우 (예를 들면, 방출 개구(부) 또는 유동 경로가 600 dpi 이상을 처리하게 함)에 발생하기 쉬우며, 사용한 잉크의 pH가 더 높고, 오목한 부분, 계단형 부분 또는 연석형 통로가 잉크 공급 경로에 존재함이 발견되었다. 이러한 경향은 방출 속도, 반응 빈도, 및 방출 에너지 중 하나를더 크게 하는 경우 또는 헤드가 외부 공기와 기포가 서로 소통되게 하면서 기포의 발생을 이용하는 경우에도 발견된다.
또한, 상기 현상은 잉크젯 헤드로부터 일단 방출을 수행하고 나서 비교적 장시간 후에 방출시킬 때 보다 자주 나타나며, 이것은 장시간 후 방출의 초기 단계에서 나타난다는 것이 발견되었다.
본 발명은 종래 기술에서 전혀 인식하지 못하였던 이러한 경험을 근거로 고안되었다. 본 발명은 하기에서 보다 구체적으로 기술될 것이다.
예를 들면, 제조되어온 우레탄 발포체 중에는 초기에 폴리올, 계면활성제, 발포제, 고급 알콜, 촉매 등과 같은 미반응 물질이 상당히 존재한다.
또한, 고온에서 장시간 동안 가열 가압한 후에 특정 형태로 가공된 발포체의 경우, 이러한 공정에서 결합이 제거되며, 유리 폴리올 등이 초기에 상당량 존재한다. 잉크를 상기 폴리우레탄 발포체로 형성한 흡수제에 충전시키는 경우, 상술한 미반응 물질 및 열분해된 물질이 점차 잉크로 용출되고 응집하기 때문에 축적되거나 잉크의 표면 장력 및 pH 등을 저하시킨다. 그 결과, 문자 및 화상의 인쇄 품질이 저하된다.
또한, 용기 및 흡수제를 폴리올레핀 섬유로 제조한 경우, 상기 섬유 및 형성된 생성물은 중화제 또는 윤활제로 작용하는 스테아르산 칼슘과 같은 고급 지방산의 유도체를 함유한다. 이들은 잉크로 용출된다 (특히, 용출은 흡수제를 열 형성에 의해 제조한 경우 현저함). 여기서, 이와 같은 용출은 잉크 유동 통로에 어떠한 문제도 발생시키지 않으나, 용출 물질이 방출 개구(부) 주위에 부착되는 경우 잉크 방출 특성을 방해하는 경향이 있음이 관찰되었다.
이하, 이러한 현상의 예가 이러한 종류의 헤드를 사용하여 수행한 기록에서 관찰된 바에 따라 간단히 설명될 것이다:
예를 들면, 15 pl의 방출량을 사용하는 것은 일그러진 인쇄에 더 큰 영향을 미치지는 않지만 잉크의 퍼짐이 발생하여 몇몇 경우에는 흐린 인쇄 품질을 초래한다. 예를 들면, 10 pl 이하의 방출량을 사용하는 것은 몇몇 경우에는 매우 일그러진 인쇄가 관찰된다. 예를 들면, 8 pl에서는 특히 방출 방향의 변동을 초래한다. 또한, 600 dpi에서의 방출량은 약 20 pl이지만, 1,200 dpi에서는 방출량이 8.5 pl이 되어 현저한 일그러짐을 초래한다. 미소한 잉크 액적을 위하여, 예를 들면, 600 dpi에서 잉크 방출의 허용 가능한 일그러짐의 대략 반까지 일그러짐 자체를 억제하는 것이 바람직하다. 그러나, 몇몇 경우에서는, 일그러진 상태가 이러한 범위를 초과하는 것이 여전히 관찰된다.
특히, 방출량을 8.5 pl로 고정하는 경우, 헤드를 수 분 동안 방치한 후에는 방출이 완전히 상이하게 유도됨이 관찰된다. 이러한 경향은 폴리올이 잉크로 방출되는 양에 비례하며, 인쇄 품질이 그에 따라 저하된다.
또한, 방출을 안정하게 하기 위하여, 적용되는 에너지 (전압 및 펄스폭)는 증가되어야 한다. 이 경우, 잉크 액적의 일그러짐은 결국 더 현저하게 된다.
또한, 가열기 기판의 온도는 인쇄지의 수가 증가할수록 더 증가한다. 이 경우, 일그러짐이 증가된다.
또한, 잉크를 흡입하거나 용출 물질을 잉크와 함께 주기적으로 세척하는 방법은 유동 통로에 있는 용출 물질을 제거할 수 있게 하지만, 오리피스 표면에 부착된 용출 물질을 제거하기는 여전히 어렵다. 그 결과, 빗나간 방출 방향에 의해 야기될 수 있는 모든 일그러짐 상태를 향상시키기는 어렵다.
더욱이, 흡수 조작을 수행하였더라도, 단지 A3-크기의 종이 상에만 인쇄시킨 후에 일그러짐이 현저해지는 경우가 있다. 따라서, 흡입은 보다 자주 수행하여야 하며, 이것은 결국 사용한 잉크 보유 용기의 용량을 증가시키는 설비를 필요로 한다. 또한, 인쇄 속도를 증가시키기 위하여, 방출 빈도를 예를 들면 종래의 8 내지 10 ㎑로부터 현재 요구되는 바와 같은 20 ㎑까지 증가시켜야 한다. 또한, 가열기 기판의 온도는 더 빨리 상승되며 일그러짐을 더 증가시킨다.
또한, 이러한 경향에 직면하는 동안 잉크 보유 용기의 교체 빈도를 감소시키는 것이 요구되어 왔다. 그 결과, 잉크 보유 용기의 크기는 필연적으로 더 커지게 되었고, 그 내부에 장치된 잉크 흡수제도 그에 따라 더 커지게 되었다. 이러한 상황하에서는 용출 물질의 양이 증가되는 경향이 있다.
본 발명은 상기 논의된 문제점을 해결하기 위하여 고안되었다. 본 발명의 목적은 잉크 흡수제로부터 용출 물질을 효과적으로 제거하여 인쇄 특성이 우수한 잉크젯 기록을 가능하게 하기 위한 잉크젯용 흡착 부재를 제공하고, 여기에 사용된 흡착제뿐만 아니라 이들을 포함하는 잉크 보유 용기 또는 잉크젯 헤드, 및 이러한 잉크 보유 용기 또는 잉크젯 헤드를 사용하는 잉크 공급 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 폴리올 또는 실리콘 계면활성제와 같은 불순물, 또는 다른 활성제, 발포제, 고급 알콜, 촉매를 형성하는 폴리우레탄 흡수제; 또는 고급 지방산 및 그의 유도체와 같은 고급 소수성 물질을 용출하는 폴리프로필렌 섬유에 의해 형성된 흡수제, 또는 몇 가지 다른 소수성 물질을 용출하는 멜라민 수지, 폴리에스테르, 나일론, 엘라스토머, 또는 셀룰로오스에 의해 형성된 잉크 흡수제를 포함하는 잉크 보유 용기를 사용하는 경우에도 선명하고 정밀한 인쇄가 가능하다. 또한, 본 발명에 따르면, 잉크 보유 용기의 형성에 필요한 제조 단계에서 잉크 흡수제의 세척 공정을 제거할 수 있다.
본 발명의 또다른 목적은 잉크에 함유된 소수성 물질에 대한 흡착능이 잉크에 함유된 착색제에 대한 흡착능보다 더 크며, 잉크와 접촉되는 위치에 배치되는 잉크젯용 흡착제를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 잉크젯 헤드에 공급되는 잉크를 보유하는 잉크 보유 부분; 잉크 보유 부분으로부터 헤드로의 잉크 공급 부분이 되는 잉크 공급 개구; 및 잉크 보유 부분과 외부 공기를 소통시키는 통기구로 이루어지는 잉크 보유 용기를 제공하는 것이다. 이러한 잉크 보유 용기는 잉크에 함유된 소수성 물질에 대한 흡착능이 잉크에 함유된 착색제에 대한 흡착능보다 더 크며, 잉크 보유 용기 내에서 잉크와 접촉되는 위치에 배치되는 흡착 부재를 포함한다.
본 발명의 또다른 목적은 잉크젯 헤드; 잉크젯 헤드로 공급될 잉크를 보유하기 위한 잉크 보유 부분, 잉크 보유 부분으로부터 헤드로의 잉크 공급 부분이 되는 잉크 공급 개구, 및 잉크 보유 부분과 외부 공기를 소통시키는 통기구를 포함하는잉크 보유 용기; 및 잉크젯 헤드와 잉크 보유 용기를 연통하는 잉크 공급 통로로 이루어진 잉크 공급 시스템을 제공하는 것이다. 상기 흡착 부재는 잉크젯 헤드, 잉크 보유 용기, 또는 잉크 공급 통로 중의 잉크와 접촉되는 위치에 배치되며, 잉크에 함유된 소수성 물질에 대한 흡착능이 잉크에 함유된 착색제에 대한 흡착능보다 더 크다.
본 발명의 또다른 목적은 그 위에 장착된 상술한 잉크 공급 시스템으로 기록 가능한 잉크젯 기록 장치를 제공하는 것이다. 이러한 기록 장치는 잉크 방출 상태를 유지하고 회복시키기 위하여 특정 시기에 잉크 공급 시스템으로부터 잉크를 빼내고, 적어도 잉크 공급 시스템의 잉크 보유 용기를 교체할 때 잉크를 최소량까지 비워서 초기 회복을 수행하는 회복 메커니즘을 포함한다.
도 1은 본 발명에 따른 잉크젯 헤드에 사용하기 위한 용출 물질 흡착 부재의 유형을 나타내는 도면.
도 2는 본 발명에 따른 잉크젯 헤드에 사용하기 위한 용출 물질 흡착 부재의 유형을 나타내는 도면.
도 3은 본 발명에 따른 잉크젯 헤드에 사용하기 위한 용출 물질 흡착 부재의 유형을 나타내는 도면.
도 4는 본 발명에 따른 잉크젯 헤드에 사용하기 위한 용출 물질 흡착 부재의 유형을 나타내는 도면.
도 5는 본 발명에 따른 잉크젯 헤드에 사용하기 위한 용출 물질 흡착 부재의 유형을 나타내는 도면.
도 6은 본 발명에 따른 잉크젯 헤드에 사용하기 위한 용출 물질 흡착 부재의 유형을 나타내는 도면.
도 7은 본 발명에 따른 잉크젯 헤드에 사용하기 위한 용출 물질 흡착 부재의유형을 나타내는 도면.
도 8은 본 발명에 따른 잉크젯 헤드에 사용하기 위한 용출 물질 흡착 부재의 유형을 나타내는 도면.
도 9는 본 발명에 따른 잉크젯 헤드에 사용하기 위한 용출 물질 흡착 부재의 유형을 나타내는 도면.
도 10은 본 발명에 따른 잉크젯 헤드에 사용하기 위한 용출 물질 흡착 부재의 유형을 나타내는 도면.
도 11a 및 도 11b는 본 발명에 따른 잉크젯 기록 헤드에 사용하기 위한 용출 물질 흡착 부재를 사용하는 잉크 보유 용기를 나타내는 도면.
도 12는 본 발명에 따른 잉크젯 기록 헤드에 사용하기 위한 용출 물질 흡착 부재를 사용하는 잉크 보유 용기를 나타내는 도면.
도 13은 용출 물질이 흡착되는 부분 및 이에 관련된 문제뿐만 아니라, 잉크젯 헤드에 사용하기 위한 용출 물질 흡착 부재의 배치 부분을 각기 나타내는 개략도.
도 14는 본 발명의 용출 물질 흡착 부재를 잉크 보유 용기가 직접 헤드에 연결된 유형의 잉크젯 기록 헤드에 사용한 경우를 나타내는 도면.
도 15a 및 15b는 평가 2에 사용된 인쇄 패턴을 예시하는 도면으로, 도 15a는 개략도이고, 도 15b는 도 15a에서 점선으로 둘러싼 부분 15B의 확대도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1, 2, 3, 4, 5, 6 : 용출 물질 10 : 잉크 탱크
12 : 통기구 14 : 잉크 공급 실린더
16 : 레버 부재 17 : 잉크 공급 통로
18 : 액상 챔버 20 : 탱크 케이스
22 : 칼라 잉크젯 헤드 23 : 오리피스
32 : 잉크 흡수제 34 : 챔버
38 : 분할 벽 40 : 전달 통로
46 : 실린더형 가압 접촉 부재 48 : 필터
71 : 흡착제 72, 73 : 흡착 부재
81 : 부직포
100 : 잉크 탱크 101 : 잉크 흡수제
102 : 흡착 부재 103 : 잉크 공급 개구
106 : 노즐 107 : 잉크 공급 튜브
201 : 기록지 202 : 잉크 액적
잉크젯 작업에 사용하기 위한 본 발명의 흡착 부재 (이하, 단순히 흡착 부재라 함)에 요구되는 능력은 다음과 같은 것들이 있다:
1. 흡착 부재는 소수성을 갖는 용출 물질만 흡착하고, 착색제 (염료)는 흡착할 수 없다.
2. 흡착 부재는 잉크에 불용성이다.
3. 흡착 부재는 기록 작업을 방해할 수 있는 유체에 대한 저항이 없다.
4. 흡착 부재는 소량을 사용하여도 효과를 나타낸다.
여기서, 본 발명이 해결하여야 할 문제로 다루어야 하는 소수성 물질은 잉크에 대한 용해도가 낮으며, 잉크 흡수제, 잉크 보유 용기 및 공급 통로와 같은 잉크공급 경로 중 적어도 하나로부터 부분적으로 용출되는 것과 같은 폴리올, 활성제, 촉매, 가소제, 중화제, 윤활제, 미반응 물질, 제조시 열분해되는 물질, 및 이들의 가수분해 물질이다.
(흡착제)
먼저, 본 발명의 흡착 부재에 사용되는 흡착제의 제조에 대하여 서술될 것이다. 흡착 부재에 사용된 흡착제는 (1) 소수성 성질을 갖는 용출 물질만을 흡착할 수 있고 착색제 (염료)는 흡착할 수 없으며, (2) 잉크에 불용성이고, (4) 소량을 사용하여도 그의 효과를 나타낼 수 있다는 상술한 조건을 충족시켜야 한다.
착색제에 대한 흡착 계수는 이러한 흡착제를 착색제 용액에 가하기 전 및 후의 흡광도로부터 수득할 수 있다. 반면, 소수성 물질에 대한 흡착 계수는 흡착제를 소수성 물질을 함유하는 용액에 가하기 전 및 후에 액상 크로마토그래피를 사용하는 측정에 의해 수득할 수 있다. 따라서, 이러한 실험에 의해, 잉크에 함유된 착색제보다는 소수성 물질에 대해 더 높은 흡착도를 나타내는 흡착제를 선택할 수 있다.
따라서, 본 발명자들은 각종 흡착에 대하여 시험하여 본 발명의 흡착제로서 그의 표면 상에 유도된 소수성기를 갖는 실리카 겔 또는 그의 측쇄에 유도된 소수성기를 갖는 중합체, 및 가교 결합된 다공성이 있는 폴리 (메타) 아크릴산 에스테르 수지 또는 가교 결합된 폴리스티렌 수지를 사용하는 것이 특히 바람직하다는 결론에 도달하였다.
이하, 먼저 그의 표면 상에 유도된 소수성기를 갖는 실리카 겔 및 그의 측쇄상에 유도된 소수성기를 갖는 중합체에 대하여 서술될 것이다.
실리카 겔의 표면 또는 중합체의 측쇄 상에 유도된 소수성기로는 장쇄 알킬기, 알릴기, 트리알킬실릴기 및 시아노알킬기로부터 1 종 이상을 선택하는 것이 바람직하다.
장쇄 알킬기로는, 옥틸기 또는 옥타데실기와 같은 C8내지 C24알킬기가 있다. C8내지 C18알킬기가 바람직하다. 또한, 알릴기로는 예를 들면 페닐기 또는 알킬 치환 페닐기를 들 수 있다. 트리알킬실릴기로는, 예를 들면 트리메틸실릴기를 들 수 있다. 시아노알킬기로는, 예를 들면 시아노프로필기를 들 수 있다.
이러한 기들 중에서, 중합체 측쇄 상에 유도된 소수성기로서 C8내지 C18알킬기 및 페닐기를 사용하는 것이 특히 바람직하다. 옥타데실 및 페닐기를 사용하는 것이 가장 바람직하다. 또한, 실리카 겔의 표면에 유도된 소수성기로는, C8내지 C18알킬기 및 페닐기를 사용하는 것이 특히 바람직하고, 옥타데실기를 사용하는 것이 가장 바람직하다.
가교 결합된 폴리 (메타) 아크릴산 에스테르 수지는 폴리 (메타) 아크릴산 에스테르의 주쇄가 적합한 가교 결합제에 의해 가교 결합된 것이다. 본 발명의 목적에 반대되지 않는다면 다른 적합한 공중합체 화합물을 함유할 수 있다.
가교 결합된 폴리스티렌 수지는 폴리스티렌의 주쇄가 적합한 가교 결합제에 의해 가교 결합된 것이다. 본 발명의 목적에 반대되지 않는다면 다른 적합한 공중합체 화합물을 함유할 수 있다. 예를 들면, 스티렌에 디비닐 벤젠을 가하여 제조한 공중합체 화합물인 스티렌 디비닐 벤젠을 사용하는 것이 바람직하다.
가교 결합된 폴리 (메타) 아크릴산 에스테르 수지 및 가교 결합된 폴리스티렌 수지 모두에 대하여 가능한 한 표면적을 크게 형성하는 것이 바람직하다. 이들을 외부와 소통되는 구멍이 있는 다공성인 것으로 제조하는 것이 특히 바람직하다. 또한, 이의 형상에 대하여, 이들을 과립형으로 제조하는 것이 바람직하다.
그의 표면에 유도된 소수성기를 갖는 실리카 겔 및 그의 측쇄에 유도된 소수성기를 갖는 폴리스티렌 수지의 흡착 메커니즘에 대하여는, 흡수제로부터 용출된 소수성 물질이 실리카 또는 중합체 자체의 미세한 구멍으로 들어갈 뿐만 아니라, 중합체 또는 실리카 겔에 제공된 소수성기에 흡착되는 것으로 여겨진다.
소수성기가 유도되는 중합체 또는 실리카 겔의 과립 직경은 용출 과립 흡수체가 사용되는 부위에 따라 임의적으로 선택할 수 있으나, 입자가 저항이 생성되는 유동 통로 또는 흡수제 자체에 수용되어야 한다는 사실을 고려할 때 과립 직경이 클수록 더 바람직하다. 여기서, 각각의 직경이 10 ㎛ 내지 1,000 ㎛인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 직경이 10 ㎛ 미만이면, 잉크가 통과하는데 시간이 걸리고, 잉크의 추적 가능성이 상실되어 자주 잉크 부족 상태에 놓이게 된다.
측쇄 또는 폴리스티렌 수지에 유도된 소수성기를 갖는 가교 결합된 폴리 (메타) 아크릴산 에스테르 수지로는 ARP-ODP 130 [아사히 카세이 코교 가부시끼가이샤 (Asahi Kasei Kogyo K.K.) 제조]과 같이 시판되는 것을 들 수 있다. 또한, 합성 폴리 (메타) 아크릴산 에스테르 수지 또는 폴리스티렌 수지로는, 옥타데실, 페닐,옥틸, 트리메틸실릴, 시아노프로필 등이 있는 수지를 제조하기 위하여 소수성기 유도 반응에 의하여 이러한 수지를 합성할 수 있을 것이다. 이러한 경우, 반응성기를 먼저 폴리 (메타) 아크릴산 에스테르 수지 또는 폴리스티렌 수지에 유도시킨다면 소수성기 유도 반응을 용이하게 수행할 수 있을 것이다. 또한, 소수성기를 갖는 것을 중합 또는 공중합하여 이들을 단량체로서 합성할 수 있다.
또한, 실리카 겔의 예로는, ODS-BU0010MT, ODS-BU0015MT, ODS-BU0020, ODS-BU1530MT, ODS-BU3050MT, ODS-DU0010MT, ODS-DU0015MT, ODS-DU1530MT, ODS-DU3050MT, ODS-EU0010MT, ODS-EU0015MT, ODS-EU0020, ODS-EU1530MT, ODS-EU3050MT, ODS-FU0010MT, ODS-FU0015MT, ODS-FU1530MT, ODS-FU3050MT [후지 데이빗슨 케미칼스 인크. (Fuji Devidson Chemicals Inc.) 제조], Sk-GEL ODS [소켄 카가꾸 가부시끼가이샤 (Soken Kagaku K.K.) 제조], ODS-L [쇼와 덴꼬우 가부시끼가이샤 (Showa Denkou K.K.)제조] 등을 들 수 있다.
상술한 다공성 가교 결합된 폴리 (메타) 아크릴산 에스테르 수지 또는 가교 결합된 폴리스티렌 수지는 용출 물질이 이러한 수지에 흡착되는 경우 부피 팽창이 발생하기 때문에 유동 통로 저항이 증가된다는 문제를 가질 수 있다. 그 결과, 이러한 중합체의 과립 직경이 작을수록 유리하다. 과립 직경이 10 내지 300 ㎛인 중합체를 사용하는 것이 바람직하다.
이러한 중합체의 한 예로, Diaion HP20, HP21, HPMG, HP20SS, Sepabeaze SP825, SP850, SP207, SP20SS [미쯔비시 케미칼스 가부시끼가이샤 (Mitsubishi Chemicals K.K.) 제조], Duolite S-861, S-862, S876, ES-866 [수미또모 케미칼스가부시끼가이샤 (Sumitomo Chmicals K.K.) 제조]가 있다.
상술한 바와 같이, 그의 표면에 유도된 소수성기를 갖는 실리카 겔, 그의 측쇄에 유도된 소수성기를 갖는 중합체, 다공성 가교 결합 폴리 (메타) 아크릴산 에스테르 수지, 또는 가교 결합된 폴리스티렌 수지 중 임의의 하나를 사용할 수 있으나, 필요에 따라 이들을 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명에 따라, 필요한 흡착제의 양은 흡수제 또는 각각의 부재로부터 용출된 소수성 물질의 양 또는 사용될 프린터 헤드의 종류에 의해 결정한다.
또한, 소수성 물질의 용출량은 물질의 종류 또는 흡수제 및 각각의 부재의 제조 방법에 따라 달라진다.
흡착제의 필요량은 소수성 물질의 방출량이 동일한 부재를 사용한다 할지라도 방출되는 액적의 크기 또는 잉크 유동 통로의 구조에 따라 달라져야 한다.
상술된 흡착제는 흡착 후에, 용출 물질을 알콜 세정 처리로 세정할 수 있기 때문에 재사용이 가능하다.
(흡착 부재)
본 발명의 흡착 부재는 그 자체로 흡착제이거나 또는 흡착제를 운반하는 부품에 의해 형성된 부재이다. 본 발명의 흡착 부재는 그의 흡착력이 매우 많이 저해되지 않는 방식으로 흡착제를 함유한다. 더욱이, 흡착 부재는 용이하게 잉크와 접촉될 수 있지만 잉크의 흐름을 저해하지 않도록 형성되거나 배치되는 방식으로 존재한다.
흡착 부재는 그의 배치 위치에 따라 다양한 방식을 취할 수 있다. 예를 들어, 방식은 전술한 흡착제 그 자체를 사용하는 것, 적절한 용기 내의 흡착제를 사용하는 것 또는 펠렛 또는 시트형으로 사용하는 것일 수 있다. 더욱이, 방식은 필요한 경우 흡착제가 지지 요소 (담체, 분산액 등을 포함하는) 상에서 운반되는 것일 수 있다.
도 1은 흡착제가 그 자체로 사용되는 방식의 예를 보여준다. 잉크 탱크 (100)에서 폴리우레탄 등으로 형성된 잉크 흡수제 (101)의 일부가 컷트로 제공된 다음, 과립형 흡착제 그 자체가 섹션 (105)으로 삽입되어 절단된다. 참고 번호 (102)는 ODS 실리카 겔 (흡착 부재)을 나타낸다. 이 경우, 잉크 공급 개구 위에 (그러나 너무 멀리 떨어지지 않게) 용출 물질 흡착 부재의 위치를 고정시키는 것이 바람직하다. 이러한 방식에 따라, 용출 물질을 단순 구조로 용이하게 흡착시키고, 이에 의해 흡착제 그 자체에 대해 제공되는 절단 섹션 사이에 흡착제 그 자체를 삽입할 수 있다.
도 2는 흡착제가 부직포로 싸여있는 방식의 예를 보여준다. 부직포에 대해 특별한 제한은 없지만 나일론, 폴리프로필렌, 폴리우레탄, 엘라스토머 등으로 형성된 것을 사용할 수 있다. 또한, 스펀 본드, 스펀 레이스, 니들 펀치, 용융 블로우, 임의 결합제를 사용하지 않는 것 등을 사용하는 방법으로 제조된 것을 사용하는 것이 바람직하다. 부직포의 제조를 위해 용융 블로우 방법을 채택하는 것이 특히 바람직한데, 이 방법으로는 매우 미세한 구멍이 균일하게 제공될 수 있기 때문이다.
예를 들어, 잉크 흡수제 (101) 아래에 위치되어 잉크 공급 개구 (103)을 덮을 수 있도록 도 2에 나타나 있는 바와 같이 흡착제가 전술한 바와 같은 부직포로 싸여져 있는 방식으로 용출 물질 흡착 부재를 위치시킬 수 있다. 여기서, 도 1에 나타나 있는 바와 같이 이 부재를 잉크 흡수제의 절단 섹션으로 삽입할 수 있다. 참고번호 (102)는 ODS 실리카 겔 (흡착 부재)을 나타낸다. 참고번호 (110)은 나일론 메쉬 또는 폴리에스테르 부직포를 나타낸다.
흡착제가 부직포로 싸여진 방식에서는 흡착 부재를 취급하기가 용이하여 생산성을 증가시킨다. 또한, 흡착 성능 및 잉크 공급력이 저해될 가능성은 없다.
도 3은 흡착제가 예비 탱크형의 용기 내에 수용되는 흡착 부재 방식의 예를 보여준다. 예를 들어, 도 3에 나타나 있는 바와 같이, 용기가 잉크 보유 용기에 직접 연결된 잉크 유동 통로 상의 적합한 용기에 충전된 흡착제를 사용할 수 있다. 예비 탱크 (102)에 ODS 실리카 겔이 충전된다. 이러한 용기가 잉크 보유 용기와 별개로 배치되는 경우 흡착제만을 교체할 수 있다.
도 4는 흡착제가 칼럼에 충전된 방식의 예를 보여준다. 충전된 흡착제는 ODS 실리카 겔이다. 칼럼의 저부 말단은 잉크 보유 용기내의 잉크 공급 개구와 인접하게 위치된다. 이 경우, 용출 물질을 확실하게 흡착시킬 수 있을 뿐만 아니라, 잉크 공급 성능을 증가시킬 수 있다.
도 5는 흡착제가 필터 또는 가압 접촉 부재 내에 충전되는 방식의 예를 보여준다. 이 방식으로는 흡착제를 끼워 넣는 필터 또는 가압 접촉 부재 (112), (113)로 흡착제를 형성할 수 있다. 가압 접촉 부재는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리에스테르, 나일론 등, 펠트 또는 부직포로 형성된 섬유이고, 공급 개구 부분 위에배치되어 안정화된 잉크 유도를 촉진한다.
도 6은 흡착제가 펠렛 또는 실린더형으로 제조되는 방식의 예를 보여준다. 도 6에 나타나 있는 바와 같이, 흡착제는 실린더형으로 고형화되어 이것이 가압 접촉 부재 (102)로 이중으로 작용하게 된다. 이 방식에 따르면, 흡착제는 가압 접촉 부재 (고형화된 ODP) 그 자체로서 이중으로 작용한다. 그 결과, 그의 취급이 용이하게 되고, 또한 하기에 서술될 바와 같이 그의 재사용이 가능해진다.
도 7은 흡착제가 시트형으로 제조되는 방식의 예를 보여준다. 시트 유형 흡착제는 사용하기 위해 잉크 흡수제 아래에 배치될 수 있다. 이 방식에서는 고형화된 ODP의 시트인 흡착 부재 (102)는 잉크 탱크 (100)의 액상 표면 부분 상에 배치된다. 그러면, 효율적인 흡착을 위해, 공간을 절약하면서 흡착 부재가 다면적에 걸쳐 잉크와 접촉되게 할 수 있다. 또한, 흡착 부재를 적합한 크기로 가공하는 것이 용이하다.
도 8은 흡착제가 시트 또는 펠렛형으로 제조되는 방식의 예를 보여준다. 도 8에 나타나 있는 바와 같이, 흡착제는 시트 또는 펠렛형으로 고형화되어 용출 물질 흡착 부재가 ODP를 고형화하여 제조한 필터로서 이중으로 작용하게 한다.
도 9는 시트 또는 펠렛형으로 제조된 흡착제가 사용시 헤드의 잉크 공급 통로 내에 설치되는 예를 보여준다. 이 방식에서 필터 (105)는 잉크 (100)에 삽입되는 잉크 공급 튜브 (107)의 유도 말단에 제공된다. 노즐 (106)로 가는 도중에, 흡착 부재 (102) (ODP 카트리지)가 배치된다. 여기서, 흡수제를 교체할 수 있다. 참고 번호 (114)는 밀봉 부재이다.
도 10은 흡착제가 사용시 잉크 흡수제의 전체에 분산되는 방식의 예를 보여준다. 이 방식은 흡착제를 제조 과정에서 잉크 흡수제에 혼련시킴으로써, 예를 들어 잉크 흡수제를 합성하고, 발포시키고, 스피닝시킨 다음, 가압 접촉 (융합 접촉)에 의해 얻을 수 있다. 참고 번호 (102)는 ODS 실리카 겔의 흡착 부재를 나타낸다.
또한, 예를 들어 융합 결합 등에 의해 잉크를 직접 함유하는 파우치 부재의 내면에 흡착제를 제공할 수 있다. 또한, 이러한 방식은 시트형으로 제조된 흡착제를 파우치 부재의 잉크 유출 개구 위에 놓도록 배치시켜 시트를 통과시킨 후 잉크를 헤드로 공급시킬 수 있다.
또한, 잉크가 직접 함유된 방식은 전술한 바와 같은 파우치형에 절대적으로 제한되지 않는다. 예를 들어 이 배치는 잉크를 폴리프로필렌 등을 사용하는 수지 몰드 형성 (잉크 탱크)에 직접 함유시키는 방식에 적용할 수 있다. 흡착제는 잉크 탱크가 형성되는 수지에 혼련될 수 있고, 시트형으로 제조된 흡착제는 수지 잉크 탱크의 내벽 표면에 끈끈하게 결합되거나, 또는 그의 내벽 표면은 특히 흡착제가 분산된 내벽 처리제로 가공될 수 있다. 더욱이, 흡착제는 잉크와 접촉하지 않고 잉크 탱크의 일부분에 고정될 수 있으며, 이 경우 이 비접착 상태의 흡착제는 잉크 탱크가 사용되기 직전에 떨어지게 될 수 있으므로, 흡착제를 잉크에 가하거나 특히 구조를 배치하여 잉크 탱크를 사용하기 직전에 흡착제가 잉크에 직접 가해지도록 한다.
더욱이, 잉크가 용기 내에 직접 함유되는 구조는 이들을 잉크 튜브와 연결함으로써 잉크를 잉크 보유 용기에서 기록 헤드로 공급하기 위한 방법을 채택하기 때문에, 특히, 공급 튜브의 유도 말단에 흡착제를 배치하고, 흡착제를 공급 튜브의 내부 표면 위에 분산시키거나, 또는 공급 튜브의 내부 표면을 흡착제로 가공시킬 수 있다.
이러한 방식을 채택하면 잉크 보유 용기 (파우치 또는 수지 용기)로부터 용출되는 불용성 소수성 물질을 제거할 수 있다.
도 1 내지 도 10에 나타나 있는 예의 경우, 표면에 유도되는 옥타데실기를 갖는 실리카 겔 (ODS 실리카 겔) 또는 측쇄에 유도되는 옥타데실기를 갖는 중합체 (ODP)가 사용된다. 그러나, 본 발명은 절대적으로 이에 제한되지 않는다.
(잉크 보유 용기의 실시태양)
이제, 도 11a 및 11b 및 도 12와 관련하여 본 발명에 따른 잉크 보유 용기의 한 예에 대해 기재한다.
먼저, 잉크 보유 용기로 작용하는 잉크 탱크 (10)은 실질적으로 정방형 평행 육면체가 되도록 형성되고, 통기구 (12)는 그의 상부 벽 (10U) 상에 배치되고, 이것은 잉크 보유 용기의 내부로 열린 구멍이다.
이 통기구 (12)는 사출 성형으로 형성된다. 일반적으로, 직경은 약 1 ㎜이다. 잉크의 증발은 일종의 분산 현상이고, 분산으로 그의 통과에 비례하여 증가된다. 또한, 이것은 분산 거리의 제곱에 비례하여 감소된다. 따라서, 도시되어 있지 않지만, 통기구 (12)에 연결된 홈은 통상, 상부 벽 (10U) 상에 지그재그로 되어 있거나 미로형으로 제조된다. 그 다음으로, 필름 부재는 열 융합 등에 의해 잉크탱크 (10)의 상부 벽 (10U)에 끈끈하게 결합되어 공기 통과를 길게 하고 복잡하게 한다. 이 방식에서, 잉크의 증발량은 공기 도관 구멍 (12)가 직접 바깥 공기에 열려져 있는 경우와 비교할 때 1/1000 내지 1/10000으로 감소될 수 있다.
또한, 잉크 공급 실린더 (14)는 개구가 실린더형으로 압출된 방식으로 방출하기 위한 액상 공급 개구인 잉크 공급 개구와 함께 잉크 탱크 (10)의 저부 벽 (10B) 위에 형성된다. 그 다음에, 통기구 (12)가 안전을 위해 그의 분포 동안 필름 시트 등에 의해 단단히 덮혀있다. 또한, 잉크 공급 실린더 (14)는 잉크 공급 개구의 밀폐 부재로 작용하는 캡에 의해 단단히 덮혀있다.
여기서, 참고 번호 (16)은 잉크 탱크 (10)의 외측 상에 탄력적으로 변형 가능하도록 일체로 형성된 레버 부재를 나타낸다. 그의 중간 부분에서 후킹 돌출부가 형성된다.
참고 번호 (20)은 잉크 탱크 (10)이 그 위에 장착되도록 헤드와 일체로 형성된 탱크 케이스를 나타낸다. 본 실시태양에 따르면, 탱크 케이스는 예를 들어, 시안 C, 마젠타 M 및 옐로우 Y의 색상을 사용하기 위한 탱크 (10) (10C, 10M 및 10Y) 각각을 수용한다. 칼라 잉크젯 헤드 (22)가 탱크 케이스 (20)의 저부 말단 위에 일체로 형성된다. 칼라 잉크젯 헤드 (22)의 경우 다수의 방출 개구(부)가 하향 형성되어 있다 (이하, 방출 개구(부)가 형성되어 있는 헤드면은 방출 개구 형성 표면을 의미한다).
또한, 도 11a에 나타나 있는 바와 같이, 잉크 탱크 (10)은, 잉크 공급 실린더 (14)가 칼라 잉크젯 헤드 (22)의 장치 (도시되지 않음)와 결합되도록 헤드와 일체로 형성된 잉크 탱크 케이스 (20)에 가압하여 끼워지며, 이것은 잉크 공급 실린더 (14)를 수용한다. 그 다음, 칼라 잉크젯 헤드 (22)의 잉크 통과 실린더는 감압되어 잉크 공급 실린더 (14)에 들어간다. 즉, 레버 부재 (16)의 후킹 돌출부 (16A)는 일체로 형성된 헤드를 갖는 탱크 케이스 (20)의 특정 위치에서 형성된 커플링 장치와 결합하여 도 11b에 나타나 있는 바와 같은 정규 장착 자세가 형성된다. 여기서, 장착된 잉크 탱크 (10)을 갖는 상태로 존재하는, 헤드와 일체로 형성된 탱크 케이스 (20)은 추가로 잉크젯 기록 장치 (도시되지 않음)의 운반대 위에 장착되어 인쇄할 준비가 된다. 그 다음, 이 상태에서 특정한 수위차 H는 잉크 탱크 (10)의 저부 말단 및 헤드의 방출 개구 형성 표면 사이에서 형성된다.
이제, 도 12와 관련하여 잉크 탱크 (10)의 내부 구조에 대해 서술될 것이다.
본 실시 태양의 잉크 탱크 (10)은 분할 벽 (38)에 의해, 그의 상부 부분이 통기구 (12)를 통하여 외부 공기와 소통되고 그의 저부 부분이 부압 발생 부재로 작용하는 잉크 흡수제 (32)를 그 안에 함유하는 잉크 공급 개구와 소통되며 부압 발생 부재를 함유하는 챔버 (34), 및 실질적으로 완벽하게 밀폐된 액상 챔버 (36)으로 분할된다. 이 경우, 부압 발생 부재를 그 내부에 함유하는 챔버 (34) 및 액상 챔버 (36)은 잉크 탱크 (10)의 내부 저부 근처의 분할 벽 (38) 위에 형성된 전달 통로 (40)을 통해서만 연통된다.
부압 발생 부재에 대해 챔버 (34)를 한정하는 잉크 탱크 (10)의 상부 벽 (10U) 위에는 몇 개의 리브 (42)가 탱크의 내부에 압출되도록 일체로 형성되어 압축되는 상태로 부압 발생 부재로 작용하는 챔버 (34) 중에 보유된 흡수제 (32)에접하게 된다. 그 다음으로, 공기 완충 챔버 (44)는 흡수제 (32)의 상부 벽 (10U) 및 상부 표면 사이에 형성된다. 흡수제 (32)는 열 압축된 우레탄 발포체로 제조된다. 하기 기재되는 바와 같이, 이것은 챔버 (34) 내에 보유되어 고유 모세관력을 생성하기 위한 방식으로 부압 발생 부재가 된다. 고유 모세관력을 생성해야 하는 흡수제의 포이즈 단위의 절대값은 사용되는 잉크의 종류, 잉크 탱크 (10)의 치수, 잉크젯 헤드 (22)의 방출 개구 형성 표면의 위치 (수위차 H) 등에 따라 상이하다. 그러나, 이러한 크기는 모세관력 발생 홈 또는 통로에서 생성되는 것 보다 큰 모세관력을 생성하기에 충분할 정도로 양호해야 한다. 그 문제에 대해 포이즈 단위의 최소 조건은 약 50 피스/인치 이상이다.
또한, 디스크 또는 실린더형 가압 접촉 부재 (46)이 잉크 공급 개구 (14A)를 형성하는 잉크 공급 실린더 (14) 내에 배치된다. 가압 접촉 부재 (46)은 예를 들어, 폴리프로필렌 펠트로 형성되고, 이 부재는 외력에 의해 그 자체가 쉽게 변형되지 않는다. 탱크 케이스 (20) 내에 설치되기 전의 가압 접촉 부재 (46)을 나타내는 도 12에서, 이 부재는 흡수제 (32)를 국소적으로 압축하도록 흡수제 (32) 내로 가압되는 상태로 고정된다. 따라서, 이 말단까지 플랜지 (14B)가 가압 접촉 부재 (46)의 주변과 접촉되도록 잉크 공급 실린더 (14)의 가장자리 부분에 형성되어 가압 접촉 부재가 외부로 떨어져 나가는 것을 방지한다.
도 12에 나타나 있는 바와 같이, 측쇄에 옥타데실기를 갖는 중합체가 부직포 (81)로 싸여있는 방식으로 제조된 흡착제 (71)로 작용하는 용출 물질 흡착 부재가 이러한 한 예에 따라 가압 접촉 부재 (46) 위에 배치된다. 여기서, 흡착제가 공급개구의 전면적을 덮을 수 있도록 상기 부재를 배치하는 것이 바람직하다.
(흡착 부재의 배치 위치)
본 발명의 흡착 부재는 잉크와 접촉하는 위치에 배치된다. 본 발명에 따르면 흡착 부재는 잉크 보유 용기 및 잉크 공급 부재 내에 배치된다. 여기서, 잉크 공급 부재는 잉크 보유 용기를 제외하고 노즐까지 확장되는 잉크 유동 통로에 존재하는 모든 부재를 의미한다. 예를 들어, 잉크 공급 튜브 (잉크 공급 경로), 통상의 액상 챔버, 잉크 유동 통로 위에 배치된 필터, 가압 접촉 부재 등이 있다.
이제, 도 13과 관련하여 흡착제의 배치 위치뿐만 아니라, 그의 효과가 더 상세히 서술될 것이다.
도 13은 용출 물질이 부착되는 위치, 및 이에 관련된 문제뿐만 아니라 용출 물질 흡착 부재의 배치 위치를 개략적으로 보여주는 도면이고, 이것은 이와 관련된 문제를 해결하기 위한 것이다.
용출 물질 (1)은 잉크 탱크 (10)의 벽면에 부착하는 폴리올, 가소제, 활성제, 촉매, 윤활제, 중화제 등으로부터 용출되는 물질이다. 이러한 용출 물질을 제거하기 위해, 시트형으로 제조된 흡착 부재 (72)는 탱크 벽 위에 배치되고, 시트 또는 펠렛 유형 흡착 부재 (73)은 공급 개구의 필터 (48) 위에 배치되거나, 필터는 흡착 부재로서 이중으로 작용하도록 만들어진다. 또한, 흡착 부재는 잉크 흡수제 (32)에 삽입되거나 또는 "흡착 부재"의 단락에서 기재된 바와 같은 구조 또는 배치 방식으로 분산되도록 배치된다. 이 방식에서, 용출 물질의 부착 문제를 해결하려는 것이 시도된다.
용출 물질 (2)는 잉크 보유 용기 및 잉크젯 헤드 사이의 잉크 공급 통로 (17)에 부착되는 폴리올, 가소제 등으로부터의 물질이다. 임의의 용출 물질이 잉크 공급 통로 (17)에 부착되는 경우, 이러한 물질은 오리피스 (23)까지 운반되어 잉크 방출과 관련된 문제를 야기한다. 또한, 이러한 부착은 잉크 흐름을 저해할 수 있어 재충전된 잉크가 작아지므로 방출을 할 수 없거나 방출량의 변동을 야기하고, 이것은 몇몇 경우 희미하고 고르지 않은 화상을 생성한다.
용출 물질이 잉크 공급 통로 (17)에 부착되는 것을 억제하기 위해, 예를 들어 용출 물질 흡착용 시트 유형 부재가 공급 통로의 벽 (17a) 위에 배치된다. 또한, 용출 물질 흡착용 펠렛 또는 디스크 유형 부재를 잉크 공급 통로 (17)에 배치할 수 있고, 외부 배열은 잉크 공급 통로 (17)과 동일하게 되게 제조된다.
용출 물질 (3)은 잉크젯 헤드의 통상 액상 챔버 (18)에 부착되는 폴리올, 가소제 등이다. 임의의 용출 물질이 이 부분에 부착되는 경우, 이것은 오리피스 (23)으로 운반되어 잉크 방출과 관련된 문제를 생성한다. 그 이외에, 이러한 부착은 잉크 흐름을 저해하여 재충전된 잉크가 작아지므로 방출할 수 없거나 방출량의 변동을 야기하고, 이것은 일부 경우 희미하고 고르지 않은 화상을 생성한다.
용출 물질이 통상의 액상 챔버 (18)에 부착되는 것을 억제하기 위해, 예를 들어, 용출 물질 흡착 펠렛 또는 디스크 유형 부재가 잉크 공급 통로 (17) 및 통상의 액상 챔버 (18) 사이의 유입 부분 위에 배치된다. 이 방식으로 부착 문제가 해결될 수 있다.
용출 물질 (4)는 방출 압력 발생 장치 (26) 근처에 부착된 폴리올, 가소제등의 것이다. 방출 압력 발생 장치는 전열 전환 부재, 예를 들어 발열 저항기, 방출 압력을 즉시 사용하는 역학 에너지를 발생하는 압전 장치 등에 의해 형성된다. 따라서, 우레탄 형태로부터 용출되는 폴리올 등이 과립자로 방출 압력 발생 장치 (26) 근처에 부착되는 경우, 방출은 불안정해지고 방출 방향이 빗나가거나 재충전을 부족하게 하여 방출량의 변동을 야기하고, 몇몇 경우에는 인쇄 불균일의 문제를 일으킨다.
용출 물질 (5)는 오리피스 (23) 근처의 오리피스 표면에 부착하는 폴리올, 가소제, 활성제, 촉매, 윤활제, 중화제 등이다. 예를 들어, 스테아린산 또는 몇몇 다른 고급 지방산이 오리피스 표면 위에서 방수제와 결합되는 경우, 방수력이 손실되어 방출 방향이 빗나가는 문제를 일으킨다.
또한, 용출 물질 (6)은 잉크 액적 (202)와 함께 기록지 (201)에 방출되어 기록지 상에 퍼지는 문제, 기록지의 후면에 대한 과도한 투과성의 문제 또는 일부 경우 저밀도의 문제를 야기하는 것이다.
용출 물질 (4), (5) 및 (6)의 발생을 피하기 위해, 용출 물질 흡착 부재는 잉크 유동 통로 상류의 위치에 배치되어야 한다. 그러면, 이러한 종류의 문제는 해결될 수 있다.
임의의 특별한 경우로 전술하지 않은 경우에도 잉크 유동 통로의 상류 부분에 배치되는 용출 물질 흡착 부재는 용출 물질이 그의 하류 부분에 부착하는 것을 방지하는 효과를 낼 수 있다.
여기서, 도 13에 관한 기재는 또한, 잉크를 직접 함유하는 잉크 보유 용기에관한 전술한 바와 같은 폴리프로필렌 등을 사용하는 파우치형 용기 또는 수지 몰드 형성 (잉크 탱크) 내에 잉크가 직접 보유되는 방식에 적용될 수 있다. 또한, 구조가 잉크 튜브의 사용으로 잉크 보유 용기 및 기록 헤드를 연결하기 위한 이 방식에 채택되기 때문에, 공급 튜브 등에 대해 흡착제를 제공하기 위한 전술한 방법을 적용할 수 있다.
이제, 도 14와 관련하여 잉크젯 헤드 및 잉크 보유 용기가 일체로 형성되고 서로 직접 연결된 잉크젯 기록 헤드에 대해 서술될 것이다.
이 잉크젯 기록 헤드는, 잉크 공급 튜브 (19)가 제공된 잉크젯 기록 헤드 IJH가 잉크 탱크에 삽입된 잉크 공급 튜브와 함께 잉크 탱크 (10) 위에 장착되는 방식으로 형성된다. 도 14에서 필터로 이중으로 작용하는 용출 물질 흡착 부재는 잉크 공급 튜브 (19)의 유입 부분에 배치된다. 또한, 용출 물질을 흡착하기 위해 흡착제를 잉크 흡수제 (32)에 삽입하거나 흡착제를 잉크 흡수제 내에 분산시킬 수 있다. 배치 위치가 허용 가능하다면, 도 13과 관련하여 기재된 바와 같이 잉크 탱크 (10)의 내부에서 오리피스 표면 (23)까지의 잉크 유동 통로 내의 용출 물질 흡착 부재의 구조 및 배치를 사용할 수 있다.
(잉크 공급 시스템)
본 발명에 따르면, 잉크 공급 시스템은, 전술한 바와 같은 용출 물질 흡착 부재가 방출 개구(부)까지 잉크 보유 용기 내에 존재하는 잉크와 접촉하는 위치로 배치되는 것이다.
본 발명의 잉크 공급 시스템은 용출 물질이 흐름 통로에 부착되지 않거나 잉크의 물성이 변하지 않는다. 따라서, 상기 시스템은 적은 액적의 매우 정확한 분사를 필요로 하는 잉크젯 헤드뿐만 아니라, 이러한 헤드를 사용하는 잉크젯 기록 장치에 사용할 수 있다.
예를 들어, 시스템은 방출량이 15 pl 이하인 잉크젯 헤드에 사용할 수 있다. 본 발명의 효과는 방출량이 10 pl 이하인 잉크젯 헤드에 이 잉크 공급 시스템을 사용하면 충분히 입증된다. 특히, 효과의 입증은 방출량이 8.5 pl 이하인 헤드를 사용하면 더욱 명백해진다.
또한, 상기 잉크 공급 시스템을 사용하면 용출 물질이 방출 압력 발생 장치에 부착되지 않는다. 따라서, 본 발명의 효과는, 이 시스템이 열 발생 저항기, 예를 들어 전열 전환 부재, 열에너지의 인가에 의해 버블을 생성하는 방출 압력 발생 장치가 제공된 잉크젯 헤드에 사용되는 경우 충분히 입증될 수 있다. 이 시스템은 또한 압전 장치에 의해 형성되는 방출 압력 발생 장치에 적용될 수 있다.
또한, 본 발명의 잉크 공급 시스템은 흐름 통로 등에 대한 용출 물질의 부착을 억제한다. 따라서, 10 ㎑ 이상, 특히 20 ㎑ 이상의 고주파수에서 구동시킬 수 있다.
더욱이, 본 발명의 잉크 공급 시스템을 회복 수단이 제공된 잉크젯 헤드에 사용할 수 있다. 회복 수단은 용출 물질이 흡입으로 제거되거나, 또는 잉크가 일시적으로 방출되는 것이다. 여기서, 본 발명을 적용하면, 용출 물질의 흡입이 필요한 경우에도 흡입 간격을 더 길게 할 수 있다. 그 결과, 특히 회복을 위해 흡입된 폐잉크용 저장소가 작아질 수 있고, 따라서 장치가 소형화될 수 있는 이점이 있다. 또한, 일시적 방출이 필요한 경우에도 그의 빈도는 감소될 수 있다.
(잉크젯 기록 장치)
잉크젯 기록 방법 중 특히, 본 발명은 열에너지를 이용하여 플라잉 액적을 형성함으로써 기록을 수행하는 소위 잉크젯 기록 유형의 기록 헤드 및 기록 장치에 대해 우수한 효과를 입증한다.
이러한 방법의 전형적인 구조 및 작동 원리에 관하여, 본 발명은 예를 들어 미국 특허 제4,723,129호 및 제4,740,796호의 명세서에 개시된 기본적인 원리를 사용하여 이행될 수 있는 것들을 채택하는 것이 바람직하다. 이 방법은 소위 수요시(on-demand) 유형 기록 및 연속 유형 기록에 적용될 수 있다. 특히, 수요시 유형의 경우 1 개 이상의 구동 신호는 핵 비등 이상의 필름 비등이 기록 헤드의 열활성 표면 상에 생성되도록 하는 신속한 온도 상승을 제공하기 위하여 기록 정보에 따라 액상 (잉크) 보유 시트 또는 액상 통로 위에 각기 놓여진 전열 전환 부재에 인가된다. 그 결과, 버블은 인가된 구동 신호에 의해 1 대 1로 액체 (잉크)에 효과적으로 형성될 수 있다. 각 버블의 전개 및 수축에 의해, 액체 (잉크)는 각 방출 개구(부)를 통하여 방출되어 1 개 이상의 액적을 생성한다. 이러한 버블의 전개 및 수축이 즉시 적합하게 이루어질 수 있고 액체 (잉크)가 신속하게 반응하여 방출되기 때문에 구동 신호는 펄스 형태가 보다 바람직하다.
펄스 형태의 구동 신호는 바람직하게는 미국 특허 제4,463,359호 및 제4,345,262호의 명세서에 개시된 바와 같다. 이와 관련하여, 열활성 표면의 온도 증가율은 바람직하게는 양호한 조건에서의 우수한 결과가 기재되어 있는 미국 특허제4,313,124호의 명세서에 개시된 바와 같다.
기록 헤드의 구조로서, 구조가 방출 개구, 액상 경로 및 전열 전환 부재 (선형 액상 경로 또는 직각형 액상 경로)를 조합하여 배치되어 있는 전술한 명세서 각각에 나타나 있는 것 이외에, 열 활성 부분이 곡선 영역에 배치되어 있는 미국 특허 제4,558,333호 및 제4,459,600호의 명세서에 개시된 바와 같은 구조가 본 발명에 포함된다.
또한, 본 발명은 통상의 슬릿이 다수의 전열 전환 부재에 대한 방출 개구로 사용되는 일본 특허 출원 공개 제59-123670호에 개시된 구조, 및 열에너지의 가압 파장을 흡수하기 위한 개구가 방출 개구에 상응하여 형성되는 일본 특허 출원 공개 제59-138461호에 개시된 구조에 효과적으로 적용될 수 있다.
더욱이, 본 발명이 효과적으로 이용될 수 있는 기록 헤드로는 길이가 기록 장치에 의해 기록될 수 있는 기록 매질의 최대 너비에 상응하는 풀-라인 (full line) 유형 기록 헤드가 있다. 풀-라인 유형 기록 헤드의 경우, 다수의 기록 헤드를 조합함으로써 요구된 길이를 충족시키기는 구조, 또는 일체로 형성된 하나의 기록 헤드에 의해 배치된 구조를 채택할 수 있다.
또한, 본 발명은, 장치의 본체 위에 장착된 경우 장치의 본체로부터 잉크 공급이 가능할 수 있는, 장치의 본체와 전기적으로 연결될 수 있는 칩 유형의 교체 가능한 기록 헤드, 또는 기록 헤드 그 자체에 일체로 형성된 카트리지 유형의 기록 헤드의 사용에 효과적으로 적용될 수 있다.
또한, 추가의 수단이 기록 장치의 효율을 더 안정화하는데 기여하기 때문에기록 헤드를 회복 수단 및 예비 보조 수단과 함께 추가로 제공하는 것이 바람직하다. 이들을 특별하게 지칭하기 위해, 캡핑 수단, 세정 수단, 흡입 또는 압축 수단, 예비가열 수단, 예를 들어 전열 전환 부재 또는 이러한 전환 부재 이외의 가열 장치 또는 이들 유형의 부재 및 장치의 조합, 및 기록 헤드에 관한 정규적인 방출 이외의 방출을 수행하기 위한 예비방출 수단이 있다.
또한, 기록 장치의 기록 방식으로서 본 발명은 흑색과 같은 하나의 주색상만이 기록용으로 사용되는 기록 방식에 적용될 수 있을 뿐만 아니라, 본 발명은, 기록 헤드가 일체적인 구조를 갖는지 또는 다수의 기록 헤드를 조합한 구조를 갖든지에 상관없이, 상이한 색상으로 제조된 다중 색상 또는 색상을 혼합하여 제조된 전 색상을 하나 이상 사용하여 제조된 다중 기록 헤드를 갖는 장치에 적용하면 매우 효과적이다.
전술한 본 발명의 실시 태양에서, 잉크는 액상으로 기재되었으나, 실온 미만에서 고형화되지만 실온에서 연화되거나 액화되거나, 또는 잉크젯 기록에서 일반적으로 실행되는 온도 조정의 온도 범위 내에서, 즉 30 ℃ 이상 내지 70 ℃ 이하에서 연화되거나 액화되는 잉크 재료일 수 있다. 즉, 잉크가 사용 기록 신호를 제공하는 시간에만 액화되기에 충분히 양호해야 한다.
또한, 고상에서 액상으로의 잉크 상태 변화에 소비되는 에너지와 같은 에너지의 사용, 또는 잉크가 증발되는 것을 방지하기 위해 그대로 방치하는 경우 고형화되는 잉크의 사용에 의해 열에너지로 인한 온도 증가를 확실히 방지하면서, 열에너지의 인가에 의해서만 액화되는 성질을 갖는 잉크, 예를 들어 열에너지가 기록신호에 따라 제공되는 경우 그 자체를 액화시킴으로써 잉크 액상으로 방출될 수 있는 잉크, 및 기록 매질에 도달하는 시간까지 그 자체를 이미 고형화시키기 시작하는 잉크를 본 발명에 사용할 수 있다. 이러한 경우, 잉크가 전열 전환 부재와 직면할 수 있게 하기 위해, 일본 특허 출원 공개 제54-56847호 또는 제60-71260호에 개시된 바와 같은 다공성 시트의 오목한 부분 내에 또는 그의 구멍을 통하여 액상 또는 고상의 형태로 잉크를 보유할 수 있다. 본 발명에서, 전술한 각종 잉크에 대한 가장 효과적인 방법은 전술한 바와 같이 필름 비등 방법을 수행할 수 있는 것이다.
본 발명에 있어서, 사용시에 2 개 이상의 각 구조를 조합할 수 있다.
(실시예 A)
이후, 실시예 A에 따라 본 발명을 더욱 상세히 서술할 것이다.
(잉크 흡수제)
하기 흡수제 A - C를 잉크 흡수제로서 제조하고, 사용된 잉크 용기는 폴리프로필렌 (닛뽄 폴리케미 가부시끼가이샤 (Nippon Polichemi K.K.) 제조)을 사출 성형시켜 제조하였다.
(잉크 흡수제 A)
잉크 흡수제 A는 열 압착 단계를 포함하는 제조 공정 중에서 성형시킨 폴리우레탄이다. 한 흡수제의 중량이 대략 4 g이다.
(잉크 흡수제 B)
잉크 흡수제 B는 열 압착 단계를 포함하지 않는 제조 공정 중에서 성형시킨폴리우레탄이다. 한 흡수제의 중량이 대략 4 g이다.
(잉크 흡수제 C)
잉크 흡수제 C는 폴리프로필렌 직물로 제조한 것이다. 한 흡수제의 중량이 대략 4 g이다.
(용출 물질 흡착 부재)
흡착 부재로는 하기 흡착제를 부직포 (PO20C, 아사히 가세이 가부시끼가이샤(Asahi Kasei K.K.)에서 용융 취입법으로 제조)로 감은 후 열 밀봉한 것을 사용한다:
(흡착제 1)
유도된 옥타데실기를 갖는 메타크릴레이트, 소켄 카가꾸 가부시끼가이샤 (Soken Kagaku K.K.)에서 제조한 SK-GEL ODP (과립 직경 45 내지 90 ㎛).
(흡착제 2)
유도된 옥타데실기를 갖는 메타크릴레이트, 소켄 카가꾸 가부시끼가이샤에서 제조한 SK-GEL ODP (과립 직경 100 내지 300 ㎛).
(흡착제 3)
유도된 페닐기를 갖는 메타크릴레이트, 소켄 카가꾸 가부시끼가이샤에서 제조한 SK-GEL PH3 (과립 직경 74 내지 150 ㎛).
(흡착제 4)
유도된 옥타데실기를 갖는 실리카 겔, 소켄 카가꾸 가부시끼가이샤에서 제조한 SK-GEL ODP GEL (과립 직경 74 내지 150 ㎛).
(흡착제 5)
메타크릴레이트, 미쯔비시 케미칼스 가부시끼가이샤 (Mitsubishi Chemicals K.K.)에서 제조한 Diaion HP20MG.
(흡착제 6)
스티렌 디비닐 벤젠, 미쯔비시 케미칼스 가부시끼가이샤에서 제조한 Diaion HP20SS.
(잉크)
잉크 보유 용기 중에 담긴 잉크로서 하기 조성을 갖는 잉크를 사용한다. 하기 기재된 퍼센트는 예외 없이 중량%를 나타낸다.
(잉크 a)
DBL 199 (제네카 코포레이션) : 3%
글리세린 : 5%
티오디글리콜 : 5%
이소프로필 알콜 : 4%
순수한 물 : 83%
잉크 a는 50% 수산화나트륨을 사용하여 pH 10을 나타낸다.
(잉크 b)
잉크 b의 조성은 잉크 a와 조성과 동일하지만 pH가 7.5이다.
<실시예 1 - 12 및 비교예 1 - 3>
실시예 1 - 12 및 비교예 1 - 3에서는 표 1에 제시된 물질을 합하고, 용출된물질을 흡수하는 부재를 도 12에 도시된 잉크 카트리지의 잉크 공급 개구 위에 설치한다. 잉크를 대략 30 g의 양으로 채우고 폴리프로필렌 다층 필름으로 봉한다. 그리고나서, 이후 기재되는 평가 방법으로 평가한다. 평가 결과를 표 1에 기재하였다.
<실시예 13 및 비교예 4>
실시예 13 및 비교예 4에서는, 인쇄 방법을 사용하는 경우에 통상적으로 사용되는 폴리프로필렌 다층 필름 파우치가 구비된 잉크 카트리지에 잉크를 채워, 수두압을 이용하여 튜브를 통해 카트리지 상에 배치된 헤드로 잉크를 공급한다. 그리고나서, 용출된 물질을 흡수하는 부재를 프린터의 서브-탱크 단위 상에 설치한다. 이후 기재되는 평가 방법으로 평가하고, 결과를 표 1에 기재하였다.
<평가 방법>
새로 제조한 잉크 보유 용기를 60℃의 정온조 내에 2개월 동안 유지한다. 그리고나서, 하기 평가를 실시한다.
<평가 1>
주사기 (바늘 없음)를 실시예들 및 비교예의 잉크 보유 용기 잉크 공급 개구에 부착하여 잉크를 빼낸다. 그리고나서, 잉크 내로 용출된 물질의 양을 측정한다. 비교예 1 - 4의 잉크 중에 용출된 물질의 양을 C라하고, 실시예 1 - 13의 잉크 중에 용출된 물질의 양을 C0라하여 (C - C0) / C X 100의 식으로 제거 속도를 구하고 동일한 흡수제를 사용한 경우와 흡수제를 사용하지 않은 경우를 비교한다.평가 기준은 다음과 같다.
A: 용출된 물질의 제거 속도가 90% 이상이다.
B: 용출된 물질의 제거 속도가 70% 이상 90% 미만이다.
C: 용출된 물질의 제거 속도가 70% 미만이다.
<평가 2>
25% 효율의 고체 패턴을 동일한 양으로 5 개의 A3 크기 시트에 인쇄하고 10 분 동안 그대로 방치한다. 그리고나서, 특수용 코팅 시트 (HR-101, 캐논 가부시끼가이샤 (Canon K.K.) 제조) 상에 도 15a 및 15b에 도시된 바와 같은 도트 단계의 형태로 검사 패턴을 인쇄한다.
다시 말해, 먼저 인쇄 방향 (주 스캐닝 방향)으로 8 개 노즐 간격을 두고 매 노즐을 (즉, 노즐 1, 노즐 9, 노즐 17 및 ---) 방출시킨다. 그리고나서, 몇몇의 도트를 방출시킨 후 (도 15a 및 15b에서는, 기재의 편의상 12 개 도트), 각각의 이웃한 노즐로부터 동일한 수의 도트를 방출시킨다 (즉, 노즐 2, 노즐 10, 노즐 18 및 ---, 다음으로 노즐 3, 노즐 11, 노즐 19 및 ---). 이러한 순서를 8회 반복한다.
이러한 방식으로 동일한 피치의 가는 선을 사용하여 패턴을 형성시킨다. 그리고나서, 액적의 충돌 지점이 정상적인 위치라면, 육안으로 매우 통일된 1/2 색조 패턴이 관찰된다. 만일 충돌된 지점이 정상적인 위치에서 벗어난다면, 고르지않거나 줄무늬가 관찰된다.
그리하여 생성된 인쇄물을 하기 기준에 따라 육안으로 평가한다.
A: 인쇄물이 각각 고르지 못한 부분, 줄무늬 또는 기타 결함 없이 정상적인 도트 직경 내에 연속적으로 유지된다.
B: 약간의 불안정한 상태가 감지되지만, 인쇄 수준은 어떠한 문제도 나타내지 않는다.
C: 고르지 못한 상태 및 줄무늬가 확실히 보인다.
D: 고르지 못한 상태 및 줄무늬가 확실히 보이고 방출이 불가능함을 알 수 있다.
<평가 3>
평가 2와 동일한 조건 하에, 도트 직경 측정 패턴 및 고체 패턴을 전자사진 용 무코팅 시트 (NP-DK, 다이 쇼와 세이시 가부시끼가이샤 (Dai Showa Seishi K.K.) 제조) 상에 인쇄하였다. 하기 기준에 따라 평가하였다.
A: 도트 직경 및 밀도가 정상이다.
B: 퍼짐 및 변이가 도트 상에서 발견된다.
C: 시트의 배면으로 잉크가 투과된 것이 발견된다.
실시예 인쇄 헤드 흡착제 종류 흡수제 종류 흡착제 양 (g) 잉크 평가 1 평가 2 평가 3
방법 노즐의 물리적 해상도
1 피에조법 360 1 A 0.003 a B A A
2 피에조법 720 1 A 0.003 a B B A
3 버블젯 방법 360 1 A 0.003 a B A A
4 버블젯 방법 600 1 A 0.003 a B B A
5 버블젯 방법 600 1 A 0.3 a A A A
6 버블젯 방법 600 1 B 0.003 a B A A
7 버블젯 방법 1200 1 A 0.003 a B B A
8 버블젯 방법 1200 2 A 0.1 a A A A
9 버블젯 방법 1200 3 A 0.1 a A B A
10 버블젯 방법 1200 4 A 0.1 b A A A
11 버블젯 방법 1200 5 A 0.1 a A A A
12 버블젯 방법 1200 6 C 0.1 a A A A
13 버블젯 방법 1200 1 없음 0.1 a A A A
비교예 1 버블젯 방법 1200 없음 A 없음 a C D C
비교예 2 버블젯 방법 1200 없음 B 없음 a C C B
비교예 3 버블젯 방법 1200 없음 C 없음 a C C A
비교예 4 버블젯 방법 1200 없음 없음 없음 a C C A
상기 실시예들의 각각의 헤드 방출 양은 여러 가지로 변화시켰으나 20 pl 이하에서도 문제가 발생하지 않았다.
본 발명에 따르면, 폴리올, 가소제, 활성제, 촉매, 윤활제, 중화제 또는 잉크 흡수제 등으로부터 용출되는 몇몇 다른 소수성 물질이 흡착 부재에 의해 선택적으로 흡착된다. 그러므로, 일그러짐, 퍼짐, 기록지의 배면으로의 투과 없이 우수한 품질의 기록을 실시할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 따르면, 폴리올 또는 다른 용출 물질이 노즐 내에서 투명한 볼이되어 침적됨으로써 잉크 흐름을 방해하거나 방출 구멍 (포트)의 주변에 부착되어 잉크의 방출 방향을 교란시킬 가능성이 없기 때문에 잉크젯 기록 방법을 위한 고속에서도 보다 선명하고 보다 정확한 인쇄를 위해 충돌 정확성을 증강시킬 수 있으며, 미세한 노즐로부터 방출된 잉크 액적으로 기록이 가능하게 된다.
또한 잉크젯 방법 중에서 열을 가하여 방출을 실시하는 유형의 경우에는, 용출된 물질이 가열 부재에 부착되어 그의 성능이 저하될 가능성이 없다.
또한, 용출된 물질을 주기적으로 자주 흡입할 필요가 없으며, 따라서, 흡입이 필요하다 하더라도 흡입 간격을 보다 길게 할 수 있다. 그 결과, 잉크의 낭비를 줄일 수 있게 되고, 동시에, 용출된 물질 및 흡입되는 잉크를 수용하는데 필요한 폐기 잉크 용기를 작게 만들 수 있다.
또한, 알콜성 용액 등을 사용하여 흡수제를 세정해야 하는 공정이 더 이상 필요하지 않거나 수월할 수 있다. 그러므로, 다량의 유기 용액과 같은 폐기액이 더 이상 배출되지 않는다. 페기액 처리 비용이 절약된다. 또한 장기간 방치할 때, 잉크 중에 함유된 성분에 의해 초래되는 분해로 인한 분해 물질이 새롭게 발견되지만, 이들을 완전히 제거할 수 있다.
흡착제 자체를 재사용할 수 있으며, 이는 환경 면에서 부담이 적어지는 또다른 잇점을 제공한다.
이제, 상기 기재된 바와 같이 배치된 구조에 의하면 잉크 흡수제의 용출된 물질 또는 잉크 탱크 자체를 효과적으로 제거할 수 있음이 명백하게 된다.
그러나, 일련의 실험 및 연구의 결과, 사용된 잉크가 표면 장력을 조절하기 위해 계면활성제를 함유한다면, 잉크 중에 함유된 그러한 계면활성제는 잉크와 흡착제 사이의 접촉 개시 단계에서 부분적으로 용해되고 나서 기록이 개시된 직후 잉크의 표면 장력을 일시적으로 증가시키는 것이 밝혀졌다.
잉크의 표면 장력이 증가되면, 잉크의 정착능이 열화된다. 그리하여 유색기록의 경우에는, 잉크의 혼합물이 결국 퍼지기 쉽다. 또한, 잉크 유동 통로 내에서의 습윤성이 저하된다. 그 결과, 잉크를 방출시킬 때 잉크가 쉽게 부족해질 수 있다.
이후에 흡착제 및 계면활성제가 상기한 바와 같이 초기에 접촉할 때 잉크 중에 함유된 계면활성제의 흡착과 관련한 문제를 개선하기 위해 본원의 발명자들이 실시한 연구의 결과에 대해 서술할 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본원의 발명자들은 앞서 기재한 바와 같이 기본적인 목적을 이룰 수 있는 흡착제와 관련하여 계면활성제 만으로 흡착 처리를 실시해야함을 발견하였다. 이에 대해, 본원에서 사용된 흡착 처리는 본 발명의 기본적인 목적을 달성하기 위해 실시예 A와 관련하여 기재한 흡착제 전에 특정 물질을 첨가하여 흡착제의 성능을 보다 선택적으로 만드는 것이다.
이제, 우수한 흡착 처리를 실시하기 위해 흡착제가 잉크 중에 함유된 임의의 계면활성제는 흡수하지 않고 잉크 공급 성능, 인쇄 및 다른 것에 영향을 줄 수 있는 소수성 물질을 흡수하는 특징을 갖도록 하는 흡착 처리 시약에 관해 연구하였다. 그 결과, 하기 기재된 계면활성제를 상기 목적을 위해 사용하는 것이 바람직함을 발견하였다.
다시 말해, 표면 장력을 크게 줄일 수 있는 (습윤성이 큰) 계면활성제를 사용하는 것이 바람직하다. 표면 장력이 0.5 % 수용액 중에서 40 dyne/㎝ 이하이거나, 보다 바람직하게는 35 dyne/㎝ 이하인 계면활성제를 사용하는 것이 특히 바람직하다. 또한, 계면활성제 중에 소수성 부분이 지나치게 많으면, 흡착 성능이 폴리올 또는 다른 소수성 물질에 대해서는 불량해진다. 그러므로, 흡착 처리를 위해서는, 물과 쉽게 상용될 수 있도록 HLB (친수성-친지성 균형)가 8 이상, 보다 바람직하게는 10 이상인 계면활성제를 사용하는 것이 바람직하다.
보다 구체적으로, 사용 가능한 계면활성제는 다음과 같다.
아세틸렌 글리콜 유도체, 변성 규소 유도체, 폴리옥시 에틸렌 피마자유 에테르, 폴리에틸렌 송진 에테르, 고급 알콜 EO/PO 첨가제, EO PO EO 첨가제, 폴리에틸렌 글리콜, 비스페놀 폴리에틸렌 글리콜, 장쇄 알킬아민 EO 첨가제, 폴리옥시 에틸렌 알킬에테르, 폴리카르복실레이트 유도체, 폴리스티렌 술포네이트, 폴리옥시 에틸렌 아미노에테르 유도체, 폴리옥시 에틸렌 폴리옥시 프로필렌 알킬에테르, 폴리옥시 에틸렌 폴리옥시 프로필렌 에테르, 방향족 노닐 페놀, 지방족 트리데실 알콜, 지방족 라우르산 알콜, 폴리옥시 에틸렌 (지방족) 알킬에테르 포스페이트 소다, 폴리옥시 에틸렌 (지방족) 알킬에테르 포스페이트 암모늄 염, 폴리옥시 에틸렌 (지방족) 알킬에테르 칼륨 포스페이트, 폴리옥시 에틸렌 (지방족) 알킬에테르 포스페이트 아민, 폴리옥시 에틸렌 (지방족) 알킬에테르 포스페이트 소다, 폴리옥시 에틸렌 (지방족) 알킬에테르 포스페이트 암모늄 염, 폴리옥시 에틸렌 (지방족) 알킬에테르 포스페이트 모노에탄올 아민, 폴리옥시 에틸렌 (지방족) 알킬에테르 포스페이트 디에탄올 아민, 폴리옥시 에틸렌 (지방족) 알킬에테르 포스페이트 트리에탄올 아민.
친수성 처리 방법으로서, 상기한 바와 같이 흡착제를 계면활성제 용액 중에 침지한 후 자동온도조절 베쓰를 사용하여 흡착제를 건조시키는 것이 가능할 수 있다. 침지 방식으로는 흡착제 및 상기한 계면활성제를 비이커 또는 증발 접시에 채우고 나서 이들을 초음파 세정기, 교반기 등을 사용하여 교반할 수 있고, 또는 칼럼 등에 흡착제 및 상기한 계면활성제를 채우고 예비가공 시약을 흘려보낼 수 있다.
이제 상기 계면활성제로 흡착제를 처리하여 계면활성제가 흡착되지 않은 경우에 대해 서술할 것이다.
일반적으로 잉크 흡수제로서 채택되는 폴리우레탄을 위해 사용되는 폴리올은 한 분자 내에 다량의 소수성 기를 함유한다. 분자량이 크면 클수록 소수성 성질이 강해질 것으로 예상된다. 예를 들면, 흡착제가 소수성 기를 중합체 중의 옥타데실기 (소수성 기)에 흡착시키고 (화학적 흡착) 분자가 중합체의 망상 구조로 혼입되는 물리적 흡착을 실행하는 작용을 할 것으로 예상된다.
폴리올은 분자량이 더 크기 때문에 쉽게 물리적으로 흡착될 뿐만 아니라 소수성 기를 다량 함유하기 때문에 화학적으로도 쉽게 흡착된다. 반대로, 계면활성제는 분자량이 작고 소수성 기를 소량 함유한다. 그 결과, 이 시약은 폴리올에 비해 물리적으로도 화학적으로도 쉽게 흡착되지 못한다.
(실시예 B)
이제 본 발명을 실시예 B를 사용하여 더욱 상세히 서술할 것이다.
(잉크 흡수제)
하기 흡수제 A - C를 잉크 흡수제로서 제조하고, 잉크 용기는 폴리프로필렌 (닛뽄 폴리케미 가부시끼가이샤 제조)을 사출 성형시켜 제조하였다. 흡수제 A - C는 실시예 A에서 사용한 것과 동일하였다.
(잉크 흡수제 A)
잉크 흡수제 A는 제조 공정 중의 열 압착 단계에서 가공한 폴리우레탄이며, 중량이 흡수제 당 대략 4 g이다.
(잉크 흡수제 B)
잉크 흡수제 B는 제조 공정 중의 열 압착 단계에서 가공되지 않은 폴리우레탄이며 중량이 흡수제 당 대략 4 g이다.
(잉크 흡수제 C)
잉크 흡수제 C는 폴리프로필렌 직물로 성형시킨 흡수제로 중량이 흡수제 당 대략 4 g이다.
(예비가공제)
흡수제의 예비가공제로서, 하기 수용성 계면활성제를 사용하였다. 예비가공 방법으로는 각각의 계면활성제 10% 수용액에 침지하고 나서 초음파 세정 장치를 사용하여 10 분 동안 초음파 처리한 후 건조시킨 하기 각각의 흡착제를 각각의 시료로 제공한다.
(예비가공제 a)
아세틸레놀 EH (가와껜 화인 케미칼스 가부시끼가이샤 (Kawaken Fine Chemicals K.K.)제조)
(예비가공제 b)
폴리옥시 에틸렌 아미노에테르
(예비가공제 c)
변성 규소 유도체
(예비가공제 d)
아세틸렌 글리콜 계면활성제 Surphnol 465 (닛뽄 유시 가부시끼가이샤 (Nippon Yushi K.K.)제조)
(예비가공제 e)
폴리옥시 에틸렌/프로필렌 알킬에테르 PBC-33 (니꼬 케미칼 가부시끼가이샤 (Nikko chemical K.K.)제조)
(예비가공제 f)
폴리옥시 에틸렌 알킬에테르 BL-4.2 (니꼬 케미칼 가부시끼가이샤 제조)
(예비가공제 g)
Phosphonol RS-960의 폴리옥시 에틸렌 알킬 포스페이트 소다 모노에탄올 아민 (토호우 케미칼 가부시끼가이샤 (Tohou Chemical K.K.) 제조 )
HLB 표면 장력 (0.5% 수용액)
(예비가공제 a) 14 33 dyne/㎝
(예비가공제 b) 14 40 dyne/㎝
(예비가공제 c) 8 26 dyne/㎝
(예비가공제 d) 13 33 dyne/㎝
(예비가공제 e) 13 32 dyne/㎝
(예비가공제 f) 12 26 dyne/㎝
(예비가공제 g) 12 33 dyne/㎝
(용출 물질 흡착 부재)
흡착 부재로서 하기 흡착제를 부직포 (용융 취입, PO20C, 아사히 카세이 가부시끼가이샤 제조)로 싸고 가열 밀봉하였다. 하기 흡수제를 상기 예비가공제에 가하였다.
(흡착제 7)
유도 옥타데실기를 갖는 메타크릴레이트, 소켄 카가꾸 가부시끼가이샤에서 제조한 SK-GEL ODP 겔 (과립 직경 100 내지 300 ㎛).
(흡착제 8)
유도 페닐기를 갖는 메타크릴레이트, 소켄 카가꾸 가부시끼가이샤에서 제조한 SK-GEL PH3 겔 (과립 직경 74 내지 150 ㎛).
(흡착제 9)
유도 옥타데실기를 갖는 실리카 겔, 소켄 카가꾸 가부시끼가이샤에서 제조한 SL-GEL ODS 겔 (과립 직경 74 내지 150 ㎛).
(흡착제 10)
메타크릴레이트, 미쯔비시 케미칼스 가부시끼가이샤에서 제조한 Diaion HP 20MG.
(흡착제 11)
스티렌 디비닐 벤젠, 미쯔비시 케미칼스 가부시끼가이샤에서 제조한 Diaion HP20SS.
(잉크)
잉크 보유 용기에 담긴 잉크로서 하기 조성을 갖는 잉크를 사용하였다. 하기 기재된 %는 모두 중량%이다.
(잉크 c)
DBL 199 (세네카 코포레이션) : 3%
글리세린 : 5%
티오디글리콜 : 5%
이소프로필 알콜 : 4%
아세틸레놀 EH : 0.4%
순수한 물 : 82.6%
(잉크 d)
DBL 199 (세네카 코포레이션) : 3%
글리세린 : 5%
티오디글리콜 : 5%
이소프로필 알콜 : 4%
아세틸레놀 EH : 0.4%
순수한 물 : 82.6%
50% 수산화나트륨을 첨가하여 잉크 a의 pH를 10으로 조정하고, 잉크 b의 pH를 7.5로 조정하였다.
<실시예 14 - 25 및 비교예 5 및 6>
실시예 14 - 25 및 비교예 5 및 6에서는 표 1에 제시된 물질을 합하고, 용출된 물질을 흡수하는 부재를 도 12에 도시된 잉크 카트리지의 잉크 공급 개구 위에 설치한다. 잉크를 대략 30 g의 양으로 채우고 폴리프로필렌 다층 필름으로 봉한다. 이후 기재되는 평가 방법으로 평가한다. 평가 결과를 표 2에 기재하였다.
<실시예 26 및 비교예 7>
실시예 26 및 비교예 7에서는, 수두압을 사용하여 튜브를 통해 카트리지 위의 헤드에 잉크를 공급하는 유형의 인쇄 방법을 채택하고 통상적으로 사용되는 파우치로 성형된 다층 폴리프로필렌 필름을 갖는 잉크 카트리지에 잉크를 채운다. 그리고나서 용출된 물질을 흡수하는 부재를 프린터의 서브-탱크 단위 내에 설치한다. 이후 기재되는 평가 방법으로 평가한다. 결과를 표 2에 기재하였다.
<평가 방법>
새로 제조한 잉크 보유 용기를 60℃의 정온조 내에 2개월 동안 유지한다. 그리고나서, 하기 평가를 실시한다.
<평가 0>
주사기 (바늘 없음)를 실시예들 및 비교예의 잉크 보유 용기의 잉크 공급 개구에 부착하여 잉크를 빼낸다. 그리고나서, 잉크 중의 계면활성제 양을 측정한다.
A: 계면활성제의 밀도가 초기 잉크 값의 95% 이상이다.
B: 계면활성제의 밀도가 초기 잉크 값의 80% 이상이다.
C: 계면활성제의 밀도가 초기 잉크 값의 80% 미만이다.
<평가 1> 실시예 A와 동일
주사기 (바늘 없음)를 실시예들 및 비교예의 잉크 보유 용기의 잉크 공급 개구에 부착하여 잉크를 빼낸다. 그리고나서, 잉크 내로 용출된 물질의 양을 측정한다. 비교예 1 - 4의 잉크 중에 용출된 물질의 양을 C라하고, 실시예 14 - 26의 잉크 중에 용출된 물질의 양을 C0라한다. 비교를 위해 동일한 흡수제를 사용한 경우, (C - C0) / C X 100의 식으로 제거 속도를 구한다. 평가 기준은 다음과 같다.
A: 용출된 물질의 제거 속도가 90% 이상이다.
B: 용출된 물질의 제거 속도가 70% 이상 90% 미만이다.
C: 용출된 물질의 제거 속도가 70% 미만이다.
<평가 2> 실시예 A와 동일
25% 효율의 고체 패턴을 동일한 양으로 5 개의 A3 크기 시트에 인쇄하고 10 분 동안 그대로 방치한다. 그리고나서, 특수용 코팅 시트 (HR-101, 캐논 가부시끼가이샤 제조) 상에 도 15a 및 15b에 도시된 바와 같은 도트 단계의 형태로 검사 패턴을 인쇄한다.
다시 말해, 먼저 인쇄 방향 (주 스캐닝 방향)으로 8 개 노즐 간격을 두고 매 노즐을 (즉, 노즐 1, 노즐 9, 노즐 17 및 ---) 방출시킨다. 그리고나서, 몇몇의 도트를 방출시킨 후 (도 15a 및 15b에서는, 기재의 편의상 12 개 도트), 각각의 이웃한 노즐로부터 동일한 수의 도트를 방출시킨다 (즉, 노즐 2, 노즐 10, 노즐 18 및 ---). 이러한 순서를 8회 반복한다.
이러한 방식으로 동일한 피치의 가는 선을 사용하여 패턴을 형성시킨다. 그리고나서, 액적의 충돌 지점이 정상적인 위치라면, 육안으로 매우 통일된 1/2 색조패턴이 관찰된다. 만일 충돌된 지점이 정상적인 위치에서 벗어난다면, 고르지않거나 줄무늬가 관찰된다.
그리하여 하기 기준에 따라 인쇄물을 육안으로 평가한다.
A: 인쇄물이 각각 고르지 못한 부분, 줄무늬 또는 기타 결함 없이 정상적인 도트 직경 내에 연속적으로 유지된다.
B: 약간의 불안정한 상태가 감지되지만, 인쇄물 수준은 어떤 문제도 보이지 않는다.
C: 고르지 못한 상태 및 줄무늬가 확실히 보이고 방출이 불가능함을 알 수 있다.
<평가 3>
평가 2와 동일한 조건 하에, 도트 직경 측정 패턴 및 고체 패턴을 전자사진 용 무코팅 시트 (NP-DK, 다이 쇼와 세이시 가부시끼가이샤 (Dai Showa Seishi K.K.) 제조) 상에 인쇄하였다. 하기 기준에 따라 평가하였다.
A: 도트 직경 및 밀도가 정상이다.
B: 퍼짐 및 변이가 도트 상에서 발견된다.
C: 시트의 배면으로 잉크가 투과된 것이 발견된다.
본 발명에 따르면, 폴리올, 가소제, 활성제, 촉매, 윤활제, 중화제 또는 잉크 흡수제 등으로부터 용출되는 몇몇 다른 소수성 물질이 흡착 부재에 의해 선택적으로 흡착된다. 그러므로, 일그러짐, 퍼짐, 기록지의 배면으로의 투과 없이 우수한 품질의 기록을 실시할 수 있게 된다. 또한, 계면활성제를 함유한 잉크를 사용하는 경우에도 계면활성제의 흡착이 거의 없다. 따라서, 잉크의 표면 장력이 크게 증가되지 않는다.
또한, 본 발명에 따르면, 폴리올 또는 다른 용출 물질이 노즐 내에서 투명한 볼이되어 침적됨으로써 잉크 흐름을 방해하거나 방출 구멍 (포트)의 주변에 부착되어 잉크의 방출 방향을 교란시킬 가능성이 없기 때문에 잉크젯 기록 방법을 위한 고속에서도 보다 선명하고 보다 정확한 인쇄를 위해 충돌 정확성을 증강시킬 수 있으며, 미세한 노즐로부터 방출된 잉크 액적으로 기록이 가능하게 된다.
또한 잉크젯 방법 중에서 열을 가하여 방출을 실시하는 유형의 경우에는, 용출된 물질이 가열 부재에 부착되어 그의 성능이 저하될 가능성이 없다.
또한, 용출된 물질을 주기적으로 자주 흡입할 필요가 없으며, 따라서, 흡입이 필요하다 하더라도 흡입 간격을 보다 길게 할 수 있다. 그 결과, 잉크의 낭비를 줄일 수 있게 되고, 동시에, 용출된 물질 및 흡입되는 잉크를 수용하는데 필요한 폐기 잉크 용기를 작게 만들 수 있다. 또한, 잉크젯 기록 장치도 따라서 작아질 수 있다.
또한, 알콜성 용액 등을 사용하여 흡수제를 세정해야 하는 단계가 더 이상 필요하지 않거나 수월할 수 있다. 그 결과, 다량의 유기 용액과 같은 폐기액을 더 이상 처리하지 않아도 된다. 페기액 처리 비용이 절약된다.
또한, 흡착제 자체를 재사용할 수 있으며, 이는 환경 면에서 부담이 적어지는 또다른 잇점을 제공한다.
실시예 인쇄 헤드 흡착제 종류 예비가공제 종류 흡수제 종류 흡착제 양 (g) 잉크 평가 0 평가 1 평가 2 평가 3
방법 노즐의 물리적 해상도
14 피에조법 360 1 a A 0.003 a A B A A
15 피에조법 720 1 b A 0.003 a B B B A
16 버블젯 방법 360 1 c A 0.003 a B B A A
17 버블젯 방법 600 1 d A 0.003 a A B B A
18 버블젯 방법 600 1 e A 0.3 a A A A A
19 버블젯 방법 600 1 f B 0.003 a A B A A
20 버블젯 방법 1200 1 g A 0.003 a A B B A
21 버블젯 방법 1200 2 a A 0.1 a A A A A
22 버블젯 방법 1200 3 a A 0.1 a A A B A
23 버블젯 방법 1200 4 a A 0.1 b A A A A
24 버블젯 방법 1200 5 a A 0.1 a A A A A
25 버블젯 방법 1200 6 a C 0.1 a A A A A
26 버블젯 방법 1200 1 a 없음 0.1 a A A A A
비교예 5 버블젯 방법 600 1 없음 A 0.3 a C A A A
비교예 6 버블젯 방법 1200 2 없음 A 0.1 a C A A A
비교예 7 버블젯 방법 1200 없음 없음 없음 0 a A C C A
이제, 잉크의 기록 특성이 사용 초기 단계에서 낮아지는 경우에 대해서, 실시예 B에서와 같이 계면활성제를 사용하는 가공한 처리 시약을 도 1 내지 도 10에 도시된 구조로 적용한다. 한편, 하기 구조를 실시예 A에서와 같이 흡착제를 채택하여 사용 초기 단계에서 잉크 중에 계면활성제가 흡착되어 나타나는 영향을 억제할 수 있는 것으로 지정할 수 있다.
예를 들면, 앞서 기재한 바와 같이, 계면활성제는 잉크 탱크를 사용하기 시작하는 초기 단계에서 흡착제에 의해 포획되기 쉽다. 이러한 성향을 이용한 방법으로서 실시예 A와 관련하여 제시한 흡착제를 사용한다. 그리고나서, 잉크 탱크를 사용하기 시작하는 초기 단계에서 기록 장치용으로 배치된 회복 장치에 의해 보상성 회복을 실시한다.
이러한 방식으로 기록에는 사용되지 않고 강제성 회복에 의해 소모되는 소량의 잉크 (예를 들면, 1 내지 2 ㏄)가 흡착제를 통과한다. 그리고나서, 잉크 중의 계면활성제에 대해 흡착능이 포화된다. 그 결과, 기록에 사용된 잉크가 흡착제를 통과할 때, 잉크 중의 계면활성제가 더 이상 흡착제에 의해 흡착되지 않는다. 잉크는 이러한 흡착 없이 헤드에 공급되며 기록된 인쇄의 품질이 떨어지는 것이 방지될 수 있다. 또한, 잉크 탱크에 채워져야 하는 잉크를 고려함으로써 이러한 상황을 대처할 수 있다.
이때, 계면활성제의 밀도가 잉크 공급 개구부보다 더 클 수 있도록 잉크 중 계면활성제의 밀도 분포를 조정하는 방법이 바람직하다.
다시 말해, 잉크 사용 초기 단계에서 처리 시약에 의해 흡착되어야 하는 계면활성제의 양을 예상함으로써 계면활성제의 밀도 분포를 조절한다. 예를 들면, 잉크를 연속적으로 재충전할 때, 계면활성제의 밀도를 조절할 수 있다. 또한, 예를 들면, 함유된 계면활성제의 밀도가 다른 잉크를 2 단계로 나누어 채움으로써 이 상황에 대처할 수 있다. 카운터 측정을 채택함으로써 실시예 A의 흡착제를 사용한 경우에도 인쇄를 처음부터 양호한 상태에서 시작하게 할 수 있다. 또한, 강제성 회복을 실시할 필요가 없으며, 따라서 잉크의 낭비를 절약할 수 있다.
이러한 면에서, 실시예 B에 개시된 처리 시약을 적용하여 계면활성제의 밀도를 조절하는 구조를 형성할 수 있다.
따라서, 본 명세서에서는 잉크 공급에 있어서 흡착제를 사용하는 방식에 대해 다양한 실시예를 기재하였지만, 잉크 흡수제를 제조할 때 흡착제를 사용하는 방식을 채택할 수 있다.
예를 들면, 물로 헹구기를 실시하는 잉크 흡수제 제조 공정 중에, 흡착제를 사용하여 폴리올을 제거하는 것이 바람직하다. 이제, 폴리올은 헹구기에 의해 제거해야만 한다면 잉크 탱크 중에 보유된 것과 같은 정도로 압착하는 상태에서 흡수제로부터 헹굼수를 짜내는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 폴리올, 가소제, 활성제, 촉매, 윤활제, 중화제 또는 잉크 흡수제 등으로부터 용출되는 몇몇 다른 소수성 물질이 흡착 부재에 의해 선택적으로 흡착되므로 일그러짐, 퍼짐, 기록지의 배면으로의 투과 없이 우수한 품질의 잉크젯 기록을 실시할 수 있게 된다.
또한, 용출된 물질을 주기적으로 자주 흡입할 필요가 없으며, 흡입이 필요하다 하더라도 흡입 간격을 보다 길게 할 수 있다. 그 결과, 잉크의 낭비를 줄일 수 있게 되고, 동시에, 용출된 물질 및 흡입되는 잉크를 수용하는데 필요한 폐기 잉크 용기를 작게 만들 수 있다. 또한, 알콜성 용액 등을 사용하여 흡수제를 세정해야 하는 공정이 더 이상 필요하지 않거나 수월할 수 있다. 그러므로, 다량의 유기 용액과 같은 폐기액이 더 이상 배출되지 않게 되어 페기액 처리 비용이 절약된다. 또한 흡착제 자체를 재사용할 수 있어서 환경 면에서 부담이 적어지게 된다.

Claims (70)

  1. 잉크젯 헤드에 공급되는 잉크를 보유하기 위한 잉크 보유 부분;
    상기 잉크 보유 부분으로부터 상기 헤드로의 잉크 공급 부분이 되는 잉크 공급 개구; 및
    상기 잉크 보유 부분과 외부 공기를 소통시키기 위한 통기구, 및 용기 내의 잉크와 접촉되는 부분에 배치된, 잉크에 함유된 소수성 물질에 대한 흡착능이 잉크에 함유된 착색제에 대한 흡착능보다 더 높은 흡착 부재로 이루어진 잉크 보유 용기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 잉크 보유 용기가 잉크를 직접 보유하는 방식인 잉크 보유 용기.
  3. 제2항에 있어서, 그 안에 잉크를 직접 보유하는 상기 잉크 보유 용기가 잉크 접촉 표면이 수지로 이루어진 파우치형 또는 단단한 용기인 잉크 보유 용기.
  4. 제1항에 있어서, 상기 잉크 보유 용기가 그 안에 잉크 흡수제를 함유하는 방식인 잉크 보유 용기.
  5. 제4항에 있어서, 상기 잉크 보유 용기가 그 안의 거의 전체 영역에 보유된잉크 흡수제를 갖는 잉크 보유 용기.
  6. 제4항에 있어서, 상기 잉크 보유 용기가 그 안에 잉크 흡수제를 보유하는 제1 챔버, 및 잉크를 직접 보유하며 연통 부분을 통하여 연통되는 제2 챔버로 이루어지며, 상기 제1 챔버가 잉크 공급 개구 및 통기구를 포함하는 잉크 보유 용기.
  7. 제4항에 있어서, 상기 잉크 흡수제가 압축 보유성 다공성 부재, 열압축에 의해 형성된 다공성 부재, 섬유 응집물, 및 열압축에 의해 형성된 섬유 응집물로부터 선택되는 잉크 보유 용기.
  8. 제1항에 있어서, 상기 흡착제를 추가로 흡착 처리하는 잉크 보유 용기.
  9. 제8항에 있어서, 상기 흡착 처리를 계면활성제를 사용하여 수행하는 잉크 보유 용기.
  10. 제9항에 있어서, 상기 계면활성제가 HLB 8 이상인 잉크 보유 용기.
  11. 제9항에 있어서, 상기 계면활성제의 표면 장력이 0.5 % 수용액으로 제조될 때 40 dyne/㎝ 이하인 잉크 보유 용기.
  12. 제1항에 있어서, 상기 흡착 부재가 그의 표면에 유도된 소수성기를 갖는 실리카 겔 또는 그의 측쇄에 유도된 소수성기를 갖는 중합체인 잉크 보유 용기.
  13. 제12항에 있어서, 상기 흡착제를 추가로 흡착 처리하는 잉크 보유 용기.
  14. 제13항에 있어서, 상기 흡착 처리를 계면활성제를 사용하여 수행하는 잉크 보유 용기.
  15. 제14항에 있어서, 상기 계면활성제가 HLB 8 이상인 잉크 보유 용기.
  16. 제14항에 있어서, 상기 계면활성제의 표면 장력이 0.5 % 수용액으로 제조될 때 40 dyne/㎝ 이하인 잉크 보유 용기.
  17. 제12항에 있어서, 상기 소수성기가 장쇄 알킬기, 알릴기, 트리알킬실릴기, 시아노알킬기로부터 선택되는 1종 이상인 잉크 보유 용기.
  18. 제12항에 있어서, 상기 소수성기가 탄소수 8 내지 18개의 장쇄 알킬기 또는 페닐기인 잉크 보유 용기.
  19. 제12항에 있어서, 상기 소수성기가 옥타데실기 또는 페닐기인 잉크 보유 용기.
  20. 제12항에 있어서, 상기 중합체가 가교 결합된 폴리 (메타) 아크릴산 에스테르 수지 또는 가교 결합된 폴리스티렌 수지인 잉크 보유 용기.
  21. 제20항에 있어서, 상기 가교 결합된 수지가 다공성 과립인 잉크 보유 용기.
  22. 제2항에 있어서, 상기 흡착 부재가 파우치 또는 용기의 내부 벽면에 배치되는 잉크 보유 용기.
  23. 제2항에 있어서, 상기 흡착 부재가 상기 파우치 또는 용기의 잉크 공급 개구를 덮도록 배치되는 잉크 보유 용기.
  24. 제2항에 있어서, 상기 흡착 부재가 상기 파우치 또는 용기에 보유된 잉크에 분산될 수 있도록 제조되는 잉크 보유 용기.
  25. 제4항에 있어서, 상기 흡착 부재가 상기 흡수제에 분산되도록 배치되는 잉크 보유 용기.
  26. 제4항에 있어서, 상기 흡착 부재가 잉크 흡수제 및 잉크 보유 용기의 본체사이에 배치되는 잉크 보유 용기.
  27. 제4항에 있어서, 상기 흡착 부재가 잉크 흡수제 및 잉크 공급 개구 사이에 배치되는 잉크 보유 용기.
  28. 제1항에 있어서, 상기 잉크 보유 용기가 그 안에 잉크를 보유하고, 잉크 공급 개구의 근처에 존재하는 잉크 중 계면활성제 함량이 그의 다른 부분에 존재하는 잉크 중 계면활성제 함량보다 더 고밀도인 잉크 보유 용기.
  29. 잉크젯 헤드;
    상기 잉크젯 헤드로 공급될 잉크를 보유하기 위한 잉크 보유 부분, 상기 잉크 보유 부분으로부터 상기 헤드로의 잉크 공급 부분이 되는 잉크 공급 개구, 및 잉크 보유 부분과 외부 공기를 소통시키기 위한 통기구를 포함하는 잉크 보유 용기;
    상기 잉크젯 헤드와 상기 잉크 보유 용기를 연통하는 잉크 공급 통로; 및
    상기 잉크젯 헤드, 상기 잉크 보유 용기, 또는 상기 잉크 공급 통로 중의 잉크와 접촉되는 위치에 배치되며, 잉크에 함유된 소수성 물질에 대한 흡착능이 잉크에 함유된 착색제에 대한 흡착능보다 더 큰 흡착 부재로 이루어진 잉크 공급 시스템.
  30. 제29항에 있어서, 상기 잉크젯 헤드 및 상기 잉크 보유 용기가 튜브형 잉크 공급 경로에 의해 연결되며, 상기 흡착 부재가 공급 경로 중 상기 튜브형 잉크 유도 부분에 또는 튜브의 내부 표면 상에 또는 튜브의 구조재 내에 배치되는 잉크 공급 시스템.
  31. 제29항에 있어서, 상기 잉크젯 헤드의 잉크 액적 방출량이 15 pl 이하인 잉크 공급 시스템.
  32. 제30항에 있어서, 상기 잉크젯 헤드의 잉크 액적 방출량이 10 pl 이하인 잉크 공급 시스템.
  33. 제31항에 있어서, 상기 잉크젯 헤드의 잉크 액적 방출량이 8.5 pl 이하인 잉크 공급 시스템.
  34. 제29항에 있어서, 상기 잉크젯 헤드가 열에너지를 사용하여 버블을 형성함으로써 잉크를 방출시키는 방식인 잉크 공급 시스템.
  35. 제34항에 있어서, 상기 잉크젯 헤드를 10 ㎑ 이상의 고주파에 의하여 구동시키는 잉크 공급 시스템.
  36. 제35항에 있어서, 상기 잉크젯 헤드를 20 ㎑ 이상의 고주파에 의하여 구동시키는 잉크 공급 시스템.
  37. 잉크 방출 상태를 유지하고 회복시키기 위하여 특정 시기에 상기 잉크 공급 시스템으로부터 잉크를 빼내고, 적어도 상기 잉크 공급 시스템의 잉크 보유 용기를 교체할 때 잉크를 최소량까지 비워서 초기 회복을 수행하는 회복 메커니즘을 포함하는 제29항에 따른 잉크 공급 시스템이 장착되어 있는 잉크젯 기록 장치.
  38. 소수성 물질 및 착색제를 함유하는 잉크를 보유하기 위한 잉크 보유 부분;
    상기 잉크 보유 부분으로부터 잉크를 잉크젯 헤드로 공급하기 위한 잉크 공급 부분을 포함하는 잉크 공급 개구; 및
    상기 잉크 보유 부분과 외부 공기를 소통시키기 위한 통기구, 및 잉크 보유 용기 내의 잉크와 접촉되는 부분에 배치된, 소수성 물질에 대한 흡착능이 착색제에 대한 흡착능보다 더 높은 흡착 부재로 이루어진 잉크 보유 용기.
  39. 제38항에 있어서, 상기 잉크 보유 용기가 잉크를 직접 보유하는 잉크 보유 용기.
  40. 제39항에 있어서, 그 안에 잉크를 직접 보유하는 상기 잉크 보유 용기가 잉크 접촉 표면이 수지로 이루어진 파우치 또는 단단한 용기인 잉크 보유 용기.
  41. 제38항에 있어서, 상기 잉크 보유 용기가 그 안에 함유하는 잉크 흡수제 중에 잉크를 보유하는 잉크 보유 용기.
  42. 제41항에 있어서, 상기 잉크 보유 용기가 그 안의 거의 전체에 잉크 흡수제를 갖는 잉크 보유 용기.
  43. 제41항에 있어서, 상기 잉크 보유 용기가 그 안에 잉크 흡수제를 함유하는 제1 챔버, 및 잉크를 직접 보유하는 제2 챔버로 이루어지며, 상기 제1 및 제2 챔버가 연통 부분을 통하여 연통되고, 상기 제1 챔버가 잉크 공급 개구 및 통기구로 이루어진 잉크 보유 용기.
  44. 제41항에 있어서, 상기 잉크 흡수제가 압축 보유성 다공성 부재, 열압축에 의해 형성된 다공성 부재, 섬유 응집물, 및 열압축에 의해 형성된 섬유 응집물로부터 선택되는 잉크 보유 용기.
  45. 제38항에 있어서, 상기 흡착 부재가 그의 표면에 유도된 소수성기를 갖는 실리카 겔 또는 그의 측쇄에 유도된 소수성기를 갖는 중합체인 잉크 보유 용기.
  46. 제45항에 있어서, 상기 흡착제를 흡착 처리하는 잉크 보유 용기.
  47. 제46항에 있어서, 상기 흡착 처리를 계면활성제를 사용하여 수행하는 잉크 보유 용기.
  48. 제47항에 있어서, 상기 계면활성제가 HLB 8 이상인 잉크 보유 용기.
  49. 제47항에 있어서, 상기 계면활성제의 표면 장력이 0.5 % 수용액으로 제조될 때 40 dyne/㎝ 이하인 잉크 보유 용기.
  50. 제45항에 있어서, 상기 소수성기가 장쇄 알킬기, 알릴기, 트리알킬실릴기, 및 시아노알킬기로부터 선택되는 1종 이상인 잉크 보유 용기.
  51. 제45항에 있어서, 상기 소수성기가 탄소수 8 내지 18개의 장쇄 알킬기 또는 페닐기인 잉크 보유 용기.
  52. 제45항에 있어서, 상기 소수성기가 옥타데실기 또는 페닐기인 잉크 보유 용기.
  53. 제45항에 있어서, 상기 중합체가 가교 결합된 폴리 (메타) 아크릴산 에스테르 수지 또는 가교 결합된 폴리스티렌 수지인 잉크 보유 용기.
  54. 제53항에 있어서, 상기 가교 결합된 수지가 다공성 과립인 잉크 보유 용기.
  55. 제40항에 있어서, 상기 흡착 부재가 파우치 또는 용기의 내부 벽면에 대해 배치되는 잉크 보유 용기.
  56. 제40항에 있어서, 상기 흡착 부재가 상기 파우치 또는 용기의 잉크 공급 개구를 덮도록 배치되는 잉크 보유 용기.
  57. 제40항에 있어서, 상기 흡착 부재가 상기 파우치 또는 용기에 보유된 잉크에 분산될 수 있는 잉크 보유 용기.
  58. 제41항에 있어서, 상기 흡착 부재가 잉크 흡수제에 분산될 수 있는 잉크 보유 용기.
  59. 제41항에 있어서, 상기 흡착 부재가 잉크 흡수제 및 잉크 보유 용기의 본체 사이에 배치되는 잉크 보유 용기.
  60. 제41항에 있어서, 상기 흡착 부재가 잉크 흡수제 및 잉크 공급 개구 사이에 배치되는 잉크 보유 용기.
  61. 제38항에 있어서, 상기 잉크 보유 용기가 그 안에 잉크를 보유하고, 잉크 공급 개구의 근처에 존재하는 잉크 중 계면활성제가 그의 다른 부분에 존재하는 잉크 중 계면활성제보다 더 고밀도인 잉크 보유 용기.
  62. 잉크젯 헤드;
    소수성 물질 및 착색제를 포함하는 잉크를 보유하기 위한 잉크 보유 부분, 상기 잉크 보유 부분으로부터 잉크젯 헤드로 잉크를 공급하는 잉크 공급 부분을 포함하는 잉크 공급 개구, 및 잉크 보유 부분과 외부 공기를 소통시키기 위한 통기구를 포함하는 잉크 보유 용기;
    상기 잉크젯 헤드와 상기 잉크 보유 용기를 연통하는 잉크 공급 통로; 및
    상기 잉크젯 헤드, 상기 잉크 보유 용기, 또는 상기 잉크 공급 통로 중의 잉크와 접촉되는 위치에 배치되며, 소수성 물질에 대한 흡착능이 착색제에 대한 흡착능보다 더 큰 흡착 부재로 이루어진 잉크 공급 시스템.
  63. 제62항에 있어서, 상기 잉크젯 헤드 및 상기 잉크 보유 용기가 튜브형 잉크 공급 통로에 의해 연결되며, 상기 흡착 부재가 상기 튜브형 잉크 공급 통로의 잉크 유도 부분에, 튜브형 잉크 공급 통로의 내부 표면 상에, 또는 튜브형 잉크 공급 통로의 구조재 내에 배치되는 잉크 공급 시스템.
  64. 제62항에 있어서, 상기 잉크젯 헤드가 15 pl 이하의 액적으로 잉크를 방출하는 잉크 공급 시스템.
  65. 제63항에 있어서, 상기 잉크젯 헤드가 10 pl 이하의 액적으로 잉크를 방출하는 잉크 공급 시스템.
  66. 제64항에 있어서, 상기 잉크젯 헤드가 8.5 pl 이하의 액적으로 잉크를 방출하는 잉크 공급 시스템.
  67. 제62항에 있어서, 상기 잉크젯 헤드가 열에너지를 사용하여 버블을 형성함으로써 잉크를 방출시키는 잉크 공급 시스템.
  68. 제67항에 있어서, 상기 잉크젯 헤드를 10 ㎑ 이상의 고주파로 구동시키는 잉크 공급 시스템.
  69. 제68항에 있어서, 상기 잉크젯 헤드를 20 ㎑ 이상의 고주파로 구동시키는 잉크 공급 시스템.
  70. 상기 잉크젯 헤드로부터 잉크 방출 상태를 유지하고 회복시키기 위하여 특정 시기에 상기 잉크 공급 시스템으로부터 잉크를 빼내고, 적어도 상기 잉크 공급 시스템의 잉크 보유 용기를 교체할 때 잉크를 최소량까지 비워서 초기 회복을 수행하는 회복 메커니즘을 추가로 포함하는, 제62항에 따른 잉크 공급 시스템이 장착되어 있는 잉크젯 기록 장치.
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