KR20070023444A - 잉크 카트리지 - Google Patents

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KR20070023444A
KR20070023444A KR1020050078025A KR20050078025A KR20070023444A KR 20070023444 A KR20070023444 A KR 20070023444A KR 1020050078025 A KR1020050078025 A KR 1020050078025A KR 20050078025 A KR20050078025 A KR 20050078025A KR 20070023444 A KR20070023444 A KR 20070023444A
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ink
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silane coupling
flow path
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김정욱
김태균
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삼성전자주식회사
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Abstract

기포에 의한 잉크 유로의 막힘 현상을 방지하기 위하여, 본 발명은 복수의 잉크탱크, 복수의 부압조절부, 잉크 채널 유닛 및 복수의 노즐이 포함된 프린트 헤드를 구비하는 잉크 카트리지에 있어서, 상기 잉크 탱크에서부터 상기 프린트 헤드의 노즐까지 잉크가 이동하는 경로인 소정의 잉크 유로의 벽면은 실란 커플링 에이즌트(silane coupling agent)로 표면 처리된 것을 특징으로 하는 잉크 카트리지가 제공된다.

Description

잉크 카트리지{Ink catridge}
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에에 따른 어레이 헤드 방식의 잉크 카트리지를 도시한 분리 사시도이다.
도 2는 도 1의 II-II 선을 따라 취한 부분 절개 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 부압조절부의 상세 단면도이다.
도 4는 표면개질제인 실란 커플링 에이즌트(silane coupling agent)가 소정의 기판(substrate)에 유기물층을 형성하는 메커니즘을 설명한 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 잉크 카트리지 110: 프레임
121,122,123,124: 잉크 탱크 131,132,133,134: 부압조절부
131a: 잉크 유입 니들 131a′: 잉크 유입구
131b: 잉크 유출구 131c: 밸브
131d: 필터 140: 잉크 채널 유닛
141: 가압 플레이트 142: 제1 채널 플레이트
143: 제2 채널 플레이트 144: 제3 채널 플레이트
150: 프린트 헤드
본 발명은 잉크젯 프린터의 잉크 카트리지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기포에 의한 잉크 유로의 막힘 현상이 방지된 잉크 카트리지에 관한 것이다.
일반적으로 잉크젯 프린터는, 인쇄용 잉크의 미소한 액적(droplet)을 용지나 직물 등 인쇄 매체 상의 원하는 위치에 토출시켜서 그 인쇄 매체의 표면에 소정 색상의 화상을 인쇄하는 장치이다.
종래의 일반적인 잉크젯 프린터는 인쇄 매체, 예컨대 용지의 이송 방향과 직교하는 방향, 즉 용지의 폭 방향으로 왕복 이동하며, 그 용지 상에 화상을 인쇄하는 잉크 카트리지를 가지고 있었다. 그런데, 이와 같이 왕복 이동하며 화상을 인쇄하는 잉크 카트리지를 가진 종래의 잉크젯 프린터는 인쇄 속도가 느린 단점을 가지고 있었다.
최근에는, 용지의 폭 방향 전체에 걸쳐 배열된 다수의 프린트 헤드를 가진 잉크 카트리지를 채용함으로써, 잉크 카트리지의 왕복 이동 없이 빠른 속도로 화상을 인쇄할 수 있는 잉크젯 프린터가 개발되고 있다. 이러한 잉크젯 프린터를 어레이 헤드 방식의 잉크젯 프린터라고도 한다.
종래의 어레이 헤드 방식의 잉크 카트리지는, 인쇄용 잉크를 저장하고 있는 복수의 잉크 탱크와, 상기 복수의 잉크 탱크 각각에 연결된 복수의 부압조절부와, 인쇄 매체의 폭 방향으로 일정한 패턴으로 배열된 다수의 프린트 헤드와, 상기 복수의 잉크 탱크로부터 상기 다수의 프린트 헤드로 잉크를 공급하기 위한 잉크 채널 유닛을 일반적으로 구비하고 있다.
상기 복수의 잉크 탱크는 프레임에 장착되어 있으며, 여러 가지 색상의 잉크, 예컨대 옐로우(Y), 마젠타(M), 시안(C) 및 블랙(K) 잉크를 각각 저장하고 있다.
상기 복수의 부압조절부는 상기 프레임의 하부에 장착되어 상기 복수의 잉크 탱크 각각과 연통된다. 이러한 복수의 부압조절부는 부압(negative pressure)을 생성하여 잉크의 누출을 방지하는 역할을 하게 된다.
상기 잉크 채널 유닛은 상기 부압조절부와 연결되며, 상기 잉크 탱크로부터 부압조절부를 통해 유입되는 잉크를 다수의 프린트 헤드 각각으로 공급하는 역할을 수행하게 된다.
상기 잉크 채널 유닛의 저면에는 다수의 프린트 헤드가 일정한 패턴으로 배열되어 부착된다. 상기 다수의 프린트 헤드 각각에는 잉크를 토출하기 위한 다수의 노즐이 형성되어 있으며, 이 노즐들을 통해 상기 잉크 채널 유닛으로부터 공급된 잉크가 인쇄 매체 상으로 토출됨으로써, 인쇄 매체 상에 화상이 인쇄되는 것이다.
상기와 같은 구성 및 다른 구성을 갖는 잉크 카트리지에서, 잉크 탱크로부터 프린트 헤드에 형성되어 있는 노즐까지 잉크가 이동하는 경로, 즉 잉크 유로에는 여러 가지 원인들로 인해 기포가 유입되거나 생성될 수 있다. 이러한 기포들이 잉크 유로의 벽면에 부착되어 잉크 유로를 막게 되면 정상적인 잉크 토출을 방해하게 된다. 따라서, 기포들이 잉크 유로의 벽면에 부착되는 것을 방지할 필요가 있다.
이러한 필요성에 의해 제안된 것으로, 미국공개특허 2004/0056918의 "Ink jet recording apparatus"가 있다. 상기 공개특허에서는 기포의 축적을 방지하기 위해 소정 잉크 유로의 벽면, 여기서는, 필터의 내표면을 플라즈마 처리하여 개질함으로써 필터 내표면의 친수성을 향상시켰다. 즉, 필터의 내표면을 개질하여 상기 내표면에 기포보다 잉크가 더 잘 부착되게 하여 필터가 기포에 의해 막히는 것을 방지하였다.
그러나, 플라즈마 처리에 의하거나 기타 자외선 또는 코로나 방전 등에 의한 표면 개질 방법은 시간이 지남에 따라 개질된 표면에 변화가 수반되기 때문에, 그 표면 개질 효과가 잉크 유로를 형성하는 소재의 수명만큼 지속된다고 보기 어렵다.
특히, 상기한 표면 개질 방법들은 별도의 대형 장비 및 부대 시설이 필요하고, 그 유지 및 관리 비용이 높으며, 인-시투(in-situ) 공정이 불가능하기 때문에 연속 공정에 의한 생상성 향상이 어려운 문제점이 있다.
또한, 플라즈마 처리 공정 등은 공정상의 복잡함과 기술상의 어려움으로 인하여 숙련된 기술자가 작업 및 관리를 해야하는 단점이 있으며, 잉크 유로를 형성하는 소재의 내표면을 손상시키는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 소정 잉크 유로의 벽면을 실란 커플링 에이즌트(silane coupling agent)로 개질 처리하여 잉크 유로 벽면에의 잉크의 젖음성을 향상시킴으로써, 기포의 축적에 의한 잉크 유로의 막힘 현상을 방지할 수 있는 잉크 카트리지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 상기와 같은 방법으로 소정 잉크 유로의 벽면을 개질 처리를 함으로써, 상기 벽면의 개질효과가 종래 기술에 비해 대폭 연장되어 지속될 수 있는 잉크 카트리지를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기와 같이 소정 잉크 유로의 벽면 개질효과를 가지면서도 공정이 단순화되고 제조비용이 절감된 잉크 카트리지를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기와 같이 소정 잉크 유로의 벽면을 개질하여 상기 벽면의 친수성을 향상시킬 때, 상기 벽면에 어떠한 손상도 초래되지 않는 잉크 카트리지를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 복수의 잉크탱크, 복수의 부압조절부, 잉크 채널 유닛 및 복수의 노즐이 포함된 프린트 헤드를 구비하는 잉크 카트리지에 있어서, 상기 잉크 탱크에서부터 상기 프린트 헤드의 노즐까지 잉크가 이동하는 경로인 소정의 잉크 유로의 벽면은 실란 커플링 에이즌트(silane coupling agent)로 표면 처리된 것을 특징으로 하는 잉크 카트리지가 제공된다.
본 발명의 한 실시예에 따르면, 상기 부압조절부는 상단부에 잉크 유입구가 형성되어 있는 잉크 유입 니들, 압력차이에 의해 개폐 동작되는 밸브, 상기 밸브의 잉크 유입부쪽에 배치되어 있는 필터를 구비하고, 상기 잉크 유입 니들 및 상기 필터의 내표면은 상기 실란 커플링 에이즌트(silane coupling agent)로 표면 처리된 다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 실란 커플링 에이즌트(silane coupling agent)는 두 가지 작용기를 동시에 가지며 화학식이 RnSi(X)4n로 표시되는 물질로서, 상기 n은 4보다 작은 양의 실수이고, 상기 X는 무기물 표면과 반응할 수 있는 작용기인 알콕시기(Alkoxy group), 아실록시기(Acyloxy group), 아민기(Amine group) 및 클로린기(Chlorine group)으로 이루어진 군 중에서 선택된 하나이며, 상기 R은 유기물과 화학적으로 반응할 수 있는 작용기인 비닐기(Vinyl group), 아미노기(Amino group), 메타크릴록시기(Methacryloxy group), 머캡토기(Mercapto group) 및 에폭시기(Epoxy group)로 이루어진 군 중에서 선택된 하나이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 n은 1이고, 상기 X는 알콕시기(Alkoxy group)이며, 상기 알콕시기(Alkoxy group)는 메톡시기(Methoxy group) 또는 에톡시기(Ethoxy group)이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 실란 커플링 에이즌트(silane coupling agent)에 의한 표면 처리는, 상기 유로의 벽면이, 상기 실란 커플링 에이즌트(silane coupling agent)에 침적되는 단계, 소정의 용매로 세척되는 단계 및 건조되는 단계를 순차적으로 포함하여 이루어진다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에에 따른 어레이 헤드 방식의 잉크 카트리지를 도시한 분리 사시도이고, 도 2는 도 1의 II-II 선을 따라 취한 부분 절개 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 잉크젯 프린터는 인쇄용 잉크의 미소한 액적(droplet)을 용지나 직물 등 인쇄 매체 상의 원하는 위치에 토출시켜서 인쇄 매체의 표면에 소정 색상의 화상을 인쇄하는 장치이다. 이와 같은 잉크젯 프린터는, 잉크를 저장하고 있으며, 이 저장된 잉크를 프린트 헤드(150)를 통해 토출하는 잉크 카트리지(100)를 구비한다. 본 실시예에서, 잉크 카트리지(100)는 어레이 헤드 방식의 잉크젯 프린터에 채용되는 것으로, 이를 위해 인쇄 매체, 예컨대 용지의 폭 방향 전체에 걸쳐 배열된 다수의 프린트 헤드(150)를 장착하고 있다.
상기 잉크 카트리지(100)는, 인쇄용 잉크를 저장하고 있는 복수의 잉크 탱크(121, 122, 123, 14)와, 상기 복수의 잉크 탱크(121, 122, 123, 124) 각각에 연결된 복수의 부압조절부(131, 132, 133, 134)와, 인쇄 매체의 폭 방향으로 일정한 패턴으로 배열된 다수의 프린트 헤드(150)와, 상기 복수의 잉크 탱크(121, 122, 123, 124)로부터 상기 다수의 프린트 헤드(150)로 잉크를 공급하기 위한 잉크 채널 유닛(140)을 구비한다.
상기 복수의 잉크 탱크(121, 122, 123, 124)는 프레임(110)에 장착되며, 여러 가지 색상의 잉크, 예컨대 옐로우(Y), 마젠타(M), 시안(C) 및 블랙(K) 잉크를 각각 저장하고 있다.
상기 복수의 부압조절부(131, 132, 133, 134)는 상기 프레임(110)의 하부에 장착되어 상기 복수의 잉크 탱크(121, 122, 123, 124) 각각과 연통된다. 이러한 복수의 부압조절부(131, 132, 133, 134)는 부압(negative pressure)을 생성하여 잉크의 누출을 방지하는 역할을 하게 된다.
상기 잉크 채널 유닛(140)은 상기 부압조절부(131, 132, 133, 134)와 연결되며, 상기 잉크 탱크(121, 122, 123, 124)로부터 부압조절부(131, 132, 133, 134)를 통해 유입되는 잉크를 다수의 프린트 헤드(150) 각각으로 공급하는 역할을 하게 된다. 이러한 잉크 채널 유닛(140)은 가압 플레이트(141)에 복수의 채널 플레이트(142, 143, 144)를 결합시킴으로써 제조된다. 예컨대, 상기 잉크 채널 유닛(140)은, 도면에 도시된 바와 같이, 가압 플레이트(141)에 세 개의 채널 플레이트, 즉 제1 채널 플레이트(142), 제2 채널 플레이트(143) 및 제3 채널 플레이트(144)가 순차 적층됨으로써 이루어질 수 있다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 가압 플레이트(141)는 구비되지 않을 수도 있고, 상기 잉크 채널 유닛(140)은 두 개 또는 네 개 이상의 채널 플레이트로 이루어질 수도 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 가압 플레이트(141)와 상기 복수의 채널 플레이트들(142, 143, 144)은 소정의 두께를 가진 접착 시트(adhesive sheet, 미도시)에 의해 서로 접착될 수 있다.
또한, 상기 가압 플레이트(141)와 상기 제1, 제2 및 제3 채널 플레이트(142, 143, 144) 각각에는 잉크가 통과하는 잉크 채널들이 형성되고, 이들 잉크 채널들은 잉크의 색상별로 서로 연통되도록 배치된다.
상기 다수의 프린트 헤드(150) 각각의 저면에는 잉크를 토출하기 위한 다수의 노즐(미도시)이 형성되어 있다. 상기 잉크 채널 유닛(140)으로부터 공급된 잉크가 상기 노즐들을 통해 인쇄 매체 상으로 토출됨으로써, 인쇄 매체 상에 화상이 인쇄되게 된다.
도 3은 도 1에 도시된 부압조절부의 상세 단면도이다
이하, 도 2 및 도 3을 참조하여 부압조절부(131)의 상세한 구성 및 작동 원리를 상세히 살펴보기로 한다.
부압조절부(131)는 본체 외에 잉크 유입 니들(ink inlet needle, 131a), 잉크 채널(ink channel, 131e), 밸브(valve, 131c), 필터(filter, 131d) 및 잉크 유출구(131b)를 구비한다.
잉크 유입 니들(131a)의 상단부에는 잉크가 유입될 수 있는 잉크 유입구(131a´)가 형성되어 있다.
잉크 유입 니들(131a)의 잉크 유입구(131a´)가 형성되어 있지 않은 일단부는 잉크 채널(131e)과 연통되어 있고, 이러한 잉크 채널(131e)은 밸브(131c)의 잉크 유입부(131c´)와 연통되어 있다. 밸브의 잉크 유출부(131c″)는 잉크 채널(131e)의 다른 부분을 통해 잉크 유출구(131b)와 연통되어 있다. 본 실시예에서, 밸브(131c)는 스프링의 탄성력을 이용한 것으로서 밸브의 잉크 유입부(131c′)와 잉크 유출부(131c″) 사이의 압력 차이에 의해 작동된다. 밸브의 잉크 유입부(131c′)와 잉크 채널(131e)의 일단부 사이에는 잉크 내에 존재하는 불순물을 제거하기 위한 필터(131d)가 배치되어 있다.
본 실시예에서, 잉크 유입 니들(131a)과 필터(131d)는 스테인리스 스틸로 형성되었다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 이들 구성요소들(131a, 131d)은 다른 다양한 재질로 형성될 수 있다.
상기와 같은 구성을 갖는 부압조절부(131)는 다음과 같이 작동된다.
먼저, 도 2의 잉크 탱크(121)를 빠져 나온 잉크는 도 3의 잉크 유입구(131a′)를 통하여 잉크 유입 니들(131a) 내로 유입된다. 다음에, 잉크 유입 니들(131a)을 빠져 나온 잉크는 잉크 채널(131e) 및 필터(131d)를 순차 경유하여 밸브의 잉크 유입부(131c′)와 접하게 된다. 밸브의 잉크 유출부(131c″)의 압력이 밸브의 잉크 유입부(131c′)의 압력, 즉 대기압보다 낮아져서 이 잉크 유출부(131c″)에 부압이 걸리게 되면, 밸브(131c)의 스프링은 잉크 유입부(131c′)와 접하는 잉크의 압력에 의해, 상방으로 수축된다. 즉, 잉크는 밸브(131c)의 스프링을 밀면서 위로 올라가게 된다. 다음에, 스프링이 충분히 밀려 올라가게 되면, 밸브의 잉크 유출부(131c″)에 형성되어 있는 구멍(미도시)이 잉크에 노출되게 되고, 이 구멍을 통해 잉크가 유출되게 된다. 밸브(131c)를 빠져 나온 잉크는 잉크 채널(131e)의 다른 부분을 경유하여 잉크 유출구(131b)를 빠져 나가게 된다.
상기와 같은 구성을 갖는 잉크 카트리지(100)에서, 잉크 내에는 기포가 존재하게 되는데, 이러한 기포는 외부로부터 유입되거나 잉크 카트리지(100) 내에서 새로이 발생한 것이다.
이러한 기포가 잉크 탱크(121)로부터 프린트 헤드(150)의 노즐(미도시)까지 잉크가 이동하는 경로, 즉 잉크 유로의 벽면에 일단 부착되게 되면 부착된 기포에 다른 기포가 계속해서 붙게 되고, 이로 인해, 결국에는 잉크의 유로가 기포에 의해 막히게 된다. 이와 같은 경우에는 잉크의 흐름이 기포에 의해 저해되거나 차단됨으로써, 프린트 헤드(150)의 노즐에 잉크가 공급될 수 없고 용지에 인쇄가 더 이상 이루어지지 않게 된다.
상기와 같은 기포에 의한 잉크 유로의 막힘 현상은 잉크 유로의 폭이 좁은 경우에 특히 문제된다. 즉, 본 실시예에서는 부압조절부(131)에 구비된 잉크 유입 니들(131a)과 필터(131d) 내에 형성되어 있는 잉크 유로의 폭이 매우 좁기 때문에 기포에 의한 잉크 유로의 막힘 현상이 발생할 가능성이 크다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 잉크 유로의 벽면에 해당하는 잉크 유입 니들(131a) 및 필터(131d)의 내표면을 소정의 화학물질을 이용하여 친수성 표면으로 개질처리한 잉크 카트리지(100)에 관한 것이다. 즉, 잉크 유로의 벽면이 친수성 표면으로 개질되게 되면 기포와 잉크가 상기 벽면에 경합하여 부착될 경우, 기포 보다는 대부분 수분으로 구성된 잉크의 표면 부착속도가 훨씬 빠르게 된다. 따라서, 기포는 잉크 유로의 벽면에 부착되기 어려우므로 잉크 속에 포함되어 잉크 유로를 따라 흘러가게 되고, 기포에 의한 잉크 유로의 막힘 현상은 발생하지 않게 된다.
도 4는 표면개질제인 실란 커플링 에이즌트(silane coupling agent)가 소정의 기판(substrate)에 유기물층을 형성하는 메커니즘을 설명한 도면이다.
여기서, 실란 커플링 에이즌트(silane coupling agent)는 두 가지 작용기를 동시에 가지며 아래의 화학식 1로 표시되는 물질이다.
RnSi(X)4n
상기 화학식 1에서, 상기 n은 1보다 크거나 같은 자연수이고, 상기 X는 무기 물 표면과 반응할 수 있는 작용기인 알콕시기(Alkoxy group), 아실록시기(Acyloxy group), 아민기(Amine group) 또는 클로린기(Chlorine group)로 이루어질 수 있다. 이들 작용기 중에서도 알콕시기(Alkoxy group)가 널리 적용되고 있으며, 그 대표적인 예로는 메톡시기(Methoxy group, -OCH3) 또는 에톡시기(Ethoxy group, -OCH2CH3)가 있다. 본 실시예에서는 상기 X로는 메톡시기(Methoxy group, -OCH3)가 적용되었다.
또한, 상기 화학식 1에서 R은 유기물과 화학적으로 반응할 수 있는 작용기인 비닐기(Vinyl group), 아미노기(Amino group), 메타크릴록시기(Methacryloxy group), 머캡토기(Mercapto group) 또는 에폭시기(Epoxy group)로 이루어질 수 있다. 본 실시예에서는 상기 n은 1이다.
도 4를 참조하면, 소정의 실란 커플링 에이즌트(silane coupling agent) 수용액에 잉크 유입 니들(131a) 또는 필터(131d) 등, 잉크 유로의 벽면, 즉 소정의 기판(substrate)을 형성하는 소재를 침적시키고 소정 시간 동안 방치하면, 가수분해반응, 응축반응 및 본드 형성 반응을 거쳐 친수성이 강한 유기물층이 상기 기판(substrate)에 형성되게 된다. 또한, 이러한 유기물층은 상기 기판(substrate)과 강하게 결합 되어, 오랜 기간이 경과해도 상기 기판(substrate)으로부터 분리되지 않는다. 따라서, 표면 개질 효과가 종래 기술에 비해 매우 오랜 기간 동안 지속될 수 있다.
이를 보다 구체적으로 살펴보면, 이러한 유기물층은 다음과 같은 공정들을 거 쳐 상기 잉크 유입 니들(131a) 및/또는 필터(131d)의 내표면에 형성되게 된다.
먼저, 탈이온화된 물(deionized water)과 에탄올(ethanol)이 부피기준으로 1대 1로 혼합된 수용액에 감마-메타크릴록시 프로필 트리메톡시 실란(γ-methacryloxy propyl trimethoxy silane)(Dow corning사, Z-603)을 첨가하여 1 wt%의 실란 커플링 에이즌트(silane coupling agent) 수용액을 마련한다.
다음에, 잉크 유입 니들(131a) 및/또는 필터(131d)를 상기 실란 커플링 에이즌트(silane coupling agent) 수용액에 침적시킨 후 5시간 동안 방치한다. 이 후, 상기 잉크 유입 니들(131a) 및/또는 필터(131d)를 실란 커플링 에이즌트(silane coupling agent) 수용액으로부터 꺼내어 충분한 양의 50wt%의 에탄올 수용액으로 세척한다. 마지막으로, 건조 오븐(미도시)에 세척을 마친 잉크 유입 니들(131a) 및/또는 필터(131d)를 넣고 150℃의 온도에서 2시간 동안 건조시킨다.
상기와 같은 공정들을 거쳐 잉크 유입 니들(131a) 및/또는 필터(131d)의 내표면에 유기물층이 형성되게 되면, 상기 유기물층의 물에 대한 접촉각을 측정함으로써 상기 내표면이 유기물층으로 덮인 상태에서 소정의 친수성 표면으로 개질되었는지 여부를 확인하게 된다.
앞서 살펴본 바와 같이, 본 실시예에서 잉크 유로의 벽면 등 소정의 기판(substrate)을 친수성 표면으로 개질 처리하는 공정은 매우 단순하므로, 종래의 기술에 비해 제조비용이 대폭 절감될 수 있다. 또한, 본 실시예에서는 실란 커플링 에이즌트가 단순히 가수분해, 응축 및 본드 결합 등의 과정을 거쳐 상기 표면에 친수성의 유기물층을 형성하므로, 플라즈마 처리 등의 종래의 기술에서와 같이, 해당 표면에 물리적, 화학적 충격을 가해 그 표면이 손상되는 문제가 발생하지 않는다.
본 실시예에서 전술한 실란 커플링 에이즌트(silane coupling agent)로 표면 처리함에 따라 잉크 유입 니들(131a) 및 필터(131d)의 내표면이 아래의 표 1에서와 같이 친수성 표면으로 개질되었음이 확인되었다.
잉크 유로 물에 대한 접촉각
표면 처리 전 표면 처리 후
잉크 유입 니들, 필터(스테인리스 스틸 제품) 45° 20°
상기와 같이 개질된 표면의 물에 대한 접촉각은 Kruss사의 DSA10, Drop Shape Analysis System을 사용하여 측정되었다.
본 발명에 의하면, 소정 잉크 유로의 벽면을 실란 커플링 에이즌트(silane coupling agent)로 개질 처리하여 잉크 유로 벽면에의 잉크의 젖음성을 향상시킴으로써, 기포의 축적에 의한 잉크 유로의 막힘 현상을 방지할 수 있는 잉크 카트리지가 제공될 수 있다.
또한 본 발명에 의하면, 상기와 같은 방법으로 소정 잉크 유로의 벽면을 개질 처리를 함으로써, 상기 벽면의 개질효과가 종래 기술에 비해 대폭 연장되어 지속될 수 있는 잉크 카트리지가 제공될 수 있다.
또한 본 발명에 의하면, 상기와 같이 소정 잉크 유로의 벽면 개질효과를 가지면서도 공정이 단순화되고 제조비용이 절감된 잉크 카트리지가 제공될 수 있다.
또한 본 발명에 의하면, 상기와 같이 소정 잉크 유로의 벽면을 개질하여 상기 벽면의 친수성을 향상시킬 때, 상기 벽면에 어떠한 손상도 초래되지 않는 잉크 카트리지를 제공하는 것이다.
이상 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명했지만, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

Claims (5)

  1. 잉크탱크, 부압조절부, 잉크 채널 유닛 및 노즐이 포함된 프린트 헤드를 구비하는 잉크 카트리지에 있어서,
    상기 잉크 탱크에서부터 상기 프린트 헤드의 노즐까지 잉크가 이동하는 경로인 소정의 잉크 유로의 벽면은 실란 커플링 에이즌트(silane coupling agent)로 표면 처리된 것을 특징으로 하는 잉크 카트리지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 부압조절부는 상단부에 잉크 유입구가 형성되어 있는 잉크 유입 니들, 압력차이에 의해 개폐 동작되는 밸브, 상기 밸브의 잉크 유입부쪽에 배치되어 있는 필터를 구비하고,
    상기 잉크 유입 니들 및 상기 필터의 내표면은 상기 실란 커플링 에이즌트(silane coupling agent)로 표면 처리된 것을 특징으로 하는 잉크 카트리지.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 실란 커플링 에이즌트(silane coupling agent)는 두 가지 작용기를 동시에 가지며 화학식이 RnSi(X)4n로 표시되는 물질로서,
    상기 n은 4보다 작은 양의 실수이고,
    상기 X는 무기물 표면과 반응할 수 있는 작용기인 알콕시기(Alkoxy group), 아실록시기(Acyloxy group), 아민기(Amine group) 및 클로린기(Chlorine group)으로 이루어진 군 중에서 선택된 하나이며,
    상기 R은 유기물과 화학적으로 반응할 수 있는 작용기인 비닐기(Vinyl group), 아미노기(Amino group), 메타크릴록시기(Methacryloxy group), 머캡토기(Mercapto group) 및 에폭시기(Epoxy group)로 이루어진 군 중에서 선택된 하나인 것을 특징으로 하는 잉크 카트리지.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 n은 1이고,
    상기 X는 알콕시기(Alkoxy group)이며,
    상기 알콕시기(Alkoxy group)는 메톡시기(Methoxy group) 또는 에톡시기(Ethoxy group)인 것을 특징으로 하는 잉크 카트리지.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 실란 커플링 에이즌트(silane coupling agent)에 의한 표면 처리는, 상기 유로의 벽면이, 상기 실란 커플링 에이즌트(silane coupling agent)에 침적되는 단계, 소정의 용매로 세척되는 단계 및 건조되는 단계를 순차적으로 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 잉크 카트리지.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018118428A (ja) * 2017-01-25 2018-08-02 セイコーエプソン株式会社 液体収容体
WO2021019693A1 (ja) * 2019-07-30 2021-02-04 コニカミノルタ株式会社 ノズルプレート、ノズルプレートの製造方法及びインクジェットヘッド

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018118428A (ja) * 2017-01-25 2018-08-02 セイコーエプソン株式会社 液体収容体
WO2021019693A1 (ja) * 2019-07-30 2021-02-04 コニカミノルタ株式会社 ノズルプレート、ノズルプレートの製造方法及びインクジェットヘッド
JPWO2021019693A1 (ko) * 2019-07-30 2021-02-04
CN114206620A (zh) * 2019-07-30 2022-03-18 柯尼卡美能达株式会社 喷嘴板、喷嘴板的制造方法及喷墨头
CN114206620B (zh) * 2019-07-30 2023-11-10 柯尼卡美能达株式会社 喷嘴板、喷嘴板的制造方法及喷墨头

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