JPH08174864A - 天然高分子複合材料を用いたインクジェット記録装置 - Google Patents

天然高分子複合材料を用いたインクジェット記録装置

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JPH08174864A
JPH08174864A JP6319992A JP31999294A JPH08174864A JP H08174864 A JPH08174864 A JP H08174864A JP 6319992 A JP6319992 A JP 6319992A JP 31999294 A JP31999294 A JP 31999294A JP H08174864 A JPH08174864 A JP H08174864A
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JP
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ink
composite material
ink tank
cartridge
tank
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JP6319992A
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English (en)
Inventor
Shoji Shiba
昭二 芝
Akihiko Shimomura
明彦 下村
Makoto Shiotani
真 塩谷
So Kishida
創 岸田
Yoichi Tanetani
陽一 種谷
Mariko Suzuki
真理子 鈴木
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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 耐インク性に優れた複合材料及びこれを用い
たインクジェット記録装置部材の提供。 【構成】 セルロース誘導体および有機ケイ素化合物よ
りなる複合材料を使用する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、インクジェット記録方
式に用いる記録液滴を発生するための液体噴射記録ヘッ
ドに関し、特に使用後の廃棄環境下において、従来の合
成プラスチックでは極めて得られ難いより速い分解速度
を有し、軽量かつ機械的強度および耐インク性に優れた
複合材料を構造材料の一部として用いて製造されたイン
クジェットヘッドカートリッジ、インクタンクまたはイ
ンクタンクカートリッジおよびこれらを具備するインク
ジェット記録装置に関する。
【0002】
【従来の技術】米国特許第4723129号明細書や米
国特許第4740796号明細書等に記載されているイ
ンクジェット記録方式は、高速高密度で高精彩高画質の
記録が可能であり、かつカラー化、小型化に適してお
り、近年特に注目を集めている。本発明は、特にインク
ジェット記録方式の中でも熱エネルギーを利用して飛翔
的液滴を形成し、記録を行うインクジェット方式の記録
ヘッド、記録装置において優れた効果をもたらすもので
ある。
【0003】その代表的な構成や原理については、例え
ば、米国特許第4723129号明細書、同第4740
796号明細書に開示されている基本的な原理を用いて
行うものが好ましい。この方式はいわゆるオンデマンド
型、コンティニュアス型のいずれにも適用可能である
が、特に、オンデマンド型の場合には、液体(インク)
が保持されているシートや液路に対応して配置されてい
る電気熱変換体に、記録情報に対応していて核沸騰を越
える急速な温度上昇を与える少なくとも一つの駆動信号
を印加することによって、電気熱変換体に熱エネルギー
を発生せしめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさ
せて、結果的にこの駆動信号に一対一で対応した液体
(インク)内の気泡を形成できるので有効である。この
気泡の成長、収縮により吐出用開口を介して液体(イン
ク)を吐出させて、少なくとも一つの滴を形成する。こ
の駆動信号をパルス形状とすると、即時適切に気泡の成
長収縮が行われるので、特に応答性に優れた液体(イン
ク)の吐出が達成でき、より好ましい。
【0004】このパルス形状の駆動信号としては、米国
特許第4463359号明細書、同第4345262号
明細書に記載されているようなものが適している。な
お、上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の米国特許
第4313124号明細書に記載されている条件を採用
すると、さらに優れた記録を行うことができる。
【0005】記録ヘッドの構成としては、上述の各明細
書に開示されているような吐出口、液路、電気熱変換体
の組み合わせ構成(直線状液流路または直角液流路)の
他に、熱作用部が屈曲する領域に配置されている構成を
開示する米国特許第4558333号明細書、米国特許
第4459600号明細書を用いた構成も本発明に含ま
れるものである。
【0006】加えて、複数の電気熱変換体に対して、共
通するスリットを電気熱変換体の吐出部とする構成を開
示する特開昭59−123670号公報や熱エネルギー
の圧力波を吸収する開孔を吐出部に対応させる構成を開
示する特開昭59−138461号公報に基づいた構成
としても本発明は有効である。
【0007】さらに、記録装置が記録できる最大記録媒
体の幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録
ヘッドとしては、上述した明細書に開示されているよう
な複数記録ヘッドの組み合わせによってその長さを満た
す構成や、一体的に形成された1個の記録ヘッドとして
の構成のいずれでもよいが、本発明は、上述した効果を
一層有効に発揮することができる。
【0008】加えて、装置本体に装着されることで、装
置本体との電気的な接続や装置本体からのインクの供給
が可能になる交換自在のチップタイプの記録ヘッド、あ
るいは記録ヘッド自体に一体的にインクタンクが設けら
れたカートリッジタイプの記録ヘッドを用いた場合にも
本発明は有効である。
【0009】また、本発明の記録装置の構成として設け
られる、記録ヘッドに対しての回復手段、予備的な補助
手段等を付加することは本発明の効果を一層安定できる
ので好ましいものである。これらを具体的に挙げれば、
記録ヘッドに対してのキャッピング手段、クリーニング
手段、加圧あるいは吸引手段、電気熱変換体あるいはこ
れとは別の加熱素子あるいはこれらの組み合わせによる
予備加熱手段、記録とは別の吐出を行う予備吐出モード
を行うことも安定した記録を行うために有効である。
【0010】さらに、記録装置の記録モードとしては黒
色等の主流色のみを記録モードだけではなく、記録ヘッ
ドを一体的に構成するか複数個を組み合わせによってで
もよいが、異なる色の複色カラー、または混色によるフ
ルカラーの少なくとも一つを備えた装置にも本発明は極
めて有効である。
【0011】以上説明した本発明実施例においては、イ
ンクを液体として説明しているが、室温やそれ以下で固
化するインクであって、室温で軟化するもの、もしくは
液体であるもの、あるいは上述のインクジェット方式で
はインク自体を30℃以上70℃以下の範囲内で温度調
整を行ってインクの粘性を安定吐出範囲にあるように温
度制御するものが一般的であるから、使用記録信号付与
時にインクが液状をなすものであればよい。
【0012】加えて、積極的に熱エネルギーによる昇温
をインクの固形状態から液体状態への状態変化のエネル
ギーとして使用せしめることで防止するか、またはイン
クの蒸発防止を目的として放置状態で固化するインクを
用いるかして、いずれにしても熱エネルギーの記録信号
に応じた付与によってインクが液化し、液状インクとし
て吐出するものや、記録媒体に到達する時点では既に固
化し始めるもの等のような、熱エネルギーによって初め
て液化する性質のインクの使用も本発明には適用可能で
ある。このような場合インクは、特開昭54−5684
7号公報あるいは特開昭60−71260号公報に記載
されるような、多孔質シート凹部または貫通孔に液状ま
たは固形物として保持された状態で、電気熱変換体に対
して対向するような形態としてもよい。本発明において
は、上述した各インクに対して最も有効なものは、上述
した膜沸騰方式を実行するものである。
【0013】さらに加えて、本発明に係る記録装置の形
態としては、ワードプロセッサやコンピュータ等の情報
処理機器の画像出力端末として一体または別体に設けら
れるものの他、リーダ等と組み合わせた複写装置、さら
には送受信機能を有するファクシミリ装置の形態を採る
ものであっても良い。
【0014】この方式を用いる装置の記録ヘッドのイン
ク供給形態としては、記録ヘッドとインクタンクとを一
体的に装置に対して交換可能なカートリッジ形態として
構成し、インクタンク側に負圧を発生させ、メニスカス
の保持力とインクタンクの負圧力とのバランスでインク
を供給するものが主流となりつつある。この供給形態に
おける利点としては、 (1)供給チューブ等の部品が不要となるため、インク
ジェット記録装置が小型化できる。 (2)回復操作を行っても直らないノズルの目詰まり、
インクの減少等で満足な印字が得られなくなった場合に
おいても、カートリッジ部分を交換することによって良
好な印字が得られる。 等が挙げられる。
【0015】これらのカートリッジの構成材料として
は、合成プラスチックが多く使用されている。例えば、
インクタンクカートリッジでは、インクタンクハウジン
グ、インク収納袋、インク導出管などが合成プラスチッ
クによって構成されている。
【0016】
【発明が解決しようとする問題点】このように、近年各
種の合成プラスチック材料が開発、提供されるようにな
り、種々の産業分野における使用量も年々増加する傾向
にある。その使用量の増加に伴って、合成プラスチック
廃棄物の量も増大し、その処理が世界的に大きな社会問
題となっている。このため、廃棄環境下において微生物
あるいは光等の作用により分解あるいは崩壊する分解性
プラスチック材料の検討が各方面で行われている。
【0017】このような状況下にあって、インクジェッ
ト記録装置やその付属品においても、その普及に伴っ
て、消耗部材に用いた合成プラスチック、あるいは装置
に対して交換可能に構成される部品、交換可能なインク
タンクやヘッド等のカートリッジ、あるいはこれらのパ
ッケージに用いた合成プラスチック材料等についての廃
棄処理の問題が、環境問題等との関連から考慮すべき問
題となると考えられる。ここで、分解性プラスチック材
料としては、生分解性プラスチックとして検討されてい
るものを挙げると (1)天然高分子系 ・セルロース、リグニン等を化学的に処理しプラスチッ
ク化したもの ・セルロースにキトサンを添加したもの ・澱粉に添加剤を加えたもの (2)酵素生産系 ・糖醗酵によって生産されるもの ・微生物由来セルロースからなるもの (3)化学合成系 ・ポリカプロラクトン系 ・脂肪族ポリエステル系 等があるが、これらはいずれもそのまゝではインク耐性
の面でインクジェットヘッドカートリッジ、インクタン
クあるいは、インクタンクカートリッジとしての要求特
性を完全に満足するものは未だ知られていない。
【0018】また、光崩壊型のプラスチック材料として
は、ノーリッシュタイプの反応により分子切断が生じる
PMMA型の高分子材料が考えられるが、これは常時光
にさらされる可能性のある構造材に適用することは実用
性の面から好ましくない。
【0019】そこで、本発明の目的は、インクジェット
ヘッドカートリッジ、インクタンクまたはインクタンク
カートリッジとしての実用上の要求特性を満足し、なお
かつ廃棄環境下で自然環境に対する悪影響の少ない改善
された天然高分子複合材料を用いて製造されたインクジ
ェットヘッドカートリッジ、インクタンクまたはインク
タンクカートリッジあるいはそれらを具備するインクジ
ェット記録装置を提供することにある。
【0020】
【問題を解決するための手段】本発明者等は、プラスチ
ック材の廃棄問題や環境問題の改善に寄与でき、前述の
目的を達成すべく鋭意検討した結果、インクジェットヘ
ッドカートリッジ、インクタンクまたはインクタンクカ
ートリッジまたは交換可能にされた装置構成部材の一
部、特にインクに接する可能性のある構成部材の一部
に、必須成分としてセルロース誘導体および有機ケイ素
化合物を含有してなる複合材料を使用することで前述の
目的を達成できるという知見を得て本発明を達成するに
到った。 [実施例] [調製例1]攪拌装置を備えた3つ口フラスコ中にヒド
ロキシプロピルセルロース(Mw=32000)8gを
イオン交換水40gに溶解した溶液を入れ、攪拌しなが
らメチルトリエトキシシラン4gをエチルアルコール1
6gで希釈した溶液を徐々に滴下した。滴下終了後、1
Nの塩酸3mlを加え、40℃で30分間攪拌しながら
保持した。次いで反応溶液をテフロン製バット中に流延
し、50℃で24時間、引き続き150℃で5時間の熱
処理を施し1mm厚の板状試料を得た。 [調製例2]攪拌装置を備えた3つ口フラスコ中にヒド
ロキシエチルセルロース(Mw=48000)8gをイ
オン交換水40gに溶解した溶液を入れ、攪拌しながら
テトラエトキシシラン5gをエチルアルコール15gで
希釈した溶液を徐々に滴下した。滴下終了後40℃で3
0分間攪拌しながら保持した。次いで反応溶液をテフロ
ン製バット中に流延し、50℃で24時間、引き続き1
50℃で5時間の熱処理を施し1mm厚の板状試料を得
た。 [調製例3]攪拌装置を備えた3つ口フラスコ中にヒド
ロキシプロピルセルロース(Mw=32000)8gを
イオン交換水40gに溶解した溶液を入れ、攪拌しなが
ら1,3−ビス(ジヒドロキシ)−1,1,3,3−テ
トラメチルジシロキサン4gをエチルアルコール6gで
希釈した溶液を徐々に滴下した。滴下終了後、1Nの塩
酸3mlを加え、40℃で30分間攪拌しながら保持し
た。次いで反応溶液をテフロン製バット中に流延し、5
0℃で24時間、引き続き150℃で5時間の熱処理を
施し1mm厚の板状試料を得た。
【0021】
【実施例】図1は、本発明による複合材料を構造材料と
して用いて構成されたインクジェットヘッドカートリッ
ジの模式図である。1はインクタンク、2はインクジェ
ットヘッドを示し、インクタンクは調製例1〜3による
複合材料を使用して構成した。また、本例においてはイ
ンクタンクとインクジェットヘッドが一体型として示さ
れるが、これはインクジェットヘッド部分とインクタン
ク部分が脱着型であっても問題はない。なお、このよう
なインクタンク内にインクを貯溜する方法としては、該
インクタンク内にチューブを介して袋状容器(インク
袋)を設置し、該インク袋中にインクを貯溜する方法、
あるいは該インクタンク内にスポンジ等のインク吸収性
の良い材料を設置し、インクを吸収させておく方法が挙
げられるが、いずれの方法においても、本発明による複
合材料が適用可能である。
【0022】本発明による複合材料は、微生物により分
解が促進されることに加え、シリコン化合物どうしの結
合およびシリコン化合物とセルロース誘導体の反応性置
換基との結合を形成することにより十分なインク耐性お
よび機械的強度を有することから、インクジェットヘッ
ドカートリッジ、インクタンクカートリッジとして使用
した場合の要求特性を満足するものであった。さらに、
自然界に多量に存在する天然高分子を主成分とするため
安価であることから、上記用途に適したものである。
【0023】
【発明の効果】本発明による天然高分子複合材料を用い
ることにより、インクジェットヘッドカートリッジ、イ
ンクタンクまたはインクタンクカートリッジの構成材料
に適用することにより、廃棄環境下で自然環境に対する
悪影響の少ない改善されたインクジェットヘッドカート
リッジ、インクタンクまたはインクタンクカートリッジ
あるいはそれらを具備するインクジェット記録装置を提
供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による複合材料を構造材料の一部として
用いて構成されたインクジェットヘッドカートリッジの
概略図を示したものである。
【符号の説明】
1 インクタンク部分 2 インクジェットヘッド部分 3 オリフィス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岸田 創 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 種谷 陽一 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 鈴木 真理子 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 必須成分としてセルロース誘導体および
    ケイ素化合物を含有して成る複合材料を、構造材料の一
    部として用いて構成されたインクジェットヘッドカート
    リッジ、インクタンクまたはインクタンクカートリッジ
    およびこれらを具備するインクジェット記録装置。
  2. 【請求項2】 複合材料中のケイ素化合物が、ケイ素原
    子に結合した加水分解性置換基を有することを特徴とす
    る請求項1に記載のインクジェットヘッドカートリッ
    ジ、インクタンクまたはインクタンクカートリッジおよ
    びこれらを具備するインクジェット記録装置。
  3. 【請求項3】 複合材料中のケイ素化合物が、ケイ素原
    子に結合した脱水縮合可能な置換基を有することを特徴
    とする請求項1に記載のインクジェットヘッドカートリ
    ッジ、インクタンクまたはインクタンクカートリッジお
    よびこれらを具備するインクジェット記録装置。
  4. 【請求項4】 複合材料中のケイ素化合物が、シロキサ
    ン結合を有することを特徴とする請求項1に記載のイン
    クジェットヘッドカートリッジ、インクタンクまたはイ
    ンクタンクカートリッジおよびこれらを具備するインク
    ジェット記録装置。
JP6319992A 1994-12-22 1994-12-22 天然高分子複合材料を用いたインクジェット記録装置 Pending JPH08174864A (ja)

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