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技術 インクジェット用ゴム組成物

出願人 キヤノン株式会社
発明者 福島隆史氏田敏彦長岡恭介松下卓史竹中宏行
出願日 2011年12月28日 (8年4ヶ月経過) 出願番号 2011-287163
公開日 2013年7月11日 (6年10ヶ月経過) 公開番号 2013-136649
状態 未査定
技術分野 高分子組成物 インクジェット(インク供給、その他)
主要キーワード 外気ガス 粒径大 粒径小 圧力ダンパー 電気配線部材 処方面 フィルム固定 接液部材
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2013年7月11日)のものです。
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図面 (9)

課題

印字不良等の不具合のないインクジェット記録装置を提供する。

解決手段

べースポリマーにハロゲン化されたイソプレンイソブチレンとの共重合体架橋剤としてトリアジンチオール誘導体受酸剤としてハイドロタルサイト、を少なくとも含み架橋させたインクジェットゴム材料弾性部材として用いる。

概要

背景

インクジェット記録ヘッドの代表的な例として、ヒーター等の電気熱変換素子を用いてインク吐出する方法がある。このようなインクジェット記録ヘッドは、インクが吐出される複数の吐出口と、各吐出口に連通するインクの流路と、流路にインクを供給するための供給口と、流路内のインクに吐出エネルギーを付与するエネルギー発生素子とを少なくとも備えた基板を有する。さらに基板を支持する支持部材、基板へとインクを供給する流路形成部材を有する。また、タンクをセットするホルダーと、ホルダーと支持部材との間に供えられたジョイントゴムなどを有している。

基板としては、通常はシリコン製の基板が用いられる。また、各吐出口に連通するインクの流路を形成する流路形成部材には感光性樹脂が用いられ、とりわけ光により重合可能カチオン重合性樹脂と、光重合用触媒が用いられている。また、この光重合用の触媒としては、光反応性等の観点から、フッ化アンチモンヨードニウム塩やフッ化アンチモンのスルフォニウム塩、フッ化リンのスルフォニウム塩に代表されるように、フッ素原子を含む光酸発生剤が用いられている。

インクジェット記録ヘッドは極微小な液滴を飛ばすため、インクを吐出するノズルの直径としては10μm以下のものある。そのためインク流路を構成している部材からμレベル異物溶出しても、その異物がインクの吐出を妨げて印字不良を引き起こしてしまう場合がある。したがって、インクジェット用の接液部材には、材料からの溶出物、特にインクに溶けずに異物となってしまうような溶出物を極力なくすことが求められる。

インクジェット用の接液部材には架橋ゴムも使用され、インク流路をつなぐジョイント部材インク供給を制御するための弁やバルブ、その他にゴム栓圧力ダンパーなどによく用いられる。

ゴム材料は、ベースポリマーと種々の配合剤から構成されており、配合剤としては架橋剤、架橋助剤軟化剤滑剤可塑剤内部離型剤ブロッキング防止剤補強剤など種々の配合剤が含まれている。そのためゴムからの溶出物が印字に不具合を起こす場合があった。

また、インクジェット用のゴム部材には高い空気バリア性水蒸気バリア性が求められる。インクジェットでは、インクタンクからの供給されたインクをヘッド内に設けられた吐出口からインクを吐出して印字を行うため、インク供給路内に空気等の外気ガス侵入して気泡が発生すると、空打ちによるインクの吐出不良や、負圧が変化してインク供給に不具合を生じる可能性があるため、ゴム部材には高い空気バリア性が求められる。また、インクが蒸発するとインクの粘度などの性能に影響するため、インクの蒸発を防ぐための水蒸気バリア性も必要である。

また、インクをシールする部材に用いる場合には耐クリープ特性も必要である。さらに圧力ダンパーや弁のように応答性が求められる部分では、低硬度化が求められる。

概要

印字不良等の不具合のないインクジェット記録装置を提供する。 べースポリマーにハロゲン化されたイソプレンイソブチレンとの共重合体、架橋剤としてトリアジンチオール誘導体受酸剤としてハイドロタルサイト、を少なくとも含み架橋させたインクジェット用ゴム材料を弾性部材として用いる。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
0件

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請求項1

請求項2

トリアジンチオール誘導体の配合量が、ゴム100重量部に対し、0.5重量部以上5.0重量部以下であることを特徴とする請求項1に記載のインクジェット用ゴム組成物。

請求項3

ハイドロタルサイトの配合量が、ゴム100重量部に対し、3重量部以上10重量部以下であることを特徴とする請求項1に記載のインクジェット用ゴム組成物。

請求項4

補強剤としてカーボンブラックが配合されていることを特徴とする請求項1に記載のインクジェット用ゴム組成物。

請求項5

軟化剤としてポリブテンが配合されていることを特徴とする請求項1に記載のインクジェット用ゴム組成物。

請求項6

カーボンブラックの配合量が、ゴム100重量部に対し、10重量部以上100重量部以下であることを特徴とする請求項1に記載のインクジェット用ゴム組成物。

請求項7

軟化剤の配合量が、ゴム100重量部に対し、20重量部以上80重量部以下であることを特徴とする請求項1に記載のインクジェット用ゴム組成物。

請求項8

インク吐出するための吐出口を形成する吐出口形成部材と、前記吐出口と連通するインクの流路を形成する流路形成部材とを含んだインクジェットヘッドにおいて、該流路形成部材、または該吐出口形成部材のうち少なくとも一方はフッ素原子を有する物質を含んでおり、かつ、請求項1乃至請求項7のいずれか一項に記載のゴム組成物によって前記流路へと通じるインクの通路の一部が構成されていることを特徴とするインクジェット記録ヘッド

請求項9

可撓性フィルムを固定するフィルム固定面を有するケースと、フィルム固定面に固定された可撓性フィルムと、可撓性フィルムを付勢する弾性部材と、可撓性フィルムに連動する弁からなる圧力室を有するバルブユニットを搭載したインクジェット記録ヘッドにおいて、請求項1乃至請求項7のいずれか一項に記載のゴム組成物によって該弾性部材が構成されていることを特徴とするインクジェット記録ヘッド

請求項10

インクタンク記録ヘッドの間に設けられ、インク供給針差込むことで記録ヘッドにインクを供給可能にするインクジェット用シール部材であって、請求項1乃至請求項7のいずれか一項に記載のゴム組成物によって構成されたインクジェット用シール部材。

請求項11

インクタンクに設けられ、インク供給針を差込むことで記録ヘッドにインクを供給するインクジェット用インクシール部材であって、請求項1乃至請求項7のいずれか一項に記載のゴム組成物によって構成されたインクジェット用シール部材。

技術分野

0001

本発明は、インクジェットで使用するインク流路部材ヘッド構成部材、およびインクタンクに使用するゴム材料に関する。

背景技術

0002

インクジェット記録ヘッドの代表的な例として、ヒーター等の電気熱変換素子を用いてインク吐出する方法がある。このようなインクジェット記録ヘッドは、インクが吐出される複数の吐出口と、各吐出口に連通するインクの流路と、流路にインクを供給するための供給口と、流路内のインクに吐出エネルギーを付与するエネルギー発生素子とを少なくとも備えた基板を有する。さらに基板を支持する支持部材、基板へとインクを供給する流路形成部材を有する。また、タンクをセットするホルダーと、ホルダーと支持部材との間に供えられたジョイントゴムなどを有している。

0003

基板としては、通常はシリコン製の基板が用いられる。また、各吐出口に連通するインクの流路を形成する流路形成部材には感光性樹脂が用いられ、とりわけ光により重合可能カチオン重合性樹脂と、光重合用触媒が用いられている。また、この光重合用の触媒としては、光反応性等の観点から、フッ化アンチモンヨードニウム塩やフッ化アンチモンのスルフォニウム塩、フッ化リンのスルフォニウム塩に代表されるように、フッ素原子を含む光酸発生剤が用いられている。

0004

インクジェット記録ヘッドは極微小な液滴を飛ばすため、インクを吐出するノズルの直径としては10μm以下のものある。そのためインク流路を構成している部材からμレベル異物溶出しても、その異物がインクの吐出を妨げて印字不良を引き起こしてしまう場合がある。したがって、インクジェット用の接液部材には、材料からの溶出物、特にインクに溶けずに異物となってしまうような溶出物を極力なくすことが求められる。

0005

インクジェット用の接液部材には架橋ゴムも使用され、インク流路をつなぐジョイント部材インク供給を制御するための弁やバルブ、その他にゴム栓圧力ダンパーなどによく用いられる。

0006

ゴム材料は、ベースポリマーと種々の配合剤から構成されており、配合剤としては架橋剤、架橋助剤軟化剤滑剤可塑剤内部離型剤ブロッキング防止剤補強剤など種々の配合剤が含まれている。そのためゴムからの溶出物が印字に不具合を起こす場合があった。

0007

また、インクジェット用のゴム部材には高い空気バリア性水蒸気バリア性が求められる。インクジェットでは、インクタンクからの供給されたインクをヘッド内に設けられた吐出口からインクを吐出して印字を行うため、インク供給路内に空気等の外気ガス侵入して気泡が発生すると、空打ちによるインクの吐出不良や、負圧が変化してインク供給に不具合を生じる可能性があるため、ゴム部材には高い空気バリア性が求められる。また、インクが蒸発するとインクの粘度などの性能に影響するため、インクの蒸発を防ぐための水蒸気バリア性も必要である。

0008

また、インクをシールする部材に用いる場合には耐クリープ特性も必要である。さらに圧力ダンパーや弁のように応答性が求められる部分では、低硬度化が求められる。

先行技術

0009

特開2011−25556号公報

発明が解決しようとする課題

0010

塩素化ブチルゴム臭素化ブチルゴムの架橋剤としては、通常、ZnOやMgO等の金属酸化物が使用される。そのため、インク流路を構成する部材に上記ゴムを用いた場合、ZnやMgなどの2価金属が、微量ではあるがインク中に溶け出すことが想定される。

0011

一方で、前述した記録ヘッドにおいては、流路形成部材が光酸発生剤などに起因するフッ素を含んでおり、フッ素イオンがインク中に溶け出すことが想定される。

0012

このような環境においては、ゴムから溶出した2価金属と、流路形成部材から供給されたフッ素とが結合し、析出物を生成する場合がある。上記析出物が吐出口近傍に存在すると、吐出不良の原因になることが懸念される。

0013

また、一般にゴム材料は脂肪酸類を使用することが極めて多く、軟化剤、滑剤、可塑剤、内部離型剤、ブロッキング防止剤など幅広い用途で用いられている。しかし、脂肪酸および脂肪酸類は、材料からブリードしやすく、かつ水や有機溶媒に溶けにくい性質がある。そのため、材料から脂肪酸および脂肪酸類がインク中にブリードするとインクに不溶性の異物となって吐出口に詰まったり、フィルタを詰まらせたりして印字に不具合を与えることが懸念される。

課題を解決するための手段

0014

以下の構成によって前記課題を解決するものである。すなわち、ハロゲン化されたイソプレンイソブチレンとの共重合体に、架橋剤としてトリアジンチオール誘導体と、受酸剤としてハイドロタルサイトとを少なくとも含み架橋させたインクジェット用ゴム組成物、によって課題を解決する。

発明の効果

0015

印字不良等の不具合のないインクジェット記録装置を提供できる。

図面の簡単な説明

0016

本発明によるインクジェット記録ヘッドの一例を説明するための斜視図である。
図1に示すインクジェット記録ヘッドの一部を分解した図である。
図1における記録素子基板のA−A’断面を示す模式的断面図である。
本発明によるインク供給ユニットの一例を説明するための斜視図である。
図4に示すインク供給ユニットの一部を分解した図である。
本発明によるバルブユニットの一例を説明するための斜視図である。
本発明によるバルブユニットの一例を説明するための側面図である。
図7におけるA−A断面を示す模式的断面図である。

実施例

0017

本発明のゴムの用途としては、インク流路をつなぐジョイント部材やインク供給を制御するためのバルブや弁、その他にゴム栓や圧力ダンパーなどが挙げられる。

0018

本発明のゴム材料は、塩素化ブチルゴムまたは臭素化ブチルゴムなどのハロゲン化ブチルゴムを使用する。ハロゲン化ブチルゴムは、非常に高い水蒸気・空気バリア性を有するため、上述したとおりインクジェット用途として適している。

0019

バリア性指標としては、透湿度[JIS Z0208(カップ法)、厚さ0.5mmシート、40℃90RH]が2.5g/m2・24h以下、より好ましくは1.5g/m2・24h以下である。また、空気透過係数[JIS K7126(差圧法)、厚さ0.5mmシート、23℃]が3.0×10−10cm3・cm/cm2・s・cmHg以下、より好ましくは、1.5cm3・cm/cm2・s・cmHg以下である。ゴム材料にはイソプレンゴムスチレンブタジエンゴムエチレンプロピレンゴム、その他にも多数あるが、上記空気・水蒸気バリア性を両方とも満たすことは困難である。また、圧力ダンパーや弁のように応答性が求められる部分では、肉薄化が求められるため特にバリア性が必要である。肉厚は一概には言えないが、インクジェット用途では薄い部分で0.5mm以下の肉厚で使用されることもある。

0020

処方面においては、通常、塩素化ブチルゴムや臭素化ブチルの架橋剤には酸化亜鉛酸化マグネシウムを用いられる。この構成では、インク中にフッ素イオンが存在すると、ゴムから溶出したZnやMgとフッ素イオンとが結合して析出物を生じて、印字不良を引き起こす可能性がある。また、その他に主要な架橋剤として過酸化物硫黄があるが、過酸化物ではポリマー解重合によりベタついてしまい、加工性を上げるために多量の補強剤が必要になるため、硬度が高くなってしまう恐れがある。また硫黄架橋では、硫黄成分が溶出してインクの色味に影響を与えたり、電気実装部の腐食を促したりする可能性がある。

0021

そこで、本発明ではトリアジンチオール誘導体を架橋剤に用いることで、MgOやZnOを用いずにハロゲン化ブチルゴムの架橋を試みた。しかし、トリアジンチオール架橋では、架橋する際にハロゲン化ブチルゴムの塩素臭素捕捉する受酸剤が必要なことが分かった。受酸剤を配合しないと架橋が不十分になる。一方、従来のZnOやMgO架橋では、ハロゲン化ブチルゴムの塩素や臭素をZn、Mg自身が捕捉していたので受酸剤の必要がなかった。

0022

しかし、受酸剤も一般的には酸化亜鉛や酸化マグネシウム、あるいは脂肪酸類を用いるため、一般的な受酸剤では前述した2価金属とフッ素との化合物、または脂肪酸類が発生してしまう恐れがある。

0023

そこで、本発明では受酸剤としてハイドロタルサイト類化合物塩基性アルミニウムマグネシウムカーボネート)を用いることで上記課題の解決に至った。ハイドロタルサイトは受酸剤としての機能があり、さらに検討した結果、インク中に溶出しにくい性質があることが分かった。ハイドロタルサイト類化合物の構造としては、Mg4.3Al2(OH)12.6CO3・mH2O)等を挙げることができる。ハイドロタルサイトには構造上、Mgが含有されているが、実際にはインクに溶出せず、インクジェット用のゴム組成物として使用しても問題が無いことが分かった。一方、酸化亜鉛や酸化マグネシウムを受酸剤として用いた場合、MgOやZnOはZnCl2やMgCl2に変化するが、ZnCl2やMgCl2はインクに溶けやすい性質のためMgやZnがインク中に溶出することになる。

0024

以上のように、ハロゲン化化ブチルゴムの架橋剤としてトリアジンチオール誘導体、受酸剤にハイドロタルサイトを用いることで、印字不具合を起こすようなZnやMgの溶出が無いジョイントゴムを提供できる。

0025

なお、本件における脂肪酸類とは、ステアリン酸ステアリン酸アミドステアリン酸カルシウムステアリン酸亜鉛ステアリン酸マグネシウムステアリン酸ブチルステアリン酸メチルヒドロキシステアリン酸パルミチン酸、パルミチン酸アミドパルミチン酸カルシウムパルミチン酸亜鉛、パルミチン酸マグネシウム、パルミチン酸ブチル、パルミチン酸メチルヒドロキシパルミチン酸などが挙げられるが、これに限らない。

0026

トリアジンチオール誘導体の配合量は、利用する架橋剤の種類、分子量、有効官能基数に応じた原料ゴム架橋効率にもよるが、原料ゴム100質量部に対して、0.5質量部以上5.0質量部以下の範囲に選択することが好ましい。少なすぎると架橋が不十分になり、多すぎると溶出が懸念される。

0027

トリアジンチオール誘導体の例としては、2,4,6−トリチオール−s−トリアジントリチオシアヌル酸)、2−ブチルアミノ−4,6−ジチオール−s−トリアジン、2−エチルアミノ−4,6−ジチオール−s−トリアジン・ジオクチルアミン、2−ブチル−4,6−ジチオール−s−トリアジン・ジトリエチルアンモニウム塩等が挙げられる。

0028

また、ゴムの架橋効率を高めるために架橋促進剤を併用しても良い。架橋促進剤としては、2価金属や脂肪酸類等、インクジェット用途として不具合を生じる可能性がある化合物で無ければ使用できる。

0029

ハイドロタルサイト類化合物の配合量は、原料ゴム100質量部に対して、3.0質量部以上10.0質量部以下の範囲に選択することが好ましい。少なすぎると受酸効果が不十分になり、多すぎるとMgの溶出による不具合が懸念される。

0030

また、インクジェット用のゴム材料には低硬度化が求められる。硬度の指標は使用用途によるが、シール部分やゴム栓などではゴム硬度40以下、応答性が求められる圧力ダンパーや弁のような部材ではゴム硬度30以下が好ましい。

0031

上記硬度を達成するために、本発明のゴムには軟化剤を配合しても良い。軟化剤には、硬度を下げる効果とゴムの混練りをしやすくする効果がある。軟化剤の種類はインクジェットに不具合を生じない範囲であれば特に限定は無いが、ハロゲン化ブチルゴムと相溶性の高いパラフィンオイルポリブテンなど石油系軟化剤が好ましい。特にポリブテンはバリア性が高くインクジェット用途として好ましい。また、ポリブテンの分子量としては数平均分子量300〜2000が好ましい。高分子量ほどバリア性が高く良いが、高分子量過ぎるとハンドリングが悪く、ゴムのベタツキが大きくなってしまう。

0032

石油系軟化剤は相溶性が高いため比較的多く配合できるが、極端に多く配合すると溶出物が不具合を与える可能性があるため、配合量としては、ゴム100重量部に対して20〜80重量部が好ましい。

0033

一方、エステル系の軟化剤や脂肪酸および脂肪酸塩からなる軟化剤は、ブチルゴムからブリードしてインク中に溶出しやすく、印字に不具合を発生させる恐れがあるため適していない。

0034

また、塩素化ブチルゴムは、ベタツキが他のゴムと比較して大きく成形性や加工性が良くない。そこで成形性や加工性を向上させるために、補強剤を配合しても構わない。補強剤の種類としてはMgやZnを含まないためカーボンブラックが好ましい。

0035

しかし、一般的にカーボンブラックを配合すると成形性は上がるが、硬度が上がってしまう。そこで、本発明者らは粒径の大きなカーボンブラックを用いると硬度上昇を抑えながら成形性を改善できることを見出した。したがって、カーボンブラックの粒子径としては平均粒子径80nm以上が好ましい。補強剤の配合量としては、ポリマー100重量部に対し、10〜100重量部が好ましい。また、補強剤と上述したような軟化剤を組み合わせても良い。

0036

補強剤としては、カーボンが最も好ましいが、印字に不具合を与えない範囲であればクレーシリカガラスフィラー等を用いても良い。

0037

本発明で使用されるインクは、少なくとも水と水溶性有機溶剤とを含み、必要に応じて着色剤粘度調整剤防腐剤防カビ剤界面活性剤酸化防止剤等からなる。

0038

前記インクは少なくとも水と水溶性有機溶剤を含むため、ゴム材料には水と水溶性有機溶剤の両方に対して耐ブリード性が求められる。

0039

使用される水溶性有機溶剤としては、例えば、メチルアルコールエチルアルコールn−プロピルアルコールイソプロピルアルコールn−ブチルアルコール、sec−ブチルアルコール、tert−ブチルアルコール等の炭素数1〜4のアルキルアルコール類ジメチルホルムアミドジメチルアセトアミド等のアミド類アセトンジアセトンアルコール等のケトンまたはケトアルコール類;テトラヒドロフランジオキサン等のエーテル類ポリエチレングリコールポリプロピレングリコール等のポリアルキレングリコール類エチレングリコールプロピレングリコールブチレングリコールトリエチレングリコール、1,2,6−ヘキサントリオールチオジグリコールヘキシレングリコールジエチレングリコール等のアルキレン基が2〜6個の炭素原子を含むアルキレングリコール類ポリエチレングリコールモノメチルエーテルセテート等の低級アルキルエーテルアセテートグリセリンエチレングリコールモノメチル(またはエチルエーテル、ジエチレングリコールメチル(またはエチル)エーテル、トリエチレングリコールモノメチル(またはエチル)エーテルなどの多価アルコールの低級アルキルエーテル類トリメチロールプロパントリメチロールエタン等の多価アルコール;N−メチル−2−ピロリドン2−ピロリドン、1,3ジメチル−2−イミダゾリジノン等が挙げられる。

0040

上記の水溶性有機溶剤は、単独でもあるいは混合物としても使用することができる。水溶性有機溶剤の含有量は特に限定されないが、インク全重量に対して、好ましくは3〜50重量%の範囲である。また、インクに含有される水の含有量は、インク全重量に対して、好ましくは50〜95重量%の範囲である。

0041

次に、本発明のゴム組成物の使用用途の一例であるインクジェット記録ヘッドの構成について述べる。

0042

図1は、本発明のインクジェット記録ヘッドの一例を示した模式的斜視図である。この図に示す形態の記録ヘッドは記録ユニット2として3色のカラー用記録素子基板4と、1色のブラック用記録素子基板5を有する記録ヘッド部を有している。そして記録装置に記録ヘッドを装着した際に記録装置の電気接続部電気的に接続される電気接続部6と、この電気接続部6と上記2つの記録ヘッド部のコンタクトパッド(不図示)を電気的に繋ぐフレキシブル配線板7とを備えている。

0043

図2は、図1に示すインクジェット記録ヘッドの一部を分解した図である。記録ヘッドは記録ユニット2と、ジョイントゴム13と、流路プレート42aと、インク供給ユニット3とを組み付けてなる。インク供給路11(図3)はインク供給ユニット3のインク供給部41と流路プレート42aとを超音波などで溶着し、さらにジョイントゴム13と支持部材14とが接合されて形成されている。

0044

このジョイントゴム13は記録ヘッドに使用されるゴム部材の一つであり、流路プレート42aと支持部材14との間に設けられている。記録ユニット2とインク供給ユニット3は流路プレート42aとジョイントゴム13を挟み込む形でインク供給部41にあるねじボス44にビス43を固定することで結合されている。また、記録素子基板4、5はそれぞれ支持部材14に固定されている。

0045

図3は、図1においてA−A’を通り記録素子基板に垂直の方向に沿った断面における模式的断面図である。インクタンクから供給されるインクは、インク供給路11を通り、記録素子基板5が有する供給口12、インクの流路20および吐出口19まで連通してインクが流れるようになっている。

0046

また、記録素子基板5は、インクの流路20と吐出口19とを形成する吐出口形成部材18と、供給口12を持つ基板17とを有している。また、基板17は、インクに吐出エネルギーを付与するエネルギー発生素子(不図示)を備えている。図示した例においては、インクの流路20と吐出口19は吐出口形成部材18のみで形成されているが、インクの流路20と吐出口19とは別の部材(流路形成部材)により形成されてもよい。

0047

吐出口形成部材18、および流路形成部材について代表的な事例を説明する。

0048

吐出口または流路を形成する部材はカチオン重合性樹脂を用いて形成されることが好ましい。カチオン重合性樹脂は、通常の酸無水物もしくはアミンによる硬化物に比較して、高いガラス転移温度を有するため、ノズルプレート構造材として優れた特性を示す。特に光カチオン重合性の樹脂は、パターニング性にすぐれている点で好ましい。

0049

カチオンカチオン重合性樹脂としては、紫外線等の光の照射により、カチオン重合性の基がカチオン重合するものであれば特に限定されない。カチオン重合性の基としては、ビニル基環状エーテル基などを挙げることができるが、なかでもエポキシ基オキセタン基を有する化合物が好適に用いられる。

0050

エポキシ樹脂の具体例としては、ビスフェノール−A−ジグリシジルエーテル、ビスフェノール−F−ジグリシジルエーテル等、ビスフェノール骨格を有するモノマーまたはオリゴマーからなるビスフェノール型エポキシ樹脂フェノールノボラック型エポキシ樹脂クレゾールノボラック型エポキシ樹脂トリスフェノールメタン型エポキシ樹脂、3,4−エポキシシクロヘキセニルメチル−3´,4´−エポキシシクロヘキセンカルボキシレート。さらに、脂環型の骨格の側鎖にエポキシ基を有する樹脂やビスフェノールA骨格を有するノボラック樹脂などが挙げられる。

0051

また、オキセタン化合物を含有する樹脂としては、フェノールノボラック型オキセタン化合物、クレゾールノボラック型オキセタン化合物、トリスフェノールメタン型オキセタン化合物、ビスフェノール型オキセタン化合物、ビフェノール型オキセタン化合物などが挙げられる。

0052

また、カチオン重合性樹脂には、基板との密着力を更に高めるためにシランカップリング剤を添加することができる。更に、光吸収性を増加させるために増感剤を加えても良い。

0053

カチオン重合性の樹脂の硬化剤は、紫外線などの光の照射によってカチオン重合を開始するものであり、フッ素原子を含んだアニオンを含有する光酸発生剤が好適に用いられてる。このフッ素原子を含んだ光酸発生剤は反応性が高く、比較的低温、短時間でカチオン重合性樹脂の重合架橋硬化を行うことができる。このような触媒としては、ジアゾニウムアンモニウムヨードニウムスルホニウムホスホニウムなどの芳香族オニウム化合物の、BF4−、B(C6F5)4−、PF6−、AsF6−、SbF6−、CF3SO3−塩などを挙げることができる。

0054

具体的には、ジフェニルヨードニウムトリフルオロメチルスルフォン酸塩等のヨードニウム塩やトリフェニルスルフォニウムヘキサフルオロアンチモネート等のスルフォニウム塩等が挙げられる。また、上記以外にもN−ヒドロキシナフタルイミドトリフルオロメタンスルフォネート。N−ヒドロキシフタルイミド−トリフルオロメタンスルフォネート。ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウム-トリフルオロメタンスルフォネート。トリフェニルスルフォニウム-トリフルオロメタン-スルフォネート。トリス(4−t−ブチルフェニル)スルフォニウム−トリフルオロメタンスルフォネート。トリフェニルスルフォニウム−トリフルオロメタンスルフォネート。トリス(4−t−ブチルフェニル)スルフォニウム−ヘキサフルオロアンチモネート。トリス(4−t−ブチルフェニル)スルフォニウム-テトラフルオロアンチモネートなどを挙げることができる。

0055

また、上記触媒には、還元剤を併用することができる。還元剤を併用することで、紫外線の照射に加えて加熱によってカチオン重合を促進させることができる。ただし、光重合触媒とこの還元剤を併用する場合は、常温では反応せず、一定温度以上、好ましくは60℃以上で反応するいわゆるレドックス型の還元剤を選択する必要がある。
このような還元剤としては、銅化合物アスコルビン酸等が有用である。

0056

また、支持部材には機械的強度、寸法精度などの観点から、アルミナ等のセラミックス、が好ましい。

0057

ホルダー8および流路プレート42aは、強度および耐熱性等の観点から、変性ポリフェニレンエーテル変性PPE)で構成されることが好ましい。また、材料中には2価金属を含んだ無機フィラーや脂肪酸類の使用は極力さけることが好ましい。なお、無機フィラーを使用しない点を補うため、変性PPE中のPPEの含有率は50パーセント以上が好ましい。

0058

次に本発明の実施例について説明する。

0059

[実施例1]
実施例1.のゴム組成(表1)を用いてジョイントゴムを作製した。ジョイントゴムは、前述した記録ヘッドの流路プレートと支持部材との間に設けられるインク供給路を形成する部材である。

0060

記録ヘッドには、前述したように、液体吐出エネルギー発生素子が配置された基板と、吐出口とを形成する吐出口形成部材およびインクの流路を形成する流路形成部材とを有する記録素子基板が形成されている。上記吐出口形成部材と流路形成部材とを基板組成1(表3)を使用して作製した。

0061

なお、表3の基板組成1〜3に示した触媒にはいずれもフッ素元素が含まれており、インク中にフッ素イオンが溶出することが分かっている。

0062

また、記録ヘッドに充填するインクは、インク組成1(表4)を用いた。

0063

[実施例2]
実施例2.のゴム組成(表1)を用いてゴム栓を作製した。ゴム栓は、図4,5に示したようなインク供給ユニットで使用されるゴムである。

0064

以下にインク供給ユニットについて説明する。

0065

インク供給ユニット400は、固定部材200を介して記録素子基板170にインクを供給する部材である。

0066

図5に示すように、筐体としてのフィルタ収容部材401、第一のプレート402、第二のプレート403、第一のフィルタ501、第二のフィルタ502、ゴム栓600とで構成されている。フィルタ収容部材401、第一のプレート402、第二のプレート403は樹脂材料で成形されている。第一のフィルタ501及び第二のフィルタ502は、それぞれ、第一の収容室408、第二の収容室409に熱溶着されている。ゴム栓600は、ジョイントゴム収容室405A、405Bに圧入されている。第一のプレート402、第二のプレート403は、接着超音波溶着などによって、フィルタ収容部材401に接合されている。

0067

記録装置本体に設けられたインクジョイントパイプ(不図示)が、開口部404A及び404Bを通りゴム栓600に挿入されており、記録装置本体から供給されるインクがインク供給ユニット400へ導入、導出される。

0068

実施例2では、記録素子基板を形成する吐出口形成部材と流路形成部材とを基板組成2(表3)を使用して作製した。また、インク供給ユニットに充填するインクは、インク組成2(表4)を用いた。

0069

[実施例3]
実施例3.のゴム組成(表1)を用いてバルブゴムを作製した。バルブゴムは、図6〜8に示したようなバルブユニットで使用されるゴムである。

0070

以下にバルブユニットについて説明する。図6〜8はそれぞれバルブユニット斜視図、側面図、A-A断面図である。

0071

図7に示すように可撓性フィルム33はケース32のフィルム固定面34に固定され、圧力室35の一部を構成している。支持板36は可撓性フィルム33に固定されており、バネ37は支持板36を介して可撓性フィルム33を付勢している。弁収容室30にはバルブゴム38と、バルブゴム38をケース32に押し付ける方向に付勢するバルブバネ39が設けられている。

0072

インクタンク(不図示)から供給されたインクは、弁収容室30を通り、バルブが解放されることで圧力室35に移動し、さらに記録素子基板にインクを供給する。

0073

バルブの開放は、圧力室35内のインクの減少に伴って上昇する負圧に基づいて可撓性フィルム部材および支持板36が変位し、変位をバルブに直接伝達することでバルブを解放される。

0074

実施例2では、記録素子基板を形成する吐出口形成部材と流路形成部材とを基板組成3(表3)を使用して作製した。また、インク供給ユニットに充填するインクは、インク組成3(表4)を用いた。

0075

[実施例4]
実施例4.のゴム組成(表1)を用いてジョイントゴムを作製した。その他は実施例1と同様に基板組成1、インク組成1を用いて記録ヘッドを作製した。

0076

[実施例5]
実施例5.のゴム組成(表1)を用いてゴム栓を作製した。その他は実施例2と同様に基板組成2、インク組成2を用いてインク供給ユニットを作製した。

0077

[比較例1]
比較例1.のゴム組成(表2)を用いてジョイントゴムを作製した。その他は実施例1と同様に基板組成1、インク組成1を用いて記録ヘッドを作製した。

0078

[比較例2]
比較例2.のゴム組成(表2)を用いてジョイントゴムを作製した。その他は実施例1と同様に基板組成1、インク組成1を用いて記録ヘッドを作製した。

0079

[比較例3]
比較例2.のゴム組成(表2)を用いてゴムの架橋成形を行った。

0080

[比較例4]
比較例4.のゴム組成(表2)を用いてバルブゴムを作製した。その他は実施例3と同様に基板組成3、インク組成3を用いて記録ヘッドを作製した。

0081

[比較例5]
比較例5.のゴム組成(表2)を用いてゴム栓を作製した。その他は実施例2と同様に基板組成2、インク組成2を用いてインク供給ユニットを作製した。

0082

[比較例6]
比較例6.のゴム組成(表2)を用いてゴムの架橋成形を行った。

0083

評価方法
(1)硬度
実施例、比較例で作製したゴム組成物について、JIS K6253(JIS A)の規定に準じて硬度を測定し、以下の基準で評価した。

0084

○:硬度40以下である。

0085

×:硬度40を超える。

0086

(2)接インク性
実施例、比較例で作製したゴム組成でゴムシート(厚さ2mm)を作製し、ゴムシートを重量比で20倍のインク組成1(表4)のインクに浸し、PCT(プレッシャークッカーテスター)で121℃10h保存する。保存後のインク中における脂肪酸類からなる難溶性の異物の有無を確認した。

0087

また、実施例、比較例で作製した記録ヘッド、および記録素子基板と連結したインク供給ユニット、バルブユニットを70℃下で、24時間保存し、吐出口及びインク流路中に脂肪酸類または二価金属フッ素化合物からなる難溶性の異物の有無を確認した。

0088

(3)透湿度
実施例で作製したゴム組成物について、JIS Z0208(カップ法)、厚さ0.5mmシート、40℃90RHの条件にて水蒸気透過度の測定を行った。

0089

○:2.5g/m2・24h以下である。

0090

×:2.5g/m2・24hを超える。

0091

(4)空気透過係数
実施例で作製したゴム組成物について、JIS K7126(差圧法)、厚さ0.5mmシート、23℃の条件にて空気透過係数の測定を行った。
○:3.0×10−10cm3・cm/cm2・s・cmHg以下である。
×:3.0×10−10cm3・cm/cm2・s・cmHgを超える。

0092

0093

0094

本実施例、比較例で用いた配合剤は以下のものを用いた。
1)塩素化ブチルゴム: CHLOROBUTYL1066 [JSR]
2)トリアジンチオール誘導体A: ジスネットF [三協化成(株)]
3)トリアジンチオール誘導体B: ジスネット DB [三協化成(株)]
4)酸化亜鉛:亜鉛華1号 [白水化学(株)]
5)酸化マグネシウム: キョーワマグ150 [協和化学工業(株)]
6)ハイドロタルサイト: DHT-4A [協和化学工業(株)]
7)ステアリン酸カルシウム: SC-100 [堺化学(株)]
8)ポリブテン:HV-300 [出光興産(株)]
9)パラフィンダイアプロセスオイルPW150 [新日本石油(株)]
10)ステアリン酸亜鉛:ジンクステアレートGF-200 [日油(株)]
11)カーボンブラック(粒径大): 旭#8 [旭カーボン(株)]
12)カーボンブラック(粒径小): 旭#70 [旭カーボン(株)]

0095

0096

0097

(結果)
実施例1〜5においては、いずれも硬度、接インク性、水蒸気、空気バリア性に問題が無かった。一方、比較例1,2,4,5では接インク試験において異物の発生を確認した。比較例3は、架橋が不十分でインクジェット用部材として使用困難であった。比較例6は硬度が40を超えてしまった。

0098

以上のように、実施例1〜5及び比較例1〜6の評価結果から、本発明のゴム組成物を使用することで、印字に不具合を与えず、低硬度で高水蒸気・空気バリア性を有するインクジェット用ゴム組成物を提供できる。

0099

1.インクジェット記録ヘッド
2.記録ユニット
3.インク供給ユニット
4.カラー用記録素子基板
5.ブラック用記録素子基板
6.電気接続部
7.フレキシブル配線
8.ホルダー
9.インクタンク
11.インク供給路
12.供給口
13.ジョイントゴム
14.支持部材
17.基板
18.吐出口形成部材
19.吐出口
20.流路
30.弁収容室
31.バルブユニット
32.ケース
33. 可撓性フィルム
34.フィルム固定面
35.圧力室
36.支持板
37.バネ
38.バルブゴム
39.バルブバネ
40.ジョイントゴム
41.インク供給部
42a.流路プレート42a
43.ビス
44.ねじボス
90.インクジェット記録ヘッド
100.記録素子基板
200.固定部材
300.電気配線部材
400.インク供給ユニット
401.フィルタ収容部材
402.第一のプレート
403.第二のプレート
404A.開口部
405A.405B.ジョイントゴム収容室
406A.インク流路
406B.インク流路(第一の流路)
407A.インク流路
407B.インク流路(第二の流路)
408.第一の収容室
409.第二の収容室
501.第一のフィルタ
502.第二のフィルタ
600.ゴム栓
700.封止材

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