[发明专利]用于固体喷墨应用的保护涂料

说明书

本公开内容涉及一种固体喷墨打印头。在喷墨打印中，提供一种 打印头，该打印头具有至少一个进墨通道以与该进墨通道一端的油墨 供应腔室相连。该进墨通道的另一端有一个喷嘴，墨滴从该喷嘴处喷 射到记录介质上。根据墨滴的喷射，打印头在记录介质上形成图像。 墨滴是在从打印头喷射之前，随着油墨在每个喷嘴处形成弯液面 (meniscus)而形成的。在喷射完一个液滴后，其他油墨涌向喷嘴处 重新形成弯液面。

喷墨方向决定了液滴落在接收介质上的位置的精确性，该精确性 又决定了打印机的打印质量。因此，精确的喷射方向性是高质量打印 头的一个重要特性。精确的喷射方向性确保墨滴准确地落在打印文件 上期望的位置处。差的喷射方向性在半色调图像中会产生失真图案以 及在视觉上令人不快的条纹。尤其是对于允许每英寸打印至少360点 的新一代高分辨率热敏喷墨打印机来说，打印质量的改进是客户的要 求。

引起喷墨方向错误的主要原因与含有至少一个喷嘴的打印头的前 表面的不当润湿有关。一个影响喷射方向精确性的不利因素是打印头 前表面处灰尘和碎屑(包括纸张纤维)的聚积。另一个影响喷射方向 精确性的不利因素是之前聚积在打印头前表面处的油墨与正在喷出的 液滴的相互作用。这种聚积是表面张力的直接结果，由于打印头前表 面的化学降解(包括，例如氧化、水解、(氟)还原等)，这种聚积 会日益严重。油墨在打印头前表面处的聚积可能是由于重新充入油墨 时油墨的溢出，或者是在打印头的喷墨过程产生的小液滴的飞溅。当 聚积在打印头前表面处的油墨与通道中的油墨(尤其是喷嘴处的油墨 弯液面)接触时，会使油墨的弯液面变形，导致作用在被喷射液滴上 的力出现不平衡的情况。这种变形会引起喷墨方向错误。由于打印头 前表面的化学降解，或者打印头被干油墨薄层覆盖，打印头在多次使 用后，这种润湿现象会更加麻烦。结果是生成图像的质量不断下降。

一种避免产生这些问题的方式是控制打印头前表面的润湿性，这 样即使在多次打印后，前表面也不会有油墨的聚积。因此，为了提供 精确的喷墨方向性，可抑制打印头前表面的润湿。这可以通过使打印 头前表面变得憎水来实现。

传统地，固体喷墨打印头是由化学蚀刻或机械冲压的不锈钢板制 成的。近来，已进行了许多尝试来降低固体喷墨打印头的成本。一个 方法是用聚酰亚胺孔板来代替不锈钢孔板。对于不锈钢材料来说，孔 是机械冲压出来的。因此，用可激光切割的聚酰亚胺薄膜来代替不锈 钢材料，可消除冲压不锈钢时存在的缺陷和限制问题。另外，与冲压 的不锈钢板相比，聚酰亚胺孔板明显降低了制造成本。在聚酰亚胺板 上，孔的尺寸和尺寸分布与不锈钢孔板类似。

聚酰亚胺因其具有大量的优点例如高强度、耐热性、刚性和尺寸 稳定性而应用于多种电子应用。在固体喷墨打印头中，聚酰亚胺可被 用作油墨喷嘴的孔板。然而，如果没有一层防润湿或憎水涂层，打印 头前表面将会充斥油墨，并且不能进行喷射。但是该聚合物的高表面 能特性带来一些问题。因此，具有低表面能特性的保护涂层是使设备 持久耐用的关键。

例如，美国专利No.5,218,381描述了一种涂料，该申请全文以引 用方式纳入本文，所述涂料包括一种掺入了硅橡胶化合物(例如RTV 732)的环氧树脂黏合剂，例如EPON 1001F。该涂料可为掺入1重量 ％RTV 732的24％的EPON 1001F与重量比30∶70的二甲苯和甲基异丁基 酮的混合物的溶液的形式。这种涂料可使打印机在其打印寿命内保持 喷墨的方向性。该涂料也可包括增粘剂，例如硅烷组分，以提供高附 着性、持久耐用的涂层。

尽管激光烧蚀喷嘴板可以提供良好的液滴喷射器性能，但这样形 成的喷嘴板的一个实际的问题是，虽然形成喷嘴板的聚合物，例如聚 酰亚胺，是可被激光烧蚀的，例如受激准分子激光(excimer laser)， 但是这种聚合物是不憎水的。因此，有必要在喷嘴板表面上提供一层 憎水的涂层，使前表面变得憎水，以提高上述的喷墨精度。然而，涂 覆聚酰亚胺在行业中并不常见。聚酰亚胺具有很好的化学和热稳定性， 因此许多涂料试剂不易在表面上形成薄且均匀的涂层。

美国专利申请公开文本No.2003/0020785公开了一种可激光烧蚀 的憎水的含氟聚合物涂层，该申请全文以引用的方式纳入本文。