(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｉ）（ａ）顔料および（ｂ）液体であるワックスを含有するインクを有し、インクジェットヘッドを備えたインクジェットプリントシステムを提供する工程、
ｉｉ）前記ｉ）の工程の後、前記インクの第１の部分を前記インクジェットヘッドから基体上に噴射し、一方で前記インクの第２の部分を前記インクジェットプリントシステムの前記インクジェットヘッド内に貯留するように、前記インクプリントシステムを使用する工程、
ｉｉｉ）前記ｉｉ）の工程の後、前記基体上の前記顔料を焼成するように、前記基体上の前記インクの前記第１の部分を加熱する工程、および
ｉｖ）前記ｉｉ）の工程の後、前記インクジェットプリントシステムが噴射中ではないとき、前記インクジェットヘッド内の前記インクの前記第２の部分を、前記インクの前記第２の部分内の前記ワックスの液体から固体への相変化を及ぼすように、積極的に冷却する工程、
を有してなる方法。
【請求項２】
前記顔料が緻密な粒子を含む、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記顔料が土性顔料を含む、請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記基体が、窯内で焼成できる材料を含む、請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記基体がセラミックまたはガラスを含む、請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記ワックスが室温で固相にある、請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記インクが、画像、文字、または図形の内の少なくとも１つを含むパターンで噴射される、請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記噴射されたインクが、少なくとも１２０℃の温度に加熱される、請求項１記載の方法。
【請求項９】
前記ワックスが前記噴射中に液体である、請求項１記載の方法。
【請求項１０】
前記インクの前記第２の部分内の前記顔料が前記インクの前記第２の部分内で前記ワックスから実質的に分離される前に、前記ｉｖ）の工程が行われる、請求項１記載の方法。
【請求項１１】
前記ｉｉ）の工程の前に、前記ワックスを固体状態から液体状態に変化させる工程を含む、請求項１記載の方法。
【請求項１２】
前記インクが相変化噴射インクであり、
（ａ）（ｉ）少なくとも４．５ｇ／ｃｍ3の密度を有し、該インクをその上に噴射すべき基体上で加熱されたときに焼成された非白色を形成する粒子、または（ｉｉ）少なくとも６ｇ／ｃｍ3の密度を有し、該インクをその上に噴射すべき基体上で加熱されたときに焼成された白色を形成する粒子、および
（ｂ）４０℃から１２０℃の範囲の温度で液体から固体に相変化する媒質、
を含む、請求項１記載の方法。
【請求項１３】
前記粒子が土性顔料を含む、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
前記粒子が、鉄・クロム・亜鉛スピネル、可溶性または不溶性金錯体／塩、スズ・クロム酸化物、ジルコニウムプラセオジム黄、チタン酸塩黄、鉄・クロム・亜鉛・アルミナスピネル、コバルト・アルミナまたはコバルト・シリカおよびコバルト・クロム・アルミナ、鉄・クロム・コバルトスピネルの内の少なくとも１種類を含む、請求項１２記載の方法。
【請求項１５】
前記媒質がワックスを含む、請求項１２記載の方法。
【請求項１６】
各々のインクが（ａ）少なくとも４．５ｇ／ｃｍ3の密度を有し、焼成されたときに対応する非白色を形成する粒子、もしくは少なくとも６ｇ／ｃｍ3の密度を有し、焼成されたときに対応する白色を形成する粒子、および（ｂ）４０℃から１２０℃の範囲の温度で液体から固体に相変化する、液体であるワックス媒質を含有する、１種類以上のインクを有するインクジェットプリントシステムであって、インクジェットヘッドを備えたインクジェットプリントシステムを提供する工程、
ｉｉ）前記ｉ）の工程の後、セラミックまたはガラスの基体の表面上に、前記インクジェットヘッドから前記１種類以上のインクの第１の部分を噴射し、前記基体の表面上に前記１種類以上のインクのパターンを形成するように、前記インクジェットプリントシステムを使用する工程、
ｉｉｉ）前記ｉｉ）の工程の後、前記基体の表面上の前記１種類以上のインクの前記第１の部分の前記パターンを焼成するように、前記基体を加熱する工程、および
ｉｖ）前記ｉｉ）の工程の後、前記インクジェットプリントシステムが噴射中でないとき、前記インクジェットヘッド内の前記１種類以上のインクの第２の部分が、前記１種類以上のインクの前記第２の部分内の前記ワックス媒質の液体から固体への相変化を生じるように、前記インクジェットヘッドを積極的に冷却する工程、
を有してなる方法。
【請求項１７】
前記噴射工程が、インクの多色パターンを噴射する工程を含む、請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
前記粒子が土性顔料を含む、請求項１６記載の方法。
【請求項１９】
前記粒子が、鉄・クロム・亜鉛スピネル、可溶性または不溶性金錯体／塩、スズ・クロム酸化物、ジルコニウムプラセオジム黄、チタン酸塩黄、鉄・クロム・亜鉛・アルミナスピネル、コバルト・アルミナまたはコバルト・シリカおよびコバルト・クロム・アルミナ、鉄・クロム・コバルトスピネルの内の少なくとも１種類を含む、請求項１６記載の方法。
【請求項２０】
前記ｉｉｉ）の工程が前記基体を窯内で加熱する工程を含む、請求項１６記載の方法。
【請求項２１】
前記ｉｉ）の工程の前に、前記ワックス媒質を加熱して、該ワックス媒質を固相から液相に変化させる工程を含む、請求項１６記載の方法。
【請求項２２】
前記ｉｉ）の工程の後に、前記インクジェットヘッド内の前記一種類以上のインクの前記第２の部分内の前記ワックス媒質を冷却して、該ワックス媒質を液相から固相に変化させる工程を含む、請求項１６記載の方法。
【請求項２３】
同じパターンを一連の基体上に噴射し、次いで、噴射を行っているインクジェットヘッド内で、前記媒質を液相から固相に強制的に変化させ、その後、前記媒質を固体状態から液体状態に変化させ、次いで、該インクジェットヘッドを用いて異なるパターンを一連の基体上に噴射させる各工程を含む、請求項１６記載の方法。
【請求項２４】
ｉ）液相にあるインクであって、（ｉ）非白色を形成するために基体上で焼成することができ、少なくとも４．５ｇ／ｃｍ3の密度を有する粒子、もしくは（ｉｉ）白色を形成するために基体上で焼成することができ、少なくとも６ｇ／ｃｍ3の密度を有する粒子、および液体であるワックスを含むインクを有する、インクジェットヘッドを備えたインクジェットプリントシステムを提供する工程、
ｉｉ）前記インクジェットヘッドから前記基体上に前記インクの第１の部分を噴射するように、前記インクジェットプリントシステムを使用する工程、
ｉｉｉ）前記ｉｉ）の工程の後、液相中で前記粒子が沈殿するのを減少させるため、前記インクの第２の部分内の前記ワックスを固化させるように、前記インクジェットヘッド内の前記第２の部分内の前記ワックスを積極的に冷却する工程、
ｉｖ）前記ｉｉｉ）の工程の後、前記インクの前記第２の部分内の前記ワックスを液相に変化させるように、前記インクの前記第２の部分内の前記ワックスを加熱する工程、および
ｖ）前記ｉｖ）の工程の後、前記インクの前記第２の部分を前記インクジェットから別の基体上に噴射させるように、前記インクジェットプリントシステムを使用する工程、
を有してなる方法。
【請求項２５】
インクジェットプリントシステムのインクジェットヘッド内のワックス系インクを、該インクジェットプリントシステムがインクを基体上に噴射した後の所定の期間内に前記ワックスを固化させるように、積極的に冷却する工程、
を有してなる方法。
【請求項２６】
前記所定の期間が３００秒未満である、請求項２５記載の方法。
【請求項２７】
前記ｉｉ）の工程の後であり、且つ前記インクの前記第１の部分内の前記顔料が前記インクの前記第１の部分内で前記ワックスから実質的に分離される前に、該ワックスを、該ワックスの融点に近いが融点より高い温度に保持する工程を含む、請求項１記載の方法。
【請求項２８】
前記インクの前記第１の部分内の前記ワックスが、該ワックスの液相と固相との間の中間状態に保持される、請求項２７記載の方法。
【請求項２９】
前記ｉｉ）の工程の前に、前記１種類以上のインクの前記第２の部分内の前記ワックス媒質を加熱して、該ワックス媒質の固相と液相との間の中間状態から液相に変化させる工程を含む、請求項１６記載の方法。
【請求項３０】
前記インクジェットヘッド内の前記インクの前記第２の部分を積極的に冷却する工程が、凝固剤を使用する工程を含む、請求項２４記載の方法。
【請求項３１】
前記インクの前記第２の部分を積極的に冷却する工程が、前記インクジェットプリントシステム内の導管に冷却液を通過させる工程を含む、請求項１記載の方法。
【請求項３２】
前記インクの前記第２の部分を積極的に冷却する工程が、前記インクジェットプリントシステムの前記インクジェットヘッド上に外気を吹き付けるファンを使用する工程を含む、請求項１記載の方法。
【請求項３３】
前記インクの前記第２の部分を積極に冷却する工程が、冷却液を使用する工程を含む、請求項１記載の方法。
【請求項３４】
前記インクの前記第２の部分を積極的に冷却する工程が、その融点のすぐ下の温度まで前記ワックスを冷却することを含む、請求項１記載の方法。
【請求項３５】
前記１種類以上のインクの前記第２の部分を積極的に冷却する工程が、前記インクジェットプリントシステム内の導管に冷却液を通過させる工程を含む、請求項１６記載の方法。
【請求項３６】
前記インクの前記第２の部分を積極的に冷却する工程が、前記インクジェット内の導管に冷却液を通過させる工程を含む、請求項２４記載の方法。
【請求項３７】
前記ワックスを固化させるように、前記インクジェットヘッド内の前記ワックス系インク内の前記ワックスを積極的に冷却する工程が、前記インクジェット内の導管に冷却液を通過させる工程を含む、請求項２５記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の説明】
【０００１】
本出願は、その内容の全てがここに引用される、２０１１年４月１３日に出願された米国特許出願第１３／０８６０７７号への優先権を主張するものである。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、相変化インクジェットに関する。
【背景技術】
【０００３】
特定の種類のインクジェットシステムにおいて、インク（ホットメルトインクと呼ばれることもある）は、室温で固相であるワックスなどの媒質中に保持された染料または顔料を含む。噴射のために、インクは加熱されて、ワックスを、インクジェット圧力チャンバから基体上に噴射オリフィスを通じて噴射できる液体状態に変える。そのようなインクは、供給メーカーから、取扱いの容易な固体パックの形態で、噴射が行われる場所に、出荷することができる。使用のために、そのパックは、チャンバに装填され、そこで、ワックスを溶融するために加熱され、次いで、液体のインクを、インク経路に沿ってオリフィスに、そして、基体上に送達することができる。噴射が継続している期間にインクを溶融した状態に維持するために、ヒーター（および制御目的のための関連する熱電対）をインク経路に沿って適所に設けることができる。このインクジェットシステムがオフにされ、室温に戻ると、インクは固化する。後に、再び噴射を可能にするために、ヒーターを使用して、インクを溶融することができる。
【０００４】
ある公知のホットメルトインクは、１２５℃および２０センチポアズ（ｃｐ）の粘度で噴射されるものであり、顔料を含有していた。そのようなホットメルトインクは、室温で固体であり、媒質からの顔料の分離を防ぐために、固相と液相との間で往復して変化するために、急激に加熱されたり冷却されたりした。顔料の多くは、一般に、ポリマーと反応した染料から製造され、次いで、例えば、二酸化チタンと比べて密度が低くなるように、粒子に挽き砕かれた。染料ではないカーボンブラックも、そのような顔料として使用されてきた。
【０００５】
インクに、透明性を損なうであろう結晶化を生じさせないように、ホットメルトインクの印刷後に透明物質を強制冷却することが知られている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
後に記載する実施例は、以下の態様および特徴の１つ以上を示す。
【０００７】
一般に、１つの態様において、インクが基体上に噴射され、インクは（ａ）顔料および（ｂ）ワックスを含み、基体に噴射されたインクは、基体上で顔料を焼成するために加熱される。
【０００８】
実施の形態は、以下の特徴の内の１つ以上を含むであろう。顔料は緻密な粒子を含む。顔料は土性顔料を含む。基体は、窯内で焼成できる材料を含む。基体はセラミックまたはガラスを含む。ワックスは室温で固相にある。インクは、画像、文字、または図形(graphics)の内の少なくとも１つを含むパターンで噴射される。噴射されたインクは少なくとも１２０℃の温度に加熱される。ワックスは、噴射中、液体である。噴射後であって、顔料がインク内でワックスから実質的に分離される前に、ワックスは、液体状態から固体状態に変化させられる。噴射前に、ワックスは、固体状態から液体状態に変化させられる。
【０００９】
一般に、１つの態様において、インクジェットプリントシステムは、インク源から、インクをそこから基体上に噴射すべきオリフィスまでのインク経路を含むインクジェットヘッドを備えている。熱構造が、インク経路に沿って少なくともいくつかの場所でその経路に熱的に連結されて、液相と固相との間のインクの相変化を生じるためにインク経路に熱エネルギーを加えたり、そこから熱エネルギーを取り除いたりする。インク源は、緻密な顔料、および室温での固相と、室温より高い温度での液相とを有する媒質を含む。
【００１０】
実施の形態は、以下の特徴の内の１つ以上を含むであろう。インク源は、前記ヘッドに連結された貯留部内に保持される。基体にインクが噴射された後に、制御装置が熱構造に、インクの相を液相から固相に変化させる。この熱構造は、インク経路に沿った構成要素を冷却して、インクに、液相から固相へと相を変化させることができる。
【００１１】
一般に、１つの態様において、インクジェットヘッドプリントシステムは、インク源と、インクをそこから基体上に噴射すべきオリフィスとの間のインク経路を含む。冷却構造が、インク経路に沿って少なくともいくつかの場所でその経路に熱的に連結されて、噴射後に、インクを液相から固相へ変化させるためにインク経路内のインクを冷却する。
【００１２】
実施の形態は、以下の特徴の内の１つ以上を含むであろう。制御装置が冷却構造を始動させて、噴射後３００秒以内で相変化を起こさせる。制御装置が冷却構造を始動させて、インク内の顔料の実質的な沈殿を防ぐのに十分に速く相変化を生じさせる。
【００１３】
一般に、１つの態様において、一組の相変化噴射インクにおいて、相変化噴射インクの各々は、（ａ）（ｉ）少なくとも４．５ｇ／ｃｍ3の密度を有し、インクをその上に噴射すべき基体上で１２００℃辺りに加熱されたときに焼成された非白色を形成する粒子であって、それぞれの噴射インクの焼成色が異なる粒子、または（ｉｉ）少なくとも６ｇ／ｃｍ3の密度を有し、インクをその上に噴射すべき基体上で加熱されたときに焼成された白色を形成する粒子、および（ｂ）４０℃〜１２０℃の間の温度で液体から固体に相変化する媒質を含有する。これらのインクは、焼成されたときに基体上で多色焼成デザインを形成するために噴射可能である。基体上で１２００℃辺りに加熱されたときに焼成された白色を形成する相変化噴射インクは、少なくとも７ｇ／ｃｍ3の密度を有する粒子を含む。
【００１４】
実施の形態は、以下の特徴の内の１つ以上を含むであろう。粒子は、土性顔料を含む。粒子は、鉄・クロム・亜鉛スピネル、可溶性または不溶性金錯体／塩、スズ・クロム酸化物、ジルコニウムプラセオジム黄、チタン酸塩黄、鉄・クロム・亜鉛・アルミナスピネル、コバルト・アルミナまたはコバルト・シリカおよびコバルト・クロム・アルミナ、鉄・クロム・コバルトスピネルの内の少なくとも１種類を含む。媒質はワックスを含む。
【００１５】
一般に、１つの態様において、セラミックまたはガラス基体の表面上に噴射された１種類以上のインクのパターンにおいて、インクの各々は、（ａ）（ｉ）少なくとも４．５ｇ／ｃｍ3の密度を有し、焼成されたときに対応する非白色を形成する粒子、または（ｉｉ）少なくとも６ｇ／ｃｍ3の密度を有し、焼成されたときに対応する白色を形成する粒子、および（ｂ）４０℃〜１２０℃の範囲の温度で液体から固体に相変化するワックス媒質を含有する。基体は、その基体の表面上のパターンを焼成するために加熱される。
【００１６】
実施の形態は、以下の特徴の内の１つ以上を含むであろう。噴射は、インクの多色パターンを噴射することを含む。粒子は、土性顔料を含む。粒子は、鉄・クロム・亜鉛スピネル、可溶性または不溶性金錯体／塩、スズ・クロム酸化物、ジルコニウムプラセオジム黄、チタン酸塩黄、鉄・クロム・亜鉛・アルミナスピネル、コバルト・アルミナまたはコバルト・シリカおよびコバルト・クロム・アルミナ、鉄・クロム・コバルトスピネルおよび／または他のそのようなセラミック顔料の内の少なくとも１種類を含む。タイルのデザインに応じて、種々のセラミック顔料が必要とされるであろう（出願人等は、セラミック基体上に使用される顔料を称するためにセラミック顔料という句を使用する）。インクジェットヘッドは、インクジェットのアレイおよび関連する圧力チャンバを含むユニットである。インクの多色パターンの各色は、対応するインクジェットヘッドに関連付けることができる。セラミック顔料は、一般に、基体上で茶色、およびいくつかの場合には、赤、ピンク、黄、ベージュ、青、緑がかった青および黒の内の１つ以上を形成する粒子を含む。タイルの基調色が白ではない場合、白を使用しても差し支えない。パターンを焼成するために基体を加熱することは、窯内で基体を加熱することを含む。噴射前に、ワックス媒質は加熱されて、固相から液相に変化する。噴射後、ワックス媒質は冷却されて、液相から固相に変化する。同じパターンが一連の基体上に噴射され、次いで、噴射を行っているインクジェットシステム内で、媒質が液相から固相に変化させられる。その後、媒質は、固体状態から液体状態に変化させられる。次いで、異なるパターンが一連の基体上に噴射される。
【００１７】
一般に、１つの態様において、液相にあり、インクジェットから基体上に噴射されるインクは、基体上で焼成することができ、少なくとも４．５ｇ／ｃｍ3の密度を有する粒子を含む。インクが噴射された後、インクジェット内のインクは、固相に変化させられて、液相中で粒子が沈殿するのを減少させる。その後、インクジェット内のインクは、再び液相に変化させられ、インクがインクジェットから別の基体上に噴射される。
【００１８】
一般に、１つの態様において、インクジェットプリントシステム内のワックス系インクは、インクジェットプリントシステムがインクを基体上に噴射した後の所定の期間内に液体状態から固体状態に変化させられる。
【００１９】
実施の形態は、以下の特徴の内の１つ以上を含むであろう。所定の期間は３００秒未満である。
【００２０】
これらと他の態様、特徴、および実施の形態、並びにそれらの組合せは、方法、物質の組成、装置、システム、プログラム製品、機能を果たすための手段と工程、ビジネスを行う方法、および他の様式として、表現して差し支えない。
【００２１】
他の態様および特徴は、以下の説明および特許請求の範囲から明白になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】印刷ラインの説明図
【図２】インクフローの説明図
【図３】二相のインクの説明図
【図４】温度と粘度のグラフ
【図５】流れ図
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に記載する実施例の少なくともいくつかにおいて、基体上に噴射すべきインクは、顔料、およびインクが噴射されていないときの時間と噴射されているときの時間との間で、それぞれ、固体と液体との間で相変化させられる媒質（ワックスなど）を含む。いくつかの実施の形態において、顔料は緻密な粒子を含む。時々、または噴射が行われていない期間中に媒質を凝固させる（固相に変化させる）ことにより、緻密な粒子を媒質中に同伴させることができ、このことは、これらの粒子が沈み、媒質から分離する傾向を遅くするまたは止めるのに役立ち、これらの粒子が媒質内で分離する機会を減らす。そのように分離してしまうと、次の噴射セッション中のインク（顔料を含む）の噴射が難しくなり、プリントヘッド内で目詰まりが生じることがあるであろう。
【００２４】
以下に記載するいくつかの場合において、顔料は、例えば、窯内で、焼成できる粒子を含む。いくつかの実施例において、そのようなインクを使用して、窯内での焼成に耐えられる基体上に装飾パターンを配置することによって、その特徴を利用する。基体は、例えば、未焼成の生地の状態または焼成状態のいずれかにある、ガラスまたはセラミックタイルであって差し支えない。パターンが配置された後、パターンを備えた基体が焼成される。焼成に必要な高熱により、媒質は取り除かれ、パターンが基体の表面上に永久的に焼成される。基体上に配置されるべきパターンは、しばしば、例えば、基体の各個別のユニットについて頻繁に（すなわち、「沢山の１つ」モード）変えられるので、そのようなプリントおよび焼成手順により、費用と時間を節約することができる。
【００２５】
本出願の議論において、噴射という用語は、例えば、ドロップ・オン・デマンド方式を含む、オリフィスから基体上へとインクを強制することを広く含むために使用される。以下に限られないが、既存のものおよび将来開発されるかもしれないものを含む、多種多様なインクジェットシステムおよびその一部であるインクジェットヘッドを含むつもりである。
【００２６】
基体という用語は、例えば、インクがその上に噴射される加工物を広く含むために使用される。時々、加工物は、パターンまたは画像または文字をその上に配置し、焼成すべきガラスまたはセラミック物品である。しかし、加工物は、インク噴射パターンの配置を受け入れられる、例えば、任意の形態、相、形状、サイズ、質量、密度、または構造の任意の種類の材料であっても差し支えない。
【００２７】
顔料を称する場合、インクがその上に噴射される基体上の色もしくは他の特徴または品質を提供する、インク中の任意の種類の材料を広く含むことが意図されている。たいてい、顔料は、粒子と呼ばれるものからなるが、中でも、顔料がその一部であるインクの基質(matrix)内の分離または沈降、または沈殿することがある任意の種類の顔料が、その用語に含まれるであろう。いくつかの場合には、顔料は土性顔料と称され、それにより、岩および他の硬い材料などの、天然に生じる物質に由来の顔料を含むつもりである。以下に論じるように、顔料はインクに色を与えられるが、その用語の我々の使用法における顔料は、例えば、基体に塗布され、焼成されたときに、釉薬またはフリット（連続層、大規模パターンまたは小規模パターンもしくは文字）などの他の特徴を提供する粒子を含んでも差し支えない。
【００２８】
インクという用語は広義で、媒質と顔料を含み、ある相または状態において、インクジェットから噴射できる任意の材料を含むために使用される。
【００２９】
色という用語は、スペクトルにおける任意の色、黒、白、およびグレースケールを意味する。
【００３０】
媒質という用語は、非常に広義で、顔料または顔料を構成する他の要素がその中に同伴または混合または保持される任意の材料を含むために使用される。たいてい、媒質を称する場合、少なくとも時折、およびいくつかの状況において、顔料を構成する要素が分離し、媒質内に均一に分布または分散されていないかもしれない形態にある材料を意味する。他の時または他の状況において、顔料を構成する要素は、媒質内に均一に分布または分散されている。
【００３１】
ワックスという用語を使用する場合、任意の種類の従来のワックスと従来のではないワックスおよび任意の人工または天然ワックス、また、例えば、４０℃〜１２０℃の範囲の温度で固体から液体に可逆的な相変化を経験する任意の他の材料（ワックスと呼ばれるか否かにかかわらず）を広く含む。典型的なワックスは４０℃〜８０℃の間で溶融する。他の温度で、および他の温度範囲において、相変化を経験する材料も、ワックスという語句の使用に含まれる。ワックスは、液相において、顔料の粒子を運び、顔料と共に基体上に噴射することができる。ワックスは、固相において、ワックス内に同伴された粒子の沈殿を防ぐ。ワックスという用語を使用する場合、単一のワックスまたは任意の比率でのワックスの任意の混合物を含む材料が包含される。
【００３２】
材料の分離（例えば、緻密な粒子がその中に同伴される媒質からのそれら粒子の分離）を称する場合、例えば、任意の沈殿、分離、解離、拡散、またはある材料の別の材料中の分布の均一性がそれにより低下する他のプロセスを含むことが意味される。例えば、顔料の緻密な粒子は、液体媒質内で分離するが、固体媒質内では分離しないであろう。
【００３３】
焼成という用語は、例えば、高熱を印加して、粒子を溶融させ、また、冷却されたときに、例えば、永久的に基体上に、硬い材料を形成する塊を形成させることを広く含むために使用される。いくつかの例において、焼成は、窯内で生じる高温加熱を含む。高温加熱は、５５０〜１３５０℃の範囲の温度に加熱することを含んで差し支えない。例えば、仕上げの釉薬または陶磁器の塗装のための窯は、５５０℃と８００℃の間、または５８６℃から７６３℃の温度で作動でき、ガラス焼成のための窯は、７５０℃から９５０℃、例えば、７５７℃から９１５℃の温度で作動でき、低温焼成セラミックのための窯は、９５０℃から１２００℃、例えば、９８１℃から１１５４℃の温度で作動でき、中温焼成セラミックのための窯は、１１００℃から１３００℃、例えば、１１１２℃から１２５７℃の温度で作動でき、高温焼成セラミックのための窯は、１２００℃から１３５０℃、例えば、１２１１℃から１３０５℃の温度で作動できる。いくつかの例において、塊は、粒子と呼ばれないかもしれない何かから形成され、塊がそれから形成されるその何かは、直前に述べた温度範囲ほど高温の加熱を必要としないかもしれない。
【００３４】
インク経路という用語において、例えば、液体のインクが、インクの源または貯留部または供給源から、特に、インクが噴射または分配または使用される場所までそれに沿って流動する任意の経路が広く含まれる。その経路は、過剰のインクが源または貯留部にそれに沿って戻される部分も含んでよい。源、貯留部および供給源という単語は、インクに関して、交換可能に使用される傾向にある。
【００３５】
凝固という用語は、例えば、液体から固体に相変化を経験するように材料を冷却することを含むために使用される。冷却は、熱が、より低温の環境に分散されるにつれて自然に生じても、または冷却機器によって故意に行っても差し支えない。インクまたは媒質が完全に凝固する前に、媒質の融点と、媒質が固相と液相との間の混合状態にあるインクの噴射温度と、の間の温度範囲で静止した中間状態が存在する。この静止状態において、インクの顔料は、媒質から分離し得るが、そのような分離は急速には起こらない。
【００３６】
オリフィスという用語を使用する場合、例えば、インクが基体に向かってその中を噴射されるインク経路の端部にある任意の開口が広く含まれる。
【００３７】
熱的に連結されたという用語が使用される場合、例えば、熱を容易に流れさせるための、任意の配置を広く含むことを意味する。
【００３８】
粒子という用語は、任意の種類の、例えば、数百ナノメートル（ｎｍ）の範囲のサイズを有する材料の要素を広く含むために使用される。典型的なグラフィック用顔料は、約１００ｎｍのサイズの粒子を有するが、インク中において、グラフィック用顔料は、１００ｎｍよりずっと小さい大きさから１マイクロメートルを超える範囲のサイズを有し得る。セラミック用顔料は、平均で、それより大きい。そのようなセラミック用顔料の例としては、小さい粒子またはマイクロメートル未満の粒を有する微粉セラミック用顔料が挙げられる。すり砕かれた顔料は、たいてい、粒径分布を有し、よって、多くの顔料粒子はマイクロメートル未満であるが、いくつかの場合には、例えば、５マイクロメートル超の粒子がそのフィルタを通過してプリントヘッドに入らないことを確実にするために、アブソリュートフィルタが使用される。より大きいセラミック用顔料を噴射し、これらの顔料を分散された状態に維持できるシステムが、セラミックタイルの装飾にとって非常に望ましいであろう。それにもかかわらず、グラフィック用顔料の質量の約２倍であるセラミック用顔料の質量に加え、所定の体積のセラミック用インクは、グラフィック用顔料と比べて約２倍の量の顔料を含有する（セラミック用インクという句は、セラミック基体上に使用されるセラミック用顔料を含有するインクを称するために使用される）。それゆえ、所定の体積のセラミック用インクについて、グラフィック用インク中のグラフィック用顔料の量と比べて、２倍の量のセラミック用顔料があり、セラミック用顔料は、グラフィック用顔料の２倍の重さである。その結果、セラミック用インクの密度は、グラフィック用インクの密度の約４倍である。
【００３９】
緻密な顔料により、例えば、その粒子が、少なくとも４．５ｇ／ｃｍ3の密度を有し、基体上で加熱されたときに焼成された非白色を形成する、またはその粒子が、少なくとも６ｇ／ｃｍ3の密度を有し、基体上で加熱されたときに焼成された白色を形成する、任意の顔料を広く意味する。
【００４０】
室温により、６５°Ｆ（約１８℃）から７５°Ｆ（約２４℃）の範囲の温度または周囲温度を意味する。
【００４１】
材料が、例えば、液体から固体、または固体から液体へと相変化を経験するときに、その変化が完了するまで、遅延が生じる。この遅延を相変化遅延と称することもある。相変化遅延がどれほど短いべきであるかは、もちろん、インクの成分、およびとりわけ、媒質からの顔料の分離がどれだけ速く生じるか、および印刷品質を許容できないほど劣化させずに、どれだけ多くの分離が生じても差し支えないかに依存する。静止の中間状態が、媒質の融点と、媒質が固相と液相との間の混合状態にあるインクの噴射温度と、の間の温度範囲で存在する。この静止状態において、媒質は凝固しておらず、インクの顔料は、媒質から分離し得るが、そのような分離は急速には起こらない。インクジェットヘッド内のインクは、そのような静止モードに保持されて、インクを噴射すべきときに、媒質を急速に加熱することが可能になる。
【００４２】
図１に示されるように、ここに説明する概念のいくつかの例において、粘土、水、および土性材料を含む粉末混合物８の成形ユニットが、個別の前駆体加工物１０として示されている。最終的に、完成したセラミックタイルの部品となる、加工物は、加工ライン１２に入る（例えば、それらはコンベヤに沿って運ばれるであろう）。粉末混合物８のこれらの前駆体ユニットは、前駆体加工物１０の各々に例えば、約４００ｐｓｉ（約２．７６ＭＰａ）の圧力を印加するプレス１１を使用して加工されて、例えば、５〜１０％の含水量を有する湿った未焼成タイル１３を生成する。湿った未焼成タイル１３は、一辺が７００ｍｍの正方形であってよい。加工ライン１２に沿って、２００℃で作動する第１の窯１７が、湿った未焼成タイル１３を受け入れ、それらをセラミックタイル１９に乾燥させる。このセラミックタイル１９は、在庫品２３へと送られても、装飾のために加工ライン１２に沿ってさらに送られてもよい。
【００４３】
この例において、セラミックタイルの装飾は、施釉、印刷、およびタイル１９に溝または肌理(texture)を形成するためのブラシの使用の１つ以上の工程を含む。さらに、加工ライン１２に沿って、フリット釉薬ステーション２５で、小さいガラス粒子であるフリットをセラミックタイル１９上にフラッド・コーティングする（堆積させる）。フリット粒子は第２の窯２０内でフリット釉薬に焼成される。フリット釉薬は、セラミックタイル１９を密封し、タイル上に艶だし仕上げを生成して、パターンの印刷を受け入れられる基体ユニット２２を形成する。基体ユニット２２上には、１つ以上のアナログ印刷、デジタル印刷、またはそれらの組合せを使用してよい。アナログ印刷では、シリコーンドラムにより基体ユニット２２上にセラミック用顔料が堆積させられる。アナログ印刷にロータリースクリーンも使用して差し支えない。
【００４４】
デジタル印刷では、インクジェットプリントシステム１４を使用でき、このシステムにより、基体ユニット２２の各々の露出された上面１６上に二次元パターン１５が配置される。このパターン１５は、所望のパターンにしたがって、インクジェットプリントシステムの一部である１つ以上のインクジェットヘッド１８の１つ以上のインクジェットのオリフィスからインクを噴射することによって、配置される。多種多様な他の可能性の中で、堆積されるパターンは、１つ以上の色を含み、特に、装飾、文字、画像、または図形を表すことができる。
【００４５】
印刷後、基体ユニット２２を第２の釉薬ステーション２７に通し、そこで、追加のフリットが、ある場合には選択的に、基体ユニット２２上にフラッド・コーティングまたは堆積される。そのような釉薬により、加工ラインにおいてそれより前に基体ユニット２２上に印刷された色に深みが加わる。その上、様々なタイプのブラシを必要に応じて使用して、基体ユニット２２上の肌理およびデザインを形成しても差し支えない。
【００４６】
いくつかの例において、パターンを形成するために噴射されたインクは、ワックスおよび焼成できる緻密な顔料の組合せとして配合されている。もちろん、多種多様な他の成分を、様々な目的のためのインクの配合物に含ませても差し支えない。セラミック用顔料の場合、ワックス（またはワックスの混合物）は、セラミック用インクの主成分を構成する。
【００４７】
例えば、セラミック用インクは、完成インクの３〜１５体積％の範囲のセラミック用顔料（例えば、セラミックの種類、およびインクジェットシステムの能力に応じて）および顔料に結合する分散剤（ワックスが溶融したときに顔料を別々に維持するために）を含む。ある場合には、分散剤として樹脂を使用してもよい。しかしながら、窯内での焼成前に、特定のタイル上にワックスを固定する上で、分散剤に価値のない場合がある。インクを配合する上で、追加の成分を使用してもよい。酸化防止剤は、いくつかのグラフィック用ワックスに使用されるが、セラミック用顔料に使用されるワックスは焼成プロセス中に焼き払われるので、セラミック用インク配合物中に必要ないであろう。適切なインクは、オレゴン州、ビーヴァートン／ウィルソンヴィル所在のＴｅｋｔｒｏｎｉｘ／Ｘｅｒｏｘ社、英国、バス所在のＳｕｎｊｅｔ／Ｓｕｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ社、およびニューハンプシャー州、キーン所在のＭａｒｋｅｍ  Ｉｍａｊｅ社を含むインク供給メーカーにより配合されたものとして、入手できるであろう。
【００４８】
セラミック用インク配合物は、グラフィック用ワックス配合物に使用される成分のいくつかを含まないであろう。グラフィック用ワックス配合物は、着色剤；染料または顔料のいずれか；ワックス；または用途に応じてワックスの混合物；顔料に結合し、顔料が凝集したり、ワックスから分離したり、沈殿したりするのを防ぐ分散剤；ワックスが経時変化（例えば、黄変）するのを防ぐ酸化防止剤；およびワックスを対象の基体にくっつかせる接着樹脂を含む。
【００４９】
セラミック用ワックスは、他の特性／要件を有してよく、接着剤および酸化防止剤を含まなくてもよい。グラフィック用ワックス配合物において、グラフィック用顔料（一般に、シアン、イエロー、マゼンタおよびブラック）が配合物の２〜５体積％を構成する。セラミック用インクにおいて、セラミック用顔料は、セラミック用ワックス配合物中でさらに高い体積比率であり得るセラミックホワイトを除いて、４体積％から１０体積％超の範囲であろう。分散剤は、混合物が基材(carrier)（時々、基材という単語は媒質と交換可能に使用される）と組み合わされる前に、挽き砕かれた顔料と混合されてもよい。インクがよりよく基体を濡らすように、界面活性剤が加えられることもある。
【００５０】
基体がセラミックである例において、顔料は典型的に緻密である（重い）。ほとんどのセラミック用顔料は、グラフィック用顔料として知られているものよりも２から４倍緻密であり、水とほぼ同じ密度を有する、染料系インク中の染料よりもずっと緻密である。二酸化チタンであるホワイトは、約４．５ｇ／ｃｍ3で最も緻密なグラフィック用顔料である。ブラック（一般に、カーボンブラック）は、約２ｇ／ｃｍ3で、それほど緻密ではない。ほとんどの他のグラフィック用顔料、主に、シアン、イエローおよびマゼンタは、２ｇ／ｃｍ3以下の密度を有する。セラミック用顔料のホワイトは、グラフィック用顔料よりも３〜４倍緻密であり、二酸化チタン（セラミック用顔料として使用されないグラフィック用顔料のホワイト）よりも少なくとも４０％緻密である。セラミック用顔料は、典型的に、４．５から６ｇ／ｃｍ3の範囲の密度を有するが、時には、密度がその範囲よりも高いまたは低いこともあり得る。セラミック用顔料として使用される土性顔料の例には以下のものがある：黄；ジルコニウムプラセオジム黄；ベージュ；鉄・クロム・亜鉛・アルミナスピネルベージュ；茶（一般に最も使用される）；鉄・クロム・亜鉛スピネル茶；青は、コバルト・アルミナまたはコバルト・シリカであり得る；赤：可溶性または不溶性金。
【００５１】
対照的に、特定のグラフィック用顔料（主に、シアン、イエロー、マゼンタおよびカーボンブラック）は、約２から２．５ｇ／ｃｍ3以下の密度を有し、二酸化チタン（ＴｉＯ2）の形態のグラフィックホワイトは、約４．５ｇ／ｃｍ3の密度を有する。
【００５２】
いくつかの製造ラインにおいて、加工物は、図１に示唆されたように一列で、または種々の他の様式の内のいずれかで、インクジェットプリントシステムを通過させることができる。中でも、並べて配置された一組の加工物は全て、一度にインクジェットプリントシステムに通して送達でき、その後、別の組、などのように続けることができる。多種多様な他の配置が可能である。
【００５３】
パターンが配置された後のある時点で、加工物は加工ラインに沿って第３の窯２１に進み、そこで、加工物は高温に加熱される、すなわち、焼成される。
【００５４】
窯内での加工物の焼成により、ワックスが蒸発するか燃え尽き、次いで、顔料が、加工物の上面に載せられた、付着した、またはその一体部分となる永久パターンに焼成される。第３の窯２１は、１０００℃超、典型的に１２００℃超の温度で作動する。第３の窯２１は、少なくとも５０ｍの長さを有してよく、またはその長さは１００ｍを超えてもよい。窯２１の後に、随意的な研磨などの様々な目的のために、追加の加工工程を含めても差し支えなく、それらの工程に続いて、焼成済み加工物は、ラインから取り出し、流通させても差し支えない。
【００５５】
加工ライン１２は、加工ラインに沿った加工物の進行、プリントシステムの作動、窯の作動、および潜在的に、加工ラインの作動の多種多様な他の態様を制御するために使用される電子制御装置またはプログラム制御装置を含んでもよい。
【００５６】
インクジェットプリントシステム１４は、そのインクジェットプリントシステムに使用されるインクにおける固体と液体との間の相変化を促進するように設計された要素を含むインク相変化システム２４を含んでもよい。ある場合には、インク相変化システム２４は、一方向に、例えば、インクジェットプリントシステム内のインク経路に沿って１つ以上の要素を冷却することによって、液体から固体への相変化を促進するためだけに設計されている。これらの要素の例としては、インクの主要貯留部、主要貯留部からインクジェットヘッドのアレイにインクを運ぶ導管、複数のインクジェットヘッドまたは個々のインクジェットヘッドに関連付けられた局所貯留部、局所貯留部からインクジェットヘッドにインクを運ぶ導管、およびインクジェットヘッドから局所貯留部に、または局所貯留部から主要貯留部に、戻り路内の未使用インクまたは廃棄インクを運ぶ再循環システムの導管および他の要素が挙げられる。所定のインクジェットヘッド内で、冷却要素は、インクジェット圧力チャンバ、オリフィス、およびインクジェットヘッドを構成する他の要素の内のいずれと関連付けられてもよい。
【００５７】
インクジェットヘッドは、典型的に、３〜２０ｃｍ3のワックスを収容し、主要貯留部は、インクジェットヘッドよりも多くワックスを収容する。ワックスの体積は、凝固または溶融を行うために必要な時間に影響する。インク凝固温度は、インクの融点に応じて様々である。インクの融点が７０〜８０℃の間である場合、インクは、ヒーターが切られたときに、インクが融点未満になるやいなや、凝固（固化）し始め得る。粘度が増加するにつれて、固化のために、顔料は、適所に完全に凝固するまで、より安定になる。追加の凝固助剤が適用されない場合、インクジェットヘッド内のインクは、一般に、インクジェットヘッド内のインクの体積に応じて、４から１０分以内で凝固する。
【００５８】
インクジェットヘッド内のワックスの凝固は、ワックスの凝固があまりに急速に起こる場合に生じ得るインクジェットヘッドへの損傷を減少させるために制御する必要がある。例えば、インクは、あまりに急速に凝固した場合、結晶化し、インクは、結晶化するにつれて、収縮し、結晶化したインクのブロックに割れ目および空洞が生じるであろう。結晶化したインクのブロックは、パリレンコーティングなどの、インクジェットヘッド上の絶縁保護コーティングを引き剥がし、損傷を与えるかもしれない。
【００５９】
インク相変化システムにより行われる冷却は、導管を通過する冷却液を使用して、空冷により、または十分に短いインク相変化遅延を生じる任意の他の手法により、もしくはそれらの任意の組合せにより、行ってもよい。インクジェットヘッド上に外気を吹き付けるためのマッフィン冷却ファンを使用することにより、ワックスの凝固時間を１０分から３分に減少させることができる。Ｆｒｅｏｎ（商標）などの凝固剤を使用することにより、ワックスは、約１分以内で凝固でき、これにより、ヘッドに損傷は生じないであろう。たいてい、インク相変化システム、またはその部品は、インクジェットプリントシステムの対応する要素に、例えば、その中に組み込まれるまたはそれに取り付けられることによって、熱的に連結される必要がある。
【００６０】
制御装置２２は、インク相変化システムを、インクジェットプリントシステムの制御と協力して制御するように構成できる。例えば、インクジェットプリントシステムが一連の基体ユニット上にパターンを印刷しており、その運転が完了に近づいていることを想定する。次いで、加工物、パターン、またはそれらの組合せの変更を行うために、製造ライン１２がしばらくの間停止されることを想定する。現在の運転の最後の加工物がインクジェットプリントシステムを通過し、インクジェットプリントシステムを使用して追加の加工物を装飾することが必要ない場合、このシステムがもはや使用されず、停止すべきときに、制御装置が、インク相変化システムの作動を開始して、インクジェットプリントシステム内のインクを迅速に冷却して、液体から固体への相変化を生じさせる。相変化システムの冷却能力を適切な大きさに作ることによって、インク相変化システムの作動を開始して、印刷を許容できないほど劣化させる程度まで顔料が媒質から分離するのを防ぐのに十分に短い相変化遅延で、相変化を生じさせる。ある場合には、相変化は、所望の結果を達成するために、様々な時間で、インクジェットプリントシステムの異なる部品で異なる速度で、行っても差し支えない。ある場合には、ここで、所望の結果を達成するために、短時間で、インクジェットプリントシステムの異なる部品において、冷却の特定のプロファイルを得ても差し支えない。
【００６１】
液体から固体への相変化の速度と実施は、インクジェットプリントシステムの設計および使用されているインクの配合に経験的に基づいて設計することができる。
【００６２】
いくつかの場合、フリーズジェットにより、例えば、冷気または「Ｆｒｅｏｎ」をインクジェットヘッドに吹き付けることによって、強制冷却を行ってもよいであろう。ワックスが冷えるにつれて、それが凝固する前に、ワックスはより粘性になり、ワックスのより高い粘度が顔料の分離速度を遅くする。
【００６３】
ワックス系インクの凝固の他に、噴射中のより高い粘度である２０センチポアズにより、顔料の沈殿が遅くなるであろう。粘度が高いほど、粒子が沈殿するのにかかる時間が長くなる。噴射するときに、インク粘度が、例えば、１〜２センチポアズよりも、２０センチポアズでることが有益である。インクが、凝固する前に冷めるにつれて、粘度は上昇し続け、さらに、粒子の沈殿が遅くなる（温度の関数としての粘度の変化について、図４を参照のこと）。
【００６４】
いくつかの例において、貯留部からヘッドにインクを送達するために使用される場合、オフ・ヘッド・システム（ＯＨＳ）は、急速な凝固は必要ないであろう。何故ならば、そのシステムは撹拌システム（ワックスが高温であるときだけ使用される）を有するからである。貯留部（ヘッドではない）は、典型的に、貯留部内に撹拌機（ミキサ）を有する。これらの貯留部は、たいてい、ヘッドから１メートル離れており、供給管により供給されている。これらのＯＨＳ貯留部は、インクジェットヘッドよりも多量のワックス系インク（例えば、３０ｃｍ3から数百ｃｍ3であり、数キログラムのワックスを保持することもある−ワックスという単語は、ワックス媒質を使用するインクを称するために使用されることもある）を保持する。いくつかの例において、撹拌が行われない場合、または他の理由で、貯留部を強制冷却する必要がないであろう。加熱された供給管内のインクは、一旦、熱（例えば、インク管に通された加熱供給管）が停止されると、非常に急速に凝固する。このことは、４０〜８０℃に亘り１分未満で起こり、何の補助無く完全な凝固が行われる。
【００６５】
重いセラミック用顔料を適所により急速に捕らえるのを補助するために、冷却板またはエアーコンディショナーを使用することによって、このインクをより積極的に凝固させても差し支えない。その上、ＯＨＳ貯留部内のインクは、噴射温度に保持される必要がなく、ヘッドへ送り込むのに十分なインクの融点に保持されるだけでよい。したがって、ＯＨＳ貯留部内のインクの凝固は、より急速かつ積極的であり得る。さらに、ＯＨＳ貯留部は、典型的に、絶縁保護コーティングを含有せず、それゆえ、インクジェットヘッドと比べて、より急速かつ積極的な冷却（および溝と間隙の形成）に耐えることができる。
【００６６】
インクの液体から固体へ相を変化させるインク相変化システム２４を論じてきたが、もちろん、インク相変化システムは、固体から液体に相を変化させるもの、または任意の順序で、またインクジェットプリントシステムの任意の選択された部品または全てにおいて任意の所望の速度で、両方の作業を行えるものであって差し支えない。パージは、インクをオリフィスから押し出し、整備ステーション（図示せず）で廃棄インクとして収集するためのインクジェットヘッドの始動ルーチンの一部であってよい。
【００６７】
図４は、http://www.argueso.com/uploads/Tech_Pub_Rheology.pdfから編集した説明のための粘度と温度のグラフを示している。そのような粘度と温度のグラフは、インクジェットプリントシステムの作動温度の選択に影響する情報を含んでいる。例えば、凝固と溶融のタイミングは、そのようなグラフの情報に基づいて決定される。
【００６８】
図４に示された例において、ワックスの溶融温度ＴMは７８℃であり、その図にＴMと示されている。いくつかの例において、インクは、より高い温度ＴJ、例えば、１１０℃から１５０℃までであるが、典型的に約１２５℃で噴射される。噴射温度は、インクジェットヘッドにより要求される粘度およびワックスの融点に基づいて選択される。粘度が対数目盛でプロットされており、より大きい粘度変化が、比較的狭い範囲の温度で生じることを示している。
【００６９】
融点の低いワックスを有するインクの融点ＴMは４０〜５０℃の範囲にあり、一方で、融点が高いワックスは８０〜９０℃に亘るＴMを有する。様々なワックスを混合して、選択された融点を有する複合ワックスを達成することができる。ワックスの典型的な融点は、使用されるワックスの種類に応じて４０℃〜８０℃であり得、それゆえ、典型的な凝固は、融点のすぐ下で始まる。
【００７０】
噴射すべきインクの粘度は、典型的に、１０〜２０センチポアズであるが、それより高くても低くても、例えば、５〜３０センチポアズの間であって差し支えない。噴射すべきインクを、プリントヘッドに適した粘度に調整することが重要である。噴射されるインクの粘度が、３０センチポアズよりもずっと高い（例えば、５０センチポアズ）または５センチポアズよりもずっと低い（例えば、２センチポアズ）場合、インクの高（または低）粘度により、尾（サテライト）を生じる噴射異常が生じ、液滴の速度と移動方向に影響を及ぼすことがある。
【００７１】
いくつかの例において、ワックスが固相と液相との間の混合状態で存在する温度範囲ＴQ内の静止状態は、ＴMとＴJとの間で生じる。この静止状態において、インク顔料は、ワックスから分離し得るが、そのような分離は急速には生じない。インクジェットヘッド内のインクは、そのような静止モードに保持されて、インクを噴射すべきときに、ワックスを急速に加熱することができる。
【００７２】
先の実施例を続けると、インクがインクジェットプリントシステム内で凝固（固体）状態にある間で、インクジェット印刷の次の運転が行われる前に、凝固したインクを液化しなければならない。このことは、インク相変化システムにより与えられる冷却を停止し、これにより、インクが周囲温度まで上昇させることによって行っても、または意図的な加熱により積極的に行って差し支えない。一旦インクが溶融したら、顔料が液体インク中の媒質から分離する程度を減少させるために、インクジェット印刷を迅速に開始することが重要である。一旦インクジェット印刷が進行中になったら、インクジェット経路に沿ったインクの流動と圧力チャンバからインクを噴射するプロセスにより、インクが撹拌され、それにより、分離の程度が減少する。分離を減少させるために、貯留部内に撹拌装置および技法も使用して差し支えない。いずれにせよ、インクの固体から液体への相変化のタイミングとプロファイルを所望のように制御するために、制御装置２２を使用することができる。固体から液体への相変化により、噴射に適した粘度が生じる時間と、実際の噴射が始まる瞬間との間に生じる遅延は、「相変化から噴射の遅延(phase change to jetting delay)」と呼ぶことができる。この相変化から噴射の遅延は、様々であってよいが、典型的に、使用される加熱のタイプに応じて２〜１０分の範囲、好ましくは２〜３分の間であるべきである。
【００７３】
このシステムは、システムが短期間、例えば、数時間以下に亘り使用されていないときに、ワックスが融点のすぐ下まで冷却される静止モードで作動させてもよい。このように、このシステムは、より迅速に再始動させることができ、このシステムは、ワックスがその融点よりずっと低い温度まで冷却された場合よりもずっと迅速に、ワックスを良好な（例えば、最適な）噴射温度まで加熱することができる。システムを静止モードに保持することの利点には、ワックスをその融点よりもずっと低い温度まで冷却するのに必要な出力より少ない出力の使用がある。それに加え、別の利点は、セラミック用ワックスを融点より高く保持する場合と比べて、セラミック用顔料を分散状態に維持する能力の増大がある。
【００７４】
図２に示されるように、いくつかの実施の形態において、インクジェットプリントシステムおよびそのプリントシステムを構成するインクジェット装置は共に、概略的に示されるように、インク経路３１を画成する。そのインク経路の１つの部分３０、１つ以上のインクジェットヘッド１８を備えたインクジェットヘッドアセンブリ３２の要素の中を進む。インクジェットヘッドの各々は、いくつかの（例えば、多数の）インクジェット３４を備えることができる。各インクジェットは、貯留部３８からインクの供給を受け入れ、加圧されたときに、小さい体積のインクをオリフィス４０に通して基体４１に向けて噴射する加圧インクジェットチャンバ３６を備えることができる。噴射するためのインクは、インク４６のより大きい源または貯留部４４から供給ライン４２を通じて貯留部３８に供給することができる。この貯留部４４は、次には、様々な様式でインクジェットシステムのオペレータにより装填し続けることができる。
【００７５】
インク経路は、例えば、貯留部３８から、オリフィスの周りの区域から、そして加圧チャンバから、再利用のためにインク貯留部４４へと、過剰なインク、余剰インク、または廃棄インクを戻す１つ以上のライン４５を備えてもよい。インク経路は、貯留部４４から加圧チャンバを通じ、貯留部３８に戻るように続くものと考えられる。
【００７６】
図１のインク相変化システムは、インク経路３１に沿ったそれぞれの要素に熱的に連結されているものとして図２に示されているいくつかの構成部材４７，４９，５１を備えることができる。パターンを配置するための噴射に、２つ以上の色または顔料またはインクが使用されている場合、もちろん、多数の貯留部３８およびインクジェットヘッドアセンブリを使用してよい。
【００７７】
図３を参照すると、いくつかの例において、ワックスなどの相変化媒質を使用しないインクが、噴射されていないか、またはインクジェット路に沿って積極的に再循環されている場合、緻密な顔料は、図３の左側に示唆されるように、インクジェット路の各路内で非常に急速に沈殿する傾向にある。後に、噴射を再び開始すべき場合、緻密な粒子が液体インク内で均一に分散させられるという保証はない。顔料が液体インク内で均一に分散されない限り、その後の噴射中に配置されるパターンの品質は損なわれる。噴射が続いていない期間中に、インクを撹拌し、インクを再循環させることは、顔料を媒質内に分散された状態に維持するのに役立つであろう。他の技法も使用して差し支えない。
【００７８】
図３に示されるように、右側で、インクの媒質が、ワックスなどの相変化材料である場合、噴射が停止された後に迅速に、ワックス媒質の液体から固体への相の変化を急速に強制することによって、均一に分布した粒子５２をワックス５０の基質内に同伴することが可能である。その後、噴射を再び開始する前に、インクを加熱することによって、その基質は液体になり、インクを再びうまく噴射することができる。相が変化した後に迅速に噴射が始まると、配置されているパターンの品質を維持することができる。反対に、図３の左側には、インクが液体である間に時間が経過するにつれて、粒子５２が液体内で分離する（例えば、沈殿により）。
【００７９】
図５に示されるように、印刷のための相変化顔料インクを使用するプロセスは、インクが固相にあり、顔料がその固相内に申し分なく分布され同伴されており、その状況が、液体に戻す相変化を生じるような様式では変化していない静止状態６０にインクジェットプリントシステムがあるときに始まることができる。インクジェット印刷を始めるべきときに、固体から液体への相変化期間６４が生じさせられる。期間６４の終わりに、インクは、効果的に噴射できる状況にちょうど到達する。続いて、相変化から噴射の遅延６６がある。一般に、遅延６６は、顔料が液体インク中で分離し始める傾向を減少させるのに十分に短いべきであり、いくつかの例において、できるだけ短くあり得る。
【００８０】
所定の噴射プロセス運転の噴射６８が終わると、相変化遅延７０が始まる。前述したように、遅延７０の長さは、分離の量を許容できるレベルに減少させるのに十分に短いべきである。遅延７０が一旦終わると、静止状態６０に再び到達する。例えば、遅延７０の長さは３００秒より短くてよい。
【００８１】
他の実施の形態も以下の特許請求の範囲内である。
【００８２】
例えば、上述した例のいくつかは、セラミック基体上にパターンを印刷するのに使用するための土性顔料を含有するインクに関する。その上、ワックス系釉薬材料は、例えば、セラミック基体上に釉薬を提供するために使用すべき粒子を含有しても差し支えない。そのような例において、粒子は、大きいガラス粒子、フリット粒子、または他の釉薬微粒子であって差し支えない。そのような釉薬材料は、パターンをインクジェット印刷する前、およびしばしばパターンを印刷した後に、セラミック基体上に噴射して差し支えない。
【００８３】
そのようなワックス系釉薬材料は、インクについて記載したのとほとんど同じ様式で、セラミック基体の処理中に適切な時間で冷却および／または加熱して差し支えない。そのワックス系釉薬材料は、釉薬の連続層を形成するために噴射しても、もしくは基体上に肌理外観を達成する小規模パターン、または大規模パターンであり得るパターンで選択的に噴射しても差し支えない。
【符号の説明】
【００８４】
８    粉末混合物
１０    前駆体加工物
１２    加工ライン
１３    未焼成タイル
１５    二次元パターン
１７    第１の窯
１８    インクジェットヘッド
１９    セラミックタイル
２０    第２の窯
２１    第３の窯
２２    基体ユニット
３１    インク経路
３６    加圧インクジェットチャンバ
４０    オリフィス
４１    基体
４７，４９，５１    構成部材
５０    ワックス
５２    粒子
【図１】
0006005727.tif 000002
【図２】
0006005727.tif 000003
【図３】
0006005727.tif 000004
【図４】
0006005727.tif 000005
【図５】
0006005727.tif 000006