(57)【要約】  インクの液滴を噴射するように構成されたプリントヘッドは、少なくとも１つのノズルおよびノズルの周りに配置された濡れ性部分と耐濡れ性部分のパターンが配置されたノズル表面を有する。濡れ性部分は、ノズルと同心の円形の線上で耐濡れ性部分と互い違いになる。濡れ性部分と耐濡れ性部分のパターンは、液滴をノズルから離す推進力を提供するように構成される。本発明はさらに、このノズルを有する印刷装置に関する。
2013526430.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクの液滴を噴射するように構成されたプリントヘッドであって、前記プリントヘッドはノズル表面を有し、前記ノズル表面はノズルおよび前記ノズルの周りに配置されたパターンを有し、前記パターンは耐濡れ性部分および濡れ性部分を有し、前記パターンは内周および外周を有し、前記耐濡れ性部分および前記濡れ性部分はそれぞれ前記内周から前記外周に延び、前記耐濡れ性部分は、前記ノズルと同心の円形の線上で前記濡れ性部分と互い違いになり、
前記耐濡れ性部分は、前記外周における前記濡れ性部分の幅より大きい前記外周における幅を有する、
プリントヘッド。
【請求項２】
前記耐濡れ性部分は略三角形である、
請求項１に記載のプリントヘッド。
【請求項３】
前記内周が円である、
請求項１に記載のプリントヘッド。
【請求項４】
前記外周が円である、
請求項３に記載のプリントヘッド。
【請求項５】
前記パターンが前記ノズルに対して同心である、
請求項４に記載のプリントヘッド。
【請求項６】
前記パターンの前記外周は直径ｄｐを有するとともに前記内周は半径ｄｒを有し、
前記パターンはいくつかＮの前記濡れ性部分を有し、
各前記濡れ性部分は前記パターンの前記内周に配置された中心点を有し、
前記パターンの前記外周に位置する第１および第２の外側境界点がそれぞれの前記耐濡れ性部分に隣接し、
２つの仮想線が前記濡れ性部分に位置し、第１の仮想線は前記第１の外側境界点から前記中心点に延びるとともに第２の仮想線は前記第２の外側境界点から前記中心点に延び、角度θが前記第１の仮想線と前記第２の仮想線との間の角度として定義され、
【数３】
2013526430.tif 000005
である、
請求項４に記載のプリントヘッド。
【請求項７】
前記濡れ性部分は前記パターンの前記内周上に限られた幅を有し、
前記中心点は前記内周上で２つの隣接する前記耐濡れ性部分の中央に位置する、
請求項６に記載のプリントヘッド。
【請求項８】
前記ノズルは半径ｄｎを有するとともに前記パターンの前記内周は半径ｄｒを有し、
前記ノズルの前記半径ｄｎは前記パターンの前記内周の前記半径ｄｒより小さい、
請求項５に記載のプリントヘッド。
【請求項９】
耐濡れ性材料の前記パターンの前記内周およびノズルによって囲まれた領域は耐濡れ性である、
請求項８に記載のプリントヘッド。
【請求項１０】
前記ノズルの前記半径ｄｎおよび前記パターンの前記内周の前記半径ｄｒは等しい、
請求項３に記載のプリントヘッド。
【請求項１１】
前記内周における前記濡れ性部分の前記幅は０である、
請求項１に記載のプリントヘッド。
【請求項１２】
前記ノズルの周りの前記耐濡れ性部分の前記パターンの前記外周の外側の前記ノズル表面の一部は、前記パターンの前記濡れ性部分と同じくらい濡らすことができるまたはより濡らすことができる、
請求項１に記載のプリントヘッド。
【請求項１３】
請求項１に記載のノズルプレートを有する、印刷装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐濡れ性材料のパターンを有するインクの液滴を噴射するように構成されたプリントヘッドおよび、このプリントヘッドを有するインクジェットプリンタに関する。
【背景技術】
【０００２】
既知のプリントヘッドにおいて、プリントヘッドはその中に少なくとも１つのノズルが配置された表面を有する。インクはこのノズルを通ってプリントヘッドから噴射される。印刷するとき、インクはプリントヘッドのノズル表面に溢れ得る。ノズルに近いノズル表面上に存在するインクは、インクの噴射中のプリントヘッドの性能に悪影響を及ぼし得る。したがって、ノズルに近いノズル表面上のインクの存在を抑えることは重要である。
【０００３】
インクがノズルの近くに存在することをノズルの周りに耐濡れ性コーティングを塗布することによって防ぐことが知られている。これは、インク膜の形成を防ぐ。その代わりに、耐濡れ性コーティングと接触するインクは、コーティングと比較的小さい接触面積を持つ液滴を形成する。しかし、少しの推進力の欠如でも、液滴は耐濡れ性コーティング上に留まり得る。液滴がノズル近くの耐濡れ性コーティング上に存在する場合。これは依然として噴射性能に悪影響を及ぼし得る。したがって、推進力がインク液滴をプリントヘッド表面から除去するために必要とされる。さらに、表面に存在するインクの液滴がノズルに戻ることを防ぐ必要がある。
【０００４】
特許文献１は、流体放出装置の表面に塗布される耐濡れ性コーティングのパターンを記載する。耐濡れ性コーティングおよびコーティングされていない濡れ性領域を含む様々なパターンが記載されている。しかし、インクをノズルからさらに遠くに除去するために推進力が発生されず、インクを除去するために追加的に手段が必要とされる。引用文献１では、これは表面から所定の距離においてワイパを往復動させることによって行われる。
【０００５】
特許文献２はインクジェットプリントヘッドのためのオリフィス板を記載し、耐濡れ性勾配がオリフィス板の表面に形成され、濡れ性はオリフィスの端部からの距離の増加に伴って徐々に増加する。このように、推進力がインクの液滴をノズルから遠ざけるために作り出され、インクを除去するためにワイパは必要とされない。しかし、パターンの形状のために、インクの液滴、特にインクの大きい液滴はノズルに向かって戻り得る。したがって、ノズル周りの耐濡れ性材料のパターンの改善が依然として必要とされる。さらに、特許文献２による耐濡れ性勾配はノズル表面に塗布することが困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２００８／０７９８７８号
【特許文献２】欧州特許第２  ０７２  ２６１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、耐濡れ性材料のパターンを有するプリントヘッドを提供することであり、パターンはインクをノズルから除去するために推進力が作られるような形状にされる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の目的は、インクの液滴を噴射するように構成されたプリントヘッドで達成され、このプリントヘッドはノズル表面を有し、このノズル表面はノズルおよびノズル周りに配置されたパターンを有し、パターンは耐濡れ性部分および濡れ性部分を有し、パターンは内周および外周有し、耐濡れ性部分および濡れ性部分はそれぞれ内周から外周に延び、耐濡れ性部分はノズルと同心の円形の線上で濡れ性部分と互い違いになり、耐濡れ性部分は、外周における濡れ性部分の幅より大きい外周における幅を有する。
【０００９】
インクジェットプリンタに使用されるプリントヘッドは、ノズルを有するノズル表面を有する。インクはノズルを通じて受け部材に噴射される。インクはノズル表面に溢れ得る。ノズル表面に存在するインクはノズルを通じて噴射されるインクと相互に作用し得るので、プリントヘッドの噴射性能に影響する。ノズル表面に存在するインクによって噴射性能が影響されることを防ぐために、インクはノズルの近傍から除去されなければならない。本発明では、インクは、ノズルの周りにパターンを提供することによってノズルの近傍から除去される。パターンは、濡れ性部分および耐濡れ性部分からなる。濡れ性部分では、インクの液滴とノズル表面との間の接触角は、耐濡れ性部分の接触角より小さい。その結果、液滴と表面の濡れ性部分との間の相互作用は液滴と表面の耐濡れ性部分との間の相互作用より強いので、インクの液滴は、ノズル表面の耐濡れ性部分の代わりに、濡れ性部分に存在することを選ぶ。
【００１０】
パターンは内周および外周を有する。内周はノズル近くのパターンの境界である。外周はノズルからさらに離れたパターンの境界である。濡れ性部分および耐濡れ性部分は内周から外周に延びる。ノズルは内周によって囲まれる領域に配置される。仮想の円形の線がノズルの周りに引かれ得る。この円形の線はこのノズルと同心である。この円形の線上で、耐濡れ性部分は濡れ性部分と互い違いになる。
【００１１】
内周の近くで、濡れ性部分の幅は小さくなり得る。言い換えると、ノズルと同心の円形の線上の２つの隣接する耐濡れ性部分の間の距離は小さくなり得る。濡れ性部分の幅は、ノズルからの距離の増加に伴って増加する。インクの小滴は、内周に近い濡れ性部分に収容される。しかし、例えば２つ以上のより小さいインクの液滴を結合させることによって、液滴のサイズが増加する場合、液滴はもはや小さい幅を有する濡れ性部分の一部に収容されることができず、より広い幅を有する濡れ性部分の一部に移動し得る。したがって、液滴は、液滴のサイズの増加によって、ノズルから遠ざかる。その結果、このパターンは液滴のサイズの増加によって液滴をノズルから遠ざける推進力を発生させ、したがって表面上の液滴とノズルから噴射のために生成された液滴との間の相互作用を防ぐ。インクは、例えば、ノズルプレートの端部に位置する洗浄ポイントに案内され得る。
【００１２】
パターンによって生じた推進力は、例えば、パターンのサイズおよび形状、インクの特性並びにノズル表面の耐濡れ性部分の特性によって決まり得る。これらのパラメータおよび他の関連するパラメータを適切に選択することによって、パターンによって生じた推進力は、推進力の大きさが液滴に作用する重力の大きさを超えるようになることができ、パターンによって生じた推進力は、液滴が上り坂を移動することを可能にし得る。したがって、本発明による濡れ性部分および耐濡れ性部分を有するパターンは、たとえノズル表面が（部分的に）垂直位置に配置されていても、インクをノズルから効果的に除去し得る。
【００１３】
外周において、耐濡れ性部分の幅は濡れ性の円部分の幅より大きい。これは、大きい液滴が耐濡れ性部分のパターンの外周の外側の領域から濡れ性部分に戻り、ノズルに近づくことの追加的な防止である。パターンの外周における耐濡れ性部分の幅がパターンの外周における濡れ性部分の幅よりはるかに小さい場合、外周に近接して存在する耐濡れ性領域は、外周に近接する濡れ性領域よりはるかに小さくなり得る。この場合、耐濡れ性領域は、ノズル表面に存在する大きい液滴のサイズと比べて比較的小さくなり得る。したがって、大きい液滴が外周の外側存在する場合、外周の近くで、小さい耐濡れ性領域は液滴がパターンの外周を越えてノズルに向かって動くことを抑えるのに十分となり得ず、液滴は耐濡れ性部分の一部と重なり得る。結果として、パターンの外周に小さい幅を有する耐濡れ性部分を有するパターンは、インクがノズルに近づくことを防ぐのに効率的でない。
【００１４】
実施形態では、内周は円である。ノズルは典型的にはノズル表面に円形状を有する。パターンの内周の形状をノズルの形状に合わせるために、パターンの内周はノズルと同じ形状を有し得る。しかし、ノズルの形状および内周の形状は同じである必要は無い。
【００１５】
実施形態では、パターンはノズルと同心である。内周および外周の両方は円形であるとともに内周および外周の両方はノズルと同心である。結果として、ノズルと周囲との距離は内周上の各点に対して等しい。また、外周と内周との間の距離は、内周および外周両方の各点に対して等しい。したがって、インクの液滴が内周から外周に移動するためにカバーする必要がある距離は、パターンの全ての領域に対して等しい。その結果として、インクの液滴は、全方向において等しくノズルから除去される。
【００１６】
実施形態では、パターンの外周は直径を有し、このパターンはいくつかの濡れ性部分を有し、各濡れ性部分はパターンの内周に位置する中心点を有し、パターンの外周に位置する第１および第２の外側境界点はそれぞれの耐濡れ性部分に隣接し、２つの仮想線が濡れ性部分に位置し、第１の仮想線は第１の外側境界点から中心点に延びるとともに第２の仮想線は第２の外側境界点から中心点に延び、角度θが第１と第２の仮想線との間の角度として定義されるとともに、
【００１７】
【数１】
2013526430.tif 000003
である。角度θは０より大きい。角度θが０の場合、外周上で耐濡れ性部分と交互になる濡れ性部分がない。これは、液滴が内周から外周に移動するための推進力の欠如をもたらす。したがって、インクはノズルの周りの耐濡れ性部分に留まり得る。角度θが２ａｒｃｔａｎ［ｓｉｎ（π／２Ｎ）／（ｃｏｓ（π／２Ｎ）−ｄｒ／ｄｐ］と等しい場合、最大角度θ（θｍａｘ）に達する。θｍａｘでは、外周における濡れ性部分の幅は外周における耐濡れ性部分の幅と等しい。θがθｍａｘを超える場合、パターンの外周における濡れ性部分の幅はパターンの外周における耐濡れ性部分の幅より大きい。θが０とθｍａｘとの間の値を有する場合、濡れ性部分は外周において、０より大きくかつ外周における耐濡れ性部分の幅より小さい幅を有する。外周における耐濡れ性部分の実際の幅は、とりわけθの値によって規定される。したがって、θを変化させることによって、外周における耐濡れ性部分の幅は調節され得る。
【００１８】
実施形態では、濡れ性部分はパターンの内周上に限られた幅を有し、中心点は内周上で２つの隣接する耐濡れ性部分の中央に位置する。これは、濡れ性部分が中心点から外周上の点に延びる線に関して線対称になることをもたらし、この点は２つの外側境界点の中央である。
【００１９】
実施形態では、ノズルは半径を有するとともにパターンの内周は半径を有し、ノズルの半径はパターンの内周の半径より小さい。この実施形態では、ノズルとパターンの内周との間にスペースがある。
【００２０】
実施形態では、パターンの内周およびノズルによって囲まれた領域は耐濡れ性である。したがって、ノズルは耐濡れ性領域によって囲まれる。結果として、ノズルのすぐ外側に存在し得る如何なる流体も表面上に広がらず、ノズル表面と小さい接触面積を有する液滴として耐濡れ性部分に留まる。例えば、２つの小さい液滴の結合によって、液滴のサイズが増加するとき、液滴はパターンの内周に達し得るとともに、ノズルから遠ざけるようにパターンによって作られる推進力を受け得る。さらに、パターン上にある如何なる液滴もノズルに向かって移動しない。
【００２１】
実施形態では、ノズルの半径およびパターンの内周の半径は等しい。インクの液滴が、パターンによって提供される濡れ性勾配を用いてノズルに近い領域から迅速に除去されることが望まれる場合、パターンは内周がノズルと同じくらい大きくなるように設計され得る。この場合、ノズルに近い如何なるインクもノズルから遠ざかるように推進力を受け得る。この推進力はパターンによってもたらされる。インクの液滴がノズルに近い領域に留まることが妨げられる。
【００２２】
実施形態では、内周における濡れ性部分の幅は０である。パターンの内周における濡れ性部分の幅が小さいほど、液滴が内周に近接することが困難になる。したがって、液滴は内周から遠ざかるように、したがってノズルから遠ざかるように強い推進力を受け得る。結果として、パターンの内周における濡れ性部分の幅が０であるパターンは、ノズルに近い領域から液滴を除去するのにより効果的であり得る。
【００２３】
実施形態では、ノズルの周りの耐濡れ性部分のパターンの外周の外側のプリントヘッドの表面の一部は、パターンの濡れ性部分と同じくらい濡らすことができるまたはより濡らすことができる。表面の濡れ性は、表面とその表面上にある液滴との間の接触角に相関がある。表面が濡らすことができるようになるほど、接触角は小さくなる。接触角が小さくなるほど、表面上の流体の液滴の広がりは大きくなる。したがって、パターンの外周の外側のプリントヘッドの表面の一部がパターンの濡れ性部分より濡らすことができる場合、インクの液滴とパターンの濡れ性部分との間の接触角は、インクの液滴とパターンの外周の外側のプリントヘッドの表面の一部との間の接触角より小さい。パターンの外周の外側のプリントヘッドの表面の一部がパターンの濡れ性部分と同じくらい濡らすことが出来る場合、ノズル表面と延期の液滴との間の接触角は両方の領域に対して等しい。
【００２４】
パターンは、インクの液滴にノズルから離れるための推進力を提供する。推進力により、パターンの濡れ性部分に存在するインクの液滴が徐々にノズルからパターンの外周に向かって離れる。最終的に、液滴はパターンの外周を横断しパターンを離れなければならない。したがって、パターンの外周の外側のプリントヘッドの表面は、少なくともパターンの濡れ性部分と同じくらい濡らすことができなければならない。外周の外側の表面がパターンの濡れ性部分より濡らすことができない場合、インクの液滴は、外周の外側に移動する代わりに、パターンの濡れ性部分に留まるであろう。このように、インクはノズルの周りのパターン上に溜まり、これはプリントヘッドの性能に悪影響を及ぼす。外周の外側の表面がパターンの濡れ性部分と同じくらい濡らすことができる場合、インクの液滴は濡れ性部分から外周の外側の領域に移動し得る。外周の外側の表面がパターンの濡れ性部分より濡らすことができる場合、推進力はインクの液滴が外周を横切ってパターンの外側の領域に移動するように提供される。このように、２つの追加的な推進力がインクをノズルに近い領域から除去するために存在し、第１の推進力はパターンによって提供され、第２の推進力はパターンの濡れ性部分の濡れ性に対する、パターンの外周の外側の表面のより良い濡れ性によって提供される。プリントヘッド表面の向上した濡れ性は、例えばコーティングによって提供され得る。このコーティングはインクに対して高い濡れ性を有さなければならない。インクの性質に応じて、異なるコーティングが使用され得る。一般的に、表面の濡れ性は、任意の適切な手段および／または方法、例えば、限定されるものではないが、コーティングの塗布または任意の表面処理によって制御され得る。
【００２５】
ある態様では、本発明はさらにプリンタを含み、このプリンタは本発明によるプリントヘッドを有する。
【００２６】
本発明のこれらのおよびさらなる特徴並びに利点は、限定されない実施形態を示す添付の図面を参照して以下にさらに説明される。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、インクジェットプリンタの概略斜視図を示す。
【図２Ａ】図２Ａは、本発明による耐濡れ性部分のパターンの第１の例示的な実施形態を示す。
【図２Ｂ】図２Ｂは、本発明による耐濡れ性部分のパターンの第２の例示的な実施形態を示す。
【図２Ｃ】図２Ｃは、本発明による耐濡れ性部分のパターンの第３の例示的な実施形態を示す。
【図３】図３は、本発明によるパターンの実施形態の耐濡れ性部分を示し、耐濡れ性部分は略三角形である。
【図４Ａ】図４Ａは、本発明による耐濡れ性部分のパターンによってノズルから追い払われる液滴を示す。
【図４Ｂ】図４Ｂは、本発明による耐濡れ性部分のパターンによってノズルから追い払われる液滴を示す。
【図４Ｃ】図４Ｃは、本発明による耐濡れ性部分のパターンによってノズルから追い払われる液滴を示す。
【図５】図５は、内周が円である、本発明の実施形態による耐濡れ性部分のパターンの一部を示す。
【図６】図６は、内周および外周がノズルと同心である、本発明の実施形態による耐濡れ性部分のパターンを示す。
【図７Ａ】図７Ａは、本発明によるパターンの実施形態を示す。
【図７Ｂ】図７Ｂは、図７Ａの詳細の拡大を示す。
【図８Ａ】図８Ａは、本発明によるパターンの一部の例示的な実施形態を示す。
【図８Ｂ】図８Ｂは、本発明によるパターンの一部の例示的な実施形態を示す。
【図８Ｃ】図８Ｃは、本発明によるパターンの一部の例示的な実施形態を示す。
【図９】図９は、本発明によるノズル表面の例示的な実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図面において同様の参照番号は同様の要素を示す。
【００２９】
図１は、受像部材２を支えるとともにインクを備えるいくつかのプリントヘッド３に沿って受像部材２を動かすためのプラテン１を有するインクジェットプリンタ８を示す。
【００３０】
走査型印刷キャリッジ４は、いくつかのプリントヘッド３を保持するとともに、主走査方向における受像無部材２の走査が可能になるように、プラテン１と平行な主走査方向、すなわち両矢印Ｂによって示される方向に、往復動で移動可能である。
【００３１】
プラテン１は、矢印Ａによって示されるようにその軸周りに回転可能である。受像部材２は、巻き取り紙またはシートの形態の媒体であり得るとともに、例えば、紙、ボール紙、印刷用粘着シート、プラスチック、織物等から構成され得る。あるいは、受像部材２はまた、エンドレスまたはそうでない、中間部材であり得る。循環的に動かされ得るエンドレス部材の例は、ベルトまたはドラムである。
【００３２】
キャリッジ４は、キャリッジを主走査方向Ｂに動かすために、ロッド５，６上を案内されるとともに適切な手段（図示せず）によって駆動される。各プリントヘッド３は、副走査方向に平行な単一の直線状アレイに配置された幾つかのノズル７を有する。プリントヘッド３ごとに４つのノズル７が図１に描かれているが、現実的な実施形態では、任意選択で複数のアレイに配置された、数百のノズル７がプリントヘッド３ごとに設けられ得る。
【００３３】
画像ドットは、ノズル７からインクの液滴を噴射することによって形成される。インクの噴射後、いくらかのインクはプリントヘッドのノズル表面にあふれるとともに留まり得る。ノズルの近くにあるインクは、液滴の噴射に、したがって受像部材２へのこれらの液滴の配置に悪影響を与え得る。したがって、過剰分をノズルから除去することが好ましい。過剰分のインクは、ノズルの周りに耐濡れ性部分のパターンを使用することによって除去され得る。パターンはインクがノズルから離れるための推進力を発生させる。
【００３４】
図２Ａは、耐濡れ性部分１０のパターン１５の実施形態を示す。パターンはノズル１７の周りに塗布される。パターンは内周９および外周１２を有する。内周は、ノズル１７の境界の外側にあり得るまたはノズル１７の境界に一致し得る。耐濡れ性部分１０は、パターンの内周９からパターンの外周１２に延びる。耐濡れ性部分１０は、ノズルと同心の円形の線１６上で濡れ性部分１１と互い違いになる。耐濡れ性部分１０は、本発明にしたがって、外周１２における濡れ性部分の幅１４より大きい外周１２における幅１３を有する。噴射中にインクがノズルの表面に溢れる場合、インクは、耐濡れ性部分１０のパターンにより生じた推進力によってノズル１７から除去される。濡れ性表面の比較的低い表面張力のために、濡れ性部分１１に存在するインク液滴は、表面上に広がる傾向がある。インクが濡れ性部分１１と耐濡れ性部分１０との間の境界に達する場合、インク液滴は濡れ性部分１１に留まる傾向がある。濡れ性部分の幅１４はノズル１７からの距離が増加するにつれて増加する。ノズル表面の部分にあるインクの量が大きいほど、インクで覆われる表面は大きくなる。インクは濡れ性部分１１から耐濡れ性部分１０に移動しない傾向があるので、インクは、より大きい幅１４を有する濡れ性部分１１の一部に向かって移動する。したがって、液滴のサイズが増加するとすぐに、インクは、インクがパターン１５の外周１２の外側のノズル表面の部分に達するまで、ノズル１７から離れる。
【００３５】
図２Ｂは、耐濡れ性部分１０のパターン１８の実施形態を示す。パターンはノズル１７の周りに塗布される。パターンは内周９および外周１２を有する。内周は、ノズル１７の境界の外側にあり得るまたはノズル１７の境界に一致し得る。耐濡れ性部分１０は、パターンの内周９からパターンの外周１２に延びる。耐濡れ性部分１０は、ノズルと同心の円形の線１６上で濡れ性部分１１と互い違いになる。耐濡れ性部分１０は、外周１２における濡れ性部分の幅１４より大きい外周１２における幅１３を有する。パターン１８の内周９は円形であり、その一方で、パターン１８の外周１２は四角形である。一般的に、内周９および外周１２の形状は適切に選択され得る。全ての適切な形状は本発明に含まれると見なされる。
【００３６】
図２Ｃは、耐濡れ性部分１０のパターン１９の実施形態を示す。パターンはノズル１７の周りに塗布される。パターンは内周９および外周１２を有する。内周９は、ノズル１７の境界の外側にあり得るまたはノズル１７の境界に一致し得る。耐濡れ性部分１０は、パターンの内周９からパターンの外周１２に延びる。耐濡れ性部分１０は、ノズルと同心の円形の線１６上で濡れ性部分１１と互い違いになる。耐濡れ性部分１０は、外周１２における濡れ性部分１１の幅１４より大きい外周１２における幅１３を有する。パターン１９の内周９は四角形であり、その一方で、パターン１８の外周１２は楕円形である。耐濡れ性部分１０の幅１４は、パターン１９内の各耐濡れ性部分１０に対して変化し得る或いは各耐濡れ性部分１０に対して等しくなり得る。
【００３７】
当業者にとって、上述の内周９および外周１２両方の形状は本発明の単なる例示であることは明らかであろう。内周および外周に対して他の形状も同様に可能である。
【００３８】
図３は内周９および外周１２の断片を示す。耐濡れ性部分２０は内周９から外周１２に延びる。耐濡れ性部分２０は実質的に三角形である。耐濡れ性部分２０の幅１３は、外周１２からの距離にしたがって変化するとともに耐濡れ性部分２０と外周１２の交点において最大である。耐濡れ性部分２０の形状は三角形の形状に酷似する。耐濡れ性部分２０が内周９の境界内に仮想的に広がる場合、純粋な三角形を得ることができる（耐濡れ性部分２０は内側部分２２に延びる）。この出願全体にわたって、耐濡れ性部分２０の形状は実質的に三角形として見なされ得る。外側領域２１は、耐濡れ性部分２０の一部を形成するために耐濡れ性であり得る、または濡れ性であり得る。いずれの場合も、耐濡れ性部分２０は実質的に三角形であると見なされ得る。
【００３９】
図４Ａは、第１の耐濡れ性部分１０ａ、第２の耐濡れ性部分１０ｂおよび濡れ性部分１１を有するパターン１５の実施形態を示す。パターン１５はノズル１７の周りに塗布される。パターン１５は内周９および外周１２を有する。インクの噴射中、インクは溢れ得る。このインクはパターン１５の濡れ性部分１１に存在し得る。インクは、上述のように、耐濡れ性部分１０ａ、１０ｂの一方よりも濡れ性部分１１を好み、通常濡れ性部分１１から耐濡れ性部分１０ａ、１０ｂの一方に動かず、濡れ性部分１１の境界内に留まる。パターン１５上に、インクの第１の液滴５０およびインクの第２の液滴５１が存在する。第１の液滴５０はパターン１５の濡れ性部分１１に存在する。第２の液滴５１は、濡れ性部分１１に部分的に位置するとともに耐濡れ性部分１０ａに部分的に位置する。耐濡れ性部分１０ａに比べた濡れ性部分１１の良好な濡れ性のために、濡れ性部分１１および耐濡れ性部分１０ａの両方と接触する第２の液滴５１は、濡れ性部分１１に向かって濡れ性部分１１の境界内に位置するようになるように移動する。いったん第２の液滴５１が濡れ性部分１１の境界内に位置すると、液滴５１は耐濡れ性部分１０ａ，１０ｂに向かって戻らない。このように、互い違いになる濡れ性部分１１および耐濡れ性部分１０ａ、１０ｂを有するパターンは、パターンの濡れ性部分１１にインクの液滴を集める手段を提供する。
【００４０】
液滴が濡れ性部分１１の境界内に留まるため、濡れ性部分１１に収容され得る液滴の最大サイズは、液滴の位置における濡れ性部分１１の幅によって決まる。濡れ性部分１１の幅はパターン１５の内周９からの距離の増加に伴って増加するので、小さい液滴５０、５１はパターンの内周９に近い濡れ性部分の一部に収容され得る。
【００４１】
図４Ｂは図４Ａに関して記載されたものと同じパターン１５を示す。パターン１５の濡れ性部分１１には、液滴５２が存在する。液滴５２は、例えば、図４Ａに示される、第１の液滴５０および第２の液滴５１の結合によって形成され得る。液滴５２は、第１の液滴５０および第２の液滴５１のそれぞれより大きい。結果として、液滴５２は、濡れ性部分１１の幅が液滴５２のサイズより小さい濡れ性部分１１内に位置することができず、少なくとも液滴５２のサイズと同じくらい大きい幅を有する濡れ性部分１１の部分に位置しなければならない。濡れ性部分１１の幅は内周９からの距離の増加に伴って増加するので、液滴５２は、第１の液滴５０および第２の液滴５１より内周９からさらに離れて位置する。したがって、液滴のサイズの増加によって、液滴はパターンの内周９から離れる。そのために、パターンの外周１２における濡れ性部分１１の幅は、少なくとも、パターンの内周９における濡れ性部分１１の幅でなければならない。外周１２における濡れ性部分１１の幅が内周９における濡れ性部分１１の幅より小さい場合、液滴を内周９から離すための推進力は提供されない。
【００４２】
図４Ｃは、図４Ａおよび図４Ｂに関して記載されたものと同じパターン１５を示す。液滴５３が、パターン１５上に部分的に存在する。液滴５３は、液滴５２（点線で示される）のインクの他の液滴（図示せず）との結合によって形成され得る。液滴５３は液滴５２より大きく、結果として、液滴５３は、液滴５２より内周９からさらに遠くに位置する。実際、液滴５３は大き過ぎてパターン１５の濡れ性部分１１に完全に位置することができず、代わりに、パターン１５の外周１２の外側に部分的に位置する。
【００４３】
要約すると、パターン１５の濡れ性部分１１および耐濡れ性部分１０の両方の形状は、インクの液滴をパターン１５の内周９から離れて保持するための、したがって、インクをノズルから離れて保持するための手段を提供し、液滴のサイズの増加により、ノズル表面に存在する液滴をノズルから離すための推進力を提供する。
【００４４】
図５は、円である内周９を有する耐濡れ性部分のパターンの一部を示す。パターンは、耐濡れ性部分１０および濡れ性部分１１を有する。耐濡れ性部分１０は、パターンの内周と同心の円形の線上で、濡れ性部分１１と交互になる。耐濡れ性部分１０は、内周９から外周（図示せず）に延びる。内周９は円である。ノズル１７はパターンの内周９の境界内に閉じ込められる。ノズル１７と内周９との間の距離は、内周９の全ての点において等しくなり得るまたは内周９の異なる位置において異なり得る。ノズル１７と内周９との間の距離が内周の全ての点において等しい場合、距離は０であり得るまたは０より大きくなり得る。ノズル１７と内周９との間の距離は、適切に選択され得る。
【００４５】
図６は耐濡れ性部分１０のパターンを示す。パターンはノズル１７の周りに塗布される。パターンは内周９および外周１２を有する。内周は、ノズル１７の境界の外側にあり得るまたはノズル１７の境界に一致し得る。耐濡れ性部分１０は、パターンの内周９からパターンの外周１２に延びる。この実施形態では、ノズル１７は円形であり半径ｄｎを有する。内周９は円形であり半径ｄｒを有する。ノズル１７の中心は内周９の中心と一致する。したがって、ノズル１７および内周９は同心である。パターンの外周１２は円形であり半径ｄｐを有する。内周９と同様、外周１２はノズル１７と同心である。したがって、内周９および外周１２も同心である。内周９も外周１２もノズル１７と同心であるので、パターン全体はノズル１７と同心である。したがって、内周９と外周１２との間の距離は、パターンの全体を通して同じである。結果として、パターン上の液滴の位置に関係なく、インクの液滴はパターンの外側に移動するために同じ距離を移動する。
【００４６】
図７Ａは、それぞれが破線部分として示された、いくつかの耐濡れ性部分１０を有するパターンを示す。パターンは内周９および外周１２を有する。内周と同心の線（図示せず）上で、耐濡れ性部分１０は濡れ性部分１１と交互になる。耐濡れ性部分１０は、内周９から外周１２に延びる。第１および第２の外側境界点３１および３２が規定される。この第１および第２の外側境界点３１、３２は、それぞれの耐濡れ性部分に隣接する外周１２上に位置する。中心点３３が規定される。この中心点３３は、パターンの内周９上に位置する。２つの仮想線が塗れ部分１１に位置し、第１の仮想線３４は第１の境界点３１から中心点３３に延びるとともに第２の仮想線３５は第２の境界点３２から中心点３３に延びる。角度θは第１の仮想線３４と第２の仮想線３５との間の角度である。角度θは適切に選択され得る。しかし、角度θは０より大きい。角度θが０の場合、外周１２において濡れ性部分１１と交互になる耐濡れ性部分１０はない。したがって、パターンは内周９から外周１２に移動させるためのインクの液滴に対する推進力を発生しない。最大の角度０は、様々なパラメータによって決まる。この様々なパラメータは、濡れ性部分の数Ｎ、外周の半径ｄｐおよび内周の半径ｄｒである。角度θは角度θに対する最大値より小さくなるべきであり、この最大値は次のように定義される：
【００４７】
【数２】
2013526430.tif 000004
角度θがθｍａｘを越える場合、外周における濡れ性部分１１の幅は外周における耐濡れ性部分１０の幅より大きい。角度θがθｍａｘと等しい場合、外周における耐濡れ性部分１０の幅は外周における濡れ性部分１１の幅と等しい。角度θが小さくなるほど、濡れ性部分１１の幅は小さくなる。内周９から外周１２に移動させるためのインクの液滴が受ける推進力は角度θによって決まる。小さい液滴に対して、小さいθが最適であり得る。小さい液滴は、濡れ性部分の幅（２つの隣接する耐濡れ性部分の間の距離）が大き過ぎる場合、外周１２まで移動しないかもしれない。また、例えばインクの種類、耐濡れ性コーティングの種類等、他のパラメータも角度θに対する最適な値に影響し得る。
【００４８】
図７Ｂは図７Ａの詳細を示す。図７Ｂは濡れ性部分１１の一部を示す。内周９における濡れ性部分１１の幅は制限されるとともに０より大きい。中心点３３は内周９上に位置する。中心点３３から隣接する耐濡れ性部分の一方への第１の距離３６は、中心点３３から隣接する耐濡れ性部分１０の他方への距離３７と等しい。結果として、中心点３３は２つの隣接する耐濡れ性部分１０の間の中央に位置する。
【００４９】
図８Ａは、いくつかの濡れ性部分１１およびいくつかの耐濡れ性部分１０のパターンを示し、耐濡れ性部分１０は破線部分として示される。パターンは内周９を有する。この内周９はノズル１７の周りに位置する。ノズルの半径ｄｎは、パターンの内周の半径ｄｒより小さい。パターンの内周９およびノズル１７によって囲まれる領域は耐濡れ性である。上述のように、インクは耐濡れ性面とほとんど相互作用をせず、耐濡れ性面上に広がらない。したがって、この実施形態では、インクはノズル１７を直接囲む領域に広がらず、ノズル１７を囲む耐濡れ性領域と小さい接触面積を有する液滴を形成する。この領域に存在する液滴は、図４Ａ−図４Ｃを参照して上で詳細に説明したように、パターンの濡れ性部分１１の１つに移動し得るとともにノズルからさらに離れて移動し得る。
【００５０】
図８Ｂは、いくつかの濡れ性部分１１およびいくつかの耐濡れ性部分１０のパターンを示し、耐濡れ性部分１０は破線部分として示される。パターンは内周９を有する。この内周９はノズル１７の周りに位置する。ノズルの半径ｄｎは、パターンの内周の半径ｄｒと等しい。結果として、パターンの内周９はノズルに接する。ノズル表面に存在するインクの液滴は、パターンのいくつかの濡れ性部分１１の１つの境界内に閉じ込められ得るとともに、液滴のサイズが増加すると、パターンの内周９から離れ得るとともに、最終的にパターンの外周１２の外側の領域に運ばれ得る。
【００５１】
図８Ｃは、いくつかの濡れ性部分１１およびいくつかの耐濡れ性部分１０のパターンを示し、耐濡れ性部分１０は破線部分として示される。パターンは内周９を有する。この内周９はノズル１７の周りに位置する。パターンはまた外周（図示せず）も有する。パターンの内周９における濡れ性部分１１の幅は０である。結果として、内周９の近傍の濡れ性部分の一部は小さい幅を有する。非常に小さい液滴のみが内周９の近傍の濡れ性部分１１に位置し得る。大きい液滴は内周９からさらに離れた濡れ性部分１１の部分に直接向かって移動する。したがって、濡れ性部分１１の幅が内周において０であるパターンは、液滴がノズル１７の近傍にあることを阻み、液滴をパターンの外周１２に向かってより効率的に除去する。
【００５２】
図８Ａ−８Ｃに示された本発明による耐濡れ性部分のパターンのこれらの実施形態のいずれも、適切に選択され得るおよび／または他の実施形態と組み合わされ得る。さらに、本発明による耐濡れ性部分のパターンの他の適切な実施形態も、本発明に含まれると見なされる。
【００５３】
図９は、２列Ｘのノズル１７が配置されたノズル表面４５を示す。ノズル１７の周りには、耐濡れ性部分１０と濡れ性部分１１のパターンが配置される。上で示されたように、各パターンは液滴をノズル１７から離れて除去するための推進力をもたらす。しかし、いったんインクの液滴がパターンの外周の外側の領域に移動したら、インクはノズル１７に向かって戻るべきではない。したがって、パターンの外周の外側のノズル表面４５の領域４０はインクの液滴にノズル１７に向かって戻る推進力をもたらすべきではない。したがって、パターンの外周の外側のノズル表面の領域４０は、少なくとも、パターンの濡れ性部分１１と同じくらい濡らすことができるものであり得る。好ましくは、パターンの外周の外側のノズル表面の領域４０は、パターンの濡れ性部分１１より濡らすことができるものであり得る。このように、追加的な推進力が、インクの液滴をノズル１７から離れて除去するためにもたらされる。いったんインクの液滴が、パターンの濡れ性部分１１より濡らすことができるノズル表面の領域４０に向かって移動されると、インクの液滴は続いてノズル表面４５から、適切な手段、例えばワイパによって除去され得る。例えば、ワイパはノズル表面４５の１つの端部から、ノズル表面の他方のもう１つの端部に、ノズルの列の方向Ｘに拭い得る。ワイパがノズル表面４５を動けば動くほど、インクはワイパによって捕まえられる。ワイパによって捕まえられたインクはノズル１７に向かって移動しないであろう。パターンの濡れ性部分１１より濡らすことができる領域４０をノズル表面４５上に適用することによって、拭うときに、インクは、パターンの外周を越えるとともにノズルに向かって動く代わりに、より濡らすことができる表面４０上に留まる。このように、ノズル表面４５に溢れたインクの液滴がノズル１７に干渉し得ることおよびノズル１７の噴射特性を劣化させ得ることが防がれる。
【００５４】
本発明の詳細な実施形態が本出願に開示されている。しかし、開示された実施形態は本発明の単なる例示であって、本発明は様々な形態で実施され得る。したがって、本出願に開示されている特定の構造および機能の詳細は、限定するものとして解釈されるべきではなく、単に特許請求の範囲のための基礎および本発明を実質的で適切な詳細な構造で様々に用いることを当業者に教示するための代表的な基礎として、解釈されるべきである。特に、別々の従属請求項に示されるとともに記載された特徴は、組み合わせて応用され得るとともに、このような請求項の任意の組合せが本出願に開示される。さらに、本出願で使用される用語および句は限定することを目的とせず、むしろ、本発明の理解できる記述を提供することを目的としている。本出願で使用される用語「１つの」（“ａ”または“ａｎ”）は１つまたは複数と定義される。本出願で使用される、複数という用語は２つ以上と定義される。本出願で使用される、他のという用語は、少なくとも第２のまたはそれ以上と定義される。本出願で使用される、含むおよび／または有するという用語は、有する（すなわち、オープンランゲージ）と定義される。本出願で使用される、結合されるという用語は、接続されると定義されるが、必ずしも直接ではない。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９】
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【国際調査報告】
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