(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷ヘッドにおいて、
第１の液体の第１の主液滴を、第１の経路に沿って移動するように排出する段階と、
第２の液体の第２の主液滴を、第２の経路に沿って移動するように排出する段階と、
前記印刷ヘッド内の反応チャンバ内の接続点において、前記第１の主液滴を前記第２の主液滴と結合させて結合液滴とし、これにより、前記第１の主液滴の前記第１の液体と前記第２の主液滴の前記第２の液体との間における化学反応を、前記反応チャンバの制御環境内で開始させるように、前記第１の主液滴及び前記第２の主液滴の飛びを制御する段階と、
前記結合液滴の飛びを、少なくとも気体流によって制御する段階であって、前記気体流は、少なくとも１つの気体供給ノズルから提供される、段階と、
を実行する段階を備えるドロップオンデマンド印刷方法。
【請求項２】
前記結合液滴の飛びを、前記印刷ヘッドの要素の表面に沿って前記結合液滴を誘導することによって制御する段階をさらに備える、請求項１に記載のドロップオンデマンド印刷方法。
【請求項３】
前記第１の主液滴及び前記第２の主液滴の飛びを、少なくとも気体流によって制御する段階をさらに備える、請求項１又は２に記載のドロップオンデマンド印刷方法。
【請求項４】
前記第１の主液滴及び前記第２の主液滴の飛びを、前記印刷ヘッドの要素の表面に沿って前記第１の主液滴及び前記第２の主液滴を誘導することによって制御する段階をさらに備える、請求項１から３のいずれか１項に記載のドロップオンデマンド印刷方法。
【請求項５】
前記反応チャンバ内における、チャンバ温度、気体速度、気体温度、気体成分、電場、超音波場、及びＵＶ光のパラメータの少なくとも１つを制御する段階をさらに備える、請求項１から４のいずれか１項に記載のドロップオンデマンド印刷方法。
【請求項６】
前記結合液滴の飛びを制御する前記気体流は、間欠的であり、少なくとも、前記結合液滴が前記印刷ヘッドを通って、前記反応チャンバにおける前記接続点から前記印刷ヘッドの出口へと飛ぶ時間に、生成される、請求項１から５のいずれか１項に記載のドロップオンデマンド印刷方法。
【請求項７】
前記結合液滴の飛びを制御する前記気体流は、連続的に生成される、請求項１から５のいずれか１項に記載のドロップオンデマンド印刷方法。
【請求項８】
前記気体流は、周辺温度より高い温度を有する、請求項１から７のいずれか１項に記載のドロップオンデマンド印刷方法。
【請求項９】
前記第１の液体は、インクベースであり、前記第２の液体は、前記インクベースを硬化させるための触媒である、請求項１から８のいずれか１項に記載のドロップオンデマンド印刷方法。
【請求項１０】
ノズル部品であって、
第１の液体を含む第１の液体貯蔵槽に、第１のチャネルを介して接続される第１のノズルであって、前記第１の液体の第１の主液滴をオンデマンドで形成し、前記第１の主液滴を、第１の経路に沿って移動するように排出する第１の液滴生成推進装置を有する、第１のノズルと、
第２の液体を含む第２の液体貯蔵槽に、第２のチャネルを介して接続される第２のノズルであって、前記第２の液体の第２の主液滴をオンデマンドで形成し、前記第２の主液滴を、第２の経路に沿って移動するように排出する第２の液滴生成推進装置を有する、第２のノズルと、
を含むノズル部品と、
反応チャンバであって、前記第１の経路は、前記反応チャンバ内で、接続点において前記第２の経路と交差する、反応チャンバと、
前記第１の主液滴及び前記第２の主液滴の飛びを制御し、前記第１の主液滴が前記接続点において前記第２の主液滴と結合して結合液滴になることを可能とし、これにより、前記第１の主液滴の前記第１の液体と前記第２の主液滴の前記第２の液体との間における化学反応を前記反応チャンバの制御環境内で開始させる、手段と、
前記結合液滴の飛びを制御するための気体を供給する少なくとも１つの気体供給ノズルと、
を備えるドロップオンデマンド印刷ヘッド。
【請求項１１】
前記結合液滴の飛びを制御する要素をさらに備え、前記結合液滴の飛びは、前記要素の表面に沿う、請求項１０に記載のドロップオンデマンド印刷ヘッド。
【請求項１２】
前記第１の主液滴及び前記第２の主液滴の飛びを制御するための気体を供給する少なくとも１つの気体供給ノズルをさらに備える、請求項１０又は１１に記載のドロップオンデマンド印刷ヘッド。
【請求項１３】
前記第１の主液滴及び前記第２の主液滴の飛びを制御する要素をさらに備え、前記第１の主液滴及び前記第２の主液滴の飛びは、前記要素の表面に沿う、請求項１０から１２のいずれか１項に記載のドロップオンデマンド印刷ヘッド。
【請求項１４】
前記第１の主液滴及び前記第２の主液滴が自由に結合して前記結合液滴となることを制限する手段をさらに備える、請求項１０から１３のいずれか１項に記載のドロップオンデマンド印刷ヘッド。
【請求項１５】
前記第１の液体は、インクベースであり、前記第２の液体は、前記インクベースを硬化させるための触媒である、請求項１０から１４のいずれか１項に記載のドロップオンデマンド印刷ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドロップオンデマンド印刷ヘッド及び印刷方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット印刷は、インク液滴を紙面、プラスチック、又は他の基板上に推進することによって、デジタル画像を再現する印刷のタイプである。現在利用されている主な技術として、連続式（ＣＩＪ）及びドロップオンデマンド（ＤＯＤ）インクジェットの２つがある。
【０００３】
連続式インクジェット技術では、高圧ポンプが、インク溶液を方向付け、貯蔵槽からガンボディ及び微小ノズルを通して溶媒を高速乾燥させ、プラトー・レイリー不安定性を介して、インク液滴の連続流を形成する。圧電性結晶は、それがガンボディ内で振動し、液体流を一定間隔で液滴に侵入させることで、音響波を形成する。インク液滴は、これらが形成する帯電電極によって形成される静電場の影響を受ける。場は、所望の液滴の偏向度に従って、変化する。この結果、各液滴に対して、制御された可変的な静電荷が帯電する。帯電した液滴は、近接する液滴間における静電斥力を最小化する１つ又は複数の帯電していない「ガード液滴」によって分離される。帯電した液滴は、静電場を通過し、静電偏向板によって方向付けられ（偏向され）、レセプタ材料（基板）に印刷する、又は、非偏向状態を継続して再利用のために収集溝に向かうことを可能とされる。より十分に帯電した液滴は、より大きい角度に偏向される。液滴のごく一部だけが印刷に用いられ、大部分はリサイクルされる。インクシステムは、飛ぶ時間（ノズル放出と溝のリサイクルとの間の時間）中の、及び排気プロセスからの溶媒蒸発に対処するアクティブな溶媒調整を必要とする。これにより、溝に引き入れられる気体は、未使用の液滴と共に、貯蔵槽から排気される。溶媒損失を阻止すべく、粘度が監視され、溶媒（又は溶媒混合物）が加えられる。
【０００４】
ドロップオンデマンド（ＤＯＤ）は、比較的大きいインク液滴を印刷基板に放出するために電子バルブを用いる低精細度ＤＯＤプリンタ、又は、熱式ＤＯＤ及び圧電ＤＯＤ液滴排出方法のいずれかを用いることによって、非常に小さいインク液滴を放出可能な高精細度ＤＯＤプリンタに分類されてよい。
【０００５】
熱式インクジェットプロセスでは、印刷カートリッジは、一連の小型チャンバを含み、その各々は、ヒータを含む。各チャンバから液滴を放出すべく、電流パルスは、加熱要素を通過し、チャンバにおけるインクの急速な蒸発により泡を形成させ、これにより、大きい圧力が増大し、インク液滴を紙面に推進させる。インクの表面張力及び濃縮と、従って、蒸気泡の収縮とが、インク貯蔵槽に付属する狭いチャネルを通して、インクのさらなる電荷をチャンバに引き寄せる。用いられるインクは、通常、水ベースであり、着色剤として顔料又は染料のいずれかを用いる。用いられるインクは、蒸気泡を形成するために揮発性成分を有さなくてはならず、さもなければ、液滴放出が生じ得ない。
【０００６】
圧電ＤＯＤは、加熱要素の代わりに、各ノズルの後ろのインク充填チャンバにおいて圧電材料を用いる。電圧が印加される場合、圧電材料は形状を変化させ、流体において圧力パルスを生成し、ノズルからインク液滴を押し出す。ＤＯＤプロセスは、必要な場合にだけ、ヘッドを、ドット当たりゼロから８つの間のインク液滴を適用するように方向付けるソフトウェアを用る。
【０００７】
高精細度プリンタは、オフィス用途と共に、いくつかの産業用コーディング及びマーキング用途においても用いられている。熱式インクジェットは、例えば、医薬品産業において、殆どがより小さいインプリント用のカートリッジベースのプリンタにおいて用いられることの方が多い。Ｓｐｅｃｔｒａ又はＸａａｒのような会社の圧電性印刷ヘッドは、高精細度ケースのコーディング産業用プリンタに用いられることで成功を収めている。
【０００８】
全てのＤＯＤプリンタは、共通する１つの特徴を共有する。それは、非孔質基板に適用された場合に、排出されたインク液滴の乾燥時間が、ＣＩＪ技術と比較してより長いことである。速乾性溶媒が用いられる理由は、速乾性溶媒と共に用いられることを念頭に設計されているＣＩＪ技術によって広く受容されているためであるが、その利用は、概してＤＯＤ技術に、詳細には高精細度ＤＯＤに限定される必要がある。これが、速乾性インクがノズルを逆乾燥させ得る理由である。公知の用途の大部分において、高精細度ＤＯＤプリンタの非孔質基板におけるインプリントの乾燥時間の長さは、ＣＩＪの少なくとも２倍、通常は、３倍を大きく超えることがある。これは、特定の産業用コーディング用途、例えば、非常に高速の生産ラインにおいては、数秒の乾燥時間では、まだ湿っている（乾燥していない）インプリントを露出させ、他の物体と接触した場合にダメージを与えることがあるため、欠点である。
【０００９】
高精細度ＤＯＤ技術の他の欠点は、限定的な液滴エネルギであり、これは、基板が、印刷ノズルに対して非常に均等に、かつ接近して誘導されることを必要とする。これも、いくつかの産業用途では不利となることが明らかとなっている。例えば、コーディング面が平坦ではない場合、これは、ノズルに非常に接近して誘導されることができない。
【００１０】
ＣＩＪ技術は、固有の欠点を有することがさらに明らかとなっている。これまで、ＣＩＪは、十分に動作するためには特定の液滴サイズを必要とするという事実に起因して、高精細度インプリントにおける利用では成功していなかった。ＣＩＪ技術の他の周知の欠点は、溶媒の利用度が高いことである。これにより、供給コストを高騰させるのみならず、広く用いられているＭＥＫ（メチルエチルケトン）のような、最も効率的な溶媒が有毒であるため、オペレータ及び環境にとって危険なことがある。以下の文献は、インクジェット印刷技術に対する様々な改良を示す。
【００１１】
Ｔ．  Ｈａｓｅｇａｗａ  ｅｔ  ａｌ  （Ｔｈｉｎ  Ｓｏｌｉｄ  Ｆｉｌｍｓ  ５１８（２０１０）ｐｐ．３９８８−３９９１）による「Ｄｏｕｂｌｅ−ｓｈｏｔ  ｉｎｋｊｅｔ  ｐｒｉｎｔｉｎｇ  ｏｆ  ｄｏｎｏｒ−ａｃｃｅｐｔｏｒ−ｔｙｐｅ  ｏｒｇａｎｉｃ  ｃｈａｒｇｅ−ｔｒａｎｓｆｅｒ  ｃｏｍｐｌｅｘｅｓ：  Ｗｅｔ／ｎｏｎｗｅｔ  ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ  ａｎｄ  ｉｔｓ  ｕｓｅ  ｆｏｒ  ｃｏｎｔａｃｔ  ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ」という記事は、ダブルショットインクジェット印刷（ＤＳ−ＩＪＰ）技術を示す。ここで、可溶成分ドナー（例えば、テトラチアフルバレン、ＴＴＦ）及びアクセプタ（例えば、テトラシアノキノジメタン、ＴＣＮＱ）分子を含む２種類のピコリットルスケールのインク液滴は、基板面上の同一の位置に個々に堆積され、ＴＴＦ−ＴＣＮＱの難溶性金属化合物フィルムを形成する。その技術は、湿式／非湿式面の改良を用いて、個々に印刷されたドナー及びアクセプタインクの混合液滴を予め規定されたエリアに閉じ込め、その結果、ピコリットルスケールの複合体を即座に形成する。
【００１２】
米国特許ＵＳ７４２９１００は、連続的にインクジェットプリンタを動作させる、インク液滴ジェットにおけるインク液滴数を増加させる方法及び装置を示す。ここで、少なくとも２つの別個に生成されたインク液滴ジェットのインク液滴は、結合されて１つのインク液滴ジェットとなり、これにより、結合されたインク液滴ジェットは、対応する別個のインク液滴ジェットの別個のインク液滴を完全に包囲し、従って、個々の流れにおけるインク液滴数の合計に等しいインク液滴数を有する。個々の流れからの液滴は、互いに衝突せず、互いに結合されないが、結合液滴ジェットにおいて別個の液滴のまま残る。
【００１３】
米国特許出願ＵＳ２００５０１７４４０７は、固体材料を堆積させるための方法を示す。ここで、一対のインクジェット印刷装置は、インク液滴が飛ぶ間に一致するような方向にインク液滴をそれぞれ放出し、基板に向かって前進し続ける混合液滴を形成する。ここで、混合液滴は、印刷ヘッドの外で形成される。
【００１４】
日本特許出願ＪＰ２０１０１０５１６３Ａは、ノズル板の外を飛ぶ間に結合する液体を排出する複数のノズル穴を含むノズル板を開示する。
【００１５】
米国特許ＵＳ８０９２００３は、基板上におけるインクの硬化を開始及び／又は加速させるデジタルインク及び触媒を用いて、デジタル方式で画像を基板に印刷するためのシステム及び方法を示す。インク及び触媒は、インクジェットプリンタのヘッド内部にありつつも、互いに離間した状態で維持され、ヘッドから、すなわち、ヘッドの外に排出された後でのみ結合する。これは、ヘッド外で飛ぶ液滴の併合の正確な制御、及びこれに対応する、印刷対象における液滴配置に対する正確な制御の欠如において、問題を生じさせることがある。
【００１６】
例えば、特許文献ＵＳ３６５７５９９、ＵＳ２０１１０１９３９０８又はＵＳ２００８００７４４７７において説明されるように、帯電した液滴に影響するための電極を用いることによって、印刷ヘッドから出る液滴の速度を変化させるための公知の様々な構成が存在する。
【００１７】
米国特許出願ＵＳ２００８００７４４７７は、連続式インクジェットプリンタにおいて液滴の容積を制御するためのシステムを開示する。ここで、その全てが単一のノズルから放出された連続するインク液滴は、ターゲット基板において長手方向の軌跡に沿って投影される。液滴群は、軌跡における液滴の連続から選択され、この液滴群は、群の上流側液滴を静電的に加速する、及び／又は、群の下流側液滴を減速することによって結合され、単一の液滴に結合する。
【００１８】
ドイツ特許出願ＤＥ３４１６４４９及びＤＥ３５０１９０は、液滴の連続流を生成する液滴生成器を備えるＣＩＪ印刷ヘッドを示す。液滴流は、ノズル近傍における周期的な圧力外乱の結果として生成され、これは、出現したインクジェットを同じサイズを有する等間隔の液滴に分解する。液滴の大部分は、ＣＩＪ技術において共通するように、溝によって収集され、液滴生成器にインクを供給する貯蔵槽に返送される。
【００１９】
日本特許出願ＪＰＳ５６５８８７４は、等間隔の液滴の連続流を生成するノズルを備えるＣＩＪ印刷ヘッドを示す。ここで、液滴のいくつかは、溝によって収集され、液滴のいくつかのみが、印刷対象面に到達する。１つの液滴の経路が変更されて他の液滴の経路と交差するように、液滴の経路が電極のセットによって変更される。
【００２０】
ＣＩＪ印刷ヘッドとＤＯＤ技術印刷ヘッドとの間における大きな構造的かつ技術的相違に起因して、これらの印刷ヘッドは、互いに互換性を有さず、個々の特徴は、これら技術間で移転不可能である。
【００２１】
米国特許ＵＳ８３４２６６９は、任意の時（列挙されるように、噴射前、噴射間、又は噴射後に）に混合可能な少なくとも２つのインクを備えるインクセットを開示する。特定の実施形態は、インクがインクジェットヘッドを出た位置と基板との間における任意の位置、すなわち、飛ぶ間の任意の位置において、混合又は結合されてよいことを規定する。インクジェット装置と基板との間におけるインクの結合後、インク液滴は、反応を開始してよい。すなわち、ビニールモノマの重合が開始してよく、液滴の推進力が、液滴を基板上の所望の位置に搬送してよい。これは、しかしながら、インクジェット装置外部の周囲は可変的であるので、液滴の併合パラメータの制御が困難であるという欠点を有する。
【００２２】
米国特許出願ＵＳ２０１１／０１８１６７４は、貯蔵槽から引き入れられた第１のインクを貯蔵し、アクチュエータの駆動力によって第１のインクをノズルに移送する圧力チャンバと、圧力チャンバとノズルとの間に配置され、第１のインクが、第２のインク用のインク流路を通って引き入れられた第２のインクと混合されることを可能とするダンパと、を含むインクジェット印刷ヘッドを開示する。この解決手段の欠点は、混合インクがノズルと接触することである。これは、混合インクの物理化学的パラメータにより混合インクの噴射が不可能である場合、又は、混合インクが化学的に不安定で、混合インク内で生じる反応が物理化学的パラメータを変化させ、混合インクの噴射を不可能とする場合、又は、その反応が混合インクを凝固させる場合に、問題を招くことがある。化学反応がインク成分の混合中に開始する場合、ノズルと接触し、気体流によってそれから除去されない混合インクのあらゆる残留物は、残留物を堆積させ、印刷プロセス中にノズルの遮断を招くことがある。
【発明の概要】
【００２３】
ＤＯＤインクジェット印刷と関連する問題は、インクの表面上における堆積が実行された後の、その比較的長い硬化時間である。
【００２４】
インクが表面上に堆積した後、その硬化時間を短くするために、ＤＯＤインクジェット印刷技術を向上させる必要がなおも存在する。さらに、より高い液滴エネルギ及びより正確な液滴配置と組み合わせられたこのような結果を得ることは、異なる基板及び形状の異なる製品をコーディングするために有利であろう。
【００２５】
インプリントの乾燥（又は硬化）時間を減少させ、プリンタから排出される印刷液滴のエネルギを増大させる試みにおいて、インクジェット印刷技術を向上させる必要がある。本発明は、これら２つの利点を組み合わせ、これまではＣＩＪプリンタにのみ適用可能であり、概して（主に乾燥時間に関して）ＤＯＤ技術、詳細には高精細度ＤＯＤ技術のエリアでは適用不可能なレベルにまでこれらを引き上げる。ここで、この両方の乾燥（硬化）時間及び液滴エネルギは、技術の現状と比較して、非常に大きく向上している。本発明は、結果的なインプリントが、なおも極めて短い時間に非常に高い付着力で多種多様な基板上に確立されることを可能としつつ、ＣＩＪ技術の主な欠点にも対処し、溶媒の利用を少なくとも１０倍減少させ、ＣＩＪのものと比較してはるかに小さい液滴が、より高速に排出されることを可能とする。
【００２６】
本明細書では、印刷ヘッドにおいて、第１の液体の第１の主液滴を、第１の経路に沿って移動するように排出する段階と、第２の液体の第２の主液滴を、第２の経路に沿って移動するように排出する段階と、印刷ヘッド内の反応チャンバ内の接続点において、第１の主液滴を第２の主液滴と結合させて結合液滴とし、これにより、第１の主液滴の第１の液体と第２の主液滴の第２の液体との間における化学反応を、反応チャンバの制御環境内で開始させるように、第１の主液滴及び第２の主液滴の飛びを制御する段階と、結合液滴の飛びを、少なくとも気体流によって制御する段階と、を実行する段階を備えるドロップオンデマンド印刷方法が示される。
【００２７】
方法は、結合液滴の飛びを、印刷ヘッドの要素の表面によって制御する段階をさらに含んでよい。
【００２８】
方法は、第１の主液滴及び第２の主液滴の飛びを、少なくとも気体流によって制御する段階をさらに含んでよい。
【００２９】
方法は、第１の主液滴及び第２の主液滴の飛びを、印刷ヘッドの要素の表面によって制御する段階をさらに含んでよい。
【００３０】
方法は、第１の主液滴及び第２の主液滴をガイドするセパレータによって、第１の主液滴及び第２の主液滴の飛びを制御する段階をさらに含んでよい。
【００３１】
方法は、第１の主液滴及び第２の主液滴の飛びを、電場によって制御する段階をさらに含んでよい。
【００３２】
方法は、反応チャンバ内における、チャンバ温度、気体速度、気体温度、気体成分、電場、超音波場、及びＵＶ光のパラメータの少なくとも１つを制御する段階をさらに含んでよい。
【００３３】
結合液滴の飛びを制御する気体流は、間欠的であってよく、少なくとも、結合液滴が印刷ヘッドを通って、反応チャンバにおける接続点から印刷ヘッドの出口へと飛ぶ時間に、生成されてよい。
【００３４】
結合液滴の飛びを制御する気体流は、連続的に生成されてよい。気体流は、周辺温度より高い温度を有してよい。
【００３５】
方法は、印刷ヘッドの内部を周辺温度より高い温度に加熱する段階をさらに含んでよい。
【００３６】
方法は、主液滴を印刷対象面の温度より高い温度に加熱する段階をさらに含んでよい。
【００３７】
気体流は、生成された第１の主液滴及び第２の主液滴の温度より高い温度を有してよい。
【００３８】
気体流は、結合液滴が生成された後の特定の期間、生成され続けてよい。
【００３９】
第１の液体は、インクベースであってよく、第２の液体は、インクベースを硬化させるための触媒であってよい。
【００４０】
第１の液体を含む第１の液体貯蔵槽に、第１のチャネルを介して接続される第１のノズルであって、第１の液体の第１の主液滴をオンデマンドで形成し、第１の主液滴を、第１の経路に沿って移動するように排出する第１の液滴生成推進装置を有する、第１のノズルと、第２の液体を含む第２の液体貯蔵槽に、第２のチャネルを介して接続される第２のノズルであって、第２の液体の第２の主液滴をオンデマンドで形成し、第２の主液滴を、第２の経路に沿って移動するように排出する第２の液滴生成推進装置を有する、第２のノズルと、を含むノズル部品を備えるドロップオンデマンド印刷ヘッドが、さらに示される。印刷ヘッドは、反応チャンバをさらに含む。第１の経路は、反応チャンバ内で、接続点において第２の経路と交差する。印刷ヘッドは、第１の主液滴及び第２の主液滴の飛びを制御する手段であって、第１の主液滴が接続点において第２の主液滴と結合して結合液滴になることを可能とするように構成され、これにより、第１の主液滴の第１の液体と第２の主液滴の第２の液体との間における化学反応を反応チャンバの制御環境内で開始させる、手段と、結合液滴の飛びを制御するための気体を供給するように構成される少なくとも１つの気体供給ノズルと、をさらに含む。
【００４１】
少なくとも２つのノズルであって、各ノズルは、ノズル出口において液体の主液滴を形成するために、チャネルを介して別個の液体貯蔵槽に接続される、少なくとも２つのノズルと、ノズル出口間に位置し、下流方向に狭まる断面を有するセパレータであって、印刷ヘッド内において、接続点において結合されて結合液滴となる主液滴の、ノズル出口から接続点に向かう方向における自由移動を制限するために、ノズル出口間に位置し、下流方向に狭まる断面を有するセパレータと、ノズル出口及び接続点を包囲するカバーと、を有するノズル部品を備え、主液滴の自由移動は、セパレータの各側壁の長さに沿って制限され、長さは、側壁においてノズル出口を出る主液滴の直径より小さくなく、ノズル出口は、ヘッドの長軸に向かって傾斜する角度で、主液滴を排出するように構成されるインクジェット印刷ヘッドが、さらに開示される。
【００４２】
一対のノズルであって、各ノズルは、チャネルを介して別個の液体貯蔵槽に接続され、接続点において結合して結合液滴となる液体の主液滴を、ノズル出口において下流方向に排出する一対のノズルと、ノズル出口を囲み、下流方向に狭まる断面を有する主筐体と、主筐体内部を下流方向に流れるように構成される気体流の源と、を含むノズル部品を備え、接続点は、主筐体内に配置される、インクジェット印刷ヘッドが、さらに開示される。
【００４３】
１つ又は複数の実施形態において、印刷ヘッドは、後述される特徴の少なくとも１つを有してよい。
【００４４】
印刷ヘッドは、結合液滴の飛びを制御するように構成される要素をさらに含んでよく、結合液滴の飛びは、要素の表面に沿う。
【００４５】
印刷ヘッドは、第１の主液滴及び第２の主液滴の飛びを制御するための気体を供給するように構成される少なくとも１つの気体供給ノズルをさらに含んでよい。
【００４６】
印刷ヘッドは、第１の主液滴及び第２の主液滴の飛びを制御するように構成される要素をさらに含んでよく、第１の主液滴及び第２の主液滴の飛びは、要素の表面に沿う。
【００４７】
第１の主液滴及び第２の主液滴の飛びを制御する手段は、ノズル出口間に位置し、下流方向に狭まる断面を有するセパレータによって形成されてよい。セパレータは、その側壁に沿って主液滴を誘導するように構成されてよい。セパレータは、主液滴を接続点に向かって跳ね返すように構成されてよい。
【００４８】
セパレータは、ノズル出口に隣接する側壁を有してよく、主液滴が自由に結合することを制限する手段を形成するセパレータ先端において、主液滴が結合して結合液滴となるように、その側壁に沿って主液滴を誘導するように構成されてよい。
【００４９】
セパレータの各側壁の長さは、当該側壁に隣接するノズル出口を出る主液滴の直径より大きくてよい。
【００５０】
第１の主液滴及び第２の主液滴の飛びを制御する手段は、ノズル出口を囲み、下流方向に狭まる断面を有する主筐体と、主筐体内部を下流方向に流れる気体流の源と、の形を有してよい。
【００５１】
主筐体は、その下流側出口において、結合液滴の直径より大きい直径を有する第１の部分を有してよい。
【００５２】
主筐体は、その下流側出口において、結合液滴の直径より大きくない直径を有する第１の部分を有してよい。
【００５３】
主筐体の第１の部分の長さは、結合液滴の直径より小さくなくてよい。
【００５４】
印刷ヘッドは、主筐体を囲み、かつ、気体流の源に接続される副筐体をさらに含んでよい。副筐体は、主筐体の第１の部分の出口から下流方向に延び、結合液滴の直径より大きい直径へと下流方向に減少する直径を有する第１の部分を含んでよい。
【００５５】
主筐体は、ノズルの外壁と平行に上流側に延びる第３の部分をさらに含んでよい。
【００５６】
印刷ヘッドは、主液滴が自由に結合して結合液滴となることを制限する手段をさらに含んでよい。
【００５７】
主液滴が接続点において自由に結合して結合液滴となることを制限する手段は、下流方向に狭まる断面のチューブの形を有してよい。チューブは、接続点に配置されてよい。チューブは、接続点より下流側に離間してよい。
【００５８】
第１の液体は、インクベースであってよく、第２の液体は、インクベースを硬化させるための触媒であってよい。
【００５９】
印刷ヘッドは、主筐体の出口及び／又は副筐体の出口において帯電電極をさらに含んでよい、及び／又は、副筐体の出口より下流側後方に偏向電極をさらに含んでよい。
【００６０】
ノズルは、ヘッドの長軸に対して、５から７５度、好ましくは１５から４５度の角度で傾斜してよい。両方のノズルは、ヘッドの長軸に対して、同じ角度で傾斜してよい。ノズルは、ヘッドの長軸に対して、異なる角度で傾斜してよい。
【００６１】
ノズルは、液体の主液滴をヘッドの長軸と平行に排出するように構成されてよい。ノズル出口は、加熱されてよい。印刷ヘッドは、平行に構成される複数のノズル部品を含んでよい。
【００６２】
セパレータは、主液滴が印刷ヘッド内においてノズル出口から移動する経路を、接続点に向かう方向に変化させるようにさらに構成されてよい。セパレータは、その側壁に沿って、主液滴を誘導するように構成されてよい。
【００６３】
印刷ヘッドは、主液滴が接続点において自由に結合して結合液滴となることを制限する手段をさらに含んでよい。
【００６４】
セパレータは、主液滴を印刷ヘッド内においてノズル出口から接続点に誘導し、主液滴が接続点において自由に結合して結合液滴となることを制限するように構成されてよい。
【００６５】
主液滴が接続点において自由に結合して結合液滴となることを制限する手段は、下流方向に狭まる断面のチューブの形を有してよい。
【００６６】
セパレータは、切頂先端を有してよい。セパレータの側壁は、ヘッドの長軸に対して、５から７５度、より好ましくは１５から４５度、詳細には０度の角度で傾斜してよい。セパレータの側壁は、平坦、凹状又は凸状の形状を有し、予め定められた飛ぶ経路に沿って主液滴を誘導してよい。セパレータの側壁が平坦以外の形状である場合、これらの部分は、ヘッドの長軸に対して、０から９０度の角度で傾斜してよい。
【００６７】
セパレータの両方の側壁は、ヘッドの長軸に対して、同じ角度で傾斜してよい。
【００６８】
セパレータの側壁は、ヘッドの長軸に対して、異なる角度で傾斜してよい。
【００６９】
セパレータの側壁は、ヘッドの長軸に対して、ノズルチャネルの傾斜角度より大きくない角度で傾斜してよい。
【００７０】
セパレータの側壁は、ヘッドの長軸に対して、ノズルチャネルの傾斜角度より大きい角度で傾斜してよい。セパレータは、加熱されてよい。ヘッドは、セパレータ先端に向かって気体を吹き出すための気体供給ノズルをさらに含んでよい。
【００７１】
ノズルは、ヘッドの長軸に対して、０から９０度、好ましくは５から７５度、より好ましくは１５から４５度の角度で傾斜してよい。
【００７２】
主液滴は、ヘッドの長軸に対して、０から９０度、好ましくは５から７５度、より好ましくは１５から４５度、詳細には９０度の放出角度で、ノズルから放出されてよい。主液滴は、ヘッドの長軸に対するノズルの傾斜角度に等しい放出角度で放出されてよい。
【００７３】
主液滴は、ヘッドの長軸に対するノズルの傾斜角度に対して異なる放出角度で放出されてよい。
【００７４】
詳細には主液滴は、ヘッドの長軸と垂直に放出されてよい。両方のノズルは、ヘッドの長軸に対して、同じ角度で傾斜してよい。ノズルは、ヘッドの長軸に対して、異なる角度で傾斜してよい。結合液滴の飛びは、少なくとも気体流によって制御されてよい。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
本発明は、図面に対する例示的な実施形態によって示される。
【図１】本発明の第１の実施形態の概要を模式的に示す。
【図２Ａ】第１の実施形態の第１の変形例を模式的に示す。
【図２Ｂ】第１の実施形態の第１の変形例を模式的に示す。
【図２Ｃ】第１の実施形態の第２の変形例を模式的に示す。
【図２Ｄ】第１の実施形態の第３の変形例を模式的に示す。
【図２Ｅ】第１の実施形態の第４の変形例を模式的に示す。
【図３】本発明の第２の実施形態の第１の変形例を模式的に示す。
【図４Ａ】本発明の第２の実施形態の第１の変形例を模式的に示す。
【図４Ｂ】本発明の第２の実施形態の第１の変形例を模式的に示す。
【図４Ｃ】本発明の第２の実施形態の第２の変形例を模式的に示す。
【図５】本発明の第２の実施形態の第１の変形例を模式的に示す。
【図６】本発明の第２の実施形態の第１の変形例を模式的に示す。
【図７】本発明の第３の実施形態を模式的に示す。
【図８】本発明の第４の実施形態を模式的に示す。
【図９】ノズルから液滴を推進するための異なる装置を模式的に示す。
【図１０】ノズルから液滴を推進するための異なる装置を模式的に示す。
【図１１】ノズルから液滴を推進するための異なる装置を模式的に示す。
【図１２Ａ】本発明の第５の実施形態の第１の変形例を模式的に示す。
【図１２Ｂ】本発明の第５の実施形態の第２の変形例を模式的に示す。
【図１２Ｃ】本発明の第５の実施形態の第３の変形例を模式的に示す。
【図１２Ｄ】本発明の第５の実施形態の第４の変形例を模式的に示す。
【図１２Ｅ】本発明の第５の実施形態の第４の変形例を模式的に示す。
【図１２Ｆ】本発明の第５の実施形態の第４の変形例を模式的に示す。
【図１２Ｇ】本発明の第５の実施形態の第５の変形例を模式的に示す。
【図１２Ｈ】本発明の第５の実施形態の第６の変形例を模式的に示す。
【図１３】第６の実施形態に係る印刷ヘッドを模式的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００７６】
本発明の詳細及び機能、その性質及び様々な利点は、ドロップオンデマンド印刷ヘッド及び印刷方法の好ましい実施形態の以下の詳細な説明からより明らかとなろう。
【００７７】
本発明は、印刷ヘッド内の反応チャンバにおいて化学反応を起こす高速硬化成分の利用を可能とすることによって、インクが面上において堆積した後、その硬化時間を短くすることを可能とし、これにより、印刷プロセスの効率及び制御可能性を向上させる。換言すると、本発明は、制御環境における併合を提供する。
【００７８】
本発明に係る印刷ヘッドにおいて、反応チャンバは、主液滴が内部で結合して結合液滴となるように構成される。ここで、化学反応は、反応チャンバ又は反応チャンバの出口が目詰まりするリスクなしで、開始される。これは、主液滴が（反応チャンバの制御された予測可能な環境において）飛ぶ間に結合し、反応チャンバから直ちに出るように、主液滴が互いに結合する前に、主液滴をノズル出口から（例えば、主液滴の直径の少なくとも５０％の距離まで）離れるように誘導する、セパレータ、気体流又は電場のような手段によって実現される。
【００７９】
反応チャンバは、好ましくは、結合液滴が形成される接続点を有し、結合液滴は、主液滴の良好な併合を可能とするサイズのような、結合液滴の期待されるサイズより小さくないサイズを有する。
【００８０】
主液滴が併合して結合液滴を形成する場合、第１の主液滴を形成する第１の液体の成分と、第２の主液滴を形成する第２の液体の成分との間で、化学反応が開始される。様々な物質が、主液滴の成分として用いられてよい。以下の例は、例示としてのみ扱われるべきものであり、本発明の範囲を限定するものではない。
−ポリアクリレートの結合液滴は、モノマ（例えば、任意に着色剤が添加されたメチルメタクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、ブチルメタクリレート）の主液滴と、イニシエータ（例えば、トリメチロールプロパン、トリス（１−プロピオン酸アジリジン）（ｔｒｉｓ（１−ａｚｉｒｉｄｉｎｅｐｒｏｐｉｏｎａｔｅ））又はアザリジン（ａｚａｒｉｄｉｎｅ）のような触媒、さらに、ＵＶ光が、イニシエータエージェントとして用いられてよい）の第２の主液滴との間における化学反応によって形成されてよい。
−ポリウレタンの結合液滴は、モノマ（例えば、４，４'−メチレンジフェニルジイソシアネート（ＭＤＩ）又は脂肪族もしくは脂環式のいずれかの異なるモノマジイソシアネート（ｍｏｎｏｍｅｒｉｃ  ｄｉｉｓｏｃｙｉａｎａｔｅ）の主液滴と、イニシエータ（例えば、グリセロール又はグリコールのような、一価アルコール、二価アルコール又は多価アルコール、任意で着色剤が添加されたチオール）の第２の主液滴との間における化学反応によって形成されてよい。
−ポリカルボイミド（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｉｍｉｄｅ）の結合液滴は、モノマ（例えば、カルビミド（ｃａｒｂｉｍｉｄｅ））の主液滴とイニシエータ（例えば、任意で着色剤が添加されたアジピン酸のようなジカルボン酸）の第２の主液滴との間における反応によって形成されてよい。
【００８１】
概して、第１の液体は、第１のポリマ形成システム（好ましくは、モノマ、オリゴマ（樹脂）、ポリマ等のような１つ又は複数の化合物、又はこれらの混合物）を含んでよく、第２の液体は、第２のポリマ形成システム（好ましくは、モノマ、オリゴマ（樹脂）、ポリマ、重合化反応イニシエータ、１つ又は複数の架橋剤等のような１つ又は複数の化合物、又はこれらの混合物）を含んでよい。化学反応は、好ましくは、重合反応又は共重合反応であり、これは、重縮合、重付加、ラジカル重合、イオン重合又は配位重合のような架橋を含んでよい。さらに、第１の液体及び第２の液体は、溶媒、分散剤等のような他の物質を含んでよい。
【００８２】
反応チャンバの環境を制御することによって、主液滴の制御可能かつ完全な併合（速度、液滴の質量、表面張力、粘度、入射角のような、液体に依存する特定の条件においてのみ生じる）の実現が可能となる。典型的には、これらのパラメータを印刷ヘッド外部の環境において制御することは不可能である。ここで、周辺温度、気圧、湿度、風速は変化し、併合プロセスに重大な影響を与えることがある（かつ、液滴が飛ぶ経路の逸脱、衛星液滴（印刷ヘッド内部を目詰まりさせる可能性がある）の生成、主液滴の跳ね返しをもたらし、印刷プロセスを完全に機能不全に至らせないまでも、少なくとも品質の低下を招くことがある）。
【００８３】
印刷ヘッド内の温度を上昇させることによって、主液滴の表面張力及び粘度は、減少可能である。
【００８４】
併合プロセスが制御下にある場合、化学反応は、結合液滴の容積内で均等に開始されてよく、これにより、予測可能な品質の印刷を提供する。主液滴の液体は、液滴間の衝突に起因して併合する。液滴内の混合は、機械的方式及び成分の拡散によって発生する。拡散速度は、個々の液滴における成分濃度の相違、及び温度依存性の拡散係数によって異なる。温度が上昇すると、拡散係数が増加し、結合液滴内における成分の拡散速度が増加する。従って、温度上昇は、より均一な組成の結合液滴をもたらす。
【００８５】
さらに、モノマ及びイニシエータとは別のいくつかの組成、詳細には、少なくとも３つの液滴で形成される組成では、モノマとイニシエータとの間における化学反応を低速化するために、阻害剤のさらなる主液滴が導入され、重合化前に組成のより良好な均一化を可能としてよい。
【００８６】
結合液滴が印刷対象面の温度より高い温度を有するように形成される場合、結合液滴は、それが印刷面に当たるときに急冷されて、その粘度が増加する。従って、液滴は、それが堆積された位置から離れるように移動する傾向が低い。この冷却プロセスは、結合液滴の密度及び粘度を、堆積中は増大させなければならないが、しかしながら、最終凝固ステージまでは増大させるべきではない。なぜなら、最終凝固は、温度変化のみではなく、完了した化学反応から生じるべき結果だからである。さらに、化学反応（すなわち、重合、硬化（架橋））が結合液滴において既に開始されていると、印刷物の個々の層の架橋は向上する（これは、具体的には、３Ｄ印刷にとって重要である）。
【００８７】
示されるドロップオンデマンド印刷ヘッド及び方法は、浸出の少ない非孔質基板又は面上においてさえも、高品質印刷を含む様々な用途に採用可能である。ポリマの非常に良好な付着は、比較的高い液滴エネルギと組み合わせられて、多種多様な製品の生産プロセスの最後フェーズにおいて、高速で産業用印刷及びコーディングすることを可能とする。段階的な凝固の制御は、液滴が適用された位置にとどまることを可能とするものの、同時に、最終凝固前に化学反応が完了することを可能とする予備的な密度増加を含むが、この技術を、高度な３Ｄ印刷に好適なものにする。個々の層の間の架橋は、最終的な３Ｄ印刷材料における異方性に類する現象を回避することを可能とし得る。これは、多量の既存の３Ｄインクジェットベースの技術と比較して、有利であろう。
【００８８】
第１の実施形態  本発明に係るインクジェット印刷ヘッド１００の第１の実施形態が、図１における概要に、及び、図２Ａ−２Ｅの様々な変形例における詳細断面図に示される。図２Ａ及び２Ｂは、同じ断面図を示すが、図面を明確にするために、異なる要素は異なる図において参照されている。
【００８９】
インクジェット印刷ヘッド１００は、１つ又は複数のノズル部品１１０を含んでよい。各ノズル部品は、セパレータ１３１によって分離された一対のノズル１１１Ａ、１１１Ｂから放出された２つの主液滴１２１Ａ、１２１Ｂで形成される結合液滴１２２を生成するように構成される。実施形態は、２つより多くのノズルを用いることによって強化可能である。図１は、基板１９０上に８ドット行１９１を印刷すべく、平行に配置される８つのノズル部品１１０を有するヘッドを示す。代替的な実施形態における印刷ヘッドは、単一のノズル部品１１０のみを含んでよく、又は、８つより多く又はこれより少ないノズル部品を含んでよく、より高精細度の印刷のために、２５６個又はそれ以上のノズル部品さえも含んでよいことに留意されたい。
【００９０】
ノズル部品１１０における一対のノズルの各ノズル１１１Ａ、１１１Ｂは、液体を貯蔵槽１１６Ａ、１１６Ｂから送液するためのチャネル１１２Ａ、１１２Ｂを有する。ノズル出口１１３Ａ、１１３Ｂにおいて、図１０、１１、１２に示される液滴生成推進装置１６１Ａ、１６１Ｂが動作した結果として、液体から主液滴１２１Ａ、１２１Ｂが形成される。ノズル出口１１３Ａ、１１３Ｂは、下流方向に狭まる断面を有する（好ましくは、長手方向にくさび又は円錐形形状の）セパレータ１３１に隣接する。これは、ノズル出口１１３Ａ、１１３Ｂを分離し、そこで、これらがこれらのそれぞれのノズル出口１１３Ａ及び１１３Ｂから完全に排出される前に、主液滴１２１Ａと１２１Ｂとの間における望ましくない接触を防止する。ノズル出口１１３Ａ、１１３Ｂから放出された主液滴１２１Ａ、１２１Ｂは、それぞれ、セパレータ１３１に沿う第１の経路及び第２の経路に沿って、その先端１３２に向かって移動する。ここで、これらは結合し、結合液滴１２２を形成する。これは、セパレータ先端１３２から分離し、印刷対象面に向かって進む。従って、セパレータ１３１は、第１の主液滴１２１Ａ及び第２の主液滴１２１Ｂの飛びを制御する手段として機能し、接続点１３２において第１の主液滴１２１Ａが第２の主液滴１２１Ｂと結合し、結合液滴１２２となることを可能とする。
【００９１】
２つの貯蔵槽１１６Ａ、１１６Ｂから供給される液体は、第１の液体（好ましくは、インク）及び第２の液体（好ましくは、インクの硬化を開始させる触媒）である。これにより、結合液滴１２２におけるインクを硬化させるための、第１の主液滴１２１Ａの第１の液体と第２の主液滴１２１Ｂの第２の液体との間における化学反応が、それが印刷対象面に到達する前に開始可能となる。これにより、インクは、印刷面により容易に付着してよい、及び／又は、印刷面でより迅速に硬化してよい。
【００９２】
化学反応は、本実施形態において、印刷ヘッドのカバー１８１によって形成される反応チャンバ内の接続点１３２（第１の経路が第２の経路と交差する位置）において開始される。
【００９３】
例えば、インクは、アクリル酸エステル（５０から８０重量部）、アクリル酸（５から１５重量部）、顔料（３から４０重量部）、界面活性剤（０から５重量部）、グリセリン（０から５重量部）、粘度調整剤（０から５重量部）を含んでよい。触媒は、アザリジン（ａｚａｒｉｄｉｎｅ）ベースの硬化剤（３０から５０重量部）、顔料（３から４０重量部）、界面活性剤（０から５重量部）、グリセリン（０から５重量部）、粘度調整剤（０から５重量部）、溶媒（０から３０重量部）を含んでよい。液体は、１から３０ｍＰａｓの粘度、及び２０から５０ｍＮ／ｍの表面張力を有してよい。従来技術から公知の他のインク及び触媒も、利用可能である。好ましくは、溶媒は、結合液滴の最大で１０重量％、好ましくは、最大で５重量％に達する。これにより、印刷プロセスにおける溶媒含有量の大幅な減少が可能となる。このことは、印刷プロセス中における溶媒含有量が通常、液滴の全質量の５０％を超える現在のＣＩＪ技術より、本発明に係る技術を環境に優しいものとしている。この理由により、本発明は、グリーンテクノロジとみなされる。
【００９４】
第１の実施形態の第１の変形例において、図２Ａ及び２Ｂに示されるように、インク液滴は、反応チャンバ１８１内において、すなわち、液滴がヘッド１００のコンポーネントと接触した場合に、詳細には、セパレータ先端１３２において、触媒液滴と結合される。しかしながら、ヘッド構築は、ノズル出口１１３Ａ、１１３Ｂがセパレータ１３１によって互いから分離されるようになっており、従って、インク及び触媒は、ノズル出口１１３Ａ、１１３Ｂにおいて直接混合せず、ノズル出口１１３Ａ、１１３Ｂの目詰まりを防止する。一度液滴が結合されて結合液滴１２２になると、セパレータ先端１３２は表面が小さく、移動する結合液滴１２２の運動エネルギは、セパレータ先端１３２から結合液滴１２２を切り離せるほど十分に高いので、セパレータ先端１３２の目詰まりリスクが最小化される。セパレータ１３１は、その表面に沿って液滴１２１Ａ、１２１Ｂを誘導する。従って、液滴１２１Ａ、１２１Ｂは、これらが互いに遭遇するまで、制御された予測可能な方式で誘導される。これにより、結合液滴がセパレータ先端１３２からの排出後に沿う方向に対する制御と共に、２つの主液滴の併合プロセスに対して、はるかにより良好な制御が可能となる。従って、印刷対象面における結合液滴１２２の液滴配置を制御することが容易となる。主液滴１２１Ａ、１２１Ｂのサイズ又は密度又は運動エネルギの相違に起因して、結合液滴１２２が（図２Ａ及び２Ｂに示されるように、）ヘッドから垂直に出ずに、傾斜した角度で出たとしても、当該角度は、全ての液滴に対して比較的一定しており、予測可能である。従って、印刷プロセス中に、このことが考慮されてよい。例えば、低精細度のバルブベースのインクジェットプリンタにおいて用いられるもののような、比較的大型の液滴でさえ、セパレータ１３１の利用に起因して、液滴が印刷ヘッド外で飛ぶ間に結合する従来技術の解決手段より予測可能な方式で、結合可能である。
【００９５】
従って、セパレータ１３１は、反応チャンバ内において、ノズル出口１１３Ａ、１１３Ｂから接続点、すなわち、セパレータ先端１３２への、主液滴１２１Ａ、１２１Ｂのガイドとして機能する。セパレータ先端１３２は、主液滴１２１Ａ、１２１Ｂが結合液滴１２２に自由に結合することを制限する。すなわち、結合液滴は、セパレータ先端１３２の下でのみ形成してよく、これは、カバー１８１の開口に向かう、下流側のそのさらなる進路に影響する。換言すると、示されるインクジェットヘッドにおいて、結合前には安定した液体の性質を有していた少なくとも２つの成分の液滴１２１Ａ、１２１Ｂが、接続点に誘導される。これらは、ヘッドのコンポーネント、すなわち、セパレータ１３１からその先端１３２まで、接触したまま維持される。従って、主液滴１２１Ａ、１２１Ｂの結合及び併合の間、これらは、ヘッドコンポーネントと接触する。
【００９６】
ノズル１１２Ａ、１１２Ｂは、液滴を放出するための液滴生成推進装置１６１Ａ、１６１Ｂを有する。これらは、図２Ａ及び図２Ｂにおいて、模式的にマーク付けのみされており、これらが模式的に示されたタイプは、図１０−１２に示される。液滴生成推進装置は、例えば、熱式（図９）、圧電性（図１０）又はバルブ（図１１）タイプであってよい。バルブ式の場合、液体は、適切な圧力で供給されることが必要となる場合がある。
【００９７】
セパレータ１３１は、図２Ａ及び図２Ｂに示されるように、対称である。すなわち、その側壁１１４Ａ、１１４Ｂの傾斜角度αＡ、αＢは、ヘッド１００又はノズル構成１１０の軸に対して同じである。代替的な実施形態において、セパレータは、非対称であってよい。すなわち、角度αＡ、αＢは、ノズル出口１１３Ａ、１１３Ｂから供給される液体のパラメータに応じて、異なってよい。
【００９８】
傾斜角度αＡ、αＢは、０から９０度まで、好ましくは、５から７５度、より好ましくは、１５から４５度をとることが可能である。
【００９９】
好ましくは、ノズルチャネル１１２Ａ、１１２Ｂの傾斜角度βＡ、βＢ（本実施形態において、主液滴がノズルチャネルから放出される放出角度γＡ、γＢに等しい）は、（図２Ｂに示されるように）対応するセパレータ壁１１４Ａ、１１４Ｂの傾斜角度αＡ、αＢより小さくない。これにより、放出された主液滴１２１Ａ、１２１Ｂは、セパレータ壁１１４Ａ、１１４Ｂと接触させられる。
【０１００】
セパレータ１３１は、置換可能であってよく、これにより、ヘッド１１０を、印刷に用いられる液体のタイプに対応するパラメータを有するセパレータ１３１と共に、組み立てることが可能となる。
【０１０１】
セパレータ１３１は、好ましくは、その側壁１１４Ａ、１１４Ｂの、ノズル出口１１３Ａ、１１３Ｂからセパレータ先端１３２まで測定された長さが、それぞれＬＡ、ＬＢである。これらは、当該側壁１１４Ａ、１１４Ｂにおいてノズル出口１１３Ａ、１１３Ｂを出る主液滴１２１Ａ、１２１Ｂの直径ｄＡ、ｄＢより短くない。これにより、主液滴１２１Ａ、１２１Ｂがノズル出口１１３Ａ、１１３Ｂを出る前に、これらの併合が防止される。
【０１０２】
セパレータ１３１の表面は、好ましくは、低摩擦係数を有し、主液滴１２１Ａ、１２１Ｂ、１２２の移動を限定せず、かつ、主液滴１２１Ａ、１２１Ｂのスピン回転を導入しないように、液滴１２１Ａ、１２１Ｂ、１２２の付着を弱めるようにする。さらに、セパレータ１３１の側壁は、付着を減少させるように、側壁と主液滴との間で高湿潤角度を有するように傾斜する。セパレータと液滴１２１Ａ、１２１Ｂ、１２２との間の付着を減少させるために、セパレータ及び／又はノズル出口１１３Ａ、１１３Ｂは、環境の温度より高い温度に加熱されてよい。貯蔵槽１１６Ａ、１１６Ｂにおける液体は、予熱されてもよい。動作中の流体（すなわち、インク及び触媒）の温度上昇により、主液滴の併合プロセスが改善されてもよく、好ましくは、基板上に適用された場合、結合液滴１２２の付着を増大させ、硬化時間を減少させてもよい。
【０１０３】
図１に示されるように、セパレータ１３１は、複数のノズル部品１１０に対して共通であってよい。代替的な実施形態において、各ノズル部品１１０は、それ自身のセパレータ１３１及び／又はカバー１８１を有してよく、又は、ノズル部品１１０のサブグループは、それ自身の共通するセパレータ１３１及び／又はカバー１８１を有してよい。
【０１０４】
印刷ヘッドは、ヘッドコンポーネント、詳細には、セパレータ先端１３２及びノズル出口１１３Ａ、１１３Ｂを環境から保護する、例えば、これらがユーザ又は印刷された基板によって触れられることを防止する、カバー１８１をさらに含んでよい。
【０１０５】
さらに、カバー１８１は、液滴が結合するための状態を安定させるために、反応チャンバ１８１内の容積、すなわち、ノズル出口１１３Ａ、１１３Ｂ及びセパレータ１３１を囲む容積を、予め定められた温度、例えば、４０℃から６０℃（液滴のパラメータに応じて、他の温度も可能である）に加熱するための加熱要素１８２を含んでよい。温度センサ１８３は、カバー１８１内に位置し、温度を検知してよい。
【０１０６】
さらに、印刷ヘッド１１０は、硬化時間を減少させ、液滴の移動ダイナミクスを増加させ、ノズル出口１１３Ａ、１１３Ｂ又はセパレータ先端１３２に形成され得るあらゆる残留物を吹き飛ばすために、（空気又は窒素のような）気体、好ましくは、周辺温度より高い又は第１及び第２の貯蔵槽における液体の温度より高い温度に（すなわち、生成された第１及び第２の液滴の温度より高い温度に）加熱された気体を、セパレータ先端１３２に向けて吹き出すための気体供給ノズル１１９Ａ、１１９Ｂを含む。本実施形態において、後述される他の実施形態と同様に、気体流は、少なくとも、結合液滴が印刷ヘッドを通って、反応チャンバにおける接続点から印刷ヘッドの出口まで飛ぶ時間において、間欠的な方式で生成されてよい。これにより、気体流によって、結合液滴の飛びを制御することが可能となる。さらに、気体流は、少なくとも、主液滴がノズル出口を出てから結合液滴が印刷ヘッドの出口を出るまでの時間、間欠的な方式で生成されてよい。これにより、気体流によって、主液滴及び結合液滴の飛びを制御することが可能となる。さらに、気体流は、結合液滴が印刷ヘッドを出た後、例えば、印刷が完了した数秒後（すなわち、最後の液滴が生成された数秒後）でさえも、第１の液体、第２の液体又はこれらの組み合わせのあらゆる残留物から、印刷ヘッドのコンポーネントを浄化するために、吹き出し続けてよい。気体流は、連続的に生成及び供給されてもよい。
【０１０７】
従って、当該実施形態は、第１の液体の第１の主液滴１２１Ａを第１の経路に沿って移動するように排出し、第２の液体の第２の主液滴１２１Ｂを第２の経路に沿って移動するように排出し、セパレータによって、印刷ヘッド内の反応チャンバ１８１内における接続点１３２において、第１の主液滴１２１Ａを第２の主液滴１２１Ｂと結合させるように、第１の主液滴１２１Ａ及び第２の主液滴１２１Ｂの飛びを制御し、これにより、第１の主液滴１２１Ａの第１の液体と第２の主液滴１２１Ｂの第２の液体との間における化学反応を反応チャンバ１８１の制御環境内において開始させる、ドロップオンデマンド印刷方法において利用可能である。主液滴１２１Ａ、１２１Ｂ及び結合液滴１２２が飛ぶ経路は、気体供給ノズル１１９Ａ、１１９Ｂから供給される気体流によって、さらに制御される。
【０１０８】
第１の実施形態の第２の変形例は、図２Ｃに示されるように、断面が狭まるチューブ１４１がカバー１８１の出口開口、すなわち、反応チャンバの出口において形成される点で、図２Ａの第１の変形例と異なる。チューブ１４１の下流側出口は、好ましくは、結合液滴１２２の所望の直径と実質的に等しい直径の断面を有し、又は、代替的に、結合液滴１２２の断面の少なくとも８０％より小さくない。従って、チューブ１４１の下流側出口において、一種の空気式結合液滴ノズルが形成され、これを通して、液滴は、その運動エネルギによって押し出される。これにより、直接前進するその移動の正確性が向上し、正確な液滴配置が容易になり、さらに、印刷品質を向上させる。チューブ１４１は、接続点からいくらかの距離を置いて、この変形例においてはセパレータ１３１の先端に配置される。
【０１０９】
第１の実施形態の第３の変形例は、図２Ｄに示されるように、チューブ１４１及びセパレータ１３１の先端の両方が、接続点において主液滴が自由に結合して結合液滴となることを制限する手段として連携して機能するように、チューブ１４１が接続点に配置される点で、図２Ｃの第２の変形例と異なる。従って、チューブ１４１は、制限手段及び結合液滴ノズルの両方として機能する。換言すると、接続点１３２は、反応チャンバの出口に配置される。
【０１１０】
第１の実施形態の第４の変形例は、図２Ｅに示されるように、主液滴はノズル出口から接続点に向かって誘導されるのみで、もはや接続点においてセパレータ１３１Ｅと接触しないように、セパレータ１３１Ｅが切頂先端１３２Ｅを有する点で、図２Ｃの第２の変形例と異なる。当該ケースにおいて、併合プロセスは、接続点において非制限的に行われるが、主液滴がセパレータ側壁によって誘導され、これにより、ノズル出口から直接排出され、接続点に向かう過程で誘導されなかったであろう液滴と比較して、主液滴の方向がより正確に設定される点で、少なくとも部分的に制御されている。結合液滴１２２が自由に併合することに起因して、結合液滴に生じていた可能性のあるあらゆる不規則性を修正するために、チューブ１４１は、結合液滴１２２を捕捉し、これを所望の直径に形成して所望の流れの軸と整合させるために用いられる。チューブ１４１は、本明細書において、接続点より下流側に離間している。
【０１１１】
第２の実施形態  本発明に係るインクジェット印刷ヘッド２００の第２の実施形態の第１の変形例が、図３における概要に示される。図４Ａ及び図４Ｂは、同じ長手方向断面図を示すが、図面を明確にするために、異なる要素は異なる図において参照されている。図５は、図４Ａ及び図４Ｂのものと平行な部分に沿う長手方向断面図を示す。図６は、様々な横断面図を示す。
【０１１２】
インクジェット印刷ヘッド２００は、１つ又は複数のノズル部品２１０を含んでよい。各ノズル部品は、一対のノズル２１１Ａ、２１１Ｂから放出される２つの主液滴２２１Ａ、２２１Ｂで形成される結合液滴２２２を生成するように構成される。図３は、基板２９０上にマルチドット行２９１を印刷すべく、平行に配置される複数のノズル部品２１０を有するヘッドを示す。印刷ヘッドが単一のノズル部品２１０だけを含んでよい、又は、２５６個又はそれ以上のノズル部品さえも含んでよいことに留意されたい。
【０１１３】
ノズル部品２１０における一対のノズルの各ノズル２１１Ａ、２１１Ｂは、液体を貯蔵槽２１６Ａ、２１６Ｂから送液するためのチャネル２１２Ａ、２１２Ｂを有する。ノズル出口２１３Ａ、２１３Ｂにおいて、液体は、主液滴２２１Ａ、２２１Ｂを形成する。ノズル出口２１３Ａ、２１３Ｂにおいて、図１０、１１、１２に示される液滴生成推進装置２６１Ａ、２６１Ｂが動作した結果として、液体から主液滴２２１Ａ、２２１Ｂが形成される。ノズル出口２１３Ａ、２１３Ｂは、ノズル出口２１３Ａ、２１３Ｂを分離する円錐形状のセパレータ２３１に隣接する。ノズル出口２１３Ａ、２１３Ｂから放出された主液滴は、それぞれ、セパレータ２３１に沿う第１の経路及び第２の経路に沿って、その先端２３２に向かって移動する。ここで、これらは結合し、結合液滴２２２を形成する。これは、セパレータ先端２３２から分離し、印刷対象面に向かって進む。
【０１１４】
主液滴２２１Ａ、２２１Ｂは、主筐体２４１の内部において、（加圧気体注入部２１９（例えば、気体供給ノズル）から提供される、好ましくは５バールの圧力を有する空気又は窒素のような）気体流２７１Ａ、２７１Ｂによって、セパレータ２３１の表面に沿って誘導される。主筐体２４１のその上部における形状は、ノズル２１１Ａ、２１１Ｂと共に気体流の方向付けを補助し、ノズル２１１Ａ、２１１Ｂの出口２１３Ａ、２１３Ｂから、液滴が合流して結合液滴２２２を形成する、セパレータ先端２３２における接続点に向けて、これらを誘導する。従って、全ての実施形態では、接続点は、併合が開始する点から開始し、併合が進展する点を経て、併合が終了する点、すなわち、結合液滴がその最終的な形状に形成される点に向かう主液滴の経路上における、任意の点とみなされてよい。セパレータが当該接続点に向けて液滴を誘導することは、重要である。好ましくは、接続点において、主液滴が自由に結合して結合液滴になることは、結合液滴の進展を補助すべく、制限される。
【０１１５】
ノズル２１２Ａ、２１２Ｂは、液滴を放出するための液滴生成推進装置２６１Ａ、２６１Ｂを有する。これらは、図４Ａ及び図４Ｂにおいて、模式的にマーク付けのみされており、これらが模式的に示されたタイプは、図１０−１２に示される。液滴生成推進装置は、例えば、熱式（図９）、圧電性（図１０）又はバルブ（図１１）タイプであってよい。バルブ式の場合、液体は、適切な圧力で供給されることが必要となる場合がある。
【０１１６】
主筐体２４１は、異なる形状の部分を有する。最下流側（すなわち、結合液滴２２２が流れる方向に向かって）に配置される第１の部分２４３は、好ましくは、結合液滴２２２の所望の直径ｄＣと実質的に等しい直径Ｄ１の、一定の丸い断面を有する。代替的に、好ましくは、第１の部分２４３の断面は、結合液滴２２２の断面の少なくとも８０％より小さくない。従って、第１の部分２４３の下流端における主筐体２４１の出口において、一種の結合液滴ノズルが形成される。これを通して、液滴は、移動する気体によって強化されたその運動エネルギによって、押し出される。これは、前方への直接的な移動の正確性を向上させ、これにより、正確な液滴配置が容易になり、さらに、印刷品質を向上させる。（主筐体２４１の）第２の部分２４４は、第１の部分２４３とノズル出口２１３Ａ、２１３Ｂとの間に配置され、その上流側（すなわち、液滴の流れと逆方向）の直径が、ノズル出口２１３Ａ、２１３Ｂを包囲し、筐体壁とノズル出口２１３Ａ、２１３Ｂとの間に気体２７１Ａ、２７１Ｂの流れのためにいくらかの空間を残すように、上流側に向かって増大する直径を有する。同時に、主筐体２４１の断面は、上流側に向かって、断面の幅が長さと共にその深さより増大するので、上流側に向かって、丸形から楕円形断面に変化する（図６の断面Ｅ−Ｅを参照）。第２の部分２４４の内壁は、下流で合流する。従って、流れる気体流２７１Ａ、２７１Ｂは、外側気体スリーブを形成し、これは、液滴２２１Ａ、２２１Ｂ、２２２を筐体２４１の中央に向けて推進する。
【０１１７】
主筐体２４１は、第２の部分の上流側に配置される第３の部分２４５をさらに含んでよい。これは、ノズル２１１Ａ、２１１Ｂの外壁と平行な内壁を有する。図６の断面Ｂ−Ｂ（左側部分だけが示される）においてより明らかに視認可能であるように、ノズル２１１Ａは、主筐体２４１によって囲まれ、気体流２７１Ａがノズル２１１Ａ、２１１Ｂの外縁においてのみ流れ、ノズル２１１Ａ、２１１Ｂの間は流れないように、遮断要素２３３によってノズル２１１Ｂから分離される。ここで、気体流２７１Ａは、遮断要素２３３によって遮断され、次に、セパレータ２３１を形成する。
【０１１８】
この部分によって誘導される気体流２７１Ａ、２７１Ｂは、ノズル出口２１３Ａ、２１３Ｂから主液滴２２１Ａ、２２１Ｂを放出する方向と平行である。主液滴と接触する前に安定化された流れる気体の平行方向は、まさに排出された瞬間から、ノズル出口２１３Ａ、２１３Ｂから開始する液滴の流路に対する制御を向上させる。これらの流れは、流れる気体によって、エネルギ及び方向の点でサポートされる。主筐体２４１の形状は、好ましくは、それぞれの部分、すなわち、２４５、２４４、２４３を通って流れる気体の適切な速度を向上させるような態様で設計されていることに留意されたい。流れる気体の速度は、好ましくは、部分２４５の端部付近のノズル出口エリアにおける液滴速度より明らかに高く、好ましくは、部分２４４のエリアにおける液滴速度より少なくとも低くなく、ノズル２４３において、再度、より高くなる。ここで、流出チャネル、すなわち、ノズル２４３の表面の断面がより小さいことに起因して、流れが再度、より高速となるように加速される。このような設計は、短い時間、ノズル２４３を通る気体の流れが、結合液滴２２２を通過させることによって低速化することがあるものの、気体圧力の瞬間的補償調整に、いくらかの余地を残すことがある。部分２４４におけるこの瞬間的圧力上昇は、好ましくは、ノズル２４３を離れる際に、液滴２２２に運動エネルギをより追加することがある。
【０１１９】
いずれのケースにおいても、主筐体２４１の第２の部分２４４において、気体流２７１Ａ、２７１Ｂは、好ましくは、ノズル出口２１３Ａ、２１３Ｂから放出された主インク液滴２２１Ａ、２２１Ｂの速度より小さくない線形速度で流れるように構成される。気体の温度を上昇させ、インク及び硬化剤（重合イニシエータ）の表面張力及び粘度を減少させることによって、主液滴２２１Ａ、２２１Ｂのより良好な併合及び混合を可能としてよい。第２の部分２４４に対する第１の部分２４３の形状、特に、部分２４４に対する部分２４３の表面断面の減少は、気体がその速度を、好ましくは５から２０倍上昇させ、それにより、併合された結合液滴２２２の運動エネルギを上昇させ、結合液滴２２２の流れを安定させるように設計される。
【０１２０】
従って、セパレータ２３１及び気体流２７１Ａ、２７１Ｂは、第１の主液滴２２１Ａ及び第２の主液滴２２１Ｂの飛びを制御する手段として機能し、接続点２３２において第１の主液滴２２１Ａが第２の主液滴２２１Ｂと結合し、結合液滴２２２となることを可能とする。
【０１２１】
２つの貯蔵槽２１６Ａ、２１６Ｂから供給される液体は、第１の実施形態を参照して説明されるように、第１の液体（好ましくは、インク）及び第２の液体（好ましくは、インクの硬化を開始させる触媒）である。これにより、結合液滴２２２におけるインクを硬化させるための、第１の主液滴２２１Ａの第１の液体と第２の主液滴２２１Ｂの第２の液体との間における化学反応が、それが印刷対象面に到達する前に開始可能となる。これにより、インクは、印刷面により容易に付着してよい、及び／又は、印刷面でより迅速に硬化してよい。
【０１２２】
化学反応は、本実施形態において、主筐体２４１によって形成される反応チャンバ内の接続点２３２（第１の経路が第２の経路と交差する位置）において開始される。
【０１２３】
第２の実施形態において、インク液滴は、反応チャンバ２４１内において、すなわち、結合液滴２２２が主筐体２４１から出る前に、触媒液滴と結合する。ヘッド構築は、セパレータ２３１によって、ノズル出口２１３Ａ、２１３Ｂが互いから分離されるようになっており、これにより、主液滴２２１Ａ、２２１Ｂがノズル出口２１３Ａ、２１３Ｂにおいて結合することを、可能としない。従って、インク及び触媒は、ノズル出口２１３Ａ、２１３Ｂにおいて直接混合しない。これにより、ノズル出口２１３Ａ、２１３Ｂの目詰まりが防止される。液滴が、一度結合されて結合液滴２２２になると、結合液滴２２２はノズル出口２１３Ａ、２１３Ｂから既に分離され、気体流２７１Ａ、２７１Ｂ（好ましくは連続的に流れる）は、凝固前にセパレータ２３１又は筐体壁２４１に固着し得るあらゆる残留物を効果的に除去することができるので、主筐体２４１が、接続点又は筐体２４１の下流において目詰まりするリスクはない。筐体２４１は、液滴２２１Ａ、２２１Ｂ、２２２をその軸に向けて誘導する。従って、液滴２２１Ａ、２２１Ｂ、２２２は、制御された予測可能な方式で誘導される。従って、印刷対象面における結合液滴２２２の液滴配置を制御することが容易となる。主液滴２２１Ａ、２２１Ｂのサイズ又は密度における相違に起因して、結合液滴２２２が主筐体２４１の軸から逸脱する傾向があり得るとしても、これは、筐体２４１の端部においてその軸に整合され、従って、その軸に沿って筐体２４１を出る。従って、比較的大型の液滴及び異なるサイズを有する主液滴でさえ、主筐体２４１の利用に起因して、液滴が印刷ヘッドの外で飛ぶ間に結合する従来技術の解決手段より予測可能な方式で、結合可能である。
【０１２４】
従って、セパレータ２３１及び主筐体２４１は、反応チャンバ内において、ノズル出口２１３Ａ、２１３Ｂから接続点２３２への、主液滴２２１Ａ、２２１Ｂのガイドとして機能する。セパレータ２３１及び主筐体の第１の部分２４３は、主液滴２２１Ａ、２２１Ｂが自由に結合して結合液滴２２２になることを制限する、すなわち、結合液滴２２２が第１の部分２４３の入口によって画定される形状及び寸法に成形され、セパレータ２３１及び第１の部分２４３は、下流側の第１の部分２４３の出口に向かう結合液滴２２２のさらなる進路に影響する。換言すると、示されるインクジェットヘッドにおいて、結合前には安定した液体の性質を有していた少なくとも２つの成分の液滴２２１Ａ、２２１Ｂは、接続点２３２に誘導される。これらは、ヘッドのコンポーネント、すなわち、主筐体２４１の第１の部分２４３の側壁と接触したまま維持される。従って、主液滴２２１Ａ、２２１Ｂの結合及び併合の間、これらは、ヘッドコンポーネントと接触する。
【０１２５】
セパレータ２３１は、第１の実施形態で説明されたセパレータ１３１と同じ性質を有してよい。
【０１２６】
ノズルチャネル２１２Ａ、２１２Ｂの傾斜角度βＡ、βＢ（本実施形態において、主液滴がノズルチャネルから放出される放出角度γＢ、γＢでもある）は、図４Ａ及び図４Ｂに示されるように、セパレータ２３１の側壁の傾斜角度αＡ、αＢと同じである。これにより、主液滴２２１Ａ、２２１Ｂは、セパレータ壁と平行にノズルから放出される。代替的な実施形態において、これらは、セパレータ壁の対応する傾斜角度αＡ、αＢより大きくてよい。これにより、放出された主液滴２２１Ａ、２２１Ｂは、セパレータ壁と接触させられる。
【０１２７】
しかしながら、代替的な実施形態は、ノズルチャネル２１２Ａ、２１２Ｂの傾斜角度βＡ、βＢ及び放出角度γＢ、γＢがセパレータ２３１の側壁の傾斜角度αＡ、αＢより小さい場合に可能であり、放出された主液滴を、セパレータ２３１の側壁から分離させ、さらに下流、すなわち、セパレータの先端より下において、結合させる。このような場合、セパレータ２３１は、主液滴２２１Ａ、２２１Ｂのガイドとして部分的にのみ機能し、その主な機能は、ノズル出口２１３Ａ、２１３Ｂを分離し、これらの目詰まりを防止することである。当該ケースにおいて、反応チャンバ２４１内において、主液滴２２１Ａ、２２１Ｂをノズル出口２１３Ａ、２１３Ｂから接続点に誘導する手段として、この態様で（すなわち、移動する気体を介して）動作するのは、殆どが、予備筐体２４１の内壁によって形成される気体流２７１Ａ、２７１Ｂである。接続点において、主液滴２２１Ａ、２２１Ｂが自由に結合して結合液滴２２２になることは、次に、主筐体２４１の内壁によって形成される気体流２７１Ａ、２７１Ｂの力によってさらに制限される。
【０１２８】
図４Ａに示されるノズル２１２Ａ、２１２Ｂは、対称である。すなわち、これらの傾斜角度βＡ、βＢ、及び放出角度γＢ、γＢは、ヘッド２００又はノズル構成２１０の軸に対して同じである。代替的な実施形態において、ノズル２１２Ａ、２１２Ｂは、非対称であってよい。すなわち、角度βＡ、βＢは、ノズル出口２１３Ａ、２１３Ｂから供給される液体のパラメータに応じて、異なってよい。
【０１２９】
傾斜角度βＡ、βＢ及び放出角度γＢ、γＢは、０から９０度、好ましくは、５から７５度、より好ましくは、１５から４５度をとることが可能である。
【０１３０】
主筐体２４１は、置換可能であってよく、これにより、ヘッド２１０を、印刷に用いられる液体のタイプに対応するパラメータを有する筐体２４１と共に、組み立てることが可能となる。例えば、第１の部分２４３の異なる直径Ｄ１の筐体２４１は、実際の機能及びサイズ、並びに結合液滴２２２の所望の放出速度に応じて、利用可能である。ノズル２１１Ａ、２１１Ｂの傾斜角度βＡ、βＢは、ノズル部品２１０を貯蔵槽２１６Ａ、２１６Ｂに貯蔵された液体のパラメータに整合させるように、調整可能である。
【０１３１】
主筐体２４１の第１の部分２４３は、好ましくは、結合液滴２２２の直径ｄＣより短くない長さＬ１を有し、好ましくは、結合液滴２２２のいくるかの直径ｄＣに等しい長さＬ１を有し、正確な液滴配置制御のために、その移動経路を正確に設定する。
【０１３２】
主筐体２４１の、特に、第１の部分２４３及び第２の部分２４４における内面は、好ましくは、液滴２２１Ａ、２２１Ｂ、２２２又はこれらの結合の残留物がその面に付着することを防止するために、低摩擦係数及び低付着性を有し、これにより、装置を清浄に保ち、最終的な残留物が気体流２７１Ａ、２７１Ｂによって吹き飛ばされることを可能にすることを補助する。さらに、主筐体２４１の内壁は、付着を減少させ、液滴の跳ね返りを促進するために、側壁と、内壁に偶発的に当たることがある主液滴との間に、低接触角度を提供するように傾斜する。あらゆる残留物の堆積を防止するために、セパレータの側壁及び主筐体は、鋭った末端を有し、滑らかであり、好ましくは、主液滴の液体に対して高接触角度を有する材料においてカバーされる。気体流は、好ましくは、主筐体２４３の内部を汚染する外部環境からのあらゆる粒子をさらに防止する。
【０１３３】
印刷ヘッドは、主筐体２４１を囲み、主筐体２４１に対応する形状を有しつつも、圧縮気体入口２１９から供給された第２の気体流２７２が主筐体２４１の第１の部分２４３の出口を囲むことができるように、より大きい断面幅を有する副筐体２５１をさらに含んでよい。これにより、主筐体２４１から出た結合液滴２２２は、下流側にさらに誘導され、その経路の制御を容易にする。気体流２７２は、第２の出口部２５３のエリアにおいて、その形状に起因して、その速度をさらに上昇させ、そこで、主筐体２４１から出た液滴２２２をさらに加速させてよい。気体流２７２の断面の表面は、下流に向かって減少し、これにより、気体流２７２を、主筐体２４１の部分２４３を離れた時点で、結合液滴２２２より低くなく、好ましくはこれより高い速度に到達させることがある。液滴速度をさらに上昇させるために、主筐体の出口と副筐体の第１の出口部２５２との間にある、副筐体２５１の第２の出口部２５３の断面は、好ましくは、気体流２７２を中心軸に向けて方向付けるために、下流に向かって減少する。副筐体２５１の第１の出口部２５２は、好ましくは、丸い断面を有し、好ましくは、結合液滴２２２が副筐体２５１の内側全てに触れないことにより目詰まりを防止し、結合液滴２２２と副筐体２５１の側壁との間で（今結合された）気体流２７１Ａ、２７１Ｂ、２７２によって誘導されるように、主筐体の部分２４３の出口の直径Ｄ１より大きい（好ましくは、少なくとも２倍大きい）直径Ｄ２を有する。さらに、副筐体は、第１の出口部２５２において孔（開口）２５５を有し、結合液滴が流れる方向以外の方向における気体流の減圧を補助してよい。好ましくは、直径Ｄ２は、結合液滴の直径ｄＣより少なくとも２倍大きい。好ましくは、第１の出口部２５２の長さＬ２は、制御可能な方式で液滴を誘導し、これを所望の運動エネルギで提供するために、ゼロから、結合液滴２２２の直径ｄＣの１０、１００又は実に１０００倍のような、直径ｄＣの倍数である。これにより、結合液滴２２２が印刷ヘッドから放出され得る距離を大幅に増加させ、印刷面上の正確な液滴配置をさらに維持してよく、これにより、可変的な表面の対象に印刷することが可能となる。さらに、これにより、満足な液滴配置制御を維持しつつ、重力のベクトルに対して角度をつけて液滴を放出することが可能であってよい。さらに、比較的高い長さＬ２により、結合液滴を、基板２９０に到達する前に、予め硬化させることが可能となってよい。
【０１３４】
副筐体２５１の出口部分２５２、２５３において、気体は、その速度を上昇させ、そこで、その圧力を減少させ、結果的に、その温度を低下させる。これにより、気体流内に保持されたままの結合液滴２２２の速度増加及び温度減少を生じさせてよい。結合液滴２２２の温度低下は、その粘度及び付着性を増加させてよい。このことは、液滴による基板到達の時点で望ましく、液滴がターゲット点に保持されたままとなるように補助し、これが側方に流れることを防止する。
【０１３５】
第２の実施形態は、第１の実施形態のカバー１８１で説明された構成及び機能を有するカバー２８１をさらに含んでよい。これは、加熱要素と、温度センサとを含む（図面を明確にするために、図示されず）。
【０１３６】
従って、当該実施形態は、第１の液体の第１の主液滴２２１Ａを第１の経路に沿って移動するように排出し、第２の液体の第２の主液滴２２１Ｂを第２の経路に沿って移動するように排出し、セパレータの表面（すなわち、印刷ヘッドの要素の表面）及び気体流によって、印刷ヘッド内の反応チャンバ２４１内における接続点２３２において、第１の主液滴２２１Ａを第２の主液滴２２１Ｂと結合させるように、第１の主液滴２２１Ａ及び第２の主液滴２２１Ｂの飛びを制御し、これにより、第１の主液滴２２１Ａの第１の液体と第２の主液滴２２１Ｂの第２の液体との間における化学反応を反応チャンバ２４１の制御環境内において開始させる、ドロップオンデマンド印刷方法において利用可能である。結合液滴２２２が飛ぶ経路は、気体流２７１Ａ、２７１Ｂ、２７２Ａ、２７２Ｂによって、かつ、印刷ヘッドの要素の表面、すなわち、主筐体２４１の第１の部分２４３の内面によって制御される。
【０１３７】
第２の実施形態の第２の変形例は、図４Ｃに示されるように、排出される主液滴２２１Ａ、２２１Ｂがセパレータ２３１Ｃの側壁と直接接触しないように、セパレータ２３１Ｃの側壁がノズル出口の内側壁から僅かにオフセットする（隣接していない）という点で、図４Ａの第１の変形例と異なる。当該ケースにおいて、セパレータ２３１Ｃの側壁と主液滴２２１Ａ、２２１Ｂとの間に気体の薄い層が形成される。しかしながら、セパレータ２３１Ｃは気体の自由な流れを制限し、従って、ノズル出口から接続点に向かう主液滴の自由な流れを制限するので、セパレータ２３１Ｃは、間接的に主液滴を誘導するものとみなされてよい。図２Ｅに示される第１の実施形態の変形例に関して同様に、主液滴が接続点において自由に結合して結合液滴２２２になることを制限する、及び／又は、結合液滴の形状を整え、その噴出された流れの軸を整合させるのは、殆どが、主筐体２４１の下流方向に狭まる管状端である。
【０１３８】
第３の実施形態  ヘッド３００の第３の実施形態が、図７の長手方向断面において模式的に示される。これは、その特徴の大部分が第２の実施形態と共通するが、以下の相違を含む。
【０１３９】
主筐体３４１の第１の部分３４３及び副筐体３５１の第１の部分３５２において、結合液滴３２２を静電荷を印加する帯電電極３６２、３６３が存在する。
【０１４０】
さらに、下流側、副筐体３５１の第１の出口部３５２の後ろに、帯電した液滴３２２が流れる方向を制御可能な方向に偏向させる偏向電極３６４Ａ、３６４Ｂが存在する。これにより、液滴３２２の配置は、効果的に制御可能となる。ヘッド３００内部からの液滴３２２の出口経路の変化を可能とするために、カバー３８１の噴出開口３８１Ｏは、適切な幅を有し、これにより、偏向された液滴３２２は、カバー３８１と接触しない。
【０１４１】
帯電電極３６２、３６３及び偏向電極３６４Ａ、３６４Ｂは、ＣＩＪ技術からの技術分野において公知の方式で設計可能であり、従って、詳細についてはさらなる説明を必要としない。
【０１４２】
３で始まる参照番号（３ｘｘ）を有する他の要素は、２で始まる参照番号（２ｘｘ）を有する第２の実施形態の要素に対応する。
【０１４３】
第４の実施形態  本発明に係るインクジェット印刷ヘッド４００の第４の実施形態が、詳細断面図として図８に示される。他に規定されない限り、第４の実施形態は、第１の実施形態と共通の特徴を共有する。
【０１４４】
インクジェット印刷ヘッド４００は、１つ又は複数のノズル部品を含んでよい。各ノズル部品は、セパレータ４３１によって分離された一対のノズル４１１Ａ、４１１Ｂから放出された２つの主液滴４２１Ａ、４２１Ｂで形成される結合液滴４２２を生成するように構成される。実施形態は、２つより多くのノズルを用いることによって強化可能である。ノズル部品における一対のノズルの各ノズル４１１Ａ、４１１Ｂは、液体を貯蔵槽４１６Ａ、４１６Ｂから送液するためのチャネル４１２Ａ、４１２Ｂを有する。ノズル出口４１３Ａ、４１３Ｂにおいて、図１０、１１、１２に示される液滴生成推進装置４６１Ａ、４６１Ｂが動作した結果として、液体から主液滴４２１Ａ、４２１Ｂが形成される。ノズル出口４１３Ａ、４１３Ｂは、セパレータ４３１によって分離される。これは、下流方向に狭まる断面を有し、これによってノズル出口４１３Ａ、４１３Ｂを分離し、そこで、主液滴４２１Ａ及び４２１Ｂがこれらのそれぞれのノズル出口４１３Ａ及び４１３Ｂから完全に排出される前に、これらの間における望ましくない接触を防止する。
【０１４５】
ノズル４１２Ａ、４１２Ｂは、第１の経路及び第２の経路に沿ってそれぞれ移動するように液滴を放出するための液滴生成推進装置４６１Ａ、４６１Ｂを有する。これらは、図８において、模式的にマーク付けのみされており、これらが模式的に示されたタイプは、図１０−１２に示される。液滴生成推進装置は、例えば、熱式（図９）、圧電性（図１０）又はバルブ（図１１）タイプであってよい。バルブ式の場合、液体は、適切な圧力で供給されることが必要となる場合がある。
【０１４６】
印刷ヘッドは、反応チャンバを形成し、かつ、ヘッドコンポーネント、詳細には、セパレータ先端４３２及びノズル出口４１３Ａ、４１３Ｂを環境から保護する、例えば、これらがユーザ又は印刷された基板によって触れられることを防止する、カバー４８１をさらに含む。
【０１４７】
第４の実施形態において、主液滴４２１Ａ、４２１Ｂがノズルチャネル４１２Ａ、４１２Ｂから放出される放出角度γＡ、γＢは、９０度に等しい。すなわち、主液滴４２１Ａ、４２１Ｂは、ヘッドの長軸と垂直に最初に構成された第１の経路及び第２の経路に沿って放出される。本実施形態において、ノズル傾斜角度βＡ、βＢは、０度に等しい。すなわち、ノズルチャネルは、ヘッドの長軸と平行であるが、他の実施形態において、これらは異なってよい。次に、放出された主液滴４２１Ａ、４２１Ｂは、凹状の側壁４１４Ａ、４１４Ｂを有するセパレータ４３１に沿って、その先端４３２に向かって誘導される。これらは、結合して結合液滴４２２を形成する。これは、セパレータ先端４３２から分離し、印刷対象面に向かって進む。本実施形態において、完全な併合を可能とする主液滴の衝突パラメータを決定するのは、ノズルの形状ではなく、セパレータの形状である。従って、セパレータ４３１は、第１の主液滴４２１Ａ及び第２の主液滴４２１Ｂの飛びを制御する、詳細には、接続点より前で第１の経路及び第２の経路を変化させる手段として機能し、反応チャンバ４８１内において、第１の主液滴４２１Ａが接続点４３２において第２の主液滴４２１Ｂと結合して、結合液滴４２２になることを可能とする。
【０１４８】
ノズル４１９Ａ、４１９Ｂは、主液滴をセパレータ４３１に沿って誘導することを促進する気体流を生成し、そこで、結合液滴４２２が飛ぶ経路を制御する。
【０１４９】
セパレータは、交換可能であってよく、衝突パラメータの修正を可能とする。さらに、ノズルから形成された液滴は、セパレータの側壁に沿って印刷ヘッドの外に、また、主液滴の経路に沿って、接続点からは結合液滴の経路に沿って流れる気体流によって、誘導される。気体流は、液滴の飛びの制御を向上させ、これらのエネルギを上昇させ、さらに他の目的を有する。液体のあらゆる望ましくない残留物が、この気体流によって、セパレータ壁、反応チャンバ及びノズルから除去される。
【０１５０】
従って、当該実施形態は、第１の液体の第１の主液滴４２１Ａを第１の経路に沿って移動するように排出し、第２の液体の第２の主液滴４２１Ｂを第２の経路に沿って移動するように排出し、セパレータ及び気体流によって、印刷ヘッド内の反応チャンバ４８１内における接続点４３２において、第１の主液滴４２１Ａを第２の主液滴４２１Ｂと結合させるように、第１の主液滴４２１Ａ及び第２の主液滴４２１Ｂの飛びを制御し、これにより、第１の主液滴４２１Ａの第１の液体と第２の主液滴４２１Ｂの第２の液体との間における化学反応を反応チャンバ４８１の制御環境内において開始させる、ドロップオンデマンド印刷方法において利用可能である。結合液滴２２２が飛ぶ経路は、気体ノズル４１９Ａ、４１９Ｂからの気体流によって制御される。
【０１５１】
第５の実施形態  ヘッド５００の第５の実施形態が、図１２Ａにおいて、第１の変形例における概要において示される。第５の実施形態５００は、その機能の大部分が第２の実施形態と共通するが、セパレータ２３１を含まないことのような、主な相違を有する。
【０１５２】
ノズル出口５１３Ａ、５１３Ｂから放出された主液滴５２１Ａ、５２１Ｂは、それぞれ、第１の経路及び第２の経路に沿って、接続点５３２に向かって移動する。ここで、これらは結合して結合液滴５２２を形成し、印刷対象面に向かって進む。
【０１５３】
主液滴５２１Ａ、５２１Ｂは、主筐体５４１の内部において、（加圧気体注入部５１９（例えば、気体供給ノズル）から提供される空気又は窒素のような）気体流５７１Ａ、５７１Ｂ及び５７４Ａ、５７４Ｂによって誘導される。主筐体５４１のその上部における形状は、ノズル５１１Ａ、５１１Ｂと共に気体流の方向付けを補助し、ノズル５１１Ａ、５１１Ｂの出口５１３Ａ、５１３Ｂから、液滴が合流して結合液滴５２２を形成する接続点に向けて、これらを誘導する。
【０１５４】
従って、気体流５７１Ａ、５７１Ｂは、第１の主液滴５２１Ａ及び第２の主液滴５２１Ｂの飛びを制御する手段として機能し、接続点５３２において第１の主液滴５２１Ａが第２の主液滴５２１Ｂと結合し、結合液滴５２２となることを可能とする。
【０１５５】
化学反応は、本実施形態において、主筐体５４１によって形成される反応チャンバ内の接続点５３２（第１の経路が第２の経路と交差する位置）において開始される。
【０１５６】
ノズル５１１Ａ、５１１Ｂは、気体流５７１Ａ、５７１Ｂがノズル５１１Ａ、５１１Ｂと主筐体５４１との間で形成可能であり、気体流５７４Ａ、５７４Ｂがノズル５１１Ａ、５１１Ｂと遮断要素５３３との間で形成可能であるように、遮断要素５３３（ただし、ノズル５１１Ａ、５１１Ｂとは別個のもの）によって分離可能である。
【０１５７】
代替的に、ヘッドは、遮断要素５３３を有さなくてよい。そこで、気体流５７４Ａ、５７４Ｂは、ノズル５１１Ａ、５１１Ｂの軸と平行に方向付けられない。しかしながら、気体流５７１Ａ、５７１Ｂの方向に起因して、主液滴５２１Ａ、５２１Ｂの移動経路に対する制御がなおも可能であってよい。
【０１５８】
ノズル出口５１３Ａ、５１３Ｂは、環境温度より高い温度に加熱されてよい。貯蔵槽５１６Ａ、５１６Ｂにおける液体は、予熱されてもよい。動作中の流体（すなわち、第１の液体及び第２の液体）の温度上昇により、主液滴の併合プロセスが改善されてもよく、好ましくは、基板上に適用された場合、結合液滴５２２の付着を増大させ、硬化時間を減少させてもよい。
【０１５９】
５で始まる参照番号（５ｘｘ）を有する他の要素は、２で始まる参照番号（２ｘｘ）を有する第２の実施形態の要素に対応する。
【０１６０】
従って、当該実施形態は、第１の液体の第１の主液滴５２１Ａを第１の経路に沿って移動するように排出し、第２の液体の第２の主液滴５２１Ｂを第２の経路に沿って移動するように排出し、気気体流５７１Ａ、５７１Ｂによって、印刷ヘッド内の反応チャンバ５４１内における接続点５３２において、第１の主液滴５２１Ａを第２の主液滴５２１Ｂと結合させるように、第１の主液滴５２１Ａ及び第２の主液滴５２１Ｂの飛びを制御し、これにより、第１の主液滴５２１Ａの第１の液体と第２の主液滴５２１Ｂの第２の液体との間における化学反応を反応チャンバ５４１の制御環境内において開始させる、ドロップオンデマンド印刷方法において利用可能である。結合液滴５２２が飛ぶ経路は、気体流５７１Ａ、５７１Ｂ、５７２によって制御される。
【０１６１】
第５の実施形態の第２の変形例において、図１２Ｂにおいて模式的に示されるように、液体貯蔵槽５１６Ａ、５１６Ｂに貯蔵される液体の一方又は両方は、ノズル出口を出る主液滴の一方又は両方が帯電するように、予め定められた静電荷により予め帯電してよい。これにより、主液滴５２１Ａ、５２１Ｂが結合して結合液滴５２２になることが促進可能となる。図１２Ｂに示されるように、主筐体５４１の出口は、電極のセット５６４を含んでよく、これは、帯電した結合液滴５２２をヘッドの長軸と整合させる電場を生成する。さらに、副筐体５５１の出口は、電極のセット５６５を含んでよく、これは、帯電した結合液滴５２２をヘッドの長軸と整合させる電場を生成する。電極のセット５６４、５６５の両方又は一方だけが用いられてよい。好ましくは、各セット５６４、５６５は、少なくとも３つの電極、好ましくは４つの電極を含む。これらは、液滴５２２を中心軸に向けさせるように、円の円周に沿均等に分散される。従って、電極のセット５６４、５６５は、液滴配置を補助する。他の要素は、第１の変形例と等しい。
【０１６２】
当該実施形態の第３の変形例において、図１２Ｃにおいて模式的に示されるように、主筐体５４１だけが、副筐体５５１なしで存在する。主筐体５４１は、第１の変形例と比較して、より長い第１の部分５４３を有する。これにより、液滴配置に対する制御が容易になり、噴出される結合液滴のエネルギを上昇させることが可能となることがある。他の要素は、第１の変形例に等しい。
【０１６３】
当該実施形態の第４の変形例は、図１２Ｄ及び図１２Ｅ、図１２Ｆ（図１２Ｄの線Ａ−Ａに沿った模式的断面）において模式的に示されるように、以下の図１２Ａの第１の変形例と異なる。ノズル５１１Ａ、５１１Ｂは、印刷ヘッドの主軸と実質的に垂直に構成されたこれらのチャネル５１２Ａ、５１２Ｂの端部を有し、ノズル出口５１３Ａ、５１３Ｂは、主液滴５２１Ａ、５２１Ｂが、印刷ヘッドの主軸Ｘと平行に最初に方向付けられた第１の経路及び第２の経路に沿ってそれぞれ移動するように、これらを放出するように構成される。
【０１６４】
ノズルチャネル５１２Ａ、５１２Ｂの端部のこのような構成により、図１２Ｅに示されるように、比較的大きい（例えば、圧電性の）液滴生成推進装置５６１Ａ、５６１Ｂを位置付けることがさらに可能となる。
【０１６５】
図１２Ｆは、他の変形例を示す。これは、２つより多く（例えば、６つ）のノズル５１２Ａ−５１２Ｆを実装する可能性を有する。２つより多くの主液滴から結合液滴を生成することを可能とするために、各ノズルは、それ自身の液滴生成推進装置５６１Ａ−５６１Ｆを有し、各液滴生成推進装置は、個々の液体貯蔵槽に接続される。このようなケースにおいて、全ての結合液滴が６つの液滴から結合されなければならないということはなく、結合液滴の所望の性質に応じて、特定の結合液滴のみに対して、ノズル５１２Ａ−５１２Ｆのいくつか、例えば、２つ、３つ、４つ又は５つのノズルが、主液滴を提供することが可能であることに留意されたい。
【０１６６】
放出された後で、主液滴５２１Ａ、５２１Ｂは、第１の経路及び第２の経路が変化して接続点５３２において互いに交差するように、主筐体５４１内において気体流５７１Ａ、５７１Ｂによって誘導される。接続点は、好ましくは、主筐体５４１の下流側部分５４３に配置される。当該部分は、好ましくは、直径が結合液滴５２２の所望の直径と実質的に等しい直径の、一定の丸い断面を有し、図４Ａ−４Ｂに示されるように、第２の実施形態の部分２４３に対して説明されたもののようにさらに構成されてよい。
【０１６７】
当該実施形態の第５の変形例は、図１２Ｇにおいて模式的に示されるように、以下の図１２Ａの第１の変形例と異なる。ノズルの少なくとも１つ、当該例において、第１のノズル５１１Ａは、混合チャンバ５１７に接続される。ここで、液体は、複数の貯蔵槽５１６Ａ１、５１６Ａ２からバルブ５１７．１、５１７．２によって投入され、これらの貯蔵槽から混合される。例えば、別個の貯蔵槽５１６Ａ１、５１６Ａ２は、所望の色を有するインクの主液滴を第１のノズル５１１Ａから供給するために、異なる色のインクを貯蔵してよい。
【０１６８】
当該実施形態の第６の変形例は、図１２Ｈにおいて模式的に示されるように、以下の図１２Ｄ−１２Ｆの第４の変形例と異なる。ノズルは、複数のレベルで構成される。第１のレベルのノズル５１１Ａ．１、５１１Ｂ．１（液体貯蔵槽５１６Ａ．１、５１６Ｂ．１に接続される）は、これらが主筐体５４１内で第１のレベルの主液滴１２１Ａ．１、１２１Ｂ．１を生成するように構成される。これらは、気体流によって誘導され、結合して第１のレベルの結合液滴１２２．１になる。第２のレベルのノズル５１１Ａ．２、５１１Ｂ．２（液体貯蔵槽５１６Ａ．２、５１６Ｂ．２に接続される）は、これらが副筐体５５１内で第２のレベルの主液滴１２１Ａ．２、１２１Ｂ．２を生成するように構成される。これらは、気体流によって誘導され、結合して第２のレベルの結合液滴１２２．２になる。第２のレベルの結合液滴１２２．１は、第２のレベルの主液滴１２１Ａ．２、１２１Ｂ．２のみで形成されてよい（これにより、液滴生成の頻度、又は生成可能な液滴タイプのバラエティが増加可能となる）、又は、第１のレベルの結合液滴１２２．１と結合された第２のレベルの主液滴１２１Ａ．２、１２１Ｂ．２で形成されてよい（これにより、２つより多くの成分から生成可能な液滴タイプのバラエティが増加可能となる）。
【０１６９】
第６の実施形態  ヘッド６００の第６の実施形態が、図１３における概要において示される。第６の実施形態６００は、具体的には、大型液滴生成推進装置により用いられるように構成される。
【０１７０】
主液滴６２１Ａ、６２１Ｂは、ノズル６１１Ａ、６１１Ｂのノズル出口６１３Ａ、６１３Ｂから放出される。これらのノズルは、好ましくは、チャネル６１２Ａ、６１２Ｂを少なくとも有し、これらの端部は、印刷ヘッドの主軸Ｘと実質的に垂直に構成される。ノズルチャネル６１２Ａ、６１２Ｂは、大型（例えば、圧電性）液滴生成推進装置６６１Ａ、６６１Ｂを収容してよい。主液滴６２１Ａ、６２１Ｂは、貯蔵槽６１６Ａ、６１６Ｂからの第１の液体及び第２の液体で形成される。
【０１７１】
主液滴６２１Ａ、６２１１Ｂは、最初は主軸Ｘと実質的に平行に構成される第１及び第２の経路に沿って、それぞれ移動するように放出される。主液滴６２１Ａ、６２１Ｂは、次に、適切な気体源、例えば、気体供給ノズルから主筐体６４１（反応チャンバとして機能する）内で生成可能な気体流６７１Ａ、６７１Ｂによって、主筐体６４１内に誘導される。主筐体６４１は下流方向に狭まる断面を有する。主筐体６４１の出口部分６４３は、好ましくは、結合液滴６２２の所望の直径と実質的に等しい直径の、一定の丸い断面を有し、図４Ａ−４Ｂに示されるように、第２の実施形態の部分２４３に関して説明されたようにさらに構成されてよい。
【０１７２】
従って、当該実施形態は、第１の液体の第１の主液滴６２１Ａを第１の経路に沿って移動するように排出し、第２の液体の第２の主液滴６２１Ｂを第２の経路に沿って移動するように排出し、主筐体６４１のチャネルの形状及び気体流６７１Ａ、６７１Ｂによって、印刷ヘッド内の反応チャンバ６４１内における接続点６３２において、第１の主液滴６２１Ａを第２の主液滴６２１Ｂと結合させるように、第１の主液滴６２１Ａ及び第２の主液滴６２１Ｂの飛びを制御し、これにより、第１の主液滴６２１Ａの第１の液体と第２の主液滴６２１Ｂの第２の液体との間における化学反応を反応チャンバ６４１の制御環境内において開始させる、ドロップオンデマンド印刷方法において利用可能である。結合液滴６２２が飛ぶ経路は、気体流６７１Ａ、６７１Ｂによって制御される。
【０１７３】
さらなる実施形態  図面は、模式的なものであって縮尺通りではなく、動作原理のより良好な理解のために、実施形態を示すためだけに用いられることに留意されたい。
【０１７４】
本発明は、具体的には、高精細度ＤＯＤインクジェットプリンタに適用可能である。しかしながら、本発明は、圧縮インクの液滴を排出することを可能とするバルブに基づいて、低精細度ＤＯＤにも適用可能である。
【０１７５】
反応チャンバにおける環境は、以下のパラメータ、すなわち、チャンバ温度（例えば、反応チャンバ内のヒータによって）、気体流の速度（例えば、供給される気体の圧力を制御することによって）、気体成分（例えば、様々な源から供給される気体の組成を制御することによって）、電場（例えば、電極を制御することによって）、超音波場（図示されていないが、例えば、さらなる超音波生成器を反応チャンバ内に設けることによって）、ＵＶ光（図示されていないが、例えば、さらなるＵＶ光生成器を反応チャンバ内に設けることによって）等の少なくとも１つを制御することによって、制御されてよい。
【０１７６】
当業者であれば、上述された実施形態の特徴が、実施形態間でさらに組み合わせ可能であることを認識しよう。例えば、上述されたように、排出、誘導、形成の同じ原理を用いることによって、さらに、制御された併合によって、１つの結合液滴を形成するために２つより多くの主液滴を方向付け、印刷ヘッド内において液滴を加速させる２つより多くのノズルが存在してよい。
［項目１］
印刷ヘッドにおいて、
第１の液体の第１の主液滴を、第１の経路に沿って移動するように排出する段階と、
第２の液体の第２の主液滴を、第２の経路に沿って移動するように排出する段階と、
上記印刷ヘッド内の反応チャンバ内の接続点において、上記第１の主液滴を上記第２の主液滴と結合させて結合液滴とし、これにより、上記第１の主液滴の上記第１の液体と上記第２の主液滴の上記第２の液体との間における化学反応を上記反応チャンバの制御環境内で開始させるように、上記第１の主液滴及び上記第２の主液滴の飛びを制御する段階と、
上記結合液滴の飛びを、少なくとも気体流によって制御する段階と、
を実行する段階を備えるドロップオンデマンド印刷方法。
［項目２］
上記結合液滴の飛びを、上記印刷ヘッドの要素の表面によって制御する段階をさらに備える、項目１に記載のドロップオンデマンド印刷方法。
［項目３］
上記第１の主液滴及び上記第２の主液滴の飛びを、少なくとも気体流によって制御する段階をさらに備える、先の項目のいずれかに記載のドロップオンデマンド印刷方法。
［項目４］
上記第１の主液滴及び上記第２の主液滴の飛びを、上記印刷ヘッドの要素の表面によって制御する段階をさらに備える、先の項目のいずれかに記載のドロップオンデマンド印刷方法。
［項目５］
上記反応チャンバ内における、チャンバ温度、気体速度、気体温度、気体成分、電場、超音波場、及びＵＶ光のパラメータの少なくとも１つを制御する段階をさらに備える、先の項目のいずれかに記載のドロップオンデマンド印刷方法。
［項目６］
上記結合液滴の飛びを制御する上記気体流は、間欠的であり、少なくとも、上記結合液滴が上記印刷ヘッドを通って、上記反応チャンバにおける上記接続点から上記印刷ヘッドの出口へと飛ぶ時間に、生成される、先の項目のいずれかに記載のドロップオンデマンド印刷方法。
［項目７］
上記結合液滴の飛びを制御する上記気体流は、連続的に生成される、項目１から５のいずれかに記載のドロップオンデマンド印刷方法。
［項目８］
上記気体流は、周辺温度より高い温度を有する、先の項目のいずれかに記載のドロップオンデマンド印刷方法。
［項目９］
上記第１の液体は、インクベースであり、上記第２の液体は、上記インクベースを硬化させるための触媒である、先の項目のいずれかに記載のドロップオンデマンド印刷方法。
［項目１０］
ノズル部品であって、
第１の液体を含む第１の液体貯蔵槽に、第１のチャネルを介して接続される第１のノズルであって、上記第１の液体の第１の主液滴をオンデマンドで形成し、上記第１の主液滴を、第１の経路に沿って移動するように排出する第１の液滴生成推進装置を有する、第１のノズルと、
第２の液体を含む第２の液体貯蔵槽に、第２のチャネルを介して接続される第２のノズルであって、上記第２の液体の第２の主液滴をオンデマンドで形成し、上記第２の主液滴を、第２の経路に沿って移動するように排出する第２の液滴生成推進装置を有する、第２のノズルと、
を含むノズル部品と、
反応チャンバであって、上記第１の経路は、上記反応チャンバ内で、接続点において上記第２の経路と交差する、反応チャンバと、
上記第１の主液滴及び上記第２の主液滴の飛びを制御する手段であって、上記第１の主液滴が上記接続点において上記第２の主液滴と結合して結合液滴になることを可能とするように構成され、これにより、上記第１の主液滴の上記第１の液体と上記第２の主液滴の上記第２の液体との間における化学反応を上記反応チャンバの制御環境内で開始させる、手段と、
上記結合液滴の飛びを制御するための気体を供給するように構成される少なくとも１つの気体供給ノズルと、
を備えるドロップオンデマンド印刷ヘッド。
［項目１１］
上記結合液滴の飛びを制御するように構成される要素をさらに備え、上記結合液滴の飛びは、上記要素の表面に沿う、項目１０に記載のドロップオンデマンド印刷ヘッド。
［項目１２］
上記第１の主液滴及び上記第２の主液滴の飛びを制御するための気体を供給するように構成される少なくとも１つの気体供給ノズルをさらに備える、項目１０から１１のいずれかに記載のドロップオンデマンド印刷ヘッド。
［項目１３］
上記第１の主液滴及び上記第２の主液滴の飛びを制御するように構成される要素をさらに備え、上記第１の主液滴及び上記第２の主液滴の飛びは、上記要素の表面に沿う、項目１０から１２のいずれかに記載のドロップオンデマンド印刷ヘッド。
［項目１４］
上記主液滴が自由に結合して上記結合液滴となることを制限する手段をさらに備える、項目１０から１３のいずれかに記載のドロップオンデマンド印刷ヘッド。
［項目１５］
上記第１の液体は、インクベースであり、上記第２の液体は、上記インクベースを硬化させるための触媒である、項目１０から１４のいずれかに記載のドロップオンデマンド印刷ヘッド。
［項目１６］
インクジェット印刷ヘッドであって、
少なくとも２つのノズルであって、各ノズルは、ノズル出口において液体の主液滴を形成するために、チャネルを介して別個の液体貯蔵槽に接続される、少なくとも２つのノズルと、
上記ノズル出口間に位置し、下流方向に狭まる断面を有するセパレータであって、上記印刷ヘッド内において、接続点において結合されて結合液滴となる上記主液滴の、上記ノズル出口から上記接続点に向かう方向における自由移動を制限するセパレータと、
上記ノズル出口及び上記接続点を包囲するカバーと、
を含むノズル部品を備え、
上記主液滴の自由移動は、上記セパレータの各側壁の長さに沿って制限され、上記長さは、上記側壁において上記ノズル出口を出る上記主液滴の直径より小さくなく、
上記ノズル出口は、上記ヘッドの長軸に向かって傾斜する角度で、上記主液滴を排出するように構成される、
インクジェット印刷ヘッド。
［項目１７］
上記結合液滴の飛びは、少なくとも気体流によって制御される、項目１６に記載のインクジェット印刷ヘッド。
［項目１８］
一対のノズルであって、各ノズルは、チャネルを介して別個の液体貯蔵槽に接続され、接続点において結合して結合液滴となる液体の主液滴を、ノズル出口において下流方向に排出する一対のノズルと、
上記ノズル出口を囲み、上記下流方向に狭まる断面を有する主筐体と、
上記主筐体内部を上記下流方向に流れるように構成される気体流の源と、
を含むノズル部品を備え、
上記接続点は、上記主筐体内に配置される、
インクジェット印刷ヘッド。
【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２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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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７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１２Ｄ】
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【図１２Ｅ】
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【図１２Ｆ】
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【図１２Ｇ】
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【図１２Ｈ】
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【図１３】
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