JP6657530B2 - ドロップオンデマンド印刷ヘッド及び印刷方法 - Google Patents
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Description
−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。
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。
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。
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。
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。
本発明に係るインクジェット印刷ヘッド500の第5の実施形態が、詳細断面図として図9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。
ヘッド600の第6の実施形態が、図13A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6の実施形態600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。
第7の実施形態に係るインクジェット印刷ヘッド700が、図14における模式的概要、ならびに図15A及び図15Bの詳細断面図に示される。これらは、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。
ヘッド800の第8の実施形態が、図18における概要において示される。第8の実施形態800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。
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。
[項目1]
印刷ヘッドにおいて、
第1の液体貯蔵槽から収集された第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の液体貯蔵槽から収集された第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、
上記結合液滴が、上記接続点から開始する結合液滴経路に沿って移動する間、上記印刷ヘッドの要素から離間するように、上記反応チャンバを通り、印刷対象面に向けて方向付けられる上記結合液滴経路に沿う上記結合液滴の飛びを制御する段階と、
を実行することによって、主液滴を結合し、上記結合液滴を形成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]
ノズル出口の端部の平面間にセパレータを設けることによって、上記主液滴が上記ノズル出口において互いに接触することを防止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]
上記セパレータによって、上記第1の主液滴及び上記第2の主液滴を誘導するように、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をさらに備える、項目2に記載のドロップオンデマンド印刷方法。
[項目4]
上記セパレータの側壁の、上記ノズル出口の端部の平面からの長さは、上記主液滴の直径より短くない、項目1から2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]
上記第1の主液滴及び上記第2の主液滴が飛ぶ経路を、上記ノズル出口と上記接続点との間の距離の50%より短くない距離となるように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]
上記第1の主液滴及び上記第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7]
上記反応チャンバ内における、チャンバ温度、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8]
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、上記結合液滴が上記反応チャンバを通って結合液滴経路に沿って流れる間に、上記反応チャンバの制御環境内で開始させる、手段と、
を備えるドロップオンデマンド印刷ヘッドであって、
上記結合液滴は、上記接続点から開始する上記結合液滴経路に沿って移動する間、上記印刷ヘッドの要素から離間する、
ドロップオンデマンド印刷ヘッド。
[項目9]
上記結合液滴が飛ぶ経路を制御する手段をさらに備える、項目8に記載のドロップオンデマンド印刷ヘッド。
[項目10]
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る、項目8から9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11]
上記セパレータは、その側壁に沿って上記主液滴を誘導し、ノズル出口をこれらの端部の平面において分離するように構成される、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手段は、上記接続点より前又は上記接続点において、上記第2の主液滴が飛ぶ経路を、上記第1の主液滴が飛ぶ経路と一致する経路に変化させるための電極のセットである、項目8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2の主液滴は、ゼロ以外の電荷を有する帯電した液滴である、又は、上記第2のノズルに接続された上記第2の貯蔵槽における液体は、帯電される、項目8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]
上記結合液滴が飛ぶ経路を偏向させる及び/又は修正するために、制御可能なDC電圧源に接続され、かつ、上記接続点に対して下流側に配置される電極のセットをさらに備える、項目8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8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]
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。
[項目18]
少なくとも2つのノズルであって、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、ノズル出口において液体の主液滴をオンデマンドで形成するための液滴生成推進装置をその出口に有し、第1のノズルは、第1の経路に沿って第1の主液滴を排出するように構成され、第2のノズルは、上記第1の経路と整合しない第2の経路に沿って第2の主液滴を排出するように構成される、少なくとも2つのノズルと、
接続点より前又は上記接続点において、上記第2の主液滴が飛ぶ経路を上記第1の主液滴が飛ぶ経路と一致する経路に変化させ、上記接続点において、上記第1の主液滴が上記第2の主液滴と結合して結合液滴となることを可能とするための電極のセットと、
を含むノズル部品を備え、
上記第1の主液滴及び上記第2の主液滴の各々は、印刷対象面に噴出される、
ドロップオンデマンドインクジェット印刷ヘッド。
Claims (15)
- 印刷ヘッドにおいて、
第1の液体貯蔵槽から収集された第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の液体貯蔵槽から収集された第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、
前記結合液滴が、前記接続点から開始する結合液滴経路に沿って移動する間、前記印刷ヘッドの要素から離間するように、前記反応チャンバを通り、印刷対象面に向けて方向付けられる前記結合液滴経路に沿う前記結合液滴の飛びを制御する段階と、
を実行することによって、主液滴を結合し、前記結合液滴を形成する段階を備えるドロップオンデマンド印刷方法。 - ノズル出口の端部の平面にセパレータを設けることによって、前記主液滴が前記ノズル出口において互いに接触することを防止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。
- 前記セパレータによって、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をさらに備える、請求項2に記載のドロップオンデマンド印刷方法。
- 前記セパレータの側壁の、前記ノズル出口の端部の平面からの長さは、前記主液滴の直径より短くない、請求項2又は3に記載のドロップオンデマンド印刷方法。
- 前記第1の主液滴が飛ぶ経路及び前記第2の主液滴が飛ぶ経路を、前記ノズル出口と前記接続点との間の距離の50%より短くない距離となるように制御する段階をさらに備える、請求項2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。
- 前記第1の主液滴及び前記第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備える、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。
- 前記反応チャンバ内における、チャンバ温度、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6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。
- 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する手段であって、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、前記結合液滴が前記反応チャンバを通って結合液滴経路に沿って流れる間に、前記反応チャンバの制御環境内で開始させる、手段と、
を備えるドロップオンデマンド印刷ヘッドであって、
前記結合液滴は、前記接続点から開始する前記結合液滴経路に沿って移動する間、前記ドロップオンデマンド印刷ヘッドの要素から離間する、
ドロップオンデマンド印刷ヘッド。 - 前記結合液滴が飛ぶ経路を制御する手段をさらに備える、請求項8に記載のドロップオンデマンド印刷ヘッド。
- 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手段は、前記第1のノズルの出口と前記第2のノズルの出口との間に位置し、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る、請求項8又は9に記載のドロップオンデマンド印刷ヘッド。
- 前記セパレータは、その側壁に沿って前記第1の主液滴及び前記第2の主液滴を誘導し、前記第1のノズルの出口と前記第2のノズルの出口をこれらの端部の平面において分離する、請求項10に記載のドロップオンデマンド印刷ヘッド。
- 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手段は、前記接続点より前又は前記接続点において、前記第2の主液滴が飛ぶ経路を、前記第1の主液滴が飛ぶ経路と一致する経路に変化させるための電極のセットである、請求項8から11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。
- 前記第2の主液滴は、ゼロ以外の電荷を有する帯電した液滴である、又は、前記第2のノズルに接続された前記第2の液体貯蔵槽における液体は、帯電される、請求項8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。
- 前記結合液滴が飛ぶ経路の偏向及び修正の少なくとも1つのために、制御可能なDC電圧源に接続され、かつ、前記接続点に対して下流側に配置される電極のセットをさらに備える、請求項8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。
- 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8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。
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