JP6363795B2 - 高粘度噴出法 - Google Patents

Description

本発明は、噴出粘度、すなわち噴出温度における粘度が少なくとも２０ｍＰａ．ｓであり、並びに圧電プリントヘッドおよび特に圧電プリントヘッド内のノズルの構造が，優れた性能をもつ液体を確実に噴出するようになっている、液体の噴出法に関する。

感熱式（ｔｈｅｒｍａｌ）プリントヘッドは安価で、使い捨て可能で、水性インク（インク補充品と一体化された）に限定される。それらはオフィス（ＳＯＨＯ−ＨＰ^TM、Ｃａｎｏｎ^TM、Ｅｐｓｏｎ^TM、…からのプリンター）において、そしてより最近では、ＨＰ^TM
Ｔ３００およびＴ４００のような商業／契約印刷（ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌ／ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎａｌ ｐｒｉｎｔｉｎｇ）において（数十年間）使用されてきた。ワイドフォーマットのグラフィックス（サイン＆ディスプレイ（Ｓｉｇｎ ＆ Ｄｉｓｐｌａｙ））の市場に対する感熱式プリントヘッドにおける水性樹脂インクの使用は博覧会ｄｒｕｐａ ２００８の際にＨＰ^TMにより実演された（ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｄ）。

圧電プリントヘッドは比較的高価で、別のインク補充物（ｉｎｋ ｓｕｐｐｌｙ）を必要とし、そして広範なインク化合物（ホットメルト、水、油、溶剤およびＵＶ硬化性インク）に対処する（ｄｅａｌ ｗｉｔｈ）ことができる。それらはまた、水性インクおよび、程度は少ないが油性インクと組み合わせて、商業／契約印刷に使用される。Ｏｃｅ^TM、Ｍｉｙａｋｏｓｈｉ^TM、Ｉｍｐｉｋａ^TM、Ｄａｉｎｉｐｐｏｎ Ｓｃｒｅｅｎ^TMからの契約印刷用ウェブフェッド印刷機（ｗｅｂ ｆｅｄ ｐｒｅｓｓｅｓ）並びにＦｕｊｉ^TM、Ｌａｎｄａ^TMおよびＳｃｒｅｅｎ^TMからのシートフェッドインクジェット印刷機は、水性染料または水性顔料インクと組み合わせてＫｙｏｃｅｒａ^TM、Ｐａｎａｓｏｎｉｃ^TMまたはＤｉｍａｔｉｘ^TMからの圧電プリントヘッドを使用する。

圧電プリントヘッドにおける溶剤、ＵＶ硬化性および水性樹脂インクは、工業印刷およびサイン＆ディスプレイのような適用に対するワイドフォーマットグラフィックス市場に使用される。

貫流（ｔｈｒｏｕｇｈ−ｆｌｏｗ）圧電プリントヘッドは主として、油性インクとともにセラミックス市場に使用される。その市場の主要プリントヘッドはＸａａｒ^TM １００１である。この貫流圧電プリントヘッドはまた、Ｄｕｒｓｔ^TM、ＳＰＧＰｒｉｎｔｓ^TM、ＦＦＥＩ^TMおよびＥＦＩ^TM（ＵＶ ＩＪインクを使用する）からのインクジェットラベル印刷機に使用される。Ｔｏｓｈｉｂａ Ｔｅｃ^TMの貫流プリントヘッドは油性インクとともにＩＪオフィスプリンターに対して理想科学工業株式会社（Ｒｉｓｏ Ｋａｇａｋｕ ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ^TM）により使用される。

噴出液に対する最先端技術の噴出粘度は典型的には、３ｍＰａ．ｓ〜１５ｍＰａ．ｓである。商業／契約インクジェット印刷またはワイドフォーマットインクジェット印刷のような前記の分野に使用されるインクジェットインクはいずれも１５ｍＰａ．ｓより大きい噴出粘度をもたない。

幾つかの適用に対して現在の低粘度のインクジェットインクの性能および価格を改善する必要が存在する。噴出インクの粘度の増加は、原料における更に大きな選択肢により、織物またはガラスのような幾つかのインク受容物（ｒｅｃｅｉｖｅｒ）上への付着性を改善させることができると考えられる。噴出液のこの配合自由度（ｌａｔｉｔｕｄｅ）は例えば、より大量のオリゴマーおよび／またはポリマーおよび／または顔料の含有を許容す
る。これが、より広い、利用可能な受容物の範囲、ＵＶ硬化性噴出液の軽減された臭いおよび移動性および改善された硬化速度、環境的、健康的および安全性の効果（ＥＨ＆Ｓ）、物理的特性の利点、より高い顔料添加量（ｌｏａｄ）に対する節減された原料価格および／または低下されたインク消費量をもたらす。

少なくとも２０ｍＰａ．ｓの噴出粘度をもつ白色のＵＶ硬化性インクジェットインクに対する、より高い顔料添加量（ｌｏａｄ）の他の利点は、噴出されたインク層の、より高い不透明度（ｏｐａｑｕｅｎｅｓｓ）である。更に、少なくとも２０ｍＰａ．ｓの噴出粘度をもつＵＶ硬化性着色インクジェットインク中への、より高い顔料添加量は、インク層の厚さを薄くさせて、改善された伸縮性および柔軟性をもたらす。

標準的プリントヘッドにおける、より高い粘度のインクについての先行研究が重大な問題を提示した。主な問題は、より高い噴出粘度で噴出されるインク液滴の延伸され尾部（ｔａｉｌ）長さによる、付随物（ｓａｔｅｌｌｉｔｅｓ）およびミスト粒子の形成であった。６ｍＰａ．ｓから１２ｍＰａ．ｓへの数ｍＰａ．ｓの増加が、インク１滴に付き多数の付随物およびミスト粒子を生成するのに十分であった。

更に、文献中に、標準的プリントヘッドにおける増加した噴出粘度による尾部長さおよび付随物形成の増加例が開示されている。“ＷＩＪＳＭＡＮ，ＨＥＲＭＡＮ．Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｆｌｕｉｄ−ｄｙｎａｍｉｃｓ ｉｎ ｐｉｅｚｏ ｉｎｋｊｅｔ ｐｒｉｎｔｈｅａｄｓ（圧電インクジェットのプリントヘッドにおける構造および流体力学）．Ｔｈｅｓｉｓ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｔｗｅｎｔｅ． ２００８”の図４．７中に、インクの粘度と表面張力との関数としての尾部のピンチオフ時間（ｐｉｎｃｈ−ｏｆｆ−ｔｉｍｅ）が測定された。より高い粘度とより低い表面張力が、噴出能に不都合に影響を与えるピンチオフ時間の増加をもたらした。インクの、より高い表面張力はまた、広範なインク受容物に対する付着性を減少すると考えられるので、噴出能の更なる改善がまだ必要とされることは明白であるにちがいない。

発明の要約
前記の課題を克服するために、本発明の好適な態様が、請求項１により規定されるような高粘度噴出法および請求項８により規定されるような高粘度噴出法に適した圧電プリントヘッドにより実現された。

驚くべきことには、少なくとも２０ｍＰａ．ｓの噴出粘度をもつ噴出液に対する優れた性能および信頼性は、圧電プリントヘッドの構造、より具体的には圧電プリントヘッド内のノズル（５００）の幾何学構造の修正により達成されることができることが見出された。

本発明は特に、好適には、圧電プリントヘッドを通して液体を再循環する工程により、貫流圧電プリントヘッドにより実施される。圧電プリントヘッドには高い噴出粘度が保証されなければならず、さもないと圧電プリントヘッドおよび／またはそのノズルが目詰まりする可能性がある。本発明におけるようなノズルの特定の幾何学構造をもつ圧電プリントヘッドは、より高い噴出粘度により印刷性を達成することが見出されている。圧電プリントヘッド内の目詰まりを回避しそして／またはよりよい噴出粘度を制御するために、このような圧電プリントヘッドにとって、圧電プリントヘッドを通る液体の再循環が非常に重要である。噴出粘度が高いほど、圧電プリントヘッドにおける噴出粘度を制御する範囲が狭い。

ノズルの一断面（Ｎ_s）が最小カバー円（Ｃ）とともに外縁（Ｏ_E）を含む形状（Ｓ）を
有し、外縁（Ｏ_E）から最小カバー円（Ｃ）の中心（ｃ）までの最長距離（Ｄ）が外縁（Ｏ_E）から最小のカバー円（Ｃ）の中心（ｃ）までの最短距離（ｄ）の１．２倍以上であり、そして液体の噴出粘度が２０ｍＰａ．ｓからであるノズル（５００）を通して、液体が圧電プリントヘッドにより噴出される、本発明に従う高粘度噴出法は、最先端技術におけるような、円に類似の外縁（Ｏ_E）より、優れた噴出能を与えた。恐らく、最長距離（Ｄ）と最短距離（ｄ）間の差が、液体を噴出させながら、噴出液がより短いピンチオフ時間および／または尾部長さをもつことによる、液滴形成および、より少ない付随物の形成もしくは全く付随物を形成しないことのような最適な噴出能に、液体を誘導する。好適な態様において、噴出粘度は２０ｍＰａ．ｓ〜３，０００ｍＰａ．ｓであり、そしてより好適な態様においては、噴出粘度は２５ｍＰａ．ｓ〜１，０００ｍＰａ．ｓであり、そして最も好適な態様においては、噴出粘度は３０ｍＰａ．ｓ〜５００ｍＰａ．ｓ．である。

ノズルの一断面（Ｎ_s）が最小カバー円（Ｃ）とともに外縁（Ｏ_E）を含む形状（Ｓ）を有し、外縁（Ｏ_E）から最小カバー円（Ｃ）の中心（ｃ）までの最長距離（Ｄ）が、外縁（Ｏ_E）から最小カバー円（Ｃ）の中心（ｃ）までの最短距離（ｄ）の√２倍以上であり、そして液体の噴出粘度が２０ｍＰａ．ｓからである液体が、ノズル（５００）を通して圧電プリントヘッドにより噴出される好適な態様は、最先端技術におけるような円に類似の外縁（Ｏ_E）より、優れた噴出能を与えた。恐らく、最長距離（Ｄ）と最短距離（ｄ）間の差が、液体を噴出させながら、噴出液がより短いピンチオフ時間および／または尾部長さをもつことによる、液滴形成および、より少ない付随物形成もしくは全く付随物を形成しないことのような最適な噴出能に、液体を誘導する。好適な態様において、噴出粘度は２０ｍＰａ．ｓ〜３，０００ｍＰａ．ｓであり、そしてより好適な態様においては、噴出粘度は２５ｍＰａ．ｓ〜１，０００ｍＰａ．ｓである。

本発明はとりわけ、印刷速度の低下または微細なインクチャンネル構造の最適化を導入せずに、噴出液のスプレイおよび延伸尾部の問題を克服する。数学的用語において、該態様における距離（Ｄ、ｄ）は下記の等式：
Ｄ＞ｄ×１．２
を充たす。

好適な態様において、外縁（Ｏ_E）から最小カバー円（Ｃ）の中心（ｃ）までの最長距離（Ｄ）は、外縁（Ｏ_E）から最小カバー円（Ｃ）の中心（ｃ）までの最短距離（ｄ）の√３倍を超え、そしてより好適な態様においては、外縁（Ｏ_E）から最小カバー円（Ｃ）の中心（ｃ）までの最長距離（Ｄ）は、外縁（Ｏ_E）から最小カバー円（Ｃ）の中心（ｃ）までの最短距離（ｄ）の√４倍を超え、そして最も好適な態様においては、外縁（Ｏ_E）から、最小カバー円（Ｃ）の中心（ｃ）までの最長距離（Ｄ）は、外縁（Ｏ_E）から最小カバー円（Ｃ）の中心（ｃ）までの最短距離（ｄ）の√５倍を超える。

好適な態様において、外縁（Ｏ_E）から最小カバー円（Ｃ）の中心（ｃ）までの最長距離（Ｄ）は、外縁（Ｏ_E）から最小カバー円（Ｃ）の中心（ｃ）までの最短距離（ｄ）の１５０倍より小さく、そしてより好適な態様においては、外縁（Ｏ_E）から最小カバー円（Ｃ）の中心（ｃ）までの最長距離（Ｄ）は、外縁（Ｏ_E）から最小カバー円（Ｃ）の中心（ｃ）までの最短距離（ｄ）の１００倍より小さく、そして最も好適な態様においては、外縁（Ｏ_E）から最小カバー円（Ｃ）の中心（ｃ）までの最長距離（Ｄ）は、外縁（Ｏ_E）から最小カバー円（Ｃ）の中心（ｃ）までの最短距離（ｄ）の５０倍より小さい。

好適な態様において、外縁（Ｏ_E）から最小カバー円（Ｃ）の中心（ｃ）までの最長距離（Ｄ）は、５μｍ〜０．５０ｍｍ間である。該ノズルの形状（Ｓ）の面積は好適には５０μｍ²〜１ｍｍ²間である。

優れた噴出能をもつためには形状の対称性が重要であり、該形状（Ｓ）は好適には最小カバー円（Ｃ）の中心（ｃ）を通る一組の対称軸を含み、より好適には、最小カバー円（Ｃ）の中心（ｃ）を通る一本以上の対称軸を含み、そして最も好適には最小カバー円（Ｃ）の中心（ｃ）を通る二本以上対称軸を含むことが見出された。該形状の対称性は液体の流れを撹乱する効果を最少にし、それが優れた噴出能をもたらす。

対称性を達成するためには、外縁（Ｏ_E）を含む形状（Ｓ）は好適には、式：

により規定される形状に類似する。この式は超楕円形（ｓｕｐｅｒｅｌｌｉｐｓｅ）の一般化（ｇｅｎｅｒａｌｉｚａｔｉｏｎ）であり、最初にＪｏｈａｎ Ｇｉｅｌｉｓにより提唱された。Ｊｏｈａｎ Ｇｉｅｌｉｓは、Ｇｉｅｌｉｓのスーパーフォーミュラ（ｓｕｐｅｒｆｏｒｍｕｌａ）とも呼ばれるこの式を、対称性が明白な、自然界に認められる多数の複雑な形状および曲線を表わすために使用することができることを示唆した。その式は更にオランダの数学者、Ｐｉｅｔ Ｈｅｉｎにより普及された。

本発明の更なる利点および好適な態様は以下の説明から明白になると考えられる。

液体を噴出するプリントヘッドの断面（１００）を示す図である。液体は、外部の液体供給ユニット（３００）からチューブ（１７０）を介して流れの方向（１７５）にプリントヘッドの主入り口（１０１）に輸送される。液体はマニホールド（１０２）内に回収され、そこから液体チャンネル（１０４）が充填される。液体チャンネル（１０４）内の液体は、プリントヘッドのノズルプレート（１５０）内に含まれるノズル（５００）を通して、液滴形成装置（１０３）により噴出される。液体は受容物（２００）上に噴出される。 液体が再循環されるプリントヘッドの一断面（１００）を示す図である。液体は、外部の液体供給ユニット（３００）からチューブ（１７０）を介して流れの方向（１７５）にプリントヘッドの主入り口（１０１）に輸送される。液体はマニホールド（１０２）内に回収され、そこから液体チャンネル（１０４）が充填される。液体チャンネル（１０４）内の液体はプリントヘッドのノズルプレート（１５０）内のノズル（５００）を通して、液滴形成装置（１０３）により噴出される。液体は受容物（２００）上に噴出される。液体はマニホールド（１０２）を経て主出口（１１１）に、流動方向（１７５）に、液体が主入り口（１０１）に戻して輸送されるチューブ（１７１）を介して再循環される。 液体が再循環されるプリントヘッドの断面（１００）を示す図である。液体はチューブ（１７０）を介して流れの方向（１７５）に外部の液体供給ユニット（３００）からプリントヘッドの主入り口（１０１）に輸送される。液体はマニホールド（１０２）内に回収され、そこから液体チャンネル（１０４）が充填される。液体チャンネル（１０４）内の液体はプリントヘッドのノズルプレート（１５０）内のノズル（５００）を通して、液滴形成装置（１０３）により噴出される。液体は受容物（２００）上に噴出される。液体は、ノズルプレート（１５０）と液体チャンネルとの間のチャンネルを経て主出口（１１１）に流れの方向（１７５）に、液体が主入り口（１０１）に戻って輸送されるチューブ（１７１）を介して再循環される。 ２本のノズル列（５８０、５８１）が含まれるプリントヘッド内のノズルプレート（２００）の正面を示す図である。各ノズル列（５８０、５８１）は１０の楕円形のノズル（５００）を含む。矢印（５８５）は一列のノズル列（５８０）のノズルの間隔距離を表わす。矢印（５８８）はプリントヘッドの固有の印刷解像度を示す。 ノズルプレート（１５０）とノズル（５００）を伴うプリントヘッドの断面の一部を示す図である。液体は、ノズル（５００）を通して液体チャンネル（１０４）から液滴形成装置（１０３）により噴出される。ノズル（５００）は入り口（５０１）と出口（５０２）をもつ。ノズルプレートの裏面（１５１）はノズルの入り口（５０１）を含み、ノズルプレートの正面（１５２）はノズルの出口（５０２）を含む。 矢印（１７５）がノズル（５００）内の液体流を表わすノズル（５００）を表わす図である。ノズル（５００）は、図示されない、ノズルプレート（１５０）に平行な２枚の面（９０５、９０７）により横切られて、ノズルのサブノズル（５５０）をもつ。サブノズル（５５０）は入り口（５５１）と出口 （５５２）をもつ。 ノズルプレート（１５０）内のサブノズルの断面（５５０）を表わす図である。サブノズルの断面（５５０）の形状（５５２）は最小のカバー円（Ｃ）（５５２２）とともに外縁（Ｏ_E）（５５２１）をもつ。矢印（５５２３）は外縁（Ｏ_E）（５５２１）から最小のカバー円（Ｃ）（５５２２）の中心（５５２５）までの最短距離を示す。矢印（５５２４）は外縁（Ｏ_E）（５５２１）から最小のカバー円（Ｃ）（５５２２）の中心（５５２５）までの最長距離を示す。 Ｘ−軸（８２１）とＹ−軸（８２２）をもつ３個のエピサイクロイド（８０１、８０２、８０３）を表わす図である。３個のエピサイクロイド（８０１、８０２、８０３）は固定円（８１１、８１２、８１３）上を滑動している。第２のエピサイクロイド（８０２）はまたネフロイドとも呼ばれる。 Ｇｉｅｌｉｓの「スーパーフォーミュラ」により規定される１の形状を表す図である。Ｇｉｅｌｉｓの「スーパーフォーミュラ」のパラメーター（ｍ、ｎ１、ｎ２、ｎ３、ａ、ｂ）はパラメーターボックス（８３１）内に読み取られ、そして該形状の外縁（Ｏ_E）と中心との間の最短距離（ｄ）および該形状の外縁（Ｏ_E）と中心との間の最長距離（Ｄ）は計算ボックス（８３２）内に読み取られる。 Ｇｉｅｌｉｓの「スーパーフォーミュラ」により規定される１の形状を表す図である。Ｇｉｅｌｉｓの「スーパーフォーミュラ」のパラメーター（ｍ、ｎ１、ｎ２、ｎ３、ａ、ｂ）はパラメーターボックス（８３１）内に読み取られ、そして該形状の外縁（Ｏ_E）と中心との間の最短距離（ｄ）および該形状の外縁（Ｏ_E）と中心との間の最長距離（Ｄ）は計算ボックス（８３２）内に読み取られる。 Ｇｉｅｌｉｓの「スーパーフォーミュラ」により規定される１の形状を表す図である。Ｇｉｅｌｉｓの「スーパーフォーミュラ」のパラメーター（ｍ、ｎ１、ｎ２、ｎ３、ａ、ｂ）はパラメーターボックス（８３１）内に読み取られ、そして該形状の外縁（Ｏ_E）と中心との間の最短距離（ｄ）および該形状の外縁（Ｏ_E）と中心との間の最長距離（Ｄ）は計算ボックス（８３２）内に読み取られる。 Ｇｉｅｌｉｓの「スーパーフォーミュラ」により規定される１の形状を表す図である。Ｇｉｅｌｉｓの「スーパーフォーミュラ」のパラメーター（ｍ、ｎ１、ｎ２、ｎ３、ａ、ｂ）はパラメーターボックス（８３１）内に読み取られ、そして該形状の外縁（Ｏ_E）と中心との間の最短距離（ｄ）および該形状の外縁（Ｏ_E）と中心との間の最長距離（Ｄ）は計算ボックス（８３２）内に読み取られる。 １のノズルの三次元図を表す図である。 １のノズルの三次元図を表す図である。 図１３のノズルの断面（５００）を表す図である。矢印（１７５）は特定の形状（４０３）をもつノズル（５００）を通る液体流（＝噴出方向）を示す。該ノズルの出口の形状（４０３）は本発明の好適な態様を表す。 図１４のノズルの断面（５００）を表す図である。矢印（１７５）は特定の形状（４０４）をもつノズル（５００）を通る液体流（＝噴出方向）を示す。該ノズルの出口の形状（４０４）は本発明の好適な態様を表す。 液体が再循環されそしてプリントヘッド（１００）がノズル（５００）を含む、プリントヘッドの断面（１００）を表わす図である。液体は、チューブ（１７０）を介して、流動方向（１７５）に外部の液体供給ユニット（３００）からプリントヘッドの主入り口（１０１）に輸送される。液体はマニホールド（１０２）内に回収される。液体は、液滴形成装置内の小型オリフィスおよび、プリントヘッド（１００）のノズルプレート（１５０）内のノズル（５００）を通して、液滴形成装置（１０３）により噴出される。液体は、受容物（２００）上に噴出される。液体は、ノズルプレート（１５０）と液体チャンネルとの間のチャンネルを介して、主出口（１１１）向かって流動方向（１７５）に、液体が主入り口（１０１）に戻って輸送されるチューブ（１７１）を経て再循環される。液滴形成装置（１０３）は相互に相対する液体輸送チャンネルの側部に取付けられたアクチュエータを含む。 液体が再循環されそしてプリントヘッド（１００）がノズル（５００）を含む、プリントヘッドの断面（１００）を表わす図である。液体はチューブ（１７０）を介して、外部の液体供給ユニット（３００）から、流動方向（１７５）にプリントヘッドの主入り口（１０１）に向かって輸送される。液体はマニホールド（１０２）内に回収される。液滴形成装置（１０３）により、液体は、液体輸送チャンネル内の小型オリフィスおよび、プリントヘッド（１００）のノズルプレート（１５０）内に含まれるノズル（５００）を通して噴出される。液体は受容物（２００）上に噴出される。液体はノズルプレート（１５０）と液体チャンネルとの間のチャンネルを介して、主出口（１１１）に向かって流動方向（１７５）に、液体が主入り口（１０１）に戻って輸送されるチューブ（１７１）を経て再循環される。

態様の説明
本発明の好適な態様において、該方法は圧電プリントヘッドを通して高粘度液を再循環させる工程を含む。圧電プリントヘッド内に高粘度液を再循環する利点は、液体が移動しており、そのため、より小さい慣性が関与し、それが高粘度液のより優れた噴出性をもたらすことである。

好適な態様における液体は、ＵＶ硬化性インクジェットインク、水性顔料インクまたは水性樹脂インクジェットインク、より好適には溶剤を含まないＵＶ硬化性インクジェットインクである。溶剤を含まないＵＶ硬化性インクジェットインクは、溶剤インクジェットインクのような液体と比較してプリンターの保守が少なくて済む。更に一般に、ＵＶ硬化性インクジェットインクにより、より幅広いインク受容物が対処される（ｂｅ ａｄｄｒｅｓｓｅｄ）ことができる。液体がＵＶ硬化性インクジェットインクである場合は、高粘度噴出法は好適には、ＵＶ照射装置により受容物（２００）上で噴出液を固化する工程を含む。

好適な態様において、一組の対称軸からの一本の対称軸はノズル列の方向に平行または垂直である。ワイドフォーマット（ｗｉｄｅ−ｆｏｒｍａｔ）インクジェットプリンターにおけるようなインクジェット印刷システムにおいて、ノズル列の方向は大部分、印刷方向に平行である。驚くべきことには、この好適な態様の対称軸は、印刷方向における液滴配置に、より優れた印刷の品質に好都合に影響を与えることが見出された。可能な理由は、ノズル列の方向に平行または垂直な対称軸は、インクジェットプリンターの遅いスキャン方向または早いスキャン方向のドットの精度に好ましく影響を与え、それが、より優れた印刷の品質をもたらすからである。

一滴のインクが必要な時にのみ生成されることを意味する、総称してドロップオンデマンドインクジェットプリントヘッドとも呼ばれる、プリントヘッドの３種の主要な異なる技法：バルブジェットプリントヘッド、圧電プリントヘッドまたは感熱式プリントヘッドが存在する。

貫流圧電プリントヘッドとも呼ばれる圧電プリントヘッド内の高粘度液の再循環は例えば、圧電プリントヘッド内の（例えば、液体チャンネルまたはマニホールド（１０２）内の）顔料粒子の沈降（ｓｅｄｉｍｅｎｔａｔｉｏｎｓ）を回避する。沈降は、インク流中に閉塞（ｏｂｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓ）を誘発し、それにより噴出能に不都合に影響を与える可能性がある。液体の再循環はまた、液体の慣性（ｉｎｅｒｔｉａ）の減少をもたらす。より好適な態様において、高粘度噴出法は、液体に対する圧力が液滴形成装置により適用される液体輸送チャンネルを通る連続流内で高粘度液が再循環され、そして液体輸送チャンネルがノズルプレートと接触している、貫流圧電プリントヘッドのような貫流プリントヘッドを使用する（図１７、図１８、図１９および図２０）。最も好適な態様において、液滴形成装置は、加圧された液体の真っすぐな流れを活性化して、液滴形成装置に対応するノズルに流入させるために、受容物（２００）に向かう噴出方向と同じ方向に圧力をかける（図１７、図１８、図１９および図２０）。

プリントヘッド
プリントヘッドはノズル（５００）を通して受容物（２００）上に液体を噴出する装置である。ノズル（５００）はプリントヘッドに取付けられたノズルプレート（１５０）内に含まれることができる。プリントヘッド内に含まれる一組の液体チャンネルは，プリントヘッドのノズル（５００）に対応し、それは一組の液体チャンネル内の液体が噴出法において、対応するノズル（５００）を流出することを意味する。液体は好適にはインク、より好適にはＵＶ硬化性インクジェットインクまたは、水性樹脂インクジェットインクのような水性インクジェットインクである。プリントヘッドにより噴出するために使用される液体はまた、噴出液とも呼ばれる。ＵＶ硬化性インクジェットインクを使用する高粘度噴出法は、高粘度ＵＶ硬化性噴出法と呼ばれる。水性インクジェットインクを使用する高粘度噴出法は高粘度水性噴出法と呼ばれる。

該態様の高粘度噴出法は、インクジェット印刷システムにより実施されることができる。プリントヘッドをインクジェット印刷システムに取り入れる方法は当業者に周知である。

プリントヘッドは、バルブジェットプリントヘッド、圧電プリントヘッド、感熱式プリントヘッド、連続プリントヘッドタイプ、静電気ドロップオンデマンドプリントヘッドタイプまたは音響学的ドロップオンデマンドプリントヘッドタイプまたは、ページ幅のインクジェットアレイとも呼ばれるページ幅のプリントヘッドアレイのようなあらゆるタイプのプリントヘッドであることができる。

プリントヘッドは一組の外部の液体供給ユニット（３００）からの液体をプリントヘッドに提供するための、一組の主入り口（１０１）を含む。プリントヘッドは好適には、プリントヘッドを通して液体の再循環を実施するための、一組の主出口（１１１）を含む。再循環は液滴形成装置の前に実施されることができるが、再循環はプリントヘッド自体内で、いわゆる貫流プリントヘッド内で実施されることが好適である。貫流プリントヘッド内の液体の連続流はプリントヘッドの液体チャンネルから、気泡および凝集粒子を除去し、それにより液体の噴出を妨げる閉塞されたノズルを回避する。連続流は沈降を防止し、そして恒常的噴出温度および噴出粘度を確保する。それはまた、閉塞されたノズルの自動回復を容易にし、それが、液体および受容物（２００）の消耗（ｗａｓｔａｇｅ）を最少にする。

一組の主入り口内の主入り口の数は好適には、１〜１２個の主入り口、より好適には１〜６個の主入り口、そして最も好適には１〜４個の主入り口である。ノズル（５００）に対応する一組の液体チャンネルは一組の主入り口の１個以上の主入り口を介して補充される。

貫流プリントヘッド内の一組の主出口中の主出口の数は１〜１２個の主出口、より好適には１〜６個の主出口、そして最も好適には１〜４個の主出口である。

好適な態様において、一組の液体チャンネルの補充の前に、一組の液体が、一組の液体チャンネルを補充する噴出液に混合される。噴出液への混合は好適には、混合装置がそれに一組の主入り口と一組の液体チャンネルに取り付けられたプリントヘッド内に含まれた、ミキサーとも呼ばれる混合装置により実施される。混合装置は、一組の液体がミキサーにより混合されるプリントヘッド内の、マニホールド（１０２）のような液体容器内に、撹拌装置を含むことができる。噴出液への混合はまた、噴出液の液体による希釈を意味する。噴出液に対する一組の液体の緩徐な混合は、分散安定性が限定された噴出液の沈降を回避することができる利点をもつ。

液体は、液体チャンネルに対応するノズル（５００）を通して、液滴形成装置（１０３）により液体チャンネルを流出する。液滴形成装置（１０３）はプリントヘッド内に含まれる。液滴形成装置（１０３）は、液体チャンネルに対応するノズル（５００）を通して、液体をプリントヘッドから移動させるように液体チャンネルを作動させている。

ノズル（５００）に対応する一組の液体チャンネル内の液体チャンネルの数は好適には１〜１２、より好適には１〜６、そして最も好適には１〜４の液体チャンネルである。

本発明のプリントヘッドは２０ｍＰａ．ｓ〜３０００ｍＰａ．ｓ．の噴出粘度をもつ液体を噴出するのに適する。好適なプリントヘッドは２０ｍＰａ．ｓ〜２００ｍＰａ．ｓの噴出粘度をもつ液体を噴出するのに適し、そしてより好適なプリントヘッドは３０ｍＰａ．ｓ〜１５０ｍＰａ．ｓの噴出粘度をもつ液体を噴出するのに適する。

プリントヘッド内の最大液滴サイズは好適には、５０ｐＬ未満、より好適には３０ｐＬ未満、そして最も好適には１５ｐＬ未満である。

圧電プリントヘッド
本態様の高粘度噴出法のための他の好適なプリントヘッドは圧電プリントヘッドである。圧電インクジェットプリントヘッドとも呼ばれる圧電プリントヘッドは、それに電圧がかかる時の、プリントヘッド内に含まれる圧電セラミック変換器（ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）の動き（ｍｏｖｅｍｅｎｔ）に基づく。電圧の適用が圧電セラミック変換器の形状を変化させて、液体チャンネル内に空隙を形成し、次にそれが液体で充填される。電圧が再度除かれると、セラミックはその元来の形状に膨張して、液体チャンネルから一滴の液体を噴出する。

圧電プリントヘッドの液滴形成装置（１０３）は圧電セラミック変換器の形状を変えるために電圧をかけるように一組の圧電セラミック変換器を制御する。液滴形成装置（１０３）は、スクイーズモード（ｓｑｕｅｅｚｅ ｍｏｄｅ）アクチュエーター、ベンドモード（ｂｅｎｄ ｍｏｄｅ）アクチュエーター、プッシュモード（ｐｕｓｈ ｍｏｄｅ）アクチュエーターまたはシアモード（ｓｈｅａｒ ｍｏｄｅ）アクチュエーターまたは他のタイプの圧電アクチュエーターであることができる。

適切な営業的（ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌ）圧電プリントヘッドはＴＯＳＨＩＢＡ ＴＥＣ^TM（ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｔｏｓｈｉｂａｔｅｃ．ｃｏ．ｊｐ／ｅｎ／ｐｒｏｄｕｃｔｓ／ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ／ｉｎｋｊｅｔ／ｐｒｏｄｕｃｔｓ／ｃｆ１／）からのＴＯＳＨＩＢＡ ＴＥＣ^TM ＣＫ１およびＣＫ１Ｌ並びにＸＡＡＲ^TM（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｘａａｒ．ｃｏｍ／ｅｎ／ｐｒｏｄｕｃｔｓ／ｘａａｒ−１００２）からのＸＡＡＲ^TM １００２およびＸＡＡＲ^TM ００１である。

圧電プリントヘッド内の液体チャンネルはまた、圧力室（ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｒｏｏｍ）とも呼ばれる。

液体チャンネルと圧電プリントヘッドの主入り口との間には、一組の液体チャンネルに供給するための液体を貯蔵するために連結されたマニホールド（１０２）が存在する。

圧電プリントヘッドは好適には貫流圧電プリントヘッドである。好適な態様において、貫流圧電プリントヘッド内の液体の再循環は、その一組の液体チャンネルがノズル（５００）に対応する一組の液体チャンネルとノズルの入り口との間を流れる。

好適な態様において、圧電プリントヘッド内の一滴の噴出液滴の最小液滴サイズは０．１ｐＬ〜３００ｐＬであり、より好適な態様においては、最小液滴サイズは１ｐＬ〜３０ｐＬ、最も好適な態様においては、最小液滴サイズは１．５ｐＬ〜１５ｐＬである。グレイスケイル（ｇｒａｙｓｃａｌｅ）インクジェットヘッド技法を使用することにより、複数の単一の液滴が、より大型の液滴サイズを形成することができる。圧電プリントヘッドにおける最大液滴サイズは好適には５０ｐＬ未満、より好適には３０ｐＬ未満、そして最も好適には１５ｐＬ未満である。

好適な態様において、圧電プリントヘッドは毎秒３メーター〜毎秒１５メーターの液滴速度をもち、より好適な態様における液滴速度は毎秒５メーター〜毎秒１０メーターであり、最も好適な態様における液滴速度は毎秒６メーター〜毎秒８メーターである。

好適な態様において、圧電プリントヘッドは２５ＤＰＩ〜２４００ＤＰＩの固有の印刷解像度をもち、より好適な態様においては、圧電プリントヘッドは５０ＤＰＩ〜２４００ＤＰＩの固有の印刷解像度をもち、そして、最も好適な態様においては、圧電プリントヘッドは１５０ＤＰＩ〜３６００ＤＰＩの固有の印刷解像度をもつ。

圧電プリントヘッドを使用する好適な態様において、噴出粘度は２０ｍＰａ．ｓ〜２００ｍＰａ．ｓ、より好適には２５ｍＰａ．ｓ〜１００ｍＰａ．ｓそして最も好適には３０ｍＰａ．ｓ〜７０ｍＰａ．ｓである。

圧電プリントヘッドを使用する好適な態様において、噴出温度は１０℃〜１００℃、より好適には２０℃〜６０℃そして最も好適には３０℃〜５０℃である。

圧電プリントヘッド内のノズル列のノズルの間隔距離（ｎｏｚｚｌｅ ｓｐａｃｉｎｇ
ｄｉｓｔａｎｃｅ）は好適には１０μｍ〜２００μｍ、より好適には１０μｍ〜８５μｍそして最も好適には１０μｍ〜４５μｍである。

インクジェット印刷システム
高粘度噴出法は好適にはインクジェット印刷システムにより実施される。プリントヘッドをインクジェット印刷システムに取り入れる方法は当業者に周知である。インクジェット印刷システムに関する更なる情報はＳＴＥＰＨＥＮ Ｆ．ＰＯＮＤ．Ｉｎｋｊｅｔ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｐｒｏｄｕｃｔ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｓｔｒａｔｅ
ｇｉｅｓ（インクジェット法および製品開発戦略）．Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ ｏｆ
Ａｍｅｒｉｃａ：Ｔｏｒｒｅｙ Ｐｉｎｅｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，２０００，ＩＳＢＮ
０９７００８６００８に開示されている。

インクジェットプリンターのようなインクジェット印刷システムは、受容物（２００）上にインクを噴出する１個以上のプリントヘッドをもつプリントヘッドまたはプリントヘッドアセンブリーを使用しているマーク装置（ｍａｒｋｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ）である。受容物（２００）上へのインクジェット印刷システムの噴出によりマークされるパターンは好適には画像（ｉｍａｇｅ）である。パターンは無色でも有色でもよい。

インクジェット印刷システムの好適な態様は、インクジェット印刷システムがインクジェットプリンター、そしてより好適には、ワイドフォーマットのインクジェットプリンターであるものである。ワイドフォーマットインクジェットプリンターは一般に、１７インチ（４３．１８ｃｍ）を超える印刷幅をもつあらゆるインクジェットプリンターであると受け入れられている。１００インチ（２５４ｃｍ）を超える印刷幅をもつデジタルプリンターは一般に超ワイドプリンターまたはグランドフォーマットプリンターと呼ばれる。ワイドフォーマットプリンターは大部分、旗、ポスター、織物および一般的標識を印刷するために使用され、そして場合により、スクリーン印刷のような短時間運転（ｓｈｏｒｔ−ｒｕｎ）方法よりも経済的であるかも知れない。ワイドフォーマットプリンターは一般に支持体（ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）の個々のシートよりはむしろ支持体のロールを使用するが、今日ではまた、ワイドフォーマットプリンターは、支持体がその上に搭載された印刷台と共存する。

インクジェット印刷システムにおける印刷台はプリントヘッドの下方で移動することができるか、またはガントリー（ｇａｎｔｒｙ）が印刷台上でプリントヘッドを動かすことができる。これらのいわゆるフラットテーブルデジタルプリンターは最も頻繁には、平らな支持体、硬い支持体および柔軟な支持体のシートの印刷に使用される。それらはＩＲ−乾燥機またはＵＶ乾燥機を取り入れて、印刷物が製造される時に相互に付着することを防止することができる。ワイドフォーマットプリンター、そしてより具体的にはフラットテーブルデジタルプリンターの一例は欧州特許第１８８１９０３Ｂ号（ＡＧＦＡ ＧＲＡＰＨＩＣＳ ＮＶ）に開示されている。

高粘度噴出法はシングルパス（ｓｉｎｇｌｅ ｐａｓｓ）印刷法に含まれることができる。シングルパス印刷法においては、インクジェットプリントヘッドは通常、固定されて保持され、支持体の表面が１個以上のインクジェットプリントヘッドの下方を１回運搬される。シングルパス印刷法においては、その方法は、ページ幅のインクジェットプリントヘッドまたは、受容物（２００）の全幅をカバーする複数の千鳥状インクジェットプリントヘッドを使用することにより実施することができる。シングルパス印刷法の一例は欧州特許第２６３３９９８Ａ号（ＡＧＦＡ ＧＲＡＰＨＩＣＳ ＮＶ）に開示されている。

インクジェット印刷システムは、折り畳みダンボール、アクリル板、ハネカム板、段ボール、発泡体、中密度のファイバーボード、ソリッドファイバーボード（ｓｏｌｉｄ ｂｏａｒｄ）、硬質板紙、溝付きコアボード、プラスチック、アルミニウム複合材料、フォーム・ボード、波形プラスチック、カーペット、織物、薄いアルミニウム、紙、ゴム、接着剤、ビニル、ベニア、ワニスブランケット、木材、フレキソ印刷板、金属基材の板、ガラス繊維、透明フォイル、接着性ＰＶＣシート等のような広範な支持体にマークすることができる。

インクジェット印刷システムは好適には、支持体にマークするためのＵＶ硬化性インクを噴出する１個以上のプリントヘッドおよび、マーク後にインクを硬化するための乾燥シ
ステムとしてのＵＶ源を含む。支持体上へのＵＶ硬化性インクジェットインクの塗布（ｓｐｒｅａｄｉｎｇ）は、部分的硬化または、インクの液滴が「ピン固定され（ｐｉｎｎｅｄ）」、すなわち固定化される（ｉｍｍｏｂｉｌｉｚｅｄ）、「ピン硬化（ｐｉｎ ｃｕｒｉｎｇ）」処理により制御されることができ、その後更なる塗布が起こらない。例えば、国際公開第２００４／００２７４６（ＩＮＣＡ）号パンフレットは、硬化性インクを使用する複数のパスによって支持体の一領域を印刷するインクジェット印刷法を開示しており、その方法はその領域上に第１のパスのインクを堆積させ、第１のパスで堆積されたインクを一部硬化させ、その領域上に第２のパスのインクを堆積させ、そしてその領域上のインクを完全に硬化させる工程を含む。

ＵＶ源の好適な形態は水銀蒸気ランプである。例えば帯電水銀を含む石英ガラス管内にエネルギーが付加され、そして水銀は気化され（ｖａｐｏｒｉｚｅｄ）、イオン化される。気化およびイオン化の結果として、高エネルギーの無規制の（ｆｒｅｅ−ｆｏｒ−ａｌｌ）水銀原子、イオンおよび遊離電子が多数の水銀原子およびイオンの励起状態をもたらす。それらがその基底状態に再度落ち着く時に放射線が放射される。ランプ内に存在する圧力を制御することにより、放射される放射線の波長が幾らか正確に制御されることができ、その目的はもちろん、放射される多量の放射線がスペクトルの紫外線部分、そしてＵＶ硬化性インクの硬化に有効であると考えられる波長に入ることが確保される。他の好適なＵＶ源はＵＶ−ＬＥＤとも呼ばれるＵＶ−発光ダイオードである。

該態様を実施するインクジェット印刷システムは、付加製造（ａｄｄｉｔｉｖｅ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）または３Ｄインクジェット印刷とも呼ばれる、連続層を噴出することによる連続層形成法により構造物を形成するために使用することができる。従って、該態様の高粘度噴出法は好適には、３Ｄインクジェット印刷法内に含まれる。インクジェット印刷システムの態様により付加的に製造されることができる物体は、工作機械器具設備の適用および製造後特注生産に加えて、試作品製造（ｐｒｅ−ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ）（すなわち早急な試作品製造）から実物大の製造（すなわち早急な製造）までの製品の寿命サイクル全体のいずれにでも使用することができる。インクジェット印刷システムにより付加層中に噴出される物体は好適にはフレキソ印刷板である。インクジェット印刷システムにより製造される、このようなフレキソ印刷板のような一例は欧州特許第２４６５６７８Ｂ号（ＡＧＦＡ ＧＲＡＰＨＩＣＳ ＮＶ）に開示されている。

該態様を実施するインクジェット印刷システムは、例えばエンボス加工板を製造するために、層の連続的組み合わせを噴出することにより、物体上に地形構造のような浮き彫り（ｒｅｌｉｅｆ）を形成するために使用することができる。このような浮き彫り印刷の一例は米国特許第２０１００２２１５０４（ＪＯＥＲＧ ＢＡＵＥＲ）号に開示されている。従って、該態様の高粘度噴出法は好適には、浮き彫りインクジェット印刷法に含まれる。少なくとも２０ｍＰａ．ｓの噴出粘度の液体を噴出する工程は、エンボス加工板またはフレキソ印刷板のための浮き彫りのハーネス（ｈａｒｎｅｓｓ）のような、浮き彫りインクジェット印刷における、より優れた結果のために、高分子化合物を添加させる。

該態様のインクジェット印刷システムは、デジタル記録から画像板（ｉｍａｇｅｄ ｐｌａｔｅ）を作成するために金属基板上に、メーカー独自の液体（ｐｒｏｐｒｉｅｔａｒｙ ｌｉｑｕｉｄｓ）が噴出される、ダイレクト刷版（ｃｏｍｐｕｔｅｒ−ｔｏ−ｐｌａｔｅ）（ＣＴＰ）システムのために使用される印刷板を作りだすために使用することができる。従って、該態様の高粘度噴出法は好適には、インクジェットのダイレクト刷版の製法に含まれる。これらのプレートは処理または後焼き付けを必要とせず、インクジェット画像化完了直後に使用することができる。他の利点は、インクジェット印刷システムを使用するプレート設定装置（ｐｌａｔｅｓｅｔｔｅｒｓ）は、ダイレクト刷版（ＣＴＰ）システムに通常使用されるレーザーまたは感熱式装置より安価である。インクジェット印刷
システムの態様により噴出されることができる物体は好適には、平版印刷板（ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｉｃ ｐｒｉｎｔｉｎｇ ｐｌａｔｅ）である。インクジェット印刷システムにより製造される、このような平版印刷板の一例は、欧州特許第１１７９４２２Ｂ号（ＡＧＦＡ ＧＲＡＰＨＩＣＳ ＮＶ）に開示されている。少なくとも２０ｍＰａ．ｓの噴出粘度の液体を噴出する工程は高分子化合物の添加を許容し、インクジェットのダイレクト刷版法において、オフセットインク受容能のような、より優れた結果をもたらす。

インクジェット印刷システムは好適には、織物インクジェット印刷法を実施する、織物インクジェット印刷システムである。工業的織物のインクジェット印刷システムにおいては、捺染織物を効率的な方法で製造するのに、複数の織物上への同時印刷が好都合である。従って、該態様の高粘度噴出法は好適には、プリントヘッドを使用することによる織物印刷法に含まれる。少なくとも２０ｍＰａ．ｓの噴出粘度の液体の噴出する工程は高分子化合物の添加を許容し、織物のインクジェット印刷法において、織物上に噴出された液の織物乾燥後の柔軟性のような、より優れた結果をもたらす。

インクジェット印刷システムは好適には、セラミックインクジェット印刷法を実施する、セラミックインクジェット印刷システムである。セラミックインクジェット印刷システムにおいては、印刷されたセラミックスを効率的な方法で製造するために、複数のセラミックス上への同時印刷が好都合である。従って、該態様の高粘度噴出法は好適には、プリントヘッドを使用することによるセラミックス上への印刷法に含まれる。少なくとも２０ｍＰａ．ｓの噴出粘度の液体の噴出する工程は、サブミクロンガラス粒子および無機顔料のような高分子量化合物の添加を許容し、セラミックインクジェット印刷法に、より優れた結果をもたらす。

インクジェット印刷システムは好適には、ガラスインクジェット印刷法を実施する、ガラスインクジェット印刷システムである。ガラスインクジェット印刷システムにおいては、印刷されたガラスを効率的な方法で製造するために、複数のガラス上への同時印刷が好都合である。従って、該態様の高粘度噴出法は好適には、プリントヘッドを使用することによる、ガラス上への印刷法に含まれる。

インクジェット印刷システムは好適には、デジタル印刷壁紙、張り合わせ物、デジタル印刷物（例えば平らな加工中の製品（ｗｏｒｋｐｉｅｃｅｓ）、びん、舟形ソース入れ（ｂｕｔｔｅｒ ｂｏａｔ）またはびんの蓋のような）を作製するための装飾インクジェット印刷法を実施する、装飾インクジェット印刷システムである。

インクジェット印刷システムは好適には、電子回路製造システム内に含まれ、そして該態様の高粘度噴出法は、液体がしばしば、一般に導電性インクジェット液と呼ばれる導電性粒子を含むインクジェット液である、電子回路製造法に含まれる。

該態様は好適には、織物インクジェット印刷システム、セラミックインクジェット印刷システム、ガラスインクジェット印刷システム、装飾インクジェット印刷システムのような工業的インクジェット印刷システムにより実施される。

高粘度噴出法の態様は好適には、織物インクジェット印刷法、セラミックインクジェット印刷法、ガラスインクジェット印刷法、装飾インクジェット印刷法のような工業的インクジェット印刷法に含まれる。

ノズルプレート
ノズルプレート（１５０）は圧電プリントヘッドの外側における平らな層であり、圧電プリントヘッドに固定されている。ノズルプレート（１５０）は、液体がそこを通ってノ
ズルプレート（１５０）内のノズル（５００）を介して受容物（２００）上に噴出される層である。それは、それが圧電プリントヘッドから放出される前に、液体が最後に通過する圧電プリントヘッドの部分を表わす。ノズルプレート（１５０）は、液体がそれを通って受容物（２００）上に噴出される一組のノズルを含む。一組のノズル中のノズルの数は、１本以上のノズル（５００）であることができ、好適には１〜１２０００本のノズル、より好適には１〜６０００本のノズル、そして最も好適には１〜３０００本のノズルである。

一組のノズル中のノズルの数が２以上である場合、一組のノズルの一部は、ノズル列と呼ばれる一列に配列することができる。ノズル列の、ノズルの間隔距離は、一列のノズル中のノズルの中心間の、ノズル列方向に沿った最短距離であり、それは好適には、１０μｍ〜２００μｍである。圧電プリントヘッドの固有の印刷解像度は、圧電プリントヘッド内のすべてのノズルの中心間の、ノズル列方向に沿った、すべてのノズルに沿った最短距離である。

ノズルプレート（１５０）は好適には複数のノズル列を含み、そこで、各ノズル列は同様なノズルの間隔距離をもち、そしてノズル列は相互に平行であり、そしてより好適には、一本のノズル列のノズルと、次のノズル列のノズルとの間の、ノズル列の方向に沿った最小のずれ（ｓｈｉｆｔ）は、２以上の整数で割ったノズル列のノズルの間隔距離であり、そして最も好適には、一本のノズル列のノズルと次のノズル列のノズルとの間の、ノズル列の方向に沿った最小のずれ（ｓｈｉｆｔ）は、２で割ったノズル列のノズルの間隔距離である。

ノズルプレート（１５０）は、第１のノズル列が第２のノズル列と異なるノズルの間隔距離を有する複数のノズル列を含むことができる。

他の態様において、ノズルプレート（１５０）は、複数のノズル列を含み、そこで各ノズル列は同じノズルの間隔距離をもち、ノズル列は相互に平行であり、そして第１の液体は第１のノズル列のノズルを介してノズルプレート（１５０）を通して噴出され、そして第２の液体は第２のノズル列のノズルを介してノズルプレート（１５０）を通して噴出される。

ノズルプレート（１５０）は好適には受容物（２００）に平行であり、液は受容物に垂直な噴射能をもって受容物上に噴出される。

ノズルプレート（１５０）は好適には、１０μｍ〜１００μｍの厚さをもつ。ノズルプレート（１５０）は幾らかの硬度をもつ必要があるが、ノズルはより厚いノズルプレート（１５０）を伴うと、より長くなる。より長いノズルの剪断抵抗はより高くなり、それは、十分な液滴速度を与えるために液体チャンネル内により高い圧力を必要とする。

その一組のノズルをもつノズルプレート（１５０）の製造は、レーザーの孔穿孔により、またはより好適にはＭＥＭＳ技法もしくはＮＥＭＳ技法により実施することができる。ノズルプレート（１５０）を製造する他の方法は、型内技法（ｉｎ ｍｏｕｌｄ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）または打ち抜き技法（ｐｕｎｃｈｉｎｇ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）にあることができる。ＭＥＭＳおよびＮＥＭＳ技法は、それがレーザーの孔穿孔に比較して、本発明におけるようなノズル幾何学構造を伴って圧電プリントヘッドをより容易に製造させるので、好適である。

ノズルプレート（１５０）内にノズルを製造するためのレーザーの孔穿孔は、高い反復率（ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ ｒａｔｅ）を伴って一度に１個のノズル（５００）上で実施
することができるか、または更に、高エネルギーレーザーを使用して、工程毎に多数のノズルを製造するために平行に加工され、そして反復することすらできる。ノズルプレート（１５０）におけるレーザー穿孔ノズルの一例は米国特許第８２４０８１９（ＳＥＫＩ ＭＡＳＡＳＨＩ，ＴＯＳＨＩＢＡ ＴＥＣ ＫＫ）号に開示されている。

Ｍｉｃｒｏ−Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ（マイクロエレクトロ機械システム）またはＭＥＭＳは、微細加工（ｍｉｃｒｏｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ）の技法を使用して製造される、微細な機械的および電子機械的素子（すなわち、装置および構造物）と規定される技法である。ＭＥＭＳ装置の臨界（ｃｒｉｔｉｃａｌ）物理的寸法（ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）は寸法範囲の下端上の１ミクロンより十分下からずっと、数ミリメーターにまでばらつくことができる。同様に、ＭＥＭＳ装置のタイプは可動素子をもたない比較的単純な構造物から、集積マイクロ電子工学（ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ）の制御下の多数の可動素子を伴う、極めて複雑な電子機械システムまでばらつくことができる。ＭＥＭＳの一つの主要な基準は、これらの素子が可動であろうとあるまいと、ある種の機械的機能性をもつ、少なくとも幾つかの素子が存在することである。ＭＥＭＳはまた時々、「ミクロシステム技法または微細機械化（ｍｉｃｒｏｍａｃｈｉｎｅｄ）装置」とも呼ばれる。

ナノエレクトロ機械システムまたはＮＥＭＳは、ナノ規模で電子的および機械的機能性を集積する装置の一部類である。ＮＥＭＳは、いわゆるマイクロエレクトロ機械システムまたはＭＥＭＳ装置から、論理的なもっとも近い小型化工程を形成する。ＮＥＭＳは典型的には、トランジスター様のナノ電子工学を機械的アクチュエーター、ポンプまたはモーターと一体化し、それにより物理的、生物学的および化学的センサーを形成することができる。その名称は、低い質量、高い機械的共鳴振動数、ゼロ点運動（ｚｅｒｏｐｏｉｎｔ
ｍｏｔｉｏｎ）のような可能な大型量子の機械的効果および表面感知機構（ｓｕｒｆａｃｅ−ｂａｓｅｄ ｓｅｎｓｉｎｇ）に有用な高い表面積対体積比をもたらす、ナノメーター範囲の典型的な装置の寸法から由来する。

プリントヘッド内のノズルプレート（１５０）に対するＭＥＭＳ技法の好適な方法は米国特許第２０１２００６２６５３（ＳＩＬＶＥＲＢＲＯＯＫ ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＰＴＹ
ＬＴＤ）号に開示されている。

ＭＥＭＳおよびＮＥＭＳ技法は本発明におけるように、ノズル（５００）内に特定のノズル（５００）の断面を製造する可能性を容易にする。

圧電プリントヘッド内のノズルプレートの裏面は、ノズルの一組の液体チャンネルに面するノズルの入り口におけるノズルプレートの平らな面である。

圧電プリントヘッド内のノズルプレートの正面は、噴出液の、受容物（２００）に面するノズルの出口におけるノズルプレートの平らな面である。

好適な態様において、ノズルの出口は、ノズルプレートの外側とも呼ばれるノズルプレートの正面に含まれる非湿潤性被膜層により囲まれている。

好適な態様において、ノズルプレートの正面は非湿潤性被膜と呼ばれる層を含む。圧電プリントヘッドからの液体は、高い印刷の質を得るために、完全な液滴の形状で安定な方法で噴出されなければならない。それが、液滴の凹凸レンズ（ｍｅｎｉｓｃｕｓ）が適当に形成されることができるように、ノズルプレートの正面に非湿潤被膜を取付ける工程のような非湿潤処理がノズルプレートの正面上そして好適には、ノズルの出口および／または表面の周囲で実施されることができる理由である。非湿潤処理をしないと、液体がノズ
ル（５００）から噴出される時に、液体がノズルの出口の表面をぬらす（ｄｏｕｓｅｓ）湿潤化が起こり、そのため液体がノズルの出口の表面をぬらし、そして噴出されている液体が一緒に塊を形成して、完全な液滴を達成せずに、流れる様態で液体を噴出させる。これが、低い印刷の質をもたらす可能性があり、そして、液体の噴出後に形成される凹凸レンズもまた不安定になる可能性がある。従って、圧電プリントヘッド内に高レベルの信頼性を確保するために、ノズルの出口周囲および／またはノズルの表面上に非湿潤処理を実施する必要がある。

ノズル（５００）
ノズル（５００）は、液体がそれを通して受容物（２００）上に噴出される圧電プリントヘッドのノズルプレート（１５０）における開口部である。

ノズルの長さはノズルの入り口とノズルの出口との間の距離である。ノズル（５００）がノズルプレート（１５０）内に含まれる場合は、ノズルの長さはノズルプレートの厚さにより規定される。

液体の流路は、ノズルの入り口からノズルの出口までである。プリントヘッドギャップとも呼ばれる、受容物（２００）とノズルの出口との間の距離は典型的には、１００μｍ〜１００００μｍ間である。

ノズルの断面は、ノズルと、ノズルの出口が位置する面に平行な面との交差部である。

ノズルのサブノズル（５５０）はノズルの２つの異なる断面の間のノズルの部分であり、そこでノズルの入り口に最も近い断面はサブノズル（５５０）の入り口と呼ばれ、そしてノズルの出口に最も近い断面はサブノズル（５５０）の出口と呼ばれる。

ノズルの入り口は、ノズルと、ノズルの入り口が一組の液体チャンネルに面しているように、ノズルプレートの裏面が含まれる面との交差部である。従ってノズルの入り口はノズルの断面である。

ノズルの出口はノズルと、ノズルの出口が噴出液の受容物（２００）に面しているようにノズルプレートの正面が含まれる面との交差部である。従って、ノズルの出口はノズルの断面である。

該態様におけるサブノズル（５５０）の入り口の形状は好適には、サブノズル（５５０）の出口の形状に類似する。噴出液に対するノズル（５００）内の高い抵抗性を回避するために、このような類似性がより優れた噴出能にとって好適である。一続きの回転、平行移動（ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎｓ）および／または反転（ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎｓ）と並んで、均一な拡大縮小（ｓｃａｌｉｎｇ）により、一方が他方に変換され得る場合に、二つの形状は類似する。一続きの回転、平行移動および／または反転と並んで、均一な拡大縮小により、一方が他方に変換され得る場合に、形状の外縁のような二つの縁は類似する。

ノズル（５００）がノズルプレート内に含まれる好適な態様において、サブノズル（５５０）の入り口と出口からの外縁からの、最小カバー円（Ｃ）の中心の間の軸はノズルプレート（１５０）に垂直である。サブノズル（５５０）内の対称性がより優れた噴出能を与えることが見出された。

サブノズル（５５０）の出口からの、最小カバー円（Ｃ）の最長直径は好適には１０μｍ〜１００μｍ、より好適には１５μｍ〜４５μｍ、そして最も好適には２０μｍ〜４０
μｍである。

外縁（Ｏ_E）から最小カバー縁（Ｃ）の中心（ｃ）までの最短距離（ｄ）は好適には０．００１μｍ〜７５μｍである。

二次元形
二次元形はその外縁（Ｏ_E）により区画された外側の境界をもつ二次元物体の形状である。二次元形はまた、該二次元形が一平面上に横たわることが明白な場合に形状と呼ばれる。

一続きの回転、平行移動および／または反転と並んで均一な拡大縮小により、一方が他方に変換され得る場合に二つの形状は類似する。

好適な態様において、該態様における形状の外縁（Ｏ_E）は一組の対称軸を含む。一組の対称軸の一本は好適には、ノズルプレート（１５０）がその上に横たわる面に平行または垂直である。ノズル（５００）内断面の対称性は噴出能にとって大きな利点であることが見出され、それは例えば、形状の外縁（Ｏ_E）が一組の対称軸を含む場合液体流（１７５）中の撹乱がより少ないことである。二次元形における対称軸はまた、二次元形におけるミラーライン（ｍｉｒｒｏｒ ｌｉｎｅ）とも呼ばれる。

外縁（Ｏ_E）のような縁上の最小点は、その点からその縁の最小カバー円（Ｃ）の中心までの距離が、縁上のすべての点からその縁の最小カバー円（Ｃ）の中心までの視覚的な最短距離である縁上の一点である。

外縁（Ｏ_E）のような縁上の最大点は、その点からその縁の最小カバー円（Ｃ）の中心までの距離が、縁上のすべての点からその縁の最小カバー円（Ｃ）の中心までの視覚的最長距離である縁上の一点である。

外縁（Ｏ_E）上の最小点の量は好適には、外縁（Ｏ_E）上の１〜１２個、より好適には１〜６個、そして最も好適には１〜４個の最小点である。外縁（Ｏ_E）上の最小点の量は好適には、外縁（Ｏ_E）上の二つの最小点のうちの最小値と２の乗数である。

外縁（Ｏ_E）上の最大点の量は好適には、外縁（Ｏ_E）上の１〜１２個、より好適には１〜６個、そして最も好適には１〜４個の最大点である。外縁（Ｏ_E）上の最大点の量は好適には、外縁（Ｏ_E）上の二つの最大点のうちの最小値と２の乗数である。

好適な態様において、該形状の外縁（Ｏ_E）は、楕円形の横断直径（ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ ｄｉａｍｅｔｅｒ）が共役直径（ｃｏｎｊｕｇａｔｅ ｄｉａｍｅｔｅｒ）より大きい楕円形である。横断直径は楕円形上の２点間の最長距離であり、そして共役直径は楕円形上の２点間の最短距離である。

好適な態様において、該形状の外縁（Ｏ_E）は長方形である。

好適な態様において、該形状の外縁（Ｏ_E）は、ｋが整数である、ｋ個の尖端をもつエピサイクロイドであり、より好適には該形状は１、２、３、４または５個の尖端をもつエピサイクロイドである。エピサイクロイドは固定円の周囲を外れずに（ｗｉｔｈｏｕｔ ｓｌｉｐｐｅｒｉｎｇ）回転する円−エピサイクルと呼ばれる−の、選択される点の経路を描くことにより作成される平面曲線である（図８）。より小さい円が半径ｒをもち、そしてより大きい円が半径Ｒ＝ｋｒをもつ場合、曲線のパラメーター等式は以下の式（Ｉ）：

［式中、ｋは、ｋが正の整数でありそしてｋがゼロを越えるような尖端の量を規定する］により与えられることができる。一つの尖端をもつエピサイクロイドはカルジオイド（ｃａｒｄｉｏｉｄ）と呼ばれ、二つの尖端をもつものはネフロイド（ｎｅｐｈｒｏｉｄ）と呼ばれ、そして５個の尖端をもつものはラナンキュロイド（ｒａｎｕｎｃｕｌｏｉｄ）と呼ばれる。ノズル（５００）内断面の対称性は、エピクロサイドの場合噴出能にとって大きな利点であることが見出された。そのようなエピクロサイドの対称性は、液体流（１７５）中の撹乱を最小化し、より優れたドット形成をもたらす。エピサイクロイドの外側の境界は、好適な態様において、該態様におけるノズルの断面（Ｎ_s）の形状（Ｓ）に類似するエピサイクロイドの形状を区画する。

より好適な態様において、該形状からの外縁（Ｏ_E）はデカルト座標（Ｃａｒｔｅｓｉａｎ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓ）（ＩＩ）に規定された以下の式：

により規定される超楕円（ｓｕｐｅｒｅｌｌｉｐｓｅ）に類似する。

ａがｂに等しい超楕円はまた、ラメ（Ｌａｍｅ）曲線またはラメ（Ｌａｍｅ）卵形としても知られ、ｒ＝４を伴うａ＝ｂの事例は、時々スクイルクル（ｓｑｕｉｒｃｌｅ）として知られる。類推によりａがｂに等しくなく、そしてｒ＝４の超楕円形は楕円長方形（ｒｅｃｔｅｌｌｉｐｓｅ）と呼ぶことができるかも知れない。ノズル（５００）内断面の対称性は、超楕円形の場合噴出能に対して大きな利点であることが見出された。

最も好適な態様において、該形状からの外縁（Ｏ_E）は、極座標（ＩＩＩ）に規定される以下の式：

［ここでパラメーターｍおよび極座標の使用はｍ−回（ｍ−ｆｏｌｄ）の回転対称をもつ外縁および／または内縁を生ずる］
により規定される、Ｊｏｈａｎ Ｇｉｅｌｉｓに提唱された超楕円の一般化に類似する。式はまた「スーパーフォーミュラ（ｓｕｐｅｒｆｏｒｍｕｌａ）」とも呼ばれる（図９、図１０、図１１、図１２）。「スーパーフォーミュラ」の外側の境界は、好適な態様において、該態様のノズルの断面（Ｎ_s）の形状（Ｓ）に類似の「スーパーフォーミュラ」からの形状を区画する。好適な態様において、該態様における形状の外縁（Ｏ_E）に類似の形状を区画する閉鎖曲線を得るためには、スーパーフォーミュラ中のｒ（θ）は、θ＝０およびθ＝２ｋπに対して等しい。値ｋはゼロを超える正の整数である。数πは、数学的定数、その直径に対する円周率、ほぼ３．１４１５９である。Ｊｏｈａｎ Ｇｉｅｌｉｓの「スーパーフォーミュラ」についての更なる情報は米国特許第７６２０５２７（ＪＯＨＡＮ ＬＥＯ ＡＬＦＯＮＳ ＧＩＥＬＩＳ）号に開示されている。

ノズル（５００）内断面の対称性はＪｏｈａｎ Ｇｉｅｌｉｓの「スーパーフォーミュラ」の場合噴出能に対して大きな利点であることが見出された。該形状における対称性は液体流（１７５）の撹乱効果の最小化をもたらす。

好適な態様において、該形状の外縁（Ｏ_E）は、角のとれた長方形、楕円長方形、半円形、競技場（ｓｔａｄｉｕｍ）形、卵形である。競技場形は一対の相対する側に半円形を伴う長方形から構成される二次元の幾何学的形状である。楕円長方形の更なる情報はＦｅｒｎａｎｄｅｚ Ｇｕａｓｔｉ，Ｍ．“Ａｎａｌｙｔｉｃ Ｇｅｏｍｅｔｒｙ ｏｆ Ｓｏｍｅ Ｒｅｃｔｉｌｉｎｅａｒ Ｆｉｇｕｒｅｓ（幾つかの直線的図形の分析幾何学）．”Ｉｎｔ．Ｊ．Ｅｄｕｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．２３，８９５−９０１，１９９２に開示されている。半円形は円の半分を形成する点の一次元の軌跡（ｌｏｃｕｓ）である。

好適な態様において、ノズルの断面（Ｎ_s）の形状の外縁（Ｏ_E）は、正方形または長方形におけるような一組の角をもつ。驚くべきことには、この好適な態様において、例えばより小さいピンチオフ時間（ｐｉｎｃｈ−ｏｆｆ−ｔｉｍｅ）により噴出能が増加されたことが見出された。恐らくこの一組の角のうちの一つの角で、この好適な態様のノズル内の液流が遅れ、そのためノズルの中心への液体の供給が低下し、そして尾部の長さがより短くなる。角は好適には、１６０度未満、より好適には１２０度未満の内角（従って外縁（Ｏ_E）の内側）をもつ。

最小カバー円
カバー円は、ある一組の点のすべてが円の内側または円上に含まれる円を表わす。最小カバー円 （Ｃ） は最小の半径をもつある一組の点に対するカバー円である。

あらゆる円と同様に、中心と円上の各点との間の距離が等しいカバー円は、その中心により規定される。中心と円上の１点間の距離は半径と呼ばれる。円は、円が含まれる面を二つの区域、内側と外側に分割する単純な閉鎖曲線である。

ある一組の点の最小カバー円（Ｃ）を見いだす工程は、最小円の問題とも呼ばれる最小カバー円（Ｃ）問題と呼ばれる。

最小カバー円（Ｃ）の問題をいかに解決するかの更なる情報はＭＥＧＩＤＤＯ，ＮＩＭＲＯＤ，Ｌｉｎｅａｒ−ｔｉｍｅ ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ ｆｏｒ ｌｉｎｅａｒ ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ ｉｎ Ｒ３ ａｎｄ ｒｅｌａｔｅｄ ｐｒｏｂｌｅｍｓ（Ｒ３における線形計画法に対する線形−時間算法および関連問題）．ＳＩＡＭ Ｊｏｕｒｎａｌ
ｏｎ Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ．１９８３，ｖｏｌ．１２，ｎｏ．４，ｐ．７５９−７７６に見いだすことができる。

最小カバー円（Ｃ）の問題を解決するための単純なランダム化演算法はＷＥＬＺＬ，ＥＭＯ．Ｓｍａｌｌｅｓｔ ｅｎｃｌｏｓｉｎｇ ｄｉｓｋｓ（ｂａｌｌｓ ａｎｄ ｅｌｌｉｐｓｏｉｄｓ）（最小封入ディスク（ボールおよび楕円））．Ｎｅｗ Ｒｅｓｕｌｔｓ ａｎｄ Ｎｅｗ Ｔｒｅｎｄｓ ｉｎ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ（コンピューター科学における新規結果と新トレンド）（Ｈ．Ｍａｕｒｅｒ，Ｅｄ．），Ｌｅｃｔｕｒｅ Ｎｏｔｅｓ ｉｎ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅにおける講義ノート、５５５．１９９１，ｐ．３５９−３７０．中に見いだすことができる。

ある形状の外縁（Ｏ_E）の最小カバー円（Ｃ）は、該形状からのこの外縁（Ｏ_E）上のすべての点からの最小カバー円（Ｃ）である。これはまた、該形状および、該形状内のすべての点が最小カバー円（Ｃ）の内側または最小カバー円（Ｃ）上に含まれることを意味する。

該形状の外縁（Ｏ_E）の各点から、点と最小カバー円（Ｃ）の中心との間の距離を計算することができ、従って更に、該形状からの外縁（Ｏ_E）から、該形状の外縁（Ｏ_E）の最小カバー円（Ｃ）の中心までの最短および最長距離も計算することができる。

インクジェットインク
好適な態様において、液体はインクジェットインクのようなインクであり、そしてより好適な態様においては、インクジェットインクは水性硬化性インクジェットインクであり、そして最も好適な態様においては、インクジェットインクはＵＶ硬化性インクジェットインクである。

好適な水性硬化性インクジェットインクは水性溶剤および、重合性化合物を担持されたポリマーナノ粒子を含む。重合性化合物は好適にはモノマー、オリゴマー、重合性光反応開始剤および重合性共反応開始剤よりなる群から選択される。

インクジェットインクは無色のインクジェットインクであることができ、例えば、付着性を改善するための下塗り剤（ｐｒｉｍｅｒ）として、または所望の光沢を得るためのワニスとして使用されることができる。しかし、インクジェットインクは好適には、少なくとも一種の着色剤、より好適には着色顔料を含む。

インクジェットインクはシアン、マゼンタ、黄色、黒色、赤色、緑、青、橙またはスポットカラーのインクジェットインク、好適には会社のスポットカラーの（ｓｐｏｔｃｏｌｏｒ）インクジェットインク（例えば、Ｃｏｃａ−Ｃｏｌａ^TMの赤色のインクジェットインクおよびＶＩＳＡ^TMもしくはＫＬＭ^TMの青色のインクジェットインクのような）であることができる。

好適な態様において、該液体は、金属粒子を含む、または白色インクジェットインクのような無機粒子を含むインクジェットインクである。

噴出粘度および噴出温度
噴出粘度は、噴出温度における液体の粘度を測定することにより測定される。

噴出粘度は、噴出温度における、そして、９０ｓ^-1の剪断速度に対応するＣＰＥ ４０スピンドルを使用する毎分１２回転（ＲＰＭ）におけるＢｒｏｏｋｆｉｅｌｄ ＤＶ−ＩＩ＋粘度計のような様々なタイプの粘度計を使用し、または１０００ｓ^-1の剪断速度におけるセンサーＣ６０／１ Ｔｉを伴うＨＡＡＫＥ Ｒｏｔｏｖｉｓｃｏ １ Ｒｈｅｏｍｅｔｅｒを使用して測定することができる。

好適な態様において、噴出粘度は２０ｍＰａ．ｓ〜２００ｍＰａ．ｓ、より好適には２５ｍＰａ．ｓ〜１００ｍＰａ．ｓ、そして最も好適には３０ｍＰａ．ｓ〜７０ｍＰａ．ｓである。

噴出温度は様々なタイプの温度計を使用して測定することができる。

噴出液の噴出温度は噴出中の圧電プリントヘッド内のノズルの出口で測定されるかまたは、ノズルを通って噴出中に、液体チャンネルまたはノズル内の液体の温度を測定することにより測定されることができる。

好適な態様において、噴出温度は１０℃〜１００℃、より好適には２０℃〜６０℃そして最も好適には３０℃〜５０℃である。

本発明は、少なくとも２０ｍＰａ．ｓを伴う高粘度噴出法は高い精度の粘度制御を要求するために、粘度制御システムを含む可能性がある。従って、圧電プリントヘッドは、実質的に前記のコンパクトなハウジング部材内に支持されるインク液の回路、
ここで前記インク液回路は、
前記圧電プリントヘッド内に密閉された（ｅｎｃｌｏｓｅｄ ｗｉｔｈ）再循環タンク、
前記圧電プリントヘッド内に密閉された再循環ポンプ、ここで前記ポンプは前記再循環タンクから実質的に拍動なしにインクを吸引し、そして前記回路内で実質的に拍動なしにインクを押し出すようになっている、
前記再循環ポンプにより押し出されるインクを加熱するための前記圧電プリントヘッドに固定された加熱アセンブリー、
前記圧電プリントヘッドに固定され、そして前記加熱アセンブリーから受取るインク、および１つ以上のプリントヘッドから受取る復帰インクの圧力および温度を感知するようになっている、第１および第２の圧力センサー並びに第１および第２の粘度センサーを含むセンサーアセンブリー、を含む、
並びに
前記圧電プリントヘッド内に収納され、そして前記センサーに応答しそして前記再循環ポンプの速度および前記加熱アセンブリーの温度を調整するように操作可能になっている制御システム：
を含むことができる。

本発明の一つの態様において、前記再循環タンクは前記再循環タンクから空気を除去するために操作可能な空気ポンプと流体連絡している。

他の態様において、前記加熱アセンブリーは、それを通ってインクが運搬される導管を含み、前記導管は二重らせんに形成され、一つ以上の加熱素子と熱的に接触している。

他の態様において、前記インク液回路は更に、前記回路内の流体圧力が閾値を超えて増加する場合、前記再循環タンク中に前記再循環ポンプにより押し出されるインクを運搬するための迂回ラインを含む。

更なる態様において、前記制御システムは、
前記センサーアセンブリーから由来する、測定された圧力差を得て、
前記センサーアセンブリーから由来する、測定された温度を得て、
前記測定された圧力差を、少なくとも一つの前以て規定された許容され得る圧力に、そして前記測定された温度を、少なくとも一つの前以て規定された許容され得る温度に比較し、
前記比較に対応して前記再循環ポンプの速度を変え、そして
前記比較に対応して前記加熱アセンブリーにより発生される熱を変える、
工程を実行するための制御ロジックを使用して構成された（ｃｏｎｆｉｇｕｒｅｄ）記憶装置をもつコンピューターに基づくプロセッサーである。

実施例中のノズルはすべて７０μｍの長さをもつ。ノズル内の接触角はすべての実施例につき６０度であり、またノズルプレートの正面の接触角はすべての実施例につき１１０度である。

ノズル１については、その形状は現在の最先端技術である円である。ノズル２については、その形状は楕円であり、ノズル３についてはその形状は２つの円の複合体であり、ノズル４については、その形状は４つの突起をもつ円であり、ノズル５については、その形状は正方形である。ノズル２、ノズル３、ノズル４および本発明の態様を充たすノズル５と、現在の最先端技術のノズル１を比較することにより、噴出液のピンチオフ時間を１０ｍＰａ．ｓ（液体１）、２０ｍＰａ．ｓ（液体２）、３０ｍＰａ．ｓ（液体３）および５０ｍＰａ．ｓ（液体４）の噴出粘度をもつ噴出液につき決定した。１０ｍＰａ．ｓの噴出粘度をもつ液体１は、ノズル１と一緒に使用される時の現在の最先端技術を表わす。

最少数の付随物（ｓａｔｅｌｌｉｔｅｓ）のような噴出能を確認するために、μｓにおけるピンチオフ時間を決定した。噴出液のピンチオフ時間が短いほど、噴出能は優れている。更に、幾つかの比較において、μｍにおける尾部の長さを決定した。噴出液の尾部の長さが短いほど、最少数の付随物のような噴出能が優れている。

ノズル１：ノズル内のすべての断面の形状は１７．１９７μｍの半径をもつ円であった。該形状の面積は９２９．１２μｍ²であり、そして容積（ｖｏｌｕｍｅ）は６５０３８．４μｍ³であった。外縁（Ｏ_E）から最小カバー円（Ｃ）の中心（ｃ）までの最長距離（Ｄ）は１７．１９７μｍであり、外縁（Ｏ_E）から最小カバー円（Ｃ）の中心（ｃ）までの最短距離（ｄ）は１７．１９７μｍであり、従って最長距離（Ｄ）は最短距離（ｄ）×１．２を超えなかった。

ノズル２：ノズル内のすべての断面の形状は、共役直径２ｘ１２．１６μｍをもち、横断直径２ｘ２４．３２１μｍをもつ楕円であった。該形状の面積は９２９．１２μｍ²であり、容積は６５２０２．８３μｍ³であった。外縁（Ｏ_E）から最小カバー円（Ｃ）の中心（ｃ）までの最長距離（Ｄ）は２４．３２１μｍであり、外縁（Ｏ_E）から最小カバー円（Ｃ）の中心（ｃ）までの最短距離（ｄ）は
１２．１６μｍであり、従って最長距離（Ｄ）は最短距離（ｄ）×２の平方根を超えた。ノズル２１：ノズル内のすべての断面の形状は、共役直径２ｘ９．９２８μｍをもち、横断直径２ｘ２９．７８９μｍをもつ楕円であった。

ノズル３は図１３に示されたものに類似した。ノズル内のすべての断面の形状は半径１２．５μｍをもつ２つの円の複合体であり、両方の円の中心から切断面の距離（ｃｕｔ ｐｌａｎｅ ｄｉｓｔａｎｃｅ）は９．９４９μｍであった。該形状の面積は９２９．１１６９μｍ²であり、容積は６５０３８．１８μｍ³であった。外縁（Ｏ_E）から最小カバー円（Ｃ）の中心（ｃ）までの最長距離（Ｄ）は外縁（Ｏ_E）から最小カバー円（Ｃ）の中心（ｃ）までの最短距離（ｄ）×１．２を超えた。

ノズル４は図１４に示されたものに類似した。ノズル内のすべての断面の形状は、１７．８０９μｍの最大直径をもつ。同じ４つの突起はそれぞれ、５ｘ５μｍの寸法（ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）をもつ。該形状の面積は８５１．８μｍ²であり、容積は５９６２２．８
μｍ³であった。外縁（Ｏ_E）から最小カバー円（Ｃ）の中心（ｃ）までの最長距離（Ｄ）は、外縁（Ｏ_E）から最小カバー円（Ｃ）の中心（ｃ）までの最短距離（ｄ）×１．２を超えた。

ノズル５：ノズル内のすべての断面の形状は、その各辺が３０．４８μｍである正方形であった。該形状の面積は９２９．１２μｍ²であり、容積は６５０４０μｍ³．であった。ノズル５１：ノズル内のすべての断面の形状は４３．１０８μｍの幅と２１．５５４μｍの長さをもつ長方形であった。ノズル５２：ノズル内のすべての断面の形状は５２．７９６μｍの幅と１７．５９８μｍの長さをもつ長方形であった。

４種の噴出液（液体１、液体２、液体３、液体４）は３２ｍＮ／ｍの表面張力および１０００ｋｇ／ｍ³の密度を有した。

実施例中で、ノズルの入り口における圧力を、５００μｍノズル距離における液滴速度が６ｍ／ｓであるようにノズルの形状に応じて変えた。

以下の表（表１）において、５００μｍノズル距離における液滴速度が６ｍ／ｓであるように、ノズルの入り口におけるバールの圧力を、５０ｍＰａ．ｓの液体（液体４）を使用して各ノズル例につき決定した：

ノズル距離はノズルプレートから受容物の方向に噴出された液滴の距離である。

以下の表（表２）において、５０ｍＰａ．ｓの液体（液体４）および表１に規定されたようなノズル入り口の圧力を使用して、特定のノズル距離に到達する液滴の、μｓにおける時間がμｓにおける異なるノズル距離に対して示される：

５０ｍＰａ．ｓの液体（液体４）および表１に規定されたようなノズル入り口の圧力を
使用する各ノズル例に対する、μｍにおける特定のノズル距離におけるｍ／ｓにおける速度が、以下の表（表３）に認められる：

以下の表（表４）は、５０ｍＰａ．ｓの液体（液体４）および表１に規定されたようなノズル入り口の圧力を使用する各ノズルの例に対し、μｓにおけるピンチオフ時間に対するノズル構造の例の結果である。ピンチオフ時間は高粘度噴出法を使用する時に、最先端技術のノズル構造に対するノズル２、ノズル３、ノズル４およびノズル５にとって、より小さい：

以下の表（表５）は、最先端技術のノズル構造（ノズル１）と楕円のノズル構造（ノズル２）の比較の結果であり、そこで、異なる液体（液体１、液体２、液体３、液体４）がμｓにおけるピンチオフ時間に対して試験された。ピンチオフ時間が短いほど、ノズル２の事例である付随物の最少量のような噴出能が、より優れている。

以下の表（表６）は、最先端技術のノズル構造（ノズル１）と楕円のノズル構造（ノズル２）の比較の結果であり、そこで異なる液体（液体１、液体２、液体３、液体４）がμｍにおける尾部長さに対して試験された。噴出液の尾部長さが短いほど、ノズル２の事例である最少量の付随物のような噴出能が、より優れている。

以下の表（表７）は、５０ｍＰａ．ｓの液体（液体４）を使用することによる、幅と高さ間の異なる縦横比をもつ長方形のノズル構造（ＲＥＣＴ）（ノズル５、ノズル５１およびノズル５２）に対する最先端技術のノズル構造（ノズル１）の比較並びに共役直径と横断直径間の異なる縦横比をもつ楕円のノズル構造（ＥＬＬＩＰＳＥ）（ノズル２、ノズル２１）に対する最先端技術のノズル構造（ノズル１）の比較、の結果である。表７は、５００μｍのノズル距離における液滴速度が６ｍ／ｓであるように、バールにおけるノズル入り口の圧力、噴出液のμｓにおけるピンチオフ時間および尾部長さを含む。噴出液の尾部長さが短いほど、ノズル２、ノズル２１、ノズル５、ノズル５１、ノズル５２に対する事例である、最少量の付随物のような噴出能が、より優れている。

引用符号のリスト

Claims (5)

1. 液体がノズル（５００）を通して圧電プリントヘッドにより噴射され、そして
   ノズルの断面（Ｎ_s）が最小カバー円（Ｃ）とともに外縁（Ｏ_E）を含む形状（Ｓ）を有し、そして外縁（Ｏ_E）から最小カバー円（Ｃ）の中心（ｃ）までの最長距離（Ｄ）が、外縁（Ｏ_E）から最小カバー円（Ｃ）の中心（ｃ）までの最短距離（ｄ）の１．２倍以上であり、そして
   液体の噴出粘度が２５ｍＰａ．ｓ〜１０００ｍＰａ．ｓであり、そして
   高粘度噴出法が圧電プリントヘッドを通して該液体を再循環させる工程を含み、
   ここで、形状（Ｓ）は式：
   

   

   ここで、ｒ（θ）はｒ（０）およびｒ（２ｋπ）に対して等しく、ｋ＞１である、
   により規定される形状に類似する、
   高粘度噴出法。
2. 形状（Ｓ）が最小カバー円（Ｃ）の中心（ｃ）を通る一組の対称軸を含み、一組の対称軸からの一本の対称軸が、ノズルが含まれるノズル列の方向に対して平行または垂直である、請求項１に記載の高粘度噴出法。
3. 液体が水性硬化性インクジェットインクであり、ここで、水性硬化性インクジェットインクが水性溶剤および、重合性化合物を担持された（ｃｈａｒｇｅｄ ｗｉｔｈ）ポリマーナノ粒子を含む、請求項２に記載の高粘度噴出法。
4. 重合性化合物が好適には、モノマー、オリゴマー、重合性光反応開始剤および重合性共反応開始剤よりなる群から選択される、請求項３記載の高粘度噴出法。
5. 液体が金属粒子または無機粒子を含む、請求項４記載の高粘度噴出法。
   
   

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