(57)【要約】この方法は、単位時間τ０の間に液滴形成パルスを印加することによって第一の大きさの液滴を形成するステップと、単位時間のｍ倍である第二の大きさの液滴時間τｍの間に液滴形成パルスを印加することによって第二の大きさの液滴を形成するステップと、非印刷用液滴と印刷用液滴を形成するために、対応する複数の液滴形成エネルギーパルスを形成するステップと、第二のグループのトランスデューサに送信される液滴形成エネルギーパルスのタイミングを、第一のグループのトランスデューサに送信される液滴形成エネルギーパルスに関して、遅延時間τＬだけ遅延させるステップと、を含み、第一の速度で印刷する時には、τＬがｄ×τ０と略等しく、ｄは１1/2から９1/2であり、第一の速度より遅い速度で印刷する時には、τＬがｆ×τ０倍と略等しく、ｆは１1/2から９1/2であり、ｆがｄより大きいことを特徴とする。
2013510020.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも第一と第二のグループに配置された複数のノズルから、液体の複数の連続ストリームを吐出する液滴吐出手段を使用して、液体パターンデータにしたがって印刷媒体に衝突する印刷用液滴の液体パターンを形成する方法であって、前記第一と第二のグループの前記ノズルは、前記第一のグループの１つのノズルが前記第二のグループの隣接するノズルとノズルの間に位置付けられ、前記第二のグループの１つのノズルが前記第一のグループの隣接するノズルとノズルの間に位置付けられるように、互い違いになっており、前記ノズルは一連のノズルの方向に沿って配置され、前記連続する液体ストリームの各々は、対応する複数の液滴形成エネルギーパルスが印加される、対応する複数の液滴形成トランスデューサによって、第一と第二の大きさの複数の液滴に分割され
（ａ）単位時間τ０の間に、液滴形成エネルギーパルスを印加することによって第一の大きさの液滴を形成するステップと、
（ｂ）第二の大きさの液滴時間τｍの間に、液滴形成エネルギーパルスを印加することによって第二の大きさの液滴を形成するステップであって、前記第二の大きさの液滴時間は、前記単位液滴時間のｍ倍であり、すなわち、τｍ＝ｍ×τ０であり、ｍ≧２であるようなステップと、
（ｃ）液体パターンデータにしたがって非印刷用液滴と印刷用液滴を形成するように、対応する複数の液滴形成エネルギーパルスシーケンスを形成するステップと、
（ｄ）前記第二のグループのトランスデューサに送信される液滴形成エネルギーパルスのためのタイミングを、前記第一のグループのトランスデューサに送信される液滴形成エネルギーパルスに関して、遅延時間τＬだけ遅延させるステップと、
を含み、
第一の速度で印刷する時には、τＬがｄ×τ０と略等しく、ｄは以下の数値、１1/2、２1/2、３1/2、４1/2、５1/2、６1/2、７1/2、８1/2および９1/2からなる群から選択され、第一の速度より遅い速度で印刷する時には、τＬがｆ×τ０倍と略等しく、ｆは以下の数値、１1/2、２1/2、３1/2、４1/2、５1/2、６1/2、７1/2、８1/2および９1/2からなる群から選択され、ｆはｄより大きいことを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、
第一の速度および／またはこれより遅い速度のいずれかまたは両方においてτＬに加えられるバイアス量τｂをさらに含むことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、デジタル制御式印刷装置に関し、より詳しくは、隣接ノズルの位相シフトによって「低速」での品質を改善した連続流型インクジェット印刷ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット印刷は、それが非衝撃型であり、低ノイズ特性を有し、普通紙が使用可能であり、およびトナー転写と定着が不要であることから、デジタル制御式の電子印刷における代表的技術として認識されている。インクジェット印刷機構は、使用される技術によって、ドロップオンデマンド型インクジェットまたは連続流型インクジェットのいずれかに分類することができる。
【０００３】
最初の技術、「ドロップオンデマンド型」インクジェット印刷では、インク小滴が供給され、このインク小滴は加圧アクチュエータ（熱、圧電等）の使用によって記録面の上に衝突する。一般的に実用されている多くのドロップオンデマンド技術は、熱による作動方式を利用して、インク小滴をノズルから吐出させる。ノズルに、またはその付近に位置付けられたヒータはインクを沸騰するまで加熱し、蒸気泡を発生させ、この蒸気泡がインク小滴を吐出させるのに十分な内圧力を生む。この形態のインクジェットは一般に、「サーマルインクジェット（ＴＩＪ）」と呼ばれる。他の周知のドロップオンデマンド型小滴吐出機構には、たとえば１９９３年７月６日にヴァン・リンテルに発行された特許文献１に記載されているような圧電アクチュエータ、たとえば２００３年５月１３日発行のジャロルドらの特許文献２に開示されているような熱機械アクチュエータおよび、たとえば２００２年１１月５日発行の藤井らの特許文献３に記載されているような静電アクチュエータがある。
【０００４】
第二の、一般に「連続流型」インクジェット印刷と呼ばれる技術では、圧縮インク供給源を使用して、ノズルからインクの連続ストリームを発生する。このストリームを何らかの方法で擾乱し、それを制御下で液滴に分断する。一般に、擾乱は一定の周期で加えられ、それによって液体のストリームはノズルから名目上一定の距離で実質的に均一な大きさの液滴に分断され、この距離は分裂長さと呼ばれる。充電用電極構造が、名目上一定の分裂地点に配置され、分裂の瞬間の液滴に、データに応じた量の電荷を誘導する。帯電した小滴は、固定された静電界領域を通じて方向付けられ、それによって各小滴はその電荷に比例して偏向する。分裂地点において発生された電荷レベルにより、液滴は記録媒体上の特定の位置へと移動する（印刷用液滴）か、または、回収および再循環のための脇溝へと移動する（非印刷用液滴）。
【０００５】
別のタイプの連続流型インクジェットは、ジャンメールらに発行された、“Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  ｉｎｋ−ｊｅｔ  ｐｒｉｎｔｉｎｇ  ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  ａｐｐｒａｔｕｓ”と題する特許文献４（以下、ジャンメールの特許文献４という）に記載されており、また、ジャンメールらに発行された、“Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  ｉｎｋｊｅｔ  ｐｒｉｎｔｈｅａｄ  ｗｉｔｈ  ｓｅｌｅｃｔａｂｌｅ  ｐｒｉｎｔｉｎｇ  ｖｏｌｕｍｅｓ  ｏｆ  ｉｎｋ”と題する特許文献５（以下、ジャンメールの特許文献５という）は、第一の状態において、第一の体積を有し、ある経路に沿って移動する小滴を形成し、第二の状態において、第一の体積より大きい複数の他の体積を有し、同じ経路に沿って移動する小滴を形成するように動作する小滴形成機構を備える連続流型インクジェット印刷装置を開示している。小滴偏向システムが、経路に沿って移動する小滴に力を加える。この力は、第一の体積を有する小滴が経路から分岐し、その一方で、複数の他の体積を有する、より大きな小滴はそのまま実質的にその経路に沿って移動するか、若干分岐して、印刷媒体に到達する前に脇溝の経路に沿って移動を開始するような方向にかけられる。第一の体積を有する小滴、すなわち印刷用液滴は受容印刷媒体に当たり、その一方で、複数の他の体積を有する、より大きな小滴は「非印刷用」液滴であり、脇溝または液滴捕捉手段に形成されたインク排出用通路を通じて再利用または廃棄される。
【０００６】
好ましい実施形態において、可変液滴偏向手段は、空気流またはその他の気体流である。気体流は、大きな液滴の軌道に対してより、小さな液滴の軌道に対して、より大きな影響を与える、異なる大きさの液滴を異なる軌道に従わせる、このようなタイプの印刷装置は大型または小型液滴のいずれを印刷用液滴とするかに応じて、ジャンメールの特許文献４またはジャンメールの特許文献５において開示されているような、小型液滴印刷モードと、再びジャンメールの特許文献５または、ジャンメールらに発行された“Ｐｒｉｎｔｈｅａｄ  ｈａｖｉｎｇ  ｇａｓ  ｆｌｏｗ  ｉｎｋ  ｄｒｏｐｌｅｔ  ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ  ａｎｄ  ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  ｄｉｖｅｒｇｉｎｇ  ｉｎｋ  ｄｒｏｐｌｅｔｓ”と題する特許文献６（以下、ジャンメールの特許文献６という）において開示されているような大型液滴印刷モードの２つのモードのうち少なくとも一方で動作させることができる。本明細書において以下に説明する本発明は、大型液滴または小型液滴のいずれの印刷モードも実行するための方法と装置である。
【０００７】
個別噴射刺激と異なる大きさの液滴の空気力学的偏向を組み合わせることによって、ある形態の液滴帯電と静電偏向を利用して所望の液体パターンを形成する、これまでのＣＩＪの実施形態の問題を解決するような連続液滴吐出システムが得られる。液滴パターンは、それらを利用する代わりに、入力液体パターンに依存する液滴形成パルスシーケンスを各噴射に印加して液滴体積のパターンを作り、その後、非印刷用液滴を偏向させ、捕捉することによって形成される。また別の利点として、生成される液滴は名目上帯電せず、したがって、液滴が受容媒体または捕捉用脇溝へと横断する際に、液滴同士の間に静電相互作用力が発生しない。
【０００８】
液体パターンを堆積させるこの構成には、高速、高品質パターン印刷を行う際に、いくつかの問題が残る。高速での高品質液体パターンの形成には、比較的小さな体積の、狭い間隔で分離された液滴を受容媒体に向ける必要がある。液滴パターンが、印刷ヘッドから気体流偏向領域を通じて受容媒体へと横断する際、液滴によって、隣接する液滴の周囲の気体流がパターンに依存した方法で変化する。変化された気体流により、今度は、印刷用の液滴の軌道と受容媒体上の到達位置が変化し、パターンに依存することになる。換言すれば、印刷用液滴は狭い間隔で受容媒体へと横断することによって、空気力学的相互作用が起こり、その後、液滴着弾エラーが発生する。これらのエラーは、所期の印刷液体パターンを外側方向に拡張させる効果を有するため、本明細書においては、「スプレイ(splay)」エラーと呼ぶ。
【０００９】
特許文献７（以下、ブロストの特許文献７という）は、先行技術のスプレイエラーを排除することによって、高速での連続流型インクジェット印刷の画像品質を改善する方法を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国特許第５，２２４，８４３号
【特許文献２】米国特許第６，５６１，６２７号
【特許文献３】米国特許第６，４７４，７８４号
【特許文献４】米国特許第６，５８８，８８８号
【特許文献５】米国特許第６，５７５，５６６号
【特許文献６】米国特許第６，５５４，４１０号
【特許文献７】米国特許出願公開第２００８０２３１６６９号
【特許文献８】米国特許第６，４５７，８０７  Ｂ１号
【特許文献９】米国特許第６，４９１，３６２  Ｂ１号
【特許文献１０】米国特許第６，５０５，９２１  Ｂ２号
【特許文献１１】米国特許第６，５５４，４１０  Ｂ２号
【特許文献１２】米国特許第６，７９３，３２８  Ｂ２号
【特許文献１３】米国特許第６，８２７，４２９  Ｂ２号
【特許文献１４】米国特許第６，８５１，７９６  Ｂ２号
【特許文献１５】米国特許第６，０７９，８２１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ブロストの特許文献７は、高速での印刷品質の改善には有効であるが、すべての印刷速度において印刷品質が改善されるとは限らないことがわかった。特に、低速および中速印刷では、印刷上の欠陥が依然として明らかである。本発明は、最高速度以外のすべての速度での印刷品質を改善する方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、上記の問題の１つ以上を克服することに関する。簡潔に言うなれば、本発明の１つの態様によれば、本発明は、少なくとも第一と第二のグループに配置された複数のノズルから、液体の複数の連続ストリームを吐出する液滴吐出手段を使用して、液体パターンデータにしたがって印刷媒体に衝突する印刷用液滴の液体パターンを形成する方法であり、第一と第二のグループのノズルは、第一のグループの１つのノズルが第二のグループの隣接するノズルとノズルの間に位置付けられ、第二のグループの１つのノズルが第一のグループの隣接するノズルとノズルの間に位置付けられるように、互い違いになっており、ノズルは一連のノズルの方向に沿って配置され、連続する液体ストリームの各々は、対応する複数の液滴形成エネルギーパルスが印加される、対応する複数の液滴形成トランスデューサによって、第一と第二の大きさの複数の液滴に分割されるような方法にあり、この方法は、単位時間τ０の間に、液滴形成エネルギーパルスを印加することによって第一の大きさの液滴を形成するステップと、第二の大きさの液滴時間τｍの間に、液滴形成エネルギーパルスを印加することによって第二の大きさの液滴を形成するステップであって、第二の大きさの液滴時間は、単位液滴時間のｍ倍であり、すなわち、τｍ＝ｍ×τ０であり、ｍ≧２であるようなステップと、液体パターンデータにしたがって非印刷用液滴と印刷用液滴を形成するように、対応する複数の液滴形成エネルギーパルスシーケンスを形成するステップと、第二のグループのトランスデューサに送信される液滴形成エネルギーパルスのためのタイミングを、第一のグループのトランスデューサに送信される液滴形成エネルギーパルスに関して、遅延時間τＬだけ遅延させるステップと、を含み、第一の速度で印刷する時には、τＬがｄ＊τ０と略等しく、ｄは以下の数値、１1/2、２1/2、３1/2、４1/2、５1/2、６1/2、７1/2、８1/2および９1/2からなる群から選択され、第一の速度より遅い速度で印刷する時には、τＬがｆ×τ０倍と略等しく、ｆは以下の数値、１1/2、２1/2、３1/2、４1/2、５1/2、６1/2、７1/2、８1/2および９1/2からなる群から選択され、ｆはｄより大きいことを特徴とする。
【００１３】
本発明の上記およびその他の目的、特徴および利点は、当業者にとって、以下の詳細な説明を、図面を参照しながら読めば明らかとなり、その中では本発明の例示的実施形態が示され、記述されている。
【００１４】
本発明の上記およびその他の目的、特徴および利点は、以下の説明と図面を参照すればより明らかとなり、同一の参照番号は可能なかぎり、複数の図面で共通の同一の特徴を指すために使用されている。
【００１５】
本明細書の末尾に、本発明の主題を詳しく指摘し、明確に請求する特許請求の範囲が記載されているが、本発明は以下の説明を、付属の図面を参照しながら読むことによって、よりよく理解されると考えられる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、最高速度以外のすべての印刷速度における画像品質を改善するという利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明によって構成される印刷システムの例示的実施形態の簡略的なブロック概略図である。
【図２】本発明によって構成される連続流型印刷ヘッドの例示的実施形態の概略図である。
【図３】本発明の簡略的な気体流偏向機構の概略図である。
【図４】高速印刷時の大型および小型液滴を説明するための、本発明のインク滴パターンを示す図である。
【図５】図４の液滴パターンを作るためのパルス列を示す図である。
【図６ａ】第一の低速印刷時の、先行技術によるインク滴パターンを示す図である。
【図６ｂ】印刷パターンが異なる液滴ストリームにシフトされた、第一の低速印刷時の、先行技術によるインク滴パターンを示す図である。
【図７】第一の低速時の、本発明のインク滴パターンを示す図である。
【図８】図７のインク滴パターンを作るためのパルス列を示す図である。
【図９】第二の低速時の、本発明のインク滴パターンを示す図である。
【図１０】図９のインク滴パターンを作るためのパルス列を示す図である。
【図１１】図２の別の実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
この説明は特に、本発明による装置の一部を構成する、または本発明による装置とより直接的に協働する要素に関するものである。当然のことながら、具体的に示されていない、または説明されていない要素は、当業者の間で周知のさまざまな形態をとることができる。以下の説明と図面において、同一の参照番号は、可能なかぎり、同一の要素を指すために使用されている。
【００１９】
本発明の例示的実施形態は概略的に示されており、わかりやすさを期し、正確な縮尺では描かれていない。当業者であれば、本発明の例示的実施形態の要素の具体的な大きさと相互接続が容易にわかるであろう。
【００２０】
本明細書においては、本発明の例示的実施形態として、一般的にインクジェット印刷システムで使用される印刷ヘッドまたは印刷ヘッド構成要素を提案している。しかしながら、そのほかにも、インクジェット印刷ヘッドを使用して、精密に測定し、高い空間精度で堆積させることが必要な液体（インク以外）を吐出させる数多くの用途が考案されている。したがって、本明細書においては、「液体」および「インク」という用語は、以下に説明する印刷ヘッドまたは印刷ヘッド構成要素によって吐出可能なあらゆる材料を指す。
【００２１】
図１を参照すると、連続流型インクジェットプリンタシステム２０は、スキャナまたはコンピュータ等の画像供給源２２を有し、ここからラスタ画像データ、ページ記述言語の形態のアウトライン画像データ、またはその他の形態のデジタル画像データが供給される。この画像データは、画像処理ユニット２４によってハーフトーンのビットマップ画像データに変換され、画像処理ユニット２４はまた、画像データをメモリ内に保存する。複数の液滴形成機構制御回路２６は、画像メモリからデータを読み出し、印刷ヘッド３０の１つまたはそれ以上のノズルに関連付けられた液滴形成機構２８に、時間変化する電気パルスを印加する。これらのパルスは、適当な時間に適当なノズルに印加され、それによって連続インクジェットストリームから形成される液滴により、記録媒体３２の上の、画像メモリの中のデータによって指定される適当な位置にスポットが形成される。
【００２２】
記録媒体３２は、記録媒体搬送システム３４によって印刷ヘッド３０に関して移動され、記録媒体搬送システム３４は、記録媒体搬送制御システム３６によって電子的に制御され、記録媒体搬送制御システム３６は、今度は、マイクロコントローラ３８によって制御される。図１の記録媒体搬送システムは概略図にすぎず、これ以外の多くの機械的構成を利用できる。たとえば、転写ローラを記録媒体搬送システム３４として使用して、インク滴の記録媒体３２への転写を容易にすることができる。このような転写ローラ方式は、当業界でよく知られている。ページ幅印刷ヘッドの場合、記録媒体３２を、静止した印刷ヘッドを通過するように移動させることが最も好都合である。しかしながら、走査式印刷システムの場合は、通常、印刷ヘッドを１つの軸に沿って（副走査方向）移動させ、記録媒体を相対ラスタ動作で、直交軸に沿って（主走査方向）移動させることが最も好都合である。
【００２３】
インクは、圧縮された状態でインク貯蔵手段４０に収容されている。非印刷状態では、連続インクジェット液滴ストリームは、ストリームをブロックするインク捕捉手段４２によって記録媒体３２に到達できず、このインク捕捉手段４２は、インクの一部がインクリサイクルユニット４４によってリサイクルされるようにしてもよい。インクリサイクルユニットは、インクを再生して、貯蔵手段４０に戻す。このようなインクリサイクルユニットは当業界でよく知られている。最適な動作に適したインク圧力は、たとえばノズルの形状および熱特性や、インクの熱特性等、多数の要因に依存する。一定のインク圧力は、インク圧力調整手段４６の制御の下で、インク貯蔵手段４０に圧力を加えることによって実現することができる。
【００２４】
インクは、インク供給路４７を通じて印刷ヘッド３０に分配される。インクは、好ましくは、印刷ヘッドのシリコン基板の中にその前面までエッチングにより形成されたスロットまたは穴を通じて流れ、この前面に、複数のノズルと液滴形成機構、たとえばヒータが設置される。印刷ヘッド３０がシリコンで製作されている場合、液滴機構制御回２６は印刷ヘッドと一体にすることができる。印刷ヘッド３０はまた、偏向機構（図１には示さず）を有し、これについては、図２と図３を参照しながら以下により詳しく説明する。
【００２５】
図２を参照すると、連続液流型印刷ヘッド３０の概略図が示されている。印刷ヘッド３０の噴射モジュール４８は、ノズル板４９に形成された一連の、または複数のノズル５０を有する。図２において、ノズル板４９は、噴射モジュール４８に固定されている。しかしながら、それが好ましければ、ノズル板４９を噴射モジュール４８と一体に形成することができる。
【００２６】
液体、たとえばインクは、圧縮されて一連の各ノズル５０から吐出され、液体の糸状部５２を形成する。図２において、一連の、または複数のノズルは図に入り、図から出る方向に延びており、好ましくは、一連のノズルは直線的な一連のノズルである。
【００２７】
噴射モジュール４８は、各ノズルから第一の大きさの液滴と第二の大きさの液滴を形成するように動作可能である。これを実現するために、噴射モジュール４８は、液滴刺激または液滴形成装置またはトランスデューサ２８、たとえばヒータ、圧電トランスデューサ、ＥＨＤトランスデューサおよびＭＥＭＳアクチュエータを有し、これらは、選択的に作動されると、液体、たとえばインクの糸状部５２を擾乱し、その結果、各糸状部の一部が糸状部から分裂して、融合し、液滴５４、５６を形成する。
【００２８】
図２において、液滴形成装置２８は、ノズル板４９の、ノズル５０の片側または両側に配置されたヒータ５１である。このタイプの液滴形成は周知であり、たとえば、２００２年１０月１日にホーキンズらに発行された特許文献８、２００２年１２月１０日にジャンメールに発行された特許文献９、２００３年１月１４日にシュワレックらに発行された特許文献１０、２００３年４月２９日にジャンメールらに発行された特許文献１１、２００３年６月１０日にジャンメールらに発行された特許文献５、２００３年７月８日にジャンメールらに発行された特許文献４、２００４年９月２１日にジャンメールに発行された特許文献１２、２００４年１２月７日にジャンメールらに発行された特許文献１３、２００５年２月８日にジャンメールらに発行された特許文献１４に記載されている。
【００２９】
一般に、１つの液滴形成装置２８は一連のノズルの中の各ノズル５０に関連付けられる。しかしながら、液滴形成装置２８は、一連のノズルの中のノズル５０のグループまたはノズル５０のすべてに関連付けることもできる。
【００３０】
印刷ヘッド３０の動作時に、液滴５４、５６は一般に、複数の大きさ、たとえば大型液滴５６の形態の第一の大きさと、小型液滴５４の第二の大きさで生成される。大型液滴５６の質量と小型液滴５４の質量の比率は一般に、約２から１０の間の整数倍である。液滴５４、５６を含む液滴ストリーム５８は、液滴経路すなわち軌道５７に従う。
【００３１】
印刷ヘッド３０はまた、気体流偏向機構６０を備え、これは気体流６２、たとえば空気流を、液滴軌道５７の一部を通るように方向付ける。液滴軌道のこの部分を、偏向領域６４と呼ぶ。気体流６２が偏向領域６４の中で液滴５４、５６と相互作用すると、液滴の軌道が変化する。液滴軌道は、偏向領域６４から出る際、偏向されていない液滴軌道５７に関して、偏向角度と呼ばれる角度で延びていく。
【００３２】
小型液滴５４は気体流によって、大型液滴５６より大きな影響を受けるため、小型液滴軌道６６は大型液滴軌道６８から分岐する。すなわち、小型液滴５４の偏向角度は大型液滴５６の場合より大きい。気体流６２によって十分な液滴偏向が発生し、したがって、小型および大型液滴軌道が十分に分岐するため、捕捉手段４２（図１に示される）を配置する位置を、小型液滴軌道６６を妨害して、この軌道に従う液滴が捕捉手段４２によって回収され、その一方で他の軌道に従う液滴が捕捉手段を迂回して、記録媒体３２（図１に示す）に衝突するような位置とすることができる。
【００３３】
捕捉手段４２が小型液滴軌道６６を妨害するように位置付けられていると、大型液滴５６は、十分に偏向されて捕捉手段４２との接触を回避し、印刷媒体に当たる。捕捉手段４２が小型液滴軌道６６を妨害するように位置付けられていれば、大型液滴５６が印刷用の液滴となり、これを大型液滴印刷モードと呼ぶ。
【００３４】
図３を参照すると、噴射モジュール４８は一連の、または複数のノズル５０を含む。供給路４７を通じて供給される液体、たとえばインクは、圧縮されて一連の各ノズル５０から吐出され、液体の糸状部５２を形成する。図３において、一連の、または複数のノズル５０は、図の中に入り、図から出る方向に延びている。
【００３５】
噴射モジュール４８に関連付けられる液滴刺激または液滴形成装置２８（図１と図２に示す）は、選択的に作動されると、液体の糸状部５２を擾乱し、それによって糸状部の一部が糸状部から分裂し、液滴を形成する。このようにして、液滴は選択的に、大型液滴と、記録媒体３２に向かって移動する小型液滴の形態で生成される。
【００３６】
気体流偏向機構６０の陽圧気体流構造６１は、液滴軌道５７の第一の側に配置される。陽圧気体流構造６１は、下側壁７４と上側壁７６を有する第一の気体流ダクト７２を有する。気体流ダクト７２は、陽圧供給源９２から供給される気体流６２を、液体の糸状部５２に関して約４５°の下方角度θで、液滴偏向領域６４（図２にも示される）に向かわせる。任意で設けられる密閉材８４（複数の場合もある）により、噴射モジュール４８と気体流ダクト７２の上側壁７６の間が空気密閉される。
【００３７】
気体流ダクト７２の上側壁７６は、液滴偏向領域６４（図２にも示される）まで延びている必要はない。図３において、上側壁７６は噴射モジュール４８の壁９６で終わっている。噴射モジュール４８の壁９６は、液滴偏向領域６４で終わる上側壁７６の一部となる。
【００３８】
気体流偏向機構６０の負圧気体流構造６３は、液滴軌道５７の第二の側に配置される。負圧気体流構造は、捕捉手段４２と上側壁８２の間に配置された第二の気体流ダクト７８を有し、これは、偏向領域６４からの気体流を排出する。第二のダクト７８は負圧供給源９４に接続され、負圧供給源９４は、第二のダクト７８を流れるガスを排出しやすくするために使用される。任意で設けられる密閉材８０（複数の場合もある）により、噴射モジュール４８と上壁８２の間が空気密閉される。
【００３９】
図３に示されるように、気体流偏向機構６０は陽圧供給源９２と負圧供給源９４を含む。しかしながら、所期の具体的用途に応じて、気体流偏向機構６０には、陽圧供給源９２と負圧供給源９４の一方しか設けなくてもよい。
【００４０】
第一の気体流ダクト７２により供給される気体は、液滴偏向領域６４へと方向付けられ、ここで、この気体により、大型液滴５６は大型液滴軌道６８に従い、小型液滴５４は小型液滴軌道６６に従う。図３に示すように、小型液滴軌道６６は、捕捉手段４２の前面９０によって遮断される。小型液滴５４は面９０と接触し、面９０を下方に流れ、捕捉手段４２と板８８の間に配置された、または形成された液体回帰ダクト８６の中に流れる。回収された液体はリサイクルされてインク貯蔵手段４０（図１に示す）へと回帰され、再使用されるか、廃棄される。大型液滴５６は捕捉手段４２を迂回し、記録媒体３２へと移動する。あるいは、捕捉手段４２は、大型液滴軌道６８を遮断するように位置付けることができる。すると、大型液滴５６は捕捉手段４２と接触し、捕捉手段４２の中に配置された、または形成された液体回帰ダクトの中に流れる。回収された液体は、リサイクルされて再利用されるか、廃棄される。小型液滴５４は捕捉手段４２を迂回し、記録媒体３２へと移動する。
【００４１】
あるいは、偏向は、非対称ヒータ５１を使用して、液体の糸状部５２に非対称に熱を加えることによって実現できる。そのために使用された場合、非対称ヒータ５１は一般に、偏向機構のほかに液滴形成機構としても機能する。このタイプの液滴形成と偏向は、たとえば２００６年６月２７日にシュワレックらに発行された特許文献１５に記載されており、知られている。
【００４２】
図３に示されるように、捕捉手段４２は、一般に「コアンダ」キャッチャ(Coanda catcher)として知られるタイプの捕捉手段である。しかしながら、図１に示される「ナイフエッジ」キャッチャと図３に示される「コアンダ」キャッチャは互換的であり、同等の機能を果たす。あるいは、捕捉手段４２はどのような好適な設計であってもよく、たとえば、これらに限定されないが、多孔質面捕捉手段、限定エッジ捕捉手段、または上記のいずれかのものの組み合わせがある。
【００４３】
ブロストの特許文献７によれば、一連のノズルのための液滴生成工程を、隣接するノズルの液滴形成エネルギーパルスの間にタイミングシフトまたは位相遅延が発生するように変更することによって、特定の印刷上の欠陥を排除し、または大幅に減少させることができる。これは図４において説明されており、同図は、一連のノズルによって生成された液滴ストリーム１００の一部を示している。液滴の各列は、その一連のノズルの中の１つのノズルからの液体ストリーム流から分離された液滴のストリームに対応する。液滴のストリームには、１００ｊから１００ｊ＋５の番号が付けられている。前述のように、あるノズルに関連付けられた液滴形成装置は、各ノズルから第一の大きさの液滴と第二の大きさの液滴を形成するように動作可能である。この図においては、液滴８４が第一の大きさの液滴であり、液滴８７が第二の大きさの液滴である。液滴８７の体積または質量は液滴８４の約３倍である。この図では液滴の体積比は３倍として示されているが、一般に、第二の大きさの液滴の体積は第一の大きさの液滴の体積の約ｍ倍であり、ｍは２またはそれより大きい整数である。
【００４４】
第一と第二の大きさの液滴は、ノズルから流れる液滴に印加される液滴形成エネルギーパルスの間の時間を変化させることによって形成される。１つの液滴形成エネルギーパルスから直前のパルスまでの時間がτ０であると、第一の大きさの液滴が作られる。時間τ０は、本明細書では単位時間と呼び、図５に示されており、図４に示される単位空間周期λ０に対応する。空間領域での単位空間周期は、小型液滴間の空間距離である。１つの液滴形成エネルギーパルスから直前のパルスまでの時間がτｍ、すなわちτｍ＝ｍ×τ０であると、第二の大きさの液滴が作られる。
【００４５】
図４は、それぞれの液体ストリーム（図示されず、図の左外にある）から分離した一連の液滴の一部を示している。液滴は、左から右に移動する。液滴の各列は、一連のノズルの中の対応するノズルから流れる液体のストリームから、そのノズルに関連付けられた液滴形成装置によって印加されたエネルギーパルスに応答して形成される。一連の液滴のこの部分は、図３からわかるような、それらが個々の液体のストリーム５２から分離した地点と非印刷用液滴が捕捉手段９０に当たる地点の間の部分に対応する。図４の図は、図３の左から一連の液滴を見たものである。（図４では捕捉手段９０と空気ダクトの壁７４と８２を示さず、液滴が見えるようにしている。）液滴８４は第一の大きさの液滴である。液滴８７は第二の大きさの液滴である。第二の大きさの液滴の液滴体積は、第一の大きさの液滴の体積の約ｍ倍であり、ｍは整数であり、ｍは２または２より大きい。図の実施形態ではｍは３であり、液滴８７の体積は液滴８４の３倍である。連続する第一の大きさの液滴８４は、距離λ０、すなわち単位空間周期だけ分離されている。連続する第二の大きさの液滴８７は距離λｍだけ分離されている。距離λｍは距離λ０のｍ倍であり、この図では、λｍはλ０の３倍である。ブロストの特許文献７は、隣接するノズルの液滴の間に、これらが印刷媒体に向かって飛翔しているときに、距離ｒ１の空間シフトを導入することによって、スプレイが大幅に減少することを開示している。その中で開示されているシフト距離ｒ１はλｍの半分と等しい。λｍがλ０の３倍に等しい図の実施形態の場合、空間シフト距離ｒ１はλ０の１1/2倍に等しい。（第一の大きさの液滴８４はすべて、列１００ｊ＋５の中の液滴と列１００ｊ＋４の中の液滴の間の空間シフト距離であるλ０の１／２と同じに見えるため、第二の大きさの液滴に関するシフトは実際にはλ０の１1/2倍であるが、見かけ上のシフトはλ０の１／２のみである。）
【００４６】
図５は、図４に示される一連の液滴を生成したノズルに関連付けられた液滴形成装置に印加される液滴形成パルスを示す。パルス列６００の各々は、図４の中の液滴の対応する列の液滴を形成した液滴形成装置に関連付けられる。液滴形成装置に印加されるパルス６１０の各々によって、その液滴形成装置に関連付けられた液体のストリームから液滴が形成される。パルス６１０が直前のパルスから時間τ０だけ遅れると、そのパルスは第一の大きさの液滴を生成する。パルス６１０が直前のパルスから、τ０のｍ倍に等しい時間τｍだけ遅れると、そのパルスは第二の大きさの液滴を生成し、これが一般に印刷用液滴として使用される。
【００４７】
隣接するノズルの液滴に空間シフトを発生させるために、隣接するノズルの液滴形成パルス列に位相シフトを導入する。たとえば、６００ｊ＋１のパルス列はパルス列６００ｊに関して、τＬの位相シフトだけ遅延されている。同様にして、６００ｊ＋奇数のパルス列はすべて、６００ｊ＋偶数のパルス列に関して、パルスシフトτＬだけ遅延される。ブロストの教示のように、位相シフトτＬは約１／２τｍである。
【００４８】
この方法はスプレイの減少に有効であるが、高速印刷時には印刷品質は十分であるものの、低速では印刷品質が劣化することがわかった。大量印刷は高速印刷で実行されるが、低速印刷は印刷動作の調整のために頻繁に使用される。すると、低速での品質劣化は、印刷システム調整能力に悪影響を与える。本発明は、この問題を克服する。
【００４９】
本発明を理解するために、高速印刷と低速印刷の違いを理解するべきである。図４を参照すると、高速印刷時の印刷用および捕捉用液滴のパターンが示されており、この高速印刷では、連続する画素を印刷するために作られる液滴と液滴の間の時間τiは、印刷用液滴を作るのに必要な液滴形成パルスの間の時間τｍと等しい。
【００５０】
先行技術による低速印刷に対応する図６ａと図６ｂを考えると、この印刷速度では、連続する画素を印刷するための液滴と液滴の間の時間τｉは、印刷用液滴を作るための液滴形成パルスの間のτｍより大きい。所望の画素に着地するように印刷用液滴を適正に離間させるためには、連続する画素の液滴と液滴の間に非印刷用（捕捉用）液滴８５を挿入する必要がある。さらに低速での印刷する場合、連続する画素の印刷用液滴の間には、さらに多くの非印刷用（捕捉用）液滴８５が挿入される。連続する画素のための印刷用液滴の間に捕捉用液滴があることによって、印刷用液滴の間の空気流が変化する。ブロストの方法で低速印刷する場合、画素３つ分の幅のマークのうち外側の液滴にかかる空気抵抗により、これらの液滴は、図６ａと図６ｂにおいて矢印により示されるように、中央の液滴より先にあれば分岐し、中央の液滴の後にあれば収束する。
【００５１】
本発明に関して、図８と図１０は、図７と図９に示される液滴パターンを生成するために使用される、対応するパルス列の図である。図８と図１０を参照すると、連続する画素の液滴を作る間の時間τｉは、印刷用液滴τｍを作るための液滴形成パルスの間の時間τｍより大きい。時間τｉは単位時間τ０の数で測定され、τｉ＝ａ×τ０であり、ａは整数である。最高速度時には、ａはｍと等しく、低速印刷時には、ａはｍより大きい。低速印刷時のブロストの欠点を克服するために、本発明では異なる遅延時間τＬを用いる。
【００５２】
一定のτＬを使用するのではなく、τＬは印刷速度に応じて動的に変化し、それによってτｉがτｍより大きいときにτＬが約τｉ／２となる（ａはｍより大きい）ことがわかった。τＬを２つのグループのノズルについて約τｉ／２に保持すると、τＬの数値は、隣接するノズルの第二の大きさの液滴の間の距離を最大にするための一般的なガイドラインとなる。画像品質、印刷作業性、システム制約等のその他の要素を使用して、ウェブ速度の関数としてτＬを制限、制約または最適化してもよい。
【００５３】
たとえば、
１）τＬを約τｉ／２とすることは、ブロストの方法によって見られる空気の動的抵抗を回避するのに役立ち、その一方で、数値τＬを整数の１／２に制約することは、隣接する液滴の周囲の空気流を安定化させる上で役立ち、クロストークを減少させることができる。
２）ａ＞２０というごく低速においては、遅延時間τＬを９1/2×τ０±バイアス量τｂを超えるように増大させても、すなわちτＬ＜１０×τ０としても、それ以上利益は得られないことがわかった。
【００５４】
これらのガイドラインを使用すると、τＬはτ０の１1/2倍、２1/2倍、３1/2倍、４1/2倍、５1/2倍、６1/2倍、７1/2倍、８1/2倍、９1/2倍のうちの１つと略等しくてもよい。多くの異なるステップにわたってτＬを動的に調整する方法の代替として、より低速印刷用のτＬのカスタムテーブル（上文のリストの中の１つまたは複数の数値）を作成する方法がある。印刷品質は、τＬが数学的に等式、τｍ／２＜τＬ≦τｉに適合するかぎり、より低速での印刷にもう１つτＬを追加しても改善されるであろう。
【００５５】
さらに、遅延を整数の１／２の数値からバイアス量τｂだけ若干異なるようにシフトさせることも選択でき、τｂは、０．０５×τ０より大きく、０．５×τ０より小さい。
【００５６】
数学的に、τｍ／２≦τＬ≦τｉとなる。液滴分離を最大にする場合、数学的にτＬは次のように表すことができる。
τＬ＝（ＩＮＴ（ａ／２）＋１／２）×τ０±τｂ    ・・・・  （式１）
【００５７】
本発明を、ノズル５０のグループが２つの場合に関して説明したが、図２のノズルにはｎ個のノズルグループがあってもよく、ｎは１より大きく、１０より小さい。この場合、ノズル５０の隣接する各グループの時間遅延はτＬであり、近似値τＬ＝ｇ×（ＩＮＴ（ａ／ｎ）＋1／ｎ）×τ０＋τｂであり、ｇは関心対象の特定のグループを表す整数であり（第一のグループをゼロとして始まる）、τｂは任意である。ノズルのグループが２つである場合と同じ一般的ガイドラインはまた、ｎ個のノズルグループにも適用される。
【００５８】
さらにまた、本発明のインク液滴パターンは、各々異なる３つのインクの大きさがあってもよい。図１１を参照すると、液滴ストリーム５８の中に第三の大きさのインク滴５５があり、これは液滴５４より大きいが、液滴５６より小さい。この場合、第三の大きさの（液滴の中間の大きさ）の液滴５５の液滴軌道６７は、小型液滴軌道６６と大型液滴軌道６８の間にある。小型液滴５４と大型液滴５６の場合と同様に、気体流６２によって、第三の大きさの液滴は液滴軌道５７に関して偏向角度を有する。第三の液滴の大きさの時間はτｑ＝ｄ×τ０であり、ｄは１より大きく、ｍより小さく、ｍは３より大きいか、３と等しい。第三の大きさの液滴はまた、受容媒体３２に衝突する。
【００５９】
上記の説明によれば、遅延時間は印刷速度の関数として変化される。見かけ上の速度が過渡的な印刷速度より速く、また遅く変化することに応答した２つの遅延時間の前後の変動をなるべく小さくするためには、印刷媒体速度の測定値をフィルタ処理することが有益である。フィルタ処理は、測定された速度の読取値をクリップして、高速閾値の量を超える測定速度読取値が閾値と置き換えられるようにすることであってもよい。同様に、低速閾値より低い測定速度読取値は、低速閾値と置き換えられる。フィルタ処理はまた、速度測定値をクリップするステップの後に複数地点移動平均を使用して、見かけ上の速度変動を縮小させることであってもよい。このようなフィルタ処理ステップは一般に、ソフトウェアまたは、フィールドプログラマブルゲートアレイのファームウェアで行われる。このフィルタ処理が有益であることがわかっているものの、他のフィルタ処理方法もまた使用可能であると予測される。
【００６０】
本発明は、特に特定の好ましいその実施形態に関して詳細に説明したが、本発明の原理と範囲の中で、変更や改良を加えることができると理解されるであろう。
【符号の説明】
【００６１】
２０  連続流型インクジェットプリンタシステム、２２  画像供給源、２４  画像処理ユニット、２６  機構制御回路、２８  液滴形成機構、３０  印刷ヘッド、３２  記録媒体、３４  記録媒体搬送システム、３６  記録媒体搬送制御システム、３８  マイクロコントローラ、４０  貯蔵手段、４２  捕捉手段、４４  リサイクルユニット、４６  圧力調整手段、４７  供給路、４８  噴射モジュール、４９  ノズル板、５０  複数のノズル、５１  ヒータ、５２  液体、５４−５６  液滴、５７  軌道、５８  液滴ストリーム、６０  気体流偏向機構、６１  陽圧気体流構造、６２  気体流、６３  負圧気体流構造、６４  偏向領域、６６  小型液滴軌道、６７  中間軌道、６８  大型液滴軌道、７２  第一の気体流ダクト、７４  下側壁、７６  上側壁、７８  第二の気体流ダクト、８０  任意の密閉材、８２  上側壁、８４，８５  （捕捉用）液滴、８６  液滴回帰ダクト、８７  液滴、８８  板、９０  前面、９２  陽圧供給源、９４  負圧供給源、９６  壁、１００  液滴ストリーム、６００  パルス列、６１０  パルス。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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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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【国際調査報告】
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