(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-10-07
(54)【発明の名称】液滴吐出デバイスのノズル配置
(51)【国際特許分類】
B41J 2/14 20060101AFI20220930BHJP
B41J 2/01 20060101ALI20220930BHJP
【ＦＩ】
B41J2/14 501
B41J2/14 607
B41J2/01 203
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2021575032
(86)(22)【出願日】2020-07-31
(85)【翻訳文提出日】2021-12-16
(86)【国際出願番号】 GB2020051840
(87)【国際公開番号】W WO2021023975
(87)【国際公開日】2021-02-11
(31)【優先権主張番号】1911217.6
(32)【優先日】2019-08-06
(33)【優先権主張国・地域又は機関】GB
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】516154934
【氏名又は名称】ザール テクノロジー リミテッド
【氏名又は名称原語表記】ＸＡＡＲ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＬＩＭＩＴＥＤ
(74)【代理人】
【識別番号】100116850
【弁理士】
【氏名又は名称】廣瀬 隆行
(74)【代理人】
【識別番号】100165847
【弁理士】
【氏名又は名称】関 大祐
(72)【発明者】
【氏名】クルス ウリベ トニー
(72)【発明者】
【氏名】クバン ルカシュ
(72)【発明者】
【氏名】ボルトリック ピーター
【テーマコード（参考）】
2C056
2C057
【Ｆターム（参考）】
2C056EA07
2C056EC08
2C056EC37
2C056EC72
2C056HA22
2C056KB16
2C057AF30
2C057AG11
2C057AG16
2C057AG29
2C057AK07
2C057AM15
2C057AM19
(57)【要約】
液滴吐出ヘッド用のノズルプレートであって、前記ノズルプレートは、液滴を堆積媒体上に堆積させるように配置されるノズルの第一の列を備え、
前記ノズルの第一列は列方向に延在し、二つ以上のノズルクラスターを備え、各ノズルクラスターは前記列方向に沿ってクラスター長ｃで配置され、前記列方向に垂直なクラスター奥行き方向に沿ってクラスター奥行きｄで延在し、
各ノズルクラスターは複数のノズルを備え、そのうちの各ノズルクラスター内の一つまたは複数のノズルは前記クラスター長ｃを画成し、各ノズルクラスター内の二つ以上のノズルは前記クラスター奥行きｄを画成し、
各ノズルクラスターは、前記列方向に沿って隣接するノズルクラスターからクラスター間隔ａ離間され、その結果、強制空気が制御された方法で前記ノズルの列を通過するための空気流路が創出され、
前記第一の列が列方向上へ横方向に投影される場合、隣接するノズルクラスターの間の移行領域は、第一のクラスターの二つ以上のノズルおよび第二のクラスターの二つ以上のノズルからなり、前記第二のクラスターは前記第一のクラスターに隣接し、前記移行領域内の前記ノズルは投影されたノズル間隔で互いに等距離に離間されている、ノズルプレート。
【選択図】図３Ｂ
前記ノズルの第一列は列方向に延在し、二つ以上のノズルクラスターを備え、各ノズルクラスターは前記列方向に沿ってクラスター長ｃで配置され、前記列方向に垂直なクラスター奥行き方向に沿ってクラスター奥行きｄで延在し、
各ノズルクラスターは複数のノズルを備え、そのうちの各ノズルクラスター内の一つまたは複数のノズルは前記クラスター長ｃを画成し、各ノズルクラスター内の二つ以上のノズルは前記クラスター奥行きｄを画成し、
各ノズルクラスターは、前記列方向に沿って隣接するノズルクラスターからクラスター間隔ａ離間され、その結果、強制空気が制御された方法で前記ノズルの列を通過するための空気流路が創出され、
前記第一の列が列方向上へ横方向に投影される場合、隣接するノズルクラスターの間の移行領域は、第一のクラスターの二つ以上のノズルおよび第二のクラスターの二つ以上のノズルからなり、前記第二のクラスターは前記第一のクラスターに隣接し、前記移行領域内の前記ノズルは投影されたノズル間隔で互いに等距離に離間されている、ノズルプレート。
【選択図】図３Ｂ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
液滴吐出ヘッド用のノズルプレートであって、前記ノズルプレートは、液滴を堆積媒体上に堆積させるように配置されるノズルの第一の列を備え、前記ノズルの第一列は列方向に延在し、二つ以上のノズルクラスターを備え、各ノズルクラスターは前記列方向に沿ってクラスター長ｃで配置され、前記列方向に垂直なクラスター奥行き方向に沿ってクラスター奥行きｄで延在し、
各ノズルクラスターは複数のノズルを備え、そのうちの各ノズルクラスター内の一つまたは複数のノズルは前記クラスター長ｃを画成し、各ノズルクラスター内の二つ以上のノズルは前記クラスター奥行きｄを画成し、
各ノズルクラスターは、前記列方向に沿って隣接するノズルクラスターからクラスター間隔ａ離間され、その結果、強制空気が制御された方法で前記ノズルの列を通過するための空気流路が創出され、
前記第一の列が列方向上へ横方向に投影される場合、隣接するノズルクラスターの間の移行領域は、第一のクラスターの二つ以上のノズルおよび第二のクラスターの二つ以上のノズルからなり、前記第二のクラスターは前記第一のクラスターに隣接し、前記移行領域内の前記ノズルは投影されたノズル間隔で互いに等距離に離間されている、ノズルプレート。
【請求項2】
前記ノズルの第一列は、それぞれの副列の方向に互いに並んで延在する第一および第二の副列からなる副列の第一のセットを備え、前記第一および第二の副列は前記列方向に平行に延在し、前記第一および第二の副列は、前記列方向に垂直な前記横方向に第一の副列間隔ｂ離間し、
前記第一および第二の副列の各々は、前記一つまたは複数のノズルクラスターを備え、
副列内の各ノズルクラスターは、隣接するノズルクラスターから前記クラスター間隔ａ離間し、
前記移行領域内に設けられる前記第一のクラスターの二つ以上のノズルおよび前記第二のクラスターの二つ以上のノズルは、それぞれ前記第一および第二の副列内に設けられる、請求項１に記載のノズルプレート。
【請求項3】
前記クラスター奥行きｄは、千鳥オフセット距離ｓｄと同一である、請求項２に記載のノズルプレート。
【請求項4】
前記副列の第一のセットは、第三の副列をさらに備え、前記第一、第二、および第三の副列のそれぞれの一つまたは複数のノズルクラスターは、前記第一の副列と前記第二の副列との間の第一の副列間隔、および前記第一の副列と前記第三の副列との間の第二の副列間隔を画成する、請求項２または請求項３に記載のノズルプレート。
【請求項5】
第二の列方向に延在するノズルの第二の列をさらに備え、前記第二の列方向は第一の列方向に平行であり、前記ノズルの第二の列は、それぞれの副列の方向に互いに並んで延在する第一および第二の副列を備える副列の第二のセットを備え、前記副列の第二のセットの前記第一および第二の副列は、前記第二の列方向に平行に延在し、
前記副列の第二のセットの前記第一および第二の副列は、前記第二の列方向に垂直な横方向に第三の副列間隔ｂだけ離間され、
副列の前記第二のセットの前記第一および第二の副列のそれぞれは、一つまたは複数のノズルクラスターを備え、各ノズルクラスターは、前記それぞれの副列方向に沿ってクラスター長ｃで延在する複数のノズルを備え、前記副列の第二のセットの副列内の各ノズルクラスターは、隣接するノズルクラスターからクラスター間隔ａ離間され、
前記副列の第二のセットの前記第一および第二の副列の隣接するノズルクラスター間の第二の移行領域は、前記副列の第二のセットの前記第一の副列の二つ以上のノズルおよび前記第二の副列の二つ以上のノズルを備え、前記第二の移行領域内の前記ノズルは、第二の投影されたノズル間隔で互いに等間隔に離間され、前記副列の第二のセットの前記第一および第二の副列の各投影されたノズルクラスターは、隣接する投影されたノズルクラスターから前記第二の投影されたノズル間隔で離間されている、請求項２～４のいずれか一項に記載のノズルプレート。
【請求項6】
列方向上に横方向に投影される場合、前記第一および第二の移行領域の重なり合う領域では、前記連続する投影されたノズルは、第三の投影されたノズル間隔で互いに等距離に離間され、前記第三の投影されたノズル間隔は、前記第一の投影されたノズル間隔よりも小さい、請求項５に記載のノズルプレート。
【請求項7】
前記副列の第一のセットの前記第一の副列の一つまたは複数のノズルクラスターは、前記副列の第一のセットの前記第二の副列の一つまたは複数のノズルクラスターのクラスター長とは異なるクラスター長を有する、請求項２～６のいずれか一項に記載のノズルプレート。
【請求項8】
前記副列のうちの一つは、ノズルクラスターの第一および第二のサブセットを備え、前記ノズルクラスターの第一のサブセットの前記クラスター長は、前記ノズルクラスターの第二のサブセットの前記クラスター長とは異なる、請求項２～７のいずれか一項に記載のノズルプレート。
【請求項9】
前記第一の副列間隔ｂは、１５０μｍ超かつ９００μｍ未満である、請求項１～８のいずれか一項に記載のノズルプレート。
【請求項10】
各クラスターは、最大で、４～１０個のノズルを備える、請求項１～９のいずれか一項に記載のノズルプレート。
【請求項11】
各ノズルクラスターは、前記列方向に沿って隣接するノズルクラスターから、ノズルクラスターの隣接するノズル間のノズル間隔ｎｓよりも大きいクラスター間隔ａ離間されている、請求項１に記載のノズルプレート。
【請求項12】
前記第一の列の各投影されたノズルクラスターは、隣接する投影されたノズルクラスターから投影されたノズル間隔で離間される、請求項１１に記載のノズルプレート。
【請求項13】
前記複数のノズルクラスターのうちの一つまたは複数は、実質的に前記列方向に沿って延在するノズルの二つ以上のサブクラスターを備え、前記サブクラスターは、ノズルのマトリックスを形成するように互いに平行に配置され、各ノズルクラスターは、前記列方向および前記列方向に垂直な方向に沿って隣接するノズルクラスターと重なり合うように配置される、請求項１１または１２に記載のノズルプレート。
【請求項14】
前記ノズルクラスターは、平行四辺形、台形、または三角形の形状のうちの一つまたは複数で配置される、請求項１１～１３のいずれか一項に記載のノズルプレート。
【請求項15】
前記列方向に沿って互いに隣接するノズルクラスターは、前記クラスターの奥行き方向に互いにオフセットされる、請求項１～１４のいずれか一項に記載のノズルプレート。
【請求項16】
前記クラスター長ｃは、８００μｍ以下である、請求項１～１５のいずれか一項に記載のノズルプレート。
【請求項17】
各クラスターは、最大１０個のノズルを備える、請求項１～１６のいずれか一項に記載のノズルプレート。
【請求項18】
請求項１～１７のいずれか一項に記載の前記ノズルプレートを備える、液滴吐出デバイス。
【請求項19】
前記ノズルの第一の列は、対応する圧力チャンバーの第一の列と流体連通して配置され、前記圧力チャンバーの第一の列の前記圧力チャンバーは、前記列の方向に平行でない方向に伸長し、並んで延在し、それぞれは隣接する圧力チャンバーと少なくとも部分的に重なり合い、前記ノズルはそれぞれの圧力チャンバーの細長い側壁に配置され、前記側壁は前記ノズルプレートによって形成され、前記ノズルの少なくとも一つのグループは、伸長方向に圧力チャンバーに対して中心から外れて配置され、前記圧力チャンバーの第一の列の前記ノズル位置は、前記第一の列の前記ノズルクラスター、および強制ガスがノズルの前記第一の列を通過するための前記空気流路を画成する、請求項１８に記載の液滴吐出デバイス。
【請求項20】
前記第一列の一つのクラスターの前記ノズルは、前記圧力チャンバーの前記中心から伸長方向に第一の距離に配置され、前記列方向に沿って前記隣接するクラスターの前記ノズルは、前記圧力チャンバーの前記中心から伸長方向に第二の距離に配置される、その結果、前記第一のクラスターは、前記列方向に沿って前記隣接するクラスターから前記クラスター間隔ａａ離間されて前記空気流路を創出する、請求項１９に記載の液滴吐出デバイス。
【請求項21】
前記第一の距離および前記第二の距離は、前記第一と第二の副列を画成し、前記ノズルの第一の列は、それぞれの副列方向に互いに並んで延在する第一および第二の副列からなる副列の前記第一のセットを備え、前記第一および第二の副列は前記列方向に平行に延在し、前記第一と第二の副列は、前記列方向に垂直な前記横方向に前記第一の副列間隔ｂ離間し、
前記第一および第二の距離は、前記副列間隔ｂを画成する、請求項２０に記載の液滴吐出デバイス。
【請求項22】
前記ノズルの第一の列は、圧力チャンバーの対応する第一の列と流体連通して配置され、前記圧力チャンバーの第一の列の前記圧力チャンバーは、前記列の方向に平行でない方向に細長く、並んで延在し、前記ノズルは、それぞれの圧力チャンバーの細長い側壁において、伸長方向に関して中央に配置され、前記圧力チャンバーは、ノズルクラスター、および強制ガスがノズルの前記第一の列を通過するための空気流路を画成するように配置される、請求項１８に記載の液滴吐出デバイス。
【請求項23】
前記第一の列の前記ノズルクラスターの一つまたは複数のノズルからそれぞれのピクセルラインに一つまたは複数の液滴を堆積させることをさらに含み、前記第一の列の各ノズルは、前記ピクセルラインのそれぞれのピクセルに対応する、請求項１８～２２のいずれか一項に記載の液滴吐出デバイスを用いて液滴を堆積させる方法。
【請求項24】
前記第一の列は、第一の副列および第二の副列を備え、それぞれは列方向に延在し、互いに平行であり、前記第一の副列はノズルクラスターの第一のグループを備え、前記第二の副列はノズルクラスターの第二のグループを備え、前記方法は、ノズルクラスターの前記第一グループの前記ノズルから液滴を前記ピクセルラインに時間ｔ１で堆積させることと、続いて、前記ノズルクラスターの第二のグループの前記ノズルから液滴を前記ピクセルラインに時間ｔ２で堆積させることと、をさらに含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項25】
前記ノズルクラスターのうちの一つまたは複数は、複数のサブクラスターを備え、前記サブクラスターは、一般的に前記第一の列方向に沿って、互いに平行に延在し、前記方法は、第一のサブクラスターの前記ノズルから液滴を前記ピクセルラインに時間ｔ１で堆積させることと、続いて、第二のサブクラスターの前記ノズルから液滴を前記ピクセルラインに時間ｔ２で堆積させることと、をさらに含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項26】
前記ピクセルラインの画像データを受信することと、メディアエンコーダー信号を受信することと、
前記画像データおよび前記メディアエンコーダー信号に基づいて、駆動データを決定することであって、前記駆動データは、前記ノズルクラスターのうちの一つまたは複数内の一つまたは複数のノズルを作動させて、一つまたは複数の液滴を前記ピクセルラインのそれぞれのピクセルに堆積させるための前記タイミングｔを画成する、決定することと、
前記副列のうちの一つまたは複数の一つまたは複数のノズルに前記一つまたは複数の液滴を前記ピクセルラインに堆積させるための前記駆動データに基づいて作動信号を生成することと、
前記一つまたは複数のノズルに前記一つまたは複数の液滴を前記ピクセルラインに堆積させるように、前記ノズルに対応するアクチュエーターに前記作動信号を提供することと、をさらに含む、請求項２３～２５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項27】
前記駆動データは調節値に基づいてさらに決定され、および調節値に基づく調節信号を含み、前記調節信号は、前記列の一つまたは複数のノズルの前記液滴量を変更させて、バンディングの前記影響を低減する、請求項２６に記載の方法。
【請求項28】
請求項２３～２７のいずれか一項に記載の方法を実行するよう動作可能な駆動信号コントローラーであって、前記駆動信号コントローラーは、画像データおよびメディアエンコーダー信号を受信し、
前記画像データに基づいて、かつ前記メディアエンコーダー信号に基づいて、駆動データを決定し、
前記駆動データをプリントヘッドコントローラーに提供して、ノズル列内に設けられる前記一つまたは複数のノズルクラスターのノズルのうちの一つまたは複数に、一つまたは複数の液滴のそれぞれを、それぞれのピクセルラインのピクセルであって、前記列の異なるノズルに対応する前記ピクセルラインの各ピクセルに吐出させる、ように構成される、回路を備える、駆動信号コントローラー。
【請求項29】
プリントヘッドコントローラーに駆動データを提供することは、前記第一の副列の前記一つまたは複数のノズルクラスターの前記ノズルに液滴を時間ｔ１でピクセルラインに吐出させ、続いて、前記第二の副列の一つまたは複数のノズルクラスターの前記ノズルに液滴を時間ｔ２で前記ピクセルラインに吐出させるための前記駆動データの一部としてタイミング信号を提供することを含む、請求項２８に記載の駆動信号コントローラー。
【請求項30】
プリントヘッドコントローラーをさらに備え、前記プリントヘッドコントローラーは、前記タイミング信号および画像データに基づいて、前記作動信号を生成する、および
前記ノズルクラスターのうちの少なくとも一つの一つまたは複数のノズルに一つまたは複数の液滴を前記ピクセルラインに堆積させるように、前記ノズルに対応するアクチュエータに前記作動信号を提供する、ように構成される、請求項２８または請求項２９に記載の駆動信号コントローラー。
【請求項31】
前記駆動信号コントローラー回路は、印刷された画像データを受信し、
前記印刷された画像データに基づいて、強制空気流によるバンディングを低減または防止するために液滴量の調節値を決定し、
前記ノズルから吐出される前記液滴量を調節するように、前記調節値に基づいて、前記プリントヘッドコントローラーに調節信号を提供する、ようにさらに構成される、請求項２８～３０のいずれか一項に記載の駆動信号コントローラー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、液滴吐出デバイス用のノズルプレート、このようなノズルプレートを使用する液滴吐出の方法、およびこのようなノズルプレートを使用する液滴吐出デバイスを備える液滴吐出装置に関する。ノズルプレートは、高解像度の画像をざらつきのあるまたは柔軟な表面に高速で印刷する必要がある用途で特に有利に使用されることができる。
【背景技術】
【0002】
液滴吐出装置は、より従来的な用途、例えばインクジェット印刷、もしくは３Ｄ印刷、または他のラピッドプロトタイピング技術かにかかわらず、現在広く使用されている。とりわけ、高い信頼性とスループットで、紙、カード、セラミックタイル、およびその他の堆積媒体上に直接インクを堆積させることができる液滴吐出デバイス、またはインクジェットプリントヘッドが開発されている。他の用途では、液滴吐出ヘッドは、フラットスクリーンテレビの製造で使用されるＬＣＤまたはＯＬＥＤディスプレイにおける色フィルタなどの素子を形成するために使用され得る。
【0003】
液滴吐出装置およびその構成要素は、これまで以上に困難な用途の要件を満たすように進化し続けており、一般的に、高印刷品質での解像度およびスループットが向上している。
【発明の概要】
【0004】
本発明の態様を添付の独立請求項に記載し、本発明の特定の実施形態を添付の従属請求項に記載する。
【0005】
以下の開示は、一態様では、液滴吐出ヘッド用のノズルプレートを記載し、ノズルプレートは液滴を堆積媒体上に堆積させるように配置されるノズルの第一の列を備え、ノズルの第一の列は、列方向に延在し、および一つまたは複数のノズルクラスターを備え、各ノズルクラスターは、列方向に沿ってクラスター長ｃで配置され、および列方向に垂直なクラスター奥行き方向に沿ってクラスター奥行きｄで延在し、各ノズルクラスターは複数のノズルを備え、そのうちの各ノズルクラスター内の一つまたは複数のノズルはクラスター長ｃを画成し、および各ノズルクラスター内の二つ以上のノズルはクラスター奥行きｄを画成し、各ノズルクラスターは、列方向に沿って隣接するノズルクラスターからクラスター間隔ａ離間され、その結果、強制空気が制御された方法でノズルの列を通過するための空気流路が創出され、ならびに第一の列のノズルの少なくとも大部分は、列方向上に横方向に投影される場合、投影されたノズル間隔で互いに等距離に離間される。
【0006】
一例示的な実施形態では、ノズルの第一の列は、それぞれの副列方向に互いに並んで延在する第一および第二の副列からなる副列の第一のセットを備え、第一および第二の副列は列方向に平行に延在し、第一と第二の副列は、列方向に垂直な横方向に第一の副列間隔ｂだけ離間され、第一および第二の副列のそれぞれは、一つまたは複数のノズルクラスターを備え、副列内の各ノズルクラスターは、隣接するノズルクラスターからクラスター間隔ａ離間され、第一および第二の副列の各投影されたノズルクラスターは、隣接する投影されたノズルクラスターから投影されたノズル間隔で離間されている。
【0007】
別の例示的な実施形態では、各ノズルクラスターは、列方向に沿って隣接するノズルクラスターから、ノズルクラスターの隣接するノズル間のノズル間隔ｎｓよりも大きいクラスター間隔ａで離間されている。
【0008】
このようなノズルプレートを使用して液滴を堆積させる方法（例えば、印刷）、このような方法を実行するように動作可能な駆動信号コントローラー、このようなノズルプレートを備える液滴排出デバイス（例えば、プリントヘッド）、およびこのようなノズルプレートを備える液滴吐出装置（例えば、プリンター）も提供される。
【図面の簡単な説明】
【0009】
ここで、本発明の実施形態は、例としてのみ、そして以下の図面を参照して説明される。
【0010】
図面中、同様の要素は、全体にわたり同様の参照番号で示されている。
【発明を実施するための形態】
【0011】
【0012】
図１Ａは、搬送機構５によって移動可能な堆積媒体３の上方に取り付けられる液滴吐出デバイス、例えば液滴吐出ヘッド２を備える液滴吐出装置１を示す。液滴吐出ヘッド２は、コントローラー４によって送信される信号に応答して、液滴を堆積媒体上に吐出するためのノズル１２を有するノズルプレート６を備える。液滴吐出ヘッド２は、堆積媒体３と液滴吐出ヘッド２との間にギャップＧがあるように取り付けられる。
【0013】
ノズル１２の典型的なパターンの詳細を図１Ｄの平面図に示す。図１Ｄは、インクジェットプリントヘッド２内に備えられるノズルプレート６平面図の一部を示す。ノズル１２の列１３の一部は、ノズルプレート６の後ろに構成され、ならびにリストリクター１８ａ、１８ｂおよびインクポート１６ａ、１６ｂと流体連通する圧力チャンバー１４を備える、流体チャネル（破線）に関連して示される。図１Ｄでは、ノズルプレートの後ろに示される流路を有する例示的なプリントヘッドは、各ノズル１２を通る再循環を有するものであり、インクポートの一方１６ａは、一方の端部からリストリクター１８ａを経由して圧力チャンバー１４にインクを供給し、ノズル１２から吐出されないあらゆるインクは、反対側の端部でリストリクター１８ｂおよびインクポート１６ｂを経由してインク流路に戻される。
【0014】
図１Ｄでは、圧力チャンバー１４は細長い形状を有し、チャンバーの伸長方向に沿って各圧力チャンバー１４の中央に配置されるノズル１２と対応する関係で配置される。各ノズル１２は、隣接するチャンバー内のノズルから、列方向２６（ｙ方向）に沿ってノズル距離ｎｓ／２離間している。
【0015】
図１Ｄでは、ノズル１２は、流体のおよび／または機械的な「クロストーク」を低減または防止する典型的な構成で配置され、クロストークは、一つのノズルからの液滴の吐出により隣接するノズルのメニスカスに影響を与える。パターンは千鳥状のノズル構成のパターンであり、それにより各交互に並ぶノズル１２は、列方向２６に直交する方向（ｘ方向）に沿ってずらし距離ｓｄその隣からオフセットされる。列方向２６は、千鳥状のノズルが伸びる全体の方向によって画定される。ノズルは、同じ千鳥オフセットを有する最も近い隣接するノズルから、ノズル間隔ｎｓで間隔を置いている。
【0016】
千鳥オフセット距離は、機械的、電気的、および流体的考慮の組み合わせに関連し、ならびに典型的には経験的に決定される。図１Ｄおよび後続の図のオフセット距離は、クロストークを軽減するためのノズルオフセットの一般的な概念に関してのみ例示する。流路が異なって設計される他の装置では、このようなオフセットは必要ではなく、ノズルは代わりにオフセットではない列に配置されてもよい。クロストークの有無は、説明される様々な実施形態および実施例に関して必須ではない。
【0017】
図１Ｄの従来的なノズル配置を使用するいくつかの状況では、液滴吐出ヘッド２のノズルプレート６を使用して試験装置１を動作させる場合に、「木目調」現象が発生する場合がある。本明細書で使用される場合、「木目調」現象は、液滴吐出ヘッド２と堆積媒体３との間の相対的な動きに起因より、液滴吐出ヘッド２のノズルプレート６と印刷される堆積媒体３との間のギャップ内に、誘発される、または強制される空気の流れの結果であると考えられる望ましくない印刷のアーティファクトである。強制空気流は、吐出される液滴の軌道に大きな、制御不能なずれを生じさせ、それらの着地位置を変更させ、ならびにミストおよびサテライトを堆積媒体上の予測不可能な位置に、ならびにノズル１２を囲む液滴吐出ヘッド２の部分上に堆積させる場合がある。一つの視覚的現象は、波打つ「木目調」模様の現象である場合があるが、その現象により、印刷された画像に他の不規則な模様が明らかに現れる場合がある。木目調は、より大きなギャップ距離Ｇを必要とする用途で、例えば、堆積媒体３の表面が粗い、柔軟なまたはざらざらの用途、例えば繊維またはカートンで、特に発生する可能性がある。
【0018】
典型的な木目調模様の図が、図１Ｂの試験印刷試料に示される。試験印刷試料は、図１Ａのヘッド配置を使用して、ノズル間隔８４．７μｍ（３００ノズル／インチ）およびギャップＧ距離３ｍｍで、全負荷（全てのノズルプリンティング）で吐出することによって達成された。この試料の媒体速度は８０ｍ／分であり、ノズルプレートから１ｍｍの距離で測定された落下速度は６．１ｍ／秒であった。木目調現象の非存在下で予想される模様は、均一な被覆の模様であろう。実際の模様は、主液滴（ここで、「主液滴」は所望の目標体積の液滴またはその近くの液滴を示す）のずれによって生じるものであり、媒体搬送方向ｘに沿って画像全体にわたって不規則で、分岐し、および波打つ模様を形成し、ならびに木目調模様に似た、暗い「不規則な筋」となる。木目調は、主液滴のずれによるだけでない。様々な流れはまた、ミストまたはサテライトをもたらし、それらに「木目調」と認識される密度の目に見える変化を形成させる。
【0019】
いくつかの用途では、液滴吐出ヘッド２が強固に取り付けられ、かつ印刷される堆積媒体３がその下を通過する、図１Ａに示すような液滴吐出装置１を使用することが望ましい。これは多くの場合シングルパスプリンティングと呼ばれる。この装置のセットアップでは、移動堆積媒体３は、シングルパスプリンティング状況に特有な速度プロファイルで、ギャップＧ内に強制空気流を生成する。
【0020】
別の配置は、液滴吐出ヘッド２が媒体搬送方向ｘに直交するｙ方向で前後に移動される走査液滴吐出装置のものである。この配置では、液滴吐出ヘッド２は周囲の（静的な）空気に対して高速で移動し、空気を液滴吐出ヘッド２の周りに流す。液滴吐出ヘッド２の周りの空気のこの流れの一部として、いくらかの空気流が、走査用途に特徴的な速度プロファイルで、堆積媒体３と液滴吐出ヘッド２のノズルプレートとの間のギャップ内に押し込まれる。このような配置における空気流の状態は、単一のパスのセットアップの状態とは異なるが、液滴のずれおよび木目調模様は依然として生じる場合がある。
【0021】
より一般的には、液滴吐出ヘッド２が堆積媒体３に対して移動されるか、または堆積媒体３が液滴吐出ヘッド２に対して移動されるかに関わらず、液滴吐出ヘッド２と堆積媒体３との間に速度差が存在し、それにより液滴吐出ヘッド２の周りに、および／またはヘッド液滴吐出２と堆積媒体３との間のギャップＧに強制空気流が生じる。特に、ギャップＧが数ミリメートルである場合、さらに高分解能ノズル密度および／または高スループット（液滴吐出ヘッドと堆積媒体との間の高速相対速度）および／または高印刷周波数を必要とする高ギャップ距離用途では、強制空気流を慎重に管理して高い印刷品質を維持する必要がある。
【0022】
発明者らは、ここで図２～２２に関して説明されるノズルプレート１０に修正されたノズルを配置することによって、木目調現象を低減または除去できることを見出した。
【0023】
概要
図２は、説明される実施形態に続いて原理を例示するブロック図である。ノズルの列２０は、全てのノズルが異なるクラスター２４にグループ化されるように配置される。クラスター内のノズルは、（ｘ、ｙ）配列に配置されてもよい。クラスターは、列方向２６に沿ってクラスター間隔で互いに離間している。このように、クラスター２４間に空気流路がクラスター間隔で設けられて、列の前に達する大きな矢印によって示される強制空気が、制御された方法で小さな矢印によって示されるクラスターの列を通過し、その後再び組み合わされて、木目調現象が減少される。ノズルのこのような列２０は、例えば図１Ｄに記載の従来の列と同じ、列に沿ったノズル間隔を依然として示す。還元すると、ｘに沿って投影方向を見ると、二つの隣接するクラスター２４間の移行領域Ｔ内のノズルは等距離に離間している。これは、以下に記載の実施形態、およびそれらの様々な実施例に従って達成されることができる。
図２は、説明される実施形態に続いて原理を例示するブロック図である。ノズルの列２０は、全てのノズルが異なるクラスター２４にグループ化されるように配置される。クラスター内のノズルは、（ｘ、ｙ）配列に配置されてもよい。クラスターは、列方向２６に沿ってクラスター間隔で互いに離間している。このように、クラスター２４間に空気流路がクラスター間隔で設けられて、列の前に達する大きな矢印によって示される強制空気が、制御された方法で小さな矢印によって示されるクラスターの列を通過し、その後再び組み合わされて、木目調現象が減少される。ノズルのこのような列２０は、例えば図１Ｄに記載の従来の列と同じ、列に沿ったノズル間隔を依然として示す。還元すると、ｘに沿って投影方向を見ると、二つの隣接するクラスター２４間の移行領域Ｔ内のノズルは等距離に離間している。これは、以下に記載の実施形態、およびそれらの様々な実施例に従って達成されることができる。
【0024】
概ね、液滴吐出ヘッド用のノズルプレートの本実施形態は、ノズルプレートが、液滴を堆積媒体上に堆積させるよう配置されたノズルの第一の列を備え、ノズルの第一の列は列方向に延在し、および二つ以上のノズルクラスターを備える、包括的原理を用いている。各ノズルクラスターは、列方向に沿ってクラスター長ｃで配置され、列方向に対して垂直なクラスター奥行き方向に沿ってクラスター奥行きｄ延在する。各ノズルクラスターは複数のノズルを備え、そのうちの各ノズルクラスター内の一つまたは複数のノズルはクラスター長ｃを画定し、各ノズルクラスター内の二つ以上のノズルはクラスター奥行きｄを画定する。各ノズルクラスターは、隣接するノズルクラスターから列方向に沿ってクラスター間隔ａ離間し、その結果、強制空気が制御された方法でノズルの列を通過するための空気流路が創出され、第一の列のノズルの少なくとも大部分は、列方向上に横方向に投影される場合、投影されたノズル間隔で互いに等距離に離間されている。換言すると、第一の列が列方向上に横方向に投影される場合、隣接するノズルクラスターの間の移行領域は、第一のクラスターの二つ以上のノズルおよび第二のクラスターの二つ以上のノズルからなり、第二のクラスターは第一のクラスターに隣接し、移行領域内のノズルは投影されたノズル間隔で互いに等距離に離間されている。
【0025】
第一の実施形態では、ノズルの第一の列は、それぞれの副列の方向に互いに並んで延在する第一の副列および第二の副列からなる副列の第一のセットを備え、第一および第二の副列は列方向に平行に延在する。第一の副列と第二の副列は、列方向に垂直な横方向に第一の副列間隔ｂ離間されており、第一および第二の副列のそれぞれは、一つまたは複数のノズルクラスターを備える。副列内の各ノズルクラスターは、隣接するノズルクラスターからクラスター間隔ａ離間され、移行領域内に設けられる第一のクラスターの二つ以上のノズルおよび隣接する第二のクラスターの二つ以上のノズルは、それぞれ第一および第二の副列内に設けられ、第一および第二の副列の各投影されたノズルクラスターは、隣接する投影されたノズルクラスターから投影されたノズル間隔で離間されている。
【0026】
いくつかの変形例では、クラスター奥行きｄは、千鳥オフセット距離ｓｄと同一であってもよい。換言すると、クラスター奥行きは、一つの副列の奥行きであってもよい。
【0027】
必要に応じて、副列の第一のセットは、第三の副列をさらに備えてもよく、第一、第二および第三の副列のそれぞれの一つまたは複数のノズルクラスターは、第一の副列と第二の副列との間の第一の副列間隔、および第一の副列と第三の副列との間の第二の副列間隔を画成する。第一および第二の副列間隔は、互いに同じでもよく、またそれらは互いに異なっていてもよい。
【0028】
必要に応じて、ノズルプレートは、第二の列方向に延在するノズルの第二の列を有してもよく、第二の列方向は第一の列の方向に平行である。ノズルの第二の列は、それぞれの副列の方向に互いに並んで延在する第一および第二の副列からなる副列の第二のセットを備え、副列の第二のセットの第一の副列および第二の副列は、第二の列方向に平行に延在する。副列の第二のセットの第一の副列と第二の副列は、第二の列方向に垂直な横方向に第三の副列間隔ｂ離間されている。副列の第二のセットの第一および第二の副列のそれぞれは、一つまたは複数のノズルクラスターを備え、各ノズルクラスターは、それぞれの副列方向に沿ってクラスター長ｃで延在する複数のノズルを備える。副列の第二のセットの副列内の各ノズルクラスターは、隣接するノズルクラスターからクラスター間隔ａ離間している。副列の第二のセットの第一および第二の副列のノズルの少なくとも大部分は、第二の列方向上に横方向に投影される場合、第二の投影されたノズル間隔で互いに等距離に離間され、副列の第二のセットの第一および第二の副列の各投影されたノズルクラスターは、隣接する投影されたノズルクラスターから第二の投影されたノズル間隔で離間される。換言すると、副列の第二のセットの第一および第二の副列の隣接するノズルクラスター間の第二の移行領域は、副列の第二のセットの第一の副列の二つ以上のノズルおよび第二の副列の二つ以上のノズルからなり、第二の移行領域内のノズルは、第二の投影されたノズル間隔で互いに等距離に離間される。空気流路は、強制空気が制御された方法でノズルの第二の列を通過するための流路を創出するために、クラスター間隔によって創出される。
【0029】
列方向上に横方向に投影される場合、副列の第一および第二のセットのノズルの少なくとも大部分は、第三の投影されたノズル間隔で互いに等距離に離間されてもよく、第三の投影されたノズル間隔は、第一の投影されたノズル間隔よりも小さい。換言すると、列方向上に横方向に投影される場合、第一および第二の移行領域の重なり合う領域では、連続する投影されたノズルは、第三の投影されたノズル間隔で互いに等距離に離間され、第三の投影されたノズル間隔は、第一の投影されたノズル間隔よりも小さい。
【0030】
必要に応じて、副列の第一のセットの第一の副列の一つまたは複数のノズルクラスターは、副列の第一のセットの第二の副列の一つまたは複数のノズルクラスターのクラスター長とは異なるクラスター長を有する。
【0031】
必要に応じて、副列の一つは、ノズルクラスターの第一および第二のサブセットを備え、ノズルクラスターの第一のサブセットのクラスター長は、ノズルクラスターの第二のサブセットのクラスター長とは異なる。
【0032】
第一の副列間隔ｂは、１５０μｍより大きく、必要に応じて３００μｍより大きく、さらに必要に応じて５００μｍより大きくてもよい。
【0033】
副列を有する実施形態では、空気流路は、副列間隔ｂと組み合わせてクラスター間隔ａによって創出されることが理解されるであろう。
【0034】
第二の実施形態では、各ノズルクラスターは、列方向に沿って隣接するノズルクラスターから、ノズルクラスターの隣接するノズル間のノズル間隔ｎｓよりも大きいクラスター間隔ａ離間されることができる。
【0035】
必要に応じて、第一の列の各投影されたノズルクラスターは、隣接する投影されたノズルクラスターから投影されたノズル間隔で離間されてもよい。
【0036】
さらに、または代わりに、いくつかの変形例では、複数のノズルクラスターのうちの一つまたは複数は、実質的に列方向に沿って延在するノズルの二つ以上のサブクラスターを備えてもよく、サブクラスターは、ノズルのマトリックスを形成するように互いに平行に配置され、各ノズルクラスターは、列方向に沿っておよび列方向に垂直な方向に沿って隣接するノズルクラスターと重なり合うように配置される。
【0037】
さらに、または代わりに、いくつかの変形例では、ノズルクラスターは、平行四辺形、台形、または三角形の形状のうちの一つまたは複数に配置されることができる。
【0038】
一部のハイブリッド変形例では、列方向に沿って互いに隣接して配置される第一の実施形態による変形例のノズルクラスターは、クラスターの奥行き方向に沿って互いにオフセットされてもよい。換言すると、二つの副列のクラスターが創出されてもよく、各副列は、列方向に平行に延在し、副列は互いに横方向に副列間隔ｂ離間し、横方向は列方向に垂直である。
【0039】
いずれかの実施形態のいくつかの変形例では、複数のノズルクラスターのうちの一つまたは複数は、実質的に列方向に沿って延在するノズルの二つ以上のサブクラスターを備えてもよく、サブクラスターは、ノズルのマトリックスを形成するように互いに平行に配置される。サブクラスターは、列方向に垂直な方向に互いに千鳥オフセット距離ｓｄオフセットされることができる。
【0040】
ノズルプレートの第一の実施形態
図３Ａは、液滴吐出ヘッド２内に設けられる、第一の例示的な実施形態によるノズルプレート１０の平面図の断面を示す。ノズル１２の列２０の一部は、リストリクター１８と連通する圧力チャンバー１４、およびノズルにインクを供給するためにノズルプレート１０の後方に構成されることができるインクポート１６を備える流体チャネル（破線）に関連して示されている。ノズル１２の列２０は、列方向２６に延在する。
図３Ａは、液滴吐出ヘッド２内に設けられる、第一の例示的な実施形態によるノズルプレート１０の平面図の断面を示す。ノズル１２の列２０の一部は、リストリクター１８と連通する圧力チャンバー１４、およびノズルにインクを供給するためにノズルプレート１０の後方に構成されることができるインクポート１６を備える流体チャネル（破線）に関連して示されている。ノズル１２の列２０は、列方向２６に延在する。
【0041】
図１Ｄとは対照的に、ノズル１２は、クラスター化された構成で配置され、これにより、複数のノズル１２を備える交互に並ぶノズルクラスター２４は、列方向２６に直交する方向に沿って（ｘ方向に沿って）互いにオフセットされる。このノズル配置は、第一および第二の副列２２＿１および２２＿２を生成し、第一の副列２２＿１はノズルクラスター２４＿１によって画成され、第二の副列２２＿２はノズルクラスター２４＿２によって画成される。
【0042】
第一および第二の副列２２＿１および２２＿２は、それぞれの副列方向で互いに平行に延在し、そして、副列方向は、列２０の全体の列方向２６に平行に延在する。したがって、第一の副列と第二の副列は副列間隔ｂ離間し、これは、図３Ｂおよび図７～１１では、二つの副列の内側ノズル間の、つまり列方向２６に直交する距離に沿った最短距離であり、ノズルが占めていない間隔を表す。
【0043】
これは、図３Ａのノズルプレート１０のノズル１２の配置をより詳細に示す図３Ｂにさらに例示されている。具体的には、ノズルプレート１０の抜粋では、列２０の各副列２２＿１および２２＿２は、それぞれ二つのノズルクラスターを有し、副列２２＿１は、それぞれの副列方向に互いに隣接して配置される少なくともノズルクラスター２４＿１ａおよび２４＿１ｂを有することが示され、副列２２＿２は、それぞれの副列方向に互いに隣接して配置される少なくともノズルクラスター２４＿２ａおよび２４＿２ｂを有する。
【0044】
各ノズルクラスター２４＿１ａ、２４＿１ｂ、２４＿２ａおよび２４＿２ｂのノズル１２は、それぞれの副列方向に沿ってクラスター長ｃにわたって延在し、クラスター長ｃは、図３Ａと３Ｂおよび図７～１１では、それぞれの副列方向に沿って測定された、各クラスターの最も外側のノズル間の距離として表される。
【0045】
クラスター２４＿１ａは、隣接するクラスター２４＿１ｂから、それぞれの副列方向にクラスター間隔ａ離間されている。図３Ａと３Ｂおよび図７～１１では、クラスター間隔ａは、同じ副列内の隣接するクラスターの最も外側のノズル間の距離として表され、それぞれの副列方向に沿って測定され、ノズルが占めていない間隔を表す。
【0046】
クラスター２４＿２ａも、隣接するクラスター２４＿２ｂから、それぞれの副列方向にクラスター間隔ａ離間されている。ノズルクラスター２４＿１ａおよび２４＿１ｂは副列２２＿１を画成し、ノズルクラスター２４＿２ａおよび２４＿２ｂは副列２２＿２を画成し、副列２２＿１は、副列２２＿２と平行に、副列間隔ｂで副列２２＿２まで延在する。
【0047】
したがって、この実施形態では、液滴吐出ヘッド２用のノズルプレート１０が提供され、ノズルプレート１０は、液滴を堆積媒体上に堆積させるように配置されるノズル１２の少なくとも第一の列２０を備える。ノズルの第一の列は、列方向２６に延在し、それぞれの副列方向に互いに並んで延在する第一および第二（またはそれより多い）の副列２２の第一のセットを備え、副列方向は列方向２６に平行に延在する。第一および第二の副列２２は、列方向２６に垂直な横方向に第一の副列間隔ｂだけ離間され、各副列は一つまたは複数のノズルクラスター２４を備える。各ノズルクラスター２４は、それぞれの副列方向に沿ってクラスター長ｃで延在する複数のノズル１２を備え、副列２２内の各ノズルクラスター２４は、クラスター間隔ａで隣接するノズルクラスターから離間されている。好ましくは、第一の副列間隔ｂは、３００μｍよりも大きい。副列の第一のセットのノズル１２は、列方向２６上に横方向に投影される場合、隣接する投影されたノズルから投影されたノズル間隔で等距離に離間され、第一および第二の副列２２の各投影されたノズルクラスターは、隣接する投影されたノズルクラスターから投影されたノズル間隔で離間されている。いくつかの実施形態では、副列間隔は９００μｍよりも小さくてもよい。あるいは、副列間隔は、４００μｍ超、または５００μｍ超であってもよい。
【0048】
図３Ａの例示的な実施形態では、クラスター内のノズルは、図１Ｄのように千鳥状のノズル構成のパターンで示され、これにより、交互に並ぶノズル１２は、列方向に直交する方向に（ｘ方向に）それらの隣接ノズルからずらし距離ｓｄオフセットされる。ノズル１２は、図３Ｂに示されるように、（ｙ方向に沿って）同じ千鳥オフセットのそれらの最近接ノズルからノズル間隔ｎｓ離間されている。しかし、これは必須ではない。一部の液滴吐出ヘッドでは、異なる方法で、例えば、流体経路に流体ダンパーを設けることによって、または隣接する圧力チャンバー１４の流路間の十分な分離によって、クロストークを回避することが可能である可能性があり、ノズル１２は、ずらし距離ｓｄオフセットされてはならない。副列間隔ｂは、少なくとも３００μｍまたは少なくとも４００μｍであってもよい。いくつかの実施形態では、副列間隔ｂは、クラスター間隔ａと同様のサイズであってもよい。例えば、クラスターがそれぞれ４つのノズルを備え、例えばｎｓ／２＝８４．６７μｍの場合、クラスター間隔ａは４２３．３５μｍであってもよく、クラスター長は２５４μｍであってもよく、副列の間隔ｂはａ＝ｂ＝４２３．３５μｍであってもよい。
【0049】
図３Ａおよび３Ｂの例示的な実施形態では、ノズルクラスター２４＿１ａ、ｂおよび２４＿２ａ、ｂによってそれぞれ画定される第一および第二の副列２２＿１および２２＿２は、図１Ｄに示される列１３の意味で、完全な列２０を画定する。これは、ノズル１２の列２０を使用して、画像データに従って、堆積媒体３上の同じ「ラインピクセル」に液滴を堆積することを意味する。さらに、図３Ａのｘ方向に沿って、一方の副列を他方の副列上へ横方向に投影する方向に沿って見る場合、図３Ｂに点線の輪郭で示され、各ノズルクラスター２４からの（例えば、クラスター２４＿１ｂおよび２４＿２ａからのそれぞれ３つのノズルが示されるように）複数のノズルを備える移行領域Ｔ内のノズル１２は、等距離に、およびノズル間で重なり合うことなく配置され、図１Ｄの列１３の場合と同様に、移行領域で一定のノズル間隔ｎｓ／２を達成し、全てのノズル１２がノズル間隔ｎｓ／２離間している。図３Ｂに示す例では、全てのノズルクラスター２４は、図１Ｄの列１３と同様に、ノズルクラスター２４間で重なり合うことなく完全な列２０を画成し、全てのノズル１２はノズル間隔ｎｓ／２で離間している。これは、ノズルの個々の列を備えるノズルプレート間の移行とは区別され、この場合一方のノズルプレートのノズルの列が、通常、もう一方のノズルプレートのノズルの列と部分的に重なり合い、重なり合う領域にいくらかの重複性を作り出し、その結果、一つのノズルプレートから次のノズルプレートへの最適な移行を選択する場合がある。このような配置では、投影されたノズル間隔は、ノズルプレート間の位置ずれの結果として一定ではなく、ノズルプレートは共通フレームに取り付けられる個々のシリコンダイであってもよい。
【0050】
図３Ｂに示される二つの副列は、後述するように、完全な列を画成する副列の第一のセットの一部であってもよい。
【0051】
図３Ａに示されるノズルプレートの後ろの特定の流体配置は重要ではなく、単にノズル１２がどのように流体を供給されることができるかを例示するのに役立つに過ぎない。図３Ａの例示的実施形態におけるノズル１２は、副列方向に沿って配置されるノズルのクラスターを画成するように、圧力チャンバー１４の細長い方向に沿って配置されるように示されているが、圧力チャンバーは二つの副列の画成に寄与していない。インクポート１６ａ、１６ｂは、リストリクター１８ａ、１８ｂを介して圧力チャンバー１４と流体連通している。この配置は、例えば、ノズルまたは圧力チャンバーの両端の流体供給部を通過する再循環を可能にする。再循環のために、インクポート１６ａのうちの一つは、それぞれの圧力チャンバー１４に、対応するリストリクター１８ａを介して、圧力チャンバーの一方の端部からインクを供給し、ノズル１２から吐出されなかった全てのインクは、圧力チャンバー１４のもう一方の端部でリストリクター１８ｂを介して対応するインクポート１６ｂに戻される。圧力チャンバー１４は、それぞれ一つのノズルを有することが示されているが、これは必須ではない。各圧力チャンバーは、例えば、二つのノズルを並べて有することができる。
【0052】
図１Ａに戻ると、これは、木目調現象の緩和のない状態での液滴着地位置に対する堆積媒体３の移動によって引き起こされる強制ガス流の効果を例示している。媒体搬送方向ｘに移動する堆積媒体３によって作り出されるギャップＧ内の強制空気流、またはクエット流は、異なる長さの一連の平行矢印によって示され、より長い矢印は短い矢印よりも速い空気流を示す。分かるように、ノズルプレート６から吐出される液滴は、強制空気流の結果として、吐出時のノズル１２の真下の位置から、ギャップＧを横切って移動した後の堆積媒体３上の着地位置まで、時間とともに変位される。
【0053】
これ以降、一次流れと呼ばれる強制空気流によって引き起こされる液滴変位は、液滴ヘッド２全体で均一であると見なされる。液滴変位のこの部分は、媒体の速度を知り、それに応じて吐出のタイミングを調整することによって管理されることができる。
【0054】
一方、二次空気流およびそれらの一次流れとの相互作用は、媒体搬送の方向、ｘへ、または列方向への液滴の別の予測不可能な変位をもたらす可能性がある。ずれのこの部分は、例えば、タイミングによって、従来の手段では制御することができない。
【0055】
二次空気流の一例は、ノズル１２からの液滴の吐出によって引き起こされると考えられるものである。例えば、６ｍ／ｓで移動する各液滴は、液滴と共に空気を下向きに引っ張り、下向きの円柱状の空気流を引き起こす。このような空気カラムは、列方向に沿って組み合わされて、隣接するノズル１２の群の周りに空気流の「カーテン」を形成する可能性がある。これは特に、ノズル間隔が狭く、カラムがより密に詰まっている高分解能液滴吐出ヘッドの場合に当てはまる。
【0056】
「エアカーテン」およびそれに関連する流れは、液滴が速くなるほど強くなり、液滴が吐出される周波数がより高くなる可能性がある。堆積媒体３に衝突する液滴によって誘発される強制流れ、および空気カーテンと強制流れとの相互作用は、循環渦の形成をもたらす。これは図１Ｃに概略的に示される。これらの渦の液滴吐出方向における強度と程度は、液滴の速度および体積（重量）に依存すると考えられる。
【0057】
強制空気流は、液滴カーテンによって作られた「エアカーテン」を突き破り、液滴カーテンを通過すると、媒体搬送方向を横切る循環運動を伴う渦を形成すると、本発明者は考えている。これは、特に液滴カーテンの弱い点またはギャップで発生する可能性がある。液滴カーテンの弱点、したがって「エアカーテン」によって示されるバリアのギャップは、ノズルの列全体の不均一性により、例えば、一部のノズルが隣接するノズルと比較してより少ない液滴量および／もしくはより遅い液滴を生み出すために、一部のノズルがノズル軸と同軸に液滴を吐出しないために、または画像情報による非アクティブなノズルのために、発生する可能性がある。
【0058】
単独でまたは組み合わせて、乱流（ｅｄｄｙ）または渦（ｖｏｒｔｅｘ）の様々な源は、媒体方向ｘを横切り、液滴吐出方向に反平行であるギャップＧに流れ成分を導入し、これらの成分が、図１Ｂに示される認識される「木目調」模様を引き起こす。この模様の生成と、ノズルをクラスターに配置することの効果は、シミュレーションによってさらに確認された。
【0059】
図１Ｄによる従来のノズル列１３を最初に考察すると、図１Ｃは、ノズルプレート６と堆積媒体３との間の空気の速度の大きさの等高線図である。図の態様は、ノズルプレート６から垂直な方向に下向きである。速度の大きさは、ノズルプレート６と堆積媒体３との間の、平行な平面の中間上で評価され、および流れの方向に関係なく、特定の場所での空気速度の最大の大きさである。したがって、３ｍｍのギャップの場合、平面は、速度の大きさの等高線がプロットされる堆積媒体３から１．５ｍｍ離れて位置する。シミュレーションは、３ｐｌの液滴サイズで設定され、２０ｋＨｚの印刷周波数と０．４１６ｍ／秒の媒体速度により、印刷方向で（つまり、図１Ｃのｘ方向に沿って）１２００ｄｐｉ（１インチあたりのドット数）の解像度が得られる。
【0060】
図１Ｃの暗い領域は、（ゼロに近い）低速の大きさを表し、明るい領域は、約１．５ｍ／秒の速度の大きさを表す。ノズルの列１３は、高速の上部水平線に沿って配置され、図１Ｃの列方向（矢印）２６によってさらに示される。図１Ｃのクエット流れの方向は、堆積媒体３の運動方向に沿っている、すなわち、ｘ方向に沿っている。印刷開始時に、強制空気流は、堆積媒体の移動方向に沿って（ｘ方向に沿って）、列方向２６に垂直な方向に生成される。さらに、強制空気を遮断する液滴カーテンが生成されている。この強制空気流は、液滴カーテンの前方に渦６０を生成する。この渦６０は、移動基材によって連続的にエネルギーを与えられ、渦は液滴カーテンを突破し、液滴カーテンの中を通って、ノズルの後ろに下流の空気流６２を生成する。それらの下流の空気流６２は、視覚的な木目調現象を生み出してしまう、液滴着地位置の変位を引き起こす。渦６０が液滴カーテンを突破する位置は、時間とともに動的かつ予測不可能に変化するので、下流の空気流６２は連続的に変化し、画像に沿って進化する木目調模様を生み出す。
【0061】
本発明者らは、ノズルクラスター２４を設けることにより、図１Ｄの従来のノズル列１３の液滴カーテンを制御不能に突破する代わりに、強制空気流によって引き起こされる渦６０が、液滴カーテンを通ってエネルギーを制御可能に消失させることができ、印刷品質を維持することができることを提案する。
【0062】
この提案を例示するために、図４Ａは、同じ副列２２＿１、２２＿２の隣接するクラスター間のノズル間隔、およびノズルクラスター２４によって画成される副列２２＿１と２２＿２との間の副列間隔によって設けられるパスに沿って、ノズル１２のノズルクラスター２４の列２０を通過する強制空気の流線を示している。図１Ｃのシミュレーションは、それぞれｎｓ／２＝８４．６７μｍ、ずらし距離ｓｄ＝８４．６７μｍ、クラスター間隔ａ＝５９２．６７μｍ、副列間隔６７７．３３μｍで配置される６つの千鳥状のノズルを備えるクラスターの図３Ｂの配列に従って、ノズルプレート１０のノズル配置を使用して繰り返された。従来のノズル列１３の図１Ｃのシミュレーションに使用されるプロセス条件およびギャップ距離と同じものを使用して、印刷の進化における空気流の速度の大きさの結果のスナップショットを図４Ｂに示す。ここで、高速位置は、副列２２＿１および２２＿２のクラスター２４＿１および２４＿２の位置でのみ観察できる（全てのノズルが印刷している）。本発明者らは、クラスターの前方のこれらの高速の大きさは、移動する堆積媒体によってではなく、むしろ液滴カーテンによって生成されることを提案している。列２０の前の速度の大きさは、図１Ｃのプロットに比べて大幅に減少している。本発明者らは、これは、クラスターのギャップ間で容易にカーテンの中を通る機会があるため、カーテンの前で渦６０が生成されていないことを示唆していると考えている。重要なことに、下流の空気流６２は、図１Ｃのものと比較して大きさがはるかに小さいだけでなく、図１Ｃの動的模様とは反対に安定した模様で均一に分布している。したがって、図４Ｂは、ノズルクラスター２４の存在が、強制空気流が制御された方法で通過するために液滴カーテンを通る経路をどのように提供するかを示している。制御された下流の空気流６２の安定したパターンは、液滴量および／または速度を（「トリミング」によって）変更することによって調節でき、これらのずれは時間の経過とともに一定であるため、列方向に沿った液滴のずれを説明できる
【0063】
様々なクラスター設計を評価するために、適合したＭＰＰＩＣＦｏａｍソルバー（ＯｐｅｎＦＯＡＭソフトウェア）を使用して、液滴の着地位置のシミュレーションを実行した。シミュレーションは、次の寸法の長方形のボックスで実行され、印刷方向（ｘ方向）に７．５ｃｍ、幅方向（ｙ方向）に９ｃｍ、ドメインの高さはギャップ距離Ｇによって制約された。ドメインのトップの壁は、速度がゼロの条件の固定壁として制約された。底部壁は、適切な速度条件が設定された移動堆積媒体をシミュレートした。ノズルは、ギャップＧ内への入口から３ｃｍ下流（媒体搬送の方向）に配置された。ノズル２０の列の全長は３ｃｍに等しく、その結果、９ｃｍのドメイン幅に対して、流れは液滴カーテンの端部の周りを流れることができた。クエット流の速度プロファイルが入口に設定され、ゼロ圧力境界が出口に設定された。全てのシミュレーションは、印刷方向に（ｘ方向に沿って）１２ｃｍの長さの画像を生成するように時間調整された。
【0064】
シミュレーションでは、ノズルクラスター当たり４、６、および８個のノズルである、３種類のノズルクラスター２４が評価された。ノズル１２は、図３に示されているのと同じ間隔の定義に従って、ずらし距離ｓｄ＝８４．６７μｍずらされ、ノズル間隔ｎｓ／２＝８４．６７μｍで間隔が空けられた。ノズルプレート１０と堆積媒体３との間の３ｍｍおよび４ｍｍのギャップ距離Ｇが、液滴量が３ｐｌ、初期の液滴速度が８ｍ／秒までで試験され、液滴の密度は１１００ｋｇ／ｍ２であった。１２００ｄｐｉの解像度を得るために、１．２４８ｍ／秒と３．７４４ｍ／秒の媒体速度に対応する二つの印刷周波数、２０ｋＨｚおよび６０ｋＨｚが評価された。
【0065】
図５および図６は、シミュレーションによる液滴のずれの画像であり、全てのノズル印刷のｙ方向の変位の大きさを示し、＊（最大副列間隔を有する６×６および８×８）で示される表１および表２に記載される試験実行による代表的な結果である。３つのノズルクラスタータイプ「４×４」、「６×６」、および「８×８」は、両方の副列２２が同一のノズルクラスターサイズに相当し、「４×４」クラスターについては各ノズルクラスターに４つのノズルで、「６×６」クラスターについては各ノズルクラスターに６つのノズルで、「８×８」クラスターについては各ノズルクラスターに８つのノズルで定義される。以下のノズルクラスターの間隔および長さが適用される。
－ ４×４クラスター：ａ＝４２３．３４μｍおよびｃ＝２５４．００μｍ、
－ ６×６クラスター：ａ＝５９２．６７μｍおよびｃ＝４２３．３４μｍ、
－ ８×８クラスター：ａ＝７６２．００μｍおよびｃ＝５９２．６７μｍ。
各クラスタータイプを、ノズル距離ｎｓの倍数、２、４、６、８倍である４つの異なる副列間隔ｂ、すなわち、１６９．３３μｍ、３３８．６７μｍ、５０８．００μｍ、および６７７．３４μｍで試験した。
－ ４×４クラスター：ａ＝４２３．３４μｍおよびｃ＝２５４．００μｍ、
－ ６×６クラスター：ａ＝５９２．６７μｍおよびｃ＝４２３．３４μｍ、
－ ８×８クラスター：ａ＝７６２．００μｍおよびｃ＝５９２．６７μｍ。
各クラスタータイプを、ノズル距離ｎｓの倍数、２、４、６、８倍である４つの異なる副列間隔ｂ、すなわち、１６９．３３μｍ、３３８．６７μｍ、５０８．００μｍ、および６７７．３４μｍで試験した。
【表1】
【表2】
【表3】
【表4】
【0066】
表は、木目調現象の動的要素（ＤＥ）の視覚認知の画像品質インジケーターＤＥを含む。分析は、同じギャップ、クラスター配置、および周波数に対して行われ、本質的に、最も小さい副列間隔の視覚品質を次に大きい副列間隔と、以下同様に最も大きい副列間隔まで比較する。「ＤＥが除去された」とは、木目調現象の動的要素が目に見えない場合、「はい」が縦列に入力されることを意味する。動的要素ＤＥの出現の増大は、「ほとんど」、「大幅に減少」、および「いいえ」によって示され、ここで「いいえ」は、ＤＥの強い存在を示す。
【0067】
表１Ａ、１Ｂおよび２Ａ、２Ｂ（最大の副列間隔を有する６×６および８×８）の（＊）で示されるシミュレーション画像の選択について、図５Ａ～５Ｄおよび６Ａ～６Ｄは、（ｘ方向に沿って）印刷方向に沿った各ノズル１２の液滴変位を示す。各液滴の変位は、段階的な尺度によって表され、黒が最大の変位であり、白色が変位なしである目的のノズル座標と実際の（シミュレーションされた）液滴着地座標との間の差として計算された。図５および図６は、木目調模様の動的変化を評価する目的で、ｙ方向に沿った変位の絶対値のみを示す。図の下のスケールに示すように、図５の場合は、ｙ方向の最大変位は絶対値２．５μｍであり、図６の場合は絶対値５μｍであった。
【0068】
３ｍｍのギャップ試験および副列間隔ｂ＝６７７．３４μｍの場合、図５Ａ～５Ｄは、２０ｋＨで６×６クラスター（図５Ａ、試験番号２４）および２０ｋＨで８×８クラスター（図５Ｂ、試験番号４０）、ならびに６０ｋＨで６×６クラスター（図５Ｃ、試験番号２８）および６０ｋＨで８×８クラスター（図５Ｄ、試験番号４４）の画像を示す。２０ｋＨｚで動作する６×６クラスターの図５Ａから分かるように、時間の経過とともに液滴の不規則なずれが、ｙ方向に沿って見られる場合があり、特に起動時に画像の左側に弱い「木目調」模様が現れている。他の３つの図、図５Ｂ～５Ｄは、より規則的な模様を示す。全ての画像において、模様は強制空気流によって引き起こされる。ｙ方向に沿ったずれが（プロットの左側での起動時間の後）時間の経過とともに一定である場合、これは、動的要素が防止される間、木目調模様の非動的要素のみが存在することを示す。結果として生じる模様は、一定量の液滴のずれによる「バンド」模様である。このような「バンディング」は、より暗いバンド状領域に少ない液滴量を堆積させ、より明るいバンド状領域に多い液滴量を堆積させるために、対応するノズルの液滴サイズを適切に調節することによって軽減されることができる。液滴量の調節はまた液滴の「トリミング」とも呼ばれ、堆積媒体表面での様々な液滴量、したがって色素密度を達成する。したがって、図５Ａ～５Ｄのシミュレーションについては、起動時間の後、木目調現象のＤＥが除去される（表のＤＥの縦列に「はい」と示される）。
【0069】
図５Ａを５Ｃと比較し、図５Ｂを５Ｄと比較すると、模様は、６×６クラスターではなく８×８クラスターを使用することによって、より優れた制御を達成できることを示唆する。さらに表１Ａは、６×６および８×８のクラスターの両方で、より大きな副列間隔６７７．３４μｍの場合、２０ｋＨｚでＤＥが早期に除去されることを示唆している。６×６の場合、ｂ＞ａおよびｂ＞ｃである。試験された２番目に大きな副列間隔ｂ＝５０８μｍでも、ＤＥは早期に除去（８×８）または大幅に低減（６×６）される。
【0070】
６０ｋＨｚでは、６×６クラスター（図５Ｃ）および８×８クラスター（図５Ｄ）はそれぞれ、画像の左側の起動期間の後、時間の経過とともに、より強いが一定のずれの模様を示す。シミュレーションは、適用条件に応じて、十分に高い副列間隔を選択することによって、木目調現象の良好な減少が達成される可能性があることを示唆している。例えば、６×６または８×８のクラスターの場合、副列間隔は３００μｍより大きくてもよい。２０ｋＨｚまたは６０ｋＨｚ、および３ｍｍのギャップでは、副列間隔は、クラスター長よりも大きい場合ｂ＞ｃがある。
【0071】
４ｍｍのギャップについて、図６Ａ～６Ｄは、最大副列間隔ｂ＝６７７．３４μｍにおける、６×６および８×８のクラスターの時間に対する液滴のずれのシミュレーション結果を示す。図６Ａは試験番号３２（６×６クラスター、２０ｋＨｚ）に、図６Ｂは試験番号４８（８×８クラスター、２０ｋＨｚ）に、図６Ｃは試験番号３６（６×６クラスター、６０ｋＨｚ）に、および図６Ｄは試験番号５２（８×８クラスター、６０ｋＨｚ）に関する。
【0072】
２０ｋＨｚでは、６×６および８×８のクラスターの両方が、典型的な波状の木目調現象を示す（ＤＥは除去されない）。試験された副列間隔ｂのいずれについても完全には除去されていないが、木目調現象のＤＥは、６７７．３４μｍの副列間隔ｂを有する８×８クラスターでは、同じ副列間隔ｂの６×６クラスターよりもより見えにくい。しかし、ＤＥは８×８配置よりも６×６配置のほうがより目立つが、６×６配置の場合、ｂ＝６７７μｍの最大副列間隔は、その配置の最小副列間隔（ｂ＝１６９μｍ）と比較して、大幅に低減されたＤＥを有し、これは同じ条件で試験された図７Ａに示される、ことに留意されたい。したがって、図６Ｂの場合、印刷された画像の大部分は、液滴量を削減することによって調節されることができる。図６Ｂの場合、副列間隔はクラスター長よりも大きく、ｂ＞ｃである。副列間隔を長くすると、木目調現象がさらに減少するか、さらにまたは代わりにクラスター長が長くなる可能性があり、例えば１０×１０型クラスター、例えばｃ＝７６２μｍおよび／またはｂ＞６７７．３４μｍもしくは７６２μｍ以上である。本明細書に記載されるものよりも著しく長いクラスター長は、最終的に、制御可能に通過することができず、木目調現象を引き起こす可能性がある、流入する強制空気流に対してかなりの長さの液滴カーテンを示すであろうことが理解されるであろう。
【0073】
表２Ｂに記載されるように、６０ｋＨｚの液滴周波数および４ｍｍのギャップでの木目調現象のＤＥは、２０ｋＨｚの液滴周波数と比較して優位でないように見える。表２Ａおよび２Ｂは、最小の４×４型のクラスターはＤＥを低減するが６×６および８×８クラスターよりも有利ではなく、６×６および８×８クラスターはｂ＝１６９μｍより大きい任意の副列間隔ｂで好適な程度にＤＥ減少させることを示唆する。したがって、より高い液滴周波数では、クラスター長ｃおよび／またはクラスター間隔ａは、副列間隔ｂよりも木目調現象のＤＥの低減により大きな影響を与える可能性がある。
【0074】
副列間隔ｂの増加に伴う木目調現象の動的要素ＤＥの減少は、図７Ａ～７Ｄにはっきりと見ることができる。これらの図では、シミュレートされた画像は、図５Ａ～５Ｄおよび６Ａ～６Ｄで試験された６×６クラスターと同じ寸法とプロセスに従って、６×６クラスター配置について２０ｋＨｚで４ｍｍギャップＧの液滴配置の動的進展を示している。図は、表２Ａの試験番号３３～３６（記号＋で示される）に対応し、１６９．３３μｍの初期副列間隔は、３３８．６７μｍ（図７Ｂ）に、そして５０８．００μｍ（図７Ｃ）に、そして最後に６７７．３４μｍ（図７Ｄ）に増加する。図７Ａの最小の副列間隔は、動的現象によって急速に変化する「サバ肌」模様を示す強いＤＥをもたらす。図７Ｂでは、液滴のずれが安定し始め、ＤＥが減少する。５０８μｍの副列間隔（図７Ｃ）は、１６９μｍの副列間隔と比較してＤＥの著しい減少を示し、ｂ＝６７７．３３μｍはＤＥのさらに優れた減少をもたらす（図７Ｄ）。ｂ＝６７７．３３μｍでもある程度のＤＥ（他の副列間隔と比較して「大幅に減少」と示される）が可能であるが、図７Ａ～７Ｄは、副列間隔ｂが増加するにつれてＤＥが徐々に減少することを明確に示す。
【0075】
図５Ａ～５Ｄ、図６Ａ～６Ｄ、および図７Ａ～７Ｄに示すシミュレーションは、ＤＥの改善された低減または防止さえも、媒体速度、液滴周波数、液滴量（質量）、および特定用途のギャップＧの特定の組み合わせに依存することを示唆している。したがって所与の用途に好適なノズルクラスター配置は、クラスター長ｃ、クラスター間隔ａおよび副列間隔ｂを変えることによって特定されることができる。
【0076】
好適なクラスター寸法および間隔（クラスターおよび副列）が選択された場合に、クラスターを通る流路を提供することによる視覚的な影響を説明するために、低周波数／小さいギャップ（２０ｋＨｚ、３ｍｍ）の液滴配置の動的進展の別のシミュレーション結果を図２０および２１に、ならびに高周波数／小さいギャップ（６０ｋＨｚ、３ｍｍ）の、４ｘ４クラスターについては図２２に示す。これらの図では、副列間隔を増加する効果がさらに例示される。
【0077】
図２０Ａ～２０Ｃ（記号□で示される表１Ａの試験番号５、７、および８）は、表１Ａの試験番号５、７、および８の４×４のクラスター配置、すなわち、副列間隔ｂ＝１６９．３３μｍ（Ａ）、ｂ＝５０８μｍ（Ｂ）、およびｂ＝６７７．３４μｍμｍ（Ｃ）を有する配置について、２０ｋＨｚ、３ｍｍのギャップでシミュレートされた画像を示す。このクラスター配置では、試験した範囲では木目調現象の動的要素ＤＥは完全には除去されないが、副列間隔が１６９．３３μｍから６７７．３４μｍに増加すると、画像はＤＥの大幅な減少を明確に示す。試験した最大副列間隔（６７７．３４μｍ）については、木目調現象のＤＥ成分はほぼ完全に除去され、主にバンディング現象のみが見られる。
【0078】
同様に、図２１Ａ～２１Ｃ（記号ｏで示される表１Ａの試験番号３７、３８、および４０）は、副列間隔ｂ＝１６９．３３μｍ（Ａ）、ｂ＝３３８．６７μｍ（Ｂ）、およびｂ＝６７７．３４μｍ（Ｃ）を有する８×８クラスター配置について、２０ｋＨｚ、３ｍｍのギャップでシミュレートされた画像を示す。ＤＥは、最小の副列間隔ｂ＝１６９．３３μｍ（図２１Ａ）で非常に優勢であるが、副列間隔をｂ＝３３８．６７μｍに少し増やすことによりほとんど除去される（図２１Ｂ）。試験された最大の副列間隔、ｂ＝６７７．３４μｍではＤＥは完全に除去されているように見える（図２１Ｃ）。したがって、低解像度の画像を印刷するいくつかの用途では、約３３８μｍの副列間隔ｂで十分である場合があり、例えば、副列間隔は少なくとも３００μｍであるが、より要求の厳しい用途では、副列間隔ｂは約６７７μｍが必要であり、例えば少なくとも６００μｍである。
【0079】
図２２Ａ～２２Ｄは、（記号Δで示される）表１Ｂの試験番号９、１０、および４１、４２について、最小の副列間隔ｂ＝１６９．３３μｍで４×４クラスター配置（Ａ）および８×８クラスター配置（Ｃ）、ならびに次の間隔サイズｂ＝３３８．６７μｍで４×４配置（Ｂ）および８×８配置（Ｄ）について、６０ｋＨｚ、３ｍｍのギャップでシミュレートされた画像を示す。液滴吐出の周波数が高いほど、木目調現象による液滴が動的ずれ（ＤＥ）を起こしにくいことが分かる。これらの場合、最小の副列間隔ｂ＝１６９．３３μｍは、クラスターがない場合（ｂ＝０、図示せず）と比較してＤＥを大幅に低減した。次の副列の間隔ｂ＝３３８．６７μｍでは、ＤＥは完全に除去される。したがって、より高い周波数用途と要求が厳しくない解像度要件の場合、少なくとも１５０μｍの小ささの副列間隔は許容可能な画質をもたらす可能性がある。より要求の厳しい用途の場合、副列間隔は１７０μｍより大きく、好ましくは２５０μｍより大きく、より好ましくは３００μｍより大きくなければならない場合がある。
【0080】
上記のシミュレーション結果は、試験番号２３および２４の６×６ノズル配列と同様だが、その配列の中間に副列間隔を有するノズルプレート配列を使用する実験によって試験された。ノズル間隔ｎｓ／２＝８４．６７μｍの場合、６×６の実験用ノズルクラスター配列はクラスター長ｃ＝４２３．３μｍ、クラスター間隔ａ＝５９２．７μｍ、副列間隔ｂ＝５９２．７μｍを有し、そのためこの場合はａ＝ｂである。これらのノズルプレートは液滴吐出ヘッド内に組み込まれ、同じｎｓ／２だがノズルクラスターはない従来の液滴吐出ヘッドと比較された（つまり、図２の配列を使用）。図８Ａ～８Ｃは、（ｉ）従来のノズルプレート、および（ｉｉ）６×６クラスターを有する実験用ノズルプレートについて３ｍｍのギャップで印刷された印刷試験試料を示す。両方とも、媒体速度を適宜変化させることにより（２０ｋＨｚで０．４１６ｍ／秒、３０ｋＨｚで０．６３５ｍ／秒、および４７ｋＨｚで０．９９５ｍ／秒）、２０ ｋＨｚ（図８Ａ）、３０ｋＨｚ（図８Ｂ）、および４７ｋＨｚ（図８Ｃ）で印刷方向に１２００ｄｐｉの解像度を達成する。試験された全ての周波数で、（ｉ）従来のノズルプレートを使用した印刷試料は、はっきりと目に見える動的要素を有する典型的な木目調模様を示す。６×６クラスターを有するノズルプレートを使用する対応する印刷試料は、ＤＥが除去された通常の「バンディング」のみを示す。
【0081】
したがって、実験試験では、副列間隔ｂ離間する二つの副列に配列される６×６クラスターを使用して、目に見える木目調現象の動的要素ＤＥを除去し、静的現象の「バンディング」のみを残す方法を示し、また、液滴量を調節（トリミング）してバンディング現象も除去することにより、さらに軽減することができる。これについては、以下でさらに説明する。
【0082】
図３の例示的実施形態に戻ると、クラスター間隔ａ、クラスター長ｃ、および副列間隔ｂは、副列の列の全てのノズルクラスター２４に関して一定である。言い換えれば、いくつかの実施形態では、副列間隔ｂは、二つの副列間で実質的に等しくてもよい。さらに、または代わりに、クラスター間隔ａは、各副列に関して実質的に等しくてもよい。
【0083】
必要に応じて、第一の副列と第二の副列との間の第一の副列間隔ｂは、第一の副列のノズルクラスター間のクラスター間隔ａに等しくてもよい。さらに、または代わりに、副列間隔ｂは、クラスター長ｃに実質的に等しくてもよく、例えば、第一の副列と第二の副列との間の第一の副列間隔ｂは、第一の副列のクラスター長ｃに等しくてもよい。
【0084】
さらに、または代わりに、クラスター間隔ａは、同じ副列内のクラスター長ｃおよび／または異なる副列のクラスター長ｃに実質的に等しくてもよい。
【0085】
あるいは、図９は、ノズル１２の第一の副列２２＿１の少なくとも第一のノズルクラスター２４＿１ａが、第一の副列の第二のノズルクラスター２４＿１ｂの第二のクラスター長ｃ１２と異なる第一のクラスター長ｃ１１を有することができる実施形態を示す。換言すると、第一の副列は、ノズルクラスターの第一および第二のサブセットを備え、ノズルクラスターの第一のサブセットのクラスター長は、ノズルクラスターの第二のサブセットのクラスター長と異なる。さらに、または代わりに、ノズルの第一の副列の少なくとも第一のノズルクラスター２４＿１ａは、隣接する第二のノズルクラスター２４＿１ｂに対して第一のクラスター間隔ａ１１を有することができ、間隔ａ１１は、第一の副列の隣接する第三のノズルクラスター２４＿１ｃに対する第二のノズルクラスター２４＿１ｂの第二のクラスター間隔ａ１２とは異なる。いくつかの実施形態では、別々の副列のノズルクラスター間の間隔は異なってもよく、例えば、ノズルの列の少なくとも３つの副列２２＿１、２２＿２、２２＿３を画成することによって、第一の副列２２＿１は第二の副列２２＿２から副列間隔ｂ１２離間し、第一の副列は第三の副列２２＿３から副列間隔ｂ１３離間している。換言すると、第一、第二、および第三の副列のそれぞれの一つまたは複数のノズルクラスターは、第一の副列と第二の副列との間の第一の副列間隔、および第一の副列と第三の副列との間の第二の副列間隔を画成する。第一の副列間隔は、第二の副列間隔とは異なってもよい。これは、（ｙ方向に関して）液滴吐出ヘッド２のノズルプレート１０の液滴カーテンの前部に対して、印刷方向（ｘ方向）に沿った空気の流れを変化させるために有利である可能性がある。例えば、液滴吐出ヘッド２の側面の周りの強制空気流は、プリントヘッドの側面に近いまたはノズル列の端部に近いノズル１２から吐出される液滴のずれを、液滴吐出ヘッド２の中心近傍またはノズル列の中心近傍のノズル１２から吐出される液滴よりもより強く引き起こす可能性がある。
【0086】
例えば、液滴吐出ヘッド２の側面により近いノズルクラスター２４は、強制空気が液滴カーテンを通過するためのより広い流路が得られるように配置されることができる。
【0087】
ここで図９を参照すると、これは、ノズルの列の端部領域内に様々なクラスター長ｃおよび様々な副列間隔ｂを提供する例示的な実施形態を示す。ノズル１２の列２０は、ノズルクラスター２４を備える。ノズルは、一定のノズル間隔ｎｓで互いに離間されている。ノズルクラスターは、３つの副列２２＿１、２２＿２、および２２＿３を画成する。副列２２＿１は、ノズルクラスター２４＿１ａ、２４＿１ｂ、２４＿１ｃ、．．．を有し、副列２２＿２は、ノズルクラスター２４＿２ａ、２４＿２ｂ、２４＿２ｃ、．．．を有し、副列２２＿３は、ノズルクラスター２４＿３ａおよび２４＿３ｂを有する。ノズルクラスター２４＿３ｂは、ノズルの列のもう一方の端に配置されるため示されていない。３つの副列は二つの副列の間隔を画成し、副列２２＿１と２２＿２とは副列間隔ｂ１２離間され、副列２２＿１と２２＿３とは副列間隔ｂ１３離間されている。副列２２＿１の第一のノズルクラスター２４＿１ａおよび副列２２＿３の第一のノズルクラスター２４＿３ａは、「８×８」クラスターの例であり、各ノズルクラスターは８つのノズルを有する。この実施形態では、ｃ１１＝ａ１１＝ｂ１２であり、すなわち、第一の副列２２＿１の第一のノズルクラスター２４＿１ａと第二のノズルクラスター２４＿１ｂとの間のクラスター間隔ａ１１は、第三の副列２２＿３の第一のノズルクラスター２４＿３ａのクラスター長ｃ３１（図示せず）によって画成され、これは、第一の副列２２＿１の第一のノズルクラスター２４＿１ａのクラスター長ｃ１１と同じである。さらに、例えばノズルクラスター２４＿１ａと２４＿３ａとの間の、隣接するノズルクラスターの端部に配置されるノズル間の間隔は、副列のセットを列方向上へ投影する方向に沿って見る場合、同じノズルクラスター２４内のノズル間隔ｎｓと同じである。これは、副列のセットを列方向上へ投影する方向に沿って見る場合、第一の副列２２＿１の第一のノズルクラスター２４＿１ａおよび第三の副列２２＿３の第一のノズルクラスター２４＿３ａのノズル１２が、一定のノズル間隔ｎｓのノズル１２の連続した列を形成することを意味する。この実施形態では、ノズルクラスターの同様のペア、２４＿１ｎと２４＿３ｂは、列２０（図示せず）の反対側の端部に配置され、ノズルクラスターのペア２４＿１ａと２４＿３ａと同じ構成を有する。
【0088】
第一の副列２２＿１の第二および第三のノズルクラスター２４＿１ｂ、２４＿１ｃ、ならびに第二の副列２２＿２の第一および第二のノズルクラスター２４＿２ａおよび２４＿２ｂは、「６×６」クラスターの例であり、各ノズルクラスターは６つのノズルを有する。この実施形態では、ｃ１２＝ａ１２＝ｂ１２であり、つまり、第一の副列２２＿１の第二のノズルクラスター２４＿１ｂと第三のノズルクラスター２４＿１ｃとの間のクラスター間隔ａ１２は、第二の副列２２＿２の第一のクラスター２４＿２ａのクラスター長によって画成され、これは、第一の副列２２＿１の第二のノズルクラスター２４＿１ｂのクラスター長ｃ１２と同じである。
【0089】
さらに、副列のセットを列方向２６上へ横方向に投影する方向に沿って見る場合、隣接するノズルクラスターの端部に配置されるノズル１２間、例えば、ノズルクラスター２４＿１ｂと２４＿２ａとの間の間隔は、同じノズルクラスター２４内のノズル間隔ｎｓと同じである。これは、副列のセットを列方向上へ投影する方向に沿って見る場合、第一の副列、第二の副列、および第三の副列のノズルクラスターのノズル１２が、一定の投影されたノズル間隔のノズル１２の連続した列を形成することを意味する。
【0090】
図９の配置では、ノズル１２から吐出される液滴によって引き起こされる強制空気流がエアカーテンを通過するために、列の端部の近傍により広い経路が存在する。ノズルクラスター２４＿１ａと２４＿１ｂと２４＿３ａとの間の経路は、例えば、ノズルクラスター２４＿１ｂ、２４＿１ｃと２４＿２ａ、２４＿２ｂとの間の経路よりも、空気が通過するための抵抗が少ない。
【0091】
別の実施形態では、ノズルクラスターの複数のペアは、列の端部近くでより長い長さと副列間隔を有する場合がある。列の端部の近傍のノズルクラスターは、徐々に長くなり、かつ列の中央付近よりも列の端部のより近傍でより多くのノズル１２を備えるノズルクラスターによって、強制空気流が通過するための徐々に広がる経路を有することができる。
【0092】
図９の実施形態とは別に、クラスター長が減少し、列の端部の近傍でより短い長さおよび副列間隔を有してもよい。列の端部近傍のノズルクラスターは、列の中心と比較して、列の端部のより近傍で、液滴によって生成されるエアカーテンを通過する強制空気流のためのより速いより小さな流路を設けるために、徐々に狭くなる経路を有してもよい。この別の実施形態では、全てのノズルクラスターが二つの副列内に設けられるように、副列間隔は一定に維持されることができる。
【0093】
印刷の分野での多くの用途の要求に対処するために、液滴吐出ヘッドの解像度は、上記の実施形態およびその様々な実施形態に示されるように、一つの列を備えるよりもより多くの列が必要である場合がある。これは、ノズル１２の別の列を設け、副列のセットを列方向上への投影方向に沿って見る場合、別の列のノズル１２が第一の列のノズル１２に対して中間位置に配置されることによって達成されることができる。１列の解像度を２倍にするための２列のノズル１２のノズル構成の例を図１０に示す。二つの列２０Ａおよび２０Ｂは、列方向に（ｙ方向に沿って）互いに平行に延在する。各列は、ノズルクラスター２４Ａおよび２４Ｂをそれぞれ備える。列２０Ａのノズルクラスターはそれぞれ、それぞれの列方向２６Ａに延在し、副列距離ｂＡで離隔される二つの平行な副列２２Ａ＿１および２２Ａ＿２を画成する。列２０Ｂのノズルクラスターはまた、それぞれの列方向２６Ｂに延在し、副列距離ｂＢで離隔される二つの平行な副列２２Ｂ＿１および２２Ｂ＿２を画成する。
【0094】
図１０の実施形態では、各列は、サブクラスターグループとも呼ばれる同じ千鳥オフセットグループの隣接するノズル１２からノズル間隔ｎｓ離間されるノズル１２を備える。さらに、ノズルクラスターの二つの千鳥オフセットグループ（またはサブクラスターグループ）を列方向（ｙ方向）上へ投影する方向に沿って見る場合、別々の千鳥オフセットグループの隣接するノズルの間の投影されたノズル間隔は、ｎｓ／２に等しい。列２０Ａおよび列２０Ｂは列方向に沿ってさらに配置され、列方向上へ投影する方向に沿って列を見る場合、列２０Ｂの投影されたノズルは、隣接する列２０Ａの投影されたノズルから、ノズル間隔ｎｓ／４、すなわちノズル間隔の４分の１離間される。これは、第二の列のノズルは第一の列の投影されたノズル間の中間位置に投影されることを意味する。したがって、同じラインピクセル内に印刷するために一つの行として使用される場合、二つの列の組み合わせの有効なノズル間隔はｎｓ／２であり、単一の列２０Ａまたは２０Ｂの２倍の解像度が得られる。この状態、条件は、第一および第二の列の全長にわたっては持続しない場合があり、例えば、列の末端の近傍では、例えば、異なるノズルプレートの列間の正確な位置合わせを可能にするために、ノズル間隔は列の中央付近のノズル間隔と同じではない場合がある。しかし、隣接する投影されたノズルクラスターのそれぞれの二つ以上のノズル間の移行領域において、投影されたノズル間隔は一定である、すなわち、移行領域内のノズルは等距離であると予想されることができる。図１０では、これは、ノズルクラスター２４Ａ＿１と２４Ａ＿２との隣接する端部の間の移行領域Ｔ１によって、ならびにノズルクラスター２４Ｂ＿１と２４Ｂ＿２との隣接する端部の間の移行領域Ｔ２によって示される。この例では、移行領域Ｔ１およびＴ２は、列方向上へ投影される場合に重なり合い、重なり合う領域は移行領域と同じである。
【0095】
さらに、列２０Ａのノズルクラスターは、それぞれクラスター長ｃＡで延在し、同じ副列２２Ａ＿１、２２Ａ＿２の隣接するノズルクラスターからクラスター間隔ａＡ離間されている。同様に、列２０Ｂのノズルクラスターは、それぞれクラスター長ｃＢで延在し、同じ副列２２Ｂ＿１、２２Ｂ＿２の隣接するノズルクラスターからクラスター間隔ａＢ離間されている。図１０の実施形態では、ノズルクラスターは、各列内でクラスター長ｃ、クラスター間隔ａ、および副列間隔ｂが一定になるように配置されるが、これは必須ではない。さらに、列２０Ｂ内のノズルクラスターは、列２０Ａ内のノズルクラスターと同様に配置され、その結果、副列の間隔は同じ、ｂＡ＝ｂＢであり、クラスター長およびクラスター間隔は同じ、ｃＡ＝ｃＢ、およびａＡ＝ａＢである。しかしこれは必須ではなく、別の実施形態では、列ごとに３つ以上の副列が存在する可能性があるため、副列の距離は列の方向に沿って変化する。さらに、または代わりに、クラスター長ｃは同じ列内で変化してもよく、および／またはクラスター間隔ａは同じ列内で変化してもよい。さらに、二つの列がノズルクラスターの同様の配置を構成することは必須ではない。別のノズルクラスター内に異なる数のノズル１２を有することにより、例えば、副列間隔が同じではない、ｂＡ≠ｂＢの場合があり、ならびに／または例えば、クラスター長ｃおよび／もしくはクラスター間隔が同じではない、ｃＡ≠ｃＢおよびａＡ≠ａＢの場合がある。
【0096】
したがって、ノズルプレート１０は、それぞれの副列方向に互いに並んで延在する二つ以上の副列の第二のセットを備えるノズル１２の第二の列を備えることができる。副列の第二のセットの少なくとも二つの副列（すなわち、第一および第二の副列）は、列方向に垂直な、横方向に第三の副列間隔で離間されている。副列の第二のセットの各副列２２は、それぞれが複数のノズル１２を備える一つまたは複数のノズルクラスター２４から構成される。さらに、各ノズルクラスター２４は、それぞれの副列方向に沿ってクラスター長ｃで延在し、隣接するクラスター２４からクラスター間隔ａ離間されている。好ましくは、第三の副列間隔は、３００μｍよりも大きい。
【0097】
用途によっては、副列のセットの第一の副列と第二の副列との間の副列間隔は、４００μｍより大きくても、または５００μｍより大きくてもよい。いくつかの実施形態では、副列間隔は９００μｍよりも小さくてもよい。
【0098】
副列の第二のセットは、３つ以上の副列を備えてもよい。例えば、副列の第二のセットの第一、第二および第三の副列のそれぞれの一つまたは複数のノズルクラスターは、副列の第二のセットの第一の副列と第二の副列との間の第三の副列間隔ｂ３、および副列の第二のセットの第一の副列と第三の副列との間の第四の副列間隔ｂ４を画成し、第三の副列間隔は第四の副列間隔と異なる。
【0099】
列２０Ａが、ノズルクラスター２４Ｂを有する第二の列２０Ｂとは異なるノズルクラスター２４Ａの配置を有する実施形態が図１１に示されている。列２０Ａのノズルクラスター２４Ａ＿１および２４Ａ＿２は、副列距離ｂＡ離間する二つの副列２２Ａ＿１および２２Ａ２を画成するように配置される。ノズルクラスター２４Ａ＿１ａ、ｂ…および２４Ａ＿２ａ、ｂ…は、「６×６」方式に従って配置され、各ノズルクラスターは、クラスター長ｃＡおよびクラスター間隔ａＡを有する６つのノズルを備える。列２０Ｂのノズルクラスター２４Ｂ＿１ａ， ｂ…および２４Ｂ＿２ａ，ｂ…は、副列距離ｂＢ離間する二つの副列２２Ｂ＿１および２２Ｂ＿２を画成するように配置される。ノズルクラスター２４Ｂ＿１ａ、ｂおよび２４Ｂ＿２ａ、ｂは、「８×８」方式に従って配置され、各ノズルクラスター２４Ｂは、クラスター長ｃＢおよびクラスター間隔ａＢを有する８つのノズルを備える。この実施形態では、列間の副列間隔は同一ではなく、ｂＡ≠ｂＢであり、クラスター長とクラスター間隔も同じではなく、ｃＡ≠ｃＢおよびａＡ≠ａＢである。
【0100】
ノズルクラスターの具体的な配置は、用途の要件、例えばギャップＧ、印刷周波数、および／または液滴速度および質量に応じて変化することができる。例えば、強制空気流を受けるためのノズル１２の第一の副列または第一の列は、ノズル１２の第二の列よりもより速いまたは特別に調整された空気逃げ道を可能にする配置を必要とする場合があると考えられる。
【0101】
これは、列内で、短い長さｃ１のノズルクラスター２４を、ノズルの列の第一の副列内の隣接するノズルクラスターに対して短いクラスター間隔ａ１離間することによって、および短い長さｃ２のノズルクラスターを、ノズルの列の第二の副列内の隣接するノズルクラスターに対してクラスター間隔ａ２離間する同様な配置によって、達成されることができ、ｃ１＝ａ２およびａ１＝ｃ２である。例えば、ノズルクラスターは、それぞれ、４個、６個、または８個のノズルのみを備えてもよい。さらに、いくつかのノズルクラスターを備える第三の副列は、例えば列の端部近傍で、第一の副列への第二の副列間隔ｂ２を提供して、プリントヘッドの側面を通過する強制空気流によるあらゆるサイドフロー効果を低減することができる。この場合、第一および第二の副列は列の中央近傍にノズルクラスターを備え、第一および第三の副列は列の端部近傍にノズルクラスターを備える。
【0102】
このような配置の実施形態を図１２Ａに概略的に示すが、列２０は、二つの副列間隔を提供する３つの副列２２＿１、２２＿２、２２＿３を有し、第一の副列間隔ｂ１はノズルクラスター２４＿１と２４＿２とによって画成され、第二の副列間隔ｂ２はノズルクラスター２４＿１と２４＿３とによって画成される。この実施形態では、列２０の端部近傍で副列２２＿２のノズルクラスターが欠落しており、副列２２＿３の場合、ノズルクラスターは列の端部近傍にのみに設けられている。３つの副列を（ｙ方向に沿う）列方向上へ投影する方向に沿って（ｘ方向に沿って）見る場合、全てのクラスターのノズルは一つの連続する列を形成し、各ノズルは隣接する（投影された）ノズルから一定のノズル間隔ｎｓで離間する。３つの全ての副列のクラスター長は同じ、ｃ１＝ｃ２＝ｃ３であり、その結果、クラスター間隔も同じ、ａ１＝ａ２＝ａ３である。ノズルクラスターの配置により、二つの副列間隔は、第一の副列と第二の副列との間の第一の副列間隔ｂ１が、第一の副列と第三の副列との間の第二の副列間隔ｂ２よりも小さく、ｂ２＞ｂ１である。ただし、第二と第三の副列とを第一と第二の副列との距離と同じに離間する必要はない。図１２Ａは、単に例示的な配置である。
【0103】
図１２Ａの実施形態の目的は、列の端部近傍および／または端部の別々の副列のノズルクラスター間により大きな距離を創出するために、列の端部近傍および／または端部のノズルクラスター間の副列間隔が、列の中央近傍のそれと比較してより大きくなることである。この実施形態では、列の中央近傍の別々の副列のノズルクラスター２４間、この実施形態では、少なくとも別々の列２４＿１ｃと２４＿２ａの、２４＿２ａと２４＿１ｄの、２４＿１ｄと２４＿２ｂの、２４＿２ｂと２４＿１ｅの隣接するノズルクラスター間、の距離と比較して、ノズルクラスター２４＿１ａ、２４＿３ａ、２４＿１ｂおよび２４＿３ｂの間に、より大きな副列距離、ならびに強制空気が通過するためのこのより広い流路が存在する。一方、少なくとも第一の副列のクラスター長ａ１とクラスター間隔ｃ１の特定の寸法は、渦によってもたらされるクロスフローを創出せずに液滴をｙ方向に視覚的にずらす程度まで強制空気流を通過させるのに十分な幅と頻度の切れ目を液滴カーテンに創出する。設計を特定のアプリケーションに合わせて調整するには、必要に応じて、副列間隔を調節してｂ１とｂ２の差を変化させてもよく、強制空気がノズルクラスター間を通過するために利用できるスペースを増加させる。さらに、または代わりに、各副列のクラスター長および／または間隔が調節されてもよい。
【0104】
図１２Ａの実施形態の代替として、第一の列のノズルクラスターの第一の列は、短い長さｃ１のノズルクラスターを、隣接するノズルクラスターに対して比較的長いクラスター間隔ａ１で備えることができ、ｃ１＜ａ１であり、第一の列の第二の副列は、長さｃ２の比較的長いノズルクラスターを、隣接するノズルクラスターに対して短いクラスター間隔ａ２で備えることができ、ｃ２＞ａ２である。二つの副列のノズル１２は、副列を第一の列上へ投影する方向に沿って見る場合、等間隔のノズルの連続した列を形成するので、このことは、第一の副列のノズルクラスター長ｃ１が、第二の列のノズルクラスター間隔ａ２に等しいこと、ｃ１＝ａ２、を意味する。同様に、第二の副列のノズルクラスター長ｃ２は、第一の列のノズルクラスターの間隔ａ１に等しく、ｃ２＝ａ１である。例示的な実施形態を図１２Ｂに概略的に示す。
【0105】
図１２Ｂから分かるように、ノズルの列２０（特に示されていない）は、副列２２＿１のノズルクラスター２４＿１および副列２２＿２のノズルクラスター２４＿２によって画成される第一の副列間隔ｂ１離間する二つの平行な副列２２＿１、２２＿２を有する。第一の副列２２＿１のノズルクラスター２４＿１は、第二の副列２２＿２のノズルクラスター２４＿２よりも短い長さ、すなわちｃ１＜ｃ２である。その結果、第一の副列のクラスター間隔は第二の副列のクラスター間隔よりも大きく、すなわちａ１＞ａ２である。換言すると、第一の副列のクラスター長は第二の副列のクラスター間隔に等しく、その逆も同様であり、すなわち、ｃ１＝ａ２およびｃ２＝ａ１である。この実施形態では、厳密には必要ではないが、第一の副列のノズルクラスターおよび間隔は一定のままであり、ならびに第二の副列のノズルクラスターおよび間隔は一定のままである。例えば、長さおよび間隔は、別の実施形態では列の端部に向かって変化する可能性がある。二つの副列を列方向（ｙ方向）上へ横方向に投影する方向に沿って（ｘ方向に沿って）見る場合、全てのノズルクラスターのノズルは一つの連続する列を形成し、各ノズルは、隣接する（投影された）ノズルから一定のノズル間隔ｎｓ分、離間される。
【0106】
図１２Ｂの実施形態のノズルクラスター配列により、第一の副列は強制空気流に対して抵抗が少なくなり、第二の副列は強制空気流に対して抵抗がより大きくなる。強制空気流が第一の副列を通過すると、いくらかのエネルギーが消費されるため、第二の副列はわずかに弱くなった強制空気流と接触する。副列間隔ｂ１は、クラスターの最小長と少なくとも同じ大きさ、例えばｂ１＝ｃ１であるように選択されることができる。より好ましくは、最大のクラスター間隔より大きくならない、すなわちｃ最小≦ｂ１≦ａ最大のように選択されることができる。
【0107】
一部のノズルプレート１０では、図１２Ａおよび図１２Ｂの実施形態による配置が同じ列内に存在してもよい。さらに、複数列のノズル１２を有するノズルプレート１０を備える一部の液滴吐出ヘッドでは、図１２Ａおよび１２Ｂの実施形態による配置が別の列に適用されてもよい。
【0108】
上記実施形態によるノズルプレートのノズルクラスターおよびその様々な実施形態は、さらに以下のように配置されることができる。
【0109】
さらに、または代わりに、第一の副列間隔ｂ１は、クラスター間隔ａに実質的に等しくてもよい。さらに、または代わりに、第一の副列間隔ｂ１は、クラスター長ｃに実質的に等しくてもよい。
【0110】
さらに、ノズルの列の第一の副列の一つまたは複数のノズルクラスターを備える第一のグループは、第一の副列の一つまたは複数のノズルクラスターの第二のグループのクラスター長ｃ１２とは異なるクラスター長ｃ１１を有することができる。
【0111】
さらに、または代わりに、ノズルの列の第一の副列の一つまたは複数のノズルクラスターを備える第一のグループは、第二の副列の一つまたは複数のノズルクラスターの第一のグループのクラスター長ｃ２１とは異なるクラスター長ｃ１１を有することができる。
【0112】
さらに、または代わりに、一つまたは複数の副列の一つまたは複数のクラスターのノズルクラスター長ｃは、４つ以上のノズル１２を備えることによって画成されることができる。
【0113】
さらに、または代わりに、一つまたは複数の副列の一つまたは複数のクラスターのノズルクラスター長ｃは、６つのノズル１２を備えることによって画成されることができる。
【0114】
二つ以上の列を有し、第二の列が副列の第二のセットを備えるノズルプレート１０の場合、副列の第一のセットのノズルクラスターのクラスター長は、副列の第二のセットのノズルクラスターのクラスター長と同じであってもよく、副列の第一のセットのノズルクラスターのクラスター間隔は、副列の第二のセットのノズルクラスターのクラスター間隔と同じである。一方で、別の実施形態では、副列の第一のセットのノズルクラスター間のクラスター間隔は、副列の第二のセットのノズルクラスター間のクラスタ間隔とは異なる。
【0115】
さらに、各列の各ノズル１２は、列方向の上の方へ投影される場合、別の列の別のノズル１２に直接隣接していてもよい。換言すると、全ての列の全てのノズル１２は、液滴吐出ヘッド２の解像度に寄与し、同じピクセルライン内に印刷するために使用されることができる。さらに、例えば、複数のノズルプレート１０間の位置合わせを可能にするために、投影されたノズルの５０％より多い（すなわち過半数）または少なくとも７５％は、隣接する投影されたノズルから等距離にあり、列の各端部近傍のノズル間の異なる距離を可能にする。これは、副列の第一および第二のセットを列方向上へ投影する方向に沿って見る場合、副列の第一のセットおよび第二のセットの全てのノズルクラスター２４のノズル１２は、変更された一定の投影されたノズル間隔のノズル１２の連続した列を形成する。例えば、投影されたノズル間隔は、副列の第一のセットの隣接する投影されたノズル間の投影されたノズル間隔の半分であってもよい。したがって、副列の二つのセットを使用して、ノズルプレートの解像度を二倍にすることができる。副列の第一および第二のセットの端部は、場合によっては、例えば、二つの部分的に重なり合うノズルプレートのノズルの列間の正確な位置合わせを可能にするために、異なる投影されたノズル間隔を有してもよい。異なる投影されたノズル間隔を有する各列のノズルの数は、例えば、列のノズルの総数の２５％または５０％に近づく場合がある。
【0116】
上記の実施形態のいずれかにおいて、各ノズルクラスターのノズルは、列方向に沿って延在する平行なサブクラスターに配置されてもよく、サブクラスターは、列方向に垂直な方向に互いにサブクラスター間隔ｓｄ離間している。例えば、図３Ａでは、それぞれ６つのノズル１２のノズルクラスター２４は、それぞれ３つのノズルからなる二つのサブクラスターを備え、それにより、同じサブクラスター内のノズルは、ｘ方向に沿って同じ千鳥オフセットを有すると説明されることができる。
【0117】
ノズルのずれに関する考慮事項
図３Ａに戻ると、この実施形態におけるノズルクラスターは、対応する圧力チャンバー１４の側面に対して特定の位置にノズル１２を設けることにより達成され、圧力チャンバー１４は、列方向に直交する方向に（すなわち、ｘ方向に沿って）細長く示されている。ノズル１２を備える圧力チャンバー１４の側面は、ノズルプレート１０の表面に対して平面である。圧力チャンバーは、列方向（ｙ方向）に沿って互いに平行に配置される。このタイプの「サイドシューター」圧力チャンバー１４では、ノズル１２が圧力チャンバー１４の細長い側に関して中央位置から圧力チャンバー１４の端部の一つに向かってオフセット位置に移動された場合、液滴吐出特性は許容レベル内に留まることが分かった。このずれは、中心位置から数百μｍであり、その細長い側に沿って１ｍｍの長さを備える特定の圧力チャンバー設計では最大約４００μｍである可能性がある。したがって、いくつかの実施形態では、圧力チャンバー１４のクラスターを設けることなく、ノズルクラスター２４を創出することが可能であり、例えば、圧力チャンバー１４をずらす必要なしに、ノズル１２をずらしてノズルクラスター２４を創出することが可能である場合がある。例えば、二つの副列にわたる６×６のクラスター配置は、ノズル間隔ｎｓ／２が８４．６７μｍの６つのノズルを有してもよく、そのためクラスター長は５×８４．６７μｍ＝４２３．３５μｍとなる。ノズルクラスター間の距離は、副列間隔と等しくてもよく、すなわち、ａ＝ｂ＝７×８４．６７μｍ＝５９２．６９μｍである。この副列間隔ｂを創出するために、ノズルクラスターは、圧力チャンバー１４の配列の中心線ＣＬから反対方向に２９６．３５μｍずらされてもよく、モデル化された圧力チャンバーの長さが約１ｍｍの場合、この副列間隔は圧力チャンバーの全長の５０％近くになる。
図３Ａに戻ると、この実施形態におけるノズルクラスターは、対応する圧力チャンバー１４の側面に対して特定の位置にノズル１２を設けることにより達成され、圧力チャンバー１４は、列方向に直交する方向に（すなわち、ｘ方向に沿って）細長く示されている。ノズル１２を備える圧力チャンバー１４の側面は、ノズルプレート１０の表面に対して平面である。圧力チャンバーは、列方向（ｙ方向）に沿って互いに平行に配置される。このタイプの「サイドシューター」圧力チャンバー１４では、ノズル１２が圧力チャンバー１４の細長い側に関して中央位置から圧力チャンバー１４の端部の一つに向かってオフセット位置に移動された場合、液滴吐出特性は許容レベル内に留まることが分かった。このずれは、中心位置から数百μｍであり、その細長い側に沿って１ｍｍの長さを備える特定の圧力チャンバー設計では最大約４００μｍである可能性がある。したがって、いくつかの実施形態では、圧力チャンバー１４のクラスターを設けることなく、ノズルクラスター２４を創出することが可能であり、例えば、圧力チャンバー１４をずらす必要なしに、ノズル１２をずらしてノズルクラスター２４を創出することが可能である場合がある。例えば、二つの副列にわたる６×６のクラスター配置は、ノズル間隔ｎｓ／２が８４．６７μｍの６つのノズルを有してもよく、そのためクラスター長は５×８４．６７μｍ＝４２３．３５μｍとなる。ノズルクラスター間の距離は、副列間隔と等しくてもよく、すなわち、ａ＝ｂ＝７×８４．６７μｍ＝５９２．６９μｍである。この副列間隔ｂを創出するために、ノズルクラスターは、圧力チャンバー１４の配列の中心線ＣＬから反対方向に２９６．３５μｍずらされてもよく、モデル化された圧力チャンバーの長さが約１ｍｍの場合、この副列間隔は圧力チャンバーの全長の５０％近くになる。
【0118】
したがって、上記の実施形態およびその様々な実施形態では、各副列の副列間隔ｂは、３００μｍより大きく、９００μｍ未満であることができる。いくつかの実施形態では、各副列の副列間隔ｂは、５００μｍ超、または６００μｍ超であってもよい。場合によっては、副列間隔は、圧力チャンバーの全長の最大７５％であってもよい。
【0119】
副列間隔が創出される可能性のある全範囲は、圧力チャンバー１４の長さによって制限されるが、圧力チャンバー１４は、細長く、ノズルプレート１０の平面に沿って（すなわち、ｘ方向に）延在し、中心線 ＣＬに対してノズルをずらすが圧力チャンバー１４をずらさないでノズルクラスター２４を創出し、ノズル１２が圧力チャンバー１４の細長い側に対して中央またはほぼ中央の位置に留まる、千鳥状の圧力チャンバー１４のクラスターを備える設計に必要な流体供給経路と比較して、より単純な流体供給経路を可能にする。
【0120】
図１３は、圧力チャンバー１４が、チャンバーの長さに関して少なくとも中央のノズル位置の近傍を維持するようにクラスター化されるそのような別の実施形態を示している。図１３では、ノズル１２の第一の副列２２＿１のノズルクラスター２４＿１およびノズル１２の第二の副列２２＿２のノズルクラスター２４＿２、ならびにノズルプレート１０の列２０が、圧力チャンバー１４の細長い面に沿って中央に形成されている。圧力チャンバー１４自体が、ノズルクラスター２４＿１ａ、２４＿２ａ、および２４＿１ｂによってどのようにクラスター化されているかを見ることができる。したがって、ノズルプレート構成は、プリントヘッド２内にノズルプレート１０を支持する異なる流体配置用と同じままであってもよい。
【0121】
図３～図１３に示す実施形態のノズルクラスターは、ノズルクラスター当たり偶数個のノズルに限定されない。代わりに、任意の数のノズル、例えば、ノズルクラスター当たり５つまたは７つのノズルが好適な場合がある。示されているような千鳥状（または「サブクラスター」）構成で配置される奇数個のノズルのノズルクラスターでは、一つの副列から次の副列への流路をより均等にすることができる。例えば図３Ｂから分かるように、６×６クラスター２４＿１ｂの周囲およびクラスター２４＿２ａ、ｂの先に／周囲に形成される強制空気が通るための流路であり、その流路の最も狭い部分はＰ１とＰ２で示される。ノズルクラスター当たり偶数個のノズルの千鳥オフセットにより、この配置では、流路はわずかに非対称であり、副列間隔がより小さい場合に重要になる可能性がある。ノズルクラスター当たり奇数個のノズルは、この影響を軽減し、流路を対称にさせることになる。
【0122】
ノズルプレートの第二の実施形態
液滴カーテンを通る制御された経路を創出することは、上記のようなノズル配置を有するノズルプレートに限定されない。一部のノズルプレートでは、第二の実施形態によれば、ノズルクラスターは、列方向に沿って、およびクラスター奥行き方向に沿っていくつかのノズルにわたって延在する配列に配置される複数のノズルを備えることができ、クラスター奥行き方向は列方向に垂直である。各ノズルクラスターは、列方向に沿ってその最近接クラスターからクラスター間隔で配置される。ノズルプレートは、このようなノズルクラスターのうちの一つまたは複数の列を備えることができ、各列のノズルクラスターは、列方向に垂直な方向に互いにさらにオフセットされてもよい。このタイプの実施形態のノズルクラスターの配置は、前の実施形態およびその様々な実施形態と同様に、強制空気が制御機構方式で通過することができるノズルクラスター間の経路も定義する。第二の実施形態のノズルクラスターは、例えば、クラスター奥行き方向に対してある角度に沿って延在する側面を有する形状を有してもよい。例えば、ノズルクラスターは、台形、三角形、または平行四辺形形状であってもよい。各ノズルクラスターは、それぞれが一つまたは複数のノズル１２を有する複数の副列によって画成されることができる。副列を列方向上へ投影する方向（この場合はクラスター奥行き方向）に沿って見る場合、全てのノズルクラスターの複数のノズルは連続するノズルの列を形成し、各投影されたノズルは、最近接の投影されたノズルから投影されたノズル間隔で等距離に離間している。換言すると、投影されたノズルは重なり合わないため、使用中、ノズルクラスターの列の各ノズルは、一つまたは複数の液滴を同じピクセルライン内の対応するピクセルに堆積させる。
液滴カーテンを通る制御された経路を創出することは、上記のようなノズル配置を有するノズルプレートに限定されない。一部のノズルプレートでは、第二の実施形態によれば、ノズルクラスターは、列方向に沿って、およびクラスター奥行き方向に沿っていくつかのノズルにわたって延在する配列に配置される複数のノズルを備えることができ、クラスター奥行き方向は列方向に垂直である。各ノズルクラスターは、列方向に沿ってその最近接クラスターからクラスター間隔で配置される。ノズルプレートは、このようなノズルクラスターのうちの一つまたは複数の列を備えることができ、各列のノズルクラスターは、列方向に垂直な方向に互いにさらにオフセットされてもよい。このタイプの実施形態のノズルクラスターの配置は、前の実施形態およびその様々な実施形態と同様に、強制空気が制御機構方式で通過することができるノズルクラスター間の経路も定義する。第二の実施形態のノズルクラスターは、例えば、クラスター奥行き方向に対してある角度に沿って延在する側面を有する形状を有してもよい。例えば、ノズルクラスターは、台形、三角形、または平行四辺形形状であってもよい。各ノズルクラスターは、それぞれが一つまたは複数のノズル１２を有する複数の副列によって画成されることができる。副列を列方向上へ投影する方向（この場合はクラスター奥行き方向）に沿って見る場合、全てのノズルクラスターの複数のノズルは連続するノズルの列を形成し、各投影されたノズルは、最近接の投影されたノズルから投影されたノズル間隔で等距離に離間している。換言すると、投影されたノズルは重なり合わないため、使用中、ノズルクラスターの列の各ノズルは、一つまたは複数の液滴を同じピクセルライン内の対応するピクセルに堆積させる。
【0123】
【0124】
図１４Ａ～１４Ｂは、ノズル１２の列２０の一部を例示する。図１４Ａでは、列に沿って４つのノズルごとにノズルクラスター２４に配置され、連続するノズルクラスター２４ａ、２４ｂ、および２４ｃが示されている。ノズルクラスターは、列方向２６に沿って配置され、列方向２６に垂直な方向に沿って測定されるクラスター奥行きｄにわたって延在する。ノズル１２に供給する圧力チャンバー１４は、クラスター奥行き方向に沿って、ｘ方向に沿って細長く、互いに平行に延在することができ、ノズルクラスター２４を画成する４つのノズルのグループは、４つの隣接する圧力チャンバー１４によって供給される。この実施形態におけるノズルクラスター２４は、列方向に沿ってｎｓ、およびクラスター奥行き方向に沿った連続するノズル間の一定間隔ｓｄで示される一定のノズル間隔で、ノズルクラスター内の各ノズルを離間することによって、列方向に向かって鋭角に角度付けられる。この配置により、空気がノズルクラスターを通過するための幅 ｗの線形経路が得られる。
【0125】
しかし、各ノズルクラスター内のノズルが一定の間隔ｓｄ離間していることは必須ではなく、代わりに、ｓｄは連続するノズル間で変化する場合がある。これにより、空気がノズルクラスター間を通過するための非直線状経路が創出されることになる。
【0126】
図１４Ｂは、同様のノズル配置を示すが、今回はノズルクラスター当たり二つのノズルしかない。列２０に設けられる複数のノズルクラスターのうち、３つのノズルクラスター２４ａ、２４ｂ、２４ｃが示されている。各ノズルクラスター２４内の二つのノズルは、列方向２６に垂直な方向に間隔ｓｄ離間することによってクラスター奥行きｄ を画成する。列方向２６に沿って、ノズルクラスターは、クラスター間隔ａ離間している。列方向上２６へ投影される場合、全てのノズルは、一定のノズル間隔ｎｓ離間している。換言すると、列２０の全てのノズルは、列方向２６上へ投影される場合、投影されたノズル間隔で互いに等距離に離間する投影されたノズルの連続する列を形成し、その中で、どのノズルも同じ列の他のいずれのノズルと重なり合わないため、使用中、ノズルクラスターの列の各ノズルは、同じピクセルラインの対応するピクセルに一つまたは複数の液滴を堆積させる。この配置はまた、空気がノズルのクラスターを通過するための幅ｗの直線状経路をもたらし、ｘに沿うクラスター奥行き方向に沿った各ノズルクラスター内のノズル間により大きな距離ももたらす。
【0127】
図１４Ａおよび１４Ｂの両方において、クラスター間隔ａは、列２０のノズルクラスター２４間を強制空気が流れるための幅ｗの経路を提供する。これらの実施態様では、流路は直線状であり、列方向２６に向かって鋭角で角度が付けられている。奥行き方向および列方向２６に沿ったノズルクラスターの側面間に形成される角度は、ノズル間隔ｎｓ 、およびｔａｎ（角度）＝ｄ／（ｎ－１）×ｎｓとして直線的に配置されるｎ個のノズルのクラスター奥行きｄによって定義される。
【0128】
図１４Ａおよび１４Ｂに示されるノズル配置は、ノズルプレートに設けられ、図７の実験（ｉ）および（ｉｉ）のものと同一のプリントヘッドに組み立てられた。プリントヘッドは、３ｍｍのギャップを使用、ならびに２０ｋＨｚ（図８Ａ）、３０ ｋＨｚ（図８Ｂ）、および４７ｋＨｚ（図８Ｃ）について、媒体速度を適宜変更する（２０ｋＨｚで０．４１６ｍ／秒、３０ｋＨｚで０．６３５ｍ／秒、４７ｋＨｚで０．９９５ｍ／秒）ことにより、印刷方向に１２００ｄｐｉの解像度を達成、の同じ条件下で試験された。
【0129】
図１４Ａによるノズル配置は、ｎｓ＝８４．６７μｍ、ａ＝３３８．７μｍ、ｓｄ＝２５４μｍ、したがってｄ＝７６２μｍとなるようにノズルプレート１０に設けられた。
【0130】
図１４Ｂによるノズル配置は、ｎｓ＝８４．６７μｍ、ａ＝ １６９．３μｍ、ｓｄ＝６７７．３μｍ、したがってｄ＝６７７．３μｍとなるようにノズルプレート１０に設けられた。
【0131】
いずれの実施形態についても、木目調現象の大幅な低減を達成することができ、用途によっては、許容可能な画質、または現在の実施形態と組み合わせた他の手段によってさらに改善されることができる画質を提供することができることが分かる。
【0132】
したがって、本実施形態の実施によるノズルの列を通る流路を設けることは、ノズルの列を通る空気の通過を制御することによって、目に見える木目調模様の発生を低減または防止することができ、それにより少なくとも木目調現象の動的要素を低減または防止することができることが明らかである。
【0133】
図１４Ａおよび１４Ｂに示す変形例では、クラスター長は一つのノズルの長さ、またはｃ＝ｎｓである。クラスター長は、強制空気が最初にクラスターに到達する時に強制空気と接触する液滴カーテンの幅として想定されることができる。
【0134】
次に、クラスター長ｃに沿ってノズルクラスター当たり二つ以上のノズルを備える別の実施形態を、図１５を参照して述べる。図１５は、同一のノズルクラスター２４の列を示す。各ノズルクラスターは複数のノズルを有し、この場合、９つのノズル１２のマトリックスに配置されている。
【0135】
各ノズルクラスター２４は、平行四辺形の形状を取り、短辺と長辺の両方が列方向２６に向かって鋭角を形成する。このノズル配置のいくつかの実施形態では、ノズルプレート１０自体は、例えば、ノズルプレートを並べて隣接させるのを助けるために、ノズルクラスターの長辺をたどるように形成される平行四辺形であるが、ノズルプレートは異なる形状をとる場合がある。
【0136】
列２０は、ｙ方向に沿って、ノズルクラスターの列の一般的な方向に沿うように示されている。ノズルクラスターは、空気がノズルクラスター間を通過するための幅ｗの平行な流路を画成するように、列方向に沿って測定されるクラスター間隔ａ離間している。図１４Ａおよび１４Ｂのように、経路は直線状であり、列方向２６に対して鋭角で延在する。
【0137】
各ノズルクラスター２４は、クラスター奥行き方向に沿って配置されるノズルのサブクラスターを備え、およびクラスター奥行きｄを画成するように画成され、これにより、各サブクラスターはそれに続く副列からサブクラスター間隔ｓｄ離間されることができる。各サブクラスター内のノズルは、列方向に沿って最近接ノズルからノズル間隔ｓｄ離間している。各サブクラスターは、列方向２６に対して鋭角で延在する。クラスターの奥行き方向は、前のように、列方向２６に垂直な方向に延在する。
【0138】
列２０のノズルクラスター２４内のノズル１２は、全てのノズルクラスターの全てのノズルが列方向２６上へ投影される場合、列２０のノズルは、ｎｓよりも小さい一定の間隔で離間される等距離のノズル１２の連続する列を形成する。これは、各ピクセルが列の一つのノズルに対応するピクセルライン８によって示され、列２０のノズル１２は、ピクセルライン８のピクセルに１：１で対応している。
【0139】
このようにして、列２０の各ノズルクラスター内のｎ×ｍマトリックスに配置されるノズルを使用して、各ノズルが一つまたは複数の液滴をそれぞれ一つのピクセルに堆積させるように、それぞれ一つまたは複数の液滴を堆積媒体上の同じピクセルライン内に堆積させることができる。図のノズルクラスター配置を使用して、強制空気を通過させるための、列２０の各ノズルクラスター内のｎ×ｍマトリックスに配置されるノズルを通る平行な流路を創出し、その結果木目調現象は、液滴量を削減することによりさらに低減されることができる非動的要素に変えることができる。
【0140】
いくつかの実施形態では、ノズルクラスターの短辺は、列方向と鋭角を形成しない場合があり、例えば、３つのノズルの副列のそれぞれを、列方向に平行に整列させることができる。ノズルクラスターの奥行き方向に沿ったノズルの特定の位置は、全ての液滴が堆積媒体上のピクセルライン８に着地するように、各ノズルが液滴を吐出する必要があるタイミングを決定する。さらに、各ノズルクラスターは、それぞれ９つのノズルを有することに限定されないが、強制空気がノズルの列を通過するための流路を創出する同じ目的を実現する、ｎ×ｍマトリックスに配置される様々なノズル数のノズルクラスターを想定することができる。
【0141】
図１４および図１５の実施態様のいずれかの流路は、クラスター奥行き方向に沿って、交互に並ぶノズルのクラスターをオフセットすることによってさらに変更されてもよい。例えば、それらは、前の図の副列と同様な別個の副列２２＿１および２２＿２を創出するまでオフセットされる可能性があり、そしてそれは同じ副列のノズルクラスター間のクラスター間隔を二倍にすることに加えて、副列間隔ｂを提供する。
【0142】
次に、第一および第二の実施形態の概念を共有し、および木目調現象の動的要素を防止または低減するために、強制空気がノズルの列を通過するための流路を創出する同じ目的を有するハイブリッドと考えることができる変形例について述べる。
【0143】
図１６Ａは、ｍ×ｎマトリックスに配置される複数のノズル１２を有する従来の列１３の一部を示し、ｍは３であり、ここで、ｎはｘ方向に沿ったノズルの数であり、ｍはｙ方向に沿ったノズルの数である。換言すると、列１３は３つのノズルの奥行きである。従来の列１３の各ノズルは、他の全てのノズルに対して列方向に沿ってオフセットされ、その結果、各ノズルを用いて、一つまたは複数の液滴をピクセルライン８の対応するピクセルに堆積させることができる。この従来の列１３は、ノズルクラスター２４＿１ａ、ｂおよび２４＿２ａ、ｂをそれぞれ備える二つの副列２２＿１、２２＿２を有する列２０を形成するように再配置されることができる。各ノズルの列方向に沿った位置は、順番に、ノズルとピクセルライン８のピクセルとが１：１の対応を維持するように、従来の列１３に対して維持される。これは、ピクセルと各ノズルクラスターの第一のノズルとの間の破線の引き出し線によって示される。
【0144】
列２０のノズルの配置を達成するために、列１３は、それぞれ５×３のノズルアレイを有する等しいサブマトリックスに分割され、交互の５×３マトリックスは、列方向に垂直な方向に沿って平行移動されて、強制空気が通過することを可能にする列２０を通る流路を創出するノズルクラスター２４を形成する。この実施形態では、各ノズルクラスター２４は、列方向２６に沿ってノズル間隔ｎｓ離間する５つのノズルによって、およびクラスター奥行き方向に沿ってオフセット間隔ｓｄ離間する３つのノズルによって画定される平行四辺形の形状を取り、長さｃを有する。同じ副列のノズルクラスター間の直線状経路に加えて、副列間の副列間隔ｂは、空気が第二の副列２２＿２のノズルクラスター２４＿２の周りを通過するための流路を画成する。このノズル配置は、平行四辺形の形状のノズルプレートに設けられてもよいが、ノズルプレートの形状は、列２０のノズル配置を生成するのに必須ではない。
【0145】
図１６Ａと同様のアプローチを使用して、図１６Ｂは、列２６に移された従来の列１３を示す。図１６Ａのものと比較して、列方向に平行なそれらの中心線の周りで形状が反転している副列２２＿１のノズルクラスター２４＿１ａ、ｂを除いて、図は同一である。クラスター長ｃｃおよびクラスター間隔ａａは維持されるが、副列間および第一の副列のノズルクラスターと第二の副列のノズルクラスターとの間の流路は、二つの副列間の内部クラスターコーナー間の間隔Ｐ１、Ｐ２が類似しているため、より類似した流れ特性を有する可能性がある。
【0146】
図１７Ａに示す別の実施形態では、従来の列１３のノズルは台形形状に割り当てられ、交互に並ぶ台形領域は列方向に垂直な方向にオフセットされ、列２０の二つの副列２２＿１および２２＿１に配置されるノズルクラスター２４を形成する。二つの副列は、別々の副列のクラスターの内側ノズルによって画成される流路幅である副列距離ｂ離間している。
【0147】
各ノズルクラスターは、クラスター奥行き方向に沿って配置されるノズルのサブクラスターを備え、これにより、各サブクラスターは、それに続くサブクラスターからサブクラスター間隔ｓｄ離間している。各サブクラスター内の各ノズルは、最近接のノズルから列方向２６に沿ってノズル間隔ｎｓ離間している。各サブクラスターのノズルは、隣接する並列サブクラスター内の隣接するノズルに対してオフセットされ、そのため、全てのノズルクラスターの全てのノズルが列方向２６上へ投影される場合、列２０全体のノズルは等距離のノズル１２の連続する列を形成する。
【0148】
このようにして、列２０の全てのノズルを使用して、一つまたは複数の液滴のそれぞれを堆積媒体上の同じピクセルラインに堆積させることができる。クラスターの奥行きが延在する方向と同じ方向である印刷方向に沿って（ｘ方向に沿って）見る場合、ノズルクラスター２４＿１ａ、ｂのノズルの第一のサブクラスターはクラスター長ｃ１を有し、ノズルクラスター２４＿２ａ、ｂの第一のサブクラスターのクラスター長ｃ２を有する。ノズルクラスター２４＿１ａ、ｂの場合、クラスター長は、クラスター奥行き方向に沿ってクラスター長ｃ２まで徐々に増加し、ノズルクラスター２４＿２ａ、ｂの場合、クラスター長は、クラスター奥行き方向に沿ってクラスター長ｃ１まで徐々に減少する。
【0149】
台形のノズルクラスター配置は、平行四辺形のノズルプレート、または図１６Ｂに示すような台形のノズルプレートで使用されることができ、強制空気の流路を創出して、木目調現象を非動的要素に変えて、液滴量を削減することによりさらに改善できるようにする。図１７Ａでは、同じ副列のノズルクラスター間に創出される流路は、合流または分岐する流路である。別の実施形態では、図１６Ｂの第一の副列のノズルクラスターと同様に、第一の（または第二の）副列のノズルクラスターを中心線を中心に反転させることができ、等しい流路抵抗を創出するように、流路は列２０の全てのノズルクラスター間で分岐または合流する。さらに、これは、別々の副列のノズルクラスターの内側の角の間の流路、特に列方向２６に沿った流路の任意の狭い通路の長さを変えるであろう。図１７Ａの配置は、図１７Ａの矢印によって示されるように、第一の副列のノズルクラスターと第二の副列のノズルクラスターとの間に狭い流路領域ＮＲを示すことができる。換言すると、列方向２６上へ投影される場合、二つの副列の間の中心線ＣＬに隣接して測定されるクラスター長の重なり合いは、列２０を通過する場合に強制空気に対して重要な流れ抵抗をもたらす長さを有することができる。
【0150】
ノズルクラスター間の狭い流路領域ＮＲは、副列間隔ｂを増加させることにより、および／または、台形形状が一方の副列の短い長さともう一方の副列の長い長さが互いに向かい合うように、副列の一つのノズルクラスターを反転することにより、減少または防止されることができる。ノズルクラスターの反転を図１７Ｂに示す。この場合、対向する強制空気は、同じ副列のノズルクラスター間の分岐流路を通って第一および第二副列のノズルクラスターを通過する。結果として、別々の副列のノズルクラスター間の流路の長さは、図１７Ａの流路ＮＲと比較して短くなる。さらに、ノズル２０の列に接触する際に強制空気によって接触する二つの副列のノズルクラスターの初期の長さｃ１およびｃ２は同じであり、いずれかの副列のノズルクラスター間の流路を通過する際に強制空気によって接触されるクラスター間隔ａ１、ａ２は同じである。換言すると、列方向２６上へ投影される場合、二つの副列間の中心線ＣＬに隣接して測定されるクラスター長の重なり合いは、図１７Ａの配置と比較して図１７Ｂの配置で減少する。
【0151】
図１５および図１６の全ての実施形態では、流路特性は、クラスター長および／または間隔、ならびに副列間隔ｂを変更することにより変えることができ、特定の用途に合わせる、および木目調現象の動的要素を低減または防止さえすることができる。
【0152】
必要に応じて、副列の数は二つの副列に限定されない。代わりに、ノズルクラスターを二つ以上の副列、例えば３つまたは４つの副列に配置して、狭い流路の幅をさらに大きくする、および／またはその長さを短くしてノズルクラスターを通る流路の流れ抵抗を低減することができる。
【0153】
したがって、第二の実施形態およびその実施によれば、液滴吐出ヘッド用のノズルプレート１０が設けられ、これは、液滴を堆積媒体上に堆積させるように配置される、ノズル１２の少なくとも第一の列２０を備え、ノズルの第一の列２０は、列方向２６に延在し、および一つまたは複数のノズルクラスター２４を備える。各ノズルクラスター２４は、列方向２６に沿ってクラスター長ｃで配置され、列方向に垂直なクラスター奥行き方向に沿ってクラスター奥行きｄ延在する。各ノズルクラスター２４は、複数のノズル１２を備え、そのうちの各ノズルクラスター内の一つまたは複数のノズルはクラスター長ｃを画成し、各ノズルクラスター内の二つ以上のノズルはクラスター奥行きｄを画成し、各ノズルクラスター２４は、列方向２６に沿って隣接するノズルクラスターから、同じノズルクラスターの隣接するノズル間のノズル間隔ｎｓよりも大きいクラスター間隔ａ離間されている。さらに、第一の列のノズルは、列方向２６上へ投影される場合、隣接する投影されたノズルから投影されたノズル間隔で等距離に離間される。
【0154】
必要に応じて、第一の列の各投影されたノズルクラスターは、隣接する投影されたノズルクラスターから投影されたノズル間隔で離間されてもよい。例えば、これは、図１３および図１４のノズルクラスター２４の場合である。列方向上へ投影される場合、これらの図中のノズルクラスターは互いに嵌合しない。一方、図１６と図１７のノズルクラスターは、列方向の上の方へ投影される場合、互いに嵌合する。
【0155】
いくつかの実施形態では、クラスター間隔ａは、４つの隣接するノズル間の間隔よりも大きい場合がある。
【0156】
さらに、または代わりに、列２０の複数のノズルクラスターは、ノズルの二つ以上のサブクラスターを備えることができる。サブクラスターは、実質的に列方向に沿って延在し、ノズルのマトリックスを形成するように互いに平行に配置される。このようなサブクラスターの例は図１５～１７に示され、ノズルクラスターはノズルのマトリックスの形態をとる。図１５から、サブクラスターは列方向に向かって鋭角で角度が付けられており、列方向２６に４５°未満の角度で「実質的に列方向に沿って延在する」ことがわかる。
【0157】
いくつかの実施形態では、ノズルクラスターは、平行四辺形、台形、または三角形の形状のうちの一つまたは複数に配置されることができる。平行四辺形または台形のクラスター形状を図１５～１７に示す。ノズルクラスターの傾斜した側面は、列方向に沿ってノズルクラスターに重なり合うまたは嵌合する役割を果す。
【0158】
さらに、図１６および１７に示すように、列方向に沿って互いに隣接するノズルクラスターは、クラスターの奥行き方向に沿って互いにオフセットされることができる。例えば、ノズルクラスターは二つの副列２２＿１および２２＿２に配置されることができ、二つの副列間に創出される流路は、副列間隔ｂによって画成される幅を有し、副列間隔ｂは、別々の副列のノズルクラスターの列の中心線ＣＬに最も近い内側ノズル間の、奥行き方向に沿った距離である。これは、例えば、図１７Ａおよび図１７Ｂに示される。
【0159】
【0160】
上記の実施形態の全ておよびそれらの様々な実施例において、空気流路は、強制空気が制御された方法でノズルの列を通過するための流路を創出するように、クラスター間隔ａによって創出される。「制御された方法で」は、木目調現象の動的要素の低減または防止を意味し、例えば、動的現象ではないバンディングに対してのみ現象を低減させることを意味すると理解できる。
【0161】
したがって、一般的に、ノズルプレート１０は、液滴を堆積媒体上に堆積させるように配置されるノズル１２の少なくとも第一の列２０を備える液滴吐出ヘッド２のために設けられ、ノズルの第一の列は、列方向２６に延在し、一つまたは複数のノズルクラスター２４を備える。各ノズルクラスター２４は、列方向２６に沿ってクラスター長ｃで配置され、各ノズルクラスターは、列方向２６に沿って隣接するノズルクラスターからクラスター間隔ａ離間し、強制空気が制御された方法でノズルの列を通過するための流路を創出する。ノズルクラスター２４を列方向２６上への投影する方向に沿って見る場合、列２０の複数のノズル１２は、投影されたノズルが、投影されたノズル間隔によって互いに等距離に離間される連続するノズルの列を形成する。換言すると、投影されたノズルのいずれも、同じ列の他のいずれのノズルと完全には重なり合わないため、使用時に、ノズルクラスターの列の各ノズルを使用して、一つまたは複数の液滴を、堆積媒体上の同じピクセルライン内の対応するピクセルに堆積させることができる。
【0162】
いくつかの実施形態では、クラスター間隔は、列方向に沿って変化することができる。例えば、隣接するノズルクラスターの第一の対の間のノズルクラスター間隔は、列の隣接するノズルクラスターの第二の対の間のクラスター間隔とは異なる場合がある。
【0163】
さらに、または代わりに、ノズルクラスターの間隔は、クラスターの奥行き方向に沿って変化する可能性があり、クラスターの奥行き方向は、ノズルの列の方向に垂直である。
【0164】
ノズルクラスターは、二つ以上の副列に配置されてもよく、副列は列方向に沿って延在し、互いに平行であり、隣接する副列間の副列間隔ｂによる幅の流路を創出し、強制空気が一つの副列から次の副列に通過する。第一の副列と第二の副列との間の副列間隔は、第二の副列と第三の副列との間の副列間隔と同じであっても異なっていてもよい。
【0165】
ノズルクラスターは、さらに、または副列に配置される代わりに、二つ以上のサブクラスターを備え、ノズルクラスター内の各サブクラスターは実質的に列方向に沿って延在し、各ノズルクラスター内のサブクラスターは互いに平行に配置され、サブクラスター間隔ｓｄ離間している。
【0166】
サブクラスターは、列方向に対して鋭角で延在するように配置されることができ、「列方向に沿って実質的に延在する」は、列方向に対して最大４５°の鋭角であることを意味することができる。
【0167】
第二の実施形態のクラスターは、それぞれ最大１５個のノズルのマトリックスを備えるように示されている。第一の実施形態の変形例のモデル化された結果は、木目調現象の減少を決定するのが、クラスター長ｃと、強制空気が制御された方法でノズルの列を通過するためのクラスター間隔ａ／副列間隔ｂによって形成されるエアギャップとの組み合わせであることを示唆している。同様の結果が、強制空気によって、または第一の副列の第一のサブクラスターによって接触するノズルの第一の副列に関して、例えば、最大１０のノズル幅のクラスター長および８００μｍ以下のクラスター長ｃについて、第二の実施形態について期待されることができる。
【0168】
方法
図１８は、第一の副列にノズルクラスター２４＿１、および第二の副列にノズルクラスター２４＿２を有する二つの副列を備える一つの列２０の実施形態に適用できる駆動パルス３２のタイミングイベントｔの概略図である。各ノズルクラスター２４のノズル１２は、千鳥グループ２８内で列方向に垂直な方向にずらされている。ピクセルライン８のピクセル位置を含む堆積媒体が列２０のノズルの下を通過する時、列２０の全てのノズルは、個別に制御されて、一つまたは複数の液滴のそれぞれを、堆積媒体上のピクセルライン８の対応するピクセルに堆積させることができる。
図１８は、第一の副列にノズルクラスター２４＿１、および第二の副列にノズルクラスター２４＿２を有する二つの副列を備える一つの列２０の実施形態に適用できる駆動パルス３２のタイミングイベントｔの概略図である。各ノズルクラスター２４のノズル１２は、千鳥グループ２８内で列方向に垂直な方向にずらされている。ピクセルライン８のピクセル位置を含む堆積媒体が列２０のノズルの下を通過する時、列２０の全てのノズルは、個別に制御されて、一つまたは複数の液滴のそれぞれを、堆積媒体上のピクセルライン８の対応するピクセルに堆積させることができる。
【0169】
ノズルクラスター２４および駆動パルス３２に並んで、堆積媒体上のピクセルライン８への効果が、駆動パルス３２の異なるタイミングｔで、例示されている。
【0170】
ノズル１２に対応するアクチュエーターを制御して、各ノズル１２にラインピクセル当たり一つまたは複数の液滴を吐出させる方法は、列方向に直交する方向に（ｙ方向に沿って）同じ千鳥オフセット距離で配置される同じ副列内のノズル１２の千鳥グループ２８に基づいている。千鳥グループ２８＿１（ｉ）および２８＿１（ｉｉ）は、第一の副列のノズルクラスター２４＿１内に設けられ、千鳥グループ２８＿２（ｉ）および２８＿２（ｉｉ）は、第二の副列のノズルクラスター２４＿２内に設けられる。ノズルクラスター２４＿１のクラスターグループ２８＿１（ｉ）は、堆積媒体が（ｘ方向に沿って）下を印刷方向に通過する時に、最初に液滴を吐出する必要があり、クラスターグループ２８＿１（ｉｉ）、クラスターグループ２８＿２（ｉ）、最後にクラスターグループ２８＿２（ｉｉ）がそれに続く。
【0171】
対応するノズル１２のアクチュエーターに印加されるアクチュエーター信号３０は、駆動パルス３２を含み、視覚的な単純化のために振幅（Ｖ）軸に沿ってオフセットされている。各千鳥グループ２８は、作動信号３０内の対応する駆動パルス３２の印加に応答して液滴を吐出するように配置される。それぞれの駆動パルスは、点線で各千鳥グループに関連している。簡略化のために、一つの液滴を放出するための一つの駆動パルスのみが示されているが、実際には、いくつかの液滴が同じノズルから吐出されて同じピクセルに堆積されることができる。
【0172】
視覚的な単純化のために、図１８は、全てのノズルが液滴をピクセルラインに吐出する、全て使用する印刷を例示する。実際には、画像データに応じて、一つまたは複数のノズルのみが、液滴をピクセルラインに堆積させることができる。
【0173】
印刷されるピクセルライン８の位置が液滴吐出ヘッド２の下を通過する時、４つの千鳥グループ２８からの液滴の動作は指定時間に作動され、ピクセルライン８が列２０の第一の千鳥オフセットグループ（サブクラスターグループ）２８＿１（ｉ）の下を通過する時、第一の千鳥オフセットグループ２８＿１（ｉ）は、時間ｔ０で最初に駆動パルス３２＿１（ｉ）を受信し、千鳥オフセットグループ２８＿１（ｉ）のノズル１２のそれぞれから、ピクセルライン８上の対応するピクセルへの液滴を吐出する。
【0174】
ピクセルライン８がさらに移動して、第二の千鳥グループ２８＿１（ｉｉ）の下を通過する時、千鳥グループ２８＿１（ｉｉ）は、時間ｔ１でその駆動パルス３２＿１（ｉｉ）を受信して、千鳥オフセットグループ２８＿１（ｉｉ）の各ノズル１２からピクセルライン８上の対応するピクセルに液滴を吐出する。
【0175】
次に、堆積媒体上のピクセルラインの位置が、第二の副列の第一の千鳥オフセットグループである、列２０の第三の千鳥グループ２８＿２（ｉ）の下を移動する時、駆動パルス３２＿２（ｉ）が時間ｔ２で印加されて、千鳥オフセットグループ２８＿２（ｉ）のそれぞれのノズル１２からピクセルライン上の対応するピクセルに液滴を吐出し、最後に、ピクセルラインが、第二の副列の第二の千鳥オフセットグループである列２０の第四の千鳥オフセットグループ２８＿２（ｉｉ）の下を通過する時、駆動パルス３２＿２（ｉｉ）が時間ｔ3で印加されて、千鳥オフセットグループ２８＿２（ｉｉ）の各ノズル１２からピクセルライン上の対応するピクセルへ液滴を吐出する。これでピクセル線８は完了である。
【0176】
図１８は、完全に印刷されたピクセルラインを例示し、各ノズル１２はピクセルライン上のその対応するピクセルに液滴を吐出する。もちろんそうではないが、ほとんどの画像において、印刷プロセスの特定の時間に、画像データに従って、ノズル１２の一部または全ては駆動パルスを受信しないことになる。しかし、ノズル１２は全て、常に同じ千鳥グループのメンバーのままである。
【0177】
同様の原理は、列２０の二つ以上の副列から、またはそれぞれ一つまたは複数の副列を有する二つ以上の列２０から同じピクセルラインに印刷するために適用される。
【0178】
図１８は、ノズルクラスターが列２０の副列内に生成される第一の実施形態によるノズル配置に基づくが、列２０の全てノズルで一つのピクセルラインに印刷する同じ原理は第二の実施形態による配置を使用し、ここで、ノズルクラスターが二つのサブ列に配列されるのではないが、角度の付いた流路が同じノズルクラスター内でクラスターの奥行き方向にノズルをずらすことによってノズルクラスター間で生成され、列方向に沿って見る場合、ノズルクラスターは重なり合う。図１４および１５の配置では、サブクラスターは、印刷方向に沿って（ｘ方向に沿って）同じ位置を有するそれらのサブクラスター内の全てのノズルが同じタイミングｔで作動するように、好適に指定時間に作動する。したがって、サブクラスターは、図１８の千鳥オフセットグループ２８と同様な方法で処理される。
【0179】
図１６および図１７のハイブリッド配置は、サブクラスターならびに副列を備える。タイミングの観点から、印刷方向に沿って列の前面から増加する距離に配置される連続するサブクラスターは、同じピクセルライン８に液滴を吐出するように、増加したタイミング遅延で作動される。
【0180】
上記の実施形態によるノズルプレート１０を使用する方法およびそれらが実施され、列のノズルクラスターの一つまたは複数のノズルから一つまたは複数の液滴をピクセルラインに堆積させる工程であって、列の各ノズルは、ピクセルラインの一つのピクセルに対応する、堆積させる工程を含む。
【0181】
列２０が第一の副列および第二の副列を備えるいくつかの実施形態では、各副列は列方向に互いに平行に延在し、第一の副列はノズルクラスターの第一のグループを構成し、および第二の副列はノズルクラスターの第二のグループを構成し、この方法は、ノズルクラスターの第一のグループのノズルから液滴を時間ｔ１でピクセルラインに堆積させる工程と、ノズルクラスターの第二のグループのノズルから液滴を時間ｔ２でピクセルラインに堆積させる工程と、をさらに含んでもよい。
【0182】
２列のノズルプレートでは、この方法は、以下の工程、第二の列の第一の副列のノズルクラスターのノズルから液滴を時間ｔ３でピクセルラインに堆積させる工程と、第二の列の第二の副列のノズルクラスターのノズルから液滴を時間ｔ４でピクセルラインに堆積させる工程と、をさらに含んでもよい。
【0183】
あるいは、一つまたは複数のノズルクラスターが複数のサブクラスターを含む場合、サブクラスターは、一般的に、列方向に沿って互いに平行に延在し、代わりに、方法は、第一のサブクラスターのノズルから液滴を時間ｔ１でピクセルラインに堆積させる工程と、第二のサブクラスターのノズルからの液滴を時間ｔ２でピクセルラインに堆積させる工程と、をさらに含んでもよい。
【0184】
例えば、制御システムによって実行される方法は、ピクセルラインの画像データを受信する工程と、メディアエンコーダー信号の受信する工程と、画像データおよびメディアエンコーダー信号に基づいて、駆動データ３３を決定する工程と、を含んでもよく、駆動データは、一つまたは複数のノズルクラスター内の一つまたは複数のノズルを作動させるタイミングｔを定義し、ピクセルラインの対応するピクセルに液滴を堆積させる。
【0185】
さらに、駆動データ３３を決定する工程は、第二の列の副列の第二のセットの駆動データを決定する工程をさらに含むことができ、副列の第二のセットの駆動データは、副列の第二のセットの各副列のノズルのタイミングｔを定義し、液滴をピクセルラインに堆積させる。
【0186】
方法は、一つまたは複数の副列の一つまたは複数のノズルに液滴をピクセルラインに堆積させるための駆動データ３３に基づいて作動信号３０を生成する工程と、一つまたは複数のノズルに液滴をピクセルラインに堆積させるために、作動信号３０をノズルに対応するアクチュエーター１１に提供する工程と、をさらに含んでもよい。この工程は、いくつかの実施形態では、液滴吐出ヘッド２に設けられる液滴吐出ヘッドコントローラーによって液滴吐出ヘッド２から実行されることができる。
【0187】
必要に応じて、方法は、強制空気流によるバンディングを低減または防止するように、印刷された画像データに応答して各ノズルの液滴量を調節する工程を含んでもよい。この工程を使用して、木目調現象のバンディングの非動的要素を軽減することができる。これは、ピクセルラインに沿った色素密度の視覚的な変化を低減または防止するために、より暗いバンドとより明るいバンドの試験印刷データを生成し、バンドに堆積する液滴量を調節することによって達成される。例えば、試験印刷データ４０は、測定されるプリントピクセル密度の範囲について、特定のプロセス設定（例えば、ギャップ距離、ピクセル周波数、媒体速度）で達成されるピクセルライン全体のピクセル密度を測定することによって、およびバンディングを防ぐために必要な目標密度を達成するための調節値４２を決定することによって、試験印刷から生成されることができる。これは、例えば、各ノズルに調節値を適用することによって、知覚された色素密度をピクセルごとおよびノズルごとの目標色素密度に変換するルックアップテーブルを使用することによって行われることができる。この調節値は、例えば、ノズルからの液滴を吐出させる作動パルスの公称駆動電圧の調節値であってもよい。ピーク間作動パルス電圧は、例えば、印刷画像のより暗いバンドに寄与するノズルの液滴量を減少させるために低減されることができる。さらに、または代わりに、電圧は、印刷画像のより明るいバンドに寄与するノズルの液滴量を増加させるために、増大されてもよい。調節値４２は、一連の実験的印刷試験によって、列２０全体のノズルあたりの変更された液滴量について経験的に特定され、ルックアップテーブルに格納され、印刷中にノズルあたりの液滴量を増加または減少させるために使用されることができ、視覚的なバンディング現象を低減または防止する。例えば、駆動パルス３２を変更するために特定および使用される調節値４２の結果として、暗いバンドに寄与するノズルにより少ない液滴量を吐出させて、より低いピクセル密度をもたらすことができ、一方、より明るいバンドに寄与するノズルにより大きな液滴量を吐出させて、より高いピクセル密度をもたらすことができる。調節値は、駆動データ３３の一部として、液滴吐出ヘッドコントローラーに調節信号として提供されてもよい。
【0188】
したがって、駆動データ３３が調節値に基づいてさらに決定され、および調節値に基づく調節信号を含む場合、調節信号は、バンディングの影響を低減するために、列の一つまたは複数のノズルの液滴量を変更させる。
【0189】
コントローラー
図１９は、上記のノズル配置を使用して印刷する、および液滴カーテンを通過する強制空気による少なくとも木目調現象の動的要素を低減または防止することを目的とする、方法を実行するための制御システム５０のブロック図である。
図１９は、上記のノズル配置を使用して印刷する、および液滴カーテンを通過する強制空気による少なくとも木目調現象の動的要素を低減または防止することを目的とする、方法を実行するための制御システム５０のブロック図である。
【0190】
千鳥オフセットグループ２４のアクチュエーターを作動させるタイミングは、図１Ａの液滴吐出装置１の一部として示される駆動信号コントローラー４によって制御されることができる。駆動信号コントローラー４は、図１９に示されるように、液滴吐出装置の制御システム５０の一部である。
【0191】
図１９の制御システム５０は、メディアエンコーダー回路７をさらに備える。メディアエンコーダー回路７は、媒体搬送ポートシステム５上の媒体の位置に関連する入力を媒体搬送ポートシステム５から受信する。メディアエンコーダー回路７は、メディアエンコーダー信号３４を駆動信号コントローラー４に提供し、コントローラーが堆積媒体上のピクセルライン８の位置を決定することを可能にする。
【0192】
駆動信号コントローラー４は、メディアエンコーダー信号３４を受信するように構成され、例えば、液滴吐出装置１内に設けられる、またはそれに関連付けられるＰＣから画像データ３６を受信するようにさらに構成される。駆動信号コントローラー４は、メディアエンコーダー信号３４および画像データ３６からの駆動信号を決定し、液滴吐出ヘッド２の液滴吐出ヘッドコントローラー９に駆動信号を提供するように構成される。
【0193】
液滴吐出ヘッド２は、アクチュエーター１１を備え、各アクチュエーター１１は、作動信号３０に基づいて、少なくとも一つのノズル１２のそれぞれに液滴を吐出させるように構成される。作動信号３０は、コントローラー４から受信した駆動データ３３に基づいて、液滴吐出ヘッドコントローラー９によってアクチュエーター１１に提供され、各千鳥グループの液滴は正しいタイミングｔでピクセルラインに堆積する。したがって、図１８のｔ０からｔ３のタイミングは、動的な媒体位置（および、したがって媒体速度）に基づいており、連続するラインピクセル、または連続する千鳥オフセット（サブクラスター）グループに対しても動的に、例えば、画像の印刷の開始時と終了時の加速および減速中のような媒体速度の変化について、調節されることができる。
【0194】
したがって、駆動信号コントローラー４は、上記の実施形態およびそれらの様々な実施のノズル配置を使用して記載される方法を実行するように設けられる。駆動信号コントローラーは、画像データおよびメディアエンコーダー信号を受信し、画像データに基づいて、およびメディアエンコーダー信号に基づいて、駆動データ３３を決定するように構成される。駆動信号コントローラーはさらに、駆動データ３３を液滴吐出ヘッドコントローラーに提供して、ノズル列２０内に設けられる一つまたは複数のノズルクラスター２４のノズル１２のうちの一つまたは複数に、一つまたは複数の液滴のそれぞれをピクセルライン８のピクセルであって、列２０の異なるノズルに対応するピクセルラインの各ピクセルに吐出させるように構成される。
【0195】
いくつかの実施形態では、駆動信号コントローラーはさらに、駆動データ３３の一部としてタイミング信号を液滴吐出ヘッドコントローラーに提供して、ノズルクラスター２４のノズルクラスター２４＿１の第一のグループのノズル１２に、時間ｔ１で液滴をピクセルラインに吐出させるように、およびノズルクラスター２４のノズルクラスター２４＿２の第二のグループのノズル１２に、時間ｔ２で液滴をピクセルラインに吐出させるように構成される。ノズルクラスターの第一のグループは、第一の副列２２＿１内に設けられ、ノズルクラスターの第二のグループは、列２０の第二の副列２２＿２内に設けられる。
【0196】
さらに、または代わりに、駆動信号コントローラーは、ノズルクラスター２４のうちの少なくとも一つ内に設けられる一つまたは複数のサブクラスターのノズル１２に、時間ｔ１で液滴をピクセルラインに吐出させるように、および第二の副列２２＿２の一つまたは複数のノズルクラスター２４＿２のノズル１２に、時間ｔ２で液滴をピクセルラインに吐出させるように、駆動データ３３を液滴吐出ヘッドコントローラーに提供するようにさらに構成されてもよい。
【0197】
必要に応じて、駆動信号コントローラーは、印刷試験画像に基づいてデータを受信するように構成されてもよい。
【0198】
このデータは、強制空気がノズルクラスター２４の周りを通過することによって引き起こされる木目調現象の非動的要素によるバンディングの影響を軽減するための調節値４２を含むことができる。あるいは、データは、特定用途のプロセス設定（例えば、ギャップ距離、ピクセル周波数、媒体速度）で達成される試験印刷ピクセル密度の形であってもよく、駆動信号コントローラーは、試験印刷ピクセル密度を用いて、駆動信号コントローラーによってアクセス可能なルックアップテーブルから各ノズルの調節値４２を決定することができる。ルックアップテーブルは、例えば、印刷前に決定された、測定された印刷ピクセル密度の範囲のピクセル密度データ、および必要な目標密度を達成するための調節値を含むことができる。
【0199】
したがって、必要に応じて、駆動信号コントローラー回路は、印刷された画像データを受信し、印刷された画像データに基づいて、強制空気流によるバンディリングを低減または防止するための液滴量の調節値を決定し、調節値に基づいて調節信号をプリントヘッドコントローラーに提供して、ノズルから吐出される液滴量を調節するようにさらに構成されることができる。
【0200】
どちらの場合も、駆動信号コントローラー４は、調節値４２に基づいて調節信号４４を提供し、駆動データ３３の一部として調節信号４４を提供するように構成され、調節信号４４は、作動信号３０に増加または減少した液滴量の液滴を吐出させ、木目調現象の非動的要素によるバンディング現象を軽減するピクセルライン全体の調節された密度を達成する。例えば、駆動信号コントローラー４によって提供される調節信号４４の結果として、暗いバンドに寄与するノズルには、より少ない液滴量を吐出させることができ、一方、より明るいバンドに寄与するノズルには、より多い液滴量を吐出させることができる。
【0201】
いくつかの実施形態では、駆動信号コントローラー４は、図１９に示すように、液滴吐出ヘッドの外部に配置されてもよい。
【0202】
別の実施形態では、駆動信号コントローラー４は、液滴吐出ヘッド２内に配置されてもよく、液滴吐出ヘッドコントローラー９を備えてもよい。
【0203】
上記の実施形態のいずれかに加えて、駆動信号コントローラー４は、画像データ３６に基づき、かつ二つ以上のアクチュエーター１１に共通な画像信号、および各アクチュエーターに個別のメディアエンコーダー信号３４に基づくタイミング信号を含む駆動データ３３を生成するように、ならびに共通の画像信号および個々のタイミング信号の同期されたストリームの形で駆動データ３３を液滴吐出ヘッドコントローラーに提供するように構成されることができる。
【0204】
個々のタイミング信号は、バンディングの影響を軽減するように、対応するノズルから吐出される液滴量を調節（削減）するように、各アクチュエーターの調節信号４４をさらに含むことができる。
【0205】
駆動コントローラーが液滴吐出ヘッド２に搭載されて配置される実施形態では、駆動信号コントローラーおよび液滴吐出ヘッドコントローラーは、制御システム内に設けられてもよい。
【0206】
液滴吐出ヘッドコントローラーは、タイミング信号および画像データに基づいて作動信号３０を生成し、ノズルに対応するアクチュエーター１１に作動信号３０を提供するように構成されることができ、ノズルクラスター２４のうちの少なくとも一つの一つまたは複数のノズルに、一つまたは複数の液滴をピクセルライン８に堆積させるようにする。
【0207】
一部の制御システムでは、駆動信号コントローラー４は、液滴吐出ヘッドコントローラー９を備えてもよく、液滴吐出ヘッド２に搭載されて配置されてもよい。
【0208】
総論
いくつかの実施形態では、ノズルクラスターを通る強制空気のバランスのとれた流れを創出するように、ノズルクラスター２４を配置することが有利である場合がある。これを達成するために、ノズルクラスター２４は、同じ長さおよび同じ間隔であってもよく、さらに、一方の副列のクラスター２４の長さが他方の副列のクラスター間隔と等しくなるように副列間に配置されてもよい。これは、ノズル１２の第一の列と接触する強制空気流が、均等に等間隔の部分に分割され、そして均等に等間隔の部分を再び組み合わせることを意味する。これは、列の長さに沿った別々の領域間の圧力の大きな差を回避または低減すると考えられる。
いくつかの実施形態では、ノズルクラスターを通る強制空気のバランスのとれた流れを創出するように、ノズルクラスター２４を配置することが有利である場合がある。これを達成するために、ノズルクラスター２４は、同じ長さおよび同じ間隔であってもよく、さらに、一方の副列のクラスター２４の長さが他方の副列のクラスター間隔と等しくなるように副列間に配置されてもよい。これは、ノズル１２の第一の列と接触する強制空気流が、均等に等間隔の部分に分割され、そして均等に等間隔の部分を再び組み合わせることを意味する。これは、列の長さに沿った別々の領域間の圧力の大きな差を回避または低減すると考えられる。
【0209】
上記の実施形態では、各列のノズルクラスター内のノズル１２は、列を列方向上へ投影する方向に沿って見る場合、列の全てのノズルクラスター２４のノズル１２は、一定の投影されたノズル間隔で互いに離間される等距離のノズル１２の連続する列を形成する。換言すると、列２０の全てのノズルは、列方向上へ投影される場合、投影されたノズル間隔で互いに等距離に離間する投影されたノズルの連続する列を形成し、その中で、どのノズルも同じ列の他のいずれのノズルと重なり合わないため、使用中、ノズルクラスターの列の各ノズルは、同じピクセルラインの対応するピクセルに一つまたは複数の液滴を堆積させる。
【0210】
さらに、隣接するノズルクラスター２４の端部に配置されるノズル１２間の間隔は、列を列方向上へ投影する方向に沿って見る場合、投影されたノズル間隔と同じであってもよい。別の実施形態では、列方向上へ投影される場合、隣接するノズルクラスターの一部のノズルは、一つのノズルクラスターのうちの二つ以上の投影されたノズルが隣接するノズルクラスターの投影されたノズルに隣接するように嵌合することができる。
【0211】
いくつかの実施形態では、ノズル１２の列の始まりと終わりは、列の中心により近傍のノズルクラスターと比較して、異なるノズル間隔を有することができる。例えば、ノズルの列の端部近傍の一つまたは複数のノズルクラスターにおけるノズル間隔は、一方の端部の公称ノズル間隔ｎｓと比較してより大きく、列の反対側の端部の公称ノズル間隔ｎｓと比較してより小さい場合がある。
【0212】
あるいは、ノズル１２の列の端部近傍の一つまたは複数のノズルクラスターにおけるノズル間隔は、中心または列のより近傍の公称ノズル間隔ｎｓから、列の端部に向かってより小さなまたはより大きなノズル間隔へと徐々に変化してもよい。これにより、同じプリントヘッド２内の別々のノズルプレート１０のノズル１２の列間の正確な位置合わせを行うことができる。
【0213】
したがって、様々な実施形態および実施に従って記載されるノズルプレート１０のノズル１２の列の一部または全ては、各副列の各ノズル１２は、列方向上へ投影される場合、別のノズル１２に直接隣接し、ノズル１２の５０％超（すなわち、大部分）または７５％は、隣接するノズル１２から一定の距離で離間している。好ましくは、投影されたノズルのいずれも完全には重なり合わないため、使用中、各印刷されるピクセルは、対応するノズルによって対処される。
【0214】
換言すると、少なくとも二つの隣接するクラスターについて、各副列のノズル１２は、ノズル１２が列方向上へ投影される場合、少なくとも第一のクラスターの複数のノズル１２からなる、隣接するクラスターの複数のノズル１２への移行領域において、各ノズル１２は別のノズル１２に直接隣接しており、各ノズル１２は隣接するノズル１２から一定の距離で離間している。移行領域は、隣接する（列方向上へ投影される場合に隣接する）副列の端部からのノズルからなる領域を表す。
【0215】
上記の実施形態およびそれらの様々な実施は、強制空気がノズルの列を通過するための流路が得られるように配置されるノズルのノズルクラスターを提供し、少なくとも木目調現象の動的要素を低減または防止する。低減の程度は、特定の用途の媒体速度、液滴周波数、液滴量（質量）、およびギャップＧの特定の組み合わせに依存し、クラスター長ｃおよびクラスター間隔ａ、ならびに該当する場合、副列間隔ｂを変更することによってさらに低減できる場合がある。バンディングと呼ばれる木目調現象の非動的要素は、関連するノズルの液滴量を調節することによりさらに軽減されることができる。
【0216】
ノズル１２を供給する圧力チャンバー１４は、図３Ａおよび図１３に示すように、クラスター奥行き方向に沿って、ｘ方向に沿って細長く、互いに平行に延在してもよい。圧力チャンバーは、さらにｙに沿って列方向に並んで配置され、ノズルの列は、アクチュエーターユニットの長さの大部分に沿って延在することができる。換言すると、圧力チャンバーの列は、単一のシリコン片内に、または単一の圧電材料等内に形成されてもよい。したがって、クラスターは、クラスターがクラスター化された配置で複数のアクチュエーターユニットを配置して創出されることができる配置とは対照的に、単一のアクチュエーターユニット内に形成されてもよい。しかし、多数の小さなクラスター（例えば、８ノズルの長さ、または１０ノズルの長さ）を配置することは、製造の複雑さ、時間、コスト、および妥協する歩留まりに加えて、多数のユニットを慎重に取り付けて位置合わせすることを意味することになるので、アクチュエーターユニット全体をクラスター化することにより、クラスターサイズが制限される場合がある。代わりに、クラスターは、位置合わせならびに製造時間および製造歩留まりの別の課題なしに、単一のアクチュエーターユニットで形成されることができる。
【0217】
ノズルクラスターを含む液滴吐出デバイスの上記の例は、インクジェット液滴吐出ヘッド２内のノズルプレート１０のいくつかの実施形態でのノズル１２の後ろの再循環経路を示している。ノズルプレート１０は、圧力チャンバー１４の両端部からの再循環または供給を有しない液滴吐出ヘッドにおいて同様に利用されることができる。一部の液滴吐出ヘッドでは、圧力チャンバー１４は、列方向に垂直でない方向に、またはノズルプレート１０の平面に沿って延在する方向に細長い場合がある。いくつかの液滴吐出ヘッドでは、圧力チャンバー１４は、本明細書に記載の実施形態に従って、ノズルプレート１０の平面に直交する方向に延在することができる。他の液滴吐出ヘッドでは、圧力チャンバーはノズルプレート１０の平面に沿って延在するが、列方向に垂直ではない。例えば、それらは、列方向に垂直に対して９０°未満で角度を付けられてもよい。
【0218】
別のノズルプレート１０では、ノズルプレート１０の一つまたは複数の列の二つ以上のノズル１２が一つまたは複数の液滴をピクセルラインの同じピクセルに吐出するように、ピクセルラインを印刷することができる。いくつかの液滴吐出ヘッドでは、圧力チャンバーは、ピクセル幅よりも小さい最大寸法で円形または正方形であってもよい。このような液滴吐出ヘッドは、本明細書の実施形態に記載されるノズルプレート１０またはその変形でも使用することができ、強制空気の影響を軽減するために好適なサイズのクラスターを提供する。
【0219】
いくつかの変形例では、副列を画定するノズル１２のノズルクラスター２４は、列方向に沿って位置合わせされていない場合がある。代わりに、それらは、同じ副列の隣接するノズルクラスター２４に平行でありながら、列方向に対して角度を付けてもよい。この場合、副列方向は、ノズルクラスターの副列によって記載される平均方向であり、列方向は副列の平均方向である。
【0220】
最後に、上記の実施形態およびそれらの様々な実施によるノズルプレート１０は、液滴吐出装置１内に設けられてもよい。液滴吐出装置１は、液滴吐出デバイス、例えば液滴吐出ヘッド２を備えてもよい。
【0221】
液滴排出デバイスは、ノズル１２の第一の列が、圧力チャンバー１４の対応する第一の列と流体連通しているように配置されるように構成されることができる。
【0222】
さらに、圧力チャンバー１４の第一の列の圧力チャンバー１４は、列の方向に平行でない方向に細長くてもよく、並んで延在することができ、ノズル１２はそれぞれの圧力チャンバー１４の細長い側壁に配置され、側壁はノズルプレートによって形成され、圧力チャンバー１４の第一の列のノズル位置が、ノズルクラスター２４と、強制ガスがノズルの第一の列を通過するための空気流路とを画成するように、ノズル１２の少なくとも一つのグループは、伸長方向に圧力チャンバー１４に対して中心から外れて配置される。
【0223】
この場合のノズルは、圧力チャンバーの中心からオフセットされているため、チャンバーのヘルムホルツ周波数は全てのチャンバーで実質的に同じ値に維持され、目標液滴速度を達成するための駆動電圧は全てのノズルについて実質的に同じ値に維持される。
【0224】
第一列の一つのクラスターのノズルは、圧力チャンバーの中心から伸長方向に第一の距離に配置されることができ、列方向に沿って隣接するクラスターのノズルは、圧力チャンバーの中心から伸長方向に第二の距離に配置されることができ、その結果、第一のクラスターは、列方向に沿って隣接するクラスターからクラスター間隔ａ離間されて空気流路を創出する。
【0225】
さらに、したがって、第一の距離と第二の距離は、第一と第二の副列との間隔を画成し、ノズルの第一の列は、それぞれの副列方向に互いに並んで延在する第一および第二の副列からなる副列の第一のセットを備えることができ、第一および第二の副列は列方向に平行に延在する。したがって、第一と第二の副列は、列方向に垂直な横方向に第一の副列間隔ｂ離間し、第一と第二の距離は副列間隔ｂを画成する。
【0226】
このような配置は、圧力チャンバー自体のクラスター化を可能にするような方法では容易には製造されない可能性がある液滴吐出ヘッドにおいて有利である場合があり、ノズルは、細長い圧力チャンバーの中心またはその近傍に維持されることができる。このような液滴吐出ヘッドの例は、共有壁ヘッドであり、対向する壁は、圧力チャンバーを形成する平行な溝が切られる圧電材料のシートから形成される。このような装置では、圧力チャンバーは、列方向に１００％重なり合うように平行に並んで配置され、クラスター化は、必要なクラスター長および副列間隔に応じてノズルを設けることによってのみ達成されることができる。記載のように、ノズルは、性能を大きく変えることなく、圧力チャンバーの長さ方向に沿って途中で中央位置からオフセットされることができることが見出された。したがって、必要なクラスターは、単にノズル穴あけ段階で形成されることができる。このタイプのデバイスはＭＥＭＳ製造によって作製されないため、提案された実施形態は、プロセスを大幅に変更することなく、短い時間枠内に吐出ヘッドの既存の設計に容易に適用されることができる。
【0227】
別の液滴吐出ヘッドでは、ヘッド内の流体経路は、圧力チャンバーに共通の流体経路を設けることができるキャップウェーハによって覆われる少数の層のみによって、例えば、ノズルプレート、圧力チャンバー層、およびアクチュエーター層によって画成されることができる。このようなヘッドは、流路の配置においてより大きな柔軟性を可能にするＭＥＭＳ製造方法によって作製されてもよい。しかし、コンパクトな装置では、ノズルは、圧力チャンバーからつながる供給経路の端部ではなく、圧力チャンバー内に直接設けられる。このような圧力チャンバーは、細長いチャンバーの各端部からの圧力波の反射、およびチャンバーの中心近傍における増強された圧力プロファイルへのそれらのその後の干渉を利用することによって、液滴を吐出させることができる。ＭＥＭＳ方法によって圧力チャンバーのクラスター化を創出することは可能である可能性があるが、一部の圧力チャンバーは、一方の端部にインクを供給し、もう一方の端部にインクを戻すことにより、ノズルを通過して再循環させる。チャンバーのクラスター化は、一般的なマニホールドからのインク供給をより複雑にする、または製造に非常に時間がかかる可能性がある。したがって、このような装置では、ノズル形成段階で、ノズルプレートを介してのみクラスター化を創出し、クラスターを画成するために、各縦方向チャンバーの中心から少なくともいくつかのクラスター内のノズルをオフセットすることが有益である可能性がある。
【0228】
さらに、一部の吐出ヘッドでは、圧力チャンバー１４の第一の列の圧力チャンバー１４は、列の方向に平行でない方向に細長くてもよく、および並んで延在することができ、ノズル１２は、それぞれの圧力チャンバー１４の細長い側壁において、伸長方向に関して中央に配置され、圧力チャンバー１４は、ノズルクラスター２４、および強制ガスがノズルの第一の列２０を通過するための空気流路を画成するように配置される。
【0229】
さらに、または代わりに、ノズル１２の第一の列は、共通のマニホールドから、圧力チャンバー１４の対応する第一の列を介して供給されてもよい。
【0230】
液滴吐出装置１および／または液滴吐出デバイスは、５０ｋＨｚ以上のピクセルライン周波数を提供するように構成されることができる。
【0231】
各ノズル１２は、別の全てのノズル１２から独立して液滴を吐出するように構成されることができる。
【0232】
上記および本明細書でプリントヘッド２の周囲の、またはプリントヘッドと基材（堆積媒体）との間のギャップＧ内の「空気」への言及は、プリントヘッドの周囲および／またはプリントヘッドと基材（堆積媒体）との間の環境を形成する全てのガスに等しく適用されることは言うまでもない。環境は、周囲空気雰囲気であってもよく、または、例えば、使用中に所望のガス（例えば、不活性ガス、例えばヘリウムもしくはアルゴン）またはガスの混合物を含むチャンバー内に液滴吐出装置１を収容することによってもたらされる、課せられた／制御されたガス環境であってもよい。
【0233】
図３および図７～１２ならびに図１３～１４のノズル配置は、ノズルプレートと堆積媒体との間のギャップに入る強制空気が制御された方法で液滴カーテンを通過するための流路を提供し、例えば、渦の発生は、液滴の配置に及ぼすそれらの影響が、印刷された画像の目には見えない程度に防止または低減される。これらの配置は、特定の用途要件に一致する場合、木目調現象の低減または発生の防止を達成する可能性がある。
【0234】
したがって、この効果を達成するために、図３および図７～１２による実施形態のノズル配置は、例えば、圧力チャンバーがノズルプレートの平面内の方向に沿って細長い、図３Ａに示されるように構成される流体経路によって提供されることは必須ではない。
【0235】
木目調現象の発生の減少または防止を達成するために、流体経路がノズル１２の後方で再循環することも必須ではない。例えば、図３および図７～１２に示すノズル配置のいくつかの実施形態では、流体経路は、流体がノズル軸に平行な経路に沿ってノズルに供給されるように配置されてもよい。この経路は、圧力チャンバー自体であってもよく、または（他の場所に設けられる）圧力チャンバーをノズルに連結する供給経路であってもよい。このような配置では、流体は、ノズルの隣に戻り経路を設けることによって必要に応じて再循環されてもよい。別の実施例では、図３および図７～１２の圧力チャンバーは、圧力チャンバーがノズル位置の直後に閉じられるように、すなわち、戻りが省略されるように、ノズルプレートの後ろに配置されてもよい。
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図1D】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図4B】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8A-C】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12A】
【図12B】
【図13】
【図14A-B】
【図15】
【図16A-B】
【図17A-B】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【国際調査報告】