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(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】特表2015-510851(P2015-510851A)
(43)【公表日】2015年4月13日
(54)【発明の名称】静電プリンタにおける滴配置誤差低減
(51)【国際特許分類】
B41J 2/105 20060101AFI20150317BHJP
B41J 2/03 20060101ALI20150317BHJP
【ＦＩ】
B41J2/105
B41J2/03
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
【全頁数】35
(21)【出願番号】特願2015-501842(P2015-501842)
(86)(22)【出願日】2013年3月19日
(85)【翻訳文提出日】2014年9月17日
(86)【国際出願番号】US2013032881
(87)【国際公開番号】WO2013142451
(87)【国際公開日】20130926
(31)【優先権主張番号】13/424,436
(32)【優先日】2012年3月20日
(33)【優先権主張国】US
(81)【指定国】
AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IS,JP,KE,KG,KM,KN,KP,KR,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT,TZ,UA,UG,US,UZ,VC
(71)【出願人】
【識別番号】590000846
【氏名又は名称】イーストマン コダック カンパニー
(74)【代理人】
【識別番号】110001210
【氏名又は名称】特許業務法人ＹＫＩ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】マーカス マイケル アラン
(72)【発明者】
【氏名】パンチャワグ リシケシュ ブイ
(72)【発明者】
【氏名】アディガ シャシシェカー ピー
【テーマコード（参考）】
2C057
【Ｆターム（参考）】
2C057AF30
2C057AG12
2C057DB02
2C057DC08
2C057DC15
2C057DE07
(57)【要約】
一連の滴形成波形で液ジェットを変調することにより液ジェットの諸部分を、選択的に、印刷滴体積Ｖpを有する印刷滴と非印刷滴体積Ｖnpを有する非印刷滴へと破断させる滴形成器を準備する。印刷滴体積と非印刷滴体積は互いに異なる。タイミング遅延器は、第１ノズルグループで形成された印刷滴と第２ノズルグループで形成された印刷滴が互いに整列しないよう、第１及び第２ノズルグループの滴形成器に供給される滴形成波形のタイミングをシフトさせる。帯電器は、体積Ｖpの滴上に印刷滴帯電状態が生じ体積Ｖnpの滴上に非印刷滴帯電状態が生じるよう、液ジェットの破断位置付近に配置された帯電電極を有する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
液室に備わる複数個のノズルを介し液ジェットを吐出させるのに十分な圧力下で液を供給するステップであって、当該複数個のノズルがノズルアレイ方向に沿って配置されており、当該複数個のノズルが第１グループ及び第２グループに分かれて配置されており、第１グループのノズルと第２グループのノズルが、第１グループのノズルが第２グループ内隣接ノズル間に位置し第２グループのノズルが第１グループ内隣接ノズル間に位置するよう互い違いに配置されているステップと、
複数個のノズルそれぞれに係る滴形成器を準備するステップと、
入力画像データを供給するステップと、
一連の滴形成波形を各滴形成器に供給することで液ジェットを変調させ、ひいては液ジェットの諸部分を選択的に破断させるステップであって、当該液ジェットの諸部分が、印刷滴体積Ｖpを有する１個又は複数個の印刷滴と、入力画像データに応じ印刷滴体積とは異なる非印刷滴体積Ｖnpを有する１個又は複数個の非印刷滴と、を含むストリームに破断されるステップと、
第１グループのノズルで形成された印刷滴と第２グループのノズルで形成された印刷滴がノズルアレイ方向に沿って互いに整列しないよう、第１グループ又は第２グループのノズルに備わる滴形成器に供給される滴形成波形のタイミングをシフトさせるタイミング遅延器を、準備するステップと、
第１グループのノズル及び第２グループのノズル双方で形成された液ジェットに係る第１共通帯電電極、並びに第１帯電電極・液ジェット間に一定電位を供給する一定電位源、を有する帯電器を準備するステップと、
を有し、
体積Ｖpの滴上に印刷滴帯電状態が生じ且つ体積Ｖnpの滴上に印刷滴帯電状態とは異なる非印刷滴帯電状態が生じるよう、第１共通帯電電極が液ジェットの破断位置付近を基準に配置され、
更に、
偏向器を準備するステップと、
印刷滴帯電状態を有する印刷滴及び非印刷滴帯電状態を有する非印刷滴をその偏向器を用い別々の経路沿いに移動させるステップと、
キャッチャを準備するステップと、
キャッチャを用い非印刷滴を中途捕獲する一方で、印刷滴を引き続き記録媒体に向かう経路沿いに移動させるステップと、
を有する印刷方法。
複数個のノズルそれぞれに係る滴形成器を準備するステップと、
入力画像データを供給するステップと、
一連の滴形成波形を各滴形成器に供給することで液ジェットを変調させ、ひいては液ジェットの諸部分を選択的に破断させるステップであって、当該液ジェットの諸部分が、印刷滴体積Ｖpを有する１個又は複数個の印刷滴と、入力画像データに応じ印刷滴体積とは異なる非印刷滴体積Ｖnpを有する１個又は複数個の非印刷滴と、を含むストリームに破断されるステップと、
第１グループのノズルで形成された印刷滴と第２グループのノズルで形成された印刷滴がノズルアレイ方向に沿って互いに整列しないよう、第１グループ又は第２グループのノズルに備わる滴形成器に供給される滴形成波形のタイミングをシフトさせるタイミング遅延器を、準備するステップと、
第１グループのノズル及び第２グループのノズル双方で形成された液ジェットに係る第１共通帯電電極、並びに第１帯電電極・液ジェット間に一定電位を供給する一定電位源、を有する帯電器を準備するステップと、
を有し、
体積Ｖpの滴上に印刷滴帯電状態が生じ且つ体積Ｖnpの滴上に印刷滴帯電状態とは異なる非印刷滴帯電状態が生じるよう、第１共通帯電電極が液ジェットの破断位置付近を基準に配置され、
更に、
偏向器を準備するステップと、
印刷滴帯電状態を有する印刷滴及び非印刷滴帯電状態を有する非印刷滴をその偏向器を用い別々の経路沿いに移動させるステップと、
キャッチャを準備するステップと、
キャッチャを用い非印刷滴を中途捕獲する一方で、印刷滴を引き続き記録媒体に向かう経路沿いに移動させるステップと、
を有する印刷方法。
【請求項2】
請求項１記載の印刷方法であって、第３ノズルグループをなすよう上記複数個のノズルが配置されており、第３グループのノズルが第１グループのノズル及び第２グループのノズルと互い違いに配置されており、タイミング遅延器を準備するステップが、第１グループのノズルで形成された印刷滴、第２グループのノズルで形成された印刷滴並びに第３グループのノズルで形成された印刷滴がノズルアレイ方向に沿い互いに整列しないよう、第１グループ及び第２グループに対し第３グループの滴形成波形のタイミングをシフトさせるタイミング遅延器を準備するステップを含む印刷方法。
【請求項3】
請求項２記載の印刷方法であって、印刷滴が記録媒体に射突し、第１ノズルグループ・第２ノズルグループ間、第２ノズルグループ・第３ノズルグループ間及び第３ノズルグループ・第１ノズルグループ間のタイミングシフトが記録媒体速度に依存しており、記録媒体移送方向に沿って見たとき、記録媒体速度によらず、第１ノズルグループ、第２ノズルグループ及び第３ノズルグループによって生成された印刷滴の位置の間のシフトが固定になる印刷方法。
【請求項4】
請求項２記載の印刷方法であって、第１グループ又は第２グループのノズルに備わる滴形成器に供給される滴形成波形のタイミングをシフトさせるタイミング遅延器を準備するステップが、更に、第１グループのノズルで形成された印刷滴、第２グループのノズルで形成された印刷滴及び第３グループのノズルで形成された印刷滴がノズルアレイ方向に沿って互いに整列しないよう、第３グループに対するタイミング遅延器を準備するステップを含む印刷方法。
【請求項5】
請求項４記載の印刷方法であって、第１グループのノズルと第２グループのノズルの間のタイミング遅延が、第２グループのノズルと第３グループのノズルの間のタイミング遅延に等しい印刷方法。
【請求項6】
請求項１記載の印刷方法であって、滴形成器が、各ノズルに係る滴形成トランスデューサを有し、その滴形成トランスデューサが、サーマルデバイス、圧電デバイス、ＭＥＭＳアクチュエータ、電気流体力学デバイス、誘電泳動変調器、光学デバイス、電歪デバイス及びその組合せのうち一つである印刷方法。
【請求項7】
請求項１記載の印刷方法であって、偏向器が、更に、電位源と通電し帯電滴偏向用の滴偏向電界を発生させる偏向電極を有する印刷方法。
【請求項8】
請求項１記載の印刷方法であって、上記複数個のノズル、滴形成器及びタイミング遅延器が、単一のＭＥＭＳ ＣＭＯＳチップ上に形成されている印刷方法。
【請求項9】
請求項１記載の印刷方法であって、ある単一のジェットにより生成される個々の印刷滴の前後に非印刷滴がある印刷方法。
【請求項10】
請求項１記載の印刷方法であって、印刷滴が記録媒体に射突し、第１ノズルグループ・第２ノズルグループ間のタイミングシフトがプリントヘッドに対する記録媒体の速度に依存しており、記録媒体移送方向に沿って見たとき、記録媒体速度によらず、第１ノズルグループ及び第２ノズルグループによって生成された印刷滴の位置の間のシフトが固定になる印刷方法。
【請求項11】
請求項１記載の印刷方法であって、第２グループの交互に隣り合うノズルが第３グループを形成し、第１グループ又は第２グループのノズルに備わる滴形成器に供給される滴形成波形のタイミングをシフトさせるタイミング遅延器を準備するステップが、更に、第１グループのノズルで形成された印刷滴、第２グループのノズルで形成された印刷滴及び第３グループのノズルで形成された印刷滴がノズルアレイ方向に沿って互いに整列しないよう、第３グループに対するタイミング遅延器を準備するステップを含む印刷方法。
【請求項12】
請求項１１記載の印刷方法であって、第１グループのノズルと第２グループのノズル間のタイミング遅延が、第１グループのノズルと第３グループのノズルとの間のタイミング遅延と同じ大きさである印刷方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はディジタル制御印刷システムの分野、特に液流を複数個の滴に破断してその一部を静電偏向させる連続印刷システムに関する。
【背景技術】
【0002】
インクジェット印刷は、見込みのある優秀な技術としてディジタル制御電子印刷の分野で認められている。その理由は、インパクトレスで低雑音な性質があること、普通紙を使用できること、トナー転写・固着が不要であること等にある。インクジェット印刷機構は、技術的にはドロップオンデマンドインクジェット（ＤＯＤ）と連続インクジェット（ＣＩＪ）に大別できる。
【0003】
前者即ちＤＯＤ印刷では、サーマルアクチュエータ、圧電アクチュエータ等の加圧アクチュエータを使用し記録面上にインク滴を射突させる。よく用いられているのは、サーマルアクチュエータでノズルからインク滴を吐出させるタイプのＤＯＤである。ノズル上又はノズル近傍に配したヒータでインクを熱して沸騰させれば、気泡発生により内圧を高めてインク滴を吐出させることができる。こうした形態のＤＯＤは一般にサーマルインクジェット（ＴＩＪ）と呼ばれている。
【0004】
後者即ちＣＩＪ印刷では、加圧インク源にてインクを加圧しノズルに送り込むことでそのインクによる連続液ジェット流を発生させる。適宜攪乱すれば、この液ジェット流を複数個のインク滴へともくろみに従い破断させることができる。印刷は、そのインク滴のうち不要なものを選択的に偏向させ捕獲することで行えばよい。滴を選択的に偏向させる手法としては、静電偏向、空気偏向、熱偏向等を含め、様々な機構を使用するものが開発されている。
【0005】
静電偏向式ＣＩＪ印刷には、ノズルからの距離がある所定値（破断長）の点（破断点）でその液ジェット流が所定サイズの滴へと破断するよう液ジェット流を攪乱する方式がある。この方式では、破断の瞬間にその滴上に入力画像データ相応量の電荷が誘起されるようその破断点付近に帯電電極が配置される。帯電された滴は一定静電界領域に送られ、その電荷対質量比に応じた幅に亘り偏向される。従って、破断点で付与された電荷量に応じその滴は記録媒体上の相応位置へ、或いは回収・還送用のガター（通称「キャッチャ」）へと送られることとなる。この方式を開示する文献としては、特許文献１（発明者：Ｒ． Ｓｗｅｅｔ，発行日：１９７１年７月２７日）がある。そこには、単一ジェット式のＣＩＪ装置、即ち滴生成用の液室やノズルが単一のＣＩＪ装置が示されている。同方式を用いた複ジェット式のＣＩＪプリントヘッドも特許文献２（発明者：Ｓｗｅｅｔ ｅｔ ａｌ．，発行日：１９６８年３月１２日）に開示がある。そこには、個々に帯電電極を有する液吐出ノズルで行（リニアアレイ）を形成し、それらのノズルで単一の滴生成室を共有するＣＩＪプリントヘッドが示されている。この構成では、ノズル毎に帯電電極を設ける必要があり、印刷対象となる画像のデータに応じた電気的波形でその電極を個別駆動する必要がある。
【0006】
これら従来型ＣＩＪプリンタに共通する既知の問題としては、隣のジェットに係る隣接電極からの画像データ依存性電界によって滴上の電荷に変動が引き起こされる、という問題がある。この入力画像データ依存性変動のことを静電クロストークと呼ぶ。そうした静電クロストークは印刷画像上に目立つ偽像を発生させる。特許文献３（発明者：Ｋａｔｅｒｂｅｒｇ）には、目立つ偽像が静電クロストーク相互作用により発生することを抑え又はなくす手法として、ジェットアレイに沿い隣接印刷滴間にガードガター滴を配する手法が示されている。しかしながら、隣接電極からの静電クロストークがあるため、隣接電極間間隔の最小値ひいては印刷像の解像度が制限されることとなる。
【0007】
即ち、従来型静電ＣＩＪプリンタでは、個別的にアドレス可能な帯電電極を設けねばならないため、基本ノズル間隔ひいては印刷システム解像度が制限されることとなる。そのため、個別アドレス可能なノズルのアレイをノズルアレイとして使用すること及び一定電位を呈する１個又は複数個の共通帯電電極を使用することにより、ノズル間隔の制約を回避する方法が幾通りか提案されている。そのうち一つは、特許文献４（発明者：Ｖａｇｏ ｅｔ ａｌ．，発行日：２００１年８月１４日）記載の如く、ジェット破断長を制御する方法である。特許文献４に記載されているのは、導電性インクを加圧して既知寸法のノズルから吐出させ、そのインクにより生じた液ジェットを二通りの破断距離で破断させるバイナリＣＩＪ法である。当該二通りの破断長間の差はジェットの波長λ、即ち液ジェット内で相連なるインク滴乃至インクノード間の距離未満である。ノズル直下に２個ある破断点のそばにそれぞれ電極が狭間隔配置され、それら二組の狭間隔電極には互いに異なる電圧が印加されるので、その破断長が短めの滴と長めの滴は生成時に別量の電荷を帯びることとなる。それら、破断長が短めの滴と長めの滴は均一電界領域内で互いに異なる量に亘り偏向する。破断長間の差をλ未満にするには、使用する励振振幅間の差を小さくしなければならない。液ジェットの個数が１個のプリントヘッドであれば、電極位置、帯電電極上の電圧並びに印刷時及び非印刷時励振振幅を調整し、印刷滴と非印刷滴とを望み通りに分けることは、そんなに難しいことではない。しかしながら、複数個のノズルでアレイが形成されているプリントヘッドでは、部品公差故にこれはかなり難しいこととなる。滴への破断領域における電界勾配を大きくする必要があるので、滴選別システムが帯電電極平坦度、電極厚及び電極・ジェット間距離の些細な変動に反応しやすくなり、滴への破断領域における電界勾配及び電界強度に、アレイ内の液ジェット毎の差異が生じやすくなる。加えて、滴生成器及びそれに付随する励振器がノズルアレイ内で十分均一でない場合、同じ破断長にするのでもノズル毎に励振振幅を変えてやる必要がある。これらの問題は、インク特性が経時変化することや、温度変化による熱膨張で帯電電極が位置ずれ・湾曲を起こすこともあって難問とされる。しかも、この種の方式では、印刷滴と非印刷滴が好適に分かれるようノズル毎の印刷時及び非印刷時励振振幅調整を行うのに、更なる制御手段を導入する必要がある。
【0008】
特許文献５（発明者：Ｂ． Ｂａｒｂｅｔ ａｎｄ Ｐ． Ｈｅｎｏｎ，発行日：２００７年３月２０日）にも、破断長変更による印刷制御についての記載がある。同文献では、印刷滴・非印刷滴間の破断長差を増すことによって幾ばくかの問題に対処している。特許文献６（発明者：Ｔ． Ｙａｍａｄａ）には、滴体積に基づき帯電電極を一定電位で使用することで印刷を行う方法が記載されている。特許文献７（発明者：Ｂ． Ｂａｒｂｅｔ）には、破断長及び滴サイズに基づく静電帯電偏向機構として、共通帯電電極を一定電位で使用するものが記載されている。
【0009】
これらの滴制御システムでは、ジェットに対し固定電位に保持される帯電電極が、画像データ依存性破断長と併用されている。アレイをなすノズルに共通の帯電電極が使用されているので、印刷滴が、隣接する滴に係る帯電電極上の画像依存性電圧による静電クロストークの影響を受けることがない。しかしながら、これらの滴制御システムでは、キャッチ滴のそれより小さい大きさであるにもかかわらず、帯電印刷滴が発生する。印刷滴電荷は隣接乃至近接印刷滴間に静電相互作用を発生させうるので、滴軌跡の変化、ひいては記録媒体上での配置誤差（印刷品質低下）が発生しかねない。印刷解像度を高めるべくプリントヘッド上でのノズル配置密度を高めると、隣接乃至近接滴間静電相互作用が増して滴軌跡の変化が大きくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0010】
【特許文献1】米国特許第３５９６２７５号
【特許文献2】米国特許第３３７３４３７号
【特許文献3】米国特許第４６１３８７１号
【特許文献4】米国特許第６２７３５５９号
【特許文献5】米国特許第７１９２１２１号
【特許文献6】米国特許第４０６８２４１号
【特許文献7】米国特許第７７１２８７９号
【特許文献8】米国特許第３６５６１７１号
【非特許文献】
【0011】
【非特許文献1】F. R. S. (Lord) Rayleigh, "On the Instability of jets," Proc. London Math. Soc. 10 (4), published in 1878
【非特許文献2】J. A. Katerberg, "Drop Charging and Deflection Using a Planar Charge Plate", 4th International Congress on Advances in Non-Impact Printing Technologies, The Society for Imaging Science and Technology, March 20,1988
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0012】
そのため、アレイを構成するノズルで発生させた滴により選択的に印刷を行う高印刷解像度連続インクジェット印刷システム、特に上述した滴制御システムによる印刷欠陥を伴わないものを提供することが、引き続き求められている。
【0013】
本発明の第１の目的は、隣接印刷滴間静電相互作用が原因で静電偏向型インクジェットプリンタにて生じる滴配置誤差を抑えることにある。本発明の第２の目的は、印刷滴軌跡・ガター滴軌跡間分離即ち印刷マージンを増すことにある。
【課題を解決するための手段】
【0014】
本発明によれば、ノズルアレイ内液ジェットそれぞれの滴形成破断長の画像データ依存制御及び一定電位を有する共通帯電電極が提供される。滴形成は、入力画像データに応じ、破断長Ｌpを有する１個又は複数個の印刷滴のシーケンスと、破断長Ｌnpを有する１個又は複数個の非印刷滴のシーケンスと、が生じるよう制御される。ノズルアレイは、第１グループ及び第２グループをなすよう互い違いに配置された複数個のノズルで形成される。第１グループのノズルに係る滴形成器に供給される滴形成波形のタイミングを、第２グループのノズルに係る滴形成器に供給される滴形成波形に対し、タイミング遅延器を使用しシフトさせる。これにより、第１グループのノズルで形成された印刷滴と、第２グループのノズルで形成された印刷滴が、ノズルアレイ方向に沿って互いに整列しなくなる。破断長Ｌp及び破断長Ｌnpの近傍に対する帯電電極の位置関係は、それら二種類の破断長にて電界強度の違いを発生させ、ひいては印刷滴上及び非印刷滴上に別量の電荷を誘起させる関係である。液ジェットから滴を破断させる際、印刷滴上には印刷滴帯電状態が生じ、非印刷滴上には印刷滴帯電状態と異なる非印刷滴帯電状態が生じる。次いで、偏向器を使用し印刷滴の経路と非印刷滴の経路とを分離させる。そして、キャッチャが非印刷滴を中途捕獲し、印刷滴を記録媒体方向経路に沿って移動させる。
【0015】
本発明によれば、隣り合ったノズルにおける隣接印刷滴間の距離を拡げ滴対滴静電相互作用を抑えることでＣＩＪ印刷の質が改善され、従来のＣＩＪ印刷システムに比べ滴配置精度が高まる。本発明によれば、更に、ノズルアレイのノズルに係る励振器に供給される信号の制御に係る複雑性が低減する。これにより、帯電電極の構造がより簡略になり、帯電電極構造・ノズル間の間隔が増す。本発明によれば、更に、隣接印刷滴間静電相互作用が弱まるため滴飛行距離を長めにすることができる。
【0016】
本発明の一実施形態に係る印刷方法は、液室に備わる複数個のノズルを介し液ジェットを吐出させるのに十分な圧力下で液を供給するステップを有する。当該複数個のノズルはノズルアレイ方向に沿って配置する。当該複数個のノズルは第１グループ及び第２グループに分けて配置する。第１グループのノズルと第２グループのノズルは、第１グループのノズルが第２グループ内隣接ノズル間に位置し第２グループのノズルが第１グループ内隣接ノズル間に位置するよう互い違いに配置する。本方法は、複数個のノズルそれぞれに係る滴形成器を準備するステップを有する。本方法は、入力画像データを供給するステップを有する。本方法は、一連の滴形成波形を各滴形成器に供給することで液ジェットを変調させ、ひいては液ジェットの諸部分を選択的に破断させるステップであって、当該液ジェットの諸部分が、印刷滴体積Ｖpを有する１個又は複数個の印刷滴と、入力画像データに応じ印刷滴体積とは異なる非印刷滴体積Ｖnpを有する１個又は複数個の非印刷滴と、を含むストリームに破断されるステップを有する。本方法は、第１グループのノズルで形成された印刷滴と第２グループのノズルで形成された印刷滴がノズルアレイ方向に沿って互いに整列しないよう、第１グループ又は第２グループのノズルに備わる滴形成器に供給される滴形成波形のタイミングをシフトさせるタイミング遅延器を、準備するステップを有する。本方法は、第１グループのノズル及び第２グループのノズル双方で形成された液ジェットに係る第１共通帯電電極、並びに第１帯電電極・液ジェット間に一定電位を供給する一定電位源、を有する帯電器を準備するステップを有する。第１共通帯電電極は、体積Ｖpの滴上に印刷滴帯電状態が生じ且つ体積Ｖnpの滴上に印刷滴帯電状態とは異なる非印刷滴帯電状態が生じるよう、液ジェットの破断位置付近を基準に配置する。本方法は、印刷滴帯電状態を有する印刷滴及び非印刷滴帯電状態を有する非印刷滴を偏向器を用い別々の経路沿いに移動させるステップを有する。本方法は、キャッチャを用い非印刷滴を中途捕獲する一方で、印刷滴を引き続き記録媒体に向かう経路沿いに移動させるステップを有する。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】本発明の一実施形態に係る連続インクジェットシステムの模式的概略ブロック図である。
【図2A】滴生成器から吐出された液ジェットが帯電電極より上方で滴に破断する様子を示す図である。
【図2B】滴生成器から吐出された液ジェットが帯電電極付近で滴に破断する様子を示す図である。
【図2C】滴生成器から吐出された液ジェットが帯電電極より下方で滴に破断する様子を示す図である。
【図3】本発明の一実施形態に関し、２グループ配置された４個の隣り合うノズル及びそれに対応するジェット励振器を示す模式的概略ブロック図である。
【図4A】本発明の一実施形態に係るプリントヘッドに関し、全印刷条件で動作している様子を示す断面図である。
【図5A】本発明の他の実施形態に係るプリントヘッドに関し、全印刷条件で動作している様子を示す断面図である。
【図6A】７個の隣り合うノズルから気中に送られ偏向に供される一群の滴、特に基本周期で生成された個々の滴が２グループ配置ノズル間タイミングシフト無しで印刷に供される様子を示す図である。
【図6B】７個の隣り合うノズルから気中に送られ偏向に供される一群の滴、特に基本周期で生成された個々の滴が本発明の一実施形態に従い２グループ配置ノズル間タイミングシフト＝０．５τ0で印刷に供される様子を示す図である。
【図7A】４個の隣り合うノズルから気中に送られ偏向に供される一群の滴、特に基本周期で生成された滴が１個おきに且つ別グループ配置ノズル間タイミングシフト無しで印刷に供される様子を示す図である。
【図7B】４個の隣り合うノズルから気中に送られ偏向に供される一群の滴、特に基本周期で生成された滴が本発明の一実施形態に従い１個おきに且つ２グループ配置ノズル間タイミングシフト＝０．５τ0で印刷に供される様子を示す図である。
【図7C】４個の隣り合うノズルから気中に送られ偏向に供される一群の滴、特に基本周期で生成された滴が本発明の一実施形態に従い１個おきに且つ２グループ配置ノズル間タイミングシフト＝１．０τ0で印刷に供される様子を示す図である。
【図8A】７個の隣り合うノズルから気中に送られ偏向に供される一群の滴、特に基本周期で生成された滴が１個おきに且つ別グループ配置ノズル間タイミングシフト無しで印刷に供される様子を示す図である。
【図8B】７個の隣り合うノズルから気中に送られ偏向に供される一群の滴、特に基本周期で生成された滴が本発明の一実施形態に従い１個おきに且つ３グループ配置隣接ノズル間タイミングシフト＝０．５τ0又は１．０τ0で印刷に供される様子を示す図である。
【図8C】７個の隣り合うノズルから気中に送られ偏向に供される一群の滴、特に基本周期で生成された滴が本発明の一実施形態に従い１個おきに且つ３グループ配置隣接ノズル間タイミングシフト＝０．５τ0で印刷に供される様子を示す図である。
【図8D】７個の隣り合うノズルから気中に送られ偏向に供される一群の滴、特に基本周期で生成された滴が本発明の一実施形態に従い１個おきに且つ３グループ配置隣接ノズル間タイミングシフト＝０．６７τ0又は１．３３τ0で印刷に供される様子を示す図である。
【図9A】７個の隣り合うノズルから気中に送られ偏向に供される一群の滴、特に基本周期で生成された滴が４個毎に且つ別グループ配置ノズル間タイミングシフト無しで印刷に供される様子を示す図である。
【図9B】７個の隣り合うノズルから気中に送られ偏向に供される一群の滴、特に基本周期で生成された滴が本発明の一実施形態に従い４個毎に且つ３グループ配置隣接ノズル間タイミングシフト＝１．０τ0又は２．０τ0で印刷に供される様子を示す図である。
【図10A】従来型印刷システムで印刷された文字における滴間相互作用の影響を示す図である。
【図10B】本発明に従い滴間相互作用を抑え印刷された文字を示す図である。
【図11】本発明の諸実施形態に係る印刷方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、別紙図面を参照しつつ本発明の好適な実施形態に関し詳細に説明する。
【0019】
以下の説明は、主に、本発明に係る装置を構成し又はそれと密接に関連する諸部材についてのものである。ご理解頂けるように、具体的な説明乃至図示のない諸部材は、本件技術分野で習熟を積まれた方々（いわゆる当業者）にとり周知の諸形態を採りうる。以下の説明及び図面では、同様の部材を参照するに当たり、可能な限り同一の参照符号を使用している。
【0020】
本発明の実施形態に関する図示は模式的なものであり、明瞭化のため実寸比からはずれている。いわゆる当業者であれば、それら実施形態の構成要素をどのようなサイズ及び相互関係にすればよいかを容易にご決定頂けよう。
【0021】
本願記載の通り、本発明は、インクジェット印刷システム等で使用されるプリントヘッド又はその構成部材、という形態で実施することができる。使用される液は、インクジェット印刷システムならば対記録媒体印刷用のインクである。しかし、インクジェットプリントヘッドの用途は、液量が正確であること及び高い空間的分解能で堆積可能であることが求められる諸用途（吐出液がインクでないものを含む）へと拡がりつつある。そこで、本願では、「液」及び「インク」の語を、後述のプリントヘッド又はその構成部材により吐出可能な諸素材を包含する意味で使用することにする。
【0022】
ＣＩＪ用滴生成器の根本にあるのは、非特許文献１にてひとまず二次元的に解析された非拘束流体ジェット物理学である。レイリー卿による解析の結果によれば、液に圧力Ｐを加えて孔（ノズル）から流出させると直径ｄj，移動速度ｖjの液ジェットが生じる。そのジェットの直径ｄjは実効ノズル直径ｄnとほぼ等しく、速度はリザーバ内圧Ｐの平方根に比例する。レイリー卿による解析の結果は、その波長λがπｄjより長い（即ちλ≧πｄjである）表面波の働きでそのジェットが諸サイズの滴へと自然に破断することも示している。レイリー卿による解析の結果は、更に、十分に大きな振幅で与えれば特定の表面波長が支配的になり、それによってそのジェットが「励振」されて単一サイズ滴群が生じることも示している。これを踏まえＣＩＪ用滴生成器で使用されている周期的な物理プロセス、いわゆる「攪乱」(perturbation)乃至「励振」(stimulation)には、ある特定の支配的な表面波をジェット上に発生させる働きがある。励振の働きによる破断、即ちジェットからの単一サイズ滴群の生成は、その攪乱の基本周波数に同期する。また、ジェットの破断効率が最大になる周波数、即ち破断までの所要時間が最短の周波数を最適周波数Ｆoptと呼ぶ。最適周波数Ｆoptでの攪乱波長λはほぼ４．５ｄjである。攪乱波長λがπｄjに等しい周波数は、その周波数より高い周波数で液ジェットを攪乱しても滴生成へと発展することがないことから、レイリー遮断周波数ＦRと呼ばれている。
【0023】
本願では、レイリー励振の適用で滴の流れを発生させることを、所定体積滴の流れの生成、と呼んでいる。従来型のＣＩＪシステムにて、印刷即ちパターン化層堆積に使用される注目滴が不可避的に単位体積となるのに対し、本発明では、励振信号の操作によって単位体積の所定数倍の滴を生成可能である。そこで、「所定体積の滴の流れ」なる語を以て、互いに同一のサイズの滴へと破断されている流れや、想定に従い様々なサイズの滴へと破断されている流れを包含させることとする。
【0024】
ＣＩＪシステムでは、流体流がちぎれ精密な滴配列を生成するに当たり、予め定められている単位体積よりかなり小体積の滴、いわゆる「サテライト」が生じることがある。そうしたサテライトの挙動は全く予想できないし、他の滴と予測可能な形態で融合するとは限らないので、サテライトは印刷乃至パターニング向け滴体積に微変をもたらす原因となる。ただ、本発明の実施に当たり小体積且つ予測不能なサテライトが生じていてもさして邪魔にはならず、また使用する同期的励振信号次第で滴サイズが予め定まってくるという事実が左右されるものでもない。そこで、本発明に関する説明中で使用される語「所定体積」については、予測不能なサテライトが生じたことによる滴体積の目標値からの小ずれを許容するものとものと理解されたい。
【0025】
これから図１〜図１１を参照して説明する例では、滴帯電、滴偏向、滴捕獲、滴生成及び滴速度変調用の諸部材についてある特定の組合せを念頭に置いている。ご理解頂けるように、本発明の技術的範囲内で、これらの部材は入替可能であるし、それら部材の組合せ方を変えることが可能である。
【0026】
図１に示すＣＩＪ印刷システム１０にはインクリザーバ１１が備わっており、プリントヘッド１２、別称液吐出器は、そこからインクの連続的な押送を受けてインク滴連続流を発生させる。画像源１３は本システム１０にディジタル画像処理データを送ってくるディジタルデータ源、例えばラスタ画像データ、ページ記述言語で記述されたアウトライン画像データ等の諸形態でディジタル画像データを供給するスキャナ、コンピュータ、ディジタルカメラ等である。画像プロセッサ１６は画像源１３からの画像データを周期的に受領する。プロセッサ１６は、その画像データを処理し内蔵するメモリ内に保存する。通常、プロセッサ１６として使用されるのはラスタ画像プロセッサ（ＲＩＰ）である。励振コントローラ１８は、そのプロセッサ１６内の画像メモリに格納されている画像データ、いわゆる印刷データを周期的に受け取り、時変性の電気的励振パルスからなるパターンを発生させることで、後述の如くヘッド１２上の個々のノズル出口にて滴の流れを発生させる。発生した励振パルスは、適当なタイミング及び適当な周波数にて、個々のノズルに係る励振器（群）に供給される。ヘッド１２及び偏向機構１４は、互いに協働することで、あるときにはインク滴片を記録媒体１９上の画像メモリ内データ相応位置に付着させ（印刷し）、またあるときには偏向させてインクリサイクルユニット１５経由で回収する。媒体１９はレシーバとも呼ばれ、通常は紙、ポリマその他の多孔質基板を備えている。ユニット１５内に入ってきたインクはリザーバ１１へと還送される。そのインクを加圧下でヘッド１２の背面へと分配するためのインクチャネルとしては、基板（通常はシリコン製）に設けられた室乃至プレナムを使用する。或いは、そうした室をマニホルド片に形成しそのマニホルド片をシリコン基板に装着するようにしてもよい。通常、インクは、その室から、ヘッド１２のシリコン基板にエッチングで形成されているスロットや孔を介し、同基板の前面、即ちノズル群や励振器群がある面へと供給される。最適動作に結びつく好適なインク圧は多数の要因、例えばノズルの形状及び熱的特性やインクの熱的特性及び流体力学的特性に依存することとなろう。インク圧を一定に保つには、インク圧安定化器２０の制御下でリザーバ１１を加圧すればよい。偏向機構１４としては、空力偏向方式のものや静電偏向方式のものを使用することができる。
【0027】
ＤＯＤかＣＩＪかを問わずインクジェットプリンタで周知の問題の一つに、インク滴位置精度にまつわる問題がある。インクジェット印刷の分野で周知の通り、発生した滴乃至滴群に対しては、記録媒体上の画素領域内に付着し、ディジタル画像構成情報に基づく画素等を実現することが望まれる。記録媒体上におけるそれら画素領域の配置形態は一般に正方形乃至長方形による実乃至仮想アレイであり、印刷時にはそうした画素領域内の所要位置に滴を付着させること、例えば各画素領域の中央に付着させること（単純な印刷方式の場合）や画素領域内の複数位置に対し精密に付着させること（中間調印刷の場合）が求められる。滴の配置が不適切な場合や、滴同士の位置関係をうまく制御できず各画素領域で所要配置を達成できない場合、例えば隣接画素領域上で所要位置からの同傾向偏差が反復発生している場合には、偽像が発生することとなろう。そこで、画像プロセッサ１６例えばＲＩＰは、印刷に当たり、画像データを画素マッピング型の画像ページデータに変換する。印刷時には、媒体移送コントローラ２１による電子制御下、複数個ある移送ローラ２２で記録媒体１９をプリントヘッド１２に対し移動させる。論理コントローラ１７、例えばマイクロプロセッサ利用型で周知の如く相応にプログラミングされているそれは、制御信号を供給することで、媒体移送コントローラ２１の動作をインク圧安定化器２０及び励振コントローラ１８に対し協調させる。その励振コントローラ１８は滴コントローラを備えており、これは、プロセッサ１６内画像メモリ機能部分から得た画像データに従い滴生成パルス、即ち個別のインク滴をヘッド１２から媒体１９に向け吐出させる駆動信号を発生させる。その画像データには、例えば、生の画像データ、印刷画質改善用の画像処理アルゴリムによって生成された付加的な画像データ、並びに多種多様なソース（例えばヘッド１２内個別ノズルに関するステアリング誤差の計測結果）から生成された滴配置補正由来データ（プリントヘッド特性精査及び画像処理の分野でいわゆる当業者にとり周知）が含まれている。従って、プロセッサ１６内情報は、印刷に使用されるべきインク滴片の所要付着位置指定、回収・再利用の対象となるべき滴片の特定等、滴吐出用データの総体的な源泉を代表しているといえる。
【0028】
ご理解頂けるように、媒体移送制御機構としては様々なものを使用することができる。例えばページワイズプリントヘッドの場合、プリントヘッド１２を固定しておき記録媒体１９を動かす構成にするのが都合よい。他方、走査型印刷システムの場合は、プリントヘッドをある軸（いわゆる主走査方向）に沿い動かす一方、記録媒体をそれに直交する軸（いわゆる副走査方向）に沿い動かすことで、相対的なラスタ運動を発生させる構成にするのが都合よい。
【0029】
滴生成パルスは、励振コントローラ１８（滴コントローラとも）にて発生した後、信号伝送の分野で周知の通り、通常は電圧パルスの形態をとり導電接続部材経由でプリントヘッド１２に供給される。しかし、他種パルス、例えば光パルスをヘッド１２に送り個別のノズルで印刷用の滴（印刷滴）及び印刷用でない滴（非印刷滴）を発生させることも、インクジェット印刷分野で周知の通り可能である。生成された印刷滴は空気中を記録媒体方向に飛行した後記録媒体上の相応画素領域に射突し、非印刷滴は後述のキャッチャにより捕獲される。
【0030】
本発明は、それぞれ一定電位を呈する１個又は複数個の共通帯電電極を用いた静電偏向型印刷滴偏向方式に関する。こうした滴選別方式には、破断長変調に基づくもの、破断体積変調に基づくもの、それら２方式の組合せによるもの等がある。図２Ａ〜図２Ｃに、滴体積を一定とし破断長変調を使用する印刷滴選別方式を示す。図２Ａ〜図２Ｃに係る印刷システムのプリントヘッドは、複数個のノズル５０がアレイ状に並ぶノズルオリフィス面４２を有している。このヘッドを動作させることで、ノズル５０のアレイから液ジェット４３のアレイを吐出させることができる。また、図２Ａ〜図２Ｃでは、ヘッド１２のノズル５０から吐出される液ジェットが、液ジェット軸８７に沿った経路を辿っている。個々の液ジェット４３に対しては滴形成器８９が作用する。この生成器８９には、滴形成トランスデューサ５９や、そのトランスデューサ５９に対し励振波形５５即ち滴生成波形を供給する励振波形源５６が備わっている。トランスデューサ５９は励振トランスデューサと通称されるものであり、液ジェットに攪乱を発生させることが可能な各種装置形態、例えばサーマルデバイス、圧電デバイス、ＭＥＭＳアクチュエータ、電気流体力学デバイス、誘電泳動変調器、光学デバイス、電歪デバイス、その組合せ等の形態をとることができる。図２Ａ〜図２Ｃでは、アレイを構成するノズル５０のうち１個にて、ほぼ同一体積の滴３５又は３６（３５／３６と表記）が基本滴形成周波数にて発生している。後述の通り、滴３５，３６のことをそれぞれ印刷滴，非印刷滴と呼ぶ。通常、プリントヘッド１２に設けられているノズル５０のアレイ全体に係る滴励振トランスデューサの滴励振周波数は、そのヘッド１２に備わる全てのノズルについて同じ値である。通常の動作条件下では、個々の滴を印刷することができ、その最大印刷周波数が基本滴形成周波数と等しくなる。また、印刷周期は、単一のノズルから相次いで到来する印刷滴間の最小時間間隔として定義される。各印刷周期ではノズル１個あたり最大で１個の印刷滴を印刷することができ、その印刷周期は基本滴形成周期τ0に等しくなる。図２Ａ〜図２Ｃでは、ジェット破断位置３２にて一定周期で液ジェット４３が滴に破断しており、図２Ａではノズルオリフィス面４２から位置３２までの距離がＬ、図２ＢではＬ’、図２ＣではＬ”となっている。これは、滴形成トランスデューサ５９に印加される励振波形５５が互いに異なるためである。いずれにせよ、図２Ａ〜図２Ｃでは、基本周波数で相次いで発生する滴のペア間の距離が、基本的に、液ジェットに対する攪乱の波長λに等しくなる。
【0031】
バイナリプリンタでは、印刷滴又は非印刷滴の群れが入力画像データに従い生成される。印刷に際しては、励振コントローラ１８から滴形成用励振波形源５６へと通信信号を送ることで印刷滴や非印刷滴の形成を指令し、その波形源５６が滴形成器８９の滴形成トランスデューサ５９に対し励振波形５５を供給する。供給される励振波形５５は印刷滴形成時と非印刷滴形成時とで異なる。インクジェットノズルからジェットとして吐出される液流から滴を形成する滴形成ダイナミクスは、個別のノズル（オリフィス）５０に係る滴形成トランスデューサ５９に印加される波形を変化させることで変化させることができる。励振波形５５内の他のパルスに対する振幅、デューティ比及びタイミングのうち少なくとも一通りを変化させることで、個別のノズル（オリフィス）の滴形成ダイナミクスを変化させることができる。励振波形５５を構成するパルスのエネルギ、持続時間又はその双方を変化させることで、基本周期τ0にて生成される滴の破断位置３２を変化させることができる。通常、パルス波形のエネルギが大きい方が、液ジェット４３に対する攪乱が強まり、ひいては破断長が短くなる。
【0032】
図２Ａ〜図２Ｃには、帯電電極４４及び帯電電圧源５１を有する帯電器８３も示されている。帯電電極は、ノズルオリフィス面４２からその上部までの距離ｄeがある固定値になるよう配置されている。帯電器８３及び帯電電極４４は、そのノズルアレイで形成される全てのジェットにとり共通である。帯電電極４４は第１共通帯電電極とも称される。帯電電圧源５１は、第１共通帯電電極４４・液ジェット４３間に一定電位を供給する。帯電電極の前面４４Fは、ジェット軸８７からの距離がｙeの位置に配置されている。液ジェットは、通常、接地されている滴生成器の液室と接触することによって接地される。帯電電極４４に非０電圧を印加すると、その帯電電極と電気的に接地されている液ジェットとの間に電界が発生する。帯電電極と電気的に接地されている液ジェットとの間の容量性結合によって、導電性を有する液ジェットの一端に正味電荷が誘起される。液ジェットの端部が破断して滴が形成される際には、液ジェットの端部にあった正味電荷全てが、新たに形成される滴上に捕獲される。帯電電極前面・液ジェット端部間の距離を変化させると、帯電電極・液ジェット間の容量性結合も変化する。従って、新たに形成される滴上の電荷は、帯電電極と液ジェット４３の破断位置３２との間の距離を変化させることによって制御することができる。図２Ｂ中にＬ’で示すように、帯電電極４４が液ジェット４３の破断位置３２に面しているときには、滴上に誘起される電荷が最大になる。
【0033】
図２Ａ中にＬで示すように、液ジェット４３の破断位置３２までの距離が帯電電極４４までの距離ｄeに比べ短い場合、滴上に誘起される電荷の量は最大値よりかなり少なくなる。同じく、図２Ｃ中にＬ”で示すように、液ジェット４３の破断位置３２までの距離が帯電電極４４までの距離ｄeに比べ長い場合も、滴上に誘起される電荷の量は最大値よりかなり少なくなる。上述のように、複数通りの破断長で滴を発生させるには複数通りの波形が必要になる。実際のプリンタでは、印刷滴波形及び非印刷滴半径と呼ばれる複数種類の半径が必要とされる。図４Ａ〜図４Ｃを参照して後述する通り、弱帯電滴を印刷に使用する一方強帯電滴を偏向させガターに捕獲する構成を採りうる。また、図５Ａ〜図５Ｃを参照して後述する通り、強帯電滴を偏向させ印刷に使用する一方弱帯電滴をガターに捕獲する構成も採りうる。図２Ａ〜図２Ｃで滴の参照符号を３５／３６としたのは、印刷滴３５かそれとも非印刷滴かの区別が、図４Ａ〜図４Ｃ及び図５Ａ〜図５Ｃに示すように、偏向機構及び滴捕獲システムの性質によって変わるからである。実際のバイナリプリンタでは、滴の破断長が二種類だけでよい。プリンタは、破断長Ｌ及びＬ’を発生させる波形を使用することで、或いは破断長Ｌ’及びＬ”を発生させる波形を使用することで、構築することができる。弱帯電滴が印刷に回り強帯電滴が印刷に使用されない構成では、Ｌ又はＬ”で破断した滴が印刷滴３５になり、Ｌ’で破断した滴が非印刷滴になる。強帯電滴が印刷に回る構成では、Ｌ又はＬ”で破断した滴が非印刷滴３６になり、Ｌ’で破断した滴が印刷滴になる。
【0034】
実際のプリンタでは、別々のノズルで形成された印刷滴及び非印刷滴の破断長、或いは同一のノズルだが別々のタイミングで形成された印刷滴及び非印刷滴の破断長に、小規模な差異が発生する。この小規模な差異は、ノズル間に存する通常寸法公差の差や、位置及び時刻の変化に伴う液室内圧力及び温度の微動によるものである。ここで、印刷滴の破断長をＬp、非印刷滴の破断長をＬnpで表すことにする。また、更なる説明のため、全印刷滴の間の平均破断長を以て印刷滴の公称破断長＜Ｌｐ＞とし、全非印刷滴の間の平均破断長を以て非印刷滴の公称破断長＜Ｌnp＞とする。上掲のように破断長には小規模な差異が生じるので、印刷滴が破断する破断長Ｌpについて値域Ｒp＝＜Ｌp＞±ΔＬpを定めることができる。この式中のΔＬpは印刷滴の破断長に現れる変化を表しており、一般に液ジェットの波長λよりも小さくなる（好適に制御されたプリンタでは液ジェットの波長λの１／２よりも小さくなりうる）。同様に、各非印刷滴が破断する破断長Ｌnpについても値域Ｒnp＝＜Ｌnp＞±ΔＬnpを定めることができる。この式中のΔＬnpは非印刷滴の破断長に現れる変化を表しており、一般に液ジェットの波長λよりも小さくなる（好適に制御されたプリンタでは液ジェットの波長λの１／２よりも小さくなりうる）。本発明を好適に実施するためには、印刷滴破断長の値域Ｒpと非印刷滴破断長の値域Ｒnpを互いに別々にしなければならない。値域Ｒpは印刷滴最小破断長から印刷滴最大破断長までの範囲であり、値域Ｒnpは非印刷滴最小破断長から非印刷滴最大破断長までの範囲である。各印刷滴の破断長と各非印刷滴の破断長との間には少なくとも液ジェット波長λの違いがあるのが望ましく、より好ましくは少なくとも３λの違いがあるべきである。各印刷滴の破断長と各非印刷滴の破断長との間に少なくとも液ジェット波長λの違いがあるようにするには、ΔＬp＝λ及びΔＬnp＝λの場合、印刷滴の公称破断長＜Ｌp＞と非印刷滴の公称破断長＜Ｌnp＞との間に少なくとも３λの違いがなければならない。各印刷滴の破断長と各非印刷滴の破断長との間に少なくとも液ジェット波長λの違いがあるようにするには、ΔＬp＝１／２・λ及びΔＬnp＝１／２・λの場合、印刷滴の公称破断長＜Ｌp＞と非印刷滴の公称破断長＜Ｌnp＞との間に少なくとも２λの違いがなければならない。
【0035】
図３に、本発明の一実施形態に関し、ノズルアレイを構成する複数個のノズルのうち隣り合っていて２グループに配列されている４個のノズル５０と、それに対応するジェット励振器と、を示す。稼働時には、液室に備わる複数個のノズルを介し液ジェットを吐出させるのに十分な圧力下で液が供給される。当該複数個のノズルはノズルアレイ方向に沿って配置されている。当該複数個のノズルは、第１グループのノズルと第２グループのノズルが交互に位置するよう第１グループＧ１と第２グループＧ２とに分けて配置されている。即ち、第１グループに属するノズルは第２グループ内隣接ノズル間に位置しており、第２グループに属するノズルは第１グループ内隣接ノズル間に位置している。ノズルアレイの端部に位置するノズルの隣には他のグループに属するノズルがある。基本周波数ｆ0での滴反復発生に使用される励振トランスデューサ５９は、ノズル５０を取り巻く抵抗性負荷で構成されたサーマル滴形成トランスデューサとして示されている。励振トランスデューサ５９は、励振波形源５６から供給される電圧によって駆動される。その励振波形は、上述の通り、印刷滴励振波形セグメント及び非印刷滴励振波形セグメントからなる一連の滴形成波形で構成されている。使用するトランスデューサの種類によっては、液室内の液に作用するよう、ノズル５０に液を供給する液室の内部又は近傍にトランスデューサが配置される。或いは、ノズルを通過する液に作用するよう、ノズルの内部又はすぐ脇にトランスデューサが配置される。或いは、ノズル内を通過した液ジェットに作用するよう液ジェットの近傍にトランスデューサが配置される。滴形成波形源は、基本周波数ｆ0及びそれに対応する基本周期τ0＝１／ｆ0を有する波形を滴形成トランスデューサに供給する。これは液ジェット波長λでの変調をもたらす。基本周波数ｆ0は、通常はＦoptに近く、常にＦRより低い。変調が振幅的に成長すると液ジェットの一部が破断して滴が発生する。滴形成器の動作により、基本周波数ｆ0及び基本周期τ0＝１／ｆ0にて一連の滴を発生させることができる。
【0036】
本発明の実施に当たっては、互いに隣接しプリントヘッドアレイを構成しているノズル５０における隣接印刷滴間の距離を大きくすることで、レシーバ乃至記録媒体上への印刷に際し滴配置誤差をもたらす隣接印刷滴間静電相互作用を抑える。これを実現するため、複数個のノズルが、第１グループのノズルと第２グループのノズルが交互に位置するよう第１グループＧ１と第２グループＧ２とに分けて配置される。即ち、第１グループに属するノズルが第２グループ内隣接ノズル間に配置され、第２グループに属するノズルが第１グループ内隣接ノズル間に配置される。第１グループに属するノズルに対する励振波形の開始時点を制御するため、第１グループトリガが印加され、第２グループに属するノズルに対する励振波形の開始時点を制御するため、第１グループに対し時間的に遅延した第２グループトリガが印加される。図３に、第１グループトリガタイミング遅延器７６及び第２グループトリガタイミング遅延器７７を有するグループタイミング遅延器７８を示す。第１グループトリガタイミング遅延器７６は、対応するグループＧ１に属するノズルそれぞれに対し同時に作用し、そのグループに属するノズルそれぞれに次滴形成用パルストレインを同時にトリガする。第２グループトリガタイミング遅延器７７は、対応するグループＧ２に属するノズルそれぞれに対し同時に作用し、そのグループに属するノズルそれぞれに次滴形成用パルストレインを同時にトリガする。本発明を実施するに当たっては、各グループトリガタイミング遅延器７６及び７７の遅延量が互いに異なる必要がある。例えば、タイミング遅延器７６及び７７のうち一方は遅延量が０でよいが、双方とも０にすることはできない。即ち、グループタイミング遅延器７８は、第１グループに属するノズルで形成された印刷滴と第２グループに属するノズルで形成された印刷滴がノズルアレイ方向に沿って互いに並ぶことがないよう、第１グループ及び第２グループのうち一方に属するノズルの滴形成器に供給される滴形成波形のタイミングをシフトさせる。ノズルのグループ間に相対グループタイミング遅延がある場合、隣り合う一対のノズルから延びる直線上に形成される印刷滴は、異なるタイミングにて液ジェットから破断する。相対グループタイミング遅延は、（トリガタイミング遅延器７７の遅延量）−（トリガタイミング遅延器７６の遅延量）に等しい。
【0037】
他の実施形態においては、専用のタイミング遅延器を使用する代わりに、第１グループノズルで形成される印刷滴と第２グループノズルで形成される印刷滴がノズルアレイ方向に沿い互いに並ぶことがないよう、第１グループ及び第２グループのうち一方のノズル５０に備わる滴形成器５６に供給される励振波形５５に、タイミング遅延が組み込まれる。更なる実施形態においては、第１グループノズルで形成される印刷滴と第２グループノズルで形成される印刷滴がノズルアレイ方向に沿い互いに並ぶことがないよう、第１グループノズル及び第２グループノズルに係る滴形跡５６に供給される入力画像データをシフトさせ、ひいては第１グループ及び第２グループのうち一方のノズル５０に備わる滴形成器に供給される滴形成波形５５のタイミングをシフトさせることにより、タイミング遅延を実現することができる。
【0038】
更なる実施形態においては、個々のグループが相応のグループタイミング遅延を呈するよう且つ同一グループに属する２個のノズルが互いに隣り合わないよう、複数個のノズルが３個以上のグループに分けて配置される。ノズルのグループを３個形成する場合、第１グループのノズルが第２グループのノズル及び第３グループのノズルと隣り合い、第２グループのノズルが第３グループのノズル及び第１グループのノズルと隣り合い、第３グループのノズルが第２グループのノズル及び第１グループのノズルと隣り合うように、ノズルを配置することができる。ノズルのグループを３個形成する場合、ノズルが１個おきにあるグループのメンバとなり、そのグループに属する２個のノズル間に他の２個のグループが交互に位置するように、ノズルを配置することもできる。
【0039】
図４Ａ〜図４Ｃ及び図５Ａ〜図５Ｃに、本発明の実施に当たり使用される連続液吐出システム４０の諸例を示す。図４Ａ〜図４Ｃに示したのは本発明の第１実施形態に備わる第１ハードウェア構成であり、記録媒体１９上に様々な印刷パターンを発現させる動作をしている。本実施形態では、印刷滴が（ほとんど）偏向されず記録媒体上に印刷される一方、非印刷滴が強く帯電、偏向され捕獲される。図５Ａ〜図５Ｃに示したのは本発明の第２実施形態に備わる第２共通ハードウェアであり、記録媒体１９上に様々な印刷パターンを発現させる動作をしている。本実施形態では、非印刷滴が（ほとんど）偏向されず捕獲される一方、印刷滴が強く帯電、偏向され記録媒体上に印刷される。図４Ａ〜図４Ｃのうち、図４Ａ及び図５Ａに記載の状態では、記録媒体速度を最高とし、発生する全ての滴が印刷される全印刷条件で稼働している。図４Ｂ及び図５Ｂに記載の状態では、いずれの滴も印刷されない非印刷条件で稼働している。図４Ｃ及び図５Ｃに記載の状態では、一部の滴が印刷され他の滴が印刷されない一般的印刷条件で稼働している。
【0040】
図４Ａ〜図４Ｃ及び図５Ａ〜図５Ｃに例示する連続液吐出システム４０は、図１に示した連続インクジェットシステムに係る諸部材を有している。これらの図では、ノズルアレイを構成するノズル５０から吐出される液ジェット４３の内部経路が、液ジェット軸８７と一致している。これらの図では、ノズルアレイが紙面前後方向に延びている。図４Ａ〜図４Ｃ及び図５Ａ〜図５Ｃに示した構成全てに共通する部材としては、プリントヘッド１２（ジェッティングモジュール乃至液吐出器とも称する）、滴形成器８９、並びに印刷滴３５を受け止める記録媒体１９がある。帯電器８３及び偏向機構１４の諸構成も、図４Ａ〜図４Ｃ及び図５Ａ〜図５Ｃに示す連続液吐出システム４０に組み込まれている。連続液吐出システム４０のプリントヘッド１２には、液ジェット４３の吐出に使用されるノズル５０のアレイと通流する液室２４が設けられている。液室２４を十分に加圧すると、液ジェット４３が、その液室に通ずる複数個のノズル５０から吐出される。それら複数個のノズルはノズルアレイ方向に沿って配置されている。それら複数個のノズルは第１グループと第２グループに分けて配置されている。即ち、第１グループに属するノズルと第２グループに属するノズルが、図３を参照して説明した通り、第１グループノズルが第２グループ内隣接ノズル間に位置し第２グループノズルが第１グループ内隣接ノズル間に位置するよう、互い違いに配置されている。本発明には、複数個のノズルが更に第３ノズルグループをも形成するよう配置される、第３グループノズルが第１グループノズルと第２グループノズルとの間に挟まる、タイミング遅延器として第３グループの滴形成波形のタイミングを第１グループ及び第２グループのそれに対しシフトさせるタイミング遅延器を備える、という実施形態もある。より多くの互い違い配置グループを同じ要領で付加した実施形態もある。
【0041】
各液ジェット４３に係る滴形成器８９は、ノズル５０内を流れる液ジェット４３に対し攪乱作用を及ぼす。滴形成器８９は、入力画像データに応じた一連の励振波形５５を励振トランスデューサ５９に供給する励振波形源５６を有している。図示例では、ノズル５０を取り巻く壁内に励振トランスデューサ５９が形成されている。励振トランスデューサ５９は、複数個あるノズルそれぞれに、個別に設けることができる。励振トランスデューサ５９は、基本周波数ｆ0にて液ジェット４３が周期的に励振されるよう滴形成波形源５６によって駆動されている。励振波形５５の振幅、持続時間、タイミング及びエネルギパルス個数によって、滴の破断タイミング、破断位置及びサイズを含め、滴がどのようにどこでいつ形成されるかが決まってくる。相連続する滴の破断間時間間隔はそれらの滴のサイズ（体積）を決定づける。
【0042】
連続液吐出システム４０の稼働時には、励振コントローラ１８（図１参照）からの印刷乃至画像データが励振波形源５６へと送られる。励振波形源５６では、ノズル５０から流れ込む液ジェットによって、供給されたデータに応じた滴ストリームが発生するよう、時変性電圧パルスのパターンが生成される。励振波形源５６から励振トランスデューサ５９に供給される滴励振波形５５の子細によって、一連の滴の破断長及びそのサイズ（体積）が決まってくる。滴励振波形は、画像プロセッサ１６から励振コントローラ１８に供給される印刷乃至画像データに応じ変化する。即ち、励振波形源から励振トランスデューサに印加されるエネルギパルスのタイミングは印刷乃至画像データに依存する。本発明の実施に当たっては、少なくとも二種類の励振波形５５を使用する必要がある。即ち、値域Ｒp＝＜Ｌp＞±ΔＬpを有する破断長にて印刷滴３５が発生する励振波形と、値域Ｒnp＝＜Ｌnp＞±ΔＬnpを有する破断長にて非印刷滴３６が発生する励振波形とを、入力画像データに応じ使用する必要がある。破断長の値域Ｒp及びＲnpは互いに別の範囲である。
【0043】
帯電器８３は、帯電電極４４，４４Ａ及び付加的な第２帯電電極４５、並びにそれに対応する帯電電圧源５１，５１Ａ及び付加的な第２帯電電圧源４９を備え、各帯電電圧源から対応する帯電電極へと一定電圧が供給される構成にすることができる。偏向機構１４は、一部の滴を偏向させることが可能な諸部材を有している。図４Ａ〜図４Ｃに例示する偏向機構は帯電器８３及びキャッチャ４７を有しており、図５Ａ〜図５Ｃに例示する偏向機構は偏向電極５３及び６３を有している。
【0044】
図４Ｂに示すように液ジェットの片側にあり破断点に面している帯電電極４４に電位を印加すると、その帯電電極４４によって、滴の破断に先立ちそのジェットの帯電端が吸引されるのに加え、液ジェットからの破断で生じた帯電滴３６が吸引される。こうした偏向機構は非特許文献２に記載されている。また、この偏向器１４にはキャッチャ４７も備わっている。特許文献８（発明者：Ｊ． Ｒｏｂｅｒｔｓｏｎ）記載の通り、導電キャッチャ面の面前を帯電滴が通過すると、その導電キャッチャ面５２上に表面電荷が誘起される結果、その帯電滴がキャッチャ面５２に吸引されることとなる。
【0045】
キャッチャを使用するのは、滴を媒体上に選択的に付着させるため、また非印刷滴３６を中途捕獲してインクリサイクルユニット１５に送れるようにするためである。図４Ａ〜図４Ｃに示した第１の構成では、帯電電極４４の下方にあり接地されているキャッチャ４７によって、非印刷滴経路３８を辿ってきた滴が中途捕獲される一方、印刷滴経路３７を辿って下降してきた印刷滴３５が記録媒体１９に接触して印刷される。図４Ａ〜図４Ｃに示した構成では、非印刷滴が強帯電され、偏向され、キャッチャ４７によって捕獲され、リサイクルされる一方、印刷滴が弱帯電され、（ほとんど）偏向せずに記録媒体１９上に印刷される。図４Ａでは、印刷滴３５の破断長（３２）がＬpであり帯電電極４４・ノズル面間距離ｄeよりも短いので、破断時に印刷滴３５に転写される電荷は比較的少量である。この印刷滴は、接地されているキャッチャ４７によって偏向されず、（ほとんど）曲がりのない経路３７を辿り印刷インク滴４６として記録媒体１９上に順次印刷される。図４Ｂでは、非印刷滴３６の破断長（３２）がＬnpであり帯電電極４４・ノズル面間距離ｄeに近いので、破断時に非印刷滴に転写される電荷が多くなる。この非印刷滴は、接地されているキャッチャ４７によって偏向され、経路３８を辿り、非印刷滴キャッチャ接触位置２６にてキャッチャ面５２に射突する結果、順次捕獲される。図４Ｃでは、滴のうち幾つかが破断長Ｌpの印刷滴３５であり（ほとんど）曲がりのない経路３７を辿る一方、滴のうち幾つかが破断長Ｌnpの非印刷滴３６であり大きく曲がった経路３８を辿っている。
【0046】
図４Ａ〜図４Ｃに示したキャッチャ４７によれば、プリントヘッドから再度ジェットとして吐出させることができるよう、印刷に使用されなかったインクを回収（リサイクル）することができる。また、同図に示すプリントヘッド１２を好適に動作させるため、キャッチャ４７、キャッチャ底板５７又はその双方が接地されているので、中途捕獲された滴上の電荷は、キャッチャ面５２沿いにインクが流れ落ちインク回収チャネル５８（インクの回収口）内に入るまでに散逸していく。キャッチャ４７のキャッチャ面５２は、図２に示した液ジェット軸８７に対しある角度θをなしている。帯電している滴３６は、接地されているキャッチャ４７のキャッチャ面５２へと吸引される。帯電滴キャッチャ接触位置２６にてキャッチャ面５２に中途捕獲された非印刷滴３６は、インク膜４８となってキャッチャ４７の表面を下降していく。キャッチャの下部には半径Ｒの曲面があり、またキャッチャ底板５７及びその上方に位置するインク回収チャネル５８があるので、インク膜４８を形成しているインクをそこで捕獲し回収することができる。印刷時には、キャッチャ面５２上への非印刷滴の集積により生じたインク膜に、印刷滴が接近、中途捕獲されないようにする必要がある。通常は、インク回収チャネル５８内を真空吸引することで、インク膜４８が厚み方向に成長しないようにする。即ち、キャッチャ面５２から印刷滴経路３７までの最短距離をｄcとすると、インク膜の厚みは、ｄc−（滴直径）未満、好ましくはｄc／２未満にする必要がある。
【0047】
帯電電極４４に面する位置（図４Ｂ中に破断長Ｌnpで示されている位置）で滴が破断すると、その滴は強く帯電する。電圧源５１が帯電電極４４に直流正電位を印加する一方液ジェット４３が接地されている場合は、各滴３６の中に負号で記してあるように、帯電電極のそばで破断した滴３６に負電荷が誘起される。これらの図では、帯電電極４４に面していない位置Ｌpにて破断した滴上に電荷記号が付されていないが、ご理解頂けるように、それらの滴上の電荷は、帯電電極４４に面する位置Ｌnpで破断した滴上の電荷に比べ少なくなるのが普通である。こうした構成に代え、帯電電極４４に直流負電位を印加する一方液ジェット４３を接地することで、帯電電極に面する位置で破断する滴上に正電荷が誘起される構成にすることもできる。
【0048】
図４Ａ〜図４Ｃには、更に、ノズル面からの距離がｄe2で印刷滴３５の破断位置Ｌpに面する位置にある第２帯電電極４５も示されている（省略可）。対応する電圧源４９（省略可）から第２帯電電極４５へと直流電位を印加することで、印刷滴・非印刷滴間の電荷差を増し、印刷滴経路３７・非印刷滴経路３８間の分離度を高めることができる。第２帯電電極に印加される電位は、第１帯電電極４４に印加される電位と違えておく。第２帯電電極４５に印加される電位は、例えば接地電位とする。そうした構成では、第２帯電電極を、一方の破断位置における液ジェットの端部を第１帯電電極で生じる電界から遮蔽するシールドとして、機能させることができる。印刷滴・非印刷滴間の電荷差を第２帯電電極の働きで増大させることにより、印刷滴軌跡・非印刷滴軌跡間の分離度を高めること、ひいてはキャッチャによる非印刷滴の中途捕獲を容易にすることができる。また、図４Ａ〜図４Ｃに示した構成では、第２帯電電極４５が第１帯電電極４４の上方にあり、またジェットアレイから見て第１帯電電極４４と同じ側に位置しているが、これとは異なる構成を使用することもできる。例えば、第２帯電電極を第１帯電電極の上方（ノズルプレートまでの距離が第１帯電電極よりも短い位置）、但しジェットアレイから見て第１帯電電極の逆側に配する構成にしてもよい。或いは、第１帯電電極、第２帯電電極又はその双方に、ジェットアレイから見て第１の側を占める第１部分と、ジェットアレイから見て第２の側を占める第２部分とがあり、それら第１乃至第２帯電電極の第１部分及び第２部分が共通の電位に保持される構成にしてもよい。
【0049】
第２帯電電極を使用し印刷滴・非印刷滴間の電荷差を増したとしても、印刷滴が帯電する可能性がある。印刷滴が帯電していると、記録媒体に向かい空気中を飛行している間に、隣の印刷滴との間に静電相互作用が発生することとなろう。そうした静電相互作用は、印刷時に、記録媒体上での滴配置に誤差を発生させうる。本発明に従いノズルを互い違いのグループに分けて配置し、隣接印刷滴間距離を増すことで、隣接ノズルに発する隣接印刷滴間の気中距離を延ばし、そうした滴配置誤差を抑えることができる。
【0050】
図５Ａ〜図５Ｃに、本発明の第２実施形態に関し、液ジェットを通る断面を示す。この実施形態では、（ほとんど）偏向されていない非印刷滴３６がキャッチャ３７によって収集される一方、偏向されている印刷滴３５がキャッチャの脇を通り記録媒体１９上に印刷されている。本実施形態では、印刷滴経路３７に沿い飛行していく間に印刷滴３５が強く帯電されキャッチャ３７から逸らされるため、印刷滴３５を記録媒体１９に接触させ印刷することができる。また、本実施形態では、弱く帯電している非印刷滴３６即ち（ほとんど）偏向していない非印刷滴経路３８に沿い飛行している滴が、キャッチャ６７によって中途捕獲される。図５Ａに記載の状態では記録媒体速度を最高としつつ全印刷条件で一連の滴が生成されており、図５Ｂに記載の状態では非印刷条件で一連の滴が生成されており、図５Ｃに記載の状態では一部の滴が印刷され一部の滴が印刷されない一般的印刷条件で一連の滴が生成されている。図５Ａに示すように、印刷滴３５の破断長はＬpであり、帯電電極４４，４４Ａ・ノズル面間距離ｄeに近いため、その破断時に印刷滴３５に転写される電荷が多くなる。図５Ｂに示すように、非印刷滴３６の破断長はＬnpであり、帯電電極４４，４４Ａ・ノズル面間距離ｄeより大きいため、その破断時に非印刷滴３６に転写される電荷が少なくなる。
【0051】
図５Ａ〜図５Ｃに示した構成では、帯電電極として、帯電電極４４の他、液ジェット４３から見て逆側に位置する対称な帯電電極４４Ａが設けられている。液ジェット４３は両帯電電極の中央に位置しており、各側帯電電極からの距離がｙeとなっている。帯電電極４４及びそれと対称な帯電電極４４Ａは、別々の導電素材で形成することも、共通の導電素材で形成することもできる。後者の場合、両半部間に機械加工で平行ギャップを設け、それらの間に液ジェット４３のアレイが収まるようにすればよい。帯電電極の左半部及び右半部は帯電電圧源５１及び５１Ａによって同一電位にバイアスされる。両者とも通常は同電位に保持されるので、帯電電圧源５１Ａとしては帯電電圧源５１と同じものを使用すればよい。液ジェットから見て帯電電極４４の逆側を占めるよう対称な帯電電極４４Ａを付加し両者を同一電位にバイアスすることで、帯電電極部分４４・４４Ａ間に、ジェットの中心に対しほぼ左右対称な領域を発生させることができる。その結果、両電極間で液ジェットから破断される滴の電荷が、ジェットの横方向位置の小規模変動に対し非常に不感となる。液ジェットについて電界がほぼ対象であるので、破断間近な滴に対し顕著な横方向偏向力を作用させることなく滴を帯電させることができる。また、この構成では、偏向機構１４に、帯電電極４４及び４４Ａの下方に位置する一対の偏向電極５３及び６３が備わっている。通常、これら２個の偏向電極５３及び６３は、接地されている液ジェットを挟み逆極性にバイアスされる。図５Ａ〜図５Ｃ中でそれら２個の電極に印加されている電位の極性は、負帯電している滴が左に偏向するような電界を電極間にもたらすものとなっている。その滴偏向電界の強度は、それら２個の電極同士の間隔とそれらの間に印加される電圧に依存している。この構成では、偏向電極５３が正、偏向電極６３が負にバイアスされている。従って、負帯電している印刷滴３５を正帯電している偏向電極５３方向へと吸引させ、印刷滴経路３７沿いに下降させることができる。
【0052】
図５Ａ〜図５Ｃに示した構成では、非印刷滴経路３８沿いに飛行している非印刷滴３６を中途捕獲すべく、ナイフエッジ型のキャッチャ６７が使用されている。キャッチャ６７はキャッチャレッジ３０を有しており、対をなす偏向電極５３及び６３より下方に配置されている。キャッチャ６７及びそのレッジ３０の向きは、非印刷滴経路３８沿いを辿ってきた非帯電非印刷滴３６がキャッチャによって中途捕獲される一方、印刷滴経路３７を辿ってきた帯電印刷滴３５は中途捕獲されないような向きに、設定されている。キャッチャは、キャッチャに射突してくる滴がキャッチャレッジ３０の斜面に射突し、衝撃によるスプラッシュが最小になるように配置するのが望ましい。帯電印刷滴３５は記録媒体１９上に印刷される。
【0053】
滴形成に係る基本周期が与えられている場合、プリントヘッドに対する記録媒体の最高速度即ち最高印刷速度は、基本周波数ｆ0で励振されたジェットから破断される個々の滴が印刷解像度設定により定まる所望の滴間隔で印刷されうる速度として定義される。例えば、あるプリントヘッドを印刷解像度６００×６００ｄｐｉ（１インチ当たり滴数；１インチ＝約２．５ｃｍ）、基本周波数ｆ0＝４００ｋＨｚで稼働させた場合、最高印刷速度は３３３３．３３ｆｔ／ｍｉｎ即ち１６．９３ｍ／ｓとなる。全印刷条件は、入力画像データに含まれる全てのイメージ画素が記録媒体１９上に印刷される条件として定義される。一般に、全印刷条件で印刷するに当たり相連続する印刷滴間で形成される非印刷滴の個数は記録媒体の速度に依存する。例えば最高記録媒体速度の１／２にて全印刷条件で印刷する場合、基本周波数ｆ0で生成される滴が１個おきに印刷され、且つ基本周波数ｆ0で生成される滴が１個おきに非印刷滴となる。最高記録媒体速度の１／４にて全印刷条件で印刷する場合、基本周波数ｆ0で生成される滴が４個おきに印刷され、且つ基本周波数ｆ0で生成される滴が３個続いて非印刷滴となる。印刷時には、画像データ画素が印刷滴３５をもたらし、その印刷滴３５が記録媒体１９に到達して印刷インク滴４６となる。全印刷条件では、隣り合う印刷インク滴４６同士が、記録媒体１９上で互いに接触する。
【0054】
図６Ａ〜図９Ｂに、液室に通ずる複数個のノズルを介し液ジェットを吐出させるのに十分な圧力で液が加圧されている例を示す。図示されているのは、基本周波数ｆ0で生成された滴からなるライン群、特に１〜７又は１〜４の符号が付された隣り合うノズルから空気中を飛行した後、偏向されたりキャッチャによって中途捕獲されたりする前のものである。同じノズルに発する滴同士の距離（各図中のλ）は、基本周期τ0の間に滴が気中を飛行する距離に等しい。どの図でも、隣り合うノズル全てが印刷滴の形成又は非印刷滴の形成を要請されるよう、アレイを構成する全てのノズルによって同一の印刷パターンが印刷される。これは、記録媒体速度に応じ一群の横線乃至べた領域を印刷することに対応している。図６Ａ〜図９Ｂのうち紙面左側にある図（分図記号Ａ）に示す気中印刷パターンが本発明の方法を使用していない反面、紙面右側又は中央にある図（分図記号Ｂ、Ｃ及びＤ）に示す気中印刷パターンは本発明の方法を使用しており、相対的なグループ間タイミング遅延がある複数グループの互い違いノズルにノズルが区分されている。図６Ａ〜図９Ｂのうち紙面左側にある図（分図記号Ａ）に示す気中印刷パターンが隣接ノズル励振間タイミングシフトを使用しておらず、ノズルが複数個のグループに区分されていない反面、紙面右側にある図（分図記号Ｂ、Ｃ及びＤ）に示す気中印刷パターンは複数グループに分かれた隣接ノズルによって生成されており、別々のグループに属するノズルの励振のトリガ間にはタイミングシフトが存在している。これらの図では、横軸に沿って配置されたノズルのアレイから滴が鉛直に動いている。これらの図では、印刷滴３５がハッチング付の円で示される一方、非印刷滴３６が黒塗りの円で示されている。図６Ａ〜図９Ｂでは、滴の各列が個別ノズルに発する滴に対応しており、当該列に１〜７又は１〜４の符号が付されている。
【0055】
図６Ｂ、図７Ｂ及び図７Ｃに示す例では、複数個のノズルがノズルアレイ方向に沿って配置されている。当該複数個のノズルは、第１グループＧ１と第２グループＧ２に分けて配置されている。第１グループのノズル及び第２グループのノズルは、第１グループのノズルが第２グループ内隣接ノズル間に位置し、第２グループのノズルが第１グループ内隣接ノズル間に位置することとなるよう、互い違いに配置されている。第１グループノズルで形成された印刷滴及び第２グループノズルで形成された印刷滴がノズルアレイ方向に沿って互いに整列しないよう、第１又は第２グループのノズルの滴形成器に供給される滴形成波形のタイミングをシフトさせるタイミング遅延器も設けられている。図８Ｂ、図８Ｃ、図８Ｄ及び図９Ｂに示す例は、上述した図６Ｂ、図７Ｂ及び図７Ｃの諸特徴に加え、第３ノズルグループＧ３を形成するよう配置された複数個のノズルを有している。第３グループＧ３のノズルは、第１グループＧ１のノズル及び第２グループＧ２のノズルと互い違いになるよう配置されている。使用するタイミング遅延器のなかには、第１グループのノズルで形成された印刷滴、第２グループのノズルで形成された印刷滴及び第３グループのノズルで形成された印刷滴がノズルアレイ方向に沿って互いに整列しないよう、第１グループ及び第２グループに対し第３グループの滴形成波形のタイミングをシフトさせるタイミング遅延器が含まれる。図６Ａ及び図６Ｂは最高印刷速度で稼働する全滴印刷モードの例であり、どちらの例でも、全ての滴が、同一の体積であり且つ相連続する滴形成間の時間間隔τ0に対応する周波数ｆ0で生成されている。この印刷速度では、プリントヘッドに対し記録媒体が１画素分移動するのに要する時間、即ち画素対画素周期乃至印刷周期が、基本滴形成周期τ0に等しくなる。図６Ａに示す例では、７個の隣り合うノズルで形成され気中を飛行していく一連の滴において、基本周期τ0で生成された個々の滴ラインが別グループノズル間タイミングシフト無しで印刷される。これは従来技術を構成している。図６Ｂに示す例では、同じノズルで形成され気中を飛行していく一連の滴において、基本周期τ0で生成された個々の滴が、本発明の一実施形態に従い、第１グループＧ１内ノズルと第２グループＧ２内ノズルとの間のタイミングシフトを０．５τ0として印刷される。図６Ａに示した印刷モードでは、符号１及び２が付された印刷滴、符号２及び３が付された印刷滴、符号３及び４が付された印刷滴、符号４及び５が付された印刷滴、符号５及び６が付された印刷滴、符号６及び７が付された印刷滴が互いに隣り合っていて、それらの間隔がノズル間隔に等しくなっている。図６Ｂに示した本発明の実施形態に係る印刷モードでは、２個のグループ間にタイミングシフトがあるため、図６Ａに示した例に比べ気中を飛行する時間が長くなる結果、符号１及び２が付された印刷滴、符号２及び３が付された印刷滴、符号３及び４が付された印刷滴、符号４及び５が付された印刷滴、符号５及び６が付された印刷滴、符号６及び７が付された印刷滴それぞれの間の間隔がより広くなっている。帯電滴間静電相互作用は滴間間隔に対し逆傾向で変動するので、タイミングシフトを付すると、隣り合う帯電印刷滴に対する滴対滴静電相互作用ひいては隣接印刷滴間静電反発が弱まる。
【0056】
従来型システムでは、隣接帯電印刷滴間静電相互作用によって印刷滴同士が反発し合い互いに離れる方向に動いていく。従って、複数個の隣り合うノズルによって印刷滴を形成しそれら隣り合う印刷滴の片側で非印刷滴を形成した場合に、図１０Ａに示すように画像に隙間をもたらすこととなりかねない。図６Ｂに示す例では、隣接ノズル間グループタイミング遅延を０．５τ0としているため、隣接印刷滴間静電反発が顕著に弱くなる結果、隣接ノズルで形成された隣接帯電印刷滴の変位が小さくなる。滴対滴反発が弱まる結果、図１０Ｂに示すように、印刷滴が記録媒体に射突する際に生じる印刷滴間の隙間がより小さくなる。図６Ｂに示す例は最高印刷速度で生成される滴それぞれで印刷することに対応しており、隣接ノズル間グループタイミング遅延が０．５τ0であることは、ノズルアレイ方向に沿った隣接印刷滴間の印刷周期オフセットが１／２になることに対応している。記録媒体１９上に最高印刷速度で印刷した場合、これは、ノズルアレイ方向に沿った隣接印刷画素間の半画素オフセットとして現れる。これは、レシーバ移動方向に沿って見た場合、第１ノズルグループで形成された印刷滴の位置と、第２ノズルグループで形成された印刷滴の位置と、の間に、固定的な半画素オフセットをもたらす。図１０Ｂではこの半画素オフセットが上辺及び下辺沿いに現れているが、通常の看取条件下では、そうした半画素オフセット乃至スタガは一般にほとんど目に見えない。
【0057】
印刷周期は、最高印刷速度で単一ノズルにより形成される一連の印刷滴間の最小時間間隔として定義されており、基本滴形成周期τ0に等しい。最高印刷速度未満で印刷する場合、所与印刷速度で単一ノズルにより形成される一連の印刷滴間の最小時間間隔に等しい実効印刷周期を定義するのが有益である。実効印刷周期は、滴形成周期τ0に、実際の印刷速度に対する最高印刷速度の比率を乗じた値に等しくなる。従って、最高印刷速度の１／２で印刷する場合は実効印刷周期が２τ0となり、最高印刷速度の１／４で印刷する場合は実効印刷周期が４τ0になる。隣接ノズル間グループタイミング遅延を使用する場合、プリントヘッド・記録媒体間相対運動の方向に沿った別グループノズル間の印刷画像オフセット画素規模は、実効印刷周期に対するグループタイミング遅延の比率によって与えられる。即ち、最高速度の１／４で印刷する場合、隣接ノズル間で０．５τ0のグループタイミング遅延を使用すると、印刷画像の隣接カラム間に１／８画素のオフセットが生じることになる。
【0058】
図７Ａ〜図７Ｃに、それぞれ、最高印刷速度の１／２で稼働する全印刷モードの例を示す。この印刷速度では、プリントヘッドに対し規則媒体が１画素間隔分移動するのに必要な時間に等しい実効印刷周期が、基本滴形成周期の２倍である２．０τ0に等しくなる。図７Ａに、４個の隣接ノズルで形成され気中を飛行していく一群の滴、特に基本周期で生成された滴のラインが１本おきに別グループノズル間タイミングシフト無しで印刷される例を示す。これは従来技術を構成している。図７Ｂに、同じノズルで形成され気中を飛行していく同じ一群の滴、特に基本周期で生成された滴のラインが１本おきに、本発明の一実施形態に従い第１ノズルグループＧ１内ノズル・第２ノズルグループＧ２内ノズル間タイミングシフトを０．５τ0として印刷される例を示す。図７Ｃに、同じノズルで形成され気中を飛行していく同じ一群の滴、特に基本周期で生成された滴のラインが１本おきに、本発明の一実施形態に従い第１ノズルグループＧ１内ノズル・第２ノズルグループＧ２内ノズル間タイミングシフトを１．０τ0として印刷される例を示す。図７Ａに示した従来型印刷モードでは、符号１及び２が付された印刷滴、符号２及び３が付された印刷滴、符号３及び４が付された印刷滴が互いに隣り合っていて、その距離がノズル間隔に等しくなっている。図７Ｂに示した実施形態に係る印刷モードでは、２個のノズルグループ間にタイミングシフトがあるため、符号１及び２が付された印刷滴、符号２及び３が付された印刷滴、符号３及び４が付された印刷滴が図７Ａでのそれに比べより遠く離れている。そのため隣接帯電印刷滴に対する滴対滴静電相互作用、ひいては隣接印刷滴間静電反発が弱くなっている。図７Ｂに示した例では、隣接ノズルに発する隣接印刷滴間の静電相互作用が、ノズルアレイ方向に沿った隣接印刷滴の形成に当たり基本滴形成周期の１／２たる０．５τ0のグループタイミング遅延シフトを付加することによって抑えられている。このタイミングシフトは印刷周期の１／４に相当する。この速度で記録媒体１９上に印刷した場合、ノズルグループ間グループタイミング遅延シフトによって、ノズルアレイ方向に沿って隣接する印刷画素間に１／４画素分のオフセットが発生する。図７Ｃに示した例では、隣接印刷滴間の間隔が更に増しており、隣接ノズルに発する隣接印刷滴間の静電相互作用が更に弱まっている。第１グループＧ１内ノズルでの形成と第２グループＧ２内ノズルでの形成との間のグループタイミング遅延シフトが、基本滴形成周期１周期に当たるτ0とされているからである。このタイミングシフトは印刷周期の１／２に相当している。この速度で記録媒体１９上に印刷した場合、そのグループタイミング遅延シフトによって、ノズルアレイ方向に沿った隣接印刷画素間に１／２画素分のオフセットが発生する。６００ｄｐｉ以上の解像度で印刷する場合、そうしたオフセットは、通常の看取条件下では目に見えない。
【0059】
図７Ｂでは第１グループ・第２グループ間のタイミングシフトが０．５τ0、即ち図６Ｂで使用されているタイミングシフトと同一であるが、図７Ｂにおける印刷速度は図６Ｂにおける最高印刷速度の１／２となっている。これらの図からわかるのは、本発明の実施形態のなかに、印刷速度によらずノズルグループ間グループタイミング遅延シフトが同一のものがあることである。それらの実施形態では、２グループのノズルに発する印刷画像における画素オフセットが印刷速度に応じて変化する。グループ間オフセットは図７Ｂの印刷速度では１／４画素オフセットであり、印刷オフセットは図６Ｂの印刷速度では１／２画素である。ノズルグループ間タイミングシフトが固定されているこの実施形態では、最も近い隣接印刷滴間の間隔、例えば滴１・滴２ペア間の間隔が、印刷速度によらず一定に保たれる。他方、本発明の他の実施形態では、印刷速度に依存するノズルグループ間グループタイミング遅延を使用するので、別グループのノズルに発する印刷画像における画素オフセットが同一になり印刷速度に依存する。図７Ｃ及び図６Ｂに示す例では、ノズルグループ間グループタイミング遅延シフトが印刷速度に応じて変化する。図６Ｂに示す最高印刷速度で印刷する場合のグループタイミング遅延は０．５τ0であり、これは印刷画像に１／２画素分の画素オフセットをもたらす。図７Ｃでは印刷速度が最高速度の１／２であり、ノズルグループ間グループタイミング遅延が図６Ｂのそれに対し２倍の１．０τ0であるので、やはり、２ノズルグループ内のノズルによる印刷物における画素オフセットが１／２画素分になる。これら他の実施形態においては、２グループ内ノズル間画素オフセットが印刷速度によらず一定に保たれるよう、グループタイミング遅延が印刷速度に応じて変化する。印刷速度が低下するとタイミングシフトが増大するので、この実施形態では、印刷速度の低下につれ、印刷滴間間隔が増大しひいては滴対滴相互作用が弱まる。
【0060】
図８Ａ〜図８Ｄに、最高速度の１／２で稼働する全滴印刷モードの例を示す。図８Ａに示す例では、７個の隣接ノズルに発し気中を飛行していく同じ一群の滴において、基本周期でノズルにより生成された滴のラインが１本おきに、別グループ内ノズル間タイミング遅延シフト無しで印刷される。これは従来型のタイミングである。図８Ｂ〜図８Ｄに示す本発明の諸実施形態においては、ノズルが３個のノズルグループに分けて配置されており、各ノズルグループが相応且つ別々のグループタイミング遅延を有しており、同一グループのノズル２個が互いに隣り合っていない。図８Ｂ及び図８Ｄに示す構成においては、第１グループのノズルが第２グループのノズル及び第３グループのノズルに隣接し、第２グループのノズルが第３グループのノズル及び第１グループのノズルに隣接し、且つ第３グループのノズルが第２グループのノズル及び第１グループのノズルに隣接するよう、ノズルが互い違いに配置されている。図８Ｃに示す構成では、ノズルが１個おきにいずれかのグループのメンバとなり、他の２個のグループが当該１個おきのノズルを含むグループ内の２個のノズル間に交互に位置するよう、ノズルが互い違いに配置されている。
【0061】
図８Ｂに本発明の他の実施形態として示す構成は、図８Ａに示したノズルと同じノズルに発し気中を飛行していく同じ一群の滴を形成する構成であって、ノズルが３個の互い違いなノズルグループに分かれて配置されており、第１グループのノズル、第２グループのノズル及び第３グループのノズルが、第１グループのノズル及び第２グループのノズルが第３グループ内隣接ノズル間に位置し、第２グループのノズル及び第３グループのノズルが第１グループ内隣接ノズル間に位置し、且つ第１グループのノズル及び第３グループのノズルが第２グループ内隣接ノズル間に位置するように互い違いに配置されている構成である。本実施形態では、３個のグループＧ１、Ｇ２及びＧ３のノズル間で、０．５τ0及び１．０τ0のグループタイミング遅延が使用されている。グループＧ１とその隣のグループＧ２との間のグループタイミング遅延は０．５τ0、グループＧ２とその隣のグループＧ３との間のグループタイミング遅延は０．５τ0、グループＧ３とその隣のグループＧ１との間のグループタイミング遅延は１．０τ0である。図８Ａに示した印刷モードでは、符号１及び２が付された印刷滴、符号２及び３が付された印刷滴、符号３及び４が付された印刷滴、符号４及び５が付された印刷滴、符号５及び６が付された印刷滴、符号６及び７が付された印刷滴が互いに隣り合っており、その間隔がノズル間隔に等しくなっている。図８Ｂに示した印刷モード実施形態では、符号１及び２が付された印刷滴、符号２及び３が付された印刷滴、符号４及び５が付された印刷滴、符号５及び６が付された印刷滴の間でグループタイミング遅延シフトが０．５τ0であり、図８Ａに示した例に比べ互いの距離が大きくなっている。また、符号３及び４が付された印刷滴、符号６及び７が付された印刷滴の間でグループタイミング遅延シフトが１．０τ0であり、図８Ａに示した印刷滴のうち符号１及び２が付された印刷滴、符号２及び３が付された印刷滴、符号４及び５が付された印刷滴、符号５及び６が付された気中印刷滴に比べ互いの距離が大きくなっている。これにより、隣接帯電印刷滴に対する電荷対電荷相互作用が弱まる結果、隣接印刷滴間静電反発が生じにくくなる。最高印刷速度の１／２で記録媒体１９上に印刷する場合、これは、ノズルアレイ方向に沿って隣接する画素間の１／４画素オフセット及び１／２画素オフセットとして現れる。
【0062】
図８Ｂに示した実施形態では、０．５τ0及び１．０τ0のグループ遅延タイミングシフトによってグループ３・グループ１間に対称ブレークが発生する。ある種の印刷アプリケーションにおいては、位相シフトを均等に分割し対称ブレークを回避することが望まれる。図８Ｄに示すノズルグループ配置は図８Ｂのそれと同じであるが、３個あるグループＧ１、Ｇ２及びＧ３のノズル間のグループタイミング遅延が２／３・τ0である点で異なっている。即ち、グループＧ１とその隣のグループＧ２の間のグループタイミング遅延が２／３・τ0、グループＧ２とその隣のグループＧ３の間のグループタイミング遅延が２／３・τ0、グループＧ３とその隣のグループＧ１の間のグループタイミング遅延が２／３・τ0である。本実施形態では、隣接グループノズル間の位相シフトが均等に分割されるため、図８Ｂの実施形態と違い対称ブレークが生じることはない。しかしながら、３画素以上の長さを有する横線を印刷する場合、傾斜線が生じることを防ぐためにデータに周期的画素シフトを導入することが必要になる。図８Ｄに示す実施形態においては、符号１及び２が付された隣接気中印刷滴、符号２及び３が付された隣接気中印刷滴、符号３及び４が付された隣接気中印刷滴、符号４及び５が付された隣接気中印刷滴、符号５及び６が付された隣接気中印刷滴、符号６及び７が付された隣接気中印刷滴それぞれの滴が、めいめい、２／３・τ0の滴間グループタイミング遅延シフトを有している。しかしながら線は右上がりの傾斜を呈する。これを避けるためには、滴４、５及び６についてデータを１画素繰り下げシフトして滴４ａ、５ａ及び６ａとし、滴７についてデータを２画素繰り下げシフトして滴７ｂにする必要がある。或いは、記録媒体に対しプリントヘッドを僅かにねじり、記録媒体の動きでアレイ方向ドリフトを補償するようにしてもよい。本実施形態でも隣接印刷滴の相互間隔が図８Ａでのそれより大きくなるので、隣接帯電印刷滴に対する電荷対電荷相互作用が弱まり隣接印刷滴間静電反発が生じにくくなる。最高印刷速度の１／２で記録媒体１９上に印刷する場合、これは、ノズルアレイ方向に沿った隣接印刷画素間の１／３画素及び２／３画素オフセットとして現れる。
【0063】
図８Ｃに、同一ノズルに発し気中を飛行していく同一の一群の滴を形成する本発明の他の実施形態として、ノズルが互い違いのノズルグループ３個に分かれて配置されており、各ノズル群の隣接ノズルが他のグループのうち少なくとも１個を構成する少なくともノズル１個分だけ分離されている実施形態を示す。グループＧ１内隣接ノズルは、グループＧ２又はグループＧ３に属するノズル１個だけ分離されている。グループＧ２内隣接ノズルは、グループＧ１のノズル２個分だけまたグループＧ３のノズル１個分だけ分離されている。同様に、グループＧ３内隣接ノズルは、グループＧ１のノズル２個分だけまたグループＧ２のノズル１個分だけ分離されている（図示せず）。隣接ノズルの各ペアは、同一規模のグループタイミング遅延を有している。図ではグループタイミング遅延が０．５τ0となっている。グループＧ１内ノズルからの滴の破断タイミングは、グループＧ３のノズルからの滴の破断に対し、グループタイミング遅延たる０．５τ0分だけ遅れている。グループＧ２内ノズルからの滴の破断タイミングは、グループＧ１のノズルからの滴の破断に対し０．５τ0分だけ遅れている。図８に示した印刷モードでは、符号１〜７が付されている全ての気中印刷滴が、隣接滴間タイミングシフト０．５τ0を有しており、図８Ａに示した例に比べ互いの距離が大きくなっている。これにより、隣接帯電印刷滴に対する電荷対電荷相互作用が更に弱まる結果、隣接印刷滴間静電反発が生じにくくなる。最高印刷速度の１／２で記録媒体１９上に印刷した場合、これは、ノズルアレイ方向に沿った隣接印刷画素間の±１／４画素オフセットとして現れる。
【0064】
図９Ａ及び図９Ｂに、最高印刷速度の１／４で稼働する全滴印刷モードの例を示す。この印刷速度では、一連の画素を標的とする印刷滴が３個の非印刷滴によって分離される。図９Ａに示す例では、従来技術に従い７個の隣接ノズルに発する一群の滴を気中に飛行させる際に、別グループ内ノズル間にタイミングシフトを施していない。それに対し、図９Ｂに示す例では、本発明の一実施形態に従い同じ７個の隣接ノズルに発する同じ一群の滴を気中に飛行させる際に、３個のグループＧ１、Ｇ２及びＧ３に分けて配列された隣接ノズルのペア間に１．０τ0及び２．０τ0のタイミングシフトが施されている。図９Ａに示す印刷モードでは、符号１及び２が付された気中印刷滴、符号２及び３が付された気中印刷滴、符号３及び４が付された気中印刷滴、符号４及び５が付された気中印刷滴、符号５及び６が付された気中印刷滴、符号６及び７が付された気中印刷滴が互いに隣接しており、それらの間の距離がノズル間隔に等しくなっている。図９Ｂに示した印刷モードでは、符号１及び２が付された気中印刷滴、符号２及び３が付された気中印刷滴、符号４及び５が付された気中印刷滴、符号５及び６が付された気中印刷滴の間に１．０τ0のタイミングシフトがあり、図９Ａに示したそれに比べ互いの距離が大きくなっている。また、符号３及び４が付された気中印刷滴、符号６及び７が付された気中印刷滴の間に２．０τ0のタイミングシフトがあり、図９Ａに示した滴のうち符号１及び２が付された気中印刷滴、符号２及び３が付された気中印刷滴、符号４及び５が付された気中印刷滴、符号５及び６が付された気中印刷滴に比べ互いの間隔が大きくなっている。これにより、隣接帯電印刷滴に対する電荷対電荷相互作用が更に弱まる結果、隣接印刷滴間の静電反発が生じにくくなる。最高印刷速度の１／４で記録媒体１９上に印刷した場合、これは、ノズルアレイ方向に沿って隣接する印刷画素間の１／４画素及び１／２画素オフセットとして現れる。
【0065】
これまでの説明から明らかな通り、２個のノズルグループを有するプリンタは、滴がレシーバに射突したとき、第１ノズルグループにより生成される印刷滴の位置と第２ノズルグループにより生成される印刷滴の位置との間に、レシーバ移動方向に沿いレシーバ速度から独立な固定的画素オフセットが生じるように、構成することができる。上述した通り、図６Ｂに示す如く最高印刷速度で印刷する場合、２個のグループに分けて配置された隣接ノズル間のグループタイミング遅延を０．５τ0とすると、第１ノズルグループ及び第２ノズルグループにより生成される印刷滴の位置間に、レシーバ移動方向に沿い１／２画素の固定オフセットが生じる。また、図７Ｃに示す如く最高印刷速度の１／２で印刷する場合、２個のグループに分けて配置された隣接ノズル間のグループタイミング遅延を１．０τ0とすると、第１ノズルグループ及び第２ノズルグループにより生成される印刷滴の位置間に、レシーバ移動方向に沿い１／２画素の固定オフセットが生じる。同様に、３個のノズルグループを有するプリンタは、滴がレシーバに射突したとき、第１ノズルグループにより生成される印刷滴の位置、第２ノズルグループにより生成される印刷滴の位置及び第３ノズルグループにより生成される印刷滴の位置の間に、レシーバ移動方向に沿いレシーバ速度から独立な固定的オフセットが生じるように構成することができる。図８Ｂに示す如く最高印刷速度の１／２で印刷し、隣接ノズルのペア間のタイミングシフトを０．５τ0及び１．０τ0としつつ３個のノズルグループを使用する場合や、図９Ｂに示す如く最高印刷速度で印刷し、隣接ノズルのペア間のタイミングシフトを１．０τ0及び２．０τ0としつつ３個のノズルグループを使用する場合には、レシーバ移動方向に沿い隣接印刷滴間に１／４画素及び１／２画素の固定オフセットが生じる。印刷速度を１／ｍ倍にしノズルグループ間タイミングシフトをｍ倍にした場合、別ノズルグループで生成された印刷滴の位置間に、レシーバ移動方向に沿い且つｍの値とは独立に固定オフセットが生じる。即ち、隣接ノズル間タイミングシフトは、別のノズルグループに属するノズルで生成された印刷滴の位置間に、レシーバ移動方向に沿い且つレシーバ速度から独立に、固定オフセットが生じるよう、印刷速度で調整することができる。こうした１画素未満のオフセットは、通常のコンテキストで見た場合、目障りなものとはならない。
【0066】
図１０Ａ及び図１０Ｂに、従来技術及び本発明の方法を用い最高印刷速度の１／４及び６００×６００ｄｐｉの印刷濃度で印刷された模擬画像を示す。図１０Ａに示した画像は従来技術に従い隣接ノズル間グループタイミング遅延無しで印刷された画像であり、図１０Ｂに示した画像は本発明の一実施形態に従い２個のノズルグループを用い且つ隣接ノズル間グループタイミング遅延を２τ0として印刷された画像である。図中の「Ｔ」は直立しており、その高さが３３画素、幅が２７画素、縦方向に延びる幹の太さが５画素である。また、この「Ｔ」の上辺は太さが２画素、長さが２７画素であり、その両端からは下方に向けて非対称な縁が延びている。図１０Ａ及び図１０Ｂに示した模擬印刷画像は、帯電粒子ダイナミクスモデルに則り導出されたものである。図１０Ａに示すように、隣接ノズルでの印刷滴の破断タイミングをシフトさせない場合、隣接ノズルで印刷される至近の滴間に顕著な静電反発が生じるものと見受けられる。これは、記録媒体移動軸に沿った印刷線を、理想的画像のそれに比べ互いに拡がらせる。「Ｔ」の上辺及び下部は理想的画像でのそれに比べ横に拡がり、縦方向に延びる幹は太くなり、その幹を構成する隣接縦線間には隙間が生じる。ローを構成する印刷滴のうち最左端印刷ノズルで印刷された滴と、ローを構成する印刷滴のうち最右端印刷ノズルで印刷された滴の間は、従来技術でしばしば生じる滴対滴相互作用の結果、ギャップによりそのローの他の滴から分離されている。図１０Ｂは、本発明の一実施形態の使用により実現される画質向上を模擬するものであり、隣接ノズル間グループタイミング遅延が施されている。この図では、従来技術の印刷手法で散見される欠陥、即ち隣接ノズル間にグループタイミング遅延を設けないことによる欠陥の多くが解消されている。図１０Ａに示されている拡がり欠陥の大半が、隣接縦線間ギャップの解消に伴い解消されている。この画像データは、期待線と一致する縦軸に沿い隣接画素間に１／２画素オフセットが生じることを表している。通常のサイズで印刷した場合、この１／２画素オフセットは看者にとり見苦しいものにはならない。
【0067】
上掲の実施形態では印刷滴と非印刷滴が略同一の体積を有しているが、本発明は、特許文献６（発明者：Ｔ．Ｙａｍａｄａ）や特許文献７（発明者：Ｂ．Ｂａｒｂｅｔ）に記載の如く印刷滴の体積と非印刷滴の体積が異なる構成でも実施することができる。異なる体積にて本発明を実施するためには、液室に付随する複数個のノズルを介し液ジェットを吐出させるのに十分な圧力にてプリントヘッドに液を供給する。当該複数個のノズルは、ノズルアレイ方向に沿って且つ第１グループと第２グループに分けて配置する。第１グループのノズルと第２グループのノズルは、第１グループのノズルが第２グループ内隣接ノズル間に位置し第２グループのノズルが第１グループ内隣接ノズル間に位置するよう互い違いに配置する。複数個あるノズルそれぞれに係る滴形成器も設ける。入力画像データを供給し各滴形成器に一群の滴形成波形を供給して液ジェットを変調させることで、その液ジェットの諸部分を、印刷滴体積Ｖpを有する印刷滴１個又は複数個及び非印刷滴体積Ｖnpを有する非印刷滴１個又は複数個からなるストリームへと破断させる。印刷滴体積及び非印刷滴体積は、入力画像データに応じ互いに異なる値となる。第１グループ及び第２グループのうち一方に属するノズルの滴形成器に供給される滴形成波形のタイミングがシフトするよう、タイミング遅延器を設ける。それにより、第１グループに属するノズルで形成された印刷滴と、第２グループに属するノズルで形成された印刷滴とが、ノズルアレイ方向に沿い互いに整列しないようにする。帯電器として、第１グループのノズル及び第２グループのノズルで形成される液ジェットに係る第１共通帯電電極と、第１帯電電極・液ジェット間に一定電位を印加する一定電位源と、を備えるものを設ける。第１共通帯電電極は、体積Ｖpの滴上に印刷滴帯電状態が生じ、体積Ｖnpの滴上に印刷滴帯電状態と異なる非印刷滴帯電状態が生じるよう、液ジェット破断位置の近傍を基準にして配置される。印刷滴帯電状態を有する印刷滴及び非印刷滴帯電状態を有する非印刷滴がその偏向器の働きで別々の経路を辿ることとなるよう、偏向器を設ける。非印刷滴を中途捕獲するキャッチャを設け、印刷滴は引き続きレシーバに向かう経路を辿らせる。
【0068】
図１１に、本発明の諸実施形態に従い印刷方法を実行するのに必要な諸ステップの概略をフローチャートにより示す。この図の印刷方法はステップ１５０で始まっている。ステップ１５０では、液室に付随するノズルのリニアアレイを介し液ジェットを吐出させるのに十分な圧力下で、加圧された液が供給される。ノズルは、隣り合うノズルが別々のグループに属することとなるよう、複数個のノズルグループに分けて配置しておく。ステップ１５０の次はステップ１５５である。
【0069】
ステップ１５５では、各液ジェットに係る滴形成器に滴形成波形を供給することにより液ジェットが変調され、画像データに応じ印刷滴及び非印刷滴の群れに液ジェットの一部が破断される。アレイをなすノズルの滴形成器に対し印加される滴形成波形の種類及びその時間的変化は、画像データ及び既知の印刷時記録媒体速度に基づき決定される。滴形成波形で液ジェットを変調させ、その液ジェットの諸部分を選択的に破断させることで、印刷滴破断長範囲Ｌpに属するジェット破断長Ｌを有する１個又は複数個の印刷滴と、非印刷滴破断長範囲Ｌnpに属するジェット破断長Ｌ’を有する１個又は複数個の非印刷滴と、を含むストリームが得られる。印刷滴破断長範囲Ｌp及び非印刷滴破断長範囲Ｌnpは入力画像データに応じ互いに別様に定める。ステップ１５５の次はステップ１６０である。
【0070】
ステップ１６０では、別グループに属するノズルの相対的破断タイミングをタイミング遅延器で調整する。これは、本発明の実施に当たり不可欠なステップである。注記すべきことに、タイミング遅延器は、図３を参照して説明した通り別グループに対し適用されるタイミング遅延の個別トリガであり得、或いはノズルアレイに供給される波形に固有であり得、或いは入力画像データのシフトで得られうる。ステップ１６０の次はステップ１６５である。
【0071】
ステップ１６５では、液ジェットに係る共通の帯電器が準備される。この共通の帯電器は帯電電極及び帯電電圧源を有する。当該共通帯電器は、印刷滴上に印刷滴帯電状態をもたらし非印刷滴上に印刷滴帯電状態と異なる非印刷滴帯電状態をもたらすよう、液ジェットに面して配置される。ステップ１６５の次はステップ１７０である。
【0072】
ステップ１７０では、印刷滴及び非印刷滴が互いに別様に偏向される。印刷滴が辿る経路と、非印刷滴が辿る経路とを、別々の経路にする手段としては静電偏向器を使用できる。この偏向器は、例えば帯電電極、バイアス電極、キャッチャその他の部材を備える。ステップ１７０の次はステップ１７５である。
【0073】
ステップ１７５では、非印刷滴がキャッチャによって中途捕獲されリサイクルに回る一方、印刷滴はキャッチャによって中途捕獲されず、記録媒体に接触して印刷される。
【0074】
本発明は、例えば、１〜１００ｐｌの体積を有する印刷滴の生成向けに実施することができる。ノズル直径は例えば５〜５０μｍの範囲内である。いずれも印刷画像の所要解像度に依存する。ジェット速度は例えば１０〜３０ｍ／ｓの範囲内である。基本滴形成周波数は好ましくは５０〜１０００ｋＨｚの範囲内である。
【0075】
本発明によれば、従来の静電偏向方式インクジェットプリンタでそうであったのと異なり、液ジェットのアレイに属する個々の液ジェット毎に別の帯電電極を設けることなく、滴を洗濯機に印刷に回し又は印刷から除外することができる。その代わりに、単一の共通帯電電極が、アレイをなす液ジェットに発する滴の帯電に使用される。これにより、ノズルに対し各帯電電極を厳密に整列させる必要がなくなる。別の液ジェットに係る帯電電極による液ジェット発滴のクロストーク帯電は問題にならない。クロストーク帯電が問題にならないため、従来の滴帯電システムで要請されていたのと異なり、帯電電極・液ジェット間距離を抑える必要がない。共通帯電電極によれば、更に、帯電及び変高効率が高まるため、ジェット・電極間距離を広めにとることができる。例えば、帯電電極・ジェット軸間距離を２５〜３００μｍにすることができる。液ジェット毎に別々の帯電電極を設ける必要がないため、ノズル毎に別々の帯電電極が必要であった従来の静電偏向方式連続インクジェットシステムに比べ、ノズル密度を高めることができる。隣り合うノズルが同じグループに属さないようノズルを複数個のグループに分けて配置すること、並びに諸ノズルグループに供給される滴形成波形のタイミングをタイミング遅延器でシフトさせることによって、別グループに属するノズルからの印刷滴がノズルアレイ方向に沿って互いに整列しないようにし、隣接印刷滴間静電相互作用ひいては滴配置誤差を抑えることができる。ノズルアレイ密度は７５〜１２００ｎｐｉ（１インチ当たりノズル数）の範囲内とすることができる。
【符号の説明】
【0076】
１０ 連続インクジェット印刷システム、１１ インクリザーバ、１２ プリントヘッド乃至液吐出器、１３ 画像源、１４ 偏向機構、１５ インクリサイクルユニット、１６ 画像プロセッサ、１７ 論理コントローラ、１８ 励振コントローラ、１９ 記録媒体、２０ インク圧安定化器、２１ 媒体移送コントローラ、２２ 移送ローラ、２４ 液室、２６ 非印刷滴キャッチャ接触位置、３０ キャッチャレッジ、３２ 破断位置、３５ 印刷滴、３６ 非印刷滴、３７ 印刷滴経路、３８ 非印刷滴経路、４０ 連続液吐出システム、４２ ノズルオリフィス面、４３ 液ジェット、４４ 帯電電極、４４Ａ 対称帯電電極、４４F 帯電電極の前面、４５ 付加的な第２帯電電極、４６ 印刷インク滴、４７，６７ キャッチャ、４８ インク膜、４９ 付加的な帯電電極源、５０ ノズル、５１，５１Ａ 帯電電圧源、５２ キャッチャ面、５３，６３ 偏向電極、５５ 励振波形、５６ 励振波形源、５７ キャッチャ底板、５８ インク回収チャネル、５９ 滴形成トランスデューサ、７６ 第１グループトリガ、７７ 第２グループトリガ、７８ グループタイミング遅延器、８３ 帯電器、８７ 液ジェット軸、８９ 滴形成器、１５０ ノズル経由加圧液供給ステップ、１５５ 滴形成器使用ステップ、１６０ タイミング遅延器使用ステップ、１６５ 共通帯電器使用ステップ、１７０ 選定滴偏向ステップ、１７５ 選定滴中途捕獲ステップ。
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図6A】
【図6B】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【図8A】
【図8B】
【図8C】
【図8D】
【図9A】
【図9B】
【図10A】
【図10B】
【図11】
【国際調査報告】