JP2000043272A - Ink-jet image formation apparatus and image formation method - Google Patents

Ink-jet image formation apparatus and image formation method

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JP2000043272A
JP2000043272A JP21543198A JP21543198A JP2000043272A JP 2000043272 A JP2000043272 A JP 2000043272A JP 21543198 A JP21543198 A JP 21543198A JP 21543198 A JP21543198 A JP 21543198A JP 2000043272 A JP2000043272 A JP 2000043272A
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Japan
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ink
pulse
potential
circuit
fly
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Atsushi Onose
敦士 小野瀬
Shigetaka Fujiwara
重隆 藤原
Tatsuo Ikawa
辰夫 伊川
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ink-jet image formation apparatus which has a superior stability for discharging ink and can record high-gradation images at a high speed. SOLUTION: A pulse decreasing a pulse top stepwise is applied to a discharge electrode of this electrostatic ink-jet image formation apparatus in correspondence with each dot. A pulse base of this pulse is set close to a ground potential. The pulse top is a first potential from a rise time point t1 to an intermediate time point t2 which sufficiently exceeds an ink fly-starting potential whereat an electrostatic force starting a fly of ink liquid drops is generated, and a second potential after the intermediate time point t2 which is a transient potential larger than an ink fly-stopping potential whereat the ink fly is stopped and smaller than the ink fly-starting potential i.e., which generates an electrostatic force that can continue the ink fly. A time interval t1-t2 while the first potential is kept is set to be a time required for a leading end of the discharge electrode to be wet with the ink.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、静電型インクジェ
ット記録装置に係り、特に、その記録ヘッドに供給され
る記録電圧の制御に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrostatic ink jet recording apparatus, and more particularly to control of a recording voltage supplied to a recording head.

【0002】[0002]

【従来の技術】微粒化されたインクを記録媒体に直接吹
き付けることによって文字や画像を描くインクジェット
記録装置のインク吐出方式には種々のものがあるが、そ
のなかでも、吐出電極への印加電圧の制御(パルス幅変
調、電界強度の制御)によってインク吐出量の制御が可
能な静電方式が、高精細インクジェットプリンタを実現
できるものとして注目されている。例えば、静電型イン
クジェット記録装置に関連して、以下に示すような技術
が知られている。特開昭55−154169号公報に
は、インク室に設けたオリフィス内に吐出電極を配置
し、毛細管現象によって吐出電極の尖端がインクで濡れ
やすくしたインクジェットプリンタが開示されている。
また、特開昭56−28867号公報には、その吐出電
極を振動させることによって、吐出電極からのインクの
飛翔を安定化させる技術が開示されている。さらに、特
開昭60−165253号公報には、インクタンクから
インクを吸い上げるスリットに吐出電極を配置すること
によって、吐出電極の先端へのインクの供給を安定化さ
せたインクドットプリンタが開示されてる。
2. Description of the Related Art There are various ink ejection systems of an ink jet recording apparatus for drawing characters and images by directly spraying atomized ink onto a recording medium. Among them, there are various methods of applying an applied voltage to an ejection electrode. An electrostatic system capable of controlling an ink ejection amount by control (pulse width modulation, electric field intensity control) has attracted attention as a device that can realize a high-definition inkjet printer. For example, the following techniques are known in connection with an electrostatic ink jet recording apparatus. Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-154169 discloses an ink jet printer in which an ejection electrode is arranged in an orifice provided in an ink chamber, and the tip of the ejection electrode is easily wetted with ink by a capillary phenomenon.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-28867 discloses a technique for stabilizing the flight of ink from an ejection electrode by vibrating the ejection electrode. Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 60-165253 discloses an ink dot printer in which the supply of ink to the tip of the discharge electrode is stabilized by disposing a discharge electrode in a slit for sucking ink from an ink tank. .

【0003】ところで、記録画像の記録中、吐出電極に
は、記録信号に応じてパルスが与えられる。但し、イン
ク非飛翔電位(インク液面からインク液滴が飛翔できる
だけの静電気力を生じさせない電位)であるパルスベー
スがあまりに低い電位や接地電位に設定されていると、
パルスの立ち上がりからインク液滴が飛翔するまでの時
間が長くなるため、通常、パルスベースは、できるだ
け、インク飛翔電位(インク液面からインク液滴が安定
的に飛翔し続けるだけの静電気力を生じさせる電位)に
近づけられている。しかし、インク飛翔電位に近いパル
スベースが吐出電極に与えつづけられると、吐出電極の
先端付近にインクが凝集しつづけるため、吐出電極の先
端付近にインクが固着し、インクの目詰りが起こりやす
くなる。そこで、待機中には、接地電位またはそれに近
い電位を吐出電極に与えておき、記録開始と共に、イン
ク飛翔電位に近いパルスベースを吐出電極に与え始める
ことによって、インクの目詰りの防止を図ることもあ
る。
During recording of a recorded image, a pulse is applied to the ejection electrode in accordance with a recording signal. However, if the pulse base, which is the ink non-flying potential (potential that does not generate an electrostatic force enough to cause ink droplets to fly from the ink liquid surface), is set to a too low potential or ground potential,
Since the time from the rising edge of the pulse to the time when the ink droplet flies becomes longer, the pulse base usually generates the ink flying potential (the electrostatic force that causes the ink droplet to continue to fly stably from the ink liquid surface). Potential to be applied). However, when a pulse base close to the ink flying potential is continuously applied to the ejection electrode, the ink continues to aggregate near the tip of the ejection electrode, so that the ink is fixed near the tip of the ejection electrode, and clogging of the ink is likely to occur. . Therefore, during standby, a ground potential or a potential close thereto is applied to the ejection electrode, and at the start of recording, a pulse base close to the ink flying potential is applied to the ejection electrode to prevent ink clogging. There is also.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
パルスベース制御だけでは、吐出電極付近のインクの固
着を完全に防止することが困難である。例えば、記録画
像の平均濃度が充分に大きい場合には、インクの消費量
が多く、吐出電極付近にインクが滞留しにくいが、記録
画像の平均濃度が小さい場合には、インクの消費量が少
なく、吐出電極付近にインクが滞留し、吐出電極付近に
インクが固着しやすくなる。顔料系のインクを使用して
いる場合には、吐出電極先端付近でインクが増粘するた
め、とくに、そのような傾向がある。
However, it is difficult to completely prevent the ink from being fixed in the vicinity of the discharge electrode only by the conventional pulse-based control. For example, when the average density of the recorded image is sufficiently large, the ink consumption is large, and the ink is unlikely to stay near the ejection electrode. However, when the average density of the recorded image is small, the ink consumption is small. In addition, the ink stays in the vicinity of the ejection electrode, and the ink easily adheres to the vicinity of the ejection electrode. When a pigment-based ink is used, the viscosity of the ink increases near the tip of the discharge electrode.

【0005】また、一般に、インクジェット記録装置の
性能として、記録画像の階調性、高速性が望まれてい
る。
[0005] In general, as the performance of an ink jet recording apparatus, gradation and high speed of a recorded image are desired.

【0006】そこで、本発明は、インク吐出の安定性が
高く、高階調記録を高速に行うことができるインクジェ
ット記録装置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an ink jet recording apparatus which has a high stability of ink ejection and can perform high gradation recording at high speed.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、インクに接触した導電部材または当該導
電部材の近傍に設けられた電極にパルス列を与えて、前
記導電部材から当該導電部材の先端側に設けられた対向
電極に向けて前記インクを飛翔させることによって、記
録媒体上に画像を形成する画像形成方法であって、前記
各パルスのパルストップを、それぞれ、前記導電部材か
ら前記対向電極に向けてインクが飛翔可能な電圧の範囲
内において降下させることを特徴とする画像形成方法を
提供する。
According to the present invention, a pulse train is applied to a conductive member in contact with ink or an electrode provided in the vicinity of the conductive member. An image forming method for forming an image on a recording medium by flying the ink toward a counter electrode provided on a tip side of the image forming apparatus, wherein a pulse top of each of the pulses is respectively formed from the conductive member. Provided is an image forming method, wherein an ink is dropped within a voltage range in which ink can fly toward a counter electrode.

【0008】さらに、本発明は、この画像形成方法を実
施するための装置として、インクが接触する導電部材
と、前記導電部材の先端側に設けられた対向電極と、前
記導電部材から前記対向電極に向けて前記インクを飛翔
させるためのパルス列を発生するパルス発生手段とを備
えるインクジェット画像形成装置であって、前記パルス
発生手段は、前記各パルスのパルストップを、それぞ
れ、前記導電部材から前記対向電極に向けてインクが飛
翔可能な電圧の範囲内において降下させることを特徴と
するインクジェット画像形成装置を提供する。
Further, according to the present invention, as an apparatus for carrying out this image forming method, there is provided a conductive member with which an ink comes in contact, a counter electrode provided on the tip side of the conductive member, and a counter electrode provided from the conductive member. A pulse generating means for generating a pulse train for causing the ink to fly toward the ink jet printer, wherein the pulse generating means moves the pulse top of each pulse from the conductive member to Provided is an ink-jet image forming apparatus characterized in that ink is caused to fall within a voltage range in which ink can fly toward an electrode.

【0009】本発明によれば、パルス列のパルスベース
をインク飛翔電圧近くに設定しなくても、パルスの立上
がりを従来よりも大きな電位にとることによって、すみ
やかに導電部材の先端をインクで濡らし、導電部材の先
端からのインク吐出周波数を高めることができる。従っ
て、導電部材付近のインクの滞留を防止しつつ、記録速
度を向上させることができる。そして、インクの飛翔の
開始後にパルストップを従来よりも小さな電位に降下さ
せることによって、導電部材からのインク吐出量を抑制
すれば、パルス幅変調による階調性をさらに向上させる
ことができる。
According to the present invention, even if the pulse base of the pulse train is not set close to the ink flying voltage, the leading edge of the conductive member is promptly wetted with the ink by setting the rising of the pulse to a potential higher than in the prior art. The ink ejection frequency from the tip of the conductive member can be increased. Therefore, it is possible to improve the recording speed while preventing the ink from staying near the conductive member. Then, by lowering the pulse top to a potential smaller than the conventional one after the start of the ink flight to suppress the amount of ink ejection from the conductive member, the gradation by pulse width modulation can be further improved.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照しなが
ら、本発明に係る実施の一形態について説明する。な
お、ここでは、低粘度の石油系溶剤(例えば、粘度1〜
10mPa・s程度のイソパラフィン等)に帯電顔料(正)
と帯電制御剤とを分散させたインクを使用した場合につ
いて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. Here, a low-viscosity petroleum-based solvent (for example,
10mPa · s isoparaffin, etc.) and charged pigment (positive)
The case where an ink in which the toner and the charge control agent are dispersed is used will be described.

【0011】最初に、本実施の形態に係る静電型インク
ジェット画像形成装置の内部構成について説明する。
First, the internal configuration of the electrostatic ink jet image forming apparatus according to the present embodiment will be described.

【0012】本静電型インクジェット画像形成装置の筐
体内部には、図1に示すように、バイアスに接地された
対向電極10、対向電極10側にインクを飛翔させるヘ
ッドユニット11、ヘッドユニット11のインク吐出部
と対向電極10との間に設けられた1mm程度の間隙に
記録媒体を通過させる記録媒体搬送機構(不図示)、記録
媒体を横切る方向にヘッドユニット11を移動させる走
査機構(不図示)、装置全体を制御するコントローラ(不
図示)等が内蔵されている。
As shown in FIG. 1, a counter electrode 10 grounded by a bias, a head unit 11 for ejecting ink toward the counter electrode 10, and a head unit 11 are provided inside the housing of the electrostatic ink jet image forming apparatus. A recording medium transport mechanism (not shown) that allows the recording medium to pass through a gap of about 1 mm provided between the ink ejecting section of the recording medium and the counter electrode 10, and a scanning mechanism (not shown) that moves the head unit 11 in a direction across the recording medium. And a controller (not shown) for controlling the entire apparatus.

【0013】ヘッドユニット11は、インク13が蓄え
られたインク室のオリフィスから吐出電極12の尖端1
2aを対向電極10側に突出させた記録ヘッド15、吐
出電極12にバイアス電圧を印加するバイアス電源1
6、記録画像の1ドットを形成するインク液滴を引くた
めのパルスをバイアス電圧に重畳させる電圧発生装置1
4、パルス幅変調された記録信号を電圧発生装置14に
与える駆動回路17を備えている。そして、電圧発生装
置14は、図2に示すように、互いに異なる電位を発生
する2つの電圧発生回路14a,14b(第一電圧発生回
路14a、第二電圧発生回路14b)と、各電圧発生回
路14a,14bからのパルス電圧をバイアス電圧に重
畳させる電圧重畳回路14cとから構成されており(回
路構成の詳細は後述)、各ドットに対応させて、図3に
示すようなパルストップが段階的(ここでは、1段)に降
下するパルスがのった高電圧信号を出力する。このパル
スのパルストップは、立上り時点t1から中間時点t2
で、インク液滴の飛翔が開始する静電気力を発生させる
最小電位(以下、インク飛翔開始電位と呼ぶ)を充分に超
える電位(以下、第一電位と呼ぶ)となっており、中間時
点t2以降は、インクの飛翔が停止する電位(以下、イン
ク飛翔停止電位と呼ぶ)よりは大きくインク飛翔開始電
位よりは小さい過渡的な電位、すなわち、インクの飛翔
を継続させることはできる静電気力を発生させる電位
(以下、第二電位と呼ぶ)となっている。このような電位
が吐出電極12に印加されると、バイアス電圧が接地電
位近くに設定されていても、第一電位の持続時間内に、
吐出電極12の先端12aまでインク13がすみやかに
這い上がり(図4参照)、そこから飛翔し始める。すなわ
ち、吐出電極12付近のインクの滞留を防止しつつ、イ
ンク吐出周波数を高めることができる。そして、このよ
うな状態となれば、その後にパルストップを第二電位ま
で降下させても、インクは、停止することなく、その吐
出量を減少させて飛翔を続ける。このようにインク吐出
量が抑制される第二電位の持続時間を変調させれば、よ
り高階調な記録画像を記録することができる。
The head unit 11 moves from the orifice of the ink chamber where the ink 13 is stored to the tip 1 of the ejection electrode 12.
A bias power source 1 for applying a bias voltage to the recording head 15 and the ejection electrode 12 in which the second electrode 2a is projected toward the counter electrode 10 side.
6. A voltage generator 1 for superimposing a pulse for drawing ink droplets forming one dot of a recorded image on a bias voltage
4. A drive circuit 17 for supplying a pulse width modulated recording signal to the voltage generator 14 is provided. As shown in FIG. 2, the voltage generating device 14 includes two voltage generating circuits 14a and 14b (first voltage generating circuit 14a and second voltage generating circuit 14b) for generating mutually different potentials, and each of the voltage generating circuits 14a and 14b. And a voltage superimposing circuit 14c that superimposes the pulse voltages from 14a and 14b on the bias voltage (details of the circuit configuration will be described later). The pulse top as shown in FIG. It outputs a high voltage signal with a pulse falling to (here, one stage). Pulse top of this pulse, the rise time t 1 to the intermediate time t 2, the minimum potential for generating electrostatic force flight of the ink droplets starts (hereinafter, referred to as ink flying start potential) sufficiently greater than the potential (hereinafter the , we have a first called the potential), the intermediate time t 2 later, potential flight of the ink is stopped (hereinafter, ink ejecting stop potential as hereinafter) smaller than transient potential than the ink flying start potential large That is, a potential that generates an electrostatic force that can keep the ink flying
(Hereinafter, referred to as a second potential). When such a potential is applied to the ejection electrode 12, even if the bias voltage is set to be close to the ground potential, the bias voltage is set within the duration of the first potential.
The ink 13 quickly creeps up to the tip 12a of the ejection electrode 12 (see FIG. 4), and starts flying from there. That is, it is possible to increase the ink ejection frequency while preventing the ink from staying near the ejection electrode 12. In such a state, even if the pulse top is subsequently lowered to the second potential, the ink continues to fly by reducing the ejection amount without stopping. By modulating the duration of the second potential at which the ink ejection amount is suppressed as described above, a higher-gradation recording image can be recorded.

【0014】このような効果を確認するため、吐出電極
12の先端12aと対向電極10との間隔が約1mmの
静電型インクジェット画像形成装置を試作し、顔料系イ
ンクを用いて記録媒体上に記録画像を記録した。なお、
この条件下では、インク翔開始電圧が約1.7kV、イ
ンク飛翔停止電圧が約1.5kVとなるため、第一電圧
として2kVを印加し、第二電圧として1.6kVを印
加した。第一電圧の持続時間はせいぜい10μs程度で
あるため、第二電位の持続時間を、最大限、1ドットを
形成するための所要時間(約1ms)まで変調することが
でき、きわめて高階調な記録が実現されることが確認さ
れた。また、吐出電極12の先端12a付近にインクが
滞留しないようにパルスベースを接地電位近くに設定し
ていても、インク吐出の応答周波数が、従来よりも向上
していることも確認された。
In order to confirm such an effect, a prototype of an electrostatic ink-jet image forming apparatus in which the distance between the tip 12a of the discharge electrode 12 and the counter electrode 10 is about 1 mm is manufactured, and the recording medium is formed on a recording medium using a pigment-based ink. The recorded image was recorded. In addition,
Under these conditions, the ink jet start voltage is about 1.7 kV and the ink jet stop voltage is about 1.5 kV. Therefore, 2 kV was applied as the first voltage, and 1.6 kV was applied as the second voltage. Since the duration of the first voltage is at most about 10 μs, the duration of the second potential can be modulated up to the time required for forming one dot (about 1 ms), and extremely high gradation recording can be performed. Has been confirmed to be realized. Further, it was also confirmed that the response frequency of ink ejection was improved as compared with the related art even when the pulse base was set near the ground potential so that ink did not stay near the tip 12a of the ejection electrode 12.

【0015】次に、前述した電圧発生装置14の具体的
な回路構成について説明する。
Next, a specific circuit configuration of the voltage generator 14 will be described.

【0016】図5に、電圧発生装置14の第一構成例、
すなわち、第一電圧発生回路14aとして一定時間パル
ス発生回路を用い、第二電圧発生回路14bとして遅延
回路を用いた場合の構成を示す。一定時間パルス発生回
路14aは、図6に示すような回路構成を有しており、
そのRCに応じたパルス幅Tのパルスを、駆動回路17
からの記録信号をトリガとして発生する(図10(a)
(b)参照)。パルス幅Tには、理論上、吐出電極12の
先端12aがインクで濡れるまでの時間を設定すれば足
りるが、実用上、吐出電極12の先端12aから飛翔し
たインクが記録媒体に付着し始めるまでの時間を設定す
ることが望ましい。その値は、吐出電極12の先端12
aと対向電極10との間隔、インクの種類等にもよる
が、具体的には、およそ数μsから数msである。一
方、遅延回路14bは、図7に示した回路構成を有して
おり、そのRCに応じた遅延時間だけ、駆動回路17か
らの記録信号を遅延させる(図10(c)参照)。ここでは
一定時間パルス発生回路14aのパルス幅と遅延回路1
4bの遅延時間とがほぼ等しく設定してある。そして、
高電圧重畳回路14cは、図8に示した回路構成を有す
る電圧重畳回路と、図9に示した増幅回路とによって構
成されている。電圧重畳回路は、一定時間パルス発生回
路14aからのパルスと遅延回路14bからの遅延信号
とをバイアス電圧に重畳させて、パルストップが段階的
に降下するパルスがのった低電圧信号を出力する(図1
0(d)参照)。そして、増幅回路は、電圧重畳回路から
の低電圧信号を増幅し、記録ヘッドの吐出電極12に印
加される高電圧信号(図3参照)を出力する。
FIG. 5 shows a first configuration example of the voltage generator 14,
That is, a configuration is shown in which a pulse generation circuit is used as the first voltage generation circuit 14a for a fixed time and a delay circuit is used as the second voltage generation circuit 14b. The fixed time pulse generation circuit 14a has a circuit configuration as shown in FIG.
A pulse having a pulse width T corresponding to the RC is supplied to the driving circuit 17.
(FIG. 10A)
(b)). The pulse width T is theoretically sufficient to set the time until the tip 12a of the ejection electrode 12 becomes wet with the ink. However, in practice, it is sufficient that the ink flying from the tip 12a of the ejection electrode 12 starts to adhere to the recording medium. It is desirable to set the time. The value is the tip 12 of the discharge electrode 12.
Although it depends on the distance between “a” and the counter electrode 10, the type of ink, and the like, specifically, it is about several μs to several ms. On the other hand, the delay circuit 14b has the circuit configuration shown in FIG. 7, and delays the recording signal from the drive circuit 17 by a delay time corresponding to the RC (see FIG. 10C). Here, the pulse width of the pulse generation circuit 14a for a fixed time and the delay circuit 1
4b is set substantially equal to the delay time. And
The high voltage superposition circuit 14c includes a voltage superposition circuit having the circuit configuration shown in FIG. 8 and the amplifier circuit shown in FIG. The voltage superimposing circuit superimposes the pulse from the pulse generating circuit 14a and the delay signal from the delay circuit 14b on the bias voltage for a certain period of time, and outputs a low voltage signal on which the pulse whose pulse top gradually decreases is placed. (Figure 1
0 (d)). Then, the amplification circuit amplifies the low voltage signal from the voltage superposition circuit and outputs a high voltage signal (see FIG. 3) applied to the ejection electrode 12 of the recording head.

【0017】図11に、電圧発生装置14の第二構成
例、すなわち、第一電圧発生回路14aとして一定時間
パルス発生回路を用い、第二電圧発生回路14bとして
ガンマ補正回路を用いた場合の構成を示す。一定時間パ
ルス発生回路14aは、図6に示したものと同様な回路
構成を有しており、そのRCに応じたパルス幅Tのパル
スを、駆動回路17からの記録信号をトリガとして発生
する(図14(a)(b)参照:以下、一定時間パルス発生
回路14aの出力信号を第一電位イネーブル信号と呼
ぶ)。ガンマ補正回路14bは、図12に示すようなガ
ンマ曲線120、すなわち、吐出電極12の先端12a
がインクで濡れるまでの時間分のオフセットを与えたガ
ンマ曲線120にしたがって補正した階調データを出力
する(図14(c)参照:以下、ガンマ補正回路14bの
出力信号を第二電位イネーブル信号と呼ぶ)。そして、
高電圧重畳回路14cは、図13に示すように、所定の
イネーブル信号の入力に応じて駆動されるスイッチング
素子(パワーFET)130,131を多段に重ね合わせ
ることによって構成されており、パルストップが段階的
に降下するパルスがのった高電圧信号を出力する(図1
4(d)参照)。具体的には、上位スイッチング素子13
0が、第一電位イネーブル信号によって駆動され、下位
スイッチング素子131が、第一電位イネーブル信号お
よび第二電位イネーブル信号のいずれによっても駆動さ
れるため、第一電位イネーブル信号が入力されている場
合には、2つのスイッチング素子130,131の出力
電圧が重畳して出力され、第二電圧イネーブル信号のみ
が入力されている場合には、下位のスイッチング素子1
31の出力電圧が出力される。例えば、上位スイッチン
グ素子130の出力電圧が0.5kV、下位スイッチン
グ素子131の出力電圧が1.5kVである場合、高電
圧重畳回路14cは、2kVから1.5kVにパルスト
ップが降下するパルスがのった高電圧信号を出力する。
高電圧重畳回路14cを、このような回路構成とした場
合には、例えば第一イネーブル信号と第二イネーブル信
号とにTTLレベル(5V、接地電位等)を用いても、各
増幅回路の増幅率の調整により、吐出電極12に印加さ
れる高電圧信号のパルストップの電位差を変更すること
ができる。なお、図11の高電圧重畳回路14cは、必
ずしも図13に示したような構成する必要はない。例え
ば、各イネーブル信号を増幅する増幅回路(図9参照)を
多段に重ね合わせることによって構成しても構わない。
例えば、第一電位を2kV、第二電位を1.5kVとし
た場合、0.5kVと1.5kVのスイッチングが必要と
なるが、0.5kVのスイッチングは、第一イネーブル
信号に応じて行い、1.5kVのスイッチングは、第二
イネーブル信号に応じて行うようにすればよい。
FIG. 11 shows a second configuration example of the voltage generator 14, that is, a configuration in which a pulse generation circuit is used as the first voltage generation circuit 14a for a fixed time and a gamma correction circuit is used as the second voltage generation circuit 14b. Is shown. The fixed time pulse generation circuit 14a has a circuit configuration similar to that shown in FIG. 6, and generates a pulse having a pulse width T according to the RC with a recording signal from the drive circuit 17 as a trigger ( 14 (a) and 14 (b): an output signal of the pulse generation circuit 14a for a fixed time is hereinafter referred to as a first potential enable signal.) The gamma correction circuit 14b includes a gamma curve 120 as shown in FIG.
Outputs the gradation data corrected according to the gamma curve 120 to which the offset until the ink is wetted (see FIG. 14C: hereinafter, the output signal of the gamma correction circuit 14b is referred to as a second potential enable signal). Call). And
As shown in FIG. 13, the high-voltage superimposing circuit 14c is configured by superimposing switching elements (power FETs) 130 and 131 that are driven in response to a predetermined enable signal input in multiple stages. A high-voltage signal with a stepwise falling pulse is output (Fig. 1
4 (d)). Specifically, the upper switching element 13
0 is driven by the first potential enable signal, and the lower switching element 131 is driven by both the first potential enable signal and the second potential enable signal. When the output voltages of the two switching elements 130 and 131 are superimposed and output and only the second voltage enable signal is input, the lower switching element 1
31 output voltages are output. For example, when the output voltage of the upper switching element 130 is 0.5 kV and the output voltage of the lower switching element 131 is 1.5 kV, the high voltage superimposing circuit 14 c outputs a pulse whose pulse top drops from 2 kV to 1.5 kV. Output a high voltage signal.
When the high voltage superimposing circuit 14c has such a circuit configuration, for example, even if the TTL level (5 V, ground potential, etc.) is used for the first enable signal and the second enable signal, the amplification factor of each amplifier circuit , The potential difference of the pulse top of the high voltage signal applied to the ejection electrode 12 can be changed. Note that the high voltage superposition circuit 14c in FIG. 11 does not necessarily need to be configured as shown in FIG. For example, an amplifier circuit for amplifying each enable signal (see FIG. 9) may be configured by overlapping in multiple stages.
For example, if the first potential is 2 kV and the second potential is 1.5 kV, switching between 0.5 kV and 1.5 kV is required. Switching at 0.5 kV is performed according to the first enable signal. The switching of 1.5 kV may be performed according to the second enable signal.

【0018】なお、ここで挙げた回路構成を採用しなく
とも、パルストップが段階的に降下するパルスを発生さ
せることは可能である。例えば、スイッチングによって
発生するインパルス電圧を抑制するための容量性負荷を
変更することによって、インク飛翔開始電位よりも大き
なインパルス電圧を所定の時間だけ発生させるようにし
ても構わない。
It is possible to generate a pulse whose pulse top drops stepwise without employing the circuit configuration described here. For example, by changing a capacitive load for suppressing an impulse voltage generated by switching, an impulse voltage higher than the ink flying start potential may be generated for a predetermined time.

【0019】ところで、以上においては、1段だけパル
ストップを降下させているが、パルストップをより細か
く多段階に降下させるようにすれば、吐出電極12の先
端12aからのインク吐出量がより細かく制御されるた
め、より高階調の画像を記録することができるようにな
る。以下、パルストップを減衰させる場合の電圧発生装
置の回路構成について説明する。この場合の電圧発生装
置14は、図15に示すように、遅延回路150、ガン
マ補正回路151、充電回路152、放電回路153等
によって構成される。ガンマ補正回路151からガンマ
補正された階調データが出力されると、それに応じて充
電回路152が電荷の充電を開始する(図16(a)(b)
参照)。そして、遅延回路150が、駆動回路17から
の記録信号から所定の時間遅延したパルスを発生する
と、このパルスをイネーブル信号として、放電回路15
3が充電回路152の電荷を放電する(図16(c)(d)
参照)。この放電回路153の出力が、遅延回路150
が発生したパルスに重畳されて、記録ヘッドの吐出電極
12に印加される高電圧信号として出力される(図16
(e)参照)。
In the above description, the pulse top is lowered by one stage. However, if the pulse top is lowered more finely in multiple steps, the ink discharge amount from the tip 12a of the discharge electrode 12 becomes finer. Since the control is performed, an image with a higher gradation can be recorded. Hereinafter, the circuit configuration of the voltage generator when the pulse top is attenuated will be described. As shown in FIG. 15, the voltage generator 14 in this case includes a delay circuit 150, a gamma correction circuit 151, a charging circuit 152, a discharging circuit 153, and the like. When the gamma-corrected gradation data is output from the gamma correction circuit 151, the charging circuit 152 starts to charge the electric charge accordingly (FIGS. 16A and 16B).
reference). Then, when the delay circuit 150 generates a pulse delayed by a predetermined time from the recording signal from the drive circuit 17, the pulse is used as an enable signal and the discharge circuit 15
3 discharges the charge of the charging circuit 152 (FIGS. 16C and 16D).
reference). The output of the discharge circuit 153 is
Is output as a high voltage signal applied to the ejection electrode 12 of the recording head (FIG. 16).
(See (e)).

【0020】最後に、記録ヘッドの拡張例を挙げてお
く。
Finally, an extended example of the recording head will be described.

【0021】図1においては、吐出電極12に電圧発生
回路14およびバイアス電源16を接続しているが、図
17に示すように、インクを飛翔させるためのニードル
19の両側に周囲電極18を設け、これらの周囲電極1
8に、それぞれ、電圧発生回路14およびバイアス電源
16を接続しても構わない。
In FIG. 1, a voltage generating circuit 14 and a bias power supply 16 are connected to the ejection electrode 12, but as shown in FIG. 17, peripheral electrodes 18 are provided on both sides of a needle 19 for ejecting ink. , These surrounding electrodes 1
8, a voltage generating circuit 14 and a bias power supply 16 may be connected.

【0022】また、図17においては、インク13が蓄
えられたインク室のオリフィスにニードル19を設けて
いるが、図18に示すように、インクが流れるインク流
路にニードル19を設けても構わない。もちろん、電圧
発生回路14およびバイアス電源16が接続された吐出
電極12を、インクが流れるインク流路に設けても構わ
ない。
In FIG. 17, the needle 19 is provided in the orifice of the ink chamber in which the ink 13 is stored. However, as shown in FIG. 18, the needle 19 may be provided in the ink flow path through which the ink flows. Absent. Of course, the ejection electrode 12 to which the voltage generation circuit 14 and the bias power supply 16 are connected may be provided in the ink flow path through which the ink flows.

【0023】また、図1、図17および図18において
は、記録ヘッドに吐出電極12等を1本だけ設けている
が、図19に示すように、吐出電極12等を複数本設け
ても構わない。さらに、図20に示すように、2枚の平
板電極200a,200bで吐出電極列を挟み込めば、
各吐出電極12付近の電界強度を強化することできる。
また、このようなマルチヘッドとした場合には、各吐出
電極12に、図15に示した電圧発生装置14を接続す
ることによって、ある吐出電極12に接続されている電
圧発生回路14の充電回路152に充電されている間
に、他の吐出電極12に接続されている電圧発生回路1
4の放電回路153を放電させる等の時分割制御をする
ことができる。なお、図20において、201は、電圧
発生装置14等が収容された電源ユニットであり、20
2は、逆極電源ユニットである。
In FIGS. 1, 17 and 18, only one ejection electrode 12 and the like are provided on the recording head. However, as shown in FIG. 19, a plurality of ejection electrodes 12 and the like may be provided. Absent. Further, as shown in FIG. 20, if the discharge electrode row is sandwiched between two plate electrodes 200a and 200b,
The electric field intensity near each ejection electrode 12 can be enhanced.
In the case of such a multi-head, by connecting the voltage generator 14 shown in FIG. 15 to each ejection electrode 12, the charging circuit of the voltage generation circuit 14 connected to a certain ejection electrode 12 While the battery 152 is being charged, the voltage generation circuit 1 connected to another ejection electrode 12
4 can perform time-sharing control such as discharging the discharge circuit 153. In FIG. 20, reference numeral 201 denotes a power supply unit accommodating the voltage generator 14 and the like.
Reference numeral 2 denotes a reverse polarity power supply unit.

【0024】[0024]

【発明の効果】本発明によれば、ニードルからのインク
吐出を安定化させ、かつ、高階調な記録画像を高速に記
録することができる。
According to the present invention, it is possible to stabilize the ink ejection from the needle and to record a high-gradation recording image at a high speed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の一形態に係る静電型インクジェ
ット画像形成装置のヘッドユニットの内部構成の概略図
である。
FIG. 1 is a schematic diagram of an internal configuration of a head unit of an electrostatic inkjet image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施の一形態に係る電圧発生装置の回
路構成図である。
FIG. 2 is a circuit configuration diagram of a voltage generator according to one embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施の一形態に係る電圧発生装置から
の出力波形図である。
FIG. 3 is an output waveform diagram from the voltage generator according to the embodiment of the present invention.

【図4】吐出電極の先端がインクで濡れた状態を示した
図である。
FIG. 4 is a diagram showing a state in which the tip of a discharge electrode is wet with ink.

【図5】本発明の実施の一形態に係る電圧発生装置の回
路構成の一例を示した図である。
FIG. 5 is a diagram showing an example of a circuit configuration of the voltage generator according to the embodiment of the present invention.

【図6】図5の一定時間パルス発生回路の回路構成図で
ある。
FIG. 6 is a circuit configuration diagram of a pulse generator for a fixed time shown in FIG. 5;

【図7】図5の遅延回路の回路構成図である。FIG. 7 is a circuit configuration diagram of the delay circuit of FIG. 5;

【図8】図5の電圧重畳回路の回路構成図である。8 is a circuit configuration diagram of the voltage superposition circuit in FIG.

【図9】図5の電圧重畳回路から出力される低電圧信号
を増幅する増幅回路の回路構成図である。
9 is a circuit configuration diagram of an amplifier circuit that amplifies a low voltage signal output from the voltage superposition circuit in FIG.

【図10】図5の各回路が発生する信号のタイムチャー
トである。
FIG. 10 is a time chart of signals generated by each circuit of FIG. 5;

【図11】本発明の実施の一形態に係る電圧発生装置の
回路構成の一例を示した図である。
FIG. 11 is a diagram showing an example of a circuit configuration of the voltage generator according to the embodiment of the present invention.

【図12】図11のガンマ補正回路のガンマ補正曲線を
示した図である。
12 is a diagram showing a gamma correction curve of the gamma correction circuit of FIG.

【図13】図11の電圧重畳回路の回路構成図である。FIG. 13 is a circuit configuration diagram of the voltage superposition circuit of FIG. 11;

【図14】図11の各回路が発生する信号のタイムチャ
ートである。
FIG. 14 is a time chart of signals generated by each circuit of FIG. 11;

【図15】本発明の実施の一形態に係る電圧発生装置の
回路構成の一例を示した図である。
FIG. 15 is a diagram showing an example of a circuit configuration of the voltage generator according to the embodiment of the present invention.

【図16】図15の各回路が発生する信号のタイムチャ
ートである。
FIG. 16 is a time chart of signals generated by each circuit of FIG. 15;

【図17】本発明の実施の一形態に係る静電型インクジ
ェット画像形成装置のヘッドユニットの内部構成を示し
た図である。
FIG. 17 is a diagram showing an internal configuration of a head unit of the electrostatic inkjet image forming apparatus according to one embodiment of the present invention.

【図18】本発明の実施の一形態に係る静電型インクジ
ェット画像形成装置のヘッドユニットの内部構成の概略
図である。
FIG. 18 is a schematic diagram of an internal configuration of a head unit of the electrostatic inkjet image forming apparatus according to one embodiment of the present invention.

【図19】本発明の実施の一形態に係る静電型インクジ
ェット画像形成装置のヘッドユニットの内部構成の概略
図である。
FIG. 19 is a schematic diagram of an internal configuration of a head unit of the electrostatic inkjet image forming apparatus according to one embodiment of the present invention.

【図20】本発明の実施の一形態に係る静電型インクジ
ェット画像形成装置のヘッドユニットの内部構成の概略
図である。
FIG. 20 is a schematic diagram of an internal configuration of a head unit of the electrostatic inkjet image forming apparatus according to one embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…対向電極 11…ヘッドユニット 12…吐出電極 13…インク 14…電圧発生装置 14a…第一電圧発生回路(一定時間パルス発生回路) 14b…第二電圧発生回路(遅延回路、ガンマ補正回路) 14c…電圧重畳回路 15…記録ヘッド 16…バイアス電源 17…駆動回路 18…周囲電極 19…ニードル 130…スイッチング素子(パワーFET) 131…スイッチング素子(パワーFET) 150…遅延回路 151…ガンマ補正回路 152…充電回路 153…放電回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Counter electrode 11 ... Head unit 12 ... Discharge electrode 13 ... Ink 14 ... Voltage generator 14a ... First voltage generation circuit (pulse generation circuit for a fixed time) 14b ... Second voltage generation circuit (delay circuit, gamma correction circuit) 14c ... voltage superimposing circuit 15 ... recording head 16 ... bias power supply 17 ... driving circuit 18 ... peripheral electrode 19 ... needle 130 ... switching element (power FET) 131 ... switching element (power FET) 150 ... delay circuit 151 ... gamma correction circuit 152 ... Charge circuit 153 ... Discharge circuit

フロントページの続き (72)発明者 伊川 辰夫 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 Fターム(参考) 2C057 AF72 AG21 AG90 AM03 AM18 AM22 AR06 BD06 Continued on the front page (72) Inventor Tatsuo Igawa 7-1-1, Omika-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture F-term in Hitachi Research Laboratory, Hitachi Ltd. 2C057 AF72 AG21 AG90 AM03 AM18 AM22 AR06 BD06

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】インクに接触する導電部材と、前記導電部
材の先端側に設けられた対向電極と、前記導電部材から
前記対向電極に向けて前記インクを飛翔させるためのパ
ルス列を発生するパルス発生手段とを備えるインクジェ
ット画像形成装置であって、 前記パルス発生手段は、前記各パルスのパルストップ
を、それぞれ、前記導電部材から前記対向電極に向けて
インクが飛翔可能な電圧の範囲内において降下させるこ
とを特徴とするインクジェット画像形成装置。
An electroconductive member that comes into contact with ink; a counter electrode provided on a tip side of the conductive member; and a pulse generator that generates a pulse train for causing the ink to fly from the conductive member toward the counter electrode. Means, wherein the pulse generating means lowers the pulse top of each of the pulses within a voltage range in which ink can fly from the conductive member toward the counter electrode. An inkjet image forming apparatus, comprising:
【請求項2】請求項1記載のインクジェット画像形成装
置であって、 前記パルス列のパルスベースは、前記導電部材からイン
クが飛翔しない電位であることを特徴とするインクジェ
ット画像形成装置。
2. The ink jet image forming apparatus according to claim 1, wherein the pulse base of the pulse train is a potential at which ink does not fly from the conductive member.
【請求項3】請求項1または2記載のインクジェット画
像形成装置であって、 前記各パルスのパルストップは、段階波形または減衰波
形を有することを特徴とするインクジェット画像形成装
置。
3. The ink-jet image forming apparatus according to claim 1, wherein a pulse top of each of the pulses has a stepped waveform or an attenuated waveform.
【請求項4】インクが供給される導電部材または当該導
電部材の近傍に設けられた電極にパルス列を与えて、前
記導電部材から当該導電部材の先端側に設けられた対向
電極に向けて前記インクを飛翔させることによって、記
録媒体上に画像を形成する画像形成方法であって、 前記各パルスのパルストップを、それぞれ、前記導電部
材から前記対向電極に向けてインクが飛翔可能な電圧の
範囲内において降下させることを特徴とする画像形成方
法。
4. A pulse train is applied to a conductive member to which ink is supplied or an electrode provided near the conductive member, and the ink is directed from the conductive member to a counter electrode provided on the tip side of the conductive member. An image forming method for forming an image on a recording medium by causing the ink to fly, wherein a pulse top of each of the pulses falls within a voltage range in which ink can fly from the conductive member toward the counter electrode. An image forming method comprising:
【請求項5】請求項4記載のインクジェット画像形成装
置であって、 前記各パルスのパルストップは、段階波形または減衰波
形を有することを特徴とする画像形成方法。
5. The image forming method according to claim 4, wherein the pulse top of each of the pulses has a stepped waveform or an attenuated waveform.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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