JPS5840506B2 - Inkjet recording method - Google Patents

Inkjet recording method

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Publication number
JPS5840506B2
JPS5840506B2 JP52134209A JP13420977A JPS5840506B2 JP S5840506 B2 JPS5840506 B2 JP S5840506B2 JP 52134209 A JP52134209 A JP 52134209A JP 13420977 A JP13420977 A JP 13420977A JP S5840506 B2 JPS5840506 B2 JP S5840506B2
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JP
Japan
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signal
inkjet recording
drive
ejection
amplitude
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Application number
JP52134209A
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Japanese (ja)
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修美 熊谷
昭 溝口
真芳 三浦
清司 山森
一史 鈴木
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS5840506B2 publication Critical patent/JPS5840506B2/en
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    • B41J2202/01Embodiments of or processes related to ink-jet heads
    • B41J2202/02Air-assisted ejection

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は特開昭48−9622号公報および特開昭51
−37541号公報に記載されているような電気信号に
応じて微小インク液滴を吐出、停止させるインクジェッ
ト記録装置を用いた記録方法の改良に関するものであり
、さらに詳しくは、インクジェット記録ヘッドの性能を
充分発揮させ、応答特性の良い、再現濃度範囲の広い記
録画像を得るインクジェット記録方法を提供するもので
ある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention is disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 48-9622 and Japanese Unexamined Patent Publication No. 51
The present invention relates to an improvement in a recording method using an inkjet recording device that ejects and stops minute ink droplets in response to electrical signals, as described in Japanese Patent No. 37541, and more specifically, to improve the performance of an inkjet recording head. It is an object of the present invention to provide an inkjet recording method that fully utilizes the inkjet recording method to obtain recorded images with good response characteristics and a wide reproduction density range.

第1図は、特開昭51−37541号公報に記載されて
いるインクジェット記録装置で、特開昭48−9622
号公報記載のインクジェット記録装置を改良したもので
ある。
FIG. 1 shows an inkjet recording apparatus described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 51-37541, and
This is an improved version of the inkjet recording device described in the publication.

電歪素子1および振動板2を備え、電気信号11に応じ
て圧力上昇を生じさせる装置を有する第1のインク室3
と、インク吐出口6およびインク流入路9に接続されて
いる第2のインク室5と空気流出路8および空気流入路
10に接続されている空気室7との3室に分割されてお
り、第1のインク室3と第2のインク室5とは結合通路
4を介して連結されており、且つこの結合通路4とイン
ク吐出口6と空気流出路8との3者は同一直線上にある
A first ink chamber 3 that includes an electrostrictive element 1 and a diaphragm 2 and has a device that generates a pressure increase in response to an electric signal 11.
The second ink chamber 5 is connected to the ink discharge port 6 and the ink inflow path 9, and the air chamber 7 is connected to the air outflow path 8 and the air inflow path 10. The first ink chamber 3 and the second ink chamber 5 are connected via a coupling passage 4, and the coupling passage 4, the ink discharge port 6, and the air outlet passage 8 are arranged on the same straight line. be.

空気流入路10を通って送り込まれてくる空気流は空気
室7を通り空気流出路8より常時流出しており、電気信
号11に応じてインク吐出口6から吐出するインク液滴
の飛翔を助ける。
The air flow sent through the air inflow path 10 passes through the air chamber 7 and constantly flows out from the air outflow path 8, helping the flight of ink droplets ejected from the ink ejection port 6 in response to the electrical signal 11. .

第2図には上記インクジェットヘッドの駆動波形の一例
を示す。
FIG. 2 shows an example of the drive waveform of the inkjet head.

第2図aおよびbに示された駆動信号が電歪素子1に印
加されると、第1のインク室3に圧力変動が生じ、該圧
力変動によりインク液滴がインク吐出口6より噴射され
る。
When the drive signals shown in FIG. Ru.

1駆動値号a、bの繰返し時間λは、単位時間当りのイ
ンク液滴の吐出個数に関与し1.駆動電圧■ppは繰返
し時間λに吐出されるインク量に関与する。
The repetition time λ of 1 drive value numbers a and b is related to the number of ink droplets ejected per unit time.1. The drive voltage ■pp is related to the amount of ink ejected during the repetition time λ.

したがって第2図に示された駆動波形を用い記録画像に
濃淡を生じさせる手段として、駆動信号の振幅v0.を
変化させる方法および1駆動体号の繰返し周波数f−1
/λを変化させる方法等がある。
Therefore, as a means for producing shading in a recorded image using the drive waveform shown in FIG. 2, the drive signal amplitude v0. The method of changing the repetition frequency f-1 of one driver number
There are methods such as changing /λ.

しかしながら、駆動信号の繰返し周波数fを変化させる
方法は、上記インクジェット記録ヘッドの周波数特性が
平担でないため使用法がむつかしく、一般には該繰返し
周波数fを固定し、駆動信号の振幅■ppを変化させる
ことにより記録画像に濃淡を生じさせる方法がとられて
いる。
However, the method of changing the repetition frequency f of the drive signal is difficult to use because the frequency characteristics of the inkjet recording head are not flat; generally, the repetition frequency f is fixed, and the amplitude pp of the drive signal is changed. A method has been adopted in which shading is caused in the recorded image by this.

また第2図a、t)を比較すると、インクジェット記録
ヘッドの固有振動周波数の影響で、第2図aの駆動波形
が、第2図すの駆動波形よりも、繰返し周波数fを大き
くとることができ、高速記録に適している。
Furthermore, when comparing Fig. 2 a and t), it is found that due to the influence of the natural vibration frequency of the inkjet recording head, the driving waveform in Fig. 2 a has a higher repetition frequency f than the driving waveform in Fig. 2 S. suitable for high-speed recording.

−上記詳細な説明により、第1図に示されたインクジェ
ット記録装置の駆動信号は、第2図aに示された。
- According to the above detailed explanation, the drive signal of the inkjet recording apparatus shown in FIG. 1 is shown in FIG. 2a.

駆動波形を用い駆動信号振幅■ppを画信号により変調
させる方法が優れている。
An excellent method is to use a drive waveform and modulate the drive signal amplitude pp with an image signal.

したがって、以下被駆動方法を例にとり詳細な説明を行
う。
Therefore, a detailed explanation will be given below by taking the driven method as an example.

第3図は、第2図aの信号波形すなわち正弦波形を用い
て、第1図のインクジェット記録ヘッドを駆動した場合
の記録特性を示している。
FIG. 3 shows the recording characteristics when the inkjet recording head of FIG. 1 is driven using the signal waveform of FIG. 2a, that is, the sine waveform.

すなわち、駆動信号の繰返し周波数を20KHzに固定
した場合の、駆動信号振幅■2.(横軸)と記録光学濃
度0.D、(縦軸)の関係を示す一例である。
That is, the drive signal amplitude (2) when the repetition frequency of the drive signal is fixed at 20 KHz. (horizontal axis) and recording optical density 0. This is an example showing the relationship between D and (vertical axis).

第3図において、駆動振幅範囲Aは安定吐出領域、駆動
振幅範囲Bは不安定吐出領域1.駆動振幅範囲Cは吐出
不能領域を示している。
In FIG. 3, drive amplitude range A is a stable ejection region, and drive amplitude range B is an unstable ejection region 1. A drive amplitude range C indicates an area where ejection is not possible.

駆動振幅範囲Aは、インクジェット記録ヘッドからイン
ク液滴が安定に吐出、停止が行なわれる領域であり、駆
動振幅範囲Bは、インクジェット記録ヘッドの応答特性
が不安定となり、インク液滴の吐出に時間遅れが生じや
すくなる領域であり、また1駆動板幅範囲Cは、インク
ジェット記録ヘッドの第1のインク室3内のインク圧の
変動が微小なためインク液滴の吐出が行なわれない領域
である。
Driving amplitude range A is an area where ink droplets are stably ejected and stopped from the inkjet recording head, and driving amplitude range B is an area where the response characteristics of the inkjet recording head are unstable and it takes time to eject ink droplets. This is an area where delays are likely to occur, and the one drive plate width range C is an area where ink droplets are not ejected due to minute fluctuations in ink pressure within the first ink chamber 3 of the inkjet recording head. .

ここで駆動振幅範囲Bの不安定吐出領域についてさらに
詳細な説明を行う。
Here, the unstable ejection region of drive amplitude range B will be explained in more detail.

、駆動振幅範囲Bに含まれる駆動信号によってインクジ
ェット記録ヘッドを駆動させた場合、インク液滴の吐出
状態は該、駆動信号の直前の駆動状態によって異なる。
, when the inkjet recording head is driven by a drive signal included in the drive amplitude range B, the ejection state of ink droplets differs depending on the drive state immediately before the drive signal.

すなわち第4図すに示すような駆動振幅範囲B内の連続
正弦波形をインクジェット記録ヘッドに印加した場合、
インクジェット記録ヘッドは連続的なインク液滴の吐出
を行ない、ある一定の記録光学濃度を得ることができる
That is, when a continuous sinusoidal waveform within the drive amplitude range B as shown in FIG. 4 is applied to the inkjet recording head,
An inkjet recording head continuously ejects ink droplets and can obtain a certain recording optical density.

しかし、第4図aに示したような、Oレベル、または駆
動振幅範囲C内の低レベル信号から、駆動振幅範囲B内
の駆動信号に変化した場合には、インクジェット記録ヘ
ッドの応答特性が低下し、信号の立上りよりも時間的に
遅れてインク液滴が吐出する。
However, when the drive signal changes from O level or a low level signal within the drive amplitude range C to a drive signal within the drive amplitude range B as shown in FIG. 4a, the response characteristics of the inkjet recording head deteriorate. However, the ink droplets are ejected with a time delay from the rising edge of the signal.

このような現象は駆動振幅範囲B内の駆動信号の直前の
駆動信号の振幅が低レベルである程顕著に現われる。
This phenomenon becomes more pronounced as the amplitude of the drive signal immediately preceding the drive signal within the drive amplitude range B is at a lower level.

また第4図Cに示したような、駆動振幅範囲A内の駆動
信号から、駆動振幅範囲B内の駆動信号に変化した場合
には、インクジェット記録ヘッドの応答特性には問題が
ないが、駆動振幅範囲B内の駆動信号でのインク液滴の
インク量が第4図aまたはbでのインク量より多く、記
録光学濃度が第4図aまたはbに比べて大きくなる。
Furthermore, as shown in FIG. 4C, when the drive signal changes from within the drive amplitude range A to the drive signal within the drive amplitude range B, there is no problem with the response characteristics of the inkjet recording head; The ink amount of the ink droplet with the drive signal within the amplitude range B is greater than the ink amount in FIG. 4a or b, and the recording optical density is greater than that in FIG. 4a or b.

上記詳述のように、第1図に示したインクジェット記録
装置は、駆動信号振幅■ppと記録光学濃度0.D、の
関係が第3図に示され、インク液滴の吐出状態によって
駆動振幅範囲が3つの領域に分類される。
As described in detail above, the inkjet recording apparatus shown in FIG. 1 has a drive signal amplitude of ■pp and a recording optical density of 0. The relationship between D and D is shown in FIG. 3, and the drive amplitude range is classified into three regions depending on the ejection state of ink droplets.

そして、駆動振幅範囲Bが、不安定吐出領域であり、該
領域をどのように処理するかによって、記録画像の品質
に差異が生じることが考えられる。
The drive amplitude range B is an unstable ejection region, and it is conceivable that the quality of the recorded image will differ depending on how this region is processed.

第5図は、第1図のインクジェット記録ヘッドの駆動信
号の例である。
FIG. 5 is an example of a drive signal for the inkjet recording head of FIG. 1.

第5図aは画像信号の例であり、10段階のステップ状
信号である。
FIG. 5a shows an example of an image signal, which is a step signal with 10 levels.

ステップ■および[相]はOレベルの信号であり、画像
では白に相当する。
Steps ■ and [Phase] are O level signals, which correspond to white in the image.

ステップ■から■は、画像で灰色または黒に相当する。Steps ■ to ■ correspond to gray or black in the image.

第5図す、c、d、は繰返し周波数20KHzの正弦波
形(以後キャリア信号と称す)を第5図aの画像信号で
変調したインクジェット記録ヘッドの駆動信号を示して
いる。
5C and 5D show drive signals for an inkjet recording head obtained by modulating a sine waveform (hereinafter referred to as a carrier signal) with a repetition frequency of 20 KHz with the image signal of FIG. 5A.

第5図すは、画像信号のステップ■または[相]をOレ
ベルに、ステップ■を所定の安定吐出領域の駆動振幅に
設定し、画像信号のレベルに比例してキャリア信号を変
調させたものである。
In Figure 5, the image signal step ■ or [phase] is set to O level, step ■ is set to the drive amplitude of a predetermined stable ejection region, and the carrier signal is modulated in proportion to the image signal level. It is.

第5図すのような変調方式を採用した場合、駆動信号に
吐出不能領域や、不安定吐出領域が含まれている。
When a modulation method as shown in FIG. 5 is adopted, the drive signal includes an area where ejection is not possible or an unstable ejection area.

すなわち、たとえばステップ■では、吐出不能領域に相
当する7駆動体号振幅しか得られず、またステップ■で
は、不安定吐出領域の駆動信号振幅がインクジェット記
録ヘッドに印加されることになリ、記録が行なわれなか
ったり、立上り特性が悪かったりする。
That is, for example, in step (2), only the amplitude of the 7 drive body signals corresponding to the non-ejecting area is obtained, and in step (2), the drive signal amplitude of the unstable ejection area is applied to the inkjet recording head. may not be performed or the rise characteristics may be poor.

第5図Cは、第5図すのような欠点を補うために考えら
れたもので、画像信号を正電位側に微小シフトさせ、そ
のシフトさせられた信号レベルに比例してキャリア信号
を変調し、ステップ■および[相]を吐出不能領域の駆
動信号振幅に、ステップ■を安定吐出領域の所定の駆動
信号振幅に設定したものである。
Figure 5C was devised to compensate for the drawbacks shown in Figure 5S, in which the image signal is slightly shifted to the positive potential side, and the carrier signal is modulated in proportion to the shifted signal level. However, step (2) and [phase] are set to the drive signal amplitude in the non-ejection region, and step (2) is set to a predetermined drive signal amplitude in the stable ejection region.

第5図Cの場合には、吐出不能領域の駆動信号は画像信
号のOレベル近傍のみであるが、不安定吐出領域の駆動
信号は存在する。
In the case of FIG. 5C, the drive signal for the non-ejection region is only near the O level of the image signal, but the drive signal for the unstable ejection region is present.

たとえば第5図Cのステップ■が不安定吐出領域の駆動
信号となり、前述のごとく立上り特性が悪くなる恐れが
ある。
For example, step (2) in FIG. 5C is a drive signal in an unstable ejection region, and as mentioned above, there is a possibility that the rise characteristics will deteriorate.

該立上り特性は、ステップ■または[相]の駆動信号(
以後バイアス信号という。
The rise characteristic is determined by the step ■ or [phase] drive signal (
Hereinafter, this will be referred to as a bias signal.

)の振幅を大きくする視向上する。) Increasing the amplitude improves visual acuity.

しかし、バイアス信号の振幅をあまり大きくするとステ
ップ[相]でインク液滴の吐出が生じる場合がある。
However, if the amplitude of the bias signal is too large, ink droplets may be ejected in the step [phase].

実際にはステップ■の不安定吐出領域で立上り遅れがな
く、しかもステップ[相]でインク液滴の吐出のないよ
うなバイアス信号の振幅は存在しないか、もしくは非常
に小さな範囲であり、調整が非常にむつかしいO 第5図dは、第5図Cの吐出不能領域、不安定吐出領域
の部分をOレベルたしたものである。
In reality, the amplitude of the bias signal that causes no rise delay in the unstable ejection region of step ■ and no ink droplet ejection in step [phase] does not exist or is in a very small range, and adjustment is difficult. Very Difficult O Figure 5(d) shows the non-ejection area and unstable ejection area of FIG. 5(c) to the O level.

第5図dは、0レベルと安定吐出領域の駆動信号しか存
在せず、立上り特性の悪い記録画像は得られないが、そ
れだけ光学濃度の低い画像が再現できないという欠点が
生じる。
In FIG. 5d, there are only drive signals in the 0 level and stable ejection region, and although a recorded image with poor rising characteristics cannot be obtained, there is a drawback that an image with a correspondingly low optical density cannot be reproduced.

以上詳細な説明のごとく、第1図に示されたような圧電
体等による振動手段と該振動手段によりインク流出路に
圧力波を作用させ、インク流を噴射する手段を有するイ
ンクジェット記録装置を用いた記録方法では、第3図に
示されたような不安定吐出領域が存在するため、光学濃
度の再現範囲が狭く、階調性の良い記録画像を得ること
が困難であった。
As described in detail above, an inkjet recording apparatus is used which has a vibrating means such as a piezoelectric body as shown in FIG. In the conventional recording method, since there is an unstable ejection area as shown in FIG. 3, the reproducible range of optical density is narrow and it is difficult to obtain a recorded image with good gradation.

ここで再び不安定吐出領域について詳細な説明を行う。Here, the unstable ejection region will be explained in detail again.

不安定吐出領域の1駆動信号において、インク液滴の吐
出に遅れがない場合は、第4図での説明のごとく、第4
図す、cのような、駆動信号であった。
If there is no delay in the ejection of ink droplets in the 1 drive signal in the unstable ejection region, the 4th drive signal is
The driving signal was as shown in Fig. c.

そしてさらに不安定吐出領域の駆動信号の直前の、駆動
信号によっても、インク液滴の吐出状態に差異が生じ、
該直前の、駆動信号の振幅が犬きい程インク液滴の吐出
遅れが少なくなる。
Further, the drive signal immediately before the drive signal in the unstable ejection region causes a difference in the ejection state of the ink droplets.
The greater the amplitude of the immediately preceding drive signal, the less the delay in ejecting ink droplets.

すなわち、該直前の駆動信号の振幅を吐出不能領域に属
する大きな振幅にすることによって、不安定吐出領域の
駆動信号によるインク液滴の吐出遅れを解消することが
できる。
That is, by setting the amplitude of the immediately preceding drive signal to a large amplitude belonging to the non-ejection region, it is possible to eliminate the delay in ejecting ink droplets due to the drive signal in the unstable ejection region.

この現象を該直前の、駆動信号によって、インクジェッ
ト記録ヘッド内部のインク圧が励起状態になっているた
めと考えると、第5図Cに示された変調方式を採用し、
画像信号がOレベルの時に、駆動信号にバイアス信号を
付加し、インクジェット記録ヘッド内部のインク圧を励
起状態にすることが考えられる。
Considering that this phenomenon is due to the ink pressure inside the inkjet recording head being excited by the drive signal immediately before, the modulation method shown in FIG. 5C is adopted,
It is conceivable to add a bias signal to the drive signal when the image signal is at O level to excite the ink pressure inside the inkjet recording head.

しかしながら前述のごとく第5図Cのステップ[相]に
おいてインク液滴の吐出が生じる現象があられれる。
However, as described above, a phenomenon occurs in which ink droplets are ejected in the step [phase] of FIG. 5C.

これは、インクジェット記録ヘッドがバイアス信号によ
ってステップのでは励起状態になり、一方ステップ[相
]では吐出状態になるためである。
This is because the inkjet recording head is brought into an excited state in the step phase by the bias signal, while it is brought into the discharge state in the step [phase].

すなわち該インクジェット記録ヘッドの励起状態と叶出
状態の領域の境界は一定せず、該領域の境界が、該直前
の7駆動信号によって移動するため、第5図Cの変調方
式に欠点が生じた訳である。
In other words, the boundary between the excited state and the exposed state of the inkjet recording head is not constant, and the boundary between the regions moves depending on the immediately preceding 7 drive signals, so the modulation method shown in FIG. 5C has a drawback. This is the translation.

本発明は、上記励起状態を他の方法で実現することによ
って、光学濃度の再現範囲を拡張し、階調性の良い記録
画像を得ることに成功したものである。
The present invention has succeeded in expanding the reproducible range of optical density and obtaining recorded images with good gradation by realizing the above-mentioned excited state using another method.

以下本発明の一実施例を詳細に説明する。第6図は本発
明の一実施例である。
An embodiment of the present invention will be described in detail below. FIG. 6 shows an embodiment of the present invention.

基本的には第5図Cの変調方式と同様であるが、画像信
号がOレベルの時のバイアス信号を、インク液滴吐出時
に使用するキャリア信号(20KHzの正弦波形)と異
なる波形、または繰返し周波数のものとしている。
The modulation method is basically the same as the modulation method shown in Fig. 5C, but the bias signal when the image signal is O level has a waveform different from the carrier signal (20 KHz sine waveform) used when ejecting ink droplets, or is repeated. It is assumed to be a frequency.

すなわちステップ1,10の1駆動信号のみ異なる。That is, only one drive signal in steps 1 and 10 is different.

このような変調方式は、例えば第7図に示したような回
路構成によって実現できる。
Such a modulation method can be realized, for example, by a circuit configuration as shown in FIG.

第8図は第7図に示されたブロック図のタイミングチャ
ートを示すものである。
FIG. 8 shows a timing chart of the block diagram shown in FIG. 7.

第8図1で示されたような画像信号が入力されたとする
と、レベルシフタ21によって正電位側にシフトされ、
2で示された信号が生じる。
If an image signal as shown in FIG. 81 is input, it is shifted to the positive potential side by the level shifter 21,
A signal designated 2 is generated.

モジュレタ22により、発振器23より出力される20
KHz正弦波を、2の信号で変調すると、信号3が生じ
る。
20 output from the oscillator 23 by the modulator 22
Modulating the KHz sine wave with signal 2 produces signal 3.

なお、信号3は増幅器により増幅することによって第5
図Cと同様の信号となる。
Note that the signal 3 is amplified by an amplifier to generate the fifth signal.
The signal will be similar to that shown in Figure C.

また発振器24からは、発振器23と異なる波形あるい
は周波数の信号4が出力されている。
Further, the oscillator 24 outputs a signal 4 having a waveform or frequency different from that of the oscillator 23.

一方、信号2は一定電位■refとコンパレータ25に
より比較され、信号1におけるステップ2以上の時にの
みONする信号5が発生される。
On the other hand, the signal 2 is compared with a constant potential ref by a comparator 25, and a signal 5 is generated which turns ON only when step 2 or higher in the signal 1 is reached.

信号5の一部はアナログスイッチ26に、他の一部はイ
ンパーク27′で反転されてアナログスイッチ27に加
えられる。
A part of the signal 5 is applied to the analog switch 26, and the other part is inverted at the impark 27' and applied to the analog switch 27.

以上の信号3〜6を使用し、アナログスイッチ26.2
7によって、信号3を信号5で、信号4を信号6でスイ
ッチングすることにより信号7が得られる。
Using the above signals 3 to 6, analog switch 26.2
7, the signal 7 is obtained by switching the signal 3 with the signal 5 and the signal 4 with the signal 6.

信号Iは第6図に相当する信号であり、信号7を増幅器
により高電圧化することによって第6図の信号が得られ
る。
Signal I is a signal corresponding to that shown in FIG. 6, and the signal shown in FIG. 6 is obtained by increasing the voltage of signal 7 using an amplifier.

第5図Cにおいては、インクジェット記録ヘッドを励起
状態にするため、7駆動板幅範囲が狭くしかも励起状態
と吐出状態の領域の境界が一定しないためうまくゆかな
かった。
In FIG. 5C, in order to bring the inkjet recording head into the excited state, the width range of the 7 drive plates was narrow and the boundary between the excited state and ejection state areas was not constant, so it did not go well.

しかし第6図のごとくバイアス信号にキャリア信号と異
なる波形もしくは繰返し周波数の信号を用いると、比較
的広い振幅範囲でインクジェット記録ヘッドを励起状態
にすることができ、励起状態の領域と吐出状態の領域と
の境界の不安定さを問題にしなくて良いことが分った。
However, as shown in Figure 6, if a signal with a waveform or repetition frequency different from that of the carrier signal is used for the bias signal, the inkjet recording head can be brought into an excited state over a relatively wide amplitude range. It turns out that there is no need to worry about the instability of the border between Japan and Japan.

第9図は、インクジェット記録ヘッドの吐出状態および
励起状態の領域を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing regions of the inkjet recording head in a discharge state and an excited state.

横軸は11弦波形の駆動周波数を示し、縦軸は駆動信号
の振幅を示している。
The horizontal axis shows the drive frequency of the 11-string waveform, and the vertical axis shows the amplitude of the drive signal.

領域■は不安定吐出状態と安定吐出状態を含む吐出状態
の範囲を示しており、領域■および領域■は、キャリア
周波数を20KHzとした場合に、インクジェット記録
ヘッドを励起状態にし得る範囲を示している。
Area ■ indicates a range of ejection states including an unstable ejection state and a stable ejection state, and area ■ and area ■ indicate a range in which the inkjet recording head can be brought into an excited state when the carrier frequency is 20 KHz. There is.

第9図より明らかなように、キャリア信号の周波数と異
なる周波数を使ってバイアス信号を印加すれば、非常に
広い、駆動振幅範囲でインクジェット記録ヘッドを励起
状態とすることができる。
As is clear from FIG. 9, by applying a bias signal using a frequency different from the frequency of the carrier signal, the inkjet recording head can be brought into an excited state over a very wide drive amplitude range.

したがって、該キャリア信号と同一周波数のバイアス信
号を印加した場合のように、該キャリア信号の直前の信
号の影響でインク液滴の吐出が生じるという欠点のない
設定値を容易に選択できることが分った。
Therefore, it has been found that it is possible to easily select a setting value that does not have the disadvantage that ink droplets are ejected due to the influence of the signal immediately before the carrier signal, as is the case when a bias signal with the same frequency as the carrier signal is applied. Ta.

たとえば、キャリア信号が20KHzの正弦波形の場合
、バイアス信号として1.5 KHz 、 20V、。
For example, if the carrier signal is a 20KHz sine waveform, the bias signal is 1.5KHz, 20V.

の正弦波形を印加しておけは、第3図に示した7駆動板
幅範囲Bの不安定吐出領域を常に安定した応答遅れのな
い状態に保つことができ、しかもバイアス信号によって
インク液滴の吐出が行なわれることかない。
By applying a sinusoidal waveform of No ejection takes place.

なお、該変調方式を採用した場合の光学濃度の最低値は
所定の記録条件下で0.12であり、改良前の安定吐出
領域での光学酸度の最低値が同一記録条件下で、0.3
3であったのと比較すると、大幅に再現光学濃度範囲が
拡張される。
Note that the minimum value of optical density when this modulation method is adopted is 0.12 under predetermined recording conditions, and the minimum value of optical acidity in the stable ejection area before improvement is 0.12 under the same recording conditions. 3
3, the reproducible optical density range is greatly expanded.

また第9図ではバイアス信号として正弦波形を用いる場
合のみを考えたが、たとえば第2図すのような正弦波形
と異なるパルス状の波形をバイアス信号とすることも可
能である。
Further, in FIG. 9, only the case where a sine waveform is used as the bias signal has been considered, but it is also possible to use a pulsed waveform different from the sine waveform as shown in FIG. 2, for example, as the bias signal.

第2図すのような波形では特開昭47−6308号公報
、特開昭48−9622号公報に記載されているように
信号パルスの立上り特性、立下り特性、パルス幅、振幅
等によってインク液滴の吐出状態が決定される。
In the waveform shown in Figure 2, the ink is determined by the rise characteristics, fall characteristics, pulse width, amplitude, etc. of the signal pulse as described in Japanese Patent Laid-Open No. 47-6308 and No. 48-9622. The droplet ejection state is determined.

ここでは一実施例として、立上り時間が約1〜3μs1
立下り特性が約20μs1パルス幅が約20μsの信号
パルスを使用した場合について述べる。
Here, as an example, the rise time is approximately 1 to 3 μs1.
A case will be described in which a signal pulse with a falling characteristic of about 20 μs and a pulse width of about 20 μs is used.

第10図は上記の信号パルスを使用した場合のインクジ
ェット記録ヘッドの吐出状態および励起状態の領域を示
す図である。
FIG. 10 is a diagram showing the regions of the ejection state and the excited state of the inkjet recording head when the above-mentioned signal pulses are used.

横軸は前記信号パルスの繰り返し周波数を、縦軸は前記
信号パルスの振幅を示している。
The horizontal axis represents the repetition frequency of the signal pulse, and the vertical axis represents the amplitude of the signal pulse.

第10図において、領域Iは前記信号パルスを用いた場
合のインク液滴の吐出可能な領域を示している。
In FIG. 10, region I indicates a region where ink droplets can be ejected when the signal pulse is used.

第10図の領域■は、インクジェット記録ヘッドの振動
手段に20KHzの正弦波形を印加し、信号に応じたイ
ンク液滴を吐出させる時に、インクジェット記録ヘッド
を励起状態にし得る範囲を示している。
Region (3) in FIG. 10 indicates the range in which the inkjet recording head can be brought into an excited state when a 20 KHz sine waveform is applied to the vibrating means of the inkjet recording head to eject ink droplets according to the signal.

異なる波形の信号をバイアス信号とした場合には、第1
0図より明らかなごとく、インク液滴の吐出時に使用さ
れる信号(20KHz、正弦波形)と同じ繰り返し周波
数の信号をバイアス信号とすることができる。
When signals with different waveforms are used as bias signals, the first
As is clear from FIG. 0, a signal having the same repetition frequency as the signal (20 KHz, sine waveform) used when ejecting ink droplets can be used as the bias signal.

例えば、第10図における信号パルスにおいて、20K
Hz、30Vの信号をバイアス信号とした場合に、前述
の繰り返し周波数の異なる信号(15KHz、 20
V正弦波形)をバイアス信号とした場合と全く同様な効
果を得ることができた。
For example, in the signal pulse in FIG.
When a Hz, 30V signal is used as a bias signal, the above-mentioned signals with different repetition frequencies (15KHz, 20V)
It was possible to obtain exactly the same effect as in the case where V sine waveform) was used as the bias signal.

また11図に示した装置は特開昭48−9622号公報
に記載されているインクジェット記録装置で、空気流を
使用していない方式のものである。
The apparatus shown in FIG. 11 is an inkjet recording apparatus described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 48-9622, which does not use air flow.

第1図のインクジェット記録装置における空気流の役割
はインク吐出口6から吐出するインク液滴の飛翔を助け
るものであり、第1のインク室3および、第2のインク
室5でのインク圧の変動は、第1図および第8図のイン
クジェット記録装置において、はとんど差がない。
The role of the air flow in the inkjet recording apparatus shown in FIG. There is almost no difference in variation between the inkjet recording apparatuses shown in FIGS. 1 and 8.

したがって上記詳細の変調方式をそのまま第11図のイ
ンクジェット記録装置にも適用できる。
Therefore, the modulation method described in detail above can be applied to the inkjet recording apparatus shown in FIG. 11 as is.

以上詳細な説明のごとく、本発明は圧電体等による振動
手段と該振動手段によりインク流出路に圧力波を作用さ
せ、インク流を噴射する手段を有するインクジェット記
録装置において、インク液滴の吐出時と吐出停止時に異
なる繰返し周波数または異なる波形の電気信号を印加す
ることにより、インクジェット記録ヘッドの不安定吐出
領域をなくすことができ、応答特性の良い、再現濃度範
囲の広い記録画像を得ることができる。
As described in detail above, the present invention provides an inkjet recording apparatus having a vibrating means such as a piezoelectric body and a means for applying a pressure wave to an ink outflow path by the vibrating means to eject an ink stream, when an ink droplet is ejected. By applying electric signals with different repetition frequencies or different waveforms when ejection is stopped, unstable ejection areas of the inkjet recording head can be eliminated, and recorded images with good response characteristics and a wide reproduced density range can be obtained. .

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明の方法を使用する記載インクジェット
記録装置の一例を示す断面図、第2図a。 b1第3図、第4図、a 、 b 、 c1第5図a〜
dは従来の記録方式を示す図、第6図は本発明の方式を
示す図、第7図は第6図に示した方式を実施するための
回路構成図の実施例、第8図は第7図の回路構成の動作
を説明するためのタイミングチャート、第9図は本発明
の実施例におけるインクジェット記録ヘッドの吐出状態
と励起状態を示す図、第10図は本発明の他の実施例に
おけるインクジェット記録ヘッドの吐出状態と励起状態
を示す図、第11図は本発明の方法を使用するインクジ
ェット記録装置の他の例を示す断面図である。 1・・・・・・電歪素子、2・・・・・・振動板、3・
・・・・・第1のインク室、4・・・・・・結合通路、
5・・・・・・第2のインク室、6・・・・・・インク
吐出口、7・・・・・・空気室、8・・・・・・空気流
出路、9・・・・・・インク流入路、10・・・・・・
空気流入路、11・・・・・・電気信号、21・・・・
・・レベルシフタ、22・・・・・・モジュレータ、2
3,24・・・・・・発振器、25・・・・・・コンパ
レータ、26,27・・・・・・アナログスイッチ。
FIG. 1 is a sectional view showing an example of an inkjet recording apparatus using the method of the present invention, and FIG. b1 Figure 3, Figure 4, a, b, c1 Figure 5 a~
d is a diagram showing the conventional recording method, FIG. 6 is a diagram showing the method of the present invention, FIG. 7 is an example of a circuit configuration diagram for implementing the method shown in FIG. 6, and FIG. 7 is a timing chart for explaining the operation of the circuit configuration, FIG. 9 is a diagram showing the ejection state and excitation state of the inkjet recording head in an embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 11 is a cross-sectional view showing another example of an inkjet recording apparatus using the method of the present invention. 1... Electrostrictive element, 2... Vibration plate, 3.
...First ink chamber, 4...Connection passage,
5... Second ink chamber, 6... Ink discharge port, 7... Air chamber, 8... Air outflow path, 9... ...Ink inflow path, 10...
Air inflow path, 11... Electric signal, 21...
...Level shifter, 22 ...Modulator, 2
3, 24... Oscillator, 25... Comparator, 26, 27... Analog switch.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 圧電体管による振動手段に信号を印加することによ
りインク流出路に圧力波を作用させてインク液滴を吐出
させる際、前記振動手段に印加する信号を正弦波信号と
し、インク液滴の吐出停止時に所定値より低い振幅のバ
イアス信号を印加し、前記バイアス信号がパルス状の信
号または前記正弦波信号と繰り返し周波数が異なる信号
であることを特徴とするインクジェット記録方法。 2 繰り返し周波数が異なる信号が正弦波信号である特
許請求の範囲第1項記載のインクジェット記録方法。
[Claims] 1. When ejecting ink droplets by applying pressure waves to the ink outflow path by applying a signal to the vibrating means made of a piezoelectric tube, the signal applied to the vibrating means is a sine wave signal. An inkjet recording method, characterized in that a bias signal with an amplitude lower than a predetermined value is applied when ejection of ink droplets is stopped, and the bias signal is a pulsed signal or a signal having a repetition frequency different from the sine wave signal. 2. The inkjet recording method according to claim 1, wherein the signals having different repetition frequencies are sine wave signals.
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JP2949287B2 (en) * 1988-10-04 1999-09-13 バブコツク日立株式会社 Auxiliary steam extraction method for waste heat recovery boiler

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