JPS58203064A - インキ液噴射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の属する技術分野： 本発明はインキ１液で充満された出口孔を有す、１、 るチャネルから成るインキ液の噴射装置であっ　　　　
１て、その場合チャネルの所定の長さの部分に圧電変換
器を設け、圧電変換器の直径は、制御パルスを用いての
制御の際変化するようにし、そして噴射を開始させるた
めに変換器の分極方向に対して逆極性のパルスをその変
換器に供給するようにしたインキ液の噴射装置に関する
。

公知技術の説明。

液の噴射過程を開始するために、これ以後たんに変換器
と称するインキチャネルを取巻く圧電変換器を、変換器
の分極方向に対して逆向きの電圧を加えることによって
先ず拡大し、次には拡大状態の電圧の極性とは逆の極性
の電圧を加えることによって収縮された状態に、移行さ
せ、インキ液の噴射を行うように′したインキモサ゛イ
ク記録装置用の装置は、ドイツ連邦共和国特許出願公告
第２５４８６９１号公報によって公知である。ここで用
いられるパルスは常に両極性パルスである。然るに回路
構成を簡単にしかつ消費電力を減少するために、簡単な
制御パルスを用いて確実かつ現在の印刷技術に対する要
求を完全に満たすようにインキ液の噴射を行うことが所
望される。またこれに関連して、噴射さねるインキ液は
噴射後急速に球形になるように形成することも重要であ
り、更に後続のインキ液は密な時間間隔で噴射されるに
しても、その影響はできるだけ小さくすべきである。

発明の目的： 本発明の課題はこれらの要求を満たす装置を提供するこ
とである。例えば本発明の課題は、単極性のパルスひい
ては簡単な回路を用いてインキ液の噴射を可能にし、そ
の場合大きな速度で噴射しかつ急速に球形にする装置を
提供することである。

本発明による装置の構成ならびに特徴：本発明によれば
この課題は冒頭に述べた形式のインキ液の噴射装置にお
いて、チャネルの□出口孔とは反対側の端部に横断面拡
大部を設け、その横断面拡大部で、変換器の制御によっ
て生じた圧力波を符号反転して完全に反射させるように
したことによって解決される。

本発明の作用効果： 例えば単極性のパルスを用いてインキ液の噴射を行った
ことによって、制御電圧の減少即ち電力を減少できるよ
うになり、更に液の噴射を引き起す圧力和ひいては液を
噴射させる過程を正確に定め、球形の噴射液を急速に形
成できるので有利である。また本発明によれば、１固々
の圧力和をチャネルの出口孔の部分で正確に形成するこ
とによって、インキ液の噴射で失われたインキ液の補充
は非常に短な時間に行われ、その場合に必要な過程は表
面張力の影響を受けないので有利である。このようにし
て毛細管力がインキ液の再度の充満作用をするのを阻止
することによって、比較的迅速に静止状態に達しかつ後
続の液の噴射の影響はかなり減少する。

また本発明において、供給チャネルとインキの供給とは
チャネル内の状況によって切離されるので、そのために
高価な方法を用いる必要は、”・、、：。

なくなる。　　　　　　　　、・・ 実施例の説明： 次に本発明を図示の実施例につき説明する。

第１図に示したインキチャネル２は１つの端部に出口孔
３を有し、その場合出口孔の直径はインキチャネルの直
径に比べて小さい。インキチャネルの他方の端部に横断
面拡大部４が設けである。横断面拡大部４はチャネル２
の反射終端部を示し、その反射終端部で圧力波は符号を
反転して反射される。この反射は殆んど完全に行われ、
物理的に生ずる損失だけしか生じない。

例えば横断面の拡大部４はいわゆるインキ供給電６への
連通接続によって形成されている。例えばこれは図示さ
れてはいないが、供給チャネルを介してインキ溜めに接
続されており、その場合インキ溜めはインキチャネルの
出口孔３より幾分低い位置にある。それ故特別の制御ま
たは作用が加わらないならば、静止状態でインキの吐出
は出口孔３を介して行われることがない。

有利にはインキチャネル２を、プラスチック部分１に加
工によって形成することができる。

インキチャネル２は横断面拡大部４の付近で変換器５に
よって取巻かれている。その場合相応する極性を有する
制御パルスＵを用いて制御した際直径が変化する分極さ
れる圧電セラミック体が用いられる。変換器５に分極方
向にて加わった電圧によって変換器は収縮さね、それと
は逆極性のパルスで変換器は拡大される。変換器はその
電極を介して制御回路７に接続された接続端子を有する
。例えば変換器を、相応する極性の制御パルスＵを発生
する印字装置の文字発生器によって制御することができ
る。変換器５は範囲すに沿ってだけインキ管路２を取巻
いており、かつ横断面拡大部４からａの間隔を有して設
けられている。

本発明による変換器５の構成によって、ならびに単極性
制御パルスを用いた変換器の制御によって、行われる過
程、即ち本発明による装置の作用を、次に第２図に関連
して説明する。

立上り縁と立下り縁とが同じ勾配を有しかつ変換器５０
分極方向に対して逆向きの極性を有する単極性の制御パ
ルスＵは時点ｔＩ　Ｋ変換器に加えられ、時点ｔ２に再
び遮断される（第２図の１）参照）。それによってイン
キチャネル２内で変換器５によって取巻かれた部分が、
変換器の分極方向に対して逆方向の極性を有する制御パ
ルスＵによって拡大すると、圧力波Ｗのマイナスの部分
−ｐａが生じ、このマイナスの部分は変換器５の出口断
面８および９から出て出口孔３の方向と横断面拡大部４
の方向へと伝播する。この伝播は音速で行われる。時点
ｔ２におけるパルスの遮断は、変換器５を再び静止位置
にすることによって圧力波Ｗのプラスの部分＋ｐａを発
生し、このプラスの部分を音速でインキチャネル２の両
方向に伝播するように作用する（第２図の２）参照）。

この圧力波Ｗは所定の伝播時間１ｗで時点ｔ４．ｔ５お
よびｔ６に、出口孔３に達する（第２図の３）参照）。

横断面拡大部の方向に伝播する圧力波は横断面拡大部４
で符号を反転して反射される。その場合に生ずる反射圧
力波ｗｒはまた音速を有してインキチャネル２を通過し
、出口孔３の方向に進む。そして圧力波は所定の伝播時
間１ｗ＋２７１！ｗｒで時点ｔ５　、　ｔ６およびｔ７
に、出口孔に達する（第２図の４）参照）。その場合出
口孔３に生ずる圧力変化は、反射さねない圧力波Ｗと反
射された圧力波ｗｒとによって決まる。反射されない圧
力波Ｗの最初に到来した部分（第２図の５）、■相）は
インキを出口孔３に引戻すように作用する。また反射さ
れない圧力波Ｗの、引き続いて生ずるプラスの部分は到
来する反射圧力波ｗｒのプラスの部分に重畳され、これ
によって出口孔３の部分に非常に大きな圧力上昇が生ず
る（第２図の５）、■相）。それによってインキのメニ
スカスは出口孔３の方向に非常に大きく加速されるので
、インキ滴は比較的遅い飛しよう速度で出口孔から噴射
される。その直後に、出口孔３の部分で負圧の形で作用
する反射圧力波のマイナスの部分−ｗｒが生ずる（第２
図の５）、■相）。それによって■相の間に外向きに加
速されたインキ部分は狭窄化さね、、：“ かつインキは分離される。その場合同時に新たなメニス
カスが形成され、そのメニスカスは初期位置まで引き戻
される。そして静止位置（第２図）５）、■相）に達す
る。制御パルスＵの期間即ち変換器５の拡大と復帰との
間の期間Ｔは、インキチャネルのインキで満たされた範
囲のうちで変換器５で取巻かれた部分を通過する圧力波
の伝播時間に等しいかまたはそれより大きく、また変換
器５を拡大のためおよび復帰のための時間自体はこの伝
播時間に比べて短いので有利である。

また変換器５の長さｂ１パルス持続時間Ｔおよび変換器
と横断面拡大部４との間隔ａは相互に次のように定める
と有利である、即ち変換器５の制御によって生ずる圧力
波Ｗと横断面拡大部４で符号を反転して反射される圧力
波ｗｒとがインキチャネル２内で、出口孔３の部分に連
続的に、圧力を減少する■相、圧力を増加する■相、そ
の後再び圧力が減少する■相、最後に■相の静止状態が
生ずるように定められる。

本発明による装置の場合インキチャネル２から噴射され
るインキ量を再び充填する時間間隔はかなり減少する、
それは噴射のために必要なインキ量はすでに１相の間に
かなり補給されるからである。これは実際にはいわゆる
噴射周波数即ちインキ滴を連続的に噴射可能な周波数は
、実質的にインキチャネル内で通常中ずる過渡振動過程
だけによって制限される。また本発明の実施例によれば
、出口孔と変換器との間のインキチャネルな軟性かつ減
衰特性を有する管チャネル壁によって形成することが提
案される。然るにチャネルを、変換器の部分以外の硬い
チャネル壁で形成された部分で幾分狭窄することができ
、圧力波を殆んど反射させることな（変換器からインキ
チャネル内に伝播できようにすることができる。また圧
力波はチャネルの他端部にある横断面拡大部で符号を反
転して反射される。

また本発明の他の実施例によれば過渡振動過程を低減す
るかまたは除去するために、制御パルスの開始後変換器
に、圧力波が出口孔から横断面拡大部まで伝播する伝播
時間の２倍だけ遅延した補償パルスを加えるようにして
いる。この補償パルスは、出口孔のところで反射しかつ
横断面拡大部で反射することによって、変換器の部分に
加わる障害となる圧力波を殆んど消去する。例えば斯様
な補償パルスを、制御パルスの導出に時間的に相応して
形成することができる。

本発明を１つのインキチャネルの実施例につき説明した
。然るに本発明の範囲において多数のインキチャネルを
前述のように形成しかつ制御し、かつこれらのチャネル
をまとめて１つの多ノズルヘッド内に設けることができ
る。また本発明の噴射装置を用いて構成されたインキモ
ずイン記録装置は実際に射出成形法で製作できるので有
利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるインキチャネルを有するインキ液
の噴射装置の断面略図、第２図は本発明に供する制御パ
ルスとチャネルを通過する圧力波との間の関係を示す線
図である。 １・・・プラスチック部分、２・・・チャネル、３・・
・出口孔、５・圧電変換器、６・・・インキ供給電、７
・・制御回路 、１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　出口孔を有しかつインキ液で充満されたチャネル
   から成るインキ液の噴射装置であって、その場合前記チ
   ャネルの所定の長さの部分に圧電変換器を設け、前記圧
   電変換器の直径は、制御パルスを用いての制御の際変化
   するようにし、そしてインキ液の噴射を開始させるため
   に前記変換器の分極方向に対して逆極性のパルスをその
   変換器に供給するようにしたインキ液噴射装置において
   、チャネル（２）は出口孔（３）とは反対側の端部に横
   断面拡大部（４）を有し、前記横断面拡大部で、変換器
   （５）の制御によって生じた圧力波（ｐａ）を符号反転
   して完全に反射するようにしくｐｒ）、かつ変換器（５
   ）は横断面拡大部（４）の近くでチャネル（２）を取巻
   いていることを特徴とするインキ液の噴射装置。 ２、変換器（５）の制御によって生ずる圧力波（ｐａ　
   ）と横断面拡大部（４）で符号反転して反射された圧力
   波（ｐｒ　）とは、チャネル（２）内で所定の間隔でチ
   ャネルを伝播し、その場合出口孔（３）の範囲で・連続
   的に、先ず圧力減少（１相）が生じ、次には圧力上昇（
   ■相）、そ、の後に再び圧力減少（■相）、そして最後
   に静止状態（■相）が生ずるように、変換器（５）の長
   さくｂ）とパルス持続時間（Ｔ）と横断面拡大部（４）
   からの変換器（５）の間隔（ａ）とが決められている特
   許請求の範囲第１項記載の装置。 ６、変換器（５）を、対称的な立上り−および立下り縁
   を有する単極性のパルスを用いて制御するようにした特
   許請求の範囲第１項記載の装置。 ４、変換器（５）の拡大と復帰との間の持続時間（Ｔ）
   を、圧力波が変換器（５）によって取巻かれたチャネル
   （２）の部分（ｂ）を通過する伝播時間に等しいかまた
   はそれより大きくし、かつ前記変換器を拡大のためおよ
   び復帰のための時間自体は前記伝播時間に比べて短くし
   た特許請求の範囲第１項記載の装置。 ５　液の噴射を開始（■相）した後、出口孔（３）から
   の液の噴射をパルス（Ｕ）の遮断によって行うようにし
   た（■相およびＩＩＩ相）特許請求の範囲第１項記載の
   装置。 ６、　チャネル（２）を、減衰特性を有する弾性材料で
   形成した特許請求の範囲第１項記載の装置。 Ｚ　変換器（５）によって包囲されたチャネル（２）の
   範囲は他の部分より僅かに大きな直径を有する特許請求
   の範囲第６項記載の装置。 ８、　変換器（５）を、制御パルス（Ｕ）に関して時間
   的に遅延した補償パルスによって制御するようにし、遅
   延時間を、出口孔（３）と横断面拡大部（４）との間の
   圧力波の伝播時間の２倍にし、かつ前記補償パルスは前
   記制御パルスより小さなエネルギーを有する特許請求の
   範囲第１項記載の装置。 ９　補償パルスは制御パルスの導出過程に時間的に相応
   して形成される特許請求の範囲第８項記載の装置二 １０、それぞれ出口孔（３）を有する複数のチャネル（
   ２）を設け、前記チャイ・ルは出口孔（３）とは反対側
   の端部が共通の部分（６）に連結されており、その場合
   この連結部は横断面拡大部（４）として形成され、それ
   ぞれのチャネル（２）は横断面拡大部（４）の近く（間
   隔ａ）でチャネルの長さの所定の部分（ｂ）に亘って変
   換器（５、）によって取巻かれており、かりそｈそれの
   変換器（５）は制御パルスを発生する制御回路に接続さ
   れている特許請求の範囲第１項記載の装置。