JPS598230B2 - インク噴射ヘツドのノズル内のインクの逆流を抑制する装置 - Google Patents

インク噴射ヘツドのノズル内のインクの逆流を抑制する装置

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JPS598230B2
JPS598230B2 JP51146223A JP14622376A JPS598230B2 JP S598230 B2 JPS598230 B2 JP S598230B2 JP 51146223 A JP51146223 A JP 51146223A JP 14622376 A JP14622376 A JP 14622376A JP S598230 B2 JPS598230 B2 JP S598230B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は室と、補給槽から流れて来るインクのためのイ
ンク供給通路と、インパルスを印加されて室内のインク
を瞬間的に圧力上昇させる圧力発生器とを有している少
くとも１つの噴射系を含んでいるインク噴射ヘッドの、
インク滴が離れる際のノズル内のインクの逆流を抑制す
る形式の装置に関する。
このようなインク噴射ヘッドでは一般に、インク滴をノ
ズルから、駆出する圧力発生の際に圧力インパルスが生
じ、これらの圧力インパルスはノズルの方向にだけでな
くノズルから遠く離れている範囲の方向にも伝播し且つ
そこから反射される。この反射した圧力インパルスもし
くは圧力波はインク滴形成のトラブルを招く。インク滴
形成は噴射系の幾何学的形状、エネルギ流通路の配置並
びにノズル及び室の表面形状によつても影響をうける。
圧力発生器のインパルスが遮断され且つ圧力発生器がそ
の休止位置へ迅速に戻ることにより噴射系内ひいてはノ
ズル内に突然の負圧が発生し、この負圧はノズル内のイ
ンクの高速後退を招く。これにより外気がノズル内へ引
込まれるだけでなく、インク滴をノズル内で逆流するイ
ンク量とインク滴離別のときまで結合しているいわゆる
ゞへその緒ゞも影響をうけて、この゛へその緒ゞもしく
は主インク滴から後インク滴が生じ、この後インク滴は
主インク滴と一緒に且つ主インク滴と異なる速度で印字
紙に向つて飛ぶ。インク滴工セクタと、それに設けられ
たセラミツク振動子と、インク供給部と、インク滴形成
用のノズルとを有しているインク滴工セクタ系は周知に
なつている。
エネルギ流通路は圧力吸収性の材料より成る板内へ入れ
られており、この板は更に附加的に１つの吸収通路を収
容して、この吸収通路は圧力発生時の圧力波を減退させ
るのに十分な長さに設定されている。吸収通路と、圧力
室と、ノズルの範囲までの流出通路とを含んでいるいわ
ゆる通過帯域の寸法を適当にきめれば、何回も反射する
圧力波をも減退させることが可能である。しかし、吸収
系内の比較的大きな圧力減退によりインク滴形成のため
のエネルギが失われ、これがセラミツク振動子における
インパルス電圧を高めることによつて補償されねばなら
ないことが判つた。圧力波の伝播はインクごとに異なつ
てもいるので、別のインクのためには新たに寸法をきめ
られた工セクタ系が必要である。セラミツク振動子の高
い電圧は同時にまた電子的の費用をも高める。本発明の
目的とするところは、インパルスの遮断によつて開始さ
れた吸引段階中のインク逆流を抑制して、後インク滴が
その発生を且止されるか又は主インク滴と同じ速度に加
速されるようにすることにある。この目的は、本発明に
よれば、前記の形式の装置において、抑制機構が従イン
パルスを圧力発生機構に与え、この圧力発生機構により
主インパルスの遮断後の所定の時間後に従圧力インパル
スが室内のインクに与えられるようにすることにより解
決される。
本発明の重要な利点はアルフアベツト文字及び数字の読
取可能性が改善されることであつて、それというのは後
インク滴が印字紙上で主インク滴と同じ個所にあたるこ
とができるからである。
過剰量のインクとして逆流するインク流及びゞへその緒
ゞから離別させられるがしかし反射する圧力波のために
極めて僅かな速度で運動し且つそのためにまさしくおく
れてノズルから離れることのある後インク滴は避けられ
る。空気の詰まつている中空室を封鎖する隔膜によつて
インク噴射ヘツドのコストは殆んど増大しない。サンド
イツチ構造に噴射ヘツドを構成する場合、隔膜がヘツド
の横断面全体にわたつてのびている板を形成しているの
が有利であり、この板は同時にインク通路用の透し孔を
有することができる。本発明の有利な実施態様によれば
、従圧力インパルスが主インパルス遮断後に一定時間だ
けセラミツク振動子の戻り振動中に、セラミツク振動子
と隔膜によつて形成された圧力発生器のセラミツク振動
子に与えられるようになされており、これによれば電子
的の費用がかさばるが、しかし異なる粘性及び異なる音
伝播速度を有するインクを使用することが有利に可能で
あり、このためには主インパルスと従インパルスの間の
休止時間を調整し直すことしか必要でない。インクの逆
流を抑制したことにより、振幅及びインパルス時間に関
してインパルスを相応して適合させれば、後インク滴を
主インク滴相互の中間で印字紙上へ噴射して、画像情報
に相応するクレートーンを生じさせることが可能である
。次に添付図面について本発明を詳説する。第１図に示
した噴射ヘツドは室１と、隔膜２と、セラミツク振動子
３と、ノズル範囲５を有する流出通路４とより成る噴射
系を有している。
隔膜２とセラミツク振動子３は圧力発生器を形成する。
押出されたインクを補充するためのインク供給は補給槽
（図示せず）と連通している通路（図示せず）を介して
おこなわれる。セラミツク振動子３に第２図に示したイ
ンパルスにほマ相応する電圧インパルスが印加されると
、このセラミツク振動子３は彎曲し且つ室１の横断面積
が小さくなる。これによつて生じた圧力波はインク内で
伝播して、主インク滴及び後インク滴を生じさせる。イ
ンク滴の離別は第３図に示されている。第２図及び第３
図はあとで説明する。第１図に示した噴射ヘツド内にも
う１つの隔膜６が設けてあり、これは空気を詰められて
いる空中室７を噴射系に対して閉鎖している。この隔膜
６がばね作用を有する部材として構成されている場合、
圧力発生器３の加圧作用時にエネルギが貯えられること
ができ、このエネルギは噴射系内の圧力減退の際即ちイ
ンク滴の押出しの際にフリーになることによつてノズル
内の逆流するインク流の上方に空気柱が入り込むのを抑
制する。これにより主インク滴及びゞへその緒ゞから後
インク滴を離別させる分力は著しく僅かであり、従つて
後インク滴は主インク滴と同じ速度を有する。インク滴
離別は第４図に図示されており且つあとで説明される。
隔膜６のエネルギは第２図に示した時間Ｔ４だけおくれ
てインパルスＩの遮断後にフリーになる。この場合ばね
作用を有する隔膜６の固有共振の周波数、直径及び厚み
は重要な役割を演する。固有周波数は周期−が時間Ｔ４
に等しくなるように選ばれている必要がある。この場合
ＦＥは隔膜の固有周波数である。この周波数はほマ２５
ＫＨｚの値に設定された。この場合隔膜は０．１ｍ１Ｌ
の厚みを有し且つ中空室７によつて自由振動する部分の
直径は４ｍｍであつた。隔膜についての実験は電気的に
も模擬され、第２図に図示されている。インパルスＩが
隔膜実験でのセラミツク振動子３へのインパルスに相当
するという関係がある。インパルスは隔膜６の遊離した
エネルギによるインパルスに相当する。電気的に模擬さ
れた実験では電気的インパルスＩは第５図に示した噴射
ヘツド内のセラミツク振動子に与えられた。この第５図
の噴射ヘツドは第１図の噴射ヘツドと同じに構成されて
いるが、隔膜６及び中空室７を有していない。セラミツ
ク振動子３に印加されたインパルスは制御ユニツト８か
ら来る。インパルスの長さｔ１は８０μｓであつた。遮
断後にＴ４−３６μｓの休止時間がたつた後に、別のイ
ンパルスが同じセラミツク振動子に与えられた。電圧は
幾分か高められた。インパルス長さＴ２はこの場合ノズ
ル内のインクの逆流の抑制に何ら影響を及ぼさなかつた
。旧来形式の噴射と本発明による従インパルスを使用し
た噴射との間の実験結果の比較によつて確認し得たとこ
ろでは、１００Ｈｚの周波数の場合従インパルスを有し
ない噴射ヘツドについては主インク滴がＶＨ−２．５ｍ
／ｓの速度で運動し且つ後インク滴が１．６６ｍ／ｓの
速度を有したのに対して、従インパルスを有する実験で
は何ら後インク滴が確認されず且つ主インク滴は２．５
ｍ／ｓの速度を有した。
１０００Ｈｚの周波数にいたるまでの引続く実験は、従
インパルスを有する噴射ヘツドでは後インク滴が生じな
いことを示した。
主インク滴が２．５ｍ／ｓ以上の速度で運動した実験で
は、生じる後インク滴は主インク滴の速度にまで加速さ
れることができた。更に、従インパルスを有する実験で
はインク滴離別の形式が有利であることが観察された、
それというのはノズルがインク滴離別の瞬間にインクで
つまつているからである。第３図及び第４図は旧来形式
（第３図）と本発明による従インパルスを有する方法（
第４図）とにおけるインク滴離別を対比して示す。第３
図及び第４図では先ずインク滴が１６０μｓ及び２４０
μｓ後の離別段階及び飛行段階で示されており且つ第４
図には更になお１５６μｓ後の段階で示されている。こ
れらの図の著しい拡大はノズル内への空気の移動の差を
示す。
【図面の簡単な説明】
添付図面は本発明による実施例を示すもので、第第１図
は噴射ヘツドの拡大断面図、第２図はセラミツク振動子
に印加された両方のインパルスの電圧曲線図、第３図は
旧来形式のインク液離別を示す図、第４図は噴射ヘツド
内の本発明による場合のインク滴離別を示す図、第５図
は本発明によるインパルスを電気的に制御するための噴
射ヘツドを示す図である。 なお図示された主要部と符号の対応関係は次の通りであ
る；Ｉ・・・・・・主インパルス、・・・・・・従イン
パルス、１・・・・・・室、２・・・・・・隔膜、３・
・・・・・セラミツク振動子、４・・・・・・流出通路
、５・・・・・・ノズル範囲、６・・・・・・隔膜、７
・・・・・・中空室、８・・・・・・制御ユニツト。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 室と、補給槽から流れて来るインクのためのインク
    供給通路と、インパルスを印加されて室内のインクを瞬
    間的に圧力上昇させる圧力発生器とを有している少くと
    も１つの噴射系を含んでいるインク噴射ヘッドの、イン
    ク滴が離れる際のノズル内のインクの逆流を抑制する装
    置において、抑制機構が従インパルスIIを圧力発生機構
    ３、６に与え、この圧力発生機構により主インパルス
    I の遮断後の所定の時間後に従圧力インパルスIIが室１
    内のインクに与えられることを特徴とするインク噴射ヘ
    ッドのノズル内のインクの逆流を抑制する装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の装置において、従圧力
    インパルスIIが主インパルス I に引続いて一定時間だ
    け、セラミック振動子３の戻り振動中に、セラミック振
    動子３と隔膜２によつて形成された圧力発生器のセラミ
    ック振動子３に与えられる装置。 ３ 特許請求の範囲第１項記載の装置において、従圧力
    インパルスを発生する機構が隔膜６より成り、この隔膜
    が噴射系内へ入れられていて且つこの噴射系内で空気が
    入つている中空室７をインクが入つている中空室１、４
    、５から隔離している壁部分を形成している装置。 ４ 特許請求の範囲第３項記載の装置において、隔膜６
    が圧力発生器２、３に向き合つて配置されている装置。 ５ 特許請求の範囲第３項記載の装置において、主イン
    パルス１の遮断と従圧力インパルスIIの発生の間の時間
    （ｔ＿４）が隔膜６の固有周波数（ｆ＿Ｅ）の周期（１
    ／ｆ＿Ｅ）に等しい装置。 ６ 特許請求の範囲第５項記載の装置において、隔膜６
    の直径：厚みの比がほゞ４０：１である装置。
JP51146223A 1975-12-11 1976-12-07 インク噴射ヘツドのノズル内のインクの逆流を抑制する装置 Expired JPS598230B2 (ja)

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