JPH02266953A

JPH02266953A - インクジェットプリントヘッド

Info

Publication number: JPH02266953A
Application number: JP9029489A
Authority: JP
Inventors: Jun Isozaki; 準磯崎
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1989-04-10
Filing date: 1989-04-10
Publication date: 1990-10-31

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】（産業上の利用分野）本発明は、インクジェットプリントヘッドのインク吐出
口および隔壁に関するものである。

（従来の技術）インクジェットプリントヘッドは、インクが供給されて
いるノズルから、ノズルの先端と一定間隔を保ちながら
ノズルの先端に対して相対的に移動する記録紙にインク
を噴射するものである。インクを噴射する手段として、
例えば、特開昭５８−１７９６６３号公報に記載されて
いるように、スリットの内部に多数の電極を配置し、そ
れに選択的に高電圧を印加して静電気力によりインクを
噴射させるものがある。これは、高電圧を使用するため
高密度化することが困難である。そのほか、圧電素子を
用いてこれにパルス電圧を印加する方法、パルス電流に
より発生した熱によりインクの気化状態をつくり、その
圧力を利用するサーマルインクジェットヘッド、レーザ
ーを利用するサーマルヘッド、など種々の方法が知られ
ている。

このような、オン・デマンド方式のインクジェットプリ
ントヘッドにおいては、いずれもインクの吐出口が小さ
いためインクが乾燥し易く、ノズルの目づまりが起こり
易い。

また、サーマルインクジェットにおけるヘッドは、イン
クの吐出口の面積が一定であるがら、気泡の出来かたも
一定となり、ドツト変調による濃淡記録ができない欠点
があった。

インクの乾燥を防止するために、磁性流体をノズル部の
先端に配置することが特開昭６３−２４２６４４号公報
に記載されている。これは、ノズル部の先端を１００μ
ｍ以下の厚さで常時磁性流体を覆い、インクはこの磁性
流体を突き破って噴射されるものであり、磁性流体は、
単に遮蔽の役目を果たすのみで、吐出口の形成や吐出口
の面積の制御を目的とするものではない。

（発明が解決しようとする課題）本発明は、上述した従来技術の欠点を改良するもので、
磁性流体を用い、これによりインク吐出口および隔壁を
形成し、これを磁束により制御して、インクの吐出口の
大きさを変えてドツト変調を行ない、さらには、吐出口
を閉止するよう制御してインクの乾燥をなくすことがで
きるインクジェットプリントヘッドを提供することを目
的とするものである。

（課題を解決するための手段）本発明は、インクを保持するスリットを形成する一対の
スリット板と、該インクを該スリットから選択的に飛翔
させる飛翔エネルギー印加手段とを具備するインクジェ
ット記録ヘッドにおいて、前記スリット板を非磁性とし
、前記スリットの先端に保持した磁性流体と、前記磁性
流体を保持する磁性流体保持手段と、前記磁性流体の保
持形状を磁束により制御する磁性流体制御手段とを具備
し、該磁性流体を磁束により制御することにより隔壁を
含むインク吐出口を形成することを特徴とするものであ
る。

磁性流体保持手段には、永久磁石や電磁石などが利用で
きるが、その磁束を制御するには、ヘッドに対する磁石
の位置や方向を制御したり、励磁電流を制御する方法、
あるいは、磁気回路を制御する方法など、適宜の手段が
適用できる。

（作　用）本発明は、インクを保持するスリットを形成する一対の
スリット板と、該インクを該スリットから選択的に飛翔
させる飛翔エネルギー印加手段とを具備するインクジェ
ット記録ヘッドにおいて、前記スリット板を非磁性とす
るとともに、前記スリットの先端に磁性流体を磁性流体
保持手段により保持させ、前記磁性流体の保持形状を磁
性流体制御手段の磁束により制御し、隔壁を含むインク
吐出口を該磁性流体を磁束により制御することにより形
成するものである。

（実施例）第８図は、サーマルヘッドを用いたサーマルインクジェ
ットプリンターに本発明を適用した全体構成図で、図中
、８１はインク通路を含むスリット状のヘッド部、８２
．８３は磁性流体を保持し、隔壁を形成する永久磁石、
８４．８５は磁性流体制御手段の一例である磁気ヘッド
、８６はヒーター　８７は磁気ヘッド制御回路、８８は
サーマルヘッド制御回路、８９はインクタンク、８０は
記録紙である。

インクタンク８９よりヘッド部に供給されたインクは、
記録信号に基づくサーマルヘッド制御回ｌ＠８８よりの
信号によって、選択的に記録紙８０にインクを噴射する
。ここまでは普通のサーマルインクジェット方式のプリ
ンターである。本発明においては、詳細は後述するが、
スリットの少なくとも吐出口の近傍に磁性流体を保持さ
せ、この実施例においては、永久磁石８２．８３と磁気
ヘッド８４．８５により、インクの吐出口を磁気ヘッド
制御回路８７よりの信号で制御するものである。

第１図乃至第３図は、磁気ヘッドを用いた実施例の詳細
を説明するものである。第１図は、正面図である１図中
、ｌａ、ｌｂは非磁性のスリット板で、２枚のスリット
板１ａ、ｌｂの間にはインクが充満されている。ｌｌａ
、ｌｌｂ、ｌｌｃ。

１１ｄ、・・・は、高粘度の磁性流体であり、該磁性流
体は、永久磁石２ａ、　　２ｂ、　　２ｃ、　　・・・
３ａ、　　３ｂ、　　３ｃ、　　・・・の磁束により隔
壁状に保持され、この隔壁間の空間がインク吐出口１２
ａｌ　　１２　ｂ＊　　１２　ｃ、　　・・・を形成す
る。インク吐出口の上下には磁気ヘッド４ａ、　　４ｂ
、　　４ｃ。

・・・　５ａ、　　５ｂ、　　５ｃ、　　・・・が配置
され、各磁気ヘッドには、励磁コイル６　ａ、６　Ｆ　
　６　Ｃ１・・・　７ａ、　　７ｂ、　　７ｃ、　　・
・・が設けられ、制御信号発生回路８からの信号が印加
される。

インクに水性インクを用い、磁性流体に非揮発性オイル
をベースとした高粘度のものを用いると、インクと磁性
流体の分離に好都合である。

図示しないインク滴生成手段、例えば、サーマルヘッド
、レーザーヒートを用いたサーマルインク滴生成手段、
あるいは、圧電素子を用いたパルスオンデマンド型のイ
ンク滴生成手段、等により、インクは吐出口から噴射さ
れる。その際、励磁コイルに流す電流を変化させると、
保持される磁性流体のスリット板端面における断面積が
変化し、それによりインク吐出口の大きさが変化する。

第２図は、励磁コイルに流れる電流の大きさに伴うイン
ク吐出口の変化を図示したもので、電流が大きくなるに
つれて吐出口は、２１ａ、２１ｂ、２１ｃと小さくなる
。このときのスリット内の磁界の状況を第３（！！に図
示する。３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄは、永久磁石
２ａ、　　２ｂ、　　２ｃ、　　２ｄ、３ａ、３ｂ、３
ｃ、３ｄによる磁束で、主どして隔壁の形成に寄与する
。３２ａ、３２ｂ、３２Ｃは、磁気ヘッド４ａ、４ｂ、
４ｃによる磁束。

３３ａ。３３ｂ、３３ｃは、磁気ヘッド５ａ、５ｂ、、
５ｃによる磁束で、磁束３２　ａ、　　３３　ａより磁
束３２ｂ、３３ｂの方が大きく、磁束３２ｃ。

３３ｅはそれよりさらに大きいものとして図示した。第
２図との対比から分かるように、このような磁気ヘッド
の配置におｌ・−ては、磁束が大きいほどインク吐出口
は小さくなる。その結果として、噴射するインクの径が
変わるため、ドツト変調ができる。

第４図は、他の実施例を説明するためのもので、磁気ヘ
ッドに代えてスタイラス状の電磁石９ａ。

９ｂ、９ｃ、　　−−−１０ａ、１０ｂ、　　１０ｃｍ
・・を用いたものである。第５図は、その場合の磁束分
布の状態を模式的に図示したものであり、磁性流体は、
この磁束に沿って保持される。電磁石９ａ、１０ａによ
る磁束に対して、電磁石９ｂ。

１０ｂによる磁束の方が、さらに電磁石９Ｃ１１０ｃに
よる磁束の方が大きいものとして図示した。

第４図９　第５図とも、その他の符号は、第１図乃至第
３図と同様な部分は同じ符号を付した。

また、第６図に示すように、非使用時においては、制御
信号回路に接続された制御用の磁気ヘッド、あるいは、
電磁石のかわりに永久磁石６１ａ。

６１ｂ、６１ｃ、−＝　　６２ａ、６２ｂ、６２Ｃ９・
・・をスリット板１ａ、ｌｂの上下に配置することがで
きる。そうすると、スリット開口部は磁性流体で覆われ
、キャッピングができ、インクの乾燥を防止することが
できる。これらの永久磁石は、同様な磁束分布を示す電
磁石によっても同様に実施できる。キャッピング用に電
磁石を用いる場合は、制御用の磁気ヘッドまたは電磁石
に接近してこれを設ければ、非使用時に制御用の磁気ヘ
ッドまたは電磁石を移動させる必要がない。

さらに、隔壁形成用の永久磁石も電磁石を用いることが
できる。適当な表面張力の磁性流体とインクを用いると
、キャッピング用の電磁石を一旦励磁して磁性流体でス
リット開口部を覆うと、その後励磁電流を切っても、磁
性流体をその状態に保持できる。さらには、キャッピン
グ用の電磁石を用いないでも、磁界が存在しない状態で
、磁性流体によりキャッピングを行なうことができる。

第７図は、隔壁形成用の電磁石でキャッピングを行なう
方法である。非使用時に該電磁石を９０度回転させるこ
とにより、キャッピング用の磁石を省略できる。

磁性流体の保持に関しては、表面張力の問題だけでなく
、スリットの幅や、スリットの長さ方向に直角な断面形
状にも考慮を払う必要があり、先端部に行くほど狭くな
る形状を選定することもできる。

（発明の効果）以上説明したように、本発明によれば、スリットの先端
に磁性流体を保持し、該磁性流体の保持と、その保持形
状を磁束により制御する磁性流体保持手段を設けたこと
により、インク吐出口の面積を磁束を変化させることで
変えることが出来、噴出するインク滴のサイズを変調す
ることが出来る。そのことから、インク滴の大きさを変
えた階調表現が可能になる。

また、さらに、非使用時に前記磁束を変化させることで
、インク吐出口の面積をゼロにして、スリット先端全面
を磁性流体で閉ざすことが出来、非使用時のインクの乾
燥を防止することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１１！１．　　第２図は、本発明の一実施例を説明す
るための正面図、第３図は、その説明図、第４図は、他
の実施例の正面図、第５図は、その説明図、第６図は、
キャッピング作用を説明するための正面図、第７図は、
キャッピング作用を説明する他の実施例の斜視図、第８
図は、インクジェットプリンターの概略図である。ｌａ、ｌｂ・・・・・・非磁性のスリット板、１１ａ。１１ｂ、ｌｌｃ、ｌｉｄ、　　・・・・・・・・・磁性
流体、２ａ、　　２ｂ、　　２ｃ、　　・−−３ａ、　
　３ｂ、　　３ｃ。・・・・・・・・・永久磁石、４ａ、　　４ｂ、　　４
ｃ、　　・・・５　ａ、５　ｂｒ　　５　Ｃ１・・・・
・・・・・磁気ヘッド、８・・・・・・制御信号発生回
路、１２ａ、１２ｂ、１２ｅ。・・・・・・・・・インク吐出口。特許出願人　富士ゼロックス株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

インクを保持するスリットを形成する一対のスリット板
と、該インクを該スリットから選択的に飛翔させる飛翔
エネルギー印加手段とを具備するインクジェット記録ヘ
ッドにおいて、前記スリット板を非磁性とし、前記スリ
ットの先端に保持した磁性流体と、前記磁性流体を保持
する磁性流体保持手段と、前記磁性流体の保持形状を磁
束により制御する磁性流体制御手段とを具備し、該磁性
流体を磁束により制御することにより隔壁を含むインク
吐出口を形成することを特徴とするインクジェットプリ
ントヘッド。