JPH02265751A - インクジェットヘッド - 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】 産業上の利用分野 本発明は、常温で固体状のインクを加熱溶融し、低粘度
の液状インクにして吐出させ記録媒体上に画像を形成す
る所謂ホットメルト型インクジェットヘッドに関する。

従来の技術 従来、オンデマンド型インクジェットヘッドにおけるイ
ンク吐出のだめのエネルギー発生手段として、ピエゾ素
子を用いた圧電型トランスジューサが用いられている。

又、固体から液体へ相移転させたインクを用いる所謂ホ
ットメルト型インクジェット、例えば、ＵＳＰ４，６３
１，５５７号明細書や特開昭６２−７３９５３号公報等
に開示されているインクジェットヘッドにはこの圧電型
トランスジユーサが用いられている。

これらのホットメルト型インクジェットに用いられるイ
ンクの融点は５０℃以上であり、ヘッド動作時にはイン
クを８０〜１２０℃位まで加熱し、吐出に適した粘度に
下げて使用している。

第５図はこの従来の圧電トランスジューサを用いた、単
室構造型ホットメルトインクジェットヘッドの基本構成
を示す断面図である。

第５図において、インクジェットヘッド１は、金属また
は金属のような熱導伝性の良い材料で構成されており、
このヘッド１に隣接して加熱手段２が具備されている。

図示していないプリンタに電源を投入すると、１ず、加
熱手段２が通電され、発生した熱エネルギーはヘッド１
全体に伝導し、ヘッド１内に溜められたインク３が溶融
する。そして、一定時間経過後、ヘッド１全体が熱平衡
に達し、動作可能状態となる。このような高温状態にな
った後、金属ダイヤフラム４にピエゾ板５を接着した圧
電トランスジューサに画像信号６が印加されると、ピエ
ゾ板５が画像信号６に応じて変位し、これに呼応してイ
ンク３が吐出し、インクジェットヘッドとしての機能が
発揮されるものである。

発明が解決しようとする課題 しかし、このように、プリンタの電源をオン−オフする
毎に、ヘッドの加熱冷却を繰り返すと、金属ダイヤフラ
ム４とピエゾ板５の接着面は、両者の熱膨張係数の差か
ら生ずる熱ストレスを繰り返し受け、圧電トランスジュ
ーサの劣化が促進されることになる。また、インクジェ
ットヘッドに使用する電気機械結合係数の大きいピエゾ
材料のキューリー点は４００℃以下のものが多く、この
ため、長時間高温にさらされると材料自体が劣化する等
ヘッドの寿命が縮まる。

本発明は、従来技術のこのような課題である熱によるト
ランスジユーサの劣化を防止することを目的とする。

課題を解決するだめの手段 本発明は、固体インクを液体インクに相移転するホット
メルト型インクジェットヘッドにおいて、圧電型トラン
スジューサの代わりに、永久磁石と電磁石を用いた電磁
型トランスジー−サを備えることにより上記目的を達成
する。

作用 本発明の構成によれば、インクジェット記録装置の電源
をオン、オフする際、熱膨張係数の違いによりトランス
ジューサ部へのストレスを除去するとともに、キューリ
ー点の高い永久磁石を使用することによって熱そのもの
による材料の劣化を防止でき、ホットメルト型インクジ
ェットヘッドの寿命を延長できるものである。

実施例 以下に、本発明の実施例について図面を参照しながら説
明する。

第１図は、本発明におけるインクジェットヘッドの一実
施例を示す断面図である。

同図に“おいて、１はプリンタのインクジェットヘッド
、２はヒータを内蔵する加熱手段である。

３は常温で固体状の固体インク、４は永久磁石型のダイ
ヤフラム、５はプリンタ用信号である。６は信号５が流
れるコイル、７はそのコイル６を貫通する磁心で、コイ
ル６および磁心７で電磁石を構成する。８はインク３を
溜めているインク室、９はインク３が飛び出すインクノ
ズル、１ｏはインク室８へのインクの流入路である。

第１図において、インクジェットヘッド１は、固体イン
ク３を収納するインク溜部とインク滴発生部が一体構造
となっている。インクジェットヘッド１に隣接して加熱
手段２が具備されている。

図示されていないプリンタの電源が投入されると、まず
、加熱手段２に電力が投入され発熱する。そして、加熱
手段２に隣接した、金属又は金属のように熱導伝性のよ
い材料でつくられたヘッド構成部材に伝わシ、前記ヘッ
ド構造部材を加熱しながら、かつ、内部の固体インク３
を加熱溶融し、インク流入路１０を通ってインク室８に
充満する。さらに加熱は続けられ、一定時間抜図示して
いない温度制御回路の働きによってインクジェットへノ
ドＩは一定温度に保たれる。なお、ここでは熱の放散を
防ぐための断熱材等の構成要素は図示を省略している。

しかる後、プリンタは記録動作に移り、永久磁石でつく
られたダイヤフラム４に近接して固定された磁心７に巻
回されたコイル６に画像信号電流が印加される。ダイヤ
フラＡ４の磁極方向は厚み方向を向き、また磁心７の磁
極方向は軸方向を向き、上記ダイヤフラム４の磁極方向
と同じである。

すると、磁心７は電磁石となり磁心の両端に磁極Ｎ、Ｓ
がつくられる。この時、磁心７の前記ダイヤフラム４の
側の端部の磁極を、ダイヤフラム４の空気と接する側の
磁極（例えばＳ極）　と同じ磁極（Ｓ極）になるように
、信号電流５を流す。

すると、ダイヤフラム４のＳ極と磁心５のＳ極は反発し
合う。磁心７　（コイル６も）はヘッド１構造体に固定
されているため、この反発力はダイヤフラム４に作用し
、ダイヤフラム４をインク室８側に湾曲させる。それに
よりてインク室８内に急な圧力上昇が生じ、インクノズ
ル９よりインク滴が吐出される。次に、信号電流５をオ
フすると磁心７の磁極は消えるため、ダイヤフラム４は
自身の弾性で元に復帰する。また、その際、インク流入
路１０よりインク室８にインク３が補給される。

なお、ダイヤフラム４が元に復帰する際、減衰振動が大
きく生じると、吐出に悪影響を及ぼすので、それを防止
するため信号電流を第２図に示すような信号電流波形に
する。すなわち、吐出に際しては急な圧力上昇が必要な
ため、電流を急に立ち上げ、復帰時には磁力の強度を緩
やかに立ち下げ、ダイヤフラム４がゆっくりと戻るよう
にするため、電流の立ち下げを緩やかに行うようにする
。これにより、インク吐出の安定化を妨げるダイヤフラ
ム４の減衰振動を除去できる。

このように、ダイヤフラム４はコイル６に印加される信
号電流５に応じて動作し、インクジェットヘッドとして
の機能を果たす。

次に、第３図は、本発明にかかる他の実施例で、前記永
久磁石製のダイヤフラム４の代わりに、非磁性体のダイ
ヤフラム４に永久磁石１１を接着しかつダイヤフラム４
と永久磁石１１の熱膨張係数が同程度の金属材料とした
ものを用いている。その他の構成および動作は前述した
第１図の場合と同様であるので説明は省略する。

第４図は、本発明にかかる他の実施例で、第３図におけ
る永久磁石製ダイヤフラム４と永久磁石ＩＩが一体構造
になっているものである。その他の構成および動作は前
述した各実施例と同一である。

発明の効果 以上述べたように本発明のインクジェットヘッドは、電
磁型トランスジューサを用いるので、従来の圧電トラン
スジューサを用いたホントメルト型インクジェットヘッ
ドのような熱ストレスに起因するヘッドの劣化を防止し
、長期間安定な吐出特性を維持することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる一実施例のインクジェットヘッ
ドを示す断面図、第２図は同実施例の信号電流波形の波
形図、第３図及び第４図は本発明の他の実施例の断面図
、第５図は従来のインクジェットヘッドの断面図である
。 １・・・ヘッド、２・・・加熱手段、３・・・インク、
４・・・ダイヤフラム、６・・・コイル、７・・・磁心
、８・・・インク室、９・・・インクノズル、１０・・
・インク流入路、１１・・・永久磁石。 第１図 代理人の氏名　弁理士　粟野　１孝　ほか１名第 図 第 ｔ（ｌｌｉ！！ｌＷ′１） 第 第５０ ７６コイル

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）インク室内のインクに圧力を加える加圧手段と、
   前記加圧手段を信号に応じて駆動する電磁石とを具備し
   たことを特徴とするインクジェットヘッド。
2. （２）加圧手段がダイヤフラムであり、このダイヤフラ
   ムの全部又は一部が永久磁石からなることを特徴とする
   請求項１記載のインクジェットヘッド。
3. （３）固体インクを収納するインク溜部と、前記インク
   溜部に連通するインク室と、前記インク室に隣接し少な
   くとも一部が永久磁石であるダイヤフラムと、信号に応
   じて前記ダイヤフラムを駆動する電磁石と、前記固体イ
   ンクを加熱する加熱手段とを具備したことを特徴とする
   インクジェットヘッド。