JPH0422641A

JPH0422641A - インクジェット記録ヘッド

Info

Publication number: JPH0422641A
Application number: JP12846990A
Authority: JP
Inventors: Kunio Nakamura; 中村　邦雄; Kaoru Tomii; 冨井　薫
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1990-05-17
Filing date: 1990-05-17
Publication date: 1992-01-27

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小　を記録指示信号に応じて吐出させて
、記録媒体上にドツトを形成し、文字、図形等を印刷す
るオンデマンド型のインクジェット記録ヘッドに関する
ものである。

従来の技術従来、インク記録技術の一手段であるインクジェット記
録ヘッドに関しては、いろいろな方式が考案されている
が、オンデマンド型インクジェット記録ヘッドにおける
インク吐出のための手段としては、磁力により弾性体を
変位させ、その変位によりインクを吐出する方式が知ら
れている。この方式は、吐出力が強いので、吐出ノズル
径を小さくする必要がなく、吐出ノズルの目詰り等が皆
無に近く、微細な磁気コイルを弾性体上に形成できるか
ら、多吐出ノズル化あるいは吐出ノズルのラインヘッド
化が可能であるなどの利点を有している。即ち、第３図
は特開平１−２８３１５２号公報に開示された同方式の
インクジェット記録ヘッドの吐出ノズルの断面図であっ
て、同記録ヘッドのインク室内には磁気コイル付弾性体
１１が設置され、外部電磁コイル１２によって形成され
るＮ極１９、Ｓ極２０の磁気力で該弾性体１１が変位さ
れる。したがって、弾性体１１の変位時の圧力によって
、インク室内のインク１３が、吐出ノズル１４から、イ
ンク小滴１６として吐出される。

発明が解決しようとする課題しかしながら、前述した従来の記録ヘッドにあっては、
粘度の高いインク１３が収容された室の左右で大きくた
わむように、弾性体１１を変位させるので、弾性体１１
の繰返し荷重による疲労が大きく、耐久性に限界がある
。また、前記外部電磁コイル１２はインク１３の流体抵
抗に充分に対向できる力で弾性体１１を駆動しなければ
ならないから、構造の小型化が難しく、消費電力消費も
大きくなる。さらに、弾性体１１の変位スペースをもっ
たインク室を必要とするので、記録ヘッドの小型化に限
界がある等の課題がある。

本発明の目的は、前述したような従来の課題に鑑み、イ
ンク吐出手段の耐久性を向上し、微細な多吐出ノズル化
やフルマルチライン化を実現できるインクジェット記録
ヘッドを得るにある。

課題を解決するための手段この目的を達成するため、本発明は、加圧されたインク
が導かれるインク通路を吐出ノズルに連通した状態で形
成し、同インク流路の吐出ノズルの近傍に、信号電流が
供給される駆動用コイルにより弁体な開閉する電磁開閉
弁を設置することを提案するものである。

作用このようなインクジェット記録ヘッドによると、インク
が加圧状態で導かれろインク流路中の電磁開閉弁を閉状
態にすると、吐出されるインクが遮断され、また同電磁
開閉弁を開状態にすると、吐出ノズルからインクを吐出
できるから、電磁開閉弁の開閉動作のみで、インク吐出
を制御することができる。

実施例以下、第１図及び第２図を用いて本発明の実施例を詳細
に説明する。

第１図は本発明の第１実施例によるインクシェフ）記録
ヘッドであり、ヘンド１の前面に形成される吐出ノズル
２は、吐出ノズル２と同一の径のインク流路３に連通さ
せである。そして、これらのインク流路３はインク加圧
手段４に連通しているけれども、これらのインク加圧手
段４は、ピエゾ素子で駆動される加圧板により加圧され
て、複数の吐出ノズル２に対して、同時にインク吐出圧
力を加えることができる。

そして、各インク流路３の途中には、前記吐出ノズル２
に寄った位置に電磁開閉弁５が設置されている。これら
の電磁開閉弁６は対応するインク流路３と連通ずる球状
の弁室６を有するもので、これらの弁室６の内部に回転
可能な球状の弁体７がそれぞれ設置される。前記各弁体
７は中心にインク流路３と同一の径の弁ポート７ａを有
し、これらの弁ポー）７ａはその一端がＮ極でかつ他端
がＳ極に分極された磁性体で作っである。また、前記弁
室６を取囲む室８の内部には、前記各弁体７を回転駆動
する２種類の駆動コイル９．１０が設置される。

即ち、前記駆動コイル９．１ｏのうちの駆動コイル９は
インク流路３に沿った左右方向に巻かれるもので、イン
ク流路３と直交する方向にＮ、　Ｓの磁極を形成する。

また、残る各駆動コイル１゜は駆動コイル９と直交する
ように上下方向に巻かれるから、インク流路３と同一方
向にＮ、Ｓの磁極を形成することになる。したがって、
これらの駆動コイル９．１０に選択的に信号電流を印加
することにより、電磁開閉弁６を開閉動作して吐出ノズ
ル２からの吐出の状態を制御できる。

次に、第１実施例によるインクジェット記録ヘッドは、
以上に述べたような構造であるから、電磁開閉弁６に信
号電流を印加するだけで、文字や画像を記録できる。即
ち、インク加圧手段４による加圧でインク流路３にはイ
ンクＡが常に導かれているから、電磁開閉弁６の駆動コ
イル９に信号電流を印加すると、インク流路３と直交す
る方向に磁極が形成され、この磁力で磁性体の弁体７は
弁ポー）７ａの両端の磁極が同一方向に向くように吸引
される。この場合、弁体７は球状弁であるため、その−
側面にインクＡが加圧力が作用しても、その圧力は弁体
７の中心に向うので、低トルクで弁体７を回転できる。

この結果、弁体７は駆動コイル９の電磁吸引力により回
転され、第１図（ｂ）のようにインク流路３に対し弁ポ
ー）７ａｄ；直交した閉状態に動作し、吐出ノズル２か
ものインクＡの吐出が阻止される。

また、駆動コイル１ｏに信号電流を印加してインク流路
３と同一方向に磁極を形成すると、弁体７の弁ポート７
ａｄ’インク流路３と同方向を向くように回転してイン
ク流路３と連通ずる。このため、第１図（ａ）のように
電磁開閉弁６が開状態となり、インク流路３の加圧され
たインクＡがインク小滴Ｂとなって吐出ノズル２から吐
出し、記録媒体上にドツトとして付着し文字、図形等が
印刷されることになる。

前述したように、図示例の電磁開閉弁６は僅かな磁力で
回転できるが、駆動コイル９．１ｏの電力消費はかなり
の値となるけれども、駆動コイル９．１ｏはアルミニウ
ムと銅の合金薄膜で形成して微細化することが可能であ
る。つまり、このような薄膜化駆動コイル９．１０によ
ると、例えば４００ＤＰＩラインプリンタの６０μｍの
吐出ノズルピッチに対し、全ての吐出ノズルごとに弁体
７、駆動コイル９．１ｏを設置することができる。

また、前述したように弁体７は球状に形成されるので容
易に回転するが、弁室６及び弁体７の表面にフッ素系樹
脂を被覆すると、更に摩擦係数が低減するので、弁体７
の回転性能をより改善できろ。また、インク流路３の表
面にもフッ素樹脂被膜を形成すると、インクの腐食によ
る記録ヘッドの材質劣化の防止効果も得られる。

第２図は本発明の第２実施例によるインクジェット記録
ヘッドであり、この実施例にあっては、空気圧によりイ
ンクが吐出される。即ち、ヘッド１に形成されるインク
流路３には更に空気流路１１が連通され、この空気流路
１１に対しては空気加圧手段１２から加圧空気が導かれ
ている。また、前記各空気流路１１には、第１図につい
て説明した電磁開閉弁と全く同一の構成の電磁開閉弁６
が設置されている。したがって、これらの電磁開閉弁５
が開放すると、空気流路１１の加圧空気Ｃの圧力がイン
ク流路３のインクＡに作用するから、同インクＡは吐出
ノズル２からインク小滴Ｂとなって吐出されることにな
る。

なお、第２の実施例の電磁開閉弁６はインクと非接触状
態で用いられるが、弁体７等を磁性材料粉末とフッ素樹
脂との混合物にすることで、回転摩擦抵抗を軽減できる
。

発明の効果以上のように、本発明のインクジェット記録ヘッドにお
いては、機械的なたわみ動作ではなく、電磁開閉弁の開
閉でインク吐出を行なうので、繰返し荷重による疲労等
の問題がなくなって耐久性が大幅に向上する。また、用
いる電磁開閉弁は球状弁体による回転式であるため、小
型で駆動力を低減することができ、吐出ノズルピッチの
狭い場合にも適用できる。そして、本発明のインクジェ
ット記録ヘッドは、信号電力の消費が少なく、駆動コイ
ルは薄膜により微細化でき、フルアルチヘノドのライン
プリンタへの適用が可能になる。さらに、本発明におい
ては、電磁開閉弁の弁室や弁体の表面にフッ素樹脂被膜
を施すと、摩擦係数の低下により信号電力低減を図るこ
とができ、高速化が可能になり、耐摩擦性も向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例によるインクジェット記録
ヘッドを示し、（ａ）はインク吐出状態を、（ｂｌはイ
ンク遮断状態を示す断面図、第２図は本発明の第２実施
例によるインクシエンド記録ヘッドの第１図（ａ）相当
断面図、第３図は従来のインクジェット記録ヘッドの断
面図である。１・・・ヘッド、２・・・吐出ノズル、３・・・インク
流路、６・・・電磁開閉弁、７・・・弁体、９．１ｏ・
・・駆動コイル０

Claims

【特許請求の範囲】

（１）加圧されたインクが導かれるインク通路を吐出ノ
ズルに連通した状態で形成し、同インク流路の吐出ノズ
ルの近傍に、信号電流が供給される駆動用コイルにより
弁体を開閉する電磁開閉弁を設置したことを特徴とする
インクジェット記録ヘッド。
（２）電磁開閉弁は、インク流路と連通した球状弁室の
内部に回転自在に設置された弁ポートを有する磁性体の
球状弁体であり、前記弁室の外側に弁体を開閉状態に回
転駆動する駆動コイルが配置された請求項１記載のイン
クジェット記録ヘッド。
（３）電磁開閉弁の弁室並びに弁体の表面にフッ素樹脂
皮膜を施し、駆動用コイルを薄膜構成する請求項２記載
のインクジェット記録ヘッド。
（４）吐出ノズルと連通したインク流路のノズル近傍に
、加圧室弁が導入される弁室流路を形成し、同弁室流路
中に駆動用コイルで弁体を開閉状態に駆動する電磁開閉
弁を設置するインクジェット記録ヘッド。