JPH05177841A

JPH05177841A - インクジェットヘッド

Info

Publication number: JPH05177841A
Application number: JP30143691A
Authority: JP
Inventors: Michitoku Kuami; 道徳朽網; Akira Nakazawa; 明中沢; Hideyuki Kikuchi; 英幸菊地; Hiroshi Sasao; 浩笹生
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1991-11-18
Filing date: 1991-11-18
Publication date: 1993-07-20

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、インクジェットプリンタに適用さ
れるプリントヘッドに関し、目詰まり防止機構を備えた
小型，高信頼性のインクジェットヘッドを提供すること
を目的としている。【構成】本発明のインクジェットヘッドは、インクと
不溶の流体によって必要に応じノズル２１ａを覆い、イ
ンクの乾燥による該ノズル２１ａの目詰まりを防止する
目詰まり防止機構２２を備えている。目詰まり防止機構
２２は、ヘッド本体２１と一体に構成され、流体として
は磁性流体２３が用いられる。また、磁性流体２３は、
永久磁石２５に吸着，保持され、該永久磁石を上下に移
動させることによって、ノズル２１ａを密閉する位置と
ノズル２１ａを開放する位置とに位置決めされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インクジェットプリン
タに適用されるペリントヘッドに関するものである。

【０００２】インクジェットプリンタは、印刷媒体に非
接触なヘッドからインクの微小粒子を直接印刷媒体に吹
き付け記録を行うものであり、印刷媒体に対する制限が
少なくかつカラー化が容易に実現できるという特徴、さ
らには高速記録，低騒音という特徴を有している。

【０００３】

【従来の技術】これまで実用化されているインクジェッ
トプリンタ用のヘッドでは、そのノズルでのインクの蒸
発乾燥による目詰まりを防止する方式として、キャッピ
ング機構を設けている。このキャッピング機構は、ヘッ
ドと独立したプリンタの機構部（ホームポジション等）
に設けられるが、方式としては、密閉性の良いゴム等で
直接密閉するものと、狭い空間を持つキャップでノズル
部を密閉性良く覆うものとがある。

【０００４】図６は後者の方式の目詰まり防止用キャッ
ピング機構の概要を示す側面図で、図中、１はノズル２
を備えたヘッド、３はキャッピング機構である。キャッ
ピング機構３は、凹部（空間）４ａを持ったキャップ４
と、該キャップ４を案内するガイド５と、該キャップ４
をレバー６を介し付勢するばね７とを備え、キャップ４
の周縁には、ゴム等の弾性体８が張り付けられている。

【０００５】キャップ４は、該キャップ４と対向する位
置に移動したヘッド１のノズル２の周囲を、ばね７の付
勢力によって弾性体８を介し押圧し、これにより、ノズ
ル部は密閉される。なお、前者の場合は、キャップ４の
代わりに、密閉性の良いゴム等でノズル部を直接密閉す
る。

【０００６】このようなキャッピング機構を用いる従来
のインクジェットプリンタの構造概要を図７に示す。図
７において、１１はプラテン、１２はキャリッジであ
る。ヘッド１はキャリッジ１２に搭載され、キャリッジ
１２は、ガイドシャフト１３に案内されてプラテン１１
に沿い移動可能である。記録紙（記録媒体）１００はプ
ラテン１１を巻回して搬送され、該記録紙１００に対す
る印字は、キャリッジ１２とともに矢印Ａ方向に移動す
るヘッド１を所定時機に所定パターンで駆動し、所望の
ノズル２からインク粒子を噴射して記録紙１００に付着
させることによって行われる。Ｈはホームポジション
で、上述のキャッピング機構はここに設置される。

【０００７】また、図８は図７のインクジェットプリン
タの要部詳細を示す側面図で、プリントヘッド１へのイ
ンク供給は、インクタンク１４よりインクチューブ１５
を介し行われる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このインクジ
ェットプリンタに使用される従来の上記キャッピング方
式では、ノズル部分を完全に密閉することは不可能であ
る。また、密閉性を上げるには、キャップの圧着を行う
機構部を精度良く製作する必要があり、キャッピング機
構が高価かつ大きなものとなってしまう問題があった。
さらに、ノズル部に付着したごみ等をクリーニングする
ためには、ホームポジションに、キャッピング機構とは
別にワイパー機構を設ける必要があり、信頼性を確保す
る構機全体が大型かつ高価なものとなっている。

【０００９】本発明は、目詰まり防止機構を備えた小
型，高信頼性のインクジェットヘッドを提供することを
目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明では、プラテンに沿って走査動作を行うキャ
リッジに搭載されて移動し、少なくとも１個以上のノズ
ルからインク粒子を噴射して、記録媒体上に記録を行う
インクジェットヘッドにおいて、インクと不溶の流体に
よって必要に応じノズルを覆い、インクの乾燥による該
ノズルの目詰まりを防止する目詰まり防止機構を設けた
ことを特徴とする構成（第１の構成）とする。

【００１１】また、上記第１の構成のインクジェットヘ
ッドにおいて、目詰まり防止機構がヘッド側と一体に構
成されていることを特徴とする構成（第２の構成）とす
る。

【００１２】また、上記第１の構成または第２の構成の
インクジェットヘッドにおいて、目詰まり防止機構が、
必要に応じてかつ必要な回数だけノズル面を擦る動作を
行う機能を有することを特徴とする構成（第３の構成）
とする。

【００１３】また、上記第１の構成，または第２の構
成，または第３の構成のインクジェットヘッドにおい
て、流体によるノズルの密閉，開放の動作が、キャリッ
ジの走査動作と連動し、ヘッドがホームポジションに位
置している状態では、流体が自動的にノズルを覆う状態
となるようにしたことを特徴とする構成（第４の構成）
とする。

【００１４】また、上記第１の構成，または第２の構
成，または第３の構成のインクジェットヘッドにおい
て、液体の粘度が、１０〜３０００ｃｐの範囲にあるこ
とを特徴とする構成（第５の構成）とする。

【００１５】また、上記第１の構成，または第２の構
成，または第３の構成，または第４の構成，または第５
の構成のインクジェットヘッドにおいて、流体が磁性流
体であり、かつ該磁性流体に近接した永久磁石の動作に
よって該磁性流体によるノズルの密閉，開放が行われる
ようにしたことを特徴とする構成（第６の構成）とす
る。

【００１６】また、上記第１の構成，または第２の構
成，または第３の構成，または第５の構成のインクジェ
ットヘッドにおいて、流体が磁性流体であり、かつ該磁
性流体に近接した電磁石のオン，オフ動作によって該磁
性流体によるノズルの密閉，開放が行われるようにした
ことを特徴とする構成（第７の構成）とする。

【００１７】また、上記第６の構成，または第７の構成
のインクジェットヘッドにおいて、磁性流体が、少なく
ともマグネタイト粒子，界面活性剤，及び水と不溶の液
体から成ることを特徴とする構成（第８の構成）とす
る。

【００１８】また、上記第６の構成，または第７の構
成，または第８の構成のインクジェットヘッドにおい
て、磁性流体の溶媒が、パラフィン油，スピンドル油，
ポリエーテルの一種類またはこれら２種類以上の混合液
体から成ることを特徴とする構成（第９の構成）とす
る。

【００１９】

【作用】本発明では、上記のように、流体によりノズル
部を覆うことにより、簡単な手順でノズル部を外気と遮
断するものであり、かつこの流体は、使用するインクと
は溶け合わないよう選択構成されているため、インクが
密閉中に流体膜内に溶け出すことはなく、小型，高信頼
性のインクジェットヘッドを得ることができる。

【００２０】なお、第３の構成の場合は、目詰まり防止
機構が複数回ノズル面を擦る動作を行うため、従来方式
でキャッピング機構とは別途必要であったワイパー機能
をなくすことができる。

【００２１】流体は、粘度が１０〜３０００ｃｐの範囲
にあれば、ノズル部を密閉する機能を果たすことができ
る。

【００２２】

【実施例】以下、図１乃至図５に関連して本発明の実施
例を説明する。

【００２３】図１は本例のインクジェットヘッド２０の
概要を示す分解斜視図で、図中、２１はノズル２１ａを
備えたヘッド本体、２２はヘッド本体２１の前面に取り
付けられた目詰まり防止機構である。目詰まり防止機構
２２は、図２に詳細を示すように、磁性流体２３を上下
方向に移動可能に保持する流体保持板２４と、先端に永
久磁石２５を備えた支持板２６を上下動可能に支持し、
流体保持板２４と一体に結合された表面板２７とで構成
され、表面板２７は、ノズル形成領域に対向する窓２８
が形成されている。

【００２４】流体保持板２４及び表面板２７は、ステン
レスあるいはプラスチックで成型されている。また、目
詰まり防止機構２２の厚さｔは、ノズル面２１ｂから記
録紙までの距離が約１ｍｍであるのに対し、３００μｍ
程度であり、しかも、ノズル２１ａから噴出するインク
を通過させる窓２８が設けられているため、ヘッド本体
２１による印字は支障なく行われる。

【００２５】磁性流体２３は、各種のシール用の磁性流
体を用いることができる。一例として、マーポマグナＰ
Ｆ−３０２０（松本油樹性）は、パーフルオロポリエー
テルの溶媒にＭｎＺｎのフェライト粒子（マグネタイト
粒子）を分散したもので、粘度は２２００ｃｐであり、
ヘッド本体に使用する水溶性インク（例えば、水，ジエ
チレングリコール，染料から成る）に対して適した材料
である。

【００２６】ヘッド本体２１は、図３（Ａ）に示すよう
に、ノズル２１が形成されたノズル板３１と、圧力室イ
ンク流路，共通インク室等が形成された振動板部３２
と、圧力室に対向する圧電素子３３ａを備えた圧電素子
部３３と、圧電素子に電圧を印加して作動させる電極部
３４とを一体に接合して構成されている。図３（Ｂ）
は、ヘッド本体２１に対する目詰まり防止機構２２の接
合要領を示し、このようにして構成されたインクジェッ
トヘッドは、従来と同様にキャリッジに搭載して使用さ
れる。

【００２７】目詰まり防止機構２２の磁性流体２３は、
支持板２６の先端の永久磁石２５に吸着し、通常は図２
（Ａ）に示すようにノズル部（ノズル形成領域）の下方
に置してノズル面２１ｂに接している。この状態では、
ノズル２１ａから噴出するインクは、上述のように窓２
８を通り記録紙表面に付着して印字が行われる。

【００２８】ノズル面をキャッピングしたいときは、ヘ
ッドを搭載しているキャリッジをホームポジションに移
動させる。このホームポジションは、図４に示されるよ
うに印字領域の外側に設定される。すなわち、プラテン
１１に対し、印字用紙１００をセット可能な位置の外側
の領域である。キャリッジの移動とともに、ヘッドも図
４の鎖線の位置から矢印で示すように右端のホームポジ
ションに移動して、支持板２６に連結されている駆動軸
４１が装置側の突出部４２と係合し、駆動軸４１は復帰
用スプリング４３の付勢力に抗し所定量上昇する。従っ
て、支持板２６に支持された永久磁石２５がノズル２１
ａと対向するように位置付けられる。この状態では、磁
性流体２３は、図２（Ｂ）に示すように、永久磁石２５
とともに上方に移動してノズル部２１ａを覆って密閉す
る。

【００２９】この目詰まり防止機構２２を用いてキャッ
ピング動作の実験を行った結果、従来方式の目詰まり防
止機構と同様に、３ケ月放置後も目詰まりが発生しない
ことを確認した。さらに６ケ月の放置では、従来方式で
はノズル部の乾燥による目詰まりが認められたのに対
し、本発明のものでは目詰まりが発生していないことを
確認した。

【００３０】本実施例で使用する磁性流体としては、上
記以外の各種のシール用磁性流体、例えば、フェリコロ
イドＷ−３５（トーキン製）、マーポマグナＦＬ４０，
ＰＦ−１５２５，ＦＶ−５５，ＰＦ３０２０，ＭＬ−４
００（松本油脂製）等を用いることができる。流体の粘
度は１０〜３０００ｃｐの範囲にあれば、ノズル部を密
閉する機能として動作する。また、流体の溶媒として
は、水と不溶のスピンドル油，合成パラフィン油，アル
キルナフタリン，パーフルオロポリエーテル，ジエステ
ル等が使用され、必要に応じてこれらの混合溶媒を使用
することができる。

【００３１】さらに、マグネタイト粒子が良好に分散す
るために界面活性剤を添加する。溶媒の基本機能として
は、使用するインクに不溶であることが条件であり、使
用するインクの組成材料によって自由に選択することが
できる。

【００３２】上記実施例では、永久磁石の動作によって
磁性流体を制御しているが、磁性流体に近接した電磁石
のオン，オフ動作により該磁性流体によるノズルの密
閉，開放制御を行うこともできる。次に、その概要を図
５に基いて説明する。

【００３３】図５において、５０はインクジェットヘッ
ドで、ヘッド本体２１の前面に目詰まり防止機構５１を
取り付けて構成されている。目詰まり防止機構５１は、
磁性流体５２を上下方向に移動可能に保持する流体保持
板５３と、該流体保持板５３と一体に結合された表面板
５４と、電磁石５５とで構成されている。表面板５４に
は窓５６が形成され、電磁石５５は流体保持板５３に取
り付けられている。

【００３４】この場合、電磁石５５のコイルへ電流をオ
ン，オフ制御することにより、近接した磁性流体５２が
ノズル部を密閉または開放する動作を制御することがで
きる。電磁石５５のコイルへの電流オン，オフ制御は、
キャリッジ動作信号を受ける駆動制御部５７により駆動
回路部５８を介し行われる。すなわち、キャリッジの往
復動作を停止させる指示に従って、電磁石をオンにす
る。この場合、前例で必要としていた図４の手段は不要
である。また、ヘッドのノズル２１ａからインク噴射を
行なわないで、且つ用紙１００の搬送動作のみをプラテ
ンまたはピントラクタにより行なう場合、駆動制御５７
がその期間中電磁石をオンとし、ノズル部２１ａを密閉
しても良い。

【００３５】上述の説明では、流体として磁性流体を使
用したが、通常のインクに不溶の液体を用いても同様の
効果が得られる。この場合は、流体に密閉，開放の動作
を行わせる機構として加圧ポンプを用いることができ
る。

【００３６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、ヘ
ッド本体と一体の小型の目詰まり防止機構により磁性流
体等の流体に上下動作を行わせることによってノズルを
密閉，開放することができ、装置の小型化，信頼性向上
を実現することができる。また流体の上下動作を繰り返
すことによって、流体膜によりノズル面をクリーニング
することができるため、従来必要としていたノズル面ク
リーニング機構は不要になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例のインクジェットヘッドの概要
を示す分解斜視図である。

【図２】図１のインクジェットヘッドの作用説明図で、
図１（Ａ）はノズル開放状態を、図１（Ｂ）はノズル密
閉状態を、それぞれ示している。

【図３】本発明の実施例のインクジェットヘッドの構造
詳細説明図で、図３（Ａ）はヘッド本体部の斜視図、図
３（Ｂ）はインクジェットヘッドの斜視図である。

【図４】本発明の実施例の目詰まり防止機構によるノズ
ル部密閉動作説明図である。

【図５】本発明の実施例の他の目詰まり防止機構の概要
図である。

【図６】従来の目詰まり防止用キャッピング機構の概要
を示す側面図である。

【図７】従来のインクジェットプリンタの構造概要を示
す斜視図である。

【図８】図７のインクジェットプリンタの要部詳細を示
す側面図である。

【符号の説明】

１１プラテン１２キャリッジ２０，５０インクジェットヘッド２１ヘッド本体２１ａノズル２２，５１目詰まり防止機構２３，５２磁性流体２５永久磁石５５電磁石

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者笹生浩神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地富士通株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プラテンに沿って走査動作を行うキャリ
ッジに搭載されて移動し、少なくとも１個以上のノズル
からインク粒子を噴射して、記録媒体上に記録を行うイ
ンクジェットヘッドにおいて、インクと不溶の流体によって必要に応じ前記ノズルを覆
い、インクの乾燥による該ノズルの目詰まりを防止する
目詰まり防止機構を備えたことを特徴とするインクジェ
ットヘッド。
【請求項２】目詰まり防止機構がヘッド側と一体に構
成された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。
【請求項３】目詰まり防止機構が、必要に応じて複数
回数ノズル面を擦る動作を行う機能を有することを特徴
とする請求項１または請求項２記載のインクジェットヘ
ッド。
【請求項４】流体によるノズルの密閉，開放の動作
が、キャリッジの走査動作と連動し、ヘッドがホームポ
ジションに位置している状態では、流体が自動的にノズ
ルを覆う状態となるようにしたことを特徴とする請求項
１または請求項２または請求項３記載のインクジェット
ヘッド。
【請求項５】流体の粘度が、１０〜３０００ｃｐの範
囲にあることを特徴とする請求項１または請求項２また
は請求項３記載のインクジェットヘッド。
【請求項６】流体が磁性流体であり、かつ該磁性流体
に近接した永久磁石の動作によって該磁性流体によるノ
ズルの密閉，開放が行われるようにしたことを特徴とす
る請求項１または請求項２または請求項３または請求項
４または請求項５記載のインクジェットヘッド。
【請求項７】流体が磁性流体であり、かつ該磁性流体
に近接した電磁石のオン，オフ動作によって該磁性流体
によるノズルの密閉，開放が行われるようにしたことを
特徴とする請求項１または請求項２または請求項３また
は請求項５記載のインクジェットヘッド。
【請求項８】磁性流体が、少なくともマグネタイト粒
子，界面活性剤，及び水と不溶の媒体から成ることを特
徴とする請求項６または請求項７記載のインクジェット
ヘッド。
【請求項９】磁性流体の溶媒が、パラフィン油，スピ
ンドル油，ポリエーテルの一種類またはこれら２種以上
の混合液体から成ることを特徴とする請求項６または請
求項７または請求項８記載のインクジェットヘッド。