JPS5840509B2 - inkjet gun - Google Patents
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- JPS5840509B2 JPS5840509B2 JP53058276A JP5827678A JPS5840509B2 JP S5840509 B2 JPS5840509 B2 JP S5840509B2 JP 53058276 A JP53058276 A JP 53058276A JP 5827678 A JP5827678 A JP 5827678A JP S5840509 B2 JPS5840509 B2 JP S5840509B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、インクをノズルから噴射して記録紙等に所要
の記録を行なう装置に用いられるインクジェットガンに
係り、特にそのノズル及び加圧室の構造に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an inkjet gun used in a device that performs desired recording on recording paper or the like by ejecting ink from a nozzle, and particularly to the structure of its nozzle and pressurizing chamber.
ノンインパクト記録装置として、インクジェットガンか
ら微小なインク滴を噴射して記録紙上lこ文字等の記録
を行なう装置はすでに公知である。2. Description of the Related Art As a non-impact recording device, a device that records characters such as letters on recording paper by ejecting minute ink droplets from an inkjet gun is already known.
従来のこの種の装置に用いられているインクジェットガ
ンは、加圧ポンプで加圧されたインクをノズルから超音
波振動を与えつつ噴射してインク滴列を発生するもので
ある。An inkjet gun used in a conventional device of this type generates an array of ink droplets by ejecting ink pressurized by a pressure pump from a nozzle while applying ultrasonic vibrations.
ノズルから継続的lこ噴射されるインク滴は、記録を行
なう時はそのまま記録紙上に到達させるが、記録を行な
わない時は静電界をかけて偏向させ記録紙上に到達させ
ないようにしている。Ink droplets continuously ejected from a nozzle are allowed to reach the recording paper as they are when recording is being performed, but when not recording, an electrostatic field is applied to deflect the ink droplets so that they do not reach the recording paper.
このような装置では、ノズルから噴射されるインクのう
ち、記録に関与しないインクの量は記録に関与するイン
クの量の3〜10倍にもなるため、記録に関与しないイ
ンクは回収して再使用するようにしている。In such devices, of the ink ejected from the nozzles, the amount of ink that is not involved in recording is 3 to 10 times the amount of ink that is involved in recording, so ink that is not involved in recording must be collected and recycled. I'm trying to use it.
しかし、インクを回収して再使用すると、インクが空気
に触れて変質したり、インクに塵埃が混入したりするた
め、ノズルが詰まり易く、装置の信頼性を高めることが
困難であった。However, if the ink is collected and reused, the ink may be exposed to air and deteriorate in quality, or dust may be mixed into the ink, making the nozzle easily clogged, making it difficult to improve the reliability of the device.
最近、このような欠点を改善したものとして、圧力パル
ス制御方式のインクジェットガンが提案されている。Recently, a pressure pulse control type inkjet gun has been proposed as an inkjet gun that overcomes these drawbacks.
このインクジェットガンは、ノズルとそのノズルに連通
ずるインク加圧室とそのインク加圧室の壁の外側(こ貼
り付けられた電歪振動子等を有し、電歪振動子にパルス
電圧を印加すると、その部分のインク加圧室の壁が変形
してその中のインクがインパルス状(こ加圧され、この
ときインク中に発生する圧力進行波によりノズルからイ
ンク滴が噴射されるようになっている。This inkjet gun has a nozzle, an ink pressurizing chamber that communicates with the nozzle, and an electrostrictive vibrator attached to the outside of the wall of the ink pressurizing chamber, and a pulse voltage is applied to the electrostrictive vibrator. Then, the wall of the ink pressurizing chamber in that area deforms and the ink inside is pressurized in an impulse-like manner, and the traveling pressure wave generated in the ink at this time causes ink droplets to be ejected from the nozzle. ing.
したがって、この方式のインクジェットガンは、電歪振
動子に印加するパルス電圧を制御することにより、記録
時のみインクを噴射することができるから、上記した欠
点を改善できるだけでなく、電歪振動子(こよる加圧室
の壁の変形が復旧する過程でインク溜めよりインクを加
圧室内に吸込むことができるので、インクの加圧ポンプ
が不要となり、装置を小型化できる利点がある。Therefore, this type of inkjet gun can eject ink only during recording by controlling the pulse voltage applied to the electrostrictive vibrator. Since ink can be sucked into the pressurizing chamber from the ink reservoir during the process of recovery from the deformation of the wall of the pressurizing chamber, there is no need for an ink pressurizing pump, and there is an advantage that the apparatus can be made smaller.
さらに、インクジェットガンのノズルの形状を適切に定
めること(こより、インク滴を定まった方向に飛行させ
ることができるから、このようなノズルを多数配列すれ
ば、インク滴を静電界等により偏向させることなく、所
要の記録を行なうこともできる。Furthermore, the shape of the nozzle of the inkjet gun must be determined appropriately (this allows the ink droplets to fly in a fixed direction, so if a large number of such nozzles are arranged, the ink droplets can be deflected by an electrostatic field, etc.). It is also possible to perform the necessary recording without having to do so.
圧力パルス制御方式のインクジェットガンは、このよう
に種々の利点を有するものであるが、本発明者等の研究
によれば、次のような理由により、ノズルの形状をきわ
めて高精度tこ仕上げなければならないことが明らかと
なった。The pressure pulse control type inkjet gun has various advantages as described above, but according to research by the present inventors, it is necessary to finish the nozzle shape with extremely high precision for the following reasons. It became clear that this was not the case.
(1)一般に、細管内にあるインク中の圧力進行波はイ
ンクの管壁粘着性の影響を受は易く、管壁において渦流
が発生すると、粘着流の剥離が発生し、インクの流れが
管内で蛇行するため、インクの飛行方向が一定しない。(1) In general, the pressure traveling waves in the ink inside the tube are easily affected by the stickiness of the ink on the tube wall, and when a vortex is generated on the tube wall, separation of the sticky flow occurs, and the flow of ink inside the tube is The direction of ink flight is not constant because the ink meanders.
このため、ノズルの内壁面はきわめて平滑であることが
要求される。Therefore, the inner wall surface of the nozzle is required to be extremely smooth.
(2)インクの管壁粘着流は、圧力進行波の進行速度と
ノズルの流路断面積との関係で定まる特定の条件Iこ対
し不安定となる。(2) The flow of ink that adheres to the tube wall becomes unstable under a specific condition I determined by the relationship between the traveling speed of the pressure traveling wave and the cross-sectional area of the flow path of the nozzle.
特に、インクの流れる方向に関して流路断面積が一定で
ない場合には、ノズルの内壁の一部に沿った流れが発生
し易く、やはりインクの飛行方向が一定しない。In particular, when the cross-sectional area of the flow path is not constant with respect to the direction in which the ink flows, a flow tends to occur along a part of the inner wall of the nozzle, and the direction of flight of the ink is also not constant.
このため、ノズルは流路断面積が一定で且つ一直線にな
るようtこ形成しなければならない。For this reason, the nozzle must be formed so that the cross-sectional area of the flow path is constant and is in a straight line.
(3)ノズル先端から噴出するインク滴は、ノズル先端
部におけるインクの表面張力に逆らって噴出するため、
そのインク滴の大きさはノズル先端の断面積に大きく左
右される。(3) Since the ink droplets ejected from the nozzle tip are ejected against the surface tension of the ink at the nozzle tip,
The size of the ink droplet largely depends on the cross-sectional area of the nozzle tip.
したがって、インク滴により記録される各々の点の面積
を所定の範囲内tこ揃えるためEこは、各ノズルの先端
の断面積の偏差をできるだけ小さくしなければならない
。Therefore, in order to equalize the area of each point recorded by ink droplets within a predetermined range, the deviation in the cross-sectional area of the tip of each nozzle must be made as small as possible.
(4)電歪振動子の駆動によって加圧室内のインクに発
生した圧力進行波はノズル側とインク供給側の両方に伝
幡するので、加圧室からノズル先端に至る流体インピー
ダンスと加圧室からインク溜めに至る流体インピーダン
スとの比によってもノズルから噴出するインク滴の大き
さが左右される。(4) The pressure traveling wave generated in the ink in the pressurizing chamber by driving the electrostrictive vibrator propagates to both the nozzle side and the ink supply side, so the fluid impedance from the pressurizing chamber to the nozzle tip and the pressurizing chamber The size of the ink droplet ejected from the nozzle also depends on the ratio of the fluid impedance from the ink to the ink reservoir.
したがって、各ノズルから噴出するインク滴の大きさの
偏差を小さくするため(こは、各ノズルの流体インピー
ダンスを一定にすること、即ちノズルの断面積と長さを
一定にすることが必要である。Therefore, in order to reduce the deviation in the size of ink droplets ejected from each nozzle, it is necessary to make the fluid impedance of each nozzle constant, that is, to make the cross-sectional area and length of the nozzle constant. .
本発明の目的は、上記のような課題を解決し、ノズルの
内壁面が高度に平滑で、直線性が高く、断面積が長手方
向に一定で、しかも製作が容易なインクジェットガンを
提供するにある。An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and provide an inkjet gun in which the inner wall surface of the nozzle is highly smooth, has high linearity, has a constant cross-sectional area in the longitudinal direction, and is easy to manufacture. be.
この目的を達成するため、本発明は、表面が(100)
面である単結晶からなる基板の表面上に、2つの側壁が
インク噴射方向に平行な(111)面からなり一端が基
板の側面にインク噴射口として開口するノズル用■字形
溝と、2つの側壁が溝底部中心(こ向かって傾斜する(
111)面からなり溝開口幅は前記ノズル用■字形溝の
溝開口幅より広くかつ溝深さが前記ノズル用■字形溝の
溝深さよりも深い加圧室用溝とをエツチングにより形成
し、前記基板の表面に、前記ノズル用■字形溝及び加圧
室用溝の溝開口部を覆うように、蓋板を取付けてノズル
及び加圧室を形成したことを特徴とする。To achieve this objective, the present invention proposes that the surface is (100)
On the surface of the substrate made of a single crystal which is a plane, there is a ■-shaped groove for a nozzle, the two side walls of which are made of (111) planes parallel to the ink ejection direction, and one end of which is opened as an ink ejection port on the side surface of the substrate; The side wall is tilted towards the center of the groove bottom (
111) forming a pressurizing chamber groove by etching, which is made of a surface, has a groove opening width wider than the groove opening width of the ■-shaped groove for the nozzle, and has a groove depth deeper than the groove depth of the ■-shaped groove for the nozzle; The present invention is characterized in that a cover plate is attached to the surface of the substrate so as to cover the groove openings of the square-shaped groove for the nozzle and the groove for the pressurizing chamber, thereby forming the nozzle and the pressurizing chamber.
以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細lこ説明す
る。Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
第1図は本発明の一実施例tこ係るインクジェットガン
を示す。FIG. 1 shows an inkjet gun according to an embodiment of the present invention.
1は基板、2は蓋板、3は電歪振動子である。1 is a substrate, 2 is a cover plate, and 3 is an electrostrictive vibrator.
基板1(こは所定形状の溝が形成されており、これに蓋
板2が被さることにより、インク溜め4、絞り通路5、
加圧室6、ノズル7が形成されている。A substrate 1 (in which a groove of a predetermined shape is formed, and by covering this with a cover plate 2, an ink reservoir 4, a throttle passage 5,
A pressurizing chamber 6 and a nozzle 7 are formed.
蓋板2の各加圧室6に相当する部分の表面lこは、それ
ぞれ電歪振動子3が設置されており、各電歪振動子3と
蓋板2とは導電膜からなる共通電極8を介して接合され
ている。An electrostrictive vibrator 3 is installed on the surface of the portion of the cover plate 2 corresponding to each pressurizing chamber 6, and each electrostrictive vibrator 3 and the cover plate 2 are connected to a common electrode 8 made of a conductive film. are connected via.
各電歪振動子3の表面には、それぞれ個別電極9が固着
されている。Individual electrodes 9 are fixed to the surface of each electrostrictive vibrator 3, respectively.
また、蓋板2のインク溜め4に相当する部分には、その
インク溜め4にインクを導入するパイプが取付けられて
いる。Further, a pipe for introducing ink into the ink reservoir 4 is attached to a portion of the cover plate 2 corresponding to the ink reservoir 4.
パイプ10を通ってインク溜め4に供給されたインクは
、絞り通路5を通って加圧室6内に入り、その内部に充
満する。Ink supplied to the ink reservoir 4 through the pipe 10 enters the pressurizing chamber 6 through the throttle passage 5 and fills the inside thereof.
他方、共通電極8は定電位に保持され、個別電極9には
記録指令に応じて選択的tこパルス電圧が印加される。On the other hand, the common electrode 8 is held at a constant potential, and a selective pulse voltage is applied to the individual electrodes 9 in response to a recording command.
すると、パルス電圧が印加された個別電極9に対応する
電歪振動子3が変形し、この変形がその部分の蓋板2に
伝わって対応する加圧室6内のインクにインパルス状の
圧力を加える。Then, the electrostrictive vibrator 3 corresponding to the individual electrode 9 to which the pulse voltage was applied is deformed, and this deformation is transmitted to the lid plate 2 in that part, applying impulse-like pressure to the ink in the corresponding pressurizing chamber 6. Add.
これにより、加圧室6内のインクには圧力進行波が発生
し、この圧力進行波の一方の絞り通路5のインピーダン
スにより弱められてインク溜め4に達し、他方はノズル
7内を通り、その先端からインクを噴出させるように作
用する。As a result, a pressure traveling wave is generated in the ink in the pressurizing chamber 6, and one of the pressure traveling waves is weakened by the impedance of the throttle passage 5 and reaches the ink reservoir 4, while the other one passes through the nozzle 7 and reaches the ink reservoir 4. It works by ejecting ink from the tip.
インクジェットガンは入路上記のようなものであるが、
この実施例では、基板1がシリコン単決晶で横取されて
いる。The inkjet gun is as described above,
In this embodiment, the substrate 1 is made of single crystal silicon.
このシリコン単結晶は図におけるX軸とY軸が互lこ直
交する<110>軸となるように選定され、且つX−Y
軸面(上下面)が単結晶の(100)面となるように選
定されている。This silicon single crystal is selected so that the X and Y axes in the figure are <110> axes that are orthogonal to each other, and
The axial planes (upper and lower surfaces) are selected to be the (100) plane of the single crystal.
このようにすると、単結晶の(111)面はY軸に平行
で、且つX−Y軸面に対し、約54゜の角度で交わるこ
とになる。In this way, the (111) plane of the single crystal is parallel to the Y axis and intersects the XY axis at an angle of about 54°.
基板1に形成されたノズル7用のV字形溝と、加圧室6
用の台形溝はその2つの側面がそれぞれ(111)面で
横取されている。A V-shaped groove for the nozzle 7 formed in the substrate 1 and a pressurizing chamber 6
The two sides of the trapezoidal groove used for this purpose are each crossed by (111) planes.
(111)面は他の結晶面に比べ水酸化すI−IJウム
、水酸化カリウム、ヒドラジンの如きアルカリ系溶液に
よるエツチング速度がきわめて遅く、(100)面をア
ルカリ系溶液でエツチングすると、(111)面で規制
された■字形の溝を得ることができる。The etching speed of the (111) plane with an alkaline solution such as I-IJ hydroxide, potassium hydroxide, or hydrazine is extremely slow compared to other crystal planes, and when the (100) plane is etched with an alkaline solution, the (111 ) It is possible to obtain a ■-shaped groove regulated by the surface.
このV字形溝の上端の幅はフォトエツチングの際のフォ
トレジストの間隙で定まり、きわめて精度の高いもので
ある。The width of the upper end of this V-shaped groove is determined by the gap between the photoresists during photoetching, and is extremely accurate.
また、V字形溝の深さは(100)面と(111)面の
なす角度(約54°)と上端の幅とで定まるから、これ
も精度がきわめて高い。Further, since the depth of the V-shaped groove is determined by the angle (approximately 54°) formed by the (100) plane and the (111) plane and the width of the upper end, this is also extremely accurate.
またエツチングによって表われた(111)面はきわめ
て平滑で直線性が高い。Furthermore, the (111) plane revealed by etching is extremely smooth and has high linearity.
さらに、各ノズル7の長さをそろえるためには、通常の
半導体素子の切断に用いられるダイシング装置によりノ
ズル先端部のX−2面を切断すればよく、この装置を用
いれば±0.01〜±0.03mm程度の精度で所定部
分を切断することができるから、ノズル7の長さの偏差
もきわめて小さくできる。Furthermore, in order to make the length of each nozzle 7 the same, it is sufficient to cut the X-2 plane of the nozzle tip using a dicing device used for cutting ordinary semiconductor devices. Since the predetermined portion can be cut with an accuracy of approximately ±0.03 mm, the deviation in the length of the nozzle 7 can also be extremely small.
以上のように、この実施例では、基板1に形成されたノ
ズル7用のV字形溝がエツチングにより露出した2つの
(111)面によって横取されているので、ノズルの精
度が通常の切削加工あるいは結晶方位依存性のないエツ
チング加工等により形成されたものに比べ飛躍的に向上
し、所期の目的を達成することができる。As described above, in this embodiment, the V-shaped groove for the nozzle 7 formed in the substrate 1 is intercepted by the two (111) planes exposed by etching, so the nozzle accuracy is higher than that of the normal cutting process. Alternatively, the desired purpose can be achieved with a dramatic improvement over those formed by etching or the like without dependence on crystal orientation.
なお、基板1&こ形成されるイック溜め4、絞り通路5
用の溝も、ノズル7、加圧室6用の溝と同時にエツチン
グにより形成することができる。In addition, the intake reservoir 4 and the throttle passage 5 formed on the substrate 1 &
The grooves for the nozzle 7 and the pressurizing chamber 6 can also be formed by etching at the same time.
また、基板1と蓋板2とは接着剤を用いることなくアノ
−ディックボンディング(静電接合)により一体化する
ことがノズル7の精度を確保する上で好ましい。Further, in order to ensure the accuracy of the nozzle 7, it is preferable that the substrate 1 and the cover plate 2 be integrated by anodic bonding (electrostatic bonding) without using an adhesive.
その場合は、蓋板2として、シリコンにアノ−ディック
ボンディング可能な硼硅酸ガラスを用いるとよい。In that case, it is preferable to use borosilicate glass, which can be anodically bonded to silicon, as the cover plate 2.
また、上記実施例では、ノズルが4個配列されたものに
ついて説明したが、この数は任意に選定でき、もちろん
1個の場合もある。Further, in the above embodiment, an arrangement in which four nozzles are arranged has been described, but this number can be arbitrarily selected, and of course, it may be one nozzle.
また、ノズルや加圧室等は基板の片面Iこのみ形成した
が、これらは基板の両面に形成することもでき、そのよ
うにすると、ノズルの密度を高めることが可能となる。Further, although the nozzles, pressurizing chambers, etc. are formed only on one side of the substrate, they can also be formed on both sides of the substrate, and by doing so, it becomes possible to increase the density of the nozzles.
また、ノズルや加圧室等を基板の片面にのみ形成すると
きは、電歪振動子を蓋板ではなく基板の裏側に取り付け
ることもできる。Further, when a nozzle, a pressurizing chamber, etc. are formed only on one side of the substrate, the electrostrictive vibrator can be attached to the back side of the substrate instead of the cover plate.
この場合、その電歪振動子の一方の電極を金とすれば、
その電歪振動子を金シリコン共晶半田により約400℃
程度の低温で基板に接合でき、しかもシリコ71体が導
体であるため共通電極を設ける必要がないという利点が
ある。In this case, if one electrode of the electrostrictive vibrator is gold,
The electrostrictive vibrator is heated to approximately 400℃ using gold-silicon eutectic solder.
It has the advantage that it can be bonded to a substrate at a relatively low temperature, and since the silicon 71 body is a conductor, there is no need to provide a common electrode.
次に、基板1にノズル7用のV字形溝と加圧室6用の台
形溝を形成する方法を第2図を参照して説明する。Next, a method of forming a V-shaped groove for the nozzle 7 and a trapezoidal groove for the pressurizing chamber 6 in the substrate 1 will be explained with reference to FIG.
まず、前述のような結晶方位のシリコン単結晶からなる
基板1を用意する。First, a substrate 1 made of silicon single crystal with the crystal orientation as described above is prepared.
この図では、紙面に対し垂直方向が<110>軸、この
基板の上下面が(ioo)面である。In this figure, the direction perpendicular to the plane of the paper is the <110> axis, and the top and bottom surfaces of this substrate are the (ioo) planes.
この基板1を例えば800〜1200℃程度の水蒸気雰
囲気中に置き、表面に熱酸化膜11を形成する(Aの状
態)。This substrate 1 is placed in a steam atmosphere at, for example, about 800 to 1200° C., and a thermal oxide film 11 is formed on the surface (state A).
熱酸化膜11の厚さはエツチング深さの0.3%程度あ
れば充分である。It is sufficient that the thickness of the thermal oxide film 11 is approximately 0.3% of the etching depth.
次に、熱酸化膜11の上面全面に周知の方法でフォトレ
ジストを塗布し、それを写真乾板を介して露光し、現像
を行ねい、フォトレジストパターン12を得る。Next, a photoresist is applied to the entire upper surface of the thermal oxide film 11 by a well-known method, exposed through a photographic plate, and developed to obtain a photoresist pattern 12.
(Bの状態)。次に、フォトレジストパターン12の間
に露出している熱酸化膜11をフッ酸水溶液等により除
去し、シリコンの露出部1a、1dを得、その後フォト
レジスト12を取り去る(Cの状態)。(State B). Next, the thermal oxide film 11 exposed between the photoresist patterns 12 is removed using a hydrofluoric acid aqueous solution or the like to obtain exposed silicon portions 1a and 1d, and then the photoresist 12 is removed (state C).
このような状態にある基板1を、例えば5〜40%、8
0℃の水酸化カリウム溶液中においてエツチングする。The substrate 1 in such a state is, for example, 5 to 40%, 8
Etch in potassium hydroxide solution at 0°C.
これにより、前記露出部1a、Idのエツチングが進行
するが、(111)面のエツチング進行速度ハ(100
)面(7)(−t’L(7)0.3〜0.4%程度テす
るため、前記露出部1a、1dの各端部からは基板1の
上面(これは前述のように(100)面である)に対し
t a n −’ V/T(約54°)の角度をなす(
111)面が現われ、結局、エツチングにより形成され
る溝1b、1e’l!’)形状は台形状となる(Dの状
態)。As a result, the etching of the exposed portions 1a and Id progresses, but the etching progress speed of the (111) plane increases (100
) surface (7)(-t'L(7)) Since the surface (-t'L(7)) is about 0.3 to 0.4%, the upper surface of the substrate 1 (which is 100) plane) which makes an angle of tan −' V/T (approximately 54°)
111) surfaces appear, and eventually grooves 1b, 1e'l! are formed by etching. ') The shape becomes trapezoidal (state D).
さらにエツチングを進めると、幅のせまい方の溝1bは
2つの(1’ll)面によって規制されたV字形溝1c
となり、幅の広い方の溝1eはこの■字形溝1cより深
い台形溝1f(又はV字形溝)となる(Eの状態)。As the etching progresses further, the narrower groove 1b becomes a V-shaped groove 1c regulated by two (1'll) planes.
Therefore, the wider groove 1e becomes a trapezoidal groove 1f (or V-shaped groove) deeper than the ■-shaped groove 1c (state E).
このV字形溝1cの精度について考察すると、まず、熱
酸化膜11の端部の下側における、いわゆるアンダカッ
トはきわめて小さく、純度の高い水酸化カリウムを使用
した場合、(100)面のエツチング深さの0.2φ程
度でしかない。Considering the accuracy of this V-shaped groove 1c, firstly, the so-called undercut on the lower side of the end of the thermal oxide film 11 is extremely small, and when high-purity potassium hydroxide is used, the etching depth of the (100) plane The diameter is only about 0.2φ.
したがって、■字形溝1cの幅Wは、フォトマスク乾板
の誤差を考慮tこ入れても±5μm程度の精度にできる
。Therefore, the width W of the ■-shaped groove 1c can be made accurate to about ±5 μm even if the error of the photomask dry plate is taken into consideration.
また、■字形溝1cの底部がなす角度は、(111)面
同志がなす角度(約72°)で決定される。Further, the angle formed by the bottom of the ■-shaped groove 1c is determined by the angle (approximately 72°) formed by the (111) planes.
■字形溝1cの深さdは1/JVwとなる。The depth d of the ■-shaped groove 1c is 1/JVw.
このように■字形溝1cの精度はきわめて高く、インク
ジェットガンの基板に形成されるノズル用の溝としてき
わめて好ましいものである。As described above, the precision of the ■-shaped groove 1c is extremely high, and it is extremely preferable as a groove for a nozzle formed on the substrate of an inkjet gun.
また、幅が狭く深さの浅いノズル7用のV字形溝と、幅
が広く深さの深い、つまり容積の大きい加圧室6用の台
形溝をエツチングにより同時に形成することができるの
で、その製作も容易である。Furthermore, the V-shaped groove for the nozzle 7, which is narrow and shallow, and the trapezoidal groove for the pressurizing chamber 6, which is wide and deep, that is, has a large volume, can be formed at the same time by etching. It is also easy to manufacture.
なお、台形溝1fは加圧室用のほか、絞り通路、インク
溜め用の溝としても好適である。Note that the trapezoidal groove 1f is suitable not only for the pressurizing chamber but also as a groove for a throttle passage and an ink reservoir.
上記実施例では、基板としてシリコン単結晶を用いた例
を説明したが、基板の材質としてはこれ以外にもシリコ
ン単結晶と同じ結晶構造を持つゲルマニウム単結晶等を
使用することも可能である。In the above embodiment, a silicon single crystal is used as the substrate, but other materials such as germanium single crystal having the same crystal structure as silicon single crystal may also be used as the substrate material.
以上説明したように、本発明によれば、ノズル用の溝を
、表面が(100)面である単結晶からなる基板の表面
上に、2つの側壁がインク噴射方向に平行な(111)
面からなり一端が基板の側面にインク噴射口として開口
するV字形溝として形成したので、直線性、平滑性が高
く、断面積が長手方向に一様な高精度のノズルを得るこ
とができる。As explained above, according to the present invention, a groove for a nozzle is formed on the surface of a single crystal substrate having a (100) surface, and two side walls are formed in a (111) plane parallel to the ink jetting direction.
Since the nozzle is formed as a V-shaped groove with one end opening as an ink ejection port on the side surface of the substrate, a highly accurate nozzle with high linearity and smoothness and a uniform cross-sectional area in the longitudinal direction can be obtained.
したがって、ノズルから噴射されるインク滴の大きさ及
び飛行方向が一様になり、正確な記録を行なうことが可
能となる。Therefore, the size and flight direction of the ink droplets ejected from the nozzle become uniform, making it possible to perform accurate recording.
また、幅が狭く深さの浅いノズル用のV字形溝と幅が広
く深さの深い加圧室用の台形溝(又はV字形溝)をエツ
チングにより同時に形成することができるので、その製
作も容易となる。In addition, the V-shaped groove for the narrow and shallow nozzle and the trapezoidal groove (or V-shaped groove) for the wide and deep pressure chamber can be formed at the same time by etching. It becomes easier.
さらに、加圧室用の溝は幅が広く深さが深いので、加圧
室の容積を大きくすることができ、したがって加圧室の
容積変化を大きくとってノズルでの流速を大きくするこ
とが可能となる。Furthermore, since the groove for the pressurization chamber is wide and deep, the volume of the pressurization chamber can be increased, and therefore the volume change of the pressurization chamber can be made large to increase the flow velocity at the nozzle. It becomes possible.
第1図は本発明の一実施例1こ係るインクジェットガン
を示す一部切開斜視図、第2図A−Eは本発明に係るイ
ンクジェットガンの製造工程の各過程を示す断面図であ
る。
1・・・・・・基板、2・・・・・・蓋板、3・・・・
・・電歪振動子、4・・・・・・インク溜め、5・・・
・・・絞り通路、6・・・・・・加圧室、7・・・・・
・ノズル。FIG. 1 is a partially cutaway perspective view showing an inkjet gun according to a first embodiment of the present invention, and FIGS. 2A to 2E are sectional views showing each step of the manufacturing process of the inkjet gun according to the present invention. 1...Substrate, 2...Lid plate, 3...
...Electrostrictive vibrator, 4...Ink reservoir, 5...
... Throttle passage, 6... Pressure chamber, 7...
·nozzle.
Claims (1)
る加圧室と、この加圧室の外側Iこ配置された電歪振動
子とを備えたインクジェットガンにおいて、表面が(1
00)面である単結晶からなる基板の表面上に、2つの
側壁がインク噴射方向に平行な(111)面からなり一
端が基板の側面にインク噴射口として開口するノズル用
■字形溝と、2つの側壁が溝底部中心に向かって傾斜す
る(111)面からなり、溝開口幅が前記ノズル用■字
形溝の溝開口幅より広くかつ溝深さが前記ノズル用■字
形溝の溝深さよりも深い加圧室用溝とをエツチングによ
り形威し、前記基板の表面に、前記ノズル用■字形溝及
び加圧室用溝の溝開口部を覆ってノズル及び加圧室を形
成するように、蓋板を取付けたことを特徴とするインク
ジェットガン。1 In an inkjet gun equipped with a nozzle for ejecting ink, a pressurizing chamber communicating with this nozzle, and an electrostrictive vibrator placed outside the pressurizing chamber, the surface is (1
On the surface of a single crystal substrate having a 00) plane, a ■-shaped groove for a nozzle having two side walls formed of a (111) plane parallel to the ink ejection direction and one end opening as an ink ejection port on the side surface of the substrate; The two side walls are composed of (111) planes inclined toward the center of the groove bottom, and the groove opening width is wider than the groove opening width of the ■-shaped groove for the nozzle, and the groove depth is greater than the groove depth of the ■-shaped groove for the nozzle. A deep pressurizing chamber groove is formed by etching, and a nozzle and a pressurizing chamber are formed on the surface of the substrate by covering the groove openings of the nozzle square groove and the pressurizing chamber groove. , an inkjet gun characterized by having a lid plate attached.
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53058276A JPS5840509B2 (en) | 1978-05-18 | 1978-05-18 | inkjet gun |
| US06/035,235 US4216477A (en) | 1978-05-10 | 1979-05-02 | Nozzle head of an ink-jet printing apparatus with built-in fluid diodes |
| NL7903559A NL7903559A (en) | 1978-05-10 | 1979-05-07 | NOZZLE OF AN NOZZLE INK PRINTING DEVICE. |
| DE19792918737 DE2918737A1 (en) | 1978-05-10 | 1979-05-09 | NOZZLE HEAD DEVICE FOR A COLOR JET PRINTING DEVICE |
| IT22537/79A IT1112551B (en) | 1978-05-10 | 1979-05-10 | INK JET PRINTING EQUIPMENT |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53058276A JPS5840509B2 (en) | 1978-05-18 | 1978-05-18 | inkjet gun |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54150127A JPS54150127A (en) | 1979-11-26 |
| JPS5840509B2 true JPS5840509B2 (en) | 1983-09-06 |
Family
ID=13079654
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP53058276A Expired JPS5840509B2 (en) | 1978-05-10 | 1978-05-18 | inkjet gun |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5840509B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5435772B2 (en) * | 1974-04-26 | 1979-11-05 | ||
| JPS567874B2 (en) * | 1974-05-10 | 1981-02-20 |
-
1978
- 1978-05-18 JP JP53058276A patent/JPS5840509B2/en not_active Expired
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS623979U (en) * | 1985-06-24 | 1987-01-10 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS54150127A (en) | 1979-11-26 |
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