JP2002359981A - フレックステンショナル・トランスデューサおよびその形成方法 - Google Patents

フレックステンショナル・トランスデューサおよびその形成方法

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JP2002359981A JP2002077505A JP2002077505A JP2002359981A JP 2002359981 A JP2002359981 A JP 2002359981A JP 2002077505 A JP2002077505 A JP 2002077505A JP 2002077505 A JP2002077505 A JP 2002077505A JP 2002359981 A JP2002359981 A JP 2002359981A
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    • B41J2202/01Embodiments of or processes related to ink-jet heads
    • B41J2202/15Moving nozzle or nozzle plate

Abstract

(57)【要約】 【課題】 個々のフレックステンショナル・トランスデ
ューサの構造、および複数のフレックステンショナル・
トランスデューサの配列の設計上の自由度を高めること
ができるフレックステンショナル・トランスデューサを
提供する。 【解決手段】 その中に流体キャビティ(21、12
1、221)を画定される支持体(20、120、22
0)と、前記支持体によって支持され、間隔を置いて配
置される一対の縁部(33、33’、133、233)
と、その中に画定され、前記流体キャビティと流通する
オリフィス(31、131、231)とを有する可撓性
膜部(30、130、230)と、前記可撓性膜部と関
連付けられるアクチュエータ(40、140、240)
とを備え、該アクチュエータは、電気信号に応答して、
前記可撓性膜部を撓ませるように構成されるフレックス
テンショナル・トランスデューサ。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は全般に液滴イジェク
タに関し、より詳細には流動性材料の液滴を吐出するた
めのフレックステンショナル・トランスデューサおよび
その形成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】流動性材料の液滴を制御しながら吐出す
るために液滴イジェクタが開発されている。液滴イジェ
クタの一例には、フレックステンショナル・トランスデ
ューサが含まれる。図15および図16に示されるよう
に、従来のフレックステンショナル・トランスデューサ
90は、円柱体92と、オリフィス96を画定する円形
の可撓性膜94と、環状アクチュエータ98とを含む。
円柱体は、流動性材料の供給源を保持するための収容部
を画定し、円形の可撓性膜は、円柱体に固定される外周
縁部を有する。環状アクチュエータは、電圧が印加され
る際に変形する圧電性材料を含む。その場合に、圧電性
材料が変形すると、円形の可撓性膜が撓み、ある量の流
動性材料が収容部からオリフィスを通して吐出されるよ
うになる。
【0003】フレックステンショナル・トランスデュー
サの1つの応用形態は、インクジェットプリンティング
システムへの適用である。その場合に、インクジェット
プリンティングシステムは、印刷媒体上に画像を形成す
るために、オリフィスあるいはノズルを通してインク滴
を吐出する複数のフレックステンショナル・トランスデ
ューサを含む。画質を改善するための1つの方法は、画
像の解像度を高めることである。画像の解像度は、ドッ
ト/インチ(dots-per-inch)で測定される。それゆ
え、解像度を改善するためには、1インチ当たりのドッ
トの数を増加しなければならない。したがって、1イン
チ当たりのインク滴の数を増加しなければならない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】1インチ当たりのイン
ク滴の数を増加するための1つの方法は、プリントヘッ
ドの単位面積当たりのオリフィスあるいはノズルの数を
増加することである。それゆえ、インク滴を吐出するフ
レックステンショナル・トランスデューサの密度を高め
なければならない。それゆえ、固定されたインク滴サイ
ズの場合、フレックステンショナル・トランスデューサ
間の間隔、より具体的には、オリフィスあるいはノズル
間の間隔を減少しなければならない。従来のフレックス
テンショナル・トランスデューサは円柱形であるため、
フレックステンショナル・トランスデューサの配列、お
よび/またはその間の間隔は円柱形の形状によって制限
される。したがって、複数の従来のフレックステンショ
ナル・トランスデューサの密度を高めることは制限され
る。
【0005】したがって、本発明の目的は、個々のフレ
ックステンショナル・トランスデューサの構造、および
複数のフレックステンショナル・トランスデューサの配
列の設計上の自由度を高めることができるフレックステ
ンショナル・トランスデューサを提供することである。
より詳細には、本発明の目的は、コンパクトなアレイを
可能にし、それゆえ、複数のフレックステンショナル・
トランスデューサのオリフィスの密度を高めることがで
きるフレックステンショナル・トランスデューサを提供
することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の一態様はフレッ
クステンショナル・トランスデューサを提供する。フレ
ックステンショナル・トランスデューサは、その中に流
体キャビティを形成された支持体と、支持体によって支
持される可撓性膜部と、可撓性膜部に関連するアクチュ
エータとを備える。可撓性膜部は、間隔を置いて配置さ
れる一対の縁部と、その中に画定され、流体キャビティ
と流通するオリフィスとを有する。その場合に、アクチ
ュエータは、電気信号に応答して、可撓性膜部を撓ませ
るように構成される。
【0007】一実施形態では、流体キャビティは、流体
が可撓性膜部のオリフィスと流通するように、その中に
流体の供給源を保持するように構成される。一実施形態
では、可撓性膜部のオリフィスは、可撓性膜部が撓むの
に応じて、ある量の流体を吐出するように構成されるノ
ズルを画定する。
【0008】一実施形態では、可撓性膜部の間隔を置い
て配置される一対の縁部は概ね直線である。一実施形態
では、可撓性膜部の間隔を置いて配置される一対の縁部
は曲線をなす。
【0009】一実施形態では、流体キャビティは相対す
る側面を有し、可撓性膜部の一対の離隔した縁部は、流
体キャビティの相対する側面に従う。一実施形態では、
支持体は、流体キャビティの相対する側面を画定する、
相対する側壁を備える。一実施形態では、支持体の側壁
は概ね直線である。一実施形態では、支持体の側壁は曲
線をなす。一実施形態では、可撓性膜部の間隔を置いて
配置される一対の縁部は、支持体の側壁内に配置され
る。
【0010】一実施形態では、可撓性膜部の間隔を置い
て配置される一対の縁部は、可撓性膜部内の間隔を置い
て配置される一対のスリットによって形成される。一実
施形態では、間隔を置いて配置される一対のスリット
は、可撓性膜部を貫通する間隔を置いて配置される切込
みを含む。一実施形態では、間隔を置いて配置される一
対のスリットは、可撓性膜部内の間隔を置いて配置され
るチャネルを含む。
【0011】一実施形態では、可撓性膜部は、間隔を置
いて配置される一対の縁部間に延在する縁部を有する。
一実施形態では、可撓性膜部の縁部は、間隔を置いて配
置される一対の縁部に概ね垂直に向けられる。一実施形
態では、可撓性膜部の縁部は、可撓性膜部内のスリット
によって形成される。
【0012】一実施形態では、可撓性膜部は、流体キャ
ビティ上に片持ち支持される。一実施形態では、可撓性
膜部は、その中に複数のオリフィスを画定される。
【0013】一実施形態では、アクチュエータが、可撓
性膜部の側面に設けられ、可撓性膜部のオリフィスと支
持された端部との間に配置される。一実施形態では、ア
クチュエータは、第1のアクチュエータと第2のアクチ
ュエータとを含み、オリフィスが第1のアクチュエータ
と第2のアクチュエータとの間に配置されるようにす
る。一実施形態では、アクチュエータは圧電性材料を含
む。
【0014】本発明の別の実施形態は、フレックステン
ショナル・トランスデューサを形成する方法を提供す
る。その方法は、支持体内に流体キャビティを画定する
ステップと、支持体によって可撓性膜部を支持するステ
ップと、可撓性膜部の間隔を置いて配置される一対の縁
部を画定するステップと、可撓性膜部のオリフィスを流
体キャビティと流通させるステップと、アクチュエータ
を可撓性膜部と関連付けるステップとを含む。その場合
に、アクチュエータは、電気信号に応答して、可撓性膜
部を撓ませるように構成される。
【0015】本発明の別の態様は、流体の液滴を吐出す
る方法を提供する。その方法は、流体キャビティに流体
を供給するステップと、間隔を置いて配置される一対の
縁部と、その中に画定されるオリフィスとを有する可撓
性膜部を、オリフィスが流体キャビティと流通するよう
に流体キャビティ上に延在させるステップと、可撓性膜
部が撓む際に、可撓性膜部のオリフィスを通ってある量
の流体を吐出するために、流体キャビティに対して可撓
性膜部を撓ませるステップとを含む。
【0016】本発明の別の態様は、フレックステンショ
ナル・トランスデューサを提供する。フレックステンシ
ョナル・トランスデューサは、その中に流体キャビティ
を形成された支持体と、支持体によって支持され、その
中に流体キャビティと流通するオリフィスを画定される
可撓性膜部と、可撓性膜部に関連するアクチュエータ
と、アクチュエータに隣接するコンプライアント機構と
を備える。アクチュエータは、電気信号に応答して、可
撓性膜部を撓ませるように構成される。その場合に、コ
ンプライアント機構は、可撓性膜部を撓ませるのを容易
にする。
【0017】本発明は、流体の液滴を制御しながら吐出
するように構成されるフレックステンショナル・トラン
スデューサを提供する。フレックステンショナル・トラ
ンスデューサは、電気信号に応答して可撓性膜部を撓ま
せるアクチュエータを備える。可撓性膜部は、間隔を置
いて配置される縁部と、その中に画定され、可撓性膜部
を撓ませることにより、流体キャビティから流体を吐出
できるようにするオリフィスとを有する。さらに本発明
は、アレイに配列された複数のフレックステンショナル
・トランスデューサを含むフレックステンショナル・ト
ランスデューサアセンブリを提供する。
【0018】
【発明の実施の形態】以下に記載される好ましい実施形
態の詳細な説明において、好ましい実施形態の一部を構
成し、本発明が実施される場合がある特定の実施形態を
例示によって示す添付の図面が参照される。これに関し
て、「上部」、「底部」、「正面」、「背面」、「先
端」、「後端」などの方向に関する用語は、説明される
図面の向きに関連して用いられる。本発明の構成要素は
多数の異なる向きに配置されることができるため、方向
に関する用語は例示の目的で用いられ、限定するもので
はない。本発明の範囲から逸脱することなく、他の実施
形態が用いられる場合があり、構成的および論理的な変
更がなされる場合があることは理解されたい。それゆ
え、以下の詳細な説明は制限する意味に取られるべきで
はなく、本発明の範囲は添付の請求の範囲によって画定
される。
【0019】図1〜図5はフレックステンショナル・ト
ランスデューサ10の一実施形態を示す。フレックステ
ンショナル・トランスデューサ10は、流動性材料の液
滴を吐出する液滴吐出装置である。フレックステンショ
ナル・トランスデューサ10は、ドロップ・オン・デマ
ンド、および/または連続動作モードを含む場合があ
る。以下に記載されるように、一実施形態では、複数の
フレックステンショナル・トランスデューサ10が、フ
レックステンショナル・トランスデューサのアレイを形
成するように配列される。理解しやすくするために、以
下の説明では、フレックステンショナル・トランスデュ
ーサ10からの流体の吐出が参照される。ここで用いら
れる「流体」は、水、インク、血液あるいはフォトレジ
ストのような液体、あるいはタルカムパウダーのような
固体の流動性粒子を含む、任意の流動性材料を含むもの
と定義される。
【0020】一実施形態では、フレックステンショナル
・トランスデューサ10は、支持構造あるいは支持体2
0と、可撓性膜部30と、アクチュエータ40とを備え
る。支持体20は、その中に形成され、フレックステン
ショナル・トランスデューサ10のための流体の供給源
と流通する流体キャビティ21を有する。支持体20
は、流体キャビティ21の相対する側面23を画定す
る、相対する側壁22を含む。一実施形態では、流体キ
ャビティ21は概ね長方形である。その場合に、支持体
20の相対する側壁22は、概ね直線状の側壁である。
さらに、側壁22は概ね平行であり、流体キャビティ2
1の概ね平行な、相対する側面を画定する。
【0021】可撓性膜部30は、流体キャビティ21お
よび可撓性膜部30が流体収容部24を画定するよう
に、流体キャビティ21上に延在する。その場合に、流
体収容部24は、フレックステンショナル・トランスデ
ューサ10のための流体を保持あるいは収容する。以下
に記載されるように、可撓性膜部30が撓むことによ
り、流体収容部24から流体を吐出することができる。
したがって、流体収容部24は、フレックステンショナ
ル・トランスデューサ10の動作によって加圧される必
要はない。さらに、フレックステンショナル・トランス
デューサ10の動作のために、流体収容部24を完全に
封止する必要もない。
【0022】可撓性膜部30は、その中に画定され、流
体キャビティ21と流通するオリフィス31を有する。
その場合に、流体キャビティ21が流体を供給されると
き、流体がオリフィス31と流通する。可撓性膜部30
は、軸32と、一対の間隔を置いて配置された縁部33
とを含む。さらに、オリフィス31は、可撓性膜部30
の軸32に概ね垂直に向けられた軸34を有する。オリ
フィス31は、以下に記載されるように、可撓性膜部3
0が撓むのに応じて、流体キャビティ21からある量の
流体を吐出するためのノズルを画定する。
【0023】可撓性膜部30は、たとえば、可撓性を有
する薄いシリコンの層、あるいは可撓性の窒化シリコン
またはシリコンカーバイドの薄膜のような可撓性材料か
ら形成される。一実施形態では、支持体20および可撓
性膜部30は、たとえば、シリコンのような同種の材料
から形成される。その場合に、可撓性膜部30は、流体
キャビティ21にわたって延在する可撓性を有する薄い
シリコンの層によって形成される。
【0024】図1に示されるように、一実施形態では、
可撓性膜部30の間隔を置いて配置される縁部33は概
ね直線をなす。より具体的には、間隔を置いて配置され
る縁部33は概ね平行であり、軸32に概ね平行に向け
られる。その場合に、可撓性膜部30は概ね長方形であ
る。さらに、流体キャビティ21の相対する側面23は
概ね直線をなす。それゆえ、可撓性膜部30の間隔を置
いて配置される縁部33は、流体キャビティ21の相対
する側面23の外形に従う。その場合に、可撓性膜部3
0の間隔を置いて配置される縁部33は、流体キャビテ
ィ21の相対する側面23に概ね平行に向けられ、平面
図においてその側面23内に配置される。
【0025】一実施形態では、可撓性膜部30の間隔を
置いて配置される縁部33は、可撓性膜部30内の間隔
を置いて配置される一対のスリット35によって形成さ
れる。一実施形態では、スリット35は、可撓性膜部3
0の両側にある端部36と37との間に延在する、概ね
平行に間隔を置いて配置されるスリットである。スリッ
ト35によって、可撓性膜部30は、支持体20に対し
て、それゆえ流体キャビティ21に対して撓むことがで
きるようになる。
【0026】図2に示されるように、一実施形態では、
スリット35は、可撓性膜部30を貫通する、間隔を置
いて配置される切込み35aによって形成されるスルー
スリット(through-slit)である。その場合に、切込み
35aは、流体キャビティ21内の流体が切込み35a
を通って流出するのを防ぐために、ポリマーのような可
撓性材料あるいは薄膜で封止される場合がある。しかし
ながら、切込み35aは、流体キャビティ21内の流体
の表面張力あるいは粒子サイズに基づいて、流体が切込
み35aから流出するのを防ぐ幅で形成される場合もあ
る。切込み35aはたとえば、切込み35aがオリフィ
ス31より、流動に対して大きな抵抗力を示すように、
オリフィス31の直径より著しく狭くすることができ
る。
【0027】図3に示されるように、別の実施形態で
は、スリット35は、可撓性膜部30内に間隔を置いて
配置される溝あるいはチャネル35bによって形成され
る非スルースリットである。その場合に、チャネル35
bは、可撓性膜部30のより薄い材料からなる弱い領域
を形成する。チャネル35bは、たとえば、エッチング
などによって、可撓性膜部30の一部の厚みを低減する
ことにより形成される場合がある。支持体20に対し
て、可撓性膜部30を所望のように撓ませるために、チ
ャネル35bは、チャネル35bに沿ってさらに大きな
可撓性が達成されるように、切込み35aより幅広く形
成される場合がある。
【0028】可撓性膜部30の間隔を置いて配置される
縁部33が可撓性膜部30内のスリット35によって形
成される場合、可撓性膜部30は、間隔を置いて配置さ
れる縁部33間に延在する部分と、間隔を置いて配置さ
れる縁部33から横方向に設けられる部分とを含む。し
かしながら、スリット35の外側縁部は、間隔を置いて
配置される縁部33から横方向に設けられる可撓性膜部
30の部分が最小になるように、流体キャビティ21の
相対する側面23と位置合わせされる場合がある。さら
に、スリット35は、可撓性膜部30の間隔を置いて配
置される縁部33に沿って設けられる隙間によって形成
される場合もある。
【0029】一実施形態では、可撓性膜部30の両側に
ある端部36および37はいずれも支持体20によって
支持される。より具体的には、端部36および37は、
支持体20の側壁22に取り付けられる。したがって、
可撓性膜部30は、端部36および37において支持体
20にクランプ、あるいは固定されるビームを形成す
る。それゆえ、端部36および37は、可撓性膜部30
の支持および/または固定される端部を構成し、間隔を
置いて配置される縁部33は、たとえばスリット35に
よって形成されるような、可撓性膜部30の支持されな
い縁部を構成する。したがって、間隔を置いて配置され
る縁部33は支持体20によって支持されない。それゆ
え、可撓性膜部30は、全ての側面より少ない側面上に
支持される。その場合に、以下に記載されるように、ス
リット35によって、支持体20に対して可撓性膜部3
0を撓ませることができる。可撓性膜部30の両端部3
6および37が支持体20によって支持される場合、可
撓性膜部30の最大の撓みは、対称な撓みモード中にオ
リフィス31において生じる。
【0030】アクチュエータ40は、可撓性膜部30に
関連し、可撓性膜部30を撓ませるようにする。一実施
形態では、アクチュエータ40は、可撓性膜部30の流
体キャビティ21とは反対側に設けられる。より具体的
には、アクチュエータ40は、可撓性膜部30の流体キ
ャビティ21とは反対側に取り付けられるか、あるいは
形成される。その場合に、アクチュエータ40は、流体
キャビティ21内に収容される流体と直には接触しな
い。したがって、腐食あるいは電気的短絡のような、流
体に接触することによりアクチュエータ40が受ける任
意の潜在的な作用は回避される。アクチュエータ40
は、可撓性膜部30の流体キャビティ21とは反対側に
設けられるように示されるが、アクチュエータ40が可
撓性膜部30の流体キャビティ21に面する側に設けら
れる場合も、本発明の範囲内にある。
【0031】一実施形態では、アクチュエータ40は、
第1のアクチュエータ41と、第2のアクチュエータ4
2とを備える。第1のアクチュエータ41および第2の
アクチュエータ42はいずれも、可撓性膜部30の流体
キャビティ21とは反対側に取り付けられるか、あるい
は形成される。さらに、オリフィス31は、第1のアク
チュエータ41と第2のアクチュエータ42との間に配
置される。その場合に、第1のアクチュエータ41およ
び第2のアクチュエータ42は、オリフィス31の両側
に配置される。より具体的には、第1のアクチュエータ
41および第2のアクチュエータ42は、軸32に沿っ
て、可撓性膜部30の端部36とオリフィス31との
間、およびオリフィス31と端部37との間にそれぞれ
配置される。
【0032】一実施形態では、アクチュエータ40は、
電気信号に応答して、形状が変化する、たとえば伸長お
よび/または収縮する圧電性材料を含む。アクチュエー
タ40は、可撓性膜部30の軸32に沿った方向に伸長
および/または収縮することが好ましい。したがって、
電気信号に応答して、アクチュエータ40は、可撓性膜
部30に力を加え、可撓性膜部30が撓むことができる
ようにする。その場合に、オリフィス31は、可撓性膜
部30が撓む際に最大の撓みを達成する可撓性膜部30
の領域に配置される。圧電性材料の例には、酸化亜鉛、
あるいはチタン酸バリウム、ジルコン酸チタン酸鉛(P
ZT)、またはジルコン酸チタン酸鉛ランタン(PLZ
T)のような圧電セラミック材料がある。アクチュエー
タ40は、可撓性膜部30が動くか、あるいは撓むよう
にできる、静電、静磁および/または熱膨張アクチュエ
ータを含む任意のタイプの素子を含む場合があることは
理解されよう。
【0033】フレックステンショナル・トランスデュー
サ10のコンプライアント(compliant)機構は、支持体
20に対して可撓性膜部30を撓ませるのを容易にす
る。可撓性膜部30の間隔を置いて配置される縁部3
3、および可撓性膜部30内に間隔を置いて配置される
スリット35は、フレックステンショナル・トランスデ
ューサ10のコンプライアント機構の例を構成する。一
実施形態では、フレックステンショナル・トランスデュ
ーサ10のコンプライアント機構により、アクチュエー
タ40によって加えられた力に応じて、可撓性膜部30
が撓むようになる。したがって、フレックステンショナ
ル・トランスデューサ10のコンプライアント機構は、
アクチュエータ40に隣接して設けられる。
【0034】フレックステンショナル・トランスデュー
サ10のコンプライアント機構は、可撓性膜部30の縁
部33に沿って設けられる隙間、および/またはアクチ
ュエータ40によって加えられる力に応じて、撓むか、
あるいは曲がる可撓性膜部30の領域を含む場合があ
る。それゆえ、フレックステンショナル・トランスデュ
ーサ10のコンプライアント機構は、可撓性膜部30の
縁部33に沿って隙間を形成する、可撓性膜部30を貫
通する切込み35aと、可撓性膜部30の弾性あるいは
柔軟性領域を形成する、可撓性膜部30内のチャネル3
5bとを含む。
【0035】図5に示されるように、可撓性膜部30が
撓むとき、流体の液滴12が形成され、フレックステン
ショナル・トランスデューサ10のオリフィス31から
吐出される。可撓性膜部30は全ての側面より少ない側
面上で支持あるいは固定されるため、アクチュエータ4
0によって加えられる力により、可撓性膜部30は、図
15および図16に示されるような、全ての側面におい
て支持あるいは固定される従来のフレックステンショナ
ル・トランスデューサ90の相当する領域の円形可撓性
膜94よりも大きく変位することができる。したがっ
て、可撓性膜部30がより大きく変位する結果として、
オリフィス31を通過する液滴の吐出速度が速くなる。
図5に示される可撓性膜部30が撓む範囲は、本発明を
理解しやすくするために誇張して表現されていることは
理解されよう。
【0036】アクチュエータ40に周期的に電気信号を
加えることにより、可撓性膜部30は振動するようにな
る。可撓性膜部30は、ある共振周波数を有し、その場
合に、種々の共振振動モードで振動することができる。
可撓性膜部30は、最も低い次数、すなわちオリフィス
31において最大の撓みが生じる対称な共振振動モード
で振動することが好ましい。それゆえ、フレックステン
ショナル・トランスデューサ10は、所定の速度および
/または所定の間隔で流体の液滴12を吐出する。
【0037】可撓性膜部30が振動する周波数は、可撓
性膜部30の材料およびサイズに依存する。たとえば図
1〜図5に示されるような、可撓性膜部30が両側にあ
る端部36および37において支持される、1つの例示
的な実施形態では、最も低い次数、すなわち対称な共振
振動モードにおける可撓性膜部30の振動周波数(f)
と、可撓性膜部30の厚さ(t)と、可撓性膜部30の
長さ(l)との間の関係は、以下の式によって表され
る。 f=(7.6*10^3)t/l^2 (f:Hz、
t:μm、l:mm)
【0038】可撓性膜部30の厚さ(t)は可撓性膜部
30の表面に垂直な方向で測定され、可撓性膜部30の
長さ(l)は可撓性膜部30の軸32に沿って測定され
る。その場合に、その例示的な実施形態では、可撓性膜
部30の共振周波数(f)は、可撓性膜部30の幅とは
無関係である。可撓性膜部30の厚さ(t)は可撓性膜
部30の剛性を高め、それゆえ可撓性膜部30の変位を
変更するように厚くされる場合があることは理解されよ
う。したがって、たとえば所望のオリフィスサイズおよ
び/または液滴速度に合致するように、種々の変位を設
計することができる。
【0039】図6はフレックステンショナル・トランス
デューサ10の別の実施形態を示す。フレックステンシ
ョナル・トランスデューサ10’はフレックステンショ
ナル・トランスデューサ10と類似であるが、フレック
ステンショナル・トランスデューサ10’の可撓性膜部
30が、曲げられるか、あるいは曲線をなす、間隔を置
いて配置される縁部33’を含む点が異なる。より具体
的には、間隔を置いて配置される縁部33’は、可撓性
膜部30の端部36および37において収束し、軸32
および軸34に対して概ね対称になる。その場合に、可
撓性膜部30は概ね楕円形になる。
【0040】さらに、フレックステンショナル・トラン
スデューサ10’の流体キャビティ21の相対する側面
23は曲げられるか、あるいは曲面をなす。それゆえ、
可撓性膜部30の間隔を置いて配置される縁部33’
は、流体キャビティ21の相対する側面23に従う。そ
の場合に、可撓性膜部30の間隔を置いて配置される縁
部33’は、平面図において、流体キャビティ21の相
対する側面23内に配置される。離間して配置される縁
部33’は、上記と同様に、間隔を置いて配置されるス
リット35’によって形成される。
【0041】図7はフレックステンショナル・トランス
デューサ10の別の実施形態を示す。フレックステンシ
ョナル・トランスデューサ10’’はフレックステンシ
ョナル・トランスデューサ10と類似であるが、フレッ
クステンショナル・トランスデューサ10’’の可撓性
膜部30は、その中に複数のオリフィス31を形成され
る点が異なる。したがって、アクチュエータ40によっ
て可撓性膜部30を撓ませることにより、複数の液滴が
同時に生成される。オリフィス31は、フレックステン
ショナル・トランスデューサ10’’の軸34および/
または軸32に沿って、および/またはその周囲に、1
つあるいは複数の行をなして配列されることが好まし
い。その場合に、オリフィス31は、最大の撓みを達成
する可撓性膜部30の領域に配置される。可撓性膜部3
0内に形成されるオリフィス31の数、および/または
オリフィス31の行の数は変更される場合があることは
理解されよう。
【0042】図8は、フレックステンショナル・トラン
スデューサアセンブリ14の一部の一実施形態を示す。
フレックステンショナル・トランスデューサアセンブリ
14は液滴吐出装置を形成し、流動性材料の液滴を吐出
する複数のフレックステンショナル・トランスデューサ
10を備える。その場合に、フレックステンショナル・
トランスデューサアセンブリ14は、フレックステンシ
ョナル・トランスデューサ10のアレイを含む。したが
って、一実施形態では、フレックステンショナル・トラ
ンスデューサアセンブリ14は、その中に複数の流体キ
ャビティ21を画定する支持体20と、支持体20によ
ってそれぞれ支持される複数の可撓性膜部30と、複数
のアクチュエータ40とを備える。各アクチュエータ4
0は、上記のように、可撓性膜部30を撓ませ、流体の
液滴を吐出するように、1つの可撓性膜部30と関連す
る。
【0043】フレックステンショナル・トランスデュー
サ10のアレイを形成するために、個々のフレックステ
ンショナル・トランスデューサ10が互いに集団を形成
する場合も本発明の範囲内にある。その場合に、フレッ
クステンショナル・トランスデューサ10は、共通の支
持体20を共有しない。フレックステンショナル・トラ
ンスデューサ10のみがアレイとして配列されるように
示されるが、フレックステンショナル・トランスデュー
サアセンブリ14はフレックステンショナル・トランス
デューサ10’あるいは10’’のアレイを含む場合が
あることは理解されよう。
【0044】一実施形態では、フレックステンショナル
・トランスデューサアセンブリ14のフレックステンシ
ョナル・トランスデューサ10は、直線状のアレイに配
列される。その場合に、1つのフレックステンショナル
・トランスデューサ10のオリフィス31は、別のフレ
ックステンショナル・トランスデューサ、より具体的に
は、隣接するフレックステンショナル・トランスデュー
サ10のオリフィス31と位置合わせされる。さらに具
体的には、1つのオリフィス31の軸34が、隣接する
オリフィス31の軸34と位置合わせされる。したがっ
て、隣接するフレックステンショナル・トランスデュー
サ10のオリフィス31は、オリフィスの行16を形成
する。フレックステンショナル・トランスデューサアセ
ンブリ14のフレックステンショナル・トランスデュー
サ10は、直線状のアレイに配列されるように示される
が、以下に記載されるもののように、フレックステンシ
ョナル・トランスデューサ10が他のアレイに配列され
る場合も本発明の範囲内にある。
【0045】図9は、フレックステンショナル・トラン
スデューサアセンブリ14の別の実施形態を示す。フレ
ックステンショナル・アセンブリ114は複数のフレッ
クステンショナル・トランスデューサ110を含む。フ
レックステンショナル・トランスデューサ110は、支
持体120と、可撓性膜部130と、アクチュエータ1
40とを備える。支持体120はフレックステンショナ
ル・トランスデューサ10の支持体20と類似である。
その場合に、支持体120は、フレックステンショナル
・トランスデューサ10に関して上記したものと類似の
複数の流体キャビティ121を含む。
【0046】可撓性膜部130は、可撓性膜部30のオ
リフィス31に類似のオリフィス131を含む。その場
合に、オリフィス131は、フレックステンショナル・
トランスデューサ10に関して上記したものと同じよう
に、可撓性膜部130が撓むのに応じて流体キャビティ
121からある量の流体を吐出するためのノズルを形成
する。さらに、可撓性膜部130は、可撓性膜部30の
間隔を置いて配置される縁部33に類似の間隔を置いて
配置される一対の縁部133も含む。その場合に、一実
施形態では、間隔を置いて配置される縁部133は、ス
リット35に関して先に記載されたとの同じように、間
隔を置いて配置されるスリット135によって形成され
る。
【0047】しかしながら、可撓性膜部130は、間隔
を置いて配置される縁部133間に延在する縁部138
も有する。一実施形態では、縁部138は、可撓性膜部
130内に間隔を置いて配置されるスリット135の端
部間に延在するスリット139によって形成される。し
たがって、フレックステンショナル・トランスデューサ
10の可撓性膜部30が両端部36および37において
支持されるのに対して、フレックステンショナル・トラ
ンスデューサ110の可撓性膜部130は一方の端部1
36でのみ支持される。その場合に、フレックステンシ
ョナル・トランスデューサ110の可撓性膜部130
は、流体キャビティ121にわたって広がる、あるいは
延在するように、流体キャビティ121の一端部から片
持ち支持される。それゆえ、端部136は、可撓性膜部
130の支持端を構成し、端部137は、可撓性膜部1
30の遊端を構成する。
【0048】アクチュエータ140は、可撓性膜部13
0に関連し、可撓性膜部130を撓ませる。一実施形態
では、アクチュエータ140は、可撓性膜部130の流
体キャビティ121とは反対側に設けられ、より具体的
には、そこに取り付けられるか、あるいは形成される。
さらに、オリフィス131は、可撓性膜部130の遊端
137に隣接して設けられる。その場合に、アクチュエ
ータ140は、可撓性膜部130のオリフィス131
と、支持端136との間に配置される。
【0049】アクチュエータ140に電気信号が加えら
れるとき、アクチュエータ140は、その電気信号に応
答して、可撓性膜部130に力を加える。その場合に、
可撓性膜部130は、端部137において最大の撓みが
生じるように撓む。それゆえ、オリフィス131は、最
大の撓みを達成する可撓性膜部130の領域に配置され
る。したがって、アクチュエータ140に周期的に電気
信号を加えることにより、可撓性膜部130は、好まし
くは共振状態まで振動し、オリフィス131から流体の
液滴を吐出する。
【0050】一実施形態では、フレックステンショナル
・トランスデューサアセンブリ114のフレックステン
ショナル・トランスデューサ110は直線状のアレイに
配列される。その場合に、1つのフレックステンショナ
ル・トランスデューサ110のオリフィス131は、別
のフレックステンショナル・トランスデューサ110、
より具体的には、隣接するフレックステンショナル・ト
ランスデューサ110のオリフィス131と位置合わせ
される。さらに具体的には、1つのオリフィス131の
軸134は隣接するオリフィス131の軸134と位置
合わせされる。したがって、隣接するフレックステンシ
ョナル・トランスデューサ110のオリフィス131
は、オリフィスの行116を形成する。
【0051】図10は、フレックステンショナル・トラ
ンスデューサアセンブリ114の別の実施形態を示す。
フレックステンショナル・トランスデューサアセンブリ
114’はフレックステンショナル・トランスデューサ
アセンブリ114に類似であるが、フレックステンショ
ナル・トランスデューサ110は互い違いの直線状のア
レイに配列される点が異なる。その場合に、1つのフレ
ックステンショナル・トランスデューサ110のオリフ
ィス131は、別のフレックステンショナル・トランス
デューサ110、より具体的には、隣接するフレックス
テンショナル・トランスデューサ110のオリフィス1
31に対してオフセットされる。より具体的には、1つ
のオリフィス131の軸134は、隣接するオリフィス
131の軸134に対してオフセットされる。一実施形
態では、互い違いのフレックステンショナル・トランス
デューサ110のオリフィス131は、オリフィス11
6’の行を形成する。
【0052】図11は、フレックステンショナル・トラ
ンスデューサアセンブリ114の別の実施形態を示す。
フレックステンショナル・トランスデューサアセンブリ
114’’はフレックステンショナル・トランスデュー
サアセンブリ114と類似であるが、フレックステンシ
ョナル・トランスデューサ110が少なくとも2つのオ
フセットされた直線状のアレイに配列される点が異な
る。その場合に、1つのフレックステンショナル・トラ
ンスデューサ110のオリフィス131は、別のフレッ
クステンショナル・トランスデューサ110のオリフィ
ス131に対してオフセットされる。より具体的には、
1つの直線状アレイの1つのフレックステンショナル・
トランスデューサ110の軸132は、別の直線状アレ
イの別のフレックステンショナル・トランスデューサ1
10の軸132に対してオフセットされる。しかしなが
ら、1つのオリフィス131の軸134は、隣接するオ
リフィス131の軸134と位置合わせされる。一実施
形態では、隣接するフレックステンショナル・トランス
デューサ110のオリフィス131はオリフィスの第1
の行116を形成し、オフセットされたフレックステン
ショナル・トランスデューサ110のオリフィス131
はオリフィスの第2の行116’’を形成する。
【0053】フレックステンショナル・トランスデュー
サ110の2つの直線状アレイは同じ方向に向けられる
ように示されるが、フレックステンショナル・トランス
デューサ110が、他の形状に配列される場合も本発明
の範囲内にある。たとえば、オリフィスの行116’’
を形成するフレックステンショナル・トランスデューサ
110が、180°だけ回転される場合がある。こうし
て、フレックステンショナル・トランスデューサ110
は2つの反対側にある、オフセットされた直線状アレイ
を形成する。さらに、2つの直線状アレイが示される
が、フレックステンショナル・トランスデューサ110
によって形成される直線状アレイの数は変更される場合
がある。
【0054】図12は、フレックステンショナル・トラ
ンスデューサアセンブリ114の別の実施形態を示す。
フレックステンショナル・トランスデューサアセンブリ
114’’’はフレックステンショナル・トランスデュ
ーサ114に類似であるが、フレックステンショナル・
トランスデューサ110が放射状のアレイに配列される
点が異なる。その場合に、1つのフレックステンショナ
ル・トランスデューサ110のオリフィス131は、別
のフレックステンショナル・トランスデューサ110の
オリフィス131からオフセットされる。より具体的に
は、別のフレックステンショナル・トランスデューサ1
10のオリフィス131から放射状にオフセットされ
る。したがって、1つのフレックステンショナル・トラ
ンスデューサ110の軸132は、別のフレックステン
ショナル・トランスデューサ110の軸132と収束す
る。
【0055】一実施形態では、フレックステンショナル
・トランスデューサ110は、オリフィス131がフレ
ックステンショナル・トランスデューサアセンブリ11
4’’’の共通の点から所定の距離だけ放射線状に間隔
を置いて配置されるように放射線状に対称である。さら
に、フレックステンショナル・トランスデューサアセン
ブリ114’’’の可撓性膜部130の遊端137は、
支持端136の内側に向かって放射状に配置される。オ
リフィス131は1つの放射状アレイに配列されるよう
に示されるが、オリフィス131が、多数の行、互い違
いの行および/またはオフセットされた行を含む他の形
状に配列される場合も本発明の範囲内にある。その場合
に、オリフィス131は、オリフィスの「シャワー噴水
口」状のアレイを形成する場合もある。
【0056】一実施形態では、フレックステンショナル
・トランスデューサアセンブリ114’’’のフレック
ステンショナル・トランスデューサ110の可撓性膜部
130は、遊端137が支持端136より狭くなるよう
に先細にされる。したがって、可撓性膜部130の間隔
を置いて配置される縁部133、それゆえ間隔を置いて
配置されるスリット135は、フレックステンショナル
・トランスデューサアセンブリ114’’’の共通の点
に向けて収束する。さらに、流体キャビティ121の相
対する側面123が先細にされる。それゆえ、可撓性膜
部130の間隔を置いて配置される縁部133は、流体
キャビティ121の相対する側面123に従う。
【0057】図13は、フレックステンショナル・トラ
ンスデューサ110の別の実施形態を示す。フレックス
テンショナル・トランスデューサ210は、支持体22
0と、可撓性膜部230と、アクチュエータ240とを
備える。支持体220、可撓性膜部230およびアクチ
ュエータ240は、フレックステンショナル・トランス
デューサ110の支持体120、可撓性膜部130およ
びアクチュエータ140とそれぞれ類似であるが、可撓
性膜部230は、その中に複数のオリフィス231を形
成される点が異なる。したがって、アクチュエータ24
0によって可撓性膜部230を撓ませることにより、複
数の液滴が同時に生成される。
【0058】一実施形態では、オリフィス231は、可
撓性膜部230の間隔を置いて配置される縁部233に
概ね垂直に向けられる軸234に沿って位置合わせされ
る。その場合に、オリフィス231は、最大の撓みを達
成する可撓性膜部230の領域に配置されるオリフィス
の行216を形成する。オリフィス231は軸234に
沿って位置合わせされるように示されるが、オリフィス
231が多数の行、互い違いの行および/またはオフセ
ットされた行を含む他の形状に配列される場合も本発明
の範囲内にある。さらに、可撓性膜部230内に形成さ
れるオリフィス231の数は変更される場合があること
は理解されよう。
【0059】図14は、本発明によるインクジェットプ
リンティングシステム50の一実施形態を示す。インク
ジェットプリンティングシステム50は、インクジェッ
トプリントヘッドアセンブリ52と、インク供給アセン
ブリ54と、取付けアセンブリ56と、媒体移送アセン
ブリ58と、電子コントローラ60とを備える。インク
ジェットプリントヘッドアセンブリ52は、インク滴を
印刷媒体59上に吐出する複数のフレックステンショナ
ル・トランスデューサ10、110あるいは210をそ
れぞれ含む、1つあるいは複数のプリントヘッドを備え
る。印刷媒体59は、紙、カード印刷用厚紙、透明紙等
のような任意のタイプの適当なシート材料である。
【0060】典型的には、フレックステンショナル・ト
ランスデューサ10、110あるいは210は、1つあ
るいは複数の列あるいはアレイに配列される。その場合
に、フレックステンショナル・トランスデューサ10、
110あるいは210から適当に順次インクを吐出する
ことにより、インクジェットプリントヘッドアセンブリ
52および印刷媒体59が互いに対して移動する際に、
印刷媒体59上に文字、記号および/または他のグラフ
ィクスあるいは画像が印刷されるようになる。一実施形
態では、種々の色のインクのような種々の特性を有する
流体を吐出するために、個別のフレックステンショナル
・トランスデューサ10、110あるいは210が設け
られる場合がある。
【0061】インク供給アセンブリ54は、インクジェ
ットプリントヘッドアセンブリ52にインクを供給し、
インクを収容するための収容部55を備える。その場合
に、インクは収容部55からインクジェットプリントヘ
ッドアセンブリ52に、より具体的には、フレックステ
ンショナル・トランスデューサ10、110あるいは2
10の流体収容部24に流れる。一実施形態では、イン
クジェットプリントヘッドアセンブリ52およびインク
供給アセンブリ54は、インクジェットカートリッジあ
るいはペン内に一緒に収容される。別の実施形態では、
インクジェット供給アセンブリ54は、インクジェット
プリントヘッドアセンブリ52から間隔を置いており、
供給管のような境界接続部を通して、インクをインクジ
ェットプリントヘッドアセンブリ52に供給する。いず
れの実施形態でも、インク供給アセンブリ54の収容部
55は、取り外され、交換され、かつ/または詰め替え
られる場合がある。
【0062】インクジェットプリントヘッドアセンブリ
52およびインク供給アセンブリ54がインクジェット
カートリッジ内に一緒に収容される一実施形態では、収
容部55は、カートリッジ内に配置される内部収容部
と、カートリッジから間隔を置いて配置される、より大
きな収容部とを備える。その場合に、個別の、より大き
な収容部は内部収容部を詰め替えるための役割を果た
す。したがって、個別の、より大きな収容部および/ま
たは内部収容部が、取り外され、交換され、かつ/また
は詰め替えられる場合がある。
【0063】取付けアセンブリ56は、媒体移送アセン
ブリ58に対してインクジェットプリントヘッドアセン
ブリ52を位置決めし、媒体移送アセンブリ58は、イ
ンクジェットプリントヘッドアセンブリ52に対して印
刷媒体59を位置決めする。一実施形態では、インクジ
ェットプリントヘッドアセンブリ52は、走査型プリン
トヘッドアセンブリである。その場合に、取付けアセン
ブリ56は、印刷媒体59を走査するために、媒体移送
アセンブリ58に対してインクジェットプリントヘッド
アセンブリ52を移動させるためのキャリッジを備え
る。別の実施形態では、インクジェットプリントヘッド
アセンブリ52は、非走査型のプリントヘッドアセンブ
リである。その場合に、取付けアセンブリ56は、媒体
移送アセンブリ58に対して所定の位置にインクジェッ
トプリントヘッドアセンブリ52を固定する。したがっ
て、媒体移送アセンブリ58は、インクジェットプリン
トヘッドアセンブリ52に対して印刷媒体59を位置決
めする。
【0064】電子コントローラ60は、インクジェット
プリントヘッドアセンブリ52と、取付けアセンブリ5
6と、媒体移送アセンブリ58と通信を行う。電子コン
トローラ60は、コンピュータのようなホストシステム
からデータ61を受信し、データ61を一時的に格納す
るためのメモリを備える。典型的には、データ61は、
電子、赤外線、光あるいは他の情報転送経路に沿ってイ
ンクジェットプリンティングシステム50に送信され
る。データ61はたとえば、印刷されるドキュメントお
よび/またはファイルを表す。その場合に、データ61
は、インクジェットプリンティングシステム50のため
の印刷ジョブを形成し、1つあるいは複数の印刷ジョブ
コマンドおよび/またはコマンドパラメータを含む。
【0065】一実施形態では、電子コントローラ60
は、フレックステンショナル・トランスデューサ10、
110あるいは210からインク滴を吐出するためのタ
イミング制御を含む、インクジェットプリントヘッドア
センブリ52の制御を行う。その場合に、電子コントロ
ーラ60は、印刷媒体59上に文字、記号および/また
は他のグラフィックスあるいは画像を形成する、吐出さ
れるインク滴のパターンを画定する。タイミング制御、
それゆえ、吐出されるインク滴のパターンは、印刷ジョ
ブコマンドおよび/またはコマンドパラメータによって
決定される。
【0066】上記の説明は、インクジェットプリンティ
ングシステム50においてフレックステンショナル・ト
ランスデューサ10を含む場合を参照しているが、フレ
ックステンショナル・トランスデューサ10を、医療用
噴霧器のような印刷以外のアプリケーションあるいはシ
ステムを含む他の流体吐出システムに組み込むことがで
きることは理解されよう。さらに、上記の説明は、フレ
ックステンショナル・トランスデューサ10から流体あ
るいはインクを吐出することを参照しているが、フォト
レジストのような液体、あるいはタルカムパウダーのよ
うな流動性粒子を含む、任意の流動性材料がフレックス
テンショナル・トランスデューサ10から吐出される場
合があることは理解されよう。
【0067】間隔を置いて配置される縁部33を有する
フレックステンショナル・トランスデューサ10の可撓
性膜部30を形成することにより、フレックステンショ
ナル・トランスデューサ10は、コンパクトなアレイに
配列することができる。より具体的には、フレックステ
ンショナル・トランスデューサ10、それゆえ、オリフ
ィス31は、従来のフレックステンショナル・トランス
デューサ90より近接して配列することができる。した
がって、複数のフレックステンショナル・トランスデュ
ーサ10のオリフィス31の密度は、同じ液滴体積およ
び液滴速度を保持しながら高めることができる。その場
合に、フレックステンショナル・トランスデューサアセ
ンブリ14を用いて、吐出される流体の全体積を増加さ
せることができる。
【0068】さらに、フレックステンショナル・トラン
スデューサ10の可撓性膜部30内に間隔を置いて配置
されるスリット35を設けることにより、可撓性膜部3
0は、全ての側面より少ない側面上で支持あるいは固定
される。その場合に、可撓性膜部30は、従来のフレッ
クステンショナル・トランスデューサ90の円形の可撓
性膜94より撓みやすくなる。したがって、支持体20
に対する可撓性膜部30の変位をより大きく、それゆ
え、可撓性膜部30のオリフィス31を通る液滴の吐出
速度をより速くすることができる。一方、同じ液滴体
積、液滴速度で、かつアクチュエータ40によって加え
られる力の総和が同じである場合、可撓性膜部30は、
従来のフレックステンショナル・トランスデューサ90
の円形の可撓性膜94より小さく形成することができ
る。したがって、フレックステンショナル・トランスデ
ューサ10、それゆえ、フレックステンショナル・トラ
ンスデューサアセンブリ14より小さく形成することが
できる。それゆえ、フレックステンショナル・トランス
デューサアセンブリ14の単位面積当たりに、より多く
のノズル31を設けることができる。
【0069】従来のフレックステンショナル・トランス
デューサ90の円形の可撓性膜94によって必要とされ
るように、全外周縁部に沿ってではなく、端部36およ
び/または37においてのみ可撓性膜部30を支持ある
いは固定することにより、フレックステンショナル・ト
ランスデューサ10はより大きな設計の柔軟性を提供す
る。たとえば、フレックステンショナル・トランスデュ
ーサ10は、より大きな自由度を提供する。より具体的
には、円形の可撓性膜94が径方向のみに自由度を有す
るのに対して、可撓性膜部30は、xおよびy方向に自
由度を有する。その場合に、フレックステンショナル・
トランスデューサ10によって被ることになる設計上の
制約は小さくなる。したがって、フレックステンショナ
ル・トランスデューサ10は、直線あるいは領域の密
度、周波数、液滴サイズ、液滴速度等のような設計基準
をより管理しやすくする。
【0070】好ましい実施形態を説明するために、本明
細書において特定の実施形態が図示および記載されてき
たが、本発明の範囲から逸脱することなく同じ目的を達
成することを意図した多種多様な代替および/または等
価な実施形態が、図示および記載された特定の実施形態
の代わりに用いられる場合があることは当業者には理解
されよう。化学、機械、電気機械、電気およびコンピュ
ータ技術の専門家には、本発明が多種多様な実施形態に
おいて実施される場合があることは容易に理解されよ
う。本特許出願は、本明細書で説明された好ましい実施
形態の任意の適用形態および変更形態を網羅することを
意図している。それゆえ、本発明は、特許請求の範囲お
よびその等価物によって制限されることを明らかに意図
している。
【0071】本発明のフレックステンショナル・トラン
スデューサは、 (1) フレックステンショナル・トランスデューサ
(10、10’、10’’、110、210)であっ
て、その中に流体キャビティ(21、121、221)
を画定される支持体(20、120、220)と、前記
支持体によって支持され、間隔を置いて配置される一対
の縁部(33、33’、133、233)と、その中に
画定され、前記流体キャビティと流通するオリフィス
(31、131、231)とを有する可撓性膜部(3
0、130、230)と、前記可撓性膜部と関連付けら
れるアクチュエータ(40、140、240)とを備
え、該アクチュエータは、電気信号に応答して、前記可
撓性膜部を撓ませるように構成されるフレックステンシ
ョナル・トランスデューサ。 (2) 前記流体キャビティは、その中に流体の供給源
を保持するように構成され、前記流体は、前記可撓性膜
部の前記オリフィスと流通する(1)に記載のフレック
ステンショナル・トランスデューサ。 (3) 前記可撓性膜部の前記間隔を置いて配置される
一対の縁部は概ね直線である(1)に記載のフレックス
テンショナル・トランスデューサ。 (4) 前記可撓性膜部の前記間隔を置いて配置される
一対の縁部は曲線をなす(1)に記載のフレックステン
ショナル・トランスデューサ。 (5) 前記流体キャビティは、相対する側面(23、
123)を有し、前記可撓性膜部の前記間隔を置いて配
置される一対の縁部は、前記流体キャビティの前記相対
する側面に従う(1)に記載のフレックステンショナル
・トランスデューサ。 (6) 前記可撓性膜部の前記間隔を置いて配置される
一対の縁部は、前記可撓性膜部内の間隔を置いて配置さ
れる一対のスリット(35、35’、135)によって
形成される(1)に記載のフレックステンショナル・ト
ランスデューサ。 (7) 前記間隔を置いて配置される一対のスリット
は、前記可撓性膜部を貫通する間隔を置いて配置される
切込み(35a)を含む(6)に記載のフレックステン
ショナル・トランスデューサ。 (8) 前記間隔を置いて配置される一対のスリット
は、前記可撓性膜部内の間隔を置いて配置されるチャネ
ル(35b)を含む(6)に記載のフレックステンショ
ナル・トランスデューサ。 (9) 前記可撓性膜部は、その前記間隔を置いて配置
される一対の縁部間に延在する縁部(138)を有する
(1)に記載のフレックステンショナル・トランスデュ
ーサ。 (10) 前記可撓性膜部は、前記流体キャビティ上に
片持ち支持される(1)に記載のフレックステンショナ
ル・トランスデューサ。 (11) 前記可撓性膜部は、その中に複数のオリフィ
スを画定される(1)に記載のフレックステンショナル
・トランスデューサ。 (12) 前記アクチュエータは圧電性材料を含む
(1)に記載のフレックステンショナル・トランスデュ
ーサ。本発明のフレックステンショナル・トランスデュ
ーサの形成方法は、 (13) フレックステンショナル・トランスデューサ
(10、10’、10’’、110、210)を形成す
る方法であって、支持体(20、120、220)内に
流体キャビティ(21、121、221)を画定するス
テップと、前記支持体によって可撓性膜部(30、13
0、230)を支持するステップと、前記可撓性膜部の
間隔を置いて配置される一対の縁部(33、33’、1
33、233)を画定するステップと、前記可撓性膜部
のオリフィス(31、131、231)を前記流体キャ
ビティと流通させるステップと、アクチュエータ(4
0、140、240)を前記可撓性膜部と関連付けるス
テップとを有し、前記アクチュエータは、電気信号に応
答して、前記可撓性膜部を撓ませるように構成される方
法。 (14) 前記可撓性膜部の前記間隔を置いて配置され
る一対の縁部を画定する前記ステップは、前記流体キャ
ビティの側壁(22)内に、前記可撓性膜部の前記間隔
を置いて配置される一対の縁部を配置するステップを含
む(13)に記載の方法。 (15) 前記可撓性膜部の前記間隔を置いて配置され
る一対の縁部を画定する前記ステップは、前記可撓性膜
部内に間隔を置いて配置される一対のスリット(35、
35’、135)を形成するステップを含む(13)に
記載の方法。本発明のフレックステンショナル・トラン
スデューサは、 (16) フレックステンショナル・トランスデューサ
(10、10’、10’’、110、210)であっ
て、その中に流体キャビティ(21、121、221)
を画定される支持体(20、120、220)と、前記
支持体によって支持され、その中に画定され、前記流体
キャビティと流通するオリフィス(31、131、23
1)とを有する可撓性膜部(30、130、230)
と、前記可撓性膜部と関連付けられるアクチュエータ
(40、140、240)であって、該アクチュエータ
は、電気信号に応答して、前記可撓性膜部を撓ませるよ
うに構成される、該アクチュエータと、該アクチュエー
タに隣接して配置されるコンプライアント機構(33、
33’、133、233;35、35’、135;13
8;139)であって、前記コンプライアント機構は前
記可撓性膜部が撓むのを容易にする、該コンプライアン
ト機構とを備えるフレックステンショナル・トランスデ
ューサ。
【0072】
【発明の効果】上記のように、本発明によれば、個々の
フレックステンショナル・トランスデューサの構造、お
よび複数のフレックステンショナル・トランスデューサ
の配列の設計上の自由度を高めることができるフレック
ステンショナル・トランスデューサを、具体的には、コ
ンパクトなアレイを構成できるようにし、それゆえ、複
数のフレックステンショナル・トランスデューサのオリ
フィスの密度を高めることができるフレックステンショ
ナル・トランスデューサを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるフレックステンショナル・トラン
スデューサの一部の一実施形態の斜視図である。
【図2】フレックステンショナル・トランスデューサの
一実施形態を示す、図1の線3−3に沿って見た断面図
である。
【図3】フレックステンショナル・トランスデューサの
別の実施形態を示す、図2に類似の断面図である。
【図4】フレックステンショナル・トランスデューサの
一実施形態を示す、図2の線4−4に沿って見た断面図
である。
【図5】フレックステンショナル・トランスデューサか
らの流体の吐出を示す、図4に類似の断面図である。
【図6】図2のフレックステンショナル・トランスデュ
ーサの別の実施形態を示す斜視図である。
【図7】図2のフレックステンショナル・トランスデュ
ーサの別の実施形態を示す斜視図である。
【図8】フレックステンショナル・トランスデューサの
アレイを含む、本発明によるフレックステンショナル・
トランスデューサアセンブリの一部の一実施形態の斜視
図である。
【図9】フレックステンショナル・トランスデューサの
アレイを含む、本発明によるフレックステンショナル・
トランスデューサアセンブリの一部の別の実施形態の斜
視図である。
【図10】図9のフレックステンショナル・トランスデ
ューサアセンブリの別の実施形態の斜視図である。
【図11】図9のフレックステンショナル・トランスデ
ューサアセンブリの別の実施形態の斜視図である。
【図12】図9のフレックステンショナル・トランスデ
ューサアセンブリの別の実施形態の斜視図である。
【図13】本発明によるフレックステンショナル・トラ
ンスデューサアセンブリの一部の別の実施形態の斜視図
である。
【図14】本発明による複数のフレックステンショナル
・トランスデューサを含むインクジェットプリンティン
グシステムの一実施形態を示すブロック図である。
【図15】従来技術のフレックステンショナル・トラン
スデューサの斜視図である。
【図16】図15の線1−1に沿って見た断面図であ
る。
【符号の説明】
10、10’、10’’、110、210 フレックス
テンショナル・トランスデューサ 20、120、220 支持体 21、121、221 流体キャビティ 22 側壁 23、123 相対する側面 30、130、230 可撓性膜部 31、131、231 オリフィス 33、33’、133、233 間隔を置いて配置され
る縁部 35、35’、135 間隔を置いて配置されるスリッ
ト 35a 間隔を置いて配置される切込み 35b 間隔を置いて配置されるチャネル 40、140、240 アクチュエータ 138 縁部 139 スリット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2C057 AG12 AG18 AG44 AG52 AG53 AG55 AQ02 BA05 BA14

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 フレックステンショナル・トランスデュ
    ーサであって、 その中に流体キャビティを画定される支持体と、 前記支持体によって支持され、間隔を置いて配置される
    一対の縁部と、その中に画定され、前記流体キャビティ
    と流通するオリフィスとを有する可撓性膜部と、 前記可撓性膜部と関連付けられるアクチュエータとを備
    え、該アクチュエータは、電気信号に応答して、前記可
    撓性膜部を撓ませるように構成されるフレックステンシ
    ョナル・トランスデューサ。
  2. 【請求項2】 前記流体キャビティは、その中に流体の
    供給源を保持するように構成され、前記流体は、前記可
    撓性膜部の前記オリフィスと流通する請求項1に記載の
    フレックステンショナル・トランスデューサ。
  3. 【請求項3】 前記可撓性膜部の前記間隔を置いて配置
    される一対の縁部は概ね直線である請求項1に記載のフ
    レックステンショナル・トランスデューサ。
  4. 【請求項4】 前記可撓性膜部の前記間隔を置いて配置
    される一対の縁部は曲線をなす請求項1に記載のフレッ
    クステンショナル・トランスデューサ。
  5. 【請求項5】 前記流体キャビティは、相対する側面を
    有し、前記可撓性膜部の前記間隔を置いて配置される一
    対の縁部は、前記流体キャビティの前記相対する側面に
    従う請求項1に記載のフレックステンショナル・トラン
    スデューサ。
  6. 【請求項6】 前記可撓性膜部の前記間隔を置いて配置
    される一対の縁部は、前記可撓性膜部内の間隔を置いて
    配置される一対のスリットによって形成される請求項1
    に記載のフレックステンショナル・トランスデューサ。
  7. 【請求項7】 前記間隔を置いて配置される一対のスリ
    ットは、前記可撓性膜部を貫通する間隔を置いて配置さ
    れる切込みを含む請求項6に記載のフレックステンショ
    ナル・トランスデューサ。
  8. 【請求項8】 前記間隔を置いて配置される一対のスリ
    ットは、前記可撓性膜部内の間隔を置いて配置されるチ
    ャネルを含む請求項6に記載のフレックステンショナル
    ・トランスデューサ。
  9. 【請求項9】 前記可撓性膜部は、その前記間隔を置い
    て配置される一対の縁部間に延在する縁部を有する請求
    項1に記載のフレックステンショナル・トランスデュー
    サ。
  10. 【請求項10】 前記可撓性膜部は、前記流体キャビテ
    ィ上に片持ち支持される請求項1に記載のフレックステ
    ンショナル・トランスデューサ。
  11. 【請求項11】 前記可撓性膜部は、その中に複数のオ
    リフィスを画定される請求項1に記載のフレックステン
    ショナル・トランスデューサ。
  12. 【請求項12】 前記アクチュエータは圧電性材料を含
    む請求項1に記載のフレックステンショナル・トランス
    デューサ。
  13. 【請求項13】 フレックステンショナル・トランスデ
    ューサを形成する方法であって、 支持体内に流体キャビティを画定するステップと、 前記支持体によって可撓性膜部を支持するステップと、 前記可撓性膜部の間隔を置いて配置される一対の縁部を
    画定するステップと、 前記可撓性膜部のオリフィスを前記流体キャビティと流
    通させるステップと、 アクチュエータを前記可撓性膜部と関連付けるステップ
    とを有し、前記アクチュエータは、電気信号に応答し
    て、前記可撓性膜部を撓ませるように構成される方法。
  14. 【請求項14】 前記可撓性膜部の前記間隔を置いて配
    置される一対の縁部を画定する前記ステップは、前記流
    体キャビティの側壁内に、前記可撓性膜部の前記間隔を
    置いて配置される一対の縁部を配置するステップを含む
    請求項13に記載の方法。
  15. 【請求項15】 前記可撓性膜部の前記間隔を置いて配
    置される一対の縁部を画定する前記ステップは、前記可
    撓性膜部内に間隔を置いて配置される一対のスリットを
    形成するステップを含む請求項13に記載の方法。
  16. 【請求項16】 フレックステンショナル・トランスデ
    ューサであって、 その中に流体キャビティを画定される支持体と、 前記支持体によって支持され、その中に画定され、前記
    流体キャビティと流通するオリフィスとを有する可撓性
    膜部と、 前記可撓性膜部と関連付けられるアクチュエータであっ
    て、該アクチュエータは、電気信号に応答して、前記可
    撓性膜部を撓ませるように構成される、該アクチュエー
    タと、 該アクチュエータに隣接して配置されるコンプライアン
    ト機構であって、前記コンプライアント機構は前記可撓
    性膜部が撓むのを容易にする、該コンプライアント機構
    とを備えるフレックステンショナル・トランスデュー
    サ。
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