JPH11246072A - 高速可変流量バルブ - Google Patents
高速可変流量バルブInfo
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- JPH11246072A JPH11246072A JP11000027A JP2799A JPH11246072A JP H11246072 A JPH11246072 A JP H11246072A JP 11000027 A JP11000027 A JP 11000027A JP 2799 A JP2799 A JP 2799A JP H11246072 A JPH11246072 A JP H11246072A
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- voltage
- voltage power
- power supply
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
- B65H5/00—Feeding articles separated from piles; Feeding articles to machines
- B65H5/22—Feeding articles separated from piles; Feeding articles to machines by air-blast or suction device
- B65H5/228—Feeding articles separated from piles; Feeding articles to machines by air-blast or suction device by air-blast devices
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
- F16K99/0001—Microvalves
- F16K99/0003—Constructional types of microvalves; Details of the cutting-off member
- F16K99/0015—Diaphragm or membrane valves
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
- B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
- B33Y80/00—Products made by additive manufacturing
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- B65H2406/41—Valves
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- Mechanical Engineering (AREA)
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- Dispersion Chemistry (AREA)
- Electrically Driven Valve-Operating Means (AREA)
- Delivering By Means Of Belts And Rollers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高流量を低圧で高速に制御し、紙を操作する
用途に特に有効なバルブを提供する。 【解決手段】 各バルブ１０は、細長い開口を規定する
開口板１８と、開口板１８と間隔を空け配置される対向
板２０を有し、可撓性薄膜３０の第１の端が開口板１８
に、第２の端が対向板２０に取り付けられる。この可撓
性薄膜３０は、連続可変にまたは不連続可変に動かさ
れ、開口１６からの空気の流出を制御する。
用途に特に有効なバルブを提供する。 【解決手段】 各バルブ１０は、細長い開口を規定する
開口板１８と、開口板１８と間隔を空け配置される対向
板２０を有し、可撓性薄膜３０の第１の端が開口板１８
に、第２の端が対向板２０に取り付けられる。この可撓
性薄膜３０は、連続可変にまたは不連続可変に動かさ
れ、開口１６からの空気の流出を制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、流体の流れの可変
的な制御に適し電子的に作動されるバルブに関する。特
に、本発明は、高流量を低圧で高速に制御し、紙を操作
する用途に特に有効なバルブに関する。
的な制御に適し電子的に作動されるバルブに関する。特
に、本発明は、高流量を低圧で高速に制御し、紙を操作
する用途に特に有効なバルブに関する。
【０００２】本発明の各バルブは、バルブハウジングが
含まれ、このバルブハウジングは、開口を規定する開口
板と、この開口板と間隔を空け配置される対向板を有す
る。一実施形態においては、可撓性の導電性薄膜すなわ
ち条片の、第１の端が開口板に、また、第２の端が対向
板に取り付けられる。別の実施形態においては、可撓性
の導電性薄膜すなわち条片が、一端は取り付けられ、他
端は自由に動く。双方の実施形態において、バルブ動作
は、開口閉鎖位置と開口開放位置の間で可撓性薄膜を可
変的に動かすスイッチ電極が使用され行われる。開口
は、細長い開きであり、この作用面積は、電極に加える
電圧を変えることにより薄膜の動きを制御し、連続的に
または不連続的に変えることができる。
含まれ、このバルブハウジングは、開口を規定する開口
板と、この開口板と間隔を空け配置される対向板を有す
る。一実施形態においては、可撓性の導電性薄膜すなわ
ち条片の、第１の端が開口板に、また、第２の端が対向
板に取り付けられる。別の実施形態においては、可撓性
の導電性薄膜すなわち条片が、一端は取り付けられ、他
端は自由に動く。双方の実施形態において、バルブ動作
は、開口閉鎖位置と開口開放位置の間で可撓性薄膜を可
変的に動かすスイッチ電極が使用され行われる。開口
は、細長い開きであり、この作用面積は、電極に加える
電圧を変えることにより薄膜の動きを制御し、連続的に
または不連続的に変えることができる。
【０００３】例えば、従来のベルト、コンベヤ、ローラ
を使用する替わりに、バルブにより空気噴射を制御し、
電子写真複写システムを通り移動する紙を、層状の空気
流で支持し、浮揚させ、動かす。これは、例えば、光導
電性層ドラムと、トナー画像が定着される定着ステーシ
ョンの間で、未定着のトナー画像を載せた一枚の紙を移
動させるとき、特に有効である。従来の物理的ドラムに
おいては、トナー画像が動的に歪む危険性が常にあり、
また、僅かなずれが画像の品質低下になることを常に考
慮する必要があるからである。
を使用する替わりに、バルブにより空気噴射を制御し、
電子写真複写システムを通り移動する紙を、層状の空気
流で支持し、浮揚させ、動かす。これは、例えば、光導
電性層ドラムと、トナー画像が定着される定着ステーシ
ョンの間で、未定着のトナー画像を載せた一枚の紙を移
動させるとき、特に有効である。従来の物理的ドラムに
おいては、トナー画像が動的に歪む危険性が常にあり、
また、僅かなずれが画像の品質低下になることを常に考
慮する必要があるからである。
【０００４】
【発明の実施の形態】図１に、本発明の一実施形態に従
うバルブ１０の部分切り取り斜視図を示す。バルブ１０
には、ポート１４を規定するバルブハウジング１２と、
流体の可変の入り口と出口となる細長い開口１６が含ま
れる。例示する実施形態においては、ポート１４は、加
圧された空気の入り口ポートとして最適に形成され、一
方、細長い開口１６は、選択的に閉鎖可能な出口とな
る。しかし、最適な動作に必要であれば、入り口と出口
を交換または位置変更できることは、当業者には明らか
である。
うバルブ１０の部分切り取り斜視図を示す。バルブ１０
には、ポート１４を規定するバルブハウジング１２と、
流体の可変の入り口と出口となる細長い開口１６が含ま
れる。例示する実施形態においては、ポート１４は、加
圧された空気の入り口ポートとして最適に形成され、一
方、細長い開口１６は、選択的に閉鎖可能な出口とな
る。しかし、最適な動作に必要であれば、入り口と出口
を交換または位置変更できることは、当業者には明らか
である。
【０００５】バルブハウジング１２は、開口板１８（細
長い開口１６を規定する）、開口板１８と間隔を空け平
行に配置される対向板２０、板１８と板２０の間に配置
されるスペーサ２２、２４から形成される。例示する実
施形態においては、これらの構成要素（板１８、２０、
スペーサ２２、２４）のそれぞれは、別の層として独立
に形成され、後で接着される。しかし、もちろん、精密
機械加工、プラスチック蒸着、立体製版、その他の技術
を使用し一体構造に形成することも可能である。
長い開口１６を規定する）、開口板１８と間隔を空け平
行に配置される対向板２０、板１８と板２０の間に配置
されるスペーサ２２、２４から形成される。例示する実
施形態においては、これらの構成要素（板１８、２０、
スペーサ２２、２４）のそれぞれは、別の層として独立
に形成され、後で接着される。しかし、もちろん、精密
機械加工、プラスチック蒸着、立体製版、その他の技術
を使用し一体構造に形成することも可能である。
【０００６】可撓性薄膜３０が、板１８と板２０の間に
挟み込まれる。図示するように、薄膜３０は、薄膜本体
３６、第１の固定薄膜端３２、第２の固定薄膜端３４を
持つ。第１の固定薄膜端３２は、板１８とスペーサ２２
の間の位置に固定され、一方、第２の固定薄膜端３４
は、板２０とスペーサ２４の間の位置に固定される。薄
膜の長さは、固定される薄膜端の位置の間の距離より長
く、側面から見ると、薄膜本体３６は、直線ではなく、
一般にＳ字形状の曲線を形成する。Ｓ曲線の中心３７
は、固定されなく、スペーサ２４に近い位置からスペー
サ２２に近い位置まで間を動くことができる。例示する
図１の実施形態において、薄膜３６の中心３７は、スペ
ーサ２２とスペーサ２４のほぼ中間で、開口１６を閉鎖
しない位置にある。
挟み込まれる。図示するように、薄膜３０は、薄膜本体
３６、第１の固定薄膜端３２、第２の固定薄膜端３４を
持つ。第１の固定薄膜端３２は、板１８とスペーサ２２
の間の位置に固定され、一方、第２の固定薄膜端３４
は、板２０とスペーサ２４の間の位置に固定される。薄
膜の長さは、固定される薄膜端の位置の間の距離より長
く、側面から見ると、薄膜本体３６は、直線ではなく、
一般にＳ字形状の曲線を形成する。Ｓ曲線の中心３７
は、固定されなく、スペーサ２４に近い位置からスペー
サ２２に近い位置まで間を動くことができる。例示する
図１の実施形態において、薄膜３６の中心３７は、スペ
ーサ２２とスペーサ２４のほぼ中間で、開口１６を閉鎖
しない位置にある。
【０００７】開口１６を閉鎖する位置と開口を閉鎖しな
い位置、またはこの逆、の間で可撓性薄膜を確実にスイ
ッチするためには、板１８と板２０にそれぞれ埋め込ま
れる電極４０と電極４２を使用する必要がある。電極４
０と電極４２は、スイッチ電極であり、加えられる電圧
に従い、可撓性の導電性フィルムを、板１８と板２０の
一方または他方に引きつける。
い位置、またはこの逆、の間で可撓性薄膜を確実にスイ
ッチするためには、板１８と板２０にそれぞれ埋め込ま
れる電極４０と電極４２を使用する必要がある。電極４
０と電極４２は、スイッチ電極であり、加えられる電圧
に従い、可撓性の導電性フィルムを、板１８と板２０の
一方または他方に引きつける。
【０００８】バルブ１０は、多くの機械加工技術または
ミクロ機械加工技術により製作される。これには、従来
の集積回路またはプリント回路の製作に使用される技術
が含まれる。例えば、化学的エッチ、電子ビーム製版、
写真製版、その他標準の集積回路バッチ処理技術が、必
要な、空気通路、制御用すなわち回路の通路、穴、オリ
フィス、開口を形成するために使用される。この替わり
に、射出成形、高精密数値制御機械、立体製版を低コス
トのバルブバッチ製造に採用することもできる。製造に
使用される材料には、プラスチック、金属、ガラス、セ
ラミックが含まれる。可能な一実施形態においては、プ
ラスチック、エポキシ、ガラス、シリコン、ポリシリコ
ン、窒化ケイ素、ケイ素、酸化ケイ素、オキシナイトラ
イド(oxynitride)、プラスチックまたはアルミニウム、
その他製版処理に適する使用可能な材料が、必要なバル
ブハウジング、バルブ機構、通路の形成に使用される。
電極は、任意の導電性金属またはポリマーから形成さ
れ、可撓性条片は、プラスチック薄膜、アルミニウム被
覆のマイラー、メッキされたニッケル、ポリイミドが挟
まれたアルミニウムから形成される。典型的な用途にお
いては、各バルブのハウジングは、１００立方ｍｍの容
積（１０×１０×１ｍｍ）より小さく、バルブハウジン
グの可撓性条片は、一般に、幅０．１〜１０ｍｍ、長さ
０．５〜５０ｍｍ、厚さ１〜１００μｍ程度の寸法を持
つ。バルブの大きなアレイを形成することができ、メー
トル規模のアレイには、数万におよぶ個別バルブが含ま
れる。
ミクロ機械加工技術により製作される。これには、従来
の集積回路またはプリント回路の製作に使用される技術
が含まれる。例えば、化学的エッチ、電子ビーム製版、
写真製版、その他標準の集積回路バッチ処理技術が、必
要な、空気通路、制御用すなわち回路の通路、穴、オリ
フィス、開口を形成するために使用される。この替わり
に、射出成形、高精密数値制御機械、立体製版を低コス
トのバルブバッチ製造に採用することもできる。製造に
使用される材料には、プラスチック、金属、ガラス、セ
ラミックが含まれる。可能な一実施形態においては、プ
ラスチック、エポキシ、ガラス、シリコン、ポリシリコ
ン、窒化ケイ素、ケイ素、酸化ケイ素、オキシナイトラ
イド(oxynitride)、プラスチックまたはアルミニウム、
その他製版処理に適する使用可能な材料が、必要なバル
ブハウジング、バルブ機構、通路の形成に使用される。
電極は、任意の導電性金属またはポリマーから形成さ
れ、可撓性条片は、プラスチック薄膜、アルミニウム被
覆のマイラー、メッキされたニッケル、ポリイミドが挟
まれたアルミニウムから形成される。典型的な用途にお
いては、各バルブのハウジングは、１００立方ｍｍの容
積（１０×１０×１ｍｍ）より小さく、バルブハウジン
グの可撓性条片は、一般に、幅０．１〜１０ｍｍ、長さ
０．５〜５０ｍｍ、厚さ１〜１００μｍ程度の寸法を持
つ。バルブの大きなアレイを形成することができ、メー
トル規模のアレイには、数万におよぶ個別バルブが含ま
れる。
【０００９】図２、図３、図４を参照すると、バルブ１
０の動作をよく説明できる。図２に見られるように、流
体圧力源５０はバルブに接続される。流体圧力源は、フ
ァン、送風機その他加圧される空気源、または利用可能
な流体圧力の調整に適した任意の他の装置から提供され
る。替わりに、真空源を開口１６に接続し、バルブを通
し流体を排気することもできる。流体圧力源（一般には
濾過された空気）は、バルブ１０に入り、図３の断面に
見られるように、細長い開口１６が薄膜３０により閉鎖
されていなければ、細長い開口１６から排出される。電
極４０は電圧電源６０に接続され、電極４２は電圧電源
６２に接続され、薄膜３０は、電圧電源６４に接続され
るか、または接地される。この図においては、電圧電源
６０は、最大スイッチ電圧にあって、フィルムを開口閉
鎖位置に保持し、一方、電圧電源６２は最小電圧にあ
り、電圧電源６４は電圧電源６２と同一か接地されてい
る。
０の動作をよく説明できる。図２に見られるように、流
体圧力源５０はバルブに接続される。流体圧力源は、フ
ァン、送風機その他加圧される空気源、または利用可能
な流体圧力の調整に適した任意の他の装置から提供され
る。替わりに、真空源を開口１６に接続し、バルブを通
し流体を排気することもできる。流体圧力源（一般には
濾過された空気）は、バルブ１０に入り、図３の断面に
見られるように、細長い開口１６が薄膜３０により閉鎖
されていなければ、細長い開口１６から排出される。電
極４０は電圧電源６０に接続され、電極４２は電圧電源
６２に接続され、薄膜３０は、電圧電源６４に接続され
るか、または接地される。この図においては、電圧電源
６０は、最大スイッチ電圧にあって、フィルムを開口閉
鎖位置に保持し、一方、電圧電源６２は最小電圧にあ
り、電圧電源６４は電圧電源６２と同一か接地されてい
る。
【００１０】図４に示すように、細長い開口１６を可変
に開放するため、スイッチ電極と、フィルム３０に接続
される電圧電源６４を作動し、薄膜３０と、スイッチ電
極４０およびスイッチ電極４２の位置の間に、要求され
る開口の開きに対応する電圧差を与える（この電圧差
は、一般には、２５〜１５０Ｖであり、バルブの寸法と
流体圧に依存する）。静電引力は、Ｓ字形状の薄膜３０
の中心３７をスペーサ２４から離しスペーサ２２に近づ
ける。この動きは、細長い開口１６を通過する加圧され
た流体（空気）の流出５２により助成される。電圧６０
を下げ、好ましくは０に設定し、要求される開口の大き
さとなるまで電圧６２を上げる。電圧電源の変更は、多
くの方法により行われる。ここに示す例においては、電
極４０と電極４２に勾配を付け、これにより電圧の変化
に従い空間的に変化する静電力を提供する。薄膜３０
と、電極４０および電極４２の間の差分静電引力によ
り、薄膜３０は、一部閉鎖されない位置に保持される。
この電極４０と電極４２の電圧は、電圧電源６０と電圧
電源６２により、薄膜３０に対する差分電圧に維持され
る。電極４０と薄膜の間の電圧差が減り、電極４２と薄
膜の間の電圧差が増えると、薄膜は閉鎖されない位置に
動く。流量測定装置（図示されない）からのフィードバ
ックを使用し、電極電圧を調整し、要求される流量を正
確に供給することができる。
に開放するため、スイッチ電極と、フィルム３０に接続
される電圧電源６４を作動し、薄膜３０と、スイッチ電
極４０およびスイッチ電極４２の位置の間に、要求され
る開口の開きに対応する電圧差を与える（この電圧差
は、一般には、２５〜１５０Ｖであり、バルブの寸法と
流体圧に依存する）。静電引力は、Ｓ字形状の薄膜３０
の中心３７をスペーサ２４から離しスペーサ２２に近づ
ける。この動きは、細長い開口１６を通過する加圧され
た流体（空気）の流出５２により助成される。電圧６０
を下げ、好ましくは０に設定し、要求される開口の大き
さとなるまで電圧６２を上げる。電圧電源の変更は、多
くの方法により行われる。ここに示す例においては、電
極４０と電極４２に勾配を付け、これにより電圧の変化
に従い空間的に変化する静電力を提供する。薄膜３０
と、電極４０および電極４２の間の差分静電引力によ
り、薄膜３０は、一部閉鎖されない位置に保持される。
この電極４０と電極４２の電圧は、電圧電源６０と電圧
電源６２により、薄膜３０に対する差分電圧に維持され
る。電極４０と薄膜の間の電圧差が減り、電極４２と薄
膜の間の電圧差が増えると、薄膜は閉鎖されない位置に
動く。流量測定装置（図示されない）からのフィードバ
ックを使用し、電極電圧を調整し、要求される流量を正
確に供給することができる。
【００１１】図５に、不連続に変化する形式のバルブを
示す。上部電極４３、４４、４５、４６、４７、４８
は、それぞれ、これに接続される電圧電源７６、７７、
７８、７９、８０、８１、または電圧を電極に接続する
スイッチを持つ単一電圧電源を持ち、開口板１８に対応
する。下部電極５３、５４、５５、５６、５７、５８
は、それぞれ、これに接続される電圧電源８３、８４、
８５、８６、８７、８８を持ち、対向板２０に対応す
る。もちろん、電極と電圧電源の数は、要求される中間
の流れの数に従い、図に示す数より増減する。動作時に
は、コントローラは、薄膜と上部の電極１から電極ｎの
間に、スイッチ電圧である電圧差を加え、薄膜と電極
（ｎ＋１）から電極Ｎの間の電圧差を０に設定する。こ
のｎは、最後にスイッチされた電極であり、Ｎは、電極
の総数である。同時に、下部の電極１から電極ｎが、０
電圧差に設定され、下部の電極（ｎ＋１）から電極Ｎ
が、スイッチ電圧に設定される。従って、Ｓ波形は、実
線で示す方向に条片ｎと条片（ｎ＋１）の間に移動す
る。
示す。上部電極４３、４４、４５、４６、４７、４８
は、それぞれ、これに接続される電圧電源７６、７７、
７８、７９、８０、８１、または電圧を電極に接続する
スイッチを持つ単一電圧電源を持ち、開口板１８に対応
する。下部電極５３、５４、５５、５６、５７、５８
は、それぞれ、これに接続される電圧電源８３、８４、
８５、８６、８７、８８を持ち、対向板２０に対応す
る。もちろん、電極と電圧電源の数は、要求される中間
の流れの数に従い、図に示す数より増減する。動作時に
は、コントローラは、薄膜と上部の電極１から電極ｎの
間に、スイッチ電圧である電圧差を加え、薄膜と電極
（ｎ＋１）から電極Ｎの間の電圧差を０に設定する。こ
のｎは、最後にスイッチされた電極であり、Ｎは、電極
の総数である。同時に、下部の電極１から電極ｎが、０
電圧差に設定され、下部の電極（ｎ＋１）から電極Ｎ
が、スイッチ電圧に設定される。従って、Ｓ波形は、実
線で示す方向に条片ｎと条片（ｎ＋１）の間に移動す
る。
【００１２】図５において、電圧電源７６、７７、７
８、７９は、最初、スイッチ電圧であり、これは、薄膜
を上部電極４３、４４、４５、４６に動かす。電圧電源
８０、８１は、０電圧差に設定されている。電圧電源７
４は、薄膜３０に接続される。電圧電源８３、８４、８
５、８６は、最初０電圧差であり、一方、電圧電源８
７、８８は、最初、スイッチ電圧であり、これは、薄膜
を下部電極５７、５８の方向に動かす。薄膜を点線に示
す方向に動かすには、電圧電源７９の電圧を、スイッチ
電圧から０電圧差に変更し、電圧電源８６の電圧を、０
電圧差からスイッチ電圧に変え、薄膜が上部電極４６に
引き付けられているのを開放し、薄膜が下部電極５６に
引き付けられるようにする。これにより、開口の開き
は、最初より大きくなる。薄膜と上部または下部電極の
間の電圧差を変える技術は、開口に対し薄膜の位置を制
御できる幾通りもの方法に変更することができる。
８、７９は、最初、スイッチ電圧であり、これは、薄膜
を上部電極４３、４４、４５、４６に動かす。電圧電源
８０、８１は、０電圧差に設定されている。電圧電源７
４は、薄膜３０に接続される。電圧電源８３、８４、８
５、８６は、最初０電圧差であり、一方、電圧電源８
７、８８は、最初、スイッチ電圧であり、これは、薄膜
を下部電極５７、５８の方向に動かす。薄膜を点線に示
す方向に動かすには、電圧電源７９の電圧を、スイッチ
電圧から０電圧差に変更し、電圧電源８６の電圧を、０
電圧差からスイッチ電圧に変え、薄膜が上部電極４６に
引き付けられているのを開放し、薄膜が下部電極５６に
引き付けられるようにする。これにより、開口の開き
は、最初より大きくなる。薄膜と上部または下部電極の
間の電圧差を変える技術は、開口に対し薄膜の位置を制
御できる幾通りもの方法に変更することができる。
【００１３】図６に示す実施形態は、図５のものと似て
いるが、駆動機構が異なる。図６は空間的に変化する閉
鎖薄膜による動的スイッチの例を示す。電圧を急激にス
イッチすると、薄膜は、最初開口を開放しようとし、次
いで開口を閉鎖する。電圧スイッチ時間が、フィルムの
応答より速ければ、フィルムは中間開放位置をとる。こ
の位置は、衝撃係数(duty cycle)、すなわち、電圧が開
放対閉鎖に対応するスイッチ期間の相対的な割合を変え
ることにより調整される。図６に示されるような部分開
放位置を形成するためにパルス幅変調処理が使用され
る。
いるが、駆動機構が異なる。図６は空間的に変化する閉
鎖薄膜による動的スイッチの例を示す。電圧を急激にス
イッチすると、薄膜は、最初開口を開放しようとし、次
いで開口を閉鎖する。電圧スイッチ時間が、フィルムの
応答より速ければ、フィルムは中間開放位置をとる。こ
の位置は、衝撃係数(duty cycle)、すなわち、電圧が開
放対閉鎖に対応するスイッチ期間の相対的な割合を変え
ることにより調整される。図６に示されるような部分開
放位置を形成するためにパルス幅変調処理が使用され
る。
【００１４】図７の説明は、図１〜図４で説明したもの
と同じであるが、上部電極は、抵抗層４０により接続さ
れる２個の導電性電極６１、６７から構成される。抵抗
層は、これに制限されるものではないが、インジウム酸
化錫、不純物が添加されたポリシリコン、不純物が添加
された無定形シリコンが含まれる材料から形成される。
同様に、下部電極は、抵抗層４２により接続される２個
の導電性電極６３、６９から構成される。電圧６２、６
４、６６、６８が接地されたまま、電圧６０が電極６１
に加えられると、空間的に変化する電位が、電極６１と
電極６７の間に現れる。電極６１の近くの、可撓性薄膜
は閉鎖位置に動こうとし、一方、電極６７の近くの電圧
差は０に近く、従って、可撓性薄膜は、開放位置に留ま
ろうとする。従って、静電エネルギーの変化が、弾性、
摩擦、流体エネルギーによる変化と均衡するまで、可撓
性薄膜は動く。
と同じであるが、上部電極は、抵抗層４０により接続さ
れる２個の導電性電極６１、６７から構成される。抵抗
層は、これに制限されるものではないが、インジウム酸
化錫、不純物が添加されたポリシリコン、不純物が添加
された無定形シリコンが含まれる材料から形成される。
同様に、下部電極は、抵抗層４２により接続される２個
の導電性電極６３、６９から構成される。電圧６２、６
４、６６、６８が接地されたまま、電圧６０が電極６１
に加えられると、空間的に変化する電位が、電極６１と
電極６７の間に現れる。電極６１の近くの、可撓性薄膜
は閉鎖位置に動こうとし、一方、電極６７の近くの電圧
差は０に近く、従って、可撓性薄膜は、開放位置に留ま
ろうとする。従って、静電エネルギーの変化が、弾性、
摩擦、流体エネルギーによる変化と均衡するまで、可撓
性薄膜は動く。
【００１５】図８は、バルブ９０が、Ｓ字形状薄膜バル
ブではなく、片持ち薄膜バルブである本発明の別の実施
形態である。バルブ９０には、細長いポート９４を規定
するバルブハウジング９２と、流体の入り口または出口
となる開口９６が含まれる。例示する実施形態において
は、細長いポート９４は、加圧空気を可変に閉鎖できる
入り口として最適に構成され、一方、開口９６は空気出
口である。しかし、最適な位置を得るため必要であれ
ば、入り口と出口の位置を変えることができることは当
業者には明らかである。
ブではなく、片持ち薄膜バルブである本発明の別の実施
形態である。バルブ９０には、細長いポート９４を規定
するバルブハウジング９２と、流体の入り口または出口
となる開口９６が含まれる。例示する実施形態において
は、細長いポート９４は、加圧空気を可変に閉鎖できる
入り口として最適に構成され、一方、開口９６は空気出
口である。しかし、最適な位置を得るため必要であれ
ば、入り口と出口の位置を変えることができることは当
業者には明らかである。
【００１６】バルブハウジング９２は、開口板９８（開
口９６を規定する）と、開口板９８と間隔を空け平行に
配置される対向板１００から構成される。例示する実施
形態においては、板９８と板１００は、別の層として独
立に形成され、あとで接着層９９により接着されるが、
もちろん、ミクロ機械加工、プラスチック蒸着(plastic
deposition)、その他の技術を使用し一体構造に形成す
ることもできる。
口９６を規定する）と、開口板９８と間隔を空け平行に
配置される対向板１００から構成される。例示する実施
形態においては、板９８と板１００は、別の層として独
立に形成され、あとで接着層９９により接着されるが、
もちろん、ミクロ機械加工、プラスチック蒸着(plastic
deposition)、その他の技術を使用し一体構造に形成す
ることもできる。
【００１７】可撓性で導電性の薄膜１０２は、板９８と
板１００の間に挟み込まれる。示されるように、薄膜１
０２は、板９８と板１００の間の位置に固定される固定
薄膜端１０３を持ち、一方、固定されない薄膜端１０４
は、板９８と板１００の間を自由に動く。
板１００の間に挟み込まれる。示されるように、薄膜１
０２は、板９８と板１００の間の位置に固定される固定
薄膜端１０３を持ち、一方、固定されない薄膜端１０４
は、板９８と板１００の間を自由に動く。
【００１８】ポート９４が閉鎖される開口閉鎖位置と、
ポート９４が閉鎖されない開口開放位置の間で、または
この逆に、可撓性導電薄膜１０２を正確にスイッチする
ため、板１００の電極電圧電源１０５に取り付けられ、
上に誘電体層９７が形成される電極を使用することが必
要である。もちろん、誘電体層は、ポート板に加えて、
またはその替わりに可撓性薄膜の上に形成することもで
きる。電極は、スイッチ電極であり、電圧電源１０５に
よりスイッチ電圧を加えると、固定されないフィルム端
１０４は板１００の方向に引かれる。薄膜電圧電源は、
固定薄膜端１０３に接続される。
ポート９４が閉鎖されない開口開放位置の間で、または
この逆に、可撓性導電薄膜１０２を正確にスイッチする
ため、板１００の電極電圧電源１０５に取り付けられ、
上に誘電体層９７が形成される電極を使用することが必
要である。もちろん、誘電体層は、ポート板に加えて、
またはその替わりに可撓性薄膜の上に形成することもで
きる。電極は、スイッチ電極であり、電圧電源１０５に
よりスイッチ電圧を加えると、固定されないフィルム端
１０４は板１００の方向に引かれる。薄膜電圧電源は、
固定薄膜端１０３に接続される。
【００１９】閉鎖の段階は、バルブの電気インピーダン
スにより確定される。この方法は、薄膜に加える電圧を
変化させ、これにより、薄膜がバルブの一端から他端に
動くと、フィルムのインピーダンス（例えば容量性リア
クタンス）が単調に変化する事象を利用している。イン
ピーダンスは、検知でき、閉ループフィードバックモー
ドの流量の制御に使用できる。この替わりに、流体流量
センサからの信号を使用し、電極の作動時間信号を制御
し、フィルム１０２の位置を変更または保持し、要求さ
れる流量を維持することもできる。
スにより確定される。この方法は、薄膜に加える電圧を
変化させ、これにより、薄膜がバルブの一端から他端に
動くと、フィルムのインピーダンス（例えば容量性リア
クタンス）が単調に変化する事象を利用している。イン
ピーダンスは、検知でき、閉ループフィードバックモー
ドの流量の制御に使用できる。この替わりに、流体流量
センサからの信号を使用し、電極の作動時間信号を制御
し、フィルム１０２の位置を変更または保持し、要求さ
れる流量を維持することもできる。
【００２０】上の全ての実施形態において、バルブ動作
を強化し、要求される電力を最小にし、バルブスイッチ
時間を短縮するために、多くのバルブの修正を行うこと
ができる。可撓性薄膜は、直線で一様な条片である必要
はなく、構成、幅、厚さ、長さ方向の堅さを変えること
ができる。電極の寸法、位置、形状も同様に変えること
ができる。例えば、電極に勾配を付けたり、複数の電極
にすることもできる。これら電極の修正、その他可撓性
薄膜の機械的な修正により、バルブ応答時間の調整、バ
ルブ開放圧力強度の低減または増加、静電作用の変更が
可能となる。
を強化し、要求される電力を最小にし、バルブスイッチ
時間を短縮するために、多くのバルブの修正を行うこと
ができる。可撓性薄膜は、直線で一様な条片である必要
はなく、構成、幅、厚さ、長さ方向の堅さを変えること
ができる。電極の寸法、位置、形状も同様に変えること
ができる。例えば、電極に勾配を付けたり、複数の電極
にすることもできる。これら電極の修正、その他可撓性
薄膜の機械的な修正により、バルブ応答時間の調整、バ
ルブ開放圧力強度の低減または増加、静電作用の変更が
可能となる。
【００２１】本発明のバルブは、高スループット固定速
度のため、グレイバルブの並列アレイとして、また同じ
理由から２連バルブの受動マトリクスアレイとして構成
される。本出願と同一人に譲渡され本願に引用して援用
されている９６年９月６日出願の“Passively Addressa
ble Fluid Valves Having S-Shaped Blocking Films”
と題する米国特許出願第０８／７１１，２９９号に、受
動マトリクスアレイとして構成されるバルブが説明され
ている。例えば、直接物理的に接触することなく、一枚
の紙１１２が含まれる対象の操作に最適化された処理シ
ステム１１０が、図９に一部示される。処理システム１
１０は、コンベヤ１２０を持ち、これは、下部１２２と
上部１２４に分割される。判りやすくするため、上部１
２４を切り取り、紙の動きを示すが、上部１２４と下部
１２２は、ほぼ同一の長さであることを理解する必要が
ある。部分１２２と部分１２４は、その間に通路１２３
を規定するよう間隔が空けられ支持される。この通路
は、紙１１２が接触しないで通過する大きさに設定され
る。部分１２２と部分１２４のそれぞれは、複数の独立
にまたは準独立に制御される調整可能な空気ジェット１
２６を持ち、システム１１０を通過する紙１１２を動的
に支持、移動、誘導する。上で説明したバルブの実施形
態を参照し示すように、これら空気ジェット１２６のい
くつかは、本発明に従うバルブにより制御される。
度のため、グレイバルブの並列アレイとして、また同じ
理由から２連バルブの受動マトリクスアレイとして構成
される。本出願と同一人に譲渡され本願に引用して援用
されている９６年９月６日出願の“Passively Addressa
ble Fluid Valves Having S-Shaped Blocking Films”
と題する米国特許出願第０８／７１１，２９９号に、受
動マトリクスアレイとして構成されるバルブが説明され
ている。例えば、直接物理的に接触することなく、一枚
の紙１１２が含まれる対象の操作に最適化された処理シ
ステム１１０が、図９に一部示される。処理システム１
１０は、コンベヤ１２０を持ち、これは、下部１２２と
上部１２４に分割される。判りやすくするため、上部１
２４を切り取り、紙の動きを示すが、上部１２４と下部
１２２は、ほぼ同一の長さであることを理解する必要が
ある。部分１２２と部分１２４は、その間に通路１２３
を規定するよう間隔が空けられ支持される。この通路
は、紙１１２が接触しないで通過する大きさに設定され
る。部分１２２と部分１２４のそれぞれは、複数の独立
にまたは準独立に制御される調整可能な空気ジェット１
２６を持ち、システム１１０を通過する紙１１２を動的
に支持、移動、誘導する。上で説明したバルブの実施形
態を参照し示すように、これら空気ジェット１２６のい
くつかは、本発明に従うバルブにより制御される。
【００２２】部分１２２と部分１２４に、対向する空気
噴射を持つことにより、紙１１２の対向する側に空気流
を調整可能に加え（空気噴射を向けることにより）、部
分１２２と部分１２４の間に紙を動的に保持することが
でき、同時に、垂直、横、縦の力を加えることにより
（これも、空気噴射を向けることにより）、紙の位置、
速度、方向を正確に制御できる。さらに利点として、独
立または準独立に制御される調整可能な空気ジェット１
２６を使用することにより、紙１１２の一部に向かう空
気流を動的に増加または減少でき、紙の形状を、延ば
し、平坦にし、曲げ、曲げの除去、その他要求される補
正を行うことができ、同様に、紙の位置、方向、速度も
調整できる。加えて、空気ジェット１２６により加える
空気流を適当に補正することにより、多様な重さ、寸
法、機械的特性の紙を、容易に支持、加速することがで
きる。例えば、重く、厚く、比較的可撓性のない厚紙類
は、支持および誘導するため、空気ジェット１２６から
多くの空気流が必要であり、一方、軽量の紙シートは、
全体としての空気流は少なくてよいが、フラッタ、また
は縁反り現象を補償するため、独立または準独立の空気
ジェット１２６により行う速くて頻繁な空気流の調整が
必要である。
噴射を持つことにより、紙１１２の対向する側に空気流
を調整可能に加え（空気噴射を向けることにより）、部
分１２２と部分１２４の間に紙を動的に保持することが
でき、同時に、垂直、横、縦の力を加えることにより
（これも、空気噴射を向けることにより）、紙の位置、
速度、方向を正確に制御できる。さらに利点として、独
立または準独立に制御される調整可能な空気ジェット１
２６を使用することにより、紙１１２の一部に向かう空
気流を動的に増加または減少でき、紙の形状を、延ば
し、平坦にし、曲げ、曲げの除去、その他要求される補
正を行うことができ、同様に、紙の位置、方向、速度も
調整できる。加えて、空気ジェット１２６により加える
空気流を適当に補正することにより、多様な重さ、寸
法、機械的特性の紙を、容易に支持、加速することがで
きる。例えば、重く、厚く、比較的可撓性のない厚紙類
は、支持および誘導するため、空気ジェット１２６から
多くの空気流が必要であり、一方、軽量の紙シートは、
全体としての空気流は少なくてよいが、フラッタ、また
は縁反り現象を補償するため、独立または準独立の空気
ジェット１２６により行う速くて頻繁な空気流の調整が
必要である。
【００２３】可撓性対象のフラッタその他の動的な問題
を補正する能動的可撓性対象の誘導（紙１１２の）は、
少なくとも１つのセンシングユニット１４０を設けるこ
とにより可能となる。センシングユニット１４０は、紙
１１２の動作状態を検知し、空間的動的情報（例えば光
学画像形成システムまたは縁検出システムの用例におい
て得られるような）を、動作解析システム１５０に与え
る。この動作解析システム１５０は、受信した情報から
紙１１２の相対的または絶対的な動きを計算でき、この
動作計算は、全体としての紙１１２の位置、方向、速
度、同様に、紙１１２の小領域（紙１１２のたわみによ
る）の位置、方向、速度を与えるものである。一般に、
動作解析ユニット１５０は、汎用コンピュータまたは専
用ハードウェアシステムであり、対象の動きを求めるた
めに必要な高速画像計算処理ができるものである。この
計算された動作情報を使用し、動作解析ユニット１５０
に接続される動作制御ユニット１５２が、制御信号をコ
ンベア１２０に送り、紙１１２の小領域に向ける空気噴
射の印加を選択的に増加または減少させることにより、
紙１１２の動きを適当に修正し、フラッタ、座屈、巻き
上がり、その他要求される運動状態からの望ましくない
偏倚を減少させる。理解されるように、集積された動作
解析と動作制御の組立体が考えられるので、独立のセン
サ、動作解析ユニット、動作制御ユニットは必要でな
い。実際には、コンベヤ上に集積されるマイクロコント
ローラ組立体として、複数の集積されたセンサ、動作解
析ユニット、動作制御ユニットを提供することができ
る。
を補正する能動的可撓性対象の誘導（紙１１２の）は、
少なくとも１つのセンシングユニット１４０を設けるこ
とにより可能となる。センシングユニット１４０は、紙
１１２の動作状態を検知し、空間的動的情報（例えば光
学画像形成システムまたは縁検出システムの用例におい
て得られるような）を、動作解析システム１５０に与え
る。この動作解析システム１５０は、受信した情報から
紙１１２の相対的または絶対的な動きを計算でき、この
動作計算は、全体としての紙１１２の位置、方向、速
度、同様に、紙１１２の小領域（紙１１２のたわみによ
る）の位置、方向、速度を与えるものである。一般に、
動作解析ユニット１５０は、汎用コンピュータまたは専
用ハードウェアシステムであり、対象の動きを求めるた
めに必要な高速画像計算処理ができるものである。この
計算された動作情報を使用し、動作解析ユニット１５０
に接続される動作制御ユニット１５２が、制御信号をコ
ンベア１２０に送り、紙１１２の小領域に向ける空気噴
射の印加を選択的に増加または減少させることにより、
紙１１２の動きを適当に修正し、フラッタ、座屈、巻き
上がり、その他要求される運動状態からの望ましくない
偏倚を減少させる。理解されるように、集積された動作
解析と動作制御の組立体が考えられるので、独立のセン
サ、動作解析ユニット、動作制御ユニットは必要でな
い。実際には、コンベヤ上に集積されるマイクロコント
ローラ組立体として、複数の集積されたセンサ、動作解
析ユニット、動作制御ユニットを提供することができ
る。
【００２４】センシングユニット１４０がマイクロコン
トローラと独立または一体かの如何に関わらず、対象位
置を適切に確定するため、センシングユニット１４０
は、正確で信頼性があり、可撓性対象の比較的小さい領
域を追跡するに十分な空間的、時間的解像度を持つ必要
がある（一般的にはこの領域は少なくとも約１平方ｃｍ
であり、しかし、もちろん、これより高いまたは低い解
像度も使用できる）。さらに、多くの処理において対象
は高速に動き、追跡測定に１００ｍｓより小さい値しか
許容されない。幸いなことに、光学センサ、ビデオ画像
形成システム、赤外線または光学縁検出器、その他特定
の従来の検出器は、適当な空間的、時間的解像度を提供
することができる。二次元光学センサ（例えば電荷結合
素子(CCD's))、走査式一次元アレイ、連続位置検知検出
器が使用され、よい結果が得られる。しかし、固定一次
元センサアレイも使用される。理解されるように、光学
センサでない無接点センサも使用される。無接点センサ
には、これに限定されるものではないが、圧力センサ、
音響センサ、静電センサが含まれる。
トローラと独立または一体かの如何に関わらず、対象位
置を適切に確定するため、センシングユニット１４０
は、正確で信頼性があり、可撓性対象の比較的小さい領
域を追跡するに十分な空間的、時間的解像度を持つ必要
がある（一般的にはこの領域は少なくとも約１平方ｃｍ
であり、しかし、もちろん、これより高いまたは低い解
像度も使用できる）。さらに、多くの処理において対象
は高速に動き、追跡測定に１００ｍｓより小さい値しか
許容されない。幸いなことに、光学センサ、ビデオ画像
形成システム、赤外線または光学縁検出器、その他特定
の従来の検出器は、適当な空間的、時間的解像度を提供
することができる。二次元光学センサ（例えば電荷結合
素子(CCD's))、走査式一次元アレイ、連続位置検知検出
器が使用され、よい結果が得られる。しかし、固定一次
元センサアレイも使用される。理解されるように、光学
センサでない無接点センサも使用される。無接点センサ
には、これに限定されるものではないが、圧力センサ、
音響センサ、静電センサが含まれる。
【００２５】動作時においては、対象の動きをフィード
バック制御するセンシングユニット１４０を使用するこ
とにより、対象の動作状態を精密に微細操作できる。例
として図９に、コンベヤ１２０に沿う３つの異なる位置
に、紙１１２を連続に示す。それぞれ、紙位置１１４、
紙位置１１６、紙位置１１８の標識を付ける。位置１１
４において、コンベヤ１２０に到達した紙１１２は向き
がずれている。紙１１２が、空気ジェット１２６によ
り、コンベヤ１２０に沿い位置１１６に動かされると、
センサ１４０は、紙１１２の瞬間ごとの位置に対応する
不連続な空間的測定値を時間順に出力する。これらの空
間的測定情報の時間順の要素は、動作解析ユニット１５
０に連続的に渡される。動作解析ユニット１５０は、受
け取った情報（センサが測定した一次元、二次元、三次
元空間情報）を使用し、位置、速度、運動を含む紙１１
２の運動状態を正確に確定する。この情報（集約し“軌
跡”と名付ける）は、動作制御ユニット１５２に渡さ
れ、これは、軌跡における誤差を最小にする補正応答を
計算し、選択された空気ジェット１２６に信号を送り、
ずれを補正する。紙１１２は、位置１１６に示されるよ
うに正規位置に近付けられる。紙の軌跡にフィードバッ
ク制御の補正を行い、紙１１２の向きを適当にフィード
バック制御する処理を繰り返し、紙１１２の軌跡（紙１
１２は、ここでは空間的に位置１１６に配置されてい
る）を、最終的に位置１１８に示すように正確に揃え
る。理解されるように、可撓性対象の軌跡を補正するフ
ィードバック制御処理は、ミリ秒のサイクルタイムで高
速に繰り返される。これは、高速のセンサ、移動処理、
空気噴射システムを採用すれば可能である。
バック制御するセンシングユニット１４０を使用するこ
とにより、対象の動作状態を精密に微細操作できる。例
として図９に、コンベヤ１２０に沿う３つの異なる位置
に、紙１１２を連続に示す。それぞれ、紙位置１１４、
紙位置１１６、紙位置１１８の標識を付ける。位置１１
４において、コンベヤ１２０に到達した紙１１２は向き
がずれている。紙１１２が、空気ジェット１２６によ
り、コンベヤ１２０に沿い位置１１６に動かされると、
センサ１４０は、紙１１２の瞬間ごとの位置に対応する
不連続な空間的測定値を時間順に出力する。これらの空
間的測定情報の時間順の要素は、動作解析ユニット１５
０に連続的に渡される。動作解析ユニット１５０は、受
け取った情報（センサが測定した一次元、二次元、三次
元空間情報）を使用し、位置、速度、運動を含む紙１１
２の運動状態を正確に確定する。この情報（集約し“軌
跡”と名付ける）は、動作制御ユニット１５２に渡さ
れ、これは、軌跡における誤差を最小にする補正応答を
計算し、選択された空気ジェット１２６に信号を送り、
ずれを補正する。紙１１２は、位置１１６に示されるよ
うに正規位置に近付けられる。紙の軌跡にフィードバッ
ク制御の補正を行い、紙１１２の向きを適当にフィード
バック制御する処理を繰り返し、紙１１２の軌跡（紙１
１２は、ここでは空間的に位置１１６に配置されてい
る）を、最終的に位置１１８に示すように正確に揃え
る。理解されるように、可撓性対象の軌跡を補正するフ
ィードバック制御処理は、ミリ秒のサイクルタイムで高
速に繰り返される。これは、高速のセンサ、移動処理、
空気噴射システムを採用すれば可能である。
【００２６】本発明に使用するのに適した一般的な空気
噴射アーキテクチャを、図１０に参照し示す。可撓性対
象のコンベヤ３２０の一部には、可撓性対象（判りやす
くするため可撓性対象は示さない）を横、縦、垂直に搬
送する多様な空気ジェット３２６が含まれる。空気ジェ
ット３２６には、コンベヤ面３１１に形成され、流れる
空気３６０の出口または入り口となる溝３５４が含まれ
る。空間３７２は、仕切り３７１により空間３７０から
分離され、空間３７２は、空間３７０より低い空気圧に
維持される。
噴射アーキテクチャを、図１０に参照し示す。可撓性対
象のコンベヤ３２０の一部には、可撓性対象（判りやす
くするため可撓性対象は示さない）を横、縦、垂直に搬
送する多様な空気ジェット３２６が含まれる。空気ジェ
ット３２６には、コンベヤ面３１１に形成され、流れる
空気３６０の出口または入り口となる溝３５４が含まれ
る。空間３７２は、仕切り３７１により空間３７０から
分離され、空間３７２は、空間３７０より低い空気圧に
維持される。
【００２７】可撓性対象の経路の制御は、複数の集積さ
れたセンサ３４０を設けることにより行われる。このセ
ンサ３４０には、これに制限するものではないが、光
学、機械式、熱、静電、音響のセンサが含まれる。セン
サ３４０は、対象位置に関連するほぼ連続のセンサフィ
ードバックを提供し、これにより、空気ジェット３２６
の近くを通過する可撓性対象の動きをほぼ連続的に制御
する。理解されるように、センサ３４０から受ける情報
は、図９に関連し説明した集中された動作解析ユニット
と動作制御ユニットに渡される。替わりに、分散すなわ
ちローカルの動作解析と動作制御を採用することもでき
る。例えば、センサ３４０は、センサ入力を解析し、空
気噴射の制御を指示するコンピュータマイクロ回路に組
み込むことができる。
れたセンサ３４０を設けることにより行われる。このセ
ンサ３４０には、これに制限するものではないが、光
学、機械式、熱、静電、音響のセンサが含まれる。セン
サ３４０は、対象位置に関連するほぼ連続のセンサフィ
ードバックを提供し、これにより、空気ジェット３２６
の近くを通過する可撓性対象の動きをほぼ連続的に制御
する。理解されるように、センサ３４０から受ける情報
は、図９に関連し説明した集中された動作解析ユニット
と動作制御ユニットに渡される。替わりに、分散すなわ
ちローカルの動作解析と動作制御を採用することもでき
る。例えば、センサ３４０は、センサ入力を解析し、空
気噴射の制御を指示するコンピュータマイクロ回路に組
み込むことができる。
【００２８】図１１は、可撓性対象コンベヤ２２０の側
面図である。このコンベヤ２２０は、下部２２２と上部
２２４に分割され、その間に通路２２３を持ち、各部分
２２２と２２４は、複数の独立または準独立に制御され
る調整可能な空気噴射を持ち、システムを通過する紙２
１２を、動的に支持、移動、誘導する。図９に関連し説
明したように、部分２２２と部分２２４は対向する空気
ジェットを持ち、紙２１２の対向する側に調整可能な空
気流を加え（空気流を向けることにより）、部分２２２
と部分２２４の間に動的に紙を保持し、同時に、垂直、
横、縦の力を加えることにより（これもジェット空気を
向けることにより）、紙の位置、速度、方向を微細に制
御する。例えば、紙２１２の縦の搬送は、それぞれ部分
２２２と部分２２４に相互に対向し配置される空気ジェ
ット２３０と２３２を組み合わせ作動させることにより
行われる。空気流２６０は、バルブ２５０とバルブ２５
２により制御され、空気流は、縦方向の運動量を紙２１
２に伝達する。紙２１２の位置を制御する別の例とし
て、対向する空気ジェット２４０と２４２を使用し、垂
直に空気２６０を向け、コンベヤ２２０において要求さ
れる位置に紙２１２を浮遊させる。さらにこの機能は拡
張することができ、一枚の紙の小領域に差分的な横また
は縦の張力を与え、曲がりの除去、巻き上げ、フラッタ
の除去、その他望ましい整紙機能を与える。
面図である。このコンベヤ２２０は、下部２２２と上部
２２４に分割され、その間に通路２２３を持ち、各部分
２２２と２２４は、複数の独立または準独立に制御され
る調整可能な空気噴射を持ち、システムを通過する紙２
１２を、動的に支持、移動、誘導する。図９に関連し説
明したように、部分２２２と部分２２４は対向する空気
ジェットを持ち、紙２１２の対向する側に調整可能な空
気流を加え（空気流を向けることにより）、部分２２２
と部分２２４の間に動的に紙を保持し、同時に、垂直、
横、縦の力を加えることにより（これもジェット空気を
向けることにより）、紙の位置、速度、方向を微細に制
御する。例えば、紙２１２の縦の搬送は、それぞれ部分
２２２と部分２２４に相互に対向し配置される空気ジェ
ット２３０と２３２を組み合わせ作動させることにより
行われる。空気流２６０は、バルブ２５０とバルブ２５
２により制御され、空気流は、縦方向の運動量を紙２１
２に伝達する。紙２１２の位置を制御する別の例とし
て、対向する空気ジェット２４０と２４２を使用し、垂
直に空気２６０を向け、コンベヤ２２０において要求さ
れる位置に紙２１２を浮遊させる。さらにこの機能は拡
張することができ、一枚の紙の小領域に差分的な横また
は縦の張力を与え、曲がりの除去、巻き上げ、フラッタ
の除去、その他望ましい整紙機能を与える。
【図１】 開口閉鎖位置から開口開放位置に動くＳ字形
状の薄膜を示す本発明に従うバルブの部分切り取り斜視
図である。
状の薄膜を示す本発明に従うバルブの部分切り取り斜視
図である。
【図２】 図１のバルブを示す平面図である。
【図３】 Ｓ字形状の薄膜が開口閉鎖位置にあることを
示す図１と図２のバルブの側断面図である。
示す図１と図２のバルブの側断面図である。
【図４】 電極との静電作用により、Ｓ字形状の薄膜が
対向板の方向に一部引き下げられ、開口が一部開放位置
にあることを示す図１と図２のバルブの側断面図であ
る。
対向板の方向に一部引き下げられ、開口が一部開放位置
にあることを示す図１と図２のバルブの側断面図であ
る。
【図５】 バルブが第１の位置から第２の位置に動くと
不連続に変化することを示すＳ字形状薄膜バルブの側断
面図である。
不連続に変化することを示すＳ字形状薄膜バルブの側断
面図である。
【図６】 電圧電源が抵抗層の両端に接続される不連続
可変Ｓ字形状薄膜バルブを示す側断面図である。
可変Ｓ字形状薄膜バルブを示す側断面図である。
【図７】 電圧電源が抵抗層の両端に接続される可変Ｓ
字形状薄膜バルブを示す側断面図である。
字形状薄膜バルブを示す側断面図である。
【図８】 片持ち薄膜が、一部ポート板の方向に引き付
けられ、一部開口を閉鎖することを示す片持ち薄膜バル
ブの側断面図である。
けられ、一部開口を閉鎖することを示す片持ち薄膜バル
ブの側断面図である。
【図９】 紙の検出に使用されるセンサユニットと、セ
ンサユニットに接続され、適当な補正入力を空気ジェッ
トに与え、要求される経路、速度、方向に紙を保持する
運動制御ユニットを持つ、本発明に従う可変流量バルブ
を使用し、空気を噴射させて支持される紙を正確高速に
動かす紙操作システムを示す図である。
ンサユニットに接続され、適当な補正入力を空気ジェッ
トに与え、要求される経路、速度、方向に紙を保持する
運動制御ユニットを持つ、本発明に従う可変流量バルブ
を使用し、空気を噴射させて支持される紙を正確高速に
動かす紙操作システムを示す図である。
【図１０】 バルブ制御される垂直、横、縦の空気ジェ
ットを持つ有向空気ジェットシステムと、可撓性対象の
三次元の位置を正確にフィードバック制御するセンサシ
ステムをあわせて示す図である。
ットを持つ有向空気ジェットシステムと、可撓性対象の
三次元の位置を正確にフィードバック制御するセンサシ
ステムをあわせて示す図である。
【図１１】 方向付けされる空気の流れのパターンを示
す、図１０に示すものと同様の有向空気システムの断面
図である。
す、図１０に示すものと同様の有向空気システムの断面
図である。
１０，９０，２５０，２５２ バルブ、１２，９２ バ
ルブハウジング、１４ポート、１６ 細長い開口、１
８，９８ 開口板、２０ 対向板、２２，２４スペー
サ、３０ 可撓性薄膜、３２ 第１の固定薄膜端、３４
第２の固定薄膜端、３６ 薄膜本体、３７ Ｓ字形状
の中心、４０，４２ 電極 抵抗層（図７）、４３，４
４，４５，４６，４７，４８ 上部電極、５０ 流体圧
力源、５２ 流出、５３，５４，５５，５６，５７，５
８ 下部電極、６０，６２，６４，６６，６８，７４，
７６，７７，７８，７９，８０，８１，８３，８４，８
５，８６，８７，８８，１０５ 電圧電源、６１，６
３，６７，６９ 導電性電極、９４ 細長いポート、９
６ 開口、９７ 誘電体層、９９ 接着層、１００対向
ポート板、１０２ 可撓性導電性薄膜、１０３ 固定薄
膜端、１０４ 固定されない薄膜端、１１０ 処理シス
テム、１１２，２１２ 紙、１１４，１１６，１１８
紙位置、１２０，２２０，３２０ コンベヤ、１２２，
２２２ 下部、１２３，２２３ 通路、１２４，２２４
上部、１２６，２３０，２３２，２４０，２４２，３
２６ 空気ジェット、１４０，３４０ センサ、１５０
動作解析ユニット、１５２ 動作制御ユニット、２６
０，３６０ 空気流、３１１コンベヤ面、３５４ 溝、
３７０，３７２ 空間、３７１ 仕切り。
ルブハウジング、１４ポート、１６ 細長い開口、１
８，９８ 開口板、２０ 対向板、２２，２４スペー
サ、３０ 可撓性薄膜、３２ 第１の固定薄膜端、３４
第２の固定薄膜端、３６ 薄膜本体、３７ Ｓ字形状
の中心、４０，４２ 電極 抵抗層（図７）、４３，４
４，４５，４６，４７，４８ 上部電極、５０ 流体圧
力源、５２ 流出、５３，５４，５５，５６，５７，５
８ 下部電極、６０，６２，６４，６６，６８，７４，
７６，７７，７８，７９，８０，８１，８３，８４，８
５，８６，８７，８８，１０５ 電圧電源、６１，６
３，６７，６９ 導電性電極、９４ 細長いポート、９
６ 開口、９７ 誘電体層、９９ 接着層、１００対向
ポート板、１０２ 可撓性導電性薄膜、１０３ 固定薄
膜端、１０４ 固定されない薄膜端、１１０ 処理シス
テム、１１２，２１２ 紙、１１４，１１６，１１８
紙位置、１２０，２２０，３２０ コンベヤ、１２２，
２２２ 下部、１２３，２２３ 通路、１２４，２２４
上部、１２６，２３０，２３２，２４０，２４２，３
２６ 空気ジェット、１４０，３４０ センサ、１５０
動作解析ユニット、１５２ 動作制御ユニット、２６
０，３６０ 空気流、３１１コンベヤ面、３５４ 溝、
３７０，３７２ 空間、３７１ 仕切り。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ワレン ビー ジャクソン アメリカ合衆国 カリフォルニア州 サン フランシスコ カステナーダ アベニュー 160 (72)発明者 パトリック シー ピー チュング アメリカ合衆国 カリフォルニア州 カス トロ バレー パインビル サークル 7852 (72)発明者 エリック ピータース アメリカ合衆国 カリフォルニア州 マウ ンテン ビュー ＃2204 ハイ スクール ウェイ 900
Claims (5)
- 【請求項１】 開口が設けられた開口板と、開口板と間
隔を空け配置されポートを規定する対向板と、を有する
バルブハウジングと、 可撓性導電性薄膜であって、第１の端と第２の端を持
ち、薄膜の第１の端が、開口板と対向板の間に取り付け
られる可撓性導電性薄膜と、 開口閉鎖位置と開口開放位置の間で、可撓性薄膜を動か
す少なくとも１つの電極と、 少なくとも１つの電極に接続され、少なくとも１つの電
極の方向に可撓性薄膜を動かし、これにより、開口閉鎖
位置と開口非閉鎖位置の間の中間位置に薄膜を保持する
少なくとも１つの電圧電源と、を含む高速可変流量バル
ブ。 - 【請求項２】 請求項１に記載の高速可変流量バルブに
おいて、少なくとも１つの電圧電源により加えられる電
圧が、薄膜と少なくとも１つの電極の間にインピーダン
スを生成し、このインピーダンスが少なくとも１つの電
極の長さに沿い変化し、薄膜位置を連続的に制御する高
速可変流量バルブ。 - 【請求項３】 請求項１に記載の高速可変流量バルブに
おいて、 少なくとも１つの電圧電源に、第１と第２の電圧電源が
含まれ、少なくとも１つの電極に、第１と第２の電極が
含まれ、 第１の電圧電源が第１の電極に接続され、第１の電極が
開口板に対応し、 第２の電圧電源が第２の電極に接続され、第２の電圧電
源が対向板に対応する、高速可変流量バルブ。 - 【請求項４】 請求項１に記載の高速可変流量バルブに
おいて、 少なくとも１つの電極に、第１の電極と第２の電極が含
まれ、第１の抵抗層が第１の電極と第２の電極を接続
し、 少なくとも１つの電圧電源に、第１の電極に加えられる
第１の電圧電源と、第２の電極に加えられる第２の電圧
電源が含まれ、第１と第２の電圧電源が加える電圧によ
り、第１の抵抗層の長さに沿う電圧を変え、薄膜位置を
連続的に制御する、高速可変流量バルブ。 - 【請求項５】 請求項１に記載の高速可変流量バルブに
おいて、 少なくとも１つの電極に、複数の第１の電極が含まれ、 少なくとも１つの電圧電源に、第１の電圧電源が含ま
れ、これは、各第１の電極に加えられる電圧にもとづき
薄膜位置を不連続に変えるため、各第１の電極に不連続
の電圧を供給する、高速可変流量バルブ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/004,520 | 1998-01-08 | ||
| US09/004,520 US6089534A (en) | 1998-01-08 | 1998-01-08 | Fast variable flow microelectromechanical valves |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11246072A true JPH11246072A (ja) | 1999-09-14 |
Family
ID=21711180
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11000027A Pending JPH11246072A (ja) | 1998-01-08 | 1999-01-04 | 高速可変流量バルブ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6089534A (ja) |
| JP (1) | JPH11246072A (ja) |
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1998
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1999
- 1999-01-04 JP JP11000027A patent/JPH11246072A/ja active Pending
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