JP2002512139A - 液体噴射装置 - Google Patents
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Abstract
Description
に関する。
複数の毛細管チャンネルまたはチャンバ(以下、「セル」と総称する)の共振を
利用して、圧縮波をもたらし、液体をこれらのノズルから噴射させる数多くの液
体噴射装置がある。
波数において制約を受ける。これに加えて、セルは流れを制限するものとして作
用して、セル内の圧力を発生させ、これにより、滴下放出を生ずる。従って、セ
ルを通過する流れは、補充量によって制限されて、このような装置の作動周波数
に対する更なる上方限界を生ぜしめる。その上、セルは、作動を著しく阻害し、
除去するのに問題がある気泡や不純物のためのトラップとして作用する。これに
より、セルを採用した構造はまた、特別なレオロジー、高純度及び高い安定性を
有する液体の処理に対して制約を受ける。例えば、白色、金色及び銀色のインク
を形成するために使用される不安定な懸濁液を、セルを採用した装置を用いて信
頼性をもって塗布することはできない。
後部に近接して、バルク液体中に励起部材を設けている。この構造は、気泡の逃
がしを許容するという利点を有しているが、この方法は、エネルギーの使用にお
いて、本来役に立たないものであり、そして、クロストークを生じやすい。
ントヘッドの構造が、実質的に二次元的なワークピースよりもむしろ、三次元的
な構造に基づくということである。その結果として、製品の変異性が増加し、そ
して、製造歩留まりが低下する。
の噴射サイトと組み合わされて、ページワイドアレイを構成するプリントヘッド
に対する実現されていない要求が存在する。このようなプリントヘッドの製造に
関する問題は、製造方法において、数千の噴射サイト間に高密度構造を提供しな
ければならないという要求にある。主に、先行技術、例えば、欧州特許第072
8583A2においては、数多くの構成要素を三次元的に位置せしめて、デマン
ドインクジェットプリントヘッド上において直線滴下を形成するという要求がな
された構造が開示されている。この構造は、トランスデューサ手段を実質的に平
面形態で一体化することを実現するものではない。一体化の欠如により、先行技
術の方法によって構成されたアレイの幅において、根本的な制限が生ずると本発
明者等は信じる。
ている国際公開第WO−A−94/22592においても、同一の構造に伴う問
題が発生する。この先行技術はまた、滴下を可能にする音響エネルギーをもたら
すために、ノズルプレートの後方に延長された構造を必要とする。この先行技術
の製造方法は、三次元的な製造工程により実施されなければならず、再び、構成
要素の配置に関する問題をもたらす。
段を表面に一体化することによって実現可能であることを理解することにあると
本発明者等は信じる。実際問題として、これの実現は、克服されるべき自明な問
題ではない。
少させて、実質的に平面的な状態を実現すると、矛盾が生ずる。第一に、構成さ
れたPZT(圧電ジルコン酸鉛チタン酸塩セラミック)の動作用が、PZTの高
さの減少に伴って著しく低下する。第二に、この構造は、柔軟性を有する表面を
必要とするが、PZTは、更なる表面に強固に結合したままの状態に置かれなけ
ればならない。この構造を層状に減少させることはできない。
いるように、アニュラーリング幾何学形状寸法を適用して、これらの装置の表面
アレイを形成することである。撓みリングをアレイに位置しそして連結すると、
第一に、アレイ上のノズルの分離は、液滴を許容作動電圧で生ぜしめる、PZT
リングの実現可能な最大外径によって決定されるという大きさの問題がある。こ
れは、(例えば、多くの印刷用途において要求された1インチ当たり150のノ
ズルがあるような)高分解能リニアアレイを形成するには大きすぎる。表面(バ
イモーフ)撓みリングに振動を適用する試みが日本特許公開第09−22611
1に開示されている。しかしながら、この場合には、材料層に結合され、又は、
形成された複数のリングは、材料層全体に対して外周の周りに不可避的に結合さ
れており、従って、これらリング間において、好ましくないクロストークを生ぜ
しめる。
が、日本特許公開第10−58672に示されている。この出願においては、表
面リングのラジアル振動が明らかに生じている。しかしながら、これらリングは
、また、材料層全体に対して外周の周りに不可避的に結合されており、従って、
好ましくないクロストークを生ぜしめる。
面メニスカス共振波を発生させるために適用されたアニュラーリング幾何学形状
寸法を開示している。日本特許公開第10−58673の発明者は、更なる構造
を、ノズルの下方において、インクの特定の深さをもって導き、共振セル構造を
効果的に形成するフロー圧縮を形成することによって、流体カップリングを改善
し、かくして、実質的に平面状態の構造をなくすことを求めている。
特許公開第10−58673に教示された先行技術の構造においては、形成され
た小滴は、基材の「ノズル」開口に匹敵して小さい。例えば、低表面張力、即ち
、プリントヘッドに対する物理的衝撃が小さいインクの条件下で、放出されたジ
ェットがノズルを満たして、ほぼ同一の大きさの小滴を形成するという構造より
も、比較的大きいノズルは、プリントヘッドの前面の好ましくない濡れに対して
、より相応の影響を与える。この影響は、大きい「ノズル」内における比較的大
きい直径のメニスカスが持続し得る低い圧力差から起こる。
面と、前記内面と向かい合う外面を有し、実質的に平面的なアレイに配置された
トランスデューサと、 複数のノズルであって、各々が、それぞれのトランスデューサと組み合わされ
ており、前記それぞれのトランスデューサは、組み合わされたノズルを、ノズル
の軸線と実質的に一致する方向に移動させて、そこから液体を噴射するために励
起可能であるところのノズルと、 液体を前記複数のノズルの前記内面に供給するための液体供給手段と、 必要に応じて、トランスデューサを選択的に励起し、かくして、ノズルの移動
に応じて、液体がノズル内を移動することによって、液体をそれぞれの外面から
ジェット又は小滴として噴射するための手段と からなることを特徴とする、複数のノズルから液体をジェット又は小滴として噴
射するための装置が提供される。
向に並んで配置されており、そして、そこにおいては、トランスデューサは直線
的であり、これらはすべて他のトランスデューサの長軸と平行な長軸を有する。
複数のトランスデューサが直線的でない場合であっても、これらが正確に一致し
ている限り、これらの少なくとも一端部は、アレイにおける他のトランスデュー
サの同一側端部と平行である。
段によって、励起されて作動可能な液体噴射装置の局所領域を意味する。用語「
実質的に平面的な」とは、構成要素の高さが、個々の構成要素のアレイの横方向
の広がりに対して小さいことを意味する。
用いて光学的に整合可能な複数の層にアレイを形成することにあると信じる。
なるワンピースに形成してもよい。トランスデューサを、例えば、励起手段のた
めの取付サポート又は基材をもたらしてもよい1又はそれ以上の材料本体に、励
起手段が、例えば、結合され又は一体的に形成されたところの複合コンポーネン
トとして形成してもよい。
ない。しかしながら、ノズルと組み合わせて使用されるこれらトランスデューサ
については、ノズルは、励起手段と貫通してもよく、又は、励起手段と共に複合
トランスデューサを形成する単一の(又は複数の)材料本体を貫通してもよく、
又は、上記励起手段及び上記単一の材料本体(又は、複数の材料本体)の双方を
貫通してもよい。何れの場合においても、各ノズルが貫通して交差するトランス
デューサの表面は、このトランスデューサの内面及び外面を構成する。これに対
応して、この明細書においては、単一の(又は複数の)ノズルが別体として形成
され、これに励起が直接的に適用されるところの本発明の実施は、全体的にトラ
ンスデューサを含むものと判断される。
は複数の)材料本体は層状であることが好ましい。噴射装置のトランスデューサ
をこのように層状コンポーネントから構成することにより、液体噴射装置の組立
において、これらコンポーネント部品の正確な位置決めを、先行技術で使用され
た三次元構造によって実現されるよりも、より容易且つ信頼性をもって実現する
ことが許容される。
を形成してもよく、これにより、それぞれの領域が、材料層の残りの部分から拘
束を緩めた状態で移動することが許容され、かくして、トランスデューサの作動
を高めることができる。材料層に正確にスリッティングを施して、各トランスデ
ューサ領域の周りに複数のスリットを形成することにより、拘束力を更に減少さ
せることができる。従って、これらの領域は、材料層内又はこれを貫通するスリ
ットによって形成されたビームの形態を有していてもよく、そして、これらスリ
ットの各々はシールされていてもよい。更に、スリットを櫛状、又は、2つの相
互に結合された櫛状に配置してもよい。
過ぎず、さもなければ、部材を薄くする必要があり、洩れが生じ、これにより、
良い点もあるが、悪い点もある。スリットは、複数のトランスデューサを結合し
ない隔離手段になるので、曲げをもたらすための手段のみならず、クロストーク
を抑制するための方法として、スリットを用いることにより、我々は上記問題を
利益に転換した。これらスリットを従順な媒体で充填することにより、隔離性を
改善することができ、これにより、洩れの問題が克服される。上述した従順な媒
体は、隔離状態の選択を許容して、必要な隔離状態をもたらすため、これらスリ
ットは、トランスデューサの幅に匹敵するものであってもよい。
隣接する材料層の大部分に拘束し、そして、接触させた状態で、好ましくは、液
体(典型的には、インク)を噴射するノズル開口(好ましくは、上述した末端の
隙間から離れて位置したノズル開口)に最も近いトランスデューサの作動を最大
限に増幅した状態で、表面内又は表面を貫通する実質的に平行な隙間によって複
数のトランスデューサを隔離することによって、このように非結合状態が実現さ
れる。更に、物理的な隔離によって、トランスデューサ間の空間を満たすために
第二材料を使用することが許容される。これを、剛性を有する媒体よりもむしろ
従順な媒体であるように選択すれば、優れた非結合状態を実現することができる
。従順なシーリング層を上記空間をシールするために使用してもよく、これによ
り、また、優れた非結合状態が維持される。柔軟性を有するノズルプレートを分
割するためにスリットを使用することが国際特許公開第WO−A−94/225
92に開示されているが、ノズルを有するトランスデューサの平面的配置は教示
されておらず、そして、スリットの幅が、液体のしみ込む傾向、又は、充填及び
小滴噴射のぞれぞれの実施中に、外表面に液体が吸い出される傾向によって制限
される。本発明においては、国際特許公開第WO−A−94/22592におけ
るような在外的な細長い剛性を有する棒よりもむしろ、柔軟性を有するものによ
って、ノズルプレートの作動が誘起される。従って、本発明においては、ノズル
を備えた層の機械的特性、例えば、剛性が、「励起手段」層のこれらの特性に匹
敵し、隣接するノズルを有するトランスデューサの共平面性を維持するのに役立
つ。これにより、液体がシールされていないスリットから排出されることが防止
されると共に、スリットがシールされていない場合において、作動励起を維持し
て、シール手段によってもたらされたクロストークの低レベル又は容認可能なレ
ベルで、小滴を形成することに役立つ。従って、クロストークを実質的に導入す
ることなく、液体シールのためのシール手段を用いることは、本発明の1つの特
徴である。
そして、このトランスデューサ内で励起手段を構成して、曲げモードにおいて共
同で作用するトランスデューサ手段の一部として、層の表面を利用してもよい。
更に、このような新たな層表面のアプローチによって、噴射される小滴の直径よ
りも小さい直径のノズルを(着色インク等の懸濁液の場合において、良好な耐ブ
ロッキング性をもって)使用することができ、従って、先行技術の装置によって
示された「湿潤」に対する感度を回避することができる。
機能に最適な3つの材料層からなっていてもよく、例えば、励起手段を提供し、
そして、圧電材料からなる第1層を、この圧電層と協働して、可撓性をもたらす
ように、(例えば)ステンレススチール製の第2支持層上に取り付け、そして、
この第1層が、複数の液体噴射ノズルが設けられた第3の薄いポリマー層を、そ
の向かい合う面上に、有するものであってもよい。また、このような作用を2つ
又は1つの層に結合させてもよい。
のノズルの局部的付近を、「ノズル領域」と定義付けする。使用時に、トランス
デューサが励起されて、少なくともノズル領域が(適切な振幅及び応答時間をも
って)ノズルの軸線と実質的に一致する方向に移動すると、トランスデューサの
内面でのノズル領域に存在する液体がノズル中を通過して、単一のジェット又は
小滴(若しくは、複数のジェット又は小滴)として噴射される。最も好都合なこ
とに、ノズルの軸線及びノズル領域の運動の双方が、トランスデューサのノズル
を有する領域の表面法線と実質的に平行な方向に置かれる。
レイは、これらノズルの列又は線等の一次元的なものであっても、または、好ま
しくは相互に並行に配置された複数の列又は線等の二次元的なものであってもよ
い。このようなノズルの配置により、少なくとも、ノズルを有する複数のトラン
スデューサの単一の列が確保される。更に、上記アレイ内において、ノズルを有
さない付加的なトランスデューサ(例えば、ノズルを有するトランスデューサに
散在するトランスデューサ)が存在していてもよい。これらの付加的なトランス
デューサは、残留クロストークによって誘起される層の共振を抑制することにお
いて有用である。
ランスデューサは、個々にアドレス可能である。(対応するノズルから液体を噴
射するために励起された、)ノズルを有する1つのトランスデューサの運動は、
ノズルを有する他のトランスデューサの同様の運動を生ぜしめず、他のトランス
デューサの隣接するノズルを有する領域において、実質的な圧力変化を生ぜしめ
ないことが通常は望ましい。このように、ノズルを有する複数のトランスデュー
サは個々にアドレス可能であるのみならず、更に、ノズルを有する各々のトラン
スデューサから、液体噴射の個々の制御を得ることができ、そして、各トランス
デューサが単一のノズルしか有さない場合において、各ノズルからの噴射を個々
に制御することができる。このことを、「ノズル間(及び/又はノズルを有する
トランスデューサ間)の「クロストーク」を減少させる」と称する。
支持体及び/又はノズルを有する部材等の)その構成部材の何れかを、相互に一
体的に形成してもよく、または、個々に独立して形成してもよい。一体的に形成
して、装置の固体素子を介して生ずるクロストーク(「機械的クロストーク」)
を減少させる場合には、隙間、典型的には、スリットによって、これらを完全に
分離し又は部分的に分離することが一般的に望ましい。これらの隙間は、複数の
トランスデューサの構成層の1つ、幾つか又はすべてに達していても(よく、例
えば、励起手段及びその支持部材には到達するが、薄いポリマーのノズルを有す
る層には到達していなくても)よい。
ーサの内外面間にスリットを形成している場合には、液体の流出又は蒸発を防止
するために、これらのスリット、即ち、隙間をシールすることが一般的に有益で
ある。これは、例えば、RSによて、商品番号561549の下に供給されてい
るラテックスソルダレジスト等の、トランスデューサの運動をスリットに平行に
伝達し難い軟質弾性材料体を上記スリット内に組み込むことによって行われる。
また、(更なるトランスデューサコンポーネントとして、トランスデューサの作
用に貢献する程度に考えられ、そして、すべてのトランスデューサのために、こ
のようにシールする共通の構成要素として、装置性能全体のみに影響を与える程
度に考えられる)更なる単一の(又は複数の)材料層を上記スリットに跨って塗
布し、かくして、これをシールすることも可能である。 このような更なる材料層を、例えば、Upilex等の25ミクロンの厚さを有するポ
リイミドシートから形成してもよい。
材料層又は複数の材料層であって、これらノズルに導かれるバルク液体に対して
運動を励起する材料層が設けられている。この運動は、トランスデューサのノズ
ル領域内におけるバルク液体内の圧力エクスカーションを誘起する。ノズルを有
する各トランスデューサは、ここに励起されて運動し(「個々にアドレス可能で
あり」)、そして、本発明によって、このように個々にアドレス可能なマルチノ
ズル型小滴噴射装置の構造を簡単にすることが可能である。
ルからの液体の噴射の個々の制御を促進すると共に、個々にアドレス可能な複数
のトランスデューサをもたらす。
圧力の積極的及び消極的な変動の両者を効果的に生ぜしめて、上記ノズルから液
体を噴射させる。「運動ノズル」方法は、液体の低圧縮率または硬いセルに依存
するものではないので、圧力がセル内で圧縮力を作用するところの従来のインク
ジェット小滴噴射装置と対比されるものである。
、この「直接的」という用語は、液体を伝達媒体として使用することによって、
励起が主としてノズル領域には伝達されないことを意味する)。むしろ、主とし
て、それぞれのトランスデューサが形成される固体材料素子を経由して励起が伝
達される。このように、本発明による装置によれば、ノズルの直後のノズルを有
する領域において、大きな圧力変動が生ぜしめられ、かくして、液体によって生
ずる「液体クロストーク」が減少する。この「液体クロストーク」とは、1つの
トランスデューサのノズル領域から他のトランスデューサのノズル領域への液体
を介したエネルギー伝達を意味(し、さもなければ、他のノズルからもの液体噴
射に対する望ましくない貢献をもたらす可能性がある) 従来技術における装置の中で、本発明による装置の独特な利益は、トランスデ
ューサの個々のアドレス可能性及びトランスデューサの基材の共通性により、隣
接する複数のトランスデューサの部分的又は段階的(又は、双方の)起動によっ
て、残留クロストーク信号を1つの局部領域から積極的に有効に消滅させること
ができることにある。この結果、クロストークを積極的に減衰させるために干渉
する複数のトランスデューサ(これらはノズルを有していなくてもよい)を用い
て、次の最も近くに隣接する局部領域を作動させることができる。
ために液体セルを分離する必要性を少なくし、又は、除去することもできる。ま
た、これにより、液体中の気泡に対するジェット又は小滴の感度を抑制し、この
ようなセルに基づく設計により、気泡がこれらのセル内に捕集されるようになり
、ジェット及び/又は小滴の噴射の摂動が連続して行われる。
ことを可能にする。片状部材が単一の平面上で組み付けられるので、上述により
製造が簡単になる。
な超音波作用に起因して、白色、金色及び銀色のインク、又は、大きいピグメン
トサイズ及び不安定な分散特性を有する他のインクを付着させる能力において独
特のものであると信ずる。
領域の内外面及び複数のノズルそのものを含む、トランスデューサの少なくとも
これらの領域の超音波洗浄作用をもたらすことが可能になる。これにより、装置
の面をパージし、拭き取る必要性が減少したメンテナンスが可能になる。
と直接的に接触する液体に実質的に集中させることができる。これは、例えば、
ノズル領域を、トランスデューサの他の部分よりも曲げ動作に対して剛性を小さ
くし、もって、大きな動的反応をノズル領域そのものに発生させ(そして、これ
により、大きな励振圧力を生ぜしめ)ることによって実現可能である。
く、従って、液体噴射は、一般には、従来の液体噴射装置の性能及びコストに非
常に顕著な効果を与える、液体の軟度、液体中の気泡の有無及び装置の製造誤差
等の要素に対して感度が著しく低いことを意味する。従って、この新規な液体噴
射装置は、先行技術の装置よりも、潜在的に安価で、動作においてより信頼性を
有し、そして、このような複雑な液体条件調節装置を必要としない。
す:
あり、そして、ciは、その厚さの方向において、層を伝播する圧縮波又は剪断
波の作動周波数fでの上記層中の速度である。
的及び静電的に撓んだ電気機械的素子である。
有する材料層の運動を励起する励起手段として、圧電素子が使用されている。こ
れらの素子は、両面に電極を有する圧電材料の薄い層からなっている。焼結素子
として予め成形する場合には、各圧電素子の1つの面は、ノズルを有する材料層
の一部に機械的に結合される。(セラミック等の)耐火ノズルを有する層材料を
使用する場合には、圧電素子を、(例えば、スクリーン印刷によって)厚い層と
して交互に析出させ、そして、下の位置に焼結して、励起手段を形成してもよい
。何れの場合においても、圧電層は、これに印加された電圧に至り又は接触する
ように配置される。従って、素子が協働的に結合されたノズルを有する材料層の
領域との結合において、各素子は、可撓性を有する部材の形態のトランスデュー
サを形成する。従って、ノズルを有する層の結合領域又はその付近の領域の何れ
かに設けられたノズルは、ノズルを有するトランスデューサを完全に形成する。
ノズルを有するトランスデューサ及びノズルを有しないトランスデューサは何れ
も励起して、圧電素子及び全体としてのトランスデューサの電極面に対して実質
的に直交する方向に屈曲運動を行う。これにより、第1の利益として、トランス
デューサ及びその中のノズル領域の運動励起が、簡単且つ効果的な方法でもたら
される。
ランスデューサ構造の励起部分(この場合には、圧電素子及びこれが結合された
ノズルを有する材料層の領域)は、従来の液体噴射装置におけるよりも著しく低
い音響インピーダンスを有し、この励起部分の音響インピーダンスは、ノズル領
域のそれに匹敵(し、ノズルが励起部分内に位置する場合には、同一のインピー
ダンスになる)するように構成することが可能であることである。これらの事実
は、このようなトランスデューサに蓄積される励起エネルギー量が、従来の装置
において蓄積されるそれよりも小さく、そして、大きなエネルギー量が励起中に
おいて、励起部分及びノズル領域間の何れの方向にも伝播可能であることを意味
する。これにより、駆動信号を励起手段に供給することによって、ノズル領域の
励起を直接的に制御し、従って、望ましくない運動を積極的に抑制することが可
能になる。
ランスデューサ、特に、他の隣接するトランスデューサと共通の層内において、
材料を部分的に除去して、隙間を形成し、もって、これらの間の機械的な結合度
合いを減少させることによって、1つのトランスデューサの他のトランスデュー
サからの隔離状態(即ち、クロストークの減少)を改善することができる。これ
は、例えば、研磨又はレーザ切断によって実現可能であり、後者の場合には、約
5ミクロンの幅の狭いスリットを形成して、不完全な切断部分のない適正に限定
されたスリットを形成することにおいて有利である。
好ましい)を有していてもよい。この基材は、その上に上記励起手段が取り付け
られるもので、孔と、上記基材上に取り付けられ、上記孔を覆う柔軟性薄膜とを
有しており、上記ノズルが、上記孔を覆う柔軟性薄膜の領域を通過する。別の基
材と柔軟性薄膜とを用いたこのような構造においては、例えば、ステンレススチ
ールから形成される基材に柔軟性薄膜を結合することができる。
において、そのそれぞれのトランスデューサの励起手段によって個々にアドレス
可能なように複数のノズルを配置することが望ましい。共通のノズルを有する層
の外面と一致することが好都合であるところの共通の外面を形成するように、複
数のノズルのこのようなアレイを形成してもよい。この場合には、複数のトラン
スデューサ間のエネルギーを1つのノズルから他のノズルに伝播する進行波の発
生を回避して、機械的クロストークを最小限に減少させるように、励起手段及び
トランスデューサ、又は、その各々の形状及び位置を適切に構成することが好ま
しい。これは、例えば、使用に係る、ノズルを有する層及び/又は補助材料層に
(上述した)スリットを形成することによって実現される。
、又は、これらと一体的に設け、そして、このセンサ手段からのフィードバック
を利用して、バックグランドノイズを除去することによって、更なる洗練化を実
施することが可能である。同様に、ノズルを有しない複数のトランスデューサを
、交互に、又は、付加的に励起して、ノズルを有する複数のトランスデューサの
ノズル領域における運動又は圧力を減衰又は消去してもよい。この作用のために
、ノズルを有しないこのような複数のトランスデューサを、ノズルを有する複数
のトランスデューサ間に散在させて、交互アレイを形成することが有効である。
実際問題として、ノズルを有する複数のトランスデューサ間に、励起手段をも有
さないノズルなしのトランスデューサ、又は、これらが有する励起手段には駆動
体が設けられていないところのノズルなしのトランスデューサから典型的に構成
されるこれらの簡単な「積極的要素」を、ノズルを有するトランスデューサ間に
設けることによってでさえ、有効な効果をもたらすことができる。
、ノズルを有する層を設けてもよい。このマニホルドは、励起減衰材料を有して
いてもよく、または、共振を防止するように構成されていてもよく、そして、複
数のノズルのすべて又は幾つかを超えて伸長させることによって、従来のインク
ジェット式プリントヘッドの「セル」構造が気泡や固体の付着に対して関連した
感度を有することを回避することができる。
形成してもよい。これにより、複数のトランスデューサのための限界条件の選択
、構成部品の予備試験、及び、ノズル領域のための更なる層やトランスデューサ
間のシール構造の適用が有効に可能になる。
サにに接続され、そして、それぞれのトランスデューサターミナルに駆動信号を
独立して供給するように配置された電子駆動機構を含み、かくして、ノズルから
の小滴の生成が、対応して選択的に生ずる駆動信号によって選択的に実行される
ように構成することが好ましい。
詳述する。
て、液体2中において正の圧力変動を誘起する、4に示す運動に応答して、出現
した液体3を形成するために、慣性及び粘性において効果的な著しく短い長さを
もたらすように、薄い材料層に形成されたノズルを有する部材1を示す。図1b
は、液体2中に負の圧力変動を生ぜしめて、出現した液体3を、100に示す出
現小滴に形成する、5に示す運動に応答して、99で示す方向における液体2の
流れを示す。これにより、1マイクロ秒から1ミリ秒の範囲内における時間の間
の圧力変動を生ぜしめるという本発明による装置の機能と共に、非常に高い周波
数での液体噴射が効果的に可能になる。
た1つの実施形態が、図2に平面図で示されている。これは、「ビーム」6を組
み込んだトランスデューサ9であり、例えば、1つのノズル8当たり、PZTか
ら形成された2つの圧電素子を備えている。ノズル8は、材料層100を貫通す
る。この構造により、ノズル孔8をトランスデューサのアンチノードに正確に配
置して、ノズル孔のサブ領域に対称的な圧力分布をもたらすことが可能になる。
この場合において、トランスデューサ9は、材料層100にスリット10を導入
することによって形成されていることは明らかである。作動液体噴射装置として
のこの実施例においては、材料層100は、100ミクロンの厚さを有する電気
的に形成されたニッケルであり、出口直径が25ミクロンのノズルを有している
。スリット10は電気的に形成されており、20ミクロンの幅を有している。ス
リット長さは9ミリメートルであり、スリット10間の距離は1ミリメートルで
ある。圧電素子7の各々は、0.8ミリメートルの幅、1.5ミリメートルの長
さ、200ミクロンの厚さを有しており、ドイツのCeramtec of Laufから提供さ
れる圧電セラミックP5から形成され、高い圧電定数及び高い機械強度をもたら
す。上記圧電素子7に適用された電極材料は、ニッケル−コバルト−金によるス
パッタリング処理され、2−5ミクロンの範囲の厚さを有している。これにより
、PZT材料への損傷を無視できる程度の状態で、切断作業が可能になり、即ち
、スリッティング切断が可能になる。また、これにより、30ミクロンの直径を
有するアルミニウムワイヤを用いたトランスデューサへの電気接続を、超音波ワ
イヤボンダを用いて行うことが可能になる。圧電素子7は、イギリスのCiba-Gei
gyの提供に係る接着剤、Araldite2019を用いて、ノズルプレート100に接
合される。
り、このような装置が小滴を連続した流れとして噴射することが可能になる。上
述した装置は、95.8kHzの周波数で、ピークからピークまで、120ボル
トの交互方形波によって励起した場合に、連続的な小滴流を形成する。
起することによって、この装置が、「要求に応じて」、即ち、短い小滴噴射パル
ス又はパルストレインに対応して小滴を噴射し、パルストレインが終わった後、
その噴射が終了することが可能になる。上述した装置は、ピークからピークまで
150ボルトの駆動電圧、及び、97.3kHzの基本周波数で作動する。この
一般的な形態を有する他の装置においてでは、ピークからピークまでの40ボル
トの駆動電圧を用いて、10kHzまでの要求に応じた周波数が認められている
。
この装置は、オンデマンドモードで、小滴噴射作用が実証されている。上述した
構造を有する液体噴射装置は、印刷メディアに近接して、液体供給手段をもたら
し、もって、インクジェット印刷のための適切なシステムを形成するために、マ
ニホルドに取り付けられる。長期間にわたる信頼性を得るためには、シール層が
必要であるが、このスリットからの液体の流出を防止するためには、シーラント
は必要ないことが実験的に確認されている。
の関数としての運動応答のピーク値は図3に示されており、そして、これは典型
的な場合には、広範である。周波数スケールは80kHzから100kHzに至
っており、予測される最大振幅が周波数が87kHzの場合であることを示して
いる。これは、望ましい作動周波数付近においては、好ましくない振動モードが
存在しないことをも示している。
ピーダンスフェーズの実験における測定結果を示す。周波数掃引は、50kHz
から150kHzに至っており、これは、この範囲内において、最も高いピーク
値は、99.5kHzを境にして1つの共振のみが生じていることを示している
。
モルフ(即ち、単層)及びバイモルフ(即ち、二重層)の幾何学的構造の何れを
も適用してもよい。スリットの端部付近における材料層100の領域の厚さは、
装置の共振周波数を制御するように選択される。
ーサのアレイによって、小滴噴射の制御を、インクジェット式プリントヘッド等
のアレイ液体噴射装置から実質的に独立して行うことができる。図5a、5bお
yび5cは、ノズルを有する複数のトランスデューサ9が、材料層11内に設け
られ、これらの横方向の広がりが複数のスリット12によって制限されていると
ころの付加的な構造を示している。各々のトランスデューサは層11を貫通する
ノズル13を有している。図5a、5b及び5cは、示されているように、励起
手段構造14の様々な順列を図示していることにおいて、これらの図は異なって
いる。
ンジ型境界条件、又は、固定−固定型境界条件を含む利用可能な音響境界条件を
選択して、1又は2以上のリニアアレイの形態を有する予め成形されたトランス
デューサ(ノズルを有するもの、又は、その他のもの)の組立体から上記装置を
構成してもよい。個々のトランスデューサを、所望の共振条件を適切に実現でき
るように、固定−自由型境界条件、固定−固定型境界条件、ヒンジ−固定型境界
条件、又は、ヒンジ−ヒンジ型境界条件で組み付けてもよい。ここで、用語「ヒ
ンジ」及び「ピボット」は、同義語として扱うものとし、用語「クランプ」及び
「固定」は、音響理論における慣例と同一に扱う。
ここにおいて、単一の(又は、複数の)孔10を有する材料層15は、複数のト
ランスデューサ16(励起手段20を含む)の取付けのためのベースを形成する
。このベースは、これ自身が、予め成形された複数の孔17を有するか、又は、
ブランク18のままで、これらブランク部材が、励起手段19を参照して示すよ
うに、積極的なクロストーク補償手段として使用できるものであってもよい。図
示された手段を液体噴射装置として使用するためには、複数の孔17と、複数の
トランスデューサ16間(及び、複数のトランスデューサとプレート15との間
)の間隙領域そのものとを、更なる層によってシールする。このさらなる層には
、孔17に対応する領域に複数のノズルが形成されているか、又は、それ自身が
ノズルとして形成されていてもよい。
ては、2セットのカンチレバー型ビームが、相互に結合された櫛22及び23と
して形成され、これらの櫛の歯が柔軟性のある、ノズルを有するトランスデュー
サを提供する。これらの櫛は、シール層101に結合された材料層100内に形
成されている。材料層110が圧電材料等の励起材料から形成されている実施形
態においては、この材料の局部領域102、103は、材料層自身に形成された
パターントラック104及びパッドコネクション105を用いてこれらの領域に
おいて電流がながれ、そして、活性化される。ノズル手段106は、柔軟性を有
するトランスデューサ108又はシール層101を介して形成される。柔軟性を
有する部材のアレイへの高密度での電気的接続のための必要性を効果的に減少さ
せるドライバ集積回路からアレイコンタクトを受けるように、パッドコネクショ
ンを配置することができる。
されたノズル領域107は、点線109で示されたトランスデューサ(この場合
には、柔軟性を有するトランスデューサ)と組み合わせて使用されているが、こ
のトランスデューサによって形成されているわけではない。このような変形例に
より、柔軟性を有するシール層101をノズル75に組み入れることが可能にな
り、これは、例えば、ノズルの形成が、トランスデューサの材料自身によってよ
りも、むしろ、シール層によって形成した方がより簡単でかつより正確である場
合に有利である。この場合には、また、材料層110は、カンチレバー型ビーム
22、23のみを有しており、励起手段102、パターントラックインターコネ
クション104及びパッドコネクション105が、ノズルを有するシール層10
1上に形成されている。
するUpilexから形成してもよい。
装置全体において使用されるべき、1つが24の位置に示した柔軟性を有するト
ランスデューサの構造を示している。このアレイ装置においては、材料シート1
00において予め成形されたスリット10および孔25と、励起手段29とが、
ノズルを有する層26で覆われている。この構造により、ノズル8が、柔軟性を
有する手段の運動のアンチノードに有利に位置した状態で、(図9において、材
料層100として示された)分離したノズル構造及びスリットシール手段が実現
される。
29のための受けポケット28を有している。このような構造体は、支持手段3
0に固定されるが、液体供給手段の一部として使用されてもよい。
断面を有する他の形状を有していてもよい。ノズルをテーパ状にすることによる
結果として、内面における開口が、インクジェット印刷の分野において周知の形
式である外面よりも小さくなる。また、外面における開口を、内面における開口
よりも小さくなるように形成して、本願出願人の出願に係る特許された欧州特許
第EP−B−0732975及び同時係属イギリス出願第GB9903433.
2におけるアエロゾルの塗布に関して記載された、異なる作動形態をもたらすこ
とも可能である。
が有利である。この材料に化学的エッチング又はレーザ研磨を適用することによ
り、小さく且つ合理的に適切に特徴付けられたノズル孔を有する応力のない基材
を簡単に製造する方法が実現される。
が、図11に示されている。この構造においては、材料層31が、PZTの運動
と、プレートの柔軟運動とを良好に連結するのに十分な厚さを有するプレートか
ら形成されている。上記層31の局部的に薄くされた領域32によって、印加電
圧でのノズルの振幅運動が増加する。このような実施形態は、例えば、電鋳によ
って実現される。
グ及びメンテナンスステーションにおいて、装置を空にすることが可能である。
これは、装置が不使用の際に、ノズル内の液体メニスカスからの蒸発に起因する
ノズルの目詰まり作用を有利に減少させる。
使用して、装置に超音波振動を与えることにより、メンテナンスステーションで
の付加的な洗浄を実施することが有益である。また、メンテナンスステーション
に取り付けられた別の励起手段によって振動を与えたり、または、材料層上に又
はその付近に位置した、積極的な減衰作用に使用される別の励起手段によって振
動を与えてもよい。
中において交互に形成してもよく、次いで、PZTをニッケル上に結合してもよ
い。また、複数のノズル孔のみを電鋳工程で形成してもよく、この場合には、ニ
ッケルをレーザ切断してスリットを形成してもよい。何れの場合においても、レ
ーザ又は研磨ソーを使用して、PZTを貫通するスリットを形成することができ
る。ニッケルの電鋳を使用することにより、単一又は2段階工程ので、スリット
及びノズルの石版印刷的な形成のために、パターン化されたレジスト技術を適用
することが可能になる。
は、スリットをシールするが、ノズルの開口をそのまま残す25ミクロンの厚さ
のKapton等の従順な単一の(又は複数の)薄膜として、スリットシールを設ける
ことが好ましい。これにより、液体がスリットから流出しないことが確保され、
そして、複数のノズル領域及び/又はこれらと組み合わされるトランスデューサ
の動きを妨げる可能性のある、液体のスリットからの蒸発が防止される。
方法を説明する。レーザ加工技術、特に、励起二量体レーザ及び周波数三重パル
スヤグレーザにより、材料の所定の領域において、高品質のスリット及び高品質
のノズル孔をもたらすことができる。実際には、励起二量体レーザ、特に、40
Hzの反復率で248nmのパワーを300mW発生させるLambda Physik mode
l Minex 30796が、PZTにおけるノズル及びスリットの形成に非常に適してい
ることを出願人は見出した。25ミクロンの直径を有するPZTにおける高品質
なノズル孔は、10秒間で加工される。PZTにおけるスリットは、装置をレー
ザビーム中でスキャンすることにより形成される。材料の消耗率は、約20ミク
ロン/秒または等価的な0.5ミクロン/パルスであることが発見されている。
大規模な製造においては、1秒間で約1個のトランスデューサのための複数のノ
ズル及びスリットを、この形成方法を用いて、プリントヘッドのノズル1個当た
りのコストに殆ど影響を与えることなく形成することができる。
れたシリコン基材を使用することによって実現可能である。これにより、大きな
ノズルテーパ角度(KOH溶液を用いた湿式化学エッチングにより、シリコン1
11面と100面との間の54.7度の角度分だけ良好に露出するが、これは、
この分野において周知である)がもたらされ、孔の最小及び最大直径間の2:1
またはそれより大きい比率を与えることができ、改善されたチャネル間コンシス
テンシーがもたらされ、半導体産業における大量生産に一般的に使用される製造
技術がもたらされる。
励起材料のモノリシックスラブ又は複数層スラブを用いて個々のトランスデュー
サを形成してもよい。図12に示すように、先ず、このような材料のモノリシッ
ク層36に切り込みを入れて、中央溝35を形成する。これにより、トランスデ
ューサアレイにおけるすべてのトランスデューサの共通の内側端部が特定され、
外側端部は、モノリシックスラブ36の周辺部によって形成される。次いで、こ
の構造体をクロスカットすることにより、個々のトランスデューサ素子37が形
成される。この「トーテムポール」構造体を次いで逆にして更なる材料層の上に
結合して、柔軟性を有するトランスデューサのアレイを形成する。材料層がノズ
ルを有する層である場合には、この方法は、複数のノズルに対して複数のトラン
スデューサを単一の工程で、整列して位置させるために有利である。結合後、次
いで、複数のトランスデューサは、中央溝の領域の材料を残す1つ又は2つ以上
のダイシングカットによって相互に分離される。
ズルを有する材料層42に結合されたPZT素子39を取り囲む点線94によっ
て示されている。この構造体において、次いで、電気接続のために、PZT素子
39の後方に(高い熱伝導率を有する材料から形成されることが好ましい)スペ
ーサ材料層38が挿入される。次いで、パターントラックされた電極41を有す
る相互接続・保護層40が38、39条に結合され、これにより、PZT素子3
9に個々にアドレスする個々の手段が提供される。材料層42によってグラウン
ド層への接続が(層42が導電性を有する場合には、直接的に、また、層として
、非導電材料が選択された場合には、層42上に予め形成された単一の又は複数
の電極によって)なされる。トランスデューサ素子の端部に充填剤が塗布されて
、これら素子を液体との接触からシールし、電極及び圧電素子の化学的又は電気
的攻撃からこれらを保護する。この組立体は、適宜選択により、上述した何れか
の方法でインクマニホルドに結合される。充填材料を使用して、又は、付加的な
シール層73を設けることによって、これらスリットをシールしてもよい。
ド30と共に装置の液体側に配置してもよい。このような構成にすれば、PZT
を使用時の機械的損傷から保護し、そして、キャッピング、パージング及びクリ
ーニングにおける装置のメンテナンスを用意にするために頂面を平面的にするこ
とができる。何れの場合においても、液体は、励起要素への冷却材として作用す
ることができる。
れる以前に、先ず、層40に取り付けられるPZT素子のための位置決め具とし
て相互接続・保護層40を使用することによって提供される。PZTを、上述し
た方法によって励起素子に形成してもよく、または、PZTを個々に形成し、そ
して、ピックアンドプレイス機械によって所定の位置に載置してもよい。プリン
トヘッドの一体部品としてのパワードライブマイクロチップ及び表面マウント電
子部品を支持するように、層42又は40を構成することも可能である。これに
よれば、ワイヤボンディングの必要性(これによって得られる高い集積度)を除
去し、電子部品全体をパッシベーション化及び/又はエンキャプシュレート化(
し、かくして、組立体全体を化学的攻撃から効果的に保護)することが可能にな
る。
化の度合いが必然的に存在する。この変化は、複数のノズル間における異なった
性能に関する特性に至るので、これは望ましくない。従って、局部的領域間のこ
のような変化を低減させるための方法が有効である。このような方法は、例えば
、電極の選択的なレーザ研磨によって、トランスデューサにおける励起手段の電
極パターンを変更することや、トランスデューサ、特に、トランスデューサのビ
ーム領域から材料を物理的に除去し、もって、ビームの周波数応答を、例えば、
レーザ光の作用によって変更することや、例えば、マイクロマシーニングによっ
て、材料を励起手段から除去することを含む。
、柔軟性を有する複数のトランスデューサが設けられ、トランスデューサの幅、
及び、隣接するトランスデューサ間の対応するスリット幅がそれぞれの長さに準
じて変化している。従って、この実施形態においては、トランスデューサ97は
、形状において直線で囲まれているものではなく、それぞれの端部45、46に
向かってテーパを有している。この構造の調和によって、アレイにおける複数の
トランスデューサが、平行な少なくとも1つの共通の端部、例えば、端部116
及び117を有するという条件が維持される。これらのテーパは、ノズル領域に
向かうビームの曲げ剛性を連続的に減少させ、これにより、上記領域におけるビ
ームの曲げを向上し、小滴の形成効率を向上させる。例えば、圧電セラミックか
ら形成され、そして、トランスデューサ97を有する、ノズルを有する柔軟な層
44は、45、46において示されるように、ノズル47から離れた側の169
ミクロンの最も薄い幅と、ノズル47に近い方の84.5ミクロンの最も薄い幅
とを有している。トランスデューサ97間の組織間領域48は、25ミクロンの
厚さを有するUpilex等の従順なポリマー材料層96によってシールされる。この
材料層は、トランスデューサが個々に励起して作動する際に、トランスデューサ
から他のトランスデューサに発生するクロストークを吸収する作用という付加的
な利益を有する。複数の47は、トランスデューサ層44及び96の双方を介し
て形成されている。
るトランスデューサ95及び支持層53、54を通る部分が図示されており、こ
こにおいては、層49はPZTから形成され、そして、約200ミクロンの厚さ
を有している。作動において、電極表面(ノズル52の通路によって限定された
外面及び内面)に印加された電圧によって、層49の撓みがノズル52の軸線と
実質的に平行に、そして/または、非並行になる。この撓みは、末端50、51
において、約100ミクロンだけ薄くされた領域(溝)を導入することによって
向上される。2つの薄い領域間の間隔は2.0mmであり、これにより、約90
kHzの作動周波数が得られる。
。グラフは、6個の装置についてのモデリング結果を示している。各々の装置は
、シール層のための材料としてUpilexを使用した構造に基づいて、ポリマーシー
ル層74の異なる厚さを有している。この層の厚さが10ミクロン未満の場合に
は、ノズルの運動振幅は、8.5ミクロンのピークトゥーピークで一定である。
シール層の厚さが100ミクロンを超える場合には、シール層は、ノズル運動を
減衰し、もって、ノズル振幅が液体噴射を与えるためにはあまりにも小さくなる
。モデリングは、25ミクロンの厚さのUpilexの層は、ダンピングまたはクロス
トークを誘発することなく、スリットを流体の流出に対してシールするために適
している。
ら形成されているが、この明細書内でなされた様々な変形に従って、図示された
原理を実施してもよい。トランスデューサ95は、局部領域の端部をクランプす
るように作用し、柔軟運動を最大限に高めるための薄い領域に対応して位置した
、例えば、ステンレススチール製の支持層53、54上に取り付けられている。
再び、ノズルを単なる孔で置き換えてもよく、そして、トランスデューサ間のス
リットをシールし、層49の外面を保護するように作用し、相互接続状態をもた
らす更なるノズルを有するポリマー層74によって(これらの孔にノズルが一致
するように)、層49を覆ってもよい。
造においては、トランスデューサ59の柔軟性部材55が2つの部材に分割され
ており、57内にノズルを有するノズル領域56が別のシール層58に形成され
ている。この別の層58は、ノズル形成のための基材を提供すると共に、トラン
スデューサ素子間のシール手段と提供するように作用する。これにより、ノズル
が構造体内において横方向における最大の寸法を有することが可能になり、そし
て、スリットが、ノズルの直径の重要な部分である幅を有することが可能になる
。この構造を実現することによる更なる利益は、柔軟性を有するポリマーを、単
なるスリットによって得られる間隔よりも、トランスデューサ間の間隔を広くし
て、分離層58に使用した場合に、クロストークの減少に関するより大きい減衰
効果が得られることである。
72、73の末端部分における境界条件の変更が、更なる補強層77を含ませる
ことによってどのようになされるかが示されている。微小な小滴付着装置の層構
造により、この更なる補強層の光学的整合を独特の方法で可能にしている。タブ
78、79がこれらに対応するトランスデューサ要素80、81の下方に位置す
るように、更なる層を配置してもよく、これにより、重複部分82の領域におい
てヒンジ連結またはクランプ連結を補強し、その結果、柔軟性を有する層83が
他の可能な方法よりも相対的に低い剛性をもって形成することが可能になる。こ
の補強層はまた、複数の局部領域間の音響バリアを形成することによって、これ
ら局部領域の末端部分間のクロストークを有効に防止する。
クションからなっており、更なる補強層の作用が、液体85を収容する作用をも
有する支持層84によって実現されている。図示された形態においては、励起手
段86は、材料層87を覆っており、この材料層においては、複数の局部領域が
形成され、そして、励起手段の末端部分88が支持層84を覆うように配置され
ている。これにより、トランスデューサの末端部分での境界拘束条件を、実質的
にヒンジ状態に変更することが実現される。
が、デジタル印刷に適した方法で構成されている。この装置は、材料層59上に
設けられており、その上に、複数のトランスデューサの二次元的なアレイが、複
数の線60に沿って配列されている。トランスデューサの幾何学的構造の詳細は
、これを明確化するための挿入図62に示されている。複数のトランスデューサ
は、ノズル63及び励起手段64を有しており、そして、スリット65によって
相互に分離されている。この実施形態においては、トランスデューサは、上述し
た実施形態と比較して、トランスデューサ1個当たり2つのスリットを有するも
のとして示されているが、1つのスリットを適用してもよい。図示されたトラン
スデューサアレイは、低製作解像度間隔66が印刷方向67と直行するように有
利に配置されている。各線の印刷解像度は、これにより、間隔68に対して最大
である。アレイ60の付加的な複数の線は、間隔68の一部において(図示され
た場合においては、間隔68の四分の一で)食違いに配置されており、これによ
り、プリントを個々の線から連続的に覆うことによって、印刷解像度を更に向上
させることが可能になる。この実施形態において最後に示された精密構造は、複
数のトランスデューサ60を、サブアレイ70上において、これらトランスデュ
ーサの線に対して角度71で配置していることである。この配置70によって、
隣接するトランスデューサへの印刷信号を、サブアレイにおける他のトランスデ
ューサに関して遅延させ、もって、隣接するトランスデューサ間に残るクロスト
ークをやがて分配させることができる。サブアレイ内における複数のトランスデ
ューサの相対的配置に関して考え得る様々な置換があり、そして、ここに示され
た実施形態は、このような置換の単なる一例に過ぎない。
示されている。ETCs.r.o.、Zilina,Slovak Repub
licの製造に係るETCM321ジェネレータソフトウェア等の適切なソフト
ウェアを実行するパーソナルコンピュータ111が示されている。このソフトウ
ェアは、上述と同一の提供者からのETCM321ジェネレータカード等の対応
するドライブカード112にデータを供給する。発生した信号は、注文品の増幅
器113を経由して、明細書に記載した液体噴射装置114に送られる。図22
には、ドライブ信号が模式的に示されており、ここにおいては、波形例115が
図示されている。この波形の典型的なピーク電圧は、40から150ボルトの範
囲内である。
面図。
。
。
。
の等角図。
Claims (20)
- 【請求項1】 相互に実質的に平行に向けられた複数のトランスデューサで
あって、各々が内面と、前記内面と向かい合う外面とを有し、実質的に平面的ア
レイに配置されたトランスデューサと、 複数のノズルであって、各々のノズルが、それぞれのトランスデューサと組み
合わされており、前記それぞれのトランスデューサは、組み合わされたノズルを
、ノズルの軸線と実質的に一致する方向に移動させて、そこから液体を噴射する
ために励起可能であるところのノズルと、 液体を前記複数のノズルの内面に供給するための液体供給手段と、 必要に応じて、トランスデューサを選択的に励起し、かくして、ノズルの移動
に応じて、液体がノズル中を移動することによって、液体をそれぞれの外面から
ジェット又は小滴として噴射するための手段と からなることを特徴とする、複数のノズルから液体をジェット又は小滴として噴
射するための装置。 - 【請求項2】 前記複数のトランスデューサが、外面及び内面を有する材料
層の複数の領域に設けられ、前記複数の領域のうちの少なくとも幾つかは、ノズ
ルを支持するサブ領域を有し、ノズルは前記サブ領域を通って、内面から外面に
至っており、そして、前記複数の領域のうちの少なくとも幾つかは、複数の励起
手段を含んでおり、その各々は、前記複数の領域及び/又はノズルを備えたサブ
領域の少なくとも1つを励起可能であることを特徴とする請求項1に記載の装置
。 - 【請求項3】 前記複数のトランスデューサが、複数の貫通孔を有する第1
材料層の複数の領域に設けられており、 前記複数のノズルが、第2材料層の複数の領域に、前記第1材料層の前記貫通
孔と整合して設けられており、そして、 前記複数のノズルが、複数の励起手段を有しており、その各々は、前記複数の
ノズルのうちの少なくとも幾つかのサブ領域において、前記第2材料層を直接的
又は間接的に励起可能であることを特徴とする請求項1に記載の装置。 - 【請求項4】 前記複数のトランスデューサは、基板上に支持された複数の
部材に限定されていることを特徴とする請求項1に記載の装置。 - 【請求項5】 前記トランスデューサは可撓性を有していることを特徴とす
る請求項1乃至4の何れか1つに記載の装置。 - 【請求項6】 前記複数の領域は、前記材料層内に、複数のスリットによっ
て形成されたビーム状であることを特徴とする請求項2及び3の何れかに記載の
装置。 - 【請求項7】 前記複数のスリットの各々はシールされていることを特徴と
する請求項6に記載の装置。 - 【請求項8】 前記複数のスリットは、櫛状に配置されていることを特徴と
する請求項6又は7に記載の装置。 - 【請求項9】 前記複数のスリットは、2つの相互に結合された櫛状に配置
されていることを特徴とする請求項8に記載の装置。 - 【請求項10】 前記複数のトランスデューサは、材料層の他の部分よりも
厚さが薄い部分を有する前記材料層の複数の領域に設けられていることを特徴と
する請求項1乃至5の何れか1つに記載の装置。 - 【請求項11】 前記複数のトランスデューサは、第1材料層に設けられ、
そして、シール層によって相互に分離されており、そして、前記複数のノズルは
、前記シール層に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の装置。 - 【請求項12】 各ノズルが、一対の対向するトランスデューサの端部間に
配置されていることを特徴とする請求項11に記載の装置。 - 【請求項13】 各ノズルが、それぞれのトランスデューサの端部に配置さ
れていることを特徴とする請求項11に記載の装置。 - 【請求項14】 前記複数のトランスデューサはビーム状であり、前記ビー
ムの各々の自由端は、材料の補強層によって支持されていることを特徴とする請
求項1に記載の装置。 - 【請求項15】 前記複数のトランスデューサはビーム状であり、前記ビー
ムの各々の側部は、相互に向かってテーパ状に形成されており、それぞれの複数
のノズルは、それぞれのビームの狭い部分に位置していることを特徴とする請求
項1に記載の装置。 - 【請求項16】 前記複数のトランスデューサに作動信号を供給するための
複数のターミナルが、前記複数のトランスデューサが設けられている前記材料層
に設けられていることを特徴とする請求項2又は3に記載の装置。 - 【請求項17】 複数の信号ターミナルがそれぞれのトランスデューサに対
応して設けられていることを特徴とする請求項1乃至16の何れか1つに記載の
装置。 - 【請求項18】 ノズルが組み合わされない更なるトランスデューサを含み
、かくして、前記更なるトランスデューサを単独で作動させて、隣接するノズル
間のクロストークを減少させることを特徴とする請求項1乃至17の何れか1つ
に記載の装置。 - 【請求項19】 各トランスデューサに隣接する材料層の領域が、前記材料
層の他の部分よりも薄いことを特徴とする請求項2に記載の装置。 - 【請求項20】 前記複数のターミナルに接続され、従って、前記複数のト
ランスデューサに接続され、そして、それぞれのトランスデューサターミナルに
作動信号を独立して送るために配置された電子駆動機構を更に含み、かくして、
前記複数のノズルからの小滴の形成が、対応して選択的に発生する作動信号によ
って選択的に実施されることを特徴とする請求項17に記載の装置。
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