(57)【要約】【課題】インクの滴容量の低下等をもたらす種々の問題を解決することができるマイクロバルブシステムを提供すること。【解決手段】マイクロバルブ２は、オリフィス２２を含むオリフィスオリフィスプレート２０と、オリフィスオリフィスプレート２０に対して離間した関係に連結される片持ち梁１８を含み、この片持ち梁１８は、片持ち梁１８によってオリフィス２２が閉鎖される位置と開口される位置との間で移動可能である。片持ち梁１８は、一つ以上の圧電層４２を含み、一つ以上の圧電層４２は、一つ以上の電気信号の一つ以上の圧電層４２への印加に応答して片持ち梁１８の曲りを容易にする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロバルブシステムであって、
オリフィスを含むオリフィスプレート、及び
前記オリフィスプレートに対して離間された関係に連結される片持ち梁を備え、前記片持ち梁は、前記片持ち梁によって前記オリフィスが閉鎖される位置と開口される位置との間で移動可能であり、
前記片持ち梁は、一つ以上の圧電層で構成され、前記一つ以上の圧電層は、一つ以上の電気信号の前記一つ以上の圧電層への印加に応答して前記片持ち梁の曲りを容易にし、
前記一つ以上の電気信号の前記一つ以上の圧電層への印加と印加の終了の夫々に応答して、前記片持ち梁は、
前記オリフィスプレートから離間された開始位置から前記オリフィスプレートへ向かって移動し且つ前記オリフィスプレートから離間された前記開始位置へ戻り、又は
前記オリフィスプレートに隣接する開始位置から前記オリフィスプレートから離れるように移動し且つ前記オリフィスプレートに隣接する前記開始位置に戻るマイクロバルブシステム。
【請求項２】
前記片持ち梁は、互いから離間され且つ前記オリフィスプレートから離間された一対の圧電層を含み、前記片持ち梁は、
前記オリフィスプレートから離間された前記開始位置から前記オリフィスプレートに向って曲がるための第１の電気信号の前記一対の圧電層の内の一方への印加、及び前記第１の電気信号の印加の終了と前記オリフィスプレートから離間された前記開始位置へ戻るための第２の電気信号の前記一対の圧電層の内の他方への印加、又は
前記前記オリフィスプレートに隣接する前記開始位置から前記オリフィスプレートから離れるように曲がるための第１の電気信号の前記一対の圧電層の内の一方への印加、及び前記第１の電気信号の印加終了と前記オリフィスプレートに隣接する前記開始位置へ戻るための第２の電気信号の前記一対の圧電層の内の他方への印加
に応答する請求項１に記載のマイクロバルブシステム。
【請求項３】
前記片持ち梁は、その基端部で前記オリフィスプレートに連結され、前記片持ち梁は、その先端部で前記オリフィスが閉鎖される位置と前記オリフィスが開口される位置との間で移動可能である請求項１に記載のマイクロバルブシステム。
【請求項４】
前記オリフィスプレートに向かって曲がる前記片持ち梁は、前記オリフィスを閉鎖する請求項１に記載のマイクロバルブシステム。
【請求項５】
前記片持ち梁は、前記少なくとも一つの電気信号が前記少なくとも一つの圧電層に印加されない時に前記片持ち梁に曲がりを持たせる材料の層を含む請求項１に記載のマイクロバルブシステム。
【請求項６】
材料の前記層のより薄い厚み及びより厚い厚みは、前記少なくとも一つの電気信号が前記少なくとも一つの圧電層に印加されない時に、夫々より大きな曲り及びより少ない曲りを有させる請求項５に記載のマイクロバブルシステム。
【請求項７】
前記片持ち梁は、複数の層を含み、及び
平面視で、前記片持ち梁の前記層の内の少なくとも一つの層は、以下の形状、即ち、矩形、台形、多角形及び湾曲形状の一つ又はそれらの組合せを有する請求項１に記載のマイクロバルブシステム。
【請求項８】
更に、前記片持ち梁が前記オリフィスプレートに向かって曲がると、前記オリフィスをシールするための手段を含む請求項１に記載のマイクロバルブシステム。
【請求項９】
前記オリフィスをシールするための前記手段は、以下のもの、即ち
前記片持ち梁の先端部上の隆起表面、及び／又は
前記オリフィスを囲む前記オリフィスプレート上の隆起表面の少なくとも一つを含む請求項８に記載のマイクロバルブシステム。
【請求項１０】
更に、
前記オリフィスプレートにおける複数のオリフィス、及び
前記オリフィスプレートから離間した関係に配置される複数の前記片持ち梁を含み、各片持ち梁が、前記複数のオリフィスの一つが前記片持ち梁によって閉鎖される位置と開口される位置との間で移動可能である請求項１に記載のマイクロバルブシステム。
【請求項１１】
前記複数の片持ち梁は、並列に、相互に組み合わされて、又はｘとｙアレイに配置される請求項１０に記載のマイクロバルブシステム。
【請求項１２】
更に、前記片持ち梁とは反対側の前記オリフィスプレートの側に連結される出力マニフォルドを含む請求項１に記載のマイクロバルブシステム。
【請求項１３】
前記出力マニフォルドは、一つ以上のパスを含み、前記パスの各々は、前記パスと連通する各オリフィスから出力された流体を所定の方向に向ける請求項１２に記載のマイクロバルブシステム。
【請求項１４】
前記圧電層の少なくとも一つは、前記片持ち梁の先端部へは延在しない請求項１に記載のマイクロバルブシステム。
【請求項１５】
プリントヘッドであって、
入力マニフォルド、及び
前記入力マニフォルドに連結される複数のマイクロバルブを備え、前記複数のマイクロバルブは、複数のオリフィスを含むオリフィスプレートと前記オリフィスプレートに対して離間した関係に配置される複数の片持ち梁を含み、各片持ち梁は、前記片持ち梁によって前記複数のオリフィスの内の一つが閉鎖される位置と開口される位置との間を移動可能であり、
各片持ち梁は、一つ以上の圧電層で構成され、前記一つ以上の圧電層は、一つ以上の電気信号の前記一つ以上の圧電層への印加に応答して前記片持ち梁の曲りを容易にし、
前記一つ以上の電気信号の前記一つ以上の圧電層への印加と印加の終了の夫々に応答して、前記片持ち梁は、
前記オリフィスプレートから離間された開始位置から前記オリフィスプレートへ向かって移動し且つ前記オリフィスプレートから離間された前記開始位置へ戻り、又は
前記オリフィスプレートに隣接する開始位置から前記オリフィスプレートから離れるように移動し且つ前記オリフィスプレートに隣接する前記開始位置に戻るプリントヘッド。
【請求項１６】
少なくとも一つの片持ち梁は、互いから離間され且つ前記オリフィスプレートから離間された一対の圧電層を含み、前記片持ち梁は、
前記オリフィスプレートから離間された前記開始位置から前記オリフィスプレートに向って曲がるための第１の電気信号の前記一対の圧電層の内の一方への印加、及び前記第１の電気信号の印加の終了と前記オリフィスプレートから離間された前記開始位置へ戻るための第２の電気信号の前記一対の圧電層の内の他方への印加、又は
前記オリフィスプレートに隣接する前記開始位置から前記オリフィスプレートから離れるように曲がるための第１の電気信号の前記一対の圧電層の内の一方への印加、及び前記第１の電気信号の印加終了と前記オリフィスプレートに隣接する前記開始位置へ戻るための第２の電気信号の前記一対の圧電層の内の他方への印加
に応答する請求項１５に記載のプリントヘッド。
【請求項１７】
各片持ち梁は、その基端部で前記オリフィスプレートと前記入力マニフォルドとの間に連結され、前記片持ち梁は、その先端部で前記オリフィスの一つが閉鎖される位置と前記オリフィスの一つが開口される位置との間で移動可能である請求項１５に記載のプリントヘッド。
【請求項１８】
前記オリフィスプレートに向かって曲がる各片持ち梁は、前記オリフィスの内の一つを閉鎖する請求項１５に記載のプリントヘッド。
【請求項１９】
各片持ち梁は、シリコン又は不活性材料の第１の層を含み、前記第１の層は、上に、前記電気信号が前記片持ち梁に印加されることがない場合に前記片持ち梁を曲げる材料の第２の層を含む請求項１５に記載のプリントヘッド。
【請求項２０】
前記不活性材料は、ニッケル又はピエゾ電気的に不活性の材料であり、
材料の前記第２の層は、酸化物層、ＳｉＮｘの層、又はＳｉＣｘの層である請求項１９に記載のプリントヘッド。
【請求項２１】
材料の前記第２の層は、酸化物層であり、
前記酸化物層のより厚い厚み及びより薄い厚みは、前記少なくとも一つの電気信号が前記片持ち梁に印加されない時に、夫々より大きな曲り及びより少ない曲りを有させる請求項１９に記載のプリントヘッド。
【請求項２２】
平面視において、前記第１の層は、以下の形状、即ち、矩形、台形、多角形及び曲線形状の内の一つ又はそれらの組合せを有する請求項１９に記載のプリントヘッド。
【請求項２３】
更に、前記片持ち梁の一つが前記オリフィスプレートに向かって曲がると、各オリフィスをシールするための手段を含む請求項１６に記載のプリントヘッド。
【請求項２４】
各オリフィスをシールするための前記手段は、以下のもの、即ち
前記片持ち梁の隆起表面又は隆起、又は
前記オリフィスを囲む前記オリフィスプレート上の隆起表面又は隆起の少なくとも一つを含む請求項２３に記載のプリントヘッド。
【請求項２５】
前記入力マニフォルドと前記複数のマイクロバルブは、プレナムを形成する請求項１６に記載のプリントヘッド。
【請求項２６】
前記複数の片持ち梁は、並列に、相互に組み合わされて、又はｘとｙアレイに配置される請求項１７に記載のプリントヘッド。
【請求項２７】
前記圧電層の内の少なくとも一つは、前記片持ち梁の先端部へは延在しない請求項１６に記載のプリントヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２０１３年５月１０日に出願された米国仮特許出願番号第６１／８２１，９１５号及び２０１４年５月８日に出願された米国実用新案出願番号第１４／２７２，６２２号の利益を主張し、これらの出願の両方が参照によって本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、片持ち支持マイクロバルブ及びインクジェットプリンタにおける、より具体的には、インクジェットプリンタヘッドにおけるその使用に関する。
【背景技術】
【０００３】
実質的に大気に開口するオリフィスを備え、多数の熱及びピエゾ又は電子プッシュポンプタイプインクジェットヘッドを含むプリントヘッドは、一般的に「デキャップ（ｄｅｃａｐ）」と呼ばれる問題を有する。このデキャップは、基本的に、インクキャリア流体（溶剤）の気化によって引き起され、粘度の増加及び／又はノズルにおけるインク成分の非ニュートン挙動を生じる。これは、少なくとも、滴容量の低下、貧弱な軌跡、及びランダムな液滴挙動を生じ、最も厳しい形態では、ノズルが完全に詰まり、全くインクを分配できない。水ベースのインクは、染料又は顔料量及び溶剤の使用に従って度合いが変化するデキャップを被ることになる。純粋なメタノール又はＭＥＫを使用するもののような１００％有機溶剤ベースのインクは、印刷温度（大気又は典型的にはそれよりも高い）で非常により高い相対蒸発率に起因して、水ベースのインクよりもかなりより悪いデキャップを受けることになる。
【０００４】
実質的に大気に開口するオリフィスを備えるプリントヘッドは、また、浮遊汚染物がオリフィス内の又はその近くのインクの「粘着性」残留物に落ちる又はトラップされる傾向によって引き起こされる種々の問題を有する。その最も単純な形態では、これは、開口オリフィスの回りにパドリング（水たまり）を引き起こすトラップされた「埃」である。埃（及びインク汚染物）が穴の出っ張り近くの表面に残ると、それは液滴軌跡のエラーを生じ得る。厳しい場合には、埃が液放出サイクルの再充填部分中にノズル内に粘着されて、軌跡エラー、滴重量の低下及び完全な詰まりさえ生じ得る。
【０００５】
開口オリフィスから液を出させるプリントヘッドは、一般に「ガルピング（ｇｕｌｐｉｎｇ）」と呼ばれる問題を呈し得る。このガルピングは、「サックバック」でトラップされる空気／ガス又は発射事象中に「逃げなかった」流体の穴又はノズル内に戻る流れによって引き起こされる。空気は、発射室内に引き戻され、ノズルの上流の流体再充填領域まで前進する可能性さえある。トラップされた空気は、流れ阻止の影響により滴容量の低下を引き起こす可能性があり、且つ駆動されたピエゾとサーマルインクジェットヘッドの両方に対して発射室の完全な蒸気記ロックを引き起こす可能性さえある。音波に依存するピエゾインクジェットヘッド中のトラップされたガスは、追加の追従を介して流体チャネル中の音波速度を低下することによって悪化を引き起こす。これは、適切な滴形成と速度に影響を及ぼす。この欠点は、完全にウエット状態の発射室に対して設計されたタイミングパルスが第２の（ガス）相の追加の追従によって中断されると引き起こされる。
【０００６】
サーマルインクジェットデバイスに対して、発射抵抗器近くでトラップされたガスは、発射パルス中に熱伝達の低下を引き起こし、滴質量の低下と滴速度の低下を同時に引き起こす駆動バブルの弱化を生じる。滴質量の低下は、設計通りの滴の広がり態様に直接影響を及ぼす。滴速度の低下は、典型的に、最大分配距離に悪影響を与える軌跡エラーをもたらす。
【０００７】
「マクロ」バルブジェットの問題点は、
商業的に入手可能なソレノイド駆動インジェットバルブの頻度制限；
ソレノイド駆動バルブのノズル密度の制限；及び
ソレノイド駆動バルブの滴サイズが大きいことを含む。
【０００８】
連続インクジェット（ＣＩＪ）の問題点は、
ＣＩＪは、離散液滴インクジェットデバイスに比較してプリント品質の不足を受けることになる。これは、滴配置と滴容量に対する制御が弱いことに起因する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
滴射出が流体入口側と流体出口側を有し、一つ以上の離散ノズル（又はオリフィス）を含む加圧流体プレナムによって機能するインクジェットプリンタが本明細書で開示される。加圧流体の任意の典型的な手段、例えば、ポンプが利用されることができる。各オリフィスは、非発射状態において機械的バイアス、電気的バイアス又は外側の大気圧に対するより高いプレナム内圧の差によって引き起こされる静圧勾配を介してピエゾ片持ち梁によって独立してシールされることができる。これは、「常閉」位置と呼ばれ、片持ち梁への電力を必要としないことが望ましい。
【００１０】
滴射出が望まれる場合、電気信号が片持ち梁に送られ（又はそれから引き止められ）、それによって、ノズルをシールするその常閉位置からオリフィスが開口する開口位置へ片持ち梁を傾け且つ湾曲させる。これによって、流体（液体又はガスのような）が片持ち梁の端部周りを流れてオリフィスから出ることを可能とする。
【００１１】
流体機構によって決定される特定の量の撓みで、片持ち梁は、最早、静圧勾配を克服する必要がない。なぜなら、流体が、完全に片持ち梁を囲み、静圧力同士がバランスをとっているからである。片持ち梁は、「静的」挙動から複雑な動的流体と片持ち梁メカニズムによって統制される挙動へ移行する。駆動信号が停止すると、ノズルが開口状態の後に、片持ち梁は、それが何ら追加のエネルギー入力無しに閉鎖された位置へ戻ることが望ましいように応力状態にある。
【００１２】
本明細書で記述される片持ち梁の場合、滴容量は、ノズル開口時間の強い関数であり、ノズルのサイズの変更なしに滴容量の変調を可能とする。この能力は、サーマルインクジェットでは達成困難であり、それは、通常、室内での一回を越える抵抗器の起動を必要とする。しかしながら、先進の駆動波形整形で変位ベースの圧電インクジェットプリンタにおいてこの挙動を達成することができる。本明細書に記述された片持ち梁は、複雑な波形を必要とせず、より長い期間矩形又は他の単純な電気パルスを「オン」のままにすることを単純に必要とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
より具体的には、一つのオリフィスを含むオリフィスプレートと、そのオリフィスに対して離間した関係で連結される片持ち梁を備え、前記片持ち梁は、前記オリフィスが前記片持ち梁によって閉鎖される位置と開口される位置との間に移動可能である、マイクロバルブシステムが本明細書で開示される。前記片持ち梁は、一つ以上の圧電層を備え、前記一つ以上の圧電層は、一つ以上の電気信号の前記一つ以上の圧電層への印加に応答して片持ち梁の曲りを容易にする。前記一つ以上の電気信号の前記一つ以上の圧電層への印加及び印加終了の夫々に応答して、片持ち梁は、オリフィスプレートから離間した開始位置からオリフィスプレートに向かうように移動し且つオリフィスプレートから離間した前記開始位置に戻る；又は前記オリフィスプレートに隣接する開始位置から前記オリフィスプレートから離れるように移動し且つ前記オリフィスプレートに隣接する前記開始位置に戻るかのずれかである。
【００１４】
片持ち梁は、互いに離間され且つ前記オリフィスプレートから離間された一対の圧電層を含むことができる。片持ち梁は、オリフィスプレートから離間された開始位置からオリフィスプレートに向かって曲がるための第１の電気信号の一対の圧電層の内の一方への印加、及び第１の電気信号の印加の終了、オリフィスプレートから離間された開始位置への戻りのための第２の電気信号の一対の圧電層の他方への印加；又はオリフィスプレートに隣接する開始位置からオリフィスプレートから離れるように曲がるための第１の電気信号の一対の圧電層の内の一方への印加、及び第１の電気信号の印加終了、オリフィスプレートに隣接する開始位置へ戻るための第２の電気信号の一対の圧電層の内の他方への印加のいずれかに応答する。
【００１５】
片持ち梁のユニモルフ型バージョンは、支持層の一方の側、例えば、ラミネーションの無い、シリコン又はニッケルのような不活性材料の層上に単一の圧電層を含む。片持ち梁のバイモルフ型バージョンは、支持層の両側に一対の圧電層を含む。
【００１６】
片持ち梁は、その基端でオリフィスプレートに連結されることができ、片持ち梁は、その先端でオリフィスが閉鎖される位置とオリフィスが開口される位置との間で移動可能である。
【００１７】
片持ち梁は、オリフィスプレートに向って曲がってオリフィスを閉鎖できる。
【００１８】
片持ち梁は、更に、一つ以上の電気信号が一つ以上の圧電層に印加されることがない場合に、片持ち梁に曲がりを持たせる材料の層を含むことができる。材料のその層のより厚い厚み及びより薄い厚みは、一つ以上の電気信号が一つ以上の圧電層に印加されることがない場合に、夫々、片持ち梁に多少の曲がりを持たせることができる。また、代わりに、一つ以上の層に堆積されたままの応力は、意図的に望ましい値に変調され、これは、静止梁曲がり即ち「カール」を行うために別個に又は厚みの選択と組み合わせて使用されることができる。
【００１９】
片持ち梁は、複数の層を含むことができる。平面図では、片持ち梁の複数の層の少なくとも一つは、以下の形状、即ち、矩形、台形、多角形及び曲線形の一つ又はそれらの組合せを有することができる。
【００２０】
マイクロバルブシステムは、更に、片持ち梁がオリフィスプレートに向かって曲がるとオリフィスをシールするための手段を含むことができる。オリフィスをシールするための手段は、以下、即ち、片持ち梁の先端上の隆起表面及び／又はオリフィスを囲むオリフィスプレート上の隆起表面の少なくとも一方を含むことができる。
【００２１】
マイクロバルブシステムは、更に、オリフィスプレートに複数のオリフィス；及びオリフィスプレートに対して離間した関係で配置される複数の片持ち梁を含むことができ、各片持ち梁は、複数のオリフィスの一つが、前記片持ち梁によって閉鎖される位置と開口される位置との間に移動可能である。
【００２２】
複数の片持ち梁は、並列に、相互に組み合わされて、又はｘとｙのアレイに配置される。
【００２３】
マイクロバルブシステムは、更に、片持ち梁とは反対側のオリフィスプレートの側に連結された出力マニフォルドを含むことができる。
【００２４】
出力マニフォルドは、一つ以上のパスを含むことができ、その各々は、前記パスと連通状態に置いて各オリフィスを通って流体出力を所定の方向へ向けるように構成される。
【００２５】
圧電層の少なくとも一つは、片持ち梁の先端へは延在しない。
【００２６】
入力マニフォルド；及び前記入力マニフォルドに連結された複数のマイクロバルブを備えるプリントヘッドであって、前記複数のマイクロバルブは、複数のオリフィスを含むオリフィスプレートと前記オリフィスプレートに対して離間された関係で配置された複数の片持ち梁を含み、各片持ち梁は、前記片持ち梁によって前記複数のオリフィスの一つが閉鎖される位置と開口される位置との間に移動可能であるプリントヘッドも本明細書において開示される。各片持ち梁は、一つ以上の圧電層により構成され、前記一つ以上の圧電層は、一つ以上の電気信号の一つ以上の圧電層への印加に応答して前記片持ち梁の曲りを容易にする。前記一つ以上の電気信号の前記一つ以上の圧電層への印加及び印加終了の夫々に応答して、片持ち梁は、オリフィスプレートから離間した開始位置からオリフィスプレートに向かうように移動し且つオリフィスプレートから離間した前記開始位置に戻る；又は前記オリフィスプレートに隣接する開始位置から前記オリフィスプレートから離れるように移動し且つ前記オリフィスプレートに隣接する前記開始位置に戻るかのずれかである。
【００２７】
少なくとも一つの片持ち梁は、互いに離間され且つ前記オリフィスプレートから離間された一対の圧電層を含むことができる。片持ち梁は、オリフィスプレートから離間された開始位置からオリフィスプレートに向かって曲がるための第１の電気信号の一対の圧電層の内の一方への印加、及び第１の電気信号の印加終了、オリフィスプレートから離間された開始位置への戻りのための第２の電気信号の一対の圧電層の他方への印加；又はオリフィスプレートに隣接する開始位置からオリフィスプレートから離れるように曲がるための第１の電気信号の一対の圧電層の内の一方への印加、及び第１の電気信号の印加終了、オリフィスプレートに隣接する開始位置へ戻るための第２の電気信号の一対の圧電層の内の他方への印加のいずれかに反応する。
【００２８】
各片持ち梁は、その基端で、オリフィスプレートと入力マニフォルドとの間に連結されることができ、その先端で、オリフィスの一つが閉鎖する位置と開口する位置との間で移動可能であることができる。
【００２９】
各片持ち梁は、オリフィスの一つを閉鎖するオリフィスプレートに向かって曲がることができる。
【００３０】
各片持ち梁は、シリコン又は不活性材料の第１の層を含むことができ、前記第１の層は、その上に、電気信号が片持ち梁に印加されることがない状態で片持ち梁を曲がらせる材料の第２の層を含む。
【００３１】
不活性材料は、ニッケルでよいが、従来の技術で既知の他のピエゾ電気的に不活性の材料（例えば、ラミネーションが無い、ガラス、セラミック、シリコン酸化物等）の使用が考えられる。材料の第２の層は、酸化物層であってもよい。酸化物層のより厚い厚み及びより薄い厚みは、一つ以上の電気信号が片持ち梁に印加されることがない場合に、夫々、片持ち梁をより大きく曲がらせる及びより少なく曲がらせることができる。また、代わりに、一つ以上の層に堆積されたままの応力は、意図的に望ましい値に変調され、これは、静止梁曲がり即ち「カール」を行うために別個に又は厚みの選択と組み合わせて使用されることができる。
【００３２】
平面視において、第１の層は、以下の形状、即ち、矩形、台形、多角形及び曲線形の一つ又はそれらの組合せを有することができる。
【００３３】
プリントヘッドは、更に、片持ち梁の一つがオリフィスプレートに向かって曲がると、各オリフィスをシールするための手段を含むことができる。各オリフィスをシールするための手段は、以下、即ち、前記一つの片持ち梁上の隆起表面；又はオリフィスを囲むオリフィスプレート上の隆起表面の少なくとも一方を含むことができる。
【００３４】
入力マニフォルドと複数のマイクロバルブは、プレナムを形成できる。
【００３５】
複数の片持ち梁は、並列に、相互に組み合わされて、又はｘとｙのアレイに配置される。
【００３６】
圧電層の内の少なくとも一つは、片持ち梁の先端に延在してはいない。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】図１は、マニフォルドを介してキャリアに連結されるマイクロバルブ（又はベンダーバルブ）のアレイを含むインクジェットプリンタのブロック図である。
【図２】図２は、ノズルを閉鎖する閉鎖位置（破線で示される）と前記ノズルから離間された開口位置との間に移動可能な第１の実施形態の片持ち梁を備えるマイクロバルブの単一の例を示す図１の線ＩＩ−ＩＩに沿って切断された断面図である。
【図３】図３は、図１の線ＩＩ−ＩＩに沿って切断されている（図２と同様に）が、図示のマイクロバルブの第１の実施形態の片持ち梁の位置を制御するためのコントローラを含む図である。
【図４】図４は、図２及び図３のマイクロバルブとオリフィスプレートのノズルの先即ち先端部の分離図であって、マイクロバルブの先即ち先端部上の任意の隆起表面及び／又はノズル周りの任意の隆起表面を示す。
【図５】図５は、矩形状に対する任意の台形形状を有する図２と図３に示されるマイクロバルブの底部の分離図である。
【図６】図６は、キャリアに組み付けられたマイクロバルブの断面図であり、マイクロバルブは、第２の実施形態の片持ち梁を備え、第１の実施形態の片持ち梁の圧電層とその圧電層より上の圧電層の一部が第２の実施形態の片持ち梁における片持ち梁の先即ち先端部から除去されている。
【図７】図７は、並列に配置されたマイクロバルブのアレイの分離平面図である。
【図８】図８は、互いから離れた基部と相互に組み合わされた片持ち梁の先が形成された、二列の片持ち梁を有するマイクロバルブのアレイの分離平面図である。
【図９】図９は、一対の離間された圧電層を有する第３の実施形態の片持ち梁を備えるマイクロバルブの単一の例を示す、図１の線ＩＩ−ＩＩに沿って切断された断面図であり、片持ち梁は、ノズルを閉鎖する閉鎖位置（破線によって示される）と前記ノズルから離間された開口位置との間に移動可能である。
【図１０】図１０は、一対の離間された圧電層を有する第４の実施形態の片持ち梁を備えるマイクロバルブの単一の例を示す断面図（図９に類似する）であり、片持ち梁は、ノズルを閉鎖する閉鎖位置（破線によって示される）と前記ノズルから離間された開口位置との間に移動可能であり、頂部圧電層とその頂部圧電層上の一部、及び底部圧電層とその底部圧電層より下の層の一部が第３の実施形態の片持ち梁の先即ち先端から除去されている。
【図１１】図１１は、図１における線ＩＩ−ＩＩに沿って切断されている（図３と同様に）が、各マイクロバルブの出力を収集してそれを混合室又は出力ポートのような他の位置へ向けるためにオリフィスプレートの出力側に連結されることができる出力マニフォルドを含む断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
本発明は、類似する参照番号が類似する要素に対応する添付の図面を参照してここで記述される。
【００３９】
図１を参照すると、入力マニフォルド４を介してキャリア６に連結される単一のマイクロバルブ２又はマイクロバルブ２のアレイを含むマイクロバルブシステムを備えるインクジェットプリンタがここでは開示される。ベンダーバルブとも呼ばれるマイクロバルブ２のアレイは、任意の適切な及び／又は望ましい構成であることができる。例えば、マイクロバルブのアレイは、マイクロバルブの、Ｘ≧１及びＹ≧０であるＸ×Ｙアレイであることができる。しかしながら、これは、本発明を制限するものとして解釈されるべきではない。
【００４０】
図２と図３を参照すると共に図１を引き続いて参照すると、図１の線ＩＩ−ＩＩに沿って切断された断面図は、液体又はガスのような流体１０、例えば、液体インクを受容し且つ保持して前記一つ以上のマイクロバルブ２によって分配されるように構成されるプレナム即ちリザーバ８を画定する入力マニフォルド４及び一つ以上のマイクロバルブ２（一つのマイクロバルブのみが図２と図３に示されている）を示している。
【００４１】
キャリア６は、制限するものではないが、プラスチック又はセラミックのような任意の適切な及び／又は望ましい材料から形成されることができる。キャリア６の目的は、以降に記述されるようにコントローラ１４（図３）の制御下で一つ以上のマイクロバルブ２の動作によって流体１０が堆積されるべき基板に対する動作関係で入力マニフォルド４及びマイクロバルブ２に対する支持体として働くためである。
【００４２】
インク入力マニフォルド４は、適切な形状と構成に事前形成され、このインク入力マニフォルド４は、一つ以上のマイクロバルブ２とキャリア６との間のインターフェースとして働き、マイクロバルブ２と協働して流体１０のためのリザーバ８を形成する。一つの非制限実施形態では、入力マニフォルド４は、発明を制限するものではないが、サンドブラスト処理のような適切なエッチングプロセスによってマニフォルドのパターンに形成された５００マイクロメートル厚のガラスから形成される。しかしながら、ガラスから作られる入力マニフォルド４のここでの記述は、本発明を制限するものと解釈されるべきではない。同様に、マニフォルドが５００マイクロメートル厚であるとの記載は、本発明を制限するものと解釈されるべきではない。これに関して、入力マニフォルド４は、適切な及び／又は望ましい厚みであることができ、当業者によって適切である及び／又は望ましいと判断される任意の材料から作られることができる。
【００４３】
入力マニフォルド４は、シール１６を介してキャリア６に連結される。シール１６は、接着材料又はОリングから形成されることができる。シール１６の目的は、リザーバ８からの流体１０の逃げや蒸発を回避する、キャリア６と入力マニフォルド４との間の液密シールを形成することである。
【００４４】
各マイクロバルブ２は、入力マニフォルド４とオリフィスプレート２０との間に配置される片持ち梁１８を含み、この片持ち梁１８は、シリコンで形成されることが望ましいが、シリコンに制限されるわけではない。
【００４５】
図面に示される入力マニフォルド４と種々の実施形態のマイクロバルブ２を形成する材料／層の厚みは、説明目的でかなり拡大して示される。これは、実際上、例えば、図２に矢印２４で示されるように、片持ち梁１８の少なくとも先端部がオリフィスプレート２０のオリフィス２２に向かって及びそれから離れるように移動又は湾曲することを許容するのに十分なように薄い片持ち梁１８に対しては特に当てはまる。
【００４６】
一実施形態では、マニフォルド８中の流体１０は、図２に破線２６によって示されるように、流体１０が片持ち梁１８をオリフィス２２に対して付勢するように十分に加圧される。この実施形態では、その非付勢（弛緩した）状態にある片持ち梁１８は、図２及び図３に実線で示されるように、オリフィス２２から離間される。他の一実施形態では、片持ち梁１８は、その非付勢（弛緩した）状態において、片持ち梁１８は、図２に破線２６によって示されるように、オリフィス２２に対して付勢されるように構成される。従って、片持ち梁は、その非付勢（弛緩した）状態において、片持ち梁がオリフィス２２から離間する又はオリフィス２２に接触しているように設計されることができる。
【００４７】
必要に応じて、適切な液密シールは、片持ち梁１８がオリフィス２２と接触するインターフェースに形成されてもよい。或いは、オリフィスプレート２０とそれに接触している片持ち梁１８の部分を形成する材料は、これらの材料及び／又はその形状がオリフィス２２をシールし且つ片持ち梁１８が図２に破線２６によって示される位置にある時に、流体１０のオリフィス２２の意図しない通過を回避するように選択されることができる。
【００４８】
図４に示されるように、オリフィス２２に面する片持ち梁１８の先即ち先端部は、加法（フォトリソグラフィック）処理技術（単数又は複数）及び／又は減法（例えば、エッチング）処理技術（単数又は複数）によって形成されることができる任意の隆起表面８６を含むことができる。例えば、隆起表面８６は、シリコン層３２をエッチングすることによって適切な時に形成されることができる（以降で論じる）。加えて又は代替として、隆起表面８６は、適切な時に、制限はしないが、金のような柔らかい追従材料をシリコン層３２上に堆積することによって形成されることができる。また、隆起表面８８を形成するための加法処理と減法処理の組合せが想定される。
【００４９】
加えて又は代替として、及び図４にも示されるように、隆起表面８８は、当該技術で既知の加法及び／又は減法処理技術（単数又は複数）によって片持ち梁１８に面するオリフィス２２の側の回りに形成されることができる。例えば、隆起表面８８は、オリフィスプレート２０を形成するシリコン層７０の減法処理によって形成されることができる。加えて又は代替として、隆起表面８８は、オリフィスプレート２０の処理中に適切な時に、制限はしないが、金のような柔らかい追従材料をオリフィス２２周りに堆積することによって形成されることができる。また、隆起表面８８を形成するための加法処理と減法処理の組合せが想定される。以降では、単純化のために、隆起表面８６と８８は、記述されない。しかしながら、隆起表面８６、隆起表面８８又は両隆起表面８６と８８の使用は、ここで記述されるマイクロバルブの各例と共に利用されることができる。
【００５０】
リザーバ８の内側の流体１０は、流体ポンプ（図示せず）のような流体１０を加圧する任意の典型的な手段によって上昇圧力下にあってもよい。或いは、流体１０は、大気圧下にあってもよい。大気圧にある又は上昇圧力にある流体１０を有することの決定は、弛緩状態にある片持ち梁１８が図２及び図３に実線によって示される開口状態にあるのか又は図２に破線２６によって示される閉鎖状態にあるのかによって決定される。
【００５１】
図２及び図３を引き続いて参照すると、片持ち梁１８、特に、片持ち梁１８の先端部は、例えば、片持ち梁１８の基端の接着剤２８を介して、オリフィスプレート２０のオリフィス２２に対して離間された動作関係に位置される。接着剤２８は、組み付けられると、オリフィスプレート２０と片持ち梁１８との間に隙間３０の形成を容易にできる接着剤２８の区画２８−１と２８−２を画定するように堆積又は形成されることができる。隙間３０は、オリフィス２２に隣接する片持ち梁１８の先即ち先端部が図２に破線２６によって示される下位置にある時に移動してオリフィス２２をシールすることができ且つ図２と図３の実線で示される上位置にある時にオリフィス２２を介して流体１０を分配できる。
【００５２】
片持ち梁１８の一例示の非制限的実施形態は、シリコンの１５μｍ厚の層３２、湿式熱酸化物（ＴＯＸ）の１．２μｍ厚の層３４、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）の１００ｎｍ厚の層３６、チタンの１０ｎｍ厚の層３８、白金の１００ｎｍ厚の層４０、制限するものではないが、ジルコニウム酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）のような圧電材料の３乃至５０μｍ厚の層４２、チタンのもう一つの１０ｎｍ厚の層４４、及び最後に、白金の２５０ｎｍ厚の層４６を含む。層３４乃至４０、４４、及び４６は、任意の適切な及び／又は望ましい方法で蒸着される又は形成される又は一体に連結されることができる。層３２乃至４６の上記厚みは、本発明を制限するものと解釈されるべきではない。白金層４６は、接着剤４８を介して入力マニフォルド４のガラスに連結される。
【００５３】
駆動パッド５０と接地パッド５２は、夫々、白金層４６と白金層４０と電気的に接触状態に形成される。図２及び図３に示される実施形態では、接地パッド５２は、オリフィス２２の反対側の片持ち梁１８の基端部（即ち、取付端部）で圧電層４２、チタン層４４、及び白金層４６に画定された切欠き５４を介して白金層４０と接触している。駆動パッド５０は、オリフィス２２の反対側の片持ち梁１８の基端部の白金層４６と接触して形成される。駆動パッド５０と接地パッド５２は、オリフィス２２を被覆する閉鎖位置（図２に破線で示される）とリザーバ８内の流体１０がオリフィス２２を通って流れることを許容する開口位置（図２及び図３に実線によって示される）との間で又はその逆の間で圧電層４２が片持ち梁１８を移動（湾曲）させる一つ以上の電気バイアスを圧電層４２に印加するための接点を画定する。
【００５４】
ＴＯＸ層３４の厚みは、片持ち梁１８が駆動パッド５０と接地パッド５２に印加される電気バイアスによってバイアスされていない時に片持ち梁１８の撓みに影響を及ぼすことが観察された。例えば、より薄いＴＯＸ層３４は、片持ち梁１８の圧電層４２が電気的にバイアスされていない、即ち、弛緩状態にある時に、図２及び図３に実質的に示される位置に片持ち梁１８を位置させる。対照的に、より厚いＴＯＸ層３４は、圧電層４２が電気的にバイアスされていない、即ち、弛緩状態にある時に、破線２６（オリフィス２２を被覆する）によって実質的に示される位置に片持ち梁を位置させる。従って、ＴＯＸ層３４の厚みを制御することによって、圧電層４２に印加される電気バイアスが無い場合片持ち梁１８の湾曲即ち曲がり（又はその不足）が制御されることができる。一つの特に望ましい実施形態では、圧電層４２が電気的にバイアスされない時に、片持ち梁１８は、オリフィス２２を被覆する閉鎖位置（図２に破線２６によって示される）にあり、且つ圧電層４２が電気的にバイアスされると、片持ち梁１８が図２と図３に実線で示される位置を取る。しかしながら、これは、本発明を制限するものとして解釈されるべきではない。なぜなら、夫々、圧電層４２がバイアスされない時に開口位置にあり且つバイアスされると閉鎖位置にある片持ち梁１８の反対の関係が想定されるからである。
【００５５】
加えて又は代替として、片持ち梁１８の一つ以上の層の堆積されたままの応力は、意図的に望ましい値に変調され、これは、静止梁曲がり即ち「カール」を行うために別個に又は厚みの選択と組み合わせて使用されることができる。
【００５６】
ＺｒＯ２層３６は、Ｐｔ層４０とシリコン層３２との間の移入汚染に対する障壁として働く。しかしながら、層３６がＺｒＯ２から形成されるとの開示は、Ｐｔ層４０とシリコン層３２との間の移入汚染に対する障壁として働くことができる任意の他の適切な及び／又は望ましい材料が、ＺｒＯ２の代替の層３６の材料として使用されることができることが想定されるので、制限する意味に解釈されるべきではない。Ｔｉ層３８は、Ｐｔ層４０の接着を容易にする。Ｔｉ層３８とＰｔ層４０は、片持ち梁１８の第１の電極を画定する。
【００５７】
圧電層４２は、制限するものではないが、ジルコニウム酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）のような任意の適切な及び／又は望ましい圧電材料の複数の層から形成されることができ、それは、例えば、スパッタリング又は他の薄膜堆積プロセス又は周知のゾルゲルプロセスのいずれかを介して複数の層に形成される。圧電層４２が十分な厚みに堆積された後に、Ｔｉ層４４とＰｔ層４６が圧電層４２の頂上に逐次堆積される。Ｔｉ層４４は、Ｐｔ層４６と圧電層４２との間の接着層として働く。Ｔｉ層４４とＰｔ層４６は、片持ち梁１８の第２の電極を画定する。
【００５８】
開口即ち穴６２（図２及び図３）が任意の適切な及び／又は望ましい方法で層３２乃至４６内に形成され、且つ切欠き５４（図３）は、開口６２が形成されるところとは反対側の層４２乃至４６の除去によって形成される。
【００５９】
片持ち梁１８が形成されると、入力マニフォルド４の形態に予め形成されたホウケイ酸ガラスのようなガラスで作られることが望ましい入力マニフォルド４が、接着剤４８を介してＰｔ層４６に取り付けられる。
【００６０】
オリフィスプレート２０は、望ましいサイズ及び／又は寸法のオリフィス２２を形成するためにエッチングされたシリコン層又はウエハ７０から形成される。
【００６１】
適切な時に、オリフィスプレート２０は、片持ち梁１８の先即ち先端部と動作上位置合わせさて位置されるオリフィス２２を有する接着剤２９の区画２８−１と２８−２に取り付けられる。接着剤２８のオリフィス２２と区画２８−１の左側への層３２乃至４６（片持ち梁１８を形成するもの）のスタックは、接着剤２８の区画２８−１によって離間関係で保持されたＳｉ層３２とＳｉ層７０の対向表面によって隙間３０が形成され且つ画定されるようなサイズにされることが望ましい。一つの非制限実施形態では、オリフィスプレート２０、従って、オリフィス２２は、１００μｍ未満の厚みを有し、オリフィス２２は、１００μｍ未満の直径を有する。
【００６２】
上で論じられたように、単一のマイクロバルブ２は、独立型のデバイスとして製造されることができ、又は並列の又は相互に組み合わされた多数のマイクロバルブ２は、標準のＭＥＭｓ及び／又は半導体処理技術を利用して同時に製造されることができる。複数のマイクロバルブ２は、各マイクロバルブが同じプレナム８から流体１０を受容することができるように設計及び製造されることができる。換言すれば、単一のプレナム８は、複数のマイクロバルブ２に対する流体１０の一つの源として利用されることができる。
【００６３】
使用中に、各片持ち梁１８は、例えば、ＴＯＸ層３４の厚みを介する設計によって又はプレナム中の加圧流体１０に応答してオリフィスプレート２０（図２に破線２６によって示される）中の対応するオリフィス２２と接触及びそれを被覆することが望ましい。流体１０、例えば、インク滴を基板１２に分配することが望まれる場合、コントローラ１４は、適切な駆動信号を駆動パッド５０に（駆動パッドから）印加する（又は与えない）と共に、接地パッド５２がコントローラ１４のリターンパスに連結される。この駆動信号の印加（又はそれを与えないこと）に応答して、圧電層４２は、図２及び図３における実線によって示される位置にオリフィス２２から離れるように片持ち梁１８を動かす又は曲げさせ、それによって、プレナム８内の流体１０がオリフィス２２を出る。駆動信号の印加終了（又は再印加）に応答して、片持ち梁１８は、オリフィス２２を閉鎖する図２に破線２６によって示される位置に戻り、オリフィス２２を通る流体１０の流れを終了する。
【００６４】
片持ち梁１８がオリフィス２２を被覆し且つシールする、図２に破線２６によって示された、湾曲された、即ち曲がった位置にいるように設計された場合、大気圧の流体１０は、プレナム８中で利用されることができ、それによって、加圧流体１０の使用の必要性を回避する。
【００６５】
ここで、マイクロバルブ２は、流体１０を下方に分配することに関連して記述された。
しかしながら、これは、本発明を制限するものとして解釈されるべきではない。なぜなら、マイクロバルブ２がプレナム８中の加圧流体１０に関連して利用されることができ、それによって、流体１０が、上方を含むあらゆる方向にオリフィス２２から分配されることができることが想定されるからである。更に、本発明は、液体、例えば、インクのような流体１０の分配に関連して記述されたが、マイクロバルブ２は、ガスを含む任意の他の適切な及び／又は望ましい流体を分配するために利用されることができることが認識されるべきである。マイクロバルブ２がガスを分配するために利用される場合において、オリフィス２２と接触しており且つそれを被覆する片持ち梁１８は、気密シールを形成することが想定される。
【００６６】
ここで記述されたマイクロバルブ２は、適切な半導体及びＭＥＭＳ処理技術を利用して同時に共通の構造体上に形成される多数のマイクロバルブ２の一つであってもよいことが認識されるべきである。必要ならば、この共通の構造体は、個々のマイクロバルブ２、又はマイクロバルブ２のＸ×Ｙアレイを提供するために任意の適切な及び／又は望ましい方法で分離されてもよい。
【００６７】
上の記述において、層３２は、シリコン層であるとして記述されている。加えて又は代替として、層３２は、ニッケルのような電着金属から作られてもよい。従って、層３２は、シリコン、電着ニッケル、又はシリコンの層上の電着ニッケルの層から完全に形成されることができる。別の材料を層３２のために使用することもまた想定される。
【００６８】
片持ち梁１８がオリフィスプレート２０と接触する、オリフィス２２の回りのオリフィスプレート２０の部分は、平らな表面（図２及び図３）であってもよいし又は隆起表面８８（図４）を有することもできる。加えて又は代替として、片持ち梁１８がオリフィスプレート２０と接触する、オリフィス２２を囲むエリアは、片持ち梁１８が閉鎖状態にある時に、シーリングを向上するために、平らな表面の一部として又は隆起表面８８（図４）の一部として追従材料を含むことができる。
【００６９】
上で論じられたように、ＴＯＸ層３４の適切な選択によって、マイクロバルブ２は、電気バイアスが圧電材料４２に印加されていない時に、二つの状態の一方、即ち、片持ち梁がオリフィス２２を被覆する常閉状態（図２で破線２６によって示される）又は片持ち梁１８がオリフィス２２から離間される常開状態（図２及び図３の実線で示される）にあるように形成されることができる。夫々、パッド５０と５４を介する適切な電気バイアスのプレナム層４６と４０への印加に応答して、電気バイアスは、夫々、常閉状態（図２に破線２６によって示される）又は常開状態（図２及び図３の実線によって示される）から開口状態又は閉鎖状態に片持ち梁１８を遷移させる又は曲げさせることができる圧電層４２に印加されることができる。電気バイアスのプレナム層４６と４０への印加の終了に応答して、場合に応じて、片持ち梁１８は、その常閉状態又は常開状態に戻る（戻るように曲がる）。
【００７０】
片持ち梁１８の質量と剛性は、オリフィス２２をシールする閉鎖位置と流体がオリフィス２２を通って分配されることができる開口位置との間の片持ち梁１８の高頻度移動を可能にするように設計されることが望ましい。この高頻度操作は、１０ｋＨｚよりも大きくてよく、２０ｋＨｚよりも大きいことが望ましい。この高頻度動作を容易にするために、シリコン層３２は、２０μｍ未満の厚みを有することが望ましい。
【００７１】
片持ち梁１８は、動作頻度を向上するために台形形状（図５に示される）を有することが望ましい。片持ち梁１８が図５に示される台形形状のような台形形状を有する場合、台形形状の幅広端９０は、オリフィス２２の上方のプレナム８内に配置された片持ち梁１８の先端部である。
【００７２】
図４に示されるように、片持ち梁１８は、オリフィス２２のシーリングを向上し且つ片持ち梁１８とオリフィス２２回りのオリフィスプレート２０のエリアとの間の位置合わせ要件を少なくするためにオリフィス２２の回りに形成されることができる、隆起表面８６及び／又は隆起表面８８を含むことができる。
【００７３】
図４に破線９２によって示されるように、オリフィス２２には、任意ではあるが、プレナム８に面する幅広端部とプレナム８から離間するように向く狭い端部を有するテーパーが形成されることができる。
【００７４】
図５に示されるように、片持ち梁１８の全長９４は、１５００μｍ未満が望ましく、１０００μｍ未満がより望ましく、且つ最も望ましい長さ９４は、７００と１０００μｍとの間である。
【００７５】
前述の記載において、オリフィス２２は、シリコンの層７０から作られたオリフィスプレート２０に形成された。従って、片持ち梁１８のためのシートは、シリコン層７０である。しかしながら、ポリマー（単数又は複数）は、シリコン層７０の代替で片持ち梁１８のためのシートとして使用されることができることが想定される。また、オリフィス２２を囲む、オリフィスプレート２０の少なくともエリアは、任意ではあるが、オリフィス２０をシールするオリフィスプレート２２と接触する片持ち梁１８との間に液密シールを形成することを容易にするために片持ち梁１８のためのシートとして働く金属の層（必ずしも隆起表面８８である必要はない）含むことができることも想定される。この金属バルブシートは、レーザアブレートされた又は化学的にエッチングされた金属の層から形成されることができる。加えて又は代替として、この金属バルブシートは、電気鋳造されることができる。
【００７６】
ＺｒＯ２層３６は、シリコン層３２と圧電層４２との間の化学的移行を防止するための障壁として働く。片持ち梁の例示的実施形態は、１００μｍ厚であるＺｒＯ２層３６に関連して記述されたが、ＺｒＯ２層３６は、４０と１２０μｍとの間の厚みであってもよい。
【００７７】
片持ち梁１８は、オリフィス２２上で常閉状態である（図２の破線２６によって示される）ように設計される場合、圧電層４６は、１５ｐｓｉ（１０３，４２１Ｎ／ｍ２）の圧力又はプレナム８中のより大きな圧力に抗して片持ち梁１８を開状態へ移動するように設計及び構成されることが望ましい。
【００７８】
圧電層４２は、層４０と４６を介して印加されたマイクロメートル当り２０ボルトまでの電界に耐えることができることが望ましい。
【００７９】
図１のインクジェットプリンタは、入力マニフォルド４を介してキャリア６に連結されたマイクロバルブ２のアレイよりなる。このインクジェットプリンタはまた、当業者がインクジェットプリンタの実施に必要であると容易に認識するここに示されていない及び／又は開示されていない追加のコンポーネント、例えば、マイクロバルブ、キャリア６、入力マニフォルド４及びコントローラ１４（図３）を支持するフレームを含む。コントローラ１４は、インクジェットプリンタによる印刷のためのデータを受信するために、コントローラ４の一つ以上の外部デバイス、例えば、ＰＣ、ルータ等への接続を容易にするインターフェースハードウェア及びソフトウェアを含むことができる。
【００８０】
図１におけるマイクロバルブ２、キャリア６及び入力マニフォルド４の組合せは、マイクロバルブ２のアレイから構成されるマルチバルブアセンブリを画定する。このマルチバルブアセンブリは、インクジェットプリンタの交換可能アイテムであり得ることが、実際上想定される。従って、第１のマルチバルブアセンブリのプレナム８における流体１０の枯渇が生じると、前記第１のマルチバルブアセンブリがインクジェットプリンタから除去されてプレナム８における流体（例えば、インク）１０の十分な充填を含む第２のマルチバルブアセンブリと交換される。
【００８１】
Ｘ≧１及びＹ≧２である、マイクロバルブのＸ×Ｙを有するマルチバルブアセンブリにおいて、マイクロバルブは、１インチ当たり９０個のマイクロバルブ（１ミリメートル当り３５個のマイクロバルブ）以下の間隔、より好ましくは、１インチ当たり１５０個のマイクロバルブ（１ミリメートル当たり５９個のマイクロバルブ）以下の間隔、最も望ましくは、１インチ当たり１８０個のマイクロバルブ（１ミリメートル当たり７１個のマイクロバルブ）以下の間隔を有することが望ましいと想定される。
【００８２】
図６を参照すると、第２の実施形態のマイクロバルブ２は、例えば、図２と図３に示される実施形態におけるプレナム８に配置される圧電層４２、チタン層４４及び白金層４６の夫々の一部分が除去される。そのために、図２及び図３に示される第１の実施形態のマイクロバルブ２を図６に示される第２の実施形態のマイクロバルブ２と比較すると、図６において片持ち梁１８の先端部（即ち、先）の圧電層４２、チタン層４４及び白金層４６の区画は、図２及び図３に示される第１の実施形態のマイクロバルブ２から除去されていることがわかる。図６における圧電層４２、チタン層４４及び白金層４６のこれらの部分の除去によって、片持ち梁１８がオリフィス２２に接触する及びそれから離れるように動く動作頻度能力が増すことが信じられる。図６に示される第２の実施形態のマイクロバルブ２における圧電層４２、チタン層４４及び白金層４６の部分の除去以外は、図２、図３及び図６に示される第１と第２の実施形態のマイクロバルブ２は、同じである。
【００８３】
図６に関連して先の段落において論じられた片持ち梁１８の先端（即ち、先）部の層４２、４４及び４６の部分の除去に加えて、片持ち梁１８の先端（即ち、先）部のＺｒＯ２層３６、Ｔｉ層３８及び／又はＰｔ層４０の内の一つ以上の部分が、例えば、層４２、４４及び４６の除去された部分のために、図６に示されるのと同様な方法で、除去されてもよいことも想定される。しかしながら、これは、制限する意味に解釈されるべきではない。
【００８４】
図９を参照すると、第３の実施形態のマイクロバルブ２は、圧電層４２に加えて、圧電層４２とは反対のシリコン層３２の側にもう一つの圧電層４２’を含む片持ち梁１８’を含む。より具体的には、持ち支持梁１８’は、シリコン層３２と接着剤区画２８−１との間に、以下の層：即ち、ＺｒＯ２層３６’；Ｔｉ層３８’；Ｐｔ層４０’；圧電層４２’；Ｔｉ層４４’；及びＰｔ層４６’を含む。シリコン層３２と接着剤区画２８−１との間の層３６’乃至４６’は、本質的に、シリコン層３２の他方の側の層３６乃至４６の鏡像である。同様に、層３４乃至４６及び層３６’乃至４６’は、接着剤区画２８−２と位置合わせされたシリコン層３２の部分の反対側に配置される。
【００８５】
図９に示される片持ち梁１８’の実施形態は、図２及び図３に示された片持ち梁１８の実施形態と同様に、夫々が白金層４６と白金層４０とに接触状態にある駆動パッド５０と接地パッド５２を含む。加えて、片持ち梁１８’は、夫々が白金層４６’と白金層４０’とに接触状態にある駆動パッド５０’と接地パッド５２’を含む。図９の片持ち梁１８’を図３の片持ち梁１８と比較すると、図９における片持ち梁１８’の種々の層３２乃至４６及び３６’乃至４６’は、コントローラ１４を駆動パッド５０’と接地パッド５２’に接続するための隙間を提供するために、図３に示された片持ち梁１８の実施形態における層３２乃至４６よりも更に左側に延在する。換言すると、層３６’乃至４６’は、図９において十分に左側に延在し、層４２’乃至４６’は、夫々、駆動パッド５０’と接地パッド５２’のＰｔ層４６’とＰｔ層４０’への隙間の無い取付けを容易にするために、中に形成された切欠き５４’を有する。
【００８６】
駆動パッド５０’と接地パッド５４’に垂直に位置合わせされた駆動パッド５０と接地パッド５２が示されている。しかしながら、これは、本発明を制限するものと解釈されるべきではない。理由は、駆動パッド５０と接地パッド５２が、片持ち梁１８に対する図９に示される位置と図２に示される位置との間の任意の適切な及び／又は望ましい位置で連結されることができるからである。
【００８７】
片持ち梁１８’の動作は、接地パッド５２と５２’がコントローラ１４の一つ以上のリターンパス（単数又は複数）に連結されながらコントローラ１４が一つ以上の適切な駆動信号を駆動パッド５０、駆動パッド５０’、又は駆動パッド５０と５０’の両方に印加する（又は与えない）ことができることを除いて上述の片持ち梁１８の動作と同様である。
そのような駆動信号（単数又は複数）を駆動パッド５０、駆動パッド５０’、又は同時に駆動パッド５０と５０’の両方に印加する（又は与えない）ことに応答して、関係している圧電層４２、圧電層４２’、又は圧電層４２と４２’が片持ち梁１８’を開始位置からオリフィス２２に向かう（と接触する）又はオリフィス２２から離れるように移動させる又は曲げる。駆動信号（単数又は複数）を駆動パッド５０、駆動パッド５０’、又は同時に駆動パッド５０と５０’の両方への印加の終了（又は再印加）に応答して、片持ち梁１８’は、即ち、オリフィス２２から離間された又はオリフィス２２と接触してそれを被覆するその開始位置に戻る。より具体的には、電気信号の圧電層４２又は圧電層４２’への繰り返しの印加及び印加の終了に応答して、片持ち梁１８’は、（１）オリフィスプレート２０から離間された開始位置からオリフィスプレート２０に向かって移動し且つオリフィスプレートから離間されたその開始位置に戻る、又は（２）オリフィスプレート２０に隣接する開始位置からオリフィスプレート２０から離れるように移動し且つオリフィスプレート２０に隣接する開始位置に戻る。
【００８８】
或いは、片持ち梁１８’は、第１の電気信号の一対の圧電層１６又は１６’の一方への印加に応答して（１）オリフィスプレート２０から離間した開始位置からオリフィスプレート２０に向かって曲がり、且つ第１の電気信号の印加の終了と第２の電気信号の前記一対の圧電層１６又は１６’の他方への印加に応答してオリフィスプレート２０から離間された開始位置に戻り、又は（２）第１の電気信号の一対の圧電層１６又は１６’の一方への印加に応答してオリフィスプレート２０に隣接する開始位置からオリフィスプレート２０から離れるように曲がり、且つ第１の電気信号の印加の終了と第２の電気信号の前記一対の圧電層１６又は１６’の他方への印加に応答してオリフィスプレート２０に隣接する開始位置に戻る。
【００８９】
上で論じた片持ち梁１８の実施形態と同様に、片持ち梁１８’の実施形態におけるＴＯＸ層３４の厚みは、片持ち梁１８’の先端部がオリフィス２２から離間される又は片持ち梁１８’の先端部、特にプレナム層４６’が図９に破線２６によって示されるように、オリフィス２２に接触しそれをシールするように選択されることができる。従って、ＴＯＸ層３４の厚みの適切な選択によって、片持ち梁１８’は、その非バイアス（弛緩）状態に置いて、片持ち梁１８’がオリフィス２２から離間される又はオリフィス２２と接触状態にありシールされるように設計されることができる。
【００９０】
図１０を参照すると、第４の実施形態のマイクロバルブ２は、図９に示された片持ち梁１８’の実施形態におけるプレナム８に配置される圧電層４２と４２’、チタン層４４と４４’及び白金層４６及び４６’の夫々の一部分が除去されている。そのために、図９と図１０に示される第３と第４の実施形態の片持ち梁１８’同士を比較すると、図９の第３の実施形態の片持ち梁１８’の先端部（先）の圧電層４２と４２’、チタン層４４と４４’及び白金層４６及び４６’の区画が図１０に示される第４の実施形態の片持ち梁１８’のから除去されていることがわかる。図１０における圧電層４２と４２’、チタン層４４と４４’及び白金層４６及び４６’のこれらの部分の除去によって、オリフィス２２内に及びオリフィス２２との接触から離れるように移動する第４の実施形態の片持ち梁１８’（図１０）の動作頻度能力が増加することが信じられる。図１０に示された第４の実施形態の片持ち梁における圧電層４２と４２’、チタン層４４と４４’及び白金層４６及び４６’の部分の除去以外は、図９及び図１０に示された第３と第４の実施形態の片持ち梁１８’は、同じである。或いは、第４の実施形態の片持ち梁１８’は、層３４、３６、３２、３６’、３８’及び４０’の先端部に延在する層４２’乃至４６’を含むことができ、それによって、層３８乃至４６のみが図１０に示される片持ち梁１８’の端部から除去されている。
【００９１】
図７は、オリフィスプレート２０に形成されたノズル（仮想線によって示される）上方に並列に位置される複数の片持ち梁１８又は１８’を含む複数のマイクロバルブ２の分離平面図である。図８は、オリフィスプレート２０に形成されたノズル（仮想線によって示される）上方に位置される複数の相互に組み合わされた片持ち梁１８又は１８’を含む複数のマイクロバルブ２の分離平面図である。互いから離れた基部と相互に組み合わされた片持ち梁の先端が形成された片持ち梁を有するマイクロバルブ２の後者の配置は、１インチ当たり１５０個のマイクロバルブ（１ミリメートル当たり５９個のマイクロバルブ）を越える各マイクロバルブ同士間の離間を容易にする。図７乃至図８に示される片持ち梁は、矩形形状である。しかしながら、これは、本発明を制限するものと解釈されるべきではない。なぜなら、各マイクロバルブは、図５に示される台形形状、多角形形状、曲線形状、又は前記形状の何らかの組合せを含む、当業者によって適切な及び／望ましいと考えられる任意の形状を有することができるからである。
【００９２】
図４に返って参照すると、もし必要ならば、マイクロバルブ（単数又は複数）２は、流体１０と接触する内表面（単数又は複数）に形成されたパッシベーション層９６（仮想線でい示される）を含むことができる。層９６は、本明細書に記述されたいずれかの実施形態の片持ち梁を含む、マイクロバルブ（単数又は複数）２が非常に広範囲にわたる流体又はガス１０と共に利用されることを可能とする。
【００９３】
複数のマイクロバルブ２、キャリア６及び入力マニフォルド４を備える、上で論じられたマイクロバルブシステムは、一つ以上の電気インターフェース１００、一つ以上の位置合わせ表面１０２、及び任意ではあるが、一つ以上の流体インターフェース１０４を含む交換可能な又は除去可能なプリントヘッド９８（図１）内に組み込まれることができる。
一つ以上の電気インターフェース１００は、マイクロバルブシステムの一つ以上の外部デバイスへの電気接続を容易にする。一つ以上の位置合わせ表面１０２は、インクジェットプリンタのような、デバイスのカートリッジ又はフレームにおけるマイクロバルブシステムの位置合わせを容易にする。最後に、一つ以上の流体インターフェース１０４は、マイクロバルブシステムの分配されるべき流体の源への任意の接続を容易にする。
【００９４】
最後に、マイクロバルブ２の上述の実施形態は、１と６００ピコリットルとの間の容量を有するインク滴を分配することができることが信じられている。
【００９５】
以上のように、入力マニフォルド４を介してキャリア６に連結された一つ以上のマイクロバルブ２を含むマイクロバルブシステムを備えるインクジェットプリンタが本明細書で開示されている。各マイクロバルブ２は、入力マニフォルド４とオリフィスプレート２０との間に配置された片持ち梁１８又は１８’を含む。各片持ち梁１８又は１８’は、オリフィスプレート２０中の一つ以上のオリフィス２２に位置合わせされて配置されることが望ましい。図面では、マニフォルド４の厚みとマイクロバルブ２を形成する材料／層の厚みは、説明目的でかなり拡大して示される。これは、実際上、図２、図９及び図１０に単一のオリフィス２２に対して矢印２４で示されるように、片持ち梁の少なくとも先端部が前記片持ち梁と位置合わせされたオリフィスプレート２０の各オリフィス２２に向かって及びそれから離れるように曲がる又は移動することを許容するのに十分な片持ち梁１８及び１８’の各例に対しては特に当てはまる。
【００９６】
一実施型では、本明細書で記述された片持ち梁１８及び１８’の各実施形態は、マニフォルド８中の加圧流体１０に応答して、前記片持ち梁（図２、図９及び図１０における単一のオリフィス２２に対して破線２６と２６’によって示される）と位置合わせされた一つ以上のオリフィス２２に対して付勢されることができる。この実施型では、非バイアス（弛緩）状態にある各実施形態の片持ち梁１８と１８’は、一つ以上のオリフィス２２から離間される。他の実施型では、片持ち梁１８と１８’の各例は、非バイアス状態に置いて、前記片持ち梁が前記片持ち梁と位置合わせされた各オリフィス２２に対向する（をシールする）ように構成される。
【００９７】
適切なシールは、各実施形態の片持ち梁１８と１８’が前記片持ち梁と位置合わせされた各オリフィス２２と接触するインターフェースに形成されることができる。或いは、オリフィスプレート２０を形成する材料及びオリフィスプレートと接触している片持ち梁１８又は１８’の部分は、これらの材料及び／又はそれらの形状が前記片持ち梁と位置合わせされた各オリフィス２２をシールし、片持ち梁が図２、図９及び図１０の破線２６によって示される位置にある時に各オリフィスを通る流体１０の意図しない流れを回避するように選択されることができる。
【００９８】
各オリフィス２２に面する、各実施形態の片持ち梁１８と１８’の先即ち先端部は、加法及び／又は減法処理技術によって形成されることができる任意の隆起表面を含むことができる。加えて又は代替として、例えば、図４に示されるように、隆起表面８８は、加法及び／又は減法処理技術によって任意の実施形態の片持ち梁１８と１８’に面する各オリフィス２２の側部回りに形成されることができる。
【００９９】
図９及び図１０に示された片持ち梁１８’の実施形態における層３６’乃至４６’、駆動パッド５０’、及び接地パッド５２’の導入を除いては、図２と図６に示された片持ち梁１８の実施形態を形成する材料の層は、図９と図１０に示された片持ち梁１８’の実施形態と同じである。勿論、図９と図１０に示された片持ち梁１８’の実施形態は、図２と図６に示された片持ち梁１８の実施形態とは異なる他の幾何学形状を有することができ、その違いは、図面から明白である。
【０１００】
上で論じられた層３６乃至４６の例示の厚みは、層３６’乃至４６’にも適用可能である。しかしながら、本明細書で記述された層３６乃至４６、従って、層３６’乃至４６’の厚みは、本発明を制限するものとして解釈されるべきではない。
【０１０１】
図９及び図１０に示された第３と第４の実施形態の片持ち梁１８’において、ＺｒＯ２層３６及び／又はＺｒＯ２層３６’は、Ｐｔ層４０と４０’とシリコン層３２との間の移入に対する障壁として働く。Ｔｉ層３８’は、Ｐｔ層４０’の接着を容易にする。同様に、Ｔｉ層４４’は、Ｐｔ層４６’と圧電層４２’との間の接着層として働く。Ｔｉ層３８とＰｔ層４０は、片持ち梁１８’の第１の電極を画定する。Ｔｉ層４４とＰｔ層４６は、片持ち梁１８’の第２の電極を画定する。Ｔｉ層３８’とＰｔ層４０’は、片持ち梁１８’の第３の電極を画定する。Ｔｉ層４４’とＰｔ層４６’は、片持ち梁１８’の第４の電極を画定する。
【０１０２】
図９と図１０に示された片持ち梁１８’の実施形態において、開口即ち穴６２が任意の適切な及び／望ましい方法で層３２乃至４６及び層３６’乃至４６’に形成され、且つ切欠き５４’は、開口６２が形成された所とは反対側の層４２’乃至４６’の除去によって形成される。
【０１０３】
図９と図１０を引き続いて参照すると、片持ち梁１８’の各実施形態が形成されると、入力マニフォルド４は、接着剤４８を介してＰｔ層４６に取り付けられることができる。
適切な時に、一つ以上のオリフィス２２を含むオリフィスプレート２０は、図９と図１０に示される片持ち梁１８’の一例の先即ち先端部と動作上位置合わせで配置された各オリフィスで接着剤２８の区画２８−１と２８−２に取り付けられる。層３２乃至４６及び層３６’乃至４６’（図９と図１０に示された各実施形態の片持ち梁１８’を形成する）のオリフィス２２の左側と接着剤２８の区画２８−１へのスタックは、隙間３０が接着剤２８の区画２８−１によって離間関係に保持されたＰｔ層４６’とＳｉ層７０の対向平面によって形成され且つ画定されるようにサイズが決められる。一非制限実施形態では、オリフィスプレート２０、従って、オリフィス２２は、１００μｍ未満の厚みを有し、且つオリフィス２２は、１００μｍ未満の直径を有する。
【０１０４】
単一のマイクロバルブ２は、独立型デバイスとして製造されることができ、又は片持ち梁（単数又は複数）１８及び／又は１８’を含む多数のマイクロバルブは、標準のＭＥＭｓ及び／又は半導体処理技術を利用して並列に（図７）又は相互に組み合わされて（図８）製造されることができる。単一のプレナム８は、複数のマイクロバルブ２のために流体の源として利用されることができることが望ましい。しかしながら、これは本発明を制限するものとして解釈されるべきではない。
【０１０５】
図９と図１０に示された片持ち梁１８’の実施形態が湾曲された即ち曲げられた位置（オリフィス２２を被覆し且つシールする破線２６によって示される）にあるように設計されると、大気圧状態の流体１０は、プレナム８で利用されることができ、それによって、加圧流体の使用の必要性を回避する。
【０１０６】
本明細書で記述される種々の実施形態のマイクロバルブ２は、流体を下方に分配するために利用されることができる。流体１０がプレナム８内で加圧される場合、異なる実施形態の片持ち梁１８又は１８’を含む、本明細書で記述された各実施形態のマイクロバルブ２は、上方を含む、あらゆる方向へ一つ以上のオリフィス２２から流体を分配するために利用されることができる。本明細書で開示された各実施形態の片持ち梁１８又は１８’は、異なる実施形態のマイクロバルブを定義することが理解されるべきである。例えば、第１の実施形態のマイクロバルブ２は、図２と図３に示される片持ち梁１８を含み；第２の実施形態のマイクロバルブは、図６に示される片持ち梁１８を含み；第３の実施形態のマイクロバルブは、図９に示される片持ち梁１８’を含み；最後に、第４の実施形態のマイクロバルブは、図１０に示される片持ち梁１８’を含む。
【０１０７】
各実施形態のマイクロバルブ２は、任意の適切な及び／又は望ましい流体１０を分配するために利用されることができる。マイクロバルブ２の実施形態がガスを分配するために利用される場合、各実施形態の片持ち梁１８と１８’は、その非バイアス状態に置いて、一つ以上のオリフィス２２に接触していて被覆して各オリフィス２２との気密シールを形成することが想定される。本明細書で記述された各実施形態のマイクロバルブ２は、適切な半導体及び／又はＭＥＭｓ処理技術を利用して同時に共通の基板として形成される多数のマイクロバルブ２の一つであり得る。必要ならば、この共通の基板は、個々のマイクロバルブ２、又はマイクロバルブ２のＸ×Ｙアレイを提供するために任意の適切な及び／又は望ましい方法で分離されることができる。
【０１０８】
上で論じられたように、層３２は、シリコン、電着ニッケル、又はシリコンの層上の電着ニッケルの層から完全に形成されることができる。任意の実施形態の片持ち梁１８と１８’がオリフィスプレート２０と接触する、各オリフィス２２回りのオリフィスプレート２０の部分は、平らな表面であってもよく又は図４における隆起表面８８のような隆起表面を持っていてもよい。加えて又は代替として、任意の実施形態の片持ち梁１８と１８’がオリフィスプレート２０と接触する、各オリフィスを囲むエリアは、前記片持ち梁が閉鎖状態にある時に、シーリングを向上するために、平らな表面の一部として又は図４の隆起表面８８のような隆起表面の一部として追従材料を含むことができる。
【０１０９】
本明細書で記述された各実施形態のマイクロバルブ１８と１８’のＴＯＸ層３４の厚みの適切な選択は、対応するマイクロバルブが二つの状態、電気バイアスが圧電材料４２、圧電材料４２’、又は圧電材料４２と４２’に印加されていない時、即ち、前記片持ち梁が一つ以上のオリフィス２２（図２、図９及び図１０に破線２６によって単一のオリフィス２２に対して示される）を被覆する常閉状態、又は図２、図３、図９及び図１０に実線で示されるように、前記片持ち梁が前記一つ以上のオリフィス２２から離間される常開状態の一方にあるように形成されることを可能とする。
【０１１０】
各実施形態の片持ち梁１８と１８’の質量と厚みは、一つ以上のオリフィス２２をシールする閉鎖位置と流体１０が前記一つ以上のオリフィス２２を通って分配されることができる開口位置との間で高頻度移動を可能とするように設計されることが望ましい。この高頻度動作は、１０ｋＨｚよりも大きくてもよく、２０ｋＨｚよりも大きいことが望ましい。この高頻度動作を容易にするために、シリコン層は、２０μｍ未満の厚みを有することが望まし。
【０１１１】
各実施形態片持ち梁１８と１８’は、動作の頻度を向上するために台形形状（図５）を有することができる。台形形状を有する片持ち梁の実施形態に対して、台形形状の幅広端９０は、少なくとも一つのオリフィス２２の上方にプレナム８中に配置された片持ち梁の先端部であることが望ましい。各実施形態の片持ち梁の全長９４は、１５００μｍ未満が望ましく、１０００μｍ未満がより望ましく、最も望ましい長さ９４は、７００と１０００μｍとの間である。
【０１１２】
先の記述において、各オリフィス２２は、シリコンの層７０から作られたオリフィスプレート２０に形成された。従って、各実施形態の片持ち梁１８と１８’のためのシートは、シリコン層７０である。しかしながら、一つのポリマー又は複数のポリマーは、シリコン層７０の代わりに片持ち梁１８のためのシートとして使用されることができることも想定される。各オリフィス２２を囲むオリフィスプレート２０の少なくともエリアは、前記オリフィス２２をシールするオリフィスプレート２０と接触している前記片持ち梁との間で液密シールを形成することを容易にするために前記片持ち梁のためのシートとして働く金属の層（図示せず）を含むことができる。この金属のバルブシートは、レーザアブレートされた又は化学的にエッチングされた又は電気鋳造された金属の層から形成されることができる。
【０１１３】
一実施形態の片持ち梁１８又は１８’が、その非バイアス状態で、一つ以上のオリフィス２２上に常閉状態にあるように設計される場合（図２、図９及び図１０に破線２６によって示される）、圧電層４２及び／又は４２’の内の一つ以上は、１５ｐｓｉ（１０３、４２１Ｎ／ｍ２）の流体の圧力又はプレナム８中の大きい圧力に抗して片持ち梁１８又は１８’を開口状態へ移動するように設計及び構成される。各圧電層４２及び／又は４２’は、１マイクロメートル当り２０ボルトまでのそれに対する印加電界に耐えることができることが望ましい。
【０１１４】
図１のインクジェットプリンタの各マイクロバルブ２は、本明細書で記述された任意の実施形態の片持ち梁１８又は１８’を含むことができる。異なる実施形態の片持ち梁１８と１８’を有する異なる実施形態のマイクロバルブ２の組合せもまた想定される。例えば、マイクロバルブ２のアレイの内の一つのマイクロバルブ２は、図２に示される第１の実施形態の片持ち梁１８を含むことができ；マイクロバルブ２のアレイの内の他の一つのマイクロバルブ２は、図６に示される第２の実施形態の片持ち梁１８を含むことができ；マイクロバルブ２のアレイの内の他の一つのマイクロバルブ２は、図９に示される第３の実施形態の片持ち梁１８’を含むことができ；及び／又はマイクロバルブ２のアレイの内の他の一つのマイクロバルブ２は、図１０に示される第４の実施形態の片持ち梁１８’を含むことができる。
【０１１５】
図１１を参照すると、出力マニフォルド１０６は、各マイクロバルブ２の出力を収集してそれを混合室（図示せず）又は出力ポート（図示せず）のような他の位置へ向けるために本明細書で論じられた実施形態のマイクロバルブ２の任意のものにおいて、オリフィスプレート２０の出力側に連結されることができる。これに関して、出力マニフォルド１０６は、区画化され、出力マニフォルド１０６の各区画が異なる流体１０を保持することが想定される。区画化された入力マニフォルド４の各区画における流体は、混合室での混合又は出力ポートでの組合せのために、連結された一つ以上のマイクロバルブ２を介して出力マニフォルド１０６に分配されることができる。
【０１１６】
本発明は、例示的実施形態を参照して記述された。先行する詳細な説明を読み且つ理解すると、他者には、明白な変更及び代替が見出される。そのよう変更及び代替の全てが添付の請求項又はその等価物の範囲内にある限り、本発明はそれらを含むものとして解釈されるべきであることが意図される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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