(57)【要約】  液滴堆積ヘッドのためのアクチュエータ構成要素であって、アレイ内に並んで配置された複数の流体チャンバであって、これらの複数の流体チャンバのうちの特定の流体チャンバが射出チャンバであり、射出チャンバの各々には、その射出チャンバ用のノズルからの液滴吐出を引き起こすための少なくとも１つの圧電作動素子が提供されている、流体チャンバと、複数の作動不能な壁であって、これらの複数の作動不能な壁の各々が、圧電材料から形成されており、射出チャンバのうちの少なくとも１つを境界付ける、複数の作動不能な壁と、を含む、アクチュエータ構成要素。圧電作動素子の各々には、少なくとも第１及び第２の作動電極が提供されており、各圧電作動素子の第１及び第２の作動電極は、駆動波形をその圧電作動素子に印加するように構成されており、それにより、圧電作動素子が変形し、それ故に、液滴吐出を引き起こす。作動不能な壁の各々には、少なくとも第１及び第２の絶縁電極が提供されており、各作動不能な壁の第１及び第２の絶縁電極は、電気的に絶縁されており、これにより、その作動不能な壁によって境界付けられた前記射出チャンバのうちの少なくとも１つのうちの１つの内部の流体がその作動不能な壁に力を加えたときに、電荷が前記絶縁電極に誘導されるようになり、それにより、その作動不能な壁の前記圧電材料に流体力と反対の力を加えさせる、アクチュエータ構成要素。【選択図】図１Ｂ
2019501041.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴堆積ヘッドのためのアクチュエータ構成要素であって、
アレイ方向に延在するアレイ内に並んで配置された複数の流体チャンバであって、前記流体チャンバのうちの少なくともいくつかが射出チャンバであり、前記射出チャンバの各々には、少なくとも１つの圧電作動素子及びノズルが提供されており、前記少なくとも１つの圧電作動素子が、前記ノズルからの液滴吐出を引き起こすように作動可能である、流体チャンバと、
複数の作動不能な壁であって、前記複数の作動不能な壁の各々が、圧電材料を含み、前記射出チャンバのうちの少なくとも１つを部分的に境界付ける、複数の作動不能な壁と、を備え、
前記圧電作動素子の各々には、少なくとも第１及び第２の作動電極が提供されており、各圧電作動素子の前記第１及び第２の作動電極が、駆動波形をその圧電作動素子に印加するように構成されており、それにより、前記圧電作動素子が変形し、それ故に、液滴吐出を引き起こし、
前記作動不能な壁の各々には、少なくとも第１及び第２の絶縁電極が提供されており、各作動不能な壁の前記第１及び第２の絶縁電極が電気的に絶縁されており、これにより、その作動不能な壁によって境界付けられた前記射出チャンバのうちの少なくとも１つのうちの１つの内部の流体がその作動不能な壁に力を加えたときに、電荷が前記絶縁電極に誘導されるようになり、それにより、その作動不能な壁の前記圧電材料に流体力と反対の力を加えさせる、アクチュエータ構成要素。
【請求項２】
前記流体チャンバのうちの少なくともいくつか、及び好ましくは前記流体チャンバの残りが、非射出チャンバであり、前記非射出チャンバの各々が、液滴を吐出することができないように構成されている、請求項１に記載のアクチュエータ構成要素。
【請求項３】
前記非射出チャンバが、前記アレイ方向に前記射出チャンバと交互に提供されている、請求項２に記載のアクチュエータ構成要素。
【請求項４】
前記非射出チャンバの各々が、液滴吐出のためのノズルが提供されないように、かつ／または流体の侵入を防止するように密封されるように構成されている、請求項２または請求項３に記載のアクチュエータ構成要素。
【請求項５】
前記複数の流体チャンバの各々が、チャンバ長さ方向に細長く、
前記非射出チャンバが、前記アレイ方向及び前記チャンバ長さ方向に垂直な方向に前記射出チャンバからずらされている、請求項２〜４のいずれか一項に記載のアクチュエータ構成要素。
【請求項６】
前記流体チャンバの実質的に全てが射出チャンバである、請求項１に記載のアクチュエータ構成要素。
【請求項７】
前記圧電作動素子が、作動可能な壁として構成されており、前記作動可能な壁が、圧電材料を含み、前記射出チャンバのうちの少なくとも１つを部分的に境界付け、それ故に、前記アクチュエータ構成要素が、複数の作動可能な壁を備える、請求項１〜６のいずれか記載のアクチュエータ構成要素。
【請求項８】
前記作動可能な壁の各々が、前記複数の流体チャンバのうちの２つを分離する、請求項７に記載のアクチュエータ構成要素。
【請求項９】
前記作動可能な壁の各々が、前記射出チャンバのうちの２つを分離する、請求項８に記載のアクチュエータ構成要素。
【請求項１０】
前記作動可能な壁が、前記作動不能な壁と点在しており、好ましくは、前記作動可能な壁及び前記作動不能な壁が、繰り返しパターンで提供されている、請求項７〜９のいずれか一項に記載のアクチュエータ構成要素。
【請求項１１】
前記作動可能な壁及び前記作動不能な壁が、交互に提供されている、請求項１０に記載のアクチュエータ構成要素。
【請求項１２】
各作動不能な壁の前記アレイ方向の厚さが、各作動可能な壁の前記アレイ方向の厚さを超える、請求項７〜１１のいずれか一項に記載のアクチュエータ構成要素。
【請求項１３】
各作動可能な壁の前記第１及び第２の作動電極が、その作動可能な壁の前記圧電材料のポーリング方向に対して配置されており、これにより、前記駆動波形の印加が、その作動可能な壁を実質的に剪断モードで変形させる、請求項７〜１２のいずれか一項に記載のアクチュエータ構成要素。
【請求項１４】
前記複数の流体チャンバの各々が、チャンバ長さ方向に細長く、
前記作動可能な壁の各々が、第１の部分及び第２の部分を備え、前記第１の部分の前記圧電材料が、前記第２の部分の前記圧電部分と反対方向にポーリングされており、
前記第１の部分及び前記第２の部分が、前記チャンバ長さ方向及び前記アレイ方向によって画定された平面によって概ね分離されている、請求項１３に記載のアクチュエータ構成要素。
【請求項１５】
前記作動可能な壁の各々の前記圧電材料が、前記チャンバ長さ方向及び前記アレイ方向に垂直にポーリングされている、請求項１３または請求項１４に記載のアクチュエータ構成要素。
【請求項１６】
前記作動可能な壁の各々が、前記複数の流体チャンバのうちの２つを分離し、
前記作動可能な壁の各々が、その作動可能な壁によって分離された前記２つの流体チャンバの一方に隣接する第１の側面及びその作動可能な壁によって分離された前記２つの流体チャンバの他方に隣接する第２の側面を有し、
前記第１の作動電極及び前記第２の作動電極が、それぞれ、対応する作動可能な壁の前記第１の側面及び前記第２の側面上に配設されている、請求項１３〜１５のいずれか一項に記載のアクチュエータ構成要素。
【請求項１７】
前記作動不能な壁の各々が、前記複数の流体チャンバのうちの２つを分離する、請求項１〜１６のいずれかに記載のアクチュエータ構成要素。
【請求項１８】
前記作動不能な壁の各々が、前記射出チャンバのうちの２つを分離する、請求項１７に記載のアクチュエータ構成要素。
【請求項１９】
前記作動不能な壁の各々が、その作動不能な壁によって分離された前記２つの流体チャンバの一方に隣接する第１の側面及びその作動不能な壁によって分離された前記２つの流体チャンバの他方に隣接する第２の側面を有し、
前記第１の絶縁電極及び前記第２の絶縁電極が、それぞれ、対応する作動可能な壁の前記第１の側面及び前記第２の側面上に配設されている、請求項１７または請求項１８に記載のアクチュエータ構成要素。
【請求項２０】
前記複数の流体チャンバの各々が、チャンバ長さ方向に細長く、
前記作動不能な壁の各々が、第１の部分及び第２の部分を備え、前記第１の部分の前記圧電材料が、前記第２の部分の前記圧電部分と反対方向にポーリングされており、
前記第１の部分及び前記第２の部分が、前記チャンバ長さ方向及び前記アレイ方向によって画定された平面によって概ね分離されている、請求項１〜１９のいずれかに記載のアクチュエータ構成要素。
【請求項２１】
前記複数の流体チャンバの各々が、チャンバ長さ方向に細長く、
前記作動不能な壁の各々の前記圧電材料が、前記チャンバ長さ方向及び前記アレイ方向に垂直にポーリングされている、請求項１〜２０のいずれかに記載のアクチュエータ構成要素。
【請求項２２】
駆動回路への電気接続を可能にするための複数の駆動トレースをさらに備え、前記駆動トレースが、駆動回路への電気接続を可能にするように前記作動電極から離れて延在する、請求項１〜２１のいずれかに記載のアクチュエータ構成要素。
【請求項２３】
前記駆動トレースの各々が、それぞれの電気コネクタに延在し、前記電気コネクタが、電気コードに接続するように構成されており、これにより、電気接続が駆動回路に提供される、請求項２２に記載のアクチュエータ構成要素。
【請求項２４】
前記駆動トレースの各々が、前記第１の作動電極のうちのそれぞれの１つから延在する、請求項２２または２３に記載のアクチュエータ構成要素。
【請求項２５】
複数の接地トレースをさらに備え、前記接地トレースの各々が、接地への電気接続を可能にするように前記作動電極のうちのそれぞれの１つから離れて延在する、請求項１１〜１３のいずれか一項に記載のアクチュエータ構成要素。
【請求項２６】
前記接地トレースの各々が、前記第２の作動電極のうちのそれぞれの１つから延在する、請求項２４に依存する、請求項２５に記載のアクチュエータ構成要素。
【請求項２７】
前記絶縁電極が、前記トレースから電気的に絶縁されている、請求項２２〜２６のいずれか一項に記載のアクチュエータ構成要素。
【請求項２８】
前記複数の流体チャンバの各々が、チャンバ長さ方向に細長く、
各ノズルが、前記射出チャンバのうちの対応する１つの長手方向端に提供されている、請求項１〜２７のいずれかに記載のアクチュエータ構成要素。
【請求項２９】
前記複数の流体チャンバの各々が、チャンバ長さ方向に細長く、
各ノズルが、前記射出チャンバのうちの対応する１つの一方の長手方向側面に提供されている、請求項１〜２７のいずれかに記載のアクチュエータ構成要素。
【請求項３０】
ノズルプレートをさらに備え、前記ノズルが、前記ノズルプレート内に提供されている、請求項１〜２９のいずれかに記載のアクチュエータ構成要素。
【請求項３１】
請求項１〜３０のいずれかに記載のアクチュエータ構成要素を備える、液滴堆積ヘッド。
【請求項３２】
駆動波形を生成するように構成された駆動回路をさらに備え、前記駆動回路が、前記作動電極のうちの少なくともいくつかに電気的に接続されており、それにより、前記駆動波形が前記圧電作動素子に印加されることを可能にする、請求項３１に記載の液滴堆積ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴堆積ヘッド及びそのためのアクチュエータ構成要素に関する。これは、インクジェットプリントヘッド等のプリントヘッド及びそのためのアクチュエータ構成要素に特に有益な用途を見出し得る。
【０００２】
インクジェット印刷等のより伝統的な用途、または３Ｄ印刷、または他の材料堆積もしくは迅速なプロトタイピング技法にかかわらず、液滴堆積ヘッドが現在広く使用されている。したがって、流体は、新たな基板に付着し、かつ堆積した材料の機能性を増大させる新規の化学特性を有し得る。
【０００３】
近年、高い信頼性及びスループットでインクをセラミックタイルに直接堆積させることができるインクジェットプリントヘッドが開発されている。これは、タイル上のパターンが顧客の正確な仕様になるようにカスタマイズされることを可能にし、全てのタイルが在庫される必要性を低減することも可能にする。
【０００４】
他の用途では、インクを織物に直接堆積させることができるインクジェットプリントヘッドが開発されている。セラミック用途と同様に、これは、織物上のパターンが顧客の正確な仕様になるようにカスタマイズされることを可能にし、全ての印刷された織物が在庫される必要性を低減することも可能にする。
【０００５】
さらに他の用途では、液滴堆積ヘッドは、フラットスクリーンテレビ製造で使用されるＬＣＤまたはＯＬＥＤ素子ディスプレイにおける色フィルタ等の素子を形成するために使用され得る。
【０００６】
新たな及び／またはますます困難な堆積用途に好適になるように、液滴堆積ヘッドが進化及び特殊化し続けている。しかしながら、数々の開発が行われてきたが、液滴堆積ヘッドの分野における改善の余地が依然として存在する。
【発明の概要】
【０００７】
本発明の態様が、添付の特許請求の範囲に記載される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本発明は、これから、図面を参照して説明される。
【０００９】
【図１Ａ】第１の実施形態の例による液滴堆積ヘッドのためのアクチュエータ構成要素の断面図である。
【図１Ｂ】アクチュエータ構成要素の作動可能な壁への駆動波形の印加を図解する、図１Ａのアクチュエータ構成要素のさらなる断面図である。
【図２Ａ】レーザービームを使用してアクチュエータ構成要素の作動電極を形成することが可能なプロセスを図解する、図１Ａ及び図１Ｂに示されるアクチュエータ構成要素の平面図である。
【図２Ｂ】図２Ａに示される様式でレーザービームの使用に起因する導電材料のパターンを図解する、図１Ａ及び図１Ｂに示されるアクチュエータ構成要素のさらなる平面図である。
【図３Ａ】さらなる実施形態の例による液滴堆積ヘッドのためのアクチュエータ構成要素の分解斜視図を示す。
【図３Ｂ】組み立て後の図３Ａのアクチュエータ構成要素の図である。
【図４】図３Ａ及び図３Ｂのアクチュエータ構成要素の流体チャンバのうちの１つの長さに沿って取られた平面断面図である。
【図５Ａ】図３Ａ、図３Ｂ、及び図４のアクチュエータ構成要素の流体チャンバの長さに垂直に取られた平面断面図である。
【図５Ｂ】アクチュエータ構成要素の作動可能な壁への駆動波形の印加を図解する、図３Ａ、図３Ｂ、図４、及び図５Ａのアクチュエータ構成要素の流体チャンバの長さに垂直に取られたさらなる平面断面図である。
【図６】液滴を吐出することができないように構成された非射出チャンバを提供するさらなる実施形態の例による液滴堆積ヘッドのためのアクチュエータ構成要素の流体チャンバの長さに垂直に取られたさらなる平面断面図である。
【図７Ａ】非射出チャンバが高さ方向に射出チャンバからずらされているなおさらなる実施形態の例による液滴堆積ヘッドのためのアクチュエータ構成要素の流体チャンバの長さに垂直に取られたさらなる平面断面図である。
【図７Ｂ】アクチュエータ構成要素の作動可能な壁への駆動波形の印加を図解する、図７Ａのアクチュエータ構成要素の流体チャンバの長さに垂直に取られたさらなる平面断面図である。
【図８Ａ】図７Ａ及び図７Ｂの構築と概ね同様であるが、各射出チャンバに２つの作動可能な壁が提供されるさらなる実施形態の例による液滴堆積ヘッドのためのアクチュエータ構成要素の流体チャンバの長さに垂直に取られた平面断面図である。
【図８Ｂ】アクチュエータ構成要素の作動可能な壁への駆動波形の印加を図解する、図８Ｂのアクチュエータ構成要素の流体チャンバの長さに垂直に取られたさらなる平面断面図である。
【図９】薄膜／ＭＥＭＳタイプのものであるなおさらなる実施形態の例による液滴堆積ヘッドのためのアクチュエータ構成要素の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
概して、以下の開示は、アレイ内に並んで配置された複数の流体チャンバを含む液滴堆積ヘッドのためのアクチュエータ構成要素に関する。アレイ内の流体チャンバのうちの少なくともいくつかは、射出チャンバであり、それらの各々には、少なくとも１つの圧電作動素子及びノズルが提供されている。
【００１１】
一態様では、以下の開示は、液滴堆積ヘッドのためのアクチュエータ構成要素であって、アレイ方向に延在するアレイ内に並んで配置された複数の流体チャンバであって、前記流体チャンバのうちの少なくともいくつかが射出チャンバであり、射出チャンバの各々には、少なくとも１つの圧電作動素子及びノズルが提供されており、前記少なくとも１つの圧電作動素子が、前記ノズルからの液滴吐出を引き起こすように作動可能である、複数の流体チャンバと、複数の作動不能な壁であって、複数の作動不能な壁の各々が、圧電材料を含み、前記射出チャンバのうちの少なくとも１つを部分的に境界付ける、複数の作動不能な壁と、を備え、前記圧電作動素子の各々には、少なくとも第１及び第２の作動電極が提供されており、各圧電作動素子の第１及び第２の作動電極が、駆動波形をその圧電作動素子に印加するように構成されており、それにより、圧電作動素子が変形し、それ故に、液滴吐出を引き起こし、前記作動不能な壁の各々には、少なくとも第１及び第２の絶縁電極が提供されており、各作動不能な壁の第１及び第２の絶縁電極が電気的に絶縁されており、これにより、その作動不能な壁によって境界付けられた前記射出チャンバのうちの少なくとも１つのうちの１つ内の流体がその作動不能な壁に力を加えたときに、電荷が絶縁電極に誘導されるようになり、それにより、その作動不能な壁の前記圧電材料に流体力と反対の力を加えさせる、アクチュエータ構成要素を説明する。
【００１２】
以下の開示は、かかるアクチュエータ構成要素を備える液滴堆積ヘッドも説明する。かかる液滴堆積ヘッドは、アクチュエータ構成要素に取り付けられた１つ以上のマニホールド構成要素をさらに備え得る。マニホールド構成要素（複数可）は、前記アレイ内の流体チャンバに流体を運搬することができる。いくつかの例では、かかるマニホールド構成要素（複数可）は、前記アレイ内の流体チャンバから流体を受容することもできる。加えて、または代わりに、かかる液滴堆積ヘッドは、例えば、アクチュエータ構成要素によって提供される電気トレースによって作動素子に電気的に接続される駆動回路を含んでもよい。かかる駆動回路は、選択されたチャンバ群からの液滴の吐出を引き起こす駆動電圧信号を作動素子に供給することができ、選択されたチャンバ群は、液滴堆積ヘッドによって受信された入力データの変化によって変化する。
【００１３】
様々な代替の流体が液滴堆積ヘッドによって堆積し得ることを理解されたい。例えば、液滴堆積ヘッドは、一枚の紙もしくはカード、または他の受容媒体、例えば、セラミックタイルもしくは成形物品（例えば、缶、ボトル等）に移動することができるインクの液滴を吐出して、（液滴堆積ヘッドが、インクジェットプリントヘッドであってもよく、より具体的には、ドロップオンデマンドのインクジェットプリントヘッドであってもよい）インクジェット印刷用途の場合のように画像を形成することができる。
【００１４】
あるいは、流体の液滴を使用して、構造を構築することができ、例えば、電気的に活性な流体は、電気デバイスのプロトタイピングを可能にするように、回路基板等の受容媒体上に堆積し得る。
【００１５】
別の例では、ポリマー含有流体または溶融ポリマーは、物体のプロトタイプモデルを生成するように連続層内に堆積し得る（３Ｄ印刷と同様に）。
【００１６】
さらに他の用途では、液滴堆積ヘッドは、生体物質または化学物質を含有する溶液の液滴をマイクロアレイ等の受容媒体上に堆積させるように適合され得る。
【００１７】
かかる代替の流体に好適な液滴堆積ヘッドは、プリントヘッドと構築の点で概ね同様であり、問題の特定の流体に対処するためにいくらかの適合が行われる。
【００１８】
以下の開示に記載の液滴堆積ヘッドは、ドロップオンデマンドの滴定ヘッド堆積ヘッドであり得る。かかるヘッドにおいて、吐出された液滴のパターンは、ヘッドに提供される入力データによって異なる。
【００１９】
ここで図１Ａを参照すると、第１の実施形態の例による液滴堆積ヘッドのためのアクチュエータ構成要素１００の断面図が示されている。この図面から見られるように、図１Ａのアクチュエータ構成要素１００は、アレイ内に並んで配置された複数の流体チャンバ１１０を含む。このアレイは、図１Ａで左から右に延在する。図１Ａが示すように、流体チャンバ１１０の各々には、ノズル１７２が提供されており、ノズル１７２から、チャンバ１１０内に収容された流体が以下に記載される様式で吐出され得る。したがって、図１Ａの流体チャンバ１１０は全て、「射出」チャンバとして特徴付けられ得る。流体チャンバ１１０の各々は、図１Ａのページ内へのチャンバ長さ方向に細長い。
【００２０】
図１Ａ及び図１Ｂの実施形態では、アレイ内の隣接するチャンバ１１０は、圧電材料から形成されたチャンバ壁１３０、１４０によって分離されている（チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）であるが、任意の好適な圧電材料が使用されてもよい）。かかる構築は、例えば、細長いチャネルを圧電材料の平面体の表面に並んで形成する、例えば、鋸切断することによって提供され得る。
【００２１】
以下でより詳細に論じられるように、図１Ａ及び図１Ｂのアクチュエータ構成要素１００は、２つのタイプの壁１３０（液滴吐出を引き起こすように作動し得る作動可能な壁１３０）及び壁１４０（作動することができない作動不能な壁１４０）を含む。図１Ａから見られるように、作動可能な壁１３０は、アレイ方向に作動不能な壁１４０と交互に提供されている。
【００２２】
図１Ａ及び図１Ｂのアクチュエータ構成要素１００において、流体チャンバ１１０の各々の１つの長手方向側面が、ノズルプレート１７０によって（少なくとも部分的に）境界付けられており、ノズル１７２を射出チャンバ１１０の各々に提供する。このようにして、各ノズル１７２は、射出チャンバ１３０のうちの対応する１つの一方の長手方向側面に提供される。他のアプローチもこれを達成することができることが理解され、別個のノズルプレート１７０構成要素は、各ノズル１７２が射出チャンバ１３０のうちの対応する１つの一方の長手方向側面に提供されるために必要ではない。
【００２３】
流体チャンバ１１０の各々の他方の対向する長手方向側面は、例えば、実質的に平坦な平面であり得る基板１８０によって（少なくとも部分的に）境界付けられている。いくつかの配置では、基板１３０は、壁１３０の各々の一部または全てと一体であり得る。したがって（またはさもなければ）、基板１８０は、圧電材料から形成され得る。インターポーザー層が壁部１３０とノズルプレート１７０との間に提供され得ることも理解されたく、このインターポーザー層は、例えば、それぞれの開孔をノズルプレートのノズル１７２の各々に提供し得る。かかる開孔は、典型的には、液滴吐出中にノズル１７２のみと接触するように、ノズル１７２よりも幅広である。
【００２４】
図１Ａ及び図１Ｂのアクチュエータ構成要素１００において、各作動可能な壁１３０には、第１の電極１５１及び第２の電極１５２が提供される。第１の電極１５１は、問題の作動可能な壁１３０が分離する２つの流体チャンバ１１０の一方に向かって面する作動可能な壁１３０の第１の側面上に配設されており、第２の電極１５２は、第１の側面の反対側にあり、かつ問題の作動可能な壁１３０が分離する２つの流体チャンバ１１０の他方に向かって面する作動可能な壁１３０の第２の側面上に配設されている。
【００２５】
作動可能な壁１３０の第１の電極１５１及び第２の電極１５２は、駆動波形を作動可能な壁１３０に印加するように構成されており、それ故に、作動電極として特徴付けられ得る。図１Ａのアクチュエータ構成要素１００のさらなる断面図である図１Ｂに誇張破線で示されるように、この駆動波形の作動可能な壁１３０への印加が、その作動可能な壁１３０によって分離された２つの流体チャンバ１１０の一方に向かってその作動可能な壁１３０を変形させることができ、この変形により、２つの流体チャンバ１１０のその一方内の流体の圧力の増加が引き起こされる。この変形は、２つの流体チャンバ１１０の他方の圧力の対応する低減も引き起こす。反対の極性の駆動波形が作動可能な壁１３０を反対方向に変形させ、それ故に、作動可能な壁１３０によって分離された２つのチャンバ１１０内の流体の圧力に実質的に反対の影響を及ぼすことが理解される。
【００２６】
図１Ａ及び図１Ｂは、矢印を用いて、各作動可能な壁１３０の圧電材料がポーリングされる方向（複数可）をさらに図解する。見られるように、作動可能な壁１３０の各々の第１の作動電極１５１及び第２の作動電極１５２は、圧電材料がポーリングされる方向に垂直な方向（具体的には、アレイ方向）に離間する。したがって（またはさもなければ）、駆動波形が第１の作動電極１５１及び第２の作動電極１５２によって作動可能な壁１３０に印加されると、作動可能な壁１３０が剪断モードで変形する。
【００２７】
図１Ａ及び図１Ｂから見られるように、各作動可能な壁１３０は、第１の部分１３１及び第２の部分１３２を含み、第１の部分１３１の圧電材料は、第２の部分１３２の圧電部分と反対方向にポーリングされる。同様に見られるように、第１の部分１３１及び第２の部分１３２の各々のポーリング方向は、アレイ方向及びチャンバ長さ方向に垂直である。第１の部分１３１及び第２の部分１３２は、アレイ方向及びチャンバ長さ方向によって画定された平面によって分離されている。
【００２８】
第１の部分１３１及び第２の部分１３２の配置、ならびにそれらの異なるポーリング方向の結果として、図１Ｂの破線で示されるように、駆動波形が第１の作動電極１５１及び第２の作動電極１５２によって作動可能な壁１３０に印加されると、作動可能な壁１３０がシェブロン構成で変形し、それにより、第１の部分１３１及び第２の部分１３２が、反対方向に剪断モードで変形する。
【００２９】
言うまでもなく、シェブロン構成での変形が、作動可能な壁１３０ならびに第１の作動電極１５１及び第２の作動電極１５２の異なる配置で達成され得ることを理解されたい。例えば、作動可能な壁の圧電材料は、１つのみの方向で実質的にポーリングされ得る。具体的な例では、それは、アレイ方向及びチャンバ長さ方向に垂直な壁高さ方向にのみ実質的にポーリングされてもよい。かかる場合、第１の作動電極１５１及び第２の作動電極１５２は、例えば、それらが作動可能な壁１３０の高さの一部上のみにわたってこの高さ方向に延在するように配置され得る（より具体的には、それらは、作動可能な壁１３０の高さの実質的に同じ部分上にわたってこの高さ方向に延在し得る）。
【００３０】
図１Ｂにも示されるように、圧力の規模がある特定のレベルを超える場合、流体１０５の液滴は、典型的には、チャンバ１１０のノズル１７２から吐出される。作動可能な壁１３０は、それが２つの流体チャンバ１１０の一方に向かって交互に変形し、かつ他方に向かって分離するように、駆動波形によって駆動され得る。したがって、図１のアクチュエータ構成要素１００の作動可能な壁１３０は、駆動波形によってその変形していない位置の周りで振動させられ得る（しかしながら、かかる周期的変形が決して必須ではなく、駆動波形が作動可能な壁の非周期的変形を代わりに引き起こし得ることが理解される）。
【００３１】
したがって、またはさもなければ、液滴は、作動可能な壁１３０によって分離された一対の射出チャンバ１１０の各一方によって交互に吐出され得る。好適な駆動波形は、例えば、一対の射出チャンバ１１０の一方のＮ個の液滴の吐出をもたらし、一対の射出チャンバ１１０の他方のＭ個の液滴の吐出をもたらし、ここで、Ｎは、Ｍとは最大１だけ異なる。より具体的には、駆動波形は、等しい数の液滴（すなわち、ＮはＭと等しい）が射出チャンバ１１０の各々によって吐出されるように、一対の射出チャンバ１１０の作動可能な壁１３０を作動させ得る。
【００３２】
したがって、またはさもなければ、射出チャンバ１１０は、対で作動するとみなされ得る。アクチュエータ構成要素１００が一部を形成する液滴堆積ヘッドの入力データは、例えば、好適なスクリーニングアルゴリズムで適宜に処理され得る。
【００３３】
図１Ｂにも図解される通り、各第１の作動電極１５１は、電圧信号を受容するように、例えば、それぞれの導電トレースによって電気コネクタに電気的に接続され得る。各第２の作動電極１５２は、例えば、それぞれの導電トレースによって、接地に電気的に接続され得る。このようにして、対応する第１の作動電極１５１及び第２の作動電極１５２を使用して、駆動波形が各作動可能な壁１３０に印加され得る。
【００３４】
しかしながら、対応する第１の作動電極１５１及び第２の作動電極１５２を使用して、異なる配置が駆動波形を各作動可能な壁１３０に印加するために利用され得ることが明らかである。一例では、各第１の作動電極１５１及び各第２の作動電極１５２は、それぞれの電圧信号を受信するように、それぞれの導電トレースによって接続され得る。別の例では、第２の作動電極１５２が接地に電気的に接続されるのではなく、それらは、共通電圧信号に接続され得る。
【００３５】
同様に図１Ａ及び図１Ｂから見られるように、各作動不能な壁１４０には、第１の電極１５３及び第２の電極１５４が同様に提供されている。第１の電極１５３は、問題の作動不能な壁１４０が分離する２つの流体チャンバ１１０の一方に向かって面する作動不能な壁１４０の第１の側面上に配設されており、第２の電極１５４は、第１の側面の反対側にあり、かつ問題の作動不能な壁１４０が分離する２つの流体チャンバ１１０の他方に向かって面する作動不能な壁１４０の第２の側面上に配設されている。
【００３６】
第１の作動電極１５１及び第２の作動電極１５２とは対照的に、作動不能な壁１４０の第１の電極１５３及び第２の電極１５４は、電気的に絶縁されている。したがって、それらは、絶縁電極として特徴付けられ得る。
【００３７】
第１の絶縁電極１５３及び第２の絶縁電極１５４は、より具体的には、互いに絶縁されていてもよい。加えて、それらは、作動電極１５１、１５２を電圧信号または接地に接続するトレースから電気的に絶縁されていてもよい。
【００３８】
図１Ｂを参照して上述されるように、作動電極１５１、１５２は、駆動波形を作動可能な壁１３０に印加するように構成されており、それにより、作動可能な壁１３０が変形する。結果として、液滴堆積ヘッド１００は、選択された射出チャンバ１１０内の流体の圧力を増加させることができ、それ故に、これらの選択されたチャンバからの液滴吐出を引き起こすことができる。この選択は、アクチュエータ構成要素１００が一部を形成する液滴堆積ヘッドによって受信された入力データによって異なり得る。したがって、作動可能な壁１３０の各々は、圧電作動素子として作用する。
【００３９】
したがって、作動可能な壁１３０が逆圧電効果を利用し、電界の圧電材料から形成された素子への印加が圧電材料の結晶構造の形状変化を引き起こし、それ故に、圧電素子の寸法変化をもたらすことができることを理解されたい。
【００４０】
チャンバ内の流体の圧力が増加する（または低減する）と、作動可能な壁１３０の作用の結果としてか、または別の方法かにかかわらず、流体は、対応する流体力（Ｆｆ）をチャンバの壁に概ね加える。絶縁電極１５３、１５４の電気的絶縁の結果としてかかる流体力が作動不能な壁１４０に加えられると、電荷が絶縁電極１５３、１５４の各々に誘導される。これらの誘導された電荷は、それらが絶縁電極１５３、１５４を離れることができないため、電界の作動不能な壁１４０への印加をもたらし、次いで、作動不能な壁１４０の圧電材料に流体力と反対の力（Ｆｗ）を加えさせる。
【００４１】
したがって、作動可能な壁１３０とは対照的に、作動不能な壁１４０が直接圧電効果を利用することが理解され得る。これは、圧電材料から形成された素子に機械的圧力を加えることが、圧電材料の結晶構造にその圧力に比例する電圧を生成させる場合である。
【００４２】
図１Ｂに図解される状況では、流体力（Ｆｆ）と反対の作動不能な壁１４０によって生成された力（Ｆｗ）により、より低い圧力が作動不能な壁１４０の一方の側面上の流体チャンバから作動不能な壁１４０の他方の側面上の流体チャンバに伝達されるようになり得る。
【００４３】
作動不能な壁１４０は、絶縁電極１５３、１５４の提供の結果として「より剛性」であり得る。結果として、作動不能な壁１４０は、基板１８０またはノズルプレート１７０等のアクチュエータ構成要素１００の周辺部分に著しい力を伝達することができない。
【００４４】
これは、例えば、それらが同時に（または実質的に同時に）作動して液滴を吐出する場合、隣接するまたは近くの射出チャンバ１１０間の干渉または「クロストーク」が少ないことを意味し得る。
【００４５】
作動不能な壁１４０は、依然として作動可能な壁１３０の厚さを超える厚さを有する作動不能な壁１４０をアレイ方向に形成することによって、かつ／または作動電極１５１、１５２を超える厚さを有する絶縁電極１５３、１５４を形成することによって、より剛性に作製され得る。
【００４６】
アクチュエータ構成要素１００が一部を形成する液滴堆積ヘッドが様々な他の構成要素をさらに含み得ることを理解されたい。例えば、かかる液滴堆積ヘッドは、アクチュエータ構成要素に取り付けられ、かつアレイ内の流体チャンバに流体を運搬する１つ以上のマニホールド構成要素を含み得る。かかるマニホールド構成要素は、典型的には、流体供給システム（例えば、液滴堆積ヘッドがインクジェットプリントヘッドである場合、インク供給システム）に接続する。使用は、例えば、ＷＯ００／２４５８４、ＷＯ００／３８９２８、ＷＯ０１／４９４９３、またはＷＯ０３／０２２５８７に教示されるマニホールド構成要素が使用され得る。
【００４７】
いくつかの例では、マニホールド構成要素（複数可）は、各チャンバの一方の長手方向端にのみ流体を供給し得る（その場合、他方の端は密封され得る）か、または両端に流体を供給し得る。さらに、マニホールド構成要素（複数可）は、前記アレイ内の流体チャンバから流体を受容し得、例えば、マニホールド構成要素（複数可）は、各チャンバの一方の長手方向端に流体を供給し、他方の長手方向端から流体を受容し得る。
【００４８】
加えて（または恐らく代わりに）、かかる液滴堆積ヘッドは、例えば、アクチュエータ構成要素によって提供される電気トレースを用いて作動素子に電気的に接続された駆動回路を（例えば、ＡＳＩＣ等の１つ以上の集積回路の形態で）含む。かかる駆動回路は、選択されたチャンバ群からの液滴の吐出を引き起こす駆動電圧信号を作動素子に供給することができ、選択されたチャンバ群は、液滴堆積ヘッドによって受信された入力データの変化によって変化する。
【００４９】
図２Ａは、アレイ方向及びチャンバ長さ方向に垂直な方向に垂直な方向に、基板１８０の反対側から取られた、図１Ａ及び図１Ｂに示されるアクチュエータ構成要素１００の平面図であり、明瞭化のためにノズルプレート１７０が示されていない。しかしながら、ノズル１７２は、それらの位置を図解するように破線で示されており、各々、流体チャンバ１１０のうちの対応する１つの長さに沿っておよそ中程に位置する。アクチュエータ構成要素１００が一部を形成する液滴堆積ヘッドの使用中、流体チャンバ１１０の各々の一方の長手方向端から他方の長手方向端への流れが確立され得る。１つ以上の流体マニホールド構成要素に流体連通を提供するように、開孔が基板１８０内に提供され得る。
【００５０】
流体チャンバ１１０の各々の長さに沿った流れが存在する場合、かかる開孔の第１の群が、チャンバ長さ方向に対して流体チャンバ１１０のアレイの一方の側面に対する基板１８０内に提供され得、かかる開孔の第２の群が、チャンバ長さ方向に対して流体チャンバ１１０のアレイの他方の側面に提供され得る。第１の開孔群は、入口マニホールドに流体接続を提供し得、第２の開孔群は、出口マニホールドに流体接続を提供し得る。
【００５１】
図２Ａは、作動電極１５１、１５２を接地または電圧信号に電気的に接続するのに好適な、作動電極１５１、１５２、絶縁電極１５３、１５４、及び導電トレース１５５、１５６を形成することが可能なプロセスをさらに図解する。
【００５２】
より詳細には、ノズルプレート１７０を作動可能な壁１３０及び作動不能な壁１４０に取り付ける前に、導電材料の連続層は、例えば、同時に、基板１８０の表面上にわたって、かつ流体チャンバの表面上にもわたって堆積する。
【００５３】
適切な電極材料は、銅、ニッケル、アルミニウム、及び金を含み得、これらは、単独または組み合わせのいずれかで使用され得る。堆積は、無電解プロセス等の電気めっきプロセスによって（例えば、パラジウム触媒を利用して、完全性を有する層を提供し、圧電材料への接着を改善する）、または物理的蒸着プロセスによって行われ得る。
【００５４】
その後、レーザービームが、基板１８０ならびに作動可能な壁１３０及び作動不能な壁１４０を含むワークピースに方向付けられる。次に、レーザービームは、そのビームがワークピースを衝撃する点が図２Ａ示される経路１５８に沿って移動するように移動し、この経路に沿って導電材料を蒸発させる。レーザービームの作用は、図２Ｂに図解されるパターン化された導電材料をもたらす。図面に見られるように、導電材料は、いくつかの経路に沿って除去されている。
【００５５】
これらの経路１５９ａの第１の群のメンバーは各々、作動可能な壁１３０のうちのそれぞれの１つの（ノズルプレート１７０に面する）上面に沿ってチャンバ長さ方向に平行な方向に延在する。これは、各作動可能な壁１３０の表面上に存在する導電材料を、その作動可能な壁１３０の第１の作動電極１５１及び第２の作動電極１５２に分割する効果がある。導電材料、ひいては作動電極１５１、１５２の各々が、作動可能な壁１３０の（作動可能な壁が分離する流体チャンバ１１０に向かって面する）側面上にわたって延在することが理解される。
【００５６】
同様に、第２の経路群１５９ｂのメンバーは各々、チャンバ長さ方向に平行な方向に延在するが、作動不能な壁１４０のうちのそれぞれの１つの（ノズルプレート１７０に面する）上面に沿って延在する。これは、各作動不能な壁１４０の表面上に存在する導電材料を２つの部分に分割する効果がある。第３の経路群１５９ｃのメンバーは各々、作動不能な壁１４０のうちのそれぞれの１つを取り囲み、それ故に、作動不能な壁上に存在する導電材料を基板１８０上に存在する他の導電材料から絶縁する。一緒になって、第２の経路群１５９ｂ及び第３の経路群１５９ｃは、第１の絶縁電極１５３及び第２の絶縁電極１５４を各作動不能な壁１４０に提供する。導電材料、ひいては絶縁電極１５３、１５４の各々が、作動不能な壁１４０の（作動不能な壁１４０が分離する流体チャンバ１１０に向かって面する）側面上にわたって延在することが理解される。
【００５７】
図２Ｂから見られるように、第１の群１５９ａ及び第２の群１５９ｂに属する経路の各々は、作動可能な壁１３０及び作動不能な壁１４０から離れて基板上にわたって継続する。これにより、基板１８０上の導電材料が第１のトレース１５５及び第２のトレース１５６に分離される結果となり、それぞれ、第１の作動電極１５１及び第２の作動電極１５２から延在する。上で詳述されるように、これらの第１のトレース１５５及び第２のトレース１５６は、作動電極１５１、１５２を接地または電圧信号に電気的に接続し得る。
【００５８】
言うまでもなく、他のパターン化技法がかかる電極及び導電トレースを提供するために利用され得ることが理解される。一例では、適切なマスクが導電材料層の堆積前に提供され得る。別の例では、導電材料がエッチングによって除去され得、かかるエッチングのパターンは、フォトリソグラフィー技法を使用して画定される。
【００５９】
上述のように、図１及び図２に示されるアクチュエータ構成要素１００において、ノズル１７２の各々が、射出チャンバ１１０のうちの対応する１つの長手方向側面に提供される。しかしながら、ノズル１７２がそのように位置することが必須ではないことが理解される。
【００６０】
したがって、各ノズル２７２が射出チャンバ２１０の長手方向端に提供されるさらなる実施形態の例による液滴堆積ヘッドのためのアクチュエータ構成要素２００を図解する図３〜５に注意が向けられる。
【００６１】
図３Ａは、図１Ａ及び図１Ｂの実施形態の例にあるように、アレイ内に並んで配置された多数の流体チャンバ２１０を含むアクチュエータ構成要素２００の分解斜視図を示す。図面から見られるように、アクチュエータ構成要素２００は、導電トレース２５５ａ、２５６ｂが示す区分のみが図解される回路基板２８２上に装着された圧電材料（チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等であるが、任意の好適な圧電材料が使用され得る）のベース２８１を含む。
【００６２】
ベース２８１への組み立て中に接合されるカバープレート２７５が、その組み立てられた位置の上に示されている。ノズルプレート２７０も、その組み立てられた位置から離間して、ベース２８１に隣接して示されている。
【００６３】
多数の平行溝がベース２１８内に形成されている。これらの溝は、それらが対向する壁２３０、２４０によって分離された細長い流体チャンバ２１０を提供するように比較的深い前方部分を備え、これらの壁は、ベース２１８の圧電材料から形成される。後方部分内の溝は、接続トレースに位置を提供するように比較的浅い。
【００６４】
溝を形成した後、金属化めっきが前方部分内に堆積し、各溝の前方部分内の壁のチャンバに面する表面上に電極２５１〜２５４を提供する。溝の後方部分において、金属化めっきは、作動電極２５１〜２５２に接続される導電トレース２５５ａ、２５６ａを流体チャンバ１１０に提供する。
【００６５】
ベース２８１は、図３Ａに示されるように、回路基板２８２上に装着され、基板２８１上の導電トレース２５５ａ、２５６ａを基板２８２上の導電トレース２５５ｂ、２５６ｂに接続する接合ワイヤ接続が行われる。図１及び図２のアクチュエータ構成要素のトレース１５５、１５６と同様に、これらのトレース２５５、２５６は、作動電極１５１、１５２を接地または電圧信号に電気的に接続し得る。
【００６６】
図３Ｂのアセンブリ後の図３Ａのアクチュエータ構成要素２００が図解される。組み立てられたアクチュエータ構成要素２００において、カバー２７５は、壁１３０、１４０の上部に接合することによって固定され、それにより、補充流体を供給するためのマニホールドを提供する、一方の端にカバープレート２７５内の窓２７６へのアクセスを有する多数の閉鎖された細長い流体チャンバ２０を形成する。ノズルプレート２７０は、例えば、接合により、流体チャンバ２１０の他方の端に取り付けられる。ノズル２７２は、例えば、ＵＶエキシマレーザーアブレーションにより、各流体チャンバと一致するノズルプレート２７０内の位置に形成され得る。したがって、図３Ｂから明らかであるように、ノズル２７２は各々、流体チャンバ２１０のうちの対応する１つの長手方向端に提供される。
【００６７】
図３及び図４のアクチュエータ構成要素２００が一部を形成する液滴堆積ヘッドの使用中、流体がカバープレート２７５内の窓２７６を通って流体チャンバ２１０内引き込まれる。したがって、液滴堆積ヘッドは、流体供給システムに接続され得る１つ以上のマニホールド構成要素をさらに含み得る。
【００６８】
図４は、図３〜５のアクチュエータ構成要素２００の流体チャンバ２１０のうちの１つの長さに沿って取られた平面断面図である。図面に見られるように、電極２５１〜２５４は、壁２３０、２４０の高さの一部分上のみにわたって延在する。より具体的には、それらは、壁の上部から（カバープレート２７５の最も近く）チャネル高さのおよそ２分の１まで延在する。同様に見られるように、カバープレート２７５内の窓２７６は、流体チャンバ２１０の一方の長手方向端に向かう流体チャンバ２１０の一方の長手方向側面に位置し、他の長手方向端には、法線方向がチャンバ長さ方向（図４で左から右に）である平面内に概ね延在するノズルプレート２７０が提供される。
【００６９】
図５Ａ及び図５Ｂは、図３〜５のアクチュエータ構成要素２００を通る断面のチャンバ長さ方向の平面図である。図５Ａは、図１Ａと類似の様式で、流体チャンバ２１０及びチャンバ壁２３０、２４０の相対配置を示す。
【００７０】
図１Ａのアクチュエータ構成要素１００と同様に、流体チャンバ２１０の各々は、射出チャンバであり、それ故に、液滴吐出のためのノズル２７２が提供される。また、図１Ａのアクチュエータ構成要素１００と同様に、図３〜５のアクチュエータ構成要素２００は、液滴吐出を引き起こすように動作し得る作動可能な壁２３０及び作動することができない作動不能な壁２４０を含む。図５Ａから見られるように、作動可能な壁２３０は、アレイ方向に作動不能な壁２４０と交互に提供されている。
【００７１】
各作動可能な壁２３０には、電極２５１及び第２の電極２５２が提供される。第１の電極２５１は、問題の作動可能な壁２３０が分離する２つの流体チャンバ２１０の一方に向かって面する作動可能な壁２３０の第１の側面上に配設されており、第２の電極２５２は、第１の側面の反対側にあり、かつ問題の作動可能な壁２３０が分離する２つの流体チャンバ２１０の他方に向かって面する作動可能な壁２３０の第２の側面上に配設されている。
【００７２】
図１Ｂを参照して上述される作動電極１５１、１５２と同様に、図５Ａ及び図５Ｂに示される作動電極２５１、２５２は、駆動波形を作動可能な壁２３０に印加するように構成されており、それにより、作動可能な壁２３０が変形する。結果として、アクチュエータ構成要素２００は、選択された射出チャンバ２１０内の流体の圧力を増加させることができ、それ故に、これらの選択されたチャンバからの液滴吐出を引き起こすことができる。この選択は、アクチュエータ構成要素２００によって受信された入力データによって異なり得る。したがって、作動可能な壁２３０の各々は、圧電作動素子として作用する。
【００７３】
図１Ａのアクチュエータ構成要素１００とは照的に、チャンバ壁２３０、２４０の各々の圧電材料は、アレイ方向（図５Ａの左から右に）及び（図５Ａのページ内への）チャンバ長さ方向に垂直な１つの方向にのみ概ねポーリングされる。
【００７４】
上述のように、第１の作動電極２５１及び第２の作動電極２５２は、駆動波形を作動可能な壁２３０に印加するように構成されている。図５Ａのアクチュエータ構成要素２００のさらなる断面図である図５Ｂは、この駆動波形の作動可能な壁２３０への印加の効果を図解する。
【００７５】
この図面の破線から見られるように、駆動波形は、作動可能な壁２３０を２つの流体チャンバ２１０の一方に向かって剪断モードで変形させ、この変形により、２つの流体チャンバ２１０のその一方内の流体の圧力の増加が引き起こされる。この変形は、２つの流体チャンバ２１０の他方の圧力の対応する低減も引き起こす。反対の極性の駆動波形が作動可能な壁２３０を反対方向に変形させ、それ故に、作動可能な壁２３０によって分離された２つのチャンバ２１０内の流体の圧力に実質的に反対の影響を及ぼすことが理解される。
【００７６】
したがって、またはさもなければ、液滴は、作動可能な壁２３０によって分離された一対の射出チャンバ２１０の各一方によって交互に吐出され得る。好適な駆動波形は、例えば、一対の射出チャンバ２１０の一方のＮ個の液滴の吐出をもたらし、一対の射出チャンバ２１０の他方のＭ個の液滴の吐出をもたらし、ここで、Ｎは、Ｍとは最大１だけ異なる。より具体的には、駆動波形は、等しい数の液滴（すなわち、ＮはＭと等しい）が射出チャンバ２１０の各々によって吐出されるように、一対の射出チャンバ２１０の作動可能な壁２３０を作動させ得る。
【００７７】
したがって、またはさもなければ、射出チャンバ２１０は、対で作動するとみなされ得る。アクチュエータ構成要素２００が一部を形成する液滴堆積ヘッドの入力データは、例えば、好適なスクリーニングアルゴリズムで適宜に処理され得る。
【００７８】
図１Ａのアクチュエータ構成要素１００と同様に、作動可能な壁２３０は、駆動波形に応じてシェブロン構成で変形する。これは、各作動可能な壁２３０内の圧電材料のポーリング方向の結果であり、作動電極２５１、２５２が作動可能な壁２３０の高さの一部分上のみにわたって延在するという事実である。
【００７９】
より具体的には、作動電極２５１、２５２は、アレイ方向に概ね配向され（図５Ｂの左から右に）、かつ作動電極２５１、２５２が延在する作動可能な壁の高さの一部分（図５Ｂの上部分）上にわたって概ね最も強力である電界を印加する。これにより、逆圧電効果のため、作動可能な壁２３０の一部分を剪断モードで変形させるが、作動可能な壁のこの部分は、それに接続された作動可能な壁の一部分（図５Ｂの底部分）に機械力を加え、接続された部分をそれで「引っ張る」。図５Ｂから見られるように、これは、図５Ｂの破線で示されるように、シェブロン構成での作動可能な壁２３０の変形をもたらす。
【００８０】
言うまでもなく、シェブロン構成での変形が、作動可能な壁２３０ならびに第１の作動電極２５１及び第２の作動電極２５２の異なる配置で達成され得ることを理解されたい。例えば、作動可能な壁の各々は、第１の部分及び第２の部分を含み得、第１の部分の圧電材料が、第２の部分の圧電部分と反対方向にポーリングされる。第１の部分及び第２の部分の各々のポーリング方向は、アレイ方向及びチャンバ長さ方向に垂直であり得る。第１の部分及び第２の部分は、アレイ方向及びチャンバ長さ方向によって画定された平面によって分離され得る。
【００８１】
同様に図５Ａ及び図５Ｂから見られるように、各作動不能な壁２４０には、第１の電極２５３及び第２の電極２５４が同様に提供されている。作動不能な壁２４０の第１の電極２５３及び第２の電極２５４は、電気的に絶縁されており、それ故に、絶縁電極として特徴付けられ得る。
【００８２】
図５Ａ及び図５Ｂから見られるように、第１の絶縁電極２５３は、問題の作動不能な壁２４０が分離する２つの流体チャンバ２１０の一方に向かって面する作動不能な壁２４０の第１の側面上に配設されており、第２の絶縁電極２５４は、第１の側面の反対側にあり、かつ問題の作動不能な壁２４０が分離する２つの流体チャンバ２１０の他方に向かって面する作動不能な壁２４０の第２の側面上に配設されている。
【００８３】
第１の絶縁電極２５３及び第２の絶縁電極２５４は、より具体的には、互いに絶縁されていてもよい。加えて、それらは、作動電極２５１、２５２を電圧信号または接地に接続するトレース２５５ａ、２５６ａ、２５５ｂ、２５６ｂから電気的に絶縁されていてもよい。
【００８４】
チャンバ２１０内の流体の圧力が増加する（または低減する）と、作動可能な壁２３０の作用の結果としてか、または別の方法かにかかわらず、流体は、対応する流体力（Ｆｆ）をチャンバの壁に概ね加える。絶縁電極２５３、２５４の電気的絶縁の結果としてかかる流体力が作動不能な壁２４０に加えられると、電荷が絶縁電極２５３、２５４の各々に誘導される。これらの誘導された電荷は、それらが絶縁電極２５３、２５４を離れることができないため、電界の作動不能な壁２４０への印加をもたらし、次いで、作動不能な壁２４０の圧電材料に流体力と反対の力（Ｆｗ）を加えさせる。
【００８５】
したがって、作動可能な壁２３０とは対照的に、作動不能な壁２４０が直接圧電効果を利用することが理解され得る。
【００８６】
図５Ｂに図解される状況では、流体力（Ｆｆ）と反対の作動不能な壁２４０によって生成された力（Ｆｗ）により、より低い圧力が作動不能な壁２４０の一方の側面上の流体チャンバから作動不能な壁２４０の他方の側面上の流体チャンバに伝達されるようになり得る。
【００８７】
作動不能な壁２４０は、絶縁電極２５３、２５４の提供の結果として「より剛性」であり得る。結果として、作動不能な壁２４０は、ノズルプレート２７０または等のアクチュエータ構成要素２００の周辺部分またはアクチュエータ構成要素の対向するベース部分に著しい力を伝達することができない。
【００８８】
したがって、またはさもなければ、アクチュエータ構成要素２００が一部を形成する液滴堆積ヘッドは、同時に（または実質的に同時に）作動して液滴を吐出する場合、隣接するまたは近くの射出チャンバ２１０間のわずかな干渉または「クロストーク」しか経験し得ない。
【００８９】
作動不能な壁２４０は、依然として作動可能な壁２３０の厚さを超える厚さを有する作動不能な壁２４０をアレイ方向に形成することによって、かつ／または作動電極２５１、２５２を超える厚さを有する絶縁電極２５３、２５４を形成することによって、より剛性に作製され得る。
【００９０】
上述のように、図１〜５に示されるアクチュエータ構成要素１００、２００において、流体チャンバ１１０、２１０の各々は、「射出チャンバ」として特徴付けられ得、
チャンバ１１０、２１０内に収容された流体が包囲出されるノズル１７２、２７２が提供される。しかしながら、チャンバ１１０、２１０の全てがかかる様式で配置されることが必須ではないことが理解される。
【００９１】
図６は、図１Ａ及び図１Ｂのアクチュエータ構成要素と構築の点で概ね同様であるが、流体が吐出され得る射出チャンバ３１０及び液滴を吐出することができないように構成された非射出チャンバ３２０の両方を含む、さらなる実施形態の例による液滴堆積ヘッドのためのアクチュエータ構成要素３００を図解する。図６から見られるように、射出チャンバ３１０の各々には液滴吐出のためのノズル３７２が提供されているが、非射出チャンバ３２０にはノズルが提供されていない。
【００９２】
図１Ａ及び図１Ｂのアクチュエータ構成要素１００と同様に、作動可能な壁３３０は、アレイ方向に（図６の左から右に）作動不能な壁３４０と交互に提供されている。作動可能な壁３３０及び作動不能な壁３４０は、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等の圧電材料を含むが、任意の好適な圧電材料が使用され得る。
【００９３】
各作動可能な壁３３０には、第１の３５１及び第２の３５２の作動電極が提供されている。図１〜５を参照して上述される作動電極１５１、１５２、２５１、２５２と同様に、図６に示される作動電極３５１、３５２は、駆動波形を作動可能な壁３３０に印加するように構成されており、それにより、作動可能な壁３３０が変形する。結果として、アクチュエータ構成要素３００は、選択された射出チャンバ３１０内の流体の圧力を増加させることができ、それ故に、これらの選択されたチャンバからの液滴吐出を引き起こすことができる。この選択は、アクチュエータ構成要素３００が一部を形成する液滴堆積ヘッドによって受信された入力データによって異なり得る。したがって、作動可能な壁３３０の各々は、圧電作動素子として作用する。
【００９４】
同様に図６から見られるように、各作動不能な壁３４０には、第１の絶縁電極３５３及び第２の絶縁電極３５４が提供されている。第１の絶縁電極３５３及び第２の絶縁電極３５４は、より具体的には、互いに絶縁されていてもよい。加えて、それらは、作動電極３５１、３５２を電圧信号または接地に接続するトレース（図示せず）から電気的に絶縁されていてもよい。
【００９５】
チャンバ３１０内の流体の圧力が増加する（または低減する）と、作動可能な壁３３０の作用の結果としてか、または別の方法かにかかわらず、流体は、対応する流体力（Ｆｆ）を射出チャンバ３１０の壁に概ね加える。絶縁電極３５３、３５４の電気的絶縁の結果としてかかる流体力が作動不能な壁３４０に加えられると、電荷が絶縁電極３５３、３５４の各々に誘導される。これらの誘導された電荷は、それらが絶縁電極３５３、３５４を離れることができないため、電界の作動不能な壁３４０への印加をもたらし、次いで、作動不能な壁３４０の圧電材料に流体力と反対の力（Ｆｗ）を加えさせる。
【００９６】
したがって、作動不能な壁３４０は、絶縁電極３５３、３５４の提供の結果として「より剛性」であり得る。結果として、作動不能な壁３４０は、基板もしくはベースまたはノズルプレート３７０等のアクチュエータ構成要素３００の周辺部分に著しい力を伝達することができない。これは、例えば、それらが同時に（または実質的に同時に）作動して液滴を吐出する場合、隣接するまたは近くの射出チャンバ３１０間の干渉または「クロストーク」が少ないことを意味し得る。
【００９７】
作動不能な壁３４０は、依然として作動可能な壁３３０の厚さを超える厚さを有する作動不能な壁３４０をアレイ方向に形成することによって、かつ／または作動電極３５１、３５２を超える厚さを有する絶縁電極３５３、３５４を形成することによって、より剛性に作製され得る。
【００９８】
液滴吐出のためのノズル３７２を欠く非射出チャンバの各々に加えて、またはその代わりに、非射出チャンバ３２０の各々は、液滴流体（射出チャンバ３１０内に存在する）が非射出チャンバに入ることができないように密封され得る。したがって、非射出チャンバ３２０には、任意に、それらが使用中に空気のみが充填されるように構成され得る。
【００９９】
同様に図６から見られるように、射出チャンバ３１０は、アレイ方向に（図６の左から右に）非射出チャンバ３２０と交互に提供される。しかしながら、射出チャンバ３１０及び非射出チャンバ３２０の任意の好適な配置が利用され得ることを理解されたい。したがって、射出チャンバ３１０及び非射出チャンバ３２０は、アレイ方向に繰り返しパターンで提供され得る。
【０１００】
図６に示される特定のアクチュエータ構成要素３００において、各ノズル３７２が、図１Ａ〜１Ｂのアクチュエータ構成要素１００と同様に、射出チャンバ３３０のうちの対応する１つの長手方向側面に提供されることに留意されたい。しかしながら、ノズル３７２が、図３〜５のアクチュエータ構成要素と同様に、射出チャンバ３３０の長手方向端に提供され得ることを理解されたい。
【０１０１】
図１〜６を参照して記載される液滴堆積ヘッドのためのアクチュエータ構成要素において、作動電極及び絶縁電極が、それぞれ、作動可能な壁及び作動不能な壁のチャンバに面する表面上に提供されているように記載されていることにさらに留意されたい。しかしながら、かかる配置の製造（例えば、形成後のチャンバの内面への導電コーティングの適用によって達成され得る）がいくらかより容易であり得るが、かかる配置が必須ではないことを理解されたい。したがって、作動電極及び／または絶縁電極は、アレイ方向及びチャンバ長さ方向に垂直なチャンバ高さ方向に離間され得る。かかる場合、壁のポーリング方向は、例えば、アレイ方向に平行になるように変更されてもよい。
【０１０２】
より具体的には、作動可能な壁内の圧電材料のポーリング方向（複数可）に対する作動電極の様々な配置が可能であることを理解されたい。例えば、作動電極は、作動可能な壁の少なくとも一部分が直接モードで変形するように、作動可能な壁内の圧電材料のポーリング方向（複数可）に対して配置されてもよい。１つのかかる例では、（例えば、作動可能な壁のチャンバに面する表面上に提供される）作動電極は、アレイ方向に離間されてもよく、作動可能な壁の圧電材料は、作動可能な壁が直接モードで変形するように、アレイ方向にポーリングされる。別のかかる例では、作動可能な壁の一部分が剪断モードで変形し得る一方で、一部分が直接モードで変形してもよく、例えば、作動電極は、アレイ方向に離間されてもよく、作動可能な壁の一部分がアレイ方向にポーリングされ、一部分が高さ方向にポーリングされる（かかる配置の例は、図９を参照してＷＯ２００６／００５９５２に記載されている）。
【０１０３】
同様に、作動不能な壁内の圧電材料のポーリング方向（複数可）に対する絶縁電極の様々な配置が可能であることが理解される。具体的には、作動電極及び作動可能な壁について記載される代替の配置が、絶縁電極及び作動不能な壁と共に用いられてもよい。
【０１０４】
図１〜６を参照して記載される液滴堆積ヘッドのためのアクチュエータ構成要素において、作動可能な壁及び作動不能な壁が、例えば、それらの壁の圧電材料のポーリング方向（複数可）に対する電極の配置に関して、いくつかの類似点を共有することになおさらに留意されたい。しかしながら、作動可能な壁と作動不能な壁との間（及びそれらの電極間）のかかる類似点が必須ではないことを理解されたい。一例を挙げると、作動可能な壁及び作動電極は、図１Ａ及び図１Ｂのアクチュエータ構成要素１００にあるように配置されてもよく、作動可能な壁が反対方向にポーリングされる第１及び第２の部分を含み、作動不能な壁及び絶縁電極は、図３〜５の液滴アクチュエータ構成要素２００にあるように配置されてもよく、絶縁電極が作動不能な壁の高さの一部分上のみにわたって延在する。言うまでもなく、逆の配置も企図される。
【０１０５】
なおさらに、図１〜６を参照して記載される液滴堆積ヘッドのためのアクチュエータ構成要素において、作動可能な壁１３０、２３０が、アレイ方向に作動不能な壁１４０、２４０と交互に提供されることに留意されたい。しかしながら、アレイ方向の作動可能な壁１３０、２３０、及び作動不能な壁１４０、２４０の任意の好適な配置が利用され得ることを理解されたい。例えば、作動可能な壁及び作動不能な壁は、アレイ方向に対して繰り返しパターンで提供され得、これにより、製造が簡略化され得る。
【０１０６】
図６を参照して上述されるアクチュエータ構成要素３００において、射出チャンバ及び非射出チャンバは、アレイ方向及びチャンバ長さ方向に垂直な高さ方向に概ね整列する。しかしながら、これが必須ではないことを理解されたい。
【０１０７】
図７Ａ及び図７Ｂは、さらなる実施形態の例による液滴堆積ヘッドのためのアクチュエータ構成要素を図解し、非射出チャンバ４２０は、アレイ方向及びチャンバ長さ方向に垂直な高さ方向に射出チャンバ４１０からずらされている。
【０１０８】
アクチュエータ構成要素４００を通る平面断面図である図７Ａから見られるように、これは、圧電材料から形成された本体の一方の平面に多数の非射出チャンバ４２０を並んで形成することによって、かつ圧電材料から形成された本体の対向する平面に多数の射出チャンバ４１０を並んで形成することによって達成され得る。射出チャンバ４１０及び非射出チャンバ４２０が一緒になって、アレイ方向に（図７Ａ及び図７Ｂの左から右に）延在する流体チャンバのアレイを提供する。射出チャンバ４１０の長さは、互いに平行であり、非射出チャンバ４２０の長さにも平行である。加えて、または代わりに、射出チャンバ４１０の長さ及び非射出チャンバ４２０の長さは、アレイ方向に垂直であり得る。
【０１０９】
図７Ａに示される特定の配置では、射出チャンバは、ノズルプレート４７０によってそれらの長さ（の少なくとも一部）に沿って閉鎖され、これにより、ノズル４７２が射出チャンバ４１０の各々に提供される。このようにして、各ノズル４７２は、射出チャンバ４３０のうちの対応する１つの長手方向側面に提供される（言うまでもなく、他のアプローチもこれを達成することができ、別個のノズルプレート４７０構成要素は必要ではない）。
【０１１０】
インターポーザー層が、ノズルプレート４７０と、射出チャンバ４１０が形成される圧電材料の本体の表面との間に提供され得ることを理解されたい。このインターポーザー層は、例えば、それぞれの開孔をノズルプレートのノズル４７２の各々に提供し得る。かかる開孔は、典型的には、液滴吐出中にノズル４７２のみと接触するように、ノズル４７２よりも幅広である。
【０１１１】
非射出チャンバは、基板４８０によってそれらの長さ（の少なくとも一部）に沿って閉鎖される。この基板４８０は、セラミック材料（例えば、アルミナ）等の射出チャンバ４１０及び非射出チャンバ４２０が形成される本体の圧電材料に熱的に一致する材料から形成されてもよい。
【０１１２】
図７Ａから見られるように、射出チャンバ４１０の各々には液滴吐出のためのノズル４７２が提供されているが、非射出チャンバ４２０にはノズルが提供されていない。
【０１１３】
同様に図７Ａから見られるように、射出チャンバ４１０は、アレイ方向に非射出チャンバ４２０と交互に提供されている。非射出チャンバ４２０は、熱電性材料から形成された壁が各射出チャンバ４１０を隣接する非射出チャンバ４２０から分離するように、高さ方向に射出チャンバ４１０と重複している。
【０１１４】
同様に図７Ａに図解されるように、圧電材料４３０、４４０から形成されたこれらの壁の各々は、第１の部分４３１、４４１、及び第２の部分４３２、４４２を含み、第１の部分４３１、４４１の圧電材料は、第２の部分４３２、４４２の圧電部分の反対方向にポーリングされる。同様に見られるように、第１の部分４３１、４４１、及び第２の部分４３２、４４２の各々のポーリング方向は、アレイ方向及びチャンバ長さ方向に垂直である。第１の部分４３１、４４１、及び第２の部分４３２、４４２は、アレイ方向及びチャンバ長さ方向によって概ね画定された平面によって分離される。
【０１１５】
図７Ａに図解される特定の配置では、分離平面は、全ての壁に対して同じである（これは必須ではないが、製造を簡略化し得ることに留意されたい）。より具体的には、この分離平面は、射出チャンバ４１０及び非射出チャンバ４２０が形成される圧電材料の本体の高さの中間点に概ね位置する。
【０１１６】
圧電材料から形成されたこれらの壁のうちのある特定の壁は、作動可能な壁４３０であり、他の壁は、作動不能な壁４４０である。より具体的には、作動可能な壁４３０は、アレイ方向に（図７Ａ及び図７Ｂの左から右に）作動不能な壁４４０と交互に提供される。各射出チャンバ４１０には、１つの作動可能な壁４３０及び１つの作動不能な壁４４０が提供されており、同様に、各非射出チャンバ４２０には、１つの作動可能な壁４３０及び１つの作動不能な壁４４０が提供されている。
【０１１７】
図７Ａ及び図７Ｂから見られるように、各作動可能な壁４３０には、第１の作動電極４５１及び第２の作動電極４５２が提供されている。第１の作動電極４５１は、問題の作動可能な壁４３０が分離する２つの流体チャンバ４１０、４２０の一方に向かって面する作動可能な壁４３０の第１の側面上に配設されており、第２の作動電極４５２は、第１の側面の反対側にあり、かつ問題の作動可能な壁４３０が分離する２つの流体チャンバ４１０、４２０の他方に向かって面する作動可能な壁４３０の第２の側表面上に配設されている。
【０１１８】
図１〜６を参照して上述される作動電極１５１、１５２、２５１、２５２、３５１、３５２と同様に、図７Ａ及び図７Ｂに示される作動電極４５１、４５２は、駆動波形を作動可能な壁４３０に印加するように構成されており、それにより、作動可能な壁４３０が変形する。結果として、アクチュエータ構成要素４００は、選択された射出チャンバ４１０内の流体の圧力を増加させることができ、それ故に、これらの選択されたチャンバからの液滴吐出を引き起こすことができる。この選択は、アクチュエータ構成要素４００が一部を形成する液滴堆積ヘッドによって受信された入力データによって異なり得る。したがって、作動可能な壁４３０の各々は、圧電作動素子として作用する。
【０１１９】
第１の部分４３１及び第２の部分４３２の配置、ならびにそれらの異なるポーリング方向の結果として、図７Ｂの破線で示されるように、駆動波形が第１の作動電極４５１及び第２の作動電極４５２によって作動可能な壁４３０に印加されると、作動可能な壁４３０がシェブロン構成で変形し、それにより、第１の部分４３１及び第２の部分４３２が、反対方向に剪断モードで変形する。
【０１２０】
図７Ａから見られるように、各作動不能な壁４４０には、第１の絶縁電極４５３及び第２の絶縁電極４５４が提供されている。第１の絶縁電極４５３及び第２の絶縁電極４５４は、より具体的には、互いに絶縁されていてもよい。加えて、それらは、作動電極４５１、４５２を電圧信号または接地に接続するトレース（図示せず）から電気的に絶縁されていてもよい。
【０１２１】
チャンバ４１０内の流体の圧力が増加する（または低減する）と、作動可能な壁４３０の作用の結果としてか、または別の方法かにかかわらず、流体は、対応する流体力（Ｆｆ）を射出チャンバ４１０の壁に概ね加える。絶縁電極４５３、４５４の電気的絶縁の結果としてかかる流体力が作動不能な壁４４０に加えられると、電荷が絶縁電極４５３、４５４の各々に誘導される。これらの誘導された電荷は、それらが絶縁電極４５３、４５４を離れることができないため、電界の作動不能な壁４４０への印加をもたらし、次いで、作動不能な壁４４０の圧電材料に流体力と反対の力（Ｆｗ）を加えさせる。
【０１２２】
したがって、作動不能な壁４４０は、絶縁電極４５３、４５４の提供の結果として「より剛性」であり得る。結果として、作動不能な壁４４０は、基板４８０またはノズルプレート４７０等のアクチュエータ構成要素４００の周辺部分に著しい力を伝達することができない。これは、例えば、それらが同時に（または実質的に同時に）作動して液滴を吐出する場合、隣接するまたは近くの射出チャンバ４１０間の干渉または「クロストーク」が少ないことを意味し得る。
【０１２３】
作動不能な壁４４０は、依然として作動可能な壁４３０の厚さを超える厚さを有する作動不能な壁４４０をアレイ方向に形成することによって、かつ／または作動電極４５１、４５２を超える厚さを有する絶縁電極４５３、４５４を形成することによって、より剛性に作製され得る。
【０１２４】
上述のように、図７Ａ及び図７Ｂのアクチュエータ構成要素４００において、各射出チャンバ４１０には、１つの作動可能な壁４３０及び１つの作動不能な壁４４０が提供されている（各非射出チャンバ４２０も同様に）。図８Ａ及び図８Ｂは、図７Ａ及び図７Ｂの構築と概ね同様の構築であるさらなる実施形態の例による液滴堆積ヘッドのためのアクチュエータ構成要素５００を図解しているが、各射出チャンバ５１０には２つの作動可能な壁５３０が提供されている。
【０１２５】
図７Ａ及び図７Ｂのアクチュエータ構成要素４００と同様に、図８Ａ及び図８Ｂのアクチュエータ構成要素５００の非射出チャンバ５２０は、アレイ方向及びチャンバ長さ方向に垂直な高さ方向に射出チャンバ５１０からずらされている。図８Ａから見られるように、射出チャンバ５１０は、アレイ方向に非射出チャンバ５２０と交互に提供されている。
【０１２６】
さらに、図８Ａから見られるように、射出チャンバ５１０の各々は、その高さの第１の部分でアレイ方向により広く、（第１の部分に隣接し得る）その高さの第２の部分でアレイ方向により狭い。したがって、アレイ方向の射出チャンバの幅は、その高さに対してテーパ状であると説明され得る。図８Ａ及び図８Ｂに示される特定の例では、各射出チャンバ５１０は、概ね「Ｔ」字形である。
【０１２７】
同様に見られるように、各非射出チャンバ５２０は、その高さの第２の部分上にわたって対応する射出チャンバ５１０と重複している。したがって（またはさもなければ）、圧電材料から形成された壁が、各射出チャンバ５１０を隣接する非射出チャンバ５２０から分離する。
【０１２８】
より具体的には、この壁は、作動可能な壁５３０であり、したがって、この壁には、第１の作動電極５５１及び第２の作動電極５５２が提供されている。第１の作動電極５５１は、問題の作動可能な壁５３０が分離する２つの流体チャンバ５１０、５２０の一方に向かって面する作動可能な壁５３０の第１の側面上に配設されており、第２の作動電極５５２は、第１の側面の反対側にあり、かつ問題の作動可能な壁５３０が分離する２つの流体チャンバ５１０、５２０の他方に向かって面する作動可能な壁５３０の第２の側表面上に配設されている。
【０１２９】
対照的に、その高さの第１の部分上にわたって、射出チャンバ５１０は、他の射出チャンバ５１０とのみ重複している。したがって（またはさもなければ）、圧電材料から形成された壁が、各射出チャンバ５１０を隣接する射出チャンバ５１０から分離する。より具体的には、この壁は、作動不能な壁５４０であり、したがって、この壁には、第１の絶縁電極５５３及び第２の絶縁電極５５４が提供されている。図８Ａから見られるように、第１の絶縁電極５５３は、問題の作動不能な壁５４０が分離する２つの射出チャンバ５１０の一方に向かって面する作動不能な壁５３０の第１の側面上に配設されており、第２の絶縁電極５５４は、第１の側面の反対側にあり、かつ問題の作動不能な壁５４０が分離する２つの射出チャンバ５１０の他方に向かって面する作動不能な壁５４０の第２の側面上に配設されている。
【０１３０】
ここで作動可能な壁５３０に戻ると、図８Ａから見られるように、各作動可能な壁５３０は、第１の部分５３１及び第２の部分５３２を含み、第１の部分５３１の電圧材料５３１は、第２の部分５３２の圧電部分と反対方向にポーリングされる。同様に見られるように、第１の部分５３１及び第２の部分５３２の各々のポーリング方向は、アレイ方向及びチャンバ長さ方向に垂直である。第１の部分５３１及び第２の部分５３２は、アレイ方向及びチャンバ長さ方向によって概ね画定された平面によって分離される。図８Ａに図解される特定の配置では、分離平面は、全ての作動可能な壁５３０に対して同じである（これは必須ではないが、製造を簡略化し得ることに留意されたい）。
【０１３１】
図１〜６を参照して上述される作動電極１５１、１５２、２５１、２５２、３５１、３５２、４５１、４５２と同様に、図８Ａ及び図８Ｂに示される作動電極５５１、５５２は、駆動波形を作動可能な壁５３０に印加するように構成されており、それにより、作動可能な壁５３０が変形する。図８Ｂから見られるように、各射出チャンバ５１０に提供される２つの作動可能な壁５３０は、同時に（または実質的に同時に）変形し得る。単一の同等の作動可能な壁のみの変形と比較して、これは、射出チャンバ５１０内の圧力の同じ増加を達成するためにより低い電圧を使用することを可能にし得るか、または実質的に同じ電圧を使用してより高い圧力が射出チャンバ５１０内で達成されることを可能にし得る。
【０１３２】
したがって、アクチュエータ構成要素５００は、選択された射出チャンバ５１０内の流体の圧力を増加させることができ、それ故に、これらの選択されたチャンバからの液滴５０５の吐出を引き起こすことができる。この選択は、アクチュエータ構成要素５００によって受信された入力データによって異なり得る。したがって、作動可能な壁５３０の各々は、圧電作動素子として作用する。
【０１３３】
第１の部分５３１及び第２の部分５３２の配置、ならびにそれらの異なるポーリング方向の結果として、図８Ｂの破線で示されるように、駆動波形が第１の作動電極５５１及び第２の作動電極５５２によって作動可能な壁５３０に印加されると、作動可能な壁５３０がシェブロン構成で変形し、それにより、第１の部分５３１及び第２の部分５３２が、反対方向に剪断モードで変形する。
【０１３４】
上述のように、各作動不能な壁５４０には、第１の絶縁電極５５３及び第２の５５４絶縁電極が提供されている。第１の絶縁電極５５３及び第２の絶縁電極５５４は、より具体的には、互いに絶縁されていてもよい。加えて、それらは、作動電極５５１、５５２を電圧信号または接地に接続するトレース（図示せず）から電気的に絶縁されていてもよい。
【０１３５】
射出チャンバ５１０内の流体の圧力が増加する（または低減する）と、作動可能な壁５３０の作用の結果としてか、または別の方法かにかかわらず、流体は、対応する流体力を射出チャンバ５１０の壁に概ね加える。絶縁電極５５３、５５４の電気的絶縁の結果としてかかる流体力が作動不能な壁５４０に加えられると、電荷が絶縁電極５５３、５５４の各々に誘導される。これらの誘導された電荷は、それらが絶縁電極５５３、５５４を離れることができないため、電界の作動不能な壁５４０への印加をもたらし、次いで、作動不能な壁５４０の圧電材料に流体力と反対の力を加えさせる。
【０１３６】
これにより、より低い圧力が作動不能な壁５４０の一方の側面上の射出チャンバ５１０から作動不能な壁５４０の他方の側面上の射出チャンバ５１０に伝達されるようになり得る。
【０１３７】
したがって、作動不能な壁５４０は、絶縁電極５５３、５５４の提供の結果として「より剛性」であり得る。結果として、作動不能な壁５４０は、基板５８０またはノズルプレート５７０等のアクチュエータ構成要素５００の周辺部分に著しい力を伝達することができない。
【０１３８】
これは、例えば、それらが同時に（または実質的に同時に）作動して液滴５０５を吐出する場合、隣接するまたは近くの射出チャンバ５１０間の干渉または「クロストーク」が少ないことを意味し得る。
【０１３９】
作動不能な壁５４０は、依然として作動可能な壁５３０の厚さを超える厚さを有する作動不能な壁５４０をアレイ方向に形成することによって、かつ／または作動電極５５１、５５２を超える厚さを有する絶縁電極５５３、５５４を形成することによって、より剛性に作製され得る。
【０１４０】
図７及び図８のアクチュエータ構成要素において、ノズル４７２、５７２の各々が射出チャンバ４１０、５１０のうちの対応する１つの一方の長手方向側面に提供されることが必須ではなく、図３〜５のアクチュエータ構成要素と同様に、代わりに、ノズル４７２、５７２が射出チャンバ４１０、５１０の長手方向端に提供され得ることに留意されたい（例えば、カバープレートは、図７Ａ及び図７Ｂに示されるノズルプレートを、射出チャンバの長手方向端及び非射出チャンバの長手方向端を接合するように配置された代替のノズルプレートに置き換えることができる）。
【０１４１】
液滴吐出のためのノズル４７２、５７２を欠く図７及び図８のアクチュエータ構成要素内の非射出チャンバの各々に加えて、またはその代わりに、非射出チャンバ４２０、５２０の各々は、液滴流体（射出チャンバ４１０内に存在する）が非射出チャンバに入ることができないように密封され得ることに留意されたい。したがって、非射出チャンバ４２０、５２０には、任意に、それらが使用中に空気のみが充填されるように構成され得る。
【０１４２】
図１〜８を参照して上述されるように、絶縁電極を有する作動不能な壁が、液滴堆積ヘッドのための薄膜／ＭＥＭＳタイプのアクチュエータ構成要素において用いられ得ることが考えられる。作動不能な壁を用いるかかるアクチュエータ構成要素の例は、さらなる実施形態の例である図９に図解されている。
【０１４３】
図９のアクチュエータ構成要素において、多数の流体チャンバ６１０がアレイ内に並んで提供されている。各流体チャンバには、ノズル層６７０内に形成されたノズル６７２が提供されており、ノズル６７２から、チャンバ６１０内に収容された流体が以下に記載される様式で吐出され得る。したがって、図９の流体チャンバ６１０は全て、「射出」チャンバとして特徴付けられ得る。流体チャンバ６１０の各々は、図９のページ内へのチャンバ長さ方向に細長い。
【０１４４】
ノズル層６７０に対する各チャンバ６１０の対向する側面上に、振動プレート６６０が提供されている。振動プレート６６０は、流体がノズル６７２を介して流体チャンバ６１０から吐出され得るように、流体チャンバ６１０内に圧力変動を生成するように変形可能である。
【０１４５】
振動プレート６６０は、任意の好適な材料、例えば、金属、合金、誘電材料、及び／または半導体材料等を含み得る。好適な材料の例としては、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸化アルミニウム（Ａl２Ｏ３）、二酸化チタン（ＴｉＯ２）、ケイ素（Ｓｉ）、または炭化ケイ素（ＳｉＣ）が挙げられる。さらに、またはあるいは、振動プレート６６０は、複数の層を備え得る。
【０１４６】
アクチュエータ構成要素は、振動プレート６６０上に提供される多数の圧電作動素子６３０をさらに含む。それぞれの圧電作動素子６３０が各流体チャンバ６１０に提供されており、特定の流体チャンバ６１０の圧電作動素子６３０は、振動プレート６６０を変形させるように構成されている。したがって、図９のアクチュエータ構成要素は、ルーフモードで動作するものとして特徴付けられ得る。
【０１４７】
圧電作動素子６３０は、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）を含み得るが、任意の好適な圧電材料が使用され得る。
【０１４８】
各圧電作動素子６３０には、第１の作動電極６５１及び第２の作動電極６５２が提供されている。第２の作動電極６５２は、圧電作動素子６３０と振動プレート６６０との間の圧電作動素子６３０の一方の側面上に提供されている。第１の作動電極６５１は、圧電作動素子６３０の対向する側面上に提供されている。
【０１４９】
圧電作動素子６３０は、任意の好適な堆積技法を使用して第２の作動電極６５２上に提供され得る。例えば、ゾルゲル堆積技法を使用して、圧電材料の連続層を堆積させて、第２の作動電極６５２上に圧電作動素子６３０を形成することができる。
【０１５０】
第１の作動電極６５１及び第２の作動電極６５２は、任意の好適な材料、例えば、イリジウム（Ｉｒ）、ルテニウム（Ｒｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、酸化イリジウム（Ｉｒ２Ｏ３）、Ｉｒ２Ｏ３／Iｒ、及び／または金（Ａｕ）を含み得る。第１の作動電極６５１及び第２の作動電極６５２は、スパッタリング技法等の任意の好適な技法を使用して形成され得る。
【０１５１】
第１の作動電極６５１及び第２の作動電極６５２ならびに圧電作動素子６３０は、別個に、または同じ加工ステップでパターン化され得る。
【０１５２】
駆動波形が第１の作動電極６５１及び第２の作動電極６５２によって圧電作動素子６３０に印加される場合、応力が圧電作動素子６３０内に生成され、圧電作動素子６３０を振動プレート６６０上で変形させる。この変形により、流体チャンバ６１０内の体積が変化し、圧電作動素子６３０を適切な駆動波形で駆動することによって、流体液滴がノズル６７２から吐出され得る。
【０１５３】
結果として、図９のアクチュエータ構成要素は、選択された射出チャンバ６１０内の流体の圧力を増加させることができ、それ故に、これらの選択されたチャンバからの液滴吐出を引き起こすことができる。この選択は、アクチュエータ構成要素が一部を形成する液滴堆積ヘッドによって受信された入力データによって異なり得る。
【０１５４】
電気接続部を備える配線層（図示せず）も振動プレート６６０上に提供され得、それにより、配線層は、例えば、第１の作動電極６５１及び第２の作動電極６５２を電圧信号または接地に接続するために２つ以上の電気トレースを備え得る。
【０１５５】
図９のアクチュエータ構成要素は、振動プレートに取り付けられたキャッピング基板６８３をさらに含む。キャッピング基板６８３は、いくつかのアクチュエータチャンバ６２５を提供し、圧電作動素子６３０の各々は、アクチュエータチャンバ６２５のうちのそれぞれの１つ内に封入されている。
【０１５６】
図９から見られるように、隣接する射出チャンバ６１０は、圧電材料（チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等であるが、任意の好適な圧電材料が使用され得る）を含む作動不能な壁６４０によって分離されている。射出チャンバ６１０及び作動不能な壁６４０は、チャンバを圧電材料の本体内で鋸切断または機械加工することによって提供され得る。あるいは、ディープ反応性イオンエッチング（ＤＲＩＥ）または化学エッチング等のエッチングプロセスが使用され得る。
【０１５７】
図９から見られるように、各作動不能な壁６４０には、第１の絶縁電極６５３及び第２の絶縁電極６５４が提供されている。第１の絶縁電極６５３及び第２の絶縁電極６５４は、より具体的には、互いに絶縁されていてもよい。加えて、それらは、作動電極６５１、６５２を電圧信号または接地に接続するトレース（図示せず）から電気的に絶縁されていてもよい。
【０１５８】
射出チャンバ６１０内の流体の圧力が増加する（または低減する）と、作動可能な壁６３０の作用の結果としてか、または別の方法かにかかわらず、流体は、対応する流体力を射出チャンバ６１０の壁に概ね加える。絶縁電極６５３、６５４の電気的絶縁の結果としてかかる流体力が作動不能な壁６４０に加えられると、電荷が絶縁電極６５３、６５４の各々に誘導される。これらの誘導された電荷は、それらが絶縁電極６５３、６５４を離れることができないため、電界の作動不能な壁６４０への印加をもたらし、次いで、作動不能な壁６４０の圧電材料に流体力と反対の力を加えさせる。
【０１５９】
これにより、より低い圧力が作動不能な壁６４０の一方の側面上の射出チャンバ６１０から作動不能な壁６４０の他方の側面上の射出チャンバ６１０に伝達されるようになり得る。
【０１６０】
したがって、作動不能な壁６４０は、絶縁電極６５３、６５４の提供の結果として「より剛性」であり得る。結果として、作動不能な壁６４０は、振動プレート６６０、キャッピング基板６８３、またはノズル層６７０等のアクチュエータ構成要素６００の周辺部分に著しい力を伝達することができない。
【０１６１】
これは、例えば、それらが同時に（または実質的に同時に）作動して液滴を吐出する場合、隣接するまたは近くの射出チャンバ６１０間の干渉または「クロストーク」が少ないことを意味し得る。
【０１６２】
図９のアクチュエータ構成要素の上記の説明から、図１〜９のアクチュエータ構成要素を参照して上述される絶縁電極を有する作動不能な壁を利用するために、図１〜８のアクチュエータ構成要素の場合のように圧電作動素子が作動可能な壁として構成されることは決して必須ではないことを理解されたい。
【０１６３】
より具体的には、圧電作動素子の第１及び第２の作動電極が駆動波形を圧電作動素子に印加するように構成されており、それにより、圧電作動素子が変形し、それ故に、液滴吐出を引き起こす、圧電作動素子ならびにその第１及び第２の作動電極の様々な好適な構築が存在することが理解される。
【０１６４】
同様に、上述の液滴堆積ヘッドのための異なるアクチュエータ構成要素の数を考慮して、第１及び第２の絶縁電極が電気的に絶縁されており、これにより、その作動不能な壁によって境界付けられた射出チャンバのうちの少なくとも１つのうちの１つ内の流体がその作動不能な壁に力を加えたときに、電荷が絶縁電極に誘導されるようになり、それにより、その作動不能な壁の圧電材料に流体力と反対の力を加えさせる、作動不能な壁ならびにその第１及び第２の絶縁電極の様々な好適な構成が存在することが理解される。
【０１６５】
図１及び図２のアクチュエータ構成要素に関して具体的に上述されるように、図１〜８に示されるアクチュエータ構成要素のうちの１つが一部を形成する液滴堆積ヘッドが様々な他の構成要素をさらに含み得ることを理解されたい。例えば、かかる液滴堆積ヘッドは、アクチュエータ構成要素に取り付けられ、かつアレイ内の流体チャンバに流体を運搬する１つ以上のマニホールド構成要素を含み得る。かかるマニホールド構成要素は、典型的には、流体供給システム（例えば、液滴堆積ヘッドがインクジェットプリントヘッドである場合、インク供給システム）に接続する。
【０１６６】
いくつかの例では、マニホールド構成要素（複数可）は、各チャンバの一方の長手方向端にのみ流体を供給し得る（その場合、他方の端は密封され得る）か、または両端に流体を供給し得る。さらに、マニホールド構成要素（複数可）は、前記アレイ内の流体チャンバから流体を受容し得、例えば、マニホールド構成要素（複数可）は、各チャンバの一方の長手方向端に流体を供給し、他方の長手方向端から流体を受容し得る。
【０１６７】
加えて（または恐らく代わりに）、かかる液滴堆積ヘッドは、例えば、アクチュエータ構成要素によって提供される電気トレースを用いて作動素子に電気的に接続された駆動回路を（例えば、ＡＳＩＣ等の１つ以上の集積回路の形態で）含む。かかる駆動回路は、選択されたチャンバ群からの液滴の吐出を引き起こす駆動電圧信号を作動素子に供給することができ、選択されたチャンバ群は、液滴堆積ヘッドによって受信された入力データの変化によって変化する。
【０１６８】
前述の説明が、本発明の当業者の理解を支援し、かつ本発明がどのように実施され得るかを実証するいくつかの非限定的な例を提供するよう意図されていることに留意されたい。他の例及び変形が、添付の特許請求の範囲内で企図される。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【国際調査報告】
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