JPH078561B2 - 漏洩レイリ−波ノズルレス液滴エジエクタ - Google Patents
漏洩レイリ−波ノズルレス液滴エジエクタInfo
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- JPH078561B2 JPH078561B2 JP21499986A JP21499986A JPH078561B2 JP H078561 B2 JPH078561 B2 JP H078561B2 JP 21499986 A JP21499986 A JP 21499986A JP 21499986 A JP21499986 A JP 21499986A JP H078561 B2 JPH078561 B2 JP H078561B2
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- Japan
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- transducer
- acoustic wave
- drop
- drop ejector
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- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2/14008—Structure of acoustic ink jet print heads
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- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
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- B41J2002/14322—Print head without nozzle
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
- Ink Jet (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の分野〕 本発明は、液が満たされた液溜から液滴を噴出するため
の、球状に焦点合わせをされた漏洩レイリー波音響発生
器（leaky Rayleigh wave acoustic genarator）に関
し、更に詳しくは、インクジェットプリンタ及びその類
のために比較的信頼性のあるプリントヘッドに関する。
の、球状に焦点合わせをされた漏洩レイリー波音響発生
器（leaky Rayleigh wave acoustic genarator）に関
し、更に詳しくは、インクジェットプリンタ及びその類
のために比較的信頼性のあるプリントヘッドに関する。
インクジェットプリンタの改良に対する相当な努力と投
資が、特にここ20年の間に熱心に払われてきた。知られ
ているように、インクジェット印字は、普通紙に適用で
きる直接印字技術であるという固有の有利さを有してい
るが、この有利さを活かすために改良されてきたこのプ
リンタが商業的に成功するには限界があった。これらの
プリンタが意外に商業的に売れ行きが思わしくない理由
については完全に理解されていないが、低価格化を進め
るために信頼性のあるプリントヘッドの改善が妨げられ
ていたという執拗な問題が一因となる要素であったこと
は明らかである。低速インクジェットプリンタのための
プリントヘッドが提供されてきたが、それらは価格や信
頼性の観点からすれば、十分に満足するものではなかっ
た。さらに、もっと高速のインクジェット印字が実用に
適さなかったのは、使用できるプリントヘッドの実現に
限界があったことに起因していた。
資が、特にここ20年の間に熱心に払われてきた。知られ
ているように、インクジェット印字は、普通紙に適用で
きる直接印字技術であるという固有の有利さを有してい
るが、この有利さを活かすために改良されてきたこのプ
リンタが商業的に成功するには限界があった。これらの
プリンタが意外に商業的に売れ行きが思わしくない理由
については完全に理解されていないが、低価格化を進め
るために信頼性のあるプリントヘッドの改善が妨げられ
ていたという執拗な問題が一因となる要素であったこと
は明らかである。低速インクジェットプリンタのための
プリントヘッドが提供されてきたが、それらは価格や信
頼性の観点からすれば、十分に満足するものではなかっ
た。さらに、もっと高速のインクジェット印字が実用に
適さなかったのは、使用できるプリントヘッドの実現に
限界があったことに起因していた。
インクジェットプリンタ用として、「連続流」及び「ド
ロップオンデマンド」のプリントヘッドが発達してき
た。これらの二つの基本的なタイプのプリントヘッドに
は、互いに区別できる機能的及び構造的な相違がある
が、両方のタイプのプリントヘッドは、その噴出に際し
てインク液滴を加速するためのノズルを通常含んでい
る。したがって、それらは、ノズルが詰まったときに不
定期的にメンテナンスが必要となり、またノズルの製造
価格を原因とする基本的なコストの障壁を含む様々な共
通の欠点に煩わされる。
ロップオンデマンド」のプリントヘッドが発達してき
た。これらの二つの基本的なタイプのプリントヘッドに
は、互いに区別できる機能的及び構造的な相違がある
が、両方のタイプのプリントヘッドは、その噴出に際し
てインク液滴を加速するためのノズルを通常含んでい
る。したがって、それらは、ノズルが詰まったときに不
定期的にメンテナンスが必要となり、またノズルの製造
価格を原因とする基本的なコストの障壁を含む様々な共
通の欠点に煩わされる。
他の人々が、インクジェット印字のためのノズルレスプ
リントヘッドを提案している。例えば、ラブレイディー
（Lovelady）らの、前記のようなプリンタ用の音響プリ
ントヘッドに適した「液滴放出器（Liquid Drop Emitte
r）」に関して1981年12月24日に発行された米国特許第
4,308,547号である。この特許は、実施例の一つが、各
インク滴がそこから推進（propel）するように、音響エ
ネルギーを液溜に発射（launch）するため及びそのエネ
ルギーを液溜の表面ないし近傍に焦点合わせするため
に、半球形の圧電トランスデューサが液溜あるいは液体
インクプールの中に沈められるプリントヘッドに関する
という点で、特に注目すべきものである。後で判るよう
に、この特許はまた、音響エネルギーを発生するための
平面的な圧電結晶体，音響エネルギーが焦点を結ぶよう
にするための円錐形ないし楔形のホーン，及びそのイン
クをその焦点を合わせられた音響エネルギーによって推
進されるべき位置に移送するための可動ベルトあるいは
ウエブを使用した代替例を提案している。しかしなが
ら、この代替案は、付加的な複雑さがあるので、本発明
の主目的に反している。
リントヘッドを提案している。例えば、ラブレイディー
（Lovelady）らの、前記のようなプリンタ用の音響プリ
ントヘッドに適した「液滴放出器（Liquid Drop Emitte
r）」に関して1981年12月24日に発行された米国特許第
4,308,547号である。この特許は、実施例の一つが、各
インク滴がそこから推進（propel）するように、音響エ
ネルギーを液溜に発射（launch）するため及びそのエネ
ルギーを液溜の表面ないし近傍に焦点合わせするため
に、半球形の圧電トランスデューサが液溜あるいは液体
インクプールの中に沈められるプリントヘッドに関する
という点で、特に注目すべきものである。後で判るよう
に、この特許はまた、音響エネルギーを発生するための
平面的な圧電結晶体，音響エネルギーが焦点を結ぶよう
にするための円錐形ないし楔形のホーン，及びそのイン
クをその焦点を合わせられた音響エネルギーによって推
進されるべき位置に移送するための可動ベルトあるいは
ウエブを使用した代替例を提案している。しかしなが
ら、この代替案は、付加的な複雑さがあるので、本発明
の主目的に反している。
先行技術の基本的な本体は、おおよそのところでは、音
響液滴エジェクタの主題に関して使用することができ
る。この分野における最も早期の著述のいくつかは、霧
発生器に関するものであった。ウッドR.W.及びルーミス
A.L.の、フィルマガジン（Phil.Mag.）1927年，第７
号，第４巻,417-436頁「大強度の高周波数音波の物理
的，生物学的影響（The Physical and Biological Effe
cts of High Frequency Sound−Waves of Great
Intensity）」、及びソルナーＫの、トランスファラデ
ー協会（Trans.Faraday Soc.）1936年，第32巻,1562−1
536頁「超音波による霧形成のメカニズム（The Mechani
sm of the Formation of Fogs by Ultrasonic Wave
s）」を参照されたい。さて、しかしながらそのような
エジェクタの物理的性質は、インクジェット印字のため
に、及び滴噴出のタイミングと噴出された滴のサイズの
両方を制御することが必要とされる他の適用のために、
それらを構成することについては、十分に良く理解され
ている。まさに、そのような制御を提供する、高価でな
く、信頼性があり、すぐに製造できる液滴エジェクタ
が、ノズルレスインクジェット印字あるいはその類にと
って必要であることは明白である。
響液滴エジェクタの主題に関して使用することができ
る。この分野における最も早期の著述のいくつかは、霧
発生器に関するものであった。ウッドR.W.及びルーミス
A.L.の、フィルマガジン（Phil.Mag.）1927年，第７
号，第４巻,417-436頁「大強度の高周波数音波の物理
的，生物学的影響（The Physical and Biological Effe
cts of High Frequency Sound−Waves of Great
Intensity）」、及びソルナーＫの、トランスファラデ
ー協会（Trans.Faraday Soc.）1936年，第32巻,1562−1
536頁「超音波による霧形成のメカニズム（The Mechani
sm of the Formation of Fogs by Ultrasonic Wave
s）」を参照されたい。さて、しかしながらそのような
エジェクタの物理的性質は、インクジェット印字のため
に、及び滴噴出のタイミングと噴出された滴のサイズの
両方を制御することが必要とされる他の適用のために、
それらを構成することについては、十分に良く理解され
ている。まさに、そのような制御を提供する、高価でな
く、信頼性があり、すぐに製造できる液滴エジェクタ
が、ノズルレスインクジェット印字あるいはその類にと
って必要であることは明白である。
以上に述べた必要に応えるため、本発明は、漏洩性の
（leaky）コヒーレントなレイライト波の収斂コーンを
液溜の中に発射させ、それによって液溜の表面（すなわ
ち液／空気界面）又はその近傍における略球面状の焦点
となる音響ビームが生成されるように、液が満たされた
液溜の中の予め決められた深さに浸漬される表面音響ト
ランスデューサを有するノズルレス滴エジェクタを提供
する。この音響ビームは強度変調されるか又は噴出のタ
イミングを制御するために焦点合わせ／焦点ぼかしさ
れ、さもなくば、プールの表面の音響的に励起された液
からオン・デマンド（on demand:常時ではなく、印字が
必要な時のみ、インク滴を噴出させるプロセス）で滴が
引き出されるように、外部ソースが使用される。付随す
るタイミング機構を無視すれば、噴出された滴のサイズ
は、焦点を絞られた音響ビームの胴部の径によって規定
される。
（leaky）コヒーレントなレイライト波の収斂コーンを
液溜の中に発射させ、それによって液溜の表面（すなわ
ち液／空気界面）又はその近傍における略球面状の焦点
となる音響ビームが生成されるように、液が満たされた
液溜の中の予め決められた深さに浸漬される表面音響ト
ランスデューサを有するノズルレス滴エジェクタを提供
する。この音響ビームは強度変調されるか又は噴出のタ
イミングを制御するために焦点合わせ／焦点ぼかしさ
れ、さもなくば、プールの表面の音響的に励起された液
からオン・デマンド（on demand:常時ではなく、印字が
必要な時のみ、インク滴を噴出させるプロセス）で滴が
引き出されるように、外部ソースが使用される。付随す
るタイミング機構を無視すれば、噴出された滴のサイズ
は、焦点を絞られた音響ビームの胴部の径によって規定
される。
本発明を実行するために、トランスデューサは、実質的
に（ある程度の製作誤差を許容する範囲で）平面である
圧電基板の上側の表面上に櫛形（interdigitated）で同
心円状に付着（deposit）されたマルチエレメントで、
リング形の一対の電極を持っている。それによって、交
流電源が電極を横切って結合されるときに、放射状に伝
播するコヒーレントなレイリー波がその表面（トランス
デューサの“活性表面”）上に圧電的に発生される。液
の非圧縮性とそこを通過する音の比較的遅い速度のた
め、これらの表面音響波は、ほぼ円形のパターンの漏洩
コヒーレントレイリー波を、それによって焦点を絞られ
た音響ビームを生成するトランスデューサの活性表面に
対して予め設定された鋭角で、液溜の中に伝播させる。
電気的に独立した櫛形の張り出し電極は、液溜の表面に
平行な面内において、焦点合わせされた音響ビームの音
響的な舵取り（steering:方向の制御のこと）を許容す
るように、リング形の電極から同心円状に外に向かって
トランスデューサ基板上に付着される。たとえば、張り
出し電極の二つの直角な組がマトリックス印刷やその類
のために要求される音響的な舵取りを遂行するために提
供される。代替的には、その櫛形のリング形の電極を円
周的に分割し、それによって差動的に、すなわち各電極
の位相及び／又は振幅にそれぞれ差を有する状態で、そ
れらが励起されることを可能とすることによって、トラ
ンスデューサ内にビーム舵取り能力を組み込むことがで
きる。
に（ある程度の製作誤差を許容する範囲で）平面である
圧電基板の上側の表面上に櫛形（interdigitated）で同
心円状に付着（deposit）されたマルチエレメントで、
リング形の一対の電極を持っている。それによって、交
流電源が電極を横切って結合されるときに、放射状に伝
播するコヒーレントなレイリー波がその表面（トランス
デューサの“活性表面”）上に圧電的に発生される。液
の非圧縮性とそこを通過する音の比較的遅い速度のた
め、これらの表面音響波は、ほぼ円形のパターンの漏洩
コヒーレントレイリー波を、それによって焦点を絞られ
た音響ビームを生成するトランスデューサの活性表面に
対して予め設定された鋭角で、液溜の中に伝播させる。
電気的に独立した櫛形の張り出し電極は、液溜の表面に
平行な面内において、焦点合わせされた音響ビームの音
響的な舵取り（steering:方向の制御のこと）を許容す
るように、リング形の電極から同心円状に外に向かって
トランスデューサ基板上に付着される。たとえば、張り
出し電極の二つの直角な組がマトリックス印刷やその類
のために要求される音響的な舵取りを遂行するために提
供される。代替的には、その櫛形のリング形の電極を円
周的に分割し、それによって差動的に、すなわち各電極
の位相及び／又は振幅にそれぞれ差を有する状態で、そ
れらが励起されることを可能とすることによって、トラ
ンスデューサ内にビーム舵取り能力を組み込むことがで
きる。
トランスデューサの平面幾何学的な観点からすれば、例
えば写真刻版印刷のような標準的な製造過程が、そのよ
うなトランスデューサの正確に位置合わせされ、集積さ
れた線型及び面積のあるアレイを製造するために使用で
き、したがって、さほど高価でない信頼できる複数の滴
エジェクタアレイが製造できる。
えば写真刻版印刷のような標準的な製造過程が、そのよ
うなトランスデューサの正確に位置合わせされ、集積さ
れた線型及び面積のあるアレイを製造するために使用で
き、したがって、さほど高価でない信頼できる複数の滴
エジェクタアレイが製造できる。
本発明の他の目的及び優位性は、添付図面と関連して以
下に説明する詳細な説明を読むときに、明確になるであ
ろう。
下に説明する詳細な説明を読むときに、明確になるであ
ろう。
第１図は本発明に則して形成された液滴エジェクタの正
断面図である。
断面図である。
第２図は第１図に示したエジェクタ用の表面音響波トラ
ンスデューサの平面図である。
ンスデューサの平面図である。
第３図はマトリックス印刷やその類を実施するための直
角の舵取り電極を有する表面音響波トランスデューサの
リニアアレイの平面図である。
角の舵取り電極を有する表面音響波トランスデューサの
リニアアレイの平面図である。
第４図はビーム舵取りメカニズムを更に詳細に説明する
ための第３図の４−４線に沿った正断面図である。
ための第３図の４−４線に沿った正断面図である。
第５図はビーム舵取りのために円周状に分割されたリン
グ状の櫛形電極を有する表面音響波トランスデューサの
平面図である。
グ状の櫛形電極を有する表面音響波トランスデューサの
平面図である。
第６図は他のビーム舵取りメカニズムを更に詳細に説明
するための第５図の６−６線に沿った正断面図である。
するための第５図の６−６線に沿った正断面図である。
本発明は、いくつかの図示した実施例を参照して以下に
その詳細が述べられるが、これらの実施例に限定する意
図はないことが理解されるべきである。一方、特許請求
の範囲によって特定されたような発明の精神と目的に一
致する範囲で、変形や代替手段及び均等手段のすべてを
包含することが目的である。
その詳細が述べられるが、これらの実施例に限定する意
図はないことが理解されるべきである。一方、特許請求
の範囲によって特定されたような発明の精神と目的に一
致する範囲で、変形や代替手段及び均等手段のすべてを
包含することが目的である。
図面に戻ると、特に第１図及び第２図においては、オン
・デマンドで各液滴14を噴出するために、液が満たされ
た液溜13に予め設定された深さに浸漬されている表面音
響波トランスデューサ12を有するノズルレス滴エジェク
タ11が示されている。トランスデューサ12の浸漬深さが
実質的に一定に維持されることを保証するために、動作
の間、液溜13の液のレベルを注ぎ足すための準備（図示
せず）がなされる。
・デマンドで各液滴14を噴出するために、液が満たされ
た液溜13に予め設定された深さに浸漬されている表面音
響波トランスデューサ12を有するノズルレス滴エジェク
タ11が示されている。トランスデューサ12の浸漬深さが
実質的に一定に維持されることを保証するために、動作
の間、液溜13の液のレベルを注ぎ足すための準備（図示
せず）がなされる。
インクジェット印字のために、普通紙のような適当な記
録媒体16上に映像を印字するために、エジェクタ11は、
液溜13からの液体インク滴14の時間的に連続した１シリ
ーズを放出する。記録媒体16は液溜13の液／空気界面
（すなわち、表面）上に短い距離で位置付けされてお
り、したがって液溜13から噴出される滴14の速度は、そ
の空隙を実質的に方向安定性をもって液滴が横切るよう
に選ばれる。周知のように、極端に高い噴出速度は、記
録媒体16に衝突したときに滴14の不愉快な跳ね飛びを引
き起こすことになるだろう。実際には、したがって、滴
14の不用意な偏向を反対に引き起こすかも知れない周囲
の空気流の少なくともいくらかを抑制するために、調節
板（図示せず）を設けることができる。
録媒体16上に映像を印字するために、エジェクタ11は、
液溜13からの液体インク滴14の時間的に連続した１シリ
ーズを放出する。記録媒体16は液溜13の液／空気界面
（すなわち、表面）上に短い距離で位置付けされてお
り、したがって液溜13から噴出される滴14の速度は、そ
の空隙を実質的に方向安定性をもって液滴が横切るよう
に選ばれる。周知のように、極端に高い噴出速度は、記
録媒体16に衝突したときに滴14の不愉快な跳ね飛びを引
き起こすことになるだろう。実際には、したがって、滴
14の不用意な偏向を反対に引き起こすかも知れない周囲
の空気流の少なくともいくらかを抑制するために、調節
板（図示せず）を設けることができる。
記録媒体16は典型的には、映像が印字されている間、矢
印18で示すように、交差線方向に進む。他方、エジェク
タ11は、記録媒体16の面と平行な直交方向に往復運動す
るためのキャリッジ（図示せず）上に設けることがで
き、これによって、ラスター走査パターンに従って映像
が印字されることを許容する。または、その代わりとし
ては、エジェクタ11の直線的な長さのリニアアレイ（第
３図参照）を、線と線の基準（line-by-line basis）に
基づいて映像を印字するために用意することができよ
う。このようなアレイは、それらの間の中心と中心間の
スペースを減じる必要がなく、エジェクタ11間のスペー
スをより完全に満たすために映像が印字されている間、
直交方向に沿って前後にシフトされる（手段は示してい
ない）。1985年４月２日に発行された「水平インターレ
ースを用いたインクジェットプリント（Ink Jet Printi
ng Using Horizontal Interlace）」についてのK.Aフィ
ッシュベック（K.A Fishbeck）の米国特許第4,509,058
号を参照されたい。面状（areal）エジェクタアレイ
（図示せず）はまた、本発明に従って組み立てられる
が、記録媒体16のどのような相対的な運動を行うことな
く許容できる解像度で標準のベージサイズの映像を印字
するために要求される多数のエジェクタ11を有する面状
アレイは、大抵の適用に関して、余りにも高価になるよ
うに思われる。
印18で示すように、交差線方向に進む。他方、エジェク
タ11は、記録媒体16の面と平行な直交方向に往復運動す
るためのキャリッジ（図示せず）上に設けることがで
き、これによって、ラスター走査パターンに従って映像
が印字されることを許容する。または、その代わりとし
ては、エジェクタ11の直線的な長さのリニアアレイ（第
３図参照）を、線と線の基準（line-by-line basis）に
基づいて映像を印字するために用意することができよ
う。このようなアレイは、それらの間の中心と中心間の
スペースを減じる必要がなく、エジェクタ11間のスペー
スをより完全に満たすために映像が印字されている間、
直交方向に沿って前後にシフトされる（手段は示してい
ない）。1985年４月２日に発行された「水平インターレ
ースを用いたインクジェットプリント（Ink Jet Printi
ng Using Horizontal Interlace）」についてのK.Aフィ
ッシュベック（K.A Fishbeck）の米国特許第4,509,058
号を参照されたい。面状（areal）エジェクタアレイ
（図示せず）はまた、本発明に従って組み立てられる
が、記録媒体16のどのような相対的な運動を行うことな
く許容できる解像度で標準のベージサイズの映像を印字
するために要求される多数のエジェクタ11を有する面状
アレイは、大抵の適用に関して、余りにも高価になるよ
うに思われる。
本発明に沿って、トランスデューサ12は、その各々が電
気的に接続された複数のリング状素子23ａ〜23ｉ及び24
ａ〜24ｉをそれぞれ有するように放射状にパターン付け
された一対のリング形電極21及び22を有している。判る
ように、電極素子23ａ〜23ｉ及び24ａ〜24ｉは圧電基板
27のほぼ平面の表面26上に、櫛状関係で同心円的に付着
される。更に、図示した実施例において、電極素子23ａ
〜23ｉ及び24ａ〜24ｉは実質的に単一の幅であり、また
固定された放射方向のピッチを有しているが、それらの
幅及び／又はピッチは、本発明から逸脱することなく変
更できることが理解されるべきである。たとえば、電極
素子23ａ〜23ｉ及び24ａ〜24ｉの幅は、音響的にトラン
スデューサ12にアポダイズ（apodize）するために、ト
ランスデューサ12の半径方向に変更することができよ
う。同様に、電極素子23ａ〜23ｉ及び24ａ〜24ｉのピッ
チは、電気的制御の下でトランスデューサ12の音響的な
焦点距離を増加させたり減少させることを可能にするよ
うに、トランスデューサ12の半径方向に変更することが
できよう。基板27は、LiNbO3のような圧電結晶体、ある
いはPVF2のような圧電ポリマーとすることができる。し
かしながら、電極21及び22を製造するために写真刻版技
術のような標準的な金属化パターン付け工程を容易にす
るために、その電極受け又は「活性」の表面26が平面で
あることに注目することは重要である。理解されるよう
に、滴エジェクタ11の正確に位置合わせされたアレイが
要求される適用のために必要とされる線型及び面状のト
ランスデューサアレイを特にコスト的に効果があるよう
に製造するために、比較的シンプルで真っ直ぐな構造の
トランスデューサ12は重要な有利性を持っている。
気的に接続された複数のリング状素子23ａ〜23ｉ及び24
ａ〜24ｉをそれぞれ有するように放射状にパターン付け
された一対のリング形電極21及び22を有している。判る
ように、電極素子23ａ〜23ｉ及び24ａ〜24ｉは圧電基板
27のほぼ平面の表面26上に、櫛状関係で同心円的に付着
される。更に、図示した実施例において、電極素子23ａ
〜23ｉ及び24ａ〜24ｉは実質的に単一の幅であり、また
固定された放射方向のピッチを有しているが、それらの
幅及び／又はピッチは、本発明から逸脱することなく変
更できることが理解されるべきである。たとえば、電極
素子23ａ〜23ｉ及び24ａ〜24ｉの幅は、音響的にトラン
スデューサ12にアポダイズ（apodize）するために、ト
ランスデューサ12の半径方向に変更することができよ
う。同様に、電極素子23ａ〜23ｉ及び24ａ〜24ｉのピッ
チは、電気的制御の下でトランスデューサ12の音響的な
焦点距離を増加させたり減少させることを可能にするよ
うに、トランスデューサ12の半径方向に変更することが
できよう。基板27は、LiNbO3のような圧電結晶体、ある
いはPVF2のような圧電ポリマーとすることができる。し
かしながら、電極21及び22を製造するために写真刻版技
術のような標準的な金属化パターン付け工程を容易にす
るために、その電極受け又は「活性」の表面26が平面で
あることに注目することは重要である。理解されるよう
に、滴エジェクタ11の正確に位置合わせされたアレイが
要求される適用のために必要とされる線型及び面状のト
ランスデューサアレイを特にコスト的に効果があるよう
に製造するために、比較的シンプルで真っ直ぐな構造の
トランスデューサ12は重要な有利性を持っている。
動作中において、トランスデューサ12はその活性表面26
が液溜13の表面17に面するように、そして、概ね液溜13
の表面17に対して平行に位置合わせされるように向けら
れる。更に、予め定められたおよそ1MHzから500MHzの間
の出力周波数を有する交流電源31が、その電極21及び22
を横切るように結合され、そこではその圧電基板27が、
表面26に沿って路程をたどるレイリー型音響波を発生す
るように励起される。電極21及び22のリング状の形に起
因して、レイリー波は一対のほぼ円形の、電極21及び22
に関して放射方向にそれぞれ内側及び外側に伝播する反
対に波面（wavefront）を有する。その外側に伝播す
る、すなわち拡がる波面は、電極21及び22から拡がって
いくとき、次第に減衰するが、内側に伝播する、すなわ
ち収縮する波面は、電極21及び22に関して集中的に経験
する破壊的な干渉のため、もっと突然に終焉する。電源
31の出力周波数は、電気的エネルギーを音響エネルギー
に効率良く変換するために、櫛状の電極素子23ａ〜23ｉ
及び24ａ〜24ｉの放射方向のピッチ（あるいは放射方向
の複数のピッチのうちの一つ）に整合される。
が液溜13の表面17に面するように、そして、概ね液溜13
の表面17に対して平行に位置合わせされるように向けら
れる。更に、予め定められたおよそ1MHzから500MHzの間
の出力周波数を有する交流電源31が、その電極21及び22
を横切るように結合され、そこではその圧電基板27が、
表面26に沿って路程をたどるレイリー型音響波を発生す
るように励起される。電極21及び22のリング状の形に起
因して、レイリー波は一対のほぼ円形の、電極21及び22
に関して放射方向にそれぞれ内側及び外側に伝播する反
対に波面（wavefront）を有する。その外側に伝播す
る、すなわち拡がる波面は、電極21及び22から拡がって
いくとき、次第に減衰するが、内側に伝播する、すなわ
ち収縮する波面は、電極21及び22に関して集中的に経験
する破壊的な干渉のため、もっと突然に終焉する。電源
31の出力周波数は、電気的エネルギーを音響エネルギー
に効率良く変換するために、櫛状の電極素子23ａ〜23ｉ
及び24ａ〜24ｉの放射方向のピッチ（あるいは放射方向
の複数のピッチのうちの一つ）に整合される。
コヒーレントな音響波は、トランスデューサ12によって
発生されるレイリー波に応答して、液溜13内で非圧縮性
の液32の中に導かれる。もっと詳しく言えば、表面音響
波の収縮する波面に応答して、漏洩レイリー波の収斂す
るコーンは液32の中に発射され、また漏洩レイリー波の
発散するドーナツ状のコーンは表面音響波の拡がる波面
に応答して液32の中に発射される。判るように、誘導さ
れるいわゆる漏洩レイリー波の収斂するコーンは、オン
・デマンドで液溜13から滴14を噴出するための音響ビー
ム33を形成する。これに対し、発散する漏洩レイリー波
は、それらの何らかの意味のある反射を妨げるために液
溜13の寸法を合わせたり、又は違った構造とするなどの
方法によって抑制されるため、無視することができる。
発生されるレイリー波に応答して、液溜13内で非圧縮性
の液32の中に導かれる。もっと詳しく言えば、表面音響
波の収縮する波面に応答して、漏洩レイリー波の収斂す
るコーンは液32の中に発射され、また漏洩レイリー波の
発散するドーナツ状のコーンは表面音響波の拡がる波面
に応答して液32の中に発射される。判るように、誘導さ
れるいわゆる漏洩レイリー波の収斂するコーンは、オン
・デマンドで液溜13から滴14を噴出するための音響ビー
ム33を形成する。これに対し、発散する漏洩レイリー波
は、それらの何らかの意味のある反射を妨げるために液
溜13の寸法を合わせたり、又は違った構造とするなどの
方法によって抑制されるため、無視することができる。
本発明に沿って、ほぼ液溜13の表面17におけるほぼ球状
の焦点に音響ビーム33を至らせるための準備がなされ
る。トランスデューサ12の圧電基板27を音が通過する速
度（SP）は、特徴的に、液32を音が通過する速度（SL）
よりも随分大きい。したがって、収斂する漏洩レイリー
波のほぼ円形の波面は、トランスデューサ基板27の表面
26に対して鋭角のθで液32の中に伝播する。ここで、 θ＝sin-1（SL/SP） （１） したがって、液溜13の表面17において球状の焦点を結ぶ
ための音響ビーム33を生じさせるために液溜13の中にト
ランスデューサ12が浸漬されるべき深さは、次の一次近
似によって与えられる。すなわち、 ここで、Ｄ＝電極受け面26に対して測定されたトランス
デューサ12の浸漬深さ ｄ＝電極21,22の外側の径 λ＝トランスデューサ12によって発生されたレイリー波
の波長 式（２）は、トランスデューサによって発生したレイリ
ー波の、λのような波長の音響ビーム33の解折を制限さ
れた焦点が、焦点における音響ビーム33の胴部の径を決
定するということを仮定している。次の式が理解できよ
う。
の焦点に音響ビーム33を至らせるための準備がなされ
る。トランスデューサ12の圧電基板27を音が通過する速
度（SP）は、特徴的に、液32を音が通過する速度（SL）
よりも随分大きい。したがって、収斂する漏洩レイリー
波のほぼ円形の波面は、トランスデューサ基板27の表面
26に対して鋭角のθで液32の中に伝播する。ここで、 θ＝sin-1（SL/SP） （１） したがって、液溜13の表面17において球状の焦点を結ぶ
ための音響ビーム33を生じさせるために液溜13の中にト
ランスデューサ12が浸漬されるべき深さは、次の一次近
似によって与えられる。すなわち、 ここで、Ｄ＝電極受け面26に対して測定されたトランス
デューサ12の浸漬深さ ｄ＝電極21,22の外側の径 λ＝トランスデューサ12によって発生されたレイリー波
の波長 式（２）は、トランスデューサによって発生したレイリ
ー波の、λのような波長の音響ビーム33の解折を制限さ
れた焦点が、焦点における音響ビーム33の胴部の径を決
定するということを仮定している。次の式が理解できよ
う。
λ＝SP/f （３） ここで、ｆ＝電源31の出力周波数 液32の表面張力及び密度が、液溜13から滴14を噴出する
ための最小閾エネルギーを決定する。更に、付加的なエ
ネルギーが、滴14を所望の噴出速度で噴出させるために
必要とされる。このようなエネルギーの要望に答えるた
めに、オン・デマンドで液溜13から滴14を音響的に推進
させるために音響ビーム33を強度変調させる交流電源31
を制御するための適当な準備がなされるであろう。代替
手段としては、矢印36で示すように、液溜13の中でトラ
ンスデューサ12を機械的に上下に動かすことにより、あ
るいはそこで駆動される周波数を変調することによるな
どによって、液溜13の表面17上に音響ビーム33を焦点合
わせ及び焦点ぼかしを選択的にすることによりその準備
はなされる。更に他の選択手段は、滴14の噴出タイミン
グを制御するために、外部ソース34を設けることであ
る。
ための最小閾エネルギーを決定する。更に、付加的なエ
ネルギーが、滴14を所望の噴出速度で噴出させるために
必要とされる。このようなエネルギーの要望に答えるた
めに、オン・デマンドで液溜13から滴14を音響的に推進
させるために音響ビーム33を強度変調させる交流電源31
を制御するための適当な準備がなされるであろう。代替
手段としては、矢印36で示すように、液溜13の中でトラ
ンスデューサ12を機械的に上下に動かすことにより、あ
るいはそこで駆動される周波数を変調することによるな
どによって、液溜13の表面17上に音響ビーム33を焦点合
わせ及び焦点ぼかしを選択的にすることによりその準備
はなされる。更に他の選択手段は、滴14の噴出タイミン
グを制御するために、外部ソース34を設けることであ
る。
外部のタイミング制御のために、ビーム胴部の範囲内の
副閾値で、初期の滴形成エネルギー状態（すなわち、室
温において滴14を形成するための閾レベルよりもほんの
少し低いエネルギーレベル）に達するように液32が音響
的に励起されるよう、音響ビーム33の強度が有利に選択
される。それによって、外部ソース34は滴14の噴出を生
じさせる小量の補足的なエネルギーを供給するのみでよ
い。認識できたように、外部ソース34によって供給され
る補足的なエネルギーは、たとえば音響的に励起された
液32を加熱して、その表面張力を減じるための熱エネル
ギー、又はそれぞれ音響的に励起された、電気的に電荷
を与えられた又は磁気的に感応する液32を引き付けるた
めの静電的又は磁気的なエネルギーのような、いかなる
形態でもよい。噴出タイミングの制御に使用される技術
を考慮することなく、噴出された滴14のサイズは、液溜
13の表面17において測定された音響ビーム33の胴部の径
によって初期的に決定される。
副閾値で、初期の滴形成エネルギー状態（すなわち、室
温において滴14を形成するための閾レベルよりもほんの
少し低いエネルギーレベル）に達するように液32が音響
的に励起されるよう、音響ビーム33の強度が有利に選択
される。それによって、外部ソース34は滴14の噴出を生
じさせる小量の補足的なエネルギーを供給するのみでよ
い。認識できたように、外部ソース34によって供給され
る補足的なエネルギーは、たとえば音響的に励起された
液32を加熱して、その表面張力を減じるための熱エネル
ギー、又はそれぞれ音響的に励起された、電気的に電荷
を与えられた又は磁気的に感応する液32を引き付けるた
めの静電的又は磁気的なエネルギーのような、いかなる
形態でもよい。噴出タイミングの制御に使用される技術
を考慮することなく、噴出された滴14のサイズは、液溜
13の表面17において測定された音響ビーム33の胴部の径
によって初期的に決定される。
第３図及び第４図を見ると、そこには複数の滴エジェク
タ11ａのアレイ（第４図にはその内の一つだけが見られ
る）を形成するための表面音響波トランスデューサ12aa
〜12aiのアレイ41が示されている。図示のように、トラ
ンスデューサ12aa〜12aiは一様に分離された中心に対し
て線型に位置合わせされており、したがってそれらはイ
ンクジェットプリントのためのマルチエレメントプリン
トヘッドとして滴エジェクタ11ａが機能することを可能
にするように適当に配置される。好ましくは、トランス
デューサ12aa〜12aiは単一又は共通の圧電基板27ａ上に
集積され、及びその圧電基板27ａを共有し、それによっ
て、それらが製造される間にトランスデューサ12aa〜12
aiの位置合わせがなされることを許容する。圧電ポリマ
ーは、そのような予め位置合わせされるトランスデュー
サアレイにとって好ましい基板27ａである。
タ11ａのアレイ（第４図にはその内の一つだけが見られ
る）を形成するための表面音響波トランスデューサ12aa
〜12aiのアレイ41が示されている。図示のように、トラ
ンスデューサ12aa〜12aiは一様に分離された中心に対し
て線型に位置合わせされており、したがってそれらはイ
ンクジェットプリントのためのマルチエレメントプリン
トヘッドとして滴エジェクタ11ａが機能することを可能
にするように適当に配置される。好ましくは、トランス
デューサ12aa〜12aiは単一又は共通の圧電基板27ａ上に
集積され、及びその圧電基板27ａを共有し、それによっ
て、それらが製造される間にトランスデューサ12aa〜12
aiの位置合わせがなされることを許容する。圧電ポリマ
ーは、そのような予め位置合わせされるトランスデュー
サアレイにとって好ましい基板27ａである。
トランスデューサ12aa〜12aiは、互いに同等であり、そ
してそのトランスデューサ12aa〜12aiが更にそれらの焦
点合わせされた音響ビーム33ａを音響的に舵取りするた
めの準備を含むことを除けば、前に述べたトランスデュ
ーサ12とは構造的にも動作的にも類似している。トラン
スデューサ12aa〜12aiのビーム舵取り能力の結果とし
て、滴エジェクタ11ａはエジェクタ11よりももっと大き
な柔軟性をもつ（たとえば、エジェクタ11aはドットマ
トリックスインクジェットプリントに使用でき、あるい
はそれらはトランスデューサ12aa〜12aiのどのような機
械的な動作を必要とすることなく固体ラインプリントを
達成することができる）が、その一方、それらはエジェ
クタ11に密接に関連してくる。したがって、不必要な重
複を避けるために、同様な部分は、以前使用した同様の
参照番号と同等に取り扱い、それによって、単一又は二
つの添字が、前に使用した番号の参照として、それぞれ
一度又は一度以上示された修正部と同一化される。独自
の参照番号が同一の独自の部分に使用される。
してそのトランスデューサ12aa〜12aiが更にそれらの焦
点合わせされた音響ビーム33ａを音響的に舵取りするた
めの準備を含むことを除けば、前に述べたトランスデュ
ーサ12とは構造的にも動作的にも類似している。トラン
スデューサ12aa〜12aiのビーム舵取り能力の結果とし
て、滴エジェクタ11ａはエジェクタ11よりももっと大き
な柔軟性をもつ（たとえば、エジェクタ11aはドットマ
トリックスインクジェットプリントに使用でき、あるい
はそれらはトランスデューサ12aa〜12aiのどのような機
械的な動作を必要とすることなく固体ラインプリントを
達成することができる）が、その一方、それらはエジェ
クタ11に密接に関連してくる。したがって、不必要な重
複を避けるために、同様な部分は、以前使用した同様の
参照番号と同等に取り扱い、それによって、単一又は二
つの添字が、前に使用した番号の参照として、それぞれ
一度又は一度以上示された修正部と同一化される。独自
の参照番号が同一の独自の部分に使用される。
トランスデューサ12aaは、アレイ41の内で、トランスデ
ューサを大略的に表すものである。それは放射状のパタ
ーンで、櫛状，リング形の一対の電極21及び22を有し、
したがってそれは、液が満たされた液溜13ａの中に音響
ビーム33ａを発射させ、そしてそのビーム33ａが、前に
述べたように、液溜13ａのほぼ表面17においてはほぼ球
状の焦点を結ぶこととなる。付加的に、トランスデュー
サ12aaは、圧電基板27ａの表面26ａの上に、同心円状に
電極21及び22と、そこから放射状に外側に拡がる櫛状の
張り出し電極43,44及び45,46を有している。張り出し電
極43,44及び45,46は、電極21及び22とは電気的に独立し
ているが、それらは同様のパターン付け金属化プロセス
を用いてそれと同時に製造することができる。
ューサを大略的に表すものである。それは放射状のパタ
ーンで、櫛状，リング形の一対の電極21及び22を有し、
したがってそれは、液が満たされた液溜13ａの中に音響
ビーム33ａを発射させ、そしてそのビーム33ａが、前に
述べたように、液溜13ａのほぼ表面17においてはほぼ球
状の焦点を結ぶこととなる。付加的に、トランスデュー
サ12aaは、圧電基板27ａの表面26ａの上に、同心円状に
電極21及び22と、そこから放射状に外側に拡がる櫛状の
張り出し電極43,44及び45,46を有している。張り出し電
極43,44及び45,46は、電極21及び22とは電気的に独立し
ているが、それらは同様のパターン付け金属化プロセス
を用いてそれと同時に製造することができる。
液溜13ａの表面17と平行な（すなわち、記録媒体16に平
行な）平面内で音響波33ａを舵取りするために、張り出
し電極43,44及び45,46は比較的短い円弧である。したが
って、それらは、それらが付勢されるとき、円周的に非
対称のレイリー波を表面26ａに沿って伝播させる。電極
21及び22と張り出し電極43,44及び45,46は、コヒーレン
ト的又は非コヒーレント的に駆動される。しかしなが
ら、もしそれらがコヒーレント的に駆動されるとき、そ
れらは、それらが発生したレイリー波の間で破壊的な干
渉を避けるために、適当に位相同期されることが重要で
ある。
行な）平面内で音響波33ａを舵取りするために、張り出
し電極43,44及び45,46は比較的短い円弧である。したが
って、それらは、それらが付勢されるとき、円周的に非
対称のレイリー波を表面26ａに沿って伝播させる。電極
21及び22と張り出し電極43,44及び45,46は、コヒーレン
ト的又は非コヒーレント的に駆動される。しかしなが
ら、もしそれらがコヒーレント的に駆動されるとき、そ
れらは、それらが発生したレイリー波の間で破壊的な干
渉を避けるために、適当に位相同期されることが重要で
ある。
理解されるように、張り出し電極43,44及び／又は45,46
を付勢することによって生成される円周的に非対称なレ
イリー波は、液32の中に非対称の漏洩レイリー波を生じ
させ、それによって、焦点合わせされたビーム33ａを、
それが音響的な平衡状態に達するまで、液溜13ａの表面
17と平行にシフトさせる。理想的には、張り出し電極4
3,44及び45,46は、互いに電気的に独立しており、また
相互に直角的に位置している。それによって、ビーム33
ａが、ドットマトリックスインクジェットプリント及び
同様な適用のために直角的に舵取りされることを許容す
る。
を付勢することによって生成される円周的に非対称なレ
イリー波は、液32の中に非対称の漏洩レイリー波を生じ
させ、それによって、焦点合わせされたビーム33ａを、
それが音響的な平衡状態に達するまで、液溜13ａの表面
17と平行にシフトさせる。理想的には、張り出し電極4
3,44及び45,46は、互いに電気的に独立しており、また
相互に直角的に位置している。それによって、ビーム33
ａが、ドットマトリックスインクジェットプリント及び
同様な適用のために直角的に舵取りされることを許容す
る。
第５図及び第６図に戻ると、電気的に分割された表面音
響波トランスデューサ12baの差動的位相及び／又は振幅
励起はまた、ビーム舵取りの目的のために使用すること
ができる。結局、トランスデューサ12baは、電気的に独
立した複数の電極の組である21ｂ 1,22ｂ 1;21ｂ 2,22ｂ 2;
及び21ｂ 3,22ｂ ３を形成するために、円周的に分割され
たリング状で櫛状の電極構造を有している。３つの電極
が示されており、その２つ（21ｂ 1,22ｂ １及び21ｂ 2,22
ｂ ２）は互いに約90゜の円弧の拡がりを有し、また第３
のもの（21ｂ ３及び22ｂ ３）は約180゜の円弧の拡がり
を有している。しかし、独立した電極の組の数及びそれ
らのそれぞれによって拡げられた円弧が、ビーム舵取り
機能の所望の適用を最適に適合するために、望まれるよ
うに選択されることができる。分割されたソース31ｂ 1,
31ｂ ２及び31ｂ ３は、電極の組21ｂ 1,22ｂ 1;21ｂ 2,22ｂ
2;及び21ｂ 3;22ｂ ３をそれぞれ励起するために準備され
る。
響波トランスデューサ12baの差動的位相及び／又は振幅
励起はまた、ビーム舵取りの目的のために使用すること
ができる。結局、トランスデューサ12baは、電気的に独
立した複数の電極の組である21ｂ 1,22ｂ 1;21ｂ 2,22ｂ 2;
及び21ｂ 3,22ｂ ３を形成するために、円周的に分割され
たリング状で櫛状の電極構造を有している。３つの電極
が示されており、その２つ（21ｂ 1,22ｂ １及び21ｂ 2,22
ｂ ２）は互いに約90゜の円弧の拡がりを有し、また第３
のもの（21ｂ ３及び22ｂ ３）は約180゜の円弧の拡がり
を有している。しかし、独立した電極の組の数及びそれ
らのそれぞれによって拡げられた円弧が、ビーム舵取り
機能の所望の適用を最適に適合するために、望まれるよ
うに選択されることができる。分割されたソース31ｂ 1,
31ｂ ２及び31ｂ ３は、電極の組21ｂ 1,22ｂ 1;21ｂ 2,22ｂ
2;及び21ｂ 3;22ｂ ３をそれぞれ励起するために準備され
る。
音響ビーム33の同一方向の舵取りは、電極21ｂ 1,22ｂ 1;
21ｂ 2,22ｂ 2;及び21ｂ 3,22ｂ ３を横切って供給される交
流駆動電圧の相対的な振幅を調整することによって達成
される。一方、双方向の舵取りは、それらの電圧の相対
的な位相を調整することによって達成される。その付近
でそのような舵取りが生じる軸は、図示の実施例におい
て互いに直交し、したがって、滴14ｂが液溜から噴出す
る方向に対して360゜全部の制御がなされる。理解でき
るように、トランスデューサ12baの線型又は面状のアレ
イは、好ましくは共通圧電基板27ａ上において、滴エジ
ェクタのアレイ（第３図参照）を形成するために使用す
ることができる。
21ｂ 2,22ｂ 2;及び21ｂ 3,22ｂ ３を横切って供給される交
流駆動電圧の相対的な振幅を調整することによって達成
される。一方、双方向の舵取りは、それらの電圧の相対
的な位相を調整することによって達成される。その付近
でそのような舵取りが生じる軸は、図示の実施例におい
て互いに直交し、したがって、滴14ｂが液溜から噴出す
る方向に対して360゜全部の制御がなされる。理解でき
るように、トランスデューサ12baの線型又は面状のアレ
イは、好ましくは共通圧電基板27ａ上において、滴エジ
ェクタのアレイ（第３図参照）を形成するために使用す
ることができる。
上述したように、本発明は比較的安価で信頼性のあるノ
ズルレス液滴エジェクタを提供することが理解されよ
う。広く多様な適用の変容のために、ノズルレス液滴エ
ジェクタは適当に配置される。
ズルレス液滴エジェクタを提供することが理解されよ
う。広く多様な適用の変容のために、ノズルレス液滴エ
ジェクタは適当に配置される。
第１図は本発明に則して形成された液滴エジェクタの正
断面図、第２図は第１図に示したエジェクタ用の表面音
響波トランスデューサの平面図、第３図はマトリックス
印刷やその類を実施するための直交舵取り電極を有する
表面音響波トランスデューサのリニアアレイの平面図、
第４図はビーム舵取りメカニズムを更に詳細に説明する
ための第３図の４−４線に沿った正断面図、第５図はビ
ーム舵取りのために円周状に分割されたリング様の櫛形
電極を有する表面音響波トランスデューサの平面図、第
６図は他のビーム舵取りメカニズムを更に詳細に説明す
るための第５図の６−６線に沿った正断面図である。 11:エジェクタ、12:トランスデューサ 13:液溜、14:滴 16:記録媒体、21,22:電極 23,24:電極素子、27:基板 32:液、33:音響ビーム
断面図、第２図は第１図に示したエジェクタ用の表面音
響波トランスデューサの平面図、第３図はマトリックス
印刷やその類を実施するための直交舵取り電極を有する
表面音響波トランスデューサのリニアアレイの平面図、
第４図はビーム舵取りメカニズムを更に詳細に説明する
ための第３図の４−４線に沿った正断面図、第５図はビ
ーム舵取りのために円周状に分割されたリング様の櫛形
電極を有する表面音響波トランスデューサの平面図、第
６図は他のビーム舵取りメカニズムを更に詳細に説明す
るための第５図の６−６線に沿った正断面図である。 11:エジェクタ、12:トランスデューサ 13:液溜、14:滴 16:記録媒体、21,22:電極 23,24:電極素子、27:基板 32:液、33:音響ビーム
Claims (19)
- 【請求項１】液が満たされた液溜の表面から液の滴を噴
出するためのノズルレス滴エジェクタであって、前記エ
ジェクタは、 ほぼ平面状の圧電基板と、前記基板上に同心円状に付着
された一対のマルチエレメントの、リング状且つ櫛状の
電極とを備えた表面音響波トランスデューサであって、
前記液溜の中に、予め定められた深さで浸漬される表面
音響波トランスデューサと、 前記液溜のほぼ表面において、前記音響波が予め定めら
れた胴部径を有するほぼ球状の焦点になるように選ばれ
た角度で、前記液の中に音響波のコーンを発射させるよ
うに前記トランスデューサを付勢させるための前記トラ
ンスデューサに結合された駆動手段とを備え、 それにより、前記焦点合わせされた音響波が衝突し、前
記胴部径によって予め定められた特定の領域内で高揚し
たエネルギーレベルになるように前記液溜の表面付近の
液を音響的に励起し、それによって、定められた径の液
滴をオン・デマンドで前記液溜から推進させるものであ
るノズルレス滴エジェクタ。 - 【請求項２】前記駆動手段は、前記トランスデューサが
前記液の中に強度変調された音響波を発射させ、 それによって、前記音響波の強度変調に応じてオン・デ
マンドで前記液溜から前記滴が推進されるようにした特
許請求の範囲第１項記載の滴エジェクタ。 - 【請求項３】前記液溜の表面に衝突している音響波を選
択的に焦点ぼかしし、それによって前記液溜から前記滴
が推進することを禁止する手段を更に含む特許請求の範
囲第１項記載の滴エジェクタ。 - 【請求項４】前記焦点合わせされた音響波は、その音響
波が衝突する液を、滴形成のための初期のエネルギーレ
ベルになるように音響的に励起するように選ばれた強度
を有し、 オン・デマンドで前記液溜から滴を引き出すために、液
を音響的に励起するに至らせる付加的なエネルギーを結
合させるために、外部手段が用意される特許請求の範囲
第１項記載の滴エジェクタ。 - 【請求項５】前記トランスデューサにおける前記圧電基
板は圧電ポリマーであり、 前記電極は、前記基板上に付着された写真刻版印刷でパ
ターン付けされた金属化物である特許請求の範囲第１項
記載の滴エジェクタ。 - 【請求項６】前記トランスデューサは、前記液溜の表面
にほぼ平行な平面において前記焦点合わせされた音響波
を舵取りするために前記液の中に非対称の音響波を発射
させるように、前記リング状の電極から放射状に外側に
前記基板の上に付着された、少なくとも一つの電気的に
独立した組の櫛状の張り出し電極を含む特許請求の範囲
第１項記載の滴エジェクタ。 - 【請求項７】前記トランスデューサは、前記液溜の表面
にほぼ平行な平面において前記焦点合わせされた音響波
を直角的に舵取りするように前記液の中に非対称の音響
波を直角的に推進するために、前記基板上に相互に直角
的に位置付けされた前記張り出し電極の二つの電気的に
独立した組を含む特許請求の範囲第１項記載の滴エジェ
クタ。 - 【請求項８】前記リング状で櫛状の電極は円周的に分割
され、 前記液の中に非対称の音響波を発射させるための、前記
分割された電極を差動的に励起するための手段を有する
特許請求の範囲第１項記載の滴エジェクタ。 - 【請求項９】前記基板は圧電ポリマーであり、 前記基板は前記リング状電極及び前記張り出し電極を区
画するためにその上に付着されたパターン化された金属
化物を有している特許請求の範囲第６項記載の滴エジェ
クタ。 - 【請求項１０】前記ほぼ平面状の圧電基板と、前記基板
上に同心円状に付着された一対のマルチエレメントの、
リング状且つ櫛状の電極とを備えたトランスデューサ
は、予め定められた中心に対して互いに横方向に移動さ
せられ、前記液溜のほぼ表面においてほぼ球状の焦点に
至らせる横方向に移動させられた音響ビームを形成する
ために、前記液の中に音響波のそれぞれのコーンを発射
させるように前記液溜の中に前記予め定められた深さで
浸漬された、実質的に同一の複数のトランスデューサの
一つであり、前記音響ビームは実質的に一様に焦点合わ
せされた胴部径を有し、 それによって予め位置合わせされた実質的に同一の滴エ
ジェクタのアレイが用意される特許請求の範囲第１項記
載の滴エジェクタ。 - 【請求項１１】前記駆動手段は、オン・デマンドで、選
択された横方向の位置において前記液溜から液滴を推進
させるために前記液の中に強度変調された音響波を発射
させるように前記トランスデューサを働かせる特許請求
の範囲第10項記載の滴エジェクタアレイ。 - 【請求項１２】選択的に且つ個別に前記音響ビームを焦
点ぼかしするための手段によって、選択された横方向の
位置において前記液溜から滴が推進されるのを禁止する
特許請求の範囲第10項記載の滴エジェクタアレイ。 - 【請求項１３】前記焦点合わせされた音響ビームは、滴
形成のための初期のエネルギーレベルに至るように、音
響波が衝突する液を音響的に励起するように選ばれた、
実質的に一様で一定の強度を有し、 オン・デマンドで前記液溜から滴を引き出すために、選
ばれた横方向の位置において音響的に励起された液の中
に付加的なエネルギーを結合するための外部手段が用意
される特許請求の範囲第10項記載の滴エジェクタアレ
イ。 - 【請求項１４】前記複数のトランスデューサは、一つの
圧電ポリマーの基板を共有し、 前記トランスデューサの電極は前記基板上に付着された
パターン化された金属化物によって区画されている 特許請求の範囲第10項記載の滴エジェクタアレイ。 - 【請求項１５】前記トランスデューサのそれぞれが、 前記液溜の表面とほぼ平行な方向においてトランスデュ
ーサによって発生された音響ビームを舵取りするために
前記液の中に非対称の音響波を発射させるための手段を
更に有する特許請求の範囲第10項記載の滴エジェクタア
レイ。 - 【請求項１６】前記手段は、前記液の中に前記非対称の
音響波を発射させるためにトランスデューサのリング状
電極から放射状に外側に向かって前記基板の上に付着さ
れた少なくとも一つの電気的に独立した櫛状の張り出し
電極の組を含む特許請求の範囲第15項記載の滴エジェク
タアレイ。 - 【請求項１７】前記手段は、前記液の中に非対称の音響
波を直角的に発射させるために前記基板上に相互に直角
的に位置づけされた、二つの電気的に独立した前記張り
出し電極の組を含んでいる特許請求の範囲第15項記載の
滴エジェクタアレイ。 - 【請求項１８】前記複数のトランスデューサは共通の圧
電ポリマー基板を有し、 前記ポリマーは、前記トランスデューサのリング状の電
極及び張り出し電極を区画するためにその上に付着され
たパターン化された金属化物を有している特許請求の範
囲第16項記載の滴エジェクタ。 - 【請求項１９】前記トランスデューサのそれぞれのリン
グ状で櫛状の電極は円周的に分割され、それによって、
トランスデューサのそれぞれによって発生させられた焦
点合わせされた音響ビームが、前記分割された電極を差
動的に励起することによって音響的に舵取りされる特許
請求の範囲第16項記載の滴エジェクタアレイ。
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|---|---|---|---|
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