玻璃，其已經(jīng)預(yù)形成為輸入歧管4的形式，通過(guò)粘合劑48安裝在Pt層46。
[0075]孔板20由硅層或晶片70構(gòu)成，其已經(jīng)被刻蝕形成具有理想尺寸和/或大小的孔22〇
[0076]在合適的時(shí)間，孔板20被安裝在粘合劑28的片段28-1和28-2,孔22設(shè)置在與懸臂梁18的尖端或遠(yuǎn)端操作排列的位置。有利地，層32-46堆（其形成懸臂梁18)到孔22的左側(cè)和粘合劑28的片段28-1具有這樣的尺寸，間隙30由Si層32和Si層70的相對(duì)的表面來(lái)形成并界定，Si層32和Si層70由粘合劑28的片段28-1保持分開(kāi)關(guān)系。在一個(gè)非限定性實(shí)施方式中，孔板20以及孔22具有小于100微米的厚度，并且孔22具有小于100微米的直徑。
[0077]如上所述，單個(gè)微閥2可以被制造成單獨(dú)的裝置，或者多個(gè)微閥2并排（圖7)或交叉（圖8)可以被同時(shí)地利用標(biāo)準(zhǔn)MEMs和/或半導(dǎo)體工藝技術(shù)制造而成。多個(gè)微閥2可以被設(shè)計(jì)并制造為使得每個(gè)微閥能夠從相同的增壓室8中接收流體10。換言之，單個(gè)增壓室8可以被用作多個(gè)微閥2的流體10源。
[0078]在使用中，每個(gè)懸臂梁18有利地接觸并覆蓋孔板20上相應(yīng)的孔22 (如圖2中的虛線(xiàn)26所示），要么通過(guò)設(shè)計(jì)，例如通過(guò)Τ0Χ層34的厚度，要么響應(yīng)于增壓室中增壓的流體10。當(dāng)有利地將流體10 (例如，墨滴）分配在基底12上，控制器14應(yīng)用（或抑制）合適的驅(qū)動(dòng)信號(hào)至（或自）驅(qū)動(dòng)墊50,而基礎(chǔ)墊52耦接至控制器14的返回路徑。響應(yīng)于應(yīng)用(或抑制）這一驅(qū)動(dòng)信號(hào)，壓電層42導(dǎo)致懸臂梁18遠(yuǎn)離孔22移動(dòng)或彎曲至圖2和圖3中實(shí)線(xiàn)所示的位置，由此，增壓室8中的流體10流出孔22。響應(yīng)于驅(qū)動(dòng)信號(hào)的終止（或再應(yīng)用），懸臂梁18返回至圖2中虛線(xiàn)所示的位置，關(guān)閉孔22和終止流體10流穿過(guò)孔22。
[0079]懸臂梁18被設(shè)計(jì)為曲線(xiàn)或彎曲的位置，如圖2中虛線(xiàn)26所示，覆蓋并密封孔22，大氣壓下的流體10可以被用于增壓室8中，由此避免使用增壓的流體10。
[0080]在此，微閥2已經(jīng)被描述為向下與分配的流體10相連通。然而，這并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制，因?yàn)榭梢韵氲降氖?，微閥2可以被用于與增壓室8中的增壓的流體10相連通，由此流體10可以從孔22沿任何方向被分配，包括向上的方向。此外，當(dāng)本發(fā)明已經(jīng)被描述為與分配的流體10相連通，諸如液體，例如墨水，可以理解的是，微閥2可以被用于分配任何其他合適和/或有利的流體，包括氣體。在微閥2被用于分配氣體的情況中，可以想到的是，懸臂梁18接觸并覆蓋孔22將形成氣密密封。
[0081] 可以理解的是，在此描述的微閥2可以為多個(gè)微閥2中的一個(gè)，多個(gè)微閥2是采用合適的半導(dǎo)體和/或MEMs工藝技術(shù)，同一時(shí)間在共同的結(jié)構(gòu)上形成的。若需要，這一共同的結(jié)構(gòu)可以通過(guò)任何合適和/或有利的方式分開(kāi)，以提供獨(dú)立的微閥2,或微閥2的XX Y陣列。
[0082]在上述描述中，層32被描述為硅層。同樣地或可替代地，層32可以由電沉積金屬構(gòu)成，例如，鎳。因此，層32可以完全由硅、電沉積鎳，或者在硅層上的電沉積鎳層組成。使用其他材料組成層32也是可以想到的。
[0083]懸臂梁18與孔板20接觸的孔板20上孔22周?chē)牟糠?，可以為平坦的表面（圖2和圖3)或者可以具有凸起的表面88 (圖4)。同樣地或可替代地，懸臂梁18與孔板20相接觸的孔22周?chē)膮^(qū)域，可以包括順應(yīng)材料，要么作為平坦的表面的一部分，要么作為凸起的表面88 (圖4)的一部分，以改進(jìn)懸臂梁18在關(guān)閉狀態(tài)的密封效果。
[0084] 如上所述，通過(guò)有利地選擇Τ0Χ層34的厚度，微閥2可以在電偏壓沒(méi)有應(yīng)用在壓電材料42上時(shí)形成為兩種狀態(tài)中的一種，S卩，懸臂梁覆蓋孔22的常閉狀態(tài)（如圖2中虛線(xiàn)26所示），或者懸臂梁18與孔22分開(kāi)的常開(kāi)狀態(tài)（如圖2和圖3中實(shí)線(xiàn)所示）。響應(yīng)于通過(guò)墊50和54應(yīng)用在鉑層46和40上的合適的電偏壓，電偏壓可以分別應(yīng)用在壓電層42上，這可以使得懸臂梁18從常閉狀態(tài)（如圖2中虛線(xiàn)26所示）或常開(kāi)狀態(tài)（如圖2和圖3中實(shí)線(xiàn)所示）分別轉(zhuǎn)換或彎曲至打開(kāi)或關(guān)閉狀態(tài)。響應(yīng)于鉑層46和40上電偏壓的終止，懸臂梁18將根據(jù)情形返回（彎曲回）至其常閉或常開(kāi)狀態(tài)。
[0085]有利地，懸臂梁18的質(zhì)量和剛度被設(shè)計(jì)為允許懸臂梁18在密封孔22的關(guān)閉位置與允許流體10經(jīng)過(guò)孔22分配的打開(kāi)位置之間高頻運(yùn)動(dòng)。這種高頻操作可以大于10kHz，并且有利地大于20kHz。為了輔助這種高頻操作，硅層32有利地具有小于20微米的厚度。
[0086]有利地，懸臂梁18具有梯形形狀（如圖5所示），以增加操作頻率。在懸臂梁18具有梯形形狀時(shí)，例如圖5中所示的梯形形狀，有利地，梯形形狀的寬端90為懸臂梁18的遠(yuǎn)端，位于孔22上方的增壓室8。
[0087]如圖4所示，懸臂梁18可以包括凸起的表面86和/或凸起的表面88可以形成于孔22周?chē)?，以增?qiáng)孔22的密封效果并且降低對(duì)懸臂梁18和孔板20的孔22周?chē)鷧^(qū)域之間的對(duì)齊要求。
[0088]如圖4中虛線(xiàn)92所示，可選地，孔22可以被形成為錐形，具有面向增壓室8的寬端以及背向增壓室8的窄端。
[0089]如圖5所示，有利地，懸臂梁18的總長(zhǎng)度94小于1500微米，更有利地，小于1000微米，最有利地，長(zhǎng)度94在700-1000微米之間。
[0090]在前面的描述中，孔22形成于由硅層70制成的孔板20上。因此，懸臂梁18的底座為硅層70。然而，可以想到的是，聚合物或多種聚合物也可以代替硅層70被用作懸臂梁18的底座。同樣可以想到的是，至少孔板20上孔22周?chē)膮^(qū)域可以可選擇地包括金屬層(不必凸起的表面88)，其用作懸臂梁18的底座，有助于在懸臂梁接觸孔板20密封孔22之間形成流體密封。這一金屬閥座可以由金屬層組成，金屬層經(jīng)過(guò)激光燒蝕或化學(xué)刻蝕。同樣地或可替代地，該金屬閥座可以電鑄。
[0091]ZrOjl 36作為屏障以防止硅層32與壓電層42之間的化學(xué)迀移。在示例性實(shí)施方式中，與ZrOjl 36相連的所述懸臂梁為100納米厚，可以想到的是，ZrO 2層36的厚度可以在40微米和120微米之間。
[0092]在懸臂梁18被設(shè)計(jì)為處于孔22的常閉狀態(tài)時(shí)(如圖2中虛線(xiàn)26所示)，有利地，壓電層42被設(shè)計(jì)和配置為抵抗增壓室8中15psi(103，421N/m2)或更高的流體壓力，將懸臂梁18移動(dòng)至打開(kāi)狀態(tài)。
[0093]有利地，壓電層42能夠保持通過(guò)層40和46應(yīng)用于其上的高達(dá)20伏每微米的電場(chǎng)。
[0094]圖1中的噴墨打印機(jī)包括通過(guò)輸入歧管4耦接至載體6的微閥2陣列。該噴墨打印機(jī)還包括在此沒(méi)有示出和/或描述的其他組件，這些組件是本領(lǐng)域技術(shù)人員已經(jīng)公認(rèn)的在噴墨打印機(jī)中所必須的，例如，支撐微閥、載體6、輸入歧管4和控制器14(圖3)的支架。控制器14可以包括硬件接口和軟件接口，其有助于控制器14連接至一個(gè)或多個(gè)外部的設(shè)備，例如PC、路由器以及類(lèi)似的設(shè)備，以從其接收數(shù)據(jù)來(lái)通過(guò)噴墨打印機(jī)打印。
[0095]圖1中微閥2、載體6和輸入歧管4的結(jié)合定義了多閥組件，其由微閥2陣列組成?？梢韵氲降氖牵@種多閥組件可以是噴墨打印機(jī)的可替換物。因此，根據(jù)第一多閥組件的增壓室8中的流體10的消耗，所述第一多閥組件可以從噴墨打印機(jī)移除，并且被第二多閥組件替換，第二多閥組件包括在其增壓室8中裝滿(mǎn)流體(例如，墨水)。
[0096]在具有微閥XXY陣列的多閥組件中，其中X彡1并且Y彡2，可以想到的是，有利地，微閥具有多90微閥/英寸的間隔(35微閥每毫米)，更有利地多150微閥/英寸(59微閥/每毫米)，以及最有利地，^ 180微閥/英寸(71微閥/毫米)。
[0097]參照?qǐng)D6，第二實(shí)施方式的微閥2，其省略了例如如圖2和圖3中所示的實(shí)施方式中的部分設(shè)置在增壓室8中的壓電層42、鈦層44和鉑層46。對(duì)于這一端，比較圖2和圖3所示的第一實(shí)施方式的微閥2與圖6中的第二實(shí)施方式的微閥2，可以看到，壓電層42、鈦層44和鉑層46在圖6中懸臂梁18的遠(yuǎn)端(或尖端)的部分已經(jīng)從圖2和圖3所示的第一實(shí)施方式的微閥2中省略?？梢韵嘈诺氖?，在圖6中省略的壓電層42、鈦層44和鉑層46的這些部分將會(huì)提升懸臂梁18與孔22移動(dòng)形成接觸或脫離接觸的操作頻率的能力。在圖6所示的第二實(shí)施方式的微閥2中，除了移除了壓電層42、鈦層44和鉑層46的一部分之外，圖2和圖3以及圖6中所不的第一和第二實(shí)施方式的微閥2是相同的。
[0098]除了前段結(jié)合圖6討論的省略層42、44和46在懸臂梁18的遠(yuǎn)端(尖端)的部分以外，同樣可以想到的是(但是沒(méi)有在圖6中示出)，在懸臂梁18的遠(yuǎn)端(或尖端)的Zr02層36、Ti層38和/或Pt層40的部分也可以被省略，例如，采用類(lèi)似于圖6所示的用于省略層42、44和46的部分的方式。然而，這并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。
[0099]參照?qǐng)D9，第三實(shí)施方式的微閥2包括懸臂梁18’，其包括除了壓電層42之外的另一個(gè)壓電層42’，壓電層42’位于硅層32相對(duì)于壓電層42的一側(cè)。更具體地，懸臂梁18’包括在硅層32和粘合片段28-1之間的以下各層:ZrOjl 36’ ；Ti層38’ ；Pt層40’ ；壓電層42’ ；Ti層44’ ；以及Pt層46’。在硅層32和粘合片段28_1之間的層36’ -46’基本上是在硅層32的另一側(cè)的層36-46的鏡像。以類(lèi)似的方式，層34-46和層36’_46’被設(shè)置在硅層32與粘合片段28-2對(duì)齊的部分的相對(duì)側(cè)。
[0100]圖9所示的實(shí)施方式的懸臂梁18’包括分別與鉑層46和鉑層40相接觸的驅(qū)動(dòng)墊50和基礎(chǔ)墊52，與圖2和圖3中所示的實(shí)施方式的懸臂梁18相同。此外，懸臂梁18’包括分別與鉑層46’和鉑層40’相接觸的驅(qū)動(dòng)墊50’和基礎(chǔ)墊52’。比較圖9中的懸臂梁18’和圖3中的懸臂梁18，可以看到，圖9中的懸臂梁18’的各層32-46和36’-46’比圖3所示的實(shí)施方式的懸臂梁18的層32-46進(jìn)一步向左延伸，以提供用于將控制器14連接至驅(qū)動(dòng)墊50’和基礎(chǔ)墊52’的空隙。換言之，在圖9中層36’-46’足夠向左延伸，并且層42’-46’在此形成了凹槽54’，以助于形成用于將驅(qū)動(dòng)墊50’和基礎(chǔ)墊52’分別安裝至Pt層46’和Pt層40’的空隙。
[0101]所示驅(qū)動(dòng)墊50和基礎(chǔ)墊52分別與驅(qū)動(dòng)墊50’和基礎(chǔ)墊52’垂直對(duì)齊。然而，這并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制，因?yàn)榭梢韵氲降氖?，?qū)動(dòng)墊50和基礎(chǔ)墊52可以被耦接在用于懸臂梁18的圖9所示的位置與圖2所示的位置之間任何合適的和/或有利的位置。
[0102]懸臂梁18’的操作類(lèi)似于以上描述的懸臂梁18的操作，除了控制器14可以應(yīng)用(或抑制)一個(gè)或多個(gè)合適的驅(qū)動(dòng)信號(hào)至驅(qū)動(dòng)墊50、驅(qū)動(dòng)墊50’或驅(qū)動(dòng)墊50和驅(qū)動(dòng)墊50’兩者，并且基礎(chǔ)墊52和52’被耦接至控制器14的一個(gè)或多個(gè)返回路徑。響應(yīng)于應(yīng)用(或抑制)這類(lèi)驅(qū)動(dòng)信號(hào)至驅(qū)動(dòng)墊50、