專利名稱：促動器、泵和光學(xué)掃描器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般而言涉及構(gòu)造成利用電潤濕驅(qū)動或促動裝置的促動 器、和包括這種促動器的泵及光學(xué)掃描器。
背景技術(shù)：
電潤濕是一種公知現(xiàn)象，其中當(dāng)電位差施加在由絕緣層覆蓋的電 極和位于該絕緣層的表面上的液滴之間時，微滴相對于絕緣層表面的 潤濕角或接觸角由于在微滴和絕緣層表面之間的界面張力的變化而改 變。近來，基于電潤濕的與液滴行動的這些變化有關(guān)的原理已被應(yīng)用 于促動器。具體地，采用電潤濕的促動器的驅(qū)動電力可以比采用馬達
和壓電促動器的促動器的驅(qū)動電力更容易地節(jié)省。此外，采用電潤濕 的促動器可以具有比采用馬達和壓電促動器的促動器較不復(fù)雜的結(jié) 構(gòu)，這可減小促動器的尺寸。
采用電潤濕的公知裝置、例如在日本專利特開No.2005-185090中 描述的裝置將電潤濕施加到驅(qū)動裝置(促動器)，當(dāng)調(diào)節(jié)照相機鏡頭的焦 點時驅(qū)動該驅(qū)動裝置(促動器)。該公知裝置包括第一本體和與該第一 本體對置的第二本體，使得第二本體選擇性地移動靠近該第一本體和 遠(yuǎn)離該第一本體；以及位于第一本體和第二本體之間的液滴，使得該 液滴接觸第一本體和第二本體。通過電潤濕改變液體相對于微滴接觸 的本體的表面的潤濕角。因此，改變第一本體和第二本體之間的微滴
的高度，以調(diào)節(jié)在第一本體和第二結(jié)構(gòu)本體之間的距離。
驅(qū)動裝置驅(qū)動第一本體和第二本體，使得它們選擇性地移動彼此 靠近和彼此遠(yuǎn)離。然而，這樣的驅(qū)動裝置不可以總是適于驅(qū)動量的細(xì) 微調(diào)節(jié)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，已出現(xiàn)對于克服現(xiàn)有技術(shù)的這些和其它缺點的促動器、泵、 和光學(xué)掃描器的需求。本發(fā)明的技術(shù)優(yōu)點是促動器可基于通過使驅(qū)動 板變形的電潤濕來促動或驅(qū)動裝置，以實現(xiàn)促動器的電力消耗和尺寸 的減小。
根據(jù)本發(fā)明的實施方案，促動器包括基底，該基底包括絕緣表 面；第一電極，該第一電極位于絕緣表面上；和柔性驅(qū)動板，該柔性 驅(qū)動板與絕緣表面對置。促動器還包括導(dǎo)電液體，該導(dǎo)電液體位于絕 緣表面和柔性驅(qū)動板之間，并且導(dǎo)電液體直接或間接地接觸絕緣表面 和柔性驅(qū)動表面。此外，促動器包括電位施加裝置，該電位施加裝置 電聯(lián)接到第一電極，并構(gòu)造成將電位施加到第一電極。
根據(jù)本發(fā)明的實施方案，在促動器中，當(dāng)電位施加裝置改變施加 到第一電極的電位時，柔性板變形。
根據(jù)本發(fā)明的實施方案，在促動器中，當(dāng)電位施加裝置改變施加 到第一電極的電位時，導(dǎo)電液體相對于絕緣表面的潤濕角和導(dǎo)電液體 相對于絕緣表面的高度改變，這使得柔性驅(qū)動板變形，從而改變在柔 性驅(qū)動板和絕緣表面之間的距離。通過改變導(dǎo)電液體的高度，柔性驅(qū) 動板可在接觸導(dǎo)電液體的位置處變形。
根據(jù)本發(fā)明的實施方案，在促動器中，可利用電潤濕現(xiàn)象通過改 變導(dǎo)電液體的高度使柔性驅(qū)動板變形。采用這樣的結(jié)構(gòu)，可進行促動 器驅(qū)動量的精細(xì)或細(xì)微調(diào)節(jié)。與已知的促動器例如壓電促動器和小尺
寸馬達相比可減少電力消耗。通過在基底和柔性驅(qū)動板之間設(shè)置導(dǎo)電 液體、以及設(shè)置用于在導(dǎo)電液體和基底的表面之間施加電位差的第一 電極，可以以不復(fù)雜的結(jié)構(gòu)使柔性驅(qū)動板變形。因此，可減小促動器 的尺寸。
根據(jù)本發(fā)明的實施方案，促動器可包括位于基底的絕緣表面上以 覆蓋第一電極的絕緣層。導(dǎo)電液體可接觸絕緣層和柔性驅(qū)動板。采用 這樣的結(jié)構(gòu)，當(dāng)電位差施加在設(shè)置于絕緣層的表面上的導(dǎo)電液體和由 絕緣層覆蓋的第一電極之間時，可改變導(dǎo)電液體相對于絕緣層的潤濕 角。因此，通過在導(dǎo)電液體和第一電極之間介入絕緣層，與沒有設(shè)置 絕緣層的情形相比，可顯著地改變導(dǎo)電液體相對于基底的潤濕角。
根據(jù)本發(fā)明的實施方案，促動器可包括位于柔性驅(qū)動板的與絕緣 表面面對的表面上的第二電極，其中該第二電極持續(xù)地接觸導(dǎo)電液體， 并維持在恒定電位。采用這樣的結(jié)構(gòu)，接觸第二電極的導(dǎo)電液體可大 致保持在恒定電位，從而可以使在液滴和第一 電極之間的電位差穩(wěn)定。 因此，可保證促動器的可靠操作。
根據(jù)本發(fā)明的實施方案，促動器可包括與第一電極相鄰地位于絕 緣表面上的親液區(qū)域。導(dǎo)電液體相對于該親液區(qū)域的潤濕角可等于或 小于導(dǎo)電液體相對于絕緣表面的與第一電極對應(yīng)的區(qū)域的潤濕角。采 用這樣的結(jié)構(gòu)，不管施加到第一電極的電位如何，導(dǎo)電液體都可穩(wěn)定 地停留在親液區(qū)域上。因此，可防止當(dāng)施加到第一電極的電位變化時 可能出現(xiàn)的導(dǎo)電液體的不穩(wěn)定行為。
根據(jù)本發(fā)明的實施方案，在促動器中，第一電極可以是環(huán)形的且 無間斷。親液區(qū)域可位于第一電極內(nèi)側(cè)。當(dāng)設(shè)置第一電極的區(qū)域的抗 液性大(即，導(dǎo)電液體相對于該區(qū)域的潤濕角大)時，導(dǎo)電液體可停留在 設(shè)置于第一電極內(nèi)側(cè)的親液區(qū)域上。當(dāng)降低設(shè)置第一電極的區(qū)域的抗 液性(潤濕角變小)時，導(dǎo)電液體可在該區(qū)域上從親液區(qū)域起擴散。采用
這樣的結(jié)構(gòu)，可防止由于當(dāng)施加到第一電極的電位變化時可能出現(xiàn)的 導(dǎo)電液體的不穩(wěn)定行為所引起的導(dǎo)電液體離開第一電極的運動。因此， 可使促動器的操作穩(wěn)定。
根據(jù)本發(fā)明的實施方案，在促動器中，第一電極可包括位于絕緣 表面上的多個第一電極。采用多個第一電極，可進一步增大柔性驅(qū)動 板的變形量?？杉?xì)微地調(diào)節(jié)柔性驅(qū)動板的變形位置或變形量。
根據(jù)本發(fā)明的實施方案，在促動器中，可以與位于絕緣表面和柔 性驅(qū)動板之間的第一電極中的每個第一電極對應(yīng)地設(shè)置導(dǎo)電液體。電 位施加裝置可同時對第一電極施加相同的電位。采用這樣的結(jié)構(gòu)，相 同的電位可施加到第一電極，以同時將導(dǎo)電液體中的每個導(dǎo)電液體的 高度改變成大致相同的高度。因此，可增大柔性驅(qū)動板的總變形量。 當(dāng)改變一個微滴的高度時由該一個微滴的表面張力施加到柔性驅(qū)動板 的力與導(dǎo)電液體的周長成比例。在本發(fā)明中，第一電極可被分成多個， 并且可與多個第一電極對應(yīng)地設(shè)置多個導(dǎo)電液體。因此，可增加導(dǎo)電 液體的總周長(例如，導(dǎo)電液體的周長的和)。因此，與電位施加到具有 大面積的一個第一電極并改變對應(yīng)的一個大導(dǎo)電液體的高度的情形相 比，可增大由導(dǎo)電液體施加到柔性驅(qū)動板的力。因此，可增大柔性驅(qū) 動板的變形量。
根據(jù)本發(fā)明的實施方案，在促動器中，電位施加裝置可將電位施 加到第一電極中的一部分，該電位與施加到其它第一電極的電位不同。 采用這樣的結(jié)構(gòu)，通過改變被電位施加裝置施加使柔性驅(qū)動板變形的 電位的第一電極(例如，第一電極的位置)或第一電極的數(shù)量，可調(diào)節(jié)使 柔性驅(qū)動板接觸導(dǎo)電液體的柔性驅(qū)動板的變形位置、或柔性驅(qū)動板的 變形量。
根據(jù)本發(fā)明的實施方案，在促動器中，電位施加裝置可順序地改 變施加到第一電極的電位，以使導(dǎo)電液體沿著絕緣表面移動。采用這200710153296.0
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樣的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)電液體可沿著絕緣表面移動，以改變使柔性驅(qū)動板接觸 導(dǎo)電液體的柔性驅(qū)動板的變形位置。
根據(jù)本發(fā)明的實施方案，在促動器中，電位施加裝置可改變被同 時施加相同電位的第一電極的數(shù)量，以改變導(dǎo)電液體的高度。采用這 樣的結(jié)構(gòu)，可調(diào)節(jié)柔性驅(qū)動板的變形量。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施方案，泵包括流體室，該流體室構(gòu)造成 在其中存儲流體；和泵體，該泵體具有穿過泵體形成的入口和出口。 入口和出口中的每一個構(gòu)造成與流體室流體連通。泵還包括構(gòu)造成改
變流體室的容量的促動器。促動器包括基底，該基底包括絕緣表面； 第一電極，該第一電極位于絕緣表面上；和柔性驅(qū)動板，該柔性驅(qū)動 板與絕緣表面對置。促動器還包括導(dǎo)電液體，該導(dǎo)電液體位于絕緣 表面和柔性驅(qū)動板之間，并且該導(dǎo)電液體直接或間接地接觸絕緣表面 和柔性驅(qū)動表面。此外，促動器包括電位施加裝置，該電位施加裝置 電聯(lián)接到第一電極，并構(gòu)造成將電位施加到第一電極。
根據(jù)本發(fā)明的實施方案，在泵中，可通過改變由電位施加裝置施 加到第一電極的電位來改變導(dǎo)電液體相對于絕緣表面的潤濕角，以改 變設(shè)置于基底和柔性驅(qū)動板之間的導(dǎo)電液體的高度。當(dāng)改變導(dǎo)電液體 的高度時，被部分地固定到基底上的柔性驅(qū)動板可在接觸導(dǎo)電液體的 位置處變形。通過柔性驅(qū)動板的變形，可改變流體室的容量。通過改 變流體室中流體的壓力，流體可經(jīng)由入口進入到流體室中或可經(jīng)由出 口從流體室排出。
根據(jù)本發(fā)明的實施方案，在泵中，閥構(gòu)造成基于流體室中流體的 壓力選擇性地打開或關(guān)閉入口和出口。采用這樣的結(jié)構(gòu)，當(dāng)流體室中 的壓力降低時，在防止流體從出口回流(例如，進入)的同時，入口可打 開以使流體流入流體室。當(dāng)流體室中的壓力增大時，在防止流體從入 口回流(例如，流出)的同時，出口可打開以使流體從流體室排出。因此,
從入口流出的流體可被有效地從出口排出。
根據(jù)本發(fā)明的又一實施方案，光學(xué)掃描器包括光反射部和構(gòu)造成 改變該光反射部的傾斜角的促動器。促動器包括基底，該基底包括 絕緣表面；第一電極，該第一電極位于絕緣表面上；和柔性驅(qū)動板， 該柔性驅(qū)動板與絕緣表面對置。促動器還包括位于絕緣表面和柔性驅(qū) 動板之間的導(dǎo)電液體，并且導(dǎo)電液體直接或間接地接觸絕緣表面和柔 性驅(qū)動表面。此外，促動器包括電位施加裝置，該電位施加裝置電聯(lián) 接到第一電極，并構(gòu)造成將電位施加到第一電極。
根據(jù)本發(fā)明的實施方案，在光學(xué)掃描器中，可通過改變由電位施 加裝置施加到第一電極的電位來改變導(dǎo)電液體相對于絕緣表面的潤濕 角，以改變導(dǎo)電液體的高度。當(dāng)改變導(dǎo)電液體的高度時，部分地固定 到基底上的柔性驅(qū)動板可在接觸導(dǎo)電液體的位置處變形。通過柔性驅(qū) 動板的變形，可改變固定在柔性驅(qū)動板的一端上的光反射部的傾斜。 因此，可改變?nèi)肷涔獾钠D(zhuǎn)方向(反射方向)。
根據(jù)本發(fā)明的實施方案，在光學(xué)掃描器中，第一電極可包括位于 絕緣表面上的多個第一電極。采用這樣的結(jié)構(gòu)，可作出對柔性驅(qū)動板 的變形量或變形位置的精細(xì)或細(xì)微調(diào)節(jié)。
根據(jù)本發(fā)明的實施方案，在光學(xué)掃描器中，電位施加裝置可順序 地改變施加到第一電極的電位，以使導(dǎo)電液體沿著絕緣表面移動。采 用這樣的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)電液體可沿著第一電極的布置方向移動，以改變?nèi)?性驅(qū)動板的變形位置。因此，可作出對光反射部的傾斜的精細(xì)或細(xì)微 調(diào)節(jié)。
根據(jù)本發(fā)明的實施方案，在光學(xué)掃描器中，電位施加裝置可改變 被同時施加相同電位的第一電極的數(shù)量，以改變導(dǎo)電液體的高度。采 用這樣的結(jié)構(gòu)，電位施加裝置可改變被同時施加相同電位的第一電極
的數(shù)量，以改變?nèi)嵝则?qū)動板的變形量或撓曲量。因此，可作出對光反 射部的傾斜的精細(xì)或細(xì)微調(diào)節(jié)。
從本發(fā)明的以下詳細(xì)說明和附圖，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將顯而易見 其它目的、特征、和優(yōu)點。


為了更完整的理解本發(fā)明、由此滿足的需求、和本發(fā)明的目的、 特征及優(yōu)點，現(xiàn)在結(jié)合附圖參考以下說明。
圖1是根據(jù)本發(fā)明說明性實施方案的噴墨打印機的示意圖。
圖2是圖1的噴墨打印機的泵的垂直剖視圖，其中沒有啟動該泵。 圖3是圖2的泵的沿A-A線的水平剖視圖。 圖4是圖2的泵在泵抽吸空氣時的垂直剖視圖。 圖5是圖2的泵在泵排出空氣時的垂直剖視圖。 圖6是圖1的噴墨打印機的電構(gòu)造的方框圖。 圖7是根據(jù)本發(fā)明另一實施方案的泵的垂直剖視圖。 圖S是圖7的泵的沿B-B線的水平剖視圖。 圖9是根據(jù)本發(fā)明又一實施方案的泵的水平剖視圖。 圖IOA是根據(jù)本發(fā)明實施方案、處于第一狀態(tài)的光學(xué)掃描器的垂 直剖視圖。
圖IOB是圖IOA的光學(xué)掃描器的沿C-C線的水平剖視圖。
圖IIA是圖IOA的光學(xué)掃描器的垂直剖視圖，示出液滴的高度從
圖IOA所示高度減小。
圖IIB是圖IIA的光學(xué)掃描器的沿D-D線的水平剖視圖。
圖12A是圖IOA的光學(xué)掃描器在第二狀態(tài)下的垂直剖視圖。
圖12B是圖12A的光學(xué)掃描器的沿E-E線的水平剖視圖。
圖13A是圖IOA的光學(xué)掃描器的垂直剖視圖，示出微滴從圖12A
所示的狀態(tài)移動到端部。
圖13B是圖13A的光學(xué)掃描器的沿F-F線的水平剖視圖。
具體實施例方式
通過參考圖l-13A可理解本發(fā)明的實施方案和這些實施方案的特
征及技術(shù)優(yōu)點，在各個附圖中相似的附圖標(biāo)記用于相似的對應(yīng)部分。
參考圖1，描繪了根據(jù)本發(fā)明實施方案的噴墨打印機100。噴墨打 印機l可包括泵6、例如空氣泵；和滑架2，該滑架2構(gòu)造成在掃描 方向上往復(fù)運動。噴墨打印機1還可包括打印頭1，例如串行打印頭， 該打印頭1安裝在滑架2上，并構(gòu)造成將噴射到記錄片材P上；和饋 送輥3，該饋送輥3構(gòu)造成沿由圖1中朝前指示箭頭表示的片材饋送方
向饋送記錄片材p。
打印頭1可經(jīng)由管5連接到墨盒4,該墨盒4構(gòu)造成在其中存儲 墨。墨盒4可位于打印頭1上方。墨可以從墨盒4供應(yīng)到打印頭1。打 印頭1連同滑架2 —起沿掃描方向移動，以通過從位于打印頭1下側(cè) 的噴嘴噴射墨而在片材P上形成圖像。形成有圖像的片材P由饋送輥3 沿供片材方向饋送，以從噴墨打印機100排出片材P。
泵6可經(jīng)由管7連接到墨盒4的進氣部。當(dāng)噴墨打印機100不在 從打印頭1的噴嘴噴射墨時，泵6可用來將墨盒4中的內(nèi)部壓力調(diào)節(jié) 到小于大氣壓力，使得墨不可能由于打印頭1和墨盒4之間的高度差 而從噴嘴泄漏。
參考圖2-6，泵6可在其中限定有空氣室14，并且可包括泵體 10，該泵體IO具有構(gòu)造成與空氣室14流體連通的入口 15和出口 16; 和促動器11，該促動器11構(gòu)造成選擇性地改變空氣室14的容量。
泵體IO可包括圓形底板12和連接到底板12的上表面上的底圓柱 形殼構(gòu)件13。殼構(gòu)件13包圍底板12上方的空間。底板12和殼構(gòu)件 13的內(nèi)部在其中限定空氣室14。殼構(gòu)件13的上壁具有貫穿該上壁的 入口 15和出口 16。管7連接到入口 15，而空氣室14構(gòu)造成經(jīng)由管7
與存儲墨的墨盒4的內(nèi)部空間流體連通。出口16對外部打開，而空氣 室14構(gòu)造成經(jīng)由出口 16與空氣流體連通。
底板12和殼構(gòu)件13可包括合成樹脂材料例如聚酰亞胺、硅酮、 和/或金屬。多個驅(qū)動電極20可位于底板12的上表面上，并且至少底 板12的上表面可包括構(gòu)造成隔離驅(qū)動電極20的絕緣表面。當(dāng)?shù)装?2 整體地由絕緣材料形成時，可能不需要特殊的表面處理。然而，如果 底板12不是由絕緣材料形成，則可能理想的是將底板12的上表面處 理成具有絕緣性能。例如，當(dāng)?shù)装?2包括硅酮時，硅氧化膜可形成在 底板12的上表面上。當(dāng)?shù)装?2包括金屬時，包括絕緣材料的薄膜可 形成在底板12的上表面上。
入口閥構(gòu)件17可在殼構(gòu)件13的上壁上位于入口 15附近，并且可 構(gòu)造成沿垂直方向移動。入口閥構(gòu)件17構(gòu)造成基于空氣室14中壓力 的變化來選擇性地打開和關(guān)閉入口 15。當(dāng)入口閥構(gòu)件17接觸位于殼構(gòu) 件13的上壁的下表面處的閥座13a時，入口閥構(gòu)件17從殼構(gòu)件13的 內(nèi)側(cè)關(guān)閉入口 15。入口閥構(gòu)件17可被推壓件(未示出)沿關(guān)閉入口 15 的方向向上偏壓。
出口閥構(gòu)件18可在殼構(gòu)件13的上壁上位于出口 16附近，并且可 構(gòu)造成沿垂直方向移動。出口閥構(gòu)件18構(gòu)造成基于空氣室14中壓力 的變化來選擇性地打開和關(guān)閉出口 16。當(dāng)出口閥構(gòu)件18接觸位于殼構(gòu) 件13的上壁的上表面處的閥座13b時，出口閥構(gòu)件17從殼構(gòu)件13的 外側(cè)關(guān)閉出口 16。出口閥構(gòu)件18可被推壓件(未示出)沿關(guān)閉出口 16 的方向向下偏壓。
當(dāng)空氣室14的容量通過促動器11的啟動而增加、并且空氣室14 中的內(nèi)部壓力降低時，入口閥構(gòu)件17由于在空氣室14和墨盒之間的 壓力差而克服推壓件的推壓力離開閥座13a向下移動，使得入口 15打 開。當(dāng)空氣室14的容量減小并且空氣室14中的內(nèi)部壓力增大時，出
口閥構(gòu)件18由于在空氣室14和空氣之間的壓力差而克服推壓件的推 壓力離開閥座13b向上移動，使得出口16打開。
促動器ll可包括泵體10的作為基底的底板12;多個驅(qū)動電極 20，所述多個驅(qū)動電極20位于底板12的上表面上；絕緣層21,該絕 緣層21位于底板12的上表面上以便覆蓋驅(qū)動電極20;驅(qū)動板22，該 驅(qū)動板22位于距絕緣層21—定距離處；導(dǎo)電液滴23，這些導(dǎo)電液滴 23位于絕緣層21和驅(qū)動板22之間；和驅(qū)動器IC24，該驅(qū)動器IC24 構(gòu)造成將電位施加到驅(qū)動電極20。
如圖3所示，每個驅(qū)動電極20可具有無縫圓形形狀。驅(qū)動電極 20可以在底板12的上表面上定位成使得相鄰驅(qū)動電極20的中心之間 的距離大致相同。例如，六個驅(qū)動電極20可位于一個驅(qū)動電極20周 圍，然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將容易理解的是可使用任何數(shù)量的驅(qū)動 電極20。驅(qū)動電極20可通過絲網(wǎng)印刷或濺射設(shè)置在底板12的上表面 上。
驅(qū)動電極20可連接到驅(qū)動器IC24，并且可通過驅(qū)動器IC24將驅(qū) 動電位或地電位施加到驅(qū)動電極20上。除了位于驅(qū)動電極20內(nèi)側(cè)的 圓形區(qū)域25以外，絕緣層21覆蓋底板12的上表面。底板12的上表 面從圓形區(qū)域25暴露。接觸絕緣層21的液滴23相對于絕緣層21的 表面的潤濕角0可大于接觸底板12的上表面的微滴23相對于底板12 的上表面的潤濕角0，例如，絕緣層21可以比圓形區(qū)域25疏液，并且 可具有比圓形區(qū)域25大的抗液性。
當(dāng)驅(qū)動電位通過驅(qū)動器IC24施加到驅(qū)動電極20時，微滴23相對 于絕緣層21的與驅(qū)動電極20對應(yīng)的區(qū)域的潤濕角0由于電潤濕而減 小。此時，絕緣層21的抗液性降低到與底板12的上表面的抗液性大 致相同的水平。
絕緣層21可包括合成樹脂材料，該合成樹脂材料包括氟基樹脂，
例如PTFE(聚四氟乙烯)。絕緣層21可以是具有比底板12的上表面大 的抗液性的薄層。絕緣層21可通過如下方式形成通過例如旋涂將合 成樹脂材料的薄膜完全涂敷到底板12的上表面上，然后通過激光加工 從驅(qū)動電極20內(nèi)側(cè)的區(qū)域去除該薄膜。
驅(qū)動板22可具有盤形形狀，該盤形形狀具有與底板12大致相同 的面積。驅(qū)動板22可包括合成樹脂材料，例如聚酰亞胺。驅(qū)動板22 的下表面面對形成在底板12的上表面上的絕緣層21。驅(qū)動板22的外 周可固定到殼構(gòu)件13的周壁上。泵體10中的空氣室14的下端可由驅(qū) 動板22的上表面限定。驅(qū)動板22可具有公共電極26，該公共電極26 大致完全位于驅(qū)動板22的與底板12的上表面面對的下表面上。公共 電極26可連接到驅(qū)動器IC24，并且可維持在地電位。
導(dǎo)電微滴23可位于與驅(qū)動電極20對應(yīng)的位置中。微滴23可接觸 驅(qū)動板22的下表面和底板12的絕緣表面，并且可位于底板12和驅(qū)動 板22之間。微滴23可維持與公共電極26接觸，使得微滴23可經(jīng)由 公共電極26維持在地電位。
導(dǎo)電微滴23可包括水、水-甘油-鹽混合物或基本上只包含離子的 離子液體(環(huán)境溫度熔鹽)。離子液體通常是非揮發(fā)性的，并且即使當(dāng)它 暴露于空氣相當(dāng)大的時間量時也不會容易地蒸發(fā)。
驅(qū)動電極20內(nèi)側(cè)的圓形區(qū)域25可不由絕緣層21覆蓋，并且底板 12的上表面可從圓形區(qū)域25暴露。微滴23相對于圓形區(qū)域25的潤濕 角0可小于微滴23相對于周圍的絕緣層21的潤濕角。通過對驅(qū)動電 極20施加驅(qū)動電位所引起的在驅(qū)動電極20和微滴23之間的電位差， 降低覆蓋驅(qū)動電極20的絕緣層21的抗液性，使得微滴23相對于絕緣 層21的與驅(qū)動電極20對應(yīng)的區(qū)域的潤濕角0變成與微滴23的相對于 圓形區(qū)域25的潤濕角0大致相同。
微滴23相對于圓形區(qū)域25的潤濕角0可小于或等于微滴23相對 于絕緣層21的與驅(qū)動電極20相對應(yīng)的區(qū)域的潤濕角^，而不管驅(qū)動電 位是否施加到驅(qū)動電極20。圓形區(qū)域25可以是微滴23能夠穩(wěn)定停留 的親液區(qū)域，使得微滴23可停留在驅(qū)動電極20內(nèi)側(cè)的對應(yīng)圓形區(qū)域 25處。
當(dāng)控制器8確定需要驅(qū)動泵6時，驅(qū)動器IC24基于從噴墨打印機 100的控制器8輸入的控制信號將驅(qū)動電位或地電位施加到驅(qū)動電極 20。施加到驅(qū)動電極20的電位的變化改變微滴23相對于絕緣層21的 潤濕角0,使得可改變微滴23的高度。驅(qū)動器IC24可使公共電極26 維持在地電位。
附圖中的符號"+ "表示驅(qū)動電位被施加到驅(qū)動電極20，而附圖 中的字母"GND"表示驅(qū)動電極20維持在地電位。
當(dāng)驅(qū)動器IC24將與地電位不同的驅(qū)動電位施加到驅(qū)動電極20時， 電位差施加在微滴23之間，并且基于電位差改變在微滴23和絕緣層 21之間的界面張力。當(dāng)電位差增大時，微滴23相對于絕緣層21的潤 濕角0由于電潤濕而減小。
通過在兩個不同電位之間、例如在驅(qū)動電位和地電位之間切換施 加到驅(qū)動電極20的電位，可容易地改變絕緣層21的表面的抗液性， 即微滴23的潤濕角0。通過驅(qū)動器IC24施加到驅(qū)動電極20的兩個不 同電位中的一個電位可以是地電位，從而可采用單個電源。因此，可 簡化驅(qū)動器IC24的結(jié)構(gòu)。
施加到驅(qū)動電極20的驅(qū)動電位可以是將絕緣層21的抗液性降低 到與親液圓形區(qū)域25相同水平的電位。因此，驅(qū)動電位可以是比地電 位大的正電位或比地電位小的負(fù)電位。
當(dāng)絕緣層21的與驅(qū)動電極20相對應(yīng)的區(qū)域的抗液性降低到與圓 形區(qū)域25的抗液性相同的水平時，位于圓形區(qū)域25上的微滴23可在 絕緣層21的與驅(qū)動電極20對應(yīng)的區(qū)域上擴散開，如圖4所示。因此， 微滴23接觸底板12的上表面的面積可增大，并且微滴23的高度可減 小。當(dāng)微滴23的高度減小時，將微滴23的表面張力向下施加到位于 微滴23和驅(qū)動板22之間的接觸部分，使得該接觸部分可向下移動。 因此，驅(qū)動板22凹入地變形，這增大了空氣室14的容量。
當(dāng)施加到驅(qū)動電極20的電位從驅(qū)動電位改變到地電位時，沒有電 位差施加在驅(qū)動電極20和微滴23之間，使得覆蓋驅(qū)動電極20的絕緣 層21的抗液性返回到它的初始狀態(tài)并變得大于圓形區(qū)域25的抗液性。 因此，在絕緣層21的與驅(qū)動電極20相對應(yīng)的區(qū)域上擴散開的微滴23 停留在圓形區(qū)域25的內(nèi)部，如圖5所示，以便減小在微滴23和底板 12的上表面之間的接觸面積。因此，微滴23的高度增加，并且在驅(qū)動 板22和微滴23之間的接觸部向上變形，以將驅(qū)動板22放回到水平狀 態(tài)并減小空氣室14的容量。
為了增大空氣室14的容量，驅(qū)動電位可同時施加到所有驅(qū)動電極 20。為了減小空氣室14的容量，地電位可同時施加到所有驅(qū)動電極20。 因此，可選擇性地減小或增大所有微滴23的高度。在微滴23和驅(qū)動 板22之間的所有接觸部可同時向下或向上變形。因此，在驅(qū)動電位維 持相對低的同時，可增大驅(qū)動板22的變形程度，即空氣室14的容量 的變化。
即使當(dāng)位于底板12的上表面上的驅(qū)動電極20的數(shù)量為一個驅(qū)動 電極、并且微滴23的數(shù)量為一個微滴時，通過充分地增大驅(qū)動電極20 的面積、并充分地增大與驅(qū)動電極20對應(yīng)的微滴23的體積從而足以 從下方支撐驅(qū)動板22，驅(qū)動板22也可隨著一個微滴23的髙度的變化 而變形。由于微滴23的表面張力而施加到位于驅(qū)動板22和微滴23之
間的接觸部上的力與接觸部的周長成比例。因此，當(dāng)位于底板12的上 表面上的驅(qū)動電極20被分成多個驅(qū)動電極、并且多個微滴23定位成 與驅(qū)動電極20相對應(yīng)時，如圖3所示，與當(dāng)一個微滴23定位成與一 個驅(qū)動電極20相對應(yīng)時相比，可增大接觸驅(qū)動板22的微滴23的總周 長。因此，在驅(qū)動電位維持相對低的同時，從多個微滴23施加到驅(qū)動 板22的力可盡可能地增大以使驅(qū)動板22變形。
親液圓形區(qū)域25可與驅(qū)動電極20相鄰地定位，在該親液圓形區(qū) 域25處，微滴23的潤濕角0隨著施加到驅(qū)動電極20的電位的變化而 變化。因此，例如當(dāng)電位變化時，微滴23不可以自由地在底板12的 上表面上移動離開對應(yīng)的驅(qū)動電極20的區(qū)域。因此，可使微滴23的 行動穩(wěn)定。此外，具有無切口或間斷的環(huán)形形狀的親液圓形區(qū)域25可 位于驅(qū)動電極20內(nèi)側(cè)。因此，與一個驅(qū)動電極20相對應(yīng)的微滴23不 可以移動到與相鄰的其它驅(qū)動電極20相對應(yīng)的區(qū)域。因此，可維持促 動器11的穩(wěn)定操作。
微滴23可接觸位于驅(qū)動板22的下表面上的公共電極26。微滴23 可與公共電極26—起維持在地電位。因此，可防止可歸因于施加到微 滴23的電位的波動的在微滴23和驅(qū)動電極20之間的電位差的波動。 因此，可以可靠地啟動促動器11。
控制器8可控制噴墨打印機100的各種操作，例如從打印頭1噴 墨、通過饋送輥3供應(yīng)片材、和通過泵6進行的背壓調(diào)節(jié)。控制器8 可包括CPU(中央處理單元)、構(gòu)造成存儲用于控制打印機IOO的程序及 數(shù)據(jù)的ROM(只讀存儲器)、和構(gòu)造成臨時存儲用于由CPU處理的數(shù)據(jù) 的RAM(隨機存取存儲器)。
控制器8控制打印頭1和構(gòu)造成驅(qū)動饋送輥3的饋送馬達30，以 基于從數(shù)據(jù)輸入裝置200例如個人電腦輸入的圖像數(shù)據(jù)在片材P上形 成圖像。為了防止當(dāng)不執(zhí)行打印時由于施加到墨通道的背壓而引起墨
從打印頭1的噴嘴泄漏，控制器8控制泵6的促動器11，以利用泵6 排出墨盒4中的空氣。因此，可降低墨盒4的內(nèi)部壓力。
當(dāng)控制器8不對驅(qū)動器IC24輸出用于驅(qū)動泵6的控制信號時，驅(qū) 動器IC24可將所有驅(qū)動電極20維持在地電位，如圖2和3所示。因 為沒有電位差施加在微滴23和對應(yīng)的驅(qū)動電極20之間，所以絕緣層 21的抗液性可大于圓形區(qū)域25的抗液性。每個微滴23位于對應(yīng)的圓 形區(qū)域25上。在該狀態(tài)下，驅(qū)動板22是大致水平的且平行于底板12 的上表面。入口閥構(gòu)件和出口閥構(gòu)件17和18通過推壓件被分別壓靠 在閥座13a和13b上，并關(guān)閉入口 15和出口 16。
當(dāng)控制器8確定應(yīng)降低墨盒4的內(nèi)部壓力(墨通道的背壓)時，控制 器8對泵6的促動器11的驅(qū)動器IC24輸出用于驅(qū)動泵6的控制信號。
例如當(dāng)新墨盒4安裝在打印機100中時，或者在從泵6的上次操 作起預(yù)定時間量流逝之后，由于空氣從入口 15或出口 16進入而預(yù)期 墨盒4的內(nèi)部壓力增大時，控制器8可確定應(yīng)降低墨盒4的內(nèi)部壓力。 控制器8可構(gòu)造成基于來自可位于打印機100中以檢測墨盒4的內(nèi)部 壓力的檢測裝置的輸出來確定是否應(yīng)驅(qū)動泵6。
當(dāng)控制器8對驅(qū)動器IC24輸出控制信號時，驅(qū)動器IC24將驅(qū)動 電位同時施加到所有驅(qū)動電極20,如圖4所示。然后，同時降低在與 驅(qū)動電極20相對應(yīng)的所有區(qū)域處的絕緣層21的抗液性。結(jié)果，與驅(qū) 動電極20相對應(yīng)地設(shè)置的微滴23減小它們的高度。因此，向下的力 從微滴23施加到位于微滴23和驅(qū)動板22之間的接觸部，以使驅(qū)動板 22凹入地變形。
此時，空氣室14的容量增加了驅(qū)動板22變形的量，使得空氣室 14中的壓力降低。因此，由于在空氣室14和墨盒4之間的壓力差，所 以入口閥構(gòu)件17克服推壓件的推壓力離開閥座13a向下移動以打開入
口 15。因此，墨盒4中的空氣通過入口 15流入空氣室14中。大氣壓 力大于空氣室14的內(nèi)部壓力，使得出口 16被出口閥構(gòu)件18關(guān)閉。因 此，可防止空氣經(jīng)過出口 16進入(回流)。
在從對所有驅(qū)動電極20施加驅(qū)動電位起預(yù)定量的時間流逝之后， 驅(qū)動器IC24可將被施加到所有驅(qū)動電極20的電位改變成地電位，如 圖5所示。然后，絕緣層21的與驅(qū)動電極20相對應(yīng)的所有區(qū)域具有 比圓形區(qū)域25的抗液性大的抗液性。因此，與驅(qū)動電極20相對應(yīng)的 微滴23從與驅(qū)動電極20相對應(yīng)的區(qū)域返回到圓形區(qū)域25并增加它們 的高度。因此，向上的力從微滴23施加到在微滴23和驅(qū)動板22之間 的接觸部，以將驅(qū)動板22放置在初始的水平狀態(tài)。
此時，空氣室14的容量被恢復(fù)(減小)，并且空氣室14中的壓力增 加。因此，由于在空氣室14和大氣壓力之間的壓力差，所以出口閥構(gòu) 件18克服推壓件的推壓力離開閥座13b向上移動以打開出口 16。因此， 空氣室14中的空氣通過出口 16被排出到外部?？諝馐?4的內(nèi)部壓力 大于墨盒4的內(nèi)部壓力，使得入口 15被入口閥構(gòu)件17關(guān)閉。因此， 可防止空氣通過入口 15流動(回流)到墨盒4。
采用泵6的上述操作，墨盒4中的空氣通過空氣室14被排出到外 部，使得墨盒4的內(nèi)部壓力減小。泵6根據(jù)從控制器8到驅(qū)動器IC24 的控制信號的輸入的操作可被執(zhí)行若干次。泵6的操作次數(shù)可預(yù)先確 定，或者可基于墨盒4的內(nèi)部壓力由控制器8設(shè)定成合適的次數(shù)。
現(xiàn)在將說明根據(jù)本發(fā)明的實施方案的泵6的實例。在一個實例中， 泵體10和促動器11的規(guī)格如下
空氣室內(nèi)徑；20mm，高度；3mm 驅(qū)動板材料；聚酰亞胺，厚度5(Him
驅(qū)動電極內(nèi)徑(圓形區(qū)域的外徑)；0.3mm,外徑；0.5mm;電極 的數(shù)量800 驅(qū)動板和絕緣層之間的距離0.15mm 微滴的表面張力45mN/m
在泵6中，當(dāng)位于圓形區(qū)域25上的微滴23在絕緣層21的與驅(qū)動 電極20相對應(yīng)的區(qū)域上擴散開時，微滴23的直徑可從0.3mm改變至 0.5mm。此時，微滴23的高度可從0.15mm改變至0.05mm。驅(qū)動板22 可變形大約O.lmm。驅(qū)動板22的單次變形可使空氣室14的容量增加 大約30mm3 。
擴散的微滴23的總周長通過0.5xl(TS(微滴的直徑)x7rx80O(電極的 數(shù)量)-1.2mm獲得。因此，從微滴23施加到驅(qū)動板22的力通過1.2m(擴 散的微滴周長的和)x45mN/m(微滴的表面張力^5.4xl(^N獲得。因此， 出現(xiàn)在空氣室14中的壓力是5."10—2/((10xl0—3)2XT)=170Pa。因此，泵 6的單次操作可造成近似17mmH20的細(xì)微壓力變化。
采用本發(fā)明的該實施方案的泵6,通過利用電潤濕改變微滴23相 對于絕緣層21的潤濕角夂可使驅(qū)動板22隨著微滴高度的變化而變形。 驅(qū)動板22的該細(xì)微變形使得空氣室14中的細(xì)微壓力變化成為可能。 因此，可對噴墨打印機100的墨通道中的背壓作細(xì)微調(diào)節(jié)。
利用電潤濕使驅(qū)動板22變形。因此，與公知的壓電促動器相比較 可減少電力消耗。此外，可通過例如設(shè)置位于底板12和驅(qū)動板22之 間的微滴23、以及位于微滴23和底板12的上表面之間的驅(qū)動電極20 來以較不復(fù)雜的結(jié)構(gòu)使驅(qū)動板22變形。該較不復(fù)雜的結(jié)構(gòu)可導(dǎo)致促動 器ll的尺寸減小，繼而導(dǎo)致泵6的尺寸減小。底板12和驅(qū)動板22不 彼此直接接觸，使得可減少或大致消除由驅(qū)動泵6所引起的噪音。
參考圖7-9，說明了根據(jù)本發(fā)明其它實施方案的泵6A和6B。泵 6A和6B可類似于泵6。因此，關(guān)于泵6A和6B僅討論泵6A及6B與 泵6之間的差異。
參考圖7和8，在泵6A中，圓形電極40可位于驅(qū)動電極20內(nèi)部 的圓形區(qū)域25上。驅(qū)動電極20和圓形電極40可覆蓋有絕緣層21。等 于驅(qū)動電位的電位可持續(xù)地通過驅(qū)動器IC24施加到圓形電極40。這使 得微滴23相對于絕緣層21的潤濕角0能夠在對應(yīng)的圓形區(qū)域25處連 續(xù)地減小。此外，圓形區(qū)域25可變成親液的，使得微滴23可位于對 應(yīng)的圓形區(qū)域25上。
與施加到驅(qū)動電極20的電位相反的電位可通過驅(qū)動器IC24施加 到圓形電極40。更具體地說，當(dāng)?shù)仉娢槐皇┘拥津?qū)動電極20時，該驅(qū) 動電位可被施加到圓形電極40。此時，微滴23可僅位于對應(yīng)的圓形區(qū) 域25上，并且微滴23可相對較高。當(dāng)該驅(qū)動電位被施加到驅(qū)動電極 20時，地電位可被施加到圓形電極40。此時，微滴23可僅位于對應(yīng) 的驅(qū)動電極20上。如果環(huán)形驅(qū)動電極20的面積大于圓形電極40的面 積，則微滴23接觸絕緣層21的面積增大，使得微滴23的高度可減小。 因此，驅(qū)動板22可隨著微滴23高度的變化而變形。
參考圖9，在本發(fā)明的另一實施方案中，泵6B可包括促動器IIB， 并且驅(qū)動電極20B可具有正方形形狀，且可在相鄰驅(qū)動電極20B之間 等距離的情況下沿兩個彼此垂直的方向設(shè)置在底板12的上表面上。在 該實施方案中，驅(qū)動器IC24可選擇性地將驅(qū)動電位或地電位施加到驅(qū) 動電極20B中的每個驅(qū)動電極20B。覆蓋驅(qū)動電極20B的絕緣層21可 設(shè)置在底板12的上表面的全部區(qū)域上。微滴23例如五個微滴接觸絕 緣層21的表面。
相對于一個微滴23而言通過驅(qū)動器IC24被施加相同電位的驅(qū)動 電極20B的數(shù)量可基于從控制器8輸出的控制信號改變。更具體地說, 相對于一個微滴23而言，驅(qū)動器IC24可將驅(qū)動電位施加到彼此相鄰 的四個驅(qū)動電極20B，如圖9中的交叉陰影線所指示。相對于一個微滴 23而言被施加驅(qū)動電位的驅(qū)動電極20B的數(shù)量可以是任何數(shù)量的驅(qū)動
電極20B。因此，可改變微滴23將液體施加到絕緣層21的面積。采用 這樣的結(jié)構(gòu)，可逐漸地或細(xì)微地改變微滴23的高度，使得可微調(diào)驅(qū)動 板22的變形程度即空氣室14的容量的變化。
此外，從驅(qū)動器IC24施加到驅(qū)動電極20的電位不局限于兩個電 位。當(dāng)使用三個或更多的電位時，可以以三個或更多步驟改變微滴23 相對于絕緣層21的與驅(qū)動電極20相對應(yīng)的區(qū)域的潤濕角0。
另外，微滴23可直接接觸對應(yīng)的驅(qū)動電極20而無需設(shè)置絕緣層 21。當(dāng)不設(shè)置絕緣層21時，對驅(qū)動電極20施加驅(qū)動電位可造成電潤 濕，從而減小微滴23相對于驅(qū)動電極2O的表面的潤濕角0。因此，驅(qū) 動板22仍然可以隨著微滴高度的變化而變形。
參考圖IOA和IOB，光學(xué)掃描器50可包括光反射部51,該光 反射部51構(gòu)造成反射入射光；和促動器52，該促動器52構(gòu)造成改變 光反射部51的傾斜角?？筛淖児夥瓷洳?1的傾斜角，以便改變?nèi)肷?光的反射方向并沿預(yù)定方向偏轉(zhuǎn)光。
促動器52還可包括基底55，該基底55可至少在其上表面上絕 緣；多個驅(qū)動電極60，所述多個驅(qū)動電極60位于基底55的上表面上； 絕緣層61，該絕緣層61位于基底55的上表面上以覆蓋驅(qū)動電極60; 驅(qū)動板62，該驅(qū)動板62與絕緣層61對置且分離；導(dǎo)電液滴63，該導(dǎo) 電液滴63位于絕緣層61和驅(qū)動板62之間；和電位施加裝置例如驅(qū)動 器IC64,該電位施加裝置構(gòu)造成將電位施加到驅(qū)動電極60。
基底55可以是矩形板件?；?5可包括合成樹脂材料例如聚酰 亞胺、硅酮、或金屬。驅(qū)動電極60可定位在基底55的上表面上，使 得基底55的上表面應(yīng)該是絕緣表面或者應(yīng)該被處理成具有絕緣性能。
至少一個驅(qū)動電極例如多個驅(qū)動電極60例如八個驅(qū)動電極可具
有矩形形狀，并且可沿絕緣基底55的縱向方向定位在該絕緣基底55 的上表面的端部上。驅(qū)動電極60可沿著基底55的縱向方向等間距地 定位。布線圖案可從每個驅(qū)動電極60畫到基底55的下表面，并且驅(qū) 動電極60可經(jīng)由布線圖案連接到驅(qū)動器IC64。絕緣層61可位于基底 55的上表面上以覆蓋驅(qū)動電極60，并且絕緣層61可包括包含氟基樹 脂的合成樹脂材料。
驅(qū)動板62可以是具有與基底55大致相同的平面形狀的矩形板件。 光反射部51可構(gòu)造成反射從上方入射的光，并且可連接到驅(qū)動板62 的上表面的自由端。驅(qū)動板62的與它的自由端相反的基端可固定到支 撐構(gòu)件65上，該支撐構(gòu)件65連接到基底55的上表面上。驅(qū)動板62 可經(jīng)由支撐構(gòu)件65固定到基底55上，并且可與絕緣層61對置。驅(qū)動 板62可包括一種材料，該材料足夠柔性以允許驅(qū)動板62變形，但足 夠剛性以允許驅(qū)動板62容易并迅速地改變光反射部51的傾斜角。例 如，驅(qū)動板62可包括硅酮。
導(dǎo)電微滴63可位于絕緣層61和驅(qū)動板62之間。公共電極(未示 出)可位于驅(qū)動板62的下表面上。微滴63可經(jīng)由公共電極維持在地電 位。
基于從控制光學(xué)掃描器50的掃描器控制器70輸出的控制信號， 驅(qū)動器IC64將驅(qū)動電位或地電位施加到驅(qū)動電極60。
當(dāng)改變施加到驅(qū)動電極60的電位時，可改變微滴63相對于絕緣 層61的潤濕角0。絕緣層61的抗液性的變化可使得微滴63的高度改 變，或可使得微滴63在絕緣層61上移動，這可使得驅(qū)動板63變形。 此外，驅(qū)動板62在它的自由端處的運動可改變連接到驅(qū)動板62的端 部的光反射部51的傾斜角。因此，可改變?nèi)肷涔獾钠渲泄獗还夥瓷洳?51的表面反射的反射方向。
掃描器控制器70可包括CPU(中央處理單元)、構(gòu)造成存儲用于控 制光學(xué)掃描器50的程序及數(shù)據(jù)的ROM(只讀存儲器)、和構(gòu)造成臨時存 儲用于由CPU處理的數(shù)據(jù)的RAM(隨機存取存儲器)。掃描器控制器70 可調(diào)節(jié)光反射部51的傾斜角，以在控制促動器52的驅(qū)動器IC64的同 時沿預(yù)定偏轉(zhuǎn)方向反射入射光。
當(dāng)期望改變?nèi)肷涔獾钠D(zhuǎn)方向時，掃描器控制器70對驅(qū)動器IC64 輸出控制信號，以改變施加到所述多個驅(qū)動電極60中的一部分的電位。
例如，掃描器控制器70可控制驅(qū)動器IC64以改變被施加驅(qū)動電 位的驅(qū)動電極60的數(shù)量。當(dāng)改變微滴63的高度時，驅(qū)動板62的自由 端可移動，因此可改變?nèi)肷涔獾姆瓷浞较颉?br> 例如，在圖IOA和10B中，驅(qū)動電位可被施加到兩個驅(qū)動電極60， 如圖IOB中陰影所示，所述兩個驅(qū)動電極60大致位于布置成排的驅(qū)動 電極60的中間，并且地電位可被施加到其它驅(qū)動電極60。絕緣層61 的抗液性可在與被施加驅(qū)動電位的兩個驅(qū)動電極60相對應(yīng)的區(qū)域處局 部地降低。因此，在與所述兩個驅(qū)動電極60相對應(yīng)的區(qū)域處，微滴63 在絕緣層61上擴散。此時，驅(qū)動板62可以是大致水平的且平行于基 底55的上表面。因此，當(dāng)光從上方朝光反射部51入射時，光被向上 反射。
如圖IIA所示，當(dāng)驅(qū)動電位還被施加到與大致位于中間的兩個驅(qū) 動電極60相鄰的驅(qū)動電極60時，絕緣層61的抗液性降低的區(qū)域可朝 著所述相鄰的電極中的每個電極擴展，使得微滴63在絕緣層61的與 被施加驅(qū)動電位的四個驅(qū)動電極60相對應(yīng)的區(qū)域上擴散開。因此，在 微滴63和絕緣層61之間的接觸區(qū)域增大，并且微滴63的高度減小。 此外，向下的力被施加到位于驅(qū)動板62和微滴63之間的接觸部，使 得驅(qū)動板62變形。因此，驅(qū)動板62的自由端向下移動，并且入射光 朝著圖IIA中的右上方向被反射。
掃描器控制器70可控制驅(qū)動器IC64以選擇性地改變被施加驅(qū)動 電位的驅(qū)動電極60。因此，微滴63可沿著基底55的上表面移動以使 驅(qū)動板62的自由端移動，并且可改變?nèi)肷涔獾姆瓷浞较颉?br> 只要被施加驅(qū)動電位的驅(qū)動電極60的數(shù)量保持不變，當(dāng)被施加驅(qū) 動電位的驅(qū)動電極60中的至少一個驅(qū)動電極60切換到另一驅(qū)動電極 60時，通過微滴63的表面張力施加到驅(qū)動板22的向下的力不會顯著 改變。然而，驅(qū)動板62的基端可固定到基底55上。因此，盡管只要 被施加驅(qū)動電位的驅(qū)動電極60的數(shù)量保持恒定，則由微滴63施加在 驅(qū)動板62上的向下的力就可保持恒定，但是，當(dāng)位于微滴63和驅(qū)動 板62之間的接觸部移動離開驅(qū)動板62的固定基端并靠近驅(qū)動板62的 自由端時，驅(qū)動板62彎曲的量可增加。因此，通過改變被施加驅(qū)動電 位的驅(qū)動電極60，微滴63可沿著驅(qū)動電極60的布置方向在絕緣層61 上移動，并且驅(qū)動板62的自由端可彎曲以改變光反射部51的傾斜角。
例如，如圖12A和12B所示，驅(qū)動電位可通過驅(qū)動器IC64施加 到驅(qū)動電極60的一部分上，例如位于驅(qū)動板62的基端側(cè)上的四個驅(qū) 動電極60,例如位于圖12A和12B中左側(cè)上的四個電極60，而地電位 可施加到其它驅(qū)動電極60，例如位于驅(qū)動板62的自由端側(cè)上的電極 60。然后微滴63可在絕緣層61的與所述多個驅(qū)動電極60例如位于驅(qū) 動板62的基端側(cè)上的四個電極相對應(yīng)的部分上擴散。
在圖12A和12B中，當(dāng)驅(qū)動器IC64將被施加電位的驅(qū)動電極60 從位于驅(qū)動板62的基端側(cè)上的所述多個電極切換到位于驅(qū)動板62的 自由端側(cè)上的所述多個驅(qū)動電極時，最初位于驅(qū)動板62的基端側(cè)上的 微滴63移動到驅(qū)動板62的自由端側(cè)。
如果同時改變施加到所有驅(qū)動電極60的電位，則微滴63的行為 可能變得不穩(wěn)定。因此，被施加驅(qū)動電位的驅(qū)動電極60可順序地移位
到在與驅(qū)動板62的自由端對應(yīng)的位置中的下一驅(qū)動電極60，而不改變 被施加驅(qū)動電位的驅(qū)動電極60的數(shù)量，例如當(dāng)驅(qū)動電位被施加到下一 驅(qū)動電極60時，地電位被施加到最靠近驅(qū)動板62的基端側(cè)定位且當(dāng) 前接受驅(qū)動電位的驅(qū)動電極60。例如，在圖12A中，有八個驅(qū)動電極 60，并且從驅(qū)動板62的基端起的第五個驅(qū)動電極60的電位可從地電 位改變成驅(qū)動電位，并且最靠近驅(qū)動板62的基端定位的第一驅(qū)動電極 60的電位可從驅(qū)動電位改變成地電位。因此，絕緣層61中抗液性降低 的區(qū)域可以朝著驅(qū)動板62的自由端移位一個驅(qū)動電極60，并且微滴 63可朝著驅(qū)動板62的自由端移動。該過程可持續(xù)直到施加到每個驅(qū)動 電極62的電位被切換即從驅(qū)動電位切換到地電位或反之。
此外，掃描器控制器70可控制驅(qū)動器IC64，以改變被施加驅(qū)動 電位的電極數(shù)量、和被施加驅(qū)動電位的那些電極的位置，以更精確地 調(diào)節(jié)使驅(qū)動板62變形的量，例如反射方向被改變的量。
另外，掃描器控制器70可控制驅(qū)動器IC64基于驅(qū)動板62的共振 頻率改變施加到驅(qū)動電極60的驅(qū)動電位，以使驅(qū)動板62共振，這可 增大驅(qū)動板62的變形。
在本發(fā)明的示例性實施方案中，促動器52可具有以下規(guī)格 驅(qū)動板材料；硅酮，長度；50(Him，寬度；30^1111，厚度；10^im。 微滴的表面張力45mN/m。
例如，當(dāng)微滴63接觸驅(qū)動板62的下表面的區(qū)域的直徑為30pm 時，微滴63的總周長可通過30xlO—XF9.4xl0—Sm獲得。因此，由微 滴63的表面張力施加到驅(qū)動板62的向下的力F可通過 F=9.4xl(T5mx45xlO—3N/m(微滴的表面張力)-4.2xl 0—6N-0.43mg獲得。
驅(qū)動板62可在一端固定，且可以是懸臂的。當(dāng)力F施加到驅(qū)動板 62的自由端時，自由端的變形量可通過
5=F"/3EI=FlJ/3E(bhj/12)=((0.43xl0—&)x(500xlO_y)/(3x7200x(30xlO") x(10xl0_3)3/12)=lxl0—3mm-l.(Him獲得，其中E-硅酮驅(qū)動板62的彈性 系數(shù)。因此，驅(qū)動板62的設(shè)置光反射部51的自由端可變形lpm。
在光學(xué)掃描器50中，可利用電潤濕改變微滴63相對于絕緣層61 的潤濕角0，以改變微滴63的高度?？蛇x擇地，微滴63可沿著絕緣層 61移動以使驅(qū)動板62變形。因此，可細(xì)微且精確地移動位于驅(qū)動板 62上的光反射部51。因此，入射光的反射方向可以被細(xì)微且精確地調(diào) 節(jié)至預(yù)定偏轉(zhuǎn)方向。此外，相對于公知的促動器而言可減小由促動器 52消耗的電力的量，并且相對于公知的促動器和光學(xué)掃描器而言可分 別減小促動器52和光學(xué)掃描器50的尺寸。
盡管已結(jié)合各種實例結(jié)構(gòu)和說明性實施方案描述了本發(fā)明，但本 領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下，可作出上 述結(jié)構(gòu)和實施方案的其它變體和變型。通過考慮在此公開的本發(fā)明的 說明書或?qū)嵺`，其它結(jié)構(gòu)和實施方案對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員將是顯而 易見的。本說明書和描述的實例意圖是說明性的，本發(fā)明的真實范圍 由所附權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種促動器，包括基底，該基底包括絕緣表面；第一電極，該第一電極位于該絕緣表面上；柔性驅(qū)動板，該柔性驅(qū)動板與絕緣表面對置；導(dǎo)電液體，該導(dǎo)電液體位于絕緣表面和柔性驅(qū)動板之間，其中導(dǎo)電液體直接或間接地接觸絕緣表面和柔性驅(qū)動表面；和電位施加裝置，該電位施加裝置電聯(lián)接到第一電極，并構(gòu)造成將電位施加到第一電極。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的促動器，其中當(dāng)所述電位施加裝置改變施加 到所述第一電極的電位時，所述柔性板變形。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l的促動器，其中當(dāng)所述電位施加裝置改變施加 到所述第一電極的電位時，改變所述導(dǎo)電液體相對于所述絕緣表面的 潤濕角和所述導(dǎo)電液體相對于所述絕緣表面的高度，這使得所述柔性 驅(qū)動板變形，從而改變在所述柔性驅(qū)動板和所述絕緣表面之間的距離。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l的促動器，還包括位于所述絕緣表面上以覆蓋 所述第一電極的絕緣層，其中所述導(dǎo)電液體接觸所述絕緣層和所述柔 性驅(qū)動板。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1的促動器，還包括位于所述柔性驅(qū)動板的與所 述絕緣表面面對的表面上的第二電極，其中所述第二電極持續(xù)地接觸 所述導(dǎo)電液體，并被維持在恒定電位。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3的促動器，還包括與所述第一電極相鄰地位于 所述絕緣表面上的親液區(qū)域，其中所述導(dǎo)電液體相對于所述親液區(qū)域 的潤濕角小于或等于所述導(dǎo)電液體相對于所述絕緣表面的與所述第一電極對應(yīng)的區(qū)域的潤濕角。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6的促動器，其中所述第一電極是環(huán)形的且無間 斷，并且所述親液區(qū)域位于所述第一電極內(nèi)側(cè)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1的促動器，其中所述第一電極包括位于所述絕 緣表面上的多個第一電極。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8的促動器，其中與位于所述絕緣表面和所述柔 性驅(qū)動板之間的所述多個第一電極中的每個第一電極相對應(yīng)地設(shè)置所 述導(dǎo)電液體，并且所述電位施加裝置同時對所述多個第一電極中的每 個第一電極施加相同的電位。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8的促動器，其中所述電位施加裝置構(gòu)造成將 第一電位施加到所述多個第一電極中的至少一個第一電極、并將第二 電位施加到所述多個電極中的其它電極，其中該第一電位不同于該第 二電位。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9的促動器，其中所述電位施加裝置構(gòu)造成順 序地改變施加到所述多個第一電極的電位，從而使所述導(dǎo)電液體沿著 所述絕緣表面移動。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1的促動器，其中所述電位施加裝置構(gòu)造成順 序地改變施加到所述第一電極的電位，從而使所述導(dǎo)電液體沿著所述 絕緣表面移動，使所述柔性驅(qū)動板變形。
13. 根據(jù)權(quán)利要求10的促動器，其中所述電位施加裝置構(gòu)造成改 變被施加所述第一電位的所述多個第一電極的數(shù)量和被施加所述第二 電位的所述多個第一電極的數(shù)量，從而改變所述液滴的高度。
14. 一種泵，包括流體室，該流體室構(gòu)造成在其中存儲流體；泵體，該泵體具有穿過泵體形成的入口和出口，其中入口和出口 中的每一個構(gòu)造成與該流體室流體連通；和促動器，該促動器構(gòu)造成改變流體室的容量，其中該促動器包括基底，該基底包括絕緣表面；第一電極，該第一電極位于該絕緣表面上；柔性驅(qū)動板，該柔性驅(qū)動板與絕緣表面對置；導(dǎo)電液體，該導(dǎo)電液體位于絕緣表面和柔性驅(qū)動板之間，其中導(dǎo) 電液體直接或間接地接觸絕緣表面和柔性驅(qū)動表面；和電位施加裝置，該電位施加裝置電聯(lián)接到第一電極，并構(gòu)造成將 電位施加到第一電極。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14的泵，其中當(dāng)所述電位施加裝置改變施加到 所述第一電極的電位時，所述柔性板變形。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14的泵，其中當(dāng)所述電位施加裝置改變施加到 所述第一電極的電位時，改變所述導(dǎo)電液體相對于所述絕緣表面的潤 濕角和所述導(dǎo)電液體相對于所述絕緣表面的高度，這使得所述柔性驅(qū) 動板變形，從而改變在所述柔性驅(qū)動板和所述絕緣表面之間的距離， 從而改變所述流體室的容量。
17. 根據(jù)權(quán)利要求14的泵，還包括閥，該閥構(gòu)造成基于所述流體 室中流體的壓力選擇性地打開和關(guān)閉所述入口和所述出口。
18. —種光學(xué)掃描器，包括 光反射部；和促動器，該促動器構(gòu)造成改變該光反射部的傾斜角，其中該促動 器包括基底，該基底包括絕緣表面；第一電極，該第一電極位于該絕緣表面上； 柔性驅(qū)動板，該柔性驅(qū)動板與絕緣表面對置；導(dǎo)電液體，該導(dǎo)電液體位于絕緣表面和柔性驅(qū)動板之間，其中導(dǎo) 電液體直接或間接地接觸絕緣表面和柔性驅(qū)動表面；和電位施加裝置，該電位施加裝置電聯(lián)接到第一電極，并構(gòu)造成將 電位施加到第一電極。
19. 權(quán)利要求18的光學(xué)掃描器，其中當(dāng)所述電位施加裝置改變施 加到所述第一電極的電位時，所述柔性板變形。
20. 根據(jù)權(quán)利要求18的光學(xué)掃描器，其中當(dāng)所述電位施加裝置改 變施加到所述第一電極的電位時，改變所述導(dǎo)電液體相對于所述絕緣 表面的潤濕角和所述導(dǎo)電液體相對于所述絕緣表面的高度，這使得所 述柔性驅(qū)動板變形，從而改變在所述柔性驅(qū)動板和所述絕緣表面之間 的距離，從而改變所述光反射部的傾斜角。
21. 根據(jù)權(quán)利要求18的光學(xué)掃描器，其中所述第一電極包括位于 所述絕緣表面上的多個第一電極。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21的光學(xué)掃描器，其中所述電位施加裝置構(gòu)造 成將第一電位施加到所述多個第一電極中的至少一個第一電極、并將 第二電位施加到所述多個電極中的其它電極，其中該第一電位不同于 該第二電位。
23. 根據(jù)權(quán)利要求22的光學(xué)掃描器，其中所述電位施加裝置構(gòu)造 成順序地改變施加到所述多個第一電極的電位，從而使所述導(dǎo)電液體 沿著所述絕緣表面移動。
全文摘要
促動器、泵和光學(xué)掃描器。促動器包括基底，它包括絕緣表面；第一電極，它位于絕緣表面上；柔性驅(qū)動板，它與絕緣表面對置；導(dǎo)電液體，它位于絕緣表面和柔性驅(qū)動板之間，且直接或間接接觸絕緣表面和柔性驅(qū)動表面；和電位施加裝置，它電聯(lián)接到第一電極，并構(gòu)造成將電位施加到第一電極。基于通過使驅(qū)動板變形的電潤濕來促動或驅(qū)動裝置，以實現(xiàn)促動器的電力消耗和尺寸的減小。泵包括流體室，該流體室構(gòu)造成在其中存儲流體；泵體，該泵體具有穿過泵體形成的入口和出口，其中入口和出口中的每一個構(gòu)造成與該流體室流體連通；和構(gòu)造成改變流體室的容量的該促動器。光學(xué)掃描器包括光反射部；和構(gòu)造成改變該光反射部的傾斜角的該促動器。
文檔編號G02B26/02GK101187730SQ20071015329
公開日2008年5月28日 申請日期2007年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月29日
發(fā)明者菅原宏人 申請人:兄弟工業(yè)株式會社