CN1281413C - 具有流体密封的墨水喷嘴 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种墨水喷嘴，其包括：喷嘴腔壁，限定一个喷嘴腔和使用时从其喷出墨水的孔；和微机电操纵器，通过由所述喷嘴腔壁限定的开口延伸并具有位于喷嘴腔中第一部分和位于喷嘴腔外部的第二部分，所述操纵器可移动以允许第一部分相对于所述孔运动，使得墨水从所述孔喷出，操纵器的所述第一部分和喷嘴腔壁的形状构造为：当墨水充满喷嘴腔时，墨水在喷嘴腔壁和操纵器的第一部分之间形成弯月形部分，所述弯月形部分限定一个密封以在操纵器操作期间阻止墨水从所述第一部分和所述喷嘴腔壁之间泄露。

Description

具有流体密封的墨水喷嘴
技术领域
本发明广泛地涉及微机械设备，该微机械设备包括一个液腔以及在部分地位于液腔内的可移动部件的周围提供一个密封。此处将参照喷墨打印机所用微机械设备描述本发明。然而，应该理解，本发明具有更广泛的应用，包括微型机械泵。
共同未决的专利申请
在下面共同未决的专利申请中公开了与本发明相关的各种方法，系统与设备，这些共同未决的专利申请是本发明的申请人或者受让人与本发明申请同时递交申请的：
PCT/AU00/00518，    PCT/AU00/00519，    PCT/AU00/00520，
PCT/AU00/00521，    PCT/AU00/00522，    PCT/AU00/00523，
PCT/AU00/00524，    PCT/AU00/00525，    PCT/AU00/00526，
PCT/AU00/00527，    PCT/AU00/00528，    PCT/AU00/00529，
PCT/AU00/00530，    PCT/AU00/00531，    PCT/AU00/00532，
PCT/AU00/00533，    PCT/AU00/00534，    PCT/AU00/00535，
PCT/AU00/00536，    PCT/AU00/00537，    PCT/AU00/00538，
PCT/AU00/00539，    PCT/AU00/00540，    PCT/AU00/00541，
PCT/AU00/00542，    PCT/AU00/00543，    PCT/AU00/00544，
PCT/AU00/00545，    PCT/AU00/00547，    PCT/AU00/00546，
PCT/AU00/00554，    PCT/AU00/00556，    PCT/AU00/00557，
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PCT/AU00/00561，    PCT/AU00/00562，    PCT/AU00/00563，
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PCT/AU00/00573，    PCT/AU00/00574，    PCT/AU00/00575，
PCT/AU00/00576，    PCT/AU00/00577，    PCT/AU00/00578，
PCT/AU00/00579，    PCT/AU00/00581，    PCT/AU00/00580，
PCT/AU00/00582，    PCT/AU00/00587，    PCT/AU00/00588，
PCT/AU00/00589，    PCT/AU00/00583，    PCT/AU00/00593，
PCT/AU00/00590，    PCT/AU00/00591，    PCT/AU00/00592，
PCT/AU00/00584，    PCT/AU00/00585，    PCT/AU00/00586，
PCT/AU00/00594，    PCT/AU00/00595，    PCT/AU00/00596，
PCT/AU00/00597，    PCT/AU00/00598，    PCT/AU00/00516，
PCT/AU00/00517，    PCT/AU00/00511，    PCT/AU00/00501，
PCT/AU00/00502，    PCT/AU00/00503，    PCT/AU00/00504，
PCT/AU00/00505，    PCT/AU00/00506，    PCT/AU00/00507，
PCT/AU00/00508，    PCT/AU00/00509，    PCT/AU00/00510，
PCT/AU00/00512，    PCT/AU00/00513，    PCT/AU00/00514，
PCT/AU00/00515。
这些共同未决的专利申请的公开内容在这里被交叉引用。
背景技术
商业上提供的微机械系统通常利用标准半导体制造过程，随着这些过程愈来愈精细，微机械设备的应用领域也不断增加。
近年以来，已经建议将微机电设备(MEMS)应用于喷墨打印机和其他涉及液体的设备中。
在这些设备中，一项挑战是提供MEMS设备内液体喷嘴或液体通道的合适的密封，尤其是不同移动物体之间的密封，更尤其是通过该通道的壁的移动部分的密封。
发明内容
然而，在现有技术中，在微机电设备的尺寸上难于制作对移动部件的机械密封，且更具体地，难于把机械密封的制造包括到MEMS技术工艺中。进一步地，所有的机械密封，都会随着打印喷嘴的使用，由于部件的相对运动，而发生退化。
根据本发明的第一方面，提供一种墨水喷嘴，其包括：喷嘴腔壁，其限定一个喷嘴腔和使用时从其喷出墨水的孔；和微机电操纵器，其通过由所述喷嘴腔壁的外边缘限定的开口延伸并具有位于喷嘴腔中的第一部分和位于喷嘴腔外部的第二部分，所述操纵器可移动以允许第一部分朝向所述孔运动，使得墨水从所述孔喷出，操纵器的所述第一部分具有凸肩，该凸肩和该外边缘的形状构造为：当墨水充满喷嘴腔时，墨水在由喷嘴腔壁的限定该开口的外边缘和操纵器的第一部分的凸肩之间形成弯月形部分，所述弯月形部分构成一个密封以在操纵器操作期间阻止墨水从所述第一部分和所述喷嘴腔壁之间泄露。
优选地，本发明中所述操纵器的第二部分限定一个杆柱部分，该杆柱部分与所述第一部分连接以在操纵器的所述第一和第二部分之间的接合处限定该凸肩，所述凸肩位于与限定所述开口的喷嘴腔壁的外边缘接近，使得使用时墨水在该凸肩和所述外边缘之间形成弯月形部分。
优选地，所述喷嘴腔壁限定一个弯曲的侧壁和在所述侧壁上的邻近限定所述开口的外边缘的一对分离的平面部分，由此阻止墨水从所述开口引出。
优选地，所属操纵器和喷嘴腔壁位于一个硅基底上。
附图说明
以下参照附图通过例子描述本发明的优选实施方式。
附图中：
图1显示一个用于实施本发明的喷墨打印机喷嘴的平面图；
图2显示图1中喷墨打印机喷嘴的侧面图；及
图3显示图1和2中打印机喷嘴的透视图。
具体实施方式
先参看图1，该墨水喷嘴10包括一个喷嘴腔12，该喷嘴腔12具有一个形成于顶壁16中的小孔14。
一个热操纵杆结构18包括一个实际上位于喷嘴腔12内的第一部分20及位于喷嘴腔12之外的第二部分22。
通过操纵杆结构18的实际上相对于喷嘴腔12的如图2中箭头24所示的上下移动，包含于喷嘴腔12内的液体的水滴(未示出)能够通过小孔14喷出。
现在参看图3，操纵杆结构18的第二部分22的终端位于一个杆柱部分26。该杆柱部分通过一个凸肩28连至第一操纵杆部分20的端部30。该端部30位于喷嘴腔12的一个侧壁34中的开口32内。同样在图3中，箭头24标示操作中第一和第二部分20、22的移动方向。
专业人员应该理解，通过提供开口32的外边缘36与凸肩28之间的紧密间隔，喷嘴腔12内的液体将能在凸肩28与外边缘36之间形成一层弯月形部分，从而形成一个密封，用于阻止腔内液体通过凸肩28与外边缘36之间的空间泄漏出来。
此外，当墨水喷嘴10操作时，第一和第二部分20、22沿着箭头24所示方向移动，该弯月形部分能够被一直保持住。
在优选实施例中，该侧壁34包括邻近于开口32的外边缘36的平面部分38。此安排能够进一步减少液体沿着侧壁34泄漏或浸润的可能性，从而在决定开口32的外边缘36与凸肩28之间的空间尺寸时提供更大自由度。
本优选实施例的的墨水喷嘴10能够使用已知MEMS技术来制造。例如，可以利用淀积和腐蚀步骤的顺序在一块硅片上制造多个墨水喷嘴10，然后利用保护层以便形成例如操纵杆结构18并且形成空穴例如喷嘴腔12。
专业人员应该理解，可在不背离广泛地描述的本发明的实质和范围的情况下对具体实施例中所示本发明作出许多变动和/或修改。因此，从任何意义上讲，这些实施例只是描述性的而非限制性的。

Claims (4)

1.一种墨水喷嘴，其包括：
喷嘴腔壁，其限定一个喷嘴腔和使用时从其喷出墨水的孔；和
微机电操纵器，其通过由所述喷嘴腔壁的外边缘限定的开口延伸并具有位于喷嘴腔中的第一部分和位于喷嘴腔外部的第二部分，所述操纵器可移动以允许第一部分朝向所述孔运动，使得墨水从所述孔喷出，操纵器的所述第一部分具有凸肩，该凸肩和该外边缘的形状构造为：当墨水充满喷嘴腔时，墨水在由喷嘴腔壁的限定该开口的外边缘和操纵器的第一部分的凸肩之间形成弯月形部分，所述弯月形部分构成一个密封以在操纵器操作期间阻止墨水从所述第一部分和所述喷嘴腔壁之间泄露。
2.根据权利要求1中所述的墨水喷嘴，其中所述操纵器的第二部分限定一个杆柱部分，该杆柱部分与所述第一部分连接以在操纵器的所述第一和第二部分之间的接合处限定该凸肩，所述凸肩位于与限定所述开口的喷嘴腔壁的外边缘接近，使得使用时墨水在该凸肩和所述外边缘之间形成弯月形部分。
3.根据权利要求2中所述的墨水喷嘴，其中所述喷嘴腔壁限定一个弯曲的侧壁和在所述侧壁上的邻近限定所述开口的外边缘的一对分离的平面部分，由此阻止墨水从所述开口引出。
4.根据权利要求1中所述的墨水喷嘴，其中操纵器和喷嘴腔壁位于一个硅基底上。
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