CN1371324A - 用于微机电液体腔的密封 - Google Patents

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Abstract

一个用于喷墨打印机中的微机电设备具有一个包含液体的喷嘴腔(12)和一个伸展入腔内的可移动部件(20、22)[热操纵杆结构]。在这类设备中,当液体穿过其中伸展着操纵杆的开口喷出时,存在着密封的困难。通过使操纵杆(20、22)具有一定形状而形成和保持腔壁和操纵杆(20、22),从而解决此困难。操纵杆的第一部分(20)实际上位于喷嘴腔内,及第二部分(22)位于喷嘴腔之外。第二部分(22)的杆柱部分(26)通过一个凸肩(28)连至第一操纵杆部分(20)的端部(30)。在台阶(28)与外边缘(36)之间形成的一层弯月形部分形成一个密封,用于阻止液体从腔内泄漏出来。

Description

用于微机电液体腔的密封
发明领域
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，PCT/AU00/00558，     PCT/AU00/00559，    PCT/AU00/00560，PCT/AU00/00561，     PCT/AU00/00562，    PCT/AU00/00563，PCT/AU00/00564，     PCT/AU00/00565，    PCT/AU00/00566，PCT/AU00/00567，     PCT/AU00/00568，    PCT/AU00/00569，PCT/AU00/00570，    PCT/AU00/00571，    PCT/AU00/00572，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用作交叉参考。
发明背景
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。
发明概要
根据本发明的第一方面，提供一种微机械设备，包括一个液腔和一个可移动部件，该可移动部件部分地位于腔内并且在第一方向内伸展穿过腔壁上一个开口，该部件能够在垂直于第一方向的第二方向内在开口内移动。该部件包括一个主体部分、一个杆柱部分和一个凸肩，其中该主体部分位于开口内并且具有一个实际上等于开口宽度的宽度，该杆柱部分伸展出开口与壁之外并且具有比主体部分小的宽度，以及该凸肩用于将杆柱部分连至主体部分。该凸肩与开口的外边缘对准，从而使腔内的液体能在外边缘与凸肩之间形成一层弯月形部分，以及当该部件在第二方向内移动时能将弯月形部分保持住。
该凸肩可以具有一个用于将杆柱部分连至主体部分的台阶形式。
在一个实施例中，该壁包括一个位于该壁邻近开口的外表面处的平面部分。
以下参照附图通过例子描述本发明的优选实施方式。
附图的简要描述
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。
优选实施例的描述
先转向图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。
现转向图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与台阶28之间的紧密间隔，喷嘴腔12内的液体将能在台阶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台阶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与台阶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 (3)

1.一种微机械设备，包括：
一个液腔，及
一个可移动部件，该可移动部件部分地位于该腔内并且沿第一方向伸展穿过该腔的一个壁上的一个开口，该可移动部件能够沿垂直于第一方向的一个第二方向在该开口内移动，且其中该部件包括一个主体部分、一个杆柱部分和一个凸肩，其中该主体部分位于开口内并且具有一个大体上等于开口宽度的宽度，该杆柱部分伸展出开口并向离开壁的方向延伸并且具有比主体部分的宽度小的宽度，且该凸肩用于将杆柱部分连至主体部分并且与开口的外边缘对准从而使腔内的液体能在外边缘与凸肩之间形成一层弯月形部分，且当该部件在第二方向内移动时该弯月形部分能得到保持。
2.如权利要求1中所要求的设备，其中该凸肩可以具有一个用于将杆柱部分连至主体部分的台阶形式。
3.如权利要求1中所要求的设备，其中该壁包括一个位于该壁邻近开口的外表面处的平面部分。
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