專利名稱：具有流體密封的墨水噴嘴的制作方法
技術領域：
本發(fā)明廣泛地涉及微機械設備，該微機械設備包括一個液腔以及在部分地位于液腔內的可移動部件的周圍提供一個密封。此處將參照噴墨打印機所用微機械設備描述本發(fā)明。然而，應該理解，本發(fā)明具有更廣泛的應用，包括微型機械泵。
共同未決的專利申請在下面共同未決的專利申請中公開了與本發(fā)明相關的各種方法，系統(tǒng)與設備，這些共同未決的專利申請是本發(fā)明的申請人或者受讓人與本發(fā)明申請同時遞交申請的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。
這些共同未決的專利申請的公開內容在這里被交叉引用。
背景技術：
商業(yè)上提供的微機械系統(tǒng)通常利用標準半導體制造過程，隨著這些過程愈來愈精細，微機械設備的應用領域也不斷增加。
近年以來，已經建議將微機電設備(MEMS)應用于噴墨打印機和其他涉及液體的設備中。
在這些設備中，一項挑戰(zhàn)是提供MEMS設備內液體噴嘴或液體通道的合適的密封，尤其是不同移動物體之間的密封，更尤其是通過該通道的壁的移動部分的密封。
發(fā)明內容
然而，在現(xiàn)有技術中，在微機電設備的尺寸上難于制作對移動部件的機械密封，且更具體地，難于把機械密封的制造包括到MEMS技術工藝中。進一步地，所有的機械密封，都會隨著打印噴嘴的使用，由于部件的相對運動，而發(fā)生退化。
根據本發(fā)明的第一方面，提供一種墨水噴嘴，其包括噴嘴腔壁，限定一個噴嘴腔和使用時從其噴出墨水的孔；和微機電操縱器，通過由所述噴嘴腔壁限定的開口延伸并具有位于噴嘴腔中第一部分和位于噴嘴腔外部的第二部分，所述操縱器可移動以允許第一部分相對于所述孔運動，使得墨水從所述孔噴出，操縱器的所述第一部分和噴嘴腔壁的形狀構造為當墨水充滿噴嘴腔時，墨水在噴嘴腔壁和操縱器的第一部分之間形成彎月形部分，所述彎月形部分限定一個密封以在操縱器操作期間阻止墨水從所述第一部分和所述噴嘴腔壁之間泄露。
優(yōu)選地，本發(fā)明中所述操縱器的第二部分限定一個桿柱部分，該桿柱部分與所述第一部分連接以在操縱器的所述第一和第二部分之間的接合處限定一個凸肩，所述凸肩位于與限定所述開口的噴嘴腔壁的外邊緣接近，使得使用時在凸肩和所述外邊緣之間形成墨水彎月形部分。
優(yōu)選地，所述噴嘴腔壁限定一個彎曲的側壁和在所述側壁上的一對分離的平面部分，使得所述平面部分和所述彎曲的側壁不連續(xù)，由此阻止墨水從所述開口引出。
優(yōu)選地，所屬操縱器和噴嘴腔壁位于一個硅基底上。
以下參照附圖通過例子描述本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。
附圖中圖1顯示一個用于實施本發(fā)明的噴墨打印機噴嘴的平面圖；圖2顯示圖1中噴墨打印機噴嘴的側面圖；及圖3顯示圖1和2中打印機噴嘴的透視圖。
具體實施例方式
先參看圖1，該墨水噴嘴10包括一個噴嘴腔12，該噴嘴腔12具有一個形成于頂壁16中的小孔14。
一個熱操縱桿結構18包括一個實際上位于噴嘴腔12內的第一部分20及位于噴嘴腔12之外的第二部分22。
通過操縱桿結構18的實際上相對于噴嘴腔12的如圖2中箭頭24所示的上下移動，包含于噴嘴腔12內的液體的水滴(未示出)能夠通過小孔14噴出。
現(xiàn)在參看圖3，操縱桿結構18的第二部分22的終端位于一個桿柱部分26。該桿柱部分通過一個凸肩28連至第一操縱桿部分20的端部30。該端部30位于噴嘴腔12的一個側壁34中的開口32內。同樣在圖3中，箭頭24標示操作中第一和第二部分20、22的移動方向。
專業(yè)人員應該理解，通過提供開口32的外邊緣36與臺階28之間的緊密間隔，噴嘴腔12內的液體將能在臺階28與外邊緣36之間形成一層彎月形部分，從而形成一個密封，用于阻止腔內液體通過臺階28與外邊緣36之間的空間泄漏出來。
此外，當墨水噴嘴10操作時，第一和第二部分20、22沿著箭頭24所示方向移動，該彎月形部分能夠被一直保持住。
在優(yōu)選實施例中，該側壁34包括鄰近于開口32的外邊緣36的平面部分38。此安排能夠進一步減少液體沿著側壁34泄漏或浸潤的可能性，從而在決定開口32的外邊緣36與臺階28之間的空間尺寸時提供更大自由度。
本優(yōu)選實施例的的墨水噴嘴10能夠使用已知MEMS技術來制造。例如，可以利用淀積和腐蝕步驟的順序在一塊硅片上制造多個墨水噴嘴10，然后利用保護層以便形成例如操縱桿結構18并且形成空穴例如噴嘴腔12。
專業(yè)人員應該理解，可在不背離廣泛地描述的本發(fā)明的實質和范圍的情況下對具體實施例中所示本發(fā)明作出許多變動和/或修改。因此，從任何意義上講，這些實施例只是描述性的而非限制性的。
權利要求
1.一種墨水噴嘴，其包括噴嘴腔壁，限定一個噴嘴腔和使用時從其噴出墨水的孔；和微機電操縱器，通過由所述噴嘴腔壁限定的開口延伸并具有位于噴嘴腔中第一部分和位于噴嘴腔外部的第二部分，所述操縱器可移動以允許第一部分相對于所述孔運動，使得墨水從所述孔噴出，操縱器的所述第一部分和噴嘴腔壁的形狀構造為當墨水充滿噴嘴腔時，墨水在噴嘴腔壁和操縱器的第一部分之間形成彎月形部分，所述彎月形部分限定一個密封以在操縱器操作期間阻止墨水從所述第一部分和所述噴嘴腔壁之間泄露。
2.根據權利要求1中所述的墨水噴嘴，其中所述操縱器的第二部分限定一個桿柱部分，該桿柱部分與所述第一部分連接以在操縱器的所述第一和第二部分之間的接合處限定一個凸肩，所述凸肩位于與限定所述開口的噴嘴腔壁的外邊緣接近，使得使用時在凸肩和所述外邊緣之間形成墨水彎月形部分。
3.根據權利要求2中所述的墨水噴嘴，其中所述噴嘴腔壁限定一個彎曲的側壁和在所述側壁上的一對分離的平面部分，使得所述平面部分和所述彎曲的側壁不連續(xù)，由此阻止墨水從所述開口引出。
4.根據權利要求1中所述的墨水噴嘴，其中操縱器和噴嘴腔壁位于一個硅基底上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種墨水噴嘴，其包括噴嘴腔壁，限定一個噴嘴腔和使用時從其噴出墨水的孔；和微機電操縱器，通過由所述噴嘴腔壁限定的開口延伸并具有位于噴嘴腔中第一部分和位于噴嘴腔外部的第二部分，所述操縱器可移動以允許第一部分相對于所述孔運動，使得墨水從所述孔噴出，操縱器的所述第一部分和噴嘴腔壁的形狀構造為當墨水充滿噴嘴腔時，墨水在噴嘴腔壁和操縱器的第一部分之間形成彎月形部分，所述彎月形部分限定一個密封以在操縱器操作期間阻止墨水從所述第一部分和所述噴嘴腔壁之間泄漏。
文檔編號B41J2/045GK1535824SQ2004100346
公開日2004年10月13日 申請日期2000年5月24日 優(yōu)先權日1999年6月30日
發(fā)明者卡·西爾弗布魯克, 卡 西爾弗布魯克 申請人:西爾弗布魯克研究股份有限公司