[发明专利]微机电液体喷射装置中的致动器控制

说明书

发明领域

本发明涉及一种微机电装置中致动器的控制方法。本发明在此被描述为一种喷墨打印机，但本发明也适合应用在其它微机电装置上，如微机电泵。

发明背景

微机电装置越来越变得广为人知，并且，通常使用半导体制造技术制造。有关微机电装置的述评，可参考刊登在1998年12月出版的IEEE Spectrum第24页至第33页的S.Tom Picraux和Paul J.McWhorter所写的文章“The Broad Sweep of Integrated MicroSystems”。

微机电装置的一种类型是喷墨打印装置，墨水通过墨水喷射喷嘴腔从其喷出。已知有许多形式的喷墨打印装置。有关该领域的概况，请参考J.Moore的文章“Non-Impact Printing：Introduction andHistorical Perspective”Output Hard Copy Devices，编辑R.Dubeck和S.Sherr，第207-220页(1988)。

本发明的申请人最近开发了一种新型喷墨打印机，被称为微机电喷墨(Micro Electro Mechanical Inkjet)(MEMJET)技术。在MEMJET技术的一个实施例中，墨水由叶片或活塞从喷射喷嘴腔中喷出，而机电致动器使叶片或活塞向喷射喷嘴腔方向移动，从而使墨滴从喷墨喷嘴腔喷出。

本发明涉及一种使用在MEMJET技术和其它微机电装置中的致动器的控制方法。

发明概述

本发明可概括地定义为提供了一种控制液体从液体喷射装置流入及流出的方法，该液体喷射装置有一个喷嘴腔、一个在喷嘴腔里的液体喷射孔、和一个位于喷嘴腔中用于通过喷射孔移动液体的可移动元件。该方法包括，启动可移动元件，以使其以第一平均速度从静止的第一位置移动到喷射液体的第二位置，和使其以低于第一平均速度的第二平均速度从第二位置返回到第一位置。

可移动元件最好通过施加主激励脉冲从第一位置被移动到第二位置，而可移动元件从第二位置到第一位置的移动，最好通过施加宽度小于第一激励脉冲宽度的至少一个辅助激励脉冲来延迟。

本发明可进一步定义为提供一种液体喷射装置，它包括一个喷嘴腔、一个在喷嘴腔里的液体喷射孔、一个位于喷嘴腔中用于通过喷射孔移动液体的可移动元件、一个用于使可移动元件在腔内从静止的第一位置移动到喷射液体的第二位置的致动器。此外，还提供了用于控制致动器启动的方法，采用将可移动元件以第一平均速度从第一位置移动到第二位置，并控制可移动元件以低于第一平均速度的第二平均速度从第二位置返回到第一位置的方式。

液体喷射装置中的可移动元件最好包括一个叶片，当其从第一位置移动到第二位置时，露出一个开口，液体由其通过并随后从孔喷出。此外，液体喷射装置最好包括一组邻近开口的挡板，以在叶片从第二位置移动到第一位置期间防止液体通过开口的回流。

附图的简要说明

现仅通过实例，并参考附图，描述本发明的优选实施方案，虽然其他方案可能属于本发明的范围。

图1示出了喷墨打印机的喷墨喷嘴腔部分的剖面图；

图1A是图1喷嘴腔的一部分，示出了喷嘴腔叶片在静止第一位置；

图2是图1喷嘴腔的一部分，示出了喷嘴腔叶片在喷墨第二位置；

图3是图1喷嘴腔的一部分，示出了喷嘴腔叶片返回到静止的第一位置；

图4是驱动电压图，可用于应用在喷嘴腔叶片致动器的电压驱动；

图5示出使用图4所示的驱动电压所得到的叶片致动器的位移量对于时间的曲线。

图6是驱动电压图，可用于应用在本发明优选方案中的叶片致动器的电压驱动；

图7示出了用图6所示的驱动电压所得到的叶片致动器的位移量对于时间的曲线。

优选实施例的详细说明

图1示出用于喷射墨水的装置1。装置1包括一个喷嘴腔2，和一个位于喷嘴腔2中用来通过孔4从腔2喷射墨水的叶片60。叶片60被连接到一个热致动器10，该致动器用于向孔4移动叶片60以便喷墨，并使其返回到静止的第一位置。

图1A示出图1装置的细节部分。喷嘴腔2在其壁构件11中形成有一个喷嘴腔挡板3和第二挡板4。所示叶片在第一位置。

在致动器10的启动下，使叶片60向上移动，如图2所示。这导致在叶片60后面的墨水从墨水供应渠道52按箭头6所示方向快速向上流动。当墨滴被从喷墨喷嘴喷出时，相应量的墨水还会流入喷嘴腔，如箭头7所示。墨水再填满喷嘴腔2。