[发明专利]能从一个可密封喷嘴内喷射出加压物质受激喷射流的装置

说明书

本发明涉及一种能经一可密封喷嘴喷出加压物质受激喷射流的装置。该装置尤其适用于喷墨打印机打印头的制造。

喷墨打印机，顾名思义，可借助喷嘴产生墨水射流或墨滴。控制喷嘴上游的墨汁压力即可开始或停止由喷孔喷出液体的流动。打开和关闭的质量主要依赖于该阶段压力瞬变的持续时间。压力值完全的跃变一种完全的压力瞬变过程可使开启时获得一个良好的墨汁喷射方向性，闭合时避免墨汁存留于喷嘴出口处。

从停止模式过渡到打印模式会产生一些问题，即，

-在由电磁阀构成的压力回路上，用现有的控制装置，很难得到瞬变阶段的可重复性。

-停止喷射后，液体从喷嘴的流出流干扰了喷射的迅速稳定，并且当周围温度改变后，喷嘴和电磁阀间的墨汁会膨胀，进而产生一个流出喷嘴的液体流，这将不利于喷射的重新开始。

-速干墨汁的使用导致喷嘴在较长时间停止工作后，其内形成阻塞。

人们已提出许多不同的解决方案克服这些缺陷，这些解决方案的其中之一是在两个工作阶段之间密封喷嘴。

参考以下文献，本文归纳了一些为消除喷嘴阻滞危险而提出的解决方案。

EP-A-54 905描述一种使用在射流喷嘴上的电磁关闭装置，该装置可保证周围空气不能进入喷嘴，并且该装置用于打印墨汁是一种磁性流体的情况中。文中给出了一种磁性流体供给同路中存在问题的解决办法。

US-A-4 199 767描述了一种由一个可借助磁场装置在喷嘴前移动的盘片构成的喷嘴密封装置。在IBM技术公开通告Vol。18，No。12，May1996中也公开了同样一种想法。在所提出的为密封一个喷孔而与两块固体部件相接触的系统中，仍需提供足够的电磁力用以在一段延长停止后使该接触分离，这是因为在其周围残留墨汁可能已变干。

FR-A-2 540 044描述了一种密封喷嘴的方法，该方法使用了在其传动构件的连杆上安装有柔性部件的电磁阀。该方法用于按喷嘴开闭的频率产生墨滴。Wo 91/00808在利用倾斜式连续喷射技术时又一次采用该解决方案。该方法中，电磁方式控制的传动构件通过一个柔性部件压在喷嘴上，该构件在停止工作阶段将墨水与周围介质隔绝。这种解决方案避免了墨水流出，并凝固于喷嘴上。再有，当墨水腔处于某一既定的压力时，喷嘴打开使喷射迅速而稳定的开始。该方法可避免停止工作阶段墨水腔内空气聚集，喷射开始时也就没有了空气/墨水雾化现象。但是，此解决方案存在一个严重的缺陷，即，一方面安装喷射激励驱动器要占一定空间，另一方面安装其它密封装置也要占用一定空间。而且喷嘴上游的腔体必须同轴地或按两个汇集于喷嘴处的分立地轴线容纳这两个动能部件。

为了克服这些现有技术的装置存在的缺陷，本发明提供了一种具备装置的激励功能这一特殊性能的喷嘴密封装置。本发明装置的优点是结构紧凑。该装置可确保正确密封喷嘴，同时保证正确的可重复的喷射停止和开始。一个附带的好处是减少了结构所需部件的数量。

因此，本发明涉及一种可由至少装有一个排出孔的喷嘴以射流的形式排放物质的装置，该喷嘴可与装置内的一个腔体连通，所述的物质流过该腔，在控制装置的作用下被加压形成射流，激励装置置于喷嘴附近以将喷射流分割成一连串小单元，并装有一个在没有物质喷射流排出时，将喷嘴密封的装置，其特点是该喷嘴密封装置由一个可变形构件组成，该可变形机构置于激励装置和喷嘴之间并和该激励装置做成一体，该可变形机构从机械上设计为一种所述物质处于其作用之下的压力部件，从而具有如下的双稳定操作：

-当控制装置不允许物质射流排出时处于一个喷嘴密封位置；

-当控制装置允许物质射流排出时处于一个喷嘴释放位置。

当射流排出是由腔体内的压力控制时，该可变形构件包括一个位于激励装置与喷嘴之间的部件，该部件与一个确定其相对喷嘴行程的波纹管相连接，该波纹管的一侧直接承受腔体内物质的压力，该波纹管有一定机械特性使得当物质的压力不允许射流排出时，所述的可变形构件的该部件密封了喷嘴，在物质压力允许射流排出时，所述可变形构件的该部件从喷嘴移开。

该激励装置可与一个细长体做成一体，波纹管围绕着该细长体，并紧紧地固定在该细长体上，以使细长体，波纹管和可变形构件部分之间形成的空间内包含一种气体，该气体可以是空气。

有利的是，当不许排出喷射流时，可变形构件的部分压向喷嘴，在该部件与喷嘴之间装有密封装置。

按照另外一种变型，控制装置可包括一个作用于可变形构件，用于打开或释放的驱动器。此驱动器也可作为一个射流激励装置。