用于最小化在噴墨打印頭的噴嘴面處高亮度墨料與低亮度墨料的不利混合的打印的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明披露一種噴墨打印機(jī)，該噴墨打印機(jī)包括一個(gè)噴墨打印頭，該噴墨打印頭具有用于噴射多種不同墨料的多個(gè)顏色平面（1至5）。每個(gè)顏色平面（1至5）具有限定在該打印頭的噴嘴面中的噴嘴行，并且對應(yīng)顏色平面中的每個(gè)噴嘴供應(yīng)有相同的墨料。該打印頭是垂懸的以使得噴射具有相對低亮度的第一墨料的第一顏色平面被夾在噴射具有相對高亮度的對應(yīng)第二墨料和第三墨料的第二顏色平面與第三顏色平面之間。多個(gè)儲墨器與該打印頭處于流體聯(lián)通，這些儲墨器容納該第一墨料、該第二墨料以及該第三墨料。該第一墨料中的表面活性劑的量比該第二墨料和該第三墨料中的表面活性劑的量大至少0.4wt%。
【專利說明】用于最小化在噴墨打印頭的噴嘴面處高亮度墨料與低亮度墨料的不利混合的打印機(jī)
發(fā)明領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及噴墨打印和用于改進(jìn)打印質(zhì)量的方法。它已被開發(fā)來主要用于最小化在噴墨打印頭的噴嘴板上的不利顏色混合。
[0002]發(fā)明背景
[0003]本 申請人:已經(jīng)開發(fā)了許多熱泡形成打印頭和熱彎曲致動的打印頭。本 申請人:的熱泡形成打印頭包括具有懸吊式加熱器元件的那些(如描述于(例如)US 6，755，509 ；US
7,246, 886 ；US 7，401，910 ;以及US 7，658，977中，這些文獻(xiàn)的內(nèi)容通過引用結(jié)合在此)和具有嵌入式加熱器元件或結(jié)合式加熱器元件的那些(如描述于(例如)US 7，377，623 ；US7，431，431 ;US2006/250453 ;以及US 7，491，911中，這些文獻(xiàn)的內(nèi)容通過引用結(jié)合在此)。本 申請人:的熱彎曲致動的打印頭典型地具有限定在打印頭的噴嘴板中的可移動葉片(如描述于(例如)US 7,926,915 ；US 7，669，967 ;以及US2011/0050806中，這些文獻(xiàn)的內(nèi)容通過引用結(jié)合在此)。
[0004]本 申請人:的Memjet?打印頭的特征在于與可商購的打印頭相比相對高的噴嘴密
度。Memjet?打印頭典型地包括多個(gè)顏色平面，在每個(gè)顏色平面中具有一對偏置噴嘴行。
Memjet?.打印頭的一個(gè)關(guān)鍵優(yōu)點(diǎn)在于由每個(gè)打印頭集成電路上多個(gè)顏色平面的集成所產(chǎn)
生的相對窄的打印區(qū)域。Memjetu打印頭的這些顏色平面緊密地間隔開，這樣消除了在點(diǎn)對點(diǎn)打印(dot-on-dot printing)過程中這些顏色平面之間的任何對準(zhǔn)問題。相比之下，寬間隔的顏色平面需要復(fù)雜的介質(zhì)進(jìn)給機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)適當(dāng)對準(zhǔn)，從而增加了其他已知的頁寬打印系統(tǒng)(例如HP Edgeline)的復(fù)雜性。
[0005]典型地，Memjet'?打印頭中來自相鄰顏色平面的噴嘴行之間的距離是在25至
200微米或50至100微米的范圍內(nèi)。顏色平面的這種緊密間隔產(chǎn)生這類打印頭所特有的問題。不同顏色平面的緊密間隔的噴嘴行的一個(gè)顯著問題是這些打印頭的噴嘴板上的顏色混合問題。例如，如果在噴嘴板上黑色墨料混合到一種黃色墨料中，那么這可能對打印質(zhì)量造成不利影響并且影響打印頭維護(hù)例程。本 申請人:已經(jīng)識別了表現(xiàn)為噴嘴板上的不利墨料混合的兩種機(jī)制:墨料潤濕到噴嘴板上；以及在噴嘴行之間纖維或微粒橋接。
[0006]迄今為止，噴墨打印頭的噴嘴板上的墨料混合問題已經(jīng)通過對噴嘴板施加疏水表面處理在本領(lǐng)域中得以解決。例如，本 申請人:已經(jīng)描述了具有一層疏水性硅氧烷聚合物涂層的噴嘴板，該涂層是在打印頭的MEMS制造過程中施加的(參見(例如)US 7，938，974 ；US7，669，967，這些文獻(xiàn)的內(nèi)容通過引用結(jié)合在此)。然而，這類涂層增加了打印頭制造的成本和復(fù)雜性。此外，它們不控制顏色混合的方向(以便比起不利的顏色混合更有利于可接受的顏色混合)。
[0007]希望的是提供一種用于最小化噴墨噴嘴板上的不利顏色混合的裝置，該裝置不依賴于噴嘴板涂層處理。可替代地，希望的是提供一種用于最小化噴墨噴嘴板上的不利顏色混合的裝置，該裝置補(bǔ)充和/或改進(jìn)現(xiàn)有噴嘴板涂層處理的有效性。
[0008]發(fā)明概沭
[0009]在一個(gè)第一方面,提供一種噴墨打印機(jī),該噴墨打印機(jī)包括:
[0010]一個(gè)噴墨打印頭，該噴墨打印頭包括用于噴射多種不同墨料的多個(gè)顏色平面，每個(gè)顏色平面包括限定在所述打印頭的噴嘴面中的至少一個(gè)噴嘴行，對應(yīng)顏色平面中的每個(gè)噴嘴供應(yīng)有相同的墨料，其中所述打印頭是垂懸的(plumbed)以使得噴射具有相對低亮度的一種第一墨料的一個(gè)第一顏色平面被夾在噴射具有相對高亮度的對應(yīng)第二墨料和第三墨料的第二顏色平面與第三顏色平面之間；以及
[0011]與該打印頭處于流體聯(lián)通的多個(gè)儲墨器，所述儲墨器容納該第一墨料、第二墨料以及第二墨料，
[0012]其中該第一墨料中的表面活性劑的量比該第二墨料和第三墨料中的表面活性劑的量大至少0.4wt%。
[0013]典型地，該第一墨料是一種彩色墨料，而該第二墨料和第三墨料是黑色墨料。如在此所用，術(shù)語“彩色墨料”是指噴墨打印中所使用的任何非黑色墨料。彩色墨料的典型實(shí)例是青色、品紅色、黃色、紅色、綠色和藍(lán)色、以及淺青色、淺品紅色以及專色(spot colors)?！安噬稀钡钠渌愋涂梢园t外墨料、紫外墨料、金屬墨料等。紅外墨料(例如)在此被定義為“彩色墨料”，但是它可能實(shí)際上不具有顏色。在本披露的背景下，彩色墨料如‘淺青色’和‘青色’不被認(rèn)為是“不同的彩色墨料”，因?yàn)樗鼈冊趪娮烀嫔系幕ハ嗷旌暇哂袊?yán)重的視覺影響。同樣，‘淺品紅色’和‘品紅色’不被認(rèn)為是不同的彩色墨料，因?yàn)樗鼈冊趪娮彀迳系幕ハ嗷旌蠜]有嚴(yán)重的視覺影響。
[0014]根據(jù)該第一方面的打印機(jī)是基于一個(gè)噴墨打印頭中的一種獨(dú)特的墨料組套與一種獨(dú)特的垂懸安排的組合。此組合使得能夠控制墨料在打印頭的噴嘴板上的流動以便最小化不利顏色混合的影響。值得注意的是，該打印機(jī)不試圖防止所有在噴嘴板上的顏色混合。就產(chǎn)生不利的打印缺陷而言，噴嘴板上的墨料混合的視覺影響也不相同。例如，青色、品紅色或黃色墨料混合到黑色墨料中不會產(chǎn)生非常不希望的打印缺陷。實(shí)質(zhì)上，無論是否已經(jīng)將一種彩色墨料與黑色墨料混合，黑色墨料均保持黑色。然而，黑色墨料混合到青色、品紅色或黃色墨料中產(chǎn)生非常不希望的打印缺陷，因?yàn)楹谏蠂?yán)重地影響彩色墨料的視覺外觀(即色調(diào)和色度)。這種類型的不希望的混合是本發(fā)明所志在最小化的。
[0015]起初,本發(fā)明人設(shè)想通過利用已知的馬朗戈尼(Marangoni)效應(yīng)(即，具有低表面張力的流體傾向于流向具有高表面張力的區(qū)域)可以實(shí)現(xiàn)對噴嘴板上的墨料的控制。然而，發(fā)現(xiàn)墨料之間的表面張力差異不足以控制墨料在嗔嘴板上的流動。即使在(例如)黑色墨料具有比彩色墨料顯著更高的表面張力時(shí)，仍然觀察到黑色墨料在噴嘴板上流動到彩色墨料中。因此，似乎表面張力梯度單獨(dú)地并不能有效地控制噴嘴板上的墨料流動。
[0016]然而，出人意料地發(fā)現(xiàn)，控制每種墨料中的表面活性劑的量在控制噴嘴板上的墨料流動方面高度有效。具體地說，發(fā)現(xiàn)為了最小化黑色墨料在噴嘴板上流動到彩色墨料中，彩色墨料必須包含比黑色墨料多至少0.4wt.%的表面活性劑?；谶@種觀察，為了最小化打印頭的噴嘴面上的不利顏色混合，可以優(yōu)化打印頭的垂懸順序和油組套中每種墨料中的表面活性劑濃度。
[0017]結(jié)合以上所描述的第一方面，打印頭任選地是垂懸的，以使得噴射一種相對低亮度的墨料(例如彩色墨料)的每個(gè)顏色平面具有至少一個(gè)噴射相對高亮度的墨料(例如黑色墨料)的相鄰顏色平面。
[0018]任選地，打印頭的這些顏色平面以黑色墨料和彩色墨料的交替順序安排。
[0019]任選地，該打印頭包括用于噴射黑色墨料、一種第一彩色墨料、一種第二彩色墨料以及一種第三彩色墨料的五個(gè)顏色平面，其中這些彩色平面是按以下順序垂懸的:第一彩色墨料-黑色墨料-第二彩色墨料-黑色墨料-第三彩色墨料，例如CKMKY ；MKCKY ；MKYKC ；RKGKB ； GKRKB ； RKBKG 等。
[0020]任選地，每種彩色墨料是選自下組，該組由以下各項(xiàng)組成:青色、品紅色以及黃色?？商娲鼗蛄硗獾?，每種彩色墨料可以選自下組，該組由以下各項(xiàng)組成:紅色、綠色以及藍(lán)色?？商娲鼗蛄硗獾兀糠N彩色墨料可以選自下組，該組由以下各項(xiàng)組成:紫外墨料和紅外墨料，這些墨料可以是無色的或?qū)τ谌搜蹘缀跏菬o色的。
[0021]任選地，這些墨料是基于染料的水性墨料。
[0022]任選地，這些墨料是基于顏料的水性墨料。
[0023]任選地，相對高亮度的墨料(例如黑色墨料)相比每種相對低亮度的墨料(例如彩色墨料)具有更高的表面張力。典型地，黑色墨料在25°C下具有在38至43mN/m范圍內(nèi)的表面張力，并且每種彩色墨料在25°C下具有在30至41mN/m范圍內(nèi)的表面張力。
[0024]任選地，每種彩色墨料中的表面活性劑的量比黑色墨料中的表面活性的量大至少
0.6wt.%。任選地，每種彩色墨料包含比黑色墨料多從0.4wt.%至1.2wt.%的表面活性劑。典型地，黑色墨料包含0.1wt.%至0.4wt.%的表面活性劑，而每種彩色墨料包含0.6%至1.5%的表面活性劑。
[0025]打印頭的每個(gè)顏色平面可以包括一個(gè)或多個(gè)噴嘴行。例如，一個(gè)顏色平面可以包括1、2、3、或4個(gè)噴嘴行，這些噴嘴行都接收并且噴射相同的墨料。任選地，每個(gè)顏色平面包括一對對應(yīng)的噴嘴行，這對噴嘴行通常包括彼此偏置的噴嘴。同一顏色平面的噴嘴行之間的距離通常小于來自相鄰顏色平面的噴嘴行之間的距離。
[0026]這些顏色平面跨打印頭橫向間隔開。來自相鄰顏色平面的噴嘴行之間的距離典型地小于200微米或小于100微米。任選地，來自相鄰顏色平面的噴嘴行之間的距離在30至180微米的范圍內(nèi)，任選地在40至150微米的范圍內(nèi)，或任選地在50至100微米的范圍內(nèi)。相鄰顏色平面之間的緊密間隔就噴嘴面上的顏色混合而言是特別成問題的。
[0027]任選地，噴嘴面是被由陶瓷材料組成的噴嘴板限定的。任選地，噴嘴板由選自下組的一種材料組成，該組由以下各項(xiàng)組成:氧化硅、氮化硅、以及氮氧化硅。陶瓷噴嘴板是非常堅(jiān)固的并且適合于MEMS制造打印頭。然而，這種類型的陶瓷是相對潤濕的并且潛在地加劇顏色混合的問題，尤其在緊密間隔的顏色平面的情況下。本發(fā)明的一個(gè)具體優(yōu)點(diǎn)是，即使在相對潤濕的噴嘴板上不利的顏色混合也得以最小化。然而，本發(fā)明同樣適合于與其他噴嘴面，例如如US 7，938，974中所描述的涂覆有疏水性聚合物涂層的噴嘴板一起使用，該文獻(xiàn)的內(nèi)容通過引用結(jié)合在此。
[0028]任選地，打印頭是固定頁寬打印頭，如下文中所描述的那些。打印頭可以包括跨頁寬端對端對接的多個(gè)打印頭集成電路。然而，本發(fā)明同樣適合于與其他類型的打印頭一起使用，尤其是具有緊密間隔的顏色平面(即小于500微米或小于200微米)的多顏色打印頭。[0029]在一個(gè)第二方面，提供一種適合于在結(jié)合第一方面所描述的打印機(jī)中使用的打印頭。因此，該第二方面提供一種噴墨打印頭，該噴墨打印頭包括用于噴射多種不同墨料的多個(gè)顏色平面，每個(gè)顏色平面包括限定在所述打印頭的噴嘴面中的至少一個(gè)噴嘴行，對應(yīng)顏色平面中的每個(gè)噴嘴供應(yīng)有相同的墨料，其中所述打印頭是垂懸的以使得噴射非黑色墨料的一個(gè)第一顏色平面被夾在噴射黑色墨料的一對顏色平面之間。
[0030]以上結(jié)合該第一方面所描述的任選特性當(dāng)然同樣適用于根據(jù)該第二方面的打印頭。
[0031]在一個(gè)第三方面，提供一種適合于在以上結(jié)合該第一方面所描述的打印機(jī)中使用的墨料組套。因此，該第三方面提供一種用于最小化一個(gè)噴墨打印頭的噴嘴板處的不利顏色混合的墨料組套，所述墨料組套包括多種水性墨料，這些水性墨料包括一種相對高亮度的墨料和一種或多種相對低亮度的墨料，所述墨料各自包含一種表面活性劑，其中該第一相對高亮度的墨料中的表面活性劑的量比所述相對低亮度的墨料中的表面活性劑的量大至少 0.4wt%。
[0032]如在以下更詳細(xì)地描述的，該墨料組套的每種墨料被配制為包含在一種基于水的墨料載體中的染料或顏料。以下描述適合的染料和顏料的具體實(shí)例。優(yōu)選地，該墨料組套的每種墨料是一種基于染料的墨料。適合于在本發(fā)明中使用的一種典型的墨料載體可以包含以下各項(xiàng)中的一種或多種:8wt.%至15wt.%乙二醇；6wt.%至12wt.%2_卩比咯燒酮；lwt.%至5wt.%甘油；Iwt.%至5wt.%1-丙醇；以及從2wt.%至20wt%的選自下組的至少一種氧化烯化合物，該組由以下各項(xiàng)組成:二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇以及五乙二醇。
[0033]任選地，該墨料組套的每種墨料包含僅一種表面活性劑，該表面活性劑典型地是一種非離子型表面活性劑。任選地，非離子型表面活性劑是乙氧基化的2，4，7，9-四甲基-5-癸炔-4，7- 二醇(Surfynol li 465)。
[0034]任選地，該墨料組套的每種相對低亮度的墨料(例如彩色墨料)包含從0.1wt.%至
0.3wt.%的表面活性劑。
[0035]任選地，該墨料組套的相對高亮度的墨料(例如黑色墨料)包含從0.6wt.%至
1.4wt.%的表面活性劑。
[0036]任選地,該墨料組套的每種墨料包含從2wt.%至8wt.%的染料。
[0037]在一個(gè)第四方面，提供一種套件(例如一種噴墨打印系統(tǒng))，該套件包括:
[0038]一個(gè)噴墨打印頭，該噴墨打印頭包括用于噴射多種不同墨料的多個(gè)顏色平面，每個(gè)顏色平面包括限定在所述打印頭的噴嘴面中的至少一個(gè)噴嘴行，對應(yīng)顏色平面中的每個(gè)噴嘴供應(yīng)有相同的墨料，其中所述打印頭是垂懸的以使得噴射具有相對低亮度的第一墨料的第一顏色平面被夾在噴射具有相對高亮度的對應(yīng)第二墨料和第三墨料的第二顏色平面與第三顏色平面之間；以及
[0039]用于安裝在打印機(jī)中的多個(gè)儲墨器，所述儲墨器容納該第一墨料、第二墨料以及
第三墨料，
[0040]其中該第一墨料中的表面活性劑的量比該第二墨料和第三墨料中的表面活性劑的量大至少0.4wt%。
[0041]在一個(gè)第五方面，進(jìn)一步提供一種墨料組套用于最小化在噴墨打印頭的噴嘴面處的不利顏色混合的新穎用途。該第五方面所采用的墨料組套包括多種基于染料的或基于顏料的水性彩色墨料和一種基于染料的或基于顏料的水性黑色墨料，這些墨料各自包含一種表面活性劑，其中每種彩色墨料中的表面活性劑的量比黑色墨料中的表面活性劑的量大至少0.4wt%。該第五方面所定義的打印頭典型地是如以上結(jié)合該第二方面所描述的。
[0042]如以上所描述，本發(fā)明可以與包括黑色墨料和彩色墨料的墨料組套結(jié)合使用。更總體地說，本發(fā)明適用于任何墨料組套，其中一種低亮度墨料與一種高亮度墨料混合的視覺影響是不嚴(yán)重的。
[0043]CMY墨料在白紙上的亮度如下:C (30%),M (59%)以及Y (11%)。黑色(K)在白紙上標(biāo)稱地具有100%売度。一種“不可見的”墨料(如一種不可見的紅外或紫外墨料)在白紙上標(biāo)稱地具有0%的売度。
[0044]由于黃色具有相對低的亮度，所以高度希望避免將青色墨料抑或品紅色墨料混合到黃色墨料中，因?yàn)檫@樣將具有非常有害的視覺影響。相反，將黃色墨料混合到品紅色墨料抑或青色墨料中具有較小的視覺影響，但當(dāng)然仍將存在一些視覺影響。
[0045]利用了相對高亮度的黑色墨料和品紅色墨料、和相對低亮度的黃色墨料和IR墨料，那么多種最優(yōu)的打印頭構(gòu)型和墨料組套對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是很明顯的。
[0046]例如，具有四個(gè)顏色平面的打印頭可以如下進(jìn)行最優(yōu)配置:CKYM，具有一個(gè)互補(bǔ)的墨料組套，其中青色墨料和黃色墨料所具有的表面活性劑比黑色墨料和品紅色墨料多至少
0.4wt.%0因此，青色可以混合到黑色中但有極小的視覺影響，并且黃色可以混合到黑色或品紅色中但有極小的視覺影響。然而，黑色到青色或黃色中的混合要最小化，并且品紅色到黃色中的混合要最小化。
[0047]一種網(wǎng)頁打印機(jī)(參見，例如，美國專利號6，987，573，該專利的內(nèi)容通過弓丨用結(jié)合在此)可以包括一個(gè)具有五個(gè)顏色平面的打印頭，該打印頭如下進(jìn)行最優(yōu)配置=CKYM(IR)或YM(IR)KC。在每種構(gòu)型中，更高亮度的墨料(Μ和K)被夾在更低亮度的墨料(Y、IR以及C)之間。該互補(bǔ)墨料組套被配制成使得青色墨料、IR墨料以及黃色墨料所具有的表面活性劑比品紅色墨料和黑色墨料多至少0.4wt.%。
[0048]具有三個(gè)顏色平面的一種打印機(jī)(例如照片打印機(jī))可以被最優(yōu)地配置為CYM，具有一個(gè)互補(bǔ)墨料組套，其中黃色墨料所具有的表面活性劑比青色墨料和品紅色墨料多至少
0.4wt.%。
[0049]具有五個(gè)顏色平面的一種照片打印機(jī)可以被最優(yōu)地配置為C1C2YM2M1，具有一個(gè)互補(bǔ)的墨料組套，其中黃色墨料所具有的表面活性劑比相鄰的青色墨料和品紅色墨料(C2和M2)多至少0.4wt.%。就這種照片打印機(jī)而言，Cl和C2 (以及Ml和M2)可以是冗余的顏色平面。換句話說，Cl和C2噴射相同的青色墨料，并且Ml和M2噴射相同的品紅色墨料。這些顏色平面中的冗余有助于最小化黃色墨料混合到相鄰的青色顏色平面和品紅顏色平面中的視覺影響，尤其是與“點(diǎn)-時(shí)(dot-at-time)”冗余組合(如在US 7,465,017中描述，該文獻(xiàn)的內(nèi)容通過引用結(jié)合在此)，其中成對的冗余顏色通道同樣有助于每行打印點(diǎn)?？商娲?，這些青色顏色平面中的一個(gè)(Cl或C2)可以是淺青色并且這些品紅色顏色平面中的一個(gè)(Ml或M2)可以是淺品紅色。即使在Cl和C2 (以及Ml和M2)噴射不相同的墨料如青色和淺青色的情況下，黃色混合到青色顏色平面和品紅色顏色平面中的視覺影響也仍是極小的。
[0050]在一個(gè)第六方面，提供包括用于噴射不同顏色墨料的多個(gè)顏色平面的噴墨打印頭，每個(gè)顏色平面包括限定在該打印頭的噴嘴面中的至少一個(gè)噴嘴行，其中該打印頭是垂懸的以使得噴射黃色墨料的一個(gè)顏色平面被夾在噴射品紅色墨料的一個(gè)顏色平面與噴射青色墨料的一個(gè)顏色平面之間。
[0051]任選地，該打印頭具有噴射品紅色墨料和青色墨料的冗余顏色平面。
[0052]任選地，該打印頭包括用于青色墨料、品紅色墨料以及黃色墨料的五個(gè)顏色平面，其中這些顏色平面是按以下順序垂懸的:第一品紅色-第二品紅色-黃色-第一青色-第
二青色。
[0053]根據(jù)第八方面的打印頭的其他任選特性是如以上結(jié)合該第一方面所描述的。
[0054]在一個(gè)第七方面，提供一種噴墨打印機(jī)，該打印機(jī)包括:
[0055]根據(jù)該第六方面的噴墨打印頭；以及
[0056]青色儲墨器、品紅色儲墨器以及黃色儲墨器，這些儲墨器各自與該打印頭的至少一個(gè)顏色平面處于流體聯(lián)通，
[0057]其中該黃色墨料中的表面活性劑的量比該品紅色墨料和青色墨料中的表面活性劑的量大至少0.4wt%。
[0058]在一個(gè)第八方面，提供一種用于最小化在一個(gè)噴墨打印頭的噴嘴面處的不利顏色混合的墨料組套，該墨料組套包括一種青色墨料、一種品紅色墨料以及一種黃色墨料，這些墨料各自包含一種表面活性劑，其中該黃色墨料中的表面活性劑的量比該品紅色墨料和青色墨料中的表面活性劑的量大至少0.4wt% (或至少0.6wt.%)。
[0059]用于根據(jù)該第八方面的墨料組套中所包括的墨料的墨料載體的任選特性典型地是如以上結(jié)合根據(jù)第三方面的墨料組套所描述的。
_0]附圖簡要說明
[0061]現(xiàn)在將參照附圖僅通過舉例來描述本發(fā)明的不同實(shí)施例，其中:_
[0062]圖1是由多個(gè)鄰接打印頭集成電路組成的一個(gè)打印頭的平面視圖；
[0063]圖2是一個(gè)單一打印頭集成電路的平面視圖；
[0064]圖3示意性地示出圖2中所示的打印頭集成電路中的顏色平面和噴嘴行的安排；
[0065]圖4是圖2中所示的打印頭集成電路的放大前透視圖；
[0066]圖5是圖2中所示的打印頭集成電路的放大后透視圖；
[0067]圖6是穿過圖2中所示的打印頭集成電路的一個(gè)顏色平面的剖切透視圖；
[0068]圖7是一個(gè)打印頭組件的分解透視圖；
[0069]圖8是到圖7中所示的打印頭組件中的一個(gè)打印頭集成電路的流體連接的平面視圖；
[0070]圖9是圖8中所示的流體連接的放大視圖；
[0071]圖10是一個(gè)打印頭墨盒的透視圖；
[0072]圖11是移除保護(hù)殼體的圖10中所示的打印頭墨盒的透視圖；
[0073]圖12是圖10中所示的打印頭墨盒的分解透視圖；
[0074]圖13是具有安裝的打印頭墨盒的一個(gè)打印引擎的前透視圖；
[0075]圖14是移除打印頭墨盒的圖13中所示的打印引擎的前透視圖；
[0076]圖15是包括墨料遞送部件的圖13中所示的打印引擎的后視圖；
[0077]圖16是用于噴墨打印機(jī)的一個(gè)墨料遞送系統(tǒng)的示意性概覽。良體覽度。
上跨打印頭橫向間隔開的五個(gè)顏色平面1、I噴嘴行，這些噴嘴行沿打印頭的長度縱向在圖2和圖3中更清楚地示出。同樣，顏色嘴行％和此等。每個(gè)顏色平面的特征在I射來自共用儲墨器的相同墨料。
又及5各自可以噴射一種不同的有色墨料。和并入至少一些冗余。例如，可能存在噴射3分別噴射青色、品紅色以及黃色墨料。冗視覺影響來幫助改進(jìn)總體打印質(zhì)量(參見自打印機(jī)的同一本體儲墨器的墨料-這
丨相鄰顏色平面的噴嘴行(例如噴嘴行化和
顏色墨料在相鄰顏色平面之間在打印頭10中相對潤濕的噴嘴板材料(如氮化硅或氧化`補(bǔ)償可以通過打印頭中的CMOS電路進(jìn)行，或可以在打印頭與SoPEC裝置之間共享。下移噴嘴安排及其控制的完整描述包含在美國專利號7，390,071中，該專利的內(nèi)容通過引用結(jié)合在此。
[0088]現(xiàn)在參考圖5,示出打印頭集成電路100的相反的后側(cè)面。墨料供應(yīng)通道110限定在打印頭ICioo的后側(cè)，這些墨料供應(yīng)通道沿打印頭IC的長度縱向延伸。這些縱向墨料供應(yīng)通道110與噴嘴入口 112會合，這些噴嘴入口與前側(cè)中的噴嘴102流體性地聯(lián)通。五個(gè)墨料供應(yīng)通道110中的每一個(gè)與打印頭的顏色平面中的一個(gè)相對應(yīng)，以使得一個(gè)墨料供應(yīng)通道將墨料供應(yīng)到一個(gè)顏色平面中所包括的一對噴嘴行。
[0089]圖6是一個(gè)打印頭IC的一部分的剖切透視圖，該圖示出噴嘴102、噴嘴入口 112與后側(cè)墨料供應(yīng)通道Iio之間的流體聯(lián)通。如圖6中所示，噴嘴102經(jīng)由一種懸吊式泡形成加熱器元件(如描述于(例如)US 6, 755, 509 ；US 7, 246, 886 ；US 7，401，910 ;以及US7，658，977中，所述文獻(xiàn)的內(nèi)容通過引用結(jié)合在此)噴射墨料。然而，其他類型的噴嘴致動同樣適合于在在此所描述的打印頭中使用。例如，噴嘴致動可以是經(jīng)由一種嵌入式加熱器元件(如描述于(例如)US 7, 377, 623 ；US 7, 431, 431 ；US 2006/250453 ;以及 US 7, 491, 911中，這些文獻(xiàn)的內(nèi)容通過引用結(jié)合在此)?？商娲兀? 申請人:的熱彎曲致動的打印頭典型地具有限定在打印頭的噴嘴板中的可移動葉片(如描述于(例如)US 7，926，915 ；US7，669，967 ;以及US 2011/0050806中，這些文獻(xiàn)的內(nèi)容通過引用結(jié)合在此)。
[0090]回到圖5，縱向延伸的后側(cè)墨料供應(yīng)通道110被硅橋或壁116分成多個(gè)區(qū)段。這些壁116在相對于縱向通道110的橫向方向上為打印頭IC100提供另外的機(jī)械強(qiáng)度。
[0091]墨料經(jīng)由呈一個(gè)兩部分LCP模制件形式的墨料供應(yīng)歧管供應(yīng)到每個(gè)打印頭IC100的后側(cè)。參考圖7至圖10，示出一個(gè)A4打印頭組件的分解視圖，該A4打印頭組件包括十一個(gè)打印頭IC100，這些打印頭IC經(jīng)由一個(gè)粘附薄膜120附接到該墨料供應(yīng)歧管上。
[0092]該墨料供應(yīng)歧管包括一個(gè)主LCP模制件122和密封到其下側(cè)的一個(gè)LCP通道模制件124。打印頭IC100通過粘附IC附接薄膜120結(jié)合到通道模制件124的下側(cè)。LCP通道模制件124的下側(cè)包括五個(gè)LCP主通道126，這些通道與主LCP模制件122中的對應(yīng)墨料入口 127和墨料出口 128連接。這些墨料入口 127和墨料出口 128與多個(gè)墨料槽和一個(gè)墨料供應(yīng)系統(tǒng)流體性地聯(lián)通，該墨料供應(yīng)系統(tǒng)在預(yù)定的流體靜壓力下將墨料供應(yīng)到打印頭。
[0093]主LCP模制件122具有多個(gè)空氣腔129，這些空氣腔與限定在LCP通道模制件124中的LCP主通道126聯(lián)通?？諝馇?29用于緩沖墨料供應(yīng)系統(tǒng)中的墨料壓力脈沖。
[0094]參考圖8，在每個(gè)LCP主通道126的底部處的是通向打印頭IC100的一系列墨料供應(yīng)通路132。粘附薄膜120具有一系列激光鉆孔的供應(yīng)孔134，以使得每個(gè)打印頭IC100的后側(cè)與墨料供應(yīng)通路132處于流體聯(lián)通。
[0095]墨料供應(yīng)通路132被安排成一系列的五行。墨料供應(yīng)通路132的中間一行通過激光鉆孔的孔134直接將墨料進(jìn)給到打印頭IC100的后側(cè)，同時(shí)墨料供應(yīng)通路132的外側(cè)行經(jīng)由微模制的通道135將墨料進(jìn)給到打印頭1C，每個(gè)微模制的通道終止于這些激光鉆孔的孔134中的一個(gè)。
[0096]圖9更詳細(xì)地示出墨料進(jìn)給到打印頭IC100的后側(cè)墨料供應(yīng)通道110的方式。限定在粘附薄膜120中的每個(gè)激光鉆孔的孔134與一個(gè)相對應(yīng)的墨料供應(yīng)通道110對準(zhǔn)。總體來說，激光鉆孔的孔134與通道110中的橫向壁116中的一個(gè)對準(zhǔn)，以使得墨料被供應(yīng)到壁116的任一側(cè)上的一個(gè)通道區(qū)段。這種安排減少了在墨料供應(yīng)歧管與打印頭IClOO之間所需要的流體連接的數(shù)目。
[0097]為了幫助正確地定位IC100，基準(zhǔn)103A被提供在IC100的表面上(參見圖4)。這些基準(zhǔn)103A是呈標(biāo)記的形式，這些標(biāo)記可容易地被適當(dāng)?shù)亩ㄎ辉O(shè)備識別來指示IC100相對于一個(gè)相鄰的IC的實(shí)際位置。粘附薄膜120具有互補(bǔ)的基準(zhǔn)103B，這些互補(bǔ)的基準(zhǔn)幫助在打印頭IC接合到墨料供應(yīng)歧管的過程中使每個(gè)打印頭IC100相對于粘附薄膜對準(zhǔn)。這些基準(zhǔn)103A和103B在這些IC100的邊緣處并且沿著粘附IC附接薄膜120的長度策略性地定位。
[0098]現(xiàn)在回到圖4，打印頭IC100具有沿其縱向邊緣中的一個(gè)延伸的多個(gè)接合墊片105。接合墊片105提供一種用于從打印頭控制器(“SoPEC”)裝置接收數(shù)據(jù)和/或電力以控制噴墨噴嘴102的操作的裝置。接合墊片105被連接至打印頭IC100的一個(gè)上部CMOS層。如圖6中所示，每個(gè)MEMS噴嘴組件形成在一個(gè)CMOS層113上，該CMOS層包括用于發(fā)射每個(gè)噴嘴的必要邏輯和驅(qū)動電路。
[0099]再次參考圖7，一個(gè)柔性PCB140圍繞主LCP模制件122彎曲并且具有引線結(jié)合至打印頭IC100的結(jié)合墊片105的端子。柔性140PCB與結(jié)合墊片105之間的引線結(jié)合安排更詳細(xì)地描述于US7，824，013中，該文獻(xiàn)的內(nèi)容通過引用結(jié)合在此。
[0100]一個(gè)紙張引導(dǎo)件148相對于柔性PCB140安裝在LCP模制件122的一個(gè)相對側(cè)上，并且完成了打印頭組件130。
[0101]打印頭組件130被設(shè)計(jì)為一種使用者可更換的打印頭墨盒20的一部分，該打印頭墨盒可以從噴墨打印機(jī)的打印引擎移除并且在其中更換。因此，柔性PCB140具有多個(gè)觸點(diǎn)146，從而實(shí)現(xiàn)與打印機(jī)本體中的電子設(shè)備(包括SoPEC裝置)的電力和數(shù)據(jù)連接。
[0102]圖10是完整的打印頭墨盒20的透視圖。打印頭墨盒20具有一個(gè)頂部模制件44和一個(gè)可移除的保護(hù)蓋42。頂部模制件44具有一個(gè)中心腹板，用于結(jié)構(gòu)剛性并且提供用于在插入和移除過程中操縱墨盒的紋理化的抓握表面58。保護(hù)蓋42的底座部分在安裝在打印機(jī)中之前保護(hù)打印頭IC100和一行觸點(diǎn)146。帽56與該底座部分是整體地形成并且罩蓋墨料入口和出口(參見圖12的54和52)。
[0103]圖11示出打印頭墨盒20，其中其保護(hù)蓋42被移除以暴露在底表面上的打印頭IC100 (未在圖11中圖示)并且暴露在側(cè)表面上的該行觸點(diǎn)146。
[0104]圖12是打印頭組件20的部分分解透視圖。頂蓋44已經(jīng)被移除以展現(xiàn)入口歧管48和出口歧管50。入口護(hù)罩46和出口護(hù)罩47已經(jīng)被移除以暴露五個(gè)入口噴口和出口噴口(52和54)。入口歧管48和出口歧管50在每個(gè)單獨(dú)入口和出口與LCP通道模制件124中的一個(gè)相對應(yīng)主通道(參見圖7中的126)之間形成流體連接。
[0105]圖13示出使用打印頭墨盒20的類型的打印引擎30。打印引擎30是噴墨打印機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并且因此不包括任何外部殼體、墨料槽或介質(zhì)進(jìn)給和收集托盤。打印頭墨盒20是通過使用者提升和降低閂扣26來插入和移除。打印引擎30與打印頭墨盒20上的觸點(diǎn)146形成電連接。打印引擎經(jīng)由入口插槽32和出口插槽33形成流體聯(lián)接，該入口插槽和出口插槽被連接到打印頭墨盒20的入口歧管48和出口歧管50上。
[0106]圖14示出打印引擎30，其中打印頭墨盒被移除以展現(xiàn)每個(gè)插槽32和33中的孔口 34。每個(gè)孔口 34接收入口歧管和出口歧管上的噴口 52 (參見圖12)中的一個(gè)。墨料槽具有任意位置和構(gòu)型，但簡單地連接到在入口聯(lián)接件中的插槽32的后部處的中空插口 124(未示出)上。在出口聯(lián)接件33中的插槽的后部處的插口通向下游墨料管線。
[0107]墨料槽與入口歧管48的入口噴口 52的連接(經(jīng)由入口插槽32)決定打印頭中的顏色平面的垂懸安排。例如，一個(gè)黑色墨料槽可以將墨料供應(yīng)到入口歧管48的兩個(gè)入口噴口 52以便在打印頭中提供兩個(gè)黑色顏色平面?？商娲?，打印頭的每個(gè)黑色顏色平面可以具有一個(gè)對應(yīng)的黑色墨料槽。
[0108]圖15示出打印引擎30，該打印引擎具有一個(gè)安裝后的、使用者可更換的墨料槽38庫和用于調(diào)節(jié)供應(yīng)到打印頭的墨料的流體靜壓力的相對應(yīng)的壓力調(diào)節(jié)腔室39。雖然未在圖15中示出不同部件之間的流體連接，將理解這些連接是根據(jù)描述于(例如)美國申請?zhí)?2/062，514中的流體學(xué)系統(tǒng)用適合的軟管制成的，該申請的內(nèi)容通過引用結(jié)合在此。
[0109]圖16示意性地示出圖15中所示的打印引擎的流體學(xué)系統(tǒng)200。壓力調(diào)節(jié)腔室39將墨料204經(jīng)由上游墨料管線234供應(yīng)到打印頭墨盒20的墨料入口 48。壓力調(diào)節(jié)腔室39定位在打印頭墨盒20下方，并且通過浮閥216在其中維持墨料的預(yù)定設(shè)定水平210。
[0110]墨料204通過定位在高于設(shè)定水平210的任何高度h處的墨料槽38供應(yīng)到壓力調(diào)節(jié)腔室39。墨料槽38典型地是一個(gè)使用者可更換的墨料墨盒，當(dāng)安裝在打印機(jī)中時(shí)該墨料槽與墨料供應(yīng)管線230連接。墨料供應(yīng)管線230提供儲墨器38與壓力調(diào)節(jié)腔室39的一個(gè)入口端口之間的流體聯(lián)通。
[0111]打印頭墨盒20的墨料出口 50被連接至下游墨料管線238，該墨料管線進(jìn)給回到腔室39的一個(gè)返回端口。該下游墨料管線包括一個(gè)在線過濾器282和用于控制起動操作和停止操作的墨料泵240。
[0112]啼墨墨料
[0113]本發(fā)明所利用的墨料典型地是基于染料的或基于顏料的水性噴墨墨料。噴墨染料將是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的并且本發(fā)明不限于任何特定類型的染料。作為舉例，適合用于在本發(fā)明中使用的染料包括偶氮染料(例如食品黑2)、金屬絡(luò)合物染料、萘酚染料、蒽醌染料、靛藍(lán)染料、碳鎗染料、醌亞胺染料、咕噸(xanthene)染料、花青染料、喹啉染料、硝基染料、亞硝基染料、苯醌染料、萘醌染料、酞菁染料(包括萘酞菁染料)以及金屬酞菁染料(包括金屬萘酞菁染料，如描述于US7，148，345中的那些，該文獻(xiàn)的內(nèi)容通過引用結(jié)合在此)。
[0114]Cl 直接黑 4、9、11、17、19、22、32、80、151、154、168、171、194、以及 195 ；CI 直接藍(lán)
1、2、6、8、22、34、70、71、76、78、86、142、199、200、201、202、203、207、218、236、以及 287 ；CI直接紅 1、2、4、8、9、11、13、15、20、28、31、33、37、39、51、59、62、63、73、75、80、81、83、87、90、94、95、99、101、110、189、225、以及 227 ；CI 直接黃 1、2、4、8、11、12、26、27、28、33、34、41、44、48、86、87、88、132、135、142、以及 144 ；CI 食品黑 I 和 2 ；CI 酸性黑 1、2、7、16、24、26、28、31、48、52、63、107、112、118、119、121、172、194、以及 208 ；CI 酸性藍(lán) 1、7、9、15、22、23、27、29、40、43、55、59、62、78、80、81、90、102、104、111、185、以及254 ；CI 酸性黃 1、3、4、7、11、12、13、
14、19、23、25、34、38、41、42、44、53、55、61、71、76、以及 79 ；CI 活性藍(lán) 1、2、3、4、5、6、7、8、9、13、14、15、17、18、19、20、21、25、26、27、28、29、31、32、33、34、37、38、39、40、41、43、44、以及46 ；CI 活性紅 1、2、3、4、5、6、7、8、11、12、13、15、16、17、19、20、21、22、23、24、28、29、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、49、50、58、59、63、64、以及 180 ；CI 反應(yīng)黃 1、2、3、4、6、7、11、12、13、14、15、16、17、18、22、23、24、25、26、27、37、以及 42 ；CI 活性黑1、3、4、5、6、8、9、10、12、13、14、以及 18 ； Pro-Jet1"堅(jiān)牢青 2 (富士膠片映像著色(FujifilmImaging Colorants)); Pro-Jet?堅(jiān)牢品紅2 (富士膠片映像著色)；Pro-Jet?堅(jiān)牢黃2 (富士膠片映像著色)；以及Pro-Jet_?堅(jiān)牢黑2 (富士膠片映像著色)
[0115]適合用于在本發(fā)明中使用的常規(guī)顏料可以是無機(jī)顏料或有機(jī)顏料。常規(guī)顏料的實(shí)例是炭黑、鎘紅、鑰紅、鉻黃、鎘黃、鈦黃、氧化鉻、鉻綠(Viridian)、鈦鈷綠、群青藍(lán)(Ultramarine Blue)、普魯士藍(lán)、鈷藍(lán)、二酮批咯并批咯、蒽醌、苯并咪唑酮、蒽嘧唳、偶氮顏料、酞菁顏料(包括萘酞菁顏料)、喹吖唳酮(uinacridone)顏料、異1?丨哚啉酮顏料、二P,惡嗪顏料、陰丹士林(indanthrene)顏料、二萘嵌苯顏料、紫環(huán)酮(perinone)顏料、硫靛藍(lán)顏料、喹酞酮顏料、以及金屬絡(luò)合物顏料。
[0116]適合的顏料的實(shí)例包括:青色C0J450 (卡博特(Cabot))、D71C和D75C (鉆石分散體(Diamond Dispersions));品紅色 COJ465 (卡博特)、D71M、D75M、D71PV19 (鉆石分散體)、赫斯吉特(Hostajet)品紅E-PTVP2690以及赫斯吉特品紅E5B-PT VP3565 (克萊瑞特(Clariant));黃色 C0J270 和 C0J470 (卡博特)、或 D71Y、D71Y155、D75Y (鉆石分散體)以及赫斯吉特黃4G-PT VP2669 (克萊瑞特)；黑色CW1、CW2、CW3 (歐瑞特(Orient))或C0J200、C0J300、C0J400 (卡博特)或 SDP1000、SDP2000 (森馨(Sensient))、或 D71K、D75K、D77K、D80K (鉆石分散體)以及赫斯吉特黑O-PT (克萊瑞特);紅色D71R (鉆石分散體);藍(lán)色D71B(鉆石分散體)
[0117]典型地，這些顏料是自分散型顏料，如表面改性的顏料。表面改性可以是陰離子基團(tuán)抑或陽離子。典型的表面改性基團(tuán)是羧酸酯基和磺酸酯基。然而，還可以使用其他表面改性基團(tuán)，如陰離子磷酸酯基或陽離子銨基。
[0118]用于在本發(fā)明中使用的適合水性表面改性的顏料分散體的具體實(shí)例是Sensij et?黑S DP2000 (從森馨顏色有限公司(Sensient Colors Inc.)可獲得的)和
CAB-O-JETx 200、300、250C、260M 以及 270Y (從卡博特公司(Cabot Corporation)可獲得的)。
[0119]噴墨墨料中的顏料顆粒的平均顆粒大小任選地是在50至500nm的范圍內(nèi)。
[0120]顏料和染料可以單獨(dú)地抑或作為其兩種或更多種的組合用于噴墨墨料中。
[0121]用于噴墨墨料的墨料載體將是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的并且本發(fā)明中所使用的墨料載體不受具體限制。本發(fā)明中所使用的墨料載體典型地是包含至少40被％水、至少50wt°/oK、或至少60wt%水的常規(guī)水性墨料載體。通常，存在于噴墨墨料中的水的量是在50wt%至90wt%的范圍內(nèi)，或任選地在60wt%至80wt%的范圍內(nèi)。
[0122]水性噴墨墨料組合物在文獻(xiàn)中是熟知的，并且除水之外還可以包括其他組分，如共溶劑(包括濕潤劑、滲透劑、潤濕劑等)、表面活性劑、殺生物劑、螯合劑、PH調(diào)節(jié)劑、粘度改性劑等。
[0123]共溶劑典型地是水溶性有機(jī)溶劑。適合的水溶性有機(jī)溶劑包括Cy烷基醇，如乙醇、甲醇、丁醇、丙醇、以及2-丙醇；乙二醇醚，如乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、乙二醇單丁
醚、乙二醇單甲醚乙酸酯、二乙二醇單甲醚、二乙二醇單乙醚、二乙二醇單正丙醚、乙二醇單異丙醚、二乙二醇單異丙醚、乙二醇單正丁醚、二乙二醇單正丁醚、三乙二醇單正丁醚、乙二醇單叔丁醚、二乙二醇單叔丁醚、1-甲基-1-甲氧基丁醇、丙二醇單甲醚、丙二醇單乙醚、 丙二醇單叔丁醚、丙二醇單正丙醚、丙二醇單異丙醚、二丙二醇單甲醚、二丙二醇單乙醚、二 丙二醇單正丙醚、二丙二醇單異丙醚、丙二醇單正丁醚、以及二丙二醇單正丁醚；甲酰胺、乙 酰胺、二甲亞砜、山梨糖醇、山梨糖醇、單乙酸甘油酯、二乙酸甘油酯、三乙酸甘油酯、以及環(huán) 丁砜；或其組合。
[0124]可以用作共溶劑的其他有用的水溶性有機(jī)溶劑包括極性溶劑，如2-吡咯烷酮、 N-甲基吡咯烷酮、e -己內(nèi)酰胺、二甲亞砜、環(huán)丁砜、嗎啉、N-乙基嗎啉、1,3-二甲基-2-咪 唑啉酮及其組合。
[0125]噴墨墨料可以包含作為共溶劑的一種高沸點(diǎn)水溶性有機(jī)溶劑，該溶劑可以用作 用于賦予墨料組合物水保持性和潤濕特性的潤濕劑或濕潤劑。這種高沸點(diǎn)水溶性有機(jī)溶 劑包括具有180°C或更高沸點(diǎn)的一種溶劑。具有180°C或更高沸點(diǎn)的水溶性有機(jī)溶劑的實(shí) 例是乙二醇、丙二醇、二乙二醇、戍二醇（pentamethylene glycol)、丙二醇（trimethylene glycol)、2-丁烯-1,4-二醇、2-乙基-1,3-己二醇、2-甲基_2，4-戊二醇、三丙二醇單 甲醚、二丙二醇單乙二醇、二丙二醇單乙醚、二丙二醇單甲醚、二丙二醇、三乙二醇單甲醚、 四乙二醇、三乙二醇、二乙二醇單丁醚、二乙二醇單乙醚、二乙二醇單甲醚、三丙二醇、具有 2000或更低分子量的聚乙二醇、1，3-丙二醇、異丙二醇、異丁二醇、1，4- 丁二醇、1，3- 丁二 醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇、甘油、赤蘚醇、季戊四醇及其組合。
[0126]其他適合的潤濕劑或濕潤劑包括糖類(包括單糖、寡糖以及多糖）及其衍生物(例 如麥芽糖醇、山梨糖醇、木糖醇、透明質(zhì)酸鹽、醛糖酸、糖醛酸等)。
[0127]噴墨墨料還可以包含一種滲透劑作為這些共溶劑中的一種，以用于促進(jìn)水性墨料 滲透到記錄介質(zhì)中。適合的滲透劑包括多元醇烷基醚（乙二醇醚）和/或1，2-烷基二醇。 適合的多元醇烷基醚的實(shí)例是乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、乙二醇單丁醚、乙二醇單甲醚 乙酸酯、二乙二醇單甲醚、二乙二醇單乙醚、乙二醇單正丙醚、乙二醇單異丙醚、二乙二醇單 異丙醚、乙二醇單正丁醚、二乙二醇單正丁醚、三乙二醇單正丁醚、乙二醇單叔丁醚、二乙二 醇單叔丁醚、1-甲基-1-甲氧基丁醇、丙二醇單甲醚、丙二醇單乙醚、丙二醇單叔丁醚、丙二 醇單正丙醚、丙二醇單異丙醚、二丙二醇單甲醚、二丙二醇單乙醚、二丙二醇單正丙醚、二 丙二醇單異丙醚、丙二醇單正丁醚、以及二丙二醇單正丁醚。適合的1，2-烷基二醇的實(shí)例 是1，2-戊二醇和1，2-己二醇。滲透劑還可以選自直鏈烴二醇，如1，3-丙二醇、1，4- 丁二 醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇、1，7-庚二醇、以及1，8-辛二醇。甘油也可以用作滲透劑。
[0128]典型地，存在于墨料中的共溶劑的量是在約5￥丨％至4(^丨％、或任選地1(^丨％至 30wt%的范圍內(nèi)。可在本發(fā)明中使用的一種共溶劑系統(tǒng)的一個(gè)具體實(shí)例包含乙二醇、2-吡 咯烷酮、甘油、以及1-丙醇。
[0129]噴墨墨料還可以包含一種或多種表面活性劑(“表面活性劑”)，如一種陰離子表面 活性劑、一種兩性離子表面活性劑、一種非離子型表面活性劑或其混合物。有用的陰離子表 面活性劑包括磺酸類型，如烷烴磺酸鹽、a -烯烴磺酸鹽、烷基苯磺酸鹽、烷基萘磺酸、酰基 甲基?；撬?、以及二烷基磺基琥珀酸；烷基硫酸酯鹽、硫酸化油，硫酸化烯烴、聚氧乙烯烷基 醚硫酸酯鹽；羧酸類型，例如，脂肪酸鹽和烷基肌氨酸鹽；以及磷酸酯類型，如烷基磷酸酯 鹽酯鹽、聚氧乙烯烷基醚磷酸酯鹽、以及甘油磷酸酯鹽。陰離子表面活性劑的具體實(shí)例是 十二烷基苯磺酸鈉、月桂酸鈉、以及聚氧乙烯烷基醚硫酸銨鹽。[0130]兩性離子表面活性劑的實(shí)例包括N，N_ 二甲基-N-辛基氧化胺、N，N_ 二甲基-N-十二烷基氧化胺、N，N- 二甲基-N-十四烷基氧化胺、N，N- 二甲基-N-十六烷基氧化胺、N，N- 二甲基-N-十八烷基氧化胺以及N，N- 二甲基-N- (Z-9-十八烯)-N-氧化胺。
[0131]非離子型表面活性劑的實(shí)例包括環(huán)氧乙烷加合物類型，如聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙稀烷基苯基釀、聚氧乙稀烷基酷、以及聚氧乙稀烷基酸胺；多兀醇酷類型，如甘油烷基酯、山梨糖醇烷基酯、以及糖烷基酯；聚醚類型，如多元醇烷基醚；以及烷醇酰胺類型，如烷醇胺脂肪酸酰胺。非離子型表面活性劑的具體實(shí)例是醚，如聚氧乙烯壬基苯基醚、聚氧乙烯辛基苯基醚、聚氧乙烯十二烷基苯基醚、聚氧乙烯烷基烯丙基醚、聚氧乙烯油基醚、聚氧乙烯月桂基醚、以及聚氧化烯烷基醚(例如聚氧乙烯烷基醚)；和酯，如聚氧乙烯油酸酯(polyoxyethyIene oleate)、聚氧乙烯油酸酯(polyoxyethylene oleate ester)、聚氧乙烯二硬脂酸酯、山梨糖醇月桂酸酯、山梨糖醇單硬脂酸酯、山梨糖醇單油酸酯、山梨糖醇倍半油酸酯、聚氧乙烯單油酸酯、以及聚氧乙烯硬脂酸酯。還可以使用乙炔二醇表面活性劑，如2，4，7，9-四甲基-5-癸炔-4，7- 二醇；乙氧基化的2，4，7，9-四甲基-5-癸炔-4，7- 二醇；3，6-二甲基-4-辛炔-3，6-二醇、或3，5-二甲基-1-己炔_3_醇。可以在本發(fā)明中使
用的非離子型表面活性劑的具體實(shí)例是Surfynor 465和Surfynol? 440(從空氣化工產(chǎn)品有限公司(Air Products and Chemicals, Inc)可獲得的)
[0132]該一種或多種表面活性劑典型地以從0.^^%至2wt%范圍的量存在于水性噴墨墨料中。如以上所描述，相對低亮度的墨料中的表面活性劑的量比相對高亮度的墨料中的表面活性劑的量大至少0.4wt.%。典型地，在給定墨料組套中，彩色墨料具有的表面活性劑比黑色墨料多至少0.4wt.%。
[0133]水性噴墨墨料還可以包括pH調(diào)節(jié)劑或緩沖劑，如氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋰、碳酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸鉀、碳酸氫鉀、碳酸鋰、磷酸鈉、磷酸鉀、磷酸鋰、磷酸二氫鉀、磷酸氫二鉀、草酸鈉、草酸鉀、草酸鋰、硼酸鈉、四硼酸鈉、鄰苯二甲酸氫鉀、以及酒石酸氫鉀；氨；以及胺，如甲胺、乙胺、二乙胺、三甲胺、三乙胺、三(羥基甲基)氨基甲烷鹽酸鹽、三乙醇胺、二乙醇胺、二乙基乙醇胺、三異丙醇胺、丁基二乙醇胺、嗎啉、丙醇胺、4-嗎啉乙磺酸、以及4-嗎啉丙磺酸(“M0PS”)。當(dāng)存在時(shí)，pH調(diào)節(jié)劑的量典型地是在從0.01wt.%至2wt.%或
0.05wt.%至Iwt.%的范圍內(nèi)。
[0134]水性噴墨墨料還可以包含一種殺生物劑，如苯甲酸、二氯酚、六氯酚、山梨酸、羥基
苯甲酸酯、脫氫乙酸鈉、1，2-苯噻唑啉-3-酮(“Proxel? GXL”,從奧麒化工有限公司(Arch
Chemicals, Inc.)可獲得的)、3，4_異噻唑啉_3_酮、或4，4_ 二甲基噁唑烷。當(dāng)存在時(shí)，pH調(diào)節(jié)劑的量典型地是在從0.01wt.%至2wt.%或0.05wt.%至Iwt.%的范圍內(nèi)。
[0135]水性噴墨墨料還可以包含一種螯合劑，如乙二胺四乙酸(EDTA)。
[0136]實(shí)驗(yàn)部分
[0137]以下實(shí)驗(yàn)部分展示Memjetli打印頭的噴嘴板上的不利顏色混合的問題，并且進(jìn)
一步展示優(yōu)化用于最小化不利顏色混合的具體墨料組套與打印頭垂懸構(gòu)型的組合的優(yōu)點(diǎn)。
[0138]制備多個(gè)不同的墨料組套用于測試，這些墨料組套各自包含CMYK墨料。通過將墨料載體組分在玻璃瓶中進(jìn)行混合并且攪拌24小時(shí)來配制每種墨料。將這些墨料載體添加至必要的著色劑，攪拌另外的15分鐘，然后過濾。制備了基于染料的墨料組套和基于顏料的墨料組套。這些墨料組套具有以下配方:
[0139]墨料組套I
[0140]
【權(quán)利要求】
1.一種噴墨打印機(jī)，包括: 一個(gè)噴墨打印頭，該噴墨打印頭包括用于噴射多種不同墨料的多個(gè)顏色平面，每個(gè)顏色平面包括限定在所述打印頭的噴嘴面中的至少一個(gè)噴嘴行，對應(yīng)顏色平面中的每個(gè)噴嘴供應(yīng)有相同的墨料，其中所述打印頭是垂懸的以使得噴射具有相對低亮度的第一墨料的第一顏色平面被夾在噴射具有相對高亮度的對應(yīng)第二墨料和第三墨料的第二顏色平面與第三顏色平面之間；以及 與該打印頭處于流體聯(lián)通的多個(gè)儲墨器，所述儲墨器容納該第一墨料、該第二墨料以及該第三墨料， 其中該第一墨料中的表面活性劑的量比該第二墨料和該第三墨料中的表面活性劑的量大至少0.4wt%。
2.如權(quán)利要求1所述的打印機(jī)，其中該第二墨料和該第三墨料是相同的墨料。
3.如權(quán)利要求1所述的打印機(jī)，其中該第二墨料和該第三墨料都是黑色墨料并且該第一墨料是一種非黑色墨料。
4.如權(quán)利要求3所述的打印機(jī)，其中該第一墨料選自下組，該組由以下各項(xiàng)組成:青色墨料、品紅色墨料、黃色墨料、紅色墨料、綠色墨料、以及監(jiān)色墨料。
5.如權(quán)利要求1所述的打印機(jī)，其中該第二墨料和該第三墨料彼此不同。
6.如權(quán)利要求5所述的打印機(jī)，其中該第一墨料是黃色并且該第二墨料和該第三墨料分別是青色和品紅色。
7.如權(quán)利要求1所述的打印機(jī)，所述第一墨料具有比所述第二墨料和所述第三墨料更低的表面張力。
8.如權(quán)利要求1所述的打印機(jī)，其中該打印頭是垂懸的以使得噴嘴面上的顏色平面具有交替順序的低亮度墨料和高亮度墨料。
9.如權(quán)利要求1所述的打印機(jī)，其中所述打印頭是垂懸的以使得噴射相對低亮度的墨料的每個(gè)顏色平面具有墨料至少一個(gè)相鄰的噴射黑色墨料的顏色平面。
10.如權(quán)利要求1所述的打印機(jī)，其中來自相鄰顏色平面的噴嘴行之間的距離是小于200微米。
11.一種噴墨打印頭，包括用于噴射多種不同墨料的多個(gè)顏色平面，每個(gè)顏色平面包括限定在所述打印頭的噴嘴面中的至少一個(gè)噴嘴行，對應(yīng)顏色平面中的每個(gè)噴嘴供應(yīng)有相同的墨料，其中所述打印頭是垂懸的以使得噴射非黑色墨料的第一顏色平面被夾在一對噴射黑色墨料的顏色平面之間。
12.如權(quán)利要求11所述的打印頭，該打印頭是垂懸的以使得噴射非黑色墨料的每個(gè)顏色平面具有墨料至少一個(gè)相鄰的噴射黑色墨料的顏色平面。
13.一種用于最小化在噴墨打印頭的噴嘴板處的不利顏色混合的墨料組套，所述墨料組套包括多種基于染料的水性墨料，所述多種基于染料的墨料包括一種相對高亮度的墨料和一種或多種相對低亮度的墨料，所述墨料各自包含一種表面活性劑，其中該第一相對高亮度的墨料中的表面活性劑的量比所述相對低亮度的墨料中的表面活性劑的量大至少0.4wt%0
14.如權(quán)利要求13所述的墨料組套，其中該相對高亮度的墨料是黑色墨料并且該相對低亮度的墨料包括選自下組的一種或多種墨料，該組由以下各項(xiàng)組成:青色墨料、品紅色墨料、黃色墨料、紅色墨料、綠色墨料、以及藍(lán)色墨料。
15.如權(quán)利要求13所述的墨料組套，其中每種相對低亮度的墨料中的表面活性劑的量比所述相對高亮度的墨料中的表面活性劑的量大至少0.6wt%。
16.如權(quán)利要求13所述的墨料組套，其中所述相對高亮度的墨料具有比每種相對低亮度的墨料更高的表面張力。
17.如權(quán)利要求13所述的墨料組套，其中每種墨料包含選自下組的一種或多種組分，該組由以下各項(xiàng)組成: 從8wt.%至15wt.%的乙二醇； 從6wt.%至12wt.%的2-吡咯烷酮； 從Iwt.%至5wt.%的甘油； 從Iwt.%至5wt.%的1-丙醇；以及 從2wt.%至2(^七％的選自下組的至少一種氧化烯化合物，該組由以下各項(xiàng)組成:二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、以及五乙二醇。
18.如權(quán)利要求13所述的墨料組套，其中每種墨料包含僅一種表面活性劑，該表面活性劑是一種非離子型表面活性劑。
19.如權(quán)利要求13所述的墨料組套，其中每種相對低亮度的墨料包含從0.1wt.%至，0.3wt.%的該表面活性劑。
20.如權(quán)利要求13所述的墨料組套，其中該相對高亮度的墨料包含從0.6wt.%至 ，1.4wt.%的該表面活性劑。
【文檔編號】B41J2/155GK103842178SQ201280045817
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2012年9月17日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月21日
【發(fā)明者】喬格南丹·庫馬爾·普拉沙爾, 阿德里安·彼得·比森, 布萊恩·羅伯特·布朗, 加洛·大衛(wèi)·賈拉米洛, 米樂·尤爾切維奇 申請人:扎姆泰克有限公司