[发明专利]喷墨打印机

说明书

技术领域

本发明涉及喷墨打印机，尤其涉及用于喷墨打印机的打印头。

背景技术

在许多喷墨打印头中，用来激活打印头、并且形成墨滴喷射的内部电极与使用中的打印头中的墨水相接触。由于喷墨打印头中的电极通常由导电金属（例如，铜或镍、或者这些金属的组合）形成，所以这能够导致用于形成电极的金属导体的腐蚀。当使用导电墨水（含水的、或不含水的）时这种情形特别普遍。电极腐蚀在压电打印头中特别成问题，然而在热打印头中也会出现这个问题，并且限制着能够用于打印头中的墨水。

尝试保护打印头电极免受腐蚀的方法是已知的，最常见的一种方法是涂覆Parylene（Parylene是商标）聚合物材料。通常通过气相淀积过程，Parylene材料被涂覆到金属电极表面，并且形成介于电极与墨水之间的绝缘层。然而，在实践中发现，当使用包含着将会易于支持离子的溶剂（例如，水）的墨水时，即使涂覆Parylene的电极仍易于受到腐蚀，并且在这些墨水的情况下，具有这种电极的喷墨打印头不具有可接受的寿命。

由此，期望的是能够开发出用于防止喷墨打印头的腐蚀、或者改善其抗腐蚀性的方法，从而使得较宽范围内的流体可用于打印头、并且仍实现可接受的寿命。

本发明的发明人已经调查这个问题以尝试确定出为何即使是涂覆Parylene的电极仍容易受到腐蚀。他们已经发现，Parylene涂层的效果/效力取决于所涂覆的涂层的厚度及其完整性。经常不可以涂覆最够厚的Parylene层。补充地或替代地，由于距离、方向和阴影效果，例如通过气相淀积这样的涂覆方法导致了在涂层中出现诸如针孔或未涂覆区域这样的缺陷。还可能的是，打印头的制造过程中的随后步骤导致了损害已经涂覆的Parylene层，从而破坏了层的完整性。所有这些因素表示着，经常很困难、并且不可能的是：形成完整的不透水/不能渗透的Parylene层，且Parylene涂层中的缺陷是指基础（underlying）金属电极表面的多个区被暴露、并且由此容易受到腐蚀的侵害。即使非常小的暴露的金属区仍是有问题的。在已发现由于Parylene涂层中的缺陷导致出现的腐蚀问题以后，本发明发明人于是调查如何解决这个问题、并且利用各种其它或额外的（例如聚合物材料的）涂层进行实验，并且发现利用惰性金属涂层可以获得特别良好的结果。

应该注意：喷墨打印头中的腐蚀与在热喷墨打印头中出现的结垢（kogation）不同。由于存在着金属导体与墨水进行接触，所以在任何喷墨打印头（压电或热型）中均可出现腐蚀。结垢是针对着在施用到打印头中的电阻器的热导致了材料淀积在加热器电阻器的表面上、并且导致最终打印头故障的情况下的热喷墨而言的一种单独且特定的问题。本文描述的方案涉及抗腐蚀、耐腐蚀且与结垢无关。

发明内容

在一个方面中，本发明提供了一种喷墨打印头，这种喷墨打印头具有与使用的墨水进行接触的至少一个内部电极，其中，内部电极表面的暴露的金属区具有惰性金属涂层。因此，将会以其它方式进行暴露以与使用的墨水相接触的电极表面的金属区被涂覆有惰性金属。

在另一个方面中，本发明还提供了一种具有至少一个电极的喷墨打印头，其中，电极表面的暴露的金属区具有惰性金属的涂层。

电极表面的暴露的金属区是指：将会以其它方式暴露的但没有惰性金属涂层的电极表面的金属区。

电极是非惰性的导电材料，例如铜、镍、铝或银或者这些金属中的两个和更多的组合（例如，涂覆着镍的铜）。

在实践中，打印头具有许多电极，并且打印头的每个电极在暴露的金属区上具有惰性金属涂层。

在打印头的使用过程中，惰性金属涂层用来保护非惰性金属电极的基础金属表面，且尤其保护着电极在暴露给含离子的流体（通常是含水喷墨墨水）时免受腐蚀，由此解决上述的问题。

惰性金属的化学性质是不活跃/不起化学反应的（unactive）、并且由此耐腐蚀，并且通常包括贵金属尤其是黄金和/或白金/铂。

在电极的暴露金属区被完全覆盖的情况下，惰性金属涂层不需要特别厚，并且认为仅仅几纳米（例如，几十到几百纳米）的厚度就是有效的。当然还可以使用更厚涂层。

惰性金属涂层仅仅需要存在于电极表面的暴露给使用的喷墨墨水的部分上的暴露金属区上，然而，还可以任意地对电极表面的另外部分进行涂覆。