[发明专利]具有改善的打印头寿命的颜料基油墨配制品

说明书

用于热喷墨打印头的水基喷墨油墨包含：颜料；2至90ppm的铵离子；以及油墨载体。所述油墨的pH在8至9.5的范围内，并且在热喷墨打印头中展现出改善的寿命，具有最小的打印质量损失。

发明领域

本发明涉及一种喷墨油墨。其已经被开发主要用于改善打印头、特别是本申请人的打印头的寿命。

发明背景

本发明的申请人已经开发了相当多的使用固定的打印头的高速喷墨打印机，所述打印头延伸跨越介质宽度。相比之下，大多数其他类型的喷墨打印机利用横越所述介质宽度的扫描打印头。

相比于传统类型的喷墨打印头，高速页宽打印必然对于打印头的设计有另外的需求。喷嘴装置必须具有自冷却设计、高油墨再填充速率和高热效率。为此目的，本申请人已经开发了一系列热气泡形成式打印头，包括具有悬挂式电阻加热器元件的那些(如在例如US 6,755,509；US 7,246,886；US 7,401,910；和US 7,658,977中描述的，这些专利的内容通过引用结合在此)以及具有嵌入式(“结合式”)电阻加热器元件的那些(如在例如US 7,377,623；US 7,431,431；US 2006/250453；US 7,491,911；US 9,044,945和US 9,573,368中描述的，这些专利的内容通过引用结合在此)。

具有悬挂式加热器元件的喷嘴装置提供了从加热器元件到油墨的有效的热传递以及自冷却特征的优点。然而，它们受制于相对短的打印头寿命的缺点，因为悬挂式加热器元件典型地比其结合的对应物更不稳健。

具有结合式加热器元件的喷嘴装置提供更长寿命的优点，并且适合与侵蚀性颜料基油墨一起使用。就光密度和耐水性而言，颜料基油墨是希望的，但需要具有高pH的油墨配制品以防止颜料悬浮液的絮凝。

希望增加打印头寿命以便使打印头更换的频率最小化，并且从而减少用户的总成本。改善打印头寿命的一种方法是用一个或多个保护层涂覆加热器元件。例如，US 9,573,368(转让给本发明的申请人)描述了结合式加热器元件，其由涂覆有薄的(例如20nm)氧化钽层的铝化物合金构成。相对薄的金属氧化物涂层与自冷却操作兼容，并有助于抑制腐蚀。然而，相对薄的层(如通过原子层沉积(ALD)沉积的层)的问题是涂层可能是不均匀的，在加热器元件的边缘周围具有弱点(weak spot)。特别地，一种可观察到的失效机理是加热器元件的分层，这是由加热器元件边缘处的金属氧化物涂层破坏以及随后的加热器元件下方的氧化硅的腐蚀凹陷引起的。加热器元件下方的该氧化硅基座上的腐蚀性侵蚀导致分层，并最终导致喷嘴装置失效。

在本发明背景下，喷嘴装置的“失效”意指液滴喷射特征的改变，其导致不可接受的打印质量。例如，失效可由液滴速度的下降、差的液滴方向性或油墨未喷射引起。

如本领域已知的，碱性颜料基油墨特别地对热喷墨打印头中的MEMS结构、尤其是氧化硅结构具有侵蚀性。在液滴喷射期间，在热力学条件下和在高温加速条件下都会发生碱性颜料基油墨的腐蚀性侵蚀。

US 6,059,868描述了含有沉淀剂(例如镁盐)和硝酸铵的染料基油墨，所述硝酸铵用于减少由沉淀剂引起的结垢。硝酸铵以足以在喷墨加热器元件上引起“微爆炸”的量存在，从而减少沉淀剂的结垢并增加液滴喷射速度，即降低“减速”。铵离子的浓度在0.01至10wt.％、优选0.2至3wt.％、并且优选0.1至1wt.％的范围内，

希望增加喷射碱性颜料基油墨的打印头的寿命。

发明概述

在第一方面，提供了一种用于热喷墨打印头的水基喷墨油墨，其包含：颜料；2至90ppm的铵离子；以及油墨载体，其中所述油墨的pH在8至9.5的范围内。