[发明专利]借助水相分离实现的喷墨墨水渗色控制

说明书

发明领域

本发明涉及喷墨打印所用的喷墨墨水，特别涉及通过在墨水间诱发水相分离来降低在相邻打印的喷墨墨水间的渗色。

发明背景

喷墨打印是一种无撞击打印方法，在打印中墨水滴按一个特定的顺序沉积在一种打印介质上，形成字母数字符、面积充填和其它图案。低成本和高质量的输出，结合相对无噪声的操作已使喷墨打印机成为和计算机一起使用的其它种打印机的一种通用替代物。

喷墨打印的无撞击打印方法包括根据微处理器产生的电信号将墨水的微滴喷射到一种打印介质，例如纸张、透明薄膜或织物上。在喷墨打印中有两种目前用来实现墨水液滴喷射的基本方法：加热法和压电法。在热喷墨打印中电加热电阻元件产生液滴喷射所需的能量，电阻元件随微处理器的电信号迅速变热，产生一个蒸汽泡，使得墨水通过与电阻元件相关联的喷嘴喷溅出去。在压电喷墨打印中墨水因压晶体同样是响应微处理器产生的电信号的振动而被喷射出去。

在市场上买得到的热喷墨彩色打印机，例如一种Hew1ett-PackardDeskJet^打印机中通过以各种比例组合蓝色、红色和黄色墨水获得一个颜色谱。在这种打印机中一般用一种包括三种基色墨水和黑色墨水的四笔套件来获得所需的颜色组合。蓝色、红色和黄色墨水分别从蓝色、红色和黄色着色剂得到它们的色调。

现有的墨水着色剂是呈染料或颜料形式的。因此可用的喷墨墨水是染料基或颜料基两种制剂中的任何一种。两者之中染料基喷墨墨水制剂被更广泛地使用。染料基喷墨墨水制剂通常是水基的，是通过将染料溶解在一种墨水载色剂中配制成的。用在喷墨墨水中的染料分子经常是呈由一种染料阴离子和一种阳离子，例如钠或四甲基铵组成的染料盐类的形式。也可得到有限数目的颜料基喷墨墨水，它们通常包含一种被分散剂分散在水溶液中的颜料。颜料提供了非常需要的耐水和耐光性质。

不管一种墨水是染料或颜料基的，喷墨墨水一般都被渗色的发生所困扰。在此“渗色”一词被定义为一种颜色侵入另一种，表现为它们之间的一种参差不齐的边界。当不同颜色在纸基表面以及在纸基里面混合时发生渗色。在一种黑墨水和一种相邻打印的彩色墨水之间发生的渗色就特别成问题，因为这更加明显。因此为了得到好的打印质量必须充分减少或防止渗色，使得不同颜色之间的边界很清晰，并没有一种颜色侵入另一种颜色的现象。

已经提出了各种解决黑色到彩色以及彩色到彩色渗色问题的方法。某些办法包括了改变墨水周围情况来减少渗色。例如，已采用加热的压纸卷轴和其它热源与特别配制的纸张一道降低渗色。但是加热的压纸卷轴增加了打印机的成本，而特制的纸张又比普通纸张更贵。这样在热喷墨打印中用外部附件来减少渗色通常并不合算。

提出的其它办法包括改变喷墨墨水的配方以减少渗色。例如已使用表面活性剂来提高墨水向纸张中的渗透速度。标题为“在喷墨墨水中渗色的缓解”的美国专利5,116,409报道了以超过其临界胶束浓度的用量使用两性离子表面活性剂或离子或非离子两亲物来实现渗色控制，并申请了专利权。但是已经知道加入表面活性剂来达到渗色控制会造成边缘锐度降低。

还知道在喷墨墨水中加入金属离子沉淀剂来减少渗色。特别在题目为“用加有多价阳离子的阳离子染料来减少热喷墨墨水的渗色”的美国专利5,198,023中报道了一种解决黑色向黄色渗色问题的办法，该专利被转让给了本申请的同一受让人，其中将例如在氯化钙和氯化镁中的多价阳离子以在大约1-10wt％范围的浓度加到黄色阳离子墨水中来防止在黄色和黑色墨水间的渗色。除氯化物阴离子以外的其它阴离子包括氟化物和硝酸盐阴离子。虽然如钙和镁这类多价阳离子在控制渗色中是有效的，但它们对许多染料选择来说还是不稳定的，因此限制了喷墨墨水制剂的配制。此外硝酸盐是有毒的，所以在喷墨墨水配方中应避免使用。