CN103842178A - 用于最小化在喷墨打印头的喷嘴面处高亮度墨料与低亮度墨料的不利混合的打印机 - Google Patents

Abstract

本发明披露一种喷墨打印机，该喷墨打印机包括一个喷墨打印头，该喷墨打印头具有用于喷射多种不同墨料的多个颜色平面（1至5）。每个颜色平面（1至5）具有限定在该打印头的喷嘴面中的喷嘴行，并且对应颜色平面中的每个喷嘴供应有相同的墨料。该打印头是垂悬的以使得喷射具有相对低亮度的第一墨料的第一颜色平面被夹在喷射具有相对高亮度的对应第二墨料和第三墨料的第二颜色平面与第三颜色平面之间。多个储墨器与该打印头处于流体联通，这些储墨器容纳该第一墨料、该第二墨料以及该第三墨料。该第一墨料中的表面活性剂的量比该第二墨料和该第三墨料中的表面活性剂的量大至少0.4wt%。

Description

用于最小化在喷墨打印头的喷嘴面处高亮度墨料与低亮度墨料的不利混合的打印机

发明领域

本发明涉及喷墨打印和用于改进打印质量的方法。它已被开发来主要用于最小化在喷墨打印头的喷嘴板上的不利颜色混合。 

发明背景

本申请人已经开发了许多热泡形成打印头和热弯曲致动的打印头。本申请人的热泡形成打印头包括具有悬吊式加热器元件的那些（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，这些文献的内容通过引用结合在此）和具有嵌入式加热器元件或结合式加热器元件的那些（如描述于（例如）US 7,377,623；US 7,431,431；US2006/250453；以及US 7,491,911中，这些文献的内容通过引用结合在此）。本申请人的热弯曲致动的打印头典型地具有限定在打印头的喷嘴板中的可移动叶片（如描述于（例如）US 7,926,915；US 7,669,967；以及US2011/0050806中，这些文献的内容通过引用结合在此）。 

本申请人的打印头的特征在于与可商购的打印头相比相对高的喷嘴密度。打印头典型地包括多个颜色平面，在每个颜色平面中具有一对偏置喷嘴行。

打印头的一个关键优点在于由每个打印头集成电路上多个颜色平面的集成所产生的相对窄的打印区域。

打印头的这些颜色平面紧密地间隔开，这样消除了在点对点打印（dot-on-dot printing）过程中这些颜色平面之间的任何对准问题。相比之下，宽间隔的颜色平面需要复杂的介质进给机构来实现适当对准，从而增加了其他已知的页宽打印系统（例如HP Edgeline）的复杂性。 

典型地，

打印头中来自相邻颜色平面的喷嘴行之间的距离是在25至200微米或50至100微米的范围内。颜色平面的这种紧密间隔产生这类打印头所特有的问题。不同颜色平面的紧密间隔的喷嘴行的一个显著问题是这些打印头的喷嘴板上的颜色混合问题。例如，如果在喷嘴板上 黑色墨料混合到一种黄色墨料中，那么这可能对打印质量造成不利影响并且影响打印头维护例程。本申请人已经识别了表现为喷嘴板上的不利墨料混合的两种机制：墨料润湿到喷嘴板上；以及在喷嘴行之间纤维或微粒桥接。 

迄今为止，喷墨打印头的喷嘴板上的墨料混合问题已经通过对喷嘴板施加疏水表面处理在本领域中得以解决。例如，本申请人已经描述了具有一层疏水性硅氧烷聚合物涂层的喷嘴板，该涂层是在打印头的MEMS制造过程中施加的（参见（例如）US 7,938,974；US 7,669,967，这些文献的内容通过引用结合在此）。然而，这类涂层增加了打印头制造的成本和复杂性。此外，它们不控制颜色混合的方向（以便比起不利的颜色混合更有利于可接受的颜色混合）。 

希望的是提供一种用于最小化喷墨喷嘴板上的不利颜色混合的装置，该装置不依赖于喷嘴板涂层处理。可替代地，希望的是提供一种用于最小化喷墨喷嘴板上的不利颜色混合的装置，该装置补充和/或改进现有喷嘴板涂层处理的有效性。 

发明概述

在一个第一方面，提供一种喷墨打印机，该喷墨打印机包括： 

一个喷墨打印头，该喷墨打印头包括用于喷射多种不同墨料的多个颜色平面，每个颜色平面包括限定在所述打印头的喷嘴面中的至少一个喷嘴行，对应颜色平面中的每个喷嘴供应有相同的墨料，其中所述打印头是垂悬的（plumbed）以使得喷射具有相对低亮度的一种第一墨料的一个第一颜色平面被夹在喷射具有相对高亮度的对应第二墨料和第三墨料的第二颜色平面与第三颜色平面之间；以及 

与该打印头处于流体联通的多个储墨器，所述储墨器容纳该第一墨料、第二墨料以及第三墨料， 

其中该第一墨料中的表面活性剂的量比该第二墨料和第三墨料中的表面活性剂的量大至少0.4wt%。 

典型地，该第一墨料是一种彩色墨料，而该第二墨料和第三墨料是黑色墨料。如在此所用，术语“彩色墨料”是指喷墨打印中所使用的任何非黑色墨料。彩色墨料的典型实例是青色、品红色、黄色、红色、绿色和蓝色、以及浅青色、浅品红色以及专色（spot colors）。“彩色墨料”的其他类 型可以包括红外墨料、紫外墨料、金属墨料等。红外墨料（例如）在此被定义为“彩色墨料”，但是它可能实际上不具有颜色。在本披露的背景下，彩色墨料如‘浅青色’和‘青色’不被认为是“不同的彩色墨料”，因为它们在喷嘴面上的互相混合具有严重的视觉影响。同样，‘浅品红色’和‘品红色’不被认为是不同的彩色墨料，因为它们在喷嘴板上的互相混合没有严重的视觉影响。 

根据该第一方面的打印机是基于一个喷墨打印头中的一种独特的墨料组套与一种独特的垂悬安排的组合。此组合使得能够控制墨料在打印头的喷嘴板上的流动以便最小化不利颜色混合的影响。值得注意的是，该打印机不试图防止所有在喷嘴板上的颜色混合。就产生不利的打印缺陷而言，喷嘴板上的墨料混合的视觉影响也不相同。例如，青色、品红色或黄色墨料混合到黑色墨料中不会产生非常不希望的打印缺陷。实质上，无论是否已经将一种彩色墨料与黑色墨料混合，黑色墨料均保持黑色。然而，黑色墨料混合到青色、品红色或黄色墨料中产生非常不希望的打印缺陷，因为黑色墨料严重地影响彩色墨料的视觉外观（即色调和色度）。这种类型的不希望的混合是本发明所志在最小化的。 

起初，本发明人设想通过利用已知的马朗戈尼（Marangoni）效应（即，具有低表面张力的流体倾向于流向具有高表面张力的区域）可以实现对喷嘴板上的墨料的控制。然而，发现墨料之间的表面张力差异不足以控制墨料在喷嘴板上的流动。即使在（例如）黑色墨料具有比彩色墨料显著更高的表面张力时，仍然观察到黑色墨料在喷嘴板上流动到彩色墨料中。因此，似乎表面张力梯度单独地并不能有效地控制喷嘴板上的墨料流动。 

然而，出人意料地发现，控制每种墨料中的表面活性剂的量在控制喷嘴板上的墨料流动方面高度有效。具体地说，发现为了最小化黑色墨料在喷嘴板上流动到彩色墨料中，彩色墨料必须包含比黑色墨料多至少0.4wt.%的表面活性剂。基于这种观察，为了最小化打印头的喷嘴面上的不利颜色混合，可以优化打印头的垂悬顺序和油组套中每种墨料中的表面活性剂浓度。 

结合以上所描述的第一方面，打印头任选地是垂悬的，以使得喷射一种相对低亮度的墨料（例如彩色墨料）的每个颜色平面具有至少一个喷射相对高亮度的墨料（例如黑色墨料）的相邻颜色平面。 

任选地，打印头的这些颜色平面以黑色墨料和彩色墨料的交替顺序安排。 

任选地，该打印头包括用于喷射黑色墨料、一种第一彩色墨料、一种第二彩色墨料以及一种第三彩色墨料的五个颜色平面，其中这些彩色平面是按以下顺序垂悬的：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。 

任选地，每种彩色墨料是选自下组，该组由以下各项组成：青色、品红色以及黄色。可替代地或另外地，每种彩色墨料可以选自下组，该组由以下各项组成：红色、绿色以及蓝色。可替代地或另外地，每种彩色墨料可以选自下组，该组由以下各项组成：紫外墨料和红外墨料，这些墨料可以是无色的或对于人眼几乎是无色的。 

任选地，这些墨料是基于染料的水性墨料。 

任选地，这些墨料是基于颜料的水性墨料。 

任选地，相对高亮度的墨料（例如黑色墨料）相比每种相对低亮度的墨料（例如彩色墨料）具有更高的表面张力。典型地，黑色墨料在25℃下具有在38至43mN/m范围内的表面张力，并且每种彩色墨料在25℃下具有在30至41mN/m范围内的表面张力。 

任选地，每种彩色墨料中的表面活性剂的量比黑色墨料中的表面活性的量大至少0.6wt.%。任选地，每种彩色墨料包含比黑色墨料多从0.4wt.%至1.2wt.%的表面活性剂。典型地，黑色墨料包含0.1wt.%至0.4wt.%的表面活性剂，而每种彩色墨料包含0.6%至1.5%的表面活性剂。 

打印头的每个颜色平面可以包括一个或多个喷嘴行。例如，一个颜色平面可以包括1、2、3、或4个喷嘴行，这些喷嘴行都接收并且喷射相同的墨料。任选地，每个颜色平面包括一对对应的喷嘴行，这对喷嘴行通常包括彼此偏置的喷嘴。同一颜色平面的喷嘴行之间的距离通常小于来自相邻颜色平面的喷嘴行之间的距离。 

这些颜色平面跨打印头横向间隔开。来自相邻颜色平面的喷嘴行之间的距离典型地小于200微米或小于100微米。任选地，来自相邻颜色平面的喷嘴行之间的距离在30至180微米的范围内，任选地在40至150微米的范围内，或任选地在50至100微米的范围内。相邻颜色平面之间的紧密间隔就喷嘴面上的颜色混合而言是特别成问题的。 

任选地，喷嘴面是被由陶瓷材料组成的喷嘴板限定的。任选地，喷嘴板由选自下组的一种材料组成，该组由以下各项组成：氧化硅、氮化硅、 以及氮氧化硅。陶瓷喷嘴板是非常坚固的并且适合于MEMS制造打印头。然而，这种类型的陶瓷是相对润湿的并且潜在地加剧颜色混合的问题，尤其在紧密间隔的颜色平面的情况下。本发明的一个具体优点是，即使在相对润湿的喷嘴板上不利的颜色混合也得以最小化。然而，本发明同样适合于与其他喷嘴面，例如如US 7,938,974中所描述的涂覆有疏水性聚合物涂层的喷嘴板一起使用，该文献的内容通过引用结合在此。 

任选地，打印头是固定页宽打印头，如下文中所描述的那些。打印头可以包括跨页宽端对端对接的多个打印头集成电路。然而，本发明同样适合于与其他类型的打印头一起使用，尤其是具有紧密间隔的颜色平面（即小于500微米或小于200微米）的多颜色打印头。 

在一个第二方面，提供一种适合于在结合第一方面所描述的打印机中使用的打印头。因此，该第二方面提供一种喷墨打印头，该喷墨打印头包括用于喷射多种不同墨料的多个颜色平面，每个颜色平面包括限定在所述打印头的喷嘴面中的至少一个喷嘴行，对应颜色平面中的每个喷嘴供应有相同的墨料，其中所述打印头是垂悬的以使得喷射非黑色墨料的一个第一颜色平面被夹在喷射黑色墨料的一对颜色平面之间。 

以上结合该第一方面所描述的任选特性当然同样适用于根据该第二方面的打印头。 

在一个第三方面，提供一种适合于在以上结合该第一方面所描述的打印机中使用的墨料组套。因此，该第三方面提供一种用于最小化一个喷墨打印头的喷嘴板处的不利颜色混合的墨料组套，所述墨料组套包括多种水性墨料，这些水性墨料包括一种相对高亮度的墨料和一种或多种相对低亮度的墨料，所述墨料各自包含一种表面活性剂，其中该第一相对高亮度的墨料中的表面活性剂的量比所述相对低亮度的墨料中的表面活性剂的量大至少0.4wt%。 

如在以下更详细地描述的，该墨料组套的每种墨料被配制为包含在一种基于水的墨料载体中的染料或颜料。以下描述适合的染料和颜料的具体实例。优选地，该墨料组套的每种墨料是一种基于染料的墨料。适合于在本发明中使用的一种典型的墨料载体可以包含以下各项中的一种或多种：8wt.%至15wt.%乙二醇；6wt.%至12wt.%2-吡咯烷酮；1wt.%至5wt.%甘油；1wt.%至5wt.%1-丙醇；以及从2wt.%至20wt%的选自下组的至少一种氧化烯化合物，该组由以下各项组成：二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇以及五乙二醇。 

任选地，该墨料组套的每种墨料包含仅一种表面活性剂，该表面活性剂典型地是一种非离子型表面活性剂。任选地，非离子型表面活性剂是乙氧基化的2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇（

465）。 

任选地，该墨料组套的每种相对低亮度的墨料（例如彩色墨料）包含从0.1wt.%至0.3wt.%的表面活性剂。 

任选地，该墨料组套的相对高亮度的墨料（例如黑色墨料）包含从0.6wt.%至1.4wt.%的表面活性剂。 

任选地，该墨料组套的每种墨料包含从2wt.%至8wt.%的染料。 

在一个第四方面，提供一种套件（例如一种喷墨打印系统），该套件包括： 

一个喷墨打印头，该喷墨打印头包括用于喷射多种不同墨料的多个颜色平面，每个颜色平面包括限定在所述打印头的喷嘴面中的至少一个喷嘴行，对应颜色平面中的每个喷嘴供应有相同的墨料，其中所述打印头是垂悬的以使得喷射具有相对低亮度的第一墨料的第一颜色平面被夹在喷射具有相对高亮度的对应第二墨料和第三墨料的第二颜色平面与第三颜色平面之间；以及 

用于安装在打印机中的多个储墨器，所述储墨器容纳该第一墨料、第二墨料以及第三墨料， 

其中该第一墨料中的表面活性剂的量比该第二墨料和第三墨料中的表面活性剂的量大至少0.4wt%。 

在一个第五方面，进一步提供一种墨料组套用于最小化在喷墨打印头的喷嘴面处的不利颜色混合的新颖用途。该第五方面所采用的墨料组套包括多种基于染料的或基于颜料的水性彩色墨料和一种基于染料的或基于颜料的水性黑色墨料，这些墨料各自包含一种表面活性剂，其中每种彩色墨料中的表面活性剂的量比黑色墨料中的表面活性剂的量大至少0.4wt%。该第五方面所定义的打印头典型地是如以上结合该第二方面所描述的。 

如以上所描述，本发明可以与包括黑色墨料和彩色墨料的墨料组套结合使用。更总体地说，本发明适用于任何墨料组套，其中一种低亮度墨料与一种高亮度墨料混合的视觉影响是不严重的。 

CMY墨料在白纸上的亮度如下：C（30%）、M（59%）以及Y（11%）。黑色（K）在白纸上标称地具有100%亮度。一种“不可见的”墨料（如一 种不可见的红外或紫外墨料）在白纸上标称地具有0%的亮度。 

由于黄色具有相对低的亮度，所以高度希望避免将青色墨料抑或品红色墨料混合到黄色墨料中，因为这样将具有非常有害的视觉影响。相反，将黄色墨料混合到品红色墨料抑或青色墨料中具有较小的视觉影响，但当然仍将存在一些视觉影响。 

利用了相对高亮度的黑色墨料和品红色墨料、和相对低亮度的黄色墨料和IR墨料，那么多种最优的打印头构型和墨料组套对于本领域技术人员而言将是很明显的。 

例如，具有四个颜色平面的打印头可以如下进行最优配置：CKYM，具有一个互补的墨料组套，其中青色墨料和黄色墨料所具有的表面活性剂比黑色墨料和品红色墨料多至少0.4wt.%。因此，青色可以混合到黑色中但有极小的视觉影响，并且黄色可以混合到黑色或品红色中但有极小的视觉影响。然而，黑色到青色或黄色中的混合要最小化，并且品红色到黄色中的混合要最小化。 

一种网页打印机（参见，例如，美国专利号6,987,573，该专利的内容通过引用结合在此）可以包括一个具有五个颜色平面的打印头，该打印头如下进行最优配置：CKYM(IR)或YM(IR)KC。在每种构型中，更高亮度的墨料（M和K）被夹在更低亮度的墨料（Y、IR以及C）之间。该互补墨料组套被配制成使得青色墨料、IR墨料以及黄色墨料所具有的表面活性剂比品红色墨料和黑色墨料多至少0.4wt.%。 

具有三个颜色平面的一种打印机（例如照片打印机）可以被最优地配置为CYM，具有一个互补墨料组套，其中黄色墨料所具有的表面活性剂比青色墨料和品红色墨料多至少0.4wt.%。 

具有五个颜色平面的一种照片打印机可以被最优地配置为C1C2YM2M1，具有一个互补的墨料组套，其中黄色墨料所具有的表面活性剂比相邻的青色墨料和品红色墨料（C2和M2）多至少0.4wt.%。就这种照片打印机而言，C1和C2（以及M1和M2）可以是冗余的颜色平面。换句话说，C1和C2喷射相同的青色墨料，并且M1和M2喷射相同的品红色墨料。这些颜色平面中的冗余有助于最小化黄色墨料混合到相邻的青色颜色平面和品红颜色平面中的视觉影响，尤其是与“点-时（dot-at-time）”冗余组合（如在US 7,465,017中描述，该文献的内容通过引用结合在此），其中成对的冗余颜色通道同样有助于每行打印点。可替代地，这些青色颜 色平面中的一个（C1或C2）可以是浅青色并且这些品红色颜色平面中的一个（M1或M2）可以是浅品红色。即使在C1和C2（以及M1和M2）喷射不相同的墨料如青色和浅青色的情况下，黄色混合到青色颜色平面和品红色颜色平面中的视觉影响也仍是极小的。 

在一个第六方面，提供包括用于喷射不同颜色墨料的多个颜色平面的喷墨打印头，每个颜色平面包括限定在该打印头的喷嘴面中的至少一个喷嘴行，其中该打印头是垂悬的以使得喷射黄色墨料的一个颜色平面被夹在喷射品红色墨料的一个颜色平面与喷射青色墨料的一个颜色平面之间。 

任选地，该打印头具有喷射品红色墨料和青色墨料的冗余颜色平面。 

任选地，该打印头包括用于青色墨料、品红色墨料以及黄色墨料的五个颜色平面，其中这些颜色平面是按以下顺序垂悬的：第一品红色-第二品红色-黄色-第一青色-第二青色。 

根据第八方面的打印头的其他任选特性是如以上结合该第一方面所描述的。 

在一个第七方面，提供一种喷墨打印机，该打印机包括： 

根据该第六方面的喷墨打印头；以及 

青色储墨器、品红色储墨器以及黄色储墨器，这些储墨器各自与该打印头的至少一个颜色平面处于流体联通， 

其中该黄色墨料中的表面活性剂的量比该品红色墨料和青色墨料中的表面活性剂的量大至少0.4wt%。 

在一个第八方面，提供一种用于最小化在一个喷墨打印头的喷嘴面处的不利颜色混合的墨料组套，该墨料组套包括一种青色墨料、一种品红色墨料以及一种黄色墨料，这些墨料各自包含一种表面活性剂，其中该黄色墨料中的表面活性剂的量比该品红色墨料和青色墨料中的表面活性剂的量大至少0.4wt%（或至少0.6wt.%）。 

用于根据该第八方面的墨料组套中所包括的墨料的墨料载体的任选特性典型地是如以上结合根据第三方面的墨料组套所描述的。 

附图简要说明

现在将参照附图仅通过举例来描述本发明的不同实施例，其中：- 

图1是由多个邻接打印头集成电路组成的一个打印头的平面视图； 

图2是一个单一打印头集成电路的平面视图； 

图3示意性地示出图2中所示的打印头集成电路中的颜色平面和喷嘴行的安排； 

图4是图2中所示的打印头集成电路的放大前透视图； 

图5是图2中所示的打印头集成电路的放大后透视图； 

图6是穿过图2中所示的打印头集成电路的一个颜色平面的剖切透视图； 

图7是一个打印头组件的分解透视图； 

图8是到图7中所示的打印头组件中的一个打印头集成电路的流体连接的平面视图； 

图9是图8中所示的流体连接的放大视图； 

图10是一个打印头墨盒的透视图； 

图11是移除保护壳体的图10中所示的打印头墨盒的透视图； 

图12是图10中所示的打印头墨盒的分解透视图； 

图13是具有安装的打印头墨盒的一个打印引擎的前透视图； 

图14是移除打印头墨盒的图13中所示的打印引擎的前透视图； 

图15是包括墨料递送部件的图13中所示的打印引擎的后视图； 

图16是用于喷墨打印机的一个墨料递送系统的示意性概览。 

发明详细说明

本发明特别适合于与本申请人的

打印头一起使用，这些打印头包括在单个打印头上紧密间隔的颜色平面。如以上所预示的，与其他现有技术的打印头相比，这类打印头更易于发生喷嘴面上的不利颜色混合。然而，应理解，本发明适合于在其中希望避免喷嘴面上的不同颜色平面之间的不利颜色混合的任何打印头中使用。 

页宽打印头和打印机

参考图1，

打印头10是由端对端对接的多个打印头集成电路 （IC）100组成的一个页宽打印头。每个打印头集成电路100典型地具有约20mm的长度。一个具体打印头中的对接打印头IC100的数目当然将取决于打印机的类型。例如，一个4”打印头（适合用于照片或标签打印）典型地包括五个对接IC100，如图1中所示。A4打印头（适合用于家庭和办公室使用）典型地包括十一个对接打印头IC100。一个宽格式打印头中显然采用更多的打印头IC。本发明不限于打印头的任何具体宽度。 

Memjet打印头10典型地由在进纸方向上跨打印头横向间隔开的五个颜色平面1、2、3、4、以及5组成。每个颜色平面包括一对偏置喷嘴行，这些喷嘴行沿打印头的长度纵向延伸。例如，颜色平面1包括喷嘴行1a和1b，如在图2和图3中更清楚地示出。同样，颜色平面2包括喷嘴行2a和2b；颜色平面3包括喷嘴行3a和3b等。每个颜色平面的特征在于同一颜色平面中的所有喷嘴102供应有并且喷射来自共用储墨器的相同墨料。 

打印头10的五个颜色平面1、2、3、4、以及5各自可以喷射一种不同的有色墨料。然而，

打印头10通常在这些颜色平面中并入至少一些冗余。例如，可能存在喷射黑色墨料的两个颜色平面，而其他三个颜色平面分别喷射青色、品红色以及黄色墨料。冗余通过改进光学密度和最小化有缺陷的喷嘴的视觉影响来帮助改进总体打印质量（参见US7,465,017）。当然，冗余颜色通道通常接收来自打印机的同一本体储墨器的墨料——这一墨料仅被引导到打印头的冗余颜色平面中。 

参考图3，在

打印头10中来自相邻颜色平面的喷嘴行（例如喷嘴行1b和2a）之间的距离d是约73微米。因此，存在不同颜色墨料在相邻颜色平面之间在打印头10的喷嘴面101上混合的可能。当喷嘴面是由一种相对润湿的喷嘴板材料（如氮化硅或氧化硅）限定时，喷嘴面101上的不利颜色混合加剧。 

同一喷嘴行中相邻喷嘴之间的喷嘴间距是31.75微米。同一颜色平面中的这对喷嘴行沿打印头的纵轴线以15.875微米的距离偏置，以使得一个喷嘴行打印一行的‘偶数’点，并且另一个喷嘴行打印一行的‘奇数点’。以这种方式，Memjet打印头实现每个打印行中约15.875微米的打印点间隔，或约1600dpi。 

参考图1、图2以及图4，将会看到，在邻接打印头IC100接合的区域中，存在喷嘴行的移位的（或下移的（dropped））三角形107。这些下移的三角形107允许打印头IC100接合，同时沿每行有效地维持恒定的喷嘴间距。 这种安排还确保更多的硅被提供在每个打印头IC100的边缘处，以确保对接IC之间的充分连接。 

定时装置（未示出）用于在适当时延迟在下移三角形107中发射喷嘴102。同时喷嘴102的操作的控制是通过一个打印头控制器（“SoPEC”）装置来进行，对喷嘴的下移行的补偿可以通过打印头中的CMOS电路进行，或可以在打印头与SoPEC装置之间共享。下移喷嘴安排及其控制的完整描述包含在美国专利号7,390,071中，该专利的内容通过引用结合在此。 

现在参考图5，示出打印头集成电路100的相反的后侧面。墨料供应通道110限定在打印头IC100的后侧，这些墨料供应通道沿打印头IC的长度纵向延伸。这些纵向墨料供应通道110与喷嘴入口112会合，这些喷嘴入口与前侧中的喷嘴102流体性地联通。五个墨料供应通道110中的每一个与打印头的颜色平面中的一个相对应，以使得一个墨料供应通道将墨料供应到一个颜色平面中所包括的一对喷嘴行。 

图6是一个打印头IC的一部分的剖切透视图，该图示出喷嘴102、喷嘴入口112与后侧墨料供应通道110之间的流体联通。如图6中所示，喷嘴102经由一种悬吊式泡形成加热器元件（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，所述文献的内容通过引用结合在此）喷射墨料。然而，其他类型的喷嘴致动同样适合于在在此所描述的打印头中使用。例如，喷嘴致动可以是经由一种嵌入式加热器元件（如描述于（例如）US 7,377,623；US 7,431,431；US 2006/250453；以及US 7,491,911中，这些文献的内容通过引用结合在此)。可替代地，本申请人的热弯曲致动的打印头典型地具有限定在打印头的喷嘴板中的可移动叶片（如描述于（例如）US 7,926,915；US 7,669,967；以及US 2011/0050806中，这些文献的内容通过引用结合在此）。 

回到图5，纵向延伸的后侧墨料供应通道110被硅桥或壁116分成多个区段。这些壁116在相对于纵向通道110的横向方向上为打印头IC100提供另外的机械强度。 

墨料经由呈一个两部分LCP模制件形式的墨料供应歧管供应到每个打印头IC100的后侧。参考图7至图10，示出一个A4打印头组件的分解视图，该A4打印头组件包括十一个打印头IC100，这些打印头IC经由一个粘附薄膜120附接到该墨料供应歧管上。 

该墨料供应歧管包括一个主LCP模制件122和密封到其下侧的一个 LCP通道模制件124。打印头IC100通过粘附IC附接薄膜120结合到通道模制件124的下侧。LCP通道模制件124的下侧包括五个LCP主通道126，这些通道与主LCP模制件122中的对应墨料入口127和墨料出口128连接。这些墨料入口127和墨料出口128与多个墨料槽和一个墨料供应系统流体性地联通，该墨料供应系统在预定的流体静压力下将墨料供应到打印头。 

主LCP模制件122具有多个空气腔129，这些空气腔与限定在LCP通道模制件124中的LCP主通道126联通。空气腔129用于缓冲墨料供应系统中的墨料压力脉冲。 

参考图8，在每个LCP主通道126的底部处的是通向打印头IC100的一系列墨料供应通路132。粘附薄膜120具有一系列激光钻孔的供应孔134，以使得每个打印头IC100的后侧与墨料供应通路132处于流体联通。 

墨料供应通路132被安排成一系列的五行。墨料供应通路132的中间一行通过激光钻孔的孔134直接将墨料进给到打印头IC100的后侧，同时墨料供应通路132的外侧行经由微模制的通道135将墨料进给到打印头IC，每个微模制的通道终止于这些激光钻孔的孔134中的一个。 

图9更详细地示出墨料进给到打印头IC100的后侧墨料供应通道110的方式。限定在粘附薄膜120中的每个激光钻孔的孔134与一个相对应的墨料供应通道110对准。总体来说，激光钻孔的孔134与通道110中的横向壁116中的一个对准，以使得墨料被供应到壁116的任一侧上的一个通道区段。这种安排减少了在墨料供应歧管与打印头IC100之间所需要的流体连接的数目。 

为了帮助正确地定位IC100，基准103A被提供在IC100的表面上（参见图4）。这些基准103A是呈标记的形式，这些标记可容易地被适当的定位设备识别来指示IC100相对于一个相邻的IC的实际位置。粘附薄膜120具有互补的基准103B，这些互补的基准帮助在打印头IC接合到墨料供应歧管的过程中使每个打印头IC100相对于粘附薄膜对准。这些基准103A和103B在这些IC100的边缘处并且沿着粘附IC附接薄膜120的长度策略性地定位。 

现在回到图4，打印头IC100具有沿其纵向边缘中的一个延伸的多个接合垫片105。接合垫片105提供一种用于从打印头控制器（“SoPEC”）装置接收数据和/或电力以控制喷墨喷嘴102的操作的装置。接合垫片105 被连接至打印头IC100的一个上部CMOS层。如图6中所示，每个MEMS喷嘴组件形成在一个CMOS层113上，该CMOS层包括用于发射每个喷嘴的必要逻辑和驱动电路。 

再次参考图7，一个柔性PCB140围绕主LCP模制件122弯曲并且具有引线结合至打印头IC100的结合垫片105的端子。柔性140PCB与结合垫片105之间的引线结合安排更详细地描述于US7,824,013中，该文献的内容通过引用结合在此。 

一个纸张引导件148相对于柔性PCB140安装在LCP模制件122的一个相对侧上，并且完成了打印头组件130。 

打印头组件130被设计为一种使用者可更换的打印头墨盒20的一部分，该打印头墨盒可以从喷墨打印机的打印引擎移除并且在其中更换。因此，柔性PCB140具有多个触点146，从而实现与打印机本体中的电子设备（包括SoPEC装置）的电力和数据连接。 

图10是完整的打印头墨盒20的透视图。打印头墨盒20具有一个顶部模制件44和一个可移除的保护盖42。顶部模制件44具有一个中心腹板，用于结构刚性并且提供用于在插入和移除过程中操纵墨盒的纹理化的抓握表面58。保护盖42的底座部分在安装在打印机中之前保护打印头IC100和一行触点146。帽56与该底座部分是整体地形成并且罩盖墨料入口和出口（参见图12的54和52）。 

图11示出打印头墨盒20，其中其保护盖42被移除以暴露在底表面上的打印头IC100（未在图11中图示）并且暴露在侧表面上的该行触点146。 

图12是打印头组件20的部分分解透视图。顶盖44已经被移除以展现入口歧管48和出口歧管50。入口护罩46和出口护罩47已经被移除以暴露五个入口喷口和出口喷口（52和54）。入口歧管48和出口歧管50在每个单独入口和出口与LCP通道模制件124中的一个相对应主通道（参见图7中的126）之间形成流体连接。 

图13示出使用打印头墨盒20的类型的打印引擎30。打印引擎30是喷墨打印机的内部结构，并且因此不包括任何外部壳体、墨料槽或介质进给和收集托盘。打印头墨盒20是通过使用者提升和降低闩扣26来插入和移除。打印引擎30与打印头墨盒20上的触点146形成电连接。打印引擎经由入口插槽32和出口插槽33形成流体联接，该入口插槽和出口插槽被连接到打印头墨盒20的入口歧管48和出口歧管50上。 

图14示出打印引擎30，其中打印头墨盒被移除以展现每个插槽32和33中的孔口34。每个孔口34接收入口歧管和出口歧管上的喷口52（参见图12）中的一个。墨料槽具有任意位置和构型，但简单地连接到在入口联接件中的插槽32的后部处的中空插口124（未示出）上。在出口联接件33中的插槽的后部处的插口通向下游墨料管线。 

墨料槽与入口歧管48的入口喷口52的连接（经由入口插槽32）决定打印头中的颜色平面的垂悬安排。例如，一个黑色墨料槽可以将墨料供应到入口歧管48的两个入口喷口52以便在打印头中提供两个黑色颜色平面。可替代地，打印头的每个黑色颜色平面可以具有一个对应的黑色墨料槽。 

图15示出打印引擎30，该打印引擎具有一个安装后的、使用者可更换的墨料槽38库和用于调节供应到打印头的墨料的流体静压力的相对应的压力调节腔室39。虽然未在图15中示出不同部件之间的流体连接，将理解这些连接是根据描述于（例如）美国申请号12/062,514中的流体学系统用适合的软管制成的，该申请的内容通过引用结合在此。 

图16示意性地示出图15中所示的打印引擎的流体学系统200。压力调节腔室39将墨料204经由上游墨料管线234供应到打印头墨盒20的墨料入口48。压力调节腔室39定位在打印头墨盒20下方，并且通过浮阀216在其中维持墨料的预定设定水平210。 

墨料204通过定位在高于设定水平210的任何高度h处的墨料槽38供应到压力调节腔室39。墨料槽38典型地是一个使用者可更换的墨料墨盒，当安装在打印机中时该墨料槽与墨料供应管线230连接。墨料供应管线230提供储墨器38与压力调节腔室39的一个入口端口之间的流体联通。 

打印头墨盒20的墨料出口50被连接至下游墨料管线238，该墨料管线进给回到腔室39的一个返回端口。该下游墨料管线包括一个在线过滤器282和用于控制起动操作和停止操作的墨料泵240。 

喷墨墨料

本发明所利用的墨料典型地是基于染料的或基于颜料的水性喷墨墨料。喷墨染料将是本领域技术人员所熟知的并且本发明不限于任何特定类型的染料。作为举例，适合用于在本发明中使用的染料包括偶氮染料（例如食品黑2）、金属络合物染料、萘酚染料、蒽醌染料、靛蓝染料、碳鎓染料、醌亚胺染料、呫吨（xanthene）染料、花青染料、喹啉染料、硝基染 料、亚硝基染料、苯醌染料、萘醌染料、酞菁染料（包括萘酞菁染料）以及金属酞菁染料（包括金属萘酞菁染料，如描述于US7,148,345中的那些，该文献的内容通过引用结合在此）。 

CI直接黑4、9、11、17、19、22、32、80、151、154、168、171、194、以及195；CI直接蓝1、2、6、8、22、34、70、71、76、78、86、142、199、200、201、202、203、207、218、236、以及287；CI直接红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直接黄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1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酸性蓝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酸性黄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活性蓝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活性红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反应黄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；

坚牢青2（富士胶片映像着色（Fujifilm Imaging Colorants））；坚牢品红2（富士胶片映像着色）；

坚牢黄2（富士胶片映像着色）；以及

坚牢黑2（富士胶片映像着色） 

适合用于在本发明中使用的常规颜料可以是无机颜料或有机颜料。常规颜料的实例是炭黑、镉红、钼红、铬黄、镉黄、钛黄、氧化铬、铬绿（Viridian）、钛钴绿、群青蓝（Ultramarine Blue）、普鲁士蓝、钴蓝、二酮吡咯并吡咯、蒽醌、苯并咪唑酮、蒽嘧啶、偶氮颜料、酞菁颜料（包括萘酞菁颜料）、喹吖啶酮（uinacridone）颜料、异吲哚啉酮颜料、二噁嗪颜料、阴丹士林（indanthrene）颜料、二萘嵌苯颜料、紫环酮（perinone）颜料、硫靛蓝颜料、喹酞酮颜料、以及金属络合物颜料。 

适合的颜料的实例包括：青色COJ450（卡博特（Cabot））、D71C和 D75C（钻石分散体（Diamond Dispersions））；品红色COJ465（卡博特）、D71M、D75M、D71PV19（钻石分散体）、赫斯吉特（Hostajet）品红E-PTVP2690以及赫斯吉特品红E5B-PT VP3565（克莱瑞特（Clariant））；黄色COJ270和COJ470（卡博特）、或D71Y、D71Y155、D75Y（钻石分散体）以及赫斯吉特黄4G-PT VP2669（克莱瑞特）；黑色CW1、CW2、CW3（欧瑞特（Orient））或COJ200、COJ300、COJ400（卡博特）或SDP1000、SDP2000（森馨（Sensient））、或D71K、D75K、D77K、D80K（钻石分散体）以及赫斯吉特黑O-PT（克莱瑞特）；红色D71R（钻石分散体）；蓝色D71B（钻石分散体） 

典型地，这些颜料是自分散型颜料，如表面改性的颜料。表面改性可以是阴离子基团抑或阳离子。典型的表面改性基团是羧酸酯基和磺酸酯基。然而，还可以使用其他表面改性基团，如阴离子磷酸酯基或阳离子铵基。 

用于在本发明中使用的适合水性表面改性的颜料分散体的具体实例是 

黑SDP2000（从森馨颜色有限公司（Sensient Colors Inc.）可获得的）和200、300、250C、260M以及270Y（从卡博特公司（Cabot Corporation）可获得的）。 

喷墨墨料中的颜料颗粒的平均颗粒大小任选地是在50至500nm的范围内。 

颜料和染料可以单独地抑或作为其两种或更多种的组合用于喷墨墨料中。 

用于喷墨墨料的墨料载体将是本领域技术人员所熟知的并且本发明中所使用的墨料载体不受具体限制。本发明中所使用的墨料载体典型地是包含至少40wt%水、至少50wt%水、或至少60wt%水的常规水性墨料载体。通常，存在于喷墨墨料中的水的量是在50wt%至90wt%的范围内，或任选地在60wt%至80wt%的范围内。 

水性喷墨墨料组合物在文献中是熟知的，并且除水之外还可以包括其他组分，如共溶剂（包括湿润剂、渗透剂、润湿剂等）、表面活性剂、杀生物剂、螯合剂、pH调节剂、粘度改性剂等。 

共溶剂典型地是水溶性有机溶剂。适合的水溶性有机溶剂包括C_1-4烷基醇，如乙醇、甲醇、丁醇、丙醇、以及2-丙醇；乙二醇醚，如乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、乙二醇单甲醚乙酸酯、二乙二醇单 甲醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇单正丙醚、乙二醇单异丙醚、二乙二醇单异丙醚、乙二醇单正丁醚、二乙二醇单正丁醚、三乙二醇单正丁醚、乙二醇单叔丁醚、二乙二醇单叔丁醚、1-甲基-1-甲氧基丁醇、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、丙二醇单叔丁醚、丙二醇单正丙醚、丙二醇单异丙醚、二丙二醇单甲醚、二丙二醇单乙醚、二丙二醇单正丙醚、二丙二醇单异丙醚、丙二醇单正丁醚、以及二丙二醇单正丁醚；甲酰胺、乙酰胺、二甲亚砜、山梨糖醇、山梨糖醇、单乙酸甘油酯、二乙酸甘油酯、三乙酸甘油酯、以及环丁砜；或其组合。 

可以用作共溶剂的其他有用的水溶性有机溶剂包括极性溶剂，如2-吡咯烷酮、N-甲基吡咯烷酮、ε-己内酰胺、二甲亚砜、环丁砜、吗啉、N-乙基吗啉、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮及其组合。 

喷墨墨料可以包含作为共溶剂的一种高沸点水溶性有机溶剂，该溶剂可以用作用于赋予墨料组合物水保持性和润湿特性的润湿剂或湿润剂。这种高沸点水溶性有机溶剂包括具有180℃或更高沸点的一种溶剂。具有180℃或更高沸点的水溶性有机溶剂的实例是乙二醇、丙二醇、二乙二醇、戊二醇（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、三丙二醇单甲醚、二丙二醇单乙二醇、二丙二醇单乙醚、二丙二醇单甲醚、二丙二醇、三乙二醇单甲醚、四乙二醇、三乙二醇、二乙二醇单丁醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇单甲醚、三丙二醇、具有2000或更低分子量的聚乙二醇、1,3-丙二醇、异丙二醇、异丁二醇、1,4-丁二醇、1,3-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、甘油、赤藓醇、季戊四醇及其组合。 

其他适合的润湿剂或湿润剂包括糖类（包括单糖、寡糖以及多糖）及其衍生物（例如麦芽糖醇、山梨糖醇、木糖醇、透明质酸盐、醛糖酸、糖醛酸等）。 

喷墨墨料还可以包含一种渗透剂作为这些共溶剂中的一种，以用于促进水性墨料渗透到记录介质中。适合的渗透剂包括多元醇烷基醚（乙二醇醚）和/或1,2-烷基二醇。适合的多元醇烷基醚的实例是乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、乙二醇单甲醚乙酸酯、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、乙二醇单正丙醚、乙二醇单异丙醚、二乙二醇单异丙醚、乙二醇单正丁醚、二乙二醇单正丁醚、三乙二醇单正丁醚、乙二醇单叔丁醚、二乙二醇单叔丁醚、1-甲基-1-甲氧基丁醇、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、丙二醇单叔丁醚、丙二醇单正丙醚、丙二醇单异丙醚、二丙二醇单 甲醚、二丙二醇单乙醚、二丙二醇单正丙醚、二丙二醇单异丙醚、丙二醇单正丁醚、以及二丙二醇单正丁醚。适合的1,2-烷基二醇的实例是1,2-戊二醇和1,2-己二醇。渗透剂还可以选自直链烃二醇，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。甘油也可以用作渗透剂。 

典型地，存在于墨料中的共溶剂的量是在约5wt%至40wt%、或任选地10wt%至30wt%的范围内。可在本发明中使用的一种共溶剂系统的一个具体实例包含乙二醇、2-吡咯烷酮、甘油、以及1-丙醇。 

喷墨墨料还可以包含一种或多种表面活性剂（“表面活性剂”），如一种阴离子表面活性剂、一种两性离子表面活性剂、一种非离子型表面活性剂或其混合物。有用的阴离子表面活性剂包括磺酸类型，如烷烃磺酸盐、α-烯烃磺酸盐、烷基苯磺酸盐、烷基萘磺酸、酰基甲基牛磺酸、以及二烷基磺基琥珀酸；烷基硫酸酯盐、硫酸化油，硫酸化烯烃、聚氧乙烯烷基醚硫酸酯盐；羧酸类型，例如，脂肪酸盐和烷基肌氨酸盐；以及磷酸酯类型，如烷基磷酸酯盐酯盐、聚氧乙烯烷基醚磷酸酯盐、以及甘油磷酸酯盐。阴离子表面活性剂的具体实例是十二烷基苯磺酸钠、月桂酸钠、以及聚氧乙烯烷基醚硫酸铵盐。 

两性离子表面活性剂的实例包括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。 

非离子型表面活性剂的实例包括环氧乙烷加合物类型，如聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基苯基醚、聚氧乙烯烷基酯、以及聚氧乙烯烷基酰胺；多元醇酯类型，如甘油烷基酯、山梨糖醇烷基酯、以及糖烷基酯；聚醚类型，如多元醇烷基醚；以及烷醇酰胺类型，如烷醇胺脂肪酸酰胺。非离子型表面活性剂的具体实例是醚，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（polyoxyethylene 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、山梨糖醇单硬脂酸酯、山梨糖醇单油酸酯、山梨糖醇倍半油酸酯、聚氧乙烯单油酸酯、以及聚氧乙烯硬脂酸酯。还可以使用乙炔二醇表面活性剂，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。可以在本发明中使用的非离子型表面活性剂的具体实例是465和 

440（从空气化工产品有限公司（Air Products and Chemicals,Inc）可获得的） 

该一种或多种表面活性剂典型地以从0.1wt%至2wt%范围的量存在于水性喷墨墨料中。如以上所描述，相对低亮度的墨料中的表面活性剂的量比相对高亮度的墨料中的表面活性剂的量大至少0.4wt.%。典型地，在给定墨料组套中，彩色墨料具有的表面活性剂比黑色墨料多至少0.4wt.%。 

水性喷墨墨料还可以包括pH调节剂或缓冲剂，如氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾、碳酸锂、磷酸钠、磷酸钾、磷酸锂、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、草酸钠、草酸钾、草酸锂、硼酸钠、四硼酸钠、邻苯二甲酸氢钾、以及酒石酸氢钾；氨；以及胺，如甲胺、乙胺、二乙胺、三甲胺、三乙胺、三(羟基甲基)氨基甲烷盐酸盐、三乙醇胺、二乙醇胺、二乙基乙醇胺、三异丙醇胺、丁基二乙醇胺、吗啉、丙醇胺、4-吗啉乙磺酸、以及4-吗啉丙磺酸（“MOPS”）。当存在时，pH调节剂的量典型地是在从0.01wt.%至2wt.%或0.05wt.%至1wt.%的范围内。 

水性喷墨墨料还可以包含一种杀生物剂，如苯甲酸、二氯酚、六氯酚、山梨酸、羟基苯甲酸酯、脱氢乙酸钠、1,2-苯噻唑啉-3-酮（“

GXL”，从奥麒化工有限公司（Arch Chemicals,Inc.）可获得的）、3,4-异噻唑啉-3-酮、或4,4-二甲基噁唑烷。当存在时，pH调节剂的量典型地是在从0.01wt.%至2wt.%或0.05wt.%至1wt.%的范围内。 

水性喷墨墨料还可以包含一种螯合剂，如乙二胺四乙酸（EDTA）。 

实验部分

以下实验部分展示

打印头的喷嘴板上的不利颜色混合的问题，并且进一步展示优化用于最小化不利颜色混合的具体墨料组套与打印头垂悬构型的组合的优点。 

制备多个不同的墨料组套用于测试，这些墨料组套各自包含CMYK墨料。通过将墨料载体组分在玻璃瓶中进行混合并且搅拌24小时来配制每种墨料。将这些墨料载体添加至必要的着色剂，搅拌另外的15分钟，然后过滤。制备了基于染料的墨料组套和基于颜料的墨料组套。这些墨料组套具有以下配方： 

墨料组套1 

墨料组套2 

墨料组套3 

对比墨料组套1 

对比墨料组套2 

对比墨料组套3 

对比墨料组套4 

将来自各墨料组套的四种墨料垂悬输送到

打印头中，以便供应颜色平面1、2、3、4、以及5。在每种情况下，将这些墨料组套按表1中所示的顺序垂悬输送到这些颜色平面中： 

表1.CMYK墨料组套的打印头垂悬构型 

颜色平面1	颜色平面2	颜色平面3	颜色平面4	颜色平面5
					黄色（Y）	黑色（K）	青色（C）	黑色（K）	品红色（M）

打印颜色平面1至5的一种喷嘴检查图案以确保打印头被起动。然后打印测试图案以给每个颜色平面加压并且分析来自加压的颜色平面的在相邻颜色平面中发生的任何颜色混合。典型地，通过从一个颜色平面无边界（at full bleed）打印、然后从打印头的各颜色平面1至5顺序地打印喷嘴检查图案来给颜色平面加压。因此，给一个黑色颜色平面加压的一个典型的测试图案可以包括无边界打印以覆盖A4纸的大部分的一个黑色形状（例如矩形或三角形）和紧接该黑色形状的下面打印的五行黄色、黑色、青色、黑色、以及品红色（约1mm宽）。通过视觉检查这些喷嘴检查图案（10倍放大率）以及打印头喷嘴面来确定打印头中一个或多个颜色平面的混合。如果来自一个加压的颜色平面的墨料已经迁移到相邻的一个或多个颜色平面中，则认为发生墨料混合。例如，如果测试图案中任何行的黄色、青色以及品红色包括黑色条纹，则认为在喷嘴面上已经发生不良颜色混合。 

颜色混合实验的结果在以下表2至表8中示出。在表2至表8中，表的每列标题显示加压的颜色平面并且表的每行显示在实验过程中该加压的颜色平面已经混合到其中的一个相邻颜色平面（如果存在）。通过命名， ‘0’指示无颜色混合并且‘X’指示颜色混合。 

表2.墨料组套1的分析 

对于墨料组套1来说，没有观察到从黑色颜色平面2和4中的任一者到相邻颜色平面中的颜色混合。所观察到的唯一颜色混合是从品红色颜色平面5到相邻黑色颜色平面4中的颜色混合，以及从青色颜色平面3到相邻黑色颜色平面2中的颜色混合。这种颜色混合被认为是可以接受的，因为它不会不利地影响所打印的黑色点的视觉外观。 

表3.墨料组套2的分析 

表4.墨料组套3的分析 

对于墨料组套2和墨料组套3来说，没有观察到从黑色颜色平面2和 4中的任一者到相邻颜色平面中的颜色混合。所观察到的颜色混合是从品红色颜色平面5到相邻黑色颜色平面4中的颜色混合、从青色颜色平面3到两个相邻黑色颜色平面2和4中的颜色混合、以及从黄色颜色平面到相邻黑色颜色平面2中的颜色混合。这种颜色混合被认为是可以接受的，因为它不会不利地影响所打印的黑色点的视觉外观。 

表5.对比墨料组套1的分析 

对于对比墨料组套1来说，观察到从两个黑色颜色平面2和4到相邻青色颜色平面3中的颜色混合。这种颜色混合被认为是不可接受的，因为黑色墨料的混合不利地影响所打印的青色点的视觉外观。 

表6.对比墨料组套2的分析 

表7.对比墨料组套3的分析 

对于对比墨料组套2和对比墨料组套3来说，观察到从两个黑色颜色平面2和4到相邻青色颜色平面3中的颜色混合。还观察到从黑色颜色平面2到相邻黄色颜色平面1中的颜色混合。这种颜色混合被认为是不可接受的，因为黑色墨料的混合不利地影响所打印的青色点和黄色点的视觉外观。 

表8.对比墨料组套4的分析 

对于对比墨料组套4来说，观察到从两个黑色颜色平面2和4到相邻青色颜色平面3中的颜色混合。还观察到从黑色颜色平面2到相邻黄色颜色平面1中的颜色混合。还观察到从黑色颜色平面4到相邻品红色颜色平面5中的颜色混合。这种颜色混合被认为是不可接受的，因为黑色墨料的混合不利地影响所打印的青色点、品红色点、以及黄色点的视觉外观。 

结论

表2至表8中所示的结果证明，颜色混合受每种墨料中的表面活性剂的量控制。具体地说，只有在彩色墨料中的表面活性剂的量比黑色墨料中的表面活性剂的量大至少0.4wt.%（优选至少0.6wt.%）的情况下，打印头的喷嘴面上的从黑色墨料到相邻彩色墨料中的混合才能被最小化。 

出人意料地，每种墨料的表面张力似乎在控制颜色混合的程度和方向方面并不是很重要。例如，对比墨料组套1中的黑色墨料具有63.5mN/m的高表面张力。然而，这种高表面张力不能防止颜色平面2和4的黑色墨料混合到颜色平面3中的青色墨料中，并且因此不利地影响所打印的青色点的视觉外观。同样，在对比墨料组套2至4中的每一个中，黑色墨料的相对更高的表面张力不能防止黑色墨料混合到相邻的一个或多个颜色平面中。因此，得出结论：马朗戈尼效应不能预测打印头的喷嘴面上的颜色混合；只有每种墨料中的表面活性剂的相对量才能够控制喷嘴面上的颜色 混合的程度和方向。 

本文所描述的墨料组套与优化的打印头垂悬安排一起通过最小化打印头中紧密间隔的颜色平面之间的不利颜色混合来提供多色打印头中的改进的打印质量。 

当然，应理解，已经仅通过举例描述了本发明并且可以在如所附权利要求中所限定的本发明的范围内作出细节的修改。 

Claims (20)

1.一种喷墨打印机，包括：

一个喷墨打印头，该喷墨打印头包括用于喷射多种不同墨料的多个颜色平面，每个颜色平面包括限定在所述打印头的喷嘴面中的至少一个喷嘴行，对应颜色平面中的每个喷嘴供应有相同的墨料，其中所述打印头是垂悬的以使得喷射具有相对低亮度的第一墨料的第一颜色平面被夹在喷射具有相对高亮度的对应第二墨料和第三墨料的第二颜色平面与第三颜色平面之间；以及

与该打印头处于流体联通的多个储墨器，所述储墨器容纳该第一墨料、该第二墨料以及该第三墨料，

其中该第一墨料中的表面活性剂的量比该第二墨料和该第三墨料中的表面活性剂的量大至少0.4wt%。

2.如权利要求1所述的打印机，其中该第二墨料和该第三墨料是相同的墨料。

3.如权利要求1所述的打印机，其中该第二墨料和该第三墨料都是黑色墨料并且该第一墨料是一种非黑色墨料。

4.如权利要求3所述的打印机，其中该第一墨料选自下组，该组由以下各项组成：青色墨料、品红色墨料、黄色墨料、红色墨料、绿色墨料、以及蓝色墨料。

5.如权利要求1所述的打印机，其中该第二墨料和该第三墨料彼此不同。

6.如权利要求5所述的打印机，其中该第一墨料是黄色并且该第二墨料和该第三墨料分别是青色和品红色。

7.如权利要求1所述的打印机，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张力。

8.如权利要求1所述的打印机，其中该打印头是垂悬的以使得喷嘴面上的颜色平面具有交替顺序的低亮度墨料和高亮度墨料。

9.如权利要求1所述的打印机，其中所述打印头是垂悬的以使得喷射相对低亮度的墨料的每个颜色平面具有墨料至少一个相邻的喷射黑色墨料的颜色平面。

10.如权利要求1所述的打印机，其中来自相邻颜色平面的喷嘴行之间的距离是小于200微米。

11.一种喷墨打印头，包括用于喷射多种不同墨料的多个颜色平面，每个颜色平面包括限定在所述打印头的喷嘴面中的至少一个喷嘴行，对应颜色平面中的每个喷嘴供应有相同的墨料，其中所述打印头是垂悬的以使得喷射非黑色墨料的第一颜色平面被夹在一对喷射黑色墨料的颜色平面之间。

12.如权利要求11所述的打印头，该打印头是垂悬的以使得喷射非黑色墨料的每个颜色平面具有墨料至少一个相邻的喷射黑色墨料的颜色平面。

13.一种用于最小化在喷墨打印头的喷嘴板处的不利颜色混合的墨料组套，所述墨料组套包括多种基于染料的水性墨料，所述多种基于染料的墨料包括一种相对高亮度的墨料和一种或多种相对低亮度的墨料，所述墨料各自包含一种表面活性剂，其中该第一相对高亮度的墨料中的表面活性剂的量比所述相对低亮度的墨料中的表面活性剂的量大至少0.4wt%。

14.如权利要求13所述的墨料组套，其中该相对高亮度的墨料是黑色墨料并且该相对低亮度的墨料包括选自下组的一种或多种墨料，该组由以下各项组成：青色墨料、品红色墨料、黄色墨料、红色墨料、绿色墨料、以及蓝色墨料。

15.如权利要求13所述的墨料组套，其中每种相对低亮度的墨料中的表面活性剂的量比所述相对高亮度的墨料中的表面活性剂的量大至少0.6wt%。

16.如权利要求13所述的墨料组套，其中所述相对高亮度的墨料具有比每种相对低亮度的墨料更高的表面张力。

17.如权利要求13所述的墨料组套，其中每种墨料包含选自下组的一种或多种组分，该组由以下各项组成：

从8wt.%至15wt.%的乙二醇；

从6wt.%至12wt.%的2-吡咯烷酮；

从1wt.%至5wt.%的甘油；

从1wt.%至5wt.%的1-丙醇；以及

从2wt.%至20wt%的选自下组的至少一种氧化烯化合物，该组由以下各项组成：二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、以及五乙二醇。

18.如权利要求13所述的墨料组套，其中每种墨料包含仅一种表面活性剂，该表面活性剂是一种非离子型表面活性剂。

19.如权利要求13所述的墨料组套，其中每种相对低亮度的墨料包含从0.1wt.%至0.3wt.%的该表面活性剂。

20.如权利要求13所述的墨料组套，其中该相对高亮度的墨料包含从0.6wt.%至1.4wt.%的该表面活性剂。

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