CN1239038A - 多小室液体源 - Google Patents

Abstract

根据本发明，公开一种喷墨打印系统和液体供给装置，其利用了反应性液体的优点同时在喷墨打印系统的设计结构方面能具有最大的灵活性。喷墨打印装置包含一具有至少一个整体打印头部分的打印头部分，该打印头部分具有至少两个喷射部分；以及至少一个与打印头部分相关联的液体盒部分，液体盒部分具有至少两个液体盒小室，每个液体盒小室用于向该至少两个喷射部分中之一提供液体，其中一个小室包含反应性液体，另一小室包含至少一种不与反应性液体反应的墨水。

Description

多小室液体源

本申请是由Askeland等人在1998年4月29日申请的题为“用于喷墨打印的反应性的墨水组合”的申请号为09/069717的US申请的部分继续；以及是由Askeland等人在1998年4月29日申请的题为“多小室的墨水源”的申请号为09/069616的US申请的部分继续，所有都转让给本发明的受让人。

本发明涉及喷墨打印机之类，更具体地说涉及一种具有增强功能的紧凑、高打印速度的喷墨打印。

喷墨打印是一种非冲击打印方法，其中墨滴按照特定的次序沉积在打印媒质上，以便形成数字字符，区域填充部分以及其它图形。硬拷贝输出的低成本和高质量，结合相对无噪声操作，已经使喷墨打印机普遍替代其他类型的与计算机结合使用的打印机。

喷墨打印的非冲击打印过程包含响应于由微处理器产生的电信号将微小墨滴喷射到例如纸、透明薄膜或纺织物之类的打印媒质上。为了实现在喷墨打印中喷射墨滴，目前有两种基本方式可使用：加热方式和压电方式。在压电方式喷墨打印中，由于响应于还是由微处理器产生的电信号使压电晶体振动而喷射墨滴。

在加热喷墨打印中，当由称为“打印头”的墨滴发生装置按精确图形将墨点喷射到打印媒质上时形成喷墨图像。通常的喷墨打印头具有由安装到加热喷墨打印头基片(例如硅、镍或聚酰亚胺或者它们的组合)上的精密形成的喷墨(或喷射部分)阵列。该基片包含加热小室或者墨滴喷射部分的阵列，它们通过与一个或多个墨水盒相连通接收液态墨水(溶解或散布在溶剂中的色料。每个加热小室具有薄膜电阻，称之为“加热电阻”，位置与喷嘴相对，使得墨水能汇集在加热电阻和喷嘴之间。打印头安装在一沿打印机宽度(另称为“扫描轴线”)方向行进的车架上。

市售的热敏喷墨打印机例如由Hewlett-Pockard Company可购的DeskJet^打印机采用不同色调的墨水，即绛红、黄、青蓝和可供选择的黑色。用于形成墨水的色料例如染料的特定组合称之为“基本染料组合”。利用不同的基色染料组合的综合可以产生各种颜色例如二次混合色的光谱。

一类喷墨打印机采用一次性的打印头，其中墨水盒装在车架上，因此称之为车上式(on-board)或者轴上式(on-axis)。各墨水盒可以与打印头部分整体形成，或者它们可以可拆下方式连接到其上。

另一类喷墨打印机采用不是装在车架上的墨水盒，因此称之为车外式(off-board)或者轴外式(off-axis)。在一个实例中，当打印头周期性地行进到静止的墨水盒以便再补充时，墨水盒间歇性地重新补充打印头墨水。另一种类型使用一通过液体导管连通到打印头的可更换的墨水盒。通过这一液体导管向打印头重新补充墨水。

墨水盒可以单个地(与其它墨水盒分开)替换，或者各墨水盒可以作为一个整体墨水盒部分构成，作为一个单元替换。

不同的打印头/墨水盒结构满足不同的顾客需要。例如，车上式设计结构易于使用。利用车外式设计结构的打印机在打印过程中较少中断，它需要较大墨水容积，例如在进行大幅度打印时。

总的说，关于彩色喷墨打印的成功颜色组合应当具有如下的特性；良好的抗结壳性、良好稳定性、适当的粘度、适当的表面张力、良好的减缓不同颜色色料扩散性能、鲜艳的颜色、清晰的边缘、迅速的干燥时间、与车架无不良反应、用户安全性、良好性能(例如耐抹性、耐光性和耐水性)、和低击穿。当置入加热喷墨系统中时，墨水组合还应当抗合成油(kogation)。

与墨水是以染料为基础的还是以颜料为基础的无关，喷墨用墨水共同面临看不同颜色之间或黑色与其它颜色之间色料扩散控制的课题。术语“色料扩散”用在这里定义为一旦墨水沉积在打印媒质上一种颜色浸染到另一种颜色，由其间带毛刺的边界作为判据，色料扩散的产生是由于在纸基层的表面以及在该基层本身内部的颜色混合。色料扩散的产生特别会在黑色墨水和邻近打印的彩色墨水之间发生问题，因为它们更醒目。因此，为了得到良好的打印质量，应当明显降低或消除色料扩散，这样在各颜色之间的边界便是清晰的，没有一种颜色浸染另一种颜色。在控制在各打印图像之间的色料扩散方面已经利用几种方案，其中很多方案采用可反应的墨水机理。

一种用于控制各打印图像之间色料扩散的方案如公开在由shields等人申请并转让给本发明的同一受让人的题为“在多种墨水打印系统中防止颜色色料扩散的方法和装置”的5428383号美国专利中，这里引用可供参考，它在一种墨水中采用沉淀剂(例如多价的金属盐)，而在另一种墨水中(最好在黑色墨水中)采用最好以有机染料形式的着色剂，其具有一种最好两种或多种羟基和/或羟化物族。当墨水邻近另一种颜色打印到打印媒质上时，包含沉淀剂的墨水导致具有羟基和/或羟化物的着色剂沉淀，以此防止着色剂迁移到另一种墨水中，故降低了在两个相邻的打印区之间的色料扩散。

另一种降低各喷墨的墨水之间的色料扩散的方法涉及采用pH敏感的染料，如在由Shields等人申请的转让给本发明的同一受让人的题为“利用pH敏感的染料/墨水减轻色料扩散”的美国专利5181045中所公开的，这里引用可供参考。其中公开了一种具有pH敏感的染料的墨水，可阻止该“pH敏感的墨水”浸染到具有适当pH值的相邻墨水(“目标墨水”)中。更具体地说，通过在页面上使染料和具有适当pH的相邻墨水相接触而为不溶性的，从而防止迁移到具有pH敏感的染料中。因此，通过使用“pH敏感的墨水”以及该“目标墨水”两者，降低或消除色料扩散。通常，由于黑色染料侵染到彩色墨水中比相反方向的侵染带来更多的问题(因为其更醒目)，黑色墨水应采用pH敏感的染料，该彩色墨水的pH值需在实施该发明时控制，这样将防止黑色墨水扩散到彩色墨水中。为了完全控制色料扩散，在5185045号的美国专利中的方法中要求约4(或者甚至5)单位的PH差值。

这里还引用由Adamic等人申请的并转让给本发明的同一受让人的题为“利用有机酸减轻在喷墨的各墨水中的色料扩散”的5785743号美国专利；以及由Looman申请的并转让给本发明的同一受让人的题为“利用包含基本官能团的酸类减轻在喷墨的各墨水中的色料扩散”的5679143号美国专利，另外公开了通过迫使在印刷媒质上的一种墨水(PH敏感型墨水)中的PH敏感型染料由于该PH敏感型染料与具有适当PH值(高于或者低于第一种墨水)的第二种墨水相接触而沉淀的方法。当在打印媒质上接触时，第一种墨水中的PH敏感型染料变为不溶性的，因此降低了色料扩散。08/567974号美国申请公开了使用有机酸来降低为实现PH敏感型染料着色剂的沉淀所需的PH差值，正如与如上述的在5185045号美国专利中所公开的部分相比较的。5679143号美国专利采用不具有碱性官能团的有机酸和包含酸性的和碱性官能团(特别是至少一个酸性功能团和至少一个碱性官能团)的PH调节有机化合物，其中碱性官能团的数目等于或者大于酸性官能团的数目。在喷墨的墨水化合物中的有机酸的存在降低了使第二种侵入喷墨的墨水组合物中的PH敏感型着色剂为不溶性的所需的PH差值，如在上述08/567974号美国申请中所述的。双官能PH调节组合物的存在还增加了酸性官能团在喷墨的喷水组合物中的浓度，同时还将喷墨的墨水组合物的PH值增加到可允许的数值。因此，双官能PH调节组合物使单根据在申请号08/567974中公开的机理利用有机酸实现的减轻色料扩散更明显。

为了防止在各基色(例如青蓝、绛红和黄)和各二次混合色(例如红、蓝和绿)与黑色之间发生色料扩散，将所有三种基色设计成可根据例如上述的反应机理(多价金属盐，PH敏感型染料)与黑色墨水发生反应。

上述各种解决方案利用反应型墨水，虽然具有优点，但在将它们应用在墨水和打印系统的设计中未得到最大灵活性。例如，利用反应型墨水系统可能导致各反应型墨水发生不希望有的混合，因此在打印系统中特别在紧凑打印头装置或者紧凑墨水供给装置中影响可靠性。

由Askeland等人在1998年4月29日申请的题为“用于喷墨打印的反应型的墨水组合”的申请号为09/069717的美国专利申请公开了一种墨水组合和利用其打印的方法，其中的墨水组合包含各具有水性媒液和着色剂的墨水，该墨水组合包含至少两种相互反应的墨水；以及一种不与该至少两种相互反应的墨水反应的墨水。该墨水组合利用了反应型墨水的优点，同时使在其中采用该墨水组合的喷墨打印系统的结构和墨水的设计中具有灵活性。

由Askeland等人在1998年4月29日申请的题为“多小室墨水源”的申请号为09/069616的美国专利申请公开了一种喷墨打印系统和墨水源的结构，它们可以利用反应的墨水的优点，同时使喷墨打印系统的设计和结构中能具有最大灵活性。该喷墨打印装置包含：打印头部分，具有至少三个喷射部分；墨水盒部分，包含至少3个墨水小室，每个墨水小室用于向至少三个喷射部分中的一个提供墨水，其中两个墨水小室每个包含第一种或第二种相互反应的墨水中之一，另一个墨水小室包含不与第一种和第二种相互反应的墨水反应的墨水。

申请号为09/069717和09/069616的美国专利申请对不希望产生的颜色混合(例如色料扩散)以及其它图像质量属性中的一方面或两方面提出建议。当墨水组合包含不与第一种墨水反应的墨水时，一种打印方法(底色打印方法)可以用来降低在第一种墨水和非反应的墨水之间的色料扩散，或者提高其它打印系统属性。在采用“底色打印方法”时，一要利用第一种墨水(例如黑色)打印的区域也至少局部地利用至少一种与第一种墨水反应的墨水(例如绛红或者黄)打印，因此，使在第一区域和要利用非反应的墨水打印的第二区域之间的颜色混合最少。这些包含非反应的墨水子组合的墨水组合，虽然具有很大的优点，但都未解决在喷墨打印图像中希望增强图像质量属性的所有问题。

因此，存在对于喷墨打印系统和墨水源的结构的需求，使其能利用反应型墨水的优点，同时使得在喷墨打印系统的设计和结构中具有最大的灵活性。

根据本发明，公开一种喷墨打印系统和液体源的结构，它们能利用反应液体的优点同时还使能在喷墨打印系统的设计和结构中具有最大的灵活性。喷墨打印装置包含：打印头部分，具有至少一个整体的打印头部分，该打印头部分具有至少两个喷射部分；以及与打印头部分相关联的至少一个液体盒部分，该液体盒部分具有至少两个液体盒小室，每个液体盒小室用于向至少两个喷射部分中之一提供液体，其中一个小室包含反应液体，另一个小室包含至少一种不与该反应液体反应的墨水。

此外，根据本发明，公开了一种用于向喷墨打印系统提供液体的液体供给装置，该液体供给装置包含一具有至少一个整体的液体盒部分的液体盒部分，该液体盒部分具有至少两个液体盒小室，每个液体盒小室用于向喷墨打印系统提供液体，其中一个液体盒小室包含反应型液体，另一个液体盒小室包含不与该反应型液体反应的墨水。

图1是未按比例示意表示的喷墨打印系统，示有喷墨打印头，液体盒和控制用电子装置。

图2是局部断开的未按比例示意表示的整体喷墨打印头。

图3(a)是局部断开的未按比例示意表示的具有多个整体打印头的喷墨打印头。

图3(b)是局部断开的未按比例示意表示的具有多个整体打印头的另一种喷墨打印头。

图3(c)是局部断开的未按比例示意表示的具有多个整体打印头的再一种喷墨打印头。

图3(d)是局部断开的未按比例示范表示的具有多个整体打印头的再一种喷墨打印头。

图3(e)是局部断开的未按比例示意表示的具有多个整体打印头的再一种喷墨打印头。

图4是未按比例示意表示的车上式液体供给系统，其中液体盒可从打印头分开替换。

图5是未按比例示意表示的车外式液体供给系统，其中液体盒利用液体导管连通到打印头。

定义

液体-包含反应性液体和各墨水成分中的一者或者两者。

反应-当在两种彼此反应的液体中的至少一种中的一或多种着色剂的溶解性或状态改变，以使在各液体彼此一旦接触，使至少一种着色剂在打印媒质上的流动性降低。

反应性液体-一种基本上无色的液体，即该反应性液体可以完全不包含着色剂(例如染料或者颜料)，或者可包含一种在可见光中不会吸收但是在IR(红外线)或OV(紫外线)的一方或两方中可能吸收的着色剂。反应性液体包含一种组分(分子或络合物，或者在分子或者络合物中的官能团)，它与在墨水中的一成分(分子或络合物，或者在分子或络合物中官能团)反应，因此一旦在反应性液体和墨水至少部分地被打印在印刷媒质上的同一预定区域上，或者在打印媒质上的彼此相邻的预定区域上，可以保证提高利用该墨水形成的打印区域的图像完整性，例如提高性能(如耐水性、耐抹性)或者减轻色料扩散；提高颜色的鲜明性、提高边缘敏锐性、或降低干燥时间。

反应的液体-与另一种液体反应的液体。

相互反应的液体-彼此反应的各液体。

整体打印头-一种具有永久性地附着在一刚性结构上的各墨滴喷射部分的阵列的打印头。喷射部分由包含硅、镍、聚酰亚胺或者它们的组合物的材料制造。这种形成单块式打印头的技术在本技术领域是公知的，在例如4438191号或者4922265号的美国专利的(两者转让给本发明的受让人)公开文件中进行了讨论。

打印头部分-一种包含一个或多个整体打印头部分的打印头。

整体液体盒部分-一种包含多个液体盒小室的液体盒部分，其中多个液体盒小室彼此相对永久性固定。

整体打印盒-一个喷墨打印头部分，以及至少一个液体盒小室，或者整体液体盒部分；形成一整体打印盒。

车上式(轴上式)-一类利用一次性打印头的喷墨打印机，其中的液体盒装在该盒之上。各液体盒可以与打印头部分整体形成，或者以可拆方式连接到其上。

车外式(轴外式)-一类利用不是位于在该盒上的液体盒的喷墨打印机。在一种实例中，当打印头为了重新补充周期性地行进到静止的液体盒时，该液体盒断续地向打印头重新补充液体。另一种类型采用利用液体导管连接到打印头上的可替换的墨水液体盒。通过这一液体导管向打印头重新补充液体。

扫描轴-通过移动与打印系统相关联的车架限定的轴线。

下面参阅图1，其中示有一未按比例示意表示的喷墨打印系统100，它包含本发明的使用至少两种液体的多种颜色墨水供给系统105，该液体包含反应性液体和不与该反应性液体反应的墨水。此外，液体可以包含至少一种与反应性液体反应的墨水，用于提高多种打印系统属性中的一种例如减轻色料扩散、耐抹性、降低干燥时间。打印系统100包含打印头部分110，它经过电子联络装置140由打印系统的控制电子装置130接收信号，用于随之在打印媒质90上选择性地沉积由墨水盒部分120可得到的液体的细滴。

打印头110包含多个喷射部分115，用于喷射不同的液体。在一示范性的实施例中，喷射部分115包含分别用于喷射黑、青蓝、绛红和黄色墨水和反应性液体的喷射部分115K、115C、115M、115Y和115F。然而，可以使用或多或少的墨水和反应性液体，它们具有相同或者不同成分，这取决于打印应用场合，打印质量要求程度、颜色范围以及所需的其它打印属性。

每个喷墨部分由分开的液体盒小室接收液体(虽然在某些实施例中可以具有一个以上的用于向喷射部分提供相同液体的液体盒小室)。在一示范性实施例中，墨水盒部分120包含用于分别容纳黑色、青蓝、绛红和黄色墨水的盒中的小室120K、120C、120M和120Y。以及用于容纳反应性液体“F”的盒中的小室120F。盒中的各小室可与打印头部分110整体形成；或者以可卸方式连接到打印头部分，或者如在车外式系统的实例一样，或者如在车上式系统的实例一样。例如，在液体盒部分和打印头部分之间可以有一可选择的单独部分160。每个盒的小室可以单个地替换。在一优选实施例中，为了简化液体供给系统，盒的各小室按照一个整体液体盒部分120形成，以便作为一个单元替换(即整体墨水盒部分)。

在一优选实施例中，沿一轴线分布多个喷射部分115，以便简化和使空间利用率最大。这一轴线被称之为“阵列轴线A”。为了进一步使空间利用率最大，阵列轴线“A”平行于一扫描轴线“S”，扫描轴线“S”指在打印操作过程中打印头部分在打印媒质上方行进的方向。

在本公开的其余部分，以举例的方式，除非另加说明以外，将使用“图像完整性”来说明由于在各反应性液体之间例如在与反应性液体反应的各墨水之间或者在两种彼此反应的两种墨水之间的反应而获得的期望的效果；并且使用黑、青蓝、绛红和黄色作为第一到第四种墨水。此外，术语“图像完整性”包含各打印属性，例如色料扩散减轻、降低干燥时间、耐抹性和耐水性，由于两种反应性液体之间的反应的结果可以影响这些属性。另外，当谈及与反应性液体反应的一墨一水时，该墨水可与另一种墨水反应或不反应。

以举例方式，图1表示一喷墨打印系统采用五个不同的盒的小室；用于分别容纳四种不同墨水，(第一到第四种墨水)的120K，120C，120M和120Y，以及用于容纳反应性液体F的120F，其中该反应性液体与至少一种墨水反应。在一个实施例中，在整体打印头部分中使用反应性液体和至少一种与反应性液体反应的墨水。在另一个实施例中，液体组合还包含一种与反应剂不反应的墨水。在采用整体式打印头的实施例中，液体组合最好包含与反应性液体不反应的墨水。在一优选实施例中，在整体打印头部分中使用反应性液体和至少一种与反应性液体反应的墨水。在一优选实施例中，反应性液体是与黑、青蓝与降红墨水中至少其中之一反应的，更为优选的是，与黑、青蓝和绛红墨水反应和不与黄色墨水反应的。在一个优选实施例中，除了与至少一种墨水反应和与至少一种墨水不反应的反应性液体以外，至少其中两种墨水彼此反应(另称为“相互反应的墨水”)，例如黑色墨水至少与降红墨水或黄色墨水反应，以及与绛红和黄色墨水两者都反应更好，以及最好青蓝墨水不与黑色墨水反应。本技术领域的技术人员会认识到，本发明不局限于固定数量的墨水和反应性液体，在液体组合中可以采用或多或少种液体、液体可具有相同或者不同的成分。

在一个实施例中，一些墨水彼此不反应而是与反应性液体反应，只是邻近与反应性液体相关联的墨滴喷射部分定位的墨滴喷射部分相关联的墨水例外，该例外的墨水也不与反应性液体反应。

对于一些液体(包含墨水和反应性液体)在喷墨打印头的喷嘴板上混拌，不是罕见的。这种混拌又可能导致例如在擦抹过程中各液体的混合。这种各液体的混合特别是当与整体打印头相关的方式使用反应性液体时，可能导致在加热小室中的可靠性问题。因此，当采用反应的液体方案(与在两种墨水之间或者墨水和反应性液体之间是否反应无关)时，例如上述的方案(或者对于该问题的任何其它反应方案)，最好将与这些彼此反应的(即相互反应的液体)液体相关联的喷射部分分开。因此，最好，利用至少一个与一种不与相互反应的液体反应的液体相关联的喷射部分使各相互反应的液体分开从而在相互反应的液体之间提供分隔缓冲。换句话说，在整体打印头结构中，没有两种相互反应的液体与彼此邻近的喷射部分相关联。这种对于与相互反应的墨水相关联的各相邻喷射部分分开的优先选择出现在本发明的说明的其余部分中要介绍的所有实施例中。在一优选实施例中，反应性液体不与至少一种与反应性液体相关联的喷射部分邻近的喷射部分相关联的墨水反应。在一个实施例中，反应性液体和至少一种不与反应性液体反应的墨水包含在整体液体盒部分中。在另一个实施例中，在整体打印头部分中利用反应性液体和至少一种不与反应性液体反应的墨水。在一优选实施例中，反应性液体是不与第四种墨水反应的；第一种墨水是与第三种墨水相互反应的，以及最好与第三种和第四种墨水两者反应，以及第一种墨水不与第二种墨水反应。在一个优选实施例中，第一、第二、第三和第四种墨水分别是黑、青蓝、绛红和黄色。

各相互反应的液体之间的反应可采用在本技术领域中公知的任何一种机理，例如采用PH敏感的着色剂，或者采用沉淀剂，如在上述专利和申请中所介绍的。本发明可以应用在任何一种反应系统中，与反应的目的无关，其中反应性液体与至少一种墨水无关，此外还可以应用在至少两种墨水彼此反应时例如当第一种墨水被设计成可与第三种以及可选择地与第四种墨水反应时。一种或多种反应可以用于增强很多所需图像完整性属性中之一。此外，在任何两种彼此反应的液体(例如液体一和二)之间的反应方案可以与包含各墨水之间以及反应性液体和墨水之间的反应的其它两种反应的液体(例如液体三和四，或者一和四)之间的反应方案相同或不同；以及每种反应方案可以包含一种或多种反应机理(例如多价金属盐，交联反应)。

采用本发明的液体组合将增强在各相邻打印区域之间的图像完整性(例如减轻色料扩散)，其中各相邻区域之一至少局部地利用至少一个第一种反应的液体进行打印；另一区域利用至少另一与第一种液体反应的第二种反应性液体进行打印；或者在另外的实施例中，利用与反应性液体反应的墨水打印的(或欲打印的)各相邻区域之一还至少局部地利用反应性液体打印；以及另一打印区域利用另一种墨水打印，该墨水可与在该一个相邻打印区域上打印的两种液体中之一反应或者不反应。本液体组合还可以提高其它图像完整性属性例如耐抹性和耐水性，其中欲利用与反应性液体反应的墨水打印的区域还至少局部地在利用反应性液体打印之前、之后或基本同时利用反应性液体打印。在另一实施例中，液体组合包含至少两种相互反应的墨水。在采用至少两种相互反应的墨水的另一实施例中，可以采用一种不与该相互反应的墨水反应的墨水，以使该不反应的墨水与位于在与两种相互反应的墨水相关联的喷射部分之间的喷射部分相关联。

当一个与另一个打印区域相邻的区域欲利用不与其它液体反应的墨水打印时，最好，该不反应的墨水(例如第四种墨水)具有颜色，最好是黄色，这将呈现最低的向其相邻的打印区域有害的扩散。

在上述的描述中，例如墨水、反应的、不反应的液体的配置；墨水盒、打印头以及打印盒的配置还可适用于如下的附图。

下面参阅图2，该图以断开方式仅为了表示喷射部分示有的整体打印头部分500包含：用于喷射多种墨水的多个喷射部分550；550K、550C、550M和550Y；以及用于喷射反应性液体的550F。在一个优选实施例中，该多种墨水包含黑，青蓝、绛红和黄色墨水。在打印头部分500中的每一喷射部分包含至少一排用于喷射与喷射部分相关联的液体的喷嘴或孔口，最好沿着与扫描轴线“S”垂直的纸轴线“P”分布，反应性液体与至少一种墨水反应，以及最好与该邻近和反应性液体相关联的喷射部分的喷射部分相关联的墨水不反应。在另一个实施例中，至少其中两种墨水例如第一和第三种墨水是相互反应的。在一优选实施例中，第一种墨水是黑色的。

下面参阅图3(a)，打印头部分600分为两个整体打印头600I和600II。在一优选实施例中，打印头600I包含喷射部分600K和600C，以及打印头600II包含喷射部分600M、600Y和600F。每个喷射部分例如600K可以包含一个或多个相应的喷射部分(例如，可以有与一种液体如黑色墨水关联的两个喷射部分，它们与一个或多个盒的小室相关)。在一个实施例中，喷射部分600K和600C与黑色和青蓝色墨水相关联，喷射部分600M、600Y和600F与绛红和黄色墨水以及反应性液体相关。在一个实施例中，喷射部分600K和600C与黑色和青蓝墨水相关联，喷射部分600M、600Y和600F分别与绛红和黄色墨水以及反应性液体相关联，其中绛红和黄色墨水与黑色墨水反应，青蓝色墨水不与黑色墨水相反应，以及最好黄色墨水不与反应性液体和绛红墨水反应。

下面参阅图3(b)，打印头部分610分为两个整体打印头610I和610II。在一优选实施例中，打印头610I包含喷射部分610K、610C和610M；打印头610II包含喷射部分610Y和610F。在一优选实施例中，打印头610I包含喷射部分610K、610C和610M；打印头610II包含喷射部分610Y和610F。在一个实施例中，喷射部分610K、610C和610M与黑色、青蓝和绛红墨水相关联；喷射部分610Y和610F分别与黄色墨水和反应性墨水相关联，其中绛红和黄色墨水与黑色墨水相反应，青蓝墨水不与黑色墨水和绛红墨水相反应。

下面参照图3(c)，打印头部分620分成两个整体打印头620I和620II。在一优选实施例中，打印头620I包含喷射部分620K1、620K2和620C，打印头620II包含喷射部部分620M、620Y和620F。应注意，一个以上的喷射部分例如620K1和620K2可与单一墨水例如黑色墨水相关联。在一实施例中，喷射部分620K1，620K2与黑色墨水相关联，620C与青蓝墨水相关联；以及喷射部分620M、620Y和620F分别与绛红和黄色墨水以及反应性液体相关联；其中绛红和黄色墨水与黑色墨水相反应，青蓝墨水不与黑色墨水相反应。

下面参阅图3(d)，打印头部分630分为两个整体打印头630I和630II。在一优选实施例中，打印头630I包含喷射部分630K、630C、630M和630Y；打印头630II包含喷射部分630F。在一个实施例中，喷射部分630K，630C，630M和630Y与黑色，青蓝、绛红以及黄色墨水相关联；以及喷射部分630F与反应性液体相关联，其中绛红和黄色墨水和黑色墨水相反应，青蓝墨水与黑色墨水不反应，在另一实施例中，各墨水彼此之间不反应但与反应性液体反应。

下面参阅图3(e)，打印头部分640分成三个整体打印头640I、640II和640III。在一优选实施例中，打印头640I包含喷射部分640F1、640Y1和640C1，打印头640II包含喷射部分640M1、640K和640M2；以及打印头640III包含喷射部分640C2、640Y2和640F2。在一个实施例中，喷射部分640K、640C1和640C2，640M1和640M2，以及640Y1和640Y2分别与黑色、青蓝、绛红和黄色墨水相关联；喷射部分640F1和640F2与反应性液体相关联。在一个实施例中，青蓝和黄色墨水与黑色墨水相反应，绛红墨水不与黑色墨水相反应。

下面参阅图4，以示意方式表示墨水供给系统105′的一个实施例。墨水供给系统105′包含：一具有多个用于喷射不同液体的喷射部分115′的打印头部分110′，以及用于利用液体出口150′和液体入口130′向打印头部分110′提供液体的液体盒部分120′。当每个液体出口150′连通到每个液体入口130′时，形成液体连通部分，其以液体流动方式将容有特定液体的盒的小室与利用相同液体的存在打印头部分中的对应的喷射部分相连通。

在一优选实施例中，各液体出口150′包含150′K、150′C、150′M、150′Y和150′F，其构成分别连接到液体入口130′K、130′C、130′M、130′Y和130′F，因此，由它们的对应的液体盒小室120′K、120′C、120′M、120′Y以及反应性液体盒小室120′F向喷射部分115′K、115′C、115′M、115′Y和115′F分别提供黑色、青蓝、绛红和黄色墨水以及反应性液体。

在一优选实施例中，为使结构紧凑，液体出口150、液体入口130′、液体盒小室120′以及喷射部分115′沿着一阵列轴线(最好平行于扫描轴线“S”)分布。

反应性液体与至少一种墨水反应，最好与三种墨水反应。在一个实施例中，至少其中两种墨水相互反应。在一优选实施例中，第一种墨水是黑色的。最好，第一种墨水与第三种墨水相互反应，以及最好与第三和第四种墨水两者反应，与第二种墨水不反应；反应性液体不与第四种墨水反应。在该优选实施例中，第一、第二、第三和第四种墨水是黑色、青蓝、绛红和黄色墨水。

在一优选实施例中，液体盒小室120′K、120′C、120′M以及120′Y和它们对应的液体出口150′K、150′C、150′M、150′Y以及150′F按照与关于它们的对应的喷射部分115′K、115′C、115′M、115′Y以及115′F以及它们的分别对应的液体入口130′K、130′C、130′M、130′Y和130′F相同的预定的定位次序沿着扫描轴线“S”定位。如在图4中所示，这种相似的定位次序用以在将彼此反应的液体连通的液体连接部分之间提供最大的距离，因此将在液体连通部分中不可能发生泄漏时能使相互反应的液体之间不希望产生的沾污降至最小。

图5表示打印系统100″的一个实施例。打印系统100″包含打印媒质输入用盘230″A和输出用盘230″B，分别用于在打印前和后存放打印媒质，打印媒质是通过打印区232″供给的。车架234″承载打印部分110″并沿扫描方向“S”在打印区232″上方扫描，从而使与打印部分110″相关联的喷射部分(未表示)能选择性地在打印媒质上沉积一种或者多种墨水。打印头部分110″以液体流通方式经过导管216″连通到液体盒部分120″。液体盒部分120″可以置于利用车架234″扫描的位置上，或者非扫描的位置上，以便能改变车架结构，在图5所示的实施例中，包含五个喷射部分115″K、115″C、115″M、115″Y和115″F(未表示)的打印头部分110″与包含五个盒液体小室120″K、120″C、120″M、120″Y和120″F的液体盒部分120″隔开；以便使液体盒部分120″能置于在一非利用车架234″扫描的位置上。打印头部分110″经过导管216″由液体盒部分120″接收墨水和反应性液体。

本技术领域的技术人员会认识到，液体组合中的墨水以及反应性液体的数目和颜色并不局限于上述实例，可以采用具有相同或者不同颜色的或多或少数目的墨水。还应认识到，第一到第四种墨水的设计并不局限于黑、青蓝、绛红和黄色，以及还会认识到当使用非反应的液体子组合时，其中任何一种墨水都可确定该非反应的液体子组合。例如，墨水子组合可以包含：黑、青蓝1、青蓝2、绛红1、绛红2和黄色，其中标号“1”和“2”是指具有相同色彩但是具有不同着色剂浓度或者具有相同墨水成份的墨水；或者为黑、青蓝、绛红、黄、红、绿、蓝和白，以便形成更大的色域。此外，反应性液体盒和它对应的喷射部分可以置于在符合本发明的一个或多个位置上，例如在墨水的一侧或两侧上，如利用图3(e)中所示结构所表示的。为与本发明相协调，最好与相邻位置的喷射部分相关联的两种液体是彼此不反应的。

各种液体

本液体组合包含：至少一种反应性液体和至少一种与反应性液体反应的墨水。以及最好至少一种不与反应性液体反应的墨水。该液体包含水媒液。该墨水还包含至少一种着色剂。反应性液体还包含至少一种与在与反应性液体反应的墨水中的至少一种成分反应的成分。至少一种墨水、最好是所有墨水，特别是除了一种以外的所有墨水与反应性液体反应。在一个实施例中，至少其中两种墨水也是彼此相互反应的(例如第一和第三种墨水)。在另一优选实施例中，墨水组合中包含至少一种不与至少两种相互反应的墨水反应的墨水(例如第二种墨水)。

反应性液体之间的反应可以采用本技术领域中公知的任何一种反应机理，例如采用PH敏感的着色剂，或者采用沉淀剂，正如在上述专利和申请中所介绍的一样。当反应性液体与至少一种墨水反应时，本发明可以应用在任何反应系统中。如前所述，各反应性液体之间的反应可以用于提高很多打印系统属性中之一例如减轻色料扩散，耐抹性、降低干燥时间、或者任何其它所需的属性。此外，任何两种反应液体(例如液体一和液体二)之间的反应方案可以与其它两种反应液体(例如液体三和液体四；或者液体一和液体四)之间的反应方案相同或者不同；以及每种反应方案可以包含一种或多种反应机理，例如在由Ma等人在1998年4月22日申请的题为“用于改进打印质量的墨水组合”并已转让给本发明的同一受让人的申请号为09/064043的美国专利申请中所公开的，这里引用其全文可供参考。

水媒液

水媒液是水或者水和至少一种水溶性的有机溶剂的混合物，如在本技术领域所公知的，适当的混合物的选择取决于特定应用场合的要求，例如所需的表面张力和粘度、所选的着色剂，喷墨液体的干燥时间，以及其上要打印沉积该液体的打印媒质的类型。

反应的成分

根据所采用的反应机理，反应性液体可以具有一些附加的成分。例如当通过使在第一种墨水中的PH敏感的着色剂沉淀的反应机理来降低色料扩散时，反应性液体和反应的第三和第四种墨水中的一方或双方包含足够数量的有机酸，以便使第一种墨水中的PH敏感的着色剂在接触时成为不溶性的，如在上述5679143号美国专利和08/567974号美国专利申请中所公开的。与之相似，当反应机理是基于采用沉淀剂，例如多价金属盐时(如在上述专利中所公开的)。反应性液体以及第三和第四种墨水中的一方或者两方包含沉淀剂，例如多价金属盐。

另外，当具有多种反应方案时，例如在由Ma等人公开的，在一种指定的液体成分中的所有彼此可相容的所需反应成分，都可以出现在反应性液体和任何其它反应性的墨水中。例如，Ma公开了一种打印用液体的组合，其包含：第一阴离子打印用液体，它包含水媒液。至少一种第一着色剂和至少一种第一阴离子聚合物；第二阴离子打印用液体，它包含水媒液、至少一种第二着色剂、至少一种第二阴离子聚合物、以及一种具有一个pKa有到第一打印用液体中的至少第一聚合物的PKa的酸性添加剂；第三阳离子打印用液体，包含水媒液、至少一种第三着色剂、至少一种第三阳离子聚合物，以及一种范围约从2到5的PH剂；以及第四阴离子打印用液体，包含水媒液，至少一种第四阴离子染料和一种沉淀剂。以举例方式和非对该发明的范围限定的方式，Ma提出了如下的墨水组合和反应方案：

碳墨颜料用作第一种墨水中的着色剂。在第一种墨水中的碳黑颜料即黑色颜料(K)利用羧化的聚合物分散剂(阴离子)来稳定，以及墨水的PH值约为8。

在第二种墨水中的降红颜料(M)利用磺化或磷酸化的聚合物分散剂(阴离子)来稳定。绛红墨水具有羧酸添加剂，PH值约为3。

在第三种墨水中的黄色颜料(Y)利用阳离子聚合物分散剂来稳定，墨水的PH值约为3。

在第四种墨水中的青蓝着色剂(C)是一种阴离子水溶性染料。该青蓝墨水还包含一种沉淀剂，这里为多价的金属盐，以及可供选择的羧酸添加剂，该墨水的PH值约为3。

在黑色和绛红墨水之间的反应是由于两种墨水之间的PH值差以及由绛红墨水中过剩的氢离子引起的，黑色墨水和黄色墨水的反应是由于用于黑色和黄色颜料的分散剂之间相反的电荷引起的。蓝色墨水和青蓝墨水反应是由于利用多价金属离子(沉淀剂)使所分散的黑色颜料沉淀引起的。另外，当第四种墨水(例如青蓝墨水)包含所选择的酸时，青蓝和黑色墨水之间的PH差还增强在黑色墨水中的着色剂的沉淀。

绛红和黄色墨水之间的反应是由于用于绛红和黄色颜料的分散剂之间的相反电荷引起的。绛红和青蓝墨水反应是由于使分散的绛红颜料沉淀的多价金属引起的。

最后，黄色墨水和青蓝墨水反应是由于分散的黄色颜料和青蓝染料之间的相反电荷引起的。

在本发明中，反应性液体可以包含上述所有彼此相容的反应化合物成分，以便实现在反应性液体和与该反应性液体反应的墨水之间，或者在两种彼此反应的墨水之间的适当反应机理。下述的液体组合也处在本发明的范围之内，即其中反应性液体须和一种以上的墨水反应以便实现所需的目的(即反应性液体可以提供一种成分，这样在反应性液体和两种墨水在打印媒质上一旦彼此接触即发生所需的反应)。

此外，反应性液体可以包含聚合的或可交联的成分，用于使图像更持久。例如，各反应的液体(例如反应性液体和与反应性液体反应的墨水)每种可包含一种将与在另一种反应性液体中的成分反应的成分，这样在反应时将会使打印的图像更持久。

着色剂

着色剂可以是以染料为基础或以颜料为基础的。这里所用的术语“颜料”是指一种不溶于水媒液的着色剂，并且包含一些散布的染料以及具有一些或者借助分散剂散布的或者自己散布的颜料。

在墨水中采用的着色剂可以是以染料或者颜料为基础的。着色剂的选择取决于具体的打印场合。如在对用于第一种墨水的着色剂的实例一样，着色剂的选择还取决于所选择的反应机理，例如利用PH敏感的着色剂，或者利用沉淀剂(例如多价金属盐)；或者任何其它的适宜反应机理。

在第一种墨水中使用的适宜的着色剂的实例包含具有至少一个且最好具有两个或更多个羧基和/或羧化物族的有机染料，它们的实例列举在4963189号美国专利(由Hindagolla申请并转让给本发明的同一受让人，这里引用可供参考)中；以及具有利用最好包含羧化物增溶族的分散剂散布的排水溶性的着色剂(例如颜料)的羧化的颜料分散体，例如在5085698号美国专利中和在5555008号美国专利中公开的那些，这里引用可供参考；或者为由Cabot Company按商标CabojetTM提供的自身分散的颜料。

在其它墨水即第二、三和四种墨水中使用的着色剂在本技术领域中是公知的，例如在上述专利和申请中所介绍的。

附加成分

液体还可包含一些附加成分，例如杀虫剂、表面活性剂等，每一种都是通常在喷墨打印中使用添加剂。

打印方法

采用本发明的液体组合将增强在各相邻的打印区之间的图像完整性(例如降低色料扩散)，在其中一个相邻区已打印的情况下，至少局部地利用至少一种反应的液体，以及在其它相邻区域打印的情况下至少局部地利用至少另一种与至少该一种反应的液体反应的液体实现。本液体组合还可以增强图像完整性(例如耐抹性和耐水性)，在还用一种反应的墨水打印需打印的区域的情况下，至少局部地在利用该反应的墨水打印之前、之后或者基本同时利用反应剂液体打印。

打印方法包含：

提供一种喷墨液体组合，该液体组合包含至少三种液体，该液体组合包含至少两种彼此反应的液体，其中至少两种反应的液体包含至少一种反应性液体和至少一种与该反应性液体反应的墨水，以及至少一种不与该反应性液体反应的墨水；

在打印媒质上选择第一预定的区域；

在第一预定的打印区域上打印至少一滴的一种反应的液体，形成第一打印部分；

在打印媒质上打印至少一滴另一种反应的液体，形成第二打印部分，以便，第二打印部分至少局部地与第一打印部分重叠，因此在打印媒质上的至少一滴的一种反应的液体和另一种反应液体之间引起反应，以此增强打印属性。

在另一实施例中，与上述打印方法分开或者互补，该打印方法包含：

提供一种喷墨液体组合，该液体组合包含至少三种液体，该液体组合包含至少两种彼此反应的液体，其中该至少两种反应的液体包含至少一种反应性液体和至少一种与该反应性液体反应的墨水，以及至少一种不与该反应液体反应的墨水；

在打印媒质上选择第一预定区；

在打印媒质上邻近第一预定打印区选择第二预定打印区；

在第一预定打印区上打印至少一滴的一种反应的液体，形成第一打印部分；

在打印媒质上打印至少一滴的另一种反应的液体，以使第二打印部分至少局部地与第一打印部分重叠，以此在打印媒质上的至少一滴的一种反应的液体和另一种反应的液体之间引起反应。

在第二预定的打印区域上打印至少一滴非反应的墨水；

以此使在打印媒质上与反应性液体反应的至少一滴的墨水和不与反应性液体反应的至少一滴的墨水的混合降至最低，以此降低各相邻打印区域之间的色料扩散。

本技术领域的技术人员会认识到，在反应性液体和与该反应性液体反应的墨水之间的反应，不管在打印媒质上反应性液体和与反应性液体反应的墨水两者的液滴沉积的次序如何都可发生。例如，反应性液体可以与该与反应性液体反应的墨水例如黑色墨水沉积之前、之后或基本同时沉积，按照实现所需反应结果所需的方式沉积。与之相似，欲打印在第二打印区上的墨水可以首先沉积，接着在第一打印区上分别沉积反应性液体和与反应性液体反应的墨水。

本喷墨打印装置和液体供给装置预期会在喷墨打印中得到商业应用。

因此，已公开了喷墨打印装置和液体供给装置，对于本技术领域的技术人员易于明了，在不脱离本发明的构思的前提下可以对其特性进行各种变化和改进，所有这些变化和改进都被认为落入在由所提出的权利要求限定的本发明的范围内。

Claims (18)

1.一种喷墨打印装置，包含：

至少一个打印头部分，具有至少一个整体打印头部分，该打印头部分具有至少三个喷墨部分；以及

至少一个液体盒部分，与打印头部分相关联，该液体盒部分具有至少三个液体盒小室，每个液体盒小室用于将液体提供到至少三个喷射部分中之一，液体盒小室中之一包含反应性液体，其它两个液体盒小室每个小室包含一种墨水，其中至少一种墨水与反应性液体反应，以及至少其中一种墨水不与反应性液体反应。

2.如权利要求1所述的装置，其中至少一个整体打印头部分和至少一个与该至少一个整体打印头部分相关联的液体盒部分构成一整体打印盒。

3.如权利要求1所述的装置，其中至少一个液体盒部分适于以可分离方式安装到该与至少一个液体盒部分相关联的至少一个整体打印头部分。

4.一种液体供给装置，用于将液体提供到喷墨打印系统，该液体供给装置包含：

液体盒部分，具有至少一个整体液体盒部分，该液体盒部分具有至少三个液体盒小室，每个液体盒小室用于向喷墨打印系统提供液体，其中一个液体盒小室包含反应性液体，其它两个液体盒小室每个小室包含墨水，其中至少一种墨水与反应性液体相反应，以及至少其中一种墨水不与反应性液体反应。

5.如权利要求4所述的装置，其中各液体盒小室构成整体液体盒部分。

6.如权利要求4所述的装置，其中包含反应性液体和与反应性液体反应的墨水的各液体盒小室构成不同的整体液体盒部分。

7.一种液体供给装置，用于向喷墨打印系统提供液体，该液体供给装置包含：

多个液体盒小室，每个液体盒小室用于容纳多种液体中之一，该多种液体包含至少两种相互反应的液体和至少一种不与该至少两种相互反应的液体反应的墨水，其中至少两种相互反应的液体中之一是反应性液体，另一种是与反应性液体反应的墨水。

8.如权利要求7所述的装置，其中的多个液体盒小室构成一整体液体盒部分。

9.如权利要求7所述的装置，其中的包含反应性液体和与反应性液体反应的墨水的各液体盒小室构成不同的整体液体盒部分。

10.如权利要求7所述的装置，其中至少包含反应性液体和不与该反应性液体反应的墨水的各液体盒小室构成一整体液体盒部分。

11.一种喷墨打印装置，包含：

至少一个具有至少一个整体打印头部分的打印头部分，该打印头部分具有至少两个喷射部分；和

至少一个和打印头部分相关联的液体盒部分，该液体盒部分具有至少两个液体盒小室，每个液体盒小室用于向至少两个喷射部分中之一提供液体，其中一个小室包含反应性液体，另一个小室至少包含一种不与反应性液体反应的墨水。

12.如权利要求11所述的装置，其中至少一个整体打印头部分和与该至少一个整体打印头部分相关联的液体盒部分构成一个整体打印盒。

13.如权利要求11所述的装置，其中至少一个液体盒部分适于以可分离方式安装到与该至少一个液体盒部分相关联的至少一个整体打印头部分上。

14.一种液体供给装置，用于向喷墨打印系统提供液体，该液体供给装置包含：

具有至少一个整体液体盒部分的液体盒部分，该液体盒部分具有至少两个液体盒小室，每个液体盒小室用于向喷墨打印系统提供液体，其中一个液体盒小室包含反应性液体，另外一个液体盒小室包含不与反应性液体反应的墨水。

15.如权利要求14所述的装置，其中的各液体盒小室构成一整体液体盒部分。

16.如权利要求14所述的装置，其中各包含反应性液体和与反应性液体反应的墨水的液体盒小室构成不同的整体液体盒部分。

17.一种液体供给装置，用于向喷墨打印系统提供液体，该液体供给装置包含：

多个液体盒小室，每个液体盒小室用于容纳一种液体，液体包含反应性液体和不与反应性液体反应的墨水。

18.如权利要求17所述的装置，其中多个液体盒小室形成一个整体液体盒部分。

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