专利名称：颜料黑和在油墨组内的稀释染料油墨的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于印刷宽范围的色强度和色彩的油墨组(ink set)，以及黑色部件，用于数码、彩色照片的喷墨印刷。
背景技术：
随着日益强调使用喷墨技术生成照片图像，近来主要的焦点集中在用于光印刷的特定印刷体系上。为此，数个喷墨制造商引入了能使用6、7或多至8种颜色打印的打印机，以生成照片真实(photo-realistic)的喷墨打印机，所述喷墨打印机显示出优良的印刷质量和永久性(archivability)。
这典型地通过添加一个或多个含有稀释的青色和洋红色，和任选地黑色油墨的光墨盒(cartr idge)到已有的青色、洋红和黄色(CMY)油墨组内而实现。每一墨盒基于或者染料基油墨技术或者基于颜料基油墨技术。
典型地，在其中染料油墨和颜料油墨一起在油墨组内使用的情况下，两种油墨的不相容性可以忽略不计或者认为是所需的。通常染料油墨和颜料油墨处于独立的墨盒内。当油墨不相容时，它们没有一起流动，且在使用标准油墨的印刷操作中，防止这种一起流动(常常称为渗色)是所需的。当颜料油墨与另一油墨不相容时，颜料去稳定并从油墨液体中沉降，这将避免渗色。
对于一些应用来说，主要在白纸上使用的着色的黑色油墨优于染料基黑色油墨。颜料，例如常规的炭黑的不相容性使得一旦它被印刷在纸张上，则颜料不那么可能迁移。这一质量提供在白纸上提高的耐水性，并允许生成与染料基油墨相比，具有提高的边缘分辨率的文本和图片。
另一方面，染料基彩色油墨典型地显示出比颜料基对应物亮得多的色彩和高得多的抗污性。结果，在一些应用中，它们常常是优选的。
取决于应用，这些各种特征必需常常折衷平衡，这是因为要求特定的印刷头含有仅仅颜料基或染料基油墨，以避免两种油墨之间的不相容性。
本发明提供油墨组，其中可打印全色，同时两种染料基色料和颜料黑处于单一的印刷头内。
发明公开本发明在同一印刷头内使用两种稀释的染料基油墨，例如稀释的青色和洋红油墨，与聚合物分散的着成黑色的油墨的结合物。它也可应用到其它油墨结合物上。具体地说，含有四种油墨，亦即染料基CMY和着成黑色的油墨的印刷头也落在本发明的范围内。
本发明的印刷头与全强度油墨，例如CMY油墨一起在一个或多个独立的印刷头内使用。这允许全色打印图像，具体地说数码照片。所得图像具有染料着色剂的强烈色彩效果和颜料黑的令人愉悦的深色效果以及良好的图像清晰度。
广而言之，本发明是至少两种稀释的(低强度)染料基油墨和分散的颜料黑油墨的油墨组。另外，本发明是包含在单一的喷墨印刷头内的独立的隔室中的这种油墨组，其中在该印刷头内的所有油墨与黑色油墨相容。本发明还包括独立于印刷头的全强度色彩的染料组，其具有至少两个稀释的染料基油墨和分散剂分散的颜料黑。
本发明的稀释的油墨的光学密度典型地为相应的全强度油墨的光学密度的小于或等于60％(相应的油墨是类似或相同色彩(色彩)的油墨)。典型的稀释的油墨具有油墨重量的0.6％或更少的染料含量作为基本着色剂。本发明的颜料典型地是标准炭黑，其中分散剂是可具有各种形式的聚合物。自分散的炭黑是已知的。这些可增加总的密度，和本发明的颜料油墨也可以是自分散的炭黑与聚合物分散的炭黑的混合物。
附图简述使用附图描述本发明，其中
图1是可含有本发明的油墨的优选的例举印刷头(其中省去盖子)的顶部剖视图，和图2是图1的印刷头的底部剖视图。
优选实施方案的详细说明本发明描述了在同一印刷头内同时使用染料基油墨和颜料基油墨。这一技术的优势是显著的。在这一体系的优点当中，最主要的是能在各种介质上产生优化的印刷且不需要购买特殊的印刷头以供各种应用。另外，这一技术不要求消费者物理地改变印刷头以实现最佳的结果。
为了在同一印刷头内实现颜料和染料的这一联姻，需要控制所有油墨的配方。为此，油墨的数个特征被鉴定为对于在这一体系内合适的功能来说是必需的。来自于染料基油墨与颜料基油墨的相互作用的主要担心是因在染料基油墨内的组分使颜料分散液去稳定。
尽管在油墨内的染料分子可引起一些问题，但在体系内的其它组分更成问题。镁或其它金属的多价盐被加入到染料基油墨内，为的是通过防止渗色改进印刷质量。为了确保着色油墨的功能不受损害，需要在不使用这些盐的情况下，优化染料基油墨。另一方面，常常通过添加胶乳粘合剂来配制着色油墨，以便改进抗污性。这些分散剂也对染料基油墨去稳定敏感，且应当避免，以便确保从印刷头中喷射的油墨的合适功能。
在转让给本发明受让人的美国专利No.6646024B2中公开了通常与本发明一致的黑色油墨。一种油墨是聚合物分散的炭黑和自分散的炭黑的混合物，和这种混合物是与本发明一致的油墨。在转让给本发明受让人的美国专利No.6652634中公开了与本发明一致的分散剂。
下表详述了本发明例举的油墨的具体实例。在表中使用下述缩写ProJet Cyan 1-商业销售的青色染料，该染料着色剂是在水溶液内的直接蓝199。
洋红染料-以下描述了代表性洋红染料。
其中M1包括Cu、Ni、Fe或Cr，和M包括-H、-Na、-Li、-K或任选取代的铵离子。
Hampene Na 3T-商业销售的乙二胺四乙酸三钠(或者被称为ETDA三钠)，一种螯合剂。
Proxel GXL-在喷墨油墨中常用的商业销售的杀虫剂。
TEA-三乙醇胺，一种缓冲剂。
BES-商业销售的N，N-双(2-羟乙基)牛碘酸(tuarine)或N，N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙烷硫酸，一种缓冲剂。
SIL WET 7600-商业销售的碳、直链甲基多乙基氧基丙基硅氧烷，一种表面活性剂。
2-P-2-吡咯烷酮，一种共溶剂。
TMP-三羟甲基丙烷，一种共溶剂。
EG4-四甘醇，一种共溶剂。
PEG400-分子量为400的聚乙二醇，一种共溶剂。
油墨配方1稀释的青色染料
油墨配方2稀释的洋红染料
油墨配方3代表性颜料黑
油墨配方4代表性全强度染料
油墨配方1、2和3代表两种稀释的、低密度油墨和本发明的黑色油墨。这些低密度油墨与黑色油墨相容。典型地，黑色油墨有时强度被稀释，但可具有全强度。也可包括其它稀释的彩色油墨。
油墨配方4代表与本发明有关的全强度油墨。与本发明有关的其它全强度油墨具有洋红染料、黑色染料，且可具有其它着色剂。对于本发明来说，全强度油墨本身的新颖性不是必需的。
图1和2基于转让给本发明受让人的美国专利No.5926195的说明。所示的墨盒是可与本发明一起使用的印刷头的例示。如图1所示，印刷头1具有三个腔室3、5和7，其中两种稀释的彩色油墨和一种颜料黑油墨仔细地保持在其内。类似地，在独立的墨盒内，三个腔室3、5和7各自含有不同颜色的全强度油墨。图2所示的孔隙9、11和13允许在每一腔室内的油墨留在腔室内以供印刷。每一孔隙9、11和13独立地流体互连腔室3、5和7之一。广泛的做法是，印刷头1具有热芯片或其它油墨排放装置(未示出)，它们从孔隙9、11和13中接收油墨，并在待成像的介质上以小点或者象素形式施加到油墨上。
油墨从相同侧且通常从靠近在一起的位置流出印刷头1(在图2中，侧面具有孔隙9、11和13)。此外，在未使用的过程中，使印刷头处于出口端被盖住以防止油墨蒸发的位置处。因此，在典型的印刷头内的油墨容易在腔室，例如腔室3、5和7之间进行油墨的某些适度转移。根据本发明，稀释的油墨必需与可转移越过印刷头的适量的黑色油墨相容。
实验数据表明了前述稀释的染料基油墨和颜料基油墨的混合物的稳定性。以各种比例混合两种油墨(一种黑色)并在60℃下储存24小时。然后测量所得液体的粒度。在这一实验中，所观察到的任何粒度增加表明不稳定。在青色色油墨中存在盐(Mg(NO3)2)导致这一试验中大得多的粒度增长。
第二试验测量在同一印刷头内用染料基青色色油墨污染着色的黑色油墨的影响。在墨盒进行苛刻的印刷条件之后，测量损坏的黑色喷嘴的数量。对于这一实验来说，使用在没有添加胶乳粘合剂情况下配制的聚合物分散的着成黑色的油墨。如在粒度试验中一样，在这些青色色油墨内使用相同含量的盐(Mg(NO3)2)。在苛刻印刷之后，在青色色油墨内存在盐引起损坏的黑色喷嘴数量显著增加。
权利要求
1.一种用于喷墨印刷的油墨组，它包括对于每一独立的腔室，在具有出孔的喷墨印刷头内，在所述腔室内的至少三种独立的油墨，在所述腔室内的所述油墨容易发生来自其它所述腔室的油墨的某种适度进入，所述油墨组包括在第一个所述腔室内的第一颜色的第一稀释彩色油墨，在第二个所述腔室内的第二颜色的第二稀释彩色油墨，和在第三个所述腔室内含分散于水中的黑色颜料的黑色油墨，当所述黑色油墨适量时，所述第一油墨和所述第二油墨与所述黑色油墨相容。
2.权利要求1的油墨组，其中所述第一稀释的彩色油墨和所述第二稀释的彩色油墨总的彩色染料含量为油墨重量的0.6％或更低。
3.一种油墨组，它包括基本上由含量为所述第一油墨重量的0.6％或更低的作为第一颜色的着色剂的染料组成的第一含水油墨，基本上由含量为所述第二油墨重量的0.6％或更低的作为第二颜色的着色剂的染料组成的第二含水油墨，和含炭黑的含水黑色油墨。
4.权利要求3的油墨组，其中所述炭黑通过聚合物分散剂分散在所述黑色油墨内。
5.一种用于喷墨印刷的油墨组，它包括具有染料作为着色剂的第一全强度彩色油墨，具有染料作为着色剂的第二全强度彩色油墨，具有染料作为着色剂的第三全强度彩色油墨，具有染料作为着色剂的第一稀释的彩色油墨，具有染料作为着色剂的第二稀释的彩色油墨，和含分散的黑色颜料的黑色油墨，其中当所述黑色油墨适量时，所述第一稀释的彩色油墨和所述第二稀释的显色油墨与所述黑色油墨相容。
6.权利要求5的油墨组，其中所述第一稀释的彩色油墨、所述第二稀释的彩色油墨和所述黑色油墨包含在第一印刷头的独立腔室内，各腔室具有出孔，所述第一全强度彩色油墨、所述第二全强度彩色油墨和所述第三全强度彩色油墨在独立于所述第一印刷头的至少一个印刷头内。
7.权利要求5的油墨组，其中所述第一稀释的彩色油墨中的所述着色剂和所述第二稀释的彩色油墨中的所述着色剂各自具有产生光学密度小于60％具有相应颜色的所述全强度油墨之一的光学密度的含量。
8.权利要求6的油墨组，其中所述第一稀释的彩色油墨中的所述着色剂和所述第二稀释的彩色油墨中的所述着色剂各自具有产生光学密度小于60％具有相应颜色的所述全强度油墨之一的光学密度的含量。
全文摘要
油墨组包括例如稀释的青色色染料基油墨，洋红色染料基油墨和通过聚合物分散剂分散的炭黑的黑色油墨。配制染料油墨以便不使黑色油墨去稳定。较宽的油墨组是与印刷全色照片所使用的全强度青色色、洋红色和黄色油墨结合的前述油墨。稀释油墨和黑色油墨处于同一印刷头内。
文档编号C09D11/00GK1942535SQ200580011201
公开日2007年4月4日 申请日期2005年2月15日 优先权日2004年2月20日
发明者S·H·麦凯恩, J·M·梅德利 申请人:莱克斯马克国际公司