如果将喷头看成喷墨打印机的头,墨水则是打印机的血液,是喷墨打印耗材中的一个重要组成部分。喷头和墨水决定了打印图片的色彩还原效果和精细程度;喷墨打印墨水的质量和性能与打印画面质量密切相关,也极大程度地影响着打印系统的可靠性和使用效果。伴随着喷墨打印技术的进步,喷墨打印机的墨水耗材价格非常昂贵,原状墨水价格并不比新买一台打印机低多少。其原因首先是打印机厂商的经销策略,降低打印机价格占领市场,从打印墨水销售中赚取高额的利润;另一方面,原状墨水,特别是高端墨水产品本身的高技术含量也是造成它的成本居高不下的原因。
喷墨打印机商品种类繁多,从打印原理来分,喷墨打印机的喷墨方式有连续式和按需滴墨式两种。它们的喷墨原理有很大差别,因此,所用的墨水也有很大差别。连续喷墨技术的主要优点是可以形成高速喷墨粒子,适用于高速打印,其缺点是必须有墨水持续加压机构,并需要对不参与记录的墨滴设置回收过滤循环装置。为了使墨滴带电,在墨水配方中常常加入可溶性无机盐,使墨水具有一定的导电性。按需喷墨式彩色喷墨打印墨水按打印原理可分为适用于微压电式墨水和气泡式墨水,它们是目前喷墨打印墨水的主体。
对于喷墨墨水的一般要求包括:
(1)可喷性:表现为两个主要指标,即墨水的黏度和表面张力;对于连续喷墨打印机墨水还要求有导电性。
(2)可靠性:不阻塞喷头;墨水组分间以及墨水与喷墨头组件之间有相容性;有贮存稳定型。
(3)图像质量:打印品质好(墨点扩渗性、光密度高,打印边缘清晰);在不同打印介质上快速固着;耐水;耐光;抗摩擦。
(4)安全性:无毒;不易燃;低气味。
这些要求在以后将结合各种墨水逐一说明。要达到以上要求,墨水的性质依据喷墨打印原理不同有一些区别,见表1-1。为了保证墨水质量和要求的性质,各种墨水含有不同成分。喷墨墨水的主要成分列于表1-2中,其中某些成分并不一定适应每种墨水,只是某种墨水所特别需要的。
表1-1 不同墨水所要求的性质
| 墨水性质 | 连续喷墨 | 按需喷墨 | |||
| 二进位 | 多进位偏离 | 工业微压电 | 办公微压电 | 办公热泡式 | |
| 黏度(mPa·s) | ~1.5 | 3~8 | 8~12 | ~1.5 | ~1.5 |
| 表面张力(mN/m) | >35 | 25~40 | >32 | >35 | >35 |
| 最大粒径(um) | 1 | 3 | 1 | 1 | 0.2 |
| 电导率(uS/cm) | >500 | >1000 | 不需要 | 不需要 | 不需要 |
| 电解质含量(mg/L) | <100 | <100 | <100 | <10 | <10 |
| 墨水的特殊问题 | 喷射偏离再分散气泡 | 喷射偏离 气泡 | 喷嘴干结 供墨不足 | 喷嘴干结 供墨不足 | 色料和助剂由于热分解在热电阻表面沉积 |
| 喷射稳定性(断墨,液滴形状) | 很重要 | 很重要 | 很重要 | 很重要 | 很重要 |
表1-2 喷墨打印墨水的主要成分
| 着色剂 | 水溶性染料;溶剂型染料;颜料及其制备物 |
| 溶剂 | 水;有机溶剂;蜡;等 |
| 保湿剂 | 延缓干燥;调整黏度;提高染料的溶解性 |
| 杀菌剂 | 防止细菌生长 |
| 缓冲剂 | 保持设定的pH值 |
| 分散剂 | 用于颜料墨水 |
| 黏合剂 | 提高耐水和耐摩擦牢度 |
| 螯合剂 | 防止金属离子影响染料的色泽和水溶性 |
| 其他 | 抗氧剂用于固体墨;电解质用于连续打印墨水 |
墨水的分类很复杂,按着色剂来分类,墨水可分为染料型墨水和颜料型墨水;按应用场合分类,可分为户内墨水和户外墨水(如喷绘墨水);从墨水品种考虑分为普通打印墨水和特殊打印墨水,特殊墨水如热升华转印墨水、紫外光固化墨水、织物喷墨墨水、陶瓷墨水等。最常见的分类是从物理形态上将墨水分为液态墨水和固态墨水,其中,用途最广、最重要、品种最多的是液态墨水,液态墨水中又根据液体介质的不同分为水基型墨水和溶剂型墨水,见图1-3。同一种墨水可能在以上不同分类中分属不同的类别。
固态墨水
图1-3 喷墨打印墨水的分类