(57)【要約】  インクジェット用インクは、（ｉ）式（Ｉ）2020520392.tif 000010のジスアゾ染料と、（ｉｉ）１，３−プロパンジオールと、（ｉｉｉ）トリエチレングリコール及びテトラエチレングリコールからなる群から選択されるグリコール化合物と、（ｉｖ）水とを含む。インクは、低い毒性を有し、且つ好ましくはエチレングリコール及びスルホランを含まない。【選択図】なし
2020520392.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクジェット用インクにおいて、
（ｉ）式（Ｉ）：
2020520392.tif 000009
（式中、
Ａは、−ＳＯ３Ｍ、ニトロ、カルボキシル、ハロゲン、ヒドロキシル、アミノ、Ｃ１〜４アルキルアミノ、Ｃ１〜４アルコキシ、Ｃ１〜４アルキル、Ｃ１〜４ハロアルキル、シアノ、スルホンアミド、カルバモイル、Ｃ１〜４アルキルアミド及びＣ１〜４アルコキシカルボニルからなる群から選択される０、１、２、３、４又は５つの置換基を有するＣ６〜１４アリール基であり、
Ｂは、−ＳＯ３Ｍ、ニトロ、カルボキシル、ハロゲン、ヒドロキシル、アミノ、Ｃ１〜４アルキルアミノ、Ｃ１〜４アルコキシ、Ｃ１〜４アルキル、Ｃ１〜４ハロアルキル、シアノ、スルホンアミド、カルバモイル、Ｃ１〜４アルキルアミド及びＣ１〜４アルコキシカルボニルからなる群から選択される０、１、２、３、４又は５つの置換基を有するＣ６〜１４アリール基であり、
各Ｍは、独立して、水素、リチウム、ナトリウム、カリウム、アンモニウム及び四級アンモニウムからなる群から選択される）
のジスアゾ染料であって、式−ＳＯ３Ｍの少なくとも３つの基を含むジスアゾ染料と、
（ｉｉ）１，３−プロパンジオールと、
（ｉｉｉ）トリエチレングリコール及びテトラエチレングリコールからなる群から選択されるグリコール化合物と、
（ｉｖ）水と
を含むことを特徴とするインクジェット用インク。
【請求項２】
請求項１に記載のインクジェット用インクにおいて、エチレングリコール及びスルホランからなる群から選択されるいかなる共溶媒も含まないことを特徴とするインクジェット用インク。
【請求項３】
請求項１に記載のインクジェット用インクにおいて、ＧＨＳ０８のＧＨＳ分類を有するいかなる共溶媒も含まないことを特徴とするインクジェット用インク。
【請求項４】
請求項１に記載のインクジェット用インクにおいて、グリコール化合物の量は、１，３−プロパンジオールの量を超えることを特徴とするインクジェット用インク。
【請求項５】
請求項１に記載のインクジェット用インクにおいて、前記グリコール化合物の１，３−プロパンジオールに対する比は、１：１〜２：１の範囲であることを特徴とするインクジェット用インク。
【請求項６】
請求項１に記載のインクジェット用インクにおいて、１，３−プロパンジオールは、３〜２５重量％の範囲の量で存在することを特徴とするインクジェット用インク。
【請求項７】
請求項１に記載のインクジェット用インクにおいて、前記グリコール化合物は、１〜２０重量％の範囲の量で存在することを特徴とするインクジェット用インク。
【請求項８】
請求項１に記載のインクジェット用インクにおいて、グリセロールを更に含むことを特徴とするインクジェット用インク。
【請求項９】
請求項１に記載のインクジェット用インクにおいて、非イオン性界面活性剤を更に含むことを特徴とするインクジェット用インク。
【請求項１０】
請求項１に記載のインクジェット用インクにおいて、Ｍは、ナトリウムであることを特徴とするインクジェット用インク。
【請求項１１】
請求項１に記載のインクジェット用インクにおいて、Ａは、−ＳＯ３Ｍ、ニトロ、カルボキシル、ハロゲン、ヒドロキシル、アミノ、Ｃ１〜４アルコキシ及びＣ１〜４アルキルからなる群から選択される１、２又は３つの置換基を有するフェニル又はナフチル基であり、及びＢは、−ＳＯ３Ｍ、ニトロ、カルボキシル、ハロゲン、ヒドロキシル、アミノ、Ｃ１〜４アルコキシ及びＣ１〜４アルキルからなる群から選択される１、２又は３つの置換基を有するフェニル又はナフチル基であることを特徴とするインクジェット用インク。
【請求項１２】
インクジェットプリントヘッドの寿命を改善する方法において、
請求項１に記載のインクを前記プリントヘッドのノズルチャンバに供給する工程であって、各ノズルチャンバは、前記インクと接触する関連する作動装置を有する、工程と、
前記作動装置の１つ又は複数を作動させて前記プリントヘッドからインクを吐出する工程と
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の方法において、各作動装置は、抵抗ヒータ素子を含むことを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の方法において、前記ヒータ素子は、コーティングされていないことを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の方法において、前記ヒータ素子は、
チタン合金、
窒化チタン、及び
チタン合金の窒化物
からなる群から選択される材料から構成されることを特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の方法において、前記プリントヘッドは、少なくとも１億回の吐出の寿命を有することを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット用インクに関する。これは、主に、インクの毒性を最小限に抑えながら、プリントヘッド、特に本出願人のＭｅｍｊｅｔ（登録商標）プリントヘッドの寿命を改善させるために開発された。
【背景技術】
【０００２】
本出願人は、媒体の幅全体に延在する固定式Ｍｅｍｊｅｔ（登録商標）プリントヘッドを採用した大量の高速インクジェットプリンタを開発した。一方では、ほぼ全ての他の種類のインクジェットプリンタは、媒体の幅全体を横断移動する走査式プリントヘッドを使用している。
【０００３】
高速のページ幅印刷は、従来のインクジェットプリントヘッドと比較して、プリントヘッドの設計に対する追加的な要求が必然的に生じる。ノズル装置は、自然冷却設計、高いインク再充填速度及び高い熱効率を有していなければならない。この目的のため、本出願人は、吊り下げ式抵抗ヒータ素子（例えば、その内容が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第６，７５５，５０９号明細書、同第７，２４６，８８６号明細書、同第７，４０１，９１０号明細書及び同第７，６５８，９７７号明細書に記載される）並びに組み込み式（「接合された」）抵抗ヒータ素子（例えば、その内容が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第７，３７７，６２３号明細書、同第７，４３１，４３１号明細書、米国特許出願公開第２００６／２５０４５３号明細書及び米国特許第７，４９１，９１１号明細書に記載される）を含むものを含む様々な熱気泡形成型プリントヘッドを開発してきた。
【０００４】
吊り下げ式ヒータ素子を有するノズル装置は、ヒータ素子からインクまでの効率的な熱伝導及び自然冷却特性の利点を提供する。しかしながら、吊り下げ式ヒータ素子は、典型的には、その接合された対応物よりもロバスト性に劣るため、これらは、比較的短いプリントヘッド寿命という欠点に直面する。
【０００５】
プリントヘッド寿命を改善するための１つの方法は、保護コーティングの層でヒータ素子をコーティングすることである。例えば、米国特許第６，７１９，４０６号明細書（本出願人に譲受される）は、ヒータ素子のロバスト性を改善し、且つプリントヘッド寿命を改善させる、相似保護コーティングを有する吊り下げ式ヒータ素子を説明している。しかしながら、保護コーティングは、抵抗ヒータ素子から周囲のインクへの熱伝導効率を低下させ、その結果、自然冷却特性に影響を及ぼし、追加的なＭＥＭＳ製造の問題をもたらすという多くの理由から望ましくない。
【０００６】
したがって、結果的にプリントヘッド寿命の低下を伴いつつ、コーティングされていない（「裸の」）ヒータ素子をＭｅｍｊｅｔ（登録商標）プリントヘッド内に採用することが一般的に好ましい。ヒータ材料の選択により、ある程度、コーティングされていないヒータ素子を用いる影響を緩和することができる。例えば、米国特許第７，４３１，４３１号明細書は、より従来の材料と比較して改善された寿命を有する自己不動態化窒化チタンアルミニウムヒータ素子の使用を記載している。それでもなお、Ｍｅｍｊｅｔ（登録商標）プリントヘッド、特にコーティングされていないヒータ素子を採用するプリントヘッドの寿命を改善する必要性が依然として存在する。
【０００７】
特定のインクがヒータ素子に対して特に攻撃性であることが判明している。例えば、多くの染料インクは、ヒータ素子を腐食させてプリントヘッド寿命を縮めることが判明している。多色プリントヘッド（例えば、ＣＭＹＫ）では、プリントヘッド寿命は、最短の寿命を有する色チャネルの寿命によって大きく制限される。例えば、黒色染料インクがヒータ素子に対して特に腐食性であることが判明している場合、プリントヘッドの寿命は、黒色チャネルが故障したときに他の全ての色チャネルが依然として良好に機能している場合でも、黒色チャネルの寿命によって決定されることになる。
【０００８】
本明細書に関連して、ノズル装置の「故障」とは、許容し得ない印刷品質を結果的にもたらす滴吐出特性の任意の変化を意味する。例えば、故障は、滴速度の低下、滴指向性の不良又はインクを吐出しないことによって引き起こされ得る。更に、故障の基準は、異なる色の場合で異なり得る。例えば、黒色インクは、ヒトの目に対してより可視的であるため（すなわち、黒色インクは、白色の紙上でより高い輝度を有する））、黄色チャネルの印刷品質の低下は、黒色チャネルの印刷品質の対応する低下と比較してより許容できるものである場合がある。これは、多くの黒色染料の攻撃性と組み合わせると、Ｍｅｍｊｅｔ（登録商標）プリントヘッド中の黒色チャネルが、典型的には、プリントヘッド寿命の点から制約的な色チャネルであることを意味する。
【０００９】
米国特許出願公開第２０１２／００９０５０３号明細書は、エチレングリコールを含むインク媒剤中に配合される多数のジスアゾ染料を説明している。
【００１０】
国際公開第２０１５／０５４６８２号パンフレットは、改善されたプリントヘッド寿命を有する、黒色ジスアゾ染料、スルホラン及びトリエチレングリコールを含む特定のインク配合物を説明している。
【００１１】
しかしながら、エチレングリコール及びスルホランは、有害性の溶媒であり、一部の用途において、これらの使用は、潜在的に制限される。Ｇｌｏｂａｌｌｙ  Ｈａｒｍｏｎｉｚｅｄ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｏｆ  Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｌａｂｅｌｌｉｎｇ  ｏｆ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ（ＧＨＳ）では、スルホランは、ＧＨＳ０７（「感嘆記号」）に分類されており、エチレングリコールは、ＧＨＳ０８（「健康危険」）に分類されている。
【００１２】
プリントヘッドの設計を変更することなく、また潜在的に有害な溶媒を使用することなく、プリントヘッドの寿命を改善させることが望ましい。
【発明の概要】
【００１３】
第１の態様では、本発明は、インクジェット用インクであって、
（ｉ）式（Ｉ）：
2020520392.tif 000003
（式中、
Ａは、−ＳＯ３Ｍ、ニトロ、カルボキシル、ハロゲン、ヒドロキシル、アミノ、Ｃ１〜４アルキルアミノ、Ｃ１〜４アルコキシ、Ｃ１〜４アルキル、Ｃ１〜４ハロアルキル、シアノ、スルホンアミド、カルバモイル、Ｃ１〜４アルキルアミド及びＣ１〜４アルコキシカルボニルからなる群から選択される０、１、２、３、４又は５つの置換基を有するＣ６〜１４アリール基であり、
Ｂは、−ＳＯ３Ｍ、ニトロ、カルボキシル、ハロゲン、ヒドロキシル、アミノ、Ｃ１〜４アルキルアミノ、Ｃ１〜４アルコキシ、Ｃ１〜４アルキル、Ｃ１〜４ハロアルキル、シアノ、スルホンアミド、カルバモイル、Ｃ１〜４アルキルアミド及びＣ１〜４アルコキシカルボニルからなる群から選択される０、１、２、３、４又は５つの置換基を有するＣ６〜１４アリール基であり、
各Ｍは、独立して、水素、リチウム、ナトリウム、カリウム、アンモニウム及び四級アンモニウムからなる群から選択される）
のジスアゾ染料であって、式−ＳＯ３Ｍの少なくとも３つの基を含むジスアゾ染料と、
（ｉｉ）１，３−プロパンジオールと、
（ｉｉｉ）トリエチレングリコール及びテトラエチレングリコールからなる群から選択されるグリコール化合物と、
（ｉｖ）水と
を含むインクジェット用インクを提供する。
【００１４】
好ましくは、インクは、エチレングリコール及びスルホランからなる群から選択されるいかなる共溶媒も含まない。好ましくは、インクは、エチレングリコール、ジエチレングリコール及びスルホランからなる群から選択されるいかなる共溶媒も含まない。
【００１５】
好ましくは、インクは、ＧＨＳ０７又はＧＨＳ０８のＧＨＳ分類を有するいかなる共溶媒も含まない。より好ましくは、インクは、ＧＨＳ０５、ＧＨＳ０６、ＧＨＳ０７、ＧＨＳ０８又はＧＨＳ０９のＧＨＳ分類を有するいかなる共溶媒も含まない。
【００１６】
ジスアゾ染料顔料の好ましい実施形態を以下でより詳細に説明する。
【００１７】
ジスアゾ染料は、０．０１〜２５重量％の範囲の量で存在し得る。好ましくは、ジスアゾ染料は、１〜１０重量％又は好ましくは２〜８重量％の範囲の量で存在する。
【００１８】
好ましくは、ジスアゾ染料は、黒色染料である。
【００１９】
グリコール化合物が１〜２０重量％の範囲の量で存在する、請求項１に記載のインクジェット用インクである。
【００２０】
グリコール化合物は、１〜２０重量％又は好ましくは３〜１５重量％の範囲の量で存在し得る共溶媒である。
【００２１】
好ましくは、インクは、トリエチレングリコールを含む。本出願人の実験は、より高次のグリコールが、１，３−プロパンジオールと組み合わせると、プリントヘッド寿命を改善するのに驚くほど効果的であり、一般に、より低次のグリコールのみを含むインクよりも性能が優れていることを示した。更に、より高次のグリコールは、比較的低い毒性を有し、保湿性及びアンチカール性などの他の有用な特性をインクに付与する。より高次のグリコールのアンチカール性は、例えば、米国特許第５，３５６，４６４号明細書に説明されている。グリコール化合物の混合物は、当然ながら、本発明の範囲内で検討される。
【００２２】
好ましくは、グリコール化合物の１，３−プロパンジオールに対する比は、２：１〜１：１の範囲である。
【００２３】
好ましくは、インク媒剤は、０．１〜３０重量％の１つ又は複数の他の共溶媒、すなわち上記の１，３−プロパンジオール及びグリコール共溶媒以外の共溶媒を含む。
【００２４】
好ましくは、インク媒剤は、０．０５〜２重量％の少なくとも１つの界面活性剤を含む。好ましくは、インク媒剤は、０．１〜１重量％の界面活性剤を含む。界面活性剤の範囲は、特に限定されておらず、本発明で使用するためのいくつかの好適な界面活性剤は、以下でより詳細に説明される。例えば、界面活性剤は、アニオン性、カチオン性、非イオン性又は両性イオン性の界面活性剤であり得る。アセチレン部分を有する非イオン性界面活性剤（例えば、Ａｉｒ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ  ａｎｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｉｎｃから入手可能なＳｕｒｆｙｎｏｌ（登録商標）系列の界面活性剤）が一般的に好ましい。
【００２５】
インクは、腐食防止剤を更に含み得る。腐食防止剤は、プリントヘッド寿命を更に改善するために採用され得る。好ましくは、腐食防止剤は、その内容が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第９，４２２，４４１号明細書に説明されるものなどのアセチレン化合物を含む。好ましくは、腐食防止剤は、アルコキシル化アセチレンジオールを含む。
【００２６】
米国特許第９，４２２，４４１号明細書に説明されるように、好適なアルコキシル化アセチレンジオールとしては、式（Ａ）：
Ｒ１−Ｃ≡Ｃ−（ＣＨ２）ｍＣＨ（Ｒ２）−（ＯＣＨ２Ｒ３）ｎ−ＯＨ
（Ａ）
（式中、Ｒ１は、Ｈ、Ｃ１〜３アルキル及び−（ＣＨ２）ｐＣＨ（Ｒ４）（Ｒ５）からなる群から選択され、
Ｒ２は、Ｈ及びＣ１〜３アルキルからなる群から選択され、
Ｒ３は、−ＣＨ２−及び−ＣＨ（ＣＨ３）−からなる群から選択され、
Ｒ４は、Ｈ及びＣ１〜３アルキルからなる群から選択され、
Ｒ５は、−ＯＨ及び−（ＯＣＨ２Ｒ３）ｑ−ＯＨからなる群から選択され、
ｍは、０、１、２又は３であり、
ｎは、１〜５０であり、
ｐは、０、１、２又は３であり、及び
ｑは、１〜５０である）
の化合物が挙げられる。
【００２７】
アルコキシル化アセチレンジオールは、式（Ｂ）：
Ｒ６−Ｃ≡Ｃ−（ＣＨ２）（ＯＣＨ２ＣＨ２ＯＨ）
（Ｂ）
（式中、Ｒ６は、−ＣＨ２ＯＨ及び−ＣＨ２（ＯＣＨ２ＣＨ２ＯＨ）からなる群から選択される）
の化合物などのエトキシル化ブチンジオールであり得る。
【００２８】
典型的には、腐食防止剤は、存在する場合、１，４−ビス（２−ヒドロキシエトキシ）−２−ブチン）を含む。
【００２９】
いくつかの実施形態では、インクは、抗コゲーション添加剤を含み得る。好適な抗コゲーション添加剤としては、グリセロールエトキシレート、グリセロールプロポキシレート、エリスリトールエトキシレート、エリスリトールプロポキシレート、アラビトールエトキシレート、アラビトールプロポキシレート、マンニトールエトキシレート、マンニトールプロポキシレート、トリメチロールプロパンエトキシレート、トリメチロールプロパンプロポキシレート、ペンタエリスリトールエトキシレート、ペンタエリスリトールプロポキシレート、ポリエチレングリコール（例えば、ＰＥＧ２００、ＰＥＧ３００、ＰＥＧ４００、ＰＥＧ６００、ＰＥＧ１０００、ＰＥＧ２０００など）、ポリプロピレングリコール、トリス（ヒドロキシメチル）ホスフィン、トリス（ヒドロキシメチル）ホスフィンエトキシレート、トリス（ヒドロキシメチル）ホスフィンプロポキシレート、トリス（ヒドロキシメチル）ホスフィンオキシド、トリス（ヒドロキシメチル）ホスフィンオキシドエトキシレート、トリス（ヒドロキシメチル）ホスフィンオキシドプロポキシレート、トリエタノールアミン、トリエタノールアミンエトキシレート、トリエタノールアミンプロポキシレート、エチレンジアミンエトキシレート及びエチレンジアミンプロポキシレートが挙げられる。
【００３０】
好ましくは、抗コゲーション添加剤は、存在する場合、式（Ｃ）：
2020520392.tif 000004
（式中、
Ｒｘ、Ｒｙ及びＲｚは、独立して、水素及びメチルからなる群から選択され、及び
ｘ、ｙ及びｚは、それぞれ１〜５０の範囲の整数である）
のアルコキシル化グリセロール化合物である。
【００３１】
第２の態様では、インクジェット用インクであって、
（ｉ）スルホン化アゾ染料と、
（ｉｉ）１，３−プロパンジオールと、
（ｉｉｉ）トリエチレングリコール及びテトラエチレングリコールからなる群から選択されるグリコール化合物と、
（ｉｖ）水と
を含み、
グリコール化合物の１，３−プロパンジオールに対する比は、１：１〜２：１の範囲であり、及び
インクは、エチレングリコール、ジエチレングリコール及びスルホランからなる群から選択されるいかなる共溶媒も含まない、インクジェット用インクが提供される。
【００３２】
好ましくは、インクは、ＧＨＳ０８のＧＨＳ分類を有するいかなる共溶媒も含まない。好ましくは、インクは、ＧＨＳ０７のＧＨＳ分類を有するいかなる共溶媒も含まない。より好ましくは、インクは、ＧＨＳ０５、ＧＨＳ０６、ＧＨＳ０７、ＧＨＳ０８又はＧＨＳ０９のＧＨＳ分類を有するいかなる共溶媒も含まない。
【００３３】
好ましくは、アゾ染料は、ジスアゾ染料である。
【００３４】
第３の態様では、インクジェットプリントヘッドの寿命を改善する方法であって、
上記のインクをプリントヘッドのノズルチャンバに供給する工程であって、各ノズルチャンバは、インクと接触する関連する作動装置を有する、工程と、
作動装置の１つ又は複数を作動させてプリントヘッドからインクを吐出す工程と
を含む方法が提供される。
【００３５】
第３の態様による方法は、インクの毒性を低下させながら、プリントヘッドの寿命を著しく改善させる。
【００３６】
好ましくは、各作動装置は、気泡を形成して対応するノズルチャンバからノズル開口部を介してインクを吐出するためにインクを過熱させる抵抗ヒータ素子を含む。
【００３７】
好ましくは、ヒータ素子は、コーティングされておらず、そのため、インクは、ヒータ素子材料と直接接触する。ヒータ素子は、ノズルチャンバ内で吊り下げられ得るか、又はノズルチャンバの壁部（例えば、床）に結合され得る。
【００３８】
好ましくは、ヒータ素子は、窒化金属などの金属又は導電性セラミック材料から構成される。本明細書で使用するとき、用語「金属」は、複数の異なる金属を含有する合金を含む。好ましくは、ヒータ素子は、チタン合金（例えば、チタン−アルミニウム合金）、窒化チタン及びチタン合金の窒化物（例えば、窒化チタンアルミニウム）からなる群から選択される材料から構成される。
【００３９】
好ましくは、プリントヘッドは、少なくとも１億回の吐出、少なくとも２億回の吐出又は少なくとも３億回の吐出の寿命を有する。
【００４０】
第４の態様では、インクジェットプリンタであって、
複数のノズルチャンバを有するインクジェットプリントヘッドであって、各ノズルチャンバは、インクと接触するための関連する作動装置を有する、インクジェットプリントヘッドと、
ノズルチャンバと流体連通するインクリザーバであって、上述のインクを含有するインクリザーバと
を含むインクジェットプリンタが提供される。
【００４１】
第２、第３及び第４の態様の好ましい実施形態は、上記から容易に明らかになるであろう。好ましい実施形態は、記載された場合、本発明のいかなる特定の態様にも限定されることを意図しない。
【００４２】
本明細書で使用するとき、用語「アリール」は、フェニル、ナフチル又はアントラセニルなどの芳香族基を指す。別途指定のない限り、用語「アリール」は、一般に、Ｃ６〜１４アリール基を指す。
【００４３】
本明細書で使用するとき、用語「アルキル」は、直鎖状及び分枝状の両方のアルキル基を指す。別途指定のない限り、用語「アルキル」は、一般に、Ｃ１〜４アルキル基を指す。
【００４４】
本発明で使用するとき、用語「ハロゲン」又は「ハロ」は、フッ素、塩素、臭素及びヨウ素の何れかを指す。通常、用語「ハロゲン」は、塩素又はフッ素置換基を指す。
【００４５】
本明細書で使用するとき、用語「ハロアルキル」は、１つ又は複数のハロゲン置換基、例えばトリフルオロメチルを有するアルキル基を指す。
【００４６】
本明細書で使用するとき、用語「カルボキシル」は、プロトン化又は塩形態のカルボン酸基を指す。一般に、カルボキシル基は、−ＣＯ２Ｍ基であり、式中、Ｍは、本明細書の上記で定義した通りである。
【００４７】
本明細書で使用するとき、用語「アルキルアミノ」は、モノ−アルキルアミノ及びジーアルキルアミノ基の両方を指す。
【００４８】
本明細書で使用するとき、用語「スルホンアミド」は、アミノスルホニル及びアルキルアミノスルホニル基を指す。
【００４９】
本明細書で使用するとき、用語「カルバモイル」は、アミノカルボニル及びアルキルアミノカルボニル基を指す。
【００５０】
本明細書で使用するとき、用語「アンモニウム」は、一般に、ＮＨ４＋カチオンを指す。用語「四級アンモニウム」は、一般に、式Ｎ（Ｒａ）４＋のカチオンを指し、式中、各Ｒａは、独立して、Ｃ１〜６アルキル、アリール及びアリールアルキルからなる群から選択される。四級アンモニウムイオンの典型的な例は、テトラメチルアンモニウムである。
【００５１】
慣習により、スルホン酸基は、上記の式（Ｉ）で−ＳＯ３Ｍとして表される。しかしながら、当然ながら、こうした基は、通常、イオン対、すなわち−ＳＯ３−Ｍ＋として溶液中に存在することが理解されるであろう。したがって、アルカリ金属であるＭが参照される場合、Ｌｉ＋、Ｎａ＋又はＫ＋などの対応するアルカリ金属イオンＭ＋が参照されることが暗に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
ここで、例示のみを目的とし、添付の図面を参照して本発明の様々な実施形態を説明する。
【００５３】
【図１】図１は、サーマルインクジェットプリントヘッドの一部分の斜視図である。
【図２】図２は、図１に示すノズルアセンブリの１つの側面図である。
【図３】図３は、図２に示すノズルアセンブリの斜視図である。
【図４】図４は、サーマルインクジェットプリントエンジンの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００５４】
本発明者らは、染料と共溶媒との組み合わせを調査することにより、プリントヘッド寿命を改善する問題に対する解決法を探求した。上記で先に示したように、インク配合物は、プリントヘッドの設計にいかなる変更も必要としないため、プリントヘッド寿命の問題に対する魅力的な解決法である。
【００５５】
スルホン化ジスアゾ染料は、優れた再水和特性を示すため、Ｍｅｍｊｅｔ（登録商標）プリントヘッドで使用するのに魅力的な染料の種類である。染料が好適な再水和特性を有する場合、脱水されたインクによって塞がれた機能しないプリントヘッドノズルは、所定のメンテナンス操作中に再び機能するようになる。対照的に、劣った再水和特性を有するインク（例えば、トリスアゾ染料を含有するインク）で塞がれたノズルは、より問題であり、所定のメンテナンス操作中にそれほど容易に回復することができない。
【００５６】
スルホン化ジスアゾ染料は、周知される種類の染料であり、例えばフードブラック２を含む。
2020520392.tif 000005
【００５７】
しかしながら、フードブラック２は、優れた再水和特性及び大半の用途で許容可能な黒色光学濃度を有するが、フードブラック２（ナトリウム塩）を配合した従来のインクは、一般に、Ｍｅｍｊｅｔ（登録商標）プリントヘッド中で約＜２０００万回の吐出の非常に劣ったプリントヘッド寿命を示す。フードブラック２のナトリウム塩をテトラメチルアンモニウムなどの他の対イオンで置換することにより、プリントヘッド寿命に顕著な改善がもたらされる。そのため、当初、文献で報告された他の仮説（例えば、改善されたプリントヘッド寿命を得るために５×１０−３モル／Ｌ未満のアルカリ金属イオン含量を推奨する米国特許第６，２５２，６１７号明細書を参照されたい）と一貫して、インクのアルカリ金属イオン含量は、インクジェットノズル装置におけるヒータの腐食の原因であると考えられていた。
【００５８】
本出願人による実験は、フードブラック２に関連するプリントヘッド寿命が、ナトリウムイオンをテトラメチルアンモニウムイオンと置換することによって改善され得ることを示したが、フードブラック２の光に対する安定性が比較的劣るため、本発明者らは、報告されるような改善された耐光性を有する類似のジスアゾ染料を検討するようになった。例えば、米国特許出願公開第２００７／００５０９２６号明細書及び同第２０１２／００９０５０３号明細書は、フードブラック２と異なる中心アリーレンモチーフを有し、且つ優れた耐光性を有するジスアゾ染料を説明している。
【００５９】
国際公開第２０１５／１４４４１９号パンフレットで報告されているように、式（Ｉ）のジスアゾ染料を含むインクは、一般に、フードブラック２を含むインクと比べてより優れたプリントヘッド寿命を示したことが発見された（両方の染料がそれらのナトリウム塩形態にあり、且つ両方の染料が同様の高スルホン化ジスアゾ化合物であってさえも）。したがって、文献（例えば、米国特許第６，２５２，６１７号明細書）における他の報告とは対照的に、少なくとも本出願人のＭｅｍｊｅｔ（登録商標）プリントヘッド中で使用される場合、ナトリウムイオンの有無は、ヒータが腐食する機構の主要調節因子でないことがあり得、実際、有機染料構造体の性質がより重要な因子であるように思われることが提言された。
【００６０】
更に、国際公開第２０１５／１４４４１９号パンフレットで報告される通り、ジスアゾ染料を含有するインクの場合、インク媒剤中における特定の共溶媒の存在がプリントヘッドの寿命に重要な影響を有することが判明した。特に、スルホラン及びグリコール化合物（例えば、トリエチレングリコール）の組み合わせでの存在は、改善されたプリントヘッド寿命の点で明らかな相乗効果を有していた。それにもかかわらず、スルホランの毒性は、一部の用途において潜在的に問題がある。
【００６１】
１，３−プロパンジオールと高次グリコール化合物との組み合わせは、現在、インク配合物の毒性を低下させるだけでなく、国際公開第２０１５／１４４４１９号パンフレットに説明されるものなどの他の共溶媒の組み合わせと比較してプリントヘッド寿命を劇的に改善することが判明している。有利には、１，３−プロパンジオール及びトリエチレングリコールの低毒性は、これらの溶媒がＧＨＳ分類体系で有害と分類されていないため、こうしたインクが広範な用途で使用され得ることを意味する。
【００６２】
したがって、本発明は、改善されたプリントヘッド寿命並びに優れた耐光性、再水和特性及び低毒性を示すインクを提供する。
【００６３】
顔料
上述したように、本発明のインク中の顔料は、式（Ｉ）のジスアゾ染料である。
【００６４】
好ましくは、式（Ｉ）の染料が式−ＳＯ３Ｍの少なくとも４つの基を含むように、Ａ及びＢのそれぞれは、式−ＳＯ３Ｍの少なくとも１つの置換基を有する。
【００６５】
好ましくは、Ａは、−ＳＯ３Ｍ、ニトロ、カルボキシル、ハロゲン、ヒドロキシル、アミノ、Ｃ１〜４アルコキシ及びＣ１〜４アルキルからなる群から選択される１、２又は３つの置換基を有するフェニル又はナフチル基である。
【００６６】
好ましくは、Ａは、−ＳＯ３Ｍ、ニトロ及びカルボキシルからなる群、より好ましくは−ＳＯ３Ｍ及びニトロからなる群から選択される１、２又は３つの置換基を有するフェニル基である。
【００６７】
好ましくは、Ａは、−ＳＯ３Ｍ及びニトロからなる群から選択される２つの置換基を有するフェニル基である。
【００６８】
好ましくは、Ｂは、−ＳＯ３Ｍ、ニトロ、カルボキシル、ハロゲン、ヒドロキシル、アミノ、Ｃ１〜４アルコキシ及びＣ１〜４アルキルからなる群から選択される１、２又は３つの置換基を有するフェニル又はナフチル基である。
【００６９】
好ましくは、Ｂは、−ＳＯ３Ｍ、ニトロ及びカルボキシルから、より好ましくは−ＳＯ３Ｍ及びニトロからなる群から選択される１、２又は３つの置換基を有するフェニル基である。
【００７０】
好ましくは、Ｂは、−ＳＯ３Ｍ及びニトロからなる群から選択される２つの置換基を有するフェニル基である。
【００７１】
好ましくは、Ａ及びＢは、互いに異なる。
【００７２】
好ましくは、Ｍは、ナトリウムである。
【００７３】
好ましくは、ジスアゾ染料は、式（ＩＩ）のものである。
2020520392.tif 000006
【００７４】
式（Ｉ）のジスアゾ染料は、単独で又はこれらの２つ以上の組み合わせとしての何れかでインクジェット用インク中において使用され得る。更に、本発明のインクは、色相及び彩度を最適化するためのインクの着色に使用される染料などの他の顔料を含み得る。好適な着色染料は、当業者に容易に明らかになるであろう。
【００７５】
インク媒剤
本発明で用いられるインク媒剤は、典型的には、少なくとも４０重量％の水、少なくとも５０重量％の水又は少なくとも６０重量％の水を含む従来の水性インク媒剤である。通常、インクジェット用インク中に存在する水の量は、４０重量％〜９０重量％の範囲である。
【００７６】
本発明のインクは、少なくとも１，３−プロパンジオール及びグリコール化合物を共溶媒として含む。本発明のインクは、他の共溶媒（保湿剤、浸透剤、湿潤剤などを含む）、界面活性剤、殺生剤、金属イオン封鎖剤、ｐＨ調整剤、粘度調整剤などを更に含み得る。
【００７７】
共溶媒は、典型的には水溶性有機溶媒である。好適な水溶性有機溶媒としては、エタノール、メタノール、ブタノール、プロパノール及び２−プロパノールなどのＣ１〜４アルキルアルコール類；エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノ−ｎ−プロピルエーテル、エチレングリコールモノ−イソプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノ−イソプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテル、トリエチレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテル、エチレングリコールモノ−ｔ−ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノ−ｔ−ブチルエーテル、１−メチル−１−メトキシブタノール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノ−ｔ−ブチルエーテル、プロピレングリコールモノ−ｎ−プロピルエーテル、プロピレングリコールモノ−イソプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノ−ｎ−プロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノ−イソプロピルエーテル、プロピレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテル及びジプロピレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテルなどのグリコールエーテル類；ホルムアミド、アセトアミド、ジメチルスルホキシド、ソルビトール、ソルビタン、グリセロールモノアセタート、グリセロールジアセタート、グリセロールトリアセタート；又はこれらの組み合わせが挙げられる。
【００７８】
共溶媒として使用され得る他の有用な水溶性有機溶媒としては、２−ピロリドン、Ｎ−メチルピロリドン、ε−カプロラクタム、ジメチルスルホキシド、モルホリン、Ｎ−エチルモルホリン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン及びこれらの組み合わせなどの極性溶媒が挙げられる。
【００７９】
グリコール化合物に加えて、インクジェット用インクは、インク組成物に保水性及び湿潤性を付与するための湿潤剤又は保湿剤としての役割を果たし得る別の高沸点水溶性有機溶媒を共溶媒として含有し得る。高沸点水溶性有機溶媒の例は、２−ブテン１，４−ジオール、２−エチル−１，３−ヘキサンジオール、２−メチルー２，４−ペンタンジオール、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルグリコール、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコール、２０００以下の分子量を有するポリエチレングリコール、１，３−プロピレングリコール、イソプロピレングリコール、イソブチレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、グリセロール、トリメチロールプロパン、エリスリトール、ペンタエリスリトール及びこれらの組み合わせである。
【００８０】
他の好適な湿潤剤又は保湿剤としては、糖類（単糖類、オリゴ糖類及び多糖類を含む）及びその派生物（例えば、マルチトール、ソルビトール、キシリトール、ヒアルロン酸塩、アルドン酸、ウロン酸など）が挙げられる。
【００８１】
インクジェット用インクは、水性インクが記録媒体に浸透することを促進するために共溶媒の１つとして浸透剤を更に含有し得る。好適な浸透剤としては、多価アルコールアルキルエーテル（グリコールエーテル）及び／又は１，２−アルキルジオールが挙げられる。好適な多価アルコールアルキルエーテルの例は、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノ−ｎ−プロピルエーテル、エチレングリコールモノ−イソプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノ−イソプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテル、トリエチレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテル、エチレングリコールモノ−ｔ−ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノ−ｔ−ブチルエーテル、１−メチル−１−メトキシブタノール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノ−ｔ−ブチルエーテル、プロピレングリコールモノ−ｎ−プロピルエーテル、プロピレングリコールモノ−イソプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノ−ｎ−プロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノ−イソプロピルエーテル、プロピレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテル及びジプロピレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテルである。好適な１，２−アルキルジオールの例は、１，２−ペンタンジオール及び１，２−ヘキサンジオールである。浸透剤は、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，７−ヘプタンジオール及び１，８−オクタンジオールなどの直鎖炭化水素ジオールからも選択され得る。グリセロールも浸透剤として使用することができる。
【００８２】
典型的には、インク中に存在する共溶媒（１，３−プロパンジオール、グリコール化合物及び他の共溶媒を含む）の合計量は、約１０重量％〜６０重量％又は任意選択により１５重量％〜５０重量％の範囲である。
【００８３】
インクジェット用インクは、アニオン性表面活性剤、両性イオン性表面活性剤、非イオン性表面活性剤又はこれらの混合物などの１つ又は複数の表面活性剤（「界面活性剤」）を更に含み得る。有用なアニオン性表面活性剤としては、アルカンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、アシルメチルタウリン及びジアルキルスルホコハク酸；アルキル硫酸エステル塩、硫酸化油、硫酸化オレフィン、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩；カルボン酸型、例えば、脂肪酸塩及びアルキルサルコシン塩；並びにアルキルリン酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステル塩及びグリセロリン酸エステル塩などのリン酸エステル型などのスルホン酸型が挙げられる。アニオン性表面活性剤の具体例は、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ラウリン酸ナトリウム及びポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステルアンモニウム塩である。
【００８４】
両性イオン性表面活性剤の例としては、Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−オクチルアミンオキシド、Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−ドデシルアミンオキシド、Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−テトラデシルアミンオキシド、Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−ヘキサデシルアミンオキシド、Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−オクタデシルアミンオキシド及びＮ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−（Ｚ−９−オクタデセニル−Ｎ−アミンオキシドが挙げられる。
【００８５】
非イオン性表面活性剤の例としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエステル及びポリオキシエチレンアルキルアミドなどのエチレンオキシド付加物型；グリセロールアルキルエステル、ソルビタンアルキルエステル及び糖アルキルエステルなどのポリオールエステル型；多価アルコールアルキルエーテルなどのポリエーテル型；並びにアルカノールアミン脂肪酸アミドなどのアルカノールアミド型が挙げられる。非イオン性表面活性剤の具体例は、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンドデシルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル及びポリオキシアルキレンアルキルエーテル（例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル）などのエーテル；並びにポリオキシエチレンオレエート、ポリオキシエチレンオレエートエステル、ポリオキシエチレンジステアレート、ソルビタンラウレート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタンセスキオレエート、ポリオキシエチレンモノオレエート及びポリオキシエチレンステアレートなどのエステルである。
【００８６】
２，４，７，９−テトラメチル−５−デシン−４，７−ジオール、エトキシル化２，４，７，９−テトラメチル−５−デシン−４，７−ジオール、３，６−ジメチル−４−オクチン−３，６−ジオール又は３，５−ジメチル−１−ヘキシン−３−オールなどのアセチレングリコール表面活性剤を使用することも可能である。本発明で使用し得る非イオン性界面活性剤の具体例は、Ｓｕｒｆｙｎｏｌ（登録商標）４６５及びＳｕｒｆｙｎｏｌ（登録商標）４４０（Ａｉｒ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ  ａｎｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｉｎｃから入手可能）である。
【００８７】
界面活性剤（複数可）は、典型的には、０．０５重量％〜２重量％又は０．１〜１重量％の範囲の量で水性インクジェット用インク中に存在する。
【００８８】
水性インクジェット用インクは、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、炭酸リチウム、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、リン酸リチウム、リン酸二水素カリウム、リン酸水素二カリウム、シュウ酸ナトリウム、シュウ酸カリウム、シュウ酸リチウム、ホウ酸ナトリウム、四ホウ酸ナトリウム、フタル酸水素カリウム及び酒石酸水素カリウムなどのｐＨ調整剤又は緩衝剤；アンモニア；並びにメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリス（ヒドロキシメチル）アミノメタン塩酸塩、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、ジエチルエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、ブチルジエタノールアミン、モルホリン、プロパノールアミン、４−モルホリンエタンスルホン酸及び４−モルホリンプロパンスルホン酸（「ＭＯＰＳ」）などのアミンも含み得る。ｐＨ調整剤の量は、存在する場合、典型的には０．０１〜２重量％又は０．０５〜１重量％の範囲である。
【００８９】
水性インクジェット用インクは、安息香酸、ジクロロフェン、ヘキサクロロフェン、ソルビン酸、ヒドロキシ安息香酸エステル、ナトリウムデヒドロアセテート、１，２−ベンチアゾリン−３−オン（Ａｒｃｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｉｎｃ．から入手可能な「Ｐｒｏｘｅｌ（登録商標）ＧＸＬ」）、３，４−イソチアゾリン−３−オン又は４，４−ジメチルオキサゾリジンなどの殺生剤も含み得る。殺生剤の量は、存在する場合、典型的には０．０１〜２重量％又は０．０５〜１重量％の範囲である。
【００９０】
水性インクジェット用インクは、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）などの金属イオン封鎖剤も含有し得る。
【００９１】
インクジェットプリントヘッド
本発明のインクは、主にサーマルインクジェットプリントヘッドに関連して使用するためのものであるが、他の型のプリントヘッド、特に作動装置がインクと接触するものにも使用され得る。完全を期すため、ここで、その内容が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第７，３０３，９３０号明細書に記載される本出願人のサーマルインクジェットプリントヘッドの１つの簡単な説明を辿る。
【００９２】
図１を参照すると、複数のノズルアセンブリを含むプリントヘッドの一部が示されている。図２及び３は、これらのノズルアセンブリの１つを側断面図及び破断斜視図で示す。
【００９３】
各ノズルアセンブリは、シリコンウエハ基材２上にＭＥＭＳ製造技術により形成されたノズルチャンバ２４を含む。ノズルチャンバ２４は、ルーフ２１と、ルーフ２１からシリコン基材２まで延在する側壁２２とによって画定される。図１に示すように、各ルーフは、プリントヘッドの吐出面全体にわたるノズルプレート５６の一部によって画定される。ノズルプレート５６及び側壁２２は、ＭＥＭＳ製造中にフォトレジストの犠牲足場を覆うようにＰＥＣＶＤにより堆積された同一の材料で形成される。典型的には、ノズルプレート５６及び側壁２１は、二酸化ケイ素又は窒化ケイ素などのセラミック材料で形成される。これらの硬質材料は、プリントヘッドのロバスト性に関して優れた性質を有し、これらの本質的な親水性は、毛管作用によりノズルチャンバ２４にインクを供給するうえで有利である。
【００９４】
ノズルチャンバ２４の細部に戻ると、ノズル開口部２６は、各ノズルチャンバ２４のルーフ内で画定されていることが分かるであろう。各ノズル開口部２６は、一般に楕円形であり、関連するノズルリム２５を有する。ノズルリム２５は、プリント中の液滴の指向性及びノズル開口部２６からのインクのフラッディングを少なくともある程度低減することを支援する。ノズルチャンバ２４からインクを吐出するための作動装置は、ノズル開口部２６の真下に位置決めされ、ピット８全体にわたって吊り下げられたヒータ素子２９である。電流は、基材２の下側ＣＭＯＳ層の駆動回路に接続された電極９を介してヒータ素子２９に供給される。電流がヒータ素子２９を流れると、周囲のインクが急速に過熱されて気泡が形成され、これによりノズル開口部２６を通してインクが押し出される。ヒータ素子２９を吊り下げることにより、ヒータ素子２９は、ノズルチャンバ２４がプライムされるとインク内に完全に浸漬される。これにより、より少ない熱が下側基材２中に放散し、より多くの入力エネルギーが泡の生成に使用されるため、プリントヘッドの効率が改善される。典型的には、ヒータ素子は、金属又は伝導性セラミック材料から構成される。好適な材料の例としては、窒化チタン、窒化チタンアルミニウム及びチタンアルミニウム合金が挙げられる。
【００９５】
図１で最も明確に分かるように、ノズルは、列をなして配置され、列に沿って長手方向に延在する。インク供給チャネル２７は、列の各ノズルにインクを供給する。インク供給チャネル２７は、各ノズルに対してインク注入路１５にインクを送り、ノズル開口部２６の側方からインク導管２３を介してノズルチャンバ２４にインクを供給する。
【００９６】
こうしたプリントヘッドを製造するためのＭＥＭＳ製造プロセスは、その内容が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第７，３０３，９３０号明細書に詳細に説明されている。
【００９７】
吊り下げ式ヒータ素子を有するプリントヘッドの操作は、その内容が参照により本明細書に組み込まれる本出願人の米国特許第７，２７８，７１７号明細書に詳細に説明されている。
【００９８】
本出願人は、埋込み式ヒータ素子を有する熱気泡形成インクジェットプリントヘッドも説明している。こうしたプリントヘッドは、例えば、その内容が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第７，２４６，８７６号明細書及び米国特許出願公開第２００６／０２５０４５３号明細書で説明されている。
【００９９】
本発明のインクジェット用インクは、上述の本出願人のサーマルインクジェットプリントヘッドと組み合わせると最適に機能する。しかしながら、その使用は、本出願人のサーマルプリントヘッドに限定されるものではない。本明細書に記載のインクは、他の型の熱気泡形成インクジェットプリントヘッド、圧電プリントヘッド及びサーマルベンドアクチュエートプリントヘッド（例えば、その内容が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第７，９２６，９１５号明細書、同第７，６６９，９６７号明細書及び米国特許出願公開第２０１１／００５０８０６号明細書に記載される）などで使用され得る。
【０１００】
完全を期すため、本出願人のサーマルインクジェットプリントヘッドが組み込まれたインクジェットプリンタは、例えば、その各内容が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第７，２０１，４６８号明細書、同第７，３６０，８６１号明細書、同第７，３８０，９１０号明細書及び同第７，３５７，４９６号明細書に記載されている。
【０１０１】
図４は、その内容が参照により本明細書に組み込まれる本出願人の米国特許第８，０６６，３５９号明細書に記載されるサーマルインクジェットプリンターのためのプリントエンジン１０３を示す。プリントエンジン１０３は、ページ幅プリントヘッドを含む取外し可能な印刷カートリッジ１０２と、一列のユーザー交換可能なインクカートリッジ１２８とを含む。各色チャネルは、典型的には、それ自体のインクリザーバ１２８と、プリントヘッドに供給されるインクの静水圧を調整するための対応する圧力調整チャンバ１０６とを有する。したがって、プリントエンジン１０３は、５つのインクリザーバ１２８と、５つの対応する圧力調整チャンバ１０６とを有する。典型的には、この５チャネル式プリントエンジン１０３で利用されるインクチャネル（「色チャネル」）は、ＣＭＹＫ１Ｋ２である。インクチャネルの順序は、その内容が参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願公開第２０１３／００７００２４号明細書で説明されるように、プリントヘッドのノズルプレートにおける好ましいインクカラー混合効果を最適化するように配置され得る。例えば、シアン（Ｃ）を最下流に位置決めし、且つイエロー（Ｙ）を最上流に位置決めする場合、ＹＫ１ＭＫ２Ｃのインクチャネル順序が利用され得る。
【０１０２】
インクカートリッジ１２８の少なくとも１つは、本明細書に記載のインクジェット用インクを含み得る。図４には、様々な構成要素間の流体接続が示されていないが、これらの接続は、例えば、その内容が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第８，０６６，３５９号明細書に記載の流体システムに従って好適なホースを用いて行われることが理解されるであろう。
【実施例】
【０１０３】
実験項
以下に記載の方法に従って加速プリントヘッド寿命試験を実施した。
【０１０４】
改変されたプリンティング装置で操作するために、吊り下げられたコーティングされていない抵抗ヒータ素子を備えたノズル装置を有するＭｅｍｊｅｔ（登録商標）プリントヘッド集積回路（ＰＨＩＣ）を個別に取り付けた。インクに暴露されるヒータ素子材料は、窒化チタンアルミニウムである。
【０１０５】
１１ｋＨｚの周波数でインクを吐出するように装置を動作させた。作動パルス幅を、他の改変されていないプリンタでの動作を再現するように制御した。パルス幅は、慣例的に「クロック」単位で報告し、これは、インクの液滴を吐出するのに必要な閾値パルス幅を超えるエネルギーを示す。各クロックは、７ｎｓを表し、装置の閾値パルス幅は、典型的には４７クロック（３２９ｎｓ）である。表２に報告される加速プリントヘッド寿命試験では、装置は、「＋８クロック」［３２９ｎｓ＋（８×７ｎｓ）＝３８５ｎｓ］で運転された。
【０１０６】
装置の健全性を判定するために、試験パターンを定期的に印刷して、目視検査した。印刷品質が所定の閾値を下回ったとき、ＰＨＩＣがその寿命の終了に到達したとみなされ、試験を中止した。プリントヘッド寿命を示すために、プリントヘッドの故障時点における吐出回数を記録した。
【０１０７】
表１に記載の通りにインクを配合し、使用前に濾過した（０．２ミクロン）。
2020520392.tif 000007
【０１０８】
インク１〜９を、上記の改変されたプリンティング装置で試験し、標準化印刷品質試験パターンの目視検査によって判定したプリントヘッドが故障する前の吐出回数を測定した。これらの加速プリントヘッド寿命試験の結果を表２に示す。
2020520392.tif 000008
【０１０９】
インク１〜６のプリントヘッド寿命結果は、以前に国際公開第２０１５／１４４４１９号パンフレットで報告されている。これまで、インク３がプリントヘッド寿命の点で最適の性能を有すると結論付けられていた。具体的には、式（ＩＩ）の黒色染料、スルホラン及びトリエチレングリコールの組み合わせを含むインク配合物は、本出願人のＭｅｍｊｅｔ（登録商標）プリントヘッドで試験された他の黒色染料インクよりも性能が優れていた。インク３がインク１（１７重量％エチレングリコール）及びインク７（１０重量％ジエチレングリコール）の両方よりも優れていたことは、注目に値する。
【０１１０】
それに続くインク３をベースにインク配合物を最適化する試みの結果、いくらか改善されたプリントヘッド寿命がもたらされた。国際公開第２０１６／０７８８５９号パンフレットで報告される通り、耐食性添加剤と耐コゲーション性（ａｎｔｉ−ｋｏｇａｔｉｖｅ）添加剤との組み合わせは、プリントヘッド寿命を延長することで水性インクジェット配合物を強化することが見いだされた。インク８は、インク３をベースに耐コゲーション性添加剤のＬｉｐｏｎｉｃ（登録商標）ＥＧ−１及び耐食性添加剤Ｂｕｔｏｘｙｎｅ（商標）４９７を含有する強化配合物である。上記の試験条件下では、インク８は、インク３の１億７千万回の吐出と比較して２億２千万回の吐出のプリントヘッド寿命をもたらした。
【０１１１】
インク８で示されたインク３に対する著しい改善（約３０％のプリントヘッド寿命の改善）にもかかわらず、本発明者らは、黒色染料インクに対するプリントヘッド寿命を更に延長しようとした。更に、本発明者らは、Ｇｌｏｂａｌｌｙ  Ｈａｒｍｏｎｉｚｅｄ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｏｆ  Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｌａｂｅｌｌｉｎｇ  ｏｆ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ（ＧＨＳ）で有害と分類される共溶媒を含有しない改善された黒色染料インクを配合しようとした。驚くべきことに、１，３−プロパンジオールとトリエチレンギコールとの共溶媒組み合わせは、特にトリエチレングリコールの量が１，３−プロパンジオールの量を超えている場合、式（ＩＩ）の黒色ジスアゾ染料を含有するインク配合物においてプリントヘッド寿命を劇的に改善したことが判明した。上記の表２で実証されるように、インク９は、インク３及びインク８の両方よりも大幅に性能が優れており、同じ試験条件下で３億８千万回の吐出のプリントヘッド寿命を提供した。これは、インク８と比較して７０％の、またインク３によって示されるプリントヘッド寿命の２倍超のプリントヘッド寿命の改善を表す。
【０１１２】
更に、インク９は、ＧＨＳ０８に分類される潜在的に有害な共溶媒（例えば、エチレングリコール又はスルホラン）を含有しないため、この配合物は、インク３又はインク８の何れよりも広範な商業的用途で特に魅力的となっている。
【０１１３】
当然ながら、本発明は、例示のみを目的として説明されており、添付の特許請求の範囲で定められる本発明の範囲内で細部の改変形態がなされ得ることが理解されるであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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