JP5901113B2 - インク、インクカートリッジ、インクジェット記録方法、インクセット、及びインクの調色方法 - Google Patents
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Description
(ここで、Xx45、Yx45、Zx45は、前記画像の法線を基準として45度方向の照明に対する正反射方向の反射光の三刺激値であり、Xs45、Ys45、Zs45は、同条件における照明光の三刺激値であり、これらは下記の関係式を満たすものとする。)
先ず、本発明で規定するブロンズ値について詳細に説明する。前述の通り、ブロンズ現象とは、反射光が顔料本来の色とは異なる色に観察される現象である。本発明者らは、ブロンズ現象を抑制するには、まずブロンズ現象の色味を指標化することが重要であると考えた。そこで、画像における45度方向からの入射光に対する正反射光の色味を指標化することを見出した。これは、45度方向からの入射光に対する正反射光が最もブロンズ現象が顕著であることに基づく。なお、「正反射光」とは、鏡などによる完全な光の反射であり、光の入射角と反射角が反射面に対して同じ角度となる。つまり、45度方向から入射した光の正反射光は、反射面に対して同じ45度の角度で反射した光のことである。一方、色味の指標化手法としては、一般的に、国際照明委員会が推奨するCIELab表色系における算出手法が使用されている。本発明では、ブロンズ現象の色味の評価指標として、下記に規定する「ブロンズ値」を採用するという新たな手法を見出した。具体的には、CIELab表色系における算出手法に基づき、画像における45度方向からの入射光に対する正反射光のみに基づいて算出した色味の値を、1のインクに関しての「ブロンズ値」と規定した。このブロンズ値の詳細な算出方法については、後述する。これにより、ブロンズ現象の色味を的確に算出することが可能となり、このブロンズ値を制御することで、ブロンズ現象を抑制することができる。そして、インクの設計段階において、このブロンズ値を検討し制御することで、当該インクによって形成した画像におけるブロンズ現象を抑制することを可能とした。
本発明のインクを構成する各成分について、以下に説明する。
(色材)
本発明のインクを構成する色相の異なる複数の色材としては、顔料や染料が挙げられ、インクに使用可能なものとして公知の色材をいずれも使用することができる。本発明のインクを構成する色相の異なる複数の色材の組み合わせとしては、前記ブロンズ値Bが2.0以下であることを満足しさえすれば、任意の組み合わせで使用することができる。中でも、対応する各対照インクについて、前記ブロンズ値B’の算出手法でa* 45、b* 45を算出した場合に、原点(0,0)から(a* 45,b* 45)を結ぶ各ベクトルが、互いに90度以上の角度をなすような組み合わせの色材を選択することが好ましい。このような要件を満足した色材の組み合わせによって、ブロンズ光同士を加法混色した際に、白色化させやすく、ブロンズ現象を有効に抑制することができる。本発明のインクを、n種(n≧2の整数)の色材を含有する構成とした場合には、任意のn−1個の対照インクについてのベクトルの和と、残り1個の対照インクについてのベクトルがなす角度が、前記の関係であることが特に好ましい。
また、本発明のインクに使用する色材は、耐光性などの観点から顔料であることが好ましい。特に、本発明のインクを構成する色相の異なる複数の色材のうち、主たる色材が顔料であることがより好ましい。尚、本発明において「主たる色材」とは、複数の色材のうちで最もインク中の含有量が多い色材を意味する。更には、本発明のインクを構成する色相の異なる複数の色材全てが、顔料であることがより好ましい。
本発明のインクに使用することができる顔料としては、無機顔料や有機顔料が挙げられ、具体的には、下記に挙げるようなものを用いることができる。
無機顔料としては、ファーネスブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック、サーマルブラックなどのカーボンブラックを用いることが好ましい。具体的には、例えば、レイヴァン:1170、1190ULTRA−II、1200、1250、1255、1500、2000、3500、5000ULTRA、5250、5750、7000(以上、コロンビア製)、ブラックパールズL、リーガル:330R、400R、660R、モウグルL、モナク:700、800、880、900、1000、1100、1300、1400、2000、ヴァルカンXC−72R(以上、キャボット製)、カラーブラック:FW1、FW2、FW2V、FW18、FW200、S150、S160、S170、プリンテックス:35、U、V、140U、140V、スペシャルブラック:4、4A、5、6(以上、デグッサ製)、No.25、No.33、No.40、No.47、No.52、No.900、No.2300、MCF−88、MA600、MA7、MA8、MA100(以上、三菱化学製)などの市販品を使用することができる。また、本発明のために別途新たに調製されたカーボンブラックを使用することもできる。しかし、本発明は、これらに限定されるものではなく、従来公知のカーボンブラックをいずれも使用することができる。また、無機顔料はカーボンブラックに限定されず、マグネタイト、フェライトなどの磁性体微粒子や、チタンブラックなどを用いてもよい。
本発明のインクに使用することができる染料としては、下記に挙げるようなもののいずれも使用することができる。例えば、Cr、Cu、Mn、Al、Zn、Feなどの多価金属が配位した錯体のアゾ系ブラック染料、C.I.ダイレクトブラック:17、19、51、154、174、195などの非錯体のアゾ系ブラック染料などである。また、C.I.アシッドイエロー:11、17、23、25、29、42、49、61、71、C.I.ダイレクトイエロー:12、24、26、44、86、87、98、100、130、132、142、C.I.アシッドレッド:1、6、8、32、35、37、51、52、80、85、87、92、94、115、180、254、256、289、315、317、C.I.ダイレクトレッド:1、4、13、17、23、28、31、62、79、81、83、89、227、240、242、243、C.I.アシッドブルー:9、22、40、59、93、102、104、113、117、120、167、229、234、254、C.I.ダイレクトブルー:6、22、25、71、78、86、90、106、199などが挙げられる。
本発明のインクには、水及び水溶性有機溶剤の混合溶媒である水性媒体を含有させることが好ましい。水溶性有機溶剤としては、1価乃至は多価のアルコール類、グリコール類、グリコールエーテル類、複素環化合物類などのインクジェット用のインクに従来から用いられているものをいずれも使用することができる。インク中の水溶性有機溶剤の含有量(質量%)は、インク全質量を基準として、3.0質量%以上50.0質量%以下であることが好ましい。また、インク中の水の含有量(質量%)は、インク全質量を基準として、50.0質量%以上95.0質量%以下であることが好ましい。
本発明のインクには、上記成分の他に、尿素、尿素誘導体、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタンなどの常温で固体の水溶性有機化合物を含有させてもよい。インク中の常温で固体の水溶性有機化合物の含有量(質量%)は、インク全質量を基準として、0.1質量%以上20.0質量%以下、さらには3.0質量%以上10.0質量%以下であることが好ましい。また、本発明のインクには上記成分以外にも必要に応じて、pH調整剤、防錆剤、防黴剤、酸化防止剤、還元防止剤などの種々の添加剤を含有させてもよい。
本発明のインクジェット記録方法は、インクジェット方式の記録ヘッドから上記で説明した本発明のインクを吐出させて記録媒体に記録を行う工程を有する。後述する本発明のインクセットを構成する各インクもインクジェット記録方法に好適に適用することができる。インクジェット方式としては、熱エネルギーや力学的エネルギーをインクに付与することによりインクを吐出するものがあるが、本発明においては、熱エネルギーを利用する記録方法においてより顕著な効果を得ることができるため特に好ましい。なお、本発明のインクを用いること以外、インクジェット記録方法の工程は公知のものとすればよい。なお、本発明における「記録」とは、インク受容層を有する記録媒体や普通紙などの記録媒体に対して記録する態様、ガラス、プラスチック、フィルムなどの非浸透性の記録媒体に対してプリントを行う態様を含む。
本発明のインクカートリッジは、インクを収容するインク収容部を備え、前記インク収容部に、上記で説明した本発明のインクを収容してなるものである。インクカートリッジの構造としては、インク収容部が、その内部の空間にインクを収容するインク収容室や、吸収体などにより生じる負圧でその内部にインクを保持する負圧発生部材を収容する負圧発生部材収容室で構成されるものが挙げられる。また、その内部の空間にインクを収容するインク収容室を持たず、収容するインクの全量を負圧発生部材により保持する構成のインク収容部であるインクカートリッジであってもよい。さらには、ばね部材などによりその内容積を拡大する方向の力を持たせることでインクを収容する、袋状のインク収容部としてもよい。これらの構成のインクカートリッジに、さらに記録ヘッドを一体に構成した形態としてもよい。
本発明のインクセットは、複数のインクで構成されるインクセットであり、前記複数のインクの少なくとも1種として、上記で説明した本発明のインクを含むものである。本発明においては、色材の合計含有量がそれぞれに異なる複数のインクで構成され、各インクのそれぞれが、ブラックの色調を有するインクセットであることが特に好ましい。例えば、色材の合計含有量が異なる複数のブラックインクを使用することで、階調性や粒状性などに優れたモノクロ画像を記録することが可能となる。
(顔料分散体の調製)
下記表1に示す顔料15部、樹脂分散剤5部、及び水80部を、0.6mm径のジルコニアビーズの充填率を70%としたサンドミル(金田理化工業製)を用いて、1,500rpmで5時間分散することにより、各顔料分散体を調製した。なお、樹脂分散剤としては、共重合(質量)比60:40、重量平均分子量16,500、酸価240mgKOH/gのスチレン−アクリル酸共重合体を、酸価と当量の水酸化ナトリウムで中和したものを用いた。また、カーボンブラックとしては、モナク1100(キャボット製)を用いた。得られた各顔料分散体における顔料の含有量は15.0%であった。
上記で得られた顔料分散体を用いて、本発明の実施例及び比較例のインク1〜7と、これらのインク1〜7にそれぞれ対応する対照インクを調製した。なお、インクの調製に使用した樹脂水溶液は、共重合(質量%)比70:30、重量平均分子量8,000、酸価160mgKOH/gのスチレン−アクリル樹脂を、酸価と当量の水酸化ナトリウムで中和した水溶液(樹脂の含有量10.0%)である。また、ポリエチレングリコールとしては平均分子量1,000のものを用いた。アセチレノールE100はノニオン性界面活性剤(川研ファインケミカル製)である。
下記表2に示す各成分(単位:%)を混合し、十分に撹拌した後、ポアサイズが1.2μmであるフィルター(製品名:HDCII;ポール製)にて加圧ろ過を行い、インク1〜7を調製した。インク1〜5は、本発明の構成を満足する実施例のインクであり、インク6〜7は、本発明で規定する要件を満たさない比較例のインクである。
下記表3−1及び表3−2に示す各成分(単位:%)を混合し、十分に撹拌した後、ポアサイズが1.2μmであるフィルター(製品名:HDCII;ポール製)にて加圧ろ過を行い、インク1〜7中の各色材を含有してなる各対照インクを調製した。
上記で得られた実施例及び比較例の各インク、またこれらの各インクに対応する対照インクをそれぞれインクカートリッジに充填し、該インクカートリッジをインクジェット記録装置(商品名:BJF900;キヤノン製)のシアンインクの位置にセットした。そして、記録媒体(プレミアム光沢紙(厚口);キヤノン製)に、8パス双方向記録で、記録デューティが100%及び200%であるベタ画像をそれぞれ記録し、各インク又は各対象インクで形成した「所定の画像」記録物を得た。なお、マイクロヘイズメーター(ビック−ガートナー製)を用いて、入射角20度、反射角20度の条件下で測定した前記記録媒体の20度光沢値は40.1であった。
(耐ブロンズ性の評価基準)
A:ブロンズ値Bが2.0以下であり、全ての記録デューティにおいてブロンズ現象が殆ど認識されず、黒色感に優れていた。
B:少なくとも一部の記録デューティにおいてブロンズ値Bが2.0を超え、ブロンズ現象が認識され、黒色感に劣り、許容できないレベルであった。
(彩度の評価基準)
A:彩度値Cが2.0以下であり、無彩色と認識され、黒色感に優れていた。
B:少なくとも一部の記録デューティにおいて彩度値Cが2.0を超え4.0以下であり、やや黒色感に劣っていたが、許容できるレベルであった。
C:少なくとも一部の記録デューティにおいて彩度値Cが4.0を超え、黒色感に劣り、許容できないレベルであった。
(インクの調製)
下記表6に示す各成分(単位:%)を混合し、十分に撹拌した後、ポアサイズが1.2μmであるフィルター(製品名:HDCII;ポール製)にて加圧ろ過を行い、インクセットに用いる各インクを調製した。なお、樹脂水溶液としては、共重合(質量)比70:30、重量平均分子量8,000、酸価160mgKOH/gのスチレン−アクリル樹脂を、酸価と当量の水酸化ナトリウムで中和した水溶液(樹脂の含有量10.0%)を用いた。また、ポリエチレングリコールとしては平均分子量1,000のものを用いた。アセチレノールE100はノニオン性界面活性剤(川研ファインケミカル製)である。
次に、このインクジェット記録装置を用いて、プレミアム光沢紙(厚口)(キヤノン製)に、8パス双方向記録で、各インクの記録デューティを下記表8に示す通りとして、それぞれの画像を記録した。したがって、画像濃度は画像1が最も高く、画像2、画像3、画像4、画像5の順に低くなる。
(1)最高画像濃度(画像1)におけるブロンズ値B
A:最高画像濃度におけるブロンズ値Bが2.0以下であった。
B:最高画像濃度におけるブロンズ値Bが2.0を超え、4.0以下であった。
C:最高画像濃度におけるブロンズ値Bが4.0を超えた。
(2)ブロンズ値Bの最大値
A:ブロンズ値Bの最大値が5.0以下であった。
B:ブロンズ値Bの最大値が5.0を超え、7.5以下であった。
C:ブロンズ値Bの最大値が7.5を超えた。
(3)彩度値Cの最大値
A:彩度値Cの最大値が3.0以下であった。
B:彩度値Cの最大値が3.0を超え、5.0以下であった。
C:彩度値Cの最大値が5.0を超えた。
Claims (17)
- 色相の異なる複数の色材及び水を含有してなる、その色相がブラックであるインクジェット用のインクであって、
前記色相の異なる複数の色材が、
カーボンブラックと、C.I.ピグメントグリーン7との組み合わせ、
カーボンブラックと、C.I.ピグメントブルー15:3と、C.I.ピグメントイエロー74との組み合わせ、又は
カーボンブラックと、C.I.ピグメントイエロー74及びC.I.ピグメントイエロー128から選択される1種との組み合わせであり、
前記水の含有量(質量%)が、インク全質量を基準として、50.0質量%以上95.0質量%以下であり、
前記インクにより記録された所定の記録画像について、下記式1で算出されるブロンズ値Bが、2.0以下であることを特徴とするインク。
(ここで、Xx45、Yx45、Zx45は、前記画像の法線を基準として45度方向の照明に対する正反射方向の反射光の三刺激値であり、Xs45、Ys45、Zs45は、同条件における照明光の三刺激値であり、これらは下記の関係式を満たすものとする。)
- 前記色相の異なる複数の色材を個々に含有させ、水で調整した以外は請求項1に記載のインクと同様に構成されたインクを対照インクとすると、前記対照インクから選ばれる少なくとも1の対照インクの前記式1で算出されるブロンズ値Bが2.0より大きい請求項1に記載のインク。
- 前記色相の異なる複数の色材のうち、最もインク中の含有量が多い色材がカーボンブラックである請求項1乃至3のいずれか1項に記載のインク。
- インク中の前記色材の合計含有量(質量%)が、インク全質量を基準として、2.0質量%以上10.0質量%以下である請求項1乃至4のいずれか1項に記載のインク。
- 前記色相の異なる複数の色材のそれぞれに対応する対照インクのa* 45、b* 45を算出した場合に、原点(0,0)から(a* 45,b* 45)を結ぶ各ベクトルが、互いに90度以上の角度をなす請求項2乃至5のいずれか1項に記載のインク。
- 前記色相の異なる複数の色材のうち、最もインク中の含有量が多い色材の含有量と、それ以外の色材の合計の含有量との質量比率が、7:1乃至1:1である請求項1乃至6のいずれか1項に記載のインク。
- インクを収容するためのインク収容部を備えてなるインクカートリッジであって、
該インク収容部に収容されたインクが、請求項1乃至7のいずれか1項に記載のインクであることを特徴とするインクカートリッジ。 - インクをインクジェット方式の記録ヘッドから吐出させて記録媒体に記録を行う工程を有するインクジェット記録方法であって、
前記インクが、請求項1乃至7のいずれか1項に記載のインクであることを特徴とするインクジェット記録方法。 - 複数のインクで構成されるインクセットであって、
前記複数のインクの少なくとも1種が請求項1乃至7のいずれか1項に記載のインクであることを特徴とするインクセット。 - 色相の異なる複数の色材及び水を含有してなる、その色相がブラックであるインクジェット用のインクの調色方法であって、
前記色相の異なる複数の色材が、カーボンブラック及び有機顔料からなる群より選択され、
前記水の含有量(質量%)が、インク全質量を基準として、50.0質量%以上95.0質量%以下であり、
前記インクにより記録された所定の記録画像について、下記式1にしたがってブロンズ値Bを測定及び算出し、算出したブロンズ値Bが2.0以下となる質量比率で、前記色相の異なる複数の色材を含有させることを特徴とするインクの調色方法。
(ここで、Xx 45 、Yx 45 、Zx 45 は、前記画像の法線を基準として45度方向の照明に対する正反射方向の反射光の三刺激値であり、Xs 45 、Ys 45 、Zs 45 は、同条件における照明光の三刺激値であり、これらは下記の関係式を満たすものとする。)
- 前記色相の異なる複数の色材を個々に含有させ、水で調整した以外は請求項11に記載のインクと同様に構成されたインクを対照インクとすると、前記対照インクから選ばれる少なくとも1の対照インクの前記式1で算出されるブロンズ値Bが2.0より大きい請求項11に記載のインクの調色方法。
- 前記色相の異なる複数の色材のうち、最もインク中の含有量が多い色材がカーボンブラックである請求項11乃至13のいずれか1項に記載のインクの調色方法。
- インク中の前記色材の合計含有量(質量%)が、インク全質量を基準として、2.0質量%以上10.0質量%以下である請求項11乃至14のいずれか1項に記載のインクの調色方法。
- 前記色相の異なる複数の色材のそれぞれに対応する対照インクのa * 45 、b * 45 を算出した場合に、原点(0,0)から(a * 45 ,b * 45 )を結ぶ各ベクトルが、互いに90度以上の角度をなす請求項12乃至15のいずれか1項に記載のインクの調色方法。
- 前記色相の異なる複数の色材のうち、最もインク中の含有量が多い色材の含有量と、それ以外の色材の合計の含有量との質量比率が、7:1乃至1:1である請求項11乃至16のいずれか1項に記載のインクの調色方法。
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