(57)【要約】【課題】  品質の高いインクを作成するための顔料粒子を判別する粒子判別装置、粒子判別方法、およびプログラムを提供する。【解決手段】  本発明にかかる粒子判別装置１００は、インクに含まれる顔料粒子を判別する粒子判別装置１００であって、粒子の単位重量あたりの比表面積Ｓを測定する比表面積測定部１０２と、前記粒子の粒径ｒを測定する粒径測定部１０６と、前記粒子の単位重量あたりの個数Ｎを測定する個数測定部１０８と、前記比表面積測定部１０２が測定した比表面積Ｓと、前記粒径測定部１０６が測定した粒径ｒと、前記個数測定部１０８が測定した個数Ｎとから、下記式（１）を用いて球形度を算出する球形度算出部１１４と、前記球形度算出部１１４が算出した前記球形度に基づいて、前記粒子の判別する判別部１１６と、を含む。  球形度＝Ｓ／（Ｎ×ｒ２）・・・（１）【選択図】      図１
2006258540.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクに含まれる顔料粒子を判別する粒子判別装置であって、
粒子の単位重量あたりの比表面積Ｓを測定する比表面積測定部と、
前記粒子の粒径ｒを測定する粒径測定部と、
前記粒子の単位重量あたりの個数Ｎを測定する個数測定部と、
前記表面積測定部が測定した比表面積Ｓと、前記粒径測定部が測定した粒径ｒと、前記個数測定部が測定した個数Ｎとから、下記式（１）を用いて球形度を算出する球形度算出部と、
球形度＝Ｓ／（Ｎ×ｒ２）・・・（１）
前記球形度算出部が算出した前記球形度に基づいて、前記粒子の判別する判別部と、
を含む、粒子判別装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記比表面積測定部は、水銀圧入法により前記比表面積Ｓを測定する、粒子判別装置。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記粒径測定部は、光散乱法により前記粒径ｒを測定する、粒子判別装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかにおいて、
前記個数測定部は、光散乱法により前記個数Ｎを測定する、粒子判別装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかにおいて、
前記判別部は、前記球形度が２０未満であるか否かを判別する、粒子判別装置。
【請求項６】
インクに含まれる顔料粒子を判別する粒子判別方法であって、
粒子の単位重量あたりの比表面積Ｓを測定するステップと、
前記粒子の粒径ｒを測定するステップと、
前記粒子の単位重量あたりの個数Ｎを測定するステップと、
前記比表面積Ｓと、前記粒径ｒと、前記個数Ｎとから、下記式（１）を用いて球形度を算出するステップと、
球形度＝Ｓ／（Ｎ×ｒ２）・・・（１）
前記球形度に基づいて、前記粒子の判別するステップと、
を含む、粒子判別方法。
【請求項７】
請求項６において、
水銀圧入法により前記比表面積Ｓを測定する、粒子判別方法。
【請求項８】
請求項６または７において、
前記粒径測定部は、光散乱法により前記粒径ｒを測定する、粒子判別方法。
【請求項９】
請求項６ないし８のいずれかにおいて、
光散乱法により前記個数Ｎを測定する、粒子判別方法。
【請求項１０】
請求項６ないし９のいずれかにおいて、
前記球形度が２０未満であるか否かを判別する、粒子判別方法。
【請求項１１】
インクに含まれる顔料粒子を判別するコンピュータが実行可能なプログラムであって、
粒子の単位重量あたりの比表面積Ｓを測定する比表面積測定手段と、
前記粒子の粒径ｒを測定する粒径測定手段と、
前記粒子の単位重量あたりの個数Ｎを測定する個数測定手段と、
前記比表面積Ｓと、前記粒径ｒと、前記個数Ｎとから、下記式（１）を用いて球形度を算出する球形度算出手段と、
球形度＝Ｓ／（Ｎ×ｒ２）・・・（１）
前記球形度に基づいて、前記粒子の判別する判別手段と、
をコンピュータに実現させる、プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクに含まれる顔料粒子を判別する粒子判別装置、粒子判別方法、およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
印刷に用いる顔料インクの品質は、光退色性、耐擦性、耐オゾン性等によって定まる。これらの性質は、インクに用いられている顔料によって異なるが、どのような顔料が光退色性、耐擦性、耐オゾン性等において優れているのかは、実際にインクとして一定期間使用した後でなければ知ることができなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、品質の高いインクを作成するための顔料粒子を判別する粒子判別装置、粒子判別方法、およびプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明にかかる粒子判別装置は、
インクに含まれる顔料粒子を判別する粒子判別装置であって、
粒子の単位重量あたりの比表面積Ｓを測定する比表面積測定部と、
前記粒子の粒径ｒを測定する粒径測定部と、
前記粒子の単位重量あたりの個数Ｎを測定する個数測定部と、
前記表面積測定部が測定した比表面積Ｓと、前記粒径測定部が測定した粒径ｒと、前記個数測定部が測定した個数Ｎとから、下記式（１）を用いて球形度を算出する球形度算出部と、
球形度＝Ｓ／（Ｎ×ｒ２）・・・（１）
前記球形度算出部が算出した前記球形度に基づいて、前記粒子の判別する判別部と、
を含む。
【０００５】
本発明にかかる粒子判別装置において、
前記比表面積測定部は、水銀圧入法により前記比表面積Ｓを測定することができる。
【０００６】
本発明にかかる粒子判別装置において、
前記粒径測定部は、光散乱法により前記粒径ｒを測定することができる。
【０００７】
本発明にかかる粒子判別装置において、
前記個数測定部は、光散乱法により前記個数Ｎを測定することができる。
【０００８】
本発明にかかる粒子判別装置において、
前記判別部は、前記球形度が２０未満であるか否かを判別することができる。
【０００９】
本発明に係る粒子判別方法は、
インクに含まれる顔料粒子を判別する粒子判別方法であって、
粒子の単位重量あたりの比表面積Ｓを測定するステップと、
前記粒子の粒径ｒを測定するステップと、
前記粒子の単位重量あたりの個数Ｎを測定するステップと、
前記比表面積Ｓと、前記粒径ｒと、前記個数Ｎとから、下記式（１）を用いて球形度を算出するステップと、
球形度＝Ｓ／（Ｎ×ｒ２）・・・（１）
前記球形度に基づいて、前記粒子の判別するステップと、
を含む。
【００１０】
本発明にかかる粒子判別方法において、
水銀圧入法により前記比表面積Ｓを測定することができる。
【００１１】
本発明にかかる粒子判別方法において、
前記粒径測定部は、光散乱法により前記粒径ｒを測定することができる。
【００１２】
本発明にかかる粒子判別方法において、
光散乱法により前記個数Ｎを測定することができる。
【００１３】
本発明にかかる粒子判別方法において、
前記球形度が２０未満であるか否かを判別することができる。
【００１４】
本発明にかかるプログラムは、
インクに含まれる顔料粒子を判別するコンピュータが実行可能なプログラムであって、
粒子の単位重量あたりの比表面積Ｓを測定する比表面積測定手段と、
前記粒子の粒径ｒを測定する粒径測定手段と、
前記粒子の単位重量あたりの個数Ｎを測定する個数測定手段と、
前記比表面積Ｓと、前記粒径ｒと、前記個数Ｎとから、下記式（１）を用いて球形度を算出する球形度算出手段と、
球形度＝Ｓ／（Ｎ×ｒ２）・・・（１）
前記球形度に基づいて、前記粒子の判別する判別手段と、
をコンピュータに実現させる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１６】
１．粒子判別装置
図１は、本実施の形態にかかる粒子判別装置の機能構成を示すブロック図である。粒子判別装置１００は、インクに含まれる顔料粒子を判別する。粒子判別装置１００は、比表面積測定部１０２と、粒度分布測定器１０４と、情報処理部１１０と、表示部１２０と、記憶部１２２と、入力部１２４とを含む。
【００１７】
比表面積測定部１０２は、粒子の比表面積Ｓを測定する。比表面積測定部１０２は、水銀圧入法を用いて測定することが望ましい。これは、水銀に作用させる圧力とこれに応じて粒子間に浸入する水銀量により、粒子の比表面積を測定するもので、その測定原理は、水銀に作用させる圧力と細孔径とがラプラス式に基づいて直接的に関係付けられた、Ｗａｓｈｂｕｒｎの測定理論によるものである。水銀圧入法によれば、粒子の品質に影響を及ぼす程度の粒子表面の凹凸の隙間に水銀が浸入して比表面積を測定することができる。具体的には、水銀は１０ｎｍレベル以上の粒子間の隙間に水銀が浸入することができる。
【００１８】
また、ＢＥＴ法やＸ線小角散乱法、さらには中性子小角散乱法、ヘリウムピクノメトリ法等によっても、比表面積を測定することができるが、これらの方法で測定することのできる凹凸は、上記水銀圧入法で測定可能な凹凸より微細な凹凸であり、このような微細な凹凸は、発色性、耐擦性、退色性等に与える影響は小さい。発色性、耐擦性、退色性等に影響を与える顔料粒子の見かけ以上の凹凸の大きさは、約５００ｎｍ以上である。よって、本実施の形態では、水銀圧入法が最も適した比表面積の測定方法といえる。
【００１９】
粒度分布測定器１０４は、粒径測定部１０６および個数測定部１０８を有し、これらの機能を果たすことができる。粒度分布測定器１０４は、光散乱法を用いて粒径および個数を測定することができる。粒度分布測定器１０４は、光散乱法によれば、粒子が分散している溶液にレーザー光を当て、その散乱光変化を測定すると、ブラウン運動に対応した散乱光の揺らぎ、つまり粒径に対応した揺らぎを検出することができる。粒径測定部１０６は、検出した散乱光から粒径を算出する。個数測定部１０８は、粒径測定部１０６が測定した粒径ごとの個数を算出する。また、粒径については、顕微鏡等を用いて直接観察することにより測定することもできる。
【００２０】
情報処理部１１０は、制御部１１２と、球形度算出部１１４と、判別部１１６とを有する。制御部１１２は、必要に応じて、粒子判別装置１００内の各機能を制御する。
【００２１】
球形度算出部１１４は、比表面積測定部１０２が測定した比表面積、粒径測定部１０６が算出した粒径、および個数測定部１０８が算出した個数から球形度を算出する。球形度算出部１１４は、比表面積をＳとし、個数をＮとし、粒径をｒとしたとき、以下の式（１）を用いて球形度を算出する。
球形度＝Ｓ／（Ｎ×ｒ２）・・・（１）
判別部１１６は、球形度算出部１１４が算出した球形度に基づいて、粒子を判別する。      
【００２２】
記憶部１２２は、各種の設定データ（たとえば、測定制御用データなど）を記憶する他に、情報処理部１１０の各種処理機能を実現するためのワーク領域となるもので、その機能はＲＡＭ、ＲＯＭ、光ディスク、光磁気ディスクなどのハードウエアにより実現できる。また記憶部１２２には、粒子判別装置１００の各部を機能させるためのプログラムが格納されていてもよい。また、記憶部１２２に代えて、上述した各機能を実現するためのプログラム等を、伝送路を介してホスト装置等からダウンロードすることによって上述した粒子判別装置１００の各部の機能を実現することも可能である。
【００２３】
表示部１２０は、粒子判別装置１００の設定状態あるいは作動状態などを画像出力するものであり、その機能はＣＲＴ、ＬＣＤ、タッチパネル型ディスプレイ等の公知のハードウエアにより実現できる。
【００２４】
入力部１２４は、粒子判別装置１００のオペレータが各種の設定データや操作データを入力するためのものであり、その機能は、キーボード、操作ボタン、タッチパネル型ディスプレイなどのハードウエアにより実現できる。
【００２５】
２．粒子判別方法
図２は、粒子判別装置１００の動作を示すフローチャートである。
【００２６】
まず、比表面積測定部１０２は、粒子の比表面積を測定する（ステップＳ１００）。  次に、粒度分布測定器１０４は、光散乱法により、粒径および粒子の個数を測定する（ステップＳ１１０）。
【００２７】
次に、球形度算出部１１４は、比表面積測定部１０２が測定した粒子の比表面積、ならびに粒度分布測定器１０４が測定した粒径および個数から、上記式（１）を用いて球形度を算出する（ステップＳ１２０）。ここで球形度算出部１１４は、粒度分布測定器１０４が測定した粒径の平均粒径を式（１）のｒとして計算する。
【００２８】
次に、判別部１１６は、球形度算出部１１４が算出した球形度に基づいて粒子を判別する（ステップＳ１３０）。
【００２９】
具体的には、まず判別部１１６は、球形度が所定値以上であるか否かを判断する。ここで所定値について以下に説明する。球状の粒子において、比表面積Ｓと粒径ｒとの関係式は、Ｓ＝４πｒ２で表される。これを変形するとＳ／ｒ２＝４πとなるため、Ｓ／ｒ２の値が４π、即ち、約１２．５６に近い値であればある程、粒子は球状に近い値であると考えられる。粒子が球状に近い形状であれば、後述する実験例において示すように、オゾン退色性、光退色性、発色性、および耐擦性において良好な結果が得られる。したがって、判別部１１６は、球形度が小さい値であればあるほど品質の高い粒子として判別することができる。所定値は、たとえばユーザが所望する球形度を予め記憶部１２２に格納しておく。判別部１１６は、球形度算出部１１４が算出した球形度が所定値（たとえば球形度＝２０）以上である場合に、インクの顔料粒子として使用することができない粒子であると判別する。一方、判別部１１６は、球形度が所定値未満である場合には、インクの顔料粒子として使用することができると判別する。
【００３０】
３．実験例
本実施の形態にかかる粒子判別方法における球形度の算出方法を用いて粒子の球形度を算出した。比表面積の測定は、オートポア９５２０型（島津製作所製）を用いて水銀圧入法により行った。平均粒径および粒子個数の測定は、個数カウント式粒度分布測定器Ａｃｃｕｓｉｚｅｒ７８０（ＰＳＳ社製）を用いて行った。
【００３１】
また、それぞれの粒子についてのオゾン退色性、光退色性、発色性、および耐擦性を評価した。
【００３２】
（１）オゾン退色性
オゾン濃度１０ｐｐｍの空気を流し続けたデシケータ中にて１２時間後曝した後の顔料粒子の分光光度を測定した。
【００３３】
（２）光退色性
太陽光に近似したキセノンランプ７５０Ｗ／ｍ２に顔料粒子を７２時間曝し、退色性を評価した。
【００３４】
（３）発色性
初期の顔料粒子の分光光度の吸光度を発色性として評価した。
【００３５】
（４）耐擦性
顔料粒子を用いて以下の組成で作成したインクを紙（メディア）上に印刷し、１０ｇ重量を乗せた指サックにて表面をこすりあげた後に印刷面を評価した。
インクの組成
スチレン−アクリル共重合体樹脂（固定分換算）０．５重量％
オレフィンＥ１０１０                        ０．５重量％
グリセリン                                  ２０．０重量％
エチレングリコール                          ２０．０重量％
１，２−へキサンジオール                    ５．０重量％
２−ピロリドン                              ２．０重量％
ＴＥＡ（トリエタノールアミン）              １．０重量％
水                                            残量
合計                                        １００．０重量％
【００３６】
（５）実験結果
図３は、それぞれの粒子についての比表面積、平均粒径、個数、およびこれらの値から算出した球形度を示す。粒子１〜粒子６は、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２であり、粒子７〜粒子１２は、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３であり、粒子１３〜粒子１８は、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー９３であり、粒子１９〜粒子２４は、カーボンブラックである。粒子１〜粒子２４は、互いに異なる手法により製造されたものである。
【００３７】
球形度は、１３．８〜２３．５の範囲内であった。なお、真球ビーズを同様に測定して球形度を算出したところ、１３．２であった。理論的には、約１２．５６に近い値であれば球形に近い形状であると想定できる。
【００３８】
図４〜図７は、ぞれぞれの粒子についてのオゾン退色性、光退色性、発色性、および耐擦性の評価結果を示す。オゾン退色性、光退色性、発色性、および耐擦性について、評価結果が良好なものから、◎、○、△、×、の４段階で評価した。
【００３９】
粒子１〜３、７〜９、１３〜１５、１９〜２１は、球形度が２０未満であった。これらの粒子は、他の粒子と比べて球形に近い形状を有する。図４〜図７によれば、これらの粒子は、他の粒子に比べて、オゾン退色性、光退色性、発色性、および耐擦性において全体的に評価が良好であることが確認された。また、球形度の値が小さいほど、すなわち顔料粒子の形状が球状に近いほど、オゾン退色性、光退色性、発色性、および耐擦性において良好な評価が得られることが確認された。よって、本発明にかかる粒子判別装置を用いて球形度を算出することにより、オゾン退色性、光退色性、発色性、および耐擦性などの粒子の品質を想定し、粒子を判別することができることがわかった。粒子を判別して、ユーザが所望する一定の品質以上の粒子を用いて印刷を行うことにより、保存状態のよい印刷物を得ることが可能となる。
【００４０】
４．変形例
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、たとえば以下のような変形が可能である。
【００４１】
本実施の形態にかかる粒子判別装置１００は、上記式（１）を用いて球形度を算出しているが、式（１）を変形した式（２）を用いて球形度を算出してもよい。式（２）において、粒径ｒｎの粒子の個数はＮｎであり、ｎおよびｍは自然数である。
球形度＝Ｓ／｛（Ｎ１×ｒ１２）＋（Ｎ２×ｒ２２）＋・・・＋（Ｎｍ×ｒｍ２）｝・・（２）
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、さらに種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び結果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本実施の形態にかかる粒子判別装置の機能構成を示すブロック図。
【図２】本実施の形態にかかる粒子判別装置の動作を示すフローチャート。
【図３】本実施の形態にかかる実験例の測定結果を示す図。
【図４】本実施の形態にかかる実験例の測定結果を示す図。
【図５】本実施の形態にかかる実験例の測定結果を示す図。
【図６】本実施の形態にかかる実験例の測定結果を示す図。
【図７】本実施の形態にかかる実験例の測定結果を示す図。
【符号の説明】
【００４３】
１００  粒子判別装置、１０２  比表面積測定部、１０４  粒度分布測定器、１０６  粒径測定部、１０８  個数測定部、１１０  情報処理部、１１２  制御部、１１４  球形度算出部、１１６  判別部、１２０  表示部、１２２  記憶部、１２４  入力部
【図１】
2006258540.tif 000003
【図２】
2006258540.tif 000004
【図３】
2006258540.tif 000005
【図４】
2006258540.tif 000006
【図５】
2006258540.tif 000007
【図６】
2006258540.tif 000008
【図７】
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