专利名称：图像耐气候性试验方法及图像耐气候性试验装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及图像的耐气候性试验方法及装置，特别涉及用于评价对光或环境气体敏感的喷墨图像及银盐照片图像等图像的耐气候性的耐气候性试验方法及装置。
背景技术：
近年来，作为计算机的输出装置，从喷墨头喷出多种颜色油墨的彩色打印机已得到普及，开始广泛用于将经计算机等处理的图像印刷为多色多层次的高精细图像。特别是对于使用喷墨用的专用记录纸、专用照片图像记录用墨盒的高精细彩色印刷图像而言，所形成的图像与银盐照片图像几乎无差别，是极高精细、高彩度的图像。
在这样的现状下，要求其具有更高的耐气候性(对光或环境气体的图像牢固性)，并就此进行了各种研究。即，开发一种能够长期保持高品质图像的喷墨记录用材料。在此研究开发过程中，必须进行利用加速试验的耐气候性试验。
目前，作为耐光性试验装置，已知有将图像样品放入具有能适当拆装的支架、能控制温度湿度的试验槽中，使用具有近似所要模拟的光的分光分布的光源的灯，例如在太阳光的情况下使用氙灯，在室内光的情况下使用高辉度荧光灯等，能够在各种条件下进行试验的试验装置(特开平5-312713号公报等)。
另外，在特开昭58-45539号公报中，公开了具有调节试验室的温度或气压等的装置的环境试验装置。
但是，现有的耐气候性试验装置未对光和气体的协同作用或详细的试验条件进行足够的研究，无法正确地模拟实际环境下的耐气候性。特别是很难正确地模拟对环境条件非常敏感的喷墨记录图像的耐气候性。

发明内容
本发明的目的是提供一种能够复合性地、且正确地模拟喷墨记录图像等的耐光性及耐气体性的图像耐气候性试验方法及试验装置。
即，本发明涉及一种图像耐气候性试验方法，是用于评价图像耐气候性的图像耐气候性试验方法，其特征在于，包括将图像设置在臭氧与臭氧以外的至少一种气体的混合气体气氛中的步骤，和用具有规定波长的光以规定的光量照射该混合气体气氛下的图像的步骤。
另外，本发明涉及一种图像耐气候性试验装置，是具有设置图像的试验槽的图像耐气候性试验装置，其特征在于，具有气体供给装置和光源槽，所述气体供给装置用于在该试验槽内形成臭氧与臭氧以外的至少一种气体的混合气体气氛，所述光源槽具有用于使具有规定波长的光以规定的光量照射该混合气体气氛下的图像的光源。


图1是本发明的图像耐气候性试验装置的简要构成图。
具体实施例方式
本发明使用的混合气体含有臭氧和臭氧以外的至少一种气体。作为优选的臭氧以外的至少一种气体，例如有二氧化氮、二氧化硫、硫化氢、氨气、氯气、氯化氢及氟化氢等。在本发明中，优选相应于模拟的环境，适当设定混合气体的组成，特别优选使用至少含有臭氧、二氧化氮及二氧化硫的混合气体。除了这3种气体以外，还优选使用硫化氢或氯气。
通过使用混合气体，使评价结果变得更接近实际环境的原因还未确定，但是推测如下一般而言，喷墨用油墨为碱性，由于将此油墨赋予酸性的记录介质，因此容易受到环境为酸性、中性或碱性的影响。另一方面，由于实际环境为弱酸性，因此仅由臭氧之类的中性气体难以正确地模拟。
另外，各气体的混合比例，以体积比表示，优选臭氧为100～3000ppb，二氧化氮为100～3000ppb、二氧化硫为25～900ppb、硫化氢为1～150ppb、氯气为1～30ppb。其中，臭氧、二氧化氮及二氧化硫的比例优选为2～5∶2～5∶0.5～1.5，特别优选为4∶4.1∶1。另外，作为稀释气体，由于氮气及氧气的混合气体对图像无影响，因此优选使用。使空气通过催化剂而除去氮气和氧气以外的成分而获得的稀释气体，由于价格低廉，因此是优选的。
这些气体可以分别供给至试验槽，也可以预先混合后再供给至试验槽。供给方法可以为将规定组成比的混合气体以一定的流量连续供给至耐气候性试验的试验槽内，也可以在试验槽内形成混合气体气氛后，停止耐气候性试验中气体的供给。在本发明中，通过分析耐气候性试验后的气体组成比，能够详细分析图像的耐气候特性。在同时试验多个样品的情况下，优选前者的方法。需要说明的是作为气体供给装置，可以使用气体发生器，也可以使用通常的高压贮气瓶。
另外，在本发明中，优选在耐气候性试验的过程中，按每小时3～5次更换试验槽中的混合气体。具体而言，每小时的混合气体流量优选为500～5000升，更优选为1000～3000升。喷墨记录之类由记录介质的细孔吸收油墨的图像的情况下，由于混合气体的风速影响图像的劣化，因此优选为0.1～2.5m/s，更优选为0.5～2m/s。
另一方面，如上所述，所使用的光源优选根据室内或室外等需要模拟的条件进行适当选择。在室外光(太阳光)的情况下，优选使用氙灯及卤灯等，特别优选使用氙灯。在室内光的情况下，优选使用荧光灯及钨灯，特别优选使用荧光灯。
另外，照射的光量也可以根据需要模拟的条件进行适当选择。例如优选光强度为1×103～1×105lux，通过调节照射时间，得到能够正确模拟的条件。
在本发明中，优选将对试验槽内的温度、湿度及气体浓度气氛的影响抑制在最小限度内，因此优选将光源冷却。另外，优选在试验槽内设置温度调节装置及湿度调节装置。通过设置这些装置，能够更正确、简单地模拟例如24℃、60％RH环境之类特定环境下的图像耐气候性。
作为温度调节装置，优选热交换式的调节装置。另外，作为湿度调节装置，在试验槽以外的部位设置利用加热水获得蒸汽进行加湿的装置，优选具有用于避免起因于上述蒸汽的水滴进入试验槽内的水滴防止装置的加湿装置。由此，即使对喷墨记录之类对温湿度敏感的材料、记录方式，也能够进行正确的耐气候性试验。
下面，边参照作为本发明图像耐气候性试验装置的简要构成图的图1，边说明本发明的图像耐气候性试验方法及装置。
图1中，1表示本发明图像耐气候性试验装置整体，2为作为样品的图像，3表示试验槽。在此试验槽3中，由导向气氛气流的导气管或配管连接使试验槽内的气氛循环的循环系鼓风机4、环境气体发生器5、标准高压贮气瓶6、用于调节气体流量以导入试验槽内的稀释气体定量泵7、作为试验槽温度调节装置的、冷却装置内气流的循环体系冷冻机8、用于装置内气流湿度调节的加湿器9及除湿器10、及用于在试验结束后将排出气体释放入大气的排出气体处理装置11。
需要说明的是可以将多个样品2装配到带旋转装置的样品支架上。另外，可以适当设置用于再搅拌气氛气体的搅拌装置。加湿器9形成用于防止发生结露、防止水滴飞入试验槽内等的防止水滴进入的结构。
另外，在试验槽3的上部，设置具有用隔离板12隔开的光源13的光源槽14，光源槽14由光源冷却系统冷冻机15及光源冷却系统鼓风机16冷却，以使试验槽3不受光源13的热的影响。
各机器被构成为能够由控制装置17适当控制的结构。另外，设置向试验槽3供给环境气体的供给入口，和检测试验槽内部供给气氛温湿度的计测仪器18。基于此计测仪器18计测的信息的信号被送至控制装置17，从而能够正确地控制温湿度。
本发明中使用的图像可以为喷墨记录图像、电摄影记录图像、热转印记录图像、热发色记录图像及银盐照片中的任一种，本发明特别适用于利用油墨组合物记录得到的图像，例如利用喷墨记录方法印刷获得的图像。
所使用的油墨组合物的组成、记录介质的组成只要适用于其印刷方法就可以。所使用的代表性的油墨组成如下所示。
(水性介质)油墨中所含的水性介质由水和水溶性有机溶剂的混合溶剂构成，但是作为水溶性有机溶剂，特别优选具有防止油墨干燥效果的溶剂，另外，水并非含有各种离子的普通水，优选使用去离子水。
作为本发明中使用的水溶性有机溶剂，具体而言，例如有甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、仲丁醇、叔丁醇、异丁醇、正戊醇等碳原子数1～5的烷基醇类；二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺等酰胺类；丙酮、双丙酮醇等酮或酮醇类；四氢呋喃、二氧杂环己烷等醚类；二甘醇、三甘醇、四甘醇、双丙甘醇、三丙甘醇、聚乙二醇、聚丙二醇等氧化乙烯或氧化丙烯共聚物；乙二醇、丙二醇、亚丙基二醇、三甘醇、1，2，6-己三醇等亚烷基含有2～6个碳原子的亚烷基二醇类；甘油；乙二醇一甲(或乙)醚、二甘醇一甲(或乙)醚、三甘醇一甲(或乙)醚等低级烷基醚类；三甘醇二甲(或乙)醚、四甘醇二甲(或乙)醚等多元醇的低级二烷基醚；单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺等烷醇胺类；环丁砜、N-甲基-2-吡咯烷酮、2-吡咯烷酮、1，3-二甲基-2-咪唑烷酮等。所述水溶性有机溶剂可以单独使用，也可以混合后使用。作为油墨组合物主溶剂的水可以使用去离子水、超滤水、反渗透水、蒸馏水等纯水，或超纯水。另外，通过使用经紫外线照射等灭菌的水，在长期保存油墨组合物的情况下，能够防止霉或细菌的产生，因此是优选的。
上述水溶性有机溶剂的含量无特别限定，但是相对于油墨总质量，优选在3～50质量％的范围内。另外，油墨中所含水的含量，相对于油墨总重量，优选在50～95质量％的范围内。另外，为了得到具有所希望物性值的油墨，根据需要，在上述成分之外，可以添加例如粘度调节剂、消泡剂、防腐剂、防霉剂、表面活性剂及抗氧化剂等添加剂。
(颜色材料)油墨组合物中使用的颜色材料可以为染料、颜料中的任一种。
作为颜料，无任何特别限定，可以使用有机颜料或无机颜料。作为有机颜料，可以使用偶氮颜料(包括偶氮色淀、不溶性偶氮颜料、缩合偶氮颜料、螯合偶氮颜料等)、多环颜料(例如酞腈颜料、芘类颜料、蒽醌类颜料、喹吖啶酮颜料、二噁嗪颜料、硫靛颜料、异吲哚啉酮颜料、喹酞酮颜料等)、染料螯合物(碱性染料型螯合物、酸性染料型螯合物等)、硝基颜料、亚硝基颜料、苯胺黑等。作为无机颜料，可以使用氧化钛、氧化铁，除此之外，还可以使用利用接触法、炉法、热法等公知方法制成的炭黑等。
作为染料，无特别限定，可以使用直接染料、酸性染料、食用染料、碱性染料、反应性染料、分散染料及反应性分散染料等用于喷墨记录的各种染料。
(记录介质)由于记录介质也可以根据记录方式进行适当选择，因此无特别限定，但是，作为能够适用于喷墨记录方法的记录介质，例如有纸、膜、纤维及皮革等。也可以使用在此类基材上设置油墨受容层而获得的材料。油墨受容层如下设置，例如在上述基材上含浸或涂布阳离子类聚合物，或将多孔二氧化硅、氧化铝溶胶或特殊陶瓷与聚乙烯醇等亲水性聚合物一同涂布在上述基材表面。
(记录方法)作为记录方法，也可以采用利用加热产生的气泡或机械振动的喷墨记录方式等任一种方式。
下面，通过实施例，详细说明本发明。
(实施例1)如下设定图像耐气候性测定装置的测定条件。
试验槽内温度24℃
试验槽内相对湿度60％RH气体组成O31200ppb、NO21250ppb、SO2300ppb、H2S 50ppb、Cl210ppb混合气体供给方式定流量吹气方式(流量1000升，风速0.5m/s)光源白色荧光灯图像样品表面的照度25000lux试验时间72小时图像样品使用喷墨打印的印刷品。使用的打印机为Canon株式会社制BJ-F900，用纸为纯正纸专业用相纸(PR-101)，油墨使用纯正墨盒BCI-6系列(黑色、青色、品红、黄色、浅青色及浅品红)。作为图像图案使用高精细彩色数字标准图像数据(依据ISO/JIS-SCID、JIS X9201-1995)。
对所得图像的N1肖像中的背景部、发部及肌肤部、及青色C、品红M、黄色Y、黑色Bk及四色黑PCBk(由青色、品红及黑色得到的黑色)的色块进行以CIE L*a*b*规定的色差的测定，测定色块的光学浓度(OD)残存率{(试验后的浓度/试验前的浓度)×100(％)}，求出与实际环境中展示样品(1年时间)的差(ΔE及ΔOD)。在色差及光学浓度的测定中使用GRETAG社制的便携式分光光度计。结果如表1所示。另外，PCBk以外的色块的光学浓度残存率结果如表2所示。
(比较例1)气体组成仅为臭氧(1200ppb)，除此之外，与实施例1同样进行图像样品评价。结果如表1及表2所示。
(比较例2)气体组成仅为二氧化硫(300ppb)，除此之外，与实施例1同样进行图像样品评价。色块的浓度残存率(％)结果如表2所示。
(比较例3)气体组成仅为硫化氢(300ppb)，除此之外，与实施例1同样进行图像样品评价。色块的浓度残存率(％)结果如表2所示。
(比较例4)不使用混合气体，除此之外，与实施例1同样进行图像样品评价。色块的浓度残存率(％)结果如表2所示。
(比较例5)不进行光照射，除此之外，与实施例1同样进行图像样品评价。色块的浓度残存率(％)结果如表2所示。
表1

表2

由上述结果可知，用本发明的图像耐气候性试验装置进行加速试验的情况下，如果与现有的单独气体试验(臭氧、二氧化硫、硫化氢)及单独气体(臭氧、二氧化硫、硫化氢)和光(荧光灯)的复合曝光结果相比较，则可知使用本发明的试验装置、试验方法进行的试验结果能够模拟更近似于实际环境的退色。另外，可知这一差别在背景色、PCBk及Bk等的变色容易变得显著的图像中非常明显。
权利要求
1.一种图像耐气候性试验方法，是评价图像耐气候性的图像耐气候性试验方法，其特征在于包括以下步骤将图像设置在臭氧与臭氧以外的至少一种气体的混合气体气氛中的步骤；和用具有规定波长的光以规定的光量照射该混合气体气氛下的图像的步骤。
2.如权利要求1所述的图像耐气候性试验方法，其中，图像为喷墨记录图像。
3.如权利要求1所述的图像耐气候性试验方法，其中，混合气体含有臭氧、二氧化氮及二氧化硫。
4.如权利要求3所述的图像耐气候性试验方法，其中，混合气体还含有硫化氢。
5.如权利要求4所述的图像耐气候性试验方法，其中，混合气体还含有氯。
6.如权利要求3所述的图像耐气候性试验方法，其中，混合气体含有100～3000ppb的臭氧、100～3000ppb的二氧化氮、25～900ppb的二氧化硫。
7.如权利要求1所述的图像耐气候性试验方法，其中，混合气体被连续供给至耐气候性试验中的试验槽内。
8.如权利要求7所述的图像耐气候性试验方法，其中，混合气体被以500～5000升的流量供给。
9.如权利要求7所述的图像耐气候性试验方法，其中，混合气体被以0.1～2.5m/s的风速供给。
10.如权利要求1所述的图像耐气候性试验方法，其中，作为照射的光的光源，使用氙灯或荧光灯。
11.一种图像耐气候性试验装置，是具有设置图像的试验槽的图像耐气候性试验装置，其特征在于具有气体供给装置及光源槽，所述气体供给装置用于在该试验槽内形成臭氧与臭氧以外的至少一种气体的混合气体气氛，所述光源槽具有用于使具有规定波长的光以规定的光量照射该混合气体气氛下的图像的光源。
12.如权利要求11所述的图像耐气候性试验装置，其中，图像为喷墨记录图像。
13.如权利要求11所述的图像耐气候性试验装置，其中，混合气体含有臭氧、二氧化氮及二氧化硫。
14.如权利要求13所述的图像耐气候性试验装置，其中，混合气体还含有硫化氢。
15.如权利要求14所述的图像耐气候性试验装置，其中，混合气体还含有氯。
16.如权利要求13所述的图像耐气候性试验装置，其中，混合气体含有100～3000ppb的臭氧、100～3000ppb的二氧化氮、25～900ppb的二氧化硫。
17.如权利要求11所述的图像耐气候性试验装置，其中，混合气体被连续供给至耐气候性试验中的试验槽内。
18.如权利要求7所述的图像耐气候性试验装置，其中，混合气体被以500～5000升的流量供给。
19.如权利要求17所述的图像耐气候性试验装置，其中，混合气体被以0.1～2.5m/s的风速供给。
20.如权利要求11所述的图像耐气候性试验装置，其中，作为照射的光的光源，使用氙灯或荧光灯。
全文摘要
一种图像耐气候性试验方法及其装置，是评价图像耐气候性的图像耐气候性试验方法，包括将图像设置在臭氧与臭氧以外的至少一种气体的混合气体气氛的步骤，和用具有规定波长的光以规定的光量照射该混合气体气氛下的图像的步骤。
文档编号G01N33/32GK1499189SQ20031010429
公开日2004年5月26日 申请日期2003年11月6日 优先权日2002年11月7日
发明者石川贵之 申请人:佳能株式会社