(57)【要約】  本発明のシステム及び方法の一態様においては、電子写真媒体（１００）は、多孔質基材媒体（１１０）と、多孔質媒体（１１０）上に配置されたバイモーダル顔料組成物（１２０）とを含んで成る。当該電子写真媒体（１００）は、顔料定着時のブリスターに対する高い耐性をもたらす。バイモーダル顔料（１２０）は、第１の顔料と、第２の顔料とから構成し得、第１の顔料は針状形態を有する粒子を含み、第２の顔料は実質的に球形の粒子を含む。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔質基材媒体（１１０）；及び
前記多孔質媒体（１１０）上に配置されたバイモーダル顔料組成物（１２０）
を含む、電子写真媒体（１００）。
【請求項２】
前記バイモーダル顔料組成物（１２０）が、第１の顔料及び第２の顔料を含み、
前記第１の顔料が針状形態を有する粒子を含み、且つ
前記第２の顔料が実質的に球形の粒子を含む、請求項１に記載の電子写真媒体。
【請求項３】
前記バイモーダル顔料組成物（１２０）が、第３の顔料をさらに含み、
前記第３の顔料がプラスチック顔料を含む、請求項２に記載の電子写真媒体。
【請求項４】
前記多孔質基材媒体（１１０）が、およそ１７０〜５００Ｊ／ｍ２の内部結合強度を有する、請求項１に記載の電子写真媒体。
【請求項５】
前記多孔質基材媒体（１１０）が、およそ６０〜２５０ｇ／ｍ２の坪量を有する、請求項１に記載の電子写真媒体。
【請求項６】
前記多孔質基材媒体（１１０）が、およそ２５〜１００秒のガーレー透気度範囲を有する、請求項１に記載の電子写真媒体。
【請求項７】
前記第１の顔料及び前記第２の顔料が、炭酸カルシウム粒子を含む、請求項２に記載の電子写真媒体。
【請求項８】
前記多孔質基材媒体（１１０）が、およそ１７０〜５００Ｊ／ｍ２の内部結合強度、及びおよそ６０〜２００ｇ／ｍ２の坪量を有する紙から成る、請求項２に記載の電子写真媒体。
【請求項９】
ブリスター耐性のある電子写真媒体（１００）を形成する方法であって：
多孔質基材媒体（１１０）を設けること；及び
前記多孔質基材媒体（１１０）の少なくとも一方の表面に、少なくとも１つのバイモーダル系顔料層（１２０）を形成すること
を包含する、方法。
【請求項１０】
前記多孔質基材媒体（１１０）を設けることが、およそ１７０〜５００Ｊ／ｍ２の内部結合強度、及びおよそ６０〜２００ｇ／ｍ２の坪量を有する多孔質基材媒体（１１０）を形成することを包含する、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記多孔質基材媒体（１１０）を設けることが、およそ２５〜１００秒のガーレー透気度範囲を有する多孔質基材媒体（１１０）を形成することを包含する、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記多孔質基材媒体（１１０）の少なくとも一方の表面に、前記バイモーダル系顔料層（１２０）を形成することが：
前記多孔質基材媒体（１１０）の少なくとも一方の表面に、バイモーダル系顔料層（１２０）の層を分配すること；及び
前記多孔質基材媒体（１１０）上において前記顔料層（１２０）を乾燥させること
を包含する、請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
前記多孔質基材媒体（１１０）の少なくとも一方の表面に、バイモーダル系顔料層（１２０）の層を分配することが、前記多孔質基材媒体（１１０）の複数の表面上に、バイモーダル系顔料層（１２０）の層を分配することをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記バイモーダル顔料（１２０）が、第１の顔料及び第２の顔料を含み、前記第１の顔料が針状形態を有する粒子を含み、且つ前記第２の顔料が球形の粒子を含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記多孔質基材媒体（１１０）が、およそ１７０〜５００Ｊ／ｍ２の内部結合強度、およそ２５〜１００秒の範囲のガーレー透気度、およそ６０〜２００ｇ／ｍ２の坪量を有する紙から成る、請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
【背景技術】
【０００２】
デジタル画像技術の急速な発展と共に、単色電子写真印刷は徐々にフルカラー高画質電子写真印刷に取って代わられつつある。電子写真印刷技術によって、印刷場所において従来のオフセット印刷（平版印刷）を実施するのに用いられる技能等の専門的な技能を必要とすることなく良好な品質の家庭内オンデマンド印刷を行うことが可能となる。
【０００３】
フルカラー電子写真印刷の印刷品質は、従来から、印刷媒体の特徴によって制限されてきた。カラー電子写真印刷における画像効果を高めるために、紙等のコーティングされた印刷媒体が用いられることが多い。従来のコーティングされた印刷媒体は、顔料組成物によってコーティングされており、他の機能材料は、トナー転写を促すように構成されている。また、従来の印刷媒体コーティング及び印刷媒体コーティングプロセスは、コーティングされていない印刷媒体の光沢及び表面平滑性を高めるために用いられる。コーティングされた印刷媒体では、カレンダー法を使用して、媒体に圧力をかけ、強い光沢及び高い表面平滑性を得ることが多い。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の印刷媒体をコーティングするのに用いられる稠密な顔料コーティングは、ブリスター（blistering）として知られる状態をもたらす。電子写真イメージングの後期工程の１つは、熱エネルギーを熱可塑材ベースのトナー粒子に加えることによって、トナー粒子を媒体表面に永久的に固着させることである。この画像定着法の間に、定着ローラによる高熱エネルギーが局所的に付与されることにより、印刷媒体の水分が蒸発する。水蒸気が印刷媒体から円滑に放出され得ない場合、水蒸気は印刷媒体内部に急速に広がり、印刷媒体層の局所的な層間剥離を引き起こす。
【０００５】
また、上述のカレンダー処理プロセスにより、コーティング層の密度が増し、ブリスター現象がより顕著なものとなる。さらに、新型の電子写真印刷装置は、トナーの光沢を高めるために、高温且つ通過速度の遅い処理中に、熱エネルギーを印刷媒体の両側に与える熱定着ダブルローラ（double headed fuser rollers）を備える。これらの処理条件は、印刷媒体のブリスター防止性能を悪化させる傾向にある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のシステム及び方法の一態様では、電子写真媒体は、多孔質原紙（base stock）と、当該多孔質原紙上に配置されたバイモーダル顔料コーティングとを含んで成る。
【０００７】
添付の図面は、本発明のシステム及び方法の種々の実施形態を示し、本明細書の一部である。記載する実施形態は、単に本発明のシステム及び方法の例示であり、これらの範囲を限定するものではない。
【０００８】
図面を通じて、同一の符号は同様の要素を示すが、必ずしも同一の要素を示すとは限らない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本明細書は、良好なブリスター耐性を有するカラー電子写真印刷を可能にする例示的な媒体コーティング組成物を開示する。より詳細には、本発明のシステム及び方法は、印刷媒体に存在する水分をトナー固着時に容易に放出させることにより、局所的なブリスターを防止する多孔質顔料コーティングを提供する。例示的な一実施形態によれば、多孔質コーティング組成物は、バイモーダルな粒子分布を有する顔料から成るコーティング層（複数可）と、構造原紙（fabric base paper stock）とを含む。さらに、本発明の媒体コーティング組成物及び当該媒体コーティング組成物を使用する方法の詳細は以下に示す。
【００１０】
本発明のシステム及び方法の詳細な実施形態を開示、説明するにあたり、本発明のシステム及び方法が、本書中に開示される特定のプロセス及び材料に限定されないことを理解されたい。それらは、或る程度変更し得るからである。また、本書中で用いられる用語は、特定の実施形態を説明する目的で用いられているに過ぎず、限定の意のないことを理解されたい。このため、本発明のシステム及び方法は、添付の特許請求の範囲及びその等価物によってのみ規定される。
【００１１】
本書中及び添付の特許請求の範囲で用いるとき、用語「電子写真印刷」は、光を用いて静電荷分布を変化させることにより写真画像を形成するいくつかの方法（例えば、限定はしないが、レーザー印刷）を含むものとして広範に理解されるように意図される。
【００１２】
本書では、濃度、量及び他の数値データを範囲形式にて提示する場合がある。このような範囲様式は便利且つ簡潔であるために使用しているに過ぎず、範囲の限界として明記した数値だけでなく、各数値及び副範囲があたかも明記されているかのように、その範囲内に含まれる個々の数値又は副範囲も全て含むものと柔軟に解釈されるべきことを理解されたい。例えば、およそ１重量％〜約２０重量％という重量範囲は、明記した１重量％〜約２０重量％の濃度限定だけでなく、２重量％、３重量％、４重量％等の個々の濃度、及び５重量％〜１５重量％、１０重量％〜２０重量％等の副範囲も含むものと解釈されたい。
【００１３】
以下の説明では、良好なブリスター耐性を実現しつつカラー電子写真印刷が可能な媒体コーティング組成物を形成する本発明のシステム及び方法の完全な理解をもたらすために、説明目的で数多くの詳細例を説明する。しかしながら、これらの特定の詳細例なしに本発明の方法を実施し得ることは、当業者にとって明らかであろう。本書において「一実施形態」又は「実施形態」という場合、本実施形態に関して記載する特定の特徴、構造又は特性が、少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。本書中において頻出する「一実施形態において」とは、必ずしも全てが同じ実施形態に関し言及しているわけではない。
【００１４】
例示的な構造
図１は、例示的な一実施形態による電子写真媒体（１００）の断面図を示す。図１に示すように、例示的な電子写真媒体（１００）は、少なくとも２つの構成要素、すなわち、基材媒体（１１０）と、基材媒体（１１０）上に配置される顔料コーティング（１２０）とを含む。本発明の例示的な実施形態によれば、電子写真媒体（１００）のブリスター防止性能は、少なくとも部分的には、基材媒体（１１０）の繊維間接着又は内部結合強度、並びに基材媒体及び顔料コーティング層（１２０）両方の透気度に起因する。基材媒体（１１０）及び顔料コーティング（１２０）をさらに詳細に後述する。
【００１５】
図１に示すように、基材媒体（１１０）は、電子写真媒体の基材を形成する。本発明の例示的な電子写真媒体は、単に説明を簡単にするために、紙基材（paper stock base）媒体に関し説明する。しかしながら、あらゆる基材媒体材料を本発明のシステム及び方法に使用し得ることは、当業者には理解されるであろう。このような基材媒体材料としては、限定はしないが、紙基材、着色（pigmented）紙基材、キャストコート紙基材、金属箔及びフィルムが挙げられる。
【００１６】
本発明の例示的な実施形態によれば、紙基材媒体（１１０）は多孔質であり、およそ１７０〜５００ｋＪ／ｍ２の内部結合強度を有し、且つおよそ６０〜２５０ｇ／ｍ２（ｇｓｍ）、好ましくは６５〜１７０ｇｓｍの範囲の坪量を有する。紙基材媒体（１１０）がおよそ２５０ｇｓｍを超える坪量を有する場合、紙基材媒体（１１０）は、トナー固着時に熱エネルギーの局所的な流れを吸収するような熱シンクとして作用し得る。より詳細には、複数の紙基材媒体が同様の内部結合強度を有する場合、紙の厚みが薄いほど又は紙の重量が軽いほど、紙基材媒体上にかかる局所的な熱エネルギーは強くなる。したがって、紙が薄いほど、高熱エネルギー下による水分蒸発のためにブリスターを呈しやすい。逆に、紙基材媒体（１１０）は、およそ２５０ｇｓｍより大きい坪量を有する場合、ブリスターはそれほど懸念されないが、紙基材媒体上に配置されるトナーに加えられる熱が、より厚みのある原紙による熱エネルギーの吸収のために、著しく下がってしまう。これにより多くの場合、トナー接着が不十分となり且つトナーの光沢が落ちることから、画質が落ちる。
【００１７】
例示的な一実施形態によれば、多数の木材及び非木材パルプを使用して、本発明の紙基材媒体（１１０）を形成することができる。例えば、砕木パルプ、亜硫酸パルプ、化学砕木パルプ、リファイナー砕木パルプ、サーモメカニカルパルプ、又はそれらの混合物を使用して、紙基材媒体（１１０）を形成することができる。また、あらゆる繊維長を使用して、紙基材媒体を形成することができる。しかしながら、例示的な一実施形態によれば、パルプ組成物を占める長繊維パルプの割合は、ブリスター耐性をさらに高めるように、比較的大きいものとする。
【００１８】
また、多くの充填剤を、紙基材媒体（１１０）の形成時に上述のパルプに含有させることができる。例示的な一実施形態によれば、パルプ中に組み込まれて最終コート紙の物性を制御し得る充填剤としては、限定はしないが、粉砕炭酸カルシウム、沈降炭酸カルシウム、二酸化チタン、カオリンクレイ及びケイ酸塩が挙げられる。本発明の例示的なシステム及び方法に包含されるように、充填剤の量は広範に変化し得る。しかしながら、例示的な一実施形態によれば、充填剤は、紙基材媒体（１１０）のおよそ０重量％〜２０重量％である。例示的な別の実施形態によれば、充填剤は、紙基材媒体（１１０）のおよそ５重量％〜１５重量％である。
【００１９】
また、例示的な一実施形態によれば、原紙（１１０）調製時に内添サイズを行うことができる。また、内添サイズ処理は、改善された内部結合強度を繊維に付与するだけでなく、高温でブリスターを引き起こす浸潤及び水分の吸収に対する、得られる紙基材媒体（１１０）の抵抗性を制御する。本発明の紙基材媒体（１１０）に含まれ得る適切なサイズ剤の例としては、限定はしないが、ロジン系サイズ剤、蝋系サイズ剤、合成サイズ剤、セルロース反応性サイズ剤、及び／又は天然サイズ剤が挙げられる。
【００２０】
原紙（１１０）の表面サイズは、原紙の組織強度及び剛性を確定するのに役立つ。しかしながら、表面サイズプレスの適用は一般に原紙の透気度を低減させるため、トナー定着時の原紙（１１０）のブリスター防止性能を低下させる。その結果、例示的な一実施形態によれば、本発明の例示的な原紙（１１０）のガーレー透気度がおよそ２５秒〜１００秒の範囲に制御され、ブリスターのない性能を保証する。原紙（１１０）の内部結合強度は、ブリスター防止性能を高める。より詳細には、トナー定着処理中に、水蒸気が、紙基材媒体（１１０）の強硬で開いた繊維層から、顔料コーティング層（１２０）へと急速に拡散することができる。しかしながら、例示的な原紙（１１０）の内部強度が十分強くない（すなわち、繊維間の接着が弱い）場合、原紙の繊維層は、「閉じた」原紙中に水蒸気が展開することによって生じる圧力に耐えることができない。これは、閉じた構造が、水蒸気が原紙の繊維層全体に拡散するのを防止するためである。例示的な一実施形態によれば、基材媒体（１１０）の最終的な内部強度は、およそ１７０〜５００ｋＪ／ｍ２である。
【００２１】
図１ではまた、基材媒体（１１０）は、顔料コーティング（１２０）によって覆われている。本発明の例示的な実施形態によれば、顔料コーティング（１２０）は実質的に、電子写真媒体（１００）の透気度を確定する。本発明のシステム及び方法の例示的な一実施形態によれば、１つ又は複数の顔料コーティング層は、基材媒体（１１０）の片側又は両側に塗工され、所望の表面特性をもたらすことができる。より詳細には、例示的な一実施形態によれば、電子写真媒体（１００）の光沢、不透明度及び平滑性は、顔料コーティング（１２０）の塗工によって変化し得る。高い光沢、高い不透明度、より良好な平滑性の電子写真媒体（１００）を望む場合、原紙媒体（１１０）の両側に二層顔料コーティングを所望してもよい。
【００２２】
例示的な一実施形態によれば、顔料コーティング（１２０）としては、限定するものではないが、多くの無機顔料が挙げられる。得られる電子写真媒体（１００）のブリスター性能は、少なくとも部分的には、粒径、粒径分布及び粒子の形態による顔料粒子の充填密度によって確定され得る。本発明の例示的な実施形態によれば、いずれの種類の無機顔料を使用しても、基材媒体（１１０）上に顔料コーティング（１２０）を形成し得る。無機顔料としては、限定するものではないが、炭酸カルシウム化学物質をベースとする乾燥粉末又はスラリー形態の顔料が挙げられる。例示的な一実施形態によれば、他の従来の無機顔料と比較して高い輝度、不透明度、平滑性及び光沢を炭酸カルシウム顔料は付与し得るため、炭酸カルシウム化学物質をベースとする顔料を用いることができる。
【００２３】
本発明の例示的な顔料コーティング（１２０）を形成するのに用いられる、炭酸カルシウムをベースとする顔料は、任意の種類の従来の製造方法を用いて得ることができる。例示的な一実施形態によれば、炭酸カルシウムは、従来の製造方法によって天然粉砕炭酸カルシウム（ＧＣＣ）及び化学沈降炭酸カルシウム（ＰＣＣ）に分類される。炭酸カルシウムを形成する、結晶構造におけるカルシウム、炭素及び酸素の別個の配列に応じて、炭酸カルシウムは、３つの異なる結晶構造、例えば、カルサイト結晶、アラゴナイト結晶及び／又は不安定なバテライト結晶となると想定され得る。炭酸カルシウムのカルサイト結晶形態は、４つの異なる形状、例えば、菱面体晶、偏三角面体、角柱状及び球形のいずれか１つであると想定され得る。さらに、炭酸カルシウムのアラゴナイト結晶形態は、不連続な針状形態又はクラスター化された針状形態であると想定される。
【００２４】
例示的な一実施形態によれば、本発明の多孔質顔料コーティング（１２０）は、不連続な針状形態及び或る特定のアスペクト比を有する炭酸カルシウム顔料を組み込むことにより基材媒体（１１０）上に形成される。例示的な一実施形態によれば、顔料コーティング（１２０）中の針晶又は針状のアラゴナイト粒子のアスペクト比は、
Ａｎ＝Ｉ／ｄ                                                  式１
（式中、Ａｎは、顔料コーティング（１２０）中の針状粒子のアスペクト比であり、Ｉは、炭酸カルシウム粒子の平均長であり、ｄは、粒子の平均幅である）として定義され得る。本発明の例示的な実施形態によれば、炭酸カルシウム粒子の平均長（Ｉ）は、それらの平均幅（ｄ）よりもはるかに大きい。より詳細には、針状顔料の充填密度は、「針」の分離度によって決まることが見出され、より高いアスペクト比を有する顔料は、より不規則であり且つより粗い充填構造を与える。
【００２５】
他の特性を犠牲にすることなく多孔質顔料コーティング層（１２０）を作製するために、アスペクト比（Ａｎ）は、およそ５０〜３００であり、好ましい範囲はおよそ７０〜１８０である。この例示的な実施形態によれば、炭酸カルシウムベースの顔料の粒径は、およそ０．１μｍ〜０．８μｍである。別の例示的な実施形態によれば、炭酸カルシウムベースの顔料は、およそ０．２μｍ〜０．５μｍのサイズである。さらに、例示的な一実施形態によれば、狭い粒径分布（ＰＳＤ）が有益であり、ここで
ＰＳＤ＝（Ｄ８５／Ｄ１５）１／２                                式２
（式中、「Ｄ８５」は、分布カーブにおいて、炭酸カルシウムベース顔料中のおよそ８５％の粒子がそれより小さいところの粒径（μｍ）として解釈されるよう意図される。同様に、「Ｄ１５」は、粒径分布カーブにおいて、およそ１５％の粒子がそれより小さいところの粒径（μｍ）として解釈されるように意図される）である。
【００２６】
例示的な一実施形態によれば、多孔質顔料コーティング層（１２０）に用いられる粒子のＰＳＤ範囲は、およそ１．２〜１．８である。多孔度の増大は、顔料コーティング層（１２０）の全体を通して実質的に一定であるため、従来の印刷媒体と比べてミクロスケールにおける表面仕上げが軽減される。コーティング多孔度によりもたらされる表面仕上げの低減された平滑性は、その後、高解像度写真画像が媒体上に形成される際に画質に影響を与える。粗い表面仕上げは、続くスーパーカレンダー処理において、高温及びライン圧力の適用により平滑にすることができる。しかしながら、スーパーカレンダー処理に適応されるより厳しい条件は、コーティングの開いた構造を必ずさらに閉じるであろう。
【００２７】
例示的な一実施形態によれば、多孔質構造に由来する粗い表面を補償するために、ポリスチレン化学物質をベースとするラテックス等の少量のプラスチック顔料を本発明の顔料コーティング（１２０）に添加する。この例示的な実施形態によれば、平らな表面は、プラスチック顔料の粒径を制御することによって顔料コーティングの開いた構造を損なうことなく維持することができる。本発明の例示的な実施形態によれば、プラスチック顔料の粒径が、およそ２μｍ〜３μｍより大きい場合、プラスチック顔料粒子は、電子写真媒体（１００）の表面平滑性及び光沢を著しく向上させるのに役立つが、全体的な透気度を劇的に低下させるであろう。したがって、本発明の例示的な顔料コーティングは、針状アラゴナイト粒子の粒径と近い粒径を有するプラスチック顔料粒子を適用する。より詳細には、例示的な一実施形態によれば、プラスチック顔料粒子は、およそ０．２ミクロン〜０．５ミクロンとし得、また１００部の無機顔料に対しておよそ０．５重量部〜５重量部の量である。この例示的な実施形態によれば、電子写真媒体（１００）は、多孔質構造を維持するだけでなく、７５度で試験した場合に７５％〜８５％のより高い光沢も示し、非常に良好な写真品質の画像を得る。
【００２８】
上述のように、「開いた」多孔質構造は、トナー固着時の電子写真媒体（１００）のブリスターを防止する。しかしながら、例示する電子写真媒体（１００）の開いた構造を作るのに用いられる顔料はまた、コーティング処理に関する流体力学的な問題を生み出す。より詳細には、不連続な針状形態を有する顔料を含むコーティング組成物を電子写真媒体（１００）上に形成したり、又は同様に、多層顔料コーティング（１２０）が不連続な針状炭酸カルシウムを有するコーティング組成物を基層コーティングカラーとして含む場合は、コーティング組成物中の水等の液状「滑剤」が、基材媒体（１１０）及び／又は基層コーティング（base coating layer）に流れ込み、顔料コーティングの粘度が増大してしまう。顔料コーティング（１２０）の粘度の増大は、ブレード等の計量装置上に実質的に堅いケーク顔料を形成又は堆積させる可能性がある。したがって、計量装置が顔料コーティング（１２０）の表面上を通過する際、望ましくない認識可能な引掻き傷がコーティング表面上に残るおそれがある。
【００２９】
ポリアクリル酸塩、ＣＭＣ又はスターチ等のいくつかの高分子ポリマーをコーティング組成物に添加して保水性を改良することは一般に知られているが、高分子ポリマーの添加はまた、系の粘度を増大させて、開いた多孔質構造の有益な効果を事実上無効にする。或いは、上述のポリマー充填コーティング配合物によって、系の粘度を実行可能な範囲に維持するために、固形分を減少させることができる。しかしながら、固形分の減少は、光沢の発現に悪影響をもたらす。
【００３０】
上記の処理及び性能に関する問題に対処するために、本発明のシステム及び方法は、バイモーダル分布を有する顔料混合物を含む顔料コーティング層（１２０）を用いる。本発明の例示的な実施形態によれば、用語「バイモーダル」は、粒径に対する粒子重量の比をプロットする際に２つの別個のピークを示す顔料コーティング混合物として解釈されるように意図される。この例示的な実施形態によれば、バイモーダル顔料コーティング層（１２０）は、炭酸カルシウムの針状アラゴナイト結晶形態にある第１の顔料と、無機顔料又は有機顔料の任意の種類の形態にある第２の顔料とを含む。しかしながら、例示的な一実施形態によれば、第２の顔料は、円形又は実質的に球形の形態を有する無機顔料、例えば、実質的に円形の粉砕炭酸カルシウムである。バイモーダル顔料コーティング層（１２０）中の適切な透気度を維持するために、例示的な一実施形態によれば、第２の顔料、すなわち実質的に球形の顔料の粒径は、炭酸カルシウムの針状アラゴナイト結晶形態にある第１の顔料の平均粒径（ＡＰＳ）のおよそ１．５倍〜３．０倍とし得る。また、第１の顔料及び第２の顔料の両方の粒径分布は比較的小さくなければならず、粒径分布スペクトルには２つの別個のピークが与えられる。また、例示的な一実施形態によれば、分布末端の重なりは最小限に抑えられなければならない。例示的な一実施形態によれば、第１の顔料に対する第２の顔料の比率は、１００部の針状アラゴナイト結晶に対し、およそ１０部〜８０部の第２の顔料（すなわち実質的に球形の顔料）の範囲とし得る。別の例示的な実施形態によれば、第１の顔料に対する第２の顔料の比率は、１００部の針状アラゴナイト結晶に対し、およそ２０部〜５０部の第２の顔料（すなわち実質的に円形の顔料）の範囲とし得る。また、上述のように、ポリスチレン化学物質をベースとするラテックス等の少量のプラスチック顔料をバイモーダル顔料コーティング層（１２０）に添加して、多孔質構造に由来する粗い表面を補償することができる。
【００３１】
図１に示すように、基材媒体（１１０）は、所望の最終特性に応じて、１つ又は複数の層の本発明のバイモーダル顔料コーティング層（１２０）でコーティングすることができる。例示的な一実施形態によれば、多層コーティング構造を用いて、最高級の写真画質印刷に多くの場合望まれる、より良好なシート形成、より高い光沢均質性、及びより良好な平滑表面をもたらすことができる。この例示的な実施形態によれば、多層コーティングの最外層は、表面平滑性及び光沢レベル等の、得られる媒体の物性に最も影響を与える。一般に、不連続な針状ＰＣＣ顔料は、穏やかな条件下におけるスーパーカレンダー処理後に、高輝度、高光散乱又は不透明度、並びにＴＡＰＰＩ法により７５度で試験した場合の７５％〜８５％の高光沢レベルを付与することができる。また、得られる媒体の物性は、顔料比率を変えることによって、「軟らかい光沢」を有する外観、すなわち４０％〜５０％の光沢レベルを得るように変化させ得る。本発明の媒体のブリスター耐性を維持しながら本質的に任意の所望の光沢レベルを、顔料比率を変化させることによって確立することができる。これは、実質的に球形の炭酸カルシウムが、一般に、不連続な針状炭酸カルシウム顔料よりも低い光沢レベルの一因となるためである。
【００３２】
例示的な形成方法
図２は、例示的な一実施形態による電子写真媒体（１００）を形成すると共に当該電子写真媒体（１００）上に印刷する例示的な方法を示す。図２に示すように、例示的な方法はまず、基材媒体を形成すること（工程２００）によって開始される。基材媒体を形成したら、上述の顔料コーティング層（複数可）を基材媒体の少なくとも一方の表面に形成する（工程２１０）。顔料コーティングを基材媒体の少なくとも一方の表面に形成すると共に、この顔料コーティングを乾燥し（工程２２０）、スーパーカレンダー処理する。画像は、電子写真印刷プロセスを用いて形成し得る（工程２３０）。トナー粒子が現像装置から所望の画像パターンにて電子写真媒体上に転写されると、トナー粒子をその後溶融して、熱及び／又は圧力の適用により電子写真媒体の表面に固着することができる（工程２４０）。上述の方法の個々の工程について、さらに詳細に後述する。
【００３３】
図２に示すように、本発明の例示的な方法の第１の工程は、基材媒体を形成することである（工程２００）。上述のように、本発明の例示的な実施形態の基材媒体（１００、図１）は多孔質であり、およそ６０ｇ／ｍ２（ｇｓｍ）〜２５０ｇ／ｍ２（ｇｓｍ）の坪量、及びおよそ１７０〜５００ｋＪ／ｍ２の内部強度を有する。例示的な一実施形態によれば、本発明の例示的な原紙（１１０）のガーレー透気度は、およそ２５秒〜１００秒の範囲に制御される。
【００３４】
例示的な一実施形態によれば、あらゆる木材及び非木材パルプを使用して、本発明の紙基材媒体（１１０）を形成することができる。例えば、砕木パルプ、亜硫酸パルプ、化学砕木パルプ、リファイナー砕木パルプ、サーモメカニカルパルプ、又はそれらの混合物を使用して、紙基材媒体（１１０）を形成することができる。また、あらゆる繊維長を使用して、紙基材媒体を形成することができる。しかしながら、例示的な一実施形態によれば、長繊維パルプのパーセンテージは、パルプ組成物において比較的大きいものとする。さらに、上述のように、多くの充填剤及び／又はサイズ剤を、上述の本発明の紙ベースの媒体（stock based media）に含有させることができる。
【００３５】
基材媒体を形成したら、上述の着色基層（複数可）（pigmented base layer(s)）及び／又は上部画像受容層（複数可）を、基材媒体の片側又は両側に塗工することができる（工程２１０）。着色基層及び上層は、オンマシンコーター又はオフマシンコーターを用いて基材媒体に塗工し得る。好適なコーティング技法の例としては、限定はしないが、スロットダイコーター、ロールコーター、ファウンテンカーテンコーター、ブレードコーター、ロッドコーター、エアナイフコーター、グラビア塗工、エアブラッシュ塗工、並びに当業者にとって既知の他の技法及び装置が挙げられる。
【００３６】
図３は、例示的な一実施形態によるナイフコーティング装置（３００）を示す。図３に示すように、基材媒体（１１０）は、多くの輸送ローラー（３１０）、ベルト又は他の移送機器によって、材料ディスペンサ（３２０）に近接するように移送し得る。基材媒体（１１０）を材料ディスペンサ（３２０）に近接して通過させ、顔料コーティング（１２０）を形成する材料を、重力によって又は圧力下で、材料ディスペンサから供給する。図示するように、顔料コーティング（１２０）を形成する材料はその後、基材媒体（１１０）をコーティングする。上部に顔料コーティング（１２０）を有する基材媒体（１１０）は輸送ローラー（３１０）によってさらに移送され、任意の余分な顔料コーティング（１２０）をそぎ落とすナイフ（３３０）の下を通過する。この例示的な実施形態によれば、輸送ローラー（３１０）又は他の移送機器の速度、並びに、ナイフ（３３０）と基材媒体（１１０）との間隔を選択的に変更することで、基材媒体（１１０）上の顔料コーティング（１２０）の厚みを変えることができる。
【００３７】
例示的な一実施形態によれば、単一層の顔料コーティング（１２０）を基材媒体（１１０）上に形成することができる。或いは、顔料コーティング（１２０）の基層及び上層を含む多層を基材媒体（１１０）に形成して、所望のコーティングを達成することもできる。したがって、基層及び上層を単独で又は同時に塗工することができる。塗布量は、基層及び上層それぞれについて約５ｇ／ｍ２〜３０ｇ／ｍ２である。例示的な一実施形態によれば、顔料コーティングの各層の塗布量は、基層及び上層のそれぞれについておよそ８ｇ／ｍ２〜１５ｇ／ｍ２である。基層及び上層を成すそれぞれの組成物の固形分は、約５０重量％〜８０重量％の範囲とし得る。また、粘度は、低剪断ブルックフィールド粘度計を用いて測定した場合、およそ２００ｃｐｓ〜２５００ｃｐｓである。高剪断Ｈｅｒｃｕｌｅｓ粘度計を用いて約６０００ｒｐｍの高剪断速度で測定すると、上述の組成物の粘度は、約３０ｃｐｓ〜７０ｃｐｓである。塗工されると、層は、対流、熱伝導（conduction）、赤外線又は他の既知の方法によって乾燥され得る（工程２２０）。記録媒体を基層組成物及び／又は画像受容層組成物でコーティングした後、カレンダー処理プロセスを使用して、所望の光沢又は表面平滑性を達成することができる。カレンダー装置は、別個のスーパーカレンダー装置、オンラインソフトニップカレンダーユニット、オフラインソフトニップカレンダー装置等であり得る。
【００３８】
顔料コーティング（１２０）を基材媒体（１１０）上で乾燥させると共にカレンダー処理して、電子写真印刷プロセスによって基材媒体（１１０）上に画像を形成することができる（工程２３０）。図４は、例示的な一実施形態による電子写真画像を形成する電子写真印刷装置（４００）を示す。図４に示すように、光学システム（４１４）を通る変調レーザー（４１０）は、光電ドラム（４２０）に与えられる電荷の場として、コロナ帯電素子（４１２）によって潜像を描くことができる。この画像を、現像機器（４１６、４１８）からのトナーによって現像する。トナー中の電荷により、光電ドラム（４２０）上の潜像にトナーが付着する。トナー画像はその後、光電ドラム（４２０）から、基材媒体（１１０）の上面に形成される顔料コーティング層（１２０）に直接、又は転写ローラー（４２２）を介して転写される。
【００３９】
図２ではまた、トナー粒子を基材媒体（１１０）の上面に形成したら、次に、熱及び／又は圧力の適用によって、基材媒体の上面に形成される顔料コーティング層（１２０）にトナーを固着することができる（工程２４０）。例示的な一実施形態によれば、図４に示すように、顔料コーティング層（１２０）上に選択的に転写されたトナーは、いくつかの熱定着ローラー（４２８）によって顔料コーティング層（１２０）に固着される。従来は、顔料コーティング層（１２０）へのトナーの固着は、多くの場合、内部の水分の蒸発（、特に、７０％相対湿度を超えるような高湿度条件における印刷によって）引き起こされる印刷媒体の上述のブリスターをもたらす。しかしながら、本発明の電子写真媒体（１００、図１）は、蒸発する水分を容易に放出するため、３０℃且つ８０％相対湿度のような厳しい高湿度条件であってもブリスターを防止し得る。上述のように、本発明の電子写真媒体（１００、図１）は、少なくとも部分的には、そのバイモーダル顔料コーティング、基材媒体（１１０）の内部結合強度及び原紙の開いた構造によりブリスターを防止する。
【実施例】
【００４０】
例示的な一実施形態によれば、例示的な顔料コーティング層の構成成分に関する組成範囲を以下の表１に示す。
【００４１】
【表１】
2009503612.tif 000002
【００４２】
表１記載の例示的な一実施形態によれば、重量８２．５ｇｓｍ、内部結合強度３６８Ｊ／ｍ２及びガーレー透気度４５秒を有する原紙上に顔料コーティングが形成される。いくつかの例示的な組成範囲を準備して、基材媒体に適用した。次に、これらの調製された基材媒体を、以下の例１〜例８でブリスター性能について評価した。以下の実施例において、単位「部」は、特に指定がない限り重量に基づいて測定されるものである。
【００４３】
例１
コーティング顔料は以下の組成に従って調製した。
【００４４】
【表２】
2009503612.tif 000003
【００４５】
コーティングカラー組成物の固形分は、６０重量％〜７５重量％であり、粘度は、低剪断ブルックフィールド粘度計を用いて１００ｒｐｍの速度で測定した場合には１０００ｃｐｓ〜１５００ｃｐｓであり、また高剪断Ｈｅｒｃｕｌｅｓ粘度計を用いて６０００ｒｐｍの高剪断速度で測定した場合には３０ｃｐｓ〜４０ｃｐｓであり得る。コーティング顔料を原紙の片面に塗工したが、一実施形態では、オンマシンコーター又はオフマシンコーターを用い、それぞれの側に関して５ｇ／ｍ２〜１５ｇ／ｍ２の塗布量で、原紙の両側にコーティング顔料を塗工する。好適なコーティング技法の例としては、限定するものではないが、スロットダイ塗工、ロール塗工、ファウンテンカーテン塗工、ブレード塗工、ロッド塗工、エアナイフ塗工、グラビア塗工、エアブラッシュ塗工、並びに当該技術分野で既知の他の技法が挙げられる。
【００４６】
その後、対流、熱伝導、赤外線又は他の既知の方法によってコーティング層を乾燥した。また、例示的な一実施形態によれば、カレンダー処理プロセスをコート紙上で実施して、所望の光沢又は表面平滑性を得ることができる。カレンダー装置は、別個のスーパーカレンダー装置、オンラインソフトニップカレンダーユニット、オフラインソフトニップカレンダー装置等であり得る。
【００４７】
例２−５
例２〜５では、例１記載のものと同様のコーティング組成及び処理を原紙について用いた。例１〜５で用いる原紙は、充填剤含量及び繊維組成が類似の組成物であったが、容積、表面サイズ及び坪量が異なった。詳細を以下の表３に示す。
【００４８】
【表３】
2009503612.tif 000004
【００４９】
例６
例６の組成では、基部コーティングカラーを、表４における以下の組成に従って調製した。
【００５０】
【表４】
2009503612.tif 000005
【００５１】
また、上部コーティングカラーを、以下の表５に示す以下の組成に従って調製した。
【００５２】
【表５】
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【００５３】
例６によれば、基部コーティング調合物及び上部コーティング調合物を、例１記載の方法に従って原紙に塗工した。例６で用いる原紙は、実施例１の原紙と同一のものであった。
【００５４】
例７
例７の組成では、上部コーティング配合物は、上記例６の上部コーティング配合物と同様のものであるが、基部コーティングカラー組成物を、以下の表６に示す組成と置き換えている。
【００５５】
【表６】
2009503612.tif 000007
【００５６】
また、上記例７では、例６と同じ上部コーティング調合物、原紙及び処理を用いた。
【００５７】
例８
例８では、例６の基部コーティング調合物、原紙及び処理を使用した。しかしながら、例６とは異なり、上部コーティング調合物は、以下の表７に示すような、比較的大きい粒径を有するプラスチックラテックスを含むものであった。
【００５８】
【表７】
2009503612.tif 000008
【００５９】
上記の例示的なコート紙調合物１〜８は、Hewlett-Packard製のカラーレーザープリンタＣＬＪ−９５００を用いて、「高光沢紙」定着モデルによりブリスター防止性能を評価した。最初に、プリンタ及び試験媒体を、温度３０℃及び８０％相対湿度を有する環境チャンバ内で事前に順化させた。試験パターンは、２００％のトナー（１００％シアントナー及び１００％のイエロートナー）で紙全体を被覆するパターンの「ダークブルー」画像であった。試験される媒体の両側に同様のパターンで両方向印刷した。評価基準は表８の通りである。
【００６０】
【表８】
2009503612.tif 000009
【００６１】
例の評価結果を以下の表９にまとめた。
【００６２】
【表９】
2009503612.tif 000010
【００６３】
高い内部結合強度及びより良好な（increased）開いた構造を有する原紙上に本発明の例示的な多孔質顔料コーティングを用いることによって、ブリスターのない性能が実現された（例１及び例３）が、低い結合強度（例４）及び「閉じた」紙（例２）の両方に基づくサンプルは、ブリスター防止性能が不十分であった。原紙の結合強度及び透気度が上述の基準を満たしていたとしても、坪量が小さければ、顔料を媒体に定着させる熱効果が大きくなり、紙が膨れることが、例５の結果から示された。また、バイモーダル粒子分布を有する顔料組成物は、比較的大きいプラスチックラテックス粒子の添加によりブリスターが誘起されても、ブリスターを防止する多孔質構造を提供することが、例６〜例８から示された。
【００６４】
結論として、上述の実施例は、例示的な一実施形態に従って、本発明の例示的なシステム及び方法によって提供され得るいくつかの利点を示している。より詳細には、開示した基材媒体及びバイモーダル顔料コーティングは、顔料定着時のブリスターに対する高い耐性をもたらす。
【００６５】
以上の説明は、本発明のシステム及び方法の例示的な実施形態を示し且つ説明するために提示したに過ぎない。これらは包括的であると意図されるものでなく、また開示した厳密な形態に、システム及び方法を限定する意もない。上記の教示に鑑み、多くの変更形態及び変形形態が考えられ得る。システム及び方法の範囲は、添付の特許請求の範囲によって規定されることとする。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】例示的な一実施形態による印刷媒体の断面図
【図２】例示的な一実施形態によるブリスター耐性のある印刷媒体を形成する方法を示すフローチャート
【図３】例示的な一実施形態による印刷媒体形成装置の側面断面図
【図４】例示的な一実施形態による電子写真印刷システムを示す簡潔な構成図
【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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