(57)【要約】【課題】少なくとも一層以上の塗工層を有する電子写真転写紙において、原紙の地合にかかわらず特定の塗工層を設けることにより、印刷後の印刷物の外観と印刷面の画質に優れた電子写真用転写紙を提供するものである。【解決手段】原紙上に少なくとも１層以上の塗工層を設けた電子写真用転写紙において、該塗工層の構成素材の２０℃６５％ＲＨでの比誘電率の標準偏差が、０．７以下である事を特徴とする電子写真用転写紙。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
原紙上に少なくとも１層以上の塗工層を設けた電子写真用転写紙において、該塗工層の構成素材の２０℃６５％ＲＨでの比誘電率の標準偏差が、０．７以下である事を特徴とする電子写真用転写紙。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真用転写紙に関するものである。さらに詳しくは、電子写真方式のプリンター、ファックス、複写機、オンデマンド印刷機により印刷することができ、特に、印刷面の画質に優れた電子写真用転写紙を提供する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式による出力は、パーソナルコンピューターからの印刷やオンデマンド印刷の広がりにより、急速に拡大している。これまで、高級なアウトプットメディアとしては、昇華型熱転写方式が先行しており、医療における画像処理分野などで使用されてきたが、価格が高いことと印刷処理時間が長いことが普及の大きな問題点であった。
【０００３】
最近になって、解像度の飛躍的な向上とインク滴の微細化技術が相まって、インクジェットプリント方式が写真画質に近づきつつあり、そのランニングコストの安さから幾つかのフォトシステムが市販されるに至っている。しかし、インクジェット方式は安価ではあるが、印刷処理に時間が掛かるという問題は解決されていない。
【０００４】
比較的安価で印刷処理時間の短い電子写真方式は、テキスト中心のアウトプットだけでなく、ビジュアルを重視したフルカラーのアウトプット方式として注目されている。電子写真方式は、半導体材料の上に、オリジナルの潜像を形成し、これをトナーによって目に見えるようにして、受像材上に転写する。トナーは、一般に熱によって受像材上に定着される。
【０００５】
電子写真方式による出力は年々高速化、高画質化しつつあり、これに伴い、用紙に求められる諸物性に対する要求も変化しつつある。用紙に求められる物性としては、乾式の電子写真方式に限れば、例えば、画像形成に用いる静電気の減衰に関する表面抵抗率・体積抵抗率、トナーの定着の加熱効率に関する熱伝導率（平滑、密度）、加熱時のブリスターを低減するための透気度もしくは紙の内部結合強度、用紙の高速搬送時の重送およびジャムリ問題に関する剛度および紙間摩擦係数などが挙げられる。
【０００６】
このうち、印刷後の印刷画像に着目すると、転写に関連する表面・体積抵抗値や着肉ムラの要因となる平滑度が重要である事が知られている。
【０００７】
電子写真方式の印刷機内では、電子写真用転写紙にトナーを転写させ、トナーを定着するために多く熱量が与えられる。トナーの転写原理は、紙を介してトナーと逆電位の静電気力を用いてトナーを引き付ける方法が基になっている。この時、紙の中で静電気が漏洩するとトナーを付着する静電気が弱くなり、トナーは紙に十分に転写しない。この紙の静電気の漏洩は、実験的に表面抵抗率、および、体積抵抗率に反比例する事が示されている事から、表面抵抗率、および、体積抵抗率は静電気の漏洩度合いの目安として使用されている。
【０００８】
表面抵抗率・体積抵抗率に関しては、各特許において様々な条件が規定されており、各特許ともそれぞれの規定値を満たさない限り鮮明な画像は得られないと記述している（例えば、特許文献１）。
【０００９】
しかし、実際に、表面抵抗率、および、体積抵抗率を変化させた各種用紙を試作し、印字試験を実施すると、各種プリンタ毎に抵抗値の上限下限が存在する事が確認できる。一般的には、数年前までは抵抗値が低いほど良い、すなわち、上限が低い傾向があったのが、近年の電子写真プリンタの高速化に伴い、現在では下限が高くなりつつある。これは、高解像度になるに従いトナー粒径が小さくなり、トナーの転写に必要な転写電位が低くなる事が要因として考えられる。転写電位が低くなるほど、紙面上の静電気の拡散が少なくなければならず、結果として要求される表面・体積抵抗値は高くなる。ここに、表面抵抗率、および、体積抵抗率の範囲についての特許が数多く存在し、特許毎に規定値が異なる要因がある。以上の結果から印字速度との関連を無視した表面抵抗率、および、体積抵抗率の記述では規定の意味があいまいになる事が確認できる。
【００１０】
また、電子写真用転写紙の表面・体積抵抗値が適性な範囲にあっても、写真画像等に多く存在する中間調部での粒状性（画像のざらつき感）が問題となる場合がある。これは、電子写真用紙の平滑度および地合に関連していると考えられている。一般に原紙の地合が良いほど、紙表面が平滑なほど粒状性は良化する。それは、原紙の地合が悪いと、原紙中に存在するフロックのために静電気の局所的なチャージムラが発生する事、また、トナーの加熱時にも同様に局所的な熱伝導ムラが発生する事に起因する。特許としては、地合や、塗工層の空隙率などを規定しているもの（例えば、特許文献２）がある。ただし、単にチャージムラを誘発するのは空隙率だけではなく、実際は、顔料組成やバインダー種など、塗層を構成する素材も大きな要因である。
【００１１】
紙に内添する顔料については多くの特許が存在するが、その中で、顔料の比誘電率に着目した特許が存在する（例えば、特許文献３）。しかし、チャージアップの防止、すなわち、静電気の蓄積を防ぐために比誘電率の大きい顔料を使用する事を特徴としており、粒状性に関しては特に記載はない。
【００１２】
したがって、近年の電子写真用転写紙の高画像化に伴い、より印字後の品質が良いものが求められてきているが、その反面、粒状性の悪化が目につきやすい状況になっている。高速なプリンタであっても印刷面の画質に優れた電子写真用転写紙が求められている。
【特許文献１】特許第３２３２５１４号公報
【特許文献２】特許第３６０１６１３号公報
【特許文献３】特開２０００−４７４１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
そこで、本発明の目的は、少なくとも一層以上の塗工層を有する電子写真転写紙において、原紙の地合にかかわらず特定の塗工層を設けることにより、印刷面の画質に優れた電子写真用転写紙を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明者は、上記に鑑み鋭意検討した結果、本発明の電子写真用転写紙を発明するに至った。
【００１５】
本発明の電子写真用転写紙は、原紙上に少なくとも１層以上の塗工層を設けた電子写真用転写紙において、該塗工層の構成素材の２０℃６５％ＲＨでの比誘電率の標準偏差が、０．７以下である事を特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の電子写真用転写紙を用いる事によって、電子写真プリンタで印刷面の画質に優れた画像を印字する事が可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明における電子写真用紙について、詳細に説明する。本発明は、原紙上に少なくとも１層以上の塗工層を設けた電子写真用転写紙に関するものである。
【００１８】
電子写真用転写紙の印字時の粒状性は、主に、静電気の蓄積ムラによって引き起こされる。静電気の蓄積ムラ要因には、原紙のフロックによる静電気のムラがまず考えられる。ただし、少なくとも一層以上の塗工層を有する場合、塗工層を工夫する事により粒状性を低減させる事も可能である。
【００１９】
一般に、塗工層を設けると、粒状性は良化するが目視では悪化したように見える。これは、塗工層がなければ、原紙の局所的な凹凸が粒状性を紛らしてしまうのに対し、塗工層を設けることにより表面が平滑となり印刷が映える一方で、粒状性が目立つためである。また、一見平滑に見えても静電気の蓄積ムラが発生するためである。
【００２０】
静電気の蓄積ムラは、塗工層が均一な素材で構成されてない事に起因する。塗工層は、ミクロには多数の空隙を内包した、数種類の素材で構成される構造体である。したがって、空隙や構成物に起因した静電気の蓄積ムラが発生する。静電気の蓄積ムラが発生すると、過剰に誘電した個所にトナーが引き寄せられるため、本来必要でない場所に画像が形成され、その結果、粒状性が悪化する。粒状性良化のためには、静電気の蓄積ムラを少なくする工夫が必要となる。
【００２１】
静電気の蓄積ムラを少なくするには、塗工層の構成素材の比誘電率を可能な限り均一にする事が望ましい。また、空隙は、比誘電率がほぼ１の気体とみなせる事から、空隙も可能な限り少なくする事が重要となる。一般に塗工用に用いられる市販顔料の比誘電率は、１．６〜４．５、市販バインダーの比誘電率は１．８〜４．７と幅広い。これらの中から比誘電率のバラツキが少ない素材、操業性、コスト、および、品質を考慮した最適な組み合わせを持てば、粒状性を良化する事ができる。
【００２２】
なお、本発明の比誘電率は、ＪＩＳ  Ｃ６４８１に基づき前処理（２０℃６５％の環境下で９６時間調湿）した試料をヒューレッドパッカード社製プレジョンＬＣＲメーターＨＰ４２８４Ａを用い、１００Ｈｚで測定して得られる静電容量を、空気の静電容量で割ると得る事ができる。なお、試験辺のサイズは、大きさ６０ｍｍ×６０ｍｍ、厚さ３ｍｍとした。試料は液体、または、固体のどちらでも測定は可能であるが、本発明では、製造上の乾燥工程で揮発成分は揮発する事、および、最終製品の形状が固体である事、から、固体試料で測定する事が望ましい。したがって、液体エマルジョンは十分に乾燥してペレット状にした後、前処理を実施する事が望ましい。また、粉体の場合は、粉体の密度から、空間体積比率を算出し、空気の影響を除外する事が望ましい。
【００２３】
比誘電率の標準偏差を表現する方法には様々な方法があるが、比誘電率は、距離、および、体積で効果を換算する指標である事から、本発明では、体積％に対する比誘電率の標準偏差を用いる。ただし、慣習的に塗液配合は質量％で演算するため換算が必要となる。例えば、炭酸カルシウム（乾燥比重２．７、比誘電率２．２）１００質量部に対し、一般ＳＢＲラテックス（乾燥比重０．９５、比誘電率４．０）１２質量部のみの簡易塗工層に対する比誘電率の標準偏差を求めてみる。体積比が、炭酸カルシウム：ＳＢＲラテックス＝１００／２．７：１２／０．９５＝７４．６：２５．４となる。したがって、平均の比誘電率は２．６６となり、このとき、標準偏差は、√｛｛７４．６×（２．７−２．６６）＾２＋２５．４×（４．０−２．６６）＾２｝／１００｝＝０．７８となる。標準偏差の値が大きいほど、塗工層の構成素材の比誘電率のバラツキが大きく、標準偏差の値が小さいほど、塗工層の構成素材の比誘電率のバラツキが小さいと考えられる。
【００２４】
なお、比誘電率のバラツキを演算する際、最終製造物に残留しない素材は演算する必要なはい。例えば、ｐＨ調整剤などに使用されるアンモニアなどは製造時に揮発する。また、使用量が極端に少量であるものは、製造時の計量誤差などの影響が大きい事から、算入しない事とする。目安としては、０．５部以下のものは算入しなくても大きな問題とはならない。
【００２５】
本発明の塗工層構成素材の比誘電率の体積％標準偏差は、０．７０以下になると粒状性が良化する。また、好ましくは、０．４０以下になると粒状性がより改善される事を見出した。
【００２６】
比誘電率の平均値に関しては、間接的に表面抵抗・体積抵抗で測定する事は可能である。ただし、測定原理からムラや粒状性に関与するほどの微細な抵抗値の差は測定する事はできない。また、同じ表面抵抗値を示すものであっても、抵抗値が均一な素材による構造体であるのと、導電剤などで強制的に抵抗値を変化させたものとでは、印字ムラ・粒状性は大きく異なる。そこで、上記のように、比誘電率のバラツキを考慮する必要がある。
【００２７】
同じ素材を使用する場合は、顔料の粒径が揃っているほど良い。おそらく、塗工層中の顔料の空隙が適度にそろっているほど空気層の存在による蓄積ムラへの影響が小さくなるためと推測される。ただし、顔料を大きくしすぎると、塗工層を設けることによる平滑の向上、面感の向上といった利点が損なわれるため、求める品質に対し適宜調節が必要である。好ましくは、１．５μｍ〜２．５μｍである。
【００２８】
なお、本発明の電子写真用転写紙に含まれる含水率は低いほど好ましい。水は、比誘電率が極めて高い素材であり、この存在による粒状性の悪化は著しい。ただし、塗工紙の場合は、水分のほとんどは原紙層に含まれているといわれており、過剰に高湿な環境でなければ特に影響はない。
【００２９】
塗工量に関しては、塗工液による原紙の被覆性が重要となる。原紙が十分に被覆されていないと、印字ムラよりは光沢ムラや面感のムラが目立つようになり、印刷面の画質に優れた画像を印字する事はできない。一般に、塗工原紙では片面５ｇ／ｍ2以上、原紙の状態によっては片面８ｇ／ｍ2以上が好ましいが、特に地合の悪い原紙も考慮すると好ましくは１０ｇ／ｍ2より大である必要がある。
【００３０】
本発明の電子写真用転写紙を製造する際に使用する内添填料としては、例えば、軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウムの他に、カオリン、クレー、タルク、スチレンアクリル系中空顔料が挙げられる。
【００３１】
本発明の電子写真用転写紙の原紙を製造する際に使用する内添サイズ剤としては、例えば、酸性抄紙の場合には、ロジンサイズ剤、中性抄紙の場合には、アルキルケテンダイマー、アルケニル無水コハク酸、中性ロジンサイズ剤、カチオン性スチレンアクリルなどが挙げられる。
【００３２】
本発明の電子写真用転写紙の原紙表面には、澱粉、ポリビニルアルコールなどのバインダー、スチレン／アクリル酸系共重合体、スチレン／メタアクリル酸系共重合体、スチレン／メタアクリル酸系共重合体、アクリロニトリル／ビニルホルマール／アクリル酸エステル共重合体、スチレン／マレイン酸共重合体などの表面サイズ剤、エチレン尿素樹脂などの寸法安定化剤、塩化ナトリウム、塩化カリウムなどの無機導電剤、有機導電剤、界面活性剤、顔料、染料を含浸させる事は可能である。
【００３３】
上記のバインダーおよび表面サイズ剤等を塗工する装置としては、コンベンショナルサイズプレス、ゲートロールサイズプレス、あるいはフィルムトランスファー方式のサイズプレス、ロッドコーター、ビルブレード、ショートドウェルコーターなどを用いる事ができる。これら塗工装置の中では紙層内部へも上記のサイズプレス液を含浸させるような方式のものが望ましい。
【００３４】
本発明の電子写真用転写紙の原紙を製造する際に使用できるパルプとしては、ＮＢＫＰ、ＬＢＫＰ、ＮＢＳＰ、ＬＢＳＰ、ＧＰ、ＴＭＰなどの他に、ケナフやバガス等の非木材パルプや古紙パルプが挙げられ、必要に応じて単独あるいは併用して用いられる。
【００３５】
その他の添加剤としては、例えば、ｐＨ調整剤、金属封鎖剤、防カビ剤、粘度調節剤、表面張力調節剤、潤滑剤、界面活性剤、および、防錆剤などが挙げられる。
【００３６】
本発明において、塗工層に用いられる顔料は、特に限定されるものではなく、例えば、各種カオリン、タルク、粉砕炭酸カルシウムなどの精製した天然鉱物顔料、サチンホワイト、リトホンなどの複合合成顔料、酸化チタン、沈降性炭酸カルシウム、水酸化アルミナなどの半合成顔料、プラスチック顔料などの合成顔料が挙げられる。
【００３７】
また、塗工層に用いられる増粘剤としては、カルボキシメチルセルロース、アルギン酸ソーダ、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カゼイン、ポリアクリル酸ソーダなどの水溶性高分子、ポリアクリル酸塩、スチレンマレイン酸無水共重合体などの合成重合体、珪酸塩などの無機重合体などが挙げられる。
【００３８】
塗工層に用いられるバインダーとしては、通常の澱紛、酸化澱紛、エーテル化澱紛、エステル化澱紛、酵素変性澱紛やそれらをフラッシュドライして得られる冷水可溶性澱粉などの各種市販澱粉、スチレン／ブタジエン系、アクリル系、酢酸ビニル系などの各種共重合体ＳＢＲラテックス、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリエチレンオキシド、ポリアクリルアミド、ユリアまたはメラミン／ホルマリン樹脂、ポリエチレンイミン、ポリアミドポリアミン／エピクロルヒドリンなどの水溶性合成物、ワックス、カゼイン、大豆蛋白などの天然物およびこれらをカチオン化したものなどが挙げられる。
【００３９】
また、必要に応じて、分散剤、消泡剤、耐水化剤、着色剤などの通常使用されている各種助剤、およびこれらの各種助剤をカチオン化したものが好適に用いられる。一連の操業で、塗工、乾燥された塗工紙は、必要に応じて各種カレンダー処理が施される。
【実施例】
【００４０】
以下に実施例を挙げて、本発明をより具体的に説明するが、これらの例に限定されるものではない。なお、特に断らない限り、例中の部はそれぞれ質量部を示す。
＜原紙配合＞
ＬＢＫＰ（濾水度４４０ｍｌｃｓｆ）                              ８０部
ＮＢＫＰ（濾水度４８０ｍｌｃｓｆ）                              ２０部
【００４１】
＜内添薬品＞
軽質炭酸カルシウム（原紙中灰分で表示）                            ７部
市販カチオン化澱粉                                            １．０部
市販カチオン系ポリアクリルアミド歩留まり向上剤              ０．０２部
パルプ、内添薬品を上記の配合で調整した。
【００４２】
＜塗工液＞
ポリスチレン系中空顔料（平均粒子径１．０μｍ、中空率５０体積％、比誘電率１．６、乾燥比重０．５５）
１５部
重質炭酸カルシウム
（平均粒子径２．０μｍ、比誘電率２．２、乾燥比重２．７０）
８５部
市販ポリアクリル酸系分散剤                                    ０．１部
市販バインダー（ＳＢＲラテックス、比誘電率４．０、乾燥比重０．９５）
７部
市販バインダー（ポリビニルアルコール、比誘電率２．３、乾燥比重１．２５）
３部
水酸化ナトリウム              ｐＨ９．６に調整
【００４３】
（実施例１）
上記原紙配合に従って、パルプスラリーを調整し、０．５質量％のパルプスラリーを抄幅５０００ｍｍ、抄紙速度９００ｍ／分で脱水シューとして固定シューを使用したハイブリッドフォーマー（三菱重工業製；ベルフォームフォーマー）を使って坪量１０７．９ｇ／ｍ2の原紙を製造した。
【００４４】
得られた原紙に対して、塗工液を上記の配合により調整し、濃度約５６質量％の塗工液を得た。得られた塗工液をファウンテンアプリケーション／ブレード方式塗工機を用いて、塗工速度１６００ｍ／分で塗工液を片面１０ｇ／ｍ2を両面塗工し、乾燥して坪量１２７．９ｇ／ｍ2の塗工紙を得た。
【００４５】
得られた塗工紙に対し、オフラインでスーパーカレンダー装置（段数：１０段、剛性ロール：外径４００ｍｍのチルドロール、弾性ロール：外径４００ｍｍのコットンロール、線圧：２２０ｋＮ／ｍ）を用いてカレンダリング処理を施し、実施例１の電子写真用転写紙を製造した。
【００４６】
（実施例２）
実施例１においてバインダーの配合量を、ＳＢＲラテックス３部、ポリビニルアルコール７部とした以外は、同様にして実施例２の電子写真用転写紙を作製した。
【００４７】
（実施例３）
実施例１においてバインダーの配合量を、ＳＢＲラテックス０部、ポリビニルアルコール１０部とした以外は、同様にして実施例３の電子写真用転写紙を作製した。
【００４８】
（実施例４）
実施例１においてバインダーの配合量を、ＳＢＲラテックス７部、ポリビニルアルコール１０部とした以外は、同様にして実施例４の電子写真用転写紙を作製した。
【００４９】
（実施例５）
実施例１において顔料の配合量を中空顔料３０部、重質炭酸カルシウム７０部とした以外は、同様にして実施例５の電子写真用転写紙を作製した。
【００５０】
（実施例６）
実施例１において顔料の配合量を中空顔料３０部、重質炭酸カルシウム７０部とし、バインダーの配合量を、ＳＢＲラテックス８部、ポリビニルアルコール１０部とした以外は、同様にして実施例６の電子写真用転写紙を作製した。
【００５１】
（実施例７）
実施例１においてバインダーであるＳＢＲラテックスをイオン系分散剤を使用していないラテックス（比誘電率２．５、乾燥比重０．９５）に変更した以外は、同様にして実施例７の電子写真用転写紙を作製した。
【００５２】
（実施例８）
実施例６においてバインダーであるＳＢＲラテックスをイオン系分散剤を使用していないラテックス（比誘電率２．５、乾燥比重０．９５）に変更した以外は、同様にして実施例８の電子写真用転写紙を作製した。
【００５３】
（実施例９）
実施例１においてバインダーであるＳＢＲラテックスをイオン系分散剤を使用していないラテックス（比誘電率２．５、乾燥比重０．９５）に変更し、バインダー配合量を、イオン分散剤を使用していないラテックス１０部、ポリビニルアルコール１０部とした以外は、同様にして実施例９の電子写真用転写紙を作製した。
【００５４】
（比較例１）
実施例１においてバインダーの配合量を、ＳＢＲラテックス１０部、ポリビニルアルコール０部とした以外は、同様にして比較例１の電子写真用転写紙を作製した。
【００５５】
（比較例２）
実施例１においてバインダーの配合量を、ＳＢＲラテックス１０部、ポリビニルアルコール１０部とした以外は、同様にして比較例２の電子写真用転写紙を作製した。
【００５６】
＜印刷ムラ＞
実施例１〜９および比較例１〜２で得た電子写真用転写紙の印刷後の粒状性は、電子写真プリンタとしてＣａｎｏｎ社製「ＣＬＣ５０００」を使用して評価した。印字濃度を１０％ずつ変化させた１０ｃｍ×２ｃｍの印字部１０個を各電子写真用転写紙にＡ４ヨコ印字速度を２５枚／分で印字し、目視によって５段階で判断した。判断基準については以下の通り。「３」以上のレベルであれば実用レベルといえる。
「５」：問題とならない。
「４」：わずかにざらつき感があるが許容できる。
「３」：ざらつき感があるが許容できる。
「２」：ざらつき感が少しある。
「１」：ざらつき感が目立つ。
【００５７】
上記実施例１〜９および比較例１〜２で得た電子写真用転写紙について、塗工層の構成素材の２０℃６５％ＲＨでの比誘電率の標準偏差εSTDと印刷後の粒状性の評価結果を表１に示した。
【００５８】
【表１】
2006243281.tif 000002
【００５９】
表１から分かるように、実施例１〜９は比較例１、２に比べ粒状性が改善されている。特に、バインダーをＰＶＡのみにした実施例３、ラテックスをイオン系分散剤を使用していないものに変更した実施例７〜９で、特に粒状性が問題となっていない。