(57)【要約】【課題】トナー転写性に優れた低密度でありながら優れたトナー定着性を有する電子写真用転写用紙を提供する。【解決手段】古紙パルプの配合率がシート質量全体の１０％以上、シートの密度が０．７ｇ／ｃｍ３以下である電子写真用紙において、シート表面の三次元表面粗さ標準偏差が４．５μｍ以下（望ましくは４．０μｍ以下）であり、三次元表面粗さ標準偏差の表裏差が０．５μｍ以下であり好ましくは、シートの表面最外層１５％の紙層内、およびシートの裏面最外層１５％の紙層内ともに数平均繊維長１００μｍ以下の微細繊維が２０％以上含まれる電子写真用転写用紙。【特許請求の範囲】
【請求項１】
古紙パルプの配合率がシート質量全体の１０％以上、シートの密度が０．７ｇ／ｃｍ３以下である電子写真用紙において、シート表面の三次元表面粗さ標準偏差が４．５μｍ以下であることを特徴とする低密度電子写真用転写用紙。
【請求項２】
三次元表面粗さ標準偏差の表裏差が０．５μｍ以下である請求項１に記載の電子写真用転写用紙。
【請求項３】
シートの表面最外層１５％の紙層内、およびシートの裏面最外層１５％の紙層内ともに数平均繊維長１００μｍ以下の微細繊維が２０質量％以上含まれる請求項１または２に記載の電子写真用紙。
【請求項４】
シート表面に接着剤、導電剤を主体とした層の塗工量が、印刷する片面あたり３．０ｇ／ｍ２以下である請求項１あるいは２または３に記載の電子写真用転写用紙。
【請求項５】
抄速１０００ｍ／分以上のツインワイヤ抄紙機にて製造され、フォーミング部にて湿紙ドライネスが５〜１０％の範囲内において、ワイヤ面側への脱水量をフェルト面側への脱水量で除算した値が０．１５以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の電子写真用転写用紙。
【請求項６】
カレンダー処理前の三次元表面粗さが表裏とも４．０μｍ以上６．０μｍ以下でかつソフトカレンダーまたはシューカレンダーにて平滑化処理される、請求項１〜５のいずれかに記載の電子写真用転写用紙。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真用転写用紙に関する。さらに詳しくは、低密度でありながら電子写真印刷において優れたトナー定着性を有する電子写真用転写用紙を提供するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、レーザプリンターの普及には目覚しいものがある。小型レーザプリンターはオフィスで使われるプリンターの標準機となりつつある。カラープリンターの割合も飛躍的に上昇したが、パソコンやワークステーションの機能が向上し、ＬＡＮ、インターネットなどのネットワーク通信環境が整備され、ユーザのカラー画像を取り扱う機会が増えてきていることを示している。
【０００３】
小部数のカラー印刷方式を、初期投資と印刷部数、稼働率という観点からみると、パーソナル分野、ホームユースにはインクジェット方式が、オフィス分野、専門分野には電子写真方式が適している。
【０００４】
電子写真方式の広がりには、以下のような背景があると考えられる。
（1）情報処理装置の高性能、低価格化／ＣＰＵの飛躍的な性能アップ、画像機器（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ）の充実
（2）通信環境の充実／デジタル通信網の拡充、ネットワーク、インターネットの普及
（3）デジタル画像入出力機器の普及／デジタルカメラ、デジタルビデオの普及、高性能化、低価格化
【０００５】
電子写真は、感光体上に帯電と像露光とトナー現像を行い、感光体上に作られたトナー像を紙に転写する工程から成る。カラー電子写真では、感光体上に形成された各色トナー像を順次用紙上に転写してトナー像を重ね合わせる転写方式、中間転写体上にトナー像を重ね合わせた後用紙に一括転写する中間転写方式，感光体上で各色トナー像を重ね合わせた後一括して用紙に転写する方式などがある。
特にカラー印刷に用いられるトナーは、主に樹脂、着色剤、帯電制御剤、外添処理剤からなる。一般に、樹脂の透明性が高いこと、着色剤の分散性が良いこと、定着時に完全に溶融して気泡を作らないこと、帯電が安定なことが要求される。
【０００６】
感光体上に形成されたトナー像を用紙媒体に転写する工程では、静電気、圧力、粘着性を用いる方法などがあり、一般的にはコロナ放電、導電性ローラ、ベルトなどを利用した静電転写法が用いられている。
カラー印刷の場合、各色のトナーを重ねるため、感光体または中間転写体上でのトナー層が凹凸になり、用紙と感光体または中間転写体との密着性が悪くなり、転写不良が発生しやすくなる。
【０００７】
定着工程は、転写工程により記録媒体に転写されたトナー像を記録媒体に固着させて永久的な画像にする工程である。この工程は、画像形成プロセスの最終仕上げの工程として重要な役割をもっている。
また、定着方式には、熱定着、圧力定着、溶媒定着などがある。この中で、熱エネルギー主体に圧力をアシストしたヒートローラ方式が最も一般的に使われている。また、液体現像剤の場合は、自然乾燥により用紙に固着させ、定着工程を省ける場合もある。
【０００８】
カラー定着装置には、トナーを完全に溶融させる、オフセットを発生させない、定着画像表面を平滑にすることなどが要求される。ここでいうオフセットはヒートローラ表面にトナーが付着する現象であり、トナー、定着ローラ、用紙の三者間に発生する力の温度特性の違いから発生する。カラー定着の場合，ヒートローラ表面にシリコーンオイルを塗布するソフトローラ方式が多く用いられている。カラー電子写真方式の高画質化のためには、現像ローラ上のトナー薄層均一性が最も重要である。そのためにトナーの小粒径化、流動性向上などが図られており、トナーの粒径は一般に数μｍ以下となっている。
【０００９】
マルチメディア化の進展により、扱う情報量が増大しているため，プリンターでの出力量は増大する傾向にある。さらに扱う情報もカラーの画像が多くなってきているため、カラープリンターの需要はますます増大してきている。プリンターによるオンデマンド印刷の場合、専門のオペレータが印刷およびメンテナンスすることはほとんどないと考えられる。つまり、スキルのあるオペレータなしでも誰でも容易に運転でき、メンテナンスフリーであることが必要条件となる。情報処理装置の更なる高性能化、光ファーバーケーブルなどによる通信環境の更なる整備により、情報伝達量は指数的に増え、画像の高精度化が今後ともプリンターにも要求されることは容易に想像できる。
【００１０】
画像の高精度化を達成するためにはプリンターのみでなく、転写用紙の表面性の改善が重要となる。トナーを定着させる非塗工紙の表面にはパルプ繊維が露出し、凹凸および窪みがみられるため平滑度が低く、薄膜のトナー転写では紙の表面の凹部まで完全に埋めることができない。抄紙工程において、ドライヤパートを出た紙は表面が粗く、ラフな肌をしており、印刷適性も悪い。このため表面を滑らかにし、また紙厚をコントロールする目的で、紙を強い圧力下でカレンダーに通す。紙表面の凹凸を及び窪みを平らにし、均一な紙厚に揃えるためにこれまで、非塗工紙のカレンダー処理には金属カレンダーが広く用いられてきたが、金属カレンダー処理では平滑性は改善されるが紙厚が減って密度が高くなる。近年、地球環境問題の重要性が認識され、世界的に森林資源保護に取り組んでおり、我が国においても省資源、リサイクル化対策が積極的に進められている。転写紙の環境対応策としては、古紙の使用及び古紙の配合増、用紙の両面使用、軽量化等が考えられており、中でも軽量化については印刷の裏抜けやプリンターでの搬送性の問題から解決が遅れている。
【００１１】
前記のような金属カレンダー処理では平滑性は改善されるが、密度が高くなってしまうため、搬送性で問題となる剛性を考えた場合には厚みが減少する分剛度は低下する。軽量化と紙表面の平滑性とプリンターでの搬送性の３者を満足したものが得られていないのが現状である。
【００１２】
カレンダー処理以外で紙の表面平滑性を向上させる方法として、特開平１１−１００７８９号公報（特許文献１）には、ギャップタイプのツインワイヤ抄紙機でギャップフォマー部での脱水条件及び、ウエットプレス条件によって原紙の両表層部の密度が高く、微細な繊維分が両表層部に局在化し、表裏面の特性差が少ない印刷用塗被紙用原紙が開示されている。紙層の両面から脱水することにより、表裏両表面の差は少なくなるが、紙層中央部の微細繊維分が減少してしまうことにより相対的に両表層部の微細繊維分の比率が多くなる。両表面から微細繊維を流出する恐れはあるため、必ずしも両表層部の微細繊維比率が従来紙より増加するわけではない。
【００１３】
また、表面の微細繊維を増やす方法として、特開平１０−３３１０９３号公報（特許文献２）では抄紙機のプレスパートにて３．０〜５．０質量％濃度の微細繊維懸濁液を表面に塗布する手法が述べられている。これは表面への微細繊維比率を増加させるに有効ではあるが、紙層内の繊維との絡み合いが生じないために用紙凹凸が悪化し、結果として良好なトナー転写性は得られない。更に、特許第２８４５２８５号公報（特許文献３）には、古紙パルプと機械パルプを含む内層の両面に、化学パルプを主原料とする外層を形成したことを特徴とするオフセット用印刷用紙が開示されている。これは多層抄紙により、紙層内の内部強度の低下および装置の複雑化による高コスト化が発生し、電子写真用転写用紙の製造方法としては適当ではない。
また、特開平７−００３６９１号公報（特許文献４）には、微細フィブリル化セルロースを製紙用パルプに対し１〜３０質量％添加する填料含有紙が開示されている。パルプ繊維ネットワーク中の空隙を充填するという効果は本発明の目的と同様であるが、この微細フィルリル化セルロースはトナー溶融の際に、ヒートローラ汚れなどの重大な悪影響を及ぼす恐れがあるため実用的ではない。
【特許文献１】特開平１１−１００７８９号公報
【特許文献２】特開Ｈ１０−３３１０９３号公報
【特許文献３】特許第２８４５２８５号公報
【特許文献４】特開平７−００３６９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、低密度でありながら、プリンターの搬送性を損なうことなく、優れたトナー定着性を有する電子写真用転写用紙を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
発明者らは、電子写真用転写用紙の軽量化について研究した。プリンター内部の機械構造は複雑であり，用紙にはシワやジャムなど起こさない搬送性が求められる。この搬送性に対する要求を満足するには、紙の厚さをこれまでと同様に維持する必要があり、単純にカレンダーでの圧力を下げて用紙平滑性を低下させるだけでは、これまでと同様のトナー転写性を満足するに至らないことが判明した。本発明者らは、これまでの用紙平滑性とは異なる観点から、微細な表面構造と表裏の関係及び紙層構造について鋭意研究した結果、電子写真印刷において優れたトナー転写性を得る電子写真用転写用紙を見出した。
【００１６】
本発明は以下の各発明を包含する。
（１）古紙パルプの配合率がシート全体の１０質量％以上、シートの密度が０．７ｇ／ｃｍ３以下である電子写真用転写用紙において、シート表面の三次元表面粗さ標準偏差が４．５μｍ以下である低密度電子写真用転写用紙。
（２）前記三次元表面粗さ標準偏差の表裏差が０．５μｍ以下である（１）記載の電子写真用転写用紙。
（３）前記シートの各表裏面から１５％の紙層内に、数平均繊維長１００μｍ以下の微細繊維が２０質量％以上５０質量％以下含まれる（１）又は（２）のいずれか１項に記載の電子写真用転写用紙。
（４）前記シート表面に接着剤、導電剤を主体とした表面処理剤が片面あたり３．０ｇ／ｍ２以下塗布されてなる（１）〜（３）のいずれか１項に記載の電子写真用転写用紙。
（５）前記シート表面のカレンダー処理前の三次元表面粗さが表裏とも４．０μｍ以上６．０μｍ以下でかつソフトカレンダーまたはシューカレンダーにて平滑化処理されてなる（１）〜（４）のいずれか１項に記載の電子写真用転写用紙。
（６）抄速１０００ｍ／分以上のツインワイヤ抄紙機を用い、フォーミング部にて湿紙ドライネスが５〜１０％の範囲内において、ワイヤ面側への脱水量をフェルト面側への脱水量で除算した値が０．００１以上０．１５以下にする（１）〜（５）のいずれか１項に記載の電子写真用転写用紙の製造方法。
【発明の効果】
【００１７】
低密度でありながら、プリンターでの搬送トラブルがなく、優れたトナー定着性を持つ電子写真用転写を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明では古紙パルプをシート全体の１０質量％以上含有することとする。古紙パルプ以外のパルプとしては特に制限はないが、表面の平滑性の向上に寄与するものを選ぶことが好ましい。強度特性を要求される場合には化学パルプを配合する。また、厚さを向上させたい場合にはサーモメカニカルパルプを適宜使用する。これらの特性を満たす範囲において、でき得る限り古紙パルプを多く使用することが、省資源・リサイクルの観点からは望ましい。
【００１９】
トナーの転写性には、紙層表面の細かな凹凸が重要な影響を与える。この凹凸の計測には、三次元表面粗さで評価することができる。王研平滑度やベック平滑度など他の表面性測定方法では、比較的広い面積の特性を測定することになり、地合やワイヤーマークなどの効果も影響してしまうため、トナー転写性へ影響するこの細かな凹凸のみを計測することは困難である。本法では、原料繊維由来の凹凸を評価することができる。
シート表面の三次元表面粗さ標準偏差は４．５μｍ以下であることが好ましい。さらに好ましく４．０μｍである。表面粗さ標準偏差は小さければ小さいほど表面が平滑であり、細かな凹凸がトナーの転写性に重要な影響を与える。
また、表裏の三次元粗さ標準偏差の差は０．５μｍ以下であることが好ましい。表裏の三次元粗さ標準偏差の差が０．５μｍを超えて大きくなると表裏のうち一方のみトナー転写性が悪化し好ましくない。
【００２０】
シートの表裏面から１５％の紙層中に数平均繊維長１００μｍ以下の微細繊維を２０質量％含有することにより、両最表層に配列する繊維と繊維の間の空隙を微細繊維で充填することが出来、繊維間の空隙を紙層表面に露出させなくて済む。１００μｍを超える繊維では空隙を埋めることができない。１００μｍ以下の繊維が２０質量％未満ではやはり空隙を埋めることができない。１００μｍ以下の繊維がシートの表裏面から１５％の紙層中に５０質量％を超えて存在すると表面性は向上することが考えられるが表面強度が弱くなるため、強力な表面処理剤が必要となる。好ましい範囲としては２０〜５０質量％の範囲である。紙の紙層構造はパルプ繊維の積層体であり、電子写真用転写用紙では６層以上のパルプ繊維が積層して構成される。よって、表層パルプ１層分の空隙を評価するためには、表裏面より１５％を構成するパルプの繊維長組成を調査することが適当である。
【００２１】
本発明の電子写真用転写用紙はツインワイヤ抄紙機により抄造することが好ましい。ツインワイヤ抄紙機は表裏ともに均一に脱水される特徴を有しており、ワイヤーパート前半部での表裏の脱水比率を均一にすることにより表裏差は少なくなるが、脱水初期に両面から脱水を強化することでの微細繊維分の流出が多くなる恐れがあるため、本発明ではフォーミング部でドライネス５％以降１０％までの脱水後期の脱水アレンジメントが重要である。ドライネスとは固形分質量をウエット質量で除したものである。
Ｗ面側の脱水を抑制することで、紙層表層部での微細繊維比率を向上することができる。このパートでは主にＦ面を中心に脱水し、Ｆ面に対するＷ面の脱水比率は０．００１以上０．１５以下であることが望ましい。この値が０．１５を超えるとＷ面表層部からの微細繊維の流出が多くなり、表裏差が顕著となる。Ｗ面側には脱水しないことが理想的であるが、この値が０．００１未満ではツインワイヤ抄紙機での安定操業は困難である。抄紙機が高速になると、フォーミングボード等の脱水機器の脱水圧力効果は高くなるため、本発明は特に抄速１０００ｍ／分以上の高速で運転するときに効果が大きい。
【００２２】
本発明ではシート表面に接着剤、導電剤を主体とする表面処理剤を塗布する。接着剤としてはポリアクリルアミド、ＰＶＡ、デンプン、ラテックスなどが挙げられ中でもポリアクリルアミドは少ない塗布量で高い表面強度を得られるため好ましい。導電剤としては硫酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム等の無機電解質、スルホン酸塩、硫酸エステル塩、カルボン酸塩、リン酸塩等のアニオン性界面活性剤、第４級アンモニウム塩等のカチオン性界面活性剤、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、グリセリン、ソルビット等の非イオン性界面活性剤、及び両性界面活性剤、高分子電解質などが挙げられるが、その中でも硫酸ナトリウムが 質量当たりの電気抵抗低減効果が大きいため好ましい。表面処理剤は固形分で片面あたり、３．０ｇ／ｍ２以下になるように塗布することが好ましい。３．０ｇ／ｍ２を超えて塗布すると塗布量分の紙層坪量の減少により、紙厚、剛度の損失が大きく好ましくない。
【００２３】
本発明ではカレンダー処理前の三次元表面粗さが表裏とも４．０〜６．０μmの範囲にすることが好ましい。詳細なメカニズムについては不明であるが、６．０μm以上では密度０．７ｇ／ｍ２以下までカレンダー処理しても表層の繊維間の空隙を充填することができず、また一般にパルプ繊維を抄紙機で抄紙した用紙のカレンダー処理前の三次元表面粗さを４．０μm未満とするのは困難である。
その後に行うカレンダー処理としてはソフトカレンダーまたはシューカレンダーでの平滑化処理を行うことが好ましい。マシンカレンダーの場合、紙の両面から金属ロールが当るため紙の厚い部分はその厚い部分だけがつぶされて密度が高くなる。ソフトカレンダー の場合、紙の片面は弾性ロール（樹脂ロール）が当り、片面は金属ロールが当る。弾性ロールが当る面では、紙の厚い部分及び周辺部にも弾性ロールが当るため圧力が分散し、金属ロールと比較して厚い部分の密度が高くなり難く、平滑性をたかめ、密度ムラを小さくできる。またシューカレンダーを用いれば、弾性樹脂製のエンドレスベルトが、前記凹凸形状に沿って弾性変形するため、前記裏面に現れた凹凸形状は、そのままの形状でニップ部を通過することができる。したがって、前記カレンダー処理時に、前記裏面に現れる凸部が圧縮されないため、表面平滑性・光沢度に優れ、特に、小さなうねりのない平滑面を有することが可能となる。いずれも密度を上げることなく平滑性を上げるには効果的である。
【００２４】
実施例
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２５】
実施例１
公知のツインワイヤ抄紙機にて、抄紙した。原料パルプの配合比率は、化学パルプ２０部、サーモメカニカルパルプ３０部、古紙パルプ５０部である。抄速は１２００ｍ／分、湿紙ドライネス５％〜１０％の脱水比率は、Ｆ面１０に対し、Ｗ面１とした。
カレンダー前原紙の紙厚は１２３μｍ、密度０．４６ｇ／ｃｍ３であり、王研平滑度は表面１２秒、裏面１３秒、表面粗さは表面５．７１μｍ、裏面５．８４μｍであった。
【００２６】
実施例２
実施例１と同様の条件で抄紙した後、オンラインソフトカレンダーにて密度０．６０ｇ／ｃｍ３になるように線圧設定した。得られた紙の王研平滑度は、表面３１秒、裏面２８秒、表面粗さは表面４．０７μｍ、裏面４．２５μｍであった。
【００２７】
実施例３
原料配合を化学パルプ３０部、サーモメカニカルパルプ１０部、古紙パルプ６０部として、実施例１と同様の抄紙機にて、抄紙した。抄速は１２００ｍ／分、湿紙ドライネス５％〜１０％の脱水比率は、Ｆ面８に対し、Ｗ面１とした。ソフトカレンダーで王研平滑度、表面５０秒、裏面６３秒、密度０．６７ｇ／ｃｍ３の電子写真用転写用紙を得た。このときの表面粗さは、表面３．８１μｍ、裏面３．７０μｍであった。
【００２８】
比較例１
実施例１と同様のツインワイヤ抄紙機にて、原料配合を化学パルプ１０部、サーモメカニカルパルプ２８部、古紙パルプ６２部とし、ドライネス５％〜１０％部での脱水比率をＦ面２に対しＷ面８とした以外は実施例１と同様に抄紙した。ソフトカレンダー仕上げ前の密度は０．４７ｇ／ｃｍ３、王研平滑度は表裏とも１２秒であった。
【００２９】
比較例２
比較例１で得た用紙をオンラインソフトカレンダーで平滑化し、表裏とも王研平滑２４秒の低密度電子写真用転写用紙を得た。密度は０．６０ｇ／ｃｍ３、表面粗さは表面４．４０μｍ、裏面５．１３μｍであった。
【００３０】
比較例３
公知のフォードリニア抄紙機にて、原料配合を化学パルプ３０部、古紙パルプ７０部とし、抄紙した。ドライネス５％〜１０％部での脱水比率は表面０に対し裏面１０である。カレンダー仕上げ前の密度は０．４７ｇ／ｃｍ３、王研平滑度は表面１２秒、裏面１１秒であった。
【００３１】
比較例４
比較例３で得た用紙をオフラインスーパーカレンダーで平滑化し、密度は０．６０ｇ／ｃｍ３の低密度電子写真用転写用紙を得た。王研平滑は表面２７秒、裏面２５秒、表面粗さは表面４．４０μｍ、裏面５．２４μｍであった。
【００３２】
比較例５
実施例１と同型の抄紙機にて、原料配合を化学パルプ２０部、サーモメカニカルパルプ３０部、古紙パルプ５０部とし、ドライネス５％〜１０％部での脱水比率を表面４に対し裏面６として抄紙した。坪量は５２．０ｇ／ｍ２である。オンラインソフトカレンダーにて、王研平滑度表面４３秒、裏面４５秒となる電子写真用転写用紙を得た。平滑度を向上させたため、密度は０．７４ｇ／ｃｍ３まで上昇した。
【００３３】
品質評価方法
実施例、比較例で得た用紙の評価には、以下の手法を用い評価結果を表１に示す。
坪量：ＪＩＳ  Ｐ８１２４
紙厚：ＪＩＳ  Ｐ８１１８
密度：上記、坪量を紙厚で除算することで得られる。ＪＩＳ  Ｐ８１１８
平滑度：Ｊ．ＴＡＰＰＩ−５
表面粗さ：キーエンス社製ＫＳ−１１００
マイクロトポグラフ：東洋精機製作所社製
【００３４】
微細繊維比率
（１）層分割、分割比率 質量測定。紙層両表面にテープを貼り、これを剥がすことで紙層を分割した。それぞれの 質量から予め求めたテープ 質量を減算することで分割された紙層の 質量を求め、さらに全層 質量で除算することで分割比率を求めることができる。
（２）離解、繊維長測定。所定分割比率に剥離された紙層を７０℃以上の湯中で解繊し、パルプ懸濁液へ戻す。これをメッツォオートメーション社製カヤーニ繊維長分布測定機にて、０．１０ｍｍ以下の繊維の数比率を求めた。
【００３５】
三次元表面粗さ
キーエンス社製ＫＳ−１１００レーザー変位計にて紙面の凹凸情報を１６．３８４ｍｍ四方の面積で採取し、周波数解析技術にて４μｍ未満の短波長成分および８００μｍ以上の長波長帯成分を除去し、その標準偏差を求めた。
【００３６】
トナー定着性
市販の富士ゼロックス製レーザプリンターＦＸ  ＤｏｃｕＰｒｉｎｔ  Ｃ３５３０にて当該用紙を印刷し、そのトナー転写性を目視評価した。良好なものを◎、やや良好なものを○、明らかに劣るものを×とした。
【００３７】
【表１】
2007010828.tif 000002
【００３８】
表１の結果から明らかなように、本発明の実施例で得られた電子写真用転写用紙は、電子写真印刷において優れたトナー転写性を提供する。