JP2002341580A

JP2002341580A - 画像記録シート

Info

Publication number: JP2002341580A
Application number: JP2001131573A
Authority: JP
Inventors: Koji Kamiyama; 浩司上山; Shigeaki Dougoe; 茂明堂越
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Current assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 2001-04-27
Filing date: 2001-04-27
Publication date: 2002-11-27
Also published as: CN1505774A; EP1395879A1; WO2002088847A1

Abstract

(57)【要約】【課題】画像受容層に高い濃度でトナーを配置して
も、ホットオフセットを招くことなく、そのカラー画像
の光沢を高めることができる画像記録シートを提供す
る。【解決手段】紙基材と前記紙基材の少なくとも片面に
設置された画像受容層とを備える画像記録シートにおい
て、前記画像受容層が、０.１〜３.０μｍの１０点平均
表面粗さ(Rz)を有し、且つ、１６０℃で１×１０^３〜１
×１０^６Ｐａの貯蔵弾性率を有する熱可塑性樹脂を含
む。画像記録シートは、所望により、紙基材と画像受容
層との間に、光沢層を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、画像記録シートに
関し、特に、電子写真方式のカラー複写機又はカラープ
リンタによる画像記録に適した画像記録シートに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、複写機やプリンタは、多くの場
合、印刷用紙やOHPフィルム等のような形で提供された
画像記録シートに、文字、印字、線図又は写真等を含む
画像を、電子写真法を用いて記録する。電子写真法は、
光電現象や静電気を利用して画像を得る写真方式の総称
であって、通常は下記のように行われる。まず、例えば
光半導体からなる光伝導性層を静電気で予め帯電させて
感光化する。つぎに、カメラ等を用いた露光により画像
を光伝導性層に投影した後、画像明部の電荷を除き静電
潜像を光伝導性層に作製する。それから、静電潜像とは
反対の電荷をもつ着色微粒（すなわちトナー）を光伝導
性層に付着させて静電潜像を顕在化してトナー像を形成
する。このトナー像を、画像記録シートに転写ローラに
より転写した後に定着器を用いて、例えば加熱定着する
ことにより、画像を画像記録シートに記録することがで
きる。カラー画像の場合、静電潜像を色分解された光ご
とに作製した後、各静電潜像をシアン、マゼンタ、イエ
ロー等のカラートナーを用いて顕在化してトナー像を得
ることにより、画像記録シートにカラー画像を形成する
ことができる。

【０００３】画像記録シートの多くは、基材上に画像受
容層を設けており、実際には、トナー像は画像受容層に
定着される。例えば、特開昭６３−９２９６５号公報や
特開平１１−１６０９０５号公報に開示された画像記録
シートでは、所定の紙基材上に透明樹脂の画像受容層を
設けており、加熱定着時においてはその画像受容層中に
トナーを埋め込んでその表面の凹凸を減らして、そのカ
ラー画像の光沢の向上を図っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】トナーは、画像受容層
に高い濃度で配置された場合に、複数のトナー粒子が積
層されていることが多い。このような場合、上記公報に
開示の画像記録シートでは、一般に、画像受容層に全て
のトナーを完全に埋め込むことが困難である。その結
果、トナーが画像受容層から突出して光を散乱させ、カ
ラー画像の光沢の低下を招く傾向にある。画像受容層の
厚さを増せば、画像受容層に全てのトナーを完全に埋め
込むことができるかもしれない。しかしながら、画像記
録シートが厚い画像受容層を有していると、ホットオフ
セットを一般に伴い、その結果、画像の欠落を招くおそ
れがある。そこで、本発明は、画像受容層に高い濃度で
トナーを配置しても、ホットオフセットを招くことな
く、そのカラー画像の光沢を高めることができる画像記
録シートを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するためになされたものであり、紙基材と前記紙基材の
少なくとも片面に設置された画像受容層とを備える画像
記録シートであって、前記画像受容層が０.１〜３.０μ
ｍの１０点平均表面粗さ(Rz)を有し、且つ、１６０℃で
１×１０^３〜１×１０^６Ｐａの貯蔵弾性率を有する熱可
塑性樹脂を含むことを特徴とする画像記録シートを提供
する。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら本
発明を詳細に説明する。図１は、本発明の画像記録シー
トの好適な一実施形態を示す側断面図である。第１の好
ましい実施形態では、本発明の画像記録シートは、基材
１および画像受容層２からなる（光沢層３は含まれな
い）。通常、この基材１は紙基材であり、また好適に
は、少なくとも画像受容層が形成される面は、１０点平
均表面粗さ(Rz)で０.１〜３.０μｍの表面粗さとなるよ
うに、平滑に処理されている。これにより、後述する画
像受容層を平滑に設けることができるようになる。

【０００７】このような紙基材には、コート紙、アート
紙若しくは合成紙等の塗工紙や非塗工紙等が含まれる。
紙基材の坪量（basis weight）は６０〜２３０g/m²の範
囲にあることが好ましい。坪量が６０g/m²より小さい
と、紙基材自体の腰が弱くなり、搬送性が悪くなる。逆
に、坪量が２３０g/m²を越えると、トナーを十分溶融す
るのに必要な熱量が不足し、光沢が低くなる。画像受容
層は、１０点平均表面粗さ(Rz)で０.１〜３.０μｍの表
面粗さを有し、光沢になっており、また、上記の紙基材
の少なくとも片面に密着して支持されている。なお、こ
の画像受容層は基材の両面に設けてもよい（図示せ
ず）。

【０００８】本発明によれば、画像受容層はトナー像の
加熱定着により、文字、印字、線図又は写真等を含む画
像を記録するためのものである。通常、画像受容層は熱
可塑性樹脂を含んでいる。本発明で用いる熱可塑性樹脂
は、１６０℃で１×１０^３〜１×１０^６Ｐａの貯蔵弾性
率を有しており、上記温度付近の加熱定着工程では、表
面平滑性が急激に低下することはない。したがって、加
熱定着工程でも画像受容層は平滑のままで、光沢のある
画像を提供することができる。熱可塑性樹脂が１６０℃
で約１×１０^３Ｐａより低い貯蔵弾性率を有している場
合、その画像記録シートは、加熱定着工程において、ホ
ットオフセットによりトナー画像の分断を起こして画像
の欠落を引き起こし、汚染の原因となる傾向がある。ま
た、逆に、熱可塑性樹脂が１６０℃で約１×１０^６Ｐａ
より高い貯蔵弾性率を有している場合は、その画像記録
シートはトナー画像を画像受容層と十分に密着させるこ
とができずにトナー画像の表面に凹凸を残す傾向があ
る。このような凹凸は画質低下の原因となる。

【０００９】上記の熱可塑性樹脂は上記貯蔵弾性率を有
する限り特に限定されないが、好適にはアクリル樹脂、
スチレン樹脂、スチレン−アクリル樹脂、エポキシ樹
脂、スチレン−ブタジエン樹脂、ポリウレタン樹脂又は
ポリエステル樹脂が使用できる。これらの樹脂は、透明
性が高く、画像の色再現性を維持することができる。ま
た、これらの樹脂は、スチレン樹脂、スチレン−アクリ
ル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテルポリオール系
樹脂又はそれらの組合せを使用しているトナーとの相溶
性が高く、その結果、画像受容層が比較的薄くなって
も、ほとんど全てのトナーを収容・保持することができ
るようになる。さらに、画像受容層の薄膜化により、ホ
ットオフセットも十分効果的に回避することができる。
したがって、本発明の画像記録シートは画像の欠落及び
それに伴う汚染を効果的に低減することができる。

【００１０】画像受容透明層は、さらに相溶化剤を含ん
でいてもよい。相溶化剤は特に限定されないが、8.0〜1
0.0の溶解度パラメータ（SP値）を有することが好まし
い。このような溶解度パラメータを有する相溶化剤を用
いると、トナーが通常の加熱定着工程において溶融し易
くなり、熱可塑性樹脂と相溶して画像を平滑にし、光の
散乱が防止されることができるからである。また、周囲
の他のトナーともさらに相溶し易くなって、その結果、
カラートナーの場合は特に、混色を効果的に促進するこ
ともできる。特に、トナーがスチレン樹脂、スチレン−
アクリル樹脂、ポリエステル樹脂又は及びその組合せを
含んでいて、主に印字からなる画像（印字画像）を低い
光沢をもって記録できるように設計されている場合であ
っても、その画像の光沢が向上すると同時に、その色相
や色再現性等も向上する。さらに、低い光沢をもった画
像を記録できるように定着器が設計されている場合であ
っても同様である。したがって、本発明の画像記録シー
トは、線図や写真を含むカラー画像であっても、トナー
や定着器を特別に設計することなく、高い光沢、色相及
び色再現性等をもって形成することができる。なお、本
明細書において、上記の溶解度パラメータはP. A. Smal
l, J, Appl.Chem., 3, 71(1953)に開示された方法によ
って算出される。

【００１１】また、画像受容層は帯電防止剤を含有する
ことができる。帯電防止剤は、画像受容層の表面抵抗値
を制御してトナーの転写効率を高め、トナー画像の画質
やその他の特性を向上させることができる。好ましい帯
電防止剤は、ノニオン性帯電防止剤、カチオン性帯電防
止剤、アニオン性帯電防止剤、フッ素系帯電防止剤や、
これら帯電防止剤と、硝酸リチウム、硝酸ナトリウム、
塩化ナトリウム等の塩との複合系、又は導電性ポリマー
である。

【００１２】本発明の好ましい実施形態では、本発明の
画像記録シートは、基材１と画像受容層２との間に配置
された光沢層３を有する。本発明によれば、この光沢層
は、画像受容層の熱可塑性樹脂よりも絶対値で少なくと
も０.００２高い屈折率を有しており、その結果、本実
施形態の画像記録シートにおいては、光が画像及び画像
受容層を透過したとしても、画像受容層２と光沢層３と
の界面で効果的に反射されて、上記第１実施形態と同
様、画像の光沢を向上させると同時にその色相や色再現
性等も向上させる。

【００１３】このような光沢層は、例えばアクリル樹
脂、スチレン樹脂、スチレン−アクリル樹脂、エポキシ
樹脂、スチレン−ブタジエン樹脂、ポリウレタン樹脂又
はポリエステル樹脂を含む透明な光学材料からなる。特
にスチレン−アクリル樹脂、ポリエステル樹脂が、基材
及び画像受容層との高い密着性の観点から、望ましい。

【００１４】上記の画像記録シートは、例えば以下に述
べるような周知・慣用の方法によって製造することがで
きる。まず、水又はメチルエチルケトン(MEK)を含む揮
発性の溶媒に、上述した熱可塑性樹脂と必要に応じて相
溶化剤とを溶解・分散させて上塗り剤を調製した後、基
材上に所定量塗布する。それから、上塗り剤は基材と共
に加熱・乾燥して上記溶媒を除去して、所望の乾燥塗布
量をもった画像受容層を形成する。乾燥塗布量は、好ま
しくは０．５〜１５g/m²である。乾燥塗布量が約０.５g
/m ²を下回ると、トナー画像を平滑にできない傾向があ
る。また、乾燥塗布量が約１５g/m²を上回ると、画像受
容層のホットオフセットを招くおそれがある。

【００１５】また、前記の画像受容透明層を設ける前に
必要に応じて、水又はメチルエチルケトン(MEK)を含む
揮発性の溶媒に、上述した熱可塑性樹脂を含む光学材料
を溶解・分散させて下塗り剤を調製し、基材上に塗布し
て基材と共に加熱・乾燥することにより、上述したよう
な光沢下塗り層を設けてもよい。光沢層の乾燥塗布量
は、好ましくは０.１〜５g/m²である。乾燥塗布量が約
０.１g/m²を下回ると、均一なコーティングが困難とな
って光沢層の厚さが不均一になる傾向がある。また、乾
燥塗布量が約５g/m²を上回ると、ホットオフセットを招
きやすい。

【００１６】以上、本発明の画像記録シートを好適な実
施形態にしたがって説明したが、本発明はこれらに限定
されない。また、本発明の目的と効果を逸脱しない限
り、画像受容層には上記以外の成分が含まれてもよい。
例えば、画像記録シートの白色度を調整するために、炭
酸カルシウム、クレイ又は硫酸カルシウム等のような無
機顔料又はアクリル系又はスチレン−アクリル系の有機
顔料からなる填料(loading filler)を画像受容層に添加
してもよい。また、画像受容層にパラフィンワックス、
マイクロクリスタリンワックス又はカルナバワックス等
のワックスを含ませてもよい。このようなワックスは、
加熱定着工程で画像受容層から浮き出してくるトナー
を、定着器（具体的には定着ローラ）から効果的に剥離
して、ホットオフセットを防止することができる。ま
た、特に、ワックスがトナー画像の表面に付着したとき
は、トナー画像の光沢をさらに高めることができる。

【００１７】

【実施例】つぎに、実施例にしたがって本発明を説明す
る。ただし、本発明はこれに限定されないことは当業者
なら容易に理解できよう。実施例１本例では、まず、表１に示した各成分を配合して上塗り
剤組成物を調製した。

【００１８】

【表１】

【００１９】つぎに、この上塗り剤組成物を、1.456μ
ｍの１０点平均表面粗さ(Rz)を有する紙基材（ヒューレ
ット・パッカード、ソフト光沢紙、C4179B）の一面に、
マイヤーバーを用い所定量塗布した。その後、上塗り剤
組成物を、紙基材と共に１００℃に加熱して３分間乾燥
し、溶媒を除去して、乾燥塗布量が４.０g/m²である画
像受容透明層にし、画像記録シートを作製した。このと
き、画像受容層は紙基材に密着・保持されていた。ま
た、この画像受容層の表面粗さを、表面粗さ計（（株）
小坂研究所、サ−フコーダーSE-30K）を用いて測定した
ところ、Rz 1.232μｍの表面粗さを有していることが分
かった。

【００２０】つぎに、この画像記録シートに、レーザー
プリンタ（キャノン、カラーレーザーショットLBP-204
0）を用いて画像を印刷し、画像受容透明層上にフルカ
ラーのトナー画像を形成した後、その画像の光沢度及び
彩度（ａ*，ｂ*）を測定して画像の質を評価をした。光
沢度は日本電色工業製の光沢計を用いて測定した。その
際、測定角は７５°とした。また、彩度は測色色差計
（日本電色工業、SZ-Σ80）を用いて測定した。結果を
表２に示す。

【００２１】比較例１本比較例では、実施例１で用いた紙基材自体を画像記録
シートとして使用した以外は、実施例１と同様に画像を
形成して、評価した。結果を表２に示す。

【００２２】

【表２】

【００２３】表２の結果によれば、実施例１の画像記録
シートでは彩度が増加していることが分かる。したがっ
て、本発明の画像記録シートは色再現性に優れ、高品位
のトナー画像を得ることができることが明らかとなっ
た。

【００２４】実施例２本例では、表３に示される配合により調製した上塗り剤
組成物を調製・使用した以外は、実施例１と同様に画像
記録シートを作製し、彩度の測定を除き実施例１と同様
に評価した。

【００２５】

【表３】この場合、画像受容透明層は紙基材に密着・保持されて
おり、また、画像受容透明層は1.512μｍの表面粗さRz
を有していた。

【００２６】実施例３本例では、表４に示される配合により調製した上塗り剤
組成物と、紙基材として富士ゼロックス社製プリント用
紙（Ｊコート紙、Rz: 1.218μｍ）を使用した以外は、
実施例１と同様に画像記録シートを作製し、彩度の測定
を除き実施例１と同様に評価した。

【００２７】

【表４】この場合、画像受容透明層は紙基材に密着・保持されて
おり、また、画像受容透明層は0.959μｍの表面粗さRz
を有していた。

【００２８】比較例２本例では、紙基材として、富士ゼロックス社製コピー用
紙に替えて、キャノン社製コピー用紙（カラーレーザー
コピア用紙、Rz: 4.354μｍ）を使用した以外は、実施
例３と同様に画像記録シートを作製し、且つ評価した。
この場合、画像受容透明層は紙基材に密着・保持されて
おり、また、画像受容透明層は4.921μｍの表面粗さRz
を有していた。

【００２９】比較例３表５に示される配合により調製した上塗り剤組成物を使
用して、乾燥塗布量が２.５g/m²である画像受容透明層
を形成した以外は、実施例１と同様に、画像記録シート
を作製した。このとき、画像受容層の表面粗さRzは1.21
8μｍであった。しかし、本比較例の画像記録シートで
は、フルカラー画像の形成時にホットオフセットが生
じ、画像の評価はできなかった。

【００３０】

【表５】

【００３１】実施例４本例では、まず、表６に示される各成分を配合して下塗
り剤組成物を調製した。つぎに、この下塗り剤組成物
を、0.228μｍの１０点平均表面粗さ(Rz)を有する紙基
材（王子製紙製ミラーコート、坪量１５７．０g/m²）の
一面に、マイヤーバを用い所定量塗布した。その後、下
塗り剤組成物を紙基材と共に１００℃に加熱して３分間
乾燥し、溶媒を除去して、乾燥塗布量が０.９g/m²であ
る光沢層を形成した。光沢層の屈折率は1.4952であっ
た。

【００３２】

【表６】

【００３３】次に、表７に示される各成分を配合して上
塗り剤組成物を調製した後、先にＫ形成した光沢層上
に、マイヤーバを用い所定量塗布した。それから、上塗
り剤組成物を、紙基材及び光沢層と共に１００℃に加熱
して３分間乾燥し、溶媒を除去して、乾燥塗布量が4.0g
/m²である画像受容透明層を形成し、画像記録シートを
得た。画像受容層の屈折率は、1.4879であった。

【００３４】

【表７】

【００３５】この場合、画像受容透明層および光沢層
は、紙基材上に相互に密着して保持されていた。また、
この画像受容透明層の表面粗さRzは、実施例１で用いた
のと同じ表面粗さ計を用いて測定したところ、0.231μ
ｍであることが分かったさらに、この画像記録シートの
画像受容透明層上には、実施例１と同様にフルカラーの
トナー画像を形成し、その光沢度を、実施例１と同様に
して測定して、評価した。表８に、実施例１〜４および
比較例１〜２で製造した記画像記録シートの光沢度をそ
れぞれ示す。表８の結果によれば、実施例１〜４の画像
記録シートはいずれも、比較例１及び比較例２に比べ
て、高い光沢度を有していることが分かる。したがっ
て、本発明の画像記録シートは、高品位のトナー画像を
得ることができることが明らかとなった。

【００３６】

【表８】

【００３７】実施例５本例では、0.784μｍの１０点平均表面粗さRzを有する
紙基材（三菱製紙製パールコート、坪量１２７．９g/
m²）と、表９及び表１０に示される配合によりそれぞれ
調製した光沢層組成物及び画像受容層組成物とを使用す
る以外は、実施例４と同様に、画像記録シートを作製
し、且つ評価をした。この場合、画像受容透明層および
光沢層は、紙基材に相互に密着して保持されており、ま
た、画像受容透明層は0.835μｍの表面粗さRzを有して
いた。画像受容層の屈折率は、1.5044であった。

【００３８】

【表９】

【００３９】

【表１０】

【００４０】比較例３本比較例では、光沢層を設けない以外は、実施例５と同
様に画像記録シートを作製し、且つ評価した。この場
合、画像受容透明層は紙基材に密着・保持されており、
また、画像受容透明層は0.770μｍの表面粗さRzを有し
ていた。表１１に、実施例５および比較例３で製造した
画像記録シートの光沢度をそれぞれ示す。

【００４１】

【表１１】

【００４２】表１１の結果によれば、実施例５の画像記
録シートは、比較例３の画像記録シートに比べて、高い
光沢度を有していることが分かる。したがって、本発明
の画像記録シートは、光沢層を設けることにより、さら
に高品位のトナー画像を得ることができることが明らか
となった。

【００４３】

【発明の効果】本発明の画像記録シートによれば、画像
受容層に高い濃度でトナーを配置しても、ホットオフセ
ットを招くことなく、そのカラー画像の光沢を高めるこ
とができる。さらに、紙基材と画像受容層との間に光沢
層を設けることにより、トナー画像の品位を増すことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像記録シートの好適な一実施形態
を示す側断面図である。

【符号の説明】

１…基材、２…画像受容層、３…光沢層。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】紙基材と前記紙基材の少なくとも片面に
設置された画像受容層とを備える画像記録シートであっ
て、前記画像受容層が０.１〜３.０μｍの１０点平均表面粗
さ(Rz)を有し、且つ、１６０℃で１×１０^３〜１×１０
^６Ｐａの貯蔵弾性率を有する熱可塑性樹脂を含むことを
特徴とする画像記録シート。
【請求項２】前記画像受容層が透明であり、且つ、前
記紙基材と前記画像受容層との間には、光沢層が配置さ
れていることを特徴とする請求項１に記載の画像記録シ
ート。
【請求項３】前記光沢層が、前記画像受容透明層の熱
可塑性樹脂よりも絶対値で０.００２以上大きい屈折率
を有することを特徴とする請求項２に記載の画像記録シ
ート。
【請求項４】前記画像受容層は、８.０〜１０.０の溶
解度パラメータをもった相溶化剤を含んでいることを特
徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像記録
シート。