JP2005321703A - 電子写真用転写用紙および画像形成方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】少なくともパルプ繊維を含む基材と、該基材上に、顔料および接着剤を主成分とし、片面あたりの固定分量が5g/m2以上15g/m2以下である塗被層とを有し、JIS P−8124に基づき測定される坪量が40g/m2以上85g/m2以下の電子写真用転写用紙において、斜め45度の曲げこわさが0.50mN・m以上であることを特徴とする電子写真用転写用紙。
【選択図】 なし
Description
その中でも、特にオンデマンド性を要求されるカタログあるいは小冊子の本文用紙、チラシ、リーフレットには、軽くて嵩張らず、且つ、高白紙光沢を有する塗被紙を使用したいという要求が高まってきている。
そのため、レジ合わせと高生産性とを両立するために、用紙を走行させながら斜行ロールで用紙を給紙方向に平行に設置されたガイドに押し当てて、用紙横方向のレジ(以下、「サイドレジ」と称する)を合わせる方式(斜行ロール方式)が高速出力の機械では採用されている。
アライナー部は、給紙方向に対して並行に設置された直線状のガイド101と、給紙方向に沿って、給紙源側から順にセンサ103と、3つの斜行ロール102が順に配置された構成を有しており、斜行ロール102上を用紙100は、図中の白抜き矢印で示される方向に搬送される。
例えば、フルカラー複写機あるいはプリンターでの塗被紙の走行性を改善する方法としては、高湿度下での重送およびミスフィードの発生を抑制するために、高湿環境下に放置された時の用紙の膨潤量を一定の値に制御する方法が提案されている(特許文献1参照)。
このため、本発明者らは、特許文献1〜3に開示された技術を利用した用紙により上述した走行トラブルの解決を試みたが、十分な効果を得ることができなかった。
第2に、従来の走行トラブルを防止・改善する技術は、強度や腰の弱い軽量の塗被紙に焦点を当てて成されたものでないため、単純に従来の技術を利用しても上述した走行トラブルを解決することは困難であると考えられる。
<1>
少なくともパルプ繊維を含む基材と、該基材上に、顔料および接着剤を主成分とし、片面あたりの固定分量が5g/m2以上15g/m2以下である塗被層とを有し、JIS P−8124に基づき測定される坪量が40g/m2以上85g/m2以下の電子写真用転写用紙において、
斜め45度の曲げこわさが0.50mN・m以上であることを特徴とする電子写真用転写用紙である。
超音波伝播速度測定器に基づき測定される繊維配向比が1.0以上1.3以下であることを特徴とする<1>に記載の電子写真用転写用紙である。
前記パルプ繊維のパルプろ水度が400ml以上であることを特徴とする<1>または<2>に記載の電子写真用転写用紙である。
JIS P−8142に基づき測定される白紙光沢度が30%以上であることを特徴とする<1>〜<3>のいずれか1つに記載の電子写真用転写用紙である。
潜像担持体上に潜像を形成する潜像形成工程と、前記潜像を電子写真用現像剤を用いて現像しトナー像を得る現像工程と、前記トナー像を被転写体に転写する転写工程と、前記被転写体上のトナー像を加熱圧着する定着工程とを含む画像形成方法において、
前記被転写体が、<1>〜<4>のいずれか1つに記載の電子写真用転写紙であることを特徴とする画像形成方法である。
前記被転写体を、給紙方向に搬送する被転写体搬送工程を含み、
前記被転写体搬送工程が、前記被転写体のいずれか1辺を、斜行ロールにより、前記給紙方向と平行に設置されたガイドに押し当てて、サイドレジを合わせるプロセスを含むことを特徴とする<5>に記載の画像形成方法である。
用紙がループ形状を形成した場合には、用紙の先端部の表面がガイドと接触するため、用紙の搬送速度が低下し、一定時間内に転写あるいは定着部に達することができずに走行トラブルが発生する。また、用紙に座屈が発生すると、発生箇所で紙詰まりとなることを認めた。
その結果、サイドレジ合わせの際に発生する走行トラブルは、用紙の目の方向に関係なく発生することが確認され、従来の如く用紙の抄紙機における用紙の進行方向と平行であるMD曲げこわさあるいは直角方向であるCD曲げこわさの制御では、サイドレジ合わせの際に発生する走行トラブルを回避できないことがわかった。なお、「MD」とは抄紙機の流れ方向を意味し、「CD」とは、用紙平面において抄紙機の流れ方向と垂直に交差する方向を意味する。
図2は、斜め45度の曲げこわさを説明する模式図であり、図中、200が用紙の辺(任意に選択されたいずれか1辺)、201が辺200と並行で、辺200と、辺200と並行なもう一方の辺との中間に位置する中心線、202が中心線201から時計方向に45度の角度を成す第1の直線、203が中心線201から反時計方向に45度の角度を成す第2の直線を表す。
ここで、「斜め45度の曲げこわさ」は、第1の直線202方向の曲げこわさと、第2の直線203方向の曲げこわさとの和を2で割った値である。
繊維配向比が1.00未満になるとCD方向により多くの繊維が配向するため、斜め45度の曲げこわさは低下する。また、1.30より大きくなると、MD方向により多くの繊維が配向するため、斜め45度の曲げこわさはやはり低下する。繊維配向比は、より好ましくは1.05以上1.25以下、さらに好ましくは1.05以上1.20以下に調整し、より斜め方向に配向する繊維量を増やすことで、斜め45度の曲げこわさの向上を図ることができる。
なお、好ましくは、5g/m2以上12g/m2以下、さらに好ましくは、5g/m2以上10g/m2以下の範囲で塗被層が設けられることが望ましい。また、両面に塗被層を設けることが好ましい。
電子写真用転写用紙の坪量は、より好ましくは45g/m2〜80g/m2であり、50g/m2〜75g/m2がさらに好ましい。
このため、使用パルプのろ水度を400ml以上の叩解度合いの低いパルプ繊維を使用することで、用紙内の繊維の絡み合いが少なくなり、水分変化時の繊維の膨潤・収縮が用紙全体に広がらないために定着後のカールは低く抑えることが可能となる。ろ水度420mlのパルプの使用がより好ましく、ろ水度450ml以上のパルプの使用がさらに好ましい。
さらに、近年の環境問題を考えると、上質系および中質系の古紙パルプを添加することが望ましく、その配合量は用途に応じて決定されるが、全パルプ繊維中10%以上、好ましくは30%以上、さらに好ましくは50%以上である。
また、この他にも、染料、pH調整剤等、通常の塗被紙用基紙に配合される各種助剤が適宜使用される。
合成接着剤としては、スチレン・ブタジエン系、スチレン・アクリル系、エチレン・酢酸ビニル系、ブタジエン・メチルメタクリレート系、酢酸ビニル・ブチルアクリレート系等の各種共重合及びポリビニルアルコール、無水マレイン酸共重合体、アクリル酸・メチルメタクリレート系共重合体等が挙げられる。これらの合成接着剤の中で目的に応じて、1種類以上を使用することができる。これらの接着剤は顔料100重量%当たり5〜50重量%、より好ましくは10〜30重量%程度の範囲で使用されることが好ましい。
また、天然系接着剤として、酸化デンプン、エステル化デンプン、酵素変性デンプンやそれらをフラッシュドライして得られる冷水可溶性デンプン、カゼイン、大豆たんぱく等の一般に知られた接着剤が挙げられる。これらの接着剤も顔料100重量%当たり0.1〜50重量%、より好ましくは2〜30重量%程度の範囲で使用される。
また必要に応じて、分散剤、増粘剤、保水剤、消泡剤、耐水化剤等、通常の塗被紙用顔料に配合される各種助剤が適宜使用される。
この場合、包装を破って開封した直後の塗被紙の水分率が、好ましくは3〜6.5%、より好ましくは、4.5〜5.5%になるように抄紙機、コータのドライヤーおよびカレンダー工程等で調整されていることが好ましい。
本発明の画像形成方法は、本発明の電子写真用転写紙を用いることを特徴とする。本発明の画像形成方法のプロセスとしては、公知の画像形成工程、例えば、潜像担持体上に潜像を形成する潜像形成工程、前記潜像を電子写真用現像剤を用いて現像しトナー像を得る現像工程、現像されたトナー像を被転写体上に転写する転写工程、及び、被転写体上のトナー像を加熱圧着により定着する定着工程などを少なくとも含むものであることが好ましく、必要に応じて他の公知の工程を有していてもよい。例えば、潜像担持体上に形成されたトナー像を、各色のトナー像毎にベルト等の中間転写体上に重ね合わせてカラートナー像を形成し、このカラートナー像を被転写体上に一括転写し加熱溶融して定着する方法等を採用することができる。
なお、本発明の塗被紙は、軽量であるにも係わらず用紙の斜め45度の曲げこわさが十分に大きいため、サイドレジ合わせを行うプロセス以外の用紙の搬送・移動プロセスで発生する走行トラブルを抑制することもできる。
中間転写体15は、支軸ローラ18a、18b、18cとで張架されている。支軸ローラ18aは、中間転写体15を介して、感光体11と圧接し、一次転写部を構成している。支軸ローラ18cは、中間転写体15を介して、転写用ローラ19と圧接し、2次転写部を構成している。
このため、画像形成に際して、被転写体20として本発明の塗被紙を用いれば、走行トラブルを起こすことなく、サイドレジ合わせを行うことができる。
なお、感光体11上のトナー像を被転写体20に転写した後、感光体11上に残存したトナー像はクリーナー16よって除去され、感光体11上に残存した残留電荷は光除電器17によって除電され、次の画像形成に備える。
加熱ローラ1は、加熱源3、基材(コア)4、弾性層5、および、定着部材表面層6から構成され、基材4の内側に加熱源3が配置され、基材4の外周側に単層又は積層構成の弾性層5、定着部材表面層6が順次積層された構成を有してなる。
トナー像7が形成された被転写体20が加圧ベルト2と加熱ローラ1との間を通過する際に、加熱、加圧されて画像の定着が行われる。
定着部材が弾性層5を有すると、被転写体20上のトナー像7の凹凸に追従して前記定着部材が変形し、定着後における画像表面の平滑性を向上させることができる点で有利である。
なお、弾性層の厚みが3mmを超えて厚すぎると、定着部材の熱容量が大きくなり、定着部材を所望の温度まで加熱するのに長い時間を要する上、消費エネルギーも増大してしまう点で好ましくない。また、弾性層の厚みが0.1mm未満で薄すぎると、定着部材の変形がトナー画像の凹凸に追従できなくなり、溶融ムラが発生し、また、剥離に有効な弾性層の歪みが得られない点で好ましくない。
なお、金属製コア4としては、アルミニウムやステンレス等以外にも熱伝導率の高く、変形に対する強度が強く、熱伝導性の良い材質である金属からなるものを使用することができ、定着部材表面層6としては、耐熱性の高い弾性体であれば他の材料を使用することができる。
また、上記パッド部材12の表面は、シート状部材としてのパッドシートによって全周が被覆されている。さらに、上記パッド部材12は、配置された図示しない圧縮コイルスプリングによって、加熱ローラ1に向けて例えば50kgfの押圧力で圧接されている。
トナーの樹脂成分としては、一般に、ポリエステル樹脂あるいはスチレン−n−ブチルアクリレート樹脂が主に用いられる。
また、トナーは、下記式(1)で表されるトナーの形状係数(SF1)が100〜140の範囲にあるものが好ましい。
(式中、MLはトナーの最大長さを表し、Aはトナーの投影面積を表す。)
静電荷像現像剤は、トナーを、単独で用いると一成分系の静電荷像現像剤として調製され、また、キャリアと組み合わせて用いると二成分系の静電荷像現像剤として調製される。
前記静電荷像現像剤における、トナーと、キャリアとの混合比としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
広葉樹晒クラフトパルプ(LBKP)80重量部と針葉樹晒クラフトパルプ(NBKP)10重量部と有機合成繊維(一般名:パラ型アラミド繊維、商品名:テクノーラ、帝人株式会社製)10重量部とを含むパルプスラリーをナイヤガラビータ(熊谷理機工業社製)で叩解して得られたろ水度430mlのパルプスラリーに、パルプ繊維固形分100重量部に対し、軽質炭酸カルシウム(タマパール TP−121、奥多摩工業(株)製)8重量部、硫酸アルミニウム0.5重量部、カチオン化デンプン(商品名:MS4600 日本食品化学工業(株)製)0.5重量部、アルケニル無水コハク酸(ファイブラン81、王子ナショナル(株)製)0.09重量部および架橋剤(一般名:カルボジイミド系架橋剤、カルボジライトV−04)0.8重量部を添加し、これらの混合物を白水で希釈し、固形分濃度0.3重量%のパルプスラリーを調製した。
次いで、この湿紙に、酸化デンプン(エースB、王子コーンスターチ(株)製)を、塗布量が、乾燥重量で2.5g/m2になるように、サイズプレス装置で塗布し、乾燥後、マシンカレンダーにより王研式平滑度が30秒になるように平滑化処理を施し、坪量が52g/m2の基材を得た。
続いて、この塗被組成物を基材の両面に、片面当り乾燥重量で6g/m2となるようにブレードコータにより塗被し、乾燥後、ロール温度50℃のスーパーカレンダーで白紙光沢が53%になるように平滑化処理を行い、坪量64g/m2の電子写真用転写紙を得た。得られた電子写真用転写紙の繊維配向比は、1.11であった。
広葉樹晒クラフトパルプ(LBKP)100重量部のパルプスラリーをナイヤガラビータ(熊谷理機工業社製)で叩解して得られたろ水度400mlのパルプスラリーに、パルプ繊維固形分100重量部に対し、軽質炭酸カルシウム(タマパール TP−121、奥多摩工業(株)製)8重量部、硫酸アルミニウム0.5重量部、カチオン化デンプン(商品名:MS4600 日本食品化学工業(株)製)0.5重量部、アルケニル無水コハク酸(ファイブラン81、王子ナショナル(株)製)0.09重量部およびエマルジョン型架橋剤(一般名:カルボジイミド系架橋剤、カルボジライトE−01)1.8重量部を添加し、これらの混合物を白水で希釈し、固形分濃度0.3重量%のパルプスラリーを調製した。
次いで、この湿紙に、酸化デンプン(エースB、王子コーンスターチ(株)製)を、塗布量が、乾燥重量で2.5g/m2になるように、サイズプレス装置で塗布し、乾燥後、マシンカレンダーにより王研式平滑度が30秒になるように平滑化処理を施し、坪量が44g/m2の基材を得た。
広葉樹晒クラフトパルプ(LBKP)100重量部のパルプスラリーをナイヤガラビータ(熊谷理機工業社製)で叩解して得られたろ水度450mlのパルプスラリーに、パルプ繊維固形分100重量部に対し、軽質炭酸カルシウム(タマパール TP−121、奥多摩工業(株)製)8重量部、硫酸アルミニウム0.5重量部、カチオン化デンプン(商品名:MS4600 日本食品化学工業(株)製)0.5重量部、アルケニル無水コハク酸(ファイブラン81、王子ナショナル(株)製)0.09重量部を添加し、これらの混合物を白水で希釈し、固形分濃度0.3重量%のパルプスラリーを調製した。
広葉樹晒クラフトパルプ(LBKP)92重量部と有機合成繊維(一般名:ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、商品名:ザイロンHM、東洋紡績株式会社)8重量部のパルプスラリーをナイヤガラビータ(熊谷理機工業社製)で叩解して得られたろ水度470mlのパルプスラリーに、パルプ繊維固形分100重量部に対し、軽質炭酸カルシウム(タマパール TP−121、奥多摩工業(株)製)8重量部、硫酸アルミニウム0.5重量部、カチオン化デンプン(商品名:MS4600 日本食品化学工業(株)製)0.5重量部、アルケニル無水コハク酸(ファイブラン81、王子ナショナル(株)製)0.09重量部を添加し、これらの混合物を白水で希釈し、固形分濃度0.3重量%のパルプスラリーを調製した。
LBKP100重量部のパルプスラリーをナイヤガラビータ(熊谷理機工業社製)で叩解して得られたろ水度350mlのパルプスラリーに、パルプ繊維固形分100重量部に対し、軽質炭酸カルシウム(タマパール TP−121、奥多摩工業(株)製)8重量部、硫酸アルミニウム0.5重量部、カチオン化デンプン(商品名:MS4600 日本食品化学工業(株)製)0.5重量部、アルケニル無水コハク酸(ファイブラン81、王子ナショナル(株)製)0.09重量部を添加し、これらの混合物を白水で希釈し、固形分濃度0.3%のパルプスラリーを調製した。
塗被・乾燥後のロール温度50℃のスーパーカレンダーで白紙光沢が15%になるように平滑化処理する以外は、比較例1と同様の方法で、坪量64g/m2の電子写真用転写紙を得た。得られた電子写真用転写紙の繊維配向比は、1.39であった。
パルプろ水度を450mlとする以外は、比較例1と同様の方法で、白紙光沢が49%、坪量64g/m2の電子写真用転写紙を得た。得られた電子写真用転写紙の繊維配向比は、1.28であった。
基材の坪量を63g/m2とする以外は、比較例1と同様の方法で、白紙光沢が54%、坪量85g/m2の電子写真用転写紙を得た。得られた電子写真用転写紙の繊維配向比は、1.46であった。
市販の印刷用コート紙であるOKトップコートN坪量84.9g/m2(王子製紙(株)製)を用いた。
市販の印刷用コート紙であるOKトップコートN坪量73.3g/m2(王子製紙(株)製)を用いた。
市販の印刷用コート紙であるOKトップコートN坪量64g/m2(王子製紙(株)製)を用いた。
なお、表1中に示す各種項目の測定・評価方法および評価基準は以下の通りである。
(1)坪量
JIS P−8124の方法により測定した。
JIS P−8142に従い入射角度75度で測定した。
用紙斜め45度の曲げこわさは、標準状態(23℃50%RH)で24時間以上調湿した用紙シートから斜め45度の角度に切り出した幅38mm、長さ100mmの試験片について熊谷理機工業株式会社製曲げこわさ試験機(型番2048−BF)を用いて、ISO 2493に準じて、曲げ角度を15°、試料台のスパンを10mmとしたときの測定値を求めた。
本発明において、「超音波伝播速度測定器に基づき測定される繊維配向比」とは、下式(2)で示される値を意味する。
・式(2) 超音波伝播速度測定器に基づき測定される繊維配向比=マシン方向(MD)の超音波伝播速度/クロス方向(CD)の超音波伝播速度
測定は、厚さ10mmの気泡入りゴム板301上に、試料302を載置し、試料302の表面に、150mmの間隔を開けて、互いに接続されている送波振動子303の先端と受波振動子304の先端とを接触させる。
次に、超音波パルスの縦波を送波部305から送波振動子303へと送り出し、受波振動子304を介して受波部306で受けて、送波振動子303から試料302を通過させて受波振動子304で受けるまでの時間を測定し、演算素子307により伝播速度に変換して表示素子308で結果を表示する。なお、測定に際しては、試料302のMD,CD両方向の伝播速度を測定し、伝播速度比を求める。
JIS P−8121のカナダ標準ろ水度試験方法により測定した。
JIS P−8118の方法により測定した。
塗被紙の走行テストは、富士ゼロックス製の乾式間接電子写真方式のデジタルカラー複写機Color DocuTech60を用いて実施した。このカラー複写機は、給紙トレイから、トナー像を用紙に転写する転写部までの用紙搬送経路に、図1に示すようなサイドレジ合わせを行うためのアライナー部を備えている。
走行テストに際しては、塗被紙のサイズをA4サイズ(210×297mm)縦目用紙とし、長辺を先端として走行させた。また、各実施例および比較例で得られた塗被紙についてそれぞれ100枚ずつ走行させ、サイドレジ合わせ時の走行トラブル枚数を確認した。
富士ゼロックス製の乾式間接電子写真方式のデジタルカラー複写機Color DocuTech60でISO/JIS−SCIDサンプル(日本規格協会発行)の画像識別番号N3(画像名称 果物かご)を出力し、23℃50%RH環境下に10分間放置した際の、カールについて、下記の評価基準で評価した。
なお、画像の形成に使用したトナーは、スチレン−n-ブチルアクリレート樹脂を結着樹脂として用いたもので、樹脂粒子を分散した樹脂粒子分散液と着色剤を分散した着色剤分散液とを混合し、樹脂粒子及び着色剤をトナー粒径に凝集させ、得られた凝集体を樹脂のガラス転移点以上の温度に加熱、融合させる方法を利用して作製した。このトナーの体積平均粒子径は5.5μm、形状係数SF1は132、GSDvは1.22であった。画像の形成に際しては、このトナーを樹脂被覆キャリアと組み合わせて2成分系現像剤として使用して画像を形成した。
◎:ほとんどカールしない
○:少しカールするが許容できる
△:かなりカールし、許容できない
×:カールが大きく場合によっては、円筒となる。
富士ゼロックス製の乾式間接電子写真方式のデジタルカラー複写機ColorISO/JIS−SCIDサンプル(日本規格協会発行)の画像識別番号N1(画像名称 ポートレート)を出力し、画像コントラストについて、下記の評価基準で評価した。
◎:画像部光沢と白紙光沢の差がなく優れている。
○:画像部光沢と白紙光沢の差がほとんどなく良好である。
△:画像部光沢と白紙光沢の差がわずかに劣っている。
×:画像部光沢と白紙光沢の差が大きく、著しく劣っている。
表1からも明らかなように、本発明の電子写真用転写紙は、電子写真方式の複写機およびプリンターでのサイドレジ合わせトラブルが発生せず、走行性において優れた信頼性を有し、且つ、画質が良好で、定着後カールも小さく、その製品価値は極めて大なるものがあることがわかった。
2 加圧ベルト
3 加熱源
4 基材(コア)
5 弾性層
6 定着部材表面層
7 トナー像
9、10、11 ロール
12 パッド部材
11 感光体(潜像担持体)
12 ローラ型帯電器
13 露光装置
14a、14b、14c、14d 現像器
14 現像装置
15 中間転写体
16 クリーナー
17 光除電器
18a、18b、18c 支軸ローラ
19 転写用ローラー
20 被転写体
100 用紙
100a サイドレジ合わせ後の用紙
100b サイドレジ合わせ前の用紙
101 ガイド(サイドガイド)
102 斜行ロール
103 センサ
200 用紙の辺
201 中心線
202 中心線201から時計方向に45度の角度を成す第1の直線
203 中心線201から反時計方向に45度の角度を成す第2の直線
Claims (4)
- 少なくともパルプ繊維を含む基材と、該基材上に、顔料および接着剤を主成分とし、片面あたりの固定分量が5g/m2以上15g/m2以下である塗被層とを有し、JIS P−8124に基づき測定される坪量が40g/m2以上85g/m2以下の電子写真用転写用紙において、
斜め45度の曲げこわさが0.50mN・m以上であることを特徴とする電子写真用転写用紙。 - 超音波伝播速度測定器に基づき測定される繊維配向比が1.0以上1.3以下であることを特徴とする請求項1に記載の電子写真用転写用紙。
- 潜像担持体上に潜像を形成する潜像形成工程と、前記潜像を電子写真用現像剤を用いて現像しトナー像を得る現像工程と、前記トナー像を被転写体に転写する転写工程と、前記被転写体上のトナー像を加熱圧着する定着工程とを含む画像形成方法において、
前記被転写体が、請求項1または2に記載の電子写真用転写紙であることを特徴とする画像形成方法。 - 前記被転写体を、給紙方向に搬送する被転写体搬送工程を含み、
前記被転写体搬送工程が、前記被転写体のいずれか1辺を、斜行ロールにより、前記給紙方向と平行に設置されたガイドに押し当てて、サイドレジを合わせるプロセスを含むことを特徴とする請求項3に記載の画像形成方法。
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