JP2001117386A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】トナー像の厚みや記録媒体の種類に関わらず安
定した転写画像を得ることが可能な画像形成装置及び記
録媒体の前処理装置を提供する。 【解決手段】コート剤３を塗布された記録紙１は、平滑
化ベルト４，ヒートローラ５，剥離ローラ６，搬送ベル
ト７，加圧ローラ８及び搬送ローラ９から構成される平
滑化手段によって塗布面が平滑化され、その後、前記平
滑化手段によって温められたままの状態で、転写ローラ
１９及び対向ローラ２０からなる転写手段に供給され、
トナー像１８が記録紙１上に転写及び定着される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トナー像を記録媒
体に加熱及び加圧によって転写して画像を形成する画像
形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子スチルカメラや、ディジタル
ビデオカメラ，ディジタルビデオディスク（ＤＶＤ）等
の普及により、静止画や動画のディジタル化が進んでお
り、それに伴って、高画質かつ低ランニングコストのフ
ルカラープリンタに対する需要が高まってきている。現
在、カラープリンタとして普及しているのは、オフィス
におけるカラーレーザビームプリンタと、パーソナルユ
ース中心のインクジェットプリンタである。

【０００３】しかしながら、これらの２種類のプリンタ
はどちらも、基本的には面積階調出力であり、近年の技
術の進歩は目覚しいものの、自然画を出力する場合に
は、昇華型熱転写プリンタや銀塩写真の画質迄には至っ
ていない。また、インクジェットプリンタは、記録速度
や出力画像の保存性に問題が残されている。そこで、現
在、自然画出力が可能な高速高画質カラープリンタとし
て、イオンフロープリンタが注目されている。

【０００４】イオンフロープリンタでは、イオン源から
発生するイオンの通過量を制御電極によって制御して静
電潜像を形成するため、ドットごとに階調表現が可能で
あり、かつ記録速度が速い。さらに、サブミクロンの微
粒子トナーを用いた静電インクによる湿式現像方式と組
み合わせることにより、高画質な自然画出力が可能とな
る。

【０００５】ところで、イオンフロープリンタは、イオ
ンによって潜像を形成するため、潜像形成面に誘電体層
が必要となる。そこで、従来は、記録媒体として表面に
誘電体層をコートした、専用の静電記録紙を用いてき
た。しかしながら、静電記録紙は誘電体コート層がある
ため、独特の風合いがある、筆記具によるメモ等の記入
が困難である、コピー用紙等の一般の紙に比べて入手し
難い等の問題がある。また、ユーザとしては、記録媒体
を限定されず、コピー用紙のような一般の紙に対しても
記録できることが望ましい。そこで、イオンフロープリ
ンタにおいて、誘電体層をコートしていない一般の紙に
記録する方法として、誘電体層を備えたドラムやベルト
上で潜像形成及び現像を行って一旦トナー像を形成し、
そのトナー像を記録紙上に転写する方法が提案されてい
る。

【０００６】トナー像を記録紙に転写する方式として
は、圧力をかけて転写する圧力転写方式や、加熱及び加
圧によってトナーを溶融して転写する熱転写方式、トナ
ー像を保持するベルトやドラムと記録紙の間に電圧をか
けて静電気力によって転写を行う静電転写方式等がある
が、イオンフロープリンタのような、自然画に近い高画
質な画像の転写を行う場合には、転写時に画像の乱れの
少ない熱転写方式の方が有効であると考えられる。

【０００７】ところで、イオンフロープリンタで採用し
ている湿式現像方式では、同一濃度の画像を得る場合の
トナー像の厚みが、乾式トナーを用いた場合の１／１０
程度となる。さらに、イオンフロープリンタでは、ドッ
トごとに階調表現を行うため、画像のハイライト部分で
は、トナー像の厚みが非常に薄くなる。一般に、トナー
像を熱転写方式で転写する場合、トナー像の厚みが厚い
部分は転写しやすく、トナー像の厚みが薄くなるほど転
写し難くなるため、湿式現像方式等のようなトナー像の
厚みの薄い場合には、高画質な転写像を得ることは極め
て困難であった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このような問題に対し
て、例えば特開平9−146336 号公報では、熱可塑性樹脂
を含有する密着層を最終被転写材上に形成することで転
写性の図る方式が提案されている。

【０００９】しかしながら、上記のような密着層を単に
形成するだけでは、密着層の表面に凹凸が発生して密着
性が低下し、特にイオンフロープリンタのように、トナ
ー像の厚みが特に薄くなる部分を含む画像を記録媒体に
転写する場合には、転写性が低下する。また、トナーの
厚みが薄い部分では、転写時の記録媒体への固着力が非
常に小さくなるため、密着性を上げるだけでは十分な転
写は望めないという問題があった。

【００１０】本発明の目的は、トナー像の厚みや記録媒
体の種類に関わらず安定した転写画像を得ることが可能
な画像形成装置及び記録媒体の前処理装置を提供するこ
とにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、トナー像を形成するトナー像形成手段
と、加熱及び加圧によって前記トナー像を記録媒体に転
写する転写手段を備えた画像形成装置において、記録媒
体に熱可塑性樹脂を含む白色もしくは透明のコート剤を
塗布する塗布手段と、前記塗布手段によってコート剤を
塗布された記録媒体の塗布面を平滑面と接触させた状態
で加熱及び加圧し、その後前記平滑面から剥離させるこ
とによって前記記録媒体の塗布面を平滑化させる平滑化
手段と、前記平滑化手段によって温められた状態の前記
記録媒体を前記転写手段に搬送して供給するする搬送手
段とを備えるようにしたものである。

【００１２】上記構成によれば、記録媒体に塗布したコ
ート剤の表面が平滑化されることにより、記録媒体とト
ナー像の密着性が上がって転写性が向上する。さらに、
記録媒体が温められた状態で転写手段に供給されるた
め、転写手段での加熱量を低減する事ができ、また、転
写速度が高速化されても、安定した転写が可能になる。

【００１３】また、本発明は、上記構成の装置におい
て、前記塗布手段は、白色及び透明のコート剤の両方を
備えており、その一方を選択して塗布するようにしたも
のである。

【００１４】上記のように構成すれば、白色のコート剤
を選択した場合には、予め色補正情報を設定することが
できるため、色再現性を重視した画像出力が可能とな
る。また、透明なコート剤を選択した場合には、記録媒
体自身の地色や風合いを生かした画像を出力することが
できるため、要求に応じてこれら２種類のタイプの画像
を選択して出力すること可能となる。

【００１５】さらに、本発明は、上記構成の装置におい
て、前記塗布手段によって前記記録媒体に塗布されるコ
ート剤に含まれる熱可塑性樹脂は、前記記録媒体に転写
されるトナー像を形成するトナーに使用されている樹脂
と同一もしくは相溶性の高い樹脂であるようにしたもの
である。

【００１６】上記のように構成すれば、転写するトナー
像がコート剤に容易に相溶して固着力が増大するため、
転写性の悪いトナー像の厚みの特に薄い部分も安定して
転写することが可能になる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。

【００１８】図１は、本発明の一例である画像形成装置
の構成を示している。図１において、１は記録紙、２は
記録紙にコート剤を塗布するコート剤塗布手段、３は記
録紙に塗布されたコート剤、４はコート剤３に密着して
その表面を平滑化する平滑化ベルト、５は平滑化ベルト
４を保持しかつコート剤３を加熱するヒートローラ、６
は平滑化ベルト４を保持しかつコート剤３から平滑化ベ
ルト４を剥離させるための剥離ローラ、７は記録紙１を
平滑化ベルト４に沿って搬送させるための搬送ベルト、
８は搬送ベルト７を保持しかつ記録紙１を平滑化ベルト
４に押し付けるための加圧ローラ、９は搬送ベルト７を
保持して搬送する搬送ローラである。

【００１９】１０は導電性部材上に誘電体層が設けられ
た誘電体ベルト、１１〜１４は誘電体ベルト１０を保持
して搬送する誘電体ベルト搬送ローラ、１５は誘電体ベ
ルト１０上の残留電荷を除電して一定の電位にする除電
器、１６はイオン流を制御して静電潜像を形成するイオ
ンフローヘッド、１７はイオンフローヘッド１６によっ
て形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現
像器、１８は現像器１７によって誘電体ベルト１０上に
形成されたトナー像、１９は加熱及び加圧によって誘電
体ベルト１０上のトナー像１８を記録紙１側に転写する
転写ローラ、２０は転写ローラ１９に対向する対向ロー
ラ、２１は転写されずに誘電体ベルト１０上残留したト
ナーを除去するクリーナである。

【００２０】記録紙１は、コート剤塗布手段２によっ
て、記録面上に白色もしくは透明のコート剤３が塗布さ
れる。コート剤３は液体もしくは粉末状で、主に熱可塑
性樹脂から構成されている。なお、前記熱可塑性樹脂に
は、トナー像をコート剤に相溶させて固着力を増大さ
せ、トナー像の厚みの特に薄い転写性の悪い部分を安定
して転写するために、トナーに使用されている樹脂と同
一もしくは相溶性の高い樹脂を使用することが望まし
い。また、コート剤３には、熱可塑性樹脂の他に、顔料
や多孔性粒子等の各種添加物を加えるようにしてもよ
い。

【００２１】コート剤３を塗布された記録紙１は、平滑
化ベルト４，ヒートローラ５，剥離ローラ６，搬送ベル
ト７，加圧ローラ８及び搬送ローラ９から構成される平
滑化手段によって塗布面が平滑化され、その後、前記平
滑化手段によって温められたままの状態で、転写ローラ
１９及び対向ローラ２０からなる転写手段に供給され
る。

【００２２】平滑化手段では、ヒートローラ５及び加圧
ローラ８によって加熱及び加圧され、コート剤３がコー
ト剤３に含まれる熱可塑性樹脂のガラス転移温度（Ｔ
ｇ）以上に加熱溶融される。加熱溶融されたコート剤３
は平滑化ベルト４に密着させられ、コート剤３の表面が
平滑化ベルト４の表面と同程度に平滑化される。次に、
平滑化ベルト４及び搬送ベルト７によってコート剤３と
平滑化ベルト４が密着したままの状態で搬送され、その
後、剥離ローラ６によってコート剤３の表面から平滑化
ベルト４が剥離される。

【００２３】剥離ローラ６の位置に達するまでに、コー
ト剤の温度はＴｇ以下に冷却され、平滑化ベルト４から
剥離される時点では、コート剤３の熱可塑性樹脂は固ま
っている。そのため、剥離時に発生する力によってコー
ト剤３の表面に変形が発生することがなく、安定した平
滑面が得られる。従って、平滑化ベルト４は、表面が特
に平滑でかつ剥離性の高いものが望ましい。なお、本実
施の形態では、前記平滑化手段が、記録紙１を前記転写
手段に搬送して供給するための搬送手段を兼ねるように
構成されているが、これは、別途搬送手段を設けるよう
にしてもよい。

【００２４】誘電体ベルト１０は、誘電体ベルト搬送ロ
ーラ１１〜１４によって保持されており、誘電体ベルト
搬送ローラ１１〜１４に沿って周回するように搬送され
る。誘電体ベルト１０では、まず除電器１５によって残
留している電荷が除電された後、イオンフローヘッド１
６によって静電潜像が形成される。誘電体ベルト１０上
の静電潜像は、現像器１７によって現像されて、トナー
像１８が得られる。

【００２５】現像器１７は、Ｙ（イエロー），Ｍ（マゼ
ンタ），Ｃ（シアン），Ｋ（ブラック）の各色トナー像
を現像するための現像器１７−Ｙ，１７−Ｍ，１７−Ｃ
及び１７−Ｋから構成されており、その中の１つが選択
されて誘電体ベルト１０に押し付けられ、その色のトナ
ー像の現像が行われるようになっている。カラー画像の
場合には、上記除電，静電潜像形成及び現像がＹ，Ｍ，
Ｃ，Ｋについて繰り返され、誘電体ベルト１０上に各色
トナー像１８が重ね合わせて形成される。最終的に誘電
体ベルト１０上に形成されたトナー像１８は、転写ロー
ラ１９及び対向ローラ２０からなる転写手段によって、
記録紙１上に転写及び定着される。

【００２６】転写ローラ１９は、内部にヒータを組み込
んだヒートローラで構成されており、トナー像１８及び
記録紙１の表面に塗布されたコート剤３に含まれる熱可
塑性樹脂を加熱溶融する。さらに、転写ローラ１９と対
向ローラ２０間に加えられた圧力によって加圧され、上
記加熱及び加圧によってトナー像１８と記録紙１の表面
に塗布されたコート剤３とが変形して密着しさらに相溶
して、トナー像１８が記録紙１に安定して転写及び定着
される。

【００２７】記録紙１は、平滑化手段において一旦加熱
されるため、Ｔｇ以下ではあるものの常温より温められ
た状態で転写手段に搬送される。従って、転写手段にお
ける加熱量を低減する事ができ、また、転写速度が高速
化されても、安定した転写が可能になる。

【００２８】転写ローラ１９及び加圧ローラ２０は、転
写動作時以外は誘電体ベルト１０からは離されており、
転写を行う時のみ誘電体ベルト側に押し付けられる。従
って、転写性をよくするために転写ローラ１９を予め加
熱しておいても、誘電体ベルト１０に転写ローラ１９の
熱を伝え難くなっている。なお、本実施の形態において
は、転写手段において、転写及び定着を同時に行うよう
になっているが、これは、定着手段を別に設ける用にし
てもよい。

【００２９】転写部で転写しきれずに誘電体ベルト１０
上に残留したトナーは、クーリナ２１で除去される。な
お、クリーナ２１も転写ローラ１９と同様に転写動作時
以外は誘電体ベルト１０からは離されており、トナー像
重ね合わせ時にトナー像１８を乱さないようになってい
る。

【００３０】図１のような構成において、熱可塑性樹脂
を含むコート剤３を記録紙１に塗布してその表面を平滑
化することにより、転写手段においてトナー像１８と記
録紙１との密着性を上げ、転写性の向上を図ることがで
きる。また、コート剤３に含まれる熱可塑性樹脂とトナ
ーのバインダ樹脂との相溶性によって、トナー像１８と
記録紙１との固着力を増大させることにより、トナー像
の厚みの特に薄い転写性の悪い部分を安定して転写する
ことが可能となる。

【００３１】図２に、第２の実施の形態におけるコート
剤塗布手段及び平滑化手段の構成を示す。本実施の形態
においては、コート剤３は平滑化ベルト４に一旦塗布さ
れ、その後ヒートローラ５及び加圧ローラ８による加熱
及び加圧によって、記録紙１側に転写される。コート剤
３は、熱可塑性樹脂を含んだ液体であり、平滑化ベルト
４に塗布後乾燥する前に、記録紙１に押し付けられる。
搬送ローラ２２は、ヒートローラ５と平滑化ベルト４と
の接触区間を短くし、平滑化ベルト４に塗布されたコー
ト剤３が乾燥する前に記録紙１と接触するようにするた
めに設けられている。

【００３２】記録紙１は、コート剤３と平滑化ベルト４
が密着したままの状態で平滑化ベルト４及び搬送ベルト
７によって搬送され、その後、剥離ローラ６によってコ
ート剤３の表面から平滑化ベルト４が剥離される。コー
ト剤３は剥離ローラ６の位置に達するまでに乾燥してお
り、平滑化ベルト４から剥離される時点ではコート剤３
は固まっている。

【００３３】このようにすることで、自然乾燥時にコー
ト剤が記録紙１に染み込むために発生する塗布面の凹凸
を防ぐことができる。また、コート剤３の表面が確実に
平滑化ベルト４に接するため、安定した平滑面を得るこ
とが可能になる。さらに、コート剤３が乾燥する前に記
録紙１に接触し、その一部が記録紙１に染み込むため、
コート剤３の記録紙１に対する固着力が増大し、転写画
像を安定させることができる。

【００３４】図３に、第３の実施の形態におけるコート
剤塗布手段及び平滑化手段の構成を示す。本実施の形態
においては、コート剤塗布手段として、白色のコート剤
を塗布するコート剤塗布手段２−Ｗと、透明のコート剤
を塗布するコート剤塗布手段２−Ｔとを備えており、外
部からの指令によってどちらか一方を選択して塗布する
ことができるようになっている。白色のコート剤を選択
した場合には、予め色補正情報を設定することができる
ため、色再現性を重視した画像出力が可能となる。ま
た、透明なコート剤を選択した場合には、記録媒体自身
の地色や風合いを生かした画像を出力することができる
ため、要求に応じてこれら２種類のタイプの画像を選択
して出力することが可能となる。

【００３５】なお、上記実施の形態では、イオンフロー
方式によって潜像を形成しているが、これは他の手段に
よるものでもよく、例えば感光体にレーザビーム等の光
で静電潜像を形成するようにしてもかまわない。現像の
方式に関しても、湿式及び乾式のどちらでもよい。

【００３６】また、上記実施の形態では、平滑化手段及
び転写手段のどちらにおいても、記録紙１の反対側から
加熱されるようになっているが、これは記録紙１側から
加熱するようにしてもよく、また、両側から加熱するよ
うにしてもかまわない。

【００３７】さらに、上記実施の形態では、平滑化手段
として表面の平滑なベルトを使用しているが、これは、
表面の平滑なドラムやローラ等を使用するようにしても
かまわない。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、上記発明によれ
ば、記録媒体に熱可塑性樹脂を含むコート剤を塗布して
加熱及び加圧して平滑化することにより、記録媒体とト
ナー像の密着性が上がって転写性が向上する。さらに、
記録媒体が温められた状態で転写手段に供給されるた
め、転写手段での加熱量を低減する事ができ、また、転
写速度が高速化されても、安定した転写が可能になる。

【００３９】また、白色及び透明のコート剤の一方を選
択して塗布することにより、白色のコート剤を選択した
場合には色再現性を重視した画像出力を、また、透明な
コート剤を選択した場合には、記録媒体自身の地色や風
合いを生かした画像を出力することができるため、要求
に応じてこれら２種類のタイプの画像を選択して出力す
ること可能となる。

【００４０】さらに、コート剤に含まれる熱可塑性樹脂
としてトナーに使用されている樹脂と同一もしくは相溶
性の高い樹脂を使用することにより、転写するトナー像
がコート剤に容易に相溶して固着力が増大するため、転
写性の悪いトナー像の厚みの特に薄い部分も安定して転
写することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態における画像形成装置の
構成を示す図である。

【図２】本発明の第２の実施の形態におけるコート剤塗
布手段及び平滑化手段の構成を示す図である。

【図３】本発明の第３の実施の形態におけるコート剤塗
布手段及び平滑化手段の構成を示す図である。

【符号の説明】

１…記録紙、２…コート剤塗布手段、３…コート剤、４
…平滑化ベルト、５…ヒートローラ、８…加圧ローラ、
１０…誘電体ベルト、１６…イオンフローヘッド、１７
…現像器、１８…トナー像、１９…転写ローラ、２０…
対向ローラ、２２…搬送ローラ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森 章 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 松本 章吾 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 Ｆターム(参考） 2H029 AA08 AC01 AD07 2H032 AA14 AA15 BA05 BA11 BA23

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トナー像を形成するトナー像形成手段と、
   加熱及び加圧によって前記トナー像を記録媒体に転写す
   る転写手段を備えた画像形成装置において、記録媒体に
   熱可塑性樹脂を含む白色もしくは透明のコート剤を塗布
   する塗布手段と、前記塗布手段によってコート剤を塗布
   された記録媒体の塗布面を平滑面と接触させた状態で加
   熱及び加圧し、その後前記平滑面から剥離させることに
   よって前記記録媒体の塗布面を平滑化させる平滑化手段
   と、 前記平滑化手段によって温められた状態の前記記録媒体
   を前記転写手段に搬送して供給するする搬送手段とを備
   えたことを特長とする画像形成装置。