JP2008026477A - 電子写真用記録媒体および画像形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 電子写真装置を用いて、記録材表面にレンズ形状の様な透光性を持った凹凸形状を有する画像出力を得るために好適な電子写真用記録材および、記録材表面にレンズ形状の様な透光性を持った凹凸形状を形成する方法を提供する。
【解決手段】 透光性樹脂層を基層とし、該基層表面に、透光性を有する熱可塑性の樹脂層たるレンズ形成層が積層され、該基層のもう一方の面に白色顔料を分散したトナー受容層たる熱可塑性樹脂層が積層されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電子写真用記録媒体に関するものである。

近年、複写機、ファクシミリ、プリンタ、ワードプロセッサ、パーソナルコンピュータ等の情報処理システムの性能が急速に向上し、このような情報処理システムの出力媒体である記録媒体も種類も紙、布、プラスチックシート、ＯＨＰ用シート等、多岐にわたって開発されている。

そのような記録媒体の１種に、記録媒体表面に透光性の層が形成され、レンズなどの凹凸形状を持つものがある。例えば、レンチキュラーレンズ、フレネルレンズなどであり、これらは立体感を生み出し目を引くため、ポスター、看板、ＣＤジャケット、トレーディングカード等のコマーシャル、アミューズメント用途に広く使われている。

レンチキュラーレンズとは、特別な装置なしに立体視を達成する「レンチキュラー方式」と呼ばれる方式である。レンチキュラーには、平面に3次元空間のように表現する3Ｄと、見る角度を変えることにより絵柄が変化する2Ｄがある。3Ｄは、左目と右目で違うものを捕らえるという目の視差を利用している。2Ｄには、見る角度によって通常3つまでの絵柄が切り替わるものと、一つの対象を4枚以上のバリエーションにした画像によって拡大縮小を表現するズームエフェクト、角度により被写体の中の物が移動するように見えるアニメーションエフェクト、角度により被写体の中の物が他の物に徐々に変化するモーフィングエフェクトがある。

図７はレンチキュラー方式の３Ｄ効果を説明する図である。図７に示すように、左右の目でも位置が違うので、左目と右目で別々のイメージを見ていることになる。この視差が目に錯覚を起させイメージが立体的に見えるのである。

図８はレンチキュラー方式の２Ｄ効果を説明する図である。ここでは簡易的に２種類の画像が切り替わるものについて説明するが、３つ以上の画像が切り替わるものも、基本的な原理は同様である。a側から見ると、編集・合成されたイメージのAの部分が見え、b側から見るとBの部分が見えるのである。

フレネルレンズとは、球面や非球面レンズの表面を同心円状の細かい幅に分割し、その傾斜角だけを平面上にプリズムとして置き換えたものであり、不連続な回折表面よりなる。図９にフレネルレンズの断面を示す。通常は安価で薄い凸レンズとして光学製品へ用いられるが、ポスターやカードなどの表面に形成する事で装飾用途に用いられる場合もある。

また、これら画像にレンズを組み合わせたものは、大量印刷の分野においては一般的に、紙やフィルムに出力された画像と、レンズが形成された透光性のシートを貼り付ける方式によって作られる。

また、これら画像にレンズを組み合わせたものの少量作成、個人作成を達成するために、例えば、レンチキュラーレンズを備えた記録媒体には、特開平07-281328に示されるような、記録媒体が提案されている。
特開平07-281328号公報

しかしながら、従来の技術・手法を用いて電子写真装置を用いてこれら画像にレンズを組み合わせたものを作成しようとする場合、以下に挙げる課題がある。

従来の技術で紹介した、特開平07-281328の様に、表面に凹凸形状を有する記録材の裏面に画像形成を行った場合、電子写真装置を用いた画像形成においては、高電圧を印加することによって静電的にトナー画像を記録材上に転写するため、表面に形成された凹凸形状の影響で、異常放電が発生し、また、凹凸形状の段差によって形成される画像に横スジ上のむらが発生してしまう。

本発明は、以上の課題を解決し、電子写真装置を用いて、記録材表面にレンズ形状の様な透光性を持った凹凸形状を有する画像出力を得るために好適な電子写真用記録材および、記録材表面にレンズ形状の様な透光性を持った凹凸形状を形成する方法を提供するものである。

本発明によれば、以下の構成を持った記録媒体を用いることによって、上記課題を解決し、電子写真装置を用いて記録材表面にレンズ形状の様な透光性を持った凹凸形状を有する画像出力を得るために好適な電子写真用記録材および、記録材表面にレンズ形状の様な透光性を持った凹凸形状を形成する方法を提供することが出来る。

透光性樹脂層を基層とし、該基層表面に、透光性を有する熱可塑性の樹脂層たるレンズ形成層が積層され、該基層のもう一方の面に白色顔料を分散したトナー受容層たる熱可塑性樹脂層を積層されている事を特徴とする電子写真用記録媒体。

以上説明した通り、
透光性樹脂層を基層とし、該基層表面に、透光性を有する熱可塑性の樹脂層たるレンズ形成層が積層され、該基層のもう一方の面に白色顔料を分散したトナー受容層たる熱可塑性樹脂層を積層されている事を特徴とする電子写真用記録媒体を用いることにより、電子写真装置を用いた画像形成においては、高電圧を印加することによって静電的にトナー画像を記録材上に転写するため、表面に形成された凹凸形状の影響で、異常放電が発生し、また、凹凸形状の段差によって形成される画像に横スジ上のむらが発生してしまうといった従来の記録媒体および画像形成方法の課題を解決し、電子写真装置を用いて、記録材表面にレンズ形状の様な透光性を持った凹凸形状を有する画像出力を得るために好適な電子写真用記録材および、記録材表面にレンズ形状の様な透光性を持った凹凸形状を形成する方法を提供することが出来る。

（第１の実施例）
以下において本発明の第１の実施例における電子写真用記録媒体について詳細に説明する。

図１に第１の実施例で説明する電子写真用記録媒体の断面図を示す。

透光性の樹脂層である基層２の片方の面に、透光性の樹脂層であるレンズ形成層１が積層されており、基層２のもう一方の面には、白色のトナー受容層３が形成されている。

レンズ形成層１に求められる特性は、高い透光性と熱加工の容易さ、熱による加工精度である。以上の特性が良好なものであれば、どのようなものでも使用できる。具体的には、ＰＭＭＡ、ＡＳ樹脂、などが本発明のレンズ形成層１に好適である。本実施例ではＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）を用いている。

基層２に求められる特性は、高い透光性と高い耐熱性であり、以上の特性が良好なものであれば、どのようなものでも使用できる。具体的には、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＭＰ（ポリメチルペンテン）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）などが本発明の基層２に好適である。本実施例ではＰＣ（ポリカーボネート）を用いている。

トナー受容層３は熱可塑性樹脂で構成されており、求められる特性は、白色度とトナーの埋め込み性、層の厚みである。

白色度に関しては、例えば、酸化チタンの微粒子をトナー受容層３を構成する樹脂に一様に分散することで達成する事が可能である。

トナーの埋め込み性はトナーの流動開始温度（Ｔ_Ｆ）に対するトナー受容層を形成する樹脂の流動開始温度（Ｔ_Ｆ）で規定される以下の式で表される。

Ｔ_Ｆ（受像層） ≦ Ｔ_Ｆ（トナー） ＋ ５℃ （１）
以上の特性が良好なものであれば、どのようなものでも使用できる。具体的には、高密度ポリエチレン、ポリプロピレンなどが好適である。

トナー受容層３の厚みに関しては、好適な画像を得るためには、使用する電子写真画像形成装置に用いられる定着装置によってトナーＴがトナー受容層３に埋め込まれる際に、トナーＴがトナー受容層３と基層２の界面近傍まで十分に近く埋め込まれる必要があり、トナーＴの粒径および定着装置の加圧力を考慮し設計する必要がある。

本発明に伴う実験結果によれば、トナー受容層３に対するトナーの埋め込みの深さは、トナー平均粒径の約３倍（７.0μｍトナーでは約２１μｍ）であることが確認された。

本実施例におけるトナー受容層３は、高密度ポリエチレンに酸化チタン微粒子を分散したものを用いており、その流動開始温度（Ｔ_Ｆ）はセ氏１１０度である。また、本実施例におけるトナー受容層３の厚みは１０μｍである。

本実施例におけるトナーＴは、平均粒径7.0μｍのポリエステル樹脂に所望の顔料を分散したものを基材としており、その流動開始温度（Ｔ_Ｆ）はセ氏１１５度である。

本発明の第１の実施例における画像形成方法を以下に詳細に説明する。

図２に、同一の記録材に複数色のトナー像を順次に重畳形成する工程を含む画像形成装置の側面図を示す。画像形成装置本体内には矢印Ｘ方向に走行する無端状の転写ベルト（記録材担持体）２２が配設している。この転写ベルト２２は、ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルム、ポリフッ化ビニリデン樹脂フィルム等のような誘電体樹脂によって構成されている。給紙カセット２０から取り出された記録材６は、レジストローラ２１を経て上述の転写ベルト２２に供給され、さらに同図左方に搬送される。

中間転写体１５の上方には、図示の場合、基本的に同様の構成の４個の画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄが直列状に配置してある。画像形成部Ｐａは回転円筒状の感光ドラム１０ａを備え、その周辺には一次帯電器１１ａ、現像器１２ａ、クリーナ１３ａ等の画像形成部材を具備している。画像形成部Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄもこれと同様の構成を備えている。各画像形成部に配置した現像器にはそれぞれマゼンタトナー、シアントナー、イエロートナーおよびブラックトナーが収納されているものとする。

原稿のマゼンタ成分色による画像信号が感光ドラム１０ａ上に投射されて静電潜像が形成され、これに現像器からマゼンタトナーが供給されて静電潜像がマゼンタトナー像となる。このトナー像が感光ドラム１０ａの回転に伴って、感光ドラム１０ａと中間転写体１５とが当接する転写部位に到来すると、第１の転写部材１４ａによって、印加される第１の転写バイアスによって、前記マゼンタトナー像が中間転写体１５へ転写される。マゼンタトナー像を担持した中間転写体８１は、画像形成部Ｐｂに搬送されると、このときまでに、画像形成部Ｐｂにおいて、前記と同様の方法で感光ドラム１０ｂ上に形成されたシアントナー像が、前記マゼンタトナー像上へ転移される。

同様に記録材６が画像形成部Ｐｃ、Ｐｄに進行するにつれて、それぞれの転写部位において、イエロートナー像、ブラックトナー像が前述のトナー像に重畳転写された後、このときまでに、給紙カセット２０から取り出された記録材６が前記転写部位に達し、１８に印加される転写バイアスによって上述の４色のトナー像は転写ベルト２２が担持搬送する記録材６上に転写される。その後、感光ドラム１０に残る残留トナーはクリーナによって除去され、さらに残留電荷が前露光手段によって除去されて感光ドラムはつぎの画像形成が可能な状態になる。その後、中間転写体１５の、前記転写部位の下流位置に、除電帯電器１６、クリーニング用ファーブラシ１７が配設してあって、中間転写体１５の電荷、これに付着したトナー等を除去するものとする。

一方、トナー受容層３の表面にトナー像が形成された記録媒体６（図３に示す）は定着装置２３に搬送される。定着装置２３は一対の加圧当接されたローラ対である加熱ローラ２４加圧ローラ２５からなり、加熱ローラ２４の内部には、加熱源であるハロゲンヒータ２６が設置されている。加熱ローラ表面には、サーミスタ２７が設置されており、加熱ローラ２４表面の温度を常時測定し、図示しない演算装置へ信号を送り、演算装置は、ハロゲンヒータ２６の点灯・消灯を制御することで、加熱ローラ２４表面の温度を所定の温度に保つように動作する。本実施例における定着温度はセ氏１５０度である。

記録媒体６が定着装置へ搬送され、１対のローラに挟持されると、まず定着装置２３によって加熱された、トナーＴに比して流動開始温度ＴＦが低い記録媒体６のトナー受容層３が溶融し流動化する。記録媒体６上のトナー像Ｔは流動化しない状態で、流動化したトナー受容層３に埋め込まれる。続いて、記録媒体６がトナーＴの流動開始温度ＴＦに達すると埋め込まれたトナーＴが流動化し、各色のトナーが交じり合う。定着装置２３を抜けて冷却された記録媒体６の断面は図４のようになり、透光性のレンズ形成層１、および基層２を通して、白色のトナー受容層３に形成された画像を視認することが出来る。

以上の工程を経て画像形成装置より出力された記録媒体６に対しては、レンズ形成を行う事が出来る。図５に本実施例のレンズ形成方法の略断面による説明図を示す。

本工程は、所謂熱プレスであり、加熱された成形型４を記録媒体６のレンズ形成層１の表面に圧接することによりレンズ形成層１の樹脂を溶融し、成形型の形状に成形するものである。

以上説明した記録媒体の構成、および画像形成工程を用いる事で、例えばレンチキュラーレンズを用いた立体視画像出力のような、表面にレンズ層を有する出力物を得ることが出来た。

（第２の実施例）
以下において本発明の第２の実施例における電子写真用記録媒体および画像形成方法について詳細に説明する。

レンズ形成層１、基層２の構成は本発明の第１の実施例で説明した記録材と略同一であるため説明を省略する。

本実施例の特徴は、トナー受容層３の構成および画像形成方法にあるため、それらを以下で詳細に説明する。

第１の実施例と異なり、本発明の第２の実施例におけるトナー受容層３は高い透光性を持つ熱可塑性樹脂によって構成されている。よって、第２の実施例における記録媒体６のトナー受容層３に求められる特性は、高い透光性とトナーの埋め込み性である。トナーの埋め込み性は第１の実施例中において説明したものと同様であるので説明を省略する。本実施例においては、トナー受容層３の厚みはトナー受容層３が高い透光性を有しているので特に注意しなくとも良い。

以上の特性が良好なものであれば、どのようなものでも使用できる。具体的には、高密度ポリエチレン、ポリプロピレンなどが好適である。本実施例におけるトナー受容層３は、高密度ポリエチレンを用いている。

本実施例は、画像形成装置において、画像形成の終了した記録媒体６のトナー受容層３の表面に、白色トナーによるコーティングを行う点に特徴がある。

図６に、本実施例における画像形成装置の略断面を示す。

本実施例においても、第1の実施例同様にトナー受容層３の表面に所望の画像を形成し、定着を行う。その動作については、第1の実施例と略同一であるので説明を省略する。

画像形成および定着を終了した記録媒体6は、図中破線の矢印の搬送路を通り、再び画像形成工程に供される。この第2の画像形成工程に先立って、定着装置２３の加熱ローラ２４表面の温度が、第2の画像形成工程に適した温度に制御される。第2の画像形成工程の定着温度は、以下の条件で設定される。

白色トナーの流動開始温度Ｔ_Ｆ＜第2の画像形成工程の定着温度＜トナー受容層の流動開始温度Ｔ_Ｆ …（２）
第2の画像形成においては、画像形成部１ｅによって白色トナー像が形成される。本実施例において、白色トナー像は記録媒体６のトナー像受容体３の表面に一様に形成しているが、白色トナー像の形成範囲や濃度、形状を変更することも容易である。

記録媒体６のトナー像受容体３の表面に形成された白色トナー像は、第1の画像形成同様に定着装置２３に搬送され、記録媒体６上に定着される。白色トナーの定着温度は、前述のようにトナー受容層３、画像形成用トナーＴよりも低く、白色トナーの流動開始温度よりも高く設定されているため、第1の画像形成で定着された画像を乱す事無く、その表面に白色の層を形成することが出来る。

また、白色トナーの定着温度を高めに設定する代わりに、白色トナー定着時の定着装置２３の記録媒体搬送速度を上げる事でも同様の効果を得ることが出来る。

以上の工程を経て、記録媒体に対する画像形成が完了する。レンズ形成層に対するレンズ形状の形成は第1の実施例と同様なので説明を省略する。

以上説明した記録媒体の構成、および画像形成工程を用いる事で、例えばレンチキュラーレンズを用いた立体視画像出力のような、表面にレンズ層を有する出力物を得ることが出来た。また、第2の実施例においては、画像形成装置によって白色のバックコートを任意に行う事が出来るため、出力物の一部にのみレンズ効果を持たせ、立体視画像と通常画像を同一の出力物上に表現することも可能となった。

本発明の第１の実施例で説明する電子写真用記録媒体の断面図 本発明の第１の実施例における画像形成装置の側面図 本発明の第１の実施例におけるトナー像が形成された記録媒体を示す断面図 本発明の第１の実施例におけるトナー像が定着された記録媒体を示す断面図 本発明の第１の実施例におけるレンズ形成方法の略断面による説明図 本発明の第２の実施例における画像形成装置の側面図 レンチキュラー方式の３Ｄ効果を説明する図 レンチキュラー方式の２Ｄ効果を説明する図 フレネルレンズの断面を示す図

符号の説明

1 本発明における記録媒体のレンズ形成層
2 本発明における記録媒体の基層
3 本発明における記録媒体のトナー受容層
4 本発明における記録媒体に対するレンズ形成手段の成形型
5 本発明における記録媒体
10 感光ドラム
11 一次帯電器
12 現像器
13 クリーナ
14 第１の転写部材
15 中間転写体
16 除電帯電器
17 クリーニング用ファーブラシ
18 転写部材
20 給紙カセット
21 レジストローラ
22 転写ベルト
23 定着装置
24 加熱ローラ
25 加圧ローラ
26 ハロゲンヒータ
27 サーミスタ
Ｔ 本発明におけるトナー像
Ｔ_W 本発明における白色トナー像

Claims (8)

1. 透光性樹脂層を基層とし、該基層表面に、透光性を有する熱可塑性の樹脂層たるレンズ形成層が積層され、該基層のもう一方の面に白色顔料を分散したトナー受容層たる熱可塑性樹脂層を積層されている事を特徴とする電子写真用記録媒体。
2. 透光性樹脂層を基層とし、該基層表面に、透光性を有する熱可塑性の樹脂層たるレンズ形成層が積層され、該基層のもう一方の面にトナー受容層たる透光性を有する熱可塑性樹脂層を積層されている事を特徴とする電子写真用記録媒体。
3. 該電子写真用記録媒体に使用されるトナー樹脂の流動開始温度をT_ｔとし、該トナー受容層を構成する樹脂の流動開始温度をT_ｒとした場合、以下の式が成り立つ事を特徴とする請求項１の電子写真用記録媒体。
   （式） T_ｒ＜T_ｔ
4. 該電子写真用記録媒体に使用されるトナー樹脂の流動開始温度をT_ｔとし、該トナー受容層を構成する樹脂の流動開始温度をT_ｒとした場合、以下の式が成り立つ事を特徴とする請求項２の電子写真用記録媒体。
   （式） T_ｒ＜T_ｔ
5. 該トナー受容層の厚みは、使用される画像形成装置のトナー粒子の平均粒径の３倍の長さを超えない事を特徴とする請求項１または請求項３の電子写真用記録媒体。
6. 該電子写真装置において、該トナー受容層用にトナー像を形成し定着したる後、バックコート用トナー粒子によって該トナー受容層に形成されたトナー像の少なくとも一部を覆い定着を行う事を特徴とする請求項２または請求項４の電子写真用記録媒体。
7. 該バックコート用トナー粒子の流動開始温度をT_ｂとし、バックコートトナー粒子を該記録媒体に定着する時の定着温度をT_２とした場合以下の式が成り立つことを特徴とする請求項６の電子写真用記録媒体。
   （式） T_ｂ＜T_２＜T_ｒ＜T_ｔ
8. 請求項１乃至請求項７の電子写真用記録媒体を用いることを特徴とする画像形成装置。

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