JP2012141469A - 画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 記録媒体の一方面にトナー定着画像が形成され、他方面に凹凸形状のレンズ層が形成されたレンチキュラーレンズ付きの画像を、連続的に1つの装置で形成することができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】 画像形成装置100は、第1搬送路81内において2次転写部7および定着部5を通過する記録媒体の一方面にトナー定着画像を形成し、トナー定着画像形成後に反転部811により反転されて第2搬送路82から第1搬送路81に導かれて2次転写部7および定着部5を通過する記録媒体の他方面に透明トナー層を形成する。そして、透明トナー層が形成された後に反転部811により反転されて第1搬送路81から第3搬送路83に導かれてレンズ形成部6を通過する記録媒体にレンズ層を形成する。
【選択図】 図1

Description

本発明は、記録媒体の一方面にトナー定着画像を形成し、他方面に凹凸形状のレンズ層を形成して、レンチキュラーレンズ付きの画像を形成する画像形成装置に関する。
電子写真方式の画像形成装置は、高画質画像を再現性および操作性良くかつ安価に形成できることから、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの2種以上の機能を有する複合機などとして利用されている。
電子写真方式の画像形成装置に用いられる記録媒体としては、紙シート、プラスチックシート、OHP用シートなどの、厚み方向両面が平滑面である記録シートの他に、透光性基材の厚み方向一方面に凹凸状のレンズ層が形成されたレンチキュラーレンズシートがある。
画像形成装置によりレンチキュラーレンズシートにトナー定着画像を形成すると、3次元の立体画像(3D画像)、2次元ではあるが見る角度を変えることで複数の画像が切替わる画像を表現することができる。
特許文献1には、レンチキュラーレンズ付きの画像を形成する方法が開示されている。特許文献1に開示される技術によれば、透光性基材の一方面にトナーによる画像形成のための熱可塑性樹脂層、他方面にレンズ層を形成するための熱可塑性樹脂層が設けられた記録媒体を用いて、トナーによる画像形成を行った後、レンズ層を形成するための熱可塑性樹脂層を加熱下で加圧して凹凸形状に成型してレンズ層を形成して、レンチキュラーレンズ付きの画像を形成する。
特開2008−26477号公報
特許文献1に開示される技術では、記録媒体の一方面に設けられた熱可塑性樹脂層にトナーによる画像を形成するための装置と、他方面に設けられた熱可塑性樹脂層を加熱下で加圧して凹凸形状に成型してレンズ層を形成するための装置との、複数の装置を用いることになり、レンチキュラーレンズ付きの画像を形成する装置構成としては、利便性がよいものとは言えない。また、特許文献1に開示される技術では、複数の装置を用いてレンチキュラーレンズ付きの画像を形成するので、連続処理によりレンチキュラーレンズ付きの画像を形成することができない。
したがって本発明の目的は、記録媒体の一方面にトナー定着画像が形成され、他方面に凹凸形状のレンズ層が形成されたレンチキュラーレンズ付きの画像を、連続的に1つの装置で形成することができる画像形成装置を提供することである。
本発明は、記録媒体の一方面にトナー定着画像が形成され、他方面に凹凸形状のレンズ層が形成されたレンチキュラーレンズ付き画像を形成する画像形成装置であって、
結着樹脂および着色剤を含むトナーからなるトナー像を担持するトナー像担持体と、
結着樹脂を含む透明トナーからなる透明トナー像を担持する透明トナー像担持体と、
前記トナー像担持体および前記透明トナー像担持体に対向して配置される中間転写材と、
前記中間転写材を挟んで前記トナー像担持体および前記透明トナー像担持体のそれぞれに対向して配置され、前記トナー像担持体に担持されるトナー像、および前記透明トナー像担持体に担持される透明トナー像を、前記中間転写材に転写する1次転写部と、
前記中間転写材に対向して配置され、前記中間転写材に転写されたトナー像を記録媒体の一方面に転写し、前記中間転写材に転写された透明トナー像を記録媒体の他方面に転写する2次転写部と、
記録媒体の一方面に転写されたトナー像を加熱して定着させてトナー定着画像を形成し、記録媒体の他方面に転写された透明トナー像を加熱して定着させて透明トナー層を形成する定着部と、
記録媒体の他方面に形成された透明トナー層を加熱下で加圧して凹凸形状に成型し、記録媒体の他方面に凹凸形状のレンズ層を形成するレンズ形成部と、
レンズ層が形成された記録媒体を装置外部に排出する排出部と、を含むことを特徴とする画像形成装置である。
また本発明の画像形成装置は、記録媒体を搬送する搬送部を含み、
前記搬送部は、
前記2次転写部および前記定着部を通過する記録媒体の搬送路であり、前記定着部よりも記録媒体の搬送方向下流側に、記録媒体の搬送方向を反転させる反転部が設けられる第1搬送路と、
前記反転部から前記2次転写部に至る間に形成され、前記定着部によりトナー定着画像が形成された後に前記反転部により搬送方向が反転された記録媒体を、表裏面を反転させて前記第1搬送路に導く第2搬送路と、
前記反転部から前記排出部に至る間に形成され、前記レンズ形成部が設けられ、前記定着部により透明トナー層が形成された後に前記反転部により搬送方向が反転された記録媒体を、前記排出部に導く第3搬送路と、を含むことを特徴とする。
また本発明の画像形成装置は、前記搬送部が、前記第3搬送路内において前記レンズ形成部を通過する速度が、前記第1搬送路内において前記2次転写部および前記定着部を通過する速度よりも遅くなるように、記録媒体を搬送することを特徴とする。
また本発明の画像形成装置は、前記搬送部が、トナー定着画像形成後の記録媒体を、前記第2搬送路から前記第1搬送路に複数回にわたって循環搬送して、前記2次転写部および前記定着部を複数回通過させ、記録媒体の他方面に複数の透明トナー層を積層して形成させることを特徴とする。
本発明によれば、画像形成装置は、2次転写部により記録媒体の一方面にトナー像を転写し、他方面に透明トナー像を転写する。定着部は、記録媒体の一方面に転写されたトナー像を加熱定着してトナー定着画像を形成し、他方面に転写された透明トナー像を加熱定着して透明トナー層を形成する。そして、レンズ形成部は、記録媒体の他方面に形成された透明トナー層を加熱下で加圧して凹凸形状に成型し、凹凸形状のレンズ層を形成する。このようにして、本発明の画像形成装置は、記録媒体の一方面にトナー定着画像が形成され、他方面に凹凸形状のレンズ層が形成されたレンチキュラーレンズ付きの画像を、連続的に1つの装置で形成することができる。
また本発明によれば、画像形成装置は、第1搬送路内において2次転写部および定着部を通過する記録媒体の一方面にトナー定着画像を形成し、トナー定着画像形成後に反転部により反転されて第2搬送路から第1搬送路に導かれて2次転写部および定着部を通過する記録媒体の他方面に透明トナー層を形成する。そして、透明トナー層が形成された後に反転部により反転されて第1搬送路から第3搬送路に導かれてレンズ形成部を通過する記録媒体に凹凸形状のレンズ層を形成する。このようにして、本発明の画像形成装置は、記録媒体の一方面にトナー定着画像が形成され、他方面に凹凸形状のレンズ層が形成されたレンチキュラーレンズ付きの画像を、連続的に1つの装置で形成することができる。また、記録媒体にトナー定着画像および透明トナー層を形成するための定着部が配置される第1搬送路と、透明トナー層を成型してレンズ層を形成するレンズ形成部が配置される第3搬送路とが、それぞれ別々に設けられているので、定着部およびレンズ形成部における搬送速度(処理速度)および加熱条件の設定の自由度を向上することができ、高品質のレンチキュラーレンズ付きの画像を効率よく形成することができる。
また本発明によれば、搬送部は、第3搬送路内においてレンズ形成部を通過する速度が、第1搬送路内において2次転写部および定着部を通過する速度よりも遅くなるように、記録媒体を搬送する。これによって、記録媒体にトナー定着画像および透明トナー層を形成する定着部における搬送速度(処理速度)を低下させることなく、レンズ形成部において、記録媒体の他方面に形成された透明トナー層を安定して成型して、高品質のレンズ層を形成することができる。
また本発明によれば、搬送部は、トナー定着画像形成後の記録媒体を、第2搬送路から第1搬送路に複数回にわたって循環搬送して、2次転写部および定着部を複数回通過させ、記録媒体の他方面に複数の透明トナー層を積層して形成させる。これによって、2次転写部および定着部を1回通過させたときに、比較的厚みの小さな透明トナー層を形成し、それらを積層して厚みの大きな透明トナー層を形成することができるので、定着部における加熱温度を低い値に設定してホットオフセットの発生を抑制して、厚みの大きな透明トナー層を高品質で形成することができる。したがって、画像形成装置は、厚みの大きなレンズ層が形成されたレンチキュラーレンズ付き画像を、高品質で形成することができる。
本発明の実施の一形態に係る画像形成装置100の構成を示す図である。 定着部5の構成を示す図である。 レンズ形成部6の構成を示す図である。 レンズ形成ローラ61の要部を拡大して示す図である。
図1は、本発明の実施の一形態に係る画像形成装置100の構成を示す図である。本実施形態の画像形成装置100は、記録媒体の一方面にトナー定着画像が形成され、他方面に凹凸形状のレンズ層が形成されたレンチキュラーレンズ付き画像を形成する装置である。
画像形成装置100は、トナー像形成部1Y,1M,1C,1K、透明トナー像形成部2、中間転写部4、定着部5、レンズ形成部6、2次転写部7、搬送部8、および排出部9を備える。画像形成装置100では、ブラック(K)およびカラー画像を色分解して得られる減法混色の3原色であるシアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の4色の各色相に対応した画像データを用いて、トナー像形成部1Y,1M,1C,1Kにおいて、各色相に対応したトナー像を形成し、該トナー像を中間転写部4の中間転写ベルト41に転写する。また、画像形成装置100では、透明トナー像形成部2において、透明トナーを用いて透明トナー像を形成し、該透明トナー像を中間転写部4の中間転写ベルト41に転写する。トナー像形成部1Y,1M,1C,1K、および透明トナー像形成部2は、中間転写ベルト41の移動方向に沿って配列されている。
トナー像形成部1Yはイエロー(Y)のトナーを用いてトナー像を形成し、トナー像形成部1Mはマゼンタ(M)のトナーを用いてトナー像を形成し、トナー像形成部1Cはシアン(C)のトナーを用いてトナー像を形成し、トナー像形成部1Kはブラック(K)のトナーを用いてトナー像を形成する。トナー像形成部1Y,1M,1C,1Kは、トナー像を形成するときに用いるトナーの色相が異なる以外は同様の構成であり、たとえば、シアン(C)のトナーを用いてトナー像を形成するトナー像形成部1Cは、トナー像形成用感光体11C、トナー像形成用帯電部12C、トナー像形成用露光部13C、トナー像形成用現像部14C、トナー像形成用現像剤補給部15C、およびトナー像形成用感光体クリーナ16Cを含む。以下では、トナー像形成部1Y,1M,1C,1Kを総称してトナー像形成部1と呼び、各トナー像形成部1Y,1M,1C,1Kが備えるトナー像形成用帯電部を総称してトナー像形成用帯電部12、トナー像形成用露光部を総称してトナー像形成用露光部13、トナー像形成用現像部を総称してトナー像形成用現像部14、トナー像形成用現像剤補給部を総称してトナー像形成用現像剤補給部15、トナー像形成用感光体クリーナを総称してトナー像形成用感光体クリーナ16と呼ぶ。
トナー像形成部1において、トナー像形成用帯電部12、トナー像形成用露光部13、トナー像形成用現像部14、トナー像形成用現像剤補給部15、およびトナー像形成用感光体クリーナ16は、この順に、トナー像形成用感光体11の周囲にトナー像形成用感光体11の回転方向上流側から下流側に向かって配置される。
トナー像形成用感光体11は、トナー像担持体であり、ドラム形状を呈し、図示しない駆動手段によって軸線まわりに回転駆動される。トナー像形成用感光体11は、アルミニウムなどからなる導電性基体と、導電性基体の表面に設けられる感光層とを有する。導電性基体には、円筒状、円柱状、シート状などの導電性基体を使用でき、その中でも円筒状の導電性基体を好ましく使用できる。感光層としては、有機感光層、無機感光層などが挙げられる。有機感光層としては、電荷発生物質を含む樹脂層である電荷発生層と、電荷輸送物質を含む樹脂層である電荷輸送層との積層体、または、1つの樹脂層中に電荷発生物質と電荷輸送物質とを含む樹脂層などが挙げられる。無機感光層としては、酸化亜鉛、セレン、アモルファスシリコンなどから選ばれる1種または2種以上を含む樹脂層が挙げられる。導電性基体と感光層との間には、下地層が介在してもよい。また、感光層の表面には感光層を保護するための表面層(保護層)が設けられてもよい。
トナー像形成用帯電部12は、トナー像形成用感光体11の表面を所定の極性および電位に帯電させる部材である。トナー像形成用帯電部12は、トナー像形成用感光体11に臨む位置に、トナー像形成用感光体11の軸線方向に沿って設置される。トナー像形成用帯電部12は、接触帯電方式および非接触帯電方式のいずれの方式の帯電装置でもよく、接触帯電方式の場合には、トナー像形成用感光体11の表面に接するように設置され、非接触帯電方式の場合には、トナー像形成用感光体11の表面から離隔するように設置される。トナー像形成用帯電部12としては、ブラシ型帯電装置、ローラ型帯電装置、コロナ放電装置、イオン発生装置などを使用できる。ブラシ型帯電装置およびローラ型帯電装置は、接触帯電方式の帯電装置である。ブラシ型帯電装置には、帯電ブラシを用いるもの、磁気ブラシを用いるものなどがある。コロナ放電装置およびイオン発生装置は、非接触帯電方式の帯電装置である。コロナ放電装置には、ワイヤ状の放電電極を用いるもの、鋸歯状の放電電極を用いるもの、針状の放電電極を用いるものなどがある。
トナー像形成用露光部13は、帯電状態にあるトナー像形成用感光体11の表面に、デジタル信号からなる画像情報に対応するレーザ光を照射して、トナー像形成用感光体11の表面に該画像情報に対応する静電潜像を形成する。トナー像形成用露光部13には、半導体レーザ装置などを使用できる。
トナー像形成用現像部14は、現像槽141と、現像ローラ142と、撹拌ローラ143とを含む。現像槽141は、トナーとキャリアとを含む二成分現像剤を収容する容器状部材である。現像ローラ142は、軸線まわりに回転可能に設けられるローラ状部材である。現像ローラ142は、現像槽141のトナー像形成用感光体11に臨む面に形成される開口部から、その一部が外方に向けて突出してトナー像形成用感光体11の表面に近接するように設けられる。
現像ローラ142は、図示しない固定磁石を内蔵しており、該固定磁石によって、現像ローラ142表面にトナーを担持する。現像ローラ142は、現像ローラ142とトナー像形成用感光体11との近接部(現像ニップ部)において、担持したトナーをトナー像形成用感光体11の表面の静電潜像に供給し、トナー像形成用感光体11の表面にトナー像を形成する。現像ローラ142は、トナー像形成用感光体11と逆方向に回転駆動される。したがって、現像ニップ部においては、現像ローラ142の表面とトナー像形成用感光体11の表面とが同じ方向に移動する。現像ローラ142は、図示しない電源と接続され、該電源から直流電圧(現像電圧)が印加される。これによって、現像ローラ142の表面のトナーは、静電潜像に円滑に供給される。
なお、トナー像形成用現像部14は、トナーとキャリアとを含む二成分現像剤を用いてトナー像形成用感光体11の表面に形成される静電潜像を現像する方式に限定されるものではなく、トナーのみからなる一成分現像剤を用いて現像する方式としてもよい。トナー像形成用現像部14が、トナーのみからなる一成分現像剤を用いて現像する方式の場合には、現像ローラ142として、ゴムローラや内部に固定磁石を有さない金属ローラなどのローラを用いる。
撹拌ローラ143は、現像槽141の内部において軸線まわりに回転可能に設けられるスクリュー状部材である。撹拌ローラ143は、回転駆動されることによって、現像槽141内のトナーを現像ローラ142の表面周辺に送給する。
トナー像形成用現像剤補給部15は、その内部空間にトナーを貯留する容器状部材である。トナー像形成用現像剤補給部15は、トナー像形成用現像部14におけるトナーの消費状況に応じて、現像槽141にトナーを補給する。
ここで、本実施形態の画像形成装置100において用いられるトナーについて説明する。トナーは、電子写真方式の画像形成装置で常用されるトナーと同様の構成成分からなる。トナーは、結着樹脂および着色剤を含み、必要に応じて離型剤、帯電制御剤などが添加されている。
結着樹脂としては、ポリスチレン樹脂、スチレンの置換体の単独重合体からなる樹脂、スチレン系共重合樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、環状オレフィン樹脂などが挙げられる。これらの結着樹脂は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。これらの結着樹脂の中でも、保存性、耐久性などに優れることから、軟化温度が100〜150℃、ガラス転移温度が50〜80℃である結着樹脂が好ましく、前記の軟化温度およびガラス転移温度を有するポリエステル樹脂が好ましいが、透明性という観点では環状オレフィン樹脂も良好である。着色剤としては、この分野で常用される顔料、染料などを挙げることができる。
離型剤としては、特に限定されるものではなく、たとえば、ワックスを用いることができる。ワックスとしては、この分野で常用されるものを用いることができ、たとえば、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、パラフィンワックス、エステルワックスなどが挙げられる。
帯電制御剤としては、トナーを帯電させる、またはその帯電をコントロールできるものであれば特に限定されるものではない。しかし、トナーの透明性に影響を及ぼさないものであることが好ましい。このような帯電制御剤としては、一般的には、たとえば、ニグロシン染料、四級アンモニウム塩、トリフェニルメタン誘導体、サリチル酸亜鉛錯体、ナフトール酸亜鉛錯体、ベンジル酸誘導体の金属酸化物などが挙げられる。これらの帯電制御剤は、1種を単独で用いてもよく、または2種以上の帯電制御剤を併用してもよい。
トナーは、従来公知の製造方法に従って製造することができ、その製造方法としては、たとえば、粉砕法、懸濁重合法、乳化凝集法などを挙げることができる。
トナーの体積平均粒子径は、特に限定されるものではないが、2〜10μmであることが好ましい。トナーの体積平均粒子径が2μm未満の場合には、トナーの流動性が低下する。これによって、トナー像形成用現像部14における現像動作の際に、トナーの供給、撹拌および帯電が不充分になり、トナー量の不足、逆帯電トナーの増加などが起こる。この結果、良好なトナーの像形成ができないなどの問題が発生するおそれがある。一方、トナーの体積平均粒子径が10μmを超える場合には、出力画像の高解像度化を阻害するおそれがある。
また、トナーには、外添剤が外添されてもよい。外添剤は、トナーに対して、粉体流動性向上、摩擦帯電性向上、耐熱性向上、長期保存性改善、クリーニング特性改善、およびトナー像形成用感光体11表面の磨耗特性制御などの機能を付与する目的で添加される。外添剤としては、この分野で常用されるものを用いることができ、たとえばシリカ、アルミナ、酸化チタン、アクリル微粉末、金属石鹸微粒子などが挙げられる。
また、二成分現像剤として、トナーとともに用いられるキャリアは、特に限定されるものではなく、この分野で常用されるものを用いることができる。キャリアとしては、たとえば、鉄、ニッケル、コバルトなどの磁性材料、フェライト、マグネタイトなどの磁性酸化物などが挙げられる。さらに、前記の磁性材料、磁性酸化物を芯材として、その芯材の表面に樹脂材料で被覆層が形成された樹脂被覆キャリアとして用いてもよい。被覆層が形成されていないキャリア、および樹脂被覆キャリアのいずれのキャリアを用いるかは、トナー成分に応じて適宜選択することが好ましく、1種を単独で用いてもよいし、または2種以上を併用してもよい。キャリアの体積平均粒子径は特に限定されるものではないが、均一なトナー定着画像を形成するためには、30〜100μmであることが好ましい。また、二成分現像剤においてトナーは、二成分現像剤全量に対して、3〜20重量%の濃度となるように含まれていることが好ましい。
トナー像形成用感光体クリーナ16は、トナー像形成用現像部14によりトナー像形成用感光体11の表面に形成されたトナー像が、1次転写部31により中間転写ベルト41に転写された後に、トナー像形成用感光体11の表面に残存するトナーを除去、回収する。
また、本実施形態では、トナー像形成用感光体11の表面に臨んで除電部を設けてもよい。この除電部は、トナー像形成用感光体クリーナ16によってトナーが除去された後のトナー像形成用感光体11を除電する。除電部にはランプなどの照明部材を用いることができる。
透明トナー像形成部2は、基本的な構成はトナー像形成部1と同様であり、透明トナー像形成用感光体21、透明トナー像形成用帯電部22、透明トナー像形成用露光部23、透明トナー像形成用現像部24、透明トナー像形成用現像剤補給部25、および透明トナー像形成用感光体クリーナ26を含んで構成される。透明トナー像形成部2において、透明トナー像形成用帯電部22、透明トナー像形成用露光部23、透明トナー像形成用現像部24、透明トナー像形成用現像剤補給部25、および透明トナー像形成用感光体クリーナ26は、この順に、透明トナー像形成用感光体21の周囲に透明トナー像形成用感光体21の回転方向上流側から下流側に向かって配置される。
透明トナー像形成用感光体21は、透明トナー像担持体であり、ドラム形状を呈し、図示しない駆動手段によって軸線まわりに回転駆動される。透明トナー像形成用感光体21は、トナー像形成部1に備えられるトナー像形成用感光体11と同様に構成され、アルミニウムなどからなる導電性基体と、導電性基体の表面に設けられる感光層とを有する。
透明トナー像形成用帯電部22は、透明トナー像形成用感光体21の表面を所定の極性および電位に帯電させる部材である。透明トナー像形成用帯電部22は、透明トナー像形成用感光体21に臨む位置に、透明トナー像形成用感光体21の軸線方向に沿って設置され、トナー像形成部1に備えられるトナー像形成用帯電部12と同様に構成される。
透明トナー像形成用露光部23は、帯電状態にある透明トナー像形成用感光体21の表面に、デジタル信号からなる画像情報に対応するレーザ光を照射して、透明トナー像形成用感光体21の表面に該画像情報に対応する静電潜像を形成する。透明トナー像形成用露光部23には、トナー像形成部1に備えられるトナー像形成用露光部13と同様に、半導体レーザ装置などを使用できる。
透明トナー像形成用現像部24は、トナー像形成部1に備えられるトナー像形成用現像部14と同様に構成され、現像槽241と、現像ローラ242と、撹拌ローラ243とを含む。現像槽241は、透明トナーとキャリアとを含む二成分現像剤を収容する容器状部材である。現像ローラ242は、軸線まわりに回転可能に設けられるローラ状部材である。現像ローラ242は、現像槽241の透明トナー像形成用感光体21に臨む面に形成される開口部から、その一部が外方に向けて突出して透明トナー像形成用感光体21の表面に近接するように設けられる。
現像ローラ242は、図示しない固定磁石を内蔵しており、該固定磁石によって、現像ローラ242表面に透明トナーを担持する。現像ローラ242は、現像ローラ242と透明トナー像形成用感光体21との近接部(現像ニップ部)において、担持した透明トナーを透明トナー像形成用感光体21の表面の静電潜像に供給し、透明トナー像形成用感光体21の表面に透明トナー像を形成する。現像ローラ242は、透明トナー像形成用感光体21と逆方向に回転駆動される。したがって、現像ニップ部においては、現像ローラ242の表面と透明トナー像形成用感光体21の表面とが同じ方向に移動する。現像ローラ242は、図示しない電源と接続され、該電源から直流電圧(現像電圧)が印加される。これによって、現像ローラ242の表面の透明トナーは、静電潜像に円滑に供給される。
なお、透明トナー像形成用現像部24は、透明トナーとキャリアとを含む二成分現像剤を用いて透明トナー像形成用感光体21の表面に形成される静電潜像を現像する方式に限定されるものではなく、透明トナーのみからなる一成分現像剤を用いて現像する方式としてもよい。透明トナー像形成用現像部24が、透明トナーのみからなる一成分現像剤を用いて現像する方式の場合には、現像ローラ242として、ゴムローラや内部に固定磁石を有さない金属ローラなどのローラを用いる。
撹拌ローラ243は、現像槽241の内部において軸線まわりに回転可能に設けられるスクリュー状部材である。撹拌ローラ243は、回転駆動されることによって、現像槽241内の透明トナーを現像ローラ242の表面周辺に送給する。
透明トナー像形成用現像剤補給部25は、その内部空間に透明トナーを貯留する容器状部材である。透明トナー像形成用現像剤補給部25は、透明トナー像形成用現像部24における透明トナーの消費状況に応じて、現像槽241に透明トナーを補給する。
ここで、本実施形態の画像形成装置100において透明トナー像形成部2で用いられる透明トナーは、透光性を有するトナーであり、着色剤を含まないこと以外は、トナー像形成部1で用いられるトナーと同様の構成成分からなり、結着樹脂を含み、必要に応じて離型剤、帯電制御剤などが添加されている。
透明トナー像形成用感光体クリーナ26は、透明トナー像形成用現像部24により透明トナー像形成用感光体21の表面に形成された透明トナー像が、1次転写部32により中間転写ベルト41に転写された後に、透明トナー像形成用感光体21の表面に残存する透明トナーを除去、回収する。
また、本実施形態では、透明トナー像形成用感光体21の表面に臨んで除電部を設けてもよい。この除電部は、透明トナー像形成用感光体クリーナ26によって透明トナーが除去された後の透明トナー像形成用感光体21を除電する。除電部にはランプなどの照明部材を用いることができる。
中間転写部4は、中間転写ベルト41、駆動ローラ42および従動ローラ43を含む。中間転写ベルト41は、トナー像形成用感光体11および透明トナー像形成用感光体21のそれぞれに対向して配置され、駆動ローラ42と従動ローラ43との間に撓むことなく張架されてループ状の移動経路を形成する無端状のベルト部材である。中間転写ベルト41は、駆動ローラ42が軸線まわりに回転駆動されることによって、回転移動される。この中間転写ベルト41を挟んでトナー像形成用感光体11に対向する位置に1次転写部31が配置され、中間転写ベルト41を挟んで透明トナー像形成用感光体21に対向する位置に1次転写部32が配置されている。
1次転写部31,32には、たとえば、金属製軸体と、該金属製軸体の表面を被覆する導電性層とを含む、図示しない駆動手段によって軸線まわりに回転可能に設けられるローラ状部材が用いられる。1次転写部31は中間転写ベルト41を介してトナー像形成用感光体11に圧接し、1次転写部32は中間転写ベルト41を介して透明トナー像形成用感光体21に圧接して設けられる。金属製軸体は、たとえば、ステンレス鋼などの金属によって形成される。導電性層は、導電性の弾性体などによって形成される。導電性の弾性体としては、この分野で常用されるものを使用でき、たとえば、カーボンブラックなどの導電剤を含む、エチレン・プロピレン・ジエンゴム(EPDM)、発泡EPDM、発泡ウレタンなどが挙げられる。
1次転写部31,32は、図示しない高圧電源と接続される。1次転写部31,32には、高圧電源から、トナー像形成用感光体11の表面に形成されるトナー像、透明トナー像形成用感光体21の表面に形成される透明トナー像の帯電極性とは逆極性の高電圧が印加される。これによって、トナー像形成用感光体11Y,11M,11C,11Kの表面に形成される各色相のトナー像は、中間転写ベルト41の外周面に順次重ねて転写され、中間転写ベルト41の外周面にフルカラーのトナー像が形成される。また、透明トナー像形成用感光体21の表面に形成される透明トナー像は、中間転写ベルト41の外周面に転写される。
1次転写部31において中間転写ベルト41の外周面に転写されたトナー像、および1次転写部32において中間転写ベルト41の外周面に転写された透明トナー像は、中間転写ベルト41の回転によって、2次転写部7との対向位置である2次転写位置に搬送される。
2次転写部7には、たとえば、金属製軸体と、該金属製軸体の表面を被覆する導電性層とを含む、図示しない駆動手段によって軸線まわりに回転可能に設けられるローラ状部材が用いられる。2次転写部7は、中間転写ベルト41を介して駆動ローラ42に圧接して設けられる。金属製軸体は、たとえば、ステンレス鋼などの金属によって形成される。導電性層は、導電性の弾性体などによって形成される。導電性の弾性体としては、この分野で常用されるものを使用でき、たとえば、カーボンブラックなどの導電剤を含む、エチレン・プロピレン・ジエンゴム(EPDM)、発泡EPDM、発泡ウレタンなどが挙げられる。
2次転写部7は、図示しない高圧電源と接続される。2次転写部7には、高圧電源から、トナー像および透明トナー像の帯電極性とは逆極性の高電圧が印加される。これによって、中間転写ベルト41の外周面に転写されたトナー像は、後述する搬送部8により搬送される記録媒体の一方面に円滑に転写され、中間転写ベルト41の外周面に転写された透明トナー像は、搬送部8により搬送される記録媒体の他方面に円滑に転写される。
なお、トナー像形成用感光体11から中間転写ベルト41に付着したトナー、透明トナー像形成用感光体21から中間転写ベルト41に付着した透明トナーのうち、記録媒体上に転写されずに中間転写ベルト41上に残存したトナーおよび透明トナーは、ベルトクリーニングユニット44によって回収される。
2次転写部7においてトナー像または透明トナー像が転写された記録媒体は、後述する搬送部8により定着部5に搬送される。図2は、定着部5の構成を示す図である。
定着部5は、後述する搬送部8の第1搬送路81に設けられ、定着ローラ51と加圧ローラ52とを含む。定着ローラ51は、軸線まわりに回転可能に設けられるローラ状部材であり、図示しない駆動手段により所定の周速度で回転駆動される。定着ローラ51は、加圧ローラ52とともに、記録媒体の一方面に転写されたトナー像を加熱溶融して定着させ、記録媒体の一方面にトナー定着画像を形成する。また、定着ローラ51は、加圧ローラ52とともに、記録媒体の他方面に転写された透明トナー像を加熱溶融して定着させ、記録媒体の他方面に透明トナー層を形成する。
定着ローラ51としては、芯金511、弾性体層512および表面層513を含むローラ状部材が使用できる。芯金511を形成する金属には熱伝導率の高い金属を使用でき、たとえば、アルミニウム、鉄などを使用することができる。芯金511の形状としては、円筒状または円柱状などが挙げられる。弾性体層512を構成する材料としては、ゴム弾性を有するものであれば特に制限はないけれども、さらに耐熱性にも優れるものが好ましい。このような材料の具体例としては、たとえば、シリコーンゴム、フッ素ゴム、またはフルオロシリコーンゴムなどが挙げられる。これらの中でも、特にゴム弾性に優れるシリコーンゴムが好ましい。表面層513を構成する材料としては、耐熱性および耐久性に優れ、トナーおよび透明トナーとの付着力が弱いものであれば特に制限されず、たとえば、PFA(テトラフルオロエチレンとペルフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体)、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)などのフッ素系樹脂材料、またはフッ素ゴムなどが挙げられる。本実施形態では、定着ローラ51は、外径36mm、肉厚2mmの鉄製の芯金511上に、弾性体層512として厚み2mmのシリコーンゴム層を形成し、更に表面層513として厚み40μmのPFAチューブ層を設けた外径がほぼ40mmのローラである。
定着ローラ51は、内部に内部ヒーターランプ53を備える。本実施形態では、内部ヒーターランプ53にはハロゲンランプが用いられるが、これに限らず、内部から定着ローラ51を加熱する任意の加熱手段を用いることができる。また、内部ヒーターランプ53は、定着ローラ51の中心軸(ここでは回転軸に同じ)に沿って配置されている。
また、定着ローラ51の表面に付着したトナーおよび透明トナー等のクリーニングを行う機構として、クリーニングウェブのようなクリーニング機構を設けてもよい。
加圧ローラ52は、図示しない加圧機構により定着ローラ51に圧接された状態で回転自在に設けられる。定着ローラ51と加圧ローラ52との圧接部は定着ニップ部55となっている。加圧ローラ52は、定着ローラ51の回転に伴って従動回転する。加圧ローラ52は、定着ローラ51によるトナー像および透明トナー像の記録媒体への加熱定着に際し、溶融状態にあるトナーおよび透明トナーを記録媒体に対して押圧することによって、トナー像および透明トナー像の記録媒体への定着を促進する。
加圧ローラ52としては、芯金521、弾性体層522および表面層523を含むローラ状部材が使用できる。芯金521、弾性体層522および表面層523を構成する材料としては、それぞれ、定着ローラ51の芯金511、弾性体層512および表面層513を構成する材料と同じものを使用できる。また、芯金521の形状も定着ローラ51の芯金511と同様である。本実施形態では、加圧ローラ52は、外径38mm、肉厚1mmの鉄製の芯金521上に、弾性体層522として厚み1mmのシリコーンゴム層を形成し、更に表面層523として厚み40μmのPFAチューブ層を設けた外径がほぼ40mmのローラである。
また、本実施形態では、定着ローラ51に近接するように、定着ローラ側サーミスタ56が設けられる。定着ローラ側サーミスタ56は、定着ローラ51の表面温度を検知する。定着ローラ側サーミスタ56による検知結果は、図示しない制御手段に入力される。制御手段は、定着ローラ側サーミスタ56の検知結果に基づいて、定着ローラ51の表面温度が、所定の設定温度(定着温度)の範囲内であるか否かを判定する。制御手段は、定着ローラ51の表面温度が、所定の定着温度の設定範囲よりも低い場合には、内部ヒーターランプ53に接続される電源に制御信号を送り、内部ヒーターランプ53に電力を供給して発熱を促す。また制御手段は、定着ローラ51の表面温度が、所定の定着温度の設定範囲よりも高い場合には、内部ヒーターランプ53に接続される電源に制御信号を送り、内部ヒーターランプ53に対する電力の供給を停止させる。
定着部5では、定着ローラ51は設定温度になるように加熱され、定着ローラ51の近傍に設けられた定着ローラ側サーミスタ56が設定温度に到達したことを検知し、その検知結果が制御手段に入力される。そして、制御手段は、定着ローラ51を回転駆動させる駆動手段に制御信号を送り、定着ローラ51を回転駆動させる。それに伴って加圧ローラ52が従動回転する。この状態で、トナー像および透明トナー像が形成された記録媒体が2次転写部7から定着ニップ部55に搬送される。定着ニップ部55を通過する際に、トナー像および透明トナー像が加熱加圧されて定着され、記録媒体の一方面にトナー定着画像が形成され、他方面に透明トナー層が形成される。本実施形態では、記録媒体の他方面に形成される透明トナー層の厚みは、20〜40μmであることが好ましい。ここで、定着ローラ51の表面温度は、たとえば180〜200℃に設定され、記録媒体にトナー定着画像および透明トナー層を形成する定着部5における搬送速度(処理速度)は、たとえば175mm/秒に設定される。
定着部5において、一方面にトナー定着画像が形成され、他方面に透明トナー層が形成された記録媒体は、後述する搬送部8によりレンズ形成部6に搬送される。図3は、レンズ形成部6の構成を示す図である。図4は、レンズ形成ローラ61の要部を拡大して示す図である。
レンズ形成部6は、後述する搬送部8の第3搬送路83に設けられ、記録媒体の他方面に形成された透明トナー層を加熱下で加圧して凹凸形状に成型し、記録媒体の他方面に凹凸形状のレンズ層を形成する。このレンズ形成部6は、レンズ形成ローラ61と、レンズ形成用加圧ローラ62とを含む。
レンズ形成ローラ61は、レンズ形成部6に搬送される記録媒体の透明トナー層が形成されている側の他方面側に当接する。レンズ形成ローラ61は、軸線まわりに回転可能に設けられるローラ状部材であり、図示しない駆動手段により所定の周速度で回転駆動される。レンズ形成ローラ61は、レンズ形成用加圧ローラ62とともに、記録媒体の他方面に形成された透明トナー層を凹凸形状に成型し、記録媒体の他方面に凹凸形状のレンズ層を形成する。
レンズ形成ローラ61は、芯金611と離型層612とを含む。芯金611を構成する材料としては、たとえば、アルミニウム、鉄、ステンレス鋼などが挙げられる。芯金611の形状は直円筒状であり、芯金611の軸線方向両端部には、絞り構造があってもよいし無くてもよい。さらに、芯金611の表面には、図4に示すように、記録媒体の他方面に形成された透明トナー層を凹凸形状に成型できるように、凹形状の溝が多数形成されている。溝の形成方向は、レンズ形成ローラ61の軸線方向でも、或いは周方向に沿って形成されていても、どちらでも問題ない。溝の加工方法としては、金属製のバイトなどによる機械加工や、レーザによる加工などが挙げられる。なお、レンズ形成ローラ61の溝形状は、所望とするレンズ層の厚みとなるように、適宜設定される。
離型層612は、芯金611の表面に被覆される層であり、透明トナーの離型性を確保する。離型層612を構成する材料としては、たとえば、PFA(テトラフルオロエチレンとペルフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体)、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)などのフッ素系樹脂材料が挙げられる。あるいは、これらフッ素樹脂を含んだDLC(ダイヤモンドライクカーボン)材料などを用いてもよい。なお、離型層612の厚みは、10nm〜30μm程度が好ましい。離型層612の厚みが極端に薄い場合、耐久性が問題となり、厚くなり過ぎると、芯金611の溝部が埋まってしまうなど、溝形状が大きく変化する結果、レンズ成型が上手くできなくなるおそれがあるためである。
なお、離型層612の代わりに、透明トナーの離型性を確保するために、シリコーンオイルなどの離型剤を、芯金611の表面に塗布する構成としてもよい。また、離型層612を形成しつつ、シリコーンオイルを塗布する構成としてもよい。シリコーンオイルとしては、粘度が1000〜10000CS程度のオイルを使用することができる。
また、レンズ形成ローラ61の表面に付着した透明トナー等のクリーニングを行う機構として、クリーニングウェブのようなクリーニング機構を設けてもよい。
また、ローラ形状のレンズ形成ローラ61の代わりに、ベルト形状としてもよい。ベルト形状とすることで熱容量を小さくできるので、ウォームアップ時間の短縮などが可能となる。本実施形態では、レンズ形成ローラ61は、外径40mm、肉厚2mm、胴部長さ(軸線方向長さ)315mmのアルミニウム製の芯金611に対して、その表面を機械加工して、ローラ周方向にピッチ254μm、深さ30μmの溝が300mmの幅で形成され、更に離型層612として厚み50nmのフッ素樹脂コート層を設けたローラである。
レンズ形成ローラ61は、内部に内部ヒーターランプ63を備える。本実施形態では、内部ヒーターランプ63にはハロゲンランプが用いられるが、これに限らず、内部からレンズ形成ローラ61を加熱する任意の加熱手段を用いることができる。また、内部ヒーターランプ63は、レンズ形成ローラ61の中心軸(ここでは回転軸に同じ)に沿って配置されている。
レンズ形成用加圧ローラ62は、レンズ形成部6に搬送される記録媒体の透明トナー層が形成されている側とは反対側の一方面側に当接する。レンズ形成用加圧ローラ62は、図示しない加圧機構によりレンズ形成ローラ61に圧接された状態で回転自在に設けられる。レンズ形成ローラ61とレンズ形成用加圧ローラ62との圧接部はレンズ形成ニップ部64となっている。レンズ形成用加圧ローラ62の軸線方向両端部には、ボールベアリングが挿着されており、レンズ形成用加圧ローラ62は、レンズ形成ローラ61の回転に伴って従動回転する。レンズ形成用加圧ローラ62は、レンズ形成ローラ61による透明トナー層の凹凸形状への加熱成型に際し、透明トナー層を透光性基材に対して押圧することによって、透明トナー層の凹凸形状への成型を促進する。レンズ形成用加圧ローラ62は、加圧機構によって、軸線方向において一様な押圧力であって総荷重が400Nである押圧力で、レンズ形成ローラ61を押圧している。
レンズ形成用加圧ローラ62としては、芯金621、弾性体層622および離型層623を含むローラ状部材が使用できる。芯金621を構成する材料としては、たとえば、アルミニウム、鉄、ステンレス鋼などが挙げられる。芯金621の形状は直円筒状であり、芯金621の軸線方向両端部には、絞り構造があってもよいし無くてもよい。
弾性体層622は、レンズ形成ローラ61とレンズ形成用加圧ローラ62で形成されるレンズ形成ニップ部64を大きくするために設けられるもので、芯金621の外周面上に設けられる。弾性体層622を構成する材料としては、ゴム弾性を有するもの、より好ましくは、ゴム弾性を有し、耐熱性に優れるものを用いることができる。このような材料の具体例としては、たとえば、シリコーンゴム、フッ素ゴム、フルオロシリコーンゴムなどが挙げられる。また、これら材料の発泡体としてもよいが、特にゴム弾性に優れるシリコーンゴムが好ましい。
離型層623は、弾性体層622の外周面上に設けられる。離型層623を構成する材料としては、耐熱性および耐久性に優れ、透明トナーとの付着力が弱いものを用いることができる。離型層623を構成する材料の具体例としては、たとえば、PFA(テトラフルオロエチレンとペルフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体)、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)などのフッ素系樹脂材料、フッ素ゴムなどが挙げられる。離型層623として、PFAやPTFEを用いる場合には、これら材料からなるチューブを被覆するようにしてもよいし、あるいはコートするようにしてもよい。なお、離型層623の厚さは、10〜50μmであることが好ましい。
本実施形態では、レンズ形成用加圧ローラ62は、外径29.76mm、内径23.76mm、肉厚3mmの絞り構造のない鉄製の芯金621上に、弾性体層622として厚み5mmのシリコーンゴム(JIS−A硬さ:30度)層を形成し、更に離型層623として厚み50μmのPFAチューブ層を設けた外径がほぼ40mmのローラである。また、レンズ形成用加圧ローラ62の芯金621の軸線方向長さは313mmであり、弾性体層622の軸線方向長さは312mmである。
また、本実施形態では、レンズ形成ローラ61に近接するように、レンズ形成ローラ側サーミスタ65が設けられる。レンズ形成ローラ側サーミスタ65は、レンズ形成ローラ61の表面温度を検知する。レンズ形成ローラ側サーミスタ65による検知結果は、制御手段に入力される。制御手段は、レンズ形成ローラ側サーミスタ65の検知結果に基づいて、レンズ形成ローラ61の表面温度が、所定の設定温度(レンズ形成温度)の範囲内であるか否かを判定する。制御手段は、レンズ形成ローラ61の表面温度が、所定のレンズ形成温度の設定範囲よりも低い場合には、内部ヒーターランプ63に接続される電源に制御信号を送り、内部ヒーターランプ63に電力を供給して発熱を促す。また制御手段は、レンズ形成ローラ61の表面温度が、所定のレンズ形成温度の設定範囲よりも高い場合には、内部ヒーターランプ63に接続される電源に制御信号を送り、内部ヒーターランプ63に対する電力の供給を停止させる。
レンズ形成部6では、レンズ形成ローラ61は、所定のレンズ形成温度になるように加熱され、レンズ形成ローラ61の近傍に設けられたレンズ形成ローラ側サーミスタ65が所定のレンズ形成温度に到達したことを検知し、その検知結果が制御手段に入力される。そして、制御手段は、レンズ形成ローラ61を回転駆動させる駆動手段に制御信号を送り、レンズ形成ローラ61を回転駆動させる。それに伴ってレンズ形成用加圧ローラ62が従動回転する。この状態で、透明トナー層が形成された記録媒体が定着部5からレンズ形成ニップ部64に搬送される。レンズ形成ニップ部64を通過する際に、透明トナー層が加熱加圧されて凹凸形状に成型され、記録媒体の他方面にレンズ層が形成される。ここで、レンズ形成ローラ61の表面温度は、たとえば、140〜200℃に設定される。
また、後述の搬送部8は、第3搬送路83内においてレンズ形成部6を通過する速度(レンズ形成部6の処理速度)が、第1搬送路81内において2次転写部7および定着部5を通過する速度(定着部5の処理速度)よりも遅くなるように、記録媒体を搬送する。具体的には、レンズ形成部6における処理速度は、定着部5における処理速度に対して1/2〜1/10倍に設定される。本実施形態では、レンズ形成部6における処理速度は、定着部における処理速度が175mm/秒であるのに対して、50mm/秒に設定される。このように、レンズ形成部6における処理速度を、定着部5における処理速度よりも遅く設定することによって、記録媒体にトナー定着画像および透明トナー層を形成する定着部5における処理速度を低下させることなく、レンズ形成部6において、記録媒体の他方面に形成された透明トナー層を安定して成型して、高品質のレンズ層を形成することができる。
搬送部8は、記録媒体を搬送する。ここで、記録媒体は、透光性を有し、PET(ポリエチレンテレフタレート)などの樹脂製の、厚みが100〜600μm程度のシートであり、そのサイズは、A4、B5、B4、葉書サイズなどがある。搬送部8は、第1搬送路81、第2搬送路82、第3搬送路83、連結搬送路84、記録媒体を収納するカセット85、ピックアップローラ86、レジストローラ87、および搬送ローラ88を含む。
第1搬送路81は、2次転写部7および定着部5を通過する記録媒体の搬送路である。カセット85に収納される記録媒体は、ピックアップローラ86によって一枚ずつ第1搬送路81に繰り出されて、レジストローラ87に向けて搬送される。レジストローラ87は、互いに圧接するように設けられる一対のローラ状部材である。このレジストローラ87は、中間転写ベルト41の外周面に形成されたトナー像または透明トナー像が、2次転写部7に搬送されるのに同期して、2次転写部7に記録媒体を送給する。第1搬送路81には、定着部5よりも記録媒体の搬送方向下流側に、記録媒体の搬送方向を反転させる反転部811が設けられている。
第2搬送路82は、反転部811から2次転写部7に至る間に形成され、反転部811により搬送方向が反転された記録媒体を、表裏面を反転させて第1搬送路81に導くループ状の搬送路である。この第2搬送路82には、第2搬送路82内の記録媒体を第1搬送路81に搬送するための搬送ローラ88が設けられている。
第3搬送路83は、反転部811から排出部9に至る間に形成され、後述のレンズ形成部6が設けられる搬送路である。ここで、排出部9は、一方面にトナー定着画像が形成され、他方面にレンズ層が形成された、レンチキュラーレンズ付き画像が形成された記録媒体を、装置外部に排出する。
連結搬送路84は、第1搬送路81における定着部5よりも記録媒体の搬送方向下流側で、かつ反転部811よりも搬送方向上流側で第1搬送路81から分岐して、第2搬送路82に連結される搬送路である。
また、第1搬送路81と第2搬送路82とが連結搬送路84により連結される連結部には、第1搬送路81内を搬送されて定着部5を通過した記録媒体の搬送方向を、連結搬送路84側または反転部811側に切替える切替ゲート812が設けられている。また、第1搬送路81、第2搬送路82、および第3搬送路83が合流する反転部811が設けられる合流部には、第1搬送路81内を搬送されて反転部811で反転された記録媒体の搬送方向を、第2搬送路82側または第3搬送路83側に切替える切替ゲート821が設けられている。
反転部811は、正逆両方向に回転自在にされたローラ状の部材であり、第1搬送路81内において2次転写部7および定着部5を通過する記録媒体の一方面にトナー定着画像を形成した後、記録媒体の他方面に透明トナー層を形成する場合には、記録媒体の後端部が定着部5を通過するまで正転方向に駆動された後、記録媒体の前端部を挟持した状態で逆転方向に駆動されて、搬送方向を反転させて記録媒体を第2搬送路82内に導く。これによって、一方面にトナー定着画像が形成された記録媒体は、表裏面および前後端を反転した状態で、第2搬送路82から第1搬送路81に導かれる。そして、トナー定着画像形成後に反転部811により反転されて第2搬送路82から第1搬送路81に導かれて2次転写部7および定着部5を通過する記録媒体は、他方面に透明トナー層が形成される。
また、反転部811は、一方面にトナー定着画像が形成された後、第1搬送路81内において2次転写部7および定着部5を通過し、他方面に透明トナー層が形成された記録媒体の他方面にレンズ層を形成する場合には、記録媒体の後端部が定着部5を通過するまで正転方向に駆動された後、記録媒体の前端部を挟持した状態で逆転方向に駆動されて、記録媒体を第3搬送路83内に導く。これによって、一方面にトナー定着画像が形成され、他方面に透明トナー層が形成された記録媒体は、表裏面および前後端を反転した状態で、第1搬送路81から第3搬送路83に導かれる。そして、透明トナー層形成後に反転部811により反転されて第1搬送路81から第3搬送路83に導かれてレンズ形成部6を通過する記録媒体は、他方面にレンズ層が形成される。
以上のようにして、本実施形態の画像形成装置100は、記録媒体の一方面にトナー定着画像が形成され、他方面に凹凸形状のレンズ層が形成されたレンチキュラーレンズ付きの画像を、連続的に1つの装置で形成することができる。また、記録媒体にトナー定着画像および透明トナー層を形成するための定着部5が配置される第1搬送路81と、透明トナー層を成型してレンズ層を形成するレンズ形成部6が配置される第3搬送路83とが、それぞれ別々に設けられているので、定着部5およびレンズ形成部6における処理速度および加熱条件の設定の自由度を向上することができ、高品質のレンチキュラーレンズ付きの画像を効率よく形成することができる。
また、本実施形態の画像形成装置100では、第1搬送路81内において2次転写部7および定着部5を通過する記録媒体の一方面にトナー定着画像を形成した後、記録媒体の他方面に透明トナー層を形成する場合に、切替ゲート812が、第1搬送路81内を搬送されて定着部5を通過した記録媒体の搬送方向を連結搬送路84側に切替えることによって、トナー定着画像形成後の記録媒体を、連結搬送路84を介して第2搬送路82から第1搬送路81に、複数回にわたって循環搬送させることができる。これによって、一方面にトナー定着画像が形成された記録媒体を、第1搬送路81内において2次転写部7および定着部5を複数回通過させ、記録媒体の他方面に複数の透明トナー層を積層して形成させることができる。これによって、2次転写部7および定着部5を1回通過させたときに、比較的厚みの小さな透明トナー層を形成し、それらを積層して厚みの大きな透明トナー層を形成することができるので、定着部5における加熱温度を低い値に設定してホットオフセットの発生を抑制して、厚みの大きな透明トナー層を高品質で形成することができる。したがって、画像形成装置100は、厚みの大きなレンズ層が形成されたレンチキュラーレンズ付き画像を、高品質で形成することができる。
以下に、本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明は、かかる実施例のみに限定されるものではない。
[画像形成用の二成分現像剤]
<トナー>
・結着樹脂:ポリエステル樹脂94.5重量部
・着色剤:イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色に対応した着色剤5重量部
・帯電制御剤:ベンジル酸誘導体の金属酸化物0.5重量部
・離型剤:ポリエチレンワックス5重量部
<外添剤>
・シリカ:トナー100重量部に対して1重量部
・酸化チタン:トナー100重量部に対して1.5重量部
<キャリア>
・二成分現像剤におけるトナーの濃度が8重量%となるように、フェライトキャリアを添加した。
[透明トナー層形成用の二成分現像剤]
着色剤を添加しないこと以外は、上記の画像形成用の二成分現像剤と同様にして、透明トナー層形成用の二成分現像剤を作製した。
[記録媒体]
厚み550μmのA4サイズのPETシートを用いた。
[定着部]
<定着ローラ>
定着ローラ51として、外径36mm、肉厚2mmの鉄製の芯金511上に、弾性体層512として厚み2mmのシリコーンゴム層を形成し、更に表面層513として厚み40μmのPFAチューブ層を設けた外径がほぼ40mmのローラを用いた。
<加圧ローラ>
加圧ローラ52として、外径38mm、肉厚1mmの鉄製の芯金411上に、弾性体層522として厚み1mmシリコーンゴム層を形成し、更に表面層523として厚み40μmのPFAチューブ層を設けた外径がほぼ40mmのローラを用いた。なお、加圧ローラ52の定着ローラ51に対する圧接荷重は、600Nとした。このときのニップ幅は約6mmであった。
<定着部における温度、処理速度条件>
定着ローラ51の表面温度を180℃に設定し、定着部5における処理速度を175mm/秒に設定した。
<透明トナー層の膜厚>
一方面にトナー定着画像が形成された記録媒体を、第1搬送路81内において2次転写部7および定着部5を5回通過させて、厚み4μmの透明トナー層が5層積層された、合計厚み20μmの透明トナー層を形成した。
[レンズ形成部]
<レンズ形成ローラ>
レンズ形成ローラ61として、外径40mm、肉厚2mm、胴部長さ(軸線方向長さ)315mmのアルミニウム製の芯金611に対して、その表面を機械加工して、ローラ周方向にピッチ254μm、深さ30μmの溝が300mmの幅で形成され、更に離型層612として厚み50nmのフッ素樹脂コート層を設けたローラを用いた。
<レンズ形成用加圧ローラ>
レンズ形成用加圧ローラ62として、外径29.76mm、内径23.76mm、肉厚3mmの絞り構造のない鉄製の芯金621上に、弾性体層622として厚み5mmのシリコーンゴム(JIS−A硬さ:30度)層を形成し、更に離型層623として厚み50μmのPFAチューブ層を設けた外径がほぼ40mmのローラを用いた。また、レンズ形成用加圧ローラ62の芯金621の軸線方向長さは313mmであり、弾性体層622の軸線方向長さは312mmである。なお、レンズ形成用加圧ローラ62のレンズ形成ローラ61に対する圧接荷重は、400Nとした。このときのニップ幅は約2mmであった。
<レンズ形成部における温度、処理速度条件>
レンズ形成ローラ61の表面温度を150℃に設定し、レンズ形成部6における処理速度を50mm/秒に設定した。
[3D画像の目視評価]
以上のような条件で形成されたレンチキュラーレンズ付き画像は、3D画像が良好に確認できて、高品質なものであった。
1 トナー像形成部
2 透明トナー像形成部
4 中間転写部
5 定着部
6 レンズ形成部
7 2次転写部
8 搬送部
9 排出部
11 トナー像形成用感光体
12 トナー像形成用帯電部
13 トナー像形成用露光部
14 トナー像形成用現像部
15 トナー像形成用現像剤補給部
16 トナー像形成用感光体クリーナ
21 透明トナー像形成用感光体
22 透明トナー像形成用帯電部
23 透明トナー像形成用露光部
24 透明トナー像形成用現像部
25 透明トナー像形成用現像剤補給部
26 透明トナー像形成用感光体クリーナ
31,32 1次転写部
41 中間転写ベルト
42 駆動ローラ
43 従動ローラ
51 定着ローラ
52 加圧ローラ
61 レンズ形成ローラ
62 レンズ形成用加圧ローラ
81 第1搬送路
82 第2搬送路
83 第3搬送路
84 連結搬送路
100 画像形成装置

Claims (4)

  1. 記録媒体の一方面に形成されたトナー定着画像と、他方面に形成された凹凸形状のレンズ層とを有するレンチキュラーレンズ付き画像を形成する画像形成装置であって、
    結着樹脂および着色剤を含むトナーからなるトナー像を担持するトナー像担持体と、
    結着樹脂を含む透明トナーからなる透明トナー像を担持する透明トナー像担持体と、
    前記トナー像担持体および前記透明トナー像担持体に対向して配置される中間転写材と、
    前記中間転写材を挟んで前記トナー像担持体および前記透明トナー像担持体のそれぞれに対向して配置され、前記トナー像担持体に担持されるトナー像、および前記透明トナー像担持体に担持される透明トナー像を、前記中間転写材に転写する1次転写部と、
    前記中間転写材に対向して配置され、前記中間転写材に転写されたトナー像を記録媒体の一方面に転写し、前記中間転写材に転写された透明トナー像を記録媒体の他方面に転写する2次転写部と、
    記録媒体の一方面に転写されたトナー像を加熱して定着させてトナー定着画像を形成し、記録媒体の他方面に転写された透明トナー像を加熱して定着させて透明トナー層を形成する定着部と、
    記録媒体の他方面に形成された透明トナー層を加熱下で加圧して凹凸形状に成型し、記録媒体の他方面に凹凸形状のレンズ層を形成するレンズ形成部と、
    レンズ層が形成された記録媒体を装置外部に排出する排出部と、を含むことを特徴とする画像形成装置。
  2. 記録媒体を搬送する搬送部を含み、
    前記搬送部は、
    前記2次転写部および前記定着部を通過する記録媒体の搬送路であり、前記定着部よりも記録媒体の搬送方向下流側に、記録媒体の搬送方向を反転させる反転部が設けられる第1搬送路と、
    前記反転部から前記2次転写部に至る間に形成され、前記定着部によりトナー定着画像が形成された後に前記反転部により搬送方向が反転された記録媒体を、表裏面を反転させて前記第1搬送路に導く第2搬送路と、
    前記反転部から前記排出部に至る間に形成され、前記レンズ形成部が設けられ、前記定着部により透明トナー層が形成された後に前記反転部により搬送方向が反転された記録媒体を、前記排出部に導く第3搬送路と、を含むことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記搬送部は、前記第3搬送路内において前記レンズ形成部を通過する速度が、前記第1搬送路内において前記2次転写部および前記定着部を通過する速度よりも遅くなるように、記録媒体を搬送することを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
  4. 前記搬送部は、トナー定着画像形成後の記録媒体を、前記第2搬送路から前記第1搬送路に複数回にわたって循環搬送して、前記2次転写部および前記定着部を複数回通過させ、記録媒体の他方面に複数の透明トナー層を積層して形成させることを特徴とする請求項2または3に記載の画像形成装置。
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