JP2013178452A - 画像形成システム、画像形成方法、および粉末供給装置 - Google Patents

画像形成システム、画像形成方法、および粉末供給装置 Download PDF

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Abstract

【課題】長期間に渡って安定的に金属光沢画像を形成することができる画像形成システム、画像形成方法、および粉末供給装置を提供する。
【解決手段】本発明の画像形成システムは、画像形成プロセスを用いて、所定温度で溶融する熱溶融性材料100からなる画像を記録媒体S上に形成する画像形成手段と、記録媒体S上で画像を形成している熱溶融性材料100を加熱溶融して材料100に粘着性を持たせる溶融手段71と、記録媒体S上に塗料粉末200を供給して粘着性を持った熱溶融性材料100に塗料粉末200を付着させる粉末供給手段72と、を有する。
【選択図】図2

Description

本発明は、画像形成システム、画像形成方法、および粉末供給装置に関する。
金属光沢トナーを用いて、金属光沢画像を形成する技術が知られている(たとえば、特許文献1,2)。この技術によれば、MFP(Multi−Function Peripheral)等の画像形成装置により、一般的な電子写真方式の画像形成プロセスを用いて、用紙上に金属光沢画像を形成することができる。金属光沢トナーには、金属粉末を樹脂に分散させたものや、金属粒子を樹脂コーティングしたものが用いられる。
しかしながら、金属光沢トナーは金属材料を含むため、トナー像を転写するために感光体ドラムと中間転写ベルトとが圧接されれば、感光体ドラムが金属光沢トナーにより傷つけられ、耐久性や画質安定性が低下するという問題がある。
特開2010−072334号公報 特開2007−206571号公報
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものである。したがって、本発明の目的は、長期間に渡って安定的に金属光沢画像を形成することができる画像形成システム、画像形成方法、および粉末供給装置を提供することである。
本発明の上記目的は、下記の手段によって達成される。
(1)画像形成プロセスを用いて、所定温度で溶融する熱溶融性材料からなる画像を記録媒体上に形成する画像形成手段と、前記記録媒体上で前記画像を形成している前記熱溶融性材料を加熱溶融して当該材料に粘着性を持たせる溶融手段と、前記記録媒体上に塗料粉末を供給して前記粘着性を持った熱溶融性材料に前記塗料粉末を付着させる粉末供給手段と、を有することを特徴とする画像形成システム。
(2)前記粉末供給手段は、前記粘着性を持った熱溶融性材料に接触した前記塗料粉末が当該材料に捕捉されることを利用して、前記記録媒体上に前記塗料粉末を散布することなく、前記記録媒体上の前記熱溶融性材料に前記塗料粉末を選択的に供給することを特徴とする上記(1)に記載の画像形成システム。
(3)前記塗料粉末は、磁性粉末であり、前記粉末供給手段は、磁力により吸着保持している前記磁性粉末を前記熱溶融性材料に接触させることにより、当該材料に前記磁性粉末を選択的に供給するマグネット部材を含むことを特徴とする上記(1)または(2)に記載の画像形成システム。
(4)前記塗料粉末は、摩擦帯電により帯電する帯電粉末であり、前記粉末供給手段は、前記帯電粉末を保持する導電性部材と、前記導電性部材と前記記録媒体との間に配置され、前記帯電粉末を通過させる開口部を有する制御電極と、前記導電性部材と前記制御電極との間に直流電圧および交流電圧を印加することにより、前記導電性部材により保持されている前記帯電粉末を前記記録媒体上に移動させて、前記熱溶融性材料に前記帯電粉末を選択的に供給する電源部と、を含むことを特徴とする上記(1)または(2)に記載の画像形成システム。
(5)前記塗料粉末は、摩擦帯電により帯電する帯電粉末であり、前記粉末供給手段は、前記帯電粉末を保持する第1導電性部材と、前記記録媒体を挟んで前記第1導電性部材と対向配置される第2導電性部材と、前記第1導電性部材と前記第2導電性部材との間に直流電圧を印加して、前記帯電粉末が前記第1導電性部材に吸着される向きの電界を形成する直流電源部と、を含み、前記電界により前記第1導電性部材に吸着されている前記帯電粉末を前記熱溶融性材料に接触させることにより、当該材料に前記帯電粉末が選択的に供給されることを特徴とする上記(1)または(2)に記載の画像形成システム。
(6)前記粉末供給手段は、前記記録媒体上に前記塗料粉末を散布する散布手段と、前記散布手段により前記記録媒体上に散布された前記塗料粉末のうち前記画像が形成されていない部分に存在する塗料粉末を前記記録媒体上から除去する除去手段と、を含むことを特徴とする上記(1)に記載の画像形成システム。
(7)前記除去手段は、前記塗料粉末を吸引する集粉器を含むことを特徴とする上記(6)に記載の画像形成システム。
(8)前記塗料粉末は、磁性粉末であり、前記散布手段は、前記記録媒体上に前記磁性粉末を散布し、前記除去手段は、前記散布手段により前記記録媒体上に散布された前記磁性粉末のうち前記画像が形成されていない部分に存在する磁性粉末を磁力により吸着保持して前記記録媒体上から除去するマグネット部材を含むことを特徴とする上記(6)に記載の画像形成システム。
(9)前記散布手段は、前記塗料粉末を保持するブラシ部材と、前記ブラシ部材に当接して前記塗料粉末を弾き飛ばすフリッカー部材と、を含むことを特徴とする上記(6)〜(8)のいずれか1つに記載の画像形成システム。
(10)前記塗料粉末は、摩擦帯電により帯電する帯電粉末であり、前記散布手段は、前記帯電粉末を保持する第1導電性部材と、前記記録媒体を挟んで前記第1導電性部材と対向配置される第2導電性部材と、前記第1導電性部材と前記第2導電性部材との間に直流電圧を印加して、前記第1導電性部材から前記第2導電性部材に向かって前記帯電粉末を移動させる向きの電界を形成することにより、前記第1導電性部材により保持されている前記帯電粉末を前記記録媒体上に移動させる直流電源部と、を含むことを特徴とする上記(6)または(7)に記載の画像形成システム。
(11)前記記録媒体上には、前記熱溶融性材料の溶融温度よりも高い溶融温度を有する画像形成材料からなる画像がさらに形成されており、前記溶融手段は、前記熱溶融性材料の溶融温度よりも高く、かつ、前記画像形成材料の溶融温度よりも低い温度に前記記録媒体の温度を調整して、前記熱溶融性材料を選択的に溶融することを特徴とする上記(1)〜(10)のいずれか1つに記載の画像形成システム。
(12)前記粉末供給手段により前記塗料粉末が供給された前記熱溶融性材料を加熱押圧する加熱押圧手段をさらに有することを特徴とする上記(1)〜(11)のいずれか1つに記載の画像形成システム。
(13)前記熱溶融性材料は、透明トナーであり、前記画像形成手段は、電子写真方式の画像形成プロセスを用いて、前記透明トナーからなる画像を前記記録媒体上に形成することを特徴とする上記(1)〜(12)のいずれか1つに記載の画像形成システム。
(14)画像形成プロセスを用いて、所定温度で溶融する熱溶融性材料からなる画像を記録媒体上に形成する画像形成工程と、前記記録媒体上で前記画像を形成している前記熱溶融性材料を加熱溶融して当該材料に粘着性を持たせる溶融工程と、前記記録媒体上に塗料粉末を供給して前記粘着性を持った熱溶融性材料に前記塗料粉末を付着させる粉末供給工程と、を有することを特徴とする画像形成方法。
(15)前記粉末供給工程において、前記粘着性を持った熱溶融性材料に接触した前記塗料粉末が当該材料に捕捉されることを利用して、前記記録媒体上に前記塗料粉末が散布されることなく、前記記録媒体上の前記熱溶融性材料に前記塗料粉末が選択的に供給されることを特徴とする上記(14)に記載の画像形成方法。
(16)前記塗料粉末は、磁性粉末であり、前記粉末供給工程において、磁力によりマグネット部材に吸着保持されている前記磁性粉末が前記熱溶融性材料に接触されることにより、当該材料に前記磁性粉末が選択的に供給されることを特徴とする上記(14)または(15)に記載の画像形成方法。
(17)前記塗料粉末は、摩擦帯電により帯電する帯電粉末であり、前記粉末供給工程において、前記帯電粉末を保持する導電性部材と、前記導電性部材と前記記録媒体との間に配置され前記帯電粉末を通過させる開口部を有する制御電極との間に電源部により直流電圧および交流電圧が印加されることにより、前記導電性部材により保持されている前記帯電粉末が前記記録媒体上に移動されて、前記熱溶融性材料に前記帯電粉末が選択的に供給されることを特徴とする上記(14)または(15)に記載の画像形成方法。
(18)前記塗料粉末は、摩擦帯電により帯電する帯電粉末であり、前記粉末供給工程において、前記帯電粉末を保持する第1導電性部材と、前記記録媒体を挟んで前記第1導電性部材と対向配置される第2導電性部材との間に直流電源部により直流電圧が印加されて、前記帯電粉末が前記第1導電性部材に吸着される向きの電界が形成され、前記電界により前記第1導電性部材に吸着されている前記帯電粉末が前記熱溶融性材料に接触されることにより、当該材料に前記帯電粉末が選択的に供給されることを特徴とする上記(14)または(15)に記載の画像形成方法。
(19)前記粉末供給工程は、前記記録媒体上に前記塗料粉末を散布する散布工程と、前記散布工程において前記記録媒体上に散布された前記塗料粉末のうち前記画像が形成されていない部分に存在する塗料粉末を前記記録媒体上から除去する除去工程と、を含むことを特徴とする上記(14)に記載の画像形成方法。
(20)前記除去工程において、前記塗料粉末が集粉器により吸引されることを特徴とする上記(19)に記載の画像形成方法。
(21)前記塗料粉末は、磁性粉末であり、前記散布工程において、前記記録媒体上に前記磁性粉末が散布され、前記除去工程において、前記散布工程において前記記録媒体上に散布された前記磁性粉末のうち前記画像が形成されていない部分に存在する磁性粉末が、磁力によりマグネット部材に吸着保持されて前記記録媒体上から除去されることを特徴とする上記(19)に記載の画像形成方法。
(22)前記散布工程において、前記塗料粉末を保持するブラシ部材にフリッカー部材が当接して、前記塗料粉末が弾き飛ばされることを特徴とする上記(19)〜(21)のいずれか1つに記載の画像形成方法。
(23)前記塗料粉末は、摩擦帯電により帯電する帯電粉末であり、前記散布工程において、前記帯電粉末を保持する第1導電性部材と、前記記録媒体を挟んで前記第1導電性部材と対向配置される第2導電性部材との間に直流電源部により直流電圧が印加されて、前記第1導電性部材から前記第2導電性部材に向かって前記帯電粉末を移動させる向きの電界が形成されることにより、前記第1導電性部材により保持されている前記帯電粉末が前記記録媒体上に移動されることを特徴とする上記(19)または(20)に記載の画像形成方法。
(24)前記記録媒体上には、前記熱溶融性材料の溶融温度よりも高い溶融温度を有する画像形成材料からなる画像がさらに形成されており、前記溶融工程において、前記熱溶融性材料の溶融温度よりも高く、かつ、前記画像形成材料の溶融温度よりも低い温度に前記記録媒体の温度が調整されて、前記熱溶融性材料が選択的に溶融されることを特徴とする上記(14)〜(23)のいずれか1つに記載の画像形成方法。
(25)前記粉末供給工程において前記塗料粉末が供給された前記熱溶融性材料を加熱押圧する加熱押圧工程をさらに有することを特徴とする上記(14)〜(24)のいずれか1つに記載の画像形成方法。
(26)前記熱溶融性材料は、透明トナーであり、前記画像形成工程において、電子写真方式の画像形成プロセスを用いて、前記透明トナーからなる画像が前記記録媒体上に形成されることを特徴とする上記(14)〜(25)のいずれか1つに記載の画像形成方法。
(27)画像形成プロセスを用いて記録媒体上に形成された画像を形成している、所定温度で溶融する熱溶融性材料を加熱溶融して当該材料に粘着性を持たせる溶融手段と、前記記録媒体上に塗料粉末を供給して前記粘着性を持った熱溶融性材料に前記塗料粉末を付着させる粉末供給手段と、を有することを特徴とする粉末供給装置。
(28)前記粉末供給手段は、前記粘着性を持った熱溶融性材料に接触した前記塗料粉末が当該材料に捕捉されることを利用して、前記記録媒体上に前記塗料粉末を散布することなく、前記記録媒体上の前記熱溶融性材料に前記塗料粉末を選択的に供給することを特徴とする上記(27)に記載の粉末供給装置。
(29)前記塗料粉末は、磁性粉末であり、前記粉末供給手段は、磁力により吸着保持している前記磁性粉末を前記熱溶融性材料に接触させることにより、当該材料に前記磁性粉末を選択的に供給するマグネット部材を含むことを特徴とする上記(27)または(28)に記載の粉末供給装置。
(30)前記塗料粉末は、摩擦帯電により帯電する帯電粉末であり、前記粉末供給手段は、前記帯電粉末を保持する導電性部材と、前記導電性部材と前記記録媒体との間に配置され、前記帯電粉末を通過させる開口部を有する制御電極と、前記導電性部材と前記制御電極との間に直流電圧および交流電圧を印加することにより、前記導電性部材により保持されている前記帯電粉末を前記記録媒体上に移動させて、前記熱溶融性材料に前記帯電粉末を選択的に供給する電源部と、を含むことを特徴とする上記(27)または(28)に記載の粉末供給装置。
(31)前記塗料粉末は、摩擦帯電により帯電する帯電粉末であり、前記粉末供給手段は、前記帯電粉末を保持する第1導電性部材と、前記記録媒体を挟んで前記第1導電性部材と対向配置される第2導電性部材と、前記第1導電性部材と前記第2導電性部材との間に直流電圧を印加して、前記帯電粉末が前記第1導電性部材に吸着される向きの電界を形成する直流電源部と、を含み、前記電界により前記第1導電性部材に吸着されている前記帯電粉末を前記熱溶融性材料に接触させることにより、当該材料に前記帯電粉末が選択的に供給されることを特徴とする上記(27)または(28)に記載の粉末供給装置。
(32)前記粉末供給手段は、前記記録媒体上に前記塗料粉末を散布する散布手段と、前記散布手段により前記記録媒体上に散布された前記塗料粉末のうち前記画像が形成されていない部分に存在する塗料粉末を前記記録媒体上から除去する除去手段と、を含むことを特徴とする上記(27)に記載の粉末供給装置。
(33)前記除去手段は、前記塗料粉末を吸引する集粉器を含むことを特徴とする上記(32)に記載の粉末供給装置。
(34)前記塗料粉末は、磁性粉末であり、前記散布手段は、前記記録媒体上に前記磁性粉末を散布し、前記除去手段は、前記散布手段により前記記録媒体上に散布された前記磁性粉末のうち前記画像が形成されていない部分に存在する磁性粉末を磁力により吸着保持して前記記録媒体上から除去するマグネット部材を含むことを特徴とする上記(32)に記載の粉末供給装置。
(35)前記散布手段は、前記塗料粉末を保持するブラシ部材と、前記ブラシ部材に当接して前記塗料粉末を弾き飛ばすフリッカー部材と、を含むことを特徴とする上記(32)〜(34)のいずれか1つに記載の粉末供給装置。
(36)前記塗料粉末は、摩擦帯電により帯電する帯電粉末であり、前記散布手段は、前記帯電粉末を保持する第1導電性部材と、前記記録媒体を挟んで前記第1導電性部材と対向配置される第2導電性部材と、前記第1導電性部材と前記第2導電性部材との間に直流電圧を印加して、前記第1導電性部材から前記第2導電性部材に向かって前記帯電粉末を移動させる向きの電界を形成することにより、前記第1導電性部材により保持されている前記帯電粉末を前記記録媒体上に移動させる直流電源部と、を含むことを特徴とする上記(32)または(33)に記載の粉末供給装置。
(37)前記記録媒体上には、前記熱溶融性材料の溶融温度よりも高い溶融温度を有する画像形成材料からなる画像がさらに形成されており、前記溶融手段は、前記熱溶融性材料の溶融温度よりも高く、かつ、前記画像形成材料の溶融温度よりも低い温度に前記記録媒体の温度を調整して、前記熱溶融性材料を選択的に溶融することを特徴とする上記(27)〜(36)のいずれか1つに記載の粉末供給装置。
(38)前記粉末供給手段により前記塗料粉末が供給された前記熱溶融性材料を加熱押圧する加熱押圧手段をさらに有することを特徴とする上記(27)〜(37)のいずれか1つに記載の粉末供給装置。
(39)前記熱溶融性材料は、透明トナーであり、電子写真方式の画像形成プロセスを用いて、前記透明トナーからなる画像が前記記録媒体上に形成されていることを特徴とする上記(27)〜(38)のいずれか1つに記載の粉末供給装置。
(40)画像形成プロセスを用いて、前記熱溶融性材料からなる画像を記録媒体上に形成する画像形成手段をさらに有することを特徴とする上記(27)〜(39)のいずれか1つに記載の粉末供給装置。
本発明によれば、記録媒体上で画像を形成している熱溶融性材料に、金属光沢を有する塗料粉末を付着させることにより、長期間に渡って安定的に金属光沢画像を形成することができる。
本発明の第1の実施形態に係る画像形成システムの全体構成を示す概略断面図である。 図1に示される塗料粉末供給部を説明するための図である。 図2に示されるマグネットローラーの構成を示す概略断面図である。 図2に示される磁性粉末の構成を示す概略断面図である。 変形例に係る画像形成装置の全体構成を示す概略断面図である。 本発明の第2の実施形態に係る塗料粉末供給部を説明するための図である。 本発明の第3の実施形態に係る塗料粉末供給部を説明するための図である。 本発明の第4の実施形態に係る塗料粉末供給部を説明するための図である。 本発明の第5の実施形態に係る塗料粉末供給部を説明するための図である。 本発明の第6の実施形態に係る塗料粉末供給部を説明するための図である。 図10に示される絶縁性粉末の構成を示す概略断面図である。 用紙の搬送速度と弾性ローラーの角速度との関係を示す図である。 本発明の第7の実施形態に係る塗料粉末供給部を説明するための図である。 本発明の第8の実施形態に係る塗料粉末供給部を説明するための図である。 本発明の第9の実施形態に係る塗料粉末供給部を説明するための図である。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に係る画像形成システムの全体構成を示す概略断面図であり、図2は、図1に示される塗料粉末供給部を説明するための図である。図1に示されるとおり、画像形成システム1は、用紙上にカラー画像を形成する画像形成装置2と、画像形成装置2から排出される用紙上に金属光沢画像を形成する粉末供給装置3とを備える。以下、画像形成装置2および粉末供給装置3について順番に説明する。
(画像形成装置)
画像形成装置2は、画像読取部10、画像形成部20、用紙搬送部30、給紙部40、および制御部50を有する。
画像読取部10は、原稿の画像を読み取り、画像データを記憶する。画像読取部10は、光源11、光学系12、撮像素子13、および画像処理部14を有する。光源11から照射された光は、読取面15に載置された原稿Pに照射され、その反射光は光学系12のレンズおよび反射鏡を介して、読取り位置に移動した撮像素子13に結像する。撮像素子13は、原稿Pからの反射光の強度に応じて電気信号を生成する。生成された電気信号は、画像処理部14において、アナログ信号からディジタル信号に変換された後、補正処理、フィルター処理、画像圧縮処理等が施され、画像データとして画像処理部14のメモリに記憶される。
画像形成部20は、電子写真方式の画像形成プロセスを用いて画像を形成する。画像形成部20は、イエロー(Y)トナーからなる画像を形成する画像形成部20Y、マゼンタ(M)トナーからなる画像を形成する画像形成部20M、シアン(C)トナーからなる画像を形成する画像形成部20C、黒(K)色トナーからなる画像を形成する画像形成部20Kを備えている。それぞれ共通する符号20の後には、形成する色をあらわす符号Y、M、C、Kが付されている。
画像形成部20Yは、回転体としての感光体ドラム1Y、ならびにその周囲に配置された帯電部2Y、光書込部3Y、現像装置4Y、およびドラムクリーナー5Yを有して構成される。感光体ドラム1Yは、ドラムモーターにより所定の速度で回転する。
同様に、画像形成部20Mは、感光体ドラム1Mの周囲に配置された帯電部2M、光書込部3M、現像装置4M、およびドラムクリーナー5Mを有して構成される。また、画像形成部20Cは、感光体ドラム1Cの周囲に配置された帯電部2C、光書込部3C、現像装置4C、およびドラムクリーナー5Cを有して構成される。また、画像形成部20Kは、感光体ドラム1Kの周囲に配置された帯電部2K、光書込部3K、現像装置4K、およびドラムクリーナー5Kを有して構成される。
画像形成部20Y,20M,20C,20Kにおけるそれぞれの感光体ドラム1Y,1M,1C,1K、帯電部2Y,2M,2C,2K、光書込部3Y,3M,3C,3K、現像装置4Y,4M,4C,4K、およびドラムクリーナー5Y,5M,5C,5Kは、それぞれ共通する内容の構成である。以下、特に区別が必要な場合を除き符号Y、M、C、Kを付さずに表記することがある。
画像形成部20は、画像データに基づいて、光書込部3にて画像情報信号を感光体ドラム1に書き込み、感光体ドラム1に画像情報信号に基づく潜像を形成する。そして潜像は現像装置4により現像され、感光体ドラム1上に可視画像であるトナー像が形成される。
画像形成部20Y,20M,20C,20Kのそれぞれの感光体ドラム1Y,1M,1C,1Kに、それぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、黒色の画像が形成される。
中間転写ベルト21は、複数のローラーにより巻回され、走行可能に支持されている。画像形成部20Y,20M,20C,20Kにより形成された各色の画像は、走行する中間転写ベルト21上に一次転写部7Y,7M,7C,7Kにより逐次転写されてイエロー、マゼンタ、シアン、および黒色の各色層が重畳したカラー画像が形成される。
用紙搬送部30は、用紙Sを搬送する。用紙搬送部30は、送り出しローラー31、さばきローラー32、搬送ローラー33、ループローラー34、レジストローラー35、および排紙ローラー36を備える。用紙Sは、送り出しローラー31およびさばきローラー32によって給紙部40の給紙トレイ41,44,43から一枚ずつ搬送経路に送り出される。搬送経路に送り出された用紙Sは、搬送ローラー33によって搬送経路に沿ってループローラー34およびレジストローラー35を経て2次転写ローラー22に搬送される。そして、用紙S上に中間転写ベルト21上のカラー画像が転写される。カラー画像が転写された用紙Sに、定着部25にて熱と圧力とが加えられることにより、用紙S上のトナー像が定着される。トナー像が定着された用紙Sは、排紙ローラー36を経て画像形成装置2の外部に排出される。
また、画像形成装置2は、用紙反転部37を備えており、定着がなされた用紙Sを用紙反転部37に導いて表裏を反転して排出することができる。これにより、用紙Sの両面に画像を形成することができる。
給紙部40は、用紙Sを収容している複数の給紙トレイ41,42,43を有する。用紙搬送部30の送り出しローラー31およびさばきローラー32により、給紙トレイ41,42,43から用紙が一枚ずつ搬送経路に送り出される。
制御部50は、画像読取部10、画像形成部20、用紙搬送部30、給紙部40、および粉末供給装置3を制御する。制御部50は、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、およびROM(Read Only Memory)を有する。CPUは、ROMに記憶されたプログラムにしたがって、画像読取部10、画像形成部20、用紙搬送部30、給紙部40、および粉末供給装置3を制御し、演算結果等をRAMに記憶する。また、制御部50は、外部から受信された印刷データを解析して、ビットマップ形式の画像データを生成し、画像データに基づく画像を用紙S上に形成する制御を行う。
(粉末供給装置)
粉末供給装置3は、透明画像形成部60および塗料粉末供給部70を有する。
透明画像形成部60は、画像形成手段として、電子写真方式の画像形成プロセスを用いて、クリアトナーからなる画像(以下、透明画像と称する)を用紙上に形成する。透明画像形成部60は、回転体としての感光体ドラム61、ならびにその周囲に配置された帯電部62、光書込部63、現像装置64、およびドラムクリーナー65を有して構成される。感光体ドラム6は、ドラムモーターにより所定の速度で回転する。
透明画像形成部60は、画像データに基づいて、光書込部63にて画像情報信号を感光体ドラム61に書き込み、感光体ドラム61に画像情報信号に基づく潜像を形成する。そして潜像は現像装置64により現像され、感光体ドラム61上に透明画像が形成される。感光体ドラム61上に形成された透明画像は、透明画像形成部60を通過する用紙S上に転写部67により転写される。なお、透明画像形成部60の構成自体は、画像形成装置2の画像形成部20と同様であるため、詳細な説明は省略する。
塗料粉末供給部70は、用紙上に形成された透明画像に塗料粉末を供給する。図2に示されるとおり、塗料粉末供給部70は、加熱ローラー71、マグネットローラー72、磁性粉末収容部73、加圧ローラー74、およびヒーター75を有する。
加熱ローラー71は、溶融手段として、透明画像形成部60により透明画像が形成された用紙Sを搬送しつつ、透明画像を形成しているクリアトナー100を加熱溶融する。加熱ローラー71は、用紙Sの搬送方向と垂直な方向に回転軸を有し、対向する補助ローラー(不図示)とともに用紙Sを挟持して搬送する。加熱ローラー71は、円筒状の芯金に樹脂が塗布されて形成されており、加熱ローラー71の軸方向の長さは用紙Sの幅よりも長い。加熱ローラー71は、ヒーターを内蔵しており、用紙S上のクリアトナー100を加熱溶融して、クリアトナー100に粘着性を持たせる。クリアトナー100の溶融温度は、CMYK各色のトナー(画像形成材料)の溶融温度よりも低く、加熱ローラー71は、用紙Sをクリアトナー100の溶融温度よりも高く、かつ、CMYK各色のトナーの溶融温度よりも低い温度に加熱して、クリアトナー100のみを選択的に溶融する。なお、本実施形態の加熱ローラー71は、断熱部材71aにより覆われている。
マグネットローラー72は、粉末供給手段として、金属光沢を有する磁性粉末200を担持搬送して、粘着性を持ったクリアトナー100に供給する。マグネットローラー72は、2つのN極磁石72nと2つのS極磁石72sが円筒状のスリーブ72a内に配置されて構成され(図3参照)、磁力により磁性粉末200を吸着保持しつつ回転する。マグネットローラー72は、用紙Sの搬送方向と垂直な方向に回転軸を有し、マグネットローラー72の軸方向の長さは用紙Sの幅よりも長い。マグネットローラー72は、用紙Sの表面と所定の間隔をあけて配置されており、矢印で示すように時計回りに回転する。マグネットローラー72が、磁力により磁性粉末200を吸着保持する保持力は、クリアトナー100に磁性粉末200が付着する付着力よりも小さく、マグネットローラー72の表面に吸着保持されている磁性粉末200がクリアトナー100に接触すれば、磁性粉末200は、クリアトナー100に捕捉されてマグネットローラー72から外れる。なお、磁石72n,72sの磁気吸引力は、クリアトナー100のみが選択的に加熱溶融される温度範囲において、マグネットローラー72の表面に磁性粉末200を吸着保持する機能を失わない程度の強さを有する。
磁性粉末収容部73は、マグネットローラー72に磁性粉末200を供給する。磁性粉末収容部73は、磁性粉末200を収容する容器73aと、容器73aの開口部まで磁性粉末200を搬送する搬送スクリュー73bと、容器73aの開口部に設けられた規制部材73cとを有する。容器73aの開口部まで搬送された磁性粉末200は、規制部材73cにより規制されつつ、マグネットローラー72に吸着保持される。
加圧ローラー74は、加熱押圧手段として、磁性粉末200が供給された用紙Sを搬送しつつ加熱押圧する。加圧ローラー74は、用紙Sの搬送方向と垂直な方向に回転軸を有し、付勢部材(不図示)により付勢されて、対向する補助ローラー(不図示)とともに用紙Sを加熱押圧する。加圧ローラー74は、円筒状の芯金に樹脂が塗布されて形成されており、ヒーターを内蔵している。加圧ローラー74の軸方向の長さは用紙Sの幅よりも長い。磁性粉末200が付着されたクリアトナー100が加圧ローラー74により加熱押圧されることにより、磁性粉末200が用紙S上に定着される。具体的には、扁平形状を有する磁性粉末200(図4参照)が用紙Sの表面と平行になるように押し倒されつつクリアトナー100内部に入り込む。これにより、磁性粉末200が供給されたクリアトナー100の表面が平滑になり、金属光沢画像の反射率が増加する。
ヒーター75は、クリアトナー100が加熱溶融されている用紙Sを加熱する。ヒーター75は、加熱ローラー71とマグネットローラー72との間に設けられ、用紙Sの裏面を加熱する。用紙Sの裏面が加熱されることにより、用紙S上のクリアトナー100の温度低下が防止され、クリアトナー100の粘着性が維持される。
図4は、磁性粉末の構成を示す概略断面図である。図4に示されるとおり、磁性粉末200は、磁性粒子210の表面を覆う金属光沢層220を備えた金属光沢粉末である。磁性粒子210は、扁平形状を有し、パーマロイ等の磁性材料により形成される。金属光沢層220は、アルミニウムや銀により形成される。磁性粒子210の表面を金属光沢層220が覆うことにより、金属光沢性に優れた磁性粉末200が得られる。
以上のとおり構成される画像形成システム1では、画像形成装置2によりカラー画像が形成された用紙上に、粉末供給装置3により金属光沢画像が形成される。以下、画像形成装置2から排出された用紙上に金属光沢画像を形成する粉末供給装置3の動作について説明する。
カラー画像が形成された用紙Sが画像形成装置2から粉末供給装置3に搬送されれば、まず、透明画像形成部60により、用紙S上に透明画像が形成される。なお、透明画像形成部60が、透明画像を形成する画像形成プロセス自体は、一般的な電子写真方式の画像形成プロセスであるため、詳細な説明は省略する。透明画像は、カラー画像と重畳するように形成されてもよく、カラー画像が形成されていない部分に形成されてもよい。
透明画像が形成された用紙Sが塗料粉末供給部70に搬送されれば、まず、加熱ローラー71により、透明画像を形成しているクリアトナー100が加熱溶融される。加熱溶融されたクリアトナー100は粘着性を持つようになる。続いて、粘着性を持ったクリアトナー100に対して、マグネットローラー72により磁性粉末200が供給される。マグネットローラー72に磁力により吸着保持されている磁性粉末200が、粘着性を持ったクリアトナー100に接触すれば、磁性粉末200は、マグネットローラー72から外れてクリアトナー100に付着する。そして、磁性粉末200が付着されたクリアトナー100が加圧ローラー74により加熱押圧され、磁性粉末200が用紙S上に定着される。
このような構成によれば、用紙S上で透明画像を形成しているクリアトナー100に、金属光沢を有する磁性粉末200が付着されて金属光沢画像が形成される。金属光沢を有する磁性粉末200は、マグネットローラー72により担持搬送されてクリアトナー100に供給されるため、金属光沢トナーを用いて金属光沢画像を形成する場合のように感光体ドラムが傷つけられることがない。つまり、長期間に渡って安定的に金属光沢画像を形成することができる。
また、クリアトナー100に付着することなくマグネットローラー72から容器73aに戻る磁性粉末200には、クリアトナー100が付着しておらず、容器73aに収容される磁性粉末200へのクリアトナー100の付着に起因する画質の低下が防止される。
(変形例)
なお、上述した実施形態では、画像形成装置2のオプションとして粉末供給装置3が設けられ、粉末供給装置3には、透明画像形成部60と塗料粉末供給部70とが備えられた。しかしながら、オプションとしての粉末供給装置3には、塗料粉末供給部70のみが備えられ、透明画像形成部60は、画像形成装置2に備えられてもよい。あるいは、画像形成装置2と粉末供給装置3とが一体的に構成されてもよい。
図5は、変形例に係る画像形成装置の全体構成を示す概略断面図である。変形例に係る画像形成装置2は、画像読取部10、画像形成部20、用紙搬送部30、給紙部40、制御部50、透明画像形成部60、および塗料粉末供給部70を有する。
透明画像形成部60は、画像形成部20と並んで配置され、中間転写ベルト21上に透明画像を形成する。塗料粉末供給部70は、定着部25の下流側に配置され、トナー像が定着済みの用紙S上の透明画像を選択的に加熱溶融して、金属光沢を有する磁性粉末200を付着させる。なお、透明画像形成部60および塗料粉末供給部70が、画像形成装置2の内部に設けられている点を除いては、変形例に係る画像形成装置の構成は、上述した実施形態に係る構成と同様であるため、詳細な説明は省略する。
以上のとおり構成される画像形成装置2では、定着部25から塗料粉末供給部70に用紙Sが搬送されれば、まず、用紙S上に定着されているクリアトナー100が加熱ローラー71により加熱溶融される。続いて、加熱溶融されることにより粘着性を持ったクリアトナー100に対して、マグネットローラー72により磁性粉末200が供給され、クリアトナー100に磁性粉末200が付着される。そして、磁性粉末200が付着されたクリアトナー100が加圧ローラー74により加熱押圧され、磁性粉末200が用紙S上に定着される。
なお、変形例に係る画像形成装置2では、トナー像が定着された用紙Sを加熱ローラー71で再度加熱することにより、用紙S上のクリアトナーが選択的に溶融された。しかしながら、CMYK各色のトナーが溶融する温度まで上昇している定着直後の用紙Sに空気等を吹き付けて、クリアトナーのみが溶融する温度までトナー像を冷却することにより、クリアトナーを選択的に溶融してもよい。この場合、カラー画像を定着する定着部25が、クリアトナーを加熱溶融する溶融手段として機能し、加熱ローラー71は省略される。
(第2の実施形態)
次に、図6を参照して、本発明の第2の実施形態について説明する。
図6は、本発明の第2の実施形態に係る塗料粉末供給部を説明するための図である。本実施形態に係る塗料粉末供給部70は、加熱ローラー71、マグネットローラー72、加圧ローラー74、ヒーター75、磁性粉末散布部76、および磁性粉末回収部77を有する。加熱ローラー71、加圧ローラー74、およびヒーター75は、第1の実施形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。
磁性粉末散布部76は、散布手段として、用紙S上に磁性粉末200を散布する。磁性粉末散布部76は、磁性粉末200を収容する容器76aと、容器76aの開口部まで磁性粉末200を搬送する搬送スクリュー76bと、磁性粉末200を容器76aから取り出すブラシローラー76cと、ブラシローラー76cに保持される磁性粉末200を弾き飛ばすためのフリッカー76dとを有する。このような構成によれば、容器76aから供給される磁性粉末200がフリッカー76dにより弾き飛ばされ、用紙S上に散布される。
マグネットローラー72は、除去手段として、用紙S上に散布された磁性粉末200を吸着保持して取り除く。マグネットローラー72は、用紙S上に散布された磁性粉末200のうち、透明画像が形成されていない部分に存在する磁性粉末200を吸着保持して、磁性粉末200を用紙S上から取り除く。マグネットローラー72は、用紙Sの表面と所定の間隔をあけて配置されており、矢印で示すように反時計回りに回転する。マグネットローラー72が、磁力により磁性粉末200を吸着保持する保持力は、クリアトナー100に磁性粉末200が付着する付着力よりも小さく、マグネットローラー72は、クリアトナー100に付着していない磁性粉末200のみを吸着保持して用紙S上から選択的に取り除く。
磁性粉末回収部77は、マグネットローラー72に吸着保持されている磁性粉末200を回収して収容する。磁性粉末回収部77は、磁性粉末200を収容する容器77aと、容器77aの開口部近傍の磁性粉末200を内部に搬送する搬送スクリュー77bとを有する。
なお、塗料粉末供給部70が磁性粉末200を取り除くことにより用紙S上に磁性粉末200を選択的に供給する点を除けば、本実施形態に係る画像形成システム1の構成は、第1の実施形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。
以上のとおり構成される塗料粉末供給部70に、透明画像形成部60から用紙Sが搬送されれば、まず、透明画像を形成しているクリアトナー100が加熱溶融される。続いて、クリアトナー100が溶融されている用紙S上に、磁性粉末散布部76により磁性粉末200が散布される。そして、用紙S上に散布されている磁性粉末200にマグネットローラー72が接近すれば、クリアトナー100に付着していない磁性粉末200が、マグネットローラー72に吸着保持され、用紙S上から取り除かれる。一方、クリアトナー100に付着している磁性粉末200は、用紙S上に留まる。そして、磁性粉末200が付着しているクリアトナー100が加熱押圧され、磁性粉末200が用紙S上に定着される。このような構成によれば、用紙S上で透明画像を形成しているクリアトナー100に、金属光沢を有する磁性粉末200が付着されて金属光沢画像が形成される。
なお、上述した実施形態では、フリッカー76dによって磁性粉末200を弾き飛ばすことにより、磁性粉末200が用紙S上に散布された。しかしながら、本実施形態とは異なり、磁性粉末200を空気等で吹き付けることにより、磁性粉末200を用紙S上に散布してもよい。
また、上述した第1および第2の実施形態では、磁石72n,72sの外側に回転するスリーブ72aを配置したマグネットローラー72により磁性粉末が吸着保持された。しかしながら、磁性粉末を吸着保持するマグネット部材は、磁石72n,72sの外側に回転するスリーブ72aを配置したマグネットローラー72に限定されものではなく、磁性粉末を収容する容器から出し入れされる棒状マグネット部材のような種々のマグネット部材が用いられる。
(第3の実施形態)
第1および第2の実施形態では、粘着性を持ったクリアトナーに対して、塗料粉末が磁力を用いて供給された。しかしながら、塗料粉末は、電界を用いて供給されてもよい。
図7は、本発明の第3の実施形態に係る塗料粉末供給部を説明するための図である。本実施形態に係る塗料粉末供給部70は、ヒーター81、導電性ローラー82、制御電極83、および電源部84を有する。
ヒーター81は、溶融手段として、用紙S上で透明画像を形成しているクリアトナー100を加熱溶融する。ヒーター81は、用紙Sの裏面側に配置され、透明画像を形成しているクリアトナー100を選択的に加熱溶融する。
導電性ローラー82は、金属光沢を有する絶縁性粉末300を担持搬送する。絶縁性粉末300は、アルミニウムや銀により形成される金属粒子の表面を覆う樹脂層を備えた金属光沢粉末であり、摩擦帯電により正極に帯電する。導電性ローラー82は、ステンレス等の金属から構成される円筒状の導電性部材であり、帯電した絶縁性粉末300を保持しつつ反時計回りに回転する。導電性ローラー82の上部には、絶縁性粉末300を摩擦帯電させるための規制部材85が設けられる。規制部材85は、バネ(不図示)により付勢されて導電性ローラー82に接触している。規制部材85と導電性ローラー82との間を絶縁性粉末300が通過することにより、絶縁性粉末300が摩擦帯電される。
制御電極83は、導電性ローラー82と協働して絶縁性粉末300のクラウド86を形成する。制御電極83は、用紙Sの搬送方向と垂直な方向に延びる複数本のワイヤが、用紙Sの搬送方向に所定の間隔をあけて配置されて構成される。制御電極83は、導電性ローラー82と用紙Sとの間に、用紙Sから所定の距離だけ離隔して配置されている。また、制御電極83は、粉末供給装置3のフレームに電気的に接続されている。
電源部84は、導電性ローラー82と制御電極83との間に直流電圧および交流電圧を印加する。電源部84は、直流電源84aおよび交流電源84bを備え、導電性ローラー82に直流電圧と交流電圧との重畳電圧を印加する。導電性ローラー82に直流電圧が印加されることにより導電性ローラー82が負極に帯電し、正極に帯電している絶縁性粉末300が導電性ローラー82の表面に付着する。直流電圧に加え、導電性ローラー82に交流電圧が印加されることにより、絶縁性粉末300が、導電性ローラー82から制御電極83に向かって移動し、用紙Sの表面と導電性ローラー82との間を往復移動するようになる。用紙Sと導電性ローラー82との間を往復移動する絶縁性粉末300は、絶縁性粉末300のクラウド86を形成する。
以上のとおり構成される塗料粉末供給部70に透明画像形成部60から用紙Sが搬送されれば、まず、用紙S上で透明画像を形成しているクリアトナー100がヒーター81により加熱溶融される。続いて、絶縁性粉末300のクラウド86を用紙Sが通過すれば、用紙Sの表面に絶縁性粉末300が衝突する。用紙Sの表面に衝突する絶縁性粉末300のうち、粘着性を持ったクリアトナー100に接触した絶縁性粉末300は、クリアトナー100により捕捉されて用紙S上に留まる。
このような構成によれば、用紙S上で透明画像を形成しているクリアトナー100に、金属光沢を有する絶縁性粉末300が付着されて金属光沢画像が形成される。なお、絶縁性粉末300が付着したクリアトナー100は、加圧ローラー(不図示)により加熱押圧され、絶縁性粉末300が用紙S上に定着される。
(第4の実施形態)
本実施形態は、グリッド状の制御電極を用いる実施形態である。
図8は、本発明の第4の実施形態に係る塗料粉末供給部を説明するための図である。本実施形態に係る塗料粉末供給部70は、ヒーター81、導電性ローラー82、制御電極83、および電源部84を有する。
制御電極83は、グリッド状の導電性部材から構成され、導電性ローラー82と用紙Sとの間に配置される。なお、制御電極83がグリッド形状を有している点を除いては、本実施形態に係る塗料粉末供給部の構成は、第3の実施形態と同様であるため詳細な説明は省略する。
以上のとおり構成される塗料粉末供給部70では、グリッド状の制御電極83と導電性ローラー82との間に直流電圧および交流電圧が印加されることにより、絶縁性粉末300のクラウド86が形成される。絶縁性粉末300のクラウド86を用紙Sが通過すれば、粘着性を持ったクリアトナー100に絶縁性粉末300が付着される。
(第5の実施形態)
本実施形態は、金属光沢を有する絶縁性粉末がキャリアによって保持される実施形態である。
図9は、本発明の第5の実施形態に係る塗料粉末供給部を説明するための図である。本実施形態に係る塗料粉末供給部70は、ヒーター81、導電性ローラー82、制御電極83、および電源部84を有する。
導電性ローラー82は、キャリア400により保持される絶縁性粉末300を担持搬送する。キャリア400は、フェライト粒子等を樹脂により覆って形成され、静電力により絶縁性粉末300を保持する。導電性ローラー82の上部には、規制部材85が、導電性ローラー82の表面から所定の距離だけ離隔して配置されており、キャリア400と絶縁性粉末300とを擦り合わせて、キャリア400および絶縁性粉末300をそれぞれ負極および正極に摩擦帯電させる。なお、絶縁性粉末300がキャリア400により保持される点を除いては、本実施形態に係る塗料粉末供給部の構成は、第3の実施形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。
以上のとおり構成される塗料粉末供給部70では、導電性ローラー82と制御電極83との間に直流電圧および交流電圧が印加されることにより、絶縁性粉末300のクラウド86が形成される。絶縁性粉末300は、キャリア400から離脱して、用紙Sと導電性ローラー82との間を往復移動する。絶縁性粉末300のクラウド86を用紙Sが通過すれば、粘着性を持ったクリアトナー100に絶縁性粉末300が付着される。
(第6の実施形態)
次に、図10〜図12を参照して、本発明の第6の実施形態について説明する。
図10は、本発明の第6の実施形態に係る塗料粉末供給部を説明するための図である。本実施形態に係る塗料粉末供給部70は、加熱ローラー71、加圧ローラー74、ヒーター75、絶縁性粉末収容部91、弾性ローラー92、対向ローラー93、および直流電源部94を有する。加熱ローラー71、加圧ローラー74、およびヒーター75は、第1の実施形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。
絶縁性粉末収容部91は、絶縁性粉末300を弾性ローラー92に供給する。絶縁性粉末収容部91は、絶縁性粉末300を収容する容器91aと、容器91aの開口部まで絶縁性粉末300を搬送する搬送スクリュー91bとを有する。
弾性ローラー92は、絶縁性粉末300を担持搬送する。弾性ローラー92は、円筒状の芯金に弾性材料が塗布されて形成されており、絶縁性粉末収容部91から供給される絶縁性粉末300を保持しつつ時計回りに回転する。弾性ローラー92の上部には、絶縁性粉末300を摩擦帯電させるための規制部材95が設けられる。規制部材95は、バネ(不図示)により付勢されて弾性ローラー92に接触している。規制部材95と弾性ローラー92との間を絶縁性粉末300が通過することにより、絶縁性粉末300が摩擦帯電される。また、弾性ローラー92の側部には、絶縁性粉末300を回収するための清掃回収ローラー96が設けられている。清掃回収ローラー96は、発泡材料により形成され、弾性ローラー92に従動して回転する。清掃回収ローラー96は、弾性ローラー92に当接し、弾性ローラー92に保持されている絶縁性粉末300を機械的に取り除く。本実施形態の絶縁性粉末300は、球状の金属粒子310の表面を覆う樹脂層320を備えた金属光沢粉末であり(図11参照)、摩擦帯電により負極に帯電する。
対向ローラー93は、用紙Sを挟んで弾性ローラー92に対向配置される。対向ローラー93は、アルミニウム等の金属から構成される円筒状の導電性部材であり、粉末供給装置3のフレームに電気的に接続されている。
直流電源部94は、弾性ローラー92と対向ローラー93との間に直流電圧を印加する。直流電源部94は、弾性ローラー92の芯金に正の電圧を印加して、摩擦帯電している絶縁性粉末300が、弾性ローラー92に吸着保持される向きの電界を形成する。弾性ローラー92が、電界により絶縁性粉末300を吸着保持する保持力は、クリアトナー100に絶縁性粉末300が付着する付着力よりも小さく、弾性ローラー92の表面に吸着保持されている絶縁性粉末300がクリアトナー100に接触すれば、絶縁性粉末300は、クリアトナー100に捕捉されて弾性ローラー92から外れる。
以上のとおり構成される塗料粉末供給部70に透明画像形成部60から用紙Sが搬送されれば、まず、用紙S上で透明画像を形成しているクリアトナー100が加熱ローラー71により加熱溶融される。続いて、電界により弾性ローラー92に吸着保持されている絶縁性粉末300が、粘着性を持ったクリアトナー100に接触すれば、絶縁性粉末300は、弾性ローラー92から外れてクリアトナー100に付着する。そして、絶縁性粉末300が付着されたクリアトナー100が加圧ローラー74により加熱押圧され、絶縁性粉末300が用紙S上に定着される。
このような構成によれば、用紙S上で透明画像を形成しているクリアトナー100に、金属光沢を有する絶縁性粉末300が付着されて金属光沢画像が形成される。
図12は、用紙の搬送速度と弾性ローラーの角速度との関係を示す図である。上述したとおり、本実施形態では、球状の粒子からなる絶縁性粉末300が用いられるため、用紙Sの搬送速度と弾性ローラー92の角速度とに差がある場合、絶縁性粉末300の粒子が回転する。本実施形態では、用紙Sの搬送速度と弾性ローラー92の角速度との差に起因して、絶縁性粉末300の粒子が回転する場合であっても、粒子の下部に付着しているクリアトナー100が弾性ローラー92に付着しないように、用紙Sの搬送速度と弾性ローラー92の角速度とが調整されている。
図12(A)は、弾性ローラー92のニップ部の入り口部分および出口部分をそれぞれ通過する絶縁性粉末の粒子を示すモデル図である。なお、弾性ローラー92と用紙Sとの間には絶縁性粉末が存在するため、弾性ローラー92の表面がクリアトナーに直接接触することはない。
時間Δtの間に、弾性ローラー92のニップ部を通過する用紙の移動距離をd、ニップ部を通過する弾性ローラー92の移動距離を2d(図12(A)参照)とすれば、移動距離dと移動距離2dとの間に差がある場合、ニップ部を通過する絶縁性粉末の粒子は回転する。厚さhの溶融したクリアトナーに浸っている粒子が回転する場合、粒子の表面に付着したクリアトナーが弾性ローラーに付着してしまう距離をd”(図12(B)参照)とすれば、粒子に付着しているクリアトナーが弾性ローラー92に付着しないためには、下記の(1)式の関係を満たす必要がある。
|d − 2d| < d” …(1)
ここで、弾性ローラー92の半径をR、時間Δtの間に回転する弾性ローラー92の回転量を2θとすれば、図12(A)に示されるとおり、上記の(1)式のdは、下記の(2)式により表される。
d = Rsinθ …(2)
また、用紙Sの搬送速度をVとすれば、上記の(1)式のdは、下記の(3)式により表される。
= V × Δt …(3)
ここで、弾性ローラー92の角速度をω、弾性ローラー92の周速度をV’、および、時間Δtの間にニップ部を通過する弾性ローラー92の周長をd’とすれば、時間Δtは、下記の(4)式により表される。
Δt = d’/ V’ = 2Rθ / Rω = 2θ / ω …(4)
したがって、上記の(3)式は、下記の(5)式により表される。
= 2θV / ω …(5)
また、絶縁性粉末の粒子の半径をr、弾性ローラー92と用紙Sとの間の最小の間隔をgとすれば、上記の(2)および(5)式のθは、下記の(6)式により表される。
θ = cos−1[{R−(2r−g)}/ R] …(6)
一方、上記の(1)式の右辺について、粒子の表面に付着したクリアトナーが弾性ローラー92に付着してしまう距離d”は、粒子の回転量をθ’とすれば、図12(B)に示されるとおり、下記の(7)式により表される。
d” = rθ’ …(7)
ここで、図12(B)に示されるとおり、上記の(7)式のθ’は、下記の(8)式により表される。
θ’ = cos−1{(h−r)/ r} …(8)
したがって、上記の(2)、(5)、および(7)式より、上記の(1)式は、下記の(9)式により表される。
|(2θV / ω) − 2Rsinθ| < rθ’ …(9)
以上のとおり、本実施形態では、上記の(9)式に示される関係を満たすように、用紙Sの搬送速度Vと弾性ローラー92の角速度ωとが調整される。このような構成によれば、用紙Sの搬送速度と弾性ローラー92の角速度との差に起因して絶縁性粉末300の粒子が回転する場合であっても、粒子の下部に付着しているクリアトナーが弾性ローラー92の表面に付着することがない。
(第7の実施形態)
図13は、本発明の第7の実施形態に係る塗料粉末供給部を説明するための図である。本実施形態に係る塗料粉末供給部70は、加熱ローラー71、加圧ローラー74、ヒーター75、絶縁性粉末収容部91、弾性ローラー92、対向ローラー93、直流電源部94、および絶縁性粉末回収部97を有する。加熱ローラー71、加圧ローラー74、およびヒーター75は、第1の実施形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。
絶縁性粉末収容部91は、絶縁性粉末300を弾性ローラー92に供給する。絶縁性粉末収容部91は、絶縁性粉末300を収容する容器91aと、容器91aの開口部まで絶縁性粉末300を搬送する搬送スクリュー91bとを有する。
弾性ローラー92は、絶縁性粉末300を担持搬送する。弾性ローラー92は、円筒状の芯金に弾性材料が塗布されて形成されており、絶縁性粉末収容部91から供給される絶縁性粉末300を保持しつつ時計回りに回転する。弾性ローラー92の上部には、絶縁性粉末300を摩擦帯電させるための規制部材95が設けられる。また、弾性ローラー92の側部には、絶縁性粉末300を回収するための清掃回収ローラー96が設けられている。絶縁性粉末300は、球状の金属粒子の表面を覆う樹脂層を備えた金属光沢粉末であり、摩擦帯電により負極に帯電する。
対向ローラー93は、用紙Sを挟んで弾性ローラー92に対向配置される。対向ローラー93は、アルミニウム等の金属から構成される円筒状の導電性部材であり、粉末供給装置3のフレームに電気的に接続されている。
直流電源部94は、弾性ローラー92と対向ローラー93との間に直流電圧を印加する。直流電源部94は、弾性ローラー92の芯金に負の電圧を印加して、摩擦帯電している絶縁性粉末300を、弾性ローラー92から対向ローラー93に移動させる向きの電界を形成する。絶縁性粉末収容部91、弾性ローラー92、対向ローラー93、および直流電源部94は、用紙S上に絶縁性粉末300を散布する散布手段として機能する。
絶縁性粉末回収部97は、除去手段として、用紙S上に散布されている絶縁性粉末300のうち、透明画像が形成されていない部分に存在する絶縁性粉末300を用紙S上から取り除く。絶縁性粉末回収部97は、絶縁性粉末300と逆極性(すなわち、正極)に帯電して絶縁性粉末300を吸着保持する粉末回収ローラー97aと、絶縁性粉末300を収容する容器97bと、容器97bの開口部近傍の絶縁性粉末300を内部に搬送する搬送スクリュー97cとを有する。粉末回収ローラー97aは、用紙Sの搬送方向に沿って回転する。粉末回収ローラー97aが、電界により絶縁性粉末300を吸着保持する保持力は、クリアトナー100に絶縁性粉末300が付着する付着力よりも小さく、粉末回収ローラー97aは、クリアトナー100に付着していない絶縁性粉末300のみを選択的に吸着保持して用紙S上から取り除く。
なお、粉末回収ローラー97aにより回収された絶縁性粉末300は、搬送スクリュー等から構成されるリサイクル機構(不図示)により絶縁性粉末収容部91に搬送されて再利用され得る。また、第6の実施形態と同様、本実施形態における用紙Sの搬送速度と弾性ローラー92の角速度とは、上記の(9)式に示される関係を満たす。
以上のとおり構成される塗料粉末供給部70に、透明画像形成部60から用紙Sが搬送されれば、まず、用紙S上で透明画像を形成しているクリアトナー100が加熱ローラー71により加熱溶融される。続いて、クリアトナー100が溶融されている用紙S上に、弾性ローラー92により絶縁性粉末300が散布される。そして、絶縁性粉末回収部97により、クリアトナー100に付着していない絶縁性粉末300が、用紙S上から取り除かれる。その後、絶縁性粉末300が付着されたクリアトナー100が加圧ローラー74により加熱押圧され、絶縁性粉末300が用紙Sに定着される。
このような構成によれば、用紙S上で透明画像を形成しているクリアトナー100に、金属光沢を有する絶縁性粉末300が付着されて金属光沢画像が形成される。
なお、上述した第6および第7の実施形態では、弾性ローラーにより絶縁性粉末が担持搬送された。しかしながら、絶縁性粉末を保持する導電性部材は、弾性ローラーに限定されるものではなく、アルミニウム等の金属製ローラーにより絶縁性粉末が担持搬送されてもよい。また、弾性ローラーに印加される直流電圧の値は、用紙の種類や厚さに応じて変更され得る。
(第8の実施形態)
次に、図14を参照して、本発明の第8の実施形態について説明する。
図14は、本発明の第8の実施形態に係る塗料粉末供給部を説明するための図である。本実施形態に係る塗料粉末供給部70は、加熱ローラー71、加圧ローラー74、ヒーター75、塗料粉末散布部98、および塗料粉末回収部99を有する。加熱ローラー71、加圧ローラー74、およびヒーター75は、第1の実施形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。
塗料粉末散布部98は、散布手段として、用紙S上に塗料粉末500を散布する。塗料粉末散布部98は、塗料粉末500を収容する容器98aと、容器98aの開口部まで塗料粉末500を搬送する搬送スクリュー98bと、塗料粉末500を容器98aから取り出すブラシローラー98cと、ブラシローラー98cに保持される塗料粉末500を弾き飛ばすためのフリッカー98dとを有する。
本実施形態のフリッカー98dは、板状の部材であり、ブラシローラー98cと接触する位置に配置されている。このような構成によれば、反時計回りに回転するブラシローラー98cに保持されている塗料粉末500がフリッカー98dにより弾き飛ばされ、用紙S上に散布される。なお、ブラシローラー98cへのフリッカー98dの食い込み量は、塗料粉末500の供給量やブラシの偏摩耗を考慮して決定され、ブラシローラー98cのブラシ毛長やブラシ密度は、塗料粉末500の供給量やボタ落ち等を考慮して決定される。また、ブラシローラー98cに保持される塗料粉末500の量を規制するために、容器98aの開口部は、ブラシの先端に接触する大きさに形成されている。
塗料粉末回収部99は、塗料粉末500を吸引する集粉器99aを含む。集粉器99aは、除去手段として、用紙S上に散布された塗料粉末500のうち、透明画像が形成されていない部分に存在する塗料粉末500を空気の流れにより吸引して、用紙S上から取り除く。
以上のとおり構成される塗料粉末供給部70に、透明画像形成部60から用紙Sが搬送されれば、まず、用紙S上で透明画像を形成しているクリアトナー100が加熱ローラー71により加熱溶融される。続いて、クリアトナー100が溶融されている用紙S上に、塗料粉末散布部98により塗料粉末500が散布される。そして、塗料粉末回収部99を用紙Sが通過すれば、クリアトナー100に付着していない塗料粉末500が、集粉器99aにより吸引され、用紙S上から取り除かれる。一方、クリアトナー100に付着している塗料粉末500は、用紙S上に留まる。その後、塗料粉末500が付着しているクリアトナー100が加圧ローラー74により加熱押圧され、塗料粉末500が用紙S上に定着される。
このような構成によれば、用紙S上で透明画像を形成しているクリアトナー100に、金属光沢を有する塗料粉末500が付着されて金属光沢画像が形成される。
また、用紙S上に散布された塗料粉末500が集粉器99aにより吸引されるため、塗料粉末500として磁性粉末や絶縁性粉末を用いる必要がない。
なお、本実施形態では、フリッカー98dは、ブラシローラー98cと接触する位置に固定されている。しかしながら、本実施形態とは異なり、ブラシローラー98cの停止時にフリッカー98dがブラシローラー98cから離間されるように、フリッカー98dが移動可能に構成されてもよい。
(第9の実施形態)
本実施形態は、自軸周りに回転するフリッカー部材を用いる実施形態である。
図15は、本発明の第9の実施形態に係る塗料粉末供給部を説明するための図である。本実施形態に係る塗料粉末供給部70は、加熱ローラー71、加圧ローラー74、ヒーター75、塗料粉末散布部98、および塗料粉末回収部99を有する。
塗料粉末散布部98は、散布手段として、用紙S上に塗料粉末500を散布する。塗料粉末散布部98は、塗料粉末500を収容する容器98aと、容器98aの開口部まで塗料粉末500を搬送する搬送スクリュー98bと、塗料粉末500を容器98aから取り出すブラシローラー98cと、ブラシローラー98cに保持される塗料粉末500を弾き飛ばすためのフリッカー98dとを有する。
本実施形態のフリッカー98dは、回転ローラーであり、ブラシローラー98cと同じ向きに回転する。フリッカー98dは、回転速度を変更可能に構成されており、回転速度が制御される。フリッカー98dの回転速度は、塗料粉末500の供給量やブラシの偏摩耗を考慮して決定される。また、フリッカー98dは、ブラシローラー98cに対して移動可能に構成されており、フリッカー98dの位置が制御される。フリッカー98dは、ブラシローラー98cと接触する第1の位置とブラシローラー98cと接触しない第2の位置との間を移動することができる。
このような構成によれば、板状のフリッカー98dを用いる場合と比較して、ブラシの偏摩耗が抑制される。また、ブラシローラー98cの停止時にフリッカー98dを離間させることにより、ブラシの偏摩耗が一層抑制される。その結果、塗料粉末散布部98の耐久性が向上する。
なお、上述した第8および第9の実施形態では、ブラシローラーに保持された塗料粉末がフリッカーにより弾き飛ばされることによって、用紙上に塗料粉末が散布された。しかしながら、塗料粉末を散布する散布手段は、ブラシローラーおよびフリッカーに限定されるものではなく、ふるいによって塗料粉末を自由落下させたり、スプレーによって塗布したりすることによって、用紙上に塗料粉末が散布されてもよい。
本発明は、上述した第1〜第9の実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲内において、種々改変することができる。
たとえば、上述した第1〜第9の実施形態では、熱溶融性材料としてクリアトナーが用いられ、用紙上に透明画像が形成された。しかしながら、熱溶融性材料は、クリアトナーに限定されるものでなく、不透明なトナーやインクジェット式の画像形成プロセスにより画像を形成可能な熱溶融性材料であれば、種々の熱溶融性材料が用いられる。
また、上述した第1〜第9の実施形態では、本発明の画像形成システムにより、用紙上に金属光沢画像を形成する場合を例に挙げて説明した。しかしながら、本発明の画像形成システムにより、プリント基板上に配線パターンが形成されてもよい。
また、上述した第1〜第9の実施形態では、本発明の画像形成システムにより金属光沢画像を形成する場合を例に挙げて説明した。しかしながら、本発明の画像形成システムにより形成される粉末画像は、金属光沢画像に限定されるものではなく、パール光沢画像、夜光画像、蛍光画像、または蓄光画像が形成されてもよい。たとえば、本発明の画像形成システムにより蓄光画像が形成される場合、磁性材料と蓄光材料とを含む蓄光性磁性粉末や、蓄光粒子の表面を覆う樹脂層を備えた絶縁性粉末が、加熱溶融されたクリアトナーに付着される。
また、上述した第1〜第9の実施形態では、塗料粉末が付着されたクリアトナーは、加圧ローラーにより加熱押圧された。しかしながら、塗料粉末が付着されたクリアトナーは、加熱されることなく押圧されてもよい。あるいは、塗料粉末が付着されたクリアトナーは、押圧されることなく加熱されてもよい。
以下、実施例を用いて本発明の実施形態をより詳細に説明する。しかしながら、本発明は、本実施例によって何ら限定されるものではない。
(実施例1)
本発明の第1の実施形態に係る画像形成システムを用いて金属光沢画像を形成した。実施例1では、100〜150℃に加熱して有色トナーおよびクリアトナーを用紙上に定着させた後、加熱ローラーにより用紙を70〜80℃に加熱して、用紙上のクリアトナーのみを選択的に溶融させた。そして、ヒーターにより用紙を93±3℃に維持しつつ、外径25mmの4極型マグネットローラーによりクリアトナーに磁性粉末を供給した後、磁性粉末が付着された用紙を加圧ローラーにより70〜80℃で加熱押圧した。
有色トナーの軟化点およびガラス転移温度は、それぞれ110℃および60℃であり、平均粒径は6.5μmであった。一方、クリアトナーの軟化点およびガラス転移温度は、それぞれ80℃および40℃であり、平均粒径は6.5μmであった。また、加熱ローラーの加熱ニップ幅は30mmであった。
磁性粉末は、軟磁性合金である4Mo−PCパーマロイをアトマイズ法により噴霧して得られた扁平形状の金属粉末に対して、特開2004−346272号公報の段落〔0025〕〜段落〔0026〕に記載されている方法と同様の方法を用いて、銀を被覆して形成した。磁性粉末の平均粒径は25μmであり、平均厚みは0.7μmであった。また、マグネットローラーの表面磁束密度(接触時)は、80〜100℃環境下で20〜40mTであり、磁性粉末の搬送量は380g/mであった。磁性粉末収容部に設けられた規制部材とマグネットローラーとの間の間隙は1mmであり、マグネットローラーと用紙との間の間隙は0.3mmであった。用紙上への磁性粉末の付着量は17g/mであった。また、加圧ローラーの定着ニップ幅は30mmであった。
(実施例2)
実施例1と同様の条件で、有色トナーおよびクリアトナーを用紙上に定着させた後、用紙上のクリアトナーのみを選択的に溶融させた。そして、本発明の第3の実施形態に係る塗料粉末供給部を用いて金属光沢画像を形成した。実施例2では、外径25mmのSUSスリーブをサンドブラスト処理により表面粗さ(Rz)10μmに加工して作製した導電性ローラーにより、絶縁性粉末を供給した。制御電極は、直径30μmのタングステン製ワイヤを1mm間隔で配置して作製した。導電性ローラーと用紙との間の間隙は1mmであり、導電性ローラーと制御電極との間の間隙は0.6mmであった。制御電極の電圧レベルはグラウンド電圧レベルに設定した。導電性ローラーに印加したDC電圧は−800Vであり、AC電圧は1kVp−p、3kHzの正弦波であった。
絶縁性粉末は、電子写真現像剤に用いるキャリア粒子と同様の製法を用いて、アルミニウム粒子を樹脂により被覆して形成した。アルミニウム粒子の平均粒径は8μmであり、被覆層の平均厚みは1μmであった。常温常湿環境下での絶縁性粉末の平均帯電量は+30μC/gであった。導電性ローラーの絶縁性粉末の搬送量は50g/mであり、現像θは2.0(クリアトナー像に対して逆転)であった。用紙上への絶縁性粉末の付着量は、17g/mであり、2層未満、かつ、少なくとも互いに重なり合う量であった。
(実施例3)
実施例1と同様の条件で、有色トナーおよびクリアトナーを用紙上に定着させた後、用紙上のクリアトナーのみを選択的に溶融させた。そして、本発明の第4の実施形態に係る塗料粉末供給部を用いて金属光沢画像を形成した。グリッド状の制御電極の開口率は85%であった。その他の条件は実施例2と同様とした。
(実施例4)
実施例1と同様の条件で、有色トナーおよびクリアトナーを用紙上に定着させた後、用紙上のクリアトナーのみを選択的に溶融させた。そして、本発明の第5の実施形態に係る塗料粉末供給部を用いて金属光沢画像を形成した。実施例4では、キャリアは、平均粒径35μmのフェライト粒子を樹脂により被覆して形成した。規制部材と導電性ローラーとの間の間隙は0.6mmであり、導電性ローラーの絶縁性粉末およびキャリアの搬送量は300g/mであった。その他の条件は実施例2と同様とした。
(実施例5)
実施例1と同様の装置構成を用いて蓄光画像を形成した。蓄光塗料としては、特開2000−178468号公報の段落〔0047〕〜段落〔0053〕に記載されている方法と同様の方法を用いて形成した蓄光性磁性粉末を用いた。蓄光性磁性粉末の平均粒径は、1.8μmであった。
規制部材とマグネットローラーとの間の間隙は0.7mmであり、マグネットローラーと用紙との間の間隙は0.2mmであった。また、マグネットローラーの磁性粉末の搬送量は300g/mであり、用紙上への磁性粉末の付着量は15g/mであった。その他の条件は実施例1と同様とした。
(実施例6)
実施例1と同様の条件で、有色トナーおよびクリアトナーを用紙上に定着させた後、用紙上のクリアトナーのみを選択的に溶融させた。そして、本発明の第6の実施形態に係る塗料粉末供給部を用いて金属光沢画像を形成した。実施例6では、一成分現像器で用いられる外径25mmの弾性ローラーにより絶縁性粉末を供給した。弾性ローラーは、硬度33°および表面粗さ(Rz)2μmのニトリルゴム(NBR)により作製し、回転数106.9521(rpm)で回転させた。弾性ローラーの芯金には、+600Vの電圧が印加された。対向ローラーは、外径25mmのアルミニウムローラーであった。弾性ローラーの側部には、外径20mmの清掃回収ローラーを接触させた。清掃回収ローラーは、発泡ローラーであり、弾性ローラーに従動して回転させた。
絶縁性粉末は、銀粒子を樹脂により被覆して形成した。銀粒子の平均粒径は19μmであり、被覆層の平均厚みは1μmであった。常温常湿環境下での絶縁性粉末の平均帯電量は−30μC/gであった。弾性ローラーの絶縁性粉末の搬送量は100g/mであった。また、用紙上への絶縁性粉末の付着量は、17g/mであり、2層未満、かつ、少なくとも互いに重なり合う量であった。用紙の搬送速度は、140mm/sであった。
(実施例7)
実施例1と同様の条件で、有色トナーおよびクリアトナーを用紙上に定着させた後、用紙上のクリアトナーのみを選択的に溶融させた。そして、本発明の第7の実施形態に係る塗料粉末供給部を用いて金属光沢画像を形成した。実施例7では、実施例6の弾性ローラーの芯金に−600Vの電圧を印加して絶縁性粉末を散布した。粉末回収ローラーは、外径25mmの発泡ローラーであり、回転数106.9521(rpm)で回転させた。粉末回収ローラーには、+500Vの電圧が印加された。その他の条件は、実施例6と同様とした。
なお、実施例7では、弾性ローラーと用紙との間の最小の間隔gは、0.007mmであり、溶融したクリアトナーの厚さhは、0.015mmであった。これらの条件を上記の(9)式に代入すれば、(0.000395<0.01047198)であり、実施例7における用紙の搬送速度と弾性ローラーの角速度とは、上記の(9)式に示される関係を満たす。
(実施例8)
実施例1と同様の条件で、有色トナーおよびクリアトナーを用紙上に定着させた後、用紙上のクリアトナーのみを選択的に溶融させた。そして、本発明の第8の実施形態に係る塗料粉末供給部を用いて金属光沢画像を形成した。実施例8では、SUS製のフリッカーを2mm食い込ませた状態で、外径14mmのポリエステル製ブラシローラーを300mm/sで回転させることにより、用紙上に塗料粉末を散布した。ポリエステル製ブラシのブラシ毛長は4mmであり、ブラシ密度は200kF/inchであった。また、ブラシ繊径は、直径20μmであった。
塗料粉末は、平均粒径25μmかつ粒子平均厚み0.7μmのアルミニウム粉末であり、用紙上への塗料付着量は17g/mであった。また、塗料粉末を吸引する集粉器の風速は、10m/sであった。用紙の搬送速度は、200mm/sであった。
(実施例9)
実施例1と同様の条件で、有色トナーおよびクリアトナーを用紙上に定着させた後、用紙上のクリアトナーのみを選択的に溶融させた。そして、本発明の第9の実施形態に係る塗料粉末供給部を用いて金属光沢画像を形成した。実施例9では、外径6mmの回転ローラー状のフリッカーを2mm食い込ませた状態で、外径14mmのポリエステル製ブラシを300mm/sで回転させることにより、用紙上に塗料粉末を散布した。ブラシローラーの停止時には、フリッカーは、ブラシローラーから離間させた。フリッカーの回転速度は、10mm/sであった。その他の条件は、実施例8と同様とした。
(比較例1)
専用の現像器および感光体ドラムを用いて、有色トナーおよび金属光沢トナーによりタンデム式によって金属光沢画像を形成した。金属光沢トナーの現像方式は2成分現像方式で、現像DC電圧は−400Vであり、現像AC電圧は1kVp−p、5kHzであった。感光体ドラムは、OPC(Organic Photoconductor)ドラムであり、感光体ドラムと現像ローラーとの間の間隙は0.28mmであった。
比較例1では、平均粒径6μm、平均厚み3μmの銀粒子を樹脂コーティングした金属光沢トナーを用いて金属光沢画像を形成した。
(比較例2)
比較例1と同様の条件で、アルミニウム粒子を樹脂コーティングした平均粒径8μm、樹脂層の平均厚み1μmの金属光沢トナーを用いて金属光沢画像を形成した。
(比較例3)
比較例1と同様の条件で、平均粒径1μmの銀粒子を50%含有する金属光沢トナーを用いて金属光沢画像を形成した。金属光沢トナーは、特許文献1の段落〔0053〕〜段落〔0056〕に記載されている方法と同様の方法を用いて形成した。金属光沢トナーの平均粒径は、6.5μmであった。
(比較例4)
比較例1と同様の条件で、平均粒径1μmのアルミニウム粒子を50%含有する金属光沢トナーを用いて金属光沢画像を形成した。金属光沢トナーは、特許文献1の段落〔0053〕〜段落〔0056〕に記載されている方法と同様の方法を用いて形成した。金属光沢トナーの平均粒径は、8μmであった。
(光沢性評価1)
実施例1〜4および比較例1〜4で形成された金属光沢画像の反射率を測定した。測定結果を表1に示す。
Figure 2013178452
表1に示されるとおり、実施例1〜4の金属光沢画像では、入射角60度でオフセット印刷に近い正反射率が得られた。また、鏡面性に影響を及ぼす、小さい入射角度(20度)での正反射率が82%であり、金属光沢を十分に再現できることが確認された。
一方、比較例1,2の金属光沢画像では、正反射率がいずれの入射角度でも80%以上であり、十分な金属光沢を得られることが確認された。しかしながら、比較例3,4の金属光沢画像では、小さい入射角度での正反射率が80%未満であり、十分な金属光沢が得られなかった。
(耐久性評価1)
実施例1〜4および比較例1〜4で用いられた感光体ドラムの耐久試験を行った。画像形成を複数回(100回、200回、1000回、2000回、10000回)繰り返し、感光体ドラムの傷跡が画像に現れていなければ良好(○)、画像に現れていれば不良(×)と判断した。評価結果を表2に示す。
Figure 2013178452
表2に示されるとおり、実施例1〜4では、画像不良が発生せず、金属光沢を有する磁性粉末や絶縁性粉末が感光体ドラムに悪影響を及ぼさないことが確認された。
一方、比較例1,2では、画像形成の初期段階から画像不良が発生した。画像不良は、金属光沢トナーにより感光体ドラムが傷つけられ、傷跡に金属光沢トナーが保持されることにより、金属光沢トナーが所定位置以外の箇所に転写されることに起因する。また、比較例3,4では、比較例1,2よりも良好な画質が維持されたものの、比較例1,2と同様の不良が発生した。
(磁性粉末の凝集性評価)
実施例1,5の評価として、クリアトナーが付着した磁性粉末が、そのまま容器に回収されることに起因して発生する磁性粉末の凝集を調査した。
実施例1,5のそれぞれについて、出力画像に磁性粉末の凝集物が付着されているか確認したところ、30万枚画像形成した時点まで出力画像上に磁性粉末の凝集物が現れることはなかった。すなわち、クリアトナーによる機内汚れとこれに伴う画像不良が発生しないことが確認された。
(蓄光性評価)
実施例5で形成された蓄光画像の燐光発色を確認することにより蓄光画像を評価した。具体的には、アート紙上に形成された蓄光画像を紫外線ランプで1時間照射した後、積分球付分光光度計(日本分光社製V−570)の光源を切ってその発光強度を測定した。測定結果として、波長520nm付近で反射率13%程度の発光が確認された。つまり、蓄光画像の燐光発色が、暗所において目視で認識可能な強度を有することが確認された。
(光沢性評価2)
実施例6〜9および比較例1,3で形成された金属光沢画像の反射率を測定した。測定結果を表3に示す。
Figure 2013178452
表3に示されるとおり、実施例6〜9の金属光沢画像では、入射角60度でオフセット印刷に近い正反射率が得られた。また、鏡面性に影響を及ぼす、小さい入射角度(20度)での正反射率が82%であり、金属光沢を十分に再現できることが確認された。
一方、比較例1の金属光沢画像では、正反射率がいずれの入射角度でも80%以上であり、十分な金属光沢を得られることが確認された。しかしながら、比較例3の金属光沢画像では、小さい入射角度での正反射率が80%未満であり、十分な金属光沢が得られなかった。
(耐久性評価2)
実施例6〜9および比較例1,3で用いられた感光体ドラムの耐久試験を行った。画像形成を複数回(100回、200回、1000回、2000回、100000回)繰り返し、感光体ドラムの傷跡が画像に現れていなければ良好(○)、画像に現れていれば不良(×)と判断した。評価結果を表4に示す。
Figure 2013178452
表4に示されるとおり、実施例6〜9では、画像不良が発生せず、金属光沢を有する塗料粉末が感光体ドラムに悪影響を及ぼさないことが確認された。但し、実施例8では、画像形成を10万回繰り返したときに、ブラシの偏摩耗に起因する塗布むらが観察された。
一方、比較例1では、画像形成の初期段階から画像不良が発生した。画像不良は、金属光沢トナーにより感光体ドラムが傷つけられ、傷跡に金属光沢トナーが保持されることにより、金属光沢トナーが所定位置以外の箇所に転写されることに起因する。また、比較例3では、比較例1よりも良好な画質が維持されたものの、比較例1と同様の不良が発生した。
1 画像形成システム、
2 画像形成装置、
3 粉末供給装置、
10 画像読取部、
20 画像形成部、
30 用紙搬送部、
40 給紙部、
50 制御部、
60 透明画像形成部、
70 塗料粉末供給部、
71 加熱ローラー、
72 マグネットローラー、
73 磁性粉末収容部、
74 加圧ローラー、
75,81 ヒーター、
76 磁性粉末散布部、
77 磁性粉末回収部、
82 導電性ローラー、
83 制御電極、
84 電源部、
85,95 規制部材、
86 クラウド、
91 絶縁性粉末収容部、
92 弾性ローラー、
93 対向ローラー、
94 直流電源部、
96 清掃回収ローラー、
97 絶縁性粉末回収部、
98 塗料粉末散布部、
99 塗料粉末回収部、
100 クリアトナー、
200 磁性粉末、
300 絶縁性粉末、
400 キャリア、
500 塗料粉末。

Claims (40)

  1. 画像形成プロセスを用いて、所定温度で溶融する熱溶融性材料からなる画像を記録媒体上に形成する画像形成手段と、
    前記記録媒体上で前記画像を形成している前記熱溶融性材料を加熱溶融して当該材料に粘着性を持たせる溶融手段と、
    前記記録媒体上に塗料粉末を供給して前記粘着性を持った熱溶融性材料に前記塗料粉末を付着させる粉末供給手段と、
    を有することを特徴とする画像形成システム。
  2. 前記粉末供給手段は、前記粘着性を持った熱溶融性材料に接触した前記塗料粉末が当該材料に捕捉されることを利用して、前記記録媒体上に前記塗料粉末を散布することなく、前記記録媒体上の前記熱溶融性材料に前記塗料粉末を選択的に供給することを特徴とする請求項1に記載の画像形成システム。
  3. 前記塗料粉末は、磁性粉末であり、
    前記粉末供給手段は、磁力により吸着保持している前記磁性粉末を前記熱溶融性材料に接触させることにより、当該材料に前記磁性粉末を選択的に供給するマグネット部材を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成システム。
  4. 前記塗料粉末は、摩擦帯電により帯電する帯電粉末であり、
    前記粉末供給手段は、
    前記帯電粉末を保持する導電性部材と、
    前記導電性部材と前記記録媒体との間に配置され、前記帯電粉末を通過させる開口部を有する制御電極と、
    前記導電性部材と前記制御電極との間に直流電圧および交流電圧を印加することにより、前記導電性部材により保持されている前記帯電粉末を前記記録媒体上に移動させて、前記熱溶融性材料に前記帯電粉末を選択的に供給する電源部と、を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成システム。
  5. 前記塗料粉末は、摩擦帯電により帯電する帯電粉末であり、
    前記粉末供給手段は、
    前記帯電粉末を保持する第1導電性部材と、
    前記記録媒体を挟んで前記第1導電性部材と対向配置される第2導電性部材と、
    前記第1導電性部材と前記第2導電性部材との間に直流電圧を印加して、前記帯電粉末が前記第1導電性部材に吸着される向きの電界を形成する直流電源部と、を含み、
    前記電界により前記第1導電性部材に吸着されている前記帯電粉末を前記熱溶融性材料に接触させることにより、当該材料に前記帯電粉末が選択的に供給されることを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成システム。
  6. 前記粉末供給手段は、
    前記記録媒体上に前記塗料粉末を散布する散布手段と、
    前記散布手段により前記記録媒体上に散布された前記塗料粉末のうち前記画像が形成されていない部分に存在する塗料粉末を前記記録媒体上から除去する除去手段と、を含むことを特徴とする請求項1に記載の画像形成システム。
  7. 前記除去手段は、前記塗料粉末を吸引する集粉器を含むことを特徴とする請求項6に記載の画像形成システム。
  8. 前記塗料粉末は、磁性粉末であり、
    前記散布手段は、前記記録媒体上に前記磁性粉末を散布し、
    前記除去手段は、前記散布手段により前記記録媒体上に散布された前記磁性粉末のうち前記画像が形成されていない部分に存在する磁性粉末を磁力により吸着保持して前記記録媒体上から除去するマグネット部材を含むことを特徴とする請求項6に記載の画像形成システム。
  9. 前記散布手段は、
    前記塗料粉末を保持するブラシ部材と、
    前記ブラシ部材に当接して前記塗料粉末を弾き飛ばすフリッカー部材と、を含むことを特徴とする請求項6〜8のいずれか1項に記載の画像形成システム。
  10. 前記塗料粉末は、摩擦帯電により帯電する帯電粉末であり、
    前記散布手段は、
    前記帯電粉末を保持する第1導電性部材と、
    前記記録媒体を挟んで前記第1導電性部材と対向配置される第2導電性部材と、
    前記第1導電性部材と前記第2導電性部材との間に直流電圧を印加して、前記第1導電性部材から前記第2導電性部材に向かって前記帯電粉末を移動させる向きの電界を形成することにより、前記第1導電性部材により保持されている前記帯電粉末を前記記録媒体上に移動させる直流電源部と、を含むことを特徴とする請求項6または7に記載の画像形成システム。
  11. 前記記録媒体上には、前記熱溶融性材料の溶融温度よりも高い溶融温度を有する画像形成材料からなる画像がさらに形成されており、
    前記溶融手段は、前記熱溶融性材料の溶融温度よりも高く、かつ、前記画像形成材料の溶融温度よりも低い温度に前記記録媒体の温度を調整して、前記熱溶融性材料を選択的に溶融することを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載の画像形成システム。
  12. 前記粉末供給手段により前記塗料粉末が供給された前記熱溶融性材料を加熱押圧する加熱押圧手段をさらに有することを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載の画像形成システム。
  13. 前記熱溶融性材料は、透明トナーであり、
    前記画像形成手段は、電子写真方式の画像形成プロセスを用いて、前記透明トナーからなる画像を前記記録媒体上に形成することを特徴とする請求項1〜12のいずれか1項に記載の画像形成システム。
  14. 画像形成プロセスを用いて、所定温度で溶融する熱溶融性材料からなる画像を記録媒体上に形成する画像形成工程と、
    前記記録媒体上で前記画像を形成している前記熱溶融性材料を加熱溶融して当該材料に粘着性を持たせる溶融工程と、
    前記記録媒体上に塗料粉末を供給して前記粘着性を持った熱溶融性材料に前記塗料粉末を付着させる粉末供給工程と、
    を有することを特徴とする画像形成方法。
  15. 前記粉末供給工程において、前記粘着性を持った熱溶融性材料に接触した前記塗料粉末が当該材料に捕捉されることを利用して、前記記録媒体上に前記塗料粉末が散布されることなく、前記記録媒体上の前記熱溶融性材料に前記塗料粉末が選択的に供給されることを特徴とする請求項14に記載の画像形成方法。
  16. 前記塗料粉末は、磁性粉末であり、
    前記粉末供給工程において、磁力によりマグネット部材に吸着保持されている前記磁性粉末が前記熱溶融性材料に接触されることにより、当該材料に前記磁性粉末が選択的に供給されることを特徴とする請求項14または15に記載の画像形成方法。
  17. 前記塗料粉末は、摩擦帯電により帯電する帯電粉末であり、
    前記粉末供給工程において、前記帯電粉末を保持する導電性部材と、前記導電性部材と前記記録媒体との間に配置され前記帯電粉末を通過させる開口部を有する制御電極との間に電源部により直流電圧および交流電圧が印加されることにより、前記導電性部材により保持されている前記帯電粉末が前記記録媒体上に移動されて、前記熱溶融性材料に前記帯電粉末が選択的に供給されることを特徴とする請求項14または15に記載の画像形成方法。
  18. 前記塗料粉末は、摩擦帯電により帯電する帯電粉末であり、
    前記粉末供給工程において、前記帯電粉末を保持する第1導電性部材と、前記記録媒体を挟んで前記第1導電性部材と対向配置される第2導電性部材との間に直流電源部により直流電圧が印加されて、前記帯電粉末が前記第1導電性部材に吸着される向きの電界が形成され、
    前記電界により前記第1導電性部材に吸着されている前記帯電粉末が前記熱溶融性材料に接触されることにより、当該材料に前記帯電粉末が選択的に供給されることを特徴とする請求項14または15に記載の画像形成方法。
  19. 前記粉末供給工程は、
    前記記録媒体上に前記塗料粉末を散布する散布工程と、
    前記散布工程において前記記録媒体上に散布された前記塗料粉末のうち前記画像が形成されていない部分に存在する塗料粉末を前記記録媒体上から除去する除去工程と、を含むことを特徴とする請求項14に記載の画像形成方法。
  20. 前記除去工程において、前記塗料粉末が集粉器により吸引されることを特徴とする請求項19に記載の画像形成方法。
  21. 前記塗料粉末は、磁性粉末であり、
    前記散布工程において、前記記録媒体上に前記磁性粉末が散布され、
    前記除去工程において、前記散布工程において前記記録媒体上に散布された前記磁性粉末のうち前記画像が形成されていない部分に存在する磁性粉末が、磁力によりマグネット部材に吸着保持されて前記記録媒体上から除去されることを特徴とする請求項19に記載の画像形成方法。
  22. 前記散布工程において、前記塗料粉末を保持するブラシ部材にフリッカー部材が当接して、前記塗料粉末が弾き飛ばされることを特徴とする請求項19〜21のいずれか1項に記載の画像形成方法。
  23. 前記塗料粉末は、摩擦帯電により帯電する帯電粉末であり、
    前記散布工程において、前記帯電粉末を保持する第1導電性部材と、前記記録媒体を挟んで前記第1導電性部材と対向配置される第2導電性部材との間に直流電源部により直流電圧が印加されて、前記第1導電性部材から前記第2導電性部材に向かって前記帯電粉末を移動させる向きの電界が形成されることにより、前記第1導電性部材により保持されている前記帯電粉末が前記記録媒体上に移動されることを特徴とする請求項19または20に記載の画像形成方法。
  24. 前記記録媒体上には、前記熱溶融性材料の溶融温度よりも高い溶融温度を有する画像形成材料からなる画像がさらに形成されており、
    前記溶融工程において、前記熱溶融性材料の溶融温度よりも高く、かつ、前記画像形成材料の溶融温度よりも低い温度に前記記録媒体の温度が調整されて、前記熱溶融性材料が選択的に溶融されることを特徴とする請求項14〜23のいずれか1項に記載の画像形成方法。
  25. 前記粉末供給工程において前記塗料粉末が供給された前記熱溶融性材料を加熱押圧する加熱押圧工程をさらに有することを特徴とする請求項14〜24のいずれか1項に記載の画像形成方法。
  26. 前記熱溶融性材料は、透明トナーであり、
    前記画像形成工程において、電子写真方式の画像形成プロセスを用いて、前記透明トナーからなる画像が前記記録媒体上に形成されることを特徴とする請求項14〜25のいずれか1項に記載の画像形成方法。
  27. 画像形成プロセスを用いて記録媒体上に形成された画像を形成している、所定温度で溶融する熱溶融性材料を加熱溶融して当該材料に粘着性を持たせる溶融手段と、
    前記記録媒体上に塗料粉末を供給して前記粘着性を持った熱溶融性材料に前記塗料粉末を付着させる粉末供給手段と、
    を有することを特徴とする粉末供給装置。
  28. 前記粉末供給手段は、前記粘着性を持った熱溶融性材料に接触した前記塗料粉末が当該材料に捕捉されることを利用して、前記記録媒体上に前記塗料粉末を散布することなく、前記記録媒体上の前記熱溶融性材料に前記塗料粉末を選択的に供給することを特徴とする請求項27に記載の粉末供給装置。
  29. 前記塗料粉末は、磁性粉末であり、
    前記粉末供給手段は、磁力により吸着保持している前記磁性粉末を前記熱溶融性材料に接触させることにより、当該材料に前記磁性粉末を選択的に供給するマグネット部材を含むことを特徴とする請求項27または28に記載の粉末供給装置。
  30. 前記塗料粉末は、摩擦帯電により帯電する帯電粉末であり、
    前記粉末供給手段は、
    前記帯電粉末を保持する導電性部材と、
    前記導電性部材と前記記録媒体との間に配置され、前記帯電粉末を通過させる開口部を有する制御電極と、
    前記導電性部材と前記制御電極との間に直流電圧および交流電圧を印加することにより、前記導電性部材により保持されている前記帯電粉末を前記記録媒体上に移動させて、前記熱溶融性材料に前記帯電粉末を選択的に供給する電源部と、を含むことを特徴とする請求項27または28に記載の粉末供給装置。
  31. 前記塗料粉末は、摩擦帯電により帯電する帯電粉末であり、
    前記粉末供給手段は、
    前記帯電粉末を保持する第1導電性部材と、
    前記記録媒体を挟んで前記第1導電性部材と対向配置される第2導電性部材と、
    前記第1導電性部材と前記第2導電性部材との間に直流電圧を印加して、前記帯電粉末が前記第1導電性部材に吸着される向きの電界を形成する直流電源部と、を含み、
    前記電界により前記第1導電性部材に吸着されている前記帯電粉末を前記熱溶融性材料に接触させることにより、当該材料に前記帯電粉末が選択的に供給されることを特徴とする請求項27または28に記載の粉末供給装置。
  32. 前記粉末供給手段は、
    前記記録媒体上に前記塗料粉末を散布する散布手段と、
    前記散布手段により前記記録媒体上に散布された前記塗料粉末のうち前記画像が形成されていない部分に存在する塗料粉末を前記記録媒体上から除去する除去手段と、を含むことを特徴とする請求項27に記載の粉末供給装置。
  33. 前記除去手段は、前記塗料粉末を吸引する集粉器を含むことを特徴とする請求項32に記載の粉末供給装置。
  34. 前記塗料粉末は、磁性粉末であり、
    前記散布手段は、前記記録媒体上に前記磁性粉末を散布し、
    前記除去手段は、前記散布手段により前記記録媒体上に散布された前記磁性粉末のうち前記画像が形成されていない部分に存在する磁性粉末を磁力により吸着保持して前記記録媒体上から除去するマグネット部材を含むことを特徴とする請求項32に記載の粉末供給装置。
  35. 前記散布手段は、
    前記塗料粉末を保持するブラシ部材と、
    前記ブラシ部材に当接して前記塗料粉末を弾き飛ばすフリッカー部材と、を含むことを特徴とする請求項32〜34のいずれか1項に記載の粉末供給装置。
  36. 前記塗料粉末は、摩擦帯電により帯電する帯電粉末であり、
    前記散布手段は、
    前記帯電粉末を保持する第1導電性部材と、
    前記記録媒体を挟んで前記第1導電性部材と対向配置される第2導電性部材と、
    前記第1導電性部材と前記第2導電性部材との間に直流電圧を印加して、前記第1導電性部材から前記第2導電性部材に向かって前記帯電粉末を移動させる向きの電界を形成することにより、前記第1導電性部材により保持されている前記帯電粉末を前記記録媒体上に移動させる直流電源部と、を含むことを特徴とする請求項32または33に記載の粉末供給装置。
  37. 前記記録媒体上には、前記熱溶融性材料の溶融温度よりも高い溶融温度を有する画像形成材料からなる画像がさらに形成されており、
    前記溶融手段は、前記熱溶融性材料の溶融温度よりも高く、かつ、前記画像形成材料の溶融温度よりも低い温度に前記記録媒体の温度を調整して、前記熱溶融性材料を選択的に溶融することを特徴とする請求項27〜36のいずれか1項に記載の粉末供給装置。
  38. 前記粉末供給手段により前記塗料粉末が供給された前記熱溶融性材料を加熱押圧する加熱押圧手段をさらに有することを特徴とする請求項27〜37のいずれか1項に記載の粉末供給装置。
  39. 前記熱溶融性材料は、透明トナーであり、
    電子写真方式の画像形成プロセスを用いて、前記透明トナーからなる画像が前記記録媒体上に形成されていることを特徴とする請求項27〜38のいずれか1項に記載の粉末供給装置。
  40. 画像形成プロセスを用いて、前記熱溶融性材料からなる画像を記録媒体上に形成する画像形成手段をさらに有することを特徴とする請求項27〜39のいずれか1項に記載の粉末供給装置。
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