JP2021117339A - 画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】特殊媒体に転写される画像の画質を高める。【解決手段】特殊媒体印刷システム50では、光輝性顔料を含む光輝性現像剤を用いて、Mシート53上に光輝性現像剤層57Sを形成する画像形成ユニット10Sと、色材を含むカラー現像剤を用いて、Mシート53にカラー現像剤層57Cを形成する画像形成ユニット10C、10M及び10Yと、Mシート53上に、光輝性現像剤層57Sとカラー現像剤層57Cとを積層させる画像形成ユニット10、2次転写部44及び制御部3とを設け、粘弾性測定装置により125[℃]で測定した場合のカラー現像剤の粘弾性の位相角A及び光輝性現像剤の粘弾性の位相角Bは、A−B=21.1〜31.6[°]であるようにする。【選択図】図11

Description

本発明は画像形成装置及び画像形成方法に関し、例えば電子写真方式のプリンタに適用して好適なものである。
従来、画像形成装置(プリンタとも呼ばれる)として、コンピュータ装置等から供給される画像に基づき、トナー(現像剤とも呼ばれる)を用いて画像形成ユニットにより現像剤画像を形成して紙等の媒体に転写し、これに熱及び圧力を加えて定着させることにより、印刷処理を行うものが広く普及している。画像形成装置では、一般的なカラー印刷を行う場合、例えばシアン、マゼンタ、イエロー及びブラック等の各色のトナー(以下これらをカラートナーと呼ぶ)が使用される。
また画像形成装置の中には、アルミニウム等の金属顔料を含有する光輝性トナーをカラートナーに重畳させることにより、金属光沢のような光輝性の高い画像を紙等の媒体に形成するものがある(例えば、特許文献1参照)。
特願2019−082265
さらに近年では、画像形成装置に対し、多様な媒体に対して印刷処理を行うことが求められており、一例としてTシャツのような布地の媒体(以下これを特殊媒体とも呼ぶ)に印刷処理を行うこと、すなわち現像剤画像を転写して定着させることが求められている。
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、特殊媒体に転写される画像の画質を高め得る画像形成装置及び画像形成方法を提案しようとするものである。
かかる課題を解決するため本発明の画像形成装置においては、光輝性顔料を含む光輝性現像剤を用いて、印刷媒体上に第1の画像を形成する第1の画像形成部と、色材を含む着色現像剤を用いて、印刷媒体上に第2の画像を形成する第2の画像形成部と、印刷媒体上に、第1の画像と第2の画像とを積層させる画像形成部とを設け、粘弾性測定装置により125[℃]で測定した場合の着色現像剤の粘弾性の位相角A及び光輝性現像剤の粘弾性の位相角Bは、A−B=21.1〜31.6[°]であるようにした。
また本発明の画像形成方法においては、画像形成装置により現像剤画像を形成し、印刷媒体における接着層が形成された転写面に該現像剤画像を転写する画像形成ステップと、現像剤画像が転写された印刷媒体の転写面側に中間転写媒体を重ねた状態で、加熱加圧装置によって熱及び圧力を加えることにより、現像剤画像及び接着層を中間転写媒体に転写させる第1転写ステップと、中間転写媒体の現像剤画像及び接着層が転写された面を特殊媒体に対向するように重ねた状態で、加熱加圧装置によって熱及び圧力を加えることにより、現像剤画像及び接着層を特殊媒体に転写させる第2転写ステップとを有し、さらに画像形成ステップは、光輝性顔料を含む光輝性現像剤を用いて、印刷媒体上に第1の画像を形成すると共に、色材を含む着色現像剤を用いて、印刷媒体上に第2の画像を形成する現像剤画像形成ステップと、転写部により、印刷媒体上に第1の画像及び第2の画像を転写する現像剤画像転写ステップとを有し、粘弾性測定装置により125[℃]で測定した場合の着色現像剤の粘弾性の位相角A及び光輝性現像剤の粘弾性の位相角Bは、A−B=21.1〜31.6[°]であるようにした。
本発明は、アイロンプレス処理時において、凹凸状態の光輝性現像剤層の界面の隙間に着色現像剤層を保持しやすくし、中間転写媒体から印刷媒体を剥がす際に現像剤画像において鱗状模様を発生させずに現像剤画像及び接着層を該中間転写媒体に良好に転写でき、さらに特殊媒体に転写できる。
本発明によれば、特殊媒体に転写される画像の画質を高め得る画像形成装置及び画像形成方法を実現できる。
第1の実施の形態による画像形成装置の構成を示す右側面図である。 特殊媒体印刷システムによる画像の印刷を示す図である。 Mシート及びTシートの構成を示す図である。 接着層の表面状態を示す図である。 DSCの測定条件を示す図である。 Mシートの接着層におけるDSCの測定結果を示す図である。 濡れ性の測定結果を示す図である。 各種媒体における濡れ性の測定結果を示す図である。 各現像剤における位相角の測定の結果を示す表である。 各現像剤における測定及び評価の結果を示す表である。 光輝性現像剤位相角とカラー現像剤位相角との関係を示すグラフである。 光輝性現像剤位相角と仕上がりレベルとの関係を示すグラフである。 鱗状模様が発生する様子を示す図である。 光輝性現像剤の界面の状態の様子を示す図である。 第2の実施の形態による画像形成装置の構成を示す右側面図である。 他の実施の形態における特殊媒体印刷システムによる画像の印刷を示す図である。
以下、発明を実施するための形態(以下実施の形態とする)について、図面を用いて説明する。
[1.第1の実施の形態]
[1−1.画像形成装置の構成]
図1に示すように、本実施の形態による画像形成装置1は、電子写真式のプリンタであり、媒体としての用紙Pにカラーの画像を形成する(すなわち印刷する)ことができる。因みに画像形成装置1は、原稿を読み取るイメージスキャナ機能や電話回線を使用した通信機能等を有しておらず、プリンタ機能のみを有する単機能のSFP(Single Function Printer)となっている。
画像形成装置1は、略箱型に形成されたプリンタ筐体2の内部に種々の部品が配置されている。因みに以下では、図1における左端部分を画像形成装置1の正面とし、この正面と対峙して見た場合の上下方向、左右方向及び前後方向をそれぞれ定義した上で説明する。
画像形成装置1は、制御部3により全体を統括制御する。この制御部3は、図示しないCPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)等を有しており、所定のプログラムを読み出して実行することにより、様々な処理を実行する。また制御部3は、コンピュータ装置等の上位装置(図示せず)と無線又は有線により接続されており、この上位装置から印刷対象の画像を表す画像データが与えられると共に該画像データの印刷が指示されると、用紙Pの表面に印刷画像を形成する印刷処理を実行する。
プリンタ筐体2の上面における前側には、例えば液晶パネル等の表示デバイスでなり、制御部3の制御に基づいて文字や画像等により情報を表示する表示部7と、例えば方向ボタンやOKボタン及びキャンセルボタンのような複数の操作ボタンの組合せでなり、使用者の操作指示を受け付けて制御部3に通知する操作部8とが設けられている。
プリンタ筐体2の内部における中央よりもやや下寄りには、概ね前後方向に沿った搬送路Wが形成されている。プリンタ筐体2の内部には、この搬送路Wに沿って種々の部材が配置されている。このため画像形成装置1では、搬送路Wに沿って用紙Pを搬送しながら、該用紙Pに画像を形成する(すなわち印刷する)。
特に、制御部3は、後述する第1の画像形成部としての画像形成ユニット10Sにより形成される第1の画像と、第2の画像形成部としての画像形成ユニット10K、10C、10M及び10Yにより構成される第2の画像との位置関係を制御する。
具体的には、制御部3は、例えば、画像を形成するために中間転写ベルト40が用いられる場合には、後述するように、その中間転写ベルト40の上に第1の画像及び第2の画像を積層させる。画像形成ユニット10(10S、10K、10C、10M及び10Y)、2次転写部44及び制御部3は、本発明の一実施の形態の「画像形成部」である。
プリンタ筐体2の内部における上側、すなわち搬送路Wの上側には、5個の画像形成ユニット10K、10C、10M、10Y及び10Sが前側から後側へ向かって順に配置されている。画像形成ユニット10K、10C、10M、10Y及び10Sは、ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)及び特色(S)の各色にそれぞれ対応しているものの、色のみが相違しており、何れも同様に構成されている。
第2の画像を形成するブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)及びイエロー(Y)は、何れも一般的なカラープリンタにおいて用いられる色(以下、これを通常色と呼ぶ)である。一方、特色(S)は、例えばホワイト(白色)やクリア(透明色又は無色)、或いは第1の画像を形成するシルバー(銀色)のような特殊な色である。説明の都合上、以下では第2の画像を形成する第2の画像形成部としての画像形成ユニット10K、10C、10M、10Y、及び第1の画像を形成する第1の画像形成部としての画像形成ユニット10Sをまとめて画像形成ユニット10とも呼ぶ。
画像形成ユニット10は、画像形成本体部11、トナーカートリッジ12及びプリントヘッド13により構成されている。画像形成本体部11の内部には、現像ローラ等の複数のローラや感光体ドラム14等が組み込まれている。各ローラや感光体ドラム14は、いずれも中心軸を左右方向に沿わせた円柱状に形成されており、画像形成本体部11により回転可能に支持されている。感光体ドラム14は、下端近傍を中間転写ベルト40に当接させている。また一部のローラは、導電性を有する材料により構成されており、所定の高電圧が印加される。
トナーカートリッジ12は、現像剤としてのトナーを収容しており、画像形成本体部11の上側に取り付けられている。このトナーカートリッジ12は、収容しているトナーを画像形成本体部11へ供給する。プリントヘッド13は、例えばLED(Light Emitting Diode)等の発光素子が左右方向に沿って複数配置されており、制御部3から供給されるビットマップデータに基づいて適宜発光する。
画像形成ユニット10は、印刷処理を行う場合、画像形成本体部11の各ローラや感光体ドラム等を適宜回転させ、また各ローラ等に所定の高電圧を印加しながら、プリントヘッド13を適宜発光させる。これにより画像形成ユニット10は、トナーカートリッジ12から供給される現像剤を用いながら、感光体ドラム14の周側面に現像剤画像としてのトナー画像を形成する。このとき感光体ドラム14は、回転することにより、形成された現像剤画像を下端近傍、すなわち中間転写ベルト40の近傍に移動させる。
一方、プリンタ筐体2の前側には、給紙トレイ21が設けられている。給紙トレイ21は、概ね平板状に形成されており、その上面が概ね平坦に形成されている。また給紙トレイ21の上面は、水平方向に対して後側をやや下方に位置させるよう傾斜されており、その後端が搬送路Wとほぼ同等の高さとなっている。この給紙トレイ21の上側には、用紙Pが印刷すべき面である印刷面を上側に向けた姿勢で載置される。また給紙トレイ21には、複数の用紙Pが重ねて載置される。
給紙トレイ21の後側には、搬送路Wの上側及び下側にレジストローラ22及び23がそれぞれ配置されている。レジストローラ22及び23は、中心軸を左右方向に沿わせた円柱状に形成されており、搬送路Wにおいて互いの周側面を当接させている。このレジストローラ22及び23は、図示しないモータから駆動力が供給されることにより適宜回転し、給紙トレイ21上に載置された用紙Pを1枚ずつに分離しながら、後方へ搬送する。
因みにレジストローラ22及び23は、それぞれの回転が適宜抑制されており、用紙Pに摩擦力を作用させることにより、進行方向に対して該用紙Pの側辺が傾斜する、いわゆる斜行を修正し、先頭及び末尾の端辺を左右に沿わせた状態としてから、後方へ送り出す。
プリンタ筐体2内における各画像形成ユニット10の下側には、中間転写部37が配置されている。中間転写部37には、前搬送ローラ26、後搬送ローラ27、バックアップローラ39、中間転写ベルト40、5個の1次転写ローラ42(42K、42C、42M、42Y及び42S)並びに2次転写ローラ43が設けられている。このうち前搬送ローラ26、後搬送ローラ27、バックアップローラ39、5個の1次転写ローラ42(42K、42C、42M、42Y及び42S)並びに2次転写ローラ43は、何れも中心軸を左右方向に沿わせた円柱状に形成され、プリンタ筐体2により回転可能に支持されている。説明の都合上、以下では1次転写ローラ42K、42C、42M、42Y及び42Sをまとめて1次転写ローラ42とも呼ぶ。
前搬送ローラ26は、画像形成ユニット10Kの前下側に配置されている。後搬送ローラ27は、画像形成ユニット10Sの下側における後寄りに配置されている。前搬送ローラ26及び後搬送ローラ27は、それぞれの上端が、各画像形成ユニット10における感光体ドラム14の下端と同等若しくは僅かに下側に位置している。バックアップローラ39は、前搬送ローラ26の後下側且つ後搬送ローラ27の前下側に配置されている。
中間転写ベルト40は、高抵抗のプラスチックフィルムにより構成された無端ベルトであり、前搬送ローラ26、後搬送ローラ27及びバックアップローラ39の周囲を周回するように張架されている。さらに中間転写部37には、中間転写ベルト40のうち前搬送ローラ26及び後搬送ローラ27の間に張架された部分の下側、すなわち5個の画像形成ユニット10それぞれの真下となる位置であり、中間転写ベルト40を挟んで各感光体ドラム14とそれぞれ対向する位置に、5個の1次転写ローラ42がそれぞれ配置されている。この1次転写ローラ45は、所定のバイアス電圧が印加される。
2次転写ローラ43は、バックアップローラ39の真下に位置しており、該バックアップローラ39に向けて付勢されている。すなわち中間転写部37は、2次転写ローラ43及びバックアップローラ39の間に中間転写ベルト40を挟持している。また2次転写ローラ43は、所定のバイアス電圧が印加される。以下では、2次転写ローラ43及びバックアップローラ39を合わせて2次転写部44と呼ぶ。
中間転写部37は、図示しないベルトモータから供給される駆動力により前搬送ローラ26を回転させ、これにより中間転写ベルト40を矢印E1に沿った方向に走行させる。また各1次転写ローラ45は、所定のバイアス電圧が印加された状態で回転する。これにより各画像形成ユニット10は、感光体ドラム14の周側面における下端近傍に到達させていた現像剤画像を、中間転写ベルト40にそれぞれ転写し、且つ各色の現像剤画像を順次重ねることができる。このとき中間転写ベルト40の表面には、上流側のシルバー(S)から順次、各色の現像剤画像が重ねられることになる。
すなわち画像形成装置1では、画像形成ユニット10S、10Y、10M、10C及び10Kから各色の現像剤画像(すなわち光輝性現像剤画像、イエロー現像剤画像、マゼンタ現像剤画像、シアン現像剤画像及びブラック現像剤画像)が順次転写される。このため中間転写ベルト40は、仮に各画像形成ユニット10により同一の位置に各現像剤画像が転写された場合、転写面の表面に対してシルバー(S)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)及びブラック(K)の現像剤が順次重なった状態となる。説明の都合上、以下では、イエロー現像剤画像、マゼンタ現像剤画像及びシアン現像剤画像及びブラック現像剤画像をまとめてカラー現像剤画像とも呼ぶ。
2次転写部44では、画像形成ユニット10において形成され中間転写ベルト40に転写された状態の現像剤画像が、該中間転写ベルト40の走行に伴って近接しており、且つ2次転写ローラ43に所定のバイアス電圧が印加されている。このため2次転写部44は、中間転写ベルト40から、搬送路Wに沿って搬送されてきた用紙Pに対し、現像剤画像を転写して、さらに後方へ進行させる。このため用紙Pは、仮に中間転写ベルト40により同一の位置に各現像剤画像が転写された場合、印刷面の表面に対してブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)及びシルバー(S)の現像剤が順次重なった状態となる。
2次転写部44の後側には、定着部30が配置されている。定着部30は、搬送路Wを挟んで対向するように配置された加熱ローラ31及び加圧ローラ32により構成されている。加熱ローラ31は、中心軸を左右方向に向けた円筒状に形成されており、内部にヒータが設けられている。加圧ローラ32は、加熱ローラ31と同様の円筒状に形成されており、上側の表面を加熱ローラ31における下側の表面に所定の押圧力で押し付けている。
この定着部30は、制御部3の制御に基づき、加熱ローラ31を加熱すると共に該加熱ローラ31及び加圧ローラ32をそれぞれ所定方向へ回転させる。これにより定着部30は、中間転写部37から受け取った用紙P、すなわち各色の現像剤画像が重ねて転写された用紙Pに対して熱及び圧力を加えて現像剤を定着させ、さらに後方へ引き渡す。
定着部30の後方やや上寄りには、排紙ローラ35及び36が配置されている。排紙ローラ35及び36は、何れも中心軸を左右方向に沿わせた円柱状に形成されており、搬送路Wにおいて互いの周側面を当接させている。この排紙ローラ35及び36は、制御部3の制御に従って適宜回転することにより、定着部30から引き渡される用紙Pを後上方へ搬送し、プリンタ筐体2の後側に設けられた排紙トレイ38上に排出する。
このように画像形成装置1では、画像形成ユニット10において現像剤を用いた現像剤画像を形成して中間転写ベルト40に転写し、2次転写部44において該現像剤画像を該中間転写ベルト40から用紙Pに転写させ、さらに定着部30において定着させることにより、該用紙Pに画像を印刷する(すなわち画像を形成する)。
[1−2.カラー現像剤の構成]
次に、カラー現像剤の構成について説明する。カラー現像剤は、少なくとも結着樹脂(バインダ樹脂とも呼ばれる)を含有するトナー母粒子に、無機微粉体や有機微粉体等の外部添加剤(以下、これを外添剤とも呼ぶ)が添加されたものである。この結着樹脂には、離型剤及び着色剤等が添加される。また結着樹脂には、その他に帯電制御剤、導電性調整剤、流動性向上剤又はクリーニング性向上剤等の添加剤が適宜添加されていても良く、或いは複数種類の混合でも良い。本実施の形態においては、結着樹脂として、スチレンアクリル共重合樹脂、及び複数の非晶性ポリエステル系樹脂の他に結晶構造を持った結晶性ポリエステル樹脂を用いた。
結着樹脂としてスチレンアクリル共重合樹脂を用いたカラー現像剤を、それぞれ着色剤の違いによりイエロー現像剤TY1、マゼンタ現像剤TM1、シアン現像剤TC1、ブラック現像剤TK1とする。また結着樹脂として複数の非晶性ポリエステル系樹脂の他に結晶構造を持った結晶性ポリエステル樹脂を用いたカラー現像剤を、それぞれ着色剤の違いによりイエロー現像剤TY2、マゼンタ現像剤TM2、シアン現像剤TC2、ブラック現像剤TK2とする。
また、光輝性現像剤(以下では銀色現像剤とも呼ぶ)及びカラー現像剤は、主成分が異なる母剤樹脂を用いることがさらに好ましい。本実施の形態においては、光輝性現像剤の母剤樹脂の主成分としてポリエステル、カラー現像剤の母剤樹脂の主成分としてスチレン−アクリルを用いた。
本実施の形態で説明したトナーは、一成分現像方式の負帯電トナーである。すなわち、トナーは、例えば、負の帯電極性を有している。一成分現像方式とは、トナーに電荷を付与するためのキャリア(磁性粒子)を用いずに、そのトナー自身に適切な帯電量を付与する方式である。
[1−3.現像剤の製造]
次に、画像形成ユニット10S(図1)のトナーカートリッジ12に収容される現像剤の製造について説明する。本実施の形態では、特にシルバー(銀色)の現像剤の製造について説明する。
[1−3−1.実施例1]
実施例1では、まず無機分散剤を分散させた水性媒体を生成する。具体的には、純水27000重量部に工業用リン酸三ナトリウム十二水和物920重量部を混合し、液温60[℃]で溶解させた後、pH(水素イオン指数)調整用の希硝酸を添加する。この水溶液に、純水4500重量部に工業用塩化カルシウム無水物440重量部を溶解させた塩化カルシウム水溶液を投入し、液温を60[℃]に維持しながら、ラインミル(プライミクス株式会社製)により回転速度を3566[rpm]で34分間高速撹拌させる。これにより、懸濁安定剤(無機分散剤)を分散させた水性媒体である水相を調整する。
また実施例1では、樹脂溶液を調整する工程において、顔料分散油性媒体を生成する。具体的には、有機溶媒である酢酸エチル7430重量部に対し、光輝性顔料(体積中位径5.4[μm])を395重量部、帯電制御剤(BONTRON E−84:オリエント化学工業株式会社製)を60重量部、それぞれ混合し、顔料分散液を作成する。このうち光輝性顔料は、アルミニウム(Al)の微小な薄片、すなわち平板状、扁平状若しくは鱗片状に形成された小片を含有している。以下では、この光輝性顔料をアルミニウム顔料、金属顔料又は銀色現像剤顔料とも呼ぶ。
その後、顔料分散液を、液温を50[℃]に維持しながら撹拌して、帯電制御樹脂(FCA−726N:藤倉化成株式会社製)を60重量部、離型剤としてエステルワックス(WE−4:日油株式会社製)を150重量部、バインダ樹脂としてポリエステル樹脂を1310重量部投入し、固形物がなくなるまで撹拌させる。これにより、顔料分散油性媒体である油相を調製する。
次に、液温を60[℃]に維持した水相に油相を投入し、造粒条件として回転速度を1000[rpm]で5分間撹拌することにより懸濁させ、懸濁液中に粒子を形成する。次に、懸濁液を減圧蒸留することにより酢酸エチルを除去し、現像剤を含むスラリーを形成する。次に、このスラリーに硝酸を加えてpH(水素イオン指数)を1.6以下にして撹拌し、懸濁安定剤であるリン酸三カルシウムを溶解させ、脱水することにより、現像剤を形成する。続いて、脱水した現像剤を純水に再分散させて撹拌し、水洗浄を行う。その後、脱水工程、乾燥工程及び分級工程を行うことにより、トナー母粒子を生成する。
このようにして生成したトナー母粒子に、外添工程として小シリカ(RY200:日本アエロジル株式会社製)を1.0[重量%]、コロイダルシリカ(X24−9163A:信越化学工業株式会社製)を1.5[重量%]入れて混合し、光輝性現像剤TSaを得る。
[1−3−2.実施例2]
実施例2は、実施例1と概ね同様の手順に従うものの、光輝性顔料の量を593重量部に変更することにより、光輝性現像剤TSbを得る。
[1−3−3.実施例3]
実施例3は、実施例1と概ね同様の手順に従うものの、光輝性顔料を体積中位径8.7[μm]に変更することにより、光輝性現像剤TScを得る。以下では、光輝性現像剤TSa、TSb及びTScをまとめて、光輝性現像剤TSとも呼ぶ。
[1−4.特殊媒体印刷システム及び各種媒体の構成]
次に、特殊媒体印刷システム50による画像の形成、すなわち印刷について説明する。図2(A)、(B)及び(C)に示すように、特殊媒体印刷システム50は、上述した画像形成装置1と、アイロンプレス装置51とによって構成されており、媒体としてMシート53、Tシート54及び特殊媒体55が用いられる。
[1−4−1.アイロンプレス装置の構成]
加熱加圧装置としてのアイロンプレス装置51は、例えばThe Magic Touch社製のHTP 234 PS1を使用することができる。このアイロンプレス装置51は、図2(B)及び(C)に示したように、上側のアイロン上部61及び下側のアイロン下部62により構成されている。
アイロン上部61の下部には、熱源63が組み込まれている。熱源63は、下面である発熱面63Sが平坦に形成されており、発熱し得る。因みにアイロンプレス装置51では、発熱面63Sを所望の温度とするように、熱源63における発熱の度合いを調整し得る。アイロン下部62は、上面62Sが媒体を載置するための部分となっており、平坦に形成されている。
さらにアイロンプレス装置51では、図示しない変位機構により、アイロン上部61の下面である熱源63の発熱面63Sをアイロン下部62の上面62Sと対向させた姿勢で、該アイロン下部62に対し該アイロン上部61を上下方向に変位させることができる。これによりアイロンプレス装置51では、アイロン上部61をアイロン下部62から上側に引き離すことや、該アイロン上部61を該アイロン下部62に押し付ける(すなわちプレスする)ことができる。またアイロンプレス装置51では、アイロン上部61をアイロン下部62に押し付ける際の圧力を所望の値に設定し得る。
[1−4−2.各種媒体の構成]
アイロン転写に用いる特殊媒体としての印刷媒体(アイロン転写媒体又は転写媒体とも呼ぶ)としてのMシート53は、例えばThe Magic Touch社製の濃色布地用転写紙WoW7.8のMシートであり、図3(A)に模式的な側面図を示すように、台紙71に接着層72が積層された構成となっている。このMシート53は、全体の厚さが約120.5[μm]であり、台紙71の厚さが約80.5[μm]であり、接着層72の厚さが約40.0[μm]である。
基材としての台紙71は、比較的厚く十分な剛性を有する紙でなり、図における上側の面であり接着層72が積層されている面(以下これを剥離面71Aと呼ぶ)の表面が、離型性を高める油脂材料(以下これを離型剤とも呼ぶ)によりコーティングされている。すなわち台紙71は、一般的なラベル紙の台紙と同様、接着性を有する媒体を容易に剥離させ得る。
接着層72は、接着性を有する材料によって構成されている。この接着層72は、図における下側の面である当接面72Bを台紙71の剥離面71Aに当接させており、また図における上側の面である現像剤転写面72Aに現像剤画像が転写される(詳しくは後述する)。説明の都合上、以下では、現像剤転写面72AをMシート53の転写面とも呼ぶ。また当接面72Bを基材当接面とも呼ぶ。
ここで、接着層72の現像剤転写面72A及び当接面72Bをそれぞれ光学顕微鏡により観察して画像を撮像したところ、図4(A)及び(B)に示すような画像が得られた。因みに図4(A)及び(B)は、作図の都合上、撮像されたカラー画像に対して2値化処理等を施し、モノクロ画像に変換したものを示している。これらの画像から、接着層72は、現像剤転写面72Aが比較的平滑に形成されているのに対し、当接面72Bが比較的粗く形成されていること、すなわち現像剤転写面72Aよりも当接面72Bの方が、表面粗さが大きいことがわかる。
また、接着層72に関して、セイコーインスツル株式会社製の熱分析装置システムDSC6220を用い、図5に示す測定条件に従って示差走査熱量測定(Differential Scanning Calorimetry :DSC)熱特性を測定したところ、測定結果として、図6に示すような特性曲線Q1が得られた。この特性曲線Q1は、65[℃]付近に吸熱ピークを有している。このことから、接着層72は、加熱によって分子構造が変化する物質であることがわかる。
さらに、接着層72に関して、3個の試験体(n1、n2及びn3)を用いて濡れ性を測定したところ、図7(A)に示すように、純水の接触角が86.1〜91.4[°]であり、またポリエチレングリコール200(以下PEG200と呼ぶ)の接触角が67.2〜68.0[°]であった。このことから、接着層72は、親油性の物質であることが推察される。
中間転写媒体としてのTシート54(図2)は、Mシート53と同様に、The Magic Touch社製の濃色布地用転写紙WoW7.8のTシートであり、図3(B)に模式的な側面図を示すように、概ね一様な材料により構成されている。このTシート54に関して、3個の試験体(n1、n2及びn3)を用いて表面54Aの濡れ性を測定したところ、図7(B)に示すように、純水の接触角が99.1〜101.3[°]であり、またPEG200の接触角が74.0〜74.9[°]であった。すなわちTシート54の表面54Aは、Mシート53の接着層72と比較して、親水性及び親油性が低くなっている。このことから、Tシート54の表面54Aには、離型剤がコーティングされることにより離型層が形成されている可能性が考えられる。
また、一般的な印刷用紙PSと樹脂製の透明なシートであるOHP(Over Head Projector)用紙OSについても、同様に純水及びPEG200を用いてぬれ性を測定したところ、図8(A)及び(B)に示すような測定結果が得られた。なお、ここでは、印刷用紙PSとして、株式会社沖データ製のエクセレントホワイトA4紙を用い、またOHP用紙OSとして、3M社製のOHPフィルムCG3500(A4サイズ)を用いた。またここでは、0[sec]及び40[sec]それぞれの時点について測定した。
これらの測定結果から、Tシート54については、印刷用紙PSと比較して、親水性が概ね同等である一方、親油性が大幅に低くなっていることが分かる。またTシート54については、OHP用紙OSと比較して、親水性及び親油性の何れもが大幅に低くなっていることも分かる。
特殊媒体55(図2)は、例えばTシャツのような布地であり、一般に画像が印刷される紙と比較して、厚さが大きく(すなわち厚く)、表面が粗く、また剛性が格段に低くなっている。このため特殊媒体55は、画像形成装置1において搬送路Wに沿って搬送することが極めて困難であり、該画像形成装置1により現像剤画像を直接転写させることが事実上不可能となっている。
[1−4−3.印刷処理]
次に、特殊媒体印刷システム50における印刷処理の詳細な手順について、再び図2を参照しながら説明する。特殊媒体印刷システム50では、大きく分けて、画像を形成する画像形成工程、1回目の転写処理を行う第1転写工程、及び2回目の転写処理を行う第2転写工程が行われる。
まず特殊媒体印刷システム50では、画像形成工程として、図2(A)に示したように、画像形成装置1により現像剤画像57が形成され、これを用紙PとしてのMシート53に転写する処理、すなわち印刷処理が行われる。このとき画像形成装置1は、転写面(すなわち接着層72が積層された面)を上方に向けた姿勢のMシート53が給紙トレイ21上に載置された状態で、一連の印刷処理を行う。
これによりMシート53には、接着層72の現像剤転写面72A(図3)に現像剤画像57が転写され、該現像剤画像57が該接着層72に対して結着した状態となる。換言すれば、Mシート53では、転写面側において、接着層72に現像剤画像57の層が重なった状態となる。この画像形成工程(図2(A))においては、Mシート53の接着層72に現像剤画像57のカラー現像剤層57Cが形成され、その上側に光輝性現像剤層57Sが重なった状態となる。
続いて特殊媒体印刷システム50では、図2(B)に示したように、第1転写工程として、アイロンプレス装置51により、Mシート53からTシート54に対して現像剤画像57を転写する処理が行われる。具体的にアイロンプレス装置51は、アイロン下部62の上面62SにTシート54が載置され、その上側にMシート53が転写面(すなわち現像剤画像57が転写されている面)を下方に向け、該現像剤画像57を該Tシート54の表面54Aに対向させた姿勢で重ねられる。
この状態でアイロンプレス装置51は、アイロン上部61を所定の温度に加熱した状態で、アイロン下部62に押し付けるアイロンプレス処理を開始し、所定時間の経過後に該アイロン上部61を該アイロン下部62から引き離してアイロンプレス処理を完了する。これにより現像剤画像57は、Tシート54の表面に対して比較的強い力で結着する。
その後、アイロンプレス装置51では、アイロン下部62において、最も上側に載置されているMシート53がTシート54から引き剥がされる。ここで現像剤画像57は、下側においてTシート54の表面54Aに結着しており、且つ上側において接着層72の現像剤転写面72Aに結着している。また現像剤画像57の下面がTシート54の表面54Aと結着する力、及び該現像剤画像57の上面が接着層72の現像剤転写面72Aと結着する力は、該接着層72の当接面72Bが台紙71に結着している力よりも大きくなっている。
このためMシート53は、現像剤画像57が転写されている領域において、該現像剤画像57及び接着層72をTシート54側に残留させたまま引き剥がされる。これによりTシート54の表面54Aには、現像剤画像57及び接着層72が転写された状態となる。
この第1転写工程(図2(B))では、Tシート54の表面54Aに現像剤画像57の光輝性現像剤層57Sを当接させた状態で加熱及びプレスされる。さらに第1転写工程では、Mシート53の剥離後に、Tシート54の表面54Aに現像剤画像57の光輝性現像剤層57S及びカラー現像剤層57Cが順次積層され、さらに接着層72が積層された状態となる。
続いて特殊媒体印刷システム50では、図2(C)に示すように、第2転写工程として、アイロンプレス装置51により、Tシート54から特殊媒体55に対して現像剤画像57を転写する処理が行われる。具体的にアイロンプレス装置51は、アイロン下部62の上面62Sに特殊媒体55が載置され、その上側にTシート54が表面54A側、すなわち現像剤画像57及び接着層72が転写されている面を下方に向け、該現像剤画像57及び接着層72を該特殊媒体55に対向させた姿勢で重ねられる。
この状態でアイロンプレス装置51は、アイロン上部61を所定の温度に加熱した状態で、アイロン下部62に押し付けてプレスし、所定時間の経過後に該アイロン上部61を該アイロン下部62から引き離す。これにより接着層72は、下側の当接面72Bにおいて特殊媒体55の表面に対して比較的強い力で結着する。また接着層72は、上側の現像剤転写面72Aにおいて、引き続き現像剤画像57と比較的強い力で結着している。
その後、アイロンプレス装置51では、アイロン下部62において、最も上側に載置されているTシート54が特殊媒体55から引き剥がされる。ここで、接着層72の当接面72Bが特殊媒体55と結着する力、及び該接着層72の現像剤転写面72Aが現像剤画像57と結着する力は、該現像剤画像57がTシート54の表面54Aと結着する力よりも大きくなっている。
このためTシート54は、現像剤画像57及び接着層72を特殊媒体55側に残留させたまま引き剥がされる。すなわち特殊媒体55は、表面に接着層72及び現像剤画像57が転写された状態となる。
この第2転写工程(図2(C))では、特殊媒体55の表面に接着層72が当接し、さらに現像剤画像57のカラー現像剤層57C及び光輝性現像剤層57Sが順次下から積層され、その上側にTシート54が重なった状態で加熱及びプレスされる。続いて第2転写工程では、Tシート54の剥離後に、特殊媒体55の表面に接着層72、現像剤画像57のカラー現像剤層57C及び光輝性現像剤層57Sが順次積層された状態となり、印刷処理が完了する。
このように特殊媒体印刷システム50では、Mシート53及びTシート54を利用しながら、現像剤画像57の形成処理及び2回の転写処理を行うことにより、最終的に該現像剤画像57を特殊媒体55に転写して結着させること、すなわち該特殊媒体55に画像を印刷することができる。
[1−5.現像剤の測定]
次に、現像剤の測定について説明する。このうち現像剤の測定に関しては、現像剤粒径(体積中位径(Dv50))及び位相角について、それぞれ測定を行った。
[1−5−1.体積中位径の測定]
本測定では、精密粒度分布測定装置Multisizer3(ベックマン・コールター株式会社製)を使用して、光輝性顔料の体積中位径を測定した。測定条件は、以下の通りである。
・アパチャー径:100[μm]
・電解液:アイソトンII(ベックマン・コールター株式会社製)
・分散液:ネオゲンS−20F(第一工業製薬株式会社製)を前述の電解液に溶解し、濃度5[%]に調整
本測定では、前述の分散液5[mL]に測定試料10〜20[mg]を添加して超音波分散機にて1分間分散させ、その後に電解液25[mL]を添加して超音波分散機にて5分間分散させて、目開き75[μm]のメッシュを通して凝集物を取り除き、試料分散液を調整した。
さらに本測定では、この試料分散液を前述の電解液100[mL]に加え、前述の精密粒度分布測定装置により、3万個の粒子を測定して分布(すなわち体積粒度分布)を求めた。続いて本測定では、この体積粒度分布を基に、体積中位径(Dv50)を求めた。
なお体積中位径(Dv50)とは、粉体の粒径分布において、ある粒子径より大きい個数又は質量が、全粉体の個数又は質量の50[%]を占めるときの粒子径をいう。前述の精密粒度分布測定装置は、コールター原理により粒度分布を測定する。このコールター原理とは、細孔電気抵抗法と呼ばれ、電解質溶液中の細孔(アパチャー)に一定の電流を流し、その細孔を粒子が通過するときの細孔の電気抵抗の変化を計測することにより、粒子の体積を測定する方法である。
[1−5−2.現像剤の位相角の測定]
本測定では、粘弾性測定装置Discovery HR−2(ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン株式会社製)を使用して、正弦波振動法により現像剤の動的粘弾性を測定し、測定した動的粘弾性から、位相角を求めた。測定条件は、以下の通りである。
本測定では、現像剤を錠剤に成形した後、25[mm]径のパラレルプレートにセットし、周波数1[Hz]の正弦波振動を与えることにより、動的粘弾性を測定した。続いて本測定では、45[℃]から測定を開始し、昇温速度1[℃]/minで125[℃]まで測定した。さらに本測定では、測定結果から各現像剤の125[℃]における位相角を求めた。
本測定により、各現像剤それぞれの位相角として、図9に示す表のような測定結果が得られた。ここで、位相角が35[°]以下となる光輝性現像剤は、現像剤中にアルミ顔料を20[%]%以上含む必要があるため、製造困難である。逆に、位相角が大きい光輝性現像剤は現像剤中のアルミ顔料の割合が少なくなるため、金属光沢が弱くなってしまう。
[1−5−3.現像剤の位相角差の算出]
本測定では、測定した現像剤の位相角から、カラー現像剤の位相角と光輝性現像剤の位相角との差分である、位相角差を算出した。本測定により、各現像剤それぞれの位相角差として、図10に示す表のような測定結果が得られた。
[1−6.印刷品質の調査]
次に、特殊媒体印刷システム50において、印刷品質を調査した。具体的には、特殊媒体55に印刷された画像の印刷処理の仕上がり、光輝性に着目し、観察を行った。
特殊媒体印刷システム50では、最初の画像形成工程(図2(A))において、画像形成装置1(図1)におけるMシート53の搬送速度(すなわち印刷速度)を18[mm/sec]とし、また定着部70の定着温度を160[℃]とした。また、画像形成装置1では、印刷条件を設定する所定の操作が行われることにより、画像形成ユニット10Sの感光体ドラム14において光輝性現像剤TSの付着量が1.0[mg/cm]となるように調整された状態で、印刷処理を行った。さらに、画像形成装置1においてトナーの濃度を表す印刷画像密度を100[%]とした場合における、O.D.(Optical Density:光学濃度)値を、X−Rite526(X−Rite社製)により測定し、カラー現像剤が1.40〜1.50となるように調整し、印刷処理を行った。
ここで印刷画像密度とは、画像を画素単位で分解した場合に、全画素数のうち用紙Pに現像剤を転写する画素数の割合を表す値である。例えば、所定の領域(感光体ドラム14の1周分や印刷媒体1ページ分等)の印刷可能範囲に全面ベタ印刷を行う場合の面積率100[%]印刷のことを印刷画像密度100[%]といい、この印刷画像密度100[%]に対して1[%]の面積に相当する印刷を印刷画像密度1[%]という。印刷画像密度DPDを、使用ドット数Cm、回転数Cd及び総ドット数COを用いて数式により表すと、次の(1)式のように表すことができる。
Figure 2021117339
ただし、使用ドット数Cmは、感光体ドラム14がCd回転する間に、実際に画像を形成するために使用されたドットの数であり、該画像を形成する間にプリントヘッド13(図1)により露光されたドットの総数である。また総ドット数COは、感光体ドラム14(図1)の1回転あたりの総ドット数、すなわち、露光の有無に限らず、感光体ドラム14が1回転する間に使用し得る、画像を形成する際に潜在的に使用可能なドットの総数である。換言すれば、総ドット数COは、全ての画素に現像剤を転写するベタ画像(ソリッド画像)を形成する場合に用いられるドット数の合計値である。従って、値(Cd×CO)は、感光体ドラム14がCd回転する間に、画像を形成する際に潜在的に使用可能なドット数の合計値を表す。
また特殊媒体印刷システム50では、次の第1転写工程(図2(B))において、アイロンプレス装置51における発熱面63Sの温度を180[℃]とし、アイロンプレス処理の時間を45秒とし、圧力を31.4[kPa]とした。さらに第1転写工程では、アイロンプレス処理の終了後、5秒以内にTシート54からMシート53を剥離するようにした。
さらに特殊媒体印刷システム50では、その次の第2転写工程(図2(C))において、アイロンプレス装置51における発熱面63Sの温度を125〜135[℃]とし、アイロンプレス処理の時間を5秒とし、圧力を31.4[kPa]とした。また第2転写工程では、特殊媒体55として綿100[%]の黒色のTシャツを使用した。さらに第2転写工程では、アイロンプレス処理の終了後、60秒間放冷した後、特殊媒体55からTシート54を剥離するようにした。
[1−6−1.仕上がりの評価]
本評価では、特殊媒体55に印刷された画像の印刷処理の仕上がりについて、画像表面の平滑さ、現像剤の転写性等から総合的に判断して三段階で評価を行い、得られた評価結果を図10に表した。評価結果は、仕上がりが良好である場合に記号「〇」を記し、仕上がりが不良である場合に記号「×」を記し、「○」と「×」との間の品質である場合に記号「△」を記した。
[1−6−2.光輝性の評価]
本評価では、特殊媒体55に印刷された画像の光輝性について、目視により判定を行い、得られた評価結果を図10に表した。ここで、特殊媒体55に印刷された画像の光輝性は、Tシャツのような布地では媒体がたわむため、変角光度計のような測定器では安定した測定が困難である。このため本評価である、メタリックカラーの光輝性の評価は、目視による判定を行った。評価結果は、光輝性が良好である場合に記号「〇」を記し、光輝性が良好よりもやや劣る場合に記号「△」を記した。
[1−6−3.総合評価]
本評価では、特殊媒体55に印刷された画像の印刷処理の仕上がりの評価と、画像の光輝性の評価との両者を踏まえて、総合的に判断した結果を総合評価とし、得られた評価結果を図10に表した。評価結果は、総合評価が良好である場合に記号「○」を記し、総合評価が不良である場合に記号「×」を記し、「○」と「×」との間の品質である場合に記号「△」を記した。
[1−7.測定及び評価に基づく位相角の決定]
次に、各種測定結果及び各種評価結果(図10)を基に、光輝性現像剤の位相角の条件と、カラー現像剤の位相角の条件とを決定した。また上述した評価により得られた、光輝性現像剤位相角とカラー現像剤位相角との関係を図11に示す。また上述した評価により得られた、カラー現像剤位相角と、特殊媒体55に印刷された画像の印刷処理の仕上がりとの関係を図12に示す。
具体的に本実施の形態では、総合評価が低評価の「×」であったカラー現像剤と光輝性現像剤との組み合わせを除外し、総合評価が中評価の「△」であったカラー現像剤と光輝性現像剤との組み合わせを採用し、さらに好ましくは、総合評価が高評価の「○」であったカラー現像剤と光輝性現像剤との組み合わせを採用した。総合評価が中評価の「△」は、図11において右下がりのハッチングで示した領域となる。総合評価が高評価の「○」は、図11において左下がりのハッチングで示した領域となる。
[1−8.効果等]
ここで、位相は粘性と弾性との比として捉えられる。位相角が0[°]ということは100[%]弾性体、位相角が90[°]ということは100[%]粘性体である。また位相角が45[°]は、粘性と弾性とが一致する点である。位相角が45[°]以下の場合は、弾性項が大きくなって弾性的になり、固体に近づく。一方、位相角が45[°]以上の場合は、粘性項が大きくなって粘性的になり、より流動しやすくなる。
弾性体の挙動が大きい(すなわち位相角が45[°]よりも小さい)場合、力が取り除かれると、瞬時に元の状態に戻りやすい挙動を示す。一方、粘性体の挙動が大きい(すなわち位相角が45[°]よりも大きい)場合、力が取り除かれても、元の状態に戻りにくい挙動を示す。
光輝性現像剤TSa、TSb及びTScは、光輝性顔料としてアルミニウムを10〜20[%]含有しており、固形分である光輝性顔料が多いほど位相角は小さくなる。光輝性現像剤TScは、位相角が45[°]以上であり、粘性的になるものの、含有する光輝性顔料が少ないため画像の光輝性も劣ってくる。
一方、カラー現像剤の位相角は全て45[°]以上で粘性が強い。しかしカラー現像剤の中で位相角が小さいマゼンタ現像剤TM2、シアン現像剤TC2及びブラック現像剤TK2は、特殊媒体55に印刷された画像の表面が鱗状に荒れており、仕上がりが悪くなった。これは弾性傾向の光輝性現像剤とカラー現像剤とを重ねているため、カラー現像剤は粘性が弱いと光輝性現像剤と結着しづらく、Mシート53又はTシート54に対する結着力よりも弱くなるため、画像表面が荒れてしまうと考えられる。
すなわち、光輝性現像剤は、金属光沢を出すために扁平状の金属顔料(アルミニウム)が多量に添加されているため、光輝性現像剤の特性として以下の2点が言える。第1に、図14に示すように、カラー現像剤層57Cと光輝性現像剤層57Sとの界面における、光輝性現像剤層57Sの表面は、完全に平滑ではなく凹凸状態であると考えられる。第2に、光輝性現像剤は位相角が小さいため、瞬時に元の状態に戻りやすい挙動を持っている。つまり、その凹凸状態の光輝性現像剤層57Sの上にカラー現像剤層57Cが形成されており、その状態で図13(A)、(B)及び(C)に示すように、Tシート54からMシート53が剥がされているということになる。
このため、図13(B)に示すようにアイロンプレス処理が行われる際に凹凸状態の光輝性現像剤層57Sの隙間にカラー現像剤層57Cが入り込み、その後Tシート54からMシート53が剥がされるまでの間にカラー現像剤層57Cが元の状態に戻ってしまうと、図13(C)に示すようにTシート54からMシート53が剥がされる際に、現像剤画像57において鱗状模様が発生してしまう可能性がある。このように鱗状模様が発生した現像剤画像57が特殊媒体55に転写されると、転写された現像剤画像57に鱗状模様が発生しているため、印刷品質が低下してしまう。これは、現像剤層の積層順に関係なく発生すると考えられる。
このため、アイロンプレス処理時に凹凸状態の光輝性現像剤層57Sの隙間にカラー現像剤層57Cが入り込んだ際に、Tシート54からMシート53が剥がされるまでの間にカラー現像剤層57Cが元の状態に戻りにくいことが必要である。
これに対し、本実施の形態による特殊媒体印刷システム50の画像形成装置1は、現像剤画像57を形成しMシート53における接着層72が形成された現像剤転写面72Aに該現像剤画像57を転写する画像形成ステップとしての画像形成工程と、現像剤画像57が転写されたMシート53の現像剤転写面72A側に中間転写媒体としてのTシート54を重ねた状態で、加熱加圧装置としてのアイロンプレス装置51によって熱及び圧力を加えることにより、現像剤画像57及び接着層72をTシート54に転写させる第1転写ステップとしての第1転写工程と、Tシート54の現像剤画像57及び接着層72が転写された面を特殊媒体55に対向するように重ねた状態で、アイロンプレス装置51によって熱及び圧力を加えることにより、現像剤画像57及び接着層72を特殊媒体55に転写させる第2転写ステップとしての第2転写工程とを有するようにした。
さらに画像形成工程は、光輝性顔料を含む光輝性現像剤としての銀色現像剤を用いて、Mシート53上に第1の画像としての光輝性現像剤層57Sを形成すると共に、色材を含む着色現像剤としてのカラー現像剤を用いて、Mシート53上に第2の画像としてのカラー現像剤層57Cを形成する現像剤画像形成ステップと、転写部としての2次転写部44により、Mシート53上に光輝性現像剤層57S及びカラー現像剤層57Cの少なくとも一方を転写する現像剤画像転写ステップとを有し、粘弾性測定装置により125[℃]で測定した場合のカラー現像剤の粘弾性の位相角であるカラー現像剤位相角A及び光輝性現像剤の粘弾性の位相角である光輝性現像剤位相角Bは、A−B=21.1〜31.6[°]であるようにした。
このように特殊媒体印刷システム50は、カラー現像剤位相角と光輝性現像剤位相角との差分を21.1〜31.6[°]と大きくした。このため特殊媒体印刷システム50は、アイロンプレス処理時に凹凸状態の光輝性現像剤層57Sの界面の隙間に、カラー現像剤層57Cが保持されやすくできる。これにより特殊媒体印刷システム50は、Tシート54からMシート53を剥がす際に現像剤画像57において鱗状模様が発生しないようにできる。かくして特殊媒体印刷システム50は、Tシート54から特殊媒体55に転写された現像剤画像57に鱗状模様が発生しないようにでき、印刷品質を向上できる。
また特殊媒体印刷システム50は、カラー現像剤位相角を61.3[°]以上とした。このため特殊媒体印刷システム50は、図12に示すように、特殊媒体55に印刷された画像の印刷処理の仕上がりを良化させることができる。
さらに特殊媒体印刷システム50は、光輝性現像剤位相角を46.5[°]未満とした。このため特殊媒体印刷システム50は、図11に示すように、特殊媒体55に印刷された画像の印刷処理の光輝性を良化させることができる。
さらに、光輝性現像剤とカラー現像剤とを重ね、特殊媒体55上でメタリックカラーを表現する場合には、光輝性現像剤位相角が36.4〜40.2[°]且つ、カラー現像剤位相角が61.3〜68.0[°]となる現像剤セットであると印刷品質が良好である。このときの光輝性現像剤位相角とカラー現像剤位相角との差分は、21.1〜31.6[°]であると良い。
以上の構成によれば、本実施の形態による特殊媒体印刷システム50では、光輝性顔料を含む光輝性現像剤を用いて、印刷媒体としてのMシート53上に光輝性現像剤層57Sを形成する画像形成ユニット10Sと、色材を含むカラー現像剤を用いて、Mシート53にカラー現像剤層57Cを形成する画像形成ユニット10K、10C、10M及び10Yと、Mシート53上に、光輝性現像剤層57Sとカラー現像剤層57Cとを積層させる画像形成ユニット10、2次転写部44及び制御部3とを設け、粘弾性測定装置により125[℃]で測定した場合のカラー現像剤の粘弾性の位相角A及び光輝性現像剤の粘弾性の位相角Bは、A−B=21.1〜31.6[°]であるようにした。
これにより特殊媒体印刷システム50では、第1転写工程のアイロンプレス処理時において、凹凸状態の光輝性現像剤層57Sの界面の隙間にカラー現像剤層57Cを保持しやすくし、Tシート54からMシート53を剥がす際に現像剤画像57において鱗状模様を発生させずに現像剤画像57及び接着層72を該Tシート54に良好に転写でき、さらに第2転写工程において特殊媒体55に転写すること、すなわち高品質な画像を印刷することができる。
[2.第2の実施の形態]
[2−1.特殊媒体印刷システムの構成]
図2に示すように、第2の実施の形態による特殊媒体印刷システム150は、第1の実施の形態による特殊媒体印刷システム50と比較して、画像形成装置1に代わる画像形成装置101を有する点において相違するものの、他の点については同様に構成されている。
[2−2.画像形成装置の構成]
図1と対応する部材に同一符号を付した図15に示すように、第2の実施の形態による画像形成装置101は、第1の実施の形態による画像形成装置1(図1)と比較して、転写方式が異なっている。画像形成装置1は、いわゆる中間転写方式(又は2次転写方式)、すなわち画像形成ユニット10の感光体ドラム14から各色の現像剤画像を中間転写ベルト40に順次重ねるように転写し、この中間転写ベルト40から用紙Pに現像剤画像を転写する構成となっている。これに対し画像形成装置101は、いわゆる直接転写方式、すなわち画像形成ユニット10の感光体ドラム14から用紙Pに現像剤画像を直接転写する構成となっている。
制御部3は、例えば、画像を形成するために転写ベルト28が用いられる場合には、後述するように、その転写ベルト28により搬送されるMシート53の上に第1の画像及び第2の画像を積層させる。画像形成ユニット10(10S、10K、10C、10M及び10Y)、転写ローラ29及び制御部3は、本発明の一実施の形態の「画像形成部」である。
第2の実施の形態による画像形成装置101は、第1の実施の形態による画像形成装置1と比較して、中間転写部37に代わる転写搬送部25を有している。
レジストローラ22及び23の後側には、搬送路Wの下側に、すなわち5個の画像形成ユニット10の下側となる位置に、転写搬送部25が配置されている。転写搬送部25は、前搬送ローラ26、後搬送ローラ27、転写ベルト28並びに5個の転写ローラ29(29K、29C、29M、29Y及び29S)により構成されている。説明の都合上、以下では転写ローラ29K、29C、29M、29Y及び29Sをまとめて転写ローラ29とも呼ぶ。
前搬送ローラ26は、中心軸を左右方向に沿わせた円柱状でなり、画像形成ユニット10Kの前下側において、その上端近傍を搬送路Wに当接若しくは極めて近接させる位置に配置されている。後搬送ローラ27は、前搬送ローラ26と同様、中心軸を左右方向に沿わせた円柱状でなり、画像形成ユニット10Sの下側における後寄りにおいて、上端近傍を搬送路Wに当接若しくは極めて近接させる位置に配置されている。
転写ベルト28は、可撓性を有する材料により構成された無端ベルトであり、左右方向に十分な幅を有している。この転写ベルト28は、前搬送ローラ26及び後搬送ローラ27の周囲を周回するように張架されている。このため転写ベルト28は、前搬送ローラ26及び後搬送ローラ27の間に張架された上側の部分において、搬送路Wに沿って走行しており、また各画像形成ユニット10における感光体ドラム14の下端近傍に当接している。
転写ローラ29(29K、29C、29M、29Y及び29S)は、何れも前搬送ローラ26等と同様に中心軸を左右方向に沿わせた円柱状に形成されている。この転写ローラ29K、29C、29M、29Y及び29Sは、前搬送ローラ26及び後搬送ローラ27の間において、画像形成ユニット10K、10C、10M、10Y及び10Sの真下となる箇所にそれぞれ配置されている。また各転写ローラ29は、上方向に付勢されており、上端近傍を転写ベルト28に当接させている。これを換言すれば、各転写ローラ29は、搬送路W上において、各画像形成ユニット10における感光体ドラム14との間に転写ベルト28をそれぞれ挟持している。また転写ローラ29は、画像形成ユニット10の各ローラと同様、所定の高電圧が印加される。
転写搬送部25は、前搬送ローラ26、後搬送ローラ27及び各転写ローラ29を適宜回転させることにより、転写ベルト28を前搬送ローラ26及び後搬送ローラ27の周囲で周回させ、搬送路Wにおいて後方向(以下これを搬送方向とも呼ぶ)へ走行させる。このとき転写搬送部25は、前側のレジストローラ22及び23により用紙Pが供給されていれば、これを各画像形成ユニット10の感光体ドラム14と各転写ローラ29との間で転写ベルト28と共に挟持し、搬送路Wに沿って後方向へ搬送する。さらに画像形成ユニット10は、現像剤画像を形成していれば、該現像剤画像を感光体ドラム14の外周面から用紙Pの上面(すなわち印刷面)に転写させる。
画像形成装置101では、搬送路Wに沿って用紙Pを後方向へ進行させており、該用紙Pに対し、画像形成ユニット10K、10C、10M、10Y及び10Sから各色の現像剤画像(すなわちブラック現像剤画像、シアン現像剤画像、マゼンタ現像剤画像、イエロー現像剤画像及び光輝性現像剤画像)が順次転写される。このため用紙Pは、仮に各画像形成ユニット10により同一の位置に各現像剤画像が転写された場合、印刷面の表面に対してブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)及びシルバー(S)の現像剤が順次重なった状態となる。説明の都合上、以下では、ブラック現像剤画像、シアン現像剤画像、マゼンタ現像剤画像及びイエロー現像剤画像をまとめてカラー現像剤画像とも呼ぶ。画像形成ユニット10S及び転写搬送部25の後側には、定着部30が配置されている。
このように画像形成装置101では、画像形成ユニット10において現像剤を用いた現像剤画像を形成して転写搬送部25において該現像剤画像を転写ベルト28により搬送される用紙Pに転写し、さらに定着部30において定着させることにより、該用紙Pに画像を印刷する(すなわち画像を形成する)。
この第2の形態による特殊媒体印刷システム150では、第1の形態による特殊媒体印刷システム50と同様に、光輝性顔料を含む光輝性現像剤を用いて、Mシート53上に光輝性現像剤層57Sを形成する画像形成ユニット10Sと、色材を含むカラー現像剤を用いて、Mシート53にカラー現像剤層57Cを形成する画像形成ユニット10K、10C、10M及び10Yとを設け、粘弾性測定装置により125[℃]で測定した場合のカラー現像剤の粘弾性の位相角A及び光輝性現像剤の粘弾性の位相角Bは、A−B=21.1〜31.6[°]であるようにした。
[3.他の実施の形態]
なお上述した実施の形態においては、画像形成工程(図2(A))において、画像形成装置1により、カラー現像剤層57Cの上側に光輝性現像剤層57Sを重ねた状態で現像剤画像57をMシート53に転写する場合について述べた。本発明はこれに限らず、例えばカラー現像剤層57Cの下側に光輝性現像剤層57Sを重ねた状態で現像剤画像57をMシート53に転写しても良い。すなわち、特殊媒体55に対し、カラー現像剤層57Cの下側に光輝性現像剤層57Sを重ねた状態の現像剤画像57を転写しても良い。
また上述した実施の形態においては、光輝性顔料としてアルミニウムを製造時に添加することにより銀色現像剤を作成する場合について述べた。本発明はこれに限らず、製造時に光輝性顔料と併せて、イエロー顔料(ここでは有機顔料としてC.I.Pigment Yellow 180)と、マゼンタ顔料(ここでは有機顔料としてC.I.Pigment Red 122)と、赤橙色蛍光色素(FM−34N_Orange、(シンロイヒ株式会社製))と、黄色蛍光色素(FM−35N_Yellow、(シンロイヒ株式会社製))とを添加することにより、ゴールド現像剤(金色現像剤)を作成してもよい。
さらに上述した実施の形態においては、台紙71の表面を離型剤でコーティングすることにより剥離面71Aを形成する場合について述べた(図3(A))。本発明はこれに限らず、例えば台紙71を構成する材料が、接着性を有する媒体(すなわち接着層72)を容易に剥離させ得る性質を有している場合に、離型剤でコーティングすることなく剥離面71Aを形成しても良い。
さらに上述した実施の形態においては、Mシート53の接着層72において、現像剤転写面72Aよりも当接面72Bの方が表面粗さを大きくする場合について述べた(図4)。本発明はこれに限らず、例えば現像剤転写面72A及び当接面72Bの表面粗さを同等に揃えても良い。また接着層72は、厚さを40.0[μm]とする構成に限らず、他の厚さであっても良い。ただし、画像形成装置1又は101の内部においてMシート53として搬送可能であること、及びアイロンプレス装置51により最終的に現像剤画像57を特殊媒体55に転写及び結着させること等を考慮し、厚さが20〜80[μm]であること、またMシート53全体の厚さが100〜160[μm]であることが望ましい。さらに接着層72は、親油性でなくても良い。
さらに上述した実施の形態においては、台紙71に接着層72が積層された構成のMシート53(図3)を用い、画像形成工程(図2(A))において、画像形成装置1により現像剤画像57を形成して該Mシート53に転写する場合について述べた。本発明はこれに限らず、例えば図2と対応する図16に示す特殊媒体印刷システム250のように、Mシート53及びTシート54に代わる転写紙153及び糊媒体154を用いても良い。
転写紙153は、例えばThe Magic Touch社製の転写紙TTC3.1であり、上述したTシート54と類似した構成となっている。すなわち転写紙153は、接着層72を有していない。一方、糊媒体154は、例えばForever社製のLaser−Dark B−Paperであり、上述したMシート53と類似した構成となっており、台紙171に接着層172が積層されている。
この特殊媒体印刷システム250では、画像形成装置1に代わる画像形成装置201により最初の画像形成工程(図16(A))が行われ、その後にアイロンプレス装置51により第1転写工程(図16(B))及び第2転写工程(図16(C))が順次行われる。
画像形成装置201では、画像形成装置1とは異なり、最も上流側にシルバーの現像剤画像を形成する画像形成ユニット10Sが配置されている。このため特殊媒体印刷システム250では、画像形成工程(図16(A))において、画像形成装置201により転写紙153に現像剤画像157を形成する際に、転写紙153の直上に光輝性現像剤層157Sが形成され、その上側にカラー現像剤層157Cが重なった状態となる。
続いて特殊媒体印刷システム250では、第1転写工程(図16(B))において、転写紙153の上側に糊媒体154を重ね、接着層172を現像剤画像157に当接させた状態で、アイロンプレス装置51により、温度を180[℃]、圧力を31.4[kPa]、時間を45秒として、熱及び圧力を加えるアイロンプレス処理が行われる。その後、転写紙153は、糊媒体154が引き剥がされることにより、現像剤画像157に接着層172が結着した状態となる。
さらに特殊媒体印刷システム250では、第2転写工程(図16(C))において、転写紙153の上下を反転させて特殊媒体55の上に載せ、接着層172を該特殊媒体55に当接させた状態で、アイロンプレス装置51により温度を125〜135[℃]、圧力を31.4[kPa]、時間を5秒として、熱及び圧力を加えるアイロンプレス処理が行われる。その後、特殊媒体55は、転写紙153が引き剥がされることにより、接着層172により現像剤画像157が該特殊媒体55に結着し、且つカラー現像剤層157Cよりも光輝性現像剤層157Sが上側に重ねられた状態となる。このように特殊媒体印刷システム250では、転写紙153及び糊媒体154を用いながら、特殊媒体55に対し、階調性が良好に表現された画像を印刷することができる。
さらに上述した第1の実施の形態においては、最終的にTシャツでなる特殊媒体55に画像を印刷する場合について述べた(図2)。本発明はこれに限らず、例えば布製のバッグやカーテン等、アイロンプレス装置51により加熱及び加圧された接着層72が結着し得る種々の材料でなる特殊媒体に画像を印刷しても良い。又は、画像形成装置1で現像剤層を直接転写せずに、印刷媒体及び中間転写媒体を介して転写するような、例えば、画像形成装置1において搬送路Wに沿って搬送することが極めて困難であり画像形成装置1により現像剤画像を直接転写させることが事実上不可能な、大きな金属板や耐熱プラスチック等でなる特殊媒体に画像を印刷しても良い。特に、鱗状模様は、現像剤層に熱及び圧力を加えてからTシート54からMシート53を剥がす工程において発生すると考えられるため、そのような特殊媒体印刷システム50に本発明を適用すると、本発明の効果を顕著に奏する。第2の実施の形態においても同様である。
さらに上述した実施の形態においては、一成分現像方式に用いる現像剤に本発明を適用する場合について述べた。本発明はこれに限らず、キャリアとトナーとを混合することにより、そのキャリアとトナーとの摩擦を利用してトナーに適切な帯電量を付与する方式である二成分現像方式の現像剤に本発明を適用しても良い。
さらに上述した実施の形態においては、画像形成装置1又は101(図1又は図15)に5個の画像形成ユニット10を設ける場合について述べた。本発明はこれに限らず、画像形成装置1又は101に4個以下又は6個以上の画像形成ユニット10を設けても良い。
さらに上述した実施の形態においては、本発明を単機能のプリンタである画像形成装置1又は101に適用する場合について述べた。本発明はこれに限らず、例えば複写機やファクシミリ装置の機能を有するMFP(Multi Function Peripheral)等、他の種々の機能を有する画像形成装置に適用しても良い。
さらに上述した実施の形態においては、本発明を画像形成装置1又は101に適用する場合について述べた。本発明はこれに限らず、例えば複写機等、電子写真方式により現像剤を用いて用紙P等の媒体に画像を形成する種々の電子機器に適用しても良い。
さらに本発明は、上述した実施の形態及び他の実施の形態に限定されるものではない。すなわち本発明は、上述した実施の形態と上述した他の実施の形態の一部又は全部を任意に組み合わせた実施の形態や、一部を抽出した実施の形態にもその適用範囲が及ぶものである。
さらに上述した第1の実施の形態においては、第1の画像形成部としての画像形成ユニット10Sと、第2の画像形成部としての画像形成ユニット10K、10C、10M及び10Yと、画像形成部としての画像形成ユニット10、2次転写部44及び制御部3とによって、画像形成装置としての画像形成装置1を構成する場合について述べた。本発明はこれに限らず、その他種々の構成でなる第1の画像形成部と、第2の画像形成部と、画像形成部とによって、画像形成装置を構成しても良い。
さらに上述した第2の実施の形態においては、第1の画像形成部としての画像形成ユニット10Sと、第2の画像形成部としての画像形成ユニット10K、10C、10M及び10Yと、画像形成部としての画像形成ユニット10、転写ローラ29及び制御部3とによって、画像形成装置としての画像形成装置101を構成する場合について述べた。本発明はこれに限らず、その他種々の構成でなる第1の画像形成部と、第2の画像形成部と、画像形成部とによって、画像形成装置を構成しても良い。
本発明は、電子写真式の画像形成装置を利用して特殊媒体に画像を印刷する場合に利用できる。
1、101、201……画像形成装置、2……プリンタ筐体、3……制御部、7……表示部、8……操作部、W……搬送路、10……画像形成ユニット、11……画像形成本体部、12……トナーカートリッジ、13……プリントヘッド、14……感光体ドラム、21……給紙トレイ、22、23……レジストローラ、25……転写搬送部、26……前搬送ローラ、27……後搬送ローラ、28……転写ベルト、29……転写ローラ、30……定着部、31……加熱ローラ、32……加圧ローラ、35、36……排紙ローラ、37……中間転写部、38……排紙トレイ、39……バックアップローラ、40……中間転写ベルト、42……1次転写ローラ、43……2次転写ローラ、44……2次転写部、50、150、250……特殊媒体印刷システム、51……アイロンプレス装置、53……Mシート、54……Tシート、54A……表面、55……特殊媒体、57、157……現像剤画像、57C、157C……カラー現像剤層、57S、157S……光輝性現像剤層、71、171……台紙、71A……剥離面、72、172……接着層、72A……現像剤転写面、72B……当接面、153……転写紙、154……糊媒体、P……用紙、W……搬送路。

Claims (12)

  1. 光輝性顔料を含む光輝性現像剤を用いて、印刷媒体上に第1の画像を形成する第1の画像形成部と、
    色材を含む着色現像剤を用いて、前記印刷媒体上に第2の画像を形成する第2の画像形成部と、
    前記印刷媒体上に、前記第1の画像と前記第2の画像とを積層させる画像形成部と
    を備え、
    粘弾性測定装置により125[℃]で測定した場合の前記着色現像剤の粘弾性の位相角A及び前記光輝性現像剤の粘弾性の位相角Bは、A−B=21.1〜31.6[°]である
    ことを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記光輝性現像剤の粘弾性の位相角Bは、46.5[°]未満であり、
    前記着色現像剤の粘弾性の位相角Aは、61.3[°]以上である
    ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記着色現像剤の粘弾性の位相角Aは、61.3[°]以上68.0[°]以下である
    ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の画像形成装置。
  4. 前記光輝性現像剤の粘弾性の位相角Bは、36.4[°]以上46.5[°]未満である
    ことを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れかに記載の画像形成装置。
  5. 前記光輝性現像剤の粘弾性の位相角Bは、36.4[°]以上40.2[°]以下である
    ことを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れかに記載の画像形成装置。
  6. 前記画像形成部は、前記印刷媒体に対し、前記第2の画像及び前記第1の画像の順となるように積層させる
    ことを特徴とする請求項1乃至請求項5の何れかに記載の画像形成装置。
  7. 前記印刷媒体は、基材における前記第1の画像又は前記第2の画像が転写される側である転写面に、接着層が重ねて形成されている
    ことを特徴とする請求項1乃至請求項6の何れかに記載の画像形成装置。
  8. 前記接着層は、前記第1の画像又は前記第2の画像が転写される現像剤転写面よりも、前記基材に当接している基材当接面の方が、表面粗さが大きい
    ことを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。
  9. 前記接着層は、親油性の材料で構成されている
    ことを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。
  10. 前記接着層は、厚さが20〜80[μm]である
    ことを特徴とする請求項7乃至請求項9の何れかに記載の画像形成装置。
  11. 前記印刷媒体は、厚さが100〜160[μm]である
    ことを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。
  12. 画像形成装置により現像剤画像を形成し、印刷媒体における接着層が形成された転写面に該現像剤画像を転写する画像形成ステップと、
    前記現像剤画像が転写された前記印刷媒体の前記転写面側に中間転写媒体を重ねた状態で、加熱加圧装置によって熱及び圧力を加えることにより、前記現像剤画像及び前記接着層を前記中間転写媒体に転写させる第1転写ステップと、
    前記中間転写媒体の前記現像剤画像及び前記接着層が転写された面を特殊媒体に対向するように重ねた状態で、前記加熱加圧装置によって熱及び圧力を加えることにより、前記現像剤画像及び前記接着層を前記特殊媒体に転写させる第2転写ステップと
    を有し、さらに前記画像形成ステップは、
    光輝性顔料を含む光輝性現像剤を用いて、前記印刷媒体上に第1の画像を形成すると共に、色材を含む着色現像剤を用いて、前記印刷媒体上に第2の画像を形成する現像剤画像形成ステップと、
    転写部により、前記印刷媒体上に前記第1の画像及び前記第2の画像を転写する現像剤画像転写ステップと
    を有し、
    粘弾性測定装置により125[℃]で測定した場合の前記着色現像剤の粘弾性の位相角A及び前記光輝性現像剤の粘弾性の位相角Bは、A−B=21.1〜31.6[°]である
    ことを特徴とする画像形成方法。

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