JP2022061787A - 画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】画像の所望する領域にのみ金属光沢を有する加飾を行うことができる画像形成装置を提供すること。【解決手段】本発明の画像形成装置は、画像を担持する記録媒体を搬送する搬送部と、前記画像を軟化させる軟化部と、前記軟化された画像の表面に粉体を付与する粉体付与部と、を有する画像形成装置である。前記搬送部による前記記録媒体の搬送方向に直交する幅方向における、前記記録媒体が担持できる前記画像の最大幅よりも狭い範囲に、前記付与された粉体を付着させる。【選択図】図1

Description

本発明は、画像形成装置に関する。
近年、オンデマンド印刷市場において、特色印刷、メタリック印刷およびパール印刷を含む加飾印刷、高付加価値印刷などの需要が高まっている。特に、加飾印刷に関する要望は大きく、様々な印刷方法が検討されている。
たとえば、特許文献1には、トナー画像を形成し、着色剤層と粘着剤層を有する箔体を、トナー画像に重ね合わせて加熱および加圧し、トナーの加熱による溶着を利用することで、トナー画像を加飾する方法が記載されている。特許文献1によると、箔体にしわを生じさせることなく箔付け転写ができると記載されている。
特開平01-200985号公報
本発明者が検討したところ、特許文献1に記載の方法では、箔体をトナー画像が形成されている領域に付与するため、加飾したい領域がトナー画像の一部である場合においては、加飾したい部分にのみ箔体を付与することは困難であった。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、画像の所望する領域にのみ金属光沢を有する加飾を行うことができる画像形成装置を提供することを目的とする。
本発明の画像形成装置は、画像を担持する記録媒体を搬送する搬送部と、前記画像を軟化させる軟化部と、前記軟化された画像の表面に粉体を付与する粉体付与部と、を有し、前記搬送部による前記記録媒体の搬送方向に直交する幅方向における、前記記録媒体が担持できる前記画像の最大幅よりも狭い範囲に、前記付与された粉体を付着させる。
本発明により、画像の所望する領域にのみ金属光沢を有する加飾を行うことができる画像形成装置を提供することができる。
図1は、実施の形態1に係る画像形成装置の全体構成を概略的に示す模式図である。 図2は、実施の形態1に係る画像形成装置の平面図である。 図3は、記録媒体の表面に担持された画像の温度の変化と、粉体付与部から付与される粉体の画像への転写性との関係を示すグラフである。 図4Aおよび図4Bは、実施の形態1に係る画像形成装置の平面図である。 図5は、ローラユニットの構成を示す正面図である。 図6A~6Cは、実施の形態1の変形例に係る画像形成装置の平面図である。 図7は、実施の形態2に係る画像形成装置の平面図である。 図8Aおよび図8Bは、実施の形態2に係る画像形成装置の平面図である。 図9は、図8AをA方向からみた正面図である。 図10A~10Cは、実施の形態2の変形例に係る画像形成装置の平面図である。 図11は、実施の形態3に係る画像形成装置の平面図である。 図12Aおよび図12Bは、実施の形態3に係る画像形成装置の平面図である。 図13は、図12AをC方向からみた正面図である。 図14は、実施の形態4に係る画像形成装置の全体構成を概略的に示す模式図である。 図15Aおよび図15Bは、実施の形態5に係る画像形成装置の平面図である。 図16は、変形例1に係る画像形成装置の全体構成を概略的に示す模式図である。 図17は、変形例2に係る画像形成装置の全体構成を概略的に示す模式図である。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明は、以下の形態に限定されるものではない。
[実施の形態1]
(画像形成装置の構成)
図1は、実施の形態1に係る画像形成装置100の全体構成を概略的に示す模式図であり、図2は、実施の形態1に係る画像形成装置100の平面図である。
画像形成装置100は、記録媒体Mの表面に担持された画像Rに粉体Pを供給して付着させ、画像Rの表面に粉体Pが付着してなる加飾画像を形成する画像形成装置である。
図1に示されるように、画像形成装置100は、画像Rが形成された記録媒体Mを、搬送方向Aに向かって搬送するための搬送部110と、画像Rを軟化させるための軟化部120と、粉体Pを供給する粉体供給部130と、粉体供給部130から供給された粉体Pを一時的に保持するための粉体保持面141に付着させて搬送し、画像Rに粉体Pを付与する粉体付与部140と、粉体供給部130から粉体付与部140に供給された粉体Pを粉体付与部140の表面で配向させる摺擦部150と、粉体付与部140の記録媒体Mを挟んで粉体保持面141と対向する位置に設けられ、粉体付与部140との間にニップ部NPを形成して、ニップ部NPにおいて記録媒体Mおよび粉体Pを加圧する対向部材160と、記録媒体M上の画像R以外の領域や搬送部110に付着した粉体Pを回収する粉体回収部170とを有する。
本実施の形態において、画像Rは、トナーやインクなどにより記録媒体Mの表面に形成された、熱可塑性樹脂により形成された画像である。本実施の形態では、軟化部120により軟化された画像Rに、粉体供給部130から粉体付与部140に粉体Pを供給することにより、軟化した画像Rの表面に粉体Pを付着させて、画像Rが粉体Pにより加飾された加飾画像を作製する。
また、本実施の形態において、粉体Pは粉体粒子が集合したものである。粉体粒子の例には、金属粒子、樹脂粒子、熱応答性材料を含む粒子、磁性粒子、非磁性粒子などが含まれる。粉体Pは、例えば、メタリック感のある加飾効果を得たい場合、金属粉または金属酸化物粉を含む粉体粒子であることが好ましい。また、粉体粒子は、異なる2種以上の材料からなるものであってもよい。粉体粒子の形状は、球形粒子であってもよいし、非球形粒子であってもよい。粉体は、合成品であってもよいし市販品であってもよい。粉体は、異なる2種以上の粉体粒子の混合品であってもよい。なお、粉体はトナーではない。
また、上述の粉体粒子は、被覆されていてもよい。たとえば、金属粒子は、当該金属とは異なる金属、金属酸化物または樹脂で被覆されたものでもよいし、樹脂またはガラス等の表面を金属、金属酸化物で被覆したものでもよい。また、金属粒子は金属酸化物粒子であってもよく、当該金属酸化物とは異なる金属酸化物、金属または樹脂で被覆されたものでもよい。また、金属粒子は、金属または金属酸化物を板状に延展させて粉砕したものやそれを種々の材料で被覆したもの、フィルムやガラスに金属または金属酸化物を蒸着または湿式コーティングしたものでもよい。メタリック画像を得るためには、金属粒子は金属または金属酸化物を含有することが好ましく、金属または金属酸化物の含有量は0.2~100質量%であることが好ましい。
粉体粒子の形状は、粉体保持面に沿って粉体を配向させてから、画像の表面に転写させるという観点から、真球ではない形状を有する粉体(非球形粉体)、例えば、扁平な粒子形状であることが好ましい。「扁平な粒子形状」とは、粉体の粒子における最大長さを長径、当該長径に直交する方向における最大長さを短径、上記長径に直交する方向の最少長さを厚み、とするときに、厚みに対する短径の比率が5以上である形状のことをいう。
粉体の厚みは、配向した粉体の付着による外観効果を十分に発現させる観点から、0.2~10μmであることが好ましく、0.2~3.0μmであることがより好ましい。粉体の厚みが小さすぎると、樹脂層の表面に付着した粉体の長径方向および短径方向を含む粉体の平面方向が上記樹脂層の表面方向に実質的に沿う粉体の良好な配向状態が十分に形成されないことがある。上記厚みが大きすぎると、画像をこすった時に粉体が取れてしまうことがある。
また、上記粉体の市販品の例には、メタシャイン(日本板硝子株式会社製、「メタシャイン」は同社の登録商標)、サンシャインベビー クロムパウダー、オーロラパウダー、パールパウダー(いずれも株式会社GGコーポレーション製)、ICEGEL ミラーメタルパウダー(株式会社TAT製)、ピカエース MCシャインダスト、エフェクトC(株式会社クラチ製、「ピカエース」は同社の登録商標)、PREGEL マジックパウダー、ミラーシリーズ(有限会社プリアンファ製、「PREGEL」は同社の登録商標)、BONNAILシャインパウダー(株式会社ケイズプランイング製、「BONNAIL」は同社の登録商標)、エルジーneo(尾池工業株式会社製、「エルジーneo」は同社の登録商標)、アストロフレーク(日本防湿工業株式会社製)、アルミニウム顔料(東洋アルミニウム株式会社製)が含まれる。
熱応答性材料は、熱による刺激をきっかけに膨張、収縮、変形などの形状の変化、顕色、消色、変色などの色の変化を起こす材料である。熱応答性材料を含む粒子の例には、熱膨張性マイクロカプセル、感温カプセルなどが含まれる。熱膨張性マイクロカプセルの例には、マツモトマイクロスフェアー(松本油脂製薬株式会社製)、クレハマイクロスフェアー(株式会社クレハ製)などが、感温カプセルの例には、感温染料カプセル(株式会社日本カプセルプロダクツ製)などが含まれる。
本実施の形態においては、粉体Pとして、金属粒子の集合体を用いる。
なお、本実施の形態において、記録媒体Mは、その表面(主面)に画像を形成することができれば特に制限されない。記録媒体の例には、薄紙から厚紙までの普通紙、上質紙、アート紙およびコート紙などの塗工された印刷用紙、市販されている和紙やはがき用紙、プラスチックフィルム、樹脂製フィルム、布などが含まれる。また、上記記録媒体の形状および色は特に限定されず、形成すべき加飾画像に応じて適宜選択することができる。
搬送部110は、画像Rが表面に担持された記録媒体Mを粉体付与部140に搬送するための装置である。搬送部110の例には、ベルトコンベアが含まれる。
図2に示されるように、軟化部120は、記録媒体Mが担持できる画像Rの最大幅(W)(以下、単に、「画像Rの最大幅(W)」ともいう)よりも狭い範囲において、画像Rを軟化させる。本実施の形態では、軟化部120は、画像Rが粉体付与部140側になるように配置された記録媒体Mをヒートローラなどの接触式の方法により画像Rを構成する樹脂を加熱して軟化(溶融)させることで画像Rを軟化させる。なお、軟化部120は、オーブンで加熱して、画像Rを構成する樹脂を軟化(溶融)させ、これにより画像Rを軟化させてもよいし、ハロゲンランプ、温風送風機などの非接触式の方法により画像Rを加熱してもよい。また、画像Rがより高い温度であるときは、軟化部120は、加飾に適した温度にまで画像Rを冷却してもよいし、薬剤などの付与により画像Rを軟化させてもよい。
また、図2に示されるように、軟化部120は、幅方向における、画像Rの最大幅(W)よりも小さい幅(W’)を有する。軟化部120の幅(W’)は、画像Rの最大幅(W)よりも小さい幅(W’)であれば、特に限定されず、画像Rの表面において、粉末Pを付着させたい領域(D)に合わせて任意に変更することができる。軟化部120により軟化させる画像Rの幅(粉末Pを付着させる領域(D))は、画像Rの最大幅(W)に対して10%以上90%以下であることが好ましく、20%以上60%以下であることがより好ましい。粉末Pを付着させる領域(D)を、画像Rの最大幅(W)の10%以上とすることにより、粉体Pを付着させた加飾領域を目立たせることができ、90%以下とすることにより、画像R全体が加飾されているように見えるのを抑制できる。
なお、図1では、搬送部110を介して、画像Rを上下方向から加熱できるように、2つの軟化部120を配置しているが、これに限定されない。たとえば、軟化部120を搬送部110の裏面側にのみに配置してもよい。
粉体供給部130は、粉体付与部140の粉体保持面141に粉体Pを供給する。粉体供給部130は、粉体Pを貯蔵する貯蔵容器131と、貯蔵容器131内に収容された搬送部材132とを有する。なお、粉体供給部130は、粉体Pが落下または飛散することを抑制するための飛散防止部材、またはエアー吸引によって粉体Pを吸引する回収部材(いずれも不図示)を配置してもよい。
貯蔵容器131は、円筒状の粉体付与部140の粉体保持面141の軸方向に沿って配置された開口部を有する。
搬送部材132は、回転する円柱形状のブラシやスポンジであり、貯蔵容器131の内部で粉体付与部140とは逆方向に回転することにより、貯蔵容器131内に貯蔵された粉体Pを貯蔵容器131の開口部にまで搬送し、粉体付与部140の粉体保持面141に供給する。
粉体付与部140は、駆動モータによって円筒状の軸を中心として、記録媒体Mの搬送方向Aに沿った方向に回転する円筒状の部材であり、円筒状の側周表面を、粘着性を有する粉体保持面141としている。粉体付与部140は、上記粘着性を有する粉体保持面141に粉体Pを粘着によって保持し、ニップ部NPに粉体Pを搬送する。本実施の形態では、粉体付与部140は、外径が100mmのローラの表面に、厚さが2mm、ショアA硬度53のシリコーンゴム「RBAM2-100」(株式会社ミスミ製)を設置した、円筒状の部材である。
粉体保持面141は、粘着力(凝着力ともいう)が28kPa以上であることが好ましい。また、粉体保持面141の粘着力は、付着した粉体Pが軟化した画像Rに接触したときに、粉体保持面141から画像Rへと粉体Pが転写される程度であることが好ましい。この観点から、粉体保持面141の粘着力は、470kPa以下であることが好ましく、350kPa以下であることがより好ましい。このような粉体保持面141を構成する材料の例には、フッ素ゴム、シリコーンゴム、およびウレタンゴムなどが含まれる。なお、粉体保持面141を構成する材料はゴム材料に限定されることはなく、粉体を保持することが可能な粘着力を有していれば、他の樹脂材料や金属材料であってもよい。
上記粘着力は、タッキング試験機「FSR-1000」(株式会社レスカ製)を用いて測定することができる。粘着力は、試料表面にプローブの先端を押しつけて引き剥がす際に必要な力を粘着力として測定することができる。たとえば、上記粘着力の測定は、以下の条件で測定することができる。なお、粘着力は、プローブの先端の面積を元に、圧力に換算することができる。
(測定条件)
(1)プローブ径:直径10mm
(2)押しつけ速度:5mm/秒
(3)押しつけ圧力:50kPa
(4)押し付け保持時間:1秒
(5)プローブ引き上げ速度:5mm/秒
(6)測定温度:20℃
粉体付与部140は、記録媒体Mの搬送部110上における軟化部120の下流側、かつ記録媒体Mに対して画像Rが形成された主面側に配置されている。なお、軟化部120が加熱によって画像Rを軟化させるときは、画像Rからの熱が粉体付与部140にも伝わるため、粉体保持面141を構成する材料は、耐熱性を有することが好ましく、このような観点からは、上述したゴム材料のうち、シリコーンゴムが好ましい。
なお、粉体Pを画像Rに付着させる粉体付与部140は移動せず、所定の位置に配置されている。粉体付与部140は、搬送部110により粉体付与部140に搬送されてくる記録媒体Mの表面に担持された画像Rの表面に粉体Pを付与する。
摺擦部150は、粉体付与部140の回転方向に対して粉体供給部130の下流側に配置されており、粉体付与部140の粉体保持面141に接触しつつ、円筒状の軸を中心にして回転することにより、粉体保持面141を摺擦する。摺擦部150の形状は、円筒状、楕円筒状、多角柱状などであればよいが、円筒状であることが好ましい。
摺擦部150は、粉体付与部140の粉体保持面141に当接しつつ、粉体付与部140と同じ方向に回転することにより、粉体保持面141を摺擦する。なお、摺擦部150の、粉体保持面141を摺擦する側周表面は、粉体Pを収容するための空隙を有する材料で構成されていることが好ましい。上記材料の例には、ブラシ、スポンジおよび不織布などの多孔質材料が含まれる。上記空隙を有する摺擦部150は、回転する粉体付与部140の粉体保持面141を摺擦したときに、粉体保持面141に付着していない余分な粉体Pを上記空隙に捕捉して除去することができる。上記観点から、摺擦部150は、除去した粉体を回収する粉体回収部(不図示)を有していてもよい。粉体回収部は、エアー吸引方式のものでもよいし、ローラやブレード形態の部材を摺擦部150の側周表面に当接させ、摺擦部150の側周表面を構成する材料の復元力によって上記空隙から粉体Pをはじき出す構成のものであってもよい。
このとき、摺擦部150は、円筒状の軸を中心にして回転する構成であり、空隙に捕捉されて収容された粉体Pを回転方向に運搬し続けることができるため、粉体保持面141と摺擦部150とのニップ部NPに粉体Pを堆積させることなく、粉体保持面141から余分な粉体Pを除去することができる。また、これにより、摺擦部150による粉体保持面141の摺擦性を安定化させることができる。
摺擦部150の摺擦により、粉体保持面141には、1層分の粉体Pが直接粘着された状態で残される。このとき、粉体Pが非球形状であれば、摺擦部150の摺擦により、粉体保持面141に対する粉体Pの方向性を揃える(配向させる)こともできる。これにより、粉体保持面141から画像Rに配向した状態で粉体Pを転写させることができる。特に、粉体Pが金属粒子や金属酸化物粒子であるときは画像Rに転写した粉体Pを配向させることにより、加飾画像の光沢感を高めることができる。また、粉体Pが配向していると、画像Rと粉体Pとの接触面積をより大きくして、画像Rからの粉体Pの剥離が生じにくい。
このとき、摺擦部150の回転方向が粉体付与部140の回転方向と同じ方向であるため、粉体付与部140に対する摺擦部150の相対速度(摺擦速度)をより高速化して、摺擦効果をより高めることができる。ただし、回転する粉体付与部140との相対速度差により粉体保持面141を摺擦できる限りにおいて、摺擦部150は回転していなくてもよいし、粉体付与部140と逆方向に異なる速度で回転していてもよい。
粉体付与部140の粉体保持面141に対する摺擦部150の押圧力は、1kPa以上10kPa以下であることが好ましく、1kPa以上5kPa以下であることがより好ましい。摺擦部150の押圧力が1kPa以上であることにより、粉体付与部140の粉体保持面141を安定して摺擦することができ、10kPa以下であることにより、摺擦部150を回転させるためのトルクが過剰になることによる、摺擦部150の駆動ムラの発生や、摺擦部150および粉体付与部140の材料劣化を抑制することができる。
対向部材160は、ニップ部NPにおいて記録媒体Mと粉体付与部140とを互いの方向に押圧することにより、粉体付与部140の粉体保持面141に保持された粉体Pを、記録媒体Mの主面上に形成された画像Rに転写させる。このとき、画像Rは、軟化部120によって軟化されて接着性を発現しているため、ニップ部NPを通過するときの押圧によって、粉体Pを転写される。
粉体回収部170は、ニップ部NPにおいて粉体付与部140から記録媒体Mまたは搬送部110に付与された粉体Pであって、画像Rに接着保持されなかった余剰の粉体Pを回収する。粉体回収部170は、搬送部110による記録媒体Mの搬送方向におけるニップ部NPの下流側、かつ記録媒体Mに画像Rが形成された表面(主面)側に配置される。
粉体回収部170は、たとえば、エアー吸引によって粉体Pを吸引する構成であればよいが、これに限定されることはない。
(画像Rの表面に対する粉体Pの転写性について)
図3は、記録媒体Mの表面に担持された画像R(ここではトナー画像)の温度の変化と、粉体付与部140から付与される粉体Pの画像Rへの転写性との関係を示すグラフである。
粉体付与部140には、外径が100mmのローラの表面に、厚さが2mm、ショアA硬度53、粘着力82kPaのシリコーンゴム「RBAM2-100」(株式会社ミスミ製)を用いた。粉体付与部140の表面に粉体P(エルジーneo#325)を付与した後、摺擦部150(外径20mm、厚み3mmのルビーセルU4A1、トーヨーポリマー株式会社、「ルビーセル」は同社の登録商標)で、粉体Pの表面を摺擦した。粉体付与部140の表面に付与された粉体Pの付着状態をデジタルマイクロスコープ「VFX-6000」(株式会社キーエンス製)を用いて倍率200倍で表面を観察し、撮像された画像を上記デジタルマイクロスコープに付属されている画像処理ソフトにより2値化し、画像R中の粉末Pの面積率を算出した。
記録媒体Mとして、OKトップコート(米坪157g/m、王子製紙株式会社製)を用い、Accurio Press C2060(コニカミノルタ株式会社製)で、記録媒体Mの表面に画像R(黒ベタ画像)を形成した。粉体付与部140および記録媒体Mの表面に形成された画像R(黒ベタ画像)を加熱し、その後、200kPaの圧力で0.5秒間圧接した後、記録媒体Mと粉体付与部140とを分離した。分離後の画像R(黒ベタ画像)の表面に付着した粉体Pの状態を上述のデジタルマイクロスコープで観察し、画像中の粉末Pの面積率を算出した。そして、画像表面の粉末Pの面積率を粉体付与部140の表面の粉体Pの面積率で割ったものを粉末Pの転写率とした。
図3に示されるように、画像Rの温度が20~80℃までは、粉体Pは画像Rの表面に付着しないが、100℃以上になると、画像Rの接着性が発現し、画像Rの表面に粉体Pが付着し始める。これにより、画像Rにおいて、粉体Pを付着させたい領域を一定の温度以上(例えば100℃)に加熱し、粉体Pを付着させたくない領域を一定の温度以下(例えば20℃)に保つことで、画像Rの加飾される範囲を調整できることがわかる。
また、図4Aおよび図4Bに示されるように、実施の形態1に係る画像形成装置100は、軟化部120の、幅方向における、画像Rを軟化させる位置(粉末Pを付着させる領域(D))を変更できる。たとえば、軟化部120が、図5で示されるようなローラユニット200から構成されている場合には、ローラユニット200内のヒートローラおよび加圧ローラ(いずれも後述)の位置を移動させることにより、軟化部120の位置を変更または移動することができる。
ローラユニット200は、ヒートローラ210および加圧ローラ220を有する。ヒートローラ210および加圧ローラ220はベアリング(不図示)を介して保持フレーム230、231にそれぞれ取り付けられている。また、ヒートローラ210および加圧ローラ220は、中空の芯金で構成されており、上記中空部分にハロゲンランプなどの加熱部材(不図示)が配置されている。保持フレーム230は上支持板240に、保持フレーム231は下支持板250に固定される。また、上支持板240の両方の上端部には上側板241が配置され、下支持板250の両方の下端部には下側板251が配置され、上側板241と、下側板251とが、回転ピン260で回転可能に結合される。上側板241の下端部には、加圧バネ270が配置されており、加圧バネ270の力でヒートローラ210を加圧ローラ220側に圧接する。ヒートローラ210の一方の端部にはギヤ280が取り付けられ、駆動モータ290に固定されたギヤ281と、ヒートローラ210とを連結して、ヒートローラ210を回転させる。加圧ローラ220は、ヒートローラ210に従動してもよい。なお、上支持板240には、駆動モータ290に固定されたギヤ280を通すための穴(不図示)が設けられ、ギヤ280とヒートローラ210に取り付けられているギヤ281と、を連結可能とする。
軟化部120として、ローラユニット200を用いる場合には、上支持板240および下支持板250に対する保持フレーム230、231の取り付け位置、および駆動モータ290の取り付け位置を変更することで、画像Rの軟化させる領域(粉末Pを付着させる領域(D))を変更できる。また、駆動モータ290を保持フレーム230に取り付けている場合には、保持フレームの取り付け位置を変更することにより、画像Rの軟化させる領域を変更できる。
また、図6A~6Cに示されるように、実施の形態1に係る画像形成装置100は、幅方向における、配置位置が異なる複数の軟化部121~124を有していてもよい。軟化部121~124は、それぞれ画像Rの最大幅(W)よりも小さい幅(W’)であれば、特に限定されない。また、図6A~6Cでは、軟化部121~124が4個配置されているが、特に限定されない。また、軟化部121~124は、それぞれ加熱部材125を有する。加熱部材125としては、例えば、ハロゲンランプおよび反射板を用いることができる。なお、ハロゲンランプは複数個配置してもよい。
(効果)
以上のように構成された本実施の形態1によれば、幅方向における、記録媒体Mが担持できる画像Rの最大幅(W)よりも小さい幅(W’)を有する軟化部120を用いることにより、画像Rの最大幅(W)よりも狭い範囲を加飾することができる。また、軟化部120の、幅方向における配置位置の変更、または配置位置が異なる複数の軟化部120を有することにより、画像Rの最大幅(W)よりも狭い範囲を軟化させて、加飾することができる。
[実施の形態2]
(画像形成装置の構成)
図7は、第2の実施形態に係る画像形成装置300の平面図である。
実施の形態2に係る画像形成装置300は、軟化部310の、搬送方向Aにおける幅方向の大きさ、および粉体付与部320の、搬送方向Aにおける幅方向の大きさが実施の形態1と異なる。そこで、第1の実施の形態に係る画像形成装置100と同一の構成については、同一の符号を付して、その説明を省略する。
図7に示されるように、画像形成装置300は、画像Rが担持された記録媒体Mを、搬送方向Aに向かって搬送する搬送部110と、画像Rを軟化させる軟化部310と、粉体Pを供給する粉体供給部130と、粉体供給部130から供給された粉体Pを粉体保持面321に付着させて搬送し、画像Rに粉体Pを付与する粉体付与部320と、粉体供給部130から粉体付与部320に供給された粉体Pを粉体付与部320表面で配向させる摺擦部150(不図示)と、粉体付与部320の記録媒体Mを挟んで粉体保持面321と対向する位置に設けられ、粉体付与部320との間で、記録媒体Mおよび粉体Pを加圧する対向部材160(不図示)と、記録媒体M上の画像R以外の領域や搬送部110に付着した粉体Pを回収する粉体回収部170と、を有する。
図7に示されるように、軟化部310は、幅方向における、画像Rの最大幅(W)よりも大きい幅(W’)を有する。
粉体付与部320は、画像Rの最大幅(W)よりも小さい幅(W’’)を有する。粉体付与部320の粉体保持面321には、搬送部110による記録媒体Mの搬送方向Aに直交する幅方向における、画像Rの最大幅(W)よりも狭い範囲に粉体Pが付着する。なお、実施の形態2において、粉体供給部130は、粉体付与部320よりも大きい幅を有するため、粉体Pの飛散防止部材、またはエアー吸引によって粉体Pを吸引する回収部材(いずれも不図示)を配置することにより、搬送部材132(不図示)から粉体Pが落下または飛散することを抑制することができる。
また、実施の形態2に係る画像形成装置300は、図8Aおよび図8Bのように、粉体付与部320の配置位置を、幅方向における、画像Rを軟化させたい位置(粉末Pを付着させたい領域(D))に合わせて変更してもよい。
たとえば、粉体付与部320の配置位置の変更は、図9に示されるような構成を取り入れることで行うことができる。なお、図9は、図8AのB方向からみた正面図であり、軟化部310の記載は省略している。粉体付与部320は、ベアリング(不図示)を介して、保持フレーム330に取り付けられている。保持フレーム330は、支持板340に取り付けられており、支持板340は、側板350、351間に配置されている。粉体供給部130は、ベアリング(不図示)を介して側板350と351との間に取り付けられる。粉体付与部320の一方の端部には、ギヤ360が取り付けられ、駆動モータ370に固定されたギヤ361と連結して、粉体付与部320を図中の矢印方向に移動可能とする。なお、支持板340には、駆動モータ370に固定されたギヤ361を通すための穴(不図示)が設けられ、粉体付与部320に取り付けられているギヤ360と、を連結可能とする。このようにして、画像Rの粉体Pを付着させたい領域(D)(図7~8B図参照)に粉体付与部320を移動させることにより、粉体供給部130から粉体Pが供給された粉体Pを画像Rに付与できる。なお、粉体付与部320の取り付け位置を変更する場合には、駆動モータ370の取り付け位置も変更する必要があるが、駆動モータ370を保持フレーム330に取り付けている場合には、保持フレーム330の位置を変えるだけで粉体付与部320の位置を変更することができる。
また、実施の形態2に係る画像形成装置300は、図10A~10Cに示されるように、画像Rの最大幅(W)よりも狭い範囲に粉体Pを付着させるために、粉体供給部130’の幅を、粉体付与部320の幅(W’’)と同じ幅(W’’’)にしてもよい。また、粉体付与部320および粉体供給部130’の配置位置を、幅方向における、画像Rを軟化させたい位置(粉末Pを付着させたい領域(D))に合わせて変更してもよい。
(効果)
以上のように構成された本実施の形態2によれば、幅方向における、画像Rの最大幅(W)よりも小さい幅(W’’)を有する粉体付与部320を用いることにより、画像Rの全体が軟化している場合であっても、画像Rの最大幅(W)よりも狭い範囲を加飾することができる。また、粉体付与部320が、画像Rの最大幅(W)よりも小さい幅(W’’)を有しているので画像Rの表面に余剰な粉体Pが付着することを抑制できる。
[実施の形態3]
(画像形成装置の構成)
図11は、実施の形態3に係る画像形成装置400の平面図である。
実施の形態3に係る画像形成装置400は、軟化部410の、搬送方向Aにおける幅方向の大きさ、および粉体供給部420の搬送方向Aにおける幅方向の大きさが実施の形態1と異なる。そこで、実施の形態1に係る画像形成装置100と同一の構成については、同一の符号を付して、その説明を省略する。
図11に示されるように、画像形成装置400は、画像Rが担持された記録媒体Mを、搬送方向Aに向かって搬送する搬送部110と、画像Rを軟化させる軟化部410と、粉体Pを供給する粉体供給部420と、粉体供給部420から供給された粉体Pを粉体保持面141に付着させて搬送し、画像Rに粉体Pを付与する粉体付与部140と、粉体供給部420から粉体付与部140に供給された粉体Pを粉体付与部140の表面で配向させる摺擦部150(不図示)と、粉体付与部140の記録媒体Mを挟んで粉体保持面141対向する位置に設けられ、粉体供給部420との間で、記録媒体Mおよび粉体Pを加圧する対向部材160(不図示)と、記録媒体M上の画像R以外の領域や搬送部110に付着した粉体Pを回収する粉体回収部170と、を有する。
粉体供給部420は、粉体保持面141のうち、幅方向における画像Rの最大幅(W)よりも狭い範囲に、粉体Pを供給する。粉体Pが供給された粉体付与部140は、供給された範囲で粉体Pを画像Rの表面に付着させる。
また、実施の形態3に係る画像形成装置400は、図12Aおよび図12Bに示されるように、画像Rの最大幅(W)よりも狭い範囲に粉体Pを付着させるために、粉体供給部420の配置位置を、幅方向における、画像Rを軟化させたい位置(粉末Pを付着させたい領域(D))に合わせて変更してもよい。
たとえば、粉体供給部420の配置位置の変更は、図13に示されるような構成を取り入れることで行うことができる。なお、図13は、図12AのC方向からみた正面図であり、粉体回収部170の記載は省略している。粉体供給部420は、ベアリング(不図示)を介して、保持フレーム430に取り付けられている。保持フレーム430は、支持板440に取り付けられており、支持板440は、側板450、451間に配置されている。粉体付与部140は、ベアリング(不図示)を介して側板450と451との間に取り付けられる。粉体供給部420の一方の端部には、ギヤ460が取り付けられ、駆動モータ470に固定されたギヤ461と連結して、粉体供給部420を図中の矢印方向に移動可能とする。このようにして、画像Rの粉体Pを付着させたい領域(D)(図11~12B図参照)に、粉体Pが付与された粉体供給部420を移動させることにより、粉体Pを画像Rに付与することができる。なお、粉体供給部420の取り付け位置を変更する場合には、駆動モータ470の取り付け位置も変更する必要があるが、駆動モータ470を保持フレーム430に取り付けている場合には、保持フレーム430の位置を変えるだけで粉体供給部420の位置を変更することができる。
(効果)
以上のように構成された本実施の形態3によれば、幅方向における、画像Rの最大幅(W)よりも小さい幅(W’’’)を有する粉体供給部420を用いることにより、画像Rの全体が軟化している場合であっても、画像Rの最大幅(W)よりも狭い範囲を加飾することができる。また、粉体供給部420が、画像Rの最大幅(W)よりも小さい幅(W’’’)を有しているので画像Rの表面に余剰な粉体Pが付着することを抑制できる。
[実施の形態4]
(画像形成装置の構成)
図14は、実施の形態4に係る画像形成装置の全体構成を概略的に示す模式図である。
実施の形態4に係る画像形成装置500は、記録媒体Mを挟んだ粉体付与部140の反対側に配置され、粉体付与部140とともに記録媒体Mを加圧する対向部材510が軟化部120を兼ねていることが実施の形態1と異なる。そこで、実施の形態1に係る画像形成装置100と同一の構成については、同一の符号を付して、その説明を省略する。
図14に示されるように、画像形成装置500は、画像Rが担持された記録媒体Mを搬送する搬送部110と、画像Rを軟化させる軟化部120と、粉体Pを供給する粉体供給部130と、粉体供給部130から供給された粉体Pを粉体保持面141に付着させて搬送し、画像Rに粉体Pを付与する粉体付与部140と、粉体供給部130から粉体付与部140に供給された粉体Pを粉体付与部140の表面で配向させる摺擦部150と、粉体付与部140の記録媒体Mを挟んで粉体保持面141と対向する位置に設けられ、粉体付与部140との間で、記録媒体Mおよび粉体Pを加圧する対向部材510と、記録媒体M上の画像R以外の領域や搬送部110に付着した粉体Pを回収する粉体回収部170と、を有する。
粉体付与部140は、回転しつつ粉体Pを画像Rに付与するローラであり、対向部材510は、記録媒体Mを挟んだローラ(粉体付与部140)の反対側に配置され、粉体付与部140とともに記録媒体Mを加圧する。また、対向部材510は、搬送部110からニップ部NPまで搬送されてきた記録媒体Mの表面に担持された画像Rを、搬送部110を介して記録媒体Mの裏面側から加熱して軟化させる。
対向部材510は、記録媒体Mの搬送方向Aに直交する幅方向における、画像Rの最大幅(W)よりも狭い範囲に、粉体Pを付着させるために、記録媒体Mが担持できる画像Rの最大幅(W)よりも小さい。また、対向部材510は、粉体付与部140とともに記録媒体Mを加圧し、画像Rを軟化させることができれば、その材料は特に制限されない。対向部材510は、例えば、中空の芯金で構成されている金属製のローラであってもよいし、芯金の外周面に弾性層を有するローラであってもよい。
なお、実施の形態4に係る画像形成装置500では、対向部材510の幅を画像Rの最大幅(W)よりも小さくする代わりに、画像Rの最大幅(W)よりも小さい幅を有する粉体供給部130または粉体付与部140を配置してもよい。また、幅方向における、画像Rを軟化させたい位置(粉末Pを付着させたい領域(D))に合わせて、対向部材510、粉体供給部130、粉体付与部140の配置位置を変更してもよい。
(効果)
以上のように構成された本実施の形態4によれば、対向部材510が軟化部を兼ねることにより、画像Rの軟化と画像Rの表面への粉体Pの付与を同時に行えるため、軟化部の設定温度を低くしても十分に粉体Pを付着させることができる。また、対向部材510、粉体供給部130、および粉体付与部140の配置位置または幅を変更することにより、画像Rの所望する範囲に粉体Pを付着させることができ、また、画像Rの表面に余剰な粉体Pが付着することを抑制できる。
[実施の形態5]
(画像形成装置の構成)
図15Aおよび図15Bは、実施の形態5に係る画像形成装置600の平面図である。
実施の形態5に係る画像形成装置600は、軟化部610の、搬送方向Aにおける幅方向の大きさ、幅方向における搬送部620の大きさが、実施の形態1と異なる。そこで、実施の形態1に係る画像形成装置100と同一の構成については、同一の符号を付して、その説明を省略する。
図15Aおよび図15Bに示されるように、画像形成装置600は、画像Rが担持された記録媒体Mを、搬送方向Aに向かって搬送する搬送部620と、画像Rを軟化させる軟化部610と、粉体Pを供給する粉体供給部130と、粉体供給部130から供給された粉体Pを粉体保持面141に付着させて搬送し、画像Rに粉体Pを付与する粉体付与部140と、粉体供給部130から粉体付与部140に供給された粉体Pを粉体付与部140の表面で配向させる摺擦部150(不図示)と、粉体付与部140の記録媒体Mを挟んで粉体保持面141対向する位置に設けられ、粉体付与部140との間で、記録媒体Mおよび粉体Pを加圧する対向部材160(不図示)と、記録媒体M上の画像R以外の領域や搬送部110に付着した粉体Pを回収する粉体回収部170と、を有する。
図15Aおよび図15Bに示されるように、画像形成装置600では、搬送部620は、粉体Pが付着する範囲が、幅方向における、記録媒体Mが担持できる画像Rの最大幅(W)よりも狭くなる位置に画像を搬送する。また、搬送部620は、幅方向における、画像Rを軟化させたい位置(粉末Pを付着させたい領域(D))に合わせて、画像Rを搬送する位置を変更してもよい。
(効果)
搬送部620が、記録媒体Mを搬送する位置を調整することにより、粉体Pが付着する範囲を変更することができる。また、画像Rが担持された記録媒体Mが搬送される位置を変更することにより、記録媒体Mの大きさにかかわらず、画像Rに粉体Pを付着させる領域を調整できる。
[その他の実施の形態]
なお、上記各実施形態は、本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、上記実施形態によって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならない。本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
[変形例1]
(画像形成装置の構成)
図16は、変形例1に係る画像形成装置700の全体構成を概略的に示す模式図である。
変形例1に係る画像形成装置700は、粉体供給部、対向部材を有さない点が実施の形態1と異なる。そこで、実施の形態1に係る画像形成装置100と同一の構成については、同一の符号を付して、その説明を省略する。
図16に示されるように、画像形成装置700は、画像Rが担持された記録媒体Mを、搬送方向Aに向かって搬送するための搬送部110と、画像Rを軟化させるための軟化部120と、粉体Pを供給する粉体付与部710と、記録媒体M上の画像R以外の領域や搬送部110に付着した粉体Pを回収する粉体回収部170とを有する。
粉体付与部710は、記録媒体Mの表面に粉体Pを散布する。粉体付与部710は、粉末Pを収容する貯蔵容器711と、貯蔵容器711の開口部まで粉末Pを搬送する搬送部材712と、搬送部材712に保持される粉末Pを弾き飛ばすためのフリッカー713とを有する。
フリッカー713は、板状の部材であり、搬送部材712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搬送部材712に保持されている粉末Pがフリッカー713により弾き飛ばされ、記録媒体Mの表面に担持された画像Rの上に散布される。このとき、画像Rは、粉体付与部710の上流に配置される軟化部120により軟化されており、軟化された画像Rのみに粉体Pが付着し、付着していない粉体Pは、粉体付与部710の下流に配置される粉体回収部170により回収される。
また、画像Rの一部分に粉体Pを供給するために、実施の形態1~5に示されるように、軟化部120、粉体付与部の幅方向における大きさ、および配置位置を変更してもよい。
[変形例2]
(画像形成装置の構成)
図17は、変形例2に係る画像形成装置の全体構成を概略的に示す模式図である。
画像形成装置10は、上述した構成に加えて、画像Rを形成する画像形成部800を有してもよい。図17は、電子写真方式によりトナー画像としての画像Rを形成するトナー画像形成部60を有する画像形成装置10の全体構成を概略的に示す模式図である。
トナー画像形成部60は、電子写真方式によりトナー画像を形成する公知のカラープリンタと同様の構成を有している。トナー画像形成部60は、画像読取部、画像形成部、記録媒体搬送部、給記録媒体部、データ受付部、制御部および定着部27を有する。
画像読取部は、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。
画像読取部は、光源11から照射された光は、読取面に載置された原稿に照射され、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。こうして、画像読取部は、原稿の画像を読み取り、画像データを記憶する。
画像形成部は、イエロー(Y)トナーからなる画像を形成する画像形成部、マゼンタ(M)トナーからなる画像を形成する画像形成部、シアン(C)トナーからなる画像を形成する画像形成部、ブラック(K)トナーからなる画像を形成する画像形成部、および、中間転写ベルト26を有する。なお、Y、M、CおよびKは、トナーの色を表している。
画像形成部は、回転体としての感光体ドラム21、ならびにその周囲に配置された帯電部22、光書込部23、現像装置24およびドラムクリーナー25を有している。中間転写ベルト26は、複数のローラにより巻回され、走行可能に支持されている。
感光体ドラム21は、ドラムモーターにより所定の速度で回転する。帯電部22は、感光体ドラム21の表面を所望の電位に帯電させ、光書込部23は、画像データに基づいて、画像情報信号を感光体ドラム21に書き込み、感光体ドラム21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24により現像され、感光体ドラム21上に可視画像であるトナー画像が形成される。このようにして、YMCKの各画像形成部の感光体ドラム21に、それぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの未定着のトナー画像が形成される。こうして、画像形成部は、電子写真方式の画像形成プロセスを用いてトナー画像を形成する。
YMCKの各画像形成部により形成された各色のトナー画像は、走行する中間転写ベルト26上に一次転写部により逐次転写される。こうして、中間転写ベルト26上に、イエロー、マゼンタ、シアン、およびブラックの各色のトナー層が重畳したカラートナー画像が形成される。
記録媒体搬送部では、記録媒体Mは、送り出しローラ31およびさばきローラ32によって給記録媒体部の給記録媒体トレイ41、42、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記録媒体Mは、搬送ローラ33によって搬送経路に沿ってループローラ34およびレジストローラ35を経て2次転写ローラに搬送される。そして、記録媒体M上に中間転写ベルト26上のカラートナー画像が転写される。
カラートナー画像が転写された記録媒体Mに、定着部27にて熱と圧力とが加えられることにより、記録媒体M上のカラートナー画像がカラートナー層として記録媒体Mに定着される。こうして、記録媒体M上に形成された樹脂層を含む樹脂製画像が作製される。記録媒体M上に形成された樹脂層を含む樹脂製画像は、排記録媒体ローラ36を経て、第1の実施形態に関する画像形成装置100(表面処理部)に送られる。
制御部は、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、画像形成部、記録媒体搬送部、給記録媒体部、および表面処理部を制御し、演算結果などをRAMに記憶する。また、制御部は、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記録媒体M上に形成する制御を行う。上記プログラムには、表面処理部における軟化剤供給量を調整するためのプログラム、および、摺擦条件を設定するためのプログラムが含まれている。
また、制御部は、不図示の通信部を介して、LAN(Local Area Network)、WAN(Wide Area Network)等の通信ネットワークに接続された外部の装置(例えばパーソナルコンピューター)との間で、各種データの送受信を行う。制御部は、例えば、外部の装置から送信された画像データ、または、データ受付部が受け付けた、形成すべき加飾画像に関する入力されたデータを受信し、この画像データ(入力画像データ)に基づいて記録媒体Mに画像を形成させる。通信部は、例えばLANカード等の通信制御カードで構成される。
トナー画像形成部60によって形成された画像は、加飾画像形成部としての画像形成部800に搬送され加飾される。
本発明は、加飾画像を形成するための粉体を適切に樹脂製画像の表面に付与できる。よって、本発明は、加飾画像を形成する画像形成装置として好適である。
10 画像形成装置
11 光源
12 光学系
13 撮像素子
14 画像処理部
21 感光体ドラム
22 帯電部
23 光書込部
24 現像装置
25 ドラムクリーナー
26 中間転写ベルト
27 定着部
31 送り出しローラ
32 さばきローラ
33 搬送ローラ
34 ループローラ
35 レジストローラ
36 排記録媒体ローラ
41~43 給記録媒体トレイ
60 トナー画像形成部
100、300、400、500、600、700 画像形成装置
110、620 搬送部
120~124、310、410、610 軟化部
125 加熱部材
130、130’、420 粉体供給部
131、711 貯蔵容器
132、712 搬送部材
140、320、710 粉体付与部
141、321 粉体保持面
150 摺擦部
160、510 対向部材
170 粉体回収部
200 ローラユニット
210 ヒートローラ
220 加圧ローラ
230、231、330、430 保持フレーム
240 上支持板
241 上側板
250 下支持板
251 下側板
260 回転ピン
270 加圧バネ
280、281、360、361、460、461 ギヤ
290、370、470 駆動モータ
340、440 支持板
350、351、450、451 側板
713 フリッカー
800 画像形成部
M 記録媒体
P 粉体
R 画像
NP ニップ部
D 領域

Claims (16)

  1. 画像を担持する記録媒体を搬送する搬送部と、
    前記画像を軟化させる軟化部と、
    前記軟化された画像の表面に粉体を付与する粉体付与部と、
    を有し、
    前記搬送部による前記記録媒体の搬送方向に直交する幅方向における、前記記録媒体が担持できる前記画像の最大幅よりも狭い範囲に、前記付与された粉体を付着させる、
    画像形成装置。
  2. 前記軟化部は、前記幅方向における、前記記録媒体が担持できる前記画像の最大幅よりも狭い範囲において、前記画像を軟化させる、請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記軟化部は、前記幅方向における、前記画像を軟化させる位置を変更可能である、請求項2に記載の画像形成装置。
  4. 前記幅方向における配置位置が異なる複数の前記軟化部を有する、請求項2または請求項3に記載の画像形成装置。
  5. 前記粉体付与部は、前記幅方向における、前記記録媒体が担持できる前記画像の最大幅よりも狭い範囲に、前記粉体を付与する、請求項1~4のいずれか一項に記載の画像形成装置。
  6. 前記粉体付与部は、前記幅方向における、前記粉体を付与する位置を変更可能である、請求項5に記載の画像形成装置。
  7. 前記粉体付与部は、前記画像に付与する粉体を保持する粉体保持部材と、
    前記粉体保持部材に前記粉体を供給する粉体供給部と、
    を有し、
    前記粉体供給部は、前記粉体保持部材のうち、前記幅方向における前記記録媒体が担持できる前記画像の最大幅よりも狭い範囲に、前記粉体を供給する、
    請求項5または6に記載の画像形成装置。
  8. 前記搬送部は、前記粉体が付着する範囲が、前記幅方向における、前記記録媒体が担持できる前記画像の最大幅よりも狭くなる位置に、前記画像を搬送する、請求項1~7のいずれか一項に記載の画像形成装置。
  9. 前記搬送部は、前記画像を搬送する位置を変更して、前記粉体が付着する範囲を変更する、請求項8に記載の画像形成装置。
  10. 前記粉体付与部は、回転しつつ前記粉体を前記画像に付与するローラであり、
    前記記録媒体を挟んだ前記ローラの反対側に配置され、前記ローラとともに前記記録媒体を加圧する対向部材を有する、
    請求項1~9のいずれか一項に記載の画像形成装置。
  11. 前記対向部材は、前記画像を加熱して軟化させる、請求項10に記載の画像形成装置。
  12. 前記粉体付与部は、前記粉体を前記画像の表面に散布する、請求項1~6のいずれか一項に記載の画像形成装置。
  13. 前記画像に付着しなかった前記粉体を回収する粉体回収部を有する、請求項1~12のいずれか一項に記載の画像形成装置。
  14. 前記粉体を付着させるときに、前記粉体付与部は移動しない、請求項1~13のいずれか一項に記載の画像形成装置。
  15. 前記軟化部は、前記画像を加熱して軟化させる、請求項1~14のいずれか一項に記載の画像形成装置。
  16. 前記画像は、電子写真方式の画像形成プロセスで前記記録媒体の表面にトナーにより形成される、請求項1~15のいずれか一項に記載の画像形成装置。
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