JP2902245B2 - 画像形成方法 - Google Patents

画像形成方法

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JP2902245B2
JP2902245B2 JP4355927A JP35592792A JP2902245B2 JP 2902245 B2 JP2902245 B2 JP 2902245B2 JP 4355927 A JP4355927 A JP 4355927A JP 35592792 A JP35592792 A JP 35592792A JP 2902245 B2 JP2902245 B2 JP 2902245B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば電子写真装置や
静電記録装置などの画像形成装置を使用して、電飾と呼
ばれる内照タイプの画像形成フィルムを形成する画像形
成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、透明樹脂フィルム上にカラー画像
を形成し、その画像をフィルムの裏面側から利用するこ
とにより、色再現性が良く且つ高級感のある、表面の平
滑性が極めて高いカラー画像を得ようとする試みが、印
刷の分野において行なわれている。特に蛍光灯などの白
色光源によりフィルムの背面から光を当て、照明された
カラー画像を光源の反対面側から鑑賞に利用する電飾と
呼ばれる分野で広く用いられている。
【0003】この場合、電飾フィルムのカラー画像を形
成した部分は、照明の光を受けてそのカラーインクの分
光特性に従った色を透過させるが、カラー画像を形成し
ていない部分は、白色として表現し且つ照明光源である
蛍光灯自体が見えないようにするために、白色のインク
が塗工されている。
【0004】このような電飾フィルムは広く使用されて
いるが、印刷という手法により作成されているために手
間がかかるだけでなく、迅速且つ短時間に目的とするも
のを手に入れることが困難であり、又少量の作成では非
常に高価になる。
【0005】電飾フィルムの作成時間の短縮という目的
に合致する方法として、インクジェット方式を用いた方
法が試みられている。この方法は、予め透明フィルムの
全面に白色インクによる白色層を塗工しておいて、その
インク白色層上からカラーインクを用いてインクジェッ
ト方式により画像を形成し、目的を達成しようとするも
のである。即ち、インクジェット方式で吐出したインク
を、インク白色層を通過して透明フィルムの背面まで到
達することにより、インク白色層からなる下地の白色度
が維持され且つ濁りがないカラー画像を得ようとするも
のである。この目的に適うように白色層を形成する白色
インク材質などについて研究、開発が続けられている。
【0006】このインクジェット方式による作成方法に
よれば、作成時間の短縮と言う点では印刷に対して十分
に早くなっているものの、短時間で大量作成という面で
は十分でない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】これに対し短時間大量
作成という面で有利な方法として、電子写真装置による
画像作成が挙げられるが、画像形成に使用する色材がト
ナーと言う樹脂製の微粒子であるために、インクのよう
に下地の白色層を通過して透明フィルムの背面に到達す
るというようなことは、トナーでは定着時に如何に加熱
しても困難である。
【0008】本発明の目的は、電子写真装置、静電記録
装置などのトナーを用いた画像形成装置を利用した画像
形成により、より短時間で大量の電飾フィルムを形成す
ることができ、光沢があり濃度の高い画像が得られる画
像形成方法を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
画像形成方法にて達成される。要約すれば本発明は、透
明フィルム上にマゼンタ、シアン、イエロー及びブラッ
クのうちの少なくとも1色以上のトナーを用いて鏡像を
形成し、次いで前記透明フィルム上に前記画像上に一様
な白色層を形成することで、透明フィルム側から正規と
なる画像を形成したことを特徴とする画像形成方法であ
る。
【0010】本発明によれば、前記白色層が、酸化チタ
ン、酸化亜鉛、酸化バリウム、アルミナ及び炭酸カルシ
ウムうちの少なくとも1つ以上を着色材とした白トナー
から形成され、前記透明フィルム上に前記白色層を形成
後、前記画像及び白色層を熱と圧力により同時に熱定着
することができ、前記白色層を構成する白トナーの粘度
が、前記画像を構成するトナーの定着時の粘度よりも高
い。又前記透明フィルム上に前記画像を形成して熱定着
し、次いで前記白色層を形成して熱定着することができ
る。更に前記透明フィルムを前記画像の形成後に前記画
像上から粗面化することにより、前記白色層を形成する
ことができる。
【0011】
【実施例】図1は、本発明の画像形成方法においてフル
カラー電飾フィルムを形成するのに使用する電子写真装
置の一例を示す概略断面図である。図に示すように、本
装置は、I 、II、III の系統に大別される。
【0012】I は転写材搬送系で、装置本体100の図
で見て右の片側から略中央部に亘って設けられている。
IIは潜像形成部で、装置本体100の略中央部に、転写
材搬送系I を構成している転写ドラム8に近接して設け
られている。III は潜像形成部IIと近接して配設されて
いる現像手段、即ち回転式現像装置である。
【0013】上記の転写材搬送系I は、装置本体100
の片側(図1の右側)に形成されている開口部に対して
着脱自在な転写材供給トレイ101及び102と、該ト
レイ101、102の略頂上部に配設された給紙用ロー
ラ103及び104と、これら給紙用ローラ103、1
04に近接して配設された、給紙ローラ106、レジス
トローラ5を備えた給紙ガイド4A及び4Bと、給紙ガ
イド4Bと近接して設けられた転写ドラム8と、転写材
給紙ガイド4A及び4Bの上方に設けられた搬送ベルト
手段15と、該搬送ベルト手段15の搬送方向終端に近
接して設けられた定着装置16と、定着装置16の近く
で装置本体100に着脱自在に設けられた本体100の
外側に延在する排出トレイ17とからなっている。
【0014】上記の転写ドラム8の周囲には、回転方向
上流側から下流側に向かって当接用ローラ7、グリッパ
ー6、転写材分離用帯電器12及び分離爪14が配設さ
れる。転写ドラム8の内側には、転写帯電器9及び転写
材分離用帯電器13が配設される。転写ドラム8は矢印
A方向に回転する。
【0015】潜像形成部IIは、転写ドラム8と当接して
配設された図の矢印方向に回転する像担持体である感光
ドラム2と、該感光ドラム2の周囲にその回転方向上流
側から下流側に向かって配設された除電用帯電器10、
クリーニング手段11、一次帯電器3と、感光ドラム2
の表面上に静電潜像を形成するためのレーザスキャナの
如き像露光手段及びポリゴンミラーの如き像露光反射手
段からなる画像露光装置200とからなっている。
【0016】回転式現像装置III は、回転自在な筺体4
aと、その筺体4a上に搭載されたイエロー現像器4
Y、マゼンタ現像器4M、シアン現像器4C及びホワイ
ト(白)現像器4Wとからなっており、これら現像器4
Y〜4Wは筺体4aの回転により、感光ドラム2と対向
した現像部に順次位置して、該感光ドラム2上に形成さ
れた静電潜像を順次現像して、トナー像として可視化す
るようになっている。
【0017】上述した構成の画像形成装置により、先
ず、普通紙等の転写材に対するフルカラー画像の作成法
を簡単に説明する。
【0018】感光ドラム2が図1の矢印方向に回転する
と、感光ドラム2上の感光体は一次帯電器3によって均
等に帯電される。一次帯電器3によって感光ドラム2に
均等な帯電が行なわれると、原稿(図示せず)のイエロ
ー画像信号によって変調されたレーザ光Eによって画像
露光が行なわれ、感光ドラム2上に静電潜像が形成され
る。現像装置III の筺体4aの回転に伴い予め現像部に
イエロー現像器4Yが位置され、現像器4Yにより上記
の潜像を現像して、感光ドラム2上にイエロートナー像
が形成される。
【0019】一方、給紙ローラ106、給紙ガイド4
A、レジストローラ5、給紙ガイド4Bを経由して搬送
されて来た転写材は、所定のタイミングでグリッパー6
により保持され、当接用ローラ7とこれに対向している
電極とによって静電的に転写ドラム8に巻き付けられ、
転写ドラム8上に担持される。転写ドラム8は感光ドラ
ム2と同期して矢印A方向に回転しており、転写材を感
光ドラム2と転写ドラム8とが対向した転写部に搬送す
る。感光ドラム2上に形成されたイエロートナー像は、
転写部において転写帯電器9により転写ドラム8上の転
写材上に転写される。転写ドラム8はそのまま回転を継
続し、次の色のマゼンタトナー像の転写に備える。
【0020】イエロートナー像の転写が終了した感光ド
ラム2は、その表面を除電用帯電器10により除電さ
れ、クリーニング手段11により清掃された後、再び一
次帯電器3による帯電、次の色のマゼンタ画像信号で変
調された画像露光による静電潜像の形成、現像装置III
のマゼンタ現像器4Mでの現像によりマゼンタトナー像
が形成され、得られたマゼンタトナー像は転写ドラム8
上の転写材上へイエロートナー像に重ね合わせて転写さ
れる。引き続いて、同様なプロセスをシアンについても
実施して、転写材上にイエロー、マゼンタ及びシアンの
3色のトナー像を重ね合わせて転写したカラー画像が得
られる。
【0021】3色のトナー像の転写が終了すると、転写
材は各帯電器12及び13により除電し、グリッパー6
による把持を解除した後、分離爪14によって転写ドラ
ム8から分離され、搬送ベルト手段15により定着装置
16に送られる。定着装置16に送られた転写材はそこ
で熱と圧力によって定着され、トナー像の混色及び転写
材上への固着が行なわれてフルカラーのプリント画像に
形成され、フルカラーの画像形成シーケンスが終了す
る。フルカラーのプリント画像は、画像形成装置の排紙
トレイ17に排出される。
【0022】以上が転写材として普通紙等を用いた場合
のフルカラー画像の作成法である。
【0023】本発明では、電飾フィルムを作成するため
に、転写材として透明フィルムが使用される。透明フィ
ルムとしては、定着時に熱変形を余り起こさない、最高
使用温度が100℃以上の耐熱性樹脂の透明フィルム、
例えばポリエチレンテレフタレート、ポリアミド等の樹
脂フィルムが用いられる。又使用するフィルムの厚さ
は、熱変形を防ぐことを考慮して50μm以上とされる
が、フィルムの地色の影響を避けるために200μm以
下、好ましくは150μm以下であることが要求され
る。
【0024】画像形成法としては、普通紙のときに準じ
た方法により、感光ドラム2上にイエロー、マゼンタ及
びシアンのトナー像を順次形成し、各トナー像が得られ
る度にそのトナー像を透明フィルム上に重ね合わせて転
写して、3色のトナー像が重ね合わされたカラー画像を
形成する。このとき、電飾フィルムでは、フィルムの反
対側面から見た画像を実際の使用に供することになるか
ら、画像は原稿の鏡像が形成される。
【0025】以上のようにして、透明フィルム上に3色
のトナー像を重ね合わせて転写したカラー画像を形成し
た後、第4の画像として白トナーからなる白色層を3色
のカラー画像上から透明フィルムの全面に形成する。そ
のために、感光ドラム2上に全面画像に対応する静電潜
像を形成し、この潜像をホワイト現像器4Wで着色材と
して白トナーを用いて現像し、感光ドラム2上に全面白
トナー層を得、これを透明フィルムの全面上に3色カラ
ー画像上から転写して白トナーからなる白色層を形成す
る。
【0026】白トナー層の転写により白色層の形成が終
了した透明フィルムは、その後定着装置16に送って、
前述したのと同様に熱と圧力によってトナー像の定着を
行なって、3色のトナー像の混色及びフィルムへの固着
並びに白トナー層の3色のトナー像への固着を同時に行
わせる。透明フィルムの3色のトナー像が形成されてい
ない部分では、白トナー層のフィルムへの固着が行なわ
れる。かくして、透明フィルム上に白トナーの白色層を
下地にしてフルカラー画像を形成した電飾フィルムが得
られる。
【0027】次に、本発明の画像形成方法において、電
飾フィルムの画像形成に使用するトナーについて説明す
る。先ず、イエロー、シアン、マゼンタトナーについて
述べると、カラー電子写真装置を用いた画像形成では、
所謂シャープメルト性のトナーを使用することが好まし
い。
【0028】その理由は、該トナーが熱を加えた際の溶
融性及び混色性に優れるからである。即ち、シャープメ
ルト性のトナーは、低温度且つ短時間で溶融するからで
ある。更にシャープメルト性のトナーを使用する別の利
点は、複写によって得られる画像の色再現範囲を拡大
し、原稿に忠実なカラー画像が得られるからである。
【0029】このようなシャープメルト性のトナーは、
例えばポリエステル樹脂又はスチレン−アクリル系樹脂
の如き結着樹脂に、着色材(染料、昇華性染料)、荷電
制御剤等を溶融混練し、粉砕、分級することにより製造
される。必要に応じてトナーに各種外添剤を添加しても
よい。
【0030】特に結着樹脂としてポリエステル樹脂を使
用したトナーは、定着性、シャープメルト性の点で優れ
ている。シャープメルト性ポリエステル樹脂は、ジオー
ル化合物とジカルボン酸との共縮重合によって合成する
ことができる、分子の主鎖がエステル結合で形成された
高分子化合物である。特に次の化1の化学式
【0031】
【化1】
【0032】(式中、R1 及びR2 はそれぞれエチレン
又はプロピレン基であり、R3 及びR4 はそれぞれ水素
原子、炭素原子1〜5個からなる分枝を有し得るアルキ
ル基から得らばれ、両者は同一でも異なっても良く、又
相互に結合して環を形成しても良い。X、Yはそれぞれ
1以上の正の整数であり、且つX+Yの平均値は2〜1
0である。)で代表される、ジオール成分のビスフェノ
ール類と多価カルボン酸成分とを共縮重合させて得られ
るポリエステル樹脂がシャープメルトな溶融特性を有す
る点で好ましい。
【0033】ジオール成分は、ビスフェノール類以外に
も、その誘導体及びその置換体から選ばれる1種以上を
使用することができる。ジオール成分として好ましいも
のは、ビスフェノールA、ビスフェノールF、1,1−
ビス(4′−オキシフェニル)エタン、1,1−ビス
(4′−オキシフェニル)シクロヘキサンを挙げること
ができる。
【0034】又多価カルボン酸成分は、遊離の酸以外に
も、その酸無水物及びその低級アルキルエステルから選
ばれる1種以上を用いることができる。多価カルボン酸
成分としては、例えばフマル酸、マレイン酸、無水マレ
イン酸、フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、トリ
メット酸、ピロメリット酸などを挙げることができる。
中でも好ましいものは、テレフタル酸及びイソフタル酸
等である。
【0035】シャープメルト性ポリエステル樹脂の軟化
点は75〜150℃、好ましくは80〜120℃に選ぶ
のがよい。このシャープメルト性ポリエステル樹脂を結
着樹脂として含有するトナーの軟化特性を、図2に示
す。
【0036】軟化点の測定法について説明すると、溶融
流動性測定器(フローテスターCET−500型、島津
製作所製)を使用し、ダイ(ノズル)の直径0.2m
m、厚み1.0mmとして20kgfの押出荷重を加
え、初期設定温度70℃で予熱時間300秒の後、6℃
/分の速度で等速昇温した際に描かれるトナーのプラン
ジャー降下量−温度曲線(以下、軟化S字曲線という)
を求める。試料となるトナーは、微粉末を1〜3g精製
して用い、プランジャー断面積は1.0cm2 とした。
【0037】軟化S字曲線は普通、図2のような形状と
なる。等速昇温するに従い、トナーは徐々に加熱され流
出が開始される(プランジャー降下A→B)。更に昇温
すると溶融状態となったトナーが大きく流出し(B→C
→D)、プランジャー降下が停止して終了する(D→
E)。
【0038】S字曲線の高さHは全流出量を示し、H/
2のC点に対応する温度T0 はそのトナーの実用軟化点
を示す。
【0039】このようなシャープメルト性のトナー又は
結着樹脂とは、溶融粘度が103 cpを示す際の温度を
1 、5×102 cpを示す際の温度をT2 とすると、 T1 =90〜150℃ 且つ |ΔT|=|T1 −T2 |=5〜20℃ の条件を満たすものをいう。
【0040】この温度−溶融粘度特性を有するシャープ
メルト性のトナー又は樹脂は、加熱されることにより極
めてシャープに粘度低下を起こすことが特徴である。こ
のような粘度低下が最上部トナー層と最下部トナー層と
の適度な混合を生じさせ、更にトナー層自体の透明性を
急激に増加させ、それが良好な減色混合に寄与するもの
である。
【0041】このようなトナーを用いた場合には、通常
の紙等の転写材上の画像は目視する限りにおいては、そ
の画質に余り影響を受けない。
【0042】次に電飾フィルムとしての特性を付与する
白トナーについて述べる。先ず、その白トナーに使用す
る結着樹脂は、前述したマゼンタ等のカラートナーの結
着樹脂の軟化温度において、その結着樹脂の貯蔵弾性率
がカラートナーの場合よりも5〜100倍、好ましくは
10〜100倍の間に設定される。
【0043】この貯蔵弾性率の選択は、使用する白トナ
ーの上記温度における貯蔵弾性率が5倍以下で、カラー
トナーの結着樹脂に近い場合、定着時に白トナーが溶融
してカラートナーとの混色を起こし、再現すべきカラー
画像の色が白色を帯びて、画質の低下を起こす。又白色
部分において白トナーの溶融が大きいために単一のフィ
ルム状になり、バックライト光源である蛍光灯自体が見
えてしまう虞がある。逆に蛍光灯が見えないレベルまで
白トナーの白色層を厚くすると、色再現性をしなければ
ならないカラートナーの溶融の程度が悪くなってしま
う。
【0044】又白トナー結着樹脂の貯蔵弾性率が100
倍以上の高弾性になると、白トナーを熱定着でフィルム
に固着するための加熱量が多くなるので、カラートナー
の溶け過ぎの状態を招いて、所謂高温オフセットが生じ
る可能性があり、これを避けるためには100倍以下と
する必要があるためである。
【0045】白トナーの結着樹脂の種類としては、前記
条件を満足する中で、ポリエステル系樹脂、スチレンア
クリル系樹脂等の公知のトナー用結着樹脂から適宜選択
すれば良い。更に白トナーの顔料としては酸化チタン、
酸化亜鉛、硫酸バリウム、アルミナ、炭酸カルシウム等
の1つ以上の材料を用いれば良い。又必要に応じて荷電
制御剤等の帯電付加剤を添加しても良い。
【0046】白トナーからなる白色層の厚みは、使用す
るトナーの粒径によって変化し得るが、トナー粒径に従
って述べると、トナー粒径の1.5倍以上、好ましくは
2.1倍以上あれば良い。
【0047】以上の実施例では、電子写真装置は、イエ
ロー現像器4Y、マゼンタ現像器4M、シアン現像器4
C及びホワイト現像器4Wを有する回転現像装置III を
備え、イエロー、マゼンタ、シアンの3色のトナーでカ
ラー画像を形成したが、図3に示すように、回転現像装
置III がイエロー現像器4Y、マゼンタ現像器4M、シ
アン現像器4C、ブラック現像器4K及びホワイト現像
器4Wを有し、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック
の4色のトナーでカラー画像を形成する画像形成装置を
使用した場合にも、同様な方法により、透明フィルム上
に白トナーの白色層を下地にしてフルカラー画像を形成
した電飾フィルムを得ることができる。図3において図
1に付した符号と同一の符号は同一の部材を示す。
【0048】実施例2 上記の実施例においては、カラートナー像のみならず白
色層の白トナー層までも1回の熱定着でフィルム上に定
着したが、本実施例では別々に熱定着しており、カラー
トナー像を形成して定着し、その後白トナーからなる白
色層を形成して白色層の定着を行なった。
【0049】この場合、使用する白トナーの結着樹脂
は、カラートナーのそれと同じものを用いても可能であ
った。即ち、白トナーの定着時の定着ローラの温度を1
0℃以上低くするか、或いは定着時間を短縮することで
可能となった。
【0050】実施例3 実施例1及び2では、電飾フィルムの画像形成面の白色
化は、透明フィルム上に画像形成後、白トナー層を形成
することで行なったが、透明フィルムの画像形成面を画
像形成後に粗して粗面化することでも可能である。
【0051】即ち、本実施例では、実施例1に示したよ
うに、透明フィルム上に3色のトナー像を重ね合わせて
転写してカラー画像を得た後、その画像形成面を400
番程度のラッピングテープ等を用いて粗して白色層に形
成した。粗す方向は一方向でなく、2方向以上に亘って
行なうことが好ましかった。これにより、透明フィルム
上に粗面化による白色層を下地にしてフルカラー画像を
形成した電飾フィルムが得られた。
【0052】上記において、ラッピングテープ等はロー
ラに巻き付け、公知の研摩装置の如き装置に取付けて使
用しても良い。バフ研摩、サンドブラスト等の方法をと
ることも可能である。
【0053】又透明フィルムの画像形成面を直接粗すと
カラー画像の脱落を招く虞があるときは、その画像上か
ら透明樹脂トナーによる透明トナー層をフィルムの全面
に形成し、画像及び透明トナー層を定着装置で熱定着し
てから、透明トナー層上からフィルムを粗すようにすれ
ば、画像の脱落防止を確実に防いで透明トナー層を粗面
化により白色層にでき、透明トナー層を下地の白色層と
したカラー画像の電飾フィルムが得られる。
【0054】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像形成
方法によれば、高速で画像形成が可能な電子写真装置、
静電記録装置などのトナーを用いた画像形成装置を利用
して、透明フィルム上にマゼンタ、シアン、イエロー及
びブラックのうちの少なくとも1色以上のトナーを用い
て鏡像を形成し、次いで透明フィルム上に前記画像上か
ら一様な白色層を形成することで、透明フィルム側から
正規となる画像を形成する構成とされるので、 (1)電飾フィルムをより短時間で高速、簡単且つ大量
に作成することができる。 (2)白色層の形成がカラー画像の形成後に行なわれる
ので、カラー画像の形成条件が何らの制約を受けない。 (3)白色層によるカラー画像への悪影響が防止でき、
色再現性の良い均一で光沢があり濃度の高い画像が得ら
れる。といった効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の方法において使用する電子写真装置の
一例を示す概略断面図である。
【図2】本発明の方法において使用するトナーの溶融特
性を示すグラフである。
【図3】本発明の方法において使用することができる電
子写真装置の他の例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
2 感光ドラム 4M、4C、4Y、4K、4W 現像器 8 転写ドラム 16 定着装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G03G 13/01 G03G 15/01 - 15/01 117

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 透明フィルム上にマゼンタ、シアン、イ
    エロー及びブラックのうちの少なくとも1色以上のトナ
    ーを用いて鏡像を形成し、次いで前記透明フィルム上に
    前記画像上から一様な白色層を形成することで、透明フ
    ィルム側から正規となる画像を形成したことを特徴とす
    る画像形成方法。
  2. 【請求項2】 前記白色層が、酸化チタン、酸化亜鉛、
    酸化バリウム、アルミナ及び炭酸カルシウムうちの少な
    くとも1つ以上を着色剤とした白トナーから形成される
    請求項1の画像形成方法。
  3. 【請求項3】 前記透明フィルム上に前記白トナーから
    なる白色層を形成後、前記画像及び白色層を熱と圧力に
    より同時に熱定着する請求項2の画像形成方法。
  4. 【請求項4】 前記白色層を構成する白トナーの定着時
    の粘度が、前記画像を構成するトナーの定着時の粘度よ
    りも高い請求項3の画像形成方法。
  5. 【請求項5】 前記透明フィルム上に前記画像を形成し
    て熱定着し、次いで前記白トナーからなる白色層を形成
    して熱定着する請求項2の画像形成方法。
  6. 【請求項6】 前記透明フィルムを前記画像の形成後に
    前記画像上から粗面化することにより、前記白色層を形
    成する請求項1の画像形成方法。
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