JP3562229B2 - Multicolor printing method and multicolor printing apparatus using electrophotography - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真法を用いた多色印刷方法及び多色印刷装置、特に中間転写体を用いた電子写真印刷における転写品質向上技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から印刷技術の一つとして電子写真法を用いた印刷が行われている。この電子写真法は感光体表面にコロナ放電によって電荷を与え(帯電)、次に被写体像を前記感光体表面に投影する(露光)。この結果、感光体の露光部では電荷が中和され、感光体表面に電荷パターン(潜像)が形成される。この電荷パターン上に摩擦帯電する現像剤(トナーなど)を散布すると、電荷に対して静電吸着が生じてトナー画像が形成される(現像)。さらに、前記トナー画像を被印刷体に転写して、トナーを溶融することによって、被印刷体に定着させて、電子写真を完成することができる。
【0003】
なお、単色印刷の場合は、前述した構成で良好な印刷を行うことができるが、多色印刷(カラー印刷)を行う場合には、各色のトナー画像を順次中間転写体上に転写して、被印刷体に転写する前にカラートナー画像を合成する。そして、一括して前記カラートナー画像を被印刷体に転写する。これは、各色トナー画像の重ね合わせ転写を行う場合に、装置内で相対的な位置決めがされた中間転写体と感光体との位置合わせ精度の方が、搬送機構等によって搬送される被印刷体と感光体との位置合わせ精度より高いためである。また、中間転写体の表面に柔軟性を持たせることも可能なので、被印刷体として普通記録紙以外に凹凸面を有する記録紙や金属、樹脂の他、曲面を有する缶や箱等の立体物にもトナー画像の転写を行うことができる。
【0004】
ところで、前記中間転写体を用いた転写印刷の場合、被印刷体には粉状のトナー画像が転写されるため印刷された画像自体が点で構成され粒子のめだつ不鮮明なものになってしまう場合がある。トナーは、被印刷体に転写後、当該被印刷体を加熱して定着が行われるのでこの時に前記粒子の粗さは多少改善されるが十分ではなかった。
【0005】
そこで、例えば、特開昭49−78559号公報には、中間転写体を加熱して、当該中間転写体上でトナーを溶融させた後、被印刷体に転写を行う印刷装置が提案されている。この装置によれば、転写前にトナーが溶融して粒子界面が無くなりトナー画像自体が非粒子の透明感(光沢)を有した滑らかな画像になり転写画像を鮮明なものにすることができる。また、特開平3−63758号公報には、前記装置の中間転写体の熱劣化や熱効率を考慮して、中間転写体上での加熱温度をトナー溶融温度以下にコントロールし、転写直前で押圧ローラでトナーの溶融を行って、予備加熱された被印刷体に転写印刷を行うトナー画像転写定着装置が提案されている。この装置によれば、印刷装置自体の負荷を軽減しつつトナー画像の転写を行うことができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した印刷装置のように中間転写体上で完全にトナー粒子の溶融を行う場合、粒子の目立たない透明感のあるトナー画像を形成することができるが、溶融が進みすぎて粘度が低くなりすぎると転写時に転写像が滲んだり溶融した画像が中間転写体から脱落したり、また剥離が不完全になり(トナー画像としての結合力が低下し引きちぎれた一部のトナーが中間転写体に残留してしまう)転写が安定しない等の問題が発生していた。
【0007】
また、各部材の温度コントロールを行う場合、被印刷体毎の温度容量が異なるため温度コントロールが煩雑になると共に、トナーの溶融にばらつきが発生し易くトナー粒子毎の結合が不安定になり転写像が滲んだり溶融した画像の中間転写体からの剥離が不完全になる等の不具合を完全に排除することができなかった。
【0008】
さらに、上述の問題は複数色を重ね合わせるカラー画像の転写印刷に適用する場合、滲みや不完全剥離等によるオリジナル画像の忠実な色再現ができなという問題を招いていた。
【0009】
また、トナーの溶融を行う場合、被印刷体がポリエチレンやポリプロピレン等で構成されるプラスティック容器の場合、容器の熱変形温度がトナーの溶融温度より低い場合が多いためトナー画像の転写時に前記容器が変形してしまうという問題もある。
【0010】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたもので、トナーの非粒子化を行い滑らかなカラートナー画像を形成すると共に、中間転写体からのトナー画像の剥離を完全に行い忠実な色再現を行い高品質の転写印刷画像を得ることのできる電子写真法を用いた多色印刷方法及び多色印刷装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記のような目的を達成するために、本発明の構成は、感光体表面に結像された単色潜像に基づいて、複数色のカラートナー粉を中間転写体上で重ね合わせながら静電転写してカラートナー画像を形成し、当該カラートナー画像を被印刷体に印刷する電子写真法を用いた多色印刷方法において、重ね合わされた複数色のカラートナー粉を前記中間転写体上で溶融して一層の溶融トナー層を形成する溶融ステップと、前記溶融トナー層が10 4 ポイズより高い見かけの粘度を有する半溶融状態のカラーフィルムとなるよう、該溶融トナー層を前記中間転写体上で強制的に冷却する冷却ステップと、前記カラーフィルムを被印刷体に転写する転写ステップと、を含むことを特徴とする。
【0012】
ここで、カラートナー画像を構成するトナー色は、例えば、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラック等の色であり、積層されたカラートナー粒子は例えば、赤外線ヒータ等の加熱手段によって加熱溶融され溶融トナー層が形成される。そして、溶融後、前記溶融トナー層は強制的に冷却され、10 4 ポイズより高い見かけの粘度を有する半溶融状態(完全凝固直前のフィルム状態)にされる。
【0013】
この構成によれば、溶融によってトナー粒子の界面がなくなり透明感のある滑らかな画像が形成されると共に、冷却されカラートナー画像として結合力のある半溶融状態のカラーフィルムが形成できるので、中間転写体からの剥離がスムーズに行われ安定した完全転写を行うことができる。
【0015】
また、強制的な冷却は、中間転写体の内部に冷却水や冷却オイル、冷却空気等の媒体を供給して実現したり、中間転写体表面に対して冷却空気を供給して実現する。
【0016】
よって、この構成によれば、一度溶融した溶融トナー層を速やかに半溶融状態のカラーフィルムにすることができる。
【0017】
また、本発明の構成は、前記方法において、さらに、被印刷体を前記カラーフィルムの転写前に加熱する予備加熱ステップを有することを特徴とする。
【0018】
ここで、被印刷体の予備加熱温度は、被印刷体の材質によって異なるが、例えばスチール缶の場合、80℃である。この構成によれば、半溶融状態のカラーフィルムと被印刷体との密着性が向上し良好な転写を行うことができる。
【0019】
また、本発明の構成は、感光体表面に結像された単色潜像に基づいて、複数色のカラートナー粉を中間転写体上で重ね合わせながら静電転写してカラートナー画像を形成し、当該カラートナー画像を被印刷体に印刷する電子写真法を用いた多色印刷装置において、前記中間転写体は、カラートナー画像の形成後に重ね合わされたカラートナー粉を溶融して一層の溶融トナー層を形成する溶融ステーションと、前記溶融ステーションの下流側に設けられ、前記溶融トナー層が10 4 ポイズより高い見かけの粘度を有する半溶融状態のカラーフィルムとなるよう、該溶融トナー層を強制的に冷却する冷却ステーションと、前記カラーフィルムを被印刷体に転写する転写ステーションと、を含むことを特徴とする。
【0020】
この構成によれば、溶融によってトナー粒子の界面がなくなり透明感のある滑らかな画像が形成されると共に、冷却されカラートナー画像として結合力のある半溶融状態のカラーフィルムが形成できるので、中間転写体からの剥離がスムーズに行われ安定した完全転写を行うことができる。
【0021】
また、本発明の構成は、前記装置において、さらに、被印刷体を前記カラーフィルムの転写前に加熱する予備加熱ステーションを有することを特徴とする。
【0022】
この構成によれば、半溶融状態のカラーフィルムと被印刷体との密着性が向上し良好な転写を行うことができる。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態(以下、実施形態という)を図面に基づき説明する。なお、本実施形態では、電子写真法を用いた4色のトナー(イエロー、マゼンダ、シアン、ブラック)による多色印刷を円筒形の缶の側面に施す例を説明する。
【0024】
図1は本実施形態の多色印刷装置10の中間転写体を中心とする説明模式図である。この多色印刷装置10は装置全体の制御を行うCPU12と、各トナー色毎に設けられた電子写真ユニット14Y,14M,14C,14Kと、前記電子写真ユニット14Y,14M,14C,14Kで形成された各色のトナー画像を重ね合わせるドラム状の中間転写体16と、被印刷体である例えば缶18を印刷位置に搬送する図示しない搬送装置と、缶に転写されたトナー画像を定着させる図示しないトナー定着装置等から構成されている。なお、前記電子写真ユニット14Y,14M,14C,14Kはトナーの色毎(例えば、イエロー(Y)、マゼンダ(M)、シアン(C)、ブラック(K))に配置され、それぞれ露光装置20Y,20M,20C,20K、感光体22Y,22M,22C,22K、帯電装置24Y,24M,24C,24K、現像装置26Y,26M,26C,26K、クリーニング装置28Y,28M,28C,28K等から構成されている。また、前記中間転写体16は略ドラム状を呈し、金属層16aの表面に体積抵抗率が103〜1012Ωcm程度、好ましくは、105〜1010Ωcmの導電性弾性体、例えば導電性ゴム16bが周設されている。
【0025】
図1に基づいて、カラートナー画像の転写印刷について説明する。図示しない画像読み取り装置や外部入力装置等がカラーフィルタ等を用いて色分離しながら認識した画像情報は、CPU12の指示に基づき色毎に順次電子写真ユニット14Y,14M,14C,14Kの露光装置20Y(イエロー用),20M(マゼンダ用),20C(シアン用),20K(ブラック用)に入力される。なお、色毎の処理は同じなので、イエロー(Y)を例に取って転写原理を説明する。前記露光装置20Yは、イエローの画像情報に基づいてレーザビームを照射し、感光体22Y上に潜像を形成する。前記感光体22Yは、例えば、ドラム状の導電体上に蒸着アモルファスシリコン、蒸着メモルファスセレンまたは酸化亜鉛や有機光導電体が散布された樹脂で形成され、帯電装置24Yによって、表面に電荷層が形成される。この電荷層に前記露光装置20Yからのレーザビームが照射されると、露光部で電荷が中和され、感光体22Y表面に電荷パターン(潜像)が形成される。この電荷パターン上に現像装置26Yによって、摩擦帯電する現像剤(イエローのトナー)を散布すると、電荷に対して静電吸着が生じてイエローのトナー画像が形成される(現像)。
【0026】
本実施形態において中空ドラム状の中間転写体16の表層に配置された金属層16aには、所定の電圧を印加するための電圧供給源(本実施形態では電極)が接続されている。前記金属層16aが電圧供給を受けると、その電圧に対応する静電力が中間転写体16の表面に周設された導電性ゴム16b上に形成される。この静電力によって、現像されたイエローのトナー画像が中間転写体16上に転写保持されたる。以下、同様に、潜像形成処理、現像処理、転写保持処理等がマゼンダ(M),シアン(C),ブラック(K)において行われ、中間転写体16の表面に複数色からなるカラートナー画像が形成される。
【0027】
本実施形態の特徴的事項は、前記中間転写体16が電子写真ユニット14Y,14M,14C,14Kから取得保持したカラートナー画像を溶融する溶融ステーションと、一度溶融したカラートナー画像を冷却して半溶融状態のカラーフィルムを形成する冷却ステーションと、形成されたカラーフィルムを被印刷体に転写する転写ステーションを有し、冷却され半溶融状態になったカラーフィルムを被印刷体に転写するところである。
【0028】
本実施形態においては、トナーの溶融は4色のトナー画像の重ね合わせが終了してカラートナー画像が形成された後に効率良く行うことが好ましい。そのため、溶融ステーション30は電子写真ユニット14Kの下流位置で、前記中間転写体16の表面に沿って形成されている。この溶融ステーション30は、例えば赤外線ヒータを有し、前記中間転写体16の表面をトナーの溶融温度である140℃(使用するトナーの種類によって適宜選択される)に加熱し、中間転写体16の表面(導電性ゴム16b)上に保持されたカラートナー画像の溶融を行う。
【0029】
一方、中間転写体16の内部には中間転写体16の表面を冷却する冷却装置32が内蔵されている。図1に示す実施形態において、前記冷却装置32は温度コントロールされた冷却水または冷却オイルを前記中間転写体16の表層の金属層16aに循環させることによって、当該中間転写体16の表面を前記溶融ステーション30における加熱温度より低い温度(例えば、40〜50℃)に維持している。すなわち、溶融ステーション30の通過後に前記中間転写体16は冷却されることになる。本実施形態においては、溶融ステーション30の下流側を冷却ステーション34と定義する。従って、前記溶融ステーション30で溶融形成された溶融トナー層は冷却ステーション34で冷却され、半溶融状態のカラーフィルムになる。
【0030】
前記カラーフィルムは図示しない搬送装置によって順次搬送される被印刷体である缶18と転写ステーション36で接触し、缶18の表面に転写される。なお、前記缶18は搬送装置の搬送経路上に設置された予備加熱ステーション38によって、前記カラーフィルムの転写前に予備加熱されている。この予備加熱温度は、前記カラーフィルムが被印刷体に接触することによって、当該カラーフィルムの界面温度が所定温度(冷却温度)より低下し良好な転写を阻害することを防止している。前記予備加熱温度は、被印刷体の材質によって異なるが、例えば、スチール製の缶18の場合、80℃(好適温度範囲60℃〜130℃)である。また、被印刷体がポリエチレンやポリプロピレン等のプラスティック製の容器やフィルムの場合は、容器やフィルムの熱変形を考慮して、予備加熱温度は、前記缶18より上限温度が制限された例えば、好適温度範囲を60℃〜110℃程度に設定される。
【0031】
前記予備加熱ステーション38は、例えば赤外線ヒータを有し搬送途中の缶18を加熱するものである。、缶18の場合、冷却温度より高い温度に予備加熱しておくことにより半溶融状態のカラーフィルムが再度溶融(軟化)し前記缶18表面との密着性が向上し良好な転写を行うことができる。
【0032】
なお、図1において、各画像情報を露光装置20Y,20M,20C,20Kに供給するタイミングやレーザービームを発生するタイミング、感光体22Y,22M,22C,22Kや中間転写体16の回転速度、缶18の供給タイミング等すべての動作で同期を取る必要があるが、これらは前記CPU12によって全て行われる。
【0033】
図2〜図4を用いて、多色印刷装置10の中間転写体16に設けられる冷却装置32の構造及びその周辺の具体的な構造を説明する。図2に示すように中間転写体16は中空のドラム形状を呈し、リング状の外周部40aと円筒状の中心部40bとが接続部材42によって接続されている。そして、前記中心部40bには、中心軸44が固定され、中間転写体16の回転駆動源であるモータ(望ましくはフィードバック制御可能なモータ)46の出力軸46aに接続され、当該中間転写体16を精密に回転駆動するようになっている。また、前記中心軸44と同軸に前記中間転写体16の表面に静電力を発生させるためのリング状の電圧供給電極48を保持する凸部50aを有する固定プレート50が固定されている。この固定プレート50は多色印刷装置10の図示しないフレームに固定されている。すなわち、中間転写体16が電圧供給電極48に対して回転移動可能に配置されることになる。
【0034】
前記凸部50aには、回転する前記中間転写体16に所定電圧を印加する電源装置(不図示)が接続されている。また、前記接続部材42に植設されたアーム52の先端に固定された板バネ54の先端には接触子56が設けられている。この接触子56が前記電圧供給電極48に常時接触して、中間転写体16の回転位置に関わりなく表層の金属層16aに常時一定電圧が印加できるようになっている。なお、本実施形態の場合、前述した冷却装置32の冷却媒体は前記金属層16a内を通過し冷却動作を行っている。なお、前記固定プレート50と中心軸44との接触部分にはベアリング等が挿入され、中間転写体16が固定プレート50に対してスムーズに回転できるようになっている。
【0035】
前記中心軸44の先端部には、前述したように、前記中間転写体16の表層の金属層16aに冷却水(または、冷却オイル)を循環させて、当該中間転写体16の表面温度を制御する冷却装置32の流体分配・回収経路58が形成されている。また、中間転写体16の外部には前記冷却水の温度制御を行う温度コントローラ60と、温度制御された冷却水を前記中間転写体16の金属層16aに送り込むポンプ62が配置されている。また、前記金属層16a内を通過した冷却水はタンク64で回収され、再度、前記温度コントローラ60に供給される。従って、温度コントローラ60と、ポンプ62と、金属層16aと、タンク64によって冷却水循環系が形成される。
【0036】
図3には、中心軸44の先端部の流体分配・回収経路58の部分拡大図が示されている。中心軸44の中央には直径の大きな温度調整済み冷却水が通過する給水管66が配置され、その周囲には直径の小さな使用済み冷却水が通過する排水管68が複数(例えば12本)配置されている。前記給水管66の端部開口66a及び排水管68の端部開口68aは、それぞれ、中心軸44の周囲に環状に形成された接続流路70,72に接続されている。そして、前記接続流路70の一部に前記ポンプ62から延びる冷却水供給管74が接続され、前記接続流路72の一部に前記タンク64に向かう冷却水排水管76が接続されている。従って、回転する中心軸44の端部開口66aは、常に接続流路70から温度調節済み冷却水の供給を受け、端部開口68aは、常に接続流路72によって使用済み冷却水の排水を行うことができる。なお、前記接続流路70,72と中心軸44との接続部には、シール部材78が挿入され、冷却水が漏れない構造になっている。
【0037】
前記給水管66の他端位置66bでは、冷却水を中間転写体16の全周に分配するために、前記給水管66が複数(例えば、12本)の分岐管80に分かれている。各分岐管80は中間転写体16の表層の金属層16aを通過し表面の冷却を行い回収管82を介して中心軸44の排水管68に投入され、さらに、タンク64に導かれる。なお、前記分岐管80の配置本数はスペース的な制限を受けるため金属層16aでさらに分岐したり、蛇行させたりして前記金属層16a全体が均一に冷却することが望ましい。
【0038】
図4には、回収管82が排水管68に接続される部分の断面図が示されている。なお、図4において、中央部は給水管66である。このように中間転写体16の表層の金属層16aには常に冷却水が供給され、前記中間転写体16の表面温度を所定温度に維持しているので、溶融トナー層の安定した冷却が可能になり、カラーフィルムの形成を容易に行うことができる。なお、本実施形態では、図1に示すように、溶融ステーション30で140℃程度で溶融した溶融トナー層を前記溶融ステーション30の下流位置で40℃程度まで冷却する必要があるため冷却水の温度は、例えば20℃〜25℃である。
【0039】
このように、冷却水の循環によって所定温度に維持された中間転写体16は、その表面に静電力によって各色のトナーを積層保持し、溶融ステーション30で前記積層保持した各色トナーを溶融してトナー粒子の目立たない溶融トナー層を形成する。そして、溶融ステーション30を通過した溶融トナー層は所定温度に維持された中間転写体16によって、その溶融温度から強制的に冷却され半溶融状態のカラーフィルムになる。トナーは一度溶融することによって、トナー粒子の界面が無くなり全体的に光沢を帯びると共に、非粒子の滑らかなカラートナー画像になる。また、冷却され、半溶融状態のカラーフィルムになることによって、トナー画像としての結合が完全になり中間転写体16からの剥離が容易になり、オリジナル画像の忠実な色再現を行った高品質のカラートナー画像を被印刷体である缶18に転写することができる。
【0040】
ところで、中間転写体16に積層保持されたトナーを加熱して溶融し、さらに冷却して半溶融状態にする場合、トナーの種類によって最適加熱温度、最適冷却温度が異なる。同様に、半溶融状態のカラーフィルムを被印刷体に転写する時の当該被印刷体による熱吸収の違い(被印刷体の熱容量や予備加熱温度の違い)があるため転写に最適な状態のカラーフィルムにする冷却温度も異なる。そこで、本実施形態におけるトナーの加熱及び冷却の基準は、トナーの溶融時および半溶融時の粘度(高化式フローテスタによる見かけの粘度)によって定めることが望ましい。なお、前記高化式フローテスタによる見かけの粘度測定とは、直径1.0mm、長さ10mmのノズルを用い、荷重10kgfの条件で溶融流れ試験を行い、押し出し量変化に基づいて各温度における見かけの粘度を決定する測定方法である。
【0041】
図5(a)は、中間転写体16に積層保持されたトナーの温度とその時の見かけの粘度の関係を示す対数グラフである。図示するように見かけの粘度104(ポイズ)を境に、見かけの粘度104(ポイズ)より低い粘度(例えば102〜104ポイズ程度)になるようにトナーの加熱温度を設定し、見かけの粘度104(ポイズ)より高い粘度(例えば104〜106ポイズ程度)になるように冷却温度を設定することが好ましい。なお、冷却温度を低くしてカラーフィルムの粘度を高くした方が中間転写体16からの剥離は良好に行われる。そこで、図5(b)に示すように、溶融ステーション30(図1参照)で、トナー温度をTaまで上昇させた後、冷却ステーション34で、トナー温度をTb1まで過剰に冷却する。その後、被印刷体(缶18)の予備加熱によってカラーフィルムの温度を転写に最適なトナー温度Tcまで上昇させれば、被印刷体に転写される時に再軟化が行われ、冷却時にカラーフィルムの粘度をある程度高くしても良好な転写を行うことができる。また、被印刷体が熱変形しやすい材質で形成されている場合は、図5(c)に示すように、冷却ステーションにおける冷却温度を転写に最適なトナー温度Tcより高いトナー温度Tb2に設定し、被印刷体との接触による温度ドロップ作用によりトナー温度Tcまで下げるようにすれば、被印刷体の熱変形を防止しつつ良好な転写を行うことができる。
【0042】
図6には、溶融トナー層を冷却する他の構成を示す模式図が示されている。図6に示す例では、中間転写体16上に静電力によって積層保持されたカラートナー画像84を赤外線ヒータ等で構成される溶融ステーション30で溶融し、溶融トナー層86を形成するところは、図1等に示す例と同様である。図6の場合、溶融ステーション30の下流位置には、中間転写体16の外周面に沿って冷却送風機88が配置され、溶融トナー層86を外部より冷却し、半溶融状態のカラーフィルム90を形成している。形成されたカラーフィルム90は、マンドレルヒータ92によって予備加熱された管18に転写される。
【0043】
このような外部冷却構造を採用すれば、中間転写体16内部の構造を容易にしつつ、図1の例と同様な効果を得ることができる。また、図1に示す内部冷却と図6の外部冷却とを組み合わせれば、より効果的な冷却処理を行うことができる。なお、図6に示すような冷却空気を用いた方法では、冷却空気が溶融ステーション30の溶融処理に干渉しないように隔離壁等を設けたり送風方向を調整する等の配慮が必要である。
【0044】
前述した図1〜図4に示した冷却構造では、中間転写体16内部から当該中間転写体16全体を冷却する構成を示したが、中間転写体16の溶融ステーション30の下流位置のみを内部から部分的に冷却する構成としても同様の効果を得ることができる。また、中間転写体16の内部の冷却循環系を通過する媒体は任意であり冷却空気等でも良い。
【0045】
本実施形態では、被印刷体として円筒の缶(アルミ製、スチール製等)を例に取って説明したが、印刷対象は任意であり、例えば、プラスチック製ボトル、カップ、チューブ等やシート状の紙や布(ロール状に巻かれたものも含む)、フィルム(プラスチックや金属箔等で形成された積層フィルムも含む)、積層フィルムで構成される袋や紙コップ等でも同様な効果を得ることができる。
【0046】
また、各図で示した構造は一例であり、中間転写体上で溶融トナー層の形成及び冷却による半溶融状態のカラーフィルムの形成ができれば、その構造は任意であり、同様な効果を得ることができる。
【0047】
さらに、本実施形態では、4色のトナーを重ねたカラー転写を例にとって説明したが、使用するトナー色や色数(単色も含む)は任意であり前述した実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0048】
【発明の効果】
本発明によれば、中間転写体上でトナーを加熱溶融して、溶融トナー層を形成することによって、トナー粒子の界面を無くすことが可能になり粒子の目立たない透明感のある滑らかなカラートナー画像を形成することができる。また、中間転写体上で前記溶融トナー層を冷却して半溶融状態のカラーフィルムにすることによって、中間転写体からの剥離がスムーズになり被印刷体に対してオリジナル画像の忠実な色再現を行う完全転写を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る多色印刷方法を説明する説明模式図である。
【図2】本発明の実施形態に係る多色印刷装置の中間転写体及び冷却装置を説明する断面図である。
【図3】本発明の実施形態に係る多色印刷装置の中間転写体の中心軸の先端部の流体分配・回収経路の部分拡大図である。
【図4】本発明の実施形態に係る多色印刷装置の中間転写体の中心軸の回収管が排水管に接続される部分の断面図である。
【図5】本発明の実施形態に係る多色印刷装置のトナーの粘度と加熱・冷却温度の関係を示す説明図である。
【図6】本発明の実施形態に係る多色印刷装置の他の冷却構造を説明する説明図である。
【符号の説明】
10 多色印刷装置、14Y,14M,14C,14K 電子写真ユニット、16 中間転写体、16a 金属層、16b 導電性ゴム、18 缶、30 溶融ステーション、32 冷却装置、34 冷却ステーション、36 転写ステーション、38 予備加熱ステーション。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a multicolor printing method and a multicolor printing apparatus using an electrophotographic method, and particularly to a transfer quality improving technique in electrophotographic printing using an intermediate transfer member.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, printing using electrophotography has been performed as one of printing techniques. In this electrophotography, charges are given to the surface of a photoreceptor by corona discharge (charging), and then a subject image is projected on the surface of the photoreceptor (exposure). As a result, the charge is neutralized in the exposed portion of the photoconductor, and a charge pattern (latent image) is formed on the photoconductor surface. When a developer (toner or the like) that is frictionally charged is sprayed on the charge pattern, the charge is electrostatically attracted to form a toner image (development). Further, the toner image is transferred to a printing medium, and the toner is melted to be fixed on the printing medium, whereby an electrophotograph can be completed.
[0003]
In the case of single-color printing, good printing can be performed with the above-described configuration. However, in the case of performing multi-color printing (color printing), the toner images of each color are sequentially transferred to an intermediate transfer member, and A color toner image is synthesized before transfer to a printing medium. Then, the color toner images are collectively transferred to the printing medium. This is because, when superimposing and transferring the toner images of the respective colors, the accuracy of the alignment between the intermediate transfer body and the photosensitive body, which are relatively positioned in the apparatus, is higher than that of the printing medium conveyed by the conveyance mechanism or the like. This is because the alignment accuracy between the photoconductor and the photoconductor is higher. In addition, since the surface of the intermediate transfer member can be made flexible, recording media other than ordinary recording paper, such as recording paper, metal, and resin, as well as three-dimensional objects such as cans and boxes having curved surfaces, as well as ordinary recording paper. The transfer of the toner image can also be performed.
[0004]
By the way, in the case of transfer printing using the intermediate transfer body, when a powdery toner image is transferred to a printing medium, the printed image itself is composed of dots and the particles are unclear and prominent. There is. After the toner is transferred to the printing medium, the printing medium is heated to fix the toner. At this time, the roughness of the particles is slightly improved but is not sufficient.
[0005]
Therefore, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 49-78559 proposes a printing apparatus that heats an intermediate transfer member, melts toner on the intermediate transfer member, and then transfers the toner to a printing target. . According to this apparatus, the toner is melted before the transfer, the particle interface is eliminated, and the toner image itself becomes a smooth image having a non-particle transparent feeling (gloss), so that the transferred image can be sharpened. Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-63758 discloses that the heating temperature on the intermediate transfer member is controlled to be equal to or lower than the toner melting temperature in consideration of thermal deterioration and thermal efficiency of the intermediate transfer member of the apparatus. There has been proposed a toner image transfer / fixing apparatus that performs transfer printing on a pre-heated printing medium by melting the toner in a printing medium. According to this apparatus, it is possible to transfer a toner image while reducing the load on the printing apparatus itself.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the toner particles are completely melted on the intermediate transfer member as in the above-described printing apparatus, a toner image having a transparent feeling with no noticeable particles can be formed. If it is too much, the transferred image will bleed during the transfer or the fused image will fall off the intermediate transfer member, or the peeling will be incomplete (the bonding force of the toner image will be reduced and some of the torn toner will be transferred to the intermediate transfer member). However, such problems as unstable transfer occur.
[0007]
In addition, when controlling the temperature of each member, the temperature control is complicated because the temperature capacity of each printing medium is different, and the melting of the toner is liable to occur. However, it was not possible to completely eliminate problems such as blurring or incomplete peeling of the fused image from the intermediate transfer member.
[0008]
Furthermore, when the above-mentioned problem is applied to transfer printing of a color image in which a plurality of colors are superimposed, there has been a problem that faithful color reproduction of an original image due to bleeding, incomplete peeling or the like cannot be performed.
[0009]
Further, when the toner is melted, when the printing medium is a plastic container made of polyethylene, polypropylene, or the like, the container often has a heat deformation temperature lower than the melting temperature of the toner, so that the container is not transferred when the toner image is transferred. There is also a problem of deformation.
[0010]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and forms a smooth color toner image by detoning the toner, and completely removes the toner image from the intermediate transfer body to perform faithful color reproduction. An object of the present invention is to provide a multicolor printing method and a multicolor printing apparatus using an electrophotographic method capable of obtaining a high quality transfer print image.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the configuration of the present invention is based on a single-color latent image formed on the surface of a photoreceptor, and performs electrostatic transfer while superposing a plurality of color toner powders on an intermediate transfer body. Forming a color toner image, and in a multicolor printing method using an electrophotographic method of printing the color toner image on a printing medium, a plurality of superimposed color toner powders are melted on the intermediate transfer body. A melting step of forming a single molten toner layer;Is 10 Four The molten toner layer is used to form a semi-molten color film having an apparent viscosity higher than poise.On the intermediate transfer memberForciblycoolingDoThe method includes a cooling step and a transfer step of transferring the color film to a printing medium.
[0012]
Here, the toner colors that constitute the color toner image are, for example, colors such as yellow, magenta, cyan, and black, and the laminated color toner particles are heated and melted by a heating unit such as an infrared heater, for example. Is formed. Then, after melting, the molten toner layerForciblyCooled,10 Four Has higher apparent viscosity than PoiseIt is brought into a semi-molten state (film state immediately before complete solidification).
[0013]
According to this configuration, the interface between the toner particles is eliminated by melting, and a transparent and smooth image is formed, and a cooled, color toner image can be formed as a color toner image in a semi-molten state with a binding force. Peeling from the body is performed smoothly, and stable complete transfer can be performed.
[0015]
Also,CompulsionTypicalcoolingIsThis is achieved by supplying a medium such as cooling water, cooling oil, or cooling air into the intermediate transfer body, or by supplying cooling air to the surface of the intermediate transfer body.
[0016]
Therefore,According to this configuration, the melted toner layer once melted can be quickly turned into a semi-melted color film.
[0017]
Further, the configuration of the present invention is characterized in that, in the method, a preheating step of heating the printing medium before the transfer of the color film is further provided.
[0018]
Here, the preheating temperature of the printing medium varies depending on the material of the printing medium, but is, for example, 80 ° C. in the case of a steel can. According to this configuration, the adhesion between the color film in a semi-molten state and the printing medium is improved, and good transfer can be performed.
[0019]
Further, the configuration of the present invention forms a color toner image by electrostatically transferring a plurality of color toner powders on the intermediate transfer member while overlapping each other, based on the single-color latent image formed on the photoconductor surface, In a multicolor printing apparatus using an electrophotographic method for printing the color toner image on a printing medium, the intermediate transfer body melts the color toner powder superimposed after the formation of the color toner image to form a single fused toner layer. A fusing station for forming the fusing station, and the fusing toner layer provided downstream of the fusing station.Is 10 Four The molten toner layer is used to form a semi-molten color film having an apparent viscosity higher than poise.ToForciblycoolingDoIt is characterized by including a cooling station and a transfer station for transferring the color film to a printing medium.
[0020]
According to this configuration, the interface between the toner particles is eliminated by melting, and a transparent and smooth image is formed, and a cooled, color toner image can be formed as a color toner image in a semi-molten state with a binding force. Peeling from the body is performed smoothly, and stable complete transfer can be performed.
[0021]
Further, the configuration of the present invention is characterized in that the apparatus further comprises a preheating station for heating the printing medium before the transfer of the color film.
[0022]
According to this configuration, the adhesion between the color film in a semi-molten state and the printing medium is improved, and good transfer can be performed.
[0023]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention (hereinafter, referred to as embodiments) will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, an example will be described in which multicolor printing using four color toners (yellow, magenta, cyan, and black) using electrophotography is performed on the side surface of a cylindrical can.
[0024]
FIG. 1 is an explanatory schematic diagram centering on an intermediate transfer member of a
[0025]
The transfer printing of a color toner image will be described with reference to FIG. Image information recognized by an image reading device or an external input device (not shown) while performing color separation using a color filter or the like is sequentially exposed to the
[0026]
In this embodiment, a voltage supply source (electrodes in this embodiment) for applying a predetermined voltage is connected to the metal layer 16a disposed on the surface of the hollow drum-shaped
[0027]
The features of the present embodiment include a fusing station where the
[0028]
In the present embodiment, it is preferable that the melting of the toner is efficiently performed after the superposition of the four color toner images is completed and the color toner image is formed. Therefore, the fusing
[0029]
On the other hand, a
[0030]
The color film comes into contact with a
[0031]
The preheating
[0032]
In FIG. 1, the timing of supplying each image information to the
[0033]
The structure of the
[0034]
A power supply device (not shown) that applies a predetermined voltage to the rotating
[0035]
As described above, the surface temperature of the
[0036]
FIG. 3 is a partially enlarged view of the fluid distribution /
[0037]
At the other end position 66 b of the
[0038]
FIG. 4 is a sectional view of a portion where the
[0039]
As described above, the
[0040]
Incidentally, when heating and melting the toner stacked and held on the
[0041]
FIG. 5A is a logarithmic graph showing the relationship between the temperature of the toner stacked and held on the
[0042]
FIG. 6 is a schematic diagram showing another configuration for cooling the molten toner layer. In the example shown in FIG. 6, the
[0043]
By employing such an external cooling structure, it is possible to obtain the same effect as in the example of FIG. 1 while facilitating the structure inside the
[0044]
In the cooling structure shown in FIGS. 1 to 4 described above, the configuration in which the whole of the
[0045]
In the present embodiment, a cylindrical can (aluminum, steel, or the like) has been described as an example of a printing target. However, the printing target is arbitrary, for example, a plastic bottle, cup, tube, or the like, or a sheet. Similar effects can be obtained with paper and cloth (including those wound in rolls), films (including laminated films formed of plastic, metal foil, etc.), bags and paper cups made of laminated films, etc. Can be.
[0046]
Further, the structure shown in each figure is an example, and if a color film in a semi-molten state can be formed on the intermediate transfer member by forming a molten toner layer and cooling, the structure is arbitrary, and a similar effect can be obtained. Can be.
[0047]
Furthermore, in the present embodiment, color transfer in which four color toners are superposed has been described as an example. However, the toner color and the number of colors (including a single color) to be used are arbitrary, and the same effects as those in the above-described embodiment can be obtained. Can be.
[0048]
【The invention's effect】
According to the present invention, the toner is heated and melted on the intermediate transfer member to form a molten toner layer, thereby making it possible to eliminate the interface between toner particles. An image can be formed. Further, by cooling the molten toner layer on the intermediate transfer member to form a color film in a semi-molten state, the separation from the intermediate transfer member becomes smooth, and faithful color reproduction of the original image on the printing medium is achieved. Complete transfer can be performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory schematic diagram illustrating a multicolor printing method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating an intermediate transfer member and a cooling device of the multicolor printing apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a partially enlarged view of a fluid distribution / recovery path at a front end portion of a center axis of an intermediate transfer body of the multicolor printing apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a portion where a collection pipe on a central axis of an intermediate transfer body of a multicolor printing apparatus according to an embodiment of the present invention is connected to a drain pipe.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing the relationship between the viscosity of the toner and the heating / cooling temperature of the multicolor printing apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating another cooling structure of the multicolor printing apparatus according to the embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
10 multicolor printing device, 14Y, 14M, 14C, 14K electrophotographic unit, 16 intermediate transfer body, 16a metal layer, 16b conductive rubber, 18 cans, 30 melting station, 32 cooling device, 34 cooling station, 36 transfer station, 38 Preheating station.
Claims (4)
重ね合わされた複数色のカラートナー粉を前記中間転写体上で溶融して一層の溶融トナー層を形成する溶融ステップと、
前記溶融トナー層が10 4 ポイズより高い見かけの粘度を有する半溶融状態のカラーフィルムとなるよう、該溶融トナー層を前記中間転写体上で強制的に冷却する冷却ステップと、
前記カラーフィルムを被印刷体に転写する転写ステップと、
を含むことを特徴とする電子写真法を用いた多色印刷方法。Based on the single-color latent image formed on the photoreceptor surface, a color toner image is formed by electrostatically transferring a plurality of color toner powders while being superposed on an intermediate transfer body, and forming the color toner image. In a multicolor printing method using electrophotography to print on
A fusing step of fusing the superimposed color toner powders on the intermediate transfer body to form a single fused toner layer;
A cooling step of forcibly cooling the molten toner layer on the intermediate transfer member so that the molten toner layer becomes a semi-molten color film having an apparent viscosity higher than 10 4 poise ;
A transfer step of transferring the color film to a printing medium,
A multicolor printing method using electrophotography, comprising:
さらに、
被印刷体を前記カラーフィルムの転写前に加熱する予備加熱ステップを有することを特徴とする電子写真法を用いた多色印刷方法。The method of claim 1, wherein
further,
A multicolor printing method using electrophotography, comprising a preheating step of heating a printing medium before transfer of the color film .
前記中間転写体は、The intermediate transfer member,
カラートナー画像の形成後に重ね合わされたカラートナー粉を溶融して一層の溶融トナー層を形成する溶融ステーションと、A fusing station for fusing the superimposed color toner powder after forming the color toner image to form a single fused toner layer;
前記溶融ステーションの下流側に設けられ、前記溶融トナー層が10Provided downstream of the fusing station, wherein the fusing toner layer 4Four ポイズより高い見かけの粘度を有する半溶融状態のカラーフィルムとなるよう、該溶融トナー層を強制的に冷却する冷却ステーションと、A cooling station for forcibly cooling the molten toner layer so as to obtain a semi-molten color film having an apparent viscosity higher than poise;
前記カラーフィルムを被印刷体に転写する転写ステーションと、A transfer station for transferring the color film to a printing medium,
を含むことを特徴とする電子写真法を用いた多色印刷装置。A multicolor printing apparatus using electrophotography, comprising:
さらに、further,
被印刷体を前記カラーフィルムの転写前に加熱する予備加熱ステーションを有することを特徴とする電子写真法を用いた多色印刷装置。A multicolor printing apparatus using an electrophotographic method, comprising a preheating station for heating a printing medium before transfer of the color film.
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