JP3780108B2

JP3780108B2 - 画像形成装置及び画像形成方法

Info

Publication number: JP3780108B2
Application number: JP33951698A
Authority: JP
Inventors: 圭一郎佃; 哲洋大橋; 正孝榮田; 修鹿目; 弘道野口
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-11-30
Filing date: 1998-11-30
Publication date: 2006-05-31
Anticipated expiration: 2018-11-30
Also published as: JP2000162855A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粉体、金属箔などの要素体による画像を形成する画像形成方法及び画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、粉体着色材を用いて画像を形成する方法が幾つか知られている。
【０００３】
粉体着色材を用いて画像を形成する方法の１つとして、電子写真プロセスを用いる方法がある。この方法は、光導電性物質を利用し、種々の手段で感光体上に電気的潜像を形成し、次いで前記潜像をトナー（粉体着色材）を用いて現像してトナー像を形成し、必要に応じて紙等の被記録媒体にこのトナー画像を転写した後、加熱、加圧あるいは溶剤蒸気等を用いてトナー画像を前記被記録媒体等に定着させる方法である。現在、主流をなしている熱定着法としては、ヒートチャンバー法の如く輻射熱を利用した方法もあるが、熱したロール状の加熱体をトナー画像に押し当てて定着する所謂熱ローラー定着法が、熱効率の高さと高速対応性と安全性の高さでもっとも多く採用されている。
【０００４】
また、粉体着色材を用いて画像を形成する他の方法として、液体吐出方式を用いる方法がある。この方法の１つとして、特開平９−２１６３５１号公報に開示されている発明のように、粘着性を有する液体を液体吐出方式により媒体上に吐出させ、前記媒体上に着弾した粘着性溶液に粉体着色材を付着させる方法がある。
【０００５】
また、他の方法として、特開平９−２１６４５３号公報に開示されている発明のように、無色の樹脂溶解性を有する液体を液体吐出方式により媒体上に吐出させ、前記媒体上にパターン部を形成させ、前記液体に溶解し得る樹脂を主成分としたトナー（粉体着色材）を付着させる方法がある。
【０００６】
あるいは、他の方法として、特開平７−４７７５６号公報に開示されている発明のように、溶剤によって粘着性を発現する樹脂を媒体上に塗布し、記録紙を得て、その記録紙上に溶剤を液体吐出方式で吐出させ、記録紙上に粘着性を有する部分を形成させた後、粘着性部分に着色材を付着させる方法がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例の熱ローラー定着法では、加熱ローラー表面とトナー像とが溶融状態で加圧下で接触するため、使用できる粉体（トナー）は、熱により変色することなく、熱で溶融して被記録媒体に定着するものでなければならない。このため、使用できる粉体の材質に制限ができてしまうという問題がある。また、被記録媒体も、熱による溶解や変形を起こさないような耐熱性の優れたものを使用する必要性が生じ、被記録媒体の選定自由度も狭い。
【０００８】
また、上記特開平９−２１６３５１号公報に開示されている方法では、粘着性を有する液体を液体吐出方式により吐出しているので、粘着性を有する液体が即乾性の接着剤である場合は、ノズルの目詰まりを起こす可能性があり、また、接着剤を吐出後、短時間で粉体着色材を付着させないと、接着剤が固まってしまい、着色材を付着させることが不可能になることが懸念される。一方、粘着性を有する液体が遅乾性の接着剤で場合は、接着剤が固まるのに長時間を要するという問題が生じる。さらに、粘着性液体だけで着色材を定着させる方法では、定着力が低く、擦れた場合に、耐擦過性は良くないものである。
【０００９】
また、特開平９−２１６４５３号公報に開示されている方法では、着色材が、無色の樹脂溶解性を有する液体に溶解し得る樹脂を主成分としたトナー（粉体着色材）に限定されてしまう。また、この方法では、耐擦過性は良くない。
【００１０】
また、特開平７−４７７５６号公報に開示されている方法では、媒体上に樹脂を塗布して記録紙を作るのであるが、記録紙の表面は樹脂であるため、樹脂の性質を考慮して着色材の材料を選択しなければならない。また、媒体として樹脂以外使用できず、媒体の選定自由度が狭い。
【００１１】
本発明では、上記例のような問題を解決するために、画像を形成するための粉体着色材を自由に選定でき、粉体に熱や圧力によるダメージを与えることがなく画像を形成する方法を提供することを目的とする。また、被記録媒体も自由に選定できる画像形成方法を提供することを目的とする。さらに、耐擦過性が良く、短時間で粉体を定着でき、精細な画像を形成できる画像形成方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の画像形成方法は、媒体上の画像が形成されるべき箇所のみに対し、紫外光を受けたときに硬化する液体を液体吐出ヘッドにより付与する第１付与工程と、前記液体が付与された箇所に、画像を形成するための要素体を付着させるために、前記液体が付与された媒体に対して前記要素体を付与する第２の付与工程と、前記液体および要素体が付与された媒体に向けて紫外光を照射し、前記媒体に付与され液体を硬化させることで前記媒体に要素体を固着させ、当該要素体による画像を前記媒体上に形成する工程と、を有することを特徴とする。
また、本発明の画像形成方法は、媒体上の画像が形成されるべき画像形成部分のみに対し、紫外光を受けたときに硬化する液体を液体吐出ヘッドにより付与することにより、前記液体のパターン部を前記媒体上に形成する工程と、前記媒体上に形成された前記液体のパターン部に、画像を形成するための要素体を付着させるために、前記液体のパターン部が形成された媒体に対して前記要素体を付与する工程と、前記液体および要素体が付与された媒体に前記紫外光を照射して前記液体を硬化させることで、前記液体のパターン部に付与された要素体を前記媒体に固着させる工程と、前記液体のパターン部以外の部分に付与された要素体を前記媒体から除去する工程と、を有することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の画像形成装置は、媒体上の画像が形成されるべき箇所のみに対し、紫外光を受けたときに硬化する液体を付与する液体吐出ヘッドと、前記液体吐出ヘッドにより液体が付与された箇所に、画像を形成するための要素体を付着させるために、前記液体が付与された媒体に対して前記要素体を付与する要素体付与手段と、前記液体および要素体が付与された媒体に前記紫外光を照射して前記液体を硬化させる硬化手段とを有し、前記硬化手段による前記液体の硬化により前記媒体に要素体が固着し、当該要素体による画像が前記媒体上に形成されることを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、媒体上の画像が形成されるべき画像形成部分のみに対し、紫外光を受けたときに硬化する液体を付与することにより、前記液体のパターン部を前記媒体上に形成する液体吐出ヘッドと、前記液体のパターン部に、画像を形成するための要素体を付着させるために、前記液体のパターン部が形成された媒体に対して前記要素体を付与する要素体付与手段と、前記液体のパターン部分に付与された要素体を前記媒体に固着させるべく、前記媒体に紫外光を照射して前記液体を硬化させる硬化手段と、前記媒体に固着されていない要素体を前記媒体から除去する除去手段と、を有することを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態例を詳細に説明する。
【００１５】
〈実施形態例１〉以下、本発明の実施形態例を詳細に説明する。
【００１６】
本実施形態例では、まず、第１工程として、パターン部の形成工程を行う。紫外線硬化型接着剤を、液体吐出装置の吐出ヘッドから媒体上に吐出した。この時、媒体として、トランスペアレンシーシート及び普通紙を用いた。すると、トランスペアレンシーシート上及び普通紙上に、透明な接着剤によるパターン部が形成された。
【００１７】
ここで、紫外線硬化型接着剤を吐出させるための液体吐出装置の吐出ヘッドとして、液体に熱を付与することで気泡を発生させ、前記気泡の発生に基づき、液体を吐出させるバブルジェット方式の吐出ヘッドを使用した。しかし、本発明に使用できる液体吐出装置の吐出ヘッドは、前記バブルジェット方式のものに限らず、圧電素子に電流を流すことにより圧電素子に変異を起こさせ液体を吐出するピエゾ方式のものや、静電気力により液体を吐出させる静電ヘッド等、従来から用いられている液体吐出装置の吐出ヘッドを使用することができる。また、本実施形態例では、液体吐出装置の吐出ヘッドから液体を吐出し、パターン部を形成しているが、所望の位置に液体を付与できるものであれば、液体の付与手段として用いることができる。
【００１８】
また、本実施形態例において使用した紫外線硬化型接着剤の処方を以下に示す。モノマーとして、DA−３１４（ナガセ化成工業（株）製）１０％、添加剤として、IC−２９５９（チバスペシャルティケミカルス社製）２％、イソプロピルアルコール３０％、水５８％の物を使用した。しかし、使用可能なモノマーは上記のものに限らず、例えば、１、４−ブタンジオールジアクリレート、１，６−へキサンジオールアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ポリエチレングリコール４００ジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、エチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、等のものが挙げられる。また添加剤としては、ベンゾインアルキルエーテル、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、２，２−ジエトキシアセトフェノン、塩素化アセトフェノン誘導体、２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオフェノン、２−イソプロピル−２−ヒドロキシプロピオフェノン、α−アシロキシムエステル、ベンゾフェノン、ベンジル、メチル−オルソベンゾイル−ベンゾエート、チオキサントン誘導体、４，４′−ビスジエチルアミノベンゾフェノン、等のものが挙げられる。また、上記紫外線硬化型接着剤は、上記液体吐出装置の吐出ヘッドから吐出できるように、水あるいは有機溶媒に溶解ないし分散することによって、１〜１０ｃＰの範囲の粘度の溶液に調整することで用いられる。
【００１９】
次に、第２工程として、画像を形成するための要素体を付着する工程を行う。第１工程において形成されたパターン部上に要素体を付着させるわけであるが、ここでは媒体上全体に要素体をほぼ一様に蒔いた。また、要素体には、顔料粉体（富士色素社製、パールマイカ）を使用した。
【００２０】
本発明において、使用可能な要素体としては、無機顔料、有機顔料、樹脂粉体、金属粉体、セラミック粉末、食品及びこれらの複合物等、粉体はすべて適用可能である。
【００２１】
次に、第3工程として、紫外光を照射して紫外線硬化型接着剤を硬化させる工程を行う。第2工程終了後、媒体を紫外線照射炉（５００Ｗの高圧水銀灯、波長３６５ｎｍ、１５ｍＷ／ｃｍ²）の中に３０秒間入れ、紫外線硬化型接着剤を硬化させ、顔料粉体を定着させた。これにより、パターン部に付着した顔料粉による画像か形成された。
【００２２】
最後に、第4工程として、媒体上の余分な顔料粉体を除去する工程を行う。第3工程で形成された画像部分以外の部分には、余分な顔料粉体が存在するので、その余分な粉体を除去する必要がある。その除去方法として、ここでは余分な粉体を刷毛ではらう方法を用いた。除去方法としては、余分な粉体を水で洗い流す方法、吸引機で吸引する方法、静電気力により吸着する方法など、余分な粉体を除去できれる方法であれば良い。
【００２３】
以上で、粉体による画像形成は終了である。上記方法により、パール調の色彩の画像が形成された。この粉体の付着力は、十分優れており、耐擦過性も良く、実用性の高いものであった。
【００２４】
上記のように本実施形態例では、画像を形成するための粉体を媒体上に定着させるのに紫外光を用いているので、粉体や媒体を選定する際に、熱や圧力によるダメージを考慮する必要が無く粉体も媒体も自由に選定することができる。また、粘着性液体に粉体を付着させることのみで粉体を定着させ画像を形成すーる方法に比べて、本実施形態例では粉体を定着させるのに紫外光を用いているので、耐擦過性に優れており、短時間で粉体を定着させることが可能である。さらに、液体吐出方式を用いてパターン部を形成しているので、精細な画像を形成することが可能である。
【００２５】
〈実施形態例２〉以下、本発明の実施形態例を図面を参照して詳細に説明する。
【００２６】
図１は、本発明を適用した画像形成装置の概略を示す図である。図１に於いて、１は媒体を搬送するための搬送ベルト、２は搬送ベルト１を張架するローラーである。３は媒体を帯電させるための帯電ユニットであり、４は媒体上に粉体を散布させるユニットである。５は紫外線硬化型接着剤を吐出させる液体吐出装置の吐出ヘッドであり、本実施形態例では媒体幅の長さがあるフルマルチヘッドを使用した。６は紫外線照射炉、７は余分な粉体を除去するユニットである。
【００２７】
以下、図1を用いて粉体による画像を形成する方法を詳細に説明する。
【００２８】
まず、第1工程として、粉体を媒体上に付着させる工程を行う。搬送ベルト１上に媒体を乗せ、ローラー２を駆動させる。搬送ベルト１の移動に伴い、媒体が帯電ユニット３に対向する位置に移動される。そして、帯電ユニット３により媒体が帯電させられる。本実施形態例では、一般的に電子写真装置に用いられるタングステンワイヤーを用いたが、これに限られるものではない。次に、粉体散布ユニット４に於いて、前記媒体を帯電させた電荷と、逆の電荷を帯電させた粉体を散布する。これにより、粉体は均一的かつ安定的に媒体上に付着される。粉体を媒体上に付着させる方法としては、本実施形態例のように静電気力を使うものに限ったわけでなく、媒体上に粉体を散布し、その媒体を振動させることにより均一化させても良い。以上により、粉体を媒体上に付着させる工程は終了する。ここでは、粉体を媒体上の全体に付着させたが、形成する画像部にのみ粉体を選択的に付着させても良い。
【００２９】
次に、第２工程として、画像を形成する箇所を硬化させる工程を行う。粉体がほぼ均一的に散布された媒体が搬送ベルト１の移動に伴い、吐出ヘッド５に対向する位置まで移動してくる。媒体の移動に同期するタイミングで、吐出ヘッド５から紫外線硬化型接着剤を、画像を形成すべき箇所に吐出する。ここで、紫外線硬化型接着剤は、実施形態例１と同じ物を使用した。次に、紫外線照射炉６で紫外線を照射し、紫外線硬化型接着剤を硬化させる。このようにして、粉体は紫外線硬化型接着剤により媒体上に定着し、粉体による画像が形成される。
【００３０】
最後に、第３工程として、媒体上に付着している余分な粉体を除去する工程を行う。紫外線硬化型接着剤が硬化することで形成された画像部分と、余分な粉体部分と、が存在する媒体が搬送ベルト１の移動に伴い、除去ユニット７に対向する位置まで移動してくる。そして、除電ワイヤーを用いて、記録媒体と余分な粉体の電荷を除去し、粉体を空気式吸引機で吸引する。これで、余分な粉体の除去が終了する。ここでは除去方法として吸引方法を用いたが、これには限らず、刷毛状の物ではらう方法、媒体が樹脂性のものなど耐水性があれば、水等の液体によって洗浄除去する方法などを用いても良い。
【００３１】
以上により、粉体による画像形成は終了するが、吐出ヘッドと粉体散布ユニットを増設することで、複数種の粉体により、画像を形成することができる。また、粉体の重ね塗りも容易にできる。
【００３２】
上記のように本実施形態例では、画像を形成するための粉体を媒体上に定着させるのに紫外光を用いているので、粉体や媒体を選定する際に、熱や圧力によるダメージを考慮する必要が無く粉体も媒体も自由に選定することができる。また、粘着性液体に粉体を付着させることのみで粉体を定着させ画像を形成する方法に比べて、耐擦過性に優れており、短時間で粉体を定着させることが可能である。
【００３３】
【発明の効果】
以上の記載から、本発明によれば、画像を形成するための粉体着色材を自由に選定でき、粉体に熱や圧力によるダメージを与えることがなく画像を形成することが可能である。また、媒体も自由に選定できる。さらに、耐擦過性が良く、短時間で粉体を定着でき、精細な画像を形成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる実施形態例２の画像形成装置を示す模式図である。
【符号の説明】
１搬送ベルト
２ローラー
３帯電ユニット
４粉体散布ユニット
５吐出ヘッド
６紫外線照射炉
７除去ユニット

Claims

媒体上の画像が形成されるべき箇所のみに対し、紫外光を受けたときに硬化する液体を液体吐出ヘッドにより付与する第１付与工程と、
前記液体が付与された箇所に、画像を形成するための要素体を付着させるために、前記液体が付与された媒体に対して前記要素体を付与する第２の付与工程と、
前記液体および要素体が付与された媒体に向けて紫外光を照射し、前記媒体に付与され液体を硬化させることで前記媒体に要素体を固着させ、当該要素体による画像を前記媒体上に形成する工程と、
を有することを特徴とする画像形成方法。
前記第２の付与工程では、前記液体が付与された媒体の全面に対し前記要素体を一様に付与することを特徴とする請求項１に記載の画像形成方法。
前記媒体に固着されてない要素体を前記媒体から除去する除去工程を更に有することを特徴とする請求項１または２記載の画像形成方法。
媒体上の画像が形成されるべき画像形成部分のみに対し、紫外光を受けたときに硬化する液体を液体吐出ヘッドにより付与することにより、前記液体のパターン部を前記媒体上に形成する工程と、
前記媒体上に形成された前記液体のパターン部に、画像を形成するための要素体を付着させるために、前記液体のパターン部が形成された媒体に対して前記要素体を付与する工程と、
前記液体および要素体が付与された媒体に前記紫外光を照射して前記液体を硬化させることで、前記液体のパターン部に付与された要素体を前記媒体に固着させる工程と、
前記液体のパターン部以外の部分に付与された要素体を前記媒体から除去する工程と、
を有することを特徴とする画像形成方法。
前記要素体は、無機顔料、有機顔料、樹脂粉体、金属粉体、金属箔、セラミック粉末及びガラスビーズからなる群から選ばれた少なくとも１種であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の画像形成方法。
前記要素体が前記金属粉体であることを特徴とする請求項５に記載の画像形成方法。
媒体上の画像が形成されるべき箇所のみに対し、紫外光を受けたときに硬化する液体を付与する液体吐出ヘッドと、
前記液体吐出ヘッドにより液体が付与された箇所に、画像を形成するための要素体を付着させるために、前記液体が付与された媒体に対して前記要素体を付与する要素体付与手段と、
前記液体および要素体が付与された媒体に前記紫外光を照射して前記液体を硬化させる硬化手段とを有し、
前記硬化手段による前記液体の硬化により前記媒体に要素体が固着し、当該要素体による画像が前記媒体上に形成されることを特徴とする画像形成装置。
媒体上の画像が形成されるべき画像形成部分のみに対し、紫外光を受けたときに硬化する液体を付与することにより、前記液体のパターン部を前記媒体上に形成する液体吐出ヘッドと、
前記液体のパターン部に、画像を形成するための要素体を付着させるために、前記液体のパターン部が形成された媒体に対して前記要素体を付与する要素体付与手段と、
前記液体のパターン部分に付与された要素体を前記媒体に固着させるべく、前記媒体に紫外光を照射して前記液体を硬化させる硬化手段と、
前記媒体に固着されていない要素体を前記媒体から除去する除去手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。