JP7247485B2 - 画像形成方法および画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、画像形成方法および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、メタリック感を有する印刷など、印刷物を高付加価値化することへの要求が高まり、さまざまな方法が検討されている。そのような方法として、画像に粘着力を付与し、その粘着力を利用して加飾体を接着させて、画像を加飾する方法が知られている。
例えば、特許文献1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を開示している。
また、特許文献2は、熱溶融性材料からなる画像を加熱して粘着性を持たせ、粘着性を持った画像に塗料粉末を供給して、画像を加飾する方法を開示している。
特開平01-200985号公報 特開2013-178452号公報
しかしながら、特許文献1、2に開示されている画像形成方法には、画像を加飾するためには、トナーまたは熱溶融性材料が溶融する温度への加熱が必要であり、耐熱性の低い記録媒体や、熱により予期せぬ劣化、変色または変形が生じるような加飾体には適用できないという課題がある。
本発明は上記課題を解決するためのものであり、耐熱性の低い記録媒体や、熱により予期せぬ劣化、変色または変形が生じるような加飾体にも適用できる、加飾された画像を形成できる画像形成方法、および当該画像形成方法を実施できる画像形成装置を提供することを目的とする。
上記課題は以下の手段により解決されるものである。
[1]記録媒体とその上に配置されている樹脂層とを含む樹脂製画像の表面に、前記樹脂層を軟化させる軟化剤を供給する工程と、前記樹脂製画像の表面に粉体を供給する工程と、を含む画像形成方法。
[2]前記記録媒体上の前記樹脂層を加熱する工程を含む、[1]に記載の画像形成方法。
[3]前記供給されて前記樹脂層に接している前記粉体を配向させる工程を含む、[1]または[2]に記載の画像形成方法。
[4]前記配向させる工程は摺擦することにより行われる、[3]に記載の画像形成方法。
[5]前記摺擦は、前記樹脂製画像と、前記樹脂製画像に接して配置された摺擦部材と、のいずれかまたは双方を、前記樹脂製画像と前記摺擦部材との間に相対速度差が生じるように移動させることにより行われる、[4]に記載の画像形成方法。
[6]前記摺擦は、前記樹脂製画像と、前記樹脂製画像に接して配置された摺擦部材と、のいずれかまたは双方を、前記樹脂製画像と前記摺擦部材との間に回転速度差が生じるように移動させることにより行われる、[4]または[5]に記載の画像形成方法。
[7]前記摺擦部材は変形追従性を有する部材である、[5]または[6]に記載の画像形成方法。
[8]前記粉体は非球状の粒子を含む、[1]~[7]のいずれかに記載の画像形成方法。
[9]前記粉体は扁平状の粒子を含む、[1]~[8]のいずれかに記載の画像形成方法。
[10]前記粒子は、厚みが0.2μm~3.0μmの粒子である、[8]または[9]に記載の画像形成方法。
[11]前記粉体は金属粒子を含む、[1]~[10]のいずれかに記載の画像形成方法。
[12]前記粉体は熱応答性材料からなる粒子を含む、[1]~[11]のいずれかに記載の画像形成方法。
[13]前記供給された紛体を加熱する工程を含む、[12]に記載の画像形成方法。
[14]前記樹脂製画像の表面に軟化剤を供給する工程において、前記樹脂製画像中に設定した領域ごとに異なる量の前記軟化剤を供給する、[1]~[13]のいずれかに記載の画像形成方法。
[15]前記軟化剤は、スプレー塗布、インクジェット方式、またはディスペンサーによる塗布により前記樹脂製画像の表面に供給される、[1]~[14]のいずれかに記載の画像形成方法。
[16]前記記録媒体は、樹脂製フィルムである、[1]~[15]のいずれかに記載の画像形成方法。
[17]記録媒体とその上に配置されている樹脂層とを含む樹脂製画像の表面に、前記樹脂層を軟化させる軟化剤を供給する軟化剤供給部と、前記樹脂製画像の表面に粉体を供給する紛体供給部と、を含む画像形成装置。
[18]前記樹脂製画像上に供給されて前記樹脂層に接している前記粉体を摺擦する摺擦部を含む、[17]に記載の画像形成装置。
[19]形成すべき画像に関するデータを受け付けるデータ受付部と、前記受け付けたデータに応じて前記軟化剤の供給量を制御する制御部と、を含む、[17]または[18]に記載の画像形成装置。
本発明によれば、耐熱性の低い記録媒体や、熱により予期せぬ劣化、変色または変形が生じるような加熱体にも適用できる、加飾された画像を形成できる画像形成方法、および当該画像形成方法を実施できる画像形成装置を提供することができる。
図1Aは、樹脂層上に供給された粉体の摺擦前の状態を模式的に示す図であり、図1Bは、少量の軟化剤を供給した樹脂層上の粉体の摺擦後の状態を模式的に示す図であり、図1Cは、中程度の軟化剤を供給した樹脂層上の粉体の摺擦後の状態を模式的に示す図であり、図1Dは、多量の軟化剤を供給した樹脂層上の粉体の摺擦後の状態を模式的に示す図である。 本発明の一実施形態の画像形成装置の構成を模式的に示す図である。 本発明の一実施形態の画像形成装置における表面処理部の構成を模式的に示す図である。 画像形成装置の制御の一例を示すフローチャートである。
1.画像形成方法
本発明の一実施形態に係る画像形成方法は、記録媒体と、その上に配置されている樹脂層とを含む樹脂製画像の表面に、前記樹脂層を軟化させる軟化剤を供給する工程と、前記樹脂製画像の表面に粉体を供給する工程とを含む。
上記軟化剤を樹脂製画像の表面に供給すると、樹脂層を構成する樹脂が部分的に溶解するか、または、樹脂が膨潤することにより、樹脂層が軟化する。軟化した樹脂層は、軟化により生じた接着力(粘着力)を有するため、樹脂製画像の表面に供給された粉体を接着する。このように、本実施形態の画像形成方法は、樹脂製画像に軟化剤を供給することにより樹脂層に生じる接着力を利用して樹脂層に粉体を接着させており、記録媒体が変形したり、粉体(加飾体)に予期せぬ劣化、変色または変形が生じたりするような温度への加熱なしで画像を加飾することが可能となるため、耐熱性の低い記録媒体や粉体を用いた加飾画像の形成が可能となる。
本発明の一実施形態に係る画像形成方法は、さらに、樹脂層に接している粉体を摺擦する工程を含んでもよい。例えば、樹脂層の軟化状態が粉体を付着できる接着力(粘着力)を持つ最低の軟化状態とし、ここに扁平状の粒子からなる粉体200を供給するとする。このとき、図1Aに示すように、樹脂層100上に粉体200が無秩序に供給される。
次に、樹脂製画像110上の粉体200を摺擦すると、図1Bに示すように、樹脂層100の表面上に供給された粉体200が摺擦によって平らに配向する。その結果、ミラー調、パール調の表現が可能となる。
一方で、樹脂層100をさらに軟化した状態にすると、図1Dに示されるように、粉体200の一部が樹脂層100の内部に入り込んだ状態となり、グリッター調の表現が可能となる。
なお、図1Cは、樹脂層100の軟化状態が図1Bの場合と図1Dの場合との間である場合であり、ミラー調またはパール調と、グリッター調との間の表現が可能となる。
[樹脂製画像]
樹脂製画像は、記録媒体と、その上に配置されている樹脂層とを含む。記録媒体と樹脂層との組み合わせは特に制限されず、任意のものから適宜、組み合わせることができる。
[記録媒体]
記録媒体は、その上に樹脂層が配置されることができれば特に制限はない。記録媒体の例には、薄紙から厚紙までの普通紙、上質紙、アート紙または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、布などの各種が含まる。また、記録媒体の色は特に制限されない。
[樹脂層]
樹脂層は樹脂を含み、軟化剤によって軟化するものであれば特に制限されない。樹脂の例には、スチレン系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、スチレン-(メタ)アクリル系共重合体樹脂、オレフィン系樹脂などのビニル系樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド系樹脂、カーボネート樹脂、ポリエーテル、および、ポリ酢酸ビニル系樹脂、が含まれる。
なお、樹脂層は、乾式および湿式の電子写真方式やインクジェット法などの公知の画像形成方法によって記録媒体上に形成することが可能である。中でも、樹脂層は、電子写真方式で形成されたトナー画像であることが好ましい。
[軟化剤]
軟化剤は、樹脂層を軟化させることができれば特に制限はない。軟化剤の例には、アルコール類、ケトン類、エステル類、エーテル類、またはそれらを含む溶液などが含まれ、具体的には、アジピン酸イソブチル、テトラヒドロフラン、またはそれらを含む溶液などが含まれる。
[軟化剤の供給]
軟化剤の供給は、軟化剤が樹脂製画像上の樹脂層に供給できれば特に制限されない。軟化剤を供給する方法の例には、スプレー塗布、インクジェット方式、ディスペンサーによる塗布などが含まれる。軟化剤は、樹脂製画像の表面に粉体を供給する前に供給されてもよいし、樹脂製画像の表面に粉体を供給した後に供給されてもよい。
軟化剤は、樹脂製画像中に設定した領域ごとに供給量が調整されて、樹脂製画像内に樹脂層の複数の軟化状態を存在させるように供給されてもよい。軟化状態が異なる領域間では、供給された粉体の付着状態が異なり、結果として得られる加飾効果が異なるため、樹脂製画像内に複数の加飾効果をつくり出すことができるようになる。
また、軟化剤の供給量は、樹脂層、粉体、所望の加飾効果等に応じて任意に調整されればよく特に制限されない。例えば、軟化剤は所定の膜厚になるように調整されて供給されてもよい。供給された軟化剤の膜厚は、特に制限されないが、例えば、0.1μm~10μmが好ましく、0.5μm~5μmがさらに好ましく、1μm~3μmがさらに好ましい。また、例えば、ミラー調またはパール調の加飾効果を得るという観点から、軟化剤の膜厚は0.7μm~1.3μmが好ましく、グリッター調の加飾効果を得るという観点から、軟化剤の膜厚は2μm~4μmが好ましく、ミラーまたはパール調の加飾効果と、グリッター調の加飾効果との間の加飾効果を得るという観点から、軟化剤の膜厚は1.3μmより多く2μmより少ないことが好ましい。
[加熱する工程]
樹脂層の軟化状態を調整するために軟化剤の供給に加えて、記録媒体上の樹脂層を加熱する工程が存在してもよい。加熱は、記録媒体の温度が当該記録媒体に変形が生じる温度より低くなるように、または粉体の温度が当該粉体に劣化、変色もしくは変形が生じる温度よりも低い温度となるように行う。加熱する工程は、軟化剤が供給された後に行われてもよいし、軟化剤が供給される前に行われてもよいし、軟化剤の供給と同時でもよい。
[粉体]
粉体は軟化した樹脂層に付着するものであれば特に制限されない。粉体は粒子が集合したものであり、実質的に軟化剤に溶解せず、自身だけで記録媒体に定着する能力を有しないものである。粉体は、樹脂製画像の樹脂層に供給され、接着されることにより、当該粉体および樹脂製画像の色合いに応じた特殊な外観を当該樹脂製画像に付与する。たとえば、上記粉体の粒子は、磁性粒子であってもよいし、非磁性粒子でもよい。上記粒子の形状は、球形粒子であってもよいし、非球形粒子であってもよい。また、粉体は、合成品であってもよいし市販品であってもよい。さらに、粉体は、異なる二種以上の材料の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、粒子は、被覆されていてもよく、例えば、粒子は金属粒子であり、当該金属とは異なる金属、金属酸化物または樹脂でその表面が被覆されている金属粒子であってもよいし、金属、当該金属酸化物とは異なる金属酸化物または樹脂でその表面が被覆されている金属酸化物粒子であってもよいし、金属、金属酸化物または樹脂でその表面が被覆されている樹脂粒子であってもよい。また、金属粒子は、金属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を蒸着または湿式コーティングしたものなどでもよい。メタリック画像を得るためには、金属粒子は金属を含有することが好ましいが、金属の含有量は0.2wt%から100wt%が好ましい。
非球形粒子は、球形粒子以外の粒子である。球形粒子は、その断面形状または投影形状の平均円形度が0.970以上である粒子である。なお、当該平均円形度は、公知の方法によって求めることができ、あるいはカタログ値であってもよい。
非球形粒子は、扁平な粒子形状を有することが、樹脂層の表面に沿って粉体を配向させて付着させる観点から好ましい。非球形粒子の「扁平な粒子形状」とは、非球形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、長径および短径の両方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(短径/厚み)が5以上である形状であること、を意味する。
非球形粒子の厚みは、非球形粒子の配向した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。厚みが小さすぎると、樹脂層の表面に付着した非球形粒子の長径方向および短径方向を含む非球形粒子の平面方向が樹脂層の表面方向に実質的に沿う良好な配向状態が十分に形成されないことがある。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。
非球形粒子の材料は、制限されない。当該非球形粒子は、最終画像の所望の外観としてパール調またはミラー調からグリッター調の外観を発現させる観点から、金属粒子であることが好ましく、あるいは金属酸化物粒子であることが好ましい。
非球形粉体の例には、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、「BON NAIL」は同社の登録商標)、メタシャイン(日本板硝子株式会社製、同社の登録商標)、エルジーneo(尾池工業株式会社製、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、岡崎一の登録商標)、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。
粉体は熱応答性材料からなる粒子を含んでもよい。熱応答性材料とは、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)が含まれる。
熱応答性材料は樹脂製画像の表面に供給された後、例えば、後述の配向させる工程の後に加熱されてもよい。熱応答性材料は加熱されると、上記のように膨張などの熱応答を起こす。これにより、例えば、エンボス調の加飾効果などが得られる。
粉体の供給は、粉体の性状に応じて公知の装置を用いて行うことが可能であり、例えば、特許文献2に記載されている粉末供給手段を用いて行うことが可能である。粉体の供給は、樹脂層を軟化させた後に行ってもよいし、樹脂層を軟化させる前に行ってもよい。
[配向させる工程]
配向させる工程は、樹脂層に接している粉体の向きを揃えるようにする工程であり、粉体の向きを揃えることができれば、当該工程は特に制限されない。配向は、例えば、摺擦すること、風圧を利用することによって行うことができ、粉体が磁性粒子を含むものであれば、磁力を利用することによって行うことができる。
[摺擦]
摺擦とは、記録媒体上の樹脂層の表面に接触した摺擦部材を当該表面に沿って樹脂層に対して相対的に移動させることを意味する。摺擦には押圧が伴うことが、樹脂層の表面に粉体を配向させる観点、および、樹脂層に対する粉体の接着を強める観点から好ましい。「押圧」とは、樹脂層の表面に対して交差する方向(例えば垂直方向)に樹脂層の表面を押すことを意味する。
摺擦において、樹脂製画像に対する摺擦部材の相対的な速度は、遅すぎると樹脂層の表面に沿う粉体の配向が不十分となり、速すぎると粉体の付着が不十分となることがあり、樹脂層の表面に沿う粉体の配向が不十分となり、最終画像におけるミラー調やパール調などの所期の外観の明瞭さが低下することがある。樹脂層の表面における粉体の付着と配向とを十分に行う観点から、相対的な速度差は、5mm/秒~500mm/秒であることが好ましく、70mm/秒~130mm/秒であることがより好ましい。
また、摺擦において、樹脂層の表面における摺擦部材の接触幅は、狭すぎると摺擦部材が樹脂層の表面に沿って移動する際に粉体の向きのばらつきが生じやすく、樹脂層に付着する粉体の配向が不十分になることがあり、接触幅が広すぎると、記録媒体の搬送が難しくなる。樹脂層の表面に付着する粉体の所期の配向性および記録媒体の搬送性を十分に実現する観点から、接触幅は、樹脂製画像に対する摺擦部材の移動方向の長さで、1mm~200mmであることが好ましい。
また、押圧力が低すぎると、粉体の付着強度が弱くなることがあり、高すぎると、樹脂層自体が乱れることがあり、また、樹脂製画像を搬送する際のトルクが高くなることがある。樹脂製画像の搬送の円滑な実現かつ省力化の観点、樹脂層に形成されている画像の保持の観点、および、粉体の付着強度を高める観点から、押圧力は、樹脂層の表面に対して1~30kPaであるが好ましく、7~13kPaであることがより好ましい。
摺擦部材は、回転部材であってもよいし、往復運動する部材または固定されている部材のような非回転部材であってもよい。摺擦部材は、略水平な表面を有する樹脂製画像の表面に接して水平方向に、当該表面に対して相対的に移動可能な部材であってもよいし、略水平な表面を有する樹脂製画像の表面に接して、当該表面に対して垂直な方向を回転軸として相対的に回転する部材であってもよいし、上記樹脂製画像の表面に接する回転自在なローラであってもよい。
摺擦部材は、樹脂製画像を押圧しながらその表面が樹脂層の表面に対して相対的に移動自在に構成される。摺擦部材による摺擦は、例えば、搬送されている樹脂製画像を固定された摺擦部材で摺擦することによって、あるいは、樹脂製画像の搬送速度よりも遅い速度で回転するローラで摺擦することによって、あるいは、樹脂製画像の搬送方向とは逆の方向に回転するローラで摺擦することによって、あるいは、樹脂製画像の搬送方向に対してその回転軸が斜めとなる向きに配置された回転自在なローラで摺擦することによって、あるいは、樹脂製画像の表面上を往復運動する部材で摺擦することによって、あるいは、樹脂製画像の表面に垂直な方向を回転軸として回転する部材で摺擦することによって行うことが可能である。
よって、摺擦部材は、樹脂層の表面を押圧しながら樹脂製画像に対して相対的に異なる方向へ移動自在に構成されていればよい。
また、摺擦部材は、柔軟性を有することが好ましい。摺擦部材の柔軟性は、例えば、押圧時に、樹脂製画像の表面の形状に追従可能な程度に摺擦部材の表面が変形する程度の柔らかさ(変形追従性)である。このような柔軟性を有する摺擦部材の例には、スポンジおよびブラシが含まれる。
2.画像形成装置
本発明の一実施形態に係る画像形成装置は、記録媒体とその上に配置されている樹脂層とを含む樹脂製画像の表面に、前記樹脂層を軟化させる軟化剤を供給する軟化剤供給部と、前記樹脂製画像の表面に粉体を供給する粉体供給部と、を含む。
本発明の一実施形態に係る画像形成装置について図2を用いて説明する。画像形成装置1は、図2に示されるように、樹脂製画像形成部60と表面処理部70とを有する。樹脂製画像形成部60は、記録媒体とその上に配置されている樹脂層とを含む樹脂製画像を作製する部分である。表面処理部70は、樹脂製画像形成部60で形成された樹脂製画像の表面を処理して加飾する部分である。
樹脂製画像形成部60は、公知のカラープリンタと同様の構成を有している。樹脂製画像形成部60は、画像読取部、画像形成部、用紙搬送部、給紙部、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。
用紙搬送部は、送り出しローラ31、さばきローラ32、搬送ローラ33、ループローラ34、レジストローラ35、排紙ローラ36および用紙反転部37を備える。給紙部は、記録媒体Sを収容している複数の給紙トレイ41、42、43を有する。
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、用紙搬送部、給紙部、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S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S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。
樹脂製画像形成部60によって形成された樹脂製画像は、表面処理部70に搬送され加飾される。
図3に示されるように、表面処理部70は、軟化剤供給手段として軟化剤供給部97、粉体供給手段として粉体供給部98、摺擦ローラ74、ヒータ75、および粉体回収部99を有する。
軟化剤供給部97は、記録媒体Sと、その上に配置されている樹脂層100とを含む樹脂製画像110の表面に軟化剤90を供給する。軟化剤供給部は軟化剤を供給することができれば特に制限されない。軟化剤供給部の例には、スプレー、インクジェット、ディスペンサーなどが含まれる。
粉体供給部98は、樹脂製画像110に粉体を供給する。粉体供給手段は、公知の手段を用いることができ、例えば特許文献2に記載されている粉末供給手段を用いることができる。
粉体供給部98は、粉体200を収容するための容器98aと、容器98aの開口部まで粉体200を搬送するための搬送スクリュー98bと、粉体200を容器98aから取り出すためのブラシローラ98cと、ブラシローラ98cに保持される粉体200を弾き飛ばすためのフリッカー98dとを有する。粉体200は、例えば前述した扁平な粒子形状を有する非球形粉体である。
容器98aの開口部は、ブラシローラ98cに保持される粉体200の量を規制するために、ブラシローラ98cのブラシの先端に接触する大きさに形成されている。フリッカー98dは、板状の部材であり、ブラシローラ98cと接触する位置に配置されている。ブラシローラ98cへのフリッカー98dの食い込み量は、例えば粉体200の供給量やブラシの偏摩耗などを考慮して決めることができ、ブラシローラ98cのブラシ毛長やブラシ密度は、例えば粉体200の供給量やそのボタ落ちなどを考慮して決めることができる。
フリッカー98dは、ブラシローラ98cと接触する位置に固定されていてもよいが、ブラシローラ98cの停止時にフリッカー98dがブラシローラ98cから離間するように、フリッカー98dが移動可能に構成されていてもよい。
摺擦部材である摺擦ローラ74は、記録媒体Sの搬送方向と垂直な方向であり、かつ紙面に対して垂直な方向に回転軸を有し、図中の矢印の方向へ回転自在に構成されており、付勢部材(不図示)により付勢されるように構成されている。摺擦ローラ74は、例えば、円筒状の芯金と、その外周面上に配置されている樹脂製のスポンジなどの弾性層とを有している。摺擦ローラ74の軸方向の長さは、記録媒体Sの幅よりも長い。
なお、摺擦部材は図3においては摺擦ローラ74として示されているが、摺擦部材は摺擦ができれば特に制限されず、往復運動する部材であってもよいし、樹脂製画像の表面に対して垂直な方向を回転軸として回転する部材であってもよいし、固定されている部材であってもよい。
ヒータ75は、例えば、軟化剤供給部97の前の位置、軟化剤供給部97に対向する位置、粉体供給部98に対向する位置、摺擦ローラ74に対向する位置などに設けられる。また、ヒータ75は、例えば、摺擦ローラ74の後の位置に設けられる。ヒータ75は、例えばホットプレートである。ヒータ75は、加熱により、樹脂層を軟化させたり、プロセス速度を上げたり、樹脂製画像の表面に供給された熱応答性材料を加熱するなどの種々の目的のために、記録媒体、粉体の耐熱性に配慮した範囲で用いられることがある。
粉体回収部99は、例えば、粉体供給部98から供給された粉体200のうちの余剰の粉体200を吸引するための集粉器である。集粉器は、記録媒体Sの搬送路から適当な高さの位置で吸引口が開口するように配置されており、例えば、粉体200を吸引するが記録媒体Sを吸引しない適度な出力で運転するように構成されている。
次に、樹脂製画像がどのように形成され、形成された樹脂製画像がどのように加飾されるかの一実施形態を図2、図3および図4を用いて説明する。図2の画像形成装置1において、制御部は、画像読取部、画像形成部、用紙搬送部、給紙部および表面処理部の動作を制御する。
画像読取部では、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ィ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。
画像形成部では、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。
用紙搬送部では、記録媒体Sは、送り出しローラ31およびさばきローラ32によって給紙部の給紙トレイ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S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S上に中間転写ベルト21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S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S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Sに定着される。こうして、記録媒体S上に樹脂層100が作製される。樹脂層100を有する記録媒体Sは、排紙ローラ36を経て表面処理部70に送られる。
なお、定着がなされた記録媒体Sを用紙反転部37に導いて記録媒体Sの表裏を反転して排出することができる。これにより、記録媒体Sの両面に画像を形成することができる。
上記制御部による表面処理装置での制御の一例を説明する。この例では、軟化材供給量を3段階で選択する例を示すが、無段階(設定値の最低値から最高値までの間の任意の値を選択する形態)であってもよい。
たとえば、上記制御部は、図4に示されるように、最終画像の所望の表現が例えば作業者によって選択される(ステップ101)と、入力された表現がミラー調またはパール調であるか否かを判断する(ステップ102)。入力された表現がミラー調またはパール調である場合は、制御部は、少量の軟化剤供給量を選択し(ステップ103)、軟化剤供給部97からの軟化剤の供給量を少量に制御する(ステップ104)。
上記制御部は、入力された表現がミラー調またはパール調ではない場合では、当該表現がグリッター調であるか否かを判断する(ステップ105)。入力された表現がグリッター調である場合は、上記制御部は、多量の軟化剤供給量を選択し(ステップ106)、軟化剤供給部97からの軟化剤の供給量を多量に制御する(ステップ104)。
上記制御部は、入力された表現がグリッター調でもない場合は、中程度の量の軟化剤供給量を選択し(ステップ107)、軟化剤供給部97からの軟化剤供給量を中程度の量に制御する(ステップ104)。
なお、制御部は、入力された表現に応じて、軟化材の供給量を制御せずにヒータ75による加熱の有無および程度を制御してもよいし、軟化材の供給量ならびにヒータ75による加熱の有無および程度の両方を制御してもよい。
軟化剤供給部97による軟化剤の供給により、樹脂製画像110の樹脂層100は、所望の軟化状態に調整され、樹脂製画像110の表面に粘着力が生じる。
粉体供給部98では、容器98aに収容されている粉体200が搬送スクリュー98bによってブラシローラ98cまで搬送される。ブラシローラ98cは、例えば反時計回りに回転し、かつ粉体200を捕捉する。ブラシローラ98cに捕捉された粉体200はフリッカー98dによって弾き飛ばされ、記録媒体Sおよび樹脂層100上に散布される。
摺擦ローラ74は、記録媒体Sに向けて付勢されているとともに、図中の矢印方向に回転している。摺擦ローラ74は、記録媒体Sの搬送方向とは反対の向きに回転している。摺擦ローラ74は、樹脂製画像100上の粉体200を適度な押圧力(例えば10kPa程度)で押圧しつつ回転し、よって摺擦ローラ74の表面は、粉体200が供給されている樹脂層100の表面を摺擦する。樹脂層100の表面は、粘着性を有し、かつ粉体200が供給され、かつ摺擦ローラ74で摺擦されることから、樹脂層100の表面には、この表面に沿う方向に粉体200が配列して付着する。
より詳しくは、粉体200は、図1Aに示されるように、樹脂製画像110の表面に供給された状態では、配向していない。しかしながら、粉体200は、扁平な粒子形状を有している。このため、長軸と短軸とを含む平面(厚さ方向に直交する平面)に沿って配列しやすい。加えて、樹脂製画像110上の粉体200は、摺擦ローラ74によって適度に押圧されながら摺擦される。樹脂製画像110に平行に配向しない部分は、摺擦ローラ74の摺擦によって、樹脂製画像110の表面から除去される。このため、粉体200は、図1Bに示されるように、樹脂製画像100の表面に沿って、当該表面上に配列して付着する。
図4のステップ105で中程度の量の軟化剤供給量が選択された場合では、摺擦時における樹脂層100はより軟化する。このため、粉体200は、摺擦時においてその一部が樹脂層100の内部に押し込まれる。よって、粉体200は、図1Cに示されるように、例えば、その一部が樹脂層100の表面に沿って配置し、残部がランダムな向きで樹脂層100の内部に押し込まれる。
図4のステップ105で多量の軟化剤供給量が選択された場合では、摺擦時における樹脂層100はより一層軟化する。このため、粉体200は、摺擦時において樹脂層100の内部により押し込まれやすくなる。よって、粉体200は、図1Dに示されるように、例えば、ランダムな向きで樹脂層100の内部に押し込まれる。
粉体200が供給された樹脂層100を有する記録媒体Sは、例えば、その後の工程で、軟化剤が揮発し、樹脂層100が固化することで、粉体200は、樹脂製画像110上に固定され、その結果、記録媒体S、樹脂層100、および粉体200の層、をこの順で有する画像が最終的に形成される。
なお、記録媒体S上に散布された粉体200のうち、樹脂層が形成されていない部分に存在する余剰の粉体200は、粉体回収部99による空気の流れにより粉体回収部99に吸引され、記録媒体S、樹脂製画像110および上記搬送路から除去される。
最終画像では、摺擦条件に応じた前述した粉体200の存在状態が保存される。よって、例えば、少量の軟化剤供給量で形成された最終画像では、上記摺擦によって粉体200が樹脂層100の表面に倒れ、粉体200の平面方向と上記表面とが実質的に平行になり、中でも、樹脂層100の粘着性による接着力が発揮される粉体200のみが樹脂層100に付着して上記表面上に残る。
こうして、粉体200は、摺擦によって実質的に一層で樹脂層100の表面に付着する。樹脂層100の表面は、粉体200によってその全てが覆われることはない。たとえば、当該表面における非球形粉体200による隠蔽率は、60%程度である。
したがって、最終画像では、粉体200の層による視覚効果と、記録媒体Sおよび樹脂層(トナー層)による画像(下地画像)の視覚効果とが合わさった外観として、ミラー調またはパール調の外観が得られる。
また、多量の軟化剤供給量で摺擦してなる最終画像の作製において粉体200を用いると、粉体200の一部または全部は、樹脂層100の内部に入りこんだ状態で固定化される。このため、当該最終画像は、グリッター調(乱反射の多い金属光沢)の外観を呈する。
ミラー調、パール調からグリッター調までの所望の外観は、通常の方法によって決定することが可能であり、例えば、複数の当業者による、基準画像と対比する官能試験結果をスコアの平均値で表示する方法や、あるいは反射光測定装置におけるメインピークの半値幅、によって決めることが可能である。当該半値幅が小さい程ミラー調、パール調の外観を呈し、当該半値幅が大きい程グリッター調の外観を呈する。
ミラー調またはパール調から、グリッター調までの所望の外観は、通常の方法、例えば、上記の官能試験結果を利用する方法や、あるいは光沢度の測定によって決めることが可能である。
なお、上記画像形成装置は、図示の実施形態では、電子写真方式のカラープリンタと合体しているが、分離して構成されていてもよい。あるいは、上記画像形成装置は、上記カラープリンタ内に組み込まれ、当該カラープリンタと一体的に構成されていてもよい。
以下、本実施形態の具体的な実施例を比較例とともに説明する。ただし、本発明の技術的範囲が以下の実施例のみに制限されるわけではない。
1. 現像剤の作製
1-1. 着色剤分散液の調製
本実施形態における樹脂製画像は、「AccurioPressC2060」(コニカミノルタ株式会社製、「AccurioPress」は同社の登録商標)の改造機に現像剤を収容し、記録媒体上に出力することで形成された。当該現像剤の作製に用いられる着色剤分散液として、ブラック用分散液、イエロー用分散液、マゼンダ用分散液、シアン用分散液、ホワイト用分散液を以下のように調製した。
[ブラック用分散液の調製]
n-ドデシル硫酸ナトリウム11.5質量部をイオン交換水160質量部に投入し、溶解、撹拌して界面活性剤水溶液を調製した。この界面活性剤水溶液中に、カーボンブラック(モーガルL、キャボット社製)15質量部を徐々に添加し、「クレアミックスWモーションCLM-0.8」(エムテクニック株式会社製、「クレアミックス」は同社の登録商標)を用いて分散処理を行った。こうして、ブラック着色剤の微粒子が分散した液(ブラック用分散液)を調製した。
ブラック用分散液中のブラック着色剤の微粒子の粒径は、体積基準のメディアン径で220nmであった。なお、体積基準のメディアン径は、「MICROTRAC UPA-150」(HONEYWELL社製)を用い、下記測定条件下で測定して求めた。
サンプル屈折率:1.59
サンプル比重: 1.05(球状粒子換算)
溶媒屈折率: 1.33
溶媒粘度: 0.797(30℃)、1.002(20℃)
0点調整:測定セルにイオン交換水を投入し調整した。
[イエロー用分散液の調製]
「カーボンブラック:モーガルL」の代わりに「C.I.ピグメントイエロー74」を用いる以外はブラック用分散液の調製と同様にして、イエロー着色剤の微粒子が分散した液(イエロー用分散液)を調製した。なお、イエロー用分散液におけるイエロー着色剤の微粒子の粒径は、上記メディアン径で140nmであった。
[マゼンタ用分散液の調製]
「カーボンブラック:モーガルL」の代わりに「C.I.ピグメントレッド122」を用いる以外はブラック用分散液の調製と同様にして、マゼンタ着色剤の微粒子が分散した液(マゼンタ用分散液)を調製した。なお、マゼンタ用分散液におけるマゼンタ着色剤の微粒子のメディアン径は130nmであった。
[シアン用分散液の調製]
「カーボンブラック:モーガルL」の代わりに「C.I.ピグメントブルー15:3」を用いる以外はブラック用分散液の調製と同様にして、シアン着色剤の微粒子が分散した液(シアン用分散液)を調製した。なお、シアン用分散液におけるシアン着色剤の微粒子のメディアン径は110nmであった。
[ホワイト用分散液の調製]
「カーボンブラック:モーガルL」の代わりに酸化チタン粒子「SA-1」(堺化学工業株式会社製)を用いる以外はブラック用分散液の調製と同様にして、白色着色剤の微粒子が分散した液(白色用分散液)を調製した。なお、ホワイト用分散液における白色着色剤の微粒子のメディアン径は150nmであった。
1-2. コア用樹脂粒子の調製
現像剤の作製に用いられるトナー粒子のコア用樹脂粒子を以下に示す第1段重合、第2段重合および第3段重合を経て調製した。
(a)第1段重合
撹拌装置、温度センサ、冷却管、窒素導入装置を取り付けた反応容器にポリオキシエチレン-2-ドデシルエーテル硫酸ナトリウム4質量部をイオン交換水3040質量部に溶解させた界面活性剤水溶液1を仕込み、窒素気流下230rpmの撹拌速度で撹拌しながら、当該溶液の温度を80℃に昇温させた。
上記界面活性剤水溶液1中に、過硫酸カリウム10質量部をイオン交換水400質量部に溶解させた重合開始剤溶液1を添加し、得られた混合液の温度を75℃に昇温させた後、下記の成分を下記の量で含有する単量体混合液1を1時間かけて上記混合液に滴下した。
スチレン 532質量部
n-ブチルアクリレート 200質量部
メタクリル酸 68質量部
n-オクチルメルカプタン 16.4質量部
上記単量体混合液1を滴下後、得られた反応液を75℃にて2時間にわたり加熱、撹拌することにより重合(第1段重合)を行い、樹脂粒子A1を作製した。
(b)第2段重合
撹拌装置を取り付けたフラスコ内に、下記の成分を下記の量で含有する単量体混合液2を投入し、離型剤としてパラフィンワックス「HNP-57」(日本精蝋株式会社製)93.8質量部を添加し、90℃に加温して溶解させた。
スチレン 101.1質量部
n-ブチルアクリレート 62.2質量部
メタクリル酸 12.3質量部
n-オクチルメルカプタン 1.75質量部
一方、ポリオキシエチレン-2-ドデシルエーテル硫酸ナトリウム3質量部をイオン交換水1560質量部に溶解させた界面活性剤水溶液2を調製し、98℃に加熱した。この界面活性剤水溶液2中に樹脂粒子A1を32.8質量部添加し、さらに、上記単量体混合液2を添加した後、循環経路を有する機械式分散機「クレアミックス」(エムテクニック株式会社製)で8時間混合分散した。この混合分散により分散粒子径が340nmの乳化粒子を含有する乳化粒子分散液1を調製した。
次いで、この乳化粒子分散液1に、過硫酸カリウム6質量部をイオン交換水200質量部に溶解させた重合開始剤溶液2を添加し、得られた混合液を98℃にて12時間にわたり加熱撹拌を行うことで重合(第2段重合)を行い、樹脂粒子A2を作製し、また、当該樹脂粒子A2を含有する分散液を得た。
(c)第3段重合
上記樹脂粒子A2を含有する分散液に、過硫酸カリウム5.45質量部をイオン交換水220質量部に溶解させた重合開始剤溶液3を添加し、得られた分散液に、80℃の温度条件下で、下記の成分を下記の量で含有する単量体混合液3を1時間かけて滴下した。
スチレン 293.8質量部
n-ブチルアクリレート 154.1質量部
n-オクチルメルカプタン 7.08質量部
滴下終了後、2時間にわたり加熱撹拌を行って重合(第3段重合)を行い、重合終了後、28℃に冷却してコア用樹脂粒子を作製した。
1-3. シェル用樹脂粒子の作製
現像剤の作製に用いられトナー粒子のシェル用樹脂粒子を以下のように作製した。
コア用樹脂粒子の作製における第1段重合で使用された単量体混合液1を、下記の成分を下記の量で含有する単量体混合液4に変更した以外は同様にして、1段階の重合反応、および反応後の処理を行ってシェル用樹脂粒子を作製した。
スチレン 624質量部
2-エチルヘキシルアクリレート 120質量部
メタクリル酸 56質量部
n-オクチルメルカプタン 16.4質量部
1-4. トナー粒子の作製
[ブラックトナー粒子の作製]
上記のコア用樹脂粒子、ブラック用分散液を用いてトナー粒子のコア部を作製し、次に、コア部に上記のシェル用樹脂粒子を用いてシェルを作製することでトナー粒子母体粒子を作製し、最後に外添剤添加工程を経ることで、以下のようにブラックトナー粒子を作製した。
(a)コア部の作製
撹拌装置、温度センサ、冷却管、窒素導入装置を取り付けた反応容器に、下記の成分を下記の量で投入、撹拌した。得られた混合液の温度を30℃に調整後、5モル/リットルの水酸化ナトリウム水溶液を当該混合液に添加して、そのpHを8~11に調整した。
コア用樹脂粒子 420.7質量部
イオン交換水 900質量部
ブラック用分散液 300質量部
次いで、塩化マグネシウム・6水和物2質量部をイオン交換水1000質量部に溶解した水溶液を撹拌の下で30℃にて10分間かけて上記混合液に添加した。3分間放置後に混合液の昇温を開始し、上記混合液を60分間かけて65℃まで昇温させ、上記混合液中の粒子の会合を行った。この状態で「マルチサイザ3」(コールター社製)を用いて会合粒子の粒子径測定を行い、会合粒子の体積基準メディアン径が5.8μmになった時に、塩化ナトリウム40.2質量部をイオン交換水1000質量部に溶解させた水溶液を上記混合液に添加して粒子の会合を停止させた。
会合停止後、さらに、熟成処理として液温を70℃にして1時間にわたり加熱撹拌を行うことにより会合粒子の融着を継続させてコア部を作製した。コア部の平均円形度を「FPIA2100」(シスメック株式会社製、「FPIA」は同社の登録商標)で測定したところ、0.912だった。
(b)シェルの作製
次に、上記混合液を65℃にして、シェル用樹脂粒子50質量部を当該混合液に添加し、さらに、塩化マグネシウム・6水和物2質量部をイオン交換水1000質量部に溶解した水溶液を10分間かけて上記混合液に添加した。その後、上記混合液を70℃まで昇温させて1時間にわたり撹拌を行った。この様にして、コア部の表面にシェル用樹脂粒子を融着させた後、75℃で20分間熟成処理を行ってシェルを形成させた。
その後、塩化ナトリウム40.2質量部をイオン交換水1000質量部に溶解した水溶液を添加してシェルの形成を停止した。さらに、8℃/分の速度で30℃まで冷却した。生成した粒子をろ過し、45℃のイオン交換水で繰り返し洗浄した後、40℃の温風で乾燥することにより、コア部の表面を覆うシェルを有するブラックトナー母体粒子を作製した。
(c)外添剤添加工程
ブラックトナー母体粒子に下記外添剤を添加して、「ヘンシェルミキサ」(日本コークス工業株式会社製)にて外添処理を行い、ブラックトナー粒子を作製した。
ヘキサメチルシラザン処理したシリカ微粒子 0.6質量部
n-オクチルシラン処理した二酸化チタン微粒子 0.8質量部
なお、ヘンシェルミキサによる外添処理は、撹拌羽根の周速35m/秒、処理温度35
℃、処理時間15分の条件の下で行った。また、上記外添剤の上記シリカ微粒子の粒径は、体積基準のメディアン径で12nmであり、上記二酸化チタン微粒子の粒径は、体積基準のメディアン径で20nmであった。
[マゼンタトナー粒子の作製]
ブラック用分散液の代わりにマゼンタ用分散液を用いる以外はブラックトナー粒子の作製と同様にして、マゼンタトナー粒子を作製した。
[シアントナー粒子の作製]
ブラック用分散液の代わりにシアン用分散液を用いる以外はブラックトナー粒子の作製と同様にして、シアントナー粒子を作製した。
[ホワイトトナー粒子の作製]
ブラック用分散液の代わりに白色用分散液を用いる以外はブラックトナー粒子の作製と同様にして、ホワイトトナー粒子を作製した。
[クリアトナー粒子の作製]
ブラック用分散液の代わりに、イオン交換水281.5質量部にn-ドデシル硫酸ナトリウム18.5質量部を混合した界面活性剤水溶液を用いる以外はブラックトナー粒子の作製と同様にして、クリアトナー粒子を作製した。
[フェライトキャリア粒子の作製]
フェライトコア粒子100質量部とシクロヘキシルメタクリレート/メチルメタクリレート(共重合比5/5)の共重合体樹脂粒子5質量部とを、撹拌羽根付き高速混合機に投入し、120℃で30分間撹拌混合して機械的衝撃力の作用でフェライトコア粒子の表面に樹脂コート層を形成させることにより、体積基準のメジアン径が40μmであるフェライトキャリア粒子を得た。
キャリアの体積基準のメジアン径は、湿式分散機を備えたレーザ回折式粒度分布測定装置「ヘロス(HELOS)」(シンパティック社製)により測定した。
1-5. 現像剤の作製
ブラックトナー粒子、イエロートナー粒子、マゼンタトナー粒子、シアントナー粒子、ホワイトトナー粒子およびクリアトナー粒子に、メチルメタクリレートとシクロヘキシルメタクリレートとの共重合体でその表面が被覆されている、メジアン径40μmのフェライトキャリア粒子をトナー濃度が6質量%となる量で混合し、ブラック現像剤、イエロー現像剤、マゼンタ現像剤、シアン現像剤、ホワイト現像剤およびクリア現像剤のそれぞれを作製した。
2. 画像の作製および評価
2-1. 画像の作製
「AccurioPressC2060」(コニカミノルタ株式会社製、「AccurioPress」は同社の登録商標)の改造機に現像剤を収容し、当該改造機を用いて2cm×2cmの正方形のパッチ画像を上記の記録媒体上に形成し、記録媒体上に当該パッチ画像を有するトナー画像(樹脂製画像)を出力した。
なお、用いた記録媒体は下記のとおりであり、記録媒体と現像剤(トナー色)との組み合わせは表1に示すとおりである。
・OKトップコート+157gsm(王子製紙社製)
・HDPEフィルム(オルデイ株式会社製、厚さ50μm)
上記トナー画像(樹脂製画像)を、パッチ画像を上に向けて置き、スプレー塗布、ディスペンサーによる塗布、またはインクジェット方式で軟化剤であるアジピン酸イソブチルまたはテトラヒドロフランを供給した。
なお、加熱を併用するものは、軟化剤を供給する前に、所望の加熱温度に設定したホットプレートを用いて記録媒体の下面から30秒間加熱した。
スプレー塗布は、旭サナック株式会社製rCoaterを用いた。軟化剤を装置に充填し、塗布したのち、軟化剤が揮発する前にキーエンス社製レーザー顕微鏡VK-250の膜厚測定モードで膜厚を測定した。塗布、膜厚測定の作業を繰り返し、所望の塗布量に調整してから塗布を行った。
ディスペンサーによる塗布は、武蔵エンジニアリング株式会社製CyberJet2を用いた。軟化剤を装置に充填し、塗布したのち、軟化剤が揮発する前にキーエンス社製レーザー顕微鏡VK-250の膜厚測定モードで膜厚を測定した。塗布、膜厚測定の作業を繰り返し、所望の塗布量に調整してから塗布を行った。
インクジェット方式は、エプソン製EP-880AWのインクを軟化剤に詰め替えて塗布を行った。軟化剤をインクカートリッジに充填し、塗布したのち、軟化剤が揮発する前にキーエンス社製レーザー顕微鏡VK-250の膜厚測定モードで膜厚を測定した。塗布、膜厚測定の作業を繰り返し、所望の塗布量に調整してから塗布を行った。
軟化剤が供給されたトナー画像を、粉体を付着させたスポンジローターで押圧し、トナー画像に粉体を供給した。摺擦は、粉体を付着させたスポンジローラーで、軟化剤が供給されたトナー画像を押圧し、ローラーを回転させて摺擦することで行った。押圧時および摺擦時の圧力は、約10kPaである。粉体供給後または摺擦後、刷毛によって粉体をパッチ画像の表面から除去した。
なお、粉体は、金属を含む粉体として、メタシャインME2025PS(日本板硝子社製)を用い、熱応答性材料として、マツモトマイクロスフェアーF-35D(松本油脂製薬社製)を用いた。
実施例1~18および比較例19~21のトナー画像作製条件および粉体供給条件等を以下の表1に示す
Figure 0007247485000001
2-2. 評価-1: 変形等
上記のように粉体を供給した画像について、記録媒体の変形、粉体の変形、粉体の変色の評価を以下のように行った。
[記録媒体の変形]
熟練の被験者5名が、画像形成前後での記録媒体の変形の有無を目視で確認し、以下のように評価した。
○ 全員が変形なしと判断
△ 3、4人が変形なしと判断
× 変形なしと判断したのが2人以下
[粉体の変形]
熟練の被験者5人が、走査型電子顕微鏡(SEM)(倍率1000倍)にて画像形成前後での粉体の変形を確認し、以下のように評価した。
〇 全員が変形なしと判断
△ 3、4人が変形なしと判断
× 変形なしと判断したのが2人以下
[粉体の変色]
熟練の被験者5人が、画像形成前後での粉体の変色を確認し、以下のように評価した。
〇 全員が変色なしと判断
△ 3、4人が変色なしと判断
× 変色なしと判断したのが2人以下
実施例1~18および比較例19~21の評価結果を以下の表2に示す。
Figure 0007247485000002
2-3. 評価-2: 加飾効果
上記のように変形等を評価した画像について、粉体としてメタシャインME2025PSを用いたものについては、そのまま、以下に示す加飾効果の評価を行った。一方、粉体としてマツモトマイクロスフェアーF-35Dを用いたものについては、100℃に設定したホットプレートを用いて記録媒体の下面から1分間加熱し、マツモトマイクロスフェアーF-35Dを膨張させてから、以下に示す加飾効果の評価を行った。
[加飾効果]
上記画像を、熟練の被験者10名によって目視で観察し、色および外観を判定することで加飾効果を評価した。なお、外観は以下の1~5から1つを選ぶことで判定した。表3に示す実施例および比較例のいずれの評価も、全員一致した。
1 ミラー調である
2 パール調である
3 グリッター感大きい
4 グリッター感中程度
5 エンボス調である
実施例1~18および比較例19~21の評価結果を以下の表3に示す。
Figure 0007247485000003
表2および表3から明らかなように、トナー画像(樹脂製画像)の表面に軟化剤を供給し、軟化剤が供給された樹脂製画像の表面に紛体を供給する画像形成方法によれば、記録媒体の変形や紛体の変形および変色を生じさせずに、加飾画像を形成することができた。
また、軟化材の供給量を変更したり、樹脂製画像の加熱の有無を選択したりすることで、様々な表現の加飾画像を形成することができた。
本発明によれば、耐熱性の低い記録媒体や、耐熱性の低い粉体に適用できる画像を加飾するための方法を提供することができる。よって、本発明によれば、画像を加飾する方法のさらなる普及が期待される。
1 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 排紙ローラ
37 用紙反転部
41~43 給紙トレイ
60 樹脂製画像形成部
70 表面処理部
74 摺擦ローラ
75 ヒータ
90 軟化剤
97 軟化剤供給部
98 粉体供給部
98a 容器
98b 搬送スクリュー
98c ブラシローラ
98d フリッカー
99 粉体回収部
100 樹脂層
110 樹脂製画像
200 粉体
S 記録媒体

Claims (18)

  1. 記録媒体とその上に定着されている樹脂層とを含む樹脂製画像の表面に、前記樹脂層を軟化させる軟化剤を供給する工程と、
    前記樹脂製画像の表面に粉体を供給する工程と、
    を含む、画像形成方法であって、
    前記軟化剤を供給する工程は、前記形成される画像の表現に応じて異なる量の軟化剤を供給する工程である、
    画像形成方法。
  2. 前記記録媒体上の前記樹脂層を加熱する工程を含む、請求項1に記載の画像形成方法。
  3. 前記供給されて前記樹脂層に接している前記粉体を配向させる工程を含む、請求項1または2に記載の画像形成方法。
  4. 前記配向させる工程は摺擦することにより行われる、請求項3に記載の画像形成方法。
  5. 前記摺擦は、前記樹脂製画像と、前記樹脂製画像に接して配置された摺擦部材と、のいずれかまたは双方を、前記樹脂製画像と前記摺擦部材との間に相対速度差が生じるように移動させることにより行われる、請求項4に記載の画像形成方法。
  6. 前記摺擦は、前記樹脂製画像と、前記樹脂製画像に接して配置された摺擦部材と、のいずれかまたは双方を、前記樹脂製画像と前記摺擦部材との間に回転速度差が生じるように移動させることにより行われる、請求項4または5に記載の画像形成方法。
  7. 前記摺擦部材は変形追従性を有する部材である、請求項5または6に記載の画像形成方法。
  8. 前記粉体は非球状の粒子を含む、請求項1~7のいずれか1項に記載の画像形成方法。
  9. 前記粉体は扁平状の粒子を含む、請求項1~8のいずれか1項に記載の画像形成方法。
  10. 前記粒子は、厚みが0.2μm~3.0μmの粒子である、請求項8または9に記載の画像形成方法。
  11. 前記粉体は金属粒子を含む、請求項1~10のいずれか1項に記載の画像形成方法。
  12. 前記粉体は熱応答性材料からなる粒子を含む、請求項1~11のいずれか1項に記載の画像形成方法。
  13. 前記供給された粉体を加熱する工程を含む、請求項12に記載の画像形成方法。
  14. 前記軟化剤は、スプレー塗布、インクジェット方式、またはディスペンサーによる塗布により前記樹脂製画像の表面に供給される、請求項1~13のいずれか1項に記載の画像形成方法。
  15. 前記記録媒体は、樹脂製フィルムである、請求項1~14のいずれか1項に記載の画像形成方法。
  16. 記録媒体とその上に定着されている樹脂層とを含む樹脂製画像の表面に、前記樹脂層を軟化させる軟化剤を供給する軟化剤供給部と、
    前記樹脂製画像の表面に粉体を供給する粉体供給部と、
    を含む、画像形成装置であって、
    前記軟化剤供給部は、前記形成される画像の表現に応じて異なる量の前記軟化剤を供給する、
    画像形成装置。
  17. 前記樹脂製画像上に供給されて前記樹脂層に接している前記粉体を摺擦する摺擦部を含む、請求項16に記載の画像形成装置。
  18. 形成すべき画像に関するデータを受け付けるデータ受付部と、
    前記受け付けたデータに応じて前記軟化剤の供給量を制御する制御部と、
    を含む、請求項16または17に記載の画像形成装置。
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