(57)【要約】【課題】  記録媒体に形成する熱発泡性トナーからなる像を、省エネ化や生産性の犠牲を伴うことなく簡易にかつ効率よく発泡隆起させて当該トナー像に基づく立体画像のみ又はそれを含む画像を形成することができる画像形成方法および画像形成装置を提供する。【解決手段】  画像形成方法および画像形成装置は、非熱発泡性の記録媒体（Ｐ）に少なくとも熱発泡性トナーからなる像を形成した後、その熱発泡性トナー像を加熱して発泡させることにより隆起した立体画像を形成するに際して、その熱発泡性トナーとして赤外線吸収剤を含有する熱発泡性トナーを使用し、その赤外線吸収剤を含有する熱発泡性トナーで第１作像手段（１０）により形成される熱発泡性トナー層（Ｔ（Ｈ））に少なくとも赤外線を照射手段（８）から照射するものである。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非熱発泡性の記録媒体に少なくとも熱発泡性トナーからなる像を形成した後、その熱発泡性トナー像を加熱して発泡させることにより隆起した立体画像を形成するに際して、
前記熱発泡性トナーとして赤外線吸収剤を含有する熱発泡性トナーを使用し、その赤外線吸収剤を含有する熱発泡性トナーで形成される熱発泡性トナー像に少なくとも赤外線を照射することを特徴とする画像形成方法。
【請求項２】
熱発泡性トナー像を形成しない領域に、非熱発泡性の有色トナーからなる像を形成する請求項１に記載の方法。
【請求項３】
非熱発泡性の記録媒体に赤外線吸収剤を含有する熱発泡性トナーからなる像を形成する第１作像手段と、
この第１作像手段で形成される熱発泡性トナー像に少なくとも赤外線を照射する照射手段を有する装置であって、
前記記録媒体に形成される熱発泡性トナー像を加熱して発泡させることにより隆起した立体画像を形成し得ることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
熱発泡性トナー像を形成しない領域に、非熱発泡性の有色トナーからなる像を形成する第２作像手段を有する請求項３に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非熱発泡性の記録媒体に少なくとも形成される熱発泡性トナーからなる像を加熱して発泡させることにより隆起した立体（隆起）画像を形成することができる画像形成方法および画像形成装置に関するものであり、特に、その熱発泡性トナー像を簡易にかつ効率よく発泡隆起させるようにして当該トナー像に基づく立体画像のみ又はそれを含む画像を形成することに適した画像形成方法および画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、本出願人は、電子写真方式や静電記録方式を適用した一般のプリンタ、複写機、複合機等の画像形成装置を使用して、普通紙等に代表されるような非熱発泡性の記録媒体に少なくとも熱発泡性トナーからなる像を形成した後、それを加熱発泡させることで隆起した立体画像を形成する方法やその形成装置等について提案している（特許文献１，２など）。
【０００３】
特許文献１においては、発泡剤がトナー表面に実質的に露出しないように含有される画像形成用トナーからなる像を電子写真プロセス等を経ることにより記録媒体に形成した後、加熱定着処理を行ってそのトナーに含まれる発泡剤を発泡させて立体画像を形成する方法やその形成装置等が提示されている。
【０００４】
また、特許文献２においては、記録媒体に形成する熱発泡性トナーからなる像の上に非発泡性フルカラートナーからなるカラー像を形成した後、加熱定着処理を施して熱発泡性トナーを発泡させて立体画像を形成するとともに非熱発泡性フルカラートナーを溶融定着させてカラー画像を形成する方法やその形成装置が提示されている。
【０００５】
そして、これらの立体画像の形成方法および形成装置では、そのいずれの場合も、熱発泡性トナーからなる像のみ又はそれを含むトナー像を定着ロール対等の定着装置を通過させて加熱加圧することにより、その熱発泡性トナーについて発泡（熱膨張）させるとともに溶融させて記録媒体に固着させるようにしている。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１３１８７５号公報
【特許文献２】特開２００２−２４４３８４号公報
【特許文献３】特開２００２−１７４９２４号公報
【特許文献４】特開２００３−２７０８６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、このような立体画像の形成方法やその形成装置においては、次のような問題点がある。
【０００８】
まず、その熱発泡性トナー内の発泡剤を熱膨張させて十分な高さの立体画像を得るためには、非熱発泡性の有色トナーからなる像を定着させるときよりも大きな熱エネルギーを印加しなければならない。これにより、十分な高さの立体画像を容易に得ることは難しいものであった。
【０００９】
一方、十分な高さの立体画像を形成するために最適化された加熱条件（定着温度の上昇、定着時間の延長など）で定着を行った場合には、非熱発泡性の有色トナーからなる像（画像部）に必要以上の熱エネルギーが印加されることになるため、その加熱により溶融された有色トナーが定着ロール等に付着してしまい記録媒体に定着されないことがあり、その結果として画質不良を招くことがある。
【００１０】
このようなことから、同じ記録媒体上に熱発泡性トナーからなる像と非熱発泡性の有色トナーからなる像とが混在して形成される場合には、その双方の像をいずれも最良の状態で形成することが困難であった。
【００１１】
また、熱発泡性トナーの定着のために印加する熱エネルギーを増やす場合には、定着時の加熱温度を上げたりあるいは定着速度を下げなければならず、この結果、省エネ化や画像形成の生産性の点で劣るという問題もあった。
【００１２】
ちなみに、従来においては、本出願人による提案も含め、通常の平面的な画像（立体画像ではない画像）を形成する方法やその形成装置として、記録媒体に赤外線吸収剤を含有させた画像形成用の有色トナーにより像を形成した後、そのトナー像に赤外線等を照射して光定着させる画像形成方法などが提案されている（特許文献３，４）。しかし、この提案に係る特許文献３，４のいずれにおいても、熱発泡性トナーを使用して立体画像を形成することに関する内容は示されていない。
【００１３】
本発明は、以上のような各問題点等に鑑みてなされたものであり、記録媒体に形成する熱発泡性トナーからなる像を、省エネ化や生産性の犠牲を伴うことなく簡易にかつ効率よく発泡隆起させて当該トナー像に基づく立体画像のみ又はそれを含む画像を形成することができる画像形成方法および画像形成装置を提供するものである。
【００１４】
これに加えて、本発明は、記録媒体上に熱発泡性トナーからなる像と非熱発泡性の有色トナーからなる像とが混在して形成される場合には、その双方の像を最良の状態で、また所望の状態で形成することができる画像形成方法および画像形成装置を提供するものでもある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の画像形成方法は、非熱発泡性の記録媒体に少なくとも熱発泡性トナーからなる像を形成した後、その熱発泡性トナー像を加熱して発泡させることにより隆起した立体画像を形成するに際して、前記熱発泡性トナーとして赤外線吸収剤を含有する熱発泡性トナーを使用し、その赤外線吸収剤を含有する熱発泡性トナーで形成される熱発泡性トナー層に少なくとも赤外線を照射することを特徴とするものである。
【００１６】
ここで、上記非熱発泡性の記録媒体とは、トナー（現像剤）からなる像を形成することができる媒体のうち加熱された場合に発泡（熱膨張）する物性が特にないものであり、たとえば、普通紙等の記録用紙である。
【００１７】
上記熱発泡性トナーからなる像は、上記記録媒体の全面に形成することも可能であるが、通常は形成すべき立体画像に対応させて記録媒体の該当領域に部分的に形成される。この熱発泡性トナー像は、記録媒体に単独で形成される場合と、非熱発泡性の有色トナーからなる像と組み合わせて形成される場合とがある。また、この熱発泡性トナー像は、所望の層厚で形成される。この熱発泡性トナーに含有される赤外線吸収剤については、後述するように非可視域の波長に対して光吸収特性を有するものであることが好ましい。
【００１８】
このような画像形成方法によれば、非熱発泡性の記録媒体のうち赤外線吸収剤を含有する熱発泡性トナー像が形成された領域は、赤外線が照射されると、その熱発泡性トナー像内の赤外線吸収剤が赤外線を吸収して瞬時に発熱し、その熱が熱発泡性トナーに作用することになる。これにより、熱発泡性トナー像は赤外線吸収剤の発熱作用により加熱されて発泡（膨張）隆起することで立体的な画像となる。
【００１９】
上記画像形成方法においては、熱発泡性トナー層を形成しない領域に、非熱発泡性の有色トナーからなる像を形成するようにしてもよい。
【００２０】
このような熱発泡性トナー像の非形成領域に非熱発泡性の有色トナー像を形成する場合には、熱発泡性トナー像の部分が発泡隆起した立体画像として得られる一方で、その立体画像が存在しない記録媒体の領域において、その有色トナー像の部分が熱発泡性トナー像の発泡によって隆起しない状態の（非立体）有色画像として得られる。ちなみに、上記画像形成方法においては、熱発泡性トナー層を形成した領域に対し、その熱発泡性トナー層上に非熱発泡性の有色トナー像を重畳させるように形成することは可能である。この場合には、その有色トナー像は、熱発泡性トナー像の発泡によって隆起した状態からなる有色の立体画像として得られる。
【００２１】
一方、本発明の画像形成装置は、非熱発泡性の記録媒体に赤外線吸収剤を含有する熱発泡性トナーからなる像を形成する第１作像手段と、この第１作像手段で形成される熱発泡性トナー像に少なくとも赤外線を照射する照射手段を有する装置であって、前記記録媒体に形成される熱発泡性トナー像を加熱して発泡させることにより隆起した立体画像を形成し得ることを特徴とするものである。
【００２２】
ここで、上記第１作像手段は、非熱発泡性の記録媒体に赤外線吸収剤を含有する熱発泡性トナー像を所望の画像情報に応じて形成することができるものであれば特に制約されるものではない。たとえば、電子写真方式、静電記録方式等の画像形成方式を利用して潜像担持体に立体画像用の画像情報に応じて潜像を形成し、その潜像を当該熱発泡性トナーにより現像して熱発泡性トナー像とし、そのトナー像を最終的に記録媒体に形成（転写）する作像装置として構成することができる。
【００２３】
上記照射手段は、この第１作像手段で形成される熱発泡性トナー像に必要な赤外線を照射することができるものであればよい。従って、この照射手段から照射する赤外線は、熱発泡性トナーに含有させる赤外線吸収剤が吸収し得る波長領域を少なくとも含む波長特性の赤外線であることが好ましい。
【００２４】
このような画像形成装置によれば、少なくとも第１作像手段により非熱発泡性の記録媒体に赤外線吸収剤を含有する熱発泡性トナー像が形成され、最後に、その熱発泡性トナー像に照射手段から赤外線が照射される。これにより、その熱発泡性トナー像内の赤外線吸収剤が赤外線を吸収して瞬時に発熱し、その熱が熱発泡性トナーに作用することになるため、最終的に熱発泡性トナー像が赤外線吸収剤の発熱作用により加熱されて発泡（膨張）隆起することで立体的な画像（立体画像）となる。
【００２５】
また、この画像形成装置においては、熱発泡性トナー像を形成しない領域に、非熱発泡性の有色トナーからなる像を形成する第２作像手段を有するように構成するとよい。
【００２６】
ここで、上記第２作像手段は、熱発泡性トナー像が形成されない領域に非熱発泡性の有色トナー像を形成することができるものであればよい。たとえば、前記第１作像手段と同様の作像装置（なお、熱発泡性トナーに代えて非熱発泡性の有色トナーを使用する点では相違する）とすることができる。
【００２７】
このような第２作像手段を具有させた場合には、熱発泡性トナー像部分が発泡隆起してなる立体画像が形成される一方で、その立体画像が存在しない記録媒体の領域において、その有色トナー像の部分が熱発泡性トナー像の発泡によって隆起しない状態からなる（非立体の）有色画像が形成される。ちなみに、上記画像形成装置においては、熱発泡性トナー層が形成された領域に対し、上記第２作像手段によってその熱発泡性トナー層上に非熱発泡性の有色トナー像を重畳させるように形成することも可能である。
【発明の効果】
【００２８】
このような本発明の画像形成方法およびその形成装置によれば、赤外線吸収剤を含有する熱発泡性トナー像を形成して赤外線を照射することにより、その赤外線吸収剤の発熱作用で熱発泡性トナー像を加熱するようにして立体画像を形成するので、非熱発泡性の記録媒体に形成する熱発泡性トナー像を簡易にかつ効率よく発泡隆起させてそのトナー像に基づく立体画像のみ又はそれを含む画像を形成することが可能となる。
【００２９】
特に赤外線を照射するのみで熱発泡性トナー像をその自らが含有する赤外線吸収剤の発熱作用により加熱発泡させることも可能であり、この場合には、熱圧による定着装置が不要となるか、またはその定着装置を併用してもその定着時に付与する熱エネルギーを過度に高める必要がなくなる。このため、トナー像の定着のために必要以上の高温加熱用の熱源が不要となって省エネ化の点で有利となり、また、その定着時の処理（通過）速度を通常時よりも低下させる必要もなく生産性の観点からも有利となる。さらに、非熱発泡性の有色トナー像を同時に形成する場合においては、その有色トナー像が前述の従来技術の場合のように必要以上の熱エネルギーで加熱されることがなくなり、たとえばその過度の加熱により有色トナーが定着ロール等に付着してしまうことに起因した画質不良を引き起こすという心配もない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
図１は、本発明を適用した実施の形態に係るデジタルカラー複合機の概要を示すものである。
【００３１】
［複合機全体の構成］
このデジタルカラー複合機１は、少なくとも複写機能とプリント機能を兼備するカラー画像形成装置であって、記録シートＰ上に単色または多色からなる通常の（平面的な）画像を形成することができることに加えて立体的な画像（立体画像）を形成することもできるように構成されている。図１中における符号２は複合機１の画像出力部を構成する本体であり、矢付き一点鎖線は記録シートＰの基本的な搬送経路を示す。
【００３２】
複合機１は、その画像出力部本体２の上部側に、原稿の画像を読み取る原稿読取装置３が設置されている。この原稿読取装置３は、図示しない原稿載置面としてのプラテンガラス上に載置される原稿か又は原稿を一枚ずつ自動で搬送する図示しない自動原稿搬送装置により読取スリット部を通過するように搬送される原稿を光源によって照明し、その原稿からの反射光を所定のミラー、縮小光学系などを介してＣＣＤ等からなる画像読取素子に入射させる。これにより、その画像読取素子によって原稿の色材反射光像を所定のドット密度（例えば１６ドット／ｍｍ）で読み取るようになっている。
【００３３】
また、画像出力部の本体２の上部側（たとえば原稿読み取り装置２の前面側の部位）には、ユーザインターフェイス（ＵＩ）としての操作パネル４が設置されている。この操作パネル４は、入力操作を行うための各種ボタンをはじめ、入力操作や各種情報の表示を行うためのタッチ式液晶パネル等が設けられている。特に液晶パネルは、ユーザに対して操作手順やメッセージが出力される一方で、そのパネルの所定領域を指で触れることで動作に関するユーザからの指示内容が入力される。
【００３４】
一方、画像出力部本体２の内部には、画像処理装置５が設置されている。この画像処理装置５は、前記原稿読み取り装置３で読み取られた画像データ（信号）やこの複合機１に接続される後述のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）１００等から入力される画像データに対して所定の画像（信号）処理を施して最終的な画像データを生成するようになっている。特にこの画像処理装置５では、単色または多色の画像を形成するための通常の画像データの処理機能に加えて、後述するような立体画像を形成するための画像データの処理機能を有している。また、この画像処理装置５は、ユーザの入力指示に対応した画像処理も可能であり、その入力手段として前述した操作パネル４におけるタッチ式液晶パネル等を使用して対応するようになっている。
【００３５】
また、画像出力部本体２の内部には、各種トナー像をそれぞれ専用に形成する複数の作像ユニット１０と、これら各作像ユニット１０で形成される各トナー像を一次転写させた後に記録シートＰに二次転写させる位置（二次転写部）まで搬送する中間転写ベルト２１を有する中間転写トユニット２０とが設置されている。この実施の形態では、複数の作像ユニット１０を、中間転写ユニット２０における中間転写ベルト２１の下方側の位置にそのベルト２１の回転方向にそって直列に並べた状態で配置している。
【００３６】
作像ユニット１０はいずれも、基本的に、所定の方向に回転駆動するドラム状基体の外周面に有機感光層等が設けられた感光ドラム１１と、この感光ドラム１１の表面を一様に帯電する帯電装置１２と、帯電後の感光ドラム１１の表面に画像処理装置５から送られる画像データに基づいた光を露光して静電潜像を形成する書き込み露光装置１３と、その静電潜像を所定のトナーで現像する現像装置１４と、感光ドラム１１の表面を清掃するドラム用クリーニング装置１６を備えて構成されている。このうち現像装置１４は、トナーとキャリアを含む二成分現像剤を使用して現像を行う二成分現像方式の現像装置であるが、トナーのみからなる一成分現像剤を使用して現像を行う一成分現像方式の現像装置であってもよい。
【００３７】
この実施の形態では、作像ユニット１０として、赤外線吸収剤（ＩＲ）を含有した熱発泡性トナーからなるトナー像（以下「ＩＲ熱発泡性トナー像」ともいう）を形成する作像ユニット１０Ｈと、非熱発泡性の有色トナーからなるトナー像（以下「有色トナー像」ともいう）を形成する作像ユニット１０Ｗの少なくとも３タイプのものを使用している。また、その有色トナー像を形成する作像ユニット１０Ｗとしては、イエロー（Ｙ）トナー、マゼンタ（Ｍ）トナー、シアン（Ｃ）トナーおよびブラック（Ｋ）トナーの各有色トナーからなる像を専用に形成する４つの作像ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋを使用している。これら５つの作像ユニット１０については、二次転写部からみて中間転写ベルト２１の回転方向上流側にむけて作像ユニット１０Ｈ、１０Ｋ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｙの順で配置されている。
【００３８】
ちなみに、作像ユニット１０Ｈは、その各現像装置１４として、後述する熱発泡性トナーを収容する現像装置１４Ｈを使用する点で他の有色トナー像形成用の作像ユニット１０Ｗ（１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ）と相違するのみであり、その他の構成については作像ユニット１０Ｗと基本的に同じである。
【００３９】
中間転写ユニット２０は、無端状の中間転写ベルト２１を駆動ロール２２、二次転写部のバックアップロール２３、複数の従動ロール２４、２５、…に所定のテンションで掛け回しているとともに、その従動ロール２４と従動ロール２５の間で各作像ユニット１０における感光ドラム１１とそれぞれ接した状態となるように設置している。この中間転写ベルト２１は、たとえば、導電材等を含有させて体積抵抗率を調整したポリイミドフィルム等のベルト基材上にシリコーンゴム等の表面層を積層形成した２層構造からなる無端状のベルトであり、駆動ロール２２の回転動力により矢印方向に回転走行するようになっている。
【００４０】
中間転写ベルト２１の内周面側には、各作像ユニット１０の感光ドラム１１に形成される各トナー像を中間転写ベルト２１に静電的にそれぞれ転写させるための一次転写ロール２７が設置されている。一次転写ロール２７には、図示しないバイアス電源装置から感光ドラム１１上のトナー像の帯電極性とは逆極性の一次転写バイアスが印加されるようになっている。また、中間転写ベルト２１の外周面側には、そのベルト２１をバックアップロール２３に押し当てて二次転写部の二次転写ニップ部（圧接域）を形成するための二次転写ロール２８が配設されている。バックアップロール２３には、その導電性の軸に対して、図示しないバイアス電源装置から中間転写ベルト２１上のトナー像の帯電極性と同極性の二次転写バイアスを供給するための給電部材が接触した状態で設置されている。さらに、中間転写ベルト２１の駆動ロール２２と対向する位置には、そのベルト２０の表面を清掃するベルト用クリーニング装置２９が設置されている。
【００４１】
上記作像ユニット１０の下方側には、所定のサイズや種類等からなる非熱発泡性の記録シートＰを収容するとともにそれを１枚ずつ前記二次転写部にむけて送り出す給紙装置６が配置されている。給紙装置６は、複合機１の本体２に対して出し入れ可能に支持された単数または複数の収容カセット６１に複数枚の記録シートＰを積載収容し、その収容カセット６１内の最上部にある記録シートＰを送出し装置６２により順に１枚ずつそのカセット６１内から送り出するようになっている。給紙装置６から送り出された記録シートＰは、その給紙装置６から二次転写ニップ部までの間に形成される所定の給紙搬送路を通して搬送され、二次転写部の手前側に配置されたレジストロール対５５まで搬送される。
【００４２】
また、画像出力部本体２の内部のうち二次転写部から記録シートＰの搬送方向下流側となる上部側には、二次転写部でトナー像が二次転写された後の記録シートＰの定着処理を行う定着装置７が設置されている。この定着装置７は、未定着のトナー像が担持された記録シートＰを加熱加圧して定着処理する熱圧式のものであり、基本的に、図示しない加熱源により所定の温度に加熱されて回転する加熱ロール７１と、この加熱ロール７１に所定の圧力で圧接して定着ニップ部（圧接域）を形成しながら回転する加圧部材（加圧ロール、加圧ベルトなど）７２とでその主要部が構成されている。
【００４３】
さらに、その本体２の内部のうち上記定着装置７の記録シート搬送方向下流側となる上部側には、トナー像が担持される記録シートＰに対して赤外線を照射する光定着装置８が配置されている。この光定着装置８は、赤外線を照射することができるものであればよく、たとえば赤外線ランプ、キセノンランプ等を用いて構成される。この光定着装置８と前記定着装置７とは、形成すべき画像の種類等の条件に応じて使い分けること（単独使用または併用すること）ができるように構成されている。実際、光定着装置８の方は、赤外線吸収剤を含有する熱発泡性トナー像が形成される場合には常に使用されることになる。
【００４４】
また、画像出力部の本体２上面には、画像形成後に本体の外部に排出される記録シートＰを積載した状態で収容する排出収容面部２Ａが形成されている。また、その本体２上部には、定着後の記録シートＰを排出収容面部２Ａにむけて排出する排出ロール対５６が設置されている。
【００４５】
また、この複合機１に接続される前記コンピュータ１００は、一般的なハードウェア構成と基本ソフト、応用ソフトなどのソフトウェア構成を備えている。ソフトウェア資源としては、立体画像の作成または編集するための立体画像編集ソフトや、文字や描画を作成するための文字描画作成ソフトや、画像データをプリンタに対応した出力データに変換および転送するソフトも有している。
【００４６】
［使用するトナーについて］
ここで、上記熱発泡性トナーは、少なくとも結着樹脂と発泡剤と赤外線吸収剤とを含有する微粒子であって、好ましくは発泡剤がトナー表面に実質的に露出していないタイプのトナーである。発泡剤が実質的に表面に露出していない熱発泡性トナーを使用した場合には、高い熱膨張性を有するとともに記録シートに対する接着性および帯電安定性を良好に維持することができる。
【００４７】
発泡性トナーの結着樹脂としては、特に制限されるものではなく、トナー用樹脂として一般に用いられる樹脂が使用できる。具体的には、ポリエステル樹脂、スチレン樹脂、アクリル樹脂、スチレン・アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ジエン系樹脂、フェノール樹脂、エチレン・酢酸ビニル樹脂等が挙げられるが、好ましくはポリエステル樹脂である。
【００４８】
発泡剤としては、特に制限されるものではなく、熱によって体積膨張するものであれば、どのようなものでも使用可能である。また、発泡剤は、常温で固体のものであっても、液体のものであってもよい。さらに、発泡剤は、単一物質からなる材料に限られず、複数の物質からなる材料や、マイクロカプセル粒子等の機能性材料であってもよい。発泡剤の発泡温度は、いかなる装置を使用して立体画像を形成するかによってその好ましい範囲が異なるが、非熱発泡性の有色トナー等からなるトナー像を形成する通常の画像形成装置により立体画像を形成する場合にはそのトナー像の加熱定着に必要な定着温度以下の温度であることが好ましい。
【００４９】
赤外線吸収剤としては、好ましくは、肉眼で見ることのできる波長４００〜７００ｎｍまでの可視光領域において光の吸収特性を有さず、波長７００ｎｍ以上の非可視領域において光の吸収特性を有するものが使用される。その非可視域で光吸収特性を有する赤外線吸収材としては、具体的に、ＣｕＯをドープしたガラス粉や、ポリマー中にＣｕイオンを導入したもの等を用いることができる。なお、可視光領域において光の吸収特性を有する赤外線吸収剤を使用した場合には、有色トナー像の発色性が損なわれる不具合がある点で適切ではない。
【００５０】
このような熱発泡性トナーは、例えば、少なくとも結着樹脂と発泡剤と赤外線吸収剤とを溶剤に溶解または分散させた油相を水相に縣濁分散させてその油相からなる粒子を作製する工程と、その粒子から溶剤を除去する工程とを含む製法によって作製される。この他にも、少なくとも発泡剤と赤外線吸収剤とを溶解または分散させた結着樹脂用のモノマーを水相中で縣濁重合する工程を含む製法によって作製しても良い。熱発泡性トナー中における赤外線吸収剤の含有割合については、任意に設定することができるが、たとえばトナー全体に対して０．５〜９０重量％の割合とする。
【００５１】
この実施の形態では、熱発泡性トナーとして、結着樹脂であるポリエステルのポリマー５０重量％と、発泡剤としてイソブタン内包アクリル樹脂（エクスパンセル社製：エクスパンセル０５１）２５重量％と、赤外線吸収剤としてＯＰフリットからなる赤外線吸収剤２５重量％とを水相中で縣濁重合させる工程を含む縣濁重合法により作製して得られる白色トナー（平均粒径：約６μｍ）を使用した。この他、前記４色の有色トナーとしては公知のものを使用した。
【００５２】
［立体画像等の画像データの生成について］
次に、この複合機１において形成する立体画像の画像データの生成について、通常の有色（カラー）画像の生成内容と併せて説明する。
【００５３】
はじめに、立体画像の元となる原稿画像のデータを入力する必要があるが、この入力形式としては、原稿読取装置３から原稿の画像を読み取った情報を入力する方式と、複合機１に接続される所定のコンピュータ１００から入力する方式とがある。
【００５４】
原稿読取装置３から入力する方式では、原稿としてカラー又はモノクロ画像用の原稿と立体画像用の原稿という二種類の原稿を用意し、その各原稿からカラー又はモノクロ画像のデータと立体画像のデータをそれぞれ読み取って入力する場合と、通常のカラー又はモノクロ画像原稿という一種類の原稿からカラー又はモノクロ画像用データと立体画像用データの双方を生成する場合とがある。
【００５５】
前者の入力方式の場合には、図２に示すように、まず通常のカラー又はモノクロ用原稿を原稿読取装置３により色材反射光像、例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の原稿反射率データ（たとえば各８ｂｉｔ）として読み取る。続いて、その３色の原稿反射率データについて画像処理装置５の補正処理部５１でシェーデイング補正、位置ズレ補正、明度／色空間の変換、ガンマ補正等の補正処理をした後、画像処理装置５の有色画像生成部５２においてＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色用の画像データに変換することにより、各有色トナーの有色画像データが生成される。
【００５６】
一方、立体画像用の原稿については、原稿読取装置３により３色の原稿反射率データとして読み取った後、その原稿反射率データについて画像処理装置５の補正処理部５１でシェーデイング補正、位置ズレ補正等の補正処理を同様に行う。続いて、画像処理装置５の立体画像生成部５５においてその補正後の原稿反射率データにおける彩度および色相の情報を算出し、これらの算出情報を用いて所定の手順により高さ（層厚）データに変換することにより、カラー又はモノクロ画像に重畳して（この他、有色画像を形成せずに単独で）形成すべき熱発泡性トナー用の立体画像データが生成される。
【００５７】
また、前記後者の入力方式の場合には、まず１種類の原稿である通常のカラー又はモノクロ画像原稿を、前者の入力方式の場合と同様に原稿読取装置２によって３色の原稿反射率データとして読み取る。続いて、その３色の原稿反射率データについて画像処理装置５の補正処理部５１で同様の補正処理を行った後、有色画像生成部５２でＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色の画像データに変換することにより、各有色トナーの有色画像データを生成する。
【００５８】
一方、立体画像データについては、原稿読取装置３で読み取った上記１種類の原稿の画像データ（反射率データ）を表示画像として操作パネル４における液晶パネルに表示させたうえで、その表示された液晶パネル上の画像内容に対してユーザが立体画像にしたい画像領域をタッチペン等の入力補助手段により指定する。続いて、その指定された領域について、前者の入力方式の場合と同様の手順にしたがって原稿反射率データから高さ情報データへの変換を行うことにより、熱発泡性トナー像用の立体画像データを生成する。
【００５９】
コンピュータ１００から入力する方式では、コンピュータ１００におけるソフトウェア資源の一部である文字描画作成ソフトや立体画像編集ソフトなどを利用して、ユーザ自身がカラー又はモノクロ画像用データの他に立体画像としての情報をもつ立体画像のデータを作成する。このようにして作成されるカラー又はモノクロ画像用データおよび立体画像データは、コンピュータ１００から複合機１に送信され、その画像処理装置５の補正処理部５１において最初に前記した入力方式の場合と同様に補正処理される。続いて、その補正後のデータに基づいて有色画像生成部５２において各有色トナーの有色画像データが生成される一方、立体画像生成部５５において立体画像データが生成される。また、この際、立体画像データ（Ｈ）は有色画像データ生成部５２にも送信され、その立体画像の形成領域の情報が提供なされるようになっている。
【００６０】
このような入力方式を経て生成される有色画像データおよび立体画像データは、必要に応じて画像処理装置５の出力階調補正部５３において所定の階調補正がなされる。この階調補正が必要に応じてなされた４色の有色画像データ（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）および立体画像データ（Ｈ）は、画像処理装置５から各作像ユニット１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ, Ｈ）の露光装置１３に対して送信される。
【００６１】
［各画像形成動作について］
以下、この複合機１の画像出力部による一般の有色画像の形成動作および立体画像の形成動作について説明する。
【００６２】
まず、この複合機１では、その操作パネル４の操作ボタンやコンピュータ１００等の選択画面において、画像形成パターンとして、一般の有色画像のみを形成するパターン、立体画像のみを形成するパターン、その有色画像および立体画像を組み合わせて形成するパターンのいずれかを任意に選択して実行できるように構成されている。
【００６３】
そして、このいずれかの画像形成パターンが選択されてその画像形成動作の開始の指示が入力されると、画像出力部の各作像ユニット１０では、その形成すべき画像（トナー像）の種類等に関係なく、以下のように稼動して各トナー像の形成が同様に行われる。
【００６４】
すなわち、各作像ユニット１０では、所定の方向に回転する感光ドラム１１の表面が帯電装置１２によって所定の極性（たとえばマイナス極性）で一様に帯電処理された後、その帯電表面に露光装置１３から各画像データ（この実施の形態では有色画像データおよび立体画像データ）に応じた光が露光されて所定の表面電位からなる静電潜像が形成される。しかる後、その静電潜像は、現像装置１４から供給される所定の極性（たとえばマイナス極性）に帯電されたトナーにより現像されてトナー像が形成される。
【００６５】
具体的には、作像ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋでは、イエロートナー、マゼンタトナー、シアントナーおよびブラックトナーからなる各有色トナー像がそれぞれ形成される。また、作像ユニット１０Ｈでは、赤外線吸収剤（ＩＲ）を含有した熱発泡性トナーからなるＩＲ発泡性トナー像が形成される。
【００６６】
この他、前記した画像形成パターンとして有色画像のみを形成するパターンが選択されたときには、作像ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋの少なくとも１つ以上が稼動する。また、立体画像のみを形成する画像形成パターンが選択されたときには、作像ユニット１０Ｈが稼動する。さらに、有色画像および立体画像を組み合わせて形成する画像形成パターンが選択されたときには、作像ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋの少なくとも１つ以上と作像ユニット１０Ｈ、１０Ｉとが稼動する。
【００６７】
このように各作像ユニット１０で個別に形成される各トナー像は、その各感光ドラム１１と一次転写ロール２７の間を通過する中間転写ベルト２１の表面に対して圧接力および静電吸引力により順次一次転写される。この際、中間転写ベルト２１上には、原則として、そのベルトの回転方向最上流側の位置に配置された作像ユニット１０で形成されるトナー像を先頭にし、その下流側の位置に順次配置される各作像ユニット１０で形成される各トナー像がその配置順にしたがって順次（場所により重なり合うように）転写されることになる。この転写後の感光ドラム１１の表面は、ドラム用クリーニング装置１６によって残留トナー等が除去されて清掃される。
【００６８】
続いて、中間転写ベルト２１に（多重）転写されたトナー像は、そのベルトの回転に伴って二次転写ロール２８が圧接する二次転写ニップ部まで搬送される。一方、この二次転写ニップ部には、前述したように給紙装置６から記録シートＰが１枚ずつ送り出されてレジロール対５５により所定のタイミングで送り込まれる。これにより、二次転写ニップ部では、その中間転写ベルト２１上のトナー像が記録シートＰに圧接力および静電吸引力により転写される。この二次転写が終了した後の中間転写ベルト２０の表面は、ベルト用クリーニング装置２９によって残留トナー等が除去されて清掃される。
【００６９】
このようにトナー像が転写された記録シートＰは、その二次転写ニップ部から抜け出た後に定着装置７に向けて搬送され、その加熱ロール７１と加圧部材７２の間の定着ニップ部（圧接域）に導入されて通過させられる。これにより、未定着のトナー像は、その定着ニップ部において所定の温度および圧力で加熱加圧される。このとき記録シートＰに有色トナー像が担持されている場合にはその有色トナーが加熱溶融されて記録シートＰに定着される。また、記録シートＰに熱発泡性トナー像が担持されている場合には、その熱発泡性トナー像がその加熱されて熱膨張して隆起する。
【００７０】
この定着装置７を通過した後の記録シートＰは、その定着装置７よりも搬送方向下流側に配置された光定着装置８を通過するように搬送される。この際、光定着装置８による光定着を行う必要がある場合（具体的には、少なくともＩＲ透明トナー層が形成される場合）には、その光定着装置８からトナー像を担持する記録シートＰにむけて赤外線が照射される。この赤外線照射が行われた場合は、少なくともＩＲ熱発泡性トナー像を構成するトナー内に含まれる赤外線吸収剤が発熱することになり、この結果、そのＩＲ熱発泡性トナー像自身がさらに加熱されて熱膨張する。
【００７１】
定着装置７と定着装置８を通過した後の記録シートＰは、画像出力部本体２の外部である排出収容面部２Ａに排出される。以上のプロセスを経ることにより、記録シートＰには、有色トナーからなる所望の有色画像（換言すれば平面画像）のみが形成されるか、または、熱発泡性トナー像のみが発泡隆起した所望の立体画像（実際には隆起部）のみが形成されるか、または、有色画像および立体画像が適宜組み合わせられた所望の有色立体画像が形成される。
【００７２】
そして、この複合機１では、一般の有色画像のみを形成する画像形成パターンが選択された場合、前述したように作像ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋの全部または一部のものが稼動することにより有色画像データに基づく有色トナー像Ｔ（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）を形成して記録シートＰに転写させた後、熱圧式の定着装置７を通過させて加熱加圧することにより定着が行われる。この場合、定着装置７を通過した後の記録シートＰは、その後において光定着装置８による定着を行う必要がないため、光定着装置８がある搬送路領域は単に通過するだけとなる。
【００７３】
また、立体画像のみを形成する画像形成パターンが選択された場合には、前述したように作像ユニット１０Ｈが稼動することにより立体画像データに基づく熱発泡性トナー像Ｔ（Ｈ）を形成して記録シートＰに転写させた後、少なくとも光定着装置８を通過させて赤外線を照射することにより定着が行われる。定着については、熱圧式の定着装置７を通過させた後に光定着装置８を通過させることにより、その双方の定着装置７，８による定着を併せて行うように構成してもよい。
【００７４】
ここで、光定着装置８による定着のみを行う場合は、熱圧式の定着装置７を通過させない（加熱加圧されない）ように構成する必要がある。その構成として、たとえば、転写後の記録シートＰを光定着装置８に直接送りこむための迂回路を形成するか、あるいは定着装置７の定着ニップ部を開放可能な構造にする（たとえば加圧部材を加熱ロールに対して離間可能に支持する）。
【００７５】
このパターンの画像形成を行なった場合には、基本的に、図３に示すように、記録シートＰ上にＩＲ熱発泡性トナー像Ｔ（Ｈ）が形成される。これにより、記録シートＰは、熱発泡性トナー像Ｔ（Ｈ）の形成領域がそれ以外のシート表面領域Ｐａよりも良好かつ確実に隆起した部分（凸部）となって存在する独特な凹凸表面（立体画像の１種）を有した記録シートとして得られる。このＩＲ熱発泡性トナー像の発泡した後の外観は、一般に光が散乱することに起因した白色の外観色となる。
【００７６】
さらに、有色画像および立体画像を組み合わせて形成する画像形成パターンが選択された場合には、作像ユニット１０（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）の少なくとも１つ以上および作像ユニット１０（Ｈ）を前述したように稼動させることにより有色画像データに基づく有色トナー像Ｔ（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）と立体画像データに基づく熱発泡性トナー像Ｔ（Ｈ）をそれぞれ形成して記録シートＰに転写させた後、少なくとも光定着装置８を通過させて赤外線を照射することにより定着を行うことになる。この画像形成パターンの選択時における定着については、立体画像のみを形成する場合の定着条件と同様に、熱圧式の定着装置７を通過させた後にさらに光定着装置８を通過させることにより、その双方の定着装置７，８による定着を併せて行うように構成してもよい。
【００７７】
このパターンの画像形成を行なった場合には、基本的に、図４に示すように、記録シートＰ上にＩＲ熱発泡性トナー像Ｔ（Ｈ）および有色トナー像Ｔ（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの少なくとも１つ以上）がこの順で積層された状態で形成される。これにより、記録シートＰには、有色トナー像が形成されたＩＲ熱発泡性トナー像Ｔ（Ｈ）の形成領域がそれ以外の領域面Ｐａよりも良好かつ確実に隆起した部分（凸部）として存在する有色の立体画像が形成されることになる。
【００７８】
また、このパターンの画像形成を行なった場合には、他にも、図５に示すように、記録シートＰ上にＩＲ熱発泡性トナー像Ｔ（Ｈ）が形成されるとともにそのＩＲ熱発泡性トナー像Ｔ（Ｈ）の非形成領域の少なくとも一部に有色トナー像Ｔ（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの少なくとも１つ以上）が存在するように形成されることもある。これにより、記録シートＰには、ＩＲ熱発泡性トナー像Ｔ（Ｈ）の形成領域が隆起した部分（凸部）として存在する一方、ＩＲ熱発泡性トナー像Ｔ（Ｈ）の非形成領域の少なくとも一部に有色トナー像からなる有色画像（平面画像）Ｔ（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）が存在する独特な画像（あたかも窪んだ位置に有色画像が形成されているように見える画像）が形成されることになる。
【００７９】
さらに、このパターンの画像形成を行なった場合には、他にも、図６に示すように、上記した２種の画像形態が組み合わされて形成されること、即ち、記録シートＰ上にＩＲ熱発泡性トナー像Ｔ（Ｈ）および有色トナー像Ｔ（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの少なくとも１つ以上）がこの順で積層された状態で形成されるとともに、そのＩＲ熱発泡性トナー像Ｔ（Ｈ）の非形成領域の少なくとも一部にも有色トナー像Ｔ（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの少なくとも１つ以上）が存在するように形成されることもある。これにより、記録シートＰには、有色トナー像とＩＲ熱発泡性トナー像からなる有色の立体画像が形成されることに加えて、その有色立体画像の非形成領域の少なくとも一部に存在するように平面的な有色画像が形成されることになる。
【００８０】
ちなみに、ＩＲ熱発泡性トナー像Ｔ（Ｈ）上に重ねて有色トナー像を形成する場合においてその有色トナー像中に黒色トナー像Ｔ（Ｋ）が存在しているときには、その黒色トナー中に含まれるカーボンブラックが赤外線を吸収する特性があるため、光定着装置７で照射される赤外線がその黒色トナー像で遮蔽されてＩＲ熱発泡性トナー像に到達しにくくなり、この結果、かかる黒色トナー像が存在する領域におけるＩＲ熱発泡性トナー像中の赤外線吸収剤の発熱量が低下して当該熱発泡性トナー像部分の発泡隆起する度合いが小さくなることがある。
【００８１】
しかし、この場合であっても、黒色トナー像自体が赤外線の照射により発熱するため、その熱エネルギーが熱発泡性トナー像部分に伝わってその熱発泡性トナーを加熱することとなり、熱発泡性トナー像部分が発泡隆起することもあり得る。このことから、ＩＲ熱発泡性トナー像Ｔ（Ｈ）上に重ねて黒色トナー像を形成する場合であっても、ＩＲ熱発泡性トナー像の発泡度合いが必ずしも犠牲になることはない。
【００８２】
また、ＩＲ熱発泡性トナー像を形成する場合において定着装置７による定着を行なった後に光定着装置８による定着を行うときには、そのＩＲ熱発泡性トナー像が定着装置７による加熱加圧によりその結着樹脂が記録シートＰのパルプ繊維間などに浸透した状態となるため、その加熱により発泡し始めても記録シートから剥がれにくくなる。そして、そのような状態（仮定着の状態）になった後に、赤外線照射によって赤外線吸収剤の発熱による加熱作用を受けるためＩＲ熱発泡性トナー像からなる立体画像の記録シートに対する接着性が良好なものとなる。この結果、強度や耐久性に優れた立体画像を形成することができる。
【００８３】
なお、前記した実施の形態では、本発明をカラー複合機に適用した場合について説明したが、本発明の画像形成装置としてはその複合機に限定されるものではなく、たとえば、他のモノクロ対応やカラー対応の各種形式からなるプリンタ、複写機等の画像形成装置であってももちろん適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明を適用したカラー複合機の概要を示す説明図である。
【図２】画像処理装置の構成および画像データ生成の状態を示す説明図である。
【図３】立体画像のみを形成した基本的な態様を示す説明図である。
【図４】有色画像および立体画像を組み合わせて形成した基本的な態様（特に立体画像上に有色画像を重ねて形成する態様）を示す説明図である。
【図５】有色画像および立体画像を組み合わせて形成した他の態様（特に立体画像の非形成領域の少なくとも一部に有色画像を形成する態様）を示す説明図である。
【図６】有色画像および立体画像を組み合わせて形成した他の態様（特に立体画像上に有色画像を重ねて形成するとともに、その立体画像の非形成領域の少なくとも一部に有色画像を形成する態様）を示す説明図である。
【符号の説明】
【００８５】
１…カラー複合機（画像形成装置）、８…光定着装置（照射手段）、１０Ｈ…作像ユニット（第１作像手段）、１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）…作像ユニット（第２作像手段の一部）、Ｔ（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）…有色トナー像、Ｔ（Ｈ）…ＩＲ熱発泡性トナー像（赤外線吸収剤を含有する熱発泡性トナーからなる層）、Ｐ…記録シート（非熱発泡性の記録媒体）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2006215194.tif 000007
【図６】
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