(57)【要約】【課題】  有色画像と立体像とが融合した立体画像を、低コストで簡便に形成し得る立体画像形成装置を提供すること。【解決手段】  熱発泡性トナーを被記録媒体Ｓ表面の略全面に塗工する発泡トナー塗工手段８と、非発泡性有色トナーにより、被記録媒体Ｓ表面にトナー画像を形成する有色トナー像形成手段５とを具備するとともに、以下のいずれかを具備する立体画像形成装置である。（第１の本発明）被記録媒体Ｓ表面に少なくとも熱を与えることにより前記トナー画像を定着し、かつ前記熱発泡性トナーを発泡させて立体像を形成する立体画像定着手段２５。（第２の本発明）被記録媒体Ｓ表面に少なくとも熱を与えることにより前記トナー画像を定着し、かつ前記熱発泡性トナーを溶融して層状化させるトナー画像定着手段２５と、被記録媒体Ｓ表面に所望の立体像様に高熱を与えることにより、層状の熱発泡性トナーを発泡させて立体像を形成する立体像形成手段４。【選択図】  図１
2006267520.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱発泡性トナーを被記録媒体表面の略全面に塗工する発泡トナー塗工手段と、非発泡性有色トナーにより、前記被記録媒体表面にトナー画像を形成する有色トナー像形成手段と、前記被記録媒体表面に少なくとも熱を与えることにより前記トナー画像を定着し、かつ前記熱発泡性トナーを発泡させて立体像を形成する立体画像定着手段と、を具備することを特徴とする立体画像形成装置。
【請求項２】
熱発泡性トナーを被記録媒体表面の略全面に塗工する発泡トナー塗工手段と、非発泡性有色トナーにより、前記被記録媒体表面にトナー画像を形成する有色トナー像形成手段と、前記被記録媒体表面に少なくとも熱を与えることにより前記トナー画像を定着し、かつ前記熱発泡性トナーを溶融して層状化させるトナー画像定着手段と、前記被記録媒体表面に所望の立体像様に高熱を与えることにより、層状の熱発泡性トナーを発泡させて立体像を形成する立体像形成手段と、を具備することを特徴とする立体画像形成装置。
【請求項３】
前記立体像形成手段が、感熱ヘッドであることを特徴とする請求項２に記載の立体画像形成装置。
【請求項４】
さらに、前記被記録媒体をその表面と平行方向に搬送する搬送手段を具備し、かつ、前記感熱ヘッドが、前記被記録媒体における搬送方向と垂直方向の幅以上の範囲を加熱可能な幅広な感熱ヘッドであることを特徴とする請求項３に記載の立体画像形成装置。
【請求項５】
前記発泡トナー塗工手段が、少なくとも、回転体からなる発泡トナー担持体と、該発泡トナー担持体表面に熱発泡性トナーを静電的に供給する熱発泡性トナー供給手段と、を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の立体画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真プロセスや静電プロセス等を用いてフルカラーの半立体画像を形成する立体画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半立体的な画像（隆起画像）は、平面的な視覚情報だけでなく、高低差による陰影や指の触覚などの情報を伝達することができるため、用途も多種多様となり、非常に有用である。この立体的な画像を形成する方法としては、次に示すようなものが知られている。
【０００３】
特許文献１には、少なくとも結着樹脂と発泡剤とを含有し、発泡剤がトナー表面に実質的に露出していない立体画像用トナーを、記録媒体上に複数色の画像を形成可能な画像形成装置に用いる技術が開示されている。
特許文献２には、記録媒体の表面に、熱発泡性トナーからなるトナー画像と、非発泡性フルカラートナーからなるカラーのトナー画像を転写した後、加熱定着処理を施すことによって、熱発泡性トナーを熱発泡させて立体画像を形成するとともに、非発泡性トナーからなるカラーのトナー画像を溶融定着させてカラー立体画像を形成する技術が開示されている。
【０００４】
これら立体画像の形成において、特にカラーの立体画像を形成しようとする場合には、熱発泡性トナーによる発泡トナー像を形成するための現像器を新たに追加しなければならず、スペース効率的に不利であった。また、この新たに追加する現像器について、他の有色トナー現像器と精密に位置合わせをすることが要求され、コストアップに繋がってしまう。
【０００５】
従来のカラー画像装置を立体画像の形成に供するには、通常、黒色トナー現像器の代わりに熱発泡性トナー入り現像器を用いているが、この場合、イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣの３色で黒色に近い色（プロセスブラック）を形成することは、可能ではあるが黒さが若干不足し易く、また色重ねにおける位置ずれが生じ易く、細かな黒文字画像を形成することはできなかった。従来の装置に発泡トナー現像器を付加して５つの現像器とすることは、既述のように、各色の位置合わせを実現するためにコストアップしてしまうこと、および、スペース効率的に不利であり、装置が大型化してしまったり、現像器を小型にしなければならないこと、という問題点を有していた。
【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
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って本発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、有色画像、特にカラー画像と立体像とが融合した立体画像を、低コストで簡便に形成し得る立体画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的は、以下の本発明により達成される。
すなわち第１の本発明は、熱発泡性トナーを被記録媒体表面の略全面に塗工する発泡トナー塗工手段と、非発泡性有色トナーにより、前記被記録媒体表面にトナー画像を形成する有色トナー像形成手段と、前記被記録媒体表面に少なくとも熱を与えることにより前記トナー画像を定着し、かつ前記熱発泡性トナーを発泡させて立体像を形成する立体画像定着手段と、を具備することを特徴とする立体画像形成装置である。
【０００９】
第１の本発明によれば、被記録媒体表面の略全面に塗工された熱発泡性トナーを、その全面を一様に盛り上げることができ、そのような立体画像を低コストかつ簡便に形成することができる。立体像形成のために追加設置される発泡トナー塗工手段は、被記録媒体表面の略全面に熱発泡性トナーを塗工するだけなので、有色トナー像形成手段との精密な位置合わせの必要が無く、ラフな位置決めで十分なためコストアップが小さく、また、小型化も容易であり、簡易な構成で立体（隆起）画像、さらにはカラー立体画像を形成することができる。
【００１０】
上記第１の本発明では、被記録媒体全面に一様に立体画像が形成されるので、そのような画像を得たい用途については有用であるが、立体部分を像様に得たい場合には、以下の第２の本発明が有用である。
すなわち第２の本発明は、熱発泡性トナーを被記録媒体表面の略全面に塗工する発泡トナー塗工手段と、非発泡性有色トナーにより、前記被記録媒体表面にトナー画像を形成する有色トナー像形成手段と、前記被記録媒体表面に少なくとも熱を与えることにより前記トナー画像を定着し、かつ前記熱発泡性トナーを溶融して層状化させるトナー画像定着手段と、前記被記録媒体表面に所望の立体像様に高熱を与えることにより、層状の熱発泡性トナーを発泡させて立体像を形成する立体像形成手段と、を具備することを特徴とする立体画像形成装置である。
【００１１】
第２の本発明によれば、トナー画像定着手段において有色のトナー画像を定着すると共に、被記録媒体表面の略全面に塗工された熱発泡性トナーを溶融して層状化させ、立体像形成手段で所望の立体像様に高熱を与えることにより、所望の立体像を低コストかつ簡便に形成することができる。立体像形成のために追加設置される発泡トナー塗工手段は、被記録媒体表面の略全面に熱発泡性トナーを塗工するだけなので、有色トナー像形成手段との精密な位置合わせの必要が無く、ラフな位置決めで十分なためコストアップが小さく、また、小型化も容易であり、簡易な構成で所望の立体形状の立体（隆起）画像、さらにはカラー立体画像を形成することができる。
【００１２】
第２の本発明においては、前記立体像形成手段として、感熱ヘッドを用いることができる。感熱ヘッドはリボンプリンター等で用いられる普及品であり、低コストで精密な画像を形成することが可能であることから、精密な立体画像を低コストかつ簡便に得ることができ、本発明において好ましい。
【００１３】
さらに、前記被記録媒体をその表面と平行方向に搬送する搬送手段を具備し、かつ、前記感熱ヘッドとして、前記被記録媒体における搬送方向と垂直方向の幅以上の範囲を加熱可能な幅広な感熱ヘッドとすれば、装置の搬送系の中で連続的に立体像形成手段による操作が行われ、簡便かつ高速に立体（隆起）画像を形成することができる。
【００１４】
上記本発明（本明細書において、単に「本発明」という場合には、「第１の本発明」と「第２の本発明」の双方を含む概念とする。）においては、前記発泡トナー塗工手段として、少なくとも、回転体からなる発泡トナー担持体と、該発泡トナー担持体表面に熱発泡性トナーを静電的に供給する熱発泡性トナー供給手段と、を含む構成のものが好ましい。
【００１５】
上記構成のような発泡トナー塗工手段は、電子写真方式による通常の画像形成装置から、帯電手段と像露光装置を除したものである。本発明において、発泡トナー塗工手段では、被記録媒体表面の略全面に一様に塗工するだけなので、発泡トナー担持体（一般的な画像形成装置における「静電潜像担持体」に相当。ただし、感光性は不要。）表面に熱発泡性トナーを静電的に供給すれば十分であり、帯電装置や像露光装置は不要である。ただし、必要に応じて、発泡トナー担持体の表面を一様に帯電する帯電手段を配設しても構わない。
【００１６】
帯電装置や像露光装置を含まないことから、簡便、低コスト、省スペースといった効果は勿論のこと、他の有色トナー像形成手段との間で位置合わせを行う必要が無いという卓越した効果も発現される。また、電子写真方式と同様、静電的な方式を採用しているため、粒状体を被塗物表面に供給するのに極めて簡便かつ高性能であり、高い信頼性と低コストとが実現される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の立体画像形成装置によれば、立体像形成のために追加設置される発泡トナー塗工手段が、被記録媒体表面の略全面に熱発泡性トナーを塗工するだけなので、有色トナー像形成手段との精密な位置合わせの必要が無く、ラフな位置決めで十分なため、有色画像、特にカラー画像と立体像とが融合した立体画像を、低コストで簡便に形成することができる。
特に、第２の本発明の立体画像形成装置によれば、所望の形状の立体画像部位を低コストで簡便に形成することができ、その技術的利用価値は極めて高い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、好ましい実施形態を挙げて本発明を詳細に説明する。
［第１の実施形態］
まず、本発明の一例である第１の実施形態の立体画像形成装置の概略構成について、図１を参照して説明する。本実施形態は、第１の本発明の例示的一態様である。図１は、本実施形態の立体画像形成装置の概略構成を模式的に表す概略構成図である。
【００１９】
図１において、カラー立体画像を形成可能な立体画像形成装置１０は、例えば、その上部にプラテンカバー２によって押圧された原稿Ａの画像を読み取る原稿読取装置３が配設されている一方、装置本体の内部にカラートナー像形成ユニット（有色トナー像形成手段）５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ、および発泡トナー塗工ユニット（発泡トナー塗工手段）８が配設されている。これらユニットの下方には、大量の記録用紙を収容することが可能なシート供給トレイ７が多段に配設されている。
【００２０】
原稿読取装置３は、プラテンガラス上に載置された原稿を不図示の光源によって照明し、原稿Ａからの反射光像を、不図示のフルレートミラー、ハーフレートミラーおよび結像レンズ等を介して、例えばＣＣＤからなる画像読取素子（受光素子）上に走査露光し、この画像読取素子によって原稿Ａ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。
【００２１】
また、この立体画像形成装置１０は、パーソナルコンピュータ５０に接続されており、例えば、原稿読取装置３によって読み取られた画像情報からユーザーが立体処理等の加工処理を設定指示し、その結果を立体画像形成装置１０に伝送することにより、様々な立体画像の形成が可能となっている。パーソナルコンピュータ５０は、応用ソフトなどによるソフトウェア構成を備えており、立体画像に関する画像編集ソフトや、画像データをプリンターに対応した出力データヘと変換、転送するソフトも内部に有している。
さらに、この立体画像形成装置１０の上部には、ユーザーインターフェースとして、例えば、不図示の液晶タッチパネルが配設されており、この液晶パネルからも、ユーザーの動作指示が入力できるようになっている。
【００２２】
本実施形態におけるカラートナー像形成ユニット（有色トナー像形成手段）５は、例えば電子写真方式を採用したものであって、いわゆるタンデム型のフルカラー立体画像形成ユニットである。具体的には、４つの色（本実施形態ではＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック））のカラー画像層形成ユニット５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋが、横方向（図１中右から左）に順に配列されている。さらに、カラー画像層形成ユニット５Ｋの図１中左には、発泡トナー塗工ユニット（発泡トナー塗工手段）８が配設されており、これらユニットの上方には各カラートナー像形成ユニット５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ並びに発泡トナー塗工ユニット８の配列方向に沿って所定の方向（本例の場合は、図中時計回り方向）に循環搬送される中間転写ベルト（中間転写体）２３が配設される一方、さらに、その上方には各カラートナー像形成ユニット５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ並びに発泡トナー塗工ユニット８に対応したカラートナーカートリッジ６Ｙ〜６Ｋおよび発泡剤トナーカートリッジ６Ｐが配設されている。
【００２３】
また、各カラートナー像形成ユニット５は、各成分のトナー像を形成担持する感光体ドラム５２（Ｙ〜Ｋ）を備え、この感光体ドラム５２（Ｙ〜Ｋ）の周囲には、感光体ドラム５２（Ｙ〜Ｋ）を帯電する帯電器５２１（Ｙ〜Ｋ）、感光体ドラム５２（Ｙ〜Ｋ）表面に静電潜像を書き込むレーザー走査装置などの露光装置５２６、各成分のトナーが収容されて感光体ドラム５２（Ｙ〜Ｋ）表面の静電潜像を可視像化する現像装置５２３（Ｙ〜Ｋ）、感光体ドラム５２（Ｙ〜Ｋ）表面の各成分トナー像を中間転写ベルト（中間転写体）２３表面に転写せしめる例えば転写ロールからなる一次転写装置５２４（Ｙ〜Ｋ）および感光体ドラム５２（Ｙ〜Ｋ）表面の残留トナーを清掃するクリーナ５２５（Ｙ〜Ｋ）などの電子写真用デバイスが各々配設されている。
【００２４】
本実施形態において、感光体ドラム５２（Ｙ〜Ｋ）は、帯電器５２１（Ｙ〜Ｋ）にてそれぞれ帯電電位約一７００Ｖに一様に帯電された後、露光装置５２６にて露光されて、露光部分の電位が約一３００Ｖとなる静電潜像が形成される。現像装置５２３（Ｙ〜Ｋ）内の各カラートナーの帯電量は約一４０μＣ／ｇであり、当該現像装置の現像バイアスは約一６００Ｖであった。
【００２５】
一方、発泡トナー塗工ユニット８は、絶縁被膜を周面に有する回転体からなる発泡トナー担持ドラム（発泡トナー担持体）８２と、熱発泡性トナーＰが収容され、これを発泡トナー担持ドラム８２表面に静電的に供給する熱発泡性トナー供給装置（熱発泡性トナー供給手段）８２３と、発泡トナー担持ドラム８２表面に形成された熱発泡性トナー層を中間転写ベルト（中間転写体）２３表面に転写せしめる例えば転写ロールからなる一次転写装置８２４と、発泡トナー担持ドラム８２表面の残留トナーを清掃するクリーナ８２５が配設されている。
【００２６】
当該発泡トナー塗工ユニット８において、発泡トナー担持ドラム８２は、感光性を有しない点を除き感光体ドラム５２（Ｙ〜Ｋ）と構成が近似し、熱発泡性トナー供給装置８２３は現像装置５２３（Ｙ〜Ｋ）と構成が近似し、一次転写装置８２４およびクリーナ８２５は、一次転写装置５２４（Ｙ〜Ｋ）およびクリーナ５２５（Ｙ〜Ｋ）と構成が近似している。
【００２７】
すなわち、発泡トナー塗工ユニット８は、電子写真方式の画像形成装置から、帯電手段および像露光手段を除したものと実質的に同一の構成となる。発泡トナー担持ドラム８２表面を帯電も像露光もすることなくそのまま、熱発泡性トナー供給装置８２３にて、電子写真方式の画像形成装置における現像バイアスと同様、バイアスが印加され、熱発泡性トナーＰが静電的に供給される。本実施形態において、当該バイアスは約一３００Ｖであった。
また、本実施形態において、発泡トナー塗工ユニット８内の熱発泡性トナーＰの帯電量は約一４μＣ／ｇであった。
【００２８】
当該発泡トナー塗工ユニット８における発泡トナー担持ドラム８２や熱発泡性トナー供給装置８２３は、各カラートナー像形成ユニット５における感光体ドラム５２（Ｙ〜Ｋ）、露光装置５２６および現像装置５２３（Ｙ〜Ｋ）との間の位置決めを精密にする必要が無く、ラフで十分であり、簡便かつ低コストに装置を製造することができる。また、熱発泡性トナーＰを塗工するしないの切り替えは、現像バイアスのＯＮ−ＯＦＦの切替えで行えばよく、それも装置の簡便化および低コスト化に資する要素となる。
【００２９】
また、中間転写ベルト２３は複数の張架ロールに張架されて循環搬送されるものであり、中間転写ベルト２３の循環搬送方向における発泡トナー塗工ユニット８の下流の二次転写部位には、二次転写装置（転写手段）２４が配されている。この二次転写装置２４は、中間転写ベルト２３を張架するバックアップロール２４１と、このバックアップロール２４１に対向配置された二次転写ロール２４２とで構成されている。なお、図１中２３１は中間転写ベルト２３を清掃する中間転写ベルトクリーナである。
【００３０】
そして、各感光体ドラム５２（Ｙ〜Ｋ）表面に形成された各色のトナー像および発泡トナー担持ドラム８２表面に供給された熱発泡性トナー層は、この感光体ドラム５２（Ｙ〜Ｋ）および発泡トナー担持ドラム８２と接触する中間転写ベルト２３の表面に、一次転写装置５２４（Ｙ〜Ｋ）の一次転写ロールによって形成されるニップ部にて順次多重に一次転写されて積層される。この中間転写ベルト２３表面に多重に一次転写されたトナー像（熱発泡性トナー層を含む。）は、二次転写装置２４にて被記録媒体Ｓに二次転写され、その後、二成転写された被記録媒体Ｓが、二次転写装置２４の被記録媒体Ｓの搬送方向下流側に配設された定着装置（トナー画像定着手段）２５に導かれる。
【００３１】
定着装置２５は、例えば、互いに対向する加圧ロール２５１と、加熱ロール２５２とで構成されており、二次転写された被記録媒体Ｓがこの加圧ロール２５１と加熱ロール２５２とで形成されるニップ部に導入され、所定の温度（１２０℃〜１４０℃程度）で加熱加圧定着されることにより、被記録媒体Ｓ表面に有色のトナー画像が形成されるようになっている。なお、この段階では、有色のトナーを定着しつつ、熱発泡性トナーは発泡させずに溶融のみして層状化させるように、加熱温度が調整されている。この層状化により、先ず定着装置２５にて、熱発泡性トナー中の結着樹脂が、被記録媒体（用紙）Ｓの繊維間に浸透する。
【００３２】
定着装置２５を通過した被記録媒体Ｓは、その搬送方向下流に配設された感熱ヘッド（立体像形成手段）４にて、所望の立体像様に高熱（１６０℃〜１８０℃程度）が与えられる。すると、被記録媒体Ｓ表面における層状の発泡トナー層のうち高熱が与えられた部分が発泡し、所望の立体像様に立体隆起画像が形成される。そして、カラー立体画像が表面に形成された被記録媒体Ｓは、装置外に排出される。
なお、本実施形態において、発泡トナー層とは、感熱ヘッド４の高熱（１６０℃〜１８０℃程度）により発泡膨張して隆起画像を形成する熱発泡性トナーからなるトナー層をいうものとする。
【００３３】
本実施形態において、感熱ヘッド４は、連続的に搬送される被記録媒体Ｓに連続的に立体像様の熱を与える必要から、被記録媒体Ｓの搬送方向と垂直方向の幅以上の範囲を加熱可能な幅広な感熱ヘッドを用いている。ただし、連続的な搬送から断続的な搬送に切り替えるように装置構成しておけば、搬送方向に対して垂直方向に走査する一般的かつ簡便な走査型の感熱ヘッド（リボン式プリンター等で汎用されている物。）を採用することも可能となる。連続的かつ高速でプリントすることが可能である点で、前者が好ましい。
【００３４】
なお、本実施形態では、立体像形成手段として感熱ヘッドを用いた例を挙げているが、本発明において立体像形成手段は、前記被記録媒体表面に所望の立体像様に高熱を与えることにより、層状の熱発泡性トナーを発泡させて立体像を形成することができる物であれば、感熱ヘッド以外の物を採用しても構わない。
【００３５】
本実施形態で用いられている、発泡剤トナーカートリッジ６Ｐおよび発泡トナー塗工ユニット８に収容された発泡剤トナーＰは、結着樹脂としてバインターポリマーを７０質量％、発泡剤を２５質量％、ワックスを５質量％含有した体積平均粒子径約２５μｍの熱発泡性トナーであり、発泡トナー塗工ユニット８においては、平均粒子径約１００μｍのキャリアと混合されている。
【００３６】
本発明において、熱発泡性トナーに用いられる発泡剤としては、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。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。また、発泡剤は、単一性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、マイクロカプセル等の機能性材料であってもよい。さらに、その発泡温度は、カラートナーの定着温度よりも高め（１６０℃〜１８０℃程度）に設定されることが好ましい。
【００３７】
この熱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てい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、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であるが、より好ましいのはポリエステル樹脂である。
【００３８】
本実施形態における熱発泡性トナーの製造方法としては、例えば、少なくとも結着樹脂と発泡剤とを溶剤に溶解および／または分散させた油相を、水相に懸濁分散させて該油相からなる粒子を作製する工程と、該粒子から溶剤を除去する工程とを含む工程とによって作製される。また、少なくとも発泡剤を溶解又は分散させた結着樹脂用のモノマーを、水相中で懸濁重合する工程を含む工程によって作製してもよい。
勿論、以上の各トナーは、混練粉砕法、重合法、溶解懸濁法等いずれの方法によって製造したものでも構わない。
【００３９】
このように構成された立体画像形成装置１０においては、カラートナー像形成ユニット５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ、および発泡トナー塗工ユニット８にて感光体ドラム５２Ｔ，５２Ｙ，５２Ｍ，５２Ｃ，５２Ｋおよび発泡トナー担持ドラム８２表面に各成分トナー像が形成され、対応する一次転写装置５２４Ｔ，５２４Ｙ，５２４Ｍ，５２４Ｃ，５２４Ｋ，８２４の一次転写ロールによって形成されるニップ部にて中間転写ベルト２３表面にトナー像が一次転写され積層形成される。具体的には、まず、中間転写ベルト２３表面に各カラートナー層Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋが順次転写された後、これらカラートナー層の上に発泡トナー層Ｐが転写形成されることになる。そして、シート供給トレイ７から所定のタイミングで供給された被記録媒体Ｓに、二次転写部位にてこれらのトナー層が一括して二次転写され、定着装置２５の加熱ロール２５２−加圧ロール２５１間を被記録媒体Ｓが通過させられ、最後に感熱ヘッド４で立体画像が形成され、カラー立体画像が被記録媒体Ｓに形成される。
【００４０】
この際、被記録媒体Ｓ上には、被記録媒体Ｓ側から、発泡トナー層Ｐ、カラートナー層Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙが一括して積層形成されることとなる（勿論、全ての部位において、これら各層が全て形成されるわけではない。）。定着装置２５で全体が加熱され、カラートナー層Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙが定着されると共に、熱発泡性トナーＰは発泡せずに溶融のみして層状化する。そして、感熱ヘッド４にて、所望の立体像様に高熱が与えられ、最下層に形成された発泡トナー層Ｐが発泡膨張し、その表面に形成されたカラートナー層Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋと共にフルカラーの立体画像が形成される。
【００４１】
本発明において使用可能なカラートナーとしては、従来公知のあらゆる手法により製造した各種カラートナーを用いることができる。ただし、粒径や形状を調整して均質で緻密な画像を得るには、混練粉砕法のような乾式製法に比して形状制御性の高い湿式製法（例えば、乳化重合法、乳化凝集法、懸濁重合法等）が好ましい。
【００４２】
カラートナーには、結着樹脂および色材が必須成分として含まれ、その他必要に応じて、ワックスやその他内添剤が添加される。また、粒状性や帯電性の改善のために、各種外添剤を外添することも一般に行われており、本発明に用いるカラートナーについても勿論、適宜外添すればよい。これら材料について好ましい物、好ましい量等についても、従来公知の知見で適宜選択することができる。
【００４３】
本実施形態で、カラートナーカートリッジ６Ｙ〜６Ｋおよびカラートナー像形成ユニット５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋに収容されるカラートナーＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙは、各色の顔料を含む体積平均粒径約６μｍのトナーであり、カラートナー像形成ユニット５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋにおいては、平均粒子径約３５μｍのキャリアと混合されて二成分現像剤を構成している。
【００４４】
本実施形態によれば、立体像形成のために追加設置される発泡トナー塗工ユニット８が、被記録媒体Ｓ表面の略全面に熱発泡性トナーを塗工するだけなので、各カラートナー像形成ユニット５との精密な位置合わせの必要が無く、ラフな位置決めで十分なため、カラー画像と所望の形状の立体像とが融合した立体画像を、低コストで簡便に形成することができる。
【００４５】
なお、本実施形態の画像形成装置によれば、定着装置２５の温度条件をもう少し高めに設定したり、熱発泡性トナーＰの感熱温度を下げることで、定着装置２５の段階で全面を均一にある程度発泡させて、その後、より大きな凸部を得たい部分のみ、感熱ヘッド４で高熱を与えるように構成してもよい。
また、感熱ヘッド４で全面を一様にさらに発泡させて、出来上がり印字物の厚みを増すような目的で用いてもよい。
【００４６】
［第２の実施形態］
次に、本発明の他の一例である第２の実施形態の立体画像形成装置の概略構成について、図２を参照して説明する。本実施形態は、第２の本発明の例示的一態様である。図２は、本実施形態の立体画像形成装置の概略構成を模式的に表す概略構成図である。
【００４７】
本実施形態の立体画像形成装置は、第１の実施形態の立体画像形成装置から、見かけ上、感熱ヘッド（立体像形成手段）４が配設されていない点のみが異なる。また、本実施形態においては、見かけ上、第１の実施形態の立体画像形成装置における定着装置（トナー画像定着手段）２５と同じ、立体画像定着装置（立体画像定着手段）２５’が配設されているが、これは、定着装置２５に比して加熱定着温度が、熱発泡性トナーの発泡に十分な程度に高めに設定されている（１６０℃〜１８１０℃程度）。勿論逆に、立体画像定着装置２５’は一般の定着装置と同等の加熱定着温度（一般には１４０℃〜１６０℃程度）としておき、当該温度で容易に発泡するように、発泡トナーの材料組成を調整しておいてもよい。
【００４８】
以上のように構成されているため、互いに対向する加圧ロール２５１’と加熱ロール２５２’との間に挿通された際に、有色のトナーの熱定着と熱発泡性トナーの熱発泡と同時に行うことができる。そうすると、被記録媒体Ｓ全面の厚みが均一な発泡層の上にフルカラー画像が形成された印字物が得られる。当該印字物は、熱発泡性トナー由来の厚みと触感により、質感の高い物となる。
【００４９】
なお、本実施形態においては、その他の構成は第１の実施形態と同様であるため、図２において同一の機能を示す部材には、図１と同一の符号を付して、その詳細な説明は割愛することにする。また、その作用ないし効果についても、第１の実施形態では所望の立体形状を形成することができるのに対して、本実施形態では被記録媒体Ｓ全面の厚みが均一な発泡層が形成できるのみである点は異なるものの、他は共通するため、その詳細な説明は割愛することにする。
【００５０】
［第３の実施形態］
次に、本発明のさらに他の一例である第３の実施形態の立体画像形成装置の概略構成について、図３を参照して説明する。本実施形態は、第１の本発明の例示的一態様である。図３は、本実施形態の立体画像形成装置の概略構成を模式的に表す概略構成図である。
【００５１】
第１の実施形態や第２の実施形態の立体画像形成装置は、タンデム型の中間転写ベルトを用いた画像形成装置の例であるが、本実施形態は、いわゆるロータリー型の画像形成装置の例示である。本実施形態の立体画像形成装置は、かかるロータリー型の一般的な画像形成装置に対して、ロータリー型の現像ユニットの１つとしてではなく、それとは別個に中間転写ベルト（中間転写体）２３に対して配された発泡トナー塗工ユニット８と、第１の実施形態の立体画像形成装置と同様に配された感熱ヘッド４とを具備するものである。
【００５２】
なお、本実施形態においても、第１の実施形態や第２の実施形態の立体画像形成装置と一部共通する部分があるため、図３において同一の機能を示す部材には、図１ないし図２と同一の符号を付して、その詳細な説明は割愛することにする。
【００５３】
本実施形態において、有色トナー像形成手段であるカラートナー像形成ユニット１５０は、感光体ドラム１５２を中心としてその周囲に、感光体ドラム１５２を帯電する帯電器１５1、感光体ドラム１５２表面に静電潜像を書き込むレーザー走査装置などの露光装置１５６、各色のトナーにより感光体ドラム１５２表面の静電潜像を可視像化する現像ユニット１５３Ｙ，１５３Ｍ，１５３Ｃ，１５３Ｋを備えた現像装置１５３、感光体ドラム１５２表面の各成分トナー像を中間転写ベルト（中間転写体）２３表面に転写せしめる例えば転写ロールからなる一次転写装置１５４、および感光体ドラム１５２表面の残留トナーを清掃するクリーナ１５５などの電子写真用デバイスが配設されている。
感光体ドラム１５２は、図３上、反時計回りに回転し、周回毎にＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色の有色トナー画像が一次転写装置１５４により中間転写ベルト２３表面に転写され積層され、カラートナー像が形成される。
【００５４】
中間転写ベルト２３の循環搬送方向（矢印Ｘ方向）における一次転写装置１５４の下流には、発泡トナー塗工ユニット（発泡トナー塗工手段）１０８が配設されている。この発泡トナー塗工ユニット１０８は、第１の実施形態における発泡トナー塗工ユニット８と同様の構成のものであり、発泡トナー担持ドラム８２に相当する発泡トナー担持ドラム（発泡トナー担持体）１０８ａと、熱発泡性トナー供給装置８２３に相当する熱発泡性トナー供給装置（熱発泡性トナー供給手段）１０８ｂと、一次転写装置８２４に相当する発泡性トナー転写装置１０８ｃとから構成されるものである。第１の実施形態におけるクリーナ８２５に相当する部材は含まれないが、勿論これを含む構成であっても構わない。
【００５５】
表面にカラートナー像が形成された中間転写ベルト２３は、循環搬送方向（矢印Ｘ方向）に進行し、被記録媒体Ｓに転写される領域の略全面に、発泡トナー塗工ユニット１０８で熱発泡性トナーＰが塗工される。本実施形態の場合にも、熱発泡性トナーＰを塗工すべき領域は、ある程度ラフで十分なので、発泡トナー塗工ユニット１０８の位置決めは、精密にする必要が無く、ラフで十分であり、簡便かつ低コストに装置を構成することができる。また、熱発泡性トナーＰを塗工するしないの切り替えは、現像バイアスのＯＮ−ＯＦＦの切替えで行えばよく、それも装置の簡便化および低コスト化に資する要素となる。
【００５６】
中間転写ベルト２３は、さらに循環搬送方向（矢印Ｘ方向）に進行し、表面にカラートナー像と熱発泡性トナーとが積層された領域が二次転写部位に差し掛かる。当該二次転写部位には、二次転写装置（転写手段）１２４が配されている。二次転写装置（転写手段）１２４は、中間転写ベルト２３を張架するバックアップロール１２４ａと、これに対向配置された二次転写ロール１２４ｂとで構成されている。
【００５７】
中間転写ベルト２３表面に多重に一次転写されたトナー像（熱発泡性トナー層を含む。）は、二次転写装置１２４にて、シート供給トレイ７から給紙された被記録媒体Ｓに二次転写され、その後、二成転写された被記録媒体Ｓが、二次転写装置２４の被記録媒体Ｓの搬送方向下流側に配設された定着装置（トナー画像定着手段）２５に導かれる。定着装置２５では、被記録媒体Ｓ表面に有色のトナー画像が形成されるとともに、熱発泡性トナーは発泡させずに溶融のみして層状化され、その結着樹脂が被記録媒体（用紙）Ｓの繊維間に浸透する。
【００５８】
定着装置２５を通過した被記録媒体Ｓは、その搬送方向下流に配設された感熱ヘッド（立体像形成手段）４にて、所望の立体像様に高熱が与えられ、被記録媒体Ｓ表面における層状の発泡トナー層のうち高熱が与えられた部分が発泡し、所望の立体像様に立体隆起画像が形成される。そして、カラー立体画像が表面に形成された被記録媒体Ｓは、装置外に排出される。
【００５９】
本実施形態によれば、立体像形成のために追加設置される発泡トナー塗工ユニット１０８が、被記録媒体Ｓ表面の略全面に熱発泡性トナーを塗工するだけなので、精密な位置合わせの必要が無く、ラフな位置決めで十分なため、カラー画像と所望の形状の立体像とが融合した立体画像を、低コストで簡便に形成することができる。特に、本実施形態では、発泡トナー塗工ユニット１０８を現像ユニット１５３Ｙ，１５３Ｍ，１５３Ｃ，１５３Ｋを備えた現像装置１５３とは別の場所に設けることができ、これは装置内のレイアウト上もコスト的にも比較的容易である。現像装置１５３内に発泡トナー塗工ユニットを加えようとすると、ロータリーが現在の４段から５段切替となってしまい、装置全体の大型化を来たすか、あるいは各現像ユニットの小型化が必要となり、高コスト化を招来してしまうが、本実施形態の構成ではそのような心配が無い。
【００６０】
以上、第１〜第３の３つの実施形態を挙げて本発明を具体的に説明してきたが、本発明はこれら実施形態の画像形成装置に限定されるものではなく、本発明の構成要素を具備する限り、当業者は従来公知のあらゆる知見により、本実施形態の構成に改変を加えることができる。
【００６１】
また、本実施形態においては、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの４色のカラートナーを用いた４色カラーの画像形成装置について説明してきたが、本発明の構成は、黒トナーや他の単色トナーのみを用いたモノクロないし単色の画像形成装置や、黒トナーを用いない３色カラーの画像形成装置に対しても問題なく適用することができる。
【００６２】
さらに、第１および第２の実施形態ではタンデム型の中間転写ベルトを用いた画像形成装置を例に挙げ、第３の実施形態ではロータリー型画像形成装置を例に挙げて、それぞれ説明してきたが、両実施形態の構成を併せ持つ構成としても何ら問題無い。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の例示的一態様である第１の実施形態の立体画像形成装置の概略構成を模式的に表す概略構成図である。
【図２】本発明の他の例示的一態様である第２の実施形態の立体画像形成装置の概略構成を模式的に表す概略構成図である。
【図３】本発明のさらに他の例示的一態様である第３の実施形態の立体画像形成装置の概略構成を模式的に表す概略構成図である。
【符号の説明】
【００６４】
２：プラテンカバー、  ３：原稿読取装置、  ４：感熱ヘッド（立体画像定着手段）、  ５：カラートナー像形成ユニット（有色トナー像形成手段）、  ６：トナーカートリッジ、  ７：シート供給トレイ、  ８，１０８：発泡トナー塗工ユニット（発泡トナー塗工手段）、  １０：立体画像形成装置、  ２３：中間転写ベルト（中間転写体）、  ２４，１２４：二次転写装置、  ２５：定着装置（トナー画像定着手段）、  ２５’：立体画像定着装置（立体画像定着手段）、  ５０：パーソナルコンピュータ、  ５２，１５２：感光体ドラム、  ８２：発泡トナー担持ドラム、  １５１，５２１：帯電器、  １５３，５２３：現像装置、  １５４，５２４，８２４：一次転写装置、  １５５，５２５，８２５：クリーナ、  １５６，５２６：露光装置、  ２３１：中間転写ベルトクリーナ、  ２４１：バックアップロール、  ２４２：二次転写ロール、  ２５１：加圧ロール、  ２５２：加熱ロール、  ８２３：熱発泡性トナー供給装置（熱発泡性トナー供給手段）
【図１】
2006267520.tif 000003
【図２】
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【図３】
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