(57)【要約】【課題】省スペース、低ランニングコストで実現し、立体画像においても均一グロスで高画質を達成することが可能な立体画像形成装置を提供すること。【解決手段】補助剤を有する有色トナーと、その補助剤によって発泡する発泡剤を有する透明トナーないしは白色トナーが別々の現像装置に保持され、像担持体上にトナー像を形成する画像形成装置において、有色トナーの補助剤と透明トナーないしは白色トナーの発泡剤が定着工程時に反応することにより初めて発泡現象を生じ、転写紙上に立体的な永久トナー像を作成することを特徴とする。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
補助剤を有する有色トナーと、その補助剤によって発泡する発泡剤を有する透明トナーないしは白色トナーが別々の現像装置に保持され、像担持体上にトナー像を形成する画像形成装置において、
有色トナーの補助剤と透明トナーないしは白色トナーの発泡剤が定着工程時に反応することにより初めて発泡現象を生じ、転写紙上に立体的な永久トナー像を作成することを特徴とする立体画像形成装置。
【請求項２】
平面的な画像と立体的な画像を任意に選択でき、立体画像を形成する際には、有色トナー形成部分と同じ、ないしはより広範囲に、透明トナーないしは白色トナー像を形成することを特徴とする請求項１記載の立体画像形成装置。
【請求項３】
補助剤を有する有色トナーと、補助剤と反応することにより、熱を発生する熱発生補助剤を有する透明トナーないしは白色トナーにより、転写紙上に立体的な永久トナー像を作成することを特徴とする請求項１又は２記載の立体画像形成装置。
【請求項４】
補助剤として、水分を有色トナー中樹脂中に、内包する構成で有することを特徴とする１〜３の何れかに記載の立体画像形成装置。
【請求項５】
透明トナーないしは白色トナー中に熱発生助剤として、ＣａＯを有することを特徴とする１〜４の何れかに記載の立体画像形成装置。
【請求項６】
透明トナーないしは白色トナー中に発泡剤としてイソシアネートを有することを特徴とする１〜５の何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、電子写真方式ないしは静電記録方式を適用したプリンタや複写機等の画像形成装置に関して、特に、発泡性トナーを用いて立体的な画像を形成可能な立体画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年のカラー画像市場においては、ピクトリアルなカラー画像が主流になりつつあり、更には立体的に画像を表現し、画像そのものに付加価値を付けるニーズが高まっている。例えば、日本市場においては、年賀状として、海外ではグリーティングカードとして、凹凸加工されたものが受け入れられている。
【０００３】
従来、紙に立体的な画像を形成する技術としては、様々な工夫がなされてきており、種々の技術が提案されている。例えば、ドットインパクトにより、支持体（用紙）を塑性変形させて立体印字を行う技術や、熱発泡性トナーを用いて立体印字を行う技術、或は発泡紙や熱転写フィルムを用いて立体印字を行う技術や、紫外線硬化型樹脂を印刷により立体印字を行う技術、又はコンベンショナルなトナーを用いて多数回の転写で立体印字を行う技術等、種々のものがある。
【０００４】
しかし、上記各種の立体印字を行う技術は、色彩のない単なる凹凸から成る立体画像や白黒の立体画像を形成するものであり、立体的なフルカラー画像を形成するための画像形成方法、並びに定着後の画像構造を規定する技術は、提案されてきていなかった。
【０００５】
技術的にみても、用紙等の立体凸部へ、画像形成過程並びに後処理でフルカラー画像を重ねて載せることは、転写不良を生じる等、極めて困難であり、高耐久・高保管性を有するフルカラーの立体画像を形成する画像形成装置は、今まで提案されていなかった。
【０００６】
又、ポスター等のフルカラー画像を後処理エンボス加工により、用紙等の支持体を塑性変形させて立体化する技術はあるが、エンボス加工するための型の成形に多大な時間・工数・コストを必要とし、大量部数の作成のみに適用されているに過ぎず、耐久性という観点でも、用紙を塑性変形させて凸画像を得ているため、指等で軽く押し付けると偏平化してしまうという問題点を有している。
【０００７】
そこで、発泡性トナーを用いたものとして「画像形成トナー、その作製方法及びそれを用いた立体画像の形成方法ならびに画像形成装置」、「画像形成装置」が提案されている（特許文献１〜３参照）。
【０００８】
又、特許文献４においては熱発泡性トナーから成るトナー画像の上に、非発泡性フルカラートナーから成るカラーのトナー画像を形成するとともに、前記熱発泡性トナーから成るトナー画像の輪郭部には、微小な幅に亘って非発泡性フルカラートナーから成るカラーのトナー画像を形成しないようにした提案がなされている。
【特許文献１】特願平１０−３０４４５８号公報
【特許文献２】特願平１１−３１１７１０号公報
【特許文献３】特願２０００−３００６６９号公報
【特許文献４】特開平２００２―２４４２８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来、立体的な画像を形成する方法としては、有色トナーに発泡体を入れて、定着時の加熱時に、トナー自身が発泡し、膨れ上がることで、立体的な出力画像を形成していたが、これでは計８色のトナー（発泡トナーと非発泡トナー２種類をそれぞれ４色分）となり、使用頻度が少ない無駄なトナーが生じ、装置自体も大きくなってしまっていた。又、トナー製造上も各色２種類作ることで、コスト高となり、立体画像形成装置自体の導入の妨げとなっていた。
【００１０】
一方、有色トナーを非発泡トナーとし、透明トナーに発泡機能を設けて、画像を形成する際は、フルカラー画像形成においては特に、発泡トナー付着部と有色トナー部を重ねる際に、位置ずれ等で、本来立体画像形成したい所が平面であったり、通常の白地部で立体になったり、又、画像部と非画像部（白地部）とのグロス差（グロス不均一性）が生じていた。
【００１１】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、省スペース、低ランニングコストで実現し、立体画像においても均一グロスで高画質を達成することが可能な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】
【００１２】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、補助剤を有する有色トナーと、その補助剤によって発泡する発泡剤を有する透明トナーないしは白色トナーが別々の現像装置に保持され、像担持体上にトナー像を形成する画像形成装置において、有色トナーの補助剤と透明トナーないしは白色トナーの発泡剤が定着工程時に反応することにより初めて発泡現象を生じ、転写紙上に立体的な永久トナー像を作成することを特徴とする。
【００１３】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、平面的な画像と立体的な画像を任意に選択でき、立体画像を形成する際には、有色トナー形成部分と同じ、ないしはより広範囲に、透明トナーないしは白色トナー像を形成することを特徴とする。
【００１４】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、補助剤を有する有色トナーと、補助剤と反応することにより、熱を発生する熱発生補助剤を有する透明トナーないしは白色トナーにより、転写紙上に立体的な永久トナー像を作成することを特徴とする。
【００１５】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の発明において、補助剤として、水分を有色トナー中樹脂中に、内包する構成で有することを特徴とする。
【００１６】
請求項５記載の発明は、請求項１〜４の何れかに記載の発明において、透明トナーないしは白色トナー中に熱発生助剤として、ＣａＯを有することを特徴とする。
【００１７】
請求項６記載の発明は、請求項１〜５の何れかに記載の発明において、透明トナーないしは白色トナー中に発泡剤としてイソシアネートを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、出力画像がトナー像により立体的に形成する画像形成装置において、通常の平面画像出力と立体画像出力を同一本体、同一トナーで形成することで、省スペース、低ランニングコストで実現し、立体画像においても均一グロスで高画質を達成することが可能な立体画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する
＜実施の形態１＞
本発明は平面画像と立体画像を同一本体で任意に選択でき、同時にトナーを共通にすることで、省スペース、低ランニングコストを実現するものである。これを実現するために、有色トナーに補助剤を入れ、発泡剤を有する透明トナーないしは白色トナーと助剤が結合した際に始めて、発泡機能が作用し、トナーの発泡により立体画像を得るようにしたものである。補助剤は有色トナー内部に内包され、定着部で圧と熱を受けてトナーの外部にでてくる。出てきた際に発泡機能を持つ透明トナーないしは白色トナーが発泡する。補助剤と発泡剤については環境性を考慮して、例えば、補助剤として水、発泡剤としてイソシアネートを用いると、イソシアネートは水と反応することでその発泡機能が発生する特性を本発明では利用した。
【００２０】
又、画像白地部に透明トナーないしは白色トナーを付着させることで、画像としてのグロスの均一性を保つようにした。
【００２１】
以下に実施の形態１の画像形成装置について説明する。
【００２２】
図８は本発明に係る画像形成装置の一実施形態の概略構成を示す。
【００２３】
生産性としては白黒５０枚／分、カラー１２枚／分の１ドラム系のフルカラー複写機である。ドラムとしてはＯＰＣドラムを用いた（必要に応じて耐久性が更に優れたａ−Ｓｉドラムを用いても良い）。図８を参照して、回転現像方式を用いた本実施例の画像形成装置１００の全体構成について説明する。
【００２４】
画像形成装置１００は、像担持体としてのドラム型の電子写真感光体、即ち、感光ドラム２８を、図中矢印方向Ｒ１に回転可能に有する。感光ドラム２８の周囲には、感光ドラム２８を一様に帯電する帯電手段としての一次帯電器２１、帯電された感光体ドラム２８の表面を画像情報に従って露光し感光ドラム２８に静電潜像を形成する露光手段２２、感光ドラム２８に形成された静電潜像を複数色の現像装置によって現像する現像手段である回転式現像装置５０、感光ドラム２８に形成されたトナー像を中間転写体である中間転写ベルト２４に転写する第１の転写手段としての第１転写帯電器２３ａ、トナー像の転写後の感光ドラム２８の表面に残留した転写残トナー等を除去する第１クリーナー２９ａ等が備えられている。
【００２５】
次に、画像形成プロセスについて説明する。
【００２６】
このカラー複写機本体１００の上部には、プラテンカバーによって押圧された原稿の画像を読み取る原稿読取装置１０が配設されている。この原稿読取装置１０は、プラテンガラス（図示せず）上に載置された原稿を光源によって照明し、原稿からの反射光像を、フルレートミラー及びハーフレートミラー及び結像レンズから成る縮小光学系を介してＣＣＤ等から成る画像読取素子上に走査露光して、こ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。
【００２７】
上記原稿読取装置４によって読み取られた原稿２の色材反射光像は、例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）（各８ｂｉｔ）の３色の原稿反射率データとして画像処理装置に送られ、この画像処理装置では、原稿２の反射率データに対して、シェーデイング補正、位置ズレ補正、明度／色空間変換、ガンマ補正、枠消し、色／移動編集等の所定の画像処理が施される。
【００２８】
そして、上記のように画像処理装置で所定の画像処理が施された画像データは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（ＢＫ）（各８ｂｉｔ）の４色の原稿色材階調データとしてＲＯＳ（Ｒａｓｔｅｒ  Ｏｕｔｐｕｔ  Ｓｃａｎｎｅｒ）に送られ、このＲＯＳでは、原稿色材階調データに応じてレーザー光による画像露光が行われる。
【００２９】
回転現像装置５０は、ブラック用現像装置１Ｋ、イエロー用現像装置１Ｙ、マゼンタ用現像装置１Ｍ、シアン用現像装置１Ｃを現像装置保持手段である回転体に支持している。回転体の回転軸はモータ、ギア機構等の駆動手段（図示せず）により自在に回転可能である。例えば、感光ドラム２８上にブラックのトナー像を形成するときは、感光ドラム２８と近接する現像位置Ｐ１でブラック用現像装置１Ｋにより現像を行う。そして、イエローのトナー像を形成するときは、回転体を図中矢印Ｒ２方向に略９０°回転して現像位置Ｐ１にイエロー用現像装置１Ｙを配置させ現像を行う。同様に、マゼンタ、シアンのトナー像を形成する場合には、更に略９０°ずつ回転体を図中矢印Ｒ２方向に回転させて現像位置Ｐ１に各現像装置１Ｍ，１Ｃを配置させて現像を行う。この回転現像装置５０の上方には、Ｔで示される透明トナー（ないしは白色トナー）を有する現像装置を備える。
【００３０】
次に、画像形成装置１００の全体の動作について説明する。
【００３１】
以下、例えばブラック用現像装置１Ｋ、イエロー用現像１Ｙ、マゼンタ用現像装置１Ｍ及びシアン用現像装置１Ｃの有色トナーの現像装置を総称する場合、単に現像装置１と記載する。このように、各色の現像装置を特に区別する必要のない場合は、各色用の現像装置に属する要素であることを示すために与える添字Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｔは省略する（現像装置各々は図５で示される形をしており、現像スリーブ２と撹拌スクリュー５３／５４、トナー層厚規制ブレード５１から基本的になる）。
【００３２】
図８中矢印Ｒ１方向に回転する感光ドラム２８の表面は、一次帯電器２１によって一様に帯電される。そして、帯電された感光ドラム２８の表面に露光手段２２が画像情報に応じたレーザー光等を照射して露光することで、感光ドラム２８上に静電潜像を形成する。この静電潜像を所望のトナーを収容する現像装置１によって現像し、感光ドラム２８上にトナー像を形成する。
【００３３】
上記感光体ドラム２８の表面は、例えば、−６５０Ｖに一様に帯電された後、画像部にレーザー光ＬＢが走査露光されて、露光部分が−２００Ｖとなる静電潜像が形成される。上記感光体ドラム２８上に形成された静電潜像は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（ＢＫ）の４色の現像器１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋを備えたロータリー方式の現像装置５０と透明トナー現像器Ｔによって、例えば、感光体ドラム２８の帯電極性と同極性のマイナス極性に帯電したトナー（帯電色材）によって反転現像され、所定の色のトナー像となる。その際、上記各現像器１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ，Ｔの現像ロールには、例えば、−５００Ｖの現像バイアス電圧が印加される。
【００３４】
このトナー像は第１転写帯電器２３ａによる第１転写バイアスによって、中間転写ベルト２４上に転写される。例えば、フルカラーの画像形成を行う場合、先ず、現像位置Ｐ１においてブラック用現像装置１Ｋにより感光ドラム２８上にブラックのトナー像を形成し、中間転写ベルト２４上にこのブラックのトナー像を一次転写する。次に、回転体を図中矢印Ｒ２方向に９０°回転させて、イエロー現像器１Ｙを現像位置Ｐ１に配置し、感光ドラム２８上にイエローのトナー像を形成する。そして、中間転写ベルト２４上のブラックのトナー像上にこのイエローのトナー像を一次転写して重ね合わせる。この動作をマゼンタ用現像装置１Ｍ、シアン用現像装置１Ｃ、透明トナー用現像装置T においても順次行い、中間転写ベルト２４上に所望のフルカラー画像を形成する。
【００３５】
一方、中間転写ベルト２４上へのフルカラーのトナー像の形成に同期して、記録材、例えば記録用紙、ＯＨＰシート等が、記録材収納カセット、ピックアップローラ、搬送ローラ、搬送ガイド等を備えた記録材供給手段（図示せず）から、記録材搬送手段である記録材搬送ベルトに供給され、中間転写ベルト２４と第２の転写手段である第２転写帯電器２３ｂとの対向部に搬送されてくる。
【００３６】
その後、第２転写帯電器２３ｂによる第２転写バイアスによって、中間転写ベルト２４上のフルカラー画像を一括して記録材搬送ベルト上の記録材上に二次転写する。
【００３７】
続いて、記録材は記録材搬送ベルトから剥離され、定着装置２６によって加圧／加熱される。こうして、記録材に転写された未定着のトナー像は記録材に定着され永久画像となる。
【００３８】
又、一次転写後に感光ドラム２８上に残った転写残トナーは、第１クリーナー２９ａにより除去され、更に、二次転写後に中間転写ベルト２４上に残った転写残トナーは第２クリーナー２９ｂにより除去され、次の画像形成に備える。
【００３９】
次に、現像装置１について説明する。
【００４０】
現像装置１の現像容器２には、主に非磁性トナー（トナー）と磁性キャリア（キャリア）とを含む２成分現像剤（現像剤）が収容されており、本実施の形態では、初期状態の現像剤中のトナー濃度は重量比で８％程度である。
【００４１】
トナーは、結着樹脂、着色剤、そして、必要に応じてその他の添加剤を含む着色樹脂粒子と、コロイダルシリカ微粉末のような外添剤が外添されている着色粒子とを有している。そして、トナーは、重合法により製造した負帯電性のポリエステル系樹脂であり、体積平均粒径は５μｍ以上、８μｍ以下が好ましい。本実施の形態では７．２μｍであった。
【００４２】
又、キャリアは、例えば表面酸化或は未酸化の鉄、ニッケル、コバルト、マンガン、クロム、希土類等の金属及びそれらの合金、或は酸化物フェライト等を好適に使用可能であり、これらの磁性粒子の製造法は特に制限されない。そして、キャリアは、重量平均粒径が２０〜５０μｍ、好ましくは３０〜４０μｍであり、抵抗率が１０7 Ωｃｍ以上、好ましくは１０8 Ωｃｍ以上である。本実施の形態では１０8 Ωｃｍのものを用いた。
【００４３】
更に、低比重磁性キャリアとして、フェノール系のバインダー樹脂に磁性金属酸化物及び非磁性金属酸化物と所定の比で混合し、重合法により製造した樹脂磁性キャリアを使用することができる。例えば、斯かるキャリアの体積平均粒径は３５μｍ、真密度は３．６〜３．７（ｇ／ｃｍ3 ）、磁化量は５３（Ａ・ｍ2 ／ｋｇ）である。
【００４４】
現像方式は、有色トナー、発泡性トナーとも、本実施の形態では二成分現像方式を採用しているが、非磁性一成分現像方式、磁性一成分現像方式でも構わない。トナー組成は、発泡性トナー及び有色トナーである非発泡性フルカラートナー共に、オイルレス熱定着を可能とするワックスが含有されていても、含有されていなくても構わないが、本実施の形態では、発泡トナー、非発泡カラートナー何れもワックスが含有されていないトナーを採用し、図４で示すソフトロール定着装置２６で画像を永久像化している。
【００４５】
又、本実施の形態１では、ロータリー方式の現像装置１において、イエロー（Ｙ）、マゼ  ンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（ＢＫ）の４色の現像器１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ、新たに追加される透明色の現像器Ｔは、有色トナーについては、発泡補助剤を、透明トナーには発泡剤を有し、何れも結着樹脂を含有する画像形成用トナーである。
【００４６】
発泡剤としては、特に制限されるものではないが、後述のように発泡補助剤によって始めて発泡現象を生ずるものである。常温で固体のものであっても、液体のものであっても良い。又、発泡剤は、単一物質から成る材料に限られず、複数の物質から成る材料や、マイクロカプセル粒子等の機能性材料であっても良い。発泡剤の発泡温度は、如何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、図８に示すような通常のプリンタや複写機を用いて立体画像を形成する場合は、発泡温度が加熱定着温度以下であるのが好ましい。
【００４７】
発泡剤としては、例えば、熱分解によりガスを発生する物質を主原料とする発泡剤を用いることができ、具体的には、熱分解により炭酸ガスを発生する炭酸水素ナトリウム等の重炭酸塩、窒素ガスを発生するＮａＮＯ２
とＮＨ４ Ｃｌの混合物、アゾビスイロブチロニトリル、ジアゾアミノベンゼン等のアゾ化合物、酸素等を発生する過酸化物等が挙げられる。
【００４８】
本発明では発泡補助剤と発泡剤の組み合わせとして、
・ハイドロカーボン／ハイドロフルオロカーボンと水
・ポリオールとイソシアネート
・ジクロロトリフルオロエタンとパラフィン
・活性水素化合物とポリイソシアネート
・ポリイソシアネートとポリオール
等があるが、本実施の形態では、環境安全性を考慮して、補助剤として水を有色トナーに、発泡剤としてイソシアネートを透明トナーに内包した。
【００４９】
透明トナー（ないしは白色トナー）の発泡剤の形態、又、有色トナーの発泡補助剤の形態としては、低温で気化する低沸点物質（常温で液体状態であっても固体状態であっても良い）を内包するマイクロカプセル粒子の発泡剤（以下、「マイクロカプセル型発泡剤」という場合がある）が挙げられる。マイクロカプセル型発泡剤は、発泡性が高いので好ましい。
【００５０】
本実施の形態の画像形成用トナーを、通常のプリンターや複写機等に使用する場合は、マイクロカプセル内に内包されている低沸点物質は、少なくとも加熱定着温度よりも低い温度で気化することが必要であり、具体的には１００℃以下、好ましくは５０℃以下、より好ましくは２５℃以下で気化する物質である。但し、マイクロカプセル型発泡剤の熱応答性は、芯材である低沸点物質の沸点のみならず、壁材の軟化点に依存するので、低沸点物質の好ましい沸点範囲は前記範囲には限定されない。低沸点物質としては、例えば、ネオペンタン、ネオヘキサン、イソペンタン、イソブチレン、イソブタン等が挙げられる。中でも、マイクロカプセルの壁材に対して安定で、熱膨張率の高いイソブタンが好ましい。
【００５１】
マイクロカプセルの壁材は、トナーの製造工程で用いられる種々の溶剤に対して耐溶剤性を有するとともに、マイクロカプセルに内包される低沸点物質が気化した際に、気体に対して非透過性を有する材料が好ましい。又、本実施の形態の画像形成用トナーを、通常のプリンタや複写機等に使用する場合は、壁材が加熱定着温度よりも低い温度で軟化し、膨張する必要がある。
【００５２】
マイクロカプセルの壁材としては、従来使用されている壁材を広く使用することができる。例えば、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、ポリブタジエン、ポリアクリル酸エステル等の単重合体、これらの共重合体が好ましく用いられる。中でも、塩化ビニリデンとアクリロニトリルの共重合体が結着樹脂との接着性が高い点、溶剤に対して耐溶剤性が高い点で好ましい。
【００５３】
本実施の形態のトナーにおける発泡剤の含有量は、発泡剤の種類によって好ましい範囲が異なるが、通常は、５重量％〜５０重量％、好ましくは１０重量％〜４０重量％である。発泡剤の含有量が５重量％未満であると、トナーの熱膨張が実用上不十分となる場合があり、一方、５０重量％を越えると、トナー中の結着樹脂の割合が相対的に不足し、充分な定着性が得られない等の問題が生じる場合がある。
【００５４】
この実施の形態の立体画像形成用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・酢酸ビニル樹脂等であるが、より好ましいのはポリエステル樹脂である。
【００５５】
この実施の形態の結着樹脂には、上記ポリエステル樹脂を２種類以上組み合わせても良く、更に他の樹脂を組み合わせても良い。他の樹脂としては、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、テルペン樹脂、クマリン樹脂、アミド樹脂、アミドイミド樹脂、ブチラール樹脂、ウレタン樹脂、エチレン・酢酸ビニル樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、カルナバワックス等の天然ワックス樹脂がある。本実施の形態においては、ポリエステル樹脂を主成分として、その他の樹脂はトナー中に０〜３０重量％の量で添加するのが好ましい。又、結着樹脂のモノマーに発泡剤を分散し、これらを縣濁重合することによりトナーを作製する場合は、上記結着樹脂の中の縣濁重合可能なモノマーが利用可能である。
【００５６】
本実施の形態の透明トナー粒子は、少なくとも結着樹脂と発泡剤粒子とから成り、発泡剤粒子が発泡性を失うことなく、トナーの芯部側に内包されている。本実施の形態の画像形成用トナーは、発泡剤が実質的に表面に露出していない構成であるので、高い熱膨張性を有するとともに、記録媒体に対する接着性及び帯電安定性を良好に維持している。
【００５７】
発泡剤４２が粒子としてトナー中に均一に分散していると、トナーの記録媒体に対する接着性及び帯電安定性をより向上できるので好ましい。
【００５８】
本実施の形態の有色トナー、透明トナーには、所望により着色剤を含有させ、着色して可視化しても良い。分散させる着色剤としては、公知の有機、若しくは、無機の顔料や染料、油溶性染料を使用することができる。これらの着色剤は、トナー粒径や現像量に依存するが、一般にトナー１００重量部に対して１〜１００重量部程度の割合が適切である。
【００５９】
又、本実施の形態の画像形成用トナーには、磁化を持たせるために磁性体を含有させても良い。磁性体の種類としては、公知のものを適宜使用できる。更に、本実施の形態の画像形成用トナーには、所望により離型剤を含有させても良い。離型剤を含有させることによって、接触定着時のオフセット現象等を防止することができるので好ましい。尚、本実施の形態の画像形成用トナーには、所望により帯電制御剤を加えても良い。更に、本実施の形態の画像形成用トナーには、流動性や、現像性の制御のために、公知の外添剤を加えても良い。
【００６０】
本実施の形態の有色トナー、透明トナーの製造方法について述べる。
【００６１】
一例としては、少なくとも結着樹脂と発泡剤とを溶剤に溶解及び／又は分散させた油相を、水相に懸濁分散させて前記油相から成る粒子を作製する工程と、前記粒子から溶剤を除去する工程とを含む工程によって作製される。
【００６２】
又、本実施の形態の画像形成用トナーは、少なくとも発泡剤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とを含む工程によって作製しても良い。
【００６３】
この実施の形態で使用した画像形成用トナーは、結着樹脂としてバインダーポリマーを７５重量％、発泡剤としてエクスパンセル４６１を２５重量％だけ含有した白色トナーと、結着樹脂としてバインダーポリマーを７４．１重量％、発泡剤としてエクスパンセル４６１を２４．７重量％、着色剤としてカーボンブラックを１．２重量％だけ含有した黒色トナーである。尚、これらのトナーには、必要に応じて適宜外添剤を添加しても良い。
【００６４】
上記画像形成用トナーとして白色トナーを使用する場合は、透明トナー現像器Ｔの中に透明トナーの代わりに白色トナーを収容して使用すれば良い。尚、白色にするには、各種方法があるが、後述の実施の形態２のようにＣａＯを入れるとより効果的である。
【００６５】
次に、結果について説明する。
【００６６】
この実施の形態１に係るカラープリンタや複写機では、通常の平面画像と立体画像を任意に選択できる。平面画像を形成する際は、有色トナーのみで画像を形成し、図６に示すような画像をフルカラーで得ることができる。
【００６７】
一方、立体画像を選択した場合は、透明トナー（ないしは白色トナー）で立体にしたい部分を有色トナーと重なるように画像形成を行う。本実施の形態では、有色トナー部には全て透明トナーを付着させた。立体画像形成時には前述の画像形成プロセスによって、中間転写ベルト２４上には、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像から成るフルカラーのトナー像の上に、立体画像を形成すべき透明の発泡性トナーから成るトナー像が、多重に転写されることになる。
【００６８】
その後、上記中間転写ベルト２４上に多重に転写されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのフルカラーのトナー像で透明トナー像と重なった像が、二次転写部で転写紙上に一括して二次転写される。
【００６９】
最後に、フルカラーのトナー像が転写された転写紙は、図４に示すように、定着器２６の定着ロール１及び加圧ロール１Ｃによって、熱及び圧力で定着処理を受け、トナー中の結着樹脂が溶融するとともに、有色トナー中の発泡補助剤と透明トナーの発泡剤が反応することにより、トナーにより画像形成された部分が発泡することにより、図１に示すように立体画像が転写紙上に形成される。
【００７０】
図１は転写紙上に形成されたφ１ｍｍのドットの断面図である。トナー高さは約１００μｍである。勿論、単色Ｂｋでも透明トナーと同時に形成すれば、例えば単色文字の立体画像が得られる。この転写紙上に定着された立体画像は、トナー粒子中の発泡剤が発泡して、略球体状や略楕円体状の中空のガス泡を形成し、このガス泡が積層した状態となり、付加価値の高い立体画像を形成することができた。
【００７１】
以上の構成にすることで、出力画像がトナー像により立体的に形成する画像形成装置において、通常の平面画像出力と立体画像出力を同一本体、同一トナーで形成することで、省スペース、低ランニングコストで実現し、より付加価値のある立体画像形成装置を提供することができた。
【００７２】
＜実施の形態２＞
本実施の形態の特徴は、立体画像を更に効果的に形成するために、水分とＣａＯが混ざることにより、熱を発する現象を利用したものである。即ち、有色トナーに水分を内包する構成にし、白色トナーにＣａＯと発泡剤を有する構成にし、通常の平面画像を形成する際は、何も起こらず、立体画像を形成する際に、有色トナーと白色トナーを重なるように形成し、定着装置により有色トナーが圧力と熱により潰され、水分がトナー外に出され、白色トナーのＣａＯと結合され、熱を発し、より短時間で発泡剤の発泡が十分に行われるようにした。
【００７３】
本発明の特徴であるＣａＯと水の反応は、
ＣａＯ＋Ｈ2 Ｏ→Ｃａ（ＯＨ）2 ＋１５．２ｋｃａｌ
である。有色トナー、白色トナーの構成及び製造方法は、前記実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。
【００７４】
本体としては、図３に示すように、複数のドラムを並列に並べたいわゆるタンデムタイプを用いた。本実施の形態では、有色トナーで構成される４つのドラムを有する部分に、最終工程として、１つのドラムと透明トナーで形成されるＭ部を設けた。このようなタンデムタイプはカラー画像の生産性を高められるメリットがある。
【００７５】
このように、更にＣａＯを白色トナー内部に有することで、熱によりミクロな部分においても、有色トナーと白色トナーの熱による溶解を促進させることができ、ミクロな部分においても高画質な立体画像を形成するとともに、定着性が確保できるので、より短時間で発泡でき、毎分１００枚の超高速な立体画像形成装置を実現することができた。
【００７６】
以上の構成にすることで、出力画像がトナー像により立体的に形成する画像形成装置において、通常の平面画像出力と立体画像出力を同一本体、同一トナーで形成することで、省スペース、低ランニングコストで実現した立体画像を提供する立体画像形成装置を提供することができた。
【００７７】
＜実施の形態３＞
本実施の形態は、立体画像において、画像の品位を上げるために、均一グロスになるように白地部にも透明トナーないしは白色トナーを付着させた。又、発泡性能を上げるため、発泡剤材質を改良し、ジクロロイソシアヌル酸とイソシアネートを有する透明トナー（ないしは白色トナー）と、補助剤として水分を有する有色トナーが反応することで発泡するようにした。
【００７８】
図７はこの発明の実施の形態３を示すものであり、実施の形態１に対して、更に省スペース化のため、現像ロータリー内に透明トナー用現像器Ｔ（若しくは白色トナー用現像器）を入れた。有色トナー、透明トナーの構成及び製造方法は、前記実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。
【００７９】
本方式では画像形成の際に、画像を形成しない白地部にも、白色トナーを付着させるようにした。つまり、画像域前面に白色トナーを付着させる。これはユーザーが任意に選択できるようにしてある。このようにすることで、更に画像のグロスについて、均一性を求めるユーザに対して、均一グロスな立体画像を提供できる。これは従来の紙自体の表面による低グロス部と画像部の高グロス部のグロス差が大きいのに対して、白地部に白色トナーを形成して、白地部グロスを上げることで、差を低減できるのである。その結果を、図２に示す。
【００８０】
ここで、Ａ部が白地部であり、ここに対して白色トナーを形成する。図９はこのようにした、画像の断面図である。転写紙上に白色トナー層が形成され、その上にトナー画像が形成される。画像はグロス均一化を実現するとともに、白地部の光沢により、より高級感を与えた成果物となり付加価値を高める。
【００８１】
以上の構成にすることで、出力画像がトナー像により立体的に形成する画像形成装置において、通常の平面画像出力と立体画像出力を同一本体、同一トナーで形成することで、省スペース、低ランニングコストで実現し、立体画像においても均一グロスで高画質を達成し、又、環境対応することが可能な立体画像形成装置を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の実施の形態１で作成した立体画像を説明するためのフロー図である。
【図２】本発明で別の実施の形態の立体画像を説明するための図である。
【図３】本発明の別の実施の形態の画像形成装置を説明する図である。
【図４】定着器装置を説明するための図である。
【図５】現像装置を説明する図である。
【図６】通常画像を説明する図である。
【図７】本発明の実施の形態３で用いた画像形成装置を説明する図である。
【図８】本発明の実施の形態１で用いた画像形成装置を説明する図である。
【図９】本発明の実施の形態３の立体画像を説明する図である。
【符号の説明】
【００８３】
５０  現像ロータリー
２８  感光ドラム
２４  中間転写体
２６  定着装置
【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】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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