JP2006267519A - 立体画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 カラートナーが存在する部分としない部分とを含む立体画像について、どの部位でも良好な隆起とカラー発色とを実現させる立体画像形成装置を提供する。
【解決手段】 カラートナー像を形成するカラートナー像形成手段５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋと、発泡トナー像を形成する発泡トナー像形成手段５Ｐと、前記カラートナー像および前記発泡トナー像が表面に積層されてカラー発泡トナー像が形成される中間転写体２３と、それを被記録媒体表面に転写する転写手段２４と、それを定着する定着手段２５と、前記発泡トナー像形成手段５Ｐによる発泡トナー像の形成に先立ち、透明トナーによる透明トナー像を形成する透明トナー像形成手段５Ｔとを含み、透明トナー像形成手段５Ｔが、中間転写体２３表面の前記カラー発泡トナー像における前記発泡トナー像が形成される部位に透明トナー像を形成する手段であることを特徴とする立体画像形成装置。
【選択図】 図１

Description

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。

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。

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。

これらカラー立体画像の形成において、中間転写体を用いてこれにカラーのトナー像と熱発泡性トナーからなる発泡トナー像とを積層して、これを一括して中間転写体から用紙（被記録媒体）に転写する画像形成装置に適用した場合、当該転写の際に、熱発泡性トナーのみの部分と、カラートナーおよび熱発泡性トナーが重なって存在する部分とでは、転写効率が異なる。そのため、転写印加電圧や電流、転写圧力といった転写条件を如何に制御しても、熱発泡性トナーのみの部分の発泡トナー像が十分に転写されず、定着後の隆起が不十分であったり、カラートナーと熱発泡性トナーとが重なって存在する部分のカラートナー像が十分に転写されず、発色が不十分であったり、発泡トナー像が十分転写されずに隆起が十分でなかったりするという問題点があった。

特開２０００−１３１８７５号公報 特開２００２−２４４３８４号公報

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、カラートナーが存在する部分としない部分とを含む立体画像について、どの部位でも良好な隆起とカラー発色とを実現させる立体画像形成装置を提供することにある。

上記目的は、以下の本発明により達成される。すなわち本発明は、３色以上のカラートナーを積層することによりカラートナー像を形成するカラートナー像形成手段と、熱発泡性トナーによる発泡トナー像を形成する発泡トナー像形成手段と、前記カラートナー像および前記発泡トナー像が表面に積層されてカラー発泡トナー像が形成される中間転写体と、該中間転写体表面の前記カラー発泡トナー像を被記録媒体表面に転写する転写手段と、前記被記録媒体表面に転写された前記カラー発泡トナー像に少なくとも熱を与えて発泡させ、かつ定着する定着手段と、を含む立体画像形成装置であって、
さらに、前記発泡トナー像形成手段による発泡トナー像の形成に先立ち、透明トナーによる透明トナー像を形成する透明トナー像形成手段を含み、かつ、
該透明トナー像形成手段が、前記用紙搬送ベルト上被記録媒体の前記カラー発泡トナー像における前記発泡トナー像が転写される部位に透明トナー像を形成する手段であることを特徴とする立体画像形成装置である。

また、中間転写体を含まず用紙搬送ベルトに担持された被記録媒体に直接トナー像を形成する装置についても、本発明は適用可能である。すなわち当該構成の本発明の立体画像形成装置は、３色以上のカラートナーを積層することによりカラートナー像を形成するカラートナー像形成手段と、熱発泡性トナーによる発泡トナー像を形成する発泡トナー像形成手段と、前記カラートナー像および前記発泡トナー像が表面に積層されてカラー発泡トナー像を用紙搬送ベルト上被記録媒体表面に転写する転写手段と、前記被記録媒体表面に転写された前記カラー発泡トナー像に少なくとも熱を与えて発泡させ、かつ定着する定着手段と、を含む立体画像形成装置であって、
さらに、前記発泡トナー像形成手段による発泡トナー像の形成に先立ち、透明トナーによる透明トナー像を形成する透明トナー像形成手段を含み、かつ、
該透明トナー像形成手段が、前記用紙搬送ベルト上被記録媒体の前記カラー発泡トナー像における前記発泡トナー像が転写される部位に透明トナー像を形成する手段であることを特徴とするものである。

本発明では、透明トナー像形成手段によって、少なくとも、カラートナーが重なって存在しない熱発泡性トナーのみからなる立体画像部分に、透明トナーを付加するように構成している。これにより、カラートナーが存在しない熱発泡性トナーのみの部位と、カラートナーと熱発泡性トナーとが重なって存在する部位との転写効率が同等となる。従って、カラートナーがある部分とない部分を含む立体画像が、どの部位でも良好な隆起とカラー発色とを実現することができる。

前記透明トナー像形成手段で用いる透明トナーとしては、前記カラートナー像形成手段で用いるカラートナーと、その粒径、帯電分布、並びに形状が、それぞれ（より好ましくはその２つ以上、さらに好ましくは全て）略同一であることが好ましい。熱発泡性トナーによる発泡トナー像に重ねられるトナーを、カラートナーと透明トナーとで同様の物性の物にできるだけ揃えることにより、転写効率を平準化することができ、どの部位でも良好な隆起とカラー発色とを高い次元で実現することができる。

前記透明トナー像形成手段においては、前記中間転写体表面の前記カラー発泡トナー像における前記発泡トナー像が形成される部位の、カラートナー像および透明トナー像のトナー量の合計が、カラートナー像形成手段で単色ベタ画像を形成した場合のトナー量の２倍以上になるように、透明トナー像を形成することが好ましい。

カラートナー像においては、カラートナーが部位により単層のままか、あるいは２層〜３層積層されてフルカラー像となるが、前記中間転写体表面の前記カラー発泡トナー像における前記発泡トナー像が形成される部位における単色ハーフトーン画像の部位と、２色ないし３色の混色によるソリッド画像（特に、３色のトナーのベタ画像を積層して得られるプロセスブラック）の部位とでは、カラートナー量が大幅に異なり、転写効率も自ずと差が出てくる。従って、カラートナー像および透明トナー像のトナー量の合計が、カラートナー像形成手段で単色ベタ画像を形成した場合のトナー量の２倍以上になるように、透明トナー像を形成することで、部位による転写効率の差を、より平準化させることができる。

さらに、前記透明トナー像形成手段において、前記中間転写体表面の前記カラー発泡トナー像における前記発泡トナー像が形成される部位の、カラートナー像および透明トナー像のトナー量の合計が均一になるように、透明トナー像を形成することとすれば、部位による転写効率の差をより一層平準化させることができる。

本発明の立体画像形成装置によれば、中間転写体表面に形成される発泡トナー像が直接中間転写体表面と接触する部位がなく、必ずカラートナー像および／または透明トナー像を介しているため、中間転写体から被記録媒体への転写の際の転写効率が平準化され、カラートナーがある部分と無い部分とを含む立体画像について、どの部位でも良好な隆起とカラー発色とを実現することができる。

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。
まず、本発明の例示的一態様である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。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。

図１において、カラー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、装置本体の内部に透明トナー像形成ユニット（透明トナー像形成手段）５Ｔ、カラートナー像形成ユニット（カラートナー像形成手段）５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ、および発泡トナー像形成ユニット（発泡トナー像形成手段）５Ｐからなる画像形成ユニット５が配設されている。この画像形成ユニット５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。

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。

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。

本実施形態に係る画像形成ユニット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、透明トナー層形成ユニット（透明トナー像形成手段）５Ｔ、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（カラートナー像形成手段）５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋおよび発泡トナー層形成ユニット（発泡トナー像形成手段）５Ｐが、横方向（図１中右から左）に順に配列され、その上方には各画像形成ユニット５Ｔ〜５Ｐ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、その上方には各画像形成ユニット５Ｔ〜５Ｐに対応した透明トナーカートリッジ６Ｔ、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。

また、各画像形成ユニット５は、各成分のトナー像を形成担持する感光体ドラム５２（Ｔ〜Ｐ）を備え、この感光体ドラム５２（Ｔ〜Ｐ）の周囲には、感光体ドラム５２（Ｔ〜Ｐ）を帯電する帯電器５２１（Ｔ〜Ｐ）、感光体ドラム５２（Ｔ〜Ｐ）表面に静電潜像を書き込むレーザー走査装置などの不図示の露光装置、各成分のトナーが収容されて感光体ドラム５２（Ｔ〜Ｐ）表面の静電潜像を可視像化する現像装置５２３（Ｔ〜Ｐ）、感光体ドラム５２（Ｔ〜Ｐ）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（Ｔ〜Ｐ）および感光体ドラム５２（Ｔ〜Ｐ）表面の残留トナーを清掃するクリーナ５２５（Ｔ〜Ｐ）などの電子写真用デバイスが各々配設されている。

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画像形成ユニット５Ｐ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を清掃するクリーナである。

そして、各感光体ドラム５２（Ｔ〜Ｐ）表面に形成された各成分のトナー像は、この感光体ドラム５２（Ｔ〜Ｐ）と接触する中間転写ベルト２３の表面に、一次転写装置５２４（Ｔ〜Ｐ）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（定着手段）２５に導かれる。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（１４０℃〜１９０℃程度）で加熱加圧定着されることにより、被記録媒体Ｓ表面に立体画像が形成されるようになっている。
なお、本実施形態において、発泡トナー層とは、加熱定着（１４０℃〜１９０℃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。

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、加熱定着温度（一般には１４０℃〜１９０℃程度）以下であることが好ましい。

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。

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。

このように構成された立体画像形成装置１０においては、透明トナー像形成ユニット５Ｔ、カラートナー像形成ユニット５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ、および発泡トナー像形成ユニット５Ｐからなる画像形成ユニット５にて感光体ドラム５２Ｔ，５２Ｙ，５２Ｍ，５２Ｃ，５２Ｋ，５２Ｐ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，５２４Ｐ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表面に透明トナー層Ｔが形成され、この層の上に各カラートナー層Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋが順次転写された後、さらに、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が通過させられる間に立体画像が被記録媒体Ｓに定着される。

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、および透明トナー層Ｔ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。）。そして、最下層に形成された発泡トナー層Ｐが加熱定着により発泡膨張し、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。ここで、透明トナー層Ｔは、視覚的効果にほとんど寄与しない。

本発明に特徴的な構成である透明トナー層の形成について説明する。
図２は、透明トナー層が形成されない場合における、被記録媒体Ｓの表面状態の一例を示す模式断面図である。被記録媒体Ｓの表面には、発泡トナー層Ｐおよびカラートナー層Ｆが順に積層されている。なお、図２においては、４色のカラートナー層Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの区別なく、一括してカラートナー層Ｆとして描かれている。

本発明では、中間転写体表面のカラー発泡トナー像（発泡トナー層およびカラートナー層により形成されるトナー像）における少なくとも発泡トナー像（発泡トナー層）のみが形成される部位全てに透明トナー像（透明トナー層）を形成するように構成されている点が特徴的である。

図２を用いて説明すると、まず、領域（１）〜（７）のうち、発泡トナー層Ｐが形成されない部位である領域（２）、（４）および（６）については、カラートナー層Ｆの形成の有無に関わらず、透明トナー層Ｔの形成が必須ではない。すなわち、発泡トナー層Ｐが形成される部位である領域（１）、（３）、（５）および（７）について、透明トナー層Ｔの形成が問題となる。これらの部位のうち、発泡トナー層Ｐが表面に剥き出しとなっている部分が、カラートナーＦが介在する部位に比べて、中間転写体から被記録媒体Ｓへの転写の際における転写性が劣るため、カラートナーＦが介在する状態における転写性に近づけることが望まれる。本発明においては、かかる転写性の劣る部位に透明トナー層Ｔを形成することで、部位による転写効率を平準化するようにしている。

まず、その表面における全面にカラートナー層Ｆが形成される部位である領域（７）については、透明トナー層Ｔの形成が必須ではない。逆に、その表面における全面にカラートナー層Ｆが形成されず、発泡トナー層Ｐが剥き出しとなっている部位である領域（５）については、透明トナー層Ｔの形成が必須となる。

また、その表面に部分的にカラートナー層Ｆが形成される領域（１）および（３）については、発泡トナー層Ｐが剥き出しとなっている部位についてのみ、透明トナー層Ｔの形成が必須となる。具体的には、領域（１）では小領域ｂが、領域（３）では小領域ｂおよびｄが、それぞれ透明トナー層Ｔの形成が必須となる。

以上の透明トナー層Ｔの形成が必須となる各部位については、被記録媒体表面にトナー像が転写された図２の状態の段階では既に形成されていなければならず、具体的には、中間転写ベルト２３の表面にカラートナー層Ｆ（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）および発泡トナー層Ｐが積層される段階で、同時に形成される。より詳細には、既述の通り、透明トナー層Ｔがまず形成され、各カラートナー層Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋが順次転写された後、さらに、これらトナー層の上に発泡トナー層Ｐが形成されることになる。

図３は、中間転写ベルト２３の表面に、透明トナー層Ｔ、カラートナー層Ｆおよび発泡トナー層Ｐが転写形成された状態を示す模式断面図である。透明トナー層Ｔの形成が必須となる各部位、すなわち、領域（１）における小領域ｂ、領域（３）における小領域ｂおよびｄ、並びに領域（５）に対して、発泡トナー層Ｐの形成に先立ち、中間転写ベルト２３表面に透明トナー層Ｔが形成されている。
そして、図１における二次転写装置２４により被記録媒体Ｓに二次転写され、カラートナー層Ｆまたは透明トナー層Ｔが表出した状態となる。

図３からわかるように、本発明の立体画像形成装置によれば、発泡トナー層Ｐが中間転写ベルト２３の表面と直接接している部位はなく、必ずカラートナー層Ｆまたは透明トナー層Ｔを介した状態となっている。そのため、部位による転写効率のばらつきがなく平準化することができ、どの部位でも良好な隆起とカラー発色とを実現することができる。

形成すべき透明トナー像Ｔのトナー量としては、一様にトナー像が形成されて発泡トナー層Ｐが中間転写ベルト２３の表面と直接接していない状態となっていれば十分であり、カラートナーＦで単色ベタ画像を形成した場合のトナー量の５０％以上であることが好ましく、８０％以上であることがより好ましく、１００％以上であることがさらに好ましい。なお、後述するように、さらに多量のトナーで透明トナー層を形成することが好ましい場合もある。

なお、本実施形態では、発泡トナー層Ｐのみが形成される部位にだけ透明トナー層Ｔを形成する態様を例に挙げているが、本発明においては、少なくとも発泡トナー層Ｐのみが形成される部位に透明トナー層Ｔを形成することが求められているのであり、それ以外の部位については、透明トナー層Ｔの形成は任意であり、目的等に応じて適宜選択される。

図４は、図３における領域（３）の部位のみを抜き取って拡大し、かつ発泡トナー層Ｐの図示を省略した（換言すれば、発泡トナー層Ｐが形成される直前の中間転写ベルト２３の表面状態を示す）模式断面図である。既述のように、当該領域においては、発泡トナー層Ｐが中間転写ベルト２３の表面と直接接している部位はなく、必ずカラートナー層Ｆ（Ｆ₁およびＦ₂）または透明トナー層Ｔを介した状態となっており、そのため、どの部位でも転写効率の平準化が図られている。なお、本例においてカラートナー層Ｆ₂は、カラートナー層Ｙ，Ｍ，Ｃの３色が積層した三次色の層であり、全カラートナーの合計量としては、単色ベタ画像を形成した場合のトナー量の２倍を超える量となっている。

しかし、カラートナー層Ｆ₁とカラートナー層Ｆ₂とでは、カラートナー量が図４においてｈ_xおよびｈ_yで示されるように大幅に異なる。勿論、カラートナー層も透明トナー層も介在しない部位との比較では両者転写効率が近似していると言えるが、厳密には、転写効率も自ずと差が出てくる。そのため、カラートナー像および透明トナー像のトナー量の合計が、カラートナー像形成手段で単色ベタ画像を形成した場合のトナー量の２倍以上になるように、透明トナー像を形成することが望ましい。

図５は、図２における領域（３）の部位に対し、カラートナー像および透明トナー像のトナー量の合計が、カラートナー像形成手段で単色ベタ画像を形成した場合のトナー量の２倍になるように、透明トナー像を形成した状態を示す模式断面図である。この例においては、カラートナー層の形成されない小領域ｂおよびｄのみならず、薄層のカラートナー層Ｆ₁が形成される小領域ａにも透明トナー層Ｔ’が形成され、それらのトナー量の合計が単色ベタ画像を形成した場合のトナー量の２倍であるｈ_Zとなっている。そのため、小領域ａ，ｂおよびｄにおいてトナー量の合計がｈ_Zに統一され、三次色でトナー量の多いカラートナー層Ｆ₂が形成された小領域ｃのトナー量ｈ_yと比較しても、その差は僅かとなっている。したがって、中間転写ベルト２３の表面と発泡トナー層Ｐとの間に介在するカラートナー層Ｆ（Ｆ₁およびＦ₂）および透明トナー層Ｔ’のトナー量の合計が平準化され、図３ないし４の例に比して、部位による転写効率の差もより平準化されている。

部位による転写効率の差をさらに平準化するには、小領域ａ，ｂおよびｄのトナー量ｈ_Zと小領域ｃのトナー量ｈ_yとの僅かな差異をも均すようにすればよい。具体的には、カラートナー像および透明トナー像のトナー量の合計が、カラートナー像形成手段で単色ベタ画像を形成した場合のトナー量の２倍以上でより多い量になるように、透明トナー像を形成することが好ましく、最も好ましくはカラートナー像形成手段で単色ベタ画像を形成した場合のトナー量の３倍以上とすることである。

また、これら特定のトナー量にするのではなく、前記中間転写体表面の前記カラー発泡トナー像における前記発泡トナー像が形成される部位の、カラートナー像および透明トナー像のトナー量の合計が均一になるように、透明トナー像を形成することとすれば、部位によるトナー量の合計が均一化され、転写効率もより一層平準化される。透明トナー像のトナー量としては、前記中間転写体表面の前記カラー発泡トナー像における前記発泡トナー像が形成される部位におけるカラートナー像のトナー量が最大値に全ての部位が揃うように（すなわち、カラートナー像および透明トナー像のトナー量の合計が、カラートナー像のトナー量の最大値となるように）すればよい。

図６は、図２における領域（３）の部位に対し、カラートナー像および透明トナー像のトナー量の合計が均一になるように、透明トナー像を形成した状態を示す模式断面図である。この例においては、小領域ａ，ｂおよびｄに透明トナー層Ｔ”が形成され、それらのトナー量の合計が、三次色でトナー量の多いカラートナー層Ｆ₂が形成された小領域ｃのトナー量ｈ_yと同一になっている。したがって、中間転写ベルト２３の表面と発泡トナー層Ｐとの間に介在するカラートナー層Ｆ（Ｆ₁およびＦ₂）および透明トナー層Ｔ”のトナー量の合計がほぼ均一化され、部位による転写効率もより一層平準化されている。

カラートナーが形成された部位と透明トナーが形成された部位とで、転写効率を精度高く平準化させるには、用いるカラートナーおよび透明トナーの物理的性質、例えば、粒径や形状や帯電量が、できる限り近似していることが望ましく、略同一であることが特に好ましい。
トナーの粒径や形状や帯電量が略同一とは、物理的特性に鑑みて実質的に同一と看做しうる程度の相違を許容し得る意であり一概には言えないが、一応、以下の目安が参考になる。

トナーの粒径については、透明トナーの体積平均粒子径が、カラートナーに対して５０〜２００％の範囲内であることが好ましく、７５〜１５０％の範囲内であることがより好ましい。

トナーの形状については、トナーの形状係数ＳＦ−１にて考察することができる。ここでトナーの形状係数ＳＦ−１とは、トナーの球形の程度を表す指標であり、形状係数ＳＦ−１が１００に近ければ近いほど球形に近く、真球では形状係数ＳＦ−１が１００となる。具体的には、以下の式（１）で示される。
ＳＦ−１ ＝ （π／４）×（ＭＬ²／Ａ）×１００ ・・・（１）
ＭＬ：トナーの投影像における径の最大長
Ａ ：トナーの投影像における投影面積
当該トナーの形状係数ＳＦ−１としては、透明トナーとカラートナーとの差が３０％以内であることが好ましく、１０％以内であることがより好ましい。

トナーの帯電量については、透明トナーの値の絶対値が、カラートナーの値の絶対値に対して±５０％以内であることが好ましく、±２０％以内であることがより好ましい。
なお、トナーの帯電量は従来公知の方法で、さらには市販の帯電量測定装置（例えば、東芝ケミカル社製帯電量測定装置ＴＢ３００）を用いて、容易に測定することができる。

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透明トナーと揃えるには、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、界面重合法、懸濁重合法等）が好ましい。

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。

一方、透明トナーについても、従来公知のあらゆる手法により製造することができるが、カラートナーと同様の理由から、湿式製法が好ましい。
透明トナーとは、基本的にはカラートナーから色材を除いた物であり、使用する結着樹脂としては、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をそのまま使用することができる。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、ジエン樹脂、フェノール樹脂、エチレン酢酸ビニル樹脂等を使用可能な結着樹脂として挙げることができ、中でもポリエステル樹脂を選択することが好ましい。
なお、カラートナーと透明トナーの物理的特性を近似させる観点からは、両トナーに用いる材料やその配合割合を、同一ないし近似させることが望ましい。

なお、本実施形態においては、タンデム型の中間転写ベルトを用いた画像形成装置について説明してきたが、本発明は、このような画像形成装置に限定されるものではなく、例えば、いわゆるロータリー型画像形成装置等、中間転写体を含むその他一般の画像形成装置についても当然に適用可能である。
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。

〔検証試験〕
ここで、本実施形態の構成を備える画像形成装置（図１参照）を用いて、本発明の効果について検証した検証試験の結果について説明する。なお、本検証試験においては、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）の３色のカラートナーのみを充填し、Ｋ（ブラック）トナーは充填せず、かつ、カラー画像層形成ユニット５Ｋは起動させなかった。従って、ブラック色については、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）の３色のカラートナーが積層されることで形成される三次色である、いわゆるプロセスブラックが形成される。

本検証試験においては、発泡トナー層形成ユニット（発泡トナー像形成手段）５Ｐ中の現像装置５２３Ｐないし発泡剤トナーカートリッジ６Ｐ内に収容する現像剤として、下記熱発泡性トナーおよび発泡トナー用キャリアからなる二成分現像剤（混合割合；トナー：キャリア＝２０：８０（質量比））を用いた。

（熱発泡性トナー）
・結着樹脂（ポリエステル樹脂） ： ７０質量％
・発泡剤（エクスパンセル社製、エクスパンセル０５１） ： ２５質量％
・ワックス（ポリエチレン樹脂） ： ５質量％
上記原料および配合割合により、懸濁重合法で製造した体積平均粒子径約２５μｍ、形状係数ＳＦ−１が１０３の熱発泡性トナー。

（発泡トナー用キャリア）
フェライトコアにフッ素含有基とアミノ基とを有するアクリル樹脂を０．２５質量％コートした、平均粒子径約１００μｍのキャリア。

また、透明トナー層形成ユニット（透明トナー像形成手段）５Ｔ中の現像装置５２３Ｔないし透明トナーカートリッジ６Ｔ内に収容する現像剤として、下記透明トナーおよび透明トナー用キャリアからなる二成分現像剤（混合割合；トナー：キャリア＝８：９２（質量比））を用いた。

（透明トナー）
・結着樹脂（ポリエステル樹脂） ： ９５質量％
・ワックス（ポリエチレン樹脂） ： ５質量％
上記原料および配合割合により、界面重合法で製造した体積平均粒子径７μｍ、形状係数ＳＦ−１が１１０のトナー。

（透明トナー用キャリア）
フェライトコアにフッ素含有基とアミノ基とを有するアクリル樹脂を０．１質量％コートした、平均粒子径約３５μｍのキャリア。

さらに、カラー画像層形成ユニット（カラートナー像形成手段）５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ中の現像装置５２３（Ｙ〜Ｃ）ないしカラートナーカートリッジ６Ｙ〜６Ｃ内に収容する現像剤として、下記カラートナーおよびカラートナー用キャリアからなる二成分現像剤（混合割合；トナー：キャリア＝８：９２（質量比））を用いた。

（カラートナー）
・結着樹脂（ポリエステル樹脂） ： ８８質量％
・色材（※下記参照） ： ７質量％
※色材
イエロートナーＹ・・・Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１７
マゼンタトナーＭ・・・Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド４８：１
シアントナーＣ・・・Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：１
・ワックス（ポリエチレン樹脂） ： ５質量％
上記原料および配合割合により、界面重合法で製造した体積平均粒子径７μｍ、形状係数ＳＦ−１が１１０のトナー。

（カラートナー用キャリア）
前記透明トナー用キャリアと同一のものを用いた。

感光体ドラム５２Ｙ，５２Ｍ，５２Ｃ，５２Ｋ，５２Ｔ，５２Ｐの各表面が帯電器５２１（Ｔ〜Ｐ）により、それぞれ帯電電位約−７００Ｖに一様に帯電された後、カラートナー像、透明トナー像および立体画像を形成すべき部分がそれぞれ不図示のレーザー書き込み装置にて露光されて、露光部分の電位が約−３００Ｖの静電潜像が形成される。

現像装置５２３Ｔ内における透明トナーＴおよび現像装置５２３（Ｙ〜Ｃ）内におけるＹ，Ｍ，Ｃそれぞれの色のカラートナーは、いずれも帯電量が約−４０μＣ／ｇであり、現像バイアスは約−６００Ｖであった。
これに対して、現像装置５２３Ｐ内における熱発泡性トナーＰの帯電量は、約−４μＣ／ｇ、現像バイアスは約−６００Ｖであった。

画像のカラー情報に応じて、熱発泡性トナーが形成される領域には、例えば図４に示されるように透明トナーＴを重ねるようにする。この処理はコンピュータに含まれるソフトウェアで行ってもよいし、画像出力装置内部のソフトウェアで行ってもよい。
中間転写ベルト２３への転写は、既述の通りＴ，Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｐの順で行われる。その後、記録用紙（被記録媒体Ｓ）に対して、二次転写部位（二次転写装置２４）にて多重転写（二次転写）される。記録用紙表面には、既述の通り、用紙側から発泡トナー層Ｐ、カラートナー層Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ、および透明トナー層Ｔの順に形成される。

以上の装置構成ないし装置条件で、「熱発泡性トナー単独」、「熱発泡性トナー＋一次色」、「熱発泡性トナー＋三次色」、「一次色のみ」および「三次色のみ」を含む画像を実際に形成してみた。その際、二次転写部位において、転写印加電圧を適宜変化させて画像形成を行い、中間転写ベルト２３から被記録媒体Ｓへの転写効率を確認した。

ここで一次色とは、透明、Ｙ，Ｍ，Ｃのカラートナーのうちの一色分のベタ画像に相当する量のトナーが転写される場合であり、三次色とは透明、Ｙ，Ｍ，Ｃのカラートナーのうちの三色分のベタ画像に相当する量のトナーが転写される場合である。本検証試験では、「熱発泡性トナー＋一次色」における一次色には透明トナー層のみを形成したものを、「一次色のみ」にはＹのカラートナーのみを形成したものを、三次色（「熱発泡性トナー＋三次色」におけるものを含む。）にはＹ，Ｍ，Ｃのカラートナー全てを形成したいわゆるプロセスブラックを、それぞれ採用した。

なお、本検証試験において転写効率は、中間転写ベルト上おける転写前の単位面積当たりのトナー質量をＭ１、転写後の単位面積当たりのトナー質量をＭ２としたとき、下式を満たすものとして定義した。
［転写率（％）］＝（Ｍ１−Ｍ２）／Ｍ２×１００（％）
結果を図７にグラフにて示す。なお、本装置ではカラートナーに対する場合、転写印加電圧としては２〜３ｋＶ程度であるため、その範囲内での転写効率について検証する。

図７に示されるグラフからわかるように、「熱発泡性トナー単独」の場合に比べて、熱発泡性トナーに透明トナーを重ねた場合の方が、転写印加電圧を高くした場合でも転写効率が高く、広い転写電圧範囲で転写効率を維持できるため、転写安定性が高いことがわかる。

発泡トナー層を形成する部位においては、重ねられるトナー層が「一次色」の場合と「三次色」の場合とで、転写効率に大きな差は無いため、透明トナー層は、「熱発泡性トナー単独」の部位に対してだけ形成すればよいことが、図７に示されるグラフからわかる。ただし、転写効率をより正確に一致させるためには、熱発泡性トナーが存在する部分に対しては常に、カラートナーおよび透明トナーの合計トナー量ができるだけ平準化されるように、すなわち既述の如く、カラートナー像形成手段で単色ベタ画像を形成した場合のトナー量の２倍以上ないし３倍以上存在するように、あるいは、カラートナー像および透明トナー像のトナー量の合計が均一になるように、トナー量を調整して透明トナー像を形成することが望ましい。

本発明の例示的一態様である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。 透明トナー層が形成されない場合における、被記録媒体の表面状態の一例を示す模式断面図である。 中間転写ベルトの表面に、透明トナー層、カラートナー層および発泡トナー層が転写形成された状態を示す模式断面図である。 図３における領域（３）の部位のみを抜き取って拡大し、かつ発泡トナー層の図示を省略した模式断面図である。 図２における領域（３）の部位に対し、カラートナー像および透明トナー像のトナー量の合計が、カラートナー像形成手段で単色ベタ画像を形成した場合のトナー量の２倍になるように、透明トナー像を形成した状態を示す模式断面図である。 図２における領域（３）の部位に対し、カラートナー像および透明トナー像のトナー量の合計が均一になるように、透明トナー像を形成した状態を示す模式断面図である。 検証試験の結果を示すグラフであり、横軸は転写印加電圧、縦軸は中間転写ベルトから被記録媒体への転写効率である。

符号の説明

２：プラテンカバー、 ３：原稿読取装置、 ５：画像形成ユニット、 ５Ｔ：透明トナー像形成ユニット（透明トナー像形成手段）、 ５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ：カラートナー像形成ユニット（カラートナー像形成手段）、 ５Ｐ：発泡トナー像形成ユニット（発泡トナー像形成手段）、 ６：トナーカートリッジ、 ７：シート供給トレイ、 １０：立体画像形成装置、 ２３：中間転写ベルト（中間転写体）、 ２４：二次転写装置（転写手段）、 ２５：定着装置（定着手段）、 ５０：パーソナルコンピュータ、 ５２：感光体ドラム、 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、 ５２１：帯電器、 ５２３：現像装置、 ５２４：一次転写装置、 ５２５：クリーナ

Claims (6)

1. ３色以上のカラートナーを積層することによりカラートナー像を形成するカラートナー像形成手段と、熱発泡性トナーによる発泡トナー像を形成する発泡トナー像形成手段と、前記カラートナー像および前記発泡トナー像が表面に積層されてカラー発泡トナー像が形成される中間転写体と、該中間転写体表面の前記カラー発泡トナー像を被記録媒体表面に転写する転写手段と、前記被記録媒体表面に転写された前記カラー発泡トナー像に少なくとも熱を与えて発泡させ、かつ定着する定着手段と、を含む立体画像形成装置であって、
   さらに、前記発泡トナー像形成手段による発泡トナー像の形成に先立ち、透明トナーによる透明トナー像を形成する透明トナー像形成手段を含み、かつ、
   該透明トナー像形成手段が、前記中間転写体表面の前記カラー発泡トナー像における前記発泡トナー像が形成される部位に透明トナー像を形成する手段であることを特徴とする立体画像形成装置。
2. ３色以上のカラートナーを積層することによりカラートナー像を形成するカラートナー像形成手段と、熱発泡性トナーによる発泡トナー像を形成する発泡トナー像形成手段と、前記カラートナー像および前記発泡トナー像が表面に積層されてカラー発泡トナー像を用紙搬送ベルト上被記録媒体表面に転写する転写手段と、前記被記録媒体表面に転写された前記カラー発泡トナー像に少なくとも熱を与えて発泡させ、かつ定着する定着手段と、を含む立体画像形成装置であって、
   さらに、前記発泡トナー像形成手段による発泡トナー像の形成に先立ち、透明トナーによる透明トナー像を形成する透明トナー像形成手段を含み、かつ、
   該透明トナー像形成手段が、前記用紙搬送ベルト上被記録媒体の前記カラー発泡トナー像における前記発泡トナー像が転写される部位に透明トナー像を形成する手段であることを特徴とする立体画像形成装置。
3. 前記透明トナー像形成手段で用いる透明トナーが、前記カラートナー像形成手段で用いるカラートナーと、その粒径が略同一であることを特徴とする請求項１または２に記載の立体画像形成装置。
4. 前記透明トナー像形成手段で用いる透明トナーが、前記カラートナー像形成手段で用いるカラートナーと、その帯電分布が略同一であることを特徴とする請求項１または２に記載の立体画像形成装置。
5. 前記透明トナー像形成手段で用いる透明トナーが、前記カラートナー像形成手段で用いるカラートナーと、その形状が略同一であることを特徴とする請求項１または２に記載の立体画像形成装置。
6. 前記透明トナー像形成手段において、前記中間転写体表面の前記カラー発泡トナー像における前記発泡トナー像が形成される部位の、カラートナー像および透明トナー像のトナー量の合計が均一になるように、透明トナー像を形成することを特徴とする請求項１または２に記載の立体画像形成装置。

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