(57)【要約】【課題】小型で高画質の画像を形成することの可能な画像形成装置を提供する【解決手段】着色剤供給装置５は着色剤粒子４を格納する着色剤格納部４１、着色剤粒子４を像担持体１に向けて吐出する５０μｍ〜１００μｍ幅の吐出口４２ａを有する着色剤吐出部４２を備えている。着色剤吐出部４２は、吐出口４２ａの像担持体１の移動方向上流側に像担持体１と当接する当接部４２ｂと、吐出口４２ａの像担持体１の移動方向下流側に像担持体１のから所定距離（ギャップ）ｄ１、例えば１ｍｍ離間するギャップ形成部４２ｃを有している。従って、吐出口４２ａから吐出された着色剤粒子４は、ギャップ形成部４２ｃによって像担持体１の表面にギャップｄ１の所定厚みで付着される。【選択図】図１
2010247339.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光透過性の像担持体と、当該像担持体に熱溶融性の着色剤粒子を供給する着色剤供給手段と、当該着色剤供給手段によって前記像担持体上に供給された着色剤粒子に、画像情報に応じたレーザ光を付与して前記着色剤粒子を選択的に活性化させるレーザ光書き込み手段と、当該レーザ光書き込み手段から付与されたレーザ光によって活性化されて前記像担持体上に仮固着された着色剤粒子以外の着色剤粒子を前記像担持体上から除去して当該像担持体上に着色剤粒子の仮固着画像を形成する着色剤除去手段とを備えた画像形成装置において、
前記着色剤供給手段は、着色剤粒子を格納する着色剤格納部と、当該着色剤格納部から着色剤粒子を前記像担持体に向けて吐出する吐出口を有する着色剤吐出部とを備え、当該着色剤吐出部は、前記吐出口の前記像担持体の移動方向上流側に、前記像担持体と当接する当接部と、前記吐出口の前記像担持体の移動方向下流側に、前記像担持体から所定距離で離間するギャップ形成部とを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像形成装置において、
前記着色剤供給手段は、前記着色剤格納部を押圧して前記着色剤粒子を前記着色剤吐出部の吐出口から吐出させる着色剤押出し部を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の画像形成装置において、
前記着色剤除去手段によって回収された着色剤粒子を前記着色剤供給手段の着色剤格納部に供給する着色剤循環部を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項記載の画像形成装置において、
前記着色剤供給手段は、移動手段によって前記像担持体から退避する退避位置と前記像担持体に着色剤粒子を吐出する稼働位置との間を移動可能に取り付けられ、当該着色剤供給手段が退避位置に移動したときに、前記着色剤供給手段の着色剤吐出部に固着した着色剤粒子を当該着色剤吐出部から除去するクリーニング手段を配設したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項記載の画像形成装置において、
前記着色剤除去手段は、前記像担持体と所定距離のギャップを有して離間して対向する着色剤吸引口を有し、当該着色剤吸引口から吸引された着色剤粒子を収容する着色剤回収部と、当該着色剤回収部内に着色剤粒子を吸引する吸引部とを備え、当該吸引部の吸引力によって前記着色剤吸引口から前記像担持体上に仮固着された着色剤粒子以外の着色剤粒子を前記像担持体上から吸引除去することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項５記載の画像形成装置において、
前記着色剤供給手段と前記着色剤除去手段とは、一体に連結され、前記像担持体の移動方向で前記着色剤除去手段が前記着色剤供給手段の下流側となるように、配設されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項５又は６記載の画像形成装置において、
前記着色剤回収部は、前記着色剤吸引口の少なくとも前記像担持体の移動方向下流側の外周縁の前記ギャップを形成する面に、前記像担持体に仮固着されていない着色剤粒子を当該像担持体表面から除去するブラシ部材を配設することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項記載の画像形成装置において、
前記熱溶融性の着色剤粒子は、当該着色剤粒子表面に、加熱されることにより粘着性を発現する感熱性粘着層を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱溶融性の着色剤粒子を像担持体に仮固着させる画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の複写機やレーザプリンタ等の画像形成装置においては、感光体を用いて感光体表面を一様に帯電し、この帯電された感光体表面に、画像情報に応じた光を光書き込み装置から照射して静電潜像を形成する。そして、この静電潜像に対して、現像装置からトナーを供給してトナー画像を作成し、このトナー像を記録媒体に転写し、その後定着する等工程数が多く、そのために記録装置が大きく、複雑となるだけでなく、感光体の感光特性が経時的に劣化する問題や、感光体を帯電させるための高圧電源を使用しなければならないという問題がある。
このような問題を解決するために、移動するフィルム状の像担持体と、この像担持体に、感熱性粘着剤層を表面に有する熱溶融性着色剤粒子を供給する着色剤供給手段とを使用して、像担持体上に画像情報に対応した着色剤画像を仮固着し、この仮固着した着色剤画像を記録媒体に熱溶着する画像形成装置が提案されている（例えば、特許文献１及び２参照）。
この画像形成装置においては、上記電子写真方式の画像形成装置のような、感光体の表面を一様に帯電する帯電装置や、トナー像を感光体から電界的に記録媒体に転写する転写手段を必要としないために、簡単な構造で小型の画像形成装置を作製することが可能となる利点を有する。
【０００３】
しかしながら、特許文献１及び２に記載された画像形成装置においては、像担持体上に画像情報に対応した着色剤画像を仮固着し、仮固着されない着色剤粒子を像担持体から除去する際に、着色剤供給手段として着色剤供給ローラを使用し、像担持体に供給される着色剤粒子を帯電させる必要がある。
即ち、着色剤供給ローラから像担持体に供給される着色剤粒子を帯電させて像担持体表面に静電気的に付着させ、画像情報に応じた熱像をレーザ光書き込み手段で着色剤粒子を付着した像担持体に付与し、レーザ光書き込み手段で加熱された着色剤粒子を選択的に活性化させて像担持体上の熱像に対応した着色剤画像を像担持体上に仮固着し、仮固着されていない着色剤粒子を帯電ローラで静電気的に吸引して像担持体から除去して、仮固着した着色剤粒子からなる着色剤画像を形成している。
そのために、着色剤供給ローラを収容する比較的大きなスペースを要する着色剤供給手段となり、画像形成装置の小型化を図る上で限度があるという問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記実情を考慮してなされたものであり、小型で高画質の画像を形成することの可能な画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、光透過性の像担持体と、当該像担持体に熱溶融性の着色剤粒子を供給する着色剤供給手段と、当該着色剤供給手段によって前記像担持体上に供給された着色剤粒子に、画像情報に応じたレーザ光を付与して前記着色剤粒子を選択的に活性化させるレーザ光書き込み手段と、当該レーザ光書き込み手段から付与されたレーザ光によって活性化されて前記像担持体上に仮固着された着色剤粒子以外の着色剤粒子を前記像担持体上から除去して当該像担持体上に着色剤粒子の仮固着画像を形成する着色剤除去手段とを備えた画像形成装置において、前記着色剤供給手段は、着色剤粒子を格納する着色剤格納部と、当該着色剤格納部から着色剤粒子を前記像担持体に向けて吐出する吐出口を有する着色剤吐出部とを備え、当該着色剤吐出部は、前記吐出口の前記像担持体の移動方向上流側に、前記像担持体と当接する当接部と、前記吐出口の前記像担持体の移動方向下流側に、前記像担持体から所定距離で離間するギャップ形成部とを有することを特徴とする。
また、請求項２の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、前記着色剤供給手段は、前記着色剤格納部を押圧して前記着色剤粒子を前記着色剤吐出部の吐出口から吐出させる着色剤押出し部を備えたことを特徴とする。
【０００６】
また、請求項３の発明は、請求項１又は２記載の画像形成装置において、前記着色剤除去手段によって回収された着色剤粒子を前記着色剤供給手段の着色剤格納部に供給する着色剤循環部を備えたことを特徴とする。
また、請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項記載の画像形成装置において、前記着色剤供給手段は、移動手段によって前記像担持体から退避する退避位置と前記像担持体に着色剤粒子を吐出する稼働位置との間を移動可能に取り付けられ、当該着色剤供給手段が退避位置に移動したときに、前記着色剤供給手段の着色剤吐出部に固着した着色剤粒子を当該着色剤吐出部から除去するクリーニング手段を配設したことを特徴とする。
また、請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項記載の画像形成装置において、前記着色剤除去手段は、前記像担持体と所定距離のギャップを有して離間して対向する着色剤吸引口を有し、当該着色剤吸引口から吸引された着色剤粒子を収容する着色剤回収部と、当該着色剤回収部内に着色剤粒子を吸引する吸引部とを備え、当該吸引部の吸引力によって前記着色剤吸引口から前記像担持体上に仮固着された着色剤粒子以外の着色剤粒子を前記像担持体上から吸引除去することを特徴とする。
【０００７】
また、請求項６の発明は、請求項５記載の画像形成装置において、前記着色剤供給手段と前記着色剤除去手段とは、一体に連結され、前記像担持体の移動方向で前記着色剤除去手段が前記着色剤供給手段の下流側となるように、配設されていることを特徴とする。
また、請求項７の発明は、請求項５又は６記載の画像形成装置において、前記着色剤回収部は、前記着色剤吸引口の少なくとも前記像担持体の移動方向下流側の外周縁の前記ギャップを形成する面に、前記像担持体に仮固着されていない着色剤粒子を当該像担持体表面から除去するブラシ部材を配設することを特徴とする。
また、請求項８の発明は、請求項１乃至７のいずれか１項記載の画像形成装置において、前記熱溶融性の着色剤粒子は、当該着色剤粒子表面に、加熱されることにより粘着性を発現する感熱性粘着層を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、着色剤供給手段は、着色剤粒子を格納する着色剤格納部と、当該着色剤格納部から着色剤粒子を像担持体に向けて吐出する吐出口を有する着色剤吐出部とを備え、当該着色剤吐出部は、前記吐出口の前記像担持体の移動方向上流側に、前記像担持体と当接する当接部と、前記吐出口の前記像担持体の移動方向下流側に、前記像担持体から所定距離で離間するギャップ形成部とを有することによって、小型で高画質の画像を形成することの可能な画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明による第１実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】図１で示す画像形成装置で使用される着色剤供給装置の斜視図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線上で切断された断面図である。
【図４】図１で示す画像形成装置で使用される着色剤除去装置の拡大断面図である。
【図５】本発明による第２の実施形態に係る着色剤供給装置および着色剤除去装置の概略構成を示す図である。
【図６】本発明による第３の実施形態に係る着色剤供給装置及び着色剤除去装置を一体型構造とした着色剤制御ヘッドの概略構成を示す斜視図である。
【図７】図６のＢ−Ｂ線上で切断した断面図である。
【図８】本発明による第４の実施形態に係る着色剤供給装置の着色剤吐出部付近に固着した着色剤粒子を除去する装置の概略構成を示す図である。
【図９】本発明による第５の実施形態に係る着色剤制御ヘッドの概略構成を示す断面図である。
【図１０】本発明による一実施形態に係る着色剤粒子の概略構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
図１〜図４に基づいて、本発明による第１実施形態に係る画像形成装置について説明する。図１は、本発明による第１実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す断面図である。図２は図１で示す画像形成装置で使用される着色剤供給装置の斜視図である。図３は、図２のＡ−Ａ線上で切断された断面図である。図４は、図１で示す画像形成装置で使用される着色剤除去装置の拡大断面図である。
図１において、像担持体１は光透過性を有するフィルム状の無端の中間転写ベルトである。像担持体１は、駆動ローラ２と従動ローラ３との間に掛け渡されており、駆動ローラ２がモータなどの駆動手段により矢印Ａの向きに回転駆動されることによって矢印ａの方向に移動する。本実施形態においては、像担持体１の基体として厚さ１００μｍのポリイミドフィルムが用いられ、着色剤粒子４の像担持体１への仮固着効率および記録媒体１４への転写効率を上げるために最適化された表面処理が施されている。
【００１１】
像担持体１としては、上記材質の中間転写ベルトの代わりに、レーザ光走査装置３０により照射されるレーザ光Ｌを透過する光透過性を有すること、このレーザ光走査装置のレーザ光書き込みによる微小スポット照射の発熱および熱ローラ１３で加熱定着される発熱に耐えうる耐熱性を有すること、繰り返し回転駆動されることによる耐久性があること、張力変動および環境変動による伸縮が少ないこと等の条件を満たすフィルムであれば十分に用いることができる。
図１に示すように、像担持体１の下面１ａには、着色剤供給装置５により熱溶融性の着色剤粒子４が供給される。着色剤粒子４は、黒色の着色剤の場合、熱可塑性樹脂と着色剤としてのカーボンブラックを主成分とする熱溶融性の粒子である。本実施形態の画像形成装置１００に使用する着色剤粒子４としては、後述する粒子表面に感熱性粘着層を設けた感熱粘着性の着色剤粒子４を用いることが最適であり、より低いエネルギーで書き込みを行うことができる。
【００１２】
着色剤供給装置５は、図２及び図３に示すように、着色剤粒子４を格納する着色剤格納部４１、着色剤粒子４を像担持体１に向けて吐出する５０μｍ〜１００μｍ幅の吐出口４２ａを有する着色剤吐出部４２を備えている。そして、この着色剤吐出部４２は、吐出口４２ａの像担持体１の移動方向上流側に像担持体１と当接する当接部４２ｂと、吐出口４２ａの像担持体１の移動方向下流側に像担持体１のから所定距離（ギャップ）ｄ１、例えば１ｍｍ離間するギャップ形成部４２ｃを有している。従って、吐出口４２ａから吐出された着色剤粒子４は、ギャップ形成部４２ｃによって像担持体１の表面にギャップｄ１の所定厚みで付着される。
また、着色剤供給装置５は、着色剤格納部４１の底部に着色剤格納部４１を押圧して着色剤粒子４を吐出口４２ａから吐出させる着色剤押出部４４を有している。この着色剤押出部４４は、着色剤格納部４１を上方に押し上げて着色剤粒子４を吐出口４２ａから吐出させるものであっても良いが、着色剤格納部４１に上下方向（図３矢印Ｂ参照）の振動を付与して、着色剤粒子４を吐出口４２ａから吐出させるものであっても良い。本実施形態においては、圧電素子を使用して着色剤格納部に上下方向への振動を付与して着色剤粒子を吐出口４２ａから吐出させるようにしている。
【００１３】
また、着色剤供給装置５の当接部４２ｂ、ギャップ形成部４２ｃは、図２に示すように、像担持体１の幅とほぼ等幅の長さＤを有し、吐出口４２ａは、この長さＤより僅かに短い長さを有するようになっている。そして、吐出口４２ａ、当接部４２ｂ、ギャップ形成部４２ｃは像担持体１の移動方向ａに対して交叉する直交方向に配設され、吐出口４２ａから像担持体１のほぼ全幅に亘って着色剤粒子４を吐出させ、ギャップ形成部４２ｃで所定厚みに規制されて着色剤粒子４を像担持体１の表面に付着させる。
着色剤供給装置５から像担持体１に着色剤粒子４が供給されるギャップ形成部４ｃに像担持体１を介して対向する位置には、図１に示すように、着色剤粒子４にレーザ光Ｌを照射して着色剤粒子４を活性化して像担持体１上に仮固着させるレーザ光走査装置３０の照射部３０ａが配設されている。
レーザ光走査装置３０は、図示しないレーザ光源とコリメートレンズ、ポリゴンミラー３１、ｆθレンズ３２、像担持体１の幅と略同一長さの短冊形反射鏡３３で主に構成されており、像担持体１を介して着色剤吐出部４２から吐出される着色剤粒子４に画像情報に応じ、レーザエネルギーを有するレーザ光Ｌを照射部３０ａから照射して、像担持体１上に付着している着色剤粒子４を活性化させて画像情報に対応する仮固着した着色剤画像を形成する。
【００１４】
図１に示すように、像担持体１の移動方向ａにおいて、着色剤供給装置５の下流側に、着色剤供給装置５に近接して着色剤除去装置６が配置されている。そして、着色剤除去装置６は、図４に示すように、像担持体１に仮固着されていない着色剤粒子４を像担持体１上から約５ｍｍ幅の吸引口４５ａによって吸引して像担持体１上から除去する着色剤除去部４５、着色剤除去部４５で吸引、除去された着色剤粒子４を回収して格納する着色剤回収部４６を備えている。
さらに、着色剤回収部４６の底部には、像担持体１上に付着している非仮固着の着色剤粒子４を吸引口４５ａから所定の圧力で吸引し、さらに吸引口４５ａから吸引した着色剤粒子４を着色剤回収部４６に、吸引、格納する着色剤吸引部４７を配設している。そして、着色剤除去部４５は、像担持体１上に形成された着色剤画像１２（図１参照）の画像形成領域外である像担持体１の幅方向（移動方向と直交する方向）の両端部に像担持体１と当接する当接部（不図示）を有して画像形成領域内には、像担持体１の表面から所定距離ｄ２離隔したギャップを有するギャップ形成部４５ｂを形成している。このように、着色剤除去部４５は、画像領域内にギャップ形成部４５ｂを有しているので、像担持体上に仮固着された着色剤粒子４ａに着色剤除去部４５が接触して像担持体１上から脱落することを適切に防止することが可能となる。
【００１５】
この場合、この着色剤除去装置６の着色剤除去部４５は、着色剤供給装置５で供給された着色剤粒子４のうち、仮固着されない非画像部の着色剤粒子４ｂを像担持体１上から除去するために設けられており、着色剤除去部４５の着色剤粒子４ｂに対する吸引力は、着色剤粒子４ａの像担持体１に対する仮固着力よりも弱く定められている。従って、像担持体１上の仮固着されていない着色剤粒子４ｂは、像担持体１上から選択的に吸引、除去され、一方、像担持体上に仮固着された着色剤粒子４ａは、像担持体１上に適切に保持されて着色剤画像１２を形成する。
また、本実施形態に係る画像形成装置は、図１に示すように、像担持体１を回転駆動させる駆動ローラ２に対して像担持体１を介して接離自在に対向して配置されている熱ローラ１３が配設されている。この熱ローラ１３は、像担持体１を介して駆動ローラ２との間に記録媒体１４がレジストローラ対１５によって送り込まれたときに、像担持体１上に仮固着された着色剤粒子４ａの着色剤画像１２を記録媒体１４に転写すると共に、着色剤粒子４ａを熱溶融させて、記録媒体１４上に、完全に固着して定着させる。
また、従動ローラ３の近傍には、像担持体１を介して従動ローラ３にクリーニングローラ１７を当接させたクリーニング装置１６が配置されている。クリーニングローラ１７の外周にはブレード１８が当接している。従って、熱ローラ１３によって記録媒体１４に転写されずに像担持体１上に残留した着色剤粒子４は、クリーニングローラ１７に転写されて像担持体１上から除去される。そして、クリーニングローラ１７上に転写された着色剤粒子は、ブレード１８によってクリーニングローラ１７の外周から削り取られて除去される。
【００１６】
ここで、着色剤粒子４が熱可塑性樹脂と黒色の着色剤としてのカーボンブラックを主成分とする熱溶融性の粒子である場合における画像形成方法について説明する。
レーザ光走査装置３０から像担持体１に画像信号に応じて照射されるレーザ光Ｌにより、着色剤供給装置５で供給された着色剤粒子４に含有するカーボンブラックが光熱変換材料として機能し、レーザ光Ｌのレーザエネルギーを熱に変換して着色剤粒子４を昇温させる。その結果、着色剤粒子４の表面層は溶融して粘着性を発現する。粘着性を発現（活性化）した着色剤粒子４は、その粘着性により像担持体１上に着色剤画像１２として仮固着する。
ここで、着色剤供給装置５から供給される着色剤粒子４が、像担持体１に密着するように、着色剤格納部４１から着色剤吐出部４２に所定の圧力で押し出す着色剤押出部４４の押出圧を制御する。更に、ギャップ形成部４２ｃにより、着色剤吐出部４２の吐出口４２ａから像担持体１に向けて吐出されて像担持体１上に付着された着色剤粒子４の膜厚（ｄ１）を制御する（図３参照）。膜厚ｄ１は、着色剤粒子４の吐出量、着色剤粒子４と像担持体１の密着性の他に着色剤粒子４の飛散の最適化制御を行う。
【００１７】
レーザ光走査装置３０を用いることにより、高密度で且つ高速で画像を形成することができる。また、図１に示す画像形成装置１００においては、像担持体１に光透過性の中間転写ベルトを用いることにより、像担持体１の裏面からレーザ書き込みができるとともに、駆動ローラ２と従動ローラ３の間に掛け渡されて回転駆動するループ状の像担持体１のループ内部にレーザ光走査装置３０を配置することができるため、画像形成装置１００を小型化することができる。
次に、着色剤除去装置６により、着色剤供給装置５で供給された着色剤粒子４のうち、仮固着されない非画像部の着色剤粒子４ｂを像担持体１上から吸引、除去する。その結果、仮固着された着色剤粒子４ａによる着色剤画像１２が形成される（図１参照）。像担持体１の非画像部の着色剤粒子４ｂを除去した後の像担持体１上の着色剤画像１２は、熱ローラ１３による着色剤粒子４ａの熱溶融によって記録媒体１４に転写され定着される。記録媒体１４は、図示しない給紙装置から給紙されたレジストローラ対１５によって像担持体１の着色剤画像１２と同期的に熱ローラ１３に送り込まれ、その裏面から加熱されることにより着色剤画像１２を転写定着する。
【００１８】
着色剤画像１２を熱ローラ１３によって転写定着された熱溶着転写工程後の像担持体１は、像担持体１上に残存する着色剤粒子をクリーニングローラ１７によりクリーニングされ、一連の記録工程を終え、レーザ光走査装置３０による着色剤粒子の着色剤画像仮固着工程から始まる次の記録工程に備える。クリーニングローラ１７上の着色剤粒子４を含む塵埃はブレード１８で掻き落とされる。
このように、着色剤供給装置５の着色剤吐出部４２から像担持体１に対して吐出、付着させる場合には、従来のように、静電的に着色剤粒子４をレーザ書き込み位置に供給する方法と比較して、着色剤粒子４を着色剤供給装置５側に吸引する力および仮固着していない個所における像担持体１側への着色剤粒子の吸引力が小さい。しかも、着色剤粒子４を像担持体１に密着することが可能となるので、仮固着効率が良く、非画像部の地汚れが少ない高画質な画像を形成することができる。
【００１９】
次に、図５を用いて、本発明による第２の実施形態に係る画像形成装置について説明する。図５は本発明による第２の実施形態に係る着色剤供給装置および着色剤除去装置の概略構成を示す図である。
図５において、着色剤供給装置５および着色剤除去装置６は、前述の第１の実施形態で示す着色剤供給装置５および着色剤除去装置６と基本的には同様の構成である。相違する点は、着色剤供給装置５の着色剤格納部４１と着色剤除去装置６の着色剤回収部４６とは、着色剤循環部４８により連結されている点である。このように、着色剤循環部４８によって着色剤供給装置５の着色剤格納部４１と着色剤除去装置６の着色剤回収部４６を連結しているので、着色剤除去装置６の着色剤回収部４６に回収して格納された着色剤粒子４を着色剤供給装置５の着色剤格納部４１に搬送して効率良く着色剤粒子を使用することが可能となっている。
この場合も、第１の実施形態と同様に、着色剤粒子４が熱可塑性樹脂と黒色の着色剤としてのカーボンブラックを主成分とする熱溶融性の粒子である場合における画像形成方法は、前記第１の実施形態とは、基本的に同一である。
【００２０】
即ち、レーザ光走査装置３０から像担持体１に画像信号に応じて照射されるレーザ光Ｌにより、着色剤供給装置５で供給された着色剤粒子４に含有するカーボンブラックが光熱変換材料として機能し、レーザ光Ｌのレーザエネルギーを熱に変換して着色剤粒子４を昇温させる。その結果、着色剤粒子４の表面層は溶融して粘着性を発現する。粘着性を発現（活性化）した着色剤粒子４は、粘着性により像担持体１上に着色剤画像１２として仮固着する。
ここで、着色剤供給装置５から供給される着色剤粒子４が、像担持体１に密着するように、着色剤格納部４１から着色剤吐出部４２に所定の圧力で押し出す着色剤押出部４４の押出圧を制御する。更に、着色剤吐出部４２のギャップ形成部４２ｃにより、着色剤吐出部４２と像担持体１のギャップｄ１を制御する。着色剤供給装置５のギャップｄ１と着色剤除去装置６のギャップｄ２は、ｄ１≦ｄ２となるように設定する。
【００２１】
次に、着色剤除去装置６により、着色剤供給装置５で供給された着色剤粒子４のうち、仮固着されない非画像部の着色剤粒子４ｂを像担持体１上から吸引、除去する。着色剤除去装置６の着色剤粒子４ｂに対する吸引力は、仮固着した着色剤粒子４ａの像担持体１に対する仮固着力よりも弱く定められている。
着色剤除去装置６の着色剤回収部４６に回収された着色剤粒子４は、一時的に着色剤回収部４６内に格納、保持される。そして、着色剤供給装置５の着色剤格納部４１及び着色剤除去装置６の着色剤回収部４６における着色剤粒子４の格納量、画像形成装置１００の使用状況等により循環される着色剤粒子量が制御され、予め定められたタイミングで着色剤除去装置６の着色剤回収部４６から着色剤供給装置５の着色剤格納部４１に送られる。像担持体１の非画像部の着色剤粒子４ｂを除去した後の像担持体１上に形成された着色剤画像１２の転写および定着以降の工程は、第１の実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００２２】
次に、図６及び図７を用いて、本発明による第３の実施形態に係る画像形成装置について説明する。図６は本発明による第３の実施形態に係る着色剤供給装置５及び着色剤除去装置６を一体型構造とした着色剤制御ヘッド３００の概略構成を示す斜視図である。図７は、図６のＢ−Ｂ線上で切断した断面図である。
この第３の実施形態に係る着色剤制御ヘッド３００は、図６及び図７に示すように、着色剤供給装置５、着色剤除去装置６、着色剤循環部４８を一体に連結した構造となっている。着色剤制御ヘッド３００は、着色剤除去装置６が着色剤供給装置５に対して像担持体１の移動方向ａの下流側になるように配設されている。従って、一体型の構造であるため、着色剤吐出部４２と着色剤除去部４５のギャップ形成部４２ｃと４５ｂを共用することが可能となり、着色剤吐出部４２と着色剤除去部４５との間の距離を小さくすることが可能となり、着色剤制御ヘッド３００をより小型化することができる。更に、レーザ光走査装置３０によって仮固着された着色剤粒子４ａからなる着色剤画像１２から非画像部の着色剤粒子４ｂを直ちに除去、回収することができるため、着色剤粒子４の飛散を低減することができる。
【００２３】
また、着色剤除去装置６の着色剤回収部４６と着色剤供給装置５の着色剤格納部４１とが着色剤循環部４８によって内部で連結されており、回収側の着色剤回収部４６に格納された回収した着色剤粒子４を供給側の着色剤格納部４１に送ることが可能となっている。従って、この場合も前述の第２実施形態のように、着色剤粒子４を効率的に使用することが可能となっているだけでなく、より小型化を図ることが可能となっている。
この場合も、第１及び第２の実施形態と同様に、着色剤粒子４が熱可塑性樹脂と黒色の着色剤としてのカーボンブラックを主成分とする熱溶融性の粒子である場合における画像形成方法は、前記第１及び第２の実施形態とは、基本的に同一である。
即ち、レーザ光走査装置３０から像担持体１に画像信号に応じて照射されるレーザ光Ｌにより、着色剤供給装置５で供給された着色剤粒子４に含有するカーボンブラックが光熱変換材料として機能し、レーザ光Ｌのレーザエネルギーを熱に変換して着色剤粒子４を昇温させる。その結果、着色剤粒子４の表面層は溶融して粘着性を発現する。粘着性を発現（活性化）した着色剤粒子４は、粘着性により像担持体１上に着色剤画像１２として仮固着する。
【００２４】
ここで、着色剤供給装置から供給される着色剤粒子４が、像担持体１に密着するように、着色剤格納部４１から着色剤吐出部４２に所定の圧力で押し出す着色剤押出部４４の押出圧を制御する。更に、着色剤吐出部４２のギャップ形成部４２ｃにより、着色剤吐出部４２と像担持体１のギャップｄ１を制御する。着色剤供給装置５のギャップｄ１と着色剤除去装置６のギャップｄ２は、ｄ１≦ｄ２となるように設定する。この第３の実施形態においては、図６及び図７に示すように、ｄ１＝ｄ２として着色剤吐出部４２のギャップ形成部４２ｃと着色剤除去装置６のギャップ形成部４５ｂとを連接しているので、これらのギャップ形成部４２ｃと４５ｂとの間で、レーザ光走査装置３０の照射部３０ａからのレーザ光の照射位置を、裕度を持って設定することが可能となる。
以下、像担持体１の非画像部の着色剤粒子４ｂの着色剤除去装置６による着色剤除去工程、着色剤除去装置６による着色剤粒子４ｂの除去した後の像担持体１上に形成された着色剤画像１２の転写、定着以降の工程は第１及び第２の実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００２５】
次に、図８を用いて、第４の実施形態に係る画像形成装置について説明する。図８は、本発明による第４の実施形態に係る着色剤供給装置５の着色剤吐出部４２付近に固着した着色剤粒子４を除去する装置の概略構成を示す図である。
図８において、着色剤供給装置５は、図示しない移動手段によって像担持体１から退避する退避位置と、像担持体１に着色剤粒子４を着色剤吐出部４２から吐出してレーザ光走査装置３０によって仮固着した着色剤粒子４ａからなる着色剤画像を形成する稼働位置とを移動可能に取り付けられている。そして、着色剤供給装置５が退避位置に移動したときに、図８に示すように、着色剤供給装置５の着色剤吐出部４２が、この着色剤吐出部４２の吐出口４２ａの周囲に付着或いは固着した着色剤粒子を着色剤吐出部４２から除去するクリーニング装置６０に対接するようになっている。クリーニング装置６０は、着色剤吐出部４２と摺接して着色剤吐出部４２に固着した着色剤粒子４を除去する植毛されたブラシ部材を備える吐出口クリーニング部６１と、このようにして除去した着色剤粒子４を格納する着色剤格納部６２とを備えている。
【００２６】
この実施形態に係る画像形成装置１００は、前述のように、レーザ光走査装置３０から像担持体１に画像信号に応じて照射されるレーザ光Ｌにより、着色剤供給装置５で供給された着色剤粒子４に含有するカーボンブラックが光熱変換材料として機能し、レーザ光Ｌのレーザエネルギーを熱に変換して着色剤粒子４を昇温させる。その結果、着色剤粒子４の表面層は溶融して粘着性を発現する。粘着性を発現（活性化）した着色剤粒子４は、粘着性により像担持体１上に着色剤画像１２として仮固着する。
このとき、レーザ光Ｌのレーザエネルギーが熱拡散して着色剤粒子４の表面層が溶融して粘着性を発現し、像担持体１の他に着色剤吐出部４２の吐出口４２ａ付近に固着し、この固着した着色剤粒子４によって吐出口４２ａが閉塞され、着色剤粒子４が吐出口４２ａから十分に供給されなくなることがある。そこで、この第４の実施形態においては、着色剤供給装置５を一定量の印刷量毎および定期的に像担持体１から退避させて、着色剤吐出部４２に付着した着色剤粒子４を除去することが可能となっている。
【００２７】
所定の印刷量になったとき印刷動作を停止し、着色剤供給装置５を像担持体１から退避位置に退避させて、着色剤吐出部４２をクリーニング装置６０の吐出口クリーニング部６１に移動させる。着色剤吐出部４２の吐出口４２ａ付近に固着或いは付着した着色剤粒子４は、吐出口クリーニング部６１のブラシ等により除去され、クリーニング装置６０の着色剤格納部６２に格納される。固着或いは付着した着色剤粒子４が除去された着色剤吐出部４２は、その後、像担持体１のレーザ書き込み位置（稼働位置）に移動して、画像形成動作に対応可能な状態とする。吐出口クリーニング部６１の着色剤除去手段としては、ブラシを例示したが、吸引等の着色剤粒子４を除去できる方法であれば特に方法は問わない。また、着色剤吐出部４２の吐出口４２ａ付近の表面層を離型性の良い材質で被覆することで着色剤粒子４の付着を低減することができる。
【００２８】
次に、図９を用いて、本発明による第５の実施形態に係る画像形成装置について説明する。図９は、本発明による第５の実施形態に係る着色剤制御ヘッド３００において、像担持体１上の非画像部の着色剤粒子４を回収するクリーニングブラシ４９の概略構成を示す断面図である。
図９において、着色剤制御ヘッド３００の基本構成は、前述の一体構成の第３の実施形態で示す着色剤制御ヘッド３００と同様の構成である。着色剤供給装置５と着色剤除去装置６は、着色剤循環部４８により一体に連結されており、着色剤除去装置６の着色剤回収部４６に格納されて回収した着色剤粒子４を着色剤供給装置５の着色剤格納部４１に送ることが可能となっている。
この第５の実施形態の着色剤制御ヘッド３００は、前述の第３の実施形態に係る着色剤制御ヘッド３００とは、図９に示すように、着色剤吐出部４２から着色剤除去部４５との間のギャップ形成部４２ｃ（ギャップ形成部４５ｂの一部としても機能する）の間に像担持体１の幅方向で少なくとも画像形成領域に延設されたクリーニングブラシ部４９Ａ、４９Ｂを配設させている点が相違する。
【００２９】
そして、このクリーニングブラシ部４９Ａ、４９Ｂによって像担持体１上にある仮固着していない着色剤粒子４ｂを像担持体１から解離させて効率良く着色剤除去装置６の着色剤回収部４６内に回収することが可能となっている。このクリーニングブラシ部４９Ａ、４９Ｂは、像担持体１上にある仮固着していない着色剤粒子４ｂを選択的に像担持体１上から除去するように、柔軟なブラシ部材で構成され、このようなブラシ部材を像担持体１の表面に軽く摺接するようなローラ状であることが好ましい。
この第５の実施形態においては、着色剤除去部４５の吸引口４５ａの外周部の像担持体１の移動方向ａに対して上流側と下流側の両方に配設している。そして、これらのローラ状クリーニングブラシ部４９Ａ、４９Ｂは、着色剤除去装置６の吸引口４５ａに向けて除去された着色剤粒子４を移動させるように、クリーニングブラシ部４９Ａは、時計回りに、また、クリーニングブラシ部４９Ｂは、反時計回りに回転されるようになっている。この場合、クリーニングブラシ部４９Ａ、４９Ｂの２つを配設する必要はなく、吸引口４５ａの像担持体１の移動方向ａ下流側の外周縁のギャップ形成部４５ｂに配設されてあれば充分である。
このように、像担持体１の移動方向ａにおいて吸引口４５ａの下流側付近にクリーニングブラシ部４９Ｂを設ければ、像担持体１上にある仮固着していない着色剤粒子４ｂを像担持体１から解離させて効率良く着色剤回収部４６に回収することが可能となる。このクリーニングブラシ部４９Ｂは、下流方向に着色剤粒子４が飛散しないようにする効果も得られる。
【００３０】
次に、本発明による上記実施形態において使用される着色剤粒子について、図１０に基づいて説明する。図１０は、本発明による一実施形態に係る着色剤粒子の概略構成を示す断面図である。
本発明において好適に使用される着色剤粒子４は、図１０に示すように、熱溶融性樹脂からなる芯部５４と、この芯部５４の表面層を形成する感熱性粘着層５３を有している。このような着色剤粒子４は、レーザ光走査装置３０で使用されるレーザ光のスポット径は、２０μｍ〜４０μｍなので、このスポット径より小径の粒子径を有すること好ましく、２０μｍ以下、好ましくは、５μｍ以上２０μｍ以下の粒子径を有することが好ましい。このような微小径を有する着色剤粒子４は、わずかな振動を付与することによって容易に気中に浮遊するので、着色剤供給装置５の着色剤吐出部４２の吐出口４２ａから容易に吐出させることが可能である。
しかも、吐出された着色剤粒子４は、吐出口４２ａに対向する像担持体１上に容易に付着し、容易には脱落しないで像担持体１上に保持される。
【００３１】
この着色剤粒子４の表面層を形成する感熱性粘着層５３は、次に示す感熱性粘着剤を薄層化して形成する。着色剤粒子４の表面層を形成する感熱性粘着剤は、熱可塑性樹脂５１と固体可塑剤５２を必須成分とし、これらの成分に必要に応じて粘着付与剤を混合することによって形成される。感熱性粘着剤を薄層化して形成した感熱性粘着層５３は、常温ではほとんど粘着性を示さないが、常温以上の温度での加熱及び外的負荷により粘着性を発現し、熱源を取り去った後でもしばらくの間、粘着性を維持するものである。
この実施形態に係る感熱性粘着層５３は、加熱によりまず固体可塑剤５２が溶融し、熱可塑性樹脂５１と粘着付与剤を溶融することにより、粘着性を発現する。即ち、粘着性の発現とは、固体可塑剤５２が熱溶融して熱可塑性樹脂５１に相溶し、熱可塑性樹脂５１を可塑化させることで粘着力を発現させるメカニズムである。
本実施形態の着色剤粒子４に用いられる感熱性粘着剤としては、例えば、特開２００２−１０５４１４公報に開示される材料を用いることができる。本実施形態の着色剤粒子４に用いられる感熱性粘着剤は、粘着性を発現させる材料構成であれば、特に、この構成に限定するものではない。
【００３２】
より具体的には、本実施形態の感熱性粘着層５３に用いられる熱可塑性樹脂５１としては、従来、公知の各種のものを用いることができる。その具体例としては、例えば、（メタ）アクリル酸エステル共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、酢酸ビニル−アクリル酸エステル共重合体、エチレン−塩化ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体、酢酸ビニル−エチレン−スチレン共重合体、ポリブタジエン、ポリウレタン等の樹脂が挙げられる。これらの共重合体は、いずれも従来からよく知られているものである。
本実施形態の感熱性粘着層５３に用いられる固体可塑剤５２としては、従来公知の各種のものを用いることができる。その具体例としては、例えば、ヒンダ−ドフェノール化合物、ベンゾトリアゾール化合物、芳香族スルホンアミド化合物、フタル酸化合物等が挙げられる。
また、本実施形態の感熱性粘着層５３において、必要に応じて、その粘着力を向上させるために、粘着付与剤を含有させることができる。その粘着付与剤の具体例としては、テルペン樹脂、脂肪族系石油樹脂、芳香族系石油樹脂、クマロンインデン樹脂、スチレン系樹脂、フェノール系樹脂、テルペンフェノール樹脂、ロジン誘導体樹脂、キシレン系樹脂等が挙げられる。
【００３３】
本実施形態の感熱性粘着層５３において、必要に応じて、その粘着力を調整するために、熱可融性物質を含有させることができる。その熱可融性物質の具体例としては、動植物性ワックス、合成ワックス等のワックス類や、高級脂肪酸、高級脂肪酸アミド、高級脂肪酸アニリド、芳香族アミンのアセチル化物等が挙げられる。その具体例を示すと、ワックスとしては、パラフィンワックス、木ロウ、カルナウバロウ、シェラック、モンタンロウ、酸化パラフィン、ポリエチレンワックス、酸化ポリエチレン等が挙げられる。
高級脂肪酸としては、ステアリン酸、ベヘン酸等が挙げられる。高級脂肪族アミドとしては、ステアリン酸アミド、オレイン酸アミド、Ｎ−メチルステアリン酸アミド、エルカ酸アミド、メチロールベヘン酸アミド、メチロールステアリン酸アミド、メチレンビスステアリン酸アミド、エチレンステアリン酸アミド等が挙げられる。高級脂肪族アニリドとしては、ステアリン酸アニリド、リノール酸アニリド等が挙げられる。芳香族アミンのアセチル化物としては、アセトトルイジド等が挙げられる。
本実施形態の感熱性粘着層５３において、必要に応じて、その粘着力を調整するために、無機化合物を含有させることができる。その具体例としては、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化バリウム、炭酸カルシウム等が挙げられる。
【００３４】
本実施形態において、着色剤粒子４に画像信号に応じたレーザエネルギーをレーザ光Ｌで照射してレーザ書き込みを行う場合、感熱性粘着層５３中または感熱性粘着層５３に覆われている芯部５４を形成する熱溶融性樹脂中にレーザ光Ｌの光の波長を吸収してレーザエネルギーを熱に変換する光熱変換材料を含有させることが好ましい。
例えば、黒色の着色剤粒子４の場合、着色剤粒子４として用いるカーボンブラックが光熱変換材料として機能し、レーザ光Ｌのレーザエネルギーを熱に変換して着色剤粒子４を昇温させ、着色剤粒子４の表面層である感熱性粘着層５３を活性化させることにより粘着性を発現させる。
光熱変換機能を付与することができる他の材料としては、一般的に、染料として、５００ｎｍ〜５５０ｎｍに極大吸収波長を持ち、且つ、３６０ｎｍ〜４２０ｎｍにおいて光透過率が１０％以上で光熱変換機能を付与することができる材料を使用することができる。
【００３５】
このような材質としては、一般的に染料として存在する直接染料（アゾ染料）、酸性染料（アゾ染料、アントラキノン染料、金属錯体アゾ染料）、塩基性染料（アゾ染料、トリフェルメタン染料、アジン染料、オキサジン染料、チアジン染料、キサンテン染料）、建染料（アントラキノン染料）、油溶染料（アントラキノン染料、アゾ染料、金属錯体染料）、分散染料（アゾ染料、アントラキノン染料）等が挙げられる。
特に、７８０ｎｍ〜８５０ｎｍに極大吸収を持ち、且つ、３６０ｎｍ〜４２０ｎｍにおいて光透過率が１０％以上である光熱変換機能を付与することができる材料としては、一般的に染料として存在するシアニン系化合物（ポリメチン系化合物）、フタロシアニン系化合物、ジチオール金属錯体系化合物、金属錯体化合物、ジインモニウム化合物、アルミニウム塩化化合物等が好適である。これらの光熱変換材料を着色剤粒子４の中に含有させることにより、像担持体１を介して着色剤吐出部４２から吐出される着色剤粒子４に画像信号に応じたレーザエネルギーをレーザ光Ｌで与えて、着色剤粒子４を像担持体１上に効果的に仮固着させた着色剤画像１２を形成することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１…像担持体、４…着色剤粒子、４ａ…仮固着された着色剤粒子、４ｂ…仮固着されない着色剤粒子、５…着色剤供給装置、６…着色剤除去装置、１２…着色剤画像、１３…熱ローラ、１４…記録媒体、１５…レジストローラ対、１６…クリーニング装置、３０…レーザ光走査装置、３０ａ…照射部、４１…着色剤格納部、４２…着色剤吐出部、４２ａ…吐出口、４２ｂ…当接部、４２ｃ…ギャップ形成部、４４…着色剤押出部、４５…着色剤除去部、４５ａ…吸引口、４５ｂ…ギャップ形成部、４６…着色剤回収部、４７…着色剤吸引部、４８…着色剤循環部、４９Ａ、４９Ｂ…クリーニングブラシ部、５１…熱可塑性樹脂、５２…固体可塑剤、５３…感熱性粘着層、５４…芯部、６０…クリーニング装置、６１…吐出口クリーニング部、６２…着色剤格納部、１００…画像形成装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３７】
【特許文献１】特開平１１−９１１４７号公報
【特許文献２】特開２００８−３０２７９公報
【図１】
2010247339.tif 000003
【図２】
2010247339.tif 000004
【図３】
2010247339.tif 000005
【図４】
2010247339.tif 000006
【図５】
2010247339.tif 000007
【図６】
2010247339.tif 000008
【図７】
2010247339.tif 000009
【図８】
2010247339.tif 000010
【図９】
2010247339.tif 000011
【図１０】
2010247339.tif 000012