(57)【要約】      （修正有）【課題】繰り返して使用可能なフィルム面に塗布して発色させたトナーを熱転写方式により用紙に転写して画像を形成する画像形成装置を提供する。【解決手段】トナー塗布装置４には大径マイクロカプセルのトナーＴが収納され、トナーＴは色毎に対応する共振周波数の超音波の照射によってブラック、イエロー、シアン、マゼンタのいずれかに発色する。トナー担持フィルム６はトナー塗布装置４によりトナーＴを共有されて吸着し超音波ラインヘッド５による超音波の照射によって発色した発色トナーＴ´による発色面を面順次に形成する。用紙Ｐはサーマルヘッド１とプラテンローラ２に圧接挟持されて発色トナーＴ´を転写された後トナー担持フィルム６から離され矢印ｅ方向へ逆搬送され再び矢印ｄ方向に搬送されながら次の色のトナー画像を重ね転写されることを繰り返してフルカラー画像を形成される。【選択図】図１
2005212155.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録情報に応じて選択的にトナーを溶融する記録手段と、該記録手段に対向配置されたプラテンと、表面にトナーを担持して搬送するベルト状のトナー担持体と、該トナー担持体と用紙とを重ねて前記記録手段と前記プラテンとが対向する転写部に搬送する搬送手段とを有して、前記記録手段が前記トナー担持体上のトナーを記録情報に応じて選択的に溶融させ、該溶融トナーを前記用紙に転写して該用紙上にドット画像を形成する画像形成装置であって、
前記トナーは、所定の刺激によって破壊可能なカプセル壁で囲繞された複数種の小径マイクロカプセルを支持材に分散内包する大径マイクロカプセルから成り、互いに混合されて発色反応を起こす反応性物質の一方を前記各々の小径マイクロカプセル壁内側に分散し、前記反応性物質の他方を前記各々の小径マイクロカプセル壁外側の前記支持材に分散して成り、
前記トナー担持体のベルト面に発色前の前記トナーを供給するトナー供給手段と、
該トナー供給手段により供給された発色前の前記トナーを前記転写部への搬送上流側で前記所定の刺激によって発色させる発色手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記トナー供給手段は、発色前の前記トナーを分散して成るトナー分散液を収容するトナー分散液槽から成り、
前記トナー担持体は、前記トナー分散液槽の前記トナー分散液への浸漬部で発色前の前記トナーを供給され前記転写部に搬送することを繰り返すべく前記トナー分散液槽と前転写部間を循環移動する循環ベルトから成り、
前記発色手段は、前記トナー担持体に供給された発色前の前記トナーを前記トナー担持体の前記トナー分散液への浸漬部において前記所定の刺激の印加によって発色させる、
ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記トナー供給手段は、発色前の前記トナーを前記トナー担持体のベルト面に塗布するトナー塗布装置から成り、
前記トナー担持体は、前記トナー塗布装置より搬送方向上流側のベルト供給リールと前記転写部より搬送方向下流側のベルト巻取リールとの間に張設されたベルトから成り、
前記発色手段は、前記トナー担持体より搬送方向下流側で前記転写部より搬送方向上流側で前記トナー担持体に担持された発色前の前記トナーを前記所定の刺激の印加によって発色させる、
ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記発色手段は、超音波ラインヘッドから成り、
前記所定の刺激は、前記超音波ラインヘッドから前記大径マイクロカプセル内の前記小径マイクロカプセルに照射される所定の共振周波数の超音波である、
ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記反応性物質の一方は発色材であり、
前記反応性物質の他方は顕色材である、
ことを特徴とする請求頃１記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記発色材は、マゼンタ、シアン、イエロー、又はブラックのいずれかの色に発色することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記トナー供給手段による前記トナー担持体のベルト状の表面への発色前の前記トナーの供給は、最大サイズの前記用紙の有効画像形成領域分に対応する大きさで色毎に分けた領域に面順次に行われることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記トナー供給手段による前記トナー担持体のベルト状の表面への発色前の前記トナーの供給は、前記用紙への１回の画像形成領域分の前記記録情報に含まれる色情報に対応する色毎の領域に分けて面順次に行われることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記発色手段は、前記トナー担持体のベルト状の表面の前記領域毎に、該領域上の発色前の前記トナーに対し該領域の色に対応する色に発色するよう前記所定の刺激の印加を行うことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繰り返して使用可能なフィルム面に塗布して発色させたトナーを熱転写方式により用紙に転写して画像を形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ホストコンピュータ等のホスト機器から出力される印字情報に従って用紙に印字を行う画像形成装置として、電子写真方式や熱転写方式を採用したプリンタ装置が知られている。
【０００３】
中でも熱転写方式のプリンタ装置は、インクが塗布されたインクリボンをサーマルヘッドと用紙間に介装し、印字情報に従ってサーマルヘッドの発熱素子を選択的に発熱させてインクリボンのインクを溶融し、この溶融したインクを用紙の対応する位置に転写して印字（以下の説明では印刷も印字と同様の意味で用いる）を行うように構成されている。
【０００４】
この熱転写方式のプリンタ装置に使用されるインクリボンは、用紙とほぼ同じ幅で長尺の帯状をなしている。この長手方向に用紙一枚分の面積に略対応する大きさのインク面が面順次に形成されている。
【０００５】
フルカラーの画像を印刷するには、四色のインクが面順次に塗布されているインクリボンを用い、用紙を往復させ、用紙上に四色のインクを転写して塗り重ねてフルカラーの画像を形成する。（例えば、特許文献１参照。）
上記のような熱転写方式の画像形成装置では、印字のためにインクリボンのインクを使用するが、熱転写方式のインクリボンの印字後のインク面は、印字によるインクの転写で、印字した所だけインクが抜けている。そして、インクが抜け出た後には、タイプライターのインクリボンのようにインクが周囲から染み込んで補充されるということはなく、インクが抜け出たままになっており、したがって一度使用したインクリボンは再度使用することは出来ない。
【特許文献１】特開平０９−０２４６３４号公報（段落［００１２］〜［００３２］、図１〜図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、一般に、文書の印字面積率は５％程度であって、インクリボンのフィルム上に塗布されているインクの使用後における非印字の残留部分は全体の９５％にもなる。そして、上述したように一度使用したインクリボンは再利用することができないから、インクが９５％も残留しているインクリボンはそのまま捨てられることになる。したがって、結果的には不経済であり使用コストが高価なものになるという欠点を有している。
【０００７】
本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、繰り返して使用可能なフィルム面に塗布して発色させたトナーインクを熱転写方式により用紙に転写して画像を形成する使用コストの低廉な画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以下に、本発明に係わる画像形成装置の構成を述べる。
本発明の画像形成装置は、記録情報に応じて選択的にトナーを溶融する記録手段と、該記録手段に対向配置されたプラテンと、表面にトナーを担持して搬送するベルト状のトナー担持体と、該トナー担持体と用紙とを重ねて上記記録手段と上記プラテンとが対向する転写部に搬送する搬送手段とを有して、上記記録手段が上記トナー担持体上のトナーを記録情報に応じて選択的に溶融させ、該溶融トナーを上記用紙に転写して該用紙上にドット画像を形成する画像形成装置であって、上記トナーは、所定の刺激によって破壊可能なカプセル壁で囲繞された複数種の小径マイクロカプセルを支持材に分散内包する大径マイクロカプセルから成り、互いに混合されて発色反応を起こす反応性物質の一方を上記各々の小径マイクロカプセル壁内側に分散し、上記反応性物質の他方を上記各々の小径マイクロカプセル壁外側の上記支持材に分散して成り、上記トナー担持体のベルト面に発色前の上記トナーを供給するトナー供給手段と、該トナー供給手段により供給された発色前の上記トナーを上記転写部への搬送上流側で上記所定の刺激によって発色させる発色手段と、を備えて構成される。
【０００９】
この画像形成装置において、例えば、上記トナー供給手段は、発色前の上記トナーを分散して成るトナー分散液を収容するトナー分散液槽から成り、上記トナー担持体は、上記トナー分散液槽の上記トナー分散液への浸漬部で発色前の上記トナーを供給され上記転写部に搬送することを繰り返すべく上記トナー分散液槽と前転写部間を循環移動する循環ベルトから成り、上記発色手段は、上記トナー担持体に供給された発色前の上記トナーを上記トナー担持体の上記トナー分散液への浸漬部において上記所定の刺激の印加によって発色させる、ように構成される。
【００１０】
また、この画像形成装置において、例えば、上記トナー供給手段は、発色前の上記トナーを上記トナー担持体のベルト面に塗布するトナー塗布装置から成り、上記トナー担持体は、上記トナー塗布装置より搬送方向上流側のベルト供給リールと上記転写部より搬送方向下流側のベルト巻取リールとの間に張設されたベルトから成り、上記発色手段は、上記トナー担持体より搬送方向下流側で上記転写部より搬送方向上流側で上記トナー担持体に担持された発色前の上記トナーを上記所定の刺激の印加によって発色させる、ように構成される。
【００１１】
そして、上記画像形成装置においては、例えば、上記発色手段は、超音波ラインヘッドから成り、上記所定の刺激は、上記超音波ラインヘッドから上記大径マイクロカプセル内の上記小径マイクロカプセルに照射される所定の共振周波数の超音波であるように構成される。
【００１２】
また、例えば、上記反応性物質の一方は発色材であり、上記反応性物質の他方は顕色材で構成される。また、例えば、上記発色材は、マゼンタ、シアン、イエロー、又はブラックのいずれかの色に発色するように構成される。
【００１３】
更に、この画像形成装置においては、上記トナー供給手段による上記トナー担持体のベルト状の表面への発色前の上記トナーの供給は、例えば、最大サイズの上記用紙の有効画像形成領域分に対応する大きさで色毎に分けた領域に面順次に行われ、また、例えば、上記用紙への１回の画像形成領域分の上記記録情報に含まれる色情報に対応する色毎の領域に分けて面順次に行われるように構成される。
【００１４】
上記いずれの場合も、上記発色手段は、例えば、上記トナー担持体のベルト状の表面の上記領域毎に、該領域上の発色前の上記トナーに対し該領域の色に対応する色に発色するよう上記所定の刺激の印加を行うように構成される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、インクとしてのトナーが通常のインクリボンのように不使用のまま無駄に捨てられる部分がなく且つインクリボンに代わるトナー担持体を繰り返し使用できるので、使用コストが低減して経済的である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
（実施形態１）
図１は、第１の実施形態としての画像形成装置の主要部の構成を模式的に示す側断面図である。同図に示すように、この画像形成装置は、記録手段としてのサーマルヘッド１、プラテンローラ２、搬送手段としての記録紙搬送路３、トナー塗布装置４、超音波ラインヘッド５、トナー担持体としてのトナー担持フィルム６、フィルム送出リール７及びフィルム巻取リール８で構成されている。
【００１７】
上記のサーマルヘッド１は、その先端部がプラテンローラ２と対向して画像転写部Ａを形成している。そのサーマルヘッド１の先端には、同図の紙面垂直方向に多数個の発熱素子が一列に配設されている。これら配設されている発熱素子の数は、例えばこの画像形成装置が印字密度３００ドット／２５．４ｍｍであり、Ａ４判の用紙を縦方向に搬送しながら線順次に印字可能な場合、およそ２，５００個が配設されている。これらの個々の発熱素子にはホスト機器から出力される印字情報にしたがったパルス電圧が印加され、これにより個々の発熱素子は選択的に発熱制御される。
【００１８】
一方、プラテンローラ２は、筒状部材で構成され、図の矢印ｂで示す時計回り方向に回転可能に構成されている。
記録紙搬送路３は、不図示の案内ローラ、ガイド板等で形成され、これも不図示の給紙カセットなどの給紙機構から送出される記録紙（用紙）Ｐを上記画像転写部Ａへ往復搬送する。
【００１９】
トナー担持フィルム６は、ポリイミド等の耐熱性のあるフィルム基材とトナー担持面に形成された弾性材との二重構造をなしており、フィルム送出リール７から画像転写部Ａを通過してフィルム巻取リール８までの間を不図示の駆動手段による巻き取り駆動によって図の矢印ｃで示すように移動する。そして用紙Ｐへの４色の印字終了後において、同駆動手段による巻き戻し駆動によってフィルム送出リール７に巻き戻される。
【００２０】
トナー塗布装置４内には後述する大径マイクロカプセルから成るカプセルトナーＴが収納され、上述のトナー担持フィルム６が上記の移動によりトナー塗布装置４を通過する間に、トナー塗布装置４のトナー塗布ローラ４ａによってトナー塗布装置４内のカプセルトナーＴがトナー担持フィルム６の下面に吸着する。このトナー担持フィルム６に吸着したカプセルトナーＴは、トナー担持フィルム６の図の矢印ｃで示す右方向への移動にしたがって、超音波ラインヘッド５に到達する。
【００２１】
超音波ラインヘッド５は、支持部５ａに支持されてトナー担持フィルム６に吸着したカプセルトナーＴに対向して摺接し、発色に対応する所定の共振周波数の超音波をカプセルトナーＴに照射する。これにより所定の色に発色したカプセルトナーＴ´で形成されるインク面がトナー担持フィルム６の下面に形成され、トナー担持フィルム６と共に画像転写部Ａの位置まで移動する。
【００２２】
上述した用紙Ｐは、この画像転写部Ａに搬送されるトナー担持フィルム６のトナー吸着面に当接してトナー担持フィルム６と重ねられ、トナー担持フィルム６と共に図の矢印ｄで示す右方向に移動する。このトナー担持フィルム６と共に移動する間に、最初の色のトナー画像が転写される。
【００２３】
続いて、次の色に発色したカプセルトナーＴ´で形成されるインク面が画像転写部Ａの位置まで移動する。用紙Ｐは、一旦トナー担持フィルム６から離され、図の矢印ｅで示す方向へ逆搬送されたのち、再び矢印ｄ方向に搬送されながらトナー担持フィルム６と重ねられ、次の色のトナー画像を重ね転写される。
【００２４】
このようにして、重ね転写される色の数の分だけ用紙Ｐの搬送と逆搬送が行われて色毎のトナー画像の重ね転写が終了してカラー画像の形成が完了した用紙Ｐは、転写されたトナー画像に影響を与えられないように例えばトナー画像形成面の反対側面を搬送機構に支持されて機外に排出される。
【００２５】
図２(a) は、上記のカプセルトナーＴの構造を示す図であり、同図(b) は、それに内包される小径マイクロカプセルの構造を説明する図である。同図(a) に示すように、カプセルトナーＴは、大径マイクロカプセル１０内に、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の４種類の小径マイクロカプセル１１（１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｙ、１１Ｋ）を内包した構成であり、各小径マイクロカプセル１１には小径カプセル壁１２が形成されている。
【００２６】
また、上記小径マイクロカプセル１１は、大径マイクロカプセル１０内に封入されたジェル状の保持材１３中にランダムに分散している。尚、同図に示す小径マイクロカプセル１１´は発色した小径マイクロカプセルを示している。また、小径マイクロカプセル１１の小径カプセル壁１２の外側を顕色剤１４が覆っている。
【００２７】
上記の大径マイクロカプセル１０の直径は５μｍ〜１０μｍで構成され、例えば１個の大径マイクロカプセル１０内に各小径マイクロカプセル１１がそれぞれ１０個程度収容されている。また、各小径マイクロカプセル１１の直径は、例えば０．５μｍ〜２μｍ程度である。
【００２８】
そして、上記の小径マイクロカプセル１１は、同図(b) に示すように、小径カプセル壁１２で覆われ、発色剤１５を内包し、小径カプセル壁１２の外側を上述したように顕色剤１４が覆っている。そして、これら小径マイクロカプセル１１の小径カプセル壁１２の直径及び厚さはそれぞれ異なっている。すなわち、小径マイクロカプセル１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｙ、１１Ｋは、それぞれその直径と、小径カプセル壁１２の厚さが異なり、このように構成することによって小径カプセル壁１２を破壊する共振周波数を異ならせ、各小径マイクロカプセル毎に異なる共振周波数で破壊できる構造となっている。
【００２９】
また、上記各小径マイクロカプセルの直径と厚さに加え、材質を変えることによっても破壊の共振周波数を可変でき、材質を超音波の照射する共振周波数の設定要素に加えることによってより詳細な共振周波数の設定が可能となる。
【００３０】
例えば、小径マイクロカプセルの直径が大きくなれば超音波の共振周波数は低い方向に移行し、小径カプセル壁１２の厚さが厚くなれば共振周波数は高い方向に移行する。また、小径カプセル壁１２の壁の材質が硬くなれば、共振周波数は高い方向に移行する。したがって、上記各要素に対応して各小径マイクロカプセル１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｙ、１１Ｋはそれぞれ共振周波数が異なるように設計されている。
【００３１】
尚、小径マイクロカプセルは、気泡を内包させるように構成しても、気泡の大きさによって共振周波数を異ならせることができる。また、各小径マイクロカプセル１１の発色割合は、照射される超音波のエネルギー量によって可変可能である。したがって、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）の発色割合を制御し、自由な中間調を実現することができる。
【００３２】
図３(a) は、本例におけるトナー担持フィルム６の構成と、そのトナー担持フィルム６に塗布されて吸着しているカプセルトナーＴの状態を示す図であり、同図(b) は、参考のため通常のトナー担持フィルムを示す図である。
【００３３】
同図(a) に示すように、本例のトナー担持フィルム６は、ポリイミド等の耐熱性のあるフィルム基材からなるベースフィルム６ａと、そのトナー担持面に形成された例えばシリコンゴム等からなる弾性層６ｂの二重構造をなしている。
【００３４】
このトナー担持フィルム６は、弾性層６ｂの可撓性と柔軟性により、同図(a) に示すように、塗布されたカプセルトナーＴを包み込むように接触し、摩擦力、静電力、更には固体表面同士の付着現象の要因となるファンデル・ワールス（Van-del Waals)力によって、トナー担持フィルム６の弾性層６ｂ面に付着保持される。
【００３５】
もし、同図(b) に示す通常のトナー担持フィルム１６であると、カプセルトナーＴは通常のトナー担持フィルム１６の表面と点接触の状態となり十分な付着力を得ることができない。
【００３６】
図４(a) は、図１に示したように矢印ｃ方向に移動するトナー担持フィルム６の弾性層６ｂ面に、トナー塗布装置４によって塗布されて付着保持される発色前のカプセルトナーＴの付着面を示す図であり、同図(b) は超音波ラインヘッド５によって発色したカプセルトナーＴの付着面を示す図である。
【００３７】
図４(a) に示すように、発色前のカプセルトナーＴのトナー塗布装置４によるトナー担持フィルム６への供給は、最大サイズの用紙の有効画像形成領域分に対応する大きさで色毎に分けた領域１７（１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ）に面順次に行われる。
【００３８】
この最大サイズの用紙の有効画像形成領域分に対応する大きさで色毎に分けた領域１７に塗布して供給された発色前のカプセルトナーＴは、図１でも説明したように超音波ラインヘッド５からの各領域１７の色に対応する色に発色するよう、それぞれの色の発色に対応する所定の共振周波数の超音波をそれぞれ照射されて、図４(b) に示すように、ブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）に発色する。
【００３９】
これにより、通常のインクリボンと同様な最大サイズの用紙の有効画像形成領域分に対応する大きさで４色の色毎に面順次に発色後のカプセルトナーＴ´（以下、単に発色トナーＴ´という）が塗布されたインクリボンが形成される。
【００４０】
尚、この画像形成装置は、印字をブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）及びシアン（Ｃ）の順序で行うように構成されている。これと印字色の順序が異なる構成の場合は上記の発色の順序も印字順に合わせて変更されることは言うまでもない。
【００４１】
図５(a) は、超音波ラインヘッド５の上面図であり、同図(b) はその個別印加電極の上面図、同図(c) は同図(b) のＤ−Ｄ´矢視断面図、同図(d) は同図(c) のＥ−Ｅ´矢視断面図である。
【００４２】
本例の超音波ラインヘッド５は、同図(c),(d) に示すように、担持体１８内に５層の部材を積層して構成される。最下層（第５層）には共通電極１９−５（アース）が配設され、第４層には圧電素子である超音波素子１９−４が配設され、第３層には主走査方向に短冊状に並んだ個別印加電極１９−３が配設され、第２層には超音波素子１９−４と超音波伝搬媒体との音響インピーダンスの差を軽減する為の音響インピーダンス整合層１９−２が配設され、更に第１層には音響レンズ１９−１が配設されている。
【００４３】
超音波素子１９−４には、個別印加電極１９−３と共通電極（アース）１９−５が接続され、個々の個別印加電極１９−３からは個別配線１９−３−１が外部に引き出されている。これらの電極から超音波素子に所望の小径マイクロカプセル３１のカプセル壁３２を破壊する超音波を発振するための超音波出力信号が供給される。超音波素子１９−４は上記信号が印加されると歪みを生じ、所定の周波数で超音波振動が励起される。
【００４４】
超音波素子１９−４で励起された超音波振動は音響インピーダンス整合層１９−２を通して音響レンズ１９−１で屈折され、指定位置（指定距離）に集束する。尚、音響インピーダンス整合層１９−２は上記のように、超音波素子１９−４と超音波伝搬媒体との音響インピーダンスの差を軽減する機能を有している。
【００４５】
図６は、上記超音波素子１９−４の配設構成の一部を拡大してその作用とともに示す図である。同図は、例えば６個の超音波素子１９−４を「１」〜「６」までの番号を付して拡大して示している。同図に示すように、互いに隣り合う超音波素子１９−４は間隔ｄを有して配設されており、同時にｍ個（たとえば６個）の超音波素子１９−４を時間遅延させながら駆動する。
【００４６】
例えば、同図に示すＡ点について考えると、同時にｍ個（例えば奇数の５個）の超音波素子１９−４（「１」〜「５」）を時間遅延させて５個の超音波素子１９−４の中心（Ａ点）に強力な超音波をあてる。例えば、「１」の超音波素子１９−４とＡ点の距離、「２」の超音波素子１９−４とＡ点の距離、「３」の超音波素子１９−４とＡ点の距離は少しずつ異なり、この距離差と超音波の伝搬速度から各超音波素子１９−４の出力タイミングをずらし、所定のタイミングで超音波出力を行う。このように制御することにより、同時にＡ点に強力な超音波を照射することができる。
【００４７】
また、上記Ａ点に限らず超音波素子１９−４からの超音波出力のタイミングを調整することによって、超音波素子１９−４の配設ピッチより狭い位置（例えば、１/２ｄの位置、Ｂ点）に複数の超音波素子１９−４から出力された超音波ビームを集束させることもできる。すなわち、同時にｍ個（例えば偶数の６個）の超音波素子１９−４（「１」〜「６」）を時間遅延させて６個の超音波素子１９−４の中心（Ｂ点）に強力な超音波をあてる。これを順次Ａ→Ｂ方向に繰り返すことによってカプセルトナーＴ内の小径マイクロカプセル１１のカプセル壁１２への破壊力をＡ→Ｂ方向に移動させることができる。
【００４８】
このようにして、図４(b) に示す４色の色毎に面順次に発色トナーＴ´によるインクが塗布されたインクリボンが形成される。そして、この発色トナーＴ´によって形成された４色の発色トナーＴ´面によって、図１で説明したように画像転写部Ａにおける印字処理によって４色の発色トナーＴ´が用紙に塗り重ねられてフルカラーのトナー画像が完成する。
【００４９】
図７は、上記の印字を実行する画像転写部Ａの模式的拡大図である。尚、同図に示す各部材は前述の図１に示す各部材と夫々同一であるので、この図７では図１と同一の番号を付して示し、また動作の方向を示す記号も図１と同一の記号を付して示してある。
【００５０】
図７に示すように、画像転写部Ａには、サーマルヘッド１とプラテンローラ２との間に用紙Ｐとトナー担持フィルム６とが、発色トナーＴ´の付着した面を用紙面に付けて重なった状態で挟持される。そして、サーマルヘッド１は、トナー担持フィルム６と発色トナーＴ´と用紙Ｐとをプラテンローラ２に圧接する。この状態で、トナー担持フィルム６と発色トナーＴ´と用紙Ｐとが、プラテンローラ２の回転に伴って図の矢印ｃ又は矢印ｄで示す右方向に移動する。
【００５１】
図８(a),(b) は、このときの上記画像転写部Ａ近傍の状態を更に拡大して示す図である。同図(a),(b) には、サーマルヘッド１内に配設されている発熱素子１ａも示している。尚、同図(a) に移動方向として示す矢印ｃ、ｂ及びｄは、いずれも図１、図４(b) 及び図７に移動方向として示した矢印ｃ、ｂ及びｄを再掲したものである。
【００５２】
図８(a) に示すように、前述したトナー担持フィルム６、発色トナーＴ´及び用紙Ｐがプラテンローラ２と共に右方へ移動する間に、不図示の制御部からの制御によりサーマルヘッド１の発熱素子１ａが選択的に通電されて発熱し、この発熱により、トナー担持フィルム６に吸着していた発色トナーＴ´が溶けて用紙Ｐに付着する、つまり転写される。
【００５３】
同図(b) は、この用紙Ｐへの発色トナーＴ´の転写状態を示す図である。同図に示すように、印字データに基づいて発熱素子１ａが発熱すると、この熱はトナー担持フィルム６を介して発色トナーＴ´に伝わり、この伝達された熱がガラス転移点の温度（例えば、約１５０°Ｃ）に達すると発色トナーＴ´の外殻が溶融し、溶融発色トナーＴ″となって用紙Ｐに転写される。尚、溶けた溶融発色トナーＴ″が用紙Ｐに転写され、トナー担持フィルム６側に付着しないのは、もともとトナー担持フィルム６と発色トナーＴ´との吸着力が比較的弱く、また、溶融した溶融発色トナーＴ″はその粘性により用紙Ｐに転写し易くなるためである。このようにして用紙Ｐには印字データに従って発熱した発熱素子１ａの位置に対応する紙面上に溶融発色トナーＴ″が転写される。
【００５４】
このようにして、サーマルヘッド１による上述した印字（発色トナーＴ´の転写）を用紙Ｐの副走査方向に線順次に行いながら１ページに対応する１色の印字が終了すると、前述したように用紙Ｐを逆搬送して次の色の発色トナーＴ´の印字（転写）を行う。
【００５５】
上記のようにして、印字動作を繰り返すことにより、印字データに従ったフルカラーのドット画像（トナー画像）が用紙Ｐに形成される。そして、トナー画像が形成された用紙Ｐは、例えば機外の排紙トレイ等の上に排出される。
【００５６】
上記トナー画像の形成完了後には、図１においてトナー担持フィルム６がフィルム送出リール７側に巻き戻され、次の１頁分の印字処理で再びフィルム送出リール７から送り出されてくるトナー担持フィルム６の、図４(b) に示した発色トナー面１７には、先の１頁分の転写によって発色トナーＴ´が抜けた部分（図８(b) の転写抜け２１参照）が発生している。この転写抜け２１の部分には発色前のカプセルトナーＴが再び供給されて抜けた部分が埋められ、その発色前のカプセルトナーＴが超音波ラインヘッド５からの超音波照射によって発色して、図４(b) に示す４色毎に転写抜け２１の無くなった完全な発色トナー面を有するインクリボンが復元される。
【００５７】
このように、実施形態１によれば、繰り返し使用可能なトナー担持フィルム６に最大サイズの用紙の有効画像形成領域分に対応する大きさで色毎に分けた領域１７にトナー塗布装置４で面順次に付着させた発色前のトナーＴを、超音波ラインヘッド５で色毎に発色させた後、通常のインクリボンを用いた熱転写方式と同様の方法で印字を行った後、転写で発色トナーＴ″が抜けた部分に発色前のトナーＴを補充して発色させた転写抜けの無い完全な発色トナーＴ´の各色の面からなるトナー担持フィルム６をインクリボンとして繰り返し用いるので、通常のインクリボンのように不使用のまま無駄に捨てられる部分がなく、したがって、使用コストが低減して経済的である。
【００５８】
（実施形態２）
図９は、第２の実施形態としての画像形成装置の構成を模式的に示す側断面図である。同図に示すように、この画像形成装置２２は、内部のほぼ中央に、サーマルヘッド２３、プラテンローラ２４、トナー担持フイルム２５、及びカプセルトナーＴを収容したトナー容器２６を備えている。
【００５９】
サーマルヘッド２３とプラテンローラ２４が対向する画像転写部Ｄの図の左方には、最外部に、多枚数の用紙Ｐを載置・収容した用紙カセット２８が配置され、この用紙カセット２８の給紙口の上方に給紙コロ２９が配置されている。給紙コロ２９から画像転写部Ｄまでの間には、給紙ローラ対３１と用紙ガイド板３２が配置されている。
【００６０】
また、画像転写部Ｄの図の左方には、用紙吸着搬送機構３３が配置され、最外部の側面には用紙の排紙口３４が形成され、この排紙口３４に続いて機外に排紙トレー３５が配設されている。上記の用紙吸着搬送機構３３は、不図示の駆動機構によって回転駆動される２つのローラ間に張設された搬送ベルト３６を備えている。
【００６１】
用紙カセット２８から給紙コロ２９の回転によって取り出され給紙ローラ対３１によって図の破線ｋに添って図の矢印ｆ、ｆ´で示す右方に給送される用紙Ｐは、用紙ガイド板３２により案内されて画像転写部Ｄを往復通過しながら後述するように発色トナー画像を転写され、画像形成面の反対側を用紙吸着搬送機構３３により吸着・保持されて搬送され、排紙口３４から排紙トレー３５上に排出される。
【００６２】
プラテンローラ２４と共に画像転写部Ｄを形成しているサーマルヘッド２３は、プラテンローラ２４に対して、図１の画像形成装置の場合と違って上下の位置が入れ替わっているが、発熱素子の配列やその解像度等の構成は図１の場合と同様である。このサーマルヘッド２３の上部の発熱部に上述したトナー担持フイルム２５が摺接している。トナー担持フイルム２５は、サーマルヘッド２３上部と駆動ローラ３７と２個のガイドローラ３８ａ、３８ｂ間にほぼ四角状に掛け渡され、図の矢印ｇで示す時計回り方向に循環移動して回転する。このトナー担持フイルム２５の材質及び構成は、図３(b) に示したトナー担持フイルム６と同様である。
【００６３】
上記のガイドローラ３８ａ、３８ｂの、最下部に配置されるガイドローラ３８ｂは、トナー容器２６のカプセルトナーＴに埋もれて回転する。トナー容器２６には図２(a) に示したカプセルトナーＴと同様の構成の発色前のカプセルトナーＴが収容されている。これにより、ガイドローラ３８ｂを通過したトナー担持フイルム２５の表面側となる弾性層面の全面に、摩擦力、静電力、及びファンデル・ワールス力によって、発色前のカプセルトナーＴが付着する。
【００６４】
この発色前のカプセルトナーＴが付着したトナー担持フイルム２５の循環移動方向下流側に在る駆動ローラ３７には発色ヘッド３９が対向配置されている。発色ヘッド３９は、図５(a) 〜(d) に示した構成と同様の構成の超音波ラインヘッドからなる。
【００６５】
図１０は、上記画像形成装置２２の制御部の主要回路の構成を示す図である。同図に示すように、ＣＰＵ（中央処理装置）４１にはＩ／Ｆ（インターフェース）コントローラ４２を介して外部のホスト機器から印字データが入力する。ＣＰＵ４１には、特には図示しないがプログラム用のメモリ及び印字データ用のページバッファが内蔵されている。また、各種の入出力ポート機能を備えている。ＣＰＵ４１は、上記のプログラムに従い、上記ホスト機器から入力する印字データに基づいて、入出力ポートを介して各部と制御信号を入出力する処理を行う。
【００６６】
それらの出力ポートは、トナー担持フイルム２５を循環移動駆動させるためのに、駆動ローラ３７を駆動する駆動ローラ駆動機構４３へ回転駆動信号を出力し、発色ヘッド３９の超音波照射を駆動する発色ヘッド駆動機構４４に対し、上記の印字データに従って、印字色がブラック（Ｂｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の４色全部を使用するときは、先ずＢｋ（ブラック）に発色する共振周波数の超音波を照射する信号を出力し、次に、Ｙ（イエロー）に発色する共振周波数の超音波を照射する信号を出力し、更に、Ｍ（マゼンタ）に発色する共振周波数の超音波を照射する信号を出力し、そして最後にＣ（シアン）に発色する共振周波数の超音波を照射する信号を出力する。
【００６７】
尚、この画像形成装置２２も、印字をＢｋ（ブラック）、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）及びＣ（シアン）の順序で行うように構成されている。
また、出力ポートは、印字データの印字色が例えばＢｋ（ブラック）とＹ（イエロー）のみで続くときは、Ｂｋ（ブラック）に発色する共振周波数の超音波を照射する信号と、Ｙ（イエロー）に発色する共振周波数の超音波を照射する信号とを、１頁分交互に出力する。
【００６８】
また、上記の出力ポートは、更に、サーマルヘッド２３の先端をプラテンローラ２４に圧接する方向へ付勢する信号をヘッド圧着駆動機構４５に出力し、続いて、サーマルヘッド２３の発熱素子に選択的且つ熱履歴に応じてパルス電圧を印加するヘッド発熱駆動機構４６に、印字データに応じた印字信号を出力する。そして、用紙Ｐを画像転写部Ｄに往復搬送する用紙搬送モータ４７に、用紙搬送距離に対応する駆動パルス信号を、色数の分だけ順逆交互に出力する。
【００６９】
図１１(a),(b),(c) は、上記構成の画像形成装置２２の動作の中の発色ヘッド３９の駆動について更に詳しく説明する図である。先ずＣＰＵ４１は、Ｉ／Ｆコントローラ４２から入力する印字データを各色毎に４色同時にページバッファに展開する。尚、この場合、４色を１色づつページバッファに展開し、１色の印字終了毎に次の色をページバッファに展開するようにしてもよい。そのようにすれば、メモリ容量を削減することができる。
【００７０】
ＣＰＵ４１は、上述した印字の順序に従って、先ずＢｋ（ブラック）の印字データを判断して、副走査方向（用紙Ｐの搬送方向）の印字データに対応する領域（トナー担持フィルム２５の面の長さ）にＢｋ（ブラック）の発色を行うよう発色ヘッド駆動機構４４を制御する。次にＹ（イエロー）の印字データがあるか否かを判断し、印字データがあれば、副走査方向の印字データに対応する領域に、Ｙ（イエロー）の発色を行うように発色ヘッド駆動機構４４を制御する。続いてＭ（マゼンタ）の印字データを判断して、この場合も同様に印字データがあれば、副走査方向の印字データに対応する領域に、Ｍ（マゼンタ）の発色を行うように発色ヘッド駆動機構４４を制御する。そして、更にＣ（シアン）の印字データを判断し、印字データがあれば、副走査方向の印字データに対応する領域に、Ｃ（シアン）の発色を行うように発色ヘッド駆動機構４４を制御する。
【００７１】
図１１(b),(c) は、上記のように判断された印字データに応じてトナー担持フィルム２５表面に付着した発色前のカプセルトナーＴ´が、選択的に発色した状態の例を示す図である。また、同図(a) には、比較のため通常の４色のインクリボン４８のインク配列の例を示している。なお、同図(a) に示すインクリボン４８、及び同図(b),(c) に示すトナー担持フィルム２５は、いずれも、図の矢印ｆ、ｆ´で示す右方向に搬送されるものとして示している。
【００７２】
同図(a) に示すように、通常のインクリボン４８は、Ｂｋ（ブラック）インク４９ａ、Ｙ（イエロー）インク４９ｂ、Ｍ（マゼンタ）インク４９ｃ及びＣ（シアン）インク４９ｄが、夫々同一の面積でインクリボン４８の長手方向に面順次に塗布されて構成されている。これらは４色１組となって使用されるものであるため、印字の内容により色毎のインクの使用量に変化があっても、常に一定の長さのインクリボンが消費される。例えば、Ｂｋ（ブラック）とＹ（イエロー）のみの印字データを記録する場合でも、上記４色１組のインク面が使用されるから、実際に使用されるＢｋ（ブラック）とＹ（イエロー）のインク以外のＭ（マゼンタ）とＣ（シアン）の２色のインクは使用されないまま捨てられることになる。
【００７３】
これに対して、本例では、同図(b) に示すように、例えばＢｋ（ブラック）の発色面ｔａとＭ（マゼンタ）の発色面ｔｃが、実際の使用量に応じてほぼ同一の大きさで夫々広い範囲α及び範囲γにわたって形成される。
【００７４】
そして、Ｙ（イエロー）の発色面ｔｂとＣ（シアン）の発色面ｔｄが、これも実際の使用量に応じて夫々狭い範囲β及び範囲δにおいて発色される。この例では、Ｙ（イエロー）の発色面ｔｂの範囲βは、Ｃ（シアン）の発色面ｔｄの範囲δよりも狭く、４色の中では最も僅かの量しか発色していない。
【００７５】
このように、色調データ（分光データ）を副走査方向に調べて、例えば上記の範囲α、β、γ及びδのように使用すべき色が存在する範囲で、印字すべき発色トナーＴ´を副走査方向に塗布するようにしている。したがって、使用する発色トナーＴ´に副走査方向で不使用となる部分がなく、無駄がないため消耗部材であるトナーが経済的である。
【００７６】
また、同図(c) は、Ｂｋ（ブラック）の発色面ｔａとＹ（イエロー）の発色面ｔｂのみが、夫々同じような大きさの領域に繰り返し塗布されている。これは、この場合の印字画像が黒と黄色のみからなる画像であり、このような画像を少なくとも連続して用紙に２枚印字する場合のトナー担持フィルム２５の状態を表している。この場合も、４色のうち不使用となるＭ（マゼンタ）とＣ（シアン）については初めから発色させないので、トナーが無駄に消費されることがない。
【００７７】
また、上記の図１１(b),(c) に示す例で明らかなように、たとえ１色又は２色の印字であっても、不使用となる色の発色面が無いから、通常のインクリボン４８のように本例のトナー担持フィルム２５を空送りする必要がなく、したがって、印字速度が速くなる。
【００７８】
図１０に示すＣＰＵ４１は、一方では、上記のように発色ヘッド駆動機構４４を制御してトナー担持フィルム２５に発色トナーＴ´の面を形成し、他方では、ヘッド圧着駆動機構４５にサーマルヘッド２３の先端をプラテン２４方向へ付勢させる信号を出力してサーマルヘッド２３をプラテン２４方向に圧着させ、これによりトナー担持フィルム２５と用紙Ｐを画像転写部Ｄに挟持させ、用紙搬送モータ４７を、図９の矢印ｆ、ｆ´で示す正方向（図の右方向）に駆動して、用紙Ｐをトナー担持フィルム２５と共に印字方向に搬送する。
【００７９】
そして、この画像転写部Ｄにトナー担持フィルム２５のＢｋ（ブラック）発色面ｔａの領域がきているときはＢｋ（ブラック）の印字データに従ってヘッド発熱駆動機構４６を介してサーマルヘッド２３を駆動する。また、他の色の場合も順次同様に行う。例えばＹ（イエロー）の発色面ｔｂの領域がきているときはＹ（イエロー）の印字データに従ってヘッド発熱駆動機構４６を介しサーマルヘッド２３を駆動する。Ｍ（マゼンタ）又はＣ（シアン）の場合も上記と同様に行う。これにより、所定の色の発色トナーＴ´が図８の場合と同様にトナー担持フィルム２５から用紙Ｐに転写される。
【００８０】
このように印字処理を行って、１色の印字が終了するとサーマルヘッド２３の圧着を解除して、用紙搬送モータ４７を図９の矢印ｆ、ｆ´とは逆方向（図の左方向）に回転駆動し、用紙Ｐを送り戻して初めの印字位置に設定する。続いて、次の色による印字を再び上述した手順で行う。これを繰り返すことにより、所望の複数色が１枚の用紙Ｐに塗り重ねられてフルカラー又は所望の色合いの画像が印字される。
【００８１】
図１２は、上記の印字を実行する画像転写部Ｄの模式的拡大図である。尚、同図に示す各部材は前述の図９に示す各部材と夫々同一であるので、この図１２では図９と同一の番号を付して示し、また動作の方向を示す記号も図９と同一の記号を付して示してある。
【００８２】
図１２に示すように、画像転写部Ｄには、サーマルヘッド２３とプラテンローラ２４との間に、用紙Ｐとトナー担持フィルム２５とが、発色トナーＴ´の付着したフィルム面を用紙面に付けて重なった状態で挟持される。そして、サーマルヘッド２３は、トナー担持フィルム２５と発色トナーＴ´と用紙Ｐとをプラテンローラ２４に圧接する。この状態で、トナー担持フィルム２５と発色トナーＴ´と用紙Ｐとが、プラテンローラ２４の回転に伴って図の矢印ｊ又は矢印ｇ´で示す右方向に移動する。
【００８３】
そして、画像転写部Ｄにおいて図８の場合と同様に発色トナーＴ´がトナー担持フィルム２５から用紙Ｐに転写される。特には図示していないが、トナー担持フィルム２５の発色トナーＴ´転写後の矢印ｇ´で示す移動方向には、トナー容器２６よりも上流側に、トナー担持フィルム２５の表面に当接して、トナー担持フィルム２５の表面に残留する発色トナーＴ´を掻き落としてトナー担持フィルム２５の表面を清掃するクリーニング装置と、その掻き落とした廃トナーを収容する容器が備えられている。
【００８４】
これにより、清掃されて何も無いトナー担持フィルム２５の表面に再び発色前のカプセルトナーＴが付着して、上述したように処理が繰り返されて次の印字が行われる。
こにように、実施形態２によれば、繰り返し使用可能なトナー担持体にトナー付着装置で付着させた発色前のトナーを印字データに応じてトナー担持体の色毎に使用すべき範囲で色毎に発色手段で発色させ、これを用紙に転写するので、必要とされる印字範囲のトナーが使用されるのみであり通常のインクリボンのように不使用のまま無駄に捨てられる部分がなく、したがって、使用コストが低減して経済的である。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】第１の実施形態としての画像形成装置の主要部の構成を模式的に示す側断面図である。
【図２】(a) は本発明の画像形成装置で用いられるカプセルトナーの構造を示す図、(b) はそれに内包される小径マイクロカプセルの構造を説明する図である。
【図３】(a) は第１の実施形態におけるトナー担持フィルムの構成とそのトナー担持フィルムに塗布されて吸着しているカプセルトナーの状態を示す図、(b) は参考のため通常のトナー担持フィルムを示す図である。
【図４】(a) はトナー担持フィルムの弾性層面にトナー塗布装置によって塗布されて付着保持される発色前のカプセルトナーの付着面を示す図、(b) は超音波ラインヘッドによって発色したカプセルトナーの付着面を示す図である。
【図５】(a) は超音波ラインヘッドの上面図、(b) はその個別印加電極の上面図、(c) は(b) のＤ−Ｄ´矢視断面図、(d) は(c) のＥ−Ｅ´矢視断面図である。
【図６】超音波ラインヘッドの超音波素子の配設構成の一部を拡大してその作用とともに示す図である。
【図７】第１の実施形態における画像形成装置の印字を実行する画像転写部の模式的拡大図である。
【図８】(a),(b) は画像転写部近傍の状態を更に拡大して示す図である。
【図９】第２の実施形態における画像形成装置の構成を模式的に示す側断面図である。
【図１０】第２の実施形態における画像形成装置の制御部の主要回路の構成を示す図である。
【図１１】(a),(b),(c) は第２の実施形態における画像形成装置の動作の中の発色ヘッドの駆動について更に詳しく説明する図である。
【図１２】第２の実施形態における画像形成装置において印字を実行する画像転写部の模式的拡大図である。
【符号の説明】
【００８６】
１      サーマルヘッド
２      プラテンローラ
３      記録紙搬送路
Ａ、Ｄ  画像転写部
Ｐ      記録紙（用紙）
４      トナー塗布装置
４ａ  トナー塗布ローラ
５      超音波ラインヘッド
５ａ  支持部
６      トナー担持フィルム
６ａ  ベースフィルム
６ｂ  弾性層
７      フィルム送出リール
８      フィルム巻取リール
Ｔ      カプセルトナー
１０    大径マイクロカプセル
１１（１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｙ、１１Ｋ）  小径マイクロカプセル
１２    小径カプセル壁
１３    保持材
１４    顕色剤
１５    発色剤
１６    通常のトナー担持フィルム
１７（１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ）  色毎に分けた領域
１８    担持体
１９−１  音響レンズ
１９−２  音響インピーダンス整合層
１９−３  個別印加電極
１９−４  超音波素子
１９−５  共通電極（アース）
２１      転写抜け
２２    画像形成装置
２３    サーマルヘッド
２４    プラテンローラ
２５    トナー担持フイルム
２６    トナー容器
２８    用紙カセット
２９    給紙コロ
３１    給紙ローラ対
３２    用紙ガイド板
３３    用紙吸着搬送機構
３４    排紙口
３５    排紙トレー
３６    搬送ベルト
３７    駆動ローラ
３８ａ、３８ｂ  ガイドローラ
３９    発色ヘッド
４１    ＣＰＵ（中央処理装置）
４２    Ｉ／Ｆ（インターフェース）コントローラ
４３    駆動ローラ駆動機構
４４    発色ヘッド駆動機構
４５    ヘッド圧着駆動機構
４６    ヘッド発熱駆動機構
４７    用紙搬送モータ
４８    通常のインクリボン
【図１】
2005212155.tif 000003
【図２】
2005212155.tif 000004
【図３】
2005212155.tif 000005
【図４】
2005212155.tif 000006
【図５】
2005212155.tif 000007
【図６】
2005212155.tif 000008
【図７】
2005212155.tif 000009
【図９】
2005212155.tif 000010
【図１０】
2005212155.tif 000011
【図１１】
2005212155.tif 000012
【図１２】
2005212155.tif 000013
【図８】
2005212155.tif 000014