JP2004226930A - マイクロカプセルトナーを使用するカラー画像形成方法及びカラー画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】変調周波数のレーザ光照射により発生する弾性波に基づく超音波により所望の色を発色するマイクロカプセルトナーを用いて印刷処理を行うカラー画像形成方法及びカラー画像形成装置を提供する。
【解決手段】発色現像部６３において高出力半導体レーザ装置６４から画像データに応じた波数分の正弦波変調されたレーザ光６８をポリゴンミラー６５及びｆθレンズ６６を介しレーザ光６８−ｉ（ｉ＝１、２、・・・、ｎ）（ｎは主走査方向の画素数）として中間転写ドラム６７上の主走査方向の画素位置に順次収束させる。中間転写ドラム６７上には感光体ドラム１５からカプセルトナーＴが転写されており、レーザ光６８−ｉを照射されて内部の小径カプセルトナー４１（４１Ｍ，４１Ｃ、４１Ｙ、４１Ｋ）が選択的に破壊されて所望の色に発色する。
【選択図】 図１５
【解決手段】発色現像部６３において高出力半導体レーザ装置６４から画像データに応じた波数分の正弦波変調されたレーザ光６８をポリゴンミラー６５及びｆθレンズ６６を介しレーザ光６８−ｉ（ｉ＝１、２、・・・、ｎ）（ｎは主走査方向の画素数）として中間転写ドラム６７上の主走査方向の画素位置に順次収束させる。中間転写ドラム６７上には感光体ドラム１５からカプセルトナーＴが転写されており、レーザ光６８−ｉを照射されて内部の小径カプセルトナー４１（４１Ｍ，４１Ｃ、４１Ｙ、４１Ｋ）が選択的に破壊されて所望の色に発色する。
【選択図】 図１５
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ光の照射により発生させた弾性波によりマイクロカプセルトナーの小径マイクロカプセルを破壊して所望の色を発色させて印刷を行うカラー画像形成方法及びカラー画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、パーソナルコンピュータを中心とした情報機器としてのコンピュータの普及に伴って、その周辺機器のひとつとしてプリンタ装置が普及している。このプリンタ装置には各種の方式のカラープリンタが提案されている。特に、電子写真方式、熱転写方式、インクジェット方式の各方式のプリンタ装置は著しい進歩を遂げており、それらで形成されるカラー画像は、美麗さや解像度の点でも、古くから用いられてきたアナログカメラの銀塩写真に匹敵し、これにとって代わる勢いである。
【０００３】
図２３は、電子写真方式の所謂タンデム方式のカラー画像形成装置の例を示す図である。同図に示すように、タンデム方式のカラー画像形成装置は、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の４つの画像形成部１Ｍ、１Ｃ、１Ｙ、１Ｋを有し、各画像形成部１Ｍ、１Ｃ、１Ｙ、１Ｋには、それぞれに対応する現像器２Ｍ、２Ｃ、２Ｙ、２Ｋが配設されている。
【０００４】
記録紙Ｐは、搬送ベルト５の矢印Ａで示す反時計回り方向への循環移動に伴って破線矢印Ｂで示すように搬送される。この間各画像形成部１Ｍ、１Ｃ、１Ｙ、１Ｋの光書込ヘッド３Ｍ、３Ｃ、３Ｙ、３Ｋから対応する感光体ドラム４Ｍ、４Ｃ、４Ｙ、４Ｋに光書込みが行われ、その光書込みによる静電潜像に対して現像器２Ｍ、２Ｃ、２Ｙ、２Ｋによるそれぞれの色のトナー像が現像される。
【０００５】
トナー像が現像された感光体ドラム４Ｍから記録紙Ｐに対してマゼンタ（Ｍ）のトナー像の転写が行われ、以後シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の順に、各色のトナー像が重ねられて記録紙Ｐへ転写される。その後、熱定着器６によって定着処理が行われ、上記トナー像は記録紙Ｐに熱定着され、機外に排出される。
【０００６】
また、上記従来の方式に対し、新規な方式として、光や熱等の外部刺激に応答するマイクロカプセルを含有するインク層を予めコーティングした専用の記録紙を用い、これに画像情報に対応した光や熱を付与して画像形成を行う装置も提案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の電子写真方式のカラー画像形成装置は、記録紙Ｐとして普通紙を使用できる点で優れているが、色別に複数のインクやトナーが必要である点で、消耗品の管理が煩雑となる。
【０００８】
また、例えば現像器や画像形成部を複数（例えば、４個）内蔵する必要があり、部品点数が増し、装置も大型化する。そして、これら各色の位置合わせには高い精度が要求されるため、工場での組み立て作業に時間がかかって作業能率の低下要因となる。また、さらに、構造も複雑化し、装置の軽量化の面からも不利である。
【０００９】
一方、マイクロカプセルを含有するインク層を予めコーティングした専用の記録紙を用いる方式のカラー画像形成装置の場合は、基本的に記録紙全面にインクを塗布することから、コストアップの原因になる。また普通紙が使用できないという問題もある。さらに、複数色の印字工程を繰り返すことから、色ずれ管理が難しく、装置の複雑化が避けられないという問題も有している。
【００１０】
本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、所定の変調周波数のレーザ光の照射により発生する弾性波の刺激により画像情報に応じた所望の色を発色するマイクロカプセルトナーを用いて印刷処理を行うカラー画像形成方法及びカラー画像形成装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
先ず、請求項１記載の発明（第１の発明）のカラー画像形成方法は、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に分散した、マイクロカプセルトナーを用いるカラー画像形成方法であって、画像情報に応じて上記マイクロカプセルトナーを印字媒体上に最終的に転写定着すべく、中間転写媒体を介して若しくは直接的に上記印字媒体に付与する工程と、上記印字媒体に付与される上記マイクロカプセルトナーに対して上記画像情報中の色成分情報に対応した所定の変調周波数のレーザ光を照射して弾性波を発生させることにより上記複数種の小径マイクロカプセルのうちの所定のカプセル壁を選択的に破壊して所定の反応性物質が互いに拡散混合して発色反応を生じさせる発色工程と、を少なくとも実行して上記印字媒体上に発色したトナーに基づくカラー画像を形成するように構成される。
【００１２】
上記マイクロカプセルトナーは、例えば請求項２記載のように、上記レーザ光の反射を抑制する反射防止膜を表面にコーティングされて成り、また、例えば請求項３記載のように、上記レーザ光の吸収効率を上げる光吸収剤を内部の結着樹脂に添加して構成される。
【００１３】
次に、請求項４記載の発明（第２の発明）のカラー画像形成方法は、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に分散した、マイクロカプセルトナーを用いるカラー画像形成方法であって、画像情報に応じて上記マイクロカプセルトナーを印字媒体上に最終的に転写定着すべく、中間転写媒体を介して若しくは直接的に上記印字媒体に付与する工程と、上記印字媒体に付与される上記マイクロカプセルトナーに対して上記画像情報中の色成分情報に対応した色に上記マイクロカプセルトナーを発色させるべく配置された超音波ラインヘッドの各超音波素子に所定の変調周波数のレーザ光を照射して所望の上記超音波素子に弾性波を発生させることにより該超音波素子から超音波を上記マイクロカプセルトナーに照射させ上記超音波により上記複数種の小径マイクロカプセルのうちの所定のカプセル壁を選択的に破壊して所定の反応性物質が互いに拡散混合して発色反応を生じさせる発色工程と、を少なくとも実行して上記印字媒体上に発色したトナーに基づくカラー画像を形成するように構成される。
【００１４】
上記超音波素子は、例えば請求項５記載のように、柱状体に形成され、上記超音波ラインヘッドの主走査方向の画素数に応じた数で、保持部材の主走査方向に所定の間隔で配置され、上下から上記保持部材により挟まれるようにして保持されて前後の端面が外部に露出した金属体から成る。
【００１５】
この場合、上記柱状体は、例えば請求項６記載のように、円柱体であっても良く、また、例えば請求項７記載のように、方形の柱状体であってもよい。また、上記柱状体は、例えば請求項８記載のように、レーザ光入射面を平面に形成され、超音波射出面を平面、凹面、又は凸面に形成されている。そして、上記レーザ光入射面は、例えば請求項９記載のように、レーザ光の反射を抑制する反射防止膜を表面にコーティングされて構成される。
【００１６】
このカラー画像形成方法において、上記超音波素子は、例えば請求項１０記載のように、金属薄片で形成され、該金属薄片の一方の面を上記レーザ光の入射面として光透過性の保持部材の一方の端面に接し、上記保持部材の主走査方向に所定の間隔で配置され、上記金属薄片の他方の面を射出超音波収束のための音響マイクロレンズで被覆されて構成される。
【００１７】
続いて、請求項１１記載の発明（第３の発明）のカラー画像形成装置は、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に分散した、マイクロカプセルトナーを用いるカラー画像形成装置であって、画像情報に応じて上記マイクロカプセルトナーを印字媒体上に最終的に転写定着すべく、中間転写媒体を介して若しくは直接的に上記印字媒体に付与する付与手段と、上記印字媒体に付与される上記マイクロカプセルトナーに対して上記画像情報中の色成分情報に対応した所定の変調周波数のレーザ光を照射して弾性波を発生させることにより上記複数種の小径マイクロカプセルのうちの所定のカプセル壁を選択的に破壊して所定の反応性物質が互いに拡散混合して発色反応を生じさせる発色手段と、を少なくとも有して上記印字媒体上に発色したトナーに基づくカラー画像を形成するように構成される。
【００１８】
上記マイクロカプセルトナーは、例えば請求項１２記載のように、上記レーザ光の反射を抑制する反射防止膜を表面にコーティングされて成り、また、例えば請求項１３記載のように、上記レーザ光の吸収効率を上げる光吸収剤を内部の結着樹脂に添加して構成される。
【００１９】
最後に、請求項１４記載の発明（第４の発明）のカラー画像形成装置は、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に分散した、マイクロカプセルトナーを用いるカラー画像形成装置であって、画像情報に応じて上記マイクロカプセルトナーを印字媒体上に最終的に転写定着すべく、中間転写媒体を介して若しくは直接的に上記印字媒体に付与する付与手段と、上記印字媒体に付与される上記マイクロカプセルトナーに対して上記画像情報中の色成分情報に対応した色に上記マイクロカプセルトナーを発色させるべく配置された超音波ラインヘッドの各超音波素子に所定の変調周波数のレーザ光を照射して所望の上記超音波素子に弾性波を発生させることにより該超音波素子から超音波を上記マイクロカプセルトナーに照射させ上記超音波により上記複数種の小径マイクロカプセルのうちの所定のカプセル壁を選択的に破壊して所定の反応性物質が互いに拡散混合して発色反応を生じさせる発色手段と、を少なくとも有して上記印字媒体上に発色したトナーに基づくカラー画像を形成するように構成される。
【００２０】
上記超音波素子は、例えば請求項１５記載のように、柱状体に形成され、上記超音波ラインヘッドの主走査方向の画素数に応じた数で、保持部材の主走査方向に所定の間隔で配置され、上下から上記保持部材により挟まれるようにして保持されて前後の端面が外部に露出した金属体から成って構成される。
【００２１】
上記柱状体は、例えば請求項１６記載のように、円柱体であっても良く、また、例えば請求項１７記載のように、方形の柱状体であっても良い。また、上記柱状体は、例えば請求項１８記載のように、レーザ光入射面を平面に形成され、超音波射出面を平面、凹面、又は凸面に形成されている。
【００２２】
そして、上記レーザ光入射面は、例えば請求項１９記載のように、レーザ光の反射を抑制する反射防止膜を表面にコーティングされて成る。
このカラー画像形成装置において、上記超音波素子は、例えば請求項２０記載のように、金属薄片で形成され、該金属薄片の一方の面を上記レーザ光の入射面として光透過性の保持部材の一方の端面に接し、上記保持部材の主走査方向に所定の間隔で配置され、上記金属薄片の他方の面を射出超音波収束のための音響マイクロレンズで被覆されて成るように構成される。
【００２３】
【発明の実施の形態】
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。
＜第１の実施形態＞
図１は、第１の実施の形態としてのカラー画像形成装置の全体構成図である。なお、同図に示すカラー画像形成装置１０は、例えばピアツーピア（ｐｅｅｒ ｔｏ ｐｅｅｒ）で接続されたパーソナルコンピュータのホスト機器側に接続されたプリンタ装置またはＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）に接続されたプリンタ装置であってもよい。
【００２４】
図１に示すカラー画像形成装置１０は、画像形成部１１、給紙部１２、用紙搬送部１３、電源及び制御部１４で構成されている。画像形成部１１は感光体ドラム１５、光書込ヘッド１６、カプセルトナーホッパ１７、超音波ラインヘッド１８等で構成されている。
【００２５】
給紙部１２は、給紙カセット１９及び給紙コロ２１で構成され、給紙カセット１９に収納された記録紙Ｐは、給紙コロ２１の１回転ごとに、給紙カセット１９から搬出され、用紙搬送部１３に送られる。用紙搬送部１３は給紙カセット１９から搬出された記録紙Ｐをガイド板に沿って搬送し、この記録紙Ｐには転写部２２において後述するトナー画像が転写される。トナー画像を転写された記録紙Ｐは、定着器２３でトナー画像を紙面に熱定着され、排紙ローラ２４によって用紙スタッカ２５上に排出される。
【００２６】
また、電源及び制御部１４は上記画像形成部１１等に電源を供給する電源部２６、及び上記光書込ヘッド１６に供給する光書込データを生成し、超音波ラインヘッド１８に供給する画像データを生成する制御部（制御回路）２７で構成されている。尚、制御部２７の具体的な制御回路の構成については後述する。
【００２７】
図２は、上記画像形成部１１の拡大図である。画像形成部１１は上記のように、感光体ドラム１５、光書込ヘッド１６、カプセルトナーホッパ１７、超音波ラインヘッド１８を要部として構成されている。感光体ドラム１５の近傍には、帯電ローラ２８、前述の光書込ヘッド１６、カプセルトナー現像ローラ２９、転写ローラ３１、クリーナ３２が配設されている。
【００２８】
上記のカプセルトナーホッパ１７内にはマイクロカプセルトナーＴ（以下、単にカプセルトナーＴという）が収容され、このカプセルトナーＴに埋没するように攪拌部材３３が回動可能に設置され、さらに最下部には、カプセルトナー現像ローラ２９に当接してカプセルトナー供給ローラ３４が設置されている。
【００２９】
攪拌部材３３は、カプセルトナーＴを攪拌し、摩擦帯電によってマイナス（−）の電荷をカプセルトナーＴに付与する。カプセルトナー供給ローラ３４は、そのマイナス電荷を付与されたカプセルトナーＴをカプセルトナー現像ローラ２９に供給する。
【００３０】
光書込ヘッド１６には前述の制御部（制御回路）２７から光書込みデータが供給され、感光体ドラム１５の感光面に光書込みを行う。感光体ドラム１５の感光面には予め帯電ローラ２８によって一様な電荷が付与され、光書込ヘッド１６からの光書込みによって静電潜像が形成される。この静電潜像には、詳しくは後述するが、カプセルトナー現像ローラ２９によってカプセルトナーＴが静電的に付着されて現像が行われ、現像されたカプセルトナーＴは感光体ドラム１５の回転に伴われて転写ローラ３１直上の位置に運ばれる。
【００３１】
感光体ドラム１５と転写ローラ３１間には、中間転写ベルト３５が位置している。中間転写ベルト３５は感光体ドラム１５と転写ローラ３１間を挟持搬送される。感光体ドラム１５に静電付着したカプセルトナーＴは、転写ローラ３１との間で作用する電界によって中間転写ベルト３５側に吸着される。尚、中間転写ベルト３５は矢印Ｃ方向に循環移動している。この中間転写ベルト３５に吸着したカプセルトナーＴは、中間転写ベルト３５の循環移動に伴われて超音波ラインヘッド１８の直下に到達する。
【００３２】
超音波ラインヘッド１８には制御部（制御回路）２７から画像データが供給され、超音波ラインヘッド１８を収容する収容ローラ３６と対向ローラ３７間を移動するカプセルトナーＴに超音波照射を行う。この時、中間転写ベルト３５に吸着したカプセルトナーＴに内包される微細カプセルの壁が破壊され、内部の反応性物質によって発色反応が起こり、カプセルトナーＴが発色してカラートナー像が中間転写ベルト３５上に現像される。
【００３３】
上記のようにして発色してカラートナー像を形成している発色済みのカプセルトナーは、転写部２２において転写ローラ３７により記録紙Ｐに転写される。また、記録紙Ｐに転写された発色済みカプセルトナーは前述のように定着器２３において熱定着処理が施され、排紙ローラ２４によって排紙スタッカ２５上に排出される。上記の転写後に中間転写ベルト３５に残留するカプセルトナーはベルトクリーナ３８によって除去される。
【００３４】
図３は、上記のカプセルトナーＴの構造を示す図である。同図に示すように、カプセルトナーＴは大径マイクロカプセル４０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４１（４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｙ、４１Ｋ）を内包した構成であり、各小径マイクロカプセル４１には小径カプセル壁４２が形成されている。
【００３５】
また、上記小径マイクロカプセル４１は、大径マイクロカプセル４０内に封入されたジェル状の保持層４３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４１´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４１の小径カプセル壁４３の外側を顕色剤４４が覆っている。
【００３６】
上記の大径マイクロカプセル４０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４０内に各小径マイクロカプセル４１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４１の直径は、例えば０．５μｍ〜２μｍ程度である。
【００３７】
図４は、上記小径マイクロカプセル４１の構造を説明する図である。小径マイクロカプセル４１は、小径カプセル壁４２で覆われ、発色剤４５を内包し、小径カプセル壁４２の外側を上述したように顕色剤４４が覆っている。そして、これら小径マイクロカプセル４１の小径カプセル壁４２の直径及び厚さはそれぞれ異っている。すなわち、小径マイクロカプセル４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｙ、４１Ｋは、それぞれその直径と、小径カプセル壁４２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４２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。
【００３８】
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。
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４２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４２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４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｙ、４１Ｋはそれぞれ共振周波数が異なるように設計されている。
【００３９】
また、各小径マイクロカプセル４１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、マゼンダ（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。
図５は、前述の電源及び制御部１４の制御部２７の制御回路の構成を説明する図である。制御部（制御回路）２７はインターフェース（Ｉ／Ｆ）４６、印字制御部４７、ＣＰＵ４８、ＲＡＭ４９、ＲＯＭ５０で構成される。インターフェース（Ｉ／Ｆ）４６には、ＲＧＢ（Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青））入力５１からビデオデータが供給され、ＣＰＵ４８には、操作パネル５２から操作信号が入力する。
【００４０】
インターフェース（Ｉ／Ｆ）４６は、例えばパーソナルコンピュータ等のホスト機器から供給されるビデオデータ（ＲＧＢ信号）をＣＭＹＫ値に変換する多値化処理を行う。この場合、インターフェース（Ｉ／Ｆ）４６には予めデバイスに対応する色変換テーブルが登録されており、インターフェース（Ｉ／Ｆ）４６は、その色変換テーブルを参照しながらＲＧＢ信号をＣＭＹＫ値に変換する。
【００４１】
ＣＰＵ４８は、ＲＯＭ５０に記憶するプログラムに基づいて処理を行い、操作パネル５２から入力する操作信号に従って印刷処理を実行する。尚、ＲＡＭ４９はＣＰＵ４８による制御処理の際、ワークエリアとして使用され、複数のレジスタで構成されている。
【００４２】
ＣＰＵ４８は、上記インターフェース（Ｉ／Ｆ）４６、及び印字制御部４７内のプリンタコントローラに制御信号を送り、印刷データの作成処理を行う。また、印字制御部４７は、プリンタコントローラ５３及び印字部５４で構成されている。
【００４３】
図６は、上記印字制御部４７の具体的な回路ブロックを示す図である。同図において、プリンタコントローラ５３は主走査／副走査制御回路５５、論理和回路５６、発振回路５７、マゼンタ発色制御回路５８Ｍ、シアン発色制御回路５８Ｃ、イエロー発色制御回路５８Ｙ、ブラック発色制御回路５８Ｋで構成されている。一方、印字部５４は前述の光書込ヘッド１６及び超音波ラインヘッド１８で構成されている。
【００４４】
前述のように、インターフェース（Ｉ／Ｆ）４６によってＣＭＹＫ値に変換された画像データは、更にインターフェース（Ｉ／Ｆ）４６からマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の画素データとして論理和回路５６に出力される。ここで、論理和回路５６はＣＭＹＫの論理和を計算し、光書込ヘッド１６に出力する。
【００４５】
すなわち、ＣＭＹＫの全ての画素データを含む論理和のデータを光書込ヘッド１６に出力し、前述の感光体ドラム１５に光書込みを行う。したがって、前述の感光体ドラム１５の周面にはＣＭＹＫの全ての画素データを含む論理和データに基づく静電潜像が形成される。尚、主走査／副走査制御回路５５から論理和回路５６に主走査制御信号、及び副走査制御信号が供給され、光書込ヘッド１６に論理和データを供給する際、主走査方向制御及び副走査方向制御に使用される。
【００４６】
また、ＣＭＹＫの画素データは対応するマゼンタ発色制御回路５８Ｍ〜ブラック発色制御回路５８Ｋにも供給され、発振回路５７から出力される発振信号ｆｍ、ｆｃ、ｆｙ、ｆｋに同期して超音波ラインヘッド１８に出力される。すなわち、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）のそれぞれに対応する発色データが超音波ラインヘッド１８に供給され、前述の中間転写ベルト３５上に吸着するカプセルトナーＴに対応する周波数（後述する共振周波数）の超音波が照射される。
【００４７】
したがって、照射される超音波に共振する波動を受けたカプセルトナーＴ内の小径マイクロカプセルは破壊されて発色する。この場合、マゼンタ発色制御回路５８Ｍから出力される発色信号の周波数ｆが異なる為、超音波を受けたカプセルトナーＴは、対応する色の小径マイクロカプセル４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｙ、又は４１Ｋの小径カプセル壁４２のみが破壊される。このメカニズムは、各小径マイクロカプセル４１の外殻径がそれぞれ異なり、破壊する共振周波数が各小径マイクロカプセル４１ごとにそれぞれ異なる為である。
【００４８】
例えば、マゼンタ発色制御回路５８Ｍから出力された発色信号ｆｍはカプセルトナーＴ内の小径マイクロカプセル４１Ｍの小径カプセル壁４２のみを破壊し、マゼンタ（Ｍ）色の発色を行う。また、シアン発色制御回路５８Ｃから出力された発色信号ｆｃは小径マイクロカプセル４１Ｃの小径カプセル壁４２のみを破壊し、シアン（Ｃ）色の発色を行う。さらに、イエロー（Ｙ）及びブラック（Ｋ）についても同様であり、イエロー発色制御回路５８Ｙ、ブラック発色制御回路５８Ｋから出力される発色信号ｆｙ、ｆｋは、小径カプセル４１Ｙ又は４１Ｋの小径カプセル壁４２のみを破壊し、イエロー（Ｙ）、又はブラック（Ｋ）の発色を行う。
【００４９】
以上の構成において、以下に本例の処理動作を説明する。
先ず、カプセルトナーホッパ１７内にカプセルトナーＴが収納された状態において、感光体ドラム１５が回転し、前述の制御部（制御回路）２７から光書込み信号が光書込ヘッド１６に供給されると、感光体ドラム１５に対して前述の論理和データに基づく光書込みが行われる。感光体ドラム１５の感光面には帯電ローラ２８によって予め一様な電荷が付与され、光書込みが行われた感光面には静電潜像が形成されている。この静電潜像は前述のように論理和データに基づく、Ｍ、Ｃ、Ｙ、Ｋ全ての画像データをオア加算したものであり、この静電潜像はカプセルトナー現像ローラ２９によって現像される。
【００５０】
図７は、上記の現像処理、及び以後の処理を模式的に示す図である。カプセルトナーホッパ１７に収容されたカプセルトナーＴは、前述の攪拌部材３３によって攪拌され、前述のように摩擦帯電によりマイナス（−）の電荷が付与されている。また、カプセルトナー現像ローラ２９には所定のバイアス電圧が印加され、カプセルトナーＴはカプセルトナー現像ローラ２９の周面に薄く静電付着している。この状態において、感光体ドラム１５とカプセルトナー現像ローラ２９は互いに摺擦し、カプセルトナー現像ローラ２９に付着していたカプセルトナーＴは静電潜像が形成されていた感光面に静電付着する。
【００５１】
このようにして感光面に静電付着したカプセルトナーＴは、感光体ドラム１５の回転に従って転写部に運ばれ、転写ローラ３１によって中間転写ベルト３５に転写される。この場合、転写ローラ３１に＋（プラス）のバイアス電圧を印加することによって、マイナス（−）のカプセルトナーＴは中間転写ベルト３５に電界付着する。その後、中間転写ベルト３５に付着したカプセルトナーＴは、発色部に配置されている超音波ラインヘッド１８によって超音波照射を受け、選択的に発色する。
【００５２】
図８（ａ），（ｂ），（ｃ） は、上記のカプセルトナーＴが超音波ラインヘッド１８によって超音波照射を受けて選択的に発色する原理を説明する図である。
図８（ａ） は、上記の発色部においてカプセルトナーＴが超音波照射を受けている状態を示す図である。ここで、矢印ＤはカプセルトナーＴの層厚を示し、破線Ｓは超音波（収束超音波）を示し、矢印ｄは超音波の収束解像度（例えば、１画素）を示している。
【００５３】
前述のように、カプセルトナーＴは大径カプセル４０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４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｙ、４１Ｋが内包されており、共振周波数の超音波を受けた小径マイクロカプセルの小径カプセル壁４２が破壊され、内部の発色剤４５が顕色剤４４と混合して反応し、発色する。
【００５４】
例えば、同図（ｂ） は、超音波ラインヘッド１８から単一の共振周波数の超音波ＳがカプセルトナーＴに照射されている状態を示している。この場合は、この共振周波数で振動する小径マイクロカプセルのみが破壊されて発色する。また、同図（ｃ） は超音波ラインヘッド１８から２つの共振周波数の超音波Ｓ１、Ｓ２がカプセルトナーＴに照射される状態を示している。この場合は、これらの共振周波数Ｓ１、又はＳ２で振動する小径カプセルが破壊されてそれぞれ発色する。
【００５５】
例えば、小径マイクロカプセル４１Ｍの小径カプセル壁４２のみが破壊されると、マゼンタ（Ｍ）色が発色する。また、小径マイクロカプセル４１Ｃの小径カプセル壁４２のみが破壊されるとシアン（Ｃ）色が発色する。また、小径マイクロカプセル４１Ｍの小径カプセル壁４２と小径マイクロカプセル４１Ｃの小径カプセル壁４２が破壊されると、赤色が発色し、小径マイクロカプセル４１Ｃの小径カプセル壁４２と小径マイクロカプセル４１Ｙの小径カプセル壁４２が破壊されると、青色が発色する。
【００５６】
図９は、超音波ラインヘッド１８によって超音波発振が行われる際のタイムチャートを示す図である。先ず、前述の主走査／副走査制御回路５５から主走査同期信号が出力されると（図９に示す▲１▼のタイミング）、最初のストローブ信号（図９に示す（１））が供給され、この時超音波ラインヘッド１８に供給されている画像データ（１）に従った超音波出力が行われる。最初は階調１のマゼンタ（Ｍ）の画像データに従った超音波出力が行われる（同図に示す▲２▼のタイミング）。次に、同様にして、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）についても階調１の画像データに従った超音波出力が行われる（同図に示す▲３▼〜▲５▼のタイミング）。
【００５７】
次に、階調２の画像データに従った超音波出力が行われ、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の画像データに従った超音波照射が前述のカプセルトナーＴに対して行われる（同図に示す▲６▼〜▲９▼のタイミング）。以下、同様にして階調３、階調４についても、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の画像データに従った超音波出力がカプセルトナーＴに対して行われる。
【００５８】
このようにして超音波ラインヘッド１８からの超音波照射を受け、印刷データに従って発色したカプセルトナーＴは中間転写ベルト３５に吸着されながら前述の転写部２２（転写ローラ３７）の位置まで移動し、記録紙Ｐに転写される。
その後、発色済みマイクロカプセルトナーは前述のように定着器２３に送られ、熱定着処理が行われる。尚、定着器２３は少なくとも熱ローラと圧接ローラとを備えている。定着器２３は、熱ローラと圧接ローラとで記録紙Ｐを挟持搬送しながら熱と圧力で発色済みマイクロトナーを溶融し、記録紙Ｐに熱定着させる。
【００５９】
以上のように、大径マイクロカプセル４０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４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｙ、４１Ｋが内包されたカプセルトナーＴを現像剤として使用し、印刷データに基づいて超音波ラインヘッド１８から超音波を照射し、選択的に小径マイクロカプセル４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｙ、４１Ｋの小径カプセル壁４２を破壊し、内部の発色剤４５と顕色剤４４を反応させて発色し、記録紙Ｐにカラー画像を印刷することができる。
【００６０】
したがって、上記のように構成することにより、従来のプリンタ装置に比べて装置を小型化することができ、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂ）の各色毎の印字位置の調整も不要になる。
また、カプセルトナーＴの補給も、単一のカプセルトナーホッパ１７に対して行えばよく、例えば使い捨てタイプの現像器ユニット（トナーユニット）を使用する場合には、１つのユニットのみの交換で済む。
【００６１】
尚、上記の説明では、超音波ラインヘッド１８を中間転写ベルト３５を挟んでカプセルトナーＴの付着面に対して反対面側に設置したが、超音波ラインヘッド１８を配設する位置はこれに限るものではない。
図１０（ａ），（ｂ），（ｃ） は、超音波ラインヘッド１８の配設位置の種々の例を示す図である。同図（ａ） は超音波ラインヘッド１８を中間転写ベルト３５の外側に配置した例を示し、同図（ｂ） は超音波ラインヘッド１８を感光体ドラム１５の感光面近傍外側に配置した例を示し、同図（ｃ） は超音波ラインヘッド１８を感光体ドラム１５の感光面内側に配置した例を示している。
【００６２】
カプセルトナーＴの発色位置の関係で見ると、図１０（ａ） では、超音波ラインヘッド１８は、図７の場合と同様に中間転写ベルト３５に転写されたカプセルトナーＴを発色させており、図１０（ｂ），（ｃ） では、超音波ラインヘッド１８は、中間転写ベルト３５に転写される前の感光体ドラム１５の感光面に静電付着した状態のカプセルトナーＴを発色させている。この場合、感光面上で小径マイクロカプセル４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｙ、又は４１Ｋが破壊されて発色し、発色済みトナーが転写ロール３１によって中間転写ベルト３５に転写されることになる。
【００６３】
また、図１０（ａ），（ｂ），（ｃ） の構成をカプセルトナーＴに対する超音波ラインヘッド１８の位置関係で見ると、図１０（ａ），（ｂ） では、超音波ラインヘッド１８をカプセルトナーＴの付着面側に配置する構成となっており、図１０（ｃ） では、図７の場合と同様にカプセルトナーＴの付着面に対して反対面側（図７では中間転写ベルト２８の内面側、図１０（ｃ） では感光体ドラム１５の内周面側）に超音波ラインヘッド１８を設置した構成となっている。
【００６４】
尚、上記の図１０（ａ），（ｂ） のように、超音波ラインヘッド１８をカプセルトナーＴの付着面側に配置する構成の場合は、中間転写ベルト３５又は感光体ドラム１５の感光面上に付着したカプセルトナーＴのトナー層と超音波ラインヘッド１８とが密着するように構成する。そのように構成することにより、音響インピーダンスが空気層によって悪影響を受けることを防止できる。
【００６５】
図１１は、超音波ラインヘッド１８をカプセルトナーＴの付着面側に設置した場合の超音波Ｓの放射状態を示す図である。尚、前述と同様、ＤはカプセルトナーＴの層厚を示し、Ｓは超音波（収束超音波）を示し、ｄは超音波の収束解像度を示す。この場合、中間転写ベルト３５又は感光体ドラム１５を介することなく、カプセルトナーＴは直接超音波照射を受けるので、より効率よく小径マイクロカプセルを破壊することができる。
【００６６】
尚、上記実施形態の説明では中間転写ベルト３５を使用したが、感光体ドラム１５から直接記録紙Ｐに発色前のカプセルトナーＴ、又は発色後のカプセルトナーＴを転写するように構成してもよい。そのように構成することにより、中間転写ベルト３５の配設を省略することができ、装置をより一層小型化することができる。
【００６７】
また、上記のように未発色トナーを直接記録紙Ｐに転写する場合は、転写部と定着器の間に超音波ラインヘッド１８を配設し、定着処理を行う前に発色処理を行う構成としてもよい。この場合でも、超音波ラインヘッド１８の配設位置は記録紙Ｐの未発色トナー付着面から行う構成としてもよく、又は反対面から行う構成としてもよい。
【００６８】
さらに、未発色トナーのまま熱定着処理を行い、その後発色処理を行う構成としてもよい。この場合も、記録紙Ｐの何れの面側にも超音波ラインヘッド１８を配設することができる。
図１２は、カプセルトナーＴの他の構成の例を示す図である。本例においては、各小径マイクロカプセル４１の構成（図には代表的に小径マイクロカプセル４１Ｍとして示している）は、小径カプセル壁４２の内側に発色剤４５が内包され、外側に顕色剤４４が位置している。さらに、小径カプセル壁４２の内部には、殻５９に内包された気泡６０が封入されている。
【００６９】
この気泡６０を上記のように内包すると、気泡６０周囲の音響インピーダンスを変化させることができる。具体的には、気泡６０の直径と気泡６０を包む殻５９の材質と厚さによって音響インピーダンスは変化し、上記要素を組み合わすことによって、共振周波数を可変することができる。
【００７０】
例えば、気泡６０を内包する場合、前述の小径カプセル壁４２の直径、厚さ、材質によって設定された共振周波数は、気泡６０の半径や殻５９の材質と厚さによって大きく左右される。したがって、例えば各小径マイクロカプセル４１毎に気泡６０のサイズ半径等を変えることによって、共振周波数を大きく変えることができる。このように構成することにより、各小径マイクロカプセル４１ごとの発色の自由度が増し、共振周波数の選択の幅も拡大することになる。
【００７１】
尚、上記気泡６０を内包する小径カプセルはマゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）全てにおいて可能であり、３種類の小径カプセル４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｙを使用する場合、又は２種類の小径カプセル４１Ｍと４１Ｃ、４１Ｙと４１Ｋを使用する場合においても適用可能である。また、上記の例では、小径マイクロカプセル４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｙ、４１Ｋの気泡６０に殻５９が形成されているが、殻５９を形成しない構成としてもよい。
【００７２】
図１３は、上記の超音波ラインヘッド１８の外観斜視図である。同図に示す超音波ラインヘッド１８は、その長手方向が主走査方向であり、短手方向が副走査方向である。そして主走査方向に後述する超音波素子が形成されている。以下、これについて具体的に説明する。
【００７３】
図１４（ａ） は、超音波ラインヘッド１８の上面図であり、同図（ｂ） は後述する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。本例で説明した超音波ラインヘッド１８は、同図（ｃ），（ｄ） に示すように、担持体６１内に５層の部材を積層して構成され、最下層（第５層）には共通電極層（アース層）６２−５が配設され、第４層には圧電素子である超音波素子６２−４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６２−３が配設され、第２層には超音波素子６２−４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６２−２が配設され、更に第１層には音響レンズ６２−１が配設されている。
【００７４】
超音波素子６２−４には個別印加電極６２−３と共通電極（アース）６２−５が接続され、個別印加電極６２−３にはそれぞれ個別配線６２−３−１が接続されて、前述の超音波出力信号が供給される。超音波素子６２−４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。
【００７５】
超音波素子６２−４で励起された超音波振動は音響インピーダンス整合層６２−２を通して音響レンズ６２−１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６２−２は上記のように、超音波素子６２−４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。
【００７６】
ところで、上述した実施の形態において、カプセルトナーＴの発色には小径マイクロカプセル４１の小径カプセル壁４２を超音波による共振によって破壊している。このように小径カプセル壁４２を破壊するには、上述したようにＰＺＴなどの圧電素子により構成された超音波ラインヘッド１８により、小径カプセル壁４２の破壊周波数の超音波を集束発生させて、各小径マイクロカプセル４１を選択的に破壊して、各色を発色させる。
【００７７】
この場合、超音波ラインヘッド１８は、ＰＺＴなどの圧電素子のチップを１列に並べてリニア・アレイとしているが、リニア・アレイの圧電素子を駆動する動作周波数はリニア・アレイを構成する圧電素子の物性値と形状サイズで決定され、高周波になるに従い、非常に薄い圧電素子を精密に並べる必要があり、極めて高度な技術を必要とする。
【００７８】
また、上記の動作周波数の中心周波数は、圧電素子の共振周波数で決定されるので広帯域で平坦な周波数特性を持たせることは原理的にできない。また、圧電素子に電圧を印加させるためには非常に多数の電気配線（図１４（ｂ） の個別印加電極層６２−３への個別配線６２−３−１参照）を必要とし構成が複雑になる。
【００７９】
また、圧電素子（超音波発生素子）により発生させた超音波を、カプセルトナーＴ内の小径マイクロカプセル４１に伝搬させるために、超音波ラインヘッド１８の超音波発生素子とカプセルトナーＴとの間に音響インピーダンスの整合をとる整合層が必要となり、それだけ発色部の構成はやや複雑になる。
【００８０】
このような圧電素子による超音波発生素子を用いず、小径マイクロカプセル４１の共振周波数で変調され、かつ十分に絞り込まれたレーザ光を用いることにより、カプセルトナーＴ内に弾牲波を発生させ（レーザー超音波法）、そこに含有される複数色の小径マイクロカプセル４１を共振させて選択的に破壊し、各色を発色させることもできる。これを、第２の実施の形態として、以下に説明する。＜第２の実施形態＞
図１５（ａ） は、第２の実施形態としてのカラー画像形成装置の主要部の構成を示す図であり、同図（ｂ），（ｃ） は発色の原理を説明する図である。同図（ａ） に示す主要部の構成は、発色現像部の構成を示している。発色現像部６３は、高出力半導体レーザ装置６４、ポリゴンミラー６５、ｆθレンズ６６、及び中間転写ドラム６７によって構成される。上記の構成のうち、高出力半導体レーザ装置６４、ポリゴンミラー６５、及びｆθレンズ６６は、既存のレーザブリンタ等で使用されているレーザユニツトを用いて構成することが容易である。
【００８１】
上記の高出力半導体レーザ装置６４は、画像データに応じた必要な波数分の正弦波変調のかかったレーザ光６８をポリゴンミラー６５に向けて照射する。
また、ポリゴンミラー６５は、同図の例では六角形を成す各辺から直角な側面が鏡面に形成され、図の矢印Ｆで示す時計回り方向に所定の速度で間歇的に回転する。
【００８２】
上記の高出力半導体レーザ装置６４から照射されるレーザ光６８はポリゴンミラー６５の一つの鏡面に照射されて反射される。この反射により光路を変更されたレーザ光６８はポリゴンミラー６５の回転に伴う鏡面の角度変化によって光路６８−１から光路６８−ｎ（ｎは主走査方向の画素数）まで遷移しながらｆθレンズ６６に入射する。
【００８３】
ｆθレンズ６６は、後方から入射するレーザ光６８−ｉ（ｉ＝１、２、・・・、ｎ）を、前方に配置されている中間転写ドラム６７上の主走査方向の画素位置に順次収束させる。
中間転写ドラム６７は、図２に示した中間転写ベルト３５に相当する部材であり、本例の場合はベルトではなくドラム状に形成されている。この中間転写ドラム６７上には、図２に示した感光体ドラム１５からカプセルトナーＴが転写されている。この転写されたカプセルトナーＴは、図６に示した論理和回路５６及び光書込ヘッド１８により画像データに応じて感光体ドラム１５上に形成された静電潜像に現像されて、中間転写ドラム６７に転写されたものである。
【００８４】
この中間転写ドラム６７上のカプセルトナーＴに、ポリゴンミラー６５及びｆθレンズ６６を介してレーザ光６８−ｉが照射される。同図（ｂ） に示すように、中間転写ドラム６７上のカプセルトナーＴに照射されるレーザ光６８−ｉの照射ビームの径６８ｋは、カプセルトナーＴの粒子径に対して十分小さくなるように絞り込まれて照射される。
【００８５】
カプセルトナーＴは、図３に示したように小径マイクロカプセル４１及び発色剤と顕色剤を内包しているが、更に表面には反射防止膜６９をコーティングされ、内部のジェル状の保持層４３には、レーザ光６８−ｉの波長に応じた光吸収剤７０が添加されている。これによりカプセルトナーＴ表面でのレーザ光６８−ｉの反射が防止されるとともに、照射されたレーザ光６８−ｉが内部に良く吸収される。
【００８６】
これにより、カプセルトナーＴの、レーザ光６８−ｉのビームが照射された直下の部分は一様に温度が上昇して加熱され急激な熱膨張を起こし、ビームが照射されない低温部分との間に歪みを発生させる。この歪の結果として内部に弾牲波が発生する（＝光弾性効果）。この弾性波はカプセルトナーＴに照射されてカプセルトナーＴ内の小径マイクロカプセル４１を共振させて選択的に破壊し、各色を発色させる。
【００８７】
上記のレーザ光６８−ｉは正弦波変調されている。このため加熱膨張による歪が変調正弦波の周波数で周期的に発生し、これが弾性波となってカプセルトナーＴの内部に伝搬し、小径マイクロカプセル４１を励振させる。このとき、レーザ光６８−ｉの変調周波数と共振周波数が一致している小径マイクロカプセル４１において膨張収縮運動が急激に成長し、小径カプセル壁４２の選択的な破壊が発生する。これにより所望の色が発色する。
【００８８】
尚、図１５（ｃ） に示すように、カプセルトナーＴに照射されるレーザ光６８−ｉの照射ビームの径６８ｋがカプセルトナーＴの粒子径よりも大きいと、カプセルトナーＴの結着樹脂の光吸収係数が大きいため、レーザ光６８−ｉがカプセルトナーＴの全域に透過して全体を加熱する。したがって、カプセルトナーＴ内に温度差が発生せず、全体が一様に膨張するのみで歪みが発生しない。その結果、弾性波も発生しない。つまり発色しない。
【００８９】
したがって、カプセルトナーＴに照射されるレーザ光６８−ｉの照射ビームの径６８ｋは、図１５（ｂ） に示すように、カプセルトナーＴの粒子径に対して十分小さくなるように絞り込まれている必要がある。
図１６（ａ） は、微小樹脂体にビーム径の異なるレーザ光を照射した場合に発生する弾性波をシミュレーションするための模型を示す図であり、同図（ｂ） はビーム径が大きい場合の照射結果を示す図であり、同図（ｃ） はビーム径が小さい場合の照射結果を示す図である。
【００９０】
図１６（ａ） に示すように、保持部７１の中に支持された微小樹脂体７２の大きさは、１５μｍ立方である。この微小樹脂体７２にビーム径の異なるレーザ光７３ａ及び７３ｂを、それぞれ個別に照射して、その場合に発生する弾性波をシミュレーションする。レーザ光７３ａのビーム径は４０μｍであって微小樹脂体７２の一辺の２倍以上、レーザ光７３ｂのビーム径は４μｍであって、微小樹脂体７２の一辺のおよそ１／４である。
【００９１】
図１６（ｂ） に示すように、ビーム径が微小樹脂体７２よりも大きいレーザ光７３ａの場合は、音圧は、ビームの入射部から奥方向へ強い状態から弱い状態になだらかに変化していき波を形成しない。
しかし、ビーム径が微小樹脂体７２よりも小さいレーザ光７３ｂの場合は、図１６（ｃ） に示すように、音圧は、ビームの入射部から奥方向へ、中心軸上ではなだらかに変化するが、図のＡ及びＢで示す側面方向に弾性波が形成される。
【００９２】
ここで、レーザ超音波法によるカプセルトナーＴの励振について更に検討する。周期的変化を伴うレーザ光を光学的に不透明な材料表面に照射すると、その表面に材料自身の光吸収係数、比熱、密度とその周囲の媒質パラメーターで決まる分布的熱源が形成される。尚、「光学的に透明・不透明」とは、光吸収係数βの逆数で光の侵入する深さの目安を与える光吸収長をＬβ（＝１／β）とすると、Ｌβ＞１のとき光学的に透明、Ｌβ＜１のとき光学的に不透明という。
【００９３】
上記の熱は、材料の熱拡散率で決まる熱拡散過程を通じて、時間的・周波数的な分布を持って材料内へ拡散して行く熱波となる。
しかし、熱波は非常に減衰の大きな波で、熱源から一波長程度の伝播で弾性波にモード変換される。すなわち、材料表面の急激な温度上昇が、材料表面近くの熱膨張につながり、弾性歪を発生させる。そして、この熱はすぐに減衰し、熱から変換された歪が弾性波として材料内部を伝播して行く。したがって、レーザ光の照射によってカプセルトナーＴを励振させるには、レーザ光の強度、変調周波数と弾性波の強度、周波数の関係を解析して定量的に把握すればよい。
【００９４】
図１７（ａ） は、そのような解析を行うための解析モデルを示す図であり、同図（ｂ） は、この解析モデルにおけるエネルギー分布を示す図である。同図（ａ） に示すように、この解析モデルは、固体７４の一点７４ａに、レーザ光（赤外光）７５を収束して照射したとき、弾性波７６が固体７４の内部に拡散していく状態を示している。そして、同図（ｂ） は、エネルギーとしての熱波及びこの熱波に基づいて発生する（変換される）弾性波の、レーザ光（赤外光）７５の照射軸方向の分布状態を示している。
【００９５】
同図（ａ），（ｂ） に示される解析モデルを使用して解析手順を以下のように進めていくことにする。
先ず、▲１▼分布的熱源を定式化する。つまり、周期的に照射したレーザビームの光強度分布および物質の光吸収による物質内の光強度分布を求め、それを熱に変換し、分布的な熱源として定式化する。
【００９６】
次に、▲２▼歪みを伴う場での熱拡散方程式を求める。つまり、弾性波動の伝播により物質の変位（歪み）が発生し、断熱状態にある物質は圧縮されれば温度が上がり、膨張すれば温度が下がる（熱弾性効果と言う）が、この歪みによる温度変化と、熱源からの熱拡散を重ね合わせた熱拡散（伝導）方程式を導出する。
【００９７】
更に、▲３▼熱拡散を伴う場での弾性波動方程式を求める。つまり、熱の拡散に伴い熱膨張が発生し、物質内に変位（歪み）が現れるが、この波動の伝播による物質内の変位（歪み）と、この熱拡散による変位（歪み）を重ね合わせた波動方程式を導出する。
【００９８】
そして最後に、▲４▼分布的熱源のもとで、熱拡散方程式と弾性波動方程式を連立して解く。これにより、物質内の温度分布、変位分布が求まる。
これを具体的に、「ａ．歪みを伴う場での熱拡散方程式の導出」と「ｂ．熱拡散を伴う場での弾性波動方程式の導出」に分けて説明する。
図１８は、上記の「ａ．歪みを伴う場での熱拡散方程式の導出」及び「ｂ，熱拡散を伴う場での弾性波動方程式の導出」の説明において、その前提として設定される条件を示す図である。同図に示すように、以下の説明ではＸ軸に垂直で厚さがΔｘなる単位面積の薄い層を考えるものとする。
＜ａ．歪みを伴う場での熱拡散方程式の導出＞
波動の伝播により媒質の変位（歪み）が発生する。断熱状態にある媒質は圧縮されれば温度が上がり、膨張すれば温度が下がる（熱弾性効果と言う）。この歪みによる温度変化と、熱源からの熱拡散を重ね合わせた熱拡散（伝導）方程式を導出する。
【００９９】
この場合、Ｘ軸に垂直で厚さがΔｘなる単位面積の薄い層において、Ｘ方向のみの熱の出入りを考える。
まず、層内に歪み、熱源がない場合を考える。
【０１００】
Δｔ時間の間にｘ０ の面に流れ込む熱量をＱｘ 、ΔＸ離れた面から出て行く熱量をＱｘ ＋ΔＱｘ とすると、Ｑｘ の変化分ΔＱｘ は
ΔＱｘ ＝（∂Ｑｘ ／∂ｘ）ΔＸ
と表される。よって、
の熱量が、この層内に蓄積されたことになり、層内の温度が上昇する。
【０１０１】
いま、時刻ｔにこの層内の温度がＴであり、Δｔ時間後にＴ＋ΔＴに温度が変化したとする。温度変化ΔＴは時刻ｔがΔｔだけ増加したための変化分であるから、
ΔＴ＝（∂Ｔ／∂ｔ）Δｔ
と表される。
【０１０２】
この温度変化ΔＴに必要な熱量が先のΔＱでまかなわれることになるから、比熱（Ｊ／（ｋｇ・Ｋ）をＣ、密度（ｋｇ／ｍ３）をρとして
ΔＱ＝比熱・質量・温度変化量
となる。
【０１０３】
一方、熱拡散（伝導）により流れる熱量は、温度勾配とその方向に垂直な断面積および時間に比例し、その比例定数が熱伝導率κ（Ｗ／（ｍ・Ｋ）であるから、ｘ方向にΔｔ時間に断面積ΔＳを通って流れる熱量ｑｘ は、
ｑｘ ＝−κΔＳΔｔ（∂Ｔ／∂ｘ）
で表される（熱は高温から低温へと流れるので、流れは温度勾配の負の方向となる為、負号が付く）。これを単位断面積当り流れる熱量で考えると、次のようになる。
【０１０４】
Ｑｘ ＝−κΔｔ（∂Ｔ／∂ｘ）
これを（１）式に代入すると
ΔＱ＝（∂／∂ｘ）｛κΔｔ（∂Ｔ／∂ｘ）｝Δｘ
この式と（２）式と等置すると
Ｃρ（∂Ｔ／∂ｔ）＝（∂／∂ｘ）｛κ（∂Ｔ／∂ｘ）｝
媒質が均一であり温度変化があまり大きくなければ、熱伝導率κは定数とし、次のようになる。
【０１０５】
ρＣ（∂Ｔ／∂ｔ）＝κ（∂２ ・Ｔ／∂ｘ２ ）
次に、層内に熱源がある場合を考える。
（１）式が層内に蓄積された熱量であるから、層内に熱源がある場合はこれに熱源の熱量Ｈを加算する。層内の熱量は次のようになる。
【０１０６】
ΔＱ＝−（∂Ｑｘ ／∂ｘ）Δｘ＋Ｈ
同様の手順で熱拡散（伝導）方程式を導くと次のようになる。
ρＣ（∂Ｔ／∂ｔ）＝κ（∂２ ・Ｔ／∂ｘ２ ）＋Ｈ
＜ｂ．熱拡散を伴う場での弾性波動方程式の導出＞
熱の拡散に伴い熱膨張が発生し、媒質内に変位（歪み）が現れる。波動の伝播による媒質内の変位と、この熱拡散による変位を重ね合わせた波動方程式を導出する。
【０１０７】
この場合、Ｘ軸に垂直で厚さがΔｘなる単位面積の薄い層において、まず、弾性波により媒質が変位して発生する応力変化を考える。
弾性波が存在しない時は媒質は静止しているが、弾性波が存在する時、媒質はＸ方向にｕだけ変位しているとする。ｘ＝ｘ０ の場所でｕ＝ｕ０ とすると、
ｘ＝ｘ０ ＋Δｘの場所でｕ＝ｕ０ ＋（∂ｕ／∂ｘ）Δｘと表せる。
【０１０８】
このような変位があると、いま取り上げている層の厚さの増加は
ｕ０ ＋（∂ｕ／∂ｘ）Δｘ−ｕ０ ＝（∂ｕ／∂ｘ）Δｘ
単位断面積の層を考えているから、これが体積の増加分になる。
この体積増加による圧力ｐ１ の変化を考える。この場合、圧力の増加は体積の減少の割合に比例し、この比例定数が弾性率（ヤング率）Ｅでである。元の体積はΔｘ・１であるから、体積増加の割合は∂ｕ／∂ｘと表せる。よって、
ｐ１ ＝−Ｅ（∂ｕ／∂ｘ） ・・・（３）
次に、熱拡散により媒質が熱膨張して発生する応力変化を考える。
【０１０９】
ｘ＝ｘ０ の場所での温度をＴ＝Ｔ０ とすると、
ｘ＝ｘ０ ＋Δｘの場所でＴ＝Ｔ０ ＋（∂Ｔ／∂ｘ）Δｘと表せる。層の間の温度増加は
Ｔ０ ＋（∂Ｔ／∂ｘ）Δｘ−Ｔ０ ＝（∂Ｔ／∂ｘ）Δｘ
媒質の熱膨張率αは「（体積増加量／温度増加量）／元の体積」で、定義されているから、
左辺は体積増加の割合である。この場合は、圧力の増加は体積の増加の割合にｘ例するから、これに伴い生じる圧力（応力）ｐ２ は
次に媒質のこの部分（単位面積の層）の運動方程式を考える。
【０１１０】
媒質の密度をρ、層厚をΔｘとすれば、この部分の質量はρΔｘである。この部分に加わる力ｆは、ｘ＝ｘ０ とｘ＝ｘ０ ＋Δｘの両面の圧力の差によるものであるから、
この力が慣性力（＝質量×加速度）と釣り合うのであるから、
ρΔｘ（∂２ ・ｕ／∂ｔ２ ）＝−（∂ｐ／∂ｘ）Δｘ
∴ ρ（∂２ ・ｕ／∂ｔ２ ）＝−∂ｐ／∂ｘ
いまの場合、この式の右辺の圧力ｐは上で求めた（３）と（４）の合力であるから、
この（５）式が、熱拡散を伴う場での弾性方程式である。
【０１１１】
この方程式により、図１７の解析モデルにおける固体７４をマイクロカプセルＴとしたときの、それに内包される所望の小径マイクロカプセル４１を弾性波によって破壊するために必要なレーザビームの強度を求めることができる。
ところで、上記第２の実施の形態では、レーザ光を直接カプセルトナーＴに照射してカプセルトナーＴ内に弾牲波を発生させているが、レーザ光を固体に照射して、その固体に弾牲波を発生させ、その弾性波によって、固体に接する媒質に超音波を発生させるようにしても良い。そして、この超音波によってカプセルトナーＴの所望の小径マイクロカプセルを選択的に破壊する方法もある。これを第３の実施の形態として以下に説明する。
＜第３の実施形態＞
図１９（ａ） は、第３の実施形態としてのカラー画像形成装置の主要部の構成を示す図であり、同図（ｂ） はその超音波ラインヘッドを取り出して示す斜視図、同図（ｃ） はそのＨ−Ｈ´矢視断面図、同図（ｄ） はその素子から超音波を照射する例を示す図である。
【０１１２】
同図（ａ） に示す主要部の構成は、発色現像部の超音波発生部の構成を示している。超音波発生部７７は、高出力半導体レーザ装置７８、ポリゴンミラー７９、ｆθレンズ８１、及び超音波ラインヘッド８２によって構成される。この場合も上記の構成のうち、高出力半導体レーザ装置７８、ポリゴンミラー７９、及びｆθレンズ８１は、既存のレーザブリンタ等で使用されているレーザユニツトを用いて構成することが容易である。
【０１１３】
上記の高出力半導体レーザ装置７８は、画像データに応じた必要な波数分の正弦波変調のかかったレーザ光８３をポリゴンミラー７９に向けて照射する。
また、ポリゴンミラー７９は、この場合も六角形を成す各辺から直角な側面が鏡面に形成され、図の矢印Ｇで示す反時計回り方向に所定の速度で間歇的に回転する。
【０１１４】
上記の高出力半導体レーザ装置７８から照射されるレーザ光８３はポリゴンミラー７９の一つの鏡面に照射されて反射される。この反射により光路の変移したレーザ光８３はポリゴンミラー７９の回転に伴う鏡面の角度変化によって光路８３−１から光路８３−ｎ（ｎは超音波ラインヘッド８２の素子数つまり主走査方向の画素数）まで遷移しながらｆθレンズ８１に入射する。
【０１１５】
ｆθレンズ８１は、後方から入射するレーザ光８３−ｉ（ｉ＝１、２、・・・、ｎ）を、前方に配置されている超音波ラインヘッド８２の主走査方向に配列された各超音波素子８４に順次収束させる。
上記の超音波ラインヘッド８２は、同図（ｂ），（ｃ） に示すように、保持部材８５と、この保持部材８５の長手方向（主走査方向）に所定の間隔で１列に配列して配置され全体を上下から保持部材８５により挟まれるようにして保持されて前後の面が露出した上記の超音波素子８４とで構成される。上記の超音波素子８４は、適宜の金属、例えばアルミニウム等の柱状の金属体から成り、後述するように照射する超音波の媒質内における波長に対して、十分大きくなるように金属柱の長さ（前後方向の寸法）を確保するように形成されている。
【０１１６】
また、保持部材８５は隣接する超音波素子８４の弾性波同士が影響を与え合わないように、超音波素子８４とは音響インピーダンスの異なる物質で構成する。なお、超音波素子８４は、金属体に限るものではない。光吸収長が短い（金属は１０−８ ｍ程度）弾性体ならば、金属でなくともよい。
【０１１７】
同図（ａ） に示すように、高出力半導体レーザ装置７８からは、正弦波変調されたレーザ光８３が照射され、このレーザ光８３がポリゴンミラー７９及びｆθレンズ８１を介してレーザ光８３−ｉとなって超音波ラインヘッド８２に照射される。
【０１１８】
このレーザ光８３−ｉは、同図（ｄ） に示すように、各超音波素子８４に後方から順次入射する。このとき、必要な波数分の照射を１つの超音波素子８４の所で照射できるように、ポリゴンミラー７９の回転の間歇期間を調整する。
レーザ光８３−ｉを照射された超音波素子８４内には弾性波が発生する。この弾性波は、超音波素子８４の前端面から超音波８６となって前方の媒質（例えば空気又は水又はマイクロトナーＴ）に照射される。すなわち、この超音波８６の照射部分に所定のカプセルトナーＴが位置するのように制御すれば、そのカプセルトナーＴを所望の色に発色させることができる。
【０１１９】
上記のカプセルトナーＴは、図６に示した論理和回路５６及び光書込ヘッド１８により画像データに応じて、図１０（ｂ） の場合と同様に、感光体ドラム１５上に形成された静電潜像に現像されたカプセルトナーＴであっても良く、又は、感光体ドラム１５上に現像されたカプセルトナーＴが図１５（ａ） の場合と同様に中間転写ドラム６７、又は図１０（ａ） の場合と同様に中間転写ベルト３５に転写されたもの、又は特には図示しないが直接記録媒体上に転写されたものであってもよい。
【０１２０】
尚、本例の場合、レーザ光８３−ｉが照射される超音波素子８４の一方の端面にレーザ光の吸収を良くする表面処理を施すと更に良い超音波の照射効率が向上する。
図２０（ａ） は、上記の超音波の発生と伝播状態をシミュレーションするために金属体としてアルミニウムの小片を用い、超音波の伝播路として水を用いた模型を示す図であり、同図（ｂ） は超音波の伝播状態の観察結果を示す図、同図（ｃ） は中心軸上の音圧の変化を示す図である。
【０１２１】
図２０（ａ） に示す模型は、所定の形状の不図示の容器内に収容された所定量の水８７と、その水面に接して配置されたアルミニウム小片８８から成る。このアルミニウム小片８８の寸法は６０μｍφ×１００μｍ長である。
同図（ｂ） は、上記のアルミニウム小片８８の上端面に２０ＭＨｚの正弦波変調レーザ光８９を同図（ａ） に示すように照射した場合に、媒質（水）内を超音波が伝播する様子をシミュレーションした場合の例を示す図である。超音波がアルミニウム小片８８の軸線上に沿って伝播しながら広がっていく様子が良く示されている。
【０１２２】
この模型では、同図（ｄ） に示すように、超音波のアルミニウム小片８８の中心軸延長線上の水中の音圧は、およそ距離１００×２μｍのところを中心として最大となり、そののち減衰している。この最大のところが例えばマイクロカプセルトナーＴの中心となるように全体を配置すればよい。
【０１２３】
本例の構成は、単純な材質と構成で超音波リニア・アレイが実現できること、必要に応じたサイズに構成でき特に微細化が容易であること、広帯域で平坦な周波数特性の超音波リニア・アレイが実現できること、及び圧電素子で超音波リニア・アレイを構成する場合のように各素子に電圧を印加するための多数の配線（図１４（ｂ） の個別配線６２−３−１参照）を全く必要としない、などの利点がある。
【０１２４】
図２１（ａ） は、第３の実施形態の変形例としての超音波ラインヘッドの構成を示す斜視図であり、同図（ｂ） は、そのＪ−Ｊ´矢視断面図、同図（ｃ） はその素子から超音波を照射する状態を示す図である。
この図２１（ａ） に示す本変形例の超音波ラインヘッドも、図１９（ａ） に示した超音波ラインヘッド８２と同様に，超音波発生部７７の中の一構成として高出力半導体レーザ装置７８、ポリゴンミラー７９、及びｆθレンズ８１と共に配置される。
【０１２５】
図２１（ａ） に示す本変形例の超音波ラインヘッド９０も、同図（ａ），（ｂ） に示すように、保持部材９１と、この保持部材９１の長手方向（主走査方向）に所定の間隔で１列に配列して配置され全体を上下から保持部材９１により挟まれるようにして保持された超音波素子９２とで構成される。ただし、本変形例の場合は、超音波素子９２は、円柱体ではなく、同図（ａ） に示すように方形の角柱体で構成されている。また、この超音波素子９２は、外部に露出する前後の端面のうち、同図（ｂ），（ｃ） に示すように後端面９２−１は平面であり、前端面９２−２は凹形に形成されている。
【０１２６】
この場合も、上記の超音波素子９２は、適宜の金属、例えばアルミニウム等の金属体から成る。また、保持部材９１は隣接する超音波素子９２の弾性波同士が影響を与え合わないように、超音波素子９２とは音響インピーダンスの異なる物質で構成されている。
【０１２７】
もちろん、超音波素子９２は、金属体に限るものではなく、光吸収長が短い（金属は１０−８ ｍ程度）弾性体ならば、金属でなくともよい。
この超音波ラインヘッド９０の超音波素子９２の後端面９２−１には、図２１（ｃ） に示すように、図９（ａ） に示す高出力半導体レーザ装置７８から照射された正弦波変調されたレーザ光８３がポリゴンミラー７９及びｆθレンズ８１を介して、レーザ光８３−ｉとなって入射される。この場合も、必要な波数分の照射を１つの超音波素子９２の所で照射できるように、ポリゴンミラー７９の回転の間歇期間を調整する。
【０１２８】
レーザ光８３−ｉを照射された超音波素子９２内には弾性波が発生する。この弾性波は、超音波素子９２の凹形に形成された前端面から超音波９３となって前方に効率よく収束されて照射される。この場合も、この超音波９３の照射部分に所定のカプセルトナーＴが位置されるように全体が制御される。
【０１２９】
尚、本変形例では超音波素子９２の前端面が凹形に形成されているが、これに限ることなく、金属柱内の弾性波速度と媒質内の超音波速度によっては凸面に形成しても、出射される超音波を効率よく収束させることができる。
＜第４の実施形態＞
図２２（ａ） は、第４の実施の形態としての超音波ラインヘッドの構成を示す斜視図であり、同図（ｂ） は、そのＫ−Ｋ´矢視断面図、同図（ｃ） はその素子から超音波を照射する状態を示す図、同図（ｄ） は、それを詳細に示す拡大図である。
【０１３０】
この図２２（ａ），（ｂ） に示す本例の超音波ラインヘッド９５も、図１９（ａ） に示した超音波ラインヘッド８２と同様に，超音波発生部７７の中の一構成として高出力半導体レーザ装置７８、ポリゴンミラー７９、及びｆθレンズ８１と共に配置される。
【０１３１】
図２２（ａ），（ｂ） に示すように、この超音波ラインヘッド９５では、超音波素子は金属薄片９６によって形成されており、この金属薄片９６の一方の面（後面）９６−１が、光透過性の（光学的に透明な）保持部材９７の一方の端面９７−１に接して配置されている。その配置は、この場合も保持部材９７の主走査方向に所定の間隔すなわち主走査方向の画素数に対応する間隔で配置されている。
【０１３２】
そして、金属薄片９６の他方の面（前面）９６−２は、超音波収束のための音響マイクロレンズで被覆されている。また、図２２（ｄ） に示すように、保持部材９７の他方の端面９７−２には、レーザ光の反射を抑制する反射防止膜９９が表面にコーティングされている。
【０１３３】
この超音波ラインヘッド９５の超音波素子９６の後端面９６−１には、図２２（ｃ） に示すように、図９（ａ） に示す高出力半導体レーザ装置７８から照射された正弦波変調されたレーザ光８３がポリゴンミラー７９及びｆθレンズ８１を介してレーザ光８３−ｉとなって更に光透過性の保持部材９７を介して入射される。このとき、レーザ光８３−ｉは、保持部材９７の入射面が反射防止膜９９によって表面コーティングされていることによって効率よく保持部材９７内を透過して超音波素子９６の後端面９６−１に焦点するように収束する。
【０１３４】
この場合も、必要な波数分の照射を１つの超音波素子９６の所で照射できるように、ポリゴンミラー７９の回転の間歇期間を調整する。
レーザ光８３−ｉを照射された超音波素子９６内には光弾性効果により弾性波が発生する。この弾性波は、超音波素子９６前面９６−２に形成されている音媒質としての音響マイクロレンズ９８内に放射され超音波１００となり効率よく収束されながら前方に照射される。この場合も、この超音波１００の照射部分に所定のカプセルトナーＴが位置されるように全体が制御される。
【０１３５】
また、第３又は第４の実施形態では、超音波ラインヘッドを画像形成装置のマイクロトナーの発色用ヘッドとしたが、これに限ることなく、超音波素子となる弾性体として用途に応じたサイズの弾性体を用い、これらの一方の端面に正弦波変調されたレーザ光を順次照射し、弾性体内に光弾性効果による弾性波を発生させ、この弾性波を上記弾性体の他方の端面に接する媒質内に伝播させるようにした超音波リニア・アレイとして構成して用途に限定なく用いることができる。
【０１３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、マイクロカプセルトナー内部の小径マイクロカプセルを保持する樹脂体がレーザ光の変調周波数で直接的に励振されるので、超音波発生素子を使用した場合に必要となる超音波整合層が不要となり、発色現像部の構成が簡潔になって生産能率が向上する。
【０１３７】
また、既存のレーザブリンタ等で使用されているレーザユニツトを使用できるので、マイクロカプセルトナー方式の画像形成装置を安価に生産することができて便利である。
また、レーザ光を弾性体に照射し、光弾性効果により弾性体に弾性波を発生させ、この弾性波による超音波をマイクロカプセルトナーに照射して内部の小径マイクロカプセルを選択的に発色させるので、単純な材質と構成で全体の作製が容易であり、かつ超音波の周波数はレーザ光の変調周波数で決定されるので広帯域で平坦な周波数特性の超音波リニア・アレイを構成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態としてのカラー画像形成装置の全体構成図である。
【図２】第１の実施形態のカラー画像形成装置の画像形成部の拡大図である。
【図３】第１の実施形態のカラー画像形成装置に用いられるカプセルトナーＴの構造を示す図である。
【図４】カプセルトナーＴ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５】第１の実施形態のカラー画像形成装置の全体構成における電源及び制御部の制御部の制御回路の構成を説明する図である。
【図６】制御部の制御回路における印字制御部の具体的な回路ブロック図である。
【図７】第１の実施形態のカラー画像形成装置にける現像処理及び以後の処理を模式的に示す図である。
【図８】（ａ），（ｂ），（ｃ） はカプセルトナーＴが超音波ラインヘッドによって超音波照射を受けて選択的に発色する原理を説明する図である。
【図９】超音波ラインヘッドによって超音波発振が行われる際のタイムチャートを示す図である。
【図１０】（ａ），（ｂ），（ｃ） は超音波ラインヘッドの配設位置の種々の例を示す図である。
【図１１】超音波ラインヘッドをカプセルトナーＴの付着面側に設置した場合の超音波の放射状態を示す図である。
【図１２】カプセルトナーＴの他の構成の例を示す図である。
【図１３】超音波ラインヘッドの外観斜視図である。
【図１４】（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１５】（ａ） は第２の実施形態としてのカラー画像形成装置の主要部の構成を示す図、（ｂ），（ｃ） は発色の原理を説明する図である。
【図１６】（ａ） は微小樹脂体にビーム径の異なるレーザ光を照射した場合に発生する弾性波をシミュレーションするための模型図、（ｂ） はビーム径が大きい場合の照射結果を示す図、（ｃ） はビーム径が小さい場合の照射結果を示す図である。
【図１７】（ａ） はカプセルトナーＴを励振させる解析を行うための解析モデルを示す図、（ｂ） はその解析モデルにおけるエネルギー分布を示す図である。
【図１８】歪みを伴う場での熱拡散方程式の導出及び熱拡散を伴う場での弾性波動方程式の導出の説明において前提として設定される条件を示す図である。
【図１９】（ａ） は第３の実施形態としてのカラー画像形成装置の主要部の構成を示す図、（ｂ） はその超音波ラインヘッドを取り出して示す斜視図、（ｃ） はそのＨ−Ｈ´矢視断面図、（ｄ） はその素子から超音波を照射する例を示す図である。
【図２０】（ａ） は超音波の発生と伝播状態をシミュレーションするために金属体としてアルミニウムの小片を用い超音波の伝播路として水を用いた模型を示す図、（ｂ） は超音波の伝播状態の観察結果を示す図、（ｃ） は中心軸上の音圧の変化を示す図である。
【図２１】（ａ） は第３の実施形態の変形例としての超音波ラインヘッドの構成を示す斜視図、（ｂ） はそのＪ−Ｊ´矢視断面図、（ｃ） はその素子から超音波を照射する状態を示す図である。
【図２２】（ａ） は第４の実施の形態としての超音波ラインヘッドの構成を示す斜視図、（ｂ） はそのＫ−Ｋ´矢視断面図、（ｃ） はその素子から超音波を照射する状態を示す図、（ｄ） はそれを詳細に示す拡大図である。
【図２３】従来の電子写真方式の所謂タンデム方式のカラー画像形成装置の例を示す図である。
【符号の説明】
１Ｍ、１Ｃ、１Ｙ、１Ｋ 画像形成部
２Ｍ、２Ｃ、２Ｙ、２Ｋ 現像器
３Ｍ、３Ｃ、３Ｙ、３Ｋ 光書込ヘッド
４Ｍ、４Ｃ、４Ｙ、４Ｋ 感光体ドラム
５ 搬送ベルト
Ｐ 記録紙
６ 熱定着器
１０ カラー画像形成装置
１１ 画像形成部
１２ 給紙部
１３ 用紙搬送部
１４ 電源及び制御部
１５ 感光体ドラム
１６ 光書込ヘッド
１７ カプセルトナーホッパ
１８ 超音波ラインヘッド
１９ カセット
２１ 給紙コロ
２２ 転写部
２３ 定着器
２４ 排紙ローラ
２５ 用紙スタッカ
２６ 電源部
２７ 制御部（制御回路）
２８ 帯電ローラ
２９ カプセルトナー現像ローラ
３１ 転写ローラ
３２ クリーナ
Ｔ カプセルトナー
３３ 攪拌部材
３４ カプセルトナー供給ローラ
３５ 中間転写ベルト
３６ 収容ローラ
３７ 対向ローラ
３７ 転写ローラ
３８ ベルトクリーナ
４０ 大径マイクロカプセル
４１（４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｙ、４１Ｋ） 小径マイクロカプセル
４２ 小径カプセル壁
４３ 保持層
４４ 顕色剤
４５ 発色剤
４６ インターフェース（Ｉ／Ｆ）
４７ 印字制御部
４８ ＣＰＵ
４９ ＲＡＭ
５０ ＲＯＭ
５１ ＲＧＢ入力
５２ 操作パネル
５３ プリンタコントローラ
５４ 印字部
５５ 主走査／副走査制御回路
５６ 論理和回路
５７ 発振回路
５８Ｍ マゼンダ発色制御回路
５８Ｃ シアン発色制御回路
５８Ｙ イエロー発色制御回路
５８Ｋ ブラック発色制御回路
５９ 殻
６０ 気泡
６１ 担持体
６２−１ 音響レンズ
６２−２ 音響インピーダンス整合層
６２−３ 個別印加電極層
６２−３−１ 個別配線
６２−４ 超音波素子
６２−５ 共通電極層（アース層）
６３ 発色現像部
６４ 高出力半導体レーザ装置
６５ ポリゴンミラー
６６ ｆθレンズ
６７ 中間転写ドラム
６８（６８ｉ（ｉ＝１、２、・・・、ｎ）） レーザ光
６８ｋ レーザビーム径
６９ 反射防止膜
７０ 光吸収剤
７１ 保持部
７２ 微小樹脂体
７３ａ、７３ｂ レーザ光
７４ 微細樹脂などの固体
７４ａ 一点
７５ レーザ光（赤外光）
７６ 弾性波
７７ 超音波発生部
７８ 高出力半導体レーザ装置
７９ ポリゴンミラー
８１ ｆθレンズ
８２ 超音波ラインヘッド
８３（８３−ｉ（ｉ＝１、２、・・・、ｎ）） レーザ光
８４ 超音波素子
８５ 保持部材
８６ 超音波
８７ 水
８８ アルミニウム小片
８９ 正弦波変調レーザ光
９０ 超音波ラインヘッド
９１ 保持部材
９２ 超音波素子
９２−１ 後端面
９２−２ 前端面
９３ 超音波
９５ 超音波ラインヘッド
９６ 金属薄片
９６−１ 後面
９７ 保持部材
９７−１ 一方の端面
９７−２ 他方の端面
９８ 音響マイクロレンズ
９９ 反射防止膜
１００ 超音波
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ光の照射により発生させた弾性波によりマイクロカプセルトナーの小径マイクロカプセルを破壊して所望の色を発色させて印刷を行うカラー画像形成方法及びカラー画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、パーソナルコンピュータを中心とした情報機器としてのコンピュータの普及に伴って、その周辺機器のひとつとしてプリンタ装置が普及している。このプリンタ装置には各種の方式のカラープリンタが提案されている。特に、電子写真方式、熱転写方式、インクジェット方式の各方式のプリンタ装置は著しい進歩を遂げており、それらで形成されるカラー画像は、美麗さや解像度の点でも、古くから用いられてきたアナログカメラの銀塩写真に匹敵し、これにとって代わる勢いである。
【０００３】
図２３は、電子写真方式の所謂タンデム方式のカラー画像形成装置の例を示す図である。同図に示すように、タンデム方式のカラー画像形成装置は、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の４つの画像形成部１Ｍ、１Ｃ、１Ｙ、１Ｋを有し、各画像形成部１Ｍ、１Ｃ、１Ｙ、１Ｋには、それぞれに対応する現像器２Ｍ、２Ｃ、２Ｙ、２Ｋが配設されている。
【０００４】
記録紙Ｐは、搬送ベルト５の矢印Ａで示す反時計回り方向への循環移動に伴って破線矢印Ｂで示すように搬送される。この間各画像形成部１Ｍ、１Ｃ、１Ｙ、１Ｋの光書込ヘッド３Ｍ、３Ｃ、３Ｙ、３Ｋから対応する感光体ドラム４Ｍ、４Ｃ、４Ｙ、４Ｋに光書込みが行われ、その光書込みによる静電潜像に対して現像器２Ｍ、２Ｃ、２Ｙ、２Ｋによるそれぞれの色のトナー像が現像される。
【０００５】
トナー像が現像された感光体ドラム４Ｍから記録紙Ｐに対してマゼンタ（Ｍ）のトナー像の転写が行われ、以後シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の順に、各色のトナー像が重ねられて記録紙Ｐへ転写される。その後、熱定着器６によって定着処理が行われ、上記トナー像は記録紙Ｐに熱定着され、機外に排出される。
【０００６】
また、上記従来の方式に対し、新規な方式として、光や熱等の外部刺激に応答するマイクロカプセルを含有するインク層を予めコーティングした専用の記録紙を用い、これに画像情報に対応した光や熱を付与して画像形成を行う装置も提案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の電子写真方式のカラー画像形成装置は、記録紙Ｐとして普通紙を使用できる点で優れているが、色別に複数のインクやトナーが必要である点で、消耗品の管理が煩雑となる。
【０００８】
また、例えば現像器や画像形成部を複数（例えば、４個）内蔵する必要があり、部品点数が増し、装置も大型化する。そして、これら各色の位置合わせには高い精度が要求されるため、工場での組み立て作業に時間がかかって作業能率の低下要因となる。また、さらに、構造も複雑化し、装置の軽量化の面からも不利である。
【０００９】
一方、マイクロカプセルを含有するインク層を予めコーティングした専用の記録紙を用いる方式のカラー画像形成装置の場合は、基本的に記録紙全面にインクを塗布することから、コストアップの原因になる。また普通紙が使用できないという問題もある。さらに、複数色の印字工程を繰り返すことから、色ずれ管理が難しく、装置の複雑化が避けられないという問題も有している。
【００１０】
本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、所定の変調周波数のレーザ光の照射により発生する弾性波の刺激により画像情報に応じた所望の色を発色するマイクロカプセルトナーを用いて印刷処理を行うカラー画像形成方法及びカラー画像形成装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
先ず、請求項１記載の発明（第１の発明）のカラー画像形成方法は、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に分散した、マイクロカプセルトナーを用いるカラー画像形成方法であって、画像情報に応じて上記マイクロカプセルトナーを印字媒体上に最終的に転写定着すべく、中間転写媒体を介して若しくは直接的に上記印字媒体に付与する工程と、上記印字媒体に付与される上記マイクロカプセルトナーに対して上記画像情報中の色成分情報に対応した所定の変調周波数のレーザ光を照射して弾性波を発生させることにより上記複数種の小径マイクロカプセルのうちの所定のカプセル壁を選択的に破壊して所定の反応性物質が互いに拡散混合して発色反応を生じさせる発色工程と、を少なくとも実行して上記印字媒体上に発色したトナーに基づくカラー画像を形成するように構成される。
【００１２】
上記マイクロカプセルトナーは、例えば請求項２記載のように、上記レーザ光の反射を抑制する反射防止膜を表面にコーティングされて成り、また、例えば請求項３記載のように、上記レーザ光の吸収効率を上げる光吸収剤を内部の結着樹脂に添加して構成される。
【００１３】
次に、請求項４記載の発明（第２の発明）のカラー画像形成方法は、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に分散した、マイクロカプセルトナーを用いるカラー画像形成方法であって、画像情報に応じて上記マイクロカプセルトナーを印字媒体上に最終的に転写定着すべく、中間転写媒体を介して若しくは直接的に上記印字媒体に付与する工程と、上記印字媒体に付与される上記マイクロカプセルトナーに対して上記画像情報中の色成分情報に対応した色に上記マイクロカプセルトナーを発色させるべく配置された超音波ラインヘッドの各超音波素子に所定の変調周波数のレーザ光を照射して所望の上記超音波素子に弾性波を発生させることにより該超音波素子から超音波を上記マイクロカプセルトナーに照射させ上記超音波により上記複数種の小径マイクロカプセルのうちの所定のカプセル壁を選択的に破壊して所定の反応性物質が互いに拡散混合して発色反応を生じさせる発色工程と、を少なくとも実行して上記印字媒体上に発色したトナーに基づくカラー画像を形成するように構成される。
【００１４】
上記超音波素子は、例えば請求項５記載のように、柱状体に形成され、上記超音波ラインヘッドの主走査方向の画素数に応じた数で、保持部材の主走査方向に所定の間隔で配置され、上下から上記保持部材により挟まれるようにして保持されて前後の端面が外部に露出した金属体から成る。
【００１５】
この場合、上記柱状体は、例えば請求項６記載のように、円柱体であっても良く、また、例えば請求項７記載のように、方形の柱状体であってもよい。また、上記柱状体は、例えば請求項８記載のように、レーザ光入射面を平面に形成され、超音波射出面を平面、凹面、又は凸面に形成されている。そして、上記レーザ光入射面は、例えば請求項９記載のように、レーザ光の反射を抑制する反射防止膜を表面にコーティングされて構成される。
【００１６】
このカラー画像形成方法において、上記超音波素子は、例えば請求項１０記載のように、金属薄片で形成され、該金属薄片の一方の面を上記レーザ光の入射面として光透過性の保持部材の一方の端面に接し、上記保持部材の主走査方向に所定の間隔で配置され、上記金属薄片の他方の面を射出超音波収束のための音響マイクロレンズで被覆されて構成される。
【００１７】
続いて、請求項１１記載の発明（第３の発明）のカラー画像形成装置は、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に分散した、マイクロカプセルトナーを用いるカラー画像形成装置であって、画像情報に応じて上記マイクロカプセルトナーを印字媒体上に最終的に転写定着すべく、中間転写媒体を介して若しくは直接的に上記印字媒体に付与する付与手段と、上記印字媒体に付与される上記マイクロカプセルトナーに対して上記画像情報中の色成分情報に対応した所定の変調周波数のレーザ光を照射して弾性波を発生させることにより上記複数種の小径マイクロカプセルのうちの所定のカプセル壁を選択的に破壊して所定の反応性物質が互いに拡散混合して発色反応を生じさせる発色手段と、を少なくとも有して上記印字媒体上に発色したトナーに基づくカラー画像を形成するように構成される。
【００１８】
上記マイクロカプセルトナーは、例えば請求項１２記載のように、上記レーザ光の反射を抑制する反射防止膜を表面にコーティングされて成り、また、例えば請求項１３記載のように、上記レーザ光の吸収効率を上げる光吸収剤を内部の結着樹脂に添加して構成される。
【００１９】
最後に、請求項１４記載の発明（第４の発明）のカラー画像形成装置は、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に分散した、マイクロカプセルトナーを用いるカラー画像形成装置であって、画像情報に応じて上記マイクロカプセルトナーを印字媒体上に最終的に転写定着すべく、中間転写媒体を介して若しくは直接的に上記印字媒体に付与する付与手段と、上記印字媒体に付与される上記マイクロカプセルトナーに対して上記画像情報中の色成分情報に対応した色に上記マイクロカプセルトナーを発色させるべく配置された超音波ラインヘッドの各超音波素子に所定の変調周波数のレーザ光を照射して所望の上記超音波素子に弾性波を発生させることにより該超音波素子から超音波を上記マイクロカプセルトナーに照射させ上記超音波により上記複数種の小径マイクロカプセルのうちの所定のカプセル壁を選択的に破壊して所定の反応性物質が互いに拡散混合して発色反応を生じさせる発色手段と、を少なくとも有して上記印字媒体上に発色したトナーに基づくカラー画像を形成するように構成される。
【００２０】
上記超音波素子は、例えば請求項１５記載のように、柱状体に形成され、上記超音波ラインヘッドの主走査方向の画素数に応じた数で、保持部材の主走査方向に所定の間隔で配置され、上下から上記保持部材により挟まれるようにして保持されて前後の端面が外部に露出した金属体から成って構成される。
【００２１】
上記柱状体は、例えば請求項１６記載のように、円柱体であっても良く、また、例えば請求項１７記載のように、方形の柱状体であっても良い。また、上記柱状体は、例えば請求項１８記載のように、レーザ光入射面を平面に形成され、超音波射出面を平面、凹面、又は凸面に形成されている。
【００２２】
そして、上記レーザ光入射面は、例えば請求項１９記載のように、レーザ光の反射を抑制する反射防止膜を表面にコーティングされて成る。
このカラー画像形成装置において、上記超音波素子は、例えば請求項２０記載のように、金属薄片で形成され、該金属薄片の一方の面を上記レーザ光の入射面として光透過性の保持部材の一方の端面に接し、上記保持部材の主走査方向に所定の間隔で配置され、上記金属薄片の他方の面を射出超音波収束のための音響マイクロレンズで被覆されて成るように構成される。
【００２３】
【発明の実施の形態】
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。
＜第１の実施形態＞
図１は、第１の実施の形態としてのカラー画像形成装置の全体構成図である。なお、同図に示すカラー画像形成装置１０は、例えばピアツーピア（ｐｅｅｒ ｔｏ ｐｅｅｒ）で接続されたパーソナルコンピュータのホスト機器側に接続されたプリンタ装置またはＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）に接続されたプリンタ装置であってもよい。
【００２４】
図１に示すカラー画像形成装置１０は、画像形成部１１、給紙部１２、用紙搬送部１３、電源及び制御部１４で構成されている。画像形成部１１は感光体ドラム１５、光書込ヘッド１６、カプセルトナーホッパ１７、超音波ラインヘッド１８等で構成されている。
【００２５】
給紙部１２は、給紙カセット１９及び給紙コロ２１で構成され、給紙カセット１９に収納された記録紙Ｐは、給紙コロ２１の１回転ごとに、給紙カセット１９から搬出され、用紙搬送部１３に送られる。用紙搬送部１３は給紙カセット１９から搬出された記録紙Ｐをガイド板に沿って搬送し、この記録紙Ｐには転写部２２において後述するトナー画像が転写される。トナー画像を転写された記録紙Ｐは、定着器２３でトナー画像を紙面に熱定着され、排紙ローラ２４によって用紙スタッカ２５上に排出される。
【００２６】
また、電源及び制御部１４は上記画像形成部１１等に電源を供給する電源部２６、及び上記光書込ヘッド１６に供給する光書込データを生成し、超音波ラインヘッド１８に供給する画像データを生成する制御部（制御回路）２７で構成されている。尚、制御部２７の具体的な制御回路の構成については後述する。
【００２７】
図２は、上記画像形成部１１の拡大図である。画像形成部１１は上記のように、感光体ドラム１５、光書込ヘッド１６、カプセルトナーホッパ１７、超音波ラインヘッド１８を要部として構成されている。感光体ドラム１５の近傍には、帯電ローラ２８、前述の光書込ヘッド１６、カプセルトナー現像ローラ２９、転写ローラ３１、クリーナ３２が配設されている。
【００２８】
上記のカプセルトナーホッパ１７内にはマイクロカプセルトナーＴ（以下、単にカプセルトナーＴという）が収容され、このカプセルトナーＴに埋没するように攪拌部材３３が回動可能に設置され、さらに最下部には、カプセルトナー現像ローラ２９に当接してカプセルトナー供給ローラ３４が設置されている。
【００２９】
攪拌部材３３は、カプセルトナーＴを攪拌し、摩擦帯電によってマイナス（−）の電荷をカプセルトナーＴに付与する。カプセルトナー供給ローラ３４は、そのマイナス電荷を付与されたカプセルトナーＴをカプセルトナー現像ローラ２９に供給する。
【００３０】
光書込ヘッド１６には前述の制御部（制御回路）２７から光書込みデータが供給され、感光体ドラム１５の感光面に光書込みを行う。感光体ドラム１５の感光面には予め帯電ローラ２８によって一様な電荷が付与され、光書込ヘッド１６からの光書込みによって静電潜像が形成される。この静電潜像には、詳しくは後述するが、カプセルトナー現像ローラ２９によってカプセルトナーＴが静電的に付着されて現像が行われ、現像されたカプセルトナーＴは感光体ドラム１５の回転に伴われて転写ローラ３１直上の位置に運ばれる。
【００３１】
感光体ドラム１５と転写ローラ３１間には、中間転写ベルト３５が位置している。中間転写ベルト３５は感光体ドラム１５と転写ローラ３１間を挟持搬送される。感光体ドラム１５に静電付着したカプセルトナーＴは、転写ローラ３１との間で作用する電界によって中間転写ベルト３５側に吸着される。尚、中間転写ベルト３５は矢印Ｃ方向に循環移動している。この中間転写ベルト３５に吸着したカプセルトナーＴは、中間転写ベルト３５の循環移動に伴われて超音波ラインヘッド１８の直下に到達する。
【００３２】
超音波ラインヘッド１８には制御部（制御回路）２７から画像データが供給され、超音波ラインヘッド１８を収容する収容ローラ３６と対向ローラ３７間を移動するカプセルトナーＴに超音波照射を行う。この時、中間転写ベルト３５に吸着したカプセルトナーＴに内包される微細カプセルの壁が破壊され、内部の反応性物質によって発色反応が起こり、カプセルトナーＴが発色してカラートナー像が中間転写ベルト３５上に現像される。
【００３３】
上記のようにして発色してカラートナー像を形成している発色済みのカプセルトナーは、転写部２２において転写ローラ３７により記録紙Ｐに転写される。また、記録紙Ｐに転写された発色済みカプセルトナーは前述のように定着器２３において熱定着処理が施され、排紙ローラ２４によって排紙スタッカ２５上に排出される。上記の転写後に中間転写ベルト３５に残留するカプセルトナーはベルトクリーナ３８によって除去される。
【００３４】
図３は、上記のカプセルトナーＴの構造を示す図である。同図に示すように、カプセルトナーＴは大径マイクロカプセル４０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４１（４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｙ、４１Ｋ）を内包した構成であり、各小径マイクロカプセル４１には小径カプセル壁４２が形成されている。
【００３５】
また、上記小径マイクロカプセル４１は、大径マイクロカプセル４０内に封入されたジェル状の保持層４３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４１´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４１の小径カプセル壁４３の外側を顕色剤４４が覆っている。
【００３６】
上記の大径マイクロカプセル４０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４０内に各小径マイクロカプセル４１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４１の直径は、例えば０．５μｍ〜２μｍ程度である。
【００３７】
図４は、上記小径マイクロカプセル４１の構造を説明する図である。小径マイクロカプセル４１は、小径カプセル壁４２で覆われ、発色剤４５を内包し、小径カプセル壁４２の外側を上述したように顕色剤４４が覆っている。そして、これら小径マイクロカプセル４１の小径カプセル壁４２の直径及び厚さはそれぞれ異っている。すなわち、小径マイクロカプセル４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｙ、４１Ｋは、それぞれその直径と、小径カプセル壁４２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４２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。
【００３８】
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。
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４２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４２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４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｙ、４１Ｋはそれぞれ共振周波数が異なるように設計されている。
【００３９】
また、各小径マイクロカプセル４１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、マゼンダ（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。
図５は、前述の電源及び制御部１４の制御部２７の制御回路の構成を説明する図である。制御部（制御回路）２７はインターフェース（Ｉ／Ｆ）４６、印字制御部４７、ＣＰＵ４８、ＲＡＭ４９、ＲＯＭ５０で構成される。インターフェース（Ｉ／Ｆ）４６には、ＲＧＢ（Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青））入力５１からビデオデータが供給され、ＣＰＵ４８には、操作パネル５２から操作信号が入力する。
【００４０】
インターフェース（Ｉ／Ｆ）４６は、例えばパーソナルコンピュータ等のホスト機器から供給されるビデオデータ（ＲＧＢ信号）をＣＭＹＫ値に変換する多値化処理を行う。この場合、インターフェース（Ｉ／Ｆ）４６には予めデバイスに対応する色変換テーブルが登録されており、インターフェース（Ｉ／Ｆ）４６は、その色変換テーブルを参照しながらＲＧＢ信号をＣＭＹＫ値に変換する。
【００４１】
ＣＰＵ４８は、ＲＯＭ５０に記憶するプログラムに基づいて処理を行い、操作パネル５２から入力する操作信号に従って印刷処理を実行する。尚、ＲＡＭ４９はＣＰＵ４８による制御処理の際、ワークエリアとして使用され、複数のレジスタで構成されている。
【００４２】
ＣＰＵ４８は、上記インターフェース（Ｉ／Ｆ）４６、及び印字制御部４７内のプリンタコントローラに制御信号を送り、印刷データの作成処理を行う。また、印字制御部４７は、プリンタコントローラ５３及び印字部５４で構成されている。
【００４３】
図６は、上記印字制御部４７の具体的な回路ブロックを示す図である。同図において、プリンタコントローラ５３は主走査／副走査制御回路５５、論理和回路５６、発振回路５７、マゼンタ発色制御回路５８Ｍ、シアン発色制御回路５８Ｃ、イエロー発色制御回路５８Ｙ、ブラック発色制御回路５８Ｋで構成されている。一方、印字部５４は前述の光書込ヘッド１６及び超音波ラインヘッド１８で構成されている。
【００４４】
前述のように、インターフェース（Ｉ／Ｆ）４６によってＣＭＹＫ値に変換された画像データは、更にインターフェース（Ｉ／Ｆ）４６からマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の画素データとして論理和回路５６に出力される。ここで、論理和回路５６はＣＭＹＫの論理和を計算し、光書込ヘッド１６に出力する。
【００４５】
すなわち、ＣＭＹＫの全ての画素データを含む論理和のデータを光書込ヘッド１６に出力し、前述の感光体ドラム１５に光書込みを行う。したがって、前述の感光体ドラム１５の周面にはＣＭＹＫの全ての画素データを含む論理和データに基づく静電潜像が形成される。尚、主走査／副走査制御回路５５から論理和回路５６に主走査制御信号、及び副走査制御信号が供給され、光書込ヘッド１６に論理和データを供給する際、主走査方向制御及び副走査方向制御に使用される。
【００４６】
また、ＣＭＹＫの画素データは対応するマゼンタ発色制御回路５８Ｍ〜ブラック発色制御回路５８Ｋにも供給され、発振回路５７から出力される発振信号ｆｍ、ｆｃ、ｆｙ、ｆｋに同期して超音波ラインヘッド１８に出力される。すなわち、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）のそれぞれに対応する発色データが超音波ラインヘッド１８に供給され、前述の中間転写ベルト３５上に吸着するカプセルトナーＴに対応する周波数（後述する共振周波数）の超音波が照射される。
【００４７】
したがって、照射される超音波に共振する波動を受けたカプセルトナーＴ内の小径マイクロカプセルは破壊されて発色する。この場合、マゼンタ発色制御回路５８Ｍから出力される発色信号の周波数ｆが異なる為、超音波を受けたカプセルトナーＴは、対応する色の小径マイクロカプセル４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｙ、又は４１Ｋの小径カプセル壁４２のみが破壊される。このメカニズムは、各小径マイクロカプセル４１の外殻径がそれぞれ異なり、破壊する共振周波数が各小径マイクロカプセル４１ごとにそれぞれ異なる為である。
【００４８】
例えば、マゼンタ発色制御回路５８Ｍから出力された発色信号ｆｍはカプセルトナーＴ内の小径マイクロカプセル４１Ｍの小径カプセル壁４２のみを破壊し、マゼンタ（Ｍ）色の発色を行う。また、シアン発色制御回路５８Ｃから出力された発色信号ｆｃは小径マイクロカプセル４１Ｃの小径カプセル壁４２のみを破壊し、シアン（Ｃ）色の発色を行う。さらに、イエロー（Ｙ）及びブラック（Ｋ）についても同様であり、イエロー発色制御回路５８Ｙ、ブラック発色制御回路５８Ｋから出力される発色信号ｆｙ、ｆｋは、小径カプセル４１Ｙ又は４１Ｋの小径カプセル壁４２のみを破壊し、イエロー（Ｙ）、又はブラック（Ｋ）の発色を行う。
【００４９】
以上の構成において、以下に本例の処理動作を説明する。
先ず、カプセルトナーホッパ１７内にカプセルトナーＴが収納された状態において、感光体ドラム１５が回転し、前述の制御部（制御回路）２７から光書込み信号が光書込ヘッド１６に供給されると、感光体ドラム１５に対して前述の論理和データに基づく光書込みが行われる。感光体ドラム１５の感光面には帯電ローラ２８によって予め一様な電荷が付与され、光書込みが行われた感光面には静電潜像が形成されている。この静電潜像は前述のように論理和データに基づく、Ｍ、Ｃ、Ｙ、Ｋ全ての画像データをオア加算したものであり、この静電潜像はカプセルトナー現像ローラ２９によって現像される。
【００５０】
図７は、上記の現像処理、及び以後の処理を模式的に示す図である。カプセルトナーホッパ１７に収容されたカプセルトナーＴは、前述の攪拌部材３３によって攪拌され、前述のように摩擦帯電によりマイナス（−）の電荷が付与されている。また、カプセルトナー現像ローラ２９には所定のバイアス電圧が印加され、カプセルトナーＴはカプセルトナー現像ローラ２９の周面に薄く静電付着している。この状態において、感光体ドラム１５とカプセルトナー現像ローラ２９は互いに摺擦し、カプセルトナー現像ローラ２９に付着していたカプセルトナーＴは静電潜像が形成されていた感光面に静電付着する。
【００５１】
このようにして感光面に静電付着したカプセルトナーＴは、感光体ドラム１５の回転に従って転写部に運ばれ、転写ローラ３１によって中間転写ベルト３５に転写される。この場合、転写ローラ３１に＋（プラス）のバイアス電圧を印加することによって、マイナス（−）のカプセルトナーＴは中間転写ベルト３５に電界付着する。その後、中間転写ベルト３５に付着したカプセルトナーＴは、発色部に配置されている超音波ラインヘッド１８によって超音波照射を受け、選択的に発色する。
【００５２】
図８（ａ），（ｂ），（ｃ） は、上記のカプセルトナーＴが超音波ラインヘッド１８によって超音波照射を受けて選択的に発色する原理を説明する図である。
図８（ａ） は、上記の発色部においてカプセルトナーＴが超音波照射を受けている状態を示す図である。ここで、矢印ＤはカプセルトナーＴの層厚を示し、破線Ｓは超音波（収束超音波）を示し、矢印ｄは超音波の収束解像度（例えば、１画素）を示している。
【００５３】
前述のように、カプセルトナーＴは大径カプセル４０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４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｙ、４１Ｋが内包されており、共振周波数の超音波を受けた小径マイクロカプセルの小径カプセル壁４２が破壊され、内部の発色剤４５が顕色剤４４と混合して反応し、発色する。
【００５４】
例えば、同図（ｂ） は、超音波ラインヘッド１８から単一の共振周波数の超音波ＳがカプセルトナーＴに照射されている状態を示している。この場合は、この共振周波数で振動する小径マイクロカプセルのみが破壊されて発色する。また、同図（ｃ） は超音波ラインヘッド１８から２つの共振周波数の超音波Ｓ１、Ｓ２がカプセルトナーＴに照射される状態を示している。この場合は、これらの共振周波数Ｓ１、又はＳ２で振動する小径カプセルが破壊されてそれぞれ発色する。
【００５５】
例えば、小径マイクロカプセル４１Ｍの小径カプセル壁４２のみが破壊されると、マゼンタ（Ｍ）色が発色する。また、小径マイクロカプセル４１Ｃの小径カプセル壁４２のみが破壊されるとシアン（Ｃ）色が発色する。また、小径マイクロカプセル４１Ｍの小径カプセル壁４２と小径マイクロカプセル４１Ｃの小径カプセル壁４２が破壊されると、赤色が発色し、小径マイクロカプセル４１Ｃの小径カプセル壁４２と小径マイクロカプセル４１Ｙの小径カプセル壁４２が破壊されると、青色が発色する。
【００５６】
図９は、超音波ラインヘッド１８によって超音波発振が行われる際のタイムチャートを示す図である。先ず、前述の主走査／副走査制御回路５５から主走査同期信号が出力されると（図９に示す▲１▼のタイミング）、最初のストローブ信号（図９に示す（１））が供給され、この時超音波ラインヘッド１８に供給されている画像データ（１）に従った超音波出力が行われる。最初は階調１のマゼンタ（Ｍ）の画像データに従った超音波出力が行われる（同図に示す▲２▼のタイミング）。次に、同様にして、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）についても階調１の画像データに従った超音波出力が行われる（同図に示す▲３▼〜▲５▼のタイミング）。
【００５７】
次に、階調２の画像データに従った超音波出力が行われ、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の画像データに従った超音波照射が前述のカプセルトナーＴに対して行われる（同図に示す▲６▼〜▲９▼のタイミング）。以下、同様にして階調３、階調４についても、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の画像データに従った超音波出力がカプセルトナーＴに対して行われる。
【００５８】
このようにして超音波ラインヘッド１８からの超音波照射を受け、印刷データに従って発色したカプセルトナーＴは中間転写ベルト３５に吸着されながら前述の転写部２２（転写ローラ３７）の位置まで移動し、記録紙Ｐに転写される。
その後、発色済みマイクロカプセルトナーは前述のように定着器２３に送られ、熱定着処理が行われる。尚、定着器２３は少なくとも熱ローラと圧接ローラとを備えている。定着器２３は、熱ローラと圧接ローラとで記録紙Ｐを挟持搬送しながら熱と圧力で発色済みマイクロトナーを溶融し、記録紙Ｐに熱定着させる。
【００５９】
以上のように、大径マイクロカプセル４０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４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｙ、４１Ｋが内包されたカプセルトナーＴを現像剤として使用し、印刷データに基づいて超音波ラインヘッド１８から超音波を照射し、選択的に小径マイクロカプセル４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｙ、４１Ｋの小径カプセル壁４２を破壊し、内部の発色剤４５と顕色剤４４を反応させて発色し、記録紙Ｐにカラー画像を印刷することができる。
【００６０】
したがって、上記のように構成することにより、従来のプリンタ装置に比べて装置を小型化することができ、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂ）の各色毎の印字位置の調整も不要になる。
また、カプセルトナーＴの補給も、単一のカプセルトナーホッパ１７に対して行えばよく、例えば使い捨てタイプの現像器ユニット（トナーユニット）を使用する場合には、１つのユニットのみの交換で済む。
【００６１】
尚、上記の説明では、超音波ラインヘッド１８を中間転写ベルト３５を挟んでカプセルトナーＴの付着面に対して反対面側に設置したが、超音波ラインヘッド１８を配設する位置はこれに限るものではない。
図１０（ａ），（ｂ），（ｃ） は、超音波ラインヘッド１８の配設位置の種々の例を示す図である。同図（ａ） は超音波ラインヘッド１８を中間転写ベルト３５の外側に配置した例を示し、同図（ｂ） は超音波ラインヘッド１８を感光体ドラム１５の感光面近傍外側に配置した例を示し、同図（ｃ） は超音波ラインヘッド１８を感光体ドラム１５の感光面内側に配置した例を示している。
【００６２】
カプセルトナーＴの発色位置の関係で見ると、図１０（ａ） では、超音波ラインヘッド１８は、図７の場合と同様に中間転写ベルト３５に転写されたカプセルトナーＴを発色させており、図１０（ｂ），（ｃ） では、超音波ラインヘッド１８は、中間転写ベルト３５に転写される前の感光体ドラム１５の感光面に静電付着した状態のカプセルトナーＴを発色させている。この場合、感光面上で小径マイクロカプセル４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｙ、又は４１Ｋが破壊されて発色し、発色済みトナーが転写ロール３１によって中間転写ベルト３５に転写されることになる。
【００６３】
また、図１０（ａ），（ｂ），（ｃ） の構成をカプセルトナーＴに対する超音波ラインヘッド１８の位置関係で見ると、図１０（ａ），（ｂ） では、超音波ラインヘッド１８をカプセルトナーＴの付着面側に配置する構成となっており、図１０（ｃ） では、図７の場合と同様にカプセルトナーＴの付着面に対して反対面側（図７では中間転写ベルト２８の内面側、図１０（ｃ） では感光体ドラム１５の内周面側）に超音波ラインヘッド１８を設置した構成となっている。
【００６４】
尚、上記の図１０（ａ），（ｂ） のように、超音波ラインヘッド１８をカプセルトナーＴの付着面側に配置する構成の場合は、中間転写ベルト３５又は感光体ドラム１５の感光面上に付着したカプセルトナーＴのトナー層と超音波ラインヘッド１８とが密着するように構成する。そのように構成することにより、音響インピーダンスが空気層によって悪影響を受けることを防止できる。
【００６５】
図１１は、超音波ラインヘッド１８をカプセルトナーＴの付着面側に設置した場合の超音波Ｓの放射状態を示す図である。尚、前述と同様、ＤはカプセルトナーＴの層厚を示し、Ｓは超音波（収束超音波）を示し、ｄは超音波の収束解像度を示す。この場合、中間転写ベルト３５又は感光体ドラム１５を介することなく、カプセルトナーＴは直接超音波照射を受けるので、より効率よく小径マイクロカプセルを破壊することができる。
【００６６】
尚、上記実施形態の説明では中間転写ベルト３５を使用したが、感光体ドラム１５から直接記録紙Ｐに発色前のカプセルトナーＴ、又は発色後のカプセルトナーＴを転写するように構成してもよい。そのように構成することにより、中間転写ベルト３５の配設を省略することができ、装置をより一層小型化することができる。
【００６７】
また、上記のように未発色トナーを直接記録紙Ｐに転写する場合は、転写部と定着器の間に超音波ラインヘッド１８を配設し、定着処理を行う前に発色処理を行う構成としてもよい。この場合でも、超音波ラインヘッド１８の配設位置は記録紙Ｐの未発色トナー付着面から行う構成としてもよく、又は反対面から行う構成としてもよい。
【００６８】
さらに、未発色トナーのまま熱定着処理を行い、その後発色処理を行う構成としてもよい。この場合も、記録紙Ｐの何れの面側にも超音波ラインヘッド１８を配設することができる。
図１２は、カプセルトナーＴの他の構成の例を示す図である。本例においては、各小径マイクロカプセル４１の構成（図には代表的に小径マイクロカプセル４１Ｍとして示している）は、小径カプセル壁４２の内側に発色剤４５が内包され、外側に顕色剤４４が位置している。さらに、小径カプセル壁４２の内部には、殻５９に内包された気泡６０が封入されている。
【００６９】
この気泡６０を上記のように内包すると、気泡６０周囲の音響インピーダンスを変化させることができる。具体的には、気泡６０の直径と気泡６０を包む殻５９の材質と厚さによって音響インピーダンスは変化し、上記要素を組み合わすことによって、共振周波数を可変することができる。
【００７０】
例えば、気泡６０を内包する場合、前述の小径カプセル壁４２の直径、厚さ、材質によって設定された共振周波数は、気泡６０の半径や殻５９の材質と厚さによって大きく左右される。したがって、例えば各小径マイクロカプセル４１毎に気泡６０のサイズ半径等を変えることによって、共振周波数を大きく変えることができる。このように構成することにより、各小径マイクロカプセル４１ごとの発色の自由度が増し、共振周波数の選択の幅も拡大することになる。
【００７１】
尚、上記気泡６０を内包する小径カプセルはマゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）全てにおいて可能であり、３種類の小径カプセル４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｙを使用する場合、又は２種類の小径カプセル４１Ｍと４１Ｃ、４１Ｙと４１Ｋを使用する場合においても適用可能である。また、上記の例では、小径マイクロカプセル４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｙ、４１Ｋの気泡６０に殻５９が形成されているが、殻５９を形成しない構成としてもよい。
【００７２】
図１３は、上記の超音波ラインヘッド１８の外観斜視図である。同図に示す超音波ラインヘッド１８は、その長手方向が主走査方向であり、短手方向が副走査方向である。そして主走査方向に後述する超音波素子が形成されている。以下、これについて具体的に説明する。
【００７３】
図１４（ａ） は、超音波ラインヘッド１８の上面図であり、同図（ｂ） は後述する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。本例で説明した超音波ラインヘッド１８は、同図（ｃ），（ｄ） に示すように、担持体６１内に５層の部材を積層して構成され、最下層（第５層）には共通電極層（アース層）６２−５が配設され、第４層には圧電素子である超音波素子６２−４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６２−３が配設され、第２層には超音波素子６２−４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６２−２が配設され、更に第１層には音響レンズ６２−１が配設されている。
【００７４】
超音波素子６２−４には個別印加電極６２−３と共通電極（アース）６２−５が接続され、個別印加電極６２−３にはそれぞれ個別配線６２−３−１が接続されて、前述の超音波出力信号が供給される。超音波素子６２−４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。
【００７５】
超音波素子６２−４で励起された超音波振動は音響インピーダンス整合層６２−２を通して音響レンズ６２−１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６２−２は上記のように、超音波素子６２−４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。
【００７６】
ところで、上述した実施の形態において、カプセルトナーＴの発色には小径マイクロカプセル４１の小径カプセル壁４２を超音波による共振によって破壊している。このように小径カプセル壁４２を破壊するには、上述したようにＰＺＴなどの圧電素子により構成された超音波ラインヘッド１８により、小径カプセル壁４２の破壊周波数の超音波を集束発生させて、各小径マイクロカプセル４１を選択的に破壊して、各色を発色させる。
【００７７】
この場合、超音波ラインヘッド１８は、ＰＺＴなどの圧電素子のチップを１列に並べてリニア・アレイとしているが、リニア・アレイの圧電素子を駆動する動作周波数はリニア・アレイを構成する圧電素子の物性値と形状サイズで決定され、高周波になるに従い、非常に薄い圧電素子を精密に並べる必要があり、極めて高度な技術を必要とする。
【００７８】
また、上記の動作周波数の中心周波数は、圧電素子の共振周波数で決定されるので広帯域で平坦な周波数特性を持たせることは原理的にできない。また、圧電素子に電圧を印加させるためには非常に多数の電気配線（図１４（ｂ） の個別印加電極層６２−３への個別配線６２−３−１参照）を必要とし構成が複雑になる。
【００７９】
また、圧電素子（超音波発生素子）により発生させた超音波を、カプセルトナーＴ内の小径マイクロカプセル４１に伝搬させるために、超音波ラインヘッド１８の超音波発生素子とカプセルトナーＴとの間に音響インピーダンスの整合をとる整合層が必要となり、それだけ発色部の構成はやや複雑になる。
【００８０】
このような圧電素子による超音波発生素子を用いず、小径マイクロカプセル４１の共振周波数で変調され、かつ十分に絞り込まれたレーザ光を用いることにより、カプセルトナーＴ内に弾牲波を発生させ（レーザー超音波法）、そこに含有される複数色の小径マイクロカプセル４１を共振させて選択的に破壊し、各色を発色させることもできる。これを、第２の実施の形態として、以下に説明する。＜第２の実施形態＞
図１５（ａ） は、第２の実施形態としてのカラー画像形成装置の主要部の構成を示す図であり、同図（ｂ），（ｃ） は発色の原理を説明する図である。同図（ａ） に示す主要部の構成は、発色現像部の構成を示している。発色現像部６３は、高出力半導体レーザ装置６４、ポリゴンミラー６５、ｆθレンズ６６、及び中間転写ドラム６７によって構成される。上記の構成のうち、高出力半導体レーザ装置６４、ポリゴンミラー６５、及びｆθレンズ６６は、既存のレーザブリンタ等で使用されているレーザユニツトを用いて構成することが容易である。
【００８１】
上記の高出力半導体レーザ装置６４は、画像データに応じた必要な波数分の正弦波変調のかかったレーザ光６８をポリゴンミラー６５に向けて照射する。
また、ポリゴンミラー６５は、同図の例では六角形を成す各辺から直角な側面が鏡面に形成され、図の矢印Ｆで示す時計回り方向に所定の速度で間歇的に回転する。
【００８２】
上記の高出力半導体レーザ装置６４から照射されるレーザ光６８はポリゴンミラー６５の一つの鏡面に照射されて反射される。この反射により光路を変更されたレーザ光６８はポリゴンミラー６５の回転に伴う鏡面の角度変化によって光路６８−１から光路６８−ｎ（ｎは主走査方向の画素数）まで遷移しながらｆθレンズ６６に入射する。
【００８３】
ｆθレンズ６６は、後方から入射するレーザ光６８−ｉ（ｉ＝１、２、・・・、ｎ）を、前方に配置されている中間転写ドラム６７上の主走査方向の画素位置に順次収束させる。
中間転写ドラム６７は、図２に示した中間転写ベルト３５に相当する部材であり、本例の場合はベルトではなくドラム状に形成されている。この中間転写ドラム６７上には、図２に示した感光体ドラム１５からカプセルトナーＴが転写されている。この転写されたカプセルトナーＴは、図６に示した論理和回路５６及び光書込ヘッド１８により画像データに応じて感光体ドラム１５上に形成された静電潜像に現像されて、中間転写ドラム６７に転写されたものである。
【００８４】
この中間転写ドラム６７上のカプセルトナーＴに、ポリゴンミラー６５及びｆθレンズ６６を介してレーザ光６８−ｉが照射される。同図（ｂ） に示すように、中間転写ドラム６７上のカプセルトナーＴに照射されるレーザ光６８−ｉの照射ビームの径６８ｋは、カプセルトナーＴの粒子径に対して十分小さくなるように絞り込まれて照射される。
【００８５】
カプセルトナーＴは、図３に示したように小径マイクロカプセル４１及び発色剤と顕色剤を内包しているが、更に表面には反射防止膜６９をコーティングされ、内部のジェル状の保持層４３には、レーザ光６８−ｉの波長に応じた光吸収剤７０が添加されている。これによりカプセルトナーＴ表面でのレーザ光６８−ｉの反射が防止されるとともに、照射されたレーザ光６８−ｉが内部に良く吸収される。
【００８６】
これにより、カプセルトナーＴの、レーザ光６８−ｉのビームが照射された直下の部分は一様に温度が上昇して加熱され急激な熱膨張を起こし、ビームが照射されない低温部分との間に歪みを発生させる。この歪の結果として内部に弾牲波が発生する（＝光弾性効果）。この弾性波はカプセルトナーＴに照射されてカプセルトナーＴ内の小径マイクロカプセル４１を共振させて選択的に破壊し、各色を発色させる。
【００８７】
上記のレーザ光６８−ｉは正弦波変調されている。このため加熱膨張による歪が変調正弦波の周波数で周期的に発生し、これが弾性波となってカプセルトナーＴの内部に伝搬し、小径マイクロカプセル４１を励振させる。このとき、レーザ光６８−ｉの変調周波数と共振周波数が一致している小径マイクロカプセル４１において膨張収縮運動が急激に成長し、小径カプセル壁４２の選択的な破壊が発生する。これにより所望の色が発色する。
【００８８】
尚、図１５（ｃ） に示すように、カプセルトナーＴに照射されるレーザ光６８−ｉの照射ビームの径６８ｋがカプセルトナーＴの粒子径よりも大きいと、カプセルトナーＴの結着樹脂の光吸収係数が大きいため、レーザ光６８−ｉがカプセルトナーＴの全域に透過して全体を加熱する。したがって、カプセルトナーＴ内に温度差が発生せず、全体が一様に膨張するのみで歪みが発生しない。その結果、弾性波も発生しない。つまり発色しない。
【００８９】
したがって、カプセルトナーＴに照射されるレーザ光６８−ｉの照射ビームの径６８ｋは、図１５（ｂ） に示すように、カプセルトナーＴの粒子径に対して十分小さくなるように絞り込まれている必要がある。
図１６（ａ） は、微小樹脂体にビーム径の異なるレーザ光を照射した場合に発生する弾性波をシミュレーションするための模型を示す図であり、同図（ｂ） はビーム径が大きい場合の照射結果を示す図であり、同図（ｃ） はビーム径が小さい場合の照射結果を示す図である。
【００９０】
図１６（ａ） に示すように、保持部７１の中に支持された微小樹脂体７２の大きさは、１５μｍ立方である。この微小樹脂体７２にビーム径の異なるレーザ光７３ａ及び７３ｂを、それぞれ個別に照射して、その場合に発生する弾性波をシミュレーションする。レーザ光７３ａのビーム径は４０μｍであって微小樹脂体７２の一辺の２倍以上、レーザ光７３ｂのビーム径は４μｍであって、微小樹脂体７２の一辺のおよそ１／４である。
【００９１】
図１６（ｂ） に示すように、ビーム径が微小樹脂体７２よりも大きいレーザ光７３ａの場合は、音圧は、ビームの入射部から奥方向へ強い状態から弱い状態になだらかに変化していき波を形成しない。
しかし、ビーム径が微小樹脂体７２よりも小さいレーザ光７３ｂの場合は、図１６（ｃ） に示すように、音圧は、ビームの入射部から奥方向へ、中心軸上ではなだらかに変化するが、図のＡ及びＢで示す側面方向に弾性波が形成される。
【００９２】
ここで、レーザ超音波法によるカプセルトナーＴの励振について更に検討する。周期的変化を伴うレーザ光を光学的に不透明な材料表面に照射すると、その表面に材料自身の光吸収係数、比熱、密度とその周囲の媒質パラメーターで決まる分布的熱源が形成される。尚、「光学的に透明・不透明」とは、光吸収係数βの逆数で光の侵入する深さの目安を与える光吸収長をＬβ（＝１／β）とすると、Ｌβ＞１のとき光学的に透明、Ｌβ＜１のとき光学的に不透明という。
【００９３】
上記の熱は、材料の熱拡散率で決まる熱拡散過程を通じて、時間的・周波数的な分布を持って材料内へ拡散して行く熱波となる。
しかし、熱波は非常に減衰の大きな波で、熱源から一波長程度の伝播で弾性波にモード変換される。すなわち、材料表面の急激な温度上昇が、材料表面近くの熱膨張につながり、弾性歪を発生させる。そして、この熱はすぐに減衰し、熱から変換された歪が弾性波として材料内部を伝播して行く。したがって、レーザ光の照射によってカプセルトナーＴを励振させるには、レーザ光の強度、変調周波数と弾性波の強度、周波数の関係を解析して定量的に把握すればよい。
【００９４】
図１７（ａ） は、そのような解析を行うための解析モデルを示す図であり、同図（ｂ） は、この解析モデルにおけるエネルギー分布を示す図である。同図（ａ） に示すように、この解析モデルは、固体７４の一点７４ａに、レーザ光（赤外光）７５を収束して照射したとき、弾性波７６が固体７４の内部に拡散していく状態を示している。そして、同図（ｂ） は、エネルギーとしての熱波及びこの熱波に基づいて発生する（変換される）弾性波の、レーザ光（赤外光）７５の照射軸方向の分布状態を示している。
【００９５】
同図（ａ），（ｂ） に示される解析モデルを使用して解析手順を以下のように進めていくことにする。
先ず、▲１▼分布的熱源を定式化する。つまり、周期的に照射したレーザビームの光強度分布および物質の光吸収による物質内の光強度分布を求め、それを熱に変換し、分布的な熱源として定式化する。
【００９６】
次に、▲２▼歪みを伴う場での熱拡散方程式を求める。つまり、弾性波動の伝播により物質の変位（歪み）が発生し、断熱状態にある物質は圧縮されれば温度が上がり、膨張すれば温度が下がる（熱弾性効果と言う）が、この歪みによる温度変化と、熱源からの熱拡散を重ね合わせた熱拡散（伝導）方程式を導出する。
【００９７】
更に、▲３▼熱拡散を伴う場での弾性波動方程式を求める。つまり、熱の拡散に伴い熱膨張が発生し、物質内に変位（歪み）が現れるが、この波動の伝播による物質内の変位（歪み）と、この熱拡散による変位（歪み）を重ね合わせた波動方程式を導出する。
【００９８】
そして最後に、▲４▼分布的熱源のもとで、熱拡散方程式と弾性波動方程式を連立して解く。これにより、物質内の温度分布、変位分布が求まる。
これを具体的に、「ａ．歪みを伴う場での熱拡散方程式の導出」と「ｂ．熱拡散を伴う場での弾性波動方程式の導出」に分けて説明する。
図１８は、上記の「ａ．歪みを伴う場での熱拡散方程式の導出」及び「ｂ，熱拡散を伴う場での弾性波動方程式の導出」の説明において、その前提として設定される条件を示す図である。同図に示すように、以下の説明ではＸ軸に垂直で厚さがΔｘなる単位面積の薄い層を考えるものとする。
＜ａ．歪みを伴う場での熱拡散方程式の導出＞
波動の伝播により媒質の変位（歪み）が発生する。断熱状態にある媒質は圧縮されれば温度が上がり、膨張すれば温度が下がる（熱弾性効果と言う）。この歪みによる温度変化と、熱源からの熱拡散を重ね合わせた熱拡散（伝導）方程式を導出する。
【００９９】
この場合、Ｘ軸に垂直で厚さがΔｘなる単位面積の薄い層において、Ｘ方向のみの熱の出入りを考える。
まず、層内に歪み、熱源がない場合を考える。
【０１００】
Δｔ時間の間にｘ０ の面に流れ込む熱量をＱｘ 、ΔＸ離れた面から出て行く熱量をＱｘ ＋ΔＱｘ とすると、Ｑｘ の変化分ΔＱｘ は
ΔＱｘ ＝（∂Ｑｘ ／∂ｘ）ΔＸ
と表される。よって、
【０１０１】
いま、時刻ｔにこの層内の温度がＴであり、Δｔ時間後にＴ＋ΔＴに温度が変化したとする。温度変化ΔＴは時刻ｔがΔｔだけ増加したための変化分であるから、
ΔＴ＝（∂Ｔ／∂ｔ）Δｔ
と表される。
【０１０２】
この温度変化ΔＴに必要な熱量が先のΔＱでまかなわれることになるから、比熱（Ｊ／（ｋｇ・Ｋ）をＣ、密度（ｋｇ／ｍ３）をρとして
ΔＱ＝比熱・質量・温度変化量
【０１０３】
一方、熱拡散（伝導）により流れる熱量は、温度勾配とその方向に垂直な断面積および時間に比例し、その比例定数が熱伝導率κ（Ｗ／（ｍ・Ｋ）であるから、ｘ方向にΔｔ時間に断面積ΔＳを通って流れる熱量ｑｘ は、
ｑｘ ＝−κΔＳΔｔ（∂Ｔ／∂ｘ）
で表される（熱は高温から低温へと流れるので、流れは温度勾配の負の方向となる為、負号が付く）。これを単位断面積当り流れる熱量で考えると、次のようになる。
【０１０４】
Ｑｘ ＝−κΔｔ（∂Ｔ／∂ｘ）
これを（１）式に代入すると
ΔＱ＝（∂／∂ｘ）｛κΔｔ（∂Ｔ／∂ｘ）｝Δｘ
この式と（２）式と等置すると
Ｃρ（∂Ｔ／∂ｔ）＝（∂／∂ｘ）｛κ（∂Ｔ／∂ｘ）｝
媒質が均一であり温度変化があまり大きくなければ、熱伝導率κは定数とし、次のようになる。
【０１０５】
ρＣ（∂Ｔ／∂ｔ）＝κ（∂２ ・Ｔ／∂ｘ２ ）
次に、層内に熱源がある場合を考える。
（１）式が層内に蓄積された熱量であるから、層内に熱源がある場合はこれに熱源の熱量Ｈを加算する。層内の熱量は次のようになる。
【０１０６】
ΔＱ＝−（∂Ｑｘ ／∂ｘ）Δｘ＋Ｈ
同様の手順で熱拡散（伝導）方程式を導くと次のようになる。
ρＣ（∂Ｔ／∂ｔ）＝κ（∂２ ・Ｔ／∂ｘ２ ）＋Ｈ
＜ｂ．熱拡散を伴う場での弾性波動方程式の導出＞
熱の拡散に伴い熱膨張が発生し、媒質内に変位（歪み）が現れる。波動の伝播による媒質内の変位と、この熱拡散による変位を重ね合わせた波動方程式を導出する。
【０１０７】
この場合、Ｘ軸に垂直で厚さがΔｘなる単位面積の薄い層において、まず、弾性波により媒質が変位して発生する応力変化を考える。
弾性波が存在しない時は媒質は静止しているが、弾性波が存在する時、媒質はＸ方向にｕだけ変位しているとする。ｘ＝ｘ０ の場所でｕ＝ｕ０ とすると、
ｘ＝ｘ０ ＋Δｘの場所でｕ＝ｕ０ ＋（∂ｕ／∂ｘ）Δｘと表せる。
【０１０８】
このような変位があると、いま取り上げている層の厚さの増加は
ｕ０ ＋（∂ｕ／∂ｘ）Δｘ−ｕ０ ＝（∂ｕ／∂ｘ）Δｘ
単位断面積の層を考えているから、これが体積の増加分になる。
この体積増加による圧力ｐ１ の変化を考える。この場合、圧力の増加は体積の減少の割合に比例し、この比例定数が弾性率（ヤング率）Ｅでである。元の体積はΔｘ・１であるから、体積増加の割合は∂ｕ／∂ｘと表せる。よって、
ｐ１ ＝−Ｅ（∂ｕ／∂ｘ） ・・・（３）
次に、熱拡散により媒質が熱膨張して発生する応力変化を考える。
【０１０９】
ｘ＝ｘ０ の場所での温度をＴ＝Ｔ０ とすると、
ｘ＝ｘ０ ＋Δｘの場所でＴ＝Ｔ０ ＋（∂Ｔ／∂ｘ）Δｘと表せる。層の間の温度増加は
Ｔ０ ＋（∂Ｔ／∂ｘ）Δｘ−Ｔ０ ＝（∂Ｔ／∂ｘ）Δｘ
媒質の熱膨張率αは「（体積増加量／温度増加量）／元の体積」で、定義されているから、
【０１１０】
媒質の密度をρ、層厚をΔｘとすれば、この部分の質量はρΔｘである。この部分に加わる力ｆは、ｘ＝ｘ０ とｘ＝ｘ０ ＋Δｘの両面の圧力の差によるものであるから、
ρΔｘ（∂２ ・ｕ／∂ｔ２ ）＝−（∂ｐ／∂ｘ）Δｘ
∴ ρ（∂２ ・ｕ／∂ｔ２ ）＝−∂ｐ／∂ｘ
いまの場合、この式の右辺の圧力ｐは上で求めた（３）と（４）の合力であるから、
【０１１１】
この方程式により、図１７の解析モデルにおける固体７４をマイクロカプセルＴとしたときの、それに内包される所望の小径マイクロカプセル４１を弾性波によって破壊するために必要なレーザビームの強度を求めることができる。
ところで、上記第２の実施の形態では、レーザ光を直接カプセルトナーＴに照射してカプセルトナーＴ内に弾牲波を発生させているが、レーザ光を固体に照射して、その固体に弾牲波を発生させ、その弾性波によって、固体に接する媒質に超音波を発生させるようにしても良い。そして、この超音波によってカプセルトナーＴの所望の小径マイクロカプセルを選択的に破壊する方法もある。これを第３の実施の形態として以下に説明する。
＜第３の実施形態＞
図１９（ａ） は、第３の実施形態としてのカラー画像形成装置の主要部の構成を示す図であり、同図（ｂ） はその超音波ラインヘッドを取り出して示す斜視図、同図（ｃ） はそのＨ−Ｈ´矢視断面図、同図（ｄ） はその素子から超音波を照射する例を示す図である。
【０１１２】
同図（ａ） に示す主要部の構成は、発色現像部の超音波発生部の構成を示している。超音波発生部７７は、高出力半導体レーザ装置７８、ポリゴンミラー７９、ｆθレンズ８１、及び超音波ラインヘッド８２によって構成される。この場合も上記の構成のうち、高出力半導体レーザ装置７８、ポリゴンミラー７９、及びｆθレンズ８１は、既存のレーザブリンタ等で使用されているレーザユニツトを用いて構成することが容易である。
【０１１３】
上記の高出力半導体レーザ装置７８は、画像データに応じた必要な波数分の正弦波変調のかかったレーザ光８３をポリゴンミラー７９に向けて照射する。
また、ポリゴンミラー７９は、この場合も六角形を成す各辺から直角な側面が鏡面に形成され、図の矢印Ｇで示す反時計回り方向に所定の速度で間歇的に回転する。
【０１１４】
上記の高出力半導体レーザ装置７８から照射されるレーザ光８３はポリゴンミラー７９の一つの鏡面に照射されて反射される。この反射により光路の変移したレーザ光８３はポリゴンミラー７９の回転に伴う鏡面の角度変化によって光路８３−１から光路８３−ｎ（ｎは超音波ラインヘッド８２の素子数つまり主走査方向の画素数）まで遷移しながらｆθレンズ８１に入射する。
【０１１５】
ｆθレンズ８１は、後方から入射するレーザ光８３−ｉ（ｉ＝１、２、・・・、ｎ）を、前方に配置されている超音波ラインヘッド８２の主走査方向に配列された各超音波素子８４に順次収束させる。
上記の超音波ラインヘッド８２は、同図（ｂ），（ｃ） に示すように、保持部材８５と、この保持部材８５の長手方向（主走査方向）に所定の間隔で１列に配列して配置され全体を上下から保持部材８５により挟まれるようにして保持されて前後の面が露出した上記の超音波素子８４とで構成される。上記の超音波素子８４は、適宜の金属、例えばアルミニウム等の柱状の金属体から成り、後述するように照射する超音波の媒質内における波長に対して、十分大きくなるように金属柱の長さ（前後方向の寸法）を確保するように形成されている。
【０１１６】
また、保持部材８５は隣接する超音波素子８４の弾性波同士が影響を与え合わないように、超音波素子８４とは音響インピーダンスの異なる物質で構成する。なお、超音波素子８４は、金属体に限るものではない。光吸収長が短い（金属は１０−８ ｍ程度）弾性体ならば、金属でなくともよい。
【０１１７】
同図（ａ） に示すように、高出力半導体レーザ装置７８からは、正弦波変調されたレーザ光８３が照射され、このレーザ光８３がポリゴンミラー７９及びｆθレンズ８１を介してレーザ光８３−ｉとなって超音波ラインヘッド８２に照射される。
【０１１８】
このレーザ光８３−ｉは、同図（ｄ） に示すように、各超音波素子８４に後方から順次入射する。このとき、必要な波数分の照射を１つの超音波素子８４の所で照射できるように、ポリゴンミラー７９の回転の間歇期間を調整する。
レーザ光８３−ｉを照射された超音波素子８４内には弾性波が発生する。この弾性波は、超音波素子８４の前端面から超音波８６となって前方の媒質（例えば空気又は水又はマイクロトナーＴ）に照射される。すなわち、この超音波８６の照射部分に所定のカプセルトナーＴが位置するのように制御すれば、そのカプセルトナーＴを所望の色に発色させることができる。
【０１１９】
上記のカプセルトナーＴは、図６に示した論理和回路５６及び光書込ヘッド１８により画像データに応じて、図１０（ｂ） の場合と同様に、感光体ドラム１５上に形成された静電潜像に現像されたカプセルトナーＴであっても良く、又は、感光体ドラム１５上に現像されたカプセルトナーＴが図１５（ａ） の場合と同様に中間転写ドラム６７、又は図１０（ａ） の場合と同様に中間転写ベルト３５に転写されたもの、又は特には図示しないが直接記録媒体上に転写されたものであってもよい。
【０１２０】
尚、本例の場合、レーザ光８３−ｉが照射される超音波素子８４の一方の端面にレーザ光の吸収を良くする表面処理を施すと更に良い超音波の照射効率が向上する。
図２０（ａ） は、上記の超音波の発生と伝播状態をシミュレーションするために金属体としてアルミニウムの小片を用い、超音波の伝播路として水を用いた模型を示す図であり、同図（ｂ） は超音波の伝播状態の観察結果を示す図、同図（ｃ） は中心軸上の音圧の変化を示す図である。
【０１２１】
図２０（ａ） に示す模型は、所定の形状の不図示の容器内に収容された所定量の水８７と、その水面に接して配置されたアルミニウム小片８８から成る。このアルミニウム小片８８の寸法は６０μｍφ×１００μｍ長である。
同図（ｂ） は、上記のアルミニウム小片８８の上端面に２０ＭＨｚの正弦波変調レーザ光８９を同図（ａ） に示すように照射した場合に、媒質（水）内を超音波が伝播する様子をシミュレーションした場合の例を示す図である。超音波がアルミニウム小片８８の軸線上に沿って伝播しながら広がっていく様子が良く示されている。
【０１２２】
この模型では、同図（ｄ） に示すように、超音波のアルミニウム小片８８の中心軸延長線上の水中の音圧は、およそ距離１００×２μｍのところを中心として最大となり、そののち減衰している。この最大のところが例えばマイクロカプセルトナーＴの中心となるように全体を配置すればよい。
【０１２３】
本例の構成は、単純な材質と構成で超音波リニア・アレイが実現できること、必要に応じたサイズに構成でき特に微細化が容易であること、広帯域で平坦な周波数特性の超音波リニア・アレイが実現できること、及び圧電素子で超音波リニア・アレイを構成する場合のように各素子に電圧を印加するための多数の配線（図１４（ｂ） の個別配線６２−３−１参照）を全く必要としない、などの利点がある。
【０１２４】
図２１（ａ） は、第３の実施形態の変形例としての超音波ラインヘッドの構成を示す斜視図であり、同図（ｂ） は、そのＪ−Ｊ´矢視断面図、同図（ｃ） はその素子から超音波を照射する状態を示す図である。
この図２１（ａ） に示す本変形例の超音波ラインヘッドも、図１９（ａ） に示した超音波ラインヘッド８２と同様に，超音波発生部７７の中の一構成として高出力半導体レーザ装置７８、ポリゴンミラー７９、及びｆθレンズ８１と共に配置される。
【０１２５】
図２１（ａ） に示す本変形例の超音波ラインヘッド９０も、同図（ａ），（ｂ） に示すように、保持部材９１と、この保持部材９１の長手方向（主走査方向）に所定の間隔で１列に配列して配置され全体を上下から保持部材９１により挟まれるようにして保持された超音波素子９２とで構成される。ただし、本変形例の場合は、超音波素子９２は、円柱体ではなく、同図（ａ） に示すように方形の角柱体で構成されている。また、この超音波素子９２は、外部に露出する前後の端面のうち、同図（ｂ），（ｃ） に示すように後端面９２−１は平面であり、前端面９２−２は凹形に形成されている。
【０１２６】
この場合も、上記の超音波素子９２は、適宜の金属、例えばアルミニウム等の金属体から成る。また、保持部材９１は隣接する超音波素子９２の弾性波同士が影響を与え合わないように、超音波素子９２とは音響インピーダンスの異なる物質で構成されている。
【０１２７】
もちろん、超音波素子９２は、金属体に限るものではなく、光吸収長が短い（金属は１０−８ ｍ程度）弾性体ならば、金属でなくともよい。
この超音波ラインヘッド９０の超音波素子９２の後端面９２−１には、図２１（ｃ） に示すように、図９（ａ） に示す高出力半導体レーザ装置７８から照射された正弦波変調されたレーザ光８３がポリゴンミラー７９及びｆθレンズ８１を介して、レーザ光８３−ｉとなって入射される。この場合も、必要な波数分の照射を１つの超音波素子９２の所で照射できるように、ポリゴンミラー７９の回転の間歇期間を調整する。
【０１２８】
レーザ光８３−ｉを照射された超音波素子９２内には弾性波が発生する。この弾性波は、超音波素子９２の凹形に形成された前端面から超音波９３となって前方に効率よく収束されて照射される。この場合も、この超音波９３の照射部分に所定のカプセルトナーＴが位置されるように全体が制御される。
【０１２９】
尚、本変形例では超音波素子９２の前端面が凹形に形成されているが、これに限ることなく、金属柱内の弾性波速度と媒質内の超音波速度によっては凸面に形成しても、出射される超音波を効率よく収束させることができる。
＜第４の実施形態＞
図２２（ａ） は、第４の実施の形態としての超音波ラインヘッドの構成を示す斜視図であり、同図（ｂ） は、そのＫ−Ｋ´矢視断面図、同図（ｃ） はその素子から超音波を照射する状態を示す図、同図（ｄ） は、それを詳細に示す拡大図である。
【０１３０】
この図２２（ａ），（ｂ） に示す本例の超音波ラインヘッド９５も、図１９（ａ） に示した超音波ラインヘッド８２と同様に，超音波発生部７７の中の一構成として高出力半導体レーザ装置７８、ポリゴンミラー７９、及びｆθレンズ８１と共に配置される。
【０１３１】
図２２（ａ），（ｂ） に示すように、この超音波ラインヘッド９５では、超音波素子は金属薄片９６によって形成されており、この金属薄片９６の一方の面（後面）９６−１が、光透過性の（光学的に透明な）保持部材９７の一方の端面９７−１に接して配置されている。その配置は、この場合も保持部材９７の主走査方向に所定の間隔すなわち主走査方向の画素数に対応する間隔で配置されている。
【０１３２】
そして、金属薄片９６の他方の面（前面）９６−２は、超音波収束のための音響マイクロレンズで被覆されている。また、図２２（ｄ） に示すように、保持部材９７の他方の端面９７−２には、レーザ光の反射を抑制する反射防止膜９９が表面にコーティングされている。
【０１３３】
この超音波ラインヘッド９５の超音波素子９６の後端面９６−１には、図２２（ｃ） に示すように、図９（ａ） に示す高出力半導体レーザ装置７８から照射された正弦波変調されたレーザ光８３がポリゴンミラー７９及びｆθレンズ８１を介してレーザ光８３−ｉとなって更に光透過性の保持部材９７を介して入射される。このとき、レーザ光８３−ｉは、保持部材９７の入射面が反射防止膜９９によって表面コーティングされていることによって効率よく保持部材９７内を透過して超音波素子９６の後端面９６−１に焦点するように収束する。
【０１３４】
この場合も、必要な波数分の照射を１つの超音波素子９６の所で照射できるように、ポリゴンミラー７９の回転の間歇期間を調整する。
レーザ光８３−ｉを照射された超音波素子９６内には光弾性効果により弾性波が発生する。この弾性波は、超音波素子９６前面９６−２に形成されている音媒質としての音響マイクロレンズ９８内に放射され超音波１００となり効率よく収束されながら前方に照射される。この場合も、この超音波１００の照射部分に所定のカプセルトナーＴが位置されるように全体が制御される。
【０１３５】
また、第３又は第４の実施形態では、超音波ラインヘッドを画像形成装置のマイクロトナーの発色用ヘッドとしたが、これに限ることなく、超音波素子となる弾性体として用途に応じたサイズの弾性体を用い、これらの一方の端面に正弦波変調されたレーザ光を順次照射し、弾性体内に光弾性効果による弾性波を発生させ、この弾性波を上記弾性体の他方の端面に接する媒質内に伝播させるようにした超音波リニア・アレイとして構成して用途に限定なく用いることができる。
【０１３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、マイクロカプセルトナー内部の小径マイクロカプセルを保持する樹脂体がレーザ光の変調周波数で直接的に励振されるので、超音波発生素子を使用した場合に必要となる超音波整合層が不要となり、発色現像部の構成が簡潔になって生産能率が向上する。
【０１３７】
また、既存のレーザブリンタ等で使用されているレーザユニツトを使用できるので、マイクロカプセルトナー方式の画像形成装置を安価に生産することができて便利である。
また、レーザ光を弾性体に照射し、光弾性効果により弾性体に弾性波を発生させ、この弾性波による超音波をマイクロカプセルトナーに照射して内部の小径マイクロカプセルを選択的に発色させるので、単純な材質と構成で全体の作製が容易であり、かつ超音波の周波数はレーザ光の変調周波数で決定されるので広帯域で平坦な周波数特性の超音波リニア・アレイを構成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態としてのカラー画像形成装置の全体構成図である。
【図２】第１の実施形態のカラー画像形成装置の画像形成部の拡大図である。
【図３】第１の実施形態のカラー画像形成装置に用いられるカプセルトナーＴの構造を示す図である。
【図４】カプセルトナーＴ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５】第１の実施形態のカラー画像形成装置の全体構成における電源及び制御部の制御部の制御回路の構成を説明する図である。
【図６】制御部の制御回路における印字制御部の具体的な回路ブロック図である。
【図７】第１の実施形態のカラー画像形成装置にける現像処理及び以後の処理を模式的に示す図である。
【図８】（ａ），（ｂ），（ｃ） はカプセルトナーＴが超音波ラインヘッドによって超音波照射を受けて選択的に発色する原理を説明する図である。
【図９】超音波ラインヘッドによって超音波発振が行われる際のタイムチャートを示す図である。
【図１０】（ａ），（ｂ），（ｃ） は超音波ラインヘッドの配設位置の種々の例を示す図である。
【図１１】超音波ラインヘッドをカプセルトナーＴの付着面側に設置した場合の超音波の放射状態を示す図である。
【図１２】カプセルトナーＴの他の構成の例を示す図である。
【図１３】超音波ラインヘッドの外観斜視図である。
【図１４】（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１５】（ａ） は第２の実施形態としてのカラー画像形成装置の主要部の構成を示す図、（ｂ），（ｃ） は発色の原理を説明する図である。
【図１６】（ａ） は微小樹脂体にビーム径の異なるレーザ光を照射した場合に発生する弾性波をシミュレーションするための模型図、（ｂ） はビーム径が大きい場合の照射結果を示す図、（ｃ） はビーム径が小さい場合の照射結果を示す図である。
【図１７】（ａ） はカプセルトナーＴを励振させる解析を行うための解析モデルを示す図、（ｂ） はその解析モデルにおけるエネルギー分布を示す図である。
【図１８】歪みを伴う場での熱拡散方程式の導出及び熱拡散を伴う場での弾性波動方程式の導出の説明において前提として設定される条件を示す図である。
【図１９】（ａ） は第３の実施形態としてのカラー画像形成装置の主要部の構成を示す図、（ｂ） はその超音波ラインヘッドを取り出して示す斜視図、（ｃ） はそのＨ−Ｈ´矢視断面図、（ｄ） はその素子から超音波を照射する例を示す図である。
【図２０】（ａ） は超音波の発生と伝播状態をシミュレーションするために金属体としてアルミニウムの小片を用い超音波の伝播路として水を用いた模型を示す図、（ｂ） は超音波の伝播状態の観察結果を示す図、（ｃ） は中心軸上の音圧の変化を示す図である。
【図２１】（ａ） は第３の実施形態の変形例としての超音波ラインヘッドの構成を示す斜視図、（ｂ） はそのＪ−Ｊ´矢視断面図、（ｃ） はその素子から超音波を照射する状態を示す図である。
【図２２】（ａ） は第４の実施の形態としての超音波ラインヘッドの構成を示す斜視図、（ｂ） はそのＫ−Ｋ´矢視断面図、（ｃ） はその素子から超音波を照射する状態を示す図、（ｄ） はそれを詳細に示す拡大図である。
【図２３】従来の電子写真方式の所謂タンデム方式のカラー画像形成装置の例を示す図である。
【符号の説明】
１Ｍ、１Ｃ、１Ｙ、１Ｋ 画像形成部
２Ｍ、２Ｃ、２Ｙ、２Ｋ 現像器
３Ｍ、３Ｃ、３Ｙ、３Ｋ 光書込ヘッド
４Ｍ、４Ｃ、４Ｙ、４Ｋ 感光体ドラム
５ 搬送ベルト
Ｐ 記録紙
６ 熱定着器
１０ カラー画像形成装置
１１ 画像形成部
１２ 給紙部
１３ 用紙搬送部
１４ 電源及び制御部
１５ 感光体ドラム
１６ 光書込ヘッド
１７ カプセルトナーホッパ
１８ 超音波ラインヘッド
１９ カセット
２１ 給紙コロ
２２ 転写部
２３ 定着器
２４ 排紙ローラ
２５ 用紙スタッカ
２６ 電源部
２７ 制御部（制御回路）
２８ 帯電ローラ
２９ カプセルトナー現像ローラ
３１ 転写ローラ
３２ クリーナ
Ｔ カプセルトナー
３３ 攪拌部材
３４ カプセルトナー供給ローラ
３５ 中間転写ベルト
３６ 収容ローラ
３７ 対向ローラ
３７ 転写ローラ
３８ ベルトクリーナ
４０ 大径マイクロカプセル
４１（４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｙ、４１Ｋ） 小径マイクロカプセル
４２ 小径カプセル壁
４３ 保持層
４４ 顕色剤
４５ 発色剤
４６ インターフェース（Ｉ／Ｆ）
４７ 印字制御部
４８ ＣＰＵ
４９ ＲＡＭ
５０ ＲＯＭ
５１ ＲＧＢ入力
５２ 操作パネル
５３ プリンタコントローラ
５４ 印字部
５５ 主走査／副走査制御回路
５６ 論理和回路
５７ 発振回路
５８Ｍ マゼンダ発色制御回路
５８Ｃ シアン発色制御回路
５８Ｙ イエロー発色制御回路
５８Ｋ ブラック発色制御回路
５９ 殻
６０ 気泡
６１ 担持体
６２−１ 音響レンズ
６２−２ 音響インピーダンス整合層
６２−３ 個別印加電極層
６２−３−１ 個別配線
６２−４ 超音波素子
６２−５ 共通電極層（アース層）
６３ 発色現像部
６４ 高出力半導体レーザ装置
６５ ポリゴンミラー
６６ ｆθレンズ
６７ 中間転写ドラム
６８（６８ｉ（ｉ＝１、２、・・・、ｎ）） レーザ光
６８ｋ レーザビーム径
６９ 反射防止膜
７０ 光吸収剤
７１ 保持部
７２ 微小樹脂体
７３ａ、７３ｂ レーザ光
７４ 微細樹脂などの固体
７４ａ 一点
７５ レーザ光（赤外光）
７６ 弾性波
７７ 超音波発生部
７８ 高出力半導体レーザ装置
７９ ポリゴンミラー
８１ ｆθレンズ
８２ 超音波ラインヘッド
８３（８３−ｉ（ｉ＝１、２、・・・、ｎ）） レーザ光
８４ 超音波素子
８５ 保持部材
８６ 超音波
８７ 水
８８ アルミニウム小片
８９ 正弦波変調レーザ光
９０ 超音波ラインヘッド
９１ 保持部材
９２ 超音波素子
９２−１ 後端面
９２−２ 前端面
９３ 超音波
９５ 超音波ラインヘッド
９６ 金属薄片
９６−１ 後面
９７ 保持部材
９７−１ 一方の端面
９７−２ 他方の端面
９８ 音響マイクロレンズ
９９ 反射防止膜
１００ 超音波
Claims (20)
- 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に分散した、マイクロカプセルトナーを用いるカラー画像形成方法であって、
画像情報に応じて前記マイクロカプセルトナーを印字媒体上に最終的に転写定着すべく、中間転写媒体を介して若しくは直接的に前記印字媒体に付与する工程と、
前記印字媒体に付与される前記マイクロカプセルトナーに対して前記画像情報中の色成分情報に対応した所定の変調周波数のレーザ光を照射して弾性波を発生させることにより前記複数種の小径マイクロカプセルのうちの所定のカプセル壁を選択的に破壊して所定の反応性物質が互いに拡散混合して発色反応を生じさせる発色工程と、
を少なくとも実行して前記印字媒体上に発色したトナーに基づくカラー画像を形成することを特徴とするカラー画像形成方法。 - 前記マイクロカプセルトナーは、前記レーザ光の反射を抑制する反射防止膜を表面にコーティングされて成ることを特徴とする請求項１記載のカラー画像形成方法。
- 前記マイクロカプセルトナーは、前記レーザ光の吸収効率を上げる光吸収剤を内部の結着樹脂に添加して成ることを特徴とする請求項１又は２記載のカラー画像形成方法。
- 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に分散した、マイクロカプセルトナーを用いるカラー画像形成方法であって、
画像情報に応じて前記マイクロカプセルトナーを印字媒体上に最終的に転写定着すべく、中間転写媒体を介して若しくは直接的に前記印字媒体に付与する工程と、
前記印字媒体に付与される前記マイクロカプセルトナーに対して前記画像情報中の色成分情報に対応した色に前記マイクロカプセルトナーを発色させるべく配置された超音波ラインヘッドの各超音波素子に所定の変調周波数のレーザ光を照射して所望の前記超音波素子に弾性波を発生させることにより該超音波素子から超音波を前記マイクロカプセルトナーに照射させ前記超音波により前記複数種の小径マイクロカプセルのうちの所定のカプセル壁を選択的に破壊して所定の反応性物質が互いに拡散混合して発色反応を生じさせる発色工程と、
を少なくとも実行して前記印字媒体上に発色したトナーに基づくカラー画像を形成することを特徴とするカラー画像形成方法。 - 前記超音波素子は、柱状体に形成され、前記超音波ラインヘッドの主走査方向の画素数に応じた数で、保持部材の主走査方向に所定の間隔で配置され、上下から前記保持部材により挟まれるようにして保持されて前後の端面が外部に露出した金属体から成ることを特徴とする請求項４記載のカラー画像形成方法。
- 前記柱状体は、円柱体であることを特徴とする請求項４記載のカラー画像形成方法。
- 前記柱状体は、方形の柱状体であることを特徴とする請求項４記載のカラー画像形成方法。
- 前記柱状体は、レーザ光入射面を平面に形成され、超音波射出面を平面、凹面、又は凸面に形成されていることを特徴とする請求項６又は７記載のカラー画像形成方法。
- 前記レーザ光入射面は、レーザ光の反射を抑制する反射防止膜を表面にコーティングされて成ることを特徴とする請求項８記載のカラー画像形成方法。
- 前記超音波素子は、金属薄片で形成され、該金属薄片の一方の面を前記レーザ光の入射面として光透過性の保持部材の一方の端面に接し、前記保持部材の主走査方向に所定の間隔で配置され、前記金属薄片の他方の面を射出超音波収束のための音響マイクロレンズで被覆されて成ることを特徴とする請求項４記載のカラー画像形成方法。
- 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に分散した、マイクロカプセルトナーを用いるカラー画像形成装置であって、
画像情報に応じて前記マイクロカプセルトナーを印字媒体上に最終的に転写定着すべく、中間転写媒体を介して若しくは直接的に前記印字媒体に付与する付与手段と、
前記印字媒体に付与される前記マイクロカプセルトナーに対して前記画像情報中の色成分情報に対応した所定の変調周波数のレーザ光を照射して弾性波を発生させることにより前記複数種の小径マイクロカプセルのうちの所定のカプセル壁を選択的に破壊して所定の反応性物質が互いに拡散混合して発色反応を生じさせる発色手段と、
を少なくとも有して前記印字媒体上に発色したトナーに基づくカラー画像を形成することを特徴とするカラー画像形成装置。 - 前記マイクロカプセルトナーは、前記レーザ光の反射を抑制する反射防止膜を表面にコーティングされて成ることを特徴とする請求項１１記載のカラー画像形成装置。
- 前記マイクロカプセルトナーは、前記レーザ光の吸収効率を上げる光吸収剤を内部の結着樹脂に添加して成ることを特徴とする請求項１１又は２記載のカラー画像形成装置。
- 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に分散した、マイクロカプセルトナーを用いるカラー画像形成装置であって、
画像情報に応じて前記マイクロカプセルトナーを印字媒体上に最終的に転写定着すべく、中間転写媒体を介して若しくは直接的に前記印字媒体に付与する付与手段と、
前記印字媒体に付与される前記マイクロカプセルトナーに対して前記画像情報中の色成分情報に対応した色に前記マイクロカプセルトナーを発色させるべく配置された超音波ラインヘッドの各超音波素子に所定の変調周波数のレーザ光を照射して所望の前記超音波素子に弾性波を発生させることにより該超音波素子から超音波を前記マイクロカプセルトナーに照射させ前記超音波により前記複数種の小径マイクロカプセルのうちの所定のカプセル壁を選択的に破壊して所定の反応性物質が互いに拡散混合して発色反応を生じさせる発色手段と、
を少なくとも有して前記印字媒体上に発色したトナーに基づくカラー画像を形成することを特徴とするカラー画像形成装置。 - 前記超音波素子は、柱状体に形成され、前記超音波ラインヘッドの主走査方向の画素数に応じた数で、保持部材の主走査方向に所定の間隔で配置され、上下から前記保持部材により挟まれるようにして保持されて前後の端面が外部に露出した金属体から成ることを特徴とする請求項１４記載のカラー画像形成装置。
- 前記柱状体は、円柱体であることを特徴とする請求項１４記載のカラー画像形成装置。
- 前記柱状体は、方形の柱状体であることを特徴とする請求項１４記載のカラー画像形成装置。
- 前記柱状体は、レーザ光入射面を平面に形成され、超音波射出面を平面、凹面、又は凸面に形成されていることを特徴とする請求項１６又は７記載のカラー画像形成装置。
- 前記レーザ光入射面は、レーザ光の反射を抑制する反射防止膜を表面にコーティングされて成ることを特徴とする請求項１８記載のカラー画像形成装置。
- 前記超音波素子は、金属薄片で形成され、該金属薄片の一方の面を前記レーザ光の入射面として光透過性の保持部材の一方の端面に接し、前記保持部材の主走査方向に所定の間隔で配置され、前記金属薄片の他方の面を射出超音波収束のための音響マイクロレンズで被覆されて成ることを特徴とする請求項１４記載のカラー画像形成装置。
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