JP2005077903A - カラー画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】一種類のトナーを用いる簡単な構成のカラー画像形成装置を提供する。
【解決手段】初期化帯電器４により一様な電位となった感光体ドラム２の表面に光書込ヘッド５により各色毎に分解された画像信号の論理和信号による静電潜像が形成される。感光体ドラム２の下部に配置される現像皿１１に４色用の小径マイクロカプセルを内包する大径マイクロカプセルから成るトナーを分散したトナー分散溶媒１２が常に供給される。トナーが静電潜像に吸着されて無色又は白色のカプセルトナー像Ｔ１が感光体ドラム２に形成（配置現像）される。カプセルトナー像Ｔ１は現像皿１１と一体構成の超音波ラインヘッド７からトナー分散溶媒１２を介し画素サイズに収束された超音波の照射を受け、小径マイクロカプセルが選択的に反応して発色し画像情報に応じたカラートナー像Ｔ２を形成（発色現像）する。カラートナー像Ｔ２は記録用紙Ｐに転写されて定着される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、カラー画像形成装置に係わり、更に詳しくはマイクロカプセルトナーを分散した一種類のトナー分散溶媒又はマイクロカプセルトナーから成る一種類の乾式トナーを用いる簡単な構成で効率のよい多色の発色現像によりカラー画像を形成するカラー画像形成装置に関する。

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大きく分けて液体インクを使用するものと、固体インクを使用するものがある。
液体インクを使用するものとしては、インクジェット方式のプリンタ装置が広く普及しており、固体インクを使用するものとしては、例えば熱転写式のラベルプリンタや電子写真式の複写機やプリンタが知られている。

インクジェット方式のプリンタ装置は、３色乃至８色のインクをノズルから用紙に噴射して美麗な画像の印刷を行うことができる。熱転写式のプリンタ装置は、インクリボンに塗布されている固体インクを発熱素子によって画像情報に応じて溶融又は昇華させて記録用紙に転写し、冷却・固化させて記録用紙に画像を形成する。電子写真式のプリンタ（複写機も含む、以下同様）は、固体インクに相当するトナーを用い、電子写真方式により像担持体上にトナー像を形成し、このトナー像を記録用紙に転写して熱定着させて記録用紙に文字や画像を形成する。

特にトナーを用いる電子写真式のプリンタは、モノクロ専用のものは勿論のこと、複数の画像形成部を多段式に並設して構成したタンデム型の多色印刷用のプリンタでも、印刷速度が高速である点に特色がある。（例えば、特許文献１参照。）
上記の例は乾式現像方式であるが、乾式現像方式であると静電潜像に均一な分布でトナーを供給するが困難であるとして、固体のトナーを溶媒中に分散させたトナー分散溶媒を用いて液体現像を行う構成のプリンタも提案されている。（例えば、特許文献２参照。）
また、比較的新規な方式として、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画像形成装置も知られている。（例えば、特許文献３参照。）
特開平９−２８８３９６号公報（［要約］、図１） 特開２０００−１８１２３３号公報（［要約］、図２） 特公平６−９６３３８号公報（第２頁右欄第５０行〜第３頁左欄第２３行、図１）

上記特許文献１の技術は、モノクロであれ多色印刷であれ高速の印刷を可能とする点に特色があるが、多色印刷の場合、定着装置を除けば、感光体ドラム、初期化帯電器、露光装置、現像器、クリーニング装置等が各色毎に必要であり、全体構成が極めて複雑になっていて、工場における組み立て工数が多く、また、保守作業に手数を要するという問題が残されている。

また、特許文献２の技術は、この構成で多色印刷を行おうとすると、各色の用紙への重ね転写の実現に大きな技術的困難を伴うものであることは容易に窺い知ることができ、敢えて多色印刷を行う構成にしようとすれば、色毎の画像形成部毎に乾燥装置や複雑な経路の用紙搬送装置が必要となり、これらが各所に錯綜して配置される構成となって極めて大掛かりな装置となり、とても実用に耐えない。したがってモノクロ印刷に限定される構成であることに異論を差し挟む余地がない。

また、特許文献３の技術は、マイクロカプセルを含有するインク層を乾燥固化して形成したコーティング層を有する専用の記録紙を用いるため普通紙が使用できないという問題がある。また、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。

本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、マイクロカプセルトナーを分散した一種類のトナー分散溶媒又はマイクロカプセルトナーから成る一種類の乾式トナーを用いる簡単な構成で多色の画像形成を容易に行うことができるカラー画像形成装置を提供することである。

先ず、第１の発明である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して内包し、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る大径マイクロカプセルをトナーとして用いてカラー画像を形成するカラー画像形装置であって、複数種の色の画像データの論理和より合成されたデータに基づいて画素に対応するサイズの静電潜像をトナー像担持体上に形成する論理和潜像形成手段と、上記大径マイクロカプセルトナーを絶縁性の液体相の溶媒に分散させて成るトナー分散溶媒中に上記トナー像担持体の下部を浸漬させて、上記論理和潜像形成手段により形成された上記トナー像担持体上の静電潜像に対し上記トナー分散溶媒中の上記大径マイクロカプセルのトナー画素群層を配置現像するトナー分散溶媒供給現像手段と、該トナー分散溶媒供給現像手段と一体に配置され、該トナー分散溶媒供給現像手段により配置現像された上記トナー画素群層に対し、上記トナー分散溶媒を液体相の超音波伝播材として該超音波伝播材を介し画素サイズに収束された複数種の周波数の超音波を選択的に照射することにより、各周波数ごとに選択的に反応する上記小径マイクロカプセルの外殻を破壊し、この外殻により分離されていた発色剤と顕色剤とを反応させて所定の色を発色させる発色現像手段とを備えて構成される。

次に第２の発明である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し、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る大径マイクロカプセルをトナーとして用いてカラー画像を形成するカラー画像形装置であって、上記大径マイクロカプセルのトナーを複数種の色の画像データの論理和より合成されたデータに基づいて画素に対応するサイズの画素群層でトナー像担持体上に乾式電子写真方式により配置現像する配置現像手段と、上記トナー像担持体に所定の位置で対向し該対向部において上記配置現像手段により配置現像された上記マイクロカプセルのトナー画素群層を転写され、該トナー画素群層を下部位置の発色現像部まで回転搬送する中間転写部材と、該中間転写部材の下部位置の上記発色現像部に絶縁性の超音波伝播液を循環供給して該超音波伝播液により上記トナー画素群層を上記中間転写部材の下部位置において気体相を介在させることなく浸漬する超音波伝播液供給手段と、該超音波伝播液供給手段と一体に配置され、上記超音波伝播液により浸漬された上記発色現像部に上記中間転写部材により回転搬送されてくる上記トナー画素群層に対し、上記超音波伝播液を介し画素サイズに収束された複数種の周波数の超音波を選択的に照射することにより、各周波数ごとに選択的に反応する上記小径マイクロカプセルの外殻を破壊し、この外殻により分離されていた発色剤と顕色剤とを反応させて所定の色を発色させる発色現像手段とを備えて構成される。

この第２の発明のカラー画像形成装置においては、例えば、上記超音波伝播液供給手段は、上記超音波伝播液の非使用時において該超音波伝播液の蒸発を防止する蒸発防止機構を備えて構成され、また、例えば、上記超音波伝播液を上記発色現像部に循環供給する循環供給路中に清掃部材を備えて該清掃部材により上記超音波伝播液中に混入してくる不純トナーを除去するように構成される。

そして、第１及び第２の発明のカラー画像形成装置においては、いずれも上記所定の色は、例えばマゼンタ、シアン、及びイエロー、又は、マゼンタ、シアン、イエロー、及びブラックであり、また、上記発色手段は、例えば超音波照射素子を直線アレイ状に配置してなる超音波ラインヘッドである。

大径マイクロカプセルトナーを分散した一種類のトナー分散溶媒又は大径マイクロカプセルトナーから成る一種類の乾式トナーを用いて発色現像を行う超音波ラインヘッドを液体相の超音波伝播材の供給装置と一体構成で配置するので、超音波ラインヘッドに超音波伝播のための複雑な構成を附加する必要のない簡単な構成で且つ効率のよい多色の発色現像を確実に行うことができるカラー画像形成装置を提供することが可能となる。

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の実施の形態における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１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。

図１に示すように、カラー画像形成装置１は、トナー像担持体としての感光体ドラム２と、この感光体ドラム２を中心にして、この感光体ドラム２の周面を取り巻くようにして、クリーナ３、初期化帯電器４、論理和潜像形成手段としての光書込ヘッド５、トナー分散溶媒供給現像手段としてのトナー分散溶媒供給ユニット６、発色現像手段としての超音波ラインヘッド７、絞りローラ８、転写ローラ９が配設されている。尚、同図には、給紙部、用紙搬送部、電源及び後述する制御部の図示は省略している。

図２は、上記カラー画像形成装置１の超音波ラインヘッド７を中心とする部分の拡大図である。
図１及び図２において、上記の感光体ドラム２は、図の矢印ａで示すように反時計回り方向に回転する。クリーナ３は、感光体ドラム２の周表面をクリーニングする。初期化帯電器４は、上記クリーニングされた感光体ドラム２の周表面を一様なマイナス高電位に帯電させる。

光書込ヘッド５は、上記マイナス高電位に一様に帯電した感光体ドラム２の周表の感光面に、後述する制御部（制御回路）から供給される光書込みデータに基づいて光書込みを行う。この光書込ヘッド５からの光書込みによって感光体ドラム２の感光面には電位の減衰したマイナス低電位部が形成され、上記の初期化帯電によるマイナス高電位部と光書込みにより電位の減衰したマイナス低電位部とからなる静電潜像が感光体ドラム２の感光面に形成される。この静電潜像は、感光体ドラム２の回転により、感光体ドラム２の下部へと回転搬送される。

感光体ドラム２の下部には、トナー分散溶媒供給ユニット６と超音波ラインヘッド７が配置されている。トナー分散溶媒供給ユニット６は、現像皿１１と、この現像皿１１の上記感光体ドラム２の回転方向上流側に位置して配置され現像皿１１にトナー分散溶媒１２を供給するトナー分散溶媒供給口１３と、このトナー分散溶媒供給口１３まで撹拌器１４内のトナー分散溶媒１２を送出する給送パイプ１５と、余剰なトナー分散溶媒１２を回収して撹拌器１４に再供給するトナー分散溶媒回収槽１６を備えている。

上記の現像皿１１は、感光体ドラム２の下部において、感光体ドラム２の周表面の曲率に沿った形状で感光体ドラム２の下部から一定の距離を置いて配設されている。この感光体ドラム２と現像皿１１との一定距離の間隙には、上記撹拌器１４による撹拌によって含有するカプセルトナーにマイナス（−）の電荷を付与されたトナー分散溶媒１２がトナー分散溶媒供給口１３から供給されて常時充満している。

上記現像皿１１の感光体ドラム２の回転方向上流側に位置するトナー分散溶媒供給口１３から供給されるトナー分散溶媒１２中の上記カプセルトナーは、感光体ドラム２上に形成されている静電潜像の低電位部に静電的に吸着されて、静電潜像に対応するトナー画素群層としてのカプセルトナー像Ｔ１が形成（配置現像）される。

この配置現像により形成されるカプセルトナー像Ｔ１は、各色毎に分解された画像信号の論理和信号により形成されるカプセルトナー像である。このカプセルトナー像Ｔ１は、現像皿１１の中央部上方位置へと回転搬送される。現像皿１１の中央部には、現像皿１１と一体に構成された超音波ラインヘッド７の超音波照射口が配置されている。

この超音波ラインヘッド７には制御部（制御回路）から画像データが供給される。超音波ラインヘッド７は、制御部（制御回路）から供給される画像データに基づいて、感光体ドラム２により回転搬送されて超音波照射口上方を通過するカプセルトナー像Ｔ１に対し超音波照射口から画素サイズに収束された複数種の周波数の超音波の照射を行う。

この超音波は、感光体ドラム２と現像皿１１との一定距離の間隙にトナー分散溶媒１２が充満していることにより、このトナー分散溶媒１２を液体相の超音波伝播材として、この超音波伝播材を介して効率よくカプセルトナー像Ｔ１に照射される。これにより各周波数ごとに選択的に反応するカプセルトナー像Ｔ１内の小径マイクロカプセルの外殻が破壊され、この外殻により分離されていた発色剤と顕色剤とが反応して、カプセルトナー像Ｔ１が画像情報に応じた色に発色して、カラートナー像Ｔ２が感光体ドラム２上に形成（発色現像）される。

上記のようにして発色現像によってカラー画像を形成したカラートナー像Ｔ２は、更に感光体ドラム２により回転搬送され、現像皿１１を抜け出した所で絞りローラ８によってカラートナー像Ｔ２に付着している溶媒を絞り出されて脱水状態となり、感光体ドラム２と転写ローラ９とが対向して圧接する転写部に回転搬送される。

この転写部には、図示を省略した給紙部及び用紙搬送部によって記録用紙Ｐが給紙・搬送されてくる。記録用紙Ｐは感光体ドラム２と転写ローラ９とにより押圧挟持されて、転写ローラ９からの転写バイアス電圧の印加によりカラートナー像Ｔ２を紙面に転写される。この記録用紙Ｐに転写された発色済みカラートナー像Ｔ２は、これも図示を省略した熱定着部において熱定着処理が施されて記録用紙Ｐに定着される。

図３は、上記のトナー分散溶媒１２に分散して含有されるカプセルトナー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２０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２１（２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｙ、２１Ｋ）を内包した構成であり、各小径マイクロカプセル２１には小径カプセル壁２２が形成されている。

また、上記小径マイクロカプセル２１は、大径マイクロカプセル２０内に封入されたジェル状の保持層２３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２１´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２１の小径カプセル壁２２の外側を顕色剤２４が覆っている。

上記の大径マイクロカプセル２０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２０内に各小径マイクロカプセル２１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２１の直径は、例えば０．５μｍ〜２μｍ程度である。

図４は、上記小径マイクロカプセル２１の構造を説明する図である。小径マイクロカプセル２１は、小径カプセル壁２２で覆われ、発色剤２５を内包し、小径カプセル壁２２の外側を上述したように顕色剤２４が覆っている。そして、これら小径マイクロカプセル２１の小径カプセル壁２２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２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｙ、２１Ｋは、それぞれその直径と、小径カプセル壁２２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２２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。

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２２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２２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２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｙ、２１Ｋはそれぞれ共振周波数が異なるように設計されている。

また、各小径マイクロカプセル２１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。
図５は、上記カラー画像形成装置１の図１では図示を省略した制御部の制御回路の構成を説明する図である。制御部（制御回路）２６はインターフェース（Ｉ／Ｆ）２７、印字制御部２８、ＣＰＵ２９、ＲＡＭ３１、ＲＯＭ３２で構成される。インターフェース（Ｉ／Ｆ）２７には、ＲＧＢ（Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青））入力３３からビデオデータが供給され、ＣＰＵ２９には、操作パネル３４から操作信号が入力する。

インターフェース（Ｉ／Ｆ）２７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）２７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）２７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。

ＣＰＵ２９は、ＲＯＭ３２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３４から入力する操作信号に従って印刷処理を実行する。尚、ＲＡＭ３１はＣＰＵ２９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。
ＣＰＵ２９は、上記インターフェース（Ｉ／Ｆ）２７、及び印字制御部２８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２８は、プリンタコントローラ３５及び印字部３６で構成されている。

図６は、上記印字制御部２８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３５は主走査/副走査制御回路３７、論理和回路３８、発振回路３９、マゼンタ発色制御回路４１Ｍ、シアン発色制御回路４１Ｃ、イエロー発色制御回路４１Ｙ、ブラック発色制御回路４１Ｋで構成されている。一方、印字部３６は前述の光書込ヘッド５及び超音波ラインヘッド７で構成されている。

前述のように、インターフェース（Ｉ/Ｆ）２７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）２７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３８に出力される。ここで、論理和回路３８はＣＭＹＫの論理和を計算し、光書込ヘッド５に出力する。

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５に出力し、前述の感光体ドラム２に光書込みを行う。したがって、前述の感光体ドラム２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３７から論理和回路３８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５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。

また、ＣＭＹＫの画素データは、それぞれに対応するマゼンタ発色制御回路４１Ｍ〜ブラック発色制御回路４１Ｋにも供給され、発振回路３９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７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７に供給され、前述の感光体ドラム２上に配置現像されて吸着されているカプセルトナー像Ｔ１に対応する後述する共振周波数の超音波が照射される。

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像Ｔ１内の小径マイクロカプセル２１が破壊されて発色する。この場合、マゼンタ発色制御回路４１Ｍから出力される発色信号の周波数ｆが異なるため、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２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｙ、又は２１Ｋの小径カプセル壁２２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２１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２１ごとにそれぞれ異なる為である。

例えば、マゼンタ発色制御回路４１Ｍ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２１Ｍの小径カプセル壁２２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４１Ｃから出力された発色信号ｆｃは小径マイクロカプセル２１Ｃの小径カプセル壁２２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４１Ｙ、ブラック発色制御回路４１Ｋから出力される発色信号ｆｙ、ｆｋは、小径マイクロカプセル２１Ｙ又は２１Ｋの小径カプセル壁２２のみを破壊し、イエロー（Ｙ）、又はブラック（Ｋ）の発色を行う。

図７(a),(b),(c) は、上記のカプセルトナー像Ｔ１が超音波ラインヘッド７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７(a) は、上記のカプセルトナー像Ｔ１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はカプセルトナー像Ｔ１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。

前述のように、カプセルトナー像Ｔ１は大径マイクロカプセル２０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２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｙ、２１Ｋ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２２が破壊され、内部の発色剤２５が顕色剤２４と混合して反応し、発色する。

例えば、図７(b) は、超音波ラインヘッド７から単一の共振周波数の超音波Ｓがカプセルトナー像Ｔ１（図ではカプセルトナー像Ｔ１を形成している中の１個のカプセルトナーＴを示している）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７から２つの共振周波数の超音波Ｓ１、Ｓ２がカプセルトナー像Ｔ１（カプセルトナー像Ｔ１を形成している中の１個のカプセルトナー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で振動する小径マイクロカプセルが破壊されてそれぞれ発色する。

例えば、小径マイクロカプセル２１Ｍの小径カプセル壁２２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２１Ｃの小径カプセル壁２２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２１Ｍの小径カプセル壁２２と小径マイクロカプセル２１Ｃの小径カプセル壁２２が破壊されると、赤色が発色し、小径マイクロカプセル２１Ｃの小径カプセル壁２２と小径マイクロカプセル２１Ｙの小径カプセル壁２２が破壊されると、青色が発色する。

図８は、上記の超音波ラインヘッド７の外観斜視図である。同図に示す超音波ラインヘッド７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。
図９(a) は、超音波ラインヘッド７の上面図であり、同図(b) は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７は、同図(c),(d) に示すように、担持体４２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（アース）４３−５が配設され、第４層には圧電素子である超音波素子４３−４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４３−３が配設され、第２層には超音波素子４３−４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４３−２が配設され、更に第１層には音響レンズ４３−１が配設されている。

超音波素子４３−４には個別印加電極４３−３と共通電極（アース）４３−５が接続され、個別印加電極４３−３にはそれぞれ個別配線４３−３−１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４３−４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。

超音波素子４３−４で励起された超音波振動は音響インピーダンス整合層４３−２を通して音響レンズ４３−１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４３−２は上記のように、超音波素子４３−４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。

ここで、上記指定位置に画素サイズの超音波ビームを集束させる為には超音波素子４３−４を微細なサイズに加工することが困難であることと前述の小径カプセル壁２２を破壊する為に必要な音圧を１個の超音波素子４３−４で得ることが困難であることから、主走査方向及び副走査方向に複数からなる超音波素子４３−４の超音波ビームを集束させることによって指定位置に画素サイズの超音波ビームを集束させるようにする。

図１０は、主走査方向（Ｘ方向）に配設された超音波素子４３−４と、超音波素子４３−４から出力される超音波の集束位置の関係を示す図である。尚、同図において説明上、超音波素子４３−４には紙面の左側から素子番号１、２、３、・・・が付与されている。また、同図に示す集束位置には画素番号（例えば、１〜７１６８）が付与されている。尚、上記集束位置は、例えば図１及び図２の感光体ドラム２上にカプセルトナー像Ｔ１が静電付着して、感光体ドラム２と現像皿１１との間に充満しているトナー分散溶媒１２中において超音波ラインヘッド７の超音波照射口が対峙している位置である。

図１１は、上記超音波素子４３−４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、例えば超音波素子「１」〜「６」までを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４３−４は間隔ｄを有して配設されており、同時にｍ個（例えば５個又は６個）の超音波素子４３−４を時間遅延させながら駆動する。

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５個）の超音波素子４３−４を時間遅延させて５個の超音波素子４３−４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４３−４とＡ点の距離、「２」の超音波素子４３−４とＡ点の距離、「３」の超音波素子４３−４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５個の各超音波素子４３−４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。

また、上記Ａ点に限らず超音波素子４３−４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４３−４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（同図の例では６個）の超音波素子４３−４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。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像Ｔ１の小径マイクロカプセル２１の小径カプセル壁２２への破壊力をＡ→Ｂ方向に移動させることができる。

図１２は、カプセルトナーＴの上記とはやや異なる構成を示す図である。本例のカプセルトナーＴの構成においては、今まで説明したカプセルトナーＴの構成と基本的に同じであるが、本例では、顕色剤２４がいままでのように各小径マイクロカプセル２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｙ、２１Ｋの周面に位置するのではなく、保持層２３内に混入されている。このように構成することにより、カプセルトナーＴの製造を簡単にすることができる。

尚、この場合大径マイクロカプセル２０の直径、及び小径マイクロカプセル２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｙ、２１Ｋの直径は、図３の場合と同じであり、小径マイクロカプセル２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｙ、２１Ｋはそれぞれその直径と、小径カプセル壁２２の厚さ、材質又は径の大きさによって共振周波数の設定は各小径マイクロカプセル２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｙ、２１Ｋ毎に可能であり、選択的に小径マイクロカプセル２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｙ、２１Ｋを破壊して、画像データに従った発色を行うことができる。

図１３は、カプセルトナーＴの上記とは更に異なる構成を示す図である。尚、同図には本例のカプセルトナーの構成における小径マイクロカプセルのみを示している。本例における小径マイクロカプセル２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｙ、２１Ｋの構成は、図１３に示すように、小径マイクロカプセル（例えば、小径マイクロカプセル２１Ｍ）は、小径カプセル壁２２の内側に発色剤２５が内包され、外側に顕色剤２４が位置する。さらに、小径カプセル壁２２の内部には、殻４４に内包された気泡４５が封入されている。

この気泡４５を上記のように内包すると、気泡４５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４５の直径と気泡４５を包む殻４４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。

例えば、気泡４５を内包する場合、前述の小径カプセル壁２２の直径、厚さ、材質によって設定された共振周波数は、気泡４５の半径や殻４４の材質と厚さによって大きく左右される。したがって例えば小径マイクロカプセル２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｙ、２１Ｋ毎に気泡４５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、小径マイクロカプセル２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｙ、２１Ｋ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。
尚、上記気泡４５を内包する小径マイクロカプセルはマゼンタ（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種類の小径マイクロカプセル２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｙを使用する場合、又は２種類の小径マイクロカプセル２１Ｍと２１Ｃ、２１Ｙと２１Ｋを使用する場合においても適用可能である。

また、図１３に示す小径マイクロカプセル２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｙ、２１Ｋの例では気泡４５に殻４４が形成されているが、殻４４を形成しない構成としてもよい。
上述したカラー画像形成装置において、超音波を受けたカプセルトナーＴは、受けた超音波に対応する色の小径マイクロカプセル２１（２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｙ、２１Ｋ）の小径カプセル壁２２のみが破壊される。このメカニズムは、小径マイクロカプセル２１の外殻径がそれぞれ異なり、破壊する共振周波数が小径マイクロカプセル２１によって異なる為であることは前述した。すなわち小径マイクロカプセルの厚みや材質が同一である場合に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２２の厚さが厚くなれば共振周波数は高い方向に移行することは前述した。

したがって、大径マイクロカプセル内の各色毎の小径マイクロカプセルの個数を同数にした場合、径が同一であれば体積も同一であるから各色同様の濃度が得られるが、各色毎の小径マイクロカプセルの厚みや材質が同一である場合に径も同一であると、１種類の破壊共振周波数で全ての色が発色してしまうから、それぞれ径を異ならせて、その異なる径に対応する破壊共振周波数で所望の色を個別に発色させるようにしなければならない。

その場合、径が異なる小径マイクロカプセルの各色の個数が同数であると色毎に濃度に差が生じる。そうすると、発色させる色ごとに濃度差を補正するためのソフト上の制御が必要になってくる。これでは面倒であるので、大径マイクロカプセル内の各色毎の小径マイクロカプセルの径を異ならせた上で且つ濃度が同一になるようにする必要がある。

そして、その場合、大径マイクロカプセル内全体としては、各色の濃度を確保するために発色剤の量を増やそうとすれば顕色剤の量が減り、顕色剤の充分な量を確保しようとすると発色剤の量が減少してしまうという問題がある。したがって、本例では、大径マイクロカプセル内の小径マイクロカプセル毎の適正な個数を設定して発色剤の量が各色一定になるようにする。

ここで、本発明における小径マイクロカプセル２１の小径カプセル壁２２を破壊するために使用する超音波について説明する。前述のようにカプセルトナーＴを発色させる際、小径マイクロカプセル２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｙ、２１Ｋ内の小径カプセル壁２２を超音波で破壊する。この場合、特定の共振周波数の超音波を照射し、小径カプセル壁２２を伸張、膨張を複数回繰り返すことによって亀裂を生じさせ、最終的に破壊に導くものである。

先ず、図１３に示した気泡４５を内包する小径マイクロカプセル２１のような液体中の含気カプセルには以下の特徴がある。すなわち、含気カプセルを特定条件におくことによって、非常に大きな振動を起こす。今、含気カプセルの初期半径をＲo、液体の密度をρ、平衡時の液体圧力をＰo 、超音波による圧力をＰａ、カプセルのシェルパラメータをＳｐ、カプセル内気圧をＰｗとした時、そのカプセルの半径（Ｒｔ）の運動状態は、以下の式（１）、（２）で表現される。

上記式（１）、（２）、及び各種実験により、選択的に共振する周波数を３種、又は４種選択することによって本実施形態を実現する。
図１４は、気泡半径別振幅と周波数依存性を示す図であり、上記式（１）において、小径マイクロカプセル２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｙのカプセル半径の変化率をカプセル毎に異ならせた時の共振周波数を表したものである。例えばマゼンタ（Ｍ）の小径マイクロカプセル２１Ｍの初期半径をＲｍとし、シアン（Ｃ）の初期半径をＲｃとし、イエロー（Ｙ）の小径マイクロカプセル２１Ｙの初期半径をＲｙとした時、それぞれのカプセルの周波数依存性を示す。尚、同図の縦軸はカプセルの振幅（ΔＲ/Ｒo）を示す。

上記設定による実験を多数回繰り返すことによって、最大振幅が２５％以上膨張すると小径カプセル壁２２に亀裂が生じることが確認された。したがって、同図に示すように、膨張率が６０％を超える周波数（共振周波数）を持つ超音波を照射することによって小径カプセル壁２２を破壊し、発色剤２５と顕色剤２４を混合反応させて、発色させることができる。

尚、図１４では小径マイクロカプセル２１Ｍに照射する共振周波数を２１ｆ−ｍで示し、小径マイクロカプセル２１Ｃに照射する共振周波数を２１ｆ−ｃで示し、小径マイクロカプセル２１Ｙに照射する共振周波数を２１ｆ−ｙで示している。例えば、図７(b) に示した単一の共振周波数の超音波Ｓを２１ｆ−ｃとすれば、カプセルトナーＴは小径マイクロカプセル２１Ｃを破壊されてシアン色を発色する。また、図７(c) に示した２つの共振周波数の超音波Ｓ１、Ｓ２をそれぞれ２１ｆ−ｍ、２１ｆ−ｙとすれば、カプセルトナーＴは小径マイクロカプセル２１Ｍと２１Ｙを破壊されてオレンジ色を発色する。

図１５は、大径マイクロカプセル内に小径マイクロカプセル２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｙと更にブラック（Ｋ）の小径マイクロカプセル２１Ｋを含む場合の特性を示す図である。この場合、図１５から分かるように、上記３種の共振周波数と異なる共振周波数２１ｆ−ｋの設定を行い、ブラック（Ｋ）を加えた４種の小径マイクロカプセル２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｙ、２１Ｋを選択的に破壊することができる。

図１６は、上記の超音波照射によって小径マイクロカプセル２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｙ、２１Ｋが振動する状態を示す図であり、横軸は時間軸を示している。入力した超音波は前述の式（１）に示すように、振動する粗密波として小径カプセル壁２２に出力され、その周期に対応して小径カプセル壁２２の外径が変動し、伸縮と膨張を繰り返す。

同図に示すように、入力する超音波の影響は順次大きくなり、第１波より直ちに最大振幅になるのではなく、数波の入力によって最大振幅に達する。したがって、最適かつ効果的な振動を得る為、各小径カプセル壁２２には少なくとも数波が必要であり、多くの実験から４〜６波の照射によって最大振幅に達することが分かった。そこで、本実施形態では各小径マイクロカプセル２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｙ、２１Ｋに対する超音波照射は少なくとも上記波数分供給される。

さらに、図１６からも判るように、共振周波数Ｒt-1 又はＲt-0.5 の場合と、非共振周波数Ｒt-2 では振動レベルが極端に異なる。したがって、各小径マイクロカプセル２１（２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｙ、又は２１Ｋ）に対応する共振周波数を照射することによる、他の小径マイクロカプセル２１（２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｙ、又は２１Ｋ）に与える影響は極めて小さく、ターゲットとなる小径マイクロカプセル２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｙ、又は２１Ｋに短時間共振周波数を与えることによって、選択的に効率よくターゲットとなる小径マイクロカプセルを破壊することができる。

図１７は、超音波照射の為の出力パルスを示す図である。上記説明の如く単発の出力ではなく、効果的に小径カプセル壁２２を破壊する為、例えば画素単位当たり数波（同図の例では４波）の超音波照射を行う。
（実施形態２）
図１８は、第２の実施の形態におけるカラー画像形成装置の構成を示す図である。同図に示すように、本例のカラー画像形成装置４６は、感光体ドラム４７を中心にして、この感光体ドラム４７の周面を取り囲むようにして、初期化帯電ローラ４８、光書込ヘッド４９、配置現像器５１、中間転写ドラム５２が配置されている。

上記の配置現像器５１は、トナーホッパ５３と、このトナーホッパ５３の下端部に回転可能に配設された配置現像ローラ５４を備え、トナーホッパ５３内にはカプセルトナーＴを収容している。
上記の感光体ドラム４７は、図の矢印ｂで示す時計回り方向に回転し、これと対向して配置される中間転写ドラム５２は、図の矢印ｃで示す反時計回り方向に回転する。この中間転写ドラム５２の下方には、超音波伝播液供給ユニット５５が配設されている。

超音波伝播液供給ユニット５５は、中間転写ドラム５２の下部を所定の距離を持って囲むように配置された現像皿５６と、この現像皿５６と一体的に構成された超音波ラインヘッド５７と、これらの下方に配設されて蒸発性の超音波伝播液５８を収容している液貯留槽５９と、この液貯留槽５９と上記の現像皿５６とを連結するように配設された液供給管６１と、この液供給管６１の適宜の中間位置に配置された汲み上げポンプ６２を備えている。

更に、超音波伝播液供給ユニット５５には、現像皿５６の上端部から中間転写ドラム５２の軸と直角方向外側に張り出すシール材支持部６３が形成されており、このシール材支持部６３には、その外端部に図の奥行き方向に適宜の間隔で配置された少なくとも２個のソレノイド６４が保持されている。

ソレノイド６４にはソレノイド６４への通電／遮断によって進退するピストン軸６５が挿通され、このピストン軸６５の中間転写ドラム５２側の端部に周面側シール板６６が固定して保持されている。この周面側シール板６６とソレノイド６４との間で、押し螺旋バネ６７がピストン軸６５に外嵌している。

カラー画像形成装置４６の実働時には、ソレノイド６４に通電される。この通電によりソレノイド６４に発生した磁力によりピストン軸６５が、押し螺旋バネ６７の押し付勢力に抗して周面側シール板６６を中間転写ドラム５２の周面から引き離す方向に吸引され、中間転写ドラム５２の回転面側部と現像皿５６の両端部間に、中間転写ドラム５２上に形成される転写トナー像の通過を妨げない程度の適宜の間隙が形成される。

また、中間転写ドラム５２の両端面と現像皿５６との間にも間隙が形成されているが、この間隙を外部から封止するための端面側シール板６８が現像皿５６の両端面に連設されている。また、中間転写ドラム５２の現像皿５６よりも回転方向下流側には、感光体ドラム４７との対向部よりも手前の周面に転写ローラ６９が圧接している。

図１８に示すカラー画像形成装置４６において、初期化帯電ローラ４８が感光体ドラム４７の周表面を一様なマイナス高電位に帯電させる。光書込ヘッド４９は、上記マイナス高電位に一様に帯電した感光体ドラム４７の周表の感光面に、図５及び図６に示した制御部（制御回路）と同様の構成の制御部から供給される光書込みデータに基づいて光書込みを行う。この光書込ヘッド４９からの光書込みによって感光体ドラム４７の感光面には電位の減衰したマイナス低電位部が形成され、上記の初期化帯電によるマイナス高電位部と光書込みにより電位の減衰したマイナス低電位部とからなる静電潜像が感光体ドラム４７の感光面に形成される。

この静電潜像は、感光体ドラム４７の回転により、感光体ドラム４７と配置現像ローラ５４との対向部に搬送される。配置現像ローラ５４の表面には、不図示の撹拌部材によって撹拌されて弱マイナス（−）性の電荷を付与されたカプセルトナーＴが供給されて付着している。この弱マイナス（−）性の電荷を付与されたカプセルトナーＴは感光体ドラム４７の静電潜像のマイナス低電位部に対しては相対的にプラス極性となる低電位であり、これにより、配置現像ローラ５４から感光体ドラム４７の静電潜像のマイナス低電位部にカプセルトナーＴが静電的に吸着されて、静電潜像に対応するトナー画素群層としてのカプセルトナー像Ｔ１が形成（配置現像）される。

この場合も、この配置現像により形成されるカプセルトナー像Ｔ１は、各色毎に分解された画像信号の論理和信号により形成されるカプセルトナー像である。このカプセルトナー像Ｔ１は、感光体ドラム４７と中間転写ドラム５２との対向部に搬送される。
中間転写ドラム５２は、感光体ドラム４７の周面線速度と同一の周面線速度で図の矢印ｃで示す反時計回り方向に回転しており、この中間転写ドラム５２には、特には図示しないが、プラス極性のバイアス電圧が印加されている。このバイアス電圧により、感光体ドラム４７上のカプセルトナー像Ｔ１が中間転写ドラム５２上に転写される。

この中間転写ドラム５２上に転写されたカプセルトナー像Ｔ１は、そのまま中間転写ドラム５２より回転搬送されて中間転写ドラム５２の下部へと回転搬送される。中間転写ドラム５２の下部には超音波伝播液供給ユニット５５の現像皿５６と超音波ラインヘッド５７が配置されている。

現像皿５６は、中間転写ドラム５２の下部において、中間転写ドラム５２の周表面の曲率に沿った形状で中間転写ドラム５２の下部から一定の距離を置いて配設されている。この中間転写ドラム５２と現像皿５６との一定距離の間隙には、汲み上げポンプ６２により液供給管６１を介して液貯留槽５９内の蒸発性の超音波伝播液５８が供給されて常時充満しており、この超音波伝播液５８の中に中間転写ドラム５２の下部が常時浸漬されている。この超音波伝播液５８の中に上記のカプセルトナー像Ｔ１が回転搬送されて超音波伝播液５８の中に中間転写ドラム５２の下部と一体に浸漬される。

この中間転写ドラム５２上のカプセルトナー像Ｔ１は超音波伝播液５８の中に浸漬されたまま回転搬送される途上で超音波ラインヘッド５７の超音波照射口がカプセルトナー像Ｔ１に対向するように配置されている。
超音波ラインヘッド５７には制御部（制御回路）から画像データが供給される。超音波ラインヘッド５７は、制御部（制御回路）から供給される画像データに基づいて、中間転写ドラム５２により回転搬送されて超音波照射口上方を通過するカプセルトナー像Ｔ１に対し超音波照射口から画素サイズに収束された複数種の周波数の超音波の照射を行う。

この超音波は、中間転写ドラム５２と現像皿５６との一定距離の間隙に超音波伝播液５８が充満していることにより、この超音波伝播液５８を介して効率よくカプセルトナー像Ｔ１に照射される。これにより各周波数ごとに選択的に反応するカプセルトナー像Ｔ１内の小径マイクロカプセルの外殻さ破壊され、この外殻により分離されていた発色剤と顕色剤とが反応して、カプセルトナー像Ｔ１が画像情報に応じた色に発色して、カラートナー像Ｔ２が中間転写ドラム５２上に形成（発色現像）される。

上記のようにして発色現像によってカラー画像を形成したカラートナー像Ｔ２は、更に中間転写ドラム５２により回転搬送され、現像皿５６から抜け出したところで付着していた蒸発性の超音波伝播液５８が蒸発して除去された状態で中間転写ドラム５２と転写ローラ６９とが対向して圧接する転写部に回転搬送される。

転写部では、図示を省略した給紙部及び用紙搬送部によって給紙・搬送された記録用紙が中間転写ドラム５２と転写ローラ６９とにより押圧挟持され、転写ローラ６９からの転写バイアス電圧の印加によりカラートナー像Ｔ２を紙面に転写される。この記録用紙に転写された発色済みカラートナー像Ｔ２は、これも図示を省略した熱定着部において熱定着処理が施されて記録用紙Ｐに定着される。

ところで、本例で用いる超音波伝播液５８は、蒸発性であるので、カラー画像形成装置４６の非使用時には、蒸発で消耗しないようにしなければならない。
図１９は、図１８の構成において超音波伝播液５８の蒸発防止機構に関係する主要部のみを再掲して示す図である。図１９において、カラー画像形成装置４６が停止すると、汲み上げポンプ６２が停止する。汲み上げポンプ６２が停止すると、現像皿５６に汲み上げられていた超音波伝播液５８が液供給管６１を下へと逆流して液貯留槽５９内に収容される。

そうすると、ソレノイド６４の通電が切れ、これによりピストン軸６５の吸引が開放され、押し螺旋バネ６７による押し付勢力により周面側シール板６６が中間転写ドラム５２の周面に圧接し、中間転写ドラム５２の回転面側部と現像皿５６の両端部間に形成されていた間隙が外部から封止される。これにより、蒸発性の超音波伝播液５８の蒸発による消耗が防止される。

（実施形態３）
図２０(a) は、第３の実施の形態におけるカラー画像形成装置の構成において超音波伝播液の蒸発防止機構に関係する主要部のみを示す図であり、同図(b) は、その変形例を示す図である。尚、同図(a),(b) には図１８又は図１９と同一構成又は同一機能の構成部分には図１８又は図１９と同一の番号を付与して示している。

図２０(a) に示すように、第３の実施の形態におけるカラー画像形成装置の超音波伝播液の蒸発防止機構７０は、液供給管６１の中に弁７１が設けられ、弁７１には上方に回動させる引き付勢力を有する引き螺旋ばね７２と、下方に回動させる引き付勢力を有する引き螺旋ばね７３が連結されている。

この蒸発防止機構７０は、汲み上げポンプ６２によって常時超音波伝播液５８を現像皿５６に供給する構成になっており、そのように汲み上げポンプ６２が稼動中は、弁７１は上方の現像皿５６に供給される超音波伝播液５８の流れに押されて、同図(a) に示すように、引き螺旋ばね７３の引き付勢力に抗して上方に回動し、超音波伝播液５８の流路を開いている。

カラー画像形成装置の使用が終了し、汲み上げポンプ６２が停止すると、現像皿５６から下方の液貯留槽５９に向かって逆流する超音波伝播液５８の流れに押されて、引き螺旋ばね７２の引き付勢力に抗して下方に回動し、超音波伝播液５８の逆流路を開く。
超音波伝播液５８が全て液貯留槽５９に回収されて液供給管６１内に超音波伝播液５８が無い状態では、引き螺旋ばね７２と引き螺旋ばね７３の引き付勢力が拮抗して、弁７１は水平になり液供給管６１を封止する状態になる。

また、上記のように汲み上げポンプ６２は、カラー画像形成装置の使用中は、常に超音波伝播液５８を現像皿５６に供給する構成になっているので、超音波伝播液５８が現像皿５６から外部に溢れ出ないように、現像皿５６の周面側の一方の端部には余剰の超音波伝播液５８を液貯留槽５９に回収する回収管７４が設けられている。

この回収管７４の終端にも弁７５が設けられている。弁７５には、上方に引き付勢力を有する引き螺旋ばね７６が連結されている。弁７５は、汲み上げポンプ６２が稼動中は、常に余剰な超音波伝播液５８が回収路７４を下方に流れていることにより、その超音波伝播液５８の流れに押されて、同図(a) に示すように、引き螺旋ばね７６の引き付勢力に抗して下方に回動し、超音波伝播液５８の回収路を開いている。

カラー画像形成装置の使用が終了し、汲み上げポンプ６２が停止して、上述したように現像皿５６の超音波伝播液５８が液貯留槽５９に回収され、回収管７４内の超音波伝播液５８も液貯留槽５９に回収されて、回収管７４内に超音波伝播液５８が無い状態では、引き螺旋ばね７６の引き付勢力によって弁７５が上方に回動し、その自由端側の端部が回収管７４終端の開口部外側に当接して、開口部を封止する。

このように、カラー画像形成装置が使用されていないときは、弁７１によって液供給管６１の流路が封止され、弁７５によって回収管７４の流路が封止されるので、液貯留槽５９に収容されている超音波伝播液５８の蒸発による消耗を抑止することができる。
また、図２０(b) に示す変形例の蒸発防止機構７７は、液供給管６１の液供給口が現像皿５６の底部でなく、現像皿５６の周面側の一方の端部からの張り出し部７８の底部に開口している。この液供給管６１の液供給口には、上方に回動可能な弁７９が設けられ、この弁７９には下方に引き付勢力を有する引き螺旋ばね８１が連結されている。

汲み上げポンプ６２が稼動中は、常に超音波伝播液５８が現像皿５６に供給されることにより、弁７９は超音波伝播液５８の流れに押されて、同図(b) に示すように、引き螺旋ばね８１の引き付勢力に抗して上方に回動し、超音波伝播液５８の供給路を開いている。
カラー画像形成装置の使用が終了し、汲み上げポンプ６２が停止して、液供給管６１内の超音波伝播液５８の流れがとまると、引き螺旋ばね８１の引き付勢力によって弁７９が下方に回動し、その自由端側の端部が張り出し部７８の低部に開口する液供給管６１の開口部外側に当接して、開口部を封止する。

この蒸発防止機構７７は、余剰の超音波伝播液５８を液貯留槽５９に回収する回収管８２が現像皿５６の低部に連結されている。このため、現像皿５６に供給される超音波伝播液５８は自重によって回収管８２を流れ落ちるが、張り出し部７８の底部における液供給管６１の供給口と現像皿５６の底部における回収管８２との間では、中間転写ドラム５２の周面と現像皿５６との間隙が液供給管６１から現像皿５６低部の回収管８２に向かって流れ落ちる超音波伝播液５８によって常に満たされている状態となるように、超音波伝播液５８の供給量が調整されている。この部分に超音波ラインヘッド５７が配置され、超音波伝播液５８を介しての超音波の照射が行われて発色現像が行われる。

回収管８２の下端部は横向きに曲がって、クリーニング室８３に開口している。クリーニング室８３には、回収管８２を通って液貯留槽５９に回収される超音波伝播液５８の中に混入してくる不純トナーを除去する清掃部材としてのクリーニングローラ８４が配設されている。

また、回収管８２のクリーニング室８３への開口部には、クリーニング室８３内側に回動する弁８５が設けられており、この弁８５には、回収管８２方向へ引き付勢力を有する引き螺旋ばね８６が連結されている。
弁８５は、汲み上げポンプ６２が稼動中は、常に超音波伝播液５８が回収路８２を下方に流れていることにより、その超音波伝播液５８の流れに押されて、同図(b) に示すように、引き螺旋ばね８６の引き付勢力に抗してクリーニング室８３内側に回動し、超音波伝播液５８の回収路を開いている。

カラー画像形成装置の使用が終了し、汲み上げポンプ６２が停止して、現像皿５６の超音波伝播液５８が液貯留槽５９に回収され、回収管８２内の超音波伝播液５８が無い状態では、引き螺旋ばね８６の引き付勢力によって弁８５が回収管８２の開口部側に回動し、その自由端側の端部が回収管８２の開口部外側に当接して、開口部を封止する。

このように、カラー画像形成装置が使用されていないときは、弁８１によって液供給管６１の流路が封止され、弁８５によって回収管８２の流路が封止されるので、液貯留槽５９に収容されている超音波伝播液５８の蒸発による消耗を抑止することができる。

第１の実施の形態におけるカラー画像形成装置の全体構成図である。 第１の実施の形態におけるカラー画像形成装置の超音波ラインヘッド７を中心とする部分の拡大図である。 第１の実施の形態におけるカラー画像形成装置のトナー分散溶媒に分散して含有される分散カプセルトナーの構造を示す図である。 分散カプセルトナーとしての大径マイクロカプセル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。 第１の実施の形態におけるカラー画像形成装置の制御部の制御回路の構成を説明する図である。 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。 (a),(b),(c) は配置現像されたカプセルトナー像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。 超音波ラインヘッドの外観斜視図である。 (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。 超音波ラインヘッドにおいて主走査方向（Ｘ方向）に配設された超音波素子とこの超音波素子から出力される超音波の集束位置の関係を示す図である。 超音波素子の配設構成の一部を拡大して示す図である。 顕色剤が各小径マイクロカプセルの周面に位置するのではなく保持層内に混入されているカプセルトナーの他の構成の例を示す図である。 カプセルトナーの更に他の構成において小径マイクロカプセル壁の内部に気泡が封入されている構成を説明する図である。 大径マイクロカプセル内に３色の小径マイクロカプセルを含む場合の気泡半径別振幅と周波数依存性を示す図である。 大径マイクロカプセル内に更にブラック（Ｋ）の小径マイクロカプセルを加えた４色の小径マイクロカプセルを含む場合の特性を示す図である。 超音波照射によって複数種の小径マイクロカプセルが振動する状態を示す図である。 超音波照射のための出力パルスを示す図である。 第２の実施の形態におけるカラー画像形成装置の構成を示す図である。 第２の実施の形態におけるカラー画像形成装置の構成において超音波伝播液の蒸発防止機構に関係する主要部のみを再掲して示す図である。 (a) は第３の実施の形態におけるカラー画像形成装置の構成において超音波伝播液の蒸発防止機構に関係する主要部のみを示す図、(b) はその変形例を示す図である。

符号の説明

１ カラー画像形成装置
２ 感光体ドラム
３ クリーナ
４ 初期化帯電器
５ 光書込ヘッド
６ トナー分散溶媒供給ユニット
７ 超音波ラインヘッド
８ 絞りローラ
９ 転写ローラ
１１ 現像皿
１２ トナー分散溶媒
１３ トナー分散溶媒供給口
１４ 撹拌器
１５ 給送パイプ
１６ トナー分散溶媒回収槽
Ｔ カプセルトナー
Ｔ１ カプセルトナー像
Ｔ２ カラートナー像
２０ 大径マイクロカプセル
２１（２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｙ、２１Ｋ） 小径マイクロカプセル
２２ 小径カプセル壁
２３ 保持層
２４ 顕色剤
２５ 発色剤
２６ 制御部（制御回路）
２７ インターフェース（Ｉ/Ｆ）
２８ 印字制御部
２９ ＣＰＵ
３１ ＲＡＭ
３２ ＲＯＭ
３３ ＲＧＢ入力
３４ 操作パネル
３５ プリンタコントローラ
３６ 印字部
３７ 主走査/副走査制御回路
３８ 論理和回路
３９ 発振回路
４１Ｍ マゼンタ発色制御回路
４１Ｃ シアン発色制御回路
４１Ｙ イエロー発色制御回路
４１Ｋ ブラック発色制御回路
４２ 担持体
４３−１ 音響レンズ
４３−２ 音響インピーダンス整合層
４３−３ 個別印加電極
４３−３−１ 個別配線
４３−４ 超音波素子
４３−５ 共通電極（アース）
４４ 殻
４５ 気泡
４６ カラー画像形成装置
４７ 感光体ドラム
４８ 初期化帯電ローラ
４９ 光書込ヘッド
５１ 配置現像器
５２ 中間転写ドラム
５３ トナーホッパ
５４ 配置現像ローラ
５５ 超音波伝播液供給ユニット
５６ 現像皿
５７ 超音波ラインヘッド
５８ 超音波伝播液
５９ 液貯留槽
６１ 液供給管
６２ 汲み上げポンプ
６３ シール材支持部
６４ ソレノイド
６５ ピストン軸
６６ 周面側シール板
６７ 押し螺旋バネ
６８ 端面側シール板
６９ 転写ローラ
７０ 蒸発防止機構
７１ 弁
７２、７３ 引き螺旋ばね
７４ 回収管
７５ 弁
７６ 引き螺旋ばね
７７ 蒸発防止機構
７８ 張り出し部
７９ 弁
８１ 引き螺旋ばね
８２ 回収管
８３ クリーニング室
８４ クリーニングローラ
８５ 弁
８６ 引き螺旋ばね

Claims (6)

1. 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して内包し、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る大径マイクロカプセルをトナーとして用いてカラー画像を形成するカラー画像形装置であって、
   複数種の色の画像データの論理和より合成されたデータに基づいて画素に対応するサイズの静電潜像をトナー像担持体上に形成する論理和潜像形成手段と、
   前記大径マイクロカプセルのトナーを絶縁性の液体相の溶媒に分散させて成るトナー分散溶媒中に前記トナー像担持体の下部を浸漬させて、前記論理和潜像形成手段により形成された前記トナー像担持体上の静電潜像に対し前記トナー分散溶媒中の前記大径マイクロカプセルのトナー画素群層を配置現像するトナー分散溶媒供給現像手段と、
   該トナー分散溶媒供給現像手段と一体に配置され、該トナー分散溶媒供給現像手段により配置現像された前記トナー画素群層に対し、前記トナー分散溶媒を液体相の超音波伝播材として該超音波伝播材を介し画素サイズに収束された複数種の周波数の超音波を選択的に照射することにより、各周波数ごとに選択的に反応する前記小径マイクロカプセルの外殻を破壊し、この外殻により分離されていた発色剤と顕色剤とを反応させて所定の色を発色させる発色現像手段と
   を備えたことを特徴とするカラー画像形成装置。
2. 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して内包し、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る大径マイクロカプセルをトナーとして用いてカラー画像を形成するカラー画像形装置であって、
   前記大径マイクロカプセルトナーを複数種の色の画像データの論理和より合成されたデータに基づいて画素に対応するサイズの画素群層でトナー像担持体上に乾式電子写真方式により配置現像する配置現像手段と、
   前記トナー像担持体に所定の位置で対向し該対向部において前記配置現像手段により配置現像された前記大径マイクロカプセルのトナー画素群層を転写され、該トナー画素群層を下部位置の発色現像部まで回転搬送する中間転写部材と、
   該中間転写部材の下部位置の前記発色現像部に絶縁性の超音波伝播液を循環供給して該超音波伝播液により前記トナー画素群層を前記中間転写部材の下部位置において気体相を介在させることなく浸漬する超音波伝播液供給手段と、
   該超音波伝播液供給手段と一体に配置され、前記超音波伝播液により浸漬された前記発色現像部に前記中間転写部材により回転搬送されてくる前記トナー画素群層に対し、前記超音波伝播液を介し画素サイズに収束された複数種の周波数の超音波を選択的に照射することにより、各周波数ごとに選択的に反応する前記小径マイクロカプセルの外殻を破壊し、この外殻により分離されていた発色剤と顕色剤とを反応させて所定の色を発色させる発色現像手段と
   を備えたことを特徴とするカラー画像形成装置。
3. 前記所定の色は、マゼンタ、シアン、及びイエロー、又は、マゼンタ、シアン、イエロー、及びブラックであ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装置。
4. 前記発色手段は、超音波照射素子を直線アレイ状に配置してなる超音波ラインヘッドであ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装置。
5. 前記超音波伝播液供給手段は、前記超音波伝播液の非使用時において該超音波伝播液の蒸発を防止する蒸発防止機構を備えていることを特徴とする請求項２記載のカラー画像形成装置。
6. 前記超音波伝播液供給手段は、前記超音波伝播液を前記発色現像部に循環供給する循環供給路中に清掃部材を備え該清掃部材により前記超音波伝播液中に混入してくる不純トナーを除去することを特徴とする請求項２記載のカラー画像形成装置。
   
   

Images