JP2008012781A - 画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、活性化した顕色剤に、活性化していない顕色剤を付与して画像濃度の高い高画質な画像を形成すると共に、感光体を使用しない簡易な装置構成で、かつ非画像部の顕色剤を繰り返して使用することで消費量を抑えて環境負荷を低減させる。
【解決手段】 本発明の画像形成装置は、像担持体と、像担持体に感熱粘着性の顕色剤を供給する第１の顕色剤供給手段と、画像情報に応じて第１の顕色剤供給手段における顕色剤にエネルギーを付与する書き込み手段と、この書き込み手段により活性化した前記顕色剤を前記像担持体に仮固着させる仮固着手段と、像担持体の移動方向において第１の顕色剤供給手段の下流側に設けられ、仮固着した顕色剤に活性化していない顕色剤を付与する第２の顕色剤供給手段と、第２の顕色剤供給手段によって活性化していない顕色剤が付与された像担持体上に仮固着した顕色剤を記録媒体に転写して熱定着させる定着手段とを有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は画像形成装置及び画像形成方法に関し、詳細には感熱粘着性の顕色剤を像担持体に仮固着させる画像形成装置及び画像形成方法に関する。

一般に広く知られている電子写真方式の複写機やプリンタといった画像形成装置は、感光体を用いて、感光体を帯電、露光、光書き込み、現像して、現像された像を記録媒体に転写、定着して画像を形成している。また、感光体を使用しない画像形成装置としては、インクジェット方式プリンタや孔版印刷装置が知られている。

その他の画像形成方法としては、例えば特許文献１には、耐熱光透過性シートに記録媒体を重ね、耐熱光透過性シートの他方の面から原稿画像に応じた光ビームを照射してトナーを昇温溶融させて記録媒体に熱転写する熱転写画像形成方法が提案されている。また、特許文献２には、周面にトナー層を形成したローラに記憶媒体を接触させ、この記録媒体の裏面からサーマルヘッドにより原稿画像に応じた熱像を与えて記録媒体にトナー像を熱転写する熱転写画像形成装置が提案されている。

更に、特許文献３には、像担持体の表面に加熱によって粘着性が発現する像を設け、サーマルヘッドにより画像信号に応じた熱像を与えて粘着性により着色粉体を付着させ、記録媒体に転写する画像形成装置が提案されている。

また、特許文献４には、像担持体の裏面側から画像信号に応じて熱像を与えて像担持体に顕色剤画像を仮固着させて記録媒体に熱転写する熱転写画像形成装置が提案されている。
特開昭６４−０６９３５７号公報 特開平０７−３１４７４６号公報 特開平１０−０００７９８号公報 特開平１１−０９１１４７号公報

しかしながら、従来の静電潜像を形成するために感光体を用いる電子写真方式の複写機やレーザプリンタは、画像を作像するための工程数が多く、そのために記録装置が大きく、複雑であるという問題がある。また、感光体の感光特性が経時的に劣化あるいは変化する問題や、帯電、転写、除電工程で用いられているコロナ放電を生じさせる高電圧発生装置によるオゾン発生の問題がある。インクジェット方式のプリンタは、画像形成の記録速度が遅いという問題点があり、そして孔版印刷装置にいたっては、マスタを製版しなければならない煩雑さや解像力に問題がある。

また、特許文献１、２に記載のトナー像を記録媒体に熱転写する熱転写画像形成装置では、記録媒体にトナーを溶融転写させる十分な高いエネルギーを有する光ビームまたはサーマルヘッドを必要とする問題がある。更に、特許文献３に記載されている像担持体の表面に加熱によって粘着性が発現する層を設け、サーマルヘッドにより画像信号に応じた熱像を与えて粘着性により着色粉体を付着させる画像形成装置では、繰り返し画像を形成することにより、この粘着層の劣化や汚れにより粘着力が低下するという問題がある。

これに対して、特許文献４に記載されている、像担持体の裏面側から画像信号に応じて熱像を与えて像担持体に顕色剤画像を仮固着させて記録媒体に熱転写する熱転写画像形成装置では、感光体を有さないために感光体に関する経時劣化の問題が発生せず、小型で電子写真並の記録速度を達成することができる。

しかしながら、十分な画像濃度を得るためには、相当量のトナーを溶融転写させる必要があり、そのためには高い書き込みエネルギーが必要となることや、像担持体上の熱拡散の影響による画質低下や地汚れという問題がある。

本発明はこれらの問題点を解決するためのものであり、活性化した顕色剤に、活性化していない顕色剤を付与して画像濃度の高い高画質な画像を形成すると共に、感光体を使用しない簡易な装置構成で、かつ非画像部の顕色剤を繰り返して使用することで消費量を抑えて環境負荷を低減させた画像形成装置及び画像形成方法を提供することを目的とする。

前記問題点を解決するために、本発明の画像形成装置は、像担持体と、像担持体に感熱粘着性の顕色剤を供給する第１の顕色剤供給手段と、画像情報に応じて第１の顕色剤供給手段における顕色剤にエネルギーを付与する書き込み手段と、この書き込み手段により活性化した前記顕色剤を前記像担持体に仮固着させる仮固着手段と、像担持体の移動方向において第１の顕色剤供給手段の下流側に設けられ、仮固着した顕色剤に活性化していない顕色剤を付与する第２の顕色剤供給手段と、第２の顕色剤供給手段によって活性化していない顕色剤が付与された像担持体上に仮固着した顕色剤を記録媒体に転写して熱定着させる定着手段とを有することに特徴がある。よって、画像濃度の高い高画質な画像形成が可能な画像形成装置を提供できる。

また、第２の顕色剤供給手段を１つ設けた場合、第１の顕色剤供給手段と第２の顕色剤供給手段の間に、像担持体上に仮固着した前記顕色剤に対してエネルギーを付与するエネルギー付与手段を設けることが好ましい。更に、第２の顕色剤供給手段は複数であることが好ましい。その上で、像担持体の移動方向において第１の顕色剤供給手段の下流側で、かつ複数設けられた第２の顕色剤供給手段のいずれか１つの上流側に、像担持体上に仮固着した顕色剤に対してエネルギーを付与するエネルギー付与手段を有する。または、像担持体の移動方向において第１の顕色剤供給手段の下流側で、かつ複数設けられた第２の顕色剤供給手段のそれぞれの上流側に、像担持体上に仮固着した顕色剤に対してエネルギーを付与するエネルギー付与手段を有する。あるいは、像担持体の移動方向において第１の顕色剤供給手段の下流側で、かつ複数設けられた第２の顕色剤供給手段のうち、少なくとも２つ以上の第２の顕色剤供給手段の上流側に、像担持体上に仮固着した顕色剤に対してエネルギーを付与するエネルギー付与手段を有する。よって、像担持体上に仮固着した顕色剤の粘着性を高めて、像担持体上に仮固着した顕色剤と第２の顕色剤供給手段によって供給される活性化していない顕色剤との重なり付着を向上できる。

更に、像担持体の移動方向において第１の顕色剤供給手段の下流側で、かつ最上流の第２の顕色剤供給手段の上流側に設けられ、像担持体上の仮固着した顕色剤以外の顕色剤を像担持体から除去する顕色剤除去手段を有することにより、更には像担持体の移動方向において最下流の第２の顕色剤供給手段の下流側に設けられ、像担持体上の仮固着した顕色剤以外の顕色剤を像担持体から除去する顕色剤除去手段を有することにより、非画像部の顕色剤を繰り返して使用することで消費量を抑えて環境負荷を低減できると共に、地汚れを低減して高画質な画像を形成できる。

更に、第１の顕色剤供給手段及び第２の顕色剤供給手段は、像担持体と接離可能であることにより、地汚れ防止、像担持体の負荷低減及び長寿命化を図ることができる。

また、第２の顕色剤供給手段で供給される顕色剤の粒径は、第１の顕色剤供給手段で供給される顕色剤の粒径と同等以下であることにより、画像解像度の低下を防止することができる。

更に、少なくとも第１の顕色剤供給手段と第２の顕色剤供給手段は、着脱可能な一体化されたユニットで構成されていることにより、ユニット交換時の取り扱いが容易となり、かつ顕色剤の飛散を抑えることができる。

また、書き込み手段は、像担持体をレーザ光で走査することにより、高密度な画像を高速に形成することができる。

更に、書き込み手段は、像担持体を走査するサーマルヘッドであることにより、小型化及び低コスト化を図れる。

また、感熱粘着性の顕色剤は、表面層が少なくとも熱可塑性樹脂と固体可塑剤で構成されることにより、低いエネルギーで顕色剤を像担持体に仮固着させることができる。

本発明の画像形成装置によれば、像担持体上で仮固着した顕色剤に活性化していない顕色剤を付与して画像濃度の高い高画質な画像形成を可能とする。

図１は本発明の第１の実施の形態例に係る画像形成装置の構成を示す概略断面図である。同図に示す本実施の形態例の画像形成装置１００における像担持体１は光透過性を有するフィルム状の無端の中間転写ベルトで構成されている。この像担持体１はローラ２とローラ３との間に掛け渡されており、ローラ２が図示していないモータなどの駆動手段により矢印Ａの向きに回転駆動されることにより、矢印ａの向きに移動する。本実施の形態例においては像担持体１として厚さ１００μｍのポリイミドフィルムが採用されている。

なお、像担持体１には、上記フィルムの代わりに、レーザ光走査装置３０により照射されるレーザ光Ｌの光の波長を透過する光透過性を有すること、この光書き込みによる微小スポット照射の発熱及び熱ローラ１５で加熱定着される発熱に耐えうる耐熱性を有すること、繰り返し回転駆動されることによる耐久性があること、張力変動及び環境変動による伸縮が少ないこと等の条件を満たすフィルムであれば用いることができる。

また、ローラ２には、像担持体１を挟んで熱溶着手段としての熱ローラ１５が接離自在に対向して配置されている。この熱ローラ１５は、これとローラ２との間に記録媒体１６がレジストローラ対１７によって送り込まれたときに、像担持体１を介してローラ２に圧接するように構成されている。

更に、ローラ３の近傍には、像担持体１を介してローラ３にクリーニングローラ２１を当接させたクリーニング装置２０が配置されている。クリーニングローラ２１にはブレード２２が当接している。

また、像担持体１の下面１ａには、顕色剤供給装置５により熱溶融性の顕色剤４が供給される。顕色剤供給装置５は、顕色剤４を収容するケース６と、顕色剤４を担持しつつ像担持体１との対向部まで搬送する顕色剤供給手段として第１の顕色剤供給ローラ７と、第１の顕色剤供給ローラ７に顕色剤４を収容するケース６内の顕色剤４を補給する補給ローラ８と、第１の顕色剤供給ローラ７上に担持する顕色剤４の層厚を均一化するブレード９とを含んで主に構成されている。第１の顕色剤供給ローラ７、補給ローラ８は、それぞれ矢印Ｂ，Ｃの向きに回転駆動される。

ここで、顕色剤４は、黒色の顕色剤の場合、熱可塑性樹脂と着色剤としてのカーボンブラックを主成分とする熱溶融性の粒子の表面に感熱性粘着層を形成したものである。なお、本実施の形態例の画像形成装置１００に使用する顕色剤４としては、表面に感熱性粘着層を設けた感熱粘着性の顕色剤４を用いることが最適であり、より低いエネルギーで書き込みを行うことができる。

そして、顕色剤４は、第１の顕色剤供給ローラ７上に汲み上げられ、ブレード９によって規制されることにより、適正量が像担持体１と第１の顕色剤供給ローラ７との当接部に導かれる。顕色剤４を第１の顕色剤供給ローラ７上に汲み上げる方法として、本実施の形態例では、静電的な付着力を利用する。すなわち、第１の顕色剤供給ローラ７と補給ローラ８とがその当接部において速度差を有しつつ接触するようにすることで顕色剤４を摩擦帯電（本実施の形態例では、負帯電）させ、かつ第１の顕色剤供給ローラ７に補給ローラ８に対して正の電位となる電圧を印加することによって顕色剤４を汲み上げる。なお、顕色剤４を第１の顕色剤供給ローラ７に汲み上げる方法としては、本実施の形態例の方法には限定されず、磁力などの非静電的付着力を利用して汲み上げてもよい。

更に、第１の顕色剤供給ローラ７により顕色剤４が供給される像担持体１の顕色剤受領部（当接部）の裏面側には、顕色剤画像１４を像担持体１に仮固着する光エネルギーが、書き込み手段としてのレーザ光走査装置３０により照射される。

また、レーザ光走査装置３０は、レーザ光源（図示せず）、コリメートレンズ（図示せず）、ポリゴンミラー３１、ｆθレンズ３２、像担持体１の幅と略同一長さの短冊形反射鏡３３で主に構成されており、像担持体１を介して第１の顕色剤供給ローラ７上の顕色剤４に画像信号に応じた光エネルギーをレーザ光Ｌで与える。なお、本実施の形態例では、光透過性を有する像担持体１の裏面からレーザ光Ｌを照射しているが、像担持体１を通過させずに第１の顕色剤供給ローラ７に直接照射させる装置構成であってもよい。また、顕色剤４は、粘着性を発現した後においても常温でしばらくの間、粘着性が維持されるため、レーザ光Ｌによる光書き込み位置は、像担持体１と顕色剤供給ローラ７の当接部あるいは当接部より上流側であればよい。

そして、本実施の形態例では、像担持体１と第１の顕色剤供給ローラ７の当接部において、第１の顕色剤供給ローラ７上の顕色剤４に画像信号に応じた光エネルギーがレーザ光走査装置３０からのレーザ光Ｌにより、像担持体１を介して照射される。第１の顕色剤供給ローラ７上の顕色剤４は、ブレード９で与えられた電荷により顕色剤供給ローラ７に静電気力で付着している。

ここで、顕色剤４が熱可塑性樹脂と着色剤としてのカーボンブラックを主成分とする黒トナーで、かつその表面層が感熱粘着層で形成されている場合について説明する。

第１の顕色剤供給ローラ７上の顕色剤４に画像信号に応じて照射されるレーザ光Ｌにより顕色剤４に含有するカーボンブラックが光熱変換材料として機能し、レーザ光Ｌの光エネルギーを熱に変換して顕色剤４を昇温させ、その結果、顕色剤４の表面層である感熱性粘着層は粘着性を発現する。粘着性を発現（活性化）した顕色剤４は、粘着性により像担持体１上に顕色剤画像１４として仮固着する。このとき、像担持体１と第１の顕色剤供給ローラ７のニップ状態を制御することにより、非画像部の顕色剤４の付着による地汚れを低減することができる。

この仮固着による顕色剤画像１４の像担持体１への付着力は、顕色剤４と第１の顕色剤供給ローラ７との静電気力による付着力より強く、後述の顕色剤画像１４の記録媒体１６への熱定着による付着力より常に弱く、かつ定着後に行われる像担持体１のクリーニングによって像担持体１上の残留顕色剤が容易に除去される値に定められる。そして、粘着性により像担持体１上に仮固着した顕色剤画像１４は、しばらくの間、その粘着性を維持した状態で、矢印ａの向きに搬送される。矢印ａの向きに搬送される像担持体１の移動方向において、第１の顕色剤供給ローラ７の下流側に、像担持体１上に仮固着して粘着性を維持した顕色剤画像１４に活性化していない顕色剤４を付与する少なくとも１つの第２の顕色剤供給ローラ１１を設ける。

次に、図１に示す本実施の形態例のように、２つの第２の顕色剤供給ローラ１１、１１’を設けた例について説明する。
顕色剤４は、第２の顕色剤供給ローラ１１上に汲み上げられ、ブレード１０によって規制されることにより、適正量が像担持体１と第２の顕色剤供給ローラ１１との当接部に導かれる。顕色剤４を第２の顕色剤供給ローラ１１上に汲み上げる方法としては、第１の顕色剤供給ローラ７と同様の方法を用いることができる。また、第２の顕色剤供給ローラ１１’についても同様である。

そして、像担持体１上に仮固着して粘着性を維持した顕色剤画像１４が、像担持体１と第２の顕色剤供給ローラ１１との当接部に搬送されると、第２の顕色剤供給ローラ１１により導かれた顕色剤４は、顕色剤画像１４の粘着性により、顕色剤画像１４上に重なり合うように付着する。

次に、像担持体１上に仮固着して粘着性を維持した顕色剤画像１４に、第２の顕色剤供給ローラ１１により導かれた顕色剤４が重なり合うように付着した顕色剤画像１４が、像担持体１と第２の顕色剤供給ローラ１１’との当接部に搬送されると、第２の顕色剤供給ローラ１１’により導かれた顕色剤４は、顕色剤画像１４の粘着性により、顕色剤画像１４上にさらに重なり合うように付着する。

その後、像担持体１の非画像部をクリーニングする顕色剤除去工程後の像担持体１上の顕色剤画像１４は、熱ローラ１５により記憶媒体１６に熱溶着により転写され定着される。記録媒体１６は、図示しない給紙装置から給紙されたレジストローラ対１７によって像担持体１の画像部と同期的に熱ローラ１５に送り込まれ、その裏面から加熱されることにより顕色剤画像１４を転写定着する。

そして、顕色剤画像１４を転写定着された熱溶着転写工程後の像担持体１は、クリーニングローラ２１によりクリーニングされ一連の記録工程を終え、顕色剤画像仮固着工程から始まる次の記録工程に備える。クリーニングローラ２１上の顕色剤４を含む塵埃はブレード２２で掻き落とされる。

図２は本発明の第２の実施の形態例に係る画像形成装置の構成を示す概略断面図である。同図において、図１と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。本実施の形態例の画像形成装置２００においては、像担持体１上に仮固着した顕色剤画像１４に対してエネルギーを付与する手段としての加熱装置４０を第１の顕色剤供給ローラ７と第２の顕色剤供給ローラ１１の間に、像担持体１と対向する位置に設けている。同様に、加熱装置４０’を第２の顕色剤供給ローラ１１と第２の顕色剤供給ローラ１１’の間に、像担持体１と対向する位置に設けている。

なお、像担持体１上に仮固着した顕色剤画像１４の粘着性が維持されている場合は、顕色剤画像１４にエネルギーを付与する必要はないため、２つの第２の顕色剤供給ローラ１１、１１’のうち、第２の顕色剤供給ローラ１１と一対となるように加熱装置４０のみを設けたり、２つの第２の顕色剤供給ローラ１１、１１’のうち、第２の顕色剤供給ローラ１１’と一対となるように加熱装置４０’のみを設けたりしてもよい。また、例えば図３に示すように第２の顕色剤供給ローラを３つ設けた場合、図３の（ａ）に示すように、第２の顕色剤供給ローラ１１、１１’、１１’’のそれぞれと一対となるように加熱装置４０、４０’、４０’’を設けてもよい。また、３つの第２の顕色剤供給ローラのうち、任意の２つの第２の顕色剤供給ローラと一対となるように加熱装置をそれぞれ設けてもよい。この場合の一例としては、図３の（ｂ）に示すように、第２の顕色剤供給ローラ１１、１１’’のそれぞれと一対となるように加熱装置４０、４０’’を設けている。更に、３つの第２の顕色剤供給ローラのいずれか１つと一対となるように加熱装置を設けてもよい。この場合の一例としては、図３の（ｃ）に示すように、第２の顕色剤供給ローラ１１’のみと一対となるように加熱装置４０’を設けている。また、エネルギーを付与する手段は、加熱装置に限るものではなく、顕色剤画像１４にエネルギーを付与することにより、その表面層である感熱性粘着層が粘着性を発現するものであればよい。

次に、本実施の形態例において、２つの第２の顕色剤供給ローラ１１、１１’のそれぞれの上流側に、第２の顕色剤供給ローラ１１、１１’と一対になるように加熱装置４０、４０’を設けた例について説明する。

像担持体１上に仮固着した顕色剤画像１４が、加熱装置４０と対向する位置に搬送されたとき、顕色剤画像１４の像担持体１の仮固着部と反対側の表面層である感熱性粘着層が粘着性を発現していない場合、あるいは粘着性が弱い場合は、加熱装置４０により、顕色剤画像１４の表面層を加熱して、像担持体１と仮固着している箇所と反対側の表面層に十分な粘着性を発現させる。そして、像担持体１上に仮固着して粘着性を維持した顕色剤画像１４が、像担持体１と第２の顕色剤供給ローラ１１との当接部に搬送されると、第２の顕色剤供給ローラ１１により導かれた顕色剤４は、顕色剤画像１４の粘着性により、顕色剤画像１４上に重なり合うように付着する。

次に、像担持体１上に仮固着した顕色剤画像１４が、加熱装置４０’と対向する位置に搬送されたとき、顕色剤画像１４の像担持体１の仮固着部と反対側の表面層である感熱性粘着層が粘着性を発現していない場合、あるいは粘着性が弱い場合は、加熱装置４０’により、顕色剤画像１４の表面層を加熱して、像担持体１と仮固着している箇所と反対側の表面層に十分な粘着性を発現させる。

そして、像担持体１上に仮固着した顕色剤画像１４に、第２の顕色剤供給ローラ１１により導かれた顕色剤４が重なり合うように付着した顕色剤画像１４が、加熱装置４０’により粘着性を付与され、像担持体１と第２の顕色剤供給ローラ１１’との当接部に搬送されると、第２の顕色剤供給ローラ１１’により導かれた顕色剤４は、顕色剤画像１４の粘着性により、顕色剤画像１４上にさらに重なり合うように付着する。その後の工程は第１の実施の形態例と同様であるので省略する。

図４は本発明の第３の実施の形態例に係る画像形成装置の構成を示す概略断面図である。同図において、図２と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。本実施の形態例の画像形成装置３００において、顕色剤供給装置５内には、周面にクリーニングブレード１３の先端縁を当接させた顕色剤除去手段としての顕色剤除去ローラ１２が配置されている。この顕色剤除去ローラ１２は、本来仮固着されるべき顕色剤以外の顕色剤４が非画像部に付着（いわゆる「地汚れ」）した場合にそれを除去してから、次工程である第２の顕色剤供給ローラ１１、１１’で画像部のみの顕色剤画像１４上に顕色剤を重なり合うようにするために、矢印ａの向きに搬送される像担持体１の移動方向において、第１の顕色剤供給ローラ７の下流側で、かつ第２の顕色剤供給ローラ１１、１１’のうち最上流側に位置する第２の顕色剤供給ローラ１１の上流側に配置する。

本実施の形態例によれば、仮固着によって像担持体１に顕色剤画像１４を形成する顕色剤画像仮固着工程後における像担持体１の非画像部の顕色剤４は、ブレード９とブレード１０、１０’の印加電圧とは逆極性の電圧を印加された顕色剤除去ローラ１２の吸引作用で取り除かれる。顕色剤除去ローラ１２の顕色剤画像１４を形成する顕色剤４に対する吸引力は、顕色剤４の像担持体１に対する仮固着力よりも弱く定められている。なお、非画像部に付着する顕色剤４の量が十分少なければ顕色剤除去ローラ１２を設けなくてもよい。

図５は本発明の第４の実施の形態例に係る画像形成装置の構成を示す概略断面図である。同図において、図４と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。本実施の形態例の画像形成装置４００において、顕色剤供給装置５内には、周面にクリーニングブレード１３’の先端縁を当接させた顕色剤除去手段としての顕色剤除去ローラ１２’が配置されている。この顕色剤除去ローラ１２’は、像担持体１上に仮固着画像を形成する全ての工程の最後で、本来仮固着されるべき顕色剤以外の顕色剤４が非画像部に付着（いわゆる「地汚れ」）した場合にそれを除去するために、矢印ａの向きに搬送される像担持体１の移動方向において、第２の顕色剤供給ローラ１１、１１’のうち最下流側に位置する第２の顕色剤供給ローラ１１’の下流側に配置する。

本実施の形態例によれば、仮固着によって像担持体１に顕色剤画像１４を形成する顕色剤画像仮固着工程後における像担持体１の非画像部の顕色剤４は、ブレード９とブレード１０、１０’の印加電圧とは逆極性の電圧を印加された顕色剤除去ローラ１２’の吸引作用で取り除かれる。顕色剤除去ローラ１２’の顕色剤画像１４を形成する顕色剤４に対する吸引力は、顕色剤４の像担持体１に対する仮固着力よりも弱く定められている。なお、非画像部に付着する顕色剤４の量が十分少なければ顕色剤除去ローラ１２’を設けなくてもよい。

ここで、第１〜第４の実施の形態例において、第１の顕色剤供給ローラ７及び第２の顕色剤供給ローラ１１は、像担持体１に対して接離可能とする。第１の実施の形態例から第４の実施の形態例において、第１の顕色剤供給ローラ７上の顕色剤４に画像信号に応じて照射されるレーザ光Ｌにより、粘着性を発現（活性化）した顕色剤４が粘着性により像担持体１上に仮固着した顕色剤画像１４を形成する。この顕色剤供給画像１４で所望の画像濃度が得られない場合は、像担持体１と第２の顕色剤供給ローラ１１、１１’の当接部を像担持体１上の画像領域が通過するときに、第２の顕色剤供給ローラ１１、１１’を像担持体１に作用させる。活性化した顕色剤画像１４に顕色剤４を付着させて顕色剤画像１４の画像濃度を上げるための制御を行う。この時、第２の顕色剤供給ローラ１１で汲み上げる顕色剤４の粒径を第１の顕色剤供給ローラ７で汲み上げる顕色剤４の粒径より同等以下とすることで、画像解像度の低下を防止することができる。

また、顕色剤画像１４の画像濃度が十分である場合は、第２の顕色剤供給ローラ１１、１１’を像担持体１に作用させる必要はない。また、画像を作像しない画像形成の開始前及び終了後や、非画像部である各画像間においては、像担持体１に第２の顕色剤供給ローラ１１、１１’を作用させないことで、地汚れ防止や、像担持体１の負荷低減及び長寿命化を図ることができる。

同様に、画像を作像しない画像形成の開始前及び終了後や、非画像部である各画像間においては、像担持体１に第１の顕色剤供給ローラ７を作用させないことで、地汚れ防止や、像担持体１の負荷低減及び長寿命化を図ることができる。

図６は本発明の第５の実施の形態例に係る画像形成装置における顕色剤供給装置の構成を示す概略断面図である。本実施の形態例の画像形成装置における顕色剤供給装置は、顕色剤供給ローラ７により像担持体１へ像担持体の移動方向と垂直方向（主走査方向）の画像領域前面に顕色剤４が供給され、かつ非画像部の顕色剤は繰り返し使用されるため、顕色剤４の飛散を抑えること、及びユニット交換時の取り扱いの容易さから、少なくとも顕色剤供給部は一体のカートリッジで構成されることが望ましい。ここで、本実施の形態例の画像形成装置における顕色剤供給装置は、第１の顕色剤供給ローラ７及び第２の顕色剤供給ローラ１１、１１’からなる顕色剤供給部を一体のカートリッジで構成し、画像形成装置から着脱可能とした例である。顕色剤供給カートリッジ５０は、顕色剤４を収容するケースの機能を有すると共に、少なくとも顕色剤４を担持しつつ像担持体１との対向部まで搬送する顕色剤供給手段としての第１の顕色剤供給ローラ７、第１の顕色剤供給ローラ７に顕色剤４を補給する補給ローラ８、第１の顕色剤供給ローラ７に担持する顕色剤４の層厚を均一化するブレード９、顕色剤４を担持しつつ像担持体１との対向部まで搬送する顕色剤供給手段としての第２の顕色剤供給ローラ１１、１１’、第２の顕色剤供給ローラ１１、１１’に顕色剤４を補給する図示しない補給ローラ、第２の顕色剤供給ローラ１１、１１’上に担持する顕色剤４の層厚を均一化するブレード１０、１０’、像担持体１上に本来仮固着されるべき顕色剤以外の顕色剤４が非画像部に付着した場合に除去する顕色剤除去手段としての顕色剤除去ローラ１２、１２’から構成される。第１の顕色剤供給ローラ７、第２の顕色剤供給ローラ１１、１１’、顕色剤４を補給する補給ローラ８は、それぞれ図中の矢印Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの向きに回転駆動される。

そして、顕色剤供給カートリッジ５０は、画像形成装置及び顕色剤供給装置から着脱可能な構成とする。また、顕色剤供給装置全体を顕色剤供給カートリッジ５０として、画像形成装置から着脱可能な構成としてもよい。

次に、顕色剤４にエネルギーを付与する書き込み手段について説明すると、図１〜図５に示した仮固着によって像担持体１に顕色剤画像１４を形成するための書き込み手段としては、レーザ光走査装置３０を用いることができる。レーザ光走査装置３０は、図１から図５に示した転写を必要とする像担持体１に非接触で顕色剤供給ローラ７上の顕色剤４に記録すべき原稿の画像信号に応じた光エネルギーをレーザ光Ｌで与える。光エネルギーが付与された顕色剤４は、含有するカーボンブラックが光熱変換材料として機能し、レーザ光Ｌの光エネルギーを熱に変換して顕色剤４を昇温させ、その結果、顕色剤４の表面層である感熱性粘着層は、粘着性を発現して像担持体１に顕色剤画像として仮固着させる。レーザ光走査装置３０を用いることにより、高密度でかつ高速で画像を形成することができる。

また、図１〜図５に示す画像形成装置１００，２００，３００，４００において、像担持体１に光透過性のフィルムを用いることにより、像担持体１の裏面側から光書き込みができるとともに、ローラ２とローラ３の間に掛け渡されて回転駆動する像担持体１の内部にレーザ光走査装置３０を配置することができるため、画像形成装置全体を小型化することができる。

図１〜図５に示した仮固着によって像担持体１に顕色剤画像１４を形成するための書き込み手段としては、レーザ光走査装置３０の代わりに、図７に示すように、像担持体１を走査するサーマルヘッド６０を用いることができる。サーマルヘッド６０は、図１〜図５に示した転写を必要とする像担持体１にその発熱素子列を接触させて顕色剤供給ローラ７上の顕色剤４に記録すべき原稿の画像信号に応じた熱像を与える。熱像が付与された顕色剤４は、像担持体１に当接した部分が昇温して、その結果、顕色剤４の表面層である感熱性粘着層は粘着性を発現して像担持体１に顕色剤画像１４として仮固着する。このように、サーマルヘッド６０を用いることにより画像形成装置全体を格段に小型化することができる。

次に、本発明に係る顕色剤４の表面層を形成する感熱粘着層について説明する。
顕色剤４の表面層は、以下に記載する感熱性粘着剤を薄層化して形成する。顕色剤４の表面層を形成する感熱性粘着剤は、熱可塑性樹脂と固体可塑剤を必須成分とし、これらの成分に必要に応じて粘着付与剤を混合する。感熱性粘着剤を薄層化して形成した感熱性粘着層は、常温では全く粘着性を示さないが、加熱及び外的負荷により粘着性が発現し、熱源を取り去った後でもしばらくの間、粘着性を維持するものであり、加熱によりまず固体可塑剤が溶融し、熱可塑性樹脂と粘着付与剤を溶融することにより、粘着性が発現する。すなわち、粘着性の発現とは、固体可塑剤が熱溶融して熱可塑性樹脂に相溶し、熱可塑性樹脂を可塑化させることで粘着力を発現させるメカニズムである。

以下に、顕色剤４の各要素について更に詳細に説明する。
本発明の顕色剤４に用いられる感熱性粘着剤としては、例えば、特開２００２−１０５４１４号公報に開示される材料を用いることができる。本発明の顕色剤４に用いられる感熱性粘着剤は、粘着性を発現させる材料構成であれば、特に、この構成に限定するものではない。

本発明の感熱性粘着剤に用いられる熱可塑性樹脂としては、従来、公知の各種のものを用いることができる。その具体例としては、例えば、（メタ）アクリル酸エステル共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、酢酸ビニル−アクリル酸エステル共重合体、エチレン−塩化ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体、酢酸ビニル−エチレン−スチレン共重合体、ポリブタジエン、ポリウレタン等の樹脂が挙げられる。これらの共重合体は、いずれも従来からよく知られているものである。

本発明の感熱性粘着剤に用いられる固体可塑剤としては、従来公知の各種のものを用いることができる。その具体例としては、例えば、ヒンダ−ドフェノール化合物、ベンゾトリアゾール化合物、芳香族スルホンアミド化合物、フタル酸化合物等が挙げられる。

また、本発明の感熱性粘着剤において、必要に応じて、その粘着力を向上させるために、粘着付与剤を含有させることができる。その粘着付与剤の具体例としては、テルペン樹脂、脂肪族系石油樹脂、芳香族系石油樹脂、クマロンインデン樹脂、スチレン系樹脂、フェノール系樹脂、テルペンフェノール樹脂、ロジン誘導体樹脂、キシレン系樹脂等が挙げられる。

更に、本発明の感熱性粘着剤において、必要に応じて、その粘着力を調整するために、熱可融性物質を含有させることができる。その熱可融性物質の具体例としては、動植物性ワックス、合成ワックス等のワックス類や、高級脂肪酸、高級脂肪酸アミド、高級脂肪酸アニリド、芳香族アミンのアセチル化物等が挙げられる。

その具体例を示すと、ワックスとしては、パラフィンワックス、木ロウ、カルナウバロウ、シェラック、モンタンロウ、酸化パラフィン、ポリエチレンワックス、酸化ポリエチレン等が挙げられる。高級脂肪酸としては、ステアリン酸、ベヘン酸等が挙げられる。高級脂肪族アミドとしては、ステアリン酸アミド、オレイン酸アミド、Ｎ−メチルステアリン酸アミド、エルカ酸アミド、メチロールベヘン酸アミド、メチロールステアリン酸アミド、メチレンビスステアリン酸アミド、エチレンステアリン酸アミド等が挙げられる。高級脂肪族アニリドとしては、ステアリン酸アニリド、リノール酸アニリド等が挙げられる。芳香族アミンのアセチル化物としては、アセトトルイジド等が挙げられる。

本発明の感熱性粘着剤において、必要に応じて、その粘着力を調整するために、無機化合物を含有させることができる。その具体例としては、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化バリウム、炭酸カルシウム等が挙げられる。

本発明の上記各実施の形態例において、顕色剤４に画像信号に応じた光エネルギーをレーザ光Ｌで照射して光書き込みを行う場合、感熱性粘着層中または感熱性粘着層に覆われている顕色剤４中にレーザ光Ｌの光の波長を吸収して光エネルギーを熱に変換する光熱変換材料を含有させる。例えば、黒色の顕色剤４の場合、着色剤として用いるカーボンブラックが光熱変換材料として機能し、レーザ光Ｌの光エネルギーを熱に変換して顕色剤４を昇温させ、顕色剤４の表面層である感熱性粘着層を活性化させることにより粘着性を発現させる。

また、光熱変換機能を付与することができる材料としては、一般的に、染料として、５００〜５５０ｎｍに極大吸収波長を持ち、かつ、３６０〜４２０ｎｍにおいては光透過率が１０％以上で光熱変換機能を付与することができる。一般的に染料として存在する直接染料（アゾ染料）、酸性染料（アゾ染料、アントラキノン染料、金属錯体アゾ染料）、塩基性染料（アゾ染料、トリフェルメタン染料、アジン染料、オキサジン染料、チアジン染料、キサンテン染料）、建染料（アントラキノン染料）、油溶染料（アントラキノン染料、アゾ染料、金属錯体染料）、分散染料（アゾ染料、アントラキノン染料）等が挙げられる。

更に、７８０〜８５０ｎｍに極大吸収を持ち、かつ、３６０〜４２０ｎｍにおいては、光透過率が１０％以上である光熱変換機能を付与することができる材料としては、一般的に染料として存在するシアニン系化合物（ポリメチン系化合物）、フタロシアニン系化合物、ジチオール金属錯体系化合物、金属錯体化合物、ジインモニウム化合物、アルミニウム塩化化合物等が挙げられる。

これらの光熱変換材料を顕色剤４の中に含有させることにより、顕色剤供給ローラ７上の顕色剤４に画像信号に応じた光エネルギーをレーザ光Ｌで与えて、顕色剤４を像担持体１上に仮固着させた顕色剤画像１４を形成することができる。

なお、本発明は上記各実施の形態例に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載であれば多種の変形や置換可能であることは言うまでもない。

本発明の第１の実施の形態例に係る画像形成装置の構成を示す概略断面図である。 本発明の第２の実施の形態例に係る画像形成装置の構成を示す概略断面図である。 第２の実施の形態例に係る画像形成装置の別の構成を示す概略断面図である。 本発明の第３の実施の形態例に係る画像形成装置の構成を示す概略断面図である。 本発明の第４の実施の形態例に係る画像形成装置の構成を示す概略断面図である。 本発明の第５の実施の形態例に係る画像形成装置における顕色剤供給装置の構成を示す概略断面図である。 書き込み手段としてサーマルヘッドを用いた別の例を示す概略断面図である。

符号の説明

１；像担持体、２，３；ローラ、４；顕色剤、
５；顕色剤供給装置、６；ケース、７；第１の顕色剤供給ローラ、
８；補給ローラ、９，１０，１０’，１０’’，２２；ブレード、
１１，１１’，１１’’；第２の顕色剤供給ローラ、
１２，１２’；顕色剤除去ローラ、
１３，１３’；クリーニングブレード、１４；顕色剤画像、
１５；熱ローラ、１６；記録媒体、１７；レジストローラ対、
２０；クリーニング装置、２１；クリーニングローラ、
３０；レーザ光走査装置、３１；ポリゴンミラー、
３２；ｆθレンズ、３３；短冊形反射鏡、
４０，４０’，４０’’；加熱装置、５０；顕色剤供給カートリッジ、
６０；サーマルヘッド。

Claims (25)

1. 像担持体と、
   該像担持体に感熱粘着性の顕色剤を供給する第１の顕色剤供給手段と、
   画像情報に応じて前記第１の顕色剤供給手段における前記顕色剤にエネルギーを付与する書き込み手段と、
   該書き込み手段により活性化した前記顕色剤を前記像担持体に仮固着させる仮固着手段と、
   前記像担持体の移動方向において前記第１の顕色剤供給手段の下流側に設けられ、仮固着した前記顕色剤に活性化していない顕色剤を付与する第２の顕色剤供給手段と、
   該第２の顕色剤供給手段によって活性化していない前記顕色剤が付与された前記像担持体上に仮固着した前記顕色剤を前記記録媒体に転写して熱定着させる定着手段と
   を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記第２の顕色剤供給手段を１つ設けた場合、前記第１の顕色剤供給手段と前記第２の顕色剤供給手段の間に、前記像担持体上に仮固着した前記顕色剤に対してエネルギーを付与するエネルギー付与手段を設けることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記第２の顕色剤供給手段は、複数設けられていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記像担持体の移動方向において、前記第１の顕色剤供給手段の下流側で、かつ複数設けられた前記第２の顕色剤供給手段のいずれか１つの上流側に、前記像担持体上に仮固着した前記顕色剤に対してエネルギーを付与するエネルギー付与手段を有することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記像担持体の移動方向において、前記第１の顕色剤供給手段の下流側で、かつ複数設けられた前記第２の顕色剤供給手段のそれぞれの上流側に、前記像担持体上に仮固着した前記顕色剤に対してエネルギーを付与するエネルギー付与手段を有することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
6. 前記像担持体の移動方向において、前記第１の顕色剤供給手段の下流側で、かつ複数設けられた前記第２の顕色剤供給手段のうち、少なくとも２つ以上の前記第２の顕色剤供給手段の上流側に、前記像担持体上に仮固着した前記顕色剤に対してエネルギーを付与するエネルギー付与手段を有することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
7. 前記像担持体の移動方向において前記第１の顕色剤供給手段の下流側で、かつ最上流の前記第２の顕色剤供給手段の上流側に設けられ、前記像担持体上の仮固着した前記顕色剤以外の前記顕色剤を前記像担持体から除去する顕色剤除去手段を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記像担持体の移動方向において最下流の前記第２の顕色剤供給手段の下流側に設けられ、前記像担持体上の仮固着した前記顕色剤以外の前記顕色剤を前記像担持体から除去する顕色剤除去手段を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記第１の顕色剤供給手段及び前記第２の顕色剤供給手段は、前記像担持体と接離可能であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
10. 前記第２の顕色剤供給手段で供給される前記顕色剤の粒径は、前記第１の顕色剤供給手段で供給される顕色剤の粒径と同等以下であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
11. 少なくとも前記第１の顕色剤供給手段と前記第２の顕色剤供給手段は、着脱可能な一体化されたユニットで構成されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の画像形成装置。
12. 前記書き込み手段は、前記像担持体をレーザ光で走査することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の画像形成装置。
13. 前記書き込み手段は、前記像担持体を走査するサーマルヘッドであることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の画像形成装置。
14. 前記感熱粘着性の顕色剤は、表面層が少なくとも熱可塑性樹脂と固体可塑剤で構成されることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
15. 像担持体に感熱粘着性の顕色剤を供給する第１の顕色剤供給工程と、
    画像情報に応じて前記第１の顕色剤供給工程おける前記顕色剤にエネルギーを付与する書き込み工程と、
    該書き込み工程により活性化した前記顕色剤を前記像担持体に仮固着させる仮固着工程と、
    仮固着した前記顕色剤に活性化していない顕色剤を付与する第２の顕色剤供給工程と、
    該第２の顕色剤供給工程によって活性化していない前記顕色剤が付与された前記像担持体上に仮固着した前記顕色剤を記録媒体に転写して熱定着させる定着工程と
    を有することを特徴とする画像形成方法。
16. 前記第２の顕色剤供給工程は、前記像担持体上で仮固着した前記顕色剤による顕色剤画像の濃度に応じて行うことを特徴とする請求項１５に記載の画像形成方法。
17. 前記第１の顕色剤供給工程と前記第２の顕色剤供給工程の間に、前記像担持体上に仮固着した前記顕色剤に対してエネルギーを付与するエネルギー付与工程を有することを特徴とする請求項１５又は１６に記載の画像形成方法。
18. 前記第２の顕色剤供給工程は、複数有することを特徴とする請求項１５又は１６に記載の画像形成方法。
19. 前記第１の顕色剤供給工程による処理後で、かつ複数の前記第２の顕色剤供給工程のいずれかの処理前に、前記像担持体上に仮固着した顕色剤に対してエネルギーを付与するエネルギー付与工程を有することを特徴とする請求項１８に記載の画像形成方法。
20. 前記第１の顕色剤供給工程による処理後で、かつ複数の前記第２の顕色剤供給工程のそれぞれの処理前に、前記像担持体上に仮固着した前記顕色剤に対してエネルギーを付与するエネルギー付与工程を有することを特徴とする請求項１８に記載の画像形成方法。
21. 前記第１の顕色剤供給工程による処理後で、かつ複数の前記第２の顕色剤供給工程のうち、少なくとも２つ以上の前記第２の顕色剤供給工程の処理前に、前記像担持体上に仮固着した前記顕色剤に対してエネルギーを付与するエネルギー付与工程を有することを特徴とする請求項１８に記載の画像形成方法。
22. 前記エネルギー付与工程は、前記像担持体上に仮固着した顕色剤の粘着性に応じて行うことを特徴とする請求項１９〜２１のいずれか１項に記載の画像形成方法。
23. 前記像担持体の移動方向において前記第１の顕色剤供給工程による処理後で、かつ最上流で処理する前記第２の顕色剤供給工程による処理前に、前記像担持体上の仮固着した顕色剤以外の顕色剤を前記像担持体から除去する顕色剤除去工程を有することを特徴とする請求項１５〜２２のいずれか１項に記載の画像形成方法。
24. 前記像担持体の移動方向において最下流で処理する前記第２の顕色剤供給工程による処理後に、前記像担持体上の仮固着した顕色剤以外の顕色剤を前記像担持体から除去する顕色剤除去工程を有することを特徴とする請求項１５〜２３のいずれか１項に記載の画像形成方法。
25. 前記第２の顕色剤供給工程で供給される顕色剤の粒径は、前記第１の顕色剤供給工程で供給される顕色剤の粒径と同等以下である請求項１５〜２４のいずれか１項に記載の画像形成方法。

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