JP3675241B2 - 画像表示媒体、画像形成方法、画像形成装置、及びイニシャライズ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像表示媒体、画像形成方法、画像形成装置、及びイニシャライズ装置に係り、特に、繰り返し書き換えが可能な画像表示媒体、該画像表示媒体に画像を形成する画像形成方法、画像形成装置、及びイニシャライズ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、所謂電子ペーパーに画像を表示させる技術として、着色粒子の回転、電気泳動、サーマルリライタブル、液晶、エレクトロクロミー等の技術が知られている。このような技術の中で、トナーを用いて表示させる画像表示媒体として、導電性の着色トナーと白色粒子とを対向する表示基板と非表示基板との間に封入し、非表示基板の内側に電荷輸送層が、表示基板の内側にマトリックス電極が形成されたものがある。このような画像表示媒体は、電荷輸送層を介して導電性着色トナーへ電荷が注入され、電荷注入された導電性着色トナーがマトリックス電極により画像に応じて形成された基板間の電界に応じて移動して表示基板へ付着する。これにより、表示基板側に導電性着色トナーと白色粒子とのコントラストとしての画像が表示される。
【０００３】
また、繰り返し書き換えが可能な画像表示媒体として、電気泳動を応用した画像表示媒体が知られている。（川居：マイクロカプセルを用いた電気泳動ディスプレイの開発、日本画像学会、エレクトロニックイメージング研究会、ｐ31、1999）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、トナーを用いた画像表示媒体はマトリックス電極を用いているため、従来の像担持体上に形成された静電潜像をトナー現像し、記録用紙にトナー像を転写することにより画像を形成する複写機やプリンタ等の画像形成装置にそのまま用いることはできない。また、電気泳動を応用した画像表示媒体は、絶縁性液体の安全性の確保や高速応答が困難であるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記問題を解決すべく成されたものであり、安全性及び高速応答性を満足すると共に、繰返し書換えが可能な画像表示媒体及び前記画像表示媒体に画像を形成することができると共に、記録用紙に画像を形成する複写機やプリンタと共用することが可能な画像形成方法、画像形成装置、及びイニシャライズ装置を提供することが目的である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、少なくとも一方が電荷輸送性を有する一対の基板と、外部から加えられる電界により移動可能に封入されると共に、色及び特性が異なる複数種類の粒子群と、を含み、前記基板の間が、所定形状に仕切られたセル構造となっていると共に、前記粒子群のうち少なくとも１種類が導電性粒子であり、前記導電性粒子が多色画像を形成する複数の各色毎に前記セルに封入されたことを特徴とする。
【０００７】
請求項１記載の発明によれば、画像表示媒体は、少なくとも一方が電荷輸送性を有する一対の基板の中に、外部から加えられる電界、例えば直流電圧や交流電圧が基板間に印加されることにより発生する電界により移動可能な粒子群が封入されている。これらの粒子群は、色及び特性が異なる複数種類の粒子群である。特性には、例えば導電性か絶縁性か、正に帯電するか負に帯電するか等であり、粒子群のうち少なくとも１種類を導電性粒子とする。ここで、基板は少なくとも一方が電荷輸送性を有しているため外部から電界が加えられることにより粒子群を帯電させることができる。
【０００８】
従って、画像に応じて電界を加えることにより画像に応じて粒子群が移動し、粒子群の色のコントラストにより画像を表示させることができる。このように画像に応じて外部から電界が加えられることにより繰り返し画像を表示させることができる。なお、粒子群の色は少なくとも２種類あればよい。なお、粒子群に電荷輸送性を持たせても良い。
【０００９】
また、電荷輸送性を有する基板に異方導電性層を形成してもよい。これにより、輸送される電荷が広がらないので、基板を厚くすることができる。
【００１０】
また、電荷輸送性を有する基板は、電荷輸送ポリマーとすることができる。ポリマーは自己支持性の樹脂のため、曲げや伸び等、外力に対して強い構造とすることができる。
【００１１】
また、前記基板の間に前記粒子よりも径が大きいスペーサ粒子を封入してもよい。これにより、基板と基板の間の距離を略一定に保つことができる。
【００１２】
また、前記基板の間が、所定形状に仕切られたセル構造となっている。これにより、基板と基板の間の距離を略一定に保つことができると共に、基板間に封入された粒子の部分的な偏りが抑えられ、より安定な画像表示を行うことができる。
【００１３】
また、導電性粒子が多色画像を形成する複数の各色毎に前記セルに封入される。例えば、セル毎に、導電性のイエローの粒子と白色の粒子、導電性のマゼンダの粒子と白色の粒子、導電性のシアンの粒子と白色の粒子を封入する。そして、各色毎に電界を発生させることによりカラー画像を形成することができる。
請求項２記載の発明は、前記請求項１に記載の画像表示媒体に画像を形成する画像形成方法であって、前記画像表示媒体の導電性粒子を予め帯電させ、潜像担持体上に画像に応じた静電潜像を形成し、前記画像表示媒体が間に位置可能に前記潜像担持体と対向する位置に配置された対向電極と前記潜像担持体との間に電界を発生させることにより前記画像表示媒体に画像を形成することを特徴とする。
請求項３記載の発明は、前記請求項１に記載の画像表示媒体に画像を形成する画像形成方法であって、画像が形成される媒体が前記画像表示媒体であるか画像記録媒体であるかを入力し、潜像担持体上に画像に応じた静電潜像を形成し、前記入力による入力結果が前記画像表示媒体の場合に、前記画像表示媒体が間に位置可能に前記潜像担持体と対向する位置に配置された対向電極と前記潜像担持体との間に電界を発生させることにより前記画像表示媒体に画像を形成し、前記入力による入力結果が前記画像記録媒体の場合に、前記潜像担持体上に形成された静電潜像をトナーにより現像し、現像されたトナー像を前記画像記録媒体に転写し、前記画像記録媒体に転写されたトナー像を定着させることを特徴とする。
【００１４】
請求項４記載の発明は、前記請求項１に記載の画像表示媒体に画像を形成する画像形成装置であって、前記画像表示媒体の導電性粒子を予め帯電させる帯電手段と、潜像担持体と、前記潜像担持体上に画像に応じた静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、前記画像表示媒体が間に位置可能に前記潜像担持体と対向する位置に配置され、前記潜像担持体との間に電界を発生させるための対向電極と、を有することを特徴とする。
【００１５】
請求項４記載の発明によれば、静電潜像形成手段は、潜像担持体上に画像に応じた静電潜像を形成する。対向電極は、画像表示媒体が間に位置可能に潜像担持体と対向する位置に配置される。すなわち、静電潜像担持体上の静電潜像と対向電極と間に電界を発生させることができる。従って、発生した電界により基板間に封入された粒子群を画像に応じて移動させることができ、画像表示媒体に画像を形成することができる。
また、帯電手段により導電性粒子を予め帯電させることにより十分に粒子を基板間で移動させることができ、安定して画像を表示することができる。
【００１６】
静電潜像形成手段は、前記潜像担持体上を画像に応じた光ビームで走査することにより前記潜像担持体上に画像に応じた潜像を形成するようにしてもよい。また、イオンを発生させるイオン発生手段により、発生したイオンを画像に応じて前記潜像担持体上に照射することにより前記潜像担持体上に画像に応じた静電潜像を形成するようにしてもよい。また、スタイラス電極に高電圧を印加して画像に応じた電荷を発生させることにより前記潜像担持体上に画像に応じた静電潜像を形成するようにしてもよい。
【００１７】
請求項５記載の発明は、前記対向電極は、バイアス電圧が印加されることを特徴としている。これにより、潜像担持体と対向電極との間に逆方向に電界を発生させることができる。従って、例えば対向電極側の基板に付着している粒子を潜像担持体側の基板に、潜像担持体側の基板に付着している粒子を対向電極側に移動させることができる。
【００２０】
なお、帯電手段は、請求項６にも記載したように、前記基板に直流電圧及び交流電圧の少なくとも一方を印加する。ここで、直流電圧を基板に印加した場合には、導電性粒子を一方の基板側に一様に付着させることができるため、対向電極にバイアスを印加する必要がない。また、交流電圧を印加した場合には、粒子を十分に帯電させることができる。
【００２１】
また、請求項７にも記載したように、帯電手段は弾性体で構成され、前記画像表示媒体と密着した状態で前記基板に直流電圧及び交流電圧の少なくとも一方を印加するようにしてもよい。これにより、十分に電荷を基板の中に輸送させることができ、粒子を十分に帯電させることができる。
【００２２】
請求項８記載の発明は、前記帯電手段による帯電が行われる前に、前記電荷輸送性を有する基板が接地されることを特徴とする。
【００２３】
請求項８記載の発明によれば、帯電手段による帯電が行われる前に、前記電荷輸送性を有する基板を接地するので、粒子に過大な電荷が残っていた場合は、これを除去することができる。このため、粒子の過大帯電による基板表面への強い付着を回避し、粒子に安定した電荷を付与することができる。
【００２４】
請求項９記載の発明は、前記請求項１に記載の画像表示媒体に画像を形成する画像形成装置であって、潜像担持体と、前記潜像担持体上に画像に応じた静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、前記画像表示媒体が間に位置可能に前記潜像担持体と対向する位置に配置され、前記潜像担持体との間に電界を発生させるための対向電極と、画像が形成される媒体が前記画像表示媒体であるか画像記録媒体であるかを入力する入力手段と、前記入力手段による入力結果が前記画像記録媒体の場合に、前記静電潜像形成手段により形成された静電潜像をトナーにより現像する現像手段と、前記現像手段により現像されたトナー像を画像記録媒体に転写する転写手段と、前記画像記録媒体に転写されたトナー像を定着させる定着手段と、を備えたことを特徴とする。
【００２５】
請求項９記載の発明によれば、入力手段は、画像が形成される媒体が前記画像表示媒体であるか、画像記録媒体、すなわち通常の記録用紙であるかを入力するためのものであり、例えばキーボードやマウス等を用いることができる。ユーザはこの入力手段により媒体を選択することができる。また、入力手段は、請求項１０にも記載したように、画像が形成される媒体が前記画像表示媒体であるか画像記録媒体であるかを検出する媒体検出手段としてもよい。この場合、例えば媒体に光を照射し、反射した光の光量値から何れの媒体であるかを検出することができる。また、重量を検出することにより何れの媒体であるかを検出するようにしてもよい。
【００２６】
現像手段は、入力手段による入力結果が画像記録媒体の場合、すなわち、通常の記録用紙等の場合に、静電潜像形成手段により形成された静電潜像をトナーにより現像する。転写手段は、現像手段により現像されたトナー像を画像記録媒体に例えば電圧を印加することにより転写する。定着手段は、前記画像記録媒体に転写されたトナー像を、例えば熱定着や圧力定着により定着させる。
【００２７】
また、転写手段は、請求項１１にも記載したように、対向電極としてもよい。すなわち、画像表示媒体の画像形成と、画像記録媒体の画像形成を同一の転写手段により行うことができる。これにより、装置を簡単な構成にすることができると共に低コストとすることができる。
【００２８】
また、媒体が画像表示媒体の場合には、定着処理を行う必要はないため、請求項１２記載の発明のように、前記入力手段による入力結果が前記画像表示媒体の場合に、前記定着手段による定着処理を行わないようにしてもよい。これにより、熱等による画像表示媒体の劣化を防ぐことができる。
【００２９】
請求項１３記載の発明は、前記入力手段による入力結果が前記画像表示媒体の場合に、前記現像手段による現像を停止する現像停止手段をさらに備えたことを特徴とする。
【００３０】
請求項１３記載の発明によれば、現像停止手段は、入力手段による入力結果が画像表示媒体の場合には、現像手段を動作させる必要はないため、現像を停止する。また、現像手段を動作可能な状態にしておくと、静電潜像担持体上のトナーが供給されてしまい、画像表示媒体にトナーが汚れてしまう場合がある。従って、現像手段による現像を停止することによりトナーが画像表示媒体に付着してしまうのを防ぐことができる。
【００３１】
また、現像停止手段は、現像手段を前記潜像担持体から離間させるようにしてもよい。これにより、トナーが静電潜像担持体に供給されるのを防ぐことができる。また、現像手段に含まれるトナー担持体の回転を停止させるようにしてもよい。また、現像手段に含まれるトナー担持体に前記静電潜像の電位と逆極性の電圧を印加するようにしてもよい。また、現像手段に含まれるトナー担持体へのトナーの供給を停止するようにしてもよい。
【００３２】
請求項１９記載の発明は、請求項１に記載の画像表示媒体をイニシャライズすることを特徴としている。
【００３３】
請求項１９記載の発明によれば、画像形成を行う前に、画像表示媒体をイニシャライズ、例えば基板の間に封入された粒子を帯電させる。例えば、基板に直流電圧や交流電圧、直流電圧に交流電圧を重畳した電圧等を印加する。直流電圧を基板に印加した場合には、導電性粒子を一方の基板側に一様に付着させることができる。また、交流電圧を印加した場合には、粒子を十分に帯電させることができる。さらに、交流電圧を印加した後に直流電圧を印加してもよい。これにより、十分に粒子を帯電させることができると共に、導電性粒子を一方の基板側に一様に付着させることができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
［第１の実施の形態］
以下、図面を参照して本発明の第１の実施の形態を詳細に説明する。
【００３５】
図１には、本実施の形態に係る画像表示媒体１０及び画像表示媒体１０に画像を形成するための画像形成装置１２が示されている。
【００３６】
画像表示媒体１０は、画像が表示される側の表示基板１４と該表示基板１４と対向する非表示基板１６との間に互いに色が異なる導電性の導電性粒子１８及び絶縁性の絶縁性粒子２０が封入された構成となっている。また、表示基板１４及び非表示基板１６は、正孔輸送物質又は電子輸送物質が含有された部材で構成され、正又は負の電荷を輸送する電荷輸送性を有している。なお、どちらか一方の基板に電荷輸送性を持たせるようにしてもよい。
【００３７】
ここで、正孔輸送物質としては、ヒドラゾン化合物やスチルベン化合物、ピラゾリン化合物、アリールアミン化合物等がある。基板にはこれらを含有した樹脂を用いることができる。また、電子輸送性物質としては、フルオレノン化合物、ジフェノキノン誘導体、ピラン化合物、酸化亜鉛等がある。基板にはこれらを含有した樹脂を用いることができる。
【００３８】
また、基板に電荷輸送性を有する自己支持性の樹脂を用いてもよい。これにより、曲げや伸び等、画像表示媒体１０に加わる外力に対して強い構造とすることができる。
【００３９】
このような電荷輸送性を有する自己支持性の樹脂としては、電荷輸送性ポリマーがある。例えば、ポリビニルカルバゾール、米国特許第４，８０６，４４３号に記載の特定のジヒドロキシアリールアミンとビスクロロホルメートとの重合によるポリカーボネート、米国特許第４，８０６，４４４号に記載の特定のジヒドロキシアリールアミンとホスゲンとの重合によるポリカーボネート、米国特許第４，８０１，５１７号に記載のビスヒドロキシアルキルアリールアミンとビスクロロホルメート或いはホスゲンとの重合によるポリカーボネート、米国特許第４，９３７，１６５号及び同第４，９５９，２８８号に記載の特定のジヒドロキシアリールアミン或いはビスヒドロキシアルキルアリールアミンとビスクロロホルメートとの重合によるポリカーボネート、或いはビスアシルハライドとの重合によるポリエステル、米国特許第５，０３４，２９６号に記載の特定のフルオレン骨格を有するアリールアミンのポリカーボネート、或いはポリエステル、米国特許第４，９８３，４８２号に記載のポリウレタン、特公昭５９−２８９０３号公報記載の特定のビススチリルビスアリールアミンを主鎖としたポリエステル、特開昭６１−２０９５３号公報、特開平１−１３４４５６号公報、特開平１−１３４４５７号公報、特開平１−１３４４６２号公報、特開平４−１３３０６５号公報、特開平４−１３３０６６号公報等に記載のヒドラゾン、トリアリールアミン等の電荷輸送性の置換基をペンダントとしたポリマー、“The Sixth International Congress on Advances in Non-impact Printing Technologies, 306, (1990)."により報告されたテトラアリールベンジジン骨格を有するポリマー、等があげられる。
【００４０】
また、例えば、特開平８−２５３５６８記載の一般式（Ｉ−１）または（Ｉ−２）で示される電荷輸送性ポリマーが使用できる［式中、Ｙは２価の炭化水素基を表し、Ｚは２価の炭化水素基を表し、Ａは、式（Ｉ−３）（ここで、Ｒ1 およびＲ2 は、それぞれ独立に水素原子、アルキル基、アルコキシ基、置換アミノ基、またはハロゲン原子を表し、Ｘは置換または未置換の２価の芳香族基を表し、ｎは１〜５の整数を表し、ｋは０または１を表す）で示される基を表わし、ＢおよびＢ′は、それぞれ独立に基−Ｏ−（Ｙ−Ｏ）ｍ−Ｈまたは基−Ｏ−（Ｙ−Ｏ）ｍ−ＣＯ−Ｚ−ＣＯ−ＯＲ′（ここで、Ｒ′は水素原子、アルキル基、置換もしくは未置換のアリール基、置換もしくは未置換のアラルキル基を表し、Ｙは２価の炭化水素基を表し、Ｚは２価の炭化水素基を表し、ｍは１〜５の整数を表す）、ｍは１〜５の整数を表し、ｐは５〜５０００の整数を表す］。さらに、一般式（Ｉ−１）または（Ｉ−２）におけるＸが、構造式（II）または（III ）で示される電荷輸送性ポリマーが使用できる。
【００４１】
【化１】
【００４２】
また、導電性粒子１８は、基板との接触により電荷の移動を行なうことができるものである。このような粒子としては、例えば、カーボンブラック、ニッケル、銀、金、錫等の金属の粒子、又はこれらの材料を粒子表面に被覆したり、含有したりした粒子である。具体的には、ジビニルベンゼンを主成分とする架橋共重合体からなる微粒子の表面に無電界ニッケルメッキを行った真球状導電性粒子（積水化学工業製ミクロパールNI（商品名））、さらにその後、金置換メッキを施した真球状導電性粒子（積水化学工業（株）製ミクロパールAU（商品名））があげられる。また、熱硬化性フェノール樹脂を炭素化焼成して得られるアモルファスカーボンの真球状導電性粒子（ユニチカ（株）製ユニベックスＧＣＰ、H-Type（商品名）：体積固有抵抗≦10-2Ω・cm）、さらに金、銀などの金属を表面被覆した真球状導電性粒子（ユニチカ（株）製ユニベックスＧＣＰ（商品名）：体積固有抵抗≦10-4Ω・cm）、シリカ、アルミナの真球状酸化物微粒子の表面にAg及び酸化錫をコーティングした真球状導電性粒子（（株）アドマテックス製アドマファイン（商品名））、あるいはスチレン樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ガラスなど各種材料からなる母粒子の表面に導電性の微粉末を付着させたり、埋め込んだりした粒子があげられる。また、異なる色の粒子として、シアン、マゼンタ、イエロー、レッド、グリーン、ブルーなどの有色の粒子のほかに、白色あるいは黒色の無色の粒子も含む。白色あるいは黒色の粒子としては、ジビニルベンゼンを主成分とする架橋共重合体からなる真球状粒子（積水化学工業製ミクロパールＳＰ、ミクロパールＢＢ（商品名））、架橋ポリメチルメタクリレートの微粒子（積水化成品工業（株）製MBX-20ブラック、ホワイト（商品名））、ポリテトラフルオロエチレンの微粒子（ダイキン工業（株）製ルブロンＬ、Shamrock Technologies Inc.製 SST-２（商品名））、シリコーン樹脂微粒子（東芝シリコーン（株）製トスパール）があげられる。
【００４３】
なお、以下では、表示基板１４及び非表示基板１６は正の電荷を輸送する電荷輸送性を有するものとし、導電性粒子１８は黒色の粒子であり、絶縁性粒子２０は白色の粒子であるとして説明する。
【００４４】
画像形成装置１２は、静電潜像形成部２２、ドラム状の静電潜像担持体２４、対向電極２６、直流電圧電源２８等を備えている。
【００４５】
静電潜像形成部２２は、静電潜像担持体２４の上方に配置されている。静電潜像形成部２２は、画像表示媒体１０に記録すべき画像に応じた静電潜像を静電潜像担持体２４上に形成する。この静電潜像の形成は、例えば非画像部を正の電荷で帯電し、画像部を帯電しないようにすることで行う。
【００４６】
静電潜像担持体２４の導電性支持体２４Ａは接地されている。また、静電潜像担持体２４は、図中矢印Ａ向へ回転する。
【００４７】
対向電極２６は、例えば弾性を有した導電性ロール部材で構成されている。これにより、画像表示媒体１０とより密着させることができる。また、対向電極２６は、静電潜像担持体２４と図中矢印Ｂ方向へ図示しない搬送手段により搬送される画像表示媒体１０を挟んで対向した位置に配置されている。対向電極２６は、直流電圧電源２８が接続されている。対向電極２６は、この直流電圧電源２８によりバイアス電圧ＶBが印加される。この印加するバイアス電圧ＶBは、例えば図２に示すように、静電潜像担持体２４上の正の電荷が帯電した部分の電位をＶH、帯電されていない部分の電位をＶLとした場合、両者の中間の電位となるような電圧とする。また、対向電極２６は図１において矢印Ｃ方向に回転する。
【００４８】
次に、第１の実施の形態における作用を説明する。
【００４９】
静電潜像担持体２４が図中矢印Ａ方向に回転開始されると、静電潜像形成部２２により静電潜像担持体２４上に静電潜像が形成される。
【００５０】
一方、画像表示媒体１０は、図示しない搬送手段により図中矢印Ｂ方向へ搬送され、静電潜像担持体２４と対向電極２６との間に搬送される。
【００５１】
そして、図３に示すように静電潜像担持体２４の表示基板１４と対向する部分が正の電荷で帯電されていた場合（非画像部）で、かつ表示基板１４の静電潜像担持体２４と対向する部分に導電性粒子１８が付着していた場合には、静電潜像担持体２４上の正電荷（非画像部）３０は、表示基板１４を輸送され、導電性粒子１８が帯電される。
【００５２】
ここで、対向電極２６はバイアス電圧ＶBが印加されており、対向電極２６と対向する位置の静電潜像担持体２４の電位はＶHとなっている。このため、帯電された導電性粒子１８は、表示基板１４側から非表示基板１６側へ移動し、非表示基板１６に付着する。これにより、表示基板１４側には白色の絶縁性粒子２０のみが現れるため、非画像部に対応する部分に画像は表示されない。
【００５３】
一方、図４に示すように、静電潜像担持体２４の表示基板１４と対向する部分が正の電荷で帯電されていない場合（画像部）で、かつ非表示基板１６の対向電極２６と対向する部分に導電性粒子１８が付着していた場合には、対向電極２６から供給される正電荷３０が非表示基板１６を輸送され、導電性粒子１８が帯電される。
【００５４】
ここで、対向電極２６はバイアス電圧ＶBが印加されており、対向電極２６と対向する位置の静電潜像担持体２４の電位はＶLとなっている。このため、帯電された導電性粒子１８は、非表示基板１６側から表示基板１４側へ移動し、表示基板１４に付着する。これにより、表示基板１４側には黒色の導電性粒子１８のみが現れるため、画像部に対応する部分に画像が表示される。
【００５５】
このようにして、画像に応じて導電性粒子１８が移動し、表示基板１４側に画像が表示される。なお、画像表示媒体１０の基板間に発生していた電界が消失した後も、導電性粒子固有の付着力及び粒子と基板間の鏡像力により表示された画像は維持される。また、導電性粒子１８は、基板間に電界が発生すれば再び移動することができるため、画像形成装置１２により繰り返し画像を表示させることができる。
【００５６】
このように、対向電極２６にバイアス電圧が印加されているため、導電性粒子１８が表示基板１４、非表示基板１６の何れの基板に付着している場合であっても導電性粒子１８を移動させることができる。このため、導電性粒子１８を予め一方の基板側に付着させておく必要がない。また、コントラスト及び尖鋭度の高い画像を形成することができる。さらに、空気を媒体として帯電した粒子を電界により移動させるため、安全性が高い。また、空気は粘性抵抗が低いため、高速応答性を満足させることもできる。
【００５７】
なお、画像表示媒体１０の少なくとも一方に、異方導電性の層を形成してもよい。画像表示媒体１０はシートとして取り扱われるため、ある程度の剛性（こわさ）が必要となる。基板の厚みを厚くして剛性を確保する方法もあるが、このように基板を厚くしてしまうと、図５に示したように、正電荷３０が基板を通過する際に面方向に広がってしまい、高解像度な画像を表示させることが難しくなる。これに対し異方導電性の層は、電荷の流れが一方向に制限されるため、厚みが厚くなっても電荷の広がりが発生せず、高解像度な画像を形成することができる。従って、画像表示媒体の対向する基板の少なくとも一方に適当な厚みの異方導電性層を形成することによって、解像度の低下を招くことなく画像表示媒体の剛性を確保することができる。
【００５８】
異方導電性の層としては、図６に示すように、絶縁性基材３２に径が一例として１０μｍから１００μｍの導電性のピン状部材３４を絶縁性基材３２の厚さ方向に独立に埋め込んだものを使用することができる。また、径が０.１μｍから１０μｍの導電性棒状フィラーを、磁力などを作用させて絶縁性基材の面に対して垂直に配置させたものなども使用することができる。これらによれば、電荷は異方導電性層の導電性部材を通って厚さ方向のみに流れるため、異方導電性層の厚さが厚くなっても電荷の移動時に広がりが発生するのを防ぐことができる。 また、異方導電性の層として、電界強度によって抵抗値が変化する半導電性基材を使用することもできる。これは、図７に示したように、低電界下では高抵抗であるが、高電界下では抵抗が著しく低下するものであり、例えば電界がない状態では電気抵抗率が１０14Ω・ｃｍ以上、１０5Ｖ／ｍから１０7Ｖ／ｍの電界下では電気抵抗率が１０4Ω・ｃｍ以下に変化させるものを使用することができる。これらの半導電性材料としては、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリイミド、テフロン等をベースとし、これに導電性微粒子を分散させて抵抗調整を行った材料を使用することができる。これらを使用すると、図８に示したように静電潜像が形成する電界パターンに応じて異方導電層３６の電気抵抗を変化させることができ、必要な部分だけ電気抵抗を低下させ、電荷を厚さ方向にのみ流すことができる。
【００５９】
また、画像表示媒体１０の表面に保護層を形成してもよい。画像表示媒体１０は、繰返し使用されるため表面に傷が付き易く、表面が傷付くと画像表示品質が低下するばかりでなく、これと接触する静電潜像担持体や、導電性ロール部材の表面を傷付ける恐れがある。保護層としては耐磨耗性が高く、電荷が厚さ方向に移動できる材料が使用できる。
【００６０】
保護層の電気抵抗は、電荷が画像表示媒体１０の面方向には広がらず、厚さ方向には必要十分に電荷が移動できることが望ましく、電気抵抗として１０10Ω・ｃｍから１０13Ω・ｃｍ程度が好ましい。これにより、画像表示媒体１０の耐磨耗性が向上し、傷がつきにくくなるため、繰返し使用回数を増大させることが可能になる。
【００６１】
なお、画像表示媒体１０の構成として、例えば図９に示すように、画像表示媒体１０の対向する基板の間をセル構造とし、各セル３７に粒子を封入するようにしてもよい。これにより、基板間に封入された粒子の部分的な偏りが抑えられ、より安定な画像表示を行うことができる。また、セル壁３９により対向する基板の間隙が一定に規制されるため、静電気力による画像表示をより安定に行うことができる。さらに、画像表示媒体１０に圧力が加わった際に、画像表示媒体１０がつぶれて封入された粒子がパッキングされ、静電気力による粒子の移動ができなくなることもなくなるため、それに起因する表示欠陥を防止することができる。
【００６２】
セル構造を有する画像表示媒体１０の形成は、少なくとも一方の基板をエッチング処理やレーザ加工、あるいは予め作製した型を使用し、プレス加工などによって、任意のサイズのセルパターンを形成した後、各セルに所望の粒子を入れ、その上から対向する基板を接着することで形成することができる。
【００６３】
また、対向する基板の間隙を規制するには、セル構造の他にも図１０に示したように、所望の間隙と同等の大きさのスペーサ粒子３８を封入し、これによって間隙を規制することもできる。この方法では、粒子の部分的な偏りを防ぐ作用はないが、セル構造を形成するよりも非常に簡単かつ安価に画像表示媒体１０を形成することができる。スペーサ粒子としては、表示画像に影響の少ない透明粒子を使用するのが好ましく、例えばガラス粒子や、ポリスチレンやポリエステルやアクリルなどの透明樹脂粒子等を使用することができる。
【００６４】
また、本実施の形態では、静電潜像担持体２４上の正電荷に帯電された部分を非画像部、帯電されていない部分を画像部とし、導電性粒子を黒色の粒子、絶縁性粒子を白色の粒子として説明したが、これに限らず、静電潜像担持体２４上の正電荷に帯電された部分を画像部、帯電されていない部分を非画像部とし、導電性粒子を白色の粒子、絶縁性粒子を黒色の粒子としてもよい。また、電荷輸送性でなく電子輸送性を有する基板を用いて画像表示媒体を構成したり、非表示基板１６を静電潜像担持体２４側に配置したりし、さらに静電潜像担持体２４上の画像部、非画像部の極性、粒子の極性を適宜組み合わせることにより画像形成を行なうようにしてもよい。
［第２の実施の形態］
次に、第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態で示した画像形成装置１２と同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００６５】
図１５に示す画像形成装置１２では、静電潜像担持体２４及び対向電極２６は共に接地されている。また、これに伴い、画像表示媒体１０内の導電性粒子１８を帯電し、表示基板１４側に導電性粒子１８を一様に付着させるためのイニシャライザ４０を備えている。
【００６６】
図１１に示すイニシャライザ４０は、一対の導電性ロール部材４２、この導電性ロール部材４２に電圧を印加するための電源４４を備えている。導電性ロール部材４２Ａは図中矢印Ｄ方向へ、導電性ロール部材４２Ｂは図中矢印Ｅ方向へそれぞれ回転する。
【００６７】
電源４４は、例えば図１２に示すように、直流電圧を導電性ロール部材４２に印加する。図１２に示した例では、導電性ロール部材４２Ｂ側が正極となっている。このように構成されたイニシャライザ４０では、画像表示媒体１０が図示しない搬送手段により図中矢印Ｂ方向に搬送され、導電性ロール部材４２Ａと導電性ロール部材４２Ｂとが対向する位置に搬送されると、電源４４により直流電圧の印加を開始する。
【００６８】
そして、図１２に示すように、印加された直流電圧により導電性ロール部材４２Ｂから供給される正電荷３０が電荷輸送性を有する非表示基板１６を輸送され、画像表示媒体１０に付着していた導電性粒子１８が帯電される。帯電された導電性粒子１８は、電位が低い表示基板１４側へ移動し、表示基板１４に付着する。また、導電性ロール部材４２Ａ側には負の電荷が発生するが、表示基板１４は負の電荷輸送性は有しないため、表示基板１４に付着した導電性粒子１８が負に帯電することはない。従って、表示基板１４に付着した導電性粒子１８は非表示基板１６側に移動することはない。また、もともと表示基板１４側に付着していた導電性粒子１８は、帯電されず表示基板１４側に付着されたままであり、非表示基板１６側に移動することはない。すなわち、導電性ロール部材４２に直流電圧を印加することにより、表示基板１４側に導電性粒子１８を一様に付着させることができる。
【００６９】
また、図１３に示すように、電源４４は、交流電圧を導電性ロール部材４２に印加するようにしてもよい。このように交流電圧を印加した場合は、図１３に示したように表示基板１４側に導電性粒子１８が付着していても、非表示基板１６側に導電性粒子１８が付着していても、導電性ロール部材４２から供給される正電荷３０が表示基板１４又は非表示基板１６を輸送され導電性粒子１８を帯電する。なお、画像表示媒体１０に交流電圧を印加する時間は、少なくとも印加する交流電圧の１周期よりも長い時間とすることが望ましい。このようにすることですべての導電性粒子１８を帯電させることができる。従って、これらを考慮して画像表示媒体１０がイニシャライザ４０を通過する時間、すなわち搬送速度及び交流電圧の周波数を決定する。
【００７０】
また、画像表示媒体１０に交流電圧を印加した後に直流電圧を印加するようにしてもよい。これにより、すべての導電性粒子１８を帯電させると共に、表示基板１４側に導電性粒子１８を一様に付着させることができる。
【００７１】
このように、直流電圧を印加することにより帯電する場合と交流電圧を印加することにより帯電する場合とがあるが、直流電圧を印加して帯電する場合は、粒子への電荷の付与が十分でない。このため、静電潜像の電界を利用した電荷注入により粒子を十分に帯電させることにより、基板間の移動が可能となるようにする。
【００７２】
また、交流電圧を印加することにより帯電する場合は、粒子への電荷の付与が十分に行うことができる。このため、静電潜像と対向電極との間の電界に従って粒子を移動させることができる。粒子が十分に帯電している場合は、電荷注入の速度よりも粒子の電界による移動速度の方が速いため、帯電された粒子の移動が支配的となる。
【００７３】
なお、イニシャライザ４０における電圧印加部材としては、導電性ロール部材４２を使用するものとして説明したが、この他にも画像表示媒体１０の電荷輸送性を有する基板を通して導電性粒子１８に電荷を移動させ、導電性粒子１８を帯電させることができるものであれば公知の電圧印加部材を使用することができる。例えば、接触型の電圧印加部材としては導電性ブラシ、非接触電圧印加部材としてはコロトロンやスタイラス電極などを使用することができる。
【００７４】
また、導電性ロール部材４２を使用する場合、導電性ロール部材４２から基板への電荷移動を確実かつ安定に行わせるためには、導電性ロール部材４２と画像表示媒体１０とを確実に密着させることが重要であり、導電性ロール部材４２が弾性を有していることがより望ましい。例えば、金属ロールに電気抵抗を１０6〜１０8Ωに制御したポリウレタンゴムを弾性層として被覆したものなどを使用することができる。
【００７５】
さらに、イニシャライザ４０による帯電に先だって、図１４に示すように、表示基板１４、非表示基板１６を除電部材４６で接地させることにより、導電性粒子１８及び表示基板１４、非表示基板１６に存在する過大な電荷を接地面に流すようにしてもよい。この工程により、粒子の過大帯電による基板表面への強い付着を回避し、粒子に安定した電荷を付与することが可能となる。
【００７６】
次に第２の実施の形態の作用について説明する。
【００７７】
なお、本実施の形態におけるイニシャライザ４０は、図１２に示したような直流電圧を導電性ロール部材４２に印加するものとする。また、交流電圧を印加した後に直流電圧を印加するものを使用してもよい。
【００７８】
画像表示媒体１０が図示しない搬送手段により図中矢印Ｂ方向に搬送され、イニシャライザ４０の導電性ロール部材４２Ａと導電性ロール部材４２Ｂとが対向する位置に搬送されると、電源４４により直流電圧の印加を開始する。
【００７９】
そして、図１２に示すように、印加された直流電圧により導電性ロール部材４２Ｂから供給される正電荷３０が電荷輸送性を有する非表示基板１６を通り、画像表示媒体１０に付着していた導電性粒子１８が帯電される。帯電された導電性粒子１８は、電位が低い表示基板１４側へ移動し、表示基板１４に付着する。また、導電性ロール部材４２Ａ側には負の電荷が発生するが、表示基板１４は負の電荷輸送性は有しないため、表示基板１４に付着した導電性粒子１８が負に帯電することはない。従って、表示基板１４に付着した導電性粒子１８は非表示基板１６側に移動することはない。また、もともと表示基板１４側に付着していた導電性粒子１８は、帯電されず表示基板１４側に付着されたままであり、非表示基板１６側に移動することはない。従って、表示基板１４側に導電性粒子１８が一様に付着される。
【００８０】
次に、静電潜像担持体２４が図中矢印Ａ方向に回転開始されると、静電潜像形成部２２により静電潜像担持体２４上に静電潜像が形成される。
【００８１】
一方、画像表示媒体１０は、図示しない搬送手段により図中矢印Ｂ方向へ搬送され、静電潜像担持体２４と対向電極２６との間に搬送される。
【００８２】
そして、図１６に示すように静電潜像担持体２４の表示基板１４と対向する部分が正の電荷で帯電されていた場合（非画像部）で、かつ表示基板１４の静電潜像担持体２４と対向する部分に導電性粒子１８が付着していた場合には、静電潜像と対向電極との間に形成される電界により、先に帯電された導電性粒子１８は表示基板１４側から非表示基板１６側へ移動し、非表示基板１６に付着する。
【００８３】
ここで、対向電極２６は接地されており、対向電極２６と対向する位置の静電潜像担持体２４の電位は図１７に示すようにＶHとなっている。このため、帯電された導電性粒子１８は、表示基板１４側から非表示基板１６側へ移動し、非表示基板１６に付着する。これにより、表示基板１４側には白色の絶縁性粒子２０のみが現れるため、非画像部に対応する部分に画像は表示されない。
【００８４】
なお、対向電極２６側には負の電荷が誘導されるが、非表示基板１６は負の電荷輸送性を有していないため、導電性粒子１８が負に帯電されることはなく、非表示基板１６に付着した導電性粒子１８が再び表示基板１４側に移動することはない。
【００８５】
また、静電潜像担持体２４の表示基板１４と対向する部分が正の電荷で帯電されていない場合（画像部）は、この部分の電位は図１７に示すようにＶLとなり、電界が発生せず、もともと表示基板１４に付着していた導電性粒子１８は非表示基板１６側に移動することはない。
【００８６】
これにより、表示基板１４側には黒色の導電性粒子１８のみが現れるため、画像部に対応する部分に画像が表示される。
【００８７】
このように、表示基板１４側から非表示基板１６側へしか導電性粒子１８を移動させることはできないが、イニシャライザ４０で予め表示基板１４側に導電性粒子１８を付着させておくので何ら問題はない。
【００８８】
なお、画像表示媒体１０の基板間に発生していた電界が消失した後も、導電性粒子固有の付着力及び粒子と基板間の鏡像力により表示された画像は維持される。また、導電性粒子１８は、基板間に電界が発生すれば再び移動することができるため、画像形成装置１２により繰り返し画像を表示させることができる。
［第３の実施の形態］
次に、第３の実施の形態について説明する。第３の実施の形態では、繰り返し使用可能な画像表示媒体１０に画像を形成することができると共に、通常の記録用紙に画像を形成することもできる画像形成装置について説明する。
【００８９】
図１８には、画像表示媒体１０及び通常の記録用紙のどちらにも画像を形成することができる画像形成装置１２が示されている。なお、第１の実施の形態で示した画像形成装置１２と同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００９０】
図１８に示すように、画像形成装置１２は、現像装置５０、転写装置５２、クリーニング装置５４、定着装置５６、媒体検出センサ５８、及び制御部６０を備えている。
【００９１】
現像装置５０は、静電潜像形成部２２により静電潜像担持体２４上に形成された静電潜像をトナー現像する。トナー像の画像形成は電子写真で一般に用いられている方法を用いることができ、例えば、磁性一成分、非磁性一成分、二成分現像、また現像ロールは接触、非接触の何れの現像方法を用いてもよい。
【００９２】
転写手段５２は、直流電圧電源６２と接続されている。転写手段５２は、直流電圧電源６２により電圧が印加されることにより静電潜像担持体２４上に形成されたトナー像を記録用紙６４に転写する。転写部材は、コロトロン、ロールなどの電界による転写を行なう部材であればいかなる物を用いてもよい。
【００９３】
また、記録用紙６４へのトナー像の転写、画像表示媒体１０への画像形成は共に電圧を印加することにより行うことから、転写装置５２を、図１９に示すように対向電極２６と共用してもよい。この場合は、直流電圧電源２８を、印加する電圧を制御できる電源とすればよい。
【００９４】
クリーニング装置５４は、転写後に静電潜像担持体２４上に残ったトナーを除去する。また、クリーニング部材については、ブラシ、ロール、ブレード等の部材を用いることができる。
【００９５】
定着装置５６は、所定温度に加熱することができる一対の定着ローラ６６を備えている。この加熱された定着ローラ６６により記録用紙６４を挟持搬送することにより記録用紙６４上のトナー像を熱定着させることができる。また、ローラに限らずベルト状でもよく、熱定着に限らず圧力定着により定着させてもよい。
【００９６】
また、画像形成装置１２は、図１８では図示は省略したが、図２０に示すように、媒体の搬送経路上で定着装置５６の手前に搬送経路切替部材６８が設けられている。この搬送経路切替部材６８は、制御部６０からの指示により、図中矢印Ｆ方向に回転され、媒体の搬送経路を変更する。搬送経路切替部材６８は、媒体が記録用紙６４の場合は制御部６０からの指示により図２０に示すように先端が上側に上がった位置とされる。これにより、記録用紙６４は定着装置５６の方向へ搬送される。一方、媒体が画像表示媒体１０の場合は、制御部６０からの指示により図中点線で示すように先端が下側に下がった位置とされる。これにより、画像表示媒体１０は定着装置５６を通過せず、上方へ搬送される。
【００９７】
また、搬送経路切替部材６８を設けずに、図２１に示すように、定着装置５６を、記録用紙６４と非接触であり、かつ高速に加熱の切替が可能な一対の熱線７０を用いてもよい。これにより、搬送される媒体が記録用紙６４のときは熱線７０を加熱して定着処理を行い、画像表示媒体１０のときは熱線７０の加熱をオフする。これにより、同一の搬送経路で記録用紙６４及び画像表示媒体１０を処理することができる。また、熱線照射装置や誘導過熱装置を用いてもよい。
【００９８】
また、現像装置５０は、図２２に示すように、図中矢印Ｇ方向へ制御部６０からの指示により移動可能となっており、静電潜像担持体２４から離間又は当接させることができるようになっている。これにより、記録用紙６４への画像形成を行った後に画像表示媒体１０の画像形成を行う場合においては、現像装置５０を静電潜像担持体５０から離間させることにより静電潜像担持体２４にトナーが供給されてしまうことがない。従って、画像表示媒体１０にトナーが付着するのを防ぐことができる。なお、現像装置５０全体を移動させるのではなく、図２３に示すように、現像ロール７０のみを移動させるようにしてもよい（図中点線の位置）。
【００９９】
また、図２４に示すように、現像ロール７０の駆動を制御部６０からの指示により駆動装置７２によって停止させたり、図２５に示すように現像ロール７０を逆回転させ（図中矢印Ｈ方向）、せき止め部材７４によりトナーが現像ロールへ供給されるのを停止させたり、図２６に示すように、印加する電圧の極性を切りかえることができる電圧印加装置７６を用いて、現像ロール７０に静電潜像の電位と逆極性の電圧を印加したりすることによりトナーが静電潜像担持体２４に供給されるのを防ぐようにしてもよい。
【０１００】
媒体検出センサ５８は、制御部６０と接続されている。媒体検出センサ５８は、例えば通過する媒体に所定の光（例えば赤外光）を照射することにより反射された光を検出し、該検出された反射光の光量を検出して制御部６０へ出力する。また、通過する媒体の重量を検出して制御部６０へ出力するようにしてもよい。
【０１０１】
制御部６０では、媒体検出センサ５８から出力された検出結果に基づいて画像を形成する媒体が画像表示媒体１０であるか記録用紙６４であるかの判断を行う。また、制御部６０は、媒体に応じて各部の制御パラメータを決定し、この制御パラメータに従って各部を制御する。この制御パラメータには、例えば画像形成パラメータ、電界発生パラメータ、現像装置５０を使用するか否か、定着装置５６を使用するか否か、媒体の搬送経路等が含まれる。
【０１０２】
次に、静電潜像形成部２２の構成について説明する。図２７に示すように、静電潜像形成部２２は、帯電装置８０、光ビーム走査装置８２を備えている。この場合、静電潜像担持体２４は、感光体ドラム２４を使用することができる。感光体ドラム２４は、ドラム状にしたアルミニウムやＳＵＳなどの導電性基体に光導電層を形成したもので、光導電層としては公知の種々の材料を使用することができる。たとえばα-Ｓｉ，α-Ｓｅ，Ａｓ2Ｓｅ3などの無機光導電性材料や、ＰＶＫ／ＴＮＦなどの有機光導電性材料を用いることができ、これらはプラズマＣＶＤや蒸着法やディッピング法などにより形成することができる。また必要に応じて電荷輸送層やオーバーコート層等を形成してもよい。
【０１０３】
帯電装置８０は、静電潜像担持体２４の表面を所望の電位に一様に帯電する。帯電装置８０は、感光体ドラム２４の表面を任意の電位に帯電させられるものであればよく、本実施の形態では電極ワイヤに高電圧を印加し、静電潜像担持体２４との間でコロナ放電を発生させて、感光体ドラム２４の表面を一様に帯電するコロトロンを使用したものとする。この他にも、導電性のロール部材、ブラシやフィルム部材等を感光体ドラム２４に接触させ、これに電圧を印加して感光体ドラム表面を帯電するものなど、公知の種々の帯電器を使用することができる。
【０１０４】
光ビーム走査装置８２は、帯電された静電潜像担持体２４の表面を画像信号に基づいて微小スポット光を照射し、静電潜像担持体２４上に静電潜像を形成する。光ビーム走査装置８２は、画像情報にしたがって感光体ドラム２４表面に光ビームを照射し、一様に帯電された感光体ドラム２４上に静電潜像を形成するものであればよく、本実施の形態ではポリゴンミラー８４、折り返しミラー８６、図示しない光源やレンズ等を備えた結像光学系により、所定のスポット径に調整されたレーザビームを画像信号に応じてオンオフさせながらポリゴンミラー８４によって感光体ドラム２４の表面を光走査させるＲＯＳ（ＲａｓｔｅｒＯｕｔｐｕｔＳｃａｎｎｅｒ）装置とする。この他にもＬＥＤを所望の解像度に応じて並べたＬＥＤヘッド等を使用してもよい。
【０１０５】
また、静電潜像形成部２２の他の例として、図２８に示すようなイオン照射ヘッド２２を用いてもよい。この場合、静電潜像担持体２４としては導電性基体上に誘電体層を形成した誘電体ドラム２４を使用することができる。
【０１０６】
イオン照射ヘッド２２は、静電潜像担持体２４と離れた位置で生成した気中イオンを、画像情報にしたがって静電潜像担持体２４上に照射する。図２８に示すように、イオン照射ヘッド２２は、気中イオン発生部９２とイオン流制御部９４から成り、気中イオン発生部９２は、例えば図２８に示したように電極ワイヤ９６に高電圧を印加し、シールド部材９８との間でコロナ放電を起こさせることによって、気中イオンを発生させる。またイオン流制御部９４は、記録幅方向に所望の解像度に分割して設けられた制御電極１００と、気中イオン発生部で発生したイオンを誘電体ドラム表面へ照射する開口部１０２を有しており、制御電極１００への印加電圧極性により、発生したイオンの開口部１０２の通過を制御する。
【０１０７】
また、イオン流制御部９４は誘電体ドラム２４と対向して配置され、開口部１０２を通過したイオンはイオン照射ヘッド２２と誘電体ドラム２４との間に形成される電界にしたがって誘電体ドラム２４上に付着する。各制御電極１００には、画像情報に従って電圧が印加され、誘電体ドラム２４上に静電潜像が形成される。
【０１０８】
また、静電潜像形成部２２の他の例として、図２９に示すようなスタイラス電極２２を用いてもよい。この場合、静電潜像担持体２４としては導電性基体上に誘電体層を形成した誘電体ドラム２４を使用することができる。
【０１０９】
スタイラス電極２２は、針状の電極を所望の画像解像度が得られるように多数配列したものである。スタイラス電極２２は、図２９に示すように、針状電極１０４を誘電体ドラム２４に近接配置し、画像信号に従って誘電体ドラム２４の導電性基体との間に高電圧を印加すると、特に針状電極１０４の先端部に高い電界が作用し、ここでコロナ電荷が発生する。発生したコロナ電荷は、針状電極１０４と誘電体ドラム２４との間に形成される電界によって誘電体ドラム２４の表面に付着し、誘電体ドラム２４の表面を帯電する。これにより、誘電体ドラム２４上に静電潜像を形成することができる。
【０１１０】
次に、第３の実施の形態における作用として制御部６０で実行される制御ルーチンについて図３０を参照して説明する。
【０１１１】
図３０に示すステップ２００では、媒体検出センサ５８により媒体が検出されたか否かを判断する。媒体検出センサ５８は、例えば通過する媒体に所定の光（例えば赤外光）を照射することにより反射された光を検出し、該検出された反射光の光量を検出して制御部６０へ出力する。
【０１１２】
媒体が検出された場合にはステップ２００で肯定され、ステップ２０２で媒体検出センサ５８からの検出結果、すなわち反射光の光量値から搬送される媒体が画像表示媒体１０であるか記録用紙６４であるかを判断し、判断結果に応じて画像形成パラメータを決定する。この画像形成パラメータは、例えば電界発生パラメータ、現像装置の設定、搬送経路の設定、搬送速度、露光量等がある。
【０１１３】
電界発生パラメータは、例えば、各部における印加電圧値等であり、搬送される媒体が画像表示媒体１０の場合は、静電潜像形成部２２、現像装置５０、対向電極２６の各部における印加電圧値、搬送される媒体が記録用紙６４の場合は、静電潜像形成部２２、現像装置５０、転写装置５２、クリーニング装置５４の各部における印加電圧値等である。
【０１１４】
現像装置の設定は、例えば、搬送される媒体が画像表示媒体１０の場合には、例えば図２２に示すように現像装置５０を図中矢印Ｇ方向へ移動させ、静電潜像担持体２４から離間させるようにする。また、媒体が記録用紙６４の場合には、現像装置５０を図中矢印Ｇ方向へ移動させ、静電潜像担持体２４と当接させるようにする。
【０１１５】
搬送経路の設定は、搬送される媒体が画像表示媒体１０の場合には図２０に示すように搬送経路切替部材６８を図中矢印Ｆ方向へ回転させ、先端が下側に位置するようにする（図中点線の位置）。これにより、画像表示媒体１０は、画像形成後に定着装置５６を通過することなく上方へ搬送させることができる。また、搬送される媒体が記録用紙６４の場合には、搬送経路切替部材６８を図中矢印Ｆ方向へ回転させ、先端が上側に位置するようにする。これにより、記録用紙６４を定着装置５６側へ搬送させることができる。なお、この場合は定着ローラ６６の加熱温度等も設定する。
【０１１６】
そして、ステップ２０４で、画像形成処理を行う。すなわち、搬送される媒体が画像表示媒体１０の場合には、第１の実施の形態、第２の実施の形態で説明したように、静電潜像形成部２２を制御して静電潜像担持体２４上に静電潜像を形成させ、対抗電極２６にバイアス電圧を印加し、画像表示媒体１０に画像を形成させる。また、搬送される媒体が記録用紙６４の場合には、静電潜像形成部２２を制御して静電潜像担持体２４上に静電潜像を形成させ、現像装置５０によりトナー現像させる。そして、転写装置５２により記録用紙６４にトナー像を転写させ、定着装置５６により転写されたトナー像を定着させる。このようにして記録用紙６４上に画像が形成される。
【０１１７】
このように、媒体を自動的に検出し、検出した媒体に応じて画像形成処理を行うため、１つの装置で繰り返し使用可能な画像表示媒体１０及び記録用紙６４の画像形成を行うことができる。また、各媒体に応じて各種パラメータが設定され、これに応じて画像形成が行われるため、画質が劣化するようなこともない。
【０１１８】
また、本実施の形態では、媒体を自動的に検出し、検出した媒体に応じて画像形成する場合を例に説明したが、ユーザにより画像表示媒体であるか画像記録媒体であるかをキーボードやマウス等の入力装置により手動で入力させ、この入力結果に応じて画像形成パラメータの設定を切り替えて画像形成を行うようにしてもよい。
［第４の実施の形態］
次に第４の実施の形態について説明する。第４の実施の形態では、画像表示媒体にカラー画像を形成する場合について説明する。
【０１１９】
カラー画像を形成するための画像表示媒体１０は、図３１に示すように、前述した図９に示したようなセル構造の画像表示媒体１０において、各セル３７にイエロー（６Ｙ）粒子１０６、マゼンタ（６Ｍ）粒子１０８、シアン（６Ｃ）１１０の着色粒子をそれぞれ予め定めた配置でセル３７に封入されている。この画像表示媒体１０を各色の画像信号に基づいて形成された静電潜像を胆持する静電潜像担持体２４と対向電極２６との間を搬送させ、各セル３７内の着色粒子が静電潜像の形成する電界に従って表示基板１４側へ移動する。なお、各セル３７共に白色粒子、又は黒色粒子が封入されていてもよい。ここでは、静電潜像担持体２４上の各色の画像信号からなる静電潜像の位置と、画像表示媒体１０の各色が内包されたセル３７の位置を一致させることが重要となる。また、着色粒子の色は赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）、黒（Ｋ）などを適宜加えて色再現域を調整するようにしてもよい。
【０１２０】
また、特に黒（K）は、上記の帯電粒子の電界による移動に替えて、磁性黒色粒子を各セル３７に他の着色粒子と共に封入し、画像信号に基づく磁気吸引力で表示基板１４側へ移動して黒色表示させるようにしてもよい。この時、画像信号に基づく磁気吸引力は、例えば磁気スタイラスで与えることができる。
【０１２１】
各セル３７内の各色粒子は、第１の実施の形態、第２の実施の形態で示した方法で同様に帯電することができる。すなわち画像形成を行う工程の前に帯電する方法と、静電潜像が形成する電界に従って電荷を注入する方法である。また、少なくとも電荷輸送材と着色剤を含む粒子を使用するようにしてもよい。電荷輸送材に無色透明な材料を選ぶことにより、帯電性の良さとカラーの発色性の良さを両立することができる。
【０１２２】
カラー画像の画像形成は、第３の実施の形態で示した処理と基本的に同じであるが、本実施の形態では、カラー画像信号に基づいて各色毎の静電潜像を静電潜像担持体２４上に１度に形成する。これにより、各色毎の静電潜像に従って画像表示媒体１０の各セルに封入された各色の粒子が表示基板１４側に移動する。これにより、１回の画像形成工程でカラー画像を形成することができる。
【０１２３】
ここで、例えばタンデム構成のカラープリンタでは、４つの感光体上に各色の画像を形成し、これを用紙上に4回重ねて転写するため、用紙上での各色の画素位置合わせが大きな問題となる。また、４サイクル１コピーの構成のカラープリンタでも、１つの感光体上に形成された各色の画像を、４回重ねて用紙上に転写するため、同様の問題がある。これに対して本発明では１回の画像形成工程で複数色の粒子を移動させてカラー画像を形成することができるため、画像表示媒体１０上のセル３７の画素位置と静電潜像の画素位置を１回合わせるだけでよく、より容易にかつ高速にカラー画像を形成することができる。
【０１２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、外部から加えられる電界により、電荷輸送性を有する一対の基板の中に封入された粒子群を画像に応じて移動させて画像形成するので、繰り返し書き換えが可能となり、かつ安全性、応答性に優れる、という効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１の実施の形態における画像形成装置の概略構成図である。
【図２】 静電潜像担持体及び対向電極における電位を示す図である。
【図３】 画像形成装置の一部拡大図である。
【図４】 画像形成装置の一部拡大図である。
【図５】 異方導電層を説明するための図である。
【図６】 異方導電層を説明するための図である。
【図７】 異方導電層の電界強度と電気抵抗値との関係を示す線図である。
【図８】 異方導電層を説明するための図である。
【図９】 画像表示媒体の一例を示す図である。
【図１０】 画像表示媒体の一例を示す図である。
【図１１】 イニシャライザの概略構成図である。
【図１２】 イニシャライザの一部拡大図である。
【図１３】 イニシャライザの一部拡大図である。
【図１４】 除電部材を示す図である。
【図１５】 第２の実施の形態における画像形成装置の概略構成図である。
【図１６】 画像形成装置の一部拡大図である。
【図１７】 静電潜像担持体及び対向電極における電位を示す図である。
【図１８】 第３の実施の形態における画像形成装置の概略構成図である。
【図１９】 第３の実施の形態における画像形成装置の変形例である。
【図２０】 定着装置及び搬送経路切替部材の概略構成図である。
【図２１】 定着手段を示す図である。
【図２２】 現像装置の概略構成図である。
【図２３】 現像装置の他の例を示す図である。
【図２４】 現像装置を他の例を示す図である。
【図２５】 現像装置を他の例を示す図である。
【図２６】 現像装置を他の例を示す図である。
【図２７】 静電潜像形成部を示す図である。
【図２８】 イオン照射ヘッドの概略構成図である。
【図２９】 スタイラス電極の概略構成図である。
【図３０】 制御部において実行される制御ルーチンのフローチャートである。
【図３１】 カラー画像を表示可能な画像表示媒体を示す図である。
【符号の説明】
１０ 画像表示媒体
１２ 画像形成装置
１４ 表示基板
１６ 非表示基板
１８ 導電性粒子
２０ 絶縁性粒子
２２ 静電潜像形成部
２４ 静電潜像担持体
２６ 対向電極
３７ セル
３８ スペーサ粒子
５０ 現像装置
５２ 転写装置
５６ 定着装置
５８ 媒体検出センサ
８０ 帯電装置
８２ 光ビーム走査装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像表示媒体、画像形成方法、画像形成装置、及びイニシャライズ装置に係り、特に、繰り返し書き換えが可能な画像表示媒体、該画像表示媒体に画像を形成する画像形成方法、画像形成装置、及びイニシャライズ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、所謂電子ペーパーに画像を表示させる技術として、着色粒子の回転、電気泳動、サーマルリライタブル、液晶、エレクトロクロミー等の技術が知られている。このような技術の中で、トナーを用いて表示させる画像表示媒体として、導電性の着色トナーと白色粒子とを対向する表示基板と非表示基板との間に封入し、非表示基板の内側に電荷輸送層が、表示基板の内側にマトリックス電極が形成されたものがある。このような画像表示媒体は、電荷輸送層を介して導電性着色トナーへ電荷が注入され、電荷注入された導電性着色トナーがマトリックス電極により画像に応じて形成された基板間の電界に応じて移動して表示基板へ付着する。これにより、表示基板側に導電性着色トナーと白色粒子とのコントラストとしての画像が表示される。
【０００３】
また、繰り返し書き換えが可能な画像表示媒体として、電気泳動を応用した画像表示媒体が知られている。（川居：マイクロカプセルを用いた電気泳動ディスプレイの開発、日本画像学会、エレクトロニックイメージング研究会、ｐ31、1999）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、トナーを用いた画像表示媒体はマトリックス電極を用いているため、従来の像担持体上に形成された静電潜像をトナー現像し、記録用紙にトナー像を転写することにより画像を形成する複写機やプリンタ等の画像形成装置にそのまま用いることはできない。また、電気泳動を応用した画像表示媒体は、絶縁性液体の安全性の確保や高速応答が困難であるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記問題を解決すべく成されたものであり、安全性及び高速応答性を満足すると共に、繰返し書換えが可能な画像表示媒体及び前記画像表示媒体に画像を形成することができると共に、記録用紙に画像を形成する複写機やプリンタと共用することが可能な画像形成方法、画像形成装置、及びイニシャライズ装置を提供することが目的である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、少なくとも一方が電荷輸送性を有する一対の基板と、外部から加えられる電界により移動可能に封入されると共に、色及び特性が異なる複数種類の粒子群と、を含み、前記基板の間が、所定形状に仕切られたセル構造となっていると共に、前記粒子群のうち少なくとも１種類が導電性粒子であり、前記導電性粒子が多色画像を形成する複数の各色毎に前記セルに封入されたことを特徴とする。
【０００７】
請求項１記載の発明によれば、画像表示媒体は、少なくとも一方が電荷輸送性を有する一対の基板の中に、外部から加えられる電界、例えば直流電圧や交流電圧が基板間に印加されることにより発生する電界により移動可能な粒子群が封入されている。これらの粒子群は、色及び特性が異なる複数種類の粒子群である。特性には、例えば導電性か絶縁性か、正に帯電するか負に帯電するか等であり、粒子群のうち少なくとも１種類を導電性粒子とする。ここで、基板は少なくとも一方が電荷輸送性を有しているため外部から電界が加えられることにより粒子群を帯電させることができる。
【０００８】
従って、画像に応じて電界を加えることにより画像に応じて粒子群が移動し、粒子群の色のコントラストにより画像を表示させることができる。このように画像に応じて外部から電界が加えられることにより繰り返し画像を表示させることができる。なお、粒子群の色は少なくとも２種類あればよい。なお、粒子群に電荷輸送性を持たせても良い。
【０００９】
また、電荷輸送性を有する基板に異方導電性層を形成してもよい。これにより、輸送される電荷が広がらないので、基板を厚くすることができる。
【００１０】
また、電荷輸送性を有する基板は、電荷輸送ポリマーとすることができる。ポリマーは自己支持性の樹脂のため、曲げや伸び等、外力に対して強い構造とすることができる。
【００１１】
また、前記基板の間に前記粒子よりも径が大きいスペーサ粒子を封入してもよい。これにより、基板と基板の間の距離を略一定に保つことができる。
【００１２】
また、前記基板の間が、所定形状に仕切られたセル構造となっている。これにより、基板と基板の間の距離を略一定に保つことができると共に、基板間に封入された粒子の部分的な偏りが抑えられ、より安定な画像表示を行うことができる。
【００１３】
また、導電性粒子が多色画像を形成する複数の各色毎に前記セルに封入される。例えば、セル毎に、導電性のイエローの粒子と白色の粒子、導電性のマゼンダの粒子と白色の粒子、導電性のシアンの粒子と白色の粒子を封入する。そして、各色毎に電界を発生させることによりカラー画像を形成することができる。
請求項２記載の発明は、前記請求項１に記載の画像表示媒体に画像を形成する画像形成方法であって、前記画像表示媒体の導電性粒子を予め帯電させ、潜像担持体上に画像に応じた静電潜像を形成し、前記画像表示媒体が間に位置可能に前記潜像担持体と対向する位置に配置された対向電極と前記潜像担持体との間に電界を発生させることにより前記画像表示媒体に画像を形成することを特徴とする。
請求項３記載の発明は、前記請求項１に記載の画像表示媒体に画像を形成する画像形成方法であって、画像が形成される媒体が前記画像表示媒体であるか画像記録媒体であるかを入力し、潜像担持体上に画像に応じた静電潜像を形成し、前記入力による入力結果が前記画像表示媒体の場合に、前記画像表示媒体が間に位置可能に前記潜像担持体と対向する位置に配置された対向電極と前記潜像担持体との間に電界を発生させることにより前記画像表示媒体に画像を形成し、前記入力による入力結果が前記画像記録媒体の場合に、前記潜像担持体上に形成された静電潜像をトナーにより現像し、現像されたトナー像を前記画像記録媒体に転写し、前記画像記録媒体に転写されたトナー像を定着させることを特徴とする。
【００１４】
請求項４記載の発明は、前記請求項１に記載の画像表示媒体に画像を形成する画像形成装置であって、前記画像表示媒体の導電性粒子を予め帯電させる帯電手段と、潜像担持体と、前記潜像担持体上に画像に応じた静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、前記画像表示媒体が間に位置可能に前記潜像担持体と対向する位置に配置され、前記潜像担持体との間に電界を発生させるための対向電極と、を有することを特徴とする。
【００１５】
請求項４記載の発明によれば、静電潜像形成手段は、潜像担持体上に画像に応じた静電潜像を形成する。対向電極は、画像表示媒体が間に位置可能に潜像担持体と対向する位置に配置される。すなわち、静電潜像担持体上の静電潜像と対向電極と間に電界を発生させることができる。従って、発生した電界により基板間に封入された粒子群を画像に応じて移動させることができ、画像表示媒体に画像を形成することができる。
また、帯電手段により導電性粒子を予め帯電させることにより十分に粒子を基板間で移動させることができ、安定して画像を表示することができる。
【００１６】
静電潜像形成手段は、前記潜像担持体上を画像に応じた光ビームで走査することにより前記潜像担持体上に画像に応じた潜像を形成するようにしてもよい。また、イオンを発生させるイオン発生手段により、発生したイオンを画像に応じて前記潜像担持体上に照射することにより前記潜像担持体上に画像に応じた静電潜像を形成するようにしてもよい。また、スタイラス電極に高電圧を印加して画像に応じた電荷を発生させることにより前記潜像担持体上に画像に応じた静電潜像を形成するようにしてもよい。
【００１７】
請求項５記載の発明は、前記対向電極は、バイアス電圧が印加されることを特徴としている。これにより、潜像担持体と対向電極との間に逆方向に電界を発生させることができる。従って、例えば対向電極側の基板に付着している粒子を潜像担持体側の基板に、潜像担持体側の基板に付着している粒子を対向電極側に移動させることができる。
【００２０】
なお、帯電手段は、請求項６にも記載したように、前記基板に直流電圧及び交流電圧の少なくとも一方を印加する。ここで、直流電圧を基板に印加した場合には、導電性粒子を一方の基板側に一様に付着させることができるため、対向電極にバイアスを印加する必要がない。また、交流電圧を印加した場合には、粒子を十分に帯電させることができる。
【００２１】
また、請求項７にも記載したように、帯電手段は弾性体で構成され、前記画像表示媒体と密着した状態で前記基板に直流電圧及び交流電圧の少なくとも一方を印加するようにしてもよい。これにより、十分に電荷を基板の中に輸送させることができ、粒子を十分に帯電させることができる。
【００２２】
請求項８記載の発明は、前記帯電手段による帯電が行われる前に、前記電荷輸送性を有する基板が接地されることを特徴とする。
【００２３】
請求項８記載の発明によれば、帯電手段による帯電が行われる前に、前記電荷輸送性を有する基板を接地するので、粒子に過大な電荷が残っていた場合は、これを除去することができる。このため、粒子の過大帯電による基板表面への強い付着を回避し、粒子に安定した電荷を付与することができる。
【００２４】
請求項９記載の発明は、前記請求項１に記載の画像表示媒体に画像を形成する画像形成装置であって、潜像担持体と、前記潜像担持体上に画像に応じた静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、前記画像表示媒体が間に位置可能に前記潜像担持体と対向する位置に配置され、前記潜像担持体との間に電界を発生させるための対向電極と、画像が形成される媒体が前記画像表示媒体であるか画像記録媒体であるかを入力する入力手段と、前記入力手段による入力結果が前記画像記録媒体の場合に、前記静電潜像形成手段により形成された静電潜像をトナーにより現像する現像手段と、前記現像手段により現像されたトナー像を画像記録媒体に転写する転写手段と、前記画像記録媒体に転写されたトナー像を定着させる定着手段と、を備えたことを特徴とする。
【００２５】
請求項９記載の発明によれば、入力手段は、画像が形成される媒体が前記画像表示媒体であるか、画像記録媒体、すなわち通常の記録用紙であるかを入力するためのものであり、例えばキーボードやマウス等を用いることができる。ユーザはこの入力手段により媒体を選択することができる。また、入力手段は、請求項１０にも記載したように、画像が形成される媒体が前記画像表示媒体であるか画像記録媒体であるかを検出する媒体検出手段としてもよい。この場合、例えば媒体に光を照射し、反射した光の光量値から何れの媒体であるかを検出することができる。また、重量を検出することにより何れの媒体であるかを検出するようにしてもよい。
【００２６】
現像手段は、入力手段による入力結果が画像記録媒体の場合、すなわち、通常の記録用紙等の場合に、静電潜像形成手段により形成された静電潜像をトナーにより現像する。転写手段は、現像手段により現像されたトナー像を画像記録媒体に例えば電圧を印加することにより転写する。定着手段は、前記画像記録媒体に転写されたトナー像を、例えば熱定着や圧力定着により定着させる。
【００２７】
また、転写手段は、請求項１１にも記載したように、対向電極としてもよい。すなわち、画像表示媒体の画像形成と、画像記録媒体の画像形成を同一の転写手段により行うことができる。これにより、装置を簡単な構成にすることができると共に低コストとすることができる。
【００２８】
また、媒体が画像表示媒体の場合には、定着処理を行う必要はないため、請求項１２記載の発明のように、前記入力手段による入力結果が前記画像表示媒体の場合に、前記定着手段による定着処理を行わないようにしてもよい。これにより、熱等による画像表示媒体の劣化を防ぐことができる。
【００２９】
請求項１３記載の発明は、前記入力手段による入力結果が前記画像表示媒体の場合に、前記現像手段による現像を停止する現像停止手段をさらに備えたことを特徴とする。
【００３０】
請求項１３記載の発明によれば、現像停止手段は、入力手段による入力結果が画像表示媒体の場合には、現像手段を動作させる必要はないため、現像を停止する。また、現像手段を動作可能な状態にしておくと、静電潜像担持体上のトナーが供給されてしまい、画像表示媒体にトナーが汚れてしまう場合がある。従って、現像手段による現像を停止することによりトナーが画像表示媒体に付着してしまうのを防ぐことができる。
【００３１】
また、現像停止手段は、現像手段を前記潜像担持体から離間させるようにしてもよい。これにより、トナーが静電潜像担持体に供給されるのを防ぐことができる。また、現像手段に含まれるトナー担持体の回転を停止させるようにしてもよい。また、現像手段に含まれるトナー担持体に前記静電潜像の電位と逆極性の電圧を印加するようにしてもよい。また、現像手段に含まれるトナー担持体へのトナーの供給を停止するようにしてもよい。
【００３２】
請求項１９記載の発明は、請求項１に記載の画像表示媒体をイニシャライズすることを特徴としている。
【００３３】
請求項１９記載の発明によれば、画像形成を行う前に、画像表示媒体をイニシャライズ、例えば基板の間に封入された粒子を帯電させる。例えば、基板に直流電圧や交流電圧、直流電圧に交流電圧を重畳した電圧等を印加する。直流電圧を基板に印加した場合には、導電性粒子を一方の基板側に一様に付着させることができる。また、交流電圧を印加した場合には、粒子を十分に帯電させることができる。さらに、交流電圧を印加した後に直流電圧を印加してもよい。これにより、十分に粒子を帯電させることができると共に、導電性粒子を一方の基板側に一様に付着させることができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
［第１の実施の形態］
以下、図面を参照して本発明の第１の実施の形態を詳細に説明する。
【００３５】
図１には、本実施の形態に係る画像表示媒体１０及び画像表示媒体１０に画像を形成するための画像形成装置１２が示されている。
【００３６】
画像表示媒体１０は、画像が表示される側の表示基板１４と該表示基板１４と対向する非表示基板１６との間に互いに色が異なる導電性の導電性粒子１８及び絶縁性の絶縁性粒子２０が封入された構成となっている。また、表示基板１４及び非表示基板１６は、正孔輸送物質又は電子輸送物質が含有された部材で構成され、正又は負の電荷を輸送する電荷輸送性を有している。なお、どちらか一方の基板に電荷輸送性を持たせるようにしてもよい。
【００３７】
ここで、正孔輸送物質としては、ヒドラゾン化合物やスチルベン化合物、ピラゾリン化合物、アリールアミン化合物等がある。基板にはこれらを含有した樹脂を用いることができる。また、電子輸送性物質としては、フルオレノン化合物、ジフェノキノン誘導体、ピラン化合物、酸化亜鉛等がある。基板にはこれらを含有した樹脂を用いることができる。
【００３８】
また、基板に電荷輸送性を有する自己支持性の樹脂を用いてもよい。これにより、曲げや伸び等、画像表示媒体１０に加わる外力に対して強い構造とすることができる。
【００３９】
このような電荷輸送性を有する自己支持性の樹脂としては、電荷輸送性ポリマーがある。例えば、ポリビニルカルバゾール、米国特許第４，８０６，４４３号に記載の特定のジヒドロキシアリールアミンとビスクロロホルメートとの重合によるポリカーボネート、米国特許第４，８０６，４４４号に記載の特定のジヒドロキシアリールアミンとホスゲンとの重合によるポリカーボネート、米国特許第４，８０１，５１７号に記載のビスヒドロキシアルキルアリールアミンとビスクロロホルメート或いはホスゲンとの重合によるポリカーボネート、米国特許第４，９３７，１６５号及び同第４，９５９，２８８号に記載の特定のジヒドロキシアリールアミン或いはビスヒドロキシアルキルアリールアミンとビスクロロホルメートとの重合によるポリカーボネート、或いはビスアシルハライドとの重合によるポリエステル、米国特許第５，０３４，２９６号に記載の特定のフルオレン骨格を有するアリールアミンのポリカーボネート、或いはポリエステル、米国特許第４，９８３，４８２号に記載のポリウレタン、特公昭５９−２８９０３号公報記載の特定のビススチリルビスアリールアミンを主鎖としたポリエステル、特開昭６１−２０９５３号公報、特開平１−１３４４５６号公報、特開平１−１３４４５７号公報、特開平１−１３４４６２号公報、特開平４−１３３０６５号公報、特開平４−１３３０６６号公報等に記載のヒドラゾン、トリアリールアミン等の電荷輸送性の置換基をペンダントとしたポリマー、“The Sixth International Congress on Advances in Non-impact Printing Technologies, 306, (1990)."により報告されたテトラアリールベンジジン骨格を有するポリマー、等があげられる。
【００４０】
また、例えば、特開平８−２５３５６８記載の一般式（Ｉ−１）または（Ｉ−２）で示される電荷輸送性ポリマーが使用できる［式中、Ｙは２価の炭化水素基を表し、Ｚは２価の炭化水素基を表し、Ａは、式（Ｉ−３）（ここで、Ｒ1 およびＲ2 は、それぞれ独立に水素原子、アルキル基、アルコキシ基、置換アミノ基、またはハロゲン原子を表し、Ｘは置換または未置換の２価の芳香族基を表し、ｎは１〜５の整数を表し、ｋは０または１を表す）で示される基を表わし、ＢおよびＢ′は、それぞれ独立に基−Ｏ−（Ｙ−Ｏ）ｍ−Ｈまたは基−Ｏ−（Ｙ−Ｏ）ｍ−ＣＯ−Ｚ−ＣＯ−ＯＲ′（ここで、Ｒ′は水素原子、アルキル基、置換もしくは未置換のアリール基、置換もしくは未置換のアラルキル基を表し、Ｙは２価の炭化水素基を表し、Ｚは２価の炭化水素基を表し、ｍは１〜５の整数を表す）、ｍは１〜５の整数を表し、ｐは５〜５０００の整数を表す］。さらに、一般式（Ｉ−１）または（Ｉ−２）におけるＸが、構造式（II）または（III ）で示される電荷輸送性ポリマーが使用できる。
【００４１】
【化１】
また、導電性粒子１８は、基板との接触により電荷の移動を行なうことができるものである。このような粒子としては、例えば、カーボンブラック、ニッケル、銀、金、錫等の金属の粒子、又はこれらの材料を粒子表面に被覆したり、含有したりした粒子である。具体的には、ジビニルベンゼンを主成分とする架橋共重合体からなる微粒子の表面に無電界ニッケルメッキを行った真球状導電性粒子（積水化学工業製ミクロパールNI（商品名））、さらにその後、金置換メッキを施した真球状導電性粒子（積水化学工業（株）製ミクロパールAU（商品名））があげられる。また、熱硬化性フェノール樹脂を炭素化焼成して得られるアモルファスカーボンの真球状導電性粒子（ユニチカ（株）製ユニベックスＧＣＰ、H-Type（商品名）：体積固有抵抗≦10-2Ω・cm）、さらに金、銀などの金属を表面被覆した真球状導電性粒子（ユニチカ（株）製ユニベックスＧＣＰ（商品名）：体積固有抵抗≦10-4Ω・cm）、シリカ、アルミナの真球状酸化物微粒子の表面にAg及び酸化錫をコーティングした真球状導電性粒子（（株）アドマテックス製アドマファイン（商品名））、あるいはスチレン樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ガラスなど各種材料からなる母粒子の表面に導電性の微粉末を付着させたり、埋め込んだりした粒子があげられる。また、異なる色の粒子として、シアン、マゼンタ、イエロー、レッド、グリーン、ブルーなどの有色の粒子のほかに、白色あるいは黒色の無色の粒子も含む。白色あるいは黒色の粒子としては、ジビニルベンゼンを主成分とする架橋共重合体からなる真球状粒子（積水化学工業製ミクロパールＳＰ、ミクロパールＢＢ（商品名））、架橋ポリメチルメタクリレートの微粒子（積水化成品工業（株）製MBX-20ブラック、ホワイト（商品名））、ポリテトラフルオロエチレンの微粒子（ダイキン工業（株）製ルブロンＬ、Shamrock Technologies Inc.製 SST-２（商品名））、シリコーン樹脂微粒子（東芝シリコーン（株）製トスパール）があげられる。
【００４３】
なお、以下では、表示基板１４及び非表示基板１６は正の電荷を輸送する電荷輸送性を有するものとし、導電性粒子１８は黒色の粒子であり、絶縁性粒子２０は白色の粒子であるとして説明する。
【００４４】
画像形成装置１２は、静電潜像形成部２２、ドラム状の静電潜像担持体２４、対向電極２６、直流電圧電源２８等を備えている。
【００４５】
静電潜像形成部２２は、静電潜像担持体２４の上方に配置されている。静電潜像形成部２２は、画像表示媒体１０に記録すべき画像に応じた静電潜像を静電潜像担持体２４上に形成する。この静電潜像の形成は、例えば非画像部を正の電荷で帯電し、画像部を帯電しないようにすることで行う。
【００４６】
静電潜像担持体２４の導電性支持体２４Ａは接地されている。また、静電潜像担持体２４は、図中矢印Ａ向へ回転する。
【００４７】
対向電極２６は、例えば弾性を有した導電性ロール部材で構成されている。これにより、画像表示媒体１０とより密着させることができる。また、対向電極２６は、静電潜像担持体２４と図中矢印Ｂ方向へ図示しない搬送手段により搬送される画像表示媒体１０を挟んで対向した位置に配置されている。対向電極２６は、直流電圧電源２８が接続されている。対向電極２６は、この直流電圧電源２８によりバイアス電圧ＶBが印加される。この印加するバイアス電圧ＶBは、例えば図２に示すように、静電潜像担持体２４上の正の電荷が帯電した部分の電位をＶH、帯電されていない部分の電位をＶLとした場合、両者の中間の電位となるような電圧とする。また、対向電極２６は図１において矢印Ｃ方向に回転する。
【００４８】
次に、第１の実施の形態における作用を説明する。
【００４９】
静電潜像担持体２４が図中矢印Ａ方向に回転開始されると、静電潜像形成部２２により静電潜像担持体２４上に静電潜像が形成される。
【００５０】
一方、画像表示媒体１０は、図示しない搬送手段により図中矢印Ｂ方向へ搬送され、静電潜像担持体２４と対向電極２６との間に搬送される。
【００５１】
そして、図３に示すように静電潜像担持体２４の表示基板１４と対向する部分が正の電荷で帯電されていた場合（非画像部）で、かつ表示基板１４の静電潜像担持体２４と対向する部分に導電性粒子１８が付着していた場合には、静電潜像担持体２４上の正電荷（非画像部）３０は、表示基板１４を輸送され、導電性粒子１８が帯電される。
【００５２】
ここで、対向電極２６はバイアス電圧ＶBが印加されており、対向電極２６と対向する位置の静電潜像担持体２４の電位はＶHとなっている。このため、帯電された導電性粒子１８は、表示基板１４側から非表示基板１６側へ移動し、非表示基板１６に付着する。これにより、表示基板１４側には白色の絶縁性粒子２０のみが現れるため、非画像部に対応する部分に画像は表示されない。
【００５３】
一方、図４に示すように、静電潜像担持体２４の表示基板１４と対向する部分が正の電荷で帯電されていない場合（画像部）で、かつ非表示基板１６の対向電極２６と対向する部分に導電性粒子１８が付着していた場合には、対向電極２６から供給される正電荷３０が非表示基板１６を輸送され、導電性粒子１８が帯電される。
【００５４】
ここで、対向電極２６はバイアス電圧ＶBが印加されており、対向電極２６と対向する位置の静電潜像担持体２４の電位はＶLとなっている。このため、帯電された導電性粒子１８は、非表示基板１６側から表示基板１４側へ移動し、表示基板１４に付着する。これにより、表示基板１４側には黒色の導電性粒子１８のみが現れるため、画像部に対応する部分に画像が表示される。
【００５５】
このようにして、画像に応じて導電性粒子１８が移動し、表示基板１４側に画像が表示される。なお、画像表示媒体１０の基板間に発生していた電界が消失した後も、導電性粒子固有の付着力及び粒子と基板間の鏡像力により表示された画像は維持される。また、導電性粒子１８は、基板間に電界が発生すれば再び移動することができるため、画像形成装置１２により繰り返し画像を表示させることができる。
【００５６】
このように、対向電極２６にバイアス電圧が印加されているため、導電性粒子１８が表示基板１４、非表示基板１６の何れの基板に付着している場合であっても導電性粒子１８を移動させることができる。このため、導電性粒子１８を予め一方の基板側に付着させておく必要がない。また、コントラスト及び尖鋭度の高い画像を形成することができる。さらに、空気を媒体として帯電した粒子を電界により移動させるため、安全性が高い。また、空気は粘性抵抗が低いため、高速応答性を満足させることもできる。
【００５７】
なお、画像表示媒体１０の少なくとも一方に、異方導電性の層を形成してもよい。画像表示媒体１０はシートとして取り扱われるため、ある程度の剛性（こわさ）が必要となる。基板の厚みを厚くして剛性を確保する方法もあるが、このように基板を厚くしてしまうと、図５に示したように、正電荷３０が基板を通過する際に面方向に広がってしまい、高解像度な画像を表示させることが難しくなる。これに対し異方導電性の層は、電荷の流れが一方向に制限されるため、厚みが厚くなっても電荷の広がりが発生せず、高解像度な画像を形成することができる。従って、画像表示媒体の対向する基板の少なくとも一方に適当な厚みの異方導電性層を形成することによって、解像度の低下を招くことなく画像表示媒体の剛性を確保することができる。
【００５８】
異方導電性の層としては、図６に示すように、絶縁性基材３２に径が一例として１０μｍから１００μｍの導電性のピン状部材３４を絶縁性基材３２の厚さ方向に独立に埋め込んだものを使用することができる。また、径が０.１μｍから１０μｍの導電性棒状フィラーを、磁力などを作用させて絶縁性基材の面に対して垂直に配置させたものなども使用することができる。これらによれば、電荷は異方導電性層の導電性部材を通って厚さ方向のみに流れるため、異方導電性層の厚さが厚くなっても電荷の移動時に広がりが発生するのを防ぐことができる。 また、異方導電性の層として、電界強度によって抵抗値が変化する半導電性基材を使用することもできる。これは、図７に示したように、低電界下では高抵抗であるが、高電界下では抵抗が著しく低下するものであり、例えば電界がない状態では電気抵抗率が１０14Ω・ｃｍ以上、１０5Ｖ／ｍから１０7Ｖ／ｍの電界下では電気抵抗率が１０4Ω・ｃｍ以下に変化させるものを使用することができる。これらの半導電性材料としては、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリイミド、テフロン等をベースとし、これに導電性微粒子を分散させて抵抗調整を行った材料を使用することができる。これらを使用すると、図８に示したように静電潜像が形成する電界パターンに応じて異方導電層３６の電気抵抗を変化させることができ、必要な部分だけ電気抵抗を低下させ、電荷を厚さ方向にのみ流すことができる。
【００５９】
また、画像表示媒体１０の表面に保護層を形成してもよい。画像表示媒体１０は、繰返し使用されるため表面に傷が付き易く、表面が傷付くと画像表示品質が低下するばかりでなく、これと接触する静電潜像担持体や、導電性ロール部材の表面を傷付ける恐れがある。保護層としては耐磨耗性が高く、電荷が厚さ方向に移動できる材料が使用できる。
【００６０】
保護層の電気抵抗は、電荷が画像表示媒体１０の面方向には広がらず、厚さ方向には必要十分に電荷が移動できることが望ましく、電気抵抗として１０10Ω・ｃｍから１０13Ω・ｃｍ程度が好ましい。これにより、画像表示媒体１０の耐磨耗性が向上し、傷がつきにくくなるため、繰返し使用回数を増大させることが可能になる。
【００６１】
なお、画像表示媒体１０の構成として、例えば図９に示すように、画像表示媒体１０の対向する基板の間をセル構造とし、各セル３７に粒子を封入するようにしてもよい。これにより、基板間に封入された粒子の部分的な偏りが抑えられ、より安定な画像表示を行うことができる。また、セル壁３９により対向する基板の間隙が一定に規制されるため、静電気力による画像表示をより安定に行うことができる。さらに、画像表示媒体１０に圧力が加わった際に、画像表示媒体１０がつぶれて封入された粒子がパッキングされ、静電気力による粒子の移動ができなくなることもなくなるため、それに起因する表示欠陥を防止することができる。
【００６２】
セル構造を有する画像表示媒体１０の形成は、少なくとも一方の基板をエッチング処理やレーザ加工、あるいは予め作製した型を使用し、プレス加工などによって、任意のサイズのセルパターンを形成した後、各セルに所望の粒子を入れ、その上から対向する基板を接着することで形成することができる。
【００６３】
また、対向する基板の間隙を規制するには、セル構造の他にも図１０に示したように、所望の間隙と同等の大きさのスペーサ粒子３８を封入し、これによって間隙を規制することもできる。この方法では、粒子の部分的な偏りを防ぐ作用はないが、セル構造を形成するよりも非常に簡単かつ安価に画像表示媒体１０を形成することができる。スペーサ粒子としては、表示画像に影響の少ない透明粒子を使用するのが好ましく、例えばガラス粒子や、ポリスチレンやポリエステルやアクリルなどの透明樹脂粒子等を使用することができる。
【００６４】
また、本実施の形態では、静電潜像担持体２４上の正電荷に帯電された部分を非画像部、帯電されていない部分を画像部とし、導電性粒子を黒色の粒子、絶縁性粒子を白色の粒子として説明したが、これに限らず、静電潜像担持体２４上の正電荷に帯電された部分を画像部、帯電されていない部分を非画像部とし、導電性粒子を白色の粒子、絶縁性粒子を黒色の粒子としてもよい。また、電荷輸送性でなく電子輸送性を有する基板を用いて画像表示媒体を構成したり、非表示基板１６を静電潜像担持体２４側に配置したりし、さらに静電潜像担持体２４上の画像部、非画像部の極性、粒子の極性を適宜組み合わせることにより画像形成を行なうようにしてもよい。
［第２の実施の形態］
次に、第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態で示した画像形成装置１２と同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００６５】
図１５に示す画像形成装置１２では、静電潜像担持体２４及び対向電極２６は共に接地されている。また、これに伴い、画像表示媒体１０内の導電性粒子１８を帯電し、表示基板１４側に導電性粒子１８を一様に付着させるためのイニシャライザ４０を備えている。
【００６６】
図１１に示すイニシャライザ４０は、一対の導電性ロール部材４２、この導電性ロール部材４２に電圧を印加するための電源４４を備えている。導電性ロール部材４２Ａは図中矢印Ｄ方向へ、導電性ロール部材４２Ｂは図中矢印Ｅ方向へそれぞれ回転する。
【００６７】
電源４４は、例えば図１２に示すように、直流電圧を導電性ロール部材４２に印加する。図１２に示した例では、導電性ロール部材４２Ｂ側が正極となっている。このように構成されたイニシャライザ４０では、画像表示媒体１０が図示しない搬送手段により図中矢印Ｂ方向に搬送され、導電性ロール部材４２Ａと導電性ロール部材４２Ｂとが対向する位置に搬送されると、電源４４により直流電圧の印加を開始する。
【００６８】
そして、図１２に示すように、印加された直流電圧により導電性ロール部材４２Ｂから供給される正電荷３０が電荷輸送性を有する非表示基板１６を輸送され、画像表示媒体１０に付着していた導電性粒子１８が帯電される。帯電された導電性粒子１８は、電位が低い表示基板１４側へ移動し、表示基板１４に付着する。また、導電性ロール部材４２Ａ側には負の電荷が発生するが、表示基板１４は負の電荷輸送性は有しないため、表示基板１４に付着した導電性粒子１８が負に帯電することはない。従って、表示基板１４に付着した導電性粒子１８は非表示基板１６側に移動することはない。また、もともと表示基板１４側に付着していた導電性粒子１８は、帯電されず表示基板１４側に付着されたままであり、非表示基板１６側に移動することはない。すなわち、導電性ロール部材４２に直流電圧を印加することにより、表示基板１４側に導電性粒子１８を一様に付着させることができる。
【００６９】
また、図１３に示すように、電源４４は、交流電圧を導電性ロール部材４２に印加するようにしてもよい。このように交流電圧を印加した場合は、図１３に示したように表示基板１４側に導電性粒子１８が付着していても、非表示基板１６側に導電性粒子１８が付着していても、導電性ロール部材４２から供給される正電荷３０が表示基板１４又は非表示基板１６を輸送され導電性粒子１８を帯電する。なお、画像表示媒体１０に交流電圧を印加する時間は、少なくとも印加する交流電圧の１周期よりも長い時間とすることが望ましい。このようにすることですべての導電性粒子１８を帯電させることができる。従って、これらを考慮して画像表示媒体１０がイニシャライザ４０を通過する時間、すなわち搬送速度及び交流電圧の周波数を決定する。
【００７０】
また、画像表示媒体１０に交流電圧を印加した後に直流電圧を印加するようにしてもよい。これにより、すべての導電性粒子１８を帯電させると共に、表示基板１４側に導電性粒子１８を一様に付着させることができる。
【００７１】
このように、直流電圧を印加することにより帯電する場合と交流電圧を印加することにより帯電する場合とがあるが、直流電圧を印加して帯電する場合は、粒子への電荷の付与が十分でない。このため、静電潜像の電界を利用した電荷注入により粒子を十分に帯電させることにより、基板間の移動が可能となるようにする。
【００７２】
また、交流電圧を印加することにより帯電する場合は、粒子への電荷の付与が十分に行うことができる。このため、静電潜像と対向電極との間の電界に従って粒子を移動させることができる。粒子が十分に帯電している場合は、電荷注入の速度よりも粒子の電界による移動速度の方が速いため、帯電された粒子の移動が支配的となる。
【００７３】
なお、イニシャライザ４０における電圧印加部材としては、導電性ロール部材４２を使用するものとして説明したが、この他にも画像表示媒体１０の電荷輸送性を有する基板を通して導電性粒子１８に電荷を移動させ、導電性粒子１８を帯電させることができるものであれば公知の電圧印加部材を使用することができる。例えば、接触型の電圧印加部材としては導電性ブラシ、非接触電圧印加部材としてはコロトロンやスタイラス電極などを使用することができる。
【００７４】
また、導電性ロール部材４２を使用する場合、導電性ロール部材４２から基板への電荷移動を確実かつ安定に行わせるためには、導電性ロール部材４２と画像表示媒体１０とを確実に密着させることが重要であり、導電性ロール部材４２が弾性を有していることがより望ましい。例えば、金属ロールに電気抵抗を１０6〜１０8Ωに制御したポリウレタンゴムを弾性層として被覆したものなどを使用することができる。
【００７５】
さらに、イニシャライザ４０による帯電に先だって、図１４に示すように、表示基板１４、非表示基板１６を除電部材４６で接地させることにより、導電性粒子１８及び表示基板１４、非表示基板１６に存在する過大な電荷を接地面に流すようにしてもよい。この工程により、粒子の過大帯電による基板表面への強い付着を回避し、粒子に安定した電荷を付与することが可能となる。
【００７６】
次に第２の実施の形態の作用について説明する。
【００７７】
なお、本実施の形態におけるイニシャライザ４０は、図１２に示したような直流電圧を導電性ロール部材４２に印加するものとする。また、交流電圧を印加した後に直流電圧を印加するものを使用してもよい。
【００７８】
画像表示媒体１０が図示しない搬送手段により図中矢印Ｂ方向に搬送され、イニシャライザ４０の導電性ロール部材４２Ａと導電性ロール部材４２Ｂとが対向する位置に搬送されると、電源４４により直流電圧の印加を開始する。
【００７９】
そして、図１２に示すように、印加された直流電圧により導電性ロール部材４２Ｂから供給される正電荷３０が電荷輸送性を有する非表示基板１６を通り、画像表示媒体１０に付着していた導電性粒子１８が帯電される。帯電された導電性粒子１８は、電位が低い表示基板１４側へ移動し、表示基板１４に付着する。また、導電性ロール部材４２Ａ側には負の電荷が発生するが、表示基板１４は負の電荷輸送性は有しないため、表示基板１４に付着した導電性粒子１８が負に帯電することはない。従って、表示基板１４に付着した導電性粒子１８は非表示基板１６側に移動することはない。また、もともと表示基板１４側に付着していた導電性粒子１８は、帯電されず表示基板１４側に付着されたままであり、非表示基板１６側に移動することはない。従って、表示基板１４側に導電性粒子１８が一様に付着される。
【００８０】
次に、静電潜像担持体２４が図中矢印Ａ方向に回転開始されると、静電潜像形成部２２により静電潜像担持体２４上に静電潜像が形成される。
【００８１】
一方、画像表示媒体１０は、図示しない搬送手段により図中矢印Ｂ方向へ搬送され、静電潜像担持体２４と対向電極２６との間に搬送される。
【００８２】
そして、図１６に示すように静電潜像担持体２４の表示基板１４と対向する部分が正の電荷で帯電されていた場合（非画像部）で、かつ表示基板１４の静電潜像担持体２４と対向する部分に導電性粒子１８が付着していた場合には、静電潜像と対向電極との間に形成される電界により、先に帯電された導電性粒子１８は表示基板１４側から非表示基板１６側へ移動し、非表示基板１６に付着する。
【００８３】
ここで、対向電極２６は接地されており、対向電極２６と対向する位置の静電潜像担持体２４の電位は図１７に示すようにＶHとなっている。このため、帯電された導電性粒子１８は、表示基板１４側から非表示基板１６側へ移動し、非表示基板１６に付着する。これにより、表示基板１４側には白色の絶縁性粒子２０のみが現れるため、非画像部に対応する部分に画像は表示されない。
【００８４】
なお、対向電極２６側には負の電荷が誘導されるが、非表示基板１６は負の電荷輸送性を有していないため、導電性粒子１８が負に帯電されることはなく、非表示基板１６に付着した導電性粒子１８が再び表示基板１４側に移動することはない。
【００８５】
また、静電潜像担持体２４の表示基板１４と対向する部分が正の電荷で帯電されていない場合（画像部）は、この部分の電位は図１７に示すようにＶLとなり、電界が発生せず、もともと表示基板１４に付着していた導電性粒子１８は非表示基板１６側に移動することはない。
【００８６】
これにより、表示基板１４側には黒色の導電性粒子１８のみが現れるため、画像部に対応する部分に画像が表示される。
【００８７】
このように、表示基板１４側から非表示基板１６側へしか導電性粒子１８を移動させることはできないが、イニシャライザ４０で予め表示基板１４側に導電性粒子１８を付着させておくので何ら問題はない。
【００８８】
なお、画像表示媒体１０の基板間に発生していた電界が消失した後も、導電性粒子固有の付着力及び粒子と基板間の鏡像力により表示された画像は維持される。また、導電性粒子１８は、基板間に電界が発生すれば再び移動することができるため、画像形成装置１２により繰り返し画像を表示させることができる。
［第３の実施の形態］
次に、第３の実施の形態について説明する。第３の実施の形態では、繰り返し使用可能な画像表示媒体１０に画像を形成することができると共に、通常の記録用紙に画像を形成することもできる画像形成装置について説明する。
【００８９】
図１８には、画像表示媒体１０及び通常の記録用紙のどちらにも画像を形成することができる画像形成装置１２が示されている。なお、第１の実施の形態で示した画像形成装置１２と同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００９０】
図１８に示すように、画像形成装置１２は、現像装置５０、転写装置５２、クリーニング装置５４、定着装置５６、媒体検出センサ５８、及び制御部６０を備えている。
【００９１】
現像装置５０は、静電潜像形成部２２により静電潜像担持体２４上に形成された静電潜像をトナー現像する。トナー像の画像形成は電子写真で一般に用いられている方法を用いることができ、例えば、磁性一成分、非磁性一成分、二成分現像、また現像ロールは接触、非接触の何れの現像方法を用いてもよい。
【００９２】
転写手段５２は、直流電圧電源６２と接続されている。転写手段５２は、直流電圧電源６２により電圧が印加されることにより静電潜像担持体２４上に形成されたトナー像を記録用紙６４に転写する。転写部材は、コロトロン、ロールなどの電界による転写を行なう部材であればいかなる物を用いてもよい。
【００９３】
また、記録用紙６４へのトナー像の転写、画像表示媒体１０への画像形成は共に電圧を印加することにより行うことから、転写装置５２を、図１９に示すように対向電極２６と共用してもよい。この場合は、直流電圧電源２８を、印加する電圧を制御できる電源とすればよい。
【００９４】
クリーニング装置５４は、転写後に静電潜像担持体２４上に残ったトナーを除去する。また、クリーニング部材については、ブラシ、ロール、ブレード等の部材を用いることができる。
【００９５】
定着装置５６は、所定温度に加熱することができる一対の定着ローラ６６を備えている。この加熱された定着ローラ６６により記録用紙６４を挟持搬送することにより記録用紙６４上のトナー像を熱定着させることができる。また、ローラに限らずベルト状でもよく、熱定着に限らず圧力定着により定着させてもよい。
【００９６】
また、画像形成装置１２は、図１８では図示は省略したが、図２０に示すように、媒体の搬送経路上で定着装置５６の手前に搬送経路切替部材６８が設けられている。この搬送経路切替部材６８は、制御部６０からの指示により、図中矢印Ｆ方向に回転され、媒体の搬送経路を変更する。搬送経路切替部材６８は、媒体が記録用紙６４の場合は制御部６０からの指示により図２０に示すように先端が上側に上がった位置とされる。これにより、記録用紙６４は定着装置５６の方向へ搬送される。一方、媒体が画像表示媒体１０の場合は、制御部６０からの指示により図中点線で示すように先端が下側に下がった位置とされる。これにより、画像表示媒体１０は定着装置５６を通過せず、上方へ搬送される。
【００９７】
また、搬送経路切替部材６８を設けずに、図２１に示すように、定着装置５６を、記録用紙６４と非接触であり、かつ高速に加熱の切替が可能な一対の熱線７０を用いてもよい。これにより、搬送される媒体が記録用紙６４のときは熱線７０を加熱して定着処理を行い、画像表示媒体１０のときは熱線７０の加熱をオフする。これにより、同一の搬送経路で記録用紙６４及び画像表示媒体１０を処理することができる。また、熱線照射装置や誘導過熱装置を用いてもよい。
【００９８】
また、現像装置５０は、図２２に示すように、図中矢印Ｇ方向へ制御部６０からの指示により移動可能となっており、静電潜像担持体２４から離間又は当接させることができるようになっている。これにより、記録用紙６４への画像形成を行った後に画像表示媒体１０の画像形成を行う場合においては、現像装置５０を静電潜像担持体５０から離間させることにより静電潜像担持体２４にトナーが供給されてしまうことがない。従って、画像表示媒体１０にトナーが付着するのを防ぐことができる。なお、現像装置５０全体を移動させるのではなく、図２３に示すように、現像ロール７０のみを移動させるようにしてもよい（図中点線の位置）。
【００９９】
また、図２４に示すように、現像ロール７０の駆動を制御部６０からの指示により駆動装置７２によって停止させたり、図２５に示すように現像ロール７０を逆回転させ（図中矢印Ｈ方向）、せき止め部材７４によりトナーが現像ロールへ供給されるのを停止させたり、図２６に示すように、印加する電圧の極性を切りかえることができる電圧印加装置７６を用いて、現像ロール７０に静電潜像の電位と逆極性の電圧を印加したりすることによりトナーが静電潜像担持体２４に供給されるのを防ぐようにしてもよい。
【０１００】
媒体検出センサ５８は、制御部６０と接続されている。媒体検出センサ５８は、例えば通過する媒体に所定の光（例えば赤外光）を照射することにより反射された光を検出し、該検出された反射光の光量を検出して制御部６０へ出力する。また、通過する媒体の重量を検出して制御部６０へ出力するようにしてもよい。
【０１０１】
制御部６０では、媒体検出センサ５８から出力された検出結果に基づいて画像を形成する媒体が画像表示媒体１０であるか記録用紙６４であるかの判断を行う。また、制御部６０は、媒体に応じて各部の制御パラメータを決定し、この制御パラメータに従って各部を制御する。この制御パラメータには、例えば画像形成パラメータ、電界発生パラメータ、現像装置５０を使用するか否か、定着装置５６を使用するか否か、媒体の搬送経路等が含まれる。
【０１０２】
次に、静電潜像形成部２２の構成について説明する。図２７に示すように、静電潜像形成部２２は、帯電装置８０、光ビーム走査装置８２を備えている。この場合、静電潜像担持体２４は、感光体ドラム２４を使用することができる。感光体ドラム２４は、ドラム状にしたアルミニウムやＳＵＳなどの導電性基体に光導電層を形成したもので、光導電層としては公知の種々の材料を使用することができる。たとえばα-Ｓｉ，α-Ｓｅ，Ａｓ2Ｓｅ3などの無機光導電性材料や、ＰＶＫ／ＴＮＦなどの有機光導電性材料を用いることができ、これらはプラズマＣＶＤや蒸着法やディッピング法などにより形成することができる。また必要に応じて電荷輸送層やオーバーコート層等を形成してもよい。
【０１０３】
帯電装置８０は、静電潜像担持体２４の表面を所望の電位に一様に帯電する。帯電装置８０は、感光体ドラム２４の表面を任意の電位に帯電させられるものであればよく、本実施の形態では電極ワイヤに高電圧を印加し、静電潜像担持体２４との間でコロナ放電を発生させて、感光体ドラム２４の表面を一様に帯電するコロトロンを使用したものとする。この他にも、導電性のロール部材、ブラシやフィルム部材等を感光体ドラム２４に接触させ、これに電圧を印加して感光体ドラム表面を帯電するものなど、公知の種々の帯電器を使用することができる。
【０１０４】
光ビーム走査装置８２は、帯電された静電潜像担持体２４の表面を画像信号に基づいて微小スポット光を照射し、静電潜像担持体２４上に静電潜像を形成する。光ビーム走査装置８２は、画像情報にしたがって感光体ドラム２４表面に光ビームを照射し、一様に帯電された感光体ドラム２４上に静電潜像を形成するものであればよく、本実施の形態ではポリゴンミラー８４、折り返しミラー８６、図示しない光源やレンズ等を備えた結像光学系により、所定のスポット径に調整されたレーザビームを画像信号に応じてオンオフさせながらポリゴンミラー８４によって感光体ドラム２４の表面を光走査させるＲＯＳ（ＲａｓｔｅｒＯｕｔｐｕｔＳｃａｎｎｅｒ）装置とする。この他にもＬＥＤを所望の解像度に応じて並べたＬＥＤヘッド等を使用してもよい。
【０１０５】
また、静電潜像形成部２２の他の例として、図２８に示すようなイオン照射ヘッド２２を用いてもよい。この場合、静電潜像担持体２４としては導電性基体上に誘電体層を形成した誘電体ドラム２４を使用することができる。
【０１０６】
イオン照射ヘッド２２は、静電潜像担持体２４と離れた位置で生成した気中イオンを、画像情報にしたがって静電潜像担持体２４上に照射する。図２８に示すように、イオン照射ヘッド２２は、気中イオン発生部９２とイオン流制御部９４から成り、気中イオン発生部９２は、例えば図２８に示したように電極ワイヤ９６に高電圧を印加し、シールド部材９８との間でコロナ放電を起こさせることによって、気中イオンを発生させる。またイオン流制御部９４は、記録幅方向に所望の解像度に分割して設けられた制御電極１００と、気中イオン発生部で発生したイオンを誘電体ドラム表面へ照射する開口部１０２を有しており、制御電極１００への印加電圧極性により、発生したイオンの開口部１０２の通過を制御する。
【０１０７】
また、イオン流制御部９４は誘電体ドラム２４と対向して配置され、開口部１０２を通過したイオンはイオン照射ヘッド２２と誘電体ドラム２４との間に形成される電界にしたがって誘電体ドラム２４上に付着する。各制御電極１００には、画像情報に従って電圧が印加され、誘電体ドラム２４上に静電潜像が形成される。
【０１０８】
また、静電潜像形成部２２の他の例として、図２９に示すようなスタイラス電極２２を用いてもよい。この場合、静電潜像担持体２４としては導電性基体上に誘電体層を形成した誘電体ドラム２４を使用することができる。
【０１０９】
スタイラス電極２２は、針状の電極を所望の画像解像度が得られるように多数配列したものである。スタイラス電極２２は、図２９に示すように、針状電極１０４を誘電体ドラム２４に近接配置し、画像信号に従って誘電体ドラム２４の導電性基体との間に高電圧を印加すると、特に針状電極１０４の先端部に高い電界が作用し、ここでコロナ電荷が発生する。発生したコロナ電荷は、針状電極１０４と誘電体ドラム２４との間に形成される電界によって誘電体ドラム２４の表面に付着し、誘電体ドラム２４の表面を帯電する。これにより、誘電体ドラム２４上に静電潜像を形成することができる。
【０１１０】
次に、第３の実施の形態における作用として制御部６０で実行される制御ルーチンについて図３０を参照して説明する。
【０１１１】
図３０に示すステップ２００では、媒体検出センサ５８により媒体が検出されたか否かを判断する。媒体検出センサ５８は、例えば通過する媒体に所定の光（例えば赤外光）を照射することにより反射された光を検出し、該検出された反射光の光量を検出して制御部６０へ出力する。
【０１１２】
媒体が検出された場合にはステップ２００で肯定され、ステップ２０２で媒体検出センサ５８からの検出結果、すなわち反射光の光量値から搬送される媒体が画像表示媒体１０であるか記録用紙６４であるかを判断し、判断結果に応じて画像形成パラメータを決定する。この画像形成パラメータは、例えば電界発生パラメータ、現像装置の設定、搬送経路の設定、搬送速度、露光量等がある。
【０１１３】
電界発生パラメータは、例えば、各部における印加電圧値等であり、搬送される媒体が画像表示媒体１０の場合は、静電潜像形成部２２、現像装置５０、対向電極２６の各部における印加電圧値、搬送される媒体が記録用紙６４の場合は、静電潜像形成部２２、現像装置５０、転写装置５２、クリーニング装置５４の各部における印加電圧値等である。
【０１１４】
現像装置の設定は、例えば、搬送される媒体が画像表示媒体１０の場合には、例えば図２２に示すように現像装置５０を図中矢印Ｇ方向へ移動させ、静電潜像担持体２４から離間させるようにする。また、媒体が記録用紙６４の場合には、現像装置５０を図中矢印Ｇ方向へ移動させ、静電潜像担持体２４と当接させるようにする。
【０１１５】
搬送経路の設定は、搬送される媒体が画像表示媒体１０の場合には図２０に示すように搬送経路切替部材６８を図中矢印Ｆ方向へ回転させ、先端が下側に位置するようにする（図中点線の位置）。これにより、画像表示媒体１０は、画像形成後に定着装置５６を通過することなく上方へ搬送させることができる。また、搬送される媒体が記録用紙６４の場合には、搬送経路切替部材６８を図中矢印Ｆ方向へ回転させ、先端が上側に位置するようにする。これにより、記録用紙６４を定着装置５６側へ搬送させることができる。なお、この場合は定着ローラ６６の加熱温度等も設定する。
【０１１６】
そして、ステップ２０４で、画像形成処理を行う。すなわち、搬送される媒体が画像表示媒体１０の場合には、第１の実施の形態、第２の実施の形態で説明したように、静電潜像形成部２２を制御して静電潜像担持体２４上に静電潜像を形成させ、対抗電極２６にバイアス電圧を印加し、画像表示媒体１０に画像を形成させる。また、搬送される媒体が記録用紙６４の場合には、静電潜像形成部２２を制御して静電潜像担持体２４上に静電潜像を形成させ、現像装置５０によりトナー現像させる。そして、転写装置５２により記録用紙６４にトナー像を転写させ、定着装置５６により転写されたトナー像を定着させる。このようにして記録用紙６４上に画像が形成される。
【０１１７】
このように、媒体を自動的に検出し、検出した媒体に応じて画像形成処理を行うため、１つの装置で繰り返し使用可能な画像表示媒体１０及び記録用紙６４の画像形成を行うことができる。また、各媒体に応じて各種パラメータが設定され、これに応じて画像形成が行われるため、画質が劣化するようなこともない。
【０１１８】
また、本実施の形態では、媒体を自動的に検出し、検出した媒体に応じて画像形成する場合を例に説明したが、ユーザにより画像表示媒体であるか画像記録媒体であるかをキーボードやマウス等の入力装置により手動で入力させ、この入力結果に応じて画像形成パラメータの設定を切り替えて画像形成を行うようにしてもよい。
［第４の実施の形態］
次に第４の実施の形態について説明する。第４の実施の形態では、画像表示媒体にカラー画像を形成する場合について説明する。
【０１１９】
カラー画像を形成するための画像表示媒体１０は、図３１に示すように、前述した図９に示したようなセル構造の画像表示媒体１０において、各セル３７にイエロー（６Ｙ）粒子１０６、マゼンタ（６Ｍ）粒子１０８、シアン（６Ｃ）１１０の着色粒子をそれぞれ予め定めた配置でセル３７に封入されている。この画像表示媒体１０を各色の画像信号に基づいて形成された静電潜像を胆持する静電潜像担持体２４と対向電極２６との間を搬送させ、各セル３７内の着色粒子が静電潜像の形成する電界に従って表示基板１４側へ移動する。なお、各セル３７共に白色粒子、又は黒色粒子が封入されていてもよい。ここでは、静電潜像担持体２４上の各色の画像信号からなる静電潜像の位置と、画像表示媒体１０の各色が内包されたセル３７の位置を一致させることが重要となる。また、着色粒子の色は赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）、黒（Ｋ）などを適宜加えて色再現域を調整するようにしてもよい。
【０１２０】
また、特に黒（K）は、上記の帯電粒子の電界による移動に替えて、磁性黒色粒子を各セル３７に他の着色粒子と共に封入し、画像信号に基づく磁気吸引力で表示基板１４側へ移動して黒色表示させるようにしてもよい。この時、画像信号に基づく磁気吸引力は、例えば磁気スタイラスで与えることができる。
【０１２１】
各セル３７内の各色粒子は、第１の実施の形態、第２の実施の形態で示した方法で同様に帯電することができる。すなわち画像形成を行う工程の前に帯電する方法と、静電潜像が形成する電界に従って電荷を注入する方法である。また、少なくとも電荷輸送材と着色剤を含む粒子を使用するようにしてもよい。電荷輸送材に無色透明な材料を選ぶことにより、帯電性の良さとカラーの発色性の良さを両立することができる。
【０１２２】
カラー画像の画像形成は、第３の実施の形態で示した処理と基本的に同じであるが、本実施の形態では、カラー画像信号に基づいて各色毎の静電潜像を静電潜像担持体２４上に１度に形成する。これにより、各色毎の静電潜像に従って画像表示媒体１０の各セルに封入された各色の粒子が表示基板１４側に移動する。これにより、１回の画像形成工程でカラー画像を形成することができる。
【０１２３】
ここで、例えばタンデム構成のカラープリンタでは、４つの感光体上に各色の画像を形成し、これを用紙上に4回重ねて転写するため、用紙上での各色の画素位置合わせが大きな問題となる。また、４サイクル１コピーの構成のカラープリンタでも、１つの感光体上に形成された各色の画像を、４回重ねて用紙上に転写するため、同様の問題がある。これに対して本発明では１回の画像形成工程で複数色の粒子を移動させてカラー画像を形成することができるため、画像表示媒体１０上のセル３７の画素位置と静電潜像の画素位置を１回合わせるだけでよく、より容易にかつ高速にカラー画像を形成することができる。
【０１２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、外部から加えられる電界により、電荷輸送性を有する一対の基板の中に封入された粒子群を画像に応じて移動させて画像形成するので、繰り返し書き換えが可能となり、かつ安全性、応答性に優れる、という効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１の実施の形態における画像形成装置の概略構成図である。
【図２】 静電潜像担持体及び対向電極における電位を示す図である。
【図３】 画像形成装置の一部拡大図である。
【図４】 画像形成装置の一部拡大図である。
【図５】 異方導電層を説明するための図である。
【図６】 異方導電層を説明するための図である。
【図７】 異方導電層の電界強度と電気抵抗値との関係を示す線図である。
【図８】 異方導電層を説明するための図である。
【図９】 画像表示媒体の一例を示す図である。
【図１０】 画像表示媒体の一例を示す図である。
【図１１】 イニシャライザの概略構成図である。
【図１２】 イニシャライザの一部拡大図である。
【図１３】 イニシャライザの一部拡大図である。
【図１４】 除電部材を示す図である。
【図１５】 第２の実施の形態における画像形成装置の概略構成図である。
【図１６】 画像形成装置の一部拡大図である。
【図１７】 静電潜像担持体及び対向電極における電位を示す図である。
【図１８】 第３の実施の形態における画像形成装置の概略構成図である。
【図１９】 第３の実施の形態における画像形成装置の変形例である。
【図２０】 定着装置及び搬送経路切替部材の概略構成図である。
【図２１】 定着手段を示す図である。
【図２２】 現像装置の概略構成図である。
【図２３】 現像装置の他の例を示す図である。
【図２４】 現像装置を他の例を示す図である。
【図２５】 現像装置を他の例を示す図である。
【図２６】 現像装置を他の例を示す図である。
【図２７】 静電潜像形成部を示す図である。
【図２８】 イオン照射ヘッドの概略構成図である。
【図２９】 スタイラス電極の概略構成図である。
【図３０】 制御部において実行される制御ルーチンのフローチャートである。
【図３１】 カラー画像を表示可能な画像表示媒体を示す図である。
【符号の説明】
１０ 画像表示媒体
１２ 画像形成装置
１４ 表示基板
１６ 非表示基板
１８ 導電性粒子
２０ 絶縁性粒子
２２ 静電潜像形成部
２４ 静電潜像担持体
２６ 対向電極
３７ セル
３８ スペーサ粒子
５０ 現像装置
５２ 転写装置
５６ 定着装置
５８ 媒体検出センサ
８０ 帯電装置
８２ 光ビーム走査装置
Claims (19)
- 少なくとも一方が電荷輸送性を有する一対の基板と、
外部から加えられる電界により移動可能に封入されると共に、色及び特性が異なる複数種類の粒子群と、
を含み、
前記基板の間が、所定形状に仕切られたセル構造となっていると共に、前記粒子群のうち少なくとも１種類が導電性粒子であり、前記導電性粒子が多色画像を形成する複数の各色毎に前記セルに封入されたことを特徴とする画像表示媒体。 - 前記請求項１に記載の画像表示媒体に画像を形成する画像形成方法であって、
前記画像表示媒体の導電性粒子を予め帯電させ、
潜像担持体上に画像に応じた静電潜像を形成し、
前記画像表示媒体が間に位置可能に前記潜像担持体と対向する位置に配置された対向電極と前記潜像担持体との間に電界を発生させることにより前記画像表示媒体に画像を形成する画像形成方法。 - 前記請求項１に記載の画像表示媒体に画像を形成する画像形成方法であって、
画像が形成される媒体が前記画像表示媒体であるか画像記録媒体であるかを入力し、
潜像担持体上に画像に応じた静電潜像を形成し、
前記入力による入力結果が前記画像表示媒体の場合に、前記画像表示媒体が間に位置可能に前記潜像担持体と対向する位置に配置された対向電極と前記潜像担持体との間に電界を発生させることにより前記画像表示媒体に画像を形成し、
前記入力による入力結果が前記画像記録媒体の場合に、前記潜像担持体上に形成された静電潜像をトナーにより現像し、
現像されたトナー像を前記画像記録媒体に転写し、
前記画像記録媒体に転写されたトナー像を定着させることを特徴とする画像形成方法。 - 前記請求項１に記載の画像表示媒体に画像を形成する画像形成装置であって、
前記画像表示媒体の導電性粒子を予め帯電させる帯電手段と、
潜像担持体と、
前記潜像担持体上に画像に応じた静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
前記画像表示媒体が間に位置可能に前記潜像担持体と対向する位置に配置され、前記潜像担持体との間に電界を発生させるための対向電極と、
を有する画像形成装置。 - 前記対向電極はバイアス電圧が印加されることを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
- 前記帯電手段は、前記基板に直流電圧及び交流電圧の少なくとも一方を印加することを特徴とする請求項４又は請求項５記載の画像形成装置。
- 前記帯電手段は弾性体で構成され、前記画像表示媒体と密着した状態で前記基板に直流電圧及び交流電圧の少なくとも一方を印加することを特徴とする請求項４乃至請求項６の何れか１項に記載の画像形成装置。
- 前記帯電手段による帯電が行われる前に、前記電荷輸送性を有する基板が接地されることを特徴とする請求項４乃至請求項７の何れか１項に記載の画像形成装置。
- 前記請求項１に記載の画像表示媒体に画像を形成する画像形成装置であって、
潜像担持体と、
前記潜像担持体上に画像に応じた静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
前記画像表示媒体が間に位置可能に前記潜像担持体と対向する位置に配置され、前記潜像担持体との間に電界を発生させるための対向電極と、
画像が形成される媒体が前記画像表示媒体であるか画像記録媒体であるかを入力するための入力手段と、
前記入力手段による入力結果が前記画像記録媒体の場合に、前記静電潜像形成手段により形成された静電潜像をトナーにより現像する現像手段と、
前記現像手段により現像されたトナー像を画像記録媒体に転写する転写手段と、
前記画像記録媒体に転写されたトナー像を定着させる定着手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。 - 前記入力手段は、画像が形成される媒体が前記画像表示媒体であるか画像記録媒体であるかを検出するための媒体検出手段であることを特徴とする請求項９記載の画像形成装置。
- 前記転写手段は、前記対向電極であることを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載の画像形成装置。
- 前記入力手段による入力結果が前記画像表示媒体の場合に、前記定着手段による定着処理を行わないことを特徴とする請求項９乃至請求項１１の何れか１項に記載の画像形成装置。
- 前記入力手段による入力結果が前記画像表示媒体の場合に、前記現像手段による現像を停止する現像停止手段をさらに備えたことを特徴とする請求項９乃至請求項１２の何れか１項に記載の画像形成装置。
- 前記対向電極はバイアス電圧が印加されることを特徴とする請求項９乃至請求項１３の何れか１項に記載の画像形成装置。
- 前記導電性粒子を予め帯電させる帯電手段をさらに備えたことを特徴とする請求項９乃至請求項１４の何れか１項に記載の画像形成装置。
- 前記帯電手段は、前記基板に直流電圧及び交流電圧の少なくとも一方を印加することを特徴とする請求項１５記載の画像形成装置。
- 前記帯電手段は弾性体で構成され、前記画像表示媒体と密着した状態で前記基板に直流電圧及び交流電圧の少なくとも一方を印加することを特徴とする請求項１５又は請求項１６に記載の画像形成装置。
- 前記帯電手段による帯電が行われる前に、前記電荷輸送性を有する基板が接地されることを特徴とする請求項１５乃至請求項１７の何れか１項に記載の画像形成装置。
- 前記請求項１に記載の画像表示媒体をイニシャライズするイニシャライズ装置。
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