专利名称：成象方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种成象方法和一种诸如打印机、传真机或复印机之类的成象装置。
熟知形式的影印装置是通过在光电导构件上形成一电像，再将调色剂施加到此电像上，并将调色剂转印到一纸上，从而在纸上形成一图像并加以固着的做法而在一页纸上产生印刷图像的。这样一种影印装置必须配备有一光电导构件、一充电器、一曝光装置、一显影装置、一转印装置、一天电噪声消除器(static eliminator)、一清理装置和一固着装置等。因而很难生产这样一种既小型化、又廉价的影印装置。
另外，这种影印装置在纸上形成一调色剂图像，然后用一个固着装置来固着调色剂图像。所以，如果调色剂不需要的部分在固着步骤之前的几个步骤中附着到纸上，则此调色剂不需要的部分会与调色剂图像固着在一起，从而产生图像模糊，使画面质量变坏。
日本专利申请号为JP-A-4-10955的专利文献中公开了一种成象装置，这种装置用一光束来控制调色剂颗粒的移动。调色剂的移动限制在调色剂盒内，光束照射在调色剂颗粒上，从而使这些颗粒移动到一页纸上。随后，固着纸上的调色剂。
这一系统中，控制调色剂颗粒的运动是通过在这些颗粒悬浮在调色剂盒空中时，用一个集中的激光束向这些颗粒提供动能来实现的。但是，调色剂的移动较小，这是由于用扫描光束对调色剂进行辐照的时间相对较短、并且光束产生的力相对较小的缘故。
因为必须控制调色剂颗粒在空中的运动，并且这些颗粒的运动受到空气阻力的影响，所以任何运动中的调色剂颗粒都会在一较短时间内停顿下来。换句话说，光束很难使调色剂颗粒运动到较远处。所以，当这种成象装置以某一实际成象速率进行扫描运行时，调色剂的运动距离在1μm的数量级内。因此，为了提供足够的能量，从而使调色剂的每一颗粒向纸的运动有足够长的距离，必须使得用光对调色剂每一颗粒的辐照有相当长的时间。所以，成象装置不可能在某一实际的时间内完成一幅图像。
另外，如果在相当长的时间内，用光辐照调色剂颗粒，经辐照的调色剂颗粒的运动由于受其他调色剂颗粒常规布朗运动以及环境条件变化的影响而受到干扰，所以影响了清晰图像的形成。
另一个问题是，由于由光引起的调色剂的运动距离相对较短，所以，当以悬浮状态提供调色剂时，调色剂盒的尺寸必须相对较小。然而，因为调色剂盒中的调色剂循环路径会被调色剂堵塞，所以很难通过一狭窄空间来提供呈悬浮状态的调色剂。因而很难既稳定又连贯地提供成象介质。
另外，当调色剂颗粒悬浮在循环通道(circulating passage)内、而这一循环通道具有将调色剂颗粒传送到纸上开孔时，调色剂颗粒会不受光束辐照而通过此开孔“降落”到纸上。这会造成图像模糊。
日本专利申请号为JP-A-59-102269的专利文献中公开了一种成象装置，这种装置在显影和转印单元中，用一激光束辐照附着在调色剂转印构件上的调色剂，使调色剂熔融，并将调色剂转印并固着到一记录纸上。
入江满(Mituru Irie)等人发表的题为“通过激光加热的热转移印刷特性(iii)—彩色印刷工艺的研究”的论文，从第8页至13页，讨论了采用激光加热的热转移彩色印刷。这一工艺中，将一经着色的油墨带放置在一页纸上，用一激光束将油墨从油墨带传送到纸上。
热罗姆·约翰逊等人发表的题为“调色剂射流——一种直接印刷工艺”的论文从第509页至512页，揭示了一种直接印刷工艺。这一工艺中，带电的调色剂颗粒直接沉积到纸面上，形成一可视图案。用一个丝网电极(wire mesh electrode)阵列产生一个个点状静电场，通过丝网开孔，从调色剂容器中汲取带电调色剂颗粒，并将这些颗粒淀积到平整的纸面上，形成所需要的可视图案。一旦调色剂颗粒在纸上熔融，就形成了一幅永久的图像。
本发明的一个目的在于提供一种成象方法和装置，这种方法和装置能够通过一按照图像信息进行调制的调制能量射束所产生的力来控制成象介质的运动，最好能够稳定地将成象介质提供至一辐照区，并缓解全部或部分上述问题带来的麻烦。
因此，本发明第一个方面是提供了一种在记录介质上生成图像的装置，该装置包括调色剂和产生能量射束的装置，该能量射束可以由图像信息进行调制，其方向可以取沿调色剂被选颗粒的方向，从而将能量传递到这些被选颗粒上。除了产生能量射束的装置以外，该装置还包括一能源，用来将附加能量传递到被选颗上，从而使被选颗粒移动到记录介质上。
因而能量射束无需提供将被选颗粒转印到记录介质上所必须的全部能量，从而避免了需要在相当长时间内对这些颗粒进行辐照这一问题。
本发明中，术语“调色剂”包括适于用来在某一记录介质上形成一图像的所有成象介质，如纸上的油墨。
产生能量射束的装置最好还包括产生一个或多个光束的发光装置。调色剂接收的光能密度最好大于或等于0.53焦耳/厘米2。
在本发明的这一发明点或其他发明点中，能量射束最好直接施加到这些被选颗粒上，即直接辐照这些颗粒。
能源最好包括用来产生使被选颗粒移到记录介质上去的电场的装置。另外，能源还可以包括(或者取代上述装置的)用来向这些颗粒提供动能(例如通过使这些颗粒产生振动)的装置。
该装置可以包括一空心构件，如一鼓或一连续带，构件的一个表面附着了至少一部分调色剂(包括被选颗粒)，产生能量射束的装置位于空心构件内。
空心构件最好包括一第一电极，该第一电极是产生电场的装置的一部分。
在一个实施例中，该装置包括一第二电极，此第二电极是产生电场的装置的一部分，当被选颗粒被移动到记录介质上去时，该第二电极位于记录介质的与第一电极相对的一侧。
在第二个实施例中，该装置包括一第二电极，该第二电极是产生电场的装置的一部分，当被选颗粒正被移动到记录介质上时，该第二电极位于记录介质和第一电极之间，该第二电极上有一个小孔，被选颗粒可以通过这一小孔运动。
发光装置最好包括产生光束阵列的装置。最好可以由发光装置产生多个光束，每一光束携带有关在记录介质上产生不同着色图像的数据。
该装置最好包括用来将被选颗粒固着到记录介质上去的装置以及从记录介质上去除非固着调色剂的装置。所述用来固着的装置可以包括发光装置，即，成象装置用光形成一图像，并用同一光能熔融成象介质(调色剂)。作为一种替换，本发明可以用一声波、一微波或一加热器来取代光波，以粉状成象介质来形成图像，并可以用具有相同效果的该声波、微波或加热器的能量，来固着成象介质。
按照第二个方面，本发明提供了一种在某一记录介质上产生图像的方法，它包括下述步骤(i)通过一能量射束的辐照，将能量传递到调色剂上来选择调色剂的颗粒，所用的能量射束由图像信息进行调制，随后，(ii)至少部分地运用从除了该能量射束以外的某一其他能源处得到的能量，来将被选颗粒移动到记录介质上。
被选颗粒最好携带一静电荷，并由一电场把附加能量传递到这些被选颗粒上。可以通过步骤(i)，将被选颗粒从调色剂中分离出来，并且可以通过能量射束的直接辐照来将颗粒固着到记录介质上。
该方法可以进一步包括这样一个步骤，即从记录介质上去除它所携带的调色剂的任何非固着颗粒。
按照第三个方面，本发明提供了在某一记录介质上产生图像的方法，该方法包括下述步骤(i)通过由图像信息调制的能量射束进行直接辐照，来将调色剂被选颗粒固着到记录介质上，随后，(ii)从该记录介质上去除它所携带的调色剂的任何非固着颗粒。
最好在步骤(i)之前，将调色剂施加到记录介质上。
按照第四个方面，本发明提供了一种用来在某一记录介质上产生图像的装置，该装置包括调色剂；产生能量射束的装置，该能量射束可由图像信息进行调制，并可以对准调色剂的被选颗粒，从而将被选颗粒固着到记录介质上；以及从记录介质上去除它所携带的任何非固着颗粒的装置。
成象介质(即调色剂)可以是一种粉末，并且当由产生能量射束的装置将被选颗粒固着(例如通过熔融)到记录介质上时，被选颗粒(即成象介质的成象部分)和调色剂的其余部分(即附着在记录介质上的成象介质不需要的部分)可以相互区别出来。因而可以由去除装置，去除成象介质不需要的部分，避免成象后的图像模糊。
因此，本发明能够通过一个单一工序，来完成电子摄影的曝光、显影、转印以及固着工序，从而可以用一种简单、小型的结构来构成此成象装置。另外，本发明提供的成象装置能够用一种调色剂来形成一个图像，并避免由于图像模糊而造成的画面质量变坏。
该装置可以包括一个将调色剂施加到记录介质上去的装置，该装置可以包括一静电载体，在调色剂被施加到记录介质上去之前，至少一部分调色剂可以附着在此静电载体上。
按照第五个方面，本发明提供了一种在某一记录介质上产生一图像的方法，该方法包括下述步骤(i)将调色剂限制在某一空间内，该空间的至少一部分边界是由第一能量射束形成的，(ii)从该空间选择性地移走调色剂颗粒，并将这些颗粒淀积到记录介质上。
第一能量射束最好大体呈平面状，而空间的另一部分边界由大体呈平面状的第二能量射束来限定，该第二能量射束大体上与第一能量射束平行。
最好在步骤(ii)中，颗粒通过第三能量射束的直接辐照而去除，该第三能量射束由图像信息进行调制。
按照第六个方面，本发明提供了一种在一种记录介质上形成一图像的方法，该方法包括下述步骤(i)通过由图像信息调制的第一能量射束进行的辐照，来将能量传递到调色剂上，从而选择出调色剂颗粒，随后，(ii)将被颗粒移送到记录介质上，(iii)通过由图像信息调制的第二能量射束进行的直接辐照，将被选颗粒固着到记录介质上。
最好第一能量射束和第二能量射束均由一个能量射束产生装置来产生。
按照第七个方面，本发明提供了一种在一种记录介质上产生一图像的方法，该方法包括下述步骤(i)将调色剂以静电方式运载到一预定地点，(ii)在该预定地点处，通过由图像信息调制的能量射束进行直接辐照，将能量传递给调色剂，选出调色剂颗粒，随后(iii)将被选颗粒移送到记录介质上。
按照第八个方面，本发明提供了一种在某一记录介质上产生一图像的装置，该装置包括一大体透明的鼓；在该鼓上携带的调色剂；产生能量射束的装置，该能量射束可由图像信息进行调制，并对准被选的调色剂颗粒，从而将能量传递到被选出颗粒上；以及产生能量射束的装置，它位于大体透明的鼓内。
最好该装置包括产生电场的装置，用来将被选颗粒移送到记录介质上，大体透明鼓包括一电极，该电极为产生电场的装置的一部分。
下面结合附图描述本发明的非限定性实施例。
图1(a)和1(b)是描述调色剂颗粒上光压效应的示意图。
图2是本发明成象装置的第一个实施例示意侧视图。
图3是图2所示成象装置的一部分的放大示意图。
图4是描绘作用在图2所示装置中调色剂颗粒上的力的示意图。
图5是描绘的是图2所示装置工作时，调色剂附着分布的强度/频率曲线图。
图6是图2所示装置透明鼓的示意截面图。
图7(a)是本发明第二个实施例的成象装置示意图。
图7(b)是图7(a)所示成象装置的局部示意图。
图8是本发明第三个实施例成象装置的局部示意图。
图9是一彩色成象装置的局部示意图，该彩色成象装置是图2所示成象装置的一种改进。
图10是描述图9所示彩色成象装置中所采用的调色剂的光吸收特性的曲线图。
图11是本发明进一步实施例成象装置的局部示意图，该实施例采用了一个锥形约束光束。
图12(a)、(12b)和12(c)是本发明另一个实施例成象装置的局部视图，该实施例采用的是平行约束光束。
图13是含有图2所示成象装置的印刷机的方框图。
图14描述的是本发明另一个实施例的成象装置。
图15是图14所示装置中鼓与相关设备的放大视图。
图16是本发明另一个实施例中光学系统的视图。
图17是图14所示装置中清理单元的示意截面图。
图18是图14所示装置中透明鼓的截面图。
图19是描述图14所示装置中，光能密度与固着强度之间关系的曲线图。
图20是本发明另一个实施例成象装置的示意截面图。
图21是用于图20所示装置中空间调制器的示意截面图。
图22是本发明另一个实施例的成象装置示意图。
图23是说明图22所示装置中调色剂颗粒运动的示意图。
图24是本发明另一个实施例的成象装置示意截面图。
图25是本发明另一个实施例的成象装置示意截面图。
图26是图14所示装置中光学系统的透视图。
图27是本发明另一个实施例的成象装置局部截面图。
图28是含有图14所示成象装置的传真机终端设备的示意截面图。
图29是本发明又一个实施例的示意图。
下面首先描述由光在调色剂颗粒上产生的力。光具有动量。参见图1(a)和1(b)，当光束80入射到某一介质(如颗粒110)上时，光被反射，光线的传播方向由于折射而发生变化。因此，光的动量发生变化，而将压力F作用到使光线传播方向发生改变的介质上。当全部入射光在与入射光的入射方向相反的方向上反射时，作用在使光线的传播方向发生变化的介质上的压力F达到一最大值。
光压下由下式表示为F＝2P/C其中，P为光功率，C为光速。
当光入射到某一颗粒上时，光压按照取决于该颗粒光学性质的散射条件(如形状、折射率和吸收系数等)而减小，因而作用在该颗粒上的实际压力F为F＝(2P/C)q0≤q≤1其中q为供修正用的散射系数。
这样，光束83、84入射到颗粒110上，其反射角小于180°，分别产生力FA和FB，此二力小于F。
如图1(b)所示，因为由于颗粒对光的折射而使一透明颗粒接收了一个沿高光强方向的力，所以该颗粒会被该集中的光捕获。所以，被该光线所捕获的成象介质110可以被移送到一预定位置上。
当用一光束进行扫描来形成一图像时，光束必须以较高的扫描速度移动。因此，每一颗粒受光束辐照的时间很短，因而光压使该颗粒的移动距离很短。
但是，如果光压是用来破坏作用在成象介质110上的力的平衡，而不是用来向成象介质110提供使之到达一图像记录介质的动能的话，则即使该图像是用一光束进行扫描而形成的，也可以快速形成一图像。
当限制成象介质110的力高于光压时，可以通过把诸如一静电力、一磁力、一离心力之类的附加力施加到该颗粒上来抵销该力，并使该颗粒不受该光压的制约。在该颗粒脱离制约以后，可以由一非光压产生的力来移动该颗粒。
在这种情况下，因为需要用光来辐照该颗粒，从而仅需施加必要的压力来解脱该颗粒，所以可以用该光束辐照颗粒一较短的时间，因而可以移动该光束，进行高速扫描。
因为成象介质受到制约，所以能在可用光束辐照的区域内稳定地将成象介质提供给该辐照区。该成象介质可以用附着力、光压、声压等来制约。
图2所示的成象装置100中，附着于鼓221上的成象介质101在光束的控制下被输运至位置103。
使成象介质101(即调色剂)带电，并由调色剂施加单元226施加到透明鼓221和周边上，从而调色剂以一均匀的厚度附着到鼓221的周边上。用镜象电荷(image charge)使该鼓带电，从而带电的调色剂被吸引到鼓221上。随后，调色剂101的不需要部分可以用调色剂选择单元225产生的电场来去掉。
当调色剂接受会聚的激光束81光照时，用光压把调色剂从透明鼓221分离出来，然后该调色剂被由显影电极224产生的电场之类的附加能源吸引到纸张150(即一图像记录介质)上。
激光束81由一图中未示出的透镜会聚，光学扫描单元40使激光束移动，进行扫描。按照表示要在纸张150上形成某一图像的图像信息而对激光束81的光强进行调制，从而使该纸张表面所需部分受到辐照。激光束81可以由产生一能量射束的装置(如一半导体激光器)辐射出来。
转移到纸张150上的调色剂与纸张150一起进入一固着单元223，于是该固着单元223使调色剂固着到纸张150上。遗留在鼓221上的调色剂由一清理单元222去除。
图3是辐照区103的放大视图。当透明鼓221按箭头A所示方向旋转时，附着在透明鼓221表面上带电调色剂颗粒101被运送到辐照区。由激光束81产生的压力而分离的调色剂仅受到显影电极224产生的电场的静电力，因而调色剂颗粒101被吸引到纸张150上。
图4描述的是当采用图3所示成象装置产生的激光束81辐照调色剂101时，作用在该调色剂101上的力。本实施例中，由调色剂电荷在鼓中感生的镜象电荷产生的静电力303以及该鼓和调色剂之间的附着力302(如范德瓦尔斯力)把调色剂吸引到该透明鼓221上。
显影电极224的电场331所产生的静电力304、当鼓旋转时作用在调色剂上的离心力305以及光压都使调色剂偏离该鼓。
当把调色剂吸引到鼓上的力以及作用在调色剂上而使调色剂与该鼓分离的力(不包括光压301)大体上平衡、并且调色剂被一较小的力吸引到该鼓上时，调色剂颗粒101可以由光压301从该鼓上分离开来。
然而，如图5所示，使任一特定调色剂颗粒保存在鼓上的力的大小会有偏差。因而由较小的力吸引到鼓上的调色剂颗粒会由于电场311产生的静电力而无意地离开该鼓，从而产生图像模糊。为了避免发生这种情况，在到达辐照区103之前，由调色剂选择电极225产生的电场的静电力，从该鼓上去除由数值较小的力吸引的调色剂颗粒，该电场的强度最好与电场311的强度相等。
图5描绘的是附着强度对具有该强度的调色剂数量分布曲线。当该附着力是由图3所示电场产生时，所保持的足够大数量的调色剂其附着强度仅约10-10牛顿，并可以由光压从该鼓上分离开来。因为本实施例中用光压来将调色剂从鼓上分离开来，所以用光束辐照调色剂的时间可以很短，因而即使激光束以高速移动进行扫描，也可以成象。
本实施例中，图像记录介质是纸张、塑料薄膜等。
用作成象介质的可以是染料、着色剂，或者是使染料或着色剂在塑料基体内扩散而制成的调色剂，或者是一种液体颜料(如油墨)。
尽管上面仅提及光压是光束产生、并作用在成象介质上的力，但该光束也产生一光致漂移力以及由于成象介质的热膨胀而产生的力。本发明这一实施例的特点是，采用光能产生的力来使成象介质移动。上述力中的任何一个力都具有相同的效果。
下面描述光致漂移力的作用。因为调色剂具有较强的光吸收能力，所以调色剂从光能中吸收光和热，并且调色剂的受光面被加热的程度特别高。调色剂温度上升时，周围空气也被调色剂加热。因为调色剂中存在的温度分布是局限性的，所以调色剂较高温度一侧的空间被加热至一较高温度，碰撞较高温度一侧调色剂的空气分子的能量增大。
因此，由于光致漂移力而使调色剂颗粒从调色剂高温一侧迁移到低温一侧。因为调色剂的强的光吸收特性并且在调色剂受光侧入射光以一高比率被吸收，所以由光致漂移力使调色剂颗粒沿光束的传播方向迁移；即，该光致漂移力有效地作用在调色剂颗粒上，使调色剂颗粒沿与光压相同的方向移动，因此，调色剂颗粒移动的距离比这些颗粒仅受光压的作用而移动的距离要长。要求光束以一高比率被调色剂表面吸收。所以，要求调色剂表面含有高密度的着色剂，如碳黑或染料。
微粒子的散射和吸收可以由表述米氏(Mie)散射的表达式来确定。米氏散射取决于周围介质和微粒子的复折射率、微粒子的形状以及光束的波长。当各微粒子的尺寸参数X相同时，光束在微粒子中的散射条件相同。X可以表述为X＝2πd/λ其中，d为球形微粒子的直径，λ为光束的波长。
光压取决于散射条件，并且当X≥4时，光压与颗粒的截面积成正比。所以，要求颗粒的直径不小于光束的波长。颗粒的直径不必大于会聚光束的直径；平均颗粒直径最好小于或等于50微米，更好的情况是在5至15微米的范围内。
在多数调色剂中，调色剂颗粒的形状是不规则的，并且存在许多种颗粒尺寸。本发明采用与调色剂颗粒具有相同重量的球直径作为调色剂颗粒尺寸。
要求调色剂电荷较小，从而减小在鼓中由调色剂电荷所感生的镜象电荷的力，并减小镜象电荷力和附着性。同时，还要求调色剂颗粒的电荷分布范围较窄，从而减小镜象电荷及附着性与电场之间的作用力。还要求调色剂颗粒的电荷分布范围和颗粒尺寸分布范围较窄，从而使这些力成为一样大小。
本发明中，调色剂颗粒的直径分布范围可以小于或等于平均颗粒尺寸的5％，并且要求小于或等于1％。要求用形状与球形相似的调色剂颗粒来组成均匀的调色剂。
本实施例用平均颗粒大小为10微米的苯乙烯-丙烯腈调色剂作为成象介质。该苯乙烯-丙烯腈调色剂吸收光，并可以用被吸收的光产生的热来熔化。聚合的调色剂形状均匀性最好，因而作用在颗粒上的光压较均匀。当调色剂具有均匀的物理性能时，可以省去调色剂选择单元225。
当采用磁性调色剂时，可以用磁力建立力的平衡。当光源功率较大，并且显影和固着都可以采用该光源辐射的光束时，可以省去固着单元。
因为调色剂颗粒接收的光能越大，光施加到调色剂颗粒上的反冲力就越大，所以最好采用具有较大光能的光束。如果由调色剂颗粒吸收的光将调色剂颗粒加热到一极高的温度，则调色剂会发生蒸腾和燃烧。所以将调色剂加热到其燃点温度的能量是一上限能量。通常用作普通调色剂基体的塑料材料之燃点温度在400至500℃的范围内。当调色剂的颗粒大小为10微米时，作用到每一调色剂颗粒上的能量必须小于或等于13微焦耳。光压必须高于万有引力，从而用光压来控制调色剂颗粒，并且当调色剂的颗粒大小为10微米时，光束功率对于每一调色剂颗粒来说必须大于或等于0.1毫瓦。
激光光源可以是一种气体激光器，如氦-氖(He-Ne)激光器，或是一种固体激光器，如钇铝石榴石(YAG)激光器，光束可以用一种多边形旋转镜或一种声光器件来偏转，进行扫描。
图6描绘了适用于本发明透明鼓221上的一个电极。该透明鼓可以在透明鼓和显影电极之间配备一个产生电场的电极。透明鼓鼓体231的周边上形成电极232，电极232上涂覆有防护膜233。电极232和防护膜233必须是透明的。电极232是一种溅射淀积的氧化铟锡(ITO)膜，而防护膜233是一种电介质(如二氧化硅(SiO2)，氮化硅(SiN)，三氧化二铝(Al2O3)或氮化铝(AlN))膜。
最好用在防护膜233和调色剂颗粒101之间附着力较低的材料来形成防护膜233。电极232可以是一种能透光的金属薄膜。在电极232和显影电极224之间施加的电压足以能产生将带电调色剂吸引到纸张150上的电场。如果调色剂颗粒101不接触纸张150，则要求透明鼓221的周边和纸张150之间的间隙很小。这一间隙最好小于或等于500微米，更好的情况是在50至300微米的范围内。当电极232和调色剂之间的附着性较小时，可以省去防护膜233。
鼓可以是一种筒状的玻璃鼓，或是一种透明的筒状塑料鼓。激光束从鼓中辐射出来。可以用透明带来取代鼓。
图7(a)和7(b)描绘了本发明第二个实施例的成象装置。除了光学系统以外，该成象装置在结构上与图2所示成象装置相同。第二个实施例中成象装置的光学系统和面向纸面的部分见图7(a)和7(b)中的放大视图。图7(b)是图7(a)沿X-X线方向截取的截面图。
参见图7(a)和7(b)，闪光灯10辐射的光82(即光源)由柱面透镜30会聚，该会聚光投射到含有液晶板的空间调制器31上。透过空间调制器31上的光投射到附着在透明鼓221上的调色剂颗粒101上。被该光辐照的调色剂颗粒101受该光产生的力作用而移向纸张150，由显影电极224产生的电场将该移动了的调色剂颗粒101吸引到纸张150上。
该调色剂颗粒101由该颗粒吸收的光能熔化。具有动能的熔化的调色剂颗粒101以固着的调色剂102形式附着并固着在纸张150上，形成一图像。因为显影和固着是同时实现的，所以第二个实施例中无需任何固着单元。
闪光灯10的输出光能最好是100焦耳，且辐射时间约为1毫秒。反射镜11位于闪光灯10的一侧，其相对于闪光灯10的另一侧有一透镜，反射镜11用来将闪光灯10辐射的光有效地反射到透镜上。
可以用脉冲激光器来取代闪光灯。当灯或激光器的光辐射能力足够大时，可以采用连续辐射光能的灯或激光器。
空间调制器可以置于光源和透镜之间，而不是在透镜和图像记录介质之间。
图8显示了本发明成象装置的另一个实施例。在结构上，该成象装置的构造除了其光学系统之外与图2的成象装置相同。图8中只示出了新的光学系统，它是与图7(b)相似的一个剖面图。
本实施例采用激光二极管(LD)阵列(LD阵列)20。
LD阵列20是激光二极管的一维或二维排列。由于可以对每个LD控制以进行开/关操作，因此成象装置无需配备任何空间调制器。为了使棒形透镜阵列32有效地把激光二极管发出的激光束81聚焦在图像记录介质上，要使棒形透镜阵列32的各个棒形透镜分别与激光二极管对应。发光二极管(LED)阵列可以用来替代LD阵列。
图9示出一彩色成象装置，它是对图2中的成象装置的一种改进。彩色成象装置使用多种彩色调色剂(105、106、107)来形成彩色图像并且备有分别对应于多种彩色调色剂发射不同波长(λa、λb、λc)光束的多个光源(a、b和c)。
本实施例中的彩色成象装置分别使用三种具有不同光学特性的不同的调色剂，而且配备三个激光器，每个激光器发射一激光束，三个光束具有不同的波长。用三个分光镜34偏转由三个激光器发射的激光束，以便使它们沿单一光路传播。布置在光路上的光学系统与图2的成象装置相同。
把由三种调色剂混合而制成的混合调色剂加到透明鼓221的周围。三种调色剂分别只承受相应激光器发射的光束所产生的光压，即，调色剂(a)105承受波长为λa。的光束所产生的光压；调色剂(b)106承受波长为λb的光束所产生的光压；而调色剂(c)107承受波长为λc的光束所产生的光压。
控制光束各自的光强以在纸片150上形成彩色图像。
图10说明了一特定调色剂承受具有特定波长光束所产生的光压的原理。调色剂a、b和c对具有特定波长的光束分别具有大的吸收系数，而对不向于那些特定波长的光束分别具有小的吸收系数。利用具有波长分别与调色剂的峰值吸收系数相对应的激光束将光压加至对应的调色剂，从而形成彩色图像。
因此，根据本发明的一个方面，可以通过为成象装置提供多个分别与一种调色剂对应的光源来构成彩色成象装置，而无需改变光路和调色剂施加设备。因此，根据本发明，彩色成象装置和黑白成象装置最好在尺寸和结构上都大体相同。可给彩色成象装置配备附加光路和附加调色剂施加设备，以便满足调色剂的光学特性。
通过为图7(a)、7(b)和8的成象装置提供多个分别具有不同波长的光源或一个能够显示彩色图像的空间调制器可以构成彩色成象装置。
图11显示了本发明成象装置的另一个实施例。该成象装置将调色剂101约束在光束85中。光束85由一辅助光束92和一与辅助光束92同轴并比辅助光束92具有更大功率的约束光束93组成，这两个光束投射到透镜91上。
用调色剂喷射装置240将调色剂颗粒101射入辅助光束92中。由于约束光束93的功率比辅助光束92的功率高，因此从辅助光束92移到约束光束中的调色剂颗粒101会在斥力作用下返回至辅助光束92中，从而将调色剂颗粒约束在约束光束93之内。
沿着光束从透镜91向纸张150传播的方向，有一力作用在辅助光束92内的调色剂颗粒101上，以将调色剂颗粒101聚集在透镜91的焦点f附近。纸张150位于焦点附近，但不与积聚的调色剂颗粒101接触。
当形成一个图像时，增大辅助光束92的光强或减小约束光束93的光强，以使调色剂颗粒101移到纸张150。用移动纸张150或者移动光束85的办法来进行扫描，以便在纸张150上形成一个图像。本实施例中最好移动纸张来进行扫描。当移动光束以进行扫描时，可能会改变辅助光束92和约束光束93在透镜91上的入射角。换一种做法，可以移动透镜91来进行扫描。
图12(a)、12(b)和12(c)示出了本发明成象装置的另一个实施例。该实施例将调色剂颗粒约束在一个片状光束内。由于调色剂颗粒吸收光，因此有一力作用在调色剂颗粒上，以致于如图12(b)所示，迫使调色剂颗粒从光束光强高的区域移向光束光强低的区域。
因此，当调节约束光束94和95的强度分布，以使每一约束光束94和95的光强在其厚度的中央处为最大值时，则如图12(a)所示，调色剂颗粒101被约束在约束光束94和95内以便形成一片状调色剂层。确定约束光束95的光强，从而使约束光束95所产生、并作用在调色剂颗粒101上的力至少大于作用在调色剂颗粒101上的重力。
纸张150大体上与片状调色剂层平行放置，将会聚的激光束81大体垂直地射向调色剂层，以使调色剂颗粒101透入约束光束95。
如图12(c)所示，当激光束81将调色剂颗粒101移至超出约束光束95的光强为最大值的约束光束95区域之外时，约束光束95将力施加给调色剂颗粒101以使调色剂颗粒101进一步向纸张150移动。因此，激光束81使调色剂颗粒1 01移动的距离可能较短，从而能以高的扫描速度移动激光束81来进行扫描。约束光束94和95可以是平行于纸张150的两维光束，并且扫描时可平行于纸张150移动一细光束。
由于调色剂颗粒不被附着而限制在图11和图12(a)的成象装置中，因此不需要对调色剂颗粒施加一静电场，从而简化了成象装置。另外，在调色剂特性分布中也没有出现问题。
图13显示了按照本发明并与图2所示成象装置结合的印刷机。通过接口401将图像信号送给印刷机。微机402根据图像信号控制激光器驱动电路406来控制激光光源的输出光束81的光强。传送滚筒227以一固着的速度来移动图像记录介质150。通过由微机402控制的传送机控制器405控制图像记录介质的传送速度以便与沿透明鼓221的轴向扫描移动的激光束81的扫描速度相匹配。激光束扫描控制器407监视和控制激光束的扫描速度。
例如，本发明的成象装置适用于这样的印刷机，同样也适用于复制机和传真机终端设备的图像记录单元。本发明的成象装置使印刷机、复制机、传真机终端设备及类似的设备做得结构较小。当用于复制机时，成象装置可以配备一诸如接触型电荷耦合器件(CCD)的图像阅读器，并且成象装置根据图像阅读器的输出信号工作。当用于传真机终端设备时，成象装置可以配备一个图像阅读器和一个外部通讯系统。
图14显示了本发明成象系统的另一个实施例。送纸轮1246从纸张盒1290中输送诸如纸张或塑料膜等记录介质1150。传送机滚筒1240将记录介质1150传送到调色剂供应装置1212下的一个位置。将调色剂1100加至位于在调色剂供应装置1212内的透明鼓1200的周围并把调色剂传送到面对记录介质1150的位置处。
光学系统1090安装在透明鼓1200内，面对记录介质1150。光学系统1090将由图像信息控制的光束1080投射到调色剂1100上。被光束1080辐射的调色剂1100从透明鼓1200中脱离出来并在光束1080的能量作用下移向记录介质1150。在调色剂1100通过光束1080从透明鼓脱离出来后，光束1080的能量将调色剂1100熔化并使之固着在记录介质1150上。
然后，用传送机滚筒1242将记录介质1150传送给充电器1256，充电器1256对记录介质1150上的调色剂1100再充电，而传送机滚筒1242进一步把记录介质1150传送至清理单元1220。清理单元从记录介质1150上去除掉任何不需要的调色剂。然后，传送机滚筒1242将记录介质1150从出口1270传递出来。
由于调色剂1100对透明鼓1200周围的附着性比较弱，因此一部分未被光束辐射的调色剂1100容易飞离透明鼓1200并沉积在记录介质1150上。然而，由于被光束辐射的调色剂1100部分被熔化并固着在记录介质1150上，而未被光束辐射并沉积在记录介质1150上的调色剂1100部分没有固着，因此很容易用清理单元1220从记录介质1150上去除掉未被光束辐射的调色剂1100部分。
控制电路1421通过接口1420接收图像信号，并产生图像数据。控制电路1421控制光学系统、纸张传送装置、清理单元和调色剂供应装置。控制微机1422从接口1420接收图像信号，形成图像数据并把图像数据发送到光学调制控制电路1423。
控制微机1422还将纸张传送定时信号发送给纸张传送控制电路1424，接收表示记录介质位置的位置信号并给光学调制控制电路1423一个光源驱动定时信号。光学调制控制电路1423控制由光学系统1090发射的光强以根据图像数据形成一个图像。
控制微机1422从位置传感器(未示出)接收表示记录介质位置的位置信号并把用于定时清理单元启动的启动定时信号送给清理单元控制器1425。纸张供应盒1290供应记录介质1150，而传送机滚筒1230、1232和1234传送和传递记录介质1150。
由于装有本发明成象装置的印刷机可以做得相当小，因此它适用于台式印刷机。无需把要印在记录介质上的图像的图像数据存储在存储器中，而只需印刷所需的部分。
现在参看图15描述调色剂供应装置和清理单元。首先描述调色剂供应装置1212。通过刮板1214或搅拌滚筒1216的摩擦作用使调色剂1100起电并通过在透明鼓1200内感生的镜象电荷所产生的力将调色剂1100吸至透明鼓1200中。刮板1214刮平在透明鼓1200周围形成的调色剂层，以产生一个大体恒定的层厚。如上所述，光学系统1090被安装在透明鼓1200内。将光学系统1090发射的光束1080集中照在透明鼓1200周围以辐射调色剂1100。调色剂1100从透明鼓1200脱离出来，并在光束1080产生的光压和光致漂移力的作用下移向记录介质1150。
由于光束1080产生的、并作用在调色剂1100上的这些力相当小，因此可将电压加在透明鼓1200和电极1252之间以减弱调色剂1100对透明鼓1200的附着性。电压可以或者是交流电压，或者是直流电压。如果把交流电压加在透明鼓1200和电极1252之间，则调色剂1100根据交流信号在透明鼓和电极1252之间来回移动。
受到光束1080作用的调色剂1100的颗粒通过电极中形成的狭缝1253移向记录介质1150。光束1080具有足以熔化调色剂1100的高光强。熔化从透明鼓1200脱离出来的调色剂颗粒1100并将它们固着在记录介质1150上。
本发明的成象装置不能去除附着在透明鼓1200上的调色剂1100。如果有一部分受光束1080作用的调色剂1100没有从透明鼓1200脱离开来而是被熔化和固结在透明鼓1200上，则可用铲刮装置将固结的调色剂从透明鼓1200上清除掉。可将调色剂1100分散在一种挥发性溶剂中以产生一分散系并将分散系加至透明鼓1100。当使用这样的分散系时，则希望在调色剂达到辐射位置前完全挥发掉挥发性溶剂。
通过传送机滚筒1240和1242将记录介质1150沿导轨1280传送到清理单元1220。然后，清理单元1220将附着在记录介质1150上的调色剂1100的未固着部分从记录介质1150上去除掉并恢复原状。
参看图17详细描述清理单元1220。本实施例中所用的清理单元1220是一偏压式清理器。清理单元1220具有一个通过将导电硬毛固着在诸如金属滚筒1227等导电部件上而构成的导电刷1224。将一电压加至导电刷1224以便吸引未固着的带电的调色剂颗粒1100，使它们与记录介质脱离。由于本实施例中给调色剂1100充负电，因此电路1229把相对于带有导轨1280的外罩为正的电压加至导电刷1224。
附着在导电刷上的未固着调色剂从导电刷1224转移至加有相对于导电刷1226电位为正电压的回收滚筒1226。用刮板1228从回收滚筒1226上刮下附着在回收滚筒上的未固着调色剂。然后用调色剂螺旋进料机1230将从回路滚筒1226上刮下的未固着调色剂送回调色剂供应装置1212，以再次使用。用装在清理单元之前的充电器1256给未固着调色剂再充电以使清理单元1220回收所有的未固着调色剂。如果未固着调色剂带有足够大的电量，则充电器1256可以省去。
清理单元可以不是偏压式清洁器；清理单元可以是一个软毛刷系统，该系统通过用一带刷的滚筒将未固着调色剂从记录介质上去除并用鼓风机从带刷滚筒回收未固着调色剂的方法来回收未固着调色剂。另外，清理单元可以由磁性载体以静电的方式回收未固着调色剂的是一磁性刷系统，或是一用抽吸设备抽吸未固着调色剂的抽吸系统。
在将调色剂传送到纸张之前，用硅油或类似的物质涂覆在纸张上，以便于从记录介质上回收未固着调色剂。当用一种液体来帮助从记录介质上回收未固着调色剂时，则希望该液体是挥发性的。
由于用清理单元1220从记录介质1150上回收的调色剂中含有如纸粉等杂质，因此成象装置最好配备一能从回收调色剂中去除杂质的杂质去除设备。
尽管希望传送机滚筒1240、1242和1244不要接触印刷表面，但传送机滚筒1240、1242和1244可以接触印刷表面，因为即使这些滚筒接触了形成图像的未固着调色剂，但在记录介质1150通过这些滚筒之后可用清理单元1220回收未固着调色剂。
参看沿图14和15中A—A′线取的剖面图16，描述本实施例的光学系统。将发光二极管(LED)阵列1012(即一光源)和一棒形透镜阵列1032装在透明鼓1200内。LED阵列1012包含多个其排列间隔对应于成象所需分辨率的LED，而棒形透镜阵列1032中的棒形透镜分别对应于LED安装。
棒形透镜阵列1032将LED发射的光束会聚在于透明鼓1200上形成的调色剂层1102上。如上所述，在光束能量所产生的力的作用下，被光束辐射的调色剂颗粒从透明鼓1200脱离出来并移向记录介质1150。
可用半导体激光器阵列代替LED阵列1012。
图18显示了本实施例成象装置的透明鼓1200。透明鼓1200包括一透明鼓体1204；一在透明鼓体1204周围形成ITO薄膜的透明电极1206和一覆盖在透明电极1206上的诸如SiN、SiO2或Al2O3等透明电介质保护膜1208。将一电压加至透明电极1206。
由于本实施例不使用光电导构件，因此使鼓的周围增加硬度可以延长鼓的寿命。
能沿传送通道延伸的柔性透明带可用来代替透明鼓。光学系统可以是光学扫描系统。
图19包括两条曲线，曲线1显示了由实验确定的调色剂的附着强度随调色剂上的光能密度的变化，而曲线2显示了表面温度对光能密度的关系。图19中，附着强度是当把胶带贴在固着的调色剂上然后剥去时，留在纸张上的调色剂数量对固着在纸张上的调色剂数量的百分比。实验中所用的调色剂的平均颗粒大小为10微米。
较佳的附着强度为50％或更高，因此由图19可见，希望的光能密度为0.65焦耳/厘米2或更大。证明了当光能密度为0.65焦耳/厘米2或更大时调色剂表面的最高温度为250℃或更高。
实验发现，即使当光能密度为0.5焦耳/厘米2时，调色剂还能固着在纸张上并且不能用摩擦力等级的力将固着调色剂从纸张上去除。因此，当调色剂在光能密度为0.5焦耳/厘米2或更高(调色剂的最高表面温度为170℃或更高)的情况下由光辐射时，清理单元只能去除未固着调色剂。
熔化一个调色剂颗粒所需的能量与调色剂颗粒的体积成正比。密度为1.1克/厘米3的调色剂颗粒每单位重量所需的光能为2.1×106焦耳/千克或更高，并希望为2.3×106焦耳/千克或更高。
由于本发明的本实施例无需光电导构件或固着装置，因此成象装置与通常的电子摄影成象装置相比结构上既简单又小巧。由于本发明成象装置没有任何固着装置，因此无需对具有相当大热容量的热滚筒加热，并从而比通常的电子摄影成象装置消耗较小的功率。因为成象装置无需任何为热滚筒加热的预热时间，因此还能一接上电源就立即启动以作快速启动操作。
由于本发明的成象装置没有任何光电导构件，因此它比通常的电子摄影成象装置具有较少的需被替换的消耗性部件。另外，由于本发明成象装置没有任何包含如硒等有害物质的光电导构件，因此它在刮削时对环境产生的不利影响比通常的电子摄影成象装置要小。另外，由于本发明成象装置把调色剂用作成象介质，因此与使用热敏色带的成象装置相比不需频繁更换成象介质且运行费用也较少。
备有二维空间调制器的本发明成象装置的光学系统配置简单且结构紧凑。
图20显示了本发明成象装置的另一个实施例。调色剂供应装置1210把调色剂加在透明带1202的整个表面上。被调色剂覆盖的透明带1202回转，从而被调色剂覆盖的透明带的一部分在光学系统下移动。球面反射镜1022高效地把闪光灯1020发出的闪光光束反射至透镜1030，并且透镜1030使闪光光束准直。
准直的闪光光束投射在包含一二维单元阵列的空间调制器上。根据图像信号1051控制空间调制器1050，从而只通过部分闪光光束，它与覆盖透明带1202以传送给记录介质1150的调色剂的一部分相对应。
给附着在透明带1202上的调色剂充电，并且通过作用在位于空间调制器1050对面的充电电极1250和透明带1202之间的静电力减弱调色剂对透明带1202的附着性，即调色剂只靠一很弱的力附着在透明带1202上。当部分调色剂被穿入空间调制器1050的部分光束辐射时，光束所产生的力(包括光压和光致漂移力)使受辐射的部分调色剂与透明带1202分离开来。
闪光光束使与透明带1202分离的部分调色剂熔化并将其固着在记录介质1150上。由于在面对充电电极1250的透明带1202的区域中的调色剂被一很弱的力限制在透明带1202上，因此有未被闪光光束辐射的部分调色剂下落并沉积在记录介质1150上。但，记录介质清理单元1220会去除这些不需要的调色剂。
传送机滚筒1240和1242沿导轨1280传送记录介质1150。在部分调色剂被闪光光束辐射之后，由透明带清理单元1222去除留在透明带1202上的调色剂。被透明带清理单元回收的调色剂可以再次使用。
空间调制器1050可以装在闪光灯1020和透镜1030之间。当装在闪光灯1020和透镜1030之间时，可将空间调制器1050的尺寸做得很小。如果透镜1030将闪光光束会聚而且调色剂层被会聚的闪光光束辐射，则分辨率会超过空间调制器1050的分辨率。希望空间调制器1050的分辨率为300dpi或更高。
在调色剂层被闪光光束辐射后，使记录介质相对空间调制器1050的长度前行一段距离，然后进行成象的下一个周期。如果图像浓度不够，可以在记录介质推进之前使调色剂层的相同部分用闪光光束来辐射两次。
可将交流电压加至充电电极1250上。最好使透明带的表面不规则度处在0.01微米至0.1微米范围内，以减弱调色剂对透明带的附着。替代充电电极1250建立的电场，可将超声振动加至透明带以减弱调色剂对透明带的附着。如果调色剂被熔化并附着在透明带上，长透明带的每一部分只能用一次并且对用过的透明带部分加以处理。
图21显示了上述实施例所用的聚合物分散型空间调制器。用非晶硅在玻璃衬底1058上形成薄膜晶体管(TFT)1054。TFT1054控制对透明电极1056施加电压。在相向的玻璃衬底1059上形成透明电极1057和为TFT1054遮光的掩膜1060。用保护膜1062覆盖透明电极1056和1057。将聚合物分散型液晶材料1052封在保持膜1062之间的间隙里。
由于当透明电极1056和1057两端不加电压时，与聚合物和分散介质的光的传播方向有关的各自的折射率相互不同，因此照在聚合物分散型液晶材料上的光被散射而不透射。当把电场加至聚合物分散型液晶材料1052上时，聚合物和分散介质的各自的折射率相互一致，而聚合物分散型液晶材料1052透光。
由于使用聚合物分散型液晶材料的空间调制器几乎不吸收光，所以即使用高强度的光来辐射空间调制器也不会损坏它。
空间调制器1050的尺寸可以与记录介质1150的尺寸相同，或者空间调制器的宽度与记录介质的相同而其长度，即沿记录介质传送方向的尺寸比记录介质1150的长度短，例如长度等于图像沿记录介质传送方向每一行的尺寸。
空间调制器1050可以具有经刻蚀硅(Si)衬底形成的并藉静电力放置在所需角向位置的小反射镜。
图22显示了本发明成象装置的另一实施例，其中将闪光灯1020用作光源。柱面透镜1030使闪光灯1020发射的闪光光束1082准直。经准直的闪光光束1082照射在具有可二维显示一所需图像的液晶显示板的空间调制器1050上。
部分光束透过空间调制器1050并辐射漂浮在空间调制器1050与记录介质1150之间的空间里的调色剂颗粒1100。光束所产生的力使受辐射的调色剂颗粒移向记录介质1150，并且调色剂颗粒吸收光能而熔化并在记录介质上形成一图像。
当通过熔化调色剂颗粒并将熔化的调色剂颗粒以调色剂点1104的形式固着而在记录介质1150上形成图像后，将记录介质1150在空间调制器1050下传向清理单元1220。清理单元1220去除未被光束辐射但已落在记录介质1150上的调色剂颗粒。调色剂云状物发生装置1232产生一群调色剂颗粒。风扇1233将漂浮在云状物中的调色剂颗粒送入空间调制器1050下的空间。将剩余的调色剂颗粒收集在调色剂容器1234中。调色剂可以循环以重复使用。
图23是空间调制器1050和记录介质1150之间空间的放大图。调色剂颗粒在透明分隔板和记录介质1150之间漂移。光产生的力使受闪光光束辐射的调色剂颗粒1100移向记录介质并且调色剂颗粒吸收光能而熔化。具有动能的调色剂颗粒1100被熔化并以调色点1104的形式附着在记录介质上以形成一个图像。
闪光灯1010光的输出能量为400焦耳，闪光持续时间大约为1毫秒。将球面反射镜1022装在闪光灯的背后以高效地反射沿背向透镜1030方向传播的光。在每个曝光周期中，有20厘米×5厘米的区域曝光。每次曝光周期后将一张A4尺寸的记录介质移动5厘米以在记录介质上形成一个图像。
由于空气的粘度沿与闪光光束引起的调色剂移动方向相反的方向作用于调色剂颗粒，因此调色剂颗粒移动大约30微米后停止移动。当调色剂颗粒的移动不足时，可以使闪光灯1020闪光数次以使调色剂颗粒在移动记录介质之前到达记录介质。
成象装置可用一脉冲激光器替代闪光灯。可以用连续发光的灯或激光器，只要灯或激光器的光输出足够的大。当使用激光器时，可以扩展激光器发射的光束，以便向空间调制器的整个区域辐射，或者可移动光束进行扫描。
如果移动光束进行扫描，则无需调制光束的强度而且成象装置无需配备复杂的光调制器，因为成象装置配备了空间调制器，这就简化了成象装置。
希望光源发出的光具有足以施加比作用在成象介质上的重力为大的光压的功率密度，从而减少重力对成象介质运动的影响。还希望一个成象介质颗粒的曝光时间t几乎等于或大于使周围的粘滞阻力与迫使颗粒运动的力平衡所需的时间常数τ，从而使颗粒均匀移动。
时间常数可表示为τ＝m/6πμr其中r是成象介质颗粒的半径，m是成象介质颗粒的质量以及μ是周围流体的粘滞系数。
所希望的时间t的值满足不等式t≥τ/2成象介质颗粒在诸如玻璃板的透明分隔板和图像记录介质之间的空间内漂移和移动。透明分隔板和图像记录介质之间的空间的厚度至少必须是成象介质平均颗粒尺寸的二倍，以便使成象介质颗粒在透明分隔板和图像记录介质之间顺利地移动。
希望分隔板和图像记录介质之间的间隔几乎等于光压使成象介质颗粒移动的距离。因此，扩大透明分隔板和图像记录介质之间的空间是不明智的；透明分隔板和图像记录介质之间的理想间隔为成象介质颗粒平均尺寸的1100倍或更小。
本实施例中，当传送成象介质时，成象介质要投射到记录介质上。由于通过不封闭的传送通道传送成象介质，所以传送通道宽敞并且由此能够不费力地供应调色剂。
如果调色剂粒子的附着力不够，则可通过装在记录纸清理单元后的固着装置来固着调色剂粒子。
由于每次用空间调制器要将二维区域暴露在照射光下，因此能够增加每个成象介质颗粒暴露在照射光下的时间，而无需增加形成一个图像所需的时间。所以可能增加成象介质的行进距离。可以使用具有一维单元排列的空间调制器。如果透明分隔板容易被弄得很脏，则可以给成象装置配备一个透明分隔板清洁机。
图24显示了本发明成象装置的另一个实施例。在本实施例中，将调色剂预先加至记录介质上，把部分调色剂铺在记录介质上，与图像对应的那些调色剂被熔化并将其固着在记录介质上。用清理单元去除未固着的调色剂部分。
调色剂供应装置1213将调色剂加至记录介质1150上。球面反射镜1022将闪光灯1020发出的光束反射至透镜1030。透镜1030将光束准直，然后经准直的光束投射到二维空间调制器1050上。空间调制器只使与图像对应的光束部分通过。
受部分光束辐射的调色剂颗粒被熔化并牢固地附着在记录介质1150上。然后，用清理单元1220将未固着的调色剂颗粒从记录介质1150上去除并加以收集。通过传送滚筒1240和1242沿导轨1280传送记录介质。
现在将详细描述调色剂供应装置1213。磁铁滚筒1302安装在由如铝等非磁性材料做成的导电套筒1300内。本实施例所用的调色剂1100是一种磁性调色剂。磁铁滚筒1302的磁力将调色剂1100吸向导电套筒1300并且由刮板1214的摩擦作用使调色剂带电。由刮板1214调整调色剂1100在导电套筒1300上的量，以便形成一固着厚度的调色剂层1102。当导电套筒1300旋转时，调色剂1200被移至电极1252对面的位置。
当电极1252上不加电压时，加在导电套筒1300和电极1250上的电压作用会使带电的调色剂颗粒1100飞离导电套筒1300并附着在记录介质1150上。当把与导电套筒1300极性相同的电压加至电极1252时，将阻碍调色剂颗粒飞离导电套筒1300。
电极1252在垂直于记录介质行进方向的方向上分为一些电极区。通过控制加至电极区的电压可任选地将调色剂加在记录介质所希望的区域上。例如，根据图像数据来控制电压，可把调色剂只加至与图像对应的区域。如上所述，由于只把调色剂加至记录介质必要的区域，所以调色剂所需量较少而且从记录介质上去除的调色剂数量也较少，从而可以快速回收未固着的调色剂。
施加调色剂的区域可以通过控制沿垂直于记录介质1150行进方向的方向排列的电极1252的电极区的电压来选择确定。例如，可以有3至3000个电极区。
可以将具有多个电极区的分区电极作为电极1250并且可以省略电极1252。如果省略电极1252，则可以使调色剂层1102与记录介质1150接触。
如果把调色剂加至记录介质的整个表面，则电极1250和1252无需分成电极区。如果调色剂是非磁性的，则只需要与磁性载体结合起来使用调色剂。
在结构上，本实施例的成象装置简单而紧凑。
图25显示了本发明成象装置的另一个实施例。本实施例使用与图24所示的相同的调色剂供应装置。调色剂供应装置1213只把调色剂加至记录介质1150的必要部分。移动具有光学扫描装置的光学系统1090所发射的会聚光束1080进行扫描，并且调制光束的强度以熔化附着在记录介质上的调色剂颗粒，从而熔化的颗粒固结并固着在记录介质上。传送机滚筒1240沿导轨1280将记录介质传送至清理单元1220。清理单元1220回收未固着的调色剂。将清理单元安装在比安装调色剂供应装置的平面高的平面上，以便从清理单元中将回收的调色剂转送到调色剂供应装置并有效地利用成象装置内部的空间。
图26显示了上述实施例的光学系统。准直透镜1034使半导体激光器1010发射的光束准直，柱面透镜1035对应于送料方向将准直光束会聚到多边形旋转反射镜1045上。双合空间透镜会聚由多边形旋转反射镜1045所反射的光束，以使其经反射镜1040反射后聚焦在记录介质1150上。当多边形旋转反射镜1045旋转时光束点在记录介质1150上移动。
希望聚焦在记录介质1150上的光束的功率为100毫瓦或更高。当光束的功率为100毫瓦或更高时，则每分钟至少可以将图像以300dpi的分辨率印刷在一张A4大小的纸记录介质上。
可以给光学装置配备一声光器件或检流计反射镜来代替多边形旋转反射镜。
由于光束聚焦并移动以进行扫描，所以本实施例的分辨率依赖于射在记录介质上的光束点的大小，而且成象装置能以高分辨率形成图像。
希望将光束聚焦为直径在2到70微米范围内的点。当移动光束以进行扫描时，所希望的点的直径在30至70微米范围内。缩小点的直径可以提高分辨率。还希望将光束聚焦为直径小的点以加强对调色剂颗粒的加热。用来提高光能密度的点的最佳直径范围为2至10微米。
图27显示了本发明成象装置的另一个实施例。把可与图16所示相同的光源安装在透明鼓1200内。本实施例用一片状光束辐射调色剂。将记录介质1150放在覆盖有调色剂层1102的透明鼓1200的附近，以便与调色剂1102接触。当用光束1080熔化调色剂颗粒时，表面张力使熔化的调色剂颗粒变圆(如颗粒1103)，结果圆形的被熔化的调色剂颗粒触及记录介质1150。在记录介质1150纤维间形成的毛细管的毛细作用下，将熔化的调色剂颗粒从透明鼓1200转移到记录介质1150上。然后，颗粒以形成图像的调色剂点1104的形式附着在记录介质1150上。这样同时完成了图像的形成和调色剂颗粒的固着。
图28显示了结合图14所示的本发明成象装置的传真机终端设备。
包括在传真机终端设备中的成象装置至少有一个文件阅读装置、一个图像信号输入/输出装置和一个通信控制装置。本实施例中，文件阅读装置是一个接触式传感器1430。接口1420与电话线路连接。控制线路1421控制通信工作。从文件入口1431将文件插入传真机终端设备。
结合本发明成象装置的传真机终端设备无需为记录介质将图像数据存储在存储器中，并且能够连续地印刷出输入的数据。所以该传真机终端设备存储器的存储量可以小于包括一通常的电子摄影成象装置的传真机终端设备的存储器的存储量。
图29显示了本发明的另一个实施例。将一对透明电极2000、2010面对面地固着在各自的玻璃衬底2020、2030上。用电路2040在透明电极间加一电场。
在面对下电极2010的上电极2000的一侧放一包含图像信息的掩膜2050。在掩膜上放一张透明纸2060，纸上固着一层调色剂2070。
当闪光2080射在上玻璃衬底2020的上表面上时，没有被掩膜2050覆盖的调色剂层2070的颗粒将受到光辐射并移出调色剂层。然后，这些颗粒被推向一张位于下电极2010附近的纸2090，以在纸上形成图像。可以通过光的作用将成象的调色剂颗粒固着在纸上。为此，可以第二次将光加至成象调色剂颗粒。
已经通过特殊的实施例说明了本发明，但不局限于那些实施例，并可以按照本发明的概念延伸至所有的改善和改进。
权利要求
1.一种在记录介质上形成图像的装置，其特征在于，所述装置包括调色剂；产生能量射束的装置，所述能量射束可由图像信息进行调制，并可对准所述调色剂被选颗粒，从而将能量传递到所述被选颗粒；以及一个非所述产生能量射束的装置的能源，用来将附加能量传递到所述被选颗粒，将所述被选颗粒移送到所述记录介质上。
2.如权利要求1所述的成象装置，其特征在于，所述产生能量射束的装置包括产生一个或多个光束的发光装置。
3.如权利要求1所述的成象装置，其特征在于，它还包括用来将静电荷传递到所述被选颗粒上的装置，所述能源包括产生电场从而将所述被选颗粒移送到所述记录介质上去的装置。
4.如权利要求3所述的成象装置，其特征在于，它还包括一空心构件，所述空心构件的表面附着有至少一部分含有所述被选颗粒的调色剂，所述产生能量射束的装置位于所述空心构件内。
5.如权利要求4所述的成象装置，其特征在于，所述空心构件包括一第一电极，所述第一电极为产生电场的所述装置的一部分。
6.如权利要求5所述的成象装置，其特征在于，它包括一组成产生电场的所述装置一部分的第二电极，当所述被选颗粒正被移送到所述记录介质上去时，所述第二电极位于面对所述第一电极的所述记录介质一侧。
7.如权利要求5所述的成象装置，其特征在于，它包括一构成产生电场的所述装置一部分的第二电极，当所述被选颗粒正被移送到所述记录介质上去时，所述第二电极位于所述记录介质和所述第一电极之间，所述第二电极上有一小孔，所述被选颗粒可以通过所述小孔移送。
8.如权利要求2所述的成象装置，其特征在于，所述发光装置包括产生光束阵列的装置。
9.如权利要求2所述的成象装置，其特征在于，所述多个光束可由所述发光装置产生，所述多个发光装置中的每一个携带有关于在所述记录介质上产生着有不同颜色图像的数据。
10.如权利要求1所述的成象装置，其特征在于，它包括将所述被选颗粒固着到所述记录介质上去的装置，以及从所述记录介质上去除非固着调色剂的装置。
11.一种在一种记录介质上产生图像的方法，其特征在于，它包括下述步骤(i)通过用图像信息调制的一种能量射束进行幅照，将能量传递到调色剂上，来选出调色剂颗粒，(ii)至少部分地使用从非所述能量射束的某一能源得到的附加能量，来将所述被选颗粒移送到所述记录介质上。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述被选颗粒携带有静电荷，把所述附加能量由一电场传递到所述被选颗粒。
13.如权利要求11所述的方法，其特征在于，用所述步骤(i)，将被选颗粒从调色剂中分离出来。
14.如权利要求11所述的方法，其特征在于，通过所述能量射束的直接幅照，将所述被选颗粒固着到记录介质上。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，它随后还包括这样一个步骤，即从记录介质中去除其所携带的所述调色剂的非固着颗粒。
16.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述能量射束包括一个或多个光束。
17.一种在记录介质上产生图像的方法，其特征在于，它包括下述步骤(i)通过用图像信息调制的能量射束进行直接辐照，将被选调色剂颗粒固着到所述记录介质上，(ii)从所述记录介质上去除其上所携带的非固着颗粒。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，在步骤(i)之前将所述调色剂施加到记录介质上。
19.一种在记录介质上产生图像的装置，其特征在于，所述成象装置包括调色剂；产生一种能量射束的装置，所述射束可以用图像信息调制，并可对准所述调色剂被选颗粒，从而将所述被选颗粒固着到所述记录介质上；以及从所述记录介质上去除其上所携带的非固着颗粒的装置。
20.如权利要求19所述的成象装置，其特征在于，它包括将所述调色剂施加到记录介质上去的装置。
21.如权利要求20所述的成象装置，其特征在于，所述施加所述调色剂的装置包括一静电载体，所述静电载体在所述调色剂被施加到所述记录介质上去时可附着于至少一部分所述调色剂。
22.一种在记录介质上产生图像的方法，其特征在于，它包括下述步骤(i)将调色剂限制在一空间内，所述空间的至少一部分边界由第一能量射束组成，以及(ii)从所述空间中有选择地去除所述调色剂颗粒，并将所述颗粒淀积到所述记录介质上。
23.如权利要求22所述的方法，其特征在于，所述第一能量射束大体呈平面状，空间的另一部分边界由大体呈平面状的第二能量射束所界定，所述大体呈平面状的能量射束大体与所述第一能量射束平行。
24.如权利要求22所述的方法，其特征在于，在步骤(ii)中，通过第三能量射束的直接辐照来移送所述颗粒，所述第三能量射束由图像信息来调制。
25.一种在记录介质上形成图像的方法，其特征在于，它包括下述步骤(i)通过用图像信息调制的第一能量射束进行辐照，将能量传递到调色剂，来选择调色剂颗粒，(ii)将所述被选颗粒移送到所述记录介质上，(iii)通过用图像信息调制的第二能量射束进行直接辐照，来将所述被选颗粒固着到所述记录介质上。
26.如权利要求25所述的方法，其特征在于，所述第一能量射束和所述第二能量射束是由一个能量射束产生装置产生的。
27.一种在记录介质上产生图像的方法，其特征在于，它包括下述步骤(i)将调色剂以静电方式运送到一预定地点，(ii)在所述地点处，通过用图像信息调制的能量射束的辐照，将能量传递给所述调色剂，从而选出所述调色剂颗粒，(iii)将所述被选颗粒移送到所述记录介质上。
28.一种在记录介质上形成图像的方法，其特征在于，所述装置包括一大体透明的鼓；在所述鼓上所载的调色剂；产生一种能量射束的装置，所述能量射束可由图像信息调制，并可对准所述调色剂被选颗粒，从而将能量传递到所述被选颗粒，所述产生能量射束的装置位于所述大体上透明的鼓内。
29.如权利要求28所述的成象装置，其特征在于，它包括产生电场的装置，用来将所述被选颗粒移送到所述记录介质上，所述鼓包括一电极，所述电极是产生电场的所述装置的一部分。
全文摘要
本发明提供了一种高速成象方法和装置，这种装置和方法能够通过一能量射束产生的力，直接控制一调色剂。粘附在透明鼓上的被选调色剂颗粒受激光器发射的激光束辐照，该激光器安装在透明鼓之中，并按照图像信息受到控制以进行扫描。激光束通过其在调色剂颗粒上产生的力，从透明鼓上分离出被选颗粒，然后由显影电极产生的电场力将被选调色剂颗粒移到纸上。每一调色剂颗粒只需由光辐照较短的时间，从而以高速形成一图像。
文档编号B41J2/435GK1126849SQ951031
公开日1996年7月17日 申请日期1995年3月20日 优先权日1995年3月20日
发明者杉田辰哉, 有本昭, 三矢辉章, 保志信义, 冈野守, 小野濑敦土, 角田义人, 小林信也, 丸尾成司, 诧间康夫 申请人:株式会社日立制作所