(57)【要約】【課題】超音波で破壊できる具体的な構成のマイクロカプセル、その製法、及び普通紙に顕色剤とマイクロカプセルを塗布した記録紙を用いる新規な記録方法を提供する。【解決手段】ロイコ色素を高沸点オイルに溶解した発色材Ａ又はＢと、中又は低沸点の溶液からなる気泡剤Ｃ、Ｄ又はＥと、壁材Ｆ、Ｇ又はＨとを撹拌混合した芯物質の混合油液を、分散安定剤Ｉ又はＪ中に滴下しながらホモジナイザーで撹拌して作製した１０、１５又は２０μｍφの油滴のＯ／Ｗエマルジョンを通常の羽付撹拌装置で撹拌しながら壁反応剤の水溶液を滴下した後、５０又は６０℃の水槽で温度を保ち撹拌を続けて３時間反応させ、デカンテーションにより水とマイクロカプセルを分離し、洗浄を繰り返し、減圧乾燥を行ってマイクロカプセル粉末を得、更に常圧の１００℃で４８時間の乾燥を行う。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロイコ色素と、
該ロイコ色素を溶解させた溶剤と、
該溶剤内に混在する気泡と、
前記ロイコ色素、前記溶剤、及び前記気泡を纏めて囲繞し所定の共振周波数の超音波によって破壊可能な保護外壁と、
を有することを特徴とするマイクロカプセル。
【請求項２】
前記保護外壁は、イソシアネート成分からなることを特徴とする請求項１記載のマイクロカプセル。
【請求項３】
所定の共振周波数の超音波によって破壊可能な保護外壁を生成する壁材と、
前記保護外壁にて囲繞されるべき少なくともロイコ色素と該ロイコ色素を溶解させる所定の沸点を有する第１の溶剤と該第１の溶剤より低沸点の第２の溶剤からなる芯物質と、
前記壁材を界面重合させつつ又はその後に、前記第１の溶剤よりも低沸点の前記第２の溶剤を揮発させて外気と入れ替える工程を有し、
前記保護外壁内に液体相と気体相とを内包させるマイクロカプセルの製造方法。
【請求項４】
前記保護外壁は、イソシアネート成分からなることを特徴とする請求項３記載のマイクロカプセルの製造方法。
【請求項５】
所定の共振周波数の超音波によって破壊可能な保護外壁で内部を囲繞されたマイクロカプセルの製造方法であって、
ロイコ色素と、該ロイコ色素を溶解させる所定の沸点を有する第１の溶剤と、該第１の溶剤よりも低沸点の第２の溶剤と、イソシアネート成分と、を含有する疎水性液体を調整する調整工程と、
該調整された疎水性液体を保護コロイド水溶液に乳化分散して乳化分散液を生成する生成工程と、
該乳化分散液への多価アミンの混合および又は加温により前記第１の溶剤よりも低沸点の第２の溶剤を揮発させる揮発工程と、
前記調整工程、前記生成工程、及び前記揮発工程を経て形成されたカプセル粒子を濾過し洗浄し乾燥する工程と、
により前記保護外壁内に液体相と気体相とを内包させるマイクロカブセルの製造方法。
【請求項６】
支持体と、
該支持体上に形成された請求項１記載のマイクロカプセルのロイコ色素と反応してロイコ色素を発色させる顕色剤層と、
該顕色剤層上に形成された請求項１記載のマイクロカプセルの層と、
を備えたことを特徴とする自己発色性記録シート。
【請求項７】
請求項７記載の自己発色性記録シートを供給し、
該自己発色性記録シート上に画像情報に応じた所定の共振周波数の超音波を照射し、
該超音波により前記自己発色性記録シート上の前記マイクロカプセルの保護外壁を破壊させて発色させる、
ことを特徴とする画像形成方法。
【請求項８】
請求項７記載の自己発色性記録シートを供給する供給手段と、
前記自己発色性記録シート上に画像情報に応じた所定の共振周波数の超音波を照射して該超音波により前記自己発色性記録シート上のマイクロカプセルの保護外壁を破壊させる超音波照射手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロカプセル及びそれを用いた画像形成方法、装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、カラープリントと言えば銀塩写真が挙げられるほど、その技術は長い間主流を占めてきた。しかし、今日パーソナルコンピュータを中心とした情報機器としてのコンピュータの普及に伴って、その周辺機器としてのプリンタ装置が普及している。このプリンタ装置には各種の方式のカラープリンタが提案されている。特に、電子写真方式、熱転写方式、インクジェット方式の各方式のプリンタ装置は、著しい進歩を遂げており、それらで形成されるカラー画像は美麗さや解像度の点でも古くから用いられてきたアナログカメラの銀塩写真に匹敵し、これにとって代わる勢いである。
【０００３】
上記従来の電子写真方式のカラー画像形成方法に対し、新規な方式として、光や熱等の外部刺激に応答するマイクロカプセルを含有するインク層を予めコーティングした専用の記録紙を用い、これに画像情報に対応した光や熱を付与して画像形成を行う装置が知られている。（例えば、特許文献１参照。）
また、上記同様に記録紙内にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックに発色する４種のマイクロカプセルと顕色剤とを予め封入した専用の記録紙（フイルム状シート）を用い、外部刺激として上記のように光や熱ではなく、超音波振動エネルギーを用いて各マイクロカプセルをその共振周波数で振動させて所定のマイクロカプセルを破壊して発色させる画像形成装置が提案されている。（例えば、特許文献２参照。）
また、上記のように専用の記録紙ではなく、普通紙上にカラー印刷を行えるようにしたものとして、それぞれ異なる波長の光で硬化する光硬化性樹脂でコーティングした３種類以上の色素カプセルを１種類のトナーに封入して、普通紙上に転写後、波長の異なる３種類以上の光の画像データを、この普通紙上に転写されたトナー画像の上に順次照射してフルカラー発色させる光反応性カラートナー及びそれを用いた印刷方法が提案されている。（例えば、特許文献３参照。）
更に、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックに着色した互いに共振周波数の異なる４種の着色中空粒子を、回転する担持体の表面に均一に塗布するとともに帯電させ、選択した共振周波数の超音波振動エネルギーを用いて対応の所定の着色中空粒子を振動させて発色させると同時に普通紙上に転写して画像形成する方法が提案されている。（例えば、特許文献４参照。）
また、発色カプセルに関しては、従来からよく知られたものとして、感圧記録又は感熱記録用のカプセル技術がある。これらは、一般に、カプセルの芯物質として色素用液体が封入されている。（例えば、特許文献５参照。）
また、塗料、インキ、化粧品等のコーティング剤として体積膨張させ、比重を小さくするための充填剤として中空のマイクロカプセルを利用する技術がある。（例えば、特許文献６参照。）
尚、カプセル壁の素材としては、カプセル壁をポリウレタン系で構成する技術が広く知られている。（例えば、特許文献７、８、及び９参照。）
【特許文献１】米国特許４,７３４,７０４号公報
【特許文献２】特開平１１−０５８８３２号公報（［要約］、図１、図６）
【特許文献３】特開平０８−１０６１７２号公報（［要約］、図１）
【特許文献４】特開平１１−０５８８３３号公報（［要約］、図１）
【特許文献５】特開２００１−２３２９３９号公報（［要約］、図１）
【特許文献６】特開平０８−０２０６０４号公報（［要約］、図１）
【特許文献７】特開平０９−２９０１４６（［要約］、段落［００１９］、［００２０］）
【特許文献８】特開平０９−２６３６２４（［要約］、段落［００１４］、［００１５］）
【特許文献９】特開２００３−０９６４５４（［要約］、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記の特許文献１や特許文献２に記載のように、マイクロカプセルを含有するインク層を予めコーティングした専用の記録紙を用いる技術は、基本的に記録紙全面にインクを塗布することからコスト上昇の原因になることや、普通紙が使用できないという問題もあるが、何よりも、複数色の印字工程を繰り返すことから色ずれ管理が難しく、その制御には高度の技術を要するだけでなく装置構成の複雑化が避けられないという大きな問題を有している。
【０００５】
また、上記の技術のいずれにも、具体的なカプセルの構成や製造方法が開示されておらず、画像形成方法もフイルム状シートと顕色シートを併用するものであったりして取り扱いが煩雑である。
また、特許文献３に記載の技術は、普通紙を使える点では好ましいが、光刺激を前提とするため、トナーに封入された色素カプセルへの光の透過性が劣ると共に光エネルギーでコーティングを硬化させる構成のため発色応答性に難があり、近年の高速印刷の要求に応えることができないという問題を有している。
【０００６】
また、特許文献４に記載の技術は、これも普通紙を使える点で好ましく、更に、超音波振動エネルギーを用ことから応答性に優れるが、４種の着色中空粒子を収容部に分散させる構成であり、各色の使用量変化に対する管理、制御が複雑となるため、実用化には更なる改良を要するという問題が残されている。
【０００７】
また、特許文献５に記載の感圧・感熱記録用のカプセルの構造は、基本的にカプセル膜が薄く物理的圧力によって壊れ易いように作られており、超音波による共振破壊が生じるようには設計されていないので、超音波による共振破壊に応用することはできない。
また、特許文献６に記載の技術のように、中空のカプセルを製造する技術にはカプセル壁材としてビニル基を用い内部に気体を封入しガス圧を高くした薄膜中空カプセルがあるが、このような中空カプセルは密閉性を高くする材料を選択する必要がある場合には適さない。また、一般に、カプセル製造のために高圧ガス化装置が必要であり装置が大型化し、カプセルの安価な量産化に適さない。また、このような中空カプセルのいずれも、膜を超音波で破壊しようとして検討されたものではない。
【０００８】
本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、超音波で破壊できる具体的な構成のマイクロカプセル、その製法、及び普通紙に顕色剤とマイクロカプセルを塗布した記録紙を用いる新規な記録方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
先ず、本発明のマイクロカプセルは、ロイコ色素と、該ロイコ色素を溶解させた溶剤と、該溶剤内に混在する気泡と、上記ロイコ色素、上記溶剤、及び上記気泡を纏めて囲繞し所定の共振周波数の超音波によって破壊可能な保護外壁と、を有して構成される。上記保護外壁は、例えばイソシアネート成分からなる。
【００１０】
次に、本発明のマイクロカプセルの製造方法は、所定の共振周波数の超音波によって破壊可能な保護外壁を生成する壁材と、上記保護外壁にて囲繞されるべき少なくともロイコ色素と該ロイコ色素を溶解させる所定の沸点を有する第１の溶剤と該第１の溶剤より低沸点の第２の溶剤からなる芯物質と、上記壁材を界面重合させつつ又はその後に、上記第１の溶剤よりも低沸点の上記第２の溶剤を揮発させて外気と入れ替える工程を有し、上記保護外壁内に液体相と気体相とを内包させるように構成される。上記保護外壁は、例えばイソシアネート成分からなる。
【００１１】
更に、本発明のマイクロカプセルの製造方法は、所定の共振周波数の超音波によって破壊可能な保護外壁で内部を囲繞されたマイクロカプセルの製造方法であって、ロイコ色素と、該ロイコ色素を溶解させる所定の沸点を有する第１の溶剤と、該第１の溶剤よりも低沸点の第２の溶剤と、イソシアネート成分と、を含有する疎水性液体を調整する調整工程と、該調整された疎水性液体を保護コロイド水溶液に乳化分散して乳化分散液を生成する生成工程と、該乳化分散液への多価アミンの混合および又は加温により上記第１の溶剤よりも低沸点の第２の溶剤を揮発させる揮発工程と、上記調整工程、上記生成工程、及び上記揮発工程を経て形成されたカプセル粒子を濾過し洗浄し乾燥する工程と、により上記保護外壁内に液体相と気体相とを内包させるように構成される。
【００１２】
続いて、本発明の自己発色性記録シートは、支持体と、該支持体上に形成された請求項１記載のマイクロカプセルのロイコ色素と反応してロイコ色素を発色させる顕色剤層と、該顕色剤層上に形成された請求項１記載のマイクロカプセルの層と、を備えて構成される。
【００１３】
次に、本発明の画像形成方法は、請求項７記載の自己発色性記録シートを供給し、この自己発色性記録シート上に画像情報に応じた所定の共振周波数の超音波を照射し、該超音波により上記自己発色性記録シート上の上記マイクロカプセルの保護外壁を破壊させて発色させるように構成される。
【００１４】
そして、本発明の画像形成装置は、請求項７記載の自己発色性記録シートを供給する供給手段と、上記自己発色性記録シート上に画像情報に応じた所定の共振周波数の超音波を照射して該超音波により上記自己発色性記録シート上のマイクロカプセルの保護外壁を破壊させる超音波照射手段と、を備えて構成される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、液相と気相が混在する構造により発色反応を瞬時に行うことのできるマイクロカプセルの具体的な構成とその製法を提供することが可能となる。
また、顕色剤とマイクロカプセルを塗布することにより普通紙で構成された自己発色性記録シートを容易に製造することが可能となる。
【００１６】
また、この自己発色性記録シートを用いて超音波照射により１工程でフルカラーの発色を行う新規な記録方法を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１におけるマイクロカプセルの製造方法を説明する実施例１〜３の工程を示す図表である。
【００１８】
図２(a),(b) は、上記のマイクロカプセルの製造工程中において生成される油滴粒と最終的に形成されるマイクロカプセルを、それぞれ模式的に示す図である。
これらの図１及び図２(a),(b) を用いて本発明の実施形態１としてのマイクロカプセルの製造方法を以下に説明する。尚、以下、マイクロカプセルのことを、ロイコ色素カプセルともいう。
【００１９】
先ず、実施例１として、予めクリスタルバイオレットラクトン（山本化成製ロイコ色素ＣＶＬ）５部を、高沸点溶媒となるフェニルキシリルエタン（沸点２９５〜３０５℃、日本石油化学製ＳＡＳ−２９６）９５部に加温下で溶解して、発色材としてのロイコ色素オイルを作製する。
【００２０】
次に、このロイコ色素オイル１５ｇと、気泡剤として中沸点溶剤のｐ−キシレン（沸点１３８℃）１５ｇと、壁材としてヘキサメチレンジイソシアネート（日本ポリウレタン工業製コロネートＨＸ）１４ｇと、更に同じく壁材としてジフェニルメタン−４，４−ジイソシアネート（日本ポリウレタン工業製ミリオネートＭＲ−２００）１ｇとを撹拌して均一に混合させ、芯物質の混合油液を作製する。
【００２１】
続いて、ポリビニルアルコール（重合度１７００、けん化度８８％、クラレ製ＰＶＡ２１７）１．５ｇを水１５０ｇに溶解させた分散安定剤を作製する。
そして、この分散安定剤に上記の芯物質混合油液を滴下しながら、ホモジナイザー（homogenizer:乳剤機、ＩＫＡ社製ウルトラ・タラックスＴ２５ベーシック ）により、上記の芯物質混合油滴が１０μｍになるように撹拌する。これにより１０μｍφの芯物質混合油滴のＯ／Ｗ（Oil/Water）のエマルジョンが作製される。
【００２２】
次に、このＯ／Ｗエマルジョンを通常の羽付撹拌装置で撹拌しながら、壁反応剤としてのテトラエチレンペンタミン１．５％水溶液を滴下していく。この滴下が終了したならば、５０℃の水槽で温度を保ち、撹拌を続けて３時間反応させる。
これにより、芯物質混合油滴との界面で、上記の壁材と壁反応剤による界面重合反応が行われ、保護外壁としての粒径１０μｍφのカプセル壁が生成される。こうして得られた粒径１０μｍマイクロカプセルは、光学顕微鏡で観察したところ球状で芯が液体のマイクロカプセルとなった。
【００２３】
この後、最終処理として、デカンテーション（decantation：固形物を沈降させた後上澄み液だけを流し去る操作 ）により水とマイクロカプセルを分離して水を捨て、洗浄する作業を繰り返した。そして洗浄後、減圧乾燥を行うことによって、マイクロカプセル粉末を得た。
【００２４】
ところで、上記の製法では、カプセル内に気泡剤を含んでいるが気泡は出来ない。ところが、後処理を行うことによって内部に気泡を形成することができる。また、図１の工程図の右側２列の欄に示すように、素材や使用量を変更することによって、カプセル径の異なるロイコ色素カプセルを製造することもできる。これを実施例２及び３で説明する。
【００２５】
実施例２では、図１に示すように、この場合も予め発色材として、ロイコ色素を７％の割合で高沸点溶媒のジイソプロピルナフタレン異性体（沸点２９０〜３００℃、クレハ製ＫＭＣ−１１３）に溶かしたロイコ色素オイル８ｇを作製する。
次に、このロイコ色素オイル８ｇと、気泡剤として低沸点溶剤のｐ−キシレン（沸点１３８℃）２０ｇと、壁材としてトリレンジイソシアネート／トリメチロールプロパン附加物（日本ポリウレタン工業製コロネートＬ）１４ｇと、を撹拌して均一に混合させ、芯物質の混合油液を作製する。
【００２６】
続いて、この場合は、ポリビニルアルコール（重合度１７００、けん化度８８％、クラレ製ＰＶＡ２１７）１．４ｇを水２５０ｇに溶解させた分散安定剤を作製する。
そして、この分散安定剤に上記の芯物質混合油液を滴下しながら、ホモジナイザーにより、上記の芯物質混合油滴が１５μｍになるように撹拌する。これにより１５μｍφの芯物質混合油滴のＯ／Ｗエマルジョンが作製される。
【００２７】
次に、このＯ／Ｗエマルジョンを通常の羽付撹拌装置で撹拌しながら、壁反応剤としてのジエチレントリアミン３．０％水溶液を滴下していく。この滴下が終了したならば、６０℃の水槽で温度を保ち、撹拌を続けて３時間反応させる。
これにより、この場合も、芯物質混合油滴との界面で、上記の壁材と壁反応剤による界面重合反応が行われ、保護外壁としての直径１５μｍφのカプセル壁が生成される。この場合も、こうして得られた粒径１５μｍマイクロカプセルは、光学顕微鏡で観察したところ球状で芯が液体のマイクロカプセルとなっていることが判明した。
【００２８】
この後、最終処理として、デカンテーションにより水とマイクロカプセルを分離し、洗浄を繰り返し、この洗浄後に減圧乾燥を行ってマイクロカプセル粉末を得て、更に常圧の１００℃で４８時間の乾燥を行った。
このようにして得られたマイクロカプセル粉末を光学顕微鏡にて観察したところ、カプセルにつぶれがなく、ほぼ球状のマイクロカプセルであって、芯に気泡を含有しているウレタン・ウレア膜材のマイクロカプセルが得られていることが確認できた。
【００２９】
図２(a) は、界面重合反応によって生成されたカプセル壁（保護外壁）と、中沸点の気泡剤が揮発する様子を説明する図である。同図(a) に示すように、分散油滴１は、ロイコ色素と高沸点溶媒からなるロイコ色素オイルと壁剤とが混合された永久芯物質２と、中沸点の気泡剤からなる一時芯物質３とからなり、周囲を取り囲む分散安定剤４に滴下混合された壁反応剤５との界面重合反応によりカプセル壁（保護外壁）６が形成されつつある。
【００３０】
そして、上述したように、マイクロカプセル粉末の個々のロイコ色素カプセルとして常圧の１００℃で４８時間の乾燥により、同図(a) の矢印ａで示すように一時芯物質３の中沸点の気泡剤がカプセル壁６の外に揮発して外部の空気と入れ替わる。
これにより、図２(b) に示すように、カプセル壁（保護外壁）６に囲繞された液体相のロイコ色素オイル８と、揮発した一時芯物質３と入れ替わった気体相の外気９とを含むロイコ色素カプセル７が完成する。
【００３１】
尚、実施例１においても、マイクロカプセル粉末として取り出した後、常圧の１００℃で適宜の時間乾燥することにより、マイクロカプセル内に液体相と混在する気体相を形成することができる。
更に、実施例３では、図１に示すように、予め発色材として、ロイコ色素を１０％の割合で高沸点溶媒のフェニルキシリルエタン（沸点２９５〜３０５℃、日本石油化学製ＳＡＳ−２９６）に溶かしたロイコ色素オイル１ｇを作製する。
【００３２】
次に、このロイコ色素オイル１ｇと、気泡剤として中沸点溶剤のｎ−デカン（沸点１７４℃）３．６ｇと、同じく気泡剤として低沸点溶剤の酢酸エチル（沸点７７．１℃）３．６ｇと、壁材としてトリレンジイソシアネート／トリメチロールプロパン附加物（日本ポリウレタン工業製コロネートＬ）３ｇと、を撹拌して均一に混合させ、芯物質の混合油液を作製する。
【００３３】
続いて、ポリビニルアルコール（重合度１７００、けん化度８８％、クラレ製ＰＶＡ２１７）１．４ｇを水２５０ｇに溶解させた分散安定剤を作製する。
そして、この分散安定剤に上記の芯物質混合油液を滴下しながら、ホモジナイザーにより、上記の芯物質混合油滴が２０μｍになるように撹拌する。これにより２０μｍφの芯物質混合油滴のＯ／Ｗエマルジョンが作製される。
【００３４】
次に、このＯ／Ｗエマルジョンを通常の羽付撹拌装置で撹拌しながら、壁反応剤としてのジエチレントリアミン３．０％水溶液を滴下していく。この滴下が終了したならば、この場合も、６０℃の水槽で温度を保ち、撹拌を続けて３時間反応させる。
これにより、この場合も、芯物質混合油滴との界面で、上記の壁材と壁反応剤による界面重合反応が行われ、保護外壁としての直径２０μｍφのカプセル壁が生成される。この場合も、こうして得られた粒径２０μｍマイクロカプセルは、光学顕微鏡で観察したところ球状で芯が液体のマイクロカプセルとなっていることが判明した。
【００３５】
この後、最終処理として、デカンテーションにより水とマイクロカプセルを分離し、洗浄を繰り返し、この洗浄後に減圧乾燥を行ってマイクロカプセル粉末を得て、更に常圧の１００℃で４８時間の乾燥を行った。
このようにして得られたマイクロカプセル粉末を光学顕微鏡にて観察したところ、この場合も、カプセルにつぶれがなく、ほぼ球状のマイクロカプセルであって、芯に気泡を含有しているウレタン・ウレア膜材のマイクロカプセルが得られていることが確認できた。
【００３６】
すなわち、この場合も、カプセル壁（保護外壁）に囲繞された、液体相のロイコ色素オイルと、揮発した低・中沸点溶剤とが入れ替わった気体相の外気とを含んだロイコ色素カプセルが得られた。
（実施形態２）
続いて、本発明の実施形態２としての自己発色性記録シートについて説明する。
【００３７】
図３は、実施形態２としての自己発色性記録シートの構成を示す図である。同図に示すように、自己発色性記録シート１０は、支持体としての普通紙１１の上に、ロイコ色素カプセル７のロイコ色素と反応してロイコ色素を発色させる顕色剤層１２と、この顕色剤層１２の上に形成されたロイコ色素カプセル７を含むカプセル層１３とで構成される。
【００３８】
上記の顕色剤相２は、以下のようにして形成される。
先ず、顕色剤（三光化学製Ｒ−０５４）１０ｇ、ポリビニルアルコール（重合度１７００，ケン化度９８％）の１０％水溶液３ｇ、水２２ｇ、をサンドグライディングミルで分散させて顕色剤懸濁液を調整する。
【００３９】
尚、上記の顕色剤Ｒ−０５４の詳しい組成は「３，５−ジ・α−メチルベンジル・サリチル酸亜鉛塩８５％、スチレン・α−メチルスチレン共重合物１５％」である。
次に、上記の顕色剤懸濁液２０ｇ、軟質炭酸カルシウム２０ｇ、澱粉１．６ｇ、ラテックス（日本エイアンドエル製ＳＮ−３１２）１．６ｇ、水３２．５ｇを混合させて、顕色剤塗布液を調整する。
【００４０】
そして、この顕色剤塗布液を、バーコータ（bar-coater）によって上質紙（図３に示す普通紙１１）に乾燥後の塗布量が約５ｇ／ｍ^2になるように塗布して乾燥させる。これにより、図３に示す顕色剤層１２が形成される。
次に、上記のカプセル層１３は、以下のようにして形成される。
【００４１】
先ず、図２(b) に示す直径１０μｍのロイコ色素カプセル７を水に混合し、固形分１０％のロイコ色素カプセル分散液を作製する。この口イコ色素カプセル分散液を１０ｇ、澱粉４ｇ、ラテックス（日本エイアンドエルＳＮ３１２）２ｇ、水１０ｇを混合させて、ロイコ色素カプセル塗布液を作製する。
【００４２】
次に、このロイコ色素カプセル塗布液を、上記の上質紙上に塗布して乾燥させた顕色剤層１２の上に、バーコータにより、乾燥後の塗布量が約５ｇ／ｍ^2になるように塗布して乾燥させる。これにより、図３に示すカプセル層１３が形成され、自己発色性記録シート１０が出来上がる。
【００４３】
この自己発色性記録シート１０に、２ＭＨｚの超音波を選択的に照射したところ、照射箇所は青く発色し、未照射部分は白色のままであった。
尚、ロイコ色素と顕色剤は、反応すれば白色（無彩色）から有彩色に発色する。ただしロイコ色素を固体のまま使用すると発色反応が微小な点でのみ起きる。しかし、本例ではロイコ色素をオイルに溶解することによってカプセル全体で反応させるとともに、反応が瞬時に行われて発色するようにしている。
【００４４】
（実施形態３）
続いて、本発明の実施形態３としての画像形成装置について説明する。
図４は、本発明の実施形態３としての画像形成装置の構成を示す図である。同図に示すように画像形成装置１５は、外部上面に排紙トレー１６を形成され、内部下面に給紙カセット１７が着脱自在に収容されている。給紙カセット１７には、多枚数の図３に示した自己発色性記録シート１０が載置・収容されている。
【００４５】
給紙カセット１７の給紙口（図の右端部）上方には、給紙コロ１８が配置され、この給紙コロ１８の一回転毎に、給紙カセット１７から自己発色性記録シート１０が取り出されて用紙搬送路１９の始端部（図では下端部）に給送される。
用紙搬送路１９は、ほぼ垂直に上方に延設されており終端部（図では上端部）は横に屈曲して、排紙トレー１６の上方に開口する排紙口２１に連通する。この用紙搬送路１９に沿って始端から終端まで、２対の給紙ローラ対２２、プラテンローラ２３、このプラテンローラ２３に対向して配置され、支持部材２４に支持された超音波ラインヘッド２５、搬出ローラ対２６、排紙ローラ対２７が順次配設されている。
【００４６】
そして、給紙カセット１７の後部（図の左方部）上方に、所定枚数の回路基板を装着可能な電装部２８が配設されている。電装部２８に配設される回路基板には複数の電子部品からなる制御部２９と、電源部３１が搭載されている。
上記用紙搬送路１９に給送された自己発色性記録シート１０は、２対の給紙ローラ対２２に搬送を引き継がれて上方へ搬送され、プラテンローラ２３と超音波ラインヘッド２５との対向部において、超音波ラインヘッド２５から画像情報に応じた所定の周波数の超音波を選択的に照射される。
【００４７】
これにより、自己発色性記録シート１０において、カプセル層１３のロイコ色素カプセル７のカプセル壁（保護外壁）６が、所定の周波数に対応して選択的に破壊され、内部のロイコ色素が顕色剤層１２の顕色剤と反応してそれぞれの色を発色する。
このようにしてフルカラーの画像を形成された自己発色性記録シート１０は、搬出ローラ対２６、排紙ローラ対２７へと順次搬送を引き継がれて、排紙口２１から排紙トレー１６上に画像形成面を下向きにして排出される。
【００４８】
図５は、上記の超音波ラインヘッド２５の外観斜視図である。同図に示す超音波ラインヘッド２５は、その長手方向が主走査方向であり、短手方向が副走査方向である。そして主走査方向に後述する超音波素子が形成されている。以下、これについて具体的に説明する。
【００４９】
図６(a) は、超音波ラインヘッド２５の上面図であり、同図(b) は後述する個別印加電極の上面図、同図(c) は同図(b) のＤ−Ｄ´矢視断面図、同図(d) は同図(c) のＥ−Ｅ´矢視断面図である。本例で説明した超音波ラインヘッド２５は、同図(c),(d) に示すように、担持体３１内に５層の部材を積層して構成され、最下層（第５層）には共通電極（アース）３３−５が配設され、第４層には圧電素子である超音波素子３３−４が配設され、第３層には主走査方向に短冊状に並んだ個別印加電極３３−３が配設され、第２層には超音波素子３３−４と超音波伝搬媒体との音響インピーダンスの差を軽減する為の音響インピーダンス整合層３３−２が配設され、更に第１層には音響レンズ３３−１が配設されている。
【００５０】
超音波素子３３−４には個別印加電極３３−３と共通電極（アース）３３−５が接続され、個別印加電極３３−３にはそれぞれ個別配線３３−３−１が接続されて、前述の超音波出力信号が供給される。超音波素子３３−４は上記信号が印加されると歪みを生じ、所定の周波数で超音波振動が励起される。
【００５１】
超音波素子３３−４で励起された超音波振動は音響インピーダンス整合層３３−２を通して音響レンズ３３−１で屈折され、指定位置（指定距離）に集束する。尚、音響インピーダンス整合層３３−２は上記のように、超音波素子３３−４と超音波伝搬媒体との音響インピーダンスの差を軽減する機能を有している。
【００５２】
ここで、上記指定位置に画素サイズの超音波ビームを集束させる為には超音波素子３３−４を微細なサイズに加工することが困難であることと前述のロイコ色素カプセル７のカプセル壁（保護外壁）６を破壊する為に必要な音圧を１個の超音波素子３３−４で得ることが困難であることから、主走査方向及び副走査方向に複数からなる超音波素子３３−４の超音波ビームを集束させることによって指定位置に画素サイズの超音波ビームを集束させるようにする。
【００５３】
図７は、上記超音波素子３３−４の配設構成の一部を拡大してその作用とともに示す図である。同図は、例えば６個の超音波素子３３−４を「１」〜「６」までの番号を付して拡大して示している。同図に示すように、互いに隣り合う超音波素子３３−４は間隔ｄを有して配設されており、同時にｍ個の超音波素子３３−４を時間遅延させながら駆動する。
【００５４】
例えば、同図に示すＡ点について考えると、同時にｍ個（例えば奇数の５個）の超音波素子３３−４（「１」〜「５」）を時間遅延させて５個の超音波素子３３−４の中心（Ａ点）に強力な超音波をあてる。例えば、「１」の超音波素子３３−４とＡ点の距離、「２」の超音波素子３３−４とＡ点の距離、「３」の超音波素子３３−４とＡ点の距離は少しづつ異なり、この距離差と超音波の伝搬速度から各超音波素子３３−４の出力タイミングをずらし、所定のタイミングで超音波出力を行う。このように制御することにより、同時にＡ点に強力な超音波を照射することができる。
【００５５】
また、上記Ａ点に限らず超音波素子３３−４からの超音波出力のタイミングを調整することによって、超音波素子３３−４の配設ピッチより狭い位置（例えば、１/２ｄの位置、Ｂ点）に複数の超音波素子３３−４から出力された超音波ビームを集束させることもできる。すなわち、同時にｍ個（例えば偶数の６個）の超音波素子３３−４（「１」〜「６」）を時間遅延させて６個の超音波素子３３−４の中心（Ｂ点）に強力な超音波をあてる。これを順次Ａ→Ｂ方向に繰り返すことによって、自己発色性記録シート１０のカプセル層１３のロイコ色素カプセル７への破壊力をＡ→Ｂ方向に移動させることができる。
【００５６】
このとき、本例のロイコ色素カプセルのように、マイクロカプセル内に気泡を入れることによって、カプセル全体が超音波で選択的に破壊されやすくなることが判明している。
図８は、ロイコ色素カプセル７の気泡半径別振幅と周波数依存性を示す図である。同図は、マゼンタ、シアン、イエローにそれぞれ発色するロイコ色素カプセル７（７ｍ、７ｃ、７ｙ）の半径の変化率を色別毎に異ならせた時の共振周波数を表したものであり、横軸に超音波の共振周波数をＨｚで示し、縦軸にロイコ色素カプセル７の振幅（ΔＲ/Ｒo）を示している。
【００５７】
また、同図には、イエロー（Ｙ）に発色するロイコ色素カプセル７ｙに照射する共振周波数をｆ−ｙで示し、マゼンタ（Ｍ）に発色するロイコ色素カプセル７ｍに照射する共振周波数をｆ−ｍで示し、シアン（Ｃ）に発色するロイコ色素カプセル７ｃに照射する共振周波数をｆ−ｃで示している。
【００５８】
実験によれば、ロイコ色素カプセル７の最大振幅が５０％以上膨張すると、カプセル壁６に亀裂が生じることが確認された。したがって、同図に示すように、膨張率が６０％を超える周波数（共振周波数）を持つ超音波を照射することによって、所望のロイコ色素カプセル７のカプセル壁６を破壊し、ロイコ色素と顕色剤を混合反応させて、所望の色を発色させることができる。
【００５９】
図１に示した実施例１〜３において、ロイコ色素カプセル７の径を１０μｍ、１５μｍ及び２０μｍとそれぞれ異ならせているのは、それぞれに、マゼンタ、シアン、イエローに発色するロイコ色素オイルを封入するためである。
これによって、３種類のロイコ色素カプセル７（７ｍ、７ｃ、７ｙ）を作製し、これらを均一に混合したロイコ色素カプセル塗布液を作製し、これよって顕色剤層１２上に３種類のロイコ色素カプセル７が均一に混合して塗布された自己発色性記録シート１０を作製することができる。
【００６０】
そして、この自己発色性記録シート１０に、上記のように画像情報に応じた共振周波数の超音波を画素位置毎に選択的に照射すれば、１工程で画像情報に応じたフルカラーの画像を自己発色性記録シート１０上に形成することができる。
このように本発明は、種々の実験と検討の結果として、カプセル壁にイソシアネート（ポリウレタン）系の素材を採用し、カプセル内部に発色材と気体を封入すべく第１と第２の溶剤を用い、界面重合によりカプセル壁を顕現化させると共に第２の溶剤を揮発させて液体相と気体相の混在した超音波破壊に最適な構成のマイクロカプセルを実現したものである。
【００６１】
尚、ロイコ色素、溶剤、壁材については他にも多数の種類があり、図１の構成に限定するものではない。例えば、壁材については、多価イソシアネートモノマーあるいは多価イソシアネートプレポリマーを含む疎水性液体を多価アミンもしくは多価アルコールなどの多価ヒドロキシ化合物等の活性水素を有する化合物を含有する親水性液体中に分散させて両液体の界面でポリウレアあるいはポリウレタンの樹脂膜を生成する方法がよく知られており、工業的にも用いられている。
【００６２】
これに用いられる多価イソシアネートとして脂肪族多価イソシアネートがあり、代表的には、トリメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシァネート、プロピレン−１，２−ジイソシアネート、ブチレン−１，２−ジイソシアネート、エチリジンジイソシアネート、シクロへキシレン−１，２−ジイソシアネート、シクロへキシレン−１，４−ジイソシアネート等や、エチレンジイソネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等の三量体構造の化合物を挙げることができる。三量体積造としては、ビューレット型やイソシアヌレート型が知られている。
【００６３】
また、多価イソシアネートとして芳香族多価イソシアネートもよく知られており、代表的化合物としてトリフェニルジメチレンイソシアネート、テトラフェニルトリメチレンテトライソシアネート、フェニレンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネート等が挙げられる。
【００６４】
脂肪族多価イソシアネートと反応して皮膜（カプセル壁）を形成する活性水素を有する化合物として、多価アミン類では、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、トリエチレンテトラミン、ジエチレントリアミンエポキシ樹脂のアミン付加物等が挙げられる。
【００６５】
多価アルコール類としては、エチレングリコール、１，３−プロピレングリコール、１，４−ブチレングリコール、１，５−ペンタンジオール、１，１，１−トリメテロールプロパン、ヘキサントリオール、ベンタエリスリトール、グリセリン、ソルビトール等が挙げられる。
【００６６】
また、上記の実施形態では、フルカラーの発色について説明したが、例えば黒のように単色の発色のみで良い場合は、ロイコ色素の方をそのまま用紙上に塗布し、顕色剤の方をカプセル化して、ロイコ色素を塗布した上に顕色剤のカプセル層を形成するようにしても良い。この場合も、超音波ラインヘッドの駆動方法は全く同様である。
【００６７】
また、ロイコ色素、顕色剤ともにカプセル化して、これらを混合して紙の上に塗布しても良い。このようにすれば塗布作業は１回で済むので能率が良い。
また、マイクロカプセル粉末を、顕色剤溶液中に懸濁化させて、液体インクを作ることもできる。これは、モノカラー、フルカラーのいずれにも適用でき、フルカラーの場合は、ただ１種類のインクで多色の画像を形成するインクジェット方式の画像形成装置を構成することができる。
【００６８】
また、大径のマイクロカプセル内において、３種類（又はブラック発色用を含めて４種類）のロイコ色素カプセルを、各色毎のロイコ色素の総量が同一になるように顕色剤溶液中に混在させて構成するようにしてもよい。この大径のマイクロカプセルをトナーとして用いると、電子写真方式でトナーの配置現像を行い、超音波ラインヘッドで発色現像を行うことによって、ただ１種類のトナーで多色の画像を形成する電子写真式の画像形成装置を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の実施形態１におけるマイクロカプセルの製造方法を説明する実施例１〜３の工程を示す図表である。
【図２】(a),(b) は本発明の実施形態１におけるマイクロカプセル製造工程中において生成される油滴粒と最終的に形成されるマイクロカプセルをそれぞれ模式的に示す図である。
【図３】本発明の実施形態２としての自己発色性記録シートの構成を示す図である。
【図４】本発明の実施形態３としての画像形成装置の構成を示す図である。
【図５】超音波ラインヘッドの外観斜視図である。
【図６】(a) は超音波ラインヘッドの上面図、(b) は個別印加電極の上面図、(c) は(b) のＤ−Ｄ´矢視断面図、(d) は(c) のＥ−Ｅ´矢視断面図である。
【図７】超音波素子の配設構成の一部を拡大してその作用とともに示す図である。
【図８】ロイコ色素カプセルの気泡半径別振幅と周波数依存性を示す図である。
【符号の説明】
【００７０】
１      分散油滴
２      永久芯物質
３      一時芯物質
４      分散安定剤
５      壁反応剤
６      カプセル壁（保護外壁）
７      ロイコ色素カプセル
８      ロイコ色素オイル
９      外気
１０    自己発色性記録シート
１１    普通紙
１２    顕色剤層
１３    カプセル層
１５    画像形成装置
１６    排紙トレー
１７    給紙カセット
１８    給紙コロ
１９    用紙搬送路
２１    排紙口
２２    給紙ローラ対
２３    プラテンローラ
２４    支持部材
２５    超音波ラインヘッド
２６    搬出ローラ対
２７    排紙ローラ対
２８    電装部
２９    制御部
３１    電源部
３２    担持体
３３−１  音響レンズ
３３−２  音響インピーダンス整合層
３３−３  個別印加電極
３３−３−１  個別配線
３３−４  超音波素子
３３−５  共通電極（アース）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2005144892.tif 000008
【図７】
2005144892.tif 000009
【図８】
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