(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御電位の作用によって、シートに対する画像の表示及び消去が可能なリライタブルシートに於いて、
前記シートに、外部から加えられる制御因子により粘度変化を示す分散媒体と、その分散媒体中において電位の印加により電極に対して反発または吸着される帯電粒子とを内包した多数の透明なマイクロカプセルが分散されており、
前記マイクロカプセルには、泳動特性及び着色の異なる２種類の帯電粒子が内包されており、
前記帯電粒子の色の組み合わせ、及び、前記分散媒体の粘度変化が異なる複数の種類の前記マイクロカプセルを備えたことを特徴とするリライタブルシート。
【請求項２】
制御電位の作用によって、シートに対する画像の表示及び消去が可能なリライタブルシートに於いて、
前記シートに、外部から加えられる制御因子により粘度変化を示す分散媒体と、その分散媒体中において電位の印加により電極に対して反発または吸着される帯電粒子とを内包した多数の透明なマイクロカプセルが分散されており、
前記マイクロカプセルに内包された前記帯電粒子は、白色であって隠蔽性に優れたものが用いられ、
前記分散媒体は、着色剤により着色されたものであって、
前記分散媒体の色、及び、前記分散媒体の粘度変化が異なる複数の種類の前記マイクロカプセルを備えたことを特徴とするリライタブルシート。
【請求項３】
制御電位の作用によって、シートに対する画像の表示及び消去が可能なリライタブルシートに於いて、
前記シートに、外部から加えられる制御因子により粘度変化を示す分散媒体と、その分散媒体中において電位の印加により電極に対して反発または吸着される帯電粒子とを内包した多数の透明なマイクロカプセルが分散されており、
前記マイクロカプセルには、着色された帯電粒子と白色の帯電粒子とが内包されており、
また、前記マイクロカプセル内の前記分散媒体は、冷却固化の際に結晶化して光散乱により白色光を散乱し、
前記着色された帯電粒子の色、及び、前記分散媒体の粘度変化が異なる複数の種類の前記マイクロカプセルを備えたことを特徴とするリライタブルシート。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、制御電位の作用によって、シートに対する画像の表示及び消去が可能なリライタブルシートに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、被記録媒体への書き込みと、消去の繰り返しが可能なリライタブルシートには、特公平３−３５６７３号公報等に記載されるようなサーモクロミック方式や、電界の印加によりシート内の構成材料の化学構造が変化することを利用したエレクトロクロミック方式や、特開平１−１４５６３７号公報等に記載されているように、磁性粒子と分散媒体とをマイクロカプセル内に封入して、これを支持体に塗布したもの等が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの方式はいずれも下記のような問題点を有している。即ち、例えば、前記サーモクロミック方式の場合は、熱を加える速度と、冷却する速度とで、その透過率を制御して画像形成するため、印字速度に限界がある。また、前記エレクトロクロミック方式の場合は、化学反応を利用しているため、現段階では繰り返し使用における安定性に欠けるものである。さらに、磁性粒子を利用したものの場合は、分散媒体と磁性粒子の比重差が大きいため、時間の経過と共に、粒子が沈降し文字の模様を長時間にわたって保持できない欠点を有している。
【０００４】
然るに、本発明は、前記従来の問題点を解決するためになされたものであり、画像の書き換えを迅速に行うことができると共に、少ない電力で帯電粒子を駆動することができるリライタブルシートを提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
【０００７】
【０００８】
前記目的を達成するために、本発明の請求項１に記載のリライタブルシートは、制御電位の作用によって、シートに対する画像の表示及び消去が可能なリライタブルシートであって、前記シートに、外部から加えられる制御因子により粘度変化を示す分散媒体と、その分散媒体中において電位の印加により電極に対して反発または吸着される帯電粒子とを内包した多数の透明なマイクロカプセルが分散されており、前記マイクロカプセルには、泳動特性及び着色の異なる２種類の帯電粒子が内包されており、前記帯電粒子の色の組み合わせ、及び、前記分散媒体の粘度変化が異なる複数の種類の前記マイクロカプセルを備えたことを特徴とする。従って、前記マイクロカプセルに内包される帯電粒子が、泳動特性及び着色の異なる２種類の粒子の組み合わせであるため、フルカラーの画像を形成することができる。また、粒子の組み合わせにより、分散媒体の粘度変化が異なるため、効率よくフルカラー画像を形成することができ、しかも、一旦形成した画像を長期間に亘って保持することができる。
【０００９】
また、請求項２に記載のリライタブルシートは、制御電位の作用によって、シートに対する画像の表示及び消去が可能なリライタブルシートであって、前記シートに、外部から加えられる制御因子により粘度変化を示す分散媒体と、その分散媒体中において電位の印加により電極に対して反発または吸着される帯電粒子とを内包した多数の透明なマイクロカプセルが分散されており、前記マイクロカプセルに内包された前記帯電粒子は、白色であって隠蔽性に優れたものが用いられ、前記分散媒体は、着色剤により着色されたものであって、前記分散媒体の色、及び、前記分散媒体の粘度変化が異なる複数の種類の前記マイクロカプセルを備えたことを特徴とする。従って、前記マイクロカプセルに内包された分散媒体が着色剤により着色され、白い帯電粒子がマイクロカプセル内を泳動することにより、カラー画像を形成することができる。また、前記分散媒体は、着色された色毎に粘度変化が異なるため、効率よくフルカラー画像を形成することができ、しかも、一旦形成した画像を長期間に亘って保持することができる。
【００１０】
【００１１】
また、請求項３に記載のリライタブルシートは、制御電位の作用によって、シートに対する画像の表示及び消去が可能なリライタブルシートであって、前記シートに、外部から加えられる制御因子により粘度変化を示す分散媒体と、その分散媒体中において電位の印加により電極に対して反発または吸着される帯電粒子とを内包した多数の透明なマイクロカプセルが分散されており、前記マイクロカプセルには、着色された帯電粒子と白色の帯電粒子とが内包されており、また、前記マイクロカプセル内の前記分散媒体は、冷却固化の際に結晶化して光散乱により白色光を散乱し、前記着色された帯電粒子の色、及び、前記分散媒体の粘度変化が異なる複数の種類の前記マイクロカプセルを備えたことを特徴とする。従って、前記マイクロカプセルに内包される分散媒体が、常温において冷却固化する際に、結晶化し、光散乱により白色光を散乱することによって、着色された帯電粒子を隠蔽、または露出させることができるため、鮮明なカラー画像を形成することができる。そして、共存する前記帯電粒子の色毎に、分散粒子の粘度変化が異なるため、効率よくフルカラー画像を形成することができ、しかも、一旦形成した画像を長期間に亘って保持することができる。
【００１２】
【００１３】
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明のリライタブルシートを具体化した実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【００１５】
先ず、図１から図６を参照にしながら本実施の形態のリライタブルシートについて説明する。
【００１６】
図１から図３は、マイクロカプセル６を分散させたリライタブルシート８の断面図である。
【００１７】
図１において、マイクロカプセル６中には、色及び帯電の異なる帯電粒子２ｙ、２ｍ、２ｃ、２ｂ、２ｗと、温度により粘度が変化する分散媒体としてのワックス４ｙ、４ｍ、４ｃ、４ｂとが内包されている。ここで、yellow、magenta、cyan、blackに着色された帯電粒子２ｙ、２ｍ、２ｃ、２ｂは、カプセル中で正に帯電し、白色に着色された帯電粒子２ｗは、負に帯電している。
【００１８】
図２に示されるマイクロカプセル６中には、負に帯電している白色帯電粒子２ｗと、温度により粘度が変化する着色ワックス４ｙ、４ｍ、４ｃ、４ｂとが内包されている。
【００１９】
図３に示されるマイクロカプセル６中には、正帯電の着色帯電粒子２ｙ、２ｍ、２ｃ、２ｂと、温度により粘度が変化し、常温に於いて冷却固化する際には、結晶化してその反射色が白色になるワックス４ｙ、４ｍ、４ｃ、４ｂが内包されている。
【００２０】
次に、本実施の形態のマイクロカプセル６の製造方法の概略を説明する。
【００２１】
マイクロカプセル化の手段としては、既に当業界において公知の技術となっている方法で作製することが可能である。例えば、米国特許第２８００４５７号、同第２８００４５８号各明細書等に示されるような水溶液からの相分離法、特公昭３８−１９５７４号、同昭４２−４４６号、同昭４２−７７１号各公報等に示されるような界面重合法、特公昭３６−９１６８号、特開昭５１−９０７９号各公報等に示されるモノマーの重合によるインサイチュ（ｉｎ−ｓｉｔｕ）法、英国特許第９５２８０７号、同第９６５０７４号各明細書に示される融解分散冷却法等があるが、これに限定されるものではない。
【００２２】
また、マイクロカプセル６の外壁部の形成材料としては、前記カプセル製造方法にて外壁部が作製可能であれば、無機物質でも、有機物質でもよいが、光を十分に透過させるような材質が好ましい。具体例としては、ゼラチン、アラビアゴム、デンプン、アルギン酸ソーダ、ポリビニルアルコール、ポリエチレン、ポリアミド、ポリエステル、ポリウレタン、ポリユリア、ポリウレタン、ポリスチレン、ニトロセルロース、エチルセルロース、メチルセルロース、メラミン−ホルムアルデヒド樹脂、尿素−ホルムアルデヒド樹脂等、及びこれらの共重合物等が挙げられる。
【００２３】
一般に、分散系に使用される液体分散媒体には、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、脂環式炭化水素、ハロゲン化炭化水素、各種エステル類、アルコール系溶媒、またはその他の種々の油等を単独、または適宜混合したものに、乳化剤、界面活性剤等を適宜添加したものを使用しても良いのであるが、加熱により粘度を容易に変化させることができるワックスが最も好ましい。
【００２４】
前記ワックスとしては、ポリアルキレン或いは天然系のワックスを混合することができ、その具体的な例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、カルナバワックス、キャンデリラワックス、ライスワックス、アミド系ワックス、ケトン系ワックス等、様々な種類が挙げられるが、これらの中でも２０ｃｐｓから４０ｃｐｓの範囲における、温度に対する粘度曲線が鋭敏に変化する比較的分子量の揃っているものが好ましい。
【００２５】
また、帯電粒子としては、周知のコロイド粒子、種々の有機・無機質顔料、染料、金属粉、ガラス、重合粒子あるいは樹脂等の微粉末等が使用されている。
【００２６】
さらに、粒子や分散媒体の着色剤としては、種々の染料を使用することができる。
【００２７】
次に、図４において、前記リライタブルシート８に対して画像の書き込み、あるいは、消去を行う画像形成装置１６を示す。この画像形成装置１６は、少なくとも、前記リライタブルシート８のワックス４を加熱溶融するための加熱手段としてのヒートローラ１０と、画像形成に際して帯電粒子２の泳動を制御するための電位を印加する制御電極１２ｙ、１２ｍ、１２ｃ、１２ｂと、その制御電極１２ｙ、１２ｍ、１２ｃ、１２ｂに対向する背面電極１４と、図示されないシート搬送機構と、それらを関連制御する制御回路とから構成されている。前記ヒートローラ１０は、前記リライタブルシート８の搬送を兼ねると共に、加熱源としてのヒータ（図示せず）を内蔵し、しかも、加熱温度を適宜調節することができるようになっている。各制御電極１２は、前記リライタブルシート８の搬送方向に対し直角方向に列をなして多数配置されている。
【００２８】
なお、前記マイクロカプセル６に内包されているワックス４ｙ、４ｍ、４ｃ、４ｂは、温度の変化に対して、図５に示されるような粘度曲線を描くようになっている。これらのワックス４及び帯電粒子２を使用して、図１に示されるマイクロカプセル６を製造し、これらのマイクロカプセル６をシート状の媒体に固着させリライタブルシート８している。
【００２９】
以下に、前記のように構成されたリライタブルシート８を画像形成装置１６を用いて、画像形成する作用を説明する。
【００３０】
先ず、リライタブルシート８は、約１５０℃に保たれたヒートローラ１０によって加熱され、そのヒートローラ１０の矢印方向（図４参照）への回転により搬送される。ヒートローラ１０を通過する際に、マイクロカプセル６中では、各ワックス４はそれぞれの融点以上に加熱されるため２０ｃｐｓ以下の粘度に溶解し、帯電粒子２は、固形時のワックス４の束縛から解放された状態となる。
【００３１】
そして、リライタブルシート８は、各ワックス４が２０ｃｐｓ以下の状態を保ったまま、図示されないシート搬送機構とヒートローラ１０とにより、制御電極１２ｙに送られる。ここで、図示されない制御回路により、多数存在する制御電極１２ｙの各々にyellow表示を必要とする部分に、−１００Ｖ／mmの電位差が印加され、表示を必要としない部分には＋１００Ｖ／mmの電位差が、リライタブルシート８の搬送に伴って逐次印加される。リライタブルシート８のマイクロカプセル６内の帯電粒子２ｙ、２ｍ、２ｃ、２ｂは、色調の如何を問わず、電極１２ｙにおいて、−１００Ｖ／mmの電位が印加されている部分では、制御電極１２ｙ側に移動し、画像が可視化され、＋１００Ｖ／mmの電位が印加されている部分では、アースに接続された背面電極１４側に移動し、帯電粒子２ｗがシートの表面に現れ白色表示となり、或る像を形成した状態で、次の制御電極１２ｍにに対応する位置に搬送される。
【００３２】
リライタブルシート８の搬送速度は高精度に最適化されている。リライタブルシート８中に配置されたマイクロカプセル６は、制御電極１２ｙから制御電極１２ｍに移動する間に、ワックス４ｙの粘度が、冷却により４０ｃｐｓ以上となり、その他のワックス４ｍ、４ｃ、４ｂの粘度が、２０ｃｐｓ以下となり、この状態で制御電極１２ｍに搬送される。ここで、制御電極１２ｙの場合と同様に、制御電極１２ｍにも図示されない制御回路により、多数存在する制御電極１２ｍの各々に適当な極性の電位が印加される。しかし、yellowを表示するマイクロカプセル６は、内包するワックス４ｙが４０ｃｐｓ以上になっているため帯電粒子２ｙの泳動が起きない。そのため、yellowの表示を制御するカプセルは制御電極１２ｍで電界を印加されても、制御電極１２ｙで形成された画像を変化させることはない。つまり、制御電極１２ｍの作用に対し、yellowを除く３色を制御するカプセル内の帯電粒子２ｍ、２ｃ、２ｂが泳動を行う。
【００３３】
また、この現像空間が加熱手段により、或る一定の温度に保たれている場合、ワックス４の冷却速度が、外気温等の周囲の雰囲気に作用されないため、画像出力の制御がさらに容易になり、画像形成の高速化も可能となる。
【００３４】
以下同様にして、制御電極１２ｃを通過する際には、ワックス４ｍの粘度が４０ｃｐｓ以上になり、yellow、magentaの表示を制御するカプセルの色は変化せず、cyan、blackの表示を制御するカプセル内で帯電粒子２ｃ、２ｂの泳動が行われ、制御電極１２ｂを通過する際には、ワックス４ｃの粘度が４０ｃｐｓ以上になり、blackの表示を制御するカプセル内でのみ粒子２ｂの泳動が行われる。
【００３５】
以上説明したように、リライタブルシート８のマイクロカプセル６が、各制御電極１２ｙ、１２ｍ１２ｃ、１２ｂを通過するにつれて、yellow、magenta、cyan、blackの順番で画像形成され、フルカラーの表示を行うことが可能となる。
【００３６】
また、予め、リライタブルシート８上に画像が形成されていても、ヒートローラ１０でワックス４を加熱、溶解させ、帯電粒子２を泳動可能な状態とし、各制御電極１２により、帯電粒子２の位置を制御することによって、新たな書き換え、消去が可能となる。
【００３７】
図２及び図３に示されるマイクロカプセル６を、リライタブルシート８に採用した場合についても同様に、各制御電極間１２で、順次一つの色の表示を制御するカプセル内のワックス４の溶融粘度を４０ｃｐｓ以上とすることによって、各色毎に画像形成し、最終的にフルカラーの画像を形成することができる。
【００３８】
例えば、図２に示されるリライタブルシート８を、図４の画像形成装置にて画像形成する際には、リライタブルシート８のマイクロカプセル６では１５０℃に保たれたヒートローラ１０により、各ワックス４はそれぞれの融点以上に加熱されるため、２０ｃｐｓ以下の粘度に溶解し、帯電粒子２はワックス４の束縛から解放された状態となる。
【００３９】
この状態で制御電極１２ｙに送られた各マイクロカプセル６中では、多数存在する制御電極１２ｙにおいて、＋１００Ｖ／mmの電位が印加された電極１２に白色粒子２ｗが引き寄せられ、−１００Ｖ／mmの電位が印加された部分にはワックスの反射色が現れる。
【００４０】
リライタブルシート８の搬送速度は高精度に最適化されており、シート中に配置されたマイクロカプセル６が、制御電極１２ｙから次の制御電極１２ｍに移動する間に、ワックス４ｙの粘度は冷却により４０ｃｐｓ以上となり、その他のワックス４ｍ、４ｃ、４ｂは、２０ｃｐｓ以下の状態で制御電極１２ｍに搬送される。
【００４１】
以下に、ワックス４ｍ、４ｃ、４ｂの順序でそれぞれのワックスは４０ｃｐｓ以上に冷却固化され、図１に示されるリライタブルシート８の時と同様に画像形成される。
【００４２】
図３に示されるリライタブルシート８に於いても、図２に示されるリライタブルシート８の印加制御電位の極性が異なることを除けば、同様の原理により画像形成することが可能である。
【００４３】
【発明の効果】
【００４４】
【００４５】
【００４６】
以上説明したように、請求項１に記載のリライタブルシートによれば、特に、前記マイクロカプセルに内包された前記帯電粒子が、泳動特性及び着色の異なる２種類の粒子の組み合わせからなり、これら各種の組み合わせ粒子と共存する前記分散媒体が、外部から加えられる制御因子により、それぞれ異なる粘度変化を示すものであるので、マイクロカプセルに内包される帯電粒子が、泳動特性及び着色の異なる２種類の粒子の組み合わせであることに基づき、フルカラーの画像を形成することができる。また、粒子の組み合わせにより、分散媒体の粘度変化が異なるため、効率よくフルカラー画像を形成することができ、しかも、一旦形成した画像を長期間に亘って保持することができる。
【００４７】
また、請求項２に記載のリライタブルシートによれば、特に、前記マイクロカプセルに内包された前記帯電粒子として、白色であって隠蔽性に優れたものが用いられ、前記分散媒体として、着色剤により着色されたものであって、外部から加えられる制御因子により各色毎に異なる粘度変化を示すものであるので、前記マイクロカプセルに内包された分散媒体が着色剤により着色され、白い帯電粒子がマイクロカプセル内を泳動することにより、カラー画像を容易に形成することができる。また、前記分散媒体は、着色された色毎に粘度変化が異なるため、効率よくフルカラー画像を形成することができ、しかも、一旦形成した画像を長期間に亘って保持することができる。
【００４８】
【００４９】
また、請求項３に記載のリライタブルシートによれば、特に、マイクロカプセルに、着色された帯電粒子と白色の帯電粒子とが内包されており、また、前記マイクロカプセル内の前記分散媒体が、外部から加えられる制御因子により、共存する帯電粒子の色に応じて異なる粘度変化を示すものが用いられると共に、それぞれ冷却固化の際に結晶化して光散乱により白色光を散乱するように構成されているので、前記マイクロカプセルに内包される分散媒体が、常温において冷却固化する際に、結晶化し、光散乱により白色光を散乱することによって、着色された帯電粒子を隠蔽、または露出させることができ、鮮明なカラー画像を形成することができる。そして、共存する前記帯電粒子の色毎に、分散粒子の粘度変化が異なるため、効率よくフルカラー画像を形成することができ、しかも、一旦形成した画像を長期間に亘って保持することができる。
【００５０】
【００５１】
【図面の簡単な説明】
【図１】  本実施の形態のリライタブルシートの断面図である。
【図２】  本実施の形態のリライタブルシートの断面図である。
【図３】  本実施の形態のリライタブルシートの断面図である。
【図４】  本実施の形態の画像書き込み装置の構成を模式的に示す図である。
【図５】  本実施の形態のリライタブルシートのマイクロカプセルに封入されている各ワックスの温度に対する溶融粘度を示した粘度曲線である。
【符号の説明】
２  粒子
４  ワックス
６  マイクロカプセル
８  リライタブルシート
１０  ヒートローラ
１６  画像形成装置
【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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