JP2002107771A

JP2002107771A - 画像表示媒体および画像形成装置

Info

Publication number: JP2002107771A
Application number: JP2000300961A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Yamamoto; 保夫山本; Chisato Urano; 千里浦野; Yoshihiro Inaba; 義弘稲葉; Takeshi Matsunaga; 健松永; Yoshinori Machida; 義則町田; Kiyoshi Shigehiro; 清重廣
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2000-09-29
Filing date: 2000-09-29
Publication date: 2002-04-10
Also published as: US20020060293A1; US6950084B2

Abstract

(57)【要約】【課題】長期にわたって繰り返し書き換えても画像濃
度の変化が小さく、また濃度均一性の変化が小さく、安
定した濃度コントラストの画像表示を提供することがで
きる画像表示媒体、および画像形成装置を提供するこ
と。【解決手段】対向配置された一対の基板８，１８と、
該一対の基板８，１８間の空隙に封入された少なくとも
２種類以上の粒子２２，２４からなる粒子群と、からな
り、該２種類以上の粒子２２，２４が、そのうちの少な
くとも１種類が正に、他の少なくとも１種類が負に帯電
し得る性質を有し、かつ、前記正負に帯電し得る粒子が
相互に異なる色である画像表示媒体であって、前記正負
に帯電し得る粒子２２，２４の一方もしくは双方の粒子
に、帯電制御剤が内添されていることを特徴とする画像
表示媒体、およびこれを用いた画像形成装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、粒子を用いた、繰
り返し書き換えが可能な画像表示媒体、および画像形成
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、繰り返し書き換えが可能な画
像表示媒体として、ＴｗｉｓｔｉｎｇＢａｌｌＤｉｓ
ｐｌａｙ（２色塗り分け粒子回転表示）、電気泳動、磁
気泳動、サーマルリライタブル媒体、メモリ性を有する
液晶などの表示技術が提案されている。前記表示技術
は、画像のメモリ性には優れるが、表示面を紙のような
白色表示とすることができず、濃度コントラストが低い
という問題があった。

【０００３】一方、上記のような問題を解決するトナー
を用いた表示技術として、導電性着色トナーと白色粒子
とを対向する電極基板間に封入し、非表示側の電極基板
の内側表面に設けた電荷輸送層を介して導電性着色トナ
ーへ電荷を注入し、電荷注入された導電性着色トナー
が、非表示側の電極基板に対向して位置する表示側の電
極基板へ、両電極基板間に与えられた電界により移動
し、表示側の電極基板内側へ付着して、導電性着色トナ
ーと白色粒子とのコントラストにより画像表示する表示
技術が提案されている（ＪａｐａｎＨａｒｄｃｏｐ
ｙ’９９論文集、ｐ．２４９〜２５２）。本表示技術
は、画像表示媒体が全て固体で構成されており、白と黒
（色）の表示を原理的に１００％切り替えることができ
る点で優れている。しかし、上記技術では、非表示基板
の電極内側表面に設けた電荷輸送層に接しない導電性着
色トナーや、他の導電性着色トナーから孤立している導
電性着色トナーが存在し、これらの導電性着色トナー
は、電荷が注入されないことから電界によって移動せ
ず、ランダムに両電極基板間に存在するため、濃度コン
トラストが低くなってしまうという問題がある

【０００４】本発明者らは、粒子を用いた濃度コントラ
ストに優れる画像表示媒体として、一対の基板と、印加
された電界により前記基板間を移動可能に前記基板の間
に封入されると共に、色及び帯電特性が異なる複数種類
の粒子群と、を含む画像表示媒体を提案している（特願
２０００−１６５１３８号）。この提案によれば、高い
白色度と濃度コントラストが得られる。この提案におけ
る粒子の構成は、初期において白色濃度、黒色濃度およ
び濃度コントラストに優れるが、長期にわたって繰り返
し書き換えを行ったときに、画像濃度が低下して濃度コ
ントラストが低下したり、画像の均一性が低下して画像
むらを生じたりすることがあった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従って本発明は、上記
問題点を解決し、長期にわたって繰り返し書き換えても
画像濃度の変化が小さく、また濃度均一性の変化が小さ
く、安定した濃度コントラストの画像表示を提供するこ
とができる画像表示媒体、および画像形成装置を提供す
ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】鋭意研究の結果、上記問
題点は、粒子相互の摩擦帯電による、帯電量の不安定化
が原因であることが判明した。そして、粒子相互の摩擦
帯電による帯電量を安定化させるためには、粒子に帯電
制御剤を内添することが有効であることを見出し、本発
明に想到するに至った。すなわち本発明は、対向配置さ
れた一対の基板と、該一対の基板間の空隙に封入された
少なくとも２種類以上の粒子からなる粒子群と、からな
り、該２種類以上の粒子が、そのうちの少なくとも１種
類が正に、他の少なくとも１種類が負に帯電し得る性質
を有し、かつ、前記正負に帯電し得る粒子が相互に異な
る色である画像表示媒体であって、前記正負に帯電し得
る粒子の一方もしくは双方の粒子に、帯電制御剤が内添
されていることを特徴とする画像表示媒体である。

【０００７】上記正負に帯電し得る粒子は相互に色が異
なり、少なくとも一方の粒子には帯電制御剤が内添され
ている。両粒子の色が異なることにより、一方の粒子群
からなる画像部位と、他方の粒子群からなる画像部位と
の間に、コントラストが得られる。また、少なくとも一
方の粒子に帯電制御剤を内添させることにより、該粒子
の帯電量が、当該粒子に含まれる他の組成成分（色材、
樹脂等）の影響をほとんど受けずに、帯電制御剤の種
類、添加濃度で制御され、粒子表面外側に帯電制御を行
う物質を付着させたものに比べ、この付着帯電物質の他
粒子表面への移行が伴わないため、帯電制御剤が前記粒
子表面に移行してしまうこともなく、長期にわたって繰
り返し書き換えても画像濃度の変化が小さく、また濃度
均一性の変化が小さく、安定した濃度コントラストの画
像表示を提供することが可能となる。

【０００８】本発明において、前記２種類以上の粒子の
うちの少なくとも１種類が、他の少なくとも１種類の粒
子との摩擦帯電により荷電し、帯電列において相互に極
性側に帯電する特性を有する。ここで帯電調整剤は、適
度な帯電量と、安定した帯電維持性と、良好な流動性と
を、それを含む粒子群に与えるので、一対の基板間に与
えられる電界により、該粒子群が基板内側表面に強固に
付着することなく、繰り返し一対の基板間を移動するこ
とができる。画像信号に応じて電界を加えることによ
り、粒子群が極性に応じて分離して反対方向の基板上へ
移動し、基板上に異なる色のコントラストからなる画像
を表示させることができる。また、電界が消失しても基
板表面へ移動した粒子群は影像力、あるいは鏡像力とフ
ァンデルワールス力とによりその場に留まり、画像を保
持できる。経時後、再び電界を加えると粒子群は再び移
動することができる。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。

【０００９】本発明の画像表示媒体においては、前記帯
電制御剤が、無色、低着色力、または、含まれる粒子全
体の色と同系色であることが望ましい。また、前記正負
に帯電し得る粒子の一方が、白色であることが望まし
く、当該粒子が色材を含み、該色材が酸化チタンである
ことが望ましい。

【００１０】一方、本発明の画像形成装置は、上記本発
明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、前記一対の基板間に、画像に応じた電界を発生させ
る電界発生手段を備えたことを特徴とする

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。［本発明の作用機構］まず、本発明の作用機構について
説明する。対向配置された一対の基板間の空隙に封入さ
れる少なくとも２種類以上の粒子は、所定量の割合で攪
拌用の容器中に混合され攪拌される。この機械的な攪拌
混合の過程で各粒子間および粒子と容器内壁との間で摩
擦帯電がなされて、各粒子は帯電すると考えられる。そ
の後、混合された粒子は所定の体積充填率になるように
前記一対の基板間の空隙に封入される。封入された粒子
は、前記一対の基板間に印加される直流電圧の極性切
替、あるいは交流電圧の印加により、電界に従って基板
間を往復する（イニシャライズ工程）。このイニシャラ
イズ工程における過程においても、各粒子は粒子間およ
び粒子と基板表面層との間で、衝突して摩擦帯電すると
考えられる。また、このイニシャライズ工程により、所
望の摩擦帯電量を得ることができる。

【００１２】上記摩擦帯電により、前記粒子のうち少な
くとも１種類が正に（以下、正に帯電する粒子を第１の
粒子と称する。）、他の少なくとも１種類が負に（以
下、負に帯電する粒子を第２の粒子と称する。）、それ
ぞれ帯電し、第１の粒子と第２の粒子との間のクーロン
引力により、粒子間付着し凝集しようとするが、このイ
ニシャライズ工程の最後に印加された電界の方向に従っ
て各粒子は分離して、それぞれ一方の基板に付着する。

【００１３】次に、画像信号に応じて電界を印加するこ
とにより、第１の粒子および第２の粒子が電界に従って
分離・移動してそれぞれ異なる基板に付着する。すなわ
ち、外部から印加される電界により、荷電された個々の
粒子に働く静電気力が、各粒子間のクーロン力や、粒子
と基板表面との間の影像力、あるいは接触電位差による
力よりも勝れば、各粒子は分離してそれぞれ反対側の基
板へ移動し付着すると考えられる。

【００１４】基板表面に付着した粒子は、基板表面との
間に生じる鏡像力やファンデルワールス力により基板表
面に付着固定されると考えられる。ここで、各粒子の帯
電性が高い場合は、粒子間の凝集力が高くなり分離し難
くなる。さらに帯電性の高い粒子は、基板表面との付着
性が高くなり印加された電界で移動せず基板表面に固着
する確率が高まる。帯電性の高い凝集粒子を分離した場
合には、局所的に放電が生じるおそれもあり、各粒子の
帯電性が不安定になると考えられる。

【００１５】一方、粒子の帯電性が低く、第１の粒子と
第２の粒子との間にほとんど帯電性の差がない場合に
は、各粒子は外部電界による静電気力ではほとんど分離
せずに、ゆるく凝集した状態を保つ。以上説明したこと
から、異なる極性の粒子が外部電界により分離するため
には、各粒子が適当な帯電量を有し、また、逆極性帯電
性粒子が少ないという摩擦帯電特性を持つことが重要で
あることがわかる。

【００１６】次に、電界の極性を切替えて繰り返し粒子
の移動を行った場合、各粒子間の摩擦や粒子と基板表面
との間の摩擦により、粒子の帯電性が増大して、粒子間
凝集が発生したり、粒子が基板表面層に固着して分離で
きなくなる現象がみられる場合がある。このとき、画像
むらを生じた粒子群の帯電量は高い値から低い値までブ
ロードになっている。従って、初期の動作状態を保つに
は、粒子の帯電特性の変化が小さいことが重要であると
考えられる。

【００１７】帯電制御する手法として、粒子表面に無機
酸化物微粒子や、樹脂微粒子等の微粒子を存在させて、
制御する方法があるが、第１の粒子と第２の粒子との衝
突や、こすれにより、前記微粒子の相手側粒子（第１の
粒子または第２の粒子）への移行、および／または、透
明電極基板への移行による帯電量の低下、粉体流動性の
変化による表示コントラストの低下等の問題が引き起こ
される。このような、第１の粒子や第２の粒子の表面と
微粒子との位置関係の変化を回避することは、第１の粒
子および第２の粒子の帯電性の維持や、流動性の維持に
重要である。

【００１８】本発明においては、第１の粒子および第２
の粒子の少なくとも一方に帯電制御剤を内添することに
より、上記問題点を解決している。即ち、少なくとも一
方の粒子に帯電制御剤を内添させることにより、該粒子
の帯電量が、当該粒子に含まれる他の組成成分（色材、
樹脂等）の影響をほとんど受けずに、帯電制御剤の種
類、添加濃度で制御され、粒子表面外側に帯電制御を行
う物質を付着させたものに比べ、この付着帯電物質の他
粒子表面への移行が伴わないため、帯電制御剤が前記粒
子表面に移行してしまうこともなく、長期にわたって繰
り返し書き換えても画像濃度の変化が小さく、また濃度
均一性の変化が小さく、安定した濃度コントラストの画
像表示を提供することが可能となった。

【００１９】なお、上記説明においては、正に帯電する
第１の粒子と、負に帯電する第２の粒子とが、それぞれ
１種類ずつであることを前提とした表現を用いたが、両
者はそれぞれ１種類のみであっても２種類以上であって
も問題なく、２種類以上の場合においても、上記と同様
の作用機構により本発明の効果が発揮される。

【００２０】［本発明における粒子の構成］本発明にお
ける粒子は、少なくとも、色材、帯電制御剤、および樹
脂から構成される。ただし、色材が帯電制御剤を兼ねる
構成であってもよい。本発明において使用される色材と
しては、以下のものが挙げられる。

【００２１】黒色系の色材としては、カーボンブラッ
ク、チタンブラック、磁性粉、その他、オイルブラッ
ク、有機、無機系の染・顔料系の黒色材が挙げられる。
白色系の色材としては、ルチル型酸化チタン、アナター
ゼ型酸化チタン、亜鉛華、鉛白、硫化亜鉛、酸化アルミ
ニウム、酸化珪素、酸化ジルコニウム等の白顔料が挙げ
られる。

【００２２】その他、有彩色の色材としては、フタロシ
アニン系、キナクリドン系、アゾ系、縮合系、不溶性レ
ーキ顔料、無機酸化物系の染顔料を挙げることができ
る。具体的には、アニリンブルー、カルコイルブルー、
クロムイエロー、ウルトラマリンブルー、デユポンオイ
ルレッド、キノリンイエロー、メチレンブルークロリ
ド、フタロシアニンブルー、マラカイトグリーンオキサ
レート、ランプブラック、ローズベンガル、Ｃ．Ｉ．ピ
グメント・レッド４８：１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッ
ド１２２、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド５７：１、Ｃ．
Ｉ．ピグメント・イエロー９７、Ｃ．Ｉ．ピグメント・
イエロー１８０、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー１８
５、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー１５：１、Ｃ．Ｉ．ピ
グメント・ブルー１５：３等を代表的なものとして例示
することができる。

【００２３】本発明における前記正負に帯電し得る粒子
の一方は、白色であること、言い換えれば、本発明にお
ける前記正負に帯電し得る粒子の一方における色材とし
ては、白色系の色材であることが好ましい。一方の粒子
を白色にすることにより、他方の粒子の着色力、濃度コ
ントラストを向上することができる。このとき、一方の
粒子を白色にするための色材としては、酸化チタンが好
ましい。色材に酸化チタンを使用することにより、可視
光の波長の範囲において、隠蔽力を高くでき、より一層
濃度コントラストを向上させることができる

【００２４】帯電制御剤を兼ねる色材の構造としては、
電子吸引基あるいは電子供与基をもつもの、金属錯体等
のものを挙げることができる。その具体例としては、
Ｃ．Ｉ．ピグメント・バイオレット１、Ｃ．Ｉ．ピグメ
ント・バイオレット３、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブラック
１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・バイオレット２３等を挙げる
ことができる。色材の添加量は、色材の比重を１とした
とき、粒子全体に対し１〜６０質量％の範囲とすること
が好ましく、５〜３０質量％の範囲とすることがより好
ましい。

【００２５】本発明に特徴的な帯電制御剤は、本発明に
おける粒子に添加することで、摩擦によりトナー表面に
正もしくは負の電荷を発生し得るとともに、帯電量の大
きさ、電荷発生のスピード、帯電維持性、粒子の帯電分
布の均一化を制御する薬剤である。当該帯電制御剤の一
般的な化学構造としては、正帯電については電子供与性
のあるものや、４級アンモニウム塩構造のもの等が挙げ
られ、負帯電については電子吸引性基のあるものや、有
機金属錯体の構造のものが挙げられる。

【００２６】帯電制御剤としては、電子写真用トナー材
料に使用される公知のものが使用でき、例えば、セチル
ピリジルクロライド、ＢＯＮＴＲＯＮＰ−５１、ＢＯ
ＮＴＲＯＮＰ−５３、ＢＯＮＴＲＯＮＥ−８４、Ｂ
ＯＮＴＲＯＮＥ−８１（以上、オリエント化学工業社
製）等の第４級アンモニウム塩、サリチル酸系金属錯
体、フェノール系縮合物、テトラフェニル系化合物、酸
化金属微粒子、各種カップリング剤により表面処理され
た酸化金属微粒子を挙げることができる。

【００２７】本発明における２種類以上の粒子において
は、そのうちの少なくとも１種類が正に、他の少なくと
も１種類が負に帯電し得る性質を有するように調整する
必要がある。異なる種類の粒子が衝突したり、摩擦され
たりすることで帯電するときには、両者の帯電列の位置
関係により、一方が正に、他方が負にそれぞれ帯電す
る。本発明においては、前記帯電制御剤を適宜選択する
ことにより、この帯電列の位置を適切に調整することが
できる。

【００２８】本発明に用いられる前記帯電制御剤として
は、無色、低着色力、または、含まれる粒子全体の色と
同系色であることが望ましい。無色、低着色力、また
は、含まれる粒子全体の色と同系色（つまりは、粒子に
含まれる色材の色と同系色）の帯電制御剤を使用するこ
とにより、選択される粒子の色相へのインパクトを、低
減することができる。

【００２９】ここで「無色」とは、色彩を有しないこと
を意味し、「低着色力」とは、含まれる粒子全体の色彩
に与える影響が小さいことを意味する。また、「含まれ
る粒子全体の色と同系色」とは、それ自身色相を有する
ものの、含まれる粒子全体の色と同色ないし近似した色
相であり、結果として含まれる粒子全体の色彩に与える
影響が小さいものであることを意味し、例えば白色顔料
を色材として含有する粒子において、白色の帯電制御剤
等は、「含まれる粒子全体の色と同系色」の範疇に含ま
れる。いずれにしても、帯電制御剤の色としては、「無
色」、「低着色力」、「含まれる粒子全体の色と同系
色」にかかわらず、それが含まれる粒子の色が、所望の
色となるようなものであればよい。

【００３０】本発明に用いられる前記帯電制御剤の粒子
中における分散単位の大きさとしては、体積平均粒径で
５μｍ以下のものが用いられ、１μｍ以下のものである
ことが好ましい。また、粒子中において相溶状態で存在
していてもよい。本発明における帯電制御剤を含む粒子
において、当該帯電制御剤添加量としては、粒子全体に
対し０．１〜１０質量％の範囲とすることが好ましく、
０．５〜５質量％とすることがより好ましい。

【００３１】本発明における粒子には、帯電制御剤を含
む粒子であるか否かにかかわらず、さらに抵抗調整剤が
含有されることが好ましい。抵抗調整剤を使用すること
により、相互粒子間の電荷交換を早くすることが可能と
なり、装置の早期安定化を達成することが可能となる。
ここで抵抗調整剤とは、導電性の微粉末のことを意味
し、特に電荷の交換や電荷の漏洩を適度に生じる導電性
の微粉末であることが好ましい。抵抗調整剤を共存させ
ることにより、長期にわたる粒子間摩擦や粒子−基板表
面間摩擦による粒子の荷電量の増大、いわゆるチャージ
アップを回避することが可能となる。

【００３２】かかる抵抗調整剤としては、体積抵抗率が
１×１０⁶Ωｃｍ以下、好ましくは１×１０⁴Ωｃｍ以下
の無機微粉末を挙げることができる。具体的には、例え
ば、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化鉄、各種導電性酸化物で
コートされた微粒子（例えば、酸化スズコートされた酸
化チタン等）などを挙げることができる。本発明におい
て抵抗調整剤としては、無色、低着色力、または、含ま
れる粒子全体の色と同系色のものであることが好まし
い。これらの用語の意義については、帯電制御剤のとこ
ろで説明したものと同様である。抵抗調整剤の添加量と
しては、粒子の色を妨げない範囲であれば問題なく、具
体的には粒子全体に対して０．１質量％〜１０質量％程
度とすることが好ましい。

【００３３】本発明における粒子を構成する樹脂として
は、ポリオレフィン、ポリスチレン、アクリル樹脂、ポ
リアクリロニトリル、ポリビニルアセテート、ポリビニ
ルアルコール、塩化ビニル、ポリビニルブチラール、等
のポリビニル系樹脂；塩化ビニル−酢酸ビニル共重合
体；スチレン−アクリル酸共重合体；オルガノシロキサ
ン結合からなるストレートシリコン樹脂およびその変性
体；ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニル、
ポリフッ化ビニリデンのようなフッ素樹脂；ポリエステ
ル、ポリウレタン、ポリカーボネート；アミノ樹脂；エ
ポキシ樹脂等が挙げられる。これらは単独で使用しても
よいし、複数の樹脂を混合して使用してもよい。これら
樹脂は、架橋させていてもよい。さらに前記粒子には、
従来電子写真のトナー用の主要成分として知られる公知
の結着樹脂を、問題なく用いることができる。特に架橋
成分を含んだ樹脂を用いることが好ましい。

【００３４】本発明における前記正負に帯電し得る２色
（例えば、白色粒子および青色等の有彩色粒子）の粒子
の粒度としては、双方の粒子の粒子径、並びに分布をほ
ぼ同等にすることが好ましい。双方の粒子の粒子径、並
びに分布をほぼ同等にすることで、大粒径粒子が小粒径
粒子に囲まれるといういわゆる２成分現像剤のような付
着状態が回避されるので、高い白色濃度および有彩色濃
度が得られる。両者の粒径に大小の開きがあると、小粒
径粒子が大粒径粒子の周囲に付着して、大粒径粒子本来
の色濃度を下げることにつながるため好ましくない。

【００３５】また、色のコントラストは、２色の粒子の
混合比によっても変化するため、粒子径がほぼ同等であ
る場合には、２色の粒子の個数が同等もしくは近傍にな
る混合比率とすることが望ましい。２色の粒子の個数が
大きくずれると、比率の多い粒子の色が強くなる。但
し、同色で濃い色調の表示と淡い色調の表示でコントラ
ストを付けたい場合や、２種類の色の粒子が混合して作
り出される色で表示したい場合はこの限りではない。本
発明における粒子の粒径としては、一概には言えない
が、良好な画像を得るためには、１〜１００μｍ程度が
好ましく、３〜３０μｍ程度がより好ましく、これらの
分布状態としては、特に単分散であることが好ましい。

【００３６】本発明における粒子の形状としては、真球
に近いものであることが望ましい。真球に近い粒子とす
れば、粒子相互間の接触はほぼ点接触となり、また、粒
子と基板の内側表面との接触もほぼ点接触となり、粒子
相互間および粒子と基板内側表面とのファンデルワール
ス力に基づく付着力が小さくなる。従って、基板内側表
面が誘電体であっても、電界により帯電粒子が基板内を
円滑に移動できると考えられる。

【００３７】本発明における粒子の製法としては、電子
写真用トナーの製造方法として公知の、懸濁重合、乳化
重合、分散重合等の湿式製法や、従来からの粉砕分級法
が挙げられる。湿式製法により得られる粒子は、球状粒
子であるが、粉砕分級法により得られる粒子は、不定形
粒子となるため、この場合、これら粒子の形状を揃える
為に、熱処理を施すことが望ましい。

【００３８】［本発明における基板の構成］本発明にお
ける基板は、対向配置された一対のものであり、該一対
の基板間の空隙には前記粒子が封入される。本発明にお
いて基板とは、導電性を有する板状体（導電性基板）で
あり、画像表示媒体としての機能を持たせるためには、
一対の基板のうち少なくとも一方が透明な透明導電性基
板であることが必要となる。このとき、当該透明導電性
基板が表示基板となる。

【００３９】本発明で使用する導電性基板としては、基
板自体が導電性であっても、絶縁性の支持体表面を導電
化処理したものであってもよく、また、結晶であるか非
晶質であるかは問わない。基板自体が導電性である導電
性基板としては、アルミニウム、ステンレススチール、
ニッケル、クロム等の金属及びその合金結晶、Ｓｉ，Ｇ
ａＡｓ，ＧａＰ，ＧａＮ，ＳｉＣ，ＺｎＯなどの半導体
を挙げることができる。

【００４０】絶縁性の支持体としては、高分子フィル
ム、ガラス、石英、セラミック等を挙げることができ
る。絶縁性の支持体の導電化処理は、上記基板自体が導
電性である導電性基板の具体例で挙げた金属又は金、
銀、銅等を、蒸着法、スパッター法、イオンプレーティ
ング法などにより成膜して行うことができる。

【００４１】透明導電性基板としては、絶縁性の透明支
持体の片面に透明電極が形成された導電性基板、または
それ自体導電性を有する透明支持体が用いられる。それ
自体導電性を有する透明支持体としては、ＩＴＯ、酸化
亜鉛、酸化錫、酸化鉛、酸化インジウム、ヨウ化銅等の
透明導電性材料を挙げることができる。

【００４２】絶縁性の透明支持体としては、ガラス、石
英、サファイア、ＭｇＯ，ＬｉＦ，ＣａＦ₂等の透明な
無機材料、また、弗素樹脂、ポリエステル、ポリカーボ
ネート、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、
エポキシ等の透明な有機樹脂のフィルムまたは板状体、
さらにまた、オプチカルファイバー、セルフォック光学
プレート等が使用できる。

【００４３】上記透明支持体の片面に設ける透明電極と
しては、ＩＴＯ、酸化亜鉛、酸化錫、酸化鉛、酸化イン
ジウム、ヨウ化銅等の透明導電性材料を用い、蒸着、イ
オンプレーティング、スパッタリング等の方法により形
成したもの、あるいはＡｌ，Ｎｉ，Ａｕ等の金属を蒸着
やスパッタリングにより半透明になる程度に薄く形成し
たものが用いられる。

【００４４】これら基板において、対向する側の表面
は、前記粒子の帯電極性に影響を及ぼすので、適切な表
面状態の保護層を設けることも好ましい態様である。保
護層は、主に基板への接着性、透明性、および帯電列、
さらには低表面汚染性の観点から選択することができ
る。具体的な保護層の材料としては、例えばポリカーボ
ネート樹脂、ビニルシリコーン樹脂、フッ素基含有樹脂
等を挙げることができる。樹脂の選択は、使用する粒子
の主モノマーの構成、および、粒子との摩擦帯電の差が
小さいものが選択される。

【００４５】［本発明の画像形成装置の実施の形態］以
下、図面を参照して本発明の画像表示媒体を用いた、本
発明の画像形成装置の実施の形態について詳細に説明す
る。図１は、本実施の形態の画像形成装置の概略構成図
であり、図２は図１におけるＡ−Ａ断面図である。

【００４６】本実施の形態に係る画像形成装置は、図１
に示すように画像表示媒体１０、および電圧発生手段２
６を備える。画像表示媒体１０は、上記本発明の画像表
示媒体であり、表示基板８、青色粒子２２、白色粒子２
４、非表示基板１８、およびスペーサ２０から構成され
ている。表示基板８は、透明支持体２の片面に透明電極
４および保護層６が順次積層されて構成され、同様に非
表示基板１８は、支持体１２の片面に電極１４および保
護層１６が順次積層されて構成される。また、表示基板
８の透明電極４は電圧発生手段２６と接続されており、
非表示基板１８の電極１４は接地されている。

【００４７】次に、画像表示媒体１０の詳細について説
明する。画像表示媒体１０の外側を構成する透明支持体
２および透明電極４、並びに、支持体１２および電極１
４には、例えば、５０ｍｍ×５０ｍｍ×１．１ｍｍの透
明電極ＩＴＯ付き７０５９ガラス基板を使用する。な
お、非表示基板１８側の支持体１２および電極１４は、
必ずしも透明である必要はない。ガラス基板の粒子と接
する内側表面（透明電極４および電極１４の表面）に
は、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ−Ｚ）により、厚さ５
μｍでコートされ、保護層６および１６が形成されてい
る。

【００４８】スペーサ２０は、４０ｍｍ×４０ｍｍ×
０．３ｍｍのシリコーンゴムプレートの中央部を１５ｍ
ｍ×１５ｍｍの正方形に切り抜き２８を設けて、設置時
に空間が形成されように成形されたものである。この切
り抜き２８が設けられたシリコーンゴムプレートを、非
表示基板１８の電極１４および保護層１６が形成された
表面に設置することで、スペーサ２０が構成される。

【００４９】青色粒子２２および白色粒子２４からなる
混合粒子約１５ｍｇを、スペーサ２０の切り抜き２８に
より形成される空間に、スクリーンを通してふるい落と
す。その後、透明電極４および保護層６が形成された表
面が非表示基板１８と対向するように、スペーサ２０に
表示基板８を密着させ、両基板８，１８間をダブルクリ
ップで加圧保持して、スペーサ２０と両基板８，１８と
を密着させ、画像表示媒体１０を形成する。

【００５０】上記画像表示媒体１０の表示基板２の透明
電極４に、電圧発生手段２６によって直流電圧１５０Ｖ
を印加すると、非表示基板１８側にあった負極性に帯電
された白色粒子２４の一部が電界の作用により表示基板
８側へ移動し初め、直流電圧５００Ｖを印加すると表示
基板８側へ多くの白色粒子２４が移動して表示濃度はほ
ぼ飽和する。この時、正極性に帯電された青色粒子２２
は非表示基板１８側へ移動する。このあと、電圧発生手
段２６による印加電圧を０Ｖとしても、表示基板８に付
着した白色粒子２４は移動せず、表示濃度に変化はなか
った。

【００５１】以上、本発明の画像表示媒体を用いた、本
発明の画像形成装置について、実施の形態を挙げて説明
したが、本発明はかかる実施の形態の態様に限定される
ものではない。例えば、粒子の色としては、白色および
青色のものを例に挙げたが、種々の色の組み合わせを採
用することができ、既述の通り、一方が白色であること
が好ましい。また、各部材の大きさも単なる一例であ
り、様々な大きさのものが、その使用目的に応じて選択
される。

【００５２】なお、上記本発明の画像表示媒体は、その
構成からなる単位を一つのセルとして、複数のセルを平
面状に配置して（または、対向する基板間の間隙に、平
面状に分割してセルを構成し）、複数の画像表示媒体か
らなる画像形成装置とすることもできる。セルの数を縦
横所望の数とすることにより、所望の解像度の大画面の
画像形成装置を製造することができる。

【００５３】

【実施例】以下、実施例により本発明をより具体的に説
明する。以下の実施例および比較例においては、既述の
［本発明の画像形成装置の実施の形態］の項で説明した
図１および図２の構成の画像表示媒体ないし画像形成装
置を用い、白色粒子および青色粒子の構成を変えること
により、本発明の効果を確認することとした。このと
き、各部材の大きさ、材質等も既述の［本発明の画像形
成装置の実施の形態］の項で説明したものと同様とし
た。

【００５４】＜粒子の作製＞以下のようにして、白色粒
子および青色粒子をそれぞれ作製した。（白色粒子−１）ａ）分散液Ａの調製・スチレンモノマー：５３重量部・酸化チタン（タイペークＣＲ６３：石原産業社製）：
４５重量部・帯電制御剤（ＣＯＰＹＣＨＡＲＧＥＰＳＹＶＰ２
０３８：クラリアントジャパン（株）社製）：２重量
部上記組成からなる混合物について、１０ｍｍφのジルコ
ニアボールを使用したボールミル粉砕を２０時間実施
し、分散液Ａを得た。

【００５５】ｂ）炭カル分散液Ｂの調製・炭酸カルシウム：４０重量部・水：６０重量部上記組成からなる混合物について、分散液Ａの作製と同
様にボールミルにて微粉砕し、炭カル分散液Ｂを得た。

【００５６】ｃ）混合液Ｃの調製・２％セロゲン水溶液：４．３ｇ・炭カル分散液Ｂ８．５ｇ・２０％食塩水：５０ｇ上記組成からなる混合物について、超音波分散機で脱気
を１０分間行い、次いで乳化機で攪拌し、混合液Ｃを得
た。

【００５７】ｄ）粒子の作製分散液Ａ３５ｇ、ジビニルベンゼン１ｇ、および重合開
始剤ＡＩＢＮ（アゾイソブチロニトリル）：０．３５ｇ
を計り採り、充分混合し、超音波分散機で脱気を１０分
行った。これを前記混合液Ｃの中に入れ、乳化機で乳化
を実施した。次にこの乳化液を瓶に入れ、該瓶にシリコ
ーン詮をし、減圧脱気を充分行った後、窒素ガスを封入
した。そして、７０℃で１０時間反応させて、粒子を作
製した。冷却後、これを取り出し、過剰量の３ｍｏｌ／
ｌ塩酸で炭酸カルシウムを分解させた後、ろ過を行っ
た。その後、充分な蒸留水で洗浄し、目開き：２０μｍ
および２５μｍのナイロン篩を用い、２５μｍは透過し
２０μｍには透過せず残ったものを採取し、粒度を揃え
た。これを乾燥させ、体積平均粒子径２３μｍの白色粒
子―１を作製した。

【００５８】（青色粒子−１）（白色粒子−１）におい
て、「ａ）分散液Ａの調製」の工程を下記工程に差し換
え、得られた分散液Ａ’を用いて、（白色粒子−１）に
おけるその後の工程を行い、（青色粒子−１）を作製し
た。

【００５９】ａ）分散液Ａ’の調製・スチレンモノマー：８７重量部・青顔料（ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ１５：３、Ｓ
ＡＮＹＯＣＹＡＮＩＮＥＢＬＵＥＫＲＯ：山陽色
素株式会社）：１０重量部・帯電制御剤（ＢＯＮＴＲＯＮＥ−８４：オリエント
化学社製）：２重量部上記組成からなる混合物について、１０ｍｍφのジルコ
ニアボールを使用したボールミル粉砕を２０時間実施
し、分散液Ａ’を得た。

【００６０】（白色粒子−２）（白色粒子−１）におい
て、「ａ）分散液Ａの調製」の工程で帯電制御剤（ＣＯ
ＰＹＣＨＡＲＧＥＰＳＹＶＰ２０３８：クラリアン
トジャパン（株）社製）を用いず、その分（２重量部）
スチレンを多くしたことを除き、白色粒子−１と同様に
操作を行い、白色粒子−２を作製した。

【００６１】（青色粒子−２）（白色粒子−１）におい
て、「ａ）分散液Ａ’の調製」の工程で帯電制御剤（Ｃ
ＯＰＹＣＨＡＲＧＥＰＳＹＶＰ２０３８：クラリア
ントジャパン（株）社製）を用いず、その分（２重量
部）スチレンを多くしたことを除き、青色粒子−１と同
様に操作を行い、青色粒子−２を作製した。

【００６２】＜混合粒子の調製＞上記得られた各々の粒
子を下記表１に示す組み合せで用い、これを混合して、
実施例および比較例で用いる混合粒子を調製した。この
とき、白色粒子と青色粒子との配合比率（個数基準）と
しては、白色粒子：青色粒子＝２：１となるようにし
た。

【００６３】

【表１】

【００６４】得られた各混合粒子を、対向配置された基
板（表示基板８、非表示基板１８）間の空隙に封入し
た。得られた画像形成装置の透明電極４−電極１４間に
電圧（５００Ｖ）を印加して、所望の電界を表示基板８
−非表示基板１８間の粒子群に作用させることにより、
それぞれの粒子２２，２４は表示基板８−非表示基板１
８間を移動する。印加する電圧の極性を切替えることに
より、各粒子２２，２４は表示基板８−非表示基板１８
間を異なる方向へ移動し、電圧極性を繰り返し切替える
ことにより表示基板８−非表示基板１８間を往復する。
この過程で、それぞれの粒子２２，２４間、および、粒
子２２，２４と表示基板８または非表示基板１８との間
の衝突により、粒子２２と粒子２４とはそれぞれ異なる
極性に帯電する。

【００６５】本例においては、白色粒子−１は正極性
に、青色粒子−１は負極性に帯電して、表示基板８−非
表示基板１８間の電界に従って互いに異なる方向へ移動
し、電界を一方向へ固定すると、各粒子２２，２４はそ
れぞれ表示基板８または非表示基板１８に付着し、画像
むらのない均一な高濃度、高コントラストな画像が表示
される。

【００６６】実施例あるいは比較例の各混合粒子を用い
た画像形成装置において、上記した電圧の極性切替えを
１秒毎に行い、各粒子２２，２４を表示基板８−非表示
基板１８間の異なる方向へ１秒毎に移動させた。この切
換えを１６００サイクル繰り返した。続いて、電圧の極
性切換えを０．１秒毎とした。そして当該極性の切換え
間隔で合計１００００サイクルまで繰り返し、表示され
る画像を評価した。結果を下記表２に示す。なお、評価
指標は以下に示す通りである。 ○：表示画像の濃度ムラもないまたは少なく、反射濃度
の低下もないまたは少ない。 △：表示画像の濃度ムラ、反射濃度の低下が部分的に見
られるが、充分な視認性がある。 ×：著しく、反射濃度の低下がみられる。

【００６７】

【表２】

【００６８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
長期にわたって表示画像を繰り返し書き換えても、表示
画像濃度の変化が小さく、また表示画像濃度の均一性の
変化も小さく、濃度コントラストの安定した画像表示媒
体、およびそれを用いた画像形成装置を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像表示媒体を用いた本発明の画像
形成装置の実施形態を示す概略構成図である。

【図２】図１に示す画像形成装置のＡ−Ａ断面図であ
る。

【符号の説明】

２透明支持体４透明電極６保護層８表示基板１０画像表示媒体１２支持体１４電極１６保護層１８非表示基板２０スペーサ２２青色粒子２４白色粒子２６電圧発生手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者稲葉義弘神奈川県南足柄市竹松1600番地富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者松永健神奈川県足柄上郡中井町境430グリーンテクなかい富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者町田義則神奈川県足柄上郡中井町境430グリーンテクなかい富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者重廣清神奈川県足柄上郡中井町境430グリーンテクなかい富士ゼロックス株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】対向配置された一対の基板と、該一対の
基板間の空隙に封入された少なくとも２種類以上の粒子
からなる粒子群と、からなり、該２種類以上の粒子が、
そのうちの少なくとも１種類が正に、他の少なくとも１
種類が負に帯電し得る性質を有し、かつ、前記正負に帯
電し得る粒子が相互に異なる色である画像表示媒体であ
って、前記正負に帯電し得る粒子の一方もしくは双方の粒子
に、帯電制御剤が内添されていることを特徴とする画像
表示媒体。
【請求項２】前記帯電制御剤が、無色、低着色力、ま
たは、含まれる粒子全体の色と同系色であることを特徴
とする請求項１に記載の画像表示媒体。
【請求項３】前記正負に帯電し得る粒子の一方が、白
色であることを特徴とする請求項１または２に記載の画
像表示媒体。
【請求項４】前記白色である粒子が色材を含み、該色
材が酸化チタンであることを特徴とする請求項３に記載
の画像表示媒体。
【請求項５】請求項１〜４のいずれか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、前記一対の基板間に、画像に応じた電界を発生させる電
界発生手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。