JP2003057688A

JP2003057688A - 画像表示媒体、及び画像形成装置

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Publication number: JP2003057688A
Application number: JP2001250342A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Yamamoto; 保夫山本; Satoshi Hiraoka; 智平岡; Kiyoshi Shigehiro; 清重廣; Yoshinori Machida; 義則町田; Takeshi Matsunaga; 健松永
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2001-08-21
Filing date: 2001-08-21
Publication date: 2003-02-26
Also published as: US20030043335A1; US6809854B2

Abstract

(57)【要約】【課題】駆動電圧を低く設定でき、長期にわたって繰
返し書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
示媒体、及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双方の粒子の形状係数が、
形状係数＝（Ｌ²／Ｓ）／４π×１００（ここでＬは、
Ｓは粒子面積、Ｌは周囲長を表す）としたとき、１００
＜形状係数≦１４０であることを特徴とする画像表示媒
体及び、そ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、及び画像形成装
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、コントラストが低いとい
う問題があった。

【０００３】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を対向
する電極基板間に封入し、非表示基板の電極内側表面に
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基板に
対向して位置する表示基板側へ、電極基板間の電界によ
り移動し、導電性着色トナーが表示側の基板内側へ付着
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（Ｊａｐａｎ
Ｈａｒｄｃｏｐｙ'９９論文集、ｐ２４９−２５
２）。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、また、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ために電界
によって移動せずにランダムに基板内に存在するため、
コントラストが低いという問題がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような問題を改善
する目的で、特願２０００−１６５１３８には、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が提案さ
れている。この提案によれば高い白色度とコントラスト
が得られる。この提案の粒子の構成は、白黒画像の表示
に必要な印加電圧が数百ボルトであり、この電圧を低減
することにより駆動回路の設計の自由度を拡大すること
が可能となった。しかしながら、昨今の性能要求のた
め、さらなる性能向上が要求され、画像濃度の安定性や
均一性、濃度コンストラストの安定性、さらには、駆動
回路の設計の自由度をさらに拡大させるため、駆動電圧
の改善が求められているのが現状である。

【０００５】本発明は、前記従来における諸問題を解決
し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本
発明の目的は、駆動電圧を低く設定でき、長期にわたっ
て繰返し書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
像表示ができる画像表示媒体、及び画像形成装置を提供
することである

【０００６】

【課題を解決するための手段】発明者らは、鋭意研究の
結果、粒子相互の付着力や粒子と基板表面間の付着力の
増大、あるいは粒子相互の摩擦帯電による、帯電量不安
定化、及び、電荷分布（帯電分布）のブロード化、ま
た、相互に摩擦された帯電粒子群の流動性に起因する粒
子の分離移動効率の悪化に着目し、これらを改善するこ
とで、上記課題を解決できることを見出し、本発明に想
到するに至った。即ち本発明は、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双方の粒
子の形状係数が、形状係数＝（Ｌ²／Ｓ）／４π×１０
０（ここでＬは、Ｓは粒子面積、Ｌは周囲長を表す）と
したとき、１００＜形状係数≦１４０であることを特徴
とする画像表示媒体である。

【０００７】本発明においては、前記正負に帯電し得る
粒子が相互に異なる色であり、かつ、少なくとも一方の
粒子の形状係数が重要である。色が異なることで、前記
正に帯電し得る粒子群からなる画像部位と、前記負に帯
電し得る粒子群からなる画像部位と、の間に濃度コント
ラストが得られる。また、形状係数を上記特定の範囲と
することで、相互の粒子間に適当な空間が生じて粒子群
の流動性の向上し、前記正負に帯電し得る双方の粒子の
摩擦帯電分布をシャープにすることができる。一方、粒
子の帯電極性と反する基板との接触による粒子基板間の
付着力もこの正負粒子間に適当な空間が存在するために
弱められる。このため、長期にわたって繰返し書換えて
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ができ、さ
らには画像表示に必要な駆動電圧も低減することが可能
となる。

【０００８】本発明の画像表示媒体においては、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
い。少なくともどちらか一方の粒子を白色にすること
で、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。また、当該白色の粒子は、色材を含み、
該色材が酸化チタンであることが望ましい。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、より一層のコントラストを向上でき
る。

【０００９】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。

【００１０】

【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。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、基板間に印加された電界中で帯電した個
々の粒子に及ぼす静電気力が、第１及び第２の粒子間の
クーロン力や、粒子と基板の間の影像力（鏡像力）やフ
ァンデルワールス力に勝れば、第１及び第２の粒子は分
離して、その帯電極性とは反対の極性の基板へ移動す
る。このため、画像信号に応じて電界を印加することに
より第１の粒子ないし第２の粒子が電界に従って移動し
てそれぞれ異なる基板に付着すると考えられる。なお、
基板上に付着した帯電粒子は基板表面層との間に生じる
影像力や、粒子と基板間のファンデルワールス力により
基板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、第１及び第２の粒子間の凝集力が
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、電界を印加しても移動せ
ず、基板表面に固定される確率が高まる。さらに帯電性
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、得られる帯電性が不安定になる。反対
に、粒子の帯電性が低い場合には、各粒子は外部電界に
よる影響を受けにくいために、移動せず、ゆるく凝集し
た状態を保つ。以上説明したことより、異なる極性の粒
子を外部電界により分離移動するために、各粒子が適当
な帯電量と、逆極性に帯電する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。

【００１１】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、粒子間の摩擦や粒子基板表面間の
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
る現象がみられることがある。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。

【００１２】また、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
引き起こされることがある。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。

【００１３】本発明においては、第１の粒子および第２
の粒子の双方の形状係数を特定の範囲とすることで、上
記問題点を解決している。即ち、正負に帯電し得る双方
の粒子の形状係数（（Ｌ²／Ｓ）／４π×１００）を、
１００＜形状係数≦１４０とすることで、粒子流動性を
向上させ、これに伴い、帯電分布の均一化、安定性、及
び表示における異帯電粒子分離速度（表示応答速度）、
表示コントラストを良好なものとすることができる。従
って、本発明の画像表示媒体は、駆動電圧を低く設定で
き、長期にわたって繰返し書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
コントラストを得ることができる。

【００１４】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。

【００１５】［本発明における粒子の構成］本発明にお
ける粒子（以下、「本発明における粒子」とは、正負に
帯電し得る双方の粒子の総称とする。）は、形状係数＝
（Ｌ²／Ｓ）／４π×１００（ここでＬは、Ｓは粒子面
積、Ｌは周囲長を表す）としたとき、１００＜形状係数
≦１４０であるが、好ましくは１０５≦形状係数≦１３
０であり、さらに好ましくは１１０≦形状係数≦１２５
である。この形状係数が、１００であると、粒子表面の
凹凸がないため、粒子相互の付着力や粒子と基板表面間
の付着力が増大したり、粒子相互の摩擦帯電によって、
帯電量が不安定化したり、電荷分布（帯電分布）のブロ
ード化が生じる。また、相互に摩擦された帯電粒子群の
流動性が低下し、粒子の分離移動効率の悪化して、駆動
電圧が高くなる。一方、１４０を超えると、粒子の表面
凹凸が大きすぎて、繰り返し表示における、粉体（粒
子）移動で生じる粒子間の衝突により、粒子表面の凹凸
がとれやすくなり（破壊されやすくなり）、粒度分布が
ブロード化し、これに伴い帯電のブロード化も発生し、
表示画像が不良化する。ここで、形状係数とは、式）形
状係数＝（Ｌ²／Ｓ）／４π×１００によって定義され
るトナーの形状の特性を示す指数である。この形状係数
は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により観察し、画像解
析装置ルーゼックス（ニレコ社製）を用いて、粒子の顕
微鏡写真から粒子の面積（Ｓ）と周囲長（Ｌ）を求め、
上記式から粒子形状を定量化し求めることができる。

【００１６】本発明における粒子は、通常、少なくと
も、色材、及び樹脂から構成される。また、必要に応じ
て帯電制御剤が含まれてもよく、色材が帯電制御剤を兼
ねる構成であってもよい。

【００１７】色材としては、以下のものが挙げられる。
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、オイルブラック、等有機、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。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
の染顔料を使用することができる。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４
８：１、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．ブルー１５：１、Ｃ．Ｉ．ピグメント
・ブルー１５：３、等が代表的なものとして好適に挙げ
られる。

【００１８】本発明における粒子の一方は、白色である
ことことが好ましく、言い換えれば、本発明における粒
子の一方に、白色系の色材を含むことが好ましい。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。この時、一
方の粒子を白色にするための白色系の色材としては、酸
化チタンが好ましい。色材として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。白色系の色材として、特にこのましくは、
ルチル型の酸化チタンである。但し、本発明は、本発明
における粒子の一方が白色であることに制限されるもの
ではない。例えば、本発明における粒子の一方が黒色で
あることも可能である。この場合は例えば、黒色の文字
と他の色の文字や記号を切替えて表示するときに特に有
効である。

【００１９】色材として、帯電制御剤を兼ねるものの構
造としては、電子吸引基あるいは電子供与基をもつも
の、金属錯体等のものが挙げられる。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・バイ
オレット２３、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブラック１等が挙
げられる。

【００２０】色材の添加量は、色材の比重を１としたと
き、粒子全体に対して１〜６０質量％の範囲とすること
が好ましく、５〜５０質量％の範囲とすることがより好
ましい。

【００２１】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
ルー酢酸ビニル共重合体；スチレンーアクリル酸共重合
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、及びその変性；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
しても良い。これら樹脂は、架橋させていてもよい。さ
らに樹脂としは、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。

【００２２】本発明における粒子には、必要に応じて、
帯電性を制御するために、帯電制御剤を添加してもよ
い。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、Ｐ−５１、Ｐ−５３（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、ま
た、酸化金属微粒子、又は、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あげることができ
る。

【００２３】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、粒子に含まれる色材の色と同系色）
の帯電制御剤をしようすることにより、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。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。

【００２４】帯電制御剤の添加量は、好ましくは０．１
ｗｔ％〜１０ｗｔ％、より好ましくは０．５〜５ｗｔ％
がよい。また、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、体積平均粒子径で、５μｍ以下のもの
が好適に用いられ、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。

【００２５】なお、本発明における粒子（２種類以上の
粒子）においては、そのうち少なくとも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が、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。このため、例えば、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。

【００２６】本発明における粒子には、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、粒子相互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。

【００２７】抵抗調整剤としては、体積抵抗率が１×１
０⁶Ωｃｍ以下、好ましくは、１×１０⁴Ωｃｍ以下の無
機微粉末が好適に挙げられる。具体的には、例えば、酸
化スズ、酸化チタン、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が挙げられる。抵抗調製剤として
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、着色粒子の色
を妨げない範囲であれば問題無く、０．１ｗｔ％〜１０
ｗｔ％程度が好ましい。

【００２８】本発明における粒子の粒度としては、例え
ば、白色粒子と黒色粒子の粒子径、及び分布をほぼ同等
にすることで、いわゆる２成分現像剤のような大粒径粒
子が小粒径粒子に囲まれるという付着状態が回避される
ので、高い白色濃度および黒色濃度が得られる。変動係
数が、１５％以下程度が好ましく、特に好ましくは、単
分散がよい。小粒径粒子は大粒径粒子の周囲に付着して
大きな粒子本来の色濃度を下げることがある。また、コ
ントラストは白黒粒子の混合比によっても変化すること
がある。本発明における粒子（２つの粒子）の表面積が
同等になる程度の混合比率が望ましい。これから大きく
ずれると比率の多い粒子の色が強くなることがる。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種類の着色粒子が混合して作
り出す色で表示したい場合はこの限りではない。

【００２９】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、体積平均
粒子径が、１〜１００μｍ程度が好ましく、３〜３０μ
ｍ程度がより好ましく、これらの粒度分布はシャープな
ものがよく、より好ましくは、単分散であることが好ま
しい。

【００３０】本発明における粒子の製造方法は、懸濁重
合、乳化重合、分散重合などの球状粒子を製造する湿式
製法や、従来の不定形粒子を製造する粉砕分級法等が挙
げられる。また、粒子の形状を揃える為に、熱処理を施
すことも好適に行うことができる。また、粒度分布を揃
える方法として、分級操作により、調整することができ
る。例えば、各種振動篩、超音波篩、空気式篩、及び湿
式篩、遠心力の原理を使用したローター回転式分級機、
風力分級機等が挙げられるが、これらに限定されるもの
ではない。これらは、単独、または、多数組み合わせる
ことにより、所望の粒度分布に調整できる。特に精密に
調整する場合は、湿式篩を使用するのが好ましい。ま
た、粒子形状を制御する方法（形状係数を制御する方
法）としては、次に示す方法等が好適に挙げられる。例
えば、特開平１０−１０７７５公報記載の溶媒にポリマ
ーを溶解し、着色剤を混合し、無機分散剤の存在下で水
系媒体中に分散し粒子化させる、所謂、懸濁重合法にお
いて、モノマーと相溶性のある（溶媒と相溶性のない、
もしくは、少ない）重合性のない有機溶媒を添加し、懸
濁重合をおこない、粒子を作製、取り出し、乾燥させる
工程で、有機溶媒を除去させる乾燥方法を適宜選択する
方法が好適に挙げられる。この乾燥方法としては凍結乾
燥法が好適に挙げられ、この凍結乾燥法においては、−
１０℃ないし−２００℃（好ましくは、−３０℃ないし
−１８０℃）の範囲で行うことが好ましい。また、凍結
乾燥法は、圧力４０Ｐａ以下程度で行うが、特に１３Ｐ
ａ以下で行うことが好ましい。ここで、有機溶媒として
は、酢酸メチル、酢酸プロピル等のエステル系溶剤、ジ
エチルエーテル等のエーテル系溶剤、メチルエチルケト
ン、メチルイソプロピルケトン、メチルイソブチルケト
ン等のケトン系溶剤、トルエン、シクロヘキサン等の炭
化水素系溶剤、ジクロロメタン、クロロホルム、トリク
ロロエチレン等のハロゲン化炭化水素系溶剤等が挙げら
れる。これらの溶媒は、ポリマーを溶解できることが好
ましく、また、水に溶解する割合が０〜３０重量％程度
であるものが好ましい。また、工業化を行うに当たり、
安全性、コスト及び生産性をも考慮すると、シクロヘキ
サンが特に好ましい。また、特開２０００−２９２９７
１公報記載の小粒子を凝集させ、合一させ、所望の粒子
径に増大させる方法。また、従来公知な溶融混練、粉
砕、分級法などで得られた粒子に機械的な衝撃力（例え
ば、ハイブリダイザー（奈良機械製作所）、オングミル
（ホソカワミクロン）、θコンポ−ザー（徳寿工作所）
等）を加える方法や、加熱させる方法等でも粒子形状を
制御させるができる。

【００３１】［本発明における基板の構成］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
には前記本発明における粒子が封入される。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。

【００３２】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，ＧａＡｓ，ＧａＰ，
ＧａＮ，ＳｉＣ，ＺｎＯなどの半導体を挙げることがで
きる。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】［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。なお、同様の機能を有すものは全図面通して同じ符
号を付し、その説明を省略する場合がある。

【００３９】−第１実施形態− 図１には、本実施の形態に係る画像表示媒体および画像
表示媒体に画像を形成するための画像形成装置が示され
ている。第１の実施の形態に係る画像形成装置１２は、
図１に示すように電圧印加手段２０１を備えている。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、
スペーサ２０４と黒色粒子１８及び白色粒子２０とが封
入された構成となっている。表示基板１４及び非表示基
板１６には、後述するように透明電極２０５が付されて
いるが、非表示基板１６の透明電極２０５は接地されて
おり、表示基板１４の透明電極２０５は電圧印加手段２
０１と接続されている。

【００４０】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の外側を構成する表示基板１
４および非表示基板１６には、例えば５０×５０×１．
１ｍｍの透明電極ＩＴＯ付き７０５９ガラス基板を使用
する。ガラス基板の粒子と接する内側表面２０６はポリ
カーボネート樹脂（ＰＣ−Ｚ）で厚さ５μｍでコートさ
れている。４０×４０×０．３ｍｍのシリコンゴムプレ
ート２０４の中央部を１５×１５ｍｍの正方形に切り抜
いて空間を形成し、このシリコンゴムプレートを非表示
基板１６上に設置する。例えば体積平均粒径２０μｍの
酸化チタン含有の球状白色微粒子２０と、例えば体積平
均粒径２０μｍのカーボン含有球状黒色微粒子１８、と
を重量比２対１の割合で混合し、この混合粒子約１５ｍ
ｇを前記シリコンゴムプレートの正方形に切り抜いた空
間にスクリーンを通して振るい落とす。その後、このシ
リコンゴムプレートに表示基板１４を密着させ、両基板
間をダブルクリップで加圧保持して、シリコンゴムプレ
ートと両基板とを密着させ、画像表示媒体１０を形成す
る。

【００４１】−第２実施形態− 以下、図面を参照して本発明の第２実施形態を詳細に説
明する。図２には、本実施の形態に係る単純マトリック
スを用いた画像表示媒体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。電極４０３Ａｎ及び４
０４Ｂｎ（ｎは正数）を単純マトリックス構造にし、電
極４０３Ａｎ、４０４Ｂｎによって挟まれた空間に帯電
性の異なる複数の粒子群を封入し、波形発生装置４０２
Ｂ及び電源４０２Ａにより構成された電界発生装置４０
２、或いは波形発生装置４０５Ｂ及び電源４０５Ａによ
り構成された電界発生装置４０５により、各電極４０３
Ａｎ、４０４Ｂｎに電位を発生させ、シーケンサ４０６
によって電極の電位駆動タイミングを制御して、各電極
の電圧の駆動を制御し、片方の面の電極４０３Ａ１〜Ａ
ｎには１行単位で粒子が駆動できる電界を付与し、他方
の面の電極Ｂ１〜Ｂｎには画像情報に応じた電界を面内
同時に付与させることができる。

【００４２】図３、図４、図５に図２の任意の面での画
像形成部の断面を示す。粒子は、電極面あるいは基板面
に接触しており、基板の少なくとも一方の面は透明で粒
子の色を外部から透過してみることができるものであ
る。電極４０３Ａ，４０４Ｂは、図３、図４に示すよう
に基板に埋めこまれて一体化しても、図５のように基板
と分離した形態をとってもよい。

【００４３】上記装置に適宜電界の設定を行なうことに
より、単純マトリックス駆動による表示が可能になる。
なお、粒子は電界に対して移動のしきい値を持つもので
あれば駆動は可能であり、粒子の色、帯電極性、帯電
量、などの制限を受けるものではない。

【００４４】−第３実施形態− 以下、図面を参照して本発明の第３実施形態を詳細に説
明する。第３実施形態は印字電極を用いる画像形成装置
である。図６及び図７（Ａ）に示すように、印字電極１
１は、基板１３と、直径が例えば１００μｍの複数の電
極１５とから構成される。画像形成装置１２は、印字電
極１１、対向電極２６、電源２８等を備えている。

【００４５】また、複数の電極１５は、図７（Ａ）に示
すように、表示基板１４の片側の面に画像表示媒体１０
の搬送方向（図中矢印Ｂ方向）と略直交する方向（すな
わち、主走査方向）に沿って画像の解像度に応じて所定
間隔に１列に並べられている。電極１５は、図７（Ｂ）
に示すように正方形でもよいし、図７（Ｃ）に示すよう
にマトリックス状に配置されていてもよい。

【００４６】各電極１５には、図８に示すように、ＡＣ
電源１７ＡとＤＣ電源１７Ｂとが接続制御部１９を介し
て接続されている。接続制御部１９は、一端が電極１５
に接続され、かつ、他端がＡＣ電源１７Ａに接続された
スイッチ２１Ａと、一旦が電極１５に接続され、かつ、
他端がＤＣ電源１７Ｂに接続されたスイッチ２１Ｂから
なる複数のスイッチで構成されている。

【００４７】このスイッチは制御部６０によりオンオフ
制御され、ＡＣ電源１７Ａ及びＤＣ電源１７Ｂと電極１
５とを電気的に接続する。これにより、交流電圧や直流
電圧、又は交流電圧と直流電圧とを重畳した電圧を印加
することができる。

【００４８】次に、第３の実施の形態における作用を説
明する。まず、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方向へ搬送され、印字電極１１と対向
電極２６との間に搬送されると、制御部６０は、接続制
御部１９に指示して全てのスイッチ２１Ａをオンさせ
る。これにより、すべての電極１５にＡＣ電源１７Ａか
ら交流電圧が印加される。ここで画像表示媒体は電極を
持たない一対の基板内の空間に２種類以上の粒子群が封
入された媒体である。交流電圧が電極１５に印加される
と、画像表示媒体１０内の黒色粒子１８及び白色粒子２
０が表示基板１４と非表示基板１６との間を往復運動す
る。これにより、粒子同士の摩擦や粒子と基板との摩擦
により黒色粒子１８及び白色粒子２０は摩擦帯電され、
例えば黒色粒子１８がプラスに帯電され、白色粒子２０
は帯電されないか、又はマイナスに帯電される。なお、
以下では、白色粒子２０はマイナスに帯電されるものと
して説明する。そして、制御部６０は、接続制御部１９
に指示して画像データに応じた位置の電極１５に対応す
るスイッチ１７Ｂのみをオンさせ、画像データに応じた
位置の電極１５に直流電圧を印加させる。例えば、非画
像部に直流電圧を印加し、画像部には直流電圧を印加し
ないようにする。これにより、電極１５に直流電圧が印
加されていた場合、図４に示すように印字電極１１が表
示基板１４と対向する部分にあったプラスに帯電された
黒色粒子１８は、電界の作用により非表示基板１６側へ
移動する。また、非表示基板１６側にあったマイナスに
帯電された白色粒子２０は電界の作用により表示基板１
４側へ移動する。従って、表示基板１４側には白色粒子
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。

【００４９】一方、電極１５に直流電圧が印加されてい
ない場合、印字電極１１が表示基板１４と対向する部分
にあったプラスに帯電された黒色粒子１８は、電界の作
用に表示基板１４側にそのまま維持される。また、非表
示基板１６側にあったプラスに帯電された黒色粒子１８
は電界の作用により表示基板１４側へ移動する。従っ
て、表示基板１４側には黒色粒子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。

【００５０】これにより、表示基板１４側には黒色粒子
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。

【００５１】このようにして、画像に応じて黒色粒子１
８及び白色粒子２０が移動し、表示基板１４側に画像が
表示される。なお、白色粒子２０が帯電されていない場
合、黒色粒子１８のみが電界の影響を受けて移動する。
画像が表示されない部位での黒色粒子１８は非表示基板
１６に移動し、表示基板１４側からは白色粒子２０によ
って隠蔽されるため画像の表示は可能である。また、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、粒子固有の付着力により表示された画像は維持さ
れる。また、これらの粒子は、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。

【００５２】このように、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。

【００５３】−第４実施形態− 以下、図面を参照して本発明の第４実施形態を詳細に説
明する。第４の実施形態は静電潜像担時体を用いる画像
形成装置である。図９には、第４実施形態における画像
形成装置１２が示されている。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。

【００５４】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２４Ａに光導電層２４Ｂ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，Ａ
ｓ₂Ｓｅ₃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。

【００５５】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２
４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。

【００５６】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（ＲａｓｔｅｒＯｕｔｐｕｔＳｃａｎｎｅ
ｒ）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。なお、静
電潜像担持体２４の導電性基体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方向へ回
転する。

【００５７】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Ｖ_Bは、例えば図１０
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Ｖ_H、帯電されていない部分の電位を
Ｖ_L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は矢印Ｃ方向に回転する。

【００５８】次に、第４実施形態における作用を説明す
る。静電潜像担持体２４が図９において矢印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。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。

【００５９】ここで、対向電極２６は図１０に示すよう
なバイアス電圧Ｖ_B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Ｖ_Hとなっ
ている。このため、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
向する部分に黒色粒子１８が付着していた場合には、正
に帯電している黒色粒子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。

【００６０】一方、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
る部分に黒色粒子１８が付着していた場合には、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Ｖ
_Lとなっているので、帯電された黒色粒子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１
４に付着する。これにより、表示基板１４側には黒色粒
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。

【００６１】このようにして、画像に応じて黒色粒子１
８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、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、黒色粒子
１８及び白色粒子２０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。

【００６２】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、黒色粒子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
ても黒色粒子１８を移動させることができる。このた
め、黒色粒子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。

【００６３】以上、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
て説明するしたが、上記本発明における粒子を用いる以
外、これら実施の形態に限定されるわけではなく、所望
に応じた構成とすることができる。また、粒子の色の組
合せを黒、白としたが、この組合せに限定されるわけで
はなく、所望に応じて適宜選択することができる。

【００６４】

【実施例】以下、本発明を、実施例を挙げてさらに具体
的に説明する。ただし、これら各実施例は、本発明を制
限するものではない。なお、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］の項で説明した第１の実施の形態に係る画像表示媒
体ないし画像形成装置（図１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２０および黒色粒子
１８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。

【００６５】（白色粒子−１の作製） ―分散液Ａの調製― 下記組成を混合し、１０ｍｍΦのジルコニアボールにて
ボールミル粉砕を２０時間実施しして分散液Ａを調製し
た。＜組成＞・メタクリル酸シクロヘキシル・・・・５３重量部・酸化チタン・・・・４５重量部（タイペークＣＲ６３：石原産業社製）・帯電制御剤・・・・２重量部（ＣＯＰＹＣＨＡＲＧＥＰＳＹＶＰ２０３８：クラリアントジャパン社製）・シクロヘキサン・・・・５重量部

【００６６】―分散液Ｂの調製― 下記下記組成を混合し、分散液Ａと同様にボールミルに
て微粉砕して分散液Ｂを調製した。＜組成＞・炭酸カルシウム・・・・４０重量部・水・・・・６０重量部

【００６７】―混合液Ｃの調製― 下記組成を混合し、超音波機で脱気を１０分間行い、つ
いで乳化機で攪拌して混合液Ｃを調製した。＜組成＞・２％セロゲン水溶液・・・・４．３ｇ・分散液Ｂ・・・・８．５ｇ・２０％食塩水・・・・５０ｇ

【００６８】分散液Ａ３５ｇとジビニルベンゼン１ｇ
と、重合開始剤ＡＩＢＮ０．３５ｇとを秤量して充分混
合し、超音波機で脱気を１０分行った。この混合液を上
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、シリコーン詮をし、注射針
を使用し、減圧脱気を充分行い、窒素ガスで封入する。
次に、６０℃で１０時間反応させ粒子を得た。冷却後、
粒子を含む分散液を、凍結乾燥機により−３５℃、０．
１Ｐａの下で２日間シクロヘキサンを除いた。得られた
微粒子粉をイオン交換水中に分散させ、塩酸水で炭酸カ
ルシウムを分解させ、ろ過を行う。その後充分な蒸留水
で洗浄し、目開き：２０μｍ、２５μｍのナイロン篩に
かけ、粒度を揃えた。これを乾燥させ、平均粒子径２３
μｍの白色粒子―１を得た。得られた粒子をＳＥＭ写真
で観察したところ球形であり、形状係数をもとめたとこ
ろ、形状係数は、１０７であった。

【００６９】（黒色粒子−１の作製）分散液Ａの代わり
に、下記分散液Ｋを用いた以外は、白色粒子−１と同様
にして平均粒子径２３．２μｍの黒色粒子―１を得た。
得られた粒子をＳＥＭ写真で観察したところ球形であ
り、形状係数をもとめたところ、形状係数は、１１０で
あった。

【００７０】―分散液Ｋの調製― 下記組成を混合し、１０ｍｍΦのジルコニアボールにて
ボールミル粉砕を２０時間実施して分散液Ｋを調製し
た。＜組成＞・スチレンモノマー・・・・８７重量部・黒顔料・・・・１０重量部カーボンブラック（ＣＦ９：三菱化学製）・シクロヘキサン・・・・５重量部

【００７１】（黒色粒子−２の作製）分散液Ａの代わり
に、下記分散液Ｋ’を用いた以外は、白色粒子−１と同
様にして平均粒子径２３．３μｍの黒色粒子―１を得
た。得られた粒子をＳＥＭ写真で観察したところ球形で
あり、形状係数をもとめたところ、形状係数は、１０２
であった。

【００７２】―分散液Ｋ’の調製― 下記組成を混合し、１０ｍｍΦのジルコニアボールにて
ボールミル粉砕を２０時間実施して分散液Ｋ’を調製し
た。・スチレンモノマー・・・・８７重量部・黒顔料・・・・１０重量部カーボンブラック（ＣＦ９：三菱化学製）・シクロヘキサン・・・・２重量部

【００７３】（黒色粒子−３の作製）分散液Ａの代わり
に、下記分散液Ｋ’’を用い、さらにシクロヘキサン除
去工程において、分散液を１．３×１０⁴Ｐａ，３０℃
で５時間乾燥させた以外は、白色粒子−１と同様にして
平均粒子径２２．２μｍの黒色粒子―３を得た。得られ
た粒子をＳＥＭ写真で観察したところ球形であり、形状
係数をもとめたところ、形状係数は、１３５であった。

【００７４】―分散液Ｋ’’の調製― 下記組成を混合し、１０ｍｍΦのジルコニアボールにて
ボールミル粉砕を２０時間実施して分散液Ｋ’’を調製
した。・スチレンモノマー・・・・８７重量部・黒顔料・・・・１０重量部カーボンブラック（ＣＦ９：三菱化学製）・シクロヘキサン・・・・１０重量部

【００７５】（黒色粒子−４の作製）スチレン−ブチル
アクリレート共重合樹脂（ガラス転移点：７３℃）１０
０重量部、及びカーボンブラック（ＣＦ９：三菱化学
製）１０重量部を秤量し、バンバリ−ミキサーにて、加
熱溶融混練を行った。これをハンマーミルにて粗粉砕を
実施し、ついで、ジェットミルにて微粉砕を行った。こ
れをエルボージェットにて分級し、更に、ハイブリダイ
ザー（奈良機械製作所）にて、球形化処理を実施した。
これを更に分級し、平均粒子径２２．２μｍの黒色粒子
―４を得た。得られた粒子をＳＥＭ写真で観察したとこ
ろほぼ球形であり、形状係数をもとめたところ、形状係
数は、１４３であった。

【００７６】（黒色粒子−５の作製）分散液Ａの代わり
に、下記分散液Ｋ’’’を用い、さらにシクロヘキサン
除去工程において、分散液を１．３×１０⁴Ｐａ，３０
℃で５時間乾燥させた以外は、白色粒子−１と同様にし
て平均粒子径２１．２μｍの黒色粒子―５を得た。得ら
れた粒子をＳＥＭ写真で観察したところ球形であり、形
状係数をもとめたところ、形状係数は、１２０であっ
た。

【００７７】―分散液Ｋ’’’の調製― 下記組成を混合し、１０ｍｍΦのジルコニアボールにて
ボールミル粉砕を２０時間実施して分散液Ｋ’’’を調
製した。・スチレンモノマー・・・・８９重量部・黒顔料・・・・８重量部カーボンブラック（ＣＦ９：三菱化学製）・シクロヘキサン・・・・８重量部

【００７８】＜実施例１〜４、比較例１＞表１に従って
白色粒子と黒色粒子とを混合し、この混合物を、先の実
施形態で説明した第１の実施の形態に係る画像表示媒体
および画像表示媒体に画像を形成するための画像形成装
置における対向配置された基板（表示基板１４、非表示
基板１６）間の空隙に封入し、実施例、及び比較例の画
像表示媒体および画像表示媒体とした。このとき、白色
粒子と黒色粒子との配合比率（個数基準）としては、白
色粒子：黒色粒子＝２：１となるようにした。

【００７９】（評価）得られた画像表示媒体および画像
形成装置について、以下に示す評価を行った。

【００８０】−駆動電圧− 白色粒子２０と黒色粒子１８とを重量比２：１で混合し
た二粒子の所定量を封入した上記画像表示媒体１０の表
示基板１４の透明電極に直流電圧１３５Ｖを印加する
と、非表示基板１６側にあった負極性に帯電された白色
粒子２０の一部が電界の作用により表示基板１４側へ移
動し初め、直流電圧（駆動電圧）を印加すると表示基板
１４側へ多くの白色粒子２０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黒色粒子１８は
非表示基板１６側へ移動する。このあと、電圧を０Ｖと
しても、表示基板上の粒子は移動せず、表示濃度に変化
はなかった。このとき印加する直流電圧を駆動電圧と
し、この駆動電圧を表１に示す。

【００８１】−画像むら− 上述のように、表示基板１４−非表示基板１６間に電圧
を印加して、所望の電界を粒子群に作用させることによ
り、それぞれの粒子１８，２０は表示基板１４−非表示
基板１６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１８，２４は表示基板１４−非表示
基板１６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１４−非表示基板１６間を
往復する。この過程で、それぞれの粒子１８，２０間、
および、粒子１８，２０と表示基板１４または非表示基
板１６との間の衝突により、粒子１８と粒子２０とはそ
れぞれ異なる極性に帯電する。黒色粒子１８（黒色粒子
−１）は正極性に、白色粒子２０（白色粒子−１）は負
極性に帯電して、表示基板１４−非表示基板１６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１８，２０はそれぞれ表示基板１４
または非表示基板１６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。この電圧
の極性切替えを１秒間隔で１６０００サイクル、続いて
０．１秒間隔で合計５０００サイクルまで合計２１００
０サイクル繰り返し、この画像の反射濃度コントラスト
と反射濃度むらを測定し、画像むらの官能評価を実施し
た。ここで、画像むらの官能評価方法は、２０ｍｍ×２
０ｍｍのパッチ内の５ヶ所を濃度測定計Ｘ−Ｒｉｔｅ４
０４で測定して、５ヶ所の濃度のばらつきを濃度むらの
判定基準とした。また、５ヶ所の濃度の平均値をこのテ
ストパッチの平均濃度とした。例えば、この評価で測定
点５ヶ所の黒色反射濃度が±０．０５以内であれば、反
射濃度むらは少ないと判定した。結果を表１に示す。

【００８２】

【表１】

【００８３】結果から、実施例１では、駆動電圧が１６
０Ｖと低いことがわかる。この駆動電圧は、各粒子とし
て形状係数１００の真球粒子を用いた場合と比較してお
よそ半分の値であった。また、画像むら官能評価でも良
好であったことがわかる。なお、濃度のばらつきと濃度
変化を、電圧の極性入れ替えを２１０００サイクル行っ
た後に測定すると、濃度のばらつきは±０．０３であ
り、また反射濃度は初期の値より０．０５変化しただけ
で安定していた。実施例２〜４でも、実施例１と同様な
結果が得られたことがわかる。一方、比較例１では、黒
色粒子−４の形状係数が１４０以上であり、駆動電圧も
高く、画像むらについても画像が粗く、良好な結果が得
られなかったことがわかる。なお、濃度のばらつきと濃
度変化を、電圧の極性入れ替えを２１０００サイクル行
った後に測定すると、濃度のばらつきは±０．１であ
り、また反射濃度は初期の値より０．１５変化してお
り、安定性に欠けていた。

【００８４】また、上記実施例及び比較例を、第２〜４
の実施の形態に係る画像表示媒体および画像表示装置に
適用しても同様な結果が得られた。

【００８５】

【発明の効果】以上、本発明によれば、駆動電圧を低く
設定でき、長期にわたって繰返し書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媒体、及び画像形成装置
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】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】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３】画像表示媒体の他の例を示す図である。

【図４】画像表示媒体の他の例を示す図である。

【図５】画像表示媒体の他の例を示す図である。

【図６】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７】印字電極の電極のパターンを示す図である。

【図８】印字電極の概略構成図である。

【図９】第４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１０】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。

【符号の説明】

１０画像表示媒体１１印字電極１２画像形成装置１４表示基板１６非表示基板１８黒色粒子２０白色粒子２２静電潜像形成部２４静電潜像担持体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 (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

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双方の粒子の形状係数が、形状係
数＝（Ｌ²／Ｓ）／４π×１００（ここでＬは、Ｓは粒
子面積、Ｌは周囲長を表す）としたとき、１００＜形状
係数≦１４０であることを特徴とする画像表示媒体。
【請求項２】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記載の画像表示媒
体。
【請求項３】前記白色である粒子が色材を含み、且つ
前記色材が酸化チタンであることを特徴とする請求項２
に記載の画像表示媒体。
【請求項４】請求項１〜３のいずれかに記載の画像表
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。