JP2005215464A - 表示デバイス用粒子、表示デバイス用粒子の製造方法、画像表示媒体および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】長期にわたって画像を繰り返し表示しても、駆動電圧が低く、コントラストの高い画像表示が可能な表示デバイス用粒子を提供すること。
【解決手段】正または負に帯電し得る性質、及び、色彩を有する表示デバイス用粒子において、長軸と短軸との比率が１．２以上である不定形状粒子の存在割合が５個％以下であること特徴とする表示デバイス用粒子。
【選択図】 なし

Description

本発明は、画像の表示に用いられる表示デバイス用粒子およびその製造方法、前記表示デバイス用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、この画像表示媒体を用いた画像形成装置に関するものである。

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、Ｔｗｉｓｔｉｎｇ Ｂａｌｌ Ｄｉｓｐｌａｙ（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。

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を対向する電極基板間に封入し、非表示側の基板の電極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を表示する表示技術が提案されている（特許文献１）。

この表示技術は、画像表示媒体が全て固体で構成されており、白色と黒色との表示を原理的に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、非表示側の電極基板の電極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する。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った。

また、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利用した画像表示技術も提案されている（特許文献１参照）。
この技術によれば高い白色度が得られる。しかし、この画像表示媒体に用いられる画像表示用の粒子は、流動性が低いため、鮮明なコントラストのある画像を表示させるのが困難であった。
特開２００１−３１２２２５号公報 Ｊａｐａｎ Ｈａｒｄｃｏｐｙ‘９９ 論文集、ｐ２４９−２５２

本発明は、上記問題点を解決することを課題とする。すなわち、本発明は、長期にわたって画像を繰り返し表示しても、駆動電圧が低く、コントラストの高い画像表示が可能な表示デバイス用粒子及びその製造方法、並びに、この表示デバイス用粒子を用いた画像表示媒体および画像形成装置を提供することを課題とする。

本発明者らは、上記課題を達成するために、上記したような従来技術における問題について鋭意検討した。その結果、上述したような問題の原因は、（１）粒子相互の付着力や粒子と基板表面間の付着力の増大、（２）粒子相互の摩擦帯電による帯電量不安定化、（３）粒子の電荷分布（帯電分布）のブロード化、（４）相互に摩擦することにより帯電した粒子の流動性が低いことによる粒子の分離移動効率の低さ等に起因することが判った。
本発明者らは、このような原因を改善させるために更に鋭意検討したところ、、画像の表示に用いる粒子の形状を適切なものにすることが有効であることを見出し、以下の本発明を見出した。

すなわち、本発明は、
＜１＞ 正または負に帯電し得る性質、及び、色彩を有する表示デバイス用粒子において、
長軸と短軸との比率が１．２以上である不定形状粒子の存在割合が５個％以下であること特徴とする表示デバイス用粒子である。

＜２＞ カーボンブラックおよび酸化チタンからなる群より選択されるいずれか１種の色材を含むことを特徴とする＜１＞に記載の表示デバイス用粒子である。

＜３＞ 正または負に帯電し得る性質、及び、色彩を有し、長軸と短軸との比率が１．２以上である不定形状粒子の存在割合が５個％以下であり、
水相中に油相を分散させて粒子を形成する工程を少なくとも経て作製される表示デバイス用粒子の製造方法であって、
前記油相の粘度が、５〜８００ｍＰａ・ｓの範囲内であることを特徴とする表示デバイス用粒子の製造方法である。

＜４＞ 対抗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らる粒子群と、を少なくとも含み、前記２種類以上の粒子の少なくとも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において、
前記正負に帯電し得る粒子の双方が、長軸と短軸との比率が１．２以上である不定形状粒子を５個％以下の割合で含むことを特徴とする画像表示媒体である。

＜５＞ 対抗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らる粒子群と、を少なくとも含み、
前記２種類以上の粒子の少なくとも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、
前記正負に帯電し得る粒子が相互に異なる色であり、前記正負に帯電し得る粒子の双方が、長軸と短軸との比率が１．２以上である不定形状粒子を５個％以下の割合で含む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である。

以上に説明したように本発明によれば、長期にわたって画像を繰り返し表示しても、駆動電圧が低く、コントラストの高い画像表示が可能な表示デバイス用粒子及びその製造方法、並びに、この表示デバイス用粒子を用いた画像表示媒体および画像形成装置を提供することができる。

以下、本発明の表示デバイス用粒子及びその製造方法、該表示デバイス用粒子を用いた画像表示媒体、並びに、画像形成装置について詳細に説明する。

（表示デバイス用粒子およびその製造方法）
本発明の表示デバイス用粒子は、正または負に帯電し得る性質、及び、色彩を有する表示デバイス用粒子において、長軸と短軸との比率が１．２以上である不定形状粒子の存在割合が５個％以下であること特徴とする。
従って、本発明の表示デバイス用粒子を利用した画像表示媒体により画像を表示した場合、長期にわたって画像を繰り返し表示しても、駆動電圧が低く、コントラストの高い画像表示が可能である。

なお、長軸と短軸との比率が１．２以上である不定形状粒子（以下、単に「不定形粒子」と略す場合がある）の割合は５個％以下であることが必要であるが、４個％以下であることがより好ましい。
不定形粒子の存在割合が、５個％を超える場合には、コントラストが低くなり、駆動電圧も高くなる。更に、画像の表示自体ができなくなることもある。

なお、長軸と短軸との比率が１．２以上である不定形状粒子の存在割合は、以下のようにして求めた。
まず、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により２００個の粒子を観察する。ここで得られた観察画像／写真に基づいて、粒子一個一個の長軸と単軸をそれぞれ測定し、個々の粒子について、長軸と短軸の比率を求める。次に、長軸と短軸との比率が１．２を超える粒子の個数をカウントして、この個数を全体の個数（２００個）で割ることにより、不定形粒子の存在割合を求めた。

また、本発明の表示デバイス用粒子は、他の色の表示デバイス用粒子と組み合わせて用いられるものであり、画像の表示に際して、高いコントラストを得るために、黒色または白色であることが好ましい。従って、本発明の表示デバイス用粒子に含まれる色材としては、特にカーボンブラック（黒色色材）あるいは酸化チタン（白色色材）を用いることが好ましい。特に、白色色材として酸化チタンを用いた場合には、可視光の波長の範囲において、隠蔽力を高くできるため、より一層コントラストを向上させることができる。なお、勿論、必要に応じて後述するような白色や黒色以外の色材を用いてもよい。

［本発明の表示デバイス用粒子の構成］
本発明の表示デバイス用粒子は、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。以下に、本発明の表示デバイス用粒子の構成材料等について詳細に説明する。

−色材−
本発明の表示デバイス用粒子に用いられる色材としては、上述したようにカーボンブラックや酸化チタンが好適であるが、具体的には以下のものが挙げられる。
まず、カーボンブラックとしては、公知ものであれば特に限定されないが、カーボンブラックの表面官能基と反応する物質；ポリオルガノシロキサンあるいはポリエチレングリコール等によりグラフト化処理されたカーボンブラックを用いることが好ましい。

また、酸化チタンとしては、ルチル型酸化チタン、アナターゼ型酸化チタン等が利用できる。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。

さらに、酸化チタンは、異なる粒子径を有する２種類以上のものを併用することが好ましい。酸化チタンは、一般的に、分散性が悪く、分散性を向上させても、径が大きいものは、比重が重い分、２次、３次凝集の発生が早く、分散安定性が悪く、隠蔽力を十分発揮できないという場合があった。一方、粒子径の小さいものは、光の散乱を十分起こすことができず、やはり隠蔽力が小さいという場合があった。しかしながら、平均粒子径の異なる２種類以上の酸化チタンを併用することにより、分散安定性及び隠蔽性の向上を両立させることができる。

使用可能な酸化チタンの一次粒子径は、好ましくは、少なくとも１種類は、光学的に隠蔽性の高い粒子径である、０．１μｍ〜１．０μｍであるものがよく、他方の酸化チタンの一次粒子径は、０．１μｍ未満のものが好ましい。
また、粒子径の小さい酸化チタンには、表面処理を実施してもよい。表面処理剤としては、白色度に影響を与えない範囲で、各種カップリング剤、有機物を溶媒で溶解させたものが使用できる。

なお、白色や黒色以外の有色彩の色材としては、顔料試験方法ＪＩＳ Ｋ ５１０１に基づいて得られる耐光性の色差（ΔＥ^*ａｂ）が０．２以内であり、耐熱性の色差（ΔＥ^*ａｂ）が２００℃以上において０．２以内である顔料（以下、「特定顔料」と称す）を用いることが好ましい。
この特定顔料は、光や熱に対して変色し難い。また、この特定顔料は、高度な演色性を得るために非常に細かく分散されることにより、塗料がインキなどの一般的に用いられている有機顔料に比べ、例えば、バックライト方式を用いたディスプレイなどの用途において要求される透明性が確保でき、更に鮮やかな色彩が得られるという優れた特徴を有する。

有色彩の特定顔料としては、カラーフィルター用の顔料などがあり、４００ｎｍ〜５００ｎｍの範囲に極大の吸収波長を持つ青色顔料、５００ｎｍ〜６００ｎｍの範囲に極大の吸収波長を持つ緑色顔料、および、６００ｎｍ〜７００ｎｍの範囲に極大の吸収波長を持つ赤色顔料などが挙げられる。より具体的には、青色顔料の例としては、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー１５（１５：３、１５：４、１６：６など）２２，２２，６０，６４など、緑色顔料の例としては、Ｃ．Ｉ．ピグメント・グリーン７，１０，３６，４７など、赤色顔料の例としては、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド９，９７，１２２，１２３，１４４，１４９，１６６，１６８，１７７，１８０，１９２，２１５，２１６，２２４等が挙げられる。

また、特定顔料として、マスターバッチ顔料が用いられることが好ましい。ここで、マスターバッチとは、色材配合の経済性、色材の分散及び均一性の向上、更には、射出、押し出し成形、計量等の容易性などを改善することを目的として考え出された、最終成形物（本発明では、表示デバイス用粒子）に対する予備的混合物であり、原料樹脂に所望の色彩を有する顔料を高濃度（通常、５〜５０質量％）で混合、混練し、ペレット状（又はフレーク状、板状）に加工されたものを指す。

マスターバッチ顔料に用いられる原料樹脂としては、例えば、スチレン、メチルスチレン、クロロスチレン、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸ｎ−オクチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸ステアリル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸ｎ−オクチル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸２−エチルヘキシル、メタクリル酸ステアリル、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド、メタクリルアミド、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル、アクリル酸、メタクリル酸、２−ビニルピリジン等のラジカル重合性単量体のホモ重合体および共重合体、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。

マスターバッチ顔料の製造方法を以下に示す。まず、上記特定顔料と上記原料樹脂とを、有機溶媒中に粉砕分散させ、顔料分散液を調製する。ここで、粉砕分散処理には、サンドミル、ボールミル、アトライタ等の媒体攪拌ミルが使用される。また、粉砕分散処理は、バッチ式および連続式のいずれの方式によって行ってもよい。その後、この顔料分散液から有機媒媒を除去し、次いで、粉砕を行って、原料樹脂中に特定顔料が均一に分散したマスターバッチ顔料を製造する。
このようにして得られたマスターバッチ顔料を用いて、本発明の表示デバイス用粒子を製造する場合には、マスターバッチ顔料をモノマー中に添加し、分散させて用いる。

色材の添加量は、色材の比重を１としたとき、表示デバイス用粒子全体に対して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。
また、色材が特定顔料である場合、色材の比重を１としたとき、表示デバイス用粒子全体に対して１〜６０質量％の範囲とすることが好ましく、５〜３０質量％の範囲とすることがより好ましい。

−樹脂−
本発明の表示デバイス用粒子を構成する樹脂としては、スチレン、クロロスチレン等のスチレン類、エチレン、プロピレン、ブチレン、イソプレン等のモノオレフィン類、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニル、酪酸ビニル等のビニルエステル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ドデシル等のα−メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル類、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルブチルエーテル等のビニルエーテル類、ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類等の単量体の単独重合体および共重合体を例示することができる。
特に代表的な樹脂としては、ポリスチレン、スチレン−アクリル酸アルキル共重合体、スチレン−メタクリル酸アルキル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン等をあげることができる。更にポリエステル、ポリウレタン、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリアミド、変性ロジン、パラフィンワックス等を挙げることができる。

これらに加えて、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；エポキシ樹脂等も挙げられる。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。
以上に列挙したような樹脂は、架橋させて用いてもよい。更に、樹脂としては、従来の電子写真法に用いられるトナー用の主要成分として知られる公知の結着樹脂を、問題なく使用することができる。特に、架橋成分を含んだ樹脂を用いることが好ましい。

−その他の成分・添加剤−
本発明の表示デバイス用粒子には、色材および樹脂以外にも必要に応じて他の成分・添加剤を用いることができる。
例えば、本発明の表示デバイス用粒子には、ポリマー微粒子を添加することが好ましい。ポリマー微粒子としては、従来公知のポリマーを使用することができるが、併用する色材よりも比重の低いものを使用することが好ましく、また、ポリマー微粒子自身が色彩を有する場合、併用する色材が有する色彩を考慮して、適宜、選択して使用することが好ましい。更に、併用する樹脂としては、後述するものを使用することができるが、メタクリル系、又は、アクリル系樹脂が好ましく用いられる。

ポリマー微粒子としては、具体的には、例えば、ポリスチレン樹脂、ポリメタクリル酸メチル樹脂、尿素ホリマリン樹脂、スチレン・アクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリ弗化ビニリデン樹脂等を単独又は複数組み合わせて使用することができるが、これらに限定されるものではない。これらの樹脂は、架橋構造を有していることが好ましく、更に、併用する樹脂相よりも屈折率が高いものであることがより好ましい。

ポリマー微粒子は、球形、不定形、偏平形などの形状を有するものを使用することができるが、球形であることがより好ましい。
ポリマー微粒子の体積平均粒子径は、表示デバイス用粒子よりも小さいものであれば用いることができるが、１０μｍ以下であることが好ましく、５μｍ以下であることがより好ましい。また、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。

更に、より小さい比重の表示デバイス用粒子を作製する観点から、ポリマー微粒子の一部又は全部が、中空粒子からなることが好ましい。かかる中空粒子の体積平均粒子径は、表示デバイス用粒子よりも小さいものであれば用いることができるが、１０μｍ以下であることが好ましく、５μｍ以下であることがより好ましい。特に、中空粒子の場合、光の散乱の観点から、体積平均粒子径は、０．１〜１μｍであることが更に好ましく、０．２〜０．５μｍであることが特に好ましい。
ここで、「中空粒子」とは、粒子内部に空隙を有するものを指す。空隙は１０〜９０％であることが好ましい。また、「中空粒子」は、中空のカプセル状態のものであっても、粒子の外壁が多孔質状態のものであってもよい。

また、中空粒子は、中空のカプセル状態のものは外殻部の樹脂層と粒子内部の空気層との界面における屈折率の差、外壁が多孔質状態のものは外壁と空洞の間の屈折率の差、によって起こる光の散乱を利用して白色度を上げること、及び隠蔽性を高めることがができるため、白色の表示デバイス用粒子に内在させることが特に好ましい。

また、本発明の表示デバイス用粒子において、ポリマー微粒子の添加量は、表示デバイス用粒子全体に対して、１〜４０質量％の範囲であることが好ましく、１〜２０質量％の範囲であることがより好ましい。ポリマー微粒子の添加量が１質量％より少ない場合には、ポリマー微粒子の添加による比重の低減の作用が現われずらい場合がある。また、ポリマー微粒子の添加量が４０質量％より多い場合には、表示デバイス用粒子を作製する際における分散性等の製造性が劣る場合がある。

本発明の表示デバイス用粒子には、更に、抵抗調整剤が添加されることが好ましい。抵抗調整剤を添加することにより、粒子相互間の電荷交換を早くすることが可能となり、表示画像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。

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、又は、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、０．１〜１０質量％程度が好ましい。

本発明の表示デバイス用粒子の粒子径としては、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、３〜３０μｍ程度がより好ましい。また、粒度分布はシャープであることが好ましく、単分散であることがより好ましい。

［表示デバイス用粒子の製造方法］
本発明の表示デバイス用粒子の製造方法は特に限定されないが、不定形粒子の存在割合を小さくすることができる懸濁重合、乳化重合、分散重合などの球状粒子を製造する湿式製法を利用することが好ましい。

このような湿式製法は、表示デバイス用粒子を構成する材料を溶解・分散させた油相の組成物を水相中に分散させ、攪拌した乳化液中で粒子を形成する乳化工程を利用するものである。
ここで、この乳化工程を経て最終的に得られる表示デバイス用粒子中の不定形状粒子の存在割合を５個％以下とするためには、油相の粘性を調整することが特に好ましい。最適な油相の粘度（当該粘度とは２０℃における粘度を意味する）は、油相中に溶解・分散している表示デバイス用粒子を構成する材料の種類や含有量等にも依存するが、概して言うならば５〜８００ｍＰａ・ｓの範囲内とすることが好ましく、５．５〜６００ｍＰａ・ｓの範囲内とすることがより好ましく、６〜５００ｍＰａ・ｓの範囲内とすることが特に好ましい。
油相の粘度が５ｍＰａ・ｓ未満の場合には、粘度が低すぎるために乳化液中での粒子の形成自体が困難になる場合がある。一方、油相の粘度が８００ｍＰａ・ｓを超える場合には、粘度が高すぎるために、最終的に得られる表示デバイス用粒子中のの不定形状粒子の存在割合が５個％を超えてしまう場合がある。

なお、このような粒子の形状を制御する具体的な湿式製造方法の一例としては特開平１０−１０７７５号公報に記載されているような方法が挙げられる。この湿式製造方法は、溶媒に樹脂を溶解させ、さらに着色剤を添加した油相の組成物を、無機分散剤の存在下で水系媒体（水相）中に分散させて粒子を形成する、所謂、懸濁重合法を利用したものであり、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て懸濁重合をおこない、粒子を作製し、この粒子を乾燥させる工程で、有機溶媒を除去させる乾燥方法を適宜選択する方法である。この乾燥方法としては、後述するような凍結乾燥を利用することが好ましい。

なお、乳化工程に使用される装置としては、一般に乳化機、分散機として市販されているものであれば、特に限定されるものではなく、例えば、ウルトラタラックス（ＩＫＡ社製）、ポリトロン（キネマティカ社製）、ＴＫオートホモミクサー（特殊機化工業社製）、ナショナルクッキングミキサー（松下電器産業社製）等のバッチ式乳化機、エバラマイルダー（荏原製作所社製）、ＴＫパイプラインホモミクサー、ＴＫホモミックラインフロー（特殊機化工業社製）、コロイドミル（神鋼パンテック社製）、スラッシャー、トリゴナル湿式微粉砕機（三井三池化工機製）、キャビトロン（ユーロテック社製）、ファインフローミル（太平洋機工社製）等の連続式乳化機、クレアミックス（エムテクニック社製）、フィルミックス（特殊機化工業社製）等のバッチ、連続両用乳化機、マイクロフルイダイザー（みづほ工業社製）、ナノメーカー、ナノマイザー（ナノマイザー社製）、ＡＰＶゴウリン（ゴウリン社製）等の高圧乳化機、膜乳化機（冷化工業社製）等の膜乳化機、バイブロミキサー（冷化工業社製）等の振動式乳化機、超音波ホモジナイザー（ブランソン社製）等の超音波乳化機等を挙げることができる。

なお、乳化工程を利用して本発明の表示デバイス用粒子を作製する場合には、乳化助剤（分散安定剤）としては、従来、難溶性の微粉末状の無機化合物、例えば、ＣａＣＯ₃、ＢａＳＯ₄、ＣａＳＯ₄、ＭｇＣＯ₃、ＢａＣＯ₃、Ｃａ（ＰＯ₄）₂のような難溶性塩類；珪藻土、タルク、珪酸、粘土のような無機高分子、金属酸化物の粉末を用いることができる。さらに、ポリビニルアルコール、ゼラチン、澱粉などの水溶性高分子を、上述の無機分散安定剤と共に併用することができる。
これらの無機分散安定剤は、その粒子の表面がカルボキシル基を有する重合体で被覆されていることが好ましく、その被覆により、安定して粒子を製造することができる。カルボキシル基を有する重合体としては、ＶＰＯ法等による数平均分子量で１０００〜２０００００程度のものが使用できる。

使用されるカルボキシル基を有する重合体の具体例としては、アクリル酸系樹脂、メタクリル酸系樹脂、フマール酸系樹脂、マレイン酸系樹脂等が代表的なものとしてあげられ、これらを構成するモノマーであるアクリル酸、メタクリル酸、フマール酸、マレイン酸等の単独重合体及びそれらと他のビニルモノマーとの共重合体も使用することができる。また、そのカルボキシル基は、ナトリウム塩、カリウム塩、マグネシウム塩等の金属塩であってもよい。

これらの無機分散安定剤は、平均粒子径が１〜１０００ｎｍの範囲のものが用いられ、特に好ましくは５〜１００ｎｍの範囲のものである。また、これらの無機分散剤は、表示デバイス粒子１００重量部に対し、１〜５００重量部の範囲で用いられ、特に好ましくは１０〜３００重量部の範囲である。

また、分散安定剤として高分子分散剤を用いることもできる。高分子分散剤としては、親水性のものが好ましく、特にカルボキシル基を有する高分子分散剤が好ましく、さらにヒドロキシプロポキシ基、メトキシ基等の親油基でない基を有する高分子分散剤であればより好ましく使用できる。具体的にはカルボキシメチルセルロース、カルボキシエチルセルロースをあげることができ、特にカルボキシメチルセルロースが好ましい。これらセルロースのエーテル化度は０．６〜１．５、平均重合度は５０〜３０００のものを使用できる。また、そのカルボキシル基は、ナトリウム塩、カリウム塩、マグネシウム塩等の金属塩であってもよい。これらの高分子分散剤は、水系媒体の粘度が２０℃で１〜１００００ｍＰａ・ｓとなるように用いられ、特に好ましくは１〜２０００ｍＰａ・ｓの範囲である。

また、上述したような湿式製法においては必要に応じて、表示デバイス用粒子を構成する樹脂を溶解させるために溶剤を用いることができる。溶剤としては樹脂を溶解させ、水と混和しない物が望ましく具体的には、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル等のエステル系溶剤、ジエチルエーテル、ジブチルエーテル、ジヘキシ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、シクロヘキサノン等のケトン系溶剤、トルエン、キシレ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ものであって、かつ、水に溶解する割合が０〜３０重量％程度のものであることが好ましい。また、工業的に表示デバイス用粒子を量産するに当たり、安全性、コスト及び生産性をも考慮すると、溶媒としてはシクロヘキサンが特に好ましい。

なお、溶媒を用いた場合には、乳化液中で粒子を形成した後に、乳化液から溶媒を除去する工程を設けることが好ましい。この溶媒除去工程では、乳化液中に形成された粒子の凝集を抑制するために乳化液中の溶媒を凍結乾燥により除去することにより行なう。凍結乾燥は、−１０℃ないし−２００℃の範囲で行うことができる。好ましくは、−３０℃ないし−１８０℃の範囲である。また、凍結乾燥は、圧力４０Ｐａ以下で行うが、特に１３Ｐａ以下で行うのが好ましい。

さらに、上述したような湿式製法を経て作製された粒子には、通常、乾燥処理が施される。この乾燥工程においては、真空乾燥機、パドル式乾燥機、振動流動乾燥機、チューブドライヤー、棚段乾燥機、フラッシュドライヤー等の気流式乾燥機等の公知の乾燥機を用いることができる。短時間で粒子を乾燥させるためには、フラッシュドライヤー等の気流式乾燥機を用いることが好ましい。

乾燥して得られた粒子は、そのまま表示デバイス用粒子として利用することもできるが、粒度分布を調整するために、分級操作により、粒度分布を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、又は、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。

なお、上述したような湿式製法において、油相の粘度を調整する以外に粒子の形状を揃える為に、得られた粒子に熱処理を施すことも好適に行うことができる。
また、湿式製法のみならず、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、加熱させる方法や、特開２０００−２９２９７１号公報に記載されているような小粒子を凝集させ、合一させ、所望の粒子径に増大させる方法等も粒子の形状を揃える方法として利用することができる。

（画像表示媒体および画像形成装置）
本発明の画像表示媒体は、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、を少なくとも含み、前記２種類以上の粒子の少なくとも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彩を有する画像表示媒体において、前記正負に帯電し得る粒子の双方が、本発明の表示デバイス用粒子からなるものである。

従って、本発明の画像表示媒体は、正負に帯電し得る粒子の双方が本発明の表示デバイス用粒子からなるため、長期にわたって画像を繰り返し表示しても、駆動電圧が低く、コントラストの高い画像表示が可能である。

−２種類以上の粒子からなる粒子群−
本発明の画像表示媒体に用いられる２種類以上の粒子からなる粒子群は、そのうちの少なくとも１種類（第１の粒子）が正に、他の少なくとも１種類（第２の粒子）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彩を有する。

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よい（以下、第１の粒子及び第２の粒子、つまり正負に帯電し得る双方の粒子の総称を「表示粒子」と称する場合がある）。

本発明の画像表示媒体において、表示粒子の一方は、白色であることことが好ましく、言い換えれば、表示粒子の一方に、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、既述したように酸化チタンが好ましい。また、表示粒子が既述したようにポリマー微粒子を用いたものである場合には、このポリマー微粒子を中空粒子にすることで、白色度をより高めることができ、より高いコントラストを期待することもできる。

なお、本発明の画像表示媒体は、表示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、表示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。
また、表示粒子においては、そのうち一方が正に、他方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、表示粒子に添加する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。

表示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子径粒子が小粒子径粒子に囲まれるという付着状態が回避されるので、高い白色濃度及び黒色濃度が得られる。

また用いられる２種類の表示粒子の粒度分布の変動係数は、１５％以下程度が好ましく、特に好ましくは、単分散がよい。小粒子径粒子は大粒子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色粒子の混合比によっても変化することがある。表示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。

−基板−
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表示粒子が封入される。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。その際は、当該透明導電性基板が表示基板となる。

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

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、又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。
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又は板状体、更にまた、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。

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。
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、及び帯電列、更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、及び、粒子との摩擦帯電の差が小さいものが選択される。

なお、以上に説明したような本発明の画像表示媒体への画像の形成は、画像表示媒体を構成する一対の基板間に、画像に応じた電界を発生させる電界発生手段を備えた画像形成装置を利用して行なうことができる。

−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。

−第１実施形態−
図１は、本発明の画像形成装置の一例（第１の実施形態）を示す概略構成図である。
第１の実施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、これに対向する非表示基板１６との間に、これら２つの基板の外周を封止するようにスペーサ２０４が設けられ、表示基板１４、非表示基板１６およびスペーサ２０４で仕切られた隙間に表示粒子として黒色粒子１８及び白色粒子２０とが封入されている。表示基板１４及び非表示基板１６の対向面には、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の対向面に設けられた透明電極２０５は接地されており、表示基板１４の対向面に設けられた透明電極２０５は電圧印加手段２０１と接続されている。

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を構成する表示基板１４及び非表示基板１６には、例えば、サイズが５０×５０×１．１ｍｍで、対向面に透明電極２０５としてＩＴＯ透明電極が設けられた７０５９ガラス基板を使用することができる。表示基板１４及び非表示基板１６の対向面に設けられた透明電極２０５の表面にはポリカーボネート樹脂層２０６（厚さ５μｍのポリカーボネート樹脂（ＰＣ−Ｚ）からなる層）が設けられている。
スペーサ２０４としては、４０×４０×０．３ｍｍのシリコンゴムプレートの中央部を１５×１５ｍｍの正方形に切り抜いて空間を形成したものを利用することができる。

画像表示媒体１０の作製に際してはこのシリコンゴムプレートを非表示基板１６の対向面側上に設置する。次に、表示粒子として、例えば、体積平均粒子径２０μｍの酸化チタン含有の球状白色粒子２０と、体積平均粒子径２０μｍのカーボン含有球状黒色粒子１８、とを質量比２対１の割合で混合し、この混合粒子約１５ｍｇを非表示基板１６の対向面側上に設置されたシリコンゴムプレートの正方形に切り抜かれた部分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の対向面側を密着させ、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。
なお、黒色粒子１８および白色粒子２０の双方共に本発明の表示デバイス用粒子が用いられる。

−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は、本発明の画像形成装置の他の例（第２の実施形態）を示す概略構成図であり、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について示したものである。
帯電性の異なる複数の（不図示の）表示粒子群が封入された画像表示媒体１０の平面方向には、縦および横方向の電圧を制御する電極４０３Ａｎ及び４０４Ｂｎ（ｎは正数）が単純マトリックス構造となるように配置されている。電極４０３Ａｎ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の電源４０５Ａに接続されており、電極４０４Ｂｎは、波形発生装置４０２Ｂ及び電源４０２Ａにより構成された電界発生装置４０２の電源４０２Ａに接続されている。また、電極４０４Ｂｎ、電源４０５Ａ、電極４０３Ａｎはシーケンサー４０６に接続されている。

画像の表示に際しては、電界発生装置４０２、或いは、電界発生装置４０５により、各電極４０３Ａｎ、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〜Ａｎには１行単位で表示粒子が駆動できる電界を付与し、他方の面の電極４０４Ｂ１〜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。

図３〜図５は、図２に示す画像形成装置１２の任意の面での画像形成部（画像表示媒体１０）の模式断面図の例を示したものである。
表示粒子１８、２０は、電極面あるいは基板面に接触しており、基板１４または基板１６の少なくとも一方の面は透明で表示粒子１８，２０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に示すように、基板１４および１６が向き合う面側に埋めこまれて一体化していてもよく、図４に示すように基板１４、１６の内部に埋めこまれて一体化してもよく、図５のように表示基板１４および非表示基板１６が向き合う面と反対側の面から少し離れた位置に、表示基板１４および非表示基板１６と分離して設けられてもよい。

画像形成装置１２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、表示粒子１８、２０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、表示粒子１８、２０の色、帯電極性、帯電量、などの制限を受けるものではない。

−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。図６は本発明の画像形成装置の他の例（第３の実施形態）を示す概略構成図であり、具体的には印字電極を用いた画像形成装置について示したものである。
図６に示す画像形成装置１２は、印字電極１１と、この印字電極に対向配置されアースに接続された対向電極２６から構成されている。
印字電極１１と対向電極２６との間は画像表示媒体１０が矢印Ｂ方向に搬送可能である。画像表示媒体１０は一対の基板（表示基板１４および非表示基板１６）、この基板間に封入された表示粒子１８，２０から構成され、矢印Ｂ方向への搬送に際しては、非表示基板１６側が対向電極２６と近接ないし接触し、表示基板側が、印字電極１１に近接するように搬送される。なお、印字電極１１は、基板１３と、基板１３の表示基板１４側に設けられた電極１５とからなり、印字電極１１は不図示の電源に接続されている。

次に、印字電極１１の表示基板１４側に設けられた電極１５の配置や形状について説明する。図７は、印字電極に設けられた電極パターンの例について示す模式図であり、図６において、印字電極１１の電極１５が設けられた面を、非表示基板１６側から表示基板１４方向へと見た場合について示したものである。

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）に対して略直交する方向（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。

次に、印字電極の詳細について説明する。図８は、印字電極の概略構成図について示したものである。
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。このスイッチ２１Ａ、２１Ｂ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１５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。

次に、第３の実施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１０は、電極を持たない一対の基板内の空間に２種類以上の表示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２０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、表示粒子同士の摩擦や表示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６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１４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。

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。

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。このようにして、画像に応じて黒色粒子１８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、表示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、これらの表示粒子は、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。このように、空気を媒体として帯電した表示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。

−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。図９は本発明の画像形成装置の他の例（第４の実施形態）を示す概略構成図であり、静電潜像担時体を用いる画像形成装置について示したものである。
図９に示す画像形成装置１２は、矢印Ａ方向に回転可能なドラム状の静電潜像担持体２４と、これに対向配置された矢印Ｃ方向に回転可能なドラム状の対向電極２６とから主に構成されており、静電潜像担持体２４と、対向電極２６との間を矢印Ｂ方向に一対の基板間に表示粒子を封入した画像表示媒体１０が挿通可能である。

静電潜像担持体２４の周囲には、対向電極２６が設けられた側のほぼ反対側に、静電潜像担持体２４に近接するように帯電装置８０が配置されており、帯電装置８０の矢印Ａ方向側の静電潜像担持体２４表面に静電潜像が形成可能なように光ビーム走査装置８２が配置されており、これら３つの部材により静電潜像形成部２２が構成されている。静電潜像担持体２４としては、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の外周側に光導電層２４Ｂを形成したもので、光導電層２４Ｂ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、Ａｓ₂Ｓｅ₃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。また、導電性基体２４Ａは接地されている。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ものである。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２４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。

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ものである。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、本実施の形態では光ビーム走査装置８２内に設けられたポリゴンミラー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（ＲａｓｔｅｒＯｕｔｐｕｔＳｃａｎｎｅｒ）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。

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Ｖ_B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。

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。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。

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１４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。

このようにして、画像に応じて黒色粒子１８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。

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。更に、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。

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形態について説明したが、本発明の画像形成装置は、これら実施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、表示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、所望色彩を有する表示粒子を、必要に応じて、適宜選択することができる。

以下、本発明を、実施例を挙げて更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。
（白色粒子−Ｗ１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時間実施して分散液Ａを調製した。なお、この分散液Ａ（油相）の粘度は５８９ｍＰａ・ｓであった。
＜組成＞
・メタクリル酸シクロヘキシル：５６質量部
・酸化チタン（白色顔料）：３８質量部
（一次粒子径０．３μｍ、タイペークＣＲ６３：石原産業製）
・ポリマー微粒子（中空粒子）：５質量部
（一次粒子径０．３μｍ、ＳＸ８６６（Ａ）：ＪＳＲ製）
・帯電制御剤：１質量部
（ＳＢＴ−５−００１６：オリエント化学工業製）

−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質量部
・水：６０質量部

−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＞
・分散液Ｂ：７．０ｇ
・２０％食塩水：５０ｇ

分散液Ａ３５ｇとジビニルベンゼン１ｇと、重合開始剤Ｖ６０１（ジメチル−２，２’−アゾビス２−メチルプロピオナート、和光純薬製）：０．３５ｇ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（水相）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、窒素ガスで封入し、その後７０℃で１０時間反応させ粒子を得た。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、ろ過を行った。その後、充分な蒸留水で洗浄し、目開き：１０μｍ、１５μｍ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１４．１６μｍ、白色粒子−Ｗ１（本発明の表示デバイス用粒子）を得た。白色粒子−Ｗ１の不定形粒子の存在割合を既述した方法によりＦＥ−ＳＥＭ（電界放射型電子顕微鏡）を利用して求めたところ、２．５％であった。

（白色粒子−Ｗ２の作製）
分散液Ａの代わりに、下記分散液Ｂを用いた以外は、上記の白色粒子−１の作製と同様にして、白色粒子−Ｗ２を作製した。得られた白色粒子−Ｗ２の平均粒子径は１３．１１μｍであった。また、白色粒子−Ｗ２の不定形粒子の存在割合を既述した方法によりＦＥ−ＳＥＭ（電界放射型電子顕微鏡）を利用して求めたところ、３．５％であった。

−分散液Ｂ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Ｂを調製した。なお、この分散液Ｂ（油相）の粘度は６２３ｍＰａ・ｓであった。
＜組成＞
・メタクリル酸シクロヘキシル：５６質量部
・酸化チタン（白色顔料）：３８質量部
（一次粒子径０．３μｍ、タイペークＣＲ６３：石原産業製）
・ポリマー微粒子（中空粒子）：５質量部
（一次粒子径０．３μｍ、ＳＸ８６６（Ａ）：ＪＳＲ製）
・帯電制御剤：１質量部
（ＳＢＴ−５−００１６：オリエント化学工業製）

（白色粒子Ｗ３の作製）
分散液Ａの代わりに、下記分散液Ｃを用いた以外は、上記の白色粒子−Ｗ１の作製と同様にして、白色粒子−Ｗ３を作製した。得られた白色粒子−Ｗ３の平均粒子径は１４．３８μｍであった。また、白色粒子−Ｗ３の不定形粒子の存在割合を既述した方法によりＦＥ−ＳＥＭ（電界放射型電子顕微鏡）を利用して求めたところ、３．０％であった。

−分散液Ｃ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Ｃを調製した。なお、この分散液Ｃ（油相）の粘度は５１３ｍＰａ・ｓであった。
＜組成＞
・メタクリル酸シクロヘキシル：６４質量部
・酸化チタン（白色顔料）：３０質量部
（一次粒子径０．３μｍ、タイペークＣＲ６３：石原産業製）
・ポリマー微粒子（中空粒子）：５質量部
（一次粒子径０．３μｍ、ＳＸ８６６（Ａ）：ＪＳＲ製）
・帯電制御剤：１質量部
（ＳＢＴ−５−００１６：オリエント化学工業製）

（白色粒子Ｗ４の作製）
分散液Ａの代わりに、下記分散液Ｄを用いた以外は、上記の白色粒子−Ｗ４の作製と同様にして、白色粒子−Ｗ４を作製した。得られた白色粒子−Ｗ４の平均粒子径は１２．４５μｍであった。また、白色粒子−Ｗ４の不定形粒子の存在割合を既述した方法によりＦＥ−ＳＥＭ（電界放射型電子顕微鏡）を利用して求めたところ、６．５％であった。

−分散液Ｄ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Ｄを調製した。なお、この分散液Ｄ（油相）の粘度は８１３ｍＰａ・ｓであった。
＜組成＞
・メタクリル酸シクロヘキシル：６７質量部
・酸化チタン（白色顔料）：３０質量部
（一次粒子径０．３μｍ、タイペークＣＲ６３：石原産業製）
・ポリマー微粒子（中空粒子）：５質量部
（一次粒子径０．３μｍ、ＳＸ８６６（Ａ）：ＪＳＲ製）
・帯電制御剤：１０質量部
（ＳＢＴ−５−００１６：オリエント化学工業製）

（白色粒子Ｗ５の作製）
分散液Ａの代わりに、下記分散液Ｅを用いた以外は、上記の白色粒子−Ｗ１の作製と同様にして、白色粒子−Ｗ５を作製した。得られた白色粒子−Ｗ５の平均粒子径は１３．１１μｍであった。また、白色粒子−Ｗ５の不定形粒子の存在割合を既述した方法によりＦＥ−ＳＥＭ（電界放射型電子顕微鏡）を利用して求めたところ、７．５％であった。

−分散液Ｅ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Ｅを調製した。なお、この分散液Ｅ（油相）の粘度は１９５０ｍＰａ・ｓであった。
＜組成＞
・メタクリル酸シクロヘキシル：６４質量部
・酸化チタン（白色顔料）：３０質量部
（一次粒子径０．３μｍ、タイペークＣＲ６３：石原産業製）
・ポリマー微粒子（中空粒子）：１０質量部
（一次粒子径０．３μｍ、ＳＸ８６６（Ａ）：ＪＳＲ製）
・帯電制御剤：１質量部
（ＳＢＴ−５−００１６：オリエント化学工業製）

（黒色粒子Ｂ１の作製）
分散液Ａの代わりに、下記分散液Ｆを用いた以外は、上記の白色粒子−Ｗ１の作製と同様にして、黒色粒子−Ｂ１を作製した。得られた黒色粒子−Ｂ１の平均粒子径は１３．２８μｍであった。また、黒色粒子−Ｂ１の不定形粒子の存在割合を既述した方法によりＦＥ−ＳＥＭ（電界放射型電子顕微鏡）を利用して求めたところ、３．０％であった。

−分散液Ｆ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Ｆを調製した。なお、この分散液Ｆ（油相）の粘度は１０．５ｍＰａ・ｓであった。
＜組成＞
・メチルメタクリレート：８７．２質量部
・ジエチルアミノエチルメタクリレート：１．８質量部
・マイクロリスブラック：１０質量部
（チバスペシャリティケミカルズ製）
・帯電制御剤：１重量部
（ＣＯＰＹ ＣＨＡＲＧＥ ＰＳＹ ＶＰ２０３８：クラリアントジャパン製）

（黒色粒子Ｂ２の作製）
分散液Ａの代わりに、下記分散液Ｇを用いた以外は、上記の白色粒子−Ｗ１の作製と同様にして、黒色粒子−Ｂ２を作製した。得られた黒色粒子−Ｂ２の平均粒子径は１４．８６μｍであった。また、黒色粒子−Ｂ２の不定形粒子の存在割合を既述した方法によりＦＥ−ＳＥＭ（電界放射型電子顕微鏡）を利用して求めたところ、５．５％であった。

−分散液Ｇ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Ｇを調製した。なお、この分散液Ｇ（油相）の粘度は３．５ｍＰａ・ｓであった。
＜組成＞
・メチルメタクリレート：８６．２質量部
・ジエチルアミノエチルメタクリレート：１．８質量部
・マイクロリスブラック：１０質量部
（チバスペシャリティケミカルズ製）
・帯電制御剤：２重量部
（ＣＯＰＹ ＣＨＡＲＧＥ ＰＳＹ ＶＰ２０３８：クラリアントジャパン製）

以上のようにして作製された白色粒子および黒色粒子中の不定形粒子の存在割合、および、これら粒子の作製に用いた分散液（油相）の粘度を表１に示す。

（実施例１〜４および比較例１〜３）
次に、上述したようにして作製して得られた白色粒子と黒色粒子と表２および表３に示すように組み合わせて用い、図６に示すような構成を有する画像表示媒体および画像形成装置を以下に説明するようにして作製した。

−画像表示媒体／装置の作製−
表２および表３に示したような組み合わせて白色粒子と黒色粒子を質量比６：５で混合したものを、対向配置された基板（表示基板１４および非表示基板１６）の間の空隙に所定量封入し、定法により画像表示媒体１０を作製し、さらに、この画像表示媒体１０に近接するように印字電極１１を配置して画像形成装置１２を作製した。次に、以下のようなイニシャライズ処理を行なった。

まず、基板間に電圧を印加して所望の電界を基板間の粒子群に作用させる。これにより、それぞれの粒子は基板間を移動する。この際、電圧の極性を切替えることにより粒子は基板間を異なる方向へ移動し、電圧極性を繰返し切替えることにより基板間を往復する。この過程でそれぞれの粒子間、および粒子と基板との間の衝突により、粒子はそれぞれ異なる極性に帯電する。
ここで白色粒子は正極性に、黒色粒子は負極性に帯電して、基板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、各粒子はそれぞれの基板に付着し、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。

−繰り返し表示テストおよび反射濃度／コントラストの評価−
続いて、電圧の切替えを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２１０００サイクル繰り返し、２１０００サイクル繰り返し後の画像の白色表示部（あるいは黒色表示部）の反射濃度と、反射濃度コントラスト（白色表示部と黒色表示部との反射濃度の差）とを測定した。
反射濃度の値は、画像表示媒体の白色（あるいは黒色）を表示している２０ｍｍ×２０ｍｍのパッチ内の５ヶ所を濃度測定計Ｘ−Ｒｉｔｅ４０４により測定し、５ヶ所のパッチの反射濃度を平均することにより求めた。結果を表１および表２に示す。
なお、表２は、黒色粒子として本発明の表示デバイス用粒子を用い、且つ、白色粒子として本発明の表示デバイス用粒子を用いた場合と用いなかった場合について、表３は、白色粒子として本発明の表示デバイス用粒子を用い、且つ、黒色粒子として本発明の表示デバイス用粒子を用いた場合と用いなかった場合についての結果を示したものである。

本発明の画像形成装置の一例（第１の実施形態）を示す概略構成図である。 本発明の画像形成装置の他の例（第２の実施形態）を示す概略構成図である。 図２に示す画像形成装置１２の任意の面での画像形成部（画像表示媒体１０）の模式断面図の一例を示したものである。 図２に示す画像形成装置１２の任意の面での画像形成部（画像表示媒体１０）の模式断面図の他の例を示したものである。 図２に示す画像形成装置１２の任意の面での画像形成部（画像表示媒体１０）の模式断面図の他の例を示したものである。 本発明の画像形成装置の他の例（第３の実施形態）を示す概略構成図である。 印字電極の電極のパターンを示す模式図である。 印字電極の概略構成図である。 本発明の画像形成装置の他の例（第４の実施形態）を示す概略構成図である。 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
１３ 印字電極１１の表示基板１４側の面
１４ 表示基板
１５ 電極
１６ 非表示基板
１７Ａ ＡＣ電源
１７Ｂ ＤＣ電源
１８ 表示粒子（黒色粒子）
１９ 接続制御部
２０ 表示粒子（白色粒子）
２２ 静電潜像形成部
２４ 静電潜像担持体（感光体ドラム）
２４Ａ 導電性基体
２４Ｂ 光導電層
２６ 対向電極
２８ 直流電圧電源
６０ 制御部
８０ 帯電装置
８２ 光ビーム走査装置
８４ ポリゴンミラー
８６ 折り返しミラー
２０４ スペーサ
２０５ 透明電極
２０６ ポリカーボネート層
４０２ 電界発生装置
４０２Ａ 電源
４０２Ｂ 波形発生装置
４０３ 電極Ａｎ
４０４ 電極Ｂｎ
４０５ 電界発生装置
４０５Ａ 電源
４０５Ｂ 波形発生装置
４０６ シーケンサー

Claims (5)

1. 正または負に帯電し得る性質、及び、色彩を有する表示デバイス用粒子において、
   長軸と短軸との比率が１．２以上である不定形状粒子の存在割合が５個％以下であること特徴とする表示デバイス用粒子。
2. カーボンブラックおよび酸化チタンからなる群より選択されるいずれか１種の色材を含むことを特徴とする請求項１に記載の表示デバイス用粒子。
3. 正または負に帯電し得る性質、及び、色彩を有し、長軸と短軸との比率が１．２以上である不定形状粒子の存在割合が５個％以下であり、
   水相中に油相を分散させて粒子を形成する工程を少なくとも経て作製される表示デバイス用粒子の製造方法であって、
   前記油相の粘度が、５〜８００ｍＰａ・ｓの範囲内であることを特徴とする表示デバイス用粒子の製造方法。
4. 対抗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らる粒子群と、を少なくとも含み、前記２種類以上の粒子の少なくとも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において、
   前記正負に帯電し得る粒子の双方が、長軸と短軸との比率が１．２以上である不定形状粒子を５個％以下の割合で含むことを特徴とする画像表示媒体。
5. 対抗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らる粒子群と、を少なくとも含み、
   前記２種類以上の粒子の少なくとも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、
   前記正負に帯電し得る粒子が相互に異なる色であり、前記正負に帯電し得る粒子の双方が、長軸と短軸との比率が１．２以上である不定形状粒子を５個％以下の割合で含む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。

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