JP4296668B2 - Reversible image display method - Google Patents

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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は画像表示方法及び画像表示媒体に関する。特に画像表示、画像消去を繰り返し行うことができる可逆性画像表示方法及び可逆性画像表示媒体に関する。
【0002】
【従来の技術】
今日における画像表示は、鉛筆、ペン、絵の具等を用いて紙等の画像表示媒体上に人手により文字、図形等を書き込んだり、コンピュータ、ワードプロセッサ等により作成した文書、図形等をCRTディスプレイ等のディスプレイで表示したり、プリンタで紙等の媒体に出力表示する等によりなされている。
【0003】
また、人手により作成された紙等の媒体上の文書、図形等や、プリンタ出力された紙等の媒体上の文書、図形等を複写機等を用いて別の紙等の媒体上に複写作成したり、ファクシミリ機等で送信して送信先において紙等の媒体上に複写出力することも行われている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
これらの画像表示のうち、鉛筆、ペン等を用いて紙等の画像表示媒体に文字、図形等を表示する画像表示や、電子写真方式、インク吹き付け方式、熱転写方式等によるプリンタ、複写機、ファクシミリ機等の画像形成装置によって紙等の画像表示媒体に文字、図形等を表示する画像表示では、高解像度で鮮明に画像表示でき、画像を見るあたってその画像は人目に優しい。
【0005】
しかし、紙等の画像表示媒体に対して画像表示、画像消去を繰り返すことはできない。鉛筆を用いて文字等を書き込む場合においては、該文字等を消しゴムである程度消すことができるが、該文字等が薄くかかれた場合はともかく、通常の濃さで書かれた場合には完全に消し去ることは困難であり、一旦画像表示された紙等の媒体については、未だ画像表示されていない媒体裏面にも画像表示する場合を除けば、それを再使用することは困難である。
【0006】
そのため、画像表示された紙等の媒体は用済みとなったあとは廃棄されたり、焼却されたりし、多くの資源が消費されていく。プリンタ、複写機等においてはトナーやインクと言った消耗品も消費される。また、新しい紙等の表示媒体、トナー、インク等を得るためにさらに媒体等の資源、媒体等の製作エネルギーが必要となる。このことは今日求められている環境負荷の低減に反する結果となっている。
【0007】
この点、CRTディスプレイ等のディスプレイによる画像表示では、画像表示、画像消去を繰り返すことができる。しかし、ディスプレイに表示される画像は、紙等にプリンタ等によって表示された画像と比べると、解像度が低く、鮮明、精細な画像を得るには限界がある。また、比較的解像度が低いことや、ディスプレイからの発光により長時間の目視作業では眼が非常に疲れやすい。
【0008】
なお、画像表示、画像消去を繰り返すことができる画像表示手法として、電気泳動型表示が提案されている。この表示手法は、少なくとも一方が透明な2枚の基板をスペーサを介して間隔を開けて対向配置することで密封空間を形成し、その中に電気泳動能のある粒子をそれとは色の異なる分散媒中に分散させた表示液を充填したもので、静電場を付与して表示液中の粒子を泳動させることで、粒子の色若しくは分散媒の色で画像表示を行うものである。
【0009】
かかる表示液は通常イソパラフィン系などの分散媒、二酸化チタンなどの粒子、この粒子と色のコントラストを付けるための染料、界面活性剤などの分散剤及び荷電付与剤等の添加剤から構成される。
【0010】
しかしながら、この電気泳動型表示では、二酸化チタンなどの高屈折率粒子と絶縁性着色液体とのコントラスト表示のため、どうしても該粒子による着色液体の隠蔽度(着色液体を粒子で隠してしまえる度合い)が悪く、そのためコントラストが低くなってしまう。また、該粒子と表示液中の分散媒との比重差が非常に大きく、粒子の沈降、凝集が発生し易いため、表示のコントラストの低下が起こり易く、長期間安定な画像表示が困難であるうえ、前回の表示残像が発生しやすい。さらに、粒子の液中での帯電は経時変化が大きく、この点でも画像表示安定性が劣る。
【0011】
そこで本発明は、次の利点を有する可逆性画像表示方法を提供することを課題とする。(1)画像表示、画像消去を繰り返し行うことができ、よって従来の画像表示に関係する紙等の画像表示媒体、現像剤、インク等の消耗品の使用を低減することができ、それだけ今日の環境負荷低減に応えることができる。
(2)コントラストに優れ、高解像度で高品質な画像を長期にわたり安定的に表示できる。
(3)残像が発生しにくく、従って良好な可逆性を示し、この点でも高品質な画像を表示できる。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明は次の第1タイプの可逆性画像表示方法を提供する。第1タイプの可逆性画像表示方法に続けて記す第2、第3タイプの可逆性画像表示方法及び可逆性画像表示媒体は参考までに示したものである。
(A)第1タイプの可逆性画像表示方法
所定のギャップをおいて対向する、少なくとも一方が光透過性を有する2枚のシートと、
前記2枚のシートの間に形成され、周囲を仕切り壁で囲まれた1又は2以上の現像剤収容セルと、
前記各セルに内包された乾式現像剤と、
を有しており、
前記乾式現像剤は、互いに帯電極性の異なる、且つ、互いに光学的反射濃度の異なる少なくとも2種類の、摩擦帯電性を有する乾式現像粒子を含んでいる、
可逆性画像表示媒体であって、
前記現像剤収容セル内の前記乾式現像剤を構成している少なくとも2種類の前記乾式現像粒子が互いに異なる帯電極性に摩擦帯電している可逆性画像表示媒体を準備する工程と、
前記可逆性画像表示媒体のシート表面を一様に所定電位に帯電させる帯電工程と、
前記帯電工程で帯電したシート表面に表示しょうとする画像に対応する静電潜像を形成し、該静電潜像に基づいて前記現像剤収容セル内の現像粒子に対し表示しょうとする画像に対応する画素ごとに所定の静電場を形成することで該現像粒子を移動させて画像表示する工程と、
を含む可逆性画像表示方法。
【0013】
この可逆性画像表示方法では、画像表示に先立って、可逆性画像表示媒体のシート表面を一様に所定電位に帯電させる。
【0014】
そのあと、帯電したシート表面に表示しょうとする画像に対応する静電潜像を形成し、該静電潜像に基づいて前記現像剤収容セル内の現像粒子に対し表示しようとする画像に対応して画素ごとに所定の静電場を形成する。静電場の形成は静電潜像形成と同時的になされてもよいし、この他、静電潜像形成後に媒体にバイアス電圧を印加する、該媒体を接地するなどしてなされてもよい。この静電場によるクーロン力にて該現像粒子を移動させて現像を行い、画像を表示する。
(B)第2タイプの可逆性画像表示方法。
【0015】
所定色の絶縁性液体中に該液体の色とは異なる色の帯電した帯電現像粒子を分散させ、これら絶縁性液体及び帯電現像粒子を所定のギャップをおいて対向する、少なくとも一方が光透過性を有する2枚のシートの間に密封した可逆性画像表示媒体を準備する工程と、
前記可逆性画像表示媒体のシート表面を一様に所定電位に帯電させる帯電工程と、
前記帯電工程で帯電したシート表面に表示しょうとする画像に対応する静電潜像を形成し、該静電潜像に基づいて前記帯電現像粒子に対し表示しょうとする画像に対応する画素ごとに所定の静電場を形成することで該帯電現像粒子を移動させて画像表示する工程と、
を含む可逆性画像表示方法。
【0016】
この可逆性画像表示方法でも、画像表示に先立って、可逆性画像表示媒体のシート表面を一様に所定電位に帯電させる。
【0017】
そのあと、帯電したシート表面に表示しょうとする画像に対応する静電潜像を形成して媒体内の絶縁性液体に分散している帯電現像粒子に対し表示しょうとする画像に対応する画素ごとに所定の静電場を形成する。静電場の形成は静電潜像形成と同時的になされてもよいし、この他、静電潜像形成後に媒体にバイアス電圧を印加する、該媒体を接地するなどしてなされてもよい。この静電場によるクーロン力にて該帯電現像粒子を移動させて現像を行い、画像を表示する。
(C)第3タイプの可逆性画像表示方法。
【0018】
外表面のうち半分の面と反対側の残り半分の面が色において互いに異なるとともにイオン吸着量において互いに異なる球状現像粒子がその周囲を絶縁性液体層で囲繞される状態で絶縁性保持媒体中に埋め込まれている可逆性画像表示媒体を準備する工程と、
前記可逆性画像表示媒体の表面を一様に所定電位に帯電させる帯電工程と、
前記帯電工程で帯電した媒体表面に表示しょうとする画像に対応する静電潜像を形成し、該静電潜像に基づいて前記球状現像粒子に対し表示しょうとする画像に対応する画素ごとに所定の静電場を形成することで該球状現像粒子の互いに色の異なる面の向きを制御して画像表示する工程と、
を含む可逆性画像表示方法。
【0019】
この可逆性画像表示方法でも、画像表示に先立って、可逆性画像表示媒体の表面を一様に所定電位に帯電させる。
【0020】
そのあと、帯電した媒体表面に表示しょうとする画像に対応する静電潜像を形成して媒体内の球状現像粒子に対し表示しょうとする画像に対応する画素ごとに所定の静電場を形成する。静電場の形成は静電潜像形成と同時的になされてもよいし、この他、静電潜像形成後に媒体にバイアス電圧を印加する、該媒体を接地するなどしてなされてもよい。
【0021】
かかる静電場の影響により絶縁性液体層に囲繞されていて回転可能である球状現像粒子が反転し、画像が表示される。かかる球状現像粒子の反転は、球状現像粒子の外表面のうち半分の面と反対側の残り半分の面がイオン吸着量において互いに異なっており、従って電界の方向により面の向きが変化することで起こる。また、球状現像粒子の外表面のうち半分の面と反対側の残り半分の面が色において互いに異なっているから、これにより画像表示できる。
(D)可逆性画像表示媒体。
【0022】
外表面のうち半分の面と反対側の残り半分の面が色において互いに異なるとともにイオン吸着量において互いに異なる球状現像粒子がその周囲を絶縁性液体層で囲繞される状態で絶縁性保持媒体中に埋め込まれている可逆性画像表示媒体。
【0023】
この媒体は、球状現像粒子に対し表示しようとする画像に対応させて画素ごとに所定の静電場を形成することで該粒子を反転させて画像表示させることかできる。勿論、前記(C)項の画像表示方法によって画像表示可能である。
【0024】
前記いずれのタイプの画像表示方法においても、前記媒体上の静電潜像は、例えば前記帯電工程で帯電した媒体表面に直接形成することで、或いは前記可逆性画像表示媒体の外部で静電潜像担持体上に表示しようとする画像に対応させて形成した静電潜像を前記帯電工程で帯電した媒体表面に転写形成することで形成できる。
【0025】
また前記いずれのタイプの画像表示方法においても、媒体上に形成される静電潜像の領域の帯電極性は、該静電潜像の形成に先立つ媒体表面の一様な帯電による帯電領域の帯電極性と同極性であっても、異なる極性であっても、或いは0〔V〕であってもよい。
前記いずれのタイプの画像表示方法においても、画像表示媒体表面を予め一様に所定電位に帯電させてから、該帯電域に静電潜像を書き込むようにしているから、第1、第2タイプの方法において現像粒子を移動させたり、第3タイプの方法において球状現像粒子を反転させたりできる。さらには移動した現像粒子や反転した現像粒子をその位置に保持するに十分な静電場が形成される。換言すれば画像表示媒体表面を予め一様に所定電位に帯電させてから、該帯電域に静電潜像を書き込むと、画像保持性が良好となる。特に流動性の高い現像剤や、画像表示に先立って現像剤攪拌処理により流動性が高められる現像剤を用いる場合に画像保持の点で有利である。これらによりコントラストに優れた高品質の画像を長期にわたり安定的に表示できる。
【0026】
前記(D)の可逆性画像表示媒体についても、前記第3タイプの画像表示方法にて画像表示させることができ、そうすることでコントラストに優れた高品質の画像を長期にわたり安定的に表示できる。
【0027】
また、前記のいずれの可逆性画像表示方法、可逆性画像表示媒体においても、一旦画像表示したあと異なる静電場を形成したり、後ほど詳述するように交番電場や振動磁場(現像粒子が磁性体を含んでいる場合)を形成するなどして画像を消去できるし、異なる静電潜像を形成することで画像を書き換えることもできる。従って一旦画像表示された画像表示媒体を廃棄する必要はない。また、現像剤は画像表示媒体内に内包されており、消費されないし、外部からの現像剤の供給を要しない。これらにより従来における画像表示にまつわる紙等の画像表示媒体、現像剤等の消耗品の使用を大幅に低減することができる。
【0028】
また、従来の電子写真方式の画像形成のようにトナーを紙等のシートに熱で溶かして定着するようなことが不要であり、従来のこの種の画像形成で必要とされる作像エネルギーの大半を節約できる。
【0029】
かくして今日の環境負荷低減に応えることができる。
【0030】
また、現像剤収容セル内に乾式現像剤を収容した可逆性画像表示媒体を用いる前記第1タイプの画像表示方法では、前記セルに内包される現像剤は、光学的反射濃度の異なる(別の言い方をすれば、「コントラストの異なる」或いは「色の異なる」)少なくとも2種類の現像粒子を含んでおり、しかもその現像粒子は乾式の現像粒子であって一方の種類の現像粒子による他方の種類の現像粒子の隠蔽度が良好であるから、この点でもコントラスト良好に画像表示できる。
【0031】
また前記セルに内包される現像剤は互いに帯電極性の異なる少なくとも2種類の相互摩擦帯電可能の帯電性乾式現像粒子を含んでおり、画像表示にあたっては摩擦帯電により互いに逆極性に帯電した現像粒子がクーロン力をうけて移動するため、この点でもコントラスト良好に画像表示でき、また前回表示の残像が発生し難い。
【0032】
乾式現像粒子は、例えば従来の電気泳動型画像表示に用いる表示液における導電性トナーと比べると、液体を介在させないため沈降、凝集が発生し難く、この点でも画像表示のコントラストの低下が起こり難く、また長期にわたり安定した画像表示を行える。現像粒子の沈降、凝集が発生し難いから、前回表示の残像も生じ難い。さらに乾式現像粒子は液中のトナーと比べると、帯電性能の経時変化が少ないからこの点でも長期にわたり安定した画像表示を行える。
【0033】
また、いずれの可逆性画像表示方法、可逆性画像表示媒体においても、媒体表面の静電潜像は高解像度で形成することが可能であるから、従来のCRTディスプレイ等による画像表示と比べると、高解像度で眼にやさしく画像表示できる。
【0034】
このように前記の可逆性画像表示媒体及び可逆性画像表示方法によると、コントラスト良好に、高解像度で高品質な画像を長期にわたり安定的に表示できる。さらに残像が発生しにくく、従って良好な可逆性を示し、この点でも高品質な画像を表示できる。
【0035】
前記の可逆性画像表示媒体及び可逆性画像表示方法によると、紙媒体の表示特性に近い表示特性の画像表示が可能である。電気泳動型ディスプレイ(EPD)に比べるとコントラストをより高くできる。
【0036】
なお前記の静電潜像は、例えば直接静電潜像形成装置を用いて前記媒体表面に直接形成してもよいし、外部静電潜像形成装置を用いて媒体外部で形成した静電潜像を前記媒体表面に転写して形成してもよい。
【0037】
直接静電潜像形成装置としては、表示しようとする画像に応じて前記媒体表面に放電して静電潜像電荷をのせる各種の放電型静電潜像形成装置、表示しようとする画像に応じて前記媒体表面に電荷注入して静電潜像電荷をのせる各種の電荷注入型の静電潜像形成装置を例示できる。前者の例としてイオンフロー型の装置や、所定方向(例えばシートを装置で走査するときの主走査方向)に記録電極を配列した静電記録ヘッドを有するマルチスタイラス型の装置を挙げることができ、後者の例として所定方向(例えばシートを装置で走査するときの主走査方向)に記録電極を配列するとともに該記録電極に隣り合わせて隣接制御電極を配列した静電記録ヘッドを有するマルチスタイラス型装置を挙げることかできる。
【0038】
外部静電潜像形成装置としては、静電潜像担持体上に表示しようとする画像に対応した静電潜像を形成し、該静電潜像担持体上の静電潜像を前記シート表面に転写するものを例示できる。さらに言えば、感光体のような光導電体上に表示しようとする画像に対応した静電潜像を形成し、該光導電体上の静電潜像を前記シート表面に転写するものや、誘電体上に表示しようとする画像に対応した静電潜像を形成し、該誘電体上の静電潜像を前記シート表面に転写するものを例示できる。
【0039】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態について説明する。
【0040】
本発明の好ましい実施形態の可逆性画像表示媒体は基本的に次の構成のものである。
【0041】
すなわち、所定のギャップをおいて対向する、少なくとも一方が光透過性を有する2枚のシートと、前記2枚のシートの間に形成され、周囲を仕切り壁で囲まれた1又は2以上の現像剤収容セルと、前記各セルに内包された乾式現像剤とを有する可逆性画像表示媒体である。前記乾式現像剤は、互いに帯電極性の異なる、且つ、互いに光学的反射濃度の異なる少なくとも2種類の、摩擦帯電性を有する乾式現像粒子を含んでいる。
【0042】
また、本発明の好ましい実施形態の可逆性画像表示方法は、前記可逆性画像表示媒体を利用するもので、基本的に次の方法である。
【0043】
すなわち、前記の可逆性画像表示媒体であって、前記乾式現像剤における前記少なくとも2種類の現像粒子が互いに異なる帯電極性に摩擦帯電した可逆性画像表示媒体を準備する工程と、前記各セルに内包された現像粒子が摩擦帯電している状態で該現像粒子に対し表示しようとする画像に対応させて画素ごとに所定の静電場を形成することで該現像粒子を移動させて画像表示する工程とを含む可逆性画像表示方法である。
【0044】
これらの可逆性画像表示媒体及びこれを利用した可逆性画像表示方法によると、画像表示媒体における各セルに内包された現像粒子が摩擦帯電している状態で該現像粒子に対し表示しようとする画像に対応させて画素ごとに所定の静電場を形成することで、静電場と帯電現像粒子との間に働くクーロン力にて該現像粒子を移動させて現像を行い、所定のコントラストで画像を表示することができる。
【0045】
前記静電場は、例えば前記2枚のシートのいずれかの外表面に静電潜像を形成して該静電潜像に基づいて形成できる。静電場の形成は静電潜像の形成と同時的になされても、静電潜像形成後になされてもよい。かかる静電場は、例えば静電潜像を形成するシートとは反対側のシートにバイアス電圧を印加したり、該反対側シートを接地すにるなどして該反対側シートを静電場形成のための所定電位に設定すればよい。
【0046】
前記可逆性画像表示媒体は電極を備えていてもよい。
【0047】
すなわち、光透過性を有する一方の前記シートの内面に透明電極を形成するとともに他方の前記シートの内面に該透明電極に対向する電極を設けてもよい。
【0048】
電極を設けた可逆性画像表示媒体及びこれを利用した可逆性画像表示方法では、媒体における各セルに内包された現像粒子が摩擦帯電している状態で前記両電極間に電圧を印加して該両電極間に表示しようとする画像に対応させて画素ごとに所定の静電場を形成することで、静電場と帯電現像粒子との間に働くクーロン力にて該現像粒子を移動させて現像を行い、所定のコントラストで画像を表示することができる。
【0049】
前記他方のシートの内面の電極は、画素ごとに形成された個別電極の群れからなっていてもよい。
【0050】
前記いずれのタイプの可逆性画像表示媒体(可逆性画像表示方法で採用する表示媒体も含む)においても、前記セルに内包された現像粒子が摩擦帯電した状態を得るには、現像粒子をセルに内包するに先立って混合攪拌等により摩擦帯電させたのちセルに内包したり、現像粒子をセルに内包してから何らかのエネルギー付与によりセル内で混合攪拌して摩擦帯電させたり、或いはそれらの双方により摩擦帯電させればよい。
【0051】
かかる現像粒子の混合攪拌の具体例として、交番電場(例えばAC電場)印加による混合攪拌、現像粒子の少なくとも一つが磁性粒子であるときにおける磁気力による混合攪拌、超音波照射や機械的振動付与による混合攪拌、これらのうち2以上の組み合わせによる混合攪拌等を挙げることができる。
【0052】
現像粒子を混合攪拌してよく帯電させることにより、一層のコントラスト向上、さらなる駆動電圧の低下が可能である。
【0053】
前記いずれのタイプの可逆性画像表示媒体(可逆性画像表示方法で採用する表示媒体も含む)においても、2枚のシートのそれぞれは、厚さに比べて面積が大きく、面的に広がりのあるものを指し、合成樹脂、ガラス等種々の材料で形成することができ、柔軟性を有するもの、可撓性を有するもの、ガラス板のように可撓性に乏しいもの等のいずれでもよく、2枚のシートのうち少なくとも一方(画像観察側のシート)が画像を視認できるように光透過性を有していればよい。双方のシートが光透過性を有していてもよい。
【0054】
また前記乾式現像剤の前記現像剤収容セル内での横方向の移動を抑制するための現像剤移動抑制部材を前記2枚のシート間に設けてもよい。当然のことながら、セルを形成している仕切り壁も現像剤の横方向の移動を抑制する。
【0055】
また前記現像剤収容セルを形成している前記仕切り壁及び(又は)前記現像剤移動抑制部材が前記2枚のシート間ギャップを所定のギャップに維持するスペーサを兼ねていてもよい。2枚のシート間ギャップを所定のギャップに維持する専用のスペーサを仕切り壁や現像剤移動抑制部材とは別途に設けてもよい。
【0056】
かかる現像剤移動抑制部材を設けることでセル内の現像粒子の偏りが抑制され、それだけ画像ムラの少ない高品質の画像を表示できる。またスペーサにより2枚のシート間ギャップが所定のものに維持されることで、画像ムラの少ない画像表示ができる。現像剤移動抑制部材の形状は柱状部材、壁状部材など任意である。
【0057】
電極の有無に拘らず、可逆性画像表示媒体における現像剤収容セルの数、大きさ、形状、分布、配列(規則的、不規則)等については、画像表示できるのであれば特に制限はない。現像剤移動抑制部材や専用スペーサについても同様である。
【0058】
仕切り壁、現像剤移動抑制部材、専用スペーサのそれぞれは、例えば2枚のシートの少なくとも一方に少なくとも一部を接着等にて接合固定したり、シートと成形等により一体的に形成することができる。しかし、仕切り壁、現像剤移動抑制部材、専用スペーサのそれぞれは、2枚のシートのうち一方又は双方に接着固定されたり、シートと一体的に形成されたりせず、2枚のシート間に、少なくとも一方のシートに対し動かないように配置されているだけでもよい。
【0059】
現像剤収容セルの形状については、連続溝タイプ、独立タイプに大別できる。連続溝タイプのセルCElは図1の(A)、(B)、(C)に例示するように、各仕切り壁w1が他の仕切り壁w1と交わることなく延在しているセルである。例えば媒体S周縁部の相互に対向している封止部cw間に延在することで形成されているセルである。この場合、封止部cwはセルを形成する仕切り壁を兼ねることができる。連続溝タイプのセルCE1は、媒体Sの平行2辺と平行に延びていても(図1(A))、媒体Sの各辺と交わる方向に延びていても(図1(B))、波形状に延びていても(図1(C))、或いはさらに他の態様で延びていてもよい。
【0060】
独立タイプのセルCE2は例えば碁盤目状(図1(D))、煉瓦塀状(図1(E))、蜂の巣状(図1(F))、三角形を連ねた態様(図1(G))、波形区画を連ねた態様(図1(H))、それぞれが周囲を仕切り壁で囲まれた連続溝を連ねた態様(図1(I))等に配列形成できる。
【0061】
なおこれらの図においてαは仕切り壁の厚さ、ptは隣り合う仕切り壁間隔を表している。
【0062】
いずれにしても個々のセルは図1(A)〜図1(I)に示すように他のセルと隣接するように他のセルに連続形成されていてもよいが、他のセルと離れて形成されてもよい。セルの配列は規則的でも、不規則でもよい。またセルの数は一つでもよい。また仕切り壁w1がシート間ギャップを所定のものに維持するスペーサを兼ねていてもよい。
【0063】
なお、画像表示のための画素については、一つのセルに対し一つの画素がある場合、一つのセルに複数の画素がある場合、複数のセルに対し一つの画素がある場合などのいずれでもよい。
【0064】
現像剤移動抑制部材の形状については、柱状(円柱、四角柱、三角柱など)、錐状(円錐、四角錐、円錐台、四角錐台など)、壁状等のいずれでもよい。様々のタイプの現像剤移動抑制部材を用いてもよい。その配列は規則的でも、不規則でもよい。柱状の部材はこれをシートと強固に接合等するうえで都合がよい。長く延びる壁状の部材は大きい現像剤移動抑制効果を期待できる。壁状部材のうち薄い板状のものは、所望の現像剤収容量を確保するうえで都合がよい。現像剤移動抑制部材の高さは任意である。従っていずれか一方のシートに動かないように配置されているだけでもよい。2枚のシート間にわたる高さを有しているときには、シート間ギャップを所定のものに維持するスペーサを兼ねていてもよい。
【0065】
図2の(A)〜(H)は現像剤移動抑制部材の形状及び配列を例示している。
【0066】
図2(A)は断面矩形状の柱状抑制部材CL1を所定方向に間隔をあけて配列してなる部材列を平行に複数列配置した状態を示している。図2(B)は断面円形状の柱状抑制部材CL2を分散配置した状態を示している。図2(C)は薄い板状(壁状)の抑制部材CL3を複数平行に配置した状態を示している。図2(D)は柱状抑制部材CL2と長さがまちまちの薄い板状(壁状)の抑制部材CL3とを不規則に分散配置した状態を示している。図2(E)は柱状抑制部材CL2と長さが同じ薄い板状(壁状)の抑制部材CL3とをある程度規則的に分散配置した状態を示している。図2(F)は図1(A)に示す連続溝タイプのセルCE1のそれぞれに断面矩形状の柱状抑制部材CL4を複数個、島状に配置した状態を示している。図2(G)は図1(D)に示すタイプの碁盤目状配置の独立セルCE2のそれぞれに断面矩形状の柱状抑制部材CL4を一つずつ島状に配置した状態を示している。各抑制部材CL1、CL2、CL3、CL4はスペーサを兼ねることができる。なお、これらの図においてβ1、β2は柱状抑制部材の縦横の寸法を示している。γ1、γ2は画像表示領域の一つの単位の縦横の寸法を示している。図2(F)のδは隣り合う部材CL4間の間隔を示している。
ところで、画像表示媒体には、前記したような仕切り壁、現像剤移動抑制部材、スペーサ等により非画像表示領域が発生する。かかる非画像表示領域はその合計面積が大きすぎると画像表示が困難になったり、画像品位が低下する。また小さすぎると、スペーサを設ける領域面積が小さくなる結果を招き、ひいてはシート間ギャップの不均一、さらにはそれによる画像ムラを招く。
【0067】
よって電極の有無に拘らず、画像表示媒体により提供される単位面積So(例えば図2の(A)、(H)におけるγ1×γ2の領域)における非画像部の面積Snの割合Sn/Soを0.0001以上0.5以下とすることが好ましい。なお、単位面積Soは任意に設定できるが、実際に画像を表示できる領域と非画像部領域の双方が含まれているように設定すればよい。さらに言えば例えば実際に画像を表示できる領域と非画像部領域の双方が含まれていて、それが媒体において繰り返し現れるような繰り返し単位で設定するとよい。
【0068】
或いは、任意の一つの現像剤収容セル(又は順次連続する複数の任意の現像剤収容セル群)において、一つの現像剤収容セル(又は複数の現像剤収容セル群)により提供される画像表示領域の面積がSaであり、前記一つの現像剤収容セルの外輪郭を形成している仕切り壁の中心線で囲まれる面積(又は前記複数の現像剤収容セル群の外輪郭を形成している仕切り壁の中心線で囲まれる面積)がSbであるとき、前記一つの現像剤収容セル(又は前記複数の現像剤収容セル群)に関する(1−Sa/Sb)の値を0.0001以上0.5以下とすることが望ましい(図2(I)参照)。
【0069】
これにより画像表示に支障のない画像表示領域面積を確保してして、コントラスト良好に高品質の画像を表示できる一方、仕切り壁によるスペーサ、現像剤移動抑制部材によるスペーサ、専用のスペーサなどのスペーサの領域を確保して2枚のシート間ギャップを所定のものに維持し、画像ムラの発生を抑制することができる。
【0070】
なお、電極ありの画像表示媒体については、該電極にリードを接続形成するが、該リードは仕切り壁等のある非画像表示領域に設けることが望ましい。
シート、セル仕切り壁、現像剤移動抑制部材、スペーサ等の材質は特に限定されない。しかし例えば媒体表面(シート表面)に画像表示のために静電潜像を形成する場合には、少なくとも該静電潜像を形成するシートについては絶縁性シートとする。反対側のシートについては、電極の有無に拘らず、絶縁性シートでも、そうでなくてもよい。絶縁性シートとする場合においてこれを接地電位としたり、これにバイアス電圧を印加する必要があるときには、その絶縁シートのままでもよいが、例えばシート外面に導電性膜を形成したり、反対側シート全体を導電性を有する材料や、導電性材料を含む材料で形成してもよい。このようにすると、要すれば容易に、該シートを接地して接地電位にしたり、該シートにバイアス電圧を印加できる。また、電極の有無に拘らず、反対側シートが絶縁性シートであってその外面に導電性膜を形成してある場合や、該反対側シートそれ自身が導電性シートであるときは、他からの電荷の遮蔽効果があり、画像表示した媒体を重ねるようなときでも、画像が崩れにくく、画像をそれだけ安定に保持することができる。
【0071】
電極無しの媒体の場合、シート間のギャップや、各シートの厚みが大きすぎると、シート間の現像剤にかかる電場が弱くなって現像性が悪くなり、コントラストの低下、解像度の低下を招く。また、シート間のギャップが小さすぎると、現像剤収容セル内に内包できる現像剤量が少なくなり、必要なコントラストが得られ難くなる。また、各シートの厚み、ひいては各シートの厚みに基づく媒体全体の厚みが小さすぎると、媒体が撓みやすくなり、シート間ギャップの均一性が得られなくなり、画像ムラが発生し易くなる。
【0072】
よって電極無しの可逆性画像表示媒体では、それには限定されないが、前記各シートの厚みが5μm〜100μm、前記両シート間のギャップは20μm〜300μm、全体の厚みは30μm〜500μmであることが望ましい。
【0073】
電極有りの可逆性画像表示媒体についても、現像剤量を確保し、シート間ギャップの均一性を維持するために、それには限定されないが、各シートの厚みを5μm〜100μm、両シート間のギャップを20μm〜300μm、全体の厚みを30μm〜500μmとしてもよい。
【0074】
また、電極無しの可逆性画像表示媒体において、例えば媒体表面(シート表面)に静電潜像を形成して該静電潜像に基づいて静電場を形成するようなときは、シートの表面抵抗値、特に静電場を形成する側のシートの表面抵抗値が小さいと、画像表示のための静電場を形成すべく該シート表面に直接静電潜像を形成したり、媒体外部で形成した静電潜像を該シート表面に転写する場合のいずれにおいても該静電潜像が崩れやすくなる。
【0075】
よって電極無しの可逆性画像表示媒体では、前記2枚のシートのうち少なくとも一方のシートの外表面の表面抵抗率を1010Ω/□〜1016Ω/□とすることが好ましい。
【0076】
またシート表面の抵抗値、特に静電場を形成する側とは反対側のシートの表面抵抗値が大きすぎると、画像形成とその保持に支障が生じる。特に静電場形成側のシート表面に直接静電潜像を形成する場合に潜像電荷が乗りにくくなるし、外部で形成した静電潜像を転写する場合には、均一な電場が得にくくなり、画像ムラが発生しやくなる。さらに、画像形成後の媒体同士を重ねたとき、隣り合う媒体間の静電遮蔽が困難になり、画像が崩れやすく、保持しがたくなる。
【0077】
よって前記2枚のシートのうち少なくとも一方の外表面の表面抵抗率を107 Ω/□以下(紙と同程度かそれ以下の抵抗率)とすることが好ましい。
【0078】
以上のことから、電極無し可逆性画像表示媒体では、2枚のシートのうち一方のシートの外表面の表面抵抗率を1010Ω/□〜1016Ω/□、他方のシートの外表面の表面抵抗率を107 Ω/□以下とすることが推奨される。
【0079】
支障のない範囲で、各シートの厚みを5μm〜100μm、両シート間のギャップを20μm〜300μm、全体の厚みを30μm〜500μmとするとともに2枚のシートのうち一方のシートの外表面の表面抵抗率を1010Ω/□〜1016Ω/□、他方のシートの外表面の表面抵抗率を107 Ω/□以下としてもよい。
【0080】
なお各シートの表面抵抗率は、例えばシートに抵抗値の異なる導電性材料(例えば導電性カーボン)を含有させる、シート表面に界面活性剤を塗布する等して調整できる。
電極あり、電極無しのいずれの可逆性画像表示媒体についても、現像剤収容セルに内包される現像剤は、互いに帯電極性の異なる、且つ、互いに光学的反射濃度の異なる(換言すれば「コントラストの異なる」或いは「色の異なる」)少なくとも2種類の乾式現像粒子を含んでいるとよい。代表例として、光吸収性を有する正帯電性(又は負帯電性)の黒色粒子と、光反射性を有する負帯電性(又は正帯電正)の白色粒子とを挙げることができる。
【0081】
乾式現像剤を構成する前記少なくとも2種類の現像粒子のうち少なくとも一方は非導電性粒子としてもよい。この場合、画像表示媒体が電極を有しているか否かに拘らず、かかる非導電性粒子の存在により該2種類の現像粒子が容易、確実に摩擦帯電することができ、それだけ良好な画像表示を行える。
【0082】
また、乾式現像剤を構成する前記少なくとも2種類の現像粒子のうち少なくとも一方は磁性粒子としてもよい。画像表示媒体が電極を有しているか否かに拘らず、かかる磁性粒子の存在により、後述するように、現像剤(現像粒子)を磁場、例えば振動磁場により攪拌することができ、かかる現像剤の攪拌により画像形成(画像表示)に先立つ前回画像の消去や、画像表示において現像粒子を画像表示のための静電場で動きやすくすることができ、それだけ良好に画像表示できる。
【0083】
いずれにしても、現像粒子が小さすぎると、付着力が非常に大きくなり、現像粒子間の固着、現像効率の低下を招く。また現像粒子が小さすぎると、粒子の帯電量が非常に大きくなるため、画像表示にあたり粒子を動かすための電場を大きいものにしなければならず、そのため高い駆動電圧が必要となってしまう。
【0084】
現像粒子が大きすぎると、摩擦帯電がうまく行えず、画像表示のための静電場において十分な現像粒子移動速度が得られなかったり、良好なコントラストが得られなかったりする。
【0085】
これらのことと、所定の特性の現像粒子を得るための材料等に照らし、非導電性現像粒子については粒径1μm〜50μm、磁性現像粒子については粒径1μm〜100μmが適当である。
【0086】
なお、1種の現像粒子が非導電性粒子であるとともに磁性粒子であってもかまわない。
【0087】
現像粒子は例えばバインダー樹脂、着色剤等から、或いは着色剤単独等で形成することができる。これらについて使用できるものを示すと次のとおりである。
・バインダー樹脂
着色剤、磁性体等を分散させることができ、通常結着剤として使用されるものであれば特に限定されない。電子写真用トナーに用いられる結着樹脂が代表例として挙げられる。
【0088】
例えば、ポリスチレン系樹脂、ポリ(メタ)アクリル系樹脂、ポリオレフイン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリスルフォン系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ樹脂、尿素樹脂、ウレタン樹脂、ウレア樹脂、フツ素系樹脂、シリコン系樹脂ならびにこれらの共重合体、ブロック重合体、グラフト重合体、及びポリマーブレンドなどを用いることができる。
【0089】
ガラス転移点Tgはかなり高くてもよく、場合によっては熱可塑性樹脂である必要はない。
・着色剤
着色剤としては、以下に示すような、有機又は無機の各種、各色の顔料、染料が使用可能である。
【0090】
黒色顔料としては、カーボンブラック、酸化銅、二酸化マンガン、アニリンブラック、活性炭などがある。
【0091】
黄色顔料としては、黄鉛、亜鉛黄、カドミウムイエロー、黄色酸化鉄、ミネラルフアストイエロー、ニッケルチタンエロー、ネーブルスエロー、ナフトールエローS、バンザーイエローG、バンザーイエロー10G、ベンジジンエローG、ベンジジンエローGR、キノリンエローレーキ、パーマネントエローNCG、タートラジンレーキなどがある。
【0092】
橙色顔料としては、赤色黄鉛、モリブデンオレンジ、パーマネントオレンジGTR、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、インダスレンブリリアントオレンジRK、ベンジジンオレンジG、インダスレンブリリアントオレンジGKなどがある。
【0093】
赤色顔料としては、ベンガラ、カドミウムレッド、鉛丹、硫化水銀、カドミウム、パーマネントレッド4R、リソールレッド、ピラゾロンレッド、ウォッチングレツド、カルシウム塩、レーキレッドD、ブリリアントカーミン6B、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、アリザリンレーキ、ブリリアントカーミン3Bなどがある。
【0094】
紫色顔料としては、マンガン紫、フアストバイオレットB、メチルバイオレットレーキなどがある。
【0095】
青色顔料としては、紺青、コバルトブルー、アルカリブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー部分塩素化物、ファーストスカイブルー、インダスレンブルーBCなどがある。
【0096】
緑色教科としては、クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンB、マラカイトグリーンレーキ、ファイナルイエローグリーンGなどがある。
【0097】
白色顔料としては、亜鉛華、酸化チタン、アンチモン白、硫化亜鉛などがある。
【0098】
体質顔料としては、バライト粉、炭酸バリウム、クレー、シリカ、ホワイトカーボン、タルク、アルミナホワイトなどがある。
【0099】
また塩基性、酸性、分散、直接染料などの各種染料として、ニグロシン、メチレンブルー、ローズベンガル、キノリンイエロー、ウルトラマリンブルーなどがある。
【0100】
これらの着色剤は、単独で或いは複数組合せて用いることができる。
【0101】
特に白黒表示においては、黒色着色剤としてカーボンブラックが、白色着色剤として二酸化チタンが好ましい。
【0102】
また、特に白色顔料を溶融結着樹脂(バインダー樹脂)と混練して、その混練物から現像粒子を得る場合、白色顔料の使用量は、十分な白色度を得るために、白色粒子の原料モノマー100重量部に対して、10重量部以上、好ましくは、20重量部以上であることが望ましく、白色顔料の十分な分散性を確保するために、60重量部以下、好ましくは50重量部以下であることが望ましい。白色顔料が60重量部を超えてくると、顔料と結着樹脂との結着性、顔料の分散性が悪化し、また白色顔料が10重量部未満であると他の色の現像粒子の十分な隠蔽性が得られない。
【0103】
また、黒色着色剤としてはカーボンブラックが好ましいが、現像粒子に磁性を持たせるような場合にはマグネタイト、フェライト等の磁性体粒子及び磁性体微粉末を着色剤として用いることもできる。
・その他の内添剤
前記バインダー樹脂、着色剤以外に好ましく使用される内添剤として、磁性体、荷電制御剤、抵抗調整剤等が挙げられる。
・荷電制御剤
荷電制御剤としては、現像粒子に摩擦帯電にて電荷を与えるものであれば特に制限はない。
【0104】
正荷電制御剤としては例えば、ニグロシン染料、トリフエニルメタン系化合物、4級アンモニウム塩系化合物、ポリアミン樹脂、イミダゾール誘導体等が挙げられる。
【0105】
負荷電制御剤としては例えば、サリチル酸金属錯体、含金属アゾ染料、含金(金属イオンや金属原子を含む)の油溶性染料、4級アンモニウム塩系化合物、カリックスアレン化合物、含ホウ素化合物(ベンジル酸ホウ素錯体)、ニトロイミダゾール誘導体等が挙げられる。
【0106】
その他、超微粒子シリカ、超微粒子酸化チタン、超微粒子アルミナ等の金属酸化物、ピリジン等の含窒素環状化合物及びその誘導体や塩、各種有機顔料、弗素、塩素、窒素等を含んだ樹脂等も荷電制御剤として用いることができる。
・磁性体
磁性体粒子及び磁性体微粉末を用いることができ、それらとしては、強磁性の元素及びこれらを含む合金、化合物等で、例えば、マグネタイト、ヘマタイト、フェライト等の鉄、コバルト、ニッケル、マンガン等の合金や化合物、その他の強磁性合金等、従来より知られている磁性材料が含有されていればよい。これら磁性粉の形状としては、粒状、針状、薄片状等各種あるが、適宜選択して使用できる。
・抵抗調整剤
抵抗調整剤としては、前述した磁性紛、着色剤と同等なものもあり、薄片状、繊維状、粉末状等の各種形状の金属酸化物、グラファイト、カーボンブラック等を好ましく用いることができる。
【0107】
次に現像粒子の製造例について説明する。
【0108】
前記した様なバインダー樹脂、磁性粉、着色剤、荷電制御剤、抵抗調整剤及びその他の添加剤等の中から必要なものを選択し、それらを所定量ずつ十分混合後、加圧ニーダや2軸混練装置等により加熱混練し、冷却後、ハンマーミル、カッターミル等により粗粉砕する。次いで、ジェットミル、オングミル等によりさらに微粉砕化した後、風力分級機等を用いて所定の平均粒径になるまで分級し、現像粒子を得る。
【0109】
このようにして得られた異なる帯電極性、異なるコントラスト(光学的反射濃度)の粒子を、所定の割合で混合攪拌することにより、所定の帯電量を有する現像剤を調製することができる。このとき流動性向上剤等の第3成分(粒子)を添加、混合してもかまわない。
・かかる流動化剤について
流動性向上剤としては、例えばシリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ベンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などを挙げることができる。
【0110】
特にシリカ、酸化アルミニウム、二酸化チタン、フツ化マグネシウム等の微粉末が好ましく、また流動化剤を単独或いは組み合わせて添加してもよい。
電極無し可逆性画像表示媒体を採用する画像表示のための現像粒子に対する静電場の形成は、例えば前記2枚のシートのうちいずれか一方(例えば画像観察側のシート)の表面に、表示しようとする画像に対応した静電潜像を形成して該静電潜像に基づいて形成することができる。この場合静電場の形成は、静電潜像の形成と同時的になされてもよいし、静電潜像形成後になされてもよい。静電場の形成は、例えば静電潜像を形成するシートとは反対側のシートに該静電場形成のための所定電位を設定することで行える。該所定の電位の設定は例えば反対側シートにバイアスを印加するか、又は該シートを接地することで行える。
【0111】
静電潜像は、例えば直接静電潜像形成装置を用いて媒体表面(シート表面)に直接形成してもよいし、外部静電潜像形成装置を用いて媒体外部で形成した静電潜像を媒体表面(シート表面)に転写して形成してもよい。
【0112】
直接静電潜像形成装置としては、表示しようとする画像に応じて媒体表面に放電して静電潜像電荷をのせる各種の放電型静電潜像形成装置、表示しようとする画像に応じて媒体表面に電荷注入して静電潜像電荷をのせる各種の電荷注入型の静電潜像形成装置を例示できる。前者の例としてイオンフロー型の装置や、所定方向(例えばシートを装置で走査するときの主走査方向)に記録電極を配列した静電記録ヘッドを有するマルチスタイラス型の装置を挙げることができ、後者の例として所定方向(例えばシートを装置で走査するときの主走査方向)に記録電極を配列するとともに該記録電極に隣り合わせて隣接制御電極を配列した静電記録ヘッドを有するマルチスタイラス型装置を挙げることができる。
【0113】
外部静電潜像形成装置としては、静電潜像担持体上に表示しようとする画像に対応した静電潜像を形成し、該静電潜像担持体上の静電潜像を前記シート表面に転写するものを例示できる。さらに言えば、感光体のような光導電体上に表示しようとする画像に対応した静電潜像を形成し、該光導電体上の静電潜像を前記シート表面に転写するものや、誘電体上に表示しようとする画像に対応した静電潜像を形成し、該誘電体上の静電潜像を前記シート表面に転写するものを例示できる。
【0114】
画像表示にあたっては、いずれかの静電潜像形成装置を含む電場形成装置を採用することができる。
【0115】
このように転写であれ、直接形成であれ、画像表示媒体に静電潜像を形成すると、後ほど詳しく説明するように、画像保持性が良好となる。特に流動性の高い現像剤や、画像表示に先立って現像剤攪拌処理により流動性が高められる現像剤を用いる場合に画像保持の点で有利である。
【0116】
なお、電極を有する可逆性画像表示媒体については、該電極に電圧を印加することで画像表示のための静電場を形成できる。この媒体についての電場形成装置は後ほど例示する。
電極あり、電極無しのいずれの可逆性画像表示媒体を採用する場合であれ、画像表示前に前回表示の画像を消去する画像消去処理を施すようにしてもよい。
【0117】
画像消去処理は、例えば画像表示媒体における現像剤を構成している現像粒子を移動させる電界を形成すること、現像剤に攪拌力を作用させること、又はこれらの両者により行える。攪拌力の付与は、例えば現像剤に対し交番電界を形成する、振動磁場を形成する、超音波を照射する、機械的振動を付与する、これらを組み合わせる等により行える。
【0118】
従ってまた、画像表示にあたっては、画像消去装置として、例えば現像粒子を移動させる電界を形成する電界形成装置を含んでいるもの、現像粒子に攪拌力を作用させる攪拌装置を含んでいるもの、かかる電界形成装置と攪拌装置の双方を含んでいるもの等を適宜採用できる。
【0119】
例えば電界のもとに前記2種類の現像粒子のうち一方の同じ光学的反射濃度の(換言すれば、「同じコントラストの」或いは「同じ色の」)現像粒子を一方のシート側へ集めるとともに、他方の同じ光学的反射濃度の現像粒子を他方のシート側へ集めるようにすれば、画像消去できるとともに、次に新たな画像を形成するとき、画像部のみ現像粒子を移動させるだけでよいから、それだけ画像表示が円滑、確実に、高品質になされる。
【0120】
また例えば現像剤(現像粒子)の攪拌を行うときは、画像が消去され、現像粒子の帯電量、流動性が向上し、この場合もそれだけつぎの画像表示が円滑、確実に、高品質になされる。
【0121】
かかる電界形成装置としては、可逆性画像表示媒体を間にして配置される一対の電極(通常金属)又は誘電体と、これらにバイアス電圧を印加する電源装置とを含んでいるものを例示できる。
【0122】
この他さらに、画像表示媒体に放電して電界を形成する各種の放電型電界形成装置、可逆性画像表示媒体に電荷注入して電界を形成する各種の電荷注入型電界形成装置を例示できる。前者の例としてコロナ帯電装置、イオンフロー型の電界形成装置、所定方向に電極を配列したヘッドを有するマルチスタイラス型の電界形成装置を挙げることができ、後者の例として所定方向に電極を配列するとともに該電極に隣り合わせて隣接制御電極を配列したヘッドを有するマルチスタイラス型電界形成装置を挙げることができる。
【0123】
また攪拌装置として、次のものを例示できる。
・可逆性画像表示媒体に対し交番電界を形成する装置。
【0124】
この装置は現像剤粒子の少なくとも1種が絶縁性である場合に利用できる。
・可逆性画像表示媒体に対し振動磁場を形成する装置。
【0125】
この装置は現像剤粒子の少なくとも1種が磁性体を含んでいる場合に利用できる。
・可逆性画像表示媒体に対し超音波を照射する装置。
・可逆性画像表示媒体に対し機械的振動を与える装置。
・上記装置を2以上組み合わせた装置。
既述のように、現像剤(現像粒子)の攪拌を行うときは、現像粒子の帯電量、流動性が向上し、それだけ次の画像表示が円滑、確実に、高品質になされる。
【0126】
また、画像表示に先立って現像剤を攪拌すると、現像粒子の帯電量が安定し、この点でも良好に画像表示できる。さらに、現像剤の帯電性、流動性の許容幅が広がる利点もある。
【0127】
よって、画像表示にあったっては、電極あり、電極無しのいずれの可逆性画像表示媒体を採用する場合であれ、前記の画像消去処理を兼ねて、或いは画像消去処理とは別途に、現像剤を攪拌してもよい。
【0128】
電極無しの画像表示媒体を採用するときには、例えば画像表示媒体の表面(シート表面)に表示しようとする画像に対応した静電潜像を形成して該静電潜像に基づいて該静電潜像形成と同時的に又は該静電潜像形成後に画像表示のための静電場を形成するようにし、該静電場形成と同時的に及び(又は)該静電場形成前に現像剤を攪拌すればよい。
【0129】
電極を有する画像表示媒体については、電極間に電圧を印加して静電場を形成するようにし、該静電場形成の前、又は該静電場形成と同時的に現像剤を攪拌すればよい。 電極の有無に拘らず、現像剤攪拌は、例えば電場形成装置に対する画像表示媒体の相対的搬送方向において該電場形成装置による静電場形成領域又はそれより上流側で画像表示媒体搬送路に臨んでいる攪拌装置を用いて行える。
【0130】
現像剤攪拌方法や攪拌装置については、前記画像消去処理に関連して例示した攪拌方法、攪拌装置と同様の方法、装置を採用できる。
【0131】
このように画像表示にあたり現像剤を攪拌することでも、一層のコントラスト向上、さらなる駆動電圧の低下が可能である。
前記の電極無しの可逆性画像表示媒体を採用する場合において画像表示にあたり、画像表示媒体の表面(シート表面)に静電潜像を形成するときには、該静電潜像形成前に媒体表面を所定電位に一様に帯電させ、その帯電域に表示しようとする画像に対応する静電潜像を形成してもよい。そして該静電潜像に基づいて現像剤収容セル内の現像粒子に対し表示しようとする画像に対応する画素ごとに所定の静電場を形成することで該現像粒子を移動させて画像表示してもよい。
【0132】
かかる画像表示方法は、
所定色の絶縁性液体中に該液体の色とは異なる色の帯電した帯電現像粒子を分散させ、これら絶縁性液体及び帯電現像粒子を所定のギャップをおいて対向する、少なくとも一方が光透過性を有する2枚のシートの間に密封した可逆性画像表示媒体にも適用できる。
【0133】
すなわち、画像表示に先立って、該画像表示媒体の表面を一様に所定電位に帯電させる。そのあと、帯電した媒体表面に静電潜像を形成し、該静電潜像に基づいて媒体内の絶縁性液体に分散している帯電現像粒子に対し表示しょうとする画像に対応する画素ごとに所定の静電場を形成するのである。
【0134】
またかかる画像表示方法は、
外表面のうち半分の面と反対側の残り半分の面が色において互いに異なるとともにイオン吸着量において互いに異なる球状現像粒子がその周囲を絶縁性液体層で囲繞される状態で絶縁性保持媒体中に埋め込まれている可逆性画像表示媒体にも適用できる。
【0135】
すなわち、画像表示に先立って、該画像表示媒体の表面を一様に所定電位に帯電させる。そのあと、帯電した媒体表面に静電潜像を形成し、該静電潜像に基づいて前記球状現像粒子に対し表示しょうとする画像に対応する画素ごとに所定の静電場を形成することで該球状現像粒子の互いに色の異なる面の向きを制御して画像表示するのである。さらに言えば、絶縁性液体層に囲繞されていて回転可能である球状現像粒子が静電場の影響により反転し、画像が表示される。かかる球状現像粒子の反転は、球状現像粒子の外表面のうち半分の面と反対側の残り半分の面がイオン吸着量において互いに異なっており、従って電界の方向により面の向きが変化することで起こる。また、球状現像粒子の外表面のうち半分の面と反対側の残り半分の面が色において互いに異なっているから、これにより画像表示できる。
【0136】
セル内包の現像粒子、絶縁性液体中の現像粒子、回転可能の球状粒子のいずれを採用する媒体であれ、媒体上の静電潜像は、例えば前記帯電工程で帯電した媒体表面に直接形成することで、或いは媒体外部で静電潜像担持体上に形成した静電潜像を前記帯電工程で帯電した媒体表面に転写形成することで形成できる。
【0137】
媒体上に形成される静電潜像の領域の帯電極性は、該静電潜像の形成に先立つ媒体表面の一様な帯電による帯電領域の帯電極性と同極性であっても、異なる極性であっても、或いは0〔V〕であってもよい。
【0138】
静電場の形成は静電潜像形成と同時的になされてもよいし、この他、静電潜像形成後に媒体にバイアス電圧を印加する、該媒体を接地するなどしてなされてもよい。
【0139】
このように画像表示媒体表面を予め一様に所定電位に帯電させてから、該帯電域に静電潜像を書き込むと、媒体構造に応じて、前記の現像剤収容セル内の帯電現像粒子或いは絶縁性液体中の帯電現像粒子を移動させたり、前記の球状現像粒子を反転させたりできる。そしてさらには移動した現像粒子や反転した現像粒子をその位置に保持するに十分な静電場が形成される。換言すれば画像表示媒体表面を予め一様に所定電位に帯電させてから、該帯電域に静電潜像を書き込むと、画像保持性が良好となる。特に流動性の高い現像剤や、画像表示に先立って現像剤攪拌処理により流動性が高められる現像剤を用いる場合に画像保持の点で有利である。これらによりコントラストに優れた高品質の画像を長期にわたり安定的に表示できる。
【0140】
なお、絶縁性液体中に帯電現像粒子を分散させた媒体、球状現像粒子を含む媒体のいずれについても、異なる静電場を形成したり、交番電場を形成するなどして画像を消去できるし、異なる静電潜像を形成することで画像を書き換えることもできる。
以上説明した各種可逆性画像表示媒体及びそれを利用した可逆性画像表示方法によると、コントラスト良好に、高解像度で高品質な画像を長期にわたり安定的に表示できる。さらに残像が発生しにくく、従って良好な可逆性を示し、この点でも高品質な画像を表示できる。駆動電圧を低く済ませることも可能である。画像ムラ少なく画像表示することも可能である。
以下、現像粒子及び現像剤の具体例を説明し、さらに図面を参照して可逆性画像表示媒体、可逆性画像表示方法、画像形成装置等のそれぞれの具体的例を説明する。
<現像粒子及び現像剤>
・白色現像粒子WP
熱可塑性ポリエステル樹脂(軟化点121℃、ガラス転移点67℃)100重量部と、酸化チタン(石原産業社製:CR−50)40重量部と、負荷電制御剤としてサリチル酸亜鉛錯体(オリエント化学社製:ボントロンE−84)5重量部とをヘンシェルミキサーで十分に混合した後、2軸押し出し機で混練後冷却した。該混練物を粗粉砕し、その後ジェット粉砕機で粉砕し、風力分級して白色微粉末を得た。白色微粉末は体積平均粒径が0.7μm、2.1μm、10.1μm、46.2μm、55.3μmのものを得た。
【0141】
各粒径の白色微粉末に対し、その後に疎水性シリカ粒子(日本アエロジル社製:アエロジルR−972)0.3重量部を加え、ヘンシェルミキサーにより混合処理を行い実質上次の粒径の白色現像粒子WP(WP1〜WP5)を得た。
【0142】
粒子WP1:体積平均粒径 0.7μm
粒子WP2:体積平均粒径 2.1μm
粒子WP3:体積平均粒径 10.1μm
粒子WP4:体積平均粒径 46.2μm
粒子WP5:体積平均粒径 55.3μm
これらの白色現像粒子は非導電性粒子である。
・黒色現像粒子BP
スチレンーnブチルメタクリレート系樹脂(軟化点132℃、ガラス転移点65℃)100重量部と、カーボンブラック(ライオン油脂社製,ケッチェンブラックEC)を4重量部と、シリカ(日本アエロジル社製 ♯200)を1.5重量部と、マグネタイト系磁性粉(RB−BL チタン工業社製)500重量部とをヘンシェルミキサーで充分混合した後、ベント二軸混練装置で混練した。
【0143】
この混練物を冷却後フェザーミルで粗粉砕した後、ジェットミルで微粉砕し、これを風力分級機で分級して次の体積平均粒径の黒色粒子BP(BPo、BP1〜BP5)を得た。
【0144】
粒子BPo:体積平均粒径 25.0μm
粒子BP1:体積平均粒径 0.8μm
粒子BP2:体積平均粒径 3.0μm
粒子BP3:体積平均粒径 25.1μm
粒子BP4:体積平均粒径 87.7μm
粒子BP5:体積平均粒径 121.0μm
これらの黒色現像粒子は磁性粒子である。
・現像剤DL
前記白色粒子WP3(10.1μm)と黒色粒子BPo(25.0μm)を白色粒子20g、黒色粒子80gの割合でポリエチレン製のボトルに入れ、ボールミル架台にて回転させて30分間混合攪拌を行い現像剤DL(DLo)を得た。
【0145】
また、白色粒子及び黒色粒子を以下の組み合わせで、且つ、白色粒子20gと黒色粒子80gとをポリエチレン製のボトルに入れ、ボールミル架台にて回転させて30分間混合攪拌を行い、以下の現像剤DL(DL1〜DL9)を作るとともに、比較例現像剤として以下の現像剤De1〜De16を作った。
【0146】
いずれの現像剤でも、白色粒子はマイナスに、また黒色粒子はプラスに帯電していた。
【0147】
現像剤DL1 :WP2(2.1μm) +BP2(3.0μm )
現像剤DL2 :WP3(10.1 μm)+BP2
現像剤DL3 :WP4(46.2 μm)+BP2
現像剤DL4 :WP2+BP3(25.1 μm)
現像剤DL5 :WP3+BP3
現像剤DL6 :WP4+BP3
現像剤DL7 :WP2+BP4(87.7 μm)
現像剤DL8 :WP3+BP4
現像剤DL9 :WP4+BP4
比較例現像剤De1 :WP1(0.7μm) +BP1(0.8μm )
比較例現像剤De2 :WP2(2.1μm) +BP1
比較例現像剤De3 :WP3(10.1 μm) +BP1
比較例現像剤De4 :WP4(46.2 μm) +BP1
比較例現像剤De5 :WP5(55.3 μm) +BP1
比較例現像剤De6 :WP1(0.7μm) +BP2(3.0μm )
比較例現像剤De7 :WP5(55.3 μm) +BP2
比較例現像剤De8 :WP1(0.7μm) +BP3(25.1 μm)
比較例現像剤De9 :WP5(55.3 μm) +BP3
比較例現像剤De10:WP1(0.7μm) +BP4(87.7 μm)
比較例現像剤De11:WP5(55.3 μm) +BP4
比較例現像剤De12:WP1(0.7μm) +BP5(121μm)
比較例現像剤De13:WP2(2.1μm) +BP5
比較例現像剤De14:WP3(10.1 μm) +BP5
比較例現像剤De15:WP4(46.2 μm) +BP5
比較例現像剤De16:WP5(55.3 μm) +BP5
なお比較例現像剤として次の現像液も調製した。
・比較例現像液d1
イソパラフィン系炭化水素(商品名:アイソパG、エクソン化学(株)製)100mlにスーダンブラックX60(BASF社製、商品名)1gを添加して十分に溶解混合させ、着色液体を作製した。
【0148】
これに二酸化チタン粒子(石原産業社製:CR−50)を10gと、0.5wt%のスルホールBa−30N((株)松村石油研究所製バリウムスルホネート)のIPソルベント1620溶液70gとを混合し、サンドグラインダー(IGARASHI KIKAI SEIZO CO.,Ltd.製)を用い、メディアとして直径1mmのガラスビーズ(1500cc)を用いて、ウォータージャケット付き1/8GLベツセルにて、冷却水温度20℃、ディスク回転数2000rpmで15時間処理することにより湿式グラインデイング処理した。
【0149】
この濃厚液体現像剤100重量部に、IPソルベント1620を900重量部加えて希釈し、T.K.オートホモミクサーM型(特殊機化工業(株)製)を用いて10000rpmにて5分間分散処理することにより現像液d1を得た。
<可逆性画像表示媒体>
・可逆性画像表示媒体11
図3及び図4に可逆性画像表示媒体の1例を示す。図3及び図4に示す媒体11は、第1シート111と第2シート112とを含んでいる。これらシート111、112は両者間に所定のギャップをおいて対向している。シート111、112の間には、隔壁113が設けられており、これら隔壁113により両シート間ギャップが所定のものに確保されている.すなわち隔壁113は両シート111、112間のスペーサを兼ねている。また両シート111、112が隔壁113により相互に連結固定されている。
【0150】
第1シート111は、例えば透明ガラス等の光透過性板、透明樹脂フィルム等で形成される。このシート111は画像観察側のシートとされる。
【0151】
このシートの第2シート112と対向する内面に第1電極114が設けられている。第1電極114はシート111の内面のうち画像表示領域の全体にわたって連続している。第1電極114は例えば酸化インジウム錫(ITO)等で形成される透明電極である。
【0152】
第2シート112は必ずしも透明である必要はないが、例えば透明ガラス等の光透過性板、樹脂フィルム等で形成される。
【0153】
第2シート112の第1シート111との対向内面には、第2電極115が形成されている。第2電極115はここでは複数の個別電極115aが碁盤目状に配列されたものである。各個別電極は必ずしも透明電極である必要はないが、例えば透明ITO膜で形成される。
【0154】
前記の隔壁113は、図5に示すように第2シート112の内面に格子状に立設形成され、これにより、それぞれが隔壁113の一部を仕切り壁として四角形状に仕切られた複数の現像剤収容セル116が形成されており、前記の個別電極115aはセル116のそれぞれに一つずつ配置されている。すなわちここでは一つのセルが一つの画素に対応している。
【0155】
さらに各セルに相互に摩擦帯電した白色現像粒子WP及び黒色現像粒子BPを含む乾式現像剤DLが収容されている。
【0156】
各セルは密閉されており、該セルから現像剤DLが漏れ出ることはない。
【0157】
シート間ギャップ、或いは隔壁113の高さ、或いは第1電極114と第2電極115間の距離は、それには限定されないが、例えば20μm〜1mmの間に設定される。
【0158】
この画像表示媒体11における第2電極115を横成している個別電極115aは、図6に示すようにそれぞれにリード部110が接続形成され、これらリード部を介して図1に示すように電極選択回路117に接続される。電極選択回路117には正駆動電圧発生回路118a、負駆動電圧発生回路118b及び表示データ制御部119を接続してある。個別電極115aのそれぞれは、電極選択回路117から独立して駆動電圧が印加されるようになっており、また、表示データ制御部119は、図示を省略した表示データ出力手段(例えばコンピュータ、ワードプロセッサ、ファクシミリ機等)から表示データが入力され、これに基づいて電極選択回路117を制御する。換言すれば、これら電極選択回路等は電極有り可逆性画像表示媒体のための電場形成装置或いは画像形成装置の1例を構成している。
【0159】
かくして画像表示媒体11における第1電極114を接地電極として、該電極114と各個別電極115aのそれぞれとの間に、表示データ制御部119で所望の画像表示がなされるように制御されている電極選択回路117を介して正駆動電圧発生回路118a又は負駆動電圧発生回路118bから所定の電圧を印加し、各画素ごとに所定の電場を形成することで、図3に示すように現像剤DLにおいて現像粒子が混合されている状態から図4に示すように現像粒子WP、BPがそれぞれ電場に応じて移動する。かくして所定のコントラストで画像を表示することができる。例えば図7に示すように画像表示できる。図7においてBkは黒色表示部分であり、Wは白色表示部分である。
【0160】
なお、図4に示すローラR2については後ほど説明する。
・可逆性画像表示媒体12
図8及び図9に画像表示媒体の他の例を示す。図8(A)は可逆性画像表示媒体12の画像表示前の断面図であり、図8(B)は画像表示時の1例の断面図である。図9は媒体12の一部を切り欠いて示す平面図である。
【0161】
図8及び図9に示す画像表示媒体12は、全体が矩形の媒体であり、第1シート121、第2シート122及びこれら両シート間の隔壁123を含んでいる。
【0162】
第1シート121と隔壁123とは合成樹脂基材を加熱型押し成形して一体的に形成されている。少なくとも第1シート121は透明であり、画像観察側のシートとされる。第2シート122も合成樹脂シートである。
【0163】
隔壁123は媒体12の縦方向辺と平行に延びる複数本の縦仕切り壁123aからなり、各隣り合う縦仕切り壁の間に現像剤収容セル124が提供されている。各セル124には相互に摩擦帯電した白色現像粒子WP及び黒色現像粒子BPを含む現像剤DLが収容されている。
【0164】
媒体12の周縁部において両シート121、122はヒートシールされて封止部120とされている。封止部120のうち縦仕切り壁123aの長手方向における両端部に連設されて各セルの両端部を封止している部分120aはセル124を形成する仕切り壁を兼ねている。
【0165】
各仕切り壁123aは幅α、高さhで、隣り合う縦仕切り壁123a間隔をptとして形成されている。
【0166】
各セルは密閉されており、該セルから現像剤DLが漏れ出ることはない。
【0167】
隔壁123(仕切り壁123a)は両シート121、122間を所定のギャップに維持するスペーサを兼ねている。
【0168】
既述のとおり、いずれのシート121、122も厚さ5μm〜100μmの範囲で形成することが好ましく、仕切り壁123aの高さh(換言すればシート間ギャップ)は20μm〜300μmが好ましい。また、媒体12全体の厚みは30μm〜500μmが好ましい。
【0169】
また、静電潜像を形成する第1シート121の表面抵抗率は1010Ω/□〜1016Ω/□、第2シート122の表面抵抗率は107 Ω/□以下が好ましい。
【0170】
媒体12は例えば図11に示す画像形成装置により画像表示させることができる。
【0171】
図11に示す画像形成装置は、図中矢印方向に回転駆動される感光体ドラムPCを含んでいる。この感光体ドラムPCの周囲にスコロトロン帯電器CH、レーザー画像露光装置EX、イレーサランプIRが配置してある。感光体ドラムPCの下方には回転駆動される電極ローラR1を配置してある。電極ローラR1は画像表示のための静電場を形成するための現像電極ローラである。ローラR1には電源PW1からバイアス電圧を印加できる。ローラR1はローラR1とは反対方向に回転駆動される(或いは往復回転駆動される)回転磁極ローラR2を内蔵してもよい。
【0172】
かかる感光体ドラムPC表面を帯電器CHにより帯電させた後、その帯電域に露光装置EXにより画像露光してドラムPC上に静電潜像EIを形成する。一方、電極ローラR1には電源PW1からバイアスを印加する。
【0173】
そして感光体ドラムPC上の静電潜像EIと同期をとって該ドラムと電極ローラR1との間に媒体12を送り込む。
【0174】
かくして、媒体12の各セル124に内包された現像剤DLの現像粒子BP、WPに対し画素ごとに所定の静電場が形成され、これにより該静電場と帯電現像粒子との間に働くクーロン力にて該現像粒子が移動する。そして、図8(A)に示すように現像剤DLにおいて白黒粒子WP、BPが混合されている状態から図8(B)に示すように白色粒子WP、黒色粒子BPがそれぞれ電場に応じて移動する。かくして所定のコントラストで画像を表示することができる。例えば図10に示すように画像表示できる。図10においてBkは黒色表示部分であり、Wは白色表示部分である。
【0175】
以上のように画像表示したのちは、次回のプリントに備えて、感光体ドラムPC表面の電荷をイレーサーランプIRで消去しておく。
【0176】
なお、この画像表示にあたり、磁極ローラR2を設け、これを回転させると、各セル124内の現像剤DLが攪拌されて現像粒子BP、WPが移動しやすくなり、一層良好な画像を表示できるし、駆動電圧も低くて済むようになる。
【0177】
前記の図3に示す媒体11についてもかかる回転磁極ローラR2を採用できる。
・可逆性画像表示媒体13
図12に可逆性画像表示媒体のさらに他の例の断面図を示す。図12に示す画像表示媒体13は、図8に示す媒体12の第2シート122の外面に導電性膜122Aを形成したもので、その他の点は媒体12と同じである。媒体12と同じ部分については同じ参照符号を付してある。
【0178】
この媒体13についても、例えば図11に示す画像形成装置を用いて所定のコントラストで画像表示できる。なお、電極ローラR1を用いる代わりに、第2シート122表面上の導電性膜122Aを接地してもよい。
・他の可逆性画像表示媒体
他の可逆性画像表示媒体として次のものを例示する。
a)前記の媒体11〜13において、現像剤収容セルの形状を図1(A)〜図1(I)のうちから選ばれた他の形状とした媒体、
b)前記の媒体11〜13において、現像剤収容セルに図2(A)から図2(H)のいずれかに示す現像剤移動抑制部材を設けた媒体、
c)媒体11〜13で採用した以外の現像剤収容セルを採用するとともにいずれかの現像剤移動抑制部材を採用した媒体。
以上、図面を参照して説明した各画像表示媒体、並びに今述べた他の媒体は、画像表示、画像消去を繰り返すことができる。また現像粒子WP、BPはセルに内包されており、外部からの現像剤供給を必要としない。これらにより従来における画像表示にまつわる紙等の媒体、現像剤等の消耗品の使用を大幅に抑制することができる。また画像表示にあたり従来のようにトナーを媒体に溶着する熱エネルギーを必要としないから作像エネルギーがそれだけ少なく済む。よって今日の環境負荷低減に応えることができる。
【0179】
また、各媒体11、12、13等は、色の異なる現像粒子WP、BPを含む乾式現像剤DLを採用しているから一方の現像粒子WP(又はBP)による他方の現像粒子BP(又はWP)による隠蔽度が良好であり、それだけコントラスト良好に画像表示できる。
【0180】
また、セルに内包されている現像粒子WP、BPは互いに異なる帯電極性に帯電しており、従ってそれだけ画像表示にあたりクーロン力を受けて容易に移動できるから、この点でもコントラスト良好に画像表示でき、前回の残像も発生し難い。
【0181】
さらに、現像剤として乾式現像剤DLを採用しているので、現像粒子の沈降、凝集が起こり難く、それだけ画像表示におけるコントラストの低下が少なく、長期にわたり安定した画像表示を行える。現像粒子の沈降、凝集が起こり難いから前回表示画像の残像も生じ難い。乾式現像剤DLは経時変化が少ないからこの点でも長期にわたり安定した画像表示を行える。
【0182】
また1画素を小さくできるから、そうすることで高解像度に画像表示できる。
【0183】
これらにより、優れたコントラストで、高解像度で高品質に長期にわたり安定的に画像表示できる。
次に可逆性画像表示媒体のさらに具体例媒体(実施例媒体)とそれを用いた画像表示について説明する。
(実施例1)
図3から図7に示すタイプの電極付き可逆性画像表示媒体であって次のように形成したもの。
【0184】
すなわち、厚さ100μmの透明PET(ポリエチレンテレフタレート)フィルムからなる第1シート111に、第1電極114としてITO膜をスパッタリング法により500Åの膜厚で全面に成膜する。
【0185】
次に、全面にAL蒸着層が形成されたPETフィルムを用い、フォトレジストを塗布して、露光、現像、エッチングによりパターニングした後、フォトレジスト層の剥離除去を行い、2次元配列された個別画素電極115a群を有する第2シート112を形成する。
【0186】
こうして形成した透明個別画素電極群151aは、例えば図6に示すように縦横5mmの正方形状の電極が、電極間隔0.5mmで碁盤目状に配列された配置状態にあり、それぞれの個別電極に電圧を印加できるようにリード部110が個別電極間にパターニングされている。
【0187】
この第2シート112上の個別電極以外の部分(個別電極間とそれらの周囲領域に厚膜レジストを繰り返し塗布して、高さ90μmの隔壁113を格子状に形成した(図5参照)。この格子状隔壁113の各凹部をセル116の空間としてそれらに現像剤DLを90%の高さまで入れる。現像剤DLは先に述べた現像剤の幾つかの例のうち現像剤DL(DLo)であり、白色現像粒子WP(WP3 10.1μm)と黒色現像粒子BP(BPo 25.0μm)を含んでいる。
【0188】
次に隔壁113上部にのみ光硬化性接着剤119aを薄く塗布した後、第1シート111を密着させ、紫外線照射により該接着剤を硬化させシート111を接着する。
【0189】
その後、第1及び第2シート111、112の周囲を図3等に示すようにエポキシ系接着剤119bにてシールして封止し、実施例1の可逆性画像表示媒体を得た。
【0190】
なお、この媒体11に対する比較例として、各セル空間に前記の現像液dlを気泡が入らないように充填した以外は、媒体11と同様にして比較例媒体E1も併せて形成した。
【0191】
以上説明した実施例1の媒体については、個別電極115aのうち黒く表示させたい画素に対応する電極には+100Vを、白く表示させたい画素に対応する電極には−100Vをそれぞれ印加した。このようにして表示データに応じた電圧をそれぞれ印加して、図7に例示するように所望の画像表示を行うことができた。
【0192】
比較例画像表示媒体E1(図示省略)にも実施例1の媒体と同様に+100V、−100Vの電圧を印加して画像表示させ、実施例1の媒体とともに画像コントラストの評価を行った。
【0193】
コントラストの評価は、黒色部Bk及び白色部Wの画像濃度を反射濃度計(コニカ社製:SAKURA DENSITOMETER PDA −65)を用いて測定し、その比(BK/W)により評価した。反射濃度比が10.0以上を良好(◎)、7.0以上10.0未満を許容可(○)、7.0未満を不良(×)とした。なお、コントラストの評価方法は特にことわらない限り、本明細書においていずれも同じである。
【0194】
評価結果は次のとりおであった。
・実施例1の媒体
黒色部の反射濃度(BK)は1.5、白色部の反射濃度(W)は0.1で、反射濃度比は15.0と良好(◎)であった。
・比較例媒体E1
黒色部の反射濃度は0.6、白色部の反射濃度は0.1で、反射濃度比は6.0と不良(×)であった。
(実施例2)
図8〜図10に示すタイプの電極無し可逆性画像表示媒体であって次のように形成したもの。
【0195】
透明なPETからなる基材を加熱形押し、平均厚さ25μmの第1シート121と平行な複数本の仕切り壁123aからなる隔壁123を一体的に形成した。各仕切り壁123aの幅α=20μm、高さh=100μm、隣り合う仕切り壁間隔pt=200μmである。
【0196】
各隣り合う仕切り壁123a間に提供されるセル124に現像剤DLをその空間高さの90%まで入れ、そのあと隔壁123の上部にのみ光硬化性接着剤123bを塗布した後、その上に厚さ25μmの第2シート122を密着させ、その後紫外線照射により該接着剤を硬化させた。シート121、122の周縁部はヒートシールして封止部120とした。かくして実施例2の可逆性画像表示媒体を形成した。
【0197】
現像剤DLは先に述べた現像剤DL(DLo)であり、白色現像粒子WP(WP3 10.1μm)と黒色現像粒子BP(BPo 25.0μm)を含んでいる。
(実施例3)
実施例2の媒体12において、第2シート122の外表面にアルミニウム蒸着により図12に示すように導電性膜122Aを形成したもので、その他の点は実施例2の媒体12と同じもの。
【0198】
この実施例2、3の媒体について図11に示す画像形成装置を用いて次のように画像表示した。
【0199】
チヤージャCHにより感光体ドラムPC表面を+1000Vに帯電させ、その帯電域に画像露光して静電潜像EIを形成する一方、電極ローラR1にバイアス+500Vを印加し、感光体ドラムPCと電極ローラR1との間に媒体12を通過させた。このとき、感光体ドラムPCの周速と、対向電極ローラR1の周速との比(周速比)θについてはθ=1で一定とした。
【0200】
かくして、図10に示すような画像を表示できた。
【0201】
なお、この実施例2、3の媒体に対する比較例として、実施例2の媒体の各セル空間に前記の現像液dlを気泡が入らないように充填した以外は、これら媒体と同様にして比較例媒体E2(図示省略)も併せて形成した。
【0202】
実施例2、3の媒体及び比較例媒体E2についても、図11に示す画像形成装置を用いて画像表示させ、画像コントラストの評価を行った。
【0203】
評価結果は次のとりおであった。
・実施例2の媒体
黒色部の反射濃度(Bk)は1.5、白色部の反射濃度(W)は0.1で、反射濃度比は15.0と良好(◎)であった。
・実施例3の媒体
黒色部の反射濃度(Bk)は1.6、白色部の反射濃度(W)は0.1で、反射濃度比は16.0と良好(◎)であった。
・比較例媒体E2
黒色部の反射濃度は0.6、白色部の反射濃度は0.1で、反射濃度比は6.0と不良(×)であった。
次に画像表示媒体により提供される単位面積Soにおける非画像部の面積Snの割合Sn/Soを0.0001以上0.5以下とすること、或いは前記の(1−Sa/Sb)の値を0.0001以上0.5以下とすることが好ましいことを示す実施例媒体(実施例4〜9)及び比較例媒体E3〜E4について説明する。
(実施例4)
実施例2の媒体(仕切り壁厚さα=20μm、隣り合う仕切り壁間隔pt=200μm)において、Sn/Soが0.091である媒体。この媒体は実質上実施例2の媒体と同構造である。
【0204】
画像コントラストの評価は図11に示す画像形成装置を用い図13(A)に示すように右側2分の1が黒色部Bk、左側2分の1が白色部Wの画像を表示させて行った。画像形成にあったては、チヤージャCHにより感光体ドラムPC表面を+1000Vに帯電させ、その帯電域に画像露光して静電潜像EIを形成する一方、電極ローラR1にバイアス+500Vを印加し、感光体ドラムPCと電極ローラR1との間に媒体を通過させた。このとき、感光体ドラムPCの周速と、対向電極ローラR1の周速との比(周速比)θについてはθ=1で一定とした。
【0205】
画像コントラスト評価結果は、黒色部の反射濃度が1.65、白色部の反射濃度が0.133で、反射濃度比(Bk/W)は12.4(◎)であった。
(実施例5)
実施例2の媒体において、現像剤収容セルの形状、配列を図1(D)に示す碁盤目状とし、セルを形成する仕切り壁の厚さ(幅)αを20μm、隣り合う仕切り壁間隔ptを200μm(換言すればセル寸法を200μm×200μm)とし、Sn/Soは0.174とした媒体。その他は実施例2の媒体と同様である。
【0206】
この媒体について実施例4の媒体と同様の画像形成装置、画像形成条件で同様の画像を形成した。
【0207】
画像コントラスト評価結果は、黒色部の反射濃度が1.52、白色部の反射濃度が0.135で、反射濃度比(Bk/W)は11.2(◎)であった。
(実施例6)
実施例1の電極付き媒体(セルが碁盤目状のもの)において、セル116の空間寸法を200μm×200μmとし、セルを形成する仕切り壁を兼ねる隔壁113の厚さ(幅)を20μmとし、Sn/Soは0.174とした媒体。その他は実施例1の媒体と同様である。。
【0208】
この媒体について実施例1の媒体と同様の電場形成装置、画像形成条件で図13(A)と同様の画像を形成した。
【0209】
画像コントラスト評価結果は、黒色部の反射濃度が1.59、白色部の反射濃度が0.135で、反射濃度比(Bk/W)は11.8(◎)であった。
(実施例7)
実施例2の媒体において、図2(A)で示すと同様に縦横寸法β1×β2=60μm×10μmの現像剤移動抑制柱部材を分散立設し、且つ、媒体単位面積γ1×γ2=1000μm×800μmの中に該抑制部材が一つずつ配置されるパターンを繰り返している媒体。Sn/Soは0.0008である。その他は実施例2の媒体と同様である。
【0210】
この媒体について実施例4の媒体と同様の画像形成装置、画像形成条件で同様の画像を形成した。
【0211】
画像コントラスト評価結果は、黒色部の反射濃度が1.80、白色部の反射濃度が0.130で、反射濃度比(Bk/W)は13.8(◎)であった。
(実施例8)
実施例2の媒体において、各セルの中に、図2(F)で示すように、縦横寸法β1×β2=60μm×10μmの現像剤移動抑制柱部材をδ=1000μm間隔で立設した媒体。Sn/Soは0.101である。その他は実施例2の媒体と同様である。
【0212】
この媒体について実施例4の媒体と同様の画像形成装置、画像形成条件で同様の画像を形成した。
【0213】
画像コントラスト評価結果は、黒色部の反射濃度が1.63、白色部の反射濃度が0.133で、反射濃度比(Bk/W)は12.3(◎)であった。
(実施例9)
実施例2の媒体において、現像剤収容セルの形状、配列を図1(D)に示す碁盤目状とし、セルを形成する仕切り壁の厚さ(幅)αを50μm、隣り合う仕切り壁間隔ptを150μm(換言すればセル寸法を150μm×150μm)とし、さらに各セル内に縦横寸法β1×β2=60μm×10μmの現像剤移動抑制柱部材を一つずつ立てた媒体。Sn/Soは0.468である。その他は実施例2の媒体と同様である。
【0214】
この媒体について実施例4の媒体と同様の画像形成装置、画像形成条件で同様の画像を形成した。
【0215】
画像コントラスト評価結果は、黒色部の反射濃度が1.03、白色部の反射濃度が0.144で、反射濃度比(Bk/W)は7.2(○)であった。
(比較例媒体E3)
実施例2の媒体において、図2(H)で示すと同様に縦横寸法β1×β2=20μm×20μmの現像剤移動抑制柱部材を分散立設し、且つ、媒体単位面積γ1×γ2=5000μm×2000μmの中に該抑制部材が一つずつ配置されるパターンを繰り返している媒体。Sn/Soは0.00004である。その他は実施例2の媒体と同様である。
【0216】
この媒体について実施例4の媒体と同様の画像形成装置、画像形成条件で同様の画像を形成した。
【0217】
画像コントラスト評価結果は、黒色部の反射濃度が0.90、白色部の反射濃度が0.186で、反射濃度比(Bk/W)は4.8で不良(×)であった。
【0218】
黒べた画像部、白べた画像ともに濃度ムラのある画像となった。
(比較例媒体E4)
実施例2の媒体において仕切り壁厚さα=160μm、隣り合う仕切り壁間隔pt=140μmとし、Sn/Soを0.53とした媒体。この媒体は実質上実施例2の媒体と同構造である。
【0219】
この媒体について実施例4の媒体と同様の画像形成装置、画像形成条件で同様の画像を形成した。
【0220】
画像コントラスト評価結果は、黒色部の反射濃度が0.84、白色部の反射濃度が0.146で、反射濃度比(Bk/W)は5.8で不良(×)であった。
【0221】
仕切り壁間で形成される黒べた画像部がストライプ状にしか得られなかった。
【0222】
以上説明した実施例4〜9の媒体の構成を表1にまとめて示す。
【0223】
また、実施例4〜9の媒体並びに比較例媒体E3、E4に関する画像コントラスト評価結果を表2にまとめて示す。
【0224】
【表1】

Figure 0004296668
【0225】
【表2】
Figure 0004296668
【0226】
図13は非画像部面積の割合(非画像部面積/媒体単位面積)と反射濃度比との関係を示すグラフである。
【0227】
このように実施例4〜実施例8の画像表示媒体によると、画像ムラがなく、高コントラストを示す画像が得られた。実施例9の画像表示媒体では、非画像部の面積割合が高くなるため、コントラストがやや悪くなるが、実用上許容できる。
【0228】
比較例媒体E3では、非画像部の割合があまりにも少なくなるため、シート間ギャップが保持できなくなって画像ムラが生じ、黒色部の反射濃度の低下、白色部の反射濃度の増加が観察された。
【0229】
比較例媒体E4では、非画像部の割合があまりにも大きいため、十分なコントラストが得られなかった。その原因は、黒色表示において黒ベタが黒白の縞状に表示されるために反射濃度が低下する一方、白色表示において非画像領域の反射濃度が大きいために白ベタの反射濃度が増加したためである。
次に可逆性画像表示媒体において、各シートの厚みを5μm〜100μm、両シート間のギャップを20μm〜300μm、全体の厚みを30μm〜500μmとすること、媒体の2枚のシートのうち一方のシートの外表面の表面抵抗率を1010Ω/□〜1016Ω/□、他方のシートの外表面の表面抵抗率を107 Ω/□以下とすることが好ましいことを示す実施例媒体(実施例10〜21)及び比較例媒体E5〜E12について説明する。
(実施例10〜14、比較例媒体E5〜E8)
実施例2の媒体において、各シートの厚みは25μm、シート間ギャップは100μmのままとして第1シート121の表面抵抗率及び第2シート122の表面抵抗率を種々変えた画像表示媒体。シート表面抵抗率を種々変更した以外は実施例2の媒体と同様である。
【0230】
なお、これら媒体のほか、このあと説明する実施例15〜21の媒体等についても、第1シート121の表面抵抗率はシート表面に界面活性剤を塗布することで調整した。第2シート122の表面抵抗率は第2シートに導電性カーボンを含有させ、その含有量を変化させることで調整した。また表面抵抗率は測定法ASTM D−257に準じて、65%RH環境下で測定した。
【0231】
実施例10〜14の媒体及び比較例媒体E5〜E8を表3にまとめて示す。
(実施例15)
実施例3の媒体(第2シートにAl蒸着膜を有する媒体)において、第1シート121の表面抵抗率を1.20×1015Ω/□とし、第2シート122の表面抵抗率を8.50×10-1Ω/□とした媒体。その他は実施例3の媒体と同様である。
(実施例16〜21、比較例媒体E9〜E12)
実施例15の媒体において、各シートの表面抵抗率はそのままとして各シートの厚み、シート間ギャップを種々変化させた媒体。その他は実施例15の媒体と同様である。
【0232】
実施例16〜21の媒体及び比較例媒体E9〜E12を表3にまとめて示す。
【0233】
【表3】
Figure 0004296668
【0234】
前記実施例媒体(実施例10〜21)及び比較例媒体E5〜E12のそれぞれにつき、図16(A)及び図16(B)に示す画像形成装置を用いて図13に示すような画像を形成し、画像コントラストについて評価した。なお、図16に示す画像形成装置は、イオンフロー型の直接静電潜像形成装置を利用した画像形成装置である。これについては後ほど説明する。
【0235】
評価は、ここでは、黒色部、白色部のいずれについても、最大反射濃度、最小反射濃度を測定し、これらに基づいて黒色部Bk、白色部Wの各平均反射濃度を求め、これら平均反射濃度から反射濃度比を求めることで行った。この場合も反射濃度比が10.0以上を良(○)、10.0より小さいときを不良(×)とした。
【0236】
また、画像ムラについても評価した。画像ムラ評価は黒色部の画像濃度を反射濃度計(コニカ社製:SAKURA DENSITOMETER PDA −65)を用いて測定し、画像濃度の最大値と最小値との差を求め、画像濃度差が0.2以下を良(○)、それより大きいときを不良(×)として行った。
【0237】
これらの評価結果を表4にまとめて示す。なお、表4にはコントラスト不良のものについても不良マークを記してある。
【0238】
【表4】
Figure 0004296668
【0239】
この評価結果から、各シートの厚みを5μm〜100μm、両シート間のギャップを20μm〜300μm、全体の厚みを30μm〜500μmとすること、媒体の2枚のシートのうち一方のシートの外表面の表面抵抗率を1010Ω/□〜1016Ω/□、他方のシートの外表面の表面抵抗率を107 Ω/□以下とすることが好ましいことが分かる。
【0240】
さて、図16(A)及び図16(B)に示す画像形成装置は、図14や図15に原理を示す画像形成装置を発展させたものである。
【0241】
図14に示す画像形成装置は、図12の媒体13のように、一方のシートが導電性膜を備えた電極無しのタイプの画像表示媒体に適している。
【0242】
図14の画像形成装置は、イオンフロー型の直接静電潜像形成装置CR1を備えている。装置CR1は、コロナイオンを発生させるコロナイオン発生部c1と、該発生部で発生するコロナイオンをシート121表面へ導くための書き込み電極e1と、正又は負のコロナイオンを表示しようとする画像に応じてシート121表面の画素対応部分へ導くための電圧を書き込み電極e1へ印加する書き込み電極制御回路f1とを含んでいる。電極制御回路f1には、図示を省略した制御電源及びバイアス電源が含まれる。
【0243】
コロナイオン発生部c1はシールドケースc11内に、それには限定されないが、例えば60〜120μm径の金メッキタングステン線を張設してコロナワイヤc12とし、このワイヤに電源Pc1から正極性又は負極性の電圧(例えば4kV〜10kV)を印加してコロナイオンを発生させるものである。
【0244】
書き込み電極e1は、媒体(例えば媒体13)の第1シート121に向けられたシールドケースc11の部分に臨設されており、中央に設けられた透孔をコロナイオン流が通過できる。
【0245】
電極制御回路f1は媒体13へ向け導出しようとするイオンの正、負に応じたイオン引出し電圧を電極e1に印加できる。
【0246】
かくして媒体13をその第2シート122を接地電位として(或いは潜像極性と同極性で且つ潜像電位より小さい値のバイアス電圧を印加して)装置CR1に対し相対的に移動させつつ、表示しようとする画像に応じて、シート121表面の画素対応部分へ正又は負のコロナイオンを導き、これにより第1シート121表面に静電潜像電荷を付与し、これと同時的に静電場を形成して媒体13における各セル内の現像粒子を移動させて画像表示させることができる。
【0247】
図15の画像形成装置は、図8等に示す媒体12のように、一方のシートに導電性膜を備えない、電極無しのタイプの画像表示媒体に適している。図15の画像形成装置は、静電潜像を形成する側のシート121とは反対側のシート122に接触する電極Eaを有している。図14の場合と同様に電極Eaにはバイアス電圧を印加してもよい。それ以外の点は図14の装置と同様である。
【0248】
前記評価実験に用いた図16(A)及び図16(B)の画像形成装置は、イオンフロー型の直接静電潜像形成装置CR2を含んでいる。装置CR2は、コロナイオンを発生させるコロナイオン発生部c2と、該発生部で発生するコロナイオンをシート121表面へ導くための書き込み電極e2と、正(又は負)のコロナイオンを表示しようとする画像に応じてシート121表面の画素対応部分へ導くための電圧を書き込み電極e2へ印加する書き込み電極制御回路f2とを含んでいる。
【0249】
コロナイオン発生部c2はシールドケースc21内に図14に示す装置CR1におけると同様のコロナワイヤc22を張設し、このワイヤに電源Pc2からプラス(又はマイナス)の電圧を印加してコロナイオンを発生させるものである。
【0250】
書き込み電極e2は、媒体12、13のタイプの媒体(図には媒体12を代表例として示す)の第1シート121に向けられたシールドケースc21の部分に臨設されており、上部電極e21と下部電極e22とからなり、それらの中央の透孔をコロナイオン流が通過できる。
【0251】
電極制御回路f2は、制御電源Pc21、バイアス電源Pc22及び制御部f21を含んでおり、制御部f21は、媒体12へ向け導出しようとするイオンの極性に応じたイオン引出し電圧を電極e21、e22に印加できる。
【0252】
ここでは制御部f21の指示のもとに、上部電極e21に正電圧を、下部電極e21に負電圧を印加すると、正コロナイオンを媒体へ導くことができる(図16(A))。上部電極e21に負電圧を、下部電極e21に正電圧を印加すると、正コロナイオンを閉じ込めておくことができる(図16(B))。
【0253】
また書き込み電極e2に対向させて電極ローラR1を設け、これに電源PW1からここでは正のバイアス電圧を印加する。ローラR1は回転駆動される磁極ローラR2を内蔵している。
【0254】
かくして媒体12を装置CR2に対し相対的に移動させつつ、且つ、電極ローラR1を媒体送り方向に、磁極ローラR2を反対方向に回転させつつ、表示しようとする画像に応じて、制御部f21の指示のもとに、第1シート121表面の複数の画素対応部分のうち表示しようとする画像に応じた所定の画素対応部分については図16(A)に示すように正コロナイオンを導き、他の画素については図16(B)に示すようにイオンの流出を阻止する。
【0255】
前記画像評価実験では、第1シート121表面の複数の画素対応部分のうち表示しようとする画像に応じた所定の画素対応部分に正コロナイオンを導き、その部分を+500V〜+600Vに帯電させ、他の画素についてはバイアス電圧+250Vだけを印加した。これにより正コロナイオンが乗った部分は負帯電性の白色現像粒子WPにより白く表示され、正コロナイオンが乗らなかった部分は正帯電性の黒色現像粒子BPにより黒く表示され、かくして画像表示がなされた。
【0256】
なお、装置CR1やCR2における放電ワイヤc12、c22は固体放電素子に代えることもできる。
【0257】
また図14から図16に示す静電潜像形成装置CR1、CR2は放電現象を利用したものであるが、これら装置の他、各種放電型静電潜像形成装置を利用できる。
【0258】
また図14から図16に示す画像形成装置に代えて図17や図18に示す画像形成装置を採用しても画像表示できる。
【0259】
図17の画像形成装置は、マルチスタイラス方式の直接静電潜像形成装置CR3を備えている。装置CR3は、例えば媒体13に対する主走査方向に配列されて第1シート121に近接配置される複数の電極e3を有するマルチスタイラスヘッドH3を含んでいる。各電極e3に表示しょうとする画像に応じて第1シート121表面の画素対応部分に静電潜像電荷を付与すべく信号電圧が印加される。媒体13は、反対側の第2シート122に例えばバイアスを印加して、該ヘッドH3に対し相対的に搬送され、これにより画像表示される。
【0260】
図18に示す画像形成装置は電荷注入型の直接静電潜像形成装置CR4を含んでいる。装置CR4は媒体に対する主走査方向に複数の記録電極e4を配列するとともに記録電極e4に隣り合わせて隣接制御電極e41を配列した静電記録ヘッドH4を有するマルチスタイラス型装置である。このヘッドを例えば媒体13に近接配置し、ヘッドH4の制御電極e41に画像記録に必要な電圧(記録電圧)の約1/2の電圧を順次シーケンシヤルに印加し、記録電極e4に記録電圧の約1/2の画信号電圧を印加することにより、記録電極直下に位置する媒体に静電潜像を形成することができる。
【0261】
ここで潜像形成を行うことが有利であることを、図11に示すような外部静電潜像形成装置を備えた画像形成装置を例にとって説明する。
【0262】
該装置の等価回路を図19(A)から(D)に示す。これら図において、感光体ドラムのような静電潜像担持体、画像表示媒体及びその間の空気層の静電容量をそれぞれC1、C2、C0とする。
【0263】
静電潜像担持体(以下「像担持体」という)は帯電チャージャ、画像露光装置によって潜像電荷Q(その時の電位V)が印加されているとする。
【0264】
図19(A)は像担持体と画像表示媒体とが離間している状態の等価回路を示し、C1、C2がC0に比べてて非常に大きいため、電荷Qは移動せず、媒体は静電潜像の影響を受けない。
【0265】
この状態から、像担持体と媒体が接近すると、C0が大きくなり、C1及びC2に充電されていた電荷が静電誘導によって誘起されて、図19(B)の状態となる。図19(B)は像担持体を画像表示媒体に近接させて静電誘導させた状態の等価回路である。
【0266】
図19(B)の状態で、誘起電荷によって、像担持体、媒体、空気層に誘起される電位差V1、V2、V0は以下の式(1)、式(2)、式(3)のように表せる。
【0267】
【数1】
Figure 0004296668
【0268】
【数2】
Figure 0004296668
【0269】
【数3】
Figure 0004296668
【0270】
ここでVは像担持体の潜像表面電位、Vbはバイアス値である。
【0271】
媒体には現像剤が内包されている。電界下において現像剤粒子が電荷を搬送するため、現像剤層は見かけ上、導電層に近似する。つまり、媒体の静電容量C2は、上下2枚の樹脂シートの合成容量と近似する。
【0272】
ここで、像担持体の潜像電荷が媒体に転写するためには、空気層が絶縁破壊を起こし、電荷移動する必要がある。もし、絶縁破壊が発生しなければ、像担持体と媒体が離間すると、再び図19(A)の状態に戻り、潜像転写は行われない。
【0273】
つまり、例えばV0が小さい場合は、誘導による静電界で粒子の移動が発生するが、潜像が転写されない。
【0274】
例えばギャップ10μmの空気層が絶縁破壊を発生するためには、パッシェン則よりV0は約370V以上必要である。
【0275】
ここでバイアス値Vb=一1000Vに設定し、V=1000V、各々の静電容量の比をC1:C2:C0=18:5:12とした場合、V0(空気層の電位差)=480Vとなり、絶縁破壊が発生して潜像が転写される。
(但し、像担持体は通常の有機系感光体、媒体は前記構成の合成容量、空気層は絶縁破壊が生じやすい間隙約10μmを想定し、各々の静電容量の比を考えている。)
このように、V−Vbが約1500V以上の条件において、潜像が転写されることとなる。逆にこの条件以外では、像担持体と媒体が近接している状態で静電誘導はされるが、潜像転写しないこととなる。
【0276】
像担持体上の静電潜像において、帯電部▲1▼は媒体との間で電荷移動が発生し、非帯電部(露光部)▲2▼では電荷移動が発生しない。このため、媒体上の表面電位に差が生じる。帯電部▲1▼の電荷移動が行われた後の媒体の表面電位は次の式(4)で、非帯電部▲2▼のそれは前式(3)で表される。
【0277】
図19(C)は絶縁破壊により電荷移動が生じた状態の等価回路を示しているるが、このように絶縁破壊により電荷移動が生じた状態では次式(4)が成立する。
【0278】
【数4】
Figure 0004296668
【0279】
式(4)においてV’0は放電可能な最小電位差、V1、V2は前式(2)、(3)である。
【0280】
例えば、前記設定条件において、媒体上の表面電位は、帯電部に相当する領域▲1▼は約+265V、非帯電部に相当する領域▲2▼は約−340Vとなる。
【0281】
ここで、対向電極ローラに任意のバイアス(あるいは接地)を印加すると、帯電部▲1▼及び非帯電部▲2▼の領域は互いに逆向きの電界が形成され、現像粒子がその電界に沿って移動して画像を形成することができる。
【0282】
その後、像担持体と媒体が離間すると、誘導電荷に移動が生じて、媒体の表面電位は変化する。▲1▼部は約+275Vに、▲2▼部は略0Vに復帰し、媒体に潜像を形成することができる。
【0283】
以上は静電潜像担持体が感光体ドラム(光導電体)である場合を説明したが、誘電体ドラムを用いてもよい。静電潜像の極性は負極性でもよい。現像粒子の帯電極性は逆でもよい。
【0284】
このように媒体に潜像を近接させるだけでなく、静電潜像を転写、直接形成等にて媒体上に形成することによって、静電潜像担持体と対向電極の対向領域を通過後も、現像剤粒子と可逆性画像表示媒体に静電的吸着力が発生するため、画像保持性が良好となることがわかる。要するに静電潜像を媒体上に形成することが有利である。特に流動性の高い現像剤や、画像表示に先立って現像剤攪拌処理により流動性が高められる現像剤を用いる場合に画像保持の点で有利である。
【0285】
次に現像剤に含まれる現像粒子の粒径は非導電性現像粒子については体積平均粒径1μm〜50μmが、磁性現像粒子については体積平均粒径1μm〜100μmが好ましいことを示す実施例媒体(実施例22〜30)及び比較例媒体E13〜E28について説明する。
【0286】
これら媒体はいずれも、実施例2の媒体において、隔壁123の高さhを150μmに、隣り合う仕切り壁123aの間隔ptを250μmに変更し、各セル124に内包する現像粒子を種々変えた以外は実施例2の媒体と同じ構造の媒体である。
【0287】
これらについても画像コントラストの評価を行った。そのとき、図11に示す画像形成装置を用いて図13(A)に示すように右側半分が黒色部(Bk)、左側半分が白色部(W)の画像を形成して評価した。
【0288】
なおここでのコントラスト評価は、反射濃度比(Bk/W)が9.0以上を非常に良好(◎)、9.0より小さく7.0以上を良好(○)、7.0より小さく5.0以上をやや不良(△)、5.0より小さいものを不良(×)とした。
【0289】
これら各媒体及び評価結果を表5にまとめて示す。表5においてWP1〜WP5、BP1〜BP5はそれぞれ既述の粒径を有する非導電性の白色現像粒子、磁性の黒色現像粒子である。実施例22〜30では既述の現像剤DL1〜DL9を、比較例E13〜E28では既述の比較例現像剤De1〜De16を採用した。
【0290】
また表5の実施例、比較例を示す各枡目中、右側の上段はコントラスト評価結果を、中段は反射画像濃度比を、下段は黒色画像部の反射濃度、その左側は白色画像部の反射濃度を示している。
【0291】
【表5】
Figure 0004296668
【0292】
表5から分かるように、現像剤に含まれる現像粒子の粒径は非導電性現像粒子(ここでは白色粒子)については体積平均粒径1μm〜50μmが、磁性現像粒子(ここでは黒色粒子)については体積平均粒径1μm〜100μmが好ましいと言える。
次に画像表示前に画像消去処理を施す画像表示方法について説明する。この画像表示方法の実施にあたっては前記実施例2の画像表示媒体(ここでは媒体12と記す)を採用した。
【0293】
図20から図22のそれぞれはこの画像表示方法を実施する画像形成装置例を示している。特に画像消去装置を備えた画像形成装置を示している。
【0294】
図20の画像形成装置は、図11の画像形成装置(但し回転磁極ローラR2を備えていないもの)において、感光体ドラムPCと電極ローラR1との対向領域よりも、媒体12の相対的搬送方向(図中直線矢印方向)において上流側に画像消去装置EL1を配置したものである。
【0295】
画像消去装置EL1は、上下一対の電極ローラR3、R4を含んでいる。上側電極ローラR3はバイアス電源PW3に接続される。電極ローラR3は接地してもよい。下側電極ローラR4はバイアス電源PW4に接続される。電極ローラR4は接地してもよい。
【0296】
この画像形成装置によると、画像表示に先立って画像消去装置EL1の電極ローラR3、R4にそれぞれ印加されるバイアスの電位差に応じた電界が媒体12に対し形成され、これにより異なる帯電極性の現像粒子BP、WPのうち一方の粒子BPが一方のシート側に、他方の粒子WPが他方のシート側に寄り集まり、これにより画像が消去される。媒体12はかかる画像消去処理後に感光体ドラムPCと対向電極ローラR1との間に送りこまれ、新たな画像が表示される。
【0297】
図20の装置を用いて次の条件で画像消去、画像形成の実験を行ってみた。
【0298】
すなわち、感光体ドラムPC上の静電潜像の帯電部電位を−800V、非帯電部(露光部)電位を−100Vとし、対向電極ローラR1に印加するバイアスを−100Vとした。消去装置EL1においては、電極ローラR4を接地し、電極ローラR3への印加バイアスを+1000Vとした。電極ローラR3、R4間を通過する際の電界で、現像剤はクーロンカを受ける。この場合、白色粒子WPは負極性、黒色粒子BPは正極性に帯電しているため、白色粒子は図中上側に、黒色粒子は図中下側に移動し、以前に表示された画像は全面にわたって消去される。このとき、媒体12を図中上側から見ると、全面白色となっていた。
【0299】
その後全面画像消去された媒体12は、感光体ドラムPCと電極ローラR1が対向する領域で、静電潜像に応じて電界が形成され、現像剤DLはクーロンカを受ける。感光体ドラムPC上の帯電部は、電極ローラR1のバイアスとの電位差によって、700Vの図中上向きの電界が形成され、白色粒子が下向きに移動し、非帯電部は電位差がないため粒子が移動せず、白色粒子は上面に存在したままであった。このようにして形成された画像は、図中上側から見ると、帯電部相当領域は黒色部、非帯電部相当領域は白色部となった。
【0300】
このように、帯電部に応じた現像粒子を移動させるだけで画像形成でき、このため現像粒子を移動させるための電界強度を大きくすることができる。
【0301】
また以下の条件でも実験した。すなわち、感光体ドラムPCの帯電部電位を−800V、非帯電部(露光部)電位を−100V、対向電極口一ラR1に印加するバイアスを−800Vとした。また消去装置EL1においては、電極ローラR4のバイアスを+1000V、電極ローラR3は接地状態とした。
【0302】
この場合、媒体12が電極ローラR4、R3間を通過した後、白色粒子は図中下側に、黒色粒子は図中上側に移動し、以前に表示された画像は全面にわたって消去された。このとき、媒体12を図中上側から見ると、全面黒部となっていた。
【0303】
その後感光体ドラムPCの非帯電部について、対向電極ローラR1のバイアスとの電位差によって、700Vの図中下向きの電界が形成され、白色粒子が上向きに移動し、帯電部は電位差がないため粒子が移動せず、白色粒子は下側に存在したままであった。このようにして形成された画像は、図中上側から見ると、帯電部応じた領域は黒色部、非帯電部に応じた領域は白色部となった。
【0304】
図21の画像形成装置は、図14に示すイオンフロー型の静電潜像形成装置CR1に対し電極ローラR1を対向させ、これらの対向領域の上流側に図20に示すと同じ画像消去装置EL1を設けたものである。
【0305】
図22に示す画像形成装置は図20に示す画像形成装置において、消去装置EL1における下側電極ローラR4に回転磁極ローラR2を内蔵したものである。その他の点は図20の装置と同様である。回転磁極ローラR2は一方向に回転駆動、或いは往復回転駆動され、振動磁場を媒体12に対し形成する。これにより黒色の磁性現像粒子BPに影響して現像剤DLを攪拌する。この現像剤攪拌により、現像粒子の摩擦帯電量が増し、画像表示におけるクーロン力による移動速度が高まるとともに、現像粒子の流動性が向上し、現像粒子の移動効率が高まる。
【0306】
画像消去装置は図15〜図18に示す画像形成装置等にも適用できる。
次に画像表示にあたり、現像剤を攪拌する画像表示方法について説明する。この画像表示方法の実施にあたっても前記実施例2の画像表示媒体(ここでは媒体12と記す)を採用した。
【0307】
図23から図29のそれぞれはこの画像表示方法を実施する画像形成装置例を示している。特に現像剤の攪拌装置を備えた画像形成装置を示している。図4に示す画像形成装置において回転磁極ローラR2を設けたり、図11に示す画像形成装置において感光体ドラムPCに対向する現像電極ローラR1に回転磁極ローラR2を内蔵させたりして、該磁極ローラR2を一方向に回転駆動したり、往復回転駆動する場合も、該磁極ローラR2は現像剤攪拌装置として機能する。
【0308】
先ず図11に示す画像形成装置を用いて現像剤の攪拌、画像表示を行った実験例について説明する。
【0309】
感光体ドラムPCの帯電部電位を+500V、非帯電部(露光部)電位を+100V、現像電極ローラR1に印加するバイアスを+300Vとした。また電極ローラR1内部の磁極ローラR2を、最大磁束密度400ガウス、磁極数8、回転速度約100rpm、図中左方向(反時計回り)に回転させた。
【0310】
このような条件下で、帯電部位に対応する白色粒子WPは電界の向きに逆らって図中上向きに、黒色粒子BPは電界の向きに沿って図中下向きに力を受けると同時に、黒色粒子BPが振動磁場によって撹乱されるため、現像粒子は効率よく移動した。
【0311】
図23の画像形成装置は、図14に示す画像形成装置においてイオンフロー型の静電潜像形成装置CR1に対向させて現像電極ローラR1を配置するとともに該ローラ内に回転磁極ローラR2を内蔵したものである。
【0312】
この装置において次の条件で現像剤攪拌及び画像表示の実験を行った。すなわち、媒体12の帯電部電位を+500V、非帯電部(露光部)電位を約0V、電極ローラR1に印加するバイアスを+300Vとした。磁極ローラR2は、最大磁束密度400ガウス、磁極数8、回転速度約100rpm、図中左方向(反時計回り)に回転させた。
【0313】
このような条件下で、帯電部位に対応する白色粒子WPは電界の向きに逆らって図中上向きに、黒色粒子BPは電界の向きに沿って図中下向きに力を受けると同時に、黒色粒子BPが振動磁場によって攪拌されるため、現像粒子が効率よく移動した。
【0314】
以上説明した画像形成装置は、ひろく捉えれば、画像表示工程において形成する静電場を、前記可逆性画像表示媒体の2枚のシートのうちいずれかの外表面に表示しようとする画像に対応した静電潜像を形成して該静電潜像に基づいて該静電潜像形成と同時的に形成し、さらに該静電場形成と同時的に前記現像剤の攪拌を行う例である。
【0315】
次に説明する図24、図25のそれぞれに示す画像形成装置は、広く捉えれば、画像表示工程において形成する静電場を、可逆性画像表示媒体の2枚のシートのうちいずれかの外表面に表示しようとする画像に対応した静電潜像を形成した後に該静電潜像に基づいて形成し、現像剤の攪拌を静電潜像を形成した後、前記静電場形成と同時的に行うものである。
【0316】
図24の画像形成装置は、図11の画像形成装置において現像電極ローラR1のあった位置に静電潜像転写のための転写電極ローラR5を配置し、感光体ドラムPCと転写電極ローラR5との対向領域より下流側に静電場形成のための現像電極ローラR1とそれに内蔵された回転磁極ローラR2を配置したものである。
【0317】
転写電極ローラR5にはバイアス電源PW5が、電極ローラR1にバイアス電源PW1が接続されている。
【0318】
図25の画像形成装置は、図23の画像形成装置において現像電極ローラR1のあった位置に静電潜像転写のための対向電極ローラR5を配置し、静電潜像形成装置CR1と対向電極ローラR5との対向領域より下流側に静電場形成のための現像電極ローラR1とそれに内蔵された回転磁極ローラR2を配置したものである。
【0319】
対向電極ローラR5にはバイアス電源PW5が、電極ローラR1にバイアス電源PW1が接続されている。
【0320】
図24、図25の画像形成装置によると、感光体ドラムPC又は静電潜像形成装置CR1と転写(対向)電極ローラR5とが対向する領域で媒体12に静電潜像が形成されたのち、該媒体が現像電極ローラR1に接触することで、静電潜像に応じて画素ごとの静電場が形成され、これにより画像が表示される。そしてこのとき、磁極ローラR2が一方向に回転駆動されるか、又は往復回転駆動されることで振動磁場が発生し、この磁場の影響により現像粒子が攪拌されながら画像表示される。現像粒子の攪拌により現像粒子の帯電量が増すとともに、現像粒子の流動性が向上する。これらにより円滑、良好に画像表示される。
【0321】
なお、磁極ローラR2は電極ローラR1、R5間に配置してもよい。
【0322】
次に説明する図26、図27に示す画像形成装置は、広く捉えれば、画像表示工程において形成する静電場を、可逆性画像表示媒体の2枚のシートのうちいずれかの外表面に表示しようとする画像に対応した静電潜像を形成して該静電潜像に基づいて該静電潜像形成と同時的に又は該静電潜像形成後に形成し、現像剤の攪拌を静電潜像形成前に行う例である。
【0323】
図26の画像形成装置は、図11の画像形成装置において電極ローラR1には磁極ローラを内蔵せず、感光体ドラムPCと電極ローラR1との対向領域より上流側に回転磁極ローラR2を配置したものである。磁極ローラR2は一方向に回転駆動されるか、又は往復回転駆動され、これにより現像剤を攪拌する振動磁場が形成される。
【0324】
電極ローラR1にはバイアス電源PW1が接続されている。
【0325】
この画像形成装置において、感光体ドラムPCの帯電部電位を+500V、非帯電部(露光部)電位を+100V、現像電極ローラR1に印加するバイアスを+300Vとすると、帯電部に対応する白色粒子は電界の向きに逆らって図中上向きに、黒色粒子は電界の向きに沿って図中下向きに移動した。現像粒子は予め攪拌されているため帯電量が高められるとともに流動性が向上しており、効率よく移動した。
【0326】
図27の画像形成装置は、図24の画像形成装置において、感光体ドラムPCと電極ローラR5との対向領域より上流側に回転磁極ローラR2を配置したものである。磁極ローラR2は一方向に回転駆動されるか、又は往復回転駆動され
、これにより現像剤を攪拌する振動磁場が形成される。
【0327】
図28に示す画像形成装置は、磁性現像粒子BPが一つの磁極ローラR2による磁場のために現像剤収容セル中でいずれかへ偏るおそれがあるときに備えた画像形成装置である。この装置は、ひろく捉えれば、振動磁場を形成する現像剤攪拌装置を媒体搬送方向に沿って順次複数(ここでは2個)設けたものである。
【0328】
図28に示す例では、図11に示す画像形成装置において回転磁極ローラR2を内蔵した現像磁極ローラR1を二つ、感光体ドラムPCに対向配置したものである。ローラR1、R1には電源PW1、PW’が接続されている。二つの回転磁極ローラR2は互いに反対方向に回転駆動される。これにより磁性現像粒子(ここでは黒色粒子BP)のセル内での偏りを抑制できる。
【0329】
図29に示す画像形成装置は、図24に示す画像形成装置において現像電極ローラR1及び磁極ローラR2に代えて、N極、S極を交互に設けた磁石部材Mgを感光体ドラムPCの下流側に、到来する媒体12に接触するように配置し、且つ、該部材Mgに現像バイアス電源PW1”を接続したものである。
【0330】
媒体12が部材Mgに対し相対的に移動することで媒体12に対し振動磁場が形成される。
次に画像表示にあたり、画像表示媒体の表面(シート表面)に静電潜像を形成し、該静電潜像形成前に媒体表面を所定電位に一様に帯電させ、その帯電域に静電潜像を形成する画像表示方法について説明する。この画像表示方法の実施にあたっても前記実施例2の画像表示媒体(ここでは媒体12と記す)を採用した。
【0331】
図30、図31のそれぞれはこの画像表示方法を実施する画像形成装置例を示している。特に静電潜像形成前に媒体表面を所定電位に一様に帯電させる帯電装置を備えた画像形成装置を示している。
【0332】
図30に示す画像形成装置は、図11に示す画像形成装置において現像電極ローラR1に磁極ローラR2を内蔵せず、感光体ドラムPCと電極ローラR1との対向領域より上流側に予備帯電装置2を備えたものである。帯電装置2は搬送される媒体12の静電潜像形成側の表面に対向するチャージャ21と媒体通路を挟んでこれに対向する接地電極22とからなっている。なお、電極ローラR1は場合によっては接地してもよい。
【0333】
図31の画像形成装置は、図21の画像形成装置において、静電潜像形成装置CR1の上流側の画像消去装置EL1に代えて前記と同じ予備帯電装置2を備えたものである。なお、電極ローラR1は場合によっては接地してもよい。
【0334】
これらの画像形成装置では、媒体12の表面が画像表示に先立って予備帯電装置により予め一様に帯電される。その後、図30の例では該帯電域に感光体ドラムPC上に形成された静電潜像が転写、書き込みされる。図31の例では静電潜像形成装置CR1により静電潜像が書き込まれる。いずれの例も予め一様に帯電された領域と、後に静電潜像が書き込まれた領域は互いに逆極性である。電極ローラR1のバイアスを接地、或いは適当に電位設定することで、静電潜像が書き込まれた領域とそうでない領域とで電界の向きが異なり、これにより現像粒子を移動させて画像を形成することができる。
【0335】
図30に示す例では、媒体12の表面を後に形成される静電潜像の極性とは逆極性に一様に帯電させることで、媒体12内部での絶縁破壊を防止でき、且つ、媒体12に潜像を確実に転写できる。このように静電潜像が確実に転写されるので、画像保持性が良好となる。
【0336】
図31に示す例では、静電潜像形成時に、画像部と非画像部の電位差を大きくすることができる。例えば、帯電装置2による予備帯電による負極性の一様帯電部を−1000V、静電潜像書き込みによる正極性帯電部を+1000Vとし、電極ローラR1のバイアスを接地とすることで、画像部と非画像部は各々1000Vの電位差が生じ、これにより現像粒子を駆動することができる。このように現像粒子駆動電界を大きくすることができ、現像粒子の移動速度を高めることができる。
【0337】
なお、予め一様に帯電された領域と、後に静電潜像が書き込まれた領域は同極性でもかまわない。この場合には、電極ローラR1のバイアスを静電潜像が書き込まれた領域とそうでない領域との中間電位に設定することで、両領域で電界の向きが異なり、画像を形成することができる。
【0338】
また、後に静電潜像が書き込まれた領域は0Vでもかまわない。この場合も、電極ローラR1のバイアスを静電潜像が書き込まれた領域とそうでない領域との中間電位に設定することで、両領域で電界の向きが異なり、画像を形成することができる。
【0339】
かくして媒体12は、感光体ドラムPC或いは静電潜像形成装置CR1と電極ローラR1との対向領域を通過後も、現像剤粒子と媒体のシート間に静電的吸着力が発生するため、画像保持性が良好となる。
【0340】
なお、形成する静電潜像の極性は負極性であってもよい。
【0341】
また白黒の現像粒子の帯電極性は逆であってもよい。
【0342】
また静電潜像形成装置は図30、図31に示すものに限定されず、先に説明した他の静電潜像形成装置も採用できる。
ここで、媒体表面への静電潜像形成前に媒体表面を一様に帯電させ、その帯電域に静電潜像を形成することが有利であることを、図11に示すような外部静電潜像形成装置を備えた画像形成装置を例にとって説明する。
【0343】
該装置の等価回路を図32(A)から(E)に示す。これら図において、感光体ドラムのような静電潜像担持体、画像表示媒体及びその間の空気層の静電容量をそれぞれC1、C2、C0とする。
【0344】
静電潜像担持体(以下「像担持体」という)には帯電チャージャ、画像露光装置によって潜像電荷Q(その時の電位V)が、媒体には予備帯電装置によって予め電荷Q’(そのときの電位V’)が印加されているとする。
【0345】
図32(A)は像担持体と画像表示媒体とが離間している状態の等価回路を示し、C1、C2がC0に比べてて非常に大きいため、電荷Qは移動せず、媒体は静電潜像の影響を受けない。
【0346】
この状態から、像担持体と媒体が接近すると、C0が大きくなり、C1及びC2に充電されていた電荷が静電誘導によって誘起されて、図32(B)の状態となる。図32(B)は像担持体を画像表示媒体に近接させて静電誘導させた状態の等価回路である。
【0347】
図32(B)の状態で、誘起電荷によって、像担持体、媒体、空気層に誘起される電位差V1、V2、V0は以下の式(5)、式(6)、式(7)のように表せる。ここではバイアスを印加しないで、接地した場合を考える。
【0348】
【数5】
Figure 0004296668
【0349】
【数6】
Figure 0004296668
【0350】
【数7】
Figure 0004296668
【0351】
ここでVは像担持体の潜像表面電位、V’は媒体の表面電位である。
【0352】
媒体には現像剤が内包されている。電界下において現像剤粒子が電荷を搬送するため、現像剤層は見かけ上、導電層に近似する。つまり、媒体の静電容量C2は、上下2枚の樹脂シートの合成容量と近似する。
【0353】
ここで、像担持体の潜像電荷が媒体に転写するためには、空気層が絶縁破壊を起こし、電荷移動する必要がある。もし、絶縁破壊が発生しなければ、像担持体と媒体が離間すると、再び図32(A)の状態に戻り、潜像転写は行われない。
【0354】
つまり、例えばV0が小さい場合は、誘導による静電界で粒子の移動が発生するが、潜像が転写されない。
【0355】
例えばギャップ10μmの空気層が絶縁破壊を発生するためには、パッシェン則よりV0は約370V以上必要である。
【0356】
ここでV=1000V、V’=−1000V、各々の静電容量の比をC1:C2:C0=18:5:12とした場合、V0(空気層の電位差)=480Vとなり、絶縁破壊が発生して潜像が転写される。また媒体にかかる電位差は約200Vで、媒体内部での絶縁破壊は防止できる。(但し、像担持体は通常の有機系感光体、媒体は前記構成の合成容量、空気層は絶縁破壊が生じやすい間隙約10μmを想定し、各々の静電容量の比を考えている。)
像担持体上の静電潜像において、帯電部▲1▼は媒体との間で電荷移動が発生し、非帯電部(露光部)▲2▼では電荷移動が発生しない。このため、媒体上の表面電位に差が生じる。帯電部▲1▼の電荷移動が行われた後の媒体の表面電位は次の式(8)で、非帯電部▲2▼のそれは前式(7)で表される。
【0357】
図32(C)は絶縁破壊により電荷移動が生じた状態の等価回路を示しているるが、このように絶縁破壊により電荷移動が生じた状態では次式(8)が成立する。
【0358】
【数8】
Figure 0004296668
【0359】
式(8)においてv0は放電可能な最小電位差、V1、V2は前式(6)、(7)である。
【0360】
例えば、前記設定条件において、媒体上の表面電位は、帯電部に相当する領域▲1▼は約+260V、非帯電部に相当する領域▲2▼は約−340Vとなる。
【0361】
ここで、対向電極ローラを接地すると、帯電部▲1▼及び非帯電部▲2▼の領域には互いに逆向きの電界が形成され、現像粒子がその電界に沿って移動して画像を形成することができる。
【0362】
その後、像担持体と媒体が離間すると、誘導電荷に移動が生じて、媒体の表面電位は変化する。▲1▼部は約−720Vに、▲2▼部は約−1000Vに復帰し、媒体に潜像を形成することができる(図32(D)参照)。
【0363】
以上は対向電極ローラR1を接地状態にして説明したが、該ローラに適当なバイアスを印加することもできる。この場合はV’をV’+Vbに置き換えて考えればよい。図32(E)はこの場合の等価回路を示している。
【0364】
また、静電潜像担持体が感光体ドラム(光導電体)である場合を説明したが、誘電体ドラムを用いてもよい。静電潜像の極性は負極性でもよい。現像粒子の帯電極性は逆でもよい。
【0365】
このように静電潜像担持体と媒体との間で絶縁破壊を発生させて潜像を転写する前に、予め媒体表面を所定電位に一様に帯電させることで、媒体内部の電位差を抑制することができ、これにより画像保持性が良好となる。
次に可逆性画像表示媒体のさらに他の例について図33、図34を参照して説明する。
【0366】
図33に示す可逆性画像表示媒体14は電気泳動型の媒体例である。
【0367】
この媒体14は、透明支持基板146に支持された電界発色層140を備えている。電界発色層140は帯電着色粒子141を絶縁性液体142中に分散させた液体層143を透明導電層144と絶縁層145の間に密封したものである。絶縁性の液体142は、高純度石油(エッソ社 商品名アイソパー)に、イオン性界面活性剤及び染料を含有した有機物を混合したものである。このイオン性界面活性剤が顔料を含有した有機物着色粒子141に吸着して該粒子が電気化学的に安定的に帯電する。この帯電着色粒子141が液142中に分散して電気泳動の性質を示す。
【0368】
この媒体14は、電界が加わらないか、所定の電界とは逆電界が加わっているときは、絶縁性液体142中の染料の色が見えているが、静電潜像が書き込まれると、帯電着色粒子141が透明導電層144の方へ移動し、その顔料が見える。
【0369】
この媒体14による画像表示についても、例えば図30や図31に示す画像形成装置を用いて、画像表示に先立って、媒体14の表面を予め一様に所定電位に帯電させ、帯電した媒体表面に静電潜像EIを形成し、該静電潜像に基づいて媒体内の絶縁性液体142に分散している帯電現像粒子(ここでは帯電着色粒子)141に対し表示しょうとする画像に対応する画素ごとに所定の静電場を形成することで画像表示させることができる。
【0370】
このように静電潜像形成に先立って予め媒体14表面を帯電させ、その帯電域に静電潜像を形成することで、従来の電気泳動型画像表示媒体による画像表示のように、予備帯電しないで画像形成する場合に比べると、画像保持性が良好となる。
【0371】
図34に示す可逆性画像表示媒体15は、回転粒子球型表示媒体例である。
【0372】
この媒体15は、透明支持基板156に支持された電界発色層150を有している。電界発色層150は、片面に着色151aした片面着色球151を絶縁性液体152で囲繞し、該液体ごと絶縁性保持媒質153に埋め込み、該媒質153の片面に透明導電層154を、反対側面に絶縁層155を形成したものである。
【0373】
片面着色球151は、例えばTiO2 を主成分とするガラスの白色球を適当な台上に一様に配置し上面からクロム等を蒸着することで作製される。その大きさは30μm〜100μmの範囲でよいが、10μm以下とすれば、より解像度が高くなる。
【0374】
この片面着色球151を、例えばエラストマーのような絶縁性保持媒質153中に分散させ、この媒質153をトルエン等の有機溶媒にイオン性界面活性剤を溶かした溶液に浸たすことにより膨潤させ、それにより片面着色球151の周囲に絶縁性液体152を溜まらせる。かくして片面着色球151は絶縁性液体層152で囲繞され、回転可能な状態で該液体ごと絶縁性保持媒質153に埋め込まれた状態が得られる。
【0375】
片面着色球151は一方の半球面と他方の半球面とが性質が異なるため、これら両面においてイオンの吸着の量が異なる。よって媒体15に電界をかけると、電界の方向により片面着色粒子151の面の向きが変化する。従つて片面着色球151の着色面が見えたり、着色していない面が見えたりすることで画像表示される。
【0376】
この媒体15による画像表示についても、例えば図30や図31に示す画像形成装置を用いて、画像表示に先立って、媒体15の表面を予め一様に所定電位に帯電させ、帯電した媒体表面に静電潜像EIを形成し、該静電潜像に基づいて媒体内の絶縁性液体152に浮遊している片面着色球151に対し表示しょうとする画像に対応する画素ごとに所定の静電場を形成することで画像表示させることができる。これにより画像保持性良好に画像表示できる。
【0377】
媒体14、15についても画像表示、画像消去を繰り返すことができる。
【0378】
なお媒体14、15は、良好に画像表示できるのであれば、先に説明した他の画像形成装置によって画像形成してもかまわない。
【0379】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によると、次の利点を有する可逆性画像表示方法及び可逆性画像表示媒体を提供することができる。
(1)画像表示、画像消去を繰り返し行うことができ、よって従来の画像表示に関係する紙等の画像表示媒体、現像剤、インク等の消耗品の使用を低減することができ、それだけ今日の環境負荷低減に応えることができる。
(2)コントラストに優れ、高解像度で高品質な画像を長期にわたり安定的に表示できる。
(3)残像が発生しにくく、従って良好な可逆性を示し、この点でも高品質な画像を表示できる。
【0380】
特に、本発明に係る可逆性画像表示方法よると、画像表示にあたり、画像表示媒体表面を予め一様に所定電位に帯電させてから、該帯電域に静電潜像を書き込むようにしているから、画像保持性が良好となり、この点で一層コントラストに優れた高品質の画像を長期にわたり安定的に表示できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図(A)から図(I)のそれぞれは現像剤収容セルの形状例を示す図である。
【図2】図(A)から図(H)はそれぞれ現像剤移動抑制部材の形状及び配列の例を示す図である。図(I)は媒体単位面積Sbとその中のセルによる画像部面積Saの1例を示す図である。
【図3】電極付きの可逆性画像表示媒体の1例の画像表示前の断面図である。
【図4】図3に示す媒体の画像表示状態の断面図である。
【図5】図3に示す媒体における第2シートとこれに形成された格子状隔壁等の斜視図である。
【図6】図3に示す媒体における第2シートとこれに形成された個別電極の平面図である。
【図7】図3に示す媒体の画像表示例を示す図である。
【図8】可逆性画像表示媒体の他の例の断面図である。図8(A)は可逆性画像表示媒体の画像表示前の断面図であり、図8(B)は画像表示時の1例の断面図である。
【図9】図8に示す媒体の一部を切り欠いて示す平面図である。
【図10】図8に示す媒体の画像表示例を示す図である。
【図11】外部静電潜像形成装置を備えている画像形成装置例の概略構成を示す図である。
【図12】本発明に係る可逆性画像表示媒体のさらに他の例の断面図である。
【図13】図(A)は画像表示のさらに他の例を示す平面図であり、図(B)は非画像部面積の割合(非画像部面積/媒体単位面積)と反射濃度比との関係を示すグラフである。
【図14】イオンフロー方式の直接静電潜像形成装置を備えている画像形成装置例の概略構成を示す図である。
【図15】イオンフロー方式の直接静電潜像形成装置を備えてい画像形成装置の他の例の概略構成を示す図である。
【図16】イオンフロー方式の直接静電潜像形成装置を備えている画像形成装置のさらに他の例の概略構成を示す図である。
【図17】マルチスタイラス方式の直接静電潜像形成装置を備えている画像形成装置例の概略構成を示す図である。
【図18】隣接制御電極を有するマルチスタイラス型静電潜像形成装置を備えている画像形成装置例の概略構成を示す図である。
【図19】外部静電潜像形成装置を備えた画像形成装置の等価回路を示す図である。図(A)は像担持体と画像表示媒体とが離間している状態の等価回路、図(B)は像担持体を画像表示媒体に近接させて静電誘導させた状態の等価回路、図(C)は絶縁破壊により電荷移動が生じた状態の等価回路、図(D)は電荷移動後に像担持体と媒体が離間した状態の等価回路である。
【図20】画像消去装置を備えた画像形成装置例の概略構成を示す図である。
【図21】画像消去装置を備えた画像形成装置の他の例の概略構成を示す図である。
【図22】画像消去装置を備えた画像形成装置のさらに他の例の概略構成を示す図である。
【図23】現像剤攪拌装置を備えた画像形成装置例の概略構成を示す図である。
【図24】現像剤攪拌装置を備えた画像形成装置の他の例の概略構成を示す図である。
【図25】現像剤攪拌装置を備えた画像形成装置のさらに他の例の概略構成を示す図である。
【図26】現像剤攪拌装置を備えた画像形成装置のさらに他の例の概略構成を示す図である。
【図27】現像剤攪拌装置を備えた画像形成装置のさらに他の例の概略構成を示す図である。
【図28】現像剤攪拌装置を備えた画像形成装置のさらに他の例の概略構成を示す図である。
【図29】現像剤攪拌装置を備えた画像形成装置のさらに他の例の概略構成を示す図である。
【図30】予備帯電装置を備えた画像形成装置の1例の概略構成を示す図である。
【図31】予備帯電装置を備えた画像形成装置の他の例の概略構成を示す図である。
【図32】外部静電潜像形成装置を備えた画像形成装置において静電潜像形成前に媒体を帯電させる場合の等価回路を示す図である。図(A)は像担持体と画像表示媒体とが離間している状態の等価回路、図(B)は像担持体を画像表示媒体に近接させて静電誘導させた状態の等価回路、図(C)は絶縁破壊により電荷移動が生じた状態の等価回路、図(D)は電荷移動後に像担持体と媒体が離間した状態の等価回路、図(E)は対向電極ローラを接地した場合の等価回路である。
【図33】可逆性画像表示媒体のさらに他の例の一部の断面図である。
【図34】可逆性画像表示媒体のさらに他の例の一部の断面図である。
【符号の説明】
CE1 連続溝形状の現像剤収容セル
w1 仕切り壁
S 画像表示媒体
CE2 独立タイプのセル
α 仕切り壁の厚さ
pt 隣り合う仕切り壁間隔
h 仕切り壁の高さ
CL1、CL2、CL3、CL4 現像剤移動抑制部材
β1、β2 柱状現像剤移動抑制部材の縦横の寸法
γ1、γ2 画像表示領域の一つの単位の縦横の寸法
DL、DLo 現像剤
WP 白色現像粒子
BP 黒色現像粒子
11 可逆性画像表示媒体
111 第1シート
112 第2シート
113 隔壁
114 第1電極
115 第2電極
115a 個別電極(画素電極)
116 現像剤収容セル
110 リ一ド部
117 電極選択回路
118a 正駆動電圧発生回路
118b 負駆動電圧発生回路
119 表示データ制御部
Bk 黒色表示部分
W 白色表示部分
12 可逆性画像表示媒体
121 第1シート
122 第2シート
123 隔壁
123a 縦仕切り壁
124 現像剤収容セル
120 封止部
120a 封止部120の部分
PC 感光体ドラム
CH スコロトロン帯電器
EX レーザー画像露光装置
IR イレーサランプ
R1 電極ローラ
R2 回転磁極ローラ
PW1 バイアス電源
13 可逆性画像表示媒体
122A 導電性膜
CR1 イオンフロー型の直接静電潜像形成装置
c1 コロナイオン発生部
c11 シールドケース
c12 コロナワイヤ
e1 書き込み電極
f1 書き込み電極制御回路
Ea 接地電極
CR2 イオンフロー型の直接静電潜像形成装置
c2 コロナイオン発生部
e2 書き込み電極
f2 書き込み電極制御回路
c21 シールドケース
c22 コロナワイヤ
Pc2 電源
e21 上部電極
e22 下部電極
Pc21 制御電源
Pc22 バイアス電源
f21 制御部
R3 電極ローラ
PC20 電源
CR3 マルチスタイラス方式の直接静電潜像形成装置
e3 電極
H3 マルチスタイラスヘッド
CR4 隣接制御電極を有するマルチスタイラス型静電潜像形成装置
e4 記録電極
e41 制御電極
H4 静電記録ヘッド
EL1、EL2 画像消去装置
R5 転写電極ローラ
PW5 電源
Mg N極、S極を交互に設けた部材
PW1’ 現像バイアス電源
2 予備帯電装置
21 チャージャ
22 接地電極
14 電気泳動型可逆性画像表示媒体
140 電界発色層
141 帯電着色粒子
142 絶縁性液体
143 液体層
144 透明導電層
145 絶縁層
146 支持基板
15 回転粒子球型可逆性画像表示媒体
150 電界発色層
151 片面着色球
151a 着色
152 絶縁性液体
153 絶縁性保持媒質
154 透明導電性層
155 絶縁層
156 支持基板[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image display method and an image display medium. In particular, the present invention relates to a reversible image display method and a reversible image display medium capable of repeatedly performing image display and image erasure.
[0002]
[Prior art]
Today's image display uses a pencil, pen, paint, etc. to manually write characters, figures, etc. on an image display medium such as paper, or a document, figure, etc. created by a computer, word processor, etc., such as a CRT display Or by displaying it on a medium such as paper with a printer.
[0003]
Also, manually create documents and graphics on paper and other media such as paper, and documents and graphics on paper and other media that have been output to a printer on another paper or other media using a copier, etc. Alternatively, it is transmitted by a facsimile machine or the like, and is copied and output on a medium such as paper at the transmission destination.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
  Among these image displays, image display for displaying characters, figures, etc. on an image display medium such as paper using a pencil, pen, etc., printers, copiers, facsimiles using electrophotography, ink spraying, thermal transfer, etc. In image display in which characters and figures are displayed on an image display medium such as paper by an image forming apparatus such as a machine, the image can be clearly displayed at a high resolution and the image can be viewed.InThe image is kind to human eyes.
[0005]
However, image display and image erasure cannot be repeated on an image display medium such as paper. When writing a character using a pencil, the character can be erased to some extent by using an eraser. However, if the character is thinly written, it is completely erased when written at a normal density. It is difficult to leave, and it is difficult to reuse a medium such as paper once image-displayed, except for the case where an image is also displayed on the back side of the medium that has not yet been image-displayed.
[0006]
For this reason, media such as paper on which images are displayed are discarded or incinerated after they are used up, and many resources are consumed. In printers and copiers, consumables such as toner and ink are also consumed. Further, in order to obtain a display medium such as new paper, toner, ink, and the like, resources such as a medium and production energy of the medium are required. This is contrary to the reduction in environmental load that is required today.
[0007]
In this respect, image display and image erasure can be repeated in image display by a display such as a CRT display. However, an image displayed on a display has a lower resolution than an image displayed on a paper or the like by a printer or the like, and there is a limit in obtaining a clear and fine image. In addition, the eyes are very tiring when viewing for a long time due to the relatively low resolution and the light emission from the display.
[0008]
An electrophoretic display has been proposed as an image display method capable of repeating image display and image deletion. In this display method, two substrates, at least one of which is transparent, are arranged to face each other with a gap between them to form a sealed space, in which electrophoretic particles are dispersed in different colors. A display liquid dispersed in a medium is filled, and an image is displayed in the color of the particles or the color of the dispersion medium by applying an electrostatic field and causing the particles in the display liquid to migrate.
[0009]
Such a display liquid usually comprises an isoparaffin-based dispersion medium, particles such as titanium dioxide, a dye for imparting a color contrast with the particles, a dispersant such as a surfactant, and an additive such as a charge imparting agent.
[0010]
  However, in this electrophoretic display, since the contrast display between the high refractive index particles such as titanium dioxide and the insulating colored liquid, the degree of concealment of the colored liquid by the particles (the degree to which the colored liquid can be hidden by the particles) The contrast is low. In addition, the specific gravity difference between the particles and the dispersion medium in the display liquid is very large,AgglomerationTherefore, the display contrast is likely to be lowered, and it is difficult to display images stably for a long period of time, and the previous display afterimage is likely to occur. Furthermore, the charging of the particles in the liquid varies greatly with time, and the image display stability is also inferior in this respect.
[0011]
  Therefore, the present invention has the following advantages.Reversible image display methodThe issue is to provide. (1) Image display and image erasure can be performed repeatedly. Therefore, it is possible to reduce the use of image display media such as paper, developer, ink and other consumables related to conventional image display. It can respond to the environmental load reduction.
(2) An image with excellent contrast, high resolution and high quality can be stably displayed over a long period of time.
(3) Afterimages are unlikely to occur, thus exhibiting good reversibility, and a high-quality image can also be displayed in this respect.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
  The present invention provides the followingA first type of reversible image display method is provided. The second and third types of reversible image display methods and reversible image display media described after the first type of reversible image display method are shown for reference.
(A) First type reversible image display method
  Two sheets facing each other with a predetermined gap, at least one of which is light transmissive,
  One or more developer containing cells formed between the two sheets and surrounded by a partition wall;
  A dry developer contained in each cell;
  Have
  The dry developer contains at least two types of dry developing particles having triboelectric charging properties having different charging polarities and different optical reflection densities.
  A reversible image display medium,
  Preparing a reversible image display medium in which at least two types of dry developer particles constituting the dry developer in the developer containing cell are frictionally charged to different charging polarities;
  A charging step of uniformly charging the sheet surface of the reversible image display medium to a predetermined potential;
  An electrostatic latent image corresponding to the image to be displayed is formed on the surface of the sheet charged in the charging step, and an image to be displayed on the developer particles in the developer containing cell is formed based on the electrostatic latent image. A step of displaying the image by moving the developing particles by forming a predetermined electrostatic field for each corresponding pixel;
  A reversible image display method comprising:
[0013]
In this reversible image display method, the sheet surface of the reversible image display medium is uniformly charged to a predetermined potential prior to image display.
[0014]
Thereafter, an electrostatic latent image corresponding to the image to be displayed is formed on the surface of the charged sheet, and an image to be displayed on the developer particles in the developer containing cell is supported based on the electrostatic latent image. Thus, a predetermined electrostatic field is formed for each pixel. The formation of the electrostatic field may be performed simultaneously with the formation of the electrostatic latent image, or may be performed by applying a bias voltage to the medium after forming the electrostatic latent image or grounding the medium. Development is performed by moving the developing particles by the Coulomb force generated by the electrostatic field, and an image is displayed.
(B) A second type reversible image display method.
[0015]
Charged charged developer particles having a color different from the color of the liquid are dispersed in an insulating liquid of a predetermined color, and the insulating liquid and the charged developer particles are opposed to each other with a predetermined gap, at least one of which is light transmissive Providing a reversible image display medium sealed between two sheets having:
A charging step of uniformly charging the sheet surface of the reversible image display medium to a predetermined potential;
An electrostatic latent image corresponding to the image to be displayed is formed on the surface of the sheet charged in the charging step, and for each pixel corresponding to the image to be displayed on the charged developing particles based on the electrostatic latent image. A step of displaying the image by moving the charged developing particles by forming a predetermined electrostatic field;
A reversible image display method comprising:
[0016]
Also in this reversible image display method, the sheet surface of the reversible image display medium is uniformly charged to a predetermined potential prior to image display.
[0017]
Then, for each pixel corresponding to the image to be displayed on the charged developing particles dispersed in the insulating liquid in the medium by forming an electrostatic latent image corresponding to the image to be displayed on the charged sheet surface. A predetermined electrostatic field is formed. The formation of the electrostatic field may be performed simultaneously with the formation of the electrostatic latent image, or may be performed by applying a bias voltage to the medium after forming the electrostatic latent image or grounding the medium. Development is performed by moving the charged developer particles by the Coulomb force generated by the electrostatic field, and an image is displayed.
(C) A third type reversible image display method.
[0018]
Among the outer surfaces, the other half of the surface opposite to the half is different in color and the spherical developer particles different in ion adsorption amount are surrounded by an insulating liquid layer in the insulating holding medium. Preparing an embedded reversible image display medium;
A charging step for uniformly charging the surface of the reversible image display medium to a predetermined potential;
An electrostatic latent image corresponding to the image to be displayed is formed on the surface of the medium charged in the charging step, and for each pixel corresponding to the image to be displayed on the spherical developing particles based on the electrostatic latent image. Controlling the orientation of the differently colored surfaces of the spherical developer particles by forming a predetermined electrostatic field and displaying an image;
A reversible image display method comprising:
[0019]
Also in this reversible image display method, the surface of the reversible image display medium is uniformly charged to a predetermined potential prior to image display.
[0020]
After that, an electrostatic latent image corresponding to the image to be displayed is formed on the surface of the charged medium, and a predetermined electrostatic field is formed for each pixel corresponding to the image to be displayed on the spherical developing particles in the medium. . The formation of the electrostatic field may be performed simultaneously with the formation of the electrostatic latent image, or may be performed by applying a bias voltage to the medium after forming the electrostatic latent image or grounding the medium.
[0021]
Due to the influence of the electrostatic field, the spherical developer particles which are surrounded by the insulating liquid layer and can be rotated are inverted, and an image is displayed. The reversal of the spherical developer particles is that the other half of the outer surface of the spherical developer particles is different from the other half in terms of the amount of ion adsorption, and therefore the direction of the surface changes depending on the direction of the electric field. Occur. In addition, since half of the outer surface of the spherical developer particle is opposite in color to the other half, the image can be displayed.
(D) A reversible image display medium.
[0022]
Among the outer surfaces, the other half of the surface opposite to the half is different in color and the spherical developer particles different in ion adsorption amount are surrounded by an insulating liquid layer in the insulating holding medium. Embedded reversible image display medium.
[0023]
This medium can display an image by reversing the particles by forming a predetermined electrostatic field for each pixel corresponding to the image to be displayed on the spherical developing particles. Of course, the image can be displayed by the image display method of the item (C).
[0024]
In any type of image display method, the electrostatic latent image on the medium is formed directly on the surface of the medium charged in the charging step, for example, or outside the reversible image display medium. The electrostatic latent image formed corresponding to the image to be displayed on the image carrier can be formed by transferring and forming it on the surface of the medium charged in the charging step.
[0025]
In both types of image display methods, the electrostatic polarity of the area of the electrostatic latent image formed on the medium is determined by charging the charged area by uniform charging of the medium surface prior to the formation of the electrostatic latent image. It may be the same polarity as the polarity, a different polarity, or 0 [V].
In both types of image display methods, the surface of the image display medium is uniformly charged to a predetermined potential in advance, and the electrostatic latent image is written in the charged area. In this method, the developing particles can be moved, and in the third type method, the spherical developing particles can be reversed. Further, an electrostatic field sufficient to hold the moved developer particles and the inverted developer particles at the position is formed. In other words, when the surface of the image display medium is uniformly charged to a predetermined potential in advance and then an electrostatic latent image is written in the charged area, the image retention is improved. In particular, it is advantageous in terms of image retention when a developer having high fluidity or a developer whose fluidity is enhanced by a developer stirring process prior to image display is used. As a result, high-quality images with excellent contrast can be stably displayed over a long period of time.
[0026]
The reversible image display medium (D) can also be displayed by the third type image display method, so that a high-quality image with excellent contrast can be stably displayed over a long period of time. .
[0027]
  Also,AboveIn any reversible image display method or reversible image display medium, a different electrostatic field is formed after an image is displayed once, or an alternating electric field or an oscillating magnetic field (developing particles contain a magnetic material as described in detail later). The image can be erased by forming a case), or the image can be rewritten by forming a different electrostatic latent image. Therefore, it is not necessary to discard the image display medium once displayed. Further, the developer is included in the image display medium and is not consumed, and it is not necessary to supply the developer from the outside. As a result, the use of conventional image display media such as paper and image consumables such as developer can be greatly reduced.
[0028]
In addition, it is not necessary to melt and fix toner on a sheet of paper or the like as in conventional electrophotographic image formation, and the image forming energy required for this type of conventional image formation is not required. You can save most.
[0029]
Thus, today's environmental burden can be reduced.
[0030]
In the first type of image display method using a reversible image display medium containing a dry developer in a developer containing cell, the developer contained in the cell has a different optical reflection density (another In other words, it contains at least two types of developing particles having different contrasts or different colors, and the developing particles are dry-type developing particles, and the other type by one type of developing particles. Since the degree of hiding of the developed particles is good, an image can be displayed with good contrast in this respect.
[0031]
The developer contained in the cell contains at least two types of chargeable dry developing particles that are mutually triboelectrically chargeable, each having a different charge polarity. Since it moves under the Coulomb force, an image can be displayed with good contrast at this point, and an afterimage of the previous display hardly occurs.
[0032]
  The dry developing particles, for example, settled because no liquid intervenes compared to the conductive toner in the display liquid used for conventional electrophoretic image display.AgglomerationIn this respect, the contrast of the image display is hardly lowered, and stable image display can be performed over a long period of time. Settling of developer particles,AgglomerationIs less likely to occur, and the afterimage of the previous display is also unlikely to occur. Further, since the dry developing particles have less change with time in the charging performance as compared with the toner in the liquid, stable image display can be performed for a long time also in this respect.
[0033]
  Also,AnyEven in the reversible image display method and the reversible image display medium, the electrostatic latent image on the surface of the medium can be formed with a high resolution. Easy to display images.
[0034]
  in this wayAboveAccording to the reversible image display medium and the reversible image display method, high-resolution and high-quality images can be stably displayed over a long period of time with good contrast. In addition, afterimages are unlikely to occur, and therefore show good reversibility, and a high-quality image can also be displayed in this respect.
[0035]
  AboveAccording to the reversible image display medium and the reversible image display method, it is possible to display an image with display characteristics close to the display characteristics of a paper medium. Compared with an electrophoretic display (EPD), the contrast can be made higher.
[0036]
The electrostatic latent image may be directly formed on the surface of the medium using, for example, a direct electrostatic latent image forming apparatus, or an electrostatic latent image formed outside the medium using an external electrostatic latent image forming apparatus. The image may be formed by transferring it to the medium surface.
[0037]
As a direct electrostatic latent image forming apparatus, various discharge type electrostatic latent image forming apparatuses that discharge the surface of the medium according to an image to be displayed and put an electrostatic latent image charge on the image to be displayed. Accordingly, various types of charge injection type electrostatic latent image forming devices that inject charges onto the surface of the medium to place electrostatic latent image charges can be exemplified. Examples of the former include an ion flow type apparatus and a multi-stylus type apparatus having an electrostatic recording head in which recording electrodes are arranged in a predetermined direction (for example, a main scanning direction when a sheet is scanned by the apparatus). As an example of the latter, a multi-stylus type apparatus having an electrostatic recording head in which recording electrodes are arranged in a predetermined direction (for example, main scanning direction when a sheet is scanned by the apparatus) and adjacent control electrodes are arranged adjacent to the recording electrodes. Can be mentioned.
[0038]
As an external electrostatic latent image forming apparatus, an electrostatic latent image corresponding to an image to be displayed is formed on an electrostatic latent image carrier, and the electrostatic latent image on the electrostatic latent image carrier is transferred to the sheet. What is transferred to the surface can be exemplified. Furthermore, an electrostatic latent image corresponding to an image to be displayed on a photoconductor such as a photoconductor is formed, and the electrostatic latent image on the photoconductor is transferred to the sheet surface, For example, an electrostatic latent image corresponding to an image to be displayed on a dielectric is formed, and the electrostatic latent image on the dielectric is transferred to the sheet surface.
[0039]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below.
[0040]
A reversible image display medium according to a preferred embodiment of the present invention basically has the following configuration.
[0041]
That is, one or two or more developments formed between two sheets facing each other with a predetermined gap, at least one of which is light transmissive, and surrounded by a partition wall It is a reversible image display medium having an agent storage cell and a dry developer contained in each cell. The dry developer contains at least two types of dry developer particles having triboelectric charging properties having different charging polarities and different optical reflection densities.
[0042]
A reversible image display method according to a preferred embodiment of the present invention uses the reversible image display medium and is basically the following method.
[0043]
That is, a step of preparing the reversible image display medium, wherein the at least two types of developer particles in the dry developer are frictionally charged to different charging polarities, and the inclusion in each cell. A step of moving the developed particles to display an image by forming a predetermined electrostatic field for each pixel in correspondence with an image to be displayed on the developed particles in a state in which the developed particles are frictionally charged; Is a reversible image display method.
[0044]
According to these reversible image display media and a reversible image display method using the same, an image to be displayed on the developer particles in a state where the developer particles contained in each cell of the image display medium are frictionally charged. By forming a predetermined electrostatic field for each pixel in correspondence with each other, development is performed by moving the developing particles with a Coulomb force acting between the electrostatic field and the charged developing particles, and an image is displayed with a predetermined contrast. can do.
[0045]
The electrostatic field can be formed based on the electrostatic latent image by forming an electrostatic latent image on the outer surface of one of the two sheets, for example. The electrostatic field may be formed simultaneously with the formation of the electrostatic latent image or after the formation of the electrostatic latent image. Such an electrostatic field is used for forming an electrostatic field by applying a bias voltage to the sheet opposite to the sheet on which the electrostatic latent image is formed or by grounding the opposite sheet. May be set to a predetermined potential.
[0046]
The reversible image display medium may include an electrode.
[0047]
That is, a transparent electrode may be formed on the inner surface of one of the sheets having light permeability, and an electrode facing the transparent electrode may be provided on the inner surface of the other sheet.
[0048]
In a reversible image display medium provided with an electrode and a reversible image display method using the same, a voltage is applied between the two electrodes in a state where developer particles included in each cell of the medium are frictionally charged. By developing a predetermined electrostatic field for each pixel corresponding to the image to be displayed between both electrodes, the developing particles are moved by the Coulomb force acting between the electrostatic field and the charged developing particles for development. The image can be displayed with a predetermined contrast.
[0049]
The electrode on the inner surface of the other sheet may consist of a group of individual electrodes formed for each pixel.
[0050]
In any type of the reversible image display medium (including the display medium employed in the reversible image display method), in order to obtain a state in which the developer particles contained in the cell are triboelectrically charged, the developer particles are placed in the cell. Prior to encapsulating, it is triboelectrically charged by mixing and stirring, etc., and then encapsulated in the cell, or after encapsulating the developer particles in the cell and mixing and stirring in the cell by applying some energy, triboelectrically charged, or both What is necessary is just to carry out friction charging.
[0051]
Specific examples of the mixing and stirring of the developing particles include mixing and stirring by applying an alternating electric field (for example, AC electric field), mixing and stirring by magnetic force when at least one of the developing particles is a magnetic particle, ultrasonic irradiation, and mechanical vibration application. Mixing stirring, mixing stirring by a combination of two or more of these, and the like can be mentioned.
[0052]
By further mixing and stirring the developer particles and charging them, the contrast can be further improved and the driving voltage can be further reduced.
[0053]
In any type of the reversible image display medium (including the display medium employed in the reversible image display method), each of the two sheets has a larger area than the thickness and has a wide area. It can be made of various materials such as synthetic resin and glass, and can be any of a flexible material, a flexible material, a glass plate with poor flexibility, etc. It suffices that at least one of the sheets (sheet on the image observation side) has light transmittance so that the image can be visually recognized. Both sheets may have optical transparency.
[0054]
Further, a developer movement suppressing member for suppressing the lateral movement of the dry developer in the developer containing cell may be provided between the two sheets. As a matter of course, the partition walls forming the cells also suppress the lateral movement of the developer.
[0055]
Further, the partition wall forming the developer containing cell and / or the developer movement suppressing member may also serve as a spacer for maintaining the gap between the two sheets at a predetermined gap. A dedicated spacer for maintaining the gap between the two sheets at a predetermined gap may be provided separately from the partition wall and the developer movement suppressing member.
[0056]
By providing such a developer movement suppressing member, unevenness of the developing particles in the cell is suppressed, and a high-quality image with less image unevenness can be displayed. Further, since the gap between the two sheets is maintained at a predetermined value by the spacer, it is possible to display an image with little image unevenness. The shape of the developer movement suppressing member is arbitrary such as a columnar member or a wall member.
[0057]
Regardless of the presence or absence of electrodes, the number, size, shape, distribution, arrangement (regular, irregular), etc. of the developer containing cells in the reversible image display medium are not particularly limited as long as the image can be displayed. The same applies to the developer movement suppressing member and the dedicated spacer.
[0058]
Each of the partition wall, the developer movement suppressing member, and the dedicated spacer can be integrally formed by, for example, bonding and fixing at least a part to at least one of the two sheets by bonding or the like, or by forming the sheet and the like. . However, each of the partition wall, the developer movement suppressing member, and the dedicated spacer is not bonded and fixed to one or both of the two sheets, or formed integrally with the sheet, and between the two sheets, It may be arranged so as not to move with respect to at least one sheet.
[0059]
The shape of the developer containing cell can be roughly classified into a continuous groove type and an independent type. The continuous groove type cell CEl is a cell in which each partition wall w1 extends without intersecting with another partition wall w1 as illustrated in FIGS. 1A, 1B, and 1C. For example, it is a cell formed by extending between the sealing portions cw on the periphery of the medium S facing each other. In this case, the sealing part cw can also serve as a partition wall forming the cell. The continuous groove type cell CE1 may extend in parallel with the two parallel sides of the medium S (FIG. 1A) or may extend in a direction intersecting with each side of the medium S (FIG. 1B). It may extend in a wave shape (FIG. 1C) or may extend in another manner.
[0060]
The independent type cell CE2 has, for example, a grid pattern (FIG. 1 (D)), a brick fence shape (FIG. 1 (E)), a honeycomb shape (FIG. 1 (F)), and a mode in which triangles are connected (FIG. 1 (G)). ), An embodiment in which corrugated sections are connected (FIG. 1H), an embodiment in which continuous grooves each surrounded by a partition wall are connected (FIG. 1I), and the like.
[0061]
In these figures, α represents the thickness of the partition wall, and pt represents the interval between the adjacent partition walls.
[0062]
In any case, as shown in FIG. 1 (A) to FIG. 1 (I), each cell may be continuously formed in other cells so as to be adjacent to other cells, but apart from other cells. It may be formed. The cell arrangement may be regular or irregular. The number of cells may be one. Further, the partition wall w1 may also serve as a spacer for maintaining a predetermined gap between sheets.
[0063]
As for the pixels for image display, there may be one case where there is one pixel for one cell, when there are a plurality of pixels in one cell, and when there is one pixel for a plurality of cells. .
[0064]
The shape of the developer movement suppressing member may be any of a columnar shape (such as a cylinder, a quadrangular column, or a triangular column), a cone shape (such as a cone, a quadrangular pyramid, a truncated cone, or a quadrangular pyramid), or a wall shape. Various types of developer movement restraining members may be used. The arrangement may be regular or irregular. The columnar member is convenient for firmly bonding it to the sheet. A long wall-like member can be expected to have a large effect of suppressing developer movement. A thin plate-like member among the wall-like members is convenient for securing a desired developer capacity. The height of the developer movement suppressing member is arbitrary. Therefore, it may be arranged so as not to move to either one of the sheets. When it has a height that extends between two sheets, it may also serve as a spacer that maintains the gap between the sheets at a predetermined value.
[0065]
2A to 2H illustrate the shape and arrangement of the developer movement suppressing member.
[0066]
FIG. 2 (A) shows a state in which a plurality of member rows in which columnar suppressing members CL1 having a rectangular cross section are arranged at intervals in a predetermined direction are arranged in parallel. FIG. 2B shows a state in which the columnar suppressing members CL2 having a circular cross section are arranged in a distributed manner. FIG. 2C shows a state in which a plurality of thin plate-like (wall-like) suppression members CL3 are arranged in parallel. FIG. 2D shows a state in which the columnar suppressing members CL2 and the thin plate-like (wall-shaped) suppressing members CL3 having various lengths are irregularly distributed. FIG. 2E shows a state in which the columnar suppressing members CL2 and the thin plate-like (wall-shaped) suppressing members CL3 having the same length are regularly distributed to some extent. FIG. 2F shows a state in which a plurality of columnar suppressing members CL4 each having a rectangular cross section are arranged in an island shape in each of the continuous groove type cells CE1 shown in FIG. FIG. 2 (G) shows a state where one columnar suppressing member CL4 having a rectangular cross section is arranged in an island shape in each of the independent cells CE2 having a grid-like arrangement of the type shown in FIG. 1 (D). Each suppressing member CL1, CL2, CL3, CL4 can also serve as a spacer. In these drawings, β1 and β2 indicate vertical and horizontal dimensions of the columnar suppressing member. γ1 and γ2 indicate the vertical and horizontal dimensions of one unit of the image display area. In FIG. 2 (F), δ indicates an interval between adjacent members CL4.
By the way, in the image display medium, a non-image display area is generated by the partition wall, the developer movement suppressing member, the spacer and the like as described above. If the total area of the non-image display area is too large, it becomes difficult to display an image or the image quality deteriorates. On the other hand, if it is too small, the result is that the area where the spacers are provided is reduced, resulting in non-uniform gaps between the sheets and image unevenness.
[0067]
Therefore, the ratio Sn / So of the area Sn of the non-image part in the unit area So (for example, the region of γ1 × γ2 in FIGS. 2A and 2H) provided by the image display medium regardless of the presence or absence of electrodes. It is preferable to set it to 0.0001 or more and 0.5 or less. The unit area So can be set arbitrarily, but may be set so that both the area where the image can actually be displayed and the non-image part area are included. Further, for example, it may be set in a repeating unit in which both an area where an image can actually be displayed and a non-image area are included and repeatedly appear on the medium.
[0068]
Alternatively, an image display area provided by one developer containing cell (or a plurality of developer containing cells) in any one developer containing cell (or a plurality of successive developer containing cells). Is the area surrounded by the center line of the partition wall forming the outer contour of the one developer containing cell (or the partition forming the outer contour of the plurality of developer containing cell groups). When the area surrounded by the center line of the wall is Sb, the value of (1-Sa / Sb) relating to the one developer accommodating cell (or the plurality of developer accommodating cell groups) is 0.0001 or more and 0.00. 5 or less is preferable (see FIG. 2I).
[0069]
As a result, an image display area area that does not hinder image display can be secured and a high-quality image can be displayed with good contrast, while a spacer such as a spacer by a partition wall, a spacer by a developer movement restraining member, a dedicated spacer, etc. This area can be secured and the gap between the two sheets can be maintained at a predetermined value, thereby suppressing the occurrence of image unevenness.
[0070]
In addition, for an image display medium with an electrode, a lead is connected to the electrode, and the lead is preferably provided in a non-image display area such as a partition wall.
The material of the sheet, cell partition wall, developer movement suppressing member, spacer, etc. is not particularly limited. However, for example, when an electrostatic latent image is formed on the medium surface (sheet surface) for image display, at least the sheet on which the electrostatic latent image is formed is an insulating sheet. The sheet on the opposite side may or may not be an insulating sheet with or without electrodes. In the case where an insulating sheet is used, when it is necessary to apply a bias voltage to the ground potential, the insulating sheet may be left as it is. For example, a conductive film may be formed on the outer surface of the sheet, or the opposite sheet. The whole may be formed of a conductive material or a material containing a conductive material. In this way, if necessary, the sheet can be easily grounded to the ground potential, or a bias voltage can be applied to the sheet. In addition, when the opposite side sheet is an insulating sheet and a conductive film is formed on its outer surface, regardless of the presence or absence of electrodes, or when the opposite side sheet itself is a conductive sheet, Therefore, even when the image-displayed media are stacked, the image is not easily collapsed, and the image can be held stably.
[0071]
In the case of a medium without electrodes, if the gap between the sheets or the thickness of each sheet is too large, the electric field applied to the developer between the sheets becomes weak and developability deteriorates, resulting in a decrease in contrast and a decrease in resolution. On the other hand, if the gap between the sheets is too small, the amount of developer that can be contained in the developer containing cell is reduced, and it becomes difficult to obtain the necessary contrast. Further, if the thickness of each sheet, and thus the thickness of the entire medium based on the thickness of each sheet, is too small, the medium is likely to be bent, the uniformity of the gap between sheets cannot be obtained, and image unevenness is likely to occur.
[0072]
Therefore, in the reversible image display medium without electrodes, the thickness of each sheet is preferably 5 μm to 100 μm, the gap between the two sheets is preferably 20 μm to 300 μm, and the total thickness is preferably 30 μm to 500 μm. .
[0073]
Also for the reversible image display medium with electrodes, in order to secure the developer amount and maintain the uniformity of the gap between sheets, the thickness of each sheet is 5 μm to 100 μm, and the gap between both sheets is not limited thereto. May be 20 μm to 300 μm, and the total thickness may be 30 μm to 500 μm.
[0074]
In a reversible image display medium without electrodes, for example, when an electrostatic latent image is formed on the medium surface (sheet surface) and an electrostatic field is formed based on the electrostatic latent image, the surface resistance of the sheet When the value, particularly the surface resistance value of the sheet on the side where the electrostatic field is formed, is small, an electrostatic latent image is formed directly on the surface of the sheet to form an electrostatic field for image display, In any case where the electrostatic latent image is transferred to the surface of the sheet, the electrostatic latent image tends to collapse.
[0075]
Therefore, in the reversible image display medium without an electrode, the surface resistivity of the outer surface of at least one of the two sheets is 10.TenΩ / □ -1016It is preferable to set to Ω / □.
[0076]
On the other hand, if the sheet surface resistance value, particularly the surface resistance value on the side opposite to the side on which the electrostatic field is formed, is too large, it will hinder image formation and retention. In particular, when an electrostatic latent image is directly formed on the sheet surface on the electrostatic field forming side, the latent image charge is difficult to be applied, and when an electrostatic latent image formed externally is transferred, it is difficult to obtain a uniform electric field. Image unevenness is likely to occur. Furthermore, when the media after image formation are overlapped, electrostatic shielding between adjacent media becomes difficult, and the image tends to collapse and is difficult to hold.
[0077]
Therefore, the surface resistivity of the outer surface of at least one of the two sheets is 107Ω / □ or less (resistivity equivalent to or lower than that of paper) is preferable.
[0078]
From the above, in the electrodeless reversible image display medium, the surface resistivity of the outer surface of one of the two sheets is 10TenΩ / □ -1016Ω / □, the surface resistivity of the outer surface of the other sheet is 107It is recommended to be Ω / □ or less.
[0079]
The thickness of each sheet is 5 μm to 100 μm, the gap between both sheets is 20 μm to 300 μm, the total thickness is 30 μm to 500 μm, and the surface resistance of the outer surface of one of the two sheets is within the range without any problem. Rate is 10TenΩ / □ -1016Ω / □, the surface resistivity of the outer surface of the other sheet is 107It may be Ω / □ or less.
[0080]
The surface resistivity of each sheet can be adjusted, for example, by containing conductive materials (for example, conductive carbon) having different resistance values in the sheet, or by applying a surfactant to the sheet surface.
For both reversible image display media with and without electrodes, the developers contained in the developer containing cells have different charge polarities and different optical reflection densities (in other words, “contrast It is preferable that at least two types of dry developing particles are included. Representative examples include positively chargeable (or negatively chargeable) black particles having light absorptivity and negatively charged (or positively charged positive) white particles having light reflectivity.
[0081]
At least one of the at least two types of developing particles constituting the dry developer may be non-conductive particles. In this case, regardless of whether or not the image display medium has an electrode, the presence of such non-conductive particles makes it possible to easily and reliably frictionally charge the two kinds of developing particles, and thus to display a good image. Can be done.
[0082]
Further, at least one of the at least two kinds of developing particles constituting the dry developer may be magnetic particles. Regardless of whether the image display medium has electrodes or not, the presence of such magnetic particles allows the developer (development particles) to be stirred by a magnetic field, for example, an oscillating magnetic field, as will be described later. This agitation makes it possible to erase the previous image prior to image formation (image display) and to make the developer particles move easily in the electrostatic field for image display in the image display, and display the image as well.
[0083]
In any case, if the developing particles are too small, the adhesion force becomes very large, causing adhesion between the developing particles and a decrease in developing efficiency. If the developing particles are too small, the charge amount of the particles becomes very large, so that an electric field for moving the particles must be increased for image display, and thus a high driving voltage is required.
[0084]
If the developing particles are too large, triboelectric charging cannot be performed well, and a sufficient developing particle moving speed cannot be obtained in an electrostatic field for image display, or good contrast cannot be obtained.
[0085]
In light of these and materials for obtaining developing particles having predetermined characteristics, a particle size of 1 to 50 μm is suitable for non-conductive developing particles, and a particle size of 1 to 100 μm is suitable for magnetic developing particles.
[0086]
One type of developing particles may be non-conductive particles and magnetic particles.
[0087]
The developing particles can be formed from, for example, a binder resin, a colorant, or the like, or a colorant alone. What can be used for these is as follows.
・ Binder resin
There is no particular limitation as long as it can disperse a colorant, a magnetic material, and the like and is usually used as a binder. A typical example is a binder resin used in an electrophotographic toner.
[0088]
For example, polystyrene resin, poly (meth) acrylic resin, polyolefin resin, polyamide resin, polycarbonate resin, polyether resin, polysulfone resin, polyester resin, epoxy resin, urea resin, urethane resin, urea Resins, fluorine-based resins, silicon-based resins, copolymers thereof, block polymers, graft polymers, polymer blends, and the like can be used.
[0089]
The glass transition point Tg may be quite high and in some cases need not be a thermoplastic resin.
・ Coloring agent
As the colorant, various organic or inorganic pigments and dyes as shown below can be used.
[0090]
Examples of black pigments include carbon black, copper oxide, manganese dioxide, aniline black, and activated carbon.
[0091]
Yellow pigments include yellow lead, zinc yellow, cadmium yellow, yellow iron oxide, mineral fast yellow, nickel titanium yellow, navel yellow, naphthol yellow S, banza yellow G, banza yellow 10G, benzidine yellow G, benzidine yellow GR, There are quinoline ero lakes, permanent ero NCGs, tartarine rakes, etc.
[0092]
Examples of the orange pigment include red yellow lead, molybdenum orange, permanent orange GTR, pyrazolone orange, Vulcan orange, indanthrene brilliant orange RK, benzidine orange G, and indanthrene brilliant orange GK.
[0093]
Examples of red pigments include bengara, cadmium red, red lead, mercury sulfide, cadmium, permanent red 4R, risor red, pyrazolone red, watching red, calcium salt, lake red D, brilliant carmine 6B, eosin lake, rhodamine lake B, There are Alizarin Lake and Brilliant Carmine 3B.
[0094]
Examples of purple pigments include manganese purple, fast violet B, and methyl violet lake.
[0095]
Examples of blue pigments include bitumen, cobalt blue, alkali blue lake, Victoria blue lake, phthalocyanine blue, metal-free phthalocyanine blue, phthalocyanine blue partially chlorinated, first sky blue, and induslen blue BC.
[0096]
Examples of green subjects include chrome green, chromium oxide, pigment green B, malachite green lake, final yellow green G, and the like.
[0097]
Examples of white pigments include zinc white, titanium oxide, antimony white, and zinc sulfide.
[0098]
Examples of extender pigments include barite powder, barium carbonate, clay, silica, white carbon, talc, and alumina white.
[0099]
Various dyes such as basic, acidic, disperse, and direct dyes include nigrosine, methylene blue, rose bengal, quinoline yellow, and ultramarine blue.
[0100]
These colorants can be used alone or in combination.
[0101]
Particularly in black and white display, carbon black is preferred as the black colorant and titanium dioxide is preferred as the white colorant.
[0102]
In particular, when a white pigment is kneaded with a melt binder resin (binder resin) to obtain developed particles from the kneaded product, the amount of white pigment used is a raw material monomer for white particles in order to obtain sufficient whiteness. 10 parts by weight or more, preferably 20 parts by weight or more with respect to 100 parts by weight. In order to ensure sufficient dispersibility of the white pigment, 60 parts by weight or less, preferably 50 parts by weight or less. It is desirable to be. When the white pigment exceeds 60 parts by weight, the binding property between the pigment and the binder resin and the dispersibility of the pigment deteriorate, and when the white pigment is less than 10 parts by weight, sufficient development particles of other colors can be obtained. Cannot be concealed.
[0103]
Carbon black is preferable as the black colorant. However, in the case where the developing particles are made magnetic, magnetic particles such as magnetite and ferrite and magnetic fine powders can be used as the colorant.
・ Other internal additives
Examples of the internal additive that is preferably used in addition to the binder resin and the colorant include a magnetic material, a charge control agent, and a resistance adjusting agent.
・ Charge control agent
The charge control agent is not particularly limited as long as it gives a charge to the developing particles by frictional charging.
[0104]
Examples of the positive charge control agent include nigrosine dyes, triphenylmethane compounds, quaternary ammonium salt compounds, polyamine resins, and imidazole derivatives.
[0105]
Examples of negative charge control agents include salicylic acid metal complexes, metal-containing azo dyes, metal-containing oil-soluble dyes (including metal ions and metal atoms), quaternary ammonium salt compounds, calixarene compounds, boron-containing compounds (benzylic acid). Boron complex), nitroimidazole derivatives and the like.
[0106]
In addition, metal oxides such as ultrafine silica, ultrafine titanium oxide, ultrafine alumina, nitrogen-containing cyclic compounds such as pyridine and derivatives and salts thereof, various organic pigments, resins containing fluorine, chlorine, nitrogen, etc. are also charged. It can be used as a control agent.
・ Magnetic material
Magnetic particles and magnetic fine powders can be used, such as ferromagnetic elements and alloys, compounds, etc. containing these, for example, iron such as magnetite, hematite, ferrite, cobalt, nickel, manganese, etc. It is sufficient that a conventionally known magnetic material such as an alloy, a compound, or another ferromagnetic alloy is contained. These magnetic powders have various shapes such as granular, needle-like, and flake-like shapes, and can be appropriately selected and used.
・ Resistance regulator
Examples of the resistance adjusting agent include those equivalent to the above-described magnetic powder and colorant, and various shapes of metal oxides such as flakes, fibers, and powders, graphite, and carbon black can be preferably used.
[0107]
Next, a production example of developing particles will be described.
[0108]
Necessary ones are selected from the binder resin, magnetic powder, colorant, charge control agent, resistance adjusting agent and other additives as described above, and after mixing them by a predetermined amount, a pressure kneader or 2 Heat kneading with a shaft kneader or the like, and after cooling, coarsely pulverize with a hammer mill, cutter mill or the like. Next, after further finely pulverizing with a jet mill, ang mill, etc., classification is performed using an air classifier or the like until a predetermined average particle diameter is obtained, whereby developer particles are obtained.
[0109]
A developer having a predetermined charge amount can be prepared by mixing and stirring the particles having different charge polarities and different contrasts (optical reflection densities) thus obtained at a predetermined ratio. At this time, a third component (particles) such as a fluidity improver may be added and mixed.
・ About such fluidizers
Examples of fluidity improvers include silica, alumina, titanium oxide, barium titanate, magnesium titanate, calcium titanate, strontium titanate, zinc oxide, silica sand, clay, mica, wollastonite, diatomaceous earth, chromium oxide. Cerium oxide, bengara, antimony trioxide, magnesium oxide, zirconium oxide, barium sulfate, barium carbonate, calcium carbonate, silicon carbide, silicon nitride and the like.
[0110]
In particular, fine powders such as silica, aluminum oxide, titanium dioxide, and magnesium fluoride are preferable, and a fluidizing agent may be added alone or in combination.
Formation of an electrostatic field for developing particles for image display employing an electrodeless reversible image display medium is intended to be displayed on the surface of one of the two sheets (for example, the image observation side sheet), for example. An electrostatic latent image corresponding to the image to be formed can be formed and formed based on the electrostatic latent image. In this case, the electrostatic field may be formed simultaneously with the formation of the electrostatic latent image or after the electrostatic latent image is formed. The electrostatic field can be formed, for example, by setting a predetermined potential for forming the electrostatic field on a sheet opposite to the sheet on which the electrostatic latent image is formed. The predetermined potential can be set, for example, by applying a bias to the opposite sheet or grounding the sheet.
[0111]
The electrostatic latent image may be formed directly on the medium surface (sheet surface) using, for example, a direct electrostatic latent image forming apparatus, or may be formed outside the medium using an external electrostatic latent image forming apparatus. The image may be formed by transferring it to the medium surface (sheet surface).
[0112]
As a direct electrostatic latent image forming apparatus, various discharge-type electrostatic latent image forming apparatuses that discharge an electrostatic latent image charge on a medium surface according to an image to be displayed and put an electrostatic latent image charge on it, depending on the image to be displayed. Various types of charge injection type electrostatic latent image forming devices that inject charges onto the surface of the medium to place electrostatic latent image charges can be exemplified. Examples of the former include an ion flow type apparatus and a multi-stylus type apparatus having an electrostatic recording head in which recording electrodes are arranged in a predetermined direction (for example, a main scanning direction when a sheet is scanned by the apparatus). As an example of the latter, a multi-stylus type apparatus having an electrostatic recording head in which recording electrodes are arranged in a predetermined direction (for example, main scanning direction when a sheet is scanned by the apparatus) and adjacent control electrodes are arranged adjacent to the recording electrodes. Can be mentioned.
[0113]
As an external electrostatic latent image forming apparatus, an electrostatic latent image corresponding to an image to be displayed is formed on an electrostatic latent image carrier, and the electrostatic latent image on the electrostatic latent image carrier is transferred to the sheet. What is transferred to the surface can be exemplified. Furthermore, an electrostatic latent image corresponding to an image to be displayed on a photoconductor such as a photoconductor is formed, and the electrostatic latent image on the photoconductor is transferred to the sheet surface, For example, an electrostatic latent image corresponding to an image to be displayed on a dielectric is formed, and the electrostatic latent image on the dielectric is transferred to the sheet surface.
[0114]
For image display, an electric field forming device including any one of the electrostatic latent image forming devices can be employed.
[0115]
As described above, when an electrostatic latent image is formed on an image display medium, whether it is transfer or direct formation, image retention is improved as will be described in detail later. In particular, it is advantageous in terms of image retention when a developer having high fluidity or a developer whose fluidity is enhanced by a developer stirring process prior to image display is used.
[0116]
For a reversible image display medium having electrodes, an electrostatic field for image display can be formed by applying a voltage to the electrodes. An electric field forming apparatus for this medium will be exemplified later.
Regardless of whether any reversible image display medium with or without electrodes is used, an image erasing process for erasing the previously displayed image may be performed before displaying the image.
[0117]
The image erasing process can be performed by, for example, forming an electric field for moving the developer particles constituting the developer in the image display medium, applying a stirring force to the developer, or both. The stirring force can be applied by, for example, forming an alternating electric field on the developer, forming an oscillating magnetic field, irradiating ultrasonic waves, applying mechanical vibration, or a combination thereof.
[0118]
Accordingly, when displaying an image, the image erasing device includes, for example, an electric field forming device that forms an electric field for moving the developed particles, an image erasing device that includes an agitating device that applies a stirring force to the developed particles, What contains both the formation apparatus and the stirring apparatus etc. can be employ | adopted suitably.
[0119]
For example, while collecting developer particles having the same optical reflection density (in other words, “same contrast” or “same color”) of one of the two types of developer particles under an electric field to one sheet side, If the other developer particles having the same optical reflection density are collected on the other sheet side, the image can be erased, and when the next image is formed, it is only necessary to move the developer particles only in the image portion. Therefore, the image display is smooth, sure, and high quality.
[0120]
Further, for example, when the developer (development particles) is stirred, the image is erased, and the charge amount and fluidity of the development particles are improved. In this case, the next image display is smoothly, reliably and high quality. The
[0121]
Examples of such an electric field forming device include a device including a pair of electrodes (usually metal) or a dielectric disposed with a reversible image display medium therebetween, and a power supply device for applying a bias voltage thereto.
[0122]
In addition, various discharge type electric field forming devices that discharge an image display medium to form an electric field and various charge injection type electric field forming devices that form an electric field by injecting electric charge into a reversible image display medium can be exemplified. Examples of the former include a corona charging device, an ion flow type electric field forming device, and a multi-stylus type electric field forming device having a head in which electrodes are arranged in a predetermined direction, and examples of the latter include arranging electrodes in a predetermined direction. In addition, a multi-stylus type electric field forming apparatus having a head in which adjacent control electrodes are arranged adjacent to the electrodes can be exemplified.
[0123]
Moreover, the following can be illustrated as a stirring apparatus.
A device that forms an alternating electric field on a reversible image display medium.
[0124]
This apparatus can be used when at least one of the developer particles is insulative.
A device that generates an oscillating magnetic field for a reversible image display medium.
[0125]
This apparatus can be used when at least one of the developer particles contains a magnetic material.
A device that irradiates a reversible image display medium with ultrasonic waves.
A device that applies mechanical vibration to a reversible image display medium.
-A device combining two or more of the above devices.
As described above, when the developer (development particles) is stirred, the charge amount and fluidity of the development particles are improved, and the next image display is smoothly and reliably made high quality.
[0126]
In addition, when the developer is stirred prior to image display, the charge amount of the developer particles is stabilized, and in this respect, image display can be performed satisfactorily. Furthermore, there is an advantage that the allowable range of chargeability and fluidity of the developer is widened.
[0127]
Therefore, for image display, regardless of whether a reversible image display medium with or without electrodes is used, the developer is used together with the image erasing process or separately from the image erasing process. You may stir.
[0128]
When an image display medium without electrodes is adopted, for example, an electrostatic latent image corresponding to an image to be displayed on the surface (sheet surface) of the image display medium is formed, and the electrostatic latent image is based on the electrostatic latent image. An electrostatic field for image display is formed simultaneously with image formation or after formation of the electrostatic latent image, and the developer is agitated simultaneously with and / or before formation of the electrostatic field. That's fine.
[0129]
For an image display medium having electrodes, an electrostatic field is formed by applying a voltage between the electrodes, and the developer may be stirred before or simultaneously with the formation of the electrostatic field. Regardless of the presence or absence of electrodes, the developer agitation faces the image display medium conveyance path in the electrostatic field formation region by the electric field forming device or the upstream side in the relative conveyance direction of the image display medium with respect to the electric field forming device, for example. This can be done using a stirrer.
[0130]
As for the developer stirring method and the stirring device, the same method and apparatus as the stirring method and stirring device exemplified in connection with the image erasing process can be adopted.
[0131]
In this way, the contrast can be further improved and the driving voltage can be further lowered by stirring the developer for image display.
When an electrostatic latent image is formed on the surface (sheet surface) of the image display medium when displaying the image in the case of employing the reversible image display medium without electrodes, the surface of the medium is predetermined before the electrostatic latent image is formed. An electrostatic latent image corresponding to an image to be displayed in the charged area may be formed by charging the potential uniformly. Based on the electrostatic latent image, a predetermined electrostatic field is formed for each pixel corresponding to the image to be displayed on the developer particles in the developer containing cell, thereby moving the developer particles to display an image. Also good.
[0132]
Such an image display method is:
Charged charged developer particles having a color different from the color of the liquid are dispersed in an insulating liquid of a predetermined color, and the insulating liquid and the charged developer particles are opposed to each other with a predetermined gap, at least one of which is light transmissive The present invention can also be applied to a reversible image display medium sealed between two sheets having the above.
[0133]
That is, prior to image display, the surface of the image display medium is uniformly charged to a predetermined potential. Thereafter, an electrostatic latent image is formed on the surface of the charged medium, and each pixel corresponding to the image to be displayed on the charged developing particles dispersed in the insulating liquid in the medium based on the electrostatic latent image. A predetermined electrostatic field is formed on the surface.
[0134]
The image display method is as follows:
Among the outer surfaces, the other half of the surface opposite to the half is different in color and the spherical developer particles different in ion adsorption amount are surrounded by an insulating liquid layer in the insulating holding medium. The present invention can also be applied to an embedded reversible image display medium.
[0135]
That is, prior to image display, the surface of the image display medium is uniformly charged to a predetermined potential. Thereafter, an electrostatic latent image is formed on the surface of the charged medium, and a predetermined electrostatic field is formed for each pixel corresponding to an image to be displayed on the spherical developer particles based on the electrostatic latent image. An image is displayed by controlling the directions of the surfaces of the spherical developing particles having different colors. More specifically, the spherical developer particles that are surrounded by the insulating liquid layer and are rotatable are reversed by the influence of the electrostatic field, and an image is displayed. The reversal of the spherical developer particles is that the other half of the outer surface of the spherical developer particles is different from the other half in terms of the amount of ion adsorption, and therefore the direction of the surface changes depending on the direction of the electric field. Occur. In addition, since half of the outer surface of the spherical developer particle is opposite in color to the other half, the image can be displayed.
[0136]
The electrostatic latent image on the medium is directly formed on, for example, the surface of the medium charged in the charging step, regardless of whether the medium includes cell-encapsulated developer particles, developer particles in an insulating liquid, or rotatable spherical particles. Alternatively, the electrostatic latent image formed on the electrostatic latent image carrier outside the medium can be formed by transfer onto the surface of the medium charged in the charging step.
[0137]
The charge polarity of the area of the electrostatic latent image formed on the medium has a different polarity even if it is the same polarity as the charge polarity of the charge area due to uniform charging of the medium surface prior to the formation of the electrostatic latent image. Or 0 [V].
[0138]
The formation of the electrostatic field may be performed simultaneously with the formation of the electrostatic latent image, or may be performed by applying a bias voltage to the medium after forming the electrostatic latent image or grounding the medium.
[0139]
As described above, when the surface of the image display medium is uniformly charged to a predetermined potential in advance and an electrostatic latent image is written in the charged area, the charged developer particles in the developer containing cells or The charged developing particles in the insulating liquid can be moved, or the spherical developing particles can be reversed. Further, an electrostatic field sufficient to hold the moved developer particles and the inverted developer particles at the position is formed. In other words, when the surface of the image display medium is uniformly charged to a predetermined potential in advance and then an electrostatic latent image is written in the charged area, the image retention is improved. In particular, it is advantageous in terms of image retention when a developer having high fluidity or a developer whose fluidity is enhanced by a developer stirring process prior to image display is used. As a result, high-quality images with excellent contrast can be stably displayed over a long period of time.
[0140]
It should be noted that the image can be erased by forming a different electrostatic field or forming an alternating electric field for both the medium in which the charged developer particles are dispersed in the insulating liquid and the medium containing the spherical developer particles. The image can be rewritten by forming an electrostatic latent image.
According to the various reversible image display media described above and the reversible image display method using the same, high-resolution and high-quality images can be stably displayed over a long period of time with good contrast. In addition, afterimages are unlikely to occur, and therefore show good reversibility, and a high-quality image can also be displayed in this respect. It is also possible to reduce the driving voltage. It is also possible to display an image with little image unevenness.
Hereinafter, specific examples of the developing particles and the developer will be described, and specific examples of the reversible image display medium, the reversible image display method, the image forming apparatus, and the like will be described with reference to the drawings.
<Development particles and developer>
・ White developer particles WP
100 parts by weight of thermoplastic polyester resin (softening point 121 ° C., glass transition point 67 ° C.), 40 parts by weight of titanium oxide (manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd .: CR-50), zinc salicylate complex (Orient Chemical Co., Ltd.) as a negative charge control agent (Product: Bontron E-84) 5 parts by weight were sufficiently mixed with a Henschel mixer, then kneaded with a twin screw extruder and cooled. The kneaded material was coarsely pulverized, then pulverized by a jet pulverizer, and classified by wind to obtain a white fine powder. White fine powders having a volume average particle size of 0.7 μm, 2.1 μm, 10.1 μm, 46.2 μm, and 55.3 μm were obtained.
[0141]
Thereafter, 0.3 part by weight of hydrophobic silica particles (Aerosil R-972, manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) is added to the white fine powder of each particle size, and mixed with a Henschel mixer to obtain a white particle having substantially the following particle size. Developer particles WP (WP1 to WP5) were obtained.
[0142]
Particle WP1: Volume average particle diameter 0.7 μm
Particle WP2: Volume average particle diameter 2.1 μm
Particle WP3: Volume average particle diameter 10.1 μm
Particle WP4: Volume average particle diameter 46.2 μm
Particle WP5: Volume average particle diameter 55.3 μm
These white developing particles are non-conductive particles.
・ Black developer particles BP
100 parts by weight of a styrene-n-butyl methacrylate resin (softening point 132 ° C., glass transition point 65 ° C.), 4 parts by weight of carbon black (manufactured by Lion Oil & Fats, Ketjen Black EC), silica (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., # 200) ) And 500 parts by weight of magnetite-based magnetic powder (RB-BL Titanium Kogyo Co., Ltd.) were sufficiently mixed with a Henschel mixer and then kneaded with a bent biaxial kneader.
[0143]
The kneaded product was cooled, coarsely pulverized with a feather mill, then finely pulverized with a jet mill, and classified with an air classifier to obtain black particles BP (BPo, BP1 to BP5) having the following volume average particle diameter. .
[0144]
Particle BPo: Volume average particle diameter 25.0 μm
Particle BP1: Volume average particle diameter 0.8 μm
Particle BP2: Volume average particle diameter 3.0 μm
Particle BP3: Volume average particle diameter 25.1 μm
Particle BP4: Volume average particle diameter 87.7 μm
Particle BP5: Volume average particle diameter 121.0 μm
These black developing particles are magnetic particles.
・ Developer DL
The white particles WP3 (10.1 μm) and the black particles BPo (25.0 μm) are placed in a polyethylene bottle at a ratio of 20 g of white particles and 80 g of black particles, rotated on a ball mill stand and mixed for 30 minutes for development. Agent DL (DLo) was obtained.
[0145]
Further, white particles and black particles are combined in the following manner, and 20 g of white particles and 80 g of black particles are put in a polyethylene bottle, rotated on a ball mill base and mixed and stirred for 30 minutes. While making (DL1 to DL9), the following developers De1 to De16 were made as comparative developers.
[0146]
In any developer, white particles were negatively charged and black particles were positively charged.
[0147]
Developer DL1: WP2 (2.1 μm) + BP2 (3.0 μm)
Developer DL2: WP3 (10.1 μm) + BP2
Developer DL3: WP4 (46.2 μm) + BP2
Developer DL4: WP2 + BP3 (25.1 μm)
Developer DL5: WP3 + BP3
Developer DL6: WP4 + BP3
Developer DL7: WP2 + BP4 (87.7 μm)
Developer DL8: WP3 + BP4
Developer DL9: WP4 + BP4
Comparative Example Developer De1: WP1 (0.7 μm) + BP1 (0.8 μm)
Comparative Example Developer De2: WP2 (2.1 μm) + BP1
Comparative Example Developer De3: WP3 (10.1 μm) + BP1
Comparative Example Developer De4: WP4 (46.2 μm) + BP1
Comparative Example Developer De5: WP5 (55.3 μm) + BP1
Comparative Example Developer De6: WP1 (0.7 μm) + BP2 (3.0 μm)
Comparative Example Developer De7: WP5 (55.3 μm) + BP2
Comparative Example Developer De8: WP1 (0.7 μm) + BP3 (25.1 μm)
Comparative Example Developer De9: WP5 (55.3 μm) + BP3
Comparative Example Developer De10: WP1 (0.7 μm) + BP4 (87.7 μm)
Comparative Example Developer De11: WP5 (55.3 μm) + BP4
Comparative Example Developer De12: WP1 (0.7 μm) + BP5 (121 μm)
Comparative Example Developer De13: WP2 (2.1 μm) + BP5
Comparative developer De14: WP3 (10.1 μm) + BP5
Comparative Example Developer De15: WP4 (46.2 μm) + BP5
Comparative developer De16: WP5 (55.3 μm) + BP5
The following developer was also prepared as a comparative developer.
Comparative developer d1
1 g of Sudan Black X60 (trade name, manufactured by BASF) was added to 100 ml of isoparaffin hydrocarbon (trade name: Isopa G, manufactured by Exxon Chemical Co., Ltd.) and sufficiently dissolved and mixed to prepare a colored liquid.
[0148]
10 g of titanium dioxide particles (manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd .: CR-50) and 70 g of an IP solvent 1620 solution of 0.5% by weight of Sulhol Ba-30N (barium sulfonate manufactured by Matsumura Oil Research Co., Ltd.) were mixed with this. , Sand grinder (manufactured by IGARASHI KIKAI SEIZO CO., Ltd.), 1 mm diameter glass beads (1500 cc) as media, 1/8 GL Bessel with water jacket, cooling water temperature 20 ° C., disk rotation speed Wet grinding was performed by treating at 2000 rpm for 15 hours.
[0149]
To 100 parts by weight of this concentrated liquid developer, 900 parts by weight of IP solvent 1620 was added for dilution. K. A developer d1 was obtained by carrying out a dispersion treatment at 10,000 rpm for 5 minutes using an auto homomixer type M (manufactured by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.).
<Reversible image display medium>
・ Reversible image display medium 11
3 and 4 show an example of a reversible image display medium. The medium 11 shown in FIGS. 3 and 4 includes a first sheet 111 and a second sheet 112. These sheets 111 and 112 face each other with a predetermined gap therebetween. A partition wall 113 is provided between the sheets 111 and 112, and a gap between both sheets is secured by the partition wall 113. That is, the partition wall 113 also serves as a spacer between the sheets 111 and 112. Both sheets 111 and 112 are connected and fixed to each other by a partition wall 113.
[0150]
The first sheet 111 is formed of, for example, a light transmissive plate such as transparent glass, a transparent resin film, or the like. This sheet 111 is a sheet on the image observation side.
[0151]
A first electrode 114 is provided on the inner surface of the sheet facing the second sheet 112. The first electrode 114 is continuous over the entire image display area on the inner surface of the sheet 111. The first electrode 114 is a transparent electrode formed of indium tin oxide (ITO), for example.
[0152]
The second sheet 112 is not necessarily transparent, but is formed of, for example, a light transmissive plate such as transparent glass, a resin film, or the like.
[0153]
A second electrode 115 is formed on the inner surface of the second sheet 112 facing the first sheet 111. Here, the second electrode 115 is a plurality of individual electrodes 115a arranged in a grid pattern. Each individual electrode is not necessarily a transparent electrode, but is formed of, for example, a transparent ITO film.
[0154]
As shown in FIG. 5, the partition wall 113 is formed upright on the inner surface of the second sheet 112 in a lattice shape, and thereby, a plurality of developments each partitioned into a square shape with a part of the partition wall 113 as a partition wall. An agent storage cell 116 is formed, and one individual electrode 115 a is arranged in each of the cells 116. That is, here, one cell corresponds to one pixel.
[0155]
Further, a dry developer DL containing white developer particles WP and black developer particles BP that are frictionally charged with each other is contained in each cell.
[0156]
Each cell is sealed, and the developer DL does not leak from the cell.
[0157]
The gap between the sheets, the height of the partition wall 113, or the distance between the first electrode 114 and the second electrode 115 is not limited thereto, but is set to, for example, 20 μm to 1 mm.
[0158]
The individual electrodes 115a that lie along the second electrode 115 in the image display medium 11 have lead portions 110 connected to each other as shown in FIG. 6, and the electrodes as shown in FIG. Connected to the selection circuit 117. A positive drive voltage generation circuit 118a, a negative drive voltage generation circuit 118b, and a display data control unit 119 are connected to the electrode selection circuit 117. A drive voltage is applied to each of the individual electrodes 115a independently from the electrode selection circuit 117, and the display data control unit 119 displays display data output means (for example, a computer, a word processor, Display data is input from a facsimile machine or the like, and the electrode selection circuit 117 is controlled based on the display data. In other words, these electrode selection circuits and the like constitute one example of an electric field forming apparatus or an image forming apparatus for a reversible image display medium with electrodes.
[0159]
Thus, the first electrode 114 in the image display medium 11 is used as a ground electrode, and an electrode that is controlled so that a desired image display is performed by the display data control unit 119 between the electrode 114 and each individual electrode 115a. By applying a predetermined voltage from the positive drive voltage generation circuit 118a or the negative drive voltage generation circuit 118b via the selection circuit 117 and forming a predetermined electric field for each pixel, as shown in FIG. As shown in FIG. 4, the developer particles WP and BP move from the state where the developer particles are mixed in accordance with the electric field. Thus, an image can be displayed with a predetermined contrast. For example, an image can be displayed as shown in FIG. In FIG. 7, Bk is a black display portion, and W is a white display portion.
[0160]
The roller R2 shown in FIG. 4 will be described later.
-Reversible image display medium 12
8 and 9 show other examples of the image display medium. FIG. 8A is a cross-sectional view of the reversible image display medium 12 before image display, and FIG. 8B is a cross-sectional view of an example during image display. FIG. 9 is a plan view in which a part of the medium 12 is cut away.
[0161]
The image display medium 12 shown in FIGS. 8 and 9 is a rectangular medium as a whole, and includes a first sheet 121, a second sheet 122, and a partition wall 123 between these sheets.
[0162]
The first sheet 121 and the partition wall 123 are integrally formed by heat-molding a synthetic resin base material. At least the first sheet 121 is transparent and is a sheet on the image observation side. The second sheet 122 is also a synthetic resin sheet.
[0163]
The partition wall 123 is composed of a plurality of vertical partition walls 123a extending in parallel with the vertical side of the medium 12, and a developer containing cell 124 is provided between the adjacent vertical partition walls. Each cell 124 contains a developer DL containing white developer particles WP and black developer particles BP that are frictionally charged with each other.
[0164]
Both sheets 121 and 122 are heat-sealed at the peripheral edge of the medium 12 to form a sealing portion 120. Of the sealing portion 120, a portion 120 a connected to both ends in the longitudinal direction of the vertical partition wall 123 a and sealing both ends of each cell also serves as a partition wall forming the cell 124.
[0165]
Each partition wall 123a has a width α and a height h, and is formed with an interval between adjacent vertical partition walls 123a as pt.
[0166]
Each cell is sealed, and the developer DL does not leak from the cell.
[0167]
The partition wall 123 (partition wall 123a) also serves as a spacer that maintains a predetermined gap between the sheets 121 and 122.
[0168]
As described above, it is preferable that any of the sheets 121 and 122 is formed in the thickness range of 5 μm to 100 μm, and the height h of the partition wall 123a (in other words, the gap between the sheets) is preferably 20 μm to 300 μm. The thickness of the entire medium 12 is preferably 30 μm to 500 μm.
[0169]
The surface resistivity of the first sheet 121 that forms the electrostatic latent image is 10TenΩ / □ -1016Ω / □, the surface resistivity of the second sheet 122 is 107Ω / □ or less is preferable.
[0170]
The medium 12 can be displayed as an image by the image forming apparatus shown in FIG.
[0171]
The image forming apparatus shown in FIG. 11 includes a photosensitive drum PC that is rotationally driven in the direction of the arrow in the drawing. A scorotron charger CH, a laser image exposure apparatus EX, and an eraser lamp IR are disposed around the photosensitive drum PC. An electrode roller R1 that is rotationally driven is disposed below the photosensitive drum PC. The electrode roller R1 is a developing electrode roller for forming an electrostatic field for image display. A bias voltage can be applied to the roller R1 from the power supply PW1. The roller R1 may incorporate a rotating magnetic pole roller R2 that is driven to rotate in the opposite direction to the roller R1 (or that is driven to reciprocate).
[0172]
After the surface of the photosensitive drum PC is charged by the charger CH, an image is exposed to the charged area by the exposure apparatus EX to form an electrostatic latent image EI on the drum PC. On the other hand, a bias is applied to the electrode roller R1 from the power supply PW1.
[0173]
Then, in synchronization with the electrostatic latent image EI on the photosensitive drum PC, the medium 12 is fed between the drum and the electrode roller R1.
[0174]
Thus, a predetermined electrostatic field is formed for each pixel on the developer particles BP and WP of the developer DL contained in each cell 124 of the medium 12, and thereby, a Coulomb force acting between the electrostatic field and the charged developer particles. The developing particles move at. Then, as shown in FIG. 8A, the white particles WP and the black particles BP move in accordance with the electric field from the state where the black and white particles WP and BP are mixed in the developer DL as shown in FIG. 8B. To do. Thus, an image can be displayed with a predetermined contrast. For example, an image can be displayed as shown in FIG. In FIG. 10, Bk is a black display portion, and W is a white display portion.
[0175]
After the image display as described above, the charge on the surface of the photosensitive drum PC is erased by the eraser lamp IR in preparation for the next printing.
[0176]
In this image display, if the magnetic pole roller R2 is provided and rotated, the developer DL in each cell 124 is agitated and the developer particles BP and WP are easily moved, and a better image can be displayed. The drive voltage can be reduced.
[0177]
Such a rotating magnetic pole roller R2 can also be adopted for the medium 11 shown in FIG.
-Reversible image display medium 13
FIG. 12 shows a cross-sectional view of still another example of the reversible image display medium. The image display medium 13 shown in FIG. 12 is the same as the medium 12 except that a conductive film 122A is formed on the outer surface of the second sheet 122 of the medium 12 shown in FIG. The same parts as those of the medium 12 are denoted by the same reference numerals.
[0178]
The medium 13 can also be displayed with a predetermined contrast using, for example, the image forming apparatus shown in FIG. Instead of using the electrode roller R1, the conductive film 122A on the surface of the second sheet 122 may be grounded.
・ Other reversible image display media
The following are illustrated as another reversible image display medium.
a) A medium in which the developer containing cell has another shape selected from FIG. 1A to FIG.
b) A medium in which the developer movement suppressing member shown in any of FIGS. 2 (A) to 2 (H) is provided in the developer containing cell in the mediums 11 to 13;
c) A medium that employs a developer accommodating cell other than those employed in the mediums 11 to 13 and employs any developer movement suppressing member.
As described above, each image display medium described with reference to the drawings and the other medium just described can repeat image display and image erasure. Further, the developer particles WP and BP are contained in the cell, and it is not necessary to supply the developer from the outside. As a result, the use of conventional media such as paper and consumables such as developer can be significantly suppressed. In addition, the image forming energy can be reduced by not requiring the heat energy for fusing the toner to the medium unlike the conventional case. Therefore, today's environmental load can be reduced.
[0179]
Further, since each medium 11, 12, 13, etc. employs the dry developer DL containing developer particles WP, BP having different colors, the other developer particles BP (or WP) by one developer particle WP (or BP). ) Has a good concealment degree and can display an image with good contrast.
[0180]
Further, since the developing particles WP and BP contained in the cells are charged with different charging polarities, and accordingly can easily move by receiving the Coulomb force when displaying the image, the image can be displayed with good contrast in this respect, The previous afterimage is unlikely to occur.
[0181]
Further, since the dry developer DL is employed as the developer, the settling and aggregation of the developed particles are difficult to occur, and the contrast is not reduced much in the image display, and stable image display can be performed over a long period of time. Since settling and agglomeration of developing particles are unlikely to occur, an afterimage of the previous display image is also unlikely to occur. Since the dry developer DL has little change with time, a stable image display can be performed for a long time in this respect.
[0182]
In addition, since one pixel can be reduced, an image can be displayed with high resolution by doing so.
[0183]
As a result, it is possible to stably display an image with excellent contrast, high resolution and high quality over a long period of time.
Next, a specific example medium (example medium) of the reversible image display medium and image display using the medium will be described.
Example 1
A reversible image display medium with electrodes of the type shown in FIGS. 3 to 7 and formed as follows.
[0184]
That is, an ITO film as a first electrode 114 is formed on the entire surface of the first sheet 111 made of a transparent PET (polyethylene terephthalate) film having a thickness of 100 μm to a thickness of 500 mm by a sputtering method.
[0185]
Next, using a PET film with an AL deposition layer formed on the entire surface, applying a photoresist, patterning it by exposure, development, and etching, stripping and removing the photoresist layer, and two-dimensionally arranged individual pixels A second sheet 112 having a group of electrodes 115a is formed.
[0186]
The transparent individual pixel electrode group 151a formed in this way is in an arrangement state in which square electrodes of 5 mm in length and width are arranged in a grid pattern with an electrode interval of 0.5 mm as shown in FIG. 6, for example. The lead part 110 is patterned between the individual electrodes so that a voltage can be applied.
[0187]
A portion other than the individual electrodes on the second sheet 112 (a thick film resist was repeatedly applied between the individual electrodes and the surrounding area to form partition walls 113 having a height of 90 μm in a grid pattern (see FIG. 5). Each concave portion of the grid-like partition wall 113 is used as a space of the cell 116, and the developer DL is put up to a height of 90% in the developer 116. The developer DL is a developer DL (DLo) among several examples of the developer described above. Yes, it contains white developing particles WP (WP3 10.1 μm) and black developing particles BP (BPo 25.0 μm).
[0188]
Next, after thinly applying the photocurable adhesive 119a only on the partition wall 113, the first sheet 111 is brought into close contact, and the adhesive is cured by ultraviolet irradiation to adhere the sheet 111.
[0189]
Thereafter, the periphery of the first and second sheets 111 and 112 was sealed and sealed with an epoxy adhesive 119b as shown in FIG. 3 and the like, and the reversible image display medium of Example 1 was obtained.
[0190]
As a comparative example for the medium 11, a comparative medium E1 was also formed in the same manner as the medium 11 except that each cell space was filled with the developer dl so that no bubbles would enter.
[0191]
For the medium of Example 1 described above, +100 V was applied to the electrode corresponding to the pixel to be displayed in black among the individual electrodes 115a, and −100 V was applied to the electrode corresponding to the pixel to be displayed in white. In this way, a voltage corresponding to the display data was applied, and a desired image display could be performed as illustrated in FIG.
[0192]
Similarly to the medium of Example 1, voltages of +100 V and −100 V were applied to the image display medium E1 (not shown) to display an image, and the image contrast was evaluated together with the medium of Example 1.
[0193]
The contrast was evaluated by measuring the image density of the black part Bk and the white part W using a reflection densitometer (manufactured by Konica: SAKURA DENSITOMETER PDA-65) and evaluating the ratio (BK / W). A reflection density ratio of 10.0 or more was judged good (◎), 7.0 or more and less than 10.0 was acceptable (◯), and less than 7.0 was judged as bad (x). Note that the contrast evaluation method is the same in this specification unless otherwise specified.
[0194]
The evaluation results were as follows.
-Medium of Example 1
The reflection density (BK) of the black part was 1.5, the reflection density (W) of the white part was 0.1, and the reflection density ratio was 15.0 (good).
Comparative medium E1
The black portion had a reflection density of 0.6, the white portion had a reflection density of 0.1, and the reflection density ratio was 6.0, which was poor (×).
(Example 2)
An electrodeless reversible image display medium of the type shown in FIGS. 8 to 10 and formed as follows.
[0195]
A base material made of transparent PET was heated and stamped to integrally form a partition wall 123 composed of a plurality of partition walls 123a parallel to the first sheet 121 having an average thickness of 25 μm. Each partition wall 123a has a width α = 20 μm, a height h = 100 μm, and an interval between adjacent partition walls pt = 200 μm.
[0196]
The developer DL is put in a cell 124 provided between each adjacent partition wall 123a up to 90% of the space height, and then a photo-curable adhesive 123b is applied only to the upper part of the partition wall 123, and then on the top. A second sheet 122 having a thickness of 25 μm was adhered, and then the adhesive was cured by ultraviolet irradiation. The peripheral portions of the sheets 121 and 122 were heat-sealed to form a sealing portion 120. Thus, the reversible image display medium of Example 2 was formed.
[0197]
The developer DL is the developer DL (DLo) described above, and includes white developer particles WP (WP3 10.1 μm) and black developer particles BP (BPo 25.0 μm).
(Example 3)
In the medium 12 of the second embodiment, a conductive film 122A is formed on the outer surface of the second sheet 122 by aluminum deposition as shown in FIG. 12, and the other points are the same as those of the medium 12 of the second embodiment.
[0198]
The media of Examples 2 and 3 were displayed as follows using the image forming apparatus shown in FIG.
[0199]
The surface of the photosensitive drum PC is charged to +1000 V by the charger CH, and an image is exposed to the charged area to form an electrostatic latent image EI, while a bias +500 V is applied to the electrode roller R1, and the photosensitive drum PC and the electrode roller R1 are exposed. The medium 12 was passed between them. At this time, the ratio (peripheral speed ratio) θ between the peripheral speed of the photosensitive drum PC and the peripheral speed of the counter electrode roller R1 is constant at θ = 1.
[0200]
Thus, an image as shown in FIG. 10 could be displayed.
[0201]
As a comparative example for the media of Examples 2 and 3, a comparative example was made in the same manner as these media, except that each cell space of the media of Example 2 was filled with the developer dl so that no bubbles would enter. A medium E2 (not shown) was also formed.
[0202]
For the media of Examples 2 and 3 and the comparative example media E2, images were displayed using the image forming apparatus shown in FIG. 11, and the image contrast was evaluated.
[0203]
The evaluation results were as follows.
-Medium of Example 2
The reflection density (Bk) of the black part was 1.5, the reflection density (W) of the white part was 0.1, and the reflection density ratio was 15.0 (good).
-Medium of Example 3
The reflection density (Bk) of the black part was 1.6, the reflection density (W) of the white part was 0.1, and the reflection density ratio was 16.0, which was good (◎).
-Comparative example medium E2
The black portion had a reflection density of 0.6, the white portion had a reflection density of 0.1, and the reflection density ratio was 6.0, which was poor (×).
Next, the ratio Sn / So of the non-image area Sn in the unit area So provided by the image display medium is set to 0.0001 or more and 0.5 or less, or the value of (1-Sa / Sb) is set. Example media (Examples 4 to 9) and comparative example media E3 to E4, which show that it is preferably 0.0001 or more and 0.5 or less, will be described.
(Example 4)
In the medium of Example 2 (partition wall thickness α = 20 μm, adjacent partition wall interval pt = 200 μm), the medium has Sn / So of 0.091. This medium has substantially the same structure as the medium of Example 2.
[0204]
Evaluation of the image contrast was performed using the image forming apparatus shown in FIG. 11 and displaying an image of the black portion Bk on the right half and the white portion W on the left half as shown in FIG. 13A. . For image formation, the surface of the photosensitive drum PC is charged to +1000 V by the charger CH, and the electrostatic latent image EI is formed by exposing the charged area to the charged area, while a bias of +500 V is applied to the electrode roller R1, A medium was passed between the photosensitive drum PC and the electrode roller R1. At this time, the ratio (peripheral speed ratio) θ between the peripheral speed of the photosensitive drum PC and the peripheral speed of the counter electrode roller R1 is constant at θ = 1.
[0205]
As a result of the image contrast evaluation, the reflection density of the black part was 1.65, the reflection density of the white part was 0.133, and the reflection density ratio (Bk / W) was 12.4 (◎).
(Example 5)
In the medium of Example 2, the shape and arrangement of the developer containing cells are grid-like as shown in FIG. 1D, the thickness (width) α of the partition walls forming the cells is 20 μm, and the spacing between adjacent partition walls pt Is 200 μm (in other words, the cell size is 200 μm × 200 μm), and Sn / So is 0.174. Others are the same as the medium of Example 2.
[0206]
A similar image was formed on this medium using the same image forming apparatus and image forming conditions as those of the medium of Example 4.
[0207]
As a result of image contrast evaluation, the reflection density of the black part was 1.52, the reflection density of the white part was 0.135, and the reflection density ratio (Bk / W) was 11.2 (().
(Example 6)
In the electrode-attached medium of Example 1 (cells having a grid pattern), the spatial dimension of the cells 116 is 200 μm × 200 μm, the thickness (width) of the partition wall 113 also serving as the partition wall forming the cells is 20 μm, and Sn / So is a medium with 0.174. Others are the same as the medium of Example 1. .
[0208]
With respect to this medium, an image similar to that in FIG. 13A was formed using the same electric field forming apparatus and image forming conditions as those of the medium of Example 1.
[0209]
As a result of the image contrast evaluation, the reflection density of the black part was 1.59, the reflection density of the white part was 0.135, and the reflection density ratio (Bk / W) was 11.8 (◎).
(Example 7)
In the medium of Example 2, as shown in FIG. 2A, developer movement suppression column members having vertical and horizontal dimensions β1 × β2 = 60 μm × 10 μm are dispersedly erected and the medium unit area γ1 × γ2 = 1000 μm × A medium in which a pattern in which the suppression members are arranged one by one in 800 μm is repeated. Sn / So is 0.0008. Others are the same as the medium of Example 2.
[0210]
A similar image was formed on this medium using the same image forming apparatus and image forming conditions as those of the medium of Example 4.
[0211]
As a result of the image contrast evaluation, the reflection density of the black part was 1.80, the reflection density of the white part was 0.130, and the reflection density ratio (Bk / W) was 13.8 (◎).
(Example 8)
In the medium of Example 2, as shown in FIG. 2F, a medium in which developer movement suppression column members having vertical and horizontal dimensions β1 × β2 = 60 μm × 10 μm are erected at intervals of δ = 1000 μm in each cell. Sn / So is 0.101. Others are the same as the medium of Example 2.
[0212]
A similar image was formed on this medium using the same image forming apparatus and image forming conditions as those of the medium of Example 4.
[0213]
As a result of evaluating the image contrast, the reflection density of the black part was 1.63, the reflection density of the white part was 0.133, and the reflection density ratio (Bk / W) was 12.3 (◎).
Example 9
In the medium of Example 2, the shape and arrangement of the developer containing cells are grid-like as shown in FIG. 1D, the thickness (width) α of the partition walls forming the cells is 50 μm, and the spacing between adjacent partition walls pt Is a medium in which a developer movement suppression column member having vertical and horizontal dimensions β1 × β2 = 60 μm × 10 μm is set up one by one in each cell, in other words, the cell size is 150 μm × 150 μm. Sn / So is 0.468. Others are the same as the medium of Example 2.
[0214]
A similar image was formed on this medium using the same image forming apparatus and image forming conditions as those of the medium of Example 4.
[0215]
As a result of the image contrast evaluation, the reflection density of the black part was 1.03, the reflection density of the white part was 0.144, and the reflection density ratio (Bk / W) was 7.2 (◯).
(Comparative Example Medium E3)
In the medium of Example 2, as shown in FIG. 2H, developer movement suppression column members having vertical and horizontal dimensions β1 × β2 = 20 μm × 20 μm are dispersedly erected, and the medium unit area γ1 × γ2 = 5000 μm × A medium in which a pattern in which the suppression members are arranged one by one in 2000 μm is repeated. Sn / So is 0.00004. Others are the same as the medium of Example 2.
[0216]
A similar image was formed on this medium using the same image forming apparatus and image forming conditions as those of the medium of Example 4.
[0217]
As a result of image contrast evaluation, the reflection density of the black part was 0.90, the reflection density of the white part was 0.186, and the reflection density ratio (Bk / W) was 4.8, which was poor (×).
[0218]
Both the solid black image portion and the white solid image were images with uneven density.
(Comparative Example Medium E4)
In the medium of Example 2, the partition wall thickness α = 160 μm, the interval between adjacent partition walls pt = 140 μm, and Sn / So is 0.53. This medium has substantially the same structure as the medium of Example 2.
[0219]
A similar image was formed on this medium using the same image forming apparatus and image forming conditions as those of the medium of Example 4.
[0220]
As a result of image contrast evaluation, the reflection density of the black part was 0.84, the reflection density of the white part was 0.146, and the reflection density ratio (Bk / W) was 5.8, which was poor (×).
[0221]
The black solid image portion formed between the partition walls was obtained only in a stripe shape.
[0222]
The configurations of the media of Examples 4 to 9 described above are summarized in Table 1.
[0223]
Table 2 summarizes the image contrast evaluation results for the media of Examples 4 to 9 and the comparative media E3 and E4.
[0224]
[Table 1]
Figure 0004296668
[0225]
[Table 2]
Figure 0004296668
[0226]
FIG. 13 is a graph showing the relationship between the ratio of the non-image area (non-image area / medium unit area) and the reflection density ratio.
[0227]
As described above, according to the image display media of Examples 4 to 8, images having no image unevenness and high contrast were obtained. In the image display medium of Example 9, since the area ratio of the non-image part is high, the contrast is slightly deteriorated, but it is practically acceptable.
[0228]
In the comparative example medium E3, since the ratio of the non-image portion is too small, the gap between the sheets cannot be maintained, the image unevenness occurs, and the reflection density of the black portion is decreased and the reflection density of the white portion is increased. .
[0229]
In the comparative example medium E4, since the ratio of the non-image area is too large, sufficient contrast cannot be obtained. This is because the black solid is displayed in black and white stripes in the black display, and thus the reflection density is lowered. On the other hand, in the white display, the reflection density of the non-image area is large and the white solid has a high reflection density. .
Next, in the reversible image display medium, the thickness of each sheet is 5 μm to 100 μm, the gap between both sheets is 20 μm to 300 μm, the total thickness is 30 μm to 500 μm, one of the two sheets of the medium The surface resistivity of the outer surface is 10TenΩ / □ -1016Ω / □, the surface resistivity of the outer surface of the other sheet is 107Example media (Examples 10 to 21) and comparative example media E5 to E12 showing that it is preferable to set the resistance to Ω / □ or less will be described.
(Examples 10-14, Comparative Example Media E5-E8)
An image display medium in which the surface resistivity of the first sheet 121 and the surface resistivity of the second sheet 122 are variously changed while the thickness of each sheet is 25 μm and the gap between sheets is 100 μm. The medium is the same as that of Example 2 except that the sheet surface resistivity is variously changed.
[0230]
In addition to these media, the surface resistivity of the first sheet 121 was adjusted by applying a surfactant to the sheet surface for the media of Examples 15 to 21 to be described later. The surface resistivity of the second sheet 122 was adjusted by making the second sheet contain conductive carbon and changing its content. The surface resistivity was measured in a 65% RH environment according to the measurement method ASTM D-257.
[0231]
Table 3 shows the media of Examples 10 to 14 and the comparative media E5 to E8.
(Example 15)
In the medium of Example 3 (the medium having the Al deposited film on the second sheet), the surface resistivity of the first sheet 121 is 1.20 × 10.15Ω / □, and the surface resistivity of the second sheet 122 is 8.50 × 10-1Medium with Ω / □. Others are the same as the medium of Example 3.
(Examples 16 to 21, Comparative Example Media E9 to E12)
In the medium of Example 15, the medium is obtained by changing the thickness of each sheet and the gap between sheets in various ways while keeping the surface resistivity of each sheet as it is. Others are the same as the medium of Example 15.
[0232]
The media of Examples 16 to 21 and the comparative media E9 to E12 are shown together in Table 3.
[0233]
[Table 3]
Figure 0004296668
[0234]
For each of the example media (Examples 10 to 21) and the comparative example media E5 to E12, an image as shown in FIG. 13 is formed using the image forming apparatus shown in FIGS. 16 (A) and 16 (B). The image contrast was evaluated. Note that the image forming apparatus shown in FIG. 16 is an image forming apparatus using an ion flow type direct electrostatic latent image forming apparatus. This will be explained later.
[0235]
In this evaluation, the maximum reflection density and the minimum reflection density are measured for each of the black part and the white part, and the average reflection density of each of the black part Bk and the white part W is obtained based on these. From this, the reflection density ratio was obtained. Also in this case, when the reflection density ratio was 10.0 or more, it was judged as good (◯), and when it was smaller than 10.0, it was judged as defective (x).
[0236]
Also, image unevenness was evaluated. For the evaluation of image unevenness, the image density of the black portion is measured using a reflection densitometer (manufactured by Konica: SAKURA DENSITOMETER PDA-65), and the difference between the maximum value and the minimum value of the image density is obtained. A value of 2 or less was evaluated as good (◯), and a value larger than that was determined as defective (×).
[0237]
These evaluation results are summarized in Table 4. Table 4 also shows a defect mark for those with poor contrast.
[0238]
[Table 4]
Figure 0004296668
[0239]
From this evaluation result, the thickness of each sheet is 5 μm to 100 μm, the gap between both sheets is 20 μm to 300 μm, the total thickness is 30 μm to 500 μm, and the outer surface of one of the two sheets of the medium is The surface resistivity is 10TenΩ / □ -1016Ω / □, the surface resistivity of the outer surface of the other sheet is 107It can be seen that the value is preferably Ω / □ or less.
[0240]
The image forming apparatus shown in FIGS. 16A and 16B is a development of the image forming apparatus whose principle is shown in FIGS.
[0241]
The image forming apparatus shown in FIG. 14 is suitable for an image display medium of an electrodeless type in which one sheet is provided with a conductive film like the medium 13 in FIG.
[0242]
The image forming apparatus of FIG. 14 includes an ion flow type direct electrostatic latent image forming apparatus CR1. The apparatus CR1 includes a corona ion generating part c1 for generating corona ions, a writing electrode e1 for guiding the corona ions generated in the generating part to the surface of the sheet 121, and an image for displaying positive or negative corona ions. Accordingly, it includes a write electrode control circuit f1 that applies a voltage to the write electrode e1 to guide the pixel 121 on the surface of the sheet 121. The electrode control circuit f1 includes a control power supply and a bias power supply (not shown).
[0243]
The corona ion generation part c1 is not limited to this in the shield case c11, but, for example, a gold-plated tungsten wire having a diameter of 60 to 120 μm is stretched to form a corona wire c12. (For example, 4 kV to 10 kV) is applied to generate corona ions.
[0244]
The write electrode e1 is provided adjacent to the portion of the shield case c11 facing the first sheet 121 of the medium (for example, the medium 13), and the corona ion flow can pass through the through hole provided in the center.
[0245]
The electrode control circuit f1 can apply to the electrode e1 an ion extraction voltage corresponding to positive and negative ions to be derived toward the medium 13.
[0246]
Thus, the medium 13 is displayed with the second sheet 122 as the ground potential (or by applying a bias voltage having the same polarity as the latent image polarity and smaller than the latent image potential) relative to the apparatus CR1. Depending on the image, the positive or negative corona ions are guided to the pixel-corresponding portion on the surface of the sheet 121, thereby applying an electrostatic latent image charge to the surface of the first sheet 121, and simultaneously forming an electrostatic field. Then, the developed particles in each cell of the medium 13 can be moved to display an image.
[0247]
The image forming apparatus shown in FIG. 15 is suitable for an image display medium having no electrode and having no conductive film on one sheet, like the medium 12 shown in FIG. The image forming apparatus of FIG. 15 includes an electrode Ea that contacts the sheet 122 on the side opposite to the sheet 121 on the side on which the electrostatic latent image is formed. Similarly to the case of FIG. 14, a bias voltage may be applied to the electrode Ea. The other points are the same as in the apparatus of FIG.
[0248]
The image forming apparatus shown in FIGS. 16A and 16B used in the evaluation experiment includes an ion flow type direct electrostatic latent image forming apparatus CR2. The device CR2 attempts to display a corona ion generating part c2 for generating corona ions, a writing electrode e2 for guiding the corona ions generated in the generating part to the surface of the sheet 121, and a positive (or negative) corona ion. And a write electrode control circuit f2 that applies a voltage to the write electrode e2 to guide the pixel 121 on the surface of the sheet 121 in accordance with the image.
[0249]
The corona ion generator c2 stretches a corona wire c22 similar to that in the apparatus CR1 shown in FIG. 14 in the shield case c21, and applies a positive (or negative) voltage from the power source Pc2 to the corona ion to generate corona ions. It is something to be made.
[0250]
The write electrode e2 is provided adjacent to the portion of the shield case c21 facing the first sheet 121 of the medium 12 or 13 type medium (the medium 12 is shown as a representative example in the figure). It consists of an electrode e22, and a corona ion stream can pass through the central through hole.
[0251]
The electrode control circuit f2 includes a control power source Pc21, a bias power source Pc22, and a control unit f21. The control unit f21 applies an ion extraction voltage to the electrodes e21 and e22 according to the polarity of ions to be derived toward the medium 12. Can be applied.
[0252]
Here, when a positive voltage is applied to the upper electrode e21 and a negative voltage is applied to the lower electrode e21 under the instruction of the control unit f21, positive corona ions can be guided to the medium (FIG. 16A). When a negative voltage is applied to the upper electrode e21 and a positive voltage is applied to the lower electrode e21, positive corona ions can be confined (FIG. 16B).
[0253]
Further, an electrode roller R1 is provided so as to face the writing electrode e2, and a positive bias voltage is applied thereto from the power source PW1. The roller R1 incorporates a magnetic pole roller R2 that is rotationally driven.
[0254]
Thus, according to the image to be displayed while moving the medium 12 relative to the apparatus CR2, and rotating the electrode roller R1 in the medium feeding direction and the magnetic pole roller R2 in the opposite direction, the control unit f21 Under the instruction, for a predetermined pixel corresponding portion corresponding to an image to be displayed among a plurality of pixel corresponding portions on the surface of the first sheet 121, as shown in FIG. As for the pixel of, the outflow of ions is prevented as shown in FIG.
[0255]
In the image evaluation experiment, a positive corona ion is led to a predetermined pixel corresponding portion corresponding to an image to be displayed among a plurality of pixel corresponding portions on the surface of the first sheet 121, the portion is charged to + 500V to + 600V, and the like. Only the bias voltage + 250V was applied to the pixels of. As a result, the portion where the positive corona ions are placed is displayed white by the negatively charged white developer particles WP, and the portion where the positive corona ions are not placed is displayed black by the positively charged black developer particles BP, thus displaying an image. It was.
[0256]
The discharge wires c12 and c22 in the devices CR1 and CR2 can be replaced with solid discharge elements.
[0257]
The electrostatic latent image forming apparatuses CR1 and CR2 shown in FIGS. 14 to 16 use the discharge phenomenon. In addition to these apparatuses, various discharge type electrostatic latent image forming apparatuses can be used.
[0258]
Further, the image can be displayed even if the image forming apparatus shown in FIGS. 17 and 18 is adopted instead of the image forming apparatus shown in FIGS.
[0259]
The image forming apparatus in FIG. 17 includes a multi-stylus type direct electrostatic latent image forming apparatus CR3. The apparatus CR3 includes, for example, a multi-stylus head H3 having a plurality of electrodes e3 arranged in the main scanning direction with respect to the medium 13 and arranged close to the first sheet 121. A signal voltage is applied to apply an electrostatic latent image charge to a pixel corresponding portion on the surface of the first sheet 121 according to an image to be displayed on each electrode e3. For example, a bias is applied to the second sheet 122 on the opposite side, and the medium 13 is conveyed relative to the head H3, whereby an image is displayed.
[0260]
The image forming apparatus shown in FIG. 18 includes a charge injection type direct electrostatic latent image forming apparatus CR4. The device CR4 is a multi-stylus type device having an electrostatic recording head H4 in which a plurality of recording electrodes e4 are arranged in the main scanning direction with respect to the medium and an adjacent control electrode e41 is arranged adjacent to the recording electrode e4. For example, this head is disposed close to the medium 13, and a voltage about half of the voltage (recording voltage) necessary for image recording (recording voltage) is sequentially applied to the control electrode e41 of the head H4, and the recording voltage about the recording voltage is applied to the recording electrode e4. By applying a half of the image signal voltage, an electrostatic latent image can be formed on the medium located immediately below the recording electrode.
[0261]
Here, it will be described that the latent image formation is advantageous by taking an image forming apparatus having an external electrostatic latent image forming apparatus as shown in FIG. 11 as an example.
[0262]
An equivalent circuit of the device is shown in FIGS. In these drawings, electrostatic capacitances of an electrostatic latent image carrier such as a photosensitive drum, an image display medium, and an air layer therebetween are denoted as C1, C2, and C0, respectively.
[0263]
Assume that an electrostatic latent image carrier (hereinafter referred to as “image carrier”) is applied with a latent image charge Q (potential V at that time) by a charging charger and an image exposure apparatus.
[0264]
FIG. 19A shows an equivalent circuit in a state where the image carrier and the image display medium are separated from each other. Since C1 and C2 are much larger than C0, the charge Q does not move, and the medium is static. Not affected by the electrostatic latent image.
[0265]
When the image carrier and the medium approach from this state, C0 increases, and the charges charged in C1 and C2 are induced by electrostatic induction, resulting in the state of FIG. FIG. 19B is an equivalent circuit in a state where the image carrier is brought close to the image display medium and electrostatically induced.
[0266]
In the state of FIG. 19B, the potential differences V1, V2, and V0 induced in the image carrier, the medium, and the air layer by the induced charges are expressed by the following equations (1), (2), and (3). It can be expressed as
[0267]
[Expression 1]
Figure 0004296668
[0268]
[Expression 2]
Figure 0004296668
[0269]
[Equation 3]
Figure 0004296668
[0270]
Here, V is a latent image surface potential of the image carrier, and Vb is a bias value.
[0271]
A developer is included in the medium. Since the developer particles carry charge under an electric field, the developer layer apparently approximates a conductive layer. That is, the electrostatic capacity C2 of the medium approximates the combined capacity of the upper and lower resin sheets.
[0272]
Here, in order to transfer the latent image charge of the image carrier to the medium, it is necessary for the air layer to cause dielectric breakdown and to move the charge. If dielectric breakdown does not occur, when the image carrier and the medium are separated from each other, the state returns to the state shown in FIG. 19A and the latent image is not transferred.
[0273]
That is, for example, when V0 is small, particle movement occurs due to an induced electrostatic field, but the latent image is not transferred.
[0274]
For example, in order for an air layer having a gap of 10 μm to cause dielectric breakdown, V0 needs to be about 370 V or more according to Paschen's law.
[0275]
Here, when the bias value Vb = 11000V, V = 1000V, and the ratio of each capacitance is C1: C2: C0 = 18: 5: 12, V0 (potential difference of the air layer) = 480V, Dielectric breakdown occurs and the latent image is transferred.
(However, the ratio of the respective capacitances is considered assuming that the image carrier is a normal organic photoreceptor, the medium is the combined capacity of the above structure, and the air layer has a gap of about 10 μm where dielectric breakdown is likely to occur.)
Thus, the latent image is transferred under the condition that V-Vb is about 1500 V or more. Conversely, under these conditions, electrostatic induction is performed in a state where the image carrier and the medium are close to each other, but the latent image is not transferred.
[0276]
In the electrostatic latent image on the image bearing member, charge movement occurs between the charging portion (1) and the medium, and no charge movement occurs in the non-charging portion (exposure portion) (2). For this reason, a difference occurs in the surface potential on the medium. The surface potential of the medium after the charge transfer of the charging portion (1) is performed is expressed by the following equation (4), and that of the non-charging portion (2) is expressed by the preceding equation (3).
[0277]
FIG. 19C shows an equivalent circuit in a state where charge transfer occurs due to dielectric breakdown. In this state where charge transfer occurs due to dielectric breakdown, the following equation (4) holds.
[0278]
[Expression 4]
Figure 0004296668
[0279]
In Expression (4), V′0 is the minimum potential difference that can be discharged, and V1 and V2 are Expressions (2) and (3).
[0280]
For example, under the set conditions, the surface potential on the medium is about + 265V in the region {circle around (1)} corresponding to the charged portion and about −340V in the region {circle around (2)} corresponding to the non-charged portion.
[0281]
Here, when an arbitrary bias (or ground) is applied to the counter electrode roller, electric fields in opposite directions are formed in the charged portion (1) and the non-charged portion (2), and the developer particles follow the electric field. It can be moved to form an image.
[0282]
Thereafter, when the image carrier and the medium are separated from each other, the induced charge is moved, and the surface potential of the medium is changed. The {circle around (1)} portion returns to about + 275V and the {circle around (2)} portion returns to approximately 0V, so that a latent image can be formed on the medium.
[0283]
The case where the electrostatic latent image carrier is a photosensitive drum (photoconductor) has been described above, but a dielectric drum may be used. The polarity of the electrostatic latent image may be negative. The charged polarity of the developer particles may be reversed.
[0284]
In this way, not only the latent image is brought close to the medium, but also the electrostatic latent image is formed on the medium by transfer, direct formation, etc., so that even after passing through the opposing area of the electrostatic latent image carrier and the counter electrode. It can be seen that image retention is improved because electrostatic attracting force is generated between the developer particles and the reversible image display medium. In short, it is advantageous to form an electrostatic latent image on the medium. In particular, it is advantageous in terms of image retention when a developer having high fluidity or a developer whose fluidity is enhanced by a developer stirring process prior to image display is used.
[0285]
Next, the particle size of the developer particles contained in the developer is preferably an example medium (volume average particle size 1 μm to 50 μm is preferable for non-conductive developer particles, and volume average particle size 1 μm to 100 μm is preferable for magnetic developer particles ( Examples 22 to 30) and comparative example media E13 to E28 will be described.
[0286]
All of these media are the same as those of Example 2, except that the height h of the partition wall 123 is changed to 150 μm, the interval pt between the adjacent partition walls 123a is changed to 250 μm, and the developer particles contained in each cell 124 are variously changed. Is a medium having the same structure as the medium of Example 2.
[0287]
These were also evaluated for image contrast. At that time, using the image forming apparatus shown in FIG. 11, as shown in FIG. 13 (A), an image in which the right half was a black portion (Bk) and the left half was a white portion (W) was formed and evaluated.
[0288]
The contrast evaluation here is very good (◎) when the reflection density ratio (Bk / W) is 9.0 or more, good (良好) when smaller than 9.0, or better than (7.0), smaller than 7.0. A value of .0 or higher was evaluated as slightly defective (.DELTA.), And a value smaller than 5.0 was determined as defective (x).
[0289]
These media and evaluation results are summarized in Table 5. In Table 5, WP1 to WP5 and BP1 to BP5 are non-conductive white developer particles and magnetic black developer particles having the above-described particle sizes, respectively. In Examples 22 to 30, the above-described developers DL1 to DL9 were used, and in Comparative Examples E13 to E28, the above-described comparative developers De1 to De16 were used.
[0290]
In each cell showing the examples and comparative examples in Table 5, the upper right side shows the contrast evaluation result, the middle side shows the reflection image density ratio, the lower side shows the reflection density of the black image portion, and the left side shows the reflection of the white image portion. The concentration is shown.
[0291]
[Table 5]
Figure 0004296668
[0292]
As can be seen from Table 5, the developer particles contained in the developer have a volume average particle size of 1 μm to 50 μm for non-conductive developer particles (here, white particles) and magnetic developer particles (here, black particles). It can be said that the volume average particle diameter is preferably 1 μm to 100 μm.
Next, an image display method for performing image erasure processing before image display will be described. In implementing this image display method, the image display medium of Example 2 (herein referred to as medium 12) was employed.
[0293]
Each of FIG. 20 to FIG. 22 shows an example of an image forming apparatus that implements this image display method. In particular, an image forming apparatus provided with an image erasing apparatus is shown.
[0294]
The image forming apparatus shown in FIG. 20 is the same as the image forming apparatus shown in FIG. 11 (provided that the rotating magnetic pole roller R2 is not provided), but the relative conveyance direction of the medium 12 rather than the area where the photosensitive drum PC and the electrode roller R1 face each other. The image erasing apparatus EL1 is arranged on the upstream side (in the direction of the straight arrow in the figure).
[0295]
The image erasing device EL1 includes a pair of upper and lower electrode rollers R3 and R4. The upper electrode roller R3 is connected to a bias power source PW3. The electrode roller R3 may be grounded. The lower electrode roller R4 is connected to the bias power source PW4. The electrode roller R4 may be grounded.
[0296]
According to this image forming apparatus, an electric field corresponding to the potential difference of the bias applied to the electrode rollers R3 and R4 of the image erasing apparatus EL1 is formed on the medium 12 prior to image display, thereby developing particles having different charged polarities. Of the BP and WP, one particle BP gathers on one sheet side, and the other particle WP gathers on the other sheet side, thereby erasing the image. The medium 12 is fed between the photosensitive drum PC and the counter electrode roller R1 after the image erasing process, and a new image is displayed.
[0297]
An experiment of image erasure and image formation was performed using the apparatus of FIG. 20 under the following conditions.
[0298]
That is, the charged portion potential of the electrostatic latent image on the photosensitive drum PC was −800 V, the uncharged portion (exposed portion) potential was −100 V, and the bias applied to the counter electrode roller R1 was −100 V. In the erasing apparatus EL1, the electrode roller R4 is grounded, and the bias applied to the electrode roller R3 is + 1000V. The developer receives a coulomb at an electric field when passing between the electrode rollers R3 and R4. In this case, since the white particles WP are negatively charged and the black particles BP are positively charged, the white particles move to the upper side in the figure, the black particles move to the lower side in the figure, and the previously displayed image is the entire surface. Will be erased. At this time, when the medium 12 was viewed from the upper side in the figure, the entire surface was white.
[0299]
Thereafter, on the medium 12 on which the entire image has been erased, an electric field is formed in accordance with the electrostatic latent image in a region where the photosensitive drum PC and the electrode roller R1 face each other, and the developer DL receives a coulomb. The charged portion on the photoconductive drum PC generates a 700V upward electric field in the figure due to the potential difference from the bias of the electrode roller R1, the white particles move downward, and the non-charged portion has no potential difference, so the particles move. The white particles remained on the top surface. When the image formed in this way was viewed from the upper side in the figure, the area corresponding to the charged part was a black part, and the area corresponding to the non-charged part was a white part.
[0300]
In this way, an image can be formed simply by moving the developing particles according to the charging portion. For this reason, the electric field strength for moving the developing particles can be increased.
[0301]
The experiment was also performed under the following conditions. That is, the charged portion potential of the photosensitive drum PC was −800 V, the non-charged portion (exposed portion) potential was −100 V, and the bias applied to the counter electrode port R1 was −800 V. In the erasing apparatus EL1, the bias of the electrode roller R4 is +1000 V, and the electrode roller R3 is grounded.
[0302]
In this case, after the medium 12 passed between the electrode rollers R4 and R3, the white particles moved to the lower side in the figure and the black particles moved to the upper side in the figure, and the previously displayed image was erased over the entire surface. At this time, when the medium 12 was viewed from the upper side in the figure, the entire surface was black.
[0303]
Thereafter, a non-charged portion of the photosensitive drum PC forms a downward electric field of 700 V in the figure due to a potential difference from the bias of the counter electrode roller R1, and white particles move upward. It did not move and the white particles remained below. When the image formed in this way was viewed from the upper side in the figure, the region corresponding to the charged portion was a black portion, and the region corresponding to the non-charged portion was a white portion.
[0304]
In the image forming apparatus of FIG. 21, the electrode roller R1 is opposed to the ion flow type electrostatic latent image forming apparatus CR1 shown in FIG. 14, and the same image erasing apparatus EL1 as shown in FIG. Is provided.
[0305]
The image forming apparatus shown in FIG. 22 is the same as the image forming apparatus shown in FIG. 20, except that a rotating magnetic pole roller R2 is built in the lower electrode roller R4 of the erasing device EL1. The other points are the same as the apparatus of FIG. The rotating magnetic pole roller R2 is rotationally driven in one direction or reciprocally rotated to form an oscillating magnetic field with respect to the medium 12. As a result, the developer DL is agitated by affecting the black magnetic developer particles BP. By stirring the developer, the triboelectric charge amount of the developing particles is increased, the moving speed due to the Coulomb force in image display is increased, the flowability of the developing particles is improved, and the moving efficiency of the developing particles is increased.
[0306]
The image erasing apparatus can also be applied to the image forming apparatus shown in FIGS.
Next, an image display method for stirring the developer for image display will be described. In implementing this image display method, the image display medium of Example 2 (herein referred to as medium 12) was employed.
[0307]
Each of FIG. 23 to FIG. 29 shows an example of an image forming apparatus that implements this image display method. In particular, an image forming apparatus including a developer stirring device is shown. In the image forming apparatus shown in FIG. 4, the rotating magnetic pole roller R2 is provided. In the image forming apparatus shown in FIG. 11, the rotating magnetic pole roller R2 is built in the developing electrode roller R1 facing the photosensitive drum PC. The magnetic roller R2 also functions as a developer stirring device when the R2 is rotationally driven in one direction or reciprocally rotated.
[0308]
First, an experimental example in which the developer is stirred and an image is displayed using the image forming apparatus shown in FIG. 11 will be described.
[0309]
The charged portion potential of the photosensitive drum PC was + 500V, the non-charged portion (exposed portion) potential was + 100V, and the bias applied to the developing electrode roller R1 was + 300V. Further, the magnetic pole roller R2 inside the electrode roller R1 was rotated in the left direction (counterclockwise) in the drawing, with a maximum magnetic flux density of 400 gauss, a magnetic pole number of 8, and a rotational speed of about 100 rpm.
[0310]
Under such conditions, the white particles WP corresponding to the charged sites are subjected to a force upward in the figure against the direction of the electric field, and the black particles BP are subjected to a force downward in the figure along the direction of the electric field, and at the same time, the black particles BP Was disturbed by the oscillating magnetic field, and the developed particles moved efficiently.
[0311]
The image forming apparatus of FIG. 23 has a developing electrode roller R1 disposed opposite to the ion flow type electrostatic latent image forming apparatus CR1 in the image forming apparatus shown in FIG. 14, and a rotating magnetic pole roller R2 is incorporated in the roller. Is.
[0312]
In this apparatus, experiments of developer agitation and image display were performed under the following conditions. That is, the charged portion potential of the medium 12 was +500 V, the non-charged portion (exposed portion) potential was about 0 V, and the bias applied to the electrode roller R1 was +300 V. The magnetic pole roller R2 was rotated in the left direction (counterclockwise) in the drawing with a maximum magnetic flux density of 400 gauss, a magnetic pole number of 8, and a rotational speed of about 100 rpm.
[0313]
Under such conditions, the white particles WP corresponding to the charged portion receive a force upward in the figure against the direction of the electric field, and the black particles BP simultaneously receive a force downward in the figure along the direction of the electric field, and at the same time, the black particles BP Was stirred by the oscillating magnetic field, and the developed particles moved efficiently.
[0314]
The image forming apparatus described above can be broadly grasped as a static image corresponding to an image to be displayed on the outer surface of one of the two sheets of the reversible image display medium. In this example, an electrostatic latent image is formed and formed simultaneously with the formation of the electrostatic latent image based on the electrostatic latent image, and the developer is stirred simultaneously with the formation of the electrostatic field.
[0315]
The image forming apparatus shown in each of FIGS. 24 and 25 to be described next broadly captures the electrostatic field formed in the image display process on either outer surface of two sheets of the reversible image display medium. After forming an electrostatic latent image corresponding to the image to be displayed, the electrostatic latent image is formed based on the electrostatic latent image, and the developer is stirred to form the electrostatic latent image and then simultaneously with the electrostatic field formation. Is.
[0316]
In the image forming apparatus of FIG. 24, a transfer electrode roller R5 for transferring an electrostatic latent image is disposed at a position where the developing electrode roller R1 is located in the image forming apparatus of FIG. 11, and the photosensitive drum PC, the transfer electrode roller R5, and the like. A developing electrode roller R1 for forming an electrostatic field and a rotating magnetic pole roller R2 built in the developing electrode roller R2 are disposed downstream of the facing region.
[0317]
A bias power source PW5 is connected to the transfer electrode roller R5, and a bias power source PW1 is connected to the electrode roller R1.
[0318]
In the image forming apparatus of FIG. 25, the counter electrode roller R5 for transferring the electrostatic latent image is disposed at the position where the developing electrode roller R1 is located in the image forming apparatus of FIG. A developing electrode roller R1 for forming an electrostatic field and a rotating magnetic pole roller R2 incorporated in the developing electrode roller R2 are arranged downstream of the region facing the roller R5.
[0319]
A bias power source PW5 is connected to the counter electrode roller R5, and a bias power source PW1 is connected to the electrode roller R1.
[0320]
24 and 25, after the electrostatic latent image is formed on the medium 12 in the region where the photosensitive drum PC or the electrostatic latent image forming device CR1 and the transfer (counter) electrode roller R5 face each other. When the medium comes into contact with the developing electrode roller R1, an electrostatic field for each pixel is formed according to the electrostatic latent image, thereby displaying an image. At this time, the magnetic pole roller R2 is rotationally driven in one direction or reciprocally driven to generate an oscillating magnetic field, and an image is displayed while developing particles are stirred by the influence of the magnetic field. As the developer particles are stirred, the charge amount of the developer particles is increased, and the fluidity of the developer particles is improved. As a result, images are displayed smoothly and satisfactorily.
[0321]
The magnetic pole roller R2 may be disposed between the electrode rollers R1 and R5.
[0322]
The image forming apparatus shown in FIG. 26 and FIG. 27 to be described next will display the electrostatic field formed in the image display process on the outer surface of one of the two sheets of the reversible image display medium. An electrostatic latent image corresponding to the image to be formed is formed, and formed based on the electrostatic latent image simultaneously with the electrostatic latent image formation or after the electrostatic latent image formation. This is an example performed before forming a latent image.
[0323]
The image forming apparatus shown in FIG. 26 does not include a magnetic pole roller in the electrode roller R1 in the image forming apparatus shown in FIG. 11, and a rotating magnetic pole roller R2 is disposed upstream of the region where the photosensitive drum PC and the electrode roller R1 are opposed to each other. Is. The magnetic pole roller R2 is rotationally driven in one direction or reciprocally rotated, thereby forming an oscillating magnetic field for stirring the developer.
[0324]
A bias power supply PW1 is connected to the electrode roller R1.
[0325]
In this image forming apparatus, when the charged portion potential of the photosensitive drum PC is +500 V, the non-charged portion (exposure portion) potential is +100 V, and the bias applied to the developing electrode roller R1 is +300 V, the white particles corresponding to the charged portion have an electric field. The black particles moved upward along the direction of the electric field and downward along the direction of the electric field. Since the developing particles are agitated in advance, the charge amount is increased and the fluidity is improved, and the developer particles move efficiently.
[0326]
The image forming apparatus in FIG. 27 is the same as the image forming apparatus in FIG. 24 except that the rotating magnetic pole roller R2 is disposed upstream of the region where the photosensitive drum PC and the electrode roller R5 are opposed. The magnetic pole roller R2 is driven to rotate in one direction or is driven to reciprocate.
This creates an oscillating magnetic field that agitates the developer.
[0327]
The image forming apparatus shown in FIG. 28 is an image forming apparatus provided when there is a possibility that the magnetic developer particles BP may be biased to any one in the developer containing cell due to the magnetic field generated by one magnetic pole roller R2. If this apparatus is grasped extensively, a plurality (two in this case) of developer agitating devices that form an oscillating magnetic field are sequentially provided along the medium conveyance direction.
[0328]
In the example shown in FIG. 28, in the image forming apparatus shown in FIG. 11, two developing magnetic pole rollers R1 incorporating a rotating magnetic pole roller R2 are arranged opposite to the photosensitive drum PC. Power sources PW1, PW 'are connected to the rollers R1, R1. The two rotating magnetic pole rollers R2 are rotationally driven in opposite directions. Thereby, the bias | inclination in the cell of a magnetic developing particle (here black particle BP) can be suppressed.
[0329]
In the image forming apparatus shown in FIG. 29, in place of the developing electrode roller R1 and the magnetic pole roller R2 in the image forming apparatus shown in FIG. 24, a magnet member Mg provided with alternating N and S poles is provided downstream of the photosensitive drum PC. Further, it is arranged so as to be in contact with the incoming medium 12, and a developing bias power supply PW1 "is connected to the member Mg.
[0330]
As the medium 12 moves relative to the member Mg, an oscillating magnetic field is formed on the medium 12.
Next, when an image is displayed, an electrostatic latent image is formed on the surface (sheet surface) of the image display medium, and the surface of the medium is uniformly charged to a predetermined potential before the electrostatic latent image is formed. An image display method for forming a latent image will be described. In carrying out this image display method, the image display medium of Example 2 (herein referred to as medium 12) was employed.
[0331]
Each of FIG. 30 and FIG. 31 shows an example of an image forming apparatus that implements this image display method. In particular, an image forming apparatus including a charging device that uniformly charges a medium surface to a predetermined potential before forming an electrostatic latent image is shown.
[0332]
The image forming apparatus shown in FIG. 30 does not include the magnetic pole roller R2 in the developing electrode roller R1 in the image forming apparatus shown in FIG. 11, and the preliminary charging device 2 is located upstream from the region where the photosensitive drum PC and the electrode roller R1 face each other. It is equipped with. The charging device 2 includes a charger 21 facing the surface of the conveyed medium 12 on the electrostatic latent image forming side, and a ground electrode 22 facing the medium passage with the medium passage therebetween. The electrode roller R1 may be grounded depending on circumstances.
[0333]
The image forming apparatus shown in FIG. 31 is the same as the image forming apparatus shown in FIG. 21, except that the image erasing apparatus EL1 on the upstream side of the electrostatic latent image forming apparatus CR1 is provided with the same preliminary charging device 2 as described above. The electrode roller R1 may be grounded depending on circumstances.
[0334]
In these image forming apparatuses, the surface of the medium 12 is uniformly charged in advance by a preliminary charging device prior to image display. Thereafter, in the example of FIG. 30, the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum PC is transferred and written in the charged area. In the example of FIG. 31, the electrostatic latent image is written by the electrostatic latent image forming apparatus CR1. In any example, the area charged uniformly in advance and the area where the electrostatic latent image is written later have opposite polarities. By setting the bias of the electrode roller R1 to the ground or appropriately setting the potential, the direction of the electric field differs between the area where the electrostatic latent image is written and the area where the electrostatic latent image is not written, thereby moving the developing particles to form an image. be able to.
[0335]
In the example shown in FIG. 30, the dielectric breakdown inside the medium 12 can be prevented by charging the surface of the medium 12 uniformly with a polarity opposite to the polarity of the electrostatic latent image formed later. The latent image can be transferred reliably. As described above, since the electrostatic latent image is reliably transferred, the image retention is improved.
[0336]
In the example shown in FIG. 31, the potential difference between the image portion and the non-image portion can be increased when forming the electrostatic latent image. For example, the negatively charged uniform charged portion by preliminary charging by the charging device 2 is set to -1000 V, the positive charged portion by electrostatic latent image writing is set to +1000 V, and the bias of the electrode roller R1 is grounded, thereby preventing the image portion from being non-imaged. Each image portion has a potential difference of 1000 V, which can drive the developing particles. Thus, the developing particle driving electric field can be increased, and the moving speed of the developing particles can be increased.
[0337]
It should be noted that the area charged uniformly in advance and the area where the electrostatic latent image is written later may have the same polarity. In this case, by setting the bias of the electrode roller R1 to an intermediate potential between the area where the electrostatic latent image is written and the area where the electrostatic latent image is not written, the direction of the electric field is different in both areas, and an image can be formed. .
[0338]
The area where the electrostatic latent image is written later may be 0V. Also in this case, by setting the bias of the electrode roller R1 to an intermediate potential between the area where the electrostatic latent image is written and the area where the electrostatic latent image is not written, the direction of the electric field is different in both areas, and an image can be formed.
[0339]
Thus, since the medium 12 passes through the photosensitive drum PC or the area where the electrostatic latent image forming apparatus CR1 and the electrode roller R1 face each other, an electrostatic attracting force is generated between the developer particles and the sheet of the medium. Good retention.
[0340]
Note that the polarity of the electrostatic latent image to be formed may be negative.
[0341]
The charging polarity of the black and white developing particles may be reversed.
[0342]
Further, the electrostatic latent image forming apparatus is not limited to the one shown in FIGS. 30 and 31, and the other electrostatic latent image forming apparatus described above can be adopted.
Here, it is advantageous to uniformly charge the surface of the medium before forming the electrostatic latent image on the surface of the medium and form an electrostatic latent image in the charged area, as shown in FIG. An image forming apparatus provided with an electrostatic latent image forming apparatus will be described as an example.
[0343]
An equivalent circuit of the device is shown in FIGS. In these drawings, electrostatic capacitances of an electrostatic latent image carrier such as a photosensitive drum, an image display medium, and an air layer therebetween are denoted as C1, C2, and C0, respectively.
[0344]
The electrostatic latent image carrier (hereinafter referred to as “image carrier”) is charged with a charging charger and an image exposure device, and the latent image charge Q (the potential V at that time) is preliminarily charged to the medium with a preliminary charging device. Is applied.
[0345]
FIG. 32A shows an equivalent circuit in which the image carrier and the image display medium are separated from each other. Since C1 and C2 are very large compared to C0, the charge Q does not move, and the medium is static. Not affected by the electrostatic latent image.
[0346]
When the image carrier and the medium approach from this state, C0 increases, and the charges charged in C1 and C2 are induced by electrostatic induction, resulting in the state of FIG. FIG. 32B is an equivalent circuit in a state where the image carrier is brought close to the image display medium and electrostatically induced.
[0347]
In the state of FIG. 32B, the potential differences V1, V2, and V0 induced in the image carrier, the medium, and the air layer by the induced charges are expressed by the following equations (5), (6), and (7). It can be expressed as Here, let us consider a case where a ground is applied without applying a bias.
[0348]
[Equation 5]
Figure 0004296668
[0349]
[Formula 6]
Figure 0004296668
[0350]
[Expression 7]
Figure 0004296668
[0351]
Here, V is the latent image surface potential of the image carrier, and V 'is the surface potential of the medium.
[0352]
A developer is included in the medium. Since the developer particles carry charge under an electric field, the developer layer apparently approximates a conductive layer. That is, the electrostatic capacity C2 of the medium approximates the combined capacity of the upper and lower resin sheets.
[0353]
Here, in order to transfer the latent image charge of the image carrier to the medium, it is necessary for the air layer to cause dielectric breakdown and to move the charge. If dielectric breakdown does not occur, when the image carrier and the medium are separated from each other, the state returns to the state shown in FIG. 32A and the latent image is not transferred.
[0354]
That is, for example, when V0 is small, particle movement occurs due to an induced electrostatic field, but the latent image is not transferred.
[0355]
For example, in order for an air layer having a gap of 10 μm to cause dielectric breakdown, V0 needs to be about 370 V or more according to Paschen's law.
[0356]
Here, when V = 1000V, V ′ = − 1000V, and the ratio of the respective capacitances is C1: C2: C0 = 18: 5: 12, V0 (potential difference of the air layer) = 480 V, and dielectric breakdown occurs. Then, the latent image is transferred. Further, the potential difference applied to the medium is about 200 V, and dielectric breakdown inside the medium can be prevented. (However, the ratio of the respective capacitances is considered assuming that the image carrier is a normal organic photoreceptor, the medium is the combined capacity of the above structure, and the air layer has a gap of about 10 μm where dielectric breakdown is likely to occur.)
In the electrostatic latent image on the image bearing member, charge movement occurs between the charging portion (1) and the medium, and no charge movement occurs in the non-charging portion (exposure portion) (2). For this reason, a difference occurs in the surface potential on the medium. The surface potential of the medium after the charge transfer of the charging portion (1) is performed is expressed by the following equation (8), and that of the non-charging portion (2) is expressed by the preceding equation (7).
[0357]
FIG. 32C shows an equivalent circuit in a state where charge transfer occurs due to dielectric breakdown. In this state where charge transfer occurs due to dielectric breakdown, the following equation (8) holds.
[0358]
[Equation 8]
Figure 0004296668
[0359]
In Equation (8), v0 is the minimum potential difference that can be discharged, and V1 and V2 are Equations (6) and (7).
[0360]
For example, under the set conditions, the surface potential on the medium is about +260 V in the region {circle around (1)} corresponding to the charged portion and about −340V in the region {circle around (2)} corresponding to the non-charged portion.
[0361]
Here, when the counter electrode roller is grounded, electric fields opposite to each other are formed in the areas of the charging portion (1) and the non-charging portion (2), and the developer particles move along the electric field to form an image. be able to.
[0362]
Thereafter, when the image carrier and the medium are separated from each other, the induced charge is moved, and the surface potential of the medium is changed. The {circle around (1)} portion returns to about −720V and the {circle around (2)} portion returns to about −1000 V, and a latent image can be formed on the medium (see FIG. 32D).
[0363]
Although the above description has been made with the counter electrode roller R1 in a grounded state, an appropriate bias can be applied to the roller. In this case, V ′ may be replaced with V ′ + Vb. FIG. 32E shows an equivalent circuit in this case.
[0364]
Further, although the case where the electrostatic latent image carrier is a photosensitive drum (photoconductor) has been described, a dielectric drum may be used. The polarity of the electrostatic latent image may be negative. The charged polarity of the developer particles may be reversed.
[0365]
In this way, before the latent image is transferred by causing dielectric breakdown between the electrostatic latent image carrier and the medium, the surface of the medium is uniformly charged to a predetermined potential in advance, thereby suppressing the potential difference inside the medium. This can improve the image retention.
Next, still another example of the reversible image display medium will be described with reference to FIGS. 33 and 34. FIG.
[0366]
A reversible image display medium 14 shown in FIG. 33 is an example of an electrophoretic medium.
[0367]
The medium 14 includes an electric field coloring layer 140 supported on a transparent support substrate 146. The electric field coloring layer 140 is obtained by sealing a liquid layer 143 in which charged colored particles 141 are dispersed in an insulating liquid 142 between the transparent conductive layer 144 and the insulating layer 145. The insulating liquid 142 is obtained by mixing an organic substance containing an ionic surfactant and a dye with high-purity petroleum (trade name Isopar, Esso). The ionic surfactant is adsorbed on the organic colored particles 141 containing the pigment, and the particles are stably charged electrochemically. The charged colored particles 141 are dispersed in the liquid 142 and exhibit electrophoretic properties.
[0368]
The medium 14 shows the color of the dye in the insulating liquid 142 when no electric field is applied or when an electric field opposite to the predetermined electric field is applied. However, when the electrostatic latent image is written, the medium 14 is charged. The colored particles 141 move toward the transparent conductive layer 144 and the pigment is visible.
[0369]
For the image display on the medium 14, for example, using the image forming apparatus shown in FIG. 30 or FIG. 31, the surface of the medium 14 is uniformly charged to a predetermined potential in advance before the image display. An electrostatic latent image EI is formed and corresponds to an image to be displayed on charged developing particles (here, charged colored particles) 141 dispersed in the insulating liquid 142 in the medium based on the electrostatic latent image. An image can be displayed by forming a predetermined electrostatic field for each pixel.
[0370]
In this way, the surface of the medium 14 is charged in advance prior to the formation of the electrostatic latent image, and the electrostatic latent image is formed in the charged region, so that the preliminary charging is performed as in the image display by the conventional electrophoretic image display medium. As compared with the case where the image is formed without the image retention, the image retention is improved.
[0371]
A reversible image display medium 15 shown in FIG. 34 is an example of a rotating particle sphere display medium.
[0372]
This medium 15 has an electric field coloring layer 150 supported by a transparent support substrate 156. The electric field coloring layer 150 surrounds a single-sided colored sphere 151 colored 151a on one side with an insulating liquid 152 and embeds the liquid together in an insulating holding medium 153, and a transparent conductive layer 154 on one side of the medium 153 and an opposite side. An insulating layer 155 is formed.
[0373]
One-side colored sphere 151 is, for example, TiO2It is produced by uniformly arranging white spheres of glass mainly composed of and depositing chromium or the like from the upper surface. The size may be in the range of 30 μm to 100 μm, but if it is 10 μm or less, the resolution becomes higher.
[0374]
The single-sided colored sphere 151 is dispersed in an insulating holding medium 153 such as an elastomer, and the medium 153 is swollen by immersing it in a solution obtained by dissolving an ionic surfactant in an organic solvent such as toluene. Thereby, the insulating liquid 152 is accumulated around the single-sided colored sphere 151. Thus, the single-sided colored sphere 151 is surrounded by the insulating liquid layer 152, and a state where the liquid is embedded in the insulating holding medium 153 in a rotatable state is obtained.
[0375]
Since the single-sided colored sphere 151 has different properties on one hemispherical surface and the other hemispherical surface, the amount of ions adsorbed on both surfaces is different. Therefore, when an electric field is applied to the medium 15, the direction of the surface of the single-sided colored particle 151 changes depending on the direction of the electric field. Therefore, an image is displayed when the colored surface of the single-sided colored sphere 151 is seen or the uncolored surface is seen.
[0376]
For the image display using the medium 15, for example, using the image forming apparatus shown in FIGS. 30 and 31, the surface of the medium 15 is uniformly charged to a predetermined potential in advance before the image display. An electrostatic latent image EI is formed, and a predetermined electrostatic field is generated for each pixel corresponding to an image to be displayed on the single-sided colored sphere 151 floating in the insulating liquid 152 in the medium based on the electrostatic latent image. An image can be displayed by forming. As a result, the image can be displayed with good image retention.
[0377]
Image display and image deletion can be repeated for the media 14 and 15.
[0378]
Note that the mediums 14 and 15 may form images with the other image forming apparatuses described above as long as the images can be displayed satisfactorily.
[0379]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a reversible image display method and a reversible image display medium having the following advantages can be provided.
(1) Image display and image erasure can be performed repeatedly. Therefore, it is possible to reduce the use of image display media such as paper, developer, ink and other consumables related to conventional image display. It can respond to the environmental load reduction.
(2) An image with excellent contrast, high resolution and high quality can be stably displayed over a long period of time.
(3) Afterimages are unlikely to occur, thus exhibiting good reversibility, and a high-quality image can also be displayed in this respect.
[0380]
In particular, according to the reversible image display method according to the present invention, when displaying an image, the surface of the image display medium is uniformly charged to a predetermined potential in advance, and an electrostatic latent image is written in the charged area. The image retention is improved, and in this respect, a high-quality image having further excellent contrast can be stably displayed over a long period of time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A to FIG. 1I are diagrams showing examples of the shape of a developer containing cell.
FIGS. 2A to 2H are diagrams showing examples of shapes and arrangements of developer movement suppressing members, respectively. FIG. (I) is a diagram showing an example of the medium unit area Sb and the image portion area Sa by the cells therein.
FIG. 3 is a cross-sectional view of an example of a reversible image display medium with electrodes before image display.
4 is a cross-sectional view of an image display state of the medium shown in FIG.
5 is a perspective view of a second sheet in the medium shown in FIG. 3 and a lattice-shaped partition wall formed on the second sheet. FIG.
6 is a plan view of a second sheet and individual electrodes formed thereon in the medium shown in FIG. 3;
7 is a diagram showing an image display example of the medium shown in FIG. 3; FIG.
FIG. 8 is a cross-sectional view of another example of a reversible image display medium. FIG. 8A is a cross-sectional view of the reversible image display medium before image display, and FIG. 8B is a cross-sectional view of an example during image display.
FIG. 9 is a plan view showing a part of the medium shown in FIG.
10 is a diagram showing an image display example of the medium shown in FIG. 8. FIG.
FIG. 11 is a diagram illustrating a schematic configuration of an example of an image forming apparatus including an external electrostatic latent image forming apparatus.
FIG. 12 is a cross-sectional view of still another example of a reversible image display medium according to the present invention.
13A is a plan view showing still another example of image display, and FIG. 13B shows the ratio of the non-image area (non-image area / medium unit area) to the reflection density ratio. It is a graph which shows a relationship.
FIG. 14 is a diagram illustrating a schematic configuration of an example of an image forming apparatus including an ion flow type direct electrostatic latent image forming apparatus.
FIG. 15 is a diagram showing a schematic configuration of another example of an image forming apparatus having an ion flow type direct electrostatic latent image forming apparatus.
FIG. 16 is a diagram showing a schematic configuration of still another example of an image forming apparatus including an ion flow type direct electrostatic latent image forming apparatus.
FIG. 17 is a diagram illustrating a schematic configuration of an example of an image forming apparatus including a multi-stylus type direct electrostatic latent image forming apparatus.
FIG. 18 is a diagram illustrating a schematic configuration of an example of an image forming apparatus including a multi-stylus type electrostatic latent image forming apparatus having adjacent control electrodes.
FIG. 19 is a diagram illustrating an equivalent circuit of an image forming apparatus including an external electrostatic latent image forming apparatus. FIG. (A) is an equivalent circuit in a state where the image carrier and the image display medium are separated from each other. FIG. (B) is an equivalent circuit in a state where the image carrier is brought close to the image display medium and electrostatically induced. (C) is an equivalent circuit in a state where charge transfer occurs due to dielectric breakdown, and FIG. (D) is an equivalent circuit in a state where the image carrier and the medium are separated after charge transfer.
FIG. 20 is a diagram illustrating a schematic configuration of an example of an image forming apparatus including an image erasing apparatus.
FIG. 21 is a diagram illustrating a schematic configuration of another example of an image forming apparatus including an image erasing apparatus.
FIG. 22 is a diagram illustrating a schematic configuration of still another example of an image forming apparatus including an image erasing apparatus.
FIG. 23 is a diagram illustrating a schematic configuration of an example of an image forming apparatus including a developer stirring device.
FIG. 24 is a diagram illustrating a schematic configuration of another example of an image forming apparatus including a developer stirring device.
FIG. 25 is a diagram illustrating a schematic configuration of still another example of an image forming apparatus including a developer stirring device.
FIG. 26 is a diagram illustrating a schematic configuration of still another example of an image forming apparatus including a developer stirring device.
FIG. 27 is a diagram illustrating a schematic configuration of still another example of an image forming apparatus including a developer stirring device.
FIG. 28 is a diagram illustrating a schematic configuration of still another example of an image forming apparatus including a developer stirring device.
FIG. 29 is a diagram illustrating a schematic configuration of still another example of an image forming apparatus including a developer stirring device.
FIG. 30 is a diagram illustrating a schematic configuration of an example of an image forming apparatus including a preliminary charging device.
FIG. 31 is a diagram illustrating a schematic configuration of another example of an image forming apparatus including a preliminary charging device.
FIG. 32 is a diagram illustrating an equivalent circuit in a case where a medium is charged before forming an electrostatic latent image in an image forming apparatus including an external electrostatic latent image forming apparatus. FIG. (A) is an equivalent circuit in a state where the image carrier and the image display medium are separated from each other. FIG. (B) is an equivalent circuit in a state where the image carrier is brought close to the image display medium and electrostatically induced. (C) is an equivalent circuit in a state where charge transfer occurs due to dielectric breakdown, FIG. (D) is an equivalent circuit in which the image carrier and the medium are separated after charge transfer, and FIG. (E) is a case where the counter electrode roller is grounded. Is an equivalent circuit.
FIG. 33 is a partial cross-sectional view of still another example of a reversible image display medium.
FIG. 34 is a partial cross-sectional view of still another example of a reversible image display medium.
[Explanation of symbols]
CE1 Developer groove containing continuous groove
w1 partition wall
S Image display medium
CE2 Independent type cell
α Partition wall thickness
pt Distance between adjacent partition walls
h Partition wall height
CL1, CL2, CL3, CL4 Developer movement restraining member
β1, β2 Vertical and horizontal dimensions of columnar developer movement suppression member
γ1, γ2 Vertical and horizontal dimensions of one unit of image display area
DL, DLo Developer
WP White developer particles
BP Black developer particles
11 Reversible image display medium
111 1st sheet
112 2nd sheet
113 Bulkhead
114 First electrode
115 Second electrode
115a Individual electrode (pixel electrode)
116 Developer storage cell
110 Lead part
117 Electrode selection circuit
118a Positive drive voltage generation circuit
118b Negative drive voltage generation circuit
119 Display data control unit
Bk black display part
W White display part
12 Reversible image display medium
121 1st sheet
122 2nd sheet
123 Bulkhead
123a Vertical partition wall
124 Developer storage cell
120 Sealing part
120a Sealing part 120 part
PC photoconductor drum
CH Scorotron charger
EX Laser image exposure equipment
IR eraser lamp
R1 electrode roller
R2 Rotating magnetic pole roller
PW1 Bias power supply
13 Reversible image display medium
122A conductive film
CR1 ion flow type direct electrostatic latent image forming device
c1 Corona ion generator
c11 Shield case
c12 corona wire
e1 Write electrode
f1 Write electrode control circuit
Ea Grounding electrode
CR2 ion flow type direct electrostatic latent image forming device
c2 Corona ion generator
e2 Write electrode
f2 Write electrode control circuit
c21 shield case
c22 corona wire
Pc2 power supply
e21 Upper electrode
e22 Lower electrode
Pc21 control power supply
Pc22 Bias power supply
f21 control unit
R3 electrode roller
PC20 power supply
CR3 Multi-stylus type direct electrostatic latent image forming apparatus
e3 electrode
H3 Multi-stylus head
Multi-stylus type electrostatic latent image forming apparatus having CR4 adjacent control electrode
e4 recording electrode
e41 Control electrode
H4 electrostatic recording head
EL1, EL2 Image erasing device
R5 transfer electrode roller
PW5 power supply
Member with Mg N pole and S pole alternately
PW1 'Development bias power supply
2 Preliminary charging device
21 Charger
22 Ground electrode
14 Electrophoretic reversible image display medium
140 Electric field coloring layer
141 charged colored particles
142 Insulating liquid
143 liquid layer
144 Transparent conductive layer
145 Insulating layer
146 Support substrate
15 Rotating particle sphere type reversible image display medium
150 Electric field coloring layer
151 Single-sided colored sphere
151a coloring
152 Insulating liquid
153 Insulating holding medium
154 Transparent conductive layer
155 Insulation layer
156 Support substrate

Claims (3)

所定のギャップをおいて対向する、少なくとも一方が光透過性を有する2枚のシートと、
前記2枚のシートの間に形成され、周囲を仕切り壁で囲まれた1又は2以上の現像剤収容セルと、
前記各セルに内包された乾式現像剤と、
を有しており、
前記乾式現像剤は、互いに帯電極性の異なる、且つ、互いに光学的反射濃度の異なる少なくとも2種類の、摩擦帯電性を有する乾式現像粒子を含んでいる、
可逆性画像表示媒体であって、
前記現像剤収容セル内の前記乾式現像剤を構成している少なくとも2種類の前記乾式現像粒子が互いに異なる帯電極性に摩擦帯電している可逆性画像表示媒体を準備する工程と、
前記可逆性画像表示媒体のシート表面を一様に所定電位に帯電させる帯電工程と、
前記帯電工程で帯電したシート表面に表示しょうとする画像に対応する静電潜像を形成し、該静電潜像に基づいて前記現像剤収容セル内の現像粒子に対し表示しょうとする画像に対応する画素ごとに所定の静電場を形成することで該現像粒子を移動させて画像表示する工程と、
を含むことを特徴とする可逆性画像表示方法。
Two sheets facing each other with a predetermined gap, at least one of which is light transmissive,
One or more developer containing cells formed between the two sheets and surrounded by a partition wall;
A dry developer contained in each cell;
Have
The dry developer contains at least two types of dry developing particles having triboelectric charging properties having different charging polarities and different optical reflection densities.
A reversible image display medium,
Preparing a reversible image display medium in which at least two types of dry developer particles constituting the dry developer in the developer containing cell are frictionally charged to different charging polarities;
A charging step of uniformly charging the sheet surface of the reversible image display medium to a predetermined potential;
An electrostatic latent image corresponding to the image to be displayed is formed on the surface of the sheet charged in the charging step, and an image to be displayed on the developer particles in the developer containing cell is formed based on the electrostatic latent image. A step of displaying the image by moving the developing particles by forming a predetermined electrostatic field for each corresponding pixel;
A reversible image display method comprising:
前記シート上の静電潜像は、前記帯電工程で帯電したシート表面に直接形成する請求項1記載の可逆性画像表示方法。  The reversible image display method according to claim 1, wherein the electrostatic latent image on the sheet is directly formed on the surface of the sheet charged in the charging step. 前記シート上の静電潜像は、前記可逆性画像表示媒体の外部で静電潜像担持体上に表示しようとする画像に対応させて形成した静電潜像を前記帯電工程で帯電したシート表面に転写形成する請求項1記載の可逆性画像表示方法。  The electrostatic latent image on the sheet is a sheet obtained by charging the electrostatic latent image formed in correspondence with the image to be displayed on the electrostatic latent image carrier outside the reversible image display medium in the charging step. The reversible image display method according to claim 1, wherein the reversible image is transferred and formed on the surface.
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