JPH04296587A - 作像シート並びにその作像シートを用いた作像方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は複写機、プリンターに利
用でき、再使用可能な作像シートならびにその作像シー
トを使用した作像方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、複写機、プリンターの普及に供な
って、オフィスにおける紙の消費が著しく増加している
。この多量の紙は一つにには紙原料の木材の消費、一つ
には多量の廃棄物の副生の二重の社会問題となっている
。再生可能なプリントがあれば、これらの問題は解決さ
れる。しかし、現在複写機等では電子写真方式が用いら
れており、電子写真方式では紙に樹脂からなるトナーを
溶着させているので、その再生は困難である。

【０００３】従来、この再使用の作像シートとして、シ
ート基板上にハニカム状のセル内に白色の液体と、黒色
の磁性粉末をカプセルに封入された集合体を透明版で覆
った作像シートは知られている。そして、このシートを
用いて作像するには、このシートの表面を磁石ペンで所
定の情報をなぞると磁性粒子が表面に接近し、セル表面
が黒色になり作像されるものはあった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の作像シート
にあっては、セル内の液体は常温でも液体であり、作像
した場合いに像形成している粒子が容易に移動し、情報
が消失し易い欠点を有している。また分割した磁気情報
を与えるのは比較的困難であり、事務機への展開が困難
であった等の欠陥を有していた。

【０００５】本発明はこれらの欠陥のない複写機、プリ
ンターに利用でき、再使用可能な作像シート並びに作像
方法を提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は２０℃で１０３
ポイズ以上であり、１００℃で１０３ポイズ以下となる
材料に強磁性体またはこれを含む色材粉末あるいは電荷
を有する色材粉末を分散したものをマイクロカプセルに
封入し、シート状基材上にほぼ一層に敷いた作像シート
ならびに、この作像シートに加熱と同時に磁気信号また
は電気信号を与えるか、あるいは磁界または電界をかけ
、同時に熱信号を与えて作像する方法である。

【０００７】本発明の２０℃で１０３ポイズ以上であり
、１００℃で１０３ポイズ以下となる材料（以下分散媒
という）としては、高分子量アイソパー、シリコンオイ
ル、カルナウバワックス、エステルワックス等が挙げら
れる。そしてこれらの材料は着色（白色等）されている
方が好ましい。なお、上記分散媒は、１００℃における
粘度が余り高いと強い外力（磁界、電解）と、色材の移
動時間が長く必要になり、２０℃におる粘度が余り低い
とプリント使用時に外力によって文字、情報が劣化する
ので、１００℃で１０２ポイズ以下、２０℃で１０４ポ
イズ以上のものが好適である。

【０００８】上記分散媒に分散させる強磁性体または強
磁性体を含む色材は、例えば鉄枌、フェライト等の磁性
枌体またはこれをスチレン等の樹脂、顔料と混練、粉砕
した粉末である。また、電荷を有する色材粉末は、湿式
用トナーに用いられる材料が主として用いられ、例えば
、ポリエチレンワックス、酸化型ポリエチレンワックス
、低分子量ポリオレフィン、ポリスチレン系、アクリル
系、エポキシ系、ポリエステル系、ゴム系の樹脂に染料
または顔料を含有させたものである。

【０００９】本発明のマイクロカプセルに封入される材
料は、上記分散媒に色材粉末を分散させたものである。 この分散媒に色材粉末を分散させる方法は、一般に色材
粉末を加熱下で溶融分散する。なお、前記色材粉末を分
散した分散媒をガス体と供にマイクロカプセルに封入し
ても良い。このガス体としては空気、窒素等があげられ
る。

【００１０】本発明のカプセルに色材を封入する方法は
一般のマイクロカプセル化方法が採用される。マイクロ
カプセルに色材粉末を含有する分散媒を封入する場合は
、例えば、スプレードライングによるマイクロカプセル
化法が好適である。このマイクロカプセル化法は、色材
粉末を分散媒中に分散媒が溶融する加熱下に分散し、空
中に噴霧し冷却することによってカプセルの芯物質とす
る。このカプセル芯物質をスチレン、塩化ビニル、塩化
ビニリデン、ビニルエステル、ビニルエーテル、アクリ
ル酸エステル、アクリロニトリル等のホモポリマーまた
は共重合体、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリス
ルホネート、ポリウレタン、ポリアミド、塩素化ゴム、
エチルセルロース、酢酸セルロース等のカプセル素材の
溶媒溶液中に分散し、微小滴状にして熱気流中で乾燥し
マイクロカプセルとする。また、マイクロカプセル中に
色材粉末含有分散媒とガス体とを封入させる場合は、一
般のマイクロバルーン法が好適に使用できる。このマイ
クロカプセル化法は前述のスプレードライング法におい
て、カプセル素材としてフェノールホルマリン樹脂、ポ
リビニルアルコール、ゼラチン、メチルセルロース、ポ
リスチレン等を用い、これにアンモニウム塩、炭酸塩、
カルボン酸、ジアゾ化合物、アザイド化合物等の膨張剤
を入れて行う。また、前記カプセル芯物質に、ナトリウ
ムシリケート、硼酸、尿素の混合粉体をまぶして熱気流
中でカプセル化してガラス球としても良い。本発明のマ
イクロカプセルの粒径は解像度、熱感度から、１００μ
以下が好ましい。

【００１１】前述のようにして得られたマイクロカプセ
ルをシート状基材上にほぼ一層に敷くには、ポリエステ
ル、紙、ポリイミド等の可とう性のシート状基材上に透
明樹脂結着剤により付着することにより行う。なお、シ
ート状基材表面に常温では固体であり、高温では軟化す
る液晶の高分子液晶を被覆すると更に良い結果が得られ
る。また、液晶の表面に偏光層を設け、コントラストの
改善を図ることができる。また、マイクロカプセルとシ
ート状基材との間に導電層を設けると強電界を得ること
ができる。

【００１２】本発明の作像シートの拡大縦断面を図１及
び図２で示す。図１はマイクロカプセル中に色材粉末が
分散媒に分散したものを封入した作像シートであり、図
２はマイクロカプセル中に磁性流体とガスを封入した作
像シートである。図１においては１はシート状基材、２
はマイクロカプセル壁、３は色材粉末、４は分散媒、５
は結着剤、６は磁性流体、７はガスを示す。

【００１３】本発明の作像シートを用いて作像する方法
は、マイクロカプセルに封入されている色材粉末が磁性
体である場合は、この作像シートの一部または全部を加
熱し、同時に磁気信号を与えて情報を書き込む方法、及
び作像シートの一部に磁界を与え、同時に熱信号を与え
て情報を書き込む方法により作像する。前者の方法は一
般に本発明の作像シートを加熱ローラーで加熱し、作像
シートの表面側に磁気ヘッドで情報を書き込み作像する
。加熱ローラーは、内部に発熱体を有し、外側には透磁
率が高く弾性を有する層のローラーで、外側の材料はフ
ェライトを分散したシリコンゴム等が好適である。また
、加熱方法は熱ローラー方式、面状発熱体の当接、光照
射等の加熱方式を適宜採用することができる。後者の方
法は、一般に本発明の作像シートの背面に磁石を設け、
それに対応する同シートの表面に多分割されたサーマル
ヘッドを設けた装置中を通過させる。作像シートが磁石
を通過するときにサーマルヘッドで書き込みを行うと、
サーマルヘッドで加熱された領域だけが磁力により書き
込みがなされる。なお、磁石は作像シート幅に相当する
長さを有し、巾方向には均一で、作像シートの厚さの方
向には不均一磁場を形成するように楔型にするのが好ま
しい。このようにして、作像されたシートは、これを裏
返しにして、加熱時磁気ヘッドで全面に書き込みを行う
か、または専用の磁気ヘッドにより作像を消去すること
ができる。なお、この時、交番磁界またはパルス磁界を
用いると磁性粒子の消磁も兼ねて効果的である。

【００１４】本発明の作像シートのマイクロカプセルに
封入されている色材粉末が電荷を有する色材粉末である
場合は、作像シートの一部または全部を加熱し、同時に
電気信号を与えて情報を書き込む方法及び、この作像シ
ートの一部または全部に電界をかけて、同時に熱信号を
与えて情報を書き込む方法により作像する。前者の方法
は、一般に本発明の作像シートを加熱ローラーで加熱し
、作像シートの表面側に分割電極を有するマルチスタイ
ラスで情報を書き込み作像する。加熱ローラーは、内部
に発熱体を有し、外側には低抵抗性であり、その芯金に
は適当なバイアスが印加されている、外側層の材料はシ
リコンゴムにカーボンを分散したものが好ましい。後者
の方法は、一般に本発明の作像シートの背面に電界を与
え、対応する同シートの表面にサーマルヘッドで情報を
書き込んで作像する。電界を付与する手段としては、例
えば芯金とその周囲に低抵抗弾性層を有するバイアスロ
ーラーに作像シートを通過させることにより行うことが
できる。このバイアスローラーの低抵抗性弾性層は例え
ば、カーボンブラックを分散したシリコンゴム、ニトリ
ルーブタジエンラバー、ウレタン等の材料を用いて作ら
れている。そして、バイアスローラーには常時、特に作
像時にバイアスが印加されている。このように本発明の
作像シートを電界中において、表面からサーマルヘッド
により加熱された領域のみが書き込まれる。電界が作像
シートに有効に作用させるために、ヘッドのヒーターの
一部またはその基板を接地または一定の電位に維持する
必要がある。以上電界付与手段として、バイアスローラ
ーを用いた場合について説明したが、バイアスローラー
の変わりにコロナ放電器を用いて行うこともできる。 このように作像されたシートの作像を消去するには、作
像シートを加熱して、電気信号を作像したシートの作像
を消去する場合には、書き込み時と逆極性の電圧をマル
チスタイラス全てに印加すれば容易に消去することがで
きる。この時、電圧にＡＣまたはパルスを重畳すれば効
率が一層良くなる。また、電界中にサーマルヘッドによ
り作成した作像シートの書き込みを消去するには、書き
込み時の電界の逆電界を作像されたシートに印加するこ
とによって容易に消去することができる。なお、本発明
の作像シートにおいて、シート状基材に常温で固体の液
晶を被覆したものを使用した場合は交番電界を印加すれ
ば良い。

【００１５】

【作用】以上述べたように、本発明の作像シートは、常
温で固体または高粘度で、高温で低粘度となる分散媒中
に磁性体または磁性体を含む色材あるいは電荷を有する
色材をマイクロカプセルに封入したものであるから、加
熱時に外部より磁界または電界を与えることにより、色
材を移動させ像を形成させることができる。そして、温
度を下げれば、この色材は固定される。この状態を図３
で示す。また、作像されたシートは裏返しにして同様の
操作を行えば、色材が反対方向に移動し、作像は消去さ
れる。更に、マイロカプセル中にガスを封入した本発明
の作像シートの場合は前述の作用のほかに、磁性流体が
作像前には基材シート側に有り、表面にはガスが有るの
で、外部の光は全反射し易く（図２矢印）、作像後は磁
性流動体が表面に移動して、外部の光の一部が磁性流体
に侵入するため、磁性流体の色が外部に反射され鮮明な
作像が得られる（図４矢印）。この状態を図４で示す。

【００１６】

【実施例】本発明の製造シートの製造例並びにその作像
シートを用いた作像方法の実施例を示す。

【００１７】実施例１ 本実施例を図１により説明する。スチレン樹脂に顔料、
鉄粉を分散、混練、粉砕した色材粉末を加熱下でカルナ
バワックスを主成分とする分散媒４溶液中に分散し、色
材の分散物を得る。この粉体を、芯物質としてマイクロ
カプセル壁物質酢酸セルロースの溶媒溶液に懸濁し、ス
プレドライングの装置中において、この分散液をアトマ
イザーにより微粒化され、ドライヤーの中に放出させる
と約３０μ粒径のマイクロカプセル２が得られる。この
マイクロカプセルをポリエステル樹脂シート状基材１上
にほぼ一層になるように結着材エポキシ樹脂５で結合し
て本発明の作像シートを得た。

【００１８】実施例２ 本実施例を図２により説明する。微細フェライト粉を実
施例１と同様の方法により分散媒溶液に分散し、磁性流
体６を調製する。この磁性流体を芯物質としてマイクロ
カプセル壁物質２のフェノールホルマリン樹脂溶液中に
アンモニウム塩と共に懸濁分散し、スプレドライングの
装置中において、この分散液をアトマイザーにより微粒
化され、ドライヤーの中に放出させると、約３０μ粒径
の空気７を封内したマイクロカプセルが得られる。この
マイクロカプセルをポリエステル樹脂シート状基材１上
にほぼ一層になるように結着材５で結合して本発明の作
像シートを得た。

【００１９】実施例３ 本発明の作像シートを用い加熱下に磁気信号を与えて情
報を書き込む作像方法について、図５によって説明する
。図５の１１は外側にフェライトを分散したシリコンゴ
ムをライニングした加熱ローラー、１２，１３は加圧ロ
ーラー、１０は磁気ヘッド、Ａは磁性体を封内したマイ
クロカプセルをシート状基材に結着させた本発明の作像
シートである。作像シートＡを加熱ローラー１１と加圧
ローラー１２，１３の間を通して、加熱時に磁気ヘッド
１０により所定の情報をシートＡ上に書き込み作像する
。

【００２０】実施例４ 本発明の作像シートを用い加熱下に電気信号を与えて情
報を書き込む作像方法について図６によって説明する。 図６の１１の加熱ローラーは芯金にバイアスが印加され
、その外側がシリコンゴムにカーボンを分散した材料で
ライニングされている。１２，１３の加圧ローラーは実
施例３の加圧ローラーと同様である。作像シートは、電
荷を有する色材をマイクロカプセルに封内しシート状基
材に結着させた本発明の作像シートＢを加熱ローラー１
１と加圧ローラー１２，１３の間を通して、加熱時に分
割電極を有するマルチスタイラス１４により所定の情報
をシートＢ上に書き込み作像する。

【００２１】実施例５ 本発明の作像シートを用い磁界をかけ、同時に熱信号を
与えて情報を書き込み作像する方法について図７によっ
て説明する。図７の１５は磁石、１６はサーマルヘッド
、１７は発熱体、Ａは磁性体又はそれを含有する色材を
マイクロカプセルに封内しシート状基材に結着させた本
発明の作像シートを示す。作像シートＡは楔型の磁石１
５により背面において、同シートの巾方向には均一で、
厚さ方向に不均一な磁界をかけた状態で、その表面より
分割サーマルヘッド１６により、加熱された領域だけが
磁力により書き込み作像する。

【００２２】実施例６ 本発明の作像シートを用い電界をかけ、同時に熱信号を
与えて情報を書き込み作像する方法について図８によっ
て説明する。図８の１８はバイアスローラー、１６はサ
ーマルヘッド、１７は発熱体、Ｂは電荷を有する色材を
マイクロカプセルに封入しシート状基材に結着させた本
発明の作像シートを示す。作像シートＢは芯金とその周
囲をシリコンゴムにカーボンを分散した低抵抗弾性層を
有するバイアスロール１８により背面において電界をか
けた状態で、シート表面よりサーマルヘッド１６により
加熱された領域だけが電界により書き込み作像する。

【００２３】実施例７ 実施例６の電界を付与する手段としてバイアスローラの
代りにコロナ放電を用いた例であり、図９により説明す
る。図９の１６はサーマルヘッド、１７は発熱体、Ｂは
本発明の作像シートは実施例６と同様である。１９−１
は帯電器、１９−２は背面電極を示す。作像シートＢは
このシートの背面に帯電器１９−１を設け、対応する個
所に背面電極１９−２を設けて、コロナ放電により電界
をかけ、シート表面よりサーマルヘッド１６により加熱
された領域だけが電界によって書き込み作像する。

【００２４】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の作像シート
は常温で作像の劣化がなく、磁気書き込み又は電気書き
込み、消去が可能であり産業上極めて有用な発明である
。

【図面の簡単な説明】

【図１】磁性又は電荷を有する色材をマイクロカプセル
に封入した本発明の作像シートの拡大縦断面図。

【図２】磁性流体及びガスをマイクロカプセルに封入し
た本発明の作像シートの拡大縦断面図。

【図３】図１の作像シートの作像状態を示す拡大縦断面
図。

【図４】図２の作像シートの作像状態を示す拡大縦断面
図。

【図５】本発明の作像シートを加熱下に磁気信号を与え
て作像する方法の概要図。

【図６】本発明の作像シートを加熱下に電気信号を与え
て作像する方法の概要図。

【図７】は本発明の作像シートを磁界下に熱信号を与え
て作像する方法の概要図。

【図８】本発明の作像シートを電界下に熱信号を与えて
作像する方法の概要図。

【図９】本発明の作像シートを電界下に熱信号を与えて
作像する方法の概要図。

【符号の説明】

１　　シート状基材 ２　　マイクロカプセル ３　　色材粉末 ４　　分散媒 ５　　結着剤 ６　　磁気流体 ７　　ガス １０　　磁気ヘッド １１　　加熱ローラー １２　　加圧ローラー １３　　加圧ローラー １４　　マルチスタイラス １５　　磁石 １６　　サーマルヘッド １７　　発熱体 Ａ　　磁性色材をマイクロカプセルに封入した作像シー
トＢ　　電荷を有する色材をマイクロカプセルに封入し
た作像シート

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　２０℃で１０３ポイズ以上であり、１
   ００℃で１０３ポイズ以下となる材料に強磁性体あるい
   はこれを含む色材粉末または電荷を有する色材粉末を分
   散したものをマイクロカプセルに封入し、シート状基材
   にほぼ一層に敷いたことを特徴とする作像シート。
2. 【請求項２】　　２０℃で１０３ポイズ以上であり、１
   ００℃で１０３ポイズ以下となる材料に強磁性体あるい
   はこれを含む色材粉末を分散したものとガス体とをマイ
   クロカプセルに封入し、シート状基材にほぼ一層に敷い
   たことを特徴とする作像シート。
3. 【請求項３】　　常温で固体の液晶をシート状基材に被
   覆した請求項１または２の作像シート。
4. 【請求項４】　　請求項１または２記載の作像シートの
   一部または全部を加熱して同時に磁気信号または電気信
   号を与えて情報を書き込むことを特徴とする作像方法。
5. 【請求項５】　　請求項１または２記載の作像シートの
   一部または全部に磁界または電界をかけ、同時に熱信号
   を与えて情報を書き込むことを特徴とする作像方法。