JPH0643632A - マイクロカプセルおよび画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 装置内部で誤って破壊されることがなく、か
つ画像を形成する際には従来よりも小さい外力によって
芯物質を放出することが可能な画像形成用マイクロカプ
セルと、このマイクロカプセルを用いる小型軽量の画像
形成装置を提供する。 【構成】 本発明の画像形成用マイクロカプセルは、少
なくとも顔料等の画像形成物質と感光性物質からなる芯
物質が、樹脂等の壁部材によって内包されたマイクロカ
プセルであって、壁部材が熱膨張率の異なる２種以上の
材料によって構成されている。画像形成装置は、前記の
画像形成用マイクロカブセルを用い、マイクロカプセル
から芯物質を放出させるためのカプセル破壊手段を有す
る装置であって、破壊手段にマイクロカプセルを加熱す
る加熱機構を含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、普通紙などにモノクロ
あるいはフルカラーの画像を形成するためのマイクロカ
プセル、および画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、染料前駆体と感光性物質などの芯
物質とが、樹脂などの壁材によって封入された、いわゆ
る感光性マイクロカプセルが知られている。また、この
感光性マイクロカプセルを担持した感光媒体を用いるカ
ラー複写装置が開発されている。

【０００３】この装置に於いては、前記感光媒体が画像
情報に応じて露光され、マイクロカプセルが硬化するこ
とにより感光媒体に化学潜像が形成される。次に顕色紙
と感光媒体が重ね合って加圧され、マイクロカプセルが
破壊されることによって、前記化学潜像が現像され、顕
色紙に画像が形成されるのである。

【０００４】しかし、この装置に於いては、ＰＥＴなど
のプラスティックフィルムを基材として、この基材にマ
イクロカプセルが塗工された感光媒体が用いられてい
る。このため、前記基材は画像形成には直接寄与しない
にもかかわらず、画像形成される毎にマイクロカプセル
と共に消費され廃棄されていた。したがってこの画像形
成装置は、いわゆるランニングコストが高いという問題
があった。

【０００５】そこで、本出願人はこの問題を解決するた
め、粒子状の感光性マイクロカプセルを用い、前記基材
を廃棄することなく画像形成が可能な装置を、特願平３
−１２４９１９号にて出願している。

【０００６】この画像形成装置に於いては、粉体状のマ
イクロカプセルが装置内部でエンドレスベルト状の支持
体に乾式で塗布され、次に画像情報に応じて露光され
る。次に、加圧手段などによってマイクロカプセルが破
壊されて芯物質が放出され、受像紙に画像が形成される
のである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
画像形成装置は、大型で重量が重いものに限定されてい
た。これは、マイクロカプセルを破壊するために多大な
加圧力などの外力が必要であり、加圧手段などが頑丈で
大型なものになるためである。前記破壊するための外力
を軽減する目的で、マイクロカプセルの強度、特に壁部
材の強度が弱いマイクロカプセルを用いることも考えら
れる。しかしながら、このようなマイクロカプセルを用
いると、装置内部においてマイクロカプセルの塗布、搬
送などの工程で誤って破壊され易いという重大な問題を
生じていた。

【０００８】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、装置内部で誤って破壊されるこ
とがなく、かつ画像を形成する際には、従来よりも小さ
い外力によって芯物質を放出することが可能な画像形成
用マイクロカプセルと、このマイクロカプセルを用いる
小型軽量の画像形成装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の画像形成用マイクロカプセルは、少なくとも
顔料等の画像形成物質と感光性物質からなる芯物質が、
樹脂等の壁部材によって内包されたマイクロカプセルで
あって、壁部材が熱膨張率の異なる２種以上の材料によ
って構成されていることを特徴とする。

【００１０】また本発明の画像形成装置は、前記の画像
形成用マイクロカブセルを用い、マイクロカプセルから
芯物質を放出させるためのカプセル破壊手段を有する装
置であって、破壊手段にマイクロカプセルを加熱する加
熱機構を含むことを特徴とする。

【００１１】

【作用】上記の構成を有する本発明の、画像形成用マイ
クロカプセルは、加熱されると壁部材が膨張する。壁部
材が少なくとも熱膨張率の異なる２種以上の材料によっ
て構成されているため、熱膨張率の差に起因して局部的
に熱応力が発生して壁部材に歪が生じ、マイクロカプセ
ルが破壊されるか、あるいは破壊され易くなる。

【００１２】また、本発明の画像形成装置においては、
加熱機構によって上記のマイクロカプセルを加熱するの
で、マイクロカプセルが破壊されるか、あるいは破壊さ
れ易くなる。その後、一対のローラなどの加圧機構によ
ってマイクロカプセルをより確実に破壊し、芯物質を受
像紙に転写する。

【００１３】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面を
参照して説明する。

【００１４】図１（ａ）は本発明の画像形成用マイクロ
カプセルの断面図である。図１においてマイクロカプセ
ル１は、ほぼ球形で直径が３〜２０μｍであり、液体状
の芯物質３が第一の壁部材２ａによって封入され、かつ
第一の壁部材２ａの外側に第二の壁部材２ｂが設けられ
る。この第一の壁部材と第二の壁部材は共に０．０１〜
１μｍの厚さである。

【００１５】さらに芯物質３は液体状の感光性物質４
と、感光性物質４中に微細に分散された画像形成物質５
からなっている。

【００１６】ここで、感光性物質とは、光に反応して重
合し硬化する物質であり、少なくとも重合性物質と光開
始剤からなり、必要に応じて増感色素が含まれる。

【００１７】前記重合性物質としては、例えば、Ｎ−ビ
ニル−２−ピロリドン、ビスフェノールＡジアクリレー
トおよびメタクリレート、トリプロピレングリコールジ
アクリレートおよびメタクリレート、ポリエチレングリ
コールジアクリレートおよびメタクリレート、ペンタエ
リスリトールトリアクリレートおよびメタクリレート、
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートおよびメタ
クリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート
およびメタクリレート、オリゴエステルアクリレートお
よびメタクリレート等が挙げられる。また、これらの重
合性物質は、単独でも、２種以上を混合したものでもよ
い。

【００１８】光開始剤は、光に感応し重合性物質の重合
を開始させるものであり、例えばベンゾフェノン、ベン
ゾイルイソプロピルエーテル等のベンゾイルアルキルエ
ーテル類、ミヒラーズケトン、金属アレーン化合物、
２，４−ジエチルチオキサントン等を挙げることができ
る。

【００１９】増感色素は、感光性物質の感光波長を調整
するために含まれるもので、キサンテン系、クマリン
系、メロシアニン系、チアジン系、アジン系、メチン
系、オキサジン系、フェニルメタン系、シアニン系、ア
ゾ系、アントラキノン系、ピラゾリン系、スチルベン
系、キノリン系、フタロシアニン系など各種染料が用い
られる。

【００２０】前記画像形成物質５は、最終的に受像紙に
転写されて画像を形成する物質であり、それ自身が着色
されている染料、無機あるいは有機顔料及び、それ自身
は無色で外部からのエネルギーを受けたときのみ発色す
るサーモクロミック化合物、ホトクロミック化合物、他
の物質と反応して発色する染料前駆体などがある。

【００２１】しかしフルカラー画像を形成するためのマ
イクロカプセルにおいては、発色性の点から、画像形成
物質は特に有機あるいは無機の顔料が望ましい。

【００２２】前記第一の壁部材２ａと第二の壁部材２ｂ
は熱膨張率が異なる材料から構成される。具体的には、
第一の壁部材２ａとしては線熱膨張率が２〜３×１０^-5
／℃であるポリウレタン、ポリエステル、ポリユリアな
どの樹脂が、第二の壁部材２ｂとしては線熱膨張率が４
〜８×１０^-5／℃であるメラミンホルマリン、尿素ホル
マリン樹脂がよい。

【００２３】また、第一の壁部材２ａと第二の壁部材２
ｂが類似の材質からなっていても、架橋度の違いや添加
物の有無によって熱膨張率に違いを生じさせてもよい。
このような例として、ポリスチレン（６〜８×１０^-5／
℃）とガラス充填ポリスチレン（１．８〜４．５×１０
^-5／℃）、メラミンホルマリン樹脂（４〜８×１０^-5／
℃）とガラス充填メラミン樹脂（１〜２×１０^-5／℃）
などがある。さらに、一般にガラスなどの無機材料は、
樹脂に比べて熱膨張率が著しく小さいので、無機材料と
樹脂との組合せで壁部材を形成してもよい。

【００２４】芯物質の周囲に第一の壁部材を設ける方法
は、公知のマイクロカプセル化技術によって可能であ
る。例えば、界面重合法によってポリアミド、ポリウレ
タン、ポリエステル、ポリユリアの各樹脂を壁部材とす
るマイクロカプセルが製造できる。また、Ｉｎ−Ｓｉｔ
ｕ重合法によって、ポリスチレン、メラミンホルマリ
ン、尿素ホルマリンの各樹脂を壁部材とするマイクロカ
プセルが製造できる。また、コアセルベーション法、相
分離法、液中乾燥法、噴霧乾燥法等で製造してもよい。

【００２５】このマイクロカプセルの外側に第二の壁部
材を設ける方法としては、特にＩｎ−Ｓｉｔｕ重合法、
液中乾燥法、噴霧乾燥法、静電合体法などがよい。

【００２６】上記のマイクロカプセルを用いる本発明の
画像形成装置の一実施例を図２を用いて説明する。

【００２７】図２は、本発明の一実施例である画像形成
装置１００の概略構成図である。

【００２８】画像形成装置１００の内部には、マイクロ
カプセルを保持し搬送するカプセル保持部材４４と、保
持部材４４に粒子状のマイクロカプセルを塗布するマイ
クロカプセル塗布部２０と、マイクロカプセルを画像情
報に応じて露光する露光部１０と、内包物を放出させる
ためにマイクロカプセルを加熱する加熱機構４０と、放
出された芯物質を受像紙に転写するための転写部材４５
が設けられている。

【００２９】特に、この画像形成装置は、マイクロカプ
セルの芯物質を放出させるためのマイクロカプセル破壊
手段として、加熱機構４０が設けられていることを特徴
としている。

【００３０】露光部１０は、露光ランプ１１と、原稿台
ガラス１５と、原稿カバー１３と、画像の色調を調整す
るためのフィルタ１４と、遮光板１９とから構成されて
いる。

【００３１】マイクロカプセル塗布部２０は、マイクロ
カプセルを貯蔵するケース２１と、かくはん機２３と、
マイクロカプセルを担持する担持体２５と、担持体２５
にマイクロカプセルを供給するための供給体２４と、前
記貯蔵された粉体状のマイクロカプセル１とから構成さ
れている。

【００３２】図示しない直流あるいは交流電源によっ
て、前記保持部材４４とトナー担持体２５と間には、マ
イクロカプセル１をマイクロカプセル担持体２５から保
持部材４４に向けて移動させるための電界が形成されて
いる。

【００３３】上記のマイクロカプセル１は、先に説明し
た図１のマイクロカプセルが水中に分散されたカプセル
スラリーを、スプレードライ法、真空乾燥法などによっ
て乾燥させて得られた、粉体状のマイクロカプセルであ
る。ここで、流動性や帯電性が要求される場合には、マ
イクロカプセルの周囲に無機あるいは有機の微粉末など
を外添すればよい。これらは、公知の電子写真方式に用
いられるトナーの表面改質に関する技術が使用できる。

【００３４】図３は保持部材４４の周辺部分を拡大した
斜視図である。カプセル保持部材４４、および転写部材
４５は共に円柱あるいは円筒形状であり、例えば直径３
０ｍｍ〜１００ｍｍ程度で、長さは３００ｍｍ程度であ
る。

【００３５】さらに、前記保持部材４４の表面には、マ
イクロカプセルなど固形物質を保持し易いように適当な
凹凸が設けられている。一方、転写部材４５の表面はマ
イクロカプセルに内包された液体状の芯物質が付着し易
いような材質、例えばプラズマ処理されたポリエチレン
樹脂などからなる。

【００３６】加熱機構４０は、カプセル保持部材４４の
表面に保持されたマイクロカプセルを非接触状態で加熱
できるように設置され、具体的には抵抗体あるいはハロ
ゲンランプなどによって構成される。

【００３７】さらに、保持部材４４に近接してクリーニ
ング部３０が設置され、そのクリーニング部３０の構成
部材であるクリーニングブレード３１は保持部材４４に
接している。

【００３８】転写部材４５の下部には、ハロゲンランプ
あるいは抵抗体などの熱源が内蔵されたヒートローラ４
６が設けられている。また、転写部材４５とヒートロー
ラー４６の間に受像紙５２が供給される。

【００３９】次に、この装置の動作について説明する。
図示しない起動スイッチがＯＮになると、保持部材４４
が図中の矢印の方向に回転を開始する。

【００４０】マイクロカプセル塗布部２０に於て、かく
はん機２３と供給体２４の回転によって担持体２５にマ
イクロカプセルが帯電されて担持される。担持されたマ
イクロカプセルは、前記保持部材４４と担持体２５の間
に形成された電界によって、保持部材４４の方向に静電
引力を受ける。この結果マイクロカプセル１が保持部材
４４に向けて移動し、保持部材４４に静電気力によって
付着する。すなわち保持部材４４に粉体状のマイクロカ
プセル１ａが塗布される。

【００４１】以上に説明した動作の途中でマイクロカプ
セル１が破壊されないように、マイクロカプセル１の外
壁は十分な強度を持っている。

【００４２】保持部材４４の回転によって、マイクロカ
プセル１ａは露光部１０の下部へ搬送される。ここで露
光部１０のハロゲンランプ１１が点灯し、原稿１２を支
持している原稿台ガラス１５が移動する。これによって
原稿１２に従って露光操作が行なわれる。原稿１２から
反射した光は、画像の色調を調整するためフィルタ１４
を通って、保持部材４４に塗布されたマイクロカプセル
１ａの面に結像される。

【００４３】このように画像情報に応じて露光されたマ
イクロカプセル１ａは、その露光エネルギーの程度に応
じて、芯物質が重合反応するため硬化する。

【００４４】さらに保持部材４４の回転によってマイク
ロカプセル１ａは加熱機構４０の近傍へ搬送される。

【００４５】ここで、硬化していないマイクロカプセル
が加熱されると、壁部材が熱膨張する。図１（ｂ）に示
すように、第一の壁部材２ａと第二の壁部材２ｂの熱膨
張率が異なるため、マイクロカプセルは相似形にではな
く、多数の歪を生じながら膨張する。この歪が特に大き
い部分からマイクロカプセルの壁部材が破壊され、芯物
質３が流出する。露光されたマイクロカプセルは十分に
硬化しているので加熱されても破壊されることはない。

【００４６】さらに、放出された芯物質３および硬化し
ているマイクロカプセルは転写部材４５の近傍に送られ
る。転写部材４５の表面に接触した芯物質３は転写部材
４５に付着し、破壊されたマイクロカプセルの壁材は引
続き保持部材の凹凸に保持される。また、硬化している
マイクロカプセルは、保持部材の凹凸に保持されたまま
である。

【００４７】これら保持部材に留まっている固形物は、
クリーニング部３０のブレード３１によって、保持部材
からはぎ取られ回収される。

【００４８】普通紙である受像紙５２は給紙カセット５
１から取り出され、転写部材４５とヒートローラ４６の
間に送られる。

【００４９】ヒートローラ４６によって、受像紙５２と
転写部材４５が加熱されると、転写部材４５に付着して
いる芯物質は、受像紙に熱転写される。芯物質には、画
像形成物質が含まれているため、受像紙５２に画像が形
成され装置外部に出力される。

【００５０】以上説明した実施例においては、破壊手段
は加熱機構のみから構成された。しかし、マイクロカプ
セルの破壊をより確実にするために、加熱機構と加圧機
構を併用して破壊手段としてもよい。具体的には、図２
における保持部材と転写部材の間に、一定の加圧力が加
わるようにすればよい。この場合も従来の加圧機構のみ
を破壊手段とする装置に比較して、加圧機構は大幅に簡
略化されたものでよい。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明のマイクロカプセルは加熱されると壁材に歪を生
じ、壁部材が破壊されるか、あるいは破壊され易くな
る。したがって、このマイクロカプセルを用いる画像形
成装置では、その破壊手段を加熱機構のみか、加熱手段
と簡略化された加圧機構によって構成できる。すなわ
ち、従来の加圧機構のみを破壊手段とする装置に比較し
て、大幅に小型、軽量化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のマイクロカプセルの断面図である。

【図２】本発明の画像形成装置の概略構成図である。

【図３】本発明の画像形成装置の部分拡大図である。

【符号の説明】

１ マイクロカプセル ２ａ 第一の壁部材 ２ｂ 第二の壁部材 ３ 芯物質 ４ 感光性物質 ５ 画像形成物質 １０ 露光部 ２０ マイクロカプセル塗布部 ３０ クリーニング部 ４０ 加熱機構（破壊手段） ４４ 保持部材 ４５ 転写部材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも顔料等の画像形成物質と感光
   性物質からなる芯物質が、樹脂等の壁部材によって内包
   されたマイクロカプセルであって、壁部材が熱膨張率の
   異なる２種以上の材料によって構成されていることを特
   徴とする画像形成用マイクロカプセル。
2. 【請求項２】 請求項１の画像形成用マイクロカプセル
   を用い、マイクロカプセルから芯物質を放出させるため
   のカプセル破壊手段を有する装置であって、破壊手段に
   マイクロカプセルを加熱するための加熱機構を含むこと
   を特徴とする画像形成装置。