JPH0651501A - 画像形成用マイクロカプセル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 普通紙などの受像紙に対して、画像形成物質
が十分に定着され、かつ明瞭な画像を受像紙本来の質感
を損なうことなく形成することが可能な感光性マイクロ
カプセルを提供する。 【構成】 感光性マイクロカプセルは、顔料、染料、染
料前駆体等の画像形成物質および感光性物質からなる芯
物質が樹脂などによって封入されたものであって、芯物
質中にワックス類などの定着促進物質を含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、モノクロあるいはカラ
ーの画像を形成するために用いられる画像形成用マイク
ロカプセルに関する。

【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（ポ
リエチレンテレフタレート）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、本出願人ら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る。

【０００７】この装置に於いて用いられるマイクロカプ
セルの芯物質は、アクリレートモノマーなどの重合性モ
ノマーと光重合開始剤と増感剤が混合された親油性で液
状の感光性物質と、感光性物質中に分散された色材であ
る画像形成物質からなっている。

【０００８】そして、芯物質が受像紙に転写されると、
芯物質が受像紙の繊維の間に浸透し、芯物質中の画像形
成物質によって画像が形成されるのである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
画像形成装置に於いて画像が形成された受像紙には、画
像形成物質と共に、液体状の感光性物質が多量に転写さ
れ吸収されるので、受像紙の表面が透明になって受像紙
の本来の質感を損なってしまったり、画素の大きさ以上
に芯物質が広がって受像紙に浸透するために画像が不明
瞭になるという問題があった。

【００１０】この問題を解決するために、マイクロカプ
セルの芯物質中の画像形成物質の量を増加させて、画像
形成に要するマイクロカプセルの体積を減少させ、感光
性物質の量を減少させることが考えられる。しかし、こ
のようの芯物質を用いると、液状成分が少ないために受
像紙に浸透しないため、画像形成物質が受像紙の表面に
付着しているだけの状態となる。すなわち、画像形成物
質の受像紙に対する定着性が不足し、画像形成装置内部
における搬送時や、出力された後でユーザーが触れる
と、受像紙上の画像形成物質がはがれたり動いてしまい
画像を乱すという重大な問題を生じていた。

【００１１】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、普通紙などの受像紙に対して、
画像形成物質が十分に定着され、かつ明瞭な画像を受像
紙本来の質感を損なうことなく形成することが可能な画
像形成用マイクロカプセルを提供することにある。

【００１２】

【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、顔料、染
料、染料前駆体等の画像形成物質および感光性物質から
なる芯物質が樹脂などによって封入されたものであっ
て、芯物質中にワックス類などの定着促進物質を含む。

【００１３】

【作用】上記の構成を有する本発明の画像形成用マイク
ロカプセルを一対の加圧ローラ等によって加圧すると、
該マイクロカプセルは変形あるいは破壊されて芯物質を
流出する。この芯物質を受像紙に転写すると、芯物質中
に含まれているワックス等の定着促進成分の働きで、芯
物質が受像紙の表面に定着される。したがって受像紙の
面内で芯物質が画素の大きさ以上に広がって浸透するこ
とはない。

【００１４】

【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。

【００１５】図１は本発明の画像形成用マイクロカプセ
ルを具体化した感光性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、メラミン・ホルムアルデヒド
樹脂からなり厚さ０．０１〜１μｍの壁部材２と、壁部
材に封入された芯物質３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疎水性であり、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】前記定着促進物質としては、紙などの受像
体に対して好ましい定着性を持つものならばよい。ただ
し芯物質を構成する他の成分は親油性であるので定着促
進物質も親油性であればマイクロカプセル化が容易とな
る。また、液体状であるよりも固体状である方が、感光
性物質と相溶しないので光硬化反応を阻害する心配がな
い。

【００２３】このような定着促進物質としては例えば、
カルナウバろう、パラフィンワックス、マイクロクリス
タリンワックスなどのワックス類、ステアリン酸、パル
ミチン酸、ラウリン酸などの高級脂肪酸、ステアリン酸
亜鉛、ステアリン酸鉛、ステアリン酸バリウム、ステア
リン酸マグネシウムなどの高級脂肪酸金属塩、メチルヒ
ドロキシステアレート、グリセロールモノヒドロキシス
テアレートなどの高級脂肪酸誘導体、低分子量ポリエチ
レン、低分子量ポリプロピレン、酸化ポリエチレン、ポ
リイソブチレン、ポリテトラフロロエチレンなどのポリ
オレフィン、エチレンーアクリル酸共重合体、エチレン
ーメタクリル酸共重合体、エチレンー塩化ビニル共重合
体、エチレンー酢酸ビニル共重合体などのオレフィン共
重合体、スチレン系樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル
樹脂、イソブチレンゴム、ニトリルゴム、塩化ゴムなど
のゴム類、ポリビニルピロリドン、ポリアミド、マレイ
ン酸変性フェノール樹脂、シリコン樹脂などの中から単
独あるいは複数種組み合わせて使用できる。

【００２４】上記マイクロカプセルの壁部材は、すでに
当業界において公知の技術となっている方法で作製する
ことが可能である。例えば、米国特許第２８００４５７
号、同第２８００４５８号明細書等に示されるような水
溶液からの相分離法、特公昭３８−１９７４号、同昭４
２−４４６号、同昭４２−７７１号公報等に示されるよ
うな界面重合法、特公昭３６−９１６８号、特開昭５１
−９０７９号公報等に示されるモノマーの重合によるｉ
ｎ−ｓｉｔｕ法、英国特許第９５２８０７号、同第９６
５０７４号明細書に示される融解分散冷却法等がある
が、これに限定されるものではない。

【００２５】また、壁部材の形成材料としては、ゼラチ
ン、アラビアゴム、デンプン、アルギン酸ソーダ、ポリ
ビニルアルコール、ポリエチレン、ポリアミド、ポリエ
ステル、ポリウレタン、ポルユリア、ポリウレタン、ポ
リスチレン、ニトロセルロース、エチルセルロース、メ
チルセルロース、メラミン−ホルムアルデヒド樹脂、尿
素−ホルムアルデヒド樹脂等が用いられるが、光を十分
に透過させるような材質がより好ましい。

【００２６】さらに芯物質３は液体状の感光性物質６
と、感光性物質６中に微細に分散された画像形成物質で
ある顔料粉４と、定着促進物質であるパラフィンワック
ス５からなっている。

【００２７】このマイクロカプセルの製造方法を説明す
る。

【００２８】先ず感光性物質を調整する。重合性モノマ
ーであるポリエチレングリコールジアクリレートとジペ
ンタエリスリトールヘキサアクリレートを３：４に配合
したものを１００重量部と、２，２−ジメチル−２−モ
ルフォリノ−４´−メチルチオアセトフェノンを３．５
重量部と、２，４−ジエチルチオキサントンを３．５重
量部と、３−テノイル−７−ジメチルアミノクマリンを
０．５重量部を混合し１００℃で１０分間加熱する。こ
れにジスアゾ系イエロー顔料１重量部と粒径１〜５μｍ
の粒子状のパラフィンワックス２０重量部を加え５分間
超音波分散し、マイクロカプセルの芯物質となる親油性
物質を得る。

【００２９】この親油性物質にＰＶＡ１０％水溶液を加
えホモジナイザーによって乳化し０／Ｗエマルジョンを
得る。このエマルジョンを塩化アンモニウム水溶液によ
って希釈し、さらに、メラミンプレポリマー水溶液を加
える。このメラミンプレポリマーはＰＨ８のアルカリ水
溶液にメラミンとホルマリンを１：３の割合で溶解し１
５分間８０℃で加熱して得られるものである。このエマ
ルジョンを水温８０℃で４時間攪はんすると、前記親油
性である芯物質の液滴の周りにメラミン樹脂が析出し、
イエロー発色用の感光性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得た。

【００３０】このカプセルスラリーの中から少量を抽出
し、レーザー回折式粒度分布計によって粒径を測定した
ところ、平均８μｍであった。

【００３１】増感染料と顔料をマゼンタ色用、あるいは
シアン色用のものを用い、前記イエローのマイクロカプ
セルの場合と同様の方法によってマゼンタ発色用、およ
びシアン発色用の感光性マイクロカプセルが分散された
カプセルスラリーが得られた。

【００３２】この３色のカプセルスラリーを十分に混合
し、さらに、混合されたカプセルスラリーを真空凍結乾
燥機によって乾燥して、フルカラー画像形成に用いられ
る粒子状のマイクロカプセルが得られた。

【００３３】なお、このマイクロカプセルの製法におい
て、メラミンプレポリマーの代わりに、尿素プレポリマ
ーを用いることにより、尿素・ホルマリン樹脂の外壁か
らなるマイクロカプセルを作製できる。

【００３４】以下、本実施例の感光性マイクロカプセル
を使用した画像形成装置の一例を図２を用いて説明す
る。

【００３５】図２において、画像形成装置１００の内部
には、マイクロカプセルを保持搬送するカプセル保持部
３０と、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
光するための露光部１０と、マイクロカプセルの芯物質
を受像紙に転写するための転写部４０が設けられてい
る。

【００３６】カプセル保持部３０は、カプセル保持ロー
ラ３１と保持ローラ３１とクリーニング部３３からな
り、クリーニング部３３のクリーニングブレード３４の
先端は保持ローラ３１に接している。

【００３７】転写部４０は転写ローラ４１と、転写ロー
ラ４１と受像紙５１を挟んで対向し発熱抵抗体などの加
熱源を含むヒートローラ４５とからなる。

【００３８】さらに、カプセル保持ローラ３１と転写ロ
ーラ４１が対向する領域は、マイクロカプセルを加圧し
て芯物質を放出させるための破壊部４２を構成する。

【００３９】カプセル保持ローラ３１、および転写ロー
ラ４１は共に円柱あるいは円筒形状であり、例えば直径
３０ｍｍ〜２００ｍｍ程度で、長さ（図１では紙面に垂
直方向の長さ）３００ｍｍ程度である。さらにこの保持
ローラ３１および転写ローラ４１は、マイクロカプセル
を破壊するための加圧力に耐えることが必要であるた
め、少なくとも芯部分はステンレス、アルミニウムなど
の金属によって構成されている。

【００４０】さらに、前記保持ローラ３１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、転写ローラ４１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。

【００４１】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。

【００４２】マイクロカプセル塗布部２０は、前記保持
ローラ３１にマイクロカプセルを乾式塗布するために設
けられ、マイクロカプセル１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、前記貯蔵された粒子状のマイクロカプ
セル１から構成されている。

【００４３】ここで、図示しない直流あるいは交流電源
によって、前記保持ローラ３１とマイクロカプセル担持
体２５との間には、マイクロカプセルを担持体２５から
保持ローラ３１に向けて移動させるための電界が形成さ
れている。

【００４４】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３１
が図中の矢印の方向に回転を開始する。

【００４５】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、前記保持ローラ３１と担持体２５の
間に形成された電界によって、保持ローラ３１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
持ローラ３１に向けて移動し、保持ローラ３１に静電気
力によって付着する。すなわち保持ローラ３１に粒子状
のマイクロカプセル１が塗布される。

【００４６】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。

【００４７】保持ローラ３１が図の矢印方向に回転し、
これにともなって前記塗布されたマイクロカプセル１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に塗布された画像マイクロカプセル１の面
に結像される。

【００４８】このように画像情報に応じて露光された画
像マイクロカプセル１ａは芯物質が重合反応するため硬
化する。露光されなかったマイクロカプセル１ｂでは強
度の変化はない。

【００４９】さらに、マイクロカプセル１ａおよび１ｂ
は、破壊部４２に向けて搬送され、保持ローラ３１と転
写ローラ４１の間に挟まれ、加圧される。

【００５０】前記加圧されたマイクロカプセルのうち、
硬化していないマイクロカプセル１ｂでは、壁材が破れ
て芯物質３が流出する。

【００５１】芯物質３は、前述のように、液体状の感光
性物質６と、感光性物質中に微細に分散された画像形成
物質である顔料粉４と、定着促進物質であるパラフィン
ワックス５からなっている。

【００５２】マイクロカプセル１と転写ローラ４１は接
触しており、転写ローラ４１の表面が芯物質に濡れ易い
材質からできているため、芯物質３は転写ローラ４１に
転写される。

【００５３】前記像露光によって硬化されたマイクロカ
プセル１ａ、および芯物質３が放出された残りの壁部材
２は固形物であるので、保持ローラ３１の表面の凹凸に
よって保持ローラ３１に留まる。その後クリーニング部
３３のブレード３４によって、保持ローラ３１からはぎ
取られ回収、廃棄される。

【００５４】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、転写ローラ４１とヒートローラ４５
の間に送られる。

【００５５】ヒートローラ４５によって、受像紙５２と
転写ローラ４１が加熱されると、転写ローラ４１に付着
している芯物質３も加熱されるためワックスなどの定着
促進物質が軟化あるいは溶融する。したがって、芯物質
３は受像紙５２に転写される。

【００５６】そして、受像紙５２がヒートローラ４５か
ら離れると芯物質３が冷却されるため受像紙上に芯物質
３が定着される。したがって、芯物質３が受像紙の繊維
の間に浸透していくことはない。芯物質３には画像形成
物質４が含まれているため、受像紙５２に画像が形成さ
れ、そして受像紙は装置外部に排出される。

【００５７】以上に説明した画像形成装置では、ヒート
ローラを用いた熱定着によって受像紙に芯物質を定着し
たが、ヒータではなく加圧ローラなどによる、いわゆる
圧力定着によっても可能である。この場合は、圧力によ
って芯物質の定着促進成分が受像紙の表面に擦り込まれ
るので、芯物質のうち液状である感光性物質の受像紙面
内の拡散が定着促進成分によって妨害される。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明の画像マイクロカプセルを用いて受像紙に画像を形
成すれば、定着促進成分の働きによって芯物質が受像紙
に定着されるので、受像紙の面内で芯物質が画素の大き
さ以上に広がって浸透することはない。したがって、受
像紙本来の質感を保ったまま、明瞭な画像を普通紙など
に形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成用マイクロカプセルの内部を
示す図である。

【図２】本発明の画像形成用マイクロカプセルを用いる
画像形成装置の概略構成図である。

【符号の説明】

１ マイクロカプセル ２ 壁部材 ３ 芯物質 ４ 画像形成物質 ５ 定着促進物質 ６ 感光性物質 １０ 露光部 ２０ マイクロカプセル塗布部 ３０ マイクロカプセル保持部 ４０ マイクロカプセル転写部 ４２ 破壊部 ５２ 受像紙 １００画像形成装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも顔料、染料、染料前駆体等の
   画像形成物質および感光性物質からなる芯物質が樹脂な
   どによって封入された画像形成用マイクロカプセルであ
   って、 芯物質中にワックス類などの定着促進物質を含むことを
   特徴とする画像形成用マイクロカプセル。